JP6730467B2 - 凝集沈殿制御装置、凝集沈殿装置、凝集沈殿制御方法及びコンピュータプログラム - Google Patents
凝集沈殿制御装置、凝集沈殿装置、凝集沈殿制御方法及びコンピュータプログラム Download PDFInfo
- Publication number
- JP6730467B2 JP6730467B2 JP2019000846A JP2019000846A JP6730467B2 JP 6730467 B2 JP6730467 B2 JP 6730467B2 JP 2019000846 A JP2019000846 A JP 2019000846A JP 2019000846 A JP2019000846 A JP 2019000846A JP 6730467 B2 JP6730467 B2 JP 6730467B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- water
- treated
- image
- state
- aggregate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Landscapes
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Description
凝集沈殿法では、アルミニウム塩や鉄塩などの無機化合物や、ポリアクリルアミドなどの有機高分子に正又は負の電荷をもつ官能基を導入した有機化合物などが凝集剤として用いられる。これらの凝集剤(薬剤)は、被処理水中の不要物をフロック(凝集物)に凝集させるとともに、フロックをより大きく形成する作用を持つ。このような凝集処理は、様々な水処理施設で行われている。例えば、浄水場においては、砂や粘土質の土壌成分、植物の破片、藻類などのプランクトン、着色原因となる高分子の溶解物などが除去対象となる。また、下水処理場においては、汚泥の脱水性を向上する為の凝集処理が行われている。また、工場排水処理においては、様々な工場から排出される多種多様な不要物が除去対象となる。
図1は、一般的な凝集沈殿プロセスを実現する凝集沈殿装置の具体例を示す図である。
凝集沈殿装置100は、貯留槽110、第1凝集槽120、薬剤貯留槽130、薬剤注入ポンプ140、攪拌機150、第2凝集槽160、攪拌機170及び沈殿槽180を備える。貯留槽110、第1凝集槽120、第2凝集槽160及び沈殿槽180は、図のとおりに隣接して設置され、各水槽間には被処理水を輸送するための流路(図示せず)が設けられている。貯留槽110に貯留された水は、高低差(以下、「ヘッド差」という。)やポンプ等を利用することによって、第1凝集槽120、第2凝集槽160及び沈殿槽180の順に輸送される。
図2において、破線矢印は凝集沈殿装置100から被処理水の一部が分取されていることを表している。分取流路200は、凝集沈殿装置100から分取された被処理水の流路を模式的に示した図である。分取流路200の途中に設けられているフローセル210は、分取された被処理水を撮像可能にするための管路である。フローセル210は、その一部がガラス等の透明な材料で構成され、中を流れる被処理水が撮像可能なように構成される。分取流路200を流れる被処理水は流入口211からフローセル210に流入し、流出口212から分取流路200に流出する。なお、被処理水は、第1凝集槽120、第2凝集槽160及び沈殿槽180のいずれの水槽から分取されてもよいし、各水槽のどの部分から分取されてもよい。ただし、制御における時間遅れを考慮すると、なるべく早い時点での検査が望ましいため、本実施形態では、第1凝集槽120から被処理水を分取するものと仮定する。
図3におけるフローセル210内の丸は、被処理水中のフロックを表している。凝集沈殿装置100から分取された被処理水は、分取流路を流れてフローセル210に流入する。光源310は、フローセル210に特定波長の光を照射する。例えば、光源310は、LED(Light Emitting Diode)である。吸光度計測装置300は、光源310によって照射された光のうちフローセル210を透過した光を計測することによって、被処理水の吸光度を計測する。なお、光源310にハロゲンランプやキセノンランプなどの一般的な光源を用いる場合、分光器やバンドパスフィルタなどの分光手段を用いて特定の波長の光を取り出すように構成されてもよい。また、複数波長の光を用いる場合、光源310は、特定波長の光のみを発する複数の光源を切り替えるように構成されてもよいし、上記分光器を用いて複数の波長の光を取り出すように構成されてもよいし、異なる波長を透過させる複数のフィルタを切り替えるように構成されてもよい。このように、フローセル210を流れる被処理水の吸光度を計測できれば、吸光度計測装置300及び光源310はどのような構成であってもよい。
凝集沈殿制御装置1は、バスで接続されたCPU(Central Processing Unit)やメモリや補助記憶装置などを備え、制御プログラムを実行する。凝集沈殿制御装置1は、制御プログラムの実行によって吸光度取得部11、凝集状態取得部12及び制御情報生成部13を備える装置として機能する。なお、凝集沈殿制御装置1の各機能の全て又は一部は、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)やPLD(Programmable LogicDevice)やFPGA(Field Programmable Gate Array)等のハードウェアを用いて実現されてもよい。制御プログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、例えばフレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、CD−ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置である。制御プログラムは、電気通信回線を介して送信されてもよい。
図5は、100μL/Lの墨汁水溶液をPACを用いて中性域で凝集させたときの吸収スペクトルを示している。図5において横軸は被処理水に照射された光の波長を表し、縦軸は各波長の光について計測された吸光度を表す。また、図5に示された複数の系列は、図右の凡例が示す各経過時間における波長と吸光度との関係を表している。なお、ここでは、凝集プロセスの開始時点(図中の0min)において凝集剤を注入し、同じタイミングで攪拌を開始した。また、ここでの攪拌は、最初の11分間を150rpm(周速約0.6m/s)の急速攪拌、その後を50rpm(周速約0.2m/s)緩速攪拌とした。
まず、光の波長に対して粒子径が十分に大きい場合、光の散乱は幾何光学的に近似することが可能である。この場合、吸光度に対する散乱光の影響はほとんどなく、吸光度は粒子の濃度との高い相関を持つ。そのため、このような場合、赤色光などの長波長の光を用いて吸光度を計測することにより凝集状態を判断することができる。
例えば、このような吸光度を用いた指標値は次の式(2)によって定義される。
制御情報生成部13は、原水の濁度に応じた制御目標と、現時点での凝集状態とに基づいて制御情報を生成する。このように制御情報が生成されることによって、凝集沈殿制御装置1は、凝集沈殿装置100を連続系に対応させることが可能となる。
図6は、第2の実施形態における凝集沈殿装置の制御の概要を示す概略図である。
第1の実施形態の凝集沈殿制御装置1は、被処理水の吸光度に基づいてフロックの凝集状態を判断した。これに対して、第2の実施形態の凝集沈殿制御装置1aは、被処理水が撮像された画像に基づいてフロックの凝集状態を判断する。
撮像装置400(撮像部)は、フローセル210を撮像することによって、凝集沈殿装置100から分取された被処理水の画像を取得する。撮像装置400は、取得した被処理水の画像を凝集沈殿制御装置1に出力する。
凝集沈殿装置100から分取された被処理水は、分取流路を流れてフローセル210に流入する。光源310は、フローセル210に光を照射する。撮像装置400は、光源310によって照らされたフローセル210を撮像することによって、分取された被処理水の画像を取得する。撮像装置400は、取得した被処理水の画像を凝集沈殿制御装置1に出力する。
凝集沈殿制御装置1aは、吸光度取得部11に代えて画像取得部14を備える点、凝集状態取得部12に代えて凝集状態取得部12aを備える点、制御情報生成部13に代えて制御情報生成部13aを備える点で、第1の実施形態の凝集沈殿制御装置1と異なる。
画像取得部14は、撮像装置400から被処理水が撮像された画像を取得する。画像取得部14は、取得した被処理水の画像を凝集状態取得部12aに出力する。
また、フロックが十分に沈降性の良い形状となっていない場合、急速攪拌の強度を強めるような制御情報を生成してもよい。また、制御情報生成部13aは、攪拌強度に代えて攪拌時間を制御する制御情報を生成してもよい。
図9〜図12のいずれも、100μL/Lの墨汁水溶液を、PACを用いて中性域で凝集させたときの画像である。なお、各図中の複数の画像は、同じ凝集沈殿処理において形成されたフロックを複数撮像した画像である。
Claims (8)
- 被処理水を撮像する撮像部から前記被処理水の画像を取得する画像取得部と、
前記画像取得部によって取得された前記被処理水の画像に基づいて、凝集物の真円度を取得し、取得された前記凝集物の真円度に基づいて、前記被処理水に含まれる凝集物の凝集状態を取得する凝集状態取得部と、
前記凝集状態取得部によって取得された前記凝集物の凝集状態に基づいて、前記凝集物の真円度が高くなるように、凝集剤が注入された前記被処理水の攪拌の強度を強めるための制御情報を生成する制御部と、
を備える凝集沈殿制御装置。 - 被処理水を撮像する撮像部から前記被処理水の画像を取得する画像取得部と、
前記画像取得部によって取得された前記被処理水の画像に基づいて、凝集物のフラクタル次数を取得し、取得された前記凝集物のフラクタル次数に基づいて、前記被処理水に含まれる凝集物の凝集状態を取得する凝集状態取得部と、
前記凝集状態取得部によって取得された前記凝集物の凝集状態に基づいて、前記凝集物のフラクタル次数が低くなるように、凝集剤が注入された前記被処理水の攪拌の強度を強めるための制御情報を生成する制御部と、
を備える凝集沈殿制御装置。 - 被処理水を撮像する撮像部から前記被処理水の画像を取得する画像取得部と、
前記画像取得部によって取得された前記被処理水の画像に基づいて、凝集物の真円度を取得し、取得された前記凝集物の真円度に基づいて、前記被処理水に含まれる凝集物の凝集状態を取得する凝集状態取得部と、
前記凝集状態取得部によって取得された前記凝集物の凝集状態に基づいて、前記凝集物の真円度が高くなるように、凝集剤が注入された前記被処理水の攪拌の強度を強めるための制御情報を生成する制御部と、
前記制御部によって生成された制御情報に基づいて、前記被処理水を攪拌する攪拌機と、
を備える凝集沈殿装置。 - 被処理水を撮像する撮像部から前記被処理水の画像を取得する画像取得部と、
前記画像取得部によって取得された前記被処理水の画像に基づいて、凝集物のフラクタル次数を取得し、取得された前記凝集物のフラクタル次数に基づいて、前記被処理水に含まれる凝集物の凝集状態を取得する凝集状態取得部と、
前記凝集状態取得部によって取得された前記凝集物の凝集状態に基づいて、前記凝集物のフラクタル次数が低くなるように、凝集剤が注入された前記被処理水の攪拌の強度を強めるための制御情報を生成する制御部と、
前記制御部によって生成された制御情報に基づいて、前記被処理水を攪拌する攪拌機と、
を備える凝集沈殿装置。 - 被処理水を撮像する撮像部から前記被処理水の画像を取得する画像取得ステップと、
前記画像取得ステップにおいて取得された前記被処理水の画像に基づいて、凝集物の真円度を取得し、取得された前記凝集物の真円度に基づいて、前記被処理水に含まれる凝集物の凝集状態を取得する凝集状態取得ステップと、
前記凝集状態取得ステップにおいて取得された前記凝集物の凝集状態に基づいて、前記凝集物の真円度が高くなるように、凝集剤が注入された前記被処理水の攪拌の強度を強めるための制御情報を生成する制御ステップと、
を備える凝集沈殿制御方法。 - 被処理水を撮像する撮像部から前記被処理水の画像を取得する画像取得ステップと、
前記画像取得ステップにおいて取得された前記被処理水の画像に基づいて、凝集物のフラクタル次数を取得し、取得された前記凝集物のフラクタル次数に基づいて、前記被処理水に含まれる凝集物の凝集状態を取得する凝集状態取得ステップと、
前記凝集状態取得ステップにおいて取得された前記凝集物の凝集状態に基づいて、前記凝集物のフラクタル次数が低くなるように、凝集剤が注入された前記被処理水の攪拌の強度を強めるための制御情報を生成する制御ステップと、
を備える凝集沈殿制御方法。 - 被処理水を撮像する撮像部から前記被処理水の画像を取得する画像取得ステップと、
前記画像取得ステップにおいて取得された前記被処理水の画像に基づいて、凝集物の真円度を取得し、取得された前記凝集物の真円度に基づいて、前記被処理水に含まれる凝集物の凝集状態を取得する凝集状態取得ステップと、
前記凝集状態取得ステップにおいて取得された前記凝集物の凝集状態に基づいて、前記凝集物の真円度が高くなるように、凝集剤が注入された前記被処理水の攪拌の強度を強めるための制御情報を生成する制御ステップと、
をコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラム。 - 被処理水を撮像する撮像部から前記被処理水の画像を取得する画像取得ステップと、
前記画像取得ステップにおいて取得された前記被処理水の画像に基づいて、凝集物のフラクタル次数を取得し、取得された前記凝集物のフラクタル次数に基づいて、前記被処理水に含まれる凝集物の凝集状態を取得する凝集状態取得ステップと、
前記凝集状態取得ステップにおいて取得された前記凝集物の凝集状態に基づいて、前記凝集物のフラクタル次数が低くなるように、凝集剤が注入された前記被処理水の攪拌の強度を強めるための制御情報を生成する制御ステップと、
をコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019000846A JP6730467B2 (ja) | 2019-01-07 | 2019-01-07 | 凝集沈殿制御装置、凝集沈殿装置、凝集沈殿制御方法及びコンピュータプログラム |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019000846A JP6730467B2 (ja) | 2019-01-07 | 2019-01-07 | 凝集沈殿制御装置、凝集沈殿装置、凝集沈殿制御方法及びコンピュータプログラム |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015177712A Division JP6739913B2 (ja) | 2015-09-09 | 2015-09-09 | 凝集沈殿制御装置、凝集沈殿制御方法及びコンピュータプログラム |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2019055406A JP2019055406A (ja) | 2019-04-11 |
JP6730467B2 true JP6730467B2 (ja) | 2020-07-29 |
Family
ID=66106943
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2019000846A Active JP6730467B2 (ja) | 2019-01-07 | 2019-01-07 | 凝集沈殿制御装置、凝集沈殿装置、凝集沈殿制御方法及びコンピュータプログラム |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6730467B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7341881B2 (ja) * | 2019-12-25 | 2023-09-11 | 株式会社クボタ | 情報処理装置、情報処理方法、制御装置、水処理システム、および制御プログラム |
WO2021214755A1 (en) * | 2020-04-21 | 2021-10-28 | Elad Technologies (L.S.) Ltd | System, and method for continuous process control of water contaminant separation process |
CN114229974B (zh) * | 2021-11-19 | 2022-11-11 | 上海矾花科技有限公司 | 一种水处理系统及水处理药剂投加量的控制方法 |
CN114088666A (zh) * | 2021-12-06 | 2022-02-25 | 上海易清智觉自动化科技有限公司 | 一种洗砂废水处理检测装置和方法 |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02284605A (ja) * | 1989-04-27 | 1990-11-22 | Meidensha Corp | フロック形成池のパドル制御装置 |
JPH06327907A (ja) * | 1993-05-20 | 1994-11-29 | Mitsubishi Electric Corp | フロック形成制御装置 |
JPH079000A (ja) * | 1993-06-23 | 1995-01-13 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | 汚泥の凝集状態評価装置 |
JP4238983B2 (ja) * | 2003-06-20 | 2009-03-18 | 株式会社石垣 | 凝集剤注入制御方法並びにその制御装置 |
JP2007203133A (ja) * | 2006-01-31 | 2007-08-16 | Toshiaki Ochiai | 被処理水の凝集処理方法及びその処理装置 |
JP4516152B1 (ja) * | 2009-09-08 | 2010-08-04 | 国立大学法人大阪大学 | 凝集沈澱処理方法 |
JP6139314B2 (ja) * | 2013-07-23 | 2017-05-31 | 株式会社東芝 | 凝集制御装置及び凝集制御方法 |
JP2015044149A (ja) * | 2013-08-28 | 2015-03-12 | 株式会社日立製作所 | 凝集処理方法、凝集処理装置及び水処理装置 |
CN104496062B (zh) * | 2014-11-09 | 2017-01-18 | 吉林大学 | 一种褐煤提质废水的预处理方法 |
-
2019
- 2019-01-07 JP JP2019000846A patent/JP6730467B2/ja active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2019055406A (ja) | 2019-04-11 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6730467B2 (ja) | 凝集沈殿制御装置、凝集沈殿装置、凝集沈殿制御方法及びコンピュータプログラム | |
JP6739913B2 (ja) | 凝集沈殿制御装置、凝集沈殿制御方法及びコンピュータプログラム | |
JP2016191679A (ja) | 凝集状態検出方法、薬剤注入制御方法及び薬剤注入制御装置 | |
JP5401087B2 (ja) | 凝集剤注入制御方法 | |
JP2017026527A (ja) | 凝集沈殿制御装置、凝集沈殿制御方法、コンピュータプログラム及び凝集沈殿システム | |
JP6437394B2 (ja) | 水処理方法、水処理施設、注入凝集剤量評価システムおよび残留凝集剤量推算装置 | |
JP7003165B2 (ja) | 凝集処理システム、凝集処理方法、コンピュータプログラム及び凝集処理制御装置 | |
JP2008055299A (ja) | 凝集沈殿処理装置 | |
JP6577383B2 (ja) | 凝集制御装置 | |
JP6797718B2 (ja) | 凝集制御装置、凝集制御方法及び凝集制御システム | |
JP7074406B2 (ja) | 薬剤添加量制御装置及び薬剤添加量制御方法 | |
WO2016006419A1 (ja) | 凝集方法および凝集装置 | |
JP2015020154A (ja) | 凝集制御装置及び凝集制御方法 | |
Kan et al. | Coagulation monitoring in surface water treatment facilities | |
JPWO2018193794A1 (ja) | 凝集沈澱処理方法 | |
JP6385860B2 (ja) | 凝集状態判別方法、および凝集状態判別装置 | |
JP4895642B2 (ja) | 微生物の分離方法 | |
JP2010240627A (ja) | 浄水場の薬品注入制御方法 | |
JP2016030228A (ja) | フロックの凝集条件制御方法およびフロックの凝集条件制御装置、水処理方法および水処理装置 | |
JP6262092B2 (ja) | フロックの凝集状態評価方法およびフロックの凝集状態評価装置 | |
JPH0425041B2 (ja) | ||
JP2019155285A (ja) | 固液分離装置 | |
JP6334285B2 (ja) | 凝集状態検出方法、凝集状態制御方法、凝集状態検出装置及び凝集状態制御装置 | |
KR20080008050A (ko) | 정수 처리 장치 및 방법 | |
Srivastava et al. | Characterization of particles and their relation with residual aluminum in water treated with pulsating floc blanket clarifiers and conventional clariflocculators using PACl |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20190107 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20191018 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20191029 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20200106 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20200121 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20200323 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20200602 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20200702 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6730467 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |