JPH07167853A

JPH07167853A - 水質測定装置

Info

Publication number: JPH07167853A
Application number: JP31391793A
Authority: JP
Inventors: Kyozo Kawachi; 恭三河内; Takumi Hayashi; 巧林
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1993-12-15
Filing date: 1993-12-15
Publication date: 1995-07-04

Abstract

(57)【要約】【目的】センサーの検出部に対して、汚れが付着する
機会をできるだけ少なくし、あるいは、センサーの非測
定の時期に、その検出部の汚れをできるだけ除くことが
できるようにした水質測定装置を提供する。【構成】下端に検出部を有する浸漬型センサー１６を
具備し、上記センサー１６の検出部を被測定水中に浸漬
した状態で、間欠的に、センサーからの検出情報を取出
すようにした水質測定装置において、上記センサーを測
定セル１３内に配置し、上記センサーの検出部に対向し
て開口するように、上記測定セルに被測定水の導入・出
部１４を備えると共に、上記測定セル内に加圧空気の導
入および排出を行うための配管系を具備していることを
特徴とする水質測定装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、主として、下水処理
場、屎尿処理場などの活性汚泥処理設備における水質測
定装置に関し、特に、溶存酸素（ＤＯ）、ｐＨ、活性汚
泥混合液（ＭＬＳＳ）などの測定に用いる水質測定装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の水質測定装置は、図４に
示すように、下端に検出部を有する浸漬型センサー１を
電極ホルダー２の下端に取付け、上記センサー１の検出
部を曝気槽６内の活性汚泥７（被測定水）中に、常時、
浸漬した状態で、センサー１からの検出情報を信号線５
を介して所定の周期で間欠的に取出すようにしたもの
で、上記電極ホルダー２をワンタッチ・フック３を介し
て曝気槽６の縁に設けた取付け金具４に取付け保持させ
ている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このような水質測定装
置では、そのセンサー１の検出部が活性汚泥７に浸漬さ
れたままなので、汚泥中の微生物とか挟雑物の汚れが検
出部に付着し、測定精度を低下するから、ほぼ、１〜２
週間で測定不能になってしまう。このため、定期的にワ
ンタッチ・フック３を操作し、電極ホルダー２を取付け
金具４から取り外し、活性汚泥７中からセンサー１を取
出すと共にセンサー１の検出部を洗浄するなどのメンテ
ナンスが必要であった。

【０００４】一方、本発明者らは、下水処理場、屎尿処
理場などの活性汚泥処理設備でのＤＯ、ｐＨ、ＭＬＳＳ
などのプロセスの応答には数分〜数時間を要するため
に、プロセスの監視および制御の上で連続測定の必要性
がなく、間欠測定で十分であることを見出した。

【０００５】本発明の目的は、上記事情に基いてなされ
たもので、センサーによる測定が上述のように間欠的に
行える点に着目し、上記センサーの検出部に対して汚れ
が付着する機会をできるだけ少なくし、あるいは、セン
サーの被測定の時期にその検出部の汚れをできるだけ除
くことができるようにした水質測定装置を提供しようと
するものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の水質測定装置は、下端に検出部を有する浸
漬型センサーを具備し、上記センサーの検出部を被測定
水中に浸漬した状態でセンサーからの検出情報を取出す
ようにした水質測定装置において、上記センサーを測定
セル内に配置し、上記センサーの検出部に対向して開口
するように上記測定セルに被測定水の導入・出部を備え
ると共に、上記測定セル内に加圧空気の導入および排出
を行うための配管系を具備したものである。

【０００７】また、上記加圧空気のための配管系は、開
閉弁を介して加圧源に連通する配管と、上記配管から分
岐された排気配管と、上記排気配管に設けた開閉弁およ
び絞り機構とを具備するように構成したものである。

【０００８】また、下端に検出部を有する浸漬型センサ
ーを具備し、上記センサーの検出部を被測定水中に浸漬
した状態でセンサーからの検出情報を取出すようにした
水質測定装置において、上記センサーを測定セル内に配
置し、上記センサーの検出部に対向して開口するように
上記測定セルに被測定水の導入・出部を備えると共に、
上記測定セル内に加圧空気の導入および排出を行うため
の配管系、および、上記測定セル内に加圧清浄水を供給
するための配管系を具備したものである。

【０００９】そして、上記加圧清浄水供給用の配管系
は、開閉弁を介して加圧水源に連通されている配管を具
備し、その配管を直接上記測定セル内に開口している用
に構成したものである。

【００１０】更に、被測定水の導入・出部は、上記測定
セルの底部に着脱自在に装着されているキャップに対し
て開口しているように構成したものである。また、被測
定水の導入・出部は上記測定セルの底部に着脱自在に装
着されているキャップに対して開口されており、また、
上記測定セル内には検出部の位置で旋回流を発生するた
めのディフレクタが装備されているものである。

【００１１】また、上記検出部での被測定水の測定、配
管系を介しての上記測定セルへの加圧空気の導入排気は
制御部によって制御され、上記制御部はその制御によっ
て排気に基く測定セル内への被測定水の導入、および、
その後の所定時間の検出部の検出、測定セル内への加圧
空気の導入に基くそこからの被測定水の導出を所要サイ
クルで制御するように構成したものである。

【００１２】

【作用】従って、測定時以外では加圧空気の導入や加圧
洗浄水の導入によって上記測定セル内から被測定水を排
除し、センサーの検出部が被測定水に触れる機会を少な
くすることで汚れを少なくし、長期間の継続的な測定を
可能にし、あるいは、センサーの非測定の時期にその検
出部の汚れをできるだけ除くことができるから、保守点
検の周期を大幅に延長することが可能となる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照しなが
ら具体的に説明する。本発明に係わる水質測定装置は、
図１および図２に示す実施例では、浸漬型センサー１６
（以下、センサーという）を有底筒状の測定セル１３内
に配置し、センサー１６の下端に設けた検出部４７に対
向して開口するように、測定セル１３の内底部に活性汚
泥である被測定水の導入・出部１４を備えると共に、測
定セル１３内に加圧空気の導入および排出を行うための
配管系、および、測定セル１３内に加圧清浄水を供給す
るための配管系をそれぞれ具備している。また、測定セ
ル１３は曝気槽６内に延びる筒状のガイド４３内に位置
して、その下端４４に支持されており、また、ガイド４
３は曝気槽６の縁に設けた固定金具５０で保持されてい
る。なお、この実施例では、測定セル１３がその基端側
の円筒状の固定具１５に胴部材１１を螺合し、その胴部
材１１の先端（下端の底部）に少なくとも半球状の内面
を有するキャップ１２を螺合しており、固定具１５をチ
ェン４５で吊持した構成になっている。また、被測定水
の導入・出部１４はキャップ１２の中央を垂直に貫通し
た状態で開口されている。また、センサー１６は着脱自
在に取付けられ、測定セル１３はＯリング１９，２０，
２１，２２でシールされる構造となっている。

【００１４】加圧空気のための配管系は、開閉弁３３を
介して加圧源３４に連通する配管３１と、配管３１から
分岐された排気配管３５と、排気配管３５に設けた開閉
弁３６および絞り機構３７とを具備している。そして、
配管３１は、ガイド４３内を通り、測定セル１３の内部
に連通するように、固定具１５に形成した開口部１７に
連結されている。

【００１５】また、この実施例では、上記加圧清浄水供
給用の配管系は、開閉弁４１を介して加圧水源４２に連
通されている配管４０を具備し、その配管４０を固定具
１５に形成した開口部１８を経由して、直接、測定セル
１３内に開口している。

【００１６】検出部４７による曝気槽６内の活性汚泥７
の測定、両配管系を介しての測定セル１３への加圧清浄
水の導入、加圧空気の導入、排気は、制御部４６によっ
て制御され、制御部４６はそのシーケンス制御によって
排気に基く測定セル１３内への被測定水である活性汚泥
７の導入、および、その後の所定時間の検出部４７の検
出（これは回線３０を介して行われる）、測定セル１３
内への加圧清浄水の導入に基くそこからの加圧空気の導
入、加圧空気の導入に基くそこからの活性汚泥７の導入
を所要サイクルで行うように設定されている。

【００１７】なお、この実施例では、制御部４６は両配
管系について、開閉弁の開閉制御、絞り機構の調整制御
を上述の所要サイクルで制御するように設定されてい
る。次に、上記実施例における制御部４６によって、上
記測定のサイクルがどのように実施されるかを具体的に
説明する。測定工程では測定セル１３への活性汚泥７の
導入のために開閉弁３６を開放する。これにより、活性
汚泥７の水圧を受けて、測定セル１３内の空気は排気配
管３５を介して大気中に放出され、代りに、測定セル１
３内に活性汚泥７が侵入する。この時の、排気速度、換
言すれば、被測定液導入速度は、センサー１６の検出部
４７に向けられる必要最低流速を満たす条件で制御部４
６が絞り機構３７を設定制御することにより決まる。

【００１８】ＤＯ計では検出部４７の検出面におけるＤ
Ｏ消費によるＤＯ濃度勾配を防止する必要があるので、
検出面の最低流速が１０ｃｍ／秒程度にする。検出部４
７には導入・出部１４が対向しているので、この検出面
の流速は、概ね、導入・出部１４の流速と同じである。
一方、ＭＬＳＳ計、ｐＨ計では、測定セル１３内での活
性汚泥の沈澱防止のみを考慮すれば十分であるから、最
低流速波０．１ｃｍ／秒程度で良い。この時の導入・出
部１４の流速は１００倍程度、即ち、およそ１０ｃｍ／
秒となり、ＤＯ計の場合と同じにすることができる。こ
のように、導入・出部１４での流速を１０ｃｍ／秒に設
定するなら、ＤＯ計、ＭＬＳＳ計、ｐＨ計の何れについ
ても正確な測定が可能である。また、センサー１６が１
００％応答するには６０秒程度の時間が必要である。こ
のため、測定セル１３は、１２０秒程度の測定可能な時
間を確保する容積（例えば、１〜２リットル）にしてお
く必要がある。

【００１９】このように、センサー１６が予め求められ
ている１００％の応答時間を経過するまで計測を行った
後、制御部４６は変換器５１を経由して変換されたセン
サー信号を計測し、指示出力をホールドする。そして、
このホールド後に待機工程に入る。ここでは、開閉弁３
６を閉じ、開閉弁４１を開放して、加圧清浄水を測定セ
ル１３内に導入し、活性汚泥７を導入・出部１４を介し
て曝気槽６側に排出する。測定セル１３が清浄水で充満
された時点で、開閉弁４１を閉じて次の指令まで待機す
る。制御部４６に外部から指令信号が与えられると、開
閉弁３３を開放にして加圧空気を測定セル１３内に導
き、この内部の清浄水を導入・出部１４から排出し、再
び、開閉弁３３を閉じ、前述のように開閉弁３６を開放
して排気し、活性汚泥７を測定セル１３内に導入し、前
述の測定工程に入る。以上の動作を繰返して活性汚泥の
間欠測定を行うのである。

【００２０】測定のサイクル時間（ｔ）、測定工程の時
間（ｔ１）、および、待機工程の時間（ｔ２）は、例え
ば、ＤＯ計で各々３０分、２分、２８分程度、ＭＬＳＳ
計、ｐＨ計で各々６０分、２分、５８分程度に設定する
と、１サイクルに占める測定工程の時間の比率は、ＤＯ
計で１／１５、ＭＬＳＳ計、ｐＨ計で１／３０となっ
て、検出部４７における活性汚泥の接触時間は大幅に軽
減される。なお、この実施例で示すように、導入・出部
１４の通路直径をその長さの３倍以上にすると待機工程
での測定セル１３内の活性汚泥の侵入拡散を防止でき
る。また、キャップ１２の外径を図示のように半球形に
すると、挟雑物の絡みを防止できる。このようにして、
センサーの検出部４７の汚れが抑制でき、従来装置の保
守・整備周期（２〜３週間）に比べ、本発明の装置の保
守・整備周期を大幅（３か月以上）に延長できる。

【００２１】なお、この実施例では、ガイド４３内に測
定セル１３をチエン４５で吊持しながら挿入してあるの
で、ガイド４３を取付け金具５０から取り外すことな
く、測定セル１３と共にセンサー１６の取出しが簡単に
でき、保守作業が容易かつ安全にできる。また、待機工
程で清浄水を測定セル１３内に封入できるから、清浄水
が水道水などの場合、その中の残留塩素で測定セル１３
内の殺菌が効果的に行える。更には、被測定水の導入・
出部１４は、測定セル１３の底部に着脱自在に装着され
ているキャップ１２に対して開口されているので、清浄
水の排出の際に、センサー１６の検出面を排出水流で洗
浄する効果もある。

【００２２】図３には、測定セル１３の内部構造が示さ
れており、ここでは、上記キャップ１２の内周面６０に
おいて、センサー１６の検出部の位置で旋回流を発生す
るための板状あるいは帯状らせんのディフレクタ６１
Ａ，６１Ｂが装備されている。上記ディフレクタ６１
Ａ，６１Ｂは、導入・出部１４の流通方向に対して斜向
しており、また、平面視でその中心に対してらせん状に
配置され、旋回流が発生し易いように工夫してある。こ
れによって、更にセンサー１６の検出面の水洗効果が上
がる。

【００２３】また、上記実施例では、待機工程で測定セ
ル１３内を清浄水で置換し、活性汚泥の排出を行い、上
記待機時間での検出端の乾燥を防止しているが、清浄水
による置換の代りに、加圧空気で置換し活性汚泥の排出
を行うようにしてもよい。即ち、待機工程で開閉弁３３
を開き、測定セル１３内の活性汚泥を加圧空気で排出
し、その後、開閉弁３３を閉じ、加圧空気を測定セル１
３内に封入状態で保持することも可能なのである。

【００２４】この場合、測定セル１３内は空気の移動が
ないため外部の活性汚泥の水分で加湿され湿度１００％
が保たれる。このため、待機時間でのセンサー１６の検
出面の乾燥が避けられる。このようにすると、加圧清浄
水供給の配管系が省略でき、装置全体をシンプルに構成
できる。

【００２５】

【発明の効果】本発明は、以上詳述したように、下端に
検出部を有する浸漬型センサーを具備し、上記センサー
の検出部を被測定水中に浸漬した状態で、間欠的にセン
サーからの検出情報を取出すようにした水質測定装置に
おいて、上記センサーを測定セル内に配置し、上記セン
サーの検出部に対向して開口するように上記測定セルに
被測定水の導入・出部を備えると共に、上記測定セル内
に加圧空気の導入および排出を行うための配管系を具備
しているので、センサーによる測定時以外では加圧空気
の導入や加圧洗浄水の導入によって上記測定セル内から
被測定水を排除し、以ってセンサーの検出部が被測定水
に触れる機会を少なくすることでセンサーの汚れを少な
くし、長時間の継続的な測定を可能にし、又、センサー
の非測定の時期にその検出部の汚れをできるだけ除くこ
とができるから、保守点検の周期を大幅に延長すること
ができる優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施例をその要部を縦断して示す構
成図である。

【図２】全体の概略的側面図である。

【図３】本発明の上記実施例の要部の変形を示す縦断側
面図である。

【図４】従来例の全体の概略的側面図である。

【符号の説明】

６………曝気槽７………活性汚泥１２………キャップ１３………測定セル１４………導入・出部１６………センサー１７，１８………開口部３０………信号線（回線）３１，４０………配管３３，３６，４１………開閉弁３４………加圧源３５………排気配管３７………絞り機構４２………加圧水源４６………制御部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】入端に検出部を有する浸漬型センサーを
具備し、上記センサーの検出部を被測定水中に浸漬した
状態でセンターからの検出情報を取出すようにした水質
測定装置において、上記センサーを測定セル内に配置
し、上記センサーの検出部に対向して開口するように上
記測定セルに被測定水の導入・出部を備えると共に、上
記測定セル内に加圧空気の導入および排出を行うための
配管系を具備していることを特徴とする水質測定装置。
【請求項２】上記加圧空気のための配管系は、開閉弁
を介して加圧源に連通する配管と、上記配管から分岐さ
れた排気配管と、上記排気配管に設けた開閉弁および絞
り機構とを具備していることを特徴とする請求項１に記
載の水質測定装置。
【請求項３】下端に検出部を有する浸漬型センサーを
具備し、上記センサーの検出部を被測定水中に浸漬した
状態でセンターからの検出情報を取出すようにした水質
測定装置において、上記センサーを測定セル内に配置
し、上記センサーの検出部に対向して開口するように上
記測定セルに被測定水の導入・出部を備えると共に、上
記測定セル内に加圧空気の導入および排出を行うための
配管系、および、上記測定セル内に加圧清浄水を供給す
るための配管系を具備していることを特徴とする水質測
定装置。
【請求項４】上記加圧清浄水供給用の配管系は、開閉
弁を介して加圧水源に連通されている配管を具備し、そ
の配管を直接上記測定セル内に開口していることを特徴
とする請求項３に記載の水質測定装置。
【請求項５】被測定水の導入・出部は、上記測定セル
の底部に着脱自在に装着されているキャップに対して開
口されていることを特徴とする請求項１または３に記載
の水質測定装置。
【請求項６】被測定水の導入・出部は上記測定セルの
底部に着脱自在に装着されているキャップに対して開口
されており、また、上記測定セル内には検出部の位置で
旋回流を発生するためのディフレクタが装備されている
ことを特徴とする請求項１，３または５に記載の水質測
定装置。
【請求項７】上記検出部での被測定水の測定、配管系
を介しての上記測定セルへの加圧空気の導入排気は制御
部によって制御され、上記制御部はその制御によって排
気に基く測定セル内への被測定水の導入、および、その
後の所定時間の検出部の検出、測定セル内への加圧空気
の導入に基くそこからの被測定水の導出を所要サイクル
で制御するように構成したことを特徴とする請求項１に
記載の水質測定装置。