(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転加圧脱水機の前段に濃縮装置が配置された脱水システムの制御方法であって、
回転加圧脱水機が、回転軸、インナースペーサ、アウタースペーサ、ディフレクタ、及び、インナースペーサの両側面にそれぞれ固定された二枚の金属製のスクリーンを有し、原液供給口から、インナースペーサ及びディフレクタとアウタースペーサとの間に形成される環状の濾室内へ導入した処理対象物を、二枚のスクリーンを回転させることによって前方へ進行させ、次第に圧力を加えて濾過圧縮するように構成され、かつ、先端側が水平方向に変位する背圧板がケーキ出口の側方に配置され、
回転加圧脱水機の入口圧力（Ｐ１）の計測値と設定値との圧力偏差を検知し、その結果をもとにフィルタ回転数（Ｒ）を最適な値に調整する入口圧力（Ｐ１）の制御と、回転加圧脱水機の出口圧力（Ｐ２）の計測値と設定値との圧力偏差を検知し、その結果をもとに背圧板出力（Ｍ１）を最適な値に調整する出口圧力（Ｐ２）の制御とが継続して実行され、
背圧板出力（Ｍ１）が最小である状態において出口圧力（Ｐ２）の計測値が設定値よりも高い場合に、脱水機供給量（Ｆ２）の設定値が定量的にプラス調整され、更に、入口圧力（Ｐ１）の設定値が、プラス調整後の脱水機供給量（Ｆ２）に応じた入口圧力（Ｐ１）の適正値となるように更新され、この更新後の入口圧力（Ｐ１）の設定値に基づいて、入口圧力（Ｐ１）の制御が行われるとともに、背圧板出力（Ｍ１）の調整による出口圧力（Ｐ２）の制御が行われ、
背圧板出力（Ｍ１）が最大である状態において出口圧力（Ｐ２）の計測値が設定値よりも低い場合に、脱水機供給量（Ｆ２）の設定値が定量的にマイナス調整され、更に、入口圧力（Ｐ１）の設定値が、マイナス調整後の脱水機供給量（Ｆ２）に応じた入口圧力（Ｐ１）の適正値となるように更新され、この更新後の入口圧力（Ｐ１）の設定値に基づいて、入口圧力（Ｐ１）の制御が行われるとともに、背圧板出力（Ｍ１）の調整による出口圧力（Ｐ２）の制御が行われることを特徴とする脱水システムの制御方法。
【請求項２】
脱水機供給量（Ｆ２）の設定値が定量的にプラス調整され、更に、入口圧力（Ｐ１）の設定値が、プラス調整後の脱水機供給量（Ｆ２）に応じた入口圧力（Ｐ１）の適正値となるように更新された後において、依然として出口圧力（Ｐ２）が設定値より高く、背圧板出力（Ｍ１）の調整によっては出口圧力（Ｐ２）を制御できない場合に、再度、脱水機供給量（Ｆ２）の設定値を一定量プラス調整し、更に、入口圧力（Ｐ１）の設定値が、再度のプラス調整後の脱水機供給量（Ｆ２）に応じた入口圧力（Ｐ１）の適正値となるように更新され、
脱水機供給量（Ｆ２）の設定値が定量的にマイナス調整され、更に、入口圧力（Ｐ１）の設定値が、マイナス調整後の脱水機供給量（Ｆ２）に応じた入口圧力（Ｐ１）の適正値となるように更新された後において、依然として出口圧力（Ｐ２）が設定値より低く、背圧板出力（Ｍ１）の調整によっては出口圧力（Ｐ２）を制御できない場合に、再度、脱水機供給量（Ｆ２）の設定値を一定量マイナス調整し、更に、入口圧力（Ｐ１）の設定値が、再度のマイナス調整後の脱水機供給量（Ｆ２）に応じた入口圧力（Ｐ１）の適正値となるように更新されることを特徴とする、請求項１に記載の脱水システムの制御方法。
【請求項３】
回転加圧脱水機の前段に濃縮装置が配置された脱水システムの制御方法であって、
回転加圧脱水機が、回転軸、インナースペーサ、アウタースペーサ、ディフレクタ、及び、インナースペーサの両側面にそれぞれ固定された二枚の金属製のスクリーンを有し、原液供給口から、インナースペーサ及びディフレクタとアウタースペーサとの間に形成される環状の濾室内へ導入した処理対象物を、二枚のスクリーンを回転させることによって前方へ進行させ、次第に圧力を加えて濾過圧縮するように構成され、かつ、先端側が上下方向に変位するバーチカルリストリクタがケーキ出口の下方に配置され、更に、回転加圧脱水機の稼働時においてアウタースペーサ等に作用する本体負荷荷重（Ｋ）を計測するロードセルが配置され、
回転加圧脱水機の入口圧力（Ｐ１）の計測値と設定値との圧力偏差を検知し、その結果をもとにフィルタ回転数（Ｒ）を最適な値に調整する入口圧力（Ｐ１）の制御と、回転加圧脱水機の本体負荷荷重（Ｋ）の計測値と設定値との荷重偏差を検知し、その結果をもとにリストリクタ出力（Ｍ２）を最適な値に調整する本体負荷荷重（Ｋ）の制御とが継続して実行され、
リストリクタ出力（Ｍ２）が最小である状態において本体負荷荷重（Ｋ）の計測値が設定値よりも高い場合に、脱水機供給量（Ｆ２）の設定値が定量的にプラス調整され、更に、入口圧力（Ｐ１）の設定値が、プラス調整後の脱水機供給量（Ｆ２）に応じた入口圧力（Ｐ１）の適正値となるように更新され、この更新後の入口圧力（Ｐ１）の設定値に基づいて、入口圧力（Ｐ１）の制御が行われるとともに、リストリクタ出力（Ｍ２）の調整による本体負荷荷重（Ｋ）の制御が行われ、
リストリクタ出力（Ｍ２）が最大である状態において本体負荷荷重（Ｋ）の計測値が設定値よりも低い場合に、脱水機供給量（Ｆ２）の設定値が定量的にマイナス調整され、更に、入口圧力（Ｐ１）の設定値が、マイナス調整後の脱水機供給量（Ｆ２）に応じた入口圧力（Ｐ１）の適正値となるように更新され、この更新後の入口圧力（Ｐ１）の設定値に基づいて、入口圧力（Ｐ１）の制御が行われるとともに、リストリクタ出力（Ｍ２）の調整による本体負荷荷重（Ｋ）の制御が行われることを特徴とする脱水システムの制御方法。
【請求項４】
脱水機供給量（Ｆ２）の設定値が定量的にプラス調整され、更に、入口圧力（Ｐ１）の設定値が、プラス調整後の脱水機供給量（Ｆ２）に応じた入口圧力（Ｐ１）の適正値となるように更新された後において、依然として本体負荷荷重（Ｋ）が設定値より高く、リストリクタ出力（Ｍ２）の調整によっては本体負荷荷重（Ｋ）を制御できない場合に、再度、脱水機供給量（Ｆ２）の設定値を一定量プラス調整し、更に、入口圧力（Ｐ１）の設定値が、再度のプラス調整後の脱水機供給量（Ｆ２）に応じた入口圧力（Ｐ１）の適正値となるように更新され、
脱水機供給量（Ｆ２）の設定値が定量的にマイナス調整され、更に、入口圧力（Ｐ１）の設定値が、マイナス調整後の脱水機供給量（Ｆ２）に応じた入口圧力（Ｐ１）の適正値となるように更新された後において、依然として本体負荷荷重（Ｋ）が設定値より低く、リストリクタ出力（Ｍ２）の調整によっては本体負荷荷重（Ｋ）を制御できない場合に、再度、脱水機供給量（Ｆ２）の設定値を一定量マイナス調整し、更に、入口圧力（Ｐ１）の設定値が、再度のマイナス調整後の脱水機供給量（Ｆ２）に応じた入口圧力（Ｐ１）の適正値となるように更新されることを特徴とする、請求項３に記載の脱水システムの制御方法。
【請求項５】
濃縮装置と回転加圧脱水機の間にポンプが配置され、
脱水機供給量（Ｆ２）の設定値がプラス調整された場合に、脱水機供給量（Ｆ２）の実際値をプラス調整後の設定値と一致させるために、濃縮装置と回転加圧脱水機の間のポンプの出力（Ａ２）を増加させる調整が行われ、又は、濃縮装置の濾液バルブの開度（Ｂ）を小さくする調整が行われ、
脱水機供給量（Ｆ２）の設定値がマイナス調整された場合に、脱水機供給量（Ｆ２）の実際値をマイナス調整後の設定値と一致させるために、濃縮装置と回転加圧脱水機の間のポンプの出力（Ａ２）を低下させる調整が行われ、又は、濃縮装置の濾液バルブの開度（Ｂ）を大きくする調整が行われることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の脱水システムの制御方法。
【請求項６】
脱水機供給量（Ｆ２）の設定値がプラス調整された場合に、脱水機供給量（Ｆ２）の実際値をプラス調整後の設定値と一致させるために、濃縮装置供給量（Ｆ１）を増加させる調整が行われ、
脱水機供給量（Ｆ２）の設定値がマイナス調整された場合に、脱水機供給量（Ｆ２）の実際値をマイナス調整後の設定値と一致させるために、濃縮装置供給量（Ｆ１）を減少させる調整が行われることを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載の脱水システムの制御方法。
【請求項７】
濃縮装置と回転加圧脱水機との間に濃度計を設置し、この濃度計を制御手段による監視下に置き、濃度計の計測値の変化を見ながら濃縮装置供給量（Ｆ１）を調整することにより、濃縮汚泥における汚泥濃度を上昇させ、又は、低下させることを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載の脱水システムの制御方法。
【請求項８】
濃縮装置の濾液バルブから排出される濾液の濁度を監視して、濾液濁度の異常が検知された場合に、脱水機供給量（Ｆ２）を強制的に一定量増加させ、及び／又は、アラームが発せられることを特徴とする、請求項１〜７のいずれかに記載の脱水システムの制御方法。
【請求項９】
回転加圧脱水機から排出される濾液の濁度を監視して、濾液濁度の異常が検知された場合に、脱水機供給量（Ｆ２）を強制的に一定量減少させるとともに、背圧板出力（Ｍ１）又はリストリクタ出力（Ｍ２）を一定量減少させる調整が行われ、及び／又は、アラームが発せられることを特徴とする、請求項１〜８のいずれかに記載の脱水システムの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、濃縮装置及び回転加圧脱水機を用いた脱水システムの制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
汚泥等の処理対象物を脱水処理するためのシステムとして、凝集槽（フロキュレータ）、濃縮装置、及び、脱水機を直列的に配置した脱水システムが知られている。
【０００３】
このような脱水システムを構成する濃縮装置には、様々なタイプのものがあり、例えば、特開２００７−１６０１６１号公報に示されているように、ケーシング内へ流入した処理対象物の一部が、ケーシング内を上昇し、ケーシングの上半部に配置されているスクリーンによって濾過される（濾液をケーシング外へ流出させる）ことにより、処理対象物中の固形物濃度が上昇する（処理対象物を濃縮できる）ように構成した濾過濃縮装置や、造粒濃縮装置等が知られている。
【０００４】
また、脱水機にも様々なタイプのものがあり、例えば、特開２００１−１１３１０９号公報に示されているように、回転軸周りに形成された環状（Ｃ字状）の濾室内に液状の処理対象物（処理原液）を導入し、二枚の円盤状の金属製スクリーン（フィルタ）を回転させることによって処理対象物を前方へ進行させ、次第に圧力を加えて脱水処理を行う回転加圧脱水機（ロータリープレスフィルタ）等が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−１１３１０９号公報
【特許文献２】特開２００４−０７４０６６号公報
【特許文献３】特開２００４−２９１０３６号公報
【特許文献４】ＷＯ２００５／０７７８４８Ａ１
【特許文献５】ＷＯ２００５／１０２４９５Ａ１
【特許文献６】ＷＯ２００５／１０５２６３Ａ１
【特許文献７】特開２００６−３４１２５８号公報
【特許文献８】特開２００７−３２６０１１号公報
【特許文献９】特開２００７−１６０１６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
回転加圧脱水機の制御方法として、スクリーンの回転速度（フィルタ回転数）を調整することによって入口圧力を制御する方法や、ケーキ出口付近に配置した背圧板等を変位させることによって出口圧力を制御する方法が知られている（例えば、特開２００４−０７４０６６号公報）が、出口圧力が高過ぎたり、低過ぎるような場合には、背圧板等の変位によっては出口圧力をうまく制御できない場合がある。
【０００７】
尚、回転加圧脱水機を単体で制御する場合には、上記のような問題が生じる可能性があるが、この問題は、回転加圧脱水機の前段に濃縮装置を配置した脱水システムにおいて、濃縮装置の制御と連携させることによって解決できる可能性がある。
【０００８】
本発明は、回転加圧脱水機の前段に濃縮装置を配置した脱水システムにおいて、回転加圧脱水機の状況に応じて濃縮装置に関する運転条件を変化させることにより、回転加圧脱水機の入口圧力及び出口圧力等を好適に制御することができる脱水システムの制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る脱水システムの制御方法（請求項１）は、回転加圧脱水機の前段に濃縮装置が配置された脱水システムを制御対象とするものであって、回転加圧脱水機が、回転軸、インナースペーサ、アウタースペーサ、ディフレクタ、及び、インナースペーサの両側面にそれぞれ固定された二枚の金属製のスクリーンを有し、原液供給口から、インナースペーサ及びディフレクタとアウタースペーサとの間に形成される環状の濾室内へ導入した処理対象物を、二枚のスクリーンを回転させることによって前方へ進行させ、次第に圧力を加えて濾過圧縮するように構成され、かつ、先端側が水平方向に変位する背圧板がケーキ出口の側方に配置され、回転加圧脱水機の入口圧力（Ｐ１）の計測値と設定値との圧力偏差を検知し、その結果をもとにフィルタ回転数（Ｒ）を最適な値に調整する入口圧力（Ｐ１）の制御と、回転加圧脱水機の出口圧力（Ｐ２）の計測値と設定値との圧力偏差を検知し、その結果をもとに背圧板出力（Ｍ１）を最適な値に調整する出口圧力（Ｐ２）の制御とが継続して実行され、背圧板出力（Ｍ１）が最小である状態において出口圧力（Ｐ２）の計測値が設定値よりも高い場合に、脱水機供給量（Ｆ２）の設定値が定量的にプラス調整され、更に、入口圧力（Ｐ１）の設定値が、プラス調整後の脱水機供給量（Ｆ２）に応じた入口圧力（Ｐ１）の適正値となるように更新され、この更新後の入口圧力（Ｐ１）の設定値に基づいて、入口圧力（Ｐ１）の制御が行われるとともに、背圧板出力（Ｍ１）の調整による出口圧力（Ｐ２）の制御が行われ、背圧板出力（Ｍ１）が最大である状態において出口圧力（Ｐ２）の計測値が設定値よりも低い場合に、脱水機供給量（Ｆ２）の設定値が定量的にマイナス調整され、更に、入口圧力（Ｐ１）の設定値が、マイナス調整後の脱水機供給量（Ｆ２）に応じた入口圧力（Ｐ１）の適正値となるように更新され、この更新後の入口圧力（Ｐ１）の設定値に基づいて、入口圧力（Ｐ１）の制御が行われるとともに、背圧板出力（Ｍ１）の調整による出口圧力（Ｐ２）の制御が行われることを特徴としている。
【００１０】
尚、この制御方法においては、脱水機供給量（Ｆ２）の設定値が定量的にプラス調整され、更に、入口圧力（Ｐ１）の設定値が、プラス調整後の脱水機供給量（Ｆ２）に応じた入口圧力（Ｐ１）の適正値となるように更新された後において、依然として出口圧力（Ｐ２）が設定値より高く、背圧板出力（Ｍ１）の調整によっては出口圧力（Ｐ２）を制御できない場合に、再度、脱水機供給量（Ｆ２）の設定値を一定量プラス調整し、更に、入口圧力（Ｐ１）の設定値が、再度のプラス調整後の脱水機供給量（Ｆ２）に応じた入口圧力（Ｐ１）の適正値となるように更新され、脱水機供給量（Ｆ２）の設定値が定量的にマイナス調整され、更に、入口圧力（Ｐ１）の設定値が、マイナス調整後の脱水機供給量（Ｆ２）に応じた入口圧力（Ｐ１）の適正値となるように更新された後において、依然として出口圧力（Ｐ２）が設定値より低く、背圧板出力（Ｍ１）の調整によっては出口圧力（Ｐ２）を制御できない場合に、再度、脱水機供給量（Ｆ２）の設定値を一定量マイナス調整し、更に、入口圧力（Ｐ１）の設定値が、再度のマイナス調整後の脱水機供給量（Ｆ２）に応じた入口圧力（Ｐ１）の適正値となるように更新されることが好ましい。
【００１１】
また、本発明に係る脱水システムの制御方法（請求項３）は、回転加圧脱水機の前段に濃縮装置が配置された脱水システムを制御対象とするものであって、回転加圧脱水機が、回転軸、インナースペーサ、アウタースペーサ、ディフレクタ、及び、インナースペーサの両側面にそれぞれ固定された二枚の金属製のスクリーンを有し、原液供給口から、インナースペーサ及びディフレクタとアウタースペーサとの間に形成される環状の濾室内へ導入した処理対象物を、二枚のスクリーンを回転させることによって前方へ進行させ、次第に圧力を加えて濾過圧縮するように構成され、かつ、先端側が上下方向に変位するバーチカルリストリクタがケーキ出口の下方に配置され、更に、回転加圧脱水機の稼働時においてアウタースペーサ等に作用する本体負荷荷重（Ｋ）を計測するロードセルが配置され、回転加圧脱水機の入口圧力（Ｐ１）の計測値と設定値との圧力偏差を検知し、その結果をもとにフィルタ回転数（Ｒ）を最適な値に調整する入口圧力（Ｐ１）の制御と、回転加圧脱水機の本体負荷荷重（Ｋ）の計測値と設定値との荷重偏差を検知し、その結果をもとにリストリクタ出力（Ｍ２）を最適な値に調整する本体負荷荷重（Ｋ）の制御とが継続して実行され、リストリクタ出力（Ｍ２）が最小である状態において本体負荷荷重（Ｋ）の計測値が設定値よりも高い場合に、脱水機供給量（Ｆ２）の設定値が定量的にプラス調整され、更に、入口圧力（Ｐ１）の設定値が、プラス調整後の脱水機供給量（Ｆ２）に応じた入口圧力（Ｐ１）の適正値となるように更新され、この更新後の入口圧力（Ｐ１）の設定値に基づいて、入口圧力（Ｐ１）の制御が行われるとともに、リストリクタ出力（Ｍ２）の調整による本体負荷荷重（Ｋ）の制御が行われ、リストリクタ出力（Ｍ２）が最大である状態において本体負荷荷重（Ｋ）の計測値が設定値よりも低い場合に、脱水機供給量（Ｆ２）の設定値が定量的にマイナス調整され、更に、入口圧力（Ｐ１）の設定値が、マイナス調整後の脱水機供給量（Ｆ２）に応じた入口圧力（Ｐ１）の適正値となるように更新され、この更新後の入口圧力（Ｐ１）の設定値に基づいて、入口圧力（Ｐ１）の制御が行われるとともに、リストリクタ出力（Ｍ２）の調整による本体負荷荷重（Ｋ）の制御が行われることを特徴としている。
【００１２】
この制御方法においても、脱水機供給量（Ｆ２）の設定値が定量的にプラス調整され、更に、入口圧力（Ｐ１）の設定値が、プラス調整後の脱水機供給量（Ｆ２）に応じた入口圧力（Ｐ１）の適正値となるように更新された後において、依然として本体負荷荷重（Ｋ）が設定値より高く、リストリクタ出力（Ｍ２）の調整によっては本体負荷荷重（Ｋ）を制御できない場合に、再度、脱水機供給量（Ｆ２）の設定値を一定量プラス調整し、更に、入口圧力（Ｐ１）の設定値が、再度のプラス調整後の脱水機供給量（Ｆ２）に応じた入口圧力（Ｐ１）の適正値となるように更新され、脱水機供給量（Ｆ２）の設定値が定量的にマイナス調整され、更に、入口圧力（Ｐ１）の設定値が、マイナス調整後の脱水機供給量（Ｆ２）に応じた入口圧力（Ｐ１）の適正値となるように更新された後において、依然として本体負荷荷重（Ｋ）が設定値より低く、リストリクタ出力（Ｍ２）の調整によっては本体負荷荷重（Ｋ）を制御できない場合に、再度、脱水機供給量（Ｆ２）の設定値を一定量マイナス調整し、更に、入口圧力（Ｐ１）の設定値が、再度のマイナス調整後の脱水機供給量（Ｆ２）に応じた入口圧力（Ｐ１）の適正値となるように更新されることが好ましい。
【００１３】
尚、上記制御方法においては、濃縮装置と回転加圧脱水機の間にポンプが配置され、脱水機供給量（Ｆ２）の設定値がプラス調整された場合に、脱水機供給量（Ｆ２）の実際値をプラス調整後の設定値と一致させるために、濃縮装置と回転加圧脱水機の間のポンプの出力（Ａ２）を増加させる調整が行われ、又は、濃縮装置の濾液バルブの開度（Ｂ）を小さくする調整が行われ、脱水機供給量（Ｆ２）の設定値がマイナス調整された場合に、脱水機供給量（Ｆ２）の実際値をマイナス調整後の設定値と一致させるために、濃縮装置と回転加圧脱水機の間のポンプの出力（Ａ２）を低下させる調整が行われ、又は、濃縮装置の濾液バルブの開度（Ｂ）を大きくする調整が行われるようにしても良い。
【００１４】
また、脱水機供給量（Ｆ２）の設定値がプラス調整された場合に、脱水機供給量（Ｆ２）の実際値をプラス調整後の設定値と一致させるために、濃縮装置供給量（Ｆ１）を増加させる調整が行われ、脱水機供給量（Ｆ２）の設定値がマイナス調整された場合に、脱水機供給量（Ｆ２）の実際値をマイナス調整後の設定値と一致させるために、濃縮装置供給量（Ｆ１）を減少させる調整が行われるようにしても良い。
【００１５】
更に、濃縮装置と回転加圧脱水機との間に濃度計を設置し、この濃度計を制御手段による監視下に置き、濃度計の計測値の変化を見ながら濃縮装置供給量（Ｆ１）を調整することにより、濃縮汚泥における汚泥濃度を上昇させ、又は、低下させるようにしても良い。
【００１６】
また、濃縮装置の濾液バルブから排出される濾液の濁度を監視して、濾液濁度の異常が検知された場合に、脱水機供給量（Ｆ２）を強制的に一定量増加させ、及び／又は、アラームが発せられるようにすることが好ましく、或いは、回転加圧脱水機から排出される濾液の濁度を監視して、濾液濁度の異常が検知された場合に、脱水機供給量（Ｆ２）を強制的に一定量減少させるとともに、背圧板出力（Ｍ１）又はリストリクタ出力（Ｍ２）を一定量減少させる調整が行われ、及び／又は、アラームが発せられるようにすることが好ましい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係る脱水システムの制御方法によれば、回転加圧脱水機の出口圧力（Ｐ２）又は本体負荷荷重（Ｋ）が高過ぎ、或いは、低すぎるために、背圧板出力（Ｍ１）又はリストリクタ出力（Ｍ２）の調整によっては出口圧力（Ｐ２）又は本体負荷荷重（Ｋ）を設定値に復帰させることが難しい状況においても、脱水機供給量（Ｆ２）を調整することによって、出口圧力（Ｐ２）又は本体負荷荷重（Ｋ）を好適に制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は、本発明の第一実施形態に係る脱水システムの制御方法において、制御対象となる脱水システムの一例を示す図である。
【図２】図２は、図１に示す回転加圧脱水機１の内部構造を示す図である。
【図３】図３は、図２に示すＸ−Ｘ線による回転加圧脱水機１の断面図である。
【図４】図４は、図２に示す回転加圧脱水機１におけるケーキ出口８付近の斜視図である。
【図５】図５は、本発明の第一実施形態に係る脱水システムの制御方法のフロー図である。
【図６】図６は、本発明の第二実施形態に係る制御方法において制御対象となる脱水システムの一例を示す図である。
【図７】図７は、本発明の第二実施形態において制御対象となる回転加圧脱水機１の内部構造を示す図である。
【図８】図８は、本発明の第二実施形態に係る脱水システムの制御方法のフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明「脱水システムの制御方法」の実施形態について説明する。図１は、本発明の第一実施形態に係る制御方法において制御対象となる脱水システムの一例を示す図である。図示されているように、本発明に係る制御方法は、回転加圧脱水機１の前段に濃縮装置５３が配置された脱水システムを制御対象としている。
【００２０】
具体的には、図１の脱水システムは、第一ポンプ５１、凝集槽５２（フロキュレータ）、濃縮装置５３、第二ポンプ５５、回転加圧脱水機１、及び、図示しない制御手段等によって構成されている。尚、図１に示す符号５４は、濃縮装置５３から排出される濾液の量を調整するためのバルブ（濾液バルブ）である。
【００２１】
この脱水システムにおいては、処理対象物（本実施形態においては汚泥）が、図示しない供給源（汚泥貯留槽）から第一ポンプ５１によって凝集槽５２に供給され、凝集剤の添加及び撹拌により調質され（凝集フロックの形成が促され）、次いで、凝集槽５２から濃縮装置５３へ凝集汚泥（凝集フロックが形成された汚泥）が送られる。そして、濃縮装置５３から回転加圧脱水機１へ濃縮汚泥（濃縮装置５３によって濃縮された汚泥）が第二ポンプ５５によって送られ、脱水処理されることになる。
【００２２】
尚、図１において「Ｆ１」は、濃縮装置供給量（汚泥貯留槽から凝集槽５２を経て濃縮装置５３に送られる汚泥の供給量（ｍ３／ｈ））であり、「Ｆ２」は、脱水機供給量（濃縮装置５３から回転加圧脱水機１に送られる汚泥（濃縮汚泥）の供給量（ｍ３／ｈ））である。また、「Ｂ」は、濃縮装置５３における濾液バルブの開度である。濃縮装置供給量Ｆ１の初期設定値は、濃縮装置５３等の処理性能、設備規模、汚泥の種類や性状、天候等に基づいて運用者が決定し、また、脱水機供給量Ｆ２の初期設定値は、濃縮装置供給量Ｆ１の初期設定値、及び、その他の条件に応じて決定され、脱水システムの始動前にそれぞれ設定される。
【００２３】
図２は、回転加圧脱水機１の内部構造を示す図であり、図３は、図２に示すＸ−Ｘ線による回転加圧脱水機１の断面図である。この回転加圧脱水機１は、回転軸２、インナースペーサ３、アウタースペーサ４、ディフレクタ５、二枚の金属製のスクリーン６（フィルタ）、及び、図示しないケーシング、回転軸２に駆動力を供給する駆動モータ等によって構成されており、原液供給口７から環状（Ｃ字状）の濾室９（インナースペーサ３及びディフレクタ５と、アウタースペーサ４との間に形成されている、断面が矩形状のスペースであって、原液供給口７からケーキ出口８に至るまでのスペース）内へ処理対象物（汚泥）を導入し、回転軸２、インナースペーサ３（回転軸２周りに固定されている）、及び、スクリーン６（インナースペーサ３の両側面にそれぞれ固定されている）を回転させることによって汚泥を前方へ進行させ、次第に圧力を加えて濾過圧縮し、ケーキ出口８から脱水ケーキを排出することができるように構成されている。
【００２４】
尚、図２に示すように、ケーキ出口８には、背圧板１０が設置されている。この背圧板１０は、図４（１）に示すように、ケーキ出口８の一方の側方に配置されており、図４（２）に示すように、先端側が、対向するケーシング１１ａの方へ向かって（水平方向に）変位し、ケーキ出口８の開口面積を減じ、ケーキ出口８付近の汚泥を圧縮するとともに、それに後続する汚泥に作用する圧縮力を大きくすることができるように構成されている。このような背圧板１０の動作は、背圧板１０の外側に配置される押圧手段（図示せず）によって、対向するケーシング１１ａ側へ背圧板１０を押圧することによって実現される。
【００２５】
本実施形態においては、押圧手段として、シリンダと、シリンダに内挿されるピストンと、ピストンに接続されたプッシュロッドと、シリンダ内へ圧縮空気を供給する電空変換器等からなる空気バネ装置（空気式アクチュエータ）が用いられており、シリンダ内への圧縮空気の供給量（電空変換器出力）を調整することにより、プッシュロッドの変位量及び押圧力（背圧板出力Ｍ１）を調整できるようになっている。
【００２６】
また、図２に示す原液供給口７の内側（機内側）には、図示しない圧力センサーが配置されており、この圧力センサーにより、回転加圧脱水機１の稼働時における入口圧力Ｐ１（原液供給口７付近における機内圧力（ｋＰａ））が計測され、制御手段にその計測値情報が送信されるようになっている。また、ケーキ出口８の内側（機内側）にも、圧力センサー（図示せず）が配置されており、この圧力センサーにより、回転加圧脱水機１の稼働時における出口圧力Ｐ２（ケーキ出口８付近における機内圧力（ｋＰａ））が計測され、制御手段にその計測値情報が送信されるようになっている。
【００２７】
尚、入口圧力Ｐ１には、脱水機供給量Ｆ２、ケーキ含水率、及び、ＳＳ回収率との関係で「適正値」が存在する。具体的には、回転加圧脱水機１のケーキ含水率及びＳＳ回収率は入口圧力Ｐ１と相関があり、入口圧力Ｐ１には、ケーキ含水率の目標値、及び、ＳＳ回収率の目標値を達成しようとするうえで適正な値がある。そして、この入口圧力Ｐ１の適正値は、処理対象となる汚泥の性状や脱水機供給量Ｆ２に応じて変動する。このため、この種の回転加圧脱水機１が導入される際には、試運転を行って、脱水機供給量Ｆ２に応じた入口圧力Ｐ１の適正値（ケーキ含水率の目標値、及び、ＳＳ回収率の目標値を達成できる入口圧力Ｐ１の値）が取得されている。
【００２８】
本実施形態においても、回転加圧脱水機１に対し、実際に処理されることになる汚泥を対象として事前に試運転を行うことにより、脱水機供給量Ｆ２に応じた入口圧力Ｐ１の適正値のデータが取得され、それらのデータが制御手段において予め記憶されている。そして、この脱水システムの始動時においては、脱水機供給量Ｆ２の初期設定値に基づき、これに応じた入口圧力Ｐ１の適正値が、入口圧力Ｐ１の初期設定値としてセットされる。一方、出口圧力Ｐ２の初期設定値については、回転加圧脱水機１から排出される脱水ケーキの後処理方法等に応じて、運用者が任意に設定する。
【００２９】
図５は、本発明の第一実施形態に係る制御方法のフロー図である。この制御方法における制御対象項目は、入口圧力Ｐ１及び出口圧力Ｐ２（図１、図５参照）である。つまり、図１に示す脱水システムの稼働時において、この制御方法を実施することにより、入口圧力Ｐ１及び出口圧力Ｐ２が、それぞれの設定値と一致するように（許容誤差範囲内となるように）制御することができる。
【００３０】
図１の脱水システムにおける入口圧力Ｐ１の制御は、次のようにして実行される。まず、脱水システムが初期設定値（濃縮装置供給量Ｆ１、脱水機供給量Ｆ２、入口圧力Ｐ１、及び、出口圧力Ｐ２についての各初期設定値、図５のステップ１０１〜１０４）に基づいて稼働している状態において、図５の左上の破線２０１内に示すように、入口圧力Ｐ１の計測値と設定値との圧力偏差が検知され、計測値が設定値よりも高くなった場合、或いは、低くなった場合に、回転軸２の駆動モータに電力を供給するインバータの出力が制御手段によって調整され、その結果、フィルタ回転数Ｒが変更される。
【００３１】
例えば、何らかの要因によって入口圧力Ｐ１が上昇して、設定値よりも高くなってしまった場合、フィルタ回転数Ｒが大きくなるように調整される。フィルタ回転数Ｒが大きくなると、濾室９内における汚泥（固形物）の移動速度が大きくなり、濾室９内に蓄積される固形物量が減少し、その結果、入口圧力Ｐ１は低下する。反対に、何らかの要因によって入口圧力Ｐ１が低下して、設定値よりも低くなってしまった場合、フィルタ回転数Ｒが小さくなるように制御される。
【００３２】
このように、入口圧力Ｐ１に変動が生じたとしても、フィルタ回転数Ｒが最適な値となるように調整されることによって、入口圧力Ｐ１が設定値に復帰するようになっている（図５のステップ１０５）。尚、入口圧力Ｐ１を設定値に保つため、或いは、復帰させるのに最適なフィルタ回転数Ｒは、制御手段の演算処理部によって、入口圧力Ｐ１の計測値をもとに（計測値と設定値の偏差が検知され、その結果をもとに）算出されるようになっている（ＰＩＤ制御）。
【００３３】
一方、出口圧力Ｐ２の制御は、次のようにして実行される。図５の右上の破線２０２内に示すように、出口圧力Ｐ２の計測値と設定値との圧力偏差が検知され、計測値が設定値よりも高くなった場合、或いは、低くなった場合には、空気バネ装置のシリンダに空気を供給する電空変換器の出力が調整され、その結果、背圧板出力Ｍ１が変更される。
【００３４】
例えば、何らかの要因によって出口圧力Ｐ２の計測値が上昇して、設定値よりも高くなってしまった場合、背圧板出力Ｍ１が小さくなるように調整される。上述の通り背圧板１０（図４参照）は、ケーキ出口８付近の汚泥を圧縮するとともに、それに後続する汚泥に作用する圧縮力を大きくするためのものであり、背圧板出力Ｍ１が小さくなると、汚泥に作用する圧縮力が弱まり、出口圧力Ｐ２は低下する。反対に、何らかの要因によって出口圧力Ｐ２の計測値が低下して、設定値よりも低くなってしまった場合、背圧板出力Ｍ１が大きくなるように調整される。
【００３５】
このように、出口圧力Ｐ２の計測値に変動が生じたとしても、背圧板出力Ｍ１が最適な値となるように調整することによって、出口圧力Ｐ２が設定値に復帰するようになっている（図５のステップ１０６）。尚、出口圧力Ｐ２を設定値に保つため、或いは、復帰させるのに最適な背圧板出力Ｍ１（空気バネ装置の電空変換器出力）は、制御手段の演算処理部によって、出口圧力Ｐ２の計測値をもとに（計測値と設定値の偏差が検知され、その結果をもとに）算出されるようになっている（ＰＩＤ制御）。
【００３６】
これらの入口圧力Ｐ１の制御、及び、出口圧力Ｐ２の制御は、脱水システムの稼働中、継続して実行されることになる。但し、上述したような背圧板出力Ｍ１の調整による出口圧力Ｐ２の制御には限界がある。この点について具体的に説明すると、出口圧力Ｐ２が設定値よりも高い場合には、背圧板出力Ｍ１を小さくして出口圧力Ｐ２を下げることになるが、図４（１）に示すように、背圧板出力Ｍ１が最小である状態（ケーキ出口８の開口面積が殆ど減じられておらず、背圧板１０がケーキ出口８付近の汚泥を積極的に圧縮していない状態）において、出口圧力Ｐ２が設定値よりも高い場合には、背圧板出力Ｍ１をそれ以上小さくすることはできないため、出口圧力Ｐ２を下げることができない。反対に、背圧板出力Ｍ１が最大である状態において、出口圧力Ｐ２が設定値よりも低い場合には、背圧板出力Ｍ１をそれ以上大きくすることはできないため、出口圧力Ｐ２を上げることができない。
【００３７】
本実施形態の制御方法は、上述のように背圧板出力Ｍ１を調整することによっては出口圧力Ｐ２を制御できないような場合に、脱水機供給量Ｆ２を調整することによって対応する。
【００３８】
例えば、背圧板出力Ｍ１が最小である状態において、出口圧力Ｐ２の計測値が設定値よりも高い場合（ステップ１０７）には、脱水機供給量Ｆ２の実際値が上昇するような調整が行われる（ステップ１０８）。具体的には、脱水機供給量Ｆ２の設定値が定量的にプラス調整される（例えば、＋１ｍ３／ｈ）。
【００３９】
尚、本実施形態においては、プラス調整された脱水機供給量Ｆ２の設定値に対し、脱水機供給量Ｆ２の実際値を一致させる（上昇させる）ために、第二ポンプ出力Ａ２を増加させる調整が行われるが、濾液バルブ開度Ｂ（図１参照）を小さくする調整を行うようにしてもよい。濾液バルブ開度Ｂを小さくすると、濃縮装置５３から外部へ排出される濾液の量が減少し、この減少分が第二ポンプ５５側へ流れることになるため、第二ポンプ出力Ａ２を増加させる調整を行う場合と同様に、脱水機供給量Ｆ２の実際値を上昇させることができる。
【００４０】
ところで、脱水機供給量Ｆ２が上昇すると、入口圧力Ｐ１も上昇することになるが、この時点での「入口圧力Ｐ１の設定値」は、「上昇前の脱水機供給量Ｆ２に応じた入口圧力Ｐ１の適正値」となっているため、「上昇後の脱水機供給量Ｆ２に応じた適正値」とは必ずしも一致していない。従って、このまま稼働させると、入口圧力Ｐ１が、「上昇後の脱水機供給量Ｆ２に応じた入口圧力Ｐ１の適正値」から外れた値に制御されてしまうことになり、回転加圧脱水機１から排出される脱水ケーキにおける含水率の目標値、及び、ＳＳ回収率の目標値を達成できない可能性がある。
【００４１】
そこで本実施形態においては、ステップ１０８において脱水機供給量Ｆ２の設定値が定量的にプラス調整された場合、入口圧力Ｐ１の設定値が、「上昇後の脱水機供給量Ｆ２に応じた入口圧力Ｐ１の適正値」となるように変更される（入口圧力Ｐ１の設定値が更新される）ようになっている（図５のステップ１０９）。
【００４２】
そして、上記のような更新後の設定値に基づいて、入口圧力Ｐ１の制御が行われるとともに（図５のステップ１０５，２０１）、背圧板出力Ｍ１の調整による出口圧力Ｐ２の制御が行われる（試みられる）ことになる（図５のステップ１０６，２０２）。
【００４３】
尚、前回の出口圧力Ｐ２の制御は、背圧板出力Ｍ１が最小である状態において、出口圧力Ｐ２の計測値が設定値よりも高くなってしまったために実行することができなかったが（図５のステップ１０７）、今回の出口圧力Ｐ２の制御は、脱水機供給量Ｆ２が前回よりも上昇した状態で行われるため、実行できる可能性がある。
【００４４】
より具体的に説明すると、第二ポンプ出力Ａ２を増加させることによって、又は、濾液バルブ開度Ｂを小さくすることによって脱水機供給量Ｆ２を上昇させた場合には、濃縮装置５３から外部へ排出される濾液の減少分が第二ポンプ５５側へ流れるため、第二ポンプ５５を介して回転加圧脱水機１に供給される濃縮汚泥の濃度（汚泥濃度）（濃縮汚泥中の固形物の濃度）が低下することになる。回転加圧脱水機１に供給される汚泥濃度が低下すると、濾室９（図２参照）における汚泥の脱水度が低下し、その結果、出口圧力Ｐ２が低下することになり、出口圧力Ｐ２を、背圧板出力Ｍ１の調整によって制御できる範囲内に収めることができる可能性がある。
【００４５】
そして、背圧板出力Ｍ１の調整による出口圧力Ｐ２の制御が成功した場合（計測値を設定値と一致させることができた場合）には、その条件を維持したまま、ひき続き入口圧力Ｐ１の制御、及び、出口圧力Ｐ２の制御が継続して実行されることになる。反対に、脱水機供給量Ｆ２を一定量増加させても、依然として出口圧力Ｐ２が設定値より高く、背圧板出力Ｍ１の調整によっては出口圧力Ｐ２を制御できない場合（ステップ１０７）には、再度脱水機供給量Ｆ２の設定値を一定量プラス調整し、また、これに応じて入口圧力Ｐ１の設定値を増加させる調整を行い（ステップ１０８，１０９）、最終的に背圧板出力Ｍ１の調整による出口圧力Ｐ２の制御が可能となるまで、ステップ１０８，１０９を繰り返し実行する。その結果、出口圧力Ｐ２の制御を達成できることになる。
【００４６】
一方、背圧板出力Ｍ１が最大である状態において、出口圧力Ｐ２の計測値が設定値よりも低い場合（ステップ１１０）には、脱水機供給量Ｆ２の実際値が低下するような調整が行われる（ステップ１１１）。具体的には、脱水機供給量Ｆ２の設定値が定量的にマイナス調整される（例えば、−１ｍ３／ｈ）。
【００４７】
尚、本実施形態においては、マイナス調整された脱水機供給量Ｆ２の設定値に対し、脱水機供給量Ｆ２の実際値を一致させる（減少させる）ために、第二ポンプ出力Ａ２を低下させる調整が行われるが、濾液バルブ開度Ｂ（図１参照）を大きくする調整を行うようにしてもよい。濾液バルブ開度Ｂを大きくすると、濃縮装置５３から外部へ排出される濾液の量が増加し、第二ポンプ５５側へ流れる濃縮汚泥の量が減少するため、第二ポンプ出力Ａ２を低下させる調整を行う場合と同様に、脱水機供給量Ｆ２の実際値を減少させることができる。
【００４８】
脱水機供給量Ｆ２が低下すると、入口圧力Ｐ１の実際値も低下することになるが、この時点での「入口圧力Ｐ１の設定値」は、「低下前の脱水機供給量Ｆ２に応じた入口圧力Ｐ１の適正値」となっているため、「低下後の脱水機供給量Ｆ２に応じた適正値」とは必ずしも一致していない。従って、このまま稼働させると、入口圧力Ｐ１が、「低下後の脱水機供給量Ｆ２に応じた入口圧力Ｐ１の適正値」から外れた値に制御されてしまうことになり、回転加圧脱水機１から排出される脱水ケーキにおける含水率の目標値、及び、ＳＳ回収率の目標値を達成できない可能性がある。
【００４９】
そこで本実施形態においては、ステップ１１１において脱水機供給量Ｆ２の設定値が定量的にマイナス調整された場合、入口圧力Ｐ１の設定値が、「低下後の脱水機供給量Ｆ２に応じた入口圧力Ｐ１の適正値」となるように変更される（入口圧力Ｐ１の設定値が更新される）ようになっている（図５のステップ１１２）。
【００５０】
そして、上記のような更新後の設定値に基づいて、入口圧力Ｐ１の制御が行われるとともに（図５のステップ１０５，２０１）、背圧板出力Ｍ１の調整による出口圧力Ｐ２の制御が行われる（試みられる）ことになる（図５のステップ１０６，２０２）。
【００５１】
尚、前回の出口圧力Ｐ２の制御は、背圧板出力Ｍ１が最大である状態において、出口圧力Ｐ２の計測値が設定値よりも低くなってしまったために実行することができなかったが（図５のステップ１１０）、今回の出口圧力Ｐ２の制御は、脱水機供給量Ｆ２が前回よりも低い状態で行われるため、実行できる可能性がある。
【００５２】
より具体的に説明すると、第二ポンプ出力Ａ２を低下させることによって、又は、濾液バルブ開度Ｂを大きくすることによって脱水機供給量Ｆ２を減少させた場合には、濃縮装置５３から外部へ排出される濾液の量が増加する分だけ、第二ポンプ５５側へ流れる汚泥中の水分量が減少するため、第二ポンプ５５を介して回転加圧脱水機１に供給される濃縮汚泥の濃度が上昇することになる。回転加圧脱水機１に供給される汚泥濃度が上昇すると、濾室９（図２参照）における汚泥の脱水度が上昇し、その結果、出口圧力Ｐ２が上昇することになり、出口圧力Ｐ２を、背圧板出力Ｍ１の調整によって制御できる範囲内に収めることができる可能性がある。
【００５３】
そして、背圧板出力Ｍ１の調整による出口圧力Ｐ２の制御が成功した場合（計測値を設定値と一致させることができた場合）には、その条件を維持したまま、ひき続き入口圧力Ｐ１の制御、及び、出口圧力Ｐ２の制御が継続して実行されることになる。反対に、脱水機供給量Ｆ２を一定量減少させても、依然として出口圧力Ｐ２が設定値より低く、背圧板出力Ｍ１の調整によっては出口圧力Ｐ２を制御できない場合（ステップ１１０）には、再度脱水機供給量Ｆ２の設定値を一定量マイナス調整し、また、これに応じて入口圧力Ｐ１の設定値を低くする調整を行い（ステップ１１１，１１２）、最終的に背圧板出力Ｍ１の調整による出口圧力Ｐ２の制御が可能となるまで、ステップ１１１，１１２を繰り返し実行する。その結果、出口圧力Ｐ２の制御を達成できることになる。
【００５４】
続いて、本発明の第二実施形態に係る脱水システムの制御方法について説明する。図６は、本発明の第二実施形態に係る制御方法において制御対象となる脱水システムの一例を示す図である。図示されているように、本実施形態においても回転加圧脱水機１の前段に濃縮装置５３が配置された脱水システムが制御対象とされる。尚、本実施形態において制御対象となる脱水システムの回転加圧脱水機１は、第一実施形態における回転加圧脱水機（図２参照）と基本構成は共通しているが、ケーキ出口８付近の構造等が若干異なっている。
【００５５】
より具体的には、図７に示すように、本実施形態において制御対象となる回転加圧脱水機１は、原液供給口７から環状の濾室９内へ処理対象物（汚泥）を導入し、回転軸２、インナースペーサ３、及び、スクリーン６を回転させることによって汚泥を前方へ進行させ、次第に圧力を加えて濾過圧縮し、ケーキ出口８から脱水ケーキを排出することができるように構成されており、この点で、第一実施形態における回転加圧脱水機（図２参照）と共通している。
【００５６】
但し、ケーキ出口８付近には、図２に示すような背圧板１０は配置されておらず、その代わりに、図７に示すようなバーチカルリストリクタ１２がケーキ出口８の下方側に配置されている。このバーチカルリストリクタ１２は、先端側が上下方向へ変位し、ケーキ出口８の開口面積を減じ、ケーキ出口８付近の汚泥を圧縮するとともに、それに後続する汚泥に作用する圧縮力を大きくすることができるように構成されている。
【００５７】
このバーチカルリストリクタ１２の動作は、空気バネ装置（シリンダと、シリンダに内挿されるピストンと、ピストンに接続されたプッシュロッド１３と、シリンダ内へ圧縮空気を供給する電空変換器等によって構成される）のプッシュロッド１３を動作させることによって実現され、空気バネ装置のシリンダ内への圧縮空気の供給量（電空変換器出力）を調整することにより、プッシュロッド１３の変位量及び押圧力（リストリクタ出力Ｍ２）を調整できるようになっている。
【００５８】
また、図２に示す原液供給口７の内側（機内側）には、図示しない圧力センサーが配置されており、この圧力センサーにより、回転加圧脱水機１の稼働時における入口圧力Ｐ１（原液供給口７付近における機内圧力（ｋＰａ））が計測され、制御手段にその計測値情報が送信されるようになっている。
【００５９】
また、アウタースペーサ４には、支柱１４が取り付けられており、この支柱１４には、ロードセル１５が取り付けられている。回転加圧脱水機１の稼働時においては、インナースペーサ３、及び、スクリーン６の回転力が、濾室９内に導入された汚泥を介して本体（アウタースペーサ４等）に伝えられることにより、アウタースペーサ４等にも、同方向へ回転しようとする力（負荷）が作用する。本実施形態の回転加圧脱水機１においては、アウタースペーサ４等が負荷によって供回りしないように支柱１４によって固定するとともに、その途中に配置されているロードセル１５によって、回転加圧脱水機１の本体負荷荷重Ｋが計測され、制御手段にその計測値情報が送信されるようになっている。
【００６０】
この回転加圧脱水機１の稼働時に、ロードセル１５によって計測される本体負荷荷重Ｋは、ケーキ含水率と相関（負の相関）があり、ケーキ含水率が低いと本体負荷荷重Ｋは大きくなり、ケーキ含水率が高いと本体負荷荷重Ｋは小さくなる。また、ケーキ出口８の開口が小さくなるようにバーチカルリストリクタ１２を動作させると（リストリクタ出力Ｍ２を大きくすると）本体負荷荷重Ｋは大きくなり、ケーキ出口８の開口が拡がるようにバーチカルリストリクタ１２を動作させると（リストリクタ出力Ｍ２を小さくすると）本体負荷荷重Ｋは小さくなる。このため、ケーキ含水率との関係で本体負荷荷重Ｋが適正な値となるように、バーチカルリストリクタ１２の出力（リストリクタ出力Ｍ２）を調整することにより、ケーキ含水率を所望の値に制御することができる。
【００６１】
尚、入口圧力Ｐ１には、脱水機供給量Ｆ２、ケーキ含水率、及び、ＳＳ回収率との関係で「適正値」が存在する点、及び、試運転を行って、脱水機供給量Ｆ２に応じた入口圧力Ｐ１の適正値のデータを取得し、制御手段に予めセットしておく点は、第一実施形態と同様である。
【００６２】
図８は、本発明の第二実施形態に係る制御方法のフロー図である。この制御方法における制御対象項目は、入口圧力Ｐ１及び本体負荷荷重Ｋ（図６、図８参照）である。つまり、図６に示す脱水システムの稼働時において、この制御方法を実施することにより、入口圧力Ｐ１及び本体負荷荷重Ｋが、それぞれの設定値と一致するように（許容誤差範囲内となるように）制御することができる。
【００６３】
図６の脱水システムにおける入口圧力Ｐ１の制御は、第一実施形態と同様に行われる。即ち、脱水システムが初期設定値（濃縮装置供給量Ｆ１、脱水機供給量Ｆ２、入口圧力Ｐ１、及び、本体負荷荷重Ｋについての各初期設定値、図８のステップ３０１〜３０４）に基づいて稼働している状態において、図８の左上の破線４０１内に示すように、入口圧力Ｐ１の計測値と設定値との圧力偏差が検知され、その結果をもとに、入口圧力Ｐ１を設定値に保つため、或いは、復帰させるのに最適なフィルタ回転数Ｒが制御手段の演算処理部によって算出され、インバータ出力が調整され、フィルタ回転数Ｒが最適値に調整されることによって、入口圧力Ｐ１が設定値に復帰する（図８のステップ３０５）（ＰＩＤ制御）。
【００６４】
一方、本体負荷荷重Ｋの制御は、次のようにして実行される。図８の右上の破線４０２内に示すように、本体負荷荷重Ｋの計測値と設定値との荷重偏差が検知され、計測値が設定値よりも高くなった場合、或いは、低くなった場合には、空気バネ装置のシリンダに空気を供給する電空変換器の出力が調整され、その結果、リストリクタ出力Ｍ２が変更される。
【００６５】
例えば、何らかの要因によって本体負荷荷重Ｋの計測値が上昇して、設定値よりも高くなってしまった場合、リストリクタ出力Ｍ２が小さくなるように調整される。上述の通りバーチカルリストリクタ１２（図７参照）は、ケーキ出口８付近の汚泥を圧縮するとともに、それに後続する汚泥に作用する圧縮力を大きくするためのものであり、リストリクタ出力Ｍ２が小さくなると、汚泥に作用する圧縮力が弱まり、本体負荷荷重Ｋは低下する。反対に、何らかの要因によって本体負荷荷重Ｋの計測値が低下して、設定値よりも低くなってしまった場合、リストリクタ出力Ｍ２が大きくなるように調整される。
【００６６】
このように、本体負荷荷重Ｋの計測値に変動が生じたとしても、リストリクタ出力Ｍ２が最適な値となるように調整することによって、本体負荷荷重Ｋが設定値に復帰するようになっている（図８のステップ３０６）。尚、本体負荷荷重Ｋを設定値に保つため、或いは、復帰させるのに最適なリストリクタ出力Ｍ２（空気バネ装置の電空変換器出力）は、制御手段の演算処理部によって、本体負荷荷重Ｋの計測値をもとに（計測値と設定値の偏差が検知され、その結果をもとに）算出されるようになっている（ＰＩＤ制御）。
【００６７】
これらの入口圧力Ｐ１の制御、及び、本体負荷荷重Ｋの制御は、脱水システムの稼働中、継続して実行されることになる。但し、上述したようなリストリクタ出力Ｍ２の調整による本体負荷荷重Ｋの制御には限界がある。この点について具体的に説明すると、本体負荷荷重Ｋが設定値よりも高い場合には、リストリクタ出力Ｍ２を小さくして本体負荷荷重Ｋを下げることになるが、リストリクタ出力Ｍ２が最小である状態（ケーキ出口８の開口面積が殆ど減じられておらず、バーチカルリストリクタ１２がケーキ出口８付近の汚泥を積極的に圧縮していない状態）において、本体負荷荷重Ｋが設定値よりも高い場合には、リストリクタ出力Ｍ２をそれ以上小さくすることはできないため、本体負荷荷重Ｋを下げることができない。反対に、リストリクタ出力Ｍ２が最大である状態において、本体負荷荷重Ｋが設定値よりも低い場合には、リストリクタ出力Ｍ２をそれ以上大きくすることはできないため、本体負荷荷重Ｋを上げることができない。
【００６８】
本実施形態の制御方法は、上述のようにリストリクタ出力Ｍ２を調整することによっては本体負荷荷重Ｋを制御できないような場合に、脱水機供給量Ｆ２を調整することによって対応する。
【００６９】
例えば、リストリクタ出力Ｍ２が最小である状態において、本体負荷荷重Ｋの計測値が設定値よりも高い場合（ステップ３０７）には、脱水機供給量Ｆ２の実際値が上昇するような調整が行われる（ステップ３０８）。具体的には、脱水機供給量Ｆ２の設定値が定量的にプラス調整される（例えば、＋１ｍ３／ｈ）。
【００７０】
尚、本実施形態においては、プラス調整された脱水機供給量Ｆ２の設定値に対し、脱水機供給量Ｆ２の実際値を一致させる（上昇させる）ために、第二ポンプ出力Ａ２を増加させる調整が行われるが、濾液バルブ開度Ｂ（図６参照）を小さくする調整を行うようにしてもよい。濾液バルブ開度Ｂを小さくすると、濃縮装置５３から外部へ排出される濾液の量が減少し、この減少分が第二ポンプ５５側へ流れることになるため、第二ポンプ出力Ａ２を増加させる調整を行う場合と同様に、脱水機供給量Ｆ２の実際値を上昇させることができる。
【００７１】
ところで、脱水機供給量Ｆ２が上昇すると、入口圧力Ｐ１も上昇することになるが、この時点での「入口圧力Ｐ１の設定値」は、「上昇前の脱水機供給量Ｆ２に応じた入口圧力Ｐ１の適正値」となっているため、「上昇後の脱水機供給量Ｆ２に応じた適正値」とは必ずしも一致していない。従って、このまま稼働させると、入口圧力Ｐ１が、「上昇後の脱水機供給量Ｆ２に応じた入口圧力Ｐ１の適正値」から外れた値に制御されてしまうことになり、回転加圧脱水機１から排出される脱水ケーキにおける含水率の目標値、及び、ＳＳ回収率の目標値を達成できない可能性がある。
【００７２】
そこで本実施形態においては、ステップ３０８において脱水機供給量Ｆ２の設定値が定量的にプラス調整された場合、入口圧力Ｐ１の設定値が、「上昇後の脱水機供給量Ｆ２に応じた入口圧力Ｐ１の適正値」となるように変更される（入口圧力Ｐ１の設定値が更新される）ようになっている（図８のステップ３０９）。
【００７３】
そして、上記のような更新後の設定値に基づいて、入口圧力Ｐ１の制御が行われるとともに（図８のステップ３０５，４０１）、リストリクタ出力Ｍ２の調整による本体負荷荷重Ｋの制御が行われる（試みられる）ことになる（図８のステップ３０６，４０２）。
【００７４】
尚、前回の本体負荷荷重Ｋの制御は、リストリクタ出力Ｍ２が最小である状態において、本体負荷荷重Ｋの計測値が設定値よりも高くなってしまったために実行することができなかったが（図８のステップ３０７）、今回の本体負荷荷重Ｋの制御は、脱水機供給量Ｆ２が前回よりも上昇した状態で行われるため、実行できる可能性がある。
【００７５】
より具体的に説明すると、第二ポンプ出力Ａ２を増加させることによって、又は、濾液バルブ開度Ｂを小さくすることによって脱水機供給量Ｆ２を上昇させた場合には、濃縮装置５３から外部へ排出される濾液の減少分が第二ポンプ５５側へ流れるため、第二ポンプ５５を介して回転加圧脱水機１に供給される濃縮汚泥の濃度（汚泥濃度）（濃縮汚泥中の固形物の濃度）が低下することになる。回転加圧脱水機１に供給される汚泥濃度が低下すると、濾室９（図２参照）における汚泥の脱水度が低下し、その結果、本体負荷荷重Ｋが低下することになり、本体負荷荷重Ｋを、リストリクタ出力Ｍ２の調整によって制御できる範囲内に収めることができる可能性がある。
【００７６】
そして、リストリクタ出力Ｍ２の調整による本体負荷荷重Ｋの制御が成功した場合（計測値を設定値と一致させることができた場合）には、その条件を維持したまま、ひき続き入口圧力Ｐ１の制御、及び、本体負荷荷重Ｋの制御が継続して実行されることになる。反対に、脱水機供給量Ｆ２を一定量増加させても、依然として本体負荷荷重Ｋが設定値より高く、リストリクタ出力Ｍ２の調整によっては本体負荷荷重Ｋを制御できない場合（ステップ３０７）には、再度脱水機供給量Ｆ２の設定値を一定量プラス調整し、また、これに応じて入口圧力Ｐ１の設定値を増加させる調整を行い（ステップ３０８，３０９）、最終的にリストリクタ出力Ｍ２の調整による本体負荷荷重Ｋの制御が可能となるまで、ステップ３０８，３０９を繰り返し実行する。その結果、本体負荷荷重Ｋの制御を達成できることになる。
【００７７】
一方、リストリクタ出力Ｍ２が最大である状態において、本体負荷荷重Ｋの計測値が設定値よりも低い場合（ステップ３１０）には、脱水機供給量Ｆ２の実際値が低下するような調整が行われる（ステップ３１１）。具体的には、脱水機供給量Ｆ２の設定値が定量的にマイナス調整される（例えば、−１ｍ３／ｈ）。
【００７８】
尚、本実施形態においては、マイナス調整された脱水機供給量Ｆ２の設定値に対し、脱水機供給量Ｆ２の実際値を一致させる（減少させる）ために、第二ポンプ出力Ａ２を低下させる調整が行われるが、濾液バルブ開度Ｂ（図６参照）を大きくする調整を行うようにしてもよい。濾液バルブ開度Ｂを大きくすると、濃縮装置５３から外部へ排出される濾液の量が増加し、第二ポンプ５５側へ流れる濃縮汚泥の量が減少するため、第二ポンプ出力Ａ２を低下させる調整を行う場合と同様に、脱水機供給量Ｆ２の実際値を減少させることができる。
【００７９】
脱水機供給量Ｆ２が低下すると、入口圧力Ｐ１の実際値も低下することになるが、この時点での「入口圧力Ｐ１の設定値」は、「低下前の脱水機供給量Ｆ２に応じた入口圧力Ｐ１の適正値」となっているため、「低下後の脱水機供給量Ｆ２に応じた適正値」とは必ずしも一致していない。従って、このまま稼働させると、入口圧力Ｐ１が、「低下後の脱水機供給量Ｆ２に応じた入口圧力Ｐ１の適正値」から外れた値に制御されてしまうことになり、回転加圧脱水機１から排出される脱水ケーキにおける含水率の目標値、及び、ＳＳ回収率の目標値を達成できない可能性がある。
【００８０】
そこで本実施形態においては、ステップ３１１において脱水機供給量Ｆ２の設定値が定量的にマイナス調整された場合、入口圧力Ｐ１の設定値が、「低下後の脱水機供給量Ｆ２に応じた入口圧力Ｐ１の適正値」となるように変更される（入口圧力Ｐ１の設定値が更新される）ようになっている（図８のステップ３１２）。
【００８１】
そして、上記のような更新後の設定値に基づいて、入口圧力Ｐ１の制御が行われるとともに（図８のステップ３０５，４０１）、リストリクタ出力Ｍ２の調整による本体負荷荷重Ｋの制御が行われる（試みられる）ことになる（図８のステップ３０６，４０２）。
【００８２】
尚、前回の本体負荷荷重Ｋの制御は、リストリクタ出力Ｍ２が最大である状態において、本体負荷荷重Ｋの計測値が設定値よりも低くなってしまったために実行することができなかったが（図８のステップ３１０）、今回の本体負荷荷重Ｋの制御は、脱水機供給量Ｆ２が前回よりも低い状態で行われるため、実行できる可能性がある。
【００８３】
より具体的に説明すると、第二ポンプ出力Ａ２を低下させることによって、又は、濾液バルブ開度Ｂを大きくすることによって脱水機供給量Ｆ２を減少させた場合には、濃縮装置５３から外部へ排出される濾液の量が増加する分だけ、第二ポンプ５５側へ流れる汚泥中の水分量が減少するため、第二ポンプ５５を介して回転加圧脱水機１に供給される濃縮汚泥の濃度が上昇することになる。回転加圧脱水機１に供給される汚泥濃度が上昇すると、濾室９（図２参照）における汚泥の脱水度が上昇し、その結果、本体負荷荷重Ｋが上昇することになり、本体負荷荷重Ｋを、リストリクタ出力Ｍ２の調整によって制御できる範囲内に収めることができる可能性がある。
【００８４】
そして、リストリクタ出力Ｍ２の調整による本体負荷荷重Ｋの制御が成功した場合（計測値を設定値と一致させることができた場合）には、その条件を維持したまま、ひき続き入口圧力Ｐ１の制御、及び、本体負荷荷重Ｋの制御が継続して実行されることになる。反対に、脱水機供給量Ｆ２を一定量減少させても、依然として本体負荷荷重Ｋが設定値より低く、リストリクタ出力Ｍ２の調整によっては本体負荷荷重Ｋを制御できない場合（ステップ３１０）には、再度脱水機供給量Ｆ２の設定値を一定量マイナス調整し、また、これに応じて入口圧力Ｐ１の設定値を低くする調整を行い（ステップ３１１，３１２）、最終的にリストリクタ出力Ｍ２の調整による本体負荷荷重Ｋの制御が可能となるまで、ステップ３１１，３１２を繰り返し実行する。その結果、本体負荷荷重Ｋの制御を達成できることになる。
【００８５】
尚、上記第一実施形態、及び、第二実施形態においては、背圧板出力Ｍ１又はリストリクタ出力Ｍ２が最小である状態において、出口圧力Ｐ２又は本体負荷荷重Ｋの計測値が設定値よりも高い場合（図５のステップ１０７、図８のステップ３０７）や、背圧板出力Ｍ１又はリストリクタ出力Ｍ２が最大である状態において、出口圧力Ｐ２又は本体負荷荷重Ｋの計測値が設定値よりも低い場合（図５のステップ１１０、図８のステップ３１０）において、濃縮装置供給量Ｆ１（図１、図６参照）を初期設定値に維持したまま、脱水機供給量Ｆ２を一定量増加又は低下させることによって対応しているが（図５のステップ１０８，１１１、図８のステップ３０８，３１１）、濃縮装置供給量Ｆ１を制御手段による管理下に置き（制御対象に含め）、脱水機供給量Ｆ２を増加させる必要があるときに濃縮装置供給量Ｆ１を適宜増加させ、脱水機供給量Ｆ２を減少させる必要があるときに濃縮装置供給量Ｆ１を適宜減少させることによって、脱水機供給量Ｆ２を調整（増減）し、背圧板出力Ｍ１又はリストリクタ出力Ｍ２の調整によっては出口圧力Ｐ２又は本体負荷荷重Ｋの制御が困難な事態（図５のステップ１０７，１１０、図８のステップ３０７，３１０）に対応できるようにしても良い。
【００８６】
更に、濃縮装置５３と回転加圧脱水機１との間に設置した濃度計（図示せず）を制御手段による監視下に置き、濃度計の計測値の変化を見ながら濃縮装置供給量Ｆ１を調整（増減）することにより、濃縮汚泥における汚泥濃度（固形物量）を適宜上昇又は低下させ、これにより背圧板出力Ｍ１又はリストリクタ出力Ｍ２の調整によっては出口圧力Ｐ２又は本体負荷荷重Ｋの制御が困難な事態（図５のステップ１０７，１１０、図８のステップ３０７，３１０）に対応できるようにしても良い。
【００８７】
また、濃縮装置５３の濾液バルブ５４（図１、図６参照）から排出される濾液の濁度を監視して、濾液濁度の異常が検知された場合に、脱水機供給量Ｆ２を強制的に一定量増加させるような制御が行われ、及び／又は、アラーム（管理者へのメッセージ送信、警告音の出力、及び／又は、警告灯の点灯若しくは点滅）が発せられるように構成しても良い。
【００８８】
例えば、第一実施形態又は第二実施形態の制御方法が実行されている際に、脱水機供給量Ｆ２を一定量低下させる調整（図５のステップ１１１、図８のステップ３１１）が繰り返し実行されることにより、脱水機供給量Ｆ２が下がり過ぎてしまったような場合、濃縮装置５３から排出される濾液濁度が基準値を超えてしまう（濁り過ぎてしまう）ことが懸念されるが、このような事態が生じた場合でも、制御手段によって自動的に、或いは、人的介入を促すことによって対応することができる。
【００８９】
更に、回転加圧脱水機１から排出される濾液の濁度を監視して、濾液濁度の異常が検知された場合に、脱水機供給量Ｆ２を強制的に一定量減少させるとともに、背圧板出力Ｍ１又はリストリクタ出力Ｍ２を一定量減少させるような制御が行われ、及び／又は、アラーム（警告メッセージの表示、警告音の出力、及び／又は、警告灯の点灯若しくは点滅）が発せられるように構成しても良い。
【００９０】
例えば、第一実施形態又は第二実施形態の制御方法が実行されている際に、脱水機供給量Ｆ２を一定量低下させる調整（図５のステップ１１１、図８のステップ３１１）が行われた後、ＰＩＤ制御によって、背圧板出力Ｍ１又はリストリクタ出力Ｍ２が上昇するような調整（図５のステップ１０６，２０２、図８のステップ３０６，４０２）が行われた結果、回転加圧脱水機１から排出される濾液濁度が基準値を超えてしまう（濁り過ぎてしまう）ことも想定されるが、このような事態が生じた場合でも、制御手段によって自動的に、或いは、人的介入を促すことによって対応することができる。
【符号の説明】
【００９１】
１：回転加圧脱水機、
２：回転軸、
３：インナースペーサ、
４：アウタースペーサ、
５：ディフレクタ、
６：スクリーン、
７：原液供給口、
８：ケーキ出口、
９：濾室、
１０：背圧板、
１１ａ，１１ｂ：ケーシング、
１２：バーチカルリストリクタ、
１３：プッシュロッド、
１４：支柱、
１５：ロードセル、
５１：第一ポンプ、
５２：凝集槽、
５３：濃縮装置、
５４：濾液バルブ、
５５：第二ポンプ、
Ａ１：第一ポンプ出力、
Ａ２：第二ポンプ出力、
Ｂ：濾液バルブ開度、
Ｆ１：濃縮装置供給量、
Ｆ２：脱水機供給量、
Ｋ：本体負荷荷重、
Ｍ１：背圧板出力、
Ｍ２：リストリクタ出力、
Ｐ１：入口圧力、
Ｐ２：出口圧力、
Ｒ：フィルタ回転数
【要約】
【課題】回転加圧脱水機の前段に濃縮装置を配置した脱水システムにおいて、回転加圧脱水機の出口圧力又は本体負荷荷重を好適に制御する方法を提供する。
【解決手段】入口圧力Ｐ１の計測値と設定値との圧力偏差を検知し、その結果をもとにフィルタ回転数Ｒを最適値に調整する入口圧力Ｐ１の制御と、出口圧力Ｐ２の計測値と設定値との圧力偏差を検知し、その結果をもとに背圧板出力Ｍ１を最適値に調整する出口圧力Ｐ２の制御とが継続して実行され、背圧板出力Ｍ１が最小である状態において出口圧力Ｐ２の計測値が設定値よりも高い場合に、脱水機供給量Ｆ２の設定値が定量的にプラス調整され、更に、入口圧力Ｐ１の設定値が、プラス調整後の脱水機供給量Ｆ２に応じた入口圧力Ｐ１の適正値となるように更新される。
【選択図】図１【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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