JP3189363B2 - 凝集処理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は凝集処理装置に関するも
のであり、詳しくは凝集剤の薬注量（添加量）を最適量
となるように制御する凝集処理装置に関する。さらに詳
しくは、有機凝集剤（以下、ポリマーということがあ
る。）の添加量の制御に好適な凝集処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、汚泥脱水における薬注制御と
して、種々のものが提案されている。例えば、液中の残
留ポリマー量を、その量が多くなると液の粘性が変化す
ることから粘度計等を用いて間接的に計測し、その計測
値を指標として薬注制御を行なうことが提案されてい
る。

【０００３】液の物性は、粘度のみならず比熱、電気伝
導度等種々のものがあげられ、それらが薬注では各々影
響する。従って、単に液の物性の一つである粘度のみを
指標として薬注量を制御したのでは、薬注量に過不足が
生じ、凝集不良や過剰添加による薬剤コスト高が避けら
れなかった。

【０００４】特願平１−２９３３５８号（特開平２−２
９０２０５号）には、このような従来技術の問題点を解
決すべく、汚泥性状等の変化による液の物性値の変化を
熱移動の変化としてとらえて指標とし、その値により薬
注量の制御を行なうものが提案されている。

【０００５】第５、６図の如く、この脱水ケーキの含水
率と凝集処理された液（もしくは凝集処理されつつある
液）の熱移動検出計検出値とは密接な関係を有してお
り、例えば熱線流速計を利用して検出した値が極小とな
るように凝集の添加量を制御すると脱水ケーキの含水率
も最小になる。

【０００６】第５、６図は原水が下水混合生汚泥である
場合の凝集剤（カチオンポリマー）の添加量と熱線流速
計検出値（電位差）及び脱水ケーキ含水率との相関を示
すグラフである。

【０００７】第５図の如く、凝集剤添加量が約１５０〜
２００ｐｐｍ付近が熱線流速計検出値の極小域となって
おり、このときに脱水ケーキ含水率も最小となってい
る。

【０００８】第６図は第５図と異なる混合生汚泥に対す
る同様の相関図であるが、添加量が約１５０ｐｐｍ付近
で熱線流速計検出値及び脱水ケーキがともに極小、最小
となっている。その他の各種の原水についても同様のテ
ストを繰り返したが、いずれも第５、６図の如き相関が
明瞭に認められた。なお、ケーキ含水率以外のケーキ剥
離性や濾液量等の特性に関しても上記と同様の相関があ
ることが認められた。

【０００９】特願平１−２９３３５８号の発明は、かか
る知見に基いて完成されたものであり、熱移動検出計検
出値に基いて薬注量制御するので、脱水ケーキの含水量
が最小となるように薬注量制御可能となる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】特願平１−２９３３５
８号の装置では、熱移動検出計の出力値が第７図（第
５、６図のデータを模式化した図）に示す如く、下に凸
な曲線であるところから、脱水が良好な状態（Ａ点）と
脱水不良な状態（Ｂ点）でのセンサ出力が同一になり、
この結果、両者の判別に特別なデータ取得及び処理（例
えば第７図の曲線の接線の傾き方向の検知など）が必要
になるという不便があった。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の凝集処理装置
は、凝集処理される液に凝集剤を添加するための薬注装
置と、脱水濾液と接触するように設けられた熱移動検出
計と、該熱移動検出計の検出値に基いて薬注装置の薬注
量を制御する制御装置と、を備えてなる凝集処理装置に
おいて、前記脱水濾液又は脱水ケーキの薬注飽和指示因
子を検出するセンサが設けられており、前記制御装置
は、前記熱移動検出計及びこのセンサの検出値に基いて
薬注量を制御することを特徴とするものである。

【００１２】

【作用】第７図において、極小点よりも右の領域（例え
ばＡ点）は、薬注量が過多となっている領域であり、そ
れ以上薬注量を増やしても脱水特性は向上しない領域、
即ち薬注効果が飽和状態に達した状態となっている。

【００１３】かかる薬注飽和領域にあっては、液中に過
剰に存在する凝集剤によって、脱水濾液又は脱水ケーキ
には薬注過多に伴う発泡性の増大、ケーキの粘着性の増
大が生じる。

【００１４】本発明は、かかる薬注過多現象を生じさせ
る作用因子（以下、これを薬注飽和指示因子という。）
を検出し、この薬注飽和指示因子をも薬注制御に利用す
るものである。

【００１５】この薬注飽和指示因子は、第７図の極小点
よりも右側の領域と左側の領域とで極端に相違した検出
値となるものであるから、この薬注飽和指示因子を検知
することにより、熱移動検出計の検出値が、第７図にお
いて極小点の左右いずれのものであるかを正確に識別で
きる。従って、本発明によると、薬注量が第７図の極小
点の値となるように制御することがきわめて容易であ
る。

【００１６】

【実施例】以下、図面を参照して実施例について説明す
る。

【００１７】第１図は実施例に係る凝集処理装置の系統
図であり、原水は原泥ピット１からポンプ２付の配管３
を経て凝集槽４に導入される。凝集槽４は撹拌機５を備
えると共に、薬液貯槽６、薬注管７及び薬注ポンプ８を
具備してなる薬注装置からカチオン系有機凝集剤が薬注
される。凝集槽４からの凝集処理液は脱水機（凝集槽を
用いるものであれば脱水機の機種は何れであっても良
い。）９へ送られる。脱水機９で生じた脱水ケーキは焼
却等のケーキ処理工程へ送られ、濾液は濾液貯槽１０へ
送られる。

【００１８】濾液貯槽１０は、温度計１１、熱移動検出
計１２、電気伝導度計１３、ＳＳ濃度計１４を備える。

【００１９】これら計器１１、１２、１３、１４の検出
信号は、演算制御器１６に入力されている。演算制御器
１６は前記薬注ポンプ８に制御信号を出力している。ポ
ンプ８は、例えばインバータ制御される。

【００２０】なお、本発明でいう熱移動検出計として
は、一般に使用されている熱線あるいは熱膜式流速計、
熱伝達率測定計等の熱の移動を検出することが可能なも
のが利用できる。

【００２１】また、これ以外のものでもヒータに通電し
加熱する自己加熱源を有するもの、あるいはヒータと温
度計との組合せのようにヒータにより間接的に加熱する
加熱源を有するものであれば適用可能である。

【００２２】以下本発明を、熱線流速計を適用したもの
で説明する。

【００２３】熱線流速計は、周知のように、加熱体とな
る熱線に定電流を流しておき、この熱線を流体中に挿入
するものである。流速の変動があると、熱線からの熱の
奪われ度合が変化する。これにより熱線の温度が変化し
て抵抗も変わる。熱線流速計は、この抵抗の変化を電圧
の変化としてとらえて流速を計測するものである。

【００２４】本発明は、この熱線流速計の原理を利用し
たもので、更に液の流速を一定として条件を与え、その
うえで熱線から奪われる微小な熱の移動を抵抗（電圧）
の変化としてとらえ、この変化を物性の変化として把握
するものである。そのため、濾液貯槽１０は撹拌機１７
を備え、測定時には常に同一速度で回転させるととも
に、撹拌条件を同一とするために、一定水位を得るため
のオーバーフロー管１５が設けられている。

【００２５】第８図は本実施例で用いられた熱線流速計
１２の概略構成図である。この熱線流速計１２は熱線
（抵抗）１２ａ、定電流発生器１２ｂ、電圧計１２ｃを
備えている。

【００２６】熱線１２ａは濾液貯槽１０内を一定の流速
で旋回する液と接しており、この液が一定の物性の際に
は、定電流を流すと熱線１２ａから奪われる熱量は一定
であるので、抵抗は一定で電圧にも変化はない。液の物
性が変化すると、熱線１２ａから奪われる熱量が変化す
るので抵抗が変化する。すなわち、熱線から液中への熱
移動が生じ抵抗が変化する。いま、電流を一定として流
しているので、この抵抗の変化は電圧の変化としてとら
えることができ、この変化が液中の物性値の検出値とな
る。なお、熱線１２ａの特性値の変化は、抵抗値あるい
は電圧の変化のどちらでとらえても良い。

【００２７】また、上述は定電流型で説明したが、定温
度型の熱線流速計でも良い。

【００２８】以上から明らかなごとく、本発明のように
熱線流速計を用いれば、一定の流速を与えるだけで微小
な物性値の変化をとらえることが可能となる。

【００２９】このように構成された第１図の装置におい
て、原水は凝集槽４において凝集剤の添加を受けて凝集
処理されるが、この際の添加量は濾液貯槽１０で検出さ
れる熱線流速計検出値が極小となる薬注量とされる。

【００３０】この制御方法を第２図に基いて説明する。

【００３１】第２図において、熱線流速計１２の検出値
は、最適添加量Ｎにおいて極小となっている。ＳＳ濃度
計１４の検出値は、薬注量の増加と共にこのＮなる添加
量までは単調に減少するが、Ｎを変曲点として、それを
超えると、それ以上は低下しない飽和状態（ｂをこの飽
和値とする。）となる。

【００３２】そこで、熱線流速計１２の検出値がａなる
値であるときに、ＳＳ濃度計１４の検出値を参照するこ
とにより、その時点での薬注量が極小点の最適添加量Ｎ
よりも多いのか少ないのかを判別できる。もし、ＳＳ濃
度計１４の検出値がｂよりも大きければ、薬注量を増大
させる。また、ＳＳ濃度計１４の検出値がｂよりも小さ
ければ薬注量を減少させる。これにより、薬注量を容易
にＮに近づける制御を行なえる。

【００３３】なお、最適添加量Ｎに達した後でも、原水
性状の変化等により、最適添加量Ｎ自体が変動する可能
性がある。従って、薬注量はＮに到達した後でも、熱線
流速計１２及びＳＳ濃度計１４の検出値に応じて薬注量
を変化させることができるようにしておく。

【００３４】なお、第１図の装置では、温度計１１及び
電気伝導度計１３の検出値も演算制御器１６に入力され
ているが、これは原水性状（温度、可溶性塩類濃度等）
に変動があった場合には熱線流速計検出値が変動するの
で、この温度、電気伝導度の変動による熱線流速計検出
値変動への寄与分を差し引いて（補償して）、薬注量変
動幅分だけの熱線流速計検出値の変化を比較するためで
ある。

【００３５】第１図の実施例ではＳＳ濃度計１４を用い
ており、濾液のＳＳ濃度を薬注飽和指示因子としてい
る。本発明では、この他にも脱水ケーキ含水率や脱水濾
液の濾過時間を薬注飽和指示因子としても良い。

【００３６】第３図は薬注量と熱線流速計検出値及び脱
水ケーキ含水率との関係を示すグラフである。図示の通
り、脱水ケーキ含水率は、薬注量Ｎまでは薬注量の増加
に応じて単調に減少するが、Ｎを超えるとそれ以上は低
下せず、飽和状態となる。従って、この脱水ケーキ含水
率を参照することによっても、薬注量を容易に最適添加
量Ｎに近づけることができる。

【００３７】脱水ケーキ含水率を測定するには、加熱に
よるケーキ重量の変化を検出する重量式センサ、ケーキ
に赤外線や近赤外線などを照射して水分を求めるセンサ
などが例示される。

【００３８】第４図は薬注量と熱線流速計検出値及び脱
水濾液濾過時間との関係を示すグラフである。図示の通
り、この濾過時間は、薬注量Ｎまでは薬注量の増加に応
じて単調に減少するが、Ｎを超えるとそれ以上は低下せ
ず、飽和状態となる。従って、この濾過時間を参照する
ことによっても、薬注量を容易に最適添加量Ｎに近づけ
ることができる。

【００３９】脱水濾液の濾過時間を測定するには、濾過
膜、多孔板、スリット板等に一定量の濾液を通過させる
のに要する時間を計測すれば良い。上記実施例では凝集
槽に薬注するようにしているが、本発明にあっては、被
凝集処理液が流通される配管（例えば原水供給管）中へ
薬注するタイプの凝集処理装置にも適用できる。

【００４０】上記実施例では、濾液を濾液貯槽へ連続的
に流入させているが、本発明では所定量の濾液を濾液貯
槽に受けてその熱線流速計検出値等を計測しても良い。
このようにバッチ測定する場合には、濾液貯槽に例えば
レベル計を設けておき、前回の測定時の濾液を全量排出
した後、このレベル計で検出水位が所定レベルとなるま
で濾液を受け入れ、熱線流速計検出値等の計測を行なえ
ば良い。

【００４１】本発明においては、薬注量が極小となるよ
うに制御を行なっても良く、薬注量が目標範囲に納まる
ように制御しても良い。

【００４２】

【発明の効果】以上の通り、本発明の凝集処理装置によ
ると、熱移動検出計及び薬注飽和指示因子センサを用い
たことにより、薬注量が最適量となるように正確な薬注
量制御を行なうことが可能となる。従って、薬注量の過
不足が防止され、効率的で低コストの凝集処理が行なえ
るようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例装置の系統図である。

【図２】センサ検出値と薬注量との関係を示すグラフで
ある。

【図３】センサ検出値と薬注量との関係を示すグラフで
ある。

【図４】センサ検出値と薬注量との関係を示すグラフで
ある。

【図５】実験結果を示すグラフである。

【図６】実験結果を示すグラフである。

【図７】制御方法を説明するグラフである。

【図８】熱線流速計のブロック図である。

【符号の説明】

４ 凝集槽 ８ 薬注ポンプ ９ 脱水機 １２ 熱線流速計 １６ 演算制御器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−317703（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−290205（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−158252（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−118930（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−23000（ＪＰ，Ａ) 実開 平３−130546（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B01D 21/00 - 21/32 C02F 1/52 - 1/56 C02F 11/14

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 凝集処理される液に凝集剤を添加するた
   めの薬注装置と、 脱水濾液と接触するように設けられた熱移動検出計と、 該熱移動検出計の検出値に基いて薬注装置の薬注量を制
   御する制御装置と、を備えてなる凝集処理装置におい
   て、前記脱水濾液又は脱水ケーキの薬注飽和指示因子を
   検出するセンサが設けられており、 前記制御装置は、前記熱移動検出計及びこのセンサの検
   出値に基いて薬注量を制御することを特徴とする凝集処
   理装置。