JPH05240767A - Floc measuring/controlling device - Google Patents
Floc measuring/controlling deviceInfo
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- JPH05240767A JPH05240767A JP4314792A JP4314792A JPH05240767A JP H05240767 A JPH05240767 A JP H05240767A JP 4314792 A JP4314792 A JP 4314792A JP 4314792 A JP4314792 A JP 4314792A JP H05240767 A JPH05240767 A JP H05240767A
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- flocs
- floc
- pond
- flock
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- Separation Of Suspended Particles By Flocculating Agents (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は浄水場における凝集沈澱
工程の運転管理を行うためのフロック計測装置に関し、
特に混和池に対する凝集剤注入率とフロック形成池のパ
ドル回転数を同時に制御するようにした装置に関するも
のである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a floc measuring device for controlling operation of a coagulation-sedimentation process in a water purification plant,
In particular, the present invention relates to an apparatus for simultaneously controlling the coagulant injection rate for a mixing pond and the paddle rotation speed of a floc formation pond.
【0002】[0002]
【従来の技術】一般に浄水場においては、河川,湖沼か
ら取水した原水をフロック形成池で、凝集剤(ポリ塩化
カルシウム,硫酸バント等)により、懸濁物質成分(粘
土,藻類等)をフロックに凝集し、次段の沈澱池で除去
している。2. Description of the Related Art Generally, in water purification plants, raw water taken from rivers and lakes is used in floc formation ponds, and flocculating agents (clay, algae, etc.) are flocculated by flocculants (polycalcium chloride, vantosulfate, etc.). Aggregated and removed in the next settling basin.
【0003】従来のフロック形成制御にあたって、新規
の浄水場では、ジャーテスト(室内実験)でフロック形
成を行い、原水濁度と凝集剤注入率またはALT比(A
L3+/濁度)との制御関係式を求め、さらにGCT値な
どのパラメータ等から実規模に利用している。又、既存
の浄水場では、蓄積されたデータを用いてフロック形成
制御を行っている。In the conventional floc formation control, in a new water treatment plant, floc formation is performed by a jar test (indoor experiment), and raw water turbidity and coagulant injection rate or ALT ratio (A
L 3+ / turbidity) and the control relational expression are obtained, and further, they are used on a real scale from parameters such as GCT value. In addition, in existing water treatment plants, floc formation control is performed using the accumulated data.
【0004】このようなフロック形成制御は、フィード
フォワード制御系であるため、原水の濁度の急激な変化
などに対応しきれず、次段の濾過池が高負荷になる惧れ
がある。このため、フィードバック制御系を組み込む態
様も構築されている。Since such flock formation control is a feed-forward control system, it cannot cope with a sudden change in the turbidity of raw water, and there is a possibility that the next-stage filter basin will be overloaded. Therefore, an aspect in which a feedback control system is incorporated has also been constructed.
【0005】上記に関して本出願人が先に提案した特願
平1−193629号には、図11に示したフロック計
測装置例が開示されている。即ち、原水を着水井1に取
水し、混和池2にて凝集剤を注入する。そして迂流式フ
ロック形成池3において原水中の濁質成分をフロックに
凝集させる。その後に沈澱池4にてフロックを沈澱さ
せ、上澄液を図外のろ過池へ放流する。前記着水井1に
は原水濁度を計測する濁度計5が付設されており、沈澱
池4には流出濁度を計測する濁度計6が付設されてい
る。この濁度計5,6によって計測された値は凝集剤注
入コントローラ7に入力されている。Regarding the above, Japanese Patent Application No. 1-193629 previously proposed by the present applicant discloses an example of the flock measuring device shown in FIG. That is, raw water is taken into the landing well 1 and the coagulant is injected into the mixing pond 2. Then, the turbidity components in the raw water are aggregated into flocs in the bypass type floc formation pond 3. After that, flocs are settled in the settling tank 4, and the supernatant is discharged to a filter tank not shown. The landing well 1 is provided with a turbidity meter 5 for measuring raw water turbidity, and the settling tank 4 is provided with a turbidity meter 6 for measuring outflow turbidity. The values measured by the turbidimeters 5 and 6 are input to the coagulant injection controller 7.
【0006】そしてフロック形成池3の最後段には、処
理水を撮影するための水中カメラ8が配備されている。
そしてフロック計測装置9により水中カメラ8が撮影し
た画像を処理してフロックを識別し、統計処理を行って
フロックについての各種のデータを作成し、このデータ
を凝集剤注入コントローラ7に出力する。At the last stage of the flock formation pond 3, an underwater camera 8 for photographing the treated water is provided.
Then, the image captured by the underwater camera 8 is processed by the floc measuring device 9 to identify the floc, statistical processing is performed to create various data regarding the floc, and this data is output to the coagulant injection controller 7.
【0007】凝集剤注入コントローラ7は、前記濁度計
5,6によって計測された原水及び流出水の濁度と、フ
ロック計測装置9から得られるデータに基づいて凝集剤
の注入量を算出し、混和池2への凝集剤の注入を制御す
る(このような画像計測技術を応用した凝集分散アナラ
イザ『PHOTOMETRIC DISPERSION ANALYZER,以下PDA
法と略称する』を利用した制御例が特開平3−5144
3号公報に開示されている)。The coagulant injection controller 7 calculates the coagulant injection amount based on the turbidity of the raw water and the outflow water measured by the turbidimeters 5 and 6 and the data obtained from the floc measuring device 9, Control the injection of coagulant into the mixing pond 2 (Coagulation Dispersion Analyzer "PHOTOMETRIC DISPERSION ANALYZER," PDA
An example of control using "abbreviated as method" is Japanese Patent Laid-Open No. 3-5144.
No. 3 gazette).
【0008】[0008]
【発明が解決しようとする課題】一般のフロック計測制
御装置における最適フロック形成制御条件として、次の
3点が挙げられる。The following three points are listed as optimum flock formation control conditions in a general flock measurement control device.
【0009】(1)沈澱池からの流出濁度を低値に安定
して保つこと (2)凝集剤注入量を低減すること (3)最大成長フロック径を維持すること 特に浄水処理プロセスにおいては、条件(1)が重要と
なる。流出濁度が高くなった場合には、前記したように
次段の濾過池で負担が増大してしまうからである。その
ための運転管理指標として、通常懸濁物質の最大成長フ
ロック粒径を決定する因子であるG値とGT値が用いら
れている。G値とはフロック形成時のパドル等の撹拌強
度であり、T値は撹拌継続時間、GT値はフロック形成
の進行度を表している。フロック形成時には、上記因子
に加えて原水の濁質濃度であるC値が関係し、これらの
因子はフロック形成池の設計指針でもある。(1) Stable turbidity of effluent from the sedimentation basin is kept stable at a low value (2) Reduction of coagulant injection amount (3) Maintenance of maximum growth floc diameter Especially in the water treatment process The condition (1) is important. This is because if the outflow turbidity becomes high, the burden will increase in the filter tank at the next stage as described above. G and GT values, which are the factors that determine the maximum growth floc particle size of suspended solids, are usually used as operation management indexes for that purpose. The G value is the stirring strength of a paddle or the like during flock formation, the T value is the stirring duration, and the GT value is the degree of progress of flock formation. In addition to the above factors, the C value, which is the turbidity concentration of raw water, is involved in the formation of flock, and these factors are also design guidelines for the flock formation pond.
【0010】他方において従来から原水中の懸濁物質成
分を除去するための運転管理指標として、ALT比(A
L3+/濁度)を用いる方法が知られている。上記のAL
T比とは凝集剤のアルミ量と懸濁物質量との比であり、
このALT比を凝集剤注入率を決定する指標として利用
している。On the other hand, as an operation control index for removing suspended matter components in raw water, the ALT ratio (A
A method using (L 3+ / turbidity) is known. AL above
The T ratio is the ratio of the amount of aluminum of the coagulant to the amount of suspended matter,
This ALT ratio is used as an index for determining the coagulant injection rate.
【0011】しかしながら浄水場での運転管理指標とし
て前記G値とかGT値,又はALT比を用いて、沈澱池
の流出濁度を常時管理目標値以下にするように制御精度
を高めることは困難である。何故ならばG値とかGT値
の定量性が低く、更にジャーテスト(室内実験)でのフ
ロック形成実験が実規模のフロック形成制御装置に合致
していないことが挙げられる。そのため既存の浄水場で
は、前記したように蓄積されたデータを用いてフロック
形成制御を行っているのが実情であり、効率を向上する
ために注入式等に補正項(原水の水温やPHなど)を設
けて制御を行っている。However, it is difficult to improve the control accuracy by using the G value, GT value, or ALT ratio as the operation management index in the water purification plant so that the turbidity of the sedimentation effluent is always below the control target value. is there. The reason is that the quantitativeness of G value and GT value is low, and further, the flock formation experiment in the jar test (indoor experiment) does not match the full scale flock formation control device. Therefore, in the existing water purification plants, the fact is that the floc formation control is performed using the accumulated data as described above, and in order to improve the efficiency, a correction term (such as raw water temperature or PH ) Is provided to control.
【0012】特に凝集剤の注入率制御は、前記ALT比
と原水濁度の関係を平方根関数式とか乗関数式化したフ
ィードフォワード制御で行われているので、原水が低濁
度時には注入率が高めに設定され、高濁度時には注入率
が低めに設定されるのが通例であり、このような注入率
制御で同一取水量、同一撹拌強度でフロック形成を行う
と、ALT比の高低でフロックの平均粒径が変化するこ
とが知られている。例えば水道協会誌,第60巻第10
号(第685号)での丹保氏の論文によれば、濁質と水
酸化アルミニウム(凝集剤成分)がフロック体積に占め
る割合は、アルミニウムが濁質の55倍に相当すると述
べられていることから判断すると、高濁度時、即ち低A
LT比時には、単位容積当たりのフロック容量(FV
値)が高くなり、フロック汚泥量が増大することが予測
される。Particularly, the injection rate of the coagulant is controlled by feedforward control in which the relation between the ALT ratio and the raw water turbidity is made into a square root function formula or a power function formula. It is customary to set the injection rate to a high value and set it to a low value when the turbidity is high, and if flock formation is performed with the same water intake and the same agitation strength with such injection rate control, the ALT ratio will be high or low. It is known that the average particle size of the is changed. For example, Water Supply Society magazine, Vol. 60, No. 10
According to Tanbo's paper in No. 685, it is stated that the proportion of suspended solids and aluminum hydroxide (coagulant component) in floc volume is 55 times that of suspended solids. Judging from the above, at high turbidity, that is, low A
At the LT ratio, the floc capacity per unit volume (FV
Value) and the amount of floc sludge is expected to increase.
【0013】更に原水濁度とフロック形成時間の関係グ
ラフ(前記特願平1ー193629号の図6)によれ
ば、原水の濁度の変化に伴ってパドルによる撹拌時間も
変化させる必要があり、従って前記ALT比とか濁度等
を指標とする注入率制御だけでは安定した処理を実施す
ることが出来ない。Further, according to the relationship graph between the turbidity of raw water and the floc formation time (FIG. 6 of Japanese Patent Application No. 1-193629), it is necessary to change the stirring time by the paddle as the turbidity of the raw water changes. Therefore, a stable treatment cannot be performed only by controlling the injection rate using the ALT ratio or turbidity as an index.
【0014】更に前記PDA法を利用した計測制御にも
以下に記す種々の問題点が存在する。即ち、フロック形
成を制御する因子として、(1)懸濁物質濃度、(2)
凝集剤注入率、(3)パドル等の撹拌強度及び撹拌時
間、(4)取水量の変動の4点が考えられ、これら因子
の一つたりとも無視することができない筈である。しか
しながら現状では、上記の(2)凝集剤注入率と(3)
パドル等の撹拌強度及び撹拌時間の制御の何れか一方の
単独制御しか行われていない。その原因として、これら
二つの因子の計測値とフロック形成因子との間に複雑な
交互作用が存在するため、単一計測信号値,例えばPD
A法による光量変化(電圧値)からでは、計測値とフロ
ック形成因子との関係を推定及び定量化することが困難
であることが考えられる。Further, the measurement control using the PDA method has various problems as described below. That is, as factors controlling floc formation, (1) concentration of suspended substance, (2)
There are four possible factors: coagulant injection rate, (3) stirring intensity and time of paddle, etc., and (4) fluctuation of water intake, and any one of these factors cannot be ignored. However, under the current circumstances, the above (2) coagulant injection rate and (3)
Only one of the stirring intensity and the stirring time of the paddle or the like is controlled independently. As a cause, there is a complicated interaction between the measured values of these two factors and the floc forming factor, so that a single measured signal value, for example, PD
It can be considered that it is difficult to estimate and quantify the relationship between the measured value and the floc formation factor from the light amount change (voltage value) by the A method.
【0015】本発明は上記の問題点に鑑み、フロック形
成制御において、混和池への凝集剤注入率の制御と、フ
ロック形成池に配備されたパドルの回転数を同時に制御
することにより、フロック形成時の制御精度を向上させ
ることを目的とするものである。In view of the above problems, in the present invention, in the flock formation control, the floc formation is controlled by controlling the coagulant injection rate into the mixing pond and the rotational speed of the paddles arranged in the flock formation pond at the same time. The purpose is to improve the control accuracy of time.
【0016】[0016]
【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するために、設定された凝集剤注入率に基づいて処理
水に凝集剤を注入して混和する混和池と、この混和池か
らの処理水をパドルにより撹拌してフロックを形成する
フロック形成池と、該フロック形成池の後段部に設置さ
れる処理水撮影機と、この処理水撮影機からの画像情報
に基づいてフロックを識別し、統計処理を行ってフロッ
クについての各種特徴量を算出する画像計測装置と、フ
ロック形成池からの処理水中のフロックを沈澱させる沈
澱池とを備え、沈澱池から流出する処理水の濁度を設定
流出濁度以下に制御するものにおいて、上記画像計測装
置から得られるフロックについての各種特徴量を管理指
標として、前記混和池に対する凝集剤注入率と、フロッ
ク形成池のパドル回転数を同時に制御する制御手段を設
けたフロック計測制御装置の構成にしてある。In order to achieve the above object, the present invention provides a mixing pond for injecting a coagulant into treated water to mix the coagulant based on a set coagulant injection rate. The floc formation pond which stirs the treated water of the above with a paddle to form flocs, the treated water camera installed in the latter part of the floc formation pond, and the flocs are identified based on the image information from the treated water camera. The turbidity of the treated water flowing out from the settling basin is measured by an image measuring device that performs statistical processing to calculate various features of the floc and a settling basin that precipitates the flocs in the treated water from the flock formation basin. In controlling what is below the set turbidity, the coagulant injection rate to the mixing pond and the paddle of the floc formation pond are used as control indices for various characteristic amounts of flocs obtained from the image measurement device. It is the structure of floc measurement control unit provided with control means for controlling the number of rotation at the same time.
【0017】上記フロックについての各種特徴量とし
て、単位容積当たりのフロック個数、フロック形成池後
段の代表フロックの平均粒径、単位容積当たりのフロッ
ク容量(FV値)、単位容量当たりの粒径0.5mm以
下の微フロック容量(MFV)の4項目を用いたことが
特徴となっている。更にフロックについての各種特徴量
を管理指標として、前記混和池に対する凝集剤注入率
と、フロック形成池の中段及び後段に配置されたパドル
回転数を同時にコントロールする制御手段を設けた構成
にしてある。As various characteristic quantities of the above-mentioned flocs, the number of flocs per unit volume, the average particle diameter of the representative flocs after the flocculation pond, the floc capacity (FV value) per unit volume, the particle diameter per unit capacity of 0. It is characterized by using four items of fine floc capacity (MFV) of 5 mm or less. Further, a control means for simultaneously controlling the coagulant injection rate to the mixing pond and the paddle rotation speeds arranged in the middle and rear stages of the floc formation pond is provided with various characteristic amounts of the flocs as management indexes.
【0018】[0018]
【作用】かかるフロック計測制御装置の構成によれば、
混和池において凝集剤注入率制御装置から原水に凝集剤
が注入され、次にフロック形成池においてパドル回転数
制御装置によってパドルの回転数が制御されながら撹拌
が行われ、原水中の濁質成分がフロックに凝集される。
その後に処理水は沈澱池にてフロックが沈澱され、上澄
液が図外のろ過池へ放流される。According to the configuration of the flock measurement control device,
In the mixing pond, the flocculant injection rate controller injects the flocculant into the raw water, and then in the flock formation pond, the paddle rotation speed control device controls the paddle rotation speed to stir the mixture to remove the suspended matter in the raw water. Flocculates.
After that, the treated water has flocs settled in the settling tank, and the supernatant liquid is discharged to the filtration tank not shown.
【0019】そしてフロック形成池の最後段に設置され
た水中カメラが撮影したフロック映像が画像計測装置に
より識別され、フロックについての各種特徴量である単
位容積当たりのフロック個数、フロック形成池後段の代
表フロックの平均粒径、単位容積当たりのフロック容
量、単位容量当たりの粒径0.5mm以下の微フロック
容量が連続的に算出されて制御手段に入力される。そし
てこのフロック特徴量を管理指標として、前記凝集剤注
入率制御装置とパドル回転数制御装置に対する制御信号
が出力されて、混和池に対する凝集剤の注入率と、フロ
ック形成池のパドルの回転数が同時に制御される。Then, the flock image photographed by the underwater camera installed at the last stage of the flock formation pond is identified by the image measuring device, and various characteristic amounts of the flock are the number of flock per unit volume and a representative of the latter stage of the flock formation pond. The average particle size of flock, the flock capacity per unit volume, and the fine flock capacity with a particle size of 0.5 mm or less per unit capacity are continuously calculated and input to the control means. Then, the control signal is output to the flocculant injection rate control device and the paddle rotation speed control device using the flock feature amount as a management index, and the coagulant injection rate to the mixing pond and the paddle rotation speed of the floc formation pond are Controlled at the same time.
【0020】上記の制御時に、パドルの回転数に対して
フロック特徴量は、平均粒径>フロック個数>MFV値
の順で顕著に応答する。そしてパドルの回転数を定格回
転数よりも下げるとフロックの平均粒径が大きくなり、
逆にパドルの回転数を定格回転数よりも上げるとフロッ
クの平均粒径は小さくなることを利用してパドルの回転
数制御が行われる。At the time of the above control, the floc characteristic amount significantly responds to the rotational speed of the paddle in the order of average particle size> number of floc> MFV value. And if the rotation speed of the paddle is lower than the rated rotation speed, the average particle size of the flocs becomes large,
On the contrary, when the rotational speed of the paddle is increased above the rated rotational speed, the average particle size of the flocs becomes smaller, and the rotational speed of the paddle is controlled.
【0021】凝集剤の注入率に対してフロック特徴量
は、FV値>フロック個数>MFV値の順で顕著に応答
する。そして制御手段によって上記パドル回転数の制御
と凝集剤注入率の制御を同時に実施することにより、フ
ロック形成時の制御精度が向上する。The floc characteristic amount responds remarkably to the coagulant injection rate in the order of FV value> number of flocs> MFV value. By controlling the paddle rotation speed and the coagulant injection rate at the same time by the control means, the control accuracy during flock formation is improved.
【0022】特にパドル回転数の制御は、フロック形成
池の中段パドルと後段パドルの回転数を前記した判断基
準によって制御することが有効である。Particularly, in controlling the paddle rotation speed, it is effective to control the rotation speeds of the middle stage paddle and the rear stage paddle according to the above-mentioned criteria.
【0023】[0023]
【実施例】以下、本発明にかかるフロック計測制御装置
の一実施例を、前記従来の構成部分と同一の構成部分に
同一の符号を付して詳述する。図1に示すブロック図に
おいて、1は原水を取水する着水井、2は処理水に凝集
剤を投入して撹拌する急速混和池、3はフロックを形成
するフロック形成池、4はフロックを沈澱させる沈澱池
である。上記着水井1には、原水濁度を計測する濁度計
5が配備されており、この濁度計5によって計測された
濁度信号は、凝集剤注入率制御装置13に入力されてい
る。急速混和池2には撹拌翼等の撹拌機構10が配備さ
れている。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the flock measurement control device according to the present invention will be described below in detail by assigning the same reference numerals to the same components as those of the conventional one. In the block diagram shown in FIG. 1, 1 is a landing well that takes in raw water, 2 is a rapid mixing basin that agitates coagulant in treated water and agitates, 3 is a floc formation basin that forms flocs, and 4 is flocculation It is a sedimentation pond. The landing well 1 is provided with a turbidimeter 5 for measuring raw water turbidity, and a turbidity signal measured by the turbidimeter 5 is input to a coagulant injection rate control device 13. The rapid mixing basin 2 is provided with a stirring mechanism 10 such as a stirring blade.
【0024】又、フロック形成池3は複数段に分割され
ていて、各段に各々撹拌機構を構成するパドル11a,
11b,11cが配備されている。このパドル11a,
11b,11cは、パドル回転数制御装置14の出力信
号に基づいて回転数が適宜制御される。Further, the flock formation pond 3 is divided into a plurality of stages, and each stage has a paddle 11a, which constitutes a stirring mechanism.
11b and 11c are provided. This paddle 11a,
The rotation speeds of 11b and 11c are appropriately controlled based on the output signal of the paddle rotation speed control device 14.
【0025】上記フロック形成池3の最後段には、処理
水撮影機として洗浄機構付の水中カメラ8が設置されて
いる。流動しているフロックを完全静止画像として捕ら
えるために、水中カメラ8として電子シャッターモード
で完全インターレス方式のカメラを使用する。At the final stage of the flock formation pond 3, an underwater camera 8 with a cleaning mechanism is installed as a treated water photographing device. In order to capture the flowing flocs as a completely still image, a fully interlaced camera in the electronic shutter mode is used as the underwater camera 8.
【0026】15は画像計測装置、16は制御手段とし
ての運転・管理用コンピュータであって、この運転・管
理用コンピュータ16には、画像計測装置15から入力
されるデータ以外に被処理水のpHとか取水量,返送水
量等の水質・運転情報が入力されており、この運転・管
理用コンピュータ16から前記凝集剤注入率制御装置1
3とパドル回転数制御装置14に対する制御信号が出力
されている。Reference numeral 15 is an image measuring device, and 16 is an operation / management computer as a control means. In addition to the data input from the image measurement device 15, the operation / management computer 16 has a pH value of the water to be treated. Water quality and operation information such as the amount of intake water and the amount of returned water are entered, and the coagulant injection rate control device 1 is operated from the operation / management computer 16.
3 and a control signal for the paddle rotation speed control device 14 are output.
【0027】かかる構成による本実施例の基本的動作は
以下の通りである。先ず、原水が着水井1に取水され、
濁度計5により原水の濁度が測定されてから次段の急速
混和池2で凝集剤注入率制御装置13から凝集剤が注入
される。この段階では原水中の濁質成分がマイクロフロ
ックに変化している。次にフロック形成池3においてパ
ドル回転数制御装置14によってパドル11a,11
b,11cの回転数が制御されながら撹拌が行われ、前
記マイクロフロックがフロックに凝集生成される。その
後に処理水は沈澱池4に移行して生成したフロックが沈
澱され、上澄液が図外のろ過池へ放流される。The basic operation of this embodiment having such a configuration is as follows. First, the raw water is taken into the landing well 1,
After the turbidity meter 5 measures the turbidity of the raw water, the coagulant is injected from the coagulant injection rate control device 13 in the rapid mixing basin 2 in the next stage. At this stage, the turbidity components in the raw water have changed to microflocs. Next, in the flock formation pond 3, the paddle speed control device 14 controls the paddles 11a, 11a.
Stirring is performed while the rotation speeds of b and 11c are controlled, and the micro flocs are aggregated and produced in the flocs. After that, the treated water is transferred to the settling basin 4, the flocs generated are settled, and the supernatant liquid is discharged to a filter pod not shown.
【0028】そしてフロック形成池3の最後段に設置さ
れた水中カメラ8が生成するフロックを撮影し、得られ
たフロック映像が画像計測装置15に送り込まれ、画像
解析技術を駆使してフロックを識別し、統計処理を行っ
てフロックについての各種特徴量が連続的に算出され
て、このフロック特徴量が運転・管理用コンピュータ1
6に入力される。運転・管理用コンピュータ16は、上
記フロック特徴量を管理指標とし、これに被処理水のp
Hとか取水量,返送水量等の水質・運転情報を加味して
前記凝集剤注入率制御装置13とパドル回転数制御装置
14に対する制御信号を出力する。凝集剤注入率制御装
置13は上記制御信号と濁度計5により計測された原水
の濁度信号に基づいて凝集剤の注入率を算出し、この算
出値に基づいて急速混和池2へ凝集剤が注入される。Then, the flock generated by the underwater camera 8 installed at the last stage of the flock formation pond 3 is photographed, the obtained flock image is sent to the image measuring device 15, and the flock is identified by making full use of the image analysis technique. Then, statistical processing is performed to continuously calculate various feature amounts of flocs, and the flocc feature amounts are calculated by the operation / management computer 1.
6 is input. The operation / management computer 16 uses the above-mentioned floc characteristic amount as a management index, and p
A control signal is output to the coagulant injection rate control device 13 and the paddle rotation speed control device 14 in consideration of water quality and operation information such as H, water intake amount, and return water amount. The coagulant injection rate control device 13 calculates the coagulant injection rate based on the control signal and the turbidity signal of the raw water measured by the turbidity meter 5, and based on the calculated value the coagulant injection rate into the rapid mixing basin 2 is increased. Is injected.
【0029】本実施例では、上記の動作時に画像計測装
置15によって算出されるフロックについての特徴量と
して以下の4項目が採用される。In the present embodiment, the following four items are adopted as the characteristic amount of the flocs calculated by the image measuring device 15 during the above operation.
【0030】(1)単位容積当たりのフロック個数 (2)フロック形成池後段の代表フロックの平均粒径 (3)単位容積当たりのフロック容量(以下FV値と略
称する) (4)単位容量当たりの粒径0.5mm以下の微フロッ
ク容量(以下MFVと略称する) 本制御装置は上記4項目のフロック特徴量を基本的な指
標とし、更に被処理水のpHとか取水量,返送水量等の
水質・運転情報を加味して急速混和池への凝集剤の注入
率制御と、パドル11a,11b,11cの回転数の制
御とを同時に実施することが特徴となっている。(1) Number of flocs per unit volume (2) Average particle size of representative flocs in the latter stage of flocculation pond (3) Flock capacity per unit volume (hereinafter abbreviated as FV value) (4) Per unit capacity Fine floc volume of 0.5 mm or less (hereinafter abbreviated as MFV) This control device uses the floc characteristic amounts of the above four items as basic indexes, and further, the pH of treated water, water intake, return water, etc. A feature is that the control of the injection rate of the coagulant into the rapid mixing tank and the control of the rotational speed of the paddles 11a, 11b, 11c are performed at the same time by taking into consideration the operation information.
【0031】以下、実際に浄水場に本実施例にかかるフ
ロック計測装置を設置して、画像計測装置15によって
フロック特徴量を連続的に計測した場合の時系列変化と
プロセスデータを例証する。The time series change and process data when the floc measuring device according to the present embodiment is actually installed in a water purification plant and the flock characteristic amount is continuously measured by the image measuring device 15 will be illustrated below.
【0032】(a)パドルの回転数の影響 前記4項目のフロック特徴量は、平均粒径>フロック個
数>MFV値の順で顕著に応答し、FV値は応答しにく
いことが判明した。又、濁度とか返送水量等のプロセス
変化量は、水量変動による滞留時間に応答することが判
明した。(A) Influence of the number of rotations of the paddle It was found that the four items of the floc characteristic amount responded remarkably in the order of average particle size> number of flocs> MFV value, and FV value was difficult to respond. It was also found that the amount of process changes such as turbidity and amount of returned water responded to the residence time due to changes in the amount of water.
【0033】(b)凝集剤の注入率の影響 フロック特徴量は、FV値>フロック個数>MFV値の
順で顕著に応答し、平均粒径は応答しにくいことが判明
した。又、プロセス変化量はALT比に応答することが
判明した。(B) Effect of coagulant injection rate It was found that the floc characteristic amount responds remarkably in the order of FV value> number of flocs> MFV value, and the average particle size is difficult to respond. It was also found that the amount of process change responded to the ALT ratio.
【0034】このように画像計測装置15から算出され
る4つのフロック特徴量には、フロック形成に対するパ
ドルの回転数とか凝集剤注入率の制御目標に対して操作
因子としての働きを持つことが確認された。As described above, it was confirmed that the four floc feature quantities calculated by the image measuring device 15 have an operation factor for the control target of the paddle rotation speed for floc formation and the coagulant injection rate. Was done.
【0035】上記に関して更に詳述すると、パドルの回
転数によってフロック形成池後段の平均粒径は大きく変
化する。即ち、パドルの回転数を定格回転数よりも下げ
るとフロックの平均粒径が大きくなり、逆にパドルの回
転数を定格回転数よりも上げるとフロックの平均粒径は
小さくなる。Explaining in more detail with respect to the above, the average particle size in the latter stage of the floc formation pond changes greatly depending on the rotation speed of the paddle. That is, if the rotation speed of the paddle is lower than the rated rotation speed, the average particle diameter of the flocs becomes large, and conversely, if the rotation speed of the paddle is made higher than the rated rotation speed, the average particle diameter of the flock becomes smaller.
【0036】上記のパドルの回転数とフロック粒径との
関係は、例えば水道協会誌,第441号,昭和46年6
月号によれば、(1)式に示したように最大フロック粒
径がパドルの回転数に逆比例することが示されている。The relationship between the number of rotations of the paddle and the particle size of flocs is described in, for example, Journal of Water Supply Society, No. 441, June 1972.
According to the monthly issue, it is shown that the maximum flock particle size is inversely proportional to the rotational speed of the paddle, as shown in equation (1).
【0037】[0037]
【数1】 [Equation 1]
【0038】ここでdmaxは最大成長フロック粒径、Nr
はパドルの回転数、kρは係数である。一般には、kρ
=1.2〜1.5が用いられている。Here, dmax is the maximum growth floc grain size, Nr
Is the rotation speed of the paddle, and kρ is a coefficient. In general, kρ
= 1.2-1.5 is used.
【0039】しかしながらパドルの回転数を極端に下げ
ると、フロック形成池内でフロックの沈降が生じてしま
うことがあり、特にこの変化が現れるフロック特徴量
は、粒径0.5mmの微フロック容量であるMFV値で
ある。定常時にはMFV値は平均粒径の変化に対して安
定している。つまりパドルの撹拌応力によって個々の微
フロックが衝突し、成長するが、一方では成長したフロ
ックもパドルの応力によって破壊され、相互のバランス
によってフロック粒径が図2に示したように分布してい
る。そのため平均粒径Xが大きくなって微フロック量が
減少する状態は、パドルによる撹拌効率が低下したため
と考えられる。However, if the number of rotations of the paddle is extremely reduced, flocs may settle in the flocs forming pond. Particularly, the flock feature amount in which this change appears is a fine floc volume of 0.5 mm in particle diameter. It is the MFV value. In the steady state, the MFV value is stable against changes in the average particle size. That is, individual fine flocs collide with each other due to the stirring stress of the paddle and grow, but on the other hand, the grown flocs are also destroyed by the stress of the paddle, and the floc particle diameters are distributed as shown in FIG. 2 due to their mutual balance. .. Therefore, it is considered that the state in which the average particle size X becomes large and the amount of fine flocs decreases decreases the stirring efficiency by the paddle.
【0040】又、図3に示したようにフロック粒径のバ
ランスが崩れて、特にMFV値が急激に小さくなってい
る場合には、フロック形成池3内でフロックの沈降が生
じているものと判断することができる。そのため、パド
ルの最小回転数を設定するとともに、MFV値の時系列
変化も判断項目にしなければならない。Further, as shown in FIG. 3, when the balance of the floc particle size is lost and especially the MFV value is suddenly decreased, it is considered that the flocs have settled in the floc formation pond 3. You can judge. Therefore, it is necessary to set the minimum number of rotations of the paddle and to make the time series change of the MFV value a judgment item.
【0041】本実施例にかかる制御によれば、ある時間
の懸濁物質濃度と凝集剤量の関数であるフロック濃度
は、フロック形成池系内で一定でなければならない。図
4(A)(B)はフロックの沈降を生じる状態を示して
おり、パドルの回転数が低い場合に、経時的に平均粒径
が一定値になる一方でMFV値が急激に小さくなってい
る。これに対して図5(A)(B)はフロックが安定し
て形成されている状態を示しており、経時的な平均粒径
の変化に対してMFV値は横ばい状態であって、極端に
小さくなっていない。According to the control according to this embodiment, the floc concentration as a function of the suspended matter concentration and the amount of the flocculant at a given time must be constant in the floc formation pond system. FIGS. 4A and 4B show a state in which floc sedimentation occurs. When the paddle rotation speed is low, the average particle size becomes constant over time, while the MFV value rapidly decreases. There is. On the other hand, FIGS. 5 (A) and 5 (B) show a state in which flocs are stably formed, and the MFV value is in a state of flattening with respect to changes in the average particle size over time, which is extremely high. Not getting smaller.
【0042】そこでパドル回転数の判断基準として、該
パドル回転数が最小回転数でない場合には、パドルの回
転数を可変速前の回転数から下げた時にMFV値が小さ
くなったら該パドルの回転数を上げ、MFV値が安定し
たら回転数を下げるという制御を実施することが必要で
ある。Therefore, as a criterion for determining the paddle rotation speed, when the paddle rotation speed is not the minimum rotation speed, if the MFV value becomes small when the paddle rotation speed is lowered from the rotation speed before the variable speed, the rotation of the paddle rotation speed. It is necessary to increase the number and control the rotation speed to decrease when the MFV value becomes stable.
【0043】上記の制御を実施する際に、図1の中段パ
ドル11b及び後段パドル11cの回転数をコントロー
ルすることが特に有効である。即ち、初段パドル11a
はフロックを効率良く形成するために一定の高速回転数
に保ち、中段パドル11bと後段パドル11cの回転数
を前記した判断基準によって制御する。When carrying out the above control, it is particularly effective to control the rotational speeds of the middle paddle 11b and the rear paddle 11c of FIG. That is, the first stage paddle 11a
Keeps the rotation speed at a constant high speed in order to efficiently form the flocs, and controls the rotation speeds of the middle-stage paddle 11b and the rear-stage paddle 11c according to the above-mentioned criteria.
【0044】以下には本実施例におけるパドル回転数と
凝集剤注入率の制御の実際例を説明する。An actual example of control of the paddle rotation speed and the coagulant injection rate in this embodiment will be described below.
【0045】先ずパドル回転数とフロック最大成長の関
係に関して述べると、パドル式フロック形成池の場合、
パドルの回転数を制御することにより、フロックの成長
因子である撹拌強度を制御することが可能である。前記
の(1)式から判るように、最大成長フロック粒径dma
xはパドルの回転数Nrに反比例する。従って安定したフ
ロックの成長を維持するためには、回転数を適宜調節す
ればよい。First, regarding the relationship between the paddle rotation speed and the maximum flock growth, in the case of a paddle type flock formation pond,
By controlling the rotation speed of the paddle, it is possible to control the stirring strength, which is a growth factor of flocs. As can be seen from the above formula (1), the maximum growth floc grain size dma
x is inversely proportional to the rotational speed N r of the paddle. Therefore, in order to maintain stable growth of flocs, the rotation speed may be adjusted appropriately.
【0046】上記(1)式に、フロック幾何平均粒径か
ら求めたフロック密度関数の傾きであるn=1.349
8を代入すると、(2)式となる。In the above equation (1), n = 1.349, which is the slope of the floc density function obtained from the geometric mean grain size of floc.
Substituting 8 gives equation (2).
【0047】 dmax ∝ Nr-1・0345・・・・・・・・・・・・・・・・・・(2) 前述のようにフロックの成長には、パドルの撹拌強度
(G値)、撹拌継続時間(T値)に加えて原水の濁質濃
度(C値)が関係している。図6は上記GCT値がフロ
ックの成長に与える影響を示す。同図において横軸は原
水濁度を示し、縦軸はフロック形成に必要な時間を示
す。GCTは一定(約1000000)であり、例えば
撹拌強度G=20、原水濁度C=10とすると、フロッ
クの形成に必要な時間T=5000(秒)となる。これ
らGCT値のうち、制御の対象として適するのは、パド
ルの撹拌強度(G値)のみである。Dmax ∝ Nr −1 · 0345 ··· (2) As described above, for the growth of the flocs, the stirring strength (G value) of the paddle, In addition to the stirring duration (T value), the turbidity concentration (C value) of the raw water is related. FIG. 6 shows the effect of the GCT value on the growth of flocs. In the figure, the horizontal axis represents the raw water turbidity, and the vertical axis represents the time required for floc formation. The GCT is constant (about 1,000,000). For example, when the stirring strength G = 20 and the raw water turbidity C = 10, the time T = 5000 (seconds) required for the formation of flocs. Of these GCT values, only the stirring strength (G value) of the paddle is suitable for control.
【0048】画像計測によるパドル回転数制御は、基本
的にサンプリング制御(30〜60分間隔)で行われ
る。画像計測装置15は該サンプリング時間間隔をもっ
て、画像計測を行う。即ち、水中カメラ8から画像を取
り込み、2値化処理を行ってから画像を反転し、面積/
体積変換などの処理を行い、フロックの粒径や個数など
の前記特徴量を抽出する。The paddle rotation speed control by image measurement is basically performed by sampling control (at intervals of 30 to 60 minutes). The image measurement device 15 performs image measurement at the sampling time intervals. That is, an image is taken in from the underwater camera 8, binarization processing is performed, and then the image is inverted,
A process such as volume conversion is performed to extract the characteristic amount such as the particle size and number of flocs.
【0049】特徴量の抽出を所定回数繰り返し、統計処
理を行ってパドルの回転数から求めた最大フロック粒径
dmaxと、統計処理で得られたフロック幾何平均粒径H
DAVEとを比較する。さらにフロック粒径分布から得ら
れた予測流出濁度TTBと、予め設定した流出濁度設定値
(しきい値)とを比較し、これらの比較結果に基づい
て、パドルの回転数を制御する。The maximum amount of flock particle diameter dmax obtained from the number of revolutions of the paddle by performing statistical processing by repeating the extraction of the characteristic quantity a predetermined number of times and the floc geometric mean particle diameter H obtained by the statistical processing.
Compare with D AVE . Furthermore, the predicted outflow turbidity T TB obtained from the floc particle size distribution is compared with a preset outflow turbidity set value (threshold value), and the rotation speed of the paddle is controlled based on the comparison result. ..
【0050】パドルの回転数制御の判断条件と制御条件
を表1に示す。Table 1 shows the judgment conditions and control conditions for controlling the rotational speed of the paddle.
【0051】[0051]
【表1】 [Table 1]
【0052】表中の条件に該当する場合には、現状の
回転数から得られる最大フロック径dmaxより画像計測
で得られるフロック幾何平均粒径が大きいにも拘わら
ず、設定流出濁度より予測流出濁度が高い。この現象
は、フロックの粒径分布からみると実際的でない。この
現象が生ずる原因としては、画像計測における視野範囲
内に多量のフロックが存在し、フロックが重なるため
に、見掛け上フロック粒径が大きくなることが考えられ
る。従って撹拌強度(パドル回転数)を低くする必要が
ある。When the conditions in the table are satisfied, the predicted flocculation turbidity is predicted even though the floc geometric mean particle diameter obtained by image measurement is larger than the maximum floc diameter d max obtained from the current rotational speed. High runoff turbidity. This phenomenon is not practical in view of the particle size distribution of flocs. It is considered that the cause of this phenomenon is that a large amount of flock exists in the visual field range in image measurement and the flock overlaps with each other, resulting in an apparently large flock particle size. Therefore, it is necessary to lower the stirring strength (paddle rotation speed).
【0053】また条件に該当する場合、最大フロック
径dmaxが小さく、予測流出濁度が高い。すなわち現状
の撹拌強度が高いため、フロックが未成長であると考え
られる。従ってパドル回転数を低くする。When the conditions are satisfied, the maximum flock diameter dmax is small and the predicted outflow turbidity is high. That is, it is considered that flocs have not grown because the current stirring strength is high. Therefore, the paddle rotation speed is reduced.
【0054】更に条件に該当する場合、予測流出濁度
が低いので、基本的には問題がないが、撹拌強度が低す
ぎると、フロックがフロック形成池内で沈降するおそれ
がある。従ってパドルの回転数を上げて、フロックの沈
降を防止する。Further, if the conditions are met, the predicted outflow turbidity is low, so there is basically no problem, but if the stirring strength is too low, flocs may settle in the flocculation pond. Therefore, the rotation speed of the paddle is increased to prevent the flocs from settling.
【0055】条件に該当する場合、フロックの粒径が
小さいが、流出濁度は条件を満たしている。従って流出
濁度を優先するためにパドルの回転数は現状維持とす
る。When the conditions are satisfied, the particle size of flocs is small, but the outflow turbidity satisfies the conditions. Therefore, in order to give priority to runoff turbidity, the number of rotations of the paddle will be maintained.
【0056】また条件〜の場合において、しきい値
と制御因子との差に対応してさらに条件分けしておき、
両者の差分に応じて段階的にパドル回転数の変化量を決
定する態様をとることもできる。In the cases of conditions (1) to (4), the conditions are further classified according to the difference between the threshold value and the control factor.
It is also possible to adopt a mode in which the amount of change in the paddle rotation speed is determined stepwise according to the difference between the two.
【0057】前述のように、フロック形成池3には複数
のパドル11a,11b,11cが配備されており、撹
拌方式には、すべてのパドル回転数を一定に保つ制御方
式と、後段側になる程、回転数を下げるテーパードフロ
ッキュレーション制御方式とが考えられる。後者の方式
は、初段では強い撹拌力により高い衝突確率を維持し、
後段では撹拌力を弱めてフロックの再解離および破壊を
回避するものである。As described above, the flock formation pond 3 is provided with a plurality of paddles 11a, 11b, 11c, and the stirring system is a control system for keeping all the paddle rotation speeds constant, and a rear stage. A tapered flocculation control method that lowers the number of rotations is considered. The latter method maintains a high collision probability due to strong stirring force in the first stage,
In the latter stage, the stirring force is weakened to avoid re-dissociation and destruction of flocs.
【0058】図7は前者の制御方式におけるパドルの回
転数の制御範囲を示し、図8(A)(B)(C)は後者
の制御方式によるパドルの回転数の制御範囲を示す。図
において、ROは定常回転数、Rminは最小回転数、Rma
xは最大回転数である。後者の制御方式では、たとえば
ROの比率が初段:中段:後段=5:3:1となってい
る。FIG. 7 shows the control range of the paddle rotation speed in the former control method, and FIGS. 8A, 8B, and 8C show the control range of the paddle rotation speed in the latter control method. In the figure, R O is a steady speed, Rmin is a minimum speed, Rma
x is the maximum speed. In the latter control method, for example, the ratio of R O is first stage: middle stage: second stage = 5: 3: 1.
【0059】従って本実施例では、後者の方式に基づい
て、フロックについての各種特徴量を管理指標として、
フロック形成池3の中段及び後段に配置されたパドル1
1b,11cの回転数をコントロールすることが特徴の
一つとなっている。Therefore, in this embodiment, based on the latter method, various characteristic amounts of flocs are used as management indexes.
Paddles 1 arranged in the middle and rear stages of the flock formation pond 3
One of the features is to control the rotation speed of 1b and 11c.
【0060】次に凝集剤注入率の制御の実際例を説明す
る。一般にフィードバック制御が可能な凝集剤注入率式
として(3)式があげられる。Next, a practical example of controlling the coagulant injection rate will be described. In general, the formula (3) is given as a coagulant injection rate formula that allows feedback control.
【0061】 D=A・TBn+B・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・(3) ここでDは凝集剤注入率、TBは原水濁度、Bは補正
項、A,nは係数である。D = A · TB n + B ········· (3) where D is coagulant injection Rate, TB is raw water turbidity, B is a correction term, and A and n are coefficients.
【0062】先ず前記と同様に、画像計測装置15は所
定のサンプリング時間間隔をもって画像計測を行う。即
ち、水中カメラ8から画像を取り込み、2値化処理を行
ってから画像を反転し、面積/体積変換などの処理を行
い、フロックの粒径や個数などの前記特徴量を抽出す
る。この特徴量の抽出を所定回数繰り返して統計処理す
る。First, similarly to the above, the image measuring device 15 measures an image at a predetermined sampling time interval. That is, an image is taken in from the underwater camera 8, binarization processing is performed, then the image is inverted, and processing such as area / volume conversion is performed to extract the characteristic quantities such as the particle size and number of flocs. This feature amount extraction is repeated a predetermined number of times for statistical processing.
【0063】流出濁度に対するフロック平均粒径及びフ
ロック個数/画面の関係について述べる。図9はフロッ
ク幾何平均粒径と沈澱池流出濁度との関係を示す。ここ
で取り扱う沈澱池流出濁度は、撮影から6時間後のもの
である。この図から判るように、フロック幾何平均粒径
が小さくなると流出濁度が高くなり、フロック幾何平均
粒径が大きくなると流出濁度が低くなる。The relationship between the average particle size of flocs and the number of flocs / screen with respect to the turbidity of outflow will be described. FIG. 9 shows the relationship between the geometric mean particle size of flocs and the turbidity of sedimentation basins. The sediment effluent turbidity treated here is that after 6 hours from photography. As can be seen from this figure, the outflow turbidity increases as the floc geometric mean particle size decreases, and the outflow turbidity decreases as the floc geometric mean particle size increases.
【0064】図10はフロック個数/画面と沈澱池流出
濁度との関係を示す。この図から判るように、フロック
個数/画面が増大すると流出濁度が高くなる一方、フロ
ック個数/画面が減少すると流出濁度が低くなり、フロ
ック個数/画面が800以下のときには流出濁度はほと
んど変化しない。FIG. 10 shows the relationship between the number of flocs / screen and the turbidity of sedimentation basin. As can be seen from this figure, when the number of flocks / screen increases, the turbidity of outflow increases, while when the number of flocks / screen decreases, the turbidity of outflow decreases. It does not change.
【0065】このようにフロック平均粒径とフロック個
数/画面との間には強い交互関係がみられ、フロック平
均粒径が大きく、しかもフロック個数/画面が少ないと
きに、流出濁度が低くなることが判る。尚、ここで取り
扱う濁水現象は、凝集剤の過剰注入により発生するアル
ミニウムの白濁現象とは異なる。Thus, there is a strong alternating relationship between the average particle size of flock and the number of flock particles / screen, and when the average particle size of flock is large and the number of flock particles / screen is small, the outflow turbidity is low. I understand. The turbid water phenomenon handled here is different from the white turbidity phenomenon of aluminum that occurs due to excessive injection of the coagulant.
【0066】このようにフロック幾何平均粒径と沈澱池
の関係が明確になったので、これに基づいて微フロック
粒子の沈澱池流出濁度に対する影響を評価した。この評
価にあたっては、一般に利用されている表面積負荷率を
用いることにする。表面積負荷率は、ある条件下の沈澱
池にある大きさのフロック粒子を流入させた場合、どれ
だけのフロック粒子が除去されるかを評価する指標であ
る。Since the relationship between the geometric mean particle size of flocs and the sedimentation basin was clarified in this way, the influence of fine floc particles on the turbidity of sedimentation sediment was evaluated based on this. In this evaluation, a commonly used surface area load factor will be used. The surface area load factor is an index for evaluating how much floc particles are removed when a certain size of floc particles are allowed to flow into a sedimentation tank under a certain condition.
【0067】(4)式に表面積負荷率W0(cm/se
c)を示す。In the equation (4), the surface area load factor W 0 (cm / se
c) is shown.
【0068】 W0=Q/A・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・(4) ここでQは沈澱池における流量(cm3/sec)、Aは
沈澱池の表面積(cm2)である。W 0 = Q / A ... (4) where Q is the flow rate in the sedimentation basin (Cm 3 / sec), A is the surface area (cm 2 ) of the sedimentation basin.
【0069】表面積負荷率W0は、フロック沈降速度と
次元が一致する。すなわち表面積負荷率W0よりも小さ
なフロック沈降速度Wをもつフロック粒子の除去率を与
える基礎数値となる。この判断基準は次の通りである。The surface area load factor W 0 has the same dimension as the floc sedimentation velocity. That is, it is a basic numerical value that gives a removal rate of floc particles having a floc sedimentation velocity W smaller than the surface area load factor W 0 . The criteria for this judgment are as follows.
【0070】W<W0のとき … 除去率W/W0 W≧W0のとき … 除去率100% この判断に基づいて、微フロック粒子の除去率を求めた
結果を表2に示す。表2において、表面積負荷率W0=
0.05(cm/sec)とする。When W <W 0 ... Removal rate W / W 0 When W ≧ W 0 ... Removal rate 100% Based on this determination, the results of obtaining the removal rate of fine floc particles are shown in Table 2. In Table 2, the surface area load factor W 0 =
It is set to 0.05 (cm / sec).
【0071】[0071]
【表2】 [Table 2]
【0072】表2において、除去率が100%に満たな
い場合、すなわち微フロック粒子が流出する可能性があ
る場合は、アンダーラインを付して強調している。In Table 2, when the removal rate is less than 100%, that is, when fine flock particles may flow out, they are underlined and emphasized.
【0073】一般的に、薬品沈澱池の流速は0.66c
m/sec以下、傾斜板沈澱池の流速は1.0cm/se
c以下である。表2においては、流速0.05cm/se
cによるものであり、実際の流速の1/10〜1/20
程度であるにも拘わらず、150μm程度の微フロック
粒子が流出する可能性がある。Generally, the flow velocity of the chemical sedimentation tank is 0.66c.
m / sec or less, flow velocity in inclined plate sedimentation basin is 1.0 cm / se
It is less than or equal to c. In Table 2, the flow velocity is 0.05 cm / se
c, which is 1/10 to 1/20 of the actual flow velocity.
Despite the degree, fine floc particles of about 150 μm may flow out.
【0074】次に画像計測における単位容量当たりの微
フロック容量に関して説明する。画像計測において、単
位容量当たりの微フロック量Mg(g/l)は、(5)
式により求めることができる。Next, the fine flock capacity per unit capacity in image measurement will be described. In the image measurement, the fine floc amount Mg (g / l) per unit capacity is (5)
It can be obtained by a formula.
【0075】[0075]
【数5】 [Equation 5]
【0076】ここでXnは直径n(50〜300μm)
の級数別フロック体積量(cm3)、Gcは画像測定数、
Gsは画面視野範囲の容量(l)、ρE2は平均微フロッ
ク密度(150μmの密度=0.074g/cm3)であ
る。Here, X n is the diameter n (50 to 300 μm)
Volume of flock by series (cm 3 ), Gc is the number of image measurements,
Gs is the capacity (1) in the screen visual field range, and ρ E2 is the average fine floc density (density of 150 μm = 0.074 g / cm 3 ).
【0077】次に画面測定から求める沈澱池の予測流出
濁度を求める。即ち、前記表面積負荷率W0とフロック
沈降速度Wに基づいて、沈澱池の予測流出濁度TTB(m
g/l)を求める場合、(6)式を用いる。Next, the predicted outflow turbidity of the sedimentation pond obtained from the screen measurement is obtained. That is, based on the surface area load factor W 0 and the floc sedimentation velocity W, the predicted outflow turbidity T TB (m
When calculating g / l, equation (6) is used.
【0078】 TTB=Mg{1−(WGAVE/W0)}×1000・・・・・・・・・・・・・・・(6) ここでWGAVEは、平均微フロック径の沈降速度(150
μmの沈降速度=0.04cm/sec)、W0は画像計
測時の表面負荷率(cm/sec)である。実際の画像
計測において、幾何平均粒径1.095mmでMg=0.
00457,WGAVE=0.04,W0=0.05の場合、
(6)式から予測流出濁度TTBは0.914mg/lとな
る。T TB = Mg {1- (WG AVE / W 0 )} × 1000 (6) Here, WG AVE is the sedimentation of the average fine flock diameter. Speed (150
μm sedimentation velocity = 0.04 cm / sec), and W 0 is a surface load factor (cm / sec) at the time of image measurement. In the actual image measurement, the geometric mean particle size was 1.095 mm and Mg = 0.
If 00457, WG AVE = 0.04, W 0 = 0.05,
The predicted outflow turbidity T TB is 0.914 mg / l from the equation (6).
【0079】同様に、幾何平均粒径1.795mmで
Mg=0.0004,WGAVE=0.04,W0=0.05の
場合、予測流出濁度TTBは0.1mg/lとなる。Similarly, with a geometric mean particle size of 1.795 mm
When Mg = 0.0004, WG AVE = 0.04, W 0 = 0.05, the predicted outflow turbidity T TB is 0.1 mg / l.
【0080】この結果からも判るように、平均粒径と微
フロック容量には関係が認められる。即ち、フロック粒
径分布には分散があり、フロック平均粒径が大きくなれ
ば、必然的に微フロックの割合も減少し、流出濁度も低
下する。As can be seen from these results, there is a relationship between the average particle size and the fine floc capacity. That is, there is dispersion in the floc particle size distribution, and if the floc average particle size becomes large, the proportion of fine flocs inevitably decreases and the outflow turbidity also decreases.
【0081】次に原水の取水量Qと定格水量QSETを比
較する。取水量Qは濾過池の逆洗水の返送などによって
変動し、取水量Qの変動はフロック形成池における撹拌
強度Gの変動の主因となる。更にフロック粒径分布から
得られた予測流出濁度TTBと、予め設定した設定流出濁
度(しきい値)TBSETとを比較し、この比較結果に基
づいて、凝集剤注入率式の補正項Bを増減する。Next, the intake amount Q of raw water and the rated water amount Q SET are compared. The amount Q of intake water fluctuates due to the return of backwash water from the filter basin, etc., and the fluctuation of the amount Q of water intake is the main cause of the fluctuation of the stirring strength G in the floc formation pond. Further, the predicted outflow turbidity T TB obtained from the floc particle size distribution is compared with a preset set outflow turbidity (threshold) TB SET, and based on the comparison result, the coagulant injection rate formula is corrected. Increase or decrease term B.
【0082】そこで本実施例における凝集剤注入率式
は、次の(7)式で表される。Therefore, the coagulant injection rate formula in this embodiment is expressed by the following formula (7).
【0083】 D=A・TBn±B(QDIFF and TBDIFF)・・・・・・・・・・(7) ここでDは凝集剤注入率(mg/l又はg/m3)、T
Bは原水濁度、QDIFFは定格水量QSETと取水量Qの水
量差、TBDIFFは設定流出濁度TBSETと予測流出濁度
TTBの濁度差,A,nは係数である。D = A · TB n ± B (Q DIFF and TB DIFF ) ... (7) where D is the coagulant injection rate (mg / l or g / m 3 ), T
B is the raw water turbidity, Q DIFF is the difference between the rated water quantity Q SET and the intake quantity Q, TB DIFF is the difference between the set runoff turbidity TB SET and the predicted runoff turbidity T TB , and A and n are coefficients.
【0084】上記の比較の結果、水量差QDIFFが定格水
量QSETの10%以下の場合、濁度差TDIFFに従って補
正項Bを補正する。つまり予測流出濁度TTBが設定流出
濁度TBSETより大きい場合は補正項Bを減量し、予測
流出濁度TTBが設定流出濁度TBSETより小さい場合は
補正項Bを増量する。As a result of the above comparison, when the water amount difference Q DIFF is 10% or less of the rated water amount Q SET , the correction term B is corrected according to the turbidity difference T DIFF . That is, when the predicted outflow turbidity T TB is larger than the set outflow turbidity TB SET, the correction term B is decreased, and when the predicted outflow turbidity T TB is smaller than the set outflow turbidity TB SET, the correction term B is increased.
【0085】また水量差QDIFFが定格水量QSETの10
%以上である場合、表3に示す判断基準により補正項B
の補正が行われる。Further, the water quantity difference Q DIFF is 10 of the rated water quantity Q SET .
If it is more than%, the correction term B is determined according to the criteria shown in Table 3.
Is corrected.
【0086】[0086]
【表3】 [Table 3]
【0087】表3中の条件に該当する場合、取水量Q
が増加したことにより、撹拌強度が高く滞留時間が短く
なったことでフロックの破壊が生じ、その結果、予測流
出濁度TTBが高くなったと考えられる。この場合には補
正項Bを減少することにより、フロック密度を高くし、
沈澱池の流出濁度を低減することが可能である。When the conditions in Table 3 are met, the water intake Q
It is considered that due to the increase in the stirring force, the stirring strength was high and the residence time was short, so that the flocs were destroyed, and as a result, the predicted outflow turbidity T TB was increased. In this case, the correction term B is reduced to increase the floc density,
It is possible to reduce the runoff turbidity of the sedimentation pond.
【0088】また条件に該当する場合、取水量Qが減
少し、撹拌強度が低く滞留時間が長くなっているが、フ
ロックが未成長であるため、予測流出濁度TTBが高くな
っていると考えられる。この場合、補正項Bを増加する
ことにより、ALT比も高くなり、フロック密度は若干
低下するが、フロックの平均粒径を大きくでき、沈澱池
の流出濁度を低減することが可能である。When the condition is satisfied, the water intake Q is decreased, the stirring strength is low and the residence time is long, but the predicted outflow turbidity T TB is high because the flocs are not grown. Conceivable. In this case, by increasing the correction term B, the ALT ratio is also increased and the floc density is slightly reduced, but the average particle size of the flocs can be increased and the outflow turbidity of the sedimentation pond can be reduced.
【0089】条件に該当する場合、例えば条件で制
御をかけた結果、安定したフロック形成が行われている
と判断し、現状を維持する。When the condition is satisfied, for example, as a result of controlling under the condition, it is determined that stable floc formation is performed, and the current state is maintained.
【0090】更に条件に該当する場合、例えば条件
で制御をかけた結果、安定したフロック形成が行われて
いると判断し、現状を維持する。When the condition is further satisfied, for example, as a result of controlling under the condition, it is determined that stable floc formation is performed, and the current state is maintained.
【0091】又、条件またはの場合において、水量
差 QDIFFや濁度差TBDIFFの大きさに応じて段階的に
補正項Bの値を決定する態様をとることも可能である。Further, it is possible to adopt a mode in which the value of the correction term B is determined stepwise according to the magnitude of the water amount difference Q DIFF and the turbidity difference TB DIFF under the condition or.
【0092】本実施例では、取水量Qと予測流出濁度T
TBを制御因子とする態様をとったが、さらに水温などを
制御因子として補正項Bを制御する態様を取ることも可
能である。In this example, the water intake Q and the predicted outflow turbidity T
Although TB is used as a control factor, it is also possible to adopt a mode in which the correction term B is controlled using water temperature or the like as a control factor.
【0093】[0093]
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るフロ
ック計測制御装置では、フロック形成池の後段部に設置
された処理水撮影機が撮影したフロック映像が画像計測
装置により識別され、画像計測装置から得られるフロッ
クについての単位容積当たりのフロック個数及びフロッ
クの平均粒径、単位容積当たりのフロック容量及び微フ
ロック容量の4項目の特徴量が連続的に算出されて制御
手段に入力され、これらのフロック特徴量を管理指標と
して、凝集剤注入率制御装置とパドル回転数制御装置に
対する制御信号が出力されて、混和池に対する凝集剤の
注入率と、フロック形成池のパドルの回転数を同時に制
御することができる。As described above, in the flock measurement control device according to the present invention, the flock image photographed by the treated water photographing device installed at the rear stage of the flock formation pond is identified by the image measuring device, and the image measurement is performed. The number of flocs per unit volume of flocs obtained from the device, the average particle size of the flocs, the floc volume per unit volume and the fine floc volume, which are four feature values, are continuously calculated and input to the control means. The control signal is output to the flocculant injection rate control device and the paddle rotation speed control device using the floc feature amount of the control index as a management index, and the coagulant injection rate to the mixing pond and the paddle rotation speed of the floc formation pond are simultaneously controlled. can do.
【0094】従ってフロック形成を制御する因子として
特に重要な凝集剤注入率とパドルの撹拌強度及び撹拌時
間に関して、計測値とフロック形成因子との関係を推定
及び定量化することが可能となり、両因子を同時に制御
することにより、フロック形成時の制御精度を高めて一
層きめの細かい制御を実現できる効果がある。Therefore, it becomes possible to estimate and quantify the relationship between the measured value and the floc forming factor with respect to the coagulant injection rate, the paddle stirring strength and the stirring time, which are particularly important as factors controlling the floc formation. By simultaneously controlling the above, there is an effect that the control accuracy at the time of flock formation can be increased and a finer control can be realized.
【0095】特にパドル回転数の制御は、フロック形成
池の中段パドルと後段パドルの回転数を前記した判断基
準によって制御することが有効である。Particularly, in controlling the paddle rotation speed, it is effective to control the rotation speeds of the middle paddle and the rear paddle of the flock formation pond according to the above-mentioned criteria.
【図1】本発明の一実施例に係るフロック計測制御装置
を示すブロック図。FIG. 1 is a block diagram showing a flock measurement control device according to an embodiment of the present invention.
【図2】フロック形成池におけるフロック粒径を示す分
布図。FIG. 2 is a distribution chart showing the particle size of flock in a floc formation pond.
【図3】フロック形成池におけるフロック粒径のバラン
スが崩れた場合の分布図。FIG. 3 is a distribution chart in the case where the floc particle size is out of balance in a floc formation pond.
【図4】図4(A)(B)はフロックが沈降を生じる状
態を示すグラフ。FIGS. 4A and 4B are graphs showing a state in which flocs settle.
【図5】図5(A)(B)はフロックが安定して形成さ
れている状態を示すグラフ。5 (A) and 5 (B) are graphs showing a state in which flocs are stably formed.
【図6】原水濁度とフロック形成時間の関係例を示すグ
ラフ。FIG. 6 is a graph showing an example of the relationship between raw water turbidity and floc formation time.
【図7】すべてのパドル回転数を一定に保つ方式におけ
るパドルの回転数の制御範囲を示すグラフ。FIG. 7 is a graph showing a control range of the paddle rotation speed in a system in which all the paddle rotation speeds are kept constant.
【図8】図8(A)(B)(C)は、後段側のパドル回
転数を下げる方式におけるパドルの回転数の制御範囲を
示すグラフ。FIGS. 8A, 8B, and 8C are graphs showing the control range of the paddle rotation speed in the system in which the paddle rotation speed on the rear side is reduced.
【図9】フロック幾何平均粒径と沈澱池流出濁度との関
係を示すグラフ。FIG. 9 is a graph showing the relationship between the geometric mean particle size of flocs and the turbidity of sedimentation basins.
【図10】フロック個数/画面と沈澱池流出濁度との関
係を示すグラフ。FIG. 10 is a graph showing the relationship between the number of flocs / screen and the turbidity of sedimentation basin.
【図11】従来の迂流式フロック計測制御装置例を示す
ブロック図。FIG. 11 is a block diagram showing an example of a conventional bypass type floc measurement control device.
1…着水井、2…急速混和池、3…フロック形成池、3
…沈澱池、5…濁度計、8…水中カメラ(処理水撮影
機)、10…撹拌機構、11a,11b,11c…パド
ル、13…凝集剤注入率制御装置、14…パドル回転数
制御装置、15…画像計測装置、16…運転・管理用コ
ンピュータ(制御手段)。1 ... Landing well, 2 ... Rapid mixing pond, 3 ... Flock formation pond, 3
... sedimentation tank, 5 ... turbidity meter, 8 ... underwater camera (processed water camera), 10 ... stirring mechanism, 11a, 11b, 11c ... paddle, 13 ... flocculant injection rate control device, 14 ... paddle rotation speed control device , 15 ... Image measuring device, 16 ... Computer for operation / management (control means).
Claims (3)
水に凝集剤を注入して混和する混和池と、この混和池か
らの処理水をパドルにより撹拌してフロックを形成する
フロック形成池と、該フロック形成池の後段部に設置さ
れる処理水撮影機と、この処理水撮影機からの画像情報
に基づいてフロックを識別し、統計処理を行ってフロッ
クについての各種特徴量を算出する画像計測装置と、フ
ロック形成池からの処理水中のフロックを沈澱させる沈
澱池とを備え、沈澱池から流出する処理水の濁度を設定
流出濁度以下に制御するものにおいて、 上記画像計測装置から得られるフロックについての各種
特徴量を管理指標として、前記混和池に対する凝集剤注
入率と、フロック形成池のパドル回転数を同時に制御す
る制御手段を設けたことを特徴とするフロック計測制御
装置。1. A mixing pond for injecting and mixing a coagulant into treated water based on a set coagulant injection rate, and a floc formation pond for agitating the treated water from this admixture with a paddle to form flocs. And a treated water camera installed in the latter part of the flock formation pond, and identifying the floc based on image information from the treated water camera, and performing statistical processing to calculate various characteristic amounts of the floc. An image measuring device and a settling basin for settling the flocs in the treated water from the floc forming pond, and controlling the turbidity of the treated water flowing out of the settling effluent to below the set turbidity A control means for simultaneously controlling the coagulant injection rate to the mixing pond and the paddle rotation speed of the floc formation pond is provided with various characteristic amounts of the obtained flocs as a management index. That flock measurement and control equipment.
て、単位容積当たりのフロック個数、フロック形成池後
段の代表フロックの平均粒径、単位容積当たりのフロッ
ク容量(FV値)、単位容量当たりの粒径0.5mm以
下の微フロック容量(MFV)の4項目を用いたことを
特徴とする請求項1記載のフロック計測制御装置。2. The various characteristic quantities of the flocs, the number of flocs per unit volume, the average particle diameter of the representative flocs in the latter stage of the flocculation pond, the flock capacity (FV value) per unit volume, and the particle diameter per unit capacity. The flock measurement control device according to claim 1, wherein four items of a fine flock capacity (MFV) of 0.5 mm or less are used.
についての各種特徴量を管理指標として、前記混和池に
対する凝集剤注入率と、フロック形成池の中段及び後段
に配置されたパドル回転数を同時にコントロールする制
御手段を設けたことを特徴とするフロック計測制御装
置。3. The coagulant injection rate into the mixing pond and the paddle rotation speeds arranged in the middle and rear stages of the floc formation pond are simultaneously controlled using various characteristic amounts of flocs obtained from the image measuring device as management indices. A flock measurement control device, characterized in that it is provided with control means for controlling.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4314792A JPH05240767A (en) | 1992-02-28 | 1992-02-28 | Floc measuring/controlling device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4314792A JPH05240767A (en) | 1992-02-28 | 1992-02-28 | Floc measuring/controlling device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05240767A true JPH05240767A (en) | 1993-09-17 |
Family
ID=12655732
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4314792A Pending JPH05240767A (en) | 1992-02-28 | 1992-02-28 | Floc measuring/controlling device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH05240767A (en) |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006000715A (en) * | 2004-06-15 | 2006-01-05 | Japan Organo Co Ltd | Equipment and method for flocculation precipitation treatment |
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JP2019217448A (en) * | 2018-06-19 | 2019-12-26 | 株式会社東芝 | Water treatment apparatus and water treatment method |
CN111233118A (en) * | 2020-03-19 | 2020-06-05 | 中冶赛迪工程技术股份有限公司 | Intelligent control system and control method for high-density sedimentation tank |
-
1992
- 1992-02-28 JP JP4314792A patent/JPH05240767A/en active Pending
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