JPH0290048A - 汚泥濃度測定方法 - 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、電磁マイクロ波を利用して汚泥濃度を測定す
る汚泥濃度測定方法に関するものである。

〔従来の技術〕

各種水処理において発生する汚泥は、その減容化、安定
化のために脱水後、乾燥又は焼却処理されることが多い
。

特に、近時下水道の整備拡充に伴い下水汚泥発生量は急
激に増大し、脱水後多段炉や流動炉等によって焼却処理
するプロセスが多く用いられてきている。この焼却処理
は膨大な補助燃料を必要とすることから、今後の焼却処
理としては自燃焼却タイプへ移行するすう勢にある。

汚泥の乾燥、焼却処理には勿論のこと、自燃焼Ｈ１には
安定した性状の脱水ケーキの供給が必要である。安定し
た性状の脱水ケーキを得るためには、脱水機へ投入する
汚泥濃度を連続して正確に測定する汚泥濃度計が必要と
なる。

ところで、従来使用されている汚泥濃度計の大半は超音
波式であり、第５図に示すように、測定容器１１に超音
波発信部１２と受信部１３を対向させて設け、超音波発
信部１２からの超音波を直線的に受信部１３で受信し、
超音波の減衰量によって汚泥濃度を測定するものであっ
た。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、超音波式汚泥濃度計を汚泥処理で使用する場合
は、汚泥中で発生する気泡によって音波が散乱されて測
定不能となることが多く、この影響を避けるため、汚泥
の一部を採泥して加圧消泡する消泡装置を装着して計測
を行っているため、装置は大型化し、かつ機械的可動部
分が多く、複雑であるためメンテナンス頻度も高かった
。また、採泥や加圧等に時間を要するため、計測が間欠
的となり、汚泥濃度の急激な時間変化には追従できなか
った。

さらに、超音波式汚泥濃度計は、超音波発信部１２と受
信部１３を結ぶ線における部分的な濃度測定であり、測
定精度は必ずしも信頼できるものではなかった。

従って、超音波式汚泥濃度計を計測器として制ｉｎシス
テムへ組み込んでも、システム全体としてはその能力を
十分に発揮できずにいた。

本発明は、前記従来の欠点を解消し、気泡の影響を受け
にくく、より正確な高情度の連続測定を可能とし、ｌη
泥処理における脱水工程の自動化に有用であり、機械的
可動部分がなく保守点検が容易なｔη泥濃度測定方法を
提供することを目的とするものである。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、汚泥中に誘電体ロッドを浸漬し、該誘電体ロ
ノとに電磁マイクロ波を通し４、生ずる誘電体損失によ
る電磁マイクロ波の減衰量を計測して汚泥濃度を判定す
ることを特徴とする汚泥濃度測定方法である。

〔作　用〕

第１図に示すように、例えば円柱状の誘電体ロッド１　
（比誘電率ε、）を汚泥管内の汚泥２中に浸清し、（誘
電体ロッドｌに電磁マイクロ波を通すと、誘電体損失が
生じ電磁マイクロ波は減衰を来す。

電磁マイクロ波の減衰量は、誘電体ロッドｌの周りの汚
泥濃度（比誘電率ａｔ）に関係し、この電磁マイクロ波
の減衰量を計測して汚泥濃度を判定するものである。

ところで、誘電体損失りは、誘電体ロッドｌでの１１失
Ｌ１と汚泥２中でのｔ員失Ｌ２の合計であり、Ｌ＝Ｌｌ
　＋Ｌ！ となる。

そして、上式は、 ここで Ｅｌ　　：誘電体ロッド内の電界 Ｅｆ　　：汚泥中の電界 σ１　　：誘電体ロッドの導電率 σ２　　：汚泥のＲ１率 ｒ、θ：円筒座標の各成分 ａ　　：誘電体口、ドの半径 ｂ　　；汚泥管の内半径 と表すことができる。

また、第２図に示すように、誘電体ロッドを汚泥管中に
同軸に装着した場合には、Ｌｌ、ＬＸの他に新たに汚泥
管での損失り、が生ずる。

よって、 Ｌ＝Ｌ、＋ｌ、□　＋Ｌ。

となり、Ｌは、 となる、ここに Ｈｌ　　：汚泥中の磁界 μ真　　：汚泥管のｉ３磁率 σコ　　：ｌり湯管のＲ電率 ω　　：２πｒ（ｒは周波＠） である。

電磁マイクロ波は、比誘電率の高い方に入り込む性質が
あり、汚泥の比誘電率の変化に対して電磁界分布が変化
瞳電磁界分布の広い方がより大きな誘電体損失が伴う。

よつて、誘電体損失は、誘電体ロッド１の周りの汚泥濃
度に関係し、前記誘電体１員失りに対応して減衰する電
磁マイクロ波の減衰量を計測するごとにより汚泥濃度を
判定することができる。

【実施例〕

本発明の一実施例を図面を参照しながら説明すると、第
２図のように、ＦＡ電体ロッドＩを汚泥２が流過する汚
泥管３円中心部に汚泥２の流過方法にそって設置し、導
波管４を介して誘電体ロッド１の一端部を送信部５に、
誘電体ロッド川の他端部を受信部６に連結しておく。

汚泥濃度の測定にあたっては、送信部５から電磁マイク
ロ波を誘電体ロッドｌに通すと、前述のように汚泥濃度
に応じて誘電体を１失が生じ、そのため電磁マイクロ波
は減衰する。従って、受信部６でこの電磁マイクロ波の
減衰量を受信し、この受信信号を汚泥濃度に変換し、指
示回路等によって指示する。

従って、従来の超音波式汚泥濃度測定が超音波発信部１
２と受信部１３を結ぶ線における濃度測定（第５図参照
）であるのに対し、本発明では、第３図に示すように誘
電体ロッドｌの断面にそった面積での測定ができるため
に、高精度であり、気泡の影響を受けにくく正確な連続
測定が可能である。

なお、本発明では、電磁マイクロ波の測定周波数を複数
にし、測定周波数を変えることによって、汚泥中の有機
分と無機分の比や有機分の概略等の汚泥成分分析も可能
である。

例えば、測定汚泥が（（）　、　（ｏ）　、　（Ａ）の
各成分で構成され、各ａ、ｂ、ｃの比率であったとする
。いま、第４図に示すように、（イ）、　（０）、　（
ハ）の周波数に対する各減衰量を把持しておけば、 ）周波数１１〜ｒ□での減衰量の差が（イ）でΔｄ１゜
（Ｄ）でΔｄ２．（ハ）でΔｄ３で、測定汚泥がΔＸで
あれば、 ａ　（Δｄｌ）＋ｂ（Δｄｚ）＋ｃ（Δｄ、）；ΔＸ■ １ｉ）ｆｚ−ｆｔでの減衰量の差が（イ）でΔｄ（Ｉｌ
ｌ）でΔｄｚ’、（ハ）でΔｄ、ｌであると、ａ（Δｄ
、’）十ｂ（Δｄｘ’）＋ｃ（Δａｓ’）＝Δｙ■ ｉｉｉ　）また、「１での減衰量がＱであることから、
ａ＋ｂ＋ｃ−Ｑ　　　　　　　■ となる、上記■、■、■式の連立方程式を解けば、（イ
）、（ロ）、（ハ）の構成比率ａ、ｂ、ｃが分かる。

また、本発明は、汚泥ばかりでなく、他の懸濁液濃度の
測定にも存効であり、食品・紙工業等での使用も可能で
ある。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明によれば、次に列挙するよう
な極めて有益なる効果を生ずるものである。

■　濃度測定が誘電体ロッドの断面にそった面積での測
定であるために、従来の超音波式に比べて高精度である
（第３図参照）。

■　汚泥中の気泡等の影響を受けないで濃度の連続測定
が可能であり、脱水設備の自動化も容易となる。

■　機械的可動部分がなく、保守点検が容易である。

■　測定周波数を変えることによって、汚泥成分分析（
有機分、無機分等の比率など）も可能である。

■　汚泥４崩測定に限らず、他の各種懸濁液等に対して
も使用可能である。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の原理図、第２図は本発明の一実施例を
示す切断説明図、第３図は本発明を応用した汚泥管の断
面説明図、第４図は電磁マイクロ波の測定周波数とそれ
に対する各減衰量との関係を示す線図、第５図は従来の
超音波測定における汚泥管の断面説明図である。 ｌ・・・誘電体ロッド、２・・・汚泥、３・・・ｌη泥
湯管４・・・導波管、５・・・送信部、６・・・受信部
、１１・・・測定容器、１２・・・超音波発信部、１３
・・・受信部。 特許出願人　　　　　東　　　京　　　都代理人　弁理
士　　　薬　　師　　　　　稔代理人　弁理士　　　依
　１）　孝　次　部代理人　弁理士　　　高　　木　　
正　　行にＩＪ定汚泥） 周ｊｊ、数

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）汚泥中に誘電体ロッドを浸漬し、該誘電体ロッド
   に電磁マイクロ波を通し、生ずる誘電体損失による電磁
   マイクロ波の減衰量を計測して汚泥濃度を判定すること
   を特徴とする汚泥濃度測定方法。