(57)【要約】【課題】安定したシステムの運転が可能になるばかりか、技術員不足または技術継承の問題を緩和することが可能な汚泥処理システムおよび汚泥処理方法を提供する。【解決手段】凝集混和装置４は、水処理系で発生した被処理汚泥Ａが供給され、被処理汚泥Ａに凝集剤Ｂを混和することで凝集フロックＣを生成する。流量計ＳＦ１および濃度計ＳＤ１は、凝集混和装置４に供給される被処理汚泥Ａの流量および濃度を計測する。汚泥脱水機７は、凝集フロックＣから水分を分離除去することで含水率が低減された脱水ケーキＧを生成し、水分に相当する脱水濾液Ｈを排出する。流量計ＳＦ３およびＳＳ濃度計ＳＤ２は、脱水濾液Ｈの流量およびＳＳ濃度を計測する。制御装置１１は、流量計ＳＦ１および濃度計ＳＤ１の計測値と、流量計ＳＦ３およびＳＳ濃度計ＳＤ２の計測値とに基づいて脱水ケーキＧの含水率を算出する。【選択図】図１
2020146614.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水処理系で発生した被処理汚泥が供給され、前記被処理汚泥に凝集剤を混和することで凝集フロックを生成する凝集混和装置と、
前記凝集混和装置に供給される前記被処理汚泥の流量および濃度をそれぞれ計測する第１の流量計および第１の濃度計と、
前記凝集フロックから水分を分離除去することで含水率が低減された脱水ケーキを生成し、前記水分に相当する脱水濾液を排出する汚泥脱水機と、
前記脱水濾液の流量およびＳＳ濃度をそれぞれ計測する第２の流量計および第２の濃度計と、
前記第１の流量計および前記第１の濃度計の計測値と、前記第２の流量計および前記第２の濃度計の計測値とに基づいて前記脱水ケーキの前記含水率を算出する制御装置と、
を有する汚泥処理システム。
【請求項２】
請求項１記載の汚泥処理システムにおいて、
さらに、前記凝集混和装置と前記汚泥脱水機との間に設置され、前記凝集混和装置で生成された前記凝集フロックの汚泥濃度を上げることで濃縮凝集フロックを生成する汚泥濃縮トラフを有し、
前記汚泥濃縮トラフは、
上部底であり、水平面に対して３０〜７０°の角度で設置され、移送される前記凝集フロックから水分を分離および排出するスクリーンと、
下部底であり、前記スクリーンによって排出された濃縮トラフ分離液を前記汚泥脱水機の前記脱水濾液に混合する底板と、
を有する、
汚泥処理システム。
【請求項３】
請求項２記載の汚泥処理システムにおいて、
前記スクリーンは、前記水分の排出口の目幅が異なる複数のスクリーン領域を有し、
前記凝集混和装置側の前記スクリーン領域の前記目幅は、前記汚泥脱水機側の前記スクリーン領域の前記目幅よりも大きい、
汚泥処理システム。
【請求項４】
請求項２または３記載の汚泥処理システムにおいて、
前記スクリーンは、撥水処理または撥油処理または撥水撥油処理が行われた部材で構成される、
汚泥処理システム。
【請求項５】
請求項１記載の汚泥処理システムにおいて、
さらに、前記凝集混和装置で生成される前記凝集フロックのサイズを計測する凝集フロック計測装置を有し、
前記凝集フロック計測装置は、
前記凝集混和装置内に音波を送信し、前記凝集混和装置内の前記凝集フロックからの反射波を受信する音響送受信機と、
前記音響送受信機で受信された反射波に対して信号処理を行う音響計測装置と、
を有する、
汚泥処理システム。
【請求項６】
凝集混和装置が水処理系で発生した被処理汚泥の供給を受けて、前記被処理汚泥に凝集剤を混和し、所定の攪拌強度で攪拌することで凝集フロックを生成する凝集混和工程と、
汚泥脱水機が前記凝集フロックから水分を分離除去することで、含水率が低減された脱水ケーキを生成したのちホッパーに貯留し、前記水分に相当する脱水濾液を排出する脱水工程と、
を有する汚泥処理方法であって、
前記脱水工程は、
所定の計測器が前記凝集混和槽に供給される前記被処理汚泥の流量および濃度と、前記脱水濾液の流量およびＳＳ濃度とを計測する第１の工程と、
制御装置が、前記第１の工程の計測値に基づいて前記脱水ケーキの前記含水率を算出し、前記含水率と予め定めた含水率基準値とを比較し、前記含水率が前記含水率基準値を満たさない場合に前記汚泥脱水機の動作条件を変更する第２の工程と、
を有する、
汚泥処理方法。
【請求項７】
請求項６記載の汚泥処理方法において、
前記凝集混和工程は、
凝集フロック計測装置が前記凝集フロックのサイズを計測する第３の工程と、
前記制御装置が、前記凝集フロックのサイズと予め定めたサイズ基準値とを比較し、前記凝集フロックのサイズが前記サイズ基準値を満たさない場合に、前記被処理汚泥の供給量、前記凝集剤の供給量、前記攪拌強度の少なくともいずれか一つを変更する第４の工程と、
を有する、
汚泥処理方法。
【請求項８】
請求項６または７記載の汚泥処理方法において、
前記脱水工程は、さらに、制御装置が、前記第１の工程の計測値に基づいてＳＳ回収率を算出し、前記ＳＳ回収率と予め定めた回収率基準値とを比較し、前記ＳＳ回収率が前記回収率基準値を満たさない場合に前記汚泥脱水機の動作条件を変更する第５の工程を有する、
汚泥処理方法。
【請求項９】
請求項６または７記載の汚泥処理方法において、
前記脱水工程は、さらに、重量計測装置が前記ホッパーに貯留された前記脱水ケーキの重量を計測する第６の工程を有し、
前記汚泥処理方法は、さらに、前記制御装置が前記第６の工程で計測された前記脱水ケーキの重量と予め定めた重量基準値とを比較し、前記脱水ケーキの重量が前記重量基準値を満たした場合に前記凝集混和装置または前記汚泥脱水機に搭載される自動洗浄装置に洗浄開始命令を発行する洗浄工程を有する、
汚泥処理方法。
【請求項１０】
請求項６または７記載の汚泥処理方法において、
前記汚泥脱水機は、スクリューと、前記脱水ケーキが排出される脱水ケーキ排出口とを含むスクリュープレス式の機器であり、
前記制御装置は、前記第２の工程で前記汚泥脱水機の動作条件を変更する際に、前記スクリューの回転速度または前記脱水ケーキ排出口の開口部面積の少なくとも一方を変更する、
汚泥処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、汚泥処理システムおよび汚泥処理方法に関し、例えば、凝集剤を使用する上水処理または下水処理や、産業排水分野における凝集混和または汚泥処理の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１および特許文献２には、スクリュープレス脱水機からの脱水汚泥の含水率を水分計により計測し、含水率が所定値以下となるように、背圧調整およびスクリュー回転数の調整を、背圧調整の方を優先して行う汚泥処理システムが示される。特許文献３には、脱水機に定量の原液を供給する原液供給管でフロックを撮像し、撮像したフロックの平均解析面積が予め試験的に定めた基準面積の範囲となるように凝集剤の添加率や攪拌数を制御する凝集剤注入制御方法が示される。非特許文献１には、脱水機の濃縮部スクリーンに親水性スクリーンを採用したハイブリッド型圧入式スクリュープレスが示される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第５７１６０４９号公報
【特許文献２】特許第５９８９８１９号公報
【特許文献３】特許第４２３８９８３号公報
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】犬塚、他３名、“ハイブリッド型圧入式スクリュープレスにおける親水性スクリーン適用事例”、第５５回下水道研究発表会、Ｎ−１０−１−６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一般的に、汚泥処理システムは、施設や設備の状況を十分に理解している熟練した技術員の属人的な判断によって運用される場合が多い。しかし、近年、高齢化および労働人口の不足といった社会的背景に伴い、技術員が不足し、技術継承が困難となってきている。そこで、汚泥処理システムの自動化が望まれる。この際には、例えば、特許文献１〜特許文献３の技術を利用して、局所的な自動化を図ることが考えられる。
【０００６】
しかし、特許文献１，２のような水分計を用いた方式では、十分な精度が得られない場合があり、さらに、含水率のみならずＳＳ（Suspended Solids）回収率が併せて制御されることが望まれる。また、特許文献３のようなカメラを用いた方式では、測定部に汚泥が付着すると正確な評価が難しくなりるため、頻繁なメンテナンスが必要となる恐れがある。さらに、特許文献１〜特許文献３の技術を用いても、幾つかの工程で依然としてある程度の人員が必要とされ、技術員不足の問題や、技術継承の問題を十分に緩和できない恐れがある。
【０００７】
本発明は、このようなことに鑑みてなされたものであり、その目的の一つは、技術員不足または技術継承の問題を緩和することが可能な汚泥処理システムおよび汚泥処理方法を提供することにある。
【０００８】
本発明の前記並びにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本願において開示される発明のうち、代表的な実施の形態の概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。
【００１０】
一実施の形態による汚泥処理システムは、凝集混和装置と、第１の流量計および第１の濃度計と、汚泥脱水機と、第２の流量計および第２の濃度計と、制御装置と、を有する。凝集混和装置は、水処理系で発生した被処理汚泥が供給され、被処理汚泥に凝集剤を混和することで凝集フロックを生成する。第１の流量計および第１の濃度計は、凝集混和装置に供給される被処理汚泥の流量および濃度をそれぞれ計測する。汚泥脱水機は、凝集フロックから水分を分離除去することで含水率が低減された脱水ケーキを生成し、水分に相当する脱水濾液を排出する。第２の流量計および第２の濃度計は、脱水濾液の流量およびＳＳ濃度をそれぞれ計測する。制御装置は、第１の流量計および第１の濃度計の計測値と、第２の流量計および第２の濃度計の計測値とに基づいて脱水ケーキの含水率を算出する。
【００１１】
本発明による代表的汚泥処理システムは、水処理系で発生した被処理汚泥が供給され、被処理汚泥に凝集剤を混和することで凝集フロックを生成する凝集混和装置と、凝集混和装置に供給される被処理汚泥の流量および濃度をそれぞれ計測する第１の流量計および第１の濃度計と、凝集フロックから水分を分離除去することで含水率が低減された脱水ケーキを生成し、水分に相当する脱水濾液を排出する汚泥脱水機と、脱水濾液の流量およびＳＳ濃度をそれぞれ計測する第２の流量計および第２の濃度計と、第１の流量計および第１の濃度計の計測値と、第２の流量計および第２の濃度計の計測値とに基づいて脱水ケーキの含水率を算出する制御装置とを有するものである。
【００１２】
なお、このシステムは、更に凝集混和装置と汚泥脱水機との間に設置され、凝集混和装置で生成された凝集フロックの汚泥濃度を上げることで濃縮凝集フロックを生成する汚泥濃縮トラフを有し、汚泥濃縮トラフは、上部底であり、水平面に対して３０〜７０°の角度で設置され、移送される凝集フロックから水分を分離および排出するスクリーンと、下部底であり、スクリーンによって排出された濃縮トラフ分離液を汚泥脱水機の脱水濾液に混合する底板とを有することが好ましい。また、この汚泥濃縮トラフの工夫は前記代表的汚泥処理システムに限らず広く“凝集混和装置と汚泥脱水機との間に設置される”装置として有効である。また、ここでスクリーンは、水分の排出口の目幅が異なる複数のスクリーン領域を有し、凝集混和装置側のスクリーン領域の前記目幅は、汚泥脱水機側のスクリーン領域の前記目幅よりも大きいことが望ましい。更にスクリーンは、撥水処理または撥水撥油処理をされていることが好ましい。
【００１３】
ここで、汚泥濃縮トラフを構成するスクリーン等構成部材以外にも凝集フロックもしくは被処理汚泥と接触箇所があり、即ち凝集混和槽内面や、攪拌装置の攪拌軸、攪拌ペラ、脱水機の凝集フロック供給部、スクリュー、スクリーン、背圧板部、脱水濾液トラフなどなどにも凝集フロック並びに供給汚泥の付着を防止することができる撥水処理または撥水撥油処理をすることにより、停止フロー時の自動洗浄作業を大幅に削減することが可能となる。
【００１４】
この凝集フロックおよび被処理汚泥の表面処理は、金属に塗装したもの、金属にコーティングをしたもの、フッ素系または／およびシリコーン系または蒸着による撥水処理が行われるが、フッ素系樹脂、または／およびシリコーン系樹脂等の材質自体を変更しても良く、撥水または撥水撥油効果があれば、その処理方法、材料には拘らない。尚、例えばシリコーン系では、シロキサン構造の側鎖にメチル基を配向させたもの、フッ素系ではＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰなど、撥水に併せて發油効果を有するもの、例えば油分を含有する産業排水等での適用に有効である。
【００１５】
また、本発明の汚泥処理システムは、凝集混和装置で生成される凝集フロックのサイズを計測する凝集フロック計測装置を有し、凝集フロック計測装置は、凝集混和装置内に音波を送信し、凝集混和装置内の凝集フロックからの反射波を受信する音響送受信機と、音響送受信機で受信された反射波に対して信号処理を行う音響計測装置とを有することが有効であり、この音波検出の工夫は上記代表的汚泥処理システムには限らず有効である。
【００１６】
一方、本発明にかかる代表的な汚泥処理方法は、凝集混和装置が水処理系で発生した被処理汚泥の供給を受けて、被処理汚泥に凝集剤を混和し、所定の攪拌強度で攪拌することで凝集フロックを生成する凝集混和工程と、汚泥脱水機が前記凝集フロックから水分を分離除去することで、含水率が低減された脱水ケーキを生成したのちホッパーに貯留し、前記水分に相当する脱水濾液を排出する脱水工程と、を有し、脱水工程は、所定の計測器が凝集混和槽に供給される被処理汚泥の流量および濃度と、脱水濾液の流量およびＳＳ濃度とを計測する第１の工程と、制御装置が、第１の工程の計測値に基づいて脱水ケーキの含水率を算出し、含水率と予め定めた含水率基準値とを比較し、含水率が含水率基準値を満たさない場合に汚泥脱水機の動作条件を変更する第２の工程とを有することが特徴である。
【００１７】
本発明の汚泥処理方法においては、凝集混和工程は、凝集フロック計測装置が凝集フロックのサイズを計測する第３の工程と、制御装置が、凝集フロックのサイズと予め定めたサイズ基準値とを比較し、凝集フロックのサイズがサイズ基準値を満たさない場合に、被処理汚泥の供給量、前記凝集剤の供給量、攪拌強度の少なくともいずれか一つを変更する第４の工程とを有することも有効である。なお、第２工程よりも第４工程を先にしても場合によっては構わない。
【００１８】
また、本発明の汚泥処理方法においては、脱水工程は、更に制御装置が、第１の工程の計測値に基づいてＳＳ回収率を算出し、ＳＳ回収率と予め定めた回収率基準値とを比較し、ＳＳ回収率が回収率基準値を満たさない場合に汚泥脱水機の動作条件を変更する第５の工程を有することも有効である。
【００１９】
尚、本発明の汚泥処理方法では、脱水工程は、重量計測装置がホッパーに貯留された脱水ケーキの重量を計測する第６の工程を有し、汚泥処理方法は、制御装置が第６の工程で計測された脱水ケーキの重量と予め定めた重量基準値とを比較し、脱水ケーキの重量が重量基準値を満たした場合に凝集混和装置または汚泥脱水機に搭載される自動洗浄装置に洗浄開始命令を発行する洗浄工程を有することも有効である。
【００２０】
更に、本発明の汚泥処理方法では、汚泥脱水機は、スクリューと、脱水ケーキが排出される脱水ケーキ排出口とを含むスクリュープレス式の機器であり、制御装置は、第２の工程で汚泥脱水機の動作条件を変更する際に、スクリューの回転速度または脱水ケーキ排出口の開口部面積の少なくとも一方を変更することも有効である。
【００２１】
以上記載の通り、本発明は最終的には脱水工程管理の省力化を目指すものであり、上記各システムか処理方法を適宜組合せれば良い。
【００２２】
尚、本願明細書では汚泥の語を用いているが本願発明の処理対象は汚泥に限らず、泥状物、例えば食品工場や化学工場の工程で流れるスラリー状のものや産業廃棄物のスラリー状のものや液体中に固形物を含むものなども含む。
【発明の効果】
【００２３】
前記一実施の形態の汚泥処理システムによれば、安定したシステムの運転が可能になるばかりか、技術員不足または技術継承の問題を緩和することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の一実施の形態による汚泥処理システムの構成例と汚泥処理方法の処理内容の一例を示す概略図である。
【図２Ａ】図１の汚泥処理システムにおける制御装置の詳細な処理内容の一例を示すフロー図である。
【図２Ｂ】図１の汚泥処理システムにおける制御装置の詳細な処理内容の一例を示すフロー図である。
【図３】図１における汚泥濃縮トラフの詳細な配置例を示す図である。
【図４】（ａ）、（ｂ）および（ｃ）は、図１における汚泥濃縮トラフの詳細な構成例を示す図である。
【図５】本発明の比較例となる汚泥処理システムにおける運用方法の一例を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
【００２６】
《汚泥処理システムおよび汚泥処理方法の概略》
図１は、本発明の一実施の形態による汚泥処理システムの構成例と汚泥処理方法の処理内容の一例を示す概略図である。一般的に、水処理系で発生した汚泥は、重力濃縮後、場合によっては汚泥消化工程を経て被処理汚泥Ａとして汚泥貯留槽に貯留され、図１の汚泥処理システムに供給される。図１の汚泥処理システムは、凝集混和工程で凝集フロックＣを生成した後、脱水工程で脱水ケーキＧに減容化し、場外に搬出する。搬出された脱水ケーキＧは、その後、廃棄物として処分、またはコンポストやセメント材料等のマテリアルとしてリサイクルされる。
【００２７】
また、図１の例では、凝集混和工程と脱水工程の間に、凝集フロックＣの汚泥濃度を上げることで濃縮凝集フロックを生成する濃縮工程が設けられる。凝集混和工程は凝集混和装置４によって行われ、濃縮工程は汚泥濃縮トラフ６によって行われ、脱水工程は汚泥脱水機７によって行われる。
【００２８】
まず、凝集混和工程について説明する。被処理汚泥供給ポンプＰ１は、被処理汚泥Ａの供給量を制御し、供給量が制御された被処理汚泥Ａを凝集混和装置４に供給する。この際に、流量計ＳＦ１および濃度計ＳＤ１は、この凝集混和装置４へ被処理汚泥Ａを供給するインラインで、被処理汚泥Ａの流量および濃度をそれぞれ計測する。凝集混和装置４は、被処理汚泥Ａに凝集剤Ｂを混和し、所定の攪拌強度で攪拌することで凝集フロックＣを形成する。この際に、凝集剤供給ポンプＰ２は、凝集剤タンク２に貯留された凝集剤Ｂの添加量を制御し、添加量が制御された凝集剤Ｂを、流量計ＳＦ１および濃度計ＳＤ１の下流側配管ラインから間接的に添加するか、または、凝集混和装置４に直接添加する。
【００２９】
この例では、流量計ＳＦ２にて凝集剤Ｂの添加量が計測され、制御装置１１を介して凝集剤供給ポンプＰ２の制御に用いられる。ただし、予め凝集剤供給ポンプＰ２により添加量を高精度に制御できることを確認できていれば、特に流量計ＳＦ２の設置には拘らない。被処理汚泥Ａと凝集剤Ｂの混合を考慮すると、配管中での供給が望ましいが、凝集混和装置４での混和が可能であれば、その添加位置は、特に拘らない。なお、流量計ＳＦ１、濃度計ＳＤ１および流量計ＳＦ２の計測値は、それぞれ制御装置１１に送られる。
【００３０】
凝集剤Ｂは、汚泥脱水の用途では、一般的に、高分子凝集剤が使用されるが、場合によっては、ポリ鉄等の無機系凝集剤と併用し、有機系および無機系の二液薬注であってもよい。また、その添加薬品種数も、凝集フロックＣを十分に形成できるものであれば、特に拘らない。凝集混和装置４は、凝集混和槽４１と、駆動装置Ｍ１を含む攪拌装置４２とを備える。駆動装置Ｍ１は、攪拌装置４２の攪拌強度を制御する。凝集混和装置４は、凝集剤Ｂが添加された被処理汚泥Ａを、凝集混和槽４１内で攪拌装置４２を用いて混和し、凝集フロックＣを含む凝集フロック生成水Ｄを生成する。
【００３１】
ここで、凝集フロックＣのサイズは、凝集フロック計測装置５により計測される。凝集フロック計測装置５は、音響送受信機５２と、音響測定装置５１とを備える。音響送受信機５２は、凝集混和槽４１の水面下に設置され、凝集混和槽４１内に音波を送信し、凝集混和槽４１内の凝集フロックＣからの反射波を受信する。音響測定装置５１は、音響送受信機５２で受信された反射波に対して信号処理を行う。例えば、音響測定装置５１は、反射波の強度、遅延時間、位相等に基づいて凝集フロックＣの画像データを生成する。制御装置１１は、当該凝集フロックＣの画像データに対して画像処理を行うことで、フロックサイズやフロック密度等を検出する。
【００３２】
次に、濃縮工程について説明する。凝集混和装置４で生成されたフロック生成水Ｄは、凝集混和槽４１でオーバーフローし、傾斜した状態で設置された汚泥濃縮トラフ６に供給される。汚泥濃縮トラフ６は、スクリーン６２を備え、スクリーン６２を用いてフロック生成水Ｄから水分を分離することで、凝集フロックＣの汚泥濃度を上げた濃縮凝集フロックを生成し、汚泥脱水機７へ移送する。一方、汚泥濃縮トラフ６は、分離した濃縮トラフ分離液Ｅを、スクリーン６２から濃縮トラフ分離液配管６１を介して脱水濾液トラフ７４へ供給する。
【００３３】
続いて、脱水工程について説明する。汚泥脱水機７は、スクリュー７３と、スクリュー７３を回転駆動する駆動装置Ｍ２と、スクリーン７２と、脱水濾液トラフ７４と、背圧部クリアランス調整装置８とを備える。背圧部クリアランス調整装置８は、背圧板８１と、変位センサ８２と、コンプレッサー８３と、電磁弁８４と、エアシリンダ８５とを備える。汚泥脱水機７は、概略的には、濃縮された凝集フロックＣ（濃縮凝集フロック）から水分を分離除去することで含水率が低減された脱水ケーキＧを生成したのちホッパー１０１に貯留し、また、水分に相当する脱水機濾液Ｆをスクリーン７２を介して脱水濾液トラフ７４に排出する。
【００３４】
具体的には、汚泥脱水機７に移送された濃縮凝集フロックは、駆動装置Ｍ２で回転駆動されるスクリュー７３にて汚泥供給側と反対側に移送され、背圧板８１による出口抵抗により圧密される。これにより、濃縮凝集フロックは、スクリーン７２を介して脱水機濾液Ｆと脱水ケーキＧとに分離される。この際に、背圧部クリアランス調整装置８は、コンプレッサー８３により生じた圧縮空気を元に、電磁弁８４およびエアシリンダ８５を介して背圧板８１の位置を調整することで、脱水ケーキＧが排出される脱水ケーキ排出口の開口部面積を調整する。
【００３５】
この時、適正な開口部面積になるよう、変位センサ８２は、背圧板８１の位置を計測し、その計測データを制御装置１１へ送信し、制御装置１１は、当該計測データを参照しながら適正な開口部面積になるよう電磁弁８４を制御する。変位センサ８２は、接触、非接触何れでも背圧板８１の位置の変位量を計測できるものであればよく、特にその計測方法は拘らない。
【００３６】
また、一般的に、汚泥脱水方式として、このようなスクリュープレス方式の他にもベルトプレス方式、多重円盤方式、遠心方式等が知られており、何れの方式にも拘らない。ただし、メンテナンス性および自動化の観点からは、スクリュープレス方式が望ましい。スクリュープレス方式の場合、脱水ケーキＧの含水率を、スクリュー７３の回転速度または脱水ケーキ排出部の開口部面積（背圧板８１の位置）の少なくともいずれかによって制御することが可能である。
【００３７】
汚泥濃縮トラフ６からの濃縮トラフ分離液Ｅと汚泥脱水機７からの脱水機濾液Ｆは、脱水濾液トラフ７４で、脱水濾液Ｈとして合わさる。流量計ＳＦ３およびＳＳ濃度計ＳＤ２は、当該脱水濾液Ｈの流量およびＳＳ濃度をそれぞれ計測する。この際に、ＳＳ濃度計ＳＤ２は、ＳＳ濃度を直接計測しなくても、予めＳＳ濃度と相関をとった濁度計を用い、計測濁度からＳＳ濃度に変換しても問題ない。なお、流量計ＳＦ３およびＳＳ濃度計ＳＤ２の計測値は、それぞれ、制御装置１１に送られる。
【００３８】
汚泥脱水機７からは、脱水された脱水ケーキＧが脱水ケーキ排出部を介して排出され、排出された脱水ケーキＧは、脱水ケーキ移送コンベア９を介して脱水ケーキ貯留ホッパー１０に貯留される。脱水ケーキ貯留ホッパー１０は、ホッパ−１０１および重量計測装置１０２を備える。重量計測装置１０２は、ホッパ−１０１に貯留された脱水ケーキＧの重量を計測する。この重量が予め定めた重量基準値に到達した場合、図１に示した一連の工程は終了となる。また、ホッパ−１０１に貯留された脱水ケーキＧは、場外に搬出され、その後、廃棄物として処分、またはコンポストやセメント材料等のマテリアルとしてリサイクルされる。
【００３９】
ここで、被処理汚泥Ａは、代表的には、下水の水処理系で発生した汚泥である。以降では、この下水汚泥を例として説明を行う。ただし、図１の汚泥処理システムは、これに限らず、下水も含め産業排水や、上水、工業用水施設などで凝集混和工程および／または脱水工程を有する施設において適用可能である。特に凝集混和工程は、上水施設におけるＳＳや濁度低減のための固液分離や、産業排水におけるＳＳや濁度低減のための固液分離槽、加圧浮上装置などで適用可能であり。更に、凝集フロック計測装置５においては、凝集混和工程がなくとも、沈殿地等の固液分離工程で汚泥に限定されない生物フロックなどの固形物の沈殿状況のモニタリングにも適応可能である。
【００４０】
《汚泥処理システムおよび汚泥処理方法（比較例）とその問題点》
図５は、本発明の比較例となる汚泥処理システムにおける運用方法の一例を示すフロー図である。図５に示す運用フローは、主に、現場の技術者による運転操作によって実行される。比較例となる汚泥処理システムは、例えば、図１において、凝集フロック計測装置５、汚泥濃縮トラフ６、流量計ＳＦ３およびＳＳ濃度計ＳＤ２、制御装置１１等を有しない構成となっている。図５において、技術者は、まず、被処理汚泥Ａの流量および濃度を流量計ＳＦ１および濃度計ＳＤ１を用いて確認し、被処理汚泥Ａの流量を被処理汚泥供給ポンプＰ１を用いて設定する（ステップＳ５０１）。
【００４１】
次いで、技術者は、ステップＳ５０１での流量および濃度に基づき、さらに過去の実績等を反映して、凝集剤Ｂの添加量、駆動装置Ｍ１による攪拌装置４２の攪拌強度、駆動装置Ｍ２によるスクリュー７３の回転速度、手動もしくは駆動装置により背圧板８１の圧力を定める（ステップＳ５０２）。技術者は、その状態で所定の期間、汚泥処理システムに運転を行わせたのち、凝集フロックＣの生成状態および脱水機濾液ＦのＳＳを目視で確認し（ステップＳ５０３，Ｓ５０４）、脱水ケーキＧの含水状況を目視または水分計を用いた計測によって確認する（ステップＳ５０５）。
【００４２】
ステップＳ５０３〜Ｓ５０５の確認結果のいずれかが不良であれば、技術者は、ステップＳ５０１および／またはステップＳ５０２に戻り、過去の実績等に基づき、被処理汚泥Ａの流量の変更、凝集剤Ｂの添加量の変更、攪拌装置４２の攪拌強度の変更、スクリュー７３の回転速度の変更、背圧板８１の圧力の変更の少なくともいずれかを実施する。一方、ステップＳ５０３〜Ｓ５０５の確認結果が良好であれば、技術者は、重量計測装置１０２を用いてホッパー重量を計測し、ホッパー重量が重量基準値に達するまで、汚泥処理システムの運転を継続させる（ステップＳ５０６）。
【００４３】
また、ステップＳ５０６で運転を継続させながら、技術者は、必要に応じて、ステップＳ５０３〜Ｓ５０５の確認作業を繰り返し行う。ステップＳ５０６でホッパー重量が重量基準値に達すると、技術者または作業者は、各種装置に組み込まれている自動洗浄装置を用いて各種装置の洗浄を行い（ステップＳ５０７）、さらに、必要に応じて各種装置の洗浄を手動で行う（ステップ５０８）。
【００４４】
このように、図５の運転フローは、施設や設備の状況を十分に理解している熟練した技術員の属人的な判断によって行われる。しかし、近年、高齢化および労働人口の不足といった社会的背景に伴い、技術員が不足し、技術継承が困難となってきている。そこで、汚泥処理システムの自動化が望まれる。この際には、例えば、特許文献１〜特許文献３の技術を利用して、局所的な自動化を図ることが考えられる。
【００４５】
特許文献１，２の方式では、脱水汚泥（脱水ケーキＧ）の含水率が水分計により計測され、その計測結果に基づいて汚泥脱水機の制御が行われる。しかし、水分計による計測値はバラツキが大きい場合があり、含水率を含水率基準値（例えば８０％等）以下に制御できるとは限らない。すなわち、水分計は、一般的に、低い含水率を計測するのに適しており、高い含水率では高精度に図れない場合が多い。この場合、その水分計の計測結果を反映した制御（背圧板の圧力制御またはスクリューの回転速度制御）が適切であるとは限らないため、適宜、技術者によって制御の妥当性（または計測結果の妥当性）を確認する作業が必要となり得る。
【００４６】
また、汚泥脱水機では、特許文献１，２に示されるような脱水ケーキＧの含水率だけでなく、ＳＳ回収率を含めて制御されることが望まれる。すなわち、例えば、凝集フロックＣの物理的強度が弱い不十分な状態で低含水率の脱水ケーキＧを得ようとした場合、背圧板８１の圧力を高める方向に制御が行われる。しかし、この場合、凝集フロックＣの大半の汚泥がスクリーン７２から脱水濾液Ｈとして流出される状況が生じ得る。
【００４７】
特許文献３の方式では、凝集フロックＣの凝集状態をカメラで撮影し、その撮影データに基づいて凝集剤Ｂの添加量が調整される。しかし、カメラで凝集フロックＣを撮影する際には、凝集フロックＣ同士の重なりが生じ、また、ポリマー等を含む凝集フロックの含有水に伴い測定部への汚泥の付着が生じ得る。このため、正確な評価が難しくなる恐れや、頻繁なメンテナンスが必要となる恐れがある。すなわち、技術者等の介在がある程度必要とされる場合がある。
【００４８】
このように、特許文献１〜特許文献３の技術を用いても、幾つかの工程で依然としてある程度の人員が必要とされ、技術員不足の問題や、技術継承の問題を十分に緩和できない恐れがある。また、非特許文献１の方式を用いると、脱水ケーキにおける脱水性を向上させることができる。しかし、脱水性が向上する反面、汚泥の付着量が増加するため、例えば、一例の処理を終えた後に必要に応じて行われる洗浄工程において、自動洗浄装置を用いたスクリーン７２等の洗浄頻度や洗浄水量が増加し、更には、人手による洗浄作業も増加する恐れがある。
【００４９】
《汚泥処理方法（実施の形態）》
図２Ａおよび図２Ｂは、図１の汚泥処理システムにおける制御装置の詳細な処理内容の一例を示すフロー図である。制御装置１１は、例えば、コンピュータシステムを用いたプログラム処理によって図２Ａおよび図２Ｂのフローを実行する。図２Ａにおいて、制御装置１１は、被処理汚泥供給ポンプＰ１、凝集剤供給ポンプＰ２、攪拌装置４２および汚泥脱水機７に運転開始の指示を発行する（ステップＳ１０１）。
【００５０】
続いて、制御装置１１は、流量計ＳＦ１および濃度計ＳＤ１を用いて被処理汚泥Ａの流量および濃度を計測する（ステップＳ１０２）。次いで、制御装置１１は、ステップＳ１０２の計測値に基づき、被処理汚泥Ａの固形物量を算出し、この固形物量に応じて凝集剤Ｂの添加量を定める（ステップＳ１０３）。具体的には、制御装置１１は、この定めた添加量となるように、凝集剤供給ポンプＰ２を制御する。
【００５１】
被処理汚泥Ａの固形物量に対する凝集剤Ｂの添加量は、例えば、固形物量と凝集剤Ｂの添加量と凝集混和装置４で生成される凝集フロックＣのサイズとの対応関係を事前に試験することや、または、過去の運転実績などから定められる。図１の例では、制御装置１１は、凝集剤Ｂの添加量を流量計ＳＦ２で計測しながら凝集剤供給ポンプＰ２を制御するが、凝集剤供給ポンプＰ２の流量調整の精度が高い場合は、流量計ＳＦ２は必ずしも必要ではない。
【００５２】
凝集混和装置４は、被処理汚泥Ａと凝集剤Ｂを攪拌装置４２で攪拌することで、凝集フロックＣを含んだフロック生成水Ｄを生成する。制御装置１１は、凝集フロック計測装置５を用いて、当該凝集フロックＣのサイズを計測する（ステップＳ１０４）。ここで、凝集フロックＣのサイズが小さ過ぎると、凝集フロックＣは、脱水工程で汚泥脱水機７のスクリーン７２からリークし、および／または背圧板８１での背圧に伴いスクリーン７２から同様にリークする。この場合、脱水工程で所望の脱水処理を行うことが困難となる。一方、凝集剤Ｂの添加量が過剰になると、一般的に凝集フロックＣの凝集が逆に形成し難くなり、液自体が増粘し、何より凝集剤の費用の大幅なコストアップに繋がる。
【００５３】
従って、下水汚泥での好ましい凝集フロックＣのサイズは、５〜１００ｍｍ、更に好ましくは１０〜５０ｍｍとなるよう制御されるのが望ましい。ただし、各処理施設や季節により、汚泥の性状が異なるため、凝集フロックＣのサイズは、必ずしもこの範囲に限定されず、過去の凝集フロックＣの情報をベースに修正されるのが良い。ここで、図５では、人が、凝集混和槽４１での凝集フロックＣのサイズを定期的に目視で確認し、この定期的なモニタリングによって、凝集剤Ｂの添加量や、被処理汚泥Ａの添加量を逐次調整していた。
【００５４】
一方、実施の形態では、凝集フロック計測装置５を用いて連続的なモニタリングを行う。凝集フロック計測装置５として、図１の例では、音響計測装置５１等による音響計測方式を用いたが、場合によっては、特許文献３の場合と同様に撮像方式を用いてもよい。撮像方式では、凝集混和槽４１の上部もしくは水中に設置されたカメラが凝集フロックＣを撮影し、制御装置１１が、当該撮影された画像データを画像処理することで、凝集フロックＣのサイズを計測する。
【００５５】
ただし、撮像方式を用いた場合、図５で述べたように、凝集フロックＣ同士の重なりが生じる場合や、ポリマーを含む凝集フロックＣの含有水に伴い測定部への汚泥の付着が生じる場合がある。さらに、撮像方式では、ある限られた狭い領域を対象に撮像が行われるが、必ずしも当該領域が全ての領域を代表としているとは限らない。これらの結果、撮像方式では、正確な計測が難しくなる恐れや、頻繁なメンテナンスが必要となる恐れがある。
【００５６】
一方、音響計測方式を用いた場合、深さ方向にスキャンを行えるため、凝集フロックＣ同士の重なりは問題とならず、また、測定部への汚泥の付着といったことも特に生じない。さらに、音響計測方式では、スキャン方向を３次元に制御することで全ての領域を対象に凝集フロックＣのサイズを計測することができる。このため、撮像方式を用いてもよいが、計測精度やメンテナンス性の観点からは、音響計測方式を用いる方が望ましい。なお、音響計測方式を用いた凝集フロック計測装置５は、例えば、市販の魚群探知機等を使用可能である。このため、低コストで実現できる。音響送受信機５２が発信する音波の周波数は、認識する凝集フロックＣのサイズや、凝集混和槽４１の水深（例えば１ｍ程度等）を鑑み、２００ｋＨｚ以上、好ましくは４００ｋＨｚ以上とすることが望ましい。
【００５７】
このようにして凝集フロックＣのサイズを計測したのち（ステップＳ１０４）、制御装置１１は、計測した凝集フロックＣのサイズが予め定めた基準値を満たすか否か（詳細には基準範囲内か否か）を判定する（ステップＳ１０５）。サイズが基準範囲外の場合、制御装置１１は、図２Ｂに示されるように、凝集剤供給ポンプＰ２を介して凝集剤Ｂの添加量を現在値の１〜２０％、好ましくは３〜１０％程度の割合だけ増減させる（ステップＳ３０１）。具体的には、制御装置１１は、サイズが大きい場合には添加量を減らし、サイズが小さい場合には添加量を増やす。
【００５８】
その後、制御装置１１は、０．１〜２０分、好ましくは０．５〜１０分程度後に、凝集フロックＣのサイズを再度計測する（ステップＳ３０２）。ここで、依然としてサイズが基準範囲外の場合、制御装置１１は、被処理汚泥供給ポンプＰ１を介して被処理汚泥Ａの供給量を現在値の１〜２０％、好ましくは３〜１０％の割合だけ増減させる（ステップＳ３０３）。具体的には、制御装置１１は、サイズが大きい場合には供給量を増やし、サイズが小さい場合には供給量を減らす。そして、制御装置１１は、被処理汚泥Ａの供給量の変更に応じて、予め設定している攪拌強度になるよう、駆動装置Ｍ１を介して攪拌装置４１の回転速度を変更する（ステップＳ３０４）。
【００５９】
この状態で、制御装置１１は、０．１〜２０分、好ましくは０．５〜１０分程度後に、凝集フロックＣのサイズを再度評価する（ステップＳ３０５）。依然としてサイズが基準範囲外の場合、制御装置１１は、ステップＳ３０１に戻り、凝集剤Ｂの添加量の変更を再度行う。なお、このような変更を経て凝集フロックＣのサイズが基準範囲内となった場合、制御装置１１は、例えば、各種条件を直前の条件に戻して、ステップＳ１０２の処理へ移行する（ステップＳ３０２，Ｓ３０５）。ここで、当初設定値より、凝集剤Ｂの添加量が少ない場合および被処理汚泥Ａの供給量が多い場合は、直前の条件に戻さず運転を継続してもよい。このように、制御装置１１を用いた連続的なモニタリングにより、良好な凝集フロックＣを生成することができ、安定した汚泥脱水機７の運転に寄与することが可能になる。
【００６０】
このようにして凝集混和装置４で生成された凝集フロックＣを含むフロック生成水Ｄは、汚泥濃縮トラフ６を介して汚泥脱水機７に移送される。この際に、汚泥濃縮トラフ６は、スクリーン６２を用いてフロック生成水Ｄから水分と汚泥分を分離する。そして、汚泥濃縮トラフ６は、汚泥分となる濃縮された凝集フロックＣを汚泥脱水機７へ供給し、水分となる濃縮トラフ分離液Ｅを、汚泥脱水機７の脱水濾液トラフ７４に流し、脱水濾液Ｈに混合する。
【００６１】
汚泥脱水機７に供給された凝集フロックＣは、駆動装置Ｍ２で駆動されるスクリュー７３により移送されながら、スクリーン７２よって更なる水切りが行われる。凝集フロックＣは、脱水ケーキＧの排出部となる背圧板８１まで移送されると、背圧板８１による圧密が行われ、更に水分が除去されていく。一方、汚泥濃縮トラフ６で分離された濃縮トラフ分離液Ｅは、脱水濾液トラフ７４にて脱水機濾液Ｆと合流し、脱水濾液Ｈとして通常は水処理系に戻される。
【００６２】
ここで、制御装置１１は、図２ＡのステップＳ１０６において、流量計ＳＦ３およびＳＳ濃度計ＳＤ２を用いて、脱水濾液Ｈの流量およびＳＳ濃度を計測する。そして、制御装置１１は、当該流量計ＳＦ３およびＳＳ濃度計ＳＤ２の計測値と、ステップＳ１０２で計測した流量計ＳＦ１および濃度計ＳＤ１の計測値とを用いて、ＳＳ回収率ｒ［％］および脱水ケーキ含水率ｕ［％］を算出する（ステップＳ１０７，Ｓ１０８）。ＳＳ回収率ｒは式（１）で、脱水ケーキ含水率ｕは式（２）で算出される。
ｒ＝〔１−（Ｑｏ×Ｃｏ／Ｑｉ×Ｃｉ）〕×１００    …（１）
ｕ＝〔（Ｋｉ×Ｑｉ−Ｋｏ×Ｑｏ）−（Ｑｉ×Ｃｉ−Ｑｏ×Ｃｏ）〕／（Ｋｉ×Ｑｉ−Ｋｏ×Ｑｏ）×１００    …（２）
【００６３】
式（１）および式（２）において、Ｑｉ［ｍ３／ｈ］は、流量計ＳＦ１による被処理汚泥Ａの流量であり、Ｑｏ［ｍ３／ｈ］は、流量計ＳＦ３による脱水濾液Ｈの流量である。Ｃｉ［ｔ／ｍ３］は、濃度計ＳＤ１による被処理汚泥Ａの濃度であり、Ｃｏ［ｔ／ｍ３］は、ＳＳ濃度計ＳＤ２による脱水濾液ＨのＳＳ濃度である。Ｋｉは被処理汚泥Ａ、Ｋｏは脱水濾液ＨのＣｉおよびＣｏから事前に設定される比重を示すが、Ｃｉが十分低い場合、では、ＫｉおよびＫｏは比重１と設定しておいても問題ない。“Ｑｉ×Ｃｉ”は、被処理汚泥Ａに含まれる固形物量を表し、“Ｑｏ×Ｃｏ”は、脱水濾液Ｈに含まれる固形物量を表す。“Ｑｉ×Ｃｉ−Ｑｏ×Ｃｏ”は、脱水ケーキＧに含まれる固形物量を表し、“Ｋｉ×Ｑｉ−Ｋｏ×Ｑｏ”は、脱水ケーキＧに含まれる水分量と固形物量の和を表す。
【００６４】
続いて、制御装置１１は、ステップＳ１０９において、ステップＳ１０７で算出されたＳＳ回収率ｒと予め定めた回収率基準値（例えば９０〜９５％等）とを比較し、ＳＳ回収率ｒが回収率基準値を満たさない場合（例えば９０〜９５％未満の場合）、図２ＢのステップＳ４０１へ移行して、汚泥脱水機７の動作条件を変更する。図２ＢのステップＳ４０１において、制御装置１１は、脱水ケーキ排出口のクリアランス寸法（開口部面積）を決定する。そして、制御装置１１は、変位センサ８２の計測値を参照しながら（ステップＳ４０２）、電磁弁８４を介して脱水ケーキ排出口のクリアランス寸法（開口部面積）を、ステップＳ４０１で決定した値に設定する（ステップＳ４０３）。
【００６５】
さらに、制御装置１１は、駆動装置Ｍ２を介してスクリュー７３の回転速度を変更したのち、図２ＡのステップＳ１０２へ移行する（ステップＳ４０４）。ＳＳ回収率ｒが回収率基準値を満たさない状況は、汚泥（例えば１０〜５％以上の汚泥）が脱水ケーキＧにならず、スクリーン７２から脱水濾液Ｈとして流出している状況である。そこで、制御装置１１は、この流出を抑制するため、ステップＳ４０１〜Ｓ４０４の処理を行う。この際には、特許文献１，２のような背圧板８１の圧力ではなく、汚泥の流出を高精度に抑制する観点で、変位センサ８２を介して背圧板８１の位置が制御される。
【００６６】
ここで、スクリュー７３の回転速度、脱水ケーキ排出口のクリアランス寸法（開口部面積）は、最初は初期値に設定される。具体的には、制御装置１１は、流量計ＳＦ１および濃度計ＳＤ１の値に基づき固形物量を算出し、この固形物量に対応する形で予め定めたスクリュー７３の回転速度、脱水ケーキ排出口のクリアランス寸法（開口部面積）を初期値として設定する。この状態で、制御装置１１は、ＳＳ回収率ｒが回収率基準値未満の場合、脱水ケーキ排出口のクリアランス寸法（開口部面積）を広げる方向に、スクリュー７３の回転速度を上げる方向に変更する。
【００６７】
具体的には、脱水ケーキ排出口のクリアランス寸法（開口部面積）は、例えば現在値の１〜５０％好ましくは３〜３０％の割合だけ広げる方向に変更され、スクリュー７３の回転速度は、例えば現在値に対して５〜９０％、好ましくは１０〜７５％の値となるよう下げる方向に変更される。そして、制御装置１１は、この変更後の状態での運転を、５〜１２０分好ましくは１０〜６０分程度継続する。その後、ＳＳ回収率ｒが改善した場合、制御装置１１は、スクリュー７３の回転速度、脱水ケーキ排出口のクリアランス寸法（開口部面積）を直前の条件に戻してもよいが、ＳＳ回収率ｒが設定値と比較し、問題なければ直前の条件に戻さず運転を継続してもよい。
【００６８】
続いて、制御装置１１は、図２ＡのステップＳ１１０において、ステップＳ１０８で算出された脱水ケーキ含水率ｕと予め定めた含水率基準値（例えば７０％等）とを比較する。そして、制御装置１１は、脱水ケーキ含水率ｕが含水率基準値を満たさない場合（例えば７０％以上の場合）、後述するステップＳ１１２の処理を経て、図２ＢのステップＳ４０１へ移行し、汚泥脱水機７の動作条件を変更する。この際の動作条件の変更方法は、前述したＳＳ回収率ｒの場合と一部異なる。
【００６９】
図２ＢのステップＳ４０１〜Ｓ４０４において、制御装置１１は、脱水ケーキ含水率ｕを下げるため、脱水ケーキ排出口のクリアランス寸法（開口部面積）を狭くする方向に、スクリュー７３の回転速度を下げる方向に制御する。具体的には、脱水ケーキ排出口のクリアランス寸法（開口部面積）は、例えば現在値の１〜５０％好ましくは３〜３０％の割合だけ狭める方向に制御され、スクリュー７３の回転速度は例えば現在値に対して５〜９０％、好ましくは１０〜７５％の値となるよう下げる方向に制御される。制御装置１１は、変更後の状態で、１〜１２０分好ましくは３〜６０分運転を継続し、その後、脱水ケーキ含水率ｕが改善した場合は、脱水ケーキ排出口のクリアランス寸法（開口部面積）およびスクリュー７３の回転速度を直前の条件に戻してもよいが、脱水ケーキ含水率ｕが設定値と比較し、問題なければ直前の条件に戻さず運転を継続してもよい。
【００７０】
一方、脱水ケーキ含水率ｕが改善しなかった場合、制御装置１１は、図２ＢのステップＳ４０４から図２ＡのステップＳ１０２を介してステップＳ１１０で再び図２ＢのステップＳ４０１へ移行する。そして、制御装置１１は、図２ＢのステップＳ４０１〜Ｓ４０４で前述した処理と同様の処理を繰り返す。なお、図２ＢのステップＳ４０１〜Ｓ４０４に際し、制御装置１１は、ここでは、スクリュー７３の回転速度と脱水ケーキ排出口のクリアランス寸法（開口部面積）の両方を変更したが、場合によっては、少なくとも一方を変更してもよい。
【００７１】
汚泥脱水機７で脱水された脱水ケーキＧは、最終的には、脱水ケーキ貯留ホッパー１０に貯留される。図２Ａにおいて、ＳＳ回収率ｒおよび脱水ケーキ含水率ｕの両方が基準値を満たす場合（ステップＳ１０９，Ｓ１１０）、制御装置１１は、脱水ケーキ貯留ホッパー１０に所定量の脱水ケーキＧが貯留されるまでステップＳ１０２〜Ｓ１１０の処理を繰り返す（ステップＳ１１１）。
【００７２】
具体的には、制御装置１１は、重量計測装置１０２を用いてホッパー１０１に貯留された脱水ケーキＧの重量を計測し、当該計測された脱水ケーキＧの重量と予め定めた重量基準値とを比較する。そして、制御装置１１は、計測された脱水ケーキＧの重量が重量基準値を満たした場合（重量基準値以上となった場合）、ステップＳ２０１へ移行する。また、制御装置１１は、ステップＳ１１２において、脱水ケーキ含水率ｕが改善しなかった場合でも、脱水ケーキ貯留ホッパー１０に所定量の脱水ケーキＧが貯留された場合には、ステップＳ２０１へ移行する。
【００７３】
ステップＳ２０１において、制御装置１１は、被処理汚泥供給ポンプＰ１、凝集剤供給ポンプＰ２、攪拌装置４２に運転停止の指示を発行することで脱水工程を終了し、ステップＳ２０２の自動洗浄工程へ移行する。ステップＳ２０２において、制御装置１１は、汚泥脱水機７および／または凝集混和装置４に搭載される自動洗浄装置（図示せず）に洗浄開始命令を発行する。これに応じて、自動洗浄装置は、各汚泥が付着する箇所を洗浄ノズルを用いて水洗する。その後、ステップＳ２０３において、制御装置は、汚泥脱水機７を停止し、一連の処理を終了する。
【００７４】
ここで、図１の汚泥処理システムにおいて、汚泥と直接接触する箇所には、フッ素系または／およびシリコーン系または蒸着による撥水処理が行われている。このため、汚泥の付着が低減され、ステップＳ２０２において、洗浄に要する水量および時間が低減されることから、運用コストを削減できる。さらに、人手による洗浄が不要となる。汚泥と直接接触する箇所として、凝集混和槽４１の内面と、攪拌装置４２と、汚泥濃縮トラフ６のスクリーン６２および汚泥脱水機７のスクリーン７２の内外面と、スクリュー７３と、脱水濾液トラフ７４と、背圧部クリアランス調整装置８の背圧板８１とが挙げられる。これらの箇所の少なくとも一部、望ましくは全てに撥水処理が行われている。
【００７５】
以上、図１の汚泥処理システムおよび図２Ａおよび図２Ｂの処理フローを用いることで、汚泥処理システムの自動化が実現できる。特に、図２ＡのステップＳ１０８では、制御装置１１が、流量計ＳＦ１および濃度計ＳＤ１の計測値と、流量計ＳＦ３およびＳＳ濃度計ＳＤ２の計測値とに基づいて脱水ケーキ含水率ｕを算出している。このため、高精度な脱水ケーキ含水率ｕをリアルタイムに取得することができる。すなわち、図５で述べたように、特許文献１，２の方式を用いた場合には、技術者等の確認作業が必要とされ得るが、このような確認作業を経ずに、脱水ケーキ含水率ｕを自動的に最適化することが可能になる。また、凝集フロック計測装置５として音響計測方式を用いることや、汚泥と直接接触する箇所に撥水処理を施すことで、メンテナンスや洗浄等に伴う人手も不要となる。
【００７６】
なお、流量計ＳＦ１〜ＳＦ３および濃度計ＳＤ１，ＳＤ２による計測値、凝集フロック計測装置５による計測値、変位センサ８２による計測値、駆動装置Ｍ１，Ｍ２の制御量等は、制御装置１１からデータ記録媒体に逐次保存される。そして、制御装置１１、または、別の情報処理装置は、当該データ記録媒体に保存された各種データをもとに、更に最適化した運転条件を人工知能（ＡＩ）を含めた解析ツールにより決定する。また、脱水ケーキＧの含水率は、場合によっては、排出時の形状、落下速度、落下位置などから画像センシングデータを利用して計測することも可能である。
【００７７】
《汚泥濃縮トラフの詳細》
図３は、図１における汚泥濃縮トラフの詳細な配置例を示す図であり、図４（ａ）、図４（ｂ）および図４（ｃ）は、図１における汚泥濃縮トラフの詳細な構成例を示す図である。図３に示されるように、汚泥濃縮トラフ６は、凝集混和装置４と汚泥脱水機７との間に設置される。そして、スクリーン６２は、水平面に対して、例えば、２０〜８０°、好ましくは３０〜７０°の角度θで設置される。
【００７８】
図４（ａ）は、汚泥濃縮トラフ６の平面図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）におけるＸ−Ｘ’間の断面図であり、図４（ｃ）は、図４（ａ）におけるＹ−Ｙ’間の断面図である。図４（ｂ）の構成を時計回りに回転させて設置すると、図３の状態となる。図４（ｂ）および図４（ｃ）に示されるように、汚泥濃縮トラフ６は、スクリーン６２（６２ａ，６２ｂ）に該当する上部底と、底板６５に該当する下部底とを備える。スクリーン６２（６２ａ，６２ｂ）は、当該スクリーン上で移送される凝集フロックＣから水分を分離し、底板６５は、当該スクリーンによって分離および排出された濃縮トラフ分離液Ｅを、汚泥濃縮トラフ分離液配管６１を介して汚泥脱水機７の脱水濾液Ｈに混合する。
【００７９】
また、汚泥濃縮トラフ６の上流端および下流端には、図４（ａ）、図４（ｂ）に示されるように、止水板６４ａおよび止水板６４ｂがそれぞれ設けられる。さらに、汚泥濃縮トラフ６において、凝集フロックＣの移送方向を基準とした両サイドには、図４（ｃ）に示されるように、側板６３ａ，６３ｂがそれぞれ設けられる。ここで、スクリーン６２は、水分の排出口の目幅が異なる複数（図４（ａ）および図４（ｂ）の例では２個）のスクリーン領域６２ａ，６２ｂを備える。
【００８０】
スクリーン領域６２ａは、上流側である凝集混和装置４側に設けられ、スクリーン領域６２ｂは、下流側である汚泥脱水機７側に設けられる。例えば、上流側であるスクリーン領域６２ａの目幅は、０．５〜１０ｍｍに設定され、下流側であるスクリーン領域６２ｂの目幅は、０．１〜５ｍｍに設定される。ただし、スクリーン領域の分割数は、特に、２個に限らず３個以上であってもよい。すなわち、スクリーン６２は、少なくとも、凝集混和装置４側のスクリーン領域６２ａの目幅が汚泥脱水機７側のスクリーン領域６２ｂの目幅よりも大きくなるように構成されればよい。
【００８１】
上流側では、比較的強度が高い凝集フロックＣが通過するため、目幅を大きくしても凝集フロックＣの濃縮トラフ分離液配管６１への漏れは生じ難い。そこで、上流側では、スクリーン領域６２ａの目幅を大きくすることで脱水効率を上げることができる。一方、下流側では、状況によっては、比較的強度が低い凝集フロックＣが通過することもある。そこで、下流側では、スクリーン領域６２ｂの目幅を小さくすることで、凝集フロックＣの濃縮トラフ分離液配管６１への漏れを十分に防止できる範囲で脱水効率を上げることができる。
【００８２】
スクリーン６２で使用するスクリーン種は、例えば、ウエッジワイヤースクリーンおよび／またはパンチングメタルスクリーンおよび/またはバースクリーン、および/またはメッシュなど、汚泥濃縮効果があれば特にその種類には拘らない。また、汚泥濃縮トラフ６を構成するスクリーン６２、側板６３ａ，６３ｂおよび止水板６４ａ，６４ｂ等といった凝集フロックＣの接触部分の材質、表面処理は、金属、金属に塗装したもの、金属にコーティングをしたもの、フッ素系または／およびシリコーン系または蒸着による撥水処理が行われたもの、または、樹脂でもよい。特に、スクリーン６２に付着した汚泥は、スクリーン６２の目詰まりを引き起こすため、撥水処理が行われた部材を用いることで、目詰まりを抑制でき、さらに、洗浄を容易化でき、洗浄の頻度または水量を低減できる。
【００８３】
このような汚泥濃縮トラフ６を用いることで、凝集混和装置４からの凝集フロックＣのの汚泥濃度を例えば１．５〜２倍以上に濃縮し、この濃縮された凝集フロックＣを汚泥脱水機７に供給することができるため、脱水ケーキＧの含水率の低減にも寄与することが可能になる。ここで、例えば、特許文献１，２に示されるように、外部電力で円板を回転させるような濃縮装置が知られている。これと比較して、実施の形態の汚泥濃縮トラフ６を用いると、外部電力を必要としないため、システムの省電力化、ひいては運用コストの低減が実現可能となる。
【００８４】
《実施の形態の主要な効果》
以上、実施の形態の汚泥処理システムおよび汚泥処理方法を用いることで、精度が高いモニタリングによって得られた情報に基づき、自動制御によって凝集フロックＣの最適化や、汚泥脱水機７の運転条件の最適化を行うことができる。その結果、技術員不足または技術継承の問題を緩和することが可能になる。また、脱水工程終了後の人手による洗浄作業も不要となり、理想的には、終始人手を必要としない汚泥処理システムを実現できる。これにより、汚泥処理システムの稼働率を上げることも可能となる。
【００８５】
また、運用コストの低減が実現可能となる。例えば、図５の場合、技術者は、一般的に、凝集フロックＣを確実に生成させるため、凝集剤Ｂの添加量を多めに設定する場合が多い。凝集剤Ｂは、特に、コストの増大を招く。実施の形態の方式を用いると、精度が高いモニタリングに基づく運転の最適化により、過剰な凝集剤Ｂの添加が無くなる。
【００８６】
さらに、搬出汚泥量の削減が可能となる。具体的には、脱水ケーキＧの含水率を高精度にモニタリングしながら各種制御を行うことで、脱水ケーキＧの含水率は、十分に低い値を維持できる。その結果、ホッパー１０１には、含水率が高い脱水ケーキＧ（言い換えれば、無駄な水分量を含んだ脱水ケーキ）ではなく、含水率が十分に低い値となった脱水ケーキＧが貯留および搬出されるため、搬出汚泥量を削減できる。
【００８７】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、前述した実施の形態は、本発明を分かり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施の形態の構成の一部を他の実施の形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施の形態の構成に他の実施の形態の構成を加えることも可能である。また、各実施の形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【符号の説明】
【００８８】
４  凝集混和装置
５  凝集フロック計測装置
６  汚泥濃縮トラフ
７  汚泥脱水機
１１  制御装置
５１  音響計測装置
５２  音響送受信機
６２  スクリーン
６２ａ，６２ｂ  スクリーン領域
６５  底板
７３  スクリュー
１０１  ホッパー
１０２  重量計測装置
Ａ  被処理汚泥
Ｂ  凝集剤
Ｃ  凝集フロック
Ｅ  濃縮トラフ分離液
Ｇ  脱水ケーキ
Ｈ  脱水濾液
ＳＤ１，ＳＤ２  濃度計
ＳＦ１〜ＳＦ３  流量計
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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