JPH0199620A - 水処理施設の撹拌機制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、原水に薬品を注入して急速攪拌した後、フロ
ック形成池にて緩速攪拌機をもって緩速攪拌させること
によりフロックを形成・成長させ、沈澱池にて沈澱させ
るせる水処理施設の改良に係り、特に、フロック形成池
での緩速攪拌機の緩速攪拌を、沈澱池での沈澱状態に応
じて自動的に変更できるようにした水処理施設の攪拌機
制御装置に関するものである。

〔従来の技術〕

この種の水処理施設は、原水に薬品を注入して急速攪拌
した後、フロック形成池にて緩速攪拌機をもって緩速攪
拌させることによりフロックを形成・成長させ、沈澱池
にて沈澱させるせる凝集沈澱施設として知られている。

かかる凝集沈澱施設の運転は、従来、原水水質により薬
品注入量を制御するのみであり、その他の装置を水質等
により自動運転することはしていない。即ち、フロック
形成池の緩速攪拌機は、手動によるマニュアルセットで
運転を行っているだけであり、水質等による自動運転を
実施することはしていない。

〔発明が解決しようとする問題点］ このため、水質変動等に対応させて薬品注入量を制御さ
せても、フロックの成長段階（＄１速攪拌）で水質変動
等に充分に対応させていないから、フロックが破壊し、
或いはフロックが成長せず微粒子となり、沈澱池で沈澱
しなくなるという現象が発生した。この結果、後段の′
ａ、過池へ大量の粒子が流入し、濾過池閉塞等の問題が
発生する。

また、緩速攪拌機は、手動によるマニュアル運転のため
、運転状況を変化させようにも個々の駆動機を操作する
必要があり、台数が多いと対応が遅れてしまうという問
題点がある。特に、従来のフロック形成池における緩速
攪拌機は、運転管理指標となるべきものがないため、最
適運転状態を維持できないという不都合があった。

本発明は、上記従来技術の問題点を解決するためになさ
れたもので、水質変動等にも充分対応できる水処理施設
の攪拌機制御装置を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的を達成した本発明に係る水処理施設の攪拌機制
御装置は、原水に薬品を注入して急速攪拌した後、フロ
ック形成池にて緩速攪拌機をもって緩速攪拌させること
によりフロックを形成・成長させ、沈澱池にて沈澱させ
るせる水処理施設において、沈澱池に沈澱し分布した汚
泥の分布状態を検出する汚泥分布検出器と、前記緩速攪
拌機の出力エネルギ検出する攪拌エネルギ検出器と、該
汚泥分布検出器及び該攪拌エネルギ検出器からの信号を
取り込み、その汚泥分布検出器からの検出信号に応じた
運転パターンを選択し、その緩速攪拌機の出力エネルギ
を基にその緩速攪拌機が運転パターンに一致するように
駆動制御するコントローラとからなることを特徴とする
ものである。

〔作用〕

上述のように構成されているので、沈澱池に沈澱し分布
した汚泥の分布状態を汚泥分布検出器により検出し、こ
れを前記コントローラに取り込む。

前記コントローラは、その汚泥の分布状態から最も望ま
しい運転パターンを選択し、これをもって緩速攪拌機を
運転するが、その運転パターンに緩速攪拌機が現実に一
致して運転されるように該攪拌エネルギ検出器からの検
出信号をフィードバックしている。

本発明は次の理論によりなされたものである。

即ち、凝集（フロキュレーション）は、粒子が互いに衝
突を繰り返し、結合し、成長してゆくことにより、行わ
れる。この凝集（フロキュレーション）を行わせるため
には、攪拌エネルギを与える必要がある。言い換えれば
、攪拌エネルギを与えなければ、粒子が互いに衝突を繰
り返すことがなく、凝集（フロキュレーション）が行わ
れないことになる。したがって、適度な攪拌エネルギを
与えることがある。

また、フロック形成・成長は、粒子の衝突回数に関連す
る。この粒子の衝突回数は攪拌エネルギに関係するので
、攪拌エネルギをフロックの形成・成長に応じて制御す
るようにしたのが本発明である。それでは、その理論を
説明する。

フロック形成・成長の理論式は、 −ｎ”　−ｄ３・Ｇ　　　　−（３） Ｎ；粒子の衝突回数、 ｎ：粒子数、 ｄ；粒子径、 φ、；攪拌エネルギ μ；粘性 で表される。また、−船釣に、Ｇ＝７５〜１０といわれ
ている。

ところで、緩速攪拌機は、通常、フロック形成池に２〜
４段設置される。また、このフロック形成池に流入する
原水の初期の粒子数ｎ、粒子径ｄは、前段の薬品注入量
、原水水質により決定される。そして、フロック形成池
の緩速攪拌機の各段階にてフロックが形成され、粒子数
ｎが減少し、粒子径ｄが大きくなる。したがって、各段
で望ましい衝突回数Ｎを与えるには、各段で必要充分な
攪拌エネルギφ、を与えてやればよい。つまり、各段の
望ましい衝突回数Ｎは粒子数ｎが減少し、粒子径ｄが大
きくなることから、攪拌エネルギφいを緩速攪拌機の各
段で変動させる必要がある。

ここで、φ、°を緩速攪拌機の後段側のエネルギとし、
φ１を緩速攪拌機の前段側のエネルヂとし、また、Ｇ＝
７５〜１０を仮に三段階に分けると、１段目　Ｇ＝７５
〜５０ ２段目　Ｇ−５０〜３０ ３段目　Ｇ＝３０〜１０ となり、第１段目の攪拌エネルギφ１−３とすると、（
４）弐より、 第２段目　φ−ｚ＝０．３６〜０．１６φ、−６第３段
目　φ、！＝０．３６〜０．０４φ＠−！となる。これ
より、φ１１′／φ、＝０．３〜０．１が求まることに
なる。

そして、上記式より、φ、°／φ、−０，３〜０゜１と
し、また、攪拌エネルギφ１は緩速攪拌機の駆動機トル
クが攪拌エネルギに比例することが分かっているから、
該駆動機トルクをフィードバックすることにより、運転
状態を維持する。

そして、初期流入の変動は、沈澱池内堆積分布を検知す
ることにより、第１段目の攪拌エネルギφカを決定すれ
ばよい。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明の実施例を示す構成図である。

第１図において、フロック形成池ｌの下流に広沈澱池２
が設けられている。この沈澱池２の下流には、濾過池３
が設けられている。該フロック形成池１の上流側に攪拌
池４が設けられていて、この攪拌池４において薬品注入
装置５からの薬品と注入される原水とを急速攪拌機６を
もって攪拌し、その攪拌した液をフロック形成池１に供
給できる構成としである。該フロック形成池１は３段に
分離れており、各段に駆動ｆａ１ａ、７ｂ、７ｃでそれ
ぞれ回転する緩速攪拌機８ａ、８ｂ、８ｃが設けられて
いる。各駆動機７ａ、７ｂ、７ｃには、前記緩速攪拌機
の出力エネルギ検出する攪拌エネルギ検出器としてのト
ルク検出器９ａ、９ｂ、９Ｃがそれぞれ取り付けられて
いる。上記各駆動機７ａ、７ｂ、７ｃは、コントローラ
１０により回転駆動されるようにしてあり、このコント
ローラ１０には、前記トルク検出器９ａ、９ｂ、９ｃと
、沈澱池２に沈澱し分布した汚泥の分布状態を検出する
汚泥分布検出器１２とが接続されている。このコントロ
ーラ１０は、該汚泥分布検出器１２と、該攪拌エネルギ
検出器としてのトルク検出器９　ａ。

９ｂ、９ｃとからの信号をそれぞれ取り込み、その汚泥
分布検出器１２からの検出信号に応じた運転ハターンを
選択し、そのトルク検出ｉ？Ｓ９ａ、９ｂ、９ｃからの
信号である緩速攪拌４ｉ１８ａ、８ｂ。

８Ｃの出力エネルギを基にその緩速攪拌機８ａ。

８ｂ、８ｃが運転パターンに一致するように駆動制御す
る構成としである。即ち、前記コントローラ１０は、該
汚泥分布検出器１２からの信号を取り込み、その検出状
態に応じた運転パターンを選択する選定器１０１と、前
記選定器１０１から与えられた運転パターンによる緩速
攪拌機８ａ、８ｂ、８ｃの駆動速度指令と、攪拌エネル
ギ検出器としてのトルク検出器９ａ、９ｂ、９ｃからの
緩速攪拌機８ａ、８ｂ、８ｃのエネルギとを比較し、緩
速攪拌機８ａ、８ｂ、８ｃの速度が該駆動速度指令に一
致するよ・うに駆動制御する速度設定器１０２ａ、１０
２ｂ、１０２ｃとからなる。また、運転パターンを選択
する選定器１０１は、汚泥の分布が第２図に示すように
ケースＡ、Ｂ、Ｃの如く分布しているときに、例えば、
第１表のように運転パターンを定めておくものとする。

第１表 この表において、ケースＡが一番形成不良であり、ケー
スＢがついで形成不良であり１、ケースＣが一番形成良
好である。このようにケースＣ−ケースＡのような状態
になるのは、薬注率等に問題がないとすれば、攪拌不足
ということになり、各段の攪拌エネルギを上昇させてや
る必要がある。

したがって、格段のエネルギ比φ１“／φ１　（第１段
から第３段までの全エネルギ）をケースＡからケースＣ
に向かうにつれて下降させているのである。

また、汚泥分布検出器１２は、例えば自動汚泥界面計を
沈澱池２内に複数台設置するか、または水中テレビカメ
ラを沈澱池２内に設置し、該自動７η泥界面計からの汚
泥の分布状態に関する情報を得るか、水中テレビカメラ
からの映像情報を画像処理して汚泥の分布状態に関する
情報を得るがすればよい。尚、自動汚泥界面計は、超音
波の減衰量が汚泥量の変化に対して比例するということ
を応用したもので、超音波送受信子により濃度を測定し
て出力する手段と、この超音波送受信子を昇降させると
ともに、この超音波送受信子の位置を測定して出力する
手段とからなるものとして提供されている。

次に、本実施例の作用を説明する。

沈澱池２に沈澱し分布した汚泥の分布状態を汚泥分布検
出器１２により検出し、これを前記コントローラ１０に
取り込む。前記コントローラ１０内の選定器１０１は、
該汚泥分布検出器Ｉ２から取り込んだ信号を基に、第２
図の如く分布した汚泥の検出状態に応じて第１表の如く
運転パターンをｉ！沢する。前記選定器１０１から出力
される運転パターンは、緩速攪拌機８ａ、８ｂ、８ｃの
駆動速度指令として速度設定器１０２ａ、１０２ｂ。

１０２Ｃに与えられる。各速度設定器１０２ａ。

１０２ｂ、１０２ｃは、前記駆動速度指令と、トルク検
出器９ａ、９ｂ、９ｃからの緩速攪拌機８ａ、８ｂ、８
ｃのエネルギとを比較し、緩速攪拌機８ａ、８ｂ、８ｃ
の速度が該駆動速度指令に一致するようにそれぞれ駆動
制御する。これは、第２図の如き汚泥の分布状態から最
も望ましい運転パターンを第１表から選択し、これをも
って緩速攪拌機８ａ、８ｂ、８ｃを運転するが、その運
転パターンに緩速攪拌機８ａ、８ｂ、８ｃが現実に一致
して運転されるように該トルク検出器９ａ。

９ｂ、９ｃからの検出信号をフィードバックしていると
いう作用をさせているのである。

本実施例では、凝集（フロキュレーション）の滞留時間
（Ｒ，Ｔ）が２０分〜４０分、沈澱池２の滞留時間（Ｒ
，？）が６０分〜２４０分程度のサイクルで運転応答が
出るものであるので、その制御時間を、上記滞留時間（
Ｒ，Ｔ）以上のサイクルとすれば充分であり、逆に、上
記滞留時間（Ｒ，Ｔ）以内のサイクルにすると、制御で
きないことがある。

上記実施例では、緩速攪拌機８ａ、、８ｂ、８ｃを３段
としたが、これに限定されるものではなく、緩速攪拌機
８を２段〜６段のいずれにしてもよく、また運転パター
ンは何種類でもよい。

尚、本実施例により、従来、運転指標を持たずに運転し
ていた緩速攪拌機８の運転をより効果的に実施すること
ができる。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明によれば、フロック形成池で
の緩速攪拌機の緩速攪拌を、沈澱池での沈澱状態に応じ
て変更できるので、緩速攪拌機の運転をより効果的に実
施することができ、フロック形成が確実となるという効
果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す構成図、第２図は沈澱池
での沈澱状態を示す説明図である。 １・・・フロック形成池、２・・・沈澱池、３・・・濾
過池、４・・・攪拌池、５・・・薬品注入装置、６・・
・急速攪拌機、７　ａ、　　７　ｂ、　　７　ｃ−・・
駆動機、８　ａ、　　８　ｂ、　　８　ｃニー・緩速攪
拌機、９・・・トルク検出器（攪拌エネルギ検出品）、
１０・・・コントローラ、１２・・・汚泥分布検出器、
１０１−・・選定機、１０２ａ、　　１ｏ２ｂ、１０２
ｃ・・・速度設定機。 出願人　日立プラント建設株式会社

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）原水に薬品を注入して急速攪拌した後、フロック
   形成池にて緩速攪拌機をもって緩速攪拌させることによ
   りフロックを形成・成長させ、沈澱池にて沈澱させるせ
   る水処理施設において、沈澱池に沈澱し分布した汚泥の
   分布状態を検出する汚泥分布検出器と、前記緩速攪拌機
   の出力エネルギを検出する攪拌エネルギ検出器と、該汚
   泥分布検出器及び該攪拌エネルギ検出器からの信号を取
   り込み、その汚泥分布検出器からの検出信号に応じた運
   転パターンを選択し、その緩速攪拌機の出力エネルギを
   基にその緩速攪拌機が運転パターンに一致するように駆
   動制御するコントローラとからなることを特徴とする水
   処理施設の攪拌機制御装置。
2. （２）特許請求の範囲第１項において、前記コントロー
   ラは、該汚泥分布検出器からの信号を取り込み、その検
   出状態に応じた運転パターンを選択する選定器と、前記
   選定器から与えられた運転パターンによる緩速攪拌機の
   駆動速度指令と、攪拌エネルギ検出器からの緩速攪拌機
   のエネルギとを比較し、緩速攪拌機の速度が該駆動速度
   指令に一致するように駆動制御する速度設定器とからな
   ることを特徴とする水処理施設の攪拌機制御装置。