JP2019162603A - 凝集剤添加量制御装置、汚泥濃縮システム、凝集剤添加量制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】濃縮装置で汚泥を濃縮する工程において、濃縮装置の運転の仕方も考慮しつつ凝集剤の注入率の制御を精度よく行うことができる凝集剤添加量制御装置を提供する。【解決手段】凝集剤添加部によって凝集剤が添加される被処理物が濾過濃縮装置によって分離された分離液の液面を撮像する撮像部と、前記撮像部から得られる撮像データから分離液に存在する懸濁物質の面積を検出する面積検出部と、前記縦型濾過濃縮装置の濾過スクリーンにかかる濾過圧力を検出する圧力検出部と、前記懸濁物質の面積と前記濾過圧力との関係に基づいて、前記凝集剤添加部によって添加される凝集剤の添加量を制御する制御部と、を有する。【選択図】図１

Description

本発明は、凝集剤添加量制御装置、汚泥濃縮システム、凝集剤添加量制御方法に関する。

汚泥等の被処理物の濃縮あるいは脱水を目的として固液分離装置が水処理場等の施設において用いられている。一般的に汚泥等の被処理物は、そのまま固液分離することはできないため、前処理として被処理物に高分子凝集剤を添加し、被処理物中の微小な粒子同士を結び付け、数ｍｍ台の大きさとなるように凝集フロックを形成させた後、固液分離装置によって固液分離されている。高分子凝集剤の添加量が最適であった場合、固液分離にとって最適な数ｍｍ台の凝集フロックが得られるが、添加量が少なかった場合には、凝集フロックの大きさが１ｍｍ未満となり、固液分離の効率が低下する。一方、高分子凝集剤の添加量が著しく過剰であった場合には、凝集フロックの粘度が上昇し、また凝集剤自体が電荷を帯びているため凝集フロックが再分散し凝集フロックの大きさが１ｍｍ未満となり、固液分離の効率が低下する。通常、固液分離装置の運転管理において、被処理部の性状変動を考慮し、高分子凝集剤の添加量を最適値よりも高めに設定されるケースが多く、維持管理コストを増加させている要因となっている。
このような凝集剤の注入率を制御する機能を有する汚泥処理装置もある（例えば特許文献１）。この特許文献１の汚泥処理装置では、汚泥原液中のフロックの凝集状態を撮影し、撮影結果からフロックの面積を求め、このフロックの面積に基づいて凝集剤の添加量を調整している。

特開２０１１−１８９３２１号公報

しかしながら、被処理物に対して凝集剤を過剰に注入すると、有効に活用されないまま濾液とともに系外に排出される場合があり、無駄が生じる。一方で、凝集剤の注入量が不足する場合には、効率よく固液分離をすることができない。
また、特許文献１の汚泥処理装置では、フロックの面積に基づいて凝集剤の注入率を制御しているが、汚泥原液中のフロックの凝集状態は、汚泥原液に対する凝集剤の供給量の過不足が原因の一つに挙げられるが、汚泥濃縮装置の運転の仕方についても原因となる場合がある。そのため、被処理物の性状を考慮して凝集剤の供給量を制御するだけでなく、汚泥濃縮装置の運転の仕方についても考慮して凝集剤の供給量を制御することも考えられる。そのため、特許文献１の汚泥処理装置では、フロックの面積のみを参照したとしても、必ずしも被処理物の性状に応じた凝集剤の注入率となるように制御することができない。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、その目的は、濃縮装置で汚泥を濃縮する工程において、濃縮装置の運転状態も考慮しつつ凝集剤の注入率の制御を精度よく行うことができる凝集剤添加量制御装置、汚泥濃縮システム、凝集剤添加量制御方法を提供することにある。

上述した課題を解決するために、本発明は、凝集剤添加部によって凝集剤が添加される被処理物が濾過濃縮装置によって分離された分離液の液面を撮像する撮像部と、前記撮像部から得られる撮像データから分離液に存在する懸濁物質の面積を検出する面積検出部と、前記濾過濃縮装置の濾過スクリーンにかかる濾過圧力を検出する圧力検出部と、前記懸濁物質の面積と前記濾過圧力との関係に基づいて、前記凝集剤添加部によって添加される凝集剤の添加量を制御する制御部と、を有する。

また、本発明は、上述した凝集剤添加量制御装置を有する汚泥濃縮システムである。

また、本発明は、撮像部が、凝集剤添加部によって凝集剤が添加される被処理物が濾過濃縮装置によって分離された分離液の液面を撮像し、面積検出部が、前記撮像部から得られる撮像データから分離液に存在する懸濁物質の面積を検出し、圧力検出部が、前記濾過濃縮装置の濾過スクリーンにかかる濾過圧力を検出し、制御部が、前記懸濁物質の面積と前記濾過圧力との関係に基づいて、前記凝集剤添加部によって添加される凝集剤の添加量を制御する凝集剤添加量制御方法である。

以上説明したように、この発明によれば、濃縮装置の運転状態も考慮しつつ凝集剤の注入率の制御を精度よく行うことができる。特に、濾過スクリーンにかかる圧力と濾過スクリーンの外部に排出されるＳＳ（浮遊固形物）との関係も加味した上で、凝集剤の供給量を制御することができる。

第１の実施形態における凝集剤添加量制御装置を用いた汚泥濃縮システム１の構成を示す概略構成図である。 カメラ６０が設けられた縦型濾過濃縮装置４０の構成を表す概略構成図である。 制御盤８０とカメラ６０コンピュータ９０との機能の一部を説明する概略ブロック図である。 カメラ６０によって撮像された画像データの一例を示す図である。 カメラ６０によって撮像された画像データの一例を示す図である。 色面積と総周囲長との関係を表す図である。 色面積と、色面積を総周囲長で割った値との関係を表す図である。 スクリュー４０３の単位時間当たりの回転数とＳＳの色面積の関係を説明する図である。 ＳＳの色面積とＳＳの濃度との関係を説明する図である。 汚泥濃縮システム１の動作を説明するフローチャートである。 凝集剤の供給量制御において制御指標と分離液の状態と制御方法（制御内容）との関係を説明する図である。 第２の実施形態における汚泥濃縮システム１ａにおけるカメラ６０ａが設置された近傍を表す概略構成図である。 越流箱４１１を含む近傍を拡大した概略構成図である。 第３の実施形態における汚泥濃縮システム１ｂにおける概略構成図である。

以下、本発明の一実施形態による汚泥濃縮システムについて図面を参照して説明する。
図１は、この発明の一実施形態であり第１の実施形態における凝集剤添加量制御装置を用いた汚泥濃縮システム１の構成を示す概略構成図である。
汚泥濃縮システム１は、凝集剤供給ポンプ１０、凝集剤流量計１１、汚泥供給ポンプ２０、汚泥濃度計２１、汚泥流量計２２、混和槽３０、圧力計３１、縦型濾過濃縮装置４０、カメラ６０、濃縮汚泥引抜ポンプ５０、制御盤８０、コンピュータ９０を含んで構成される。

凝集剤供給ポンプ１０は、制御盤８０からの指示に従い、汚泥供給ポンプ２０から混和槽３０に供給される経路と、混和槽３０とにおける被処理物に対して薬品を供給する。この薬品は、例えば、被処理物の濃縮処理を行なうための成分が含まれる電解質の物質であり、例えば、高分子凝集剤（以下、単に凝集剤とも称する）である。凝集剤供給ポンプ１０は、制御盤８０から出力される制御信号に従った供給量（注入量または注入率ともいう）となるように、凝集剤を供給する。
凝集剤流量計１１は、凝集剤供給ポンプ１０から供給される凝集剤の供給量を測定し、測定結果を制御盤８０に出力する。

汚泥供給ポンプ２０は、制御盤８０からの指示に従い、外部から供給される汚泥等である被処理物を混和槽３０に供給する。汚泥供給ポンプ２０が混和槽３０に被処理物を供給する量（例えば、単位時間当たりの被処理物の体積）は、制御盤８０から供給される駆動信号に基づいて決まる。
汚泥濃度計２１は、汚泥供給ポンプ２０から供給される被処理物の濃度を測定し、測定結果を制御盤８０に出力する。
汚泥流量計２２は、汚泥供給ポンプ２０から供給される被処理物の供給量を測定し、測定結果を制御盤８０に出力する。

混和槽３０は、凝集剤供給ポンプ１０から供給される凝集剤と、汚泥供給ポンプ２０から供給される被処理物とを混和して凝集する。
圧力計３１は、縦型濾過濃縮装置４０における濾過スクリーンにかかる圧力（濾過圧力）を検出し、検出結果を制御盤８０に出力する。

縦型濾過濃縮装置４０は、縦方向に延びる中心軸を有して内部に被処理物が供給される円筒状の濾過スクリーンと、この濾過スクリーンの内部に収容されて上記中心軸回りに回転するスクリューと、濾過スクリーンの側面側の外周部および底部を覆うようにして当該濾過スクリーンを収容する濾過容器と有する。縦型濾過濃縮装置４０は、凝集剤が添加された後の被処理物であって混和槽３０から供給される被処理物を固液分離することで、被処理物を濃縮する。縦型濾過濃縮装置４０は、固液分離を行うことで、分離液と濃縮汚泥をそれぞれ別の経路から排出する。
この実施形態においては、濾過濃縮装置として縦型濾過濃縮装置４０を用いる場合について説明しているが、この濾過濃縮装置は、縦型に限定されず、固液分離する機能を有するものであればよく、例えば、デカンタ型遠心脱水機、スクリュープレス式脱水機等を適用することができる。この実施形態においては、本発明を実施する濾過濃縮装置として特に好ましい縦型濾過濃縮装置４０を用いる場合について説明する。
カメラ６０は、縦型濾過濃縮装置４０の近傍に設けられる。カメラ６０は、凝集剤供給ポンプ１０によって凝集剤が供給され添加された被処理物が縦型濾過濃縮装置４０によって濃縮された後に当該縦型濾過濃縮装置４０によって分離された分離液の液面を撮像する撮像部として機能する。このカメラ６０の近傍には、照明装置が配置される。

汚泥引抜ポンプ５０は、縦型濾過濃縮装置４０において濃縮された後の被処理物（濃縮汚泥）を縦型濾過濃縮装置４０の濾過容器の底部に接続された排出管から抜き出して後段の処理系統に排出する。

制御盤８０は、アンプ８１とシーケンサ８２とを含んで構成され、汚泥濃縮システム１の各部を制御する。アンプ８１は、通信ケーブル７０を介してカメラ６０に接続され、カメラ６０から得られた画像データをシーケンサ８２に対して出力する。シーケンサ８２は、カメラ６０から得られた画像データや、汚泥濃縮システム１の各部の計測器等から得られる信号を元に、汚泥濃縮システム１の各部を制御する。

カメラ６０は、コンピュータ９０に接続され、コンピュータ９０からの指示に基づいて画像処理や信号処理等の各種情報処理を行い、処理結果を制御盤８０に出力する。
また、カメラ６０は、撮像機能を有しており、この撮像結果である画像データに対して各種情報処理を行うことができる。

次に、縦型濾過濃縮装置４０およびカメラ６０に関してさらに説明する。図２は、カメラ６０が設けられた縦型濾過濃縮装置４０の構成を表す概略構成図である。
縦型濾過濃縮装置４０において、
濾過容器４０１は、濾過スクリーン４０２の側面側の外周部および底部を覆うようにして当該濾過スクリーン４０２を収容する。濾過容器４０１の上端は、濾過スクリーン４０２の上端よりも高い位置になるように設定されている。
濾過スクリーン４０２は、円筒状の形状であり、縦方向に延びる中心軸を有して内部に被処理物（凝集汚泥）が供給される。
スクリュー４０３は、濾過スクリーン４０２の内部に収容されて、濾過スクリーン４０２の中心軸回りに回転する。スクリュー４０３には回転軸の外周に螺旋状のスクリュー羽根が取り付けられている。このスクリュー羽根の外径は、濾過スクリーン４０２の内径よりも僅かに小さく設定されている。このスクリュー４０３の上部側の端部には、モータ４０４の出力軸の回転が伝達するように取り付けられている。モータ４０４は、制御盤８０から供給される駆動信号に従って駆動することで、スクリュー４０３を中心軸回りに回転させる。スクリュー４０３が回転することで、濾過スクリーン４０２の内周面がスクリュー羽根によって掻き取られることで、濾過スクリーン４０２が目詰まりしないように更新される。また、スクリュー４０３が回転することで、濾過スクリーン４０２の内周にある凝集汚泥が濾過スクリーン４０２の上方側から下方側に搬送される。

濾過スクリーン４０２と濾過容器４０１との間には、凝集汚泥がスクリュー４０３の回転によって固液分離された際に生じる分離液４０５が一時的に貯留される。凝集汚泥が濾過スクリーン４０２内に供給されつつ固液分離が進むと、濾過容器４０１内に貯留された分離液４０５の量は増加し、その分離液４０５の液面が濾過容器４０１の上端を越えると、分離液４０５のうち、濾過容器４０１の上端を越えた分離液４０６は、濾過容器４０１の外部であって、ケーシング４０７の内部側にオーバーフローすることで排出される。
カメラ６０は、濾過容器４０１の上方側であって、分離液４０５が濾過容器４０１の上端から越流する越流部近傍に取り付けられ、濾過スクリーン４０２と濾過容器４０１の間の分離液４０５の液面を撮像する。

図３は、制御盤８０とカメラ６０とコンピュータ９０との機能の一部を説明する概略ブロック図、図４、図５は、カメラ６０によって撮像された画像データの一例を示す図である。
制御盤８０は、記憶部８０１、判定部８０２、制御部８０３を有する。カメラ６０は、面積検出部６０１、輪郭検出部６０２、記憶部６０３を有する。コンピュータ９０は、設定部９０１を有する。
制御盤８０において、記憶部８０１は、ＳＳ（浮遊固形物）の色面積とＳＳの輪郭検出値（総周囲長）との関係における基準範囲（後述する）を予め記憶する。ここでは、後述する図６（あるいは図７）のようにして定められたＳＳの色面積とＳＳの輪郭検出値との関係における基準範囲を示すデータを記憶する。
また、記憶部８０１は、基準圧力値と、濾過圧力の変化量の基準値である変化量基準値（所定の変化量）を記憶する。
判定部８０２は、懸濁物質の面積と懸濁物質の輪郭との関係と基準範囲との対比を記憶部８０１に記憶されたデータを参照することで行う。
判定部８０２は、懸濁物質の面積を前記輪郭検出値（総周囲長）で割った値と、基準範囲との対比を記憶部８０１に記憶されたデータを参照することで行う。

制御部８０３は、懸濁物質の面積と圧力計３１から得られる濾過圧力との関係に基づいて、凝集剤供給ポンプ１０（凝集剤添加部）が添加する凝集剤の添加量を制御する。
制御部８０３は、懸濁物質の面積が基準面積未満であって、濾過圧力が基準圧力値以下である場合、凝集剤の添加量を減少させる。
制御部８０３は、懸濁物質の面積が基準面積以上である場合、判定部８０２の対比結果に基づいて、懸濁物質の面積と懸濁物質の輪郭との関係に基づく値が基準範囲を下回る場合（または基準範囲未満である場合でもよい）には、凝集剤の添加量を増加させ、懸濁物質の面積と懸濁物質の輪郭との関係に基づく値が基準範囲を上回る場合には、凝集剤の添加量を減少させる。
制御部８０３は、懸濁物質の面積が基準面積未満である場合、凝集剤の添加量を変更する前の濾過圧力と、凝集剤の添加量を変更した後の濾過圧力との差が、所定の変化量以下であるか否かを判定し、所定の変化量以下である場合には、凝集剤の添加量を減少させる。
制御部８０３は、凝集剤の添加量を変更する前の濾過圧力と、凝集剤の添加量を変更した後の濾過圧力との差が、所定の変化量以下であるか否かを判定し、所定の変化量を超えた場合には、判定部８０２の対比結果に基づいて、凝集剤の添加量を制御する。
制御部８０３は、判定部８０２の対比結果に基づいて、凝集剤供給ポンプ１０（凝集剤添加部）が添加する凝集剤の添加量を制御する。

カメラ６０は、前処理として、撮像機能によって得られた画像データの画像の全領域のうち、処理対象となる対象領域を抽出する。例えば、カメラ６０によって撮像された画像データのうち、撮像領域の中心位置を基準として所定の半径の円の内周側を対象領域１００（図４）として抽出する。
カメラ６０において、面積検出部６０１は、カメラ６０から得られる撮像データから分離液に存在する懸濁物質の面積を検出する。
輪郭検出部６０２は、カメラ６０から得られる撮像データから分離液に存在する懸濁物質の輪郭を検出する。
輪郭検出部６０２は、撮像データのうち懸濁物質に該当する画素の画素値と懸濁物質以外の物質に該当する画素の画素値との差が一定以上である場合に輪郭を構成しうる画素として検出する。
輪郭検出部６０２は、輪郭を構成しうる画素として検出された複数の画素のうち隣接する画素について周囲長を求める。ここで、輪郭検出部６０２は、対象領域において色面積として検出された懸濁物質の画素の群が複数ある場合には、それぞれの周囲長を求め、その総和である総周囲長を求める。例えば、懸濁物質の固まりが複数ある場合には、それぞれの周囲長の和を求める。

次に、カメラ６０は、対象領域１００の各画素の画素値を参照し、懸濁物質に対応する画素であるか否かをそれぞれの画素について判定する。
懸濁物質であるか否かの判定は、予め実験を行うことで、実際にカメラ６０によって撮像された画像データや実際の分離液４０５の液面を汚泥濃縮システム１の作業員が確認し、懸濁物質とするか否かの判定基準となる画素値を作業員が設定する。例えば、画像データにおける画素の色相、彩度、明度について、懸濁物質として含める対象の範囲をそれぞれ決定し、基準範囲としてコンピュータ９０により記憶部６０３に書き込みをして記憶させる。
面積検出部６０１は、対象領域１００の各画素の色（画素値）を参照し、懸濁物質に対応する画素の値であるか否かを、記憶部６０３に記憶された基準範囲にあるか否かに基づいて判定を行い、基準範囲にある場合には、懸濁物質として判定し、基準範囲にない場合には、懸濁物質ではないと判定する。この判定は、各画素について行われる。
すなわち、面積検出部６０１は、分離液４０５が撮像されると、この分離液４０５の色は、上述の記憶部６０３に記憶された懸濁物質（ＳＳ）成分の色（色相、彩度、明度）に基づいて、撮影範囲のうち対象領域の面積に対し、事前に設定したＳＳ成分の色に対応する画素の面積（以下、色面積とも称する）の割合（単位は例えば％）で存在するのかを検知する。例えば、検知したＳＳ成分の色面積の割合が大きいほどＳＳ濃度が高く、色面積の割合が小さいほどＳＳ濃度が低いことを表す。
ここで、色面積の割合は、対象領域の面積に対するＳＳ成分の色に対応する画素の面積を求める方法の他に、マスタ画像を用いて色面積の割合を求めることもできる。ここでマスタ画像は、分離液４０５を撮影した画像データのうち、ＳＳ成分に対応する画素がある程度の存在する画像についてＳＳ成分に対応する画素の面積を求めておき、マスタ画像とする。そして、マスタ画像におけるＳＳ成分に対応する画素の面積に対する、判定する対象の画像データの対象領域におけるＳＳ成分に対応する画素の面積の割合を求めるようにしてもよい。マスタ画像を用いる場合は、求められた割合の数が、マスタ画像を用いない場合に比べて大きな値が得られる。

また、ここで、分離液４０５のＳＳ濃度は色面積により測定することが可能であるが、縦型濾過濃縮装置４０の運転状態においてＳＳ濃度が上昇した場合、その原因が凝集剤の添加の不足によるものか、もしくは凝集剤の添加の過剰によるものか、縦型濾過濃縮装置４０の運転が適正でないかをＳＳ濃度だけで判断することができない。
そこで、ＳＳ濃度の上昇が凝集剤の添加の不足によるものかを判断するため、上述した色面積のほかに、縦型濾過濃縮装置４０の運転状態も参照する。例えば、この実施形態においては、運転状態としては、濾過スクリーンの内周面に対して与えられる圧力を参照する。
輪郭検出部６０２は、画像データの色面積として特定された画素と、その画素に隣接する画像であって色面積として特定されなかった画素との色のコントラストに基づいて、その境界線を輪郭とするか否かを判断し、輪郭とすると判定された場合には、その輪郭のピクセル数を輪郭検出値として測定する。輪郭とするか否かの判断基準は、コントラストを用いることができるが、例えば、画像データの色面積として特定された画素と、その画素に隣接する画像であって色面積として特定されなかった画素の画素値の差が基準コントラスト値以上である場合に輪郭であると判定し、基準コントラスト値未満である場合には輪郭ではないと判断する。基準コントラスト値は取り扱う被処理物の性状や運転基準等に基づいて、コンピュータ９０により任意に設定することができる。基準コントラスト値を大きな値に設定する場合には、色面積であると判定された懸濁物質とその周囲（背景）との画素値の差が大きい場合に輪郭として検出されるため感度を低く設定することができ、基準コントラスト値を小さな値に設定する場合には、色面積であると判定された懸濁物質とその周囲（背景）との画素値の差が小さくても輪郭として検出されるため感度を高く設定することができる。このような基準コントラスト値は、記憶部６０３に記憶しておく。
輪郭検出部６０２は、輪郭であると検出された画素が隣接するように連なり、色面積として判定された懸濁物質の画素を取り囲むような関係になった場合に、連なった画素の数をカウントすることで周囲長を測定する。ここでは、一部の画素が連なっていなかった場合であっても、離間する画素の数が所定数以下であれば輪郭として見なしても周囲長を測定してもよい。

ここで、凝集剤の注入率が不足して分離液のＳＳ濃度が上昇した場合、凝集剤と反応しなかった汚泥（あるいは反応したが十分に凝集されなかった汚泥）は、濾過スクリーン４０２を通過し、濾過スクリーン４０２と濾過容器４０１の間に分離液４０５とともに排出される。分離液４０５には凝集剤が残留していないため、分離液４０５中に浮遊するＳＳは再凝集せず小さな粒子として懸濁する。ここで、ＳＳ濃度が高いほど懸濁の度合いが高い（より懸濁する）。このような場合、ＳＳとして存在する粒子が微細であるため、色面積として判定された画素と、その画素に隣接する色面積として判定されなかった画素との画素値の差が基準コントラスト値未満となる。その結果、分離液４０５におけるＳＳ濃度が高くても輪郭検出部６０２は、輪郭を検出することができない。
一方、凝集剤の注入率が適正以上であって、分離液４０５のＳＳ濃度が高い場合、分離液４０５には、凝集剤がある程度残留しているため、この分離液４０５に残留する凝集剤と浮遊するＳＳとが再凝集して大きな固まりとなるため、輪郭検出部６０２は、ＳＳの輪郭を検知することができる。
したがって、分離液４０５のＳＳ濃度が高く、輪郭として検出された総周囲長の値が小さい場合は、凝集剤が不足していると判断でき、総周囲長の値が大きい場合は、凝集剤が過剰であるか、または濃縮装置の運転条件が適正でないと判断できる。

図４は、汚泥に対する凝集剤の注入率が適正である場合における分離液４０５の液面を撮像した撮像データが画像処理された後の画像である。ここでは、コンピュータ９０が対象領域１００を対象として、懸濁物質に対応する色面積を検出した場合における画像を表す。図４（ａ）は、面積検出部６０１が色面積の判定を行った後の画像を表す。ここでは、分離液４０５において残留した凝集剤がＳＳと反応して再凝集され、分離液４０５の液面部分に存在する懸濁物質（例えば符号１０１）が色面積として判定される。この図においては、このような色面積として検出された部位は、対象領域内に複数検出されている。また、符号１０２は、照明装置の照明光が反射した部位について撮像されているが、このような画素については、色面積の対象となる画素の基準範囲に入らないため、色面積としては検出されない。
図４（ｂ）は、色面積が検出された画像に対して輪郭検出部６０２が輪郭の検出を行った後の画像を表す。ここでは、検出された輪郭（符号１１０）が、対象領域において複数検出されている。
このように、凝集剤の注入率が適正である場合には、色面積の増減に対して輪郭としての総周囲長も増減する。そのため、総周囲長に対する色面積の数（色面積÷総周囲長）は、ある程度低い数値となる。

図５は、汚泥に対する凝集剤の注入率が不足している場合における分離液４０５の液面を撮像した撮像データが画像処理された後の画像である。ここでは、コンピュータ９０が対象領域１００を対象として、懸濁物質に対応する色面積を検出した場合における画像を表す。図５（ａ）は、面積検出部６０１が色面積の判定を行った後の画像を表す。ここでは、分離液４０５において凝集剤がほとんど残留していないため、ＳＳと再凝集することがない。そのため、分離液４０５の液面側にはＳＳが細かい粒子として浮遊し、その結果、分離液４０５の液面部分に存在する懸濁物質（例えば符号１０１）が色面積として判定されるが、一方で、その色面積としては判定されなかった画素においても、色面積として判定された画素に近い値の画素として存在することとなり、そのコントラストは、基準コントラスト値未満となる。そのため、図５（ｂ）のように、色面積として検出された画素の数が多いもかかわらず、輪郭がほとんど検出されることがない。したがって、凝集剤の注入率が不足している場合には、色面積の値が大きく、分離液４０５にＳＳが多量にリークしているにもかかわらず、検出される輪郭の総周囲長は低い値となり、総周囲長に対する色面積の数（色面積÷総周囲長）は、注入率が適正である場合に比べて大きな数値となる。

このような色面積、周囲長、凝集剤の添加量との関係を種々の場面におけるデータを蓄積しておき、このデータを用いることで、制御部８０３は、凝集剤の添加量を制御する。
図６は、色面積と総周囲長との関係を表す図である。
この図において、横軸はＳＳの色面積を表し、縦軸はＳＳの輪郭検出値（総周囲長）を表す。符号３００に示す曲線は、凝集剤の添加量が第１の値である場合を表し、符号３１０に示す曲線は、第１の値よりも大きな添加量であって適正な添加量である場合を表し、符号３２０に示す曲線は、第２の値よりも大きな添加量であって適正な添加量である場合を表す。これら符号３００、符号３１０、符号３１１は、それぞれ異なる添加量における色面積値と輪郭検出値の測定結果を採取し、得られた測定結果を横軸に色面積値、縦軸に輪郭検出値としてプロットし近似曲線として得られた曲線である。
符号３００に示す曲線においては、凝集剤の添加量が不足している場合を表しており、分離液４０５において再凝集されない状態であり、そのため、ＳＳの色面積が増大したとしても、輪郭がほとんど検出されないため、ほぼ横ばいの直線状のグラフとなっている。
一方、符号３１０、符号３２０に示す曲線は、ＳＳの色面積の数値が増大するにつれてＳＳ輪郭検出値も増大する関係にある。これは、凝集剤の添加量が適正であるため、分離液４０５において凝集剤がＳＳと反応して再凝集するため、色面積が増えると検出される輪郭も増大するため、総周囲長も増える傾向にある。
本実施形態においては、このようにして、異なる添加量における色面積値と輪郭検出値のデータを採取し、その結果に基づいて、適正な添加量となる値を予め定めておき、凝集剤の添加量の制御に用いる。ここでは、符号３１０、符号３２０に示す曲線について、いずれも適正な凝集剤の添加量である場合を表しているが、いずれの場合を凝集剤の添加量の制御に用いるかについては、汚泥濃縮システム１に被処理物として供給される汚泥の性状や、運転基準等に基づいて選択すればよい。例えば、符号３１０に示す場合における凝集剤の添加量を適正な添加量となる値として制御に用いる場合を一例として説明する。
ここでは、符号３１０に示す曲線を基準として、一定範囲を基準範囲として定める。例えば、この曲線が示す値に対する±20％、好ましくは±10％を基準範囲とし、その範囲に収まるように注入率を制御する。符号３１１が示す曲線は、基準範囲の上限値を表し、符号３１２が示す曲線は、基準範囲の下限値を表す。

図７は、色面積と、色面積を総周囲長で割った値との関係を表す図である。この図７においては、図６で示す測定結果において、色面積を輪郭検出値で割った値を縦軸とし、図６で示す測定結果における色面積を横軸にした場合を表している。図６を用いて説明した基準範囲については、色面積と輪郭検出値との関係において基準範囲を定める場合について説明したが、このように、色面積を輪郭検出値で割った値と色面積との関係において基準範囲を定めるようにしてもよい。
ここでは、符号３５０に示す直線は、図６符号３００に示す曲線に対応する関係（凝集剤の添加量が同じ）であり、符号３６０に示す直線は、図６符号３１０に示す曲線に対応する関係（凝集剤の添加量が同じ）であり、符号３７０に示す直線は、図６符号３２０に示す曲線に対応する関係（凝集剤の添加量が同じ）である。例えば、符号３６０に示す直線を凝集剤の添加量の制御に用いる場合には、符号３６０の直線を基準として所定の範囲（±20％、好ましくは±10％）を基準範囲として定めることができる。符号３６１が示す直線は、基準範囲の上限値を表し、符号３６２が示す直線は、基準範囲の下限値を表す。

なお、コンピュータ９０の設定部９０１は、カメラ６０の各種設定を行うこともできる。例えば、照明装置の照明の明るさ、フォーカス、撮影頻度、基準画像の登録、検出範囲、検出内容の設定（色面積や輪郭検出など）、色面積を使用する場合には検出したい色（色相、彩度、明度）を、キーボードやマウスなどの入力装置から作業員によって操作される内容に応じて設定する。輪郭検出を使用する場合には、輪郭を検出する感度の設定を行うこともできる。

上述した構成のうち、カメラ６０（撮像部）、面積検出部６０１、輪郭検出部６０２、判定部８０２、制御部８０３の機能を含むようにして凝集剤添加量制御装置を構成するようにしてもよい。また、面積検出部６０１、輪郭検出部６０２、記憶部６０３の機能を制御盤８０に設けるようにしてもよいし、コンピュータ９０の機能として設けるようにしてもよい。

ここで、凝集剤の供給量が与える影響として分離液のＳＳ回収率（縦型濾過濃縮装置４０に供給される濃縮汚泥に対する、縦型濾過濃縮装置４０において固液分離された際に濾過スクリーン４０２内に得られる固体（凝集されたＳＳ）が得られる割合）のほか、縦型濾過濃縮装置４０の運転の仕方を決める運転パラメーターの１つとしては、「ろ過圧力」が挙げられる。
ろ過圧力は、縦型濾過濃縮装置４０が適正に運転されているか否かの指標として用いることができ、ろ過圧力が予め定められた圧力（基準圧力値）よりも高い場合には、濾過するために濾過スクリーン４０２に対してかかる抵抗が大きいため、凝集状態が悪化しているか、濾過スクリーンに目詰まりが生じていると判断できる。圧力基準値は、縦型濾過濃縮装置４０の機種やサイズによって異なる値を用いるようにしてもよい。

図８は、スクリュー４０３の単位時間当たりの回転数とＳＳの色面積の関係を説明する図である。
この図において、縦軸はＳＳの色面積を表し、横軸はスクリューの単位時間当たりの回転数を表す。ここでは、スクリューの回転数が増加すると、ＳＳの色面積も増加する関係があり、また、スクリューの回転数がある回転数（ここでは１６ｍｉｎ^−１）よりも大きくなると、ＳＳの色面積が増加しやすくなった。これは、この結果から、汚泥処理量に対して適切なスクリューの回転数で運転をしないと、ＳＳの回収率が悪化する（ＳＳが分離液とともにスクリーンの外部に排出される）ことが確認できた。例えば、スクリュー回転数が適切な回転数よりも低くなった場合には、スクリューによる処理対象物の搬送またはスクリューの刃先に設けられたスクレーパーによる濾過面の更新のうち少なくともいずれか一方の機能が果たせなくなるため、濾過圧力が上昇する。また、スクリュー回転数が適切な回転数よりも低い場合には運転不能、高い場合には、ＳＳ回収率が悪化するため、通常は運転不能に陥らないようにしつつ適切な回転数で運転することが好ましい。例えば、スクリューの適切な回転数は、濾過濃縮装置に投入される汚泥量（投入汚泥固形物量）に依存するため、投入汚泥固形物量に比例するように決定されモータ４０４が制御される。
図９は、ＳＳの色面積とＳＳの濃度との関係を説明する図である。
この図において、縦軸はＳＳの濃度を表し、横軸はＳＳの色面積を表す。ここでは、色面積が増大すると、ＳＳの濃度も増大するような相関関係があることを確認することができた。

図１０は、汚泥濃縮システム１の動作を説明するフローチャートである。
カメラ６０は、分離液４０５の液面を撮像する（ステップＳ１０１）。コンピュータ９０の面積検出部６０１は、撮像された画像データに基づいて、色面積を検出する（ステップＳ１０２）。色面積が検出されると、輪郭検出部６０２は、色面積として検出された懸濁物質の輪郭を検出し（ステップＳ１０３）、検出された輪郭の周囲長を検出する（ステップＳ１０４）。ここでは、画像データの対象領域において色面積が複数箇所において検出された場合には、色面積として検出された懸濁物質のそれぞれの輪郭の周囲長の和を求めることで、総周囲長を検出する。
周囲長が検出されると、制御部８０３は、所定のウエイト時間が経過するまで待った後（ステップＳ１０５）、検出された色面積が基準面積未満であるか否かを判定する（ステップＳ１０６）。色面積が基準面積未満である場合、制御部８０３は、圧力計３１から得られる濾過圧力が基準圧力値（例えば1.5kPa）以下であり、かつ、濾過圧力の変化量が、変化量基準値（例えば、＋0.2kPa）以下であるか否かを判定する（ステップＳ１０７）。ここでは、基準面積、基準圧力値、変化量基準値については、記憶部８０１に予め記憶しておき、これらの処理を行う際に、制御部８０３が記憶部８０１を参照することができるようになっている。
制御部８０３は、圧力計３１から得られる濾過圧力が基準圧力値以下であり、かつ、濾過圧力の変化量が、変化量基準値以下である場合には、凝集剤の供給量を減少させる（ステップＳ１０８）。
ここで、濾過圧力の変化量は、凝集剤の供給量を増加、減少、維持のいずれかの制御を行う直前の濾過圧力と、凝集剤の供給量を増加、減少、維持のいずれかの制御を行ってからタイマーに設定された時間が経過した際における濾過圧力とを比較し、その濾過圧力の差を求めることで、濾過圧力の変化量を求める。このタイマーに設定される時間は、任意の時間を設定することができるが、例えば、凝集剤の供給量の維持または変更の制御を行われた後の濃縮汚泥が、縦型濾過濃縮装置４０において固液分離される際の分離状況が安定するまでの時間を考慮して設定することができる。具体的に、タイマーに設定される時間は、例えば１０分から２０分の間のいずれかの時間を用いることができる。
また、ここでは、例えば、凝集剤供給ポンプ１０から供給する凝集剤の供給量を特定する複数の異なるレベルを予め設定しておき、制御部８０３は、この複数のレベルのうち、現在のレベルよりも、凝集剤の供給量が減るように１つレベルを下げるように凝集剤供給ポンプ１０に制御信号を出力する。凝集剤供給ポンプ１０は、凝集剤の供給量を１段分減少するようにして供給する。これにより、凝集剤供給ポンプ１０から供給される凝集剤の供給量が減少し、濾過スクリーン４０２内から分離液４０５側に排出される凝集剤の量が減少しやすい傾向に進む。ステップＳ１０８の後、一定時間のウエイト時間が経過した後、ステップＳ１０１に移行する。

一方、ステップＳ１０７において、圧力計３１から得られる濾過圧力が基準圧力値以下ではない場合（ステップＳ１０７−ＮＯ）、濾過圧力の変化量が変化量基準値以下ではない場合（ステップＳ１０７−ＮＯ）、凝集剤の供給量について増加、減少、維持のいずれにするかの決定をまだ行っていない段階である場合（例えば、ステップＳ１０８、ステップＳ１１０、ステップＳ１１２、ステップＳ１１３のいずれのステップも実行していない段階）、のいずれかである場合には、ステップＳ１０９に移行する。

ステップＳ１０９において、判定部８０２は、記憶部８０１に記憶された基準範囲のデータを参照し、色面積に対する周囲長（輪郭検出値）の値が基準範囲にあるか否かを判定する。（ステップＳ１０９）。
制御部８０３は、判定部８０２の対比結果に基づいて、色面積に対する周囲長（輪郭検出値）の値が基準範囲にある場合、凝集剤供給ポンプ１０が供給する凝集剤の添加量を維持する（ステップＳ１１０）。その後、一定時間のウエイト時間が経過した後、ステップＳ１０１に移行する。

一方、ステップＳ１０９において、色面積に対する周囲長の値が基準範囲外である場合、判定部８０２は、色面積に対する周囲長の値と基準範囲の下限値とを対比する（ステップＳ１１１）。制御部８０３は、判定部８０２の対比結果において、色面積に対する周囲長の値が基準範囲の下限値未満である場合には、凝集剤供給ポンプ１０から供給する凝集剤の供給量を増加させる（ステップＳ１１２）。ここでは、例えば、制御部８０３は、この複数のレベルのうち、現在のレベルよりも、凝集剤の供給量が増加するように１つレベルを上げるように凝集剤供給ポンプ１０に制御信号を出力する。凝集剤供給ポンプ１０は、この制御信号を受け、凝集剤の供給量を１段分増加するようにして供給する。これにより、凝集剤供給ポンプ１０から供給される凝集剤の供給量が増加し、濾過スクリーン４０２内から分離液４０５側に排出される凝集剤の量が増加する傾向に進む。ステップＳ１０９の後、一定時間のウエイト時間が経過した後、ステップＳ１０１に移行する。

一方、制御部８０３は、判定部８０２の対比結果において、色面積に対する周囲長の値が基準範囲の下限値未満ではない場合、すなわち、色面積に対する周囲長の値が基準範囲を上回る場合には、凝集剤供給ポンプ１０から供給する凝集剤の供給量を減少させる（ステップＳ１１３）。ここでは、例えば、制御部８０３は、この複数のレベルのうち、現在のレベルよりも、凝集剤の供給量が減るように１つレベルを下げるように凝集剤供給ポンプ１０に制御信号を出力する。凝集剤供給ポンプ１０は、凝集剤の供給量を１段分減少するようにして供給する。これにより、凝集剤供給ポンプ１０から供給される凝集剤の供給量が減少し、濾過スクリーン４０２内から分離液４０５側に排出される凝集剤の量が減少する傾向に進む。ステップＳ１０９の後、一定時間のウエイト時間が経過した後、ステップＳ１０１に移行する。
一方、ステップＳ１０６において、色面積が基準面積未満ではない場合には、ステップＳ１０９に移行する。
なお、判定部８０２は、図１０のフローチャートのステップＳ１０９およびステップＳ１１１の判定に限定されず、記憶部８０１に記憶された基準範囲の上限値と色面積に対する周囲長の値とを対比し、その後、記憶部８０１に記憶された基準範囲の下限値と色面積に対する周囲長の値とを対比して判定してもよい。または、記憶部８０１に記憶された基準範囲の下限値と色面積に対する周囲長の値とを対比し、その後、記憶部８０１に記憶された基準範囲の上限値と色面積に対する周囲長の値とを対比して判定してもよい。

図１１は、凝集剤の供給量制御において制御指標と分離液の状態と制御方法（制御内容）との関係を説明する図であり、図１０において説明した汚泥濃縮システム１の動作に対応している。
制御指標は、凝集剤の供給量を制御する際に判断基準として参照する情報とその内容を表している。制御指標は、ＳＳの色面積、濾過圧力、曲線判定がある。この曲線判定とは、上述した色面積に対する周囲長の値が基準範囲にあるか否かの判定を表す。
ＳＳの色面積が基準面積未満であって、濾過圧力が基準圧力値以下である場合には、分離液の状態は、清澄（適正な状態）であり、曲線判定を行うこと無く、凝集剤の供給量を減少させる制御を行う。ここでは、凝集剤の供給量を減少させても分離液の状態が清澄な状態を保つことができれば、凝集剤を無駄に供給してしまうこと抑制することができる。
ＳＳの色面積が基準面積未満であり、濾過圧力が基準圧力値を超えている場合であって、曲線判定において、基準範囲内である場合、分離液の状態は、ＳＳの量は少ない状態であるといえる。すなわち、一部のＳＳは分離液に残留する凝集剤と反応して再凝集し、他の一部は、分離液において浮遊することで分離液がやや懸濁する状態である。この場合には、分離液の状態としては適正な状態であるため、凝集剤の供給量を維持する制御を行う。これにより、凝集汚泥に対する凝集剤の供給量が過剰になったり不足することを防止し、適正な供給量を維持することができる。

ＳＳの色面積が基準面積未満であり、濾過圧力が基準圧力値を超えている場合であって、曲線判定において、基準範囲よりも低いと判断されている場合、分離液の状態は、ＳＳの量は少ない状態であるものの、分離液に残留する凝集剤がほとんどないため、ＳＳがほぼ再凝集しておらず、懸濁している状態である。このような場合には、分離液の状態としては凝集剤の供給量が不足している状態であるため、凝集剤の供給量を増加する制御を行う。これにより、凝集汚泥に対する凝集剤の供給量が不足している状態を解消することが可能となり、分離液の状態を良好な状態に近づけることができる。

ＳＳの色面積が基準面積未満であり、濾過圧力が基準圧力値を超えている場合であって、曲線判定において、基準範囲を超えていると判断されている場合、分離液の状態は、分離液に残留する凝集剤が多く存在しているため、ＳＳが再凝集する傾向にあり、ＳＳが少なく、懸濁の度合いは低い。このような場合には、分離液の状態としては凝集剤の供給量が過剰であるため、凝集剤の供給量を減少させる制御を行う。これにより、分離液が懸濁になりにくいようにしつつ、凝集汚泥に対する凝集剤の供給量が過剰となっている状態を解消することが可能となる。

ＳＳの色面積が基準面積以上である場合には、分離液の液面には、ＳＳがある程度多く存在する状態であり、ＳＳが分離液とともに濾過スクリーンの外部に多く排出されている状態である。このような場合には、濾過圧力については参照せず、曲線判定の結果を参照する。その際、曲線判定において、基準範囲内であると判定されている場合、分離液の状態は、分離液に残留する凝集剤がある程度存在しているため、一部のＳＳは分離液に残留する凝集剤と反応して再凝集し、他の一部は、分離液において浮遊することで分離液がやや懸濁する状態である。この場合には、分離液の状態としては適正な状態であるため、凝集剤の供給量を維持する制御を行う。これにより、凝集汚泥に対する凝集剤の供給量が過剰になったり不足することを防止し、適正な供給量を維持することができる。

また、この曲線判定において、基準範囲よりも低いと判定されている場合、分離液の状態は、分離液に残留する凝集剤があまり存在しないため、ＳＳの量は多く、分離液が懸濁している状態である。この場合には、分離液の状態としては凝集剤の供給量が不足している状態であるため、凝集剤の供給量を増加する制御を行う。これにより、凝集汚泥に対する凝集剤の供給量が不足している状態を解消することが可能となり、分離液の状態を良好な状態に近づけることができる。
また、この曲線判定において、基準範囲を超えていると判断されている場合、分離液の状態は、分離液に残留する凝集剤が多く存在しているため、ＳＳが再凝集する傾向にあり、ＳＳが多く、懸濁の度合いは低い。このような場合には、分離液の状態としては凝集剤の供給量が過剰であるため、凝集剤の供給量を減少させる制御を行う。これにより、分離液が懸濁になりにくいようにしつつ、凝集汚泥に対する凝集剤の供給量が過剰となっている状態を解消することが可能となる。

なお、上述した実施形態において、ステップＳ１０１において撮影した画像データの１つのみを利用して色面積や輪郭の検出を行ってもよいが、撮影した画像データの過去の所定の期間の画像データにおいて検出されたそれぞれの色面積や輪郭の検出値の平均値を対象として判定部８０２が対比し、対比結果に基づいて、制御部８０３が制御をするようにしてもよい。例えば、１０分間程度の過去の画像データを対象として移動平均を求め、判定部８０２による判定と制御部８０３による制御を行うようにしてもよい。また、カメラの撮影条件によっては、カメラ６０ａの撮像範囲にＳＳが浮遊して収まるように撮像されるか否かに応じてこれら検出値が大きく変動する場合もあり、このような場合には、直近の過去の平均値（移動平均等）を用いることで判定部８０２の判定精度を向上させることができる。

上述した実施形態において、混和槽３０は、ラインミキサーを用いるようにしても良く、ラインミキサーと混和槽３０とを組み合わせるようにしても良い。汚泥と凝集剤の混合により形成された凝集汚泥は、縦型濾過濃縮装置４０の上部から投入され濾過スクリーン４０２を介して固液分離されても良い。カメラ６０は、分離液４０５の液面を撮像し、これにより、分離液４０５に含まれるＳＳの色面積およびＳＳの輪郭（大きさ）が測定される。分離液の水質（ＳＳ濃度）が良好であれば、ＳＳの色面積は小さく、汚泥の固液分離が効率的に行われていると判断できる。
このように、凝集の良し悪しを分離液のＳＳ濃度およびＳＳの輪郭（大きさ）で判断されるが、予め凝集剤の最適注入率におけるＳＳ色面積とＳＳ輪郭検出値の関係（曲線）を把握しておき、その最適曲線±20％好ましくは±10％の範囲に入るように凝集剤の注入率が自動で調整されても良い。最適曲線については、「ＳＳの色面積」と「ＳＳの色面積／ＳＳの輪郭検出値」の近似直線でも良い。
実測した結果が最適曲線±20％好ましくは±10％の範囲に収まっている場合には凝集剤の注入率は維持される。

しかしながら、実測した結果が最適曲線±20％好ましくは±10％の範囲を下回る場合には（「ＳＳの色面積」と「ＳＳの色面積／ＳＳの輪郭検出値」の近似直線を使った場合は上回る場合）、凝集剤の注入率が不足していると判断し、凝集剤供給ポンプの回転数を1段階増加させ凝集剤の注入量を増加させる。なお、凝集剤供給ポンプの1段階当たりの増加量については、任意に設定することができる。
実測した結果が最適曲線±20％好ましくは±10％の範囲を上回る場合には（「ＳＳの色面積」と「ＳＳの色面積／ＳＳの輪郭検出値」の近似直線を使った場合は下回る場合）、凝集剤の注入率が過剰と判断し、凝集剤供給ポンプの回転数を1段階減少させ凝集剤の注入量を減少させる。なお、凝集剤供給ポンプの1段階当たりの減少量については、任意に設定することができる。
分離液のＳＳ色面積およびＳＳの輪郭は常時連続的に測定されるが、凝集剤の注入量を増加または減少させた後は、混和槽および濃縮装置の滞留時間を考慮し10分から20分程度のウエイト時間を経過してから、凝集剤の注入不足か適正かを再度判定し、凝集剤の供給量の制御を行うようにしてもよい。
縦型濾過濃縮装置の洗浄工程時は、分離液のＳＳ濃度が一時的に上昇することから、洗浄工程時および洗浄工程後10分程度は本制御を行わない。
このように、凝集剤の注入率が最適となるように自動で制御されるため、縦型濾過濃縮装置のＳＳ回収率は高く維持され、凝集剤の使用量も削減することが可能となる。

また、凝集剤供給ポンプ１０から供給される凝集剤の供給量は、供給レベルとして予め複数レベルを複数段設定しておき、色面積に対する周囲長（輪郭検出値）の値が、基準範囲から乖離した度合に応じた供給レベルとなるようにして決定してもよい。

次に、第２の実施形態を説明する。第２の実施形態において、汚泥濃縮システム１ａは、第１の実施形態における汚泥濃縮システム１の一部について同様の構成を有しているため、異なる構成について説明する。
図１２は、第２の実施形態における汚泥濃縮システム１ａにおけるカメラ６０ａが設置された近傍を表す概略構成図である。この図に示されていない部分については、第１の実施形態における汚泥濃縮システム１と構成が同じであるため、その説明を省略する。
この第２の実施形態において、濾過容器４０１の側面のうち上端部近傍には、濾過容器４０１から分離液４０５を分岐して取り出す分岐配管４１０が設けられる。
ケーシング４０７の内周面の高さ方向において、うち濾過容器４０１に取り付けられた分岐配管４１０と同程度の高さの近傍には越流箱４１１（分離液貯留部の一例）が設けられる。越流箱４１１は、分岐配管４１０から取り出された分離液４０５が導入されると、内部に分離液４０５を貯留する。越流箱４１１の上面は開口されており、分離液４０５の液面が越流箱４１１の上端部よりも高くなると、濾過容器４０５は、ケーシング４０７の内部側にオーバーフローするようになっている。
また、分岐配管４１０のうち、濾過容器４０１に設けられる一端（第１端）とは反対側の一端は越流箱４１１の側面に設けられる。また、分岐配管４１０の一端と反対側の一端（第２端）の間に接続された鉛直方向に延びるサイフォンブレーカ４１０ａが設けられる。
カメラ６０ａは、越流箱４１１の上方側に設置され、越流箱４１１に貯留された分離液４０５の液面を撮像する。

図１３は、図１２における越流箱４１１を含む近傍を拡大した概略構成図である。
越流箱４１１に取り付けられた分岐配管４１０は、水平方向に延びるようにされたのち、鉛直方向において上方に向かって濾過スクリーン４０２の上端部４３１よりも高い位置まで延びるように設けられ、その先端は開口しており、サイフォンブレーカ４１０ａとして構成される。
また、分岐配管４１０の一部は、サイフォンブレーカ４１０ａよりも低い位置と、濾過容器４０１における高さ方向（鉛直方向）において濾過スクリーン４２０の上端部４３０と濾過容器４０１の上端部４３１との間（符号４３２に示す高さ）と、を結ぶようにして連結される。
越流箱４１１において、越流箱４１１の上端部４３３の高さは、分岐配管４１０が濾過容器４０１において取り付けられた高さ（符号４３２）と、濾過容器４０１の上端部４３１の高さとの間の高さとなるように設定される。
カメラ６０ａは、越流箱４１１の上方に設けられる。ここで、カメラ６０ａは、ケーシング４０７に設けられた凹部において、越流箱４１１に一時貯留される分離液４０５の液面を撮像するように下方に向けて設置される。ここで、ケーシング４０７の凹部のうち、カメラ６０ａと分離液４０５との間に位置する部位は、開口しているかまたは透過部材で構成されており、カメラ６０ａによって分離液４０５が撮像可能となっている。カメラ６０ａは、ケーシング４０７の凹部に設けられていることで、縦型濾過濃縮装置４０の外部側に配置されるため、縦型濾過濃縮装置４０の外部から作業員がカメラ６０ａの清掃や設置位置の微調整をしやすくなっており、メンテナンス性がよい。また、この凹部がカメラ６０ａのカバー（フード）として機能するため、分離液４０５が付着しにくいため、カメラ６０ａに対する汚損や故障が発生しにくくなっている。

また、濾過スクリーン４０２側から濾過容器４０１側に排出される分離液４０５の量は、濃縮汚泥の供給量や性状によっては、固液分離の度合いに応じて変動する。そのため、濾過スクリーン４０２と濾過容器４０１との間における分離液４０５の液面の高さも変動する。これに伴い、分離液４０５が濾過容器４０１からオーバーフローする際のオーバーフロー界面の高さも変動する。上述した第１の実施形態のように、濾過スクリーン４０２と濾過容器の間における分離液４０５の液面をカメラ６０によって撮像する場合、オーバーフロー界面の高さの変動があると、カメラ４１６０から分離液４０５の液面までの距離が変動するため、焦点距離も変動することになる。そうすると、オーバーフロー界面の高さの変動に対して、カメラ６０のフォーカス機能が追従できない場合には、カメラ６０によって撮像される画像データも焦点距離が必ずしもあっていない状態で撮像されてしまう。また、オーバーフロー界面の高さが変動すると、照明装置からの光がオーバーフロー界面において反射してカメラ６０ａに到達する反射光の光量や反射する分離液４０５の液面における領域も異なるため、撮像状況が変わってしまう。そのため、撮像された画像データに基づく色面積や輪郭検出の精度が変動する可能性がある。

これに対し、第２の実施形態では、濾過容器４０１の側面に設けられた分岐配管４１０から分離液４０５を取り出して越流箱４１１に供給し、越流箱４１１に一時貯留された分離液４０５の液面をカメラ６０ａによって撮像するようにした。これにより、分離液４０５が濾過容器４０１からオーバーフローする際のオーバーフロー界面の高さが変動したとしても、越流箱４１１に供給される分離液４０５の量の変動はほとんどないため、越流箱４１１に一時貯留される分離液４０５の量が急激に変動することがない。これにより、越流箱４１１に一時貯留される分離液４０５がオーバーフローしたとしても、そのオーバーフロー界面の高さの変動もほとんど生じないため、カメラ６０ａによって撮像される分離液４０５の液面までの距離がほとんど変動しない。そのため、カメラ６０ａから分離液４０５の液面までの焦点距離を概ね一定にすることができ、焦点距離を適切に維持しつつカメラ６０ａによって撮像することができ、色面積や輪郭検出の精度を維持、向上させることができる。

さらにこの図において、越流箱４１１の側面のうち底部近傍には、バイパス配管４４０の一端が接続され、バイパス配管４４０の他方の一端は、越流箱４１１よりも下方におけるケーシング４０７の側面に設けられ、越流箱４１１に一時貯留された分離液４０５がこのバイパス配管４４０を経由してケーシング４０７と濾過容器４０１との間に排出されるようになっている。また、バイパス配管４４０には、バルブ４４１が設けられており、越流箱４１１からケーシング４０７と濾過容器４０１との間に排出される分離液４０５の量を０にする、あるいは任意の量となるように調整可能である。このバルブ４４１は、制御盤８０からの制御信号で駆動してもよいし、手動で開閉されてもよい。
このバルブ４４１を必要なタイミングで開閉することで、越流箱４１１内における分離液４０５の流れを作ることができるため、分離液４０５の液面に堆積するＳＳを除去することができる。例えば、濃縮汚泥の処理量が少ない場合、分離液４０５が生じる量も少ないため、分離液４０５の流れが緩慢であるため、分離液４０５の液面に浮上したＳＳ分が液面に堆積したままになる。これをカメラで撮影してしまうと、検知精度が低下する可能性がある。特に壁面近傍で堆積が生じやすい。そのため、一定時間毎にバルブ４４１を開くか、分離液４０５を常時所定量だけ排出するような開度でバルブ４４１を開くようにしてもよい。

また、分岐配管４１０の直径は、任意に設定することができるが、所定のサイズ（例えば、直径が15mm程度）に設定することで、分離液４０５が分岐配管４１０から越流箱４１１への流れに対する抵抗を与えることができるため、越流箱４１１のオーバーフロー界面は、濃縮汚泥の処理量の影響をほとんど受けないようにすることができ、オーバーフロー界面の高さを一定に保つことができる。

なお、この第２の実施形態において、カメラ６０ａの撮像面に対して圧縮空気を吹き付ける圧縮給気供給ダクトを設けるようにしてもよい。これにより、越流箱４１１の分離液４０５から生じてカメラ６０ａの撮像面に飛散して付着する水分（飛沫等）を除去することができる。

次に、第３の実施形態を説明する。第３の実施形態において、汚泥濃縮システム１ｂは、第１の実施形態における汚泥濃縮システム１の一部について同様の構成を有しているため、異なる構成について説明する。
図１４は、第３の実施形態における汚泥濃縮システム１ｂにおける概略構成図である。この図に示されていない部分については、第１の実施形態における汚泥濃縮システム１と構成が同じであるため、その説明を省略する。
第１の実施形態、第２の実施形態における縦型濾過濃縮装置４０の分離液４０５のＳＳの色面積および輪郭をカメラ６０またはカメラ６０ａで検知することにより、凝集剤の注入率を制御できることを説明したが、本実施形態においては、縦型濾過濃縮装置４０に限られず、他の固液分離装置４０ａを適用する場合について説明する。他の固液分離装置４０ａとしては、例えば、デカンタ型遠心脱水機、スクリュープレス式脱水機等を適用することができる。

この実施形態において用いられる固液分離装置４０ａは、混和槽３０から供給される濃縮汚泥を固液分離する。固液分離装置４０ａは、濃縮汚泥から分離された分離液を配管分岐し、分岐された分離液４０５ａを分離液監視ボックス５００に供給する。
分離液監視ボックス５００は、越流堰５０２（分離液貯留部の一例）が設けられ、越流堰５０２の内周側が収容容器５０１として構成され、分離液４０５ａを一時貯留する。固液分離が進み、固液分離装置４０ａから供給される分離液４０５ａが収容容器５０１に収容され、分離液４０５ａの液面の高さが、越流堰５０２の上端部を越えると、分離液４０５ａは、越流堰５０２を越えてオーバーフローする。カメラ６０ｂは、収容容器５０１の上方に設けられ、収容容器５０１に一時貯留される分離液４０５ａの液面を撮像する。

カメラ４１６０ｂは、撮像結果である画像データを制御盤８０に出力する。制御盤８０は、第１の実施形態、第２の実施形態と同様に、画像データに基づいて、色面積、輪郭の検出を行い、検出結果に基づいて、凝集剤の供給量を制御する。

この第３の実施形態によれば、凝集剤添加量制御装置を縦型濾過濃縮装置だけでなく、他の固液分離装置に適用することができる。

また、第２の実施形態、第３の実施形態によれば、カメラ６０（カメラ６０ａ）のレンズに対する汚れの影響を低減することができる。すなわち、カメラを使った測定においては、レンズに汚れが付着すると、汚れの影響を受けた状態で撮像されるため、測定誤差の原因となり得る。
また、汚れ以外にも、カメラと被撮影物である分離液の液面までの距離を一定に保つ必要がある。例えば、照明装置の明るさの設定やピントの設定を固定にする場合には、カメラと分離液の液面までの距離が一定にならない場合には、測定誤差の原因となり得る。特に明るさが異なる場合には、色面積を検出するにあたり大きな変動要素になり得る。
また、濾過スクリーン４０２から排出される分離液４０５の流量が少ない場合、分離液の越流部に澱みができ、ＳＳ成分が浮上したまま流れないことがあり、これをカメラで測定すると測定誤差の原因となる。
このような3つの誤差原因については、第２の実施形態、第３の実施形態において説明したように、分離液の越流を2段階にすることによって解消できる。
越流が１段階である場合、分離液の越流高さは分離液流量の2/3乗に比例するため、流量の変動が越流高さに与える影響が大きい。さらには縦型濾過濃縮装置を洗浄する際にカメラを汚す可能性があるため、本越流部にカメラを設置するのは好ましくない。
そこで、分離液の越流堰の頂点から例えば、50mm下にφ20mm程度の配管を取り付け、100〜150mmの高低差（越流堰の分離液界面と越流箱の分離液界面の差）をつけて別の越流箱に分離液を投入する。トリチェリの定理により、分離液の流量が変動したとしても越流箱に投入される分離液の変動量は少なくなり、越流箱の界面高さに影響を与えない。さらには、越流箱が越流堰から離れて設置され、縦型濾過濃縮装置の洗浄に影響を受けないため、カメラの汚染を防ぐことができる。

他方で、超音波濃度計や光学式濃度計を用いる場合、計器と被測定物（汚泥など）が直接触れる状態にあるか、透明容器に被測定物を収納し、その透明容器越しに測定することになるため、計器および容器が汚れやすく測定誤差の原因となるが、本実施形態によれば、分離液の表面をダイレクトに撮影しているため容器の汚れによる誤差がない。

越流箱の深さは、150mm〜200mm程度が好ましく、浅すぎるとカメラによる測定が箱底面および底面に堆積したＳＳの影響を受けるため好ましくない。また深すぎる場合には、箱内部の分離液流速が遅くなり澱みが発生しＳＳが堆積する恐れがあるため好ましくない。分離液の透視度が高く、カメラによる測定が底面の影響を受け易い場合には深さ200mm以上にしても良い。ただし、箱内部の分離液流速が遅くなるため、箱内部の分離液滞留時間を20〜60secの範囲に好ましくは20〜40secの範囲に納めるように配管口径を上げる。なお、配管口径をφ20mmより小さくする場合には、分離液のＳＳが配管で詰まる可能性があるため好ましくない。
越流箱の幅は、150mm程度が望ましい。幅が狭いとカメラの撮影範囲に側板が入り込むため望ましくない。また、幅が広すぎると箱内部の分離液流速が遅くなり澱みが発生しＳＳが堆積する恐れがあるため望ましくない。
越流箱の奥行きは、150mm程度が望ましい。理由については幅方向と同様である。
越流堰〜越流箱までの配管は、サイフォンを防止するため、配管立下り部をT管とし吸気口を設ける。
カメラは腐食防止および維持管理性を考慮し、縦型濾過濃縮装置の外部に設置する。
また、除湿された圧縮空気配管と電磁弁を設け、タイマーによりカメラのレンズ表面の水滴を定期的に吹き飛ばしクリーニングを行う。

以上説明した実施形態によれば、濃縮装置で汚泥を濃縮する工程において、凝集剤の余分な添加を防止することができる。これにより、凝集剤を被処理物の性状に合わせた供給量となるように制御することができ、無駄に凝集剤を添加してしまうことが低減されるため、運転管理費を削減することが可能となる。

また、本実施形態によれば、縦型濾過濃縮装置で分離された分離液に含まれるＳＳ成分の濃度および大きさをカメラで測定し、この測定結果に基づき縦型濾過濃縮装置の凝集剤の供給量を適正に制御することにより、次のような幾多の優れた作用効果を発揮する。
分離液のＳＳ濃度およびＳＳの輪郭（大きさ）をカメラで測定することにより、容易に分離液の水質（性状）が判定でき、これにより瞬時に縦型濾過濃縮装置の運転状態を把握することができ、適切かつ安定した運転管理を行うことができる。
また、カメラの測定結果に基づき、縦型濾過濃縮装置の凝集剤注入率を制御する場合には、凝集剤の適正な注入が可能であり、高いＳＳを維持することで分離液が返流する水処理への負荷低減、今まで安全を見て多めに注入されていた凝集剤の使用量を低減することができる。
高いＳＳ回収率を維持することができれば、分離液を他の脱水機の洗浄水として再利用することも可能であり、汚泥処理設備全体として環境負荷低減に寄与することができる。

また、被処理物は、例えば下水処理場の生物処理工程から発生する汚泥や消化汚泥等の汚泥である。そのため、このような汚泥の性状は、常に一定ではなく、下水の性状や生物処理工程の処理状況によって異なる。固液分離装置において固液を分離するにあたり、供給される汚泥の性状は常に変化するともいえる。固液分離装置に供給される被処理物の性状が変化したとしても、分離液４０５におけるＳＳをカメラで撮像して色面積や輪郭を検出し、凝集剤の供給量を制御するようにしたので、被処理物の性状が変化したとしても、分離液４０５の液面に生じるＳＳに応じて凝集剤の供給量を制御することで、被処理物の性状の変化に合わせて凝集剤の供給量を決定することができる。

上述したように、本実施形態によれば、汚泥を混和槽に供給する汚泥供給工程と、混和層または汚泥供給配管に凝集剤を注入する工程と、撹拌羽根を回転させて凝集汚泥を形成させる工程と、凝集汚泥を縦型濾過濃縮装置により濃縮する工程と、縦型濾過濃縮装置により固液分離された分離液を越流堰を介して越流させる工程と、越流部の上方にカメラを設置して分離液の色および分離液中に含まれるＳＳ（固形物）の輪郭を検知する工程から構成され、分離液の色およびＳＳの輪郭の数値に基づいて、凝集剤の注入率を適正に制御する制御盤を備えることができる。

上述した実施形態における面積検出部６０１、輪郭検出部６０２、記憶部６０３は、カメラ６０に備えられていることに限定されず、コンピュータに備えられていてもよい。また、面積検出部６０１、輪郭検出部６０２、制御盤８０の機能についてもコンピュータで実現するようにしてもよい。その場合、この機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現してもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでもよい。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよく、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよく、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のプログラマブルロジックデバイスを用いて実現されるものであってもよい。

以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。

１、１ａ、１ｂ 汚泥濃縮システム
１０ 凝集剤供給ポンプ
１１ 凝集剤流量計
２０ 汚泥供給ポンプ
２１ 汚泥濃度計
２２ 汚泥流量計
３０ 混和槽
３１ 圧力計
４０ 縦型濾過濃縮装置
６０、６０ａ、６０ｂ カメラ
５０ 濃縮汚泥引抜ポンプ
７０ 通信ケーブル
８０ 制御盤
８１ アンプ
８２ シーケンサ
９０ コンピュータ
４０１ 濾過容器
４０２ 濾過スクリーン
４０３ スクリュー
４０４ モータ
４０５、４０５ａ、４０６ 分離液
４１１ 越流箱
５００ 分離液監視ボックス
５０１ 収容容器
５０２ 越流堰
８０１ 記憶部
８０２ 判定部
８０３ 制御部
６０１ 面積検出部
６０２ 輪郭検出部
６０３ 記憶部
９０１ 設定部

Claims (13)

1. 凝集剤添加部によって凝集剤が添加される被処理物が濾過濃縮装置によって分離された分離液の液面を撮像する撮像部と、
   前記撮像部から得られる撮像データから分離液に存在する懸濁物質の面積を検出する面積検出部と、
   前記濾過濃縮装置の濾過スクリーンにかかる濾過圧力を検出する圧力検出部と、
   前記懸濁物質の面積と前記濾過圧力との関係に基づいて、前記凝集剤添加部によって添加される凝集剤の添加量を制御する制御部と、
   を有する凝集剤添加量制御装置。
2. 前記制御部は、
   前記懸濁物質の面積が基準面積未満であって、前記濾過圧力が基準圧力値以下である場合、前記凝集剤の添加量を減少させる
   請求項１記載の凝集剤添加量制御装置。
3. 前記撮像部から得られる撮像データから分離液に存在する懸濁物質の輪郭を検出する輪郭検出部と、
   前記懸濁物質の面積と前記懸濁物質の輪郭との関係と基準範囲とを対比する判定部とを有し、
   前記制御部は、
   前記懸濁物質の面積が基準面積未満である場合、
   前記判定部の対比結果が基準範囲を下回る場合には、前記凝集剤の添加量を増加させ、
   前記判定部の対比結果が前記基準範囲を上回る場合には、前記凝集剤の添加量を減少させる
   請求項１または請求項２に記載の凝集剤添加量制御装置。
4. 前記制御部は、
   前記凝集剤の添加量を変更する前の濾過圧力と、前記凝集剤の添加量を変更した後の濾過圧力との差が、所定の変化量以下であるか否かを判定し、所定の変化量以下である場合には、前記凝集剤の添加量を減少させる
   請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の凝集剤添加量制御装置。
5. 前記制御部は、
   前記凝集剤の添加量を変更する前の濾過圧力と、前記凝集剤の添加量を変更した後の濾過圧力との差が、所定の変化量以下であるか否かを判定し、所定の変化量を超えた場合には、前記判定部の対比結果に基づいて、前記凝集剤の添加量を制御する
   請求項３または請求項４に記載の凝集剤添加量制御装置。
6. 前記撮像部は、
   前記分離液を分岐する分岐経路を介して導入する分離液貯留部に貯留された分離液の液面を撮像する
   請求項１から請求項５のうちいずれか１項に記載の凝集剤添加量制御装置。
7. 前記濾過濃縮装置が、縦型濾過濃縮装置であることを特徴とする
   請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の凝集剤添加量制御装置。
8. 請求項１から請求項７のうちいずれか１項に記載の凝集剤添加量制御装置を有する汚泥濃縮システム。
9. 撮像部が、凝集剤添加部によって凝集剤が添加される被処理物が濾過濃縮装置によって分離された分離液の液面を撮像し、
   面積検出部が、前記撮像部から得られる撮像データから分離液に存在する懸濁物質の面積を検出し、
   圧力検出部が、前記濾過濃縮装置の濾過スクリーンにかかる濾過圧力を検出し、
   制御部が、前記懸濁物質の面積と前記濾過圧力との関係に基づいて、前記凝集剤添加部によって添加される凝集剤の添加量を制御する
   凝集剤添加量制御方法。
10. 前記制御部が、前記懸濁物質の面積が基準面積未満であって、前記濾過圧力が基準圧力値以下である場合、前記凝集剤の添加量を減少させる
    請求項９記載の凝集剤添加量制御方法。
11. 輪郭検出部が、前記撮像部から得られる撮像データから分離液に存在する懸濁物質の輪郭を検出し、
    判定部が、前記懸濁物質の面積と前記懸濁物質の輪郭との関係と基準範囲とを対比し、
    前記制御部は、
    前記懸濁物質の面積が基準面積未満である場合、
    前記判定部の対比結果が前記基準範囲を下回る場合には、前記凝集剤の添加量を増加させ、
    前記判定部の対比結果が前記基準範囲を上回る場合には、前記凝集剤の添加量を減少させる
    請求項９又は請求項１０記載の凝集剤添加量制御方法。
12. 前記制御部は、
    前記凝集剤の添加量を変更する前の濾過圧力と、前記凝集剤の添加量を変更した後の濾過圧力との差が、所定の変化量以下であるか否かを判定し、所定の変化量以下である場合には、前記凝集剤の添加量を減少させる
    請求項９から請求項１１のいずれか１項に記載の凝集剤添加量制御方法。
13. 前記制御部は、
    前記凝集剤の添加量を変更する前の濾過圧力と、前記凝集剤の添加量を変更した後の濾過圧力との差が、所定の変化量以下であるか否かを判定し、所定の変化量を超えた場合には、前記判定部の対比結果に基づいて、前記凝集剤の添加量を制御する
    請求項１１または請求項１２に記載の凝集剤添加量制御方法。