JPH02290205A - 凝集処理装置 - 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］ 本発明は凝集処理装置に関するものであり、詳しくは凝
集剤の薬注ｉ（添加ｆｆｉ）を最適量となるように制御
する凝集処理装置に関する。さらに詳しくは、有機凝集
剤（以下、ボリマーということがある。）の添加量の制
御に好適なａ集処理装置に関する。

［従来の技術］ 従来から、汚泥脱水における薬注制御として、種々のも
のが提案されている。例えば、液中の残留ボリマー量を
、その量が多くなると液の粘性が変化することから粘度
計等を用いて間接的に計測し、その計測値を指漂として
薬注制御を行なうことが提案されている。

［発明が解決しようとする課題］ 液の物性は、粘度のみならず比熱、電気伝導度等種々の
ものがあげられ、それらが薬注では各々影響する。従っ
て、単に液の物性の一つである粘度のみを指標として薬
注量を制御したのでは、薬注量に過不足が生じ、凝集不
良や過剰添加による薬剤コスト高が避けられなかった。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、このような従来技術の問題点を解決すべくな
されたものであって、汚泥性状等の変化による液の物性
値の変化を熱移動の変化としてとらえて指標とし、その
値により薬注量の制御を行うものである。

即ち、本発明の凝集処理装置は凝集処理される液に凝集
剤を添加するための装萱であって、該添加量が調節可能
である薬注装置と、凝集剤が添加される液、凝集剤が添
加された液又は凝集剤が添加された液の濾液と接触する
ように設けられた熱移動検出計と、該熱移勤検出計の検
出値に基いて薬注装置の薬注量を制御する制御装置とを
備えたものである。

［作用］ 本発明者らは、凝集処理された液の脱水性について長年
研究を重ねてきたが、有機凝集剤の添加量と脱水ケーキ
の含水率とは密接な関係を有するという従来の知見に加
え、第５、６図の如く、この脱水ケーキの含水率と凝集
処理された液（もしくは凝集処理されつつある液）の熱
移動検出計検出値とは密接な関係を有しており、例えば
熱線流速計を利用して検出した値が極小となるように凝
集の添加量を制御すると脱水ケーキの含水率も最小にな
ることを見出した。

第５、６図は原水が下水混合生汚泥である場合の凝集剤
（カチオンボリマー）の添加量と熱線流速計検出値（電
位差）及び脱水ケーキ含水率との相関を示すグラフであ
る。

第５図の如く、凝集剤添加量が約１５０〜２００ｐｐｍ
付近が熱線流速計検出値の極小域となっており、このと
きに脱水ケーキ含水率も最小となっている． 第６図は第５図と異なる混合生汚泥に対する同様の相関
図であるが、添加量が約１５０ｐｐｍ付近で熱線流速計
検出値及び脱水ケーキがともに極小、最小となっている
。その他の各種の原水についても同様のテストを繰り返
したが、いずれも第５、６図の如き相関が明瞭に認めら
れた。なお、ケーキ含水率以外のケーキ剥離性や濾液量
等の特性に関しても上記と同様の相関があることが認め
られた． 本発明はかかる知見に基いて完成されたものであり、熱
移動検出計検出値に基いて薬注量制御するので、脱水ケ
ーキの含水量が最小となるように薬注量制御可能となる
。

［実施例］ 以下、図面を参照して実施例について説明する。

第１図は実施例に係る凝集処理装置の系統図であり、原
水は原泥ピット１からボンプ２付の配管３を経て凝集４
！４に導入される。凝集槽４は攪拌機５を備えると共に
、薬液貯槽６、薬注管７及び薬注ポンプ８を具備してな
る薬注装置からカチオン系有機凝集剤が薬注される．凝
集槽４からの凝集処理液は脱水機（凝集槽を用いるもの
であれば脱水機の機種は何れであっても良い．）９へ送
られる。脱水機９で生じた脱水ケーキは焼却等のケーキ
処理工程へ送られ、濾液は濾液貯槽１０へ送られる。

濾液貯４１１０は、温度計１１、熱移動検出計１２、電
気伝導度計１３を備える。

これら計器１１、１２、１３の検出信号は、演算制御器
１６に入力されている。演算制御器１６は前記薬注ボン
ブ８に制御信号を出力している。

ポンブ８は、例えばインバータ制御ざれる。

なお、本発明でいつ熱穆動検出訃としては、殻に使用さ
れている熱線あるいは熱膜式流速計、熱伝達率測定計等
の熱の穆勤を検出することが可能なものが利用できる。

また、これ以外のものでもヒータに通電し加熱する自己
加熱源を有するもの、あるいはヒータと温度計との組合
せのようにヒータにより間接的に加熱する加熱源を有す
るものであれば通用可能である。

以下本発明を、熱線流速計を適用したもので説明する。

熱線流速計は、周知のように、加熱体となる熱線に定電
流を流しておき、この熱線を流体中に挿入するものであ
る。流速の変動があると、熱線からの熱の奪われ度合が
変化する。これにより熱線の温度が変化して抵抗も変わ
る。熱線流速計は、この抵抗の変化を電圧の変化として
とらえて流速を計測するものである。

本発明は、この熱線流速計の原理を利用したもので、更
に液の流速を一定として条件を与え、そのうえで熱線か
ら奪われる微小な熱の移動を抵抗（電圧）の変化として
とらえ、この変化を物性の変化として把握するものであ
る。そのため、濾液貯槽１０は攪拌機１４を備え、測定
時には常に同一速度で回転させるとともに、攪拌条件を
同一とするために、一定水位を得るためのオーバーフロ
ー管１５が設けられている． 第４図は本実施例で用いられた熱線流速計１２の概略構
成図である。この熱線流速計１２は熱線（低抗）１２ａ
、定電流発生器１２ｂ、電圧計１２ｃを備えてい”る。

熱線１２ａは濾液貯槽１０内を一定の流速で旋回する液
と接しており、この液が一定の物性の際には、定電流を
流すと熱線１２ａから奪われる熱１は一定であるので、
抵抗は一定で電圧にも変化はない。液の物性が変化する
と、熱線１２ａから奪われる熱量が変化するので抵抗が
変化する。すなわち、熱線から液中ヘの熱移動が生じ抵
抗が変化する。いま、ＴＩ−　ｒｉｍを一定として流し
ているので、この抵抗の変化は電圧の変化としてとらえ
ることができ、この変化が液中の物性値の検出値となる
。なお、熱線１２ａの特性値の変化は、抵抗値あるいは
電圧の変化のどちらでとらえても良い。

また、上述は定電流型で説明したが、定温度型の熱線流
速計でも良い。

以上から明らかなごとく、本発明のように熱線流速計を
用いれば、一定の流速を与えるだけで微小な物性値の変
化をとらえることが可能となる。

このように構成された第１図の装置において、原水は凝
集槽４において凝集剤の添加を受けて凝集処理されるが
、この際の添加量は濾液貯［１０で検出される熱線流速
計検出値が極小となる薬注量とされる。

この制御方法を第７図に基いて説明する。なお、第７図
は説明のための模式図であり、薬注量の変化量Δｎが非
常に大きく図示されているが、実際の変化量はボリマ一
種類等に応じて適宜選定される。

第７図（１）において、ある時点ｔ１での薬注量がｎ，
である場合、次の時点ｔ２では薬注量をｎ２　　（ｎ２
はｎｌよりも微少量Δｎだけ大）とし、薬注量ｎＩ．ｎ
２のとぎの熱線流速計検出値ａｌ，ａ２を比較しａ２が
８１よりも小であるときには、次の時点ｔ３で薬注量を
ｎ３　　（ｎ３はｎ２よりもΔｎだけ犬）とし、同様の
手順を繰り返す。これにより、薬注量は、熱線流速計検
出値を最小（極小）とする薬注量Ｎに次第に接近する。

第７図（２）においては、薬注量をｎ１からｎ２に増大
させると、熱線流速計検出値はａ．からａ２に増大する
。そこで、この場合には次の時点ｔ３において薬注量を
ｎ２からｎ３　（ｎｉはｎ２よりも２・Δｎだけ小）に
減少させる。そして、さらに次の時点ｔ４では薬注量を
ｎ＋　　（ｎ＋はｎ３よりもΔｎだけ小）にする。これ
を繰り返すことにより、熱線流速計検出値が極小となる
薬注量Ｎに接近させることができる。

第７図（１）、（２）において、Δｎずつ薬注量を変化
させると、最ｉ！添加量Ｎを飛び越してしまうことがあ
る。そこで、このようにＮを飛び越した場合には、例え
ば局・Δｎずつ薬注量を戻す．そして月・Δｎずつ薬注
量を戻した場合にＮを飛び越した際には、Ａ・ΔΩずつ
薬注量を逆に戻す。このように、薬注量量の刻み幅を徐
々に小さくすることにより、遂には薬注量を最適添加量
Ｎに一致させることが可能となる。

なお、最適添加量Ｎに達した後でも、原水性状の変化等
により、最適添加量Ｎ自体が変動する可能性がある。従
って、薬注量はＮに到達した後でも所要幅で変動させ、
最適添加量Ｎの変動があった場合には、迅速にこれに追
従して薬注量を変化させることができるようにしておく
。

なお、第１図の装置では、温度計１１及び電気伝導度計
１３の検出値も演算制Ｊ御器１６に入力されているが、
これは原水性状（温度、可溶性塩類濃度等）に変動があ
った場合には熱線流速計検出値が変動するので、この温
度、電気伝導度の変動による熱線流速計検出値変動への
寄与分を差し引いて（補償して）、薬注量変動幅分だけ
の熱線流速計検出値の変化を比較するためである。

第２図は本発明の別の実施例に係る凝集処理装置の系統
図である。

本実施例では、２禮の第１、第２凝集槽４１、４２が設
置され、第１凝集禮４１にはカチオンボリマーがその貯
槽６１、薬注管７１、薬注ボンブ８１を経て添加され、
第２凝集槽４２にはアニオンポリマーがその貯４Ｉ！６
２、薬注管７２、薬注ポンブ８２を経て供給される。

各凝集４！４１、４２には槽内液の抜出管９１、９２を
介して濾過装置１０１、１０２が接続され、その濾液が
濾液貯槽１１１、１１２に貯留されている。該濾液貯槽
１１１、１１２には温度計１１、熱線流速計１２、電気
伝導度計１３がそれぞれ設けられており、それらの検出
信号は演算制御器１６に入力されている。そして、濾液
貯槽１１１からの検出データに基いて薬注ポンブ８１が
制御され、濾液貯禮１・１２からの検出データに基いて
薬注ボンブ８２が制御される。この制御方法は、第１図
の装置について説明した場合と同様である。

なお、第２図の装置においても、脱水機９の濾液につい
て熱線流速計検出値、温度、電気伝導度を求め、これに
基いて薬注ボンブ８１、８２を制御しても良い。

また、第２図の装置にあっては、凝集禮４１、４２の双
方の槽内液について熱線流速計検出値等を計測している
が、第１凝集槽４１の槽内液についてのみ熱線流速計検
出値等を計測し、カチオンボリマーの薬注量だけを上記
の通り制御しても良い。この場合、アニオンポリマーの
薬注量は、カチオンボリマーの薬注量に比例させれば良
い。

（汚泥は負に帯電しているので、最初に添加されるカチ
オンボリマーの薬注量を主たる制御対象としてもほぼ十
分な制御が行なえる。） 第３図は本発明のさらに別の実施例装置の系統図である
。

本実施例では、第１凝集槽４１に無機凝集剤が添加され
ており、第２凝集槽４２へは両性ボリマーが添加されて
いる。そして、第２凝集槽４２からの濾液について熱線
流速計検出値等を計測し、それに基いて上記方法に従っ
てボリマー薬注量を制御している。この場合、濾液貯楢
１１２に設けられた電気伝導度計の検出値は無機凝集剤
添加の影響を補償するために用いられる．なお、本実施
例にあっても、第１図の実施例と同様に脱水機９の濾液
について熱線流速計検出値等を計測し、それに基いて薬
注量制御しても良い。

本実施例では第１凝集槽４１の槽内液については熱線流
速計検出値等を計測していないが、これは第１凝集槽４
１の濾液をも計測して制御すると、第２凝集槽４２の禮
内渡の熱線流速計の検出値の変化が無機凝集剤の影響で
あるのかボリマーの影響であるのかが不明になるおそれ
があるからである。

なお、第３図の実施例では、第１凝集槽４１にｐＨ計３
０を設け、これに基いて無機凝集剤の添加量を最適量と
なるように制御している。このようにすると、無機凝集
剤の過剰添加がなく、熱線流速計検出値への無機凝集剤
の影響が極めて軽微なものとなり、ポリマー薬注量制御
の精度が高められる． 特に、本実施例のように両性ボリマーを用いるときは、
カチオンあるいはアニオンの溶出を制御するうえでもｐ
Ｈ計３０により制御することが好ましい。

上記第１〜３図の装置にあっては、薬注量及び凝集槽の
攪拌機の回転数を制御することにより、８１集汚泥を槽
内において造粒させることもできる。

本発明では、温度計等を省略し、熱線流速計のみを用い
ても良い。また、第１図の装置にあっても、第２、３図
の装置と同様に凝集槽内の液について熱線流速計検出値
等の計測を行ない、これに基いて薬注量制御しても良い
。

上記実施例では凝集槽に薬注するようにしているが、木
発明にあっては、被凝集処理液が流通される配管（例え
ば原水供給管）中へ薬注するタイプの凝集処理装置にも
適用できる。

第８図はこの種の実施例に係る凝集処理装置の系統図で
あり、原水は原水貯禮、原水ポンプ付の配管２０１を経
て遠心脱水機（ベルトプレス脱水機、スクリュープレス
等機種は何れであっても良い。）２０３へ送られる。

この原水ボンブ付配管２０１の途中に薬注管２０２及び
薬注ボンブ２０７を具備してなる薬注装置からカチオン
系有機凝集剤が薬注される。脱水機２０３から分離され
た固形物は濃縮汚泥排出部２０４から排出され、別途処
理される。比較的清澄な分離液は、分離清澄液排出部２
０５から分烈液貯槽２０８へ送られる。分離貯槽２０８
の分離液の一部はサンプリング槽２１５へ定量的にボン
ブ２０９で送られる。このサンプリング槽２１５に熱移
動計（熱線流速計）２１０が設けられている。

この種の熱移動計は流速の影習を顕著に受けたり、ある
いは移送ボンブ２０９の脈動の影響を受けたりする。こ
れらの影響を除くために、本実施例にあっては攪拌装置
２１４にて比較的大きな一定の流速を熱移動計に与え、
流量の変動が無視できるように工夫されている。なお、
水位高低差を利用して分離水をサンプリング槽へ流す時
には、第９図（第８図の■部分の別構成を示す系統図）
に表わされる如く、ボンブ２０９は省略される．また、
逆にポンブ２０９として連続定流速にて吐出させる機種
のものを探用する場合には、攪拌装置１４は省略されて
も良い。

このサンプリング槽２１５において、分離水の状態（物
性）を熱移動計２１０で計測する。この検出信号を信号
増幅変換器２１１に送り、演算制御器にて演算できる形
に変換する。変換器２１１からの信号を受けた演算制御
器２１２は、所定演算信号を薬注ボンブ２０７の駆動装
置に与え、薬注ボンブ２０７から薬注管２０２を経て薬
注量を制御する。この薬注ボンブの駆動装置としては、
インバータなどによりボンブ吐出量（薬注量）を連続的
に変化させることができるものが好適である。

なお、第８、９図における２１３ａ，２１３ｂは液の放
流管を示している。

第１０図は有機凝集剤（両性ポリマー）と無機凝集剤と
を併用する場合の実施例装置の系統図である。本実施例
では薬注ボンブ２５０により無機凝集剤が原水配管２０
１内へ薬注され、その後有機凝集剤が該配管２０１内へ
薬注されている。無機凝集剤と有機凝集剤の添加地点の
間にはｐ｝！計あるいは電気伝導度計等のセンサ２５１
が設けられ、このセンサ検出信号に基づいてコントロー
ラ２５２が無機凝集剤の薬注制御を行なっている。

その他の構成は第８図と同様であり、同一部分が同一符
号にて示されている。そして、本実施例でも熱移動計２
１０の検出信号に基づいて有機＠集剤の薬注ボンブ２０
７が制御されている。

第１０図の装置においては、第１１図（第１０図の刈部
分の別構成図）に示す如く、分離水中のｐＨや電気伝導
度を検出するセンサ２５５を設け、このセンサ検出信号
にも基づいて薬注制御しても良い。なお、さらに温度計
を設けても良い。

また、第１１図の如く、分離水貯槽とサンプリング槽と
を一体的にしても良い。

上記実施例では、いずれも濾液を濾液貯槽へ連続的に流
入させているが、本発明では所定量の濾液を濾液貯＋１
に受けてその熱線流速計検出値等を計測しても良い。こ
のようにバッチ測定する場合には、濾液貯槽に例えばレ
ベル計を設けておき、前回の測定時の濾液を全量排出し
た後、このレベル計で検出水位が所定レベルとなるまで
濾液を受け入れ、熱線流速計検出値等の計測を行なえば
良い． 本発明にあっては、温度計等を省略し、熱線流速計のみ
を用いても良い。また、本発明にあっては、脱水ケーキ
含水率以外のケーキ剥離性や濾液量を指標として薬注量
制御しても良く、これらのいずれか２以上の特性を指標
として薬注量制御しても良い． 上記実施例では、凝集剤が添加された液の脱水濾液が熱
線流速計と接触されているが、このようにするとＳＳ成
分や凝集したフロック等が熱線流速計に付看することが
防止され、作動が安定し、装置の保守も容易になるとい
う効果がある。ただし、本発明では、熱線流速計が直接
に凝集剤添加前の液や濾過処理前の液と接触するように
構成しても良い。

なお、本発明でいう凝集剤が添加された液の濾液とは凝
集楢内の液を濾過した濾液及び脱水機で脱水した脱水濾
液をいう。

第７図の制御例においては薬注量が極小となるように制
御が行なわれているが、薬注量が目標範囲に納まるよう
に制御しても良い。

［効果］ 以上の通り、本発明の凝集処理装置によると、熱移動検
出計を用いたことにより液中の物性の微小な変化を、容
易に抵抗（電圧）の変化としてとらえることが可能とな
り、薬注量が最適量となるように正確な薬注量制御を行
なうことが可能となる。従って、薬注量の過不足が防止
され、効率的で低コストの凝集処理が行なえるようにな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図及び第３図は実施例装置の系統図、第４
図は熱線流速計のブロック図である。第５図及び第６図
は実験結果を示すグラフである．第７図は制御方法を説
明するグラフである。第８図は本発明の異なる実施例装
置の系統図、第９図は部分構成図である．第ｌＯ図はさ
らに異なる実施例装置の系統図、第１１図は部分構成図
である。 ４，４１．４２・・・凝集槽、 ８，８１．８２・・・薬注ボンブ、 ９・・・脱水機、　　　　　１２・・・熱線流速計、ｌ
６・・・演算制御器、　２０１・・・原水配管、２０３
・・・脱水機、　　２０７・・・薬注ボンブ、２１０・
・・熱移動計。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）凝集処理される液に凝集剤を添加するための装置
   であって、該添加量が調節可能である薬注装置と、 凝集剤が添加される液、凝集剤が添加された液又は凝集
   剤が添加された液の濾液と接触するように設けられた熱
   移動検出計と、 該熱移動検出計の検出値に基いて薬注装置の薬注量を制
   御する制御装置と、 を備えてなる凝集処理装置。