JP7003165B2 - Coagulation treatment system, coagulation treatment method, computer program and coagulation treatment control device - Google Patents
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Description
本発明の実施形態は、凝集処理システム、凝集処理方法、コンピュータプログラム及び
凝集処理制御装置
に関する。
Embodiments of the present invention relate to a coagulation treatment system, a coagulation treatment method, a computer program, and a coagulation treatment control device.
上下水道、排水処理、用水供給などの分野においては、さまざまな方法で水の浄化処理
が行われている。浄化処理とは、具体的には処理対象の水(以下、「被処理水」という。
)に含まれる固形物や溶解物などの不要物を除去する処理である。被処理水から不要物を
除去する方法の代表的なものとして、重力によって沈殿した不要物を被処理水から分離す
る沈降分離や、被処理水中の不要物を気泡によって分離する加圧分離法、多孔質のセラミ
クスや樹脂を用いてろ過する膜分離、微生物に有機物などを捕食させる活性汚泥法などが
挙げられる。このような分離法のうち沈降分離や加圧分離法では、薬剤によって不要物を
凝集させた後に分離する凝集法が用いられるのが一般的である。上記方法の中でも、凝集
法を組み合わせた沈降分離は凝集沈殿法と呼ばれ、薬剤の投入、撹拌、沈殿物除去という
比較的単純な操作で良好な浄化効果を得やすいことから広く普及している。
In fields such as water and sewage, wastewater treatment, and water supply, water purification treatment is carried out by various methods. The purification treatment is specifically referred to as water to be treated (hereinafter referred to as "water to be treated").
) Is a process for removing unnecessary substances such as solids and dissolved substances. Typical methods for removing unwanted substances from the water to be treated include sedimentation separation, which separates unwanted substances settled by gravity from the water to be treated, and pressure separation, which separates unwanted substances in the water to be treated by bubbles. Examples include membrane separation by filtering using porous ceramics and resin, and activated sludge method in which microorganisms prey on organic substances. Among such separation methods, in the sedimentation separation and the pressure separation method, the aggregation method in which unnecessary substances are aggregated by a chemical and then separated is generally used. Among the above methods, the sedimentation separation combined with the agglutination method is called the agglutination sedimentation method, and is widely used because it is easy to obtain a good purification effect by a relatively simple operation of adding a drug, stirring, and removing a precipitate. ..
凝集沈殿法による水の浄化処理において、薬剤によって凝集した不要物(以下、「フロ
ック」という。)の沈降性は、フロックの凝集状態に左右される。そして、フロックの凝
集状態は、同じ操作が行われた場合であっても、除去対象となる不要物の種類によって異
なる。そのため、従来の凝集沈殿法では、必ずしも沈降性のよいフロックを形成できない
場合があった。
In the water purification treatment by the coagulation-sedimentation method, the sedimentation property of an unnecessary substance (hereinafter referred to as "flock") aggregated by a chemical agent depends on the coagulation state of the flocs. The aggregated state of the flocs differs depending on the type of unnecessary material to be removed even when the same operation is performed. Therefore, in the conventional coagulation sedimentation method, it may not always be possible to form flocs having good sedimentation properties.
本発明が解決しようとする課題は、沈降性のより良いフロックを形成することができる
凝集処理システム、凝集処理方法、コンピュータプログラム及び凝集処理制御装置を提供
することである。
An object to be solved by the present invention is to provide a coagulation treatment system, a coagulation treatment method, a computer program and a coagulation treatment control device capable of forming flocs having better sedimentation property.
実施形態の凝集処理システムは、被処理水中の粒子を凝集させるための薬剤を前記被処理水に注入する薬剤注入ポンプと、被処理水を攪拌する攪拌機と、被処理水の吸光度を計測する吸光度計測部から被処理水の吸光度を示す吸光度情報を取得する吸光度取得部と、吸光度取得部によって取得された凝集処理前の被処理水の吸光度情報と、前記薬剤注入ポンプにより前記薬剤が注入され、前記攪拌機により攪拌されている被処理水が貯留される水槽から取得した凝集処理中の被処理水の吸光度情報と、の比を用いた指標に基づいて薬剤注入ポンプ又は攪拌機を制御する制御部と、を備える。
また、実施形態に係る凝集処理方法は、被処理水の吸光度を計測する吸光度計測部から被処理水の吸光度を示す吸光度情報を取得する吸光度取得ステップと、吸光度取得ステップにおいて取得された凝集処理前の被処理水の吸光度情報と、前記薬剤注入ポンプにより前記薬剤が注入され、前記攪拌機により攪拌されている被処理水が貯留される水槽から取得した凝集処理中の被処理水の吸光度情報との比を用いた指標に基づいて、薬剤注入ポンプによる被処理水中の粒子を凝集させるための薬剤を被処理水に注入し、又は攪拌機による被処理水の攪拌を制御する制御ステップと、を有する。
また、実施形態に係る凝集処理制御装置は、被処理水の吸光度を計測する吸光度計測部から被処理水の吸光度を示す吸光度情報を取得する吸光度取得部と、吸光度取得部によって取得された凝集処理前の被処理水の吸光度情報と、前記薬剤注入ポンプにより前記薬剤が注入され、前記攪拌機により攪拌されている被処理水が貯留される水槽から取得した凝集処理中の被処理水の吸光度情報との比を用いた指標に基づいて、被処理水中の粒子を凝集させるための薬剤を被処理水に注入する薬剤注入ポンプ又は被処理水を攪拌する攪拌機を制御する制御部と、を備える。
The coagulation treatment system of the embodiment includes a drug injection pump that injects a drug for aggregating particles in the water to be treated into the water to be treated, a stirrer that stirs the water to be treated, and an absorbance that measures the absorbance of the water to be treated. The absorbance acquisition unit that acquires the absorbance information indicating the absorbance of the water to be treated from the measurement unit, the absorbance information of the water to be treated before the aggregation treatment acquired by the absorbance acquisition unit, and the drug injection pump injects the drug. A control unit that controls a drug injection pump or a stirrer based on an index using the ratio of the absorbance information of the water to be treated during the agglomeration treatment obtained from the water tank in which the water to be treated that has been agitated by the stirrer is stored. , Equipped with.
Further, the coagulation treatment method according to the embodiment includes an absorbance acquisition step for acquiring absorbance information indicating the absorbance of the water to be treated from an absorbance measuring unit for measuring the absorbance of the water to be treated, and a pre-aggregation treatment method acquired in the absorbance acquisition step. The absorbance information of the water to be treated and the absorbance information of the water to be treated during the agglomeration treatment obtained from the water tank in which the drug is injected by the drug injection pump and the water to be treated is stored and stirred by the stirrer . It has a control step of injecting a drug for aggregating particles in the water to be treated by a drug injection pump into the water to be treated or controlling stirring of the water to be treated by a stirrer based on an index using a ratio.
Further, the coagulation treatment control device according to the embodiment has an absorbance acquisition unit that acquires absorbance information indicating the absorbance of the water to be treated from an absorbance measurement unit that measures the absorbance of the water to be treated, and an agglomeration treatment that is acquired by the absorbance acquisition unit. Absorbance information of the previous water to be treated and absorbance information of the water to be treated during the aggregation treatment obtained from the water tank in which the drug is injected by the drug injection pump and the water to be treated is stored which is agitated by the stirrer. A control unit for controlling a drug injection pump for injecting a drug for aggregating particles in the water to be treated into the water to be treated or a stirrer for stirring the water to be treated is provided based on an index using the ratio of.
以下、実施形態の凝集処理システム、凝集処理方法、コンピュータプログラム、及び凝
集処理制御装置を、図面を参照して説明する。
Hereinafter, the coagulation treatment system, the coagulation treatment method, the computer program, and the coagulation treatment control device of the embodiment will be described with reference to the drawings.
(概略)
凝集沈殿法では、アルミニウム塩や鉄塩などの無機化合物や、ポリアクリルアミドなど
の有機高分子に正又は負の電荷をもつ官能基を導入した有機化合物などが凝集剤として用
いられる。これらの凝集剤(薬剤)は、被処理水中の不要物をフロック(凝集物)に凝集
させるとともに、フロックをより大きく形成する作用を持つ。このような凝集処理は、様
々な水処理施設で行われている。例えば、浄水場においては、砂や粘土質の土壌成分、植
物の破片、藻類などのプランクトン、着色原因となる高分子の溶解物などが除去対象とな
る。また、下水処理場においては、汚泥の脱水性を向上する為の凝集処理が行われている
。また、工場排水処理においては、様々な工場から排出される多種多様な不要物が除去対
象となる。
(Summary)
In the coagulation-precipitation method, an inorganic compound such as an aluminum salt or an iron salt, or an organic compound in which a functional group having a positive or negative charge is introduced into an organic polymer such as polyacrylamide is used as a coagulant. These flocculants (drugs) have the effect of aggregating unwanted substances in the water to be treated into flocs (aggregates) and forming larger flocs. Such agglomeration treatment is performed in various water treatment facilities. For example, in water purification plants, sand and clay soil components, plant debris, plankton such as algae, and macromolecular lysates that cause coloring are targeted for removal. Further, in the sewage treatment plant, a coagulation treatment is performed to improve the dehydration property of sludge. In addition, in factory wastewater treatment, a wide variety of unnecessary substances discharged from various factories are targeted for removal.
このように、凝集処理の対象が多種多様であるにも関わらず、処理方法のパターンは比
較的少ないのが現状である。例えば、浄水場における凝集処理では、被処理水にPAC(
ポリ塩化アルミニウム)や硫酸ばん土などの無機のアルミニウム塩を凝集剤として注入し
、急速撹拌及び緩速撹拌の二段階の撹拌を行うことによってフロックを形成する。また、
下水処理や工場排水処理における凝集処理は、上記の無機凝集剤の他に、ポリアクリルア
ミドなどの有機高分子に正又は負の電荷をもつ官能基を導入した高分子凝集剤を用いる点
は異なるが、薬剤注入後の撹拌によってフロックを形成する点は浄水場における凝集処理
と同じである。
As described above, despite the wide variety of coagulation treatment targets, the current situation is that there are relatively few treatment method patterns. For example, in the coagulation treatment at a water purification plant, PAC (PAC (") is applied to the water to be treated.
Inorganic aluminum salts such as polyaluminum chloride) and sulfuric acid dust are injected as a flocculant, and flocs are formed by performing two-step stirring of rapid stirring and slow stirring. again,
The coagulation treatment in sewage treatment and factory wastewater treatment differs in that, in addition to the above-mentioned inorganic coagulant, a polymer coagulant in which a functional group having a positive or negative charge is introduced into an organic polymer such as polyacrylamide is used. The point that flocs are formed by stirring after injecting the drug is the same as the coagulation treatment in the water purification plant.
従来、このような比較的単純なプロセスの中で、除去対象に応じた薬剤の注入量やpH
の制御方法、薬剤の官能基量や分子量の調整方法などが、水処理エンジニアリングにおけ
る技術及びノウハウとなってきた。そして、形成されたフロックの状態の評価は、従来、
フロックの大きさに重きを置いた評価が行われてきた。フロックの大きさを評価指標に用
いるのは、フロックの沈降性の評価に以下のストークスの式を基本則として用いる為であ
る。
Conventionally, in such a relatively simple process, the injection amount and pH of the drug according to the removal target
Control methods, methods for adjusting the functional group weight and molecular weight of drugs, etc. have become technologies and know-how in water treatment engineering. And, the evaluation of the state of the formed frock has been conventionally performed.
Evaluations have been made with an emphasis on the size of the frock. The reason why the size of the frock is used as an evaluation index is that the following Stokes' equation is used as a basic rule for the evaluation of the sedimentation property of the frock.
式(1)において、vは終端速度、Dは粒子径、ρaは粒子の比重、ρbは液体の比重
、gは重力加速度、ηは流体の粘度を表す。式(1)から、粒子径が大きいほど沈降速度
が大きくなり、沈降性が高くなることが分かる。すなわち、凝集処理の目的はより大きな
フロックを形成することであるといえる。そのため、従来、フロックの形成状態に関して
、フロックの大きさに重きを置いた評価がなされてきた。しかしながら、この評価の考え
方では、粒子の比重には重きが置かれていない。これは、一般に除去対象となる物質はそ
れなりに大きな比重(泥質や土壌成分などの場合は1.4~2.7程度)を持ち、大きな
フロックが形成されることによって被処理水から容易に分離することができるためである
。
In the formula (1), v is the terminal velocity, D is the particle diameter, ρa is the specific gravity of the particle, ρb is the specific gravity of the liquid, g is the gravitational acceleration, and η is the viscosity of the fluid. From the formula (1), it can be seen that the larger the particle size, the higher the settling speed and the higher the settling property. That is, it can be said that the purpose of the agglomeration treatment is to form larger flocs. Therefore, conventionally, the evaluation of the frock formation state has been made with an emphasis on the size of the frock. However, in this evaluation concept, no emphasis is placed on the specific density of particles. This is because substances to be removed generally have a relatively large specific density (about 1.4 to 2.7 in the case of mud and soil components), and large flocs are formed, which makes it easy to remove from the water to be treated. This is because it can be separated.
しかしながら、コロイド粒子のような細かく沈降性の悪い粒子を除去対象とする場合、
一般的な凝集法では十分な沈降性を持つフロックを形成することができない可能性がある
。その結果、フロックの形成に多くの薬剤を要する、形成されたフロックの沈降性が悪く
分離に時間を要する、凝集の反応自体に時間がかかる、長い滞留時間を確保するために大
きな水槽が必要となり設備の大型化を招く、などの問題が発生する。
However, when targeting fine particles with poor sedimentation properties such as colloidal particles,
It may not be possible to form flocs with sufficient sedimentation by a general agglutination method. As a result, a large amount of chemicals are required to form the flocs, the formed flocs have poor sedimentation and take a long time to separate, the aggregation reaction itself takes a long time, and a large water tank is required to secure a long residence time. Problems such as increasing the size of equipment occur.
このような問題を解決するため、実施形態の凝集制御装置は、フロックの大きさに加え
て、被処理水の吸光度又はフロックの形状に基づいて凝集処理を制御する。以下、実施形
態の凝集制御装置について詳細に説明する。
In order to solve such a problem, the aggregation control device of the embodiment controls the aggregation treatment based on the absorbance of the water to be treated or the shape of the flocs, in addition to the size of the flocs. Hereinafter, the aggregation control device of the embodiment will be described in detail.
(第1の実施形態)
図1は、一般的な凝集沈殿プロセスを実現する凝集沈殿装置の具体例を示す図である。
凝集沈殿装置100は、貯留槽110、第1凝集槽120、薬剤貯留槽130、薬剤注入
ポンプ140、攪拌機150、第2凝集槽160、攪拌機170及び沈殿槽180を備え
る。貯留槽110、第1凝集槽120、第2凝集槽160及び沈殿槽180は、図のとお
りに隣接して設置され、各水槽間には被処理水を輸送するための流路(図示せず)が設け
られている。貯留槽110に貯留された水は、高低差(以下、「ヘッド差」という。)や
ポンプ等を利用することによって、第1凝集槽120、第2凝集槽160及び沈殿槽18
0の順に輸送される。
(First Embodiment)
FIG. 1 is a diagram showing a specific example of a coagulation sedimentation apparatus that realizes a general coagulation sedimentation process.
The
It is transported in the order of 0.
貯留槽110は、被処理水を貯留するための水槽である。第1凝集槽120は、被処理
水に薬剤を投入し、不要物を凝集させるための水槽である。薬剤貯留槽130は、不要物
を凝集させる薬剤を貯留する水槽である。薬剤注入ポンプ140は、薬剤貯留槽130に
貯留された薬剤を第1凝集槽120に注入するポンプである。第1凝集槽120は、これ
らの薬剤の他、フロックの形成を促進させるためのpH調整剤として、塩酸や硫酸などの
酸類や、消石灰や苛性ソーダなどのアルカリ類が添加される場合もある。
The
攪拌機150は、第1凝集槽120に流入する被処理水を攪拌する。攪拌機150は、
モータ151の駆動によって攪拌翼152を回転させることによって被処理水と薬剤とを
均一に混合する。この攪拌機150による攪拌は、一般に急速攪拌プロセスと呼ばれ、凝
集剤の拡散を早めるとともに、薬剤と懸濁粒子状の固形物との衝突確率を向上させる作用
を有する。その結果、凝集剤に含まれるゾル成分が被処理水中の固形物と結合しながらゲ
ル化し、フロックS1が形成される。
The
The water to be treated and the chemicals are uniformly mixed by rotating the
第1凝集槽120における被処理水の滞留時間は場合によってさまざまであるが、例え
ば1~20分間程度取られることが一般的である。そして、第1凝集槽120で形成され
るフロックは数十μm程度の大きさであり、非常に細かく沈降性が悪いフロックである。
The residence time of the water to be treated in the
第2凝集槽160は、第1凝集槽120において形成されたフロックS1をさらに大き
なフロックS2に成長させるための水槽である。
The
攪拌機170は、第2凝集槽160に流入する被処理水を攪拌する。攪拌機170は、
モータ171の駆動によって攪拌翼172を回転させることによって被処理水を攪拌する
。攪拌機170による攪拌は、フロックS1同士を衝突させる作用を有する。一般に、攪
拌機170は、攪拌機150に比べて緩やかな攪拌強度で被処理水を攪拌する。その結果
、第1凝集槽120で形成された細かいフロックは、緩やかな撹拌の中で周囲のフロック
と衝突又は結合し次第に大きなフロックになっていく。第2凝集槽160における被処理
水の滞留時間も場合によってさまざまであるが、10分~1時間程度取られることが一般
的である。なお、図1では、凝集沈殿装置100は、攪拌機170による機械攪拌を行う
構成となっているが、迂流式の流路を用いた流れによる撹拌を行うように構成されてもよ
い。
The
The water to be treated is agitated by rotating the agitating
沈殿槽180は、第2凝集槽160において形成されたフロックS2を沈殿させるため
の水槽である。沈殿槽180では、比重差によって重力沈降させることにより被処理水か
らフロックを分離する。なお、分離速度を早めるため、沈殿槽180には傾斜板やスラッ
ジブランケットなどの補助手段が備えられてもよい。凝集沈殿装置100は、沈殿槽18
0において不要物が沈殿した被処理水の上澄み液を取得することによって、不要物が除去
された被処理水(以下、「処理水」という。)を取得する。
The
By acquiring the supernatant liquid of the water to be treated in which the unnecessary substances have settled at 0, the water to be treated from which the unnecessary substances have been removed (hereinafter referred to as "treated water") is acquired.
図2は、第1の実施形態における凝集沈殿装置の制御の概要を示す概略図である。
図2において、破線矢印は凝集沈殿装置100から被処理水の一部が分取されているこ
とを表している。分取流路200は、凝集沈殿装置100から分取された被処理水の流路
を模式的に示した図である。分取流路200の途中に設けられているフローセル210は
、分取された被処理水を撮像可能にするための管路である。フローセル210は、その一
部がガラス等の透明な材料で構成され、中を流れる被処理水が撮像可能なように構成され
る。分取流路200を流れる被処理水は流入口211からフローセル210に流入し、流
出口212から分取流路200に流出する。なお、被処理水は、第1凝集槽120、第2
凝集槽160及び沈殿槽180のいずれの水槽から分取されてもよいし、各水槽のどの部
分から分取されてもよい。ただし、制御における時間遅れを考慮すると、なるべく早い時
点での検査が望ましいため、本実施形態では、第1凝集槽120から被処理水を分取する
ものと仮定する。
FIG. 2 is a schematic diagram showing an outline of control of the coagulation sedimentation apparatus according to the first embodiment.
In FIG. 2, the broken line arrow indicates that a part of the water to be treated is separated from the
It may be separated from either the
吸光度計測装置300は、フローセル210を流れる被処理水の吸光度を計測する。吸
光度計測装置300は、被処理水の吸光度を連続的に取得する。吸光度計測装置300は
、計測した吸光度を示す吸光度情報を凝集沈殿制御装置1に出力する。
The
凝集沈殿制御装置1は、吸光度計測装置300から吸光度情報を取得する。凝集沈殿制
御装置1は、吸光度情報が示す吸光度に基づいて、被処理水中のフロックの凝集状態を取
得する。凝集沈殿制御装置1は、取得した凝集状態に基づいて、凝集沈殿装置100によ
る凝集処理を制御するための制御情報を生成し、凝集沈殿装置100に出力する。
The coagulation
図3は、フローセル210を流れる被処理水の吸光度を計測する方法の具体例を示す図
である。
図3におけるフローセル210内の丸は、被処理水中のフロックを表している。凝集沈
殿装置100から分取された被処理水は、分取流路を流れてフローセル210に流入する
。光源310は、フローセル210に特定波長の光を照射する。例えば、光源310は、
LED(Light Emitting Diode)である。吸光度計測装置300は、光源310によって
照射された光のうちフローセル210を透過した光を計測することによって、被処理水の
吸光度を計測する。なお、光源310にハロゲンランプやキセノンランプなどの一般的な
光源を用いる場合、分光器やバンドパスフィルタなどの分光手段を用いて特定の波長の光
を取り出すように構成されてもよい。また、複数波長の光を用いる場合、光源310は、
特定波長の光のみを発する複数の光源を切り替えるように構成されてもよいし、上記分光
器を用いて複数の波長の光を取り出すように構成されてもよいし、異なる波長を透過させ
る複数のフィルタを切り替えるように構成されてもよい。このように、フローセル210
を流れる被処理水の吸光度を計測できれば、吸光度計測装置300及び光源310はどの
ような構成であってもよい。
FIG. 3 is a diagram showing a specific example of a method for measuring the absorbance of water to be treated flowing through the
The circles in the
It is an LED (Light Emitting Diode). The
It may be configured to switch between a plurality of light sources that emit only light having a specific wavelength, may be configured to extract light having a plurality of wavelengths using the spectroscope, or may be configured to transmit light having different wavelengths. It may be configured to switch filters. Thus, the
The
図4は、第1の実施形態の凝集沈殿制御装置の機能構成を示す機能ブロック図である。
凝集沈殿制御装置1は、バスで接続されたCPU(Central Processing Unit)やメモリ
や補助記憶装置などを備え、制御プログラムを実行する。凝集沈殿制御装置1は、制御プ
ログラムの実行によって吸光度取得部11、凝集状態取得部12及び制御情報生成部13
を備える装置として機能する。なお、凝集沈殿制御装置1の各機能の全て又は一部は、A
SIC(Application Specific Integrated Circuit)やPLD(Programmable LogicDev
ice)やFPGA(Field Programmable Gate Array)等のハードウェアを用いて実現され
てもよい。制御プログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されてもよい
。コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、例えばフレキシブルディスク、光磁気ディ
スク、ROM、CD-ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードデ
ィスク等の記憶装置である。制御プログラムは、電気通信回線を介して送信されてもよい
。
FIG. 4 is a functional block diagram showing a functional configuration of the coagulation-sedimentation control device of the first embodiment.
The coagulation-
Functions as a device equipped with. All or part of each function of the coagulation
SIC (Application Specific Integrated Circuit) and PLD (Programmable Logic Dev)
It may be realized by using hardware such as ice) or FPGA (Field Programmable Gate Array). The control program may be recorded on a computer-readable recording medium. The computer-readable recording medium is, for example, a flexible disk, a magneto-optical disk, a portable medium such as a ROM or a CD-ROM, or a storage device such as a hard disk built in a computer system. The control program may be transmitted over a telecommunication line.
吸光度取得部11は、凝集沈殿装置100から分取された被処理水の吸光度を示す吸光
度情報を吸光度計測装置300から取得する。吸光度取得部11は、取得した吸光度情報
を凝集状態取得部12に出力する。
The
凝集状態取得部12は、吸光度取得部11によって取得された吸光度情報に基づいて、
フロックの凝集状態を取得する。
The aggregated
Acquires the aggregated state of frock.
図5は、凝集過程における被処理水の吸光度の変化の具体例を示す図である。
図5は、100μL/Lの墨汁水溶液をPACを用いて中性域で凝集させたときの吸収
スペクトルを示している。図5において横軸は被処理水に照射された光の波長を表し、縦
軸は各波長の光について計測された吸光度を表す。また、図5に示された複数の系列は、
図右の凡例が示す各経過時間における波長と吸光度との関係を表している。なお、ここで
は、凝集プロセスの開始時点(図中の0min)において凝集剤を注入し、同じタイミン
グで攪拌を開始した。また、ここでの攪拌は、最初の11分間を150rpm(周速約0
.6m/s)の急速攪拌、その後を50rpm(周速約0.2m/s)緩速攪拌とした。
FIG. 5 is a diagram showing a specific example of the change in the absorbance of the water to be treated during the aggregation process.
FIG. 5 shows an absorption spectrum when a 100 μL / L aqueous solution of ink is aggregated in the neutral region using PAC. In FIG. 5, the horizontal axis represents the wavelength of the light irradiated to the water to be treated, and the vertical axis represents the absorbance measured for the light of each wavelength. Further, the plurality of series shown in FIG. 5 are
The legend on the right of the figure shows the relationship between wavelength and absorbance at each elapsed time. Here, the flocculant was injected at the start time of the coagulation process (0 min in the figure), and stirring was started at the same timing. In addition, the stirring here is 150 rpm (peripheral speed about 0) for the first 11 minutes.
.. Rapid stirring at 6 m / s) was followed by slow stirring at 50 rpm (peripheral speed of about 0.2 m / s).
一般に、凝集沈殿によって除去対象となる不要物は、0.01μm~100μm程度の
径の粒子である。それ以上の大きさの粒子は凝集させなくても自然沈降によって分離する
ことができる。粒子径が1000nm以下の粒子はコロイドと呼ばれ、ブラウン運動の影
響により重力によって沈降しない。墨汁水溶液は、このようなコロイドの一例であり、1
00nm程度の粒子径を持つ。また一般に、吸光度の測定には、200nm~1000n
m程度の波長を持つ光(紫外線~近赤外線)が用いられる。被処理水に照射された光が被
処理水中の粒子によってどのように散乱されるかは、照射された光の波長と、被処理水中
の粒子の粒子径との大小関係による。
Generally, unnecessary substances to be removed by coagulation sedimentation are particles having a diameter of about 0.01 μm to 100 μm. Particles larger than this can be separated by natural sedimentation without agglomeration. Particles with a particle size of 1000 nm or less are called colloids and do not settle due to gravity due to the influence of Brownian motion. Aqueous ink solution is an example of such a colloid, 1
It has a particle size of about 00 nm. Generally, for measuring the absorbance, 200 nm to 1000 n
Light having a wavelength of about m (ultraviolet to near infrared) is used. How the light irradiated to the water to be treated is scattered by the particles in the water to be treated depends on the magnitude relationship between the wavelength of the irradiated light and the particle size of the particles in the water to be treated.
一般に、光の波長と粒子径が吸光度に及ぼす影響は次のように説明することができる。
まず、光の波長に対して粒子径が十分に大きい場合、光の散乱は幾何光学的に近似するこ
とが可能である。この場合、吸光度に対する散乱光の影響はほとんどなく、吸光度は粒子
の濃度との高い相関を持つ。そのため、このような場合、赤色光などの長波長の光を用い
て吸光度を計測することにより凝集状態を判断することができる。
In general, the effects of light wavelength and particle size on absorbance can be explained as follows.
First, if the particle size is large enough for the wavelength of light, the scattering of light can be geometrically approximated. In this case, there is almost no effect of the scattered light on the absorbance, and the absorbance has a high correlation with the concentration of the particles. Therefore, in such a case, the aggregated state can be determined by measuring the absorbance using light having a long wavelength such as red light.
次に、粒子径が光の波長と同程度である場合、光の散乱においてはミー散乱が支配的に
なる。この場合、吸光度に対する散乱光の影響が増加するものの、吸光度は粒子の濃度と
ある程度の相関を持つ。そのため、このような場合、光の波長に対して粒子径が十分に大
きい場合と同様に、赤色光などの長波長の光を用いて吸光度を計測することにより凝集状
態を判断することができる。
Next, when the particle size is about the same as the wavelength of light, Mie scattering becomes dominant in the scattering of light. In this case, the absorbance has some correlation with the concentration of the particles, although the effect of the scattered light on the absorbance increases. Therefore, in such a case, the aggregated state can be determined by measuring the absorbance using light having a long wavelength such as red light, as in the case where the particle size is sufficiently large with respect to the wavelength of light.
次に、粒子径が光の波長に対して十分に小さい場合、光の散乱にレイリー散乱が含まれ
るようになる。この場合、吸光度に対する散乱光の影響が大きくなり、吸光度と粒子の濃
度との相関が低下する。そのため、このような場合、赤色光などの長波長の光を用いた吸
光度の計測のみでは凝集状態の判断が難しくなる。
Second, if the particle size is small enough for the wavelength of the light, the light scattering will include Rayleigh scattering. In this case, the influence of the scattered light on the absorbance becomes large, and the correlation between the absorbance and the concentration of the particles decreases. Therefore, in such a case, it is difficult to determine the aggregated state only by measuring the absorbance using light having a long wavelength such as red light.
このような波長と粒子径の関係は、図5を見ても明らかである。例えば図5の場合、長
波長領域においては、凝集状態の変化に対する吸光度の変化が小さい。すなわちこれは、
長波長領域では、吸光度が粒子の吸光係数と濃度とに依存することを表している。一方、
短波長領域においては、凝集状態の変化に対する吸光度の変化が大きい。例えば、攪拌開
始後の3分間では吸光度に変化が無く、開始後5分以降では凝集が進むに従い吸光度が低
下していることが分かる。そして、開始後11分間には吸光度の低下がほぼ収束し、それ
以降の緩速撹拌では吸光度の変化が小さいことが分かる。すなわち、短波長領域において
は、粒子径が吸光度に与える影響が凝集状態に応じて変化することが分かる。特に特徴的
なのは270nmの波長において、吸光度が0.5から0.2まで低下していることであ
る。そのため、このような特徴的な吸光度の変化を、凝集状態の変化を表す指標として予
め計測しておくことにより目標とする凝集状態を吸光度によって制御することができる。
例えば、このような吸光度を用いた指標値は次の式(2)によって定義される。
The relationship between the wavelength and the particle size is clear from FIG. For example, in the case of FIG. 5, in the long wavelength region, the change in absorbance with respect to the change in the aggregated state is small. That is, this is
In the long wavelength region, it shows that the absorbance depends on the extinction coefficient and concentration of the particles. on the other hand,
In the short wavelength region, the change in absorbance is large with respect to the change in aggregated state. For example, it can be seen that there is no change in the absorbance for 3 minutes after the start of stirring, and that the absorbance decreases as the aggregation progresses after 5 minutes after the start of stirring. Then, it can be seen that the decrease in the absorbance almost converges in 11 minutes after the start, and the change in the absorbance is small in the subsequent slow stirring. That is, in the short wavelength region, it can be seen that the influence of the particle size on the absorbance changes depending on the aggregated state. Particularly characteristic is that the absorbance decreases from 0.5 to 0.2 at a wavelength of 270 nm. Therefore, by measuring such a characteristic change in absorbance in advance as an index indicating the change in the aggregated state, the target aggregated state can be controlled by the absorbance.
For example, the index value using such absorbance is defined by the following equation (2).
式(2)において、A0は原水吸光度を表し、A1は凝集槽内の吸光度を表す。原水吸
光度は、凝集処理が行われる前の初期状態における被処理水の吸光度である。Aは、原水
吸光度に対する凝集処理中の被処理水の吸光度の割合として表される指標値であり、フロ
ックの凝集が進むにつれて減少する値である。例えば、図5の例の場合、このような指標
値Aを、予め計測された270nmの波長の吸光度に基づいて計算する。そして、計算さ
れた指標値Aを制御目標値として、予め制御情報生成部13に設定しておく。具体的には
時刻t=0[min]のときの吸光度(すなわち原水吸光度)をA0、時刻t=11[m
in]のときの吸光度をA1として計算される指標値Aを予め計算しておく。
In the formula (2), A0 represents the absorbance of raw water, and A1 represents the absorbance in the coagulation tank. The raw water absorbance is the absorbance of the water to be treated in the initial state before the aggregation treatment is performed. A is an index value expressed as the ratio of the absorbance of the water to be treated during the agglutination treatment to the absorbance of the raw water, and is a value that decreases as the flocculation progresses. For example, in the case of the example of FIG. 5, such an index value A is calculated based on the absorbance at a wavelength of 270 nm measured in advance. Then, the calculated index value A is set in advance in the control
The index value A calculated with the absorbance at [in] as A1 is calculated in advance.
一方、凝集状態取得部12は、凝集処理中に計測される吸光度に基づいて、上記の指標
値Aを計算する。凝集状態取得部12は、取得した指標値Aを、その時点における凝集状
態を示す凝集状態情報として制御情報生成部13に出力する。
On the other hand, the aggregation
制御情報生成部13は、凝集状態取得部12によって取得された凝集状態情報に基づい
て、凝集沈殿装置100を制御するための制御情報を生成する。具体的には、制御情報生
成部13は、予め設定された制御目標値と、現時点での凝集状態とに基づいて、薬剤注入
量又は攪拌条件を制御するための制御情報を生成する。例えば、凝集沈殿制御装置1に、
制御目標値と現時点での凝集状態との比に応じた適正な薬剤注入量を予め記憶させておく
。この場合、制御情報生成部13は、制御目標と凝集状態との比に応じた薬剤注入量又は
攪拌条件となるように凝集沈殿制御装置1を制御する制御情報を生成する。例えば、制御
情報生成部13は、現在の指標値が、目標指標値よりも高い場合には凝集剤が不足してい
ると判断して、凝集剤の注入量を増加させる制御情報を生成する。また、逆の場合には、
凝集剤が過剰であると判断して、凝集剤の注入量を減少させる制御情報を生成する。また
、制御情報生成部13は、凝集剤の注入量に代えて、攪拌機の攪拌条件(強度又は時間)
を制御する制御情報を生成してもよい。
The control
The appropriate drug injection amount according to the ratio between the control target value and the current aggregation state is stored in advance. In this case, the control
It is determined that the flocculant is excessive, and control information for reducing the injection amount of the flocculant is generated. Further, the control
You may generate control information to control.
なお、上記のように凝集状態の取得に吸光度を用いた場合、例えばフロックの破片など
がフローセルに付着することによって吸光度の計測値が全体的に上昇してしまうドリフト
と呼ばれる現象が発生する場合がある。このような場合、上述した270nmの波長の計
測値に加えて、例えば270nmよりも長い500nmの波長の計測値を予め取得してお
けば、次の式(3)、式(4)及び式(5)によって得られる統計値を用いた正規化によ
ってドリフトの影響を排除することができる。
When the absorbance is used to obtain the aggregated state as described above, for example, a phenomenon called drift may occur in which the measured value of the absorbance rises as a whole due to the adhesion of floc fragments to the flow cell. be. In such a case, in addition to the above-mentioned measured value of the wavelength of 270 nm, for example, if the measured value of the wavelength of 500 nm longer than 270 nm is acquired in advance, the following equations (3), (4) and (1) The effect of drift can be eliminated by normalization using the statistical values obtained in 5).
式(3)において、A0は第1波長によって計測された原水吸光度を表し、B0は第2
波長によって計測された原水吸光度を表す。例えば第1波長は270nmであり、第2波
長は第1波長より長い波長であり、例えば500nmである。式(4)においてA1は第
1波長によって計測された凝集槽内の吸光度を表し、B1は第2波長によって計測された
凝集槽内の吸光度を表す。
In formula (3), A0 represents the absorbance of raw water measured by the first wavelength, and B0 represents the second.
Represents the absorbance of raw water measured by wavelength. For example, the first wavelength is 270 nm, the second wavelength is a wavelength longer than the first wavelength, for example 500 nm. In the formula (4), A1 represents the absorbance in the coagulation tank measured by the first wavelength, and B1 represents the absorbance in the coagulation tank measured by the second wavelength.
この場合、式(3)のC0(-1≦C0≦1)は、原水中に含まれる不要物の量を示す
指標値となり、C1は攪拌時間の経過に伴って初期値C0から減少していく。すなわち、
式(4)のC1は凝集状態の指標値となる。そのため、予め制御目標値としてC1=Cが
得られている場合、計測されるC1と目標値Cとの比較により、薬剤量や攪拌強度を制御
することができる。例えば、計測値C1が目標値Cよりも大きい場合には、薬剤量が不足
している、又は攪拌強度が不足していると判断し、薬剤投入量を増加させたり、攪拌強度
を強めたりすればよい。また、計測値C1が目標値Cよりも小さい場合には、薬剤量が過
剰である、又は攪拌強度が過剰であると判断し、薬剤投入量を減少させたり、攪拌強度を
弱めたりすればよい。
In this case, C0 (-1≤C0≤1) in the formula (3) becomes an index value indicating the amount of unnecessary substances contained in the raw water, and C1 decreases from the initial value C0 with the passage of the stirring time. go. That is,
C1 in the formula (4) is an index value of the aggregated state. Therefore, when C1 = C is obtained in advance as the control target value, the amount of the drug and the stirring intensity can be controlled by comparing the measured C1 with the target value C. For example, when the measured value C1 is larger than the target value C, it is determined that the amount of the drug is insufficient or the stirring strength is insufficient, and the amount of the drug input is increased or the stirring strength is strengthened. Just do it. If the measured value C1 is smaller than the target value C, it may be determined that the amount of the drug is excessive or the stirring intensity is excessive, and the amount of the drug input may be reduced or the stirring intensity may be weakened. ..
式(5)は上述した指標値の変化に応じて、薬剤の注入率や攪拌強度の制御値を決定す
る式の一例である。式(5)においてk及びαは、指標値の計測値C1と、指標値の目標
値Cとに応じて、制御値を一意に定める係数である。これらの係数は、制御対象となる凝
集処理系の性質や特性に応じて設定される。
The formula (5) is an example of a formula for determining the control value of the injection rate of the drug and the stirring intensity according to the change of the index value described above. In the equation (5), k and α are coefficients that uniquely determine the control value according to the measured value C1 of the index value and the target value C of the index value. These coefficients are set according to the properties and characteristics of the coagulation treatment system to be controlled.
なお、原水の水質が連続的に変化するような連続系の場合には、原水の水質の変化に応
じて制御目標を切り換えるようにしてもよい。一般に、水処理システムでは、凝集沈殿装
置100に送られる被処理水の水質を濁度などの指標を用いて計測している。そこで、こ
の原水の濁度と制御目標値との関係を取得し、予め制御情報生成部13に設定しておく。
制御情報生成部13は、原水の濁度に応じた制御目標と、現時点での凝集状態とに基づ
いて制御情報を生成する。このように制御情報が生成されることによって、凝集沈殿制御
装置1は、凝集沈殿装置100を連続系に対応させることが可能となる。
In the case of a continuous system in which the water quality of the raw water changes continuously, the control target may be switched according to the change in the water quality of the raw water. Generally, in a water treatment system, the water quality of the water to be treated sent to the
The control
このように構成された第1の実施形態の凝集沈殿制御装置1は、フロックの凝集状態を
被処理水の吸光度に基づいて取得する。被処理水の吸光度は、被処理水の性質に応じた特
定波長の光において顕著な変化を見せる。そのため、このような特定波長の光を用いた吸
光度に基づけば、コロイド粒子などの粒子径が小さい不要物についてもより精度の良く凝
集状態を評価することができる。凝集沈殿制御装置1は、このような吸光度に基づく制御
を行うことにより、沈降性のより良いフロックが形成されるように凝集沈殿装置100を
制御することが可能となる。
The coagulation-
(第2の実施形態)
図6は、第2の実施形態における凝集沈殿装置の制御の概要を示す概略図である。
第1の実施形態の凝集沈殿制御装置1は、被処理水の吸光度に基づいてフロックの凝集
状態を判断した。これに対して、第2の実施形態の凝集沈殿制御装置1aは、被処理水が
撮像された画像に基づいてフロックの凝集状態を判断する。
撮像装置400(撮像部)は、フローセル210を撮像することによって、凝集沈殿装
置100から分取された被処理水の画像を取得する。撮像装置400は、取得した被処理
水の画像を凝集沈殿制御装置1に出力する。
(Second embodiment)
FIG. 6 is a schematic diagram showing an outline of control of the coagulation sedimentation apparatus according to the second embodiment.
The coagulation-
The image pickup device 400 (imaging unit) acquires an image of the water to be treated separated from the
凝集沈殿制御装置1は、撮像装置400によって取得された被処理水の画像に基づいて
、フロックの凝集状態を取得する。凝集沈殿制御装置1は、取得した凝集状態に基づいて
、フロックの凝集状態がより良い状態となるように凝集沈殿制御装置1を制御するための
制御情報を生成する。凝集沈殿制御装置1は、生成した制御情報を凝集沈殿装置100に
出力する。
The coagulation
図7は、フローセル210を流れる被処理水を撮像する方法の具体例を示す図である。
凝集沈殿装置100から分取された被処理水は、分取流路を流れてフローセル210に流
入する。光源310は、フローセル210に光を照射する。撮像装置400は、光源31
0によって照らされたフローセル210を撮像することによって、分取された被処理水の
画像を取得する。撮像装置400は、取得した被処理水の画像を凝集沈殿制御装置1に出
力する。
FIG. 7 is a diagram showing a specific example of a method of imaging the water to be treated flowing through the
The water to be treated separated from the
By imaging the
図8は、第2の実施形態の凝集沈殿制御装置の機能構成を示す機能ブロック図である。
凝集沈殿制御装置1aは、吸光度取得部11に代えて画像取得部14を備える点、凝集
状態取得部12に代えて凝集状態取得部12aを備える点、制御情報生成部13に代えて
制御情報生成部13aを備える点で、第1の実施形態の凝集沈殿制御装置1と異なる。
画像取得部14は、撮像装置400から被処理水が撮像された画像を取得する。画像取
得部14は、取得した被処理水の画像を凝集状態取得部12aに出力する。
FIG. 8 is a functional block diagram showing a functional configuration of the coagulation sedimentation control device of the second embodiment.
The coagulation-
The
凝集状態取得部12aは、画像取得部14によって取得された被処理水の画像に基づい
て、フロックの凝集状態を取得する。具体的には、凝集状態取得部12aは、画像からフ
ロックの輪郭を識別する。凝集状態取得部12aは、識別したフロックの輪郭に基づいて
フロックの形状を示す形状係数を取得する。例えば、形状係数は、真円度やフラクタル次
数などで表されてもよいし、単純に大きさ(例えば面積)で表されてもよい。フロックは
、真円度が高い方ほど沈降性が良く、フラクタル次数が低いほど沈降性が良い。また、大
きさは大きいほど沈降性が良い。なお、画像からフロックを識別する手法には、既存の任
意の画像認識技術が用いられても良い。凝集状態取得部12aは、取得したフロックの形
状係数を、その時点における凝集状態を示す凝集状態情報として制御情報生成部13aに
出力する。
The aggregated
なお、画像からフロックの輪郭を識別するためには、フロックは画像内で適切な大きさ
となるように撮像される必要がある。そのため、撮像装置400は、レンズの倍率やイメ
ージセンサの解像度、光学サイズなどが被写体に応じて適切に設定される必要がある。例
えば、フローセル210を通過するフロックが数10μmの大きさである場合、撮影範囲
を数100μm~数mm角程度とし、数倍~数100倍の倍率を持つレンズを用いるよう
にすればよい。また、フロックの輪郭が取得しにくい場合には、必要に応じて位相差顕微
鏡や同軸落射光などを用いることによって、フロックをより鮮明に撮像することができる
。
In order to identify the outline of the frock from the image, the frock needs to be imaged so as to have an appropriate size in the image. Therefore, in the
制御情報生成部13aは、凝集状態取得部12aによって取得された凝集状態情報に基
づいて、凝集沈殿装置100を制御するための制御情報を生成する。具体的には、制御情
報生成部13は、予め設定された制御目標値と、現時点での凝集状態とに基づいて、薬剤
注入量又は攪拌条件を制御するための制御情報を生成する。例えば、フロックが十分な大
きさに形成されていない場合、薬剤注入量を増加するような制御情報を生成してもよい。
また、フロックが十分に沈降性の良い形状となっていない場合、急速攪拌の強度を強め
るような制御情報を生成してもよい。また、制御情報生成部13aは、攪拌強度に代えて
攪拌時間を制御する制御情報を生成してもよい。
The control
Further, if the flocs are not in a shape having a sufficiently good sedimentation property, control information that enhances the intensity of rapid stirring may be generated. Further, the control
図9~図12は、フロックが撮像された画像の具体例を示す図である。
図9~図12のいずれも、100μL/Lの墨汁水溶液を、PACを用いて中性域で凝
集させたときの画像である。なお、各図中の複数の画像は、同じ凝集沈殿処理において形
成されたフロックを複数撮像した画像である。
9 to 12 are diagrams showing specific examples of images in which flocs are captured.
Each of FIGS. 9 to 12 is an image when a 100 μL / L ink solution of ink is aggregated in the neutral region using PAC. The plurality of images in each figure are images obtained by capturing a plurality of flocs formed in the same coagulation-precipitation treatment.
図9は、攪拌に平羽根攪拌機を用い、150rpm(周速約0.6m/s)での急速撹
拌後、50rpm(周速約0.2m/s)での緩速撹拌を行った場合に撮像されたフロッ
クの画像である。図からも明らかなように、この場合のフロックはいびつな不定形であり
、比較的大きなフロックが形成されている。
FIG. 9 shows a case where a flat blade stirrer is used for stirring, rapid stirring at 150 rpm (peripheral speed of about 0.6 m / s), and then slow stirring at 50 rpm (peripheral speed of about 0.2 m / s). It is an image of the captured flock. As is clear from the figure, the frock in this case is a distorted amorphous shape, and a relatively large frock is formed.
図10は、スクリュー羽根攪拌機を用いた1000rpm(周速約1.5m/s)での
急速撹拌の後、平羽根攪拌機を用いた50rpm(周速約0.2m/s)での緩速撹拌を
行った場合に撮像されたフロックの画像である。図からも明らかなように、フロックは図
9と同様にいびつな不定形であり、比較的大きなフロックが形成されている。
FIG. 10 shows rapid stirring at 1000 rpm (peripheral speed about 1.5 m / s) using a screw blade stirrer, and then slow stirring at 50 rpm (peripheral speed about 0.2 m / s) using a flat blade stirrer. It is an image of the flock taken when the above was performed. As is clear from the figure, the flocs have a distorted amorphous shape as in FIG. 9, and relatively large flocs are formed.
図11は、スクリュー羽根攪拌機を用いた3000rpm(周速約4.5m/s)での
急速撹拌の後、平羽根攪拌機を用いた50rpm(周速約0.2m/s)での緩速撹拌を
行った場合に撮像されたフロックの画像である。図からも明らかなように、この場合のフ
ロックは、図9及び図10の場合とは異なり輪郭に丸みを帯びている。またこの場合、比
較的小さなフロックが形成されている。
FIG. 11 shows rapid stirring at 3000 rpm (peripheral speed about 4.5 m / s) using a screw blade stirrer, and then slow stirring at 50 rpm (peripheral speed about 0.2 m / s) using a flat blade stirrer. It is an image of the flock taken when the above was performed. As is clear from the figure, the flock in this case has a rounded outline unlike the cases of FIGS. 9 and 10. Also, in this case, relatively small flocs are formed.
図12は、スクリュー羽根攪拌機を用いた6000rpm(周速約9m/s)での急速
撹拌の後、平羽根攪拌機を用いた50rpm(周速約0.2m/s)での緩速撹拌を行っ
た場合に撮像された画像である。図からも明らかなように、この場合のフロックの形状は
図9、図10よりも図11に近く、輪郭に丸みを帯びている。またこの場合、比較的大き
なフロックが形成されている。
In FIG. 12, rapid stirring is performed at 6000 rpm (peripheral speed of about 9 m / s) using a screw blade stirrer, and then slow stirring is performed at 50 rpm (peripheral speed of about 0.2 m / s) using a flat blade stirrer. It is an image taken in the case of. As is clear from the figure, the shape of the frock in this case is closer to FIG. 11 than that of FIGS. 9 and 10, and the contour is rounded. Also, in this case, relatively large flocs are formed.
このような凝集沈殿処理によって得られたフロックの沈降性は、図12、図11、図1
0、図9の順に良好であった。すなわち、急速撹拌の撹拌強度を強くした場合の方が、分
離性の良いフロックを形成できる結果を得られた。
The sedimentation property of the frock obtained by such a coagulation sedimentation treatment is shown in FIGS. 12, 11, and 1.
It was good in the order of 0 and FIG. That is, it was obtained that the floc with better separability could be formed when the stirring strength of rapid stirring was increased.
このように、フロックの形状や大きさはフロックの沈降性を大きく左右する。そのため
、凝集状態取得部12aは、このようなフロックの形状や大きさを示す形状係数を、被処
理水が撮像された画像から取得する。実施形態の凝集沈殿制御装置1aは、このような形
状係数に基づいて凝集沈殿装置100の攪拌条件を制御する。このような制御によって、
凝集沈殿装置100は、沈降性のより良いフロックを形成することが可能となる。
In this way, the shape and size of the flocs greatly affect the sedimentation property of the flocs. Therefore, the aggregated
The
以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、画像又は吸光度に基づいて取得さ
れた被処理水中のフロックの凝集状態に基づいて、被処理水に注入される薬剤の注入量又
は薬剤が注入された被処理水の攪拌条件を制御する制御部を持つことにより、沈降性のよ
り良いフロックを形成することができる。
According to at least one embodiment described above, the injection amount of the drug to be injected into the water to be treated or the drug was injected based on the aggregated state of the flocs in the water to be treated obtained based on the image or the absorbance. By having a control unit that controls the stirring conditions of the water to be treated, it is possible to form flocs having better sedimentation properties.
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したも
のであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様
々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、
置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に
含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるもので
ある。
Although some embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other embodiments, and various omissions, as long as they do not deviate from the gist of the invention,
Can be replaced or changed. These embodiments and variations thereof are included in the scope of the invention described in the claims and the equivalent scope thereof, as are included in the scope and gist of the invention.
1,1a…凝集沈殿制御装置、11…吸光度取得部、12,12a…凝集状態取得部、1
3,13a…制御情報生成部、14…画像取得部、100…凝集沈殿装置、110…貯留
槽、120…第1凝集槽、130…薬剤貯留槽、140…薬剤注入ポンプ、150…攪拌
機、151…モータ、152…攪拌翼、160…第2凝集槽、170…攪拌機、171…
モータ、172…攪拌翼、180…沈殿槽、200…分取流路、210…フローセル、2
11…流入口、212…流出口、300…吸光度計測装置、310…光源、400…撮像
装置
1,1a ... Aggregation sedimentation control device, 11 ... Absorbance acquisition unit, 12,12a ... Aggregation state acquisition unit, 1
3,13a ... Control information generation unit, 14 ... Image acquisition unit, 100 ... Coagulation sedimentation device, 110 ... Storage tank, 120 ... First coagulation tank, 130 ... Drug storage tank, 140 ... Drug injection pump, 150 ... Stirrer, 151 ... Motor, 152 ... Stirring blade, 160 ... Second coagulation tank, 170 ... Stirrer, 171 ...
Motor, 172 ... stirring blade, 180 ... settling tank, 200 ... preparative flow path, 210 ... flow cell, 2
11 ... Inlet, 212 ... Outlet, 300 ... Absorbance measuring device, 310 ... Light source, 400 ... Imaging device
Claims (7)
前記被処理水を攪拌する攪拌機と、
前記被処理水の吸光度を計測する吸光度計測部から前記被処理水の吸光度を示す吸光度情報を取得する吸光度取得部と、
前記吸光度取得部によって取得された凝集処理前の被処理水の吸光度情報と、前記薬剤注入ポンプにより前記薬剤が注入され、前記攪拌機により攪拌されている被処理水が貯留される水槽から取得した凝集処理中の被処理水の吸光度情報と、の比を用いた指標に基づいて前記薬剤注入ポンプ又は前記攪拌機を制御する制御部と、
を備える凝集処理システム。 A drug injection pump that injects a drug for aggregating particles in the water to be treated into the water to be treated,
A stirrer that stirs the water to be treated and
An absorbance acquisition unit that acquires absorbance information indicating the absorbance of the water to be treated from an absorbance measurement unit that measures the absorbance of the water to be treated, and an absorbance acquisition unit.
The absorbance information of the water to be treated before the agglomeration treatment acquired by the absorbance acquisition unit and the agglomeration acquired from the water tank in which the drug is injected by the drug injection pump and the treated water agitated by the stirrer is stored. A control unit that controls the drug injection pump or the stirrer based on an index using the ratio of the absorbance information of the water to be treated during the treatment.
A coagulation treatment system.
前記被処理水を攪拌する攪拌機と、
前記被処理水の吸光度を計測する吸光度計測部から前記被処理水の吸光度を示す吸光度情報を取得する吸光度取得部と、
前記吸光度取得部によって取得された、前記薬剤注入ポンプにより前記薬剤が注入され、前記攪拌機により攪拌されている被処理水が貯留される水槽から取得した凝集処理中の被処理水の吸光度情報のうち、異なる波長におけるそれぞれの吸光度から得られる統計値に基づいて、前記薬剤注入ポンプ又は前記攪拌機を制御する制御部と、
を備える凝集処理システム。 A drug injection pump that injects a drug for aggregating particles in the water to be treated into the water to be treated,
A stirrer that stirs the water to be treated and
An absorbance acquisition unit that acquires absorbance information indicating the absorbance of the water to be treated from an absorbance measurement unit that measures the absorbance of the water to be treated, and an absorbance acquisition unit.
Of the absorbance information of the water to be treated during the aggregation treatment obtained from the water tank in which the drug is injected by the drug injection pump and the water to be treated is agitated by the stirrer, which is acquired by the absorbance acquisition unit. , A control unit that controls the drug injection pump or the stirrer, based on statistical values obtained from the respective absorbances at different wavelengths.
A coagulation treatment system.
前記吸光度取得ステップにおいて取得された凝集処理前の被処理水の吸光度情報と、前記薬剤注入ポンプにより前記薬剤が注入され、前記攪拌機により攪拌されている被処理水が貯留される水槽から取得した凝集処理中の被処理水の吸光度情報との比を用いた指標に基づいて、薬剤注入ポンプによる前記被処理水中の粒子を凝集させるための薬剤の注入、又は攪拌機による前記被処理水の攪拌を制御する制御ステップと、
を有する凝集処理方法。 The absorbance acquisition step of acquiring the absorbance information indicating the absorbance of the water to be treated from the absorbance measuring unit for measuring the absorbance of the water to be treated, and
The absorbance information of the water to be treated before the agglomeration treatment acquired in the absorbance acquisition step and the agglomeration acquired from the water tank in which the drug is injected by the drug injection pump and the treated water agitated by the stirrer is stored. Controlling injection of a drug for aggregating particles in the water to be treated by a drug injection pump or stirring of the water to be treated by a stirrer based on an index using the ratio with the absorbance information of the water to be treated during the treatment. Control steps to do,
A coagulation treatment method having.
前記吸光度取得ステップにおいて取得された、前記薬剤注入ポンプにより前記薬剤が注入され、前記攪拌機により攪拌されている被処理水が貯留される水槽から取得した凝集処理中の被処理水の吸光度情報のうち、異なる波長におけるそれぞれの吸光度から得られる統計値に基づいて、薬剤注入ポンプによる前記被処理水中の粒子を凝集させるための薬剤の注入、又は攪拌機による前記被処理水の攪拌を制御する制御ステップと、
を有する凝集処理方法。 The absorbance acquisition step of acquiring the absorbance information indicating the absorbance of the water to be treated from the absorbance measuring unit for measuring the absorbance of the water to be treated, and
Of the absorbance information of the water to be treated during the aggregation treatment acquired from the water tank in which the water to be treated is injected by the drug injection pump and agitated by the stirrer, which is acquired in the absorbance acquisition step. A control step for controlling the injection of a drug for aggregating particles in the water to be treated by a drug injection pump or the stirring of the water to be treated by a stirrer based on the statistical values obtained from the respective absorbances at different wavelengths. ,
A coagulation treatment method having.
請求項3又は請求項4に記載の各種ステップを実行させるためのコンピュータプログラム。 On the computer
A computer program for performing the various steps according to claim 3 or 4.
前記吸光度取得部によって取得された凝集処理前の被処理水の吸光度情報と、前記薬剤注入ポンプにより前記薬剤が注入され、前記攪拌機により攪拌されている被処理水が貯留される水槽から取得した凝集処理中の被処理水の吸光度情報と、の比を用いた指標に基づいて、前記被処理水中の粒子を凝集させるための薬剤を前記被処理水に注入する薬剤注入ポンプ又は前記被処理水を攪拌する攪拌機を制御する制御部と、
を備える凝集処理制御装置。 An absorbance acquisition unit that acquires absorbance information indicating the absorbance of the water to be treated from an absorbance measurement unit that measures the absorbance of the water to be treated, and an absorbance acquisition unit.
Aggregation acquired from the water tank in which the absorption information of the water to be treated before the agglomeration treatment acquired by the absorbance acquisition unit and the water to be treated in which the drug is injected by the drug injection pump and agitated by the stirrer are stored. Based on the index using the ratio of the absorbance information of the water to be treated and the water to be treated, a drug injection pump for injecting a drug for aggregating particles in the water to be treated into the water to be treated or the water to be treated is used. A control unit that controls the stirrer to stir,
A coagulation processing control device.
前記吸光度取得部によって取得された、前記薬剤注入ポンプにより前記薬剤が注入され、前記攪拌機により攪拌されている被処理水が貯留される水槽から取得した凝集処理中の被処理水の吸光度情報のうち、異なる波長におけるそれぞれの吸光度から得られる統計値に基づいて、前記被処理水中の粒子を凝集させるための薬剤を前記被処理水に注入する薬剤注入ポンプ又は前記被処理水を攪拌する攪拌機を制御する制御部と、
を備える凝集処理制御装置。 An absorbance acquisition unit that acquires absorbance information indicating the absorbance of the water to be treated from an absorbance measurement unit that measures the absorbance of the water to be treated, and an absorbance acquisition unit.
Of the absorbance information of the water to be treated during the aggregation treatment obtained from the water tank in which the water to be treated is injected by the medicine injection pump and agitated by the stirrer, which is acquired by the absorbance acquisition unit. Controls a drug injection pump that injects a drug for aggregating particles in the water to be treated into the water to be treated or a stirrer that stirs the water to be treated, based on statistical values obtained from the respective absorbances at different wavelengths. Control unit and
A coagulation processing control device.
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