(57)【要約】【課題】分離効率を向上して処理時間を短縮するとともに、設置スペースを縮小する。【解決手段】原水に、原水に含まれる固形物を凝集してフロックを形成する凝集剤を注入する凝集剤注入装置６と、水流を利用して、凝集剤が注入された原水を攪拌して送出する凝集剤攪拌装置７と、攪拌された原水を流入すると、流入した原水を滞留してフロックを形成するとともに、水流を利用して送出するフロック形成槽１５と、フロックを含む原水を流入すると、水流を利用して流入した原水を旋回するとともに、遠心力によって固形物であるフロックと処理水とに分離する遠心分離装置１６と、遠心分離機で分離されたフロックをスラッジとして貯留するスラッジ貯留槽１８と、スラッジ貯留槽で貯留されたスラッジを凝集剤注入装置が凝集剤を注入する前の原水に混合する循環ラインＬとを備える。【選択図】図１
2011083707.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原水ポンプを介して固形物を含む原水を流入し、この原水を固形物と処理水とに分離する固形物分離システムであって、
前記原水ポンプで発生した水流を利用して流れる原水に、原水に含まれる固形物を凝集してフロックを形成する凝集剤を注入する凝集剤注入装置と、
前記水流を利用して、凝集剤が注入された原水を攪拌して送出する凝集剤攪拌装置と、
攪拌された原水を流入すると、流入した原水を滞留してフロックを形成するとともに、前記水流を利用して送出するフロック形成槽と、
フロックを含む原水を流入すると、前記水流を利用して流入した原水を旋回するとともに、遠心力によって固形物であるフロックと処理水とに分離する遠心分離装置と、
前記遠心分離機で分離されたフロックをスラッジとして貯留するスラッジ貯留槽と、
前記スラッジ貯留槽で貯留されたスラッジを前記凝集剤注入装置が凝集剤を注入する前の原水に混合する循環ラインと、
を備えることを特徴とする固形物分離システム。
【請求項２】
凝集剤が注入された後に前記水流を利用して流れる原水に、原水に含まれるフロックを硬化し又は大きくする凝集助剤を注入する凝集助剤注入装置と、
前記水流を利用して、凝集助剤が注入された原水を攪拌する凝集助剤攪拌装置と、
をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の固形物分離システム。
【請求項３】
スラッジが混合された後、かつ、凝集剤が注入される前の原水の流量を測定する原水流量計と、
原水に混合されるスラッジの流量を測定する循環流量計と、
前記原水流量計の測定結果及び前記循環流量計の測定結果に応じて、原水に混合するスラッジの量をフィードバック制御する循環流量制御装置と、
をさらに備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の固形物分離システム。
【請求項４】
固形物分離システムに流入する原水を貯留する原水タンクの液位を測定する液位センサと、
前記液位センサの測定結果に応じて、原水に混合するスラッジの量を制御する循環流量制御装置と、
をさらに備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の固形物分離システム。
【請求項５】
固形物分離システムに流入する原水を貯留する原水タンクの液位を測定する液位センサをさらに備え、
前記循環流量制御装置は、原水に混合するスラッジの量の制御に前記液位センサの測定結果を利用することを特徴とする請求項３に記載の固形物分離システム。
【請求項６】
前記凝集助剤が注入される前の原水に、原水のｐＨ値を調整する調整剤を注入する調整剤注入装置をさらに備えることを特徴とする請求項２に記載の固形物分離システム。
【請求項７】
凝集助剤が注入される前又は凝集助剤が注入された後の原水のｐＨ値を測定するｐＨ測定装置と、
前記ｐＨ測定装置で測定されたｐＨ値に応じて前記調整剤注入装置が注入する調整剤の注入量を制御するｐＨ調整制御装置と、
をさらに備えることを特徴とする請求項６に記載の固形物分離システム。
【請求項８】
前記スラッジ貯留槽の汚泥界面高さを測定する汚泥界面センサと、
前記汚泥界面センサの測定結果に応じて、原水に混合するスラッジの量を制御する循環流量制御装置と、
をさらに備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の固形物分離システム。
【請求項９】
前記スラッジ貯留槽の汚泥界面高さを測定する汚泥界面センサをさらに備え、
前記循環流量制御装置は、原水に混合するスラッジの量の制御に前記汚泥界面センサの測定結果を利用することを特徴とする請求項３又は５に記載の固形物分離システム。
【請求項１０】
前記スラッジ貯留槽の汚泥界面高さを測定する汚泥界面センサと、
前記汚泥界面センサの測定結果に応じて、前記スラッジ貯留槽からスラッジを引き抜く位置を制御する引抜位置制御装置と、
をさらに備えることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１に記載の固形物分離システム。
【請求項１１】
前記スラッジ貯留槽の上澄液の濁度又は固形物濃度を測定するスラッジセンサと、
前記スラッジセンサの測定結果に応じてスラッジの量を制御する前記循環流量制御装置と、
をさらに備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の固形物分離システム。
【請求項１２】
前記スラッジ貯留槽の上澄液の濁度又は固形物濃度を測定するスラッジセンサをさらに備え、
前記循環流量制御装置は、前記スラッジセンサの測定結果に応じてスラッジの量を制御することを特徴とする請求項３、５、８又は９のうちいずれか１に記載の固形物分離システム。
【請求項１３】
前記遠心分離装置で得られた処理水の濃度を測定する処理水センサと、
前記処理水センサの測定結果に応じて原水に混合するスラッジの量を制御する循環流量制御装置と、
をさらに備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の固形物分離システム。
【請求項１４】
前記遠心分離装置で得られた処理水の濃度を測定する処理水センサをさらに備え、
前記循環流量制御装置は、原水に混合するスラッジの量の制御に前記処理水センサの測定結果を利用することを特徴とする請求項３、５、８、９又は１２のうちいずれか１に記載の固形物分離システム。
【請求項１５】
スラッジが混合される前の原水の濁度又は固形物濃度を測定する原水センサと、
前記原水センサの測定結果に応じて原水に混合するスラッジの量を制御する前記循環流量制御装置と、
をさらに備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の固形物分離システム。
【請求項１６】
スラッジが混合される前の原水の濁度又は固形物濃度を測定する原水センサをさらに備え、
前記循環流量制御装置は、原水に混合するスラッジの量の制御に前記原水センサの測定結果を利用することを特徴とする請求項３、５、８、９、１２又は１４のうちいずれか１に記載の固形物分離システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排水処理や浄水処理等の水処理で固形物を含む原水から固形物を分離する固形物分離システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の水処理では、懸濁物質や濁度成分等の固形物の分離処理には、凝集剤及び凝集助剤を利用するフロック形成と、重力沈降槽における沈降分離とを組み合わせた固形物分離システムが多く利用されている。重力沈降を利用するシステムでは、フロックが沈降するために必要な時間、原水を重力沈降槽に滞留させる必要がある。したがって、重力沈降槽は、容量を大きくする必要がある。これに対し、重力沈降槽の容量を縮小するとともに、分離効率を向上する目的で、傾斜管や傾斜板を利用して処理速度の向上することができるが、処理速度の短縮や重力沈降槽の容量の縮小には限界があった。
【０００３】
この重力沈降の利用による処理速度の短縮や重力沈降槽の容量の縮小の課題を解決する有効な手段として、液体サイクロンのような遠心分離装置がある（例えば、特許文献１参照）。液体サイクロンでは内部で砂分を含む原水を旋回させ、遠心力を利用して所定の粒径以上の砂分を、原水から分離する。このような液体サイクロンでは、重力よりも加速度の大きな遠心力を利用するため、重力を利用する場合よりも短時間で固形物である砂分を分離することができるとともに、液体サイクロンの容量を重力沈降槽の容量よりも縮小することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−３１３９００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、液体サイクロンでは、原水を高速で旋回させるため、結合力の小さいフロックのように旋回流で破壊されやすい物質の分離には液体サイクロンを利用することはできなかった。したがって、原水からフロックのように破壊されやすい物質を分離するためには処理速度が長くて容量が大きい重力沈降槽の使用が避けられなかった。また、液体サイクロンでは、原水の流入による旋回流で遠心力を生み出すため、一定以上の流入流速を常に与える必要があり、流入水量負荷変動に対応することが困難であった。さらに、流入固形物量についても一定以上の負荷をかけると、分離効率が低下して固形物回収能力が低下するため、流入固形物負荷の変動に対応することが困難であった。
【０００６】
したがって、本発明によれば、結合力の大きいフロックの生成を促進するとともに、流入水量負荷や流入固形物負荷を一定にして分離効率を向上して処理時間を短縮するとともに、設置スペースを縮小する固形物分離システム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】
【０００７】
上記の課題を解決するために、本発明は、原水ポンプを介して固形物を含む原水を流入し、この原水を固形物と処理水とに分離する固形物分離システムであって、前記原水ポンプで発生した水流を利用して流れる原水に、原水に含まれる固形物を凝集してフロックを形成する凝集剤を注入する凝集剤注入装置と、前記水流を利用して、凝集剤が注入された原水を攪拌して送出する凝集剤攪拌装置と、攪拌された原水を流入すると、流入した原水を滞留してフロックを形成するとともに、前記水流を利用して送出するフロック形成槽と、フロックを含む原水を流入すると、前記水流を利用して流入した原水を旋回するとともに、遠心力によって固形物であるフロックと処理水とに分離する遠心分離装置と、前記遠心分離機で分離されたフロックをスラッジとして貯留するスラッジ貯留槽と、前記スラッジ貯留槽で貯留されたスラッジを前記凝集剤注入装置が凝集剤を注入する前の原水に混合する循環ラインとを備える。
【発明の効果】
【０００８】
本発明は、固形物分離システムにおける分離効率を向上して処理時間を短縮するとともに、設置スペースを縮小することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１の実施形態に係る固形物分離システムの概略図である。
【図２】第２の実施形態に係る固形物分離システムの概略図である。
【図３】第３の実施形態に係る固形物分離システムの概略図である。
【図４】第４の実施形態に係る固形物分離システムの概略図である。
【図５】第５の実施形態に係る固形物分離システムの概略図である。
【図６】第６の実施形態に係る固形物分離システムの概略図である。
【図７】第７の実施形態に係る固形物分離システムの概略図である。
【図８】第８の実施形態に係る固形物分離システムの概略図である。
【図９】第９の実施形態に係る固形物分離システムの概略図である。
【図１０】第１０の実施形態に係る固形物分離システムの概略図である。
【図１１】第１１の実施形態に係る固形物分離システムの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、図面を用いて本発明の各実施形態に係る固形物分離システムについて説明する。以下の説明において、同一の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
【００１１】
〈第１の実施形態〉
図１に示すように、本発明の第１の実施形態に係る固形物分離システム１００ａは、処理対象となる原水を第１ラインＬ１を介して原水タンク１から導入する原水ポンプ４と、第２ラインＬ２を流れる原水に凝集剤を注入する凝集剤注入装置６と、凝集剤が注入された原水を攪拌する凝集剤攪拌装置７と、原水に含まれる固形物をフロックに成長させるフロック形成槽１５と、遠心力を利用して原水をフロックとなった固形物と処理水とに分離する遠心分離装置１６と、分離されたフロックをスラッジとして貯留するスラッジ貯留槽１８とを備えている。また、スラッジ貯留槽２３で貯留されたスラッジは、循環ラインＬを介して第１ラインＬ１を流れる原水に循環される。
【００１２】
原水ポンプ４は、固形物分離システム１００ａに導入する原水を遠心分離装置１６にまで送水されるような水流で送水する。
【００１３】
凝集剤注入装置６は、第２ラインＬ２を流れる原水に、原水に含まれる固形物を凝集させる凝集剤を注入する。この凝集剤注入装置６は、ポリ塩化アルミニウム、硫酸アルミニウム、塩化第二鉄、硫酸バンド、ポリ硫酸鉄等の無機系の凝集剤から、原水に含まれる固形物に応じて選択された適当な種類及び量の凝集剤を注入する。
【００１４】
凝集剤攪拌装置７は、第２ラインＬ２上に設けられ、ラインミキサ等、水流のみを利用して他の動力を必要とせずに原水と凝集剤とを攪拌する装置である。凝集剤攪拌装置７で原水と凝集剤を攪拌することにより、フロック形成槽１５内でフロックを成長しやすくする。
【００１５】
フロック形成槽１５では、凝集剤攪拌装置７で攪拌された原水が流入すると、内部に滞留中に原水に含まれる固形物が凝集し、フロックが形成される。フロック形成槽１５は密閉形状であり、形成されたフロックを含む原水は、原水ポンプ４で発生した水流によって新たに流入する原水によって押し出され、遠心分離装置１６に送水される。
【００１６】
フロック形成槽１５に流入する原水には、溶解性のガス、凝集剤供給の際に侵入したガスが含まれることがある。このフロック形成槽１５は、密閉型であるため、原水に含まれて侵入したガス（気体）を排出する機構がないと、フロック形成槽１５内でガスやスカムが残存し、フロック形成の効率を低下させることがある。したがって、フロック形成槽１５には、フロック形成槽１５内で残存しているガスを排出するガス抜き機構（図示せず）と、スカムを排出するスカム抜き機構（図示せず）を備えることが望ましい。ガス抜き機構やスカム抜き機構を備えたフロック形成槽では、内部でのフロックの残存を防止することができる。ここで、凝集剤撹拌装置７で凝集剤を均一に混合させるとともに、フロック形成槽１５で水流による撹拌をフロックに与えるといった撹拌による混合効果と、滞留時間を稼ぐことで、フロックは遠心分離が可能な程度に強化される。
【００１７】
遠心分離装置１６は、内部で旋回させるように原水を流入し、流入する原水の旋回で遠心力を発生させ、この遠心力によってフロックに重力よりも大きい加速度を与え、沈降速度を高めながらフロックを沈降させて原水を処理水と固形物（フロック）に分離する。
【００１８】
スラッジ貯留槽１８は、遠心分離装置１６で分離したフロックをスラッジとして貯留する。スラッジ貯留槽１８は循環ラインＬを介して第１ラインＬ１と接続されており、スラッジ貯留槽１８で貯留されているスラッジの一部は循環水として、遠心分離装置における流入水量負荷や流入固形物負荷の変動を防止するため、循環ラインＬを介して第１ラインＬ１を流れる原水に混合される。また、第１循環ラインＬを介して第１ラインＬ１に循環されない残りのスラッジは、脱水装置（図示せず）に送出されて脱水処理を経て廃棄物等として処理される。
【００１９】
上述したように、第１の実施形態に係る固形物分離システム１００ａでは、流入水量負荷や流入固形物負荷の変動を防止するため、循環ラインＬを介して原水に循環水を混合している。したがって、固形物分離システム１００ａでは、循環ラインＬによってスラッジを循環させるという簡易な構成によって原水ポンプ４で一定の水流を保っていても、システム内における水流を安定させることができる。
【００２０】
また、固形物分離システム１００ａでは、従来の固形物分離システムで利用していた混和槽を備えず、原水ポンプ４からフロック形成槽１５に原水を送水する第２ラインＬ１上に混和槽よりも小型の凝集剤攪拌装置７を設置している。加えて、固形物分離システム１００ａでは、従来の固形物分離システムで利用していた重力沈降槽に代えて、重力沈降槽よりも小型の遠心分離装置１６を有している。したがって、固形物分離システム１００ａによれば、システムを簡易化してコンパクトにし、設置スペースを縮小することができる。
【００２１】
さらに、固形物分離システム１００ａでは、遠心分離装置１６が旋回流を発生して重力とともに遠心力を利用してフロックを沈降させる。したがって、固形物分離システム１００ａによれば、従来の重力のみを利用する場合と比較して短時間でフロックを沈降させるため、分離効率を向上することができる。
【００２２】
また、固形物分離システム１００ａでは、原水ポンプ４のみによって遠心分離装置１６にまで原水を送水しており、凝集剤攪拌装置７及び遠心分離装置１６は水流の動力のみによって攪拌又は分離することができる。したがって、固形物分離システム１００ａは、原水ポンプ４以外の動力を必要としないため、低エネルギを実現することができる。例えば、固形物分離システム１００ａでは、従来の固形物分離システムで利用していた混和装置、混合装置及び重力沈降槽で沈降したフロックを収集する手段等の動力を利用しないため、低エネルギを実現することができる。
【００２３】
〈第２の実施形態〉
図２に示すように、本発明の第２の実施形態に係る固形物分離システム１００ｂは、図１を用いて上述した第１の実施形態に係る固形物分離システム１００ａと比較して、原水ポンプ４、凝集剤注入装置６、凝集剤攪拌装置７、フロック形成槽１５、遠心分離装置１６及びスラッジ貯留槽１８の他に、第１凝集助剤注入装置１１、第１凝集助剤攪拌装置１２、第２凝集助剤注入装置１３及び第２凝集助剤攪拌装置１４を備えている点で異なる。この固形物分離システム１００ｂでのフロック形成槽１５には、凝集剤攪拌装置７で凝集剤が攪拌された後、さらに第１凝集助剤攪拌装置１２及び第２凝集助剤攪拌装置１４で凝集助剤が攪拌された原水が送水される。
【００２４】
第１凝集助剤注入装置１１は、凝集剤攪拌装置７で攪拌された原水が流れる第３ラインＬ３を流れる原水に、凝集剤によって形成されるフロックを強固に又は大きく形成させる凝集助剤を注入する。この第１凝集助剤注入装置１１は、ポリアクリルアミド等の有機高分子凝集剤やポリシリカ等の無機高分子凝集剤から、原水に含まれる固形物に応じて選択された適当な種類及び量の凝集助剤を注入する。
【００２５】
すなわち、遠心分離装置１６に流入したフロックの結合力が小さく、フロックが軟らかい場合、原水の水流で生じるせん断力により、フロックは微細化して回収しにくくなる。また、遠心分離装置１６に流入したフロックの径が小さい場合、遠心力によってフロックを回収しにくくなる。したがって、第１凝集助剤注入装置１１でフロックを強固に又は大きく形成する凝集助剤を注入し、フロックを回収しやすい性質にすることで、原水中の固形物の回収率が向上する。
【００２６】
第１凝集助剤攪拌装置１２は、第３ラインＬ３上に設けられ、ラインミキサ等、水流のみを利用して他の動力を必要とせずに原水と凝集助剤とを攪拌する装置である。第１凝集助剤攪拌装置１２で原水と凝集助剤を攪拌することにより、フロック形成槽１５内でフロックを回収しやすい性質に形成しやすくする。
【００２７】
第２凝集助剤注入装置１３は、第１凝集助剤攪拌装置１２で攪拌された原水が流れる第４ラインＬ４を流れる原水に、凝集剤によって形成されるフロックを強固に又は大きく形成させる凝集助剤を注入する。この第２凝集助剤注入装置１３は、第１凝集助剤注入装置１１で注入した凝集助剤と異なる凝集助剤を注入する。例えば、原水中に含まれる固形物がアルミニウムや鉄を原料とした凝集剤と親和性が高く硬いフロックが形成される無機化合物である場合には、遠心分離装置１６でフロックが容易に粉砕されることはないが、原水中に含まれる固形物が凝集剤と親和性が高くない場合には、遠心分離装置１６の内部の旋回流によるせん断応力でフロックが粉砕されるおそれがある。そのため、予めジャーテスト等で実験を行い、硬いフロックが形成される凝集助剤（例えば、ポリアクリルアミド系、ポリアクリル酸ソーダなど）を選定し、第２凝集助剤注入装置１３は、選定した凝集助剤を注入する。
【００２８】
第２凝集助剤攪拌装置１４は、第４ラインＬ４上に設けられ、ラインミキサ等、水流のみを利用して他の動力を必要とせずに原水と凝集助剤とを攪拌する装置である。第２凝集助剤攪拌装置１４で原水と凝集助剤を攪拌することにより、フロック形成槽１５内でフロックを回収しやすい性質に形成することができる。
【００２９】
なお、ここでは、第１凝集助剤注入装置１１と第２凝集助剤注入装置１３で異なる凝集助剤を注入する例で説明したが第１凝集助剤注入装置１１と第２凝集助剤注入装置１３が同一の凝集助剤を注入してもよい。同一の凝集助剤を２回に分けて注入した場合、一旦、小粒径のフロックを形成した後に、再び凝集助剤を注入することでフロック同士を凝集し、より大粒径のフロックへと成長させるため、、フロックを回収しやすい性質に形成しやすくなる。また、原水に含まれる固形物がフロックを形成しやすい性質である場合、第２凝集助剤注入装置１３は有さず、第１凝集助剤注入装置１１のみで凝集助剤を注入してもよい。
【００３０】
上述したように、第２の実施形態に係る固形物分離システム１００ｂでは、凝集助剤注入装置１１，１３によって凝集助剤を注入してフロックを遠心分離装置１６で回収しやすい性質に形成させる。したがって、固形物分離システム１００ｂによれば、フロックの分離効率の向上により原水からの固形物の回収率を向上し、処理水の清澄を安定させることができる。
【００３１】
また、第２の実施形態に係る固形物分離システム１００ｂによれば、第１の実施形態に係る固形物分離システム１００ａと同様に、システムの簡易化、省エネルギ化、省スペース化を実現することができる。
【００３２】
〈第３の実施形態〉
図３に示すように、本発明の第３の実施形態に係る固形物分離システム１００ｃは、図２を用いて上述した第２の実施形態に係る固形物分離システム１００ｂと比較して、原水流量計５、循環流量制御装置２４、循環流量計２５及び循環流量演算装置２７を備えている点で異なる。
【００３３】
原水流量計５は、第２ラインＬ２を流れる原水の流量を測定する。また、循環流量計２５は、循環ラインＬを流れる循環水の流量を測定する。
【００３４】
循環流量演算装置２７は、原水流量計５で測定される原水の流量を入力し、循環流量計２５で測定される循環水の流量を入力する。また、循環流量演算装置２７は、原水流量計５の指示値と循環流量計２５の指示値を入力とし、双方の和から原水ポンプ４で送水している流量を算出し、予め定めた所定の流量との差から循環水量を算出し、循環流量制御装置２４を制御する制御信号を出力する。
【００３５】
循環流量制御装置２４は、循環ラインＬに設けられており、循環流量演算装置２７から入力する制御信号に従って、第１ラインＬ１に循環する循環水の流量を制御する。
【００３６】
具体的には、第２ラインＬ２を流れる原水の流量が変化すると、その後の攪拌装置７，１３，１４、フロック形成槽１５及び遠心分離装置１６において要求されている水流を保つことができず、その後の攪拌装置７，１３，１４、フロック形成槽１５及び遠心分離装置１６が正常に動作することができなくなるおそれがある。また、第２ラインＬ２を流れる原水の流量が変化すると、その後の第３ラインＬ３及び第４ラインＬ４を流れる原水の流量も変動し、凝集剤注入装置６や凝集助剤注入装置１１，１３が原水に注入する薬品の量が適量ではなくなり、フロックが適正に形成されず、固形物の回収率が低下するおそれがある。
【００３７】
したがって、例えば、原水流量計５で測定された原水の水流が予め定めた所定の流量より低い場合、循環流量演算装置２７は、循環水の流量を増加させる制御信号を循環流量制御装置２４に出力する。一方、原水流量計５で測定された原水の水流が予め定めた所定の流量よりも高い場合、循環流量演算装置２７は、循環水の流量を低減させる制御信号を循環流量制御装置２４に出力する。
【００３８】
上述したように、第３の実施形態に係る固形物分離システム１００ｃでは、循環流量制御装置２４によって循環水の流量を調整することができる。したがって、固形物分離システム１００ｃによれば、適切な水流を発生して流入水量負荷を低減し、固形物の回収率の向上及び処理水の清澄の安定を図ることができる。
【００３９】
また、第３の実施形態に係る固形物分離システム１００ｃによれば、上述した固形物分離システム１００ａ，１００ｂと同様にシステムの簡易化、省エネルギ化、省スペース化を実現することができる。
【００４０】
〈第４の実施形態〉
図４に示すように、本発明の第４の実施形態に係る固形物分離システム１００ｄは、図３を用いて上述した第３の実施形態に係る固形物分離システム１００ｃと比較して、原水タンク１の水位を測定する液位センサ２を備えている点で異なる。
【００４１】
循環流量演算装置２７は、原水タンク１における原水の液位を考慮して、原水に混合する循環水の適切な流量を求め、循環流量制御装置２４に制御信号を出力する。このとき、循環流量演算装置２７は、液位センサで２で測定された液位とともに、原水流量計５で測定する原水の流量と循環流量計２５で測定される循環水の流量とを考慮してもよい。
【００４２】
例えば、循環流量演算装置２７は、原水タンク１の液位が低い場合には、原水の流量を増やすことはできないから循環水の流量を増やすようにし、原水タンク１の液位が高い場合には、原水の流量を増やすことができるために循環水よりも原水の流量を増やすようにすることができる。
【００４３】
上述したように、第４の実施形態に係る固形物分離システム１００ｄでは、循環流量制御装置２４で原水タンク１の液位に応じて原水と循環水の流量のバランスを調整することにより、原水を過剰に流入したり、原水が不足したりすることなく、流入水量負荷を安定させることができる。
【００４４】
また、第４の実施形態に係る固形物分離システム１００ｄでも、上述した固形物分離システム１００ａ〜１００ｃと同様に固形物の回収率を向上と処理水の安定した清澄を図るとともに、システムの簡易化、省エネルギ化、省スペース化を実現することができる。
【００４５】
〈第５の実施形態〉
図５に示すように、本発明の第５の実施形態に係る固形物分離システム１００ｅは、図４を用いて上述した第４の実施形態に係る固形物分離システム１００ｄと比較して、第３ラインＬ３を流れる原水にｐＨ調整剤を注入するｐＨ調整剤注入装置８と、ｐＨ調整剤が注入された原水を攪拌する調整剤攪拌装置９を備えている点で異なる。
【００４６】
ｐＨ調整剤注入装置８は、原水のｐＨ値を、原水に注入される凝集剤や凝集助剤が適切な凝集を行なうことができる範囲にするため、酸やアルカリ等のｐＨ調整剤を注入する。ｐＨ調整剤を注入して原水のｐＨ値を適切にすることで、フロックをより硬く、回収しやすい性質に形成することができる。
【００４７】
上述したように、第５の実施形態に係る固形物分離システム１００ｅでは、ｐH調整剤注入装置８でｐH調整剤を注入して原水のｐH値を凝集に最適にすることで、遠心分離処理装置１６で回収しやすいフロックに形成させる。したがって、固形物分離システム１００ｂによれば、フロックの分離効率の向上により原水からの固形物の回収率を向上し、処理水の清澄を安定させることができる。
【００４８】
また、第５の実施形態に係る固形物分離システム１００ｅでも、上述した固形物分離システム１００ａ〜１００ｄと同様に、システムの簡易化、省エネルギ化、省スペース化を実現することができる。
【００４９】
なお、図５に示す固形物分離システム１００ｅでは、循環流量演算装置２７、液位センサ２、原水流量計５及び循環流量計２５を有しているが、これらは必須の構成ではない。
【００５０】
〈第６の実施形態〉
図６に示すように、本発明の第６の実施形態に係る固形物分離システム１００ｆは、図５を用いて上述した第５の実施形態に係る固形物分離システム１００ｅと比較して、調整剤攪拌装置９で攪拌された原水のｐＨ値を測定するｐＨ測定装置１０と、ｐＨ測定装置１０で測定された原水のｐＨ値によってｐＨ調整剤注入装置を制御する調整剤演算装置２６を備えている点で異なる。
【００５１】
調整剤演算装置２６は、ｐＨ測定装置１０で測定されたｐＨ調整剤を注入後の原水のｐＨ値を入力すると、凝集剤や凝集助剤によってフロックが形成される最適なｐＨ値であるか否かを判定し、ｐＨ値が最適でない場合、最適なｐＨ値にするために必要な量のｐＨ調整剤を注入させる制御信号をｐＨ調整剤注入装置８に出力する。
【００５２】
上述したように、第６の実施形態に係る固形物分離システム１００ｆでは、ｐＨ測定装置１０で測定したｐＨ値に応じてｐＨ調整剤の注入量を制御することができる。したがって、固形物分離システムｆによれば、原水のｐＨ値の変動に関わらずｐＨ値を一定に保って固形物の分離効率を安定させ、固形物の回収率の向上及び処理水の清澄の安定を図ることができる。
【００５３】
また、第６の実施形態に係る固形物分離システム１００ｆによれば、上述した固形物分離システム１００ａ〜１００ｅと同様にシステムの簡易化、省エネルギ化、省スペース化を実現することができる。
【００５４】
なお、図６に示す例では、調整剤演算装置２６は、ｐＨ調整剤を注入後の原水のｐＨ値を利用してフィードバック制御しているが、ｐＨ調整剤を注入前の原水のｐＨ値を利用してフィードフォワード制御することもできる。
【００５５】
また、図６に示す固形物分離システム１００ｆでも、循環流量演算装置２７、液位センサ２、原水流量計５及び循環流量計２５を有しているが、これらは必須の構成ではない。
【００５６】
〈第７の実施形態〉
図７に示すように、本発明の第７の実施形態に係る固形物分離システム１００ｇは、図６を用いて上述した第６の実施形態に係る固形物分離システム１００ｆと比較して、スラッジ貯留槽１８の汚泥界面の高さを測定する汚泥界面センサ２０を備えている点で異なる。
【００５７】
スラッジ貯留槽１８内のスラッジは、上方は固形物の濃度が低く、下方（底）になるにしたがって固形物の濃度が高くなる傾向にあり、スラッジ貯留槽１８内では、汚泥界面が存在する。固形物の濃度が高い循環水を原水に混合させた場合、凝集剤や凝集助剤の注入量を増加させないと適切にフロックが生成できない問題が生じたり、固形物分離システム１００ｇで固形物負荷の増大による処理不能が生じるおそれがある。
【００５８】
したがって、循環流量演算装置２７は、汚泥界面センサ２０で測定された汚泥界面の高さが予め定める所定の高さよりも高い場合には、循環水の流量を減少したり、循環水の原水への混合を中止する制御信号を循環流量制御装置２４に循環させる。
【００５９】
上述したように、第７の実施形態に係る固形物分離システム１００ｇでは、循環流量演算装置２７が汚泥界面センサ２０の測定する高さを利用して循環水の循環流量を制御する。したがって、固形物分離システム１００ｇによれば、濁度高い循環水の原水への混合を抑制して流入固形物負荷の増大を防止して固液分離の安定及び処理水の清澄の安定を図ることができる。
【００６０】
また、第７の実施形態に係る固形物分離システム１００ｇでも、上述した固形物分離システム１００ａ〜１００ｆと同様に固形物の回収率の向上を図るとともに、システムの簡易化、省エネルギ化、省スペース化を実現することができる。
【００６１】
〈第８の実施形態〉
図８に示すように、本発明の第８の実施形態に係る固形物分離システム１００ｈは、図７を用いて上述した第７の実施形態に係る固形物分離システム１００ｇと比較して、汚泥界面センサ２０で測定された汚泥界面の高さを利用してスラッジ貯留槽１８からスラッジを引き抜く高さを求める引抜位置演算装置２１と、引抜位置演算装置２１から入力する制御信号に従ってスラッジ貯留槽１８から引抜位置を制御する引抜位置制御装置２２を備えている点で異なる。
【００６２】
すなわち、上述したように、スラッジ貯留槽１８内のスラッジは、汚泥界面の上と下とで、汚泥の濁度や固形物濃度が異なるが、汚泥の濁度や固形物濃度の高いスラッジを循環水として原水に混合すると、固形物負荷を増大させることになる。引抜位置制御装置２２は、固形物分離システム１００ｈにおける固形物負荷の増大を防止するため、スラッジを引き抜く高さを制御する。反対に、原水の固形物負荷が低い場合は、凝集剤注入装置６、ｐH調整剤注入装置８、第１凝集助剤注入装置１１、第２凝集助剤注入装置１３での注入量を一定に保ち、遠心分離装置１６で処理される原水の水質を一定に保つため、引抜制御装置２２の引抜高さを制御して、固形物濃度の高いスラッジを循環させても良い。
【００６３】
上述したように、第８の実施形態に係る固形物分離システム１００ｈでは、引抜位置制御装置２２が、汚泥界面の高さに応じてスラッジを引き抜く高さを制御する。したがって、固形物分離システム１００ｈによれば、流入固形物負荷の増大を防止して固液分離の安定及び処理水の清澄の安定を図ることができる。
【００６４】
また、第８の実施形態に係る固形物分離システム１００ｈでも、上述した固形物分離システム１００ａ〜１００ｇと同様に固形物の回収率の向上を図るとともに、システムの簡易化、省エネルギ化、省スペース化を実現することができる。
【００６５】
なお、図８に示す固形物分離システム１００ｈでも、循環流量演算装置２７、液位センサ２、原水流量計５及び循環流量計２５を有しているが、これらは必須の構成ではない。
【００６６】
〈第９の実施形態〉
図９に示すように、本発明の第９の実施形態に係る固形物分離システム１００ｉは、図８を用いて上述した第８の実施形態に係る固形物分離システム１００ｈと比較して、スラッジ貯留槽１８内のスラッジの上澄水の濁度又は固形物濃度を測定するスラッジセンサ１９を備えている点で異なる。
【００６７】
循環流量演算装置２７は、スラッジセンサ１９で測定された上澄水の濁度又は固形物濃度を考慮して循環水の流量を演算する。例えば、スラッジ貯留槽１８の上澄水の濁度が高い場合や固形物濃度が高い場合、循環流量演算装置２７は、固形物負荷の増大を防止するため、原水へ混合する循環水の流量を減少させることができる。このとき、循環流量演算装置２７は、原水流量計５で測定された原水の流量、循環流量計２５で測定された循環水の流量及び液位センサ２で測定された原水タンク１における原水の水位を考慮することができる。
【００６８】
上述したように、第９の実施形態に係る固形物分離システム１００ｉでは、循環流量演算装置２７は、スラッジセンサ１９の測定結果である上澄水の濁度や固形物濃度に応じて原水へ混合する循環水の流量を調整する。したがって、固形物分離システム１００ｉによれば、流入固形物負荷の増大を防止して固液分離の安定及び処理水の清澄の安定を図ることができる。
【００６９】
また、第９の実施形態に係る固形物分離システム１００ｉでも、上述した固形物分離システム１００ａ〜１００ｈと同様に固形物の回収率の向上を図るとともに、システムの簡易化、省エネルギ化、省スペース化を実現することができる。
【００７０】
なお、図９に示す固形物分離システム１００ｈでも、液位センサ２、原水流量計５及び循環流量計２５は必須の構成ではなく、汚泥界面センサ２０、引抜位置演算装置２１及び引抜位置制御装置２２も必須の構成ではない。
【００７１】
〈第１０の実施形態〉
図１０に示すように、本発明の第１０の実施形態に係る固形物分離システム１００ｊは、図９を用いて上述した第９の実施形態に係る固形物分離システム１００ｉと比較して、遠心分離装置１６から流出する処理水の濃度を測定する処理水センサ１７を有している点で異なる。
【００７２】
凝集プロセスに問題がある場合、処理水の濁度又は固形物の濃度が高くなる。したがって、循環流量演算装置２７は、処理水センサ１７で測定された処理水の濁度又は固形物の濃度が高くなった場合、固形物の濃度に応じて、原水タンク１から流入する原水の流量や原水に混合する循環水の流量を調整する。例えば、処理水の濁度又は固形物の濃度が高い場合、循環流量演算装置２７は、固形物負荷の増大を防止するため、原水へ混合する循環水の流量を減少させ、原水タンク１から流入する原水の流量を増加させることができる。このとき、循環流量演算装置２７は、原水流量計５で測定された原水の流量、循環流量計２５で測定された循環水の流量、液位センサ２で測定された原水タンク１における原水の水位及びスラッジセンサ１９で測定された上澄水の濁度や固形物濃度を考慮することができる。
【００７３】
上述したように、第１０の実施形態に係る固形物分離システム１００ｊでは、循環流量演算装置２７は、処理水センサ１７の測定結果である遠心分離装置１６で得られた処理水の濁度や固形物濃度に応じて原水と循環水のバランスを調整する。したがって、固形物分離システム１００ｊによれば、流入水量負荷の増大や固形物負荷の増大を防止して固液分離の安定及び処理水の清澄の安定を図ることができる。
【００７４】
また、第１０の実施形態に係る固形物分離システム１００ｊでも、上述した固形物分離システム１００ａ〜１００ｉと同様に固形物の回収率の向上を図るとともに、システムの簡易化、省エネルギ化、省スペース化を実現することができる。
【００７５】
なお、図１０に示す固形物分離システム１００ｊでも、液位センサ２、原水流量計５、循環流量計２５及びスラッジセンサ１９は必須の構成ではなく、汚泥界面センサ２０、引抜位置演算装置２１及び引抜位置制御装置２２も必須の構成ではない。
【００７６】
〈第１１の実施形態〉
図１１に示すように、本発明の第１１の実施形態に係る固形物分離システム１００ｋは、図１０を用いて上述した第１０の実施形態に係る固形物分離システム１００ｊと比較して、第１ラインＬ１を流れる原水の濃度を測定する原水濃度センサ３を有している点で異なる。
【００７７】
循環流量演算装置２７は、凝集剤や凝集助剤の不足、固形物負荷の増大等を防止するため、原水センサ３で測定された原水の濁度又は固形物の濃度を考慮して循環水の流量を演算する。例えば、原水の濁度や固形物濃度が高い場合、循環流量演算装置２７は、固形物負荷の増大を防止するため、原水へ混合する循環水の流量を減少させることができる。このとき、循環流量演算装置２７は、原水流量計５で測定された原水の流量、循環流量計２５で測定された循環水の流量及び液位センサ２で測定された原水タンク１における原水の水位、スラッジセンサ１９で測定された濁度や固形物濃度、処理水センサ１７で測定された濁度や固形物濃度を考慮することができる。
【００７８】
上述したように、第１０の実施形態に係る固形物分離システム１００ｋでは、循環流量演算装置２７は、原水センサ３の測定結果である原水タンク１から流入する原水の濁度や固形物濃度に応じて原水と循環水のバランスを調整する。したがって、固形物分離システム１００ｋでは、流入水量負荷の増大や固形物負荷の増大を防止して固液分離の安定及び処理水の清澄の安定を図ることができる。
【００７９】
また、第１１の実施形態に係る固形物分離システム１００ｋでも、上述した固形物分離システム１００ａ〜１００ｊと同様に固形物の回収率を向上と処理水の安定した清澄を図るとともに、システムの簡易化、省エネルギ化、省スペース化を実現することができる。
【００８０】
なお、図１１に示す固形物分離システム１００ｋでも、液位センサ２、原水流量計５、循環流量計２５、スラッジセンサ１９及び処理水センサ１７は必須の構成ではなく、汚泥界面センサ２０、引抜位置演算装置２１及び引抜位置制御装置２２も必須の構成ではない。
【符号の説明】
【００８１】
１００ａ〜１００ｉ…固形物分離システム
１…原水タンク
２…液位センサ
３…原水センサ
４…原水ポンプ
５…原水流量計
６…凝集剤注入装置
７…凝集剤攪拌装置
８…ｐＨ調整剤注入装置
９…調整剤攪拌装置
１０…ｐＨ測定装置
１１…第１凝集助剤注入装置（凝集助剤注入装置）
１２…第１凝集助剤攪拌装置（凝集助剤攪拌装置）
１３…第２凝集助剤注入装置（凝集助剤注入装置）
１４…第２凝集助剤攪拌装置（凝集助剤攪拌装置）
１５…フロック形成槽
１６…遠心分離装置
１７…処理水センサ
１８…スラッジ貯留槽
１９…スラッジセンサ
２０…汚泥界面センサ
２１…引抜位置演算装置
２２…引抜位置制御装置
２４…循環流量制御装置
２５…循環流量計
２６…調整剤演算装置
２７…循環流量演算装置
【図１】
2011083707.tif 000003
【図２】
2011083707.tif 000004
【図３】
2011083707.tif 000005
【図４】
2011083707.tif 000006
【図５】
2011083707.tif 000007
【図６】
2011083707.tif 000008
【図７】
2011083707.tif 000009
【図８】
2011083707.tif 000010
【図９】
2011083707.tif 000011
【図１０】
2011083707.tif 000012
【図１１】
2011083707.tif 000013