JPS6134441A - 粒度分布測定装置 - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明は活性汚泥処理システム等に適用され、特に汚泥
フロックの粒度分布をオンラインで測定できるようにし
た粒度分布測定装置に関する。

〔従来の技術〕

従来より、例えば廃水中の有機物質等を微生物により酸
化分解する好気性処理の一つに活性汚泥法がある。この
方法は、細菌の活動により汚水の浄化を行うものであ夛
、流入有機物量Ｆとこれを除去する細菌量Ｍとの割合で
あるＦ／Ｍ比、溶存酸素量、ＰＨ，水温等の変動要因が
好適に保たれれば良好なフロックが形成され、沈澱池で
の沈降性も優れ、処理水も良好となることが知られてい
る。上記の活性汚泥処戸においては、活性汚線中に現わ
れる原生動物等の観察とともにそのフロックの状態を把
握することが重要であり、活性汚泥をサンプリングし、
顕微鏡によりそのフロックの状態、生物相を観察するこ
とが行われている。また、フロックの状態により、濃縮
性、脱水性も′変化するので、これを知ることは非常に
重要である。

従来はフロックの形成状態の観察や分析を顕微８Ｍヲ利
用して行っていたため、その観察、分析、特に粒度分布
を得るには長時間を要する等の欠点があった。

〔発明の概要〕

本発明は上記した欠点を除去するためになされたもので
あり、水中顕微鏡により汚泥フロックの状態を観察し、
このフロックの状態を画像処理することによシ粒径を調
べ、該フロックの粒度分布をオンラインで測定できるよ
うにした粒度分布測定装置を提供することを目的とする
。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図について説明　□する
。図において、１は例えば活性汚泥処理のばつ気槽であ
り、該ばつ気槽１中には水中顕微鏡２の検出端部が浸漬
されている。６はモニタテレビであり、上記の水中顕微
鏡２のレンズ系によって拡大されたばつ気槽１中の像が
テレビカメラで撮影され映し出される。４はディジタル
処理装置であり、水中顕微鏡２のテレビカメラからの信
号がディジタル化される。５はディジタル処理装置４か
らのディジタル信号に基づいて画像処理を行い、粒子の
個数や大きさを出力する画像処理装置、６は処理手順、
倍率等のデータが蓄えちれている記憶装置、７は上記の
画像処理装置５からの出力結果よシ粒度分布を出力する
演算装置である。

次に本発明の動作について説明する。ばつ気槽１の活性
汚泥中に浸漬された水中顕微＊２の検出端部は、その観
察画面の容積が一定となるように、観察窓の前方には微
小容器が設けられておシ、その微小容器部分の厚さ×面
積が容積となる。この水中顕微鏡２のレンズ系にょシ拡
大された像はテ□　レビカメラで撮影され、モニタテレ
ビ３に映し出される。そして観察画面上には第２図に示
すようにマトリックススケール８が設けられ、粒子（フ
ロック）の大きさを判定する。っまシ上記のマトリック
ススケール８をスキャニングしフロックの有無を判定し
、隣合うまず目にあるものは同一フロックとして処理す
ることによって、フロックのその面積が求められる。そ
して、この面積に微小容器の厚さくスリット幅）を乗算
し、体積を求め、これを同体積の球に換算し、フロック
の粒径を求める。これを各フロックについて行い粒径分
布として表示する。なお、上記の画面における粒子の占
有率は粒子濃度と一定の関係があり、この検量線をあら
かじめメモリーしておくことによりＭＬ　　　’ＳＳ計
としても使えるものである。また、上記の占有率が一定
であっても、粒子の粒径により検量線が変化することも
あるので、粒径によシ検量線を変更できるようにしてお
くとよい。さらに、超音波式等のｌｌｆ計も、粒子の粒
径によシその減衰率等が変化するので、本発−によって
求まる粒憚によ）濃度出力を補正するとよい。なお、−
回の画像処理で結果を出力すると誤差が大きいので。

何回分かをメモリーしその平均値をとるなどの処理を施
すことが好ましいものである。

ここで、水中顕微鏡２のテレビカメラからの信号はディ
ジタル処理装置４でディジタル化され。

この信号を上記の画像処理装置５へ入力する。また、上
記の水中顕微鏡２０倍率は、５０〜１０００倍程度の可
変としてもよいが、画像解析においては真の大きさを把
握する必要があるため１倍率を変更可能とする場合はこ
の倍率も当然記憶装置６にメモリーしておき演算する必
要があることは言うまでもない。

次に１画像処理装置５、記憶装置６、演算装置７で行わ
れる画像処理について説明する。１ず、マトリックスす
べてをスキャニングし、１つ１つの粒子（フロック〕の
輪郭を調べ、１つのフロックが第２図に示した画面上で
いくつのマトリックスを占有しているかを判定する。こ
のとき、マトリックスの全体を占有していないときはＶ
２とするとよい。ここで、マトリックスの大きさは小さ
い程精度が上がるため、なるべく小さくする。これによ
シ、１つの７０ツクの大きさ、っま）面積が分かる。次
に、上記の面積に水中顕微鏡２の微小容器スリット幅を
乗算し、フロックの体積を計算する。なお、上記のスリ
ット幅は通常フロック径よシも小さいので、フロックは
押しつぶされた形となっている。そして、上記したフロ
ックを球形と仮定し、その直径を計算する。これを画面
中のフロックすべてに対して行ない、その画面でのフロ
ックの粒度分布を調べる。なお、１つの画面によって粒
度分布を調べても良い場合もあるが。

数回〜数１０回の測定の結果を集計し、粒腿分布として
出力した方が正確な値が得られ好ましいものである。上
記した計算は演算装置７により行われ、・その演算結果
は例えば粒径分布は１ミクロン以下が何チ、１−１０ミ
クロンが何チ、１０〜１００ミクロンが何チ、それ以上
が何チというような形で出力する。

なお、上記実施例においては、ばつ気槽内の一フロック
の粒径分布を例にとシ説明したが、本発明の粒度分布測
定装置の上記の演算結果は以下に示す形で利用できるも
のである。

■汚泥脱水への利用 汚泥を脱水する場合、例えば遠心脱水、ベルトプレス等
では、凝集剤の添加が不可欠となる。従来から、脱水す
る汚泥の濃度および流量を計測し、それらを乗算して得
た供給固形物量に比例して凝集剤を添加していた（凝集
剤とくに有機高分子凝集剤は高価なため添加量をなるべ
く少なくしたい）。ところが、凝集剤の固形物量た９の
必要量はその汚泥の性状によって変化することが知られ
ている。そして、この凝集剤の必要量が汚泥の粒径分布
に左右されることも分かつている。これは、同じ固形物
量でも粒度分布゛によって表面積が変わることによるた
めと考えられ゛ている。

そこで、フロック径の平均値等により固形物量当たシの
凝集剤添加量ｔ−変更すれば、凝集剤の最小の添加量で
いつも良好な脱水が可能となる。例えばフロック径２０
ミクロンであれば、固形物量たシ０．５％の凝集剤を添
加し、フロック径が８０ミクロンであれば、固形物量た
シロ。２チの凝集剤を添加するように制御する。

■遠心脱水機、遠心濃縮機への利用 遠心脱水機、遠心濃縮機では、その処理量は回転数、つ
まり遠心効果である。また汚泥の濃縮性は上述したよう
にそのフロック径による。そこで、フロック径が大きい
場合は小さく、フロック径が小さい場合は大きくなるよ
うに回転数を制御することにより、効果的な運転全行う
ことができる。

■加圧浮上装置への利用 加圧浮上装置での汚泥に対する析出空気の必要量は大体
一定とされているが、これもフロック径によシ変化する
。例えば気／個比０．０２ｇ／ｇであったものをフロッ
ク径が小さい場合は大きく、フロック径が大きい場合は
小さく変更する。

〔発明の効果〕

以上のように、本発明によれば水中顕微鏡により汚泥中
のフロックの状態を観察し、このフロックの状態を画像
処理することによシ粒径分布を求める構成としたので、
フロックの粒度分布をオンラインで自動的に正確な測定
ができる効果がある。

さらに、本発明による粒度分布測定装置を利用すること
により、■脱水機においては最適な薬品注入ができ凝集
剤を節約できる、■粒径分布にょ９遠心濃縮や加圧浮上
の制御を行えるため、省エネルギー運転ができるととも
に最適の濃縮ができる、■その他、各種反応槽等におい
ても製品の有効な粒度分布管理ができる、■汚泥濃度計
の補正ができるなどの効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す粒度分布測定装置のブ
ロック構成図、第２図はモニタ画面上に設けられたマト
リックススケールによシ粒径分布を求める方法を説明す
るための図である。 １・・・ばつ気槽、２・・・水中顕微鏡、６・・・モニ
タテレビ、４・・・ディジタル処理装置、５・・・画像
処理装置、６・・・記憶装置、７・・・演算装置、８・
・・マ）　ＩＪソックスケール。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. レンズ系ならびにテレビカメラを有し粒子を含有する液
   中に検出端部が浸漬された水中顕微鏡と、上記テレビカ
   メラからの映像出力信号を処理し、粒子の個数、大きさ
   などを判定する画像処理装置と、上記画像処理装置から
   の出力を処理し粒度分布を出力する演算装置とを備えた
   粒度分布測定装置。