JP2989124B2 - スラリー状物の性状測定装置及び汚泥処理方法 - Google Patents
スラリー状物の性状測定装置及び汚泥処理方法Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、産業排水汚泥や生
活排水汚泥あるいはパルプスラリーなどのスラリー状物
を処理する技術に関し、特に処理過程でのスラリー状物
の性状を測定する性状測定装置及びこれを用いた汚泥処
理方法に関する。
活排水汚泥あるいはパルプスラリーなどのスラリー状物
を処理する技術に関し、特に処理過程でのスラリー状物
の性状を測定する性状測定装置及びこれを用いた汚泥処
理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】産業排水汚泥や生活排水汚泥などについ
ては、凝集剤の添加で所定凝集度に整え、それから脱水
処理して脱水ケーキとし、この脱水ケーキを焼却した
り、あるいは廃棄物処理業者に委託するなどして最終的
に処理するようにするのが一般的である。このような処
理システムにおけるランニングコストは、凝集剤の使用
量や脱水機での脱水効率に大きく影響され、また脱水ケ
ーキの処理は、焼却処理や廃棄物処理業者への委託処理
で行なうのが一般的であるが、れらの処理は、脱水ケー
キの含水率により、焼却のための重油などの燃料コスト
や重量換算の委託コストに大きく影響を受ける。
ては、凝集剤の添加で所定凝集度に整え、それから脱水
処理して脱水ケーキとし、この脱水ケーキを焼却した
り、あるいは廃棄物処理業者に委託するなどして最終的
に処理するようにするのが一般的である。このような処
理システムにおけるランニングコストは、凝集剤の使用
量や脱水機での脱水効率に大きく影響され、また脱水ケ
ーキの処理は、焼却処理や廃棄物処理業者への委託処理
で行なうのが一般的であるが、れらの処理は、脱水ケー
キの含水率により、焼却のための重油などの燃料コスト
や重量換算の委託コストに大きく影響を受ける。
【０００３】したがってこれらのコスト要因を最適化す
ることが経済的で且つ省エネ的なシステム稼働の実現を
目指す上で大切なことである。コスト要因を最適化す
る、つまり凝集剤の使用量を最小限に抑え、また脱水効
率を向上させ、さらには脱水ケーキの含水率をより小さ
くするには、凝集剤添加前の原汚泥の性状や凝集剤添加
後の汚泥の凝集度などについてのデータをリアルタイム
で取得し、このデータに基づいて凝集剤の種類やその添
加量を正確に制御することが求められる。
ることが経済的で且つ省エネ的なシステム稼働の実現を
目指す上で大切なことである。コスト要因を最適化す
る、つまり凝集剤の使用量を最小限に抑え、また脱水効
率を向上させ、さらには脱水ケーキの含水率をより小さ
くするには、凝集剤添加前の原汚泥の性状や凝集剤添加
後の汚泥の凝集度などについてのデータをリアルタイム
で取得し、このデータに基づいて凝集剤の種類やその添
加量を正確に制御することが求められる。
【０００４】しかし連続的に処理されて行く状態での汚
泥について上記のようなデータを自動的に測定するため
の有効な手段が未だなく、したがって作業者の経験に頼
っているのが実情であり、理想的な処理条件とは大きく
かけ離れているのが現実である。特に汚泥発生源におけ
る条件が不安定で処理対象の汚泥の性状が経時的に変化
することの多い場合には理想的な処理条件との乖離もよ
り大きくなり勝ちである。
泥について上記のようなデータを自動的に測定するため
の有効な手段が未だなく、したがって作業者の経験に頼
っているのが実情であり、理想的な処理条件とは大きく
かけ離れているのが現実である。特に汚泥発生源におけ
る条件が不安定で処理対象の汚泥の性状が経時的に変化
することの多い場合には理想的な処理条件との乖離もよ
り大きくなり勝ちである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】このような事情を背景
になされたのが本発明で、例えば処理過程にある汚泥の
ようなスラリー状物の性状をリアルタイムで自動的に測
定できる性状測定装置の提供を目的とし、またこのよう
な性状測定装置を用いた汚泥処理方法の提供を目的とし
ている。
になされたのが本発明で、例えば処理過程にある汚泥の
ようなスラリー状物の性状をリアルタイムで自動的に測
定できる性状測定装置の提供を目的とし、またこのよう
な性状測定装置を用いた汚泥処理方法の提供を目的とし
ている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】先ず本発明による性状測
定装置は、例えばスラリー状物の処理システムを形成し
ている移送路や貯留槽などから直接的にスラリー状物を
取り込んでその固形分濃度や凝集度などの性状を測定す
るのに用いるようになっており、そのために、一端に接
続開口を有する取込シリンダ、取込シリンダに内蔵させ
た前後一対のピストンからなる定量取込ピストン対、定
量取込ピストン対を作動させる作動手段、取込シリンダ
に接続された測定槽、及び測定槽に組み合わされた測定
手段を備えている。
定装置は、例えばスラリー状物の処理システムを形成し
ている移送路や貯留槽などから直接的にスラリー状物を
取り込んでその固形分濃度や凝集度などの性状を測定す
るのに用いるようになっており、そのために、一端に接
続開口を有する取込シリンダ、取込シリンダに内蔵させ
た前後一対のピストンからなる定量取込ピストン対、定
量取込ピストン対を作動させる作動手段、取込シリンダ
に接続された測定槽、及び測定槽に組み合わされた測定
手段を備えている。
【０００７】この性状測定装置は、取込シリンダの接続
開口を介して移送路などに接続して用いられる。その測
定動作は、先ず後側ピストンと前側ピストンに取込量設
定用の間隔を与えた状態で初期位置に位置決めさせてあ
る定量取込ピストン対を後退させることから始まる。定
量取込ピストン対が初期位置にある状態では、一般的に
は、その後側ピストンが取込シリンダの接続開口に臨む
状態にあり、一方その前側ピストンは取込量設定用の間
隔に応じた間隔で後側ピストンから離れて移送路などの
内部に入り込んだ状態にある。したがって初期位置から
定量取込ピストン対を後退させると、前後両ピストンの
取込量設定用の間隔に応じた一定の容積でスラリー状物
を取込シリンダ内に取り込むことができる。
開口を介して移送路などに接続して用いられる。その測
定動作は、先ず後側ピストンと前側ピストンに取込量設
定用の間隔を与えた状態で初期位置に位置決めさせてあ
る定量取込ピストン対を後退させることから始まる。定
量取込ピストン対が初期位置にある状態では、一般的に
は、その後側ピストンが取込シリンダの接続開口に臨む
状態にあり、一方その前側ピストンは取込量設定用の間
隔に応じた間隔で後側ピストンから離れて移送路などの
内部に入り込んだ状態にある。したがって初期位置から
定量取込ピストン対を後退させると、前後両ピストンの
取込量設定用の間隔に応じた一定の容積でスラリー状物
を取込シリンダ内に取り込むことができる。
【０００８】このようにして取込シリンダ内にスラリー
状物を取り込んだところで、前後両ピストンの間隔を狭
めると、両ピストンと取込シリンダで区画された空間に
閉じ込められているスラリー状物がそのままこの空間か
ら搾り出される状態で押し出されて測定槽に給送され
る。それから測定手段を作動させて測定槽内のスラリー
状物について性状を測定する。この測定が終了したら両
ピストンの間隔を再び広げて元に戻す。そうすると前記
と逆の現象でスラリー状物が測定槽内から流れ出し、両
ピストンと取込シリンダで区画された空間に戻る。この
状態で定量取込ピストン対を最初の状態に戻せばスラリ
ー状物は移送路などに戻る。このようにしてスラリー状
物を取込シリンダから排出させたら、洗浄機構により測
定槽及び取込シリンダを洗浄し、一測定サイクルが完了
となる。
状物を取り込んだところで、前後両ピストンの間隔を狭
めると、両ピストンと取込シリンダで区画された空間に
閉じ込められているスラリー状物がそのままこの空間か
ら搾り出される状態で押し出されて測定槽に給送され
る。それから測定手段を作動させて測定槽内のスラリー
状物について性状を測定する。この測定が終了したら両
ピストンの間隔を再び広げて元に戻す。そうすると前記
と逆の現象でスラリー状物が測定槽内から流れ出し、両
ピストンと取込シリンダで区画された空間に戻る。この
状態で定量取込ピストン対を最初の状態に戻せばスラリ
ー状物は移送路などに戻る。このようにしてスラリー状
物を取込シリンダから排出させたら、洗浄機構により測
定槽及び取込シリンダを洗浄し、一測定サイクルが完了
となる。
【０００９】以上のような本発明の性状測定装置による
と、必要時に何時でも移送路などから直接にスラリー状
物をサンプリングしてその性状を迅速に測定することが
できる。つまり処理過程にあるスラリー状物についてそ
の性状をリアルタイムで測定することができる。また本
発明の性状測定装置では、測定が終了した後にはサンプ
リングしたスラリー状物をそのまま採取元に戻すことが
でき、採取元におけるスラリー状物の条件に実質的な変
化をもたらさずに済む。つまり処理システムに余り影響
を与えることなしに測定を行なうことができる。
と、必要時に何時でも移送路などから直接にスラリー状
物をサンプリングしてその性状を迅速に測定することが
できる。つまり処理過程にあるスラリー状物についてそ
の性状をリアルタイムで測定することができる。また本
発明の性状測定装置では、測定が終了した後にはサンプ
リングしたスラリー状物をそのまま採取元に戻すことが
でき、採取元におけるスラリー状物の条件に実質的な変
化をもたらさずに済む。つまり処理システムに余り影響
を与えることなしに測定を行なうことができる。
【００１０】上記のような性状測定装置における測定手
段は、粘性抵抗でスラリー状物の性状を測定する構造と
するのが好ましい。そのような測定手段は、回転体を備
えており、この回転体をスラリー状物中で回転させた際
に回転体に掛かる粘性抵抗でスラリー状物の性状を測定
する構造となる。
段は、粘性抵抗でスラリー状物の性状を測定する構造と
するのが好ましい。そのような測定手段は、回転体を備
えており、この回転体をスラリー状物中で回転させた際
に回転体に掛かる粘性抵抗でスラリー状物の性状を測定
する構造となる。
【００１１】また上記のような性状測定装置について
は、取込シリンダの中心軸に沿って前後動する作動ロッ
ドを有する例えば空圧作動体や液圧作動体のような流体
圧作動体あるいは電動モータのような回転駆動源による
送りねじ機構を用いた作動体で作動手段を形成するのが
好ましい。このように作動体で作動手段を形成する場合
には、後側ピストンに対しては作動体の作動ロッドを貫
通状態とさせると共に、作動ロッドに固設した保持手段
で後側ピストンを必要時に保持できるようにし、また前
側ピストンは作動体の作動ロッドに固定的に接続する構
造とする。そしてその作動構造は、スラリー状物取込み
時には保持手段で後側ピストンを保持した状態で定量取
込ピストン対の後退を行ない、定量取込ピストン対が所
定位置まで後退した際に取込シリンダ内に設けてあるス
トッパー部に後側ピストンが当接することで保持手段に
よる保持を解除させ、この状態でさらに前側ピストンを
後退させることで後側ピストンと前側ピストンの間隔を
狭めるような作動を行なう構造とする。
は、取込シリンダの中心軸に沿って前後動する作動ロッ
ドを有する例えば空圧作動体や液圧作動体のような流体
圧作動体あるいは電動モータのような回転駆動源による
送りねじ機構を用いた作動体で作動手段を形成するのが
好ましい。このように作動体で作動手段を形成する場合
には、後側ピストンに対しては作動体の作動ロッドを貫
通状態とさせると共に、作動ロッドに固設した保持手段
で後側ピストンを必要時に保持できるようにし、また前
側ピストンは作動体の作動ロッドに固定的に接続する構
造とする。そしてその作動構造は、スラリー状物取込み
時には保持手段で後側ピストンを保持した状態で定量取
込ピストン対の後退を行ない、定量取込ピストン対が所
定位置まで後退した際に取込シリンダ内に設けてあるス
トッパー部に後側ピストンが当接することで保持手段に
よる保持を解除させ、この状態でさらに前側ピストンを
後退させることで後側ピストンと前側ピストンの間隔を
狭めるような作動を行なう構造とする。
【００１２】以上のような本発明による性状測定装置
は、スラリー状物一般についてその性状を測定するのに
有用であるが、特に処理過程にある汚泥の性状測定に有
用であり、また処理過程にあるパルプスラリーについて
インラインでパルプ濃度などを測定するのにも有用性が
高い。
は、スラリー状物一般についてその性状を測定するのに
有用であるが、特に処理過程にある汚泥の性状測定に有
用であり、また処理過程にあるパルプスラリーについて
インラインでパルプ濃度などを測定するのにも有用性が
高い。
【００１３】次に本発明による汚泥処理方法は、原汚泥
貯留槽から取り出した原汚泥に凝集剤を添加して汚泥凝
集反応槽で所定凝集度に整え、それから脱水機にかけて
脱水処理を施すことで汚泥の脱水ケーキを形成すること
を基本としており、これに加えて、原汚泥の固形分濃度
を上記の性状測定装置で測定し、この測定結果に基づく
フィードフォワード制御で汚泥凝集反応槽における凝集
剤の添加量や凝集剤の種類を制御するようにしてなって
いる。
貯留槽から取り出した原汚泥に凝集剤を添加して汚泥凝
集反応槽で所定凝集度に整え、それから脱水機にかけて
脱水処理を施すことで汚泥の脱水ケーキを形成すること
を基本としており、これに加えて、原汚泥の固形分濃度
を上記の性状測定装置で測定し、この測定結果に基づく
フィードフォワード制御で汚泥凝集反応槽における凝集
剤の添加量や凝集剤の種類を制御するようにしてなって
いる。
【００１４】フィードフォワード制御による凝集剤の添
加量や凝集剤の種類の制御は、例えば凝集剤の添加装置
に比例弁を設け、この比例弁を測定値に基づいて自動的
に制御するようにする。このような制御によると、たと
え原汚泥の性状が経時的に変化する場合でもその時々の
性状に応じた最適な条件で凝集剤の添加を制御すること
ができ、したがって凝集剤の使用量を必要最小限に抑え
ることができ、また最適な凝集状態を汚泥に与えること
ができる。そして凝集状態が最適化されると、脱水効率
も向上させることができ、したがって脱水機の運転に要
する電力なども低減させることができる。さらに脱水効
率が向上することは脱水ケーキの平均的な含水率を引き
下げることにもつながり、脱水ケーキの処理コストの低
減をももたらす。
加量や凝集剤の種類の制御は、例えば凝集剤の添加装置
に比例弁を設け、この比例弁を測定値に基づいて自動的
に制御するようにする。このような制御によると、たと
え原汚泥の性状が経時的に変化する場合でもその時々の
性状に応じた最適な条件で凝集剤の添加を制御すること
ができ、したがって凝集剤の使用量を必要最小限に抑え
ることができ、また最適な凝集状態を汚泥に与えること
ができる。そして凝集状態が最適化されると、脱水効率
も向上させることができ、したがって脱水機の運転に要
する電力なども低減させることができる。さらに脱水効
率が向上することは脱水ケーキの平均的な含水率を引き
下げることにもつながり、脱水ケーキの処理コストの低
減をももたらす。
【００１５】上記のような汚泥処理方法については、汚
泥凝集反応槽における汚泥の凝集度についても上記の性
状測定装置で測定し、この測定結果に基づくフィードバ
ック制御をさらに付加して汚泥凝集反応槽における凝集
剤の添加量や凝集剤の種類を制御するようにすると、よ
り一層緻密な制御を行なうことができ、処理条件のさら
なる最適化を図れる。
泥凝集反応槽における汚泥の凝集度についても上記の性
状測定装置で測定し、この測定結果に基づくフィードバ
ック制御をさらに付加して汚泥凝集反応槽における凝集
剤の添加量や凝集剤の種類を制御するようにすると、よ
り一層緻密な制御を行なうことができ、処理条件のさら
なる最適化を図れる。
【００１６】また上記のような汚泥処理方法では、汚泥
凝集反応槽を複数個設ける場合もあるが、このような場
合には、各汚泥凝集反応槽について、原汚泥の固形分濃
度測定結果に基づくフィードフォワード制御と各汚泥凝
集反応槽で処理を受けた後の凝集度やその他の性状の測
定結果に基づくフィードバック制御とを組み合わせて行
なうようにするのがさらに好ましい。
凝集反応槽を複数個設ける場合もあるが、このような場
合には、各汚泥凝集反応槽について、原汚泥の固形分濃
度測定結果に基づくフィードフォワード制御と各汚泥凝
集反応槽で処理を受けた後の凝集度やその他の性状の測
定結果に基づくフィードバック制御とを組み合わせて行
なうようにするのがさらに好ましい。
【００１７】
【実施の形態】以下、本発明の実施形態について説明す
る。先ずスラリー状物の性状測定装置の実施形態につい
て説明する。図１に示すように、本実施形態における性
状測定装置１は、取込ブロックＡに作動ブロックＢを同
軸的に接続し、また取込ブロックＡに測定ブロックＣを
直交状態で接続した構造とする。
る。先ずスラリー状物の性状測定装置の実施形態につい
て説明する。図１に示すように、本実施形態における性
状測定装置１は、取込ブロックＡに作動ブロックＢを同
軸的に接続し、また取込ブロックＡに測定ブロックＣを
直交状態で接続した構造とする。
【００１８】取込ブロックＡは、一端に接続開口２ｗを
有する取込シリンダ２に定量取込ピストン対を内蔵させ
た構造とする。定量取込ピストン対は、前後で対になる
後側ピストン３と前側ピストン４で形成する。この定量
取込ピストン対の前側ピストン４は、作動ブロックＢに
おける作動手段であるエアシリンダ５の作動ロッド６の
先端に固定的に接続し、一方後側ピストン３について
は、作動ロッド６を貫通状態とさせ、作動ロッド６に固
設してある保持手段７で必要時に作動ロッド６と連結さ
せるようにする。保持手段７は、磁気式で形成する。つ
まり保持手段７に永久磁石７ｍを組み込むと共に、後側
ピストン３にも永久磁石３ｍを組み込み、この両永久磁
石７ｍ、３ｍの吸着力で保持手段７に後側ピストン３を
保持させるようにする。このような定量取込ピストン
対、つまり両ピストン３、４は、互いに所定の間隔を保
って同調的に前後動する動作と、後側ピストン３は停止
して前側ピストン４だけが前後動する動作を行なうこと
ができる。この動作については後述する。
有する取込シリンダ２に定量取込ピストン対を内蔵させ
た構造とする。定量取込ピストン対は、前後で対になる
後側ピストン３と前側ピストン４で形成する。この定量
取込ピストン対の前側ピストン４は、作動ブロックＢに
おける作動手段であるエアシリンダ５の作動ロッド６の
先端に固定的に接続し、一方後側ピストン３について
は、作動ロッド６を貫通状態とさせ、作動ロッド６に固
設してある保持手段７で必要時に作動ロッド６と連結さ
せるようにする。保持手段７は、磁気式で形成する。つ
まり保持手段７に永久磁石７ｍを組み込むと共に、後側
ピストン３にも永久磁石３ｍを組み込み、この両永久磁
石７ｍ、３ｍの吸着力で保持手段７に後側ピストン３を
保持させるようにする。このような定量取込ピストン
対、つまり両ピストン３、４は、互いに所定の間隔を保
って同調的に前後動する動作と、後側ピストン３は停止
して前側ピストン４だけが前後動する動作を行なうこと
ができる。この動作については後述する。
【００１９】測定ブロックＣは、円筒状の測定槽８とこ
れに組み付けた測定手段１０で形成する。測定槽８は、
その底に連通開口８ｈを設け、この連通開口８ｈを取込
シリンダ２の側面に形成してある連通開口２ｈに同芯的
に連通させた状態で取込シリンダ２に接続する。測定手
段１０には特願平５−３０７０８５号（特開平７−１３
６７００号）として先に本願出願人が提案した汚泥検出
器を用いる。
れに組み付けた測定手段１０で形成する。測定槽８は、
その底に連通開口８ｈを設け、この連通開口８ｈを取込
シリンダ２の側面に形成してある連通開口２ｈに同芯的
に連通させた状態で取込シリンダ２に接続する。測定手
段１０には特願平５−３０７０８５号（特開平７−１３
６７００号）として先に本願出願人が提案した汚泥検出
器を用いる。
【００２０】その概略を説明すると、測定手段１０は、
図２にその内部構造を示すように、その出力軸１１に回
転体１２が接続された電動モータ１３を保持ケース１４
で回転可能に保持した構造を持つ。その回転体１２は、
図４に見られるように、それぞれインボリュート曲線を
なすような曲面形状を与えた３枚の羽根１５を放射状に
備えた構造を持つ。また保持ケース１４による電動モー
タ１３の保持は、下部軸受け１６で電動モータ１３のハ
ウジングの下部外周を支持すると共に、電動モータ１３
のハウジングの上部に接続してある補助体１７を上部軸
受け１８で支持することでなされ、したがって電動モー
タ１３は保持ケース１４により自由回転を許容された状
態で保持される。このようにして電動モータ１３は保持
している保持ケース１４の上部には検出部２０を設け
る。
図２にその内部構造を示すように、その出力軸１１に回
転体１２が接続された電動モータ１３を保持ケース１４
で回転可能に保持した構造を持つ。その回転体１２は、
図４に見られるように、それぞれインボリュート曲線を
なすような曲面形状を与えた３枚の羽根１５を放射状に
備えた構造を持つ。また保持ケース１４による電動モー
タ１３の保持は、下部軸受け１６で電動モータ１３のハ
ウジングの下部外周を支持すると共に、電動モータ１３
のハウジングの上部に接続してある補助体１７を上部軸
受け１８で支持することでなされ、したがって電動モー
タ１３は保持ケース１４により自由回転を許容された状
態で保持される。このようにして電動モータ１３は保持
している保持ケース１４の上部には検出部２０を設け
る。
【００２１】この検出部２０は、回転体１２が後述のよ
うにしてスラリー状物中で回転する際にスラリー状物か
ら受ける粘性抵抗を電動モータ１３に生じる反力として
検出する。そのために、図３にも見られるように、補助
体１７に検出アーム２１を接続し、この検出アーム２１
の先端に設けてある接触子２２をロードセルのような荷
重検出器２３に押接させる構造としてある。また検出部
２０は、変換器２４を備えている。この変換器２４は、
測定手段１０をブロック化して示す図５に見られるよう
に、荷重検出器２３に対し基準電圧を与える基準電圧設
定手段２５、荷重検出器２３からの直流電圧信号を直流
電流信号に変換する変換手段２６、この変換手段２６で
の変換の際にレンジを設定するためにそれぞれ機能する
レンジ選択手段２７及びレンジシフト手段２８を備えて
いる。
うにしてスラリー状物中で回転する際にスラリー状物か
ら受ける粘性抵抗を電動モータ１３に生じる反力として
検出する。そのために、図３にも見られるように、補助
体１７に検出アーム２１を接続し、この検出アーム２１
の先端に設けてある接触子２２をロードセルのような荷
重検出器２３に押接させる構造としてある。また検出部
２０は、変換器２４を備えている。この変換器２４は、
測定手段１０をブロック化して示す図５に見られるよう
に、荷重検出器２３に対し基準電圧を与える基準電圧設
定手段２５、荷重検出器２３からの直流電圧信号を直流
電流信号に変換する変換手段２６、この変換手段２６で
の変換の際にレンジを設定するためにそれぞれ機能する
レンジ選択手段２７及びレンジシフト手段２８を備えて
いる。
【００２２】このような性状測定装置１は、取込シリン
ダ２の接続開口２ｗを介して例えば汚泥やパルプスラリ
ーなどのスラリー状物の移送管Ｐに接続して用いられ、
その測定動作は以下のようにしてなされる。測定動作を
開始する前の状態では定量取込ピストン対は、その後側
ピストン３と前側ピストン４に取込量設定用の間隔Ｓを
有する状態で初期位置に位置決めしている。この状態
は、図１に二点鎖線で示す状態である。つまり後側ピス
トン３が接続開口２ｗに臨む状態にあり、前側ピストン
４は移送管Ｐの内部に入り込んだ状態にある。この初期
状態からエアシリンダ５の作動ロッド６に後退動を行な
わせ定量取込ピストン対を後退させると、前後両ピスト
ン３、４は同調的に後退し、両者の前記間隔Ｓを保ちつ
つこの間隔に応じた一定の容積でスラリー状物を移送管
Ｐ中から取込シリンダ２の中に取り込むことができる。
ダ２の接続開口２ｗを介して例えば汚泥やパルプスラリ
ーなどのスラリー状物の移送管Ｐに接続して用いられ、
その測定動作は以下のようにしてなされる。測定動作を
開始する前の状態では定量取込ピストン対は、その後側
ピストン３と前側ピストン４に取込量設定用の間隔Ｓを
有する状態で初期位置に位置決めしている。この状態
は、図１に二点鎖線で示す状態である。つまり後側ピス
トン３が接続開口２ｗに臨む状態にあり、前側ピストン
４は移送管Ｐの内部に入り込んだ状態にある。この初期
状態からエアシリンダ５の作動ロッド６に後退動を行な
わせ定量取込ピストン対を後退させると、前後両ピスト
ン３、４は同調的に後退し、両者の前記間隔Ｓを保ちつ
つこの間隔に応じた一定の容積でスラリー状物を移送管
Ｐ中から取込シリンダ２の中に取り込むことができる。
【００２３】この状態でさらに定量取込ピストン対を後
退させると、後側ピストン３は取込シリンダ２の内周面
に設けてある段差構造のストッパー部２９に当接する。
この結果、後側ピストン３はそこで停止すると同時に保
持手段７による保持も解除する。これ以後は前側ピスト
ン４だけが後退し、両ピストン３、４の間隔が徐々に狭
まる。すると両ピストン３、４と取込シリンダ２で区画
された空間に閉じ込められているスラリー状物がそのま
まこの空間から押し出され、両連通開口２ｈ、８ｈを通
って測定槽８に流れ込むようにして給送される。なお図
１に示すように、後側ピストン３がストッパー部２９に
当接する時点では前側ピストン４は二点鎖線で示す位置
にあり、両ピストン３、４の間隔が最も狭まった状態で
は前側ピストン４は実線で示す位置にある。この時、保
持手段７は実線で示してある位置まで後退している。
退させると、後側ピストン３は取込シリンダ２の内周面
に設けてある段差構造のストッパー部２９に当接する。
この結果、後側ピストン３はそこで停止すると同時に保
持手段７による保持も解除する。これ以後は前側ピスト
ン４だけが後退し、両ピストン３、４の間隔が徐々に狭
まる。すると両ピストン３、４と取込シリンダ２で区画
された空間に閉じ込められているスラリー状物がそのま
まこの空間から押し出され、両連通開口２ｈ、８ｈを通
って測定槽８に流れ込むようにして給送される。なお図
１に示すように、後側ピストン３がストッパー部２９に
当接する時点では前側ピストン４は二点鎖線で示す位置
にあり、両ピストン３、４の間隔が最も狭まった状態で
は前側ピストン４は実線で示す位置にある。この時、保
持手段７は実線で示してある位置まで後退している。
【００２４】必要量のスラリー状物が測定槽８へ供給さ
れたことを適当な検出手段で検出したら、測定手段１０
を作動させて測定を行なう。それには電動モータ１３に
通電して回転体１２を上記のようにして測定槽８に供給
されたスラリー状物中で回転させればよく、この回転体
１２のスラリー状物中での回転に際して生じる反力とし
てスラリー状物の粘性抵抗が検出され、この粘性抵抗値
から必要に応じて、例えば汚泥の場合であれば、汚泥の
固形濃度値、汚泥の凝集度値、さらには汚泥凝集フロッ
クの強度値などを得ることができる。このことについて
はさらに後述する。
れたことを適当な検出手段で検出したら、測定手段１０
を作動させて測定を行なう。それには電動モータ１３に
通電して回転体１２を上記のようにして測定槽８に供給
されたスラリー状物中で回転させればよく、この回転体
１２のスラリー状物中での回転に際して生じる反力とし
てスラリー状物の粘性抵抗が検出され、この粘性抵抗値
から必要に応じて、例えば汚泥の場合であれば、汚泥の
固形濃度値、汚泥の凝集度値、さらには汚泥凝集フロッ
クの強度値などを得ることができる。このことについて
はさらに後述する。
【００２５】測定手段１０による測定が終了したらエア
シリンダ５に逆動作を行なわせその作動ロッド６を前進
させる。すると先ず前側ピストン４だけが前進し、両ピ
ストン３、４の間隔が再び広がる。この結果、前記とは
逆の現象でスラリー状物が測定槽８から流れ出し、両ピ
ストン３、４と取込シリンダ２で区画された空間に戻
る。この状態で作動ロッド６がさらに前進動を行なう
と、ストッパー部２９で停止していた後側ピストン３を
保持手段７が保持し、以後は両ピストン３、４が間隔Ｓ
を保って同調的に初期位置まで前進し、これによりスラ
リー状物が移送管Ｐに戻される。このようにしてスラリ
ー状物を排出させたら、洗浄機構により洗浄水を流し込
んで測定槽８と取込シリンダ２の内部を洗浄し、一測定
サイクルが完了となる。なおこの洗浄作業は例えば電気
的な回路などにより条件付けることで、サイクル完了の
必要条件とし、残留スラリー状物で次の測定が影響を受
けるようなことを確実に防止するのが好ましい。また洗
浄に用いた洗浄水は排水バルブ３０から系外に排出させ
ることで測定対象のスラリー状物処理系に影響させない
ようにする。
シリンダ５に逆動作を行なわせその作動ロッド６を前進
させる。すると先ず前側ピストン４だけが前進し、両ピ
ストン３、４の間隔が再び広がる。この結果、前記とは
逆の現象でスラリー状物が測定槽８から流れ出し、両ピ
ストン３、４と取込シリンダ２で区画された空間に戻
る。この状態で作動ロッド６がさらに前進動を行なう
と、ストッパー部２９で停止していた後側ピストン３を
保持手段７が保持し、以後は両ピストン３、４が間隔Ｓ
を保って同調的に初期位置まで前進し、これによりスラ
リー状物が移送管Ｐに戻される。このようにしてスラリ
ー状物を排出させたら、洗浄機構により洗浄水を流し込
んで測定槽８と取込シリンダ２の内部を洗浄し、一測定
サイクルが完了となる。なおこの洗浄作業は例えば電気
的な回路などにより条件付けることで、サイクル完了の
必要条件とし、残留スラリー状物で次の測定が影響を受
けるようなことを確実に防止するのが好ましい。また洗
浄に用いた洗浄水は排水バルブ３０から系外に排出させ
ることで測定対象のスラリー状物処理系に影響させない
ようにする。
【００２６】次に、本発明による汚泥処理方法の実施に
用いる汚泥処理システムの一形態について説明する。本
形態における汚泥処理システムは、図６に示すような構
成とする。このシステムは、原汚泥貯留槽である沈殿槽
４０、第１凝集反応槽４１、第２凝集反応槽４２、脱水
機４３、及びこれらを結ぶ移送路４４ａ、４４ｂ、４４
ｃを含み、さらに第１及び第２の各凝集反応槽４１、４
２の上流となる移送路４４ａ、４４ｂにそれぞれ接続さ
れた薬剤添加器４５ｂ、４５ｃと移送路４４ａ、４４
ｂ、４４ｃのそれぞれに接続された上記のような性状測
定装置１ａ、１ｂ、１ｃを含む。
用いる汚泥処理システムの一形態について説明する。本
形態における汚泥処理システムは、図６に示すような構
成とする。このシステムは、原汚泥貯留槽である沈殿槽
４０、第１凝集反応槽４１、第２凝集反応槽４２、脱水
機４３、及びこれらを結ぶ移送路４４ａ、４４ｂ、４４
ｃを含み、さらに第１及び第２の各凝集反応槽４１、４
２の上流となる移送路４４ａ、４４ｂにそれぞれ接続さ
れた薬剤添加器４５ｂ、４５ｃと移送路４４ａ、４４
ｂ、４４ｃのそれぞれに接続された上記のような性状測
定装置１ａ、１ｂ、１ｃを含む。
【００２７】沈殿槽４０では汚水から汚泥を沈殿分離さ
せる。沈殿槽４０で沈殿した汚泥は移送路４４ａで第１
凝集反応槽４１に供給され、そこで薬剤添加器４５ｂか
ら例えばカチオンタイプの凝集剤を添加することで第一
段階の凝集処理を施される。薬剤添加器４５ｂは、例え
ば比例弁のような自動制御が可能な弁機構を介して凝集
剤の添加を行なう構造にし、その自動制御の弁機構を性
状測定装置１ａと性状測定装置１ｂからの測定データに
基づいて自動制御させるようにする。性状測定装置１ａ
は、沈殿槽４０からの汚泥、つまり原汚泥について固形
分濃度の測定を行ない、これで得られるデータをフィー
ドフォワードによる自動制御用データとして薬剤添加器
４５ｂと４５ｃに提供し（図中に一点鎖線で示す）、ま
た性状測定装置１ｂは、第１凝集反応槽４１での処理で
形成された一次凝集汚泥について凝集度の測定を行な
い、これで得られるデータをフィードバックによる自動
制御用データとして薬剤添加器４５ｂに提供する（図中
に二点鎖線で示す）。
せる。沈殿槽４０で沈殿した汚泥は移送路４４ａで第１
凝集反応槽４１に供給され、そこで薬剤添加器４５ｂか
ら例えばカチオンタイプの凝集剤を添加することで第一
段階の凝集処理を施される。薬剤添加器４５ｂは、例え
ば比例弁のような自動制御が可能な弁機構を介して凝集
剤の添加を行なう構造にし、その自動制御の弁機構を性
状測定装置１ａと性状測定装置１ｂからの測定データに
基づいて自動制御させるようにする。性状測定装置１ａ
は、沈殿槽４０からの汚泥、つまり原汚泥について固形
分濃度の測定を行ない、これで得られるデータをフィー
ドフォワードによる自動制御用データとして薬剤添加器
４５ｂと４５ｃに提供し（図中に一点鎖線で示す）、ま
た性状測定装置１ｂは、第１凝集反応槽４１での処理で
形成された一次凝集汚泥について凝集度の測定を行な
い、これで得られるデータをフィードバックによる自動
制御用データとして薬剤添加器４５ｂに提供する（図中
に二点鎖線で示す）。
【００２８】第１凝集反応槽４１で第一段階の凝集処理
を施された一次凝集汚泥は移送路４４ｂで第２凝集反応
槽４２に供給され、そこで薬剤添加器４５ｃから第１凝
集反応槽４１の場合とは電荷が逆であるアニオンタイプ
の凝集剤を添加することで第二段階の凝集処理を施され
る。この薬剤添加器４５ｃも前記薬剤添加器４５ｂと同
様に性状測定装置１ａからの測定データに基づくフィー
ドフォワード制御を受け、また第２凝集反応槽４２での
処理で形成された二次凝集汚泥について性状測定装置１
ｃで測定した汚泥フロック強度についての測定データに
基づくフィードバック制御も受ける。
を施された一次凝集汚泥は移送路４４ｂで第２凝集反応
槽４２に供給され、そこで薬剤添加器４５ｃから第１凝
集反応槽４１の場合とは電荷が逆であるアニオンタイプ
の凝集剤を添加することで第二段階の凝集処理を施され
る。この薬剤添加器４５ｃも前記薬剤添加器４５ｂと同
様に性状測定装置１ａからの測定データに基づくフィー
ドフォワード制御を受け、また第２凝集反応槽４２での
処理で形成された二次凝集汚泥について性状測定装置１
ｃで測定した汚泥フロック強度についての測定データに
基づくフィードバック制御も受ける。
【００２９】第２凝集反応槽４２からの二次凝集汚泥は
移送路４４ｃで脱水機４３に送られ、そこで脱水処理を
受けて汚泥ケーキとされる。
移送路４４ｃで脱水機４３に送られ、そこで脱水処理を
受けて汚泥ケーキとされる。
【００３０】ここで性状測定装置１ａ、１ｂ、１ｃがそ
れぞれ汚泥の固形分濃度、汚泥の凝集度、及び汚泥フロ
ック強度を測定する原理について簡単に説明する。図７
に示すのは測定手段１０における出力値の時間変化のグ
ラフで、Ａは濃度を表し、指示が高いほど濃度の高いこ
とを示し、Ｂは凝集度を表し、ピーク値が高いほど凝集
度の高いことを示し、Ｃはスライスレベルを上回る凝集
度値を積分した面積で、面積が大きいほどフロック強度
が強いことを示す。このグラフから分かるように、測定
に際してＡ、Ｂ、Ｃのいずれの値を求めるかに応じて固
形分濃度、凝集度、フロック強度の何れかの値を得るこ
とができる。
れぞれ汚泥の固形分濃度、汚泥の凝集度、及び汚泥フロ
ック強度を測定する原理について簡単に説明する。図７
に示すのは測定手段１０における出力値の時間変化のグ
ラフで、Ａは濃度を表し、指示が高いほど濃度の高いこ
とを示し、Ｂは凝集度を表し、ピーク値が高いほど凝集
度の高いことを示し、Ｃはスライスレベルを上回る凝集
度値を積分した面積で、面積が大きいほどフロック強度
が強いことを示す。このグラフから分かるように、測定
に際してＡ、Ｂ、Ｃのいずれの値を求めるかに応じて固
形分濃度、凝集度、フロック強度の何れかの値を得るこ
とができる。
【００３１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、必要時
に何時でも移送路などから直接にスラリー状物をサンプ
リングしてその性状をリアルタイムで測定することを可
能とするもので、例えば汚泥処理の経済的且つ省エネ的
な処理の実現に大きく寄与でき、また例えばパルプ処理
ラインにおけるパルプの濃度調節システムの機能向上な
どにも大きく寄与できる。また本発明は、処理過程にあ
る汚泥のリアルタイム的な性状測定を可能とする性状測
定装置を利用し、これで得られるデータに基づいて汚泥
の性状に応じた最適な条件で凝集剤の添加を制御するよ
うにしているので、経済的且つ省エネ的な汚泥処理を可
能にする。
に何時でも移送路などから直接にスラリー状物をサンプ
リングしてその性状をリアルタイムで測定することを可
能とするもので、例えば汚泥処理の経済的且つ省エネ的
な処理の実現に大きく寄与でき、また例えばパルプ処理
ラインにおけるパルプの濃度調節システムの機能向上な
どにも大きく寄与できる。また本発明は、処理過程にあ
る汚泥のリアルタイム的な性状測定を可能とする性状測
定装置を利用し、これで得られるデータに基づいて汚泥
の性状に応じた最適な条件で凝集剤の添加を制御するよ
うにしているので、経済的且つ省エネ的な汚泥処理を可
能にする。
【図１】本発明の一実施形態における性状測定装置の断
面図。
面図。
【図２】図１の性状測定装置の測定手段の一部断面を含
む側面図。
む側面図。
【図３】図２の測定手段における検出部の構造図。
【図４】図２中の矢印ＤＡ方向から見た回転体の底面
図。
図。
【図５】図２の測定手段のブロック図。
【図６】本発明の一実施形態における汚泥処理システム
の構成図。
の構成図。
【図７】性状測定装置の測定手段における出力値の時間
変化のグラフ図。
変化のグラフ図。
１ 性状測定装置 ２ 取込シリンダ ２ｗ 接続開口 ３ 後側ピストン ４ 前側ピストン ５ エアシリンダ（作動手段） ６ 作動ロッド ７ 保持手段 ８ 測定槽 １０ 測定手段 １２ 回転体 ２９ ストッパー部 ４０ 原汚泥貯留槽 ４１ 第１凝集反応槽 ４２ 第２凝集反応槽 ４３ 脱水機 Ｐ 移送管 Ｓ 取込量設定用の間隔
Claims (6)
- 【請求項１】 汚泥やパルプスラリーなどのスラリー状
物をその移送路や貯留槽などから直接的に取り込んでそ
の固形分濃度や凝集度などの性状を測定するための性状
測定装置であって、一端に接続開口を有する取込シリン
ダ、取込シリンダに内蔵させた前後一対のピストンから
なる定量取込ピストン対、定量取込ピストン対を作動さ
せる作動手段、取込シリンダに接続された測定槽、及び
測定槽に組み合わされた測定手段を備えてなり、接続開
口を介して移送路などに接続して用いるようになってお
り、後側ピストンと前側ピストンに取込量設定用の間隔
を与えた状態で定量取込ピストン対を初期位置に位置決
めさせておき、この状態から定量取込ピストン対を後退
させることにより、取込量設定用の間隔に応じた容積で
移送路などからスラリー状物を取込シリンダ内に取り込
み、次いで後側ピストンと前側ピストンの間隔を狭める
ことにより取込シリンダ内のスラリー状物を測定槽に給
送し、それから測定手段により測定槽内のスラリー状物
について性状を測定し、測定が終了したら再び後側ピス
トンと前側ピストンの間隔を広げて測定槽内のスラリー
状物を取込シリンダに戻した後、定量取込ピストン対を
初期位置に前進させて取込シリンダ内のスラリー状物を
移送路などに戻すようにしてなっていることを特徴とす
る性状測定装置。 - 【請求項２】 測定手段は、回転体を備えており、この
回転体をスラリー状物中で回転させた際に回転体に掛か
る粘性抵抗でスラリー状物の性状を測定するようになっ
ている請求項１に記載の性状測定装置。 - 【請求項３】 取込シリンダの中心軸に沿って前後動す
る作動ロッドを有する作動体で定量取込ピストン対の作
動手段を形成し、且つ後側ピストンに対しては作動体の
作動ロッドを貫通状態とさせると共に、作動ロッドに固
設した保持手段で後側ピストンを必要時に保持できるよ
うにし、また前側ピストンは作動体の作動ロッドに固定
的に接続し、そしてスラリー状物取込み時には保持手段
で後側ピストンを保持した状態で定量取込ピストン対の
後退を行ない、定量取込ピストン対が所定位置まで後退
した際に取込シリンダ内に設けてあるストッパー部に後
側ピストンが当接することで保持手段による保持を解除
させ、この状態でさらに前側ピストンを後退させること
で後側ピストンと前側ピストンの間隔を狭めるようにし
た請求項１又は請求項２に記載の性状測定装置。 - 【請求項４】 原汚泥貯留槽から取り出した原汚泥に凝
集剤を添加して汚泥凝集反応槽で所定凝集度に整え、そ
れから脱水機にかけて脱水処理を施すことで汚泥の脱水
ケーキを形成するようになっている汚泥処理方法におい
て、原汚泥の固形分濃度を請求項１に記載の性状測定装
置で測定し、この測定結果に基づくフィードフォワード
制御で汚泥凝集反応槽における凝集剤の添加量や凝集剤
の種類を制御するようにしたことを特徴とする汚泥処理
方法。 - 【請求項５】 汚泥凝集反応槽における汚泥の凝集度を
請求項１に記載の性状測定装置で測定し、この測定結果
に基づくフィードバック制御をさらに付加して汚泥凝集
反応槽における凝集剤の添加量や凝集剤の種類を制御す
るようにした請求項４に記載の汚泥処理方法。 - 【請求項６】 汚泥凝集反応槽を複数個設け、各汚泥凝
集反応槽について、原汚泥の固形分濃度測定結果に基づ
くフィードフォワード制御と凝集度やその他の性状の測
定結果に基づくフィードバック制御を組み合わせて行な
うようにした請求項５に記載の汚泥処理方法。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7180139A JP2989124B2 (ja) | 1995-07-17 | 1995-07-17 | スラリー状物の性状測定装置及び汚泥処理方法 |
| FI960822A FI117908B (fi) | 1995-07-17 | 1996-02-23 | Laite lietteen ominaisuuksien määräämiseksi ja menetelmä lietteen käsittelemiseksi |
| US08/607,154 US5792942A (en) | 1995-07-17 | 1996-02-26 | Apparatus for determining properties of slurry materials and sludge treating process |
| EP96102947A EP0754941B1 (en) | 1995-07-17 | 1996-02-28 | Apparatus for determining properties of slurry materials and sludge treating process |
| DE69604348T DE69604348T2 (de) | 1995-07-17 | 1996-02-28 | Vorrichtung zur Feststellung der Eigenschaften von schlammförmigen Materialien, sowie ein Schlammbehandlungsverfahren |
| CA002170575A CA2170575C (en) | 1995-07-17 | 1996-02-28 | Apparatus for determining properties of slurry materials and sludge treating process |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7180139A JP2989124B2 (ja) | 1995-07-17 | 1995-07-17 | スラリー状物の性状測定装置及び汚泥処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0929300A JPH0929300A (ja) | 1997-02-04 |
| JP2989124B2 true JP2989124B2 (ja) | 1999-12-13 |
Family
ID=16078098
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7180139A Expired - Lifetime JP2989124B2 (ja) | 1995-07-17 | 1995-07-17 | スラリー状物の性状測定装置及び汚泥処理方法 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5792942A (ja) |
| EP (1) | EP0754941B1 (ja) |
| JP (1) | JP2989124B2 (ja) |
| CA (1) | CA2170575C (ja) |
| DE (1) | DE69604348T2 (ja) |
| FI (1) | FI117908B (ja) |
Families Citing this family (24)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE29713919U1 (de) * | 1997-08-05 | 1997-10-09 | Hoechst Marion Roussel Deutschland GmbH, 65929 Frankfurt | Vorrichtung zur Entnahme von Feststoffen aus drucküberlagerten Systemen |
| US5970805A (en) * | 1998-02-23 | 1999-10-26 | Iogen Corporation | Fiber sampling device |
| US5945611A (en) * | 1998-07-15 | 1999-08-31 | Welker Engineering Company | Dual piston flow-through sampler |
| DE19959271A1 (de) * | 1999-12-03 | 2001-06-07 | Biotechnologie Kempe Gmbh | Sondenvorrichtung |
| DE10061725B4 (de) * | 2000-12-12 | 2009-05-14 | Schöpf, Alfred | Vorrichtung zur Entnahme von Proben |
| US6571609B1 (en) * | 2001-05-09 | 2003-06-03 | Hongfeng Bi | Digital viscometer with arm and force sensor to measure torque |
| DE10225827A1 (de) * | 2002-06-10 | 2004-01-08 | Sobotta Gmbh, Sondermaschinenbau | Messgassonde |
| US6964737B2 (en) * | 2002-06-14 | 2005-11-15 | Duke University | Systems for water and wastewater sludge treatment using floc or network strength |
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