(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理水に凝集剤を注入し、固液分離する水処理システムにおける凝集剤の注入装置であって、
予め測定した被処理水の平均濁度濃度の１０〜９０％の濁度濃度に予め測定した被処理水の流量を乗じて予め設定した注入量の凝集剤を固液分離前の被処理水に定量注入する第１の凝集剤注入手段と、
前記凝集剤を注入した被処理水を固液分離した処理水の濁度を計測する処理液測定手段と、
前記処理液測定手段の計測結果に基づき、固液分離前の被処理水に追加して添加すべき不足分の前記凝集剤の注入量を演算する演算手段と、
前記演算手段の結果に基づいた注入量の前記凝集剤を固液分離前の被処理水に変量注入する第２の凝集剤注入手段と、からなる凝集剤注入装置。
【請求項２】
被処理水に凝集剤を注入し、固液分離する水処理システムにおける凝集剤の注入装置であって、
被処理液の流量を測定する流量測定手段と、
予め測定した被処理水の平均濁度濃度の１０〜９０％の濁度濃度に前記流量測定手段で測定した被処理水の流量を乗じて得た注入量の凝集剤を固液分離前の被処理水に変量注入する第１の凝集剤注入手段と、
前記凝集剤を注入した被処理水を固液分離した処理水の濁度を計測する処理液測定手段と、
前記処理液測定手段の計測結果に基づき、固液分離前の被処理水に追加して添加すべき不足分の前記凝集剤の注入量を演算する演算手段と、
前記演算手段の結果に基づいた注入量の前記凝集剤を固液分離前の被処理水に変量注入する第２の凝集剤注入手段と、からなる凝集剤注入装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、濁質を含有する排水を凝集剤で固液分離する水処理システムの凝集剤注入装置に関する。
【０００２】
【関連する技術背景】
濁質を含有する排水を凝縮沈殿処理するための添加剤として、塩化アルミニウムやポリ塩化アルミニウム、硫酸アルミニウム、塩化第二鉄、ポリ硫酸第二鉄などの無機系凝集剤及び高分子凝集剤等が用いられている。従来の凝集剤注入装置は、濁質が含まれる排水の流量及び濁質濃度をセンサによって検出し、前記凝集剤の添加率を制御することによって凝縮沈殿処理を行っている（例えば、特公平７−２９１０１号公報参照）。
【０００３】
また、浄水処理を対象にした凝集剤注入装置としては処理水濁度と原水流量及び濁度値を検出し、これらの値を用いたフィードフォワード制御が行われている（例えば、特願昭５８−４０１１４号公報参照）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記凝集剤注入装置では排水の濁度を検出するため、排水の原水側に設けられた濁度計に汚れが付着すると、適切な濁度検出ができず制御不能に陥ることがあった。このため、頻繁に濁度計のメンテナンスを行わなければならず、排水処理系ではフィードフォワード制御の適用が難しいという問題がある。
【０００５】
もちろん、排水処理系にフィードバック制御を適用すれば、排水を凝集処理した後の清澄度の高い処理水側に濁度計を設ければよく、濁度計の汚損対策としては有効な手段といえる。しかしながら、凝集剤投入から処理水が排出されるまでにはタイムラグがあるため、処理水の濁度を検出してからフィードバック制御すると適切な制御が難しく、場合によっては処理液の濁度が振動的に変動する現象が発生するという問題があった。
【０００６】
このため排水処理系にフィードバック制御を適用する場合は、前記タイムラグによって制御量が振動しないように一定時間ホールドと制御を繰り返すサンプル値制御が適用される。しかし、サンプル値制御では制御系内のタイムラグ分、制御をホールドする必要があり、急な水質変動が生じた場合の初期動作が遅れてしまうという欠点があった。このため、ホールド時間を短縮する方法も考えられるが、その場合、制御出力にハンチングを生じて制御量が振動するという問題があった。また、制御量が振動すると、排水処理系では凝集剤の過不足が生じ、処理水の水質劣化や凝集剤の無駄な消費等を起こすという懸念もある。
【０００７】
本発明は、上述した問題を考慮してなされ、その目的とするところは、処理水濁度に基づいた速やかな凝集剤注入制御ができ、かつ、必要最少の凝集剤使用量に収めると共に、メンテナンス周期を大幅に長期化できる排水処理に好適な凝集剤注入装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前述した目的を達成するため、本発明の請求項１に係る凝集剤注入装置は、被処理水に凝集剤を注入し、固液分離する水処理システムにおける凝集剤の注入装置であって、予め測定した被処理水の平均濁度濃度の１０〜９０％の濁度濃度に予め測定した被処理水の流量を乗じて予め設定した注入量の凝集剤を固液分離前の被処理水に定量注入する第１の凝集剤注入手段と、前記凝集剤を注入した被処理水を固液分離した処理水の濁度を計測する処理液測定手段と、前記処理液測定手段の計測結果に基づき、固液分離前の被処理水に追加して添加すべき不足分の前記凝集剤の注入量を演算する演算手段と、前記演算手段の結果に基づいた注入量の前記凝集剤を固液分離前の被処理水に変量注入する第２の凝集剤注入手段と、からなる凝集剤注入装置を提供する。
【０００９】
また、本発明の請求項２に係る凝集剤注入装置は、被処理水に凝集剤を注入し、固液分離する水処理システムにおける凝集剤の注入装置であって、被処理液の流量を測定する流量測定手段と、予め測定した被処理水の平均濁度濃度の１０〜９０％の濁度濃度に前記流量測定手段で測定した被処理水の流量を乗じて得た注入量の凝集剤を固液分離前の被処理水に変量注入する第１の凝集剤注入手段と、前記凝集剤を注入した被処理水を固液分離した処理水の濁度を計測する処理液測定手段と、前記処理液測定手段の計測結果に基づき、固液分離前の被処理水に追加して添加すべき不足分の前記凝集剤の注入量を演算する演算手段と、前記演算手段の結果に基づいた注入量の前記凝集剤を固液分離前の被処理水に変量注入する第２の凝集剤注入手段と、からなる凝集剤注入装置を提供する。
【００１０】
したがって、本発明によれば、処理水濁度に基づいた速やかな凝集剤注入制御ができ、また、メンテナンス周期を大幅に長期化できる排水処理に好適な凝集剤注入装置を提供することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の請求項１に係る凝集剤注入装置について説明する。図１は凝集剤注入装置の概略構成図である。
この凝集剤注入装置は、濁質を含む無機系排水の原水（被処理水）が連続的に流入される反応槽１を備えている。また、凝集剤貯蔵タンク２に蓄えられている凝集剤は、前記原水に対して一定割合の量を凝集剤貯蔵タンク２から定量注入ポンプ３によって前記反応槽１に連続的または断続的に供給される。そして原水と凝集剤とが反応槽１内で撹拌され、沈殿槽５に流入する。沈殿槽５に流入した原水と凝集剤は沈殿槽５にて固液分離される。このとき、沈殿槽５で固液分離された固体物はスラッジとして、液体は処理水として排出される。また、沈殿槽５から排出された処理水の濁度は濁度計６でモニタされている。そしてモニタされた濁度はコントローラ（演算手段）７で演算処理され、その濁度に応じた量の凝集剤を注入すべく、インバータ８を制御し、変量注入ポンプ４を変速駆動する。
【００１２】
このように構成された凝集剤注入装置では、原水が反応槽１に流入したとき、定量注入ポンプ３によって必要最少量の凝集剤があらかじめ反応槽１に注入される。
ここに前記必要最少の凝集剤注入量は次式で求めることができる。
必要最少の凝集剤注入量［g／H］＝原水の流量［l／H］×濁度濃度［g／l］×安全係数
なお、上式の濁度濃度は平均濁度濃度の９０〜１０［％］、好ましくは８０〜５０［％］の濃度とするとよい。また、上式における安全係数とは、排水の原水の濃度や流量の変化などに対する凝集処理の余裕をとる係数（＞１）を意味する。
【００１３】
そして、反応槽１で原水と凝集剤が撹拌され、さらに沈殿槽５で固液分離された処理水の濁度は、濁度計６によってモニタされている。濁度計６のモニタ値から凝集剤が不足しているとコントローラ７が判断した場合は、インバータ８を制御し、変量注入ポンプ４を駆動させ、その濁度にふさわしい分量の凝集剤が反応槽１へ追加注入される。一方、処理水の濁度濃度から追加の凝集剤が不要な場合は、変量注入ポンプ４は駆動されない。
【００１４】
さて、上述した凝集剤注入における排水濁度について図を用いて説明する。図２は従来のフィードバック方式による排水濁度変化を示す図である。図２においてＰＶは濁度計で検出した濁度値であり、ＳＶは濁度の制御目標値である。また、ＭＶは凝集剤注入量を示す。
排水の原水（被処理水）が凝集剤注入装置に流入すると、反応槽１及び沈殿槽５を経由して処理水として排出される。このときの被処理水は、反応槽１及び沈殿槽５を通過する時間分だけのタイムラグＴＤをもって濁度計６に検出される。被処理水に対する濁度計６の検出値が目標値ＳＶを超えると凝集剤を注入するが、前記タイムラグがあるので、凝集剤注入後も濁度計６の検出値は増加を続ける。このため、更に凝集剤の注入量を増加させることになる。このとき、反応槽１における排水濃度は、目標値以下になるが、前記タイムラグによって凝集剤が注入され続けるので、凝集剤の注入過剰となる。そして、濁度計６の検出値が目標値ＳＶを下回ったところで凝集剤の注入を停止するが、凝集剤が過剰注入されているので、更に目標値ＳＶを大きく下回ることになる。そして、反応槽１には凝集剤が注入されていないので、再び反応槽１の排水濁度が上昇し、以後、上述と同じ動作を繰り返すこととなる。このため、排水濁度が振動的に変化することになる。
【００１５】
次に図３は本発明における排水濁度変化を示す図である。排水の原水（被処理水）が凝集剤注入装置に流入すると、反応槽１には定量注入ポンプ３によってあらかじめ定められた一定量の凝集剤が注入される。この被処理水は反応槽１及び沈殿槽５を通過した後、タイムラグＴＤをもって濁度計６に検出される。濁度計６の検出値は、あらかじめ反応槽１に定量注入ポンプ３によって一定量の凝集剤が注入されているので、目標値ＳＶに近い値を示す。したがって、変量注入ポンプ４によって、凝集剤の不足分を補えば良く、速やかに目標値に到達することができる。また、排水濁度の振動現象を生ずることもなく安定に制御することが可能となる。
【００１６】
つまり、あらかじめ定められた必要最少量の凝集剤を最初に投入し、不足分の調整を変量注入ポンプ４で調整すればよいので、従来のフィードバック制御系で見られたようなタイムラグによる制御遅延を最小限に抑えることができる。
すなわち、本発明の凝集剤注入装置によれば最短時間で最適注入量へ到達させることができ、また、処理水濁度の周囲的な変動やハンチング現象を防止することも可能となる。
【００１７】
更には、沈殿槽５で固液分離された処理水側に濁度計６を設けたことによって原水の汚れによる濁度計６の汚損が極めて少なくなるので、濁度計６のメンテナンス周期を大幅に延ばすことが可能となる。
次に、本発明の請求項２に係る発明の実施形態について説明する。図２は本凝集剤注入装置の概略構成図である。本実施形態が第１の実施形態と異なるのは、無機系排水の原水の流入量を測定する流量計９を備え、この流量情報を基に凝集剤の注入量を制御するフィードフォワード制御を更に設けたという点である。
【００１８】
この凝集剤注入装置は、濁質を含む無機系排水の原水が連続的に流入する反応槽１があり、この原水の流入量を測定するための流量計９が設けられている。そして前記流量計９によって計測された原水の流入量に応じた量の凝集剤が凝集剤貯蔵タンク２から反応槽１に連続的または断続的に注入される。具体的には、流量計９の流量情報を基に第１のコントローラ（演算手段）１０によって原水の流入量に応じた量の凝集剤を注入するため、第１のインバータ１１を制御し、第１の変量注入ポンプ１２を変速駆動するものである。
【００１９】
そして原水と凝集剤とが反応槽１で撹拌され、沈殿槽５に流入する。沈殿槽５に流入した原水と凝集剤は沈殿槽５にて固液分離される。このとき、沈殿槽５で分離された固体物はスラッジとして、液体は処理水として排出される。また、該処理水は濁度計６で処理水の濁度がモニタされている。モニタされた濁度は第２のコントローラ１３で演算処理され、濁度に応じた凝集剤を注入するため第２のインバータ１４を制御し、第２の変量注入ポンプ１５を変速駆動する。
【００２０】
このように構成された凝集剤注入装置では、原水が反応槽１に流入するとその流入量に比例した必要最少の凝集剤があらかじめ第１の変量注入ポンプ１２で反応槽１に注入される。凝集剤と撹拌された原液は沈殿槽５で固液分離され、処理水は濁度計６でモニタされる。そして、この濁度に応じてふさわしい凝集剤の注入量になるように第２の変量注入ポンプ１５を変速駆動させる。つまり、濁度計６のモニタ値から凝集剤が不足していると第２のコントローラ１３が判断した場合は、第２のインバータ１４を制御し、第２の変量注入ポンプ１５を駆動させ、凝集剤が反応槽１へ追加注入される。一方、処理水の濁度濃度から追加の凝集剤が不要な場合は、第２の変量注入ポンプ１５は駆動されない。
【００２１】
すなわち本発明の凝集剤注入装置によれば、排水の原水流入量が変動しても流入量に比例した量の凝集剤をあらかじめ反応槽１に注入することができる。このため、処理水の濁度を検出してから処理水の濁度に応じてフィードバック制御する際の制御遅延を改善することが可能となる。また、最適量の凝集剤注入が速やかに行われるため、凝集剤の無駄を生じない。
【００２２】
上述した例では凝集剤の貯槽が１つの例を取り上げたが、例えば、凝集剤として、無機凝集剤および高分子凝集剤があり、これらがそれぞれ単独の貯槽もしくは複数の貯槽および複数のポンプを組み合わせた構成としてもよい。この場合は、上述したように一方の凝集剤を定量供給とし、他方の凝集剤を変量供給としてもよい。または、複数ある凝集剤の貯槽のそれぞれに定量注入ポンプおよび変量注入ポンプを有する構成としてもよい。その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々組み合わせて構成してもよい。
【００２３】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明の凝集剤注入装置によれば、濁質を含有する排水の原水を処理するための必要最少の凝集剤をあらかじめ定量注入ポンプで供給するため、処理水濁度検出によるフィードバック制御であっても、処理水濁度に基づいた速やかな凝集剤注入制御ができ、かつ、必要最少の凝集剤使用量に収めることができる。また、排水の原水側に濁度計を設けていないため、排水の原水による濁度計の汚損の影響を避けることができ、安定した制御ができるとともに、濁度計のメンテナンス周期を大幅に延ばすことができる等の実用上多大なる効果が奏せられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る凝集剤注入装置の概略構成を示す図。
【図２】従来の凝集剤注入装置における排水濁度変化の概略を示す図。
【図３】本発明の一実施形態に係る凝集剤注入装置における排水濁度変化の概略を示す図。
【図４】本発明の別の実施形態に係る凝集剤注入装置の概略構成を示す図。
【符号の説明】
１                反応槽
２                凝集剤貯蔵タンク
３                定量注入ポンプ
４、１２、１５    変量注入ポンプ
５                沈殿槽
６                濁度計
７、１０、１３    コントローラ
８、１１、１４    インバータ
９                流量計
【図１】
0004968420.tif 000002
【図２】
0004968420.tif 000003
【図３】
0004968420.tif 000004
【図４】
0004968420.tif 000005