WO2022034710A1 - 凝集処理装置用のサンプリング装置、凝集処理装置及び水処理方法 - Google Patents

凝集処理装置用のサンプリング装置、凝集処理装置及び水処理方法 Download PDF

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豊 栢森
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栗田工業株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a sampling device for a coagulation treatment device, a coagulation treatment device, and a water treatment method.
  • the suspended solids in the water to be treated are coagulated.
  • the flocs composed of aggregated suspended solids are solid-liquid separated from the water to be treated.
  • the solid-liquid separation method include precipitation separation, pressurized flotation separation, centrifugation, sand filtration, membrane separation, and the like.
  • FIG. 2 of Patent Document 1 describes, as an example of a coagulation treatment device, a coagulation pressure levitation device in which a coagulation tank, a mixing chamber, and a levitation separation chamber are installed in this order, and a pressurized water production device is installed.
  • the pressurized water production apparatus injects pressurized water into the mixing chamber.
  • the coagulation tank, the mixing chamber and the floating separation chamber are separated from the atmosphere by a cover.
  • the pressurized water production apparatus is capable of producing pressurized water in which the gas is pressurized and dissolved in water, and the pressurized water can be injected into the mixing chamber.
  • the pressure water in which the gas is pressure-dissolved is injected into the coagulant-added water to be treated flowing in the mixing chamber by the pressure water production device.
  • the gas dissolved in the pressurized water adheres to the flocs in the water to be treated. This gives the flock buoyancy.
  • the flocs float near the liquid level of the water to be treated in the floating separation chamber. As a result, the flocs are efficiently floated and separated.
  • the residence time of the water to be treated from the coagulation tank to the solid-liquid separation tank is 1 hour or more. Therefore, for example, when the turbidity of the water to be treated is measured in the floating separation chamber and the feedback control of the addition amount of the flocculant is attempted based on the measurement result of the turbidity, the delay time becomes close to one hour. Therefore, the coagulation pressure flotation device described in Patent Document 1 may not be able to perform automatic control with good responsiveness. Such a problem of responsiveness is not limited to the coagulation pressure levitation device of Patent Document 1, but is a problem inherent in the conventional coagulation processing device.
  • Patent Document 2 describes an agglomeration monitoring device that can quickly and appropriately grasp the agglomeration state in the water to be treated by a simple device configuration.
  • an aggregation monitoring device is used for grasping the aggregation state in the aggregation pressure levitation device described in Patent Document 1 and for grasping the aggregation state in the conventional aggregation processing apparatus, the influence of the delay time is eliminated. It is difficult to realize automatic control with good responsiveness.
  • the aggregation monitoring device described in Patent Document 2 shall be installed, for example, closer to the aggregation tank of the floating separation chamber of FIG. 2 of Patent Document 1.
  • the agglutination monitoring device of Patent Document 2 has a limitation that it cannot be appropriately measured unless the agglutination state of the water to be treated is advanced to some extent due to the measurement principle.
  • the agglutination reaction has not completely proceeded in the water to be treated flowing in the flow path closer to the agglutination tank, and the formation of flocs is insufficient. Therefore, even if the coagulation monitoring device of Patent Document 2 is arranged near the coagulation tank of Patent Document 1 to eliminate the delay time, there is a possibility that the amount of the coagulant added cannot be appropriately controlled.
  • the coagulation tank is sealed by attaching a cover to the coagulation tank.
  • a closed type coagulation tank using piping or the like may be installed. It has been difficult to provide an installation space for a coagulation monitoring device in such a closed coagulation tank.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and a sampling device, a coagulation treatment device, and a water treatment method for a coagulation treatment device capable of improving the responsiveness of control of addition of a coagulant in a coagulation treatment device.
  • the challenge is to provide.
  • Agglutination including at least a closed-type agglutination reaction tank into which the water to be treated to which a coagulant is added is introduced and a solid-liquid separation tank into which the water to be treated derived from the agglutination reaction tank is introduced. It is a sampling device for processing equipment. With a sampling tank The aggregation sensor installed inside the sampling tank and A water pipe that sends a part of the water to be treated in the agglutination reaction tank from the agglutination reaction tank of the agglutination treatment apparatus to the sampling tank. A sampling device for a coagulation processing device.
  • the aggregation sensor is arranged below the position of the water surface height of the water to be treated scheduled in the sampling tank and above the position of 1/2 the height of the water surface.
  • An overflow portion that determines the water surface height is provided inside the sampling tank.
  • the sampling device for the coagulation processing device according to [2], wherein the water to be treated that stays in the sampling tank overflows the overflow portion and is discharged to the outside of the sampling tank.
  • the amount of water supplied by the water pipe, the capacity of the sampling tank, and the water to be treated from the sampling tank so that the residence time of the water to be treated in the sampling tank is in the range of 1 to 30 minutes.
  • the sampling device for the coagulation processing device according to [3] which is provided with a drain valve at the bottom of the sampling tank.
  • a closed-type agglutination reaction tank into which water to be treated to which a coagulant is added is introduced, and A solid-liquid separation tank into which the water to be treated derived from the agglutination reaction tank is introduced, and The sampling device according to any one of [1] to [5] and A coagulation processing device.
  • a flocculant addition device for adding the flocculant to the water to be treated is further provided.
  • the coagulant addition device controls the amount of the coagulant added by the addition unit based on the measurement results of the addition unit for adding the coagulant to the water to be treated and the coagulation sensor provided in the sampling device.
  • the coagulation processing apparatus according to [6] comprising a control unit.
  • a mixing chamber and a floating separation chamber are provided in this order along the flow direction of the water to be treated.
  • the water to be treated to which the agglutinating agent is added is introduced into a closed type agglutination reaction tank, and then the water to be treated derived from the agglutination reaction tank is introduced into a solid-liquid separation tank.
  • agglutination separation treatment On treated water
  • a control step in which the amount of the flocculant added to the water to be treated is feedback-controlled based on the aggregated state of the water to be treated measured in the measurement step.
  • a water treatment method. [10] The sampling tank is provided with an overflow portion that determines the height of the water surface. The sampling tank is configured so that the water to be treated that stays inside overflows the overflow portion and is discharged to the outside. The water treatment method according to [9], wherein the residence time of the water to be treated in the sampling tank in the measurement step is adjusted in the range of 1 to 30 minutes.
  • a sampling device a coagulation treatment device, and a water treatment method for a coagulation treatment device, which can improve the responsiveness of control of addition of a coagulant in the coagulation treatment device.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating a coagulation processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2A is a schematic side view showing a sampling device of the first example according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 2B is a front schematic view showing a sampling device of the first example according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 2C is a schematic plan view showing a sampling device of the first example according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 3A is a schematic perspective view showing a sampling device of the first example according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 3B is an exploded perspective view showing a sampling device of the first example according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a block diagram showing a coagulation monitoring device.
  • FIG. 4 is a block diagram showing a coagulation monitoring device.
  • FIG. 5 is a front view showing the aggregation sensor provided in the sampling device.
  • FIG. 6 is a perspective view showing a shielding member provided in the cohesive sensor.
  • FIG. 7 is a schematic view showing an example of an agglutination reaction tank provided in the agglutination treatment apparatus according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a schematic view showing an example of the coagulation processing apparatus according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 9A is a schematic side view showing a sampling device of a second example according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 9B is a front schematic view showing a sampling device of a second example according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 9C is a schematic plan view showing a sampling device of a second example according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 9D is a schematic perspective view showing a sampling device of a second example according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating a coagulation processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the agglutination treatment device 1 shown in FIG. 1 includes an agglutination reaction tank 2, a solid-liquid separation tank 3, and a sampling device 4. Further, the coagulation treatment device 1 is provided with a raw water tank 5, a coagulant addition device 6, a treatment tank 7, a water receiving tank 8 to be treated, and a sludge receiving tank 9. Further, the sampling device 4 is provided with a water pipe 43, a drain pipe 45, and a drain pipe 47.
  • the details of the coagulation processing apparatus 1 will be described.
  • the raw water tank 5 accommodates the water to be treated.
  • Examples of the water to be treated include tap water, well water, industrial water, and various types of wastewater.
  • the coagulant adding device 6 is a device for adding a coagulant to the water to be treated.
  • the coagulant addition device 6 is provided with an addition unit 6a and a control unit 6b.
  • the addition unit 6a adds a coagulant to the water to be treated.
  • the control unit 6b controls the amount of the aggregating agent added by the addition unit 6a based on the aggregation state of the water to be treated measured by the aggregation sensor described later.
  • the position where the coagulant is added by the coagulant addition device 6 may be the flow path L1 connecting the raw water tank 5 and the agglutination reaction tank 2, or may be the agglutination reaction tank 2.
  • the water to be treated derived from the raw water tank 5 is introduced into the agglutination reaction tank 2 by the flow path L1.
  • the agglutination reaction tank 2 promotes the agglutination reaction by retaining the water to be treated to which the agglutinating agent is added for a predetermined time. As the agglutination reaction progresses, flocs begin to form in the water to be treated.
  • the agglutination reaction tank 2 may be provided with a stirring device (not shown) in order to promote the agglutination reaction.
  • the agglutination reaction tank 2 of the present embodiment is a closed type. By making the agglutination reaction tank 2 a closed type, it is possible to prevent the diffusion of the odor generated from the agglutination reaction tank 2 and to reduce the size of the agglutination reaction tank 2 itself to reduce the installation space.
  • the water to be treated derived from the agglutination reaction tank 2 is introduced into the solid-liquid separation tank 3 by the flow path L2. Flocks are formed in the water to be treated derived from the agglutination reaction tank 2.
  • the solid-liquid separation tank 3 separates flocs and water to be treated into solid and liquid.
  • means for solid-liquid separation means such as precipitation separation, pressurized flotation separation, centrifugation, sand filtration, and membrane separation can be used.
  • the sampling device 4 is connected to the agglutination reaction tank 2 by a water pipe 43. A part of the water to be treated in the agglutination reaction tank 2 is introduced into the sampling device 4 by the water pipe 43. Then, the aggregation state of the water to be treated is measured by the sampling device 4. The measurement result of the agglomerated state by the sampling device 4 is sent to the aggregating agent adding device 6. The coagulant addition device 6 feedback-controls the addition amount of the coagulant based on the coagulation state of the water to be treated in the coagulation reaction tank 2. That is, the sampling device 4 provides an input value for feedback control of the amount of the flocculant added.
  • the sampling device 4 is provided with a drain pipe 45 and a drain pipe 47.
  • the drain pipe 45 is connected to the water receiving tank 8 to be treated.
  • the drain pipe 47 is connected to the sludge receiving tank 9.
  • the drain pipe 45 is a flow path for sending the water to be treated discharged from the sampling device 4 to the water receiving tank 8 to be treated.
  • the drain pipe 47 is a flow path for sending flocs separated from the water to be treated in the sampling device 4 as sludge to the sludge receiving tank 9. A more detailed description of the sampling device 4 will be described later.
  • the water to be treated tank 8 is a tank for temporarily storing the water to be treated discharged from the sampling device 4.
  • the water receiving tank 8 to be treated is connected to the raw water tank 5 by the flow path L3.
  • the water to be treated stored in the water receiving tank 8 to be treated is returned to the raw water tank 5 via the flow path L3.
  • the sludge receiving tank 9 is a tank for temporarily storing sludge discharged from the sampling device 4. When a certain amount of sludge is accumulated in the sludge receiving tank 9, sludge is collected from the sludge receiving tank 9. The recovered sludge is dehydrated, incinerated, landfilled, or treated for energy reuse.
  • the water to be treated derived from the solid-liquid separation tank 3 is introduced into the treatment tank 7 by the flow path L4.
  • the treatment tank 7 temporarily stores the introduced water to be treated.
  • the water to be treated stored in the treatment tank 7 is supplied to the next use point, supplied to other water treatment means, or discharged to a sewer or a public water area.
  • the sampling device 4 of the first example of the present embodiment will be described with reference to FIGS. 2A to 3B.
  • the sampling device 4 of the first example includes a sampling tank 41, an agglutination sensor 42 installed in the sampling tank 41, and water to be treated from the agglutination reaction tank 2 to the sampling tank 41. It is composed of a water pipe 43 for sending water.
  • the agglutination state of the water to be treated sent from the agglutination reaction tank 2 to the sampling tank 41 is measured by the agglutination sensor 42.
  • the details of the sampling device 4 will be described.
  • the sampling tank 41 is a tank in which the upper portion 41a is opened.
  • the water to be treated is introduced into the sampling tank 41 from the water pipe 43 arranged above the sampling tank 41.
  • the shape of the sampling tank 41 is such that the opening area gradually narrows from the upper portion 41a to the lower portion 41b.
  • Such a shape in which the opening area is gradually narrowed is realized by providing the sampling tank 41 with an inclined wall surface 41c.
  • An overflow portion 46 is provided inside the sampling tank 41.
  • the overflow portion 46 shown in FIGS. 2A to 2C is composed of a partition plate 46A installed inside the sampling tank 41.
  • the upper end 46a of the partition plate 46A is located on the upper 41a side of the sampling tank 41. Further, the upper end 46a of the partition plate 46A is located at a position lower than the upper end 41a of the sampling tank 41. Further, the lower end 46b is joined to the bottom 41b of the sampling tank 41. Further, both ends 46c in the width direction of the partition plate 46A are joined to the side surface of the sampling tank 41.
  • the sampling tank 41 is divided into a drainage channel 41A and a retention portion 41B by a partition plate 46A.
  • the drainage channel 41A extends from the upper portion 41a of the sampling tank 41 toward the bottom portion 41b along the inclined wall surface 41c of the sampling tank 41. Further, a water pipe 43 is arranged above the retention portion 41B.
  • the water to be treated sent from the agglutination reaction tank 2 by the water pipe 43 is temporarily stored in the retention portion 41B. Even if the stagnant portion 41B is completely filled with the water to be treated, if the water to be treated continues to be supplied, the overflowing water to be treated will reach the upper end 46a of the partition plate 46A located at a position lower than the upper portion 41a of the sampling tank 41. Beyond (the water to be treated overflows), it is drained into the drainage channel 41A.
  • the bottom 41b of the sampling tank 41 is provided with a drain port 44 and a drain port 48.
  • the drain port 44 and the drain port 48 are blocked by the partition plate 46A.
  • the drainage port 44 is configured to communicate with the drainage channel 41A of the sampling tank 41
  • the drainage port 48 is configured to communicate with the retention portion 41B of the sampling tank 41.
  • a drain pipe 45 is connected to the drain port 44.
  • the drain pipe 45 is connected to the water receiving tank 8 to be treated.
  • a drain pipe 47 is connected to the drain port 48.
  • the drain pipe 47 is connected to the sludge receiving tank 9.
  • a drain valve 49 is provided in the middle of the drain pipe 47. The drain valve 49 is closed under normal operating conditions and is opened to discharge sludge when sludge accumulates at the bottom of the stagnant portion 41B.
  • the amount of water to be treated by the water pipe 43 and the retention portion 41B are set so that the residence time of the water to be treated in the retention portion 41B of the sampling tank 41 is in the range of 1 to 30 minutes. It is preferable that the capacity and the amount of drainage from the drain port 44 are set. As a result, the flow of the water to be treated in the retention portion 41B is stabilized, and the aggregation state of the water to be treated can be accurately measured by the aggregation sensor 42. By setting the residence time to 1 minute or more, the flow of the water to be treated in the retention portion 41B can be made more stable.
  • the residence time is set to 30 minutes or less.
  • the replacement of the water to be treated in the retention portion 41B proceeds relatively quickly.
  • changes in the agglutination state of the water to be treated in the agglutination reaction tank 2 can be keenly grasped.
  • the responsiveness of the addition control of the coagulant in the coagulation treatment device 1 can be further improved.
  • the flow rate per unit length of the width of the overflow portion 46 of the sampling tank 41 (the length of the width of the overflow portion 46 is x (m), and the amount of drainage from the drain port 44 is V (m 3 / hr). It is preferable that V ⁇ x (m 2 / hr)) is 0.2 to 7.0 m 2 / hr.
  • the accumulation rate of flocs in the retention portion 41B can be relatively reduced, and the aggregated state of the water to be treated can be stably measured.
  • the amount of drainage from the drainage port 44 may be adjusted by adjusting the amount of water to be treated by the water pipe 43.
  • the coagulation sensor 42 is arranged in the retention portion 41B of the sampling tank 41. As shown in FIG. 2B, the aggregation sensor 42 is arranged below the position H3 of the water surface height planned in the sampling tank 41 and above the position H4 at a height of 1/2 of the water surface height. It is preferable to do so. In other words, the agglutination sensor 42 is arranged in the region R between the water surface height position H3 and the water surface height 1/2 height position H4, as shown in FIG. 2B.
  • the position H3 of the water surface height of the water to be treated is the position of the water surface height h1 of the water to be treated planned in the sampling tank 41 when the position H0 of the bottom portion 41b of the sampling tank 41 is used as a reference.
  • This position H3 corresponds to the position of the upper end 46a of the partition plate 46A constituting the overflow portion 46.
  • the upper end 46a of the partition plate 46A overflows. Therefore, the position H3 of the water surface height h1 of the water to be treated scheduled in the sampling tank 41 is determined by the position of the upper end 46a of the partition plate 46A.
  • the position H4 at a height of 1/2 of the water surface height is a position of a height h2 of 1/2 of the water surface height h1 when the position H0 of the bottom portion 41b of the sampling tank 41 is used as a reference.
  • the area R where the aggregation sensor 42 is installed is an area corresponding to the upper part of the retention portion 41B of the sampling tank 41.
  • the region R is a region where the concentration of flocs contained in the water to be treated is relatively low. That is, since the flocs having a relatively low settling speed are relatively coarse and have a low density, they overflow the partition plate 46A as scums and are discharged to the drainage channel 41A at an early stage. Therefore, in the region R where the aggregation sensor 42 is installed, there are few coarse flocs that hinder the measurement of the aggregation sensor 42. By arranging the agglomeration sensor 42 within such a range of the region R, the agglomeration state of the water to be treated can be appropriately measured.
  • the measurement result of the agglomeration state of the water to be treated measured by the agglomeration sensor 42 is sent to the control unit 6b of the aggregating agent adding device 6. Then, the measurement result sent to the control unit 6b is used for feedback control of the addition amount of the flocculant.
  • the aggregation sensor 42 is not particularly limited as long as it is a transmitted light type, but for example, the water to be treated is irradiated with laser light, and the scattered light by the particles contained in the water to be treated is received to receive the scattered light of the water to be treated.
  • a method for detecting turbidity is preferable.
  • an aggregation state measuring device equipped with an aggregation sensor 42 for example, the following aggregation monitoring device 100 is used.
  • FIG. 4 is a configuration diagram showing a schematic configuration of the aggregation monitoring device 100 used in the present embodiment.
  • FIG. 5 is an enlarged view showing the configuration of the laser light irradiation unit and the scattered light light receiving unit of the aggregation monitoring device 100 shown in FIG.
  • FIG. 6 is an enlarged view showing the configuration of the shielding member of the coagulation monitoring device 100 shown in FIG.
  • the coagulation monitoring device 100 includes a laser oscillator 101, a first optical fiber 102, a laser light irradiation unit 103, a scattered light light receiving unit 104, a second optical fiber 105, and photoelectric conversion.
  • a circuit 106, a detection circuit 107, and a minimum value detection circuit 108 are provided.
  • the laser light irradiation unit 103 and the scattered light light receiving unit 104 are charged into the water to be treated 121 in the sampling tank 41. As shown in FIG. 5, the laser light irradiation unit 103 and the scattered light light receiving unit 104 are arranged at the bottom of the shielding member 122.
  • the shielding member 122 shields the natural light from above from reaching the measurement region 123 between the laser light irradiation unit 103 and the scattered light receiving unit 104.
  • the shielding member 122 is a pentagonal columnar member having a bottom surface protruding downward and groove portions 124 formed on both protruding side surfaces.
  • the first optical fiber 102 and the second optical fiber 105 are fixed to the groove portion 124.
  • the laser beam irradiation unit 103, which is one end of the first optical fiber 102, and the scattered light light receiving unit 104, which is one end of the second optical fiber 105, are arranged symmetrically (line symmetry) in FIG. There is. Further, it is preferable that the optical axis of the laser beam irradiation unit 103 of the first optical fiber 102 and the optical axis of the scattered light light receiving unit 104 of the second optical fiber 105 intersect each other at 90 degrees.
  • the coagulation sensor 42 is composed of the laser light irradiation unit 103, the scattered light light receiving unit 104, and the shielding member 122.
  • the intensity of the laser beam oscillated from the laser oscillator 101 is modulated in order to distinguish it from natural light.
  • the intensity of the laser light oscillated from the laser oscillator 101 is preferably modulated to about 70 kHz to 150 kHz. Therefore, in the configuration of the present embodiment, the laser oscillator 101 is composed of a function generator 111 and a laser diode 112, and lasers a laser beam whose amplitude is modulated (AM) by an electric signal having a predetermined frequency generated from the function generator 111, for example, 95 kHz.
  • AM amplitude is modulated
  • the laser oscillator 101 is not limited to the one including the function generator 111 and the laser diode 112, and for example, a light emitting diode or the like can be used.
  • fine colloidal particles are present in the water to be treated 121.
  • the laser light irradiated from the laser light irradiation unit 103 to the microcolloidal particles in the treated water 121 is scattered and becomes scattered light, and the second optical fiber 105 from one end of the second optical fiber 105 which is the scattered light light receiving unit 104 is second. It is incident on the optical fiber 105.
  • the microcolloid measurement region 123 is an overlapping region of the region irradiated with the laser light emitted from the laser light irradiation unit 103 and the region where the scattered light light receiving unit 104 can receive the scattered light. There is.
  • the scattered light light receiving unit 104 receives scattered light scattered in the direction of 90 degrees (center line of the second optical fiber 105) from the measurement region 123.
  • the photoelectric conversion circuit 106 includes a photo detector 161, a bandpass filter 162, and an amplifier 163.
  • the photodetector 161 is connected to the other end of the second optical fiber 105 and converts the optical signal of the scattered light incident on the second optical fiber 105 into an electric signal.
  • the bandpass filter 162 extracts the signal of the modulation frequency component from the electric signal obtained by converting the optical signal by the photodetector 161 in order to distinguish it from natural light.
  • the amplifier 163 amplifies the signal of the modulation frequency component taken out by the bandpass filter 162, and outputs the signal to the detection circuit 107.
  • the photoelectric conversion circuit 106 is not limited to the above configuration as long as it converts an optical signal into an electric signal.
  • a photodiode may be used instead of the photodetector, or a low frequency filter may be used instead of the bandpass filter.
  • the signal of the modulation frequency component is AM-detected by the detection circuit 107 in order to measure the change in the scattered light intensity, and the signal after the detection is output to the minimum value detection circuit 108.
  • the signal output by the detection circuit 107 is subjected to signal processing equivalent to that of the signal passing through the low frequency filter. Therefore, by appropriately selecting the cutoff frequency of the bandpass filter 162, the detection circuit 107 detects it as a signal of the output waveform of the DC component from which the fluctuation of the cutoff frequency is removed, and outputs it to the minimum value detection circuit 108. can do.
  • the optical signal is subjected to AM detection to scatter fine colloidal particles.
  • the change in light intensity that accompanies this can be measured as the change in signal intensity.
  • the lowest value detection circuit 108 detects the lowest value signal strength from the DC signal input from the detection circuit 107.
  • the detection of the lowest value is to measure the constricted portion of the waveform, which will be described by the signal waveform output from the amplifier 163.
  • the portion other than the constricted portion indicates the time when the aggregated colloidal particles and the unaggregated microcolloid are present in the measurement region 123.
  • the constriction indicates when the agglomerated colloidal particles exit the measurement area. Therefore, by detecting the minimum value of the signal intensity by the minimum value detection circuit 108, it is possible to measure the scattered light intensity when only the fine colloidal particles (unaggregated colloidal particles) are present, that is, the number of fine colloidal particles. It becomes. And, the decrease of this minimum value indicates that the microcolloidal particles in the measurement region decrease. Also, an increase in the minimum value indicates an increase in microcolloidal particles.
  • the aggregation monitoring device 100 it is not necessary to separately provide a special measurement unit, and the aggregation sensor 42 including the laser light irradiation unit 103 attached to the shielding member 122 and the scattered light light receiving unit 104 is installed in the sampling tank 41. Scattered light can be measured. Therefore, the coagulation sensor 42 can have a simple device configuration. Further, since the coagulation monitoring device 100 has a simple device configuration, is lightweight, and can be miniaturized, for example, a device other than the coagulation sensor 42 can be incorporated into the control unit 6b of the coagulant adding device 6.
  • the water treatment method of this embodiment will be described.
  • the water to be treated to which the coagulant is added is introduced into the closed coagulation reaction tank 2.
  • the water to be treated derived from the agglutination reaction tank 2 is introduced into the solid-liquid separation tank 3.
  • the water treatment method of the present embodiment performs a water supply stage, a measurement stage, and a control stage.
  • the water supply step when the agglutination separation treatment is performed on the water to be treated, a part of the water to be treated in the agglutination reaction tank 2 is sent from the agglutination reaction tank 2 to the sampling tank 41.
  • the aggregation state of the water to be treated is measured by the aggregation sensor 42 while separating the flocs in the water to be treated in the sampling tank 41.
  • the amount of the flocculant added to the water to be treated is feedback-controlled based on the aggregated state of the water to be treated measured in the measurement step.
  • the water to be treated stored in the raw water tank 5 is sent to the agglutination reaction tank 2 via the flow path L1.
  • the coagulant is added by the coagulant adding device 6.
  • the flocculant for example, an inorganic flocculant is preferable, and an iron flocculant such as ferric chloride and polyiron sulfate, an aluminum flocculant such as aluminum sulfate, aluminum chloride and polyaluminum chloride can be used. These may be used alone or in combination of two or more. Further, the operation of adjusting the pH of the water to be treated may be performed before and after the addition of the flocculant.
  • the water to be treated to which the agglutinating agent is added is allowed to stay for a predetermined time.
  • the agglutination reaction of the pollutant substance proceeds in the agglutination reaction tank 2, and flocs are formed in the water to be treated.
  • the water to be treated derived from the agglutination reaction tank 2 is introduced into the solid-liquid separation tank 3 via the flow path L2. Then, in the solid-liquid separation tank 3, the flocs and the water to be treated are solid-liquid separated.
  • the solid-liquid separation method means such as a precipitation separation method, a pressurized flotation separation method, a centrifugal separation method, a sand filtration method, and a membrane separation method can be used.
  • the flocs separated by solid and liquid in the solid and liquid separation tank 3 are collected as sludge.
  • the recovered sludge is further dehydrated, incinerated, landfilled, or treated for energy reuse.
  • the water to be treated after the solid-liquid separation in the solid-liquid separation tank 3 is sent to the treatment tank 7 via the flow path L4.
  • the introduced water to be treated is temporarily stored.
  • the water to be treated stored in the treatment tank 7 is supplied to the next use point, supplied to other water treatment means, or discharged to a sewer or a public water area.
  • a part of the water to be treated in the agglutination reaction tank 2 is sent from the agglutination reaction tank 2 to the sampling tank 41 by the water pipe 43. It is preferable to continuously supply the water to be treated.
  • the water to be treated separated by the water pipe 43 is continuously supplied to the retention portion 41B of the sampling tank 41.
  • the stagnant portion 41B is gradually completely filled with the water to be treated, and finally exceeds the partition plate 46A and is discharged to the drainage channel 41A.
  • the flow rate per unit length of the width of the overflow portion 46 of the retention portion 41B (the length of the width of the overflow portion 46 is x (m). )
  • V ⁇ x (m 2 / hr)) it is preferable to set to 0.2 to 7.0 m 2 / hr when the amount of drainage from the drain port 44 is V (m 3 / hr).
  • the amount of water to be treated by the water pipe 43, the capacity of the retention portion 41B, and the amount of drainage from the drain port 44 are set so that the residence time of the water to be treated in the retention portion 41B is in the range of 1 to 30 minutes. do. As a result, the flow of the water to be treated in the retention portion 41B is stabilized, and the replacement of the water to be treated in the retention portion 41B proceeds relatively quickly.
  • the agglomeration state of the water to be treated staying in the dwelling portion 41B is measured by using the agglomeration sensor 42.
  • the installation position of the aggregation sensor 42 is in a region below the position H3 of the water surface height of the water to be treated planned in the sampling tank 41 and above the position H4 at a height of 1/2 of the water surface height. It is preferable to arrange it in a certain region R. In the region R, the concentration of flocs contained in the water to be treated is relatively low. That is, the flocs whose sedimentation speed is smaller than the water area load overflow the partition plate 46A as scum and are discharged to the drainage channel 41A at an early stage.
  • the measurement by the coagulation sensor 42 may be performed continuously or at predetermined intervals.
  • the measurement result by the coagulation sensor 42 is processed by the coagulation monitoring device 100 and sent to the control unit 6b of the coagulant adding device 6.
  • the control unit 6b as a control step, the amount of the agglutinating agent added is feedback-controlled based on the agglutination state of the water to be treated in the agglutination reaction tank 2. In this way, the measurement result of the aggregated state of the water to be treated measured by the sampling device 4 is used for feedback control of the addition amount of the flocculant.
  • the water to be treated that overflows the partition plate 46A flows out from the drainage channel 41A to the drainage pipe 45 through the drainage port 44.
  • the water to be treated is sent to the water receiving tank 8 to be treated by the drain pipe 45, and further returned to the raw water tank 5.
  • the flocs that did not overflow from the partition plate 46A are accumulated on the bottom of the stagnant portion 41B and become sludge. If sludge is excessively accumulated, the effective volume of the retention portion 41B is reduced and the residence time of the water to be treated is shortened. Therefore, the drain valve 49 is opened when a certain amount of sludge is accumulated. As a result, sludge is discharged from the retention portion 41B, and the effective volume of the retention portion 41B can be restored. The discharged sludge is sent to the sludge receiving tank 9 by the drain pipe 47.
  • the agglutination reaction is directed toward the sampling tank 41 installed outside the closed type agglutination reaction tank 2 via the water supply pipe 43.
  • the water to be treated is sent from the tank 2, and the agglutination state of the water to be treated is measured by the agglutination sensor 42 installed in the sampling tank 41.
  • This makes it possible to grasp the aggregated state of the water to be treated at the time when the residence time before the water to be treated is sent to the solid-liquid separation tank 3 is short.
  • the delay time for feedback control of the amount of the coagulant added to the water to be treated can be shortened, and the responsiveness of the coagulant addition control in the coagulation treatment device 1 can be improved.
  • the coagulation sensor 42 is below the planned position of the water surface height and above the position of 1/2 height of the water surface height. Is located in. This makes it possible to measure the agglomerated state of the supernatant of the water to be treated after the relatively coarse flocs that interfere with the measurement of the agglomerated state are discharged, and it becomes possible to appropriately grasp the agglomerated state. , The responsiveness of the addition control of the coagulant in the coagulation treatment device 1 can be further improved.
  • the drainage channel that communicates the sampling tank 41 with the drain port 44 by the partition plate 46A (overflow portion 46) provided in the sampling tank 41. It can be divided into 41A and a retention portion 41B. Then, the scum can be overflowed together with the water to be treated and discharged from the drain port 44 via the drainage channel 41A by the partition plate 46A that defines the water surface height, and the measurement accuracy of the aggregation sensor 42 can be improved. ..
  • the water to be treated near the water surface is mainly targeted for discharge, so that the flow of the water to be treated in the sampling tank 41 is relatively stabilized, thereby the aggregation sensor 42. It is possible to accurately measure the agglomerated state of the water to be treated, and it is possible to further improve the responsiveness of the addition control of the aggregating agent in the aggregating treatment apparatus 1.
  • the water pipe 43 is used so that the residence time of the water to be treated in the retention portion 41B of the sampling tank 41 is in the range of 1 to 30 minutes.
  • the amount of water sent, the capacity of the retention portion 41B, and the amount of drainage from the drain port 44 are set.
  • the flow of the water to be treated in the residence portion 41B can be more stabilized, and thereby the aggregation state of the water to be treated can be accurately measured by the aggregation sensor 42.
  • the responsiveness of the coagulant addition control in the coagulation treatment device 1 can be further improved.
  • the replacement of the water to be treated in the retention portion 41B proceeds relatively quickly, whereby the change in the aggregation state of the water to be treated in the agglutination reaction tank 2 can be grasped sharply. It is possible to further improve the responsiveness of the coagulant addition control in the coagulation treatment device 1.
  • the drain valve 49 is provided in the lower part of the retention portion 41B.
  • the flocs of the water to be treated that have settled in the retention portion 41B can be discharged by opening the drain valve 49. Therefore, there is no possibility that the stagnant portion 41B overflows with flocs, and the aggregated state of the water to be treated can be continuously measured.
  • the flow rate per unit length of the width of the overflow section 46 (the width length of the overflow section 46 is x (m), from the drain port 44). Since V ⁇ x (m 2 / hr)) is 0.2 to 7.0 m 2 / hr when the amount of drainage is V (m 3 / hr), most of the flocs in the water to be treated are scummed. As a result, the partition plate 46A can be overflowed together with the water to be treated and discharged to the drainage channel 41A. As a result, the accumulation rate of flocs in the retention portion 41B can be relatively reduced, and the aggregated state of the water to be treated can be stably measured.
  • the above-mentioned sampling device 4 is provided together with the closed-type agglutination reaction tank 2 and the solid-liquid separation tank 3, so that the agglutinant in the agglutination treatment device 1 can be used.
  • the responsiveness of the addition control can be improved.
  • the coagulant addition device 6 having the addition unit 6a and the control unit 6b is further provided. Then, the control unit 6b controls the amount of the coagulant added by the addition unit 6a based on the measurement result of the coagulation sensor 42 provided in the sampling device 4. This makes it possible to improve the responsiveness of the coagulant addition control in the coagulation treatment device 1.
  • the agglomeration separation treatment when the agglomeration separation treatment is performed on the water to be treated, a part of the water to be treated is sent from the agglomeration reaction tank 2 to the sampling tank 41, and the water to be treated is subjected to the agglomeration separation treatment.
  • the aggregation state of the water to be treated is measured by the aggregation sensor 42 while separating the flocs, and the amount of the flocculant added to the water to be treated is feedback-controlled based on the measured aggregation state of the water to be treated. It is possible to improve the responsiveness of the addition control of the flocculant.
  • the flow of the water to be treated in the retention portion 41B can be further increased. Can be stabilized. As a result, the aggregated state of the water to be treated can be accurately measured, and the responsiveness of the control of addition of the flocculant in the coagulation separation treatment can be further improved.
  • the replacement of the water to be treated in the retention portion 41B proceeds relatively early, whereby the change in the agglutination state of the water to be treated during the agglutination reaction can be grasped sharply, and the response of the addition control of the agglutinating agent in the agglutination separation treatment The sex can be further improved.
  • the flow rate per unit length of the width of the overflow portion 46 (the width length of the overflow portion 46 is x (m), and the amount of drainage from the drain port 44 is V. Since V ⁇ x (m 2 / hr)) when (m 3 / hr) is 0.2 to 7.0 m 2 / hr, most of the flocs in the water to be treated are used as scum and the retention portion. It can be discharged from 41B. As a result, the accumulation rate of flocs in the retention portion 41B can be relatively reduced, and the aggregated state of the water to be treated can be stably measured.
  • FIG. 7 shows an example of a closed type agglutination reaction tank.
  • the agglutination reaction tank 21 shown in FIG. 7 is formed by connecting a hollow straight pipe 21a made of a plurality of metals or resins and a U-shaped flange pipe 21b, and is composed of a long hollow pipe as a whole. There is. One end of the hollow pipe is the introduction portion 21c of the agglutination reaction tank 21, and the other end is the lead-out portion 21d. Further, a water pipe 43 is branched in the middle of the agglutination reaction tank 21, and a sampling tank 41 of the sampling device 4 is provided at the tip of the water pipe 43.
  • the water to be treated to which the agglutinating agent is added is introduced from the introduction unit 21c. Then, while the water to be treated moves in the agglutination reaction tank 21, the agglutination reaction proceeds. Then, the water to be treated, in which the agglutination reaction has progressed to some extent, is led out from the lead-out unit 21d and sent to the solid-liquid separation tank. Since the agglutination reaction tank 21 is composed of hollow pipes, the inside thereof is sealed with respect to the atmosphere.
  • a part of the water to be treated flowing through the agglutination reaction tank 21 is separated by the water pipe 43 and sent to the sampling tank 41, and the agglutination state is measured by the agglutination sensor installed in the sampling tank 41 to measure the agglutinating agent. It is used for feedback control of the amount of addition.
  • agglutination treatment apparatus provided with the above-mentioned agglutination reaction tank 21 and the water treatment method using the agglutination treatment apparatus, water using the agglutination treatment apparatus 1 and the agglutination treatment apparatus 1 shown in FIGS. 1 to 6 The same effect as the processing method can be obtained.
  • FIG. 8 shows a coagulation processing apparatus which is an example of the embodiment of the present invention.
  • the agglutination treatment device 201 shown in FIG. 8 includes a coagulation reaction tank 202, a solid-liquid separation tank 203, a sampling device 204, a coagulant addition device 206, and a treatment tank 207. Further, the coagulation treatment device 201 shown in FIG. 8 is provided with a pressurized water supply unit 60. The raw water tank, sludge receiving tank, and treated water receiving tank are not shown.
  • the agglutination reaction tank 202 and the solid-liquid separation tank 203 are arranged inside a substantially rectangular parallelepiped closed-type tank body 210. That is, by providing the partition wall 210a inside the tank body 210, the agglutination reaction tank 202 and the solid-liquid separation tank 203 are provided in the tank body 210. Further, the solid-liquid separation tank 203 is further divided into two by a partition wall 210b, one of which is a mixing chamber 214 and the other of which is a levitation separation chamber 215.
  • the agglutination reaction tank 202 is equipped with a stirring device including a stirring blade 212 and a motor 213. Further, the agglutination reaction tank 202 is provided with an agglutinating agent adding device 206 for adding an agglutinating agent.
  • the coagulant addition device 206 has the same configuration as the coagulant addition device 6 in the coagulation treatment device 1 shown in FIGS. 1 to 6. Further, the agglutination reaction tank 202 is configured so that the water to be treated is introduced from above the agglutination reaction tank 202.
  • partition wall 210a that partitions the agglutination reaction tank 202 and the solid-liquid separation tank 203 is provided with an opening 210c, and the agglutination reaction tank 202 and the solid-liquid separation tank 203 communicate with each other via the opening 210c. Has been done.
  • a water pipe 43 is connected to the agglutination reaction tank 202, and a sampling device 204 is provided at the tip of the water pipe 43.
  • the sampling device 204 in FIG. 8 has the same configuration as the sampling device 4 in the coagulation processing device 1 shown in FIGS. 1 to 6.
  • the solid-liquid separation tank 203 is divided into a mixing chamber 214 and a floating separation chamber 215 by a partition wall 210b.
  • the mixing chamber 214 and the levitation separation chamber 215 are communicated with each other above the partition wall 210b.
  • the mixing chamber 214 is arranged on the agglutination reaction tank 202 side, and communicates with the agglutination reaction tank 202 via the opening 210c.
  • the levitation separation chamber 215 is arranged at a position farther from the agglutination reaction tank 202 than the mixing chamber 214. That is, the mixing chamber 214 and the floating separation chamber 215 are provided in this order.
  • the pressurized water supply unit 60 is connected to the mixing chamber 214 via the introduction pipe 83 and the solenoid valve 84.
  • the pressurized water supply unit 60 can supply the pressurized water in which the gas is pressurized and dissolved to the mixing chamber 214.
  • the mixing chamber 214 is provided with a polymer solution supply unit 90.
  • the polymer lysate supply unit 90 can supply the polymer lysate to the mixing chamber 214.
  • the pressurized water supply unit 60 takes out water from the lower part of the levitation separation chamber 215 via the pipe 215a, and pressurizes and dissolves the outside air taken in by the pressurized water supply unit 60 with the water taken out from the levitation separation chamber 215 to obtain pressurized water. Pressurized water is supplied to the water pipe 83.
  • the levitation separation chamber 215 floats the flocs aggregated by the flocculant on the upper layer of the water to be treated, and separates the flocs and the water to be treated into solid and liquid.
  • a flow path L5 is provided between the floating separation chamber 215 and the processing tank 207.
  • the water to be treated after floating separation is sent to the treatment tank 207 via the flow path L5.
  • Water to be treated is introduced into the agglutination reaction tank 202, and the agglutinating agent is added by the agglutinating agent adding device 206. After that, the water to be treated stays in the agglutination reaction tank 202 for a predetermined time while being stirred by the stirring blade 212. As a result, the agglutination reaction proceeds. After that, the water to be treated is sent to the mixing chamber 214.
  • the polymer dissolution liquid is supplied from the polymer dissolution liquid supply unit 90 to the water to be treated introduced in the mixing chamber 214.
  • the pressurized water produced by the pressurized water supply unit 60 is supplied into the mixing chamber 214 via the introduction pipe 83 and the solenoid valve 84.
  • the pressurized water contains a gas that has been pressurized and dissolved, and when the pressurized water is supplied to the mixing chamber 214, the pressurized state is canceled and the dissolved gas becomes fine bubbles. In this way, fine bubbles are generated in the water to be treated in the mixing chamber 214. These bubbles adhere to the flocs and give the flocs buoyancy.
  • the water to be treated that has passed through the mixing chamber 214 is sent to the floating separation chamber 215, and the flocs are efficiently floated and separated.
  • the surfaced flocs are discharged by a scraper 230 such as a skimmer or a scraper.
  • the water to be treated separated by the water pipe 43 is continuously supplied to the sampling device 204.
  • the stagnant portion provided in the sampling device 204 is filled with water to be treated.
  • the agglomeration state of the water to be treated is measured by the agglomeration sensor.
  • the operation of the sampling device 204 is the same as the operation of the sampling device 4 described above.
  • the measurement result by the coagulation sensor is sent to the control unit of the coagulant addition device 206.
  • the control unit feedback-controls the addition amount of the agglutinating agent based on the agglutination state of the water to be treated in the agglutination reaction tank 202. In this way, the measurement result of the aggregated state of the water to be treated measured by the sampling device 204 is used for feedback control of the addition amount of the flocculant.
  • the solid-liquid separation tank 203 is provided with a mixing chamber 214 and a floating separation chamber 215, and a pressurized water supply unit that supplies pressurized water in which gas is pressurized and dissolved to the mixing chamber 214.
  • the floating separation type coagulation processing device 201 can be obtained. Since such a floating separation type coagulation treatment device 201 has a relatively long residence time of water to be treated, the responsiveness of control of addition of a coagulant is more significantly improved by providing the sampling device 204 according to the present invention. Can be made to.
  • the sampling device of this embodiment is not limited to the above-mentioned one.
  • a second example of the sampling device will be described with reference to FIGS. 9A to 9D.
  • FIGS. 9A to 9D the same components as those shown in FIGS. 1 to 8 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
  • the sampling device 304 of the second example includes a sampling tank 341, an agglutination sensor 42, and a water pipe 43.
  • the coagulation sensor 42 is installed in the sampling tank 341.
  • the water pipe 43 sends the water to be treated from the agglutination reaction tank 2 to the sampling tank 341.
  • the agglutination state of the water to be treated sent from the agglutination reaction tank 2 to the sampling tank 341 is measured by the agglutination sensor 42.
  • the details of the sampling device 304 of the second example will be described.
  • the sampling tank 341 is a tank in which the upper portion 341a is opened. Water to be treated is introduced into the sampling tank 341 from a water pipe 43 arranged above the sampling tank 341. As shown in FIGS. 9A to 9D, the shape of the sampling tank 341 is such that the opening area gradually narrows from the upper portion 341a to the lower portion 341b. Such a shape in which the opening area is gradually narrowed is realized by providing the sampling tank 341 with an inclined wall surface 341c. As a result, when the flocs in the water to be treated settle and accumulate in the bottom 341b of the sampling tank 341, the flocs are easily accumulated as sludge, and the flocs can be easily processed.
  • an overflow portion 346 is provided inside the sampling tank 341.
  • the overflow portion 346 is composed of an inclined wall surface 341c, a flat surface 341d, and a drainage port 344.
  • the flat surface 341d is connected to the upper end side of the inclined wall surface 341c.
  • the drainage port 344 is provided on a flat surface at 341d.
  • the flat surface 341d is located higher than the inclined wall surface 341c and lower than the upper portion 341a of the sampling tank 341.
  • a drain pipe 45 is connected to the drain port 344.
  • the water to be treated sent from the agglutination reaction tank 2 to the sampling tank 341 by the water pipe 43 is temporarily stored inside the sampling tank 341. Even if the sampling tank 341 is completely filled with the water to be treated, if the water to be treated continues to be supplied, the overflowing water to be treated exceeds the height of the flat surface 341d constituting the overflow portion 346 (to be treated). (Water overflows) and is drained from the drain port 344 to the drain pipe 45.
  • a drain port 348 is provided at the bottom 341b of the sampling tank 341.
  • a drain pipe 47 is connected to the drain port 348.
  • a drain valve 49 is provided in the middle of the drain pipe 47. The drain valve 49 is closed under normal operating conditions and is opened to drain sludge when sludge accumulates at the bottom of the sampling tank 341.
  • the drain pipe 47 is connected to the sludge receiving tank 9.
  • the amount of water to be treated by the water pipe 43, the capacity of the sampling tank 341, and the capacity of the sampling tank 341 are set so that the residence time of the water to be treated in the sampling tank 341 is in the range of 1 to 30 minutes. It is preferable that the amount of drainage from the drain port 344 is set. As a result, the flow of the water to be treated in the sampling tank 341 is stabilized, and the aggregation state of the water to be treated can be accurately measured by the aggregation sensor 42.
  • the reason for limiting the residence time is as described above.
  • the flow rate per unit length of the width of the retention portion 346 of the sampling tank 341 (the length of the width of the overflow portion 346 is x (m), and the amount of drainage from the drain port 344 is V (m 3 / hr).
  • the time V ⁇ x (m 2 / hr)) is preferably 0.2 to 7.0 m 2 / hr or more.
  • the reason for limiting the flow rate (V ⁇ x (m 2 / hr)) per unit length of the width of the stagnant portion 346 and the adjustment method are as described above.
  • the coagulation sensor 42 is arranged inside the sampling tank 341. As shown in FIG. 9B, the aggregation sensor 42 is arranged below the position H3 of the water surface height planned in the sampling tank 341 and above the position H4 at a height of 1/2 of the water surface height. It is preferable to do so. In other words, the agglutination sensor 42 is arranged in the region R between the water surface height position H3 and the water surface height 1/2 height position H4, as shown in FIG. 9B. The description of positions H3, H4, and region R is as described above.
  • the measurement result of the agglomeration state of the water to be treated measured by the agglomeration sensor 42 is sent to the control unit 6b of the aggregating agent adding device 6 and used for feedback control of the addition amount of the aggregating agent.
  • the sampling device 304 shown in FIGS. 9A to 9D has the same effect as the sampling device 4 shown in FIGS. 1 to 6. Further, the sampling device 304 shown in FIGS. 9A to 9D can be suitably used for the coagulation processing device shown in FIG. 7 or FIG.
  • the agglutination treatment apparatus shown in FIG. 1 is used to measure the partial agglutination state of the water to be treated separated from the agglutination reaction tank by a sampling apparatus, and the measurement result is used for feedback control as described below. Aggregation treatment was performed under experimental conditions.
  • Comparative Example 1 the water to be treated separated from the solid-liquid separation tank is supplied to the sampling device in a state where the water pipe of the sampling device shown in FIG. 1 is connected to the solid-liquid separation tank instead of the agglutination reaction tank.
  • the agglutination treatment was performed under the following experimental conditions while being used for feedback control.
  • Example 1 Target wastewater: Meat processing factory wastewater (before biological treatment) Solid-liquid separation: Dissolved flotation method Data collection period: 1 month Water turbidity to be treated: 100 (NTU) or less
  • Example 1 Displacement: 151,000 (m 3 / month)
  • Example 1 the average addition rate of the coagulant was 1,950 (mg / L), which was significantly higher than the average addition rate of the coagulant of 2,800 (mg / L) in Comparative Example 1. Decreased to. In Example 1, the agglutination state of the water to be treated separated from the agglutination reaction tank was measured, and the result was feedback-controlled. Therefore, the delay time of the feedback control was shorter than that of Comparative Example 1, and the agglutination was appropriate. It is probable that the amount of the agent added could be controlled.
  • a sampling device a coagulation treatment device, and a water treatment method for a coagulation treatment device, which can improve the responsiveness of control of addition of a coagulant in the coagulation treatment device.
  • Overflow section 46A ... Partition plate (overflow section), 46a ... Upper end of partition plate, 341c ... Inclined wall surface (overflow part), 341d ... Flat surface (overflow part), 47 ... Drain pipe, 48, 348 ... Drain port, 49 ... Drain valve, 60 ... Pressurized water supply part, 214 ... Mixing chamber, 215 ... Floating separation chamber, h1 ... Water surface height, h2 ... Water surface height 1/2 height, H0 ... Reference position, H3 ... Water surface height position, H4 ... Water surface height 1/2 height The position of the water pipe.

Abstract

凝集処理装置（１）用のサンプリング装置は、凝集剤が添加された被処理水が導入される密閉型の凝集反応槽と、凝集反応槽から導出された被処理水が導入される固液分離槽とが少なくとも備えられる凝集処理装置用のサンプリング装置であって、サンプリング槽と、サンプリング槽の内部に設置された凝集センサと、凝集処理装置の凝集反応槽からサンプリング槽に凝集反応槽内の一部の被処理水を送る送水管（４３）と、を備える。

Description

凝集処理装置用のサンプリング装置、凝集処理装置及び水処理方法
　本発明は、凝集処理装置用のサンプリング装置、凝集処理装置及び水処理方法に関する。
　本願は、２０２０年８月１２日に、日本に出願された特願２０２０－１３６２５３号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
　上水、工業用水、下水、排水等の浄化処理（水質改善処理）は、例えば被処理水に凝集剤を投入することで、該被処理水中の懸濁物質を凝集処理する。次に、凝集した懸濁物質からなるフロックを被処理水から固液分離する。固液分離の手法としては、沈殿分離、加圧浮上分離、遠心分離、砂ろ過、膜分離等の手法が挙げられる。
　例えば、特許文献１の図２には、凝集処理装置の一例として、凝集槽、混合室及び浮上分離室がこの順に設置されるとともに、加圧水製造装置が設置された凝集加圧浮上装置が記載されている。加圧水製造装置は、混合室に加圧水を注入する。特許文献１においては、凝集槽、混合室及び浮上分離室は、カバーによって大気から隔離されている。また、加圧水製造装置は、ガスが水に加圧溶解された加圧水を製造し、加圧水を混合室に注入可能とされている。特許文献１に記載の凝集加圧浮上装置では、混合室内を流れる凝集剤添加済みの被処理水に、加圧水製造装置によって、ガスが加圧溶解された加圧水を注入する。加圧水に溶解していたガスは、被処理水中のフロックに付着する。これによりフロックには浮力が与えられる。フロックは、浮上分離室の被処理水の液面付近に浮上する。これにより、フロックが効率よく浮上分離される。
　しかし、特許文献１に記載の凝集加圧浮上装置は、凝集槽から固液分離槽に至るまでの被処理水の滞留時間が、１時間以上となっている。このため、例えば、浮上分離室において被処理水の濁度を測定し、その濁度の測定結果に基づき、凝集剤の添加量をフィードバック制御しようとすると、遅れ時間が１時間近くになる。このため、特許文献１に記載の凝集加圧浮上装置は、応答性の良い自動制御ができない場合があった。
　このような応答性の問題は、特許文献１の凝集加圧浮上装置に限らず、従来の凝集処理装置にも内在する問題である。
　また、例えば、特許文献２には、簡易な装置構成により、被処理水中の凝集状態を迅速かつ適切に把握できる凝集モニタリング装置が記載されている。しかし、このような凝集モニタリング装置を、特許文献１に記載の凝集加圧浮上装置における凝集状態の把握や、従来の凝集処理装置における凝集状態の把握に用いたとしても、遅れ時間の影響を解消するまでには至らず、応答性の良い自動制御の実現は難しい。
　また、特許文献１における遅れ時間の影響を極力排除するために、特許文献２に記載の凝集モニタリング装置を、例えば、特許文献１の図２の浮上分離室の凝集槽により近い側に設置することが考えられる。しかし、特許文献２の凝集モニタリング装置は、測定原理の関係で、被処理水の凝集状態がある程度進んだ状態でないと適切に測定できないという制約がある。また、凝集槽により近い流路を流れる被処理水は、凝集反応が完全に進んでおらず、フロックの形成が不十分になっている。そのため、特許文献２の凝集モニタリング装置を、特許文献１の凝集槽の近くに配置して遅れ時間の解消を図ったとしても、凝集剤の添加量を適切に制御できないおそれがある。
　更に、特許文献１の図２では、凝集槽にカバーを取り付けることで、凝集槽を密閉型としている。また、従来、配管等を利用した密閉型の凝集槽を設置する場合がある。このような密閉型の凝集槽には、凝集モニタリング装置の設置スペースを設けることが困難であった。
特開２００９－１１９３３８号公報 特許第４６０５３２７号公報
　本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、凝集処理装置における凝集剤の添加制御の応答性を向上することが可能な、凝集処理装置用のサンプリング装置、凝集処理装置及び水処理方法を提供することを課題とする。
［１］　凝集剤が添加された被処理水が導入される密閉型の凝集反応槽と、前記凝集反応槽から導出された前記被処理水が導入される固液分離槽とが少なくとも備えられる凝集処理装置用のサンプリング装置であって、
　サンプリング槽と、
　前記サンプリング槽の内部に設置された凝集センサと、
　前記凝集処理装置の前記凝集反応槽から前記サンプリング槽に前記凝集反応槽内の一部の前記被処理水を送る送水管と、
を備える、凝集処理装置用のサンプリング装置。
［２］　前記凝集センサは、前記サンプリング槽において予定される前記被処理水の水面高さの位置より下方、かつ前記水面高さの１／２高さの位置よりも上方に配置されている、［１］に記載の凝集処理装置用のサンプリング装置。
［３］　前記サンプリング槽の内部に、前記水面高さを決める越流部が備えられ、
　前記サンプリング槽内に滞留する被処理水が前記越流部をオーバーフローして前記サンプリング槽の外部に排出されるように構成されている、［２］に記載の凝集処理装置用のサンプリング装置。
［４］　前記サンプリング槽内における前記被処理水の滞留時間が、１～３０分間の範囲になるように、前記送水管による送水量、前記サンプリング槽の容量及び前記サンプリング槽からの前記被処理水の排水量が設定されている、［３］に記載の凝集処理装置用のサンプリング装置。
［５］　前記サンプリング槽の下部に、ドレイン弁が備えられている、［３］に記載の凝集処理装置用のサンプリング装置。
［６］　凝集剤が添加された被処理水が導入される密閉型の凝集反応槽と、
　前記凝集反応槽から導出された前記被処理水が導入される固液分離槽と、
　［１］乃至［５］の何れか一項に記載のサンプリング装置と、
　を備える凝集処理装置。
［７］　前記被処理水に前記凝集剤を添加する凝集剤添加装置が更に備えられ、
　前記凝集剤添加装置には、前記凝集剤を前記被処理水に添加する添加部と、前記サンプリング装置に備えられた凝集センサの測定結果に基づき前記添加部による前記凝集剤の添加量を制御する制御部と、が備えられている、［６］に記載の凝集処理装置。
［８］　前記固液分離槽には、混合室と、浮上分離室とが、前記被処理水の流れる方向に沿ってこの順に設けられ、
　更に、ガスが加圧溶解された加圧水を前記混合室に供給する加圧水供給部が備えられている、［６］に記載の凝集処理装置。
［９］　凝集剤が添加された被処理水を密閉型の凝集反応槽に導入し、次いで、前記凝集反応槽から導出された前記被処理水を固液分離槽に導入することにより、前記被処理水に対して凝集分離処理を行う際に、
　前記凝集反応槽からサンプリング槽に向けて、前記凝集反応槽内の一部の被処理水を送る段階と、
　前記サンプリング槽内において、前記被処理水中のフロックを分離しつつ、凝集センサによって前記被処理水の凝集状態を測定する測定段階と、
　前記測定段階において測定した被処理水の凝集状態に基づき、前記被処理水への凝集剤の添加量をフィードバック制御する制御段階と、
を備える、水処理方法。
［１０］　前記サンプリング槽には、水面高さを決める越流部が備えられており、
　前記サンプリング槽は、内部に滞留する被処理水が前記越流部をオーバーフローして外部に排出されるように構成されており、
　前記測定段階における前記サンプリング槽内の前記被処理水の滞留時間を、１～３０分間の範囲に調整する、［９］に記載の水処理方法。
　本発明によれば、凝集処理装置における凝集剤の添加制御の応答性を向上することが可能な、凝集処理装置用のサンプリング装置、凝集処理装置及び水処理方法を提供できる。
図１は、本発明の実施形態である凝集処理装置を説明するブロック図である。 図２Ａは、本発明の実施形態である第１の例のサンプリング装置を示す側面模式図である。 図２Ｂは、本発明の実施形態である第１の例のサンプリング装置を示す正面模式図である。 図２Ｃは、本発明の実施形態である第１の例のサンプリング装置を示す平面模式図である。 図３Ａは、本発明の実施形態である第１の例のサンプリング装置を示す斜視模式図である。 図３Ｂは、本発明の実施形態である第１の例のサンプリング装置を示す分解斜視図である。 図４は、凝集モニタリング装置を示すブロック図である。 図５は、サンプリング装置に備えられた凝集センサを示す正面図である。 図６は、凝集センサに備えられた遮蔽部材を示す斜視図である。 図７は、本発明の実施形態である凝集処理装置に備えられた凝集反応槽の一例を示す模式図である。 図８は、本発明の実施形態である凝集処理装置の一例を示す模式図である。 図９Ａは、本発明の実施形態である第２の例のサンプリング装置を示す側面模式図である。 図９Ｂは、本発明の実施形態である第２の例のサンプリング装置を示す正面模式図である。 図９Ｃは、本発明の実施形態である第２の例のサンプリング装置を示す平面模式図である。 図９Ｄは、本発明の実施形態である第２の例のサンプリング装置を示す斜視模式図である。
　以下、本発明の実施形態である凝集処理装置用のサンプリング装置、凝集処理装置及び水処理方法について、図面を参照して説明する。
　図１は、本発明の実施形態である凝集処理装置を説明するブロック図である。図１に示す凝集処理装置１は、凝集反応槽２と、固液分離槽３と、サンプリング装置４とを備えている。また、凝集処理装置１には、原水槽５、凝集剤添加装置６、処理槽７、被処理水受槽８及びスラッジ受槽９が備えられている。また、サンプリング装置４には、送水管４３、排水管４５及びドレイン管４７が備えられている。以下、凝集処理装置１の詳細を説明する。
　原水槽５は、被処理水を収容する。被処理水としては、水道水、井戸水、工業用水、各種の排水等が挙げられる。
　凝集剤添加装置６は、被処理水に凝集剤を添加する装置である。凝集剤添加装置６は、添加部６ａと制御部６ｂとが備えられている。添加部６ａは、被処理水に凝集剤を添加する。制御部６ｂは、後述する凝集センサによって測定された被処理水の凝集状態に基づき、添加部６ａによる凝集剤の添加量を制御する。凝集剤添加装置６による凝集剤の添加位置は、図１に示すように、原水槽５と凝集反応槽２とを接続する流路Ｌ１としてもよく、凝集反応槽２としてもよい。
　凝集反応槽２には、流路Ｌ１によって、原水槽５から導出された被処理水が導入される。凝集反応槽２は、凝集剤が添加された被処理水を所定時間に渡り滞留させることで、凝集反応を進めさせる。凝集反応が進むことで、被処理水にはフロックが形成され始める。
凝集反応槽２には、凝集反応を促進させるために、図示略の撹拌装置が備えられていてもよい。また、本実施形態の凝集反応槽２は、密閉型とする。凝集反応槽２を密閉型とすることで、凝集反応槽２から発生する臭気の拡散を防止可能となり、また、凝集反応槽２自体を小型化して設置スペースを小さくさせることが可能になる。
　固液分離槽３には、流路Ｌ２によって、凝集反応槽２から導出された被処理水が導入される。凝集反応槽２から導出された被処理水はフロックが形成されている。固液分離槽３は、フロックと被処理水を固液分離する。固液分離の具体的手段としては、沈殿分離、加圧浮上分離、遠心分離、砂ろ過、膜分離等の手段を用いることが可能である。
　サンプリング装置４は、送水管４３によって、凝集反応槽２に接続されている。サンプリング装置４には、送水管４３によって、凝集反応槽２内の一部の被処理水が導入される。そして、サンプリング装置４において被処理水の凝集状態が測定される。サンプリング装置４による凝集状態の測定結果は、凝集剤添加装置６に送られる。凝集剤添加装置６では、凝集反応槽２内の被処理水の凝集状態に基づき、凝集剤の添加量をフィードバック制御する。すなわち、サンプリング装置４は、凝集剤の添加量のフィードバック制御の入力値を提供するものである。
　サンプリング装置４には、排水管４５及びドレイン管４７が備えられている。排水管４５は、被処理水受槽８に接続されている。ドレイン管４７は、スラッジ受槽９に接続されている。排水管４５は、サンプリング装置４から排出される被処理水を被処理水受槽８に送る流路である。また、ドレイン管４７は、サンプリング装置４において被処理水から沈降分離されたフロックをスラッジとしてスラッジ受槽９に送る流路である。サンプリング装置４のより詳細な説明は後述する。
　被処理水受槽８は、サンプリング装置４から排出された被処理水を一時的に貯留する槽である。被処理水受槽８は、流路Ｌ３によって原水槽５に接続されている。被処理水受槽８に貯留された被処理水は、流路Ｌ３を介して原水槽５に返送されるようになっている。
　スラッジ受槽９は、サンプリング装置４から排出されたスラッジを一時的に貯留する槽である。スラッジ受槽９に一定量のスラッジが蓄積された時点で、スラッジ受槽９からスラッジが回収される。回収されたスラッジは、脱水処理、焼却処理、埋立て処理、あるいはエネルギーの再利用のための処理がなされる。
　処理槽７には、流路Ｌ４によって、固液分離槽３から導出された被処理水が導入される。処理槽７は、導入された被処理水を一時的に貯留する。処理槽７に貯留された被処理水は、次のユースポイントに供給されたり、他の水処理手段に供給されたり、下水道または公共水域に放流されたりする。
　次に、本実施形態の第１の例のサンプリング装置４について図２Ａ～図３Ｂを参照して説明する。
　図２Ａ～図３Ｂに示すように、第１の例のサンプリング装置４は、サンプリング槽４１と、サンプリング槽４１内に設置された凝集センサ４２と、凝集反応槽２からサンプリング槽４１に被処理水を送る送水管４３とから構成されている。このサンプリング装置４では、凝集反応槽２からサンプリング槽４１に送られた被処理水の凝集状態が、凝集センサ４２によって測定される。以下、サンプリング装置４の詳細を説明する。
　サンプリング槽４１は、上部４１ａが開口された槽である。サンプリング槽４１には、その上方に配置された送水管４３から被処理水が導入されるようになっている。サンプリング槽４１の形状は、図２Ａ～図３Ｂに示すように、上部４１ａから底部４１ｂに向けて、開口面積が徐々に狭まる形状とされている。このような開口面積が徐々に狭まる形状は、サンプリング槽４１に傾斜壁面４１ｃが設けられることによって実現される。これにより、被処理水中のフロックが沈降してサンプリング槽４１の底部４１ｂに溜まった際に、フロックがスラッジとして集積されやすくなり、フロックの処理が容易に行える。
　サンプリング槽４１の内部には、越流部４６が備えられている。図２Ａ～図２Ｃに示す越流部４６は、サンプリング槽４１の内部に設置された仕切り板４６Ａによって構成されている。仕切り板４６Ａは、上端４６ａがサンプリング槽４１の上部４１ａ側に位置している。また、仕切り板４６Ａの上端４６ａは、サンプリング槽４１の上部４１ａよりも低い位置にある。更に、下端４６ｂがサンプリング槽４１の底部４１ｂに接合されている。更に、仕切り板４６Ａの幅方向両端４６ｃは、サンプリング槽４１の側面に接合されている。このような構成により、サンプリング槽４１は、仕切り板４６Ａによって排水路４１Ａと滞留部４１Ｂとに区画されている。排水路４１Ａは、サンプリング槽４１の傾斜壁面４１ｃに沿って、サンプリング槽４１の上部４１ａから底部４１ｂに向けて延在している。また、滞留部４１Ｂの上方には、送水管４３が配置されている。
　送水管４３が滞留部４１Ｂの上方に配置されているため、凝集反応槽２から送水管４３によって送られた被処理水は、滞留部４１Ｂに一旦貯留される。滞留部４１Ｂが被処理水によって完全に満たされてもなお、被処理水が供給され続けると、溢れた被処理水が、サンプリング槽４１の上部４１ａより低い位置にある仕切り板４６Ａの上端４６ａを超えて（被処理水がオーバーフローして）、排水路４１Ａに流される。
　サンプリング槽４１の底部４１ｂには、排水口４４とドレイン口４８が設けられている。排水口４４及びドレイン口４８は仕切り板４６Ａによって遮断されている。これにより、排水口４４はサンプリング槽４１の排水路４１Ａに連通し、また、ドレイン口４８はサンプリング槽４１の滞留部４１Ｂに連通するように構成される。
　排水口４４には排水管４５が接続されている。排水管４５は被処理水受槽８に接続されている。また、ドレイン口４８にはドレイン管４７が接続されている。ドレイン管４７はスラッジ受槽９に接続されている。ドレイン管４７の途中にはドレイン弁４９が備えられている。ドレイン弁４９は通常の操業状態では閉じられており、滞留部４１Ｂの底部にスラッジが溜まった場合にスラッジを排出するために開かれる。
　本実施形態のサンプリング装置４は、サンプリング槽４１の滞留部４１Ｂ内における被処理水の滞留時間が１～３０分間の範囲になるように、送水管４３による被処理水の送水量、滞留部４１Ｂの容量及び排水口４４からの排水量が設定されることが好ましい。これにより、滞留部４１Ｂ内での被処理水の流れが安定化され、凝集センサ４２による被処理水の凝集状態の測定が精度よく行えるようになる。滞留時間を１分間以上にすることで、滞留部４１Ｂ内の被処理水の流れがより安定にすることができる。また、滞留時間を３０分以内にすることで、滞留部４１Ｂにおける被処理水の入れ換えが比較的早めに進む。これにより、凝集反応槽２内の被処理水の凝集状態の変化を鋭敏に把握できる。そして、凝集処理装置１における凝集剤の添加制御の応答性をより向上できる。
　また、サンプリング槽４１の越流部４６の幅の単位長さあたりの流量（越流部４６の幅の長さをｘ（ｍ）、排水口４４からの排水量をＶ（ｍ３／ｈｒ）とした時のＶ÷ｘ（ｍ２／ｈｒ））は、０．２～７．０ｍ２／ｈｒとすることが好ましい。これにより、被処理水中の大部分のフロックを、スカムとして、被処理水とともに仕切り板４６Ａ（越流部４６）をオーバーフローさせて排水路４１Ａに排出させることができる。これにより、相対的に滞留部４１Ｂにおけるフロックの蓄積速度を低減し、被処理水の凝集状態の測定を安定して行うことができる。なお、排水口４４からの排水量は、送水管４３による被処理水の供給量を調整することによって調整すればよい。
　次に、凝集センサ４２について説明する。凝集センサ４２は、サンプリング槽４１の滞留部４１Ｂに配置されている。図２Ｂに示すように、凝集センサ４２は、サンプリング槽４１において予定される被処理水の水面高さの位置Ｈ３より下方、かつ水面高さの１／２高さの位置Ｈ４よりも上方に配置することが好ましい。言い換えると、凝集センサ４２は、図２Ｂに示すように、水面高さの位置Ｈ３と、水面高さの１／２高さの位置Ｈ４との間の領域Ｒ内に配置される。
　被処理水の水面高さの位置Ｈ３とは、サンプリング槽４１の底部４１ｂの位置Ｈ０を基準とした場合に、サンプリング槽４１において予定される被処理水の水面高さｈ１の位置である。この位置Ｈ３は、越流部４６を構成する仕切り板４６Ａの上端４６ａの位置に相当する。被処理水が滞留部４１Ｂに供給され続けると、仕切り板４６Ａの上端４６ａをオーバーフローする。従って、サンプリング槽４１において予定される被処理水の水面高さｈ１の位置Ｈ３は、仕切り板４６Ａの上端４６ａの位置によって決まる。
　また、水面高さの１／２高さの位置Ｈ４とは、サンプリング槽４１の底部４１ｂの位置Ｈ０を基準とした場合の、水面高さｈ１の１／２の高さｈ２の位置である。
　凝集センサ４２が設置される領域Ｒは、サンプリング槽４１の滞留部４１Ｂの上部に相当する領域である。領域Ｒは、被処理水中に含まれるフロックの濃度が比較的低い領域になる。すなわち、沈降速度が比較的小さいフロックは、比較的粗大で密度も低いため、早い段階で、スカムとして、仕切り板４６Ａをオーバーフローして排水路４１Ａに排出される。このため、凝集センサ４２が設置される領域Ｒには、凝集センサ４２の測定を阻害するような粗大なフロックは少なくなる。凝集センサ４２をこのような領域Ｒの範囲内に配置することで、被処理水の凝集状態を適切に測定できるようになる。
　凝集センサ４２によって測定された被処理水の凝集状態の測定結果は、凝集剤添加装置６の制御部６ｂに送られる。そして、制御部６ｂに送られた測定結果は、凝集剤の添加量のフィードバック制御に利用される。
　凝集センサ４２としては、透過光式のものであれば特に限定されないが、例えば、被処理水にレーザ光を照射し、被処理水に含まれる粒子による散乱光を受光して、被処理水の濁度を検出する方式のものが好ましい。
　凝集センサ４２を備えた凝集状態の測定装置として、例えば、下記のような凝集モニタリング装置１００が用いられる。
　図４には、本実施形態で用いられる凝集モニタリング装置１００の概略構成を示す構成図である。また、図５は、図４に示す凝集モニタリング装置１００のレーザ光照射部と散乱光受光部の構成を示す拡大図である。図６は、図４に示す凝集モニタリング装置１００の遮蔽部材の構成を示す拡大図である。
　図４に示すように、凝集モニタリング装置１００は、レーザ発振器１０１と、第１の光ファイバ１０２と、レーザ光照射部１０３と、散乱光受光部１０４と、第２の光ファイバ１０５と、光電変換回路１０６と、検波回路１０７と、最低値検出回路１０８と、を備える。
　サンプリング槽４１内の被処理水１２１中に、レーザ光照射部１０３と散乱光受光部１０４とが投入されている。図５に示すように、レーザ光照射部１０３と散乱光受光部１０４は、遮蔽部材１２２の底部に配設されている。遮蔽部材１２２は、上方からの自然光がレーザ光照射部１０３と散乱光受光部１０４間の測定領域１２３に到るのを遮蔽している。
　遮蔽部材１２２は、図６に示すように、底面が下方に突出し、突出した両側面に溝部１２４が形成された五角柱状の部材である。溝部１２４には、第１の光ファイバ１０２と第２の光ファイバ１０５とが固定されている。第１の光ファイバ１０２の一端であるレーザ光照射部１０３と、第２の光ファイバ１０５の一端である散乱光受光部１０４とが、図５中、左右対称（線対称）に配設されている。さらに、第１の光ファイバ１０２のレーザ光照射部１０３の光軸と、第２の光ファイバ１０５の散乱光受光部１０４の光軸は、互いに９０度で交差していることが好ましい。
　これら、レーザ光照射部１０３、散乱光受光部１０４及び遮蔽部材１２２によって、凝集センサ４２が構成されている。
　一般にレーザ発振器１０１から発振されるレーザ光の強度は、自然光と区別するために変調することが好ましい。光電変換回路１０６で受光した散乱光強度を元の電気信号に戻すためには、レーザ発振器１０１から発振されるレーザ光の強度は、７０ｋＨｚ～１５０ｋＨｚ程度の変調が好ましい。そこで、本実施形態の構成において、レーザ発振器１０１はファンクションゼネレータ１１１とレーザダイオード１１２とからなり、ファンクションゼネレータ１１１から発生する所定周波数、例えば、９５ｋＨｚの電気信号で振幅変調（ＡＭ）したレーザ光をレーザダイオード１１２から第１の光ファイバ１０２の一端に出射している。このレーザ光は第１の光ファイバ１０２を介してレーザ光照射部１０３となっている光ファイバ１０２の他の一端から被処理水中に出射している。なお、レーザ発振器１０１は、ファンクションゼネレータ１１１とレーザダイオード１１２とからなるものに限定されず、例えば、発光ダイオード等を用いることも可能である。
　被処理水１２１中には、フロックの他に、微小コロイド粒子（未凝集のコロイド粒子）が存在している。レーザ光照射部１０３から処理水１２１中の微小コロイド粒子に照射されたレーザ光は、散乱して散乱光となり、散乱光受光部１０４となっている第２の光ファイバ１０５の一端から第２の光ファイバ１０５に入射している。本実施形態において、微小コロイドの測定領域１２３は、レーザ光照射部１０３から出射されるレーザ光が照射する領域と、散乱光受光部１０４が散乱光を受光できる領域との重なり合った領域となっている。散乱光受光部１０４は、測定領域１２３から９０度（第２の光ファイバ１０５の中心線）方向に散乱した散乱光を受光している。
　光電変換回路１０６は、フォトデテクター１６１、バンドパスフィルタ１６２および増幅器１６３とからなる。
　フォトデテクター１６１は、第２の光ファイバ１０５の他の一端に接続され、第２の光ファイバ１０５に入射した散乱光の光信号を電気信号に変換する。
　バンドパスフィルタ１６２は、自然光と区別するために、フォトデテクター１６１で光信号を変換した電気信号から変調周波数成分の信号を取り出す。
　増幅器１６３は、バンドパスフィルタ１６２で取り出した変調周波数成分の信号を増幅して、検波回路１０７に出力する。
　なお、光電変換回路１０６は、光信号を電気信号に変換するものであれば上記構成のものに限定されない。光電変換回路１０６としては、例えば、フォトデテクターの代わりにフォトダイオードを用いてもよいし、バンドパスフィルタの代わりに低域フィルタを用いてもよい。
　変調周波数成分の信号は、散乱光強度の変化を測定するために、検波回路１０７にてＡＭ検波を行い、その検波後の信号を最低値検出回路１０８に出力する。なお、検波回路１０７によって出力された信号は、低域フィルタを通過する信号と同等の信号処理が施される。従って、バンドパスフィルタ１６２のカットオフ周波数を適当に選択することによって、検波回路１０７は、このカットオフ周波数の変動を取り除いた直流分の出力波形の信号として検出し、最低値検出回路１０８に出力することができる。このように、フォトデテクター１６１で検出された光信号のうち、バンドパスフィルタ１６２で変調周波数成分を取り出し、増幅器１６３で増幅した後の光信号は、ＡＭ検波を行うことで、微小コロイド粒子の散乱に伴う光強度の変化を信号強度の変化として測定できる。
　最低値検出回路１０８は、検波回路１０７から入力する直流分の信号から最低値の信号強度を検出している。この最低値の検出とは、増幅器１６３から出力される信号波形で説明すると、波形のくびれ部分を測定することである。くびれ部分以外の部分は、凝集されたコロイド粒子および未凝集の微小コロイドが測定領域１２３に存在している時を示す。くびれ部分は、凝集されたコロイド粒子が、測定領域から出ていった時を示す。従って、最低値検出回路１０８が信号強度の最低値を検出することにより、微小コロイド粒子（未凝集のコロイド粒子）のみが存在する時の散乱光強度、すなわち微小コロイド粒子数を測定することが可能となる。そして、この最低値の減少は、測定領域での微小コロイド粒子が減少することを示す。また、最低値の増大は、微小コロイド粒子が増大することを示す。
　また、凝集モニタリング装置１００では、特別な測定部を別途設ける必要がなく、遮蔽部材１２２に取り付けたレーザ光照射部１０３と散乱光受光部１０４よりなる凝集センサ４２を、サンプリング槽４１に設置して散乱光を測定することができる。そのため、凝集センサ４２は、簡易な装置構成とすることができる。さらに、凝集モニタリング装置１００は、装置構成が簡易で軽量、小型化が図られるため、例えば、凝集センサ４２以外の装置を、凝集剤添加装置６の制御部６ｂに組み込むこともできる。
　次に、本実施形態の水処理方法について説明する。
　本実施形態の水処理方法は、凝集剤が添加された被処理水を、密閉型の凝集反応槽２に導入する。次いで、凝集反応槽２から導出された被処理水を、固液分離槽３に導入する。この際に、本実施形態の水処理方法は、送水段階と、測定段階と、制御段階と、を行う。送水段階は、被処理水に対して凝集分離処理を行う際に、凝集反応槽２からサンプリング槽４１に向けて、凝集反応槽２内の一部の被処理水を送る。測定段階は、サンプリング槽４１内において、被処理水中のフロックを分離しつつ、凝集センサ４２によって被処理水の凝集状態を測定する。制御段階は、測定段階において測定した被処理水の凝集状態に基づき、被処理水への凝集剤の添加量をフィードバック制御する。以下、図面を参照しつつ、水処理方法を説明する。
　まず、図１を参照しつつ、図１に示す凝集処理装置１を利用した、被処理水の凝集分離処理方法を説明する。
　原水槽５に貯留された被処理水を、流路Ｌ１を介して凝集反応槽２に送る。被処理水が流路Ｌ１を通過する際に、凝集剤添加装置６によって凝集剤を添加する。凝集剤は、例えば、無機系凝集剤がよく、塩化第二鉄、ポリ硫酸鉄などの鉄系凝集剤、硫酸アルミニウム、塩化アルミニウム、ポリ塩化アルミニウムなどのアルミニウム系凝集剤などを用いることができる。これらは１種を単独で用いても良く、２種以上を併用しても良い。また、凝集剤の添加の前後において、被処理水のｐＨを調整する操作を行ってもよい。
　次に、凝集反応槽２において、凝集剤が添加された被処理水を所定時間滞留させる。これにより、凝集反応槽２内において汚濁物質の凝集反応が進み、被処理水中にフロックが形成される。
　次に、凝集反応槽２から導出された被処理水を、流路Ｌ２を介して固液分離槽３に導入する。そして、固液分離槽３において、フロックと被処理水とを固液分離する。固液分離方法の具体例としては、沈殿分離法、加圧浮上分離法、遠心分離法、砂ろ過法、膜分離法等の手段を用いることができる。固液分離槽３において固液分離されたフロックは、スラッジとして回収される。回収されたスラッジは、更に、脱水処理、焼却処理、埋立て処理、あるいはエネルギーの再利用のための処理がなされる。
　固液分離槽３において固液分離された後の被処理水は、流路Ｌ４を介して処理槽７に送られる。処理槽７では、導入された被処理水を一時的に貯留する。処理槽７に貯留された被処理水は、次のユースポイントに供給されたり、他の水処理手段に供給されたり、下水道または公共水域に放流されたりする。
　次に、図１及び図２Ａ～図２Ｃを参照しつつ、図１に示す凝集処理装置１に備えられたサンプリング装置の動作を説明する。
　まず、送水段階では、送水管４３によって、凝集反応槽２からサンプリング槽４１に向けて、凝集反応槽２内の一部の被処理水を送る。被処理水の送水は、連続して行うことが好ましい。
　送水管４３によって分取された被処理水は、サンプリング槽４１の滞留部４１Ｂに連続して供給される。滞留部４１Ｂは次第に被処理水で完全に満たされ、ついには仕切り板４６Ａを超えて排水路４１Ａに排出される。この際、送水管４３による被処理水の供給量を調整することにより、滞留部４１Ｂの越流部４６の幅の単位長さあたりの流量（越流部４６の幅の長さをｘ（ｍ）、排水口４４からの排水量をＶ（ｍ３／ｈｒ）とした時のＶ÷ｘ（ｍ２／ｈｒ））を０．２～７．０ｍ２／ｈｒに設定することが好ましい。これにより、被処理水中の大部分のフロックが、スカムとして、被処理水とともに仕切り板４６Ａを超えて排水路４１Ａに排出されるようになる。
　また、滞留部４１Ｂ内における被処理水の滞留時間が１～３０分間の範囲になるように、送水管４３による被処理水の送水量、滞留部４１Ｂの容量及び排水口４４からの排水量を設定する。これにより、滞留部４１Ｂ内での被処理水の流れが安定化されつつ、滞留部４１Ｂにおける被処理水の入れ換えが比較的早めに進むようになる。
　測定段階では、滞留部４１Ｂに滞留する被処理水の凝集状態を、凝集センサ４２を用いて測定する。ここで、凝集センサ４２の設置位置が、サンプリング槽４１において予定される被処理水の水面高さの位置Ｈ３より下方、かつ水面高さの１／２高さの位置Ｈ４よりも上方の領域である領域Ｒに配置することが好ましい。領域Ｒでは、被処理水中に含まれるフロックの濃度が比較的低くなる。すなわち、沈降速度が水面積負荷よりも小さいフロックは、早い段階で、スカムとして、仕切り板４６Ａをオーバーフローして排水路４１Ａに排出される。
このため、凝集センサ４２が設置される領域Ｒには、凝集センサ４２の測定を阻害するような粗大なフロックは少なくなり、凝集センサ４２によって被処理水の凝集状態を適切に測定できるようになる。
　凝集センサ４２による測定は、連続して行ってもよく、所定の間隔を空けて行ってもよい。
　凝集センサ４２による測定結果は、凝集モニタリング装置１００によって処理されて凝集剤添加装置６の制御部６ｂに送られる。制御部６ｂでは、制御段階として、凝集反応槽２内の被処理水の凝集状態に基づき、凝集剤の添加量をフィードバック制御する。このようにして、サンプリング装置４によって測定された被処理水の凝集状態の測定結果が、凝集剤の添加量のフィードバック制御に利用される。
　なお、サンプリング装置４による被処理水の測定を継続すると、仕切り板４６Ａをオーバーフローした被処理水が排水路４１Ａから排水口４４を介して排水管４５に流出する。
被処理水は、排水管４５によって被処理水受槽８に送られ、更に原水槽５に返送される。
　更に、サンプリング槽４１の滞留部４１Ｂでは、仕切り板４６Ａからオーバーフローされなかったフロックが滞留部４１Ｂの底部に堆積してスラッジとなる。スラッジが過剰に蓄積すると、滞留部４１Ｂの有効容積が減少して被処理水の滞留時間が短縮されてしまう。そこで、一定量のスラッジが堆積した段階でドレイン弁４９を開く。これにより、スラッジが滞留部４１Ｂから排出されて滞留部４１Ｂの有効容積を回復させることができる。排出されたスラッジは、ドレイン管４７によってスラッジ受槽９に送られる。
　以上説明したように、本実施形態の凝集処理装置用のサンプリング装置４によれば、送水管４３を介して、密閉型の凝集反応槽２の外部に設置したサンプリング槽４１に向けて、凝集反応槽２から被処理水を送り、サンプリング槽４１内に設置した凝集センサ４２によって被処理水の凝集状態を測定する。これにより、被処理水が固液分離槽３に送られるよりも前の滞留時間が短い時点での被処理水の凝集状態を把握することができる。これにより、被処理水への凝集剤の添加量のフィードバック制御の遅れ時間を短縮でき、凝集処理装置１における凝集剤の添加制御の応答性を向上できる。
　また、本実施形態の凝集処理装置用のサンプリング装置４によれば、凝集センサ４２が、予定されている水面高さの位置より下方、かつ水面高さの１／２高さの位置よりも上方に配置されている。これにより、凝集状態の測定を妨害する比較的粗大なフロックが排出されたあとの被処理水の上澄み部分に対して凝集状態の測定を行うことができ、凝集状態を適切に把握できるようになり、凝集処理装置１における凝集剤の添加制御の応答性をより向上させることができる。
　更に、本実施形態の凝集処理装置用のサンプリング装置４によれば、サンプリング槽４１内に備えられた仕切り板４６Ａ（越流部４６）によって、サンプリング槽４１を、排水口４４に連通する排水路４１Ａと、滞留部４１Ｂとに区分できる。そして、水面高さを規定する仕切り板４６Ａによって、スカムを、被処理水とともにオーバーフローさせて、排水路４１Ａを経由して排水口４４から排出でき、凝集センサ４２の測定精度を向上させることができる。また、仕切り板４６Ａによる排水においては、主に水面近傍の被処理水が排出対象とされることから、サンプリング槽４１内の被処理水の流れが比較的安定化され、これにより凝集センサ４２による被処理水の凝集状態の測定を精度よく行うことができ、凝集処理装置１における凝集剤の添加制御の応答性をより向上させることができる。
　更にまた、本実施形態の凝集処理装置用のサンプリング装置４によれば、サンプリング槽４１の滞留部４１Ｂ内における被処理水の滞留時間が１～３０分間の範囲になるように、送水管４３による送水量、滞留部４１Ｂの容量及び排水口４４からの排水量が設定されている。滞留時間の下限を設けることで、滞留部４１Ｂ内での被処理水の流れをより安定化させることができ、これにより凝集センサ４２による被処理水の凝集状態の測定を精度よく行うことができ、凝集処理装置１における凝集剤の添加制御の応答性をより向上させることができる。また、滞留時間の上限を設けることで、滞留部４１Ｂにおける被処理水の入れ換えが比較的早めに進み、これにより、凝集反応槽２内の被処理水の凝集状態の変化を鋭敏に把握でき、凝集処理装置１における凝集剤の添加制御の応答性をより向上させることができる。
　また、本実施形態の凝集処理装置用のサンプリング装置４によれば、滞留部４１Ｂの下部に、ドレイン弁４９が備えられている。これにより、滞留部４１Ｂ内に沈降した被処理水のフロックを、ドレイン弁４９を開けることで排出できる。そのため、滞留部４１Ｂがフロックで溢れるおそれがなく、被処理水の凝集状態の測定を継続して行うことができる。
　更に、本発明の凝集処理装置用のサンプリング装置４によれば、越流部４６の幅の単位長さあたりの流量（越流部４６の幅の長さをｘ（ｍ）、排水口４４からの排水量をＶ（ｍ３／ｈｒ）とした時のＶ÷ｘ（ｍ２／ｈｒ））が０．２～７．０ｍ２／ｈｒであるため、被処理水中の大部分のフロックを、スカムとして、被処理水とともに仕切り板４６Ａをオーバーフローさせて排水路４１Ａに排出させることができる。これにより、相対的に滞留部４１Ｂにおけるフロックの蓄積速度を低減し、被処理水の凝集状態の測定を安定して行うことができる。
　次に、本実施形態の凝集処理装置１によれば、密閉型の凝集反応槽２及び固液分離槽３とともに、上記のサンプリング装置４が備えられているので、凝集処理装置１における凝集剤の添加制御の応答性を向上させることができる。
　また、本実施形態の凝集処理装置１によれば、添加部６ａ及び制御部６ｂを有する凝集剤添加装置６が更に備えられている。そして、制御部６ｂにおいて、サンプリング装置４に備えられた凝集センサ４２の測定結果に基づき、添加部６ａによる凝集剤の添加量を制御する。これにより、凝集処理装置１における凝集剤の添加制御の応答性を向上させることができる。
　次に、本実施形態の水処理方法によれば、被処理水に対して凝集分離処理を行う際に、凝集反応槽２から一部の被処理水をサンプリング槽４１に送り、被処理水中のフロックを分離しつつ凝集センサ４２によって被処理水の凝集状態を測定し、測定した被処理水の凝集状態に基づき、被処理水への凝集剤の添加量をフィードバック制御するので、凝集分離処理における凝集剤の添加制御の応答性を向上させることができる。
　また、本実施形態の水処理方法によれば、滞留部４１Ｂ内における被処理水の滞留時間を１～３０分間の範囲に制御することで、滞留部４１Ｂ内での被処理水の流れをより安定化させることができる。これにより、被処理水の凝集状態の測定を精度よく行うことができ、凝集分離処理における凝集剤の添加制御の応答性をより向上させることができる。また、滞留部４１Ｂにおける被処理水の入れ換えが比較的早めに進み、これにより、凝集反応時の被処理水の凝集状態の変化を鋭敏に把握でき、凝集分離処理における凝集剤の添加制御の応答性をより向上させることができる。
　また、本実施形態の水処理方法によれば、越流部４６の幅の単位長さあたりの流量（越流部４６の幅の長さをｘ（ｍ）、排水口４４からの排水量をＶ（ｍ３／ｈｒ）とした時のＶ÷ｘ（ｍ２／ｈｒ））が０．２～７．０ｍ２／ｈｒであるため、被処理水中の大部分のフロックを、スカムとして、滞留部４１Ｂから排出させることができる。これにより、相対的に滞留部４１Ｂにおけるフロックの蓄積速度を低減して、被処理水の凝集状態の測定を安定して行うことができる。
（凝集反応槽の一例）
　図７には、密閉型の凝集反応槽の一例を示す。図７に示す凝集反応槽２１は、複数本の金属または樹脂からなる中空直管２１ａと、Ｕ字状のフランジ配管２１ｂとを接続したものであり、全体として長尺の中空配管から構成されている。中空配管の一端が凝集反応槽２１の導入部２１ｃとされており、他端が導出部２１ｄとされている。また、凝集反応槽２１の途中に、送水管４３が分岐されており、送水管４３の先にはサンプリング装置４のサンプリング槽４１が備えられている。
　この凝集反応槽２１においては、凝集剤が添加された被処理水が導入部２１ｃから導入される。そして、被処理水が凝集反応槽２１内を移動する間に、凝集反応が進行する。そして、凝集反応がある程度進んだ被処理水が、導出部２１ｄから導出されて、固液分離槽に送られる。凝集反応槽２１は、中空配管で構成されているため、大気に対してその内部が密閉されている。
　そして、凝集反応槽２１を流れる被処理水の一部が送水管４３によって分取されてサンプリング槽４１に送られ、サンプリング槽４１に設置された凝集センサによってその凝集状態が測定され、凝集剤の添加量のフィードバック制御に用いられる。
　上記の凝集反応槽２１を備えた凝集処理装置、及び、その凝集処理装置を利用した水処理方法によれば、図１～図６に示した凝集処理装置１及び凝集処理装置１を用いた水処理方法と同様の効果を奏することができる。
（凝集処理装置の一例）
　図８には、本発明の実施形態の一例である凝集処理装置を示す。
　図８に示す凝集処理装置２０１は、凝集反応槽２０２と、固液分離槽２０３と、サンプリング装置２０４と、凝集剤添加装置２０６と、処理槽２０７とが備えられている。また、図８に示す凝集処理装置２０１には、加圧水供給部６０が備えられている。原水槽、スラッジ受槽及び被処理水受槽は図示を省略している。
　凝集処理装置２０１のうち、凝集反応槽２０２及び固液分離槽２０３は、略直方体状の密閉型の槽体２１０の内部に配設されている。すなわち、槽体２１０の内部に隔壁２１０ａを設けることによって、槽体２１０内に凝集反応槽２０２及び固液分離槽２０３を設けている。また、固液分離槽２０３は更に、隔壁２１０ｂによって２つに分割され、一方が混合室２１４とされ、他方が浮上分離室２１５とされている。
　凝集反応槽２０２には、撹拌翼２１２及びモータ２１３よりなる撹拌装置が備えられている。また、凝集反応槽２０２には、凝集剤を添加する凝集剤添加装置２０６が備えられている。この凝集剤添加装置２０６は、図１～図６に示した凝集処理装置１における凝集剤添加装置６と同じ構成である。更に、凝集反応槽２０２には、その上部から被処理水が導入されるように構成されている。また、凝集反応槽２０２及び固液分離槽２０３を区画する隔壁２１０ａには、開口部２１０ｃが設けられており、この開口部２１０ｃを介して、凝集反応槽２０２と固液分離槽２０３とが連通されている。
　また、凝集反応槽２０２には、送水管４３が接続されており、送水管４３の先にはサンプリング装置２０４が備えられている。図８におけるサンプリング装置２０４は、図１～図６に示した凝集処理装置１におけるサンプリング装置４と同じ構成である。
　固液分離槽２０３は、隔壁２１０ｂによって混合室２１４と浮上分離室２１５とに区分されている。混合室２１４及び浮上分離室２１５は、隔壁２１０ｂの上方において相互に連通されている。混合室２１４は、凝集反応槽２０２側に配置されており、開口部２１０ｃを介して凝集反応槽２０２に連通されている。また、浮上分離室２１５は、混合室２１４よりも凝集反応槽２０２から離れた位置に配置されている。すなわち、混合室２１４及び浮上分離室２１５は、この順に設けられている。
　混合室２１４には、導入管８３と電磁バルブ８４とを介して、加圧水供給部６０が接続されている。加圧水供給部６０によって、ガスが加圧溶解された加圧水を混合室２１４に供給できるようになっている。更に、混合室２１４には、ポリマー溶解液供給部９０が備えられている。ポリマー溶解液供給部９０によって、ポリマー溶解液を混合室２１４に供給できるようになっている。
　加圧水供給部６０は、浮上分離室２１５の下部から配管２１５ａを介して水を取り出し、加圧水供給部６０にて取り込んだ外気を浮上分離室２１５から取り出した水に加圧溶解させて加圧水とし、この加圧水を導水管８３に供給するようになっている。
　浮上分離室２１５は、凝集剤によって凝集されたフロックを被処理水の上層に浮上させて、フロックと被処理水とを固液分離させるものである。
　浮上分離室２１５と処理槽２０７との間には、流路Ｌ５が備えられている。流路Ｌ５を介して、浮上分離後の被処理水を処理槽２０７に送るようになっている。
　次に、図８に示す凝集処理装置２０１の動作を説明する。
　凝集反応槽２０２に被処理水を導入し、凝集剤添加装置２０６によって凝集剤を添加する。その後、被処理水は撹拌翼２１２によって撹拌されながら凝集反応槽２０２内において所定時間滞留する。これにより凝集反応が進行する。その後、被処理水は混合室２１４に送られる。
　混合室２１４では、混合室２１４内に導入された被処理水に、ポリマー溶解液供給部９０からポリマー溶解液を供給する。この状態で、混合室２１４内に、導入管８３と電磁バルブ８４を介して、加圧水供給部６０にて製造された加圧水を供給する。加圧水には、加圧溶解されたガスが含まれており、加圧水が混合室２１４に供給されることによって加圧状態が解消され、溶解していたガスが微細な気泡となる。このようにして、混合室２１４の被処理水中に微細な気泡が発生する。この気泡がフロックに付着して、フロックに浮力が与えられる。
　混合室２１４を通過した被処理水は浮上分離室２１５に送られて、フロックが効率よく浮上分離される。浮上したフロックは、スキマーやスクレーバ等のかき取り機２３０によって排出される。
　一方、送水管４３によって分取された被処理水は、サンプリング装置２０４に連続して供給される。サンプリング装置２０４に備えられた滞留部には、被処理水が満たされる。そして、凝集センサによって被処理水の凝集状態が測定される。サンプリング装置２０４における動作は、先に説明したサンプリング装置４の動作と同じである。
　凝集センサによる測定結果は、凝集剤添加装置２０６の制御部に送られる。制御部では、凝集反応槽２０２内の被処理水の凝集状態に基づき、凝集剤の添加量をフィードバック制御する。このようにして、サンプリング装置２０４によって測定された被処理水の凝集状態の測定結果が、凝集剤の添加量のフィードバック制御に利用される。
　本例の凝集処理装置２０１によれば、固液分離槽２０３に混合室２１４と浮上分離室２１５とが設けられ、更に、ガスが加圧溶解された加圧水を混合室２１４に供給する加圧水供給部６０が備えられることによって、浮上分離式の凝集処理装置２０１とすることができる。このような浮上分離式の凝集処理装置２０１は、比較的被処理水の滞留時間が長いため、本発明に係るサンプリング装置２０４を備えることよって、凝集剤の添加制御の応答性をより顕著に向上させることができる。
　本実施形態のサンプリング装置は、上述したものに限定されない。以下に、サンプリング装置の第２の例について図９Ａ～図９Ｄを参照して説明する。図９Ａ～図９Ｄにおいて、図１～図８に示した構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付与して、その説明を省略する。
　図９Ａ～図９Ｄに示すように、第２の例のサンプリング装置３０４は、サンプリング槽３４１と、凝集センサ４２と、送水管４３とから構成されている。凝集センサ４２は、サンプリング槽３４１内に設置されている。送水管４３は、凝集反応槽２からサンプリング槽３４１に被処理水を送る。このサンプリング装置３０４では、凝集反応槽２からサンプリング槽３４１に送られた被処理水の凝集状態が、凝集センサ４２によって測定される。以下、第２の例のサンプリング装置３０４の詳細を説明する。
　サンプリング槽３４１は、上部３４１ａが開口された槽である。サンプリング槽３４１には、サンプリング槽３４１の上方に配置された送水管４３から被処理水が導入される。サンプリング槽３４１の形状は、図９Ａ～図９Ｄに示すように、上部３４１ａから底部３４１ｂに向けて、開口面積が徐々に狭まる形状とされている。このような開口面積が徐々に狭まる形状は、サンプリング槽３４１に傾斜壁面３４１ｃが設けられることによって実現される。これにより、被処理水中のフロックが沈降してサンプリング槽３４１の底部３４１ｂに溜まった際に、フロックがスラッジとして集積されやすくなり、フロックの処理が容易に行える。
　また、サンプリング槽３４１の内部には、越流部３４６が備えられている。越流部３４６は、傾斜壁面３４１ｃと、平坦面３４１ｄと、排水口３４４とで構成されている。平坦面３４１ｄは、傾斜壁面３４１ｃの上端側に接続されている。排水口３４４は、平坦面に３４１ｄに設けられている。平坦面３４１ｄは、傾斜壁面３４１ｃよりも高い位置にあり、サンプリング槽３４１の上部３４１ａよりも低い位置にある。排水口３４４には排水管４５が接続されている。このような構成により、サンプリング槽３４１の内部に滞留する被処理水の水量が増加すると、被処理水の水面の高さが平坦面３４１ｄの高さにまで到達し、平坦面３４１ｄをオーバーフローし、被処理水が排水口３４４及び排水管４５を経由してサンプリング槽３４１の外部に排出されるようになる。
　すなわち、凝集反応槽２から送水管４３によってサンプリング槽３４１に送られた被処理水は、サンプリング槽３４１の内部に一旦貯留される。サンプリング槽３４１が被処理水によって完全に満たされてもなお、被処理水が供給され続けると、溢れた被処理水が越流部３４６を構成する平坦面３４１ｄの高さを超えて（被処理水がオーバーフローして）、排水口３４４から排水管４５に流される。
　また、サンプリング槽３４１の底部３４１ｂには、ドレイン口３４８が設けられている。ドレイン口３４８にはドレイン管４７が接続されている。ドレイン管４７の途中にはドレイン弁４９が備えられている。ドレイン弁４９は通常の操業状態では閉じられており、サンプリング槽３４１の底部にスラッジが溜まった場合にスラッジを排出するために開かれる。ドレイン管４７はスラッジ受槽９に接続されている。
　本実施形態のサンプリング装置３０４は、サンプリング槽３４１の内部における被処理水の滞留時間が１～３０分間の範囲になるように、送水管４３による被処理水の送水量、サンプリング槽３４１の容量及び排水口３４４からの排水量が設定されることが好ましい。これにより、サンプリング槽３４１内での被処理水の流れが安定化され、凝集センサ４２による被処理水の凝集状態の測定が精度よく行えるようになる。滞留時間の限定理由は既に述べたとおりである。
　また、サンプリング槽３４１の滞留部３４６の幅の単位長さ当たりの流量（越流部３４６の幅の長さをｘ（ｍ）、排水口３４４からの排水量をＶ（ｍ３／ｈｒ）とした時のＶ÷ｘ（ｍ２／ｈｒ））は、０．２～７．０ｍ２／ｈｒ以上とされることが好ましい。滞留部３４６の幅の単位長さ当たりの流量（Ｖ÷ｘ（ｍ２／ｈｒ））の限定理由及び調整方法は既に述べたとおりである。
　凝集センサ４２は、サンプリング槽３４１の内部に配置されている。図９Ｂに示すように、凝集センサ４２は、サンプリング槽３４１において予定される被処理水の水面高さの位置Ｈ３より下方、かつ水面高さの１／２高さの位置Ｈ４よりも上方に配置することが好ましい。言い換えると、凝集センサ４２は、図９Ｂに示すように、水面高さの位置Ｈ３と、水面高さの１／２高さの位置Ｈ４との間の領域Ｒ内に配置される。位置Ｈ３、Ｈ４、領域Ｒの説明は、既に述べたとおりである。
　凝集センサ４２によって測定された被処理水の凝集状態の測定結果は、凝集剤添加装置６の制御部６ｂに送られ、凝集剤の添加量のフィードバック制御に利用される。
　図９Ａ～図９Ｄに示すサンプリング装置３０４は、図１～６に示したサンプリング装置４と同様の効果を奏する。また、図９Ａ～図９Ｄに示すサンプリング装置３０４は、図７または図８に示す凝集処理装置に好適に用いることができる。
　実施例１として、図１に示す凝集処理装置を用いて、サンプリング装置により凝集反応槽から分取した被処理水の部凝集状態を測定し、この測定結果をフィードバック制御に利用しつつ、下記の実験条件で凝集処理を行った。
　また、比較例１として、図１に示すサンプリング装置の送水管を、凝集反応槽ではなく固液分離槽に接続した状態で、固液分離槽から分取した被処理水をサンプリング装置に供給してフィードバック制御に利用しつつ、下記の実験条件で凝集処理を行った。
（実施例１の実験条件）
　対象排水：食肉加工工場排水（生物処理前）
　固液分離：加圧浮上法
　データ採取期間：１ヶ月間
　被処理水濁度：１００（ＮＴＵ）以下
（実施例１の実験結果）
　排水量：１５１，０００（ｍ３／月）
　原水ＳＳ平均値：３，１８０（ｍｇ／Ｌ）
　処理水濁度：１００（ＮＴＵ）＞
　凝集剤平均添加率：１，９５０（ｍｇ／Ｌ）
　２５％ＮａＯＨ平均添加率：７００（ｍｇ／Ｌ）
（比較例１の実験条件）
　対象排水：食肉加工工場排水（生物処理前）
　固液分離：加圧浮上法
　データ採取期間：１ヶ月間
　処理水濁度：１５０（ＮＴＵ）以下
（比較例１の実験結果）
　排水量：１４８，０００（ｍ３／月）
　原水ＳＳ平均値：２，９８０（ｍｇ／Ｌ）
　処理水濁度：１２０（ＮＴＵ）＞
　凝結剤平均添加率：２，８００（ｍｇ／Ｌ）
　２５％ＮａＯＨ平均添加率：９００（ｍｇ／Ｌ）
　上記結果から明らかなように、実施例１では、凝集剤平均添加率が１，９５０（ｍｇ／Ｌ）となり、比較例１の凝結剤平均添加率２，８００（ｍｇ／Ｌ）に比べて大幅に低下した。これは、実施例１では、凝集反応槽から分取した被処理水の凝集状態を測定し、その結果をフィードバック制御したため、比較例１に比べてフィードバック制御の遅れ時間が短くなり、適切に凝集剤の添加量を制御できたためと考えられる。
　本発明によれば、凝集処理装置における凝集剤の添加制御の応答性を向上することが可能な、凝集処理装置用のサンプリング装置、凝集処理装置及び水処理方法を提供できる。
　１、２０１…凝集処理装置、２、２１、２０２…凝集反応槽、３、２０３…固液分離槽、４、２０４、３０４…サンプリング装置、５…原水槽、６…凝集剤添加装置、６ａ…添加部、６ｂ…制御部、７…処理槽、８…被処理水受槽、９…スラッジ受槽、２１…凝集反応槽、２１ｃ…導入部、２１ｄ…導出部、４１、３４１…サンプリング槽、４１Ａ…排水路、４１Ｂ…滞留部、４２…凝集センサ、４３…送水管、４４、３４４…排水口、４５…排水管、４６、３４６…越流部、４６Ａ…仕切り板（越流部）、４６ａ…仕切り板の上端、３４１ｃ…傾斜壁面（越流部）、３４１ｄ…平坦面（越流部）、４７…ドレイン管、４８、３４８…ドレイン口、４９…ドレイン弁、６０…加圧水供給部、２１４…混合室、２１５…浮上分離室、ｈ１…水面高さ、ｈ２…水面高さの１／２高さ、Ｈ０…基準位置、Ｈ３…水面高さの位置、Ｈ４…水面高さの１／２高さの位置。

Claims (10)

  1. 　凝集剤が添加された被処理水が導入される密閉型の凝集反応槽と、前記凝集反応槽から導出された前記被処理水が導入される固液分離槽とが少なくとも備えられる凝集処理装置用のサンプリング装置であって、
    　サンプリング槽と、
    　前記サンプリング槽の内部に設置された凝集センサと、
    　前記凝集処理装置の前記凝集反応槽から前記サンプリング槽に前記凝集反応槽内の一部の前記被処理水を送る送水管と、
    を備える、凝集処理装置用のサンプリング装置。
  2. 　前記凝集センサは、前記サンプリング槽において予定される前記被処理水の水面高さの位置より下方、かつ前記水面高さの１／２高さの位置よりも上方に配置されている、請求項１に記載の凝集処理装置用のサンプリング装置。
  3. 　前記サンプリング槽の内部に、前記水面高さを決める越流部が備えられ、
    　前記サンプリング槽内に滞留する被処理水が前記越流部をオーバーフローして前記サンプリング槽の外部に排出されるように構成されている、請求項２に記載の凝集処理装置用のサンプリング装置。
  4. 　前記サンプリング槽内における前記被処理水の滞留時間が、１～３０分間の範囲になるように、前記送水管による送水量、前記サンプリング槽の容量及び前記サンプリング槽からの前記被処理水の排水量が設定されている、請求項３に記載の凝集処理装置用のサンプリング装置。
  5. 　前記サンプリング槽の下部に、ドレイン弁が備えられている、請求項３に記載の凝集処理装置用のサンプリング装置。
  6. 　凝集剤が添加された被処理水が導入される密閉型の凝集反応槽と、
    　前記凝集反応槽から導出された前記被処理水が導入される固液分離槽と、
    　請求項１乃至請求項５の何れか一項に記載のサンプリング装置と、
    　を備える凝集処理装置。
  7. 　前記被処理水に前記凝集剤を添加する凝集剤添加装置が更に備えられ、
    　前記凝集剤添加装置には、前記凝集剤を前記被処理水に添加する添加部と、前記サンプリング装置に備えられた凝集センサの測定結果に基づき前記添加部による前記凝集剤の添加量を制御する制御部と、が備えられている、請求項６に記載の凝集処理装置。
  8. 　前記固液分離槽には、混合室と、浮上分離室とが、前記被処理水の流れる方向に沿ってこの順に設けられ、
    　更に、ガスが加圧溶解された加圧水を前記混合室に供給する加圧水供給部が備えられている、請求項６に記載の凝集処理装置。
  9. 　凝集剤が添加された被処理水を密閉型の凝集反応槽に導入し、次いで、前記凝集反応槽から導出された前記被処理水を固液分離槽に導入することにより、前記被処理水に対して凝集分離処理を行う際に、
    　前記凝集反応槽からサンプリング槽に向けて、前記凝集反応槽内の一部の被処理水を送る段階と、
    　前記サンプリング槽内において、前記被処理水中のフロックを分離しつつ、凝集センサによって前記被処理水の凝集状態を測定する測定段階と、
    　前記測定段階において測定した被処理水の凝集状態に基づき、前記被処理水への凝集剤の添加量をフィードバック制御する制御段階と、
    を備える、水処理方法。
  10. 　前記サンプリング槽には、水面高さを決める越流部が備えられており、
    　前記サンプリング槽は、内部に滞留する被処理水が前記越流部をオーバーフローして外部に排出されるように構成されており、
    　前記測定段階における前記サンプリング槽内の前記被処理水の滞留時間を、１～３０分間の範囲に調整する、請求項９に記載の水処理方法。
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