(57)【要約】本発明は、液体と、高密度の粒状物質と、懸濁微粒子とを含んでなる流れの中の高密度の粒状物質の濃度を測定する装置に関する。本発明は、上記高密度の粒状物質を上記液体と上記懸濁微粒子から分離するための少なくとも一つの部材と、分離された高密度の粒状物質の量を代表する少なくとも一つのパラメーターを特定の時間Ｔの間に測定するための少なくとも一つの装置（１２、１２ａ、１３）とを含んでなることを特徴とする。安定化フロック水処理システムにおいてこのような装置を集積化してもよい。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体と、高密度の粒状物質と、懸濁微粒子とを含んでなる流れの中の高密度の粒状物質の濃度を測定するための装置であって、
該高密度の粒状物質を一方に、該液体と該懸濁微粒子を他方に分離するための少なくとも一つの分離ユニット（１１）と、
所定の時間Ｔの間に分離された高密度の粒状物質の量を代表する少なくとも一つのパラメーターを測定するための少なくとも一つの測定器（１２ａ，１３，１３ａ）と
を含んでなることを特徴とする装置。
【請求項２】
上記液体が水であり、上記懸濁微粒子が沈降スラッジであることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
上記高密度の粒状物質が砂であることを特徴とする請求項２に記載の装置。
【請求項４】
上記高密度の粒状物質を分離するための分離ユニット（１１）が、一定の流速で、かつスラッジの沈降速度と砂の沈降速度との間にある沈降速度で動作する少なくとも一つの沈降ユニット（１２）を含むことを特徴とする請求項２又は３に記載の装置。
【請求項５】
上記沈降ユニットが２ｍ／時間と１００ｍ／時間の間にある沈降速度で動作することを特徴とする請求項４に記載の装置。
【請求項６】
上記沈降速度が１０ｍ／時間と５０ｍ／時間の間にあることを特徴とする請求項５に記載の装置。
【請求項７】
上記沈降速度が３０ｍ／時間であることを特徴とする請求項６に記載の装置。
【請求項８】
上記高密度の粒状物質の分離ユニット（１１）が、少なくとも一つのハイドロサイクロン（５２）を含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の装置。
【請求項９】
上記分離された高密度の粒状物質を含む分離ユニット（１１）の下流の流れが上記一定の時間Ｔにわたり貯えられる貯蔵設備（１２ａ）を含んでなり、上記貯蔵設備（１２ａ）がその中に貯えられた粒状物質の量を測定することができるセンサー（１３，１３ａ）と、オーバーフロー後に上記貯蔵設備を空にすることができる排出手段とを備えていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一つに記載の装置。
【請求項１０】
上記センサーが上記高密度の粒状物質の高さまたは重量を測定することを可能とするセンサーであることを特徴とする請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
請求項１から１０までのいずれか一つに記載の装置を使用する方法であって、上記分離された粒状物質の量と、上記液体及び上記分離ユニットに送られた物質から構成される流れとを、自動的あるいは非自動的に、各時間Ｔの終わりに比較することにより、上記流れの中の上記粒状物質の濃度を計算する工程を含むことを特徴とする方法。
【請求項１２】
上記粒状物質の濃度を所定の値と比較する工程と、上記流速において高密度の粒状物質の濃度を要求限界内に維持するために、上記比較の結果の関数として、アラームまたは上記装置をストップ再スタートする手段を起動する工程を含むことを特徴とする請求項１１に記載の装置を使用する方法。
【請求項１３】
上記貯蔵設備中の物質の重量又は高さが所定のしきい値を超えた場合に、アクション（アラーム、この装置のストップまたはスタート）を開始する工程を含むことを特徴とする請求項１１又は１２に記載の装置を使用する方法。
【請求項１４】
水を取り入れる手段（２）、少なくとも一つの凝固剤を取り入れる手段（３）、水よりも高密度の粒状物質を少なくとも一つ取り入れる手段（４）、及び攪拌手段（５，７）を備えた少なくとも一つの凝固−凝集区画の組立体と、
スラッジの回収及び排出する区画（９）と除濁水を排出するための手段（１０）を備えた少なくとも一つの沈降区画（８）と、
ハイドロサイクロン（１７）を介して該沈降区画（８）に対して上流で上記スラッジ中に含まれる粒状物質の少なくとも一部を再循環し、該粒状物質を再循環し、過剰のスラッジをオーバーフローとして排出することができる手段（２１）と
を含んでなる水処理システムであって、請求項１〜１０のいずれか一つに記載の上記高密度の粒状物質の濃度を測定するための装置を含むことを特徴とする水処理システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、水処理の分野に関し、詳しくは、廃液を処理する方法、特に凝集−沈降システムを用いる方法に適用される。
【０００２】
これらの方法は、一つ又は複数の薬剤を廃水に添加することからなり、それによって廃水に存在する少なくとも大部分の汚染物質やフロックを凝固し、このように生成したフロックを精製水から分離することを可能とする。
【０００３】
進歩したタイプの装置によれば、問題とするフロックを安定化し、これらの沈降を促進及び加速するために、砂などの水よりも高密度の粒状物質を少なくとも一つ取り入れる手段が備えられる。このような装置は、１９９１年１２月１３日に本出願人の名称で公告されたフランス特許第ＦＲ２６２７７０４号に特に記載されている。
【０００４】
「安定化フロックによる廃水処理用装置」と呼ばれるこのタイプの装置は、水の取り入れ手段、少なくとも一つの凝固剤を添加するための取り入れ手段、水よりも高密度の粒状物質を少なくとも一つ取り入れる手段及び攪拌手段を一般に備えた凝固区画と、攪拌手段を備えた凝集区画と、スラッジの回収及び排出用の区画を備えた少なくとも一つの沈降区画と、薄板（ラメラ）を集積することが可能な除濁水を排出する手段と、沈降区画の上流で上記スラッジ中に含まれる少なくとも一部の粒状物質を再循環するための手段とを含んでなる。大部分の場合、これらの再循環手段は、少なくとも一つのハイドロサイクロンを含む。
【０００５】
このタイプの装置によれば、凝集区画で直接にサンプリングして粒状物質の濃度を測定するか、あるいは処理水の流速（１時間当りの立方ｍ）をフロックの安定化のために再循環される粒状物質の流量（ｋｇ／時間）で割ることにより、処理時の流体中の粒状物質の濃度の制御が行なわれる。この流量は、再循環ハイドロサイクロンの下流において測定される。
【０００６】
本発明の主目的は、再循環型ハイドロサイクロン、特に小型ハイドロサイクロンの下流で起こり得る粒状物質の見込み損失を、自動あるいは手動のいずれかで検出することである。
【０００７】
本発明のもう一つの目的は、処理時の流体中の粒状物質の濃度を測定して、この濃度の異常な変化を検出することである。
【０００８】
本発明の更なる目的は、粒状物質の濃度の正常な条件を迅速に回復することを可能にする手段を提供することである。
【０００９】
これらの目的は、液体と、高密度の粒状物質と、懸濁微粒子とを含んでなる流れの中の高密度の粒状物質の濃度を測定する装置であって、高密度の粒状物質を一方に、液体と懸濁微粒子を他方に分離するための少なくとも一つの分離ユニットと、定義された時間Ｔの間に分離された高密度の粒状物質の量を代表する少なくとも一つのパラメーターを測定するための少なくとも一つの測定器とを含んでなることを特徴とする装置に関する本発明によって、達成される。
【００１０】
液体と、高密度の（すなわち、問題とする液体よりも密度が高い）粒状物質と、懸濁微粒子とから構成されるいかなるタイプの流れについても、このタイプの装置を使用することができることは理解される。好ましくは、問題とする上記液体は水であり、上記高密度の粒状物質は砂または微小砂であり、そして上記微粒子は沈降スラッジである。
【００１１】
本発明のバリエーションによれば、上記高密度の粒状物質の上記分離機器は、一定の流速で、かつスラッジの沈降速度と砂の沈降速度との間にある沈降速度で、特に２ｍ／時間と１００ｍ／時間の間、好ましくは１０ｍ／時間と５０ｍ／時間の間、更に好ましくは３０ｍ／時間の速度で動作する少なくとも一つの沈降ユニットを含む。
【００１２】
また、本発明のもう一つのバリエーションによれば、上記高密度の粒状物質を分離するための上記分離ユニットは、沈降ユニットの代わりに一定の流速で動作し、そしてこの水の上流中の微粒子から下流中の粒状物質を分離するようにその切断サイズが選ばれている少なくとも一つのハイドロサイクロンを含む。
【００１３】
本発明の好ましいバリエーションによれば、この装置は、分離された高密度の粒状物質を含む上記分離ユニットの下流の流れが上記一定の時間Ｔにわたり貯えられる貯蔵設備を含んでなり、上記貯蔵設備は、貯えられた粒状物質の量を測定することができる少なくとも一つのセンサーと、上記貯蔵設備を空にすることができる排出手段とを備えている。このようなセンサーは、上記高密度の粒状物質の高さ又は重量の測定を可能にするセンサーであるのが有利である。高さ調節ができるようにこのセンサーを搭載することができる。２つのセンサーの組み合わせを使用することも可能である。
【００１４】
また、本発明は、各時間Ｔの終わりに、液体と上記分離ユニットに送られた物質とから構成される流れから分離された粒状物質の量を比較することにより、上記流れの中の上記粒状物質の濃度を計算することを含む、上記説明したような装置を使用する方法に関する。
【００１５】
本発明のバリエーションによれば、この方法は、上記粒状物質の濃度を所定の値と比較し、上記流れの中の高密度の粒状物質の濃度を要求限界内に維持するために、上記比較の結果の関数として、上記装置のアラームまたはストップ−スタート手段を起動することを含む。
【００１６】
もう一つのバリエーションによれば、この方法は、上記貯蔵設備中の物質の重量又は高さが所定のしきい値を超えた場合に、アクション（アラーム、この装置のストップまたはスタートアップ）の引き金を引くことを含む。
【００１７】
また、本発明は、水を取り入れる手段、少なくとも一つの凝固剤を取り入れる手段、水よりも高密度の粒状物質を少なくとも一つ取り入れる手段及び攪拌手段を備えた少なくとも一つの凝固−凝集区画の組立体と、
スラッジを回収及び排出する区画、及び除濁水を排出するための手段を備えた少なくとも一つの沈降区画と、
ハイドロサイクロンまたは同等の装置を介して、上記沈降区画に対して上流で上記スラッジ中に含まれる粒状物質の少なくとも一部を再循環して、粒状物質を再循環し、そして過剰のスラッジをオーバーフローとして排出することを可能とするための手段と
を含んでなる水処理システムであって、上述のような上記高密度の粒状物質の濃度を測定するための装置を含むことを特徴とするいかなる水処理システムにも当てはまる。
【００１８】
このように、本発明は、このようなシステムにおいて、凝固区画または再循環手段において、直接に、廃水の一部を自動サンプリングして、この流れの中の粒状物質の量又は濃度を確認し、その結果、このシステムの運転品質について情報を得ることを可能にする手段を集積化することに関する。
【００１９】
本発明は、図面を参照しながら述べられる２つの態様の次の説明を読むことにより、その種々な利点と一緒に更に容易に理解されるであろう。
【００２０】
図１を参照すると、この装置は、凝固区画１、凝集区画６及び沈降区画８を直列で含んでなる。
【００２１】
この凝固区画は、精製対象となる水の取り入れ手段２（それ自身凝固剤の分配手段３を備えた）、粒状物質、この場合、砂の分配手段４、及び攪拌手段５を通常の方法で備えている。
【００２２】
凝集区画に関しては、攪拌機７を備えている。
【００２３】
沈降区画８は薄板（ラメラ）を備え、その下部でスラッジの回収及び排出区画９を有し、そしてその上部で除濁水の排出手段１０を有する。
【００２４】
更には、この装置は、沈降区画８の回収及び排出区画９で捕集された粒状物質の再循環手段２１を通常の方法で含んでなる。ポンプに接続されたチャンネルは、分離された粒状物質（及びハイドロサイクロン下流／ハイドロサイクロン投入の比に比例した若干のスラッジ）を凝集区画１に分配するための手段１８と、スラッジの残りをスラッジ処理システムに排出するための手段１８ａとを備えたハイドロサイクロン１７に、９で捕集されたスラッジを導く。
【００２５】
本発明によれば、このハイドロサイクロンから出る少なくとも一部の廃水は（この場合には、極めて僅かな粒状物質を含むスラッジの形で）、チャンネル１９から捕集される。スラッジ流のこの部分は、沈降カラム１２とこの沈降物質の高さの測定感度を増大するために好ましくは断面積を更に小さくした貯蔵設備１２ａの形で沈降器を含む分離ユニット１１に移される（ほぼ一定の流速で）。この貯蔵設備１２ａは、砂沈澱物を貯蔵設備１２ａから上記凝集槽１の中に再分配するための手段１５と連通する出口１４をその下部で備えている。これらの再分配手段１５は、時間遅延手段１６に連結されたバルブ１５ａを含む。また、装置１は、上流を設備１２ａから装置中への原廃水の投入手段２に再分配するための手段２０を含んでなる。更に、貯蔵設備１２ａは、また、センサー１３を備えていて、貯蔵設備１２ａ中の砂の最大高さ（または貯蔵設備１２ａ中の砂の最大重量）を検出することを可能とする。
【００２６】
装置の運転
本発明に記載の手段によって、ハイドロサイクロン１７からのスラッジ流の一部がほぼ一定の流速で連続的に捕集される。捕集されたスラッジは、貯蔵設備１２ａ中で沈降し、砂により分離され、この装置の頂部で水とスラッジの上流が手段２０により連続的に流出する。バルブ１５ａと時間遅延手段１６によって、貯蔵設備１２ａ中の砂の沈澱物は、区画１の中に一様に再分配される。
【００２７】
このハイドロサイクロンが正常運転している場合には、少量入ってくる砂はこの設備から周期的に取り去られ、このしきい値に達しないので、貯蔵設備１２ａ中の砂のレベルは、センサー１３により規定される重量のしきい値に達しない。
【００２８】
このハイドロサイクロンが異常運転している場合には、チャンネル１９により捕集されたスラッジ流は、過剰量の砂を含んでいる。貯蔵設備１２ａ中の砂のレベルは、バルブ１５ａが周期的に開く前に砂がセンサー１３に達するまで上昇し、そしてこの情報を提供して、自動あるいは手動で正常運転に復旧することを可能にする。
【００２９】
図２に示される本発明のバリエーションにおいては、沈降カラム１２がハイドロサイクロン５２により置き換えられている。
【００３０】
図３に示される態様においては、図１に示される態様及び図２に示されるそのバリエーションの構成と同一の構成については、同一の符号で示されているが、廃水はハイドロサイクロンの出口で捕集されず、凝固区画１で直接に捕集される。
【００３１】
本発明によれば、この槽中に存在する廃水の一部（例えば、５ｍ３／ｈｒ）は、チャンネル１９ａで、そしてポンプ１９ｂにより捕集される。
【００３２】
この部分は、その下部に貯蔵設備１２ａの付いた沈降カラム１２の形の沈降器を含む分離ユニット１１に移される。この貯蔵設備１２ａは、区画１中の砂沈澱物の再分配手段１５と連通する出口１４をその最下部で備えている。これらの再分配手段１５は、タイミング手段に接続されたバルブ１５ａを含む。また、装置１は、設備１２ａから装置中への原廃水の取り入れ手段２に上流を再分配するための手段２０を含んでなる。更に、貯蔵設備１２ａは、センサー１３を設けていて、上記設備中の砂の最小高さを検出することを可能とする。
【００３３】
装置の運転
このハイドロサイクロンが正常運転している場合、すなわち槽１中の砂の濃度が正常（例えば、３ｋｇ／ｍ３のフロック化廃水）である場合には、バルブ１５ａが周期的に開く前にこの設備中に蓄積した砂が設備１２ａ中の検出しきい値に達するために、貯蔵設備１２ａ中の砂のレベルはなおセンサー１３ａに達する。
【００３４】
このハイドロサイクロンが異常運転する場合には、凝集区画１中でチャンネル１９により捕集された廃水の中の砂の濃度は異常に低い。貯蔵設備１２ａ中の砂のレベルは、砂がセンサー１３ａにより検出不能な最少レベルに達するまで減少し、そして情報を提供して、自動あるいは手動で正常運転に復旧することを可能にする
【００３５】
図４に示されるバリエーションにおいては、沈降カラム１２がハイドロサイクロン５２により置き換えられている。
【００３６】
この明細書に述べられた本発明に記載の態様は、決して本発明の範囲を狭めない。このように、本発明の枠組みを越えることなく、多数の改変を付け加えることができる。このように、特に、重力分離法をハイドロサイクロンや、遠心分離などのいかなる他の適当な分離法によっても置き換えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明に係る安定化フロックによる水処理用システムの第１の態様であって、ハイドロサイクロンの上流のレベルで一部の廃水を捕集し、この上流の中では通常極めて低い粒状物質の濃度を測定し、この濃度の異常な増加がある場合には反応することを可能とする態様を示す図である。
【図２】
図１に示す第１の態様のバリエーションである。
【図３】
本発明に係る安定化フロックによる水処理装置の第２の態様であって、廃水の一部を凝集区画で捕集し、凝集区画中の粒状物質の濃度を測定することを可能にする態様を図示する。
【図４】
図３の第２の態様のバリエーションを示す。
【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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