JP3136554B2 - Sludge coagulation equipment - Google Patents

Sludge coagulation equipment

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JP3136554B2
JP3136554B2 JP07122838A JP12283895A JP3136554B2 JP 3136554 B2 JP3136554 B2 JP 3136554B2 JP 07122838 A JP07122838 A JP 07122838A JP 12283895 A JP12283895 A JP 12283895A JP 3136554 B2 JP3136554 B2 JP 3136554B2
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flocculant
tank
flocculation
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    • Y02W10/00Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/10Biological treatment of water, waste water, or sewage

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は水処理プロセスの汚泥凝
集処理装置に関し、特に汚泥の凝集状態を自動計測して
凝集剤の添加量を自動調整する装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for aggregating sludge in a water treatment process, and more particularly to an apparatus for automatically adjusting the amount of aggregating agent by automatically measuring the state of aggregation of sludge.

【0002】[0002]

【従来の技術】水処理プロセスの汚泥凝集処理は汚泥を
効率良く除去するための前処理であり、汚泥を含む水に
凝集剤を添加して汚泥を凝集沈殿させる工程である。こ
の凝集処理工程による汚泥の凝集状態が良好であると、
脱水後の汚泥の含水率の低減を図ることができる。この
ため、汚泥の凝集状態を計測し、適量の凝集剤を添加し
て極力良好な凝集状態を実現することが水処理プロセス
においては重要である。
2. Description of the Related Art Sludge coagulation in a water treatment process is a pretreatment for efficiently removing sludge, and is a step of coagulating and settling sludge by adding a coagulant to water containing sludge. If the state of coagulation of sludge by this coagulation process is good,
The water content of the sludge after dehydration can be reduced. For this reason, it is important in the water treatment process to measure the flocculation state of the sludge and add an appropriate amount of a flocculant to achieve the best possible flocculation state.

【0003】従来、このような汚泥の凝集状態を計測す
る方法としては、凝集汚泥の脱水分離液のコロイド荷電
量を測定する第1の方法、あるいは脱水後の汚泥に対
し、電極を接触させた時の電解電流から直接汚泥の水分
を計る第2の方法が提案されている。しかしながら、上
述した第1、第2の方法はいずれも、特殊なセンサを必
要とし、実ラインではその保守が問題となるばかりでな
く、オンラインで凝集状態を計測するためには適切な方
法とはいえない。
Conventionally, as a method for measuring the state of coagulation of such sludge, a first method of measuring the amount of colloidal charge of a dewatered separated liquid of coagulated sludge, or an electrode is brought into contact with sludge after dewatering. A second method for directly measuring the water content of sludge from the electrolysis current at the time has been proposed. However, each of the first and second methods requires a special sensor, and maintenance of the actual line is not only a problem, but also an appropriate method for online measuring the aggregation state. I can't say.

【0004】このような問題点を解決する手法として、
画像処理による凝集状態の評価方法が特公平6−614
10号公報に提案されている。この手法では、凝集フロ
ック形成池で形成された凝集フロックの画像を撮像する
撮像手段と、沈殿池における水の濁質度を計測する計測
手段と、凝集フロックの画像を輝度レベルにより2値化
し得られた2値化画像により凝集フロック群の平均粒径
を求める手段と、この平均粒径が規定粒径以下で且つ濁
質度が規定濁度以下となるように凝集剤の注入量を制御
する注入制御手段とを備えて、オペレータの目視評価の
自動化を図っている。
[0004] As a method of solving such a problem,
The method of evaluating the state of aggregation by image processing is described in Japanese Patent Publication No. 6-614.
No. 10 has proposed this. In this method, an imaging unit that captures an image of the flocculated floc formed in the flocculation pond, a measuring unit that measures the turbidity of water in the sedimentation pond, and a binarization of the flocculated floc image based on the brightness level can be performed. Means for determining the average particle size of the flocculated floc group based on the obtained binarized image, and controlling the injection amount of the flocculant such that the average particle size is equal to or less than the specified particle size and the turbidity is equal to or less than the specified turbidity. An injection control unit is provided to automate the visual evaluation of the operator.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記の手法
では、凝集フロックの分布密度が高く、凝集フロックが
重なり合ったような画像に対しては評価が困難となる場
合がある。
However, in the above method, the distribution density of the aggregated flocs is high, and it may be difficult to evaluate an image in which the aggregated flocs overlap.

【0006】本発明はこのような問題点に鑑みてなされ
たもので、凝集フロックの状態の影響を受けること無
く、最適な添加量を自動かつ正確に決定して汚泥凝集処
理を自動制御することのできる凝集状態計測制御装置を
備えた汚泥凝集処理装置を提供することを課題とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and it is an object of the present invention to automatically and accurately determine an optimum amount of addition and to automatically control a sludge flocculation treatment without being affected by the state of flocculated floc. It is an object of the present invention to provide a sludge coagulation treatment device provided with a coagulation state measurement control device capable of performing the above-described processes.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明によれば、汚泥を
含む汚泥水に凝集剤を添加して汚泥を凝集沈殿させる凝
集槽を備えた汚泥凝集処理装置において、前記凝集槽へ
の汚泥水供給ライン及び凝集剤供給ラインからそれぞ
れ、汚泥水及び凝集剤の一部を受けて小型の試験槽にて
汚泥の凝集状態の評価を行うと共に、該評価の結果に応
じて前記凝集槽への前記凝集剤の最適添加量を決定する
凝集状態計測制御装置と、前記決定された最適添加量の
凝集剤を前記凝集槽へ供給する凝集剤流量制御装置とを
備え、前記凝集状態計測制御装置は、前記試験槽内の凝
集フロックの凝集状態を撮像して画像情報を得るテレビ
ジョンカメラと、このテレビジョンカメラにより得られ
た画像情報に対して2値化処理を行い、この2値化画像
からスケルトンアルゴリズムによりスケルトンの総個数
を算出する画像処理手段と、算出されたスケルトンの総
個数から凝集状態を評価して最適添加量を決定する制御
装置とを備え、前記試験槽への前記汚泥水及び前記凝集
剤の供給及び廃棄を前記凝集剤の量を変化させながら計
測の都度行うことを複数回繰り返して前記最適添加量を
決定することを特徴とする汚泥凝集処理装置が得られ
る。
According to the present invention, there is provided a sludge flocculation treatment apparatus provided with a flocculation tank for flocculating and settling sludge by adding a flocculant to sludge water containing sludge. While receiving a part of the sludge water and the flocculant from the supply line and the flocculant supply line, respectively, the sludge flocculation state is evaluated in a small test tank. An aggregation state measurement control device that determines an optimal addition amount of the aggregation agent, and an aggregation amount flow control device that supplies the aggregation amount of the determined addition amount to the aggregation tank, wherein the aggregation state measurement control device includes: A television camera that obtains image information by imaging the state of aggregation of flocculated flocs in the test tank, and performs binarization processing on the image information obtained by the television camera; Al Image processing means for calculating the total number of skeletons by rhythm, and a control device for evaluating the aggregation state from the calculated total number of skeletons and determining an optimal addition amount, the sludge water to the test tank and the A sludge flocculation treatment apparatus is obtained, wherein the supply and disposal of the flocculant are repeated a plurality of times each time the measurement is performed while changing the amount of the flocculant, thereby determining the optimum addition amount.

【0008】[0008]

【0009】なお、汚泥を含む汚泥水に凝集剤を添加し
て汚泥を凝集沈殿させる凝集槽を備えた汚泥凝集処理装
置において、前記凝集槽内の凝集フロックの凝集状態を
撮像して画像情報を得るテレビジョンカメラと、このテ
レビジョンカメラにより得られた画像情報に対して2値
化処理を行い、この2値化画像からスケルトンアルゴリ
ズムによりスケルトンの総個数を算出する画像処理手段
と、算出されたスケルトンの総個数から凝集状態を評価
して前記凝集剤の最適添加量を決定する制御装置とを備
えるようにしても良い。
In a sludge flocculation treatment apparatus provided with a flocculation tank for flocculating and settling sludge by adding a flocculant to sludge water containing sludge, an image of the flocculation state of flocculated flocs in the flocculation tank is taken to obtain image information. A television camera to be obtained, image processing means for performing binarization processing on image information obtained by the television camera, and calculating the total number of skeletons from the binarized image by a skeleton algorithm. A control device may be provided that evaluates the state of aggregation from the total number of skeletons and determines the optimal addition amount of the aggregating agent.

【0010】[0010]

【0011】[0011]

【作用】本発明は、凝集状態の計測を、凝集槽に比べて
非常に小型の試験槽を用いてバッチ処理的に行うので、
凝集剤を添加した後、それが凝集状態に反映するまでの
時間が短い。このことから、凝集剤の添加量調整を繰り
返し行い、その結果から最適な添加量を正確に決定する
ことができる。
According to the present invention, the coagulation state is measured in a batch process using a very small test tank compared to the coagulation tank.
After adding the flocculant, the time until it reflects on the flocculation state is short. From this, the addition amount of the coagulant is repeatedly adjusted, and the optimum addition amount can be accurately determined from the result.

【0012】[0012]

【実施例】以下、図面を用いて本発明の実施例を説明す
る。図1は、本発明の第1の実施例を適用した水処理プ
ロセスを示す概略図である。攪拌機1−1を備えた凝集
槽1に、汚泥水供給ライン2、凝集剤供給ライン3から
それぞれ汚泥水、凝集剤が供給される。汚泥水供給ライ
ン2、凝集剤供給ライン3にはそれぞれ、分岐ライン2
−1、3−1が設けられ、汚泥水、凝集剤の一部が凝集
状態計測制御装置4内の試験槽4−1に供給される。分
岐ライン2−1、3−1にはそれぞれ、モータ駆動によ
るポンプ2−2、3−2が設けられ、後述する制御装置
4−2により供給量及び起動タイミングが制御される。
凝集剤供給ライン3にはモータ駆動によるポンプ3−3
が設けられ、後述する凝集剤流量制御装置5により供給
量及び起動タイミングが制御される。凝集槽1に生じた
凝集フロックは、図示しないポンプ等により抜き出され
て脱水機6で脱水され、廃棄処分される。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram showing a water treatment process to which the first embodiment of the present invention is applied. Sludge water and a flocculant are supplied from a sludge water supply line 2 and a flocculant supply line 3 to a flocculation tank 1 provided with the stirrer 1-1. Each of the sludge water supply line 2 and the flocculant supply line 3 has a branch line 2
-1, 3-1 are provided, and a part of the sludge water and the coagulant is supplied to the test tank 4-1 in the coagulation state measurement control device 4. The branch lines 2-1 and 3-1 are provided with motor driven pumps 2-2 and 3-2, respectively, and the supply amount and the start timing are controlled by a control device 4-2 described later.
The coagulant supply line 3 has a motor driven pump 3-3.
Is provided, and the supply amount and the start timing are controlled by the coagulant flow control device 5 described later. The flocculated floc generated in the flocculation tank 1 is extracted by a pump or the like (not shown), dehydrated by the dehydrator 6, and disposed of.

【0013】凝集状態計測制御装置4は、攪拌機4−3
を備えた試験槽4−1、制御装置4−2に加えて、テレ
ビジョンカメラ11と後述する画像処理を行う画像処理
装置10とテレビジョンカメラ11からの画像や画像処
理装置10からの画像処理結果を表示する表示装置12
とを備えている。なお、試験槽4−1の大きさは、10
00(cc)程度の容量を有していれば良く、水数トン
分の大容量を持つ凝集槽1の大きさに比べて非常に小さ
い。
The coagulation state measurement control device 4 includes a stirrer 4-3.
In addition to the test tank 4-1 and the control device 4-2 provided with the image processing device 10, the television camera 11, an image processing device 10 for performing image processing described below, an image from the television camera 11, and an image processing from the image processing device 10. Display device 12 for displaying results
And The size of the test tank 4-1 is 10
What is necessary is just to have a capacity of about 00 (cc), which is much smaller than the size of the coagulation tank 1 having a large capacity of several tons of water.

【0014】凝集状態計測制御装置4の動作を図2を参
照して説明する。ステップS1では、制御装置4−2に
よりポンプ2−2、3−2を定期的に必要な時間だけ駆
動して、汚泥水を一定量だけ試験槽4−1に供給すると
共に、汚泥水に対してある混合比となる量の凝集剤を供
給する。ステップS2では、攪拌機4−3により試験槽
4−1内を攪拌する。攪拌後、テレビジョンカメラ11
により試験槽4−1内を撮像する(ステップS3)。ス
テップS4では、テレビジョンカメラ11からの画像信
号を処理し、処理結果のうち必要なデータを表示装置1
2に表示させたり、制御装置4−2へ送出する。
The operation of the coagulation state measurement control device 4 will be described with reference to FIG. In step S1, the pumps 2-2 and 3-2 are periodically driven by the control device 4-2 for a necessary period of time to supply a fixed amount of sludge water to the test tank 4-1. The coagulant is supplied in such an amount that the mixing ratio is determined. In step S2, the inside of the test tank 4-1 is stirred by the stirrer 4-3. After stirring, the television camera 11
To image the inside of the test tank 4-1 (step S3). In step S4, the image signal from the television camera 11 is processed, and necessary data of the processing result is displayed on the display device 1.
2 or send it to the control device 4-2.

【0015】ステップS5では、制御装置4−2により
排出弁4−4を開として、試験槽4−1内の凝集フロッ
クや水をすべて廃棄する。ステップS6では、制御装置
4−2において最適な凝集剤の量を決定できたかどうか
の判定を行い、決定できていなければステップS7で凝
集剤の混合比を変更してステップS1に戻る。ステップ
S1では、制御装置4−2が変更された混合比を得られ
るようにポンプ3−2を制御する。ステップS1〜S7
は、最適な凝集剤の添加量を決定できるまで繰り返され
る。
In step S5, the discharge valve 4-4 is opened by the control device 4-2, and all flocculated flocs and water in the test tank 4-1 are discarded. In step S6, it is determined whether or not the optimal amount of the coagulant has been determined in the control device 4-2. If not, the mixing ratio of the coagulant is changed in step S7 and the process returns to step S1. In step S1, the control device 4-2 controls the pump 3-2 so as to obtain the changed mixing ratio. Steps S1 to S7
Is repeated until the optimal amount of the coagulant to be added can be determined.

【0016】制御装置4−2は、最適な凝集剤の添加量
を決定すると、これを指令値として凝集剤流量制御装置
5と表示装置12に送る。凝集剤流量制御装置5は、送
られてきた指令値に基づいてポンプ3−3を制御して指
定された量の凝集剤を凝集槽1に供給する。なお、必要
に応じてスイッチS1をオペレータ操作側に切り換える
ことにより、表示装置12に表示された指令値をオペレ
ータがキー入力装置等から手動で入力することができ
る。
When the control device 4-2 determines the optimum amount of the coagulant to be added, it sends this to the coagulant flow control device 5 and the display device 12 as a command value. The coagulant flow control device 5 controls the pump 3-3 based on the sent command value to supply a specified amount of the coagulant to the coagulation tank 1. The operator can manually input the command value displayed on the display device 12 from the key input device or the like by switching the switch S1 to the operator operation side as needed.

【0017】以上のように、本発明に用いられる凝集状
態計測制御装置4は、凝集槽とは別系統にて少量の汚泥
水に対して一定時間毎に、いわばバッチ処理にて凝集剤
の添加量を変えながら凝集状態の計測を繰り返し、後述
する処理方法によりそれらの結果の中からピーク値を最
適な凝集剤の量として適確に決定する。しかも、実際に
起こっている凝集状態の撮像を凝集体が静止した状態、
かつ至近距離から行うので、凝集状態をより正確に把握
することができる。更に、試験槽4−1内では常に良好
な凝集状態が得られなくても問題は生じないので、はじ
めは凝集剤の変更量を大きくし、徐々に変更量を小さく
してゆくというサーチ方法により、最適値の決定を正確
に行うことができる。
As described above, the coagulation state measuring and controlling device 4 used in the present invention uses a system separate from the coagulation tank to add a coagulant to a small amount of sludge water at regular intervals, that is, in a batch process. The measurement of the coagulation state is repeated while changing the amount, and the peak value is appropriately determined as the optimum amount of the coagulant from the results by the processing method described later. In addition, the imaging of the actual agglomerated state is performed while the agglomerated body is stationary,
In addition, since the measurement is performed from a close distance, the aggregation state can be more accurately grasped. Further, since no problem occurs even if a good coagulation state is not always obtained in the test tank 4-1, a search method is used in which the change amount of the coagulant is initially increased and the change amount is gradually reduced. , The optimum value can be determined accurately.

【0018】図3は、図1の画像処理装置10の構成を
より詳細に示すブロック図である。テレビジョンカメラ
11から送られた画像信号はフレームメモリ101にデ
ィジタル信号として記憶された後、CPU102により
読み出され、後述するアルゴリズムに従って画像の評価
が行われる。この評価結果は表示用回路103を通して
表示装置12に表示される。
FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the image processing apparatus 10 of FIG. 1 in more detail. The image signal sent from the television camera 11 is stored as a digital signal in the frame memory 101, then read out by the CPU 102, and the image is evaluated according to an algorithm described later. This evaluation result is displayed on the display device 12 through the display circuit 103.

【0019】複雑な画像処理を行う場合、もしくは処理
時間を短縮したい場合には、画像処理用の高速処理用プ
ロセッサ104を追加する場合もある。なお、画像処理
装置10による上記の画像処理はパーソナルコンピュー
タを利用しても容易に行うことができる。
When performing complicated image processing or reducing the processing time, a high-speed processor 104 for image processing may be added. The above-described image processing by the image processing apparatus 10 can be easily performed even by using a personal computer.

【0020】次に、画像処理装置10による画像処理動
作について説明する。図4は凝集フロックの凝集状態を
撮像した画像に対して前処理のために行われた2値化処
理後の画像を説明するための図である。図4(a)は良
い凝集フロックから得られた2値化処理後の画像であ
り、各凝集フロックの境界を比較的判別し易いが、図4
(b)では多数の凝集フロックがくっついてしまい、各
凝集フロックの境界を認識しにくい。なお、原画像から
2値化画像に変換する方法は、通常の画像処理分野でよ
く知られた技術を用いることができるので、詳細な説明
は省略する。
Next, an image processing operation by the image processing apparatus 10 will be described. FIG. 4 is a diagram for explaining an image after binarization processing performed for preprocessing on an image obtained by capturing the aggregation state of the aggregation flocs. FIG. 4 (a) is an image after binarization processing obtained from good aggregated flocks, and the boundary of each aggregated floc is relatively easy to determine.
In (b), a large number of aggregated flocks are stuck together, and it is difficult to recognize the boundaries of each aggregated floc. Note that a method of converting the original image into the binarized image can use a technique well known in the ordinary image processing field, and thus a detailed description is omitted.

【0021】本発明による画像処理装置10では特に、
凝集フロックが重なり合った場合でも凝集状態の評価を
正確に行うことができる方法として以下の2つの方法を
採用している。
In the image processing apparatus 10 according to the present invention,
The following two methods are employed as a method for accurately evaluating the state of aggregation even when the aggregated flocks overlap.

【0022】凝集フロック画像を2値化処理後にスケ
ルトン処理し、その総個数を評価値とする(以下、スケ
ルトン手法と呼ぶ)。
A skeleton process is performed on the aggregated floc image after the binarization process, and the total number thereof is used as an evaluation value (hereinafter, referred to as a skeleton method).

【0023】凝集フロック画像の濃淡から算出される
標準偏差を評価値とする(以下、標準偏差手法と呼
ぶ)。
A standard deviation calculated from the density of the aggregated floc image is used as an evaluation value (hereinafter, referred to as a standard deviation method).

【0024】本発明は以下の観点に基づいている。すな
わち、オペレータの凝集状態の目視評価は経験や凝集フ
ロックの比較などによる大まかなものである。その評価
は凝集フロックの大きさとその分布、凝集フロック内部
の密集度、表面性状などを総合的に判断して行われる。
今回の2つの評価方法ともに凝集状態を定量化し、オペ
レータの感覚と合致する大ざっぱな評価を行うことが基
本的な考え方である。以下にスケルトン手法、標準偏差
手法の説明を行う。
The present invention is based on the following aspects. That is, the visual evaluation of the aggregation state of the operator is a rough one based on experience, comparison of aggregation flocs, and the like. The evaluation is made by comprehensively judging the size and distribution of the flocculated floc, the density inside the flocculated floc, the surface properties, and the like.
The basic idea is to quantify the state of aggregation in both of the two evaluation methods and perform a rough evaluation that matches the operator's feeling. The skeleton method and the standard deviation method will be described below.

【0025】スケルトン手法 まず、スケルトン処理について簡単に述べる。スケルト
ン処理は、『コンピュータ画像処理入門』(田村秀行監
修、総研出版)にて説明されている。簡単に言えば、図
5を参照して、画像処理におけるスケルトンとは、図形
に内接してその図形を覆い尽くすことのできる必要最小
限の円盤の中心の集合である。実際の画像処理上ではア
ルゴリズムの実現を容易にするため円の代わりに四角形
を用いる。
Skeleton Method First, skeleton processing will be briefly described. Skeleton processing is described in "Introduction to Computer Image Processing" (supervised by Hideyuki Tamura, published by Soken). Briefly, with reference to FIG. 5, a skeleton in image processing is a set of minimum necessary disk centers that can inscribe a graphic and cover the graphic. In actual image processing, a square is used instead of a circle in order to easily realize the algorithm.

【0026】図6の例では、数字を有する画素が白い部
分のスケルトンであり、その数値はその画素から最も近
い黒い部分との境界線までの画素数である。この処理法
を用いて凝集状態を評価する。具体的には凝集フロック
の2値化画像中のスケルトンの総個数を評価値とする。
この場合、スケルトンの持つ値(半径に相当)は考慮し
ない。この評価方法の意味を次に述べる。凝集状態が良
い場合の2値化画像(図4(a))は、白いフロック部
分を大きな円盤で覆える箇所が多い為、円盤数(スケル
トンの数)は少なくなる。しかし、悪い場合(図4
(b))は良い場合に比べて、小さな円盤を多用して覆
い尽くす必要がある為、スケルトン(円盤の中心)の個
数が多くなる。よって、スケルトンの総個数で画像全域
を考慮した凝集フロックの大きさに関する評価ができ
る。この評価値(スケルトンの総個数)は小さいほど凝
集フロックが全体的に大きいことを示す。
In the example of FIG. 6, a pixel having a number is a skeleton of a white portion, and the numerical value is the number of pixels from that pixel to a boundary line with the nearest black portion. The aggregation state is evaluated using this processing method. Specifically, the total number of skeletons in the binarized image of the aggregated flocs is used as the evaluation value.
In this case, the value (corresponding to the radius) of the skeleton is not considered. The meaning of this evaluation method will be described below. In the binarized image (FIG. 4 (a)) in the case where the aggregation state is good, the number of disks (the number of skeletons) is small because there are many places where the white floc portion can be covered with a large disk. However, if it is bad (Fig. 4
In (b)), the number of skeletons (the center of the disk) increases because the small disk needs to be covered and used more than in the good case. Therefore, it is possible to evaluate the size of the aggregated floc in consideration of the entire image area by the total number of skeletons. The smaller this evaluation value (the total number of skeletons) is, the larger the aggregate floc is.

【0027】いずれにしても、画像処理装置10は、テ
レビジョンカメラ11から得られる画像を用いて上記の
ようなスケルトン処理を行うことによりスケルトンの総
個数を算出し、制御装置4−2はこのスケルトンの総個
数が最小となる時の凝集剤の添加量を最適添加量として
決定してこれを凝集剤流量制御装置5に出力する。
In any case, the image processing apparatus 10 calculates the total number of skeletons by performing the above-described skeleton processing using the image obtained from the television camera 11, and the control apparatus 4-2 determines the total number of skeletons. The addition amount of the coagulant when the total number of the skeletons is minimized is determined as the optimum addition amount, and this is output to the coagulant flow control device 5.

【0028】標準偏差手法 図7(a)に悪い凝集状態、図7(b)に良い凝集状態
の画像例を示す。図7(a)では良好な凝集フロックが
形成されずに、小さな凝集フロックで濁ったような状態
になっている。一方、図7(b)では適度な大きさの凝
集フロックが境界のはっきりした適度な密度で形成され
ている。このような濃淡画像では個々の凝集フロックが
大きいほど奥行きが見て取れる。この奥行きは画素の輝
度レベルで表現される。当然、凝集フロックの小さい凝
集不良の画像は奥行きの小さいものとなり、画像全域に
おける個々の画素の輝度レベルの差やばらつきは小さ
い。図8(a)に図7(a)、図8(b)に図7(b)
のヒストグラム(同じ輝度レベルの画素数を表すグラ
フ)を示す。よって、濃淡画像の輝度レベルに注目し、
全画素の輝度レベルの標準偏差を評価値とする。評価値
が大きいほどフロックが全体的に大きいことを示す。
Standard Deviation Method FIG. 7A shows an example of an image in a bad aggregation state, and FIG. 7B shows an example of an image in a good aggregation state. In FIG. 7 (a), good flocculated flocs are not formed, and small flocculated flocs are turbid. On the other hand, in FIG. 7 (b), the aggregated flocs of an appropriate size are formed at an appropriate density with a clear boundary. In such a grayscale image, the larger the individual flocs, the more the depth can be seen. This depth is represented by the luminance level of the pixel. As a matter of course, the image of the cohesion failure having a small coagulation floc has a small depth, and the difference and the variation in the brightness level of each pixel in the entire image are small. FIG. 8A shows FIG. 7A, and FIG. 8B shows FIG. 7B.
(A graph showing the number of pixels at the same luminance level). Therefore, paying attention to the brightness level of the grayscale image,
The standard deviation of the luminance levels of all pixels is used as the evaluation value. The larger the evaluation value, the larger the floc.

【0029】画像処理装置10は、テレビジョンカメラ
11から得られる図7(a)や図7(b)の画像から各
画素の輝度レベルを算出し、全画素の輝度レベルの標準
偏差を算出し評価値として出力する。制御装置4−2
は、この評価値から標準偏差が最大となる時の凝集剤の
添加量を最適添加量として決定してこれを凝集剤流量制
御装置5に出力する。
The image processing apparatus 10 calculates the luminance level of each pixel from the images shown in FIGS. 7A and 7B obtained from the television camera 11, and calculates the standard deviation of the luminance levels of all the pixels. Output as evaluation value. Control device 4-2
Determines the addition amount of the flocculant when the standard deviation becomes maximum from this evaluation value as the optimum addition amount, and outputs this to the flocculant flow control device 5.

【0030】図9、図10は2種類の画像処理方法の結
果を示すグラフである。図9はスケルトン手法によるも
ので、横軸に凝集剤の添加量を、縦軸にスケルトン総個
数をそれぞれ示している。図10は標準偏差手法による
もので、横軸に凝集剤の添加量を、縦軸に標準偏差をそ
れぞれ示している。図9、図10から明らかなように、
凝集フロックは凝集剤の添加量により、その凝集状態が
変化する。そして、その添加量には最適点が存在し、図
9、図10のグラフで最大の評価値(スケルトン総個数
最小値、標準偏差最大値)を示す点が最適な凝集剤の添
加量を示す点として把握される。
FIGS. 9 and 10 are graphs showing the results of two types of image processing methods. FIG. 9 is based on the skeleton method. The horizontal axis indicates the amount of the coagulant added, and the vertical axis indicates the total number of skeletons. FIG. 10 is based on the standard deviation method, in which the horizontal axis indicates the amount of the coagulant added and the vertical axis indicates the standard deviation. As is clear from FIGS. 9 and 10,
The flocculation state of the flocculated floc changes depending on the amount of the flocculant added. There is an optimum point in the amount of addition, and the point showing the maximum evaluation value (the minimum value of the total number of skeletons and the maximum value of the standard deviation) in the graphs of FIGS. It is grasped as a point.

【0031】そして、前述したように、本発明では凝集
槽とは別系統にて少量の汚泥水に対して一定時間毎に、
いわばバッチ処理にて凝集剤の添加量を変えながら凝集
状態の計測を短時間で繰り返し、それらの結果の中から
ピーク値を探すことで、このピーク値を最適な凝集剤の
量として正確に決定することができる。
As described above, in the present invention, a small amount of sludge water is separated from the coagulation tank by a separate system at regular intervals.
In other words, the measurement of the coagulation state is repeated in a short time while changing the amount of coagulant added in batch processing, and the peak value is searched for from these results, and this peak value is accurately determined as the optimum amount of coagulant. can do.

【0032】図11、図12はそれぞれ、凝集状態を定
量的に評価する目安として、水切りの容易さを決める透
過抵抗(図11)と、脱水後の凝集フロックの含水率
(図12)を示すグラフである。いずれの図において
も、横軸は凝集剤の添加量を示している。これらのグラ
フにおいて、縦軸の値が小さい程、凝集状態は良好であ
るが、図11、図12から明らかに最適点が存在し、ま
たその点は、図9、図10にて示す最適点とほぼ一致す
ることが解る。したがって、本発明の画像処理結果は、
凝集状態を評価する一つの目安となり、またその評価結
果を最大にするように凝集剤添加量を調整することで、
凝集状態の最適制御も可能となる。
FIGS. 11 and 12 show the permeation resistance (FIG. 11) and the water content of the flocculated floc after dehydration (FIG. 12), respectively, as a guide for quantitatively evaluating the flocculation state. It is a graph. In each of the figures, the abscissa indicates the amount of the coagulant added. In these graphs, the smaller the value on the vertical axis, the better the cohesion state, but there is clearly an optimum point from FIGS. 11 and 12, which is the optimum point shown in FIGS. It turns out that it almost matches. Therefore, the image processing result of the present invention is:
It becomes one measure to evaluate the coagulation state, and by adjusting the coagulant addition amount to maximize the evaluation result,
Optimal control of the aggregation state is also possible.

【0033】図13は本発明の第2の実施例による水処
理プロセスを示す概略図である。汚泥タンク41内の汚
泥を含む水42は、凝集槽43に送られ、ここで凝集剤
タンク44内の凝集剤45が添加されて、汚泥が凝集さ
れる。凝集剤タンク44内の凝集剤45は添加量調整機
能を有するポンプ46により凝集槽43に送られる。凝
集槽43内で凝集した凝集フロックは凝集槽43外に抜
き取られ、脱水機47により脱水された後、廃棄され
る。
FIG. 13 is a schematic diagram showing a water treatment process according to a second embodiment of the present invention. The water 42 containing the sludge in the sludge tank 41 is sent to the coagulation tank 43, where the coagulant 45 in the coagulant tank 44 is added to coagulate the sludge. The coagulant 45 in the coagulant tank 44 is sent to the coagulation tank 43 by a pump 46 having an addition amount adjusting function. The flocculated flocs flocculated in the flocculation tank 43 are drawn out of the flocculation tank 43, dehydrated by the dehydrator 47, and then discarded.

【0034】凝集状態をオンラインで測定するために、
凝集槽43内の凝集フロック表面の画像をテレビジョン
カメラ11により撮像し、その出力画像信号は画像処理
装置10に供給され、ここで前述したスケルトン手法あ
るいは標準偏差手法により、凝集状態の評価が行なわれ
る。その結果は、必要に応じて表示装置12に表示され
る。オペレータ22はその結果を見てキー入力装置等の
リモート操作手段23により、ポンプ46の回転数を操
作して凝集剤45の添加量を調整する。また、画像処理
装置10による評価結果の情報はモータ制御装置24に
供給され、スイッチS1を切り換えて凝集剤45の添加
量の調整をオペレータの手動操作に代えて、自動制御す
ることもできる。
In order to measure the state of aggregation online,
An image of the surface of the flocculated floc in the flocculation tank 43 is captured by the television camera 11, and the output image signal is supplied to the image processing device 10, where the evaluation of the flocculation state is performed by the skeleton method or the standard deviation method described above. It is. The result is displayed on the display device 12 as needed. The operator 22 adjusts the amount of the coagulant 45 by operating the rotation speed of the pump 46 by using the remote operation means 23 such as a key input device while observing the result. Further, information on the evaluation result by the image processing apparatus 10 is supplied to the motor control device 24, and the adjustment of the addition amount of the flocculant 45 can be automatically controlled by switching the switch S1 instead of the manual operation of the operator.

【0035】[0035]

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば汚泥凝集処理において凝集フロックの影響を受けるこ
と無く凝集状態の評価をオンラインにて自動計測するこ
とが可能となり、しかも計測結果から最適な凝集剤の添
加量を自動的に決定すると共に、添加量を自動調整でき
るので、オペレータは凝集状態の評価に長年の経験を必
要とせずに凝集状態の最適制御を行うことができる。
As described above, according to the present invention, it is possible to automatically evaluate the state of flocculation on-line without being affected by flocculation floc in the sludge flocculation treatment. Since the addition amount of the coagulant can be automatically determined and the addition amount can be automatically adjusted, the operator can perform the optimal control of the coagulation state without requiring many years of experience in evaluating the coagulation state.

【0036】また、試験槽を用いる凝集状態計測制御装
置では、凝集処理の実プラントとは別系統で、試験槽内
の凝集状態の良否は問われないので、1回当たりの凝集
剤添加の変更幅を大きくとることができ、大きな変更幅
から小さな変更幅に移行させて計測を繰り返すことによ
り、より正確に最適な凝集剤の添加量を決定することが
できる。加えて、実際に起こっている凝集状態の撮像を
凝集フロックが静止した状態、かつ至近距離から行うの
で、凝集状態をより正確に把握することができる。更
に、既設の水処理プラントでも簡単な配管工事を行うだ
けで設置することができる。
Further, in the coagulation state measuring and controlling apparatus using the test tank, since the quality of the coagulation state in the test tank does not matter in a separate system from the actual plant of the coagulation treatment, the addition of the coagulant per one time is changed. The width can be made large, and by repeating the measurement while shifting from the large change width to the small change width, the optimum amount of the coagulant to be added can be determined more accurately. In addition, since the imaging of the actually occurring aggregation state is performed from a close distance with the aggregation floc stationary, the aggregation state can be grasped more accurately. Furthermore, even an existing water treatment plant can be installed simply by performing simple piping work.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施例による凝集状態計測制御
装置を適用した水処理プロセスを示す概略図である。
FIG. 1 is a schematic diagram showing a water treatment process to which a coagulation state measurement control device according to a first embodiment of the present invention is applied.

【図2】図1の凝集状態計測制御装置の動作を説明する
ための図である。
FIG. 2 is a diagram for explaining the operation of the coagulation state measurement control device of FIG.

【図3】図1の画像処理装置10の構成をより詳細に示
すブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the image processing apparatus 10 of FIG. 1 in more detail;

【図4】本発明に用いられる第1の画像処理方法の原理
を説明するために凝集フロックの凝集状態の2値化画像
を示した概略図である。
FIG. 4 is a schematic diagram showing a binarized image of an aggregated floc to explain the principle of a first image processing method used in the present invention.

【図5】本発明に用いられるスケルトン手法を説明する
ための図である。
FIG. 5 is a diagram for explaining a skeleton method used in the present invention.

【図6】スケルトン手法を用いて画像処理の行う場合の
原理を説明するための図である。
FIG. 6 is a diagram for explaining the principle of performing image processing using a skeleton method.

【図7】本発明に用いられる第2の画像処理方法の原理
を説明するために凝集フロックの濃淡画像の2つの例を
示した図である。
FIG. 7 is a diagram showing two examples of grayscale images of aggregated flocs for explaining the principle of the second image processing method used in the present invention.

【図8】本発明に用いられる画像処理の一例である標準
偏差手法による輝度レベルと画素数との関係を説明する
ための図である。
FIG. 8 is a diagram for explaining a relationship between a luminance level and the number of pixels by a standard deviation method which is an example of image processing used in the present invention.

【図9】本発明に用いられた第1の画像処理方法の結果
を示すグラフである。
FIG. 9 is a graph showing a result of the first image processing method used in the present invention.

【図10】本発明に用いられた第2の画像処理方法の結
果を示すグラフである。
FIG. 10 is a graph showing a result of the second image processing method used in the present invention.

【図11】凝集状態を定量的に評価する目安としての、
水切りの容易さを決める透過抵抗を示すグラフ図であ
る。
FIG. 11 shows a measure for quantitatively evaluating the aggregation state.
It is a graph which shows the permeation resistance which determines the ease of draining.

【図12】凝集状態を定量的に評価する目安としての、
脱水後の凝集フロックの含水率を示すグラフである。
FIG. 12 shows a guideline for quantitatively evaluating the aggregation state.
It is a graph which shows the water content of the aggregation floc after dehydration.

【図13】本発明の第2の実施例による汚泥凝集処理装
置の概略を説明するための図である。
FIG. 13 is a view schematically illustrating a sludge aggregation treatment apparatus according to a second embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、43 凝集槽 1−1、4−3 攪拌機 2 汚泥供給ライン 3 凝集剤供給ライン 4 凝集状態計測制御装置 4−1 試験槽 4−4 排出弁 6、47 脱水機 11 テレビジョンカメラ 12 表示装置 41 汚泥タンク 42 汚泥を含む水 44 凝集剤タンク 45 凝集剤 46 ポンプ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 43 Coagulation tank 1-1, 4-3 Stirrer 2 Sludge supply line 3 Coagulant supply line 4 Coagulation state measurement control device 4-1 Test tank 4-4 Discharge valve 6, 47 Dehydrator 11 Television camera 12 Display device 41 Sludge tank 42 Water containing sludge 44 Coagulant tank 45 Coagulant 46 Pump

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 汚泥を含む汚泥水に凝集剤を添加して汚
泥を凝集沈殿させる凝集槽を備えた汚泥凝集処理装置に
おいて、 前記凝集槽への汚泥水供給ライン及び凝集剤供給ライン
からそれぞれ、汚泥水及び凝集剤の一部を受けて小型の
試験槽にて汚泥の凝集状態の評価を行うと共に、該評価
の結果に応じて前記凝集槽への前記凝集剤の最適添加量
を決定する凝集状態計測制御装置と、 前記決定された最適添加量の凝集剤を前記凝集槽へ供給
する凝集剤流量制御装置とを備え、 前記凝集状態計測制御装置は、前記試験槽内の凝集フロ
ックの凝集状態を撮像して画像情報を得るテレビジョン
カメラと、このテレビジョンカメラにより得られた画像
情報に対して2値化処理を行い、この2値化画像からス
ケルトンアルゴリズムによりスケルトンの総個数を算出
する画像処理手段と、算出されたスケルトンの総個数か
ら凝集状態を評価して最適添加量を決定する制御装置と
を備え、前記試験槽への前記汚泥水及び前記凝集剤の供
給及び廃棄を前記凝集剤の量を変化させながら計測の都
度行うことを複数回繰り返して前記最適添加量を決定す
ることを特徴とする汚泥凝集処理装置。
1. A sludge flocculation treatment apparatus comprising a flocculation tank for adding a flocculant to sludge water containing sludge to flocculate and settle sludge, wherein a sludge water supply line and a flocculant supply line to the flocculation tank are The coagulation state is evaluated by receiving a part of the sludge water and the coagulant, and evaluating the coagulation state of the sludge in a small test tank, and determining the optimal addition amount of the coagulant to the coagulation tank according to the result of the evaluation. A state measurement control device, and a flocculant flow rate control device that supplies the determined optimum addition amount of the flocculant to the flocculation tank, wherein the flocculation state measurement control device is a flocculation state of the flocculation floc in the test tank. A television camera that obtains image information by imaging the image, and performs a binarization process on the image information obtained by the television camera, and calculates a total number of skeletons from the binarized image by a skeleton algorithm. Image processing means for calculating the number, comprising a controller for evaluating the aggregation state from the calculated total number of skeletons and determining the optimal addition amount, supply of the sludge water and the flocculant to the test tank and A sludge flocculation treatment apparatus characterized in that the disposal is repeated a plurality of times while measuring the amount of the flocculant while changing the amount of the flocculant, thereby determining the optimum addition amount.
【請求項2】 汚泥を含む汚泥水に凝集剤を添加して汚
泥を凝集沈殿させる凝集槽を備えた汚泥凝集処理装置に
おいて、 前記凝集槽内の凝集フロックの凝集状態を撮像して画像
情報を得るテレビジョンカメラと、このテレビジョンカ
メラにより得られた画像情報に対して2値化処理を行
い、この2値化画像からスケルトンアルゴリズムにより
スケルトンの総個数を算出する画像処理手段と、算出さ
れたスケルトンの総個数から凝集状態を評価して前記凝
集剤の最適添加量を決定する制御装置とを備えたことを
特徴とする汚泥凝集処理装置。
2. A method of adding a flocculant to sludge water containing sludge.
Sludge coagulation treatment equipment equipped with coagulation tank for coagulating sedimentation of mud
In this case, an image is taken by capturing the state of aggregation of the aggregation flocs in the aggregation tank.
A television camera for obtaining information and this television camera
Performs binarization processing on the image information obtained by the camera.
From this binarized image using the skeleton algorithm
Image processing means for calculating the total number of skeletons;
The aggregation state was evaluated from the total number of skeletons
And a control device for determining the optimal amount of
Sludge coagulation treatment equipment.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19842989B4 (en) * 1998-09-21 2004-09-16 Hrch. Huppmann Gmbh Brewery system with camera surveillance
KR20020087796A (en) * 2001-05-16 2002-11-23 동서식품주식회사 sewage water treatment system for sensing and controlling formation of flocks
JP4950908B2 (en) * 2007-05-18 2012-06-13 メタウォーター株式会社 Method and apparatus for determining coagulant injection rate in water treatment method for coagulation sedimentation treatment
JP5334899B2 (en) * 2009-03-27 2013-11-06 メタウォーター株式会社 Method for automatically controlling sludge coagulation state and sludge coagulation system
JP7012484B2 (en) * 2017-08-10 2022-01-28 株式会社前川製作所 Sludge evaluation system and sludge evaluation index acquisition system
CN114956287B (en) * 2022-06-14 2023-08-29 西安清源盈科环保科技有限公司 Sewage dephosphorization method
CN115072850B (en) * 2022-08-16 2022-11-18 山东仲良格环保技术有限公司 Intelligent optimization control method and PAC (programmable automation controller) dosing control system based on same

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