(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
汚泥供給系の途中に介装した給泥バルブを設定開放時間ｔ1だけ開栓して、汚泥供給系に接続した供給ノズルに設定採取用量の汚泥を供給し、給泥バルブを閉栓した後に設定経過時間ｔ2を経た時点で、供給ノズルに接続した圧縮空気供給系の給気バルブを開栓して、供給ノズル内の汚泥を圧縮空気で押し出して汚泥試料を採取し、採取した汚泥試料の重量Ｗを計測手段で計測する供給方法において、
汚泥採取に先立って、汚泥性状の変化に伴って変動する汚泥供給系の送泥圧力を計測し、計測した圧力下において設定採取用量の汚泥を採取するに必要な給泥バルブの必要開放時間を、予め求めた送泥圧力と必要開放時間との相関に基づいて算出し、算出した必要開放時間を給泥バルブの設定開放時間ｔ1に設定し、
前回採取時における設定経過時間ｔｐ、計測手段で計測した前回の汚泥試料の重量Ｗ、汚泥試料の目標重量Ｗｒ、補正係数Ｃを次式に代入し、
ｔ＝ｔｐ−（Ｗ−Ｗｒ）×Ｃ
算出するｔの値を設定経過時間ｔ2に設定することを特徴とする汚泥試料の供給方法。
【請求項２】
汚泥を圧送する汚泥供給系と、汚泥供給系の途中に介装した給泥バルブと、汚泥供給系の先端に接続し、ノズル口が下方に向けて開口する供給ノズルと、供給ノズルの頂部側に接続する圧縮空気供給系と、圧縮空気供給系の途中に介装した給気バルブと、供給ノズルの上流側における汚泥供給系の送泥圧力を計測する圧力計と、圧力計の信号を受信し、給泥バルブおよび給気バルブを開閉制御する制御手段とを備え、
制御手段は、汚泥採取に先立って、圧力計で計測する圧力値を指標として、汚泥性状の変化に由来して変動する送泥圧力下での設定採取用量の汚泥を採取するに必要な給泥バルブの必要開放時間を、予め求めた送泥圧力と必要開放時間との相関に基づいて算出し、算出した必要開放時間を給泥バルブの設定開放時間ｔ1に設定し、汚泥採取時に、給泥バルブを設定開放時間ｔ1だけ開栓し、給泥バルブを閉栓した後に設定経過時間ｔ2を経た時点で、給気バルブを開栓する機能回路を有することを特徴とする汚泥試料供給装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、汚泥含水率や強熱減量の計測技術に係り、汚泥試料を採取するための汚泥試料の供給方法および汚泥試料供給装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、下水処理施設では、汚泥の効率的処分を目的として広域汚泥処理を採用する傾向にある。しかし、搬入される汚泥性状は時間変動を生じ易く、焼却、溶融処理プラントの安定運転に影響を及ぼしている。このような、処理プラントにおいて汚泥の含水率、強熱減量を事前に計測することは、プラントの安定運転を行なうために重要である。
【０００３】
この測定は、日本下水道協会が定める試験方法に基づいて行なっている。水分は、汚泥試料を１０５〜１１０℃で２時間乾燥し、経過後の全蒸発残留物の重量を測定し、乾燥前の汚泥試料の重量との差を算出する。強熱減量は、含水率計測後の全蒸発残留物を６００±２５℃で１時間強熱灰化し、経過後の強熱残留物の重量を測定し、全蒸発残留物の重量との差を算出する。
【０００４】
従来の汚泥含水率や強熱減量の計測装置においては、汚泥試料を試料皿に採取し、加熱計量室内おいて乾燥もしくは強熱灰化し、汚泥試料の各段階における重量を測定している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記した従来の計測装置における汚泥試料の採取は、汚泥を定量供給ポンプで供給ノズルに送り、定量供給ポンプの運転時間を制御することにより所定量の汚泥を試料皿に汚泥試料として切り出している。汚泥はその性状が常に一様ではなく、その変動は５ｇ程度の微小量の汚泥試料を採取する場合に採取量の精度に大きな影響を与える。このため、定量供給ポンプの運転時間を採取した汚泥試料の重量の変動に応じて調整している。
【０００６】
しかし、この手法においては、採取した汚泥試料の重量から汚泥性状の変化を事後的に評価して次の切り出し量を調整するものであるため、今回において実際に採取する汚泥の性状を正確に把握することはできず、前回採取時との汚泥性状の変化が採取量のばらつきとなって表われる。
また、汚泥はときに異物等を含むものである。このような汚泥を定量供給ポンプで供給する場合に、異物が定量供給ポンプの運転を阻害すると、所定量の汚泥を正確に切り出すことができないので、異物の詰まり時もしくは定期的に清掃メンテナンスを行なう必要がある。
【０００７】
本発明は上記した課題を解決するものであり、採取する汚泥の性状の変化を事前に検知して採取量の精度を高めるとともに、異物を含む汚泥であっても正確に所定量の汚泥を切り出すことができる汚泥試料の供給方法および汚泥試料供給装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題解決するための手段】
上記した課題を解決するために、請求項１に係る本発明の汚泥試料の供給方法は、汚泥供給系の途中に介装した給泥バルブを設定開放時間ｔ1だけ開栓して、汚泥供給系に接続した供給ノズルに設定採取用量の汚泥を供給し、給泥バルブを閉栓した後に設定経過時間ｔ2を経た時点で、供給ノズルに接続した圧縮空気供給系の給気バルブを開栓して、供給ノズル内の汚泥を圧縮空気で押し出して汚泥試料を採取し、採取した汚泥試料の重量Ｗを計測手段で計測する供給方法において、
汚泥採取に先立って、汚泥性状の変化に伴って変動する汚泥供給系の送泥圧力を計測し、計測した圧力下において設定採取用量の汚泥を採取するに必要な給泥バルブの必要開放時間を、予め求めた送泥圧力と必要開放時間との相関に基づいて算出し、算出した必要開放時間を給泥バルブの設定開放時間ｔ1に設定し、
前回採取時における設定経過時間ｔｐ、計測手段で計測した前回の汚泥試料の重量Ｗ、汚泥試料の目標重量Ｗｒ、補正係数Ｃを次式に代入し、
ｔ＝ｔｐ−（Ｗ−Ｗｒ）×Ｃ
算出するｔの値を設定経過時間ｔ2に設定する構成としたものである。
【０００９】
上記した構成により、汚泥採取に先立って汚泥性状の変化を送泥圧力の変動として事前に評価し、送泥圧力の変化に応じて給泥バルブの設定開放時間ｔ1を調整することにより、汚泥性状の変化に伴って増減する圧力損失、および圧力損失の増減に起因する流量の変化に影響されることがなくなり、汚泥の採取用量がばらつきのない安定したものになる。
【００１０】
請求項２に係る本発明の汚泥試料供給装置は、汚泥を圧送する汚泥供給系と、汚泥供給系の途中に介装した給泥バルブと、汚泥供給系の先端に接続し、ノズル口が下方に向けて開口する供給ノズルと、供給ノズルの頂部側に接続する圧縮空気供給系と、圧縮空気供給系の途中に介装した給気バルブと、供給ノズルの上流側における汚泥供給系の送泥圧力を計測する圧力計と、圧力計の信号を受信し、給泥バルブおよび給気バルブを開閉制御する制御手段とを備え、
制御手段は、汚泥採取に先立って、圧力計で計測する圧力値を指標として、汚泥性状の変化に由来して変動する送泥圧力下での設定採取用量の汚泥を採取するに必要な給泥バルブの必要開放時間を、予め求めた送泥圧力と必要開放時間との相関に基づいて算出し、算出した必要開放時間を給泥バルブの設定開放時間ｔ1に設定し、汚泥採取時に、給泥バルブを設定開放時間ｔ1だけ開栓し、給泥バルブを閉栓した後に設定経過時間ｔ2を経た時点で、給気バルブを開栓する機能回路を有する構成としたものである。
【００１１】
上記した構成により、制御手段は、汚泥試料を採取する操作サイクルの始めにおいて、給泥バルブを開栓して汚泥供給系および供給ノズル内に残留する汚泥を廃棄し、汚泥供給系から供給する汚泥を供給ノズルから連続的に排出している。採取対象の新たな汚泥を汚泥供給系および供給ノズル内に導く。
この汚泥の廃棄操作の終了直前において、圧力計で汚泥供給系の送泥圧力を計測して記憶する。給泥バルブを閉栓して汚泥の供給を停止し、給気バルブを開栓して圧縮空気供給系から圧縮空気を供給ノズルに供給する。この圧縮空気は供給ノズルの頂部側に作用し、供給ノズル内に残留する汚泥をノズル外へ押し出して除去するととも、ノズル内を洗浄する。
【００１２】
制御装置は、先に計測した圧力下において設定採取用量の汚泥を採取するに必要な給泥バルブの必要開放時間を、予め求めた送泥圧力と必要開放時間との相関に基づいて算出し、算出した必要開放時間を給泥バルブの設定開放時間ｔ1に設定する。
次に、汚泥供給系の途中に介装した給泥バルブを設定開放時間ｔ1だけ開栓して、汚泥供給系に接続した供給ノズルに設定採取用量の汚泥を供給する。給泥バルブを閉栓した後に設定経過時間ｔ2を経た時点で、供給ノズルに接続した圧縮空気供給系の給気バルブを開栓して、供給ノズル内の汚泥を圧縮空気で押し出して汚泥試料を採取する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１において、計測装置１は計測装置本体２と計測制御盤３とからなり、計測装置本体２は汚泥採取室４、加熱計量室５、電子天秤室６、廃棄室７に区画してそれぞれ閉塞空間を形成している。
【００１４】
電子天秤室６には計測機器として電子天秤８を配置し、電子天秤８の天秤皿９を加熱計量室５の内部に配置し、この天秤皿９に汚泥試料１０を採取する試料皿１１を載置している。加熱計量室５は、上部に熱源としてのハロゲンランプ装置１２を配置し、側壁面上部に脱臭ファン１３を設けており、一側の壁面に形成した開口５ａを開閉する扉装置１４を有している。
【００１５】
汚泥採取室４には、試料皿１１をハンドリングするためのロボットハンド１５を配置するとともにと、汚泥試料１０を供給する汚泥供給系１６と、計測後の残留物を吸引除去する吸引系１７と、汚泥供給系１６に残る余剰な汚泥を投棄する排水系１８とがそれぞれ開口している。
汚泥供給系１６は、基端側が汚泥を溶融炉等へ供給する送泥本管（図示省略）に連通し、途中に給泥バルブ１９を有し、先端に供給ノズル２０を接続している。図２に示すように、供給ノズル２０は、流量制御の精度を高めるために、汚泥供給系１６より小さい流路径を有し、ノズル口２０ａを有する先端部２０ｂが下方に向けて屈曲している。
【００１６】
汚泥供給系１６の途中には、汚泥性状の変化に由来して変動する送泥圧力を検出する圧力計２１を設けており、圧力計２１は後述するパーソナルコンピュータ２９に接続している。供給ノズル２０には先端部２０ｂの頂部側に圧縮空気を供給する圧縮空気供給系２２が給気バルブ２２ａを介して接続しており、給泥バルブ１９および給気バルブ２２ａはパーソナルコンピュータ２９の指示によって開閉動作する。
【００１７】
吸引系１７は廃棄室７に配置した吸引ブロア２３および集灰缶２４を有し、排水系１８は廃棄室７に配置した攪拌槽２５および排水ポンプ２６を有している。
これらの機器を制御する計測制御盤３は、ハロゲンランプ装置１２の出力を制御するランプコントローラ２７と、ランプコントローラ２７への指示量を調節する指示調節計２８と、パーソナルコンピュータ２９からなり、パーソナルコンピュータ２９は、圧力計２１、加熱計量室５に配置した温度センサー３０および電子天秤８からの出力を受け取り、給泥バルブ１９、給気バルブ２２ａ等の各機器を制御して計測操作を行なう。
【００１８】
以下、上記した構成における作用を説明する。試料に供する汚泥は、焼却、溶融処理プラントへ汚泥を供給する本管（図示省略）から汚泥供給系１６を通して取り出す。
図３に示すように、パーソナルコンピュータ２９は、汚泥試料を採取する操作サイクルの始めにおいて、給泥バルブ１９を開栓して現在において本管を流れる汚泥と同質の新たな汚泥をリアルタイムに取り込んで、汚泥供給系１６および供給ノズル２０に導くとともに、汚泥供給系１６および供給ノズル２０内に残留する汚泥を廃棄し、廃棄汚泥を排水系１８に投入する。
【００１９】
この汚泥の廃棄操作の終了直前において、圧力計２１で汚泥供給系１６の送泥圧力を計測して記憶する。給泥バルブ１９を閉栓して汚泥の供給を一旦停止し、給気バルブ２２ａを開栓して圧縮空気供給系２２から圧縮空気を供給ノズル２０の先端部２０ｂに供給する。この圧縮空気は供給ノズル２０の頂部側に作用し、供給ノズル２０に残留する汚泥をノズル外へ押し出して除去するととも、ノズル内を洗浄する。
【００２０】
パーソナルコンピュータ２９は、先に計測した圧力下において設定採取用量の汚泥を採取するに必要な給泥バルブ１９の必要開放時間を、予め求めた送泥圧力と必要開放時間との相関に基づいて算出し、算出した必要開放時間を給泥バルブ１９の設定開放時間ｔ1に設定する。また、前回採取時における設定経過時間ｔｐ、計測手段で計測した前回の汚泥試料の重量Ｗ、汚泥試料の目標重量Ｗｒ、補正係数Ｃを次式に代入し、
ｔ＝ｔｐ−（Ｗ−Ｗｒ）×Ｃ
算出するｔの値を設定経過時間ｔ2に設定する。
【００２１】
計測操作の１サイクルの初期状態において試料皿１１は電子天秤室６の天秤皿９の上にある。パーソナルコンピュータ２９は、加熱計量室５の扉装置１４を開放し、ロボットハンド１５を操作して試料皿１１を採取位置へ移動する。
次に、汚泥供給系１６の途中に介装した給泥バルブ１９を設定開放時間ｔ1だけ開栓して、汚泥供給系１６に接続した供給ノズル２０に設定採取用量の汚泥を供給する。給泥バルブ１９を閉栓した後に設定経過時間ｔ2を経た時点で、供給ノズル２０に接続した圧縮空気供給系２２の給気バルブ２２ａを開栓して、供給ノズル２０の先端部２０ｂの汚泥を圧縮空気で押し出して汚泥試料を試料皿１１に切り出す。
【００２２】
給泥バルブ１９を閉栓した後に管内に残圧がない場合には設定開放時間ｔ1の調整により設定採取用量の汚泥試料を取り出せるが、実際には管内の残圧によって給泥バルブ１９を閉栓した後にも供給ノズル２０の先端部２０ｂに汚泥が流れ出る。しかし、設定経過時間ｔ2を調整することにより、残圧による影響を抑制して目標重量の汚泥試料を取り出すことができる。
【００２３】
次に、扉装置１４を開放し、汚泥試料１０を採取した試料皿１１をロボットハンド１５で天秤皿９に載置し、扉装置１４を閉じて電子天秤８で採取した汚泥試料の重量を計測し、計測した値を記憶する。ランプコントローラ２７はハロゲンランプ装置１２を所定の出力で点灯し、汚泥試料１０を設定温度（１０５〜１１０℃）に加熱し、汚泥試料１０を乾燥させる。乾燥工程の終了時における電子天秤８による計測重量を蒸発残留物の重量として記憶する。
【００２４】
次に、指示調節計２８によりハロゲンランプ装置１２の出力を増し、試料皿１１に残る蒸発残留物を設定温度（６００±２５℃）に加熱し、汚泥試料１０を強熱灰化する。強熱灰化工程の終了時における電子天秤８による計測重量を強熱残留物の重量として記憶し、強熱減量を算出する。
次に、ロボットハンド１５により試料皿１１を加熱計量室５から取り出し、試料皿１１を廃棄位置で吸引系１７に対応させる。吸引ブロア２３を駆動して試料皿１１の強熱残留物を吸引除去し、吸引した灰を集灰缶２４に貯留する。加熱計量室５の扉装置１４を開放し、ロボットハンド１５により試料皿１１を天秤皿の計測位置に戻す。その後、脱臭ファン１３による加熱計量室５の空気を排気することにより加熱計量室５および試料皿１１を冷却し、初期状態に復帰する。
【００２５】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、汚泥採取に先立って汚泥性状の変化を送泥圧力の変動として事前に評価し、送泥圧力の変化に応じて給泥バルブの設定開放時間ｔ1を調整するので、汚泥性状の変化に伴って増減する圧力損失、および圧力損失の増減に起因する流量の変化に影響されることがなくなり、汚泥の採取用量がばらつきのない安定したものになる。また、設定経過時間ｔ2を調整することにより、残圧による影響を抑制して目標重量の汚泥試料を取り出すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示す計測装置の摸式図である。
【図２】同計測装置の汚泥試料供給装置の摸式図である。
【図３】同供給装置の作用を示すフロートチャートである。
【符号の説明】
１    計測装置
８    電子天秤
９    天秤皿
１０    汚泥試料
１１    試料皿
１６    汚泥供給系
１９    給泥バルブ
２０    供給ノズル
２０ａ  ノズル口
２０ｂ  先端部
２１    圧力計
２２    圧縮空気供給系
２２ａ  給気バルブ
２９    パーソナルコンピュータ
【図１】
0003969900.tif 000002
【図２】
0003969900.tif 000003
【図３】
0003969900.tif 000004