JPH0640928B2 - 浄水場の凝集剤注入制御装置 - Google Patents
浄水場の凝集剤注入制御装置Info
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- JPH0640928B2 JPH0640928B2 JP10845986A JP10845986A JPH0640928B2 JP H0640928 B2 JPH0640928 B2 JP H0640928B2 JP 10845986 A JP10845986 A JP 10845986A JP 10845986 A JP10845986 A JP 10845986A JP H0640928 B2 JPH0640928 B2 JP H0640928B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は浄水場におけるフロツク形成を良好に行うため
注入する凝集剤を適切な量だけ注入するようにした浄水
場の凝集剤注入制御装置に関する。
注入する凝集剤を適切な量だけ注入するようにした浄水
場の凝集剤注入制御装置に関する。
浄水場においては取水した原水に凝集剤を添加して懸濁
物質を凝集させ凝集物（以下フロツクという）を形成
し、このフロツクを沈降除去している。具体的には急速
混和池において凝集剤を注入した後にフロツク形成池に
導き、緩やかに攪拌しながらフロツクを形成する。フロ
ツク形成池から流出した原水は沈殿池に導かれ、フロツ
クを沈降させて懸濁物質を除去する。沈殿池で沈降しな
かつた微粒子は濾過池で除去される。
物質を凝集させ凝集物（以下フロツクという）を形成
し、このフロツクを沈降除去している。具体的には急速
混和池において凝集剤を注入した後にフロツク形成池に
導き、緩やかに攪拌しながらフロツクを形成する。フロ
ツク形成池から流出した原水は沈殿池に導かれ、フロツ
クを沈降させて懸濁物質を除去する。沈殿池で沈降しな
かつた微粒子は濾過池で除去される。
このようにして水処理を行う際に、フロツク形成池でフ
ロツクが形成されないと濾過池の目詰まりを早めること
になる。フロツクを良好に形成するために凝集剤の注入
量を制御することが知られている。従来は例えば特公昭
54−298281号公報に記載されているように、原水の濁
度，濁質の粒径と表面積に基づいて凝集剤注入量を制御
するようにしている。
ロツクが形成されないと濾過池の目詰まりを早めること
になる。フロツクを良好に形成するために凝集剤の注入
量を制御することが知られている。従来は例えば特公昭
54−298281号公報に記載されているように、原水の濁
度，濁質の粒径と表面積に基づいて凝集剤注入量を制御
するようにしている。
一方、例えば特公昭54−143296号公報に記載されている
ように、画像処理によつてフロツクの形状や大きさを監
視する方法が提案されている。具体的には、工業容カメ
ラなどによつて撮影したフロツク画像から、所定の明る
さ（閾値）よりも明るい部分（画素）を“１”レベルと
してこれをフロツクであると認識し、逆に所定値よりも
暗い部分（画素）を“０”レベルとしてフロツク以外と
認識する。このように、フロツク画像を２値化して画像
処理を行い、フロツク形成状況を監視する。
ように、画像処理によつてフロツクの形状や大きさを監
視する方法が提案されている。具体的には、工業容カメ
ラなどによつて撮影したフロツク画像から、所定の明る
さ（閾値）よりも明るい部分（画素）を“１”レベルと
してこれをフロツクであると認識し、逆に所定値よりも
暗い部分（画素）を“０”レベルとしてフロツク以外と
認識する。このように、フロツク画像を２値化して画像
処理を行い、フロツク形成状況を監視する。
原水の濁度，濁質の粒径と表面積に基づいて凝集剤注入
量を制御しただけではフロツク形成が温度，濁度，粒
径，pHおよびアルカリ度などにより影響されるのでフロ
ツク形成を良好にできるとは保証できない。換言する
と、フロツク形成状態を直接計測して凝集剤注入を行つ
ていないので、フロツク形成を常に良好に維持できな
い。一方、フロツクを画像認識するという思想は公知で
あるが、認識した画像から如何にしてフロツク形成の良
否を評価し、フロツク形成のために凝集剤注入制御する
かということは何ら知られていない。このため、画像認
識したフロツク画像に基づいてフロツク形成を良好に制
御することは困難である。
量を制御しただけではフロツク形成が温度，濁度，粒
径，pHおよびアルカリ度などにより影響されるのでフロ
ツク形成を良好にできるとは保証できない。換言する
と、フロツク形成状態を直接計測して凝集剤注入を行つ
ていないので、フロツク形成を常に良好に維持できな
い。一方、フロツクを画像認識するという思想は公知で
あるが、認識した画像から如何にしてフロツク形成の良
否を評価し、フロツク形成のために凝集剤注入制御する
かということは何ら知られていない。このため、画像認
識したフロツク画像に基づいてフロツク形成を良好に制
御することは困難である。
本発明の目的はフロツク形成を良好に行える凝集剤の注
入制御装置を提供することにある。
入制御装置を提供することにある。
沈殿池におけるフロツク画像情報からフロツクの沈降速
度を演算すると共に、フロツク形成池におけるフロツク
画像情報から求めた、フロツク全体積と濁度計測値から
演算した流入濁質の質量及び凝集剤注入質量によりフロ
ツク密度を計算する。これらフロツク密度とフロツク沈
降速度のフロツクの沈降特性を表わす計算値を指標にフ
ロツク形成状況を把握して凝集剤を注入する。
度を演算すると共に、フロツク形成池におけるフロツク
画像情報から求めた、フロツク全体積と濁度計測値から
演算した流入濁質の質量及び凝集剤注入質量によりフロ
ツク密度を計算する。これらフロツク密度とフロツク沈
降速度のフロツクの沈降特性を表わす計算値を指標にフ
ロツク形成状況を把握して凝集剤を注入する。
原水濁度は原水濁質の質量と相関関係にあるので、濁度
と凝集剤注入率からフロツク形成池で形成されるフロツ
クの質量を求められる。このフロツク質量からフロツク
密度を求めることができる。フロツクの密度，フロツク
沈降速度および平均粒径はフロツク沈降性に関係するの
でこれらの要素を把握して凝集剤を注入することによつ
て良好なフロツクを形成できる。
と凝集剤注入率からフロツク形成池で形成されるフロツ
クの質量を求められる。このフロツク質量からフロツク
密度を求めることができる。フロツクの密度，フロツク
沈降速度および平均粒径はフロツク沈降性に関係するの
でこれらの要素を把握して凝集剤を注入することによつ
て良好なフロツクを形成できる。
第１図に本発明の実施例を示す。
第１図において河川などから取水した原水は着水井に導
かれる。濁度計１１は着水井１０から流出する原水の濁
度Ｔｕを計測する。濁度計測値Ｔｕは濁質質量演算装置
２３０に入力される。濁質質量演算装置２３０は濁度計
測値Ｔｕから流入濁質の質量ＭＷを計算する。濁質質量
信号ＭＷはフロツク密度演算装置２２０に入力される。
急速混和池２０には攪拌機２１が設けられている。ま
た、急速混和池２０は凝集剤注入機２２から凝集剤を注
入される。フロツク形成池３０には３個の攪拌用パドル
３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃが設けられており、これら攪拌
用パドル３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃはそれぞれ攪拌用モー
タ３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃによつて回転駆動される。攪
拌用パドル３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃの間は整流壁３３
Ａ，３３Ｂで仕切られている。急速混和池２０からフロ
ツク形成池３０に流入した微小フロツク群はフロツク形
成池３０内を順次流下し、攪拌用パドル３１Ａ，３１
Ｂ，３１Ｃによつて順次攪拌される。微小フロツクはフ
ロツク形成池３０内を流下する間にフロツク同志が衝突
合体して大きなフロツク３４に成長する。このように、
フロツクはフロツク形成池３０内を通過する間に次第に
粒径が増加する。フロツク形成池３０にはフロツク３４
の画像を輝度情報に変換する撮像装置１００が配置され
ている。撮像装置１００は工業用テレビカメラ（ITV）
を含んでいる。画像処理装置１１０は撮像装置１００で
得られた輝度情報に基づいてフロツク３４の画像処理を
行い、フロツクの粒径と粒径分布を計算し、フロツクを
球と仮定して体積を計算して体積濃度分布Ｖを計算す
る。体積・粒径演算装置２１０は画像処理装置１１０で
計算したフロツク体積濃度分布Ｖからフロツクの全体積
Ｖｔ及び、平均粒径を計算する。体積・粒径演算装置
２１０で計算したフロツクの全体積Ｖｔはフロツク密度
演算装置２２０に入力される。一方、制御用コンピュー
タ２００から出力される凝集剤注入率信号Ａは凝集剤重
量演算装置４００に入力される。凝集剤重量演算装置４
００は、凝集剤注入質量ＭＡを演算し、フロツク密度演
算装置２２０に出力する。フロツク密度演算装置２２０
は流入濁質の質量ＭＷとフロツクの全体積Ｖｔ並びに凝
集剤注入質量ＭＡとからフロツク密度ρを次式で計算す
る。
かれる。濁度計１１は着水井１０から流出する原水の濁
度Ｔｕを計測する。濁度計測値Ｔｕは濁質質量演算装置
２３０に入力される。濁質質量演算装置２３０は濁度計
測値Ｔｕから流入濁質の質量ＭＷを計算する。濁質質量
信号ＭＷはフロツク密度演算装置２２０に入力される。
急速混和池２０には攪拌機２１が設けられている。ま
た、急速混和池２０は凝集剤注入機２２から凝集剤を注
入される。フロツク形成池３０には３個の攪拌用パドル
３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃが設けられており、これら攪拌
用パドル３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃはそれぞれ攪拌用モー
タ３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃによつて回転駆動される。攪
拌用パドル３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃの間は整流壁３３
Ａ，３３Ｂで仕切られている。急速混和池２０からフロ
ツク形成池３０に流入した微小フロツク群はフロツク形
成池３０内を順次流下し、攪拌用パドル３１Ａ，３１
Ｂ，３１Ｃによつて順次攪拌される。微小フロツクはフ
ロツク形成池３０内を流下する間にフロツク同志が衝突
合体して大きなフロツク３４に成長する。このように、
フロツクはフロツク形成池３０内を通過する間に次第に
粒径が増加する。フロツク形成池３０にはフロツク３４
の画像を輝度情報に変換する撮像装置１００が配置され
ている。撮像装置１００は工業用テレビカメラ（ITV）
を含んでいる。画像処理装置１１０は撮像装置１００で
得られた輝度情報に基づいてフロツク３４の画像処理を
行い、フロツクの粒径と粒径分布を計算し、フロツクを
球と仮定して体積を計算して体積濃度分布Ｖを計算す
る。体積・粒径演算装置２１０は画像処理装置１１０で
計算したフロツク体積濃度分布Ｖからフロツクの全体積
Ｖｔ及び、平均粒径を計算する。体積・粒径演算装置
２１０で計算したフロツクの全体積Ｖｔはフロツク密度
演算装置２２０に入力される。一方、制御用コンピュー
タ２００から出力される凝集剤注入率信号Ａは凝集剤重
量演算装置４００に入力される。凝集剤重量演算装置４
００は、凝集剤注入質量ＭＡを演算し、フロツク密度演
算装置２２０に出力する。フロツク密度演算装置２２０
は流入濁質の質量ＭＷとフロツクの全体積Ｖｔ並びに凝
集剤注入質量ＭＡとからフロツク密度ρを次式で計算す
る。
ρ＝（ＭＷ＋ＭＡ）／Ｖｔ……(1) フロツク形成池３０で形成されたフロツク３４は沈殿池
４０に流入して沈降除去される。沈殿池４０には沈降す
るフロツク画像を輝度情報に変換する撮像装置３００が
設置されている。この撮像装置３００は、フロツク形成
池内の撮像装置１００と同一の構造である。撮像装置３
００にはＩＴＶが内蔵されている。画像処理装置１１０
は撮像装置３００から送られる輝度信号に基づきフロツ
ク沈降速度Ｕを演算する。フロツク沈降速度Ｕは体積・
粒径演算装置２１０を経て制御用コンピュータ２００に
入力される。沈殿池４０においてフロツク３４が除去さ
れた上澄水は濾過池５０に流入する。濾過池５０では沈
殿池４０で除去されなかつた残存する微小フロツクを濾
過して除去する。濾過池５０から流出した水は配水池
（図示せず）及び貯水池（図示せず）などを経て需要家
に供給される。
４０に流入して沈降除去される。沈殿池４０には沈降す
るフロツク画像を輝度情報に変換する撮像装置３００が
設置されている。この撮像装置３００は、フロツク形成
池内の撮像装置１００と同一の構造である。撮像装置３
００にはＩＴＶが内蔵されている。画像処理装置１１０
は撮像装置３００から送られる輝度信号に基づきフロツ
ク沈降速度Ｕを演算する。フロツク沈降速度Ｕは体積・
粒径演算装置２１０を経て制御用コンピュータ２００に
入力される。沈殿池４０においてフロツク３４が除去さ
れた上澄水は濾過池５０に流入する。濾過池５０では沈
殿池４０で除去されなかつた残存する微小フロツクを濾
過して除去する。濾過池５０から流出した水は配水池
（図示せず）及び貯水池（図示せず）などを経て需要家
に供給される。
制御用コンピュータ２００はフロツク密度ρ、フロツク
平均粒径並びにフロツク沈降速度Ｕに基づき凝集剤注
入率Ａを演算する。凝集剤注入機２２は凝集剤注入率Ａ
の信号を受けて凝集剤注入量を操作する。
平均粒径並びにフロツク沈降速度Ｕに基づき凝集剤注
入率Ａを演算する。凝集剤注入機２２は凝集剤注入率Ａ
の信号を受けて凝集剤注入量を操作する。
第２図に撮像装置１００と画像処理装置１１０との一例
の詳細図を示す。
の詳細図を示す。
第２図において、気密容器１２０内に固定されたＩＴＶ
１３０は接写レンズ１３１によりガラス等の透明材料で
作られた観察窓１２１を通してフロツク形成池３０内に
あるフロツク３４の画像を拡大認識する。ワイパ駆動装
置１２３によつて駆動されるワイパ１２２は観察窓１２
１とバツクスクリーン１２４の表面の汚れを取るために
定期的に作動する。バックスクリーン１２４はフロツク
群を高いコントラストで精度良く認識するために設けら
れるもので、気密容器１２０に固定したバツクスクリー
ン固定器具１２５によつて観察窓１２１の対向前面に設
置される。バツクスクリーン１２４は白色系フロツクを
高コントラストで精度良く認識するために暗色系である
のが望ましい。ランプ１４０は複数個設置されており、
フロツク３４を多面的に照射する。ランプ１４０の照度
は一定条件とするために、照度コントローラ１４１によ
つて周囲の照度変化に応じて適時照度を一定となるよう
に制御される。ランプ１４０としてはフロツクの働きに
かかわらず精度良くフロツクを認識するために、瞬間発
光型のストロボスコープなどを用いることもできる。
１３０は接写レンズ１３１によりガラス等の透明材料で
作られた観察窓１２１を通してフロツク形成池３０内に
あるフロツク３４の画像を拡大認識する。ワイパ駆動装
置１２３によつて駆動されるワイパ１２２は観察窓１２
１とバツクスクリーン１２４の表面の汚れを取るために
定期的に作動する。バックスクリーン１２４はフロツク
群を高いコントラストで精度良く認識するために設けら
れるもので、気密容器１２０に固定したバツクスクリー
ン固定器具１２５によつて観察窓１２１の対向前面に設
置される。バツクスクリーン１２４は白色系フロツクを
高コントラストで精度良く認識するために暗色系である
のが望ましい。ランプ１４０は複数個設置されており、
フロツク３４を多面的に照射する。ランプ１４０の照度
は一定条件とするために、照度コントローラ１４１によ
つて周囲の照度変化に応じて適時照度を一定となるよう
に制御される。ランプ１４０としてはフロツクの働きに
かかわらず精度良くフロツクを認識するために、瞬間発
光型のストロボスコープなどを用いることもできる。
ＩＴＶ１３０で撮像したフロツク輝度情報はＩＴＶコン
トローラ１３２へ送られる。ＩＴＶコントローラ１３２
はＩＴＶ１３０に輝度情報を取り出すタイミングを決定
するタイミング信号を与える機能も有する。ＩＴＶコン
トローラ１３０と照度コントローラ１４１は撮像装置コ
ントローラ１４３により指令制御される。撮像装置コン
トローラ１４３はセレクタ１４４を介し画像処理装置１
１０と信号の送受信を行なう。画像制御装置１６０は画
像認識装置１５０によるフロツク認識の回数やインター
バルなどを制御する。画像処理装置１１０はセレクタ１
４４を介し複数個の撮像装置と信号を送受信できる。本
実施例では、フロツク形成池内の撮像装置１００と沈殿
池内の撮像装置３００の２個が画像処理装置１１０と接
続している。
トローラ１３２へ送られる。ＩＴＶコントローラ１３２
はＩＴＶ１３０に輝度情報を取り出すタイミングを決定
するタイミング信号を与える機能も有する。ＩＴＶコン
トローラ１３０と照度コントローラ１４１は撮像装置コ
ントローラ１４３により指令制御される。撮像装置コン
トローラ１４３はセレクタ１４４を介し画像処理装置１
１０と信号の送受信を行なう。画像制御装置１６０は画
像認識装置１５０によるフロツク認識の回数やインター
バルなどを制御する。画像処理装置１１０はセレクタ１
４４を介し複数個の撮像装置と信号を送受信できる。本
実施例では、フロツク形成池内の撮像装置１００と沈殿
池内の撮像装置３００の２個が画像処理装置１１０と接
続している。
第３図に画像認識装置１５０の詳細を示す。セレクタ１
４４介して送られるＩＴＶ輝度信号は処理セレクタ１５
１に入力される。セレクタ１５１はフロツク形成池３０
からの輝度信号と沈殿池４０からの輝度信号をそれぞれ
フロツク粒径分布演算処理系とフロツク沈降速度演算処
理系に分岐させる。まず、フロツク粒径分布演算系につ
いて説明する。輝度信号はＡ／Ｄ変換器１５２Ａにより
デジタル信号に変換され、画像メモリ１５３Ａに格納さ
れる。画像メモリ１５３は例えば２５６（画素）×２４
０（画素）×８bitの容量を持つている画像メモリ１５
３Ａに格納されたフロツク濃淡画像は、２値化回路１５
４Ａによりフロツク部輝度が“１”レベル背景輝度が
“０”レベルに２値化される。後に詳細に説明するが、
分布演算回路１５５Ａは画像メモリ１５３Ａの一画面分
のフロツク２値画像からフロツクの個数，粒径，体積を
演算し、さらに体積濃度分布Ｖを演算する。以上の処理
を処理判定回路１５６Ａに設定した回数だけ繰返し実行
する。
４４介して送られるＩＴＶ輝度信号は処理セレクタ１５
１に入力される。セレクタ１５１はフロツク形成池３０
からの輝度信号と沈殿池４０からの輝度信号をそれぞれ
フロツク粒径分布演算処理系とフロツク沈降速度演算処
理系に分岐させる。まず、フロツク粒径分布演算系につ
いて説明する。輝度信号はＡ／Ｄ変換器１５２Ａにより
デジタル信号に変換され、画像メモリ１５３Ａに格納さ
れる。画像メモリ１５３は例えば２５６（画素）×２４
０（画素）×８bitの容量を持つている画像メモリ１５
３Ａに格納されたフロツク濃淡画像は、２値化回路１５
４Ａによりフロツク部輝度が“１”レベル背景輝度が
“０”レベルに２値化される。後に詳細に説明するが、
分布演算回路１５５Ａは画像メモリ１５３Ａの一画面分
のフロツク２値画像からフロツクの個数，粒径，体積を
演算し、さらに体積濃度分布Ｖを演算する。以上の処理
を処理判定回路１５６Ａに設定した回数だけ繰返し実行
する。
次に、フロツク沈降速度演算系について説明する。フロ
ツク画像輝度信号はＡ／Ｄ変換器１５２Ｂによりデジタ
ル信号に変換され、画像メモリ１５３Ｂに格納される。
画像メモリ１５３Ｂは例えば２５６×２４０×８bit×
１０画面のように複数画面分の容量を持つている。フロ
ツク画像の画像メモリ１５３Ｂへの格納は画面取入処理
の初期設定回路１５４Ｂに設定した回数Ｎだけインター
バルｔ間隔で行なわれる。画像メモリ１５３Ｂに格納さ
れたＮ画面のフロツク画像は、背景輝度を除去した後に
一画面の画像メモリ１５５Ｂに加算される。この画面に
はＮ画面分のフロツクの軌跡が格納されている。初期設
定回路１５４Ｂに設定されているインターバルｔは例え
ば０．１秒のような時間である。沈殿池フロツクがイン
ターバルｔの間に沈降する距離は画像メモリ上で最大で
も数画素程度となるようにインターバルｔ及びＩＴＶ観
察空間を設定する。２値化回路１５６Ｂは画像メモリ１
５５Ｂの濃淡画像を２値化する。すなわち、フロツク部
に輝度“１”レベルを与え、背景部の輝度は“０”レベ
ルとすることでフロツク群を抽出する。後に詳細に説明
するが２値化されたフロツク画像は膨張・縮小回路１５
６Ｂにより複数回膨張処理を行なつた後同じ回数だけ縮
小処理を行なう。これらの処理で１個のフロツクの軌跡
を連結できる。１画面では複数個（例えばＦＮ個）のフ
ロツク軌跡が得られる。細線化回路１５７Ｂはフロツク
軌跡を細線化し幅１画素の線とする。軌跡に相当しない
１点ノイズなどは公知の画像処理技術により除去する。
平均化回路１５８ＢはこのＦＮ個のフロツク軌跡を表わ
す画素列の画素数をカウントし、画素数からフロツク軌
跡の長さの平均値を計算する。この軌跡の長さの平均値
は初期設定時間当りのフロツク沈降量を表わすので、沈
降速度Ｕを計算できる。
ツク画像輝度信号はＡ／Ｄ変換器１５２Ｂによりデジタ
ル信号に変換され、画像メモリ１５３Ｂに格納される。
画像メモリ１５３Ｂは例えば２５６×２４０×８bit×
１０画面のように複数画面分の容量を持つている。フロ
ツク画像の画像メモリ１５３Ｂへの格納は画面取入処理
の初期設定回路１５４Ｂに設定した回数Ｎだけインター
バルｔ間隔で行なわれる。画像メモリ１５３Ｂに格納さ
れたＮ画面のフロツク画像は、背景輝度を除去した後に
一画面の画像メモリ１５５Ｂに加算される。この画面に
はＮ画面分のフロツクの軌跡が格納されている。初期設
定回路１５４Ｂに設定されているインターバルｔは例え
ば０．１秒のような時間である。沈殿池フロツクがイン
ターバルｔの間に沈降する距離は画像メモリ上で最大で
も数画素程度となるようにインターバルｔ及びＩＴＶ観
察空間を設定する。２値化回路１５６Ｂは画像メモリ１
５５Ｂの濃淡画像を２値化する。すなわち、フロツク部
に輝度“１”レベルを与え、背景部の輝度は“０”レベ
ルとすることでフロツク群を抽出する。後に詳細に説明
するが２値化されたフロツク画像は膨張・縮小回路１５
６Ｂにより複数回膨張処理を行なつた後同じ回数だけ縮
小処理を行なう。これらの処理で１個のフロツクの軌跡
を連結できる。１画面では複数個（例えばＦＮ個）のフ
ロツク軌跡が得られる。細線化回路１５７Ｂはフロツク
軌跡を細線化し幅１画素の線とする。軌跡に相当しない
１点ノイズなどは公知の画像処理技術により除去する。
平均化回路１５８ＢはこのＦＮ個のフロツク軌跡を表わ
す画素列の画素数をカウントし、画素数からフロツク軌
跡の長さの平均値を計算する。この軌跡の長さの平均値
は初期設定時間当りのフロツク沈降量を表わすので、沈
降速度Ｕを計算できる。
さて、第４図は、フロツク形成池内のフロツク画像の２
値化回路１５４Ａの機能を説明するためのものである。
第４図（ａ）は撮像装置１００より認識されたフロツク
群画像を示す。フロツク群は白色系なので輝度レベルは
高くなる。一方、背景のバツクスクリーン１２４は黒色
なので水の輝度レベルは低くなる。フロツク群は濃淡画
像であるので、実際にはフロツク３４と水との境界は明
確ではないが、第４図（ａ）は簡単のためフロツク群の
輪郭のみを図示している。第４図（ｂ）は同図（ａ）の
画面においてＡＡ′線で走査した輝度レベルの分布を示
す。輝度レベルは例えば１２８段階で表示され、縦横の
上方向が輝度が高く、下方向が輝度が低くなる。フロツ
ク３４は白色系なので輝度は高くなる。フロツク群輝度
はフロツクの成長度合によつて異なり、成長したフロツ
クの輝度は高く、微小フロツクの輝度は低い。フロツク
を２値化抽出する場合、一定の閾値（例えばＬｔ）で２
値化すると、成長フロツクは認識できるが、微小フロツ
クは認識できない。フロツク濃淡原画像に輝度差を強調
する空間フイルタリング処理を施した時の輝度分布を第
４図（ｃ）に示す。空間フイルタとしては例えば６行６
列程度のマトリツクスを用いる。輝度差を強調した後一
定閾値Ｌｔで２値化してフロツクを抽出する。２値化方
法についてはこれ以外にも浮動２値化など公知の画像処
理技術を用いることもできる。第５図は、第４図（ａ）
のＡＡ′線で２値化した図である。
値化回路１５４Ａの機能を説明するためのものである。
第４図（ａ）は撮像装置１００より認識されたフロツク
群画像を示す。フロツク群は白色系なので輝度レベルは
高くなる。一方、背景のバツクスクリーン１２４は黒色
なので水の輝度レベルは低くなる。フロツク群は濃淡画
像であるので、実際にはフロツク３４と水との境界は明
確ではないが、第４図（ａ）は簡単のためフロツク群の
輪郭のみを図示している。第４図（ｂ）は同図（ａ）の
画面においてＡＡ′線で走査した輝度レベルの分布を示
す。輝度レベルは例えば１２８段階で表示され、縦横の
上方向が輝度が高く、下方向が輝度が低くなる。フロツ
ク３４は白色系なので輝度は高くなる。フロツク群輝度
はフロツクの成長度合によつて異なり、成長したフロツ
クの輝度は高く、微小フロツクの輝度は低い。フロツク
を２値化抽出する場合、一定の閾値（例えばＬｔ）で２
値化すると、成長フロツクは認識できるが、微小フロツ
クは認識できない。フロツク濃淡原画像に輝度差を強調
する空間フイルタリング処理を施した時の輝度分布を第
４図（ｃ）に示す。空間フイルタとしては例えば６行６
列程度のマトリツクスを用いる。輝度差を強調した後一
定閾値Ｌｔで２値化してフロツクを抽出する。２値化方
法についてはこれ以外にも浮動２値化など公知の画像処
理技術を用いることもできる。第５図は、第４図（ａ）
のＡＡ′線で２値化した図である。
次に、各々のフロツクが持つ画素数（Ｎｉ，ｉ＝１，…
ｎ）から各々のフロツクの粒径Ｆｉ（ｉ＝１，２…ｎ）
を次式で計算する。
ｎ）から各々のフロツクの粒径Ｆｉ（ｉ＝１，２…ｎ）
を次式で計算する。
フロツク形成状況を表す粒度分布として体積濃度分布を
計算する。体積濃度とはある粒径Ｄｉのフロツクが単位
体積中に占める体積の割合である。フロツクの分級を例
えば０．１mm幅で５．０mmまでの５０分割と５．０mm以
上を加えて５１分割とすれば、分級は次式で表わされ
る。
計算する。体積濃度とはある粒径Ｄｉのフロツクが単位
体積中に占める体積の割合である。フロツクの分級を例
えば０．１mm幅で５．０mmまでの５０分割と５．０mm以
上を加えて５１分割とすれば、分級は次式で表わされ
る。
ｉ＝１〜５０のとき ０．１×（ｉ−１）mm＜Ｄｉ≦０．１×ｉmm ｉ＝５１のとき Ｄ５１＞５．０mm……(4) 個々のフロツク粒径Ｆｉがどの分級Ｄｉに属するかを判
定し、各分級Ｄｉに属するかを判定し、各分級Ｄｉにお
けるフロツクの体積Ｖｏ（Ｄｉ）を累積してフロツクの
体積濃度分布を計算する。体積濃度Ｖは次式で求める。
定し、各分級Ｄｉに属するかを判定し、各分級Ｄｉにお
けるフロツクの体積Ｖｏ（Ｄｉ）を累積してフロツクの
体積濃度分布を計算する。体積濃度Ｖは次式で求める。
Ｖ（Ｄｉ）＝Ｖｏ（Ｄｉ）／Ｖｔｏ……(5) ここでＶｔｏは観察空間の全体積である。
次に、第６図を参照して沈殿池内フロツク沈降量計算方
法を説明する。第６図（ａ）は画像メモリ１５５Ｂに加
算されたＮ画面（Ｎ＝４）フロツク軌跡濃淡画像であ
る。この濃淡画像を一定閾値で２値化し、ある大きさ以
上のフロツクを２値化抽出する。このフロツク群の２値
画像を膨張・縮小回路１５６Ｂにて複数回膨張したのち
縮小すると第６図（ｂ）のように軌跡が連結したＦＮ個
のフロツク２値画像が得られる。この軌跡２値画像を補
線化回路１５７Ｂにて細線化すると、第６図（ｃ）に示
すようにＦＮ個の幅１画素の線が得られる。これらはフ
ロツクの軌跡の長さを表わす。各々のフロツクの軌跡を
表わす画素数Ｐｉ（ｉ＝１，２，…，ＦＮ）からフロツ
クの軌跡の長さの平均値Ｌを次式にて求める。
法を説明する。第６図（ａ）は画像メモリ１５５Ｂに加
算されたＮ画面（Ｎ＝４）フロツク軌跡濃淡画像であ
る。この濃淡画像を一定閾値で２値化し、ある大きさ以
上のフロツクを２値化抽出する。このフロツク群の２値
画像を膨張・縮小回路１５６Ｂにて複数回膨張したのち
縮小すると第６図（ｂ）のように軌跡が連結したＦＮ個
のフロツク２値画像が得られる。この軌跡２値画像を補
線化回路１５７Ｂにて細線化すると、第６図（ｃ）に示
すようにＦＮ個の幅１画素の線が得られる。これらはフ
ロツクの軌跡の長さを表わす。各々のフロツクの軌跡を
表わす画素数Ｐｉ（ｉ＝１，２，…，ＦＮ）からフロツ
クの軌跡の長さの平均値Ｌを次式にて求める。
これより沈降速度Ｕは次式にて求まる。
Ｕ＝Ｌ／（Ｎ，ｔ）……(7) ただし、Ｎは取込画面数、ｔは取込インターバル時間で
ある。
ある。
体積・粒径演算装置２１０には以上のような方法で計算
されたフロツク体積濃度分布Ｖ，フロツク沈降速度Ｕが
送られる。体積・粒径演算装置２１０は体積濃度分布Ｖ
と沈降速度Ｕを基にして全フロツク体積Ｖｔ及びフロツ
ク平均粒径を次式にて計算する。
されたフロツク体積濃度分布Ｖ，フロツク沈降速度Ｕが
送られる。体積・粒径演算装置２１０は体積濃度分布Ｖ
と沈降速度Ｕを基にして全フロツク体積Ｖｔ及びフロツ
ク平均粒径を次式にて計算する。
平均粒径はフロツク体積濃度分布を表わす代表値であ
り、平均粒径によりフロツク形成池内フロツク形成状
況を表わすことができる。
り、平均粒径によりフロツク形成池内フロツク形成状
況を表わすことができる。
第７図に凝集剤注入率Ａに対するフロツク平均粒径、
沈降速度Ｕ、密度ρの関係を示す。制御用コンピュータ
２００はオンライン計測によるこれらの情報を基にプラ
ントに最適な凝集剤注入率を決定する。一つの例とし
て、まず沈降速度が最大になる凝集剤注入率ポイントＡ
ｐをあらかじめ計測する。このＡｐを目標値として沈殿
池フロツク沈降速度をオンライン画像計測し凝集剤注入
率をフイードバツク制御する。又他の例としてこの凝集
剤注入ポイントＡｐに対応するフロツク平均粒径Ｄｐを
目標値としてフロツク形成池におけるフロツク平均粒径
をオンライン画像計測し凝集剤注入率をフイードバツ
ク制御する。
沈降速度Ｕ、密度ρの関係を示す。制御用コンピュータ
２００はオンライン計測によるこれらの情報を基にプラ
ントに最適な凝集剤注入率を決定する。一つの例とし
て、まず沈降速度が最大になる凝集剤注入率ポイントＡ
ｐをあらかじめ計測する。このＡｐを目標値として沈殿
池フロツク沈降速度をオンライン画像計測し凝集剤注入
率をフイードバツク制御する。又他の例としてこの凝集
剤注入ポイントＡｐに対応するフロツク平均粒径Ｄｐを
目標値としてフロツク形成池におけるフロツク平均粒径
をオンライン画像計測し凝集剤注入率をフイードバツ
ク制御する。
本発明ではフロツク形成池のフロツク形成状況，原水濁
度，沈殿池のフロツク沈降速度を常時把握して凝集剤注
入量を制御している。このように、実際のフロツク形成
の良否を直接判定しながら凝集剤注入量を制御している
ので最適なフロツクを形成させることができる。このた
め沈殿池や濾過池への負荷を低く維持でき、ひいては浄
水場維持管理の省エネルギ，省力化、並びに信頼性の向
上が可能である。
度，沈殿池のフロツク沈降速度を常時把握して凝集剤注
入量を制御している。このように、実際のフロツク形成
の良否を直接判定しながら凝集剤注入量を制御している
ので最適なフロツクを形成させることができる。このた
め沈殿池や濾過池への負荷を低く維持でき、ひいては浄
水場維持管理の省エネルギ，省力化、並びに信頼性の向
上が可能である。
第１図は本発明の一実施例を示す構成図、第２図は撮像
装置は画像処理装置の一例を示す詳細構成図、第３図は
画像認識装置の一例を示す詳細構成図、第４図，第５
図，第６図，第７図は本発明の動作を説明するための図
である。 １０……着水井、１１……濁度計、２０……急速混和
池、２２……凝集剤注入機、３０……フロツク形成池、
４０……沈殿池、１００，３００……撮像装置、１１０
……画像処理装置、２２０……フロツク密度演算装置、
２１０……演算装置、２００……制御用コンピュータ、
２３０……フロツク重量演算装置。
装置は画像処理装置の一例を示す詳細構成図、第３図は
画像認識装置の一例を示す詳細構成図、第４図，第５
図，第６図，第７図は本発明の動作を説明するための図
である。 １０……着水井、１１……濁度計、２０……急速混和
池、２２……凝集剤注入機、３０……フロツク形成池、
４０……沈殿池、１００，３００……撮像装置、１１０
……画像処理装置、２２０……フロツク密度演算装置、
２１０……演算装置、２００……制御用コンピュータ、
２３０……フロツク重量演算装置。
Claims (2)
- 【請求項１】原水を供給されると共に凝集剤を注入され
原水中の濁質のフロツクを形成する混和池と、前記フロ
ツクを成長させるフロツク形成池と、成長したフロツク
を沈降除去する沈殿池とを有する浄水場の凝集剤注入制
御装置において、 前記フロツク形成池におけるフロツクの状態を撮影し輝
度情報を電気信号に変換する第１フロツク撮像手段と、 前記沈殿池におけるフロツクの状態を撮影し輝度情報を
電気信号に変換する第２フロツク撮像手段と、 前記原水の濁度を測定する濁度測定手段と、 前記第１フロツク撮像手段から得られるフロツク輝度情
報に基づきフロツクの粒径と粒径分布を計算してフロツ
ク体積濃度分布を求めてフロツク全体積及びフロツク平
均粒径を演算すると共に前記第２フロツク撮像手段から
得られるフロツク輝度情報に基づきフロツク沈降速度を
演算する画像処理手段と、 前記原水濁度測定値から演算した流入濁質の質量とフロ
ツク全体積及び凝集剤注入質量に基づきフロツク密度を
求める密度演算手段と、 前記フロツク密度演算値と沈降速度演算値を予め求めて
おいたフロツク密度と凝集剤の注入率との関係及びフロ
ツク沈降速度と凝集剤の注入率との関係に当てはめてフ
ロツク沈降速度が最大になる凝集剤の注入率を決定し前
記混和池に注入する凝集剤注入量を制御する注入制御手
段とを具備したことを特徴とする浄水場の凝集剤注入制
御装置。 - 【請求項２】特許請求の範囲第１項において、前記凝集
剤の注入制御手段に予めフロツク平均粒径と凝集剤注入
率との関係を設定しておくことを特徴とする浄水場の凝
集剤注入制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10845986A JPH0640928B2 (ja) | 1986-05-14 | 1986-05-14 | 浄水場の凝集剤注入制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10845986A JPH0640928B2 (ja) | 1986-05-14 | 1986-05-14 | 浄水場の凝集剤注入制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62266107A JPS62266107A (ja) | 1987-11-18 |
| JPH0640928B2 true JPH0640928B2 (ja) | 1994-06-01 |
Family
ID=14485304
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10845986A Expired - Fee Related JPH0640928B2 (ja) | 1986-05-14 | 1986-05-14 | 浄水場の凝集剤注入制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0640928B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1313895C (zh) * | 2005-06-29 | 2007-05-02 | 上海大学 | 通过在线测量絮体沉淀速度控制混凝剂加注量的方法和系统 |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01168308A (ja) * | 1987-12-23 | 1989-07-03 | Hitachi Ltd | 浄水場の凝集剤注入制御方法 |
| JP4596108B2 (ja) * | 2001-05-30 | 2010-12-08 | 栗田工業株式会社 | 凝集剤の注入方法および凝集剤注入装置 |
| KR20040067702A (ko) * | 2003-01-24 | 2004-07-30 | (주) 삼양 엔지니어링 | 플록의 실시간 영상검출에 의한 정수처리장의 응집제투입량 자동제어 방법 |
| FR2882145A1 (fr) * | 2005-02-11 | 2006-08-18 | Rech S Geol Et Minieres Brgm E | Dispositif de visualisation et d'analyse in-situ de particules en deplacement dans un fluide turbide |
| CN114272653B (zh) * | 2021-12-28 | 2023-06-23 | 上海威派格智慧水务股份有限公司 | 一种用于沉淀池水的控制系统和方法 |
-
1986
- 1986-05-14 JP JP10845986A patent/JPH0640928B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1313895C (zh) * | 2005-06-29 | 2007-05-02 | 上海大学 | 通过在线测量絮体沉淀速度控制混凝剂加注量的方法和系统 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62266107A (ja) | 1987-11-18 |
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|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |