JP7225389B2 - water treatment system - Google Patents

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Description

本発明の実施形態は、下水、農業排水、および工場排水等の有機排水を、微生物により浄化する水処理システムに関する。 Embodiments of the present invention relate to water treatment systems that purify organic wastewater, such as sewage, agricultural wastewater, and industrial wastewater, with microorganisms.

下水等の有機物を含有する有機排水を浄化する水処理システムでは、一般に、微生物による生物処理(以降、「微生物処理」と称する)が用いられている。この種の微生物処理を活用した水処理システムの一つとして、回転円板法を用いた水処理システムがある。 2. Description of the Related Art In water treatment systems for purifying organic wastewater containing organic matter such as sewage, biological treatment using microorganisms (hereinafter referred to as “microbial treatment”) is generally used. As one of the water treatment systems utilizing this type of microbial treatment, there is a water treatment system using the rotating disk method.

回転円板法は、円板状の平板の表面に、例えば特許文献1および特許文献2に開示されているように、バチルス属の菌(以降、「バチルス菌」と称する)のような有用微生物(以降、単に「微生物」と称する)を優占的に付着し易くするための繊維状の接触体を配し、円板状の平板を、モータ等の動力を使って回転させながら、接触体に付着したバチルス菌のような微生物と原水とを接触させることによって、微生物の働きにより、原水中の有機物や窒素成分を除去する方法である。 In the rotating disk method, useful microorganisms such as Bacillus spp. (hereinafter simply referred to as "microorganisms") is arranged to make it easier to predominantly adhere to the fibrous contact body, and the disc-shaped flat plate is rotated using power such as a motor, and the contact body In this method, organic substances and nitrogen components in the raw water are removed by the action of the microorganisms by bringing the raw water into contact with microorganisms such as Bacillus that adhere to the surface.

バチルス菌を優占化することで、水処理過程で発生する余剰汚泥量を削減できること、臭気の発生を抑制できること、良好な有機物ならびに窒素除去性能が得られること、また、特許文献3に開示されているように、後段に活性汚泥法の生物反応槽を配置した場合、生物反応槽の負荷を低減できることから、生物反応槽のブロワの消費電力を大幅に低減できるなどの効果が得られることが知られている。 By making Bacillus dominant, the amount of excess sludge generated in the water treatment process can be reduced, the generation of odor can be suppressed, and good organic matter and nitrogen removal performance can be obtained. As described above, when the biological reactor for the activated sludge process is placed in the latter stage, the load on the biological reactor can be reduced, so the power consumption of the blower in the biological reactor can be greatly reduced. Are known.

一方で、円板状の平板に微生物が過剰に付着すると、微生物に酸素を十分に供給できなくなるために、浄化性能が悪化する。このため、平板に過剰に付着した微生物を剥離等により除去するための洗浄操作が必要となる。 On the other hand, when microorganisms adhere excessively to the disk-shaped flat plate, oxygen cannot be sufficiently supplied to the microorganisms, resulting in deterioration of purification performance. Therefore, a washing operation is required to remove the microorganisms excessively attached to the flat plate by peeling or the like.

この洗浄操作の要否は、従来、オペレータによる定期点検の結果に基づいて決定されている。すなわち、オペレータは、円板状の平板を定期的に目視点検し、平板に微生物が過剰に付着していることを発見すると、洗浄操作が実施され、過剰な微生物が、円板状の平板から剥離等より除去されている。 Conventionally, whether or not this cleaning operation is necessary is determined based on the results of periodic inspections by an operator. That is, the operator periodically visually inspects the disk-shaped flat plate, and if he finds that the flat plate has excessively adhered microorganisms, a washing operation is carried out to remove the excess microorganisms from the disk-shaped flat plate. It is removed by peeling or the like.

日本国特開2009-166038号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2009-166038 日本国特開2007-301511号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-301511 日本国特開2000-189991号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-189991

しかしながら、水処理システムの維持管理コストの低減化、省力化、運転の効率化等が要求されている昨今の状況から、人的な作業を極力排除した自動運転に対するニーズが高まっている。 However, due to the recent demands for lower maintenance and management costs, labor saving, and more efficient operation of water treatment systems, there is a growing need for automatic operation that eliminates human work as much as possible.

本発明が解決しようとする課題は、平板に付着している微生物の量を、非接触センサからの情報から推定し、推定結果に基づいて、水処理運転を自動制御することが可能な水処理システムを提供することである。 The problem to be solved by the present invention is to estimate the amount of microorganisms adhering to a flat plate from information from a non-contact sensor, and to automatically control the water treatment operation based on the estimation result. It is to provide a system .

実施形態の水処理システムは、微生物が付着した平板を、一部が原水に浸漬するように回転させながら、微生物によって原水を浄化する水処理システムであって、平板が取り付けられたシャフトを回転させるモータと、平板に付着した微生物の量を推定するための情報を測定する測定部と、モータを第1の回転数または第1の回転数より高い、平板に付着した微生物を剥離するための第2の回転数で回転するように制御するコントローラとを備える。コントローラは、測定部が測定した情報に基づいて、平板に付着した微生物の量を推定し、推定した微生物の量が所定値に達したかを判定し、所定値に達したと判定した場合、モータを第2の回転数で回転するよう制御し、所定値に達していないと判定した場合、モータを第1の回転数で回転するよう制御する。 The water treatment system of the embodiment is a water treatment system that purifies raw water with microorganisms while rotating a flat plate on which microorganisms are attached so that a part of it is immersed in raw water, and rotates a shaft to which the flat plate is attached. a motor, a measurement unit for measuring information for estimating the amount of microorganisms adhering to the flat plate, and a motor rotating at a first rotation speed or higher than the first rotation speed for peeling off the microorganisms adhering to the flat plate. and a controller that controls to rotate at a number of revolutions of 2. Based on the information measured by the measuring unit, the controller estimates the amount of microorganisms adhering to the flat plate, determines whether the estimated amount of microorganisms has reached a predetermined value, and determines that the predetermined value has been reached, The motor is controlled to rotate at the second rotation speed, and when it is determined that the predetermined value has not been reached, the motor is controlled to rotate at the first rotation speed.

図1は、第1の実施形態の水処理方法が適用された水処理システムの構成例を示す概念図である。FIG. 1 is a conceptual diagram showing a configuration example of a water treatment system to which the water treatment method of the first embodiment is applied. 図2は、回転円板装置を前面側(図1における原水導入側)から見た構成例を含む、第1の実施形態の水処理システムの部分的な構成例を示す概念図である。FIG. 2 is a conceptual diagram showing a partial configuration example of the water treatment system of the first embodiment, including a configuration example of the rotating disk device viewed from the front side (raw water introduction side in FIG. 1). 図3は、第1の実施形態の水処理システムにおけるコントローラおよび監視装置の構成例を示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram showing a configuration example of a controller and a monitoring device in the water treatment system of the first embodiment. 図4は、単位時間あたりの回転数が同じ場合における回転円板体への微生物付着量と、回転円板体の回転時に得られるモータ電流値との関係を例示する図である。FIG. 4 is a diagram illustrating the relationship between the amount of microorganisms adhering to the rotating disc and the motor current value obtained when the rotating disc rotates when the number of rotations per unit time is the same. 図5は、第1の実施形態の変形例2におけるコントローラおよび監視装置の構成例を示すブロック図である。FIG. 5 is a block diagram showing a configuration example of a controller and a monitoring device in Modification 2 of the first embodiment. 図6は、回転円板体の単位時間あたりの回転数と、回転円板体の回転時に電流計によって測定される電流値との関係を例示するグラフである。FIG. 6 is a graph illustrating the relationship between the number of revolutions per unit time of the rotating disk and the current value measured by the ammeter during rotation of the rotating disk. 図7は、第1の実施形態の変形例3の水処理システムの部分的な構成例を示す概念図であり、回転円板装置を前面側(図1における原水導入側)から見た状態を例示する図である。FIG. 7 is a conceptual diagram showing a partial configuration example of a water treatment system according to Modification 3 of the first embodiment, and shows a state in which the rotating disk device is viewed from the front side (raw water introduction side in FIG. 1). FIG. 4 is a diagram illustrating an example; 図8は、第2の実施形態の水処理方法が適用された水処理システムの構成例を示す概念図である。FIG. 8 is a conceptual diagram showing a configuration example of a water treatment system to which the water treatment method of the second embodiment is applied. 図9は、回転円板装置を前面側(図8における原水導入側)から見た構成例を含む、第2の実施形態の水処理システムの部分的な構成例を示す概念図である。FIG. 9 is a conceptual diagram showing a partial configuration example of the water treatment system of the second embodiment, including a configuration example of the rotating disk device viewed from the front side (raw water introduction side in FIG. 8). 図10は、第2の実施形態の水処理システムにおけるコントローラおよび監視装置の構成例を示すブロック図である。FIG. 10 is a block diagram showing a configuration example of a controller and a monitoring device in the water treatment system of the second embodiment. 図11は、第2の実施形態の変形例1の水処理システムにおける回転円板装置の構成例を含む、水処理システムの部分的な構成例を示す概念図である。FIG. 11 is a conceptual diagram showing a partial configuration example of a water treatment system including a configuration example of a rotating disk device in the water treatment system of Modification 1 of the second embodiment. 図12は、第2の実施形態の変形例2における回転円板装置の構成例を含む、水処理システムの部分的な構成例を示す概念図である。FIG. 12 is a conceptual diagram showing a partial configuration example of a water treatment system including a configuration example of a rotating disk device according to modification 2 of the second embodiment. 図13は、第2の実施形態の変形例3の水処理システムにおけるコントローラおよび監視装置の構成例を示すブロック図である。FIG. 13 is a block diagram showing a configuration example of a controller and a monitoring device in a water treatment system according to modification 3 of the second embodiment. 図14は、第3の実施形態の水処理方法が適用された水処理システムの構成例を示す概念図である。FIG. 14 is a conceptual diagram showing a configuration example of a water treatment system to which the water treatment method of the third embodiment is applied. 図15は、第3の実施形態の水処理システムにおけるコントローラおよび監視装置の構成例を示すブロック図である。FIG. 15 is a block diagram showing a configuration example of a controller and a monitoring device in the water treatment system of the third embodiment. 図16は、第3の実施形態の水処理方法が適用された水処理システムによる微生物の付着量制御を説明するための図である。FIG. 16 is a diagram for explaining adhesion amount control of microorganisms by a water treatment system to which the water treatment method of the third embodiment is applied. 図17は、第4の実施形態の水処理方法が適用された水処理システムの構成例を示す概念図である。FIG. 17 is a conceptual diagram showing a configuration example of a water treatment system to which the water treatment method of the fourth embodiment is applied. 図18は、第4の実施形態の水処理システムにおけるコントローラおよび監視装置の構成例を示すブロック図である。FIG. 18 is a block diagram showing a configuration example of a controller and monitoring device in the water treatment system of the fourth embodiment. 図19は、平板に付着した微生物の付着量と汚泥返送量との関係を説明するための図である。FIG. 19 is a diagram for explaining the relationship between the adhesion amount of microorganisms adhering to a flat plate and the amount of sludge returned. 図20は、第4の実施形態の変形例2の水処理システムの構成例を示す概念図である。FIG. 20 is a conceptual diagram showing a configuration example of a water treatment system of modification 2 of the fourth embodiment. 図21は、第4の実施形態の変形例2の水処理システムにおけるコントローラおよび監視装置の構成例を示すブロック図である。FIG. 21 is a block diagram showing a configuration example of a controller and a monitoring device in a water treatment system of modification 2 of the fourth embodiment. 図22は、第5の実施形態の水処理方法が適用された水処理システムの構成例を示す概念図である。FIG. 22 is a conceptual diagram showing a configuration example of a water treatment system to which the water treatment method of the fifth embodiment is applied. 図23は、第5の実施形態の水処理システムにおけるコントローラおよび監視装置の構成例を示すブロック図である。FIG. 23 is a block diagram showing a configuration example of a controller and a monitoring device in the water treatment system of the fifth embodiment. 図24は、音波受信器によって受信される音波のエネルギーと周波数との一般的な関係を例示する図である。FIG. 24 is a diagram illustrating the general relationship between energy and frequency of sound waves received by a sound wave receiver. 図25は、音波受信器によって受信される音波のエネルギーと周波数との別の関係を例示する図である。FIG. 25 is a diagram illustrating another relationship between energy and frequency of sound waves received by a sound wave receiver. 図26は、1つの間隙部に4つの検知部を配置する配置例を示す回転円板装置の部分側面図である。FIG. 26 is a partial side view of a rotating disk device showing an arrangement example in which four detection units are arranged in one gap. 図27は、図26に示す回転円板装置を前面側(図26おける左側面側)から見た別の構成例を示す概念図である。FIG. 27 is a conceptual diagram showing another configuration example of the rotary disk device shown in FIG. 26 viewed from the front side (left side in FIG. 26). 図28は、図22に示す回転円板装置を前面側(図22における左側面側)から見た別の構成例を示す概念図である。FIG. 28 is a conceptual diagram showing another configuration example of the rotating disk device shown in FIG. 22 viewed from the front side (left side in FIG. 22). 図29は、第5の実施形態の変形例2の水処理システムにおけるコントローラおよび監視装置の構成例を示すブロック図である。FIG. 29 is a block diagram showing a configuration example of a controller and a monitoring device in a water treatment system of modification 2 of the fifth embodiment. 図30は、第5の実施形態の変形例4の水処理システムにおけるコントローラおよび監視装置の構成例を示すブロック図である。FIG. 30 is a block diagram showing a configuration example of a controller and a monitoring device in a water treatment system of modification 4 of the fifth embodiment. 図31は、第5の実施形態の変形例4における回転円板装置を前面側(図22における左側面側)から見た別の構成例を示す概念図である。FIG. 31 is a conceptual diagram showing another configuration example of the rotating disk device according to Modification 4 of the fifth embodiment, viewed from the front side (the left side in FIG. 22). 図32は、第6の実施形態の水処理方法が適用された水処理システムの構成例を示す概念図である。FIG. 32 is a conceptual diagram showing a configuration example of a water treatment system to which the water treatment method of the sixth embodiment is applied. 図33は、第6の実施形態の水処理システムにおけるコントローラおよび監視装置の構成例を示すブロック図である。FIG. 33 is a block diagram showing a configuration example of a controller and a monitoring device in the water treatment system of the sixth embodiment. 図34は、第7の実施形態の水処理方法が適用された水処理システムの構成例を示す概念図である。FIG. 34 is a conceptual diagram showing a configuration example of a water treatment system to which the water treatment method of the seventh embodiment is applied. 図35は、第7の実施形態の水処理システムにおけるコントローラおよび監視装置の構成例を示すブロック図である。FIG. 35 is a block diagram showing a configuration example of the controller and monitoring device in the water treatment system of the seventh embodiment. 図36は、第8の実施形態の水処理方法が適用された水処理システムの構成例を示す概念図である。FIG. 36 is a conceptual diagram showing a configuration example of a water treatment system to which the water treatment method of the eighth embodiment is applied. 図37は、第8の実施形態の水処理システムにおけるコントローラおよび監視装置の構成例を示すブロック図である。37 is a block diagram showing a configuration example of a controller and a monitoring device in the water treatment system of the eighth embodiment; FIG. 図38は、第8の実施形態の変形例2の水処理システムの構成例を示す概念図である。FIG. 38 is a conceptual diagram showing a configuration example of a water treatment system of modification 2 of the eighth embodiment. 図39は、第8の実施形態の変形例2の水処理システムにおけるコントローラおよび監視装置の構成例を示すブロック図である。FIG. 39 is a block diagram showing a configuration example of a controller and a monitoring device in a water treatment system of modification 2 of the eighth embodiment.

以下、本発明の代表的な実施形態を、図面を参照して説明する。なお、本発明の実施形態は下記に限定されない。また、以下の説明では、既に説明した部分と同一の部分については、同一符号を用いて示し、重複説明を避ける。 Hereinafter, representative embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, embodiment of this invention is not limited to the following. Also, in the following description, the same reference numerals are used to denote the same parts as those already described to avoid redundant description.

(第1の実施形態)
第1の実施形態の水処理方法が適用された水処理システムについて説明する。
(First embodiment)
A water treatment system to which the water treatment method of the first embodiment is applied will be described.

図1は、第1の実施形態の水処理方法が適用された水処理システムの構成例を示す概念図である。 FIG. 1 is a conceptual diagram showing a configuration example of a water treatment system to which the water treatment method of the first embodiment is applied.

水処理システム100は、下水、農業排水、および工場排水等の有機排水のような原水wを、バチルス菌のような微生物を活用した微生物処理によって浄化するシステムである。 The water treatment system 100 is a system that purifies raw water w such as sewage, agricultural wastewater, and organic wastewater such as factory wastewater by microbial treatment utilizing microorganisms such as bacillus.

図1は、水処理システムの構成例を示す概念図である。図1に例示するように、水処理システム100は、回転円板装置10と、モータ20と、電流計25と、コントローラ40と、監視装置50とを備えている。図1では、回転円板装置10を、原水wの流れ方向に沿って見た構成例を示している。 FIG. 1 is a conceptual diagram showing a configuration example of a water treatment system. As illustrated in FIG. 1, the water treatment system 100 includes a rotating disk device 10, a motor 20, an ammeter 25, a controller 40, and a monitoring device 50. FIG. 1 shows a configuration example of the rotating disk device 10 viewed along the flow direction of the raw water w.

回転円板装置10は、水処理タンク11を備えている。水処理タンク11には、図中左側から原水wが導入される。水処理タンク11は、その内部に、一定の間隔Lで平行に配置された複数の回転円板体12を備えている。回転円板体12は、例えば、多孔質の材料から構成され得る。 The rotating disk device 10 has a water treatment tank 11 . Raw water w is introduced into the water treatment tank 11 from the left side in the drawing. The water treatment tank 11 has a plurality of rotating disk bodies 12 arranged in parallel at regular intervals L inside thereof. The rotating disk 12 can be made of, for example, a porous material.

図2は、回転円板装置を前面側(図1における原水導入側)から見た構成例を含む、第1の実施形態の水処理システムの部分的な構成例を示す概念図である。 FIG. 2 is a conceptual diagram showing a partial configuration example of the water treatment system of the first embodiment, including a configuration example of the rotating disk device viewed from the front side (raw water introduction side in FIG. 1).

水処理タンク11の上方は、必要に応じて、筐体カバー70によって覆われていてもよい。 An upper portion of the water treatment tank 11 may be covered with a housing cover 70 as necessary.

水処理タンク11の底面には、汚泥引抜配管60が接続され、汚泥引抜配管60には、汚泥引抜弁61が設けられている。 A sludge extraction pipe 60 is connected to the bottom surface of the water treatment tank 11 , and the sludge extraction pipe 60 is provided with a sludge extraction valve 61 .

各回転円板体12は、円の中心を中心に貫通穴が設けられており、該貫通穴に挿入されたシャフト13に固定される。これによって、各回転円板体12は、シャフト13の長軸方向(図1における左右方向、図2における奥行方向)に沿って、一定の間隔Lを保ってそれぞれ平行に配置される。 Each rotating disc member 12 is provided with a through hole around the center of the circle, and is fixed to a shaft 13 inserted into the through hole. As a result, the rotary disk members 12 are arranged parallel to each other with a constant interval L along the long axis direction of the shaft 13 (horizontal direction in FIG. 1, depth direction in FIG. 2).

各回転円板体12の表面である端面12aには、バチルス菌のような微生物を、優占的に付着し易くするための接触体14が配置されている。接触体14の具体的な構成については、特に限定しないが、特許文献1、特許文献2に開示されているような繊維状の接触体を使用することができる。 A contact member 14 is arranged on the end face 12a, which is the surface of each rotating disk 12, to facilitate adherence of microorganisms such as bacillus predominantly. A specific configuration of the contact body 14 is not particularly limited, but a fibrous contact body as disclosed in Patent Document 1 and Patent Document 2 can be used.

水処理タンク11には、原水wが導入されるが、各回転円板体12は、全体が原水wによって浸漬されるのではなく、下側である一部のみが原水wによって浸漬され、原水wによって浸漬されている部分よりも上側は気相72中にあるように水処理タンク11内に設置される。 The raw water w is introduced into the water treatment tank 11, but each rotating disk 12 is not entirely immersed in the raw water w, but only a lower portion thereof is immersed in the raw water w. It is installed in the water treatment tank 11 so that the part above the part submerged by w is in the gas phase 72 .

これによって、各回転円板体12は、上側が空気に接し、下側が原水wによって浸漬される。このような構成は、例えば、シャフト13を、水処理タンク11の上縁高さとほぼ同じ高さに、水平に配置することによって達成される。これによって、水処理タンク11が原水wによって満水になっても、回転円板体12は、下側半分しか原水wによって浸漬されないので、少なくとも上側半分は、空気に接することになる。 As a result, each rotating disk 12 is in contact with the air on its upper side and immersed in the raw water w on its lower side. Such a configuration is achieved, for example, by arranging the shaft 13 horizontally at approximately the same height as the upper edge of the water treatment tank 11 . As a result, even if the water treatment tank 11 is filled with the raw water w, only the lower half of the rotating disk 12 is immersed in the raw water w, so at least the upper half is in contact with the air.

図1に戻り、シャフト13は、モータ20からの駆動力によって回転し、これによって、各回転円板体12も、図2に示す矢印Rに示すように、シャフト13を中心として回転する。すなわち、各回転円板体12は、各回転円板体12の中心を通って各回転円板体12の端面12aと直交する中心線15を中心に回転する。この回転速度は、水処理システム100の運転時において、例えば10rpmである。 Returning to FIG. 1, the shaft 13 is rotated by the driving force from the motor 20, thereby rotating each rotating disk 12 around the shaft 13 as indicated by the arrow R shown in FIG. That is, each rotating disc body 12 rotates about a center line 15 passing through the center of each rotating disc body 12 and perpendicular to the end surface 12a of each rotating disc body 12 . This rotation speed is, for example, 10 rpm during operation of the water treatment system 100 .

このように、各回転円板体12が、シャフト13の回転により回転方向Rに回転することによって、接触体14に付着した微生物は、気相72中においては、空気中の酸素を取り込み、原水wに浸漬されている間は、原水w中の有機物や窒素成分を酸化分解する。これによって、原水wから有機物や窒素成分を除去された処理水xが、水処理タンク11から排出される。 As described above, each rotary disk 12 rotates in the rotation direction R due to the rotation of the shaft 13, so that the microorganisms adhering to the contact body 14 take in oxygen from the air in the gas phase 72, While being immersed in w, organic substances and nitrogen components in raw water w are oxidatively decomposed. As a result, the treated water x from which organic substances and nitrogen components have been removed from the raw water w is discharged from the water treatment tank 11 .

しかしながら、このような浄化運転の継続に伴い、接触体14、つまり回転円板体12の表面に付着している微生物が増殖する。また、前述したように、回転円板体12は、多孔質の材料から構成され得るので、微生物は、回転円板体12の表面のみならず、回転円板体12の内部(空隙内)にも付着し得る。 However, with the continuation of such purification operation, the microorganisms adhering to the contact member 14, that is, the surface of the rotating disk member 12, proliferate. Further, as described above, since the rotating disc body 12 can be made of a porous material, microorganisms can enter not only the surface of the rotating disc body 12 but also the inside of the rotating disc body 12 (within the voids). can also adhere.

回転円板体12に付着している微生物が過剰に増殖すると、これら微生物に十分な酸素が行き渡らなくなり、浄化性能が低下する。さらには、原水wに含まれる汚泥の嫌気化により臭気が増加したり、処理水xの透視度が低下するといった悪影響が生じる場合もある。 If the microorganisms adhering to the rotating disc body 12 proliferate excessively, the microorganisms will not be supplied with sufficient oxygen, and the purification performance will be lowered. Furthermore, anaerobic sludge contained in the raw water w may cause adverse effects such as an increase in odor and a decrease in the transparency of the treated water x.

したがって、回転円板体12に微生物が過剰に付着しないように管理する必要がある。このため、コントローラ40は、回転円板体12に付着している微生物の付着量を推定し、微生物が過剰に付着しているとの推定結果が得られた場合には、回転円板体12に付着している微生物の付着量が、適切な範囲内に保たれるように、水処理システム100の運転を制御する。 Therefore, it is necessary to manage the rotating disc body 12 so that the microorganisms do not adhere excessively. For this reason, the controller 40 estimates the adhesion amount of microorganisms adhering to the rotating disc body 12, and when it is estimated that the microorganisms are excessively adhering, the rotating disc body 12 The operation of the water treatment system 100 is controlled so that the adherence amount of microorganisms adhering to is kept within an appropriate range.

図3は、第1の実施形態の水処理システムにおけるコントローラおよび監視装置の構成例を示すブロック図である。 FIG. 3 is a block diagram showing a configuration example of a controller and a monitoring device in the water treatment system of the first embodiment.

コントローラ40は、回転円板体12への微生物の付着量を推定するための付着量推定部41と、付着量推定部41による推定結果に基づいて、回転円板体12の洗浄の要否を判定する洗浄要否判定部42と、通常運転時と洗浄時とで回転円板体12の単位時間(例えば、1分間)あたりの回転数を切り換える回転数切換部43とを備えている。 The controller 40 determines the necessity of cleaning the rotary disc 12 based on the adhesion amount estimation unit 41 for estimating the amount of microorganisms attached to the rotary disc 12 and the estimation result of the adhesion amount estimation unit 41 . and a rotation speed switching unit 43 for switching the number of rotations per unit time (for example, one minute) of the rotary disk 12 between normal operation and cleaning.

監視装置50は、水処理システム100のオペレータとのインターフェースとして機能し、運転時回転数設定部51と、洗浄時回転数設定部52と、例えばディスプレイのような表示部53とを備えている。 The monitoring device 50 functions as an interface with the operator of the water treatment system 100, and includes an operating rotation speed setting unit 51, a cleaning rotation speed setting unit 52, and a display unit 53 such as a display.

オペレータは、運転時回転数設定部51から、通常運転時の回転円板体12の単位時間あたりの回転数c(例えば、10rpm)を設定することができる。また、オペレータは、洗浄時回転数設定部52から、洗浄時の回転円板体12の単位時間あたりの回転数d(例えば、100rpm)を設定することができる。洗浄時の回転円板体12の単位時間あたりの回転数dとしては、回転円板体12に付着した微生物を剥離するために、高速回転させる必要があるので、通常運転時の10倍以上の値とするのが好適である。 The operator can set the number of revolutions per unit time c (for example, 10 rpm) of the rotary disk member 12 during normal operation from the operating number of revolutions setting section 51 . Further, the operator can set the rotation speed d (for example, 100 rpm) per unit time of the rotating disk member 12 during washing from the washing rotation speed setting unit 52 . The number of rotations d per unit time of the rotating disk 12 during washing must be 10 times or more that of normal operation because it is necessary to rotate at high speed in order to remove the microorganisms adhering to the rotating disk 12. value.

運転時回転数設定部51において設定された運転時回転数cと、洗浄時回転数設定部52において設定された洗浄時回転数dとは、回転数切換部43へ出力され、回転数切換部43において保持される。 The operating rotation speed c set in the operating rotation speed setting unit 51 and the cleaning rotation speed d set in the cleaning rotation speed setting unit 52 are output to the rotation speed switching unit 43, and the rotation speed switching unit 43 is retained.

回転数切換部43は、洗浄要否判定部42から洗浄指令eが出力されない限り、運転時回転数cを、モータ20へ出力する。 The rotation speed switching unit 43 outputs the operating rotation speed c to the motor 20 unless the cleaning instruction e is output from the cleaning necessity determination unit 42 .

運転時回転数cが出力されることに応じてモータ20が駆動し、運転時回転数cで指定された回転数(例えば、10rpm)となるように、シャフト13を回転させる。 The motor 20 is driven in response to the output of the driving rotation speed c, and rotates the shaft 13 so as to reach the rotation speed (for example, 10 rpm) specified by the driving rotation speed c.

モータ20には、電流計25が接続されており、電流計25は、駆動時のモータ20のモータ電流を連続的に測定し、測定した電流値aを付着量推定部41へ出力する。 An ammeter 25 is connected to the motor 20 , and the ammeter 25 continuously measures the motor current of the motor 20 during driving and outputs the measured current value a to the adhesion amount estimator 41 .

図4は、単位時間あたりの回転数が同じ場合における回転円板体への微生物付着量と、回転円板体の回転時に得られるモータ電流値との関係を例示する図である。 FIG. 4 is a diagram illustrating the relationship between the amount of microorganisms adhering to the rotating disc and the motor current value obtained when the rotating disc rotates when the number of rotations per unit time is the same.

回転円板体12への微生物の付着量が増加すると、回転円板体12を回転させる際のトルクが上昇する。このため、図4に例示するように、単位時間あたりの回転数が同じであっても、電流計25によって測定される電流値aは、微生物付着量の増加に伴い増加する。 As the amount of microorganisms adhering to the rotating disc body 12 increases, the torque for rotating the rotating disc body 12 increases. Therefore, as illustrated in FIG. 4, even if the number of rotations per unit time is the same, the current value a measured by the ammeter 25 increases as the amount of adhered microorganisms increases.

付着量推定部41は、図4に例示するような関係に基づいて、電流計25によって測定された電流値aから、回転円板体12に付着している微生物付着量として、回転円板体12に付着している微生物の膜厚、すなわち付着量bを推定し、推定した付着量bを表示部53へ出力し、電流値aおよび付着量bを洗浄要否判定部42へ出力する。 Based on the relationship illustrated in FIG. 4, the adhered amount estimator 41 calculates the amount of microorganisms adhering to the rotating disc 12 from the current value a measured by the ammeter 25. 12, the estimated adhesion amount b is output to the display unit 53, and the current value a and the adhesion amount b are output to the cleaning necessity determination unit .

オペレータは、付着量推定部41によって推定された付着量bを、表示部53から表示することによって、確認することができる。 The operator can confirm the adhesion amount b estimated by the adhesion amount estimation unit 41 by displaying it on the display unit 53 .

洗浄要否判定部42は、付着量推定部41からの電流値aが、図4に示す洗浄判定電流値よりも高ければ、回転円板体12に微生物が過剰に付着しているとみなし、回転円板体12を洗浄する必要があると判定し、モータ20および回転数切換部43へ洗浄指令eを出力する。 If the current value a from the adhesion amount estimating unit 41 is higher than the cleaning determination current value shown in FIG. It determines that the rotating disc body 12 needs to be cleaned, and outputs a cleaning command e to the motor 20 and the rotation speed switching unit 43 .

回転数切換部43は、洗浄要否判定部42から洗浄指令eが出力されると、洗浄時回転数dを、モータ20へ出力する。これによって、洗浄要否判定部42から洗浄指令eが出力された場合、モータ20へ、洗浄指令eと洗浄時回転数dとの両方が出力される。 When the cleaning command e is output from the cleaning necessity determination unit 42 , the rotation speed switching unit 43 outputs the cleaning rotation speed d to the motor 20 . As a result, when the cleaning command e is output from the cleaning necessity determination unit 42 , both the cleaning command e and the number of revolutions during cleaning d are output to the motor 20 .

モータ20へ、洗浄指令eと洗浄時回転数dとの両方が出力されると、運転モードが、通常運転から洗浄工程に切り換わり、モータ20は、回転数を、運転時回転数cで指定された回転数から、洗浄時回転数dで指定された回転数へと切り換え(例えば、10rpmから100rpmへ切り換え)て、シャフト13を所定期間(数分~数10分程度)回転させる。 When both the cleaning command e and the cleaning rotation speed d are output to the motor 20, the operation mode is switched from the normal operation to the cleaning process, and the rotation speed of the motor 20 is specified by the operation rotation speed c. The rotation speed is changed from the specified rotation speed to the rotation speed specified by the cleaning rotation speed d (for example, from 10 rpm to 100 rpm), and the shaft 13 is rotated for a predetermined period (several minutes to several tens of minutes).

このような洗浄工程により、回転円板体12に過剰に付着していた微生物は、回転円板体12から剥離され、水処理タンク11の底に溜まる。 By such a washing process, the microorganisms excessively adhering to the rotating disc body 12 are separated from the rotating disc body 12 and collected at the bottom of the water treatment tank 11 .

なお、洗浄工程中は、水処理タンク11への原水wの導入を停止することが望ましいが、原水wの導入を停止せず、原水wを導入しながら洗浄を実施してもよい。 Although it is desirable to stop the introduction of the raw water w into the water treatment tank 11 during the washing process, the washing may be performed while introducing the raw water w without stopping the introduction of the raw water w.

水処理タンク11の底面には、汚泥引抜配管60が接続され、汚泥引抜配管60には、汚泥引抜弁61が設けられている。 A sludge extraction pipe 60 is connected to the bottom surface of the water treatment tank 11 , and the sludge extraction pipe 60 is provided with a sludge extraction valve 61 .

所定期間の洗浄工程の終了後、汚泥引抜弁61の開操作を行う。これによって、水処理タンク11の底に溜まった微生物が、汚泥引抜配管60を介して、水処理タンク11から排出される。なお、汚泥引抜弁61の開操作は、水処理タンク11への原水wの導入を停止して行う。 After completing the cleaning process for a predetermined period, the sludge withdrawal valve 61 is opened. As a result, the microorganisms accumulated at the bottom of the water treatment tank 11 are discharged from the water treatment tank 11 through the sludge extraction pipe 60 . The opening operation of the sludge withdrawal valve 61 is performed after stopping the introduction of the raw water w into the water treatment tank 11 .

このように過剰な微生物を水処理タンク11から排出した後は、汚泥引抜弁61の閉操作を行い、水処理タンク11への原水wの導入を再開するとともに、洗浄要否判定部42からの洗浄指令eの出力を解除する。 After the excess microorganisms are discharged from the water treatment tank 11 in this way, the sludge withdrawal valve 61 is closed, and the introduction of the raw water w into the water treatment tank 11 is resumed, and the cleaning necessity judgment unit 42 Cancel the output of the cleaning command e.

これによって、回転数切換部43は、モータ20に、運転時回転数cを出力するようになり、水処理システム100の運転モードが、洗浄工程から通常運転に復帰する。なお、洗浄要否判定部42からの洗浄指令eの出力の解除は、オペレータが、監視装置50からコマンドを入力することよって手動で実施してもよいし、汚泥引抜弁61の閉操作と連動して自動的に行われるようにしてもよいが、これらに限定されない。 As a result, the rotation speed switching unit 43 outputs the operating rotation speed c to the motor 20, and the operation mode of the water treatment system 100 returns from the washing process to the normal operation. The output of the cleaning command e from the cleaning necessity determination unit 42 may be canceled manually by the operator by inputting a command from the monitoring device 50, or may be interlocked with the closing operation of the sludge removal valve 61. However, it is not limited to this.

以上説明したように、本実施形態の水処理システム100によれば、回転円板体12へ付着した微生物の付着量bを推定し、微生物が過剰に付着していると判定した場合には、洗浄工程に切り換わることによって、回転円板体12に付着した過剰な微生物を除去することができる。これによって、回転円板体12に付着した微生物の付着量bを、常に適切な範囲内に保つことができるので、臭気の発生の抑制や、有機物および窒素の除去等に適した水処理性能を、安定的かつ持続的に提供することが可能となる。 As described above, according to the water treatment system 100 of the present embodiment, when the adhesion amount b of microorganisms adhering to the rotating disc body 12 is estimated, and it is determined that the microorganisms are excessively adhered, By switching to the cleaning process, excess microorganisms adhering to the rotating disc body 12 can be removed. As a result, the adherence amount b of microorganisms adhering to the rotating disc body 12 can always be kept within an appropriate range, so that water treatment performance suitable for suppressing odor generation and removing organic substances and nitrogen can be achieved. , can be provided stably and sustainably.

なお、このような運転は、オペレータの介在無く、自動的に行われるために、オペレータの負荷が大幅に低減され、省力化を実現することも可能となる。 Since such operation is automatically performed without intervention of the operator, the load on the operator is greatly reduced, and labor saving can be realized.

また、微生物の付着量bの推定は、電流計25によって測定されるモータ20の電流値aに基づいて行われ、一般的な水処理システムにおいて広く用いられているDO計やpH計のような各種水質センサを用いる必要はない。電流計25は、DO計やpH計のような水質センサよりも安価であり、またこれら水質センサとは異なり、メンテナンスも簡便であるので、本実施形態の水処理システム100は、コストを抑え、かつ、メンテナンスの負荷を低減することも可能となる。 In addition, the estimation of the adhered amount b of microorganisms is performed based on the current value a of the motor 20 measured by the ammeter 25. There is no need to use various water quality sensors. The ammeter 25 is less expensive than water quality sensors such as DO meters and pH meters, and unlike these water quality sensors, maintenance is simple, so the water treatment system 100 of the present embodiment can reduce costs and Moreover, it is also possible to reduce the load of maintenance.

さらに、本実施形態の水処理システム100では、洗浄は、回転円板体12の回転数を、通常運転時よりも増加させることだけで実現され、洗浄のための特別な設備対応は不要であるので、簡素な構成で実現することが可能である。 Furthermore, in the water treatment system 100 of the present embodiment, washing is realized only by increasing the number of rotations of the rotating disc body 12 compared to normal operation, and special equipment for washing is not required. Therefore, it can be realized with a simple configuration.

このように、本実施形態の水処理システム100によれば、維持管理コストの低減化、省力化、運転の効率化、および構成の簡素化を実現することが可能となる。 Thus, according to the water treatment system 100 of the present embodiment, it is possible to reduce maintenance costs, save labor, improve efficiency in operation, and simplify the configuration.

以上、第1の実施形態の水処理システム100について説明したが、第1の実施形態の水処理システム100は、以下のような変形例1、2、3によって実現することも可能である。 Although the water treatment system 100 of the first embodiment has been described above, the water treatment system 100 of the first embodiment can also be realized by the following modified examples 1, 2, and 3.

(第1の実施形態の変形例1)
第1の実施形態の変形例1では、前述した第1の実施形態とは異なり、回転円板体12の単位時間あたりの回転数の設定に関し、回転数cおよび回転数dを、監視装置50から設定するのではなく、コントローラ40の回転数切換部43に、内部パラメータとして直接設定する。
(Modification 1 of the first embodiment)
In modification 1 of the first embodiment, unlike the above-described first embodiment, regarding the setting of the number of rotations per unit time of the rotary disk member 12, the number of rotations c and the number of rotations d are set by the monitoring device 50. Instead of setting from , it is directly set in the rotation speed switching unit 43 of the controller 40 as an internal parameter.

これによって、監視装置50から運転時回転数設定部51および洗浄時回転数設定部52を省略することができるので、構成をより簡素化することが可能となる。 As a result, the operating rotation speed setting unit 51 and the cleaning rotation speed setting unit 52 can be omitted from the monitoring device 50, so that the configuration can be further simplified.

(第1の実施形態の変形例2)
第1の実施形態の変形例2では、前述した第1の実施形態とは異なり、単位時間あたりの回転数を、回転円板体12への微生物の付着量に基づいて動的に変化させる。
(Modification 2 of the first embodiment)
In modification 2 of the first embodiment, unlike the first embodiment described above, the number of rotations per unit time is dynamically changed based on the amount of microorganisms adhering to the rotary disc body 12 .

図5は、第1の実施形態の変形例2の水処理システムにおけるコントローラおよび監視装置の構成例を示すブロック図である。 FIG. 5 is a block diagram showing a configuration example of a controller and a monitoring device in the water treatment system of Modification 2 of the first embodiment.

付着量推定部41は、図3を用いて前述したように、通常運転時において、電流値aから、回転円板体12に付着した微生物の付着量bを推定する。図5に示す付着量推定部41は、推定した付着量bを、洗浄要否判定部42および表示部53のみならず、回転数切換部43へも出力することが、図3と異なっている。 As described above with reference to FIG. 3, the adhesion amount estimator 41 estimates the adhesion amount b of microorganisms adhering to the rotary disk member 12 from the current value a during normal operation. 5 differs from FIG. 3 in that the adhesion amount estimation unit 41 shown in FIG. 5 outputs the estimated adhesion amount b not only to the cleaning necessity determination unit 42 and the display unit 53 but also to the rotation speed switching unit 43. .

回転数切換部43は、付着量bに基づいて、通常運転時における単位時間あたりの回転数cを決定し、モータ20へ出力する。回転数cの決定方法としては、限定される訳ではないが、例えば、基準とする付着量bと、そのときの回転数cとを予め定めておき、付着量bが10%増加したら、回転数cも10%増加させ、逆に付着量bが10%減少したら、回転数cも10%減少させるようにする。 The rotation speed switching unit 43 determines the rotation speed c per unit time during normal operation based on the adhesion amount b, and outputs the rotation speed c to the motor 20 . The method for determining the number of rotations c is not limited, but for example, the amount of adhesion b as a reference and the number of rotations c at that time are determined in advance, and when the amount of adhesion b increases by 10%, the rotation The number c is also increased by 10%, and conversely, when the adhesion amount b is reduced by 10%, the rotational speed c is also reduced by 10%.

このように、通常運転時、回転円板体12の単位時間あたりの回転数を、回転円板体12に付着した微生物の付着量bに基づいて動的に変化させることによって、過剰に付着した微生物を、通常運転しながら除去することができるので、洗浄工程へ切り換わる頻度を下げることができ、より稼働率を高めることが可能となる。 In this way, during normal operation, by dynamically changing the number of rotations per unit time of the rotating disk 12 based on the adhesion amount b of microorganisms adhering to the rotating disk 12, excessive adherence of microorganisms can be prevented. Since microorganisms can be removed during normal operation, the frequency of switching to the cleaning process can be reduced, and the operating rate can be increased.

なお、このように回転円板体12の回転数を動的に変化させて運転する場合における洗浄工程への切り換えについて、以下に説明する。 The switching to the cleaning process in the case of dynamically changing the number of revolutions of the rotary disk member 12 in this manner will be described below.

図6は、回転円板体の単位時間あたりの回転数と、回転円板体の回転時に電流計によって測定される電流値との関係を例示するグラフである。 FIG. 6 is a graph illustrating the relationship between the number of revolutions per unit time of the rotating disk and the current value measured by the ammeter during rotation of the rotating disk.

図6における直線(1)は、回転円板体12に微生物が付着していない場合における回転数Xと電流値aとの関係を示す直線であり、一般にa(X)=αXと表される。一方、図6における直線(2)は、回転円板体12に微生物が付着した場合における回転数Xと電流値aとの関係を示す直線であり、一般にa(X)=αX+δと表される。なお、α、δは、何れも正の実数である。 A straight line (1) in FIG. 6 is a straight line showing the relationship between the rotation speed X and the current value a when no microorganisms adhere to the rotating disk 12, and is generally expressed as a(X)=αX. . On the other hand, the straight line (2) in FIG. 6 is a straight line showing the relationship between the rotation speed X and the current value a when microorganisms adhere to the rotating disc body 12, and is generally expressed as a(X)=αX+δ. . Both α and δ are positive real numbers.

図6に示すように、回転円板体12は、微生物が付着することによって、単位時間あたり同じ回転数で回転する場合であっても、測定される電流値は、バイアス電流δの分だけ高くなる。 As shown in FIG. 6, even if the rotating disk 12 rotates at the same number of rotations per unit time due to the adherence of microorganisms, the measured current value is higher by the bias current δ. Become.

したがって、洗浄要否判定部42は、電流値aに基づいて、単位時間あたりの回転数に対するバイアス電流δの大きさが、所定値よりも大きい場合に、回転円板体12に微生物が過剰に付着していると判定し、洗浄指令eを出力する。 Therefore, if the magnitude of the bias current δ with respect to the number of rotations per unit time is greater than a predetermined value based on the current value a, the cleaning necessity determination unit 42 determines that the rotating disc body 12 is excessively contaminated with microorganisms. It is determined that there is adhesion, and a cleaning command e is output.

このように、本変形例によれば、通常運転時、回転円板体12の単位時間あたりの回転数を、回転円板体12への微生物の付着量に基づいて動的に変化させる場合であっても、適切に洗浄工程に切り換えることができる。 Thus, according to this modification, during normal operation, the number of rotations per unit time of the rotary disc 12 can be dynamically changed based on the amount of microorganisms attached to the rotary disc 12. Even if there is, it can be appropriately switched to the cleaning process.

(第1の実施形態の変形例3)
第1の実施形態の変形例3では、前述した第1の実施形態とは異なり、回転円板体12の洗浄工程において、より洗浄効果を高めるために、回転円板体12を高速回転させることに加えて、回転円板体12に気泡を衝突させる。
(Modification 3 of the first embodiment)
In the modification 3 of the first embodiment, unlike the above-described first embodiment, in the step of cleaning the rotary disc 12, the rotary disc 12 is rotated at high speed in order to further enhance the cleaning effect. In addition to , air bubbles collide with the rotating disc body 12 .

図7は、第1の実施形態の変形例3の水処理システムの部分的な構成例を示す概念図であり、回転円板装置を前面側(図1における原水導入側)から見た状態を例示する図である。 FIG. 7 is a conceptual diagram showing a partial configuration example of a water treatment system according to Modification 3 of the first embodiment, and shows a state in which the rotating disk device is viewed from the front side (raw water introduction side in FIG. 1). FIG. 4 is a diagram illustrating an example;

図7に示す構成は、水処理タンク11内に、回転円板体12の下方に、散気管62を備えていることと、水処理タンク11の外部に、散気管62に空気を送る送風機63を備えていることとが、図2に示す構成と異なっている。 The configuration shown in FIG. 7 is provided with an air diffuser 62 below the rotary disk 12 inside the water treatment tank 11, and an air blower 63 for sending air to the air diffuser 62 outside the water treatment tank 11. is provided, which is different from the configuration shown in FIG.

洗浄要否判定部42は、洗浄が必要であると判定すると、洗浄指令eを、モータ20のみならず、送風機63へも出力する。 When the cleaning necessity determining unit 42 determines that cleaning is necessary, it outputs a cleaning command e not only to the motor 20 but also to the blower 63 .

送風機63は、洗浄要否判定部42から洗浄指令eが出力されることに応じて動作し、散気管62へ空気を供給する。 The blower 63 operates in response to the output of the cleaning instruction e from the cleaning necessity determination unit 42 to supply air to the diffuser pipe 62 .

散気管62の表面には、多数の小さな穴(図示せず)が設けられており、送風機63から供給された空気は、この穴を通過する際に気泡fとなり、原水w中を上昇し、散気管62の上方に位置する回転円板体12に衝突する。 A large number of small holes (not shown) are provided on the surface of the diffuser pipe 62, and the air supplied from the blower 63 becomes bubbles f when passing through these holes, rises in the raw water w, It collides with the rotating disc body 12 located above the diffuser tube 62 .

これによって、回転円板体12は、洗浄工程中は、高速回転していることに加えて、下方から気泡fが衝突することによって、付着している微生物が、より効率的に除去される。 As a result, during the cleaning process, the rotary disk 12 rotates at a high speed and is hit by air bubbles f from below, thereby more efficiently removing adhering microorganisms.

なお、回転円板体12のさらなる洗浄手段として、上部からのシャワリングや、超音波洗浄や、振動等を適用してもよい。気泡fを衝突させることに加えて、これらのいずれかを、あるいはこれらを任意に組み合わせて実施してもよい。 Showering from above, ultrasonic cleaning, vibration, or the like may be applied as a means for further cleaning the rotary disc body 12 . In addition to colliding the bubbles f, any one of these or any combination thereof may be performed.

このように、本変形例によれば、洗浄時における洗浄効果を、より高めることが可能となる。 Thus, according to this modified example, it is possible to further enhance the cleaning effect during cleaning.

なお、本変形例では、送風機63を洗浄用のみに使用する例を示したが、送風機63は、水処理タンク11内の水のショートパス防止を目的に常に運転しておき、洗浄指令eが出力された洗浄工程中にのみ、送風量を大きくし、微生物の洗浄を行う構成であってもよい。その際の風量は、限定されるものではないが、たとえば、洗浄工程時の風量を通常運転時の風量の5倍以上とすることが好適である。 In this modified example, the blower 63 is used only for cleaning. A configuration may be adopted in which the amount of air blown is increased only during the output cleaning step to clean the microorganisms. The air volume at that time is not limited, but for example, it is preferable that the air volume during the cleaning process is at least five times the air volume during normal operation.

(第2の実施形態)
第2の実施形態の水処理方法が適用された水処理システムについて説明する。
(Second embodiment)
A water treatment system to which the water treatment method of the second embodiment is applied will be described.

第2の実施形態では、第1の実施形態に、さらに撮像部を備えている。 The second embodiment further includes an imaging unit in addition to the first embodiment.

図8は、第2の実施形態の水処理方法が適用された水処理システムの構成例を示す概念図である。 FIG. 8 is a conceptual diagram showing a configuration example of a water treatment system to which the water treatment method of the second embodiment is applied.

図9は、回転円板装置を前面側(図8における原水導入側)から見た構成例を含む、第2の実施形態の水処理システムの部分的な構成例を示す概念図である。 FIG. 9 is a conceptual diagram showing a partial configuration example of the water treatment system of the second embodiment, including a configuration example of the rotating disk device viewed from the front side (raw water introduction side in FIG. 8).

図10は、第2の実施形態の水処理システムにおけるコントローラおよび監視装置の構成例を示すブロック図である。 FIG. 10 is a block diagram showing a configuration example of a controller and a monitoring device in the water treatment system of the second embodiment.

本実施形態の水処理システム110では、図9に例示されているように、水処理タンク11の上方を覆う筐体カバー70の内側の空間である気相72中に、例えばCCDカメラのような撮像部71が配置されている。 In the water treatment system 110 of the present embodiment, as illustrated in FIG. 9, a gas phase 72, which is a space inside a housing cover 70 that covers the upper part of the water treatment tank 11, includes a CCD camera, for example. An imaging unit 71 is arranged.

図8は、回転円板装置10を、上側から見た構成例を示している。図8を図1と比較して分かるように、水処理システム110は、電流計25を備えておらず、撮像部71を備えている点が、水処理システム100と異なる。 FIG. 8 shows a configuration example of the rotating disk device 10 viewed from above. As can be seen by comparing FIG. 8 with FIG. 1, the water treatment system 110 is different from the water treatment system 100 in that the ammeter 25 is not provided and the imaging unit 71 is provided.

また、図9は、撮像部71が、筐体カバー70の天板の内面に固定されている例を示しているが、撮像部71は、筐体カバー70の側板の内面に固定されていても、あるいは、気相72中であれば、筐体カバー70以外の、図示しない専用の固定部材に固定されていても構わない。 9 shows an example in which the imaging unit 71 is fixed to the inner surface of the top plate of the housing cover 70, but the imaging unit 71 is fixed to the inner surface of the side plate of the housing cover 70. Alternatively, if it is in the gas phase 72, it may be fixed to a dedicated fixing member (not shown) other than the housing cover .

なお、図8では、撮像部71は、水処理タンク11の上方から外れているように表されているが、これは図面が複雑になることを避けるために便宜上このようにしただけであり、実際には、図9に示すように、撮像部71は、水処理タンク11の上方側に設けられている。 In FIG. 8, the imaging unit 71 is shown to be removed from the top of the water treatment tank 11, but this is done for convenience to avoid complicating the drawing. Actually, as shown in FIG. 9, the imaging unit 71 is provided above the water treatment tank 11 .

このような構成の水処理システム110でもまた、第1の実施形態と同様に、回転円板装置10によって原水wの浄化運転が継続されると、接触体14、すなわち回転円板体12の表面に付着した微生物が増殖し、付着量bを増して行く。これに応じて、隣接する回転円板体12同士の間の間隔Lは狭まり、空隙長さΔL(L>ΔL)となる。 Also in the water treatment system 110 having such a configuration, as in the first embodiment, when the operation of purifying the raw water w by the rotating disk device 10 is continued, the surface of the contact body 14, that is, the rotating disk body 12 Microorganisms adhering to the surface proliferate, and the adhering amount b increases. Accordingly, the interval L between the adjacent rotary disk members 12 is narrowed to a gap length .DELTA.L (L>.DELTA.L).

撮像部71は、このような回転円板体12の状態を、気相72中の回転円板体12の上方側から撮像し、撮像結果である画像情報gを、付着量推定部41に出力する。画像情報gに含まれる画像は、微生物の有無により大きく色調が異なる。 The imaging unit 71 images such a state of the rotating disk 12 from above the rotating disk 12 in the gas phase 72 and outputs image information g as the imaging result to the adhesion amount estimating unit 41 . do. The color tone of the image included in the image information g varies greatly depending on the presence or absence of microorganisms.

付着量推定部41は、このような画像情報gに対して画像解析を行い、画像情報gの数値化を行うことによって、各間隔Lについて、空隙長さΔLを推定する。前述したように、画像情報gに含まれる画像は、微生物の有無により大きく色調が異なるので、付着量推定部41は、色調の違いを利用して、空隙長さΔLを、容易に、かつ高い精度で推定することができる。 The adhesion amount estimating section 41 performs image analysis on such image information g and quantifies the image information g, thereby estimating the gap length ΔL for each interval L. FIG. As described above, the color tone of the image included in the image information g varies greatly depending on the presence or absence of microorganisms. can be estimated with precision.

付着量推定部41はさらに、多少ばらつきはあっても微生物は一様に増殖するという仮定に基づいて、(L-ΔL)/2によって、各回転円板体12について、付着した微生物の付着量bを推定することもできる。空隙長さΔLの精度が高いことから、付着量bもまた同様に、高い精度で推定される。 The adhered amount estimating unit 41 further calculates the adhered amount of adhered microorganisms for each rotating disk 12 by (L−ΔL)/2 based on the assumption that the microorganisms grow uniformly even if there is some variation. It is also possible to estimate b. Since the accuracy of the air gap length ΔL is high, the adhesion amount b is similarly estimated with high accuracy.

付着量推定部41は、すべての空隙長さΔLを、洗浄要否判定部42に出力する。また、空隙長さΔLの代わりに、あるいはそれに加えて、付着量bを、洗浄要否判定部42に出力してもよい。さらに、画像情報gを表示部53に出力する。これによって、オペレータは、表示部53から、画像情報gを観察することが可能となるので、回転円板体12への微生物の付着度合を視覚的に把握することが可能となる。 The adhesion amount estimation unit 41 outputs all the gap lengths ΔL to the cleaning necessity determination unit 42 . Further, instead of or in addition to the air gap length ΔL, the adhesion amount b may be output to the cleaning necessity determining section 42 . Furthermore, the image information g is output to the display section 53 . As a result, the operator can observe the image information g from the display unit 53, and can visually grasp the degree of adherence of the microorganisms to the rotary disk member 12. FIG.

なお、画像情報gの数値化は、必ずしも付着量推定部41によって実施する必要はなく、付着量推定部41によって実施する代わりに、撮像部71に内蔵された機能で実施しても、あるいは、別の外部演算機器で実施してもよい。なお、撮像部71や別の外部演算機器が数値化を行った場合、数値化を行った撮像部71や別の外部演算機器は、数値化の結果を、付着量推定部41に出力し、付着量推定部41は、数値化の結果を使って、各間隔Lについて、前述したように空隙長さΔLや、空隙長さΔLから算出される付着量bを決定する。 Note that the digitization of the image information g does not necessarily have to be performed by the adhesion amount estimation unit 41, and instead of being performed by the adhesion amount estimation unit 41, it may be performed by a function built in the imaging unit 71, or It may be implemented by another external computing device. Note that when the imaging unit 71 or another external computing device performs digitization, the imaging unit 71 or another external computing device that performed digitization outputs the digitized result to the adhesion amount estimation unit 41, The adhering amount estimator 41 uses the quantification result to determine the air gap length ΔL and the adhering amount b calculated from the air gap length ΔL for each interval L as described above.

洗浄要否判定部42は、付着量推定部41から出力されたすべての空隙長さ△Lを総和する。そして、総和の結果が、所定値以下であった場合、回転円板体12に微生物が過剰に付着していると判定し、洗浄指令eを出力する。 The cleaning necessity determining unit 42 sums up all the gap lengths ΔL output from the adhesion amount estimating unit 41 . When the result of summation is equal to or less than a predetermined value, it is determined that microorganisms are excessively adhered to the rotary disk member 12, and a cleaning command e is output.

または、洗浄要否判定部42は、付着量推定部41から出力された空隙長さ△Lから、代表的な空隙長さΔLを選定し、選定した空隙長さΔLが、所定値以下であった場合、回転円板体12に微生物が過剰に付着していると判定し、洗浄指令eを出力してもよい。 Alternatively, the cleaning necessity determining unit 42 selects a representative gap length ΔL from the gap lengths ΔL output from the adhesion amount estimating unit 41, and determines if the selected gap length ΔL is equal to or less than a predetermined value. In this case, it may be determined that microorganisms are excessively adhered to the rotating disc body 12, and a cleaning command e may be output.

代表的な空隙長さΔLを選定する場合の例としては、例えば、前述したように、多少ばらつきはあっても、微生物は一様に増殖するという仮定に基づいて、回転円板装置10において中央側に存在する隣接する2つの回転円板体12間の空隙長さΔL(例えば、図8に示すように、8枚の回転円板体12が水処理タンク11に配置されている場合、左側から4番目の回転円板体12(#4)と、左から5番目の回転円板体12(#5)との間の空隙長さΔL4)を代表的な空隙長さΔLとして選定することができる。 As an example of selecting a typical air gap length ΔL, for example, as described above, even if there are some variations, based on the assumption that microorganisms grow uniformly, in the rotating disk device 10 The gap length ΔL between two adjacent rotating disc bodies 12 existing on the side (for example, as shown in FIG. 8, when eight rotating disc bodies 12 are arranged in the water treatment tank 11, the left side Select the gap length ΔL4) between the fourth rotating disk 12 (#4) from the left and the fifth rotating disk 12 (#5) from the left as a representative gap length ΔL can be done.

あるいは、図8中において最も左側にある回転円板体12(#1)と、左から2番目の回転円板体12(#2)との間の空隙長さΔL1を、代表的な空隙長さΔLとしてもよい。なぜなら、原水wは、図8中左側から水処理タンク11に導入されるので、図8中左側にある回転円板体12ほど微生物が多く付着していると考えられるからである。 Alternatively, the gap length ΔL1 between the leftmost rotating disk 12 (#1) and the second leftmost rotating disk 12 (#2) in FIG. ΔL may be used. This is because the raw water w is introduced into the water treatment tank 11 from the left side in FIG. 8, so it is considered that more microbes adhere to the rotary disk 12 on the left side in FIG.

洗浄要否判定部42は、選定した空隙長さΔLが、所定値以下であった場合、回転円板体12に微生物が過剰に付着していると判定し、洗浄指令eを出力する。 When the selected air gap length ΔL is equal to or less than a predetermined value, the cleaning necessity determination unit 42 determines that microorganisms are excessively adhered to the rotating disc body 12, and outputs a cleaning command e.

単一の空隙長さΔLに基づく洗浄要否の具体的な判定基準の一例としては、隣接する回転円板体12同士の間の間隔Lが5cmの場合には、空隙長さΔLが1cm以下となった場合に洗浄指令eを出力することが挙げられる。 As an example of a specific criterion for determining whether or not cleaning is necessary based on a single gap length ΔL, if the gap L between the adjacent rotating disc members 12 is 5 cm, the gap length ΔL is 1 cm or less. For example, a cleaning command e is output when it becomes.

なお、上記では、洗浄要否判定部42が、空隙長さΔLに基づいて洗浄の要否を判定する例について説明したが、洗浄要否判定部42は、空隙長さΔLの代わりに、第1の実施形態で説明したように、付着量bに基づいて洗浄の要否を判定することもできる。 In the above description, an example in which the cleaning necessity determination unit 42 determines the necessity of cleaning based on the gap length ΔL has been described. As described in the first embodiment, it is also possible to determine whether or not cleaning is necessary based on the adhesion amount b.

付着量bに基づく洗浄要否の具体的な判定基準の一例としては、隣接する回転円板体12同士の間隔Lが、数cm~10cmのオーダである場合、付着量bが2cm以上となった場合に洗浄指令eを出力することが挙げられる。 As an example of a specific criterion for determining whether or not cleaning is necessary based on the adhesion amount b, when the interval L between the adjacent rotating disc members 12 is on the order of several cm to 10 cm, the adhesion amount b is 2 cm or more. For example, a cleaning command e is output when

洗浄工程については、第1の実施形態で説明した通りであるので、重複説明を避ける。 Since the cleaning process is as described in the first embodiment, redundant description is avoided.

以上説明したように、本実施形態の水処理システム110は、水処理システム100と同様の作用効果を奏することができることに加えて、以下のような独自の作用効果を奏することができる。 As described above, the water treatment system 110 of the present embodiment can have the same effects as the water treatment system 100, and can also have the following unique effects.

すなわち、水処理システム110は、撮像部71によって撮像された画像情報gに基づいて推定される空隙長さΔLや付着量bに基づいて、洗浄の要否を判定することができる。 That is, the water treatment system 110 can determine whether or not cleaning is necessary based on the gap length ΔL and the adhesion amount b estimated based on the image information g captured by the imaging unit 71 .

水処理システム110では、撮像部71は、水中ではなく気相72中に配置され、気相72から回転円板体12の状態を撮像するため、撮像された画像情報gは鮮明である。したがって、空隙長さΔLや付着量bを高い精度で推定することができ、洗浄要否判定部42において、高い信頼性で洗浄要否の判定を行うことが可能となる。 In the water treatment system 110, the imaging unit 71 is arranged in the gas phase 72 instead of in water, and images the state of the rotating disk 12 from the gas phase 72, so the image information g obtained is clear. Therefore, the gap length ΔL and the adhesion amount b can be estimated with high accuracy, and the cleaning necessity determination unit 42 can determine whether cleaning is necessary or not with high reliability.

また、撮像部71は、水中ではなく気相72中に配置されることから、撮像部71の洗浄は、ワイパによる自動洗浄程度でよく、ほぼメンテナンスフリーでの運用が可能である。 In addition, since the imaging unit 71 is arranged in the gas phase 72 instead of in water, the cleaning of the imaging unit 71 can be done by automatic cleaning using a wiper, and maintenance-free operation is possible.

さらには、画像情報gを、表示部53から表示することもできるので、オペレータは、表示部53から表示される画像情報gを確認することによって、回転円板体12への微生物の付着度合を視覚的に把握することもできる。 Furthermore, since the image information g can also be displayed from the display unit 53, the operator can check the image information g displayed from the display unit 53 to check the degree of adhesion of the microorganisms to the rotating disk 12. It can also be grasped visually.

このように、本実施形態の水処理システム110のように、水処理システム100における電流計25の代わりに撮像部71を備えた構成とし、画像情報gに基づいて微生物の過剰な付着を判定することによっても、撮像部71の導入による余分なメンテナンスの手間が発生することなく、水処理システム100と同様に、維持管理コストの低減化、省力化、運転の効率化、および構成の簡素化を実現することが可能となる。 In this way, like the water treatment system 110 of the present embodiment, the water treatment system 100 is configured to include the imaging unit 71 instead of the ammeter 25, and the excessive attachment of microorganisms is determined based on the image information g. As a result, it is possible to reduce the maintenance and management cost, save labor, improve the efficiency of operation, and simplify the configuration similarly to the water treatment system 100 without the need for extra maintenance due to the introduction of the imaging unit 71. Realization is possible.

また、例えば、撮像部71として複数台のカメラを設置し、回転円板装置10の状態を3次元計測し、その情報を3D化した画像として、監視装置50の表示部53に表示することも可能である。 Alternatively, for example, a plurality of cameras may be installed as the imaging unit 71 to three-dimensionally measure the state of the rotating disk device 10 and display the information as a 3D image on the display unit 53 of the monitoring device 50. It is possible.

以上、第2の実施形態の水処理システム110について説明したが、第2の実施形態の水処理システム110も、第1の実施形態の水処理システム100と同様に、第1の実施形態の変形例1、2、3で説明したような構成を適用することができる。それに加えて、第2の実施形態の水処理システム110はさらに、以下のような変形例1、2、3によって実現することも可能である。 Although the water treatment system 110 of the second embodiment has been described above, the water treatment system 110 of the second embodiment is also a modification of the first embodiment, like the water treatment system 100 of the first embodiment. Configurations such as those described in Examples 1, 2 and 3 can be applied. In addition to that, the water treatment system 110 of the second embodiment can also be realized by Modifications 1, 2, and 3 as follows.

(第2の実施形態の変形例1)
第2の実施形態の変形例1では、前述した第2の実施形態とは異なり、撮像部71の代わりに、レーザ測距計や光電センサ等を適用する。
(Modification 1 of the second embodiment)
In modification 1 of the second embodiment, unlike the above-described second embodiment, a laser rangefinder, a photoelectric sensor, or the like is applied instead of the imaging unit 71 .

図11は、第2の実施形態の変形例1の水処理システムにおける回転円板装置を側面側から見た構成例を含む、水処理システムの部分的な構成例を示す概念図である。 FIG. 11 is a conceptual diagram showing a partial configuration example of the water treatment system, including a configuration example of the rotary disk device in the water treatment system of Modification 1 of the second embodiment, viewed from the side.

図11に例示されるように、本変形例でもまた、水処理タンク11は、図9と同様に上方が筐体カバー70によって覆われているが、気相72中には、撮像部71は設けられておらず、代わりに、レーザ測距計80が設けられている。 As exemplified in FIG. 11, in this modification also, the upper part of the water treatment tank 11 is covered with a housing cover 70 as in FIG. not provided, instead a laser range finder 80 is provided.

レーザ測距計80は、代表として選定された回転円板体12に付着している微生物までの距離を測定し、測定結果iを、付着量推定部41へ出力する。代表とする回転円板体12の選定方法としては、前述したように、多少ばらつきはあっても、微生物は一様に増殖するという仮定に基づいて、図11に示すように、中央側にある回転円板体12(#4)を、代表とすることができる。 The laser rangefinder 80 measures the distance to the microorganisms adhering to the rotating disk 12 selected as a representative, and outputs the measurement result i to the adhering amount estimator 41 . As a method of selecting the representative rotary disk 12, as shown in FIG. Rotating disc body 12 (#4) can be used as a representative.

付着量推定部41は、レーザ測距計80からの測定結果iに基づいて、微生物の付着量を推定する。レーザ測距計80が設けられている場所は既知であるので、レーザ測距計80から、代表とする回転円板体12(#4)までの距離および方位も予め知られている。この方位は、図11に示す照射角θ(鉛直方向に対する角度)に相当する。したがって、付着量推定部41は、レーザ測距計80から、代表的な回転円板体12(#4)までの距離および方位と、レーザ測距計80からの測定結果iとを使って、代表とする回転円板体12(#4)に付着している微生物の付着量bを推定することができる。 The adhesion amount estimator 41 estimates the adhesion amount of microorganisms based on the measurement result i from the laser rangefinder 80 . Since the location where the laser rangefinder 80 is installed is known, the distance and orientation from the laser rangefinder 80 to the representative rotating disk 12 (#4) are also known in advance. This azimuth corresponds to the irradiation angle θ (angle with respect to the vertical direction) shown in FIG. Therefore, the adhesion amount estimating unit 41 uses the distance and direction from the laser rangefinder 80 to the representative rotating disk 12 (#4) and the measurement result i from the laser rangefinder 80 to It is possible to estimate the adhesion amount b of microorganisms adhering to the representative rotary disk 12 (#4).

また、レーザ測距計80の代わりに、反射型の光電式測距センサを適用することもできる。反射型の光電式測距センサは、可視光、赤外光を、例えば、代表とする回転円板体12(#4)の表面に投光し、反射光を受光することによって、回転円板体12(#4)の表面までの距離を測定する。付着量推定部41は、このような光電式測距センサによって得られた測定結果に基づいても、レーザ測距計80からの測定結果iと同様に、代表とする回転円板体12(#4)に付着している微生物の付着量bを推定することができる。付着量推定部41は、推定した付着量bを、洗浄要否判定部42へ出力する。 Also, instead of the laser rangefinder 80, a reflective photoelectric rangefinder can be applied. The reflective photoelectric range-finding sensor projects visible light and infrared light onto the surface of, for example, a representative rotating disc body 12 (#4), and receives the reflected light. Measure the distance to the surface of body 12 (#4). Based on the measurement result obtained by such a photoelectric ranging sensor, the adhesion amount estimating section 41 determines the representative rotating disk 12 (# 4) can estimate the adhesion amount b of microorganisms adhering. The adhesion amount estimation unit 41 outputs the estimated adhesion amount b to the cleaning necessity determination unit 42 .

洗浄要否判定部42は、推定された付着量bに基づいて、洗浄の要否を判定する。その他の構成については、前述した通りであるので、説明を省略する。 The cleaning necessity determination unit 42 determines necessity of cleaning based on the estimated adhesion amount b. Since the rest of the configuration is as described above, the description is omitted.

このように、本変形例によれば、撮像部71に代えて、レーザ測距計80または光電式測距センサを適用することも可能である。 Thus, according to this modification, it is also possible to apply the laser rangefinder 80 or the photoelectric rangefinder instead of the imaging unit 71 .

(第2の実施形態の変形例2)
第2の実施形態の変形例2では、前述した第2の実施形態とは異なり、回転円板体12に付着した微生物の付着量bの推定のために必要な情報を取得するために、撮像部71と、レーザ測距計80と、光電式測距センサ81とをともに適用する。
(Modification 2 of the second embodiment)
In the modified example 2 of the second embodiment, unlike the above-described second embodiment, imaging is performed in order to obtain information necessary for estimating the adhesion amount b of microorganisms adhering to the rotating disk body 12. The unit 71, the laser rangefinder 80, and the photoelectric rangefinder 81 are all applied.

図12は、第2の実施形態の変形例2における回転円板装置を側面側から見た構成例を含む、水処理システムの部分的な構成例を示す概念図である。 FIG. 12 is a conceptual diagram showing a partial configuration example of a water treatment system, including a configuration example of a rotating disk device viewed from the side in Modification 2 of the second embodiment.

図12に例示されるように、本変形例でも、前述した第2の実施形態と同様に、水処理タンク11は、図9と同様に上方が筐体カバー70によって覆われているが、気相72中には、撮像部71と、レーザ測距計80と、光電式測距センサ81とが既知の場所に設置されている。 As exemplified in FIG. 12, in this modified example, as in the second embodiment described above, the upper part of the water treatment tank 11 is covered with a housing cover 70 as in FIG. In the phase 72, an imaging unit 71, a laser rangefinder 80, and a photoelectric rangefinder 81 are installed at known locations.

撮像部71は前述したように、画像情報gを、付着量推定部41へ出力する。 The imaging unit 71 outputs the image information g to the adhesion amount estimating unit 41 as described above.

レーザ測距計80は前述したように、測定結果iである代表的な回転円板体12(例えば、回転円板体12(#4))の表面までの距離を、付着量推定部41へ出力する。 As described above, the laser rangefinder 80 transmits the distance to the surface of a representative rotating disk 12 (for example, rotating disk 12 (#4)), which is the measurement result i, to the adhesion amount estimating unit 41. Output.

光電式測距センサ81は、測定結果jである代表的な回転円板体12(例えば、回転円板体12(#6))の表面までの距離を、付着量推定部41へ出力する。 The photoelectric ranging sensor 81 outputs the distance to the surface of a typical rotating disk 12 (for example, rotating disk 12 (# 6 )), which is the measurement result j, to the adhesion amount estimating section 41 .

付着量推定部41は、前述したように、画像情報gから付着量bを推定する。また、前述したように、測定結果iからも付着量bを推定する。また、測定結果iから付着量bを推定する場合と同様な手法で、測定結果jからも付着量bを推定する。 The adhesion amount estimation unit 41 estimates the adhesion amount b from the image information g, as described above. Further, as described above, the adhesion amount b is also estimated from the measurement result i. Further, the adhesion amount b is also estimated from the measurement result j in the same manner as the method for estimating the adhesion amount b from the measurement result i.

付着量推定部41はこのようにして、付着量bを同時に3つ推定することができる。そして、同時に推定された3つの付着量bをすべて洗浄要否判定部42へ出力する。 In this manner, the adhesion amount estimation unit 41 can simultaneously estimate three adhesion amounts b. At the same time, the estimated three adhesion amounts b are all output to the cleaning necessity determination unit 42 .

洗浄要否判定部42は、同時に出力された3つの付着量bのうち、何れかの値、あるいは平均値が、所定値よりも大きい場合に、洗浄指令eを出力する。 The cleaning necessity determining unit 42 outputs a cleaning command e when any value or an average value among the three adhesion amounts b output at the same time is larger than a predetermined value.

このような構成とすることで、回転円板体12に微生物が過剰に付着している状態を、保守的に判定し、洗浄指令eを出力することができる。また、撮像部71、レーザ測距計80、および光電式測距センサ81のうちの何れかが故障した場合であっても、微生物の付着量bを推定し、必要な場合には洗浄指令eを出力することができる。 By adopting such a configuration, it is possible to conservatively determine the state in which microorganisms are excessively adhered to the rotating disc body 12, and to output the cleaning command e. Further, even if any one of the imaging unit 71, the laser rangefinder 80, and the photoelectric rangefinder 81 fails, the amount b of adhered microorganisms is estimated, and if necessary, the cleaning command e can be output.

なお、上記では、撮像部71、レーザ測距計80、および光電式測距センサ81のすべてを利用する場合について説明したが、これらのうちの何れか2つを用いる構成であってもよい。撮像部71、レーザ測距計80、および光電式測距センサ81のうちの2つを用いる構成であっても、一方が故障しても、微生物の付着量bを推定し、必要な場合には、洗浄指令eを出力することができる。 In addition, although the case where all of the imaging unit 71, the laser rangefinder 80, and the photoelectric rangefinder 81 are used has been described above, any two of them may be used. Even in a configuration using two of the imaging unit 71, the laser rangefinder 80, and the photoelectric rangefinder 81, even if one of them fails, the amount b of adhered microorganisms can be estimated and, if necessary, can output a cleaning command e.

(第2の実施形態の変形例3)
第2の実施形態の変形例3では、前述した第2の実施形態とは異なり、画像情報gを、微生物の付着量bの推定のためのみならず、微生物の嫌気度を判定するためにも利用し、さらに、洗浄要否の判定のために、付着量bと嫌気度との両方を考慮する。
(Modification 3 of the second embodiment)
In the modification 3 of the second embodiment, unlike the above-described second embodiment, the image information g is used not only for estimating the adhesion amount b of microorganisms but also for determining the anaerobic degree of microorganisms. In addition, both the adhesion amount b and the degree of anaerobicity are considered for determining whether or not cleaning is necessary.

図13は、第2の実施形態の変形例3の水処理システムにおけるコントローラおよび監視装置の構成例を示すブロック図である。 FIG. 13 is a block diagram showing a configuration example of a controller and a monitoring device in a water treatment system according to modification 3 of the second embodiment.

図13に例示するコントローラ40は、図10に例示するコントローラ40に、嫌気度判定部44を付加した構成をしている。 A controller 40 illustrated in FIG. 13 has a configuration in which an anaerobic degree determination unit 44 is added to the controller 40 illustrated in FIG. 10 .

嫌気度判定部44は、撮像部71から出力された画像情報gを受け取り、画像情報gに基づいて、微生物の嫌気度の高低を判定し、判定結果kを洗浄要否判定部42に出力する。回転円板体12に付着している微生物の量が適切であり、微生物に適切に空気が供給されている場合、微生物の膜の色は通常、茶色から茶褐色の色を呈する。 The anaerobic degree determination unit 44 receives the image information g output from the imaging unit 71, determines whether the anaerobic degree of microorganisms is high or low based on the image information g, and outputs the determination result k to the cleaning necessity determination unit 42. . When the amount of microorganisms adhering to the rotating disk 12 is appropriate and air is properly supplied to the microorganisms, the color of the microorganism film is usually brown to dark brown.

一方、回転円板体12に微生物が過剰に付着し、微生物に十分な空気供給がなされない場合、微生物の膜の色が黒色化する。嫌気度判定部44は、画像情報gを画像解析して得られる色調から、微生物の膜の色が、茶色から茶褐色である場合、嫌気度低と判定し、微生物の膜の色が黒色化している場合、嫌気度高と判定する。 On the other hand, when microorganisms adhere excessively to the rotary disk 12 and the microorganisms are not supplied with sufficient air, the film of the microorganisms turns black. From the color tone obtained by image analysis of the image information g, the anaerobic degree determination unit 44 determines that the anaerobic degree is low when the color of the microbial film is brown to dark brown, and the anaerobic degree is determined to be black. If so, it is determined that the degree of anaerobicity is high.

嫌気度高低の具体的な判定基準の一例としては、例えば、画像情報gが、RGB値で赤、緑、青のすべてが40以下となった場合に黒色化したとみなし、嫌気度高と判定し、それ以外の場合は、嫌気度低と判定することができる。 As an example of a specific criterion for determining whether the anaerobic level is high or low, for example, when the RGB values of red, green, and blue in the image information g are all 40 or less, it is considered to have turned black, and the anaerobic level is determined to be high. Otherwise, it can be determined that the anaerobic degree is low.

洗浄要否判定部42には、図10を用いて説明したように、付着量推定部41から空隙長さΔLや付着量bが出力されることに加えて、本変形例では、図13に示すように、嫌気度判定部44からの判定結果kも出力される。 As described with reference to FIG. 10, the adhesion amount estimating unit 41 outputs the air gap length ΔL and the adhesion amount b to the cleaning necessity determination unit 42. As shown, the determination result k from the anaerobic degree determination unit 44 is also output.

洗浄要否判定部42は、空隙長さΔLあるいは付着量bに基づいて、回転円板体12に微生物が過剰に付着していると判定した場合のみならず、嫌気度判定部44からの判定結果kが嫌気度大であることを示す場合にも、洗浄指令eを出力する。 The cleaning necessity determining unit 42 not only determines that microorganisms are excessively attached to the rotating disc body 12 based on the air gap length ΔL or the adhesion amount b, but also determines the determination from the anaerobic degree determining unit 44. Also when the result k indicates that the degree of anaerobicity is high, the cleaning command e is output.

これによって、本変形例の水処理システムは、洗浄工程への切り換わりのタイミングを、より適切に決定することが可能となる。 As a result, the water treatment system of this modified example can more appropriately determine the timing of switching to the cleaning process.

(第3の実施形態)
第3の実施形態の水処理方法が適用された水処理システムについて説明する。
(Third embodiment)
A water treatment system to which the water treatment method of the third embodiment is applied will be described.

第3の実施形態では、第2の実施形態に、栄養剤貯留槽および栄養剤添加部をさらに備えている。 In the third embodiment, the second embodiment is further provided with a nutrient storage tank and a nutrient adding section.

図14は、第3の実施形態の水処理方法が適用された水処理システムの構成例を示す概念図である。 FIG. 14 is a conceptual diagram showing a configuration example of a water treatment system to which the water treatment method of the third embodiment is applied.

図14に図示される水処理タンク11は、図12のように側面側から見た状態である。 The water treatment tank 11 shown in FIG. 14 is viewed from the side as shown in FIG.

図15は、第3の実施形態の水処理システムにおけるコントローラおよび監視装置の構成例を示すブロック図である。 FIG. 15 is a block diagram showing a configuration example of a controller and a monitoring device in the water treatment system of the third embodiment.

図16は、第3の実施形態の水処理方法が適用された水処理システムによる微生物の付着量制御を説明するための図である。 FIG. 16 is a diagram for explaining adhesion amount control of microorganisms by a water treatment system to which the water treatment method of the third embodiment is applied.

第3の実施形態の水処理システム120には、第2の実施形態の水処理システム110と同様に、回転円板装置10の気相72に撮像部71が設けられているが、水処理システム110とは異なり、栄養剤貯留槽90と、栄養剤添加部91とをさらに備えている。また、コントローラ40は、栄養剤添加判定部45を備えている。 In the water treatment system 120 of the third embodiment, similarly to the water treatment system 110 of the second embodiment, the imaging unit 71 is provided in the gas phase 72 of the rotating disk device 10, but the water treatment system Unlike 110 , it further comprises a nutrient storage tank 90 and a nutrient adding section 91 . The controller 40 also includes a nutrient addition determination unit 45 .

付着量推定部41は、第2の実施形態で説明したように、画像情報gに基づいて推定した微生物の付着量bを、栄養剤添加判定部45にも出力する。 The adhered amount estimation unit 41 also outputs the adhered amount b of microorganisms estimated based on the image information g to the nutrient addition determination unit 45 as described in the second embodiment.

図16に示すように、栄養剤添加判定部45は、付着量bが、所定値Q以下である場合、栄養剤添加部91へ動作指令mを出力する。 As shown in FIG. 16 , the nutrient addition determination unit 45 outputs an operation command m to the nutrient addition unit 91 when the adhering amount b is equal to or less than a predetermined value Q. As shown in FIG.

栄養剤貯留槽90は、微生物の増殖を促進する栄養剤nを貯蔵したタンクである。栄養剤nとしては、シリカやマグネシウムの成分を有する栄養剤が好適である。 The nutrient storage tank 90 is a tank that stores a nutrient n that promotes the growth of microorganisms. As the nutrient n, a nutrient containing a component of silica or magnesium is suitable.

栄養剤添加部91は、例えばポンプであり、栄養剤添加判定部45からの動作指令mに応じて動作し、栄養剤貯留槽90に貯蔵されている栄養剤nを原水wに添加する。 The nutrient addition unit 91 is, for example, a pump, and operates according to an operation command m from the nutrient addition determination unit 45 to add the nutrient n stored in the nutrient storage tank 90 to the raw water w.

これによって、原水w中における微生物の増殖を促進することができ、回転円板体12の表面に付着する微生物の付着量bを増加させることができる。一方、回転円板体12の表面に付着した微生物の付着量bが、所定値Qよりも大きい場合、栄養剤添加判定部45は、動作指令mを出力しないので、栄養剤添加部91は動作せず、栄養剤貯留槽90から原水wに栄養剤nが添加されることはない。 As a result, the growth of microorganisms in the raw water w can be promoted, and the adherence amount b of microorganisms adhering to the surface of the rotary disk 12 can be increased. On the other hand, when the adhesion amount b of microorganisms adhering to the surface of the rotating disk 12 is larger than the predetermined value Q, the nutrient addition determination unit 45 does not output the operation command m, so the nutrient addition unit 91 operates. Therefore, the nutrient n is not added from the nutrient storage tank 90 to the raw water w.

また、図16に示すように、本実施形態の水処理システム120は、微生物の付着量bが、適切な膜厚の上限である所定値Iよりも大きい場合には、前述したように洗浄要否判定部42が洗浄指令eを出力するので、洗浄工程に切り換わることにより、付着している微生物を剥離等により回転円板体12から除去することができる。 In addition, as shown in FIG. 16, in the water treatment system 120 of the present embodiment, when the adhesion amount b of microorganisms is larger than the predetermined value I, which is the upper limit of the appropriate film thickness, cleaning is required as described above. Since the non-determining unit 42 outputs the cleaning command e, the adhered microorganisms can be removed from the rotary disk member 12 by peeling or the like by switching to the cleaning step.

以上説明したように、本実施形態の水処理システム120は、栄養剤nの添加と、洗浄との組み合わせによって、回転円板体12の表面に付着した微生物の付着量bを適切な範囲内に保つように制御することができるので、臭気の発生の抑制や、有機物および窒素の除去等に適した水質環境能を、安定的かつ持続的に提供することが可能となる。 As described above, in the water treatment system 120 of the present embodiment, the amount b of microorganisms adhering to the surface of the rotating disk 12 is reduced within an appropriate range by combining the addition of the nutrient n and the washing. Therefore, it is possible to stably and sustainably provide aquatic environmental performance suitable for suppressing the generation of odors and removing organic matter and nitrogen.

なお、付着量推定部41は、付着量bを推定するために、撮像部71からの画像情報gのみならず、前述したように電流計25からの電流値aや、レーザ測距計80による測定結果i、光電式測距センサ81による測定結果jのうちの少なくとも1つを用いることができる。 In addition, in order to estimate the adhesion amount b, the adhesion amount estimation unit 41 uses not only the image information g from the imaging unit 71 but also the current value a from the ammeter 25 and the laser rangefinder 80 as described above. At least one of the measurement result i and the measurement result j by the photoelectric ranging sensor 81 can be used.

以上、第3の実施形態の水処理システム120について説明したが、第3の実施形態の水処理システム120も、第1の実施形態の水処理システム100と同様に、第1の実施形態の変形例1、2、3で説明したような構成を適用することができる。第3の実施形態の水処理システム120はさらに、以下のような変形例1によって実現することも可能である。 Although the water treatment system 120 of the third embodiment has been described above, the water treatment system 120 of the third embodiment is also a modification of the first embodiment, like the water treatment system 100 of the first embodiment. Configurations such as those described in Examples 1, 2 and 3 can be applied. The water treatment system 120 of the third embodiment can also be realized by Modification 1 as follows.

(第3の実施形態の変形例1)
第3の実施形態の変形例1では、前述した第3の実施形態とは異なり、栄養剤nの添加に関し、栄養剤nを添加するか否かのみを制御する所謂オン/オフ制御しか行わないのではなく、添加する栄養剤nの量を、回転円板体12への微生物の付着量bに基づいて、動的に変化させる。
(Modification 1 of the third embodiment)
In modification 1 of the third embodiment, unlike the above-described third embodiment, regarding addition of nutrient n, only so-called on/off control is performed to control only whether or not nutrient n is added. Instead, the amount of nutrient n to be added is dynamically changed based on the amount b of microorganisms adhering to the rotary disk 12 .

具体的には、栄養剤添加判定部45は、付着量bの値が大きいほど、添加量の値を、より小さな値になるように決定し、付着量bの値が小さいほど、添加量の値を、より大きな値になるように決定する。 Specifically, the nutrient addition determining unit 45 determines the addition amount to be smaller as the adhesion amount b is larger, and the addition amount is smaller as the adhesion amount b is smaller. Determine the value to be the larger value.

栄養剤添加判定部45は、このように決定した添加量の値を指定する動作指令mを、栄養剤添加部91へ出力する。 The nutrient addition determining unit 45 outputs to the nutrient addition unit 91 an operation command m that designates the value of the addition amount determined in this way.

栄養剤添加部91は、動作指令mで指定された添加量の栄養剤nを添加するように動作する。具体的には、動作指令mで指定された添加量に応じた時間動作する。すなわち、動作指令mで指定された添加量の値が、小さな値であれば、栄養剤添加部91は、短い時間しか動作せず、動作指令mで指定された添加量の値が、大きな値であれば、栄養剤添加部91は、長い時間動作する。 The nutrient addition unit 91 operates to add the amount of nutrient n specified by the operation command m. Specifically, the operation is performed for a time corresponding to the addition amount designated by the operation command m. That is, if the value of the addition amount specified by the operation command m is a small value, the nutrient addition unit 91 operates only for a short time, and the value of the addition amount specified by the operation command m is a large value. If so, the nutritional supplement addition unit 91 operates for a long time.

これによって、付着量bの値が小さいほど、栄養剤添加部91は、より長い時間動作するので、より多くの栄養剤nが添加され、微生物の増殖が促進される。逆に、付着量bの値が大きいほど、栄養剤添加部91は、より短い時間しか動作しないので、少量の栄養剤nしか添加されず、微生物の増殖はさほど促進されない。 Accordingly, the smaller the adhesion amount b, the longer the nutrient addition unit 91 operates, so that more nutrient n is added and the growth of microorganisms is promoted. Conversely, the larger the adhesion amount b, the shorter the period of operation of the nutrient addition unit 91, so that only a small amount of the nutrient n is added and the growth of microorganisms is not promoted so much.

このように、添加する栄養剤nの量を、回転円板体12に付着した微生物の付着量bに基づいて動的に決定することによって、付着量bが適切な範囲内に保たれるように、動的に制御することができるので、臭気の発生の抑制や、有機物および窒素の除去等に適した水質環境能を、安定的かつ持続的に提供することが可能となる。なお、本変形例では栄養剤の添加量を時間で制御する方法を示したが、その方法に限定されず、たとえば栄養剤添加ポンプをインバータ付きの可変速ポンプとし、ポンプの回転数により流量の増減を制御する方法、または栄養剤添加ポンプの出口側配管に流量調整弁を配し、その調整弁の制御により流量の増減を制御する方法としてもよい。 In this way, by dynamically determining the amount of the nutrient n to be added based on the adhesion amount b of the microorganisms adhering to the rotating disk 12, the adhesion amount b is kept within an appropriate range. In addition, since it can be dynamically controlled, it is possible to stably and sustainably provide water quality environmental performance suitable for suppressing odor generation and removing organic substances and nitrogen. In this modified example, a method of controlling the amount of nutrient added by time is shown, but the method is not limited to this method. A method of controlling the increase or decrease, or a method of disposing a flow control valve in the outlet side pipe of the nutrient addition pump and controlling the increase or decrease of the flow rate by controlling the control valve may be used.

(第4の実施形態)
第4の実施形態の水処理方法が適用された水処理システムについて説明する。
(Fourth embodiment)
A water treatment system to which the water treatment method of the fourth embodiment is applied will be described.

第4の実施形態は、生物反応と組み合わせた実施例である。 A fourth embodiment is an example in combination with biological reactions.

図17は、第4の実施形態の水処理方法が適用された水処理システムの構成例を示す概念図である。 FIG. 17 is a conceptual diagram showing a configuration example of a water treatment system to which the water treatment method of the fourth embodiment is applied.

図17に図示される水処理タンク11は、図12のように側面側から見た状態である。 The water treatment tank 11 shown in FIG. 17 is viewed from the side as shown in FIG.

図18は、第4の実施形態の水処理システムにおけるコントローラおよび監視装置の構成例を示すブロック図である。 FIG. 18 is a block diagram showing a configuration example of a controller and monitoring device in the water treatment system of the fourth embodiment.

第4の実施形態の水処理システム130は、第2の実施形態の水処理システム110と同様に、回転円板装置10の気相72中に、撮像部71が配置されている。しかしながら、水処理システム110とは異なり、散気管93が配置された生物反応槽92と、散気管93へ空気を供給する送風機94と、沈殿池95と、沈殿池95と水処理タンク11との間に接続された汚泥返送配管97と、汚泥返送配管97に設けられた汚泥返送部96とをさらに備えている。また、コントローラ40は、汚泥返送判定部46を備えている。 In the water treatment system 130 of the fourth embodiment, the imaging section 71 is arranged in the gas phase 72 of the rotating disk device 10, like the water treatment system 110 of the second embodiment. However, unlike the water treatment system 110, the biological reaction tank 92 in which the air diffuser 93 is arranged, the blower 94 that supplies air to the air diffuser 93, the sedimentation tank 95, and the sedimentation tank 95 and the water treatment tank 11 A sludge return pipe 97 connected therebetween and a sludge return section 96 provided in the sludge return pipe 97 are further provided. The controller 40 also has a sludge return determination section 46 .

生物反応槽92には、回転円板装置10からの処理水xが導入される。生物反応槽92では、処理水x中に残存する有機物等の汚濁物質が、微生物の集合体である活性汚泥の働きによりさらに分解される。これにより、高度な処理水を得ることができる。生物反応槽92では、送風機94から空気を供給された散気管93において気泡が生成され、この気泡中の酸素が生物反応槽内の活性汚泥中の微生物により利用され、有機物等の汚濁物質が酸化分解される。 The treated water x from the rotating disk device 10 is introduced into the biological reaction tank 92 . In the biological reaction tank 92, contaminants such as organic matter remaining in the treated water x are further decomposed by the action of activated sludge, which is a collection of microorganisms. Thereby, advanced treated water can be obtained. In the biological reaction tank 92, air bubbles are generated in the diffuser pipe 93 supplied with air from the blower 94, and the oxygen in the bubbles is used by the microorganisms in the activated sludge in the biological reaction tank to oxidize pollutants such as organic substances. decomposed.

活性汚泥等の固形物を含む処理水yは、生物反応槽92から排出されると沈殿池95へ導入される。処理水yに含まれる固形物は、沈殿池95において沈殿することによって、処理水yの固液分離がなされる。固液分離後の液分である処理水zは、消毒工程等を経たのちに最終的には河川等の放流先に放流される。固液分離後の固形分は、水処理タンク11に返送される。この返送される固形分を返送汚泥と呼ぶ。 The treated water y containing solids such as activated sludge is discharged from the biological reaction tank 92 and introduced into the sedimentation tank 95 . Solid matter contained in the treated water y precipitates in the sedimentation tank 95, thereby separating the treated water y into solids and liquids. The treated water z, which is the liquid component after solid-liquid separation, is finally discharged to a discharge destination such as a river after going through a disinfection process and the like. The solid content after solid-liquid separation is returned to the water treatment tank 11 . This returned solid content is called return sludge.

付着量推定部41は、第2の実施形態で説明したように画像情報gに基づいて推定した微生物の付着量bを、汚泥返送判定部46にも出力する。 The adhesion amount estimation unit 41 also outputs the adhesion amount b of microorganisms estimated based on the image information g as described in the second embodiment to the sludge return determination unit 46 .

汚泥返送判定部46は、付着量bが、所定値以下である場合、汚泥返送部96へ動作指令pを出力する。 The sludge return determination unit 46 outputs an operation command p to the sludge return unit 96 when the adhesion amount b is equal to or less than a predetermined value.

汚泥返送部96は、例えばポンプであって、汚泥返送判定部46からの動作指令pに応じて動作する。汚泥返送部96が設けられている汚泥返送配管97は、沈殿池95の底部に接続されている。したがって、汚泥返送部96が動作すると、沈殿池95に沈殿している汚泥が、汚泥返送部96によって、汚泥返送配管97に吸引され、回転円板装置10へ移送される。汚泥には、微生物が含まれているので、これによって、回転円板装置10に微生物が返送される。 The sludge return unit 96 is, for example, a pump, and operates according to the operation command p from the sludge return determination unit 46 . A sludge return pipe 97 provided with a sludge return section 96 is connected to the bottom of the sedimentation tank 95 . Therefore, when the sludge return section 96 operates, the sludge that has settled in the sedimentation tank 95 is sucked into the sludge return pipe 97 by the sludge return section 96 and transferred to the rotating disk device 10 . Since the sludge contains microorganisms, the microorganisms are returned to the rotating disk device 10 by this.

このように、コントローラ40は、付着量推定部41によって推定された微生物の付着量bに基づいて、汚泥返送部96の動作を制御し、汚泥を回転円板装置10へ返送することによって、回転円板装置10へ微生物を供給する。 In this way, the controller 40 controls the operation of the sludge return unit 96 based on the adherence amount b of microorganisms estimated by the adherence amount estimation unit 41, and returns the sludge to the rotating disk device 10, thereby rotating the Microorganisms are supplied to the disc device 10 .

これによって、微生物の量が少ない場合には、微生物を含む汚泥を回転円板装置10へ返送することによって、原水w中の微生物の量を増やすことができる。 As a result, when the amount of microorganisms is small, the amount of microorganisms in the raw water w can be increased by returning sludge containing microorganisms to the rotating disk device 10 .

以上説明したように、本実施形態の水処理システム130によれば、回転円板体12へ付着した微生物の付着量bに基づいて、汚泥の返送を制御することができるので、前述した洗浄工程と組み合わせることによって、回転円板体12に付着した微生物の付着量bを適切に維持することができ、臭気の発生の抑制や、有機物および窒素の除去等に適した水質環境能を、安定的かつ持続的に提供することが可能となる。 As described above, according to the water treatment system 130 of the present embodiment, it is possible to control the return of sludge based on the adhesion amount b of the microorganisms adhering to the rotating disc body 12. By combining with, the adhesion amount b of microorganisms adhering to the rotating disk 12 can be appropriately maintained, and the water quality environmental performance suitable for suppressing odor generation and removing organic matter and nitrogen can be stably maintained. and can be provided continuously.

これによって、回転円板装置10は、後段に設けられた生物反応槽92の負荷を下げることができる。このため、生物反応槽92は、前段に回転円板装置10がない構成(たとえば、標準活性汚泥法や循環式硝化脱窒法)に比べて、送風機94の電力消費コストを大幅に低減できるのみならず、生物反応槽92のサイズも縮小できるなどの効果を奏することができる。 As a result, the rotating disk device 10 can reduce the load on the biological reaction tank 92 provided in the latter stage. For this reason, the biological reaction tank 92 can significantly reduce the power consumption cost of the blower 94 compared to a configuration without the rotating disk device 10 in the front stage (for example, the standard activated sludge method or the circulating nitrification/denitrification method). In addition, the size of the biological reaction tank 92 can be reduced.

従って、既設の生物反応処理プロセスが標準活性汚泥法などの活性汚泥を利用した水処理プロセスを採用している場合、その前段部に、回転円板装置10を含む水処理システムを導入することで、省エネルギー化ならびに水質環境の安定化を図ることが可能となる。 Therefore, when the existing biological reaction treatment process adopts a water treatment process using activated sludge such as the standard activated sludge method, a water treatment system including the rotating disk device 10 can be introduced in the front stage. , it is possible to save energy and stabilize the water quality environment.

以上、第4の実施形態の水処理システム130について説明したが、第4の実施形態の水処理システム130も、第1の実施形態の水処理システム100と同様に、第1の実施形態の変形例1、2、3で説明したような構成を適用することができる。第4の実施形態の水処理システム130はさらに、以下のような変形例1、2によって実現することも可能である。 Although the water treatment system 130 of the fourth embodiment has been described above, the water treatment system 130 of the fourth embodiment is also a modification of the first embodiment, like the water treatment system 100 of the first embodiment. Configurations such as those described in Examples 1, 2 and 3 can be applied. The water treatment system 130 of the fourth embodiment can also be realized by modified examples 1 and 2 below.

(第4の実施形態の変形例1)
第4の実施形態の変形例1では、前述した第4の実施形態とは異なり、汚泥の返送に関し、返送するか否かのみを制御する所謂オン/オフ制御しか行わないのではなく、返送する汚泥の量を、回転円板体12へ付着した微生物の付着量bに基づいて、動的に決定する。
(Modification 1 of the fourth embodiment)
In the modification 1 of the fourth embodiment, unlike the fourth embodiment described above, regarding the return of sludge, only so-called on/off control that controls only whether or not to return is performed, but the return is performed. The amount of sludge is dynamically determined based on the adhered amount b of microorganisms adhering to the rotating disk 12 .

図19は、平板に付着した微生物の付着量と汚泥返送量との関係を説明するための図である。 FIG. 19 is a diagram for explaining the relationship between the adhesion amount of microorganisms adhering to a flat plate and the amount of sludge returned.

汚泥返送判定部46は、図19に示すように、付着量bが所定値u以下であり、汚泥返送部96を動作させる場合、付着量bが小さくなるほど、汚泥返送量が多くなるように、汚泥返送部96を、より長時間動作させる。 As shown in FIG. 19, the sludge return determination unit 46 determines that when the adhesion amount b is equal to or less than a predetermined value u and the sludge return unit 96 is operated, the amount of sludge returned increases as the adhesion amount b decreases. The sludge return section 96 is operated for a longer period of time.

汚泥返送判定部46は、汚泥返送量に対応する汚泥返送部96の動作時間を指定した動作指令pを、汚泥返送部96へ出力する。 The sludge return determination unit 46 outputs to the sludge return unit 96 an operation command p specifying an operation time of the sludge return unit 96 corresponding to the sludge return amount.

汚泥返送部96は、動作指令pで指定された汚泥返送量の値が小さければ、短い時間しか動作せず、値が大きければ、長い時間動作する。 The sludge return unit 96 operates for a short time if the value of the sludge return amount specified by the operation command p is small, and operates for a long time if the value is large.

これによって、付着量bが所定値u以下である場合、付着量bの値が小さいほど、汚泥返送部96は、より長い時間動作し、水処理タンク11へ、より多くの汚泥が返送され、結果的に、原水wに、より多くの微生物が供給される。 As a result, when the adhesion amount b is equal to or less than the predetermined value u, the smaller the adhesion amount b, the longer the sludge return unit 96 operates and the more sludge is returned to the water treatment tank 11. As a result, more microorganisms are supplied to the raw water w.

なお、付着量bが所定値uよりも大きい場合には、洗浄要否判定部42から洗浄指令eが出力されることにより、前述したような洗浄工程に切り換わり、洗浄が開始されることによって、回転円板体12に付着した微生物が除去される。 When the adhesion amount b is larger than the predetermined value u, the cleaning instruction e is output from the cleaning necessity determination unit 42, thereby switching to the cleaning process as described above and cleaning is started. , microorganisms adhering to the rotating disc body 12 are removed.

このように、水処理タンク11へ返送する汚泥の量を、回転円板体12へ付着した微生物の付着量bに基づいて動的に決定することと、洗浄工程との組み合わせによって、付着量bが適切な範囲内に保たれるように、動的に制御することができるので、臭気の発生の抑制や、有機物および窒素の除去等の水処理性能を、安定的かつ持続的に提供することが可能となる。なお、本変形例では、汚泥返送量を時間で制御する方法を示したが、その方法に限定されず、たとえば汚泥返送ポンプをインバータ付きの可変速ポンプとし、ポンプの回転数により流量の増減を制御する方法、または汚泥返送ポンプの出口側配管に流量調整弁を配し、その調整弁の制御により流量の増減を制御する方法としてもよい。 In this way, by dynamically determining the amount of sludge to be returned to the water treatment tank 11 based on the adhesion amount b of the microorganisms adhering to the rotating disc body 12 and the washing process, the adhesion amount b can be dynamically controlled so that the temperature is kept within an appropriate range, stably and continuously provide water treatment performance such as suppression of odor generation and removal of organic matter and nitrogen. becomes possible. In this modified example, a method of controlling the amount of sludge returned by time is shown, but the method is not limited to this method. Alternatively, a flow control valve may be provided in the outlet pipe of the sludge return pump to control the increase or decrease of the flow rate by controlling the control valve.

(第4の実施形態の変形例2)
図20は、第4の実施形態の変形例2の水処理システムの構成例を示す概念図である。
(Modification 2 of the fourth embodiment)
FIG. 20 is a conceptual diagram showing a configuration example of a water treatment system of modification 2 of the fourth embodiment.

図21は、第4の実施形態の変形例2の水処理システムにおけるコントローラおよび監視装置の構成例を示すブロック図である。 FIG. 21 is a block diagram showing a configuration example of a controller and a monitoring device in a water treatment system of modification 2 of the fourth embodiment.

第4の実施形態の変形例2の水処理システム140は、前述した第4の実施形態の水処理システム130とは異なり、図20に示すように、第3の実施形態の水処理システム120と第4の実施形態の水処理システム130とを組み合わせた構成をしている。さらに、コントローラ40は、図21に示すように、図15に示す栄養剤添加判定部45と、図18に示す汚泥返送判定部46との両方を備え、付着量推定部41は、図5を用いて説明したように、付着量bを、回転数切換部43へ出力する。 Unlike the water treatment system 130 of the fourth embodiment described above, the water treatment system 140 of Modification 2 of the fourth embodiment is different from the water treatment system 120 of the third embodiment, as shown in FIG. It has a configuration in which it is combined with the water treatment system 130 of the fourth embodiment. Furthermore, as shown in FIG. 21, the controller 40 includes both a nutrient addition determination unit 45 shown in FIG. 15 and a sludge return determination unit 46 shown in FIG. As described above, the adhesion amount b is output to the rotational speed switching section 43 .

このような構成により、コントローラ40は、付着量推定部41によって推定された微生物の付着量bに基づいて、栄養剤添加部91による栄養剤nの添加の有無、および汚泥返送部96による汚泥の返送の有無のうちの少なくとも何れかを制御することができる。 With such a configuration, the controller 40 determines whether or not the nutrient addition unit 91 adds the nutrient n, and the sludge return unit 96 determines whether or not the nutrient addition unit 91 adds the nutrient n based on the adhesion amount b of the microorganisms estimated by the adhesion amount estimation unit 41. At least one of the presence or absence of return can be controlled.

あるいは、コントローラ40は、付着量推定部41によって推定された微生物の付着量bに基づいて、栄養剤添加部91による栄養剤nの添加量、および汚泥返送部96による汚泥の返送量のうちの少なくとも何れかを制御することもできる。 Alternatively, the controller 40 determines, based on the adhered amount b of microorganisms estimated by the adhered amount estimating section 41, At least one of them can be controlled.

さらには、図5で説明したように、通常運転時、回転円板体12を、付着量bに基づいて決定される回転数で回転させることもできる。 Furthermore, as described with reference to FIG. 5, during normal operation, the rotary disc member 12 can be rotated at a number of revolutions determined based on the adhesion amount b.

このような構成によって、回転円板体12の表面に付着した微生物が少ない場合には、微生物の増殖を促進し、逆に多い場合には、微生物の増殖を抑制したり、回転円板体12の表面に付着した微生物を除去することによって、回転円板体12の表面に付着した微生物の付着量bが、適切な範囲内となるように柔軟に制御することができる。これによって、臭気の発生の抑制や、有機物および窒素の除去等に適した水質環境能を、安定的かつ持続的に提供することが可能となる。 With such a configuration, when the number of microorganisms adhering to the surface of the rotating disk 12 is small, the growth of microorganisms is promoted, and when there are many microorganisms, the growth of microorganisms is suppressed. By removing the microorganisms adhering to the surface of the rotary disk member 12, the adhesion amount b of the microorganisms adhering to the surface of the rotating disc body 12 can be flexibly controlled so as to be within an appropriate range. As a result, it is possible to stably and sustainably provide water quality environmental performance suitable for suppressing the generation of odors and removing organic matter and nitrogen.

(第5の実施形態)
第5の実施形態の水処理方法が適用された水処理システムについて説明する。
(Fifth embodiment)
A water treatment system to which the water treatment method of the fifth embodiment is applied will be described.

第5の実施形態では、音波検知を利用して、回転円板体への微生物の付着量を推定する。 In a fifth embodiment, sonic detection is used to estimate the amount of microorganisms adhering to the rotating disc.

図22は、第5の実施形態の水処理方法が適用された水処理システムにおける回転円板装置の構成例を示す概念図である。 FIG. 22 is a conceptual diagram showing a configuration example of a rotating disk device in a water treatment system to which the water treatment method of the fifth embodiment is applied.

図22は、第5の実施形態の水処理方法が適用された水処理システムの構成例を示す概念図である。 FIG. 22 is a conceptual diagram showing a configuration example of a water treatment system to which the water treatment method of the fifth embodiment is applied.

図23は、第1の実施形態の水処理システムにおけるコントローラおよび監視装置の構成例を示すブロック図である。 23 is a block diagram showing a configuration example of a controller and a monitoring device in the water treatment system of the first embodiment; FIG.

図22に示す水処理システム150における回転円板装置10は、図1に示す回転円板装置10を上方から見た場合に対応しており、筐体カバー70の内側に、音波発信源31および音波受信器32を備えている。1つの音波発信源31と、対向配置された1つの音波受信器32との対で、1つの検知部を構成する。 The rotating disk device 10 in the water treatment system 150 shown in FIG. 22 corresponds to the rotating disk device 10 shown in FIG. A sound wave receiver 32 is provided. A pair of one sound wave source 31 and one sound wave receiver 32 arranged oppositely constitutes one detection unit.

検知部は、回転円板体12への微生物の付着量の推定のための検知を行う非接触センサであって、各検知部は、図22に例示するように、1つの音波発信源31と、対向配置された1つの音波受信器32との対によって構成される。音波発信源31は、対を構成している音波受信器32に向けて音波Sを発信し、音波受信器32は、この音波Sを受信し、受信した音波Sのエネルギーに対応する受信信号sを、コントローラ40の付着量推定部41へ出力する。 The detection unit is a non-contact sensor that performs detection for estimating the amount of microorganisms adhering to the rotating disc body 12. Each detection unit, as illustrated in FIG. , and one acoustic wave receiver 32 arranged oppositely. A sound wave source 31 emits a sound wave S towards a paired sound wave receiver 32, which receives this sound wave S and generates a received signal s corresponding to the energy of the received sound wave S. is output to the adhesion amount estimation unit 41 of the controller 40 .

対を構成している音波発信源31および音波受信器32は、気相72中において、回転円板体12の上端よりも低い、同一高さに配置される。さらに、音波発信源31から発信された音波Sが、端面12aに対して平行に、すなわち間隙部16の延伸方向に、間隙部16内を通過し、音波受信器32によって受信されるように、音波発信源31と音波受信器32とが対向配置される。 The acoustic wave source 31 and the acoustic wave receiver 32 forming a pair are arranged at the same height in the gas phase 72, lower than the upper end of the rotating disc 12. FIG. Furthermore, the sound wave S emitted from the sound wave source 31 passes through the gap 16 parallel to the end face 12a, that is, in the direction in which the gap 16 extends, and is received by the sound wave receiver 32. A sound wave source 31 and a sound wave receiver 32 are arranged to face each other.

接触体14の表面に微生物が付着していない状態では、間隙部16の幅は、間隔Lと等しい。しかしながら、微生物が増殖し、接触体14の表面に付着すると、間隙部16の幅は、間隔Lよりも狭くなる。 The width of the gap 16 is equal to the gap L when no microorganisms adhere to the surface of the contactor 14 . However, the width of the gap 16 becomes narrower than the gap L when the microorganisms grow and adhere to the surface of the contactor 14 .

間隙部16の幅が狭くなると、音波Sが通りにくくなるので、音波受信器32が受信する音波Sのエネルギーも低くなる。水処理システム150は、この現象を利用して、コントローラ40の付着量推定部41において、微生物の付着量を推定する。 When the width of the gap 16 is narrowed, it becomes difficult for the sound wave S to pass through, so the energy of the sound wave S received by the sound wave receiver 32 is also low. Using this phenomenon, the water treatment system 150 estimates the amount of adhered microorganisms in the adhered amount estimator 41 of the controller 40 .

対を構成している音波発信源31および音波受信器32は、気相72中において、例えば、回転円板体12の上端から、回転円板体12の半径rのおよそ1/3r低い高さに配置されている。このように、音波発信源31および音波受信器32は、回転円板体12の上端よりもある程度低い高さに配置するのが好ましい。なぜなら、回転円板体12が回転する際、回転円板体12の外端は、最も強い遠心力を受けるので、遠心力によって回転円板体12から落ちる微生物の量も多く、結果として、推定される微生物の付着量が、少なくなるからである。 The acoustic wave source 31 and the acoustic wave receiver 32 forming a pair are located in the gas phase 72, for example, at a height approximately ⅓r lower than the radius r of the rotary disc 12 from the upper end of the rotary disc 12. are placed in Thus, it is preferable to arrange the sound wave source 31 and the sound wave receiver 32 at a height somewhat lower than the upper end of the rotating disk 12 . This is because when the rotating disc 12 rotates, the outer end of the rotating disc 12 receives the strongest centrifugal force. This is because the amount of adherent microorganisms to be treated is reduced.

図23に示すように、コントローラ40は、付着量推定部41、洗浄要否判定部42、および回転数切換部43を備えている。 As shown in FIG. 23 , the controller 40 includes an adhesion amount estimation section 41 , a cleaning necessity determination section 42 and a rotational speed switching section 43 .

監視装置50は、水処理システム150のオペレータとのインターフェースとして機能し、運転時回転数設定部51と、洗浄時回転数設定部52と、例えばディスプレイのような表示部53とを備えている。 The monitoring device 50 functions as an interface with the operator of the water treatment system 150, and includes an operating rotation speed setting unit 51, a cleaning rotation speed setting unit 52, and a display unit 53 such as a display.

付着量推定部41は、音波受信器32から出力された受信信号sを受信し、受信信号sから、回転円板体12の表面における微生物の付着量bを推定する。この原理を、以下に説明する。 The adhesion amount estimator 41 receives the reception signal s output from the sound wave receiver 32 and estimates the adhesion amount b of the microorganisms on the surface of the rotating disk 12 from the reception signal s. This principle will be explained below.

図24は、音波受信器によって受信される音波のエネルギーと周波数との一般的な関係を例示する図である。 FIG. 24 is a diagram illustrating the general relationship between energy and frequency of sound waves received by a sound wave receiver.

図24において縦軸Eは、音波受信器32によって受信された音波Sのエネルギーを、横軸λは、周波数を表し、曲線α1は、間隙部16に微生物が存在しない場合、すなわち、回転円板体12の表面に微生物が付着していない場合に、音波受信器32によって受信される音波Sのエネルギー分布の例を表し、曲線α2は、間隙部16に微生物が存在する場合、すなわち、回転円板体12の表面に微生物が付着している場合に、音波受信器32によって受信される音波Sのエネルギー分布の例を表している。曲線α1と曲線α2とを比較して分かるように、回転円板体12の表面に微生物が付着すると、付着量に応じて、ピークエネルギーがΔE減少する。 In FIG. 24, the vertical axis E represents the energy of the sound wave S received by the sound wave receiver 32, the horizontal axis λ represents the frequency, and the curve α1 represents the case where no microorganisms are present in the gap 16, that is, the rotating disk An example of the energy distribution of the sound wave S received by the sound wave receiver 32 when no microorganisms adhere to the surface of the body 12 is shown. An example of the energy distribution of the sound waves S received by the sound wave receiver 32 is shown when microorganisms adhere to the surface of the plate 12 . As can be seen by comparing the curve α1 and the curve α2, when microorganisms adhere to the surface of the rotating disk 12, the peak energy decreases by ΔE in accordance with the amount of adherence.

付着量推定部41は、回転円板体12の表面における微生物の付着量と、ピークエネルギーの減少量ΔEとの相関関係を予め把握しておく。そして、音波受信器32から受信信号sが出力された場合には、この相関関係から、回転円板体12の表面における微生物の付着量を推定する。そして推定した付着量bを、洗浄要否判定部42と、監視装置50の表示部53とへ出力する。 The adhered amount estimator 41 grasps in advance the correlation between the adhered amount of microorganisms on the surface of the rotating disc body 12 and the decrease amount ΔE of the peak energy. Then, when the reception signal s is output from the sound wave receiver 32, the adherence amount of microorganisms on the surface of the rotating disk 12 is estimated from this correlation. Then, the estimated adherence amount b is output to the cleaning necessity determining section 42 and the display section 53 of the monitoring device 50 .

なお、図24は、回転円板体12の表面における微生物の付着の有無に関わらず、ピークエネルギーを示す周波数が変化しない例を示しているが、回転円板体12の表面に微生物が付着すると、付着量に応じてピークエネルギーを示す周波数がシフトする場合もある。 FIG. 24 shows an example in which the frequency indicating the peak energy does not change regardless of whether or not microorganisms adhere to the surface of rotating disk 12. However, if microorganisms adhere to the surface of rotating disk 12, , the frequency indicating the peak energy may shift depending on the adhesion amount.

図25は、音波受信器によって受信される音波のエネルギーと周波数との別の関係を例示する図である。 FIG. 25 is a diagram illustrating another relationship between energy and frequency of sound waves received by a sound wave receiver.

図25は、回転円板体12の表面における微生物の付着量に応じて、ピークエネルギーを示す周波数がΔλシフトする例を示しており、曲線α1は、回転円板体12の表面に微生物が付着していない場合に、音波受信器32によって受信される音波Sのエネルギー分布の例を表し、曲線α3は、回転円板体12の表面に微生物が付着している場合に、音波受信器32によって受信される音波Sのエネルギー分布の例を表している。曲線α1と曲線α3とを比較して分かるように、回転円板体12の表面に微生物が付着すると、付着量に応じて、ピークエネルギーを示す周波数がΔλシフトするとともに、ピークエネルギーがΔE減少する。 FIG. 25 shows an example in which the frequency indicating the peak energy shifts by Δλ depending on the amount of microorganisms adhered to the surface of the rotating disk 12. The curve α3 represents an example of the energy distribution of the sound wave S received by the sound wave receiver 32 when the sound wave receiver 32 does not An example of the energy distribution of a received sound wave S is shown. As can be seen by comparing the curve α1 and the curve α3, when microorganisms adhere to the surface of the rotating disk 12, the frequency indicating the peak energy shifts by Δλ and the peak energy decreases by ΔE depending on the amount of adherence. .

この場合もまた、付着量推定部41は、回転円板体12の表面における微生物の付着量と、ピークエネルギーの減少量ΔEとの相関関係を予め把握しておく。そして、音波受信器32から受信信号sが出力された場合には、この相関関係から、回転円板体12の表面における微生物の付着量を推定する。そして推定した付着量bを、洗浄要否判定部42と、監視装置50の表示部53とへ出力する。 Also in this case, the adhesion amount estimator 41 grasps in advance the correlation between the adhesion amount of microorganisms on the surface of the rotating disc body 12 and the peak energy decrease amount ΔE. Then, when the reception signal s is output from the sound wave receiver 32, the adherence amount of microorganisms on the surface of the rotating disk 12 is estimated from this correlation. Then, the estimated adherence amount b is output to the cleaning necessity determining section 42 and the display section 53 of the monitoring device 50 .

なお、図22に例示されているように、回転円板装置10に配置される検知部30は1つに限定されず、複数であっても良い。 As illustrated in FIG. 22, the number of detection units 30 arranged in the rotating disk device 10 is not limited to one, and may be plural.

図22に例示されているように、各間隙部16にそれぞれ検知部30が配置されている場合、各検知部30の音波受信器32は、それぞれ受信信号sを付着量推定部41へ出力する。これによって、付着量推定部41は、各間隙部16の幅の減少を把握し、それに基づいて各回転円板体12の表面における微生物の付着量を推定することができる。例えば、間隙部16(#1)の幅の減少を把握すると、減少量の半分ずつが、回転円板体12(#1)の間隙部16(#1)側の表面と、回転円板体12(#2)の間隙部16(#1)側の表面とにそれぞれ付着したと推定する。 As illustrated in FIG. 22, when the detectors 30 are arranged in the respective gaps 16, the sound wave receivers 32 of the respective detectors 30 output the received signal s to the adhesion amount estimator 41. . As a result, the adhered amount estimating section 41 can grasp the decrease in the width of each gap 16 and estimate the adhered amount of microorganisms on the surface of each rotating disk 12 based on this. For example, when the width of the gap 16 (#1) is decreased, half of the decrease is divided between the surface of the rotating disk 12 (#1) on the side of the gap 16 (#1) and the surface of the rotating disk 12 (#1). 12 (#2) and the surface of the gap 16 (#1).

なお、図22では、一例として、すべての間隙部16に対して、1つの検知部30、すなわち一対の音波発信源31および音波受信器32が配置された構成が示されている。しかしながら、検知部30は、必ずしもすべての間隙部16に対して配置する必要はなく、代表的な幾つかの間隙部16のみに対して配置するようにしても良い。また、1つの間隙部16に対して、複数の検知部30を配置しても良い。 In addition, FIG. 22 shows, as an example, a configuration in which one detection unit 30 , that is, a pair of sound wave transmission source 31 and sound wave receiver 32 is arranged for all gaps 16 . However, the detection units 30 do not necessarily have to be arranged for all the gaps 16 , and may be arranged for only some typical gaps 16 . Also, a plurality of detection units 30 may be arranged for one gap 16 .

代表的な間隙部16のみに検知部30を配置する場合の例について説明する。 An example in which the detection unit 30 is arranged only in the representative gap 16 will be described.

代表的な間隙部16は、原水wの濃度が最も高い間隙部16とすることが好ましい。例えば、図22に示す例では、間隙部16(#1)に相当する。なぜなら、原水wの濃度が高い側(図22中左側)ほど汚濁濃度は高く、微生物はより成長し易く、付着量も多くなるからである。従って、間隙部16(#1)は、図22に例示する7つの間隙部16の中では、微生物の存在量が最も多いと考えられるからである。 The representative gap 16 is preferably the gap 16 where the raw water w has the highest concentration. For example, in the example shown in FIG. 22, it corresponds to the gap portion 16 (#1). This is because the higher the concentration of the raw water w (the left side in FIG. 22), the higher the contamination concentration, the easier it is for microorganisms to grow, and the larger the adhered amount. Therefore, the gap 16 (#1) is considered to have the largest amount of microorganisms among the seven gaps 16 illustrated in FIG.

なお、図22における間隙部17のように、水処理タンク11の内壁と回転円板体12(#1)との間、および、水処理タンク11の内壁と回転円板体12(#8)との間は、隣接する2つの回転円板体12間の間隙ではないので、代表的な間隙部の検討から除外する。 22, between the inner wall of the water treatment tank 11 and the rotating disc body 12 (#1), and between the inner wall of the water treatment tank 11 and the rotating disc body 12 (#8). is not a gap between two adjacent rotating disc bodies 12, so it is excluded from consideration of typical gaps.

次に、1つの間隙部16に、複数の検知部30を配置する場合の例について説明する。 Next, an example in which a plurality of detection units 30 are arranged in one gap 16 will be described.

図26は、1つの間隙部に4つの検知部を配置する配置例を示す回転円板装置の部分側面図である。 FIG. 26 is a partial side view of a rotating disk device showing an arrangement example in which four detection units are arranged in one gap.

図27は、図26に示す回転円板装置を前面側(図26おける左側面側)から見た別の構成例を示す概念図である。 FIG. 27 is a conceptual diagram showing another configuration example of the rotary disk device shown in FIG. 26 viewed from the front side (left side in FIG. 26).

図26では、特に図1における間隙部16(#1)、16(#2)、16(#3)を含む部分が拡大表示されている。 In FIG. 26, a portion including the gaps 16 (#1), 16 (#2), and 16 (#3) in FIG. 1 is enlarged.

図26に例示するように、各間隙部16(#1)、16(#2)、16(#3)において、4つの検知部30a~dが、シャフト13の長軸方向(図22中左右方向)および回転円板体12の高さ方向(図22中奥行方向)にそれぞれ、少しずつシフトするように配置されている。 As illustrated in FIG. 26, in each of the gaps 16(#1), 16(#2), and 16(#3), the four detection portions 30a to 30d are arranged in the longitudinal direction of the shaft 13 (right and left in FIG. 22). direction) and the height direction (depth direction in FIG. 22) of the rotating disc body 12 so as to shift little by little.

例えば、4つの検知部30a(#2)、30b(#2)、30c(#2)、30d(#2)はそれぞれ、回転円板体12(#2)の端面12aからの距離が異なる。すなわち、4つの音波発信源31a(#2)、31b(#2)、31c(#2)、31d(#2)はそれぞれ、回転円板体12(#2)の端面12aからの距離が異なり、4つの音波受信器32a(#2)、32b(#2)、32c(#2)、32d(#2)はそれぞれ、回転円板体12(#2)の端面12aからの距離が異なる。 For example, the four detection units 30a (#2), 30b (#2), 30c (#2), and 30d (#2) are different in distance from the end surface 12a of the rotating disk 12 (#2). That is, the four sound wave sources 31a (#2), 31b (#2), 31c (#2), and 31d (#2) have different distances from the end surface 12a of the rotating disk 12 (#2). , the four sound wave receivers 32a (#2), 32b (#2), 32c (#2), and 32d (#2) are different in distance from the end surface 12a of the rotating disk 12 (#2).

また、例えば、4つの検知部30a(#2)、30b(#2)、30c(#2)、30d(#2)はそれぞれ、回転円板体12(#2)の上端部からの高さが異なる。すなわち、4つの音波発信源31a(#2)、31b(#2)、31c(#2)、31d(#2)はそれぞれ、回転円板体12(#2)の上端部からの高さが異なり、4つの音波受信器32a(#2)、32b(#2)、32c(#2)、32d(#2)はそれぞれ、回転円板体12(#2)の上端部からの高さが異なる。 Further, for example, each of the four detection units 30a (#2), 30b (#2), 30c (#2), and 30d (#2) has a height from the upper end of the rotating disc body 12 (#2). is different. That is, the four sound wave sources 31a (#2), 31b (#2), 31c (#2), and 31d (#2) each have a height of Differently, the four sound wave receivers 32a (#2), 32b (#2), 32c (#2), and 32d (#2) each have a height of different.

また、図27には、1つの間隙部16に配置された4対の音波発信源31a~dおよび音波受信器32a~dの、回転円板体12との高さ関係の一例が示されている。 Also, FIG. 27 shows an example of the height relationship between the four pairs of sound wave sources 31a to 31d and sound wave receivers 32a to 32d arranged in one gap 16 and the rotary disk member 12. there is

4つの検知部30a~dとも、気相72中において、回転円板体12の上端部よりも低い高さに、一対の音波発信源31および音波受信器32が同じ高さに配置される。 In each of the four detection units 30a to 30d, a pair of the sound wave source 31 and the sound wave receiver 32 are arranged at the same height in the gas phase 72, at a height lower than the upper end portion of the rotating disc body 12. FIG.

これによって、音波発信源31aから発信された音波Saが、端面12aに対して平行に、すなわち間隙部16の延伸方向に、間隙部16内を通過し、音波受信器32aによって受信される。同様に、音波発信源31bから発信された音波Sbが、音波受信器32bによって、音波発信源31cから発信された音波Scが、音波受信器32cによって、音波発信源31dから発信された音波Sdが、音波受信器32dによって受信される。 As a result, the sound wave Sa emitted from the sound wave source 31a passes through the gap 16 parallel to the end surface 12a, that is, in the extending direction of the gap 16, and is received by the sound wave receiver 32a. Similarly, the sound wave Sb transmitted from the sound wave source 31b is transmitted by the sound wave receiver 32b, the sound wave Sc transmitted from the sound wave source 31c is transmitted by the sound wave receiver 32c, and the sound wave Sd transmitted from the sound wave source 31d is transmitted by the sound wave receiver 32b. , are received by the acoustic wave receiver 32d.

これによって、音波Sa、音波Sb、音波Sc、および音波Sdともに、進行方向は、水平方向でかつ、端面12aに対して平行となるが、シャフト13の長軸方向(図26中左右方向)における位置、および回転円板体12の高さ方向(図26および図27中上下方向)における位置は異なる。 As a result, sound waves Sa, sound waves Sb, sound waves Sc, and sound waves Sd travel in the horizontal direction and parallel to the end surface 12a, but in the longitudinal direction of the shaft 13 (horizontal direction in FIG. 26). The position and the position in the height direction (vertical direction in FIGS. 26 and 27) of the rotary disk 12 are different.

4つの音波発信源31a~d、および4つの音波受信器32a~dをそれぞれ、シャフト13の長軸方向および回転円板体12の高さ方向に対して、少しずつシフトするように配置させているのは、以下の理由による。 The four sound wave sources 31a to 31d and the four sound wave receivers 32a to 32d are arranged so as to be shifted little by little with respect to the longitudinal direction of the shaft 13 and the height direction of the rotating disc body 12. The reason for this is as follows.

まず、4つの検知部30を、シャフト13の長軸方向にシフトするように配置させている理由は、微生物の付着度合いを、動的に把握可能とするためである。 First, the reason why the four detection units 30 are arranged so as to be shifted in the longitudinal direction of the shaft 13 is to enable dynamic grasping of the degree of adherence of microorganisms.

図26に例示するように、4つの検知部30を、シャフト13の長軸方向に沿って、回転円板体12に近い方から検知部30a→30b→30c→30dの順に配置すれば、最初に音波受信器32aによる受信エネルギーの減少を検知し、次に音波受信器32bによる受信エネルギーの減少を検知するという具合に、回転円板体12への微生物の付着度合いを段階的に確実に把握できるようになる。 As exemplified in FIG. 26, if the four detection units 30 are arranged along the longitudinal direction of the shaft 13 in the order of the detection units 30a→30b→30c→30d from the side closer to the rotating disc body 12, the first First, a decrease in the received energy of the sonic receiver 32a is detected, and then a decrease in the received energy of the sonic receiver 32b is detected. become able to.

なお、図26に例示されるように、検知部30c、30dは、間隙部16の幅内に完全に配置されているものの、検知部30aは、間隙部16の幅内ではなく、回転円板体12の側面に配置されており、検知部30bは、間隙部16の幅内に一部が配置されているものの、残りの部分は回転円板体12の側面に配置されている。 As illustrated in FIG. 26, the detection units 30c and 30d are arranged completely within the width of the gap 16, but the detection unit 30a is not within the width of the gap 16, but The detector 30 b is arranged on the side surface of the body 12 , and the detection section 30 b is partly arranged within the width of the gap 16 , but the remaining part is arranged on the side surface of the rotating disc body 12 .

検知部30a、30bのように、間隙部16の幅内に完全に配置されない場合であっても、回転円板体12は、前述したように、多孔質からなり得るので、音波発信源31aから発信された音波Saは、多孔質である回転円板体12内を通過して、音波受信器32aによって受信される。同様に、音波発信源31bから発信された音波Sbは、多孔質である回転円板体12内を通過して、音波受信器32bによって受信される。 Even if the detectors 30a and 30b are not completely arranged within the width of the gap 16, the rotary disk 12 can be made porous as described above, so that the sound wave source 31a The transmitted sound wave Sa passes through the inside of the porous rotating disk 12 and is received by the sound wave receiver 32a. Similarly, the sound wave Sb emitted from the sound wave source 31b passes through the inside of the porous rotating disk 12 and is received by the sound wave receiver 32b.

そして、多くの微生物が多孔質内に存在するほど、受信される音波のエネルギーの減少量は多く、多孔質内に存在する微生物の量が少ないほど、受信される音波のエネルギーの減少量は少ないので、付着量推定部41は、回転円板体12の内部における微生物の付着の状態をも把握することができる。 The more microbes are present in the porous, the more the energy of the received sound waves is reduced. Therefore, the adhered amount estimator 41 can also grasp the adhered state of the microorganisms inside the rotating disc body 12 .

次に、4つの検知部30を、回転円板体12の上下方向にシフトするように配置させている理由は、音波受信器32a、32b、32c、32d間での受信信号の干渉を抑えるためである。 Next, the reason why the four detectors 30 are arranged so as to be shifted in the vertical direction of the rotary disk 12 is to suppress interference of received signals among the sound wave receivers 32a, 32b, 32c, and 32d. is.

すなわち、図26に例示するように、1つの間隙部16に複数の検知部30を配置した場合、複数の音波受信器32間(例えば、各音波受信器32a~d間)における受信信号sの干渉が懸念される。そのため、各音波受信器32を少しでも物理的に隔離するために、4つの検知部30を回転円板体12の高さ方向にシフトさせて配置する。 That is, as illustrated in FIG. 26, when a plurality of detection units 30 are arranged in one gap 16, the reception signal s between the plurality of sound wave receivers 32 (for example, between the sound wave receivers 32a to 32d) Concerned about interference. Therefore, in order to physically separate the sound wave receivers 32 as much as possible, the four detectors 30 are arranged to be shifted in the height direction of the rotating disc body 12 .

これによって、1つの間隙部16に複数の検知部30を配置する場合であっても、各音波受信器32による受信信号sの干渉を抑え、微生物の付着量を高い精度で評価することが可能となる。 As a result, even when a plurality of detection units 30 are arranged in one gap 16, it is possible to suppress the interference of the received signal s by each sound wave receiver 32 and evaluate the adherence amount of microorganisms with high accuracy. becomes.

なお、受信信号sの干渉を防ぐために、4つの検知部30を、回転円板体12の高さ方向にシフトさせて配置する代わりに、検知部30毎に、異なる波長の音波Sを使用するようにしても良い。これは例えば、検知部30毎に、音波発信源31から、異なる周波数の音波Sを発信したり、あるいは、音波受信器32において、異なる音波Sを受信することによって実現される。 In order to prevent interference of the received signal s, instead of arranging the four detectors 30 by shifting them in the height direction of the rotating disk 12, each detector 30 uses sound waves S of different wavelengths. You can do it. This is realized, for example, by transmitting sound waves S of different frequencies from the sound wave source 31 or by receiving different sound waves S at the sound wave receivers 32 for each detection unit 30 .

このように、コントローラ40は、付着量推定部41によって推定された付着量bに応じて、第1の実施形態で説明したように、洗浄要否判定部42および回転数切換部43によって、水処理システム150の運転を制御する。 In this way, the controller 40 controls the cleaning necessity determination unit 42 and the rotation speed switching unit 43 to determine whether or not the cleaning is necessary according to the adhesion amount b estimated by the adhesion amount estimation unit 41, as described in the first embodiment. Controls the operation of the processing system 150 .

以上説明したように、本実施形態の水処理システム150によれば、音波発信源31および音波受信器32のように、非接触センサである検知部30による検知結果に基づいて、回転円板体12へ付着した微生物の付着量bを推定し、微生物が過剰に付着していると判定した場合には、運転モードを洗浄工程に切り換えることによって、回転円板体12に付着した過剰な微生物を除去することができる。 As described above, according to the water treatment system 150 of the present embodiment, like the sound wave source 31 and the sound wave receiver 32, based on the detection result of the detection unit 30, which is a non-contact sensor, the rotating disc body Estimate the adhesion amount b of the microorganisms adhering to 12, and when it is determined that the microorganisms are excessively adhered, the operation mode is switched to the cleaning process, thereby removing the excess microorganisms adhering to the rotating disc body 12. can be removed.

つまり、洗浄実施の要否の判定を、管理者による定性的な判定ではなく、検知部30による検知結果から得られる定量的に結果に基づいて行うことができる。これによって、回転円板体12における微生物の付着量bを、適切な範囲内に保つことができるので、臭気の発生の抑制や、有機物および窒素の除去等に適した水処理運転を、安定的かつ持続的に提供することが可能となる。 In other words, the determination of whether or not cleaning is necessary can be made based on the quantitative results obtained from the detection results of the detection unit 30 rather than the qualitative determination by the administrator. As a result, the adhesion amount b of microorganisms on the rotary disk member 12 can be kept within an appropriate range, so that water treatment operation suitable for suppressing odor generation and removing organic matter and nitrogen can be stably performed. and can be provided continuously.

なお、このような運転は、オペレータの介在無く、自動的に行われるために、オペレータの負荷が大幅に低減され、省力化を実現することも可能となる。 Since such operation is automatically performed without intervention of the operator, the load on the operator is greatly reduced, and labor saving can be realized.

また、検知部30としては、一般的な水処理システムにおいて広く用いられているDO計やpH計のような各種水質センサを用いず、安価な音波発信源31および音波受信器32を用いて実現できることから、コストダウンを図ることができる。また、音波発信源31および音波受信器32を液浸させず非接触で用いることから、使用寿命の延長、誤動作リスクの低減、ランニングコストの低減、およびメンテナンスの容易化を実現することができる。 In addition, the detection unit 30 does not use various water quality sensors such as a DO meter or a pH meter that are widely used in general water treatment systems, and is realized using an inexpensive sound wave source 31 and a sound wave receiver 32. Since it can be done, the cost can be reduced. In addition, since the sound wave source 31 and the sound wave receiver 32 are used in a non-contact manner without being immersed in liquid, it is possible to extend the service life, reduce the risk of malfunction, reduce running costs, and facilitate maintenance.

なお、上記説明では、一例として、音波発信源31および音波受信器32は、筐体カバー70の内面に固定されているが、筐体カバー70が、音波Sを通過させる材質から構成されているのであれば、音波発信源31および音波受信器32を、筐体カバー70の外側に配置することもできる。 In the above description, the sound wave source 31 and the sound wave receiver 32 are fixed to the inner surface of the housing cover 70 as an example, but the housing cover 70 is made of a material that allows the sound waves S to pass through. , the sonic wave source 31 and the sonic wave receiver 32 can also be arranged outside the housing cover 70 .

また、水処理タンク11が、音波Sを通過する材質から構成されているのであれば、音波発信源31および音波受信器32を、原水wの液面よりも低い位置に配置することもできる。 Moreover, if the water treatment tank 11 is made of a material that allows the sound wave S to pass through, the sound wave source 31 and the sound wave receiver 32 can be arranged at a position lower than the surface of the raw water w.

図28は、回転円板装置を前面側(図22における左側面側)から見た別の構成例を示す概念図である。 FIG. 28 is a conceptual diagram showing another configuration example of the rotating disk device viewed from the front side (left side in FIG. 22).

図28に示す構成では、水処理タンク11は、音波Sを通過する材質から構成されている。そして、音波発信源31および音波受信器32は、原水wの液面よりも低い位置に配置されている。この場合、音波発信源31から発信された音波Sは、少なくとも原水w中を通過して、音波受信器32によって受信されるが、音波Sは気相72中よりも液相中の方が速く伝搬するので、音波受信器32は、気相72中を通過する場合よりも、音波Sを早く受信することができる。しかしながら、この場合、受信信号sは、原水w中の固形物等による影響を受けるので、その影響が大きい場合には、図22、および図27に例示するように、音波発信源31および音波受信器32を、気相72中に配置することが好ましい。 In the configuration shown in FIG. 28, the water treatment tank 11 is made of a material that allows sound waves S to pass through. The sonic wave source 31 and the sonic wave receiver 32 are arranged at a position lower than the liquid surface of the raw water w. In this case, the sound wave S emitted from the sound wave source 31 passes through at least the raw water w and is received by the sound wave receiver 32, but the sound wave S is faster in the liquid phase than in the gas phase 72. Because it propagates, the acoustic wave receiver 32 can receive the acoustic wave S sooner than if it passed through the gas phase 72 . However, in this case, the reception signal s is affected by solids and the like in the raw water w. Vessel 32 is preferably placed in gas phase 72 .

図28のように、音波発信源31および音波受信器32を、原水wの液面よりも低い位置に配置する場合であっても、音波発信源31および音波受信器32は、水処理タンク11の外側に配置されるので、原水w内に液浸されることはない。したがって、前述と同様に、音波発信源31および音波受信器32の使用寿命も長く、また、メンテナンスもほぼ不要とすることができる。 As shown in FIG. 28 , even when the sonic wave source 31 and the sonic wave receiver 32 are arranged at a position lower than the liquid surface of the raw water w, the sonic wave source 31 and the sonic wave receiver 32 are located in the water treatment tank 11 . , so that it is not immersed in the raw water w. Therefore, similarly to the above, the service life of the sonic wave source 31 and the sonic wave receiver 32 is long, and maintenance can be substantially eliminated.

(第5の実施形態の変形例1)
第5の実施形態でも、第1の実施形態の変形例1と同様に、運転時回転数cおよび洗浄時回転数dを、監視装置50から設定するのではなく、コントローラ40の回転数切換部43に、内部パラメータとして直接設定することもできる。
(Modification 1 of the fifth embodiment)
In the fifth embodiment, similarly to the modification 1 of the first embodiment, the rotation speed c during operation and the rotation speed d during cleaning are not set from the monitoring device 50, but are set by the rotation speed switching unit of the controller 40. 43 can also be set directly as an internal parameter.

これによって、監視装置50から、運転時回転数設定部51および洗浄時回転数設定部52を省略することができるので、構成をより簡素化することが可能となる。 As a result, the operating rotation speed setting unit 51 and the washing rotation speed setting unit 52 can be omitted from the monitoring device 50, so that the configuration can be further simplified.

(第5の実施形態の変形例2)
第5の実施形態でも、第1の実施形態の変形例2と同様に、通常運転時における回転円板体12の回転数を、回転円板体12への微生物の付着量bに応じて動的に変化させることができる。
(Modification 2 of the fifth embodiment)
In the fifth embodiment, similarly to the modification 2 of the first embodiment, the number of rotations of the rotating disc body 12 during normal operation is changed according to the amount b of microorganisms adhering to the rotating disc body 12. can change dramatically.

図29は、第5の実施形態の変形例2の水処理システムにおけるコントローラおよび監視装置の構成例を示すブロック図である。 FIG. 29 is a block diagram showing a configuration example of a controller and a monitoring device in a water treatment system of modification 2 of the fifth embodiment.

付着量推定部41は、図23を用いて前述したように、通常運転時において、検知部30による検知結果に基づいて、回転円板体12に付着した微生物の付着量bを推定する。図29に示す付着量推定部41は、推定した付着量bを、洗浄要否判定部42および表示部53のみならず、回転数切換部43へも出力することが、図23と異なっている。 As described above with reference to FIG. 23, the adhered amount estimator 41 estimates the adhered amount b of microorganisms adhering to the rotary disk member 12 based on the detection result of the detector 30 during normal operation. 29 differs from FIG. 23 in that the adhesion amount estimating section 41 shown in FIG. 29 outputs the estimated adhesion amount b not only to the cleaning necessity determination section 42 and the display section 53 but also to the rotational speed switching section 43. .

回転数切換部43は、この付着量bに基づいて、運転時回転数cを決定し、モータ20へ出力する。運転時回転数cの決定方法としては、第1の実施形態の変形例2で説明した通りであるので、省略する。 The rotation speed switching unit 43 determines the operating rotation speed c based on the adhesion amount b, and outputs it to the motor 20 . The method for determining the operating rotation speed c is the same as that described in Modification 2 of the first embodiment, so a description thereof will be omitted.

このように、本変形例によっても、第1の実施形態の変形例2で説明したように、回転円板体12への微生物の付着量が適切な範囲内に保たれるように、あらかじめ水処理システム100の運転を制御することができるので、通常運転から洗浄工程へと運転モードを切り換える頻度を低下させることができ、もって、水処理システム150の稼働率を高めることが可能となる。 Thus, according to this modification, as described in modification 2 of the first embodiment, water is added in advance so that the amount of microorganisms adhering to the rotating disc body 12 is kept within an appropriate range. Since the operation of the treatment system 100 can be controlled, the frequency of switching the operation mode from normal operation to the cleaning process can be reduced, thereby increasing the operating rate of the water treatment system 150.

(第5の実施形態の変形例3)
第5の実施形態の水処理システム150では、洗浄工程時には、回転円板体12に過剰に付着した微生物を除去するために、回転円板体12を、通常運転時よりも高速回転させる例について説明したが、第1の実施形態の変形例3と同様に、洗浄工程時における洗浄効果をより高めるために、回転円板体12の高速回転に加えて、さらに回転円板体12に気泡を衝突させるようにしてもよい。
(Modification 3 of the fifth embodiment)
In the water treatment system 150 of the fifth embodiment, during the washing process, the rotating disc body 12 is rotated at a higher speed than during normal operation in order to remove the microorganisms excessively adhering to the rotating disc body 12. As described above, as in the third modification of the first embodiment, in addition to rotating the rotating disk 12 at high speed, air bubbles are generated in the rotating disk 12 in order to further enhance the cleaning effect during the cleaning process. You may make it collide.

このような本変形例によれば、洗浄時における洗浄効果を、より高めることが可能となる。 According to this modification, it is possible to further enhance the cleaning effect during cleaning.

(第5の実施形態の変形例4)
上記変形例3では、回転円板体12への微生物の付着量bと、気泡fの量との関係については言及されていないが、本変形例では、通常運転時に、回転円板体12への微生物の付着量bに応じて、気泡fの量を動的に変化させながら散気管62から発生させる。
(Modification 4 of the fifth embodiment)
Modification 3 does not mention the relationship between the amount b of microorganisms adhering to rotating disk 12 and the amount of air bubbles f. The amount of air bubbles f is generated from the diffuser tube 62 while dynamically changing the amount of air bubbles f according to the adhered amount b of microorganisms.

図30は、第5の実施形態の変形例4の水処理システムにおけるコントローラおよび監視装置の構成例を示すブロック図である。 FIG. 30 is a block diagram showing a configuration example of a controller and a monitoring device in a water treatment system of modification 4 of the fifth embodiment.

図30に示すブロック図は、図23に示すブロック図と比べて、コントローラ40に、散気管制御部48を備えた点が異なる。また、付着量推定部41は、付着量bを、散気管制御部48へも出力する。 The block diagram shown in FIG. 30 differs from the block diagram shown in FIG. The adhesion amount estimating section 41 also outputs the adhesion amount b to the diffuser pipe control section 48 .

図31は、第5の実施形態の変形例4における回転円板装置を前面側(図22における左側面側)から見た別の構成例を示す概念図である。 FIG. 31 is a conceptual diagram showing another configuration example of the rotating disk device according to Modification 4 of the fifth embodiment, viewed from the front side (the left side in FIG. 22).

図31には、図22に示す水処理タンク11内に、回転円板体12の下方に、散気管62を備えていることと、水処理タンク11の外部に、散気管62に空気を送る送風機63を備えていることとが示されている。 FIG. 31 shows that the water treatment tank 11 shown in FIG. A blower 63 is shown.

散気管制御部48は、付着量推定部41から出力された付着量bの値に応じて、散気管62への空気の供給量を決定し、供給量に対応する制御信号hを、送風機63へ出力する。 The air diffuser control unit 48 determines the amount of air to be supplied to the air diffuser 62 according to the value of the adhesion amount b output from the adhesion amount estimation unit 41, and outputs a control signal h corresponding to the supply amount to the blower 63. Output to

送風機63は、この制御信号hに従って、散気管制御部48によって決定された供給量で、散気管62へ空気を供給する。 The air blower 63 supplies air to the diffuser pipe 62 at a supply amount determined by the diffuser pipe controller 48 according to the control signal h.

このようにして、本変形例では、通常運転時に、回転円板体12への微生物の付着量bに応じて、気泡fの量を動的に変化させながら散気管62から発生させることができる。これによって、回転円板体12に付着した微生物を、通常運転しながら除去することができるので、回転円板体12への微生物の付着量が適切な範囲内に保たれるように、あらかじめ水処理システム150の運転を制御することができる。 In this way, in this modification, during normal operation, the air diffuser 62 can generate the air bubbles f while dynamically changing the amount of the air bubbles f depending on the amount b of the microorganisms adhering to the rotating disk 12. . As a result, the microorganisms adhering to the rotating disk 12 can be removed during normal operation. Operation of processing system 150 may be controlled.

これによって、回転円板体12に付着した微生物の付着量bを、常に適切な範囲内に保つことができるので、通常運転から洗浄工程へと運転モードを切り換える頻度を低下させることができ、もって、水処理システムの稼働率を高めることが可能となる。 As a result, the adherence amount b of microorganisms adhering to the rotary disk member 12 can be kept within an appropriate range, and the frequency of switching the operation mode from normal operation to the cleaning process can be reduced. , it is possible to increase the operating rate of the water treatment system.

(第6の実施形態)
第6の実施形態の水処理方法が適用された水処理システムについて説明する。
(Sixth embodiment)
A water treatment system to which the water treatment method of the sixth embodiment is applied will be described.

第6の実施形態は、回転円板体を板厚方向から挟むように音波発信源と音波受信器とを配置した構成としている。 The sixth embodiment has a configuration in which a sound wave transmission source and a sound wave receiver are arranged so as to sandwich the rotary disk in the plate thickness direction.

図32は、第6の実施形態の水処理方法が適用された水処理システムの構成例を示す概念図である。 FIG. 32 is a conceptual diagram showing a configuration example of a water treatment system to which the water treatment method of the sixth embodiment is applied.

図33は、第6の実施形態の水処理システムにおけるコントローラおよび監視装置の構成例を示すブロック図である。 FIG. 33 is a block diagram showing a configuration example of a controller and a monitoring device in the water treatment system of the sixth embodiment.

図32に示す水処理システム160の構成は、図22に示す水処理システム150の構成と比較して、検知部30の配置方向のみが異なっている。すなわち、図22では、音波発信源31と音波受信器32との対は、回転円板体12の端面12aに対して平行になるように、間隙部16の延伸方向に対向配置されていたのに対し、図32では、音波発信源31と音波受信器32との対は、図22の配置方向と直交するように、回転円板体12を板厚方向から挟むようにそれぞれ配置されている。 The configuration of the water treatment system 160 shown in FIG. 32 differs from the configuration of the water treatment system 150 shown in FIG. 22 only in the arrangement direction of the detection unit 30 . That is, in FIG. 22, the pair of the sonic wave source 31 and the sonic wave receiver 32 are arranged so as to be parallel to the end surface 12a of the rotary disk 12 and face each other in the direction in which the gap 16 extends. On the other hand, in FIG. 32, the pair of the sonic wave source 31 and the sonic wave receiver 32 are arranged so as to sandwich the rotating disk 12 in the plate thickness direction so as to be orthogonal to the arrangement direction in FIG. .

このように音波発信源31と音波受信器32との対を配置することによって、音波発信源31から発信された音波Sは、回転円板体12を通過した後に、音波受信器32によって受信される。回転円板体12は、多孔質の材料から形成されている。したがって、音波発信源31から発信された音波Sは、回転円板体12を通過することができる。 By arranging the pair of the sound wave source 31 and the sound wave receiver 32 in this way, the sound wave S transmitted from the sound wave source 31 is received by the sound wave receiver 32 after passing through the rotating disk 12. be. The rotating disc body 12 is made of a porous material. Therefore, the sound wave S emitted from the sound wave source 31 can pass through the rotating disc body 12 .

回転円板体12に微生物が付着すると、付着量に応じて回転円板体12の孔が閉塞されることによって、回転円板体12の空間比率が低下し、音波Sも通りにくくなるので、音波受信器32が受信する音波Sのエネルギーも低くなる。水処理システム160は、この現象を利用して、回転円板体12の空間比率を決定し、空間比率に基づいて、微生物の付着量bを推定する。 When microorganisms adhere to the rotating disc body 12, the pores of the rotating disc body 12 are blocked in accordance with the amount of adhesion. The energy of the sound wave S received by the sound wave receiver 32 is also reduced. The water treatment system 160 utilizes this phenomenon to determine the spatial ratio of the rotating disk 12, and to estimate the adhesion amount b of microorganisms based on the spatial ratio.

このために、水処理システム160は、図33に示すように、コントローラ40に空間比率決定部49を備えている。 For this purpose, the water treatment system 160 has a space ratio determining section 49 in the controller 40, as shown in FIG.

第5の実施形態と同様に、音波受信器32は、受信信号sを出力するが、本実施形態では、この受信信号sは、付着量推定部41へ出力されるのではなく、空間比率決定部49へ出力される。 As in the fifth embodiment, the sound wave receiver 32 outputs the received signal s, but in this embodiment, the received signal s is not output to the adhesion amount estimator 41, but is used to determine the spatial ratio. It is output to the unit 49 .

空間比率決定部49は、受信信号sに基づいて、回転円板体12における空間比率Gを決定し、決定した空間比率Gを、付着量推定部41に出力する。 The spatial ratio determination unit 49 determines the spatial ratio G in the rotating disk 12 based on the received signal s, and outputs the determined spatial ratio G to the adhesion amount estimating unit 41 .

付着量推定部41は、空間比率Gに基づいて、回転円板体12への微生物の付着量bを推定する。 The adhered amount estimator 41 estimates the adhered amount b of microorganisms on the rotating disk 12 based on the space ratio G. FIG.

このような構成によっても、第5の実施形態で説明したものと同様の作用効果を奏することができる。なお、図32では、例として、すべての回転円板体12にそれぞれ音波発信源31と音波受信器32との対が配置されている構成が示されている。しかしながら、第5の実施形態で説明したように、必ずしもすべての回転円板体12を対象に音波発信源31と音波受信器32との対を配置する必要はなく、代表的な回転円板体12のみに音波発信源31と音波受信器32との対を配置しても良い。 With such a configuration as well, the same effects as those described in the fifth embodiment can be obtained. Note that FIG. 32 shows, as an example, a configuration in which pairs of sound wave transmission sources 31 and sound wave receivers 32 are arranged on all rotating disc bodies 12 . However, as described in the fifth embodiment, it is not necessary to arrange pairs of sound wave sources 31 and sound wave receivers 32 for all rotating discs 12. A pair of sound wave source 31 and sound wave receiver 32 may be arranged only at 12 .

代表的な回転円板体12としては、微生物が増殖する量が最も多い、原水w側の回転円板体12(#1)とすることができる。 As a typical rotating disk 12, the rotating disk 12 (#1) on the side of the raw water w, which has the largest amount of microorganism growth, can be used.

また、図32では、同一の回転円板体12に対して、音波発信源31と音波受信器32との対を一対しか配置していない例しか示していないが、同一の回転円板体12に複数の対を配置しても良い。この場合、隣接する対の音波発信源31からの音波S同士の干渉を防ぐために、対毎に、音波発信源31および音波受信器32の配置高さや配置位置を変えてもよい。 Also, FIG. 32 shows only an example in which only one pair of the sound wave source 31 and the sound wave receiver 32 is arranged with respect to the same rotating disc body 12. A plurality of pairs may be arranged in . In this case, in order to prevent interference between sound waves S from adjacent pairs of sound wave sources 31, the arrangement height and arrangement position of sound wave source 31 and sound wave receiver 32 may be changed for each pair.

なお、本実施形態のように、音波発信源31と音波受信器32との対を、回転円板体12を板厚方向から挟むように配置する場合、液相中に配置することは好ましくなく、図32に例示するように、気相72中に配置することが好ましい。なぜなら、音波発信源31と音波受信器32とを液相中に配置させるためには、音波発信源31と音波受信器32とを液浸させないように、防水カバー内に収納する必要があるなど、設備上の追加コストが発生することに加え、メンテナンスの手間も増えるからである。 Note that when the pair of the sound wave source 31 and the sound wave receiver 32 is arranged so as to sandwich the rotating disc body 12 in the plate thickness direction as in the present embodiment, it is not preferable to arrange them in the liquid phase. , preferably in the gas phase 72, as illustrated in FIG. This is because, in order to place the sonic wave source 31 and the sonic wave receiver 32 in the liquid phase, it is necessary to house the sonic wave source 31 and the sonic wave receiver 32 in a waterproof cover so as not to immerse them in liquid. This is because, in addition to the additional cost for equipment, the trouble of maintenance also increases.

(第7の実施形態)
第7の実施形態の水処理方法が適用された水処理システムについて説明する。
(Seventh embodiment)
A water treatment system to which the water treatment method of the seventh embodiment is applied will be described.

第7の実施形態は、第5および第6の実施形態に、栄養剤貯留槽および栄養剤添加部をさらに備えている。 The seventh embodiment further includes a nutrient storage tank and a nutrient adding section in addition to the fifth and sixth embodiments.

図34は、第7の実施形態の水処理方法が適用された水処理システムの構成例を示す概念図である。 FIG. 34 is a conceptual diagram showing a configuration example of a water treatment system to which the water treatment method of the seventh embodiment is applied.

図34に図示される水処理システム170において、水処理タンク11は、図1と同様に、原水wの流れ方向に沿って見た状態である。 In the water treatment system 170 illustrated in FIG. 34, the water treatment tank 11 is viewed along the flow direction of the raw water w, as in FIG.

図35は、第7の実施形態の水処理システムにおけるコントローラおよび監視装置の構成例を示すブロック図である。 FIG. 35 is a block diagram showing a configuration example of the controller and monitoring device in the water treatment system of the seventh embodiment.

第7の実施形態の水処理システム170は、第5の実施形態の水処理システム150および第6の実施形態の水処理システム160と同様に、回転円板装置10の気相72中に検知部30を設けているが、水処理システム150、160とは異なり、回転円板装置10の外部に、栄養剤貯留槽90と、栄養剤添加部91とをさらに備えている。また、コントローラ40は、図23に示す構成に加えて、栄養剤添加判定部45を備えている。そして、付着量推定部41は、推定した付着量bを、洗浄要否判定部42および表示部53のみならず、栄養剤添加判定部45にも出力する。 The water treatment system 170 of the seventh embodiment, like the water treatment system 150 of the fifth embodiment and the water treatment system 160 of the sixth embodiment, has a detector in the gas phase 72 of the rotating disk device 10. 30 , but unlike the water treatment systems 150 and 160 , a nutrient storage tank 90 and a nutrient addition section 91 are further provided outside the rotating disk device 10 . In addition to the configuration shown in FIG. 23, the controller 40 also includes a nutritional supplement addition determining section 45. As shown in FIG. Then, the adhesion amount estimating section 41 outputs the estimated adhesion amount b to not only the washing necessity determination section 42 and the display section 53 but also the nutrient addition determination section 45 .

栄養剤添加判定部45は、図16に示すように、回転円板体12における微生物の付着量bが、所定値Q以下である場合、栄養剤添加部91へ動作指令mを出力する。 As shown in FIG. 16, the nutrient addition determination unit 45 outputs an operation command m to the nutrient addition unit 91 when the adherence amount b of the microorganisms on the rotating disk 12 is equal to or less than a predetermined value Q. FIG.

栄養剤貯留槽90は、微生物の増殖を促進する栄養剤nを貯蔵したタンクである。栄養剤nとしては、シリカやマグネシウムの成分を有する栄養剤が好適である。 The nutrient storage tank 90 is a tank that stores a nutrient n that promotes the growth of microorganisms. As the nutrient n, a nutrient containing a component of silica or magnesium is suitable.

栄養剤添加部91は、例えばポンプであり、栄養剤添加判定部45からの動作指令mに応じて動作し、栄養剤貯留槽90に貯蔵されている栄養剤nを原水wに添加する。 The nutrient addition unit 91 is, for example, a pump, and operates according to an operation command m from the nutrient addition determination unit 45 to add the nutrient n stored in the nutrient storage tank 90 to the raw water w.

このようにして、水処理タンク11内の微生物の量が少ない場合には、原水wに栄養剤nを添加することによって、微生物の増殖を促進し、水処理タンク11内の微生物の量を増やすことができる。 In this way, when the amount of microorganisms in the water treatment tank 11 is small, by adding the nutrient n to the raw water w, the growth of microorganisms is promoted and the amount of microorganisms in the water treatment tank 11 is increased. be able to.

一方、回転円板体12への微生物の付着量bが、所定値Qよりも多い場合、栄養剤添加判定部45は、動作指令mを出力しないので、栄養剤添加部91は動作せず、栄養剤貯留槽90から原水wに栄養剤nが添加されることはない。 On the other hand, when the amount b of microorganisms adhering to the rotary disk 12 is larger than the predetermined value Q, the nutrient addition determination unit 45 does not output the operation command m, so the nutrient addition unit 91 does not operate. The nutrient n is not added from the nutrient storage tank 90 to the raw water w.

しかしながら、回転円板体12への微生物の付着量bが、適切な付着量の上限である所定値Iよりも多い場合には、第5の実施形態と同様に、洗浄要否判定部42が洗浄指令eを出力するので、運転モードが通常運転から洗浄工程に切り換わることにより、付着している微生物を回転円板体12から除去することができる。 However, when the amount b of the microorganisms adhering to the rotating disc body 12 is greater than the predetermined value I, which is the upper limit of the appropriate amount of adherence, the cleaning necessity determining unit 42 Since the cleaning command e is output, the operation mode is switched from the normal operation to the cleaning process, so that adhering microorganisms can be removed from the rotary disc member 12 .

以上説明したように、本実施形態の水処理システム170は、栄養剤nの添加と、洗浄との組み合わせによって、回転円板体12への微生物の付着量を適切な範囲内に保つように制御することができるので、臭気の発生の抑制や、有機物および窒素の除去等に適した水質環境能を、安定的かつ持続的に提供することが可能となる。 As described above, the water treatment system 170 of the present embodiment controls the amount of microorganisms adhering to the rotating disc body 12 to be within an appropriate range by combining the addition of the nutrient n and the washing. Therefore, it is possible to stably and sustainably provide water quality environmental performance suitable for suppressing odor generation and removing organic matter and nitrogen.

(第7の実施形態の変形例1)
第7の実施形態の水処理システム170では、水処理タンク11内の微生物の量が少ない場合には、原水wに栄養剤nを添加することによって、微生物の増殖を促進し、水処理タンク11内の微生物の量を増やす例について説明した。
(Modification 1 of the seventh embodiment)
In the water treatment system 170 of the seventh embodiment, when the amount of microorganisms in the water treatment tank 11 is small, the growth of microorganisms is promoted by adding a nutrient n to the raw water w, and the water treatment tank 11 An example of increasing the amount of microorganisms in the body has been described.

しかしながら、本変形例1では、栄養剤nの添加に関し、栄養剤nを添加するか否かのみを制御する所謂オン/オフ制御しか行わないのではなく、添加する栄養剤nの量を、回転円板体12への微生物の付着量bに基づいて、動的に変化させる。 However, in this modified example 1, regarding the addition of the nutrient n, only so-called on/off control that controls only whether or not to add the nutrient n is performed. It is dynamically changed based on the adherence amount b of microorganisms to the disc body 12 .

これを実現するために、本変形例1では、栄養剤添加判定部45は、微生物の付着量bが多いほど、より少なく、微生物の付着量bが少ないほど、より多くなるように添加量を決定し、決定した添加量を含む動作指令mを、栄養剤添加部91へ出力する。 In order to achieve this, in Modification 1, the nutritional supplement addition determining unit 45 adjusts the addition amount so that the larger the adhered amount b of microorganisms, the smaller the amount, and the smaller the adhered amount b of microorganisms, the larger the amount added. Then, an operation command m including the determined addition amount is output to the nutrient addition unit 91 .

これに応じて、栄養剤添加部91は、動作指令mに含まれる添加量に応じて栄養剤nを添加するように動作する。 In response to this, the nutrient addition unit 91 operates to add the nutrient n according to the addition amount included in the operation command m.

また、栄養剤添加部91の吐出量が一定であれば、栄養剤nの添加量の代わりに、栄養剤添加部91の動作時間を指定してもよい。この場合も、微生物の増殖をより促進させたい場合には、より長い動作時間を設定すればよく、一方、微生物を緩慢に促進させたい場合には、より短い動作時間を設定すればよい。 Further, if the discharge amount of the nutrient addition unit 91 is constant, the operation time of the nutrient addition unit 91 may be specified instead of the addition amount of the nutrient n. In this case as well, a longer operating time may be set to promote the growth of microorganisms, while a shorter operating time may be set to slowly promote the growth of microorganisms.

このように、添加する栄養剤nの量を、微生物の付着量bに応じて動的に決定することによって、微生物の付着量bが適切な範囲内に保たれるように、動的に制御することができるので、臭気の発生の抑制や、有機物および窒素の除去等に適した水質環境能を、安定的かつ持続的に提供することが可能となる。 In this way, by dynamically determining the amount of nutrient n to be added according to the adhered amount b of microorganisms, the adhered amount b of microorganisms can be dynamically controlled so as to be kept within an appropriate range. Therefore, it is possible to stably and sustainably provide water quality environmental performance suitable for suppressing odor generation and removing organic matter and nitrogen.

また、本変形例では、栄養剤添加部91の吐出量が一定である場合を例に説明したが、栄養剤添加部91を、インバータ付きの可変速ポンプとし、動作指令mにおいて、該ポンプの回転数を設定することによって、水処理タンク11へ添加される栄養剤nの量を制御するようにしてもよい。 In addition, in this modification, the case where the discharge amount of the nutrient addition unit 91 is constant has been described as an example. The amount of nutrient n added to the water treatment tank 11 may be controlled by setting the rotation speed.

あるいは、栄養剤添加部91の出口側配管に、図示しない流量調整弁を配し、動作指令mにおいて、該調整弁の弁開度を設定することによって、水処理タンク11へ添加される栄養剤nの量を制御するようにしてもよい。 Alternatively, the nutrient added to the water treatment tank 11 is provided by disposing a flow control valve (not shown) in the outlet side pipe of the nutrient addition unit 91 and setting the valve opening degree of the control valve according to the operation command m. You may make it control the quantity of n.

また、第7の実施形態の水処理システム170は、第5の実施形態および第6の実施形態のいずれかと適宜組み合わせて実施することも可能である。 Also, the water treatment system 170 of the seventh embodiment can be implemented in combination with any of the fifth and sixth embodiments as appropriate.

(第8の実施形態)
第8の実施形態の水処理方法が適用された水処理システムについて説明する。
(Eighth embodiment)
A water treatment system to which the water treatment method of the eighth embodiment is applied will be described.

第8の実施形態は、活性汚泥処理を組み合わせたものである。 The eighth embodiment combines activated sludge treatment.

図36は、第8の実施形態の水処理方法が適用された水処理システムの構成例を示す概念図である。 FIG. 36 is a conceptual diagram showing a configuration example of a water treatment system to which the water treatment method of the eighth embodiment is applied.

図36に図示される水処理システム180において、水処理タンク11は、図1と同様に、原水wの流れる方向に沿って側面側から見た状態である。 In the water treatment system 180 illustrated in FIG. 36, the water treatment tank 11 is viewed from the side along the direction in which the raw water w flows, as in FIG.

図37は、第8の実施形態の水処理システムにおけるコントローラおよび監視装置の構成例を示すブロック図である。 37 is a block diagram showing a configuration example of a controller and a monitoring device in the water treatment system of the eighth embodiment; FIG.

第8の実施形態の水処理システム180は、図36に例示するように、第5の実施形態の水処理システム150に、散気管93が配置された生物反応槽92と、散気管93へ空気を供給する送風機94と、沈殿池95と、沈殿池95と水処理タンク11との間に接続された汚泥返送配管97および排出配管98と、汚泥返送配管97に設けられた汚泥返送部96とをさらに備えた構成をしている。沈殿池95は、例えば膜分離槽とすることができる。排出配管98は、焼却設備や汚泥脱水設備のような外部設備へ接続されている。 The water treatment system 180 of the eighth embodiment, as illustrated in FIG. A blower 94 that supplies the water, a sedimentation tank 95, a sludge return pipe 97 and a discharge pipe 98 connected between the sedimentation tank 95 and the water treatment tank 11, and a sludge return part 96 provided in the sludge return pipe 97. It is configured to further include Sedimentation tank 95 can be, for example, a membrane separation tank. The discharge line 98 is connected to external equipment such as an incinerator or sludge dewatering equipment.

また、図37に例示するように、コントローラ40は、図23に示す構成に加えて、汚泥返送判定部46を備えている。 Further, as illustrated in FIG. 37, the controller 40 includes a sludge return determining section 46 in addition to the configuration shown in FIG.

生物反応槽92には、回転円板装置10からの処理水xが導入される。生物反応槽92では、処理水x中に残存する有機物等の汚濁物質が、微生物の集合体である活性汚泥の働きによりさらに分解される。これにより、高度な処理水を得ることができる。生物反応槽92では、送風機94から空気を供給された散気管93において気泡が生成され、この気泡中の酸素が生物反応槽内の活性汚泥中の微生物により利用され、有機物等の汚濁物質が酸化分解される。 The treated water x from the rotating disk device 10 is introduced into the biological reaction tank 92 . In the biological reaction tank 92, contaminants such as organic matter remaining in the treated water x are further decomposed by the action of activated sludge, which is a collection of microorganisms. Thereby, advanced treated water can be obtained. In the biological reaction tank 92, air bubbles are generated in the diffuser pipe 93 supplied with air from the blower 94, and the oxygen in the bubbles is used by the microorganisms in the activated sludge in the biological reaction tank to oxidize pollutants such as organic substances. decomposed.

生物反応槽92からは、活性汚泥等の固形物を含む処理水yが排出され、沈殿池95へ導入される。処理水yに含まれる固形物は、沈殿池95において、処理水yの固液分離がなされる。固液分離後の液分である処理水zは、消毒工程等を経た後に最終的には河川等の放流先に放流される。固液分離後の固形分は、汚泥返送部96によって、汚泥返送配管97を介して水処理タンク11に返送される。この返送される固形分を返送汚泥と呼ぶ。また、固液分離後の余剰汚泥を、沈殿池95から、排出配管98を介して、焼却設備や汚泥脱水設備のような外部設備へ排出することもできる。これによって、余剰汚泥を、焼却設備において焼却することによって減容処理したり、汚泥脱水設備において、脱水処理することも可能である。 Treated water y containing solids such as activated sludge is discharged from the biological reaction tank 92 and introduced into a sedimentation tank 95 . Solids contained in the treated water y undergo solid-liquid separation in the sedimentation tank 95 . The treated water z, which is the liquid component after solid-liquid separation, is finally discharged to a discharge destination such as a river after going through a disinfection process and the like. The solid content after the solid-liquid separation is returned to the water treatment tank 11 through the sludge return pipe 97 by the sludge return unit 96 . This returned solid content is called return sludge. Moreover, the surplus sludge after the solid-liquid separation can be discharged from the sedimentation tank 95 through the discharge pipe 98 to an external facility such as an incineration facility or a sludge dehydration facility. As a result, excess sludge can be incinerated in an incineration facility to reduce its volume, or can be dehydrated in a sludge dehydration facility.

付着量推定部41は、第5の実施形態で説明したように、受信信号sに基づいて、回転円板体12への微生物の付着量bを推定し、推定した付着量bを、洗浄要否判定部42および表示部53のみならず、汚泥返送判定部46にも出力する。 As described in the fifth embodiment, the adhered amount estimator 41 estimates the adhered amount b of microorganisms on the rotary disc member 12 based on the received signal s, and uses the estimated adhered amount b as a cleaning requirement. The information is output not only to the rejection determination section 42 and the display section 53 but also to the sludge return determination section 46 .

汚泥返送判定部46は、付着量bが、所定値以下である場合、汚泥返送部96へ動作指令pを出力する。 The sludge return determination unit 46 outputs an operation command p to the sludge return unit 96 when the adhesion amount b is equal to or less than a predetermined value.

汚泥返送部96は、例えばポンプであって、汚泥返送判定部46からの動作指令pに応じて動作する。汚泥返送部96が設けられている汚泥返送配管97は、沈殿池95の底部に接続されている。したがって、汚泥返送部96が動作すると、沈殿池95における固液分離によって得られた汚泥が、汚泥返送部96によって、汚泥返送配管97内に吸引され、水処理タンク11へ移送される。汚泥には、微生物が含まれているので、これによって、水処理タンク11に微生物が返送される。 The sludge return unit 96 is, for example, a pump, and operates according to the operation command p from the sludge return determination unit 46 . A sludge return pipe 97 provided with a sludge return section 96 is connected to the bottom of the sedimentation tank 95 . Therefore, when the sludge return section 96 operates, the sludge obtained by the solid-liquid separation in the sedimentation tank 95 is sucked into the sludge return pipe 97 by the sludge return section 96 and transferred to the water treatment tank 11 . Since the sludge contains microorganisms, the microorganisms are returned to the water treatment tank 11 by this.

このように、コントローラ40は、付着量推定部41によって推定された微生物の付着量bに基づいて、汚泥返送部96の動作を制御し、汚泥を水処理タンク11へ返送することによって、水処理タンク11へ微生物を供給する。 In this way, the controller 40 controls the operation of the sludge return unit 96 based on the adherence amount b of microorganisms estimated by the adherence amount estimation unit 41, and returns the sludge to the water treatment tank 11, thereby performing water treatment. Microorganisms are supplied to tank 11 .

これによって、微生物の量が少ない場合には、微生物を含む汚泥を水処理タンク11へ返送することによって、微生物の量を増やすことができる。 As a result, when the amount of microorganisms is small, the amount of microorganisms can be increased by returning sludge containing microorganisms to the water treatment tank 11 .

以上説明したように、本実施形態の水処理システム180によれば、回転円板体12へ付着した微生物の付着量bに基づいて、微生物の量が少ない場合には、水処理タンク11へ汚泥を返送するように制御できる。したがって、回転円板体12への微生物の付着量bを適切に維持することができ、臭気の発生の抑制や、有機物および窒素の除去等に適した水質環境能を、安定的かつ持続的に提供することが可能となる。 As described above, according to the water treatment system 180 of the present embodiment, when the amount of microorganisms is small, sludge is transferred to the water treatment tank 11 based on the adhesion amount b of microorganisms adhered to the rotating disc body 12. can be controlled to return Therefore, the amount b of microorganisms adhering to the rotating disc body 12 can be appropriately maintained, and the water quality environmental performance suitable for suppressing odor generation and removing organic matter and nitrogen can be stably and continuously maintained. can be provided.

また、これによって、生物反応槽92の負荷を下げることができるので、生物反応槽92は、前段に回転円板装置10がない構成(たとえば、標準活性汚泥法や循環式硝化脱窒法)に比べて、送風機94の電力消費コストを大幅に低減できるのみならず、生物反応槽92のサイズも縮小できるなどの効果を奏することができる。 In addition, as a result, the load on the biological reaction tank 92 can be reduced. As a result, not only can the power consumption cost of the blower 94 be greatly reduced, but also the size of the bioreactor 92 can be reduced.

従って、既設の生物反応処理プロセスが標準活性汚泥法などの活性汚泥を利用した水処理プロセスを採用している場合、その前段部に、回転円板装置10を導入することで、省エネルギー化ならびに水質環境の安定化を図ることが可能となる。 Therefore, when the existing biological reaction treatment process adopts a water treatment process using activated sludge such as the standard activated sludge method, by introducing the rotating disk device 10 in the front stage, energy saving and water quality It is possible to stabilize the environment.

(第8の実施形態の変形例1)
第8の実施形態の水処理システム180では、水処理タンク11内の微生物の量が少ない場合には、沈殿池95から水処理タンク11へ汚泥を返送することによって、水処理タンク11内の微生物の量を増やす例について説明した。
(Modification 1 of the eighth embodiment)
In the water treatment system 180 of the eighth embodiment, when the amount of microorganisms in the water treatment tank 11 is small, by returning the sludge from the sedimentation tank 95 to the water treatment tank 11, the microorganisms in the water treatment tank 11 An example of increasing the amount of is described.

本変形例1では、汚泥の添加に関し、汚泥を添加するか否かのみを制御する所謂オン/オフ制御しか行わないのではなく、返送する汚泥の量を、回転円板体12への微生物の付着量bに基づいて、動的に変化させる。 In Modification 1, regarding the addition of sludge, only the so-called on/off control that controls only whether or not to add sludge is performed, but the amount of sludge to be returned is controlled by the amount of microorganisms on the rotating disc body 12. It dynamically changes based on the adhesion amount b.

汚泥返送判定部46は、図19に示すように、回転円板体12への微生物の付着量bが所定値u以下であり、汚泥返送部96を動作させる場合、付着量bが小さいほど汚泥返送量が多くなるように、汚泥返送部96を、より長時間動作させる。 As shown in FIG. 19, the sludge return determining unit 46 determines that the amount b of microorganisms adhering to the rotary disk member 12 is equal to or less than a predetermined value u, and when the sludge returning unit 96 is operated, the smaller the adherence amount b, the more sludge The sludge return unit 96 is operated for a longer period of time so as to increase the amount of return.

汚泥返送判定部46は、汚泥返送量に対応する汚泥返送部96の動作時間を指定した動作指令pを、汚泥返送部96へ出力する。 The sludge return determination unit 46 outputs to the sludge return unit 96 an operation command p specifying an operation time of the sludge return unit 96 corresponding to the sludge return amount.

汚泥返送部96は、動作指令pで指定された汚泥返送量の値が小さければ、短い時間しか動作せず、値が大きければ、長い時間動作する。 The sludge return unit 96 operates for a short time if the value of the sludge return amount specified by the operation command p is small, and operates for a long time if the value is large.

これによって、付着量bが所定値u以下である場合、付着量bが少ないほど、汚泥返送部96は、より長い時間動作し、水処理タンク11へ、より多くの汚泥が返送され、結果的に、原水wに、より多くの微生物が供給される。 As a result, when the adhesion amount b is equal to or less than the predetermined value u, the smaller the adhesion amount b, the longer the sludge return unit 96 operates and the more sludge is returned to the water treatment tank 11. As a result, , more microorganisms are supplied to the raw water w.

なお、付着量bが所定値uよりも大きい場合には、洗浄要否判定部42から洗浄指令eが出力されることにより、前述したような洗浄工程に切り換わり、洗浄が開始されることによって、回転円板体12に付着した微生物が除去される。 When the adhesion amount b is larger than the predetermined value u, the cleaning instruction e is output from the cleaning necessity determination unit 42, thereby switching to the cleaning process as described above and cleaning is started. , microorganisms adhering to the rotating disc body 12 are removed.

このように、本変形例によれば、水処理タンク11へ返送する汚泥の量を、回転円板体12への微生物の付着量bに応じて動的に決定することと、洗浄工程との組み合わせによって、回転円板体12への微生物の付着量bが適切な範囲内に保たれるように、動的に制御することができる。これによって、臭気の発生の抑制や、有機物および窒素の除去等の水処理性能を、安定的かつ持続的に提供することが可能となる。 Thus, according to this modification, the amount of sludge to be returned to the water treatment tank 11 is dynamically determined according to the amount b of the microorganisms adhering to the rotary disk 12, and the cleaning process is performed. Depending on the combination, it is possible to dynamically control the adherence amount b of microorganisms to the rotating disc body 12 so as to be kept within an appropriate range. This makes it possible to stably and sustainably provide water treatment performance such as suppression of odor generation and removal of organic matter and nitrogen.

なお、本変形例では、汚泥返送部96の吐出量が一定である場合を例に説明したが、汚泥返送部96を、インバータ付きの可変速ポンプとし、動作指令pにおいて、該ポンプの回転数を指定することによって、水処理タンク11へ返送される汚泥の量を制御するようにしてもよい。 In this modified example, the discharge amount of the sludge return unit 96 is constant. may be specified to control the amount of sludge returned to the water treatment tank 11 .

あるいは、汚泥返送部96の出口側配管に、図示しない流量調整弁を配し、動作指令pにおいて、該調整弁の弁開度を指定することによって、水処理タンク11へ返送される汚泥の量を制御するようにしてもよい。 Alternatively, the amount of sludge returned to the water treatment tank 11 is determined by disposing a flow control valve (not shown) in the outlet pipe of the sludge return unit 96 and specifying the valve opening degree of the control valve in the operation command p. may be controlled.

(第8の実施形態の変形例2)
図38は、第8の実施形態の変形例2の水処理システムの構成例を示す概念図である。
(Modification 2 of the eighth embodiment)
FIG. 38 is a conceptual diagram showing a configuration example of a water treatment system of modification 2 of the eighth embodiment.

図39は、第8の実施形態の変形例2の水処理システムにおけるコントローラおよび監視装置の構成例を示すブロック図である。 FIG. 39 is a block diagram showing a configuration example of a controller and a monitoring device in a water treatment system of modification 2 of the eighth embodiment.

第8の実施形態の変形例2の水処理システム190は、図38に示すように、第7の実施形態の水処理システム170と、第8の実施形態の水処理システム180とを組み合わせた構成をしている。 A water treatment system 190 of Modified Example 2 of the eighth embodiment, as shown in FIG. 38, has a configuration in which the water treatment system 170 of the seventh embodiment and the water treatment system 180 of the eighth embodiment are combined. doing

さらに、コントローラ40は、図39に示すように、図35に示す栄養剤添加判定部45と、図37に示す汚泥返送判定部46との両方を備え、付着量推定部41は、前述したように受信信号sに基づいて、回転円板体12への微生物の付着量bを推定すると、付着量bを、洗浄要否判定部42、回転数切換部43、表示部53のみならず、栄養剤添加判定部45および汚泥返送判定部46へも出力する。 Furthermore, as shown in FIG. 39, the controller 40 includes both a nutrient addition determination unit 45 shown in FIG. 35 and a sludge return determination unit 46 shown in FIG. , based on the received signal s, the adhesion amount b of the microorganisms on the rotary disk member 12 is estimated. It is also output to the agent addition determination unit 45 and the sludge return determination unit 46 .

栄養剤添加判定部45は、付着量bに基づいて、栄養剤貯留槽90から水処理タンク11へ添加する栄養剤nの添加量tを決定し、栄養剤添加部91へ出力する。これに応じて、栄養剤添加部91は、添加量tの栄養剤nを、栄養剤貯留槽90から、水処理タンク11へ導入される原水wへ添加することができる。 The nutrient addition determination unit 45 determines the addition amount t of the nutrient n to be added from the nutrient storage tank 90 to the water treatment tank 11 based on the adhesion amount b, and outputs the determination to the nutrient addition unit 91 . Accordingly, the nutrient addition unit 91 can add the nutrient n of the addition amount t from the nutrient storage tank 90 to the raw water w introduced into the water treatment tank 11 .

汚泥返送判定部46は、付着量bに基づいて、汚泥返送部96による汚泥の返送量vを決定し、汚泥返送部96へ出力する。これに応じて、汚泥返送部96は、返送量vの汚泥を、沈殿池95から水処理タンク11へ返送することができる。 The sludge return determination unit 46 determines the amount v of sludge to be returned by the sludge return unit 96 based on the adhesion amount b, and outputs it to the sludge return unit 96 . In response to this, the sludge return unit 96 can return the sludge of the return amount v from the sedimentation tank 95 to the water treatment tank 11 .

回転数切換部43は、付着量bに基づいて、回転円板体12の単位時間あたりの回転数を決定し、決定した回転数を、モータ20へ出力する。これに応じて、モータ20は、決定された回転数で、回転円板体12を回転させることができる。 The rotation speed switching unit 43 determines the rotation speed per unit time of the rotary disc member 12 based on the adhesion amount b, and outputs the determined rotation speed to the motor 20 . In response to this, the motor 20 can rotate the rotary disk 12 at the determined number of rotations.

コントローラ40は、通常運転時において、回転円板体12への微生物の付着量bを適切な範囲内に保つように制御するために、以上説明したような栄養剤添加部91による栄養剤貯留槽90からの栄養剤nの添加、汚泥返送部96による汚泥の返送、およびモータ20の回転数の変化のうちのいずれか1つを実施することも、あるいは、いずれか2つを実施することも、あるいは3つすべてを実施することもできる。 During normal operation, the controller 40 controls the amount b of microorganisms adhering to the rotating disk 12 to be within an appropriate range. Addition of nutrient n from 90, return of sludge by sludge return unit 96, and change in rotational speed of motor 20, or any two of them. , or all three may be implemented.

なお、いずれか2つを実施する場合には、単独で実施する場合の1/2の制御量とし、3つすべてを実施する場合には、同1/3の制御量とする。 When performing any two, the amount of control is reduced to 1/2 of that when performed alone, and when all three are performed, the amount of control is reduced to 1/3.

例えば、栄養剤添加部91による栄養剤貯留槽90からの栄養剤nの添加と、汚泥返送部96による汚泥の返送との2つを実施する場合には、栄養剤nのみを添加する場合における添加量tの半分の量の栄養剤nを添加し、汚泥のみを返送する場合における返送量vの半分の量の汚泥を返送する。 For example, when adding the nutrient n from the nutrient storage tank 90 by the nutrient addition unit 91 and returning the sludge by the sludge return unit 96, when adding only the nutrient n Nutrient n is added in half the added amount t, and sludge is returned in an amount half the returned amount v when only sludge is returned.

栄養剤添加部91による栄養剤貯留槽90からの栄養剤nの添加、汚泥返送部96による汚泥の返送、およびモータ20による回転数の変化とのすべてを実施する場合には、栄養剤nのみを添加する場合における添加量tの1/3の量の栄養剤nを添加し、汚泥のみを返送する場合における返送量vの1/3の量の汚泥を返送し、モータ20による回転数の変化のみを実施する場合における回転数の変化量の1/3の量で回転数を変化させるという具合である。 When adding the nutrient n from the nutrient storage tank 90 by the nutrient addition unit 91, returning the sludge by the sludge return unit 96, and changing the rotation speed by the motor 20, only the nutrient n 1/3 of the amount t added in the case of adding the nutrient n, returning 1/3 of the amount v of the return amount v in the case of returning only the sludge, and the number of rotations by the motor 20 In other words, the number of rotations is changed by an amount that is ⅓ of the amount of change in the number of rotations when only the change is performed.

このような構成によって、本変形例によれば、通常運転時において、回転円板体12への微生物の付着量bが少ない場合には、微生物の増殖を促進し、逆に多い場合には、微生物の増殖を抑制したり、微生物を除去することによって、回転円板体12への微生物の付着量bが、常に適切な範囲内に保たれるように柔軟に制御することができる。これによって、臭気の発生の抑制や、有機物および窒素の除去等に適した水質環境能を、安定的かつ持続的に提供することが可能となる。 With such a configuration, according to the present modification, during normal operation, when the amount b of the microorganisms adhering to the rotary disk member 12 is small, the growth of the microorganisms is promoted. By suppressing the growth of microorganisms or removing the microorganisms, it is possible to flexibly control the amount b of microorganisms adhering to the rotating disc body 12 so as to always be kept within an appropriate range. As a result, it is possible to stably and sustainably provide water quality environmental performance suitable for suppressing the generation of odors and removing organic matter and nitrogen.

以上、各実施形態および変形例の水処理システムおよび水処理方法によれば、回転円板体12のような平板に付着している微生物の付着量bを、電流計25、撮像部71、レーザ測距計80、光電式測距センサ81、および音波受信器32のような非接触センサからの情報から推定することができる。そして、推定された付着量bに基づいて、水処理システムの運転を、自動制御することが可能となる。 As described above, according to the water treatment system and water treatment method of each of the embodiments and modifications, the adhesion amount b of microorganisms adhering to a flat plate such as the rotating disc body 12 is measured by the ammeter 25, the imaging unit 71, the laser It can be estimated from information from non-contact sensors such as rangefinder 80 , photoelectric rangefinder 81 , and sonic receiver 32 . Then, it becomes possible to automatically control the operation of the water treatment system based on the estimated adhesion amount b.

これによって、従来必要としていたオペレータによる微生物の付着に関する目視点検は不要となる。また、この自動制御によって、微生物の付着量bを適切な範囲内に保つことができるので、安定した水質環境を実現することが可能となる。 This eliminates the need for an operator to visually check for adherence of microorganisms, which has been conventionally required. In addition, this automatic control can keep the adhesion amount b of microorganisms within an appropriate range, so that a stable water quality environment can be realized.

さらに、付着量bの推定に必要な情報を提供する前述した非接触センサは、何れもほぼメンテナンスフリーであるので、新たなメンテナンスの手間は発生しない。これによって、維持管理コストの低減化、省力化、および運転の効率化をあわせて実現することが可能となる。 Furthermore, since the above-described non-contact sensors that provide the information necessary for estimating the adhesion amount b are almost maintenance-free, no additional maintenance work is required. This makes it possible to reduce maintenance costs, save labor, and improve operational efficiency.

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。 While several embodiments of the invention have been described, these embodiments have been presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and modifications can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and their modifications are included in the scope and spirit of the invention, as well as the scope of the invention described in the claims and equivalents thereof.

例えば、前述した各実施形態では、微生物が付着する平板として、回転円板体12を例に説明したが、微生物が付着する平板は、回転円板体12のような円板状の平板に限定されず、回転円板体12の代わりに、例えば四角形や八角形のような多角形状の平板を使用してもよい。 For example, in each of the above-described embodiments, the rotating disk 12 is used as an example of a flat plate to which microorganisms adhere, but the flat plate to which microorganisms adhere is limited to a disk-shaped flat plate such as the rotating disk 12. Instead of the rotating disk 12, a polygonal flat plate such as a quadrangle or an octagon may be used.

Claims (17)

微生物が付着した平板を、一部が原水に浸漬するように回転させながら、前記微生物によって前記原水を浄化する水処理システムであって、
前記平板が取り付けられたシャフトを回転させるモータと、
前記平板に付着した微生物の量を推定するための情報を測定する測定部と、
前記モータを第1の回転数または前記第1の回転数より高い、前記平板に付着した微生物を剥離するための第2の回転数で回転するように制御するコントローラと、を備え、
前記コントローラは、
前記測定部が測定した情報に基づいて、前記平板に付着した微生物の量を推定し、
前記推定した微生物の量が所定値に達したかを判定し、
前記所定値に達したと判定した場合、前記モータを前記第2の回転数で回転するよう制御し、
前記所定値に達していないと判定した場合、前記モータを前記第1の回転数で回転するよう制御する、水処理システム。
A water treatment system that purifies the raw water with the microorganisms while rotating a flat plate on which the microorganisms are attached so that a portion of the flat plate is immersed in the raw water,
a motor that rotates a shaft to which the flat plate is attached;
a measurement unit that measures information for estimating the amount of microorganisms adhering to the flat plate;
a controller that controls the motor to rotate at a first rotation speed or at a second rotation speed higher than the first rotation speed for peeling off microorganisms adhering to the flat plate;
The controller is
estimating the amount of microorganisms adhering to the flat plate based on the information measured by the measuring unit;
determining whether the estimated amount of microorganisms has reached a predetermined value;
when it is determined that the predetermined value has been reached, controlling the motor to rotate at the second rotation speed;
The water treatment system controlling the motor to rotate at the first rotation speed when it is determined that the predetermined value has not been reached.
前記平板は円板であ、請求項1に記載の水処理システム。 2. The water treatment system of claim 1, wherein said flat plate is a disk. 前記測定部は前記モータの電流を測定する電流計であり
前記コントローラ、前記電流計によって測定された前記モータの電流に基づいて、前記平板へ付着した微生物の量を推定する、請求項1に記載の水処理システム。
The measurement unit is an ammeter that measures the current of the motor,
2. The water treatment system according to claim 1, wherein said controller estimates the amount of microorganisms adhering to said flat plate based on the current of said motor measured by said ammeter.
前記測定部は、前記平板を板厚方向から挟むように配置された一対の音波発信源および音波受信器であり、
前記コントローラは、前記音波発信源から発信された音波を前記音波受信器が受信したときのエネルギーに基づいて空間比率を求め、この求めた空間比率に基づいて前記平板に付着した微生物の量を推定する、請求項1に記載の水処理システム。
The measurement unit is a pair of sound wave transmission source and sound wave receiver arranged so as to sandwich the flat plate in the plate thickness direction,
The controller obtains the spatial ratio based on the energy when the sonic wave receiver receives the sonic wave emitted from the sonic wave source, and estimates the amount of microorganisms adhering to the flat plate based on the obtained spatial ratio. The water treatment system of claim 1, wherein
前記コントローラは、前記第1の回転数を、前記推定した微生物の量に基づいて動的に変化させる、請求項に記載の水処理システム。 2. The water treatment system according to claim 1 , wherein said controller dynamically changes said first rotation speed based on said estimated amount of microorganisms . 記平板の浸漬した部分に衝突させるための気泡を生成する散気管をさらに備えた、請求項に記載の水処理システム。 2. The water treatment system of claim 1 , further comprising an air diffuser for generating air bubbles to impinge on the submerged portion of said plate. 前記測定部は、前記平板の画像を撮像する撮像部であり
前記コントローラは、前記撮像部によって撮像された画像に基づいて、前記平板に付着した微生物のを推定する、請求項1に記載の水処理システム。
The measurement unit is an imaging unit that captures an image of the flat plate,
The water treatment system according to claim 1, wherein said controller estimates the amount of microorganisms adhering to said flat plate based on the image captured by said imaging unit.
前記測定部は、予め決定された場所に配置され、前記平板に付着している前記微生物までの距離を測定する測距計であり
前記コントローラは、前記撮像部によって撮像された画像と、前記測距計によって測定された前記微生物までの距離との少なくとも何れかに基づいて、前記平板に付着した微生物のを推定する、請求項7に記載の水処理システム。
The measurement unit is a rangefinder that is arranged at a predetermined location and measures the distance to the microorganism attached to the flat plate,
3. The controller estimates the amount of microorganisms adhering to the flat plate based on at least one of the image captured by the imaging unit and the distance to the microorganisms measured by the rangefinder. 7. The water treatment system according to 7.
前記コントローラは、
前記撮像部によって撮像された画像に基づいて、前記微生物の嫌気度の高低を判定
前記推定した微生物の量が、前記所定値よりも大きい場合、または、微生物の嫌気度が高いと判定した場合、前記平板の洗浄が必要と判定する請求項7に記載の水処理システム。
The controller is
Determining the level of anaerobicity of the microorganism based on the image captured by the imaging unit,
8. The water treatment system according to claim 7, wherein when the estimated amount of microorganisms is greater than the predetermined value or when it is determined that the degree of anaerobicity of microorganisms is high , it is determined that washing of the flat plate is necessary .
前記測距計は、レーザ測距センサと、光電式測距センサとのうちの少なくとも何れかである、請求項8に記載の水処理システム。 9. The water treatment system according to claim 8, wherein said rangefinder is at least one of a laser ranging sensor and a photoelectric ranging sensor. 前記微生物の増殖を促進する栄養剤を前記原水に添加する栄養剤添加部をさらに備え、
前記コントローラは、推定した微生物の量に基づいて、前記栄養剤添加部による前記栄養剤の添加の要否を判定する請求項1に記載の水処理システム。
further comprising a nutrient addition unit that adds a nutrient that promotes the growth of the microorganisms to the raw water;
2. The water treatment system according to claim 1 , wherein the controller determines whether or not the nutrient adding unit needs to add the nutrient based on the estimated amount of microorganisms .
前記コントローラは、前記推定した微生物の量に基づいて、前記栄養剤添加部による前記栄養剤の添加量を決定する、請求項11に記載の水処理システム。 12. The water treatment system according to claim 11 , wherein said controller determines the amount of said nutrient to be added by said nutrient addition unit based on said estimated amount of microorganisms . 前記平板が配置された槽から排出された前記原水の沈殿のための沈殿池と、
前記沈殿池において沈殿した前記原水からの汚泥を、前記槽に返送する汚泥返送部を備え、
前記コントローラは、前記推定した微生物の量に基づいて、前記汚泥返送部による汚泥の返送の要否を判定する請求項1に記載の水処理システム。
a sedimentation basin for sedimentation of the raw water discharged from the tank in which the flat plate is arranged;
A sludge return unit for returning sludge from the raw water that has settled in the sedimentation tank to the tank,
2. The water treatment system according to claim 1 , wherein said controller determines whether or not said sludge return unit needs to return sludge based on said estimated amount of microorganisms .
前記コントローラは、前記推定した微生物の量に基づいて、前記汚泥返送部による汚泥の返送量を決定する、請求項13に記載の水処理システム。 14. The water treatment system according to claim 13 , wherein said controller determines the amount of sludge to be returned by said sludge returning unit based on said estimated amount of microorganisms . 記平板は複数ありこれら複数の平板端面同士が略平行に且つ所定の隙間を隔てて前記シャフトに取り付けられ
前記測定部は、前記隙間の位置で平板を挟むように配置された一対の音波発信源および音波受信器であり、
前記コントローラは、前記音波発信源から発信され前記隙間を通過した音波を前記音波受信器が受信したときのエネルギーに基づき、前記平板に付着した微生物の量を推定する、請求項に記載の水処理システム。
There are a plurality of the flat plates, and the plurality of flat plates are attached to the shaft with their end surfaces substantially parallel to each other and separated by a predetermined gap ,
The measurement unit is a pair of sound wave transmission source and sound wave receiver arranged so as to sandwich a flat plate at the position of the gap,
2. The water according to claim 1 , wherein the controller estimates the amount of microorganisms adhering to the flat plate based on the energy when the sound wave receiver receives the sound wave transmitted from the sound wave source and passed through the gap. processing system.
記音波発信源および前記音波受信器からなる対は、少なくとも1つの前記隙間複数配置され、前記対毎に前記平板の同一端面からの距離が異なる、請求項15に記載の水処理システム。 16. The water treatment system according to claim 15, wherein a plurality of pairs of the sound wave source and the sound wave receiver are arranged in at least one of the gaps, and the distances from the same end face of the flat plate are different for each pair. 前記音波発信源は、前記平板に向けて音波を発信し、前記音波受信器は、前記音波発信源によって発信され、前記平板を通過した音波を受信し、
前記コントローラは、前記音波受信器によって受信された音波のエネルギーに基づいて、前記平板において、前記微生物が付着していない空間比率を決定する空間比率決定部を有する、請求項15に記載の水処理システム。
The sound wave source transmits a sound wave toward the flat plate, the sound wave receiver receives the sound wave transmitted by the sound wave source and passed through the flat plate,
16. The water treatment according to claim 15, wherein said controller has a space ratio determination unit that determines a space ratio of said flat plate to which said microorganisms are not adhered, based on the energy of the sound wave received by said sound wave receiver. system.
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