JP2023142677A - Device and method for monitoring flocculation state of wastewater - Google Patents

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Yahya Mahzoun
智之 森田
Tomoyuki Morita
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Mitsuki Endo
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Abstract

To provide a monitoring device capable of accurately monitoring the flocculation state of wastewater over a long time period using a simple mechanism.SOLUTION: A monitoring device provided herein is for monitoring the flocculation state of wastewater drawn from a downstream side of or directly from a flocculation mixing tank of a flocculation device. The monitoring device comprises an optical measurement device 3 for acquiring optical measurements of the wastewater, and a numerical analysis device 5 configured to numerically analyze the optical measurements and output numerical analysis values. The optical measurement device 3 comprises a nozzle 30 for allowing wastewater to flow downward to the atmosphere, and an optical sensor 35 configured to irradiate the wastewater flowing down from the nozzle 30 with light to acquire optical measurements.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、汚水の凝集状態の監視装置、および監視方法に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a monitoring device and method for monitoring the state of coagulation of wastewater.

排水処理施設や浄水処理施設などの各種施設における汚水処理の適切な運転管理を行うためには、汚水の性状(例えば、色調、濁度、透明度、懸濁物質の濃度、および懸濁物質の凝集状態)を正確に把握する必要がある。例えば、汚水の性状に基づいて、汚泥などの汚水への適切な凝集剤注入量が決定される。そのため、従来から、光学的測定装置を用いて光学的測定値を取得し、該光学的測定値から汚水の性状を示す数値解析値を算出している。例えば、特許文献1には、撹拌機から排出された汚水の光学的測定値を光学的測定装置を用いて取得し、得られた光学的測定値から算出された数値解析値に基づいて適切な凝集剤の注入率を決定する凝集方法が記載されている。 In order to properly manage the operation of sewage treatment in various facilities such as wastewater treatment facilities and water treatment facilities, it is necessary to check the properties of sewage (e.g., color, turbidity, transparency, concentration of suspended solids, and flocculation of suspended solids). condition) must be accurately understood. For example, an appropriate amount of flocculant to be injected into wastewater such as sludge is determined based on the properties of the wastewater. Therefore, conventionally, optical measurement values are obtained using an optical measuring device, and numerical analysis values indicating the properties of wastewater are calculated from the optical measurement values. For example, Patent Document 1 discloses that an optical measurement value of sewage discharged from a stirrer is obtained using an optical measurement device, and an appropriate value is determined based on a numerical analysis value calculated from the obtained optical measurement value. A flocculation method is described that determines the flocculant injection rate.

この凝集方法では、光学的測定値を得るために、撹拌機から排出された原液が流れる配管には、一対の透明窓が設けられており、光学的測定装置は、一方の透明窓に向けて光を照射する投光部と、他方の透明窓から出てくる光を受ける光検出器を備えている。一対の透明窓は、光学的測定装置の測定用窓(光透過部)として機能する。 In this agglomeration method, in order to obtain optical measurements, a pair of transparent windows are provided in the pipe through which the stock solution discharged from the stirrer flows, and the optical measuring device is directed toward one of the transparent windows. It is equipped with a light projector that emits light and a photodetector that receives light coming out of the other transparent window. The pair of transparent windows function as measurement windows (light transmitting portions) of the optical measurement device.

また、特許文献2に記載の凝集剤注入制御方法では、脱水機に連結された原液供給管中を流れるフロックを、光学的測定装置であるテレビカメラで撮影し、得られたフロック画像からフロック1個当たりの解析面積を積算する。次いで、得られた解析面積を所定の基準面積と比較することでフロックの形成状況を入手し、得られたフロックの形成状況に基づいて凝集剤注入率を制御している。特許文献2に記載の方法でも、テレビカメラが撮像するための検視窓が原液供給配管に設けられている。この検視窓も、光学的測定装置の測定用窓(光透過部)として機能する。 In addition, in the flocculant injection control method described in Patent Document 2, the flocs flowing in the stock solution supply pipe connected to the dehydrator are photographed with a television camera, which is an optical measuring device, and the flocs 1 Accumulate the analysis area for each piece. Next, the floc formation status is obtained by comparing the obtained analysis area with a predetermined reference area, and the flocculant injection rate is controlled based on the floc formation status obtained. Also in the method described in Patent Document 2, an autopsy window for imaging by a television camera is provided in the stock solution supply pipe. This autopsy window also functions as a measurement window (light transmission section) of the optical measurement device.

国際公開第2016/6419号公報International Publication No. 2016/6419 特開2005-7338号公報Japanese Patent Application Publication No. 2005-7338

一対の透明窓、または検視窓のような光学的測定装置の光透過部が設けられた配管には、撹拌機で凝集剤と混合されることで形成されたフロック、およびフロックの形成に使用されなかった余剰の凝集剤などの異物を含む汚水が流れる。そのため、光透過部が異物により汚染されることがあり、この場合、光学的測定装置が正確な光学的測定値を得ることが困難となる。したがって、光透過部を定期的に清掃する必要が生じる。 Piping equipped with a pair of transparent windows or a light-transmitting part of an optical measuring device, such as a coroner's window, contains flocs formed by mixing with a flocculant in a stirrer, and flocs used to form flocs. Sewage containing foreign substances such as excess coagulant that was not present flows. Therefore, the light transmitting portion may be contaminated with foreign matter, and in this case, it becomes difficult for the optical measurement device to obtain accurate optical measurement values. Therefore, it is necessary to periodically clean the light transmitting section.

光透過部の清掃を行うためには、光学的測定装置を停止させなければならず、作業員の負担も増加するため、光透過部の清掃頻度は重要な課題である。また、作業員の負担を軽減するために、光学的測定装置に、光透過部を自動で清掃可能な機構を設けると、光学的測定装置が複雑化するとともに、コストが増大する。 In order to clean the light transmitting part, the optical measuring device must be stopped, which increases the burden on the workers, so the frequency of cleaning the light transmitting part is an important issue. Further, if the optical measuring device is provided with a mechanism that can automatically clean the light transmitting portion in order to reduce the burden on the operator, the optical measuring device becomes complicated and costs increase.

そこで、本発明は、簡単な機構で、汚水の凝集状態を長期間正確に監視できる監視装置、および監視方法を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide a monitoring device and a monitoring method that can accurately monitor the coagulation state of wastewater over a long period of time using a simple mechanism.

一態様では、凝集装置の凝集混和槽の下流側から引き抜くか、または前記凝集混和槽から直接引き抜いた汚水の凝集状態を監視する監視装置であって、前記汚水の光学的測定値を測定する光学的測定装置と、前記光学的測定値を数値解析して、数値解析値を出力する数値解析装置と、を備え、前記光学的測定装置は、汚水を下方に向けて大気中に流下させるノズルと、前記ノズルから流下された汚水に光を照射して光学的測定値を取得する光学センサと、を備えている監視装置が提供される。 In one embodiment, there is provided a monitoring device that monitors the flocculation state of wastewater drawn from the downstream side of a coagulation mixing tank of a coagulation device or directly drawn from the coagulation mixing tank, the monitoring device including an optical system that measures an optical measurement value of the wastewater. and a numerical analysis device that numerically analyzes the optical measurement value and outputs the numerical analysis value, and the optical measurement device includes a nozzle that causes the wastewater to flow downward into the atmosphere. and an optical sensor that irradiates light onto the wastewater flowing down from the nozzle to obtain an optical measurement value.

一態様では、前記監視装置は、前記数値解析値に基づいて、前記汚水の凝集状態の良否を判定する判定装置をさらに備える。
一態様では、前記監視装置は、前記ノズルから流下された汚水を、前記凝集混和槽に戻すリターンラインをさらに備える。
In one aspect, the monitoring device further includes a determination device that determines whether the flocculation state of the wastewater is good or bad based on the numerical analysis value.
In one aspect, the monitoring device further includes a return line that returns the wastewater flowing down from the nozzle to the coagulation mixing tank.

一態様では、前記ノズルは、前記汚水の流路が形成されたノズル本体と、前記汚水の流路の先端に連結された前記汚水の吐出流路が形成された吐出部と、を備え、前記吐出流路は、前記流路の直径よりも小さい直径を有する。
一態様では、前記吐出流路の直径は、5~30mmの範囲にある。
一態様では、前記光学センサは、前記ノズルの吐出口の近傍に配置され、前記ノズルから吐出された直後の汚水に光を照射する。
In one aspect, the nozzle includes a nozzle body in which the wastewater flow path is formed, and a discharge part connected to a tip of the wastewater flow path and in which the wastewater discharge flow path is formed, and the The discharge channel has a diameter smaller than the diameter of said channel.
In one embodiment, the diameter of the discharge channel is in the range of 5 to 30 mm.
In one aspect, the optical sensor is disposed near the discharge port of the nozzle, and irradiates light onto the wastewater immediately after being discharged from the nozzle.

一態様では、凝集装置の凝集混和槽の下流側から引き抜くか、または前記凝集混和槽から直接引き抜いた汚水の凝集状態を監視する監視方法であって、ノズルから汚水を下方に向けて大気中に流下させ、前記流下された汚水に光学センサから光を照射して光学的測定値を取得し、前記光学的測定値を数値解析して、数値解析値を取得する監視方法が提供される。 In one aspect, there is provided a monitoring method for monitoring the flocculation state of wastewater drawn from the downstream side of a coagulation mixing tank of a coagulation device or directly drawn from the coagulation mixing tank, the method comprising: directing the wastewater downward from a nozzle into the atmosphere; A monitoring method is provided in which wastewater is allowed to flow down, irradiates light from an optical sensor onto the flowed wastewater to obtain an optical measurement value, and numerically analyzes the optical measurement value to obtain a numerical analysis value.

光学的測定装置は、ノズルから流下させた汚水に直接光を照射するといった簡単な機構で光学的測定値を取得することができる。すなわち、汚水中の異物によって汚染される光透過部が光学センサのセンシングゾーンに存在しない。その結果、適切な光学的測定値を得るために従来必要とされた洗浄作業が発生しないので、光学的測定装置は、長期間安定して光学的測定値を取得することができ、数値解析装置は正確な数値解析値を長期間安定して出力することができる。したがって、汚水の凝集状態を長期間安定してリアルタイムに監視することができる The optical measurement device can obtain optical measurement values using a simple mechanism such as directly irradiating light onto wastewater flowing down from a nozzle. That is, there is no light transmitting part contaminated by foreign matter in the wastewater in the sensing zone of the optical sensor. As a result, the cleaning work traditionally required to obtain proper optical measurements is eliminated, allowing optical measurement devices to obtain optical measurements stably over long periods of time, and numerical analysis devices can stably output accurate numerical analysis values over a long period of time. Therefore, the state of sewage coagulation can be monitored stably over a long period of time in real time.

図1は、一実施形態に係る光学的測定装置が配置された汚水処理装置の一例を示す概略図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of a sewage treatment apparatus in which an optical measuring device according to an embodiment is arranged. 図2は、図1に示す光学的測定装置の構成を示す概略図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing the configuration of the optical measuring device shown in FIG. 1. 図3は、図2に示すノズルの近傍を模式的に示す拡大図である。FIG. 3 is an enlarged view schematically showing the vicinity of the nozzle shown in FIG. 2. FIG. 図4(a)は、凝集剤の注入率が適正ではないために、フロックが原液に形成されていない場合の透過光強度の測定例を示し、図4(b)は、凝集剤の注入率が適正であるために、フロックが原液に形成されている場合の透過光強度の測定例を示す。Figure 4(a) shows an example of measuring the intensity of transmitted light when flocs are not formed in the stock solution due to an inappropriate injection rate of the flocculant, and Figure 4(b) shows an example of measuring the intensity of transmitted light when the flocculant injection rate is not appropriate. An example of measuring the intensity of transmitted light when flocs are formed in the stock solution is shown to ensure that this is appropriate. 図5は、実験結果を示す表である。FIG. 5 is a table showing the experimental results.

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図1は、一実施形態に係る監視装置が配置された汚水処理装置の一例を示す概略図である。図1に示す汚水処理装置は、排水処理施設や浄水処理施設などから排出される汚水(汚泥)を処理するための凝集装置と、凝集装置の撹拌槽から排出された汚水を圧搾して、ろ液とケーキとに分離する脱水機と、を備えている。後述する汚水の凝集状態を監視する監視装置は、凝集装置と脱水機との間に配置されている。この監視装置は、汚水の光学的測定値を取得するための光学的測定装置と、光学的測定装置が取得した光学的測定値を数値解析して、汚水の性状(例えば、色調、濁度、透明度、懸濁物質の濃度、および懸濁物質の凝集状態)を示す数値解析値を算出および出力する数値解析装置と、を備えている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of a sewage treatment device in which a monitoring device according to an embodiment is arranged. The sewage treatment equipment shown in Figure 1 includes a flocculation device for treating sewage (sludge) discharged from wastewater treatment facilities, water treatment facilities, etc., and a flocculation device that squeezes the sewage discharged from the stirring tank of the flocculation device and filters it. It is equipped with a dehydrator that separates liquid and cake. A monitoring device that monitors the flocculation state of wastewater, which will be described later, is placed between the flocculation device and the dehydrator. This monitoring device includes an optical measurement device for obtaining optical measurement values of wastewater, and numerically analyzes the optical measurement values obtained by the optical measurement device to determine the properties of wastewater (e.g., color tone, turbidity, etc.). and a numerical analysis device that calculates and outputs numerical analysis values indicating (transparency, concentration of suspended solids, and aggregation state of suspended solids).

数値解析装置が算出および出力した数値解析値は、例えば、凝集装置の作業員に知らされ、作業員が凝集剤の注入率を決定および/または変更するための助けとなる。一実施形態では、数値解析装置が算出および出力した数値解析値は、例えば、脱水機の作業員に知らされ、作業員が脱水機の運転条件を決定および/または変更する助けとなる。一実施形態では、監視装置は、数値解析装置が算出および出力した数値解析値に基づいて凝集剤の注入率を自動で変更する制御装置を備えていてもよいし、数値解析装置が算出および出力した数値解析値に基づいて脱水機の運転条件を変更する制御装置を備えていてもよい。 The numerical analysis value calculated and output by the numerical analysis device is, for example, informed to an operator of the flocculation device, and helps the operator to determine and/or change the injection rate of the flocculant. In one embodiment, the numerical analysis values calculated and output by the numerical analysis device are communicated to, for example, a dehydrator operator to assist the operator in determining and/or changing the operating conditions of the dehydrator. In one embodiment, the monitoring device may include a control device that automatically changes the injection rate of the flocculant based on the numerical analysis value calculated and output by the numerical analysis device; The dehydrator may include a control device that changes the operating conditions of the dehydrator based on the numerical analysis values obtained.

以下では、汚水の一例である懸濁物質を含む原液を処理する凝集装置と、凝集装置から排出された原液(特に、フロックを含む原液)から液体成分を除去する脱水機と、を備えた汚水処理装置が、監視装置が設けられる設備の一例として説明される。しかしながら、本実施形態に係る監視装置は、他の構成を有する汚水処理装置に配置されてもよい。処理される汚水は、排水処理施設や浄水処理施設などから排出される汚泥、排水処理施設における排水、浄水処理施設における原水などであってもよい。汚泥は、有機性汚泥、無機性汚泥のいずれでもよい。 In the following, wastewater equipped with a coagulation device that processes a stock solution containing suspended solids, which is an example of wastewater, and a dehydrator that removes liquid components from the stock solution (in particular, the stock solution containing flocs) discharged from the coagulation device. A processing device will be described as an example of a facility in which a monitoring device is provided. However, the monitoring device according to this embodiment may be placed in a wastewater treatment device having another configuration. The sewage to be treated may be sludge discharged from a wastewater treatment facility, water treatment facility, etc., wastewater from a wastewater treatment facility, raw water from a water treatment facility, or the like. The sludge may be either organic sludge or inorganic sludge.

有機性汚泥の例としては、下水処理、し尿処理、各種産業の排水処理において発生する有機性汚泥などを挙げることができる。より具体的には、有機性汚泥の例として、最初沈殿池汚泥、余剰汚泥、嫌気性消化汚泥、好気性消化汚泥、し尿汚泥、浄化槽汚泥、消化脱離液、凝集沈殿汚泥などを挙げることができる。有機性汚泥は無機物を含んでいてもよい。 Examples of organic sludge include organic sludge generated in sewage treatment, human waste treatment, and wastewater treatment in various industries. More specifically, examples of organic sludge include primary sedimentation tank sludge, surplus sludge, anaerobic digestion sludge, aerobic digestion sludge, human waste sludge, septic tank sludge, digestion and desorption liquid, and coagulated sedimentation sludge. can. Organic sludge may contain inorganic substances.

無機性汚泥の例としては、浄水処理、建設工事の排水処理、各種産業の排水処理において発生する無機性汚泥などを挙げることができる。ここで、浄水処理で発生する汚泥とは、浄水処理施設における沈殿池、排泥池、濃縮槽などから排出される汚泥などである。無機性汚泥は有機物を含んでもよい。 Examples of inorganic sludge include inorganic sludge generated in water purification, construction wastewater treatment, and wastewater treatment in various industries. Here, the sludge generated in water purification treatment refers to sludge discharged from settling tanks, sludge ponds, thickening tanks, etc. in water purification facilities. Inorganic sludge may contain organic matter.

排水処理施設における排水の例としては、下水、食品産業、飲料水産業、化学産業、機械産業など各種産業の排水などが挙げられる。浄水処理施設における原水の例としては、河川水、湖沼の水、地下水などが挙げられる。 Examples of wastewater in wastewater treatment facilities include wastewater from various industries such as sewage, food industry, drinking water industry, chemical industry, and machinery industry. Examples of raw water in water treatment facilities include river water, lake water, and groundwater.

さらに、処理される汚水は、排水処理や浄水処理などの処理の過程で調製される水であってもよい。排水処理での汚水の例としては、pHを調整した排水、無機凝集剤を注入した排水、有機凝結剤を注入した排水、金属キレート剤を注入した排水などが挙げられる。また、浄水処理での汚水の例としては、pHを調整した原水、無機凝集剤を注入した原水などが挙げられる。 Furthermore, the wastewater to be treated may be water prepared in the process of treatment such as wastewater treatment or water purification treatment. Examples of wastewater in wastewater treatment include pH-adjusted wastewater, wastewater in which an inorganic flocculant is injected, wastewater in which an organic coagulant is injected, and wastewater in which a metal chelating agent is injected. Furthermore, examples of wastewater used in water purification include raw water whose pH has been adjusted, raw water which has been injected with an inorganic flocculant, and the like.

図1に示した凝集装置は、原液貯槽10および撹拌機1を備えており、凝集装置の撹拌機1は、該撹拌機1から排出される原液が流れる排出配管28を介して、脱水機の一例であるスクリュープレス60に接続されている。排出配管は、凝集装置の撹拌槽2からスクリュープレス(脱水機)60まで延びている。 The agglomeration device shown in FIG. 1 is equipped with a stock solution storage tank 10 and an agitator 1, and the agitator 1 of the aggregation device is connected to a dehydrator through a discharge pipe 28 through which the stock solution discharged from the agitator 1 flows. It is connected to a screw press 60, which is an example. The discharge pipe extends from the stirring tank 2 of the flocculation device to the screw press (dehydrator) 60.

本実施形態では、原液貯槽10、撹拌機1、およびスクリュープレス60がこの順に直列に接続されている。後述する監視装置は、撹拌機1から排出された原液に光を照射して光学的測定値を取得する光学的測定装置3を有しており、この光学的測定装置3は、排出配管28から分岐した分岐ライン77に連結されている。排出配管28を流れる汚水の一部が分岐ライン77を介して光学的測定装置3に供給される。 In this embodiment, the stock solution storage tank 10, the stirrer 1, and the screw press 60 are connected in series in this order. The monitoring device, which will be described later, has an optical measuring device 3 that irradiates the stock solution discharged from the stirrer 1 with light to obtain an optical measurement value. It is connected to a branch line 77 that has branched off. A portion of the wastewater flowing through the discharge pipe 28 is supplied to the optical measuring device 3 via a branch line 77.

原液貯槽10には、懸濁物質を含む原液(汚水)が貯留される。撹拌機1は、懸濁物質を含む原液が供給される撹拌槽2と、懸濁物質を含む原液を撹拌する撹拌翼8と、撹拌翼8を回転させる駆動装置としてのモーター9とを備える。撹拌機1の撹拌槽2には、原液貯槽10から延びる供給元管18が接続され、供給元管18には、原液貯槽10に貯留された原液を所定の流量で撹拌槽2に供給する供給装置7が配置される。供給装置7は、例えば、ポンプ、またはバルブ、またはポンプとバルブの組み合わせである。 The stock solution storage tank 10 stores stock solution (sewage) containing suspended substances. The stirrer 1 includes a stirring tank 2 to which a stock solution containing suspended substances is supplied, stirring blades 8 that stir the stock solution containing suspended substances, and a motor 9 as a drive device that rotates the stirring blades 8. A supply pipe 18 extending from the stock solution storage tank 10 is connected to the stirring tank 2 of the stirrer 1, and the supply pipe 18 is connected to a supply pipe 18 for supplying the stock solution stored in the stock solution storage tank 10 to the stirring tank 2 at a predetermined flow rate. A device 7 is arranged. The supply device 7 is, for example, a pump or a valve or a combination of a pump and a valve.

一実施形態では、撹拌機1としてラインミキサーを用いてもよい。ラインミキサーとは、配管に組み込まれたミキサーである。ラインミキサーの利点はミキサーが密封されているため、ラインミキサーの上流にある原液用ポンプ、および凝集剤用ポンプの2台のポンプがあれば、ラインミキサーの下流に原液を送ることができる点である。一方、撹拌槽2内に撹拌翼8が設置された撹拌機1の場合、撹拌槽上部が開放されているので、撹拌機の下流に液を送るためには、撹拌機の上流にある原液用ポンプ、および凝集剤用ポンプの他に、もう1台ポンプ或いはポンプ相当の機器が必要である。そのため、通常は、ポンプを設置せず、高低差で下流に液を送るのが一般的である。 In one embodiment, a line mixer may be used as the agitator 1. A line mixer is a mixer built into piping. The advantage of the line mixer is that the mixer is sealed, so if you have two pumps, one for the stock solution upstream of the line mixer and the pump for the flocculant, you can send the stock solution downstream of the line mixer. be. On the other hand, in the case of the stirrer 1 in which the stirring blades 8 are installed in the stirring tank 2, the upper part of the stirring tank is open, so in order to send the liquid downstream of the stirrer, it is necessary to In addition to the pump and the flocculant pump, another pump or pump-equivalent equipment is required. Therefore, it is common practice to send liquid downstream using height differences without installing a pump.

撹拌翼8の回転速度は、懸濁物質を含む原液の種類(例えば、排水や汚泥など)、原液の性状(例えば、SS(Suspended Solids)濃度、粘度など)、および凝集剤の種類(例えば、無機凝集剤、有機凝結剤、高分子凝集剤など)などに基づいて、10~1200min-1の範囲で調整する。好ましくは、撹拌翼8の回転速度の範囲は、10~300min-1である。懸濁物質を含む原液に注入される凝集剤は、撹拌槽2内に注入されてもよいし、撹拌槽2よりも上流側に配置される供給元管18に注入されてもよい。 The rotational speed of the stirring blades 8 depends on the type of stock solution containing suspended substances (e.g., wastewater, sludge, etc.), the properties of the stock solution (e.g., SS (Suspended Solids) concentration, viscosity, etc.), and the type of flocculant (e.g., The speed is adjusted within the range of 10 to 1200 min -1 based on the amount of flocculant (inorganic flocculant, organic flocculant, polymer flocculant, etc.). Preferably, the rotational speed of the stirring blades 8 ranges from 10 to 300 min −1 . The flocculant to be injected into the stock solution containing suspended matter may be injected into the stirring tank 2 or into the supply source pipe 18 arranged upstream of the stirring tank 2.

本実施形態では、凝集剤を貯留する凝集剤貯槽11が設けられ、凝集剤貯槽11から延びる凝集剤供給配管26が撹拌槽2に連結される。凝集剤供給配管26には、凝集剤注入装置4が配置される。凝集剤注入装置4は、懸濁物質を含む原液に凝集剤を所定の注入率で注入する装置である。凝集剤注入装置4は、例えば、ポンプ、またはバルブ、またはポンプとバルブの組み合わせである。 In this embodiment, a flocculant storage tank 11 for storing a flocculant is provided, and a flocculant supply pipe 26 extending from the flocculant storage tank 11 is connected to the stirring tank 2 . A flocculant injection device 4 is arranged in the flocculant supply pipe 26 . The flocculant injection device 4 is a device that injects a flocculant into a stock solution containing suspended matter at a predetermined injection rate. The flocculant injection device 4 is, for example, a pump, a valve, or a combination of a pump and a valve.

この凝集装置において、懸濁物質を含む原液は、供給装置7により原液貯槽10から撹拌槽2に供給される。凝集剤は、凝集剤注入装置4により撹拌槽2に供給される。撹拌槽2では、撹拌翼8を10~1200min-1の範囲の回転速度で回転させて、原液と凝集剤とを混合させ、これにより、懸濁物質のフロックが形成される。なお、凝集剤の注入率によっては、懸濁物質のフロックが形成されない場合がある。すなわち、撹拌機1では、懸濁物質のフロックを形成させるために撹拌翼8が回転させられるが、凝集剤の注入率次第で、懸濁物質のフロックが形成されない場合がある。 In this flocculation device, a stock solution containing suspended matter is supplied from a stock solution storage tank 10 to a stirring tank 2 by a supply device 7 . The flocculant is supplied to the stirring tank 2 by the flocculant injection device 4. In the stirring tank 2, the stirring blades 8 are rotated at a rotational speed in the range of 10 to 1200 min −1 to mix the stock solution and the flocculant, thereby forming a floc of suspended matter. Note that depending on the injection rate of the flocculant, flocs of suspended matter may not be formed. That is, in the stirrer 1, the stirring blades 8 are rotated in order to form flocs of suspended solids, but depending on the injection rate of the flocculant, flocs of suspended solids may not be formed.

次に、汚水の凝集状態を監視する監視装置について説明する。本実施形態では、監視装置は、汚水に光を照射して光学的測定値を取得する光学的測定装置3と、該光学的測定装置が取得した光学的測定値を数値解析する数値解析装置5と、数値解析装置5によって算出された数値解析値が送られる制御装置6と、を少なくとも備えている。光学的測定装置3は、撹拌機1で形成されたフロックを含む原液に光を照射して、光学的測定値を得るための装置である。本実施形態では、光学的測定装置3は、フロックを含む原液から出てきた透過光の強度を測定可能な装置である。光学的測定装置3は、透過率、散乱光強度、回折光の強度、回折・散乱光強度、吸光度、反射光の強度などを測定可能な装置であってもよい。 Next, a monitoring device for monitoring the state of coagulation of wastewater will be described. In this embodiment, the monitoring device includes an optical measurement device 3 that irradiates light onto wastewater to obtain optical measurement values, and a numerical analysis device 5 that numerically analyzes the optical measurement values obtained by the optical measurement device. and a control device 6 to which the numerical analysis value calculated by the numerical analysis device 5 is sent. The optical measurement device 3 is a device for irradiating the stock solution containing flocs formed by the stirrer 1 with light to obtain an optical measurement value. In this embodiment, the optical measuring device 3 is a device that can measure the intensity of transmitted light coming out of the stock solution containing flocs. The optical measuring device 3 may be a device capable of measuring transmittance, scattered light intensity, diffracted light intensity, diffracted/scattered light intensity, absorbance, reflected light intensity, and the like.

光学的測定装置3には、数値解析装置5が電気的に接続され、数値解析装置5には、制御装置6が接続されている。数値解析装置5は、制御装置6内に組み込まれていてもよい。数値解析装置5は、算出された数値解析値を制御装置6に出力する。制御装置6は、例えば、受信した数値解析値に基づいて、汚水の凝集状態の良否を判定する判定装置として機能する。 A numerical analysis device 5 is electrically connected to the optical measurement device 3, and a control device 6 is connected to the numerical analysis device 5. The numerical analysis device 5 may be incorporated into the control device 6. The numerical analysis device 5 outputs the calculated numerical analysis value to the control device 6. The control device 6 functions, for example, as a determination device that determines the quality of the flocculation state of wastewater based on the received numerical analysis value.

図2は、図1に示す光学的測定装置の構成を示す概略図である。図3は、図2に示すノズルの近傍を模式的に示す拡大図である。図2に示すように、光学的測定装置3は、分岐ライン77の末端に連結されるノズル30と、リターンライン78の先端に連結される受け皿(受液部)32と、備える。ノズル30は、分岐ライン77を流れてきた原液を下方に向けて流下させる部品であり、円筒形状を有している。受け皿32は、ノズル30の下方に、該ノズル30から離間して配置されている。受け皿32は、ノズル30から流下された原液を受け取るための部品であり、図示した例では、漏斗形状を有している。 FIG. 2 is a schematic diagram showing the configuration of the optical measuring device shown in FIG. 1. FIG. 3 is an enlarged view schematically showing the vicinity of the nozzle shown in FIG. 2. FIG. As shown in FIG. 2, the optical measuring device 3 includes a nozzle 30 connected to the end of the branch line 77 and a saucer (liquid receiving part) 32 connected to the end of the return line 78. The nozzle 30 is a component that causes the stock solution flowing through the branch line 77 to flow downward, and has a cylindrical shape. The tray 32 is arranged below the nozzle 30 and spaced apart from the nozzle 30. The tray 32 is a component for receiving the stock solution flowing down from the nozzle 30, and has a funnel shape in the illustrated example.

図示されるように、監視装置は、光学的測定装置3を通過した汚水を凝集装置(の撹拌槽2)に戻すリターンライン78を有している。リターンライン78によって、汚水が撹拌槽2に戻されるので、光学的測定に使用された汚水によって周囲の環境が汚染されることが防止される。一実施形態では、リターンライン78を省略して、光学的測定装置3を通過した汚水を、側溝、および回収タンクなどの廃棄設備に排出してもよい。 As shown, the monitoring device has a return line 78 for returning the wastewater that has passed through the optical measuring device 3 to (the stirring tank 2 of) the flocculating device. Since the return line 78 returns the waste water to the stirring tank 2, the surrounding environment is prevented from being contaminated by the waste water used for optical measurements. In one embodiment, the return line 78 may be omitted and the wastewater that has passed through the optical measurement device 3 may be discharged to a gutter and to a disposal facility such as a collection tank.

本実施形態では、ノズル30と受け皿32は、鉛直方向に沿って配列されており、ノズル30の中心軸線は、受け皿32の中心軸線に一致する。ノズル30と受け皿32の間には、原液が流下する開放空間が形成される。したがって、原液はノズル30から大気中に流下される。 In this embodiment, the nozzle 30 and the tray 32 are arranged along the vertical direction, and the central axis of the nozzle 30 coincides with the central axis of the tray 32. An open space is formed between the nozzle 30 and the saucer 32, through which the stock solution flows down. Therefore, the stock solution flows down from the nozzle 30 into the atmosphere.

光学的測定装置3は、さらに、ノズル30から流下した原液に光を照射して光学的測定値を取得する光学センサ35を備えている。本実施形態では、光学センサ35は、原液に向けて光を照射する光源(投光部)35aと、原液から出てきた光を検出する光検出器(受光部)35bと、を備え、光検出器35bに到達した透過光強度を測定する光学センサである。光源35aから照射され、フロックを含む原液を透過した光は、光検出器35bによって検出される。この透過光強度を所定の時間の間測定し、測定された透過光強度を光学的測定値とする。 The optical measurement device 3 further includes an optical sensor 35 that irradiates the stock solution flowing down from the nozzle 30 with light to obtain an optical measurement value. In this embodiment, the optical sensor 35 includes a light source (light projector) 35a that irradiates light toward the stock solution, and a photodetector (light receiver) 35b that detects the light coming out of the stock solution. This is an optical sensor that measures the intensity of transmitted light that has reached the detector 35b. The light emitted from the light source 35a and transmitted through the stock solution containing flocs is detected by the photodetector 35b. This transmitted light intensity is measured for a predetermined period of time, and the measured transmitted light intensity is used as an optical measurement value.

数値解析装置5で算出された数値解析値は、制御装置6に送られる。制御装置6は、例えば、受信した数値解析値をディスプレイ(図示せず)に表示し、表示された数値解析値は、凝集装置の運転、および/または脱水機の運転に用いられる。数値解析値は、例えば、汚水の凝集状態の良否を判定するために用いられる。一実施形態では、数値解析値は、作業者が撹拌槽2に供給される凝集剤の注入率を決定および/または変更するために用いられてもよいし、作業者がスクリュープレス60の運転条件(例えば、スクリューの回転速度など)を決定および/または変更するために用いられてもよい。一実施形態では、制御装置6が、数値解析値に基づいて、汚水の凝集状態の良否を判定してもよいし、凝集剤の適正な注入率を決定してもよいし、スクリュープレス60の運転条件を決定してもよい。 The numerical analysis value calculated by the numerical analysis device 5 is sent to the control device 6. For example, the control device 6 displays the received numerical analysis value on a display (not shown), and the displayed numerical analysis value is used for operating the flocculation device and/or the dehydrator. The numerical analysis value is used, for example, to determine whether the state of coagulation of wastewater is good or bad. In one embodiment, the numerical analysis value may be used by an operator to determine and/or change the injection rate of flocculant supplied to the stirring tank 2, or may be used by an operator to determine the operating conditions of the screw press 60. (e.g., the rotational speed of the screw). In one embodiment, the control device 6 may determine whether the state of flocculation of wastewater is good or bad based on numerical analysis values, determine an appropriate injection rate of the flocculant, or determine the appropriate injection rate of the screw press 60. Operating conditions may also be determined.

監視装置において、データロガー50、数値解析装置5、および制御装置(判定装置)6は、それぞれ別個に設けられていてもよい。あるいは、データロガー50および数値解析装置5は、1台のコンピューター、または1台のプログラマブルロジックコントローラ(例えば、シーケンサー)として構成される制御装置6に組み込まれていてもよい。 In the monitoring device, the data logger 50, the numerical analysis device 5, and the control device (determination device) 6 may be provided separately. Alternatively, the data logger 50 and the numerical analysis device 5 may be incorporated into a control device 6 configured as one computer or one programmable logic controller (for example, a sequencer).

次に、図4(a)および図4(b)を参照して、光学的測定装置3による懸濁物質を含む原液の透過光強度の測定例について説明する。図4(a)は、凝集剤の注入率が適正ではないために、フロックが原液に形成されていない場合の透過光強度の測定例を示し、図4(b)は、凝集剤の注入率が適正であるために、フロックが原液に形成されている場合の透過光強度の測定例を示す。図4(a)および図4(b)において、横軸は測定時間を表し、縦軸は透過光強度を表す。 Next, with reference to FIGS. 4(a) and 4(b), an example of measuring the intensity of transmitted light of a stock solution containing suspended matter using the optical measuring device 3 will be described. Figure 4(a) shows an example of measuring the intensity of transmitted light when flocs are not formed in the stock solution due to an inappropriate injection rate of the flocculant, and Figure 4(b) shows an example of measuring the intensity of transmitted light when the flocculant injection rate is not appropriate. An example of measuring the intensity of transmitted light when flocs are formed in the stock solution is shown to ensure that this is appropriate. In FIGS. 4(a) and 4(b), the horizontal axis represents measurement time, and the vertical axis represents transmitted light intensity.

図4(a)に示すように、フロックが原液に形成されていないと、光源35aから照射された光は、懸濁物質に遮られて光検出器35bまでほとんど到達しない。その結果、測定される透過光強度は、測定時間の経過と共に低い値で推移する。一方で、フロックが原液に形成されていると、懸濁物質はフロックとしてまとまっている。したがって、図4(b)に示されるように、透過光強度の測定中、光源35aから照射された光がフロックに遮られて光検出器35bまで到達しない時間と、フロックの隙間から光検出器35bまで到達する時間とが存在する。結果として、透過光強度のピークが複数個計測される。この複数個のピークは、数値解析工程で利用される。 As shown in FIG. 4(a), if no flocs are formed in the stock solution, the light emitted from the light source 35a is blocked by suspended matter and hardly reaches the photodetector 35b. As a result, the measured transmitted light intensity remains at a low value as the measurement time passes. On the other hand, if flocs are formed in the undiluted solution, suspended substances are aggregated as flocs. Therefore, as shown in FIG. 4(b), during the measurement of the transmitted light intensity, there is a time when the light emitted from the light source 35a is blocked by the flocks and does not reach the photodetector 35b, and a time when the light emitted from the light source 35a does not reach the photodetector 35b from the gap between the flocks. 35b. As a result, multiple peaks of transmitted light intensity are measured. These multiple peaks are used in the numerical analysis process.

光源35aの例としては、各種ランプ(水銀ランプ、キセノンランプ、クリプトンランプ、メタルハライドランプ、ハロゲンランプなど)、各種レーザ(固体レーザ、半導体レーザ、液体レーザ、気体レーザなど)、各種LEDなどが挙げられる。LEDは、市販の光学センサのうちで比較的高強度の光を照射できる光源であるため、光源35aは、好ましくは、LEDである。光検出器35bの例としては、CCD、フォトダイオード、フォトトランジスタ、光電子増倍管、光導電素子、赤外線光学センサ、CMOSなどが挙げられる。いずれにしても、光学センサ35として、市販品を用いることができる。 Examples of the light source 35a include various lamps (mercury lamp, xenon lamp, krypton lamp, metal halide lamp, halogen lamp, etc.), various lasers (solid laser, semiconductor laser, liquid laser, gas laser, etc.), various LEDs, etc. . The light source 35a is preferably an LED, because an LED is a light source that can emit relatively high-intensity light among commercially available optical sensors. Examples of the photodetector 35b include a CCD, a photodiode, a phototransistor, a photomultiplier tube, a photoconductive element, an infrared optical sensor, a CMOS, and the like. In any case, a commercially available product can be used as the optical sensor 35.

本実施形態では、光学センサ35は、ノズル30から流下させた原液(汚水)に直接光を照射するといった簡単な機構で光学的測定値を取得することができる。すなわち、撹拌機で凝集剤と混合されることで形成されたフロック、およびフロックの形成に使用されなかった余剰の凝集剤などの異物によって汚染される部材が光学センサ35のセンシングゾーンに存在しない。その結果、適切な光学的測定値を得るために従来必要とされた洗浄作業が発生しないので、光学センサ35は、長期間安定して光学的測定値を取得することができ、数値解析装置5は正確な数値解析値を長期間安定して出力することができる。したがって、監視装置は、汚水の凝集状態を長期間安定してリアルタイムに監視することができる。 In this embodiment, the optical sensor 35 can obtain optical measurement values using a simple mechanism such as directly irradiating light onto the raw solution (sewage) flowing down from the nozzle 30. That is, there are no members in the sensing zone of the optical sensor 35 that are contaminated by foreign substances such as flocs formed by mixing with the flocculant in the stirrer and surplus flocculant not used to form the flocs. As a result, the cleaning work conventionally required to obtain appropriate optical measurement values is not required, so the optical sensor 35 can stably obtain optical measurement values for a long period of time, and the numerical analysis device 5 can stably output accurate numerical analysis values over a long period of time. Therefore, the monitoring device can stably monitor the coagulation state of wastewater over a long period of time in real time.

光学センサ35が適切な光学的測定値を取得するためには、ノズル30から流下する原液が整流されている(すなわち、層流である)ことが好ましい。原液を効果的に整流させるために、本実施形態に係るノズル30は、鉛直方向に延びるノズル本体30aと、ノズル本体30aの先端に連結される吐出部30bと、を備える。ノズル本体30aの末端は、分岐ライン77に連結されている。ノズル本体30aは、その内部に形成された原液の流路30cを有している。吐出部30bは、その内部に形成された吐出流路30dを有しており、吐出流路30dは、ノズル本体30aの流路30cに接続される。吐出流路30dの中心軸線は、流路30cの中心軸線に一致している。 In order for the optical sensor 35 to obtain appropriate optical measurements, it is preferable that the stock solution flowing down from the nozzle 30 is rectified (ie, laminar flow). In order to effectively rectify the stock solution, the nozzle 30 according to this embodiment includes a nozzle body 30a extending in the vertical direction and a discharge part 30b connected to the tip of the nozzle body 30a. The end of the nozzle body 30a is connected to a branch line 77. The nozzle body 30a has a flow path 30c for the stock solution formed therein. The discharge part 30b has a discharge passage 30d formed therein, and the discharge passage 30d is connected to the passage 30c of the nozzle body 30a. The center axis of the discharge flow path 30d coincides with the center axis of the flow path 30c.

ノズル30の中心軸線に垂直な断面で見たとき、流路30cと吐出流路30dは、円形の断面形状を有している。さらに、吐出流路30dは、流路30cの直径d1よりも小さい直径d2を有している。すなわち、吐出部30bは、ノズル本体30aに対して縮径部として機能する。 When viewed in a cross section perpendicular to the central axis of the nozzle 30, the flow path 30c and the discharge flow path 30d have a circular cross-sectional shape. Furthermore, the discharge flow path 30d has a diameter d2 smaller than the diameter d1 of the flow path 30c. That is, the discharge part 30b functions as a diameter reducing part with respect to the nozzle main body 30a.

発明者らの実験によれば、ノズル本体30aと吐出部30bとから構成されるノズル30は、ノズル本体30aのみから構成される(すなわち、吐出部30bが省略された)ノズル30と比較して飛躍的に向上された原液の整流効果を有していることがわかった。したがって、ノズル30は、ノズル本体30aと、該ノズル本体30aに対して縮径部として機能する吐出部30bとから構成されるのが好ましい。 According to the experiments conducted by the inventors, the nozzle 30 composed of the nozzle body 30a and the discharge part 30b has a lower cost than the nozzle 30 composed only of the nozzle body 30a (that is, the discharge part 30b is omitted). It was found that the rectifying effect of the undiluted solution was dramatically improved. Therefore, the nozzle 30 is preferably composed of a nozzle body 30a and a discharge part 30b that functions as a diameter-reducing part with respect to the nozzle body 30a.

さらに、発明者らの実験によれば、吐出流路30dの横断面形状(すなわち、吐出流路30dの中心軸線に垂直な断面形状)は、円形であるときに最も原液の整流効果が高いことがわかった。また、吐出流路30dの長さに相当する吐出部30bの長手方向の長さLが短くても、ノズル30から流下する原液の整流作用にさほど影響がないこともわかった。例えば、吐出部30bの長手方向の長さLが3cmであっても、ノズル30から流下する原液が整流されていることがわかった。 Furthermore, according to experiments conducted by the inventors, the rectifying effect of the stock solution is highest when the cross-sectional shape of the discharge flow path 30d (that is, the cross-sectional shape perpendicular to the central axis of the discharge flow path 30d) is circular. I understand. It was also found that even if the length L in the longitudinal direction of the discharge portion 30b, which corresponds to the length of the discharge channel 30d, is short, the rectification effect of the stock solution flowing down from the nozzle 30 is not significantly affected. For example, it was found that even if the length L in the longitudinal direction of the discharge portion 30b was 3 cm, the stock solution flowing down from the nozzle 30 was rectified.

ノズル30を流れる原液の流量も、原液の整流効果に影響を及ぼす。一般に、ノズル30の吐出部30bを流れる原液の流量が大きいほど、原液の整流効果が向上する。すなわち、吐出部30bの内径(吐出流路30dの直径)を小さくすることで、吐出部30bを流れる原液の流量を増加させ、これにより原液の整流効果を向上させることが好ましい。そこで、市販の塩ビ配管のなかで最も内径が小さい呼び径13A(内径が13mm)の塩ビ配管を吐出部30bに用いることで、低コストで整流効果の高いノズル30を提供することができる。 The flow rate of the stock solution flowing through the nozzle 30 also affects the rectification effect of the stock solution. Generally, the larger the flow rate of the stock solution flowing through the discharge portion 30b of the nozzle 30, the better the rectification effect of the stock solution. That is, it is preferable to increase the flow rate of the concentrate flowing through the discharge part 30b by reducing the inner diameter of the discharge part 30b (the diameter of the discharge flow path 30d), thereby improving the rectification effect of the concentrate. Therefore, by using PVC piping with a nominal diameter of 13A (inner diameter 13 mm), which is the smallest among commercially available PVC piping, for the discharge portion 30b, it is possible to provide a nozzle 30 with a high rectification effect at low cost.

なお、吐出部30bの内径を小さくしすぎると、原液に形成されたフロックの性状(大きさ、形状、粘度など)次第で、吐出部30bにフロックの詰まりが発生するおそれがある。そのため、吐出部30bの内径は、原液の流量だけでなく、フロックの性状にも注意して選択すべきである。例えば、吐出部30bの内径は、5mm以上であってもよいし、10mm以上であってもよい。一般に、形成されるフロックの直径が数mm~十数mmの範囲になる場合が多いことから、吐出部30bの内径は、13mm以上とするのが好適である。市販の塩ビ配管では、呼び径が13Aの配管の他にも、呼び径が16A、20A、25A、または30Aの配管を好適に用いることができる。 Note that if the inner diameter of the discharge section 30b is made too small, the discharge section 30b may be clogged with flocs depending on the properties (size, shape, viscosity, etc.) of the flocs formed in the stock solution. Therefore, the inner diameter of the discharge portion 30b should be selected with consideration not only to the flow rate of the stock solution but also to the properties of the flocs. For example, the inner diameter of the discharge portion 30b may be 5 mm or more, or 10 mm or more. Generally, the diameter of the formed flocs is often in the range of several mm to more than 10 mm, so it is preferable that the inner diameter of the discharge portion 30b is 13 mm or more. In commercially available PVC piping, in addition to piping with a nominal diameter of 13A, piping with a nominal diameter of 16A, 20A, 25A, or 30A can be suitably used.

ノズル30から吐出した直後の原液が最も整流されている。そこで、図2および図3に示すように、光学センサ35をノズル30の吐出口の近傍に配置するのが好ましい。この場合、光学センサ35は、ノズル30から吐出された直後の原液に光を照射して光学的測定値を取得することができる。 The stock solution immediately after being discharged from the nozzle 30 is the most rectified. Therefore, as shown in FIGS. 2 and 3, it is preferable to arrange the optical sensor 35 near the discharge port of the nozzle 30. In this case, the optical sensor 35 can obtain an optical measurement value by irradiating light onto the stock solution immediately after being discharged from the nozzle 30.

図2に示すように、光学的測定装置3は、ノズル30と受け皿32とを囲う箱38を有していてもよい。ノズル30から吐出した原液は、受け皿32に到達するまで大気中を流下する。箱38によって、原液の臭気が周囲に拡散することが防止される。さらに、図2に示す実施形態では、箱38は、ノズル30と受け皿32だけでなく、光学センサ35も囲っている。このような構成によれば、自然光、および風などの光学的測定値に影響を及ぼす外乱を排除することができる。 As shown in FIG. 2, the optical measuring device 3 may include a box 38 surrounding the nozzle 30 and the receiving tray 32. The stock solution discharged from the nozzle 30 flows down in the atmosphere until it reaches the receiving tray 32. The box 38 prevents the odor of the stock solution from spreading to the surroundings. Furthermore, in the embodiment shown in FIG. 2, the box 38 encloses not only the nozzle 30 and the saucer 32, but also the optical sensor 35. According to such a configuration, disturbances such as natural light and wind that affect optical measurement values can be excluded.

凝集装置から排出配管28を介してスクリュープレス60に供給された汚水は、該スクリュープレスで圧搾され、ろ液とケーキとに分離される。図1に示されるスクリュープレス60は、円筒状のスクリーンケーシング(ろ過筒)61と、スクリーンケーシング61内で、該スクリーンケーシング61と同心状に配置され、液体含有物である汚水を所定の移送方向Dに移送するスクリュー(図示せず)と、スクリューを回転させる回転機構(図示せず)と、スクリーンケーシング61を通過したろ液を回収するろ液受け68と、ろ液受け68に連結されたドレインライン69と、備えている。 The wastewater supplied from the flocculation device to the screw press 60 via the discharge pipe 28 is squeezed by the screw press and separated into a filtrate and a cake. The screw press 60 shown in FIG. 1 includes a cylindrical screen casing (filtration tube) 61, and is arranged concentrically within the screen casing 61 to transfer wastewater as a liquid in a predetermined direction. A screw (not shown) for transferring to D, a rotation mechanism (not shown) for rotating the screw, a filtrate receiver 68 for collecting the filtrate that has passed through the screen casing 61, and a filtrate receiver 68 connected to the filtrate receiver 68. A drain line 69 is provided.

スクリーンケーシング61は、パンチングメタルなどのスクリーン(多孔板)から形成されている。スクリーンケーシング61に投入された汚泥は、スクリューの回転によってスクリーンケーシング61内を移送される。汚泥は、スクリーンケーシング61内を移送されるに従って圧搾され、脱水される。スクリーンケーシング61のスクリーンを通過したろ液は、スクリーンケーシング61の下方に配置されたろ液受け68によって回収され、ドレインライン69を介してスクリュープレスから排出される。 The screen casing 61 is formed from a screen (perforated plate) such as punched metal. The sludge introduced into the screen casing 61 is transferred within the screen casing 61 by rotation of the screw. As the sludge is transferred through the screen casing 61, it is compressed and dewatered. The filtrate that has passed through the screen of the screen casing 61 is collected by a filtrate receiver 68 disposed below the screen casing 61 and discharged from the screw press via a drain line 69.

本実施形態では、上述した数値解析値がスクリュープレス60の運転に用いられる。例えば、作業者は、数値解析値に基づいてスクリューの回転速度を決定および/または変更することができる。一実施形態では、数値解析値をスクリュープレス60の制御装置に入力し、制御装置に、適切な含水率を有するケーキを得るためのスクリューの回転速度を自動で制御させてもよい。この場合、上述した制御装置6をスクリュープレス60の制御装置として用いてもよい。 In this embodiment, the above-mentioned numerical analysis values are used for the operation of the screw press 60. For example, the operator can determine and/or change the rotational speed of the screw based on numerical analysis values. In one embodiment, the numerical analysis values may be input to the controller of the screw press 60, and the controller may automatically control the rotational speed of the screw to obtain a cake with the appropriate moisture content. In this case, the control device 6 described above may be used as a control device for the screw press 60.

図1に示す制御装置6は、取得した数値解析値に基づいて凝集装置に供給される凝集剤の注入率を自動で制御してもよい。以下では、制御装置6が凝集剤の注入率を自動で制御する方法が説明される。 The control device 6 shown in FIG. 1 may automatically control the injection rate of the flocculant supplied to the flocculation device based on the acquired numerical analysis value. Below, a method for the control device 6 to automatically control the injection rate of the flocculant will be explained.

図1に示すように、制御装置6は、凝集剤注入装置4に接続されている。上述したように、光学的測定装置3から得られた光学的測定値は、数値解析装置5に送られる。数値解析装置5は、光学的測定値を数値解析し、数値解析値を取得する。得られた数値解析値は、制御装置6に送られる。制御装置6は、数値解析値に基づいて凝集剤の適正な注入率を決定する。 As shown in FIG. 1, the control device 6 is connected to the flocculant injection device 4. As mentioned above, the optical measurement values obtained from the optical measurement device 3 are sent to the numerical analysis device 5. The numerical analysis device 5 numerically analyzes the optical measurement value and obtains a numerical analysis value. The obtained numerical analysis value is sent to the control device 6. The control device 6 determines an appropriate injection rate of the flocculant based on the numerical analysis value.

数値解析値の例としては、光学的測定値の平均値、分散、標準偏差、ピーク面積、ピーク高さなどが挙げられる。光学的測定値の分散とは、光学的測定値を統計学的に解析した値であり、所定の測定時間の間に得られた光学的測定値の分布の散らばりの程度を示す量である。標準偏差は、分散の平方根の正の値である。ピーク面積は、縦軸が光学的測定値を表し、横軸が測定時間を表すグラフ上に、所定の測定時間の間に得られた光学的測定値をプロットして描かれた曲線と、基準線(例えばベースライン)とで囲まれた領域の面積である。ピーク面積は、例えば、図4(b)でハッチングを付けられた領域の面積に相当する。ピーク高さは、縦軸が光学的測定値を表し、横軸が測定時間を表すグラフ上に、所定の測定時間の間に得られた光学的測定値をプロットして描かれた曲線のピークの横軸からの高さである。 Examples of numerical analysis values include the average value, dispersion, standard deviation, peak area, and peak height of optically measured values. The dispersion of optical measurement values is a value obtained by statistically analyzing optical measurement values, and is an amount indicating the degree of dispersion of the distribution of optical measurement values obtained during a predetermined measurement time. Standard deviation is the positive value of the square root of the variance. The peak area is calculated using a curve drawn by plotting the optical measurement values obtained during a given measurement time on a graph where the vertical axis represents the optical measurement value and the horizontal axis represents the measurement time, and the reference This is the area of the region surrounded by a line (for example, a baseline). The peak area corresponds to, for example, the area of the hatched region in FIG. 4(b). The peak height is the peak height of a curve drawn by plotting the optical measurements obtained during a given measurement time on a graph where the vertical axis represents the optical measurement value and the horizontal axis represents the measurement time. is the height from the horizontal axis.

ある閾値以上の光学的測定値の個数、あるいは、ある閾値以下の光学的測定値の個数を、数値解析値としてもよい。数値解析装置5で、光学的測定値から、SS濃度、濁度、色度、フロック粒径などを算出し、これらを数値解析値としてもよい。ここで、フロック粒径とは、フロックが球形である場合には、フロックの直径を意味する。フロックが球形でない場合には、フロック粒径は、ストークス径、または各種測定方法によって測定された粒径を意味する。フロック粒径は、フロックの平均粒径であってもよい。平均粒径としては、算術平均径、最多径、中央径などが例示される。また、平均粒径は、個数基準であってもよいし、質量基準であってもよいし、体積基準であってもよい。 The number of optical measurement values greater than or equal to a certain threshold value or the number of optical measurement values less than or equal to a certain threshold value may be used as the numerical analysis value. The numerical analysis device 5 may calculate SS concentration, turbidity, chromaticity, floc particle size, etc. from the optical measurement values, and use these as numerical analysis values. Here, the floc particle size means the diameter of the floc when the floc is spherical. When the flocs are not spherical, the floc particle size means the Stokes diameter or the particle size measured by various measuring methods. The floc particle size may be the average particle size of the flocs. Examples of the average particle diameter include an arithmetic mean diameter, a maximum diameter, and a median diameter. Further, the average particle size may be based on number, mass, or volume.

光学的測定値からSS濃度、濁度を算出する方法として、透過光測定方法などの公知の方法を用いることができる。光学的測定値から色度を算出する方法として、透過光測定方法などの公知の方法を用いることができる。光学的測定値からフロック粒径を算出する方法として、レーザ回折・散乱法、カメラで撮影した画像を画像解析する方法などの公知の方法を用いることができる。フロック粒径は平均フロック粒径でもよいし、フロック粒径の粒径分布でもよい。光学的測定を行うと共に、得られた光学的測定値からSS濃度、濁度、色度、フロック粒径などを算出できる市販の測定装置を用いることができる。 As a method for calculating SS concentration and turbidity from optically measured values, a known method such as a transmitted light measurement method can be used. As a method for calculating chromaticity from optical measurement values, a known method such as a transmitted light measurement method can be used. As a method for calculating the floc particle size from the optical measurement value, a known method such as a laser diffraction/scattering method or a method of analyzing an image taken with a camera can be used. The floc particle size may be an average floc particle size or a particle size distribution of floc particle sizes. A commercially available measuring device that can perform optical measurements and calculate SS concentration, turbidity, chromaticity, floc particle size, etc. from the obtained optical measurements can be used.

制御装置6は、原液への凝集剤の注入、原液の撹拌、光学的測定値の取得、光学的測定値に基づく数値解析を少なくとも1回行うことによって得られた、少なくとも1つの数値解析値から、凝集剤の適正な注入率を決定する。すなわち、制御装置6は、懸濁物質を含む原液に凝集剤を注入し、懸濁物質のフロック形成させるために当該原液を撹拌し、撹拌された原液に対して光学的測定を実施し、得られた光学的測定値を数値解析して数値解析値を取得する。さらに、制御装置6は、得られた数値解析値に基づき、凝集剤の注入率が適正か否かを判断し、注入率が適正でなければ、凝集剤の注入率を変更して、再度撹拌、光学的測定、および数値解析を繰り返し、適正な注入率を決定する。なお、凝集剤の注入率によっては、懸濁物質のフロックが形成されない場合がある。 From at least one numerical analysis value obtained by injecting a flocculant into the stock solution, stirring the stock solution, acquiring an optical measurement value, and performing a numerical analysis based on the optical measurement value at least once, the control device 6 , determine the proper injection rate of flocculant. That is, the control device 6 injects a flocculant into a stock solution containing suspended solids, stirs the stock solution to form flocs of suspended solids, performs optical measurement on the stirred stock solution, and determines the resultant solution. The obtained optical measurement values are numerically analyzed to obtain numerical analysis values. Furthermore, the control device 6 determines whether the injection rate of the flocculant is appropriate based on the obtained numerical analysis value, and if the injection rate is not appropriate, changes the injection rate of the flocculant and stirs again. , optical measurements, and numerical analysis to determine the appropriate injection rate. Note that depending on the injection rate of the flocculant, flocs of suspended matter may not be formed.

発明者らは、凝集剤の注入率とノズル30から吐出される原液の流量とを変化させて、光学的測定値を測定し、得られた光学的測定値を数値解析し、得られた数値解析値と目視によるフロックの良否判定に相関関係があるか否かを確認する実験を行った。実験では、複数の汚泥に所定の凝集剤を複数の注入率でそれぞれ注入し、次いで、凝集剤が注入された各汚泥を撹拌翼の回転速度を1080min-1に設定して所定時間撹拌した。次いで、20mmの内径を有するノズル本体30aと、13mmの内径を有する吐出部30bとから構成されるノズル30から流下させた撹拌後の汚泥に光学センサ35の光源35aから光を照射して、光学的測定値を取得した。さらに、得られた光学的測定値を数値解析して適切な凝集剤の注入率を決定した。汚泥の流下流量は、1.47L/minに設定した。 The inventors measured optical measurements by varying the injection rate of the flocculant and the flow rate of the stock solution discharged from the nozzle 30, numerically analyzed the obtained optical measurements, and calculated the obtained numerical values. An experiment was conducted to confirm whether there is a correlation between analytical values and visual judgment of floc quality. In the experiment, a predetermined flocculant was injected into a plurality of sludges at a plurality of injection rates, and then each sludge into which the flocculant had been injected was stirred for a predetermined period of time by setting the rotational speed of the stirring blade to 1080 min -1 . Next, light is irradiated from the light source 35a of the optical sensor 35 to the agitated sludge flowing down from the nozzle 30, which is composed of a nozzle body 30a having an inner diameter of 20 mm and a discharge part 30b having an inner diameter of 13 mm. Target measurements were obtained. Furthermore, the obtained optical measurements were numerically analyzed to determine an appropriate flocculant injection rate. The flow rate of sludge was set at 1.47 L/min.

図5は、実験結果を示す表である。図5に示すように、光学的測定値の平均値、分散、および所定の閾値以上の光学的測定値の数である複数の数値解析値が、凝集剤の注入率が2.5%のときに最大値となることが分かった。これは、目視によって良好なフロックであると判定された凝集剤注入率と一致していた。したがって、上述した実施形態に係る光学的測定装置3によって得られた光学的測定値からフロックの良否を自動で判定可能であることがわかった。 FIG. 5 is a table showing the experimental results. As shown in Fig. 5, multiple numerical analysis values, which are the average value, variance, and number of optical measurements above a predetermined threshold of optical measurements, were obtained when the flocculant injection rate was 2.5%. It was found that the maximum value is . This was consistent with the flocculant injection rate that was determined to be a good floc by visual inspection. Therefore, it has been found that it is possible to automatically determine the quality of flocs from the optical measurement values obtained by the optical measurement device 3 according to the embodiment described above.

例えば、分散を数値解析値とする場合では、分散が17.4以上の数値を示している場合に、制御装置は、凝集状態が良好であると判断することができる。同様に、作業者は、制御装置のディスプレイに表示される数値解析値から凝集状態の良否を判断することができる。 For example, when the dispersion is a numerically analyzed value, the control device can determine that the agglomeration state is good if the dispersion is a numerical value of 17.4 or more. Similarly, the operator can judge whether the aggregation state is good or bad from the numerical analysis value displayed on the display of the control device.

図2に示すように、光学的測定装置3は、必要に応じて、撹拌された原液に希釈液を供給する希釈ライン55を含んでいてもよい。希釈ライン55は、分岐ライン77に接続されており、希釈液を、撹拌後で光学的測定前の原液に供給する。希釈ライン55には、図示しない希釈液供給バルブが配置されており、制御装置6が必要に応じて希釈液供給バルブの開閉動作を操作することで、撹拌後の原液への希釈液の供給を制御する。 As shown in FIG. 2, the optical measurement device 3 may include a dilution line 55 that supplies a diluent to the stirred stock solution, if necessary. The dilution line 55 is connected to the branch line 77 and supplies a diluent to the stock solution after stirring and before optical measurement. A diluent supply valve (not shown) is disposed in the dilution line 55, and the control device 6 operates the opening/closing operation of the diluent supply valve as necessary to supply the diluent to the stock solution after stirring. Control.

希釈液を撹拌後の原液に供給する目的は、撹拌された原液に含まれる懸濁物質の濃度および/またはフロックの濃度を低減させることである。懸濁物質の濃度が高い原液では、フロックが形成されたときの光学的測定値とフロックが形成されないときの光学的測定値に差が生じず、その結果、凝集剤の注入率の決定が困難な場合がある。例えば、光学的測定装置3が、懸濁物質の濃度が高い原液の透過光強度を測定する場合、凝集剤の注入率が適正でフロックが形成されても、フロック間の隙間がほとんど存在せず、図4(a)に示したように、透過光強度がほぼ一定になってしまう場合がある。これに対して、撹拌された原液を希釈液で希釈する場合、フロック間の隙間を増大させることができるため、フロックの隙間から光が透過し、図4(b)に示されるように、透過光強度のピークが複数個計測される。この結果、フロックが形成されたときの透過光強度とフロックが形成されないときの透過光強度に差が生じ、適正な注入率を決定できる。希釈液としては、純水、水道水、工業用水、地下水、各種排水処理の処理水、海水などを用いることができる。 The purpose of supplying the diluent to the stirred stock solution is to reduce the concentration of suspended matter and/or the concentration of flocs contained in the stirred stock solution. For stock solutions with a high concentration of suspended solids, there is no difference between optical measurements when flocs are formed and optical measurements when no flocs are formed, making it difficult to determine the flocculant injection rate. There are cases where For example, when the optical measuring device 3 measures the transmitted light intensity of a stock solution with a high concentration of suspended solids, even if the flocculant injection rate is appropriate and flocs are formed, there are almost no gaps between the flocs. , as shown in FIG. 4(a), the transmitted light intensity may become almost constant. On the other hand, when the stirred stock solution is diluted with a diluent, the gaps between the flocs can be increased, so light passes through the gaps between the flocs, and as shown in Figure 4(b), the light is transmitted through the flocs. Multiple peaks of light intensity are measured. As a result, a difference occurs between the transmitted light intensity when flocs are formed and the transmitted light intensity when no flocs are formed, and an appropriate injection rate can be determined. As the diluent, pure water, tap water, industrial water, ground water, treated water from various wastewater treatments, seawater, etc. can be used.

上述した実施形態は、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が本発明を実施できることを目的として記載されたものである。上記実施形態の種々の変形例は、当業者であれば当然になしうることであり、本発明の技術的思想は他の実施形態にも適用しうることである。したがって、本発明は、記載された実施形態に限定されることはなく、特許請求の範囲によって定義される技術的思想に従った最も広い範囲に解釈されるものである。 The embodiments described above have been described to enable those skilled in the art to carry out the invention. Various modifications of the above embodiment can be naturally made by those skilled in the art, and the technical idea of the present invention can be applied to other embodiments. Therefore, the invention is not limited to the described embodiments, but is to be construed in the broadest scope according to the spirit defined by the claims.

1 撹拌機
2 撹拌槽
3 光学的測定装置
4 凝集剤注入装置
5 数値解析装置
6 制御装置
7 供給装置
8 撹拌翼
9 モーター
10 原液貯槽
11 凝集剤貯槽
14 脱水機
18 供給元管
26 凝集剤供給配管
28 排出配管
30 ノズル
32 受け皿(受液部)
35 光学センサ
35a 光源(投光部)
35b 光検出器(受光部)
38 箱
50 データロガー
55 希釈ライン
60 スクリュープレス(脱水機)
61 スクリーンケーシング(ろ過筒)
68 ろ液受け
69 ドレインライン
77 分岐ライン
1 Stirrer 2 Stirring tank 3 Optical measurement device 4 Flocculant injection device 5 Numerical analysis device 6 Control device 7 Supply device 8 Stirring blades 9 Motor 10 Stock solution storage tank 11 Flocculant storage tank 14 Dehydrator 18 Supply source pipe 26 Flocculant supply piping 28 Discharge piping 30 Nozzle 32 Receiver (liquid receiving part)
35 Optical sensor 35a Light source (light projector)
35b Photodetector (light receiving section)
38 Box 50 Data logger 55 Dilution line 60 Screw press (dehydrator)
61 Screen casing (filtration cylinder)
68 Filtrate receiver 69 Drain line 77 Branch line

Claims (7)

凝集装置の凝集混和槽の下流側から引き抜くか、または前記凝集混和槽から直接引き抜いた汚水の凝集状態を監視する監視装置であって、
前記汚水の光学的測定値を測定する光学的測定装置と、
前記光学的測定値を数値解析して、数値解析値を出力する数値解析装置と、を備え、
前記光学的測定装置は、
汚水を下方に向けて大気中に流下させるノズルと、
前記ノズルから流下された汚水に光を照射して光学的測定値を取得する光学センサと、を備えている、監視装置。
A monitoring device for monitoring the flocculation state of sewage drawn from the downstream side of a coagulation mixing tank of a coagulation device or directly drawn from the coagulation mixing tank, comprising:
an optical measurement device that measures an optical measurement value of the wastewater;
A numerical analysis device that numerically analyzes the optical measurement value and outputs a numerical analysis value,
The optical measuring device includes:
a nozzle that directs wastewater downward into the atmosphere;
A monitoring device comprising: an optical sensor that irradiates light onto the wastewater flowing down from the nozzle to obtain an optical measurement value.
前記数値解析値に基づいて、前記汚水の凝集状態の良否を判定する判定装置をさらに備える、請求項1に記載の監視装置。 The monitoring device according to claim 1, further comprising a determination device that determines whether the coagulation state of the wastewater is good or bad based on the numerical analysis value. 前記ノズルから流下された汚水を、前記凝集混和槽に戻すリターンラインをさらに備える、請求項1または2に記載の監視装置。 The monitoring device according to claim 1 or 2, further comprising a return line that returns the wastewater flowing down from the nozzle to the coagulation mixing tank. 前記ノズルは、
前記汚水の流路が形成されたノズル本体と、
前記汚水の流路の先端に連結された前記汚水の吐出流路が形成された吐出部と、を備え、
前記吐出流路は、前記流路の直径よりも小さい直径を有する、請求項1乃至3のいずれか一項に記載の監視装置。
The nozzle is
a nozzle body in which the wastewater flow path is formed;
a discharge part connected to the tip of the wastewater flow path and in which the wastewater discharge flow path is formed;
The monitoring device according to any one of claims 1 to 3, wherein the discharge flow path has a smaller diameter than the diameter of the flow path.
前記吐出流路の直径は、5~30mmの範囲にある、請求項4に記載の監視装置。 The monitoring device according to claim 4, wherein the diameter of the discharge channel is in the range of 5 to 30 mm. 前記光学センサは、前記ノズルの吐出口の近傍に配置され、前記ノズルから吐出された直後の汚水に光を照射する、請求項1乃至5のいずれか一項に記載の監視装置。 The monitoring device according to any one of claims 1 to 5, wherein the optical sensor is disposed near a discharge port of the nozzle and irradiates light to the wastewater immediately after being discharged from the nozzle. 凝集装置の凝集混和槽の下流側から引き抜くか、または前記凝集混和槽から直接引き抜いた汚水の凝集状態を監視する監視方法であって、
ノズルから汚水を下方に向けて大気中に流下させ、
前記流下された汚水に光学センサから光を照射して光学的測定値を取得し、
前記光学的測定値を数値解析して、数値解析値を取得する、監視方法。
A monitoring method for monitoring the flocculation state of sewage drawn from the downstream side of a coagulation mixing tank of a coagulation device or directly drawn from the coagulation mixing tank, the method comprising:
Sewage flows downward from the nozzle into the atmosphere,
irradiating the flowing wastewater with light from an optical sensor to obtain an optical measurement value;
A monitoring method comprising numerically analyzing the optical measurement value to obtain a numerical analysis value.
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