(57)【要約】【課題】処理対象の汚泥の撮影に起因する誤差を低減することができる希釈汚泥撮像システムを提供する。【解決手段】凝集剤と汚泥が混和された後の凝集汚泥を導入して収容する収容部と、前記収容部に希釈水を供給する希釈水供給部と、前記収容部の液面を撮像する撮像部と、を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
凝集剤と汚泥が混和された後の凝集汚泥を導入して収容する収容部と、
前記収容部に希釈水を供給する希釈水供給部と、
前記収容部の液面を撮像する撮像部と、
を有する希釈汚泥撮像システム。
【請求項２】
前記凝集汚泥の濃度を測定する濃度計と、
前記濃度計の測定結果に応じて前記希釈水の供給量を制御する希釈水供給制御部、または、前記濃度計の測定結果に応じて前記収容部に供給される凝集汚泥の供給量を制御する汚泥供給制御部の少なくとも一方と、
を有する請求項１に記載の希釈汚泥撮像システム。
【請求項３】
前記凝集汚泥は、前記凝集剤と前記汚泥を混和する混和槽から固液分離装置に凝集汚泥が供給される経路または固液分離装置から固液分離された後の分離液が排出される経路から導入され前記収容部に収容される
請求項１または請求項２に記載の希釈汚泥撮像システム。
【請求項４】
前記収容部に収容され前記希釈水によって希釈された凝集汚泥である希釈凝集汚泥を前記収容部から固液分離装置に供給する供給部
を有する請求項１から請求項３のうちいずれか１項に記載の希釈汚泥撮像システム。
【請求項５】
前記収容部に収容され前記希釈水によって希釈された凝集汚泥である希釈凝集汚泥を前記収容部から排出して前記凝集汚泥と入れ替える凝集汚泥排出部
を有する請求項１から請求項４のうちいずれか１項に記載の希釈汚泥撮像システム。
【請求項６】
請求項１から請求項５のうちいずれか１項に記載の希釈汚泥撮像システムと、
前記撮像部から得られる撮像データから分離液に存在する懸濁物質の面積を検出する面積検出部と、
前記撮像部から得られる撮像データから分離液に存在する懸濁物質の輪郭を検出する輪郭検出部と、
前記懸濁物質の面積と前記懸濁物質の輪郭との関係と基準範囲とを対比する判定部と、
前記判定部にて対比された結果に基づいて、凝集剤添加部が添加する凝集剤の添加量を制御する制御部と、
を有する凝集剤添加量制御システム。
【請求項７】
請求項６に記載の凝集剤添加量制御システムを含んで構成される汚泥濃縮システム。
【請求項８】
収容部が、凝集剤と汚泥を混和された後の凝集汚泥が供給される供給経路から分岐される凝集汚泥を収容し、
希釈水供給部が、前記収容部に希釈水を供給し、
撮像部が、前記収容部の液面を撮像する
希釈汚泥撮像方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、希釈汚泥撮像システム、凝集剤添加量制御システム、汚泥濃縮システム、希釈汚泥撮像方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
汚泥等の被処理物の濃縮あるいは脱水を目的として固液分離装置が水処理場等の施設において用いられている。このような固液分離装置としては、例えば、汚泥に電解質である高分子凝集剤が添加された被処理物を円筒状の濾過スクリーン内に供給し、濾過スクリーン内に配置されたスクリューを回転駆動させ被処理物を濾過して濾液を排出する濃縮装置がある。一般に、高分子凝集剤を添加する量を増やすと、被処理物の固液分離が促進される傾向がある。
このような凝集剤の注入量を制御するにあたり、例えば、凝集混和槽等における汚泥を撮像し、その再凝集汚泥（例えばフロック）の形成状況（例えばフロックの面積）に応じて、凝集剤の注入量を制御する方法がある。例えば、特許文献１の凝集剤注入制御装置では、試験槽等において、槽の奥行き方向にフロックが存在しうる領域を撮影し、凝集汚泥の評価をしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−００７３３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した凝集剤注入制御装置は、凝集混和槽の奥行きがあることに伴って生じるフロック同士の重なりに起因する測定誤差を解消する場合には、フロックを複数回撮影してフロックの平均面積を求める必要がある。そのため、フロックを複数回撮影しなければならず、また、測定精度を向上させるには、撮影回数を増やす必要がある。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、その目的は、奥行き方向に凝集汚泥が存在する場合であっても、撮影回数を増やす必要がなく、凝集汚泥の性状の測定を可能にする希釈汚泥撮像システム、凝集剤添加量制御システム、汚泥濃縮システム、希釈汚泥撮像方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決するために、本発明は、凝集剤と汚泥が混和された後の凝集汚泥を導入して収容する収容部と、前記収容部に希釈水を供給する希釈水供給部と、前記収容部の液面を撮像する撮像部と、を有する。
【０００７】
また、本発明は、上述の希釈汚泥撮像システムと、前記撮像部から得られる撮像データから分離液に存在する懸濁物質の面積を検出する面積検出部と、前記撮像部から得られる撮像データから分離液に存在する懸濁物質の輪郭を検出する輪郭検出部と、前記懸濁物質の面積と前記懸濁物質の輪郭との関係と基準範囲とを対比する判定部と、前記判定部の対比結果に基づいて、前記凝集剤添加部が添加する凝集剤の添加量を制御する制御部と、を有する凝集剤添加量制御システムである。
【０００８】
また、本発明は、上述の凝集剤添加量制御システムを含んで構成される汚泥濃縮システムである。
【０００９】
また、本発明は、収容部が、凝集剤と汚泥を混和された後の凝集汚泥が供給される供給経路から分岐される凝集汚泥を収容し、希釈水供給部が、前記収容部に希釈水を供給し、撮像部が、前記収容部の液面を撮像する希釈汚泥撮像方法である。
【発明の効果】
【００１０】
以上説明したように、この発明によれば、凝集汚泥を希釈水によって希釈して液面を撮影するようにしたので、奥行きがある部位を撮影する場合であっても、凝集汚泥が希釈されることで、汚泥の濃度が低減させて撮影することができる。これにより、奥行き方向に存在する浮遊固形物の量を低減させることで、重なりを少なくした状態で撮影して、凝集汚泥の性状の測定をすることが可能となる。また、１度の測定を行うために必ずしも複数回の撮影を行う必要がない。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１の実施形態における凝集剤添加量制御装置を用いた汚泥濃縮システム１の構成を示す概略構成図である。
【図２】凝集汚泥監視ボックス３４の構成を表す概略構成図である。
【図３】カメラ９０によって収容容器３４１の液面を撮像する場合について説明する図面である。
【図４】カメラ９０によって収容容器３４１の液面を撮像する場合について説明する図面である。
【図５】制御盤７０とカメラ９０とコンピュータ８０との機能の一部を説明する概略ブロック図である。
【図６】カメラ９０によって撮像された画像データの一例を示す図である。
【図７】カメラ９０によって撮像された画像データの一例を示す図である。
【図８】色面積と総周囲長との関係を表す図である。
【図９】色面積と、色面積を総周囲長で割った値との関係を表す図である。
【図１０】汚泥濃縮システム１の動作を説明するフローチャートである。
【図１１】第２の実施形態における汚泥濃縮システム１ａにおける概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の一実施形態による汚泥濃縮システムについて図面を参照して説明する。
図１は、この発明の一実施形態であり第１の実施形態における凝集剤添加量制御装置を用いた汚泥濃縮システム１の構成を示す概略構成図である。
汚泥濃縮システム１は、凝集剤供給ポンプ１０、凝集剤流量計１１、汚泥供給ポンプ２０、汚泥濃度計２１、汚泥流量計２２、混和槽３０、圧力計３１、凝集汚泥引抜ポンプ３２、希釈水供給ポンプ３３、凝集汚泥監視ボックス３４、希釈凝集汚泥供給ポンプ３５、縦型濾過濃縮装置４０、濃縮汚泥引抜ポンプ５０、制御盤７０、コンピュータ８０を含んで構成される。
【００１３】
凝集剤供給ポンプ１０は、制御盤７０からの指示に従い、汚泥供給ポンプ２０から混和槽３０に供給される経路と、混和槽３０とにおける被処理物に対して薬品を供給する。この薬品は、例えば、被処理物の濃縮処理を行なうための成分が含まれる電解質の物質であり、例えば、高分子凝集剤（以下、単に凝集剤とも称する）である。凝集剤供給ポンプ１０は、制御盤７０から出力される制御信号に従った供給量（注入量または注入率ともいう）となるように、凝集剤を供給する。
凝集剤流量計１１は、凝集剤供給ポンプ１０から供給される凝集剤の供給量を測定し、測定結果を制御盤７０に出力する。
【００１４】
汚泥供給ポンプ２０は、制御盤７０からの指示に従い、外部から供給される汚泥等である被処理物を混和槽３０に供給する。汚泥供給ポンプ２０が混和槽３０に被処理物を供給する量（例えば、単位時間当たりの被処理物の体積）は、制御盤７０から供給される駆動信号に基づいて決まる。
汚泥濃度計２１は、汚泥供給ポンプ２０から供給される被処理物の濃度（例えば、汚泥中の浮遊固形物の濃度など）を測定し、測定結果を制御盤７０に出力する。
汚泥流量計２２は、汚泥供給ポンプ２０から供給される被処理物の供給量を測定し、測定結果を制御盤７０に出力する。
【００１５】
混和槽３０は、凝集剤供給ポンプ１０から供給される凝集剤と、汚泥供給ポンプ２０から供給される被処理物とを混和して凝集する。
圧力計３１は、縦型濾過濃縮装置４０における濾過スクリーンにかかる圧力（濾過圧力）を検出し、検出結果を制御盤７０に出力する。
【００１６】
凝集汚泥引抜ポンプ３２は、凝集剤と汚泥を混和する凝集混和槽から固液分離装置に凝集汚泥が供給される供給経路から分岐される分岐経路を介して凝集汚泥を凝集汚泥監視ボックス３４に供給する。凝集汚泥引抜ポンプ３２が供給する凝集汚泥の供給量は、制御盤７０から供給される駆動信号に基づいてインバータ制御されることで決定されるようにしてもよい。また、凝集汚泥引抜ポンプ３２は、制御盤７０から供給される駆動信号に基づいてオンオフするようにしてもよい。この場合、凝集汚泥引抜ポンプ３２がオンとなっている間における凝集汚泥の供給量は、一定である。
【００１７】
希釈水供給ポンプ３３は、凝集汚泥監視ボックス３４に希釈水を供給する。この希釈水は、凝集汚泥を希釈することができ、縦型濾過濃縮装置４０における固液分離や凝集汚泥の再凝集等に影響が少ない液体であればよく、例えば、水を用いることができる。希釈水供給ポンプ３３から供給される希釈水の供給量は、制御盤７０から供給される駆動信号に基づいてインバータ制御されることで決定されるようにしてもよい。また、希釈水供給ポンプ３３は、制御盤７０から供給される駆動信号に基づいてオンオフするようにしてもよい。この場合、希釈水供給ポンプ３３がオンとなっている間における凝集汚泥の供給量は、一定である。
【００１８】
凝集汚泥監視ボックス３４は、凝集剤と汚泥を混和された後の凝集汚泥が供給される供給経路から分岐される凝集汚泥と、希釈水供給ポンプ３３から供給される希釈水を収容する。また、凝集汚泥監視ボックス３４には、カメラ９０が設置される。
希釈凝集汚泥供給ポンプ３５は、凝集汚泥監視ボックス３４から凝集汚泥を縦型濾過濃縮装置４０に供給する。ここでは、混和槽３０から縦型濾過濃縮装置４０に対して凝集汚泥が供給される供給経路であって、凝集汚泥引抜ポンプ３２によって引抜きされる分岐経路の下流側のいずれかの部位に供給する。
【００１９】
縦型濾過濃縮装置４０は、縦方向に延びる中心軸を有して内部に被処理物が供給される円筒状の濾過スクリーンと、この濾過スクリーンの内部に収容されて上記中心軸回りに回転するスクリューと、濾過スクリーンの側面側の外周部および底部を覆うようにして当該濾過スクリーンを収容する濾過容器と有する。縦型濾過濃縮装置４０は、凝集剤が添加された後の被処理物であって混和槽３０から供給される被処理物を固液分離することで、被処理物を濃縮する。縦型濾過濃縮装置４０は、固液分離を行うことで、分離液と濃縮汚泥をそれぞれ別の経路から排出する。
この縦型濾過濃縮装置４０は、固液分離する機能を有するものであればよく、例えば、デカンタ型遠心脱水機、スクリュープレス式脱水機、ベルトプレス式脱水機等を適用することができるが、この実施形態においては、縦型濾過濃縮装置４０を用いる場合について説明する。
【００２０】
濃縮汚泥引抜ポンプ５０は、縦型濾過濃縮装置４０において濃縮された後の被処理物（濃縮汚泥）を縦型濾過濃縮装置４０の濾過容器の底部に接続された排出管から被処理物（濃縮汚泥）を抜き出して後段の処理系統に排出する。
【００２１】
制御盤７０は、アンプ７１とシーケンサ７２とを含んで構成され、汚泥濃縮システム１の各部を制御する。アンプ７１は、通信ケーブル６０を介してカメラ９０に接続され、カメラ９０から得られた画像データをシーケンサ７２に対して出力する。シーケンサ７２は、カメラ９０から得られた画像データや、汚泥濃縮システム１の各部の計測器等から得られる信号を元に、汚泥濃縮システム１の各部を制御する。
【００２２】
カメラ９０は、コンピュータ８０に接続され、コンピュータ８０からの指示に基づいて画像処理や信号処理等の各種情報処理を行い、処理結果を制御盤７０に出力する。
また、カメラ９０は、撮像機能を有しており、この撮像結果である画像データに対して各種情報処理を行うことができる。
【００２３】
次に、凝集汚泥監視ボックス３４についてさらに説明する。図２は、凝集汚泥監視ボックス３４の構成を表す概略構成図である。
凝集汚泥監視ボックス３４は、収容容器３４１と、越流堰３４２と、カメラ９０が設けられる。
収容容器３４１は、凝集汚泥引抜ポンプ３２によって分岐経路を介して供給される凝集汚泥と、希釈水供給ポンプ３３によって供給される希釈水とを収容し、一時貯留する。収容容器３４１において、凝集汚泥は、希釈水と混合されることで希釈される。希釈された混合物は、希釈凝集汚泥３４３として収容容器３４１に一時貯留される。
越流堰３４２は、収容容器３４１の一部を構成しており、当該越流堰３４２の内周側が収容容器３４１として構成される。凝集汚泥と希釈水が収容容器３４１に収容され、希釈凝集汚泥３４３の液面の高さが、越流堰３４２の上端部を越えると、希釈凝集汚泥３４３は、越流堰３４２を越えてオーバーフローする。オーバーフローした希釈凝集汚泥３４３は、希釈凝集汚泥供給ポンプ３５によって、縦型濾過濃縮装置４０に供給される。ここで、オーバーフローした希釈凝集汚泥３４３には、希釈水が含まれるが、その量は縦型濾過濃縮装置４０以降の処理において、混和槽３０から縦型濾過濃縮装置４０に直接供給される凝集汚泥の量に比べて少なく、また、希釈水が含まれていたとしても、縦型濾過濃縮装置４０における固液分離処理への影響が少ない。また、希釈水は、縦型濾過濃縮装置４０において固液分離され、分離液として系外に排出される。
【００２４】
収容容器３４１において、収容容器３４１の底面から越流堰３４２の上部までの高さ（深さ）は、例えば、150mm〜200mm程度が好ましく、浅すぎるとカメラ９０による測定が箱底面および底面に堆積したＳＳの影響を受けるため好ましくない。また深すぎる場合には、箱内部の分離液流速が遅くなり澱みが発生しＳＳが堆積する恐れがあるため好ましくない。分離液の透視度が高く、カメラによる測定が底面の影響を受け易い場合には深さ200mm以上にしても良い。ただし、箱内部の分離液流速が遅くなるため、箱内部の分離液滞留時間を20〜60secの範囲に好ましくは20〜40secの範囲に納めるように、凝集汚泥引抜ポンプ３２に接続される配管あるいは希釈水供給ポンプ３３に接続される配管の口径を大きくするように設定してもよい。なお、配管口径をφ20mmより小さくする場合には、分離液のＳＳが配管で詰まる可能性があるため、詰まらない程度に設定することが好ましい。
収容容器３４１の幅は、150mm程度が望ましい。幅が狭いとカメラの撮影範囲に側板が入り込むため望ましくない。また、幅が広すぎると箱内部の分離液流速が遅くなり澱みが発生しＳＳが堆積する恐れがあるため望ましくない。
また、収容容器３４１の長さ（図面に向かって奥の方向）は、150mm程度が望ましい。理由については幅方向と同様である。
【００２５】
カメラ９０は、収容容器３４１の上方に設けられ、収容容器３４１に一時貯留される希釈凝集汚泥３４３の液面を撮像する。ここでは、カメラ９０が設けられる高さは、越流堰３４２の上端部の高さよりも高い位置である。
カメラ９０は、収容容器３４１の上方から液面に向かって撮影するため、収容容器３４１の深さ方向（奥行き方向）に向かって撮影する。すなわち、カメラ９０は、凝集汚泥（希釈凝集汚泥）は液面だけでなく深さ方向にも存在しうる領域を対象として撮影することになる。この場合、深さ方向に凝集汚泥が存在することに伴って懸濁物質同士の重なりが生じ得るが、希釈水によって凝集汚泥が希釈されるため、凝集汚泥の密度が低減し、これにより奥行き方向に存在しうる懸濁物質の数を低減することができるため、懸濁物質同士の重なりを減らした状態で撮影することが可能である。そのため、希釈することで、懸濁物質を上方から深さ方向に見た場合における重なりを低減させた状態で撮影することができるため、懸濁物質同士の重なりに起因する測定誤差を低減することができる。また、１度の測定のために複数回撮影して面積の平均値を算出するような処理について必ずしも行う必要がない。
【００２６】
ここでは、カメラ９０と収容容器３４１との間に透明なカバーを設けるようにしてもよい。これにより、収容容器３４１の希釈凝集汚泥３４３が飛沫等が生じたとしてもカメラ９０が直接汚損することがなくなる。この場合、カバーを清掃すればよいため、メンテナンスも容易である。
また、カメラ９０には、希釈凝集汚泥３４３の液面から高さ方向に一定距離だけ離れた位置から液面を撮像するため、希釈凝集汚泥３４３の飛沫等がカメラ９０のレンズに到達しにくいため、このようなカバーは必ずしも設けなくてもよい。この場合、カバーに付着した汚れが撮像画像に入り込むことがないため、汚れに起因する測定誤差をなくすことができる。
また、カメラ９０の焦点距離は、カメラ９０から液面までの距離に対応するように設定される。このため、カメラ９０は、希釈凝集汚泥の液面を精度よく撮像することができる。焦点距離は、固定的に設定されていてもよい。
なお、このカメラ９０の近傍には、希釈凝集汚泥３４３の液面を照明する照明装置が配置される。
【００２７】
排出部３４８は、収容容器３４１の下部に設けられており、制御盤７０からの指示に基づいて開閉する開閉バルブを有する。また、排出部３４８は、排出タイミングに応じて制御盤７０から供給される制御信号に従って開閉バルブを開けることで、収容容器３４１に一時貯留された希釈凝集汚泥３４３を収容容器３４１の外部に排出する。
【００２８】
図３、図４は、カメラ９０によって収容容器３４１の液面を撮像する場合について説明する図面である。ここで、図３は、凝集汚泥に対して希釈水を加えていない場合を表し、図４は、凝集汚泥に対して希釈水を加えた場合を表している。
図３（ａ）は、凝集汚泥監視ボックス３４を側面側から見た断面図であり、図３（ｂ）は、希釈凝集汚泥３４３の液面を鉛直方向における上方側から液面を見た図である。図３（ａ）において、カメラ９０は、収容容器３４１に収容された凝集汚泥３４６の液面を撮像する。この場合、カメラ９０は、液面を撮像する際、収容容器３４１の上部側から下部側に向かって撮像するため、希釈凝集汚泥３４３の深さ方向に向かって撮像することになる。このとき、収容容器３４１内の凝集汚泥がある程度混濁していたり、ＳＳが浮遊している場合には、図３（ｂ）に示すように、液面に存在する懸濁物質（凝集汚泥）の固まりだけではなく、液面よりも下側に存在するＳＳあるいは懸濁物質も多数撮像されることになり、液面に存在する懸濁物質が１つの固まりであるのか、あるいは、液面に存在する懸濁物質に対して液面よりも下（奥行き方向）に浮遊しているＳＳが隣接した状態で撮像されてしまうことで、みかけ上、大きな固まりのように撮像されているかが識別しにくい状態となる。そうすると、液面に存在する懸濁物質の面積を検出する際に、検出誤差が生じてしまう。
【００２９】
そこで本実施形態においては、収容容器３４１において凝集汚泥に対して希釈水を加えることで凝集汚泥を希釈する。これにより、図４（ａ）に示すように、カメラ９０から収容容器３４１の液面を撮像する場合には、凝集汚泥が希釈されているため、液面よりも下に存在するＳＳの量は、希釈していない場合（例えば図３（ａ））に比べて少なくなる。また、液面に存在する懸濁物質から液面よりも下に存在するＳＳまでの深さ方向における距離は希釈していない場合に比べて離れる傾向にある。よって、液面に存在する懸濁物質に対して隣接する位置に撮像されるＳＳの量を少なくすることができる。また、液面よりも下に存在するＳＳが撮像されたとしても、液面に近い位置に浮遊するＳＳが、凝集汚泥を希釈していない場合に比べて少なくなるため、カメラ９０の焦点距離の近傍であって凝集汚泥の液面の近傍に存在するＳＳが少ないため、カメラ９０によって撮像された画像から、液面に存在する懸濁物質であるか液面よりも下に浮遊するＳＳであるかを識別しやすくなる。すなわち、例えば、後述するように、液面に存在する懸濁物質と液面よりも下に浮遊するＳＳとの奥行き方向（深さ方向）における距離が離れるほど、液面に存在する懸濁物質と液面よりも下に浮遊するＳＳとのコントラストが大きくなる傾向にあり、また、液面よりも下に浮遊するＳＳと液面との奥行き方向（深さ方向）における距離が大きくなるほど、カメラ９０側から見たＳＳ成分の色は、希釈凝集汚泥３４３の液体成分の色の影響を受けやすくなる。さらに、液面よりも下に浮遊するＳＳの数が少ないため、液面よりも下に浮遊するＳＳについて、液面に存在する懸濁物質として測定されてしまうことを低減することができる。
【００３０】
図５は、制御盤７０とカメラ９０とコンピュータ８０との機能の一部を説明する概略ブロック図、図６、図７は、カメラ９０によって撮像された画像データの一例を示す図である。
制御盤７０は、記憶部７０１、判定部７０２、制御部７０３を有する。カメラ９０は、面積検出部９０１、輪郭検出部９０２、記憶部９０３を有する。コンピュータ８０は、設定部を有する。
制御盤７０において、記憶部７０１は、ＳＳ（浮遊固形物）の色面積とＳＳの輪郭検出値（総周囲長）との関係における基準範囲（後述する）を予め記憶する。ここでは、後述する図８（あるいは図９）のようにして定められたＳＳの色面積とＳＳの輪郭検出値との関係における基準範囲を示すデータを記憶する。
判定部７０２は、懸濁物質の面積と懸濁物質の輪郭との関係と基準範囲との対比を記憶部７０１に記憶されたデータを参照することで行う。
判定部７０２は、懸濁物質の面積を前記周囲長で割った値と、基準範囲との対比を記憶部７０１に記憶されたデータを参照することで行う。
【００３１】
制御部７０３は、懸濁物質の面積と懸濁物質の輪郭との関係に基づいて、凝集剤供給ポンプ１０（凝集剤添加部）が添加する凝集剤の添加量を制御する。
制御部７０３は、懸濁物質の面積が基準面積未満である場合、凝集剤の添加量を減少させる。
制御部７０３は、判定部７０２の対比結果に基づいて、懸濁物質の面積と懸濁物質の輪郭との関係に基づく値が基準範囲を下回る場合（または基準範囲未満である場合でもよい）には、凝集剤の添加量を増加させ、懸濁物質の面積と懸濁物質の輪郭との関係に基づく値が基準範囲を上回る場合には、凝集剤の添加量を減少させる。
制御部７０３は、判定部７０２の対比結果に基づいて、凝集剤供給ポンプ１０（凝集剤添加部）が添加する凝集剤の添加量を制御する。
【００３２】
また、制御部７０３は、希釈水供給制御部７０３１、汚泥供給制御部７０３２、凝集汚泥排出制御部７０３３を有する。
希釈水供給制御部７０３１は、汚泥濃度計２１の測定結果に応じて希釈水供給ポンプ３３に駆動信号を出力することで希釈水を凝集汚泥監視ボックス３４の収容容器３４１に供給する供給量を制御する。
汚泥供給制御部７０３２は、汚泥濃度計２１の測定結果に応じて凝集汚泥引抜ポンプ３２に駆動信号を出力することで収容容器３４１に供給される凝集汚泥の供給量を制御する。
ここで制御部７０３は、収容容器３４１内における希釈凝集汚泥３４３の濃度が、混和槽３０から供給される凝集汚泥の濃度よりも低い濃度であって、所定の範囲の濃度となるように、凝集汚泥引抜ポンプ３２または希釈水供給ポンプ３３の少なくとも一方の供給量を増減させるように制御する。所定の範囲の濃度は、例えば、濃度基準範囲として予め記憶部７０１に記憶させておくようにしてもよい。ここでは、制御部７０３は、１００ｍｇ／Ｌから１０００ｍｇ／Ｌを濃度基準範囲とし、収容容器３４１内における濃度が、この濃度基準範囲に収まるように、凝集汚泥引抜ポンプ３２または希釈水供給ポンプ３３の供給量を増加または減少させるように制御する。この濃度基準範囲は、１００ｍｇ／Ｌから１０００ｍｇ／Ｌであってもよいが、３００ｍｇ／Ｌから６００ｍｇ／Ｌに設定するとより好ましい。ここで、制御部７０３は、希釈水供給ポンプ３３が供給する希釈水の供給量が一定量である場合（固定値である場合）、汚泥濃度計２１の測定結果に応じて凝集汚泥引抜ポンプ３２の引抜き量を増減させるように制御し、凝集汚泥引抜ポンプ３２の引抜き量が一定量である場合（固定値である場合）、汚泥濃度計２１の測定結果に応じて希釈水供給ポンプ３３が供給する希釈水の供給量を増減させるように制御してもよい。
また、希釈水供給ポンプ３３や凝集汚泥引抜ポンプ３２の供給量は、単位時間あたりに供給する体積であってもよいし、供給する体積であってもよい。
凝集汚泥排出制御部７０３３は、収容容器３４１の排出部３４８が備える開閉バルブに対して制御信号を出力することで、開閉バルブを開けるまたは閉じる制御を行う。また、凝集汚泥排出制御部７０３３は、開閉バルブを開け、収容容器３４１に収容された希釈凝集汚泥３４３を排出し、排出が終了すると開閉バルブを閉じた後、供給経路を介して凝集汚泥引抜ポンプ３２から供給される凝集汚泥を収容容器３４１に貯留することで、収容容器３４１内の希釈凝集汚泥を入れ替える。この入れ替えを行う場合においても、汚泥濃度計２１の測定結果に応じて、希釈水を供給することで凝集汚泥を希釈する。
なお、収納容器３４１内の希釈凝集汚泥の入れ替えは、希釈水供給ポンプ３３から供給される希釈水や凝集汚泥引抜ポンプ３２から供給される凝集汚泥を、一定時間、収納容器３４１へ供給し、収容容器３４１内の希釈凝集汚泥をオーバーフローさせることで行ってもよい。
【００３３】
カメラ９０は、前処理として、撮像機能によって得られた画像データの画像の全領域のうち、処理対象となる対象領域を抽出する。例えば、カメラ９０によって撮像された画像データのうち、撮像領域の中心位置を基準として所定の半径の円の内周側を対象領域１００（図６）として抽出する。
カメラ９０において、面積検出部９０１は、カメラ９０から得られる撮像データから分離液に存在する懸濁物質の面積を検出する。
輪郭検出部９０２は、カメラ９０から得られる撮像データから分離液に存在する懸濁物質の輪郭を検出する。
輪郭検出部９０２は、撮像データのうち懸濁物質に該当する画素の画素値と懸濁物質以外の物質に該当する画素の画素値との差が一定以上である場合に輪郭を構成しうる画素として検出する。
輪郭検出部９０２は、輪郭を構成しうる画素として検出された複数の画素のうち隣接する画素について周囲長を求める。ここで、輪郭検出部９０２は、対象領域において色面積として検出された懸濁物質の画素の群が複数ある場合には、それぞれの周囲長を求め、その総和である総周囲長を求める。例えば、懸濁物質の固まりが複数ある場合には、それぞれの周囲長の和を求める。
【００３４】
次に、カメラ９０は、対象領域１００の各画素の画素値を参照し、懸濁物質に対応する画素であるか否かをそれぞれの画素について判定する。
懸濁物質であるか否かの判定は、予め実験を行うことで、実際にカメラ９０によって撮像された画像データや実際の希釈凝集汚泥３４３の液面を汚泥濃縮システム１の作業員が確認し、懸濁物質とするか否かの判定基準となる画素値を作業員が設定する。例えば、画像データにおける画素の色相、彩度、明度について、懸濁物質として含める対象の範囲をそれぞれ決定し、基準範囲として記憶部９０３に書き込みをして記憶させる。
面積検出部９０１は、対象領域１００の各画素の色（画素値）を参照し、懸濁物質に対応する画素の値であるか否かを、記憶部９０３に記憶された基準範囲にあるか否かに基づいて判定を行い、基準範囲にある場合には、懸濁物質として判定し、基準範囲にない場合には、懸濁物質ではないと判定する。この判定は、各画素について行われる。
すなわち、面積検出部９０１は、希釈凝集汚泥３４３が撮像されると、この希釈凝集汚泥３４３の色は、上述の記憶部９０３に記憶された懸濁物質（ＳＳ）成分の色（色相、彩度、明度）に基づいて、撮影範囲のうち対象領域の面積に対し、事前に設定したＳＳ成分の色に対応する画素の面積（以下、色面積とも称する）の割合（単位は例えば％）で存在するのかを検知する。例えば、検知したＳＳ成分の色面積の割合が大きいほどＳＳ濃度が高く、色面積の割合が小さいほどＳＳ濃度が低いことを表す。
ここで、色面積の割合は、対象領域の面積に対するＳＳ成分の色に対応する画素の面積を求める方法の他に、マスタ画像を用いて色面積の割合を求めることもできる。ここでマスタ画像は、希釈凝集汚泥３４３を撮影した画像データのうち、ＳＳ成分に対応する画素がある程度の存在する画像についてＳＳ成分に対応する画素の面積を求めておき、マスタ画像とする。そして、マスタ画像におけるＳＳ成分に対応する画素の面積に対する、判定する対象の画像データの対象領域におけるＳＳ成分に対応する画素の面積の割合を求めるようにしてもよい。マスタ画像を用いる場合は、求められた割合の数が、マスタ画像を用いない場合に比べて大きな値が得られる。
【００３５】
また、ここで、希釈凝集汚泥３４３のＳＳ濃度は色面積により測定することが可能であるが、ＳＳ濃度が上昇した場合、その原因が凝集剤の添加の不足によるものか、もしくは凝集剤の添加の過剰によるものか、汚泥濃縮システム１のいずれの箇所における運転が適正でないかをＳＳ濃度だけで判断することができない。
輪郭検出部９０２は、画像データの色面積として特定された画素と、その画素に隣接する画像であって色面積として特定されなかった画素との色のコントラストに基づいて、その境界線を輪郭とするか否かを判断し、輪郭とすると判定された場合には、その輪郭のピクセル数を輪郭検出値として測定する。輪郭とするか否かの判断基準は、コントラストを用いることができるが、例えば、画像データの色面積として特定された画素と、その画素に隣接する画像であって色面積として特定されなかった画素の画素値の差が基準コントラスト値以上である場合に輪郭であると判定し、基準コントラスト値未満である場合には輪郭ではないと判断する。基準コントラスト値は取り扱う被処理物の性状や運転基準等に基づいて、任意に設定することができる。基準コントラスト値を大きな値に設定する場合には、色面積であると判定された懸濁物質とその周囲（背景）との画素値の差が大きい場合に輪郭として検出されるため感度を低く設定することができ、基準コントラスト値を小さな値に設定する場合には、色面積であると判定された懸濁物質とその周囲（背景）との画素値の差が小さくても輪郭として検出されるため感度を高く設定することができる。このような基準コントラスト値は、記憶部９０３に記憶しておく。
輪郭検出部９０２は、輪郭であると検出された画素が隣接するように連なり、色面積として判定された懸濁物質の画素を取り囲むような関係になった場合に、連なった画素の数をカウントすることで周囲長を測定する。ここでは、一部の画素が連なっていなかった場合であっても、離間する画素の数が所定数以下であれば輪郭として見なしても周囲長を測定してもよい。
【００３６】
ここで、凝集剤の注入率が不足した場合、混和槽３０で形成される凝集汚泥の粒は小さくなり一部は凝集せずに汚泥粒子のまま凝集汚泥中に懸濁することになる。この凝集汚泥は、凝集汚泥引抜ポンプ３２によって凝集汚泥監視ボックス３４に投入され希釈水によって希釈され希釈凝集汚泥３４３として貯留される。希釈凝集汚泥３４３は、元々の凝集汚泥と同様、凝集汚泥の粒が小さく、微細な汚泥粒子が懸濁している状態であるため、色面積として判定された画素と、その画素に隣接する色面積として判定されなかった画素との画素値の差が基準コントラスト値未満となる。その結果、希釈凝集汚泥３４３におけるＳＳ濃度が高くても輪郭検出部９０２は、輪郭を検出することができない。
一方、凝集剤の注入率が適正以上の場合、希釈凝集汚泥３４３の粒が大きく、微細な汚泥粒子が懸濁していない状態であるため、輪郭検出部９０２は、ＳＳの輪郭を検知することができる。
したがって、希釈凝集汚泥３４３の色面積に対して、輪郭として検出された総周囲長の値が小さい場合は、凝集剤が不足していると判断でき、総周囲長の値が大きい場合は、凝集剤が過剰であるか、または濃縮装置の運転条件が適正でないと判断できる。
【００３７】
図６は、汚泥に対する凝集剤の注入率が適正である場合における希釈凝集汚泥３４３の液面を撮像した撮像データが画像処理された後の画像である。ここでは、カメラ９０が対象領域１００を対象として、懸濁物質に対応する色面積を検出した場合における画像を表す。図６（ａ）は、面積検出部９０１が色面積の判定を行った後の画像を表す。ここでは、希釈凝集汚泥３４３において残留した凝集剤がＳＳと反応して再凝集され、分離液４０５の液面部分に存在する懸濁物質（例えば符号１０１）が色面積として判定される。この図においては、このような色面積として検出された部位は、対象領域内に複数検出されている。また、符号１０２は、照明装置の照明光が反射した部位について撮像されているが、このような画素については、色面積の対象となる画素の基準範囲に入らないため、色面積としては検出されない。
図６（ｂ）は、色面積が検出された画像に対して輪郭検出部９０２が輪郭の検出を行った後の画像を表す。ここでは、検出された輪郭（符号１１０）が、対象領域において複数検出されている。
このように、凝集剤の注入率が適正である場合には、色面積の増減に対して輪郭としての総周囲長も増減する。そのため、総周囲長に対する色面積の数（色面積÷総周囲長）は、ある程度低い数値となる。
【００３８】
図７は、汚泥に対する凝集剤の注入率が不足している場合における希釈凝集汚泥３４３の液面を撮像した撮像データが画像処理された後の画像である。ここでは、コンピュータ８０が対象領域１００を対象として、懸濁物質に対応する色面積を検出した場合における画像を表す。図７（ａ）は、面積検出部９０１が色面積の判定を行った後の画像を表す。ここでは、希釈凝集汚泥３４３において凝集剤がほとんど残留していないため、ＳＳと再凝集することがない。そのため、希釈凝集汚泥３４３の液面側にはＳＳが細かい粒子として浮遊し、その結果、希釈凝集汚泥３４３の液面部分に存在する懸濁物質（例えば符号１０１）が色面積として判定されるが、一方で、その色面積としては判定されなかった画素においても、色面積として判定された画素に近い値の画素として存在することとなり、そのコントラストは、基準コントラスト値未満となる。そのため、図７（ｂ）のように、色面積として検出された画素の数が多いもかかわらず、輪郭がほとんど検出されることがない。したがって、凝集剤の注入率が不足している場合には、色面積の値が大きく、分離液４０５にＳＳが多量にリークしているにもかかわらず、検出される輪郭の総周囲長は低い値となり、総周囲長に対する色面積の数（色面積÷総周囲長）は、注入率が適正である場合に比べて大きな数値となる。
【００３９】
このような色面積、周囲長、凝集剤の添加量との関係を種々の場面におけるデータを蓄積しておき、このデータを用いることで、制御部７０３は、凝集剤の添加量を制御する。
図８は、色面積と総周囲長との関係を表す図である。
この図において、横軸はＳＳの色面積を表し、縦軸はＳＳの輪郭検出値（総周囲長）を表す。符号３００に示す曲線は、凝集剤の添加量が第１の値である場合を表し、符号３１０に示す曲線は、第１の値よりも大きな添加量であって適正な添加量である場合を表し、符号３２０に示す曲線は、第２の値よりも大きな添加量であって適正な添加量である場合を表す。これら符号３００、符号３１０、符号３１１は、それぞれ異なる添加量における色面積値と輪郭検出値の測定結果を採取し、得られた測定結果を横軸に色面積値、縦軸に輪郭検出値としてプロットし近似曲線として得られた曲線である。
符号３００に示す曲線においては、凝集剤の添加量が不足している場合を表しており、分離液４０５において再凝集されない状態であり、そのため、ＳＳの色面積が増大したとしても、輪郭がほとんど検出されないため、ほぼ横ばいの直線状のグラフとなっている。
一方、符号３１０、符号３２０に示す曲線は、ＳＳの色面積の数値が増大するにつれてＳＳ輪郭検出値も増大する関係にある。これは、凝集剤の添加量が適正であるため、分離液４０５において凝集剤がＳＳと反応して再凝集するため、色面積が増えると検出される輪郭も増大するため、総周囲長も増える傾向にある。
本実施形態においては、このようにして、異なる添加量における色面積値と輪郭検出値のデータを採取し、その結果に基づいて、適正な添加量となる値を予め定めておき、凝集剤の添加量の制御に用いる。ここでは、符号３１０、符号３２０に示す曲線について、いずれも適正な凝集剤の添加量である場合を表しているが、いずれの場合を凝集剤の添加量の制御に用いるかについては、汚泥濃縮システム１に被処理物として供給される汚泥の性状や、運転基準等に基づいて選択すればよい。例えば、符号３１０に示す場合における凝集剤の添加量を適正な添加量となる値として制御に用いる場合を一例として説明する。
ここでは、符号３１０に示す曲線を基準として、一定範囲を基準範囲として定める。例えば、この曲線が示す値に対する±20％、好ましくは±10％を基準範囲とし、その範囲に収まるように注入率を制御する。符号３１１が示す曲線は、基準範囲の上限値を表し、符号３１２が示す曲線は、基準範囲の下限値を表す。
【００４０】
図９は、色面積と、色面積を総周囲長で割った値との関係を表す図である。この図９においては、図８で示す測定結果において、色面積を輪郭検出値で割った値を縦軸とし、図８で示す測定結果における色面積を横軸にした場合を表している。図８を用いて説明した基準範囲については、色面積と輪郭検出値との関係において基準範囲を定める場合について説明したが、このように、色面積を輪郭検出値で割った値と色面積との関係において基準範囲を定めるようにしてもよい。
ここでは、符号３５０に示す直線は、図８符号３００に示す曲線に対応する関係（凝集剤の添加量が同じ）であり、符号３６０に示す直線は、図８符号３１０に示す曲線に対応する関係（凝集剤の添加量が同じ）であり、符号３７０に示す直線は、図８符号３２０に示す曲線に対応する関係（凝集剤の添加量が同じ）である。例えば、符号３６０に示す直線を凝集剤の添加量の制御に用いる場合には、符号３６０の直線を基準として所定の範囲（±20％、好ましくは±10％）を基準範囲として定めることができる。符号３６１が示す曲線は、基準範囲の上限値を表し、符号３６２が示す曲線は、基準範囲の下限値を表す。
【００４１】
なお、コンピュータ８０の設定部８０１は、カメラ９０の各種設定を行うこともできる。例えば、照明装置の照明の明るさ、フォーカス、撮影頻度、基準画像の登録、検出範囲、検出内容の設定（色面積や輪郭検出など）、色面積を使用する場合には検出したい色（色相、彩度、明度）を、キーボードやマウスなどの入力装置から作業員によって操作される内容に応じて設定する。輪郭検出を使用する場合には、輪郭を検出する感度の設定を行うこともできる。
【００４２】
上述した構成のうち、収容容器３４１、希釈水供給ポンプ３３、カメラ９０の機能を含むようにして希釈汚泥撮像システムを構成するようにしてもよいし、さらに、汚泥濃度計２１と希釈水供給制御部７０３１、汚泥濃度計２１と汚泥供給制御部７０３２、凝集汚泥排出制御部７０３３のうち少なくともいずれかを含むようにして希釈汚泥撮像システムを構成してもよい。
また、希釈汚泥撮像システムに、面積検出部９０１、輪郭検出部９０２、判定部７０２、制御部７０３の機能を含むようにして凝集剤添加量制御システムを構成するようにしてもよい。
また、面積検出部９０１、輪郭検出部９０２、記憶部９０３の機能を制御盤７０に設けるようにしてもよいし、コンピュータ８０の機能として設けるようにしてもよい。
【００４３】
図１０は、汚泥濃縮システム１の動作を説明するフローチャートである。
制御盤７０の制御部７０３は、凝集汚泥監視ボックス３４の収容容器３４１内の入れ替えタイミングが到来したか否かを判定する（ステップＳ１０）。この入れ替えタイミングは、予め決められた時間が設定されており、その設定時間が到来したか否かを制御部７０３が有するタイマーの値を参照することで判定する。ここでは、入れ替えタイミングが到来していなければステップＳ１１の処理をスキップしてステップＳ１２に移行し、入れ替えタイミングが到来していれば、ステップＳ１１の処理を実行する。ステップＳ１１において、制御部７０３は、凝集汚泥排出制御部７０３３から排出部３４８の開閉バルブに対してバルブを開く制御信号を出力することで、開閉バルブを開き、収容容器３４１に貯留された希釈凝集汚泥３４３を排出する。なお、このステップＳ１１における収納容器３４１内の入れ替えは、開閉バルブを開閉して収容容器３４１内に貯留された希釈凝集汚泥３４３を排出することで入れ替えする場合について説明したが、入れ替えは、開閉バルブを用いて希釈凝集汚泥３４３を排出する方法とは別の方法で行うようにしてもよい。例えば、入れ替えは、希釈水供給ポンプ３３から供給される希釈水や凝集汚泥引抜ポンプ３２から供給される凝集汚泥を、一定時間、収納容器３４１へ供給し、収容容器３４１内の希釈凝集汚泥をオーバーフローさせることで行うようにしてもよい。この場合、ステップＳ１１をスキップしてステップＳ１２に移行してもよい。また、この入れ替えのために希釈水供給ポンプ３３からの希釈水の供給や、凝集汚泥引抜ポンプ３２からの凝集汚泥の供給は、任意のタイミングで行ってもよい。
【００４４】
ステップＳ１２において、制御部７０３は、汚泥濃度計２１から濃度の測定結果を取得し（ステップＳ１２）、取得された濃度の値が濃度基準範囲に収まっているか否かに応じて、希釈水の供給量を決定する（ステップＳ１３）。例えば、濃度の値が濃度基準範囲よりも高い場合には、希釈水供給制御部７０３１によって希釈水の供給量を増加させる。ここでは、濃度の値が濃度基準範囲よりも超えている度合いが高いほど、希釈水の供給量の増加量が多くなるような供給量に決定してもよい。また、汚泥供給制御部７０３２によって凝集汚泥の供給量を減少させるように供給量を決定してもよく、また、濃度の値が濃度基準範囲よりも超えている度合いが高いほど、凝集汚泥の供給量が少なくなるような供給量に決定してもよい。ここでは、希釈水供給ポンプ３３からの希釈水の供給量が凝集汚泥引抜ポンプ３２の引抜き量に対して相対的に増加しており、希釈される傾向に進むように制御されればよい。
ここでは、希釈水が供給されることで収容容器３４１内が撹拌される。これにより、希釈水が供給された場合であっても、収容容器３４１内における濃度が均一になりやすい。希釈された後の濃度を均一にすることで、測定精度を高めることができる。
【００４５】
希釈水の供給量が決定されると、制御部７０３は、決定された希釈水の供給量となるように、希釈水供給ポンプ３３を制御する（ステップＳ１４）。
その後、制御部７０３は、一定のウエイト時間が経過するまで待ち（ステップＳ１５）、ステップＳ１０１に移行する。ここで一定のウエイト時間が経過するまで待つことで、収容容器３４１内における希釈凝集汚泥３４３の濃度が均一になるまで待つことができる。また、収容容器３４１の越流堰３４２から希釈凝集汚泥３４３をある程度オーバーフローさせることで、液面の性状が安定するまで待つことができる。
【００４６】
一定のウエイト時間が経過すると、カメラ９０は、希釈凝集汚泥３４３の液面を撮像する（ステップＳ１０１）。カメラ９０の面積検出部９０１は、撮像された画像データに基づいて、色面積を検出する（ステップＳ１０２）。色面積が検出されると、輪郭検出部９０２は、色面積として検出された懸濁物質の輪郭を検出し（ステップＳ１０３）、検出された輪郭の周囲長を検出する（ステップＳ１０４）。ここでは、画像データの対象領域において色面積が複数箇所において検出された場合には、色面積として検出された懸濁物質のそれぞれの輪郭の周囲長の和を求めることで、総周囲長を検出する。
周囲長が検出されると、判定部７０２は、記憶部７０１に記憶された基準範囲のデータを参照し、色面積に対する周囲長（輪郭検出値）の値と基準範囲とを対比する。（ステップＳ１０５）。
制御部７０３は、判定部７０２の対比結果に基づいて、色面積に対する周囲長（輪郭検出値）の値が基準範囲にある場合、凝集剤供給ポンプ１０が供給する凝集剤の添加量を維持する（ステップＳ１０６）。その後、一定時間のウエイト時間が経過した後、ステップＳ１０に移行する。
【００４７】
一方、色面積に対する周囲長の値が基準範囲外である場合、判定部７０２は、色面積に対する周囲長の値と基準範囲の下限値とを対比する（ステップＳ１０７）。制御部７０３は、判定部７０２の対比結果において、色面積に対する周囲長の値が基準範囲の下限値未満である場合には、凝集剤供給ポンプ１０から供給する凝集剤の供給量を増加させる（ステップＳ１０８）。ここでは、例えば、凝集剤供給ポンプ１０から供給する凝集剤の供給量を特定する複数の異なるレベルを予め設定しておき、制御部７０３は、この複数のレベルのうち、現在のレベルよりも、凝集剤の供給量が増えるように１つレベルを上げるように凝集剤供給ポンプ１０に制御信号を出力する。凝集剤供給ポンプ１０は、凝集剤の供給量を１段分増加するようにして供給する。これにより、凝集剤供給ポンプ１０から供給される凝集剤の供給量が増加し、混和槽３０において反応し得る凝集剤の量が増大する傾向に進む。ステップＳ１０７の後、一定時間のウエイト時間が経過した後、ステップＳ１０に移行する。
【００４８】
一方、制御部７０３は、判定部７０２の対比結果において、色面積に対する周囲長の値が基準範囲の下限値ではない場合、すなわち、色面積に対する周囲長の値が基準範囲の上限値を上回る場合には、凝集剤供給ポンプ１０から供給する凝集剤の供給量を減少させる（ステップＳ１０９）。ここでは、例えば、制御部７０３は、この複数のレベルのうち、現在のレベルよりも、凝集剤の供給量が減るように１つレベルを下げるように凝集剤供給ポンプ１０に制御信号を出力する。凝集剤供給ポンプ１０は、凝集剤の供給量を１段分減少するようにして供給する。これにより、凝集剤供給ポンプ１０から供給される凝集剤の供給量が減少し、混和槽３０において反応し得る凝集剤の量が減少する傾向に進む。ステップＳ１０９の後、一定時間のウエイト時間が経過した後、ステップＳ１０に移行する。
【００４９】
そしてステップＳ１０において、制御部７０３は、入れ替えタイミングが到来したか否かの判定を行い、入れ替えタイミングが到来している場合には、希釈水供給ポンプ３３と凝集汚泥引抜ポンプ３２の駆動を一時停止し、排出部３４８の開閉バルブを開くことで収容容器３４１内の希釈凝集汚泥３４３を全て排出し、開閉バルブを閉じることで入れ替え処理を行い、ステップＳ１２に移行する。ここでは、ステップＳ１０８、ステップＳ１０９において、凝集剤の供給量の制御を行った後に一定時間ウエイトされていることで、凝集剤の供給量の増減があったとしても、凝集剤が増減された後の凝集汚泥が収容容器３４１に到達するようになってから、入れ替え処理を行うことが可能となるこれにより、凝集剤の供給量が変更された後の凝集汚泥を収容容器３４１に導入し、その液面をカメラ９０によって撮像することができる。
【００５０】
なお、上述した実施形態において、ステップＳ１０１において撮影した画像データの１つのみを利用して色面積や輪郭の検出を行ってもよいが、撮影した画像データの過去の所定の期間の画像データにおいて検出されたそれぞれの色面積や輪郭の検出値の平均値を対象として判定部７０２が対比し、対比結果に基づいて、制御部７０３が制御をするようにしてもよい。例えば、１０分間程度の過去の画像データを対象として移動平均を求め、判定部７０２による判定と制御部７０３による制御を行うようにしてもよい。また、カメラの撮影条件によっては、カメラ９０の撮像範囲にＳＳが浮遊して収まるように撮像されるか否かに応じてこれら検出値が大きく変動する場合もあり、このような場合には、直近の過去の平均値（移動平均等）を用いることで判定部７０２の判定精度を向上させることができる。
また、判定部７０２は、図１０のフローチャートのステップＳ１０５およびステップＳ１０７の判定に限定されず、記憶部７０１に記憶された基準範囲の上限値と色面積に対する周囲長の値とを対比し、その後、記憶部７０１に記憶された基準範囲の下限値と色面積に対する周囲長の値とを対比して判定してもよい。または、記憶部７０１に記憶された基準範囲の下限値と、色面積に対する周囲長の値とを対比し、その後、記憶部７０１に記憶された基準範囲の上限値と、色面積に対する周囲長の値とを対比して判定してもよい。
【００５１】
上述した実施形態において、混和槽３０は、ラインミキサーを用いるようにしても良く、ラインミキサーと混和槽３０とを組み合わせるようにしても良い。汚泥と凝集剤の混合により形成された凝集汚泥は、縦型濾過濃縮装置４０の上部から投入され濾過スクリーン４０２を介して固液分離される。カメラ９０は、分離液４０５の液面を撮像し、これにより、分離液４０５に含まれるＳＳの色面積およびＳＳの輪郭（大きさ）が測定される。分離液の水質（ＳＳ濃度）が良好であれば、ＳＳの色面積は小さく、汚泥の固液分離が効率的に行われていると判断できる。
このように、凝集の良し悪しを分離液のＳＳ濃度およびＳＳの輪郭（大きさ）で判断されるが、予め凝集剤の最適注入率におけるＳＳ色面積とＳＳ輪郭検出値の関係（曲線）を把握しておき、その最適曲線±20％好ましくは±10％の範囲に入るように凝集剤の注入率が自動で調整されても良い。最適曲線については、「ＳＳの色面積」と「ＳＳの色面積／ＳＳの輪郭検出値」の近似直線でも良い。
実測した結果が最適曲線±20％好ましくは±10％の範囲に収まっている場合には凝集剤の注入率は維持される。
【００５２】
しかしながら、実測した結果が最適曲線±20％好ましくは±10％の範囲を下回る場合には（「ＳＳの色面積」と「ＳＳの色面積／ＳＳの輪郭検出値」の近似直線を使った場合は上回る場合）、凝集剤の注入率が不足していると判断し、凝集剤供給ポンプの回転数を1段階増加させ凝集剤の注入量を増加させる。なお、凝集剤供給ポンプの1段階当たりの増加量については、任意に設定することができる。
実測した結果が最適曲線±20％好ましくは±10％の範囲を上回る場合には（「ＳＳの色面積」と「ＳＳの色面積／ＳＳの輪郭検出値」の近似直線を使った場合は下回る場合）、凝集剤の注入率が過剰と判断し、凝集剤供給ポンプの回転数を1段階減少させ凝集剤の注入量を減少させる。なお、凝集剤供給ポンプの1段階当たりの減少量については、任意に設定することができる。
分離液のＳＳ色面積およびＳＳの輪郭は常時連続的に測定されるが、凝集剤の注入量を増加または減少させた後は、混和槽および濃縮装置の滞留時間を考慮し10分から20分程度のウエイト時間を経過してから、凝集剤の注入不足か適正かを再度判定し、凝集剤の供給量の制御を行うようにしてもよい。
縦型濾過濃縮装置の洗浄工程時は、分離液のＳＳ濃度が一時的に上昇することから、洗浄工程時および洗浄工程後10分程度は本制御を行わない。
このように、凝集剤の注入率が最適となるように自動で制御されるため、縦型濾過濃縮装置のＳＳ回収率は高く維持され、凝集剤の使用量も削減することが可能となる。
【００５３】
また、凝集剤供給ポンプ１０から供給される凝集剤の供給量は、供給レベルとして予め複数レベルを複数段設定しておき、色面積に対する周囲長（輪郭検出値）の値が、基準範囲から乖離した度合に応じた供給レベルとなるようにして決定してもよい。
【００５４】
次に、第２の実施形態を説明する。
第１の実施形態においては、混和槽３０から縦型濾過濃縮装置４０に凝集汚泥を供給する経路から分岐された凝集汚泥、すなわち、固液分離される前の凝集汚泥を凝集汚泥監視ボックス３４に導入する場合について説明したが、第２の実施形態においては、固液分離された後の分離液を凝集汚泥監視ボックス３４ａに導入する場合について説明する。ここで、固液分離された後の分離液は、水分のみではなく少なからず凝集汚泥が含まれているため、第２の実施形態においては、この分離液を希釈水によって希釈し、その液面をカメラで撮像する。
【００５５】
図１１は、第２の実施形態における汚泥濃縮システム１ａにおける概略構成図である。この図に示されていない部分については、第１の実施形態における汚泥濃縮システム１と構成が同じであるため、図示及びその説明を省略し、第１の実施形態とは異なる構成について説明する。
第１の実施形態においては、混和槽３０から縦型濾過濃縮装置４０に凝集汚泥を供給する経路から分岐された凝集汚泥、すなわち、固液分離される前の凝集汚泥を凝集汚泥監視ボックス３４に導入する場合について説明したが、第２の実施形態においては、固液分離された後の分離液を凝集汚泥監視ボックス３４ａに導入する場合について説明する。ここで、固液分離された後の分離液は、水分のみではなく少なからず凝集汚泥が含まれているため、第２の実施形態においては、この分離液を希釈水によって希釈し、その液面をカメラで撮像する。
また、第１の実施形態において、固液分離装置として縦型濾過濃縮装置４０を用いる場合について説明したが、第２の実施形態においては、固液分離装置であれば、特に縦型濾過濃縮装置でなくてもよく、デカンタ型遠心脱水機、スクリュープレス式脱水機、ベルトプレス式脱水機等であってもよい。
【００５６】
この実施形態において用いられる固液分離装置４０ａは、混和槽３０から供給される凝集汚泥を固液分離する。固液分離装置４０ａから排出される分離液は、固液分離装置４０ａの排出経路から排出されるとともに、一部の分離液は、その排出経路から配管分岐され、分離液供給ポンプ３２ａによって凝集汚泥監視ボックス３４ａに供給される。
分離液供給ポンプ３２ａは、制御盤７０の制御部７０３から出力される制御信号に応じて、分離液を凝集汚泥監視ボックス３４ａに供給する。分離液供給ポンプ３２ａが供給する分離液の供給量は、制御盤７０から供給される駆動信号に基づいてインバータ制御されることで決定されるようにしてもよい。また、分離液供給ポンプ３２ａは、制御盤７０から供給される駆動信号に基づいてオンオフするようにしてもよい。この場合、分離液供給ポンプ３２ａが供給する凝集汚泥の供給量は、一定である。
希釈水供給ポンプ３３ａは、凝集汚泥監視ボックス３４ａに希釈水を供給する。希釈水供給ポンプ３３ａは、希釈水を供給する先が凝集汚泥監視ボックス３４ａである点以外については、基本的に第１の実施形態における希釈水供給ポンプ３３と同様の機能を有する。
凝集汚泥監視ボックス３４ａは、第１の実施形態における凝集汚泥監視ボックス３４と構成は同様であるが、上述したように、混和槽３０から縦型濾過濃縮装置４０に凝集汚泥を供給する経路から分岐された凝集汚泥ではなく、固液分離装置４０ａにおいて固液分離された後の分離液が供給される。
制御盤７０の制御部７０３は、汚泥濃度計２１の測定結果に応じて分離液供給ポンプ３２ａまたは希釈水供給ポンプ３３に駆動振動を出力することで、収容容器３４１ａにおける希釈分離液３４３ａの濃度が濃度基準範囲に収まるように制御する。ここで、汚泥濃度計２１は、汚泥供給ポンプ２０の後段に設けられているが、この実施形態においては、固液分離装置４０ａの分離液を排出する経路に設けるようにしてもよい。
収容容器３４１ａは、分離液供給ポンプ３２ａから供給される分離液と希釈水供給ポンプ３３ａから供給される希釈水とを収容し、一時貯留する。収容容器３４１ａ内に収容された分離液と希釈水は、収容容器３４１ａ内において混合されることで、分離液が希釈水によって希釈され、希釈分離液として一時貯留される。希釈分離液の液面が、越流堰３４２ａを越えると、オーバーフローし、系外に排出される。
排出部３４８ａは、制御部７０３からの制御信号に応じて開閉バルブを開閉させることで、収容容器３４１ａに収容された希釈分離液を貯留または排出することができる。
カメラ９０ａは、収容容器３４１ａの上方に設けられ、収容容器３４１ａに一時貯留される分離液の液面を撮像し、撮像結果である画像データを制御盤７０に出力する。
【００５７】
分離液のＳＳの濃度は、一般的に、数十ｍｇ／Ｌから１５００ｍｇ／Ｌ程度である。分離液の濃度が、希釈する必要がない程度であれば、希釈水を供給せずそのままカメラ９０ａで撮像することが可能である。一方、分離液の濃度が、濃度基準範囲を超えた高い値が測定された場合には、制御部７０３は、希釈水供給ポンプ３３ａによって希釈水を供給することで収容容器３４１ａ内の分離液を希釈する。
制御盤７０は、第１の実施形態、第２の実施形態と同様に、画像データに基づいて、色面積、輪郭の検出を行い、検出結果に基づいて、凝集剤の供給量を制御する。
【００５８】
この第２の実施形態によれば、希釈汚泥撮像システムを固液分離された後の分離液を対象として撮像し、凝集剤の供給量の制御を行うことができる。また、希釈汚泥撮像システムを縦型濾過濃縮装置だけでなく、他の固液分離装置に適用することができる。
【００５９】
また、以上説明した第１及び第２の実施形態において、カメラ９０またはカメラ９０ａの撮像面に対して圧縮空気を吹き付ける圧縮給気供給ダクトを設けるようにしてもよい。これにより、収容容器に収容された液体から生じてカメラ９０またはカメラ９０ａの撮像面に水分（飛沫等）が付着する場合があったとしても、除去することができる。
圧縮給気供給ダクトは、除湿された圧縮空気配管と電磁弁を備えるようにし、タイマーにより一定時間毎に圧縮空気を供給し、カメラ９０のレンズ表面の水滴を吹き飛ばすことでクリーニングを行うようにしてもよい。
【００６０】
また、第１及び第２の実施形態によれば、収容容器に収容された液体が越流堰を越えてオーバーフローさせた後にカメラ９０またはカメラ９０ａによって撮像することで、カメラ９０またはカメラ９０ａから収容容器の液面までの距離を一定に保つことができる。これにより、焦点が合わないことによる測定誤差を低減することができる。また、収容容器の液面において澱みができ、ＳＳ成分が浮上したまま流れない状態においてカメラで撮像すると、測定誤差の原因となり得るが、越流させた後で撮影することで、澱みを排除して撮像することができる。これにより、澱みを排除した上で液面に存在する懸濁物質を撮影することができるので、測定誤差を低減することができる。
【００６１】
また、上述した第１及び第２の実施形態によれば、超音波濃度計や光学式濃度計のように、計器と被測定物（汚泥など）が直接触れる状態で凝集汚泥を計測する必要がないため、透明容器に被測定物を収納し、その透明容器越しに測定する必要もなくなり、計器および容器の汚れによる測定誤差をなくすことができる。
【００６２】
また、以上説明した第１及び第２の実施形態によれば、固液分離装置で汚泥を濃縮する工程において、凝集剤の余分な添加を防止することができる。これにより、凝集剤を被処理物の性状に合わせた供給量となるように制御することができ、無駄に凝集剤を添加してしまうことが低減されるため、運転管理費を削減することが可能となる。
【００６３】
また、本実施形態によれば、固液分離装置（縦型濾過濃縮装置）で分離された分離液に含まれるＳＳ成分の濃度および大きさをカメラで測定し、この測定結果に基づき縦型濾過濃縮装置の凝集剤の供給量を適正に制御することにより、次のような幾多の優れた作用効果を発揮する。
分離液のＳＳ濃度およびＳＳの輪郭（大きさ）をカメラで測定することにより、容易に分離液の水質（性状）が判定でき、これにより瞬時に縦型濾過濃縮装置の運転状態を把握することができ、適切かつ安定した運転管理を行うことができる。
また、カメラの測定結果に基づき、固液分離装置の凝集剤注入率を制御する場合には、凝集剤の適正な注入が可能であり、高いＳＳを維持することで分離液が返流する水処理への負荷低減、今まで安全を見て多めに注入されていた凝集剤の使用量を低減することができる。
高いＳＳ回収率を維持することができれば、分離液を他の脱水機の洗浄水として再利用することも可能であり、汚泥処理設備全体として環境負荷低減に寄与することができる。
【００６４】
また、被処理物は、例えば下水処理場の生物処理工程から発生する汚泥や消化汚泥等の汚泥である。そのため、このような汚泥の性状は、常に一定ではなく、下水の性状や生物処理工程の処理状況によって異なる。固液分離装置において固液を分離するにあたり、供給される汚泥の性状は常に変化するともいえる。固液分離装置に供給される被処理物の性状が変化したとしても、希釈凝集汚泥または希釈分離液におけるＳＳをカメラで撮像して色面積や輪郭を検出し、凝集剤の供給量を制御するようにしたので、被処理物の性状が変化したとしても、分離液４０５の液面に生じるＳＳに応じて凝集剤の供給量を制御することで、被処理物の性状の変化に合わせて凝集剤の供給量を決定することができる。
【００６５】
上述した実施形態における面積検出部９０１、輪郭検出部９０２、記憶部９０３は、カメラ９０に備えられていることに限定されず、コンピュータに備えられていてもよい。また、面積検出部９０１、輪郭検出部９０２、制御盤７０の機能についてもコンピュータで実現するようにしてもよい。その場合、この機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現してもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでもよい。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよく、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよく、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のプログラマブルロジックデバイスを用いて実現されるものであってもよい。
【００６６】
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
【符号の説明】
【００６７】
１、１ａ  汚泥濃縮システム
１０  凝集剤供給ポンプ
１１  凝集剤流量計
２０  汚泥供給ポンプ
２１  汚泥濃度計
２２  汚泥流量計
３０  混和槽
３１  圧力計
４０  縦型濾過濃縮装置
４０ａ  固液分離装置
５０  濃縮汚泥引抜ポンプ
６０  通信ケーブル
７０  制御盤
７１  アンプ
７２  シーケンサ
８０  コンピュータ
９０、９０ａ  カメラ
３４１、３４１ａ  収容容器
３４２、３４２ａ  越流堰
３４３  希釈凝集汚泥
３４３ａ  希釈分離液
７０１  記憶部
７０２  判定部
７０３  制御部
９０１  面積検出部
９０２  輪郭検出部
９０３  記憶部
７０３１  希釈水供給制御部
７０３２  汚泥供給制御部
７０３３  凝集汚泥排出制御部
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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