JP5305878B2

JP5305878B2 - 汚泥中の繊維分濃度測定装置および繊維分濃度調整装置および脱水設備および脱水方法

Info

Publication number: JP5305878B2
Application number: JP2008315131A
Authority: JP
Inventors: 峰生橘; 剛安部
Original assignee: クボタ環境サ−ビス株式会社
Priority date: 2008-12-11
Filing date: 2008-12-11
Publication date: 2013-10-02
Anticipated expiration: 2028-12-11
Also published as: JP2010137158A

Description

本発明は、汚泥中の繊維分濃度測定装置および繊維分濃度調整装置および脱水設備に関し、し尿、浄化槽汚泥、下水、産業排水等の排水処理に伴って発生する有機性汚泥を脱水するのに際して脱水汚泥含水率を低レベルに安定させる技術に係る。

従来、この種の有機性汚泥を脱水する脱水機としては、主にスクリュープレス型脱水機およびベルトプレス型脱水機があり、このような脱水機においては原料汚泥中の繊維分が脱水性に大きく影響する。繊維分の含有量は汚泥ごとに異なり、し尿や浄化槽汚泥中には多量に含まれているが、一般に余剰汚泥中には比較的低濃度で含まれる。また、浄化槽汚泥中の繊維分も浄化槽ごとに大きな変動がある。し尿処理では、浄化槽汚泥と余剰汚泥を混合して脱水する方式、さらにはし尿を混合して脱水する方式もあり、このような場合に汚泥中の繊維分濃度は大きく変動する。

このように繊維分濃度が変動する場合にあって、脱水汚泥含水率を低レベルに安定させる方法としては、機械的圧搾を強化することにより含水率を下げる方法や、汚泥に繊維分を添加して脱水性を改善することにより含水率を下げる方法があった。

前者の方法の実施事例としては、フィルタープレスによる余剰汚泥脱水があり、余剰汚泥を対象として無機凝集剤、ポリマーを添加してフィルタープレスで脱水するものである。この方法は、繊維分の少ない余剰汚泥を高圧下で長時間ろ過することで低含水率を達成する。

また、他の先行技術としては、傾斜型濃縮機と軸摺動型スクリュープレス脱水機を組み合わせた軸摺動スクリューシステムがある。これは外筒スクリーンの内部に軸心方向に挿通してスクリュー軸を配置し、スクリュー軸にスクリュー羽根を形成してなり、スクリュー軸が汚泥投入側から汚泥排出側へ行くほどに拡径する形状をなすもので、スクリュー軸にスクリュー羽根が軸心方向へ摺動することで汚泥排出口における外筒スクリーンとスクリュー軸との出口クリアランスを調整し、機械的圧搾を制御するものである。

しかしながら、ある程度までは含水率を低レベルに安定化できるが、含水率は汚泥中の繊維分濃度に強く影響を受けるので、そのレベルは汚泥によって限界がある。
後者の方法の実施事例としては、スクリュープレスによる余剰汚泥脱水があり、余剰汚泥を対象とし、脱水性を高めるために無機凝集剤、ポリマーおよび解砕古紙を添加してスクリュープレスで脱水するものである。この方法は脱水補助剤として解砕古紙に含まれる繊維質を利用するものであり、解砕古紙を対象の汚泥に定量的に加えるので、そのコストが問題となる。

他の先行技術としては、たとえば特許文献１に記載するものがある。これは、回転筒とスクリューコンベアを組み合わせた汚泥遠心脱水機であり、その遠心力と圧搾力により供給汚泥の脱水分離を行う際に、スクリューコンベアのトルクが一定となるように回転筒とスクリューコンベアの回転数の差速を制御し、脱水汚泥ケーキの含水率の変化を把握し、その増減に応じた回転トルク設定及び薬品注入率設定を行うものである。

また、特許文献２には、脱水性を改善するために、もみ殻、のこ屑、コーヒー糟等を脱水補助剤として添加することが記載されている。
また、特許文献３には、有機性汚泥に合成繊維と凝集剤を添加して凝集させた後、脱水処理する有機性汚泥の脱水方法が記載されている。

また、特許文献４には、植物（廃棄物）を膨張粉砕処理して得られた膨張粉砕物を脱水補助剤として添加することが記載されている。
特開平１０−３３７５９８号公報特開昭６０−２２５６９９号公報特開２００２−２１９５００号公報特開２００６−７６６号公報

しかしながら、上記した従来の技術において、機械的圧搾を強化することにより含水率を下げる方法は、スクリュープレスに汚泥を投入した後に、その汚泥性状に応じてフィードバック制御するものであり、スクリュープレス内で汚泥性状が繊維分濃度に因って変動することを前提とするものであるために、脱水汚泥の含水率が変動することは避けられず、含水率を低いレベルで安定化することは困難である。また、ある程度までは含水率を下げることができるが、含水率は汚泥中の繊維分濃度に強く影響を受ける傾向にあるので、汚泥性状毎に含水率の低減可能な限界値が異なる。

汚泥に繊維分を添加して脱水性を改善することにより含水率を下げる方法では、脱水補助剤として、もみ殻、のこ屑、コーヒー糟等を添加する場合に、原料としては安価であるが、脱水性改善に寄与できる繊維分の含有率が低いので、脱水補助剤としては古紙に比べて大量に供給する必要がある。

また、脱水補助剤として合成繊維を添加する場合には、古紙と同等以上の効果を奏するが、コストが大きくなる。さらに、電荷を有しているので、古紙に比べて水槽の壁面、攪拌羽根などに吸着し易く、メンテナンスが煩雑となる。また、微生物による分解が期待できないので、脱水汚泥を堆肥化する場合には不向きである。

また、脱水補助剤として植物（廃棄物）を膨張粉砕処理して得られる膨張粉砕物を添加する場合には、膨張粉砕処理のための機械設備が必要となる。脱水性改善に寄与できる繊維分の含有率が低いので、古紙に比べて大量に供給する必要がある。

本発明は上記した課題を解決するものであり、汚泥中の繊維分濃度を一定以上に調整することで脱水汚泥含水率を低レベルに安定させることができる有機性汚泥の繊維分濃度測定装置および繊維分濃度調整装置および脱水設備および脱水方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の汚泥中の繊維分濃度測定装置は、ケーシングと、ケーシング内に配置し、一次側領域と二次側領域とを隔てるフィルターと、フィルターの一次側領域に汚泥を一定流量で供給する定流量汚泥供給手段と、一次側領域と二次側領域とにおける圧力差を計測する差圧計測手段と、差圧計測手段の計測値であるフィルター差圧に基づいて汚泥中の繊維分濃度を演算する繊維分濃度演算手段を備え、繊維分濃度演算手段は測定開始からフィルター差圧が目標値に達するまでに経過する経過時間を指標として経過時間と繊維分濃度との相関において繊維分濃度を求めることを特徴とする。

本発明の汚泥中の繊維分濃度測定装置は、ケーシングと、ケーシング内に配置し、一次側領域と二次側領域とを隔てるフィルターと、フィルターの一次側領域に汚泥を一定流量で供給する定流量汚泥供給手段と、一次側領域と二次側領域とにおける圧力差を計測する差圧計測手段と、差圧計測手段の計測値であるフィルター差圧に基づいて汚泥中の繊維分濃度を演算する繊維分濃度演算手段を備え、繊維分濃度演算手段は単位測定時間当たりのフィルター差圧の圧力増加割合を指標として圧力増加割合と繊維分濃度との相関において繊維分濃度を求めることを特徴とする。

本発明の汚泥中の繊維分濃度測定装置は、ケーシングと、ケーシング内に配置し、一次側領域と二次側領域とを隔てるフィルターと、フィルターの一次側領域に汚泥を一定圧力で供給する定圧汚泥供給手段と、一次側領域における流量を計測する流量計測手段と、流量計測手段の計測値であるフィルター流入流量に基づいて汚泥中の繊維分濃度を演算する繊維分濃度演算手段を備え、繊維分濃度演算手段は測定開始からフィルター流入流量が目標値に達するまでに経過する経過時間を指標として経過時間と繊維分濃度との相関において繊維分濃度を求めることを特徴とする。

本発明の汚泥中の繊維分濃度測定装置は、ケーシングと、ケーシング内に配置し、一次側領域と二次側領域とを隔てるフィルターと、フィルターの一次側領域に汚泥を一定圧力で供給する定圧汚泥供給手段と、一次側領域における流量を計測する流量計測手段と、流量計測手段の計測値であるフィルター流入流量に基づいて汚泥中の繊維分濃度を演算する繊維分濃度演算手段を備え、繊維分濃度演算手段は特定時間におけるフィルター流入流量の流量減少割合を指標として流量減少割合と繊維分濃度との相関において繊維分濃度を求めることを特徴とする。

本発明の繊維分濃度調整装置は、上述した何れかの構成を備えた繊維分濃度測定装置と、汚泥を貯溜する汚泥貯溜槽と、汚泥貯溜槽へ脱水補助剤を供給する脱水補助剤供給装置を備え、繊維分濃度測定装置の繊維分濃度演算手段は、検知した汚泥貯溜槽から供給する汚泥中の繊維分濃度をもとに、汚泥貯溜槽における汚泥中の繊維分濃度を所定繊維分濃度とするのに必要な脱水補助剤添加量を算出して、脱水補助剤供給装置を制御して脱水補助剤添加量に相応する脱水補助剤を汚泥貯溜槽に供給することを特徴とする。

本発明の脱水設備は、脱水装置と繊維分濃度調整装置を備え、脱水装置は、脱水機と、脱水機に対象汚泥を供給する混和槽と、混和槽に凝集剤を供給する凝集剤供給系を有し、繊維分濃度調整装置は、繊維分濃度測定装置と、汚泥を貯溜する汚泥貯溜槽と、汚泥貯溜槽へ脱水補助剤を供給する脱水補助剤供給装置を有し、繊維分濃度測定装置は、上述した何れかの構成を備えた繊維分濃度測定装置からなり、繊維分濃度測定装置の繊維分濃度演算手段は、検知した汚泥貯溜槽から供給する汚泥中の繊維分濃度をもとに、汚泥貯溜槽における汚泥中の繊維分濃度を所定繊維分濃度とするのに必要な脱水補助剤添加量を算出して、脱水補助剤供給装置を制御して脱水補助剤添加量に相応する脱水補助剤を汚泥貯溜槽または混和槽に供給することを特徴とする。

本発明の脱水方法は、脱水装置と繊維分濃度調整装置を備え、脱水装置は、脱水機と、脱水機に対象汚泥を供給する混和槽と、混和槽に凝集剤を供給する凝集剤供給系を有し、繊維分濃度調整装置は、繊維分濃度測定装置と、汚泥を貯溜する汚泥貯溜槽と、汚泥貯溜槽へ脱水補助剤を供給する脱水補助剤供給装置を有し、繊維分濃度測定装置が、上記した何れかの繊維分濃度測定装置からなる脱水設備において、繊維分濃度測定装置の繊維分濃度演算手段により、検知した汚泥貯溜槽から供給する汚泥中の繊維分濃度をもとに、汚泥貯溜槽における汚泥中の繊維分濃度を所定繊維分濃度とするのに必要な脱水補助剤添加量を算出して、脱水補助剤供給装置を制御して脱水補助剤添加量に相応する脱水補助剤を汚泥貯溜槽または混和槽に供給することを特徴とする。

以上のように本発明によれば、汚泥中の繊維分濃度に応じて不足する繊維分を脱水補助剤として添加することにより汚泥中の繊維分濃度を常時一定レベル以上に調整することができ、脱水汚泥含水率を低レベルに安定させることができる。繊維分の不足分のみ脱水補助剤を添加するので、従来の定量添加に比べて無駄な添加がなくなって脱水補助剤の添加量を節減できる。

また、繊維分が常時一定レベル以上に調整されるので脱水装置において脱水ケーキの含水率が安定して排出口での閉塞が起こり難くなる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
実施の形態１
図１に示すように、脱水設備は脱水装置１と繊維分濃度調整装置２０を備えている。
（脱水装置）
脱水装置１は、スクリュープレス、ベルトプレス、フィルタープレス等の脱水機２と、攪拌機３を有して脱水機２に対象汚泥を供給する混和槽４と、混和槽４に無機凝集剤を供給する無機凝集剤槽５および凝集剤供給系５ａと、混和槽４にポリマーを供給するポリマー槽６およびポリマー供給系６ａと、脱水機２から排出する脱水ろ液を受ける脱水ろ液槽７を備えている。
（繊維分濃度調整装置）
繊維分濃度調整装置２０は、繊維分濃度測定装置３０と、汚泥を貯溜する汚泥貯溜槽４０と、汚泥貯溜槽へ脱水補助剤を供給する脱水補助剤供給装置５０を備えている。

繊維分濃度測定装置３０は、ケーシング３１の内部にフィルター３２が配置してあり、フィルター３２はケーシング３１の内部を一次側領域と二次側領域とに隔てるもので、ウェッジワイヤー、パンチングメタル、メッシュなどからなり、そのろ過に関する特性は脱水機２のろ過機構と同等のものである。

本実施の形態においてフィルター３２は円筒状をなし、フィルター３２の内部に洗浄ノズル３３が回転自在に配置してあり、洗浄ノズル３３に回転装置３４が接続している。洗浄ノズル３３はフィルター３２の二次側から一次側へ洗浄水を噴射するものであり、回転装置３４により軸心廻りに回転しつつフィルター３２の全面に洗浄水を噴射する。

フィルター３２の一次側領域には汚泥貯溜槽４０から汚泥を一定流量で供給する定流量汚泥供給手段をなす定流量汚泥供給系３５が接続しており、定流量汚泥供給系３５に汚泥供給ポンプ３５ａおよび流量計３５ｂを設けている。ケーシング３１の二次側領域にはろ液を汚泥貯溜槽４０へ戻すろ液返送系３６が接続しており、ケーシング３１の一次側領域に接続した洗浄ドレン３７が電磁弁からなるドレン弁３７ａを介してろ液返送系３６に連通している。

ケーシング３１の一次側領域とろ液返送系３６とに連通するバイパス管３８には一次側領域と二次側領域とにおける圧力差を計測する差圧計測手段をなすフィルター差圧計３８ａを設けている。洗浄ノズル３３には洗浄水供給系３９が接続しており、洗浄水供給系３９はプロセス水を貯溜する洗浄水槽３９ａと洗浄ポンプ３９ｂからなる。

繊維分濃度測定装置３０は繊維分濃度演算手段をなす繊維分濃度演算装置３０ａを有しており、繊維分濃度演算装置３０ａはフィルター差圧計３８の計測値に基づいて汚泥中の繊維分濃度を演算し、脱水補助剤供給装置５０を制御するものであり、後に詳述する。

繊維分濃度を測定する他の方法としては、浸漬型ろ過膜またはセラミック膜での吸引圧を測定したり、液の繊維の画像処理を行う方法があり、繊維懸濁液の濃度を測定するための変換器としての剪断力変換器、光学変換器、およびパルプ濃度に依存する圧力変化もしくは流速変化に伴って作動する変換器がある。

汚泥貯溜槽４０には混和槽４へ汚泥を供給する給泥系４１が接続しており、給泥系４１には給泥ポンプ４１ａを設けている。また、汚泥貯溜槽４０には槽内の汚泥を攪拌するために槽底部側と槽上部側を連通する循環系４２が設けてあり、循環系４２は攪拌ポンプ４２ａを有している。

脱水補助剤供給装置５０は、脱水補助剤を貯溜する脱水補助剤貯溜槽５１と、脱水補助剤貯溜槽５１から汚泥貯溜槽４０へ脱水補助剤を供給する脱水補助剤供給系５２からなり、脱水補助剤供給系５２に脱水補助剤供給ポンプ５２ａおよび流量計５２ｂを設けている。本実施の形態では脱水補助剤として解砕古紙（離解繊維）を使用する。

以下、上記した構成における作用を説明する。
（基本操作）
繊維分濃度調整装置２０は、汚泥貯溜槽４０に貯溜する汚泥を所定繊維分濃度に調整した後に、給泥ポンプ４１ａにより給泥系４１を通して混和槽４に供給する。繊維分濃度調整装置２０の濃度調整操作については後述する。

混和槽４では、凝集剤供給系５ａを通して凝集剤槽５から適当量の凝集剤を添加し、ポリマー供給系６ａを通してポリマー槽６から適当量のポリマーを添加し、攪拌機３で攪拌して凝集剤およびポリマーを汚泥と混和し、その後に脱水機２へ供給する。脱水機２では汚泥を脱水して低含水率の脱水汚泥と脱水ろ液に分離し、脱水ろ液を脱水ろ液槽７に貯溜する。
（濃度調整操作）
繊維分濃度測定装置３０では、繊維分濃度演算装置３０ａによる制御によって汚泥貯溜槽４０における汚泥中の繊維分濃度を検知し、汚泥貯溜槽４０における汚泥中の繊維分濃度を所定繊維分濃度とするのに必要な脱水補助剤添加量を算出する。そして、脱水補助剤供給装置５０を制御し、脱水補助剤供給ポンプ５２ａを駆動して流量計５２ｂで測定しつつ脱水補助剤添加量に相応する脱水補助剤を脱水補助剤貯溜槽５１から脱水補助剤供給系５２を通して汚泥貯溜槽４０に供給する。

汚泥中の繊維分濃度を検知する操作は、図３に示すように、汚泥供給工程、洗浄工程および脱水補助剤供給工程で１サイクルをなす。
１．汚泥供給開始
ドレン弁３７ａを閉栓する状態で、汚泥供給ポンプ３５ａを駆動し、定流量汚泥供給系３５を通して汚泥貯溜槽４０の汚泥をケーシング３１の一次側領域に一定流量で供給し、フィルター３２でろ過しつつろ液をろ液返送系３６を通して汚泥貯溜槽４０へ戻す。
２．圧力計ＰＶ値・圧力ＳＶ値到達時間
繊維分濃度演算装置３０ａは、フィルター差圧計３８ａで一次側領域と二次側領域とにおける圧力差を計測しつつ、測定開始からフィルター差圧が目標値に達するまでに経過する経過時間を測定する。
３．圧力ＳＶ値到達時間より繊維濃度決定
測定した経過時間を指標として経過時間と繊維分濃度との相関において繊維分濃度を求める。例えば、図２に示すように、フィルター差圧と経過時間の関係は概ね直線的な比例関係を有している。フィルター３２の形状や目幅、汚泥供給ポンプ３５ａの流量、圧力ＳＶ値（設定値）は任意に設定できるが、図２に例示するものにおいて、フィルター３２は形状がφ１６４ｍｍ×Ｈ２４１ｍｍで、ろ過面積０．５１５ｍ^２であり、ウェッジワイヤ目幅が０．５ｍｍであり、汚泥供給ポンプ３５ａの流量は１．０ｍ^３／ｈである。

グラフ線ａは汚泥中の繊維分濃度が９％である場合におけるフィルター差圧と経過時間の関係を示しており、このケースにおいて、繊維分濃度が９％以上に高くなると、フィルター差圧と経過時間の関係はグラフ線ｂに近づくように遷移し、繊維分濃度が９％以下に低くなると、フィルター差圧と経過時間の関係はグラフ線ｃに近づくように遷移する。

グラフ線ｂおよびグラフ線ｃにおける繊維分濃度は予め実験等において求めることができ、さらに多くの繊維分濃度毎にフィルター差圧と経過時間の関係を示すグラフ線を定めることで、経過時間と繊維分濃度との相関が定まる。

ここでは、フィルター差圧が圧力ＳＶ値０．２２５に到達するまでに経過時間１１分を要しており、この条件を満たすフィルター差圧と経過時間の関係はグラフ線ａであり、その繊維分濃度が９％であることが判明する。

なお、圧力ＳＶ値（設定値）に到達するまでの経過時間は、汚泥供給ポンプ３５ａの流量によって異なるので、流量を調整することにより、測定時間のレンジ設定を変更することができる。
４．脱水補助剤添加量・ＳＶ値決定
汚泥貯溜槽４０における汚泥中の繊維分濃度が判明すれば、汚泥貯溜槽４０の容量は一定であるので、汚泥貯溜槽４０における汚泥中の繊維分濃度を所定繊維分濃度とするのに必要な脱水補助剤添加量は容易に算出できる。

例えば、汚泥貯溜槽４０の容量が５０ｍ^３であり、繊維分濃度演算装置３０ａで測定した繊維分濃度が９％であり、目標とする繊維分濃度が１５％であった場合、汚泥のＳＳ濃度を平均２％とすると６０ｋｇの脱水補助剤添加量となる。
５０（ｍ^３）×１０００（リットル／ｍ^３）×２／１００（ｋｇ／リットル）
×（１５−９）／１００（ｋｇ／ｋｇ）＝６０（ｋｇ）
５．脱水補助剤供給ポンプ・ＰＩＤ制御
脱水補助剤貯溜槽５１における脱水補助剤懸濁液の繊維分濃度は設定値に調整したものであるので、脱水補助剤添加量を満たすのに必要な脱水補助剤懸濁液の流量は容易に求めることができ、この流量は脱水補助剤供給ポンプ５２ａをＰＩＤ制御して実現する。

例えば、脱水補助剤貯溜槽５１内の脱水補助剤懸濁液の繊維濃度が８％に調整されており、繊維分濃度演算装置３０ａの脱水補助剤供給工程の時間が１時間に設定されていたとすると、脱水補助剤の流量を７５０リットル／ｈｒの流量で添加することになる。
６０（ｋｇ）×１００／８（リットル／ｋｇ）×１／１（ｈｒ）
＝７５０（リットル／ｈｒ）
６．フィルター洗浄工程
測定操作の終わりにフィルター３２を洗浄する。洗浄ポンプ３９ｂを駆動し、洗浄水供給系３９を通して洗浄水槽３９ａの洗浄水を洗浄ノズル３３へ供給する。

ドレン弁３７ａを開放する状態で、回転装置３４により洗浄ノズル３３を回転させながらフィルター３２の二次側から一次側へ洗浄水を噴射してフィルター３２の全面に洗浄水を噴射し、前回の測定時にフィルター３２の一次側面に付着した繊維分を含む汚泥を洗い流す。洗い流した汚泥は洗浄ドレン３７およびろ液返送系３６を通して汚泥貯溜槽４０へ戻す。
実施の形態２
繊維濃度の検知は、単位測定時間当たりのフィルター差圧の圧力増加割合を指標として圧力増加割合と繊維分濃度との相関において繊維分濃度を求めることも可能である。

すなわち、図２において、測定時間と経過時間は同じであり、経過時間の単位時間当たりにおけるフィルター差圧の圧力増加割合を求める。これはグラフ線ａの傾きに相当する。つまり、グラフ線ａは汚泥中の繊維分濃度が９％である場合における単位測定時間当たりのフィルター差圧の圧力増加割合を示しており、このケースにおいて、繊維分濃度が９％以上に高くなると、単位測定時間当たりのフィルター差圧の圧力増加割合はグラフ線ｂに近づくように遷移し、繊維分濃度が９％以下に低くなると、単位測定時間当たりのフィルター差圧の圧力増加割合はグラフ線ｃに近づくように遷移する。

グラフ線ｂおよびグラフ線ｃにおける繊維分濃度は予め実験等において求めることができ、さらに多くの繊維分濃度毎に単位測定時間当たりのフィルター差圧の圧力増加割合を示すグラフ線を定めることで、圧力増加割合と繊維分濃度との相関が定まる。
実施の形態３
繊維濃度の検知は、測定開始からフィルター流入流量が目標値に達するまでに経過する経過時間を指標として経過時間と繊維分濃度との相関において繊維分濃度を求めることも可能である。

以下に、図４から図６を参照して詳述する。本実施の形態に係る構成は、先に図１で示したものと基本的に同様であり、図１におけるものと同様の構成要素には同符号を付して説明を省略する。

図４に示すように、定圧汚泥供給系６０は、循環系４２から分岐してケーシング３１の一次側領域に汚泥を一定圧で供給するものであり、入口弁６１およびフィルター入口流量計６２を有している。循環系４２は所定の高さにまで達する管路を有し、定圧汚泥供給系６０を流れる汚泥は循環系４２の分岐点における水頭を供給圧として概ね自然流下する。

繊維分濃度測定装置３０の繊維分濃度演算装置３０ａはフィルター入口流量計６２の計測値に基づいて汚泥中の繊維分濃度を演算し、脱水補助剤供給装置５０を制御するものである。

この構成における作用を説明する。
（基本操作）
繊維分濃度調整装置２０は、汚泥貯溜槽４０に貯溜する汚泥を所定繊維分濃度に調整した後に、給泥ポンプ４１ａにより給泥系４１を通して混和槽４に供給する。

汚泥中の繊維分濃度を検知する操作は、図６に示すように、汚泥供給工程と洗浄工程および脱水補助剤供給工程とで１サイクルをなす。
１．汚泥供給開始
ドレン弁３７ａを閉栓する状態で、定圧汚泥供給系６０の入口弁６１を開放し、循環系４２から自然流下により汚泥を一定圧で供給し、フィルター３２でろ過しつつろ液をろ液返送系３６を通して汚泥貯溜槽４０へ戻す。
２．流量計ＰＶ値・流量ＳＶ値到達時間
繊維分濃度演算装置３０ａは、フィルター入口流量計６２で測定する流量が測定開始から目標値に達するまでに経過する経過時間を測定する。
３．流量値到達時間より繊維濃度決定
測定した経過時間を指標として経過時間と繊維分濃度との相関において繊維分濃度を求める。フィルター３２の形状や目幅、汚泥供給ポンプ３５ａの流量、流量ＳＶ値（設定値）は任意に設定できるが、図５に例示するものの条件は、フィルター３２の形状がφ１６４ｍｍ×Ｈ２４１ｍｍで、ろ過面積０．５１５ｍ^２であり、ウェッジワイヤ目幅が０．５ｍｍであり、攪拌ポンプ４２ａの流量は７．０ｍ^３／ｈで、ケーシング３１の流入側圧力を０．１２ＭＰａに設定している。

図５において、グラフ線ａは汚泥中の繊維分濃度が９％である場合における流入流量とと経過時間の関係を示しており、このケースにおいて、繊維分濃度が９％以上に高くなると、流入流量と経過時間の関係はグラフ線ｂに近づくように遷移し、繊維分濃度が９％以下に低くなると、流入流量と経過時間の関係はグラフ線ｃに近づくように遷移する。

グラフ線ｂおよびグラフ線ｃにおける繊維分濃度は予め実験等において求めることができ、さらに多くの繊維分濃度毎に流入流量と経過時間の関係を示すグラフ線を定めることで、経過時間と繊維分濃度との相関が定まる。

ここでは、フィルター入口流量計６２の測定値が流量ＳＶ値１．２に到達するまでに経過時間９２秒を要しており、この条件を満たす流入流量と経過時間の関係はグラフ線ａであり、その繊維分濃度が９％であることが判明する。

なお、流量ＳＶ値（設定値）に到達するまでの経過時間は、循環系４２の分岐点における水頭圧によって異なるので、分岐点の高さを調整することにより測定時間のレンジ設定を変更することができる。
４．脱水補助剤添加量・ＳＶ値決定
汚泥貯溜槽４０における汚泥中の繊維分濃度が判明すれば、汚泥貯溜槽４０の容量は一定であるので、汚泥貯溜槽４０における汚泥中の繊維分濃度を所定繊維分濃度とするのに必要な脱水補助剤添加量は容易に算出できる。
５．脱水補助剤供給ポンプ・ＰＩＤ制御
脱水補助剤貯溜槽５１における脱水補助剤懸濁液の繊維分濃度は設定値に調整したものであるので、脱水補助剤添加量を満たすのに必要な脱水補助剤懸濁液の流量は容易に求めることができ、この流量は脱水補助剤供給ポンプ５２ａをＰＩＤ制御して実現する。
６．フィルター洗浄工程
測定操作の終わりにフィルター３２を洗浄する。洗浄ポンプ３９ｂを駆動し、洗浄水供給系３９を通して洗浄水槽３９ａの洗浄水を洗浄ノズル３３へ供給する。

ドレン弁３７ａを開放する状態で、回転装置３４により洗浄ノズル３３を回転させながらフィルター３２の二次側から一次側へ洗浄水を噴射してフィルター３２の全面に洗浄水を噴射し、前回の測定時にフィルター３２の一次側面に付着した繊維分を含む汚泥を洗い流す。洗い流した汚泥は洗浄ドレン３７およびろ液返送系３６を通して汚泥貯溜槽４０へ戻す。
実施の形態４
繊維濃度の検知は、単位測定時間当たりのフィルター流入流量の流量減少割合を指標として流量減少割合と繊維分濃度との相関において繊維分濃度を求めることも可能である。

すなわち、図５において、測定時間と経過時間は同じであり、経過時間の単位時間当たりにおける流量減少割合を求める。これはグラフ線ａの各点における傾きに相当する。つまり、グラフ線ａの各点における傾きは、汚泥中の繊維分濃度が９％である場合における単位測定時間当たりの流量減少割合を示しており、このケースにおいて、繊維分濃度が９％以上に高くなると、単位測定時間当たりの流量減少割合はグラフ線ｂに近づくように遷移し、繊維分濃度が９％以下に低くなると、単位測定時間当たりの流量減少割合はグラフ線ｃに近づくように遷移する。

グラフ線ｂおよびグラフ線ｃにおける繊維分濃度は予め実験等において求めることができ、さらに多くの繊維分濃度毎に特定時間における流量減少割合を示すグラフ線の傾きを定めることで、流量減少割合と繊維分濃度との相関が定まる。

ここで、グラフ線の傾きとは各グラフ線の最大傾き後の緩やかな曲線における傾きで、繊維分濃度の違いによりこの傾きに有意な差がでる測定時間体の特定の時間における傾きをいう。例えば、図５における特定の時間とは経過時間８０から１２０秒における時間帯をいう。この時間帯の特定の時間において、グラフ線の傾きを測定し、繊維分濃度を求める。

本発明の実施の形態１−２における脱水設備を示す模式図同実施の形態１−２におけるフィルター差圧と経過時間の関係を示すグラフ図同実施の形態１−２における制御サイクルを示す模式図本発明の実施の形態３−４における脱水設備を示す模式図同実施の形態３−４におけるフィルター差圧と経過時間の関係を示すグラフ図同実施の形態３−４における制御サイクルを示す模式図

符号の説明

１脱水装置
２脱水機
３攪拌機
４混和槽
５凝集剤槽
５ａ凝集剤供給系
６ポリマー槽
６ａポリマー供給系
７脱水ろ液槽
２０繊維分濃度調整装置
３０繊維分濃度測定装置
３０ａ繊維分濃度演算装置
３１ケーシング
３２フィルター
３３洗浄ノズル
３４回転装置
３５定流量汚泥供給系
３５ａ汚泥供給ポンプ
３５ｂ流量計
３６ろ液返送系
３７洗浄ドレン
３７ａドレン弁
３８バイパス管
３８ａフィルター差圧計
３９洗浄水供給系
３９ａ洗浄水槽
３９ｂ洗浄ポンプ
４０汚泥貯溜槽
４１給泥系
４１ａ給泥ポンプ
４２循環系
４２ａ攪拌ポンプ
５０脱水補助剤供給装置
５１脱水補助剤貯溜槽
５２脱水補助剤供給系
５２ａ脱水補助剤供給ポンプ
５２ｂ流量計
６０定圧汚泥供給系
６１入口弁
６２フィルター入口流量計

Claims

ケーシングと、ケーシング内に配置し、一次側領域と二次側領域とを隔てるフィルター
と、フィルターの一次側領域に汚泥を一定流量で供給する定流量汚泥供給手段と、一次側
領域と二次側領域とにおける圧力差を計測する差圧計測手段と、差圧計測手段の計測値で
あるフィルター差圧に基づいて汚泥中の繊維分濃度を演算する繊維分濃度演算手段を備え
、繊維分濃度演算手段は測定開始からフィルター差圧が目標値に達するまでに経過する経
過時間を指標として経過時間と繊維分濃度との相関において繊維分濃度を求めることを特
徴とする汚泥中の繊維分濃度測定装置。
ケーシングと、ケーシング内に配置し、一次側領域と二次側領域とを隔てるフィルター
と、フィルターの一次側領域に汚泥を一定流量で供給する定流量汚泥供給手段と、一次側
領域と二次側領域とにおける圧力差を計測する差圧計測手段と、差圧計測手段の計測値で
あるフィルター差圧に基づいて汚泥中の繊維分濃度を演算する繊維分濃度演算手段を備え
、繊維分濃度演算手段は単位測定時間当たりのフィルター差圧の圧力増加割合を指標とし
て圧力増加割合と繊維分濃度との相関において繊維分濃度を求めることを特徴とする汚泥
中の繊維分濃度測定装置。
ケーシングと、ケーシング内に配置し、一次側領域と二次側領域とを隔てるフィルター
と、フィルターの一次側領域に汚泥を一定圧力で供給する定圧汚泥供給手段と、一次側領
域における流量を計測する流量計測手段と、流量計測手段の計測値であるフィルター流入
流量に基づいて汚泥中の繊維分濃度を演算する繊維分濃度演算手段を備え、繊維分濃度演
算手段は測定開始からフィルター流入流量が目標値に達するまでに経過する経過時間を指
標として経過時間と繊維分濃度との相関において繊維分濃度を求めることを特徴とする汚
泥中の繊維分濃度測定装置。
ケーシングと、ケーシング内に配置し、一次側領域と二次側領域とを隔てるフィルター
と、フィルターの一次側領域に汚泥を一定圧力で供給する定圧汚泥供給手段と、一次側領
域における流量を計測する流量計測手段と、流量計測手段の計測値であるフィルター流入
流量に基づいて汚泥中の繊維分濃度を演算する繊維分濃度演算手段を備え、繊維分濃度演
算手段は特定時間におけるフィルター流入流量の流量減少割合を指標として流量減少割合
と繊維分濃度との相関において繊維分濃度を求めることを特徴とする汚泥中の繊維分濃度
測定装置。
請求項１〜４の何れか１項に記載の繊維分濃度測定装置と、汚泥を貯溜する汚泥貯溜槽
と、汚泥貯溜槽へ脱水補助剤を供給する脱水補助剤供給装置を備え、繊維分濃度測定装置
の繊維分濃度演算手段は、検知した汚泥貯溜槽から供給する汚泥中の繊維分濃度をもとに
、汚泥貯溜槽における汚泥中の繊維分濃度を所定繊維分濃度とするのに必要な脱水補助剤
添加量を算出して、脱水補助剤供給装置を制御して脱水補助剤添加量に相応する脱水補助
剤を汚泥貯溜槽に供給することを特徴とする繊維分濃度調整装置。
脱水装置と繊維分濃度調整装置を備え、脱水装置は、脱水機と、脱水機に対象汚泥を供
給する混和槽と、混和槽に凝集剤を供給する凝集剤供給系を有し、繊維分濃度調整装置は
、繊維分濃度測定装置と、汚泥を貯溜する汚泥貯溜槽と、汚泥貯溜槽へ脱水補助剤を供給
する脱水補助剤供給装置を有し、繊維分濃度測定装置は、請求項１〜４の何れか１項に記
載の繊維分濃度測定装置からなり、繊維分濃度測定装置の繊維分濃度演算手段は、検知し
た汚泥貯溜槽から供給する汚泥中の繊維分濃度をもとに、汚泥貯溜槽における汚泥中の繊
維分濃度を所定繊維分濃度とするのに必要な脱水補助剤添加量を算出して、脱水補助剤供
給装置を制御して脱水補助剤添加量に相応する脱水補助剤を汚泥貯溜槽または混和槽に供
給することを特徴とする脱水設備。
脱水装置と繊維分濃度調整装置を備え、脱水装置は、脱水機と、脱水機に対象汚泥を供
給する混和槽と、混和槽に凝集剤を供給する凝集剤供給系を有し、繊維分濃度調整装置は
、繊維分濃度測定装置と、汚泥を貯溜する汚泥貯溜槽と、汚泥貯溜槽へ脱水補助剤を供給
する脱水補助剤供給装置を有し、繊維分濃度測定装置が、請求項１〜４の何れか１項に記
載の繊維分濃度測定装置からなる脱水設備において、
繊維分濃度測定装置の繊維分濃度演算手段により、検知した汚泥貯溜槽から供給する汚
泥中の繊維分濃度をもとに、汚泥貯溜槽における汚泥中の繊維分濃度を所定繊維分濃度と
するのに必要な脱水補助剤添加量を算出して、脱水補助剤供給装置を制御して脱水補助剤
添加量に相応する脱水補助剤を汚泥貯溜槽または混和槽に供給することを特徴とする脱水
方法。