JPH1110199A - 汚泥脱水工程における薬品注入方法とその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 汚泥を脱水する際の脱水効率を高めるため、
薬品の注入を自動化して応答性と信頼性を高め、且つ脱
水ケーキの含水率を一定にすることができる汚泥脱水工
程における薬品注入方法とその装置を提供することを目
的とする。 【解決手段】 汚泥に添加する薬品を定量して薬品ポン
プ６ａと薬品流量計７を介して汚泥が流入する凝集混和
槽８に供給する工程と、凝集した汚泥をベルトプレス濾
過機１０の重力脱水部１１により重力脱水汚泥１１ａと
脱水濾液２０とに固液分離する工程と、得られた重力脱
水汚泥１１ａを上濾布１３及び下濾布１４間で加圧・圧
搾して汚泥ケーキ１８を得る工程と、脱水濾液２０を光
度測定装置１７で光度を測定する工程と、測定した光度
のデータと薬品流量計７で測定した薬品流量データに基
づいて薬品の注入量を演算により決定し、薬品ポンプ６
ａの駆動制御を行う工程とから成る薬品注入方法とその
装置を提供する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は汚泥を脱水する際の
脱水効率を高めるため、汚泥に薬品を注入する方法及び
その装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年の生活水準の向上とか下水排除方式
の変遷と整備の進捗に伴って下水処理場に流入する下水
中の有機物濃度が増加しており、そのため濃縮装置にお
ける汚泥の腐敗が進行して濃縮性が低下し、後続する汚
泥処理システムの処理効率の低下とか返流水による水処
理システムへの有機物負荷増大を引き起こす要因となっ
ている。

【０００３】更に下水道の普及に伴って下水処理水量も
年々増加しており、汚泥の発生量もほぼ同じ比率で増加
している。この都市下水処理場における水処理施設で発
生した余剰汚泥とか最初沈澱池で発生した生汚泥は、水
処理施設の系外に引き抜かれて汚泥処理施設に輸送さ
れ、濃縮，消化，脱水等の工程を経て最終処分が行われ
る。

【０００４】汚泥の集約処理を行うには、各処理場にて
発生する汚泥を集中汚泥処理場に輸送する必要がある
が、濃縮装置の運転の良否は後続の汚泥処理システムの
みならず、水処理システムにも影響を与える。例えば汚
泥量は含水率によって著しく左右されるので汚泥を濃縮
脱水して減量することは以後の処理過程での施設の容量
が節約されるという効果を生む。

【０００５】一般に汚泥はコロイド状の微粒子を主体と
して構成され、この汚泥粒子の表面は負に帯電して互い
に反発しあっているため、このままの状態で機械的に脱
水することは困難である。このため、脱水する汚泥に薬
品を注入して汚泥粒子間の反発力を弱めるとともに凝集
力を増大し、粒子間の粗粒化をはかってフロックを生成
させ、汚泥を固液分離する手段が知られている（下水道
維持管理指南 ポンプ場・処理場施設編 １９９１年版
の第４６７頁参照）。

【０００６】又、脱水機の種類によってポリマー等の高
分子凝集剤を主体とする有機凝集剤とか、塩化第二鉄と
か消石灰等の無機凝集剤を使用する。この有機凝集剤は
無機凝集剤に較べて注入率が少なくてもよいため、汚泥
のケーキ量が増加せず、汚泥の焼却とか埋立処分にも有
利である。従って近年は有機凝集剤を用いた遠心脱水機
とかベルトプレス濾過機が多用されている。

【０００７】汚泥の凝集剤には有機性のものと無機性の
ものがあり、その使用区分は通常汚泥脱水機の種類によ
って決定され、ベルトプレス濾過機とか遠心脱水機には
有機凝集剤を採用し、真空濾過機とか加圧濾過機には無
機凝集剤を採用するのが一般的である。前記したように
有機凝集剤の薬品注入率、即ち、汚泥乾燥固形物重量に
対する凝集剤の重量の割合は非常に少なくて済むという
利点がある（下水道施設計画 設計指南と解説 後編
１９９４年版の第３２２頁参照）。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】前記したように下水処
理場に流入する下水中の有機物濃度の増加に起因して濃
縮装置における汚泥の腐敗が進行して濃縮性が低下し、
後続する汚泥処理システムの処理効率の低下とか返流水
による水処理システムへの有機物負荷増大を引き起こす
問題がある。特に汚泥集約処理の場合には、下水汚泥の
パイプ輸送を行う際に輸送中の圧送区間で管内が満管に
なるため、嫌気状態になった汚泥中で嫌気性微生物が有
機物を分解して汚泥の腐敗が進行し、施設の腐食、悪臭
の発生、濃縮性の悪化、脱水性の悪化、返流水負荷の増
大等の問題を引き起こす。

【０００９】又、汚泥濃縮タンクでの固形物回収率が低
いと、分離液中に多量のｓｓ（浮遊物質）成分が含ま
れ、水処理施設に影響を与えることがある。汚泥の濃縮
には重力式，浮上式及び遠心濃縮式があり、一般に重力
式が多用されているが、近時は汚泥の沈降性及び濃縮性
が悪くなってきており、特に夏季には濃縮汚泥の濃度低
下とか汚泥の一部が浮上して固形物回収率が低下するこ
とがある。そこで先ず重力式を用いて沈降性が悪くなっ
てきたときに余剰汚泥だけを浮上式又は遠心濃縮する方
法も考えられるが、２種類の汚泥濃縮タンクを設けると
維持管理が複雑になって不経済であるという問題が生じ
る。

【００１０】前記したように汚泥の粒子は負に帯電し、
互いに反発しあっているため、粒子同士の凝集が妨げら
れている。このような汚泥に対して正の電荷を持つ凝集
剤を添加すると、電気的中和現象が生じて粒子間の結合
が促進される。有機凝集剤ではフロックの架橋結合が行
われ、無機凝集剤では水酸化物が生成されて汚泥粒子が
粗大化されて汚泥の固液分離、脱水性が改善される。

【００１１】このような薬品の注入方法には、流動電量
計による汚泥脱水工程での高分子凝集剤注入制御方法が
あり（〔株〕荏原総合研究所 五十嵐ら，第３３回下水
道研究発表会講演集，第８１１頁〜８１３頁参照）、下
水汚泥の安定処理のためにベルトプレスを使用した自動
制御システムも採用されている（東京都下水道局施設管
理部 関ら，月間下水道，Ｖｏｌ．１６，Ｎｏ１２，１
９９３年参照）。

【００１２】特に高分子凝集剤等の薬品添加量は、汚泥
濃度計と汚泥流量計を用いて固形物あたりの添加量が一
定になるように制御する方法が一般に用いられている。
上記高分子凝集剤の添加量は脱水効果及び経済性に大き
く影響するため、適正に制御することが肝要である。
又、脱水工程以後の処理を容易にするためには脱水ケー
キの含水率を一定にすることが重要である。

【００１３】しかし実際には汚泥量とか汚泥性状の変動
などの様々な要因が関連しており、その調整はオペレー
タの経験に負う場合が多く、自動化されたことによって
応答性とか信頼性に優れて操作が容易な薬品注入制御方
法は実現されていないのが実情である。

【００１４】そこで本発明は上記の問題点に鑑みてなさ
れたものであって、薬品の注入を自動化して応答性と信
頼性を高め、且つ脱水ケーキの含水率を一定にすること
ができる汚泥脱水工程における薬品注入方法とその装置
を提供することを目的とするものである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明は上記の課題を解
決するために、汚泥に添加する凝集剤等の薬品を定量し
て、薬品ポンプと薬品流量計を介して所定量の汚泥が流
入する凝集混和槽に供給する工程と、この凝集混和槽内
でフロック粒子として凝集された汚泥を次段のベルトプ
レス濾過機の重力脱水部により重力脱水汚泥と脱水濾液
とに固液分離する工程と、得られた重力脱水汚泥を上濾
布及び下濾布間で加圧・圧搾して付着水を脱水し、汚泥
ケーキを得る工程と、前記脱水濾液を光度測定装置に送
り込んで光度を測定する工程と、測定した光度のデータ
と前記薬品流量計で測定した薬品流量データに基づいて
薬品の注入量を演算により決定し、コントローラの制御
出力によって前記薬品ポンプの駆動制御を行う工程とか
ら成る汚泥脱水工程における薬品注入方法とその装置を
提供する。

【００１６】上記脱水濾液の光度測定装置に代えて、三
刺激値Ｙの測定装置もしくは紫外線吸光度（Ｅ₅₅₀）の
測定装置を用いる例と、脱水濾液の光度を光度測定装置
により測定し、且つ脱水濾液の毛管吸引時間をＣＳＴ計
により測定して、測定した光度のデータと毛管吸引時間
のデータ及び薬品流量計で測定した薬品流量データに基
づいて薬品の注入量を演算により決定し、コントローラ
の制御出力によって薬品ポンプの駆動制御を行うように
した薬品注入方法と装置の構成を実現手段としている。

【００１７】更に汚泥を凝集混和槽に送り込む管路に、
汚泥濃度計と汚泥流量計を配設し、脱水前の汚泥の濃度
と流量及び前記光度のデータと薬品流量データ及び汚泥
濃度と汚泥流量に基づいて薬品の注入量を演算により決
定し、コントローラの制御出力によって薬品ポンプの駆
動制御を行う薬品注入方法と装置を提供する。

【００１８】かかる薬品注入方法とその装置によれば、
汚泥に添加する凝集剤等の薬品を定量し、薬品ポンプと
薬品流量計を介して凝集混和槽に供給すると同時に該凝
集混和槽に汚泥ポンプを介して所定量の汚泥を供給して
十分に混合することにより、汚泥がフロック粒子として
凝集され、次段のベルトプレス濾過機の重力脱水部によ
り重力脱水汚泥と濾液とに固液分離されるので、この重
力脱水汚泥を重力濾過部の上濾布と下濾布間で加圧・圧
搾することによって汚泥の間隙水とかフロック粒子の付
着水が脱水されて汚泥ケーキが得られる。

【００１９】加圧・圧搾により生じた脱水濾液の光度を
光度測定装置で測定して光度のデータをコントローラに
送り込むことにより、該コントローラが光度と薬品流量
計で測定した薬品流量データとから薬品の注入量を演算
により決定し、薬品ポンプの駆動制御が行われる。

【００２０】又、脱水濾液の光度とともに毛管吸引時間
（ＣＳＴ）を測定し、コントローラが測定された光度と
ＣＳＴ値及び薬品流量データとから薬品の注入量を演算
により決定し、薬品ポンプの駆動制御が行われる。薬品
注入量の制御として、薬品流量の外、薬品量又は薬品流
量＋薬品量制御とすることもできる。

【００２１】更に汚泥ポンプと凝集混和槽間の管路に汚
泥濃度計と汚泥流量計を配設して脱水前の汚泥の濃度と
流量をコントローラに入力することにより、測定された
脱水濾液の光度をフィードバック的に活用し、脱水前の
汚泥の濃度と流量をフィードフォワード的に活用して、
脱水前の汚泥の固形物変動に対応した薬品の注入量を決
定することができる。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下に本発明にかかる汚泥脱水工
程における薬品注入方法とその装置の具体的な各種実施
例について説明する。

【００２３】図１は本発明の第１実施例にかかる薬品注
入システムの概要図であり、先ず主要な構成要素を説明
すると、１は薬品搬入ホイスト、２は薬品タンク、３は
薬品定量フィーダ、４は薬品溶解水、５は薬品溶解タン
ク、６ａは薬品ポンプ、７は薬品流量計、８は凝集混和
槽、６ｂは汚泥ポンプ、９はコントローラである。凝集
混和槽８には撹拌機構８ａを設けてある。

【００２４】１０はベルトプレス濾過機であり、このベ
ルトプレス濾過機１０は重力脱水部１１と重力濾過部１
２を主体として構成されている。１３は重力濾過部１２
を構成する上濾布、１４は下濾布であり、これら上濾布
１３と下濾布１４はエンドレスに形成されているととも
に多数個のガイドロール１５，１５によって互いに逆方
向に回動することにより、重力脱水部１１で得られた重
力脱水汚泥１１ａを上濾布１３と下濾布１４間で加圧す
る加圧脱水ゾーンＡと、重力脱水汚泥１１ａを上濾布１
３と下濾布１４間で圧搾する圧搾脱水ゾーンＢとから形
成されている。１６は濾液ガイド、１７は脱水濾液の光
度測定装置である。

【００２５】上記のコントローラ９には薬品流量計７と
光度測定装置１７の各測定データが入力されており、該
コントローラ９の制御出力により薬品ポンプ６ａの駆動
制御が行われる。この制御系は従来から知られているＰ
ＩＤ制御とかファジイ制御を応用して構築する。

【００２６】かかる第１実施例の構成によれば、汚泥に
添加する凝集剤等の薬品を薬品搬入ホイスト１により搬
入して薬品タンク２内に投入し、薬品定量フィーダ３で
定量して薬品溶解水４とともに薬品溶解タンク５に注入
する。この薬品溶解タンク５内で薬品と薬品溶解水４と
が混合され、薬品ポンプ６ａと薬品流量計７を介して凝
集混和槽８に供給される。

【００２７】この凝集混和槽８に汚泥ポンプ６ｂを介し
て所定量の汚泥を供給し、撹拌機構８ａを起動して薬品
溶解水４に溶解した薬品と汚泥を十分に混合する。

【００２８】薬品として高分子凝集剤を使用した場合、
凝集混和槽８で汚泥がフロック粒子として凝集された汚
泥となり、次段のベルトプレス濾過機１０を構成する重
力脱水部１１により重力脱水汚泥１１ａと濾液１１ｂと
に固液分離される。

【００２９】得られた重力脱水汚泥１１ａはホッパ１１
ｃにより上濾布１３に供給され、下濾布１４間で加圧さ
れながら加圧脱水ゾーンＡを通過し、更に下濾布１４間
で圧搾されながら圧搾脱水ゾーンＢを通過することによ
って汚泥の間隙水とかフロック粒子の付着水が脱水さ
れ、且つ複数のガイドロール１５，１５間を波状に移動
させることにより剪断応力と圧搾力が加えられて汚泥ケ
ーキ１８が得られる。

【００３０】この汚泥ケーキ１８は、図外のスクレーパ
により上濾布１３及び下濾布１４から剥離し、次段の汚
泥処理工程に送り込む。汚泥ケーキ１８が剥離された上
濾布１３及び下濾布１４の目詰まりを防止するため、図
外の洗浄用ノズルから圧力水を濾布に連続的に噴射して
洗浄を行う。

【００３１】前記濾液１１ｂと、上濾布１３と下濾布１
４間で加圧圧搾されて生じて得た濾液とが混合された脱
水濾液２０を濾液ガイド１６から光度測定装置１７に送
り込み、この脱水濾液２０の光度を測定してから該脱水
濾液２０を水処理施設に返流する。測定した光度のデー
タはコントローラ９に送り込む。

【００３２】コントローラ９は、測定された脱水濾液２
０の光度と薬品流量計７で測定した薬品流量データとか
ら薬品の注入量を演算により決定し、該コントローラ９
の制御出力によって薬品ポンプ６ａの駆動制御を行う。
薬品注入量の制御として、薬品流量の外、薬品量又は薬
品流量＋薬品量制御とすることもできる。

【００３３】図２は上記脱水濾液２０の光度測定原理を
示す概略図であり、２１はタングステンランプ、２２は
フィルタであって、該タングステンランプ２１とフィル
タ２２により標準光源が構成されている。２３はコリメ
ートレンズ、２４は集光レンズ、２５は積分球であり、
この積分球２５の中心部に脱水濾液２０が配置される。
２６は受光部であり、この受光部２６はＹフィルタ２６
ａとセンサ２６ｂにより構成されている。

【００３４】かかる装置により、タングステンランプ２
１から出力された光がデビス−ギブソンフィルタ２２を
通って標準光となり、更にコリメートレンズ２３により
平行光線となってから集光レンズ２４により積分球２５
の中心部に配置された脱水濾液２０を照射する。脱水濾
液２０を通過した光と散乱した光が積分球２５の作用で
受光部２６に集積し、集積光がＹフィルタ２６ａを通過
することにより、色度測定原理に基づいてセンサ２６ｂ
で三刺激値Ｙを測定する。この三刺激値Ｙによって脱水
濾液２０の色を判断する。脱水濾液２０が真黒の時には
三刺激値Ｙは０、真白の時に三刺激値Ｙは１００とな
る。

【００３５】脱水濾液２０の色を判断する指標として、
三刺激値Ｙの外にＥ₅₅₀（波長５５０ｎｍにおける紫外
線吸光度）等の脱水濾液２０の色と相関のある他の指標
を用いてもよい。

【００３６】ここで前記三刺激値Ｙについて簡単に説明
すると、上水試験方法「５．色の単色表示」によれば、
「色の単色表示とは主波長（色相），刺激純度及び明度
によって表したものをいい、色度の測定ができない着色
水の色の状態を示すもの」と規定されている。主波長と
は試料の呈色に最も寄与している光の波長をいい、色相
とは主波長によって呈せられる色の鮮やかさをいい、明
度とは明るさをいう。

【００３７】単色表示の測定は、可視光線（４００〜７
００ｎｍ）の各波長における試料水透過率を測定して三
刺激値を求め、これから刺激純度を算定し、併せて明度
及び主波長（色相）を求める方法である。三刺激値と
は、眼が色から受ける刺激が主として赤色に強く感じる
もの、緑色に強く感じるもの及び青紫色に強く感じるも
のとがあり、これら３種類の刺激の混合の割合によって
感覚的に識別されるものであるため、眼に対してそれぞ
れの刺激を与える光の波長群をＸ，Ｙ，Ｚの系列にまと
め、各波長の光における光度又は透過率を系列毎に集計
して得た値に係数を乗じて求める。

【００３８】図１に示す第１実施例の薬品注入システム
により、薬品注入率とベルトプレス濾過機１０の重力脱
水部１１と上濾布１３及び下濾布１４の運転速度を一定
にして連続運転を行い、処理状態が安定してから汚泥ケ
ーキ１８と脱水濾液２０をサンプリングして分析した結
果を説明する。実験として薬品注入率を８段階に変更し
て実施した。分析は脱水濾過前の汚泥濃度、汚泥ケーキ
１８の含水率、脱水濾液２０の三刺激値Ｙ、Ｅ₅₅₀、Ｃ
ＳＴ（capillary suction time，毛管吸引時間）につい
て測定した。

【００３９】図３は三刺激値Ｙと汚泥ケーキ含水率
（％）の相関を示すグラフであり、三刺激値Ｙと汚泥ケ
ーキ含水率は寄与率ｒ²が０.９３と相関性が高く、三刺
激値Ｙが上昇すると汚泥ケーキ含水率が減少することが
分かる。従って三刺激値Ｙから汚泥ケーキの含水率
（％）を予測することが可能である。

【００４０】図４は脱水濾液２０のＥ₅₅₀と汚泥ケーキ
含水率（％）の相関を示すグラフであり、Ｅ₅₅₀と汚泥
ケーキ含水率は寄与率ｒ²が０.８８と相関性が高く、Ｅ
₅₅₀が減少すると汚泥ケーキ含水率が減少することが分
かる。従ってＥ₅₅₀から汚泥ケーキの含水率（％）を予
測することが可能である。

【００４１】従って第１実施例における脱水濾液２０の
光度測定装置１７に代えて、三刺激値Ｙの測定装置もし
くはＥ₅₅₀の測定装置を用いることができる。

【００４２】図５は脱水濾液２０のＣＳＴと汚泥ケーキ
含水率（％）の相関を示すグラフであり、ＣＳＴと汚泥
ケーキ含水率は寄与率ｒ²が０.９０と相関性が高く、Ｃ
ＳＴが減少すると汚泥ケーキ含水率が減少することが分
かる。従ってＣＳＴから汚泥ケーキの含水率（％）を予
測することが可能である。

【００４３】図６は脱水濾過前の汚泥１ｇ当たりの凝集
剤注入率（凝集剤注入率／ＴＳ，以下ＴＳ当たりと略
す）と汚泥ケーキ含水率（％）の相関を示すグラフであ
り、ＴＳ当たりの凝集剤注入率が０.６（％）程度まで
凝集剤注入率が減少するにつれて汚泥ケーキ含水率が減
少する。ＴＳ当たりの凝集剤注入率が０.６（％）以上
では、汚泥ケーキ含水率はほとんど変化しないことが分
かる。

【００４４】以上の結果から、脱水濾液２０の三刺激値
Ｙ、Ｅ₅₅₀及びＣＳＴから汚泥ケーキ含水率（％）を予
測することができ、しかもこの汚泥ケーキ含水率を左右
する操作因子は薬品の注入量であることから、任意の汚
泥ケーキ含水率（％）を得るためには、これに見合った
脱水濾液２０の三刺激値Ｙ、Ｅ₅₅₀及びＣＳＴの目標値
を設定し、この目標値になるように薬品の注入量を制御
すればよいことが判明した。

【００４５】又、ＴＳ当たりの凝集剤注入率が０.６
（％）程度まで凝集剤注入率が減少するにつれて汚泥ケ
ーキ含水率が減少するので、制御性を高めるために脱水
前の汚泥濃度と汚泥流量を制御因子に組み込むことによ
り、急激な固形物汚泥量の変動にも対応することができ
る。

【００４６】図７は前記図５のデータに鑑みてなされた
本発明の第２実施例にかかる薬品注入システムの概要図
であり、主要な構成要素は図１のシステムと基本的に一
致しているため、第１実施例と同一の構成部分に同一の
符号を付して表示してある。この第２実施例では、第１
実施例の構成に加えて、光度測定装置１７の下流側にＣ
ＳＴ計３０を配設し、脱水濾液２０の光度のデータとＣ
ＳＴ値とをコントローラ９に送り込むように構成されて
いる。その他の構成要素は図１のシステムと一致してい
る。

【００４７】コントローラ９は、測定された脱水濾液２
０の光度とＣＳＴ値及び薬品流量計７で測定した薬品流
量データとから薬品の注入量を演算により決定し、該コ
ントローラ９の制御出力によって薬品ポンプ６ａの駆動
制御を行う。第１実施例と同様に薬品注入量の制御とし
て、薬品流量の外、薬品量又は薬品流量＋薬品量制御と
することもできる。

【００４８】この第２実施例では、脱水濾液２０の光度
とＣＳＴ値とを組み合わせたことにより、脱水濾液２０
の汚れによる測定装置の異常を相互にチェックすること
ができるとともに、仮りに一方の測定装置が故障しても
他方の測定装置により連続制御を継続することができ
て、システム自体の安定性が向上するという利点があ
る。更に第２実施例の場合でも脱水濾液２０の光度測定
装置１７に代えて、三刺激値Ｙの測定装置もしくはＥ
₅₅₀の測定装置を用いることができる。

【００４９】図８は本発明の第３実施例にかかる薬品注
入システムの概要図であり、主要な構成要素は図１のシ
ステムと基本的に一致しているため、第１実施例と同一
の構成部分に同一の符号を付して表示してある。この第
３実施例では、第１実施例の構成に加えて、汚泥ポンプ
６ｂと凝集混和槽８間の管路に、汚泥濃度計３１と汚泥
流量計３２を配設してあり、脱水前の汚泥の濃度と流量
を測定してコントローラ９に入力する。その他の構成要
素は図１のシステムと一致している。

【００５０】コントローラ９は、測定された脱水濾液２
０の光度をフィードバック的に活用し、脱水前の汚泥の
濃度と流量をフィードフォワード的に活用し、薬品流量
計７で測定した薬品流量データとから薬品の注入量を演
算により決定し、該コントローラ９の制御出力によって
薬品ポンプ６ａの駆動制御を行う。第１実施例と同様に
薬品注入量の制御として、薬品流量の外、薬品量又は薬
品流量＋薬品量制御とすることもできる。

【００５１】この第３実施例では、脱水前の汚泥の固形
物変動に対応した薬品注入量制御を行うことができると
いう特徴がある。この第３実施例の場合でも脱水濾液２
０の光度測定装置１７に代えて、三刺激値Ｙの測定装置
もしくはＥ₅₅₀の測定装置を用いることができる。

【００５２】図９は本発明の第４実施例にかかる薬品注
入システムの概要図であり、この第４実施例の場合に
は、光度測定装置１７の下流側にＣＳＴ計３０を配設
し、脱水濾液２０の光度のデータととＣＳＴ値とをコン
トローラ９に送り込むとともに、汚泥ポンプ６ｂと凝集
混和槽８との間に汚泥濃度計３１と汚泥流量計３２を配
設して、脱水前の汚泥の濃度と流量を測定してコントロ
ーラ９に入力する。その他の構成要素は図１のシステム
と一致している。

【００５３】コントローラ９は、測定された脱水濾液２
０の光度とＣＳＴ値をフィードバック的に活用し、脱水
前の汚泥の濃度と流量をフィードフォワード的に活用
し、薬品流量計７で測定した薬品流量データとから薬品
の注入量を演算により決定し、該コントローラ９の制御
出力によって薬品ポンプ６ａの駆動制御を行う。第１実
施例と同様に薬品注入量の制御として、薬品流量の外、
薬品量又は薬品流量＋薬品量制御とすることもできる。

【００５４】この第４実施例では、第２実施例で説明し
たように、脱水濾液２０の光度とＣＳＴ値とを組み合わ
せたことにより、脱水濾液２０の汚れによる測定装置の
異常を相互にチェックすることが可能となり、更に一方
の測定装置が故障しても他方の測定装置により連続制御
を継続することができて、システム自体の安定性が向上
するという利点と、第３実施例で説明したように、脱水
前の汚泥の固形物変動に対応した薬品注入量制御を行う
ことができるという特徴がある。この第４実施例の場合
でも脱水濾液２０の光度測定装置１７に代えて、三刺激
値Ｙの測定装置もしくはＥ₅₅₀の測定装置を用いること
ができる。

【００５５】

【発明の効果】以上説明した本発明にかかる汚泥脱水工
程における薬品注入方法とその装置によれば、基本的な
動作として凝集混和槽に定量した薬品と汚泥とを供給し
て混合し、汚泥を凝集してから重力脱水部により重力脱
水汚泥と濾液とに固液分離し、重力脱水汚泥を重力濾過
部の上濾布と下濾布間で加圧・圧搾することによって汚
泥の間隙水とかフロック粒子の付着水を脱水して汚泥ケ
ーキを得ることができる。そして加圧・圧搾により生じ
た脱水濾液の光度を測定してコントローラに送り込むこ
とにより、該光度と薬品流量計で測定した薬品流量デー
タとから最適な薬品の注入量を演算により決定して薬品
ポンプの駆動制御が行われる。

【００５６】このような制御によって汚泥量とか汚泥性
状の変動などの様々な要因に基づく脱水濾過後の汚泥ケ
ーキの含水率のばらつきがなくなり、調整も自動化され
てオペレータの経験に頼ることなく、応答性及び信頼性
に優れて操作が容易な薬品注入制御方法と装置が実現さ
れる。

【００５７】又、脱水濾液の光度とともに毛管吸引時間
（ＣＳＴ）を測定して制御因子としたことにより、脱水
濾液の汚れによる測定装置の異常を相互にチェックする
ことができるとともに、一方の測定装置が故障しても他
方の測定装置により連続制御を継続することができて、
システム自体の安定性が向上するという効果が得られ
る。

【００５８】更に汚泥の管路に汚泥濃度計と汚泥流量計
を配設して脱水前の汚泥の濃度と流量を測定して制御因
子とすることにより、脱水濾液の光度をフィードバック
的に活用し、脱水前の汚泥の濃度と流量をフィードフォ
ワード的に活用して脱水前の汚泥の固形物変動に対応し
た薬品の注入量を決定することができるため、制御の精
度を高めることができる。

【００５９】従って本発明によれば、汚泥の腐敗とか変
質による汚泥の脱水性変化の影響を受けることなく、汚
泥の脱水処理を自動化して安定に行うことができるとと
もに、脱水ケーキの含水率を一定にして脱水工程以後の
処理を容易にすることができる汚泥脱水工程における薬
品注入方法とその装置を提供することができる。

【００６０】尚、本発明の各実施例では、脱水濾過機と
してベルトプレス濾過機を例に挙げたが、薬品を注入し
て汚泥を脱水し、濾液の得られる脱水設備であれば遠心
脱水機などにも適用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例にかかる薬品注入システム
の概要図。

【図２】本実施例における脱水濾液の光度測定原理を示
す概略図。

【図３】本実施例における三刺激値Ｙと汚泥ケーキ含水
率（％）の相関を示すグラフ。

【図４】脱水濾液のＥ₅₅₀と汚泥ケーキ含水率（％）の
相関を示すグラフ。

【図５】脱水濾液のＣＳＴと汚泥ケーキ含水率（％）の
相関を示すグラフ。

【図６】脱水濾過前の凝集剤注入率と汚泥ケーキ含水率
（％）の相関を示すグラフ。

【図７】本発明の第２実施例にかかる薬品注入システム
の概要図。

【図８】本発明の第３実施例にかかる薬品注入システム
の概要図。

【図９】本発明の第４実施例にかかる薬品注入システム
の概要図。

【符号の説明】 １…薬品搬入ホイスト ２…薬品タンク ３…薬品定量フィーダ ４…薬品溶解水 ５…薬品溶解タンク ６ａ…薬品ポンプ ６ｂ…汚泥ポンプ ７…薬品流量計 ８…凝集混和槽 ９…コントローラ １０…ベルトプレス濾過機 １１…重力脱水部 １２…重力濾過部 １３…上濾布 １４…下濾布 １５…ガイドロール １６…濾液ガイド １７…光度測定装置 １８…汚泥ケーキ ２０…脱水濾液 ２１…タングステンランプ ２２…フィルタ ２３…コリメートレンズ ２４…集光レンズ ２５…積分球 ２６…受光部 ２６ａ…Ｙフィルタ ２６ｂ…センサ ３０…ＣＳＴ計 ３１…汚泥濃度計 ３２…汚泥流量計

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 汚泥に添加する凝集剤等の薬品を定量し
   て、薬品ポンプと薬品流量計を介して所定量の汚泥が流
   入する凝集混和槽に供給する工程と、この凝集混和槽内
   でフロック粒子として凝集された汚泥を次段のベルトプ
   レス濾過機の重力脱水部により重力脱水汚泥と脱水濾液
   とに固液分離する工程と、得られた重力脱水汚泥を上濾
   布及び下濾布間で加圧・圧搾して付着水を脱水し、汚泥
   ケーキを得る工程と、前記脱水濾液を光度測定装置に送
   り込んで光度を測定する工程と、測定した光度のデータ
   と前記薬品流量計で測定した薬品流量データに基づいて
   薬品の注入量を演算により決定し、コントローラの制御
   出力によって前記薬品ポンプの駆動制御を行う工程とか
   ら成ることを特徴とする汚泥脱水工程における薬品注入
   方法。
2. 【請求項２】 脱水濾液の光度測定装置に代えて、三刺
   激値Ｙの測定装置もしくは紫外線吸光度（Ｅ₅₅₀）の測
   定装置を用いた請求項１記載の汚泥脱水工程における薬
   品注入方法。
3. 【請求項３】 脱水濾液の光度を光度測定装置により測
   定し、且つ脱水濾液の毛管吸引時間をＣＳＴ計により測
   定して、測定した光度のデータと毛管吸引時間のデータ
   及び薬品流量計で測定した薬品流量データに基づいて薬
   品の注入量を演算により決定し、コントローラの制御出
   力によって薬品ポンプの駆動制御を行うことを特徴とす
   る請求項１又は２の何れか１項に記載の汚泥脱水工程に
   おける薬品注入方法。
4. 【請求項４】 汚泥を凝集混和槽に送り込む管路に、汚
   泥濃度計と汚泥流量計を配設し、脱水前の汚泥の濃度と
   流量を測定して、前記光度のデータと薬品流量データ及
   び汚泥濃度と汚泥流量に基づいて薬品の注入量を演算に
   より決定し、コントローラの制御出力によって薬品ポン
   プの駆動制御を行うことを特徴とする請求項１，２，３
   の何れか１項に記載の汚泥脱水工程における薬品注入方
   法。
5. 【請求項５】 薬品ポンプと薬品流量計を介して定量さ
   れた薬品と汚泥とを混合する凝集混和槽と、この凝集混
   和槽内で凝集された汚泥を重力脱水汚泥と脱水濾液とに
   固液分離する重力脱水部と、得られた重力脱水汚泥を上
   濾布及び下濾布間で加圧・圧搾して汚泥ケーキを得る重
   力濾過部と、脱水濾液の光度を測定する光度測定装置
   と、測定した光度のデータと前記薬品流量計で測定した
   薬品流量データに基づいて薬品の注入量を演算により決
   定し、薬品ポンプの駆動制御を行う制御機構を備えて成
   ることを特徴とする汚泥脱水工程における薬品注入装
   置。
6. 【請求項６】 脱水濾液の光度を測定する光度測定装置
   と、脱水濾液の毛管吸引時間を測定するＣＳＴ計とを配
   設して、測定した光度のデータと毛管吸引時間のデータ
   及び薬品流量計で測定した薬品流量データに基づいて薬
   品の注入量を演算により決定し、コントローラの制御出
   力によって薬品ポンプの駆動制御を行うことを特徴とす
   る請求項５記載の汚泥脱水工程における薬品注入装置。
7. 【請求項７】 汚泥を凝集混和槽に送り込む管路に汚泥
   濃度計と汚泥流量計を配設し、脱水前の汚泥の濃度と流
   量及び前記光度のデータと薬品流量データに基づいて薬
   品の注入量を演算により決定し、コントローラの制御出
   力によって薬品ポンプの駆動制御を行うことを特徴とす
   る請求項５又は６記載の汚泥脱水工程における薬品注入
   装置。