(57)【要約】【課題】白水回収工程の加圧浮上処理又は凝集沈殿処理において添加される薬剤の効果を迅速かつ確実に確認することができる薬剤の効果監視方法と、その監視結果に基づき該薬剤の注入量を的確に制御する注入量制御方法を提供する。【解決手段】薬剤添加後の白水を被測定流体として、被測定流体にレーザ光を照射し、被測定流体中の粒子により散乱された散乱光を受光して散乱光強度データを得る。この散乱光強度データに基づき被測定流体中の粒子の粒径情報及び／又は濁度情報を求め、この結果に基づいて、白水回収工程の加圧浮上処理又は凝集沈殿処理において添加される薬剤の効果を監視すると共に、注入量を抑制する。【選択図】図１
2007263856.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
白水回収工程の加圧浮上処理又は凝集沈殿処理において添加される薬剤の効果を監視する方法において、
該薬剤添加後の白水を被測定流体として、該被測定流体にレーザ光を照射する第一工程と、
該被測定流体中の粒子により散乱された散乱光を受光して散乱光強度データを得る第二工程と、
該散乱光強度データに基づき前記被測定流体中の粒子の粒径情報及び／又は濁度情報を求める第三工程と
を含む白水回収工程の薬剤効果監視方法。
【請求項２】
白水回収工程の加圧浮上処理又は凝集沈殿処理において添加される薬剤の注入量を制御する方法において、
該薬剤添加後の白水を被測定流体として、該被測定流体にレーザ光を照射する第一工程と、
該被測定流体中の粒子により散乱された散乱光を受光して散乱光強度データを得る第二工程と、
該散乱光強度データに基づき前記被測定流体中の粒子の粒径情報及び／又は濁度情報を求める第三工程と、
前記粒径情報及び／又は濁度情報に基づき前記薬剤の注入量を制御する第四工程と
を有する白水回収工程の薬剤注入量制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、白水回収工程の加圧浮上処理又は凝集沈殿処理において添加される薬剤の効果を迅速かつ確実に確認することができる薬剤の効果監視方法と、その監視結果に基づき該薬剤の注入量を的確に制御する注入量制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、天然資源の保護、有効活用及びコストダウンを目的に、紙の原料では、ＤＩＰ、コートブロークなどが多用される傾向にあり、古紙やブロークパルプの利用比率が年々増大してきている。また、多くの工場では、生産性向上のため、特に白水からのＳＳ回収に力を入れている。抄紙系内を循環する白水は、一般的に数百から２〜３千ｍｇ／Ｌの繊維質のＳＳを含有しているため、白水に含まれるパルプ繊維成分をできるだけ回収し、再度原料として使用する傾向が一段と強くなってきている。
【０００３】
白水からのＳＳの回収は、一般的に高分子量の水溶性ポリマーを白水に添加して加圧浮上処理又は凝集沈殿処理を行うことにより実施される。
【０００４】
ここで用いられる水溶性ポリマーの素材としては、次の素材が一般的に使用されている。ポリマー中のカチオン性モノマー又はカチオン性単位としては、ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレートの三級塩又はハロゲン化アルキル四級化物、ジメチルアミノプロピル（メタ）アクリルアミドの三級塩又はハロゲン化アルキル四級化物、ジアリルジメチルアンモニウムハライド、ビニルアミン、アリルアミン、アミジンなどがある。ノニオン性モノマーとしては、（メタ）アクリルアミド、Ｎ−モノアルキル又はＮ，Ｎ−ジアルキル（メタ）アクリルアミドなどがある。実際に使用される水溶性ポリマーとしては、これらの素材を組み合わせ、カチオン化度を調整したものが用いられる。
【０００５】
また、これら水溶性ポリマーを白水に添加して、加圧浮上処理又は凝集沈殿処理を行うには、一般的には白水流量に比例して水溶性ポリマーを添加する場合が最も多いが、場合によっては、白水のＳＳ濃度を計測し、ＳＳ濃度の変動に比例させて水溶性ポリマーを添加する場合もある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上記の方法では、次のような問題があり、改善が求められている。  
即ち、製紙工場では１時間〜数時間ごとに製造品目が変わることや、定修の有り無しで、白水の性状が大きく変化する。例えば、製造品目が変わり、ＤＩＰやコートブロークの比率が変化すれば、パルプ繊維分以外にアニオントラッシュ等のアニオン性成分の量が変動し、その結果、水溶性ポリマーの適正添加量が変化する。
【０００７】
この場合には、通常の白水流量比例注入やＳＳ濃度比例注入では、白水の性状変化はとらえていないために、適正な水溶性ポリマー注入量管理を行うことはできない。そして、その結果、白水からのパルプ繊維分の回収率が安定せず、原料の品質確保上、生産性に問題が生じる場合が多くなってきている。
【０００８】
このようなことから、水溶性ポリマー添加後の凝集状態の安定した精度の良い薬注管理、又は白水性状の変化を精度よく監視できる技術が望まれている。
【０００９】
本発明は、上記の課題を解決し、安定した白水の凝集状態を実現することができる白水回収工程の薬剤効果監視方法及び注入量制御方法を提供することを目的とする。
【００１０】
即ち、本発明は白水回収工程の加圧浮上処理又は凝集沈殿処理において添加される薬剤の効果を迅速かつ確実に確認することができる薬剤の効果監視方法と、その監視結果に基づき該薬剤の注入量を的確に制御する注入量制御方法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】
【００１１】
本発明の白水回収工程の薬剤効果監視方法は、白水回収工程の加圧浮上処理又は凝集沈殿処理において添加される薬剤の効果を監視する方法において、該薬剤添加後の白水を被測定流体として、該被測定流体にレーザ光を照射する第一工程と、該被測定流体中の粒子により散乱された散乱光を受光して散乱光強度データを得る第二工程と、該散乱光強度データに基づき前記被測定流体中の粒子の粒径情報及び／又は濁度情報を求める第三工程とを含むことを特徴とする。
【００１２】
本発明の白水回収工程の薬剤注入量制御方法は、白水回収工程の加圧浮上処理又は凝集沈殿処理において添加される薬剤の注入量を制御する方法において、該薬剤添加後の白水を被測定流体として、該被測定流体にレーザ光を照射する第一工程と、該被測定流体中の粒子により散乱された散乱光を受光して散乱光強度データを得る第二工程と、該散乱光強度データに基づき前記被測定流体中の粒子の粒径情報及び／又は濁度情報を求める第三工程と、前記粒径情報及び／又は濁度情報に基づき前記薬剤の注入量を制御する第四工程とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、白水回収工程の加圧浮上処理又は凝集沈殿処理において白水に添加される水溶性ポリマー等の薬剤の効果を迅速かつ確実に確認することができ、この監視結果に基づいて該薬剤の注入量を的確に制御することができる。
【００１４】
即ち、レーザ光の反射は、これが照射されて当たった粒子の大きさに関係し、大きい粒子に当たると大きな反射を起こし、小さな粒子に当たると小さな反射を起こす。従って、被測定流体にレーザ光を照射して、被測定流体中の粒子により散乱された散乱光の強度を計測することにより、白水中の凝集フロック等の粒子の大きさの変化（粒径情報）をとらえることができる。また、この散乱光強度データの最低値は、粒子間の間隙を示す濁度情報を与えるため、この原理を利用することにより、白水に添加された水溶性ポリマー等の薬剤の効果をモニタリングすることができ、さらには、このデータを使って、水溶性ポリマー等の薬注制御を的確に行うことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下に本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００１６】
［白水回収工程の加圧浮上処理又は凝集沈殿処理において添加される薬剤の効果の監視］
本発明に従って、白水回収工程の加圧浮上処理又は凝集沈殿処理に添加される薬剤の効果を監視するには、薬剤添加後の白水を被測定流体として、該被測定流体にレーザ光を照射し、該被測定流体中の粒子により散乱された散乱光を受光して散乱光強度データを得、この散乱光強度データに基づき被測定流体中の粒子の粒径及び／又は濁度の変化をとらえる。
【００１７】
１）  薬剤の効果監視装置
まず、図１〜４に基づいて、本発明に好適な薬剤の効果監視装置について説明する。
【００１８】
図１は、本発明の好適例に係る薬剤の効果監視装置の概略構成を示す構成図であり、図２は、図１に示すレーザ光照射部と散乱光受光部の構成を示す拡大図である。
【００１９】
この薬剤の効果監視装置は、レーザ発振器１、第１の光ファイバ２、レーザ光照射部３、散乱光受光部４、第２の光ファイバ５、光電変換回路６、検波回路７、最低値検出回路８から構成される。２０は、薬剤添加後の白水２１が貯えられる計測槽であり、計測槽２０内の白水２１中には、遮蔽部材２２（以下「センサプローブ」と称す場合がある。）の底部に配設されたレーザ光照射部３と散乱光受光部４が投入されている。この遮蔽部材２２は上方からの自然光がレーザ光照射部３と散乱光受光部４間の測定領域２３に到るのを遮蔽している。
【００２０】
即ち、遮蔽部材２２は図３に示す通り、底面が下方に突出し、突出した両側面に溝部２４が形成された五角柱であり、この溝部２４に、第１の光ファイバ２と第２の光ファイバ５とが固定され、第１の光ファイバ２の一端であるレーザ光照射部３と第２の光ファイバ５の一端である散乱光受光部４が、図２中、左右対称（線対称）に配設されている。さらに第１の光ファイバ２のレーザ光照射部３と第２の光ファイバ５の散乱光受光部４の中心線は互いに９０度で交差していることが好ましい。
【００２１】
また、一般にレーザ発振器１から発振されるレーザ光の強度は、自然光と区別するために変調することが好ましく、光電変換回路６で受光した散乱光強度を元の電気信号に戻すためには、７０〜１５０ｋＨｚ程度の変調が好ましい。そこで、本実施形態の構成において、レーザ発振器１はファンクションゼネレータ１１とレーザダイオード１２とからなり、ファンクションゼネレータ１１から発生する所定周波数、例えば９５ｋＨｚの電気信号で振幅変調（ＡＭ）したレーザ光をレーザダイオード１２から第１の光ファイバ２の一端に出射している。このレーザ光は第１の光ファイバ２を介してレーザ光照射部３となっている光ファイバ２の他の一端から白水中に出射している。なお、レーザ発振器は、ファンクションゼネレータとレーザダイオードに限定されるものではなく、例えば発光ダイオード等を用いることも可能である。
【００２２】
白水中には、薬剤が添加されることにより凝集した凝集フロックの粒子が存在しており、レーザ光照射部３から凝集フロックに照射されたレーザ光は散乱して散乱光となり、散乱光受光部４となっている第２の光ファイバ５の一端から光ファイバ５に入射している。本実施形態において、測定領域２３は、レーザ光照射部３から出射されるレーザ光が照射する領域と、散乱光受光部４が散乱光を受光できる領域との重なり合った領域となっており、散乱光受光部４は測定領域２３から９０度（第２の光ファイバ５の中心線）方向に散乱した散乱光を受光している。
【００２３】
なお、遮蔽部材２２におけるレーザ光照射部の構成は、図２に示すものに何ら限定されず、図４に示す如く、遮蔽部材２２の測定領域２３近傍にレーザーダイオード１２を設けて電流ケーブル１２Ａを引き、遮蔽部材２２の測定領域近傍で直接レーザ光を発光させるものであっても良く、この場合には、レーザ光照射部まで光ファイバを使用しないことにより、光ファイバの破損等を防止することができる。図４において、レーザ照射部以外の構成は図２に示すものと同様であり、同一機能を奏する部材には同一符号を付してある。
【００２４】
光電変換回路６は、フォトデテクター６１、バンドパスフィルタ６２及び増幅器６３とからなり、第２の光ファイバ５の他の一端に接続されたフォトデテクター６１によって散乱光の光信号を電気信号に変換し、バンドパスフィルタ６２で自然光と区別するために電気信号から変調周波数成分の信号を取り出し、増幅器６３において増幅して検波回路７に出力する。なお、光電変換回路６は、光信号を電気信号に変換するものであれば上記構成のものに限らず、例えばフォトデテクターの代わりにフォトダイオードを用いても良いし、バンドパスフィルタの代わりに低域フィルタを用いても良い。
【００２５】
変調周波数成分の信号は、散乱光強度の変化を測定するために、検波回路７にてＡＭ検波を行ってその検波後の信号を最低値検出回路８に出力する。なお、検波回路７によって出力された信号は、低域フィルタを通過する信号と同等の信号処理が施されることとなる。従って、バンドパスフィルタ６２のカットオフ周波数を適当に選択することによって、検波回路７はこのカットオフ周波数の変動を取り除いた直流分の出力波形の信号として検出し、最低値検出回路８に出力することができる。このように本実施形態では、フォトデテクター６１で検出された光信号のうち、バンドパスフィルタ６２で変調周波数成分を取り出し増幅器６３で増幅した後、ＡＭ検波を行うことで、凝集フロックの微小粒子の散乱に伴う光強度の変化を信号強度の変化として測定できる。ただし、ＡＭ検波は必ずしも必要とされず、変調周波数成分の信号を直接最低値検出回路８に出力しても良い。
【００２６】
最低値検出回路８は、入力する直流分の信号から最低値の信号強度を検出している。この最低値の検出とは、図１に示した増幅器６３から出力される信号波形で説明すると、波形のくびれ部分を測定することである。くびれ部分以外の部分は、粗大な紙原料及び微小な凝集フロックが測定領域２３に存在している時であり、くびれ部分は、凝集フロックが、測定領域から出ていった時である。従って、最低値検出回路８が信号強度の最低値を検出することにより、微小粒子のみの濃度、即ち微小粒子由来の濁度を測定することが可能となる。そして、この最低値の減少は、測定領域での微小粒子が減少したことを表し、また最低値の増大は、微小粒子が増加したことを表す。
【００２７】
具体的に、薬剤効果の測定原理は以下のようなものである。即ち、計測槽２０内の白水２１の撹拌に伴って測定領域２３にコロイド状の微小な凝集フロック粒子（以下「微小コロイド粒子」と称す。）が流入出するときに散乱光の変動が生じることとなる。この変動の周期は、測定領域を粒子と見なして、微小コロイド粒子との間に生じる衝突回数を想定することにより概算することができる。即ち、測定領域２３を直径Ｒの球体、微小コロイド粒子を直径ｒの球体でそれぞれ近似すると、この場合の衝突断面積Ｑ０は、Ｑ０＝π（Ｒ＋ｒ）２で与えられる。また、微小コロイド粒子密度をＮ、測定領域に対する粒子の相対速度をｖとすると、単位時間当たりに微小コロイドが測定領域に流入する回数νは、ν＝ＮＱ０ｖとなる。同じく、微小コロイド粒子が測定領域から出て行く時にも同様の変動が生じるので、散乱光強度を微分した値の周期は、この回数の２倍の値となる。そして、散乱光強度は微小コロイド粒子の粒径のｎ乗に比例すると仮定し、多重散乱を無視すると、微小コロイド粒子１個の流出入に伴う散乱光強度の変動Ａは、Ａ＝Ａ０ｒｎとなる。なお、Ａ０は測定系に依存する定数であり、標準試料を用いて校正される。
【００２８】
ここで、微小コロイド粒子は、直径ｒが小さく粒子密度Ｎが大きいので、散乱光の微小な変動が短い周期で生じることとなる。そこで、検波回路７で変調周波数成分の検波を行うことにより、上述したごとく出力波形は低域フィルタを通過するのと等価な信号処理が施されるので、フィルタ６２のカットオフ周波数を適当に選ぶことにより、この変動を取り除いた直流分の信号として検出することができる。
【００２９】
一方、白水回収工程の加圧浮上処理又は凝集沈殿処理では、測定領域に流出入する際の白水の水質変動が大きく、かつこの変動の平均周期は長くなる。従って白水のパルプ繊維の密度と測定領域体積との積が１より小さい時には、検波後の出力波形の最低値が微小コロイド粒子の散乱に対応していることになる。これにより本実施形態では、検波回路７の後段に最低値検出回路８を接続させることによって、白中の微小コロイド粒子、即ち凝集フロックによる散乱光とフロック化していない微粒子による散乱光とを区別し、凝集フロックによる散乱光のみを取り出すことが可能となるので、薬剤による凝集フロックの低減効果が適切に把握できる。
【００３０】
また、本実施形態の監視装置では、特別な測定部を別途設ける必要がなく、遮蔽部材に取り付けたレーザ光照射部と散乱光受光部を計測槽に投入するのみで散乱光を測定することができるので、簡易な装置構成の監視装置を提供することができる。さらに、本実施形態の監視装置は、装置構成が簡易で軽量、小型化が図られるため、投げ込み式の監視装置にすることも可能である。
【００３１】
２）受光された散乱光から変換された電気信号の最低値及び散乱強度
図１の装置において、測定領域２３にて生じる散乱光について考察すると、この測定領域２３に存在する微小コロイド粒子は薬剤の添加で微少フロック化し、フロック化とともに散乱光強度は大きくなる。
【００３２】
従って、前述した構造のセンサプローブ（図２に示す遮蔽部材２２）を用いて微小測定領域２３における散乱光の強度を計測すると、図５(ａ)〜(ｃ)にその概念を示すように、凝集が進んで微小コロイド粒子数が減少し、フロックの数が徐々に増加しても、フロックの数は懸濁物質（微小コロイド）の減少に比べ遥かに少ないので、プローブで検出される微小測定領域２３の散乱光の平均強度は低下する。このため、プローブで検出されるフロックの凝集状態は、希に微小測定領域２３に入り込むフロックで上記散乱光の強度が一時的に強くなったときを除いて、平均的な散乱光の強度は未凝集の懸濁物質（微小コロイド）の粒子数、すなわち濁度を示しているとみなし得る。なお、図５（ａ）〜（ｃ）の横軸は時間軸であり、ｔは時間を示す。
【００３３】
前述した最低値検出回路８は、上記観点に立脚し、散乱光の強度に応じた光電変換回路６の出力から得られる振幅変調周波数成分の信号の包絡線成分から最低値を検出することで、白水の未凝集の微小コロイドの粒子数（濁度）を検知することを可能とする。また、凝集が進んで微小コロイド粒子が、微少フロック化し、プローブにて検出される微小測定領域２３の散乱光の強度が上記フロックにより大きくなる。これ故、微少フロック化に至るまでの散乱光強度の変化をとらえることで、微少フロックの粒径情報を得ることができる。
【００３４】
散乱強度はセンサによる計測の検波信号の標準偏差で扱う。電気信号ｍＶとして表示する。通常は、散乱強度の変化を相対的にとらえて、粒径が大きく、又は小さく変化した状況をとらえる。
【００３５】
３）被測定流体
本発明に係る被測定流体の白水とは、抄紙系内を循環する通常の白水である。  
本発明では、この白水からパルプ繊維回収を目的とする白水回収工程において、加圧浮上処理又は凝集沈殿処理にて薬剤を添加した後、凝集フロックを形成した水を被測定流体とする。
【００３６】
この水の凝集状態を計測することにより、薬剤の効果を判断し、白水回収処理の管理を行う。なお、この場合、必要に応じて各工程水を希釈して計測してもよい。また、大きなフロックを濾過などで分離した、濾液を被測定流体としてもよい。
【００３７】
４）計測濃度
測定対象水である加圧浮上処理又は凝集沈殿処理にて薬剤を添加した後、凝集フロックを形成した白水はそのまま計測してもよく、必要に応じて水で希釈して測定してもよいが、通常、被測定流体のＳＳ濃度は数十〜１万ｍｇ／ｌとすることが好ましい。
【００３８】
５）希釈用水
上記４）記載の通り、計測時の濃度調整のために必要に応じて白水の希釈を行う場合、希釈水としては、水道水、工業用水、中水、白水の加圧浮上又は凝集沈殿処理水などを用いることができ、特に制限はない。
【００３９】
６）流速
測定時の被測定流体の流速としては特に制限はないが、測定値の安定性の面から、０．２〜５．０ｍ／ｓ、特に０．５〜３．０ｍ／ｓの範囲であることが好ましい。
【００４０】
７）薬剤
白水からＳＳを回収するには、薬剤として一般的に高分子量の水溶性ポリマーが用いられる。
【００４１】
この水溶性ポリマーの素材としては、次の素材が一般的に使用されているが、本発明の機能を発揮するには、これらに限定されるものではない。ポリマー中のカチオン性モノマー又はカチオン性単位としては、ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレートの三級塩又はハロゲン化アルキル四級化物、ジメチルアミノプロピル（メタ）アクリルアミドの三級塩又はハロゲン化アルキル四級化物、ジアリルジメチルアンモニウムハライド、ビニルアミン、アリルアミン、アミジンなどがある。ノニオン性モノマーとしては、（メタ）アクリルアミド、Ｎ−モノアルキル又はＮ，Ｎ−ジアルキル（メタ）アクリルアミドなどがある。実際に使用される水溶性ポリマーとしては、これらの素材を組み合わせて、カチオン化度を調整したものが用いられる。場合によっては、（メタ）アクリル酸を共重合させた両性ポリマーを用いることもある。
【００４２】
これらの薬剤は１種が単独で用いられる場合もあり、また、２種以上が混合して用いられる場合もある。
【００４３】
８）計測場所
所定の箇所から白水を抜き出し、図１に示すような装置で測定を行っても良く、図２又は図４に示す遮蔽部材２２（センサプローブ）を所定の箇所に直接投入して測定を行っても良い。例えば、凝集槽がある場合は、凝集槽にセンサプローブを設置する。又は、薬剤がライン注入で凝集槽がない場合は、配管にセンサプローブを挿入できる口を設け、その場所で計測してもよい。
【００４４】
９）計測時間、計測頻度（計測間隔）
レーザ発光時間、散乱光の受光時間、間隔、計測値を平均する時間、計測頻度は任意に決めることができる。計測対象の白水の性状が頻繁に変化する場合は、測定頻度を上げ、ほぼ連続で計測する必要があるが、変動が少ない場合は、１時間又は数時間に１回程度でも構わない。
【００４５】
測定は連続的に行っても良く、間欠的に行っても良い。間欠的に測定を行う場合の測定頻度は、薬剤効果の推移を確認できれば良く、任意に設定することができ、例えば１〜２時間に１回の測定頻度とすることができる。測定を行っていない場合には、例えば、計測槽に水を流して、後述のレーザー光照射部／受光部の洗浄を行っても良い。
【００４６】
１０）測定部のサイズ
測定部の大きさは、レーザー光発光面から壁面までの距離（図１において、レーザ光照射部３の先端と計測槽２０の内壁面との距離）が１ｃｍ以上離れていることが好ましい。この距離が１ｃｍよりも近いと、壁面でのレーザー光の反射が測定値に影響を及ぼす可能性があるため好ましくない。
【００４７】
１１）検量線
通常は、散乱光の電気信号の最低値及び散乱強度の変化を相対的にとらえて、薬剤効果の変化を検知するが、予め電気信号の最低値及び散乱強度が既知のサンプル液を用いて同様の測定を行って、測定値との関係を示す検量線を作成しておき、この検量線に測定値をあてはめて、薬剤の効果判断及び、薬注制御を行うことができる。
【００４８】
１２）計測部の洗浄
測定に用いるレーザ光照射部と散乱光受光部は、汚れの付着による測定精度の低下を防止するために、定期的に洗浄を行うことが好ましい。この照射部／受光部の洗浄は、空気又は水で行うことができる。
【００４９】
圧縮空気での洗浄の場合、被測定対象液である白水中で空気の散気による気液混合状態で行う。洗浄時間には特に制限はないが、計測の安定性の点からレーザ光照射部／受光部各々３〜５秒間が良い。洗浄間隔は特に制限はないが、計測の安定性の点からレーザ光照射部／受光部各々４０〜１２０秒間隔での洗浄が良い。洗浄圧は特に制限はないが、計測の安定性の点から０．０１ＭＰａ以上の圧力が良く、より好ましくは０．０５〜０．５ＭＰａである。
【００５０】
水での洗浄の場合、高圧水でセンサ先端を洗浄するか、計測槽に清水を０．５ｍ／秒以上の流速で通水し、計測槽及びセンサ先端の洗浄を行う。洗浄時間は、高圧水の場合は１回あたり３〜６０秒程度、通水の場合は、１回あたり１３０秒以上がよい。
【００５１】
１３）メンテナンス
前述の本発明の装置は、１ヶ月ないしは１週間に１回の頻度でレーザー光照射部／受光部の清浄度や照射されたレーザー光の輝度確認を行うことが好ましいが、このようなメンテナンス頻度は状況に応じて任意に決定することができる。
【００５２】
１４）薬剤の薬注制御
本発明の白水回収工程での薬剤の効果監視方法により得られた薬剤効果の情報は、これを信号として出力し、この信号に基づいて薬注ポンプや処理対象の白水の送液ポンプの制御を行って、最適な薬注条件を維持することができる。
【００５３】
即ち、散乱強度の最低値から薬注量を増減する方法及び／又は、散乱強度信号からの情報で薬注量を増減する方法を採用することができる。具体的な方法について以下の例に基づき説明する。
【００５４】
(1)  加圧浮上処理での粒径情報を使った薬注制御
通常の操作にて、凝集剤の注入、加圧水注入、加圧浮上装置の運転を開始し、最適な処理状態にする。この時、凝集剤添加後に凝集反応槽がある場合はその反応槽にセンサプローブを設置する。凝集反応槽がない場合は、加圧浮上装置の処理水のサンプリング配管を分岐して、センサプローブを装着したセンサ計測槽を設置する。それらのセンサ設置箇所にてレーザ発光部で所定の流速が確保できていることを確認し、散乱強度計測を開始する。例として、２秒に１回２００ｍＳ間欠発光レーザでの計測を述べると、２秒ごとの散乱強度を５分間計測し、その散乱強度の平均値を粒径情報とする。同じ操作を５回行い、５点の粒径情報の平均を制御目標値として設定する。通常、この値は３００〜４００ｍＶ程度になる。制御目標値での凝集剤注入のインバータポンプ出力％を現状値とする。ここで、実測値ｍＶ−制御目標値ｍＶ＝偏差ｍＶとし、例えば０≦偏差＜２５であれば、凝集剤注入のインバータポンプの出力を現状値のまま、２５≦偏差＜５０であればインバータポンプの出力を現状値−５％、５０≦偏差＜７５であればインバータポンプの出力を現状値−１０％、７５≦偏差＜１００であればインバータポンプの出力を現状値−１５％、１００≦偏差であればインバータポンプの出力を現状値−２０％、また、−２５≦偏差＜０であればインバータポンプの出力を現状値＋１０％、−５０≦偏差＜−２５であればインバータポンプの出力を現状値＋２０％、−７５≦偏差＜−５０であればインバータポンプの出力を現状値＋３０％、−１００≦偏差＜−７５であればインバータポンプの出力を現状値＋４０％、偏差≦−１００であればインバータポンプの出力を現状値＋５０％、とするような一般的なプログラムをあらかじめセンサに組み込んでおき、センサから制御信号をインバータポンプに出力することにより、粒径情報に応じた薬注制御が可能となる。この時の計測頻度、偏差に対するインバータポンプへの出力％は、実際の処理における条件変動に応じて任意に決めることができる。
【００５５】
(2)  加圧浮上処理での濁度情報を使った薬注制御
通常の操作にて、凝集剤の注入、加圧水注入、加圧浮上装置の運転を開始し、最適な処理状態にする。この時、凝集剤添加後に凝集反応槽がある場合はその反応槽にセンサプローブを設置する。凝集反応槽がない場合は、加圧浮上装置の処理水のサンプリング配管を分岐して、センサプローブを装着したセンサ計測槽を設置する。それらのセンサ設置箇所にてレーザ発光部で所定の流速が確保できていることを確認し、センサ出力信号の最低値計測を開始する。例として、２秒に１回２００ｍＳ間欠発光レーザでの計測を述べると、２秒ごとのセンサ出力最低値を５分間計測し、その平均値を濁度情報とする。同じ操作を５回行い、５点の濁度情報の平均を制御目標値として設定する。通常、この値は１０００〜３０００ｍＶ程度になる。制御目標値での凝集剤注入のインバータポンプ出力％を現状値とする。ここで、実測値ｍＶ−制御目標値ｍＶ＝偏差ｍＶとし、例えば０≦偏差＜２５０であれば、凝集剤注入のインバータポンプの出力を現状値＋１０％、２５０≦偏差＜５００であればインバータポンプの出力を現状値＋２０％、５００≦偏差＜７５０であればインバータポンプの出力を現状値＋３０％、７５０≦偏差＜１０００であればインバータポンプの出力を現状値＋４０％、１０００≦偏差であればインバータポンプの出力を現状値＋５０％、また、−２５０≦偏差＜０であればインバータポンプの出力を現状値のまま、−５００≦偏差＜−２５０であればインバータポンプの出力を現状値−５％、−７５０≦偏差＜−５００であればインバータポンプの出力を現状値−１０％、−１０００≦偏差＜−７５０であればインバータポンプの出力を現状値−１５％、偏差≦−１０００であればインバータポンプの出力を現状値−２０％、とするような一般的なプログラムをあらかじめセンサに組み込んでおき、センサから制御信号をインバータポンプに出力することにより、濁度情報に応じた薬注制御が可能となる。この時の計測頻度、偏差に対するインバータポンプへの出力％は、実際の処理における条件変動に応じて任意に決めることができる。
【実施例】
【００５６】
以下に比較例及び実施例を挙げて本発明をより具体的に説明する。
【００５７】
以下の比較例及び実施例においては、添加薬剤、抄紙工程水として以下のものを用いた。  
１）薬剤：カチオン系合成ポリマー
・構造，組成：ジメチルアミノエチルアクリレート塩化メチル四級化物／アクリル
アミド＝２５／７５（モル％）
・固有粘度：１６（ｄｌ／ｇ）（溶媒＝１Ｎ  ＮａＣｌ（３０℃））
・使用濃度：０．２ｗｔ％
・添加率：０〜４．２ｍｇ／ｌ（対スラリー）
２）白水
・濃度：１３３０ｍｇ／ｌ
・外観：白色スラリー
【００５８】
（比較例１）
以下の手順で濾液量の測定を行った。  
(1)  １０００ｍｌビーカーに白水を１０００ｍｌ入れて、薬剤を所定量添加した。  
(2)  ジャーテスターにて１２０ｒｐｍで１２０秒間撹拌し、目視でフロック径を読み取った。  
(3)  (1)の薬剤添加率と(2)で測定されたフロック径との関係を図６に示した。
【００５９】
（実施例１）
図１に示す装置を用い、以下の手順で散乱光強度の測定を行った。  
(1)  １０００ｍｌビーカーに白水を１０００ｍｌ入れて、薬剤を所定量添加した。  
(2)  ジャーテスターにて１２０ｒｐｍで２０秒間撹拌し、フロックが成長してきた時点でレーザ散乱光のセンサプローブ（図２に示す遮蔽部材２２）を浸漬し、同じく１２０ｒｐｍにて撹拌しながら１００秒間センサによる計測を行った。計測項目は散乱光の電気信号の最低値（以下「濁度情報（ｍＶ）とする）、及び散乱強度（以下「粒径情報（ｍＶ）」とする）で、レーザー光を２秒間隔で２００ｍ秒発光させ、１２０秒間の平均値を求めた。
【００６０】
このときの薬注添加率と濁度情報（ｍＶ）との関係を図７に、薬注添加率と粒径情報（ｍＶ）との関係を図８に示した。
【００６１】
また、同一薬剤添加率における比較例１のフロック径と、濁度情報（ｍＶ）及び粒径情報（ｍＶ）との関係を図９に示した。
【００６２】
これらの結果より、薬剤添加後の白水について計測された散乱光の電気信号の最低値及び散乱強度の差から求めた濁度情報及び粒径情報とフロック径には明確な相関が認められ、センサによるレーザー光散乱光強度及び散乱光の電気信号の最低値が、薬剤添加による白水の微細フロックの大きさと濁度を検知していることが確認された。
【００６３】
この結果により、レーザー光散乱方式センサを用いて、本発明に従って薬剤添加後の白水について散乱光強度や散乱光の電気信号の最低値の測定を行うことにより、白水に添加した薬剤の効果を連続的にモニタリングできることが分かる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】実施の形態に係る薬剤の効果監視装置の概略構成を示す構成図である。
【図２】図１に示したレーザ光照射部と散乱光受光部の構成を示す拡大図である。
【図３】図２に示した遮蔽部材２２の斜視図である。
【図４】レーザ光照射部と散乱光受光部の他の構成例を示す拡大図である。
【図５】微小コロイド粒子の凝集に伴う、微小測定領域での散乱光強度の変化の様子を示す模式図である。
【図６】比較例１における、薬剤添加率とフロック径との関係を示すグラフである。
【図７】実施例１における、薬剤添加率と濁度情報（ｍＶ）との関係を示すグラフである。
【図８】実施例１における、薬剤添加率と粒径情報（ｍＶ）との関係を示すグラフである。
【図９】同一薬剤添加率での、比較例１のフロック径と、実施例１における濁度情報（ｍＶ）及び粒径情報（ｍＶ）との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００６５】
１  レーザ発振器
２  第１の光ファイバ
３  レーザ照射部
４  散乱光受光部
５  第２の光ファイバ
６  光電変換回路
７  検波回路
８  最低値検出回路
１１  ファンクションゼネレータ
１２  レーザダイオード
２０  計測槽
２２  遮蔽部材
２３  測定領域
２４  溝部
６１  フォトデテクター
６２  バンドパスフィルタ
６３  増幅器
【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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