(57)【要約】【課題】排水量が大きく変化した場合でも、常に安定したｐＨ制御を達成する。【解決手段】複数のサンプリングポンプ２２ａ〜２２ｃで吸引した中和槽ｐＨ計測後の中和槽排水と、そのバイパスライン２６ａ〜２６ｃの中和槽排水を希釈槽４０に受け入れて、該希釈槽４０で該ｐＨ制御の中和剤を投入して均一希釈した中和剤を中和槽２０に拡散して戻して複数の曝気装置４２ａ〜４２ｄにより曝気撹拌して中和すると共に、排水量に応じてサンプリングポンプや曝気ブロア４４ａ〜４４ｄの運転台数を変化させて、ｐＨ制御の無駄時間が設定範囲内に収まるようにする。【選択図】　　　図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルカリ性又は酸性工場排水を中和槽に導き、中和槽ｐＨを測定して中和目標値になるように中和剤投入量を制御して投入すると共に、曝気撹拌により連続的に中和処理して外部に放出する際の工場排水のｐＨ制御方法において、
複数のサンプリングポンプ及びサンプリングラインで吸引した中和槽ｐＨの平均値を測定すると共に、
該中和槽ｐＨ計測後の中和槽排水と、そのバイパスラインの中和槽排水を希釈槽に受け入れて、該希釈槽でｐＨ制御の中和剤を投入して均一希釈した中和剤を中和槽に拡散して戻して複数の曝気装置及び曝気ブロアにより曝気撹拌して中和し、
更に、排水量に応じてサンプリングポンプや曝気ブロアの運転台数を変化させて、ｐＨ制御の無駄時間が設定範囲内に収まるようにしたことを特徴とする工場排水のｐＨ制御方法。
【請求項２】
アルカリ性又は酸性工場排水を中和槽に導き、中和槽ｐＨを測定して中和目標値になるように中和剤投入量を制御して投入すると共に、曝気撹拌により連続的に中和処理して外部に放出するための工場排水のｐＨ制御装置において、
前記中和槽内に設置した複数のサンプリングポンプ及びサンプリングラインと、
前記中和槽内を曝気撹拌するための複数の曝気装置及び曝気ブロアと、
前記複数のサンプリングポンプ及びサンプリングラインで吸引した中和槽ｐＨ計測後の中和槽排水と、そのバイパスラインの中和槽排水を受け入れ、ｐＨ制御の中和剤を投入して均一希釈した中和剤を中和槽に拡散して戻すための希釈槽と、
前記複数のサンプリングポンプ及びサンプリングラインで吸引した中和槽ｐＨの平均値を測定して、該計測中和槽ｐＨの平均値を基に中和剤投入量を制御すると共に、排水量に応じてサンプリングポンプや曝気ブロアの運転台数を変化させて、ｐＨ制御の無駄時間が設定範囲内に収まるようにする制御手段と、
を備えたことを特徴とする工場排水のｐＨ制御装置。
【請求項３】
前記複数のサンプリングポンプが、各サンプリングポンプによりサンプリングされ測定される計測中和槽ｐＨの差が設定範囲内となるように配置されていることを特徴とする請求項２に記載の工場排水のｐＨ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、工場排水のｐＨ制御方法及び装置に係り、特に、製鋼設備等で使用されたアルカリ性又は酸性工場排水を連続的に中和して河川等に放出する際に用いるのに好適な、アルカリ性又は酸性工場排水を中和槽に導き、中和槽ｐＨを測定して中和目標値になるように中和剤投入量を制御して投入すると共に、曝気撹拌により連続的に中和処理して外部に放出する際の工場排水のｐＨ制御方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
製鋼設備等で使用されたアルカリ性又は酸性工場排水を中和処理する際には、中和槽ｐＨを測定し、該中和槽ｐＨが中和目標値になるようにＰＩＤ制御する方法が一般的である。このＰＩＤ制御は、比例＋積分＋微分動作であり、ｐＨ値の偏差に比例する応答と、ｐＨ偏差の大きさと持続時間に比例する積分動作と、ｐＨ制御量の変化速度に比例する微分動作を含む動作であるため、応答の行き過ぎが少なくでき、応答は速く、積分動作によるオフセットが消せる等の利点がある。
【０００３】
しかしながら、工場排水を中和する場合に、その中和点近傍における中和測定曲線が、図１に示すように比較的急な傾斜曲線を持つ場合、前記のＰＩＤ制御では、所定ｐＨに調整するのは至難である。
【０００４】
【特許文献１】
特開昭５１−３５６７１号公報
【特許文献２】
特公昭５６−１７０１８号公報
【特許文献３】
特公昭５４−４１０７９号公報
【特許文献４】
特開昭６２−４９００号公報
【０００５】
そのため、（１）中和滴定特性と逆のゲイン特性を有する非線形ＰＩＤ制御を用いる方法、（２）特許文献１のように、予め設定した時間毎にｐＨ値を確認し、それが予め設定した所期のｐＨ値を超えていれば予め設定したタイマ間中和材を投入、超えていなければ投入しないというようにする方法、（３）特許文献２のように、設定時間周期毎にｐＨを測定し、その検出ｐＨと予め作成した滴定曲線から中和剤投入量を求めて投入する方法が知られている。
【０００６】
又、特許文献３には、対象流出液が間欠的に流出してくる場合に、ｐＨ調節槽よりの排出液の１部を、該ｐＨ計よりも下流位置からｐＨ調節槽もしくはその上流に返送することが記載されている。
【０００７】
又、出願人の先行出願である特許文献４には、鋼板の電解処理にあたり、ｐＨ計により測定したｐＨ測定値を基礎として、前記処理に伴う反応によって上昇もしくは下降する単位時間当りのｐＨ変動量とｐＨ調整用に投入する薬液の影響によって下降もしくは上昇する単位時間当たりのｐＨ変動量とを求め、その両者が常に等しくなるような薬液投入管理を行うことが記載されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記非線形ＰＩＤ制御を用いる方法や、特許文献１、特許文献２に記載された方法では、ある範囲内での中和適定曲線では効果があるが、急傾斜な曲線をもつ場合は、極端に応答性が悪くなる。又、工場排水の排水量は時々刻々変わるため、排水量が変化した場合に無駄時間が変わり、制御が乱れ、安定した制御結果が得られない。そのため、各種設定等を排水量に応じて一々変えなければならないという問題点を有していた。
【０００９】
現状の一例を図２に示すが、中和槽ｐＨ値が大きく振動して、目標上限値及び下限値を逸脱し、良好なｐＨ制御結果が得られていない。
【００１０】
一方、特許文献３によれば、排水量の大きな変動には、ある程度、対応できるが、サンプリングラインが一本であるため、ｐＨ調節槽内のｐＨ分布の片寄りには対応できない。
【００１１】
又、特許文献４は、工場排水ではなく、電解処理液のｐＨ制御方法であり、複数箇所からのサンプリングについては開示がない。電解処理液の場合、厳密なｐＨ制御が必要となるが、工場排水のように流量が大きく変動することはないので本願発明のような制御は不要である。
【００１２】
本発明は、前記従来の問題点を解消するべくなされたもので、排水量が大きく変化する工場排水においても、目標ｐＨ内に安定に制御することを課題とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、アルカリ性又は酸性工場排水を中和槽に導き、中和槽ｐＨを測定して中和目標値になるように中和剤投入量を制御して投入すると共に、曝気撹拌により連続的に中和処理して外部に放出する際の工場排水のｐＨ制御方法において、複数のサンプリングポンプ及びサンプリングラインで吸引した中和槽ｐＨの平均値を測定すると共に、該中和槽ｐＨ計測後の中和槽排水と、そのバイパスラインの中和槽排水を希釈槽に受け入れて、該希釈槽でｐＨ制御の中和剤を投入して均一希釈した中和剤を中和槽に拡散して戻して複数の曝気装置及び曝気ブロアにより曝気撹拌して中和し、更に、排水量に応じてサンプリングポンプや曝気ブロアの運転台数を変化させて、ｐＨ制御の無駄時間が設定範囲内に収まるようにして、前記課題を解決したものである。
【００１４】
又、アルカリ性又は酸性工場排水を中和槽に導き、中和槽ｐＨを測定して中和目標値になるように中和剤投入量を制御して投入すると共に、曝気撹拌により連続的に中和処理して外部に放出するための工場排水のｐＨ制御装置において、前記中和槽内に設置した複数のサンプリングポンプ及びサンプリングラインと、前記中和槽内を曝気撹拌するための複数の曝気装置及び曝気ブロアと、前記複数のサンプリングポンプ及びサンプリングラインで吸引した中和槽ｐＨ計測後の中和槽排水と、そのバイパスラインの中和槽排水を受け入れ、ｐＨ制御の中和剤を投入して均一希釈した中和剤を中和槽に拡散して戻すための希釈槽と、前記複数のサンプリングポンプ及びサンプリングラインで吸引した中和槽ｐＨの平均値を測定して、該計測中和槽ｐＨの平均値を基に中和剤投入量を制御すると共に、排水量に応じてサンプリングポンプや曝気ブロアの運転台数を変化させて、ｐＨ制御の無駄時間が設定範囲内に収まるようにする制御手段と、を備えたものである。
【００１５】
更に、前記複数のサンプリングポンプを、各サンプリングポンプによりサンプリングされ測定される計測中和槽ｐＨの差が設定範囲内となるように配置したものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００１７】
図３は、本発明の実施形態を示すブロック線図である。工場排水１０は中和槽２０に入り、そこで連続的に所定ｐＨに中和されて、監視槽５０、堰式流量計６０を経て外部の河川等に放流される。
【００１８】
前記中和槽２０には複数（本実施形態では３台）のサンプリングポンプ２２ａ〜２２ｃが設置され、該サンプリングポンプ２２ａ〜２２ｃで吸引された工場排水１０の一部は、各々サンプリングライン２４ａ〜２４ｃにより、共通のｐＨ測定槽３０に導かれ、ｐＨ検出器３２によりｐＨが検出される。
【００１９】
前記サンプリングポンプ２２ａ〜２２ｃは、各ステップ応答で得られる無駄時間が、ある範囲内に収まり、且つ、各サンプリングポンプ単独で吸引した中和槽ｐＨのばらつきがある範囲内に収まるように配置されている。ここで、ある範囲内の無駄時間としては、例えば１．２分〜１．６分、ある範囲内のｐＨのばらつきとしては、概ね０．３〜０．５とすることができる。
【００２０】
前記中和槽２０には、更に、該中和槽２０内を曝気撹拌するための複数（本実施形態では４台）の曝気装置４２ａ〜４２ｄ及び曝気ブロア４４ａ〜４４ｄが設けられている。
【００２１】
前記監視槽５０には、堰式流量計６０を通過する排水のレベルを計測する、例えば超音波レベル計５２が設けられ、その測定値がレベル指示演算設定器５４に入力されている。
【００２２】
前記サンプリングポンプ２２ａ〜２２ｃ及び曝気ブロア４４ａ〜４４ｄの運転台数は、前記レベル指示演算設定器５４の出力に応じて、曝気ブロア・サンプリングポンプ制御装置５６の出力により制御される。
【００２３】
前記ｐＨ検出器３２の出力に応じてｐＨ指示調節計３４により調節弁３８の開度を調節することによって、希釈槽４０に導入される硫酸（中和剤）３６の流量が制御される。前記ｐＨ測定槽３０でｐＨを計測後の中和槽排水とそのバイパスライン２６ａ〜２６ｃの中和槽排水は希釈槽４０に導かれ、該希釈槽４０でｐＨ制御の中和剤３６を投入して均一希釈された中和剤が中和槽２０に拡散して戻して中和される。
【００２４】
以下実施形態の作用を説明する。
【００２５】
３台設置したサンプリングポンプ２２ａ〜２２ｃの中から、超音波レベル計５２により検出される排水量に応じたサンプリングポンプが運転され、それら中和槽排水がｐＨ測定槽３０に集まり、そのｐＨ測定槽３０内のｐＨがｐＨ検出器３２で計測され、ｐＨ指示調節計３４に入力される。ｐＨ指示調節計３４は、その計測ｐＨ値がオペレータによって設定されたｐＨ設定値になるように中和剤（例えば硫酸）３６の投入量を演算し、調節弁３８に出力する。調節弁３８は、その出力に見合った分の開度になり、中和剤３６が希釈槽４０に投入される。希釈槽４０に投入された中和剤３６は、前記のサンプリングポンプ２２ａ〜２２ｃのバイパスライン２６ａ〜２６ｃとｐＨ測定槽３０からの中和槽排水で均一希釈されながら中和槽２０に拡散投入される。
【００２６】
又、４台設置した曝気ブロア４４ａ〜４４ｄの中から、超音波レベル計５２によって検出される排水量に応じた曝気ブロアが運転され、前記で拡散投入された希釈硫酸と連続的に入ってくる工場排水１０を撹拌して、中和する。
【００２７】
前記サンプリングポンプと曝気ブロアの台数は、実験及び操業結果により、例えばサンプリングポンプを３台、曝気ブロアを４台とし、排水量に応じて、図４に示すような台数を運転することができる。図４を適用した結果を図５に示すが、工場排水量が変化した場合でも、所定ｐＨ内に制御されるという良好な結果が得られた。
【００２８】
なお、前記実施形態では、アルカリ性工場排水の場合について説明したが、本発明はこれに限るものではなく、酸性を含む、あらゆるｐＨの排水にも同様に適用できる。又、サンプリングポンプ、曝気ブロアの台数や中和剤、レベル計等の種類も、前記実施形態に限定されない。
【００２９】
【発明の効果】
本発明によれば、複数のサンプリングポンプを中和槽内に設置して、該複数のサンプリングポンプで吸引した中和槽ｐＨ計測後の中和槽排水と、そのバイパスラインの中和槽排水を希釈槽に受け入れて、該希釈槽で該ｐＨ制御の中和剤を投入して均一希釈した中和剤を中和槽に拡散して戻して中和するようにすると共に、曝気撹拌量を変えられるようにした後、各工場排水量に応じて最適なサンプリングポンプの運転とその位置、及び、曝気撹拌量を制御するようにしたので、工場排水量が変化しても、無駄時間がある範囲内に収まったｐＨを、工場排水の変化に伴う中和槽ｐＨへの影響を迅速に捉えつつ、平均ｐＨを計測できるようになり、その中和槽平均ｐＨを基に制御することができるので、制御性が安定し、良好な中和ができるようになる。その結果、排水量が大きく変化した場合においても、目標ｐＨ内に中和制御することができるようになり、公害防止の観点から大きく寄与すると共に、中和剤費用を大幅に削減可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の問題点を説明するための、中和適定曲線の一例を示す線図
【図２】従来のｐＨ制御におけるｐＨ値の時間的経過の例を示す線図
【図３】本発明の実施形態の構成を示すブロック線図
【図４】本実施形態における排水量とサンプリングポンプ及び曝気ブロアの運転台数の関係の例を示す線図
【図５】本発明のｐＨ制御におけるｐＨ値の時間的経過の例を示す線図
【符号の説明】
１０…工場排水
２０…中和槽
２２ａ〜２２ｃ…サンプリングポンプ
２４ａ〜２４ｃ…サンプリングライン
３０…ｐＨ測定槽
３２…ｐＨ検出器
３４…ｐＨ指示調節計
３６…中和剤（硫酸）
３８…調節弁
４０…希釈槽
４２ａ〜４２ｄ…曝気装置
４４ａ〜４４ｄ…曝気ブロア
５０…監視槽
５２…超音波レベル計
５４…レベル指示演算設定器
５６…曝気ブロア・サンプリングポンプ制御装置
６０…堰式流量計
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2004136186.tif 000006
【図５】
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