JPH05285308A - 凝集剤の注入制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 良好なフロックを形成し、凝集剤の過剰な注
入を防止する。 【構成】 フロック形成池１の出口側のフロックを撮像
し、得られた画像認識手段３で画像を２値化してフロッ
クの認識を行い、この認識されたデータからフロック個
数演算手段１１によってフロックの個数を演算し、得ら
れたフロック個数が目標値以上のとき、注入量制御手段
１２により凝集剤注入量を現在の注入量より小さくする
ようにポンプ８を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、浄水場，下水処理
場，産業排水処理場における懸濁物に凝集剤を注入する
ことによって凝集物（以下、フロックという）を形成さ
せるのに用いる凝集剤の注入制御装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】図５は例えば特開昭６２ー２４１５１２
号公報に示された従来の凝集剤の注入制御装置を示す構
成図であり、図において、１はフロック形成池で、壁面
に複数の孔を有する整流壁で３室に区切られている。２
はフロック形成池１内のフロックを撮像するフロック撮
像手段、３は撮像されたフロック画像を認識する画像認
識手段、４は認識した画像データにもとづきフロックの
粒径分布を演算する粒径分布演算手段、５はこの演算結
果に応じて凝集剤の注入量を制御する注入量制御手段で
ある。

【０００３】また、６は原水と凝集剤とを混和する急速
混和池、７は凝集剤を収容した凝集剤タンク、８は注入
量制御手段５による制御量に応じた量だけ凝集剤タンク
７から凝集剤を急速混和池６に供給するポンプ、９は急
速混和池６における凝集剤と被処理水としての原水とを
急速混和する攪拌機、１０はフロック成形池１内で緩や
かに攪拌動作する攪拌パドルである。

【０００４】次に動作について説明する。まず、フロッ
ク形成池１の出口側に設置されたフロック撮像手段２は
フロックの濃淡画像（アナログ信号）を撮像する。こう
して撮像した画像は画像認識手段３に入力され、この画
像認識手段３は２値化処理によりフロックと背景（水領
域）との判別を行い、フロックを認識する。

【０００５】次に、この認識された各々のフロック領域
に対して粒径分布演算手段４で各々の粒径を演算し、粒
径分布を求めて対数平均粒径を算出する。

【０００６】さらに、注入量制御手段５は対数平均粒径
の演算値と予め設定した目標値との偏差にもとづき制御
すべき凝集剤注入量を決定し、この凝集剤注入量に対応
する分量の凝集剤を、凝集剤タンク７から凝集剤注入用
のポンプ８によって急速混和池６へ注入させる。

【０００７】ここで、この注入された凝集剤と原水は混
合，攪拌されて、フロック形成池１に導かれ、攪拌パド
ル１０により緩やかに攪拌され、フロックを形成させ
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】従来の凝集剤の注入制
御装置は以上のように構成されているので、フロックの
対数平均粒径によりフロック形状の良否を評価し、凝集
剤注入制御を行なっているところ、フロック形成の目的
は、フロック形成池１の後段に設置される沈澱池でのフ
ロック沈降による懸濁物の除去にあることから、対数平
均粒径と沈澱池出口の懸濁物濃度（以下、濁度という）
との関係が明らかにされていないため、沈澱池出口の濁
度に対応した凝集剤の注入量制御を高精度に実施できな
いなどの問題点があった。

【０００９】請求項１の発明は上記のような問題点を解
消するためになされたものであり、沈澱池出口濁度にも
とづき良好なフロック形成を行えるとともに、過剰な凝
集剤の注入を防止できる凝集剤の注入制御装置を得るこ
とを目的とする。

【００１０】また、請求項２の発明は原水の水質に応じ
て凝集剤の注入量をさらに高精度に制御できる凝集剤の
注入制御装置を得ることを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係る凝
集剤の注入制御装置は、凝集剤タンクよりポンプによっ
て注入された凝集剤と原水との混和水からフロックを形
成させるフロック形成池と、該フロック形成池の最下流
側におけるフロックを撮像するフロック撮像手段と、該
フロック撮像手段で得た撮像データから２値化処理した
フロック対応データを得る画像認識手段とを備え、フロ
ック個数演算手段に、該画像認識手段が得たフロック対
応データから１つの処理画面における平均フロック個数
を求めさせ、注入量制御手段に、該フロック個数演算手
段により得た平均フロック個数と目標値との偏差に応じ
て、上記ポンプによる凝集剤の上記注入量を決定させる
ようにしたものである。

【００１２】また、請求項２の発明に係る凝集剤の注入
制御装置は、凝集剤タンクよりポンプによって注入され
た凝集剤と原水との混和水からフロックを形成させるフ
ロック形成池と、該フロック形成池の最下流側における
フロックを撮像するフロック撮像手段と、該フロック撮
像手段で得た撮像データから２値化処理したフロック対
応データを得る画像認識手段と、該画像認識手段が得た
フロック対応データから１つの処理画面における平均フ
ロック個数を求めるフロック個数演算手段と、該フロッ
ク個数演算手段により得た平均フロック個数と目標値と
の偏差に応じて、上記ポンプによる凝集剤の上記注入量
を決定する注入量制御手段とを備え、凝集剤注入率基準
値演算手段に、上記原水の水質に対応した凝集剤注入率
の基準値を演算させ、上記凝集剤注入率基準値演算手段
により得られた凝集剤注入率基準値と上記平均フロック
個数による上記注入量制御手段の出力とから、凝集剤注
入量制御手段に、最終的な凝集剤注入量を決定させ、こ
の決定値にもとづき上記ポンプを制御させるようにした
ものである。

【００１３】

【作用】請求項１の発明における注入量制御装置は、フ
ロック形成池の最下流側におけるフロック画像の２値化
データから得た平均フロック個数と、予め設定した目標
値との偏差に応じたデータに従って、ポンプによる凝集
剤の原水への注入量を決定する。

【００１４】また、請求項２の発明における凝集剤注入
量決定制御手段は、原水の水質に応じて凝集剤注入率基
準値演算手段により得た凝集剤注入率基準値と注入量制
御手段の出力とにもとづいて、最終的な凝集剤注入量を
決定し、この決定に従ってポンプを制御する。

【００１５】

【実施例】

実施例１．以下、この発明の一実施例を図について説明
する。図１において、１はフロック形成池で、壁面に複
数の孔を有する整流壁で３室に区切られている。２はフ
ロック形成池１の最下流側の出口においてフロックを撮
像するフロック撮像手段、３は撮像されたフロック画像
を認識する画像認識手段、１１は認識された画像データ
にもとづき、画面当りのフロックの個数を演算するフロ
ック個数演算手段、１２はこの演算されたフロック個数
にもとづき、凝集剤の注入量を制御する注入量制御手段
である。

【００１６】また、６は急速混和池、７は凝集剤を収容
した凝集剤タンク、８は注入量制御手段１２による制御
量に応じた量だけ凝集タンク７から凝集剤を急速混和池
６に供給するポンプ、９は急速混和池６における凝集剤
と原水とを急速混和する攪拌機、１０はフロック成形池
１内で緩やかに攪拌動作する攪拌パドルである。

【００１７】次に動作について説明する。まず、急速混
和池６には被処理水としての原水が送り込まれるととも
に、凝集剤タンク７に貯留された凝集剤の溶液がポンプ
８によって注入される。

【００１８】次に、これらの原水と凝集剤は急速混和池
６内で、攪拌機９により攪拌混合され、続いて、フロッ
ク形成池１に導かれる。このフロック形成池１ではこれ
らの原水と凝集剤とが攪拌パドル１０により、再び緩や
かに攪拌される。

【００１９】さらに、このフロック形成池１の最下流側
の出口に設けられた水中カメラなどの上記フロック撮像
手段２は、その出口側でフロックを撮像し、その撮像し
たフロックの濃淡画像（アナログ信号）は画像認識手段
３に入力される。

【００２０】このため、この画像認識手段３はこの濃淡
画像をアナログ／デジタル変換器でデジタル画像に変換
し、さらに、２値化処理により、フロックに相当する画
素（｀１´レベルで表示）とフロック以外の画素（｀０
´レベルで表示）とに識別した２値画像をフロック個数
演算手段１１に入力する。

【００２１】ここで、フロック個数演算手段１１はこの
２値画像に存在するフロック（｀１´レベルで表される
画素の集合）の各々に１，２，３，…ｎと番号を付け、
１画面におけるフロック総数ｎを求める。この演算を２
値画像の所定処理枚数について行い、１画面当りの平均
フロック個数Ｎを下記の式で求め、注入量制御手段１２
に出力する。

【００２２】

【数１】

【００２３】ここで、ｎ_i は画面のフロック総数、ｍは
処理画面数である。なお、フロックの２値画像は所定時
間ごとにフロック撮像手段より画像認識手段３に入力さ
れる濃淡画像（アナログ信号）を画像認識手段３で処理
して求められる。

【００２４】また、上記のようにして得られた１画面当
りの平均フロック個数とフロック形成池１の後段に設置
される沈澱池出口の処理水濁度（沈澱池出口濁度）との
関係を図２に示す。

【００２５】これによれば、平均フロック個数は同一の
沈澱池出口濁度に対して、図中のハッチング領域内でば
らついているが、平均フロック個数の上限値（曲線ａ）
は沈澱池出口濁度が小さいと、大きくなる関係がある。

【００２６】さらに、凝集剤注入率と平均フロック個数
との関係は図３に示すような関係になる。ここでの凝集
剤注入率は、凝集剤注入量を原水流量に原水濁度を乗算
した値で除算したものである。

【００２７】次に、注入量制御手段１２は平均フロック
個数Ｎと目標値ＮＳの偏差ＤＮ（ＤＮ＝Ｎ−ＮＳ）を求
め、ＤＮが正であれば凝集剤注入量を減少させ（すなわ
ち、凝集剤注入率を減少させる）、逆にＤＮが負であれ
ば凝集剤注入量は現状値（すなわち、凝集剤注入率は現
状維持する）とするように、ポンプ８を操作して凝集剤
注入量を制御する。

【００２８】なお、この場合において凝集剤注入量の最
小値を設定し、注入量がこの値以下の異常注入にならな
いようにも制御する。

【００２９】実施例２．なお、上記実施例では凝集剤注
入量の現在量を基準として、平均フロック個数が所定の
目標値以上のとき、凝集剤注入量を減少させる場合につ
いて述べたが、図２に示すように、急速混和池６に流入
する被処理水たる原水の水を検出する原水水質検出手段
２１と、ここで検出された原水水質に対応して凝集剤注
入率の基準値を演算する凝集剤注入率基準値演算手段２
２とを設け、この凝集剤注入率基準値演算手段２２から
の注入率基準値と平均フロック個数による注入量制御手
段１２の出力とを凝集剤注入量決定制御手段２３におい
て加算し、凝集剤注入量を決定するようにしてもよい。

【００３０】このようにすれば、その決定に従ってポン
プ８を操作して急速混和池６への凝集剤注入量を制御す
ることができ、原水水質の変動に遅れることなく、凝集
剤注入量を制御できる。ここで、原水水質とは原水濁
度，原水アルカリ度，原水ＰＨなどフロック凝集状態に
影響を与えるもので、これらの関数として上記凝集剤注
入率の基準値が決定される。

【００３１】

【発明の効果】以上のように、請求項１の発明によれ
ば、凝集剤タンクよりポンプによって注入された凝集剤
と原水との混和水からフロックを形成させるフロック形
成池と、該フロック形成池の最下流側におけるフロック
を撮像するフロック撮像手段と、該フロック撮像手段で
得た撮像データから２値化処理したフロック対応データ
を得る画像認識手段とを備え、フロック個数演算手段
に、該画像認識手段が得たフロック対応データから１つ
の処理画面における平均フロック個数を求めさせ、注入
量制御手段に、該フロック個数演算手段により得た平均
フロック個数と目標値との偏差に応じて、上記ポンプに
よる凝集剤の上記注入量を決定させるように構成したの
で、懸濁物の除去のための良好なフロックを形成できる
とともに、過剰な凝集剤の注入を防止できるものが得ら
れる効果がある。

【００３２】また、請求項２の発明によれば、凝集剤注
入率基準値演算手段に、上記原水の水質に対応した凝集
剤注入率の基準値を演算させ、上記凝集剤注入率基準値
演算手段により得られた凝集剤注入率基準値と上記平均
フロック個数による上記注入量制御手段の出力とから、
凝集剤注入量制御手段に、最終的な凝集剤注入量を決定
させ、この決定値にもとずき上記ポンプを制御させるよ
うに構成したので、凝集剤の注入量を原水の水質に従っ
てさらに高精度に制御できるものが得られる効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例による凝集剤の注入制御装
置を示す構成図である。

【図２】この発明におけるフロック形成池出口側の処理
水の濁度と平均フロック個数との関係を示す特性図であ
る。

【図３】この発明における平均フロック個数と凝集剤注
入との関係を示す特性図である。

【図４】この発明の他の実施例による凝集剤の注入制御
装置を示す構成図である。

【図５】従来の凝集剤の注入制御装置を示す構成図であ
る。

【符号の説明】

１ フロック形成池 ２ フロック撮像手段 ３ 画像認識手段 ７ 凝集剤タンク ８ ポンプ １１ フロック個数演算手段 １２ 注入量制御手段 ２２ 凝集剤注入率基準値演算手段 ２３ 凝集剤注入量決定制御手段

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 凝集剤タンクよりポンプによって注入さ
   れた凝集剤と原水との混和水からフロックを形成させる
   フロック形成池と、該フロック形成池の最下流側におけ
   るフロックを撮像するフロック撮像手段と、該フロック
   撮像手段で得た撮像データから２値化処理したフロック
   対応データを得る画像認識手段と、該画像認識手段が得
   たフロック対応データから１つの処理画面における平均
   フロック個数を求めるフロック個数演算手段と、該フロ
   ック個数演算手段により得た平均フロック個数と目標値
   との偏差に応じて、上記ポンプによる凝集剤の上記注入
   量を決定する注入量制御手段とを備えた凝集剤の注入制
   御装置。
2. 【請求項２】 凝集剤タンクよりポンプによって注入さ
   れた凝集剤と原水との混和水からフロックを形成させる
   フロック形成池と、該フロック形成池の最下流側におけ
   るフロックを撮像するフロック撮像手段と、該フロック
   撮像手段で得た撮像データから２値化処理したフロック
   対応データを得る画像認識手段と、該画像認識手段が得
   たフロック対応データから１つの処理画面における平均
   フロック個数を求めるフロック個数演算手段と、該フロ
   ック個数演算手段により得た平均フロック個数と目標値
   との偏差に応じて、上記ポンプによる凝集剤の上記注入
   量を決定する注入量制御手段と、上記原水の水質に対応
   した凝集剤注入率の基準値を演算する凝集剤注入率基準
   値演算手段と、該凝集剤注入率基準値演算手段により得
   られた凝集剤注入率基準値と上記平均フロック個数によ
   る上記注入量制御手段の出力とから最終的な凝集剤注入
   量を決定し、この決定値にもとづき上記ポンプを制御す
   る凝集剤注入量決定制御手段とを備えた凝集剤の注入制
   御装置。