JP7335160B2 - Sludge coagulation dewatering device and its control method - Google Patents
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Description
本発明は、汚泥凝集脱水装置及びその制御方法に関するものである。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a sludge coagulating and dehydrating apparatus and a control method thereof.
従来、下水処理分野では、汚泥の処理にあたり、汚泥に凝集剤を注入することでフロックを形成する凝集処理をして凝集汚泥を得てから、得られた凝集汚泥を脱水処理することが行われてきた。汚泥の脱水性を高めるためには、凝集剤の注入量を適切に設定する必要がある。具体的には、凝集剤の注入量が過少であれば、フロックの強度が低下し、汚泥の脱水性が悪くなり、また、脱水濾液中のＳＳ（suspended solids）濃度を十分に低減することができないことがあった。また、凝集剤の注入量が過大であれば、汚泥処理のランニングコストが高くなるという問題もあった。従って、凝集剤の注入量を適正化するために、種々の検討がなされてきた。 Conventionally, in the field of sewage treatment, sludge is treated by injecting a flocculating agent into the sludge to form flocs to obtain flocculated sludge, and then dewatering the obtained flocculated sludge. It's here. In order to improve the dewaterability of the sludge, it is necessary to appropriately set the injection amount of the coagulant. Specifically, if the injection amount of the flocculant is too small, the strength of the floc decreases, the dewatering property of the sludge deteriorates, and the SS (suspended solids) concentration in the dewatered filtrate cannot be sufficiently reduced. There were things I couldn't do. Moreover, if the amount of coagulant to be injected is excessive, there is also a problem that the running cost of sludge treatment increases. Therefore, various studies have been made to optimize the injection amount of the flocculant.
例えば、特許文献１では、未薬注の汚泥の一部を固液分離して得た分離液中のコロイド当量値に基づいて、凝集剤の薬注制御を行うことが提案されている。また、特許文献２では、脱水分離液中に存在するフロックの量を測定して、フロックの量が最小になる凝集剤注入量を決定することが提案されている。
For example, in Patent Document 1, it is proposed to control chemical feeding of a flocculant based on a colloid equivalent value in a separated liquid obtained by solid-liquid separation of a part of sludge that has not been chemically injected. Further,
しかし、上記従来の技術では、凝集剤の注入量の決定精度に改善の余地があった。そこで、本発明は、高精度で決定された凝集剤の注入量に基づいて、汚泥凝集脱水装置を効率的に運転することができる技術を提供することを目的とする。 However, in the above conventional technology, there is room for improvement in the accuracy of determining the injection amount of the coagulant. Accordingly, an object of the present invention is to provide a technology capable of efficiently operating a sludge coagulating and dehydrating apparatus based on the amount of coagulant to be injected that has been determined with high accuracy.
本発明者は、上記目的を達成するために鋭意検討を行った。まず、本発明者は、金属膜を備える加圧式脱水機を用いて、凝集剤を含んでなる凝集汚泥を脱水するに際して、加圧式脱水機の汚泥供給口における入口圧力が一定となるように運転する場合には、凝集汚泥の流入量が変動することに着目した。本発明者は、さらに検討をすすめ、凝集汚泥中に含まれる残留凝集剤が多い場合には、金属膜表面に形成されたスラッジゾーンをろ液が通過するときの抵抗が増えるため、加圧式脱水機内に導入される凝集汚泥の流入量が少なくなることを見出した。そして、本発明者は、流入量の値から算出可能な、流入量変化量の値が、最適な凝集剤注入率を決定するために有効な指標となりうることを新たに見出し、本発明を完成させた。 The inventor of the present invention has made intensive studies in order to achieve the above object. First, the present inventor used a pressurized dehydrator equipped with a metal membrane to dehydrate flocculated sludge containing a coagulant, and operated so that the inlet pressure at the sludge supply port of the pressurized dehydrator was constant. It was noted that the amount of inflow of flocculated sludge fluctuates when doing so. The present inventor further studied and found that when the flocculated sludge contains a large amount of residual flocculant, the resistance when the filtrate passes through the sludge zone formed on the surface of the metal membrane increases. It was found that the amount of inflow of flocculated sludge introduced into the machine is reduced. Then, the present inventor newly found that the value of the inflow change amount, which can be calculated from the value of the inflow amount, can be an effective index for determining the optimum coagulant injection rate, and completed the present invention. let me
即ち、この発明は、上記課題を有利に解決することを目的とするものであり、本発明の汚泥凝集脱水装置の制御方法は、汚泥に対して凝集剤を注入率Ｉで注入して凝集汚泥を得る汚泥凝集工程と、金属膜を備える加圧式脱水機の汚泥供給口を介して、前記凝集汚泥を前記加圧式脱水機内に導入して脱水する、汚泥脱水工程であって、前記汚泥供給口における入口圧力が一定となるように、前記汚泥供給口に対して供給する前記凝集汚泥の流入量Ｆを調節することを含む、汚泥脱水工程と、前記流入量Ｆに由来する流入量変化量Ｄに基づいて、前記汚泥凝集工程における前記凝集剤の注入率Ｉを調節する注入率調節工程と、を含むことを特徴とする。このように、流入量Ｆに由来する流入量変化量Ｄを用いることで、凝集剤の注入率を高精度で決定することができ、かかる注入率に基づいて、汚泥凝集脱水装置を効率的に運転することができる。 That is, an object of the present invention is to advantageously solve the above-mentioned problems. and a sludge dehydration step in which the flocculated sludge is introduced into the pressurized dehydrator through the sludge supply port of the pressurized dehydrator provided with a metal membrane and dewatered, wherein the sludge supply port A sludge dehydration step, which includes adjusting the inflow F of the flocculated sludge supplied to the sludge supply port so that the inlet pressure in is constant, and an inflow amount variation D derived from the inflow F and an injection rate adjustment step of adjusting the injection rate I of the flocculant in the sludge flocculation step based on. In this way, by using the inflow amount change amount D derived from the inflow amount F, the injection rate of the coagulant can be determined with high accuracy, and the sludge coagulation and dehydration device can be efficiently operated based on this injection rate. can drive.
ここで、本発明の汚泥凝集脱水装置の制御方法において、前記注入率調節工程は、事前設定した注入率Ｉの調節範囲内において、前記注入率Ｉを、段階的に増加又は減少させて、かかる増減に追従して変化した、前記流入量Ｆの値を随時取得して蓄積する、データ蓄積サブステップと、蓄積されたデータに基づいて、前記流入量Ｆに由来する流入量変化量Ｄの値と前記注入率Ｉの値との関係式を得て、前記関係式に対して、事前設定した最適流入量変化量Ｄｏの値を代入して、最適注入率設定値Ｉｏを算出する、注入率決定サブステップと、を含み、前記最適注入率設定値Ｉｏに基づいて、前記凝集剤の注入率Ｉを調節する、ことが好ましい。流入量変化量Ｄの値と注入率Ｉの値との関係を表す関係式を用いれば、効率的に、高精度な凝集剤注入率を決定することができる。 Here, in the method for controlling a sludge coagulating and dewatering apparatus of the present invention, the injection rate adjusting step increases or decreases the injection rate I stepwise within a preset adjustment range of the injection rate I. a data accumulation substep of acquiring and accumulating the value of the inflow F that has changed according to the increase or decrease; and a value of the inflow change D derived from the inflow F based on the accumulated data. and the value of the injection rate I is obtained, and the value of the preset optimum inflow change amount Do is substituted into the relational expression to calculate the optimum injection rate set value Io . and determining the injection rate substep, adjusting the injection rate I of the flocculant based on the optimum injection rate set point Io . By using the relational expression representing the relationship between the value of the inflow change amount D and the value of the injection rate I, the coagulant injection rate can be determined efficiently and with high accuracy.
また、本発明の汚泥凝集脱水装置の制御方法において、前記注入率調節工程の前記注入率決定サブステップにて、前記流入量変化量Ｄの値と前記注入率Ｉの値との関係式を得るにあたり、蓄積された前記流入量Ｆの値と前記注入率Ｉの値とを二次回帰分析して、前記注入率Ｉの値と、流入量の二次回帰推定値としての流入量Ｆｒとの間の関係を表す二次回帰式を得ること、及び、得られた前記二次回帰式に基づいて、前記注入率Ｉと、前記流入量Ｆｒの変化量である流入量変化量Ｄとの間の関係を表す関係式を得ること、を含むこと好ましい。二次回帰流入量Ｆｒを用いて算出した注入量変化量Ｄと、注入率Ｉとの相互関係に基づけば、凝集剤の注入率を一層高精度で決定することができる。 Further, in the method for controlling a sludge coagulating and dehydrating apparatus of the present invention, a relational expression between the value of the inflow change amount D and the value of the injection rate I is obtained in the injection rate determining sub-step of the injection rate adjusting step. Then, the accumulated value of the inflow F and the value of the injection rate I are subjected to secondary regression analysis to obtain the value of the injection rate I and the inflow Fr as a secondary regression estimate of the inflow. obtaining a quadratic regression expression that expresses the relationship between the injection rate I and the inflow amount change amount D that is the amount of change in the inflow amount Fr based on the obtained quadratic regression expression obtaining a relational expression representing the relationship between . Based on the correlation between the injection amount change amount D calculated using the secondary regression inflow amount Fr and the injection rate I, the injection rate of the coagulant can be determined with higher accuracy.
また、この発明は、上記課題を有利に解決することを目的とするものであり、本発明の汚泥凝集脱水装置は、汚泥に対して凝集剤を注入率Ｉで注入する凝集剤注入部と、前記凝集剤と前記汚泥とから凝集汚泥を得る汚泥凝集部と、汚泥供給口及び金属膜を有し、該汚泥供給口を介して前記凝集汚泥を内部に導入して前記金属膜を介して脱水する、加圧式脱水機と、前記汚泥供給口に供給される前記凝集汚泥の流入量Ｆを測定可能な流入量測定装置と、前記凝集剤注入部及び前記加圧式脱水機を制御可能な制御部と、を有し、前記制御部は、前記汚泥供給口における入口圧力が一定となるように、前記汚泥供給口に対して供給する前記凝集汚泥の流入量Ｆを調節するように、前記加圧式脱水機を制御可能であるとともに、前記流入量測定装置にて取得した前記流入量Ｆに由来する流入量変化量Ｄを得て、当該流入量変化量Ｄに基づいて、前記凝集剤注入部による前記凝集剤の注入率Ｉを制御可能である、ことを特徴とする。このように、流入量Ｆに由来する流入量変化量Ｄを用いることで、凝集剤の注入率を高精度で決定することができる制御部を備える汚泥凝集脱水装置は、効率的な運転が可能である。 Another object of the present invention is to advantageously solve the above-mentioned problems. It has a sludge flocculation part for obtaining flocculated sludge from the flocculant and the sludge, a sludge supply port and a metal membrane. A pressurized dehydrator, an inflow measuring device capable of measuring the inflow F of the flocculated sludge supplied to the sludge supply port, and a control unit capable of controlling the coagulant injection unit and the pressurized dehydrator. and the control unit adjusts the inflow amount F of the flocculated sludge supplied to the sludge supply port so that the inlet pressure at the sludge supply port is constant. In addition to being able to control the dehydrator, obtain an inflow change amount D derived from the inflow amount F obtained by the inflow amount measuring device, and based on the inflow change amount D, the coagulant injection unit It is characterized in that the injection rate I of the flocculant can be controlled. In this way, by using the inflow amount change amount D derived from the inflow amount F, the sludge coagulation and dehydration apparatus equipped with a control unit that can determine the injection rate of the coagulant with high accuracy can be operated efficiently. is.
本発明の汚泥凝集脱水装置の制御方法によれば、高精度で決定された凝集剤の注入量に基づいて、汚泥凝集脱水装置を効率的に運転することができる。
また、本発明の汚泥凝集脱水装置は、高精度で決定された凝集剤の注入量に基づいて、効率的な運転が可能である。
According to the control method of the sludge coagulating and dewatering apparatus of the present invention, the sludge coagulating and dewatering apparatus can be efficiently operated based on the injection amount of the coagulant determined with high accuracy.
In addition, the sludge coagulating and dehydrating apparatus of the present invention can be efficiently operated based on the injection amount of the coagulant determined with high accuracy.
以下、本発明の実施の形態を、図面に基づき詳細に説明する。ここで、本発明の汚泥凝集脱水装置の制御方法は、本発明の汚泥脱水装置に好適に適用することができる。また、本発明の汚泥凝集脱水装置の制御方法及び汚泥凝集脱水装置は、特に限定されることなく、例えば、下水処理場、産業排水処理施設、及び畜産排水処理施設等の汚泥脱水工程にて好適に適用することができる。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail based on the drawings. Here, the control method for the sludge coagulating and dewatering device of the present invention can be suitably applied to the sludge dewatering device of the present invention. In addition, the control method and the sludge coagulating/dehydrating apparatus of the present invention are not particularly limited, and are suitable for sludge dewatering processes such as sewage treatment plants, industrial wastewater treatment facilities, and livestock wastewater treatment facilities, for example. can be applied to
以下の説明では、一例として、本発明の汚泥凝集脱水装置において、本発明の汚泥凝集脱水装置の制御方法を実施するものとして説明するが、本発明の汚泥処理方法は、以下に例示記載するような特定の汚泥処理装置だけではなく、本発明にて規定した各工程を実施することが可能であれば、あらゆる装置構成により、実現することができる。 In the following description, as an example, in the sludge coagulating and dewatering apparatus of the present invention, the control method of the sludge coagulating and dewatering apparatus of the present invention will be described. Not only a specific sludge treatment apparatus, but any apparatus configuration can be used as long as it is possible to carry out each step defined in the present invention.
図１は、本発明に従う汚泥凝集脱水装置の一例の概略構成を示す図である。図１に示す汚泥凝集脱水装置１００は、汚泥に対して凝集剤を注入率Ｉで注入する凝集剤注入部１０と、凝集剤と汚泥とから凝集汚泥を得る汚泥凝集部２０と、凝集汚泥を脱水する加圧式脱水機３０と、加圧式脱水機３０に対して供給される凝集汚泥の流入量Ｆを測定可能な流入量測定装置４０と、制御部５０と、を有する。
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an example of a sludge coagulation dehydration apparatus according to the present invention. The sludge coagulating and dewatering
配管１を経て前段から送られてきた汚泥に対して、凝集剤注入部１０から配管４を経て凝集剤が注入される。凝集剤注入部１０は、例えば、凝集剤タンク１１及び凝集剤注入ポンプ１２を含んでなる。凝集剤注入部１０は、汚泥に対して凝集剤を注入率Ｉで注入する。具体的には、凝集剤注入ポンプ１２の回転数を制御することにより、注入率Ｉを変更することができる。凝集剤注入ポンプ１２は、後述する制御部５０と有線又は無線で接続されてなり、制御部５０からの制御信号を受信し、かかる制御信号に応じて、注入率Ｉを変更することができる。
A coagulant is injected from a
なお、凝集剤注入部１０及び配管４の取り付け位置は、図示の態様に限定されない。例えば、汚泥凝集部２０を構成する汚泥凝集槽２１内に、直接凝集剤を注入するように、凝集剤注入部１０及び配管４が取り付けられていてもよい。また、凝集方式としては、凝集濃縮装置の後段に凝集剤を追加する二段処理方式の注入率の調整をする場合にも適用でき、前段に無機凝集剤を用い、後段に高分子凝集剤を用いる方法にも適用できる。更に、凝集剤としては、特に限定されることなく、カチオン性、アニオン性、若しくは両性の粉末高分子凝集剤；カチオン性、アニオン性、若しくは両性の液体高分子凝集剤；ポリ塩化アルミニウム、及び硫酸アルミニウム等が挙げられる。
In addition, the attachment positions of the
そして、配管１を経て汚泥凝集部２０を構成する汚泥凝集槽２１内に導入された汚泥は、撹拌機２２により攪拌される。そして、汚泥凝集部２０にて、凝集剤と汚泥から凝集汚泥が得られる。
Sludge introduced into the
汚泥凝集部２０にて得られた凝集汚泥は、配管２を介して加圧式脱水機３０に導入される。加圧式脱水機３０は、汚泥供給口３１及び金属膜３２を備える。加圧式脱水機３０は、汚泥供給口３１を介して凝集汚泥を内部に導入して金属膜３２を介して脱水する。さらに、加圧式脱水機３０は、汚泥供給口３１における入口圧力が一定となるように、汚泥供給口３１に対して供給する凝集汚泥の流入量Ｆを調節するための流量調節部３３を備える。換言すると、加圧式脱水機３０は、圧力一定制御可能な脱水機であることが必要である。図示の態様では、明確のため、流量調節部３３を、汚泥供給口３１に対して接続された配管２に対して取り付けられたポンプとして実装する。しかし、流量調節部の実装態様はこれに限定されない。また、加圧式脱水機３０は、例えば、二枚の対面する円形の金属膜を備えるろ室を低速回転させながら凝集汚泥を脱水する回転加圧式脱水機（ロータリープレス脱水機）等により好適に実装することができる。
Aggregated sludge obtained in the
さらに、流量調節部３３は、後述する制御部５０と有線又は無線で接続されてなり、制御部５０からの制御信号を受信し、かかる制御信号に応じて、凝集汚泥の流入量Ｆを変更することができる。加圧式脱水機３０もまた、後述する制御部５０と有線又は無線で接続され得る。
Furthermore, the flow
さらに、汚泥凝集脱水装置１００は、汚泥供給口３１に供給される凝集汚泥の流入量Ｆを測定可能な流入量測定装置４０を備える。流入量測定装置４０は、後述する制御部５０と有線又は無線で接続されてなり、制御部５０に対して、測定した流入量Ｆを送信する。
Furthermore, the sludge coagulating/
そして、加圧式脱水機３０にて脱水された凝集汚泥は、脱水ケーキとして、配管３より系外に排出され得る。
Then, the aggregated sludge dehydrated by the
制御部５０は、上述したように、少なくとも、凝集剤注入ポンプ１２、流量調節部３３、及び流入量測定装置４０と、有線又は無線で接続される。さらに、制御部５０は、任意で、加圧式脱水機３０とも接続され得る。そして、制御部５０は、注入率Ｉを算出する。なお、制御部５０は、通常、汚泥流量当たりの注入率設定値Ｓに従って、凝集剤注入部１０を制御するが、汚泥に含有される溶解固形分（ＤＳ：Ｄｉｓｓｏｌｖｅｄ Ｓｏｌｉｄｓ）当たりの注入率Ｉ（％－ＤＳ）は、汚泥の固形分濃度の変動、生汚泥と余剰汚泥の混合比の変動、温度上昇に伴う汚泥の腐敗程度の変動等に起因して、変動するため、注入率設定値Ｓ通りの値とならないことが一般的である。よって、制御部５０では、本発明の制御方法を実施するにあたり、注入率設定値Ｓではなく、少なくとも溶解固形分（ＤＳ）負荷量に基づいて測定した注入率Ｉを用いることが好ましい。なお、ＤＳ負荷量は、汚泥供給量及び汚泥濃度に基づいて計算され得る値である。よって、汚泥凝集脱水装置１００は、図示しないが、汚泥等の流量を測定可能な流量計、並びに、汚泥の濃度を測定可能な濃度計等の各種測定装置を、任意の位置に備えていてもよい。
The
さらに、制御部５０は、取得したデータを記憶するメモリ５１、及びメモリ５１に記憶されたデータ、及び図示しない通信部を介して外部から取得したデータ（例えば、過去の運転状況に関するデータ等）に基づいて、各種の演算を行う、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等により構成され得る演算部５２を備え得る。
Furthermore, the
（汚泥凝集脱水装置の制御方法）
本発明の制御方法は、汚泥供給口における入口圧力が一定となるように、汚泥供給口に対して供給する凝集汚泥の流入量Ｆを調節することを含む、汚泥脱水工程と、流入量変化量Ｄに基づいて、汚泥凝集工程における凝集剤の注入率Ｉを調節する注入率調節工程と、を含むことを特徴とする。かかる本発明の制御方法によれば、高精度に凝集剤注入率を自動制御することが可能となる。従って、本発明の制御方法によれば、汚泥の性状が変動して凝集のために必要とされる凝集剤注入率が変動した場合であっても、定期的に凝集剤注入率を自動で最適化することができる。従って、汚泥凝集脱水装置の運用を実施する実施者の作業負担を飛躍的に低減することができる。さらに、本発明の制御方法によれば、高精度に凝集剤注入率を決定することができるため、凝集剤の過剰注入を効果的に抑制して、汚泥処理に要するランニングコストを低減することができる。
以下、各工程について詳述する。
(Control method for sludge coagulation dewatering device)
The control method of the present invention comprises a sludge dehydration process including adjusting the inflow F of flocculated sludge supplied to the sludge supply port so that the inlet pressure at the sludge supply port is constant, and the amount of change in the inflow and an injection rate adjusting step of adjusting the injection rate I of the flocculant in the sludge flocculation step based on D. According to the control method of the present invention, it is possible to automatically control the coagulant injection rate with high accuracy. Therefore, according to the control method of the present invention, even if the coagulant injection rate required for coagulation fluctuates due to fluctuations in the properties of the sludge, the coagulant injection rate is automatically optimized periodically. can be Therefore, it is possible to dramatically reduce the workload of the person who operates the sludge coagulating and dehydrating apparatus. Furthermore, according to the control method of the present invention, since the coagulant injection rate can be determined with high accuracy, it is possible to effectively suppress excessive injection of the coagulant and reduce the running cost required for sludge treatment. can.
Each step will be described in detail below.
＜汚泥凝集工程＞
汚泥凝集工程では、汚泥に対して凝集剤を注入率Ｉで注入して凝集汚泥を得る。なお、図１を参照して説明した汚泥凝集脱水装置１００においては、汚泥凝集工程は、配管１内、及び汚泥凝集槽２１内にて実施され得る。そして、上記のようにして算出された注入率Ｉの値が、制御部５０に備えられたメモリ５１に随時蓄積される。
<Sludge flocculation process>
In the sludge flocculation step, a flocculating agent is injected into the sludge at an injection rate I to obtain flocculated sludge. In addition, in the sludge
＜汚泥脱水工程＞
汚泥脱水工程は、金属膜を備える加圧式脱水機の、汚泥供給口における入口圧力が一定となるように、汚泥供給口に対して供給する凝集汚泥の流入量Ｆを調節することを含む。図１を参照して説明した汚泥凝集脱水装置１００においては、金属膜３２を備える加圧式脱水機３０の汚泥供給口３１を介して、凝集汚泥を加圧式脱水機３０内に導入して脱水する。そして、流入量測定装置４０が流入量Ｆのデータを取得しており、制御部５０に備えられたメモリ５１に、かかるデータが随時蓄積され得る。
<Sludge dehydration process>
The sludge dehydration step includes adjusting the inflow amount F of flocculated sludge supplied to the sludge supply port of a pressurized dehydrator having a metal membrane so that the inlet pressure at the sludge supply port is constant. In the sludge coagulating and dehydrating
＜注入率調節工程＞
注入率調節工程では、流入量Ｆに由来する流入量変化量Ｄに基づいて、汚泥凝集工程における凝集剤の注入率Ｉを調節する。ここで、注入率調節工程にて、下記のサブステップを実施することが好ましい。なお、注入率調節工程の実施頻度は特に限定されることなく、本発明の制御方法を適用する際の種々の条件に応じて、任意に設定することができる。例えば、注入率調節工程の実施頻度は、１時間毎、２時間毎、又は半日毎等であり得る。
<Injection rate adjustment process>
In the injection rate adjusting step, the injection rate I of the flocculant in the sludge flocculation step is adjusted based on the inflow change amount D derived from the inflow F. Here, it is preferable to perform the following substeps in the injection rate adjustment process. The frequency of the injection rate adjusting step is not particularly limited, and can be arbitrarily set according to various conditions when applying the control method of the present invention. For example, the frequency of performing the infusion rate adjustment step can be every hour, every two hours, every half day, or the like.
＜＜データ蓄積サブステップ＞＞
データ蓄積サブステップでは、事前設定した注入率Ｉの調節範囲内において、注入率Ｉを、データ蓄積サブステップ開始時点の注入率Iの値を基準として、段階的に増加又は減少させて、かかる増減に追従して変化した、流入量Ｆの値を随時取得して蓄積する。注入率Ｉを段階的に増加又は減少させるにあたり、予め設定した調節範囲内で、注入率設定値Ｓを、所定の間隔で増加又は減少させることができる。例えば、データ蓄積サブステップの開始時点における流入量Ｆを基準として、実用的な流入量Ｆの変動幅を設定し、かかる変動幅の中で、４点程度の測定点を抽出して、注入率Ｉ及び流入量Ｆの関係を算出することにより、データ蓄積サブステップを実施することができる。また、例えば、事前設定した注入率Ｉの調節範囲内における、データ蓄積サブステップの開始時点の注入率Ｉの値の所在位置に応じて、注入率設定値Ｓの値を増加又は減少させるかを決定してもよい。このようにすることで、注入率調節工程における所要時間を短縮して、本発明の制御方法を効率化することが可能となりうる。より詳細には、注入率Ｉの調節範囲を均等に３分割して３ゾーンに分けて、データ蓄積サブステップの開始時点の注入率Ｉの値が、いずれのゾーンに位置するかに応じて、注入率設定値Ｓの値を所定の調整幅で増加又は減少させるかを決定することが好ましい。以下、調整範囲の下限値に近い側から、ゾーン１、ゾーン２、ゾーン３、と称し、且つ、注入率設定値Ｓの調節範囲を０．４（％－ＤＳ）～１．０（％－ＤＳ）の範囲とし、０．１０（％－ＤＳ）を調節幅とするものとして説明する。なお、調整範囲を分割するゾーンの数、調整範囲、及び調節幅は、以下に例示する態様に限定されることなく、必要に応じて、任意に設定することができる。
<<Data accumulation sub-step>>
In the data accumulation substep, the injection rate I is increased or decreased stepwise within a preset adjustment range of the injection rate I based on the value of the injection rate I at the start of the data accumulation substep. The value of the inflow amount F, which has changed following , is obtained and accumulated at any time. In stepwise increasing or decreasing the injection rate I, the injection rate setting value S can be increased or decreased at predetermined intervals within a preset adjustment range. For example, using the inflow F at the start of the data accumulation substep as a reference, a practical fluctuation range of the inflow F is set, and within this fluctuation range, about four measurement points are extracted, and the injection rate By calculating the relationship between I and inflow F, the data accumulation substep can be performed. Also, for example, depending on the location of the value of injection rate I at the start of the data accumulation substep within a preset adjustment range of injection rate I, it is determined whether to increase or decrease the value of injection rate set value S. may decide. By doing so, it may be possible to shorten the time required in the injection rate adjustment process and improve the efficiency of the control method of the present invention. More specifically, the adjustment range of the injection rate I is equally divided into three zones, and depending on which zone the value of the injection rate I at the start of the data accumulation substep is located, It is preferable to determine whether to increase or decrease the value of the injection rate setpoint S by a predetermined adjustment range. Hereinafter, zone 1,
（１）データ蓄積サブステップの開始時点の注入率Ｉの値がゾーン１にある場合
データ蓄積サブステップの開始時点における、注入率Ｉの値が、０．４８（％－ＤＳ）、即ち、注入率設定値Ｓの調整範囲の最下限にあったものとする。このとき、注入率設定値Ｓの値は０．５５であったものとする。この場合、制御部５０は、注入率設定値Ｓの値を増加調整して、注入率Ｉの値を段階的に増加させる。そうすると、データ蓄積サブステップでは、まず、注入率設定値Ｓの値を（０．５５＋０．１０＝０．６５）（％－ＤＳ）として設定する。さらに、制御部５０は、汚泥供給量及び汚泥濃度に基づいて、注入率設定値Ｓが０．６５（％－ＤＳ）の際の注入率Ｉの値、及び、これに対応する流入量Ｆの値を測定する。さらに、制御部５０は、測定した流入量Ｆの値から、下記式（Ｉ）に従って、流入量変化量ＤＦを算出する。
流入量変化量ＤＦ＝１－Ｆ（ｎ）／Ｆ（ｎ－１）・・・（Ｉ）
（ここで、上記式において、ｎは、増加調整の繰り返し数であり、１以上の整数である。Ｆ（ｎ＝１）、すなわち、増加調整１回目では、上記式は、ＤＦ＝Ｆ（１）／Ｆ（０）となる。ここで、Ｆ（０）は、データ蓄積サブステップの開始時点における、流入量Ｆの値である。）
(1) When the value of the injection rate I at the start of the data accumulation sub-step is in zone 1 The value of the injection rate I at the start of the data accumulation sub-step is 0.48 (%-DS), i.e. injection Assume that the rate set value S is at the lower limit of the adjustment range. At this time, it is assumed that the injection rate set value S is 0.55. In this case, the
Inflow change amount DF=1−F (n) /F (n−1) (I)
(Here, in the above formula, n is the number of repetitions of the increasing adjustment and is an integer of 1 or more. F (n=1) , that is, in the first increasing adjustment, the above formula is DF=F (1 ) /F (0) , where F (0) is the value of the inflow F at the beginning of the data accumulation substep.)
このようにして、制御部５０は、注入率設定値Ｓの調整範囲内において、調節幅：０．１０（％－ＤＳ）ずつ注入率設定値Ｓを増加させて増加調整を繰り返し、注入率Ｉ、流入量Ｆ、及び流入量変化量ＤＦを取得して、制御部５０のメモリ５１にて蓄積する。なお、注入率Ｉ及び流入量変化量ＤＦのデータを取得する際に必要となる各種の演算は、制御部５０の演算部５２にて実施され得る。
In this way, the
ここで、データ蓄積サブステップの所要時間を短縮して本発明の制御方法を効率化する観点から、制御部５０が、調整範囲の上限に到達する前に、下記のようにして増加調整を完了することが好ましい。すなわち、制御部５０が、各注入率設定値Ｓに対応する流入量変化量を算出する度に、予め設定した流入量変化量の設定値と比較して、かかる設定値よりも算出した流入量変化量ＤＦの値が大きくなったタイミングで、増加調整を完了することが好ましい。
Here, from the viewpoint of shortening the time required for the data accumulation substep and improving the efficiency of the control method of the present invention, the
（２）データ蓄積サブステップの開始時点の注入率Ｉの値がゾーン２にある場合
データ蓄積サブステップの開始時点における、注入率Ｉの値が、０．６（％－ＤＳ）、即ち、注入率設定値Ｓの調整範囲の中間にあったものとする。この場合、制御部５０は、注入率設定値Ｓの値を増加調整してから、減少調整させる。注入率設定値Ｓの増加調整は、上記（１）にて説明した手順と同様にして実施することができる。注入率設定値Ｓの減少調整は、下記のようにして実施することができる。増加調整が完了した後に、減少調整を開始するにあたり、まず、制御部５０は、データ蓄積サブステップの開始時点における、注入率設定値Ｓの値を基準として、調節幅：０．１０（％－ＤＳ）ずつ、注入率設定値Ｓを減少調整する。そして、調整した注入率設定値Ｓの値に対応する、注入率Ｉの値、及び流入量Ｆの値を算出し、下記式（ＩＩ）に従って、流入量変化量ＤＦを算出する。
流入量変化量ＤＦ＝Ｆ（ｍ）／Ｆ（ｍ－１）・・・（ＩＩ）
（ここで、上記式において、ｍは、減少調整の繰り返し数であり、１以上の整数である。Ｆ（ｍ＝１）、すなわち、減少調整１回目では、上記式は、ＤＦ＝Ｆ（１）／Ｆ（０）となる。この際、Ｆ（０）は、上記式（Ｉ）の場合と同様に、データ蓄積サブステップの開始時点における、流入量Ｆの値である。）
(2) When the value of the injection rate I at the start of the data accumulation substep is in
Inflow change amount DF=F (m) /F (m-1) (II)
(Here, in the above formula, m is the number of repetitions of the decreasing adjustment and is an integer of 1 or more. F (m=1) , that is, in the first decreasing adjustment, the above formula is DF=F (1 ) /F (0) , where F (0) is the value of the inflow F at the start of the data accumulation substep, as in equation (I) above.)
このようにして、制御部５０は、注入率設定値Ｓの調整範囲内において、調節幅：０．１０（％－ＤＳ）ずつ注入率設定値Ｓを減少させて減少調整を繰り返し、注入率Ｉ、流入量Ｆ、及び流入量変化量ＤＦを取得して、制御部５０のメモリ５１にて蓄積する。
In this way, the
ここで、データ蓄積サブステップの所要時間を短縮して本発明の制御方法を効率化する観点から、上記（１）に説明した動作と同様に、制御部５０が、調整範囲の下限に到達する前に、下記のようにして減少調整を完了することが好ましい。すなわち、制御部５０が、各注入率設定値Ｓに対応する流入量変化量を算出する度に、予め設定した流入量変化量の設定値と比較して、かかる設定値よりも算出した流入量変化量ＤＦの値が小さくなったタイミングで、減少調整を完了することが好ましい。
Here, from the viewpoint of shortening the time required for the data accumulation substep and improving the efficiency of the control method of the present invention, the
（３）データ蓄積サブステップの開始時点の注入率Ｉの値がゾーン３にある場合
データ蓄積サブステップの開始時点における、注入率Ｉの値が、０．９（％－ＤＳ）、即ち、注入率設定値Ｓの調整範囲の最上限付近にあったものとする。この場合、制御部５０は、上記（２）にて説明した減少調整と同様にして、注入率設定値Ｓを減少調整し、各種データを取得する。
(3) When the value of the injection rate I at the start of the data accumulation substep is in
＜＜注入率決定サブステップ＞＞
そして、制御部５０は、上記のようにして得られ、メモリ５１にて蓄積されていた注入率Ｉ及び流入量Ｆのデータを読み出し、演算部５２にて、流入量Ｆに由来する流入量変化量Ｄの値を算出し、流入量変化量Ｄの値と注入率Ｉの値との関係式を得て、得られた関係式に対して、事前設定した最適流入量変化量Ｄｏの値を代入して、最適注入率設定値Ｉｏを算出する。このようにして最適注入率設定値Ｉｏを算出することで、一層高精度に凝集剤注入率を自動制御することが可能となる。
<<Injection rate determination sub-step>>
Then, the
好ましくは、制御部５０は、演算部５２にて、流入量変化量Ｄの値と注入率Ｉの値との関係式を得るにあたり、まず、メモリ５１に蓄積された流入量Ｆの値と注入率Ｉの値とを二次回帰分析して二次回帰式を得る。得られた二次回帰式は、注入率Ｉの値と、流入量の二次回帰推定値としての流入量Ｆｒとの間の関係を表すものである。図２に、蓄積データに基づいて得られた二次回帰式（ｙ＝-49.311ｘ2＋44.627＋5.2429）の一例を二次回帰曲線Ｒに併せて示す。なお、図２に示すように、最適流入量変化量の検出精度を高める観点から、各流入量設定値Ｓについて、時間をあけて（例えば、５分）２度、注入率Ｉ及び流入量Ｆを測定して、２セットのデータを得ていてもよい。図２に図示する、相互に近接する２つのデータ点が、１つの流入量設定値Ｓに対応する２セットのデータに相当する。
Preferably, when the
さらに、制御部５０は、上記で得られた二次回帰式に基づいて、注入率Ｉと、流入量Ｆｒ（流入量の二次回帰推定値；ｍ3／ｈ）の変化量である流入量変化量Ｄとの間の関係を表す関係式を得ることが好ましい。具体的には、制御部５０は、上記で得られた二次回帰式（図２では、ｙ＝-49.311ｘ2＋44.627＋5.2429）を、ｘで微分することで、図３に直線Ａとして示す一次式（図３では、ｙ＝-98.622ｘ＋44.627）を得ることができる。かかる一次式により算出され得るｙの値が、流入量変化量Ｄに相当する。
Furthermore, based on the quadratic regression equation obtained above, the
このようにして得られた、注入率Ｉ（ｘ軸）と、流入量変化量Ｄ（図３における右側ｙ軸）との関係式に対して、事前設定した最適流入量変化量Ｄｏの値を代入して、最適注入率設定値Ｉｏを算出することができる。 A preset optimal inflow change amount Do for the relational expression between the injection rate I ( x -axis) and the inflow change amount D (right y-axis in FIG. 3) thus obtained. can be substituted to calculate the optimal injection rate set point Io .
図３に、二次回帰曲線Ｒ上に位置する、流入量Ｆｒ（二次回帰推定値；ｍ3／ｈ）の値（黒塗り菱形のデータ点）及び、これに基づいて算出された流入量変化量Ｄの値（白抜き四角形データ点）を示す。 In FIG. 3, the value of the inflow F r (quadratic regression estimated value; m 3 /h) located on the quadratic regression curve R (black diamond data points) and the inflow calculated based on this Values of amount change D (outlined square data points) are shown.
＜＜最適流入量変化量Ｄｏの値の事前設定＞＞
最適流入量変化量Ｄｏの値の事前設定方法としては、特に限定されることなく、あらゆる方法を採用することができる。例えば、図１に示す概略構造を満たす汚泥凝集脱水装置を用いて、事前に行った試験データ（例えば、年間２回程度実施され得る薬品確認試験時に確認したデータ等）及び過去の運転データ（以下、併せて「蓄積データ」と称する。）に基づいて、適用する条件が近い過去の運転データを解析して、最も採用された頻度が高い条件から算出した値を、最適流入量変化量Ｄｏの値として事前設定することができる。また、例えば、以下のような分析を行うことにより、最適流入量変化量Ｄｏの値を事前設定することができる。まず、凝集剤の注入率のデータと、得られる脱水ケーキの含水率のデータとを抽出し、これらを二次回帰分析して二次回帰式を得る。得られた二次回帰式から、目標とするケーキ含水率となる凝集剤の注入率を算出する。算出された凝集剤注入率を注入率Ｉｋとする。なお、ケーキ含水率の目標値は、適用用途に応じて定められ得る値である。
<<Preliminary setting of the value of the optimum inflow change amount Do >>
Any method can be adopted as a method for presetting the value of the optimum inflow change amount Do without any particular limitation. For example, using a sludge coagulation dewatering device that satisfies the schematic structure shown in FIG. , collectively referred to as “accumulated data”), the past operating data with similar applied conditions are analyzed, and the value calculated from the most frequently adopted condition is calculated as the optimum inflow change amount D o can be preset as the value of Also, for example, by performing the following analysis, the value of the optimum inflow change amount Do can be set in advance. First, the data of the injection rate of the coagulant and the data of the water content of the resulting dehydrated cake are extracted, and these are subjected to quadratic regression analysis to obtain a quadratic regression equation. From the obtained quadratic regression formula, the injection rate of the flocculant that gives the target moisture content of the cake is calculated. The calculated coagulant injection rate is defined as an injection rate Ik . In addition, the target value of the moisture content of the cake is a value that can be determined according to the application.
上記の蓄積データから、凝集剤の注入率のデータと、加圧式脱水機に対する凝集汚泥の流入量のデータを抽出し、これらを二次回帰分析して二次回帰式を得る。得られた二次回帰式を微分して、汚泥流入量変化量と凝集剤注入率との関係を示す一次式を得る。そして、得られた一次式に対して、上記で得られた注入率Ｉｋを代入して、得られた汚泥流入量変化量の値を最適流入量変化量Ｄｏとして設定する。 From the above accumulated data, the data of the injection rate of the flocculant and the data of the inflow amount of flocculated sludge to the pressurized dehydrator are extracted, and these are subjected to secondary regression analysis to obtain a secondary regression equation. By differentiating the obtained quadratic regression equation, a linear equation representing the relationship between the sludge inflow change amount and the coagulant injection rate is obtained. Then, the injection rate Ik obtained above is substituted into the obtained linear expression, and the obtained sludge inflow amount change amount is set as the optimum inflow amount change amount Do.
なお、最適流入量変化量Ｄｏの設定にあたり、蓄積データから適用対象とする条件（時期的条件及び環境的条件等）の近いデータを選定し、選定したデータに基づいて、上記のような分析を実施して、最適流入量変化量Ｄｏを設定することができる。また、例えば、あるサイトに設置された汚泥凝集脱水装置について、前週の運転データが蓄積されている場合には、かかる前週のデータに基づいて上記の分析を実施して、最適流入量変化量Ｄｏを設定してもよい。 In setting the optimum amount of change in inflow Do , data that is close to the conditions to be applied (seasonal conditions, environmental conditions, etc.) is selected from the accumulated data, and the above analysis is performed based on the selected data. can be performed to set the optimum inflow change amount Do. Further, for example, for a sludge coagulation dehydrator installed at a certain site, if the operation data of the previous week is accumulated, the above analysis is performed based on the data of the previous week, and the optimum inflow change amount D o may be set.
以上、一例に基づいて本発明の汚泥凝集脱水装置及び汚泥凝集脱水装置の制御方法について説明してきたが、本発明は、上記説明又は図示に係る態様に何ら限定されるものではない。 Although the sludge coagulating and dewatering apparatus and the control method for the sludge coagulating and dewatering apparatus of the present invention have been described above based on one example, the present invention is not limited to the embodiments described above or illustrated.
（予備実験例）
図１に示した概略構成を満たす汚泥凝集脱水装置を使用し、下水汚泥（濃度（ＴＳ）：２．６％～２．８％）に対して、凝集剤としてのカチオンポリマー（メタウォーターサービス製、商品名「アクアポリス」）を添加して脱水試験を実施した。汚泥凝集脱水装置は、ロータリープレス型２ｃｈ型加圧式脱水機（１．５ｍ2×２ｃｈ）を備えるものであった。脱水ケーキの含水率の目標値は７６％に設定した。加圧式脱水機の制御方法は圧力一定制御とし、脱水機回転数調整設定は４０Ｈｚとし、フロッキュレーター回転数設定は２８Ｈｚ、入口圧力は３５ｋＰａ、出口圧力は６０～１３０ｋＰａとして設定した。試験時期は２月、試験地域は静岡県であった。午前９時４５分から午前１０時３０分までの間に、５分～１５分の時間間隔で注入率設定値Ｓを変更し、注入率Ｉ、流入量Ｆ、脱水ケーキ含水率、残留凝集剤量等を計算又は測定した。
(Preliminary experiment example)
Using a sludge coagulation dewatering device that satisfies the schematic configuration shown in FIG. , trade name "Aquapolis") was added to conduct a dehydration test. The sludge coagulating and dehydrating apparatus was equipped with a rotary press type 2ch pressurized dehydrator (1.5m 2 ×2ch). The target moisture content of the dehydrated cake was set at 76%. The control method of the pressurized dehydrator was constant pressure control, the dehydrator rotation speed adjustment setting was set at 40 Hz, the flocculator rotation speed setting was set at 28 Hz, the inlet pressure was set at 35 kPa, and the outlet pressure was set at 60 to 130 kPa. The test period was February, and the test area was Shizuoka Prefecture. Between 9:45 am and 10:30 am, change the injection rate set value S at time intervals of 5 minutes to 15 minutes, injection rate I, inflow amount F, moisture content of dehydrated cake, residual flocculant amount etc. were calculated or measured.
ここで、各種測定値の取得方法は下記の通りであった
注入率Ｉは、加圧式脱水機に供給する汚泥の流量を測定する流量計（日立製）、汚泥の濃度を測定する濃度計（日立製）、及び凝集剤の流量を測定する流量計（日立製）の測定値に基づいて、算出した。
脱水ケーキ含水率は、ケット水分計により測定した。
残留凝集剤量は、ポリビニル硫酸カリウム標準溶液及びトルイジンブルーを用いた滴定法により測定した。
Here, the acquisition method of various measured values was as follows. Injection rate I is a flow meter (manufactured by Hitachi) that measures the flow rate of sludge supplied to the pressurized dehydrator, and a densitometer (manufactured by Hitachi) that measures the concentration of sludge. Hitachi) and a flow meter (Hitachi) for measuring the flow rate of the coagulant.
The moisture content of the dehydrated cake was measured with a ket moisture meter.
The amount of residual flocculant was measured by a titration method using polyvinyl potassium sulfate standard solution and toluidine blue.
得られた測定値に基づき、流入量Ｆの値と注入率Ｉの値とを二次回帰分析したところ、図２に示す二次曲線（ｙ＝-49.311ｘ2＋44.627ｘ＋5.2429）が得られた。そして、かかる二次曲線をｘで微分して、一次式（ｙ＝-98.622ｘ＋44.627；図３に示す）を得た。
また、得られた測定値に基づき、注入率Ｉの値と、脱水ケーキ含水率の値とを二次回帰分析して、二次回帰式（ｙ＝79.983ｘ2-41.436ｘ＋84.139、Ｒ2＝0.6877）を得た。得られた二次回帰式から、目的とする脱水ケーキ含水率となる注入率Ｉの値（０．５７％－ＤＳ）を定めた。そして、得られた値を、上記で求めた一次式：ｙ＝-98.622ｘ＋44.627に代入し、得られた計算値に基づいて、最適流入量変化量Ｄｏとして、－１２．０％を得た。
A quadratic regression analysis of the value of the inflow F and the value of the injection rate I was performed based on the obtained measured values, and a quadratic curve (y = -49.311x 2 +44.627x + 5.2429) shown in Fig. 2 was obtained. was taken. This quadratic curve was then differentiated with respect to x to obtain a linear expression (y=-98.622x+44.627; shown in FIG. 3).
Further, based on the obtained measured values, the value of the injection rate I and the value of the moisture content of the dehydrated cake were subjected to secondary regression analysis, and the secondary regression equation (y = 79.983x 2 -41.436x + 84.139, R 2 = 0.6877). From the resulting quadratic regression equation, the value of injection rate I (0.57%-DS) that gives the desired moisture content of the dehydrated cake was determined. Then, the obtained value is substituted into the above-obtained linear expression: y = -98.622x + 44.627, and -12.0% is set as the optimum inflow change amount Do based on the obtained calculated value. Obtained.
（実施例）
＜最適流入量変化量Ｄｏの設定＞
上記予備実験例を実施したサイトと同じサイトにて、同じ加圧式脱水機の設定条件で、２０１９年９月３０日から２０１９年１０月５日までの６日間にわたり、従来的なマニュアル制御を実施して、注入率Ｉ、流入量Ｆ、脱水ケーキ含水率、残留凝集剤量等を計算又は測定し、測定値を得た。なお、脱水ケーキの含水率の目標値は７６％に設定した。得られた測定値に基づいて、最も採用された頻度が高かった条件から、最適流入量変化量Ｄｏを算出した。最適流入量変化量Ｄｏの設定値は、上記の予備実験例と同じ、－１２．０％となった。
(Example)
<Setting the optimum inflow change amount Do >
At the same site where the above preliminary experiment was conducted, under the same setting conditions of the pressurized dehydrator, conventional manual control was carried out for 6 days from September 30, 2019 to October 5, 2019. Then, the injection rate I, the inflow amount F, the moisture content of the dehydrated cake, the residual flocculant amount, etc. were calculated or measured to obtain measured values. The target value for the moisture content of the dehydrated cake was set at 76%. Based on the measured values obtained, the optimum inflow change amount D 0 was calculated from the most frequently used conditions. The set value of the optimum inflow change amount D 0 was -12.0%, which is the same as in the above preliminary experiment example.
＜最適流入量変化量Ｄｏに基づく汚泥凝集脱水装置の制御方法の実施＞
上記＜最適流入量変化量Ｄｏの設定＞を実施したサイトと同じサイト、及び、同じ加圧式脱水機の設定条件を採用した。実施期間は２０１９年１０月１０日から２０１９年１０月１２日の３日間とした。なお、下記に従う制御方法を実施する時間帯は、午前８時から午後３時までの間とした。また、脱水対象とした汚泥の濃度（ＴＳ）は表１に示す通りであった。
＜＜汚泥凝集工程～汚泥脱水工程＞＞
汚泥凝集工程を開始するにあたり、開始時点における注入率設定値Ｓを０．７５％－ＤＳとした。そして、上記した（予備実験例）の場合と同様にして、注入率Ｉ、流入量Ｆ、脱水ケーキ含水率、残留凝集剤量等を計算又は測定しつつ、汚泥脱水工程を行った。
＜＜注入率調節工程＞＞
注入率調節工程の実施頻度は、１時間に一回とした。そして、注入率調節工程におけるデータ蓄積サブステップを実施するにあたり、注入率設定値Ｓの値を調節幅：０．０７５％-ＤＳ、調節範囲：０．３％－ＤＳ～０．９％－ＤＳで調節した。そして、データ蓄積サブステップにて蓄積されたデータに基づいて、注入率決定サブステップを実施した。具体的には、流入量Ｆの値と注入率Ｉの値との関係に関する二次回帰分析を実施し、二次回帰式を得て、さらに、得られた二次回帰式をｘで微分して、注入率Ｉと、流入量変化量Ｄとの関係式（一次式）を得た。得られた一次式に対して、最適流入量変化量Ｄｏの設定値である、－１２．０％を代入して、最適注入率設定値Ｉｏを算出した。
そして、算出した最適注入率設定値Ｉｏに基づいて、汚泥凝集工程における注入率設定値Ｓを設定して、汚泥凝集脱水装置の運転を継続した。
かかる運転を実施した結果を表１に示す。
<Implementation of control method for sludge coagulation dewatering device based on optimum inflow change amount Do >
The same site as the site where the above <setting of the optimum amount of change in inflow Do > was performed, and the same setting conditions of the pressurized dehydrator were adopted. The implementation period was three days from October 10, 2019 to October 12, 2019. In addition, the time slot|zone which implemented the control method according to the following was set to from 8:00 am to 3:00 pm. Table 1 shows the concentration (TS) of the sludge to be dewatered.
<< Sludge flocculation process ~ Sludge dehydration process >>
At the start of the sludge flocculation process, the injection rate set value S at the start was set to 0.75%-DS. Then, the sludge dewatering process was performed while calculating or measuring the injection rate I, the inflow amount F, the moisture content of the dewatered cake, the amount of residual coagulant, etc., in the same manner as in the above (preliminary experiment).
<<Injection rate adjustment process>>
The frequency of performing the injection rate adjusting process was once an hour. Then, in performing the data accumulation substep in the injection rate adjustment process, the injection rate set value S is adjusted to an adjustment width of 0.075%-DS and an adjustment range of 0.3%-DS to 0.9%-DS. adjusted with Then, the injection rate determination substep was performed based on the data accumulated in the data accumulation substep. Specifically, a quadratic regression analysis is performed on the relationship between the value of the inflow F and the value of the injection rate I to obtain a quadratic regression equation, and the obtained quadratic regression equation is differentiated by x. Thus, a relational expression (linear expression) between the injection rate I and the amount of change in the inflow amount D was obtained. By substituting −12.0%, which is the set value of the optimum inflow change amount D 0 , into the obtained linear expression, the optimum injection rate set value I 0 was calculated.
Then, based on the calculated optimal injection rate set value Io , the injection rate set value S in the sludge flocculation process was set, and the operation of the sludge flocculation and dehydration apparatus was continued.
Table 1 shows the results of such operation.
（比較例）
実施例を実施したサイトと同じサイトにて、実施例の実施に先立って、２０１９年１０月７日から２０１９年１０月９日の３日間、午前８時から午後３時までの間にわたり、マニュアル制御により汚泥凝集脱水装置を運転した。なお、加圧式脱水機の設定及び各種データの計算又は測定方法は実施例と同様にして行った。結果を表１に示す。
(Comparative example)
At the same site where the example was performed, prior to the implementation of the example, the manual was conducted for three days from October 7, 2019 to October 9, 2019, from 8:00 am to 3:00 pm. The sludge coagulation dehydration equipment was operated by the control. The setting of the pressurized dehydrator and the calculation or measurement method of various data were performed in the same manner as in the examples. Table 1 shows the results.
表１より、実施例における注入率Ｉの平均値は、比較例における注入率Ｉの平均値の７８．８５％であり、比較例における注入率の平均値よりも、実施例における注入率の平均値の方が低いにもかかわらず、脱水ケーキの含水率を目標値（７６％程度）にすることができたことが分かる。さらに、実施例では流入量Ｆの値が、比較例を基準として１２０％に向上していることから、処理効率が飛躍的に高められたことが分かる。さらにまた、実施例では、残留凝集剤量が、比較例を基準として約５５％に減少していることから、過剰量の凝集剤を投入することを効果的に抑制することができたことが分かる。このように、本発明の制御方法によれば、高精度で決定された凝集剤の注入量に基づいて、汚泥凝集脱水装置を効率的に運転することができたことが分かる。 From Table 1, the average injection rate I in Examples is 78.85% of the average injection rate I in Comparative Examples. It can be seen that the moisture content of the dehydrated cake was able to reach the target value (about 76%), although the value was lower. Furthermore, in the example, the value of the inflow amount F was improved to 120% compared to the comparative example, indicating that the treatment efficiency was dramatically improved. Furthermore, in the example, the amount of residual flocculant was reduced to about 55% based on the comparative example, so it was possible to effectively suppress the addition of an excessive amount of flocculant. I understand. As described above, according to the control method of the present invention, the sludge coagulating and dehydrating apparatus can be efficiently operated based on the injection amount of the coagulant determined with high accuracy.
本発明の汚泥凝集脱水装置の制御方法によれば、高精度で決定された凝集剤の注入量に基づいて、汚泥凝集脱水装置を効率的に運転することができる。
また、本発明の汚泥凝集脱水装置は、高精度で決定された凝集剤の注入量に基づいて、効率的な運転が可能である。
According to the control method of the sludge coagulating and dewatering apparatus of the present invention, the sludge coagulating and dewatering apparatus can be efficiently operated based on the injection amount of the coagulant determined with high accuracy.
In addition, the sludge coagulating and dehydrating apparatus of the present invention can be efficiently operated based on the injection amount of the coagulant determined with high accuracy.
１００ 汚泥凝集脱水装置
１～４ 配管
１０ 凝集剤注入部
１１ 凝集剤タンク
１２ 凝集剤注入ポンプ
２０ 汚泥凝集部
２１ 汚泥凝集槽
２２ 撹拌機
３０ 加圧式脱水機
３１ 汚泥供給口
３２ 金属膜
３３ 流量調節部
４０ 流入量測定装置
５０ 制御部
５１ メモリ
５２ 演算部
100 Sludge coagulant dehydrator 1 to 4
Claims (2)
金属膜を備える加圧式脱水機の汚泥供給口を介して、前記凝集汚泥を前記加圧式脱水機内に導入して脱水する、汚泥脱水工程であって、前記汚泥供給口における入口圧力が一定となるように、前記汚泥供給口に対して供給する前記凝集汚泥の流入量Ｆを調節することを含む、汚泥脱水工程と、
前記流入量Ｆに由来する流入量変化量Ｄに基づいて、前記汚泥凝集工程における前記凝集剤の注入率Ｉを調節する注入率調節工程と、を含み、
前記注入率調節工程にて、
事前設定した注入率Ｉの調節範囲内において、前記注入率Ｉを、段階的に増加又は減少させて、かかる増減に追従して変化した、前記流入量Ｆの値を随時取得して蓄積する、データ蓄積サブステップと、
蓄積されたデータに基づいて、前記流入量Ｆに由来する流入量変化量Ｄの値と前記注入率Ｉの値との関係式を得て、前記関係式に対して、事前設定した最適流入量変化量Ｄ ｏ の値を代入して、最適注入率設定値Ｉ ｏ を算出する、注入率決定サブステップと、
を含み、
前記注入率調節工程の前記注入率決定サブステップにて、前記流入量変化量Ｄの値と前記注入率Ｉの値との関係式を得るにあたり、
蓄積された前記流入量Ｆの値と前記注入率Ｉの値とを二次回帰分析して、前記注入率Ｉの値と、流入量の二次回帰推定値としての流入量Ｆ ｒ との間の関係を表す二次回帰式を得ること、及び、
得られた前記二次回帰式に基づいて、前記注入率Ｉと、前記流入量Ｆ ｒ の変化量である流入量変化量Ｄとの間の関係を表す関係式を得ること、を含み、
算出した前記最適注入率設定値Ｉ ｏ に基づいて、前記凝集剤の注入率Ｉを調節する、ことを特徴とする、
汚泥凝集脱水装置の制御方法。 a sludge flocculation step of injecting a flocculant into the sludge at an injection rate I to obtain flocculated sludge;
A sludge dehydration step in which the flocculated sludge is introduced into the pressurized dehydrator through the sludge supply port of the pressurized dehydrator provided with a metal membrane and dewatered, and the inlet pressure at the sludge supply port is constant. A sludge dehydration step including adjusting the inflow amount F of the flocculated sludge supplied to the sludge supply port,
an injection rate adjusting step of adjusting the injection rate I of the coagulant in the sludge flocculation step based on the inflow amount change amount D derived from the inflow amount F ,
In the injection rate adjusting step,
stepwise increasing or decreasing the injection rate I within a preset adjustment range of the injection rate I, and acquiring and accumulating the value of the inflow F, which has changed following the increase or decrease, at any time; a data accumulation substep;
Based on the accumulated data, a relational expression between the value of the inflow change amount D derived from the inflow amount F and the value of the injection rate I is obtained. an injection rate determination sub-step of substituting the value of the change amount Do to calculate the optimum injection rate setting value Io ;
including
In obtaining the relational expression between the value of the inflow change amount D and the value of the injection rate I in the injection rate determination sub-step of the injection rate adjustment step,
A quadratic regression analysis is performed on the accumulated values of the inflow F and the values of the injection rate I to determine the relationship between the value of the injection rate I and the inflow Fr as a quadratic regression estimate of the inflow . Obtaining a quadratic regression equation representing the relationship of
obtaining a relational expression representing the relationship between the injection rate I and an inflow amount change amount D that is the amount of change in the inflow amount Fr, based on the obtained quadratic regression equation ;
The injection rate I of the flocculant is adjusted based on the calculated optimum injection rate set value Io ,
A control method for a sludge coagulating dewatering device.
前記凝集剤と前記汚泥とから凝集汚泥を得る汚泥凝集部と、
汚泥供給口及び金属膜を有し、該汚泥供給口を介して前記凝集汚泥を内部に導入して前記金属膜を介して脱水する、加圧式脱水機と、
前記汚泥供給口に供給される前記凝集汚泥の流入量Ｆを測定可能な流入量測定装置と、
前記凝集剤注入部及び前記加圧式脱水機を制御可能な制御部と、
を有し、
前記制御部は、
前記汚泥供給口における入口圧力が一定となるように、前記汚泥供給口に対して供給する前記凝集汚泥の流入量Ｆを調節するように、前記加圧式脱水機を制御可能であるとともに、
前記流入量測定装置にて取得した前記流入量Ｆに由来する流入量変化量Ｄを得て、当該流入量変化量Ｄに基づいて、前記凝集剤注入部による前記凝集剤の注入率Ｉを制御可能であり、
前記注入率Ｉの制御にあたり、
事前設定した注入率Ｉの調節範囲内において、前記注入率Ｉを、段階的に増加又は減少させて、かかる増減に追従して変化した、前記流入量Ｆの値を随時取得してデータ蓄積すること、
蓄積されたデータに基づいて、前記流入量Ｆに由来する流入量変化量Ｄの値と前記注入率Ｉの値との関係式を得て、前記関係式に対して、事前設定した最適流入量変化量Ｄ ｏ の値を代入して、最適注入率設定値Ｉ ｏ を算出すること、
を含み、
前記流入量変化量Ｄの値と前記注入率Ｉの値との関係式を得るにあたり、
蓄積された前記流入量Ｆの値と前記注入率Ｉの値とを二次回帰分析して、前記注入率Ｉの値と、流入量の二次回帰推定値としての流入量Ｆ ｒ との間の関係を表す二次回帰式を得ること、及び、
得られた前記二次回帰式に基づいて、前記注入率Ｉと、前記流入量Ｆ ｒ の変化量である流入量変化量Ｄとの間の関係を表す関係式を得ること、を含み、
算出した前記最適注入率設定値Ｉ ｏ に基づいて、前記凝集剤の注入率Ｉを調節する、
汚泥凝集脱水装置。 a flocculant injection part for injecting a flocculant into the sludge at an injection rate I;
a sludge flocculating section for obtaining flocculated sludge from the flocculant and the sludge;
A pressurized dewatering machine having a sludge supply port and a metal membrane, introducing the aggregated sludge inside through the sludge supply port and dehydrating it through the metal membrane;
an inflow measuring device capable of measuring an inflow F of the flocculated sludge supplied to the sludge supply port;
a control unit capable of controlling the coagulant injection unit and the pressurized dehydrator;
has
The control unit
The pressurized dehydrator can be controlled so as to adjust the inflow amount F of the aggregated sludge supplied to the sludge supply port so that the inlet pressure at the sludge supply port is constant, and
An inflow amount change amount D derived from the inflow amount F obtained by the inflow amount measuring device is obtained, and based on the inflow amount change amount D, the injection rate I of the coagulant by the coagulant injection unit is controlled. is possible and
In controlling the injection rate I,
The injection rate I is increased or decreased stepwise within a preset adjustment range of the injection rate I, and the value of the inflow F that has changed following the increase or decrease is acquired at any time and data is accumulated. thing,
Based on the accumulated data, a relational expression between the value of the inflow change amount D derived from the inflow amount F and the value of the injection rate I is obtained. Substituting the value of the amount of change Do to calculate the optimum injection rate set value Io ;
including
In obtaining the relational expression between the value of the inflow change amount D and the value of the injection rate I,
A quadratic regression analysis is performed on the accumulated values of the inflow F and the values of the injection rate I to determine the relationship between the value of the injection rate I and the inflow Fr as a quadratic regression estimate of the inflow . Obtaining a quadratic regression equation representing the relationship of
obtaining a relational expression representing the relationship between the injection rate I and an inflow amount change amount D that is the amount of change in the inflow amount Fr, based on the obtained quadratic regression equation ;
adjusting the injection rate I of the flocculant based on the calculated optimal injection rate set value I o ;
Sludge coagulation dewatering equipment.
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