JP6453143B2

JP6453143B2 - 凝集汚泥フロックの凝集強度測定装置

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Publication number: JP6453143B2
Application number: JP2015073415A
Authority: JP
Inventors: 恒樹由田; 光広米谷
Original assignee: Sanki Engineering Co Ltd
Current assignee: Sanki Engineering Co Ltd
Priority date: 2015-03-31
Filing date: 2015-03-31
Publication date: 2019-01-16
Anticipated expiration: 2035-03-31
Also published as: JP2016193383A

Description

本発明は、工場等からの産業排水や、家庭等からの生活排水に高分子凝集剤を混合・攪拌して凝集汚泥のフロックを形成する凝集混和装置に装着され、形成された凝集汚泥フロックのサンプルを採取して、その凝集強度を測定する凝集汚泥フロックの凝集強度測定装置に関する。

従来より、製造工場等からの産業排水や、家庭等から排出される生活排水に含まれた汚泥の処理は、汚泥脱水機により汚泥を排水から分離して取り出し、取り出した汚泥を焼却したり、あるいは産業廃棄物処理業者に委託したりするなどして処分している。このような汚泥脱水機による汚泥処理においては、取り出された汚泥の含水量が少ないほど焼却処分がしやすく、汚泥処理コストが軽減できることから、汚泥脱水機の前段に凝集混和装置を設け、この凝集混和装置の中で前記産業排水や生活排水と高分子凝集剤とを混合・撹拌して凝集汚泥フロックを形成し、これを前記汚泥脱水機に送ることで凝集汚泥フロックの含水率を少なくしている。
そしてこの凝集混和装置での凝集汚泥フロックの形成においては、高分子凝集剤の添加量や凝集撹拌回転速度が取り出される凝集汚泥フロックの含水率の多少につながることから、運転操作員が取り出された凝集汚泥フロックの状態を目視等で判断して高分子凝集剤の添加量（薬注率）や凝集撹拌回転速度を調整しているが、凝集フロックの良否を目視で判断するのは非常に難しく、熟練した運転操作員でも正確な判断は困難であった。特に下水処理における機械濃縮後の消化汚泥のように、難脱水性汚泥の場合は、薬注率、凝集撹拌回転速度の適正範囲が非常に狭く、これを少しでも外れると良質な凝集汚泥フロックを形成できず、したがって凝集混和装置の運転を最適状態にすることは極めて重要であるにもかかわらず、目視による判断は極めて困難であった。

上記の問題を解決する方策として、例えば、特許文献１には、
「薬品を遠心脱水機内に注入して汚泥の脱水を行うようにした遠心脱水機の薬注率制御装置において、上記遠心脱水機に供給する汚泥と薬品との流量比を算出する流量比率演算機と、この流量比率演算機が算出した流量比に基づいて汚泥および薬品が供給される混合タンクと、この混合タンク内で攪拌され、フロック化した汚泥の粘度を測定する粘度測定器と、この粘度測定器により測定されたフロック化した汚泥の粘度に基づいて遠心脱水機の薬注率を制御するコントローラとを備えたことを特徴とする遠心脱水機の薬注率制御装置。」
が開示されている（特許文献１：特開平０５−１６８９７７号公報）。
この発明は、遠心脱水機に供給する汚泥と薬品との流量比に基づいた汚泥および薬品のサンプルを薬注率制御ユニットの混合タンクに送って攪拌して汚泥をフロック化し、このフロック化された汚泥の粘度を測定し、測定されたフロック汚泥の粘度に基づいて遠心脱水機への薬注率を制御するようにしたものである。

また、特許文献２には、
「汚泥やパルプスラリーなどのスラリー状物をその移送路や貯留槽などから直接的に取り込んでその固形分濃度や凝集度などの性状を測定するための性状測定装置であって、一端に接続開口を有する取込シリンダ、取込シリンダに内蔵させた前後一対のピストンからなる定量取込ピストン対、定量取込ピストン対を作動させる作動手段、取込シリンダに接続された測定槽、及び測定槽に組み合わされた測定手段を備えてなり、接続開口を介して移送路などに接続して用いるようになっており、後側ピストンと前側ピストンに取込量設定用の間隔を与えた状態で定量取込ピストン対を初期位置に位置決めさせておき、この状態から定量取込ピストン対を後退させることにより、取込量設定用の間隔に応じた容積で移送路などからスラリー状物を取込シリンダ内に取り込み、次いで後側ピストンと前側ピストンの間隔を狭めることにより取込シリンダ内のスラリー状物を測定槽に給送し、それから測定手段により測定槽内のスラリー状物について性状を測定し、測定が終了したら再び後側ピストンと前側ピストンの間隔を広げて測定槽内のスラリー状物を取込シリンダに戻した後、定量取込ピストン対を初期位置に前進させて取込シリンダ内のスラリー状物を移送路などに戻すようにしてなっていることを特徴とする性状測定装置。」
が開示されている（特許文献２：特開平０９−２９３００号公報）。
これは、汚泥やスラリーの移送路や貯留槽に接続された取込シリンダのピストンを操作することによって汚泥をサンプリングし、サンプリングした汚泥の粘性抵抗を測定し、その測定値に基づいて汚泥凝集反応槽における凝集剤の添加量や凝集剤の種類を制御するようにしたものである。
しかし、上記特許文献１や２の構成は、汚泥をサンプリングするために、分岐ラインなどの追加の構成を新たに設けたり、一端に接続開口を有する取込シリンダ、取込シリンダに内蔵させた前後一対のピストンからなる定量取込ピストンや定量取込ピストンを作動させる作動手段などの駆動部を新たに設けたりする必要があった。

特開平５−１６８９７７号公報特開平９−２９３００号公報

本発明は、上記周辺技術の問題点に鑑みてなされたもので、凝集混和装置内に装着し、該凝集混和装置で凝集された汚泥フロックの一部をサンプル採取部に取り込み、取り込んだ汚泥フロックを破壊し、その破壊に要したエネルギーから凝集汚泥フロックの凝集強度を測定する、簡易な構成で低廉、かつ測定精度の高い凝集汚泥フロックの凝集強度測定装置を提供しようとするものである。

本発明者らは上記課題を下記の手段により解決した。
（１）工場や家庭から排出される汚水に高分子凝集剤を混合・攪拌して凝集汚泥のフロックを形成する凝集混和装置に装着され、凝集された汚泥フロックのサンプルを採取し、その凝集強度を測定する凝集汚泥のフロック凝集強度測定装置であって、
凝集汚泥フロックのサンプルを採取するサンプル採取部と、該サンプル採取部に取り込まれた汚泥フロックを攪拌して破壊させるフロック破壊用攪拌羽根と、該フロック破壊用攪拌羽根を駆動するモータと、該モータの消費電力を計測する積算電力計とで構成され、該積算電力計によって計測された消費電力量から前記凝集汚泥フロックの凝集強度を算出してなることを特徴とする凝集汚泥フロックの凝集強度測定装置。
（２）前記サンプル採取部が、円筒の対向する側面２箇所にサンプル入れ替え用の開口と、該開口の一方の縁部から中心軸に向けて突設されたストッパ兼パドルとを有する外筒と、前記外筒のサンプル入れ替え用の開口を開閉するための切欠きを側面に有する内筒とが摺動可能に装着された二重円筒容器で構成され、外サンプル採取部が前記凝集混和装置に挿入固定され、かつ前記サンプル採取部の二重円筒容器内にサンプルとして取り入れた汚泥フロックを破壊させるフロック破壊用攪拌羽根を収容してなることを特徴とする前記（１）に記載の凝集汚泥フロックの凝集強度測定装置。
（３）前記サンプル採取部の外筒が、前記フロック破壊用攪拌羽根を駆動するモータによるフロック破壊用攪拌羽根の回転で生じる旋回流がストッパ兼パドルに当たることによって内筒の周りに摺動回転し、前記駆動モータを逆転すると前記外筒がサンプル入れ替え用開口を開く方向に回転し、前記ストッパ兼パドルが内筒の切欠きの一方の縁に当接した状態で停止してサンプルの入れ替えが行われ、次いで前記駆動モータを正転すると外筒がサンプル入れ替え開口の閉じる方向に回転し、前記ストッパ兼パドルが内筒の切欠きの他方の縁に当接して停止し、サンプルとして取り入れた汚泥フロックの破壊が行われるよう構成されてなることを特徴とする前記（２）に記載の凝集汚泥フロックの凝集強度測定装置。
（４）前記サンプル採取部の内筒が、前記フロック破壊用攪拌羽根を駆動するモータが取り付けられた取付基板に、該内筒に設けられた二つの切欠きが水平方向で対向するようにして固着され、その外周に外筒が摺動回転可能に被装され、かつ前記外筒の取付基板側の端面にはフランジが設けられ、このフランジを前記取付基板に固定された複数個の押さえ金具によって緩やかに押さえられて、内筒との位置関係が保たれつつ回動可能な構造とされ、サンプル採取部、フロック破壊用攪拌羽根、モータを、前記取付基板で一体に構成されてなることを特徴とする前記（２）又は（３）に記載の凝集汚泥フロックの凝集強度測定装置。
（５）前記攪拌羽根を駆動するモータが、交流モータであることを特徴とする前記（１）〜（４）のいずれか１に記載の凝集汚泥フロックの凝集強度測定装置。

（６）工場や家庭から排出される汚水に凝集剤を添加し、凝集された汚泥フロックのサンプルを採取し、その凝集強度を測定する凝集汚泥のフロック凝集強度測定装置であって、
円筒の対向する側面２箇所にサンプル入れ替え用の開口と、該開口の一方の縁部から中心軸に向けて突設されたストッパ兼パドルとを有する外筒と、前記外筒のサンプル入れ替え用の開口を開閉するための切欠きを側面に有する内筒とが摺動可能に装着された二重円筒容器内に、サンプルとして取り入れた汚泥フロックを攪拌して破壊させるフロック破壊用攪拌羽根を収容してなるサンプル採取部と、汚泥フロックの攪拌抵抗を検出する検出部を備えてなることを特徴とする凝集汚泥フロックの凝集強度測定装置。
（７）前記サンプル採取部の外筒が、前記フロック破壊用攪拌羽根を駆動するモータによるフロック破壊用攪拌羽根の回転で生じる旋回流がストッパ兼パドルに当たることによって内筒周りに摺動回転し、前記駆動モータを逆転すると前記外筒がサンプル入れ替え用開口を開く方向に回転し、前記ストッパ兼パドルが内筒の切欠きの一方縁に当接した状態で停止してサンプルの入れ替えが行われ、次いで前記駆動モータを正転すると前記外筒はサンプル入れ替え開口の閉じる方向に回転し、前記ストッパ兼パドルが内筒の切欠きの他方の縁に当接して停止し、サンプルとして取り入れた汚泥フロックの破壊が行われるよう構成されてなることを特徴とする前記（６）に記載の凝集汚泥フロックの凝集強度測定装置。

本発明の凝集汚泥フロックの凝集強度測定装置によって下記の効果が発揮される。
〈１〉本発明の凝集汚泥のフロック凝集強度測定装置は、工場や家庭から排出される汚水に高分子凝集剤を混合・攪拌して凝集汚泥のフロックを形成する凝集混和装置に装着され、凝集された汚泥フロックのサンプルを採取し、その凝集強度を測定するものであり、凝集強度測定装置を凝集混和装置に装着するだけで、凝集混和装置で形成された凝集汚泥フロックの凝集強度が測定でき、測定結果に基づいて高分子凝集剤の排水への混合率を適正値に制御でき、熟練作業員でなくとも、含水率の小さい凝集汚泥フロックを形成することができる。
〈２〉また、凝集混和装置に注入される排水に含まれる汚泥の量の変化に対しても、高分子凝集剤の添加量を前記凝集汚泥フロックの凝集強度測定結果に基づいて即座に増減でき、常に均質な凝集汚泥フロックが形成されるとともに、高分子凝集剤の過剰添加が防止でき、運転コストの低減が図れる。

〈３〉本発明の凝集強度測定装置は、凝集汚泥フロックのサンプルを採取するサンプル採取部と、サンプル採取部に取り込まれた汚泥フロックを攪拌して破壊させるフロック破壊用攪拌羽根と、該フロック破壊用攪拌羽根を駆動するモータとで構成され、前記サンプル採取部が、円筒の対向する側面２箇所にサンプル入れ替え用の開口と、該開口の一方の縁部から中心軸に向けて突設されたストッパ兼パドルとを有する外筒と、前記外筒のサンプル入れ替え用の開口を開閉するための切欠きを側面に有する内筒とが摺動可能に装着された二重円筒容器で構成され、かつ前記サンプル採取部の二重円筒容器内にサンプルとして取り入れた汚泥フロックを破壊させるフロック破壊用攪拌羽根を収容しているので、構造がシンプルで小型に製造でき、かつ前記凝集混和装置への装着も容易であり、製造コスト、装着コストともに低廉な装置が提供できる。

〈４〉サンプル採取部の外筒は、前記フロック破壊用攪拌羽根を駆動するモータによる攪拌羽根の回転で生じる旋回流がストッパ兼パドルに当たることによって内筒の周りに摺動回転し、駆動モータを逆転すると前記外筒がサンプル入れ替え用開口を開く方向に回転し、前記ストッパ兼パドルが内筒の切欠きの一方の縁に当接した状態で停止してサンプルの入れ替えが行われ、次いで前記駆動モータを正転すると外筒がサンプル入れ替え開口の閉じる方向に回転し、前記ストッパ兼パドルが内筒の切欠きの他方の縁に当接して停止し、サンプルとして取り入れた汚泥フロックの破壊が行われるよう構成されているので、
サンプル入れ替え用開口の開閉とサンプルの入れ替えに特別な動力源を必要とせず運転制御シーケンスが簡単で、その分運転コストの低減が図れる。
〈５〉前記フロック破壊用攪拌羽根を駆動するモータが、交流モータであるので、電圧が安定した商用電源で使用でき、モータの消費電力量で算出される凝集汚泥フロックの凝集強度が高精度で得られる。
〈６〉サンプル採取部の内筒が、フロック破壊用攪拌羽根を駆動するモータが取り付けられた取付基板に、該内筒に設けられた二つの切欠きが水平方向で対向するようにして固着し、その外周に外筒が摺動回転可能に被装され、かつ前記外筒の取付基板側の端面にはフランジが設けられ、このフランジを前記取付基板に固定された複数個の押さえ金具によって緩やかに押さえられて、内筒との位置関係が保たれつつ回動可能な構造とされ、サンプル採取部、フロック破壊用攪拌羽根、モータを、前記取付基板で一体に構成されてなるので、前記取付基板２４によって凝集汚泥フロック凝集強度測定装置が凝集混和装置に着脱でき、故障時におけるメンテナンス等の保守管理が容易に実施できる。

〈７〉工場や家庭から排出される汚水に凝集剤を添加し、凝集された汚泥フロックのサンプルを採取し、その凝集強度を測定する凝集汚泥のフロック凝集強度測定装置であって、
円筒の対向する側面２箇所にサンプル入れ替え用の開口と、該開口の一方の縁部から中心軸に向けて突設されたストッパ兼パドルとを有する外筒と、前記外筒のサンプル入れ替え用の開口を開閉するための切欠きを側面に有する内筒とが摺動可能に装着された二重円筒容器内に、サンプルとして取り入れた汚泥フロックを攪拌して破壊させるフロック破壊用攪拌羽根を収容してなるサンプル採取部と、汚泥フロックの攪拌抵抗を検出する検出部を備えているので、
フロック破壊用攪拌羽根を駆動するモータの積算消費電力量のみならず、前記フロック破壊用攪拌羽根が受ける攪拌抵抗の測定によっても、凝集汚泥フロックの凝集強度が側定できる。
〈８〉サンプル採取部の外筒が、前記フロック破壊用攪拌羽根を駆動するモータによるフロック破壊用攪拌羽根の回転で生じる旋回流がストッパ兼パドルに当たることによって内筒周りに摺動回転し、駆動モータを逆転すると前記外筒がサンプル入れ替え用開口を開く方向に回転し、前記ストッパ兼パドルが内筒の切欠きの一方縁に当接した状態で停止してサンプルの入れ替えが行われ、次いで前記駆動モータを正転すると外筒はサンプル入れ替え開口の閉じる方向に回転し、前記ストッパ兼パドルが内筒の切欠きの他方の縁に当接して停止し、サンプルとして取り入れた汚泥フロックの破壊が行われるよう構成されているので、
サンプル入れ替え用開口の開閉とサンプルの入れ替えに特別な動力源を必要とせず運転制御シーケンスが簡単で、その分運転コストの低減が図れる。

本発明の凝集汚泥フロックの凝集強度測定装置を装着した凝集混和装置の説明図本発明の凝集汚泥フロックの凝集強度測定装置の構造を示す断面図サンプル採取部を構成する内筒及び外筒の外観斜視図サンプル採取部の動作説明図凝集強度を測定して評価するタイムチャートの例凝集強度を測定して評価するタイムチャートの例サンプル採取部の他の動作説明図サンプル採取部のその他の動作説明図

本発明の凝集汚泥フロック凝集強度測定装置を実施するための形態を、実施例の図に基づいて説明する。
図１は本発明の凝集汚泥フロック凝集強度測定装置を装着した凝集混和装置の説明図、図２は本発明の凝集汚泥フロックの凝集強度測定装置の構造を示す断面図、図３はサンプル採取部を構成する内筒及び外筒の外観斜視図、図４はサンプル採取部の動作説明図である。
図において１は凝集汚泥フロックの凝集強度測定装置、２は同装置のサンプル採取部、３はサンプル採取部に取り込まれた凝集汚泥フロックの塊を攪拌して破壊させる略矩形状の４枚の羽根が軸に固定されてなるフロック破壊用攪拌羽根、４はフロック破壊用攪拌羽根を駆動する交流モータであり、５は前記サンプル採取部２を構成する外筒、５ａは外筒３に設けられたサンプル入れ替え用開口、５ｂは前記開口５ａの一方の縁部から中心軸に向けて突設された略矩形状のストッパ兼パドル、５ｃはフランジ、６は前記サンプル採取部２を構成する内筒、６ａは前記外筒５に突設されたストッパ兼パドルを縁端で受け止めて前記外筒５に設けられたサンプル入れ替え用開口５ａの開閉を行う切欠き、７は外筒５が内筒６の外周を摺動して回動する際の接触面積を少なくするための幅の狭いレール状の突起を示し、また８は前記サンプル採取部２、フロック破壊用攪拌羽根３、フロック破壊用攪拌羽根３を駆動するモータ４を取り付けて凝集強度測定装置１を構成する取付基板、９は外筒５のフランジ５ｃを押さえる押さえ金具、１０は使用後のサンプル採取部２を洗浄する洗浄水注入管を示す。
そして２０は凝集混和装置、２１は凝集混和タンク、２２は凝集混和タンク２１内に注入された排水と高分子凝集剤とを攪拌・混合する攪拌混合羽根、２３は前記攪拌混合羽根２２を回転駆動するモータ、２４は凝集混和タンク２１の上部側壁に穿設された凝集強度測定装置取付部を示す。

本発明の凝集汚泥フロックの凝集強度測定装置１は、図１に示すように、工場や家庭から排出される汚水と高分子凝集剤とを凝集混和タンク２１内で攪拌・混合して凝集汚泥フロックを形成する凝集混和装置２０に装着され、該凝集混和装置２０で形成された凝集汚泥フロックのサンプルを前記凝集タンク２１内で採取してその凝集強度を測定するものであり、本発明の凝集汚泥フロックの凝集強度測定装置１自体は、図２に示すように凝集汚泥フロックのサンプルを採取するサンプル採取部２と、該サンプル採取部２内に採取された凝集汚泥フロックを破壊するためのフロック破壊用攪拌羽根３と、該フロック破壊用攪拌羽根３を回動させるための交流モータ４とで構成されている。
そして、サンプル採取部２は、図３に示すように円筒の対向する側面２箇所にサンプル入れ替え用の開口５ａとストッパ兼パドル５ｂを有する外筒５と、前記外筒５のサンプル入れ替え用の開口５ａを開閉するための切欠き６ａを円筒の対向する側面２箇所に有する内筒６とが摺動可能に装着された二重円筒容器で構成され、前記内筒６の両端近傍には外筒５と内筒６との接触面積を少なくして摺動を容易にするために幅の狭いレール状の突起７が設けられている。なおこのレール状の突起７は外筒６の内側に設けられることがあってもよい。

前記のサンプル採取部２を構成する内筒６は、図２に示すように、サンプル採取部２、フロック破壊用攪拌羽根３、フロック破壊用攪拌羽根を駆動する交流モータ４を取り付けて凝集強度測定装置１として構成する取付基板８に、内筒６に設けられた二つの切欠き６ａが水平方向で対向するようにして固着され、その外周に外筒５が摺動回転可能に被装されている。そして外筒５の取付基板８側の端面にはフランジ５ｃが設けられ、このフランジ５ｃを前記取付基板８に固定された複数個の先端が鈎状をなす押さえ金具９によって緩やかに押さえることによって、内筒６との位置関係が保たれ、かつ回動可能な構造とされている。
このように取付基板８によって一体構成された凝集強度測定装置１は、図１に示すように、凝集混和タンク２１の上部側壁に穿設された凝集強度測定装置取付部２４から前記サンプル採取部２を挿入し、前記取付基板８を前記凝集混和タンク２１の凝集強度測定装置取付部２４に固着する。なお、この凝集強度測定装置取付部２４は、図１に示すように回転軸に分散配設された複数の攪拌混合羽根２２の内の上部２組の中間にあたる位置に設けるのが、フロック破壊用撹拌羽根３の撹拌によるだけでなく、複数の攪拌混合羽根２２の撹拌によっても、サンプル採取部２内のサンプルの入れ替えが推進されるので好ましい。
なお、図１に示す実施例においては、凝集混和タンク２１の上部側壁に凝集強度測定装置取付部２４を穿設して、該凝集混和タンク２１に凝集強度測定装置１を装着しているが、凝集強度測定装置１の装着箇所は、サンプルとなる汚泥フロックを採取できる箇所であればよく、例えば凝集汚泥フロックを凝集混和タンク２１から汚泥脱水機や汚泥濃縮機に移送する移送管の途中や、高分子凝集剤を添加した汚水を凝集混和タンク２１へ移送する移送管の途中に凝集強度測定装置取付部を穿設して装着してもよい。
また、図２では内筒６を取付基板８に固着し、その外周に外筒５を摺動回転可能に被装した状態を表示したが、外筒５を取付基板８にその二つのサンプル入れ替え用開口が水平方向で対向するように固着し、その内側に内筒６を摺動可能に収容することであってもよい。
この場合には、図７のサンプル採取部の他の動作説明図に示すように、内筒６を回動させるパドルは内筒６の切欠き６ａの縁に内側に向けて、またストッパは外筒５の開口縁に短いものをこれも内側に向けて取り付けたり、図８のサンプル採取部のその他の動作説明図に示すように、内筒６を回動させるパドルは内筒６の切欠き６ａの縁に内側に向けて、またストッパは内筒６の切欠き６ａの縁に短いものを外側に向けて取り付けることが好ましい。
なお本実施例では、駆動モータとして交流モータを使用したが、直流モータの使用を妨げるものでなく、また積算電力のみならず電圧、電流の所定時間内の変化等によって汚泥フロックの凝集強度を測定するものであってもよい。

次いで本発明の凝集汚泥フロックの凝集強度測定装置の動作について、図４に基づいて説明する。
まず、図４（ａ）に示すように、前記フロック破壊用攪拌羽根３を駆動する交流モータ４（図２参照）を逆転（Ｗ１）する。するとフロック破壊用攪拌羽根３の回転で生じる旋回流がストッパ兼パドル５ｂに当たって圧力を加え、取付基板８に固着された内筒６の周りに摺動可能に装着された外筒５が、旋回流に合わせて、すなわちサンプル入れ替え用開口５ａを開く方向に回転する（図４（ｂ））。
そして、前記ストッパ兼パドル５ｂが内筒６の側面の端部６ｂに当接して停止する（図４（ｃ）。
本発明にかかるサンプル採取部２は、このように、フロック破壊用攪拌羽根３の回転で生じる旋回流で、外筒５が回転し、該外筒５に設けられたサンプル入れ替え用開口５ａと、内筒６に設けられた切欠き６ａとが重なるよう配設される。
そして、図４（ｃ）に示すように、外筒５のサンプル入れ替え用開口５ａと、内筒６の切欠き６ａが重なることで、サンプル採取部２が開放された状態で保持される。
その際、前記内筒６の二つの切欠き６ａが水平方向で対向するようにして取付基板８に固着されていることから、二つのサンプル入れ替え用開口５ａは水平方向に開かれることになる。これにより、凝集混和装置２０の攪拌混合羽根２２（図１参照）の回転によって攪拌された凝集汚泥フロックを含む排水が、前記開口５ａの一方から流入し他方の開口５ａから流出することとなり、前記サンプル採取部２内のサンプルの入れ替えが行われる。

次いで図４（ｄ）に示すように、前記フロック破壊用攪拌羽根３を駆動する交流モータ４を正転（Ｗ２）する。するとフロック破壊用攪拌羽根３の回転で生じる旋回流がストッパ兼パドル５ｂの面に逆転時とは逆の面に当たり、外筒５はサンプル入れ替え開口５ａが閉じる方向に回転する（図４（ｅ））。
そして、図４（ｆ）に示すように、前記ストッパ兼パドル５ｂが内筒６の側面の端部６ｃに当接して停止し、前記内筒６の切欠き６ａを外筒５の側面で塞いだ状態で保持される。
これにより、前記逆転時に、サンプル入れ換え用開口５ａが開かれて新たに取り込まれたサンプルが、サンプル採取部２内に密封される。
そして、さらにフロック破壊用攪拌羽根３を正転方向に継続して回転させることで、取り込んだ汚泥フロックをその旋回流によって停止しているストッパ兼パドル５ｂに所定時間ぶつける。すると矩形状のフロック破壊用攪拌羽根３の側縁と矩形状のストッパ兼パドル５ｂの側縁との間に所定の間隔が形成されており、フロック破壊用攪拌羽根３の回転の際にそれら間隔に大きなせん断応力が発生し、汚泥フロックの破壊が促進される。つまり、ストッパ兼パドル５ｂは、撹拌流が当たることで生じる回転トルクを利用して内筒６ａを開方向と閉方向に無動力で回転させる機能と、切欠き６ｂとの当接によって内筒６ａを開位置と閉位置に位置決めする機能に加えて、フロック破壊用攪拌羽根３とストッパ兼パドル５ｂの間の凝集フロックに大きなせん断力を与えてフロックを破壊する機能を有する。
そしてその所定時間内に消費したモータ４の積算電力量を計測することによって、サンプルとして取り入れた凝集汚泥フロックの凝集強度を算出し、その算出値に基づいて凝集混和装置２０への高分子凝集剤の添加量を制御する。電力量は、一次側電源の電圧変動の影響を受けないため、信頼性の高い検出が可能となる。

図５及び図６に凝集汚泥フロックの凝集強度測定装置１を作動させてその凝集強度を測定して評価するタイムチャートの例を示した。両図の横軸は時間を、縦軸は時間ごとの消費電力と積載電力を示しており、横軸の時間には工程、フロック破壊用攪拌羽根３の運転状況及びサンプル採取部２の開閉状態を付記している。
フロック破壊用攪拌羽根３は、運転停止時間（Ｔ１）終了後に逆転させてサンプル採取部２を所定時間（Ｔ２）開放し、サンプル採取部２内の凝集汚泥フロックを入れ替えを行う。その後フロック破壊用攪拌羽根３の逆転運転を一時停止（Ｔ３）した後、フロック破壊用攪拌羽根３を所定時間（Ｔ４）正転させサンプル採取部２の開口を閉じるとともに、引き続きフロック破壊用攪拌羽根３の回転によってサンプル採取部２に取り込まれた汚泥フロックを破壊し、その際消費される電力を積算し、その積算電力量から凝集汚泥フロックの凝集強度（例えば、優、良、可、不可など）を求める。
本タイムチャートの例において、フロック破壊用攪拌羽根３の運転は、最初の停止待機時間Ｔ１が３〜５分、汚泥入れ替えのための逆転時間Ｔ２が５〜３０秒、正逆切替のための停止時間Ｔ３が１〜５秒、フロックを破壊するための正転時間Ｔ４が１〜５分として、これを１サイクルとし、該１サイクルをおよそ１０分の工程とし、最も汚泥フロックの強度が適切に計測でき、良好なフロックを作ることができるよう設定されている。これは、１サイクルを１０分以上とすると、汚泥の性状が変動してしまい、その計測結果によって行われる凝集混和装置への高分子凝集剤の添加量が適正でなくなるおそれがあること、また１サイクルを短くすると計測結果の変動幅が狭くなり、高分子凝集剤の少量添加が必要以上の回数行われることになり非効率であるためである。
なお、図５は凝集汚泥フロックの凝集強度が高く、評価が優又は良と判定される場合であって、破壊開始時の消費電力及び積算電力とも大きく示されており、前記凝集混和装置への高分子凝集剤の添加量は適当と判断される。
一方、図６は凝集汚泥フロックの凝集強度が低く、評価が可又は不可と判定される場合であって、破壊開始時の消費電力及び積算電力とも小さく示されており、前記凝集混和装置への高分子凝集剤の添加量が不足と判断され、高分子凝集剤の追加添加が必要ということが分かる。

なお、本発明における凝集汚泥フロックの凝集強度測定装置１は、凝集混和装置２０における凝集汚泥フロックの混和作業が終了した後には、前記サンプル採取部２の外筒５の開口５ａを開かれた状態にして、洗浄水注入管１０から洗浄用の圧力水をサンプル採取部２に注入し、該サンプル採取部２に残留する汚泥フロックを排出するとともにサンプル採取部２内を清掃する構成としている。
また、前記凝集強度測定装置取付部２４によって凝集汚泥フロック凝集強度測定装置１が凝集混和装置２０に着脱自在となっているため、故障時等におけるメンテナンスがしやすい構造となっている。

本発明の実施の形態としてフロック破壊用攪拌羽根の駆動モータとして交流モータ４を使用し、所定時間内に消費した積算電力量を計測することによって、サンプルとして取り入れた凝集汚泥フロックの凝集強度を算出しているが、凝集強度の算出手段はこれに限られるものではなく、例えば、直流モータを用いてその積算電流を計測することによって凝集強度を算出してもよい。
また、撹拌羽根を駆動するモータを回転させようとする際、回転方向と逆方向にモータ本体を回転させようとするトルク反力（撹拌抵抗）が働くので、このトルク反力をトルク検出器やロードセルなどの検出素子で計測することによって凝集汚泥フロックの凝集強度を算出してもよい

本発明の凝集汚泥フロックの凝集強度測定装置は、凝集混和装置をはじめ、スクリュープレス脱水機、ベルトプレス脱水機、遠心分離脱水機や汚泥濃縮機などにも適用できる。

１：凝集汚泥フロックの凝集強度測定装置
２：サンプル採取部
３：フロック破壊用攪拌羽根
４：交流モータ
５：外筒
５ａ：サンプル入れ替え用開口
５ｂ：ストッパ兼パドル
５ｃ：フランジ
６：内筒
６ａ：切欠き
６ｂ：内筒の側面の端部
６ｃ：内筒の側面の端部
７：レール状突起
８：取付基板
９：押さえ金具
１０：洗浄水注入管
２０：凝集混和装置
２１：凝集混和タンク
２２：攪拌混合羽根
２３：モータ
２４：凝集強度測定装置取付部
Ｗ１：逆転
Ｗ２：正転

Claims

工場や家庭から排出される汚水に高分子凝集剤を混合・攪拌して凝集汚泥のフロックを形成する凝集混和装置に装着され、凝集された汚泥フロックのサンプルを採取し、その凝集強度を測定する凝集汚泥のフロック凝集強度測定装置であって、
凝集汚泥フロックのサンプルを採取するサンプル採取部と、該サンプル採取部に取り込まれた汚泥フロックを攪拌して破壊させるフロック破壊用攪拌羽根と、該フロック破壊用攪拌羽根を駆動するモータと、該モータの消費電力を計測する積算電力計とで構成され、該積算電力計によって計測された消費電力量から前記凝集汚泥フロックの凝集強度を算出してなることを特徴とする凝集汚泥フロックの凝集強度測定装置。
前記サンプル採取部が、円筒の対向する側面２箇所にサンプル入れ替え用の開口と、該開口の一方の縁部から中心軸に向けて突設されたストッパ兼パドルとを有する外筒と、前記外筒のサンプル入れ替え用の開口を開閉するための切欠きを側面に有する内筒とが摺動可能に装着された二重円筒容器で構成され、該サンプル採取部が前記凝集混和装置に挿入固定され、かつ前記サンプル採取部の二重円筒容器内にサンプルとして取り入れた汚泥フロックを破壊させるフロック破壊用攪拌羽根を収容してなることを特徴とする請求項１に記載の凝集汚泥フロックの凝集強度測定装置。
前記サンプル採取部の外筒が、前記フロック破壊用攪拌羽根を駆動するモータによるフロック破壊用攪拌羽根の回転で生じる旋回流がストッパ兼パドルに当たることによって内筒周りに摺動回転し、前記駆動モータを逆転すると前記外筒がサンプル入れ替え用開口を開く方向に回転し、前記ストッパ兼パドルが内筒の切欠きの一方縁に当接した状態で停止してサンプルの入れ替えが行われ、次いで前記駆動モータを正転すると外筒はサンプル入れ替え開口の閉じる方向に回転し、前記ストッパ兼パドルが内筒の切欠きの他方の縁に当接して停止し、サンプルとして取り入れた汚泥フロックの破壊が行われるよう構成されてなることを特徴とする請求項２に記載の凝集汚泥フロックの凝集強度測定装置。
前記サンプル採取部の内筒が、前記フロック破壊用攪拌羽根を駆動するモータが取り付けられた取付基板に、該内筒に設けられた二つの切欠きが水平方向で対向するようにして固着し、その外周に外筒が摺動回転可能に被装され、かつ前記外筒の取付基板側の端面にはフランジが設けられ、このフランジを前記取付基板に固定された複数個の押さえ金具によって緩やかに押さえられて、内筒との位置関係が保たれつつ回動可能な構造とされ、サンプル採取部、フロック破壊用攪拌羽根、モータを、前記取付基板で一体に構成されてなることを特徴とする請求項２又は３に記載の凝集汚泥フロックの凝集強度測定装置。
前記攪拌羽根を駆動するモータが、交流モータであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１に記載の凝集汚泥フロックの凝集強度測定装置。
工場や家庭から排出される汚水に凝集剤を添加し、凝集された汚泥フロックのサンプルを採取し、その凝集強度を測定する凝集汚泥のフロック凝集強度測定装置であって、
円筒の対向する側面２箇所にサンプル入れ替え用の開口と、該開口の一方の縁部から中心軸に向けて突設されたストッパ兼パドルとを有する外筒と、前記外筒のサンプル入れ替え用の開口を開閉するための切欠きを側面に有する内筒とが摺動可能に装着された二重円筒容器内に、サンプルとして取り入れた汚泥フロックを攪拌して破壊させるフロック破壊用攪拌羽根を収容してなるサンプル採取部と、汚泥フロックの攪拌抵抗を検出する検出部を備えることを特徴とする凝集汚泥フロックの凝集強度測定装置。
前記サンプル採取部の外筒が、前記フロック破壊用攪拌羽根を駆動するモータによるフロック破壊用攪拌羽根の回転で生じる旋回流がストッパ兼パドルに当たることによって内筒周りに摺動回転し、前記駆動モータを逆転すると前記外筒がサンプル入れ替え用開口を開く方向に回転し、前記ストッパ兼パドルが内筒の切欠きの一方縁に当接した状態で停止してサンプルの入れ替えが行われ、次いで前記駆動モータを正転すると前記外筒はサンプル入れ替え開口の閉じる方向に回転し、前記ストッパ兼パドルが内筒の切欠きの他方の縁に当接して停止し、サンプルとして取り入れた汚泥フロックの破壊が行われるよう構成されてなることを特徴とする請求項６に記載の凝集汚泥フロックの凝集強度測定装置。