JP5240232B2 - 制御システム及び制御装置 - Google Patents
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Description
<制御システムの機能構成>
本発明の実施の形態に係る制御システムは、図1に示すように、汚泥原液が高分子凝集剤により凝集及び撹拌され、流量一定で供給される凝集汚泥を濾過し、濃縮汚泥を生成する濃縮装置101と、濃縮装置101が排出する濃縮汚泥を一時的に貯留して、貯留した濃縮汚泥の位置を計測する液位計測装置102と、液位計測装置102が一時的に貯留した濃縮汚泥を排出する濃縮汚泥供給ポンプ103と、濃縮汚泥供給ポンプ103が排出した濃縮汚泥の圧力を計測する圧力計104と、濃縮汚泥供給ポンプ103から圧入供給される濃縮汚泥を脱水する脱水装置105と、液位計測装置102により計測される濃縮汚泥の液位に基づいて、濃縮装置101が有する濃縮スクリュー軸の回転と、圧力計104により計測される濃縮汚泥の圧入圧力及び濃縮汚泥供給ポンプ103の回転数に基づいて、脱水装置105が有する脱水スクリュー軸の回転とを制御する制御装置106とを備える。
つぎに、本発明の実施の形態に係る制御システムの機器構成を図2を用いて説明する。
本発明の実施の形態に係る濃縮装置は、回転濃縮機を適用する。回転濃縮機11は、図3に示すように、周部に濾過面を有する外筒スクリーン12の内部に、スクリュー羽根13を巻き掛けたスクリュー軸14を配設する。外筒スクリーン12の端部には入口フランジ15と出口フランジ16が嵌着する。入口フランジ15をスクリュー軸14に軸支して、出口フランジ16に連結した外筒駆動軸17を濾液受槽18に支架した軸受19に軸支している。スクリュー軸14に連結したスクリュー駆動軸20を外筒駆動軸17に挿通する。
本発明の実施の形態に係る脱水装置は、連続的に濃縮汚泥を脱水処理できるスクリュープレスを適用する。スクリュープレス31は近傍に回転濃縮機11を載置する。例えば、回転濃縮機11の吐出側に立設した濃縮汚泥管26を配設し、濃縮汚泥管26の排出側に濃縮汚泥供給ポンプ27を配設し、濃縮汚泥供給ポンプ27の排出側にスクリュープレス31を配設する。脱水装置に濃縮装置を載置するため、濃縮汚泥を貯留槽に長時間滞留させる必要がなく、腐敗による脱水効果が低下することがない。また、濃縮装置、濃縮汚泥貯留槽及び脱水設備の大きな設置面積も必要としない。したがって、下水、し尿処理、集落排水及び工場等の排水処理施設に設置すれば、省スペースの濃縮節水設備となる。
つぎに、本発明の実施の形態に係る制御システムが濃縮装置101及び脱水装置105を制御する方法について、図7及び8のフローチャートを参照しながら説明する。制御システム100は、図1に示すように、濃縮装置101から脱水装置105までの経路において、脱水装置105への濃縮汚泥による圧入圧力が一定になるよう制御する。制御装置106は、濃縮装置101が有するスクリュー軸の回転及び濃縮汚泥供給ポンプ103の回転を制御することで、所定の回転数を維持するよう制御し、濃縮汚泥の流量が一定となるよう調整する。また、制御システム100は、図1に示すように、濃縮汚泥供給ポンプ103〜脱水装置105までの経路において、濃縮汚泥の流量が一定になるよう制御する。制御装置106は、濃縮汚泥供給ポンプ103の回転及び脱水装置105が有するスクリュー軸の回転を制御することで、所定の回転数を維持するよう制御し、濃縮汚泥の圧入圧力が一定となるよう調整する。その結果、脱水装置105から排出される脱水汚泥は、脱水性が一定となる高品質の汚泥ケーキとして生成される。
本発明の実施の形態の変形例に係る制御システムは、液位計測装置102が計測する濃縮汚泥の液位に基づいて、濃縮装置101が備える外筒スクリーン12の回転数を制御する制御装置106を備える。本発明の実施の形態に係る制御システムは、液位計測装置102が計測する濃縮汚泥の液位に基づいて、濃縮装置101が備える濃縮スクリュー軸の回転数を制御する制御装置106を備えるため、外筒スクリーン12と濃縮スクリュー軸とで制御対象が異なる。すなわち、制御装置106は、液位計測装置102が計測する濃縮汚泥の液位を、予め設定した基準液位範囲と比較する。比較の結果に基づいて(濃縮汚泥の液位と基準液位範囲との関係により)、制御装置106は、濃縮装置101が備える外筒スクリーン12の回転数を制御する。すなわち、制御装置106は、計測汚泥液位と基準液位範囲とを比較して濃縮装置制御係数αの値を決定する。つづいて、制御装置106は、濃縮汚泥供給ポンプ103の回転数である計測ポンプ回転数と、予め設定した濃縮汚泥供給ポンプの基準回転数であるポンプ基準回転数範囲にαを乗じた値であるα基準回転数範囲とを比較する。比較の結果に基づいて、制御装置106は、計測ポンプ回転数がα基準回転数範囲よりも大きい場合、濃縮装置101が備える外筒スクリーン12の回転数を減少させ、計測ポンプ回転数がα基準回転数範囲内である場合、濃縮装置101が備える外筒スクリーン12の回転数を維持し、計測ポンプ回転数がα基準回転数範囲よりも小さい場合、濃縮装置101が備える外筒スクリーン12の回転数を増加させる。
つぎに、本発明の実施の形態の変形例に係る制御システムが、濃縮装置101及び脱水装置105を制御する方法について、図9のフローチャートを参照しながら説明する。
つぎに、本発明の実施の形態の変形例に係る制御システムが濃縮装置101及び脱水装置105を制御する方法について、図9及び8のフローチャートを参照しながら説明する。制御システム100は、図1に示すように、濃縮装置101から脱水装置105までの経路において、脱水装置105への濃縮汚泥による圧入圧力が一定になるよう制御する。制御装置106は、濃縮装置101が有する外筒スクリーン12の回転及び濃縮汚泥供給ポンプ103の回転を制御することで、所定の回転数を維持するよう制御し、濃縮汚泥の流量が一定となるよう調整する。また、制御システム100は、図1に示すように、濃縮汚泥供給ポンプ103〜脱水装置105までの経路において、濃縮汚泥の流量が一定になるよう制御する。制御装置106は、濃縮汚泥供給ポンプ103の回転及び脱水装置105が有するスクリュー軸の回転を制御することで、所定の回転数を維持するよう制御し、濃縮汚泥の圧入圧力が一定となるよう調整する。その結果、脱水装置105から排出される脱水汚泥は、脱水性が一定となる高品質の汚泥ケーキとして生成される。
上記のように、本発明は本発明の実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面は本発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。本発明はここでは記載していない様々な実施の形態等を含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。
101…濃縮装置
102…液位計測装置
103…濃縮汚泥供給ポンプ
104…圧力計
105…脱水装置
106…制御装置
Claims (6)
- 汚泥原液が高分子凝集剤により凝集及び撹拌され、流量一定で供給される凝集汚泥を濾過し、濃縮汚泥を生成する濃縮装置と、
前記濃縮装置から前記濃縮汚泥が供給される濃縮汚泥管と、
前記濃縮汚泥管の前記濃縮汚泥の位置を計測する液位計測装置と、
前記濃縮汚泥管からの前記濃縮汚泥を排出する濃縮汚泥供給ポンプと、
前記濃縮汚泥供給ポンプが排出した前記濃縮汚泥の圧力を計測する圧力計と、
前記濃縮装置を載置し、前記濃縮汚泥供給ポンプから圧入供給される前記濃縮汚泥を脱水する脱水装置と、
前記圧力計が計測する前記濃縮汚泥による前記脱水装置への圧入圧力に基づいて前記濃縮汚泥供給ポンプを制御し、前記濃縮汚泥供給ポンプの回転数に基づいて前記濃縮装置と前記脱水装置とを制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記液位計測装置が計測する前記濃縮汚泥の液位である計測汚泥液位と、前記濃縮汚泥が一定に流通するよう調整可能なパラメータである予め設定した基準液位範囲とを比較し、前記計測汚泥液位の値が前記基準液位範囲の値よりも高い場合、前記液位計測装置及び前記濃縮汚泥供給ポンプの処理状態と汚泥性状とに基づいて決定される予め設定した濃縮装置制御係数の値を増加させ、前記計測汚泥液位の値が前記基準液位範囲内の場合、前記濃縮装置制御係数の値を維持し、前記計測汚泥液位の値が前記基準液位範囲の値よりも低い場合、前記濃縮装置制御係数の値を減少させ、
前記濃縮汚泥供給ポンプの回転数である計測ポンプ回転数と、前記濃縮汚泥が一定に流通するよう調整可能なパラメータである予め設定した前記濃縮汚泥供給ポンプの基準回転数であるポンプ基準回転数範囲に前記濃縮装置制御係数を乗じた値であるα基準回転数範囲とを比較し、前記濃縮汚泥供給ポンプの回転数の値が前記α基準回転数範囲の値よりも大きい場合、前記濃縮装置が有する濃縮スクリュー軸の回転数を増加させ、前記濃縮汚泥供給ポンプの回転数の値が前記α基準回転数範囲内の場合、前記濃縮スクリュー軸の回転数を維持し、前記濃縮汚泥供給ポンプの回転数の値が前記α基準回転数範囲の値よりも小さい場合、前記濃縮スクリュー軸の回転数を減少させる、
ことを特徴とする制御システム。 - 汚泥原液が高分子凝集剤により凝集及び撹拌され、流量一定で供給される凝集汚泥を濾過し、濃縮汚泥を生成する濃縮装置と、
前記濃縮装置から前記濃縮汚泥が供給される濃縮汚泥管と、
前記濃縮汚泥管の前記濃縮汚泥の位置を計測する液位計測装置と、
前記濃縮汚泥管からの前記濃縮汚泥を排出する濃縮汚泥供給ポンプと、
前記濃縮汚泥供給ポンプが排出した前記濃縮汚泥の圧力を計測する圧力計と、
前記濃縮装置を載置し、前記濃縮汚泥供給ポンプから圧入供給される前記濃縮汚泥を脱水する脱水装置と、
前記圧力計が計測する前記濃縮汚泥による前記脱水装置への圧入圧力に基づいて前記濃縮汚泥供給ポンプを制御し、前記濃縮汚泥供給ポンプの回転数に基づいて前記濃縮装置と前記脱水装置とを制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記液位計測装置が計測する前記濃縮汚泥の液位である計測汚泥液位と、前記濃縮汚泥が一定に流通するよう調整可能なパラメータである予め設定した基準液位範囲とを比較し、前記計測汚泥液位の値が前記基準液位範囲の値よりも高い場合、前記液位計測装置及び前記濃縮汚泥供給ポンプの処理状態と汚泥性状とに基づいて決定される予め設定した濃縮装置制御係数の値を増加させ、前記計測汚泥液位の値が前記基準液位範囲内の場合、前記濃縮装置制御係数の値を維持し、前記計測汚泥液位の値が前記基準液位範囲の値よりも低い場合、前記濃縮装置制御係数の値を減少させ、
前記濃縮汚泥供給ポンプの回転数である計測ポンプ回転数と、前記濃縮汚泥が一定に流通するよう調整可能なパラメータである予め設定した前記濃縮汚泥供給ポンプの基準回転数であるポンプ基準回転数範囲に前記濃縮装置制御係数を乗じた値であるα基準回転数範囲とを比較し、前記濃縮汚泥供給ポンプの回転数の値が前記α基準回転数範囲の値よりも大きい場合、前記濃縮装置が有する外筒スクリーンの回転数を減少させ、前記濃縮汚泥供給ポンプの回転数の値が前記α基準回転数範囲内の場合、前記外筒スクリーンの回転数を維持し、前記濃縮汚泥供給ポンプの回転数の値が前記α基準回転数範囲の値よりも小さい場合、前記外筒スクリーンの回転数を増加させる、
ことを特徴とする制御システム。 - 請求項1または請求項2に記載の制御システムにおいて、
前記制御装置は、更に、前記圧力計が計測する前記濃縮汚泥の圧入圧力である計測圧入圧力と、前記濃縮汚泥の圧入圧力が一定となるよう調整可能なパラメータである予め設定した基準圧入圧力範囲とを比較し、前記計測圧入圧力の値が前記基準圧入圧力範囲の値よりも大きい場合、前記濃縮汚泥供給ポンプの回転数を減少させ、前記計測圧入圧力が前記基準圧入圧力範囲内の場合、前記濃縮汚泥供給ポンプの回転数を維持し、前記計測圧入圧力の値が前記基準圧入圧力範囲の値よりも小さい場合、前記濃縮汚泥供給ポンプの回転数を増加させ、
前記濃縮汚泥供給ポンプの回転数である計測ポンプ回転数と前記ポンプ基準回転数範囲とを比較し、前記計測ポンプ回転数の値が前記ポンプ基準回転数範囲の値よりも大きい場合、前記脱水装置が有する脱水スクリュー軸の回転数を減少させ、前記計測ポンプ回転数の値が前記ポンプ基準回転数範囲内の場合、前記脱水スクリュー軸の回転数を維持し、前記計測ポンプ回転数の値が前記ポンプ基準回転数範囲の値よりも小さい場合、前記脱水スクリュー軸の回転数を増加させる、
ことを特徴とする制御システム。 - 汚泥原液が高分子凝集剤により凝集及び撹拌され、流量一定で供給される凝集汚泥を濾過し、濃縮汚泥を生成する濃縮装置と、
前記濃縮装置から前記濃縮汚泥が供給される濃縮汚泥管と、
前記濃縮汚泥管の前記濃縮汚泥の位置を計測する液位計測装置と、
前記濃縮汚泥管からの前記濃縮汚泥を排出する濃縮汚泥供給ポンプと、
前記濃縮汚泥供給ポンプが排出した前記濃縮汚泥の圧力を計測する圧力計と、
前記濃縮汚泥供給ポンプから圧入供給される前記濃縮汚泥を脱水する脱水装置とを制御する制御装置であって、
前記制御装置は、前記圧力計が計測する前記濃縮汚泥による前記脱水装置への圧入圧力に基づいて前記濃縮汚泥供給ポンプを制御し、前記濃縮汚泥供給ポンプの回転数に基づいて前記濃縮装置と前記脱水装置とを制御し、
前記液位計測装置が計測する前記濃縮汚泥の液位である計測汚泥液位と、前記濃縮汚泥が一定に流通するよう調整可能なパラメータである予め設定した基準液位範囲とを比較し、前記計測汚泥液位の値が前記基準液位範囲の値よりも高い場合、前記液位計測装置及び前記濃縮汚泥供給ポンプの処理状態と汚泥性状とに基づいて決定される予め設定した濃縮装置制御係数の値を増加させ、前記計測汚泥液位の値が前記基準液位範囲内の場合、前記濃縮装置制御係数の値を維持し、前記計測汚泥液位の値が前記基準液位範囲の値よりも低い場合、前記濃縮装置制御係数の値を減少させ、
前記濃縮汚泥供給ポンプの回転数である計測ポンプ回転数と、前記濃縮汚泥が一定に流通するよう調整可能なパラメータである予め設定した前記濃縮汚泥供給ポンプの基準回転数であるポンプ基準回転数範囲に前記濃縮装置制御係数を乗じた値であるα基準回転数範囲とを比較し、前記濃縮汚泥供給ポンプの回転数の値が前記α基準回転数範囲の値よりも大きい場合、前記濃縮装置が有する濃縮スクリュー軸の回転数を増加させ、前記濃縮汚泥供給ポンプの回転数の値が前記α基準回転数範囲内の場合、前記濃縮スクリュー軸の回転数を維持し、前記濃縮汚泥供給ポンプの回転数の値が前記α基準回転数範囲の値よりも小さい場合、前記濃縮スクリュー軸の回転数を減少させる、
ことを特徴とする制御装置。 - 汚泥原液が高分子凝集剤により凝集及び撹拌され、流量一定で供給される凝集汚泥を濾過し、濃縮汚泥を生成する濃縮装置と、
前記濃縮装置から前記濃縮汚泥が供給される濃縮汚泥管と、
前記濃縮汚泥管の前記濃縮汚泥の位置を計測する液位計測装置と、
前記濃縮汚泥管からの前記濃縮汚泥を排出する濃縮汚泥供給ポンプと、
前記濃縮汚泥供給ポンプが排出した前記濃縮汚泥の圧力を計測する圧力計と、
前記濃縮汚泥供給ポンプから圧入供給される前記濃縮汚泥を脱水する脱水装置とを制御する制御装置であって、
前記制御装置は、前記圧力計が計測する前記濃縮汚泥による前記脱水装置への圧入圧力に基づいて前記濃縮汚泥供給ポンプを制御し、前記濃縮汚泥供給ポンプの回転数に基づいて前記濃縮装置と前記脱水装置とを制御し、
前記液位計測装置が計測する前記濃縮汚泥の液位である計測汚泥液位と、前記濃縮汚泥が一定に流通するよう調整可能なパラメータである予め設定した基準液位範囲とを比較し、前記計測汚泥液位の値が前記基準液位範囲の値よりも高い場合、前記液位計測装置及び前記濃縮汚泥供給ポンプの処理状態と汚泥性状とに基づいて決定される予め設定した濃縮装置制御係数の値を増加させ、前記計測汚泥液位の値が前記基準液位範囲内の場合、前記濃縮装置制御係数の値を維持し、前記計測汚泥液位の値が前記基準液位範囲の値よりも低い場合、前記濃縮装置制御係数の値を減少させ、
前記濃縮汚泥供給ポンプの回転数である計測ポンプ回転数と、前記濃縮汚泥が一定に流通するよう調整可能なパラメータである予め設定した前記濃縮汚泥供給ポンプの基準回転数であるポンプ基準回転数範囲に前記濃縮装置制御係数を乗じた値であるα基準回転数範囲とを比較し、前記濃縮汚泥供給ポンプの回転数の値が前記α基準回転数範囲の値よりも大きい場合、前記濃縮装置が有する外筒スクリーンの回転数を減少させ、前記濃縮汚泥供給ポンプの回転数の値が前記α基準回転数範囲内の場合、前記外筒スクリーンの回転数を維持し、前記濃縮汚泥供給ポンプの回転数の値が前記α基準回転数範囲の値よりも小さい場合、前記外筒スクリーンの回転数を増加させる、
ことを特徴とする制御装置。 - 請求項4または請求項5に記載の制御装置において、
更に、前記圧力計が計測する前記濃縮汚泥の圧入圧力である計測圧入圧力と、前記濃縮汚泥の圧入圧力が一定となるよう調整可能なパラメータである予め設定した基準圧入圧力範囲とを比較し、前記計測圧入圧力の値が前記基準圧入圧力範囲の値よりも大きい場合、前記濃縮汚泥供給ポンプの回転数を減少させ、前記計測圧入圧力が前記基準圧入圧力範囲内の場合、前記濃縮汚泥供給ポンプの回転数を維持し、前記計測圧入圧力の値が前記基準圧入圧力範囲の値よりも小さい場合、前記濃縮汚泥供給ポンプの回転数を増加させ、
前記濃縮汚泥供給ポンプの回転数である計測ポンプ回転数と、前記ポンプ基準回転数範囲とを比較し、前記計測ポンプ回転数の値が前記ポンプ基準回転数範囲の値よりも大きい場合、前記脱水装置が有する脱水スクリュー軸の回転数を減少させ、前記計測ポンプ回転数の値が前記ポンプ基準回転数範囲内の場合、前記脱水スクリュー軸の回転数を維持し、前記計測ポンプ回転数の値が前記ポンプ基準回転数範囲の値よりも小さい場合、前記脱水スクリュー軸の回転数を増加させる、
ことを特徴とする制御装置。
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