JPH1073470A - 廃液処理装置の界面深さ検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 〔課題〕音波の送受波器に対する昇降機構が不要で、し
かも、水面検出用の音波の送受波器を別途必要としない
簡易・安価な界面深さ検出装置を提供する。 〔解決手段〕処理対象の廃液の液面に浮遊せしめられる
浮遊体(11)及びこの浮遊体(11)に固定された音波の送受
波器(13)から成る本体部分(10)と、この本体部分(10)を
係留するワイヤーの対( 21,22 ; 23,24 ) や連結部材の
対 (31, 32 )などの係留手段とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、汚水処理装置など
に利用される送受波器を用いた界面深さ検出装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、汚水などの生活排水や工場排水
などの廃液を対象とする廃液処理装置では、処理対象の
廃液を処理槽内に溜めておくことにより、表面側の上澄
水の層とその下部の沈殿物の層とに分離させ、それぞれ
に対して異なる処理を施している。例えば、上澄水につ
いては処理槽から汲み出したのち消毒剤を混ぜて無害化
したのち河川などに放流し、汚泥などの沈殿物について
は処理槽の底部を通して抜取り、処理工場に搬送して最
終的な処理を施したのち再利用したり埋め立て地などに
投棄したりしている。

【０００３】処理対象の汚水の量や、上澄水の層と沈殿
物の層の分離の進行具合は、時間と共に変化する。この
ような状況のもとで、処理の効率化や自動化などを計る
ために、上澄水の層や、沈殿層の深さ、すなわち、上澄
層の水面から沈殿層の表面までの距離や、沈殿層の表面
から処理槽の底面までの距離を自動的に計測する音波式
の界面深さ計が利用されてきた。

【０００４】このような音波式の界面深さ計は、上澄層
の水面に音波の送受波器を配置して真下に向けて音波を
放射したのち、上澄槽と沈殿層との界面や、沈殿層と処
理槽の界面（処理槽の底面）で反射されて戻ってきた反
射波を受信し、音波の放射からその反射波の受信までに
要した音波の伝播時間を検出し、この伝播時間から上澄
層の深さや沈殿層の深さを計測している。

【０００５】上述のようにして得た、界面深さのデータ
は、ディジタルデータとして記録され処理と共に、図５
に例示するように、ブラウン管や液晶パネル上などにア
ナログ表示される。すなわち、図５に示すように、所定
の周期で検出された沈殿層の水面（０ｍ）からの界面深
さが縦軸に、経過時間が横軸に表示される。表示データ
の幅は時間的なばらつきの大きさを示している。また、
時間軸を拡大した界面深さの計測データも一緒に表示さ
れる。

【０００６】前述のように、上澄層の水面の位置は時間
的に変動するため、音波の送受波器を常時水面近傍に位
置させるように制御する必要がある。このための方法と
して、水面にブイを浮かべ、このブイに音波の送受波器
を取り付ける方法が考えられる。しかしながら、上澄層
と沈殿層との分離に先立って攪拌などの処理が行われた
り、分離後に沈殿層の抜取り処理などが行われ、これに
伴い液面がかなり揺れ動くことから、ブイの傾斜に伴っ
て音波の伝播経路が斜めになったり、ブイの移動に伴っ
て測定箇所が変動したりし、測定精度が低下するという
問題がある。

【０００７】水面への自動追随機能を備えた従来装置と
して、界面深さ検出用の音波の送受波器に、汚水濃度検
出用の音波の送受波器を付加したものをワイヤーで吊り
下げておき、汚水濃度検出用の送受波器で検出した水面
に２種類の送受波器が位置するようにワイヤーの繰り出
し長さを調整する機能を備えた界面深さ検出装置が知ら
れている。

【０００８】また、特開平８ー101058号公報には、処理
槽の上空に別途固定した音波の送受波器によって汚水の
水面位置を検出し、この検出した水面位置に合わせて上
下動自在に設置してある界面深さ検出用の送受波器を処
理槽内で上下させるという構成が開示されている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上記従来装置のうち、
音波の送受波器をワイヤーで吊り下げる構成の界面深さ
検出装置は、界面深さの測定用と水面の自動検出用に２
種類の音波の送受波器が必要になるため、ワイヤーの吊
り下げ負荷が大きくなり、これを上下動させる機構も大
型になるなどの問題がある。

【００１０】また、上記特開平８ー101058号公報に記載
された界面深さ検出装置では、水面を検出するための音
波の送受波器と界面深さを検出するための音波の送受波
器とが必要になるという点で、装置が高価になるという
問題がある。

【００１１】さらに、上記従来の界面深さの検出装置
は、いずれも、界面深さ検出用の音波の送受波器を水面
の高さに応じて上下させるための昇降機構を処理槽内に
設置することが必要になる。しかしながら、処理槽内の
汚水からは種々の腐食性の気体が発生するため、そのよ
うな昇降機構が腐食されてしまい動作不能になり兼ねな
いという問題もある。

【００１２】従って、本発明の目的は、音波の送受波器
に対する昇降機構が不要で、しかも水面検出用の音波の
送受波器を別途必要としない簡易・安価な界面深さ検出
装置を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記従来技術の課題を解
決する本発明に係わる廃液処理装置の界面深さ検出装置
は、廃液の液面に浮遊せしめられる浮遊体と、この浮遊
体に固定された音波の送受波器とから成る本体部分と、
この本体部分を係留する係留手段とを備えている。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明の一つの好適な実施の形態
によれば、係留手段は、浮遊体の一方の側及びその反対
側のそれぞれから処理槽の内壁面まで液面の変動に対応
可能な最少限の弛み又は伸縮性及び相互の適宜な間隔を
保って延長されたワイヤーの対を備えている。本発明の
他の好適な実施の形態によれば、係留手段は、浮遊体の
一点と処理槽の内壁の一点との間を両端点における回転
の自由度を保ちながら連結する連結部材を備えている。
以下、本発明の更なる詳細を実施例と共に説明する。

【００１５】

【実施例】図１は、本発明の一実施例の界面深さ検出装
置の構成を示す平面図（Ａ）と断面図（Ｂ）である。図
２は、図１の界面深さ検出装置の本体部分１０を拡大し
て示す拡大断面図である。

【００１６】本体部分１０は、図２に示すように、樹脂
製の円環状の浮遊体１１と、この浮遊体１１の底部に固
定された円形の樹脂製の底板１２と、この底板の中央部
分に固定された超音波の送受波器１３と、この送受波器
１３の送受波面に水を噴射するノズル１４とを備えてい
る。更に、この本体部分は、電磁弁１５と、ケーブル１
６と、水を供給するためのホース１７とを備えている。

【００１７】送受波器１３の送受波面は、底板１２に形
成された開口を通過してその底面の高さと一致するよう
に配置されており、この送受波面から直接汚水中に超音
波パルスが放射され、界面で発生し上方に伝播してきた
反射パルスがこの送受波面に直接受信される。超音波パ
ルスに変換される前の送信電気パルスと、反射パルスか
ら変換された受信電気パルスはケーブル１６を通して図
示しない処理槽の外部に設置されている装置と送受され
る。

【００１８】圧縮空気を供給するためのホース１７内に
は、電磁弁１５に開閉制御信号を伝達するケーブルが内
蔵されている。処理槽の外部からこのケーブルを介して
電磁弁にパルス状の開信号が伝達することにより、送受
波器１３の送受波面に圧縮空気を噴射させ、送受波面に
付着した汚泥を吹き飛ばすことにより、送受波面を清浄
化する。

【００１９】上記構成の本体部分１０は、図１に示すよ
うに、浮遊体１１の右側から処理槽の内壁面に固定され
た樹脂製の係留止め具の対（２５，２６）まで、浮遊体
１１の直径程度の間隔を保ちながら延長される係留ワイ
ヤーの対（２１，２２）と、浮遊体１１の左側から処理
槽の内壁面に固定された同じく樹脂製の係留止め具の対
（２７，２８）まで、同じく浮遊体１１の直径程度の間
隔を保ちながら延長される係留ワイヤーの対（２３，２
４）とによって処理槽内に想定した水平面内のほぼ同一
箇所の水面上に位置するように係留されている。

【００２０】４本の係留ワイヤー２１〜２４のそれぞれ
は、汚水の水面が図１の（Ｂ）に実線と点線とによって
例示するように変動した場合でも、本体部分１０が水面
に浮遊して上下できる程度に最少限の弛みを持ってい
る。この弛みを最少にするために、４個の止め具２５〜
２８は、予想される汚水の最高水面と最低水面の中間の
高さに固定される。なお、各係留ワイヤー２１〜２４は
いずれも腐食防止のために樹脂で被覆されている。

【００２１】係留ワイヤーが左右２組の離間した対から
成るため、本体部分１０の変位だけでなく水平面からの
傾斜も生じにくくなり、送受波器１３からは超音波が鉛
直下方に放射されると共に沈殿層の界面からは鉛直上方
に伝播される反射波が発生する。この結果、超音波が鉛
直方向から傾いて伝播することに伴って生じる測定デー
タのばらつきとこれに伴う表示画面の乱れが緩和され
る。

【００２２】なお、係留ワイヤーの途中や、本体部分や
処理槽への取付け箇所に適宜な弾性のコイルバネなどの
弾性体を挿入することにより、係留ワイヤーの実質的な
長さをそれぞれに加えられる引っ張り力の大小に応じて
変化させる構成とすることもできる。

【００２３】図３は、本発明の他の実施例の界面深さ検
出装置の構成を示す平面図（Ａ）と断面図（Ｂ）であ
る。本体部分１０は、図２を参照しながら既に説明した
第１の実施例のものと同様であるから、この本体部分１
０に関する重複する説明は省略する。

【００２４】上記構成の本体部分１０を係留するための
係留手段は、図３に示すように、本体部分１０の浮遊体
１１に外接するようにその両側からほぼ平行に延長され
る樹脂製の連結部材３１，３３と、処理槽の内壁面に固
定され、上記連結部材３１，３２の端部をピン接合する
樹脂製の固定具３３，３４とから構成されている。連結
部材３１，３３は、いずれも浮遊体１１に対しても回転
の自由度を保ちながらピン接合されている。

【００２５】このように、本体部分１０は、上記係留手
段によって、処理槽内に想定した水平面内のほぼ同一箇
所の水面上に位置するように係留されている。すなわ
ち、汚水の水面が図３（Ｂ）に実線と点線とによって例
示するように変動した場合でも、本体部分１０は、図中
に一点鎖線の軌跡で示すように、水面面内ではほぼ同一
の位置に留まりながらに水面の上下と共に上下する。

【００２６】係留手段が１対の平行な連結部材から成る
ため、本体部分の変位だけでなく水平面内のある方向に
ついては傾斜も生じにくくなり、送受波器１３からは超
音波が鉛直下方に放射されると共に沈殿層の界面からは
鉛直上方に伝播される反射波が発生する。この結果、超
音波が鉛直方向から傾いて伝播することに伴って生じる
測定値のばらつきと表示画面上のばらつきが軽減され
る。

【００２７】図４は、図３の実施例におけるものとは異
なる構成の本体部分４０を示す斜視図である。この本体
部分４０では、浮遊体が２本の中空円筒体４１，４２
と、これらを連結する連結板４３，４４とから構成され
ると共に、超音波の送受波器４６が連結板４３に固定さ
れた取付け具４５を介して中空円筒体４１，４２の軸線
と平行な線分の周りに回転自在に装着されている。３１
と３２は、図３中の連結部材と同一の連結部材である。

【００２８】図３を参照して説明したように、連結部材
３１，３２で本体部を係留する構成のもとでは、中空円
筒体４１，４２の軸線と平行な直線の周りの回転の自由
度を本体部分に付与する必要があり、この結果水面の波
などに起因して本体部分が回転する。しかしながら、本
体部分が回転しても、送受波器４６が取付け具４５の周
りに回転自在に保持されるため、送受波器４６の自重に
よってその鉛直状態が保たれる。

【００２９】その結果、送受波器４６からは超音波が鉛
直下方に放射されると共に沈殿層の界面からは鉛直上方
に伝播される反射波が発生し、超音波が鉛直方向から傾
いて伝播することに伴って生じる測定データのばらつき
とこれに伴う表示画面の乱れが緩和される。

【００３０】以上詳細に説明したように、本発明の界面
深さ検出装置は、廃液の液面に浮遊せしめられる本体部
分と、この本体部分を係留する係留手段とを備える構成
であるから、音波の送受波器に対する昇降機構が不要
で、しかも水面検出用の音波の送受波器を別途必要とし
ない簡易・安価な界面深さ検出装置が実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の界面深さ検出装置の構成を
示す平面図（Ａ）と断面図（Ｂ）である。

【図２】図１の界面深さ検出装置の本体部分を拡大して
示す拡大断面図である。

【図３】本発明の他の実施例の界面深さ検出装置の構成
を示す平面図（Ａ）と断面図（Ｂ）である。

【図４】図３の界面深さ検出装置の本体部分の他の構成
例を拡大して示す拡大断面図である。

【図５】ブラウン管や液晶パネル上などにアナログ表示
される測定データの表示画面の一例を示す図である。

【符号の説明】

10,40 本体部分 11 浮遊体 12 底板 13 送受波器 14 水噴射用ノズル 21〜24 係留ワイヤー 25〜28 係留止め具 31,32 連結部材 33,34 固定具

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】廃液の液面に浮遊せしめられる浮遊体及び
   この浮遊体に固定された音波の送受波器から成る本体部
   分と、 この本体部分を係留する係留手段とを備えたことを特徴
   とする廃液処理装置の界面深さ検出装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、 前記係留手段は、前記本体部分の一方の側及びその反対
   側のそれぞれから前記処理槽の内壁面まで、液面の変動
   に対応可能な最少限の弛み又は伸縮性及び相互の適宜な
   間隔を保って延長されたワイヤーの対を備えたことを特
   徴とする廃液処理装置の界面深さ検出装置。
3. 【請求項３】 請求項１において、 前記係留手段は、前記本体部分と前記処理槽の内壁との
   間を両端点における回転の自由度を保ちながら連結する
   連結部材の対を備えたことを特徴とする廃液処理装置の
   界面深さ検出装置。
4. 【請求項４】 請求項１乃至３のそれぞれにおいて、 前記送受波器の送受波面に圧縮空気を噴射しこれに付着
   した異物を吹き飛ばす水噴射手段を更に備えたことを特
   徴とする廃液処理装置の界面深さ検出装置。
5. 【請求項５】 請求項１乃至４のそれぞれにおいて、 前記浮遊体は、環状中空体と、この環状中空体の底部に
   取付けられると共に前記音波の送受波器が設置される板
   状体とを備えたことを特徴とする廃液処理装置の界面深
   さ検出装置。