JP4640567B2 - 希釈装置の運転方法 - Google Patents

Description

本発明は、被希釈液を希釈水によって希釈するための希釈装置の運転方法に関するものである。

例えば、下水処理場での汚泥処理プロセスにおいては、下水は曝気槽において活性汚泥法によって生物処理が施され、これに含まれる有機物が生物酸化反応によって分解される。

ところで、曝気槽中の活性汚泥濃度を自動測定する場合、光の透過率と濃度との関係を予め求めておき、光の透過率を測定することによって活性汚泥濃度を求めるようにしているが、光の透過率の測定には汚泥の希釈操作が必要である。尚、曝気槽中の活性汚泥濃度は、通常３０００ｍｇ／リットル程度であるが、１０００〜１００００ｍｇ／リットルでも運転される。

ここで、汚泥の希釈は、曝気槽から供給される汚泥と工水又は沈殿槽上澄水とを混合槽において混合することによってなされ、希釈された汚泥は、その濃度や性状（大きさや形状）がセンサーによって測定されている。曝気槽の汚泥を採取する場合、桶を用いて手で汲み取る手動式（特許文献１）とポンプで採取する自動式（特許文献２）との何れかが採用されていた。

特開平９−８９８７２号公報 特許第２５７４７２３号公報

ところが、従来は曝気槽の汚泥を送液ポンプによって混合槽まで圧送していたため、汚泥が送液ポンプによる剪断力を受けてその性状が変化してしまい、曝気槽内の汚泥の性状を正しく測定することができないという問題があった。又、送液ポンプを設ける必要があるために、装置のコストアップを招くという問題があった。

従って、本発明の目的とする処は、送液ポンプを廃して被希釈液をその性状を変化させることなく希釈することができる希釈装置の運転方法を提供することにある。

又、断続的に希釈を行う場合、希釈装置の運転停止時には汚泥が供給ラインに停滞するため、この汚泥によってラインに目詰まりが発生するという問題もあった。

従って、本発明の目的とする処は、被希釈液によるラインの目詰まりを防ぐことができる希釈装置の運転方法を提供することにある。

更に、希釈装置の始動時に、混合槽が空の状態或は混合槽内の液位が不十分な状態（液位が混合ラインの出口位置よりも低い状態）で汚泥を混合槽に投入すると、汚泥フロックが投入の衝撃によって崩壊し、その性状（大きさや形状）が変化してしまうという問題もあった。

従って、本発明の目的とする処は、被希釈液の混合槽への投入による衝撃を緩和してその性状の変化を防ぐことができる希釈装置の運転方法を提供することにある。

（削除）

上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、被希釈液槽に収容された被希釈液と希釈水槽に収容された希釈水とを混合槽において混合して被希釈液を希釈する装置であって、前記被希釈液槽内の液位を前記混合槽内の液位よりも高く設定し、前記被希釈液槽から延びる被希釈液ラインと前記希釈水槽から延びる希釈水ラインとを接続し、両者の接続部から混合ラインを前記混合槽まで延ばし、前記被希釈液ライン、希釈水ライン、混合ラインにそれぞれ第１、第２、第３バルブを設けて成る希釈装置の運転方法として、前記希釈水ラインの圧力を前記被希釈液ラインの圧力よりも高く設定するとともに、始動時には前記第３バルブを閉じ、前記第１及び第２バルブを開いて被希釈液ラインの空気を希釈水で置換した後、第３バルブを開くことを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、始動時に前記被希釈液ラインの空気を希釈水で置換した後、前記第１バルブを閉じ、前記第３バルブを開いて希釈水を前記混合槽に先に投入し、該混合槽内の希釈水の水位が前記混合ラインの出口位置よりも高くなった後に前記第１バルブを開いて被希釈液を混合槽に投入することを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の発明において、断続的に希釈を行う場合の運転停止時には、前記第３バルブを閉じ、前記第１及び第２バルブを開いて前記被希釈液ラインに希釈水を逆流させて充填することを特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、被希釈液槽内の液位を混合槽内の液位よりも高く設定し、装置の始動時には被希釈液ラインの空気を希釈水で置換するようにしたため、被希釈液槽内の被希釈液はサイホンの原理によって混合槽へと移送される。この結果、送液ポンプが不要となり、被希釈液をその性状を変化させることなく希釈することができるとともに、装置のコストダウンを図ることができる。

請求項２記載の発明によれば、始動時に希釈水を混合槽に先に投入し、該混合槽内の希釈水の水位が混合ラインの出口位置よりも高くなった後に被希釈液を混合槽に投入するようにしたため、被希釈液の混合槽への投入による衝撃が緩和されてその性状の変化が防がれる。

請求項３記載の発明によれば、断続的に希釈を行う場合の運転停止時には、被希釈液ラインに希釈水を充填するようにしたため、被希釈液による被希釈液ラインの目詰まりが防がれる。

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

図１は本発明に係る運転方法を実施するための希釈装置の構成図であり、本実施の形態では、下水処理場での汚泥処理プロセスにおいて汚泥の濃度や性状を測定するために施される希釈操作について説明する。

図１において、１は曝気槽であり、この曝気槽１においては、不図示の散気管から供給される空気によって曝気しながら活性汚泥法によって下水が生物処理され、下水中の有機物が生物酸化反応によって分解される。そして、曝気槽１内の処理液は、不図示のラインを経て沈殿槽２に移送され、沈殿槽２における沈澱分離によって処理水と分離汚泥とに分離される。

ところで、曝気槽１内の活性汚泥は、その濃度や性状（大きさや形状）が測定されるが、その測定には活性汚泥の希釈操作が必要であり、本実施の形態では、活性汚泥は沈殿槽２から供給される処理水によって希釈され、希釈された活性汚泥は混合槽３においてその濃度や性状が測定される。

即ち、曝気槽１から立ち上がって混合槽３に向かう汚泥ラインａには、沈殿槽２から延びる処理水ラインｂが接続されており、両ラインａ，ｂの接合部からは混合ラインｃが混合槽３に向かって延び、この混合ラインｃの出口は混合槽３内に開口している。そして、汚泥ラインａ、処理水ラインｂ、混合ラインｃにはそれぞれバルブＶ１，Ｖ２，Ｖ３が設けられており、処理水ラインｂの途中にはポンプ４が設けられている。

又、混合槽３には、撹拌羽根５とセンサー６及びレベル計７が設けられており、混合槽３の底部から延びる排水ラインｄにはバルブＶ４が設けられている。そして、混合槽３の下方には排水槽８が設置され、この排水槽８内にはポンプ９が設けられ、ポンプ９の吐出側から導出する排水ラインｅは排水槽８外へと延設されている。尚、前記レベル計７は、混合槽３内の液位のＬｏｗ（Ｌ）レベルとＨｉｇｈ（Ｈ）レベルをそれぞれ検知するレベル計（Ｌ）７ａとレベル計（Ｈ）７ｂによって構成されている。

而して、本実施の形態に係る希釈装置においては、曝気槽１内の液位は混合槽３内の液位の低位（Ｌｏｗレベル）よりも高く設定されており、両者間には図示のようにΔＨのヘッド差が設けられている。

次に、以上のように構成された希釈装置の運転方法を図２に示すタイムチャートに従って説明する。

希釈装置の始動に際しては、バルブＶ３が閉じられ、バルブＶ１とＶ２が開かれる（Ｓｔｅｐ１）。すると、沈殿槽２からの処理水がポンプ４によって昇圧されて処理水ラインｂから供給され、処理水ラインｂと汚泥ラインａ内の空気が処理水によって置換され、処理水ラインｂと汚泥ラインａに処理水が充填される。尚、このとき、バルブＶ４は開かれ、レベル計７と撹拌羽根５及びセンサー６は共に非作動状態にある。

而して、上述のように処理水ラインｂと汚泥ラインａに処理水が充填されると、バルブＶ２が閉じられ、バルブＶ３が開けられる（Ｓｔｅｐ２）。すると、前述のように曝気槽１内の汚泥は、サイホンの原理によって汚泥ラインａと混合ラインｃを通って混合槽３内に投入され、汚泥ラインｂの処理水が汚泥に置換される。尚、このときバルブＶ４は開いているため、混合槽３に投入された汚泥は、排水ラインｄから排水槽８へと落下して収容される。

次に、バルブＶ１とＶ４が閉じられ、バルブＶ２が開けられる（Ｓｔｅｐ３）。すると、沈殿槽２からの処理水がポンプ４によって昇圧され、処理水ラインｂと混合ラインｃを通って混合槽３に投入されて貯留される。

そして、混合槽３での処理水の水位が上昇し、その水位がレベル計（Ｌ）７ａによって検知されると、バルブＶ２が閉じられ、バルブＶ１が開けられる（Ｓｔｅｐ４）。すると、曝気槽１内の汚泥がサイホンの原理によって汚泥ラインａ及び混合ラインｃを通って混合槽３へと投入され、混合槽３に貯留されている処理水と混合されて希釈される。このように、始動時に処理水を混合槽３に先に投入し、該混合槽３内の処理水の水位が混合ラインｃの出口位置よりも高くなった後に汚泥を混合槽３に投入するようにしたため、汚泥の混合槽３への投入による衝撃が緩和されてその性状（大きさや形状）の変化が防がれる。

上述のように汚泥を混合槽３に投入することによって汚泥と処理水との混合液の液位が上昇し、その液位がレベル計（Ｈ）７ｂによって検知されると、バルブＶ１とＶ３が閉じられ（結局、全てのバルブＶ１〜Ｖ４が閉じられる）、撹拌羽根５が駆動されて混合槽３内の混合液が撹拌され、処理水によって希釈された汚泥の濃度や性状がセンサー６によって測定される（Ｓｔｅｐ５）。

上述のように処理水によって希釈された汚泥の濃度や性状がセンサー６によって測定されると、バルブＶ４が開けられる（Ｓｔｅｐ６）。すると、混合槽３内の混合液（処理水によって希釈された汚泥）が排水ラインｄから排水槽８へと排出される。そして、排水槽８に排出された混合液は、ポンプ９によって昇圧されて排出ラインｅを通って外部に廃棄される。尚、このとき、撹拌羽根５とセンサー６は共に非作動状態にある。

その後、バルブＶ４が閉じられ、バルブＶ２とＶ３が開けられる（Ｓｔｅｐ７）。すると、沈殿槽２からの処理水がポンプ４によって昇圧され、処理水ラインｂから混合ラインｃを通って混合槽３へと投入され、この処理水によって混合槽３が清掃される。

次に、バルブＶ３が閉じられ、バルブＶ１とＶ２が開けられる（Ｓｔｅｐ８）。すると、沈殿槽２からの処理水がポンプ４によって昇圧されて処理水ラインｂから汚泥ラインａへと逆流し、汚泥ラインａに充填されていた汚泥が処理水によって置換され、汚泥ラインａには処理水が充填される。このように、断続的に希釈を行う場合の運転停止時には、汚泥ラインａに処理水を充填するようにしたため、汚泥による汚泥ラインａの目詰まりが防がれる。

以上において、本実施の形態に係る希釈装置においては、曝気槽１内の汚泥（正確には汚泥を含んだ被処理水）の液位を混合槽３内の混合液の液位よりも高く設定し（具体的には、両液位の間にヘッド差ΔＨを設けた）、装置の始動時には汚泥ラインａの空気を処理水で置換するようにしたため、曝気槽１内の汚泥はサイホンの原理によって混合槽３へと移送される。この結果、従来要していた送液ポンプが不要となり、汚泥をその性状を変化させることなく希釈することができるとともに、装置のコストダウンを図ることができる。

又、本実施の形態においては、汚泥の希釈に沈殿槽２において分離される処理水を用いるようにしたため、汚泥の性状を変えることなく、その濃度や性状を検出することができる。これは、処理水は元々汚泥と一緒に存在したものであるため、この処理水で汚泥を希釈した方が水道水等で希釈するよりは汚泥の性状変化が起こりにくいという理由による。

ところで、本実施の形態に係る希釈装置においては、処理水ラインｂの圧力を汚泥ラインａの圧力よりも高く設定する必要があるため、処理水ラインｂにポンプ４を設けたが、処理水として予め加圧された水道水等の工水を使用すれば、ポンプ４を省略することができる。何れにおいても、処理水を加圧する必要があるため、沈殿槽２を混合槽３よりも低い位置に設置しても良い。

本発明は、下水処理場での汚泥処理プロセスにおける汚泥の希釈操作のみならず、その他任意の被希釈液の希釈水による希釈操作に対して有用である。

本発明に係る運転方法を実施するための希釈装置の構成図である。 本発明に係る希釈装置の運転方法の手順を示すタイムチャートである。

１ 曝気槽（被希釈液槽）
２ 沈殿槽（希釈水槽）
３ 混合槽
４ ポンプ
５ 撹拌羽根
６ センサー
７ レベル計
８ 排水槽
９ ポンプ
ａ 汚泥ライン（被希釈液ライン）
ｂ 処理水ライン（希釈水ライン）
ｃ 混合ライン
ｄ，ｅ 排水ライン
Ｖ１ バルブ（第１バルブ）
Ｖ２ バルブ（第２バルブ）
Ｖ３ バルブ（第３バルブ）
Ｖ４ バルブ

Claims (3)

1. 被希釈液槽に収容された被希釈液と希釈水槽に収容された希釈水とを混合槽において混合して被希釈液を希釈する装置であって、前記被希釈液槽内の液位を前記混合槽内の液位よりも高く設定し、前記被希釈液槽から延びる被希釈液ラインと前記希釈水槽から延びる希釈水ラインとを接続し、両者の接続部から混合ラインを前記混合槽まで延ばし、前記被希釈液ライン、希釈水ライン、混合ラインにそれぞれ第１、第２、第３バルブを設けて成る希釈装置の運転方法であって、
   前記希釈水ラインの圧力を前記被希釈液ラインの圧力よりも高く設定するとともに、始動時には前記第３バルブを閉じ、前記第１及び第２バルブを開いて被希釈液ラインの空気を希釈水で置換した後、第３バルブを開くことを特徴とする希釈装置の運転方法。
2. 始動時に前記被希釈液ラインの空気を希釈水で置換した後、前記第１バルブを閉じ、前記第３バルブを開いて希釈水を前記混合槽に先に投入し、該混合槽内の希釈水の水位が前記混合ラインの出口位置よりも高くなった後に前記第１バルブを開いて被希釈液を混合槽に投入することを特徴とする請求項１記載の希釈装置の運転方法。
3. 断続的に希釈を行う場合の運転停止時には、前記第３バルブを閉じ、前記第１及び第２バルブを開いて前記被希釈液ラインに希釈水を逆流させて充填することを特徴とする請求項１又は２記載の希釈装置の運転方法。
   

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