(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一直線上に配置された流入パイプと流出パイプとの間に曲折パイプを配置し、流入パイプから固形異物が混入した液体が曲折パイプを通過して流出パイプから排出される間のいずれかのパイプの固有振動数から固形異物が混入した液体の密度を算出し、この密度とあらかじめ算出した固形異物の真比重とから液体の濁度を算出する一方、
算出された液体の濁度と、あらかじめ記憶された濁度に対する最適な凝集剤注入量とから、液体の濁度に応じた最適な凝集剤注入量を算出するように構成したことを特徴とする凝集剤自動注入装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、濁水等固形異物が混入した液体に最適な量の凝集剤を注入して、液体から固形異物を取り除く凝集剤自動注入装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、工事現場の掘削等で発生した濁水を河川等に放流する場合には、公害防止、環境保護の観点から濁水の泥成分を分離して残りの清水のみを放流する必要が生じている。この濁水の泥成分を取り除くために、泥成分を分離しやすいように凝集剤が濁水に加えられているが、この凝集剤は作業者の経験から適当量注入されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
そのため、濁水の濁度に応じて最適な量の凝集剤を注入するのが難しく、凝集剤を注入し過ぎてしまうことが多く、凝集剤が清水に混じって無駄に排出されてしまう等の欠点が生じている。
【０００４】
本発明は、上記欠点の除去を目的とするもので、濁水等固形異物が混入した液体の濁度に最適な凝集剤の注入量を算出してこれを注入することができる凝集剤自動注入装置を提供しようとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
一直線上に配置された流入パイプと流出パイプとの間に曲折パイプを配置し、流入パイプから固形異物が混入した液体が曲折パイプを通過して流出パイプから排出される間のいずれかのパイプの固有振動数から固形異物が混入した液体の密度を算出し、この密度とあらかじめ算出した固形異物の真比重とから液体の濁度を算出する一方、
算出された液体の濁度と、あらかじめ記憶された濁度に対する最適な凝集剤注入量とから、液体の濁度に応じた最適な凝集剤注入量を算出するように構成されている。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づき本発明の実施の形態を固形異物が混入した液体の一例の濁水について説明する。図１ないし図３において、１は工事現場の掘削等で発生する濁水から清水のみを河川に放流する濁水処理装置（図示せず）に付設される凝集剤自動注入装置であり、濁水から所定粒状以上の固形異物を取り除くフィルタ部２ａを備えた原水槽２と、この原水槽２に循環ポンプ３とともに付設された質量流量計４と、原水槽２から原水ポンプ５により送り出される濁水を一旦貯留する貯留槽６と、混合器７と、凝集剤ポンプ８ａにより送り出される凝集剤が貯留される凝集剤貯留槽８とからなっている。
【０００７】
前記原水槽２は水位を検出するレベル計２ｂを有し、濁水が最下水位あるいは最上水位に達すると、各検出信号がオンとなって、後記する演算部９に出力されるように構成されている。また、原水槽２には濁水を供給する供給ポンプ（図示せず）が接続されており、原水槽２内の濁水の量に応じて作業者が供給ポンプを作動し、適当量の濁水を原水槽２に供給するように構成されている。
【０００８】
前記質量流量計４は、一直線上に配置された流入パイプ４ａと、流出パイプ４ｂと、これらパイプ間に水平方向に配置された曲折パイプ４ｃとからなっており、流入パイプ４ａから固形異物が混入した濁水が曲折パイプ４ｃを通過して流出パイプ４ｂから排出される時に曲折パイプ４ｃが振動するように構成されている。また、質量流量計４は曲折パイプ４ｃの振動にともない発生するコリオリの力により曲折パイプ４ｃの流入側と流出側との間で生じるねじれを検出するようにひずみ量検出部４ｄを有しており、その検出値から濁水の質量が算出可能に構成されている。さらに、前記質量流量計４には計測部を構成するパイプの一つの流出パイプ４ｂの振動を検出するピックアップ部４ｅが配置されており、流出パイプ４ｂの固有振動数から濁水を含む流出パイプ４ｂの単位容積あたりの質量、この質量から濁水の単位容積あたりの質量、さらには濁水の密度がディジタル値として算出され、これが演算部９に送られるように構成されている。
【０００９】
前記演算部９は、レベル計２ｂからの各検出信号、曲折パイプ４ｃのひずみ量および濁水の密度が入力する外部入出力部９ａと、各種動作を制御する制御部９ｂと、あらかじめ算出された固形異物の真比重等各種情報あるいは運転開始・停止信号等の操作指令信号を入力する入力部９ｃと、各種情報を記憶する記憶部９ｄと、質量あるいは濁度を表示する表示部９ｅとから構成されている。
【００１０】
前記記憶部９ｄには、図４に示すように濁水サンプルの所定幅毎の濁度に対する凝集剤の最適な注入量が記憶されている。この最適な注入量は、各濁度毎に凝集剤が固形異物を凝集せずに直接排出される境界値として実験により求められ、これがバッテリ等によりバックアップされている。
【００１１】
前記制御部９ｂは、濁水が原水槽２の最下水位以上にあって、レベル計２ｂからの最下水位検出信号がオンとなっている時、運転スイッチ（図示せず）からの運転開始信号を受信可能状態とするように構成されている。また、制御部９ｂは、運転スイッチから運転開始信号を受けると、原水ポンプ５、循環ポンプ３および凝集剤ポンプ８ａを作動させ、停止スイッチ（図示せず）から停止信号を受けると、原水ポンプ５、循環ポンプ３および凝集剤ポンプ８ａを停止させるように構成されている。さらに、制御部９ｂは運転開始信号を受けた後、濁水が原水槽２の最下水位より少なくなって、レベル計２ｂからの最下水位検出信号がオフとなると、レベル計２ｂからの最上水位検出信号がオンとなるまで原水ポンプ５、循環ポンプ３および凝集剤ポンプ８ａを停止させるように構成されている。
【００１２】
前記制御部９ｂは原水ポンプ５が作動する間、外部入出力部９ａに送られる濁水の密度を一定時間毎に読み込み、次式から固形異物が混入した濁水の濁度を算出して、これらを記憶部９ｄに一時記憶する一方、所定回数毎にこれら値の移動平均を算出して、これを平均濁度として記憶部９ｄに一時記憶するように構成されている。
濁度＝｛（密度−液体の真比重）×濁度成分の真比重／（濁度成分の真比重−液体の              真比重）｝×１０６
ただし、濁水の場合、液体の真比重は水の比重となり、１．０００
【００１３】
しかも、前記制御部９ｂは一定時間毎に記憶部９ｄに記憶された平均濁度を呼び出し、あらかじめ記憶された濁度からこの平均濁度を挟む２個の濁度およびこれらに対応する凝集剤の注入量を呼び出し、平均濁度に対する凝集剤の最適な注入量を平均補間で算出するように構成されている。
【００１４】
上記凝集剤自動注入装置では、原水槽２内の濁水が少なくなると、作業者が供給ポンプを作動し、濁水を原水槽２に供給する。原水槽２に濁水が最下水位以上に供給された後、運転スイッチから運転開始信号が発信されると、原水ポンプ５、循環ポンプ３および凝集剤ポンプ８ａが作動し、これにともない質量流量計４にも濁水が供給される。この間、濁水が流入パイプ４ａ、曲折パイプ４ｃ、および流出パイプ４ｂを通過するにともなって各パイプが振動し、その中で流出パイプ４ｂの振動がピックアップ部４ｅで検出され、その固有振動数から濁水の密度がディジタル値として算出され、これが演算部９の外部入出力部９ａに送られる。演算部９では原水ポンプ５の作動と同時に、一定時間毎にこの濁水の密度が読み込まれる。この濁水の密度と、あらかじめ算出した固形異物の真比重とから、濁水の濁度が刻々算出され、これらが記憶部９ｄに一時記憶される。これら濁度から所定回数毎の移動平均が算出され、これが平均濁度として記憶部９ｄで一時記憶される。
【００１５】
同時に、原水ポンプ５の作動にともない、原水槽２から濁水が混合器７を介して貯留槽６に供給される一方で、記憶部９ｄに一時記憶された平均濁度が一定時間毎に呼び出され、記憶部９ｄにあらかじめ記憶された濁度およびこれらに対応する凝集剤注入量から、この平均濁度を挟む濁度およびこれら濁度に対応する凝集剤投入量が呼び出される。これらの値から、平均濁度に対する最適な凝集剤注入量が平均補間により算出され、この量だけ凝集剤が混合器７を介して貯留槽６に注入されるように凝集剤ポンプ８ａが作動する。そのため、貯留槽６内には混合器７を経由して凝集剤が最適な量だけ注入され、無駄に排出されることなく固形異物を凝集して、凝集されて沈殿した固形異物を取り除いた処理水がフィルタプレス装置（図示せず）に送られ、このフィルタプレス装置で処理水に含まれる固形異物がほぼ取り除かれ、清水のみが河川に放流される。
【００１６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は固形異物が混入した液体のサンプルから所定幅の濁度毎に最適な凝集剤注入量を得てこれらをあらかじめ記憶する一方、液体が通過する際のパイプの振動から液体を含むパイプの質量を算出し、この質量から液体の質量、この質量から液体の密度、この密度から液体の濁度を算出するとともに、あらかじめ記憶された濁度から液体の濁度を挟む値およびこれら値に対応する凝集剤注入量を呼び出してこれらの値から液体の濁度に最適な凝集剤注入量を算出するように構成しているため、液体の濁度に最適な量の凝集剤を注入でき、固形異物が混入しない清水のみを河川等に放流できるばかりか、凝集剤も清水に混じって無駄に排出されることもなくなる等の利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る凝集剤自動注入装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明に係る質量流量計の演算部の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明に係る質量流量計の計測部をなす各パイプの概略説明図である。
【図４】本発明に係る濁度に対する最適な凝集剤注入量を示すプロット図である。
【符号の説明】
１  凝集剤自動注入装置
２  原水槽
２ａ  フィルタ部
２ｂ  レベル計
３  循環ポンプ
４  質量流量計
４ａ  流入パイプ
４ｂ  流出パイプ
４ｃ  曲折パイプ
４ｄ  ひずみ量検出部
４ｅ  ピックアップ部
５  原水ポンプ
６  貯留槽
７  混合器
８  凝集剤貯留槽
８ａ  凝集剤ポンプ
９  演算部
９ａ  外部入出力部
９ｂ  制御部
９ｃ  入力部
９ｄ  記憶部
９ｅ  表示部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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