(57)【要約】【課題】汚泥の圧入時間を適正化して、汚泥の脱水処理量の低下を抑制することが可能な、脱水機の圧入状態制御装置及び圧入状態制御方法を提供する。【解決手段】圧入ポンプ４から濾過室２へ圧入される汚泥の圧入速度を検出する圧入速度検出部３６と、濾過室２での汚泥の脱水処理速度を算出する脱水処理速度算出部４２と、圧入速度検出部３６が検出した圧入速度と脱水処理速度算出部４２が算出した脱水処理速度とに基づいて、圧入ポンプ４の動作を制御する圧入状態制御部２２を備え、圧入状態制御部２２は、圧入ポンプ４が濾過室２へ汚泥を圧入しており、且つ圧入速度検出部３６が検出した圧入速度と脱水処理速度算出部４２が算出した脱水処理速度との速度差が、予め設定した０よりも小さい速度差下限値から予め設定した０よりも大きい速度差上限値の範囲内であると判定すると、濾過室２への汚泥の圧入を停止させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧入された汚泥の脱水処理を行う濾過室と、前記濾過室へ前記汚泥を圧入可能な汚泥圧入部と、を備える脱水機に対し、前記濾過室への前記汚泥の圧入状態を制御する脱水機の汚泥圧入状態制御装置であって、
前記汚泥圧入部から前記濾過室へ圧入される前記汚泥の圧入速度を検出する圧入速度検出部と、
前記濾過室での前記汚泥の脱水処理速度を算出する脱水処理速度算出部と、
前記圧入速度検出部が検出した圧入速度と前記脱水処理速度算出部が算出した脱水処理速度とに基づいて、前記汚泥圧入部の動作を制御する圧入状態制御部と、を備え、
前記圧入状態制御部は、前記汚泥圧入部が前記濾過室へ前記汚泥を圧入しており、且つ前記圧入速度検出部が検出した圧入速度と前記脱水処理速度算出部が算出した脱水処理速度との速度差が、予め設定した０よりも小さい速度差下限値から予め設定した０よりも大きい速度差上限値の範囲内であると判定すると、前記濾過室への前記汚泥の圧入を停止させることを特徴とする脱水機の汚泥圧入状態制御装置。
【請求項２】
前記圧入状態制御部は、前記汚泥圧入部が前記濾過室へ前記汚泥を圧入しており、且つ前記圧入速度検出部が検出した圧入速度と前記脱水処理速度算出部が算出した脱水処理速度との速度差が０であると判定すると、前記濾過室への前記汚泥の圧入を停止させることを特徴とする請求項１に記載した脱水機の汚泥圧入状態制御装置。
【請求項３】
前記汚泥圧入部から前記濾過室へ圧入された前記汚泥の積算量である圧入量を測定する圧入量測定部と、
前記汚泥圧入部が前記濾過室へ前記汚泥の圧入を開始した時点から経過した経過時間を測定する経過時間測定部と、を備え、
前記脱水処理速度算出部は、前記圧入量測定部が測定した圧入量を前記経過時間測定部が測定した経過時間で除算した値を用いて、前記脱水処理速度を算出することを特徴とする請求項１または請求項２に記載した脱水機の汚泥圧入状態制御装置。
【請求項４】
圧入された汚泥の脱水処理を行う濾過室と、前記濾過室へ前記汚泥を圧入可能な汚泥圧入部と、を備える脱水機に対し、前記濾過室への前記汚泥の圧入状態を制御する脱水機の汚泥圧入状態制御方法であって、
前記汚泥圧入部から前記濾過室へ圧入される前記汚泥の圧入速度を検出する圧入速度検出ステップと、
前記濾過室での前記汚泥の脱水処理速度を算出する脱水処理速度算出ステップと、
前記圧入速度検出ステップで検出した圧入速度と前記脱水処理速度算出ステップで算出した脱水処理速度とに基づいて、前記汚泥圧入部の動作を制御する圧入状態制御ステップと、を有し、
前記圧入状態制御ステップでは、前記汚泥圧入部が前記濾過室へ前記汚泥を圧入しており、且つ前記圧入速度検出ステップで検出した圧入速度と前記脱水処理速度算出ステップで算出した脱水処理速度との速度差が、予め設定した０よりも小さい速度差下限値から予め設定した０よりも大きい速度差上限値の範囲内であると判定すると、前記濾過室への前記汚泥の圧入を停止させることを特徴とする脱水機の汚泥圧入状態制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、汚泥（スラッジ）を脱水して脱水ケーキを形成する脱水機の制御に関し、汚泥の脱水処理を行う濾過室への汚泥の圧入状態を制御するための、脱水機の汚泥圧入状態制御装置及び汚泥圧入状態制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
製鉄所等に設置されている設備から排出される汚泥（スラッジ）を処理するために、汚泥を加圧・圧搾して脱水し、汚泥が含む水分を除去した脱水ケーキを形成する脱水機（フィルタープレス機）が用いられている。
このような脱水機では、一般的に、脱水処理を行う濾過室へ汚泥の圧入を開始してから、濾過室への汚泥の圧入を停止するまでの圧入時間を、極端に変更する必要がある場合以外では固定値に設定している。
【０００３】
適切な圧入時間は汚泥の性状によって異なるため、汚泥を排出する設備や季節等、汚泥の性状が変化する場合は、汚泥の性状に合わせて、その都度、圧入時間を設定することが好ましい。しかしながら、汚泥の性状が変化する度に最適な圧入時間を設定すると、運転時の作業が煩雑なものとなるという問題が発生するおそれがある。
この問題に対して、例えば、特許文献１や特許文献２に記載されている技術が提案されている。
【０００４】
特許文献１には、脱水機へ供給される汚泥の濃度及び量と、脱水機から排出される濾液（汚泥から脱水した液体）の量を検出し、これらの検出した値に基づいて設定した脱水ケーキの含水率を用いて、圧入時間を自動設定する技術が開示されている。
特許文献２には、濾過室における汚泥圧入時の濃縮汚泥濃度及び圧搾時（脱水時）の濃縮汚泥濃度に基づいて、圧入時間を自動設定する技術が開示されている。ここで、濃縮汚泥濃度は、脱水ケーキの含水率に関する値である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特公昭５９‐２９２８２号公報
【特許文献２】特許第２６２５６６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した特許文献１や２に記載されている技術では、脱水ケーキの含水率に基づいて圧入時間を自動設定しているが、汚泥を脱水処理する脱水処理量に基づく圧入時間の最適化は行われていない。
しかしながら、圧入時間の長さと単位時間当たりの汚泥の脱水処理量との間には、以下の関係がある。
圧入時間が適正値より短いほど１パッチ当たりの脱水処理量が少なくなり、１パッチの運転時間を短縮する効果よりも、脱水処理量が低下する影響の方が大きくなる。このため、圧入時間が適正値より短いと、単位時間当たりの脱水処理量が低下するという問題が発生するおそれがある。
【０００７】
一方、圧入時間が適正値より長いほど１パッチ当たりの運転時間が長くなり、１パッチの脱水処理量を増加させる効果よりも、運転時間が長くなる影響の方が大きくなる。このため、圧入時間が適正値より長いと、単位時間当たりの脱水処理量が低下するという問題が発生するおそれがある。
本発明は、上記のような問題点に着目してなされたもので、汚泥の圧入状態を制御して圧入時間を適正化することにより、汚泥の脱水処理量の低下を抑制することが可能な、脱水機の圧入状態制御装置及び圧入状態制御方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明のうち、請求項１に記載した発明は、圧入された汚泥の脱水処理を行う濾過室と、前記濾過室へ前記汚泥を圧入可能な汚泥圧入部と、を備える脱水機に対し、前記濾過室への前記汚泥の圧入状態を制御する脱水機の汚泥圧入状態制御装置であって、
前記汚泥圧入部から前記濾過室へ圧入される前記汚泥の圧入速度を検出する圧入速度検出部と、
前記濾過室での前記汚泥の脱水処理速度を算出する脱水処理速度算出部と、
前記圧入速度検出部が検出した圧入速度と前記脱水処理速度算出部が算出した脱水処理速度とに基づいて、前記汚泥圧入部の動作を制御する圧入状態制御部と、を備え、
前記圧入状態制御部は、前記汚泥圧入部が前記濾過室へ前記汚泥を圧入しており、且つ前記圧入速度検出部が検出した圧入速度と前記脱水処理速度算出部が算出した脱水処理速度との速度差が、予め設定した０よりも小さい速度差下限値から予め設定した０よりも大きい速度差上限値の範囲内であると判定すると、前記濾過室への前記汚泥の圧入を停止させることを特徴とするものである。
【０００９】
本発明によると、圧入状態制御部が、汚泥圧入部が濾過室へ汚泥を圧入しており、且つ圧入速度検出部が検出した圧入速度と脱水処理速度算出部が算出した脱水処理速度との速度差が、予め設定した０よりも小さい速度差下限値から予め設定した０よりも大きい速度差上限値の範囲内であると判定すると、濾過室への汚泥の圧入を停止させる。
このため、圧入速度と脱水処理速度との速度差が、濾過室への汚泥の圧入を継続するよりも、濾過室への汚泥の圧入を停止して圧搾（脱水）工程へ移行することで、単位時間当たりの脱水処理量が増加する速度差となる状態で、濾過室への汚泥の圧入を停止させることが可能となる。
【００１０】
次に、本発明のうち、請求項２に記載した発明は、請求項１に記載した発明であって、前記圧入状態制御部は、前記汚泥圧入部が前記濾過室へ前記汚泥を圧入しており、且つ前記圧入速度検出部が検出した圧入速度と前記脱水処理速度算出部が算出した脱水処理速度との速度差が０であると判定すると、前記濾過室への前記汚泥の圧入を停止させることを特徴とするものである。
【００１１】
本発明によると、圧入状態制御部が、汚泥圧入部が濾過室へ汚泥の圧入を開始しており、且つ圧入速度検出部が検出した圧入速度と脱水処理速度算出部が算出した脱水処理速度との速度差が０であると判定すると、濾過室への汚泥の圧入を停止させる。
このため、圧入速度と脱水処理速度との速度差が、単位時間当たりの脱水処理量が最大値となる状態で、濾過室への汚泥の圧入を停止させることが可能となる。
【００１２】
次に、本発明のうち、請求項３に記載した発明は、請求項１または請求項２に記載した発明であって、前記汚泥圧入部から前記濾過室へ圧入された前記汚泥の積算量である圧入量を測定する圧入量測定部と、
前記汚泥圧入部が前記濾過室へ前記汚泥の圧入を開始した時点から経過した経過時間を測定する経過時間測定部と、を備え、
前記脱水処理速度算出部は、前記圧入量測定部が測定した圧入量を前記経過時間測定部が測定した経過時間で除算した値を用いて、前記脱水処理速度を算出することを特徴とするものである。
【００１３】
本発明によると、脱水処理速度算出部が、圧入量測定部が測定した圧入量を経過時間測定部が測定した経過時間で除算した値を用いて、脱水処理速度を算出する。
このため、圧入量測定部がリアルタイムで測定した圧入量と、経過時間測定部がリアルタイムで測定した経過時間を用いて、脱水処理速度を算出することが可能となる。
【００１４】
次に、本発明のうち、請求項４に記載した発明は、圧入された汚泥の脱水処理を行う濾過室と、前記濾過室へ前記汚泥を圧入可能な汚泥圧入部と、を備える脱水機に対し、前記濾過室への前記汚泥の圧入状態を制御する脱水機の汚泥圧入状態制御方法であって、
前記汚泥圧入部から前記濾過室へ圧入される前記汚泥の圧入速度を検出する圧入速度検出ステップと、
前記濾過室での前記汚泥の脱水処理速度を算出する脱水処理速度算出ステップと、
前記圧入速度検出ステップで検出した圧入速度と前記脱水処理速度算出ステップで算出した脱水処理速度とに基づいて、前記汚泥圧入部の動作を制御する圧入状態制御ステップと、を有し、
前記圧入状態制御ステップでは、前記汚泥圧入部が前記濾過室へ前記汚泥を圧入しており、且つ前記圧入速度検出ステップで検出した圧入速度と前記脱水処理速度算出ステップで算出した脱水処理速度との速度差が、予め設定した０よりも小さい速度差下限値から予め設定した０よりも大きい速度差上限値の範囲内であると判定すると、前記濾過室への前記汚泥の圧入を停止させることを特徴とするものである。
【００１５】
本発明によると、圧入状態制御ステップにおいて、汚泥圧入部が濾過室へ汚泥を圧入しており、且つ圧入速度検出ステップで検出した圧入速度と脱水処理速度算出ステップで算出した脱水処理速度との速度差が、予め設定した０よりも小さい速度差下限値から予め設定した０よりも大きい速度差上限値の範囲内であると判定すると、濾過室への汚泥の圧入を停止させる。
このため、圧入速度と脱水処理速度との速度差が、濾過室への汚泥の圧入を継続するよりも圧搾工程へ移行することで、単位時間当たりの脱水処理量が増加する速度差となる状態で、濾過室への汚泥の圧入を停止させることが可能となる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、圧入速度と脱水処理速度との速度差が、濾過室への汚泥の圧入を継続するよりも圧搾工程へ移行することで、単位時間当たりの脱水処理量が増加する速度差となる状態で、濾過室への汚泥の圧入を停止させることが可能となる。
このため、濾過室への汚泥の圧入状態を制御して、濾過室へ汚泥の圧入を開始してから濾過室への汚泥の圧入を停止させるまでの圧入時間を適正化することが可能となり、汚泥の脱水処理量の低下を抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第一実施形態の圧入状態制御装置の概略構成を示す図である。
【図２】濾過室の概略構成を示す断面図である。
【図３】濾過室へ汚泥を圧入した状態を示す断面図である。
【図４】濾過室において汚泥を圧搾している状態を示す断面図である。
【図５】汚泥の性状を示すグラフである。
【図６】脱水処理速度及び圧入速度と経過時間との関係を示す図である。
【図７】図６中に示した脱水処理速度、圧入速度及び経過時間と、圧入量との関係を示す表である。
【図８】二種類の汚泥の性状を示すグラフである。
【図９】脱水処理速度及び圧入速度と経過時間との関係を示す図である。
【図１０】図９中に示した脱水処理速度、圧入速度及び経過時間と、圧入量との関係を示す表である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
（第一実施形態）
以下、本発明の第一実施形態（以下、「本実施形態」と記載する）について、図面を参照しつつ説明する。
（構成）
まず、図１から図４を用いて、本実施形態の脱水機の圧入状態制御装置（以下、「圧入状態制御装置」と記載する）の構成を説明する。
図１は、本実施形態の圧入状態制御装置１の概略構成を示す図である。
圧入状態制御装置１は、圧入された汚泥の脱水処理を行う複数の濾過室２と、各濾過室２へ汚泥を圧入可能な圧入ポンプ４を備える脱水機６に対し、濾過室２への汚泥の圧入状態を制御する装置である。
【００１９】
なお、本実施形態では、一例として、脱水処理の対象である汚泥を、水分を含んだ泥とした場合を説明するが、汚泥の種類は、これに限定するものではなく、例えば、水分を含んだ砂としてもよい。
ここで、脱水機６は、上述した濾過室２及び圧入ポンプ４に加え、汚泥タンク８と、圧入配管１０を備えている。
各濾過室２は、圧入された汚泥の脱水処理を行う空間であり、例えば、図２中に示すように、一対の濾板１２と、濾布１４を備えている。なお、図２は、濾過室２の概略構成を示す断面図である。
【００２０】
一対の濾板１２は、互いに対向する面に、それぞれ、凹部１６を有しており、油圧ポンプ（図示せず）により移動して、互いに近接または離間する。
また、一対の濾板１２は、それぞれ、凹部１６よりも鉛直方向で上方の位置に、給液口１８を有している。
一対の濾板１２のうち一方が有する凹部１６内には、ダイアフラム２０が配置されている。
ダイアフラム２０は、板状に形成されており、濾過室２の外部から供給される加圧水により変位して、他方の濾板１２が有する凹部１６側へ移動する。
【００２１】
給液口１８は、圧入配管１０と連通している。
濾布１４は、透水性を有する一体物の布で形成されており、一対の濾板１２のうち、互いに対向する面を、覆っている。また、濾布１４の両端は、それぞれ、一対の濾板１２の下端側に取り付けられている。また、濾布１４の中心は、一対の濾板１２が互いに近接している状態で、一対の濾板１２間から鉛直方向で上方へ突出している。
【００２２】
圧入ポンプ４は、後述する圧入状態制御部２２が出力した指令信号に基づいて、駆動または停止する。駆動状態の圧入ポンプ４は、汚泥タンク８内に貯蔵されている汚泥を、圧入配管１０及び給液口１８を介して、濾過室２内へ圧入する。すなわち、圧入ポンプ４は、濾過室２へ汚泥を圧入可能な汚泥圧入部を形成している。
汚泥タンク８は、製鉄所等から排出されて搬送されてきた汚泥（スラッジ）を、一時的に貯蔵するタンクである。
【００２３】
また、汚泥タンク８には、貯蔵した汚泥を攪拌可能なインペラ２４と、このインペラ２４を回転可能なモータ２６が設けられている。
圧入配管１０は、汚泥タンク８と濾過室２とを連通させる配管である。
また、圧入配管１０のうち、汚泥タンク８と濾過室２との間には、汚泥タンク８に連通する残液戻し配管２８が分岐している。
残液戻し配管２８には、残液戻しバルブ３０が設けられている。
残液戻しバルブ３０は、通常では閉鎖状態とし、各濾過室２へ汚泥の圧入が困難な状態である場合等に開放状態として、残液戻し配管２８を連通させる。これにより、圧入ポンプ４から濾過室２へ圧入される汚泥を、残液戻し配管２８を介して汚泥タンク８へ戻す。
【００２４】
また、圧入状態制御装置１は、流量計３２と、制御盤３４を備えている。
流量計３２は、圧入配管１０に取り付けられており、圧入配管１０内を移動する汚泥、すなわち、圧入ポンプ４から濾過室２へ圧入される汚泥の量を、単位時間（例えば、１［秒］）当たりで検出する。また、流量計３２は、単位時間当たりで検出した汚泥の量を含む情報信号を、制御盤３４へ出力する。
制御盤３４は、圧入速度検出部３６と、圧入量測定部３８と、経過時間測定部４０と、脱水処理速度算出部４２と、圧入状態制御部２２を備えている。
【００２５】
圧入速度検出部３６は、流量計３２から圧入状態制御部２２へ入力された情報信号に基づき、流量計３２が単位時間当たりで検出した汚泥の量を参照して、圧入ポンプ４から濾過室２へ圧入される汚泥の速度である圧入速度を検出する。
圧入量測定部３８は、流量計３２から圧入状態制御部２２へ入力された情報信号に基づき、流量計３２が単位時間当たりで検出した汚泥の量を参照して、汚泥タンク８から濾過室２へ圧入された汚泥の積算量である圧入量を測定する。
【００２６】
すなわち、圧入量測定部３８は、濾過室２へ汚泥の圧入を開始してから圧入配管１０内を移動した汚泥の量をリアルタイムに積算して、汚泥タンク８から濾過室２へ圧入された汚泥の積算量である圧入量を測定する。
経過時間測定部４０は、圧入ポンプ４が濾過室２へ汚泥の圧入を開始した時点から経過した経過時間を測定する。
【００２７】
脱水処理速度算出部４２は、圧入量測定部３８が測定した圧入量と、経過時間測定部４０が測定した経過時間を参照するとともに、以下の式（１）を用いて、濾過室２での汚泥の脱水処理速度を算出する。ここで、脱水処理速度とは、濾過室２において、単位時間当たりに汚泥の脱水処理を行う速度である。
脱水処理速度＝圧入量／（経過時間＋圧搾時間＋雑動時間）  …  （１）
上式（１）において、圧搾時間は、濾過室２において汚泥に対する圧搾（圧搾脱水）を行う時間である。なお、本実施形態では、一例として、圧搾時間を、汚泥の性状に関わらず固定値に設定した場合を示す。
【００２８】
濾過室２で行う圧搾とは、まず、図２中に示すように、一対の濾板１２を互いに近接させている状態で、互いに対向する凹部１６間において、濾布１４により囲まれた空間を形成した後に、図３中に示すように、濾布１４により囲まれた空間へ、圧入配管１０及び給液口１８を介して汚泥Ｓを圧入する。なお、図３は、濾過室２へ汚泥Ｓを圧入した状態を示す断面図である。
【００２９】
そして、図４中に示すように、ダイアフラム２０を配置した凹部１６内へ加圧水を供給して、ダイアフラム２０を、他方の濾板１２が有する凹部１６側へ移動させることにより、濾布１４により囲まれた空間へ圧入された汚泥Ｓを圧搾する。ダイアフラム２０により圧搾された汚泥Ｓから絞り出された液体（濾液）は、濾布１４を通過して排出される。また、圧搾して脱水処理された汚泥Ｓは、脱水ケーキとして搬送される。なお、図４は、濾過室２において汚泥Ｓを圧搾している状態を示す断面図である。
【００３０】
したがって、本実施形態では、一例として、上式（１）における圧搾時間を、ダイアフラム２０を変位させる時間とした場合を示す。
また、上式（１）において、雑動時間は、脱水機６の固有値であり、例えば、濾過室２で汚泥を圧搾して形成した脱水ケーキを濾過室２から取り出す作業に要する時間や、濾過室２で汚泥の脱水に用いる濾過布の洗浄作業に要する時間等の合計値である。
【００３１】
すなわち、上式（１）において、圧搾時間と雑動時間は固定値である。したがって、本実施形態の脱水処理速度算出部４２は、圧入量測定部３８が測定した圧入量を経過時間測定部４０が測定した経過時間で除算した値を用いて、脱水処理速度を算出する。
圧入状態制御部２２は、脱水機６の使用時に、圧入ポンプ４へ指令信号を出力して、圧入ポンプ４を駆動させる。
【００３２】
これに加え、圧入状態制御部２２は、圧入速度検出部３６が検出した圧入速度と脱水処理速度算出部４２が算出した脱水処理速度とに基づいて、圧入ポンプ４へ指令信号を出力して、圧入ポンプ４を停止させる。すなわち、圧入状態制御部２２は、圧入速度検出部３６が検出した圧入速度と脱水処理速度算出部４２が算出した脱水処理速度とに基づいて、圧入ポンプ４の動作を制御する。
具体的には、圧入状態制御部２２は、脱水ケーキの形成を開始する際に、圧入ポンプ４を駆動させる指令信号を圧入ポンプ４へ出力する。
【００３３】
また、圧入状態制御部２２は、圧入ポンプ４が濾過室２へ汚泥を圧入しており、且つ圧入速度検出部３６が検出した圧入速度と脱水処理速度算出部４２が算出した脱水処理速度との速度差が、予め設定した０よりも小さい速度差下限値から予め設定した０よりも大きい速度差上限値の範囲内であると判定すると、圧入ポンプ４を停止させる指令信号を、駆動中の圧入ポンプ４へ出力する。これにより、濾過室２への汚泥の圧入を停止させて、濾過室２へ汚泥の圧入を開始してから濾過室２への汚泥の圧入を停止させるまでの圧入時間を制御する。
【００３４】
本実施形態では、一例として、圧入状態制御部２２が、圧入ポンプ４が濾過室２へ汚泥を圧入しており、且つ圧入速度検出部３６が検出した圧入速度と脱水処理速度算出部４２が算出した脱水処理速度との速度差が０であると判定すると、圧入ポンプ４を停止させる指令信号を、駆動中の圧入ポンプ４へ出力する場合を示す。
すなわち、本実施形態では、速度差下限値及び速度差上限値を、共に、「０」に設定する。
【００３５】
（動作・作用等）
以下、図１から図４を参照しつつ、図５から図７を用いて、上記の構成を備えた圧入状態制御装置１が行う動作・作用等について説明する。
本実施形態の圧入状態制御装置１を用いて、脱水機６に対し、濾過室２への汚泥の圧入状態を制御する際には、まず、圧入状態制御部２２から、圧入ポンプ４を駆動させる指令信号を圧入ポンプ４へ出力する。
駆動状態の圧入ポンプ４は、汚泥タンク８内に貯蔵されている汚泥を濾過室２内へ圧入する。
【００３６】
本実施形態では、一例として、汚泥の性状が、図５中に示す性状である場合について説明する。
図５は、汚泥の性状を示すグラフであり、圧入ポンプ４が濾過室２へ汚泥を圧入する際の、圧入量と経過時間との関係を示すグラフである。なお、図５中では、縦軸に圧入量（ｍ3）を示し、横軸に経過時間（ｍｉｎ）を示している。
濾過室２へ汚泥の圧入を開始した直後は、濾布１４により囲まれた空間（図３参照）が広いため、汚泥の圧入速度が速くなり、図５中に示すように、時間の経過に応じて圧入量が増加する。
【００３７】
しかしながら、濾過室２へ汚泥の圧入を継続すると、濾布１４により囲まれた空間（図３参照）が、圧入された汚泥により狭くなるため、汚泥の圧入速度が低下する。これにより、濾過室２へ汚泥の圧入を開始した直後と比較して、図５中に示すように、時間が経過するほど、時間の経過に対する圧入量の増加度合いが低下することとなる。
【００３８】
圧入ポンプ４が汚泥を濾過室２内へ圧入すると、流量計３２が、圧入配管１０内を移動する汚泥の量を単位時間当たりで検出し、この検出した汚泥の量を含む情報信号を、制御盤３４へ出力する。
情報信号の入力を受けた制御盤３４では、圧入速度検出部３６、圧入量測定部３８、経過時間測定部４０、脱水処理速度算出部４２及び圧入状態制御部２２が、それぞれ、上述した処理を行う。
【００３９】
具体的には、圧入速度検出部３６が上述した圧入速度を検出し（圧入速度検出ステップ）、圧入量測定部３８が上述し圧入量を測定し（圧入量測定ステップ）、経過時間測定部４０が上述した経過時間を測定する（経過時間測定ステップ）。
また、脱水処理速度算出部４２が、圧入量測定部３８が測定した圧入量と、経過時間測定部４０が測定した経過時間を参照するとともに、上式（１）を用いて脱水処理速度を算出する（脱水処理速度算出ステップ）。
【００４０】
本実施形態では、一例として、圧搾時間が８分であり、雑動時間が１２分である場合について説明する。
したがって、本実施形態では、脱水処理速度算出部４２が算出した脱水処理速度及び圧入速度検出部３６が検出した圧入速度と、経過時間測定部４０が測定した経過時間との関係が、図６及び図７中に示す関係となる。なお、図６は、脱水処理速度及び圧入速度と経過時間との関係を示す図であり、図７は、図６中に示した脱水処理速度、圧入速度及び経過時間と、圧入量との関係を示す表である。また、図６中では、縦軸に脱水処理速度及び圧入速度（ｍ3／ｈ）を示し、横軸に経過時間（ｍｉｎ）を示している。
【００４１】
本実施形態では、汚泥の性状が、図５中に示す性状であり、圧搾時間が８分であり、雑動時間が１２分である。このため、図６中に示すように、圧入ポンプ４が濾過室２へ汚泥の圧入を開始した時点から、脱水処理速度算出部４２が算出した脱水処理速度と圧入速度検出部３６が検出した圧入速度との速度差が０となった時点までに経過した経過時間は、５分４０秒程度となる。
【００４２】
したがって、本実施形態の圧入状態制御部２２は、圧入ポンプ４が濾過室２へ汚泥の圧入を開始した時点から、５分４０秒程度が経過した時点で、圧入ポンプ４を停止させる指令信号を駆動中の圧入ポンプ４へ出力して、圧入ポンプ４を停止させる（圧入状態制御ステップ）。
すなわち、本実施形態の圧入状態制御部２２は、圧入ポンプ４が濾過室２へ汚泥を圧入しており、且つ圧入速度検出部３６が検出した圧入速度と脱水処理速度算出部４２が算出した脱水処理速度との速度差が０であると判定すると、濾過室２への汚泥の圧入を停止させる。
【００４３】
ここで、圧入状態制御部２２が、圧入ポンプ４が濾過室２へ汚泥の圧入を開始した時点から、脱水処理速度と圧入速度が同一速度となった時点で、圧入ポンプ４を停止させる指令信号を、駆動中の圧入ポンプ４へ出力する理由について説明する。
脱水機６による脱水ケーキの形成において濾過室２で行う汚泥の脱水処理では、圧入速度が脱水処理速度よりも大きい場合、濾過室２への汚泥の圧入を継続すると単位時間当たりの脱水処理量が増加する。
一方、脱水処理速度が圧入速度よりも大きい場合、濾過室２への汚泥の圧入を停止して圧搾（脱水）工程へ移行すると、単位時間当たりの脱水処理量が増加する。
【００４４】
以上により、脱水機６による脱水ケーキの形成において濾過室２で行う汚泥の脱水処理では、脱水処理速度と圧入速度が同一速度となった時点で、駆動中の圧入ポンプ４を停止させて、濾過室２への汚泥の圧入を停止させることにより、単位時間当たりの脱水処理量が最大値となる。このため、圧入状態制御部２２は、圧入ポンプ４が濾過室２へ汚泥の圧入を開始した時点から、脱水処理速度と圧入速度が同一速度となった時点で、圧入ポンプ４を停止させる指令信号を、駆動中の圧入ポンプ４へ出力する。
【００４５】
駆動中の圧入ポンプ４が停止して、濾過室２へ汚泥の圧入が停止すると、濾過室２内の汚泥は、ダイアフラム等を用いた圧搾工程で圧搾・脱水されて、脱水ケーキが形成される。この形成された脱水ケーキは、濾過室２内から排出されて、二次処理設備等へ搬出される。
そして、上述したように、圧入ポンプ４を駆動させて汚泥を濾過室２内へ圧入し、再び、上述した脱水処理を行う。
【００４６】
ここで、汚泥の性状が図５中に示す性状から変化しており、流量計３２が単位時間当たりで検出した、圧入配管１０内を移動する汚泥の量が変化している場合、この性状が変化した汚泥に応じて、圧入速度検出部３６、圧入量測定部３８、経過時間測定部４０、脱水処理速度算出部４２及び圧入状態制御部２２が上述した処理を行う。
汚泥タンク８内から濾過室２内へ圧入される汚泥の性状が変化しても、この性状の変化は、流量計３２が単位時間当たりで検出した、圧入配管１０内を移動する汚泥の量の変化に対応している。
【００４７】
したがって、本実施形態の圧入状態制御装置１を用いることにより、汚泥タンク８内から濾過室２内へ圧入される汚泥の性状が変化しても、濾過室２へ汚泥の圧入を開始してから、濾過室２への汚泥の圧入を停止するまでの圧入時間を、適正値に設定することが可能となる。
【００４８】
なお、上述したように、本実施形態の圧入状態制御装置１の動作で実施する脱水機の圧入状態制御方法は、脱水機６に対し、濾過室２への汚泥の圧入状態を制御する方法である。具体的には、圧入ポンプ４から濾過室２へ圧入される汚泥の圧入速度を検出する圧入速度検出ステップと、濾過室２での汚泥の脱水処理速度を算出する脱水処理速度算出ステップと、圧入速度検出ステップで検出した圧入速度と脱水処理速度算出ステップで算出した脱水処理速度とに基づいて、圧入ポンプ４の動作を制御する圧入状態制御ステップを有する方法である。
【００４９】
これに加え、本実施形態の圧入状態制御方法は、圧入状態制御ステップにおいて、圧入ポンプ４が濾過室へ汚泥を圧入しており、且つ圧入速度検出ステップで検出した圧入速度と脱水処理速度算出ステップで算出した脱水処理速度との速度差が、予め設定した０よりも小さい速度差下限値から予め設定した０よりも大きい速度差上限値の範囲内であると判定すると、濾過室２への汚泥の圧入を停止させる。
【００５０】
（第一実施形態の効果）
以下、本実施形態の効果を列挙する。
（１）本実施形態の圧入状態制御装置１では、圧入状態制御部２２が、圧入ポンプ４が濾過室２へ汚泥を圧入しており、且つ圧入速度検出部３６が検出した圧入速度と脱水処理速度算出部４２が算出した脱水処理速度との速度差が、予め設定した０よりも小さい速度差下限値から予め設定した０よりも大きい速度差上限値の範囲内であると判定すると、濾過室２への汚泥の圧入を停止させる。
【００５１】
このため、圧入速度と脱水処理速度との速度差が、濾過室２への汚泥の圧入を継続するよりも、濾過室２への汚泥の圧入を停止して圧搾（脱水）工程へ移行することで、単位時間当たりの脱水処理量が増加する速度差となる状態で、濾過室２への汚泥の圧入を停止させることが可能となる。
【００５２】
その結果、濾過室２への汚泥の圧入状態を制御して、濾過室２へ汚泥の圧入を開始してから濾過室２への汚泥の圧入を停止させるまでの圧入時間を適正化することが可能となり、汚泥の脱水処理量の低下を抑制することが可能となる。
また、濾過室２へ圧入される汚泥の性状が変化しても、この性状が変化した汚泥に応じて、濾過室２へ汚泥の圧入を開始してから、濾過室２への汚泥の圧入を停止するまでの圧入時間を、適正値に設定することが可能となる。
【００５３】
（２）本実施形態の圧入状態制御装置１では、圧入ポンプ４が濾過室２へ汚泥を圧入しており、且つ圧入速度検出部３６が検出した圧入速度と脱水処理速度算出部４２が算出した脱水処理速度との速度差が０であると判定すると、濾過室２への汚泥の圧入を停止させる。
このため、圧入速度と脱水処理速度との速度差が、単位時間当たりの脱水処理量が最大値となる状態で、濾過室２への汚泥の圧入を停止させることが可能となる。
その結果、圧入速度と脱水処理速度が同一速度となった時点と異なる時点で圧入ポンプ４を停止させる場合と比較して、圧入時間を更に適正化することが可能となり、汚泥の脱水処理量の低下を、更に抑制することが可能となる。
【００５４】
（３）本実施形態の圧入状態制御装置１では、脱水処理速度算出部４２が、圧入量測定部３８が測定した圧入量を経過時間測定部４０が測定した経過時間で除算した値を用いて、脱水処理速度を算出する。
このため、圧入量測定部３８がリアルタイムで測定した圧入量と、経過時間測定部４０がリアルタイムで測定した経過時間を用いて、脱水処理速度を算出することが可能となる。
その結果、濾過室２へ圧入される汚泥の性状が変化しても、この性状の変化に応じた圧入量と経過時間をリアルタイムで測定して、脱水処理速度を算出することが可能となるため、汚泥の性状の変化に応じて、圧入時間を適正値に設定することが可能となる。
【００５５】
（４）本実施形態の脱水機圧入時間制御方法では、圧入状態制御ステップにおいて、圧入ポンプ４が濾過室へ汚泥を圧入しており、且つ圧入速度検出ステップで検出した圧入速度と脱水処理速度算出ステップで算出した脱水処理速度との速度差が、予め設定した０よりも小さい速度差下限値から予め設定した０よりも大きい速度差上限値の範囲内であると判定すると、濾過室２への汚泥の圧入を停止させる。
【００５６】
このため、圧入速度と脱水処理速度との速度差が、濾過室２への汚泥の圧入を継続するよりも圧搾工程へ移行することで、単位時間当たりの脱水処理量が増加する速度差となる状態で、濾過室２への汚泥の圧入を停止させることが可能となる。
その結果、濾過室２への汚泥の圧入状態を制御して、圧入時間を適正化することが可能となり、汚泥の脱水処理量の低下を抑制することが可能となる。また、濾過室２へ圧入される汚泥の性状の変化に応じて、圧入時間を適正値に設定することが可能となる。
【００５７】
（変形例）
以下、本実施形態の変形例を列挙する。
（１）本実施形態の圧入状態制御装置１では、速度差下限値及び速度差上限値を、共に、「０」に設定したが、速度差下限値及び速度差上限値として設定する値は、これに限定するものではない。すなわち、例えば、０よりも小さい速度差下限値として、圧入速度から脱水処理速度を減算した速度差が約−７［ｍ3／ｈ］である値を設定し、０よりも大きい速度差上限値として、圧入速度から脱水処理速度を減算した速度差が約１０［ｍ3／ｈ］である値を設定してもよい。この場合、速度差下限値から速度差上限値の範囲は、速度差「０」を含む約１７［ｍ3／ｈ］の範囲となる。
【００５８】
（２）本実施形態の圧入状態制御装置１では、圧入状態制御部２２が、圧入ポンプ４が濾過室２へ汚泥を圧入しており、且つ圧入速度と脱水処理速度との速度差が０であると判定すると、濾過室２へ汚泥の圧入を停止させたが、これに限定するものではない。
すなわち、例えば、速度差下限値を、圧入ポンプ４が濾過室２へ汚泥の圧入を開始した時点から圧入速度と脱水処理速度が同一速度となる時点までに経過した時間の、１４０％における速度差とするとともに、速度差上限値を、圧入ポンプ４が濾過室２へ汚泥の圧入を開始した時点から圧入速度と脱水処理速度が同一速度となる時点までに経過した時間の、６０％における速度差とする。これに加え、圧入状態制御部２２が、圧入ポンプ４が濾過室２へ汚泥を圧入しており、且つ圧入速度と脱水処理速度との速度差が、上記のように設定して速度差下限値から速度差上限値の範囲内であると判定すると、濾過室２へ汚泥の圧入を停止させる構成としてもよい。
【００５９】
この場合、速度差下限値を、圧入ポンプ４が濾過室２へ汚泥の圧入を開始した時点から圧入速度と脱水処理速度が同一速度となる時点までに経過した時間の１４０％を超える時間における速度差とした場合と比較して、圧入時間を適正化することが可能となり、汚泥の脱水処理量の低下を抑制することが可能となる。
同様に、圧入ポンプ４が濾過室２へ汚泥の圧入を開始した時点から圧入速度と脱水処理速度が同一速度となる時点までに経過した時間の６０％未満の時間における速度差とした場合と比較して、圧入時間を適正化することが可能となり、汚泥の脱水処理量の低下を抑制することが可能となる。
【００６０】
（実施例）
以下、図１から図７を参照しつつ、図８から図１０を用いて、比較例及び本発明例の圧入状態制御装置を用いて、本発明例の圧入状態制御装置が奏する効果を検証した結果について説明する。
本発明例の圧入状態制御装置が奏する効果の検証は、脱水機６において、図８中に示すように、性状が異なる二種類の汚泥（汚泥Ａ，汚泥Ｂ）を、汚泥Ａの後に汚泥Ｂを濾過室２へ圧入した条件下で行う。
図８は、汚泥Ａと汚泥Ｂの性状を示すグラフであり、圧入ポンプ４が濾過室２へ汚泥を圧入する際の、圧入量と経過時間との関係を示すグラフである。なお、図８中では、図５中と同様、縦軸に圧入量（ｍ3）を示し、横軸に経過時間（ｍｉｎ）を示している。
【００６１】
本発明例の圧入状態制御装置１は、上述した第一実施形態と同様の構成とする。
すなわち、本発明例の圧入状態制御装置１では、汚泥Ａを濾過室２へ圧入している状態では、流量計３２が、圧入配管１０内を移動する汚泥Ａの量を単位時間当たりで検出し、この検出した汚泥Ａの量を用いて、脱水処理速度算出部４２が脱水処理速度を算出する。これに加え、圧入状態制御部２２が、圧入ポンプ４が濾過室２へ汚泥Ａの圧入を開始した時点から、脱水処理速度と圧入速度が同一速度となった時点で、圧入ポンプ４を停止させる指令信号を、駆動中の圧入ポンプ４へ出力する。
【００６２】
さらに、本発明例の圧入状態制御装置１では、汚泥Ａを濾過室２への圧入を停止した後に、汚泥Ｂを濾過室２へ圧入している状態では、流量計３２が、圧入配管１０内を移動する汚泥Ｂの量を単位時間当たりで検出し、この検出した汚泥Ｂの量を用いて、脱水処理速度算出部４２が脱水処理速度を算出する。これに加え、圧入状態制御部２２が、圧入ポンプ４が濾過室２へ汚泥Ｂの圧入を開始した時点から、脱水処理速度と圧入速度が同一速度となった時点で、圧入ポンプ４を停止させる指令信号を、駆動中の圧入ポンプ４へ出力する。
【００６３】
一方、比較例の圧入状態制御装置１の構成は、性状が異なる二種類の汚泥Ａと汚泥Ｂのうち、先に濾過室２へ圧入する汚泥Ａの性状に応じて圧入時間を設定し、この汚泥Ａの性状に応じて設定した圧入時間を固定値とする。すなわち、比較例の圧入状態制御装置１では、汚泥Ａを濾過室２への圧入を停止した後に、汚泥Ｂを濾過室２へ圧入している状態においても、汚泥Ａの性状に応じて設定した圧入時間を用いて、濾過室２への汚泥Ｂの圧入を停止させる。
【００６４】
次に、本発明例及び比較例の圧入状態制御装置１を用いて、性状が異なる二種類の汚泥Ａと汚泥Ｂの脱水処理を行い、それぞれの汚泥に対する脱水処理速度と平均値を検出し、その検出した脱水処理速度及び平均値を比較した結果について説明する。
本発明例の圧入状態制御装置１が奏する効果の検証では、上述した第一実施形態と同様、圧搾時間を８分とし、雑動時間を１２分とする。
【００６５】
したがって、本発明例の圧入状態制御装置１が奏する効果の検証では、脱水処理速度算出部４２が算出した脱水処理速度及び圧入速度検出部３６が検出した圧入速度と、経過時間測定部４０が測定した経過時間との関係が、図９及び図１０中に示す関係となる。なお、図９は、脱水処理速度及び圧入速度と経過時間との関係を示す図であり、図１０は、図９中に示した脱水処理速度、圧入速度及び経過時間と、圧入量との関係を示す表である。また、図９中では、図６中と同様、縦軸に脱水処理速度及び圧入速度（ｍ3／ｈ）を示し、横軸に経過時間（ｍｉｎ）を示している。
【００６６】
上述したように、汚泥Ａ及び汚泥Ｂの性状は、図８中に示す性状であり、圧搾時間は８分であり、雑動時間は１２分である。
このため、図８中に示すように、圧入ポンプ４が濾過室２へ汚泥Ａの圧入を開始した時点から、脱水処理速度算出部４２が算出した脱水処理速度と圧入速度検出部３６が検出した圧入速度が同一速度となった時点までに経過した経過時間は、５分４０秒程度となる。
【００６７】
一方、図８中に示すように、圧入ポンプ４が濾過室２へ汚泥Ｂの圧入を開始した時点から、脱水処理速度算出部４２が算出した脱水処理速度と圧入速度検出部３６が検出した圧入速度が同一速度となった時点までに経過した経過時間は、９分３０秒程度となる。
上述したように、本発明例の圧入状態制御装置１を用いて、汚泥Ａの脱水処理を行う際には、圧入ポンプ４が濾過室２へ汚泥Ａの圧入を開始した時点から、５分４０秒程度が経過した時点（図９中に示す「運転点Ａ」）で、圧入ポンプ４を停止させて、濾過室２への汚泥Ａの圧入を停止させる。
【００６８】
そして、汚泥Ａの脱水処理を行った後に、汚泥Ｂの脱水処理を行う際には、圧入ポンプ４が濾過室２へ汚泥Ｂの圧入を開始した時点から、９分３０秒程度が経過した時点（図９中に示す「運転点Ｂ」）で、圧入ポンプ４を停止させて、濾過室２への汚泥Ｂの圧入を停止させる。
【００６９】
一方、比較例の圧入状態制御装置１を用いて、汚泥Ａの脱水処理を行う際には、圧入ポンプ４が濾過室２へ汚泥Ａの圧入を開始した時点から、５分４０秒程度が経過した時点（図９中に示す「運転点Ａ」）で、圧入ポンプ４を停止させて、濾過室２への汚泥Ａの圧入を停止させる。そして、汚泥Ａの脱水処理を行った後に、汚泥Ｂの脱水処理を行う際にも、汚泥Ａの脱水処理を行う際と同様、圧入ポンプ４が濾過室２へ汚泥Ｂの圧入を開始した時点から、５分４０秒程度が経過した時点（図９中に示す「運転点Ａ」）で、圧入ポンプ４を停止させて、濾過室２への汚泥Ｂの圧入を停止させる。
【００７０】
その結果、比較例の圧入状態制御装置１を用いて、汚泥Ａと汚泥Ｂの脱水処理を行い、それぞれの汚泥に対する脱水処理速度と平均値を検出すると、汚泥Ａの脱水処理速度は、１１．１［ｍ3／ｈ］となり、汚泥Ｂの脱水処理速度は、１１．３［ｍ3／ｈ］となり、汚泥Ａの脱水処理速度と汚泥Ｂの脱水処理速度との平均値は、１１．２［ｍ3／ｈ］となった。
【００７１】
これに対し、本発明例の圧入状態制御装置１を用いて、汚泥Ａと汚泥Ｂの脱水処理を行い、それぞれの汚泥に対する脱水処理速度と平均値を検出すると、汚泥Ａの脱水処理速度は、１１．１［ｍ3／ｈ］となり、汚泥Ｂの脱水処理速度は、１２．５［ｍ3／ｈ］となり、汚泥Ａの脱水処理速度と汚泥Ｂの脱水処理速度との平均値は、１１．８［ｍ3／ｈ］となった。
【００７２】
すなわち、本発明例の圧入状態制御装置１を用いることにより、比較例の圧入状態制御装置１を用いた場合と比較して、汚泥Ｂの脱水処理速度を向上させることが可能となり、汚泥Ａの脱水処理速度と汚泥Ｂの脱水処理速度との平均値を、５［％］程度向上させることが可能であることが検出された。なお、図７中には、本発明例の圧入状態制御装置１を用いることにより、比較例の圧入状態制御装置１を用いた場合と比較して向上した平均値を、上向きの矢印（図中に示す「今回発明による処理量向上」）により示している。
したがって、本発明例の圧入状態制御装置１では、比較例の圧入状態制御装置１と比較して、汚泥の脱水処理量を向上させることが可能であることが確認された。
【符号の説明】
【００７３】
１    圧入状態制御装置
２    濾過室
４    圧入ポンプ
６    脱水機
８    汚泥タンク
１０  圧入配管
１２  濾板
１４  濾布
１６  凹部
１８  給液口
２０  ダイアフラム
２２  圧入状態制御部
２４  インペラ
２６  モータ
２８  残液戻し配管
３０  残液戻しバルブ
３２  流量計
３４  制御盤
３６  圧入速度検出部
３８  圧入量測定部
４０  経過時間測定部
４２  脱水処理速度算出部
Ｓ    汚泥
【図１】
2013063392.tif 000003
【図２】
2013063392.tif 000004
【図３】
2013063392.tif 000005
【図４】
2013063392.tif 000006
【図５】
2013063392.tif 000007
【図６】
2013063392.tif 000008
【図７】
2013063392.tif 000009
【図８】
2013063392.tif 000010
【図９】
2013063392.tif 000011
【図１０】
2013063392.tif 000012