JPH07120362A - 検水採取装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】上下水処理プロセス等に設置される自動間欠式
の水質測定装置に設けらる検水採取装置の検水配管ルー
トでの汚れの付着，詰まりの発生を自動的に防止して水
質測定装置が稼働率が高く運転されるようにする。 【構成】レベルスイッチ５を備え内部に計量容器10が設
けられた採水槽15に、負圧吸引によって測定対象の検水
を計量容器10を満してレベルスイッチ５が作動するまで
汲上げ、計量容器10を満した検水を自然流下によって自
動間欠式の水質分析部12に供給する検水採取装置に、増
圧空気発生用のエアポンプ３Ａを設け、水質分析部12の
分析工程が終了した時に、エアポンプ３Ａで発生した増
圧空気を検水供給配管ラインの逆方向にブローして検水
流路が洗浄されるように制御装置14が検水採取工程を制
御する構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、下水処理プロセス、浄
水処理プロセス、産業一般排水処理プロセス、河川およ
び湖沼等に設置される自動間欠式の水質測定装置に設け
られて水質測定部に測定対象の検水を採取供給する検水
採取装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】上・下水処理プロセス等においては、原
水やプロセス水の多数の水質項目について測定試験が自
動測定装置によって行われているが、試験項目のうち一
定期間毎に試験すればよい項目や、自動連続測定が困難
な内容の試験項目については、一定期間毎に処理プロセ
スから検水を自動的に採取して水質分析部で測定する自
動間欠式の水質測定装置が用いられている。

【０００３】自動間欠式の水質測定装置の内部に設けら
れて、処理プロセスから予め定められた時点に検水を採
取して水質分析部に供給する検水採水装置の従来技術に
よる例を図４に示し、以下この図によって従来技術を説
明する。図４において、１は流体密に形成した両端有底
の円筒状外部容器で、この容器１の天井部１ａには通気
口２が設けられており、通気口２は検水吸引用のエアポ
ンプ３に接続されると共に通電時開非通電時閉形（以後
ＮＣ形と表す）の電磁弁４を介して大気に連通させられ
ている。５は、後述のようにして容器１に導かれる検水
６のレベルを検出するために、天井部１ａに流体密に貫
設したレベルセンサである。７は一端が外部容器１の底
部１ｂに接続され、他端がストレーナ９に接続された第
１排水管で、ストレーナ９は検水６が導入された検水溜
８内に設置されている。検水溜８は容器１よりも下方に
配置されている。10は外部容器１内に配設された内部容
器としての一端有底の円筒状計量カップで、10ａは該カ
ップ10の上端に形成された開口部である。計量カップ10
の底部10ｂには第２排水管11の一端が接続され、該排水
管11の他端は外部容器１の底部１ｂを貫通して容器１外
に導かれ水質分析部12に接続されている。13は容器１外
において第２排水管11の途中に設けた電磁駆動でＮＣ形
のピンチ弁である。14は後述のような制御動作を行う制
御装置で、５ａは該制御装置に入力されるレベルセンサ
５の出力信号、３ａ，４ａ，13ａおよび16ｃは、エアポ
ンプ３、電磁弁４、ピンチ弁13と16ａに向けてそれぞれ
制御装置14から出力される制御信号である。15は上記の
ように構成された外部容器１と計量カップ10とからな
り、第１および第２排水管７および11が接続される検水
の採水槽である。

【０００４】図４においては、制御装置14によって、ま
ず電磁弁４とピンチ弁13とが閉じられ、エアポンプ３に
よって外部容器１内が減圧状態になるように吸引され
る。すると検水溜８内の検水６がストレーナ９、第１排
水管７を順次通って容器１内に吸い上げられ、容器１内
に入った検水はやがて自然流下によって開口部10ａから
計量カップ10内に導かれる。検水６の容器１内への導入
が続いてそのうち検水レベルが所定位置に到達したこと
がレベルセンサ５で検出されると、制御装置14によって
エアポンプ３が停止させられ電磁弁４は開状態となる。
レベルセンサ５は容器１内に導入された検水のレベルが
開口部10ａの位置より高くなった状態を検出するように
設置されているので、エアポンプ３停止、電磁弁４開と
なると、容器１内に導入された検水は計量カップ10を満
杯状態に充たした検水を残して自然流下によって第１排
水管７から検水溜８に自動排出される。ついで制御装置
14はピンチ弁13を開状態にする。この結果計量カップ10
内の検水が自然流下によって、あるいは分析部12に設け
られた案内機構によって該分析部12に導かれて、ここで
水質分析が行われる。分析の終了した検水は分析部12か
らＮＣ形のピンチ弁16ａがもうけられた第３排水管16を
経て外部へ排出され、再び制御装置14によって検水溜８
から検水６が容器１内に導入されて次の分析サイクルが
開始される。

【０００５】図４においては、検水採水槽15が上述のよ
うにして検水６を採取してこの検水を分析部12に送るよ
うに構成されているので、この検水採水槽15によって一
回に採取される検水６の量は計量カップ10の容積に等し
い量である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述のように構成され
た従来技術による検水採取装置の検水吸引工程において
は、レベルスイッチ５が動作後に検水吸引用のエアーポ
ンプ３を停止、電磁弁４開としているので、内部容器10
に分取された以外の採水槽15内の検水は、採水槽15と沈
でん池等のプラントに設置されているストレーナ９との
高低差により、検水吸い上げ時と逆方向に同一配管内で
ある第１排水管７とストレーナ９を自然流下しながら流
路部分を洗浄して排出される。

【０００７】上記の採水槽15内残留検水の高低差だけに
よる逆流洗浄方式では、下水処理プラントのような、高
汚濁で夾雑物の多い検水に対しては、配管内部特にスト
レーナ９に対しての十分な洗浄効果は得られない。ま
た、第２排水管11及び第３排水管16に対しては、何ら洗
浄手段が施されていないので、この部分に汚染が蓄積
し、分解洗浄が必要となる事態が発生する。

【０００８】さらに、従来は、検水吸引時間をレベルス
イッチ５が１回上限ＯＮとなるのに要する時間に数秒程
度の余裕を加算した程度の時間に設定しているため、エ
アーポンプ３の負圧吸引力の経時的低下、ストレーナ９
を含む配管系における圧損の増加などの変動要因によ
り、予め設定した検水吸引時間内に１度もレベルスイッ
チが上限ＯＮとなるまで検水を汲み上げることができ
ず、検水採取に失敗する恐れがある。

【０００９】そして、従来技術の装置では、検水採取に
失敗した場合でも検水採取工程以降の工程が自動実行さ
れるので、水質分析部12がヒータ加熱による検水の温度
制御を実施している場合には、過熱によって水質分析部
の破損を引き起こす等の問題点がある。本発明の目的
は、上述したような従来の検水採取装置における問題
点，欠点を解消して、検水の吸引から測定、排水に到る
水質測定装置の検水が通過する検水配管ルートでの汚れ
の付着，詰まりの発生を自動的に防止する低価格で実現
可能な手段を提供し、検水採取装置ひいては検水採取装
置が設けられている自動間欠式の水質測定装置が、少な
い保守頻度で稼働率が高く運転されるようにすることに
ある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１の発明においては、採水槽と、この採水槽
に設けられた計量容器と、負圧吸引によって前記採水槽
内に導入される測定対象の検水が計量容器を満すレベル
に達したこを検出するレベルスイッチと、前記計量容器
を満した検水が自然流下によって自動間欠的に供給され
る水質分析部と、を有する検水採取装置に、増圧空気発
生用のエアポンプと、このエアポンプの動作を制御する
制御装置とを設け、この制御装置は、水質分析部の分析
工程終了後に、前記エアポンプによって発生した増圧空
気によって検水供給配管ラインを逆方向にブローして検
水流路を洗浄するシーケンスを制御するものとする。

【００１１】そして、請求項２の発明においては、流路
洗浄用の増圧空気として検水負圧吸引用エアポンプの吐
出増圧空気を用いるものとする。また、請求項３の発明
においては、制御装置は、レベルスイッチが採水槽内検
水面の上昇下降によって複数回作動するようにエアポン
プの検水負圧吸引動作を制御するものとする。

【００１２】そして、請求項４の発明においては、制御
装置は、検水の負圧吸引開始後にレベルスイッチが１度
も作動しないとき採水不良の警報信号を外部に発信して
水質分析部の以後の分析工程を停止するものとする。さ
らに、請求項５の発明においては、水質分析部に接続し
た測定済検水の排水管と、前記排水管流路中に配置さ
れ、電磁駆動によって前記排水管を通閉する弁とを設
け、制御装置は、分析工程終了時に水質分析部に残る測
定済検水を、前記排水管と前記弁とからなる流路を通じ
て採水装置の外部に設けられた排液タンクに向けて増圧
空気によって排液した後、採水槽に検水を負圧吸引して
水質分析部に供給し、その後増圧空気によって検水供給
配管ラインを逆方向にブローして検水流路を洗浄するシ
ーケンスを制御するものとする。

【００１３】

【作用】上記第１の構成の検水採取装置においては、水
質分析部の分析工程終了した時に、先ず増圧空気に押し
出された測定済の残留検水が、続いて増圧空気が検水供
給配管ラインを逆方向に早い流速で流れて配管系に付着
沈積物を配管系の外に運び出す。

【００１４】検水負圧吸引用のエアポンプの吐出空気を
増圧空気として利用する上記第２の構成の検水採取装置
においては、増圧空気発生用のエアポンプを特別に設け
る必要がない。また、採水槽に備えられたレベルスイッ
チが採水槽内検水面の上昇下降によって複数回作動する
ように検水の負圧吸引動作が制御される上記第３の構成
の検水採取装置においては、採水槽内の検水水面が複数
回採水槽内の計量容器の開口部の位置を超えるので計量
容器の検水による充満がより確実になり検水採取失敗の
確率がより小さくなる。

【００１５】そして、レベルスイッチが１度も作動しな
いとき採水不良の警報信号を外部に発信して水質分析部
の以後の分析工程を停止する上記第４の構成の検水採取
装置においては、検水が無い状態で動作することによっ
て誘発される水質分析部の破損が防止できる。さらに、
上記第５の構成の検水採取装置においては、水質分析に
用いる環境に有害な薬品成分が直接環境に放出されるこ
とがなく、また、分析測定の都度ダミー検水を採取して
検水採取配管経路を洗浄しているので、長期間にわたり
検水採取配管経路に閉塞を発生することがない。

【００１６】

【実施例】図１は、請求項１の発明にもとづく検水採取
装置の一実施例の構成図である。なお、図１において、
従来例を示す図４におけると同等の機能の構成要素には
同じ符号を付してあるので、その説明は省略する。図１
の構成の検水採取装置が、図４の従来技術による検水採
取装置と異なる所は、水質分析部12からの測定済検水の
排水管である第３排水管16と電磁ピンチ弁16Ａ（ＮＣ
形）を削除したこと、また、検水の負圧吸引用のエアー
ポンプ３とは別に、検水の加圧排水と検水流路のエア洗
浄用に、第２のエアーポンプ３Ａを設けたことと、第１
排水管７と第２排水管11間にバイパス管路17を設けたこ
と、および、第２の電磁ピンチ弁13Ａ（ＮＣ形）と，通
電時閉非通電時開（以後ＮＯ形と表す）の第３の電磁ピ
ンチ弁13Ｂを設けたことである。

【００１７】なお、上記図１の構成の検水採取装置の動
作は、次に述べる請求項２の発明にもとづく検水採水装
置の実施例における動作と同等なので、該装置の動作説
明によって本装置の動作説明を兼ねることとする。図２
は、請求項２の発明にもとづく検水採取装置の一実施例
の構成図であり、図１の請求項１の発明による検水採取
装置と異なる点は、装置を安価に製作するために、高価
な第２のエアーポンプ３Ａを削除し、代わって安価な３
方口電磁弁４Ｂを設け、検水の負圧吸引用のエアーポン
プ３の吐出増圧空気を検水の加圧排水と検水流路のエア
洗浄用に利用できるように構成したことである。

【００１８】図２において、制御装置14内のシーケンサ
から、一定周期毎の測定開始指令が発信されると、エア
ーポンプ３がＯＮに，３方口電磁弁４Ｂに通電してＮＣ
側を開、したがってＮＯ側を閉，採水槽開放用の電磁弁
４を開，分析部開放用の電磁弁４Ａを閉，検水吸引流路
中のピンチ弁13Ｂを閉，バイパス流路中のピンチ弁13Ａ
を開，水質分析部12への給水流路中のピンチ弁13は閉の
ままとし、水質分析部12よりも前段の検水配管ライン11
Ｂ→17→７Ｂ→ストレーナ９に、エアーポンプ３の吐出
増圧空気が送られるようにして、水質分析部12の残留測
定済検水を全量をストレーナ９を通してプラント側に排
出し、その後しばらく送気を続けて配管系統のエア洗浄
を行う。

【００１９】次に、検水を負圧吸引させるために、一
旦、エアーポンプ３をＯＦＦ後、改めてＯＮとし、３方
口電磁弁４ＢのＮＣ側を閉，採水槽開放用の電磁弁４を
閉，分析部開放用の電磁弁４Ａを開，検水吸引流路中の
ピンチ弁13Ｂを開，バイパス流路中のピンチ弁13Ａを閉
とすることにより、プラントに配設のストレーナ９より
検水配管ライン７Ｂ→７Ｃを経て採水槽部15までを減圧
状態にして検水を採水槽部15に負圧吸引する。

【００２０】上記の検水負圧吸引工程において採水槽部
15に導かれた検水の水位が、採水槽部15内の計量容器10
の開口部10ａの位置を超えることを確実にするため、請
求項３の発明においては、レベルスイッチＯＮにて、エ
アーポンプ３をＯＦＦ、採水槽開放用の電磁弁４を開と
し、水位が下がってレベルスイッチ５がＯＦＦとなると
エアーポンプ３をＯＮ、採水槽開放用の電磁弁４を閉と
なる動作を数回繰り返すように制御装置14のシーケンス
回路を構成し、負圧吸引時間Ｔ４の設定を、レベルスイ
ッチ５が複数回ＯＮ−ＯＦＦするのに十分な時間に設定
しておくものとする。そして、請求項４の発明において
は、負圧吸引時間Ｔ４の期間に採水槽15に備えられたレ
ベルスイッチ５が１度も作動しないとき採水不良の警報
信号を外部に発信して水質分析部12の以後の分析工程を
停止するシーケンスを実行するように制御装置14を構成
しておくものとする。

【００２１】次に、負圧吸引時間Ｔ４が経過してその間
に１度以上レベルスイッチ５が動作している場合、エア
ーポンプ３をＯＦＦ、採水槽開放用電磁弁４を開、検水
吸引流路中のピンチ弁13Ｂを少し遅れて開とすることに
より、採水槽15内の計量容器10外部の余分な検水を、配
管ライン７Ｃ→７Ｂ→ストレーナ９の順で自然流下によ
り排出した後、検水給水流路中のピンチ弁13を開とする
と、計量容器10内の一定量の検水は11Ａ→11Ｂの経路を
通じて水質分析部12へ自然流下によって導かれ、採水槽
開放用電磁弁４閉、検水給水流路ピンチ弁13閉としたの
ち水質分析部12における分析工程が開始されるが、本願
は検水採取装置に関するものであるから、分析工程の説
明は省略する。

【００２２】最後に、請求項５の発明にもとづく検水採
取装置の一実施例の構成を図３に示し、この図によって
請求項５の発明を説明する。なお、図３においては、従
来例を示す図４および請求項１ないし３の発明の実施例
を示す図１と２におけると同等の機能の構成要素には同
じ符号を付してあるので、その説明は省略する。図３の
構成の検水採取装置が、請求項１ないし３の発明による
図１または図２によって示される構成の検水採取装置と
異なる点は、水質分析部12の分析工程に、プラントに有
害な試薬類を添加する工程を含み、水質分析部12におけ
る測定済検水をプラント側に返送できない場合に対応す
べく、水質分析部12からの排水管16と、この排水管流路
中に設けられ電磁駆動されて流路を通閉するＮＣ形のピ
ンチ弁16Ａ等を設けて測定済検水が排液タンク20に排出
されて蓄えられるようにした点である。そして、この検
水採取装置の制御装置14は、下記の１ないし４の検水置
換工程を実行するシーケンスが加えられて構成されるも
のとする。

【００２３】１；分析工程終了時に水質分析部12に残る
測定済検水を、排液タンク20に向けてエアポンプ３の吐
出空気によって加圧排水する。 ２；ストレーナ９を通して、ダミーの検水を採水槽15に
負圧吸引する。 ３；ダミーの検水を水質分析部12に給水する。 ４；ダミーの検水を配管ルート11Ｂ→17→７Ｂ→ストレ
ーナ９を通しての排水する。

【００２４】上記の２，３，４の３工程は、検水自体に
よる検水流路の逆流洗浄工程であり、ストレーナ９を含
めた検水配管ルートの詰まり防止、洗浄効果発揮のため
に設けられた工程である。そして、制御装置14は上記４
の工程を終了した状態で分析開始待機の状態に入り、分
析実行の時刻に至ると下記５，６の通常の分析対象検水
の採取工程の制御を開始して上記１の工程に戻る。

【００２５】５；分析工程実行用検水の採水槽15への負
圧吸引。 ６；採水槽15に負圧吸引した分析工程実行用検水の水質
分析部12への給水。

【００２６】

【発明の効果】汚濁が激しく、夾雑物が多い水を取り扱
う水処理プロセスに設置される自動間欠式の水質分析装
置の検水採取装置として本発明による検水採取装置を適
用すると、測定済検水が検水吸引とほぼ同一ルートを逆
向きに増圧空気によって逆流し、さらに、増圧空気が配
管内を勢い良く流通して洗浄を施すことになるので、従
来技術の検水採取装置における自然流下による逆流洗浄
にくらべて、十分な洗浄効果を発揮し、配管閉塞等のト
ラブルの発生を防止することができ、水質分析装置を少
ない保守頻度で長期間にわたり運転可能となるという効
果が得られる。

【００２７】また、採水槽に備えられたレベルスイッチ
が、採水槽内検水面の上昇下降によって複数回作動する
ように検水の負圧吸引動作を制御するシーケンスを含む
制御装置を備えた検水採取装置では、検水負圧吸引工程
において採水槽部に導かれる検水の水位が採水槽部18内
の計量容器の開口部の位置を超えて上下することとなる
ので、吸引ポンプの吸引力や検水採取流路の抵抗に変動
があっても検水採取が確実安定に行われ、これによって
も、水質分析装置を少ない保守頻度で長期間にわたり運
転可能となるという効果が得られる。

【００２８】さらに、検水採取を失敗したときには、そ
の後の工程を停止して警報を発するので、無検水の状態
で水質分析部が作動して水質分析部を破損に導くような
ことがなく、回復作業にいちはやく着手可能になるとい
う効果も得られる。また、吸引ポンプの吐出増圧空気を
増圧空気として利用する場合、増圧空気発生用のエアー
ポンプを別に設ける必要がないので装置コストを低くす
ることができるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願第１発明による検水採取装置の一実施例の
構成図

【図２】本願第２〜第４発明による検水採取装置の一実
施例の構成図

【図３】本願第５発明よる検水採取装置の一実施例の構
成図

【図４】従来技術の検水採取装置の構成図

【符号の説明】

１ 外部容器 ３，３Ａ エアポンプ ４，４Ａ 電磁弁（通電時開非通電時閉形） ４Ｂ ３方口電磁弁 ５ レベルスイッチ ６ 検水 ７ 第１吸排水管 ８ 検水溜 ９ ストレーナ 10 計量容器 10ａ 開口部 11 第２吸排水管 12 水質分析部 13，13Ａ，16Ａ ピンチ弁（通電時開非通電時閉形） 13Ｂ ピンチ弁（通電時閉非通電時開形） 14 制御装置 15 採水槽 16 排水管 17 バイパス管

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】採水槽と、この採水槽に設けられた計量容
   器と、負圧吸引によって前記採水槽内に導入される測定
   対象の検水が前記計量容器を満すレベルに達したこを検
   出するレベルスイッチと、前記計量容器を満した検水が
   自然流下によって自動間欠的に供給される水質分析部
   と、を有する検水採取装置であって、 増圧空気発生用のエアポンプと、 このエアポンプの動作を制御する制御装置と、を備え、 この制御装置は、水質分析部の分析工程終了後に、前記
   エアポンプによって発生した増圧空気によって検水供給
   配管ラインを逆方向にブローして検水流路を洗浄するシ
   ーケンスを制御するものである、 ことを特徴とする検水採取装置。
2. 【請求項２】増圧空気が検水負圧吸引用のエアポンプの
   吐出増圧空気であることを特徴とする請求項１に記載の
   検水採取装置。
3. 【請求項３】制御装置は、レベルスイッチが採水槽内検
   水面の上昇下降によって複数回作動するようにエアポン
   プの検水負圧吸引動作を制御するものであることを特徴
   とする請求項１または２に記載の検水採取装置。
4. 【請求項４】制御装置は、検水の負圧吸引開始後にレベ
   ルスイッチが１度も作動しないとき採水不良の警報信号
   を外部に発信して水質分析部の以後の分析工程を停止す
   るものであることを特徴とする請求項１，２または３に
   記載の検水採取装置。
5. 【請求項５】水質分析部に接続した測定済検水の排水管
   と、 前記排水管流路中に配置され、電磁駆動によって前記排
   水管を通閉する弁とを備え、 制御装置は、分析工程終了時に水質分析部に残る測定済
   検水を、前記排水管と前記弁とからなる流路を通じて採
   水装置の外部に設けられた排液タンクに向けて増圧空気
   によって排液した後、採水槽に検水を負圧吸引して水質
   分析部に供給し、その後増圧空気によって検水供給配管
   ラインを逆方向にブローして検水流路を洗浄するシーケ
   ンスを制御するものであることを特徴とする請求項１，
   ２，３または４に記載の検水採水装置。