JPH04317703A - 凝集処理装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は凝集処理装置に関するも
のであり、詳しくは凝集剤の薬注量（添加量）を最適量
となるように制御する凝集処理装置に関する。さらに詳
しくは、有機凝集剤（以下、ポリマーということがある
。）の添加量の制御に好適な凝集処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、汚泥脱水における薬注制御と
して、種々のものが提案されている。例えば、液中の残
留ポリマー量を、その量が多くなると液の粘性が変化す
ることから粘度計等を用いて間接的に計測し、その計測
値を指標として薬注制御を行なうことが提案されている
。

【０００３】液の物性は、粘度のみならず比熱、電気伝
導度等種々のものがあげられ、それらが薬注では各々影
響する。従って、単に液の物性の一つである粘度のみを
指標として薬注量を制御したのでは、薬注量に過不足が
生じ、凝集不良や過剰添加による薬剤コスト高が避けら
れなかった。

【０００４】ところで、本発明者らは、凝集処理された
液の脱水性について長年研究を重ねてきたが、有機凝集
剤の添加量と脱水ケーキの含水率とは密接な関係を有す
るという従来の知見に加え、第４、５図の如く、この脱
水ケーキの含水率と凝集処理された液（もしくは凝集処
理されつつある液）の熱移動検出計検出値とは下に凸と
なる関係を有しており、例えば熱線流速計を利用して検
出した値が極小となるように凝集の添加量を制御すると
脱水ケーキの含水率も最小になることを見出した。

【０００５】第４、５図は原水が下水混合生汚泥である
場合の凝集剤（カチオンポリマー）の添加量と熱線流速
計検出値（電位差）及び脱水ケーキ含水率との相関を示
すグラフである。

【０００６】第４図の如く、凝集剤添加量が約１５０〜
２００ｐｐｍ付近が熱線流速計検出値の極小域となって
おり、このときに脱水ケーキ含水率も最小となっている
。

【０００７】第５図は第４図と異なる混合生汚泥に対す
る同様の相関図であるが、添加量が約１５０ｐｐｍ付近
で熱線流速計検出値及び脱水ケーキがともに極小、最小
となっている。その他の各種の原水についても同様のテ
ストを繰り返したが、いずれも第４、５図の如き相関が
明瞭に認められた。なお、ケーキ含水率以外のケーキ剥
離性や濾液量等の特性に関しても上記と同様の相関があ
ることが認められた。

【０００８】さらに、熱線流速計検出値だけでなく、ト
ルクメータの検出値と凝集剤添加量とについても第４、
５図の如き相関関係があることが見出された（トルクメ
ータの場合は上に凸となる）。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上記の如き熱線流速計
検出値又はトルクメータ検出値と凝集剤添加量との下又
は上に凸なる関係のもとにおいては、熱線流速計検出値
又はトルクメータ検出値が目標値となるように制御しよ
うとした場合、該目標値が第４、５図の極小点である場
合を除き、該目標値に対応する凝集剤添加量が２値存在
することになる。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、このような従
来技術の問題点を解決すべくなされたものであって、汚
泥性状等の変化による液の物性値の変化を熱移動の変化
又はトルクメータのトルクの変化としてとらえて指標と
し、その値の微分値により薬注量の制御を行うものであ
る。

【００１１】即ち、本発明の凝集処理装置は、凝集処理
される液に凝集剤を添加するための装置であって、該添
加量が調節可能である薬注装置と、凝集剤が添加される
液、凝集剤が添加された液又は凝集剤が添加された液の
濾液と接触するように設けられた液物性検出用のセンサ
と、該センサの検出値の微分値が目標値となるように薬
注装置の薬注量を制御する制御装置とを備えたものであ
る。

【００１２】

【作用】第４、５図に示した下に凸なる曲線Ｕ（第３図
に模式的に示す）を凝集剤添加量で微分すると、第３図
に模式的に示す単調な下り勾配の曲線になる。

【００１３】そこで、この微分値が０となる凝集剤添加
量とすれば、熱線流速計検出値又はトルクメータ検出値
が極小となる、最も効率の良い添加量となる。

【００１４】また、多少効率を落としたとしても、残存
ＳＳを少なくしたい場合には、目標とする熱線流速計検
出値又はトルクメータ検出値に対応する微分値となるよ
うに添加量を制御すれば良い。この微分値と該添加量と
は、１：１に対応するため、目標微分値を選定し易く、
制御内容（例えばプログラム）も簡単になる。

【００１５】

【実施例】以下、図面を参照して実施例について説明す
る。

【００１６】第１図は実施例に係る凝集処理装置の系統
図であり、原水は原泥ピット１からポンプ２付の配管３
を経て凝集槽４に導入される。凝集槽４は撹拌機５を備
えると共に、薬液貯槽６、薬注管７及び薬注ポンプ８を
具備してなる薬注装置からカチオン系有機凝集剤が薬注
される。凝集槽４からの凝集処理液は脱水機（凝集槽を
用いるものであれば脱水機の機種は何れであっても良い
。）９へ送られる。脱水機９で生じた脱水ケーキは焼却
等のケーキ処理工程へ送られ、濾液は濾液貯槽１０へ送
られる。

【００１７】濾液貯槽１０は、温度計１１、熱移動検出
計１２、電気伝導度計１３を備える。

【００１８】これら計器１１、１２、１３の検出信号は
、演算制御器１６に入力されている。演算制御器１６は
前記薬注ポンプ８に制御信号を出力している。ポンプ８
は、例えばインバータ制御される。

【００１９】なお、本発明でいう熱移動検出計としては
、一般に使用されている熱線あるいは熱膜式流速計、熱
伝達率測定計等の熱の移動を検出することが可能なもの
が利用できる。

【００２０】また、これ以外のものでもヒータに通電し
加熱する自己加熱源を有するもの、あるいはヒータと温
度計との組合せのようにヒータにより間接的に加熱する
加熱源を有するものであれば適用可能である。

【００２１】以下本発明を、熱線流速計を適用したもの
で説明する。

【００２２】熱線流速計は、周知のように、加熱体とな
る熱線に定電流を流しておき、この熱線を流体中に挿入
するものである。流速の変動があると、熱線からの熱の
奪われ度合が変化する。これにより熱線の温度が変化し
て抵抗も変わる。熱線流速計は、この抵抗の変化を電圧
の変化としてとらえて流速を計測するものである。

【００２３】本発明は、この熱線流速計の原理を利用し
たもので、更に液の流速を一定として条件を与え、その
うえで熱線から奪われる微小な熱の移動を抵抗（電圧）
の変化としてとらえ、この変化を物性の変化として把握
するものである。そのため、濾液貯槽１０は撹拌機１４
を備え、測定時には常に同一速度で回転させるとともに
、撹拌条件を同一とするために、一定水位を得るための
オーバーフロー管１５が設けられている。

【００２４】第２図は本実施例で用いられた熱線流速計
１２の概略構成図である。この熱線流速計１２は熱線（
抵抗）１２ａ、定電流発生器１２ｂ、電圧計１２ｃを備
えている。

【００２５】熱線１２ａは濾液貯槽１０内を一定の流速
で旋回する液と接しており、この液が一定の物性の際に
は、定電流を流すと熱線１２ａから奪われる熱量は一定
であるので、抵抗は一定で電圧にも変化はない。液の物
性が変化すると、熱線１２ａから奪われる熱量が変化す
るので抵抗が変化する。すなわち、熱線から液中への熱
移動が生じ抵抗が変化する。いま、電流を一定として流
しているので、この抵抗の変化は電圧の変化としてとら
えることができ、この変化が液中の物性値の検出値とな
る。なお、熱線１２ａの特性値の変化は、抵抗値あるい
は電圧の変化のどちらでとらえても良い。

【００２６】また、上述は定電流型で説明したが、定温
度型の熱線流速計でも良い。

【００２７】以上から明らかなごとく、本発明のように
熱線流速計を用いれば、一定の流速を与えるだけで微小
な物性値の変化をとらえることが可能となる。

【００２８】トルクメータを採用するのであれば、該ト
ルクメータを濾液貯槽１０に設ければ良い。なお、撹拌
機１４の電流値からトルクを検出しても良い。

【００２９】このように構成された第１図の装置におい
て、原水は凝集槽４において凝集剤の添加を受けて凝集
処理されるが、この際の添加量は濾液貯槽１０で検出さ
れる熱線流速計検出値Ｕの凝集剤添加濃度ｃによる微分
値ｄＵ／ｄｃが０となる薬注量とされる。

【００３０】具体的には、凝集剤添加濃度ｃを所定幅で
変動させ、ｄＵ／ｄｃを演算する。そして、このｄＵ／
ｄｃが０に近づくように凝集剤添加濃度ｃを変化させる
のである。

【００３１】このように、微分値ｄＵ／ｄｃ＝０とする
ことにより、熱線流速計検出値Ｕ（又はトルクメータ検
出値）が極小となる最適添加量にて凝集処理されるよう
になる。

【００３２】なお、最適添加量に達した後でも、原水性
状の変化等により、曲線Ｕ自体が変動する可能性がある
。従って、薬注量はｄＵ／ｄｃ＝０に到達した後でも所
要幅で変動させ、曲線Ｕの変動があった場合には、迅速
にこれに追従して薬注量を変化させることができるよう
にしておく。

【００３３】なお、第１図の装置では、温度計１１及び
電気伝導度計１３の検出値も演算制御器１６に入力され
ているが、これは原水性状（温度、可溶性塩類濃度等）
に変動があった場合には熱線流速計検出値が変動するの
で、この温度、電気伝導度の変動による熱線流速計検出
値変動への寄与分を差し引いて（補償して）、薬注量変
動幅分だけの熱線流速計検出値の変化を比較するためで
ある。

【００３４】上記実施例ではｄＵ／ｄｃ＝０となるよう
に凝集剤添加濃度を制御しているが、ｄＵ／ｄｃが０以
外の値ｕとなるように凝集剤添加濃度を制御しても良い
。

【００３５】本発明では、温度計等を省略し、熱線流速
計のみを用いても良い。また、上記実施例では凝集槽に
薬注するようにしているが、本発明にあっては、被凝集
処理液が流通される配管（例えば原水供給管）中へ薬注
するタイプの凝集処理装置にも適用できる。

【００３６】上記実施例では濾液を濾液貯槽へ連続的に
流入させているが、本発明では所定量の濾液を濾液貯槽
に受けてその熱線流速計検出値等を計測しても良い。こ
のようにバッチ測定する場合には、濾液貯槽に例えばレ
ベル計を設けておき、前回の測定時の濾液を全量排出し
た後、このレベル計で検出水位が所定レベルとなるまで
濾液を受け入れ、熱線流速計検出値等の計測を行なえば
良い。

【００３７】上記実施例では、凝集剤が添加された液の
脱水濾液が熱線流速計と接触されているが、このように
するとＳＳ成分や凝集したフロック等が熱線流速計に付
着することが防止され、作動が安定し、装置の保守も容
易になるという効果がある。ただし、本発明では、熱線
流速計が直接に凝集剤添加前の液や濾過処理前の液と接
触するように構成しても良い。

【００３８】なお、本発明でいう凝集剤が添加された液
の濾液とは凝集槽内の液を濾過した濾液及び脱水機で脱
水した脱水濾液をいう。

【００３９】上記の制御例においてはｄＵ／ｄｃが０又
は目標値となるように制御が行なわれているが、薬注量
が目標範囲に納まるように制御しても良い。

【００４０】また、実施例では凝集剤添加濃度により微
分しているが、これに限らず凝集剤添加率薬注ポンプ吐
出量でセンサー検出値を微分しても良い。

【００４１】

【効果】以上の通り、本発明の凝集処理装置によると、
液物性検出用センサの検出値の微分値に基いて薬注量を
制御するものであり、目標とする凝集剤添加量とこの微
分値とが１対１に対応した値をとる。この結果、簡単な
制御内容にて正確な薬注量制御を行なうことが可能とな
る。従って、薬注量の過不足が防止され、効率的で低コ
ストの凝集処理が行なえるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１図は実施例装置の系統図である。

【図２】第２図は熱線流速計のブロック図である。

【図３】第３図は微分曲線を示す模式図である。

【図４】第４図は実験結果を示すグラフである。

【図５】第５図は実験結果を示すグラフである。

【符号の説明】

４　　凝集槽 ８　　薬注ポンプ ９　　脱水機 １２　　熱線流速計 １６　　演算制御器

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　凝集処理される液に凝集剤を添加する
   ための装置であって、該添加量が調節可能である薬注装
   置と、凝集剤が添加される液、凝集剤が添加された液又
   は凝集剤が添加された液の濾液と接触するように設けら
   れた液物性検出用のセンサと、該センサの検出値の微分
   値が目標値となるように薬注装置の薬注量を制御する制
   御装置と、を備えてなる凝集処理装置。