JPH02278154A - 水質計測器用懸濁物質分離装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、上水、下水処理プロセスに用いられる水質計
測器や、河川水８湖沼水、海水等の環境計測用水質モニ
タなどに適用される懸濁物質分離装置に関するものであ
る。

〔従来の技術〕

上水、下水の各処理プロセスにおいて、木賃計測は処理
効果の判定や操作条件の検討など、維持管理上の指針と
なるため、きわめて重要な意味を持つ、また、閉鎖性水
域における富栄養化や水産生物への影響を評価するうえ
で、環境計測（湖沼１河川水、海水など）もまた重要で
ある。

これらの分野で使用される水質計測器は、通常の実験室
等で用いられる分析計と異なり、さまざまな性状の固形
物や溶解性物質を含む試料水を常時測定しているため、
使用条件はきびしく、故障等のトラブルも多い、ｆｉＩ
解性成分を測定する計測器にとって懸濁物質は、 】、センサ部、ｉｊ１定部への付着等により測定誤差を
与える原因物質となる。

２．配管、ポンプ、弁等の閉塞などのトラブルの原因と
なる。

３、吸光度（９外・可視）測定時の妨害となる。

などの理由から懸濁物質を除去１分離することが必要で
ある。

従来まで水質計測器に用いられていた懸濁物質分離装置
には以下のようなものがある。

１、自然流下濾過装置 ２．１祇フイルタ装置 ３、砂濾過装置 １、は、各種サイズのメツシュの金網で仕切板を作製し
、自然流下で試料水を通過させ、懸濁物質を除去１分離
し、水質計測器へ導く方法である。

２、は、不織布を用い、試料水を濾過する方法で、懸ｍ
ｓ’ｘで目づまりした不織布を適当な時間間隔で機械的
に巻き取っていく装置である。

３、は、小型の加圧砂濾過装置を２本備え、一方を水質
計測器の前処理装置として作動させ、もう一方の濾過装
置を逆洗して、他方が懸濁物質で閉塞した際に切り換え
て使用する装置である。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、前記の装置には以下のような問題がある
。

１、の方法では、試料水が下排水処理水の場合には、約
２週間程度で目づまりを生じてしまい、再生洗浄も面倒
であること。

２、の方法では、懸濁物質で汚れた不織布を巻き取る装
置に不織布がつまったりするメカニカルなトラブルが多
く、あまり使用されていないこと。

３、の方法では、水質が変化しやすく、逆洗を頻繁に行
う必要があること、装置が比較的高価なものであること
。

本発明は、上記の問題点を解決し、長期間安定に懸濁物
質を除去１分離し、水質計測器に試料水を供給する懸濁
物質骨ｊｉ！装置を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

前記の課題を解決するために、本発明は、水質を計測し
ようとする試料水の採取装置とこの試料水を希釈する希
釈水装置とこの希釈された試料水を恒温槽中に設けられ
た微生物センサにより含有成分を計測する計測装置とを
備えた水質計測装置に設けられた水質計測器用懸濁物質
骨＊ｖ装置において、立形に配置された？３［層の多孔
質の管体として成りこの管体の外層部がその内層部より
も緻密な多孔の濾過層により構成される分離管とこの分
ＭＷが所望の間隔の流路を形成して挿入される外管と前
記分離管と外管との上端部をそれぞれ封止１、／前記′
／Ｊｉ路に連通ずる接続管を設けた上部端板と前記分離
管と外管との下端部をそれぞれ封止し前記分離管内径部
の濾過室に連通ずる接続管を設けた下部端板とを備えた
分離器と、前記分離器の下部端板の接続管に切損弁を介
して接続される逆洗装置とを備える。

〔作用］ 本発明の装置では、懸濁物πを含む試料水を、多孔性で
非対称ｔｌａを有する分離管の濾過層に対し、平行に試
料水を流すので、濾過層に捕捉Ｓ留された懸濁物質が試
料水で洗い流され懸濁物質を濾過層に付着しに＜＜シつ
つ、試料水の濾過を行うことができる。また、水道水等
の逆洗水を、分離管の内径部の濾過室側から、加圧して
流すく逆洗する）ことにより、短時間で濾過層の目づま
りを除き、濾過能力を再生することができるので、維持
管理が容易で、長時間安定に懸濁物質の少ない試料水を
、水質計測器へ供給することができる。

〔実施例〕

本発明の実施例を第１図および第２図に基づいて説明す
る。第１図は、後記する第２図において説明する水質計
測器用懸濁物質分離装置を組込んだ水質計測器の構成図
、第２図は本発明実施例の水質計測器用懸濁物質分離装
置の構成図である。

第１図において、水質を計測しようとする試料水２は、
採水ポンプ４と逆止弁６と配管とからなる採取装置８に
よって、後記する分離器１０に導かれ、分離器１０の外
管９０と分離管７６との所望の間隔の流路８８を流れ、
その分離器１０から第１の弁１２を介して排水される。

一方試料水２は分離管７６中を流れて懸濁’ｓｉｔが分
離されて、分離管７６の内側の濾過室８６に流れ、この
濾過された濾液２ａは、三方弁１４を介して一次貯留槽
１６に流下して貯留される。

−次貯留槽１６から第１の定量ポンプ１８により濾液２
ａが送られ、希釈水装置１９の希釈水ポンプ２０により
供給される希釈水２２　（Ｉ衝溶液）と、たとえば１／
１０の一定比率で混合希釈されて試料水２ｂとなり、混
合貯留１’１２４に貯留される。混合貯留槽２４から第
２の弁２６を介して第２の定量ポンプ２８により、希釈
された試料水２ｂが送られ、エアポンプ３０からの空気
と混合されたのち、恒温槽３２中に設けられた熱交換器
３４を通り、３０℃ないし３５℃、好ましくは３０℃の
所望の温度に加温されて、微生物センサ３６を通り、こ
こで水質が計測されたのち、配管３８を介して排水され
る。また貯留槽４０．４２．４４には微生物センサ３６
の校正用の複数の標準溶液が貯留され、第２の弁２６を
閉じて、おのおのの弁４６，４８．５０を開いて、第２
の定量ポンプ２８により送液され、エアポンプ３０から
の空気と混合されたのち、熱交換器３４を通って所望の
温度に加温されて微生物センサ３Ｇに送られて、校正が
行われる。

前記エアポンプ３０は試料水２ｂならびに標準溶液を、
溶存酸素飽和状態にするものである。微生物センサ３６
は、アンモニア態窒素に対して選択的に反応する、独立
栄養細菌である硝化菌を公知の方法で固定化した固定化
微生物膜と、溶存酸素電極とで構成され、予め貯留槽４
０．４２．４４からの標準溶液で校正されたのち、試料
水２ｂの水質計測が行われるような、計測・演算・制御
部５２に破線で示した信号線により計測信号が入力され
、このようにして水質計量＊置１が構成されている。こ
の計測・演算・制御部５２には、破線で示した信号線に
より接続される、表示部５４で計測結果が表示され、記
録部５６で計測結果が記録され、メモリ５８で所要の記
憶がなされている。また、前記計測・演算・制御部５２
から破線で示す信号線により、制御出力装置６０が接続
され、破線で示す信号線により接続された、採水ポンプ
４．第１の弁１２．三方弁１４゜第１の定量ポンプ１８
．希釈水ポンプ２０．第２の弁２６、第２の定量ポンプ
２８．エアポンプ３０．標準溶液のおのおのの弁４６，
４８．５０ならびに、後記する分離器１０周辺の逆洗水
ポンプ６６、逆洗エアポンプ６８および第３の弁７４の
それぞれの動作を、制御出力袋！６０からの作動指令信
号によって作動させる。

つぎに、第１図の一点ｉｌｌ線の枠内に示し、その詳細
を第２図に示した本発明実施例の水賞計測器用懸濁物賞
分離装置６２（以下単に分ｍ装置６２とも略記する）に
ついて説明する。第２図において、分Ｍ装置６２は、分
離器１０と、この分離器ＩＯの下部端板６４に接続され
た三方弁１４から分岐して接続された、逆洗水ポンプ６
６と逆洗エアポンプ６８とから成る逆洗装置７０と、分
離器１０の上部端板７２に接続された第３の弁７４とを
備えて構成されている。

まず、第２図に基づいて分離器ｌＯについて説明する０
分離器１０は、立形に配置された複層の多孔πの管体と
して成る分離管７６があり、この分離管７６はステンレ
ス鋼金網などのフルイ目の大きさの異なる複数の金網の
管体を積層して成形されたもので、第２図に示したもの
は内側から、目の荒い補強層７８と、中目の支持層８０
と、微細目の濾過層８２と、中目の保護層８４とを積層
して焼結などの処理を施して一体に成形されたものであ
る。前記分離管７６は、多孔性で水、空気などの流体の
通過が可能で、流体中に含まれる懸濁物質を濾過するこ
とができ、管体の内側と外側とでフルイ目の大きさが異
なる非対称構造で、大きさとしては外径が４０ｍないし
５０輯、長さが２００ｍないし５００ｆｉ程度のものを
使用している。濾過層８２は濾過精度が１０μないし１
５ｎのもの、好ましくは２０−ないし４０ｎのものを使
用している０分離管７６としては、前記のステンレス鋼
金網の成形品に代えて、セラミック製の多孔製フィルタ
などを使用しても差し支えない、この分離管７６はその
内側が濾過室８６となり、その外側は所望の間隔の流路
８８を形成して外管９０に挿入されている。この外管９
０の下方には前記保取装置８に接続される接続管９０ａ
が、上方には前記第１の弁１２に接続される接続管９０
ｂが設けられている０分離管７６と外管９０との上端部
には、ゴムなどの弾性体で円板状に成形され、前記流路
８日に連通ずる複数個の穴９２ａを設けた上部パツキン
９２を介して、前記第３の弁７４と流路８８とに連通ず
る接続管７２ａを設けた前記の上部端板７２が取付けら
れ、分離管７６と外管９０との上端部をそれぞれ封止し
ている。前記上部パツキン９２の中央突出部９２ｂは、
分離管７６の濾過室８６の上端部にしめじろを有して挿
入されこの部分を封止している。また、上部端板７２に
は、上部パツキン９２との間に凹み７２ｂが設けられて
いる。また分離管７６と外管９０との下端部には、ゴム
などの弾性体で円板状に成形され前記濾過室８６に連通
ずる穴９４ａを設けた下部パツキン９４を介して、前記
濾過室８６に連通ずる接続管６４ａを設けた前記の下部
端板６４が取付けられている。前記に説明したようにし
て、本発明実施例の分離装置６２に組込まれている分離
器１０が構成されている。

この分離器１０に、前記逆洗装置７０と第３の弁７４と
が接続されて、本発明実施例の分Ｍ装置６２が構成され
ている。

分離装置６２の動作はつぎのように実施される。

（イ）試料水濾過時：採取装置８から送られた試料水２
は接続管９０ａから外管９０内の流路８８に導かれ、分
離管７６の外層に沿って矢印９６に示すように上行され
、開かれた第１の弁１２を遣って排水される。

このとき第３の弁７４は閉じられている。一方、三方弁
１４は、逆洗装置７０へのボートが閉じられ、−次貯留
槽１６へのボートが開かれ、試料水２の一部は分離管７
６を矢印９７に示すように濾過層８２によって懸濁物質
が分離されて、濾過室８６中に流れ、下部パツキン９４
の穴９４ａ、下部端板６４の接続管６４ａ、三方弁１４
を通り、濾過された濾液２ａとなって流下し、−次貯留
槽１６へ貯留される。−次貯留槽１６からは、前記に説
明したようにして微生物センサ３６によって水質が計測
される０分離器ｌＯでは、分離管７６の外層に沿って矢
印９６に示すように、試料水２が上行されるため、濾過
層８２によって分離された懸濁物質は、この試料水２の
上行流（これをクロスフローともいう）により、自己洗
浄（これをセルフクリーニングともいう）機能を持つた
め、分離管７６の目づまりが少ない。

（ロ）逆洗時：第１の弁１２を閉じ、三方弁１４は、−
次貯留槽１Ｇへのボートが閉じられ、逆洗装置７０への
ボートが開かれ、採取装置８の運転は停止された状態と
する。つぎに逆洗装置７０を運転すると、逆洗水ポンプ
６６により逆洗水が送水され、逆洗エアポンプ６８によ
り供給される空気と混合されて、破線の矢印９８に示す
ようにして逆洗水が分離器１０に導かれる。すなわち、
逆洗水は、三方弁１４．下部Ｆｔａ仮６４の接続管６４
ａ、下部パツキン９４の穴９４ａを通って、濾過室８６
に導かれる０分離管７６の上端部は、上部パツキン９２
の中央突出部９２ｂで封止されているから、逆洗水は分
離管７６を濾過室８６から外側の流路８８へと矢印９８
に示すように流れ、濾過層８２に捕捉滞留されていた懸
濁物質は洗い流され、第１の弁１２が閉じられているた
め、上部パツキン９２の複数個の穴９２ａを通り、上部
端Ｆｉ７２の凹み７２ｂ接続管７２ａ、第３の弁７４を
通り、矢印９８に示すように逆洗水が流れ、所定時間後
に懸濁物質が除去されて逆洗が完了し、再び前記（イ）
に説明したように、洗浄された分離器１０によって、試
料水の濾過が行われる。

′：ｊ４３図は、本発明の分離装置６２の分離管７６よ
り得られた濾液２ａの流量を縦軸に、経過時間を横軸に
とって示した、分ＩｌＫ装置６２の経時変化を示す特性
図である。７５０時間（約３０日に相当）間隔の、矢印
で示した時点で、逆洗装置７０を作動させ、経時変化を
測定したが、毎回はぼ同様のパターンを示し、逆洗によ
る濾過性能の再生が十分行われていること、および水質
計測器に必要な試料水量を、約１ケ月にわたって供給で
きることがわかる。

第４図は、この間の試料水２中の懸濁物質除去率（％）
を縦軸に、経過時間を横軸にとって示した、分離装置６
２の経時変化を示す特性図である。

第３図と同じ＜　、７５０時間間隔の、矢印で示した時
点で、逆洗装置７０を作動させ、経時変化を測定したが
、毎回はぼ同様のパターンを示し、１ケ月の懸濁物質除
去率は約７０％ないし９０％の間で推移し、この間、水
質計測器や配管などのつまりゃよごれ等のトラブルがな
く、良好に水質計測を行うことができた。また、逆洗を
１ケ月に行う程度で懸濁物質分離の濾過性能を十分得る
ことができ、水質計測器用＠肩物質分離装置として満足
できる性能を得た。

〔発明の効果〕

本発明装置によれば、分離器が試料水の上行流（クロス
フロー）により、自己洗浄（セルフクリニング）機能を
持つため、分離管の目づまりが少なく、長期間安定に試
料水中の懸濁物質が分離され、懸濁物質を除去した試料
水を水質計測器へ供給することができ、また逆洗により
簡単に分離管に目づまりした懸濁物質を除去でき、しか
も逆洗は１ケ月に１回でよいため逆洗水と逆洗のための
エネルギが節約され、水質計測器や配管などのつまりゃ
よごれ等のトラブルがなく、良好な木賃計測が行え、こ
れによりて維持管理が容易にでき、水処理、環境計測分
野に役立つ水質計測器用懸濁物質分＃１装置を提供する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は後記する第２図において説明する水質計測器用
懸濁物質分Ｍ装置を組込んだ水質計ｉｊ１装置の構成図
、第２図は本発明実施例の水質計測器用懸濁物質分離装
置の構成図、第３図は本発明の分＃装置の分離管より得
られた濾液の流量を縦軸に経過時間を横軸にとって示し
た分ｊＩｌ装置の経時変化を示す特性図、第４図はこの
間の試料水中の懸濁物質除去率（％）を縦軸に、経過時
間を横軸にとって示した分ｍ装置の経時変化を示す特性
図である。 １：水質計測装置、２：試料水、４：採水ポンプ、８：
採取装置、１ｏ：分離器、１２：第１の弁、１４：三方
弁、１６：−次貯留槽、１８：第１の定量ポンプ、１９
：希釈水装置、２２：希釈水、２４：混合貯留槽、２６
：第２の弁、２８：第２の定量ポンプ、３２：恒温槽、
３６；微生物センサ、４０，４２．４４　Ｆ標準溶液貯
留槽、５２；計測・１ｊｉｌＸ・制御部、６ｏ−制御出
力装置、６２：水質計測器用懸濁物質骨＊装置（分離装
置）、６４：下部端板、６６ｊ逆洗水ポンプ、７０：逆
洗装置、７２；上部端板、７４：第３の弁、７６：分離
管、８２：濾過層、８６：濾過室、８８：流路、９０：
外管。 代纜人弄埋十　山　口　　泉 第１　図 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）水質を計測しようとする試料水の採取装置とこの試
   料水を希釈する希釈水装置とこの希釈された試料水を恒
   温槽中に設けられた微生物センサにより含有成分を計測
   する計測装置とを備えた水質計測装置に設けられた水質
   計測器用懸濁物質分離装置において、立形に配置された
   複層の多孔質の管体として成りこの管体の外層部がその
   内層部よりも緻密な多孔の濾過層により構成される分離
   管とこの分離管が所望の間隔の流路を形成して挿入され
   る外管と前記分離管と外管との上端部をそれぞれ封止し
   前記流路に連通する接続管を設けた上部端板と前記分離
   管と外管との下端部をそれぞれ封止し前記分離管の内径
   部の濾過室に連通する接続管を設けた下部端板とを備え
   た分離器と、前記分離器の下部端板の接続管に切換弁を
   介して接続される逆洗装置とを備えることを特徴とする
   水質計測器用懸濁物質分離装置。