(57)【要約】【課題】凝集槽における管理すべき粒状物の濃度を常時監視できるようにし、望ましくは目標濃度範囲内に自動的に維持できるようにして、高速凝集沈澱装置が有する優れた機能、つまり高速処理機能と優れた処理水水質が得られる機能とを、常時安定して発揮できるようにする。【解決手段】原水中の懸濁物質を凝集剤と粒状物の添加によりフロックとして凝集させる凝集槽と、凝集槽からの導入水中のフロックを沈澱させ処理水とフロックとに分離する沈澱槽とを備えた凝集沈澱装置において、凝集槽内に、粒状物の濃度を連続測定可能な濃度計を設けた凝集沈澱装置。【選択図】　図１
2004141773.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原水中の懸濁物質を凝集剤と粒状物の添加によりフロックとして凝集させる凝集槽と、凝集槽からの導入水中のフロックを沈澱させ処理水とフロックとに分離する沈澱槽とを備えた凝集沈澱装置において、前記凝集槽内に、前記粒状物の濃度を連続測定可能な濃度計を設けたことを特徴とする凝集沈澱装置。
【請求項２】
前記沈澱槽における処理の線速度が３０〜１００ｍ／ｈである、請求項１の凝集沈澱装置。
【請求項３】
前記濃度計が、レーザー光発光用の光ファイバーと受光用の光ファイバーのそれぞれ複数束ねてひとつのセンサー部に構成し、被測定液中の濁質成分の濃度を、被測定液中に向けて発光されたレーザー光の拡散反射光を検知することにより測定する濃度計からなる、請求項１または２の凝集沈澱装置。
【請求項４】
前記濃度計が、少なくとも１〜３０ｇ／Ｌの測定濃度範囲を有する、請求項１〜３のいずれかに記載の凝集沈澱装置。
【請求項５】
前記濃度計からの測定情報に基づき、前記凝集槽内における粒状物の濃度が目標濃度範囲内となるように粒状物を自動補給する粒状物自動供給系を有する、請求項１〜４のいずれかに記載の凝集沈澱装置。
【請求項６】
前記目標濃度範囲が５〜２０ｇ／Ｌの範囲内に設定されている、請求項５の凝集沈澱装置。
【請求項７】
前記粒状物自動供給系が、粒状物貯槽と、粒状物貯槽から送り出される粒状物を計量する手段と、粒状物を水とのスラリーとして前記凝集槽内に送る粒状物移送手段を備えている、請求項５または６の凝集沈澱装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、原水中の懸濁物質を凝集沈澱により汚泥と処理水とに分離する凝集沈澱装置に関し、とくに、粒状物を添加、循環使用し懸濁物質をフロックに形成して迅速な沈澱を行わせて高速処理を可能にした凝集沈澱装置において、粒状物を常時、処理に適切な濃度に維持、管理できるようにする技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
原水中の懸濁物質を凝集剤と粒状物の添加によりフロックとして凝集させる凝集槽と、凝集槽からの導入水中のフロックを沈澱させ処理水とフロックとに分離する沈澱槽とを備え、沈澱槽における処理の線速度が３０〜１００ｍ／ｈという高速での処理が可能な凝集沈澱装置が知られている（たとえば、特許文献１）。
この高速凝集沈澱装置においては、沈澱槽で沈澱、分離されたフロックは、サイクロン等の分離器により汚泥と粒状物とに分離され、粒状物は再び凝集槽に戻されて循環使用されるようになっている。
【０００３】
このような凝集沈澱装置では、処理水の水質を良好かつ安定に保つため、凝集槽の粒状物濃度（これは、凝集槽内の汚泥濃度で近似される。）をある適切な範囲（通常、５〜２００ｇ／Ｌ）内に維持することが必要であり、運転管理として、汚泥濃度を測定し、この範囲から外れている、あるいは近いうちに外れることが予想される場合には、粒状物を凝集槽に補給することが必要になる。
【０００４】
上記のような粒状物を循環使用する凝集沈澱装置の運転においては、凝集槽内の粒状物濃度は、意図的に粒状物を補給しない限り、長期的には減少する。これは、サイクロン等の分離器において汚泥と粒状物の分離が完全ではなく、粒状物の一部は汚泥と共に系外に排出されてしまう、あるいは処理水に混入して流出してしまうためである。処理水の水質を良好かつ安定に保つためには、凝集槽内の粒状物濃度（汚泥濃度）を一定値以上（通常、５ｇ／Ｌ以上）に保持することが重要であり、頻繁に濃度を測定し、必要に応じて粒状物を補給するなど、一定値を下回ることのないように濃度を管理することが求められる。従来、このような管理のための濃度測定は、凝集槽、つまりフロック形成槽からサンプリングコック等を介してサンプルを採水し、手動で測定していた。しかし、手動測定では、採水の仕方により大きな誤差が生じる場合があり、厳密な濃度管理は難しい。また、測定に数時間を要し、操作も煩雑である。
【０００５】
なお、上記のような高速凝集沈澱装置とは別の技術として、被測定液中の濁質成分の濃度を、レーザー光の拡散反射光を利用して高精度で測定できるようにした濃度計が知られている（たとえば、特許文献２）。
【０００６】
【特許文献１】
特開２０００−３１７２１５号公報（特許請求の範囲）
【特許文献２】
特開２００２−９８６３７号公報（特許請求の範囲）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、上記のような粒状物を循環使用する高速凝集沈澱装置における問題点に着目し、凝集槽における管理すべき粒状物の濃度を常時監視できるようにし、望ましくは目標濃度範囲内に自動的に維持できるようにして、高速凝集沈澱装置が有する優れた機能、つまり高速処理機能と優れた処理水水質が得られる機能とを、常時安定して発揮できるようにすることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明に係る凝集沈澱装置は、原水中の懸濁物質を凝集剤と粒状物の添加によりフロックとして凝集させる凝集槽と、凝集槽からの導入水中のフロックを沈澱させ処理水とフロックとに分離する沈澱槽とを備えた凝集沈澱装置において、前記凝集槽内に、前記粒状物の濃度を連続測定可能な濃度計を設けたことを特徴とするものからなる。
【０００９】
この凝集沈澱装置は、上記沈澱槽における処理の線速度が３０〜１００ｍ／ｈである高速処理を行うことができる凝集沈澱装置に構成することができる。
【００１０】
上記濃度計としては、凝集槽内における粒状物の濃度を連続測定可能な濃度計であれば、とくに限定されないが、測定精度および測定対象範囲の観点から、とくに、レーザー光発光用の光ファイバーと受光用の光ファイバーのそれぞれ複数を束ねてひとつのセンサー部に構成し、被測定液中の濁質成分の濃度を、被測定液中に向けて発光されたレーザー光の拡散反射光を検知することにより測定する濃度計からなることが好ましい。このような構成を有する濃度計は、少なくとも１〜３０ｇ／Ｌの濃度測定対象範囲を有するように構成することができる。凝集槽内における粒状物濃度は通常５〜２０ｇ／Ｌの範囲内に管理するのが好ましいため、上記濃度計はこのような粒状物の管理値付近の濃度測定に適している。
【００１１】
また、本発明に係る凝集沈澱装置においては、前記濃度計からの測定情報に基づき、前記凝集槽内における粒状物の濃度が目標濃度範囲内となるよう粒状物を自動補給する粒状物自動供給系を有することが好ましい。目標濃度範囲としては、前述の如く５〜２０ｇ／Ｌの範囲内に設定するのが好ましい。粒状物自動供給系の構成は特に限定しないが、たとえば、粒状物貯槽と、粒状物貯槽から送り出される粒状物を計量する手段と、粒状物を水とのスラリーとして前記凝集槽内に送る粒状物移送手段を備えた構成とできる。
【００１２】
上記のような本発明に係る凝集沈澱装置においては、凝集槽内に連続測定可能な濃度計が設けられるので、凝集槽内における粒状物の濃度を、従来のようにサンプリングおよび分析操作を行うことなく、処理系内において連続的に測定、監視でき、測定値に応じて粒状物濃度を目標とする範囲内に常時維持することが可能となる。また、粒状物自動供給系を設ければ、必要に応じて粒状物を自動補給することが可能になり、凝集槽内における粒状物濃度が、常時、安定して、目標とする範囲内に制御される。その結果、粒状物を用いてフロックを形成し、それを迅速に沈澱処理できるようにした高速凝集沈澱装置を、手間のかかる分析操作を行うことなく、常時最適な条件で運転できるようになり、安定して優れた処理水水質を得ることができるようになる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の望ましい実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の一実施態様に係る凝集沈澱装置を示している。凝集沈澱装置１は、凝集槽２と、それに隣接配置された沈澱槽３を備えており、本実施態様では、凝集槽２の前段に無機凝集剤混和槽４が設けられている。無機凝集剤混和槽４には、原水供給ライン５を介して原水６が供給され、本実施態様では、原水供給ライン５に無機凝集剤としてＰＡＣ７（ポリ塩化アルミニウム）が注入される。ＰＡＣ７が注入された原水は、無機凝集剤混和槽４内で攪拌機８によって攪拌され、原水中に無機凝集剤としてＰＡＣ７が混和される。無機凝集剤混和槽４から、越流ぜき９を介して無機凝集剤が混和された原水が凝集槽２内にその下部側から導入される。凝集槽２内には高分子凝集剤１０が添加され、攪拌機１１により凝集槽２のブランケット１２内で後述の粒状物とともに攪拌される。この高分子凝集剤１０は、凝集槽２への導入ライン１３にてライン注入することも可能である。
【００１４】
無機凝集剤７としては、上記ポリ塩化アルミニウム（ＰＡＣ）以外、たとえば、塩化第二鉄、硫酸第二鉄等も使用可能であり、高分子凝集剤１０としては、たとえばノニオン性、アニオン性あるいは両性の高分子凝集剤を用いることができる。アニオン性の高分子凝集剤としては、たとえば、アクリル酸またはその塩の重合物、アクリル酸またはその塩とアクリルアミドとの共重合物、アクリルアミドと２−アクリルアミド−２メチルプロパンスルホン酸塩の共重合物、アクリル酸またはその塩とアクリルアミドと２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸塩の３元共重合物、ポリアクリルアミドの部分加水分解物などが挙げられるが、特にこれらに限定されるものではない。ノニオン性の高分子凝集剤としては、代表的なものとしてポリアクリルアミドが挙げられるが、特にこれに限定されるものではない。両性の高分子凝集剤としては、たとえば、ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレートの３級塩および４級塩（塩化メチル塩等）等の少なくとも１種のカチオン性単量体と、アクリル酸およびその塩（ナトリウム、カルシウム等の塩類）、２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸塩（ナトリウム、カルシウム等の塩類）等の少なくとも１種のアニオン性単量体の共重合物、あるいは、上記の少なくとも１種のカチオン性単量体および上記の少なくとも１種のアニオン性単量体とアクリルアミド等の少なくとも１種のノニオン性単量体との三元もしくは四元以上の共重合物等が挙げられるが、特にこれらに限定されるものではない。高分子凝集剤の分子量の範囲は特に限定されないが、５００万〜２０００万の範囲が好ましい。これらの高分子凝集剤は、単独で又は混合物として用いることができる。高分子凝集剤の添加量は、一般的に経済的な観点から０．３〜２ｍｇ／ｌ程度である。
【００１５】
凝集槽２内には、粒状物としての砂１４が添加され、凝集沈澱装置における沈降促進材として機能する。添加量は、たとえば、凝集槽２内における砂１４の濃度が５ｇ／Ｌ以上になるように初期添加され、後述の如く、所定の濃度を維持できるように、適時に不足分が補充される。添加量は、好ましくは５ｇ／Ｌ〜２００ｇ／Ｌの範囲とされるが、少ない添加量で所定の処理効果を発揮できるのが、経済的観点等から最も好ましいので、望ましくは目標とする凝集槽２内における粒状物濃度を５〜２０ｇ／Ｌの範囲に管理あるいは制御するのが好ましい。
【００１６】
凝集槽２では、そのブランケット１２内で攪拌機１１による攪拌により、原水中の懸濁物質が、無機凝集剤７、高分子凝集剤１０、砂１４を含むフロックとして凝集される。
【００１７】
この凝集においては、無機凝集剤７が懸濁物質を凝集させて微細なフロックを生成させ、それに高分子凝集剤１０が絡まってより大きなフロックに成長させ、成長したフロックには比重の大きい粒状物としての砂１４が含有され、全体として比較的大きな、比重の大きい沈澱しやすいフロックに成長する。
【００１８】
フロックの成長は、攪拌機１１の攪拌翼近傍よりはむしろその上方部位で進む。凝集槽２の下部２ａは、下方に向かって狭まるコーン状に形成されており、攪拌翼の回転に伴って回動する被処理水の回転流の流速が下部２ａにおいて高められるため、凝集槽２の下部２ａへのフロックの沈澱や堆積は適切に防止されている。
【００１９】
凝集槽２内のブランケット１２内には、濃度計１５、とくにそのセンサー部１６が設けられ、凝集槽２外に濃度計１５の変換器および濃度表示部１７が設けられている。この濃度計１５は、凝集槽２内における粒状物の濃度を連続測定可能な濃度計からなる。濃度計１５のセンサー部１６は、凝集槽２の中でも粒状物が吸合したフロックが滞留している部分（フロックブランケット１２）内に設置されており、ブランケット１２内で、撹拌翼の回転の妨害にならないところであればどこでもよいが、測定精度を高めるため、望ましくは、ブランケット１２の中位に設置し、かつ、槽の壁面から２ｃｍ以上離れた位置にあるのが良い。濃度計本体、つまり上記変換器および濃度表示部１７を含む濃度計本体は、凝集沈澱装置１（とくにその凝集槽２）の近くにある必要はなく、凝集沈澱装置１の制御盤付近など表示が見やすく、管理のしやすい場所に設置すればよい。
【００２０】
濃度計１５は、本実施態様では、図２に示すような基本構成を有する濃度計からなる。図２において、濃度計１５は、先端部がセンサーの形態に構成され、その先端部がたとえば凝集槽２内を臨むように取り付けられる。濃度計１５は、凝集槽２内の被測定液４３中の濁質成分４４（本発明においては、粒状物濃度測定のための凝集フロック）に向けて発光されたレーザー照射光４５の拡散反射光４６を検知することにより、被測定液４３中の濁質成分４４の濃度を測定する、拡散反射光方式の濃度計に構成されている。
【００２１】
本実施態様では、レーザー光源として、レーザー光発光に好適な特定の波長域で強度の高いレーザー光を発光するレーザー発光ダイオード４７（レーザーダイオードと略称されることもある。）が使用され、発振器を備えた駆動回路４８によるパルス駆動により、所定のパルスの形態でレーザー光が発光されるようになっている。レーザー発光ダイオード４７で発光されたレーザー光は、レーザー光拡散板４９を介して、光ファイバー固定金具５０で束ねられて保持された多数の発光用光ファイバー５１の入射端に入射される。レーザー光拡散板４９により、レーザー光は、均一に拡散された状態で発光用光ファイバー５１の入射端に照射される。
【００２２】
多数の発光用光ファイバー５１と、実質的に同数の多数の受光用光ファイバー５２とが束ねられて、一つのセンサー部５３に構成されている。束ねられた発光用光ファイバー５１および受光用光ファイバー５２は、たとえば固定金具５４内に相対位置が固定された状態で保持され、各光ファイバーの先端面の位置が揃えられてセンサー面５５に形成されている。センサー面５５からは、発光用光ファイバー５１中を導光され、発光用光ファイバー５１の出射端から発光されたレーザー光が被測定液４３中に向けて照射され、被測定液４３中の濁質成分４４に当たって拡散、反射してきたレーザー光は、受光用光ファイバー５２の入射端に受光される。本実施態様では、このセンサー面５５におけるレーザー光の受発光は、センサー面５５上に設けたガラス板５６を通して行われるようになっている。
ガラス板５６の材質としては、特に限定しないが、硬くて傷が付きにくく、化学的に安定で、耐酸性、耐アルカリ性、耐溶剤性に優れ熱的にも安定なサファイアガラスが好ましい。また、このガラス板５６の被測定液４３側の面を鏡面仕上げしておくと、汚泥による汚れが付着しにくくなり、また、スラッジ等による傷も付きにくくなるので、好ましい。なお、図２には平板状のガラス板５６として図示したが、このようなガラス板５６に代えて、適当な焦点距離を有するレンズを採用することも可能である。レンズとしては、センサー面側が平面で、他面側を凸面に形成してレンズ機能をもたせた平凸レンズ等が好ましい。
【００２３】
受光用光ファイバー５２の入射端から受光されたレーザー光の拡散反射光は、受光用光ファイバー５２中を導光されて、反対側の端部である出射端から出射される。受光用光ファイバー５２の出射端側の端部においても、多数の受光用光ファイバー５２が光ファイバー固定金具５７により束ねられた状態で保持されている。
【００２４】
受光用光ファイバー５２の出射端から出射された拡散反射光は、本実施態様では可視光カットフィルター５８を通して、反射光受光素子としてのフォトダイオード５９に受光され、その光量が検知される。この可視光カットフィルター５８を配置しておくことで、外乱光（たとえば、蛍光灯等からの外乱光）による濃度測定への影響を小さく抑えることができる。フォトダイオード５９の受光量信号は、本実施態様では、増幅回路６０で増幅されることにより、濃度測定に適切な大きさの信号として出力され、必要に応じて適当な表示装置に検出濃度として表示される。
【００２５】
センサー部５３のセンサー面５５における発光用光ファイバー５１と受光用光ファイバー５２の配置としては、ランダムな配置や、同心円状の配置、それぞれを半円状に配置した形態等を採り得る。センサー面５５における光ファイバーの総数は、たとえば、総数１００〜５０，０００本程度の範囲内から適宜設定される。１本１本の光ファイバーが極細光ファイバーであり、単芯では光量が不足し測定が不能である場合であっても、たとえば発光用光ファイバーを１５００本、受光用光ファイバーを１５００本、合計３０００本程度とすることで、十分に大きな発光量および受光量が得られる。
【００２６】
このように多数の発光用光ファイバー５１と受光用光ファイバー５２が束ねられて一つのセンサー部５３を構成し、これらがセンサー面５５において所定の形態で配置されることにより、１本１本の光ファイバーは細く受光光量が小さくても、多数本を束ねることにより、トータルとしては、十分に大きな発光量、受光量を得ることができる。その結果、濃度測定に対し、発光、受光ともに、光量不足が生じることは回避され、高感度を得るために必要かつ十分な光量が得られることになる。より具体的には、１００〜５０，０００本、とくにトータルで１０００本以上、より好ましくは３０００本程度の本数とすることにより、十分な光量が得られる。
【００２７】
また、多数束ねられた発光用光ファイバー５１および受光用光ファイバー５２は、それぞれ極細の光ファイバーからなるから、濃度測定におけるライトスパンも極限に近くまで低減することができる。たとえばランダム配置の場合で、光ファイバーの径が３０μｍの場合、互いに隣接する発光用光ファイバー５１と受光用光ファイバー５２間のライトスパンは３０μｍ程度となり、極めて小さいライトスパンが得られる。５ｍｍ程度の長いライトスパンをもつ形態に比べ、ライトスパンの比率は、実に、３０：５０００＝１：１６７となる。すなわち、光学的に濃度測定に対する感度として、１６７倍も高い感度が得られることになる。感度が大幅に高められる結果、濁質成分が低濃度である場合はもちろんのこと、１％を超える高濃度、中でも３％を超える高濃度、さらには５％を超える高濃度まで高感度で測定することが可能になる。また、高感度であるから、濁質成分の性状や濃度の変化にも良好に追従でき、安定した高精度の濃度測定が可能になる。
【００２８】
また、レーザー光の光源として、通常のＬＥＤではなく特定の波長域で高強度のレーザー光を発光するレーザー発光ダイオード４７を使用しているから、他の光源に比べ、光源としても十分な強度が得られ、かつ、優れた再現性が得られるとともに、パルス駆動の際に目標とする周波数特性が正確に得られ、しかもシャープに所望の発光を行うことができる優れたパルス駆動特性も得られる。その結果、この濃度計１５を使用することにより、凝集槽２内の濁質成分の濃度を、極めて高感度かつ高精度で、連続測定することが可能となる。凝集槽２内における濁質成分の濃度は、凝集槽２内における粒状物１４の濃度を代表する。
【００２９】
さて、再び図１を参照して説明するに、凝集槽２内における粒状物濃度が上記のように連続的に測定されつつ、凝集槽２内で成長した凝集フロックを含む被処理水は、越流ぜき１８を介して沈澱槽３へと導入される。沈澱槽３では、導入水中のフロックが下方に沈澱され、沈澱されたフロックは上方の処理水１９に対して分離される。沈澱槽３内の上部には、複数の傾斜板２０が並設されており、処理水１９とともにフロックが流出するのを抑制している。
【００３０】
沈澱槽３の底部には、沈澱されたフロックを引き抜くための引抜ライン２１が接続されており、汚泥引抜ポンプ２２によって、沈澱した凝集フロックが引き抜かれる。引き抜かれたフロックは、分離器としてのサイクロン２３に送られ、サイクロン２３内における遠心分離により、汚泥２４と粒状物１４とに分離される。分離された粒状物１４は、再び凝集槽２内に戻されて循環使用される。
【００３１】
このように構成された凝集沈澱装置１においては、凝集槽２内の粒状物濃度を濃度計１５で、常時自動で測定できるため、従来のようなサンプリング採水による場合に比べ、測定の手間が省略され、測定濃度が迅速に連続的に出力される。
したがって、粒状物濃度の管理や制御に測定結果を時間遅れなくフィードバックでき、容易にかつ高精度に目標とする濃度範囲内に安定して維持することが可能になる。
【００３２】
また、濃度計１５のセンサー部が凝集槽２内の汚泥内に設置されているため、採水誤差等は発生せず、常時高精度で濃度測定することが可能である。また、連続的に測定できるため、粒状物濃度が管理範囲を外れ処理水水質が悪化する前に、その傾向を的確に把握でき、必要に応じて適宜粒状物を補給することにより、処理水水質を常時安定して良好な水質に保つことができる。
【００３３】
図３は、本発明の別の実施態様に係る凝集沈澱装置３１を示している。
本実施態様では、図１に示した凝集沈澱装置に、濃度計１５からの測定情報に基づき、凝集槽２内における粒状物の濃度が目標濃度範囲（たとえば、５〜２０ｇ／Ｌ）内となるよう粒状物を自動補給する粒状物自動供給系３２を有するものに構成されている。
【００３４】
粒状物自動供給系３２は、粒状物貯槽３３と、粒状物貯槽３３から送り出される粒状物を計量する手段としての計量送出器３４と、粒状物を水とのスラリーとして凝集槽２内に送る粒状物移送手段３５を備えている。粒状物移送手段３５は、本実施態様では、定量送出器３４からの粒状物を収容する受ホッパー３６と、凝集沈澱装置３１における処理水を収容する処理水タンク３７と、処理水タンク３７内の処理水を引き抜いて前記受ホッパー３６内に送るとともに移送用水として送り出す処理水ポンプ３８と、受ホッパー３６内からの粒状物を水スラリーの形態で吸引、圧送するホッパーエゼクタ３９と、該粒状物の水スラリーを凝集槽２内へと供給する粒状物補給ライン４０とを有している。濃度計１５からの濃度測定信号に基づき、制御装置４１を備えた制御系４２による作動指示信号を処理水ポンプ３８と定量送出器３４に送ることにより、これらの作動が制御され、凝集槽２内における粒状物の濃度が目標濃度範囲に維持されるように、粒状物が自動補給される。
【００３５】
本実施態様では、上記のように粒状物自動供給系３２が構成されているが、粒状物の貯槽から設定した補給量を凝集槽に投入できる装置であれば、この構成に限定されない。また、粒状物の凝集槽への移送に要するエネルギーを考慮すると、自動供給装置は、凝集沈澱装置にできるだけ近い位置に設置されることが望ましい。
【００３６】
上記本実施態様に係る粒状物自動供給系３２では、予め設定された補給量の粒状物が、粒状物貯槽３３から計量送出器３４により受ホッパー３６内に投入される。同時に、給水ポンプ（処理水ポンプ３８）が稼動し、給水の一部が分岐した管より受ホッパー３６内に上部から噴射され、ホーパーエゼクタ３９を介し、粒状物補給ライン４０を通して水スラリーの形態で粒状物が凝集槽２へと移送される。移送のための給水には、このように処理水を用いるのが効率的であるが、水道水等を使用してもよい。また、計量送出器３４としては、粒状物貯槽３３の底部に取り付けたローター方式（回転軸に平行に溝のある回転棒などで、回転数を制御することにより、粒状物を所定量下方に落とすもの）を用いるのが最も簡単である。ただし、設定量の粒状物を計量補給できるものであれば、この方式に限定されない。粒状物の水スラリーの注入箇所は、凝集槽２のフロックブランケット内に注入し、無機凝集剤および高分子凝集剤のフロックに直ちに吸合させるのが望ましい。
【００３７】
制御においては、補給開始濃度、補給量を設定する（補給量は、補給後、目標の濃度になるように設定する）。濃度が補給開始濃度にまで低下したら、粒状物自動供給系が稼動し、設定した補給量分の粒状物の補給が開始される。
【００３８】
このように粒状物自動供給系３２を備えた凝集沈澱装置３１では、常時精度良く汚泥濃度（凝集槽２内の粒状物濃度）が測定され、その測定値をもとに粒状物の補給量が計算され、自動的に凝集槽２内に補給されるため、粒状物濃度管理が大幅に省力化される。
【００３９】
また、粒状物濃度を安定的にかつ低い値（管理値の下限付近、例えば５ｇ／Ｌ程度）に保つことができるため、サイクロン等の分離器において汚泥と粒状物の分離が効率的に行われ、粒状物の損失を低く抑えることができる。また、その分、粒状物補給に係るコストを低く抑えることができる。
【００４０】
【実施例】
実施例１
ある河川水を原水として図１に示した凝集沈澱装置による処理試験を行った。凝集沈澱装置：
無機凝集剤混和槽（０．５ｍ３）：本槽流入部において、ｐＨ調整用の硫酸および無機凝集剤ポリ塩化アルミニウム（以下、ＰＡＣ）を注入。
凝集槽（０．５ｍ３）：本槽流入部において、有機高分子凝集剤（ノニオン性ポリアクリルアミド）およびサイクロンで分離された粒状物を注入。
沈殿槽（０．５　ｍ３）：上向流式　傾斜板沈殿槽（表面積０．５ｍ×０．５ｍ）
濃度計：センサー部を凝集槽内フロックブランケット内部に浸漬して設置し、
本体は、装置外部に設置。
【００４１】
運転条件：
処理水量：１０ｍ３／　時
沈殿槽表面積負荷：４０ｍ３／ｍ２／時
ＰＡＣ注入率：３０ｍｇ／Ｌ
有機高分子凝集剤注入率：０．６ｍｇ／Ｌ（ノニオン性ポリアクリルアミド、分子量１６００×１０４）
循環流量：０．６ｍ３／時
実験開始時の粒状物濃度：　７．０ｇ／Ｌ
【００４２】
結果：
試験期間中、原水は、濁度で４〜２０度の範囲で不規則に変動した。
実験開始後、１ヶ月間、処理水濁度は０．２〜０．３度で安定していた。粒状物濃度の指示値は、実験開始当初、７．０ｇ／Ｌであったが、１ヶ月後には、４．５ｇ／Ｌにまで低下していた。さらに十日後、３．５ｇ／Ｌにまで低下した。
１ヶ月を超えた頃から、処理水濁度は徐々に上昇し、粒状物濃度が３．５ｇ／Ｌになった日には０．６度にまで上昇した。この上昇は、粒状物濃度の低下に伴うものであり、濃度が５．０ｇ／Ｌ以下になると処理水濁度が悪化する傾向にあった。なお、濃度指示値の確認のため、フロックブランケットの水を採水し、粒状物濃度を別途、手動の固形物測定法によって測定したところ、実験開始当初の濃度は７．２ｇ／Ｌ、１ヶ月後の濃度は４．３ｇ／Ｌ、さらに十日後の濃度は３．９ｇ／Ｌであり、濃度計の濃度指示値はほぼこれらに一致し、指示値に大きな狂いは無いことを確認した。
【００４３】
なお、濃度が３．５ｇ／Ｌに下がった時点で、粒状物を凝集槽に１．７５ｋｇ補給し、７．０ｇ／Ｌになるようにした。補給後、処理水濁度は、再び、０．２〜０．３度となり安定に推移した。補給後３週間で粒状物濃度は５．０ｇ／Ｌとなったため、凝集槽に粒状物を１ｋｇ補給投入し、粒状物濃度を７．０ｇ／Ｌに調整した。補給前０．２〜０．３度、補給後も０．２〜０．３度で推移した。すなわち、濃度計の濃度指示値をもとに、粒状物濃度が低下したのを把握し、処理水濁度が悪化する前に粒状物を補給することできた。
【００４４】
実施例２
原水として実施例１と同じ河川水を使用して処理試験を行った。
凝集沈澱装置：実施例１と同様。
濃度計：実施例１と同様。
粒状物自動供給系：
粒状物補給開始濃度：５．０ｇ／Ｌ
粒状物補給量：１．０ｋｇ（目標濃度：７．０ｇ／Ｌ）
移送水：処理水槽に貯留した凝集沈澱処理水を利用。
移送水流量：２０Ｌ／分×６分
計量送出器：２００ｇ／分×５分で１．０ｋｇをホッパーエゼクタへ移送。
【００４５】
結果：
試験期間中、原水は、実施例１とほぼ同じように、濁度で４〜１８度の範囲で不規則に変動した。
試験開始後、処理水濁度は０．２〜０．３度で安定していた。粒状物濃度の指示値は、実験開始当初、７．０ｇ／Ｌであったが、３週間後には、補給開始濃度の５．０ｇ／Ｌにまで低下した。自動補給系が稼動され、粒状物１．０ｋｇが凝集槽に補給されたところ、凝集槽濃度は、７．０ｇ／Ｌに回復した。補給後も処理水濁度は０．２〜０．３度で安定して推移した。すなわち、本試験では、処理水水質が悪化するまえに、粒状物の補給を自動で行うことができ、処理水水質を安定的に保つことができた。また、粒状物濃度の管理および補給に伴う手間が大幅に低減された。
【００４６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る凝集沈澱装置によれば、凝集槽における粒状物の濃度を常時精度良く自動測定できるようになり、従来のサンプリング採水の場合に比べて測定の手間を大幅に削減できるととともに、凝集槽内で直接的に濃度測定できるので測定精度を大幅に向上することができ、粒状物の濃度を常時安定して目標濃度範囲内に維持することが可能になる。その結果、高速凝集沈澱装置が有する優れた高速処理機能と優れた処理水水質が得られる機能とを、常時安定して発揮させることが可能になる。
【００４７】
また、とくに粒状物自動供給系を設けておけば、粒状物濃度の自動測定に加え、目標濃度範囲内に保つために必要な粒状物の補給を自動的に行うことができ、より確実に目標濃度範囲内に維持できるとともに、循環粒状物の使用量を必要最小限に抑えることも可能となり、運転コストの低減をはかることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施態様に係る凝集沈澱装置の全体構成図である。
【図２】図１の装置に使用される濃度計の基本構成を示す概略構成図である。
【図３】本発明の別の実施態様に係る凝集沈澱装置の全体構成図である。
【符号の説明】
１　凝集沈澱装置
２　凝集槽
２ａ　凝集槽の下部
３　沈澱槽
４　無機凝集剤混和槽
５　原水供給ライン
６　原水
７　無機凝集剤
８　攪拌機
９　越流ぜき
１０　高分子凝集剤
１１　攪拌機
１２　ブランケット
１３　凝集槽への導入ライン
１４　粒状物としての砂
１５　濃度計
１６　センサー部
１７　変換器および濃度表示部
１８　越流ぜき
１９　処理水
２０　傾斜板
２１　引抜ライン
２２　汚泥引抜ポンプ
２３　分離器としてのサイクロン
２４　汚泥
３１　凝集沈澱装置
３２　粒状物自動供給系
３３　粒状物貯槽
３４　計量送出器
３５　粒状物移送手段
３６　受ホッパー
３７　処理水タンク
３８　処理水ポンプ
３９　ホッパーエゼクタ
４０　粒状物補給ライン
４１　制御装置
４２　制御系
４３　被測定液
４４　濁質成分
４５　発光されたレーザー光
４６　レーザー光の拡散反射光
４７　レーザー発光ダイオード
４８　レーザー光の駆動回路
４９　レーザー光拡散板
５０　光ファイバー固定金具
５１　発光用光ファイバー
５２　受光用光ファイバー
５３　センサー部
５４、５７　固定金具
５５　センサー面
５６　ガラス板
５８　可視光カットフィルター
５９　フォトダイオード
６０　増幅回路
【図１】
2004141773.tif 000003
【図２】
2004141773.tif 000004
【図３】
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