JP5118262B1 - 汚泥処理システム、汚泥処理システムの運転制御用プログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】前記炉から濃縮汚泥の熱処理状況に関する情報を受け取って、遠心分離装置のボウルが汚泥に付与する遠心力、遠心分離装置のスクリューコンベアの濃縮汚泥搬送トルク、遠心分離装置のボウルとスクリューコンベアの差速、凝集剤等の薬注率から選択される1つ以上の制御値を調整する自動制御装置を備えた構成とする。
【選択図】図1
Description
(1)汚泥を濃縮する遠心分離装置と、濃縮汚泥を熱処理する炉と、前記炉から濃縮汚泥の熱処理状況に関する情報を受け取り、受け取った情報に基づいて前記遠心分離装置を制御する自動制御装置と、を含む汚泥処理システムにおいて、
前記遠心分離装置が、汚泥に遠心力を付与して濃縮汚泥と分離液とに遠心分離するボウルと、前記ボウル内の濃縮汚泥を排出口に向けて搬送するスクリューコンベアと、前記ボウルを回転させる駆動モータと、前記スクリューコンベアが前記ボウルと相対的な差速をもって回転するようにする差速発生装置と、を備え、
前記炉が自動制御装置に送る情報は、濃縮汚泥の含水率変更要求を含み、
前記自動制御装置が、前記含水率変更要求に応じて以下の(a)〜(c)の制御を実行することを特徴とする汚泥処理システム。
(a)濃縮汚泥の含水率、遠心力、及び濃縮汚泥搬送トルクの相関関係を示す情報を予め有しており、前記ボウルとスクリューコンベアの差速の可変範囲を設定して、この可変範囲において前記スクリューコンベアの濃縮汚泥搬送トルクが、前記炉が要求する含水率に対応付けたトルクとなるように前記差速を可変制御する;
(b)前記差速が予め設定された一定範囲内で変化し、且つ、予め設定された一定時間、前記スクリューコンベアの濃縮汚泥搬送トルクが、前記炉が要求する含水率に対応付けたトルクを維持していたときに、遠心力の制御値を下げると共に、新たな制御値に設定された遠心力における前記炉が要求する含水率に対応するトルクとなるように前記差速を可変制御する;
(c)前記差速が前記可変範囲の最小値のままで、前記スクリューコンベアの濃縮汚泥搬送トルクが、前記炉が要求する含水率に対応付けたトルクよりも低いときには遠心力の制御値を上げると共に、新たな制御値に設定された遠心力における前記炉が要求する含水率に対応するトルクとなるように前記差速を可変制御する。
(2)前記自動制御装置は、前記炉が要求する含水率となるように薬注率を調節する制御を更に実行することを特徴とする。
(3)前記遠心分離装置は、前記ボウルからの分離液排出レベルを調節する可変ダム機構を更に備えており、前記自動制御装置は、前記炉が要求する含水率となるように前記ボウルからの分離液排出レベルを調節する制御を更に実行することを特徴とする。
(4)前記炉が前記自動制御装置に送る濃縮汚泥の含水率変更要求は、前記遠心分離装置と炉の消費電力、CO2排出量、及びランニングコストのいずれか一つ以上に基づいて行われることを特徴とする。
(5)汚泥を濃縮する遠心分離装置と、濃縮汚泥を熱処理する炉と、前記炉から濃縮汚泥の熱処理状況に関する情報を受け取り、受け取った情報に基づいて前記遠心分離装置を制御する自動制御装置と、を含む汚泥処理システムにおいて、
前記遠心分離装置が、汚泥に遠心力を付与して濃縮汚泥と分離液とに遠心分離するボウルと、前記ボウル内の濃縮汚泥を排出口に向けて搬送するスクリューコンベアと、前記ボウルを回転させる駆動モータと、前記スクリューコンベアが前記ボウルと相対的な差速をもって回転するようにする差速発生装置と、を備え、
前記炉が自動制御装置に送る情報は、炉に供給されている濃縮汚泥の含水率と、濃縮汚泥のVTS/TS(Volatile Total Solids/Total Solids)又はVTS/TSを算出するのに必要な情報を含み、前記自動制御装置は、前記濃縮汚泥のVTS/TSに基づいて含水率の現在の目標値を維持するか或いは新たな目標値を設定するかを決定し、以下の(a)〜(c)の制御を実行することを特徴とする汚泥処理システム。
(a)濃縮汚泥の含水率、遠心力、及び濃縮汚泥搬送トルクの相関関係を示す情報を予め有しており、前記ボウルとスクリューコンベアの差速の可変範囲を設定し、前記VTS/TSに基づいて決定された遠心力で運転を行い、前記可変範囲において前記スクリューコンベアの濃縮汚泥搬送トルクが、前記目標含水率に対応付けたトルクとなるように前記差速を可変制御する;
(b)前記差速が予め設定された一定範囲内で変化し、且つ、予め設定された一定時間、前記スクリューコンベアの濃縮汚泥搬送トルクが、前記目標含水率に対応付けたトルクを維持していたときに、遠心力の制御値を下げると共に、新たな制御値に設定された遠心力における前記目標含水率に対応するトルクとなるように前記差速を可変制御する;
(c)前記差速が前記可変範囲の最小値のままで、前記スクリューコンベアの濃縮汚泥搬送トルクが、前記目標含水率に対応付けたトルクよりも低いときには遠心力の制御値を上げると共に、新たな制御値に設定された遠心力における前記目標含水率に対応するトルクとなるように前記差速を可変制御する。
(6)前記自動制御装置は、VTS/TSをパラメータとした濃縮汚泥の含水率と前記ボウルの遠心力との相関関係を示す情報を予め有しており、前記VTS/TSと目標含水率に対応する最適遠心力に基づいて、前記ボウルの遠心力の制御値を設定することを特徴とする。
(7)前記自動制御装置は、VTS/TSと濃縮汚泥の自燃含水率との相関関係を示す情報を予め有しており、前記VTS/TSに基づいて自燃含水率を算出し、その含水率を新たな濃縮汚泥の目標含水率に設定することを特徴とする。
(8)前記濃縮汚泥のVTS/TSを算出するのに必要な情報は、炉の助燃剤使用量と炉への供給汚泥量、及び炉に供給されている濃縮汚泥の含水率の情報であることを特徴とする。
(9)前記自動制御装置は、VTS/TSと薬注率との相関関係を示す情報を予め有しており、前記炉から送られてくるVTS/TSの情報又は算出されたVTS/TSに対応する最適薬注率を制御値に設定して、前記薬剤の添加量を調節する制御を更に実行することを特徴とする。
(10)前記遠心分離装置は、前記ボウルからの分離液排出レベルを調節する可変ダム機構を更に備えており、前記自動制御装置は、前記目標含水率となるように前記ボウルからの分離液排出レベルを調節する制御を更に実行することを特徴とする。
ている。
(11)汚泥を濃縮する遠心分離装置と、濃縮汚泥を熱処理する炉と、前記炉から濃縮汚泥の熱処理状況に関する情報を受け取り、受け取った情報に基づいて前記遠心分離装置を制御する自動制御装置と、を含む汚泥処理システムの運転を制御するプログラムであって、
前記遠心分離装置が、汚泥に遠心力を付与して濃縮汚泥と分離液とに遠心分離するボウルと、前記ボウル内の濃縮汚泥を排出口に向けて搬送するスクリューコンベアと、前記ボウルを回転させる駆動モータと、前記スクリューコンベアが前記ボウルと相対的な差速をもって回転するようにする差速発生装置と、を備えており、
前記炉が自動制御装置に送る情報は、濃縮汚泥の含水率変更要求を含んでおり、
前記含水率変更要求に応じて前記自動制御装置に以下の(a)〜(c)の制御を実行させることを特徴とする汚泥処理システムの運転制御用プログラム。
(a)濃縮汚泥の含水率、遠心力、及び濃縮汚泥搬送トルクの相関関係を示す情報を予め有しており、前記ボウルとスクリューコンベアの差速の可変範囲を設定して、この可変範囲において前記スクリューコンベアの濃縮汚泥搬送トルクが、前記炉が要求する含水率に対応付けたトルクとなるように前記差速を可変制御する;
(b)前記差速が予め設定された一定範囲内で変化し、且つ、予め設定された一定時間、前記スクリューコンベアの濃縮汚泥搬送トルクが、前記炉が要求する含水率に対応付けたトルクを維持していたときに、遠心力の制御値を下げると共に、新たな制御値に設定された遠心力における前記炉が要求する含水率に対応するトルクとなるように前記差速を可変制御する;
(c)前記差速が前記可変範囲の最小値のままで、前記スクリューコンベアの濃縮汚泥搬送トルクが、前記炉が要求する含水率に対応付けたトルクよりも低いときには遠心力の制御値を上げると共に、新たな制御値に設定された遠心力における前記炉が要求する含水率に対応するトルクとなるように前記差速を可変制御する。
濃縮汚泥の燃焼状況に関する情報は、炉内に供給されている濃縮汚泥の含水率と、焼却炉202が希望する含水率の情報を含めることができる。焼却炉202が希望する含水率の情報は、含水率の希望値であってもよく、単に含水率を上げること(又は、下げること)の要求であってもよい。制御装置6は、焼却炉202からの含水率変更要求を受け取ると、焼却炉202が希望する含水率(目標含水率)の濃縮汚泥が得られるように、ボウル3が汚泥に付与する遠心力(G)、スクリューコンベア4の搬送トルク、ボウル3とスクリューコンベア4の差速、薬注率から選択される1つ以上の制御値を調整する。焼却炉202からの情報が単に含水率を上げること(又は、下げること)の要求である場合、制御装置6は、予め決めた値(例えば1%)だけ上げた(又は、下げた)含水率を目標含水率に設定し、目標含水率の濃縮汚泥が得られるように制御値を調整し、焼却炉202からの次の要求を待つフィードバック制御を行う。
CO2排出量=[デカンタと焼却炉の合計消費電力×電力CO2原単位]+[凝集剤使用量×凝集剤CO2原単位]+[助燃剤使用量×助燃剤CO2原単位]
ランニングコスト=[デカンタと焼却炉の合計消費電力×電力単価]+[凝集剤使用量×凝集剤単価]+[助燃剤使用量×助燃剤単価]
目標含水率の濃縮汚泥が得られるように制御する方法としては、デカンタ1から排出される濃縮汚泥の含水率を例えば含水率計で測定し、測定結果が目標含水率となるようにボウル3が汚泥に付与する遠心力(G)、スクリューコンベア4の搬送トルク、ボウル3とスクリューコンベア4の差速、薬注率から選択される1つ以上を可変制御する。
目標含水率の濃縮汚泥が得られるように制御する他の方法としては、含水率を測定することに代えて、トルク計で測定する搬送トルク(検出値)を用いた制御を行うこともできる。精度の高い含水率計が見つからない場合に有効な制御方法である。より詳しくは、遠心力(G)、搬送トルク及び含水率は、図5(b)及び図5(c)に模式的に示す相関関係があるので、搬送トルクの検出値から含水率を推定することができる。従って、目標含水率に対応する搬送トルクを相関関係から求めて、搬送トルクの制御値に設定し、図5(a)に模式的に示すように、遠心力(G)の設定値に応じてトルク計で測定する搬送トルク(検出値)が設定トルクとなるように差速を可変制御する。すなわち、差速の可変範囲(最小値、最大値)を決めておき、遠心力(G)の設定値が種々設定されても(例えば、2000Gや1800Gなど)、この可変範囲で差速が変化して設定トルクに維持されるように制御する。設定トルクは、最適値となるように制御してもよく、上限値と下限値を決めてその範囲内に納まるように可変制御してもよい。目標含水率に対応する搬送トルクの値は、遠心力(G)の大きさによって異なるので、遠心力(G)の制御値に合った搬送トルクを設定トルクにする。
上述の実施形態は、炉の含水率変更要求に応じて制御する例である。以下、制御の変形例として濃縮汚泥のVTS/TS(Volatile Total Solids/Total Solids)に基づいた自動制御方法について詳しく説明する。
2 ケーシング
3 ボウル
4 スクリューコンベア
5 供給ノズル
6 制御装置
200 汚泥処理システム
202 焼却炉
Claims (11)
- 汚泥を濃縮する遠心分離装置と、濃縮汚泥を熱処理する炉と、前記炉から濃縮汚泥の熱処理状況に関する情報を受け取り、受け取った情報に基づいて前記遠心分離装置を制御する自動制御装置と、を含む汚泥処理システムにおいて、
前記遠心分離装置が、汚泥に遠心力を付与して濃縮汚泥と分離液とに遠心分離するボウルと、前記ボウル内の濃縮汚泥を排出口に向けて搬送するスクリューコンベアと、前記ボウルを回転させる駆動モータと、前記スクリューコンベアが前記ボウルと相対的な差速をもって回転するようにする差速発生装置と、を備え、
前記炉が自動制御装置に送る情報は、濃縮汚泥の含水率変更要求を含み、
前記自動制御装置が、前記含水率変更要求に応じて以下の(a)〜(c)の制御を実行することを特徴とする汚泥処理システム。
(a)濃縮汚泥の含水率、遠心力、及び濃縮汚泥搬送トルクの相関関係を示す情報を予め有しており、前記ボウルとスクリューコンベアの差速の可変範囲を設定して、この可変範囲において前記スクリューコンベアの濃縮汚泥搬送トルクが、前記炉が要求する含水率に対応付けたトルクとなるように前記差速を可変制御する;
(b)前記差速が予め設定された一定範囲内で変化し、且つ、予め設定された一定時間、前記スクリューコンベアの濃縮汚泥搬送トルクが、前記炉が要求する含水率に対応付けたトルクを維持していたときに、遠心力の制御値を下げると共に、新たな制御値に設定された遠心力における前記炉が要求する含水率に対応するトルクとなるように前記差速を可変制御する;
(c)前記差速が前記可変範囲の最小値のままで、前記スクリューコンベアの濃縮汚泥搬送トルクが、前記炉が要求する含水率に対応付けたトルクよりも低いときには遠心力の制御値を上げると共に、新たな制御値に設定された遠心力における前記炉が要求する含水率に対応するトルクとなるように前記差速を可変制御する。 - 前記自動制御装置は、前記炉が要求する含水率となるように薬注率を調節する制御を更に実行することを特徴とする請求項1に記載の汚泥処理システム。
- 前記遠心分離装置は、前記ボウルからの分離液排出レベルを調節する可変ダム機構を更に備えており、
前記自動制御装置は、前記炉が要求する含水率となるように前記ボウルからの分離液排出レベルを調節する制御を更に実行することを特徴とする請求項1又は2に記載の汚泥処理システム。 - 前記炉が前記自動制御装置に送る濃縮汚泥の含水率変更要求は、
前記遠心分離装置と炉の消費電力、CO2排出量、及びランニングコストのいずれか一つ以上に基づいて行われることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の汚泥処理システム。 - 汚泥を濃縮する遠心分離装置と、濃縮汚泥を熱処理する炉と、前記炉から濃縮汚泥の熱処理状況に関する情報を受け取り、受け取った情報に基づいて前記遠心分離装置を制御する自動制御装置と、を含む汚泥処理システムにおいて、
前記遠心分離装置が、汚泥に遠心力を付与して濃縮汚泥と分離液とに遠心分離するボウルと、前記ボウル内の濃縮汚泥を排出口に向けて搬送するスクリューコンベアと、前記ボウルを回転させる駆動モータと、前記スクリューコンベアが前記ボウルと相対的な差速をもって回転するようにする差速発生装置と、を備え、
前記炉が自動制御装置に送る情報は、炉に供給されている濃縮汚泥の含水率と、濃縮汚泥のVTS/TS(Volatile Total Solids/Total Solids)又はVTS/TSを算出するのに必要な情報を含み、前記自動制御装置は、前記濃縮汚泥のVTS/TSに基づいて含水率の現在の目標値を維持するか或いは新たな目標値を設定するかを決定し、以下の(a)〜(c)の制御を実行することを特徴とする汚泥処理システム。
(a)濃縮汚泥の含水率、遠心力、及び濃縮汚泥搬送トルクの相関関係を示す情報を予め有しており、前記ボウルとスクリューコンベアの差速の可変範囲を設定し、前記VTS/TSに基づいて決定された遠心力で運転を行い、前記可変範囲において前記スクリューコンベアの濃縮汚泥搬送トルクが、前記目標含水率に対応付けたトルクとなるように前記差速を可変制御する;
(b)前記差速が予め設定された一定範囲内で変化し、且つ、予め設定された一定時間、前記スクリューコンベアの濃縮汚泥搬送トルクが、前記目標含水率に対応付けたトルクを維持していたときに、遠心力の制御値を下げると共に、新たな制御値に設定された遠心力における前記目標含水率に対応するトルクとなるように前記差速を可変制御する;
(c)前記差速が前記可変範囲の最小値のままで、前記スクリューコンベアの濃縮汚泥搬送トルクが、前記目標含水率に対応付けたトルクよりも低いときには遠心力の制御値を上げると共に、新たな制御値に設定された遠心力における前記目標含水率に対応するトルクとなるように前記差速を可変制御する。 - 前記自動制御装置は、VTS/TSをパラメータとした濃縮汚泥の含水率と前記ボウルの遠心力との相関関係を示す情報を予め有しており、
前記VTS/TSと目標含水率に対応する最適遠心力に基づいて、前記ボウルの遠心力の制御値を設定することを特徴とする請求項5に記載の汚泥処理システム。 - 前記自動制御装置は、VTS/TSと濃縮汚泥の自燃含水率との相関関係を示す情報を予め有しており、
前記VTS/TSに基づいて自燃含水率を算出し、その含水率を新たな濃縮汚泥の目標含水率に設定することを特徴とする請求項5又は6に記載の汚泥処理システム。 - 前記濃縮汚泥のVTS/TSを算出するのに必要な情報は、炉の助燃剤使用量と炉への供給汚泥量、及び炉に供給されている濃縮汚泥の含水率の情報であることを特徴とする請求項5に記載の汚泥処理システム。
- 前記自動制御装置は、VTS/TSと薬注率との相関関係を示す情報を予め有しており、前記炉から送られてくるVTS/TSの情報又は算出されたVTS/TSに対応する最適薬注率を制御値に設定して、前記薬剤の添加量を調節する制御を更に実行することを特徴とする請求項5〜8のいずれか1項に記載の汚泥処理システム。
- 前記遠心分離装置は、前記ボウルからの分離液排出レベルを調節する可変ダム機構を更に備えており、
前記自動制御装置は、前記目標含水率となるように前記ボウルからの分離液排出レベルを調節する制御を更に実行することを特徴とする請求項5〜9のいずれか1項に記載の汚泥処理システム。 - 汚泥を濃縮する遠心分離装置と、濃縮汚泥を熱処理する炉と、前記炉から濃縮汚泥の熱処理状況に関する情報を受け取り、受け取った情報に基づいて前記遠心分離装置を制御する自動制御装置と、を含む汚泥処理システムの運転を制御するプログラムであって、
前記遠心分離装置が、汚泥に遠心力を付与して濃縮汚泥と分離液とに遠心分離するボウルと、前記ボウル内の濃縮汚泥を排出口に向けて搬送するスクリューコンベアと、前記ボウルを回転させる駆動モータと、前記スクリューコンベアが前記ボウルと相対的な差速をもって回転するようにする差速発生装置と、を備えており、
前記炉が自動制御装置に送る情報は、濃縮汚泥の含水率変更要求を含んでおり、
前記含水率変更要求に応じて前記自動制御装置に以下の(a)〜(c)の制御を実行させることを特徴とする汚泥処理システムの運転制御用プログラム。
(a)濃縮汚泥の含水率、遠心力、及び濃縮汚泥搬送トルクの相関関係を示す情報を予め有しており、前記ボウルとスクリューコンベアの差速の可変範囲を設定して、この可変範囲において前記スクリューコンベアの濃縮汚泥搬送トルクが、前記炉が要求する含水率に対応付けたトルクとなるように前記差速を可変制御する;
(b)前記差速が予め設定された一定範囲内で変化し、且つ、予め設定された一定時間、前記スクリューコンベアの濃縮汚泥搬送トルクが、前記炉が要求する含水率に対応付けたトルクを維持していたときに、遠心力の制御値を下げると共に、新たな制御値に設定された遠心力における前記炉が要求する含水率に対応するトルクとなるように前記差速を可変制御する;
(c)前記差速が前記可変範囲の最小値のままで、前記スクリューコンベアの濃縮汚泥搬送トルクが、前記炉が要求する含水率に対応付けたトルクよりも低いときには遠心力の制御値を上げると共に、新たな制御値に設定された遠心力における前記炉が要求する含水率に対応するトルクとなるように前記差速を可変制御する。
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