JPH04171066A - スクリューデカンタ型遠心分離機の汚泥脱水運転制御装置 - 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、差速制御機構を有するデカンタ型遠心分離機
と、該遠心分離機への供給汚泥に対し凝集剤を添加する
ための凝集剤添加装置とを有する汚泥脱水装置において
、凝集剤の添加量（薬注率）および差速を供給汚泥の性
状に応じて最適値に制御するようにしたスクリューデカ
ンタ型遠心分離機の汚泥脱水運転制御装置に関する。

［従来の技術］ デカンタ型遠心分離機を用いて汚泥を脱水する場合の運
転操作因子には、遠心力、ダム深さ、スクリューコンベ
アと外筒間の回転数差（一般に差速と称している）およ
び凝集剤の添加量（汚泥に含まれる固形物量に対する凝
集剤の添加量を割合で表わした薬注率という表現が一般
に用いられている）が挙げられる。

通常の運転形態では、遠心効果は重力の１５００〜２５
００倍に設定するとともに、ダム深さは汚泥の種類と処
理すべき量とにより所定の深さに設定し、日常の運転時
に上記設定値を変化させることは殆ど無いが、汚泥の除
去率を高く維持し、ケーキ含水率は低く維持することを
目的として、前記差速および薬注率は汚泥の性状に合せ
て調整する操作が行なわれている。

薬注率が小さい（添加凝集剤量が少ない）と汚泥の除去
率は低下することになり、また、差速が小さいほどケー
キ含水率は低下することになる。しかしながら、差速を
小さくしすぎるとスクリューコンベアの汚泥排出機能が
低下し回転筒内部に汚泥が充満して、やがて分離液側へ
流出するようになり、汚泥の除去率が低下する現象が起
きる。したがって、デカンタ型遠心分離機を用いて汚泥
を脱水する場合、汚泥の種類に応じて薬注率および差速
を適正な値に調整する必要がある。一般にこの調整は運
転員によって行なわれている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上述した従来の運転操作では、デカンタ
型遠心分離機に供給される汚泥の性状変動によって起る
ところの分離性能の変化を、運転操作員がある頻度で監
視しながら、該変化に対応して適正な汚泥除去率を維持
すべく薬注率や差速を調整する必要があった。また、一
部では、供給汚泥の濃度変動に対応して、薬注率を制御
したり、スクリューコンベアにかかる負荷量を検出して
回転差を制御したりする試みがなされているが、広範囲
な汚泥性状の変化に対しての追従性に関して、或いは最
適薬注率の自動設定に関しては充分な成果が上っている
とは言い難い。

さらに、従来の運転操作では、手動、自動を問わず、あ
る性状の汚泥に対して薬注率や差速を最適な限界値に調
整しておくとすると、大巾な汚泥性状の変動があった場
合には、これに追従できなくなり、汚泥の除去率が低下
する現象が起こるから、通常上記の最適な限界値よりも
薬注率については０．１〜０．２％多い量の凝集剤を添
加し、差速については１〜２　ｒｐｍ大きい差速で運転
しているのが実状である。かかる実状のもとでは、ある
性状の汚泥を基準とする運転に対し、必要以上の凝集剤
を常時添加していることになり、したがって必要以上に
含水率が高いケーキが常時排出されることになるため、
ランニングコストも高くなるという問題を生ずる。しか
も、上述のような運転操作は熟練した操作員がなし得る
薬注率や差速の最適値の設定であり、経験の浅い運転操
作員ではもつと無駄な時間と経費を費やすという結果を
招いている。

本発明は、供給汚泥の性状の変化に対応して常に薬注率
と差速の最適値を自動制御で与える手段を提供すること
により、運転操作員の労力を使うことなく最も安いラン
ニングコストでデカンタ型遠心分離機を用いて汚泥を脱
水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コ 本発明による適正な薬注率と差速を自動制御で与える手
段は、汚泥の脱水に使用されるデカンタ型分離機では、
供給汚泥の性状に応じた適正な薬注率と差速の値が存す
ることを前提として、薬注率が少なすぎる場合も差速が
小さすぎる場合も、ともに汚泥の除去率が低下するが、
分離液中に一部流出する汚泥が該分離液中に存する状態
は薬注率不足の場合と差速不足の場合とでは異なってく
ることの知見に基づいている。

すなわち、薬注率が不足した場合の分離液では、分離液
中への流出汚泥が該分離液中に均等に懸濁する傾向にあ
り、他方薬注率は適正であるが差速が不足した場合の分
離液では、分離液中への流出汚泥が該分離液中で浮上す
る現象が生ずるので、例えば、排出分離液を受ける檜で
の上部分離液濃度が下部分離濃度よりも大きくなる。そ
こで、デカンタ型遠心分離機から排出する分離液につい
て、上記した上部分離液濃度と下部分離液濃度とを各別
の濃度計により検出して比較すれば、分離液中へ一部流
出した汚泥が均等に分散（上下濃度差なし）しているか
、偏在して浮上（上濃度が下濃度より大）しているかを
識別することができ、したがって、汚泥の除去率が低下
した原因が判定できる。

以上に述べた知見に基づいて、前述した目的を達成する
ための本発明によるスクリューデカンタ型遠心分離機の
汚泥脱水運転制御装置の構成は、回転する外筒と、外筒
の内壁に沈澱した汚泥を搬出する手段として外筒との間
に差速をつくるべく任意の回転数に制御できる差速制御
機構を付設のスクリューコンベアとを有し、供給汚泥を
脱水ケーキと分離液とに分離してそれぞれの排出口から
排圧するようにしたデカンタ型遠心分離機と、上記供給
汚泥の性状に応じて該供給汚泥に対する薬注率を制御で
きるようにした凝集剤添加装置と、上記デカンタ型遠心
分離機から排出される分離液の検出部における上部と下
部とにそれぞれ設けられ、上部分離液濃度と下部分離液
濃度とをそれぞれ計測する少なくとも二つの濃度計を有
し、それぞれの計測値を所定の信号に変換して発信する
濃度信号発信機構と、上記濃度信号発信機構からの二つ
の信号に基づいて上記薬注率および差速が供給汚泥の性
状に応じて最適値となるように上記凝集剤添加装置およ
び差速制御機構に対し制御信号を発信する演算制御装置
と、を具備したことを特徴とするものである。

［作　　　用コ 本発明においては、差速制御機構を付設のスクリューデ
カンタ型遠心分離機に被処理汚泥とともに凝集剤を供給
して供給汚泥を脱水ケーキと分離液とに分離してそれぞ
れの排出口から排出するが、この場合排出される分離液
の検出部における上部と下部とにそれぞれ設けられた上
部分離液濃度計と下部−分離液濃度計とによりそれぞれ
分ｌｉｉ液濃度を計測して上部分離液濃度が所定の濃度
より低い状態にあるか高い状態にあるかの濃度信号、同
じく下部分離液濃度が所定の濃度より低い状態にあるか
高い状態にあるかの濃度信号を得て、これら濃度信号の
組合せから、演算処理を介して薬注率および差速が供給
汚泥の性状に応じて最適値となるように凝集剤添加装置
および差速制御装置を自５動的に制御する。したがって
、従来の如く、汚泥の変動に対処できずに汚泥の除去率
が低下するような場合であっても、低下した原因が分り
、これに対応して適正な調整ができるから、前述の如く
、汚泥の除去率が低下することを恐れ、最適値より多い
凝集剤を添加したり、大きい差速で運転したりする必要
がなくなる。

［実　施　例］ 以下、図面を参照して本発明の一実施例を説明する。

第１図は実施例の系統図であり、ｔｓ２図は薬注率およ
び差速を制御する場合の基本的なフローチャートを示す
図である。

第１図において、１は汚泥供給ポンプ、２は薬注ポンプ
、３はデカンタ型遠心分離機、４はスクリューコンベア
の回転数調節機である。

デカンタ型遠心分離機３は所定の遠心効果、所定の回転
数および所定のダム深さに設定されて運転するものとし
、汚泥供給ポンプ１により該デカンタ型遠心分離機３に
一定供給量で汚泥を供給する。

デカンタ型遠心分離機３で分離された汚泥中の固形物は
脱水ケーキとなって排出口８から排出され、固形物が除
去された液体は分離液として分離液排出口９から排出さ
れ、検出部としての檜１０に一時的に滞留される。槽１
ｏの上部から溢流する分離液は分離液受は槽１１に流入
する。

検出部としての槽１０には、該槽中の上部分離液濃度を
計測する濃度計５と、同じく下部分離液濃度を計測する
濃度計６とが設けられ、これらの濃度計５および６は、
それぞれが計測した分離液濃度の値を所定の信号に変換
し、該信号は演算制御装置７へ伝達されるようになフて
いる。

分離液濃度を検出する上記濃度計５および６は濁度計や
ＭＬＳＳ計１．どの市販さ−れている濃度計を用いるこ
とができる。また、上記検出部としての槽１０は分離液
排出口９から排出される分離液を一時的に滞留させる槽
とし、該槽１０内の上部と下部にそれぞれ濃度計５およ
び６を設けることで検出部を構成しているが、これら濃
度計５および６は、分離液受は槽１１から流出する流路
中の上部と下部、或いは分離液受は槽１１からポンプで
送る配管中の上部と下部にそれぞれ設置することで上部
分離液と下部分離液とのそれぞれの濃度を検出するよう
にしてもよい。

上記上部濃度計５および下部濃度計６によりれぞれ計測
された値は、所定の信号に変換され、演算制御装置７に
伝達されるが、該演算制御装置７は上部濃度計５および
下部濃度計６から伝達された信号に基づいて、最終的に
は薬注率や差速が最適値となるように薬注ポンプの流量
およびスクリューコンヘアの回転数を制御するための信
号を薬注ポンプ２およびスクリューコンベアの回転数調
節機４に伝達する。

前記薬注率ないし差速を制御する場合の基本的なフロー
チャートを第２図に示す。同図のフローチャートは、上
部濃度計６および下部濃度計７のそれぞれが発する濃度
信号値が適正濃度値よりも低い場合をＹＥＳで、また同
じく高い場合をＮｏで示している。

今、下部濃度計７での濃度信号値がＹＥＳ（低濃度）で
あり、上部濃度計６での濃度信号値がＮｏ（高濃度）で
ある場合は、薬注率が適正値以上、つまり凝集剤量は不
足していないが、差速が少なすぎることによるから、下
部濃度低−ＹＥＳ−上部濃度低−Ｎｏ−判断１−差速を
大−下部濃度低、のループをたどって差速を大きく（例
えば５％程度の増）する操作を行なう。この差速を大き
くした行為が分離液に影響を及ぼすまでには時間がかか
る（例えば１０分程度）から、次に同じループをたどっ
ても、差速を大きくした行為が分離液に影響を与えるま
での時間は、差速を大きくしない、つまり、何も行なわ
ない行為が必要となる。この行為を第２図中、下部濃度
低−ＹＥＳ−上部濃度低−Ｎｏ−判断１−Ａ−下部濃度
低、のループで表わしている。

所定時間を経過した後も、同じループをたどる場合、す
なわち、依然として下部濃度低−ＹＥＳ−上部濃度低−
Ｎｏの同じループをたどる場合は、再度差速を大きく（
例えば３％程度の増）する操作を行なって逐次差速を適
正値に近づけてゆくのである。そしてこのように、判断
１−Ａをたどるループおよび差速を犬をたどるループの
各ループをたどった場合、前に行なった行為と各濃度計
６．７による計測結果や時間差により次に行なう行為を
決定する操作を判断１で行なうのであるが、このような
判断は、シーケンサや小型コンピュータで容易に行なう
ことができる。　次に、下部濃度計７での濃度信号値が
ＹＥＳ　（低濃度）であり、上部濃度計６での濃度信号
値もＹＥＳ　（低濃度）である場合は、凝集剤量、差速
が共に大きい可能性があるから、上部濃度低−ＹＥＳ−
判断２−薬注率を小のループをたどって薬注率を少なく
（例えば５％程度の減）する操作を行なう。この操作後
に同じループをたどった場合には、前述と同じ理由で判
断２−Ａで表わすところの何も行なわない時間をとるも
のとする。

所定時間を経過した後も、同じループをたどる場合、今
度は差速を小さく（例えば５％程度の減）する操作を行
なう。このように薬注率および差速を逐次域じながらこ
れらを最適値に近づけてゆくのであるが判断２で行なう
ところのこのような操作はシーケンサや小型コンピュー
タにより容易に行なうことができる。

次に、下部濃度計７での濃度信号値がＮ。

（高濃度）であり、上部濃度計６での濃度信号値もＮｏ
（高濃度）である場合は、差速は充分であるが、凝集剤
量が少なすぎることによるから、第２図中下部濃度低−
Ｎｏ−上部濃度低−Ｎｏ−判断４−薬注率を大−下部濃
度低、のループをたどらせ薬注率を大きく（例えば５％
程度の増）する操作を行なう。この場合も、操作後に同
じループをたどった場合には、前述と同様な理由により
判断４−Ａをたどるループで表わすところの何もしない
時間をとるものとする。このようにして薬注率を逐次最
適値に近づけてゆくのであるが、判断４で行なうところ
のこのような操作は、シーケンサや小型コンピュータに
より容易に行なうことができる。

最後に、下部濃度計７での濃度信号値がＮ。

（高濃度）であり、上部濃度計６での濃度信号値がＹＥ
Ｓ　（低濃度）である場合は、上・下部いずれかの濃度
計の故障に起因する現象であると考えられるから、第２
図中下部濃度低−ＮＯ−上部濃度低−ＹＥＳ−判断３−
Ａ−下部濃度低１、をたどるループで表わすところの何
も行なわない所定時間を経過した後、判断３−警報−下
部濃度低、のループをたどらせて警報を出すようにする
。

以上、第２図のフローチャートの説明から明らかなよう
に、分離液の受は槽内に設゛けられた上部濃度計６およ
び下部濃度計７がそれぞれ発する濃度信号に基づいて演
算制御装置から凝集剤添加装置および差速制御装置に対
し制御信号を発信し薬注率および差速が供給汚泥の性状
に応じて最適値となるよう自動制御することができ、運
転操作員の労力に頼ることなく、従来技術より安いラン
ニングコストで汚泥の脱水が可能となる。

例えば、１日に１０万ｍ３の汚水を処理する下水処理場
の汚泥脱水機として使用されているスクリューデカンタ
型遠心分離機に、本実施例を適用すると、汚泥の発生量
は日量ｌ５ＯＯ＋ｎ３濃度２．０％程度と推定できるか
ら、従来技術に比して仮に汚泥の固形物量に対し０．１
５％低減した凝集剤　（１０００円／ｋｇ）の添加率で
運転できたとすると、下記計算の如く年間で約１６００
万円の節約が可能となる。

１５００（ｍ３７日）　ｘ　Ｏ，０２ｘ　Ｏ，００１５
ｘ　１００００００　（円／ＴＯＮ）　Ｘ　３６５　（
８７年）　＝　１８４２５０００　（円／年）また、従
来技術に比して、１〜２　（ｒ、ｐ、ｍ）低い差速で運
転できたとすると、ケーキ含水率は１％程度低くなると
想定できるから、脱水ケーキの投棄に必要な費用（ａｏ
ｏｏ円／ＴＯＮ）　は下記計算の如く年間で約１３００
万円の節約が期待でき、凝集剤の上記節約類と合せると
年間で約２９００万円の節約が見込めることとなり大き
な経済的効果が得られる。

１５００　（ｍ３／日）　ｘ　Ｏ，０２÷（１１０，２
２−１１０，２３）　Ｘ６０００（円／ＴＯＮ）ｘ３６
５（８７年）　＝＝　１２９８４１９０　（円／年）［
発明の効果コ 本発明によれば、デカンタ型遠心分離機から排出される
分離液の検出部における上部および下部にそれぞれ設け
られた上部分離液濃度計および下部分離液濃度計が発す
る濃度信号に基づいて演算処理することで、デカンタ型
遠心分離機への供給汚泥の性状に応じて薬注率および差
速か最適値となるように自動制御運転することが可能と
なり、供給汚泥の性状が変化しても運転操作員の労力に
頼ることなく適正な薬注率と差速を維持する自動制御を
行なって従来技術より安いランニングコストで汚泥の脱
水処理の全自動化が図れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を説明するための系統図、第
２図は薬注率および差速を制御する場合の基本的なフロ
ーチャートを示す図である。 １・・・汚泥　　　　　　２・・・薬注ポンプ３・・・
デカンタ型遠心分離機 ４・・・スクリューコンベアの回転数調節機５・・・上
部濃度計　　　６・・・下部濃度計７・・・演算制御装
置　　８・・・ケーキ排出口９・・・分離液排出口　　
１０・・・槽（検出部）１１・・・分離液受槽 化４名 第１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　回転する外筒と、外筒の内壁に沈澱した汚泥を搬出
   する手段として外筒との間に差速をつくるべく任意の回
   転数に制御できる差速制御機構を付設のスクリューコン
   ベアとを有し、供給汚泥を脱水ケーキと分離液とに分離
   してそれぞれの排出口から排出するようにしたデカンタ
   型遠心分離機と、 上記供給汚泥の性状に応じて該供給汚泥に対する薬注率
   を制御できるようにした凝集剤添加装置と、 上記デカンタ型遠心分離機から排出される分離液の検出
   部における上部と下部とにそれぞれ設けられ、上部分離
   液濃度と下部分離液濃度とをそれぞれ計測する少なくと
   も二つの濃度計を有し、それぞれの計測値を所定の信号
   に変換して発信する濃度信号発信機構と、上記濃度信号
   発信機構からの二つの信号に基づいて上記薬注率および
   差速が供給汚泥の性状に応じて最適値となるように上記
   凝集剤添加装置および差速制御機構に対し制御信号を発
   信する演算制御装置と、 を具備したことを特徴とするスクリューデカンタ型遠心
   分離機の汚泥脱水運転制御装置。