JP2699128B2 - 汚液濃度の測定システム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、汚水処理システムなど
に利用される汚液濃度の測定システムに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】下水や工場排水などの汚水を沈殿槽内に
溜めて水中の浮遊混濁物を微生物などで分解させて沈殿
させ、上部に生成された比較的清浄な上澄み層と下部に
生成された沈殿物とを分離して処理する汚水処理システ
ムが使用されている。このような汚水処理システムで
は、沈殿槽内を数分間に１回程度の低速で回転するかき
寄せ器を設置して沈殿物を中心部分にかき寄せ、中心部
分に設置した排出管を通して沈殿物を回収し処理する構
成が採用される。

【０００３】このような汚水処理システムでは、沈殿槽
内の沈殿の進み具合を知るために、作業者が本体にケー
ブルで接続されている濃度センサを汚水中に浸し、その
深度を変えながら超音波や光の減衰の大きさを測定する
ことにより深度方向への汚水の濃度分布、特に沈殿層の
濃度分布を検出する濃度検出装置が使用される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の汚水処理シ
ステムでは、作業者が汚水中に浸した濃度センサの深度
を変えながら深度方向への濃度分布を測定しているた
め、労力と時間がかかるという問題がある。センサの深
度調整を自動的に行うための自動機構を設置する対策も
考えられるが、そのためにはセンサと本体部分とを接続
するケーブルの自動巻き取り機構が必要になり、測定系
が複雑・高価になるという問題がある。

【０００５】また、沈殿槽内を回転するかき寄せ器との
衝突を回避するために、かき寄せ器の回転状況と同期し
て濃度センサを汚水から引上げる必要があり、そのため
にケーブル巻取り機構の制御が一層複雑化し、測定装置
が一層高価になるという問題もある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明に係わる汚液濃度
の測定システムは、沈殿槽内を回転又は旋回するかき寄
せ器の液中部分に深度方向に所望の間隔を保ちながら設
置される複数の濃度センサと、かき寄せ器の液上部分に
設置され各濃度センサの出力データを有線信号路を介し
て収集し、そのままあるいは測定値に変換して無線信号
として送出する子局装置と、かき寄せ器の外部の固定箇
所に設置されると共に子局装置からの無線信号を受信す
る親局装置とを備えている。

【０００７】

【作用】かき寄せ器の液中部分に深度方向に所望の間隔
を保ちながら設置された複数の濃度センサの出力データ
がケーブルなどの有線信号路を経てかき寄せ器の液上部
分に固定された子局装置に一旦収集され、ここで無線信
号に変換されてかき寄せ器外部の固定箇所に設置された
親局装置に送出される。各濃度センサが沈殿槽内を回転
するかき寄せ器自体に設置されているため、かき寄せ器
との衝突回避機構が一切不要になる。また、検出しよう
とする所望の深度にあわせて複数の濃度センサを設置し
ておく構成であるから、深度調整機構も一切不要にな
る。

【０００８】

【実施例】図１は、本発明の一実施例に係わる汚水濃度
の測定システムの構成を、関連の汚液処理システムと共
に示す断面図である。まず、関連の汚水処理システムの
構成と動作を簡単に説明する。

【０００９】この汚水処理システムは、地中に埋設され
た概略円筒状の沈殿槽１と、この沈殿槽１の底部の中央
に形成された沈殿物の排出管２と、保守、点検や測定な
どにあたる作業者の通路として沈殿槽１上に懸架された
架橋３と、かき寄せ器４とを備えている。かき寄せ器４
は、架橋３の中央部に回転自在に支承されギヤを介して
電動機で回転せしめられる回転軸５と、この回転軸５に
固定される骨組み構造と、この骨組み構造の下部に固定
される複数のかき寄せ板６，７，８・・・とを備えてい
る。かき寄せ板６，７，８・・・は、円筒状の沈殿槽１
の円周方向に傾いた状態で骨組み構造に取付けられてお
り、骨組み構造の回転に伴い、沈殿槽１の底部に堆積さ
れた沈殿物を中央部分にかき寄せる。

【００１０】本発明の要旨には直接関係しないため図示
は省略されているが、処理対象の汚水や工場廃液などが
沈殿槽上部に設置された給水管から沈殿槽１内に注入さ
れ、かき寄せ器４の最上部を浸さない深さまで貯水され
る。沈殿の進行に伴って沈殿物が沈殿槽の底部の中央部
分にある程度蓄積されると、排出管２を閉じている弁
（図示せず）が開かれ、沈殿物が上澄み層と分離されて
この沈殿槽１の外部に排出され無害化のための適宜な処
理が行われ、廃棄される。

【００１１】本発明の一実施例の汚水濃度の測定システ
ムは、かき寄せ器を構成する骨組み構造の片翼の中央部
の水中部分に深度方向に所望の間隔を保ちながら設置さ
れる６個の濃度センサ１１，１２，１３・・・１６と、
かき寄せ器の水上部分に設置される子局装置２０と、上
記センサ群と子局装置とを接続する有線信号路とセンサ
群とを保持する保持棒３０と、沈殿槽１の外部の高所に
設置される親局装置４０とを備えている。

【００１２】６個の濃度センサ１１〜１６のそれぞれ
は、所定の間隔を保ちながら対向配置される発光・受光
素子の対や音響素子の対などから構成され、素子対間の
汚水中を伝播する光波や音波の汚水による吸収減衰量を
検出することにより汚水の濃度を検出する構成となって
いる。この実施例では、１ＭＨz 程度の周波数の一定振
幅の超音波パルスが送波器から出力され、対向する受波
器で受けた超音波パルスが保持棒３０内に水密性を保ち
ながら保持されている有線信号路を介して子局装置に伝
送され、この子局装置内で受信パルスのピーク値が検出
される。このような超音波の伝播経路上の吸収損失を利
用した濃度センサの構成と作用は周知であるため、これ
以上の説明は省略する。

【００１３】子局装置２０は、図２のブロック図に示す
ように、ＣＰＵ２１、送信器２２、受信器２３、タイミ
ング信号発生回路２４、スイッチ回路２５、２６、ピー
クホールド回路２７、Ａ／Ｄ変換回路２８、変復調器２
９、無線送受信機３１、アンテナ３２及び蓄電池３３と
を備えている。

【００１４】ＣＰＵ２１は、親局装置４０からアンテナ
４１を介して送出される測定開始の指令をアンテナ３
２、送受信器３１及び変復調器２９を介して受信する
と、タイミング発生回路２４を起動する。起動されたタ
イミング信号発生回路２４は、所定周期の起動信号を送
信器２２に送出して１ＭＨz 程度の周波数の交流信号を
数サイクル程度の短期間にわたってパルス状に発生させ
ると共に、スイッチ回路２５と２６に信号路の選択指令
を発する。スイッチ回路２５は、この選択指令に従って
送信器２２から所定周期で出力される電気パルスを６個
の濃度センサ１１〜１６の送波器に連なる送信信号路Ｔ
１〜Ｔ６上に順次出力する。このスイッチ回路２５の動
作に同期して、スイッチ回路２６は６個の濃度センサ１
１〜１６の受波器に連なる受信信号路Ｒ１〜Ｒ６上に出
現する電気パルスを順次受信器２３に供給する。

【００１５】受信器２３に供給された電気パルスは、波
形等化と帯域制限を受けながら増幅され、ベースバンド
のパルス信号となってタイミング信号発生回路２４から
出力されるタイミング信号によって動作するピークホー
ルド回路２７に供給され、濃度センサ１１〜１６の受波
器が受けた超音波パルスの振幅に変換される。この超音
波パルスの振幅は、Ａ／Ｄ変換回路２８によってディジ
タル信号に変換され、ＣＰＵ２１に供給される。ＣＰＵ
１はＡ／Ｄ変換回路２８から受けたディジタル信号を汚
水の濃度に変換し、内蔵のメモリに一旦保持する。ＣＰ
Ｕ１は、６個の濃度センサによって検出された６個の濃
度データが揃うと、これを含む適宜なフォーマットのデ
ータパケットを組立てて変復調回路２９に転送する。こ
のデータパケットには、必要に応じて送出元の子局装置
の識別コードが含められる。変調されたデータパケット
は、無線送受信機３１からアンテナ３２に出力され空中
に放射される。

【００１６】親局装置４０は、子局装置２０から送出さ
れたデータパケットをアンテナ４１を介して受信し、こ
の中に含まれる６個の測定データを抽出し、画面表示し
たり印字出力したり、あるいは出力指令があるまで保存
したりする。

【００１７】子局装置内には各部に動作電力を供給する
ための蓄電池３３が内蔵され、動作電力を子局装置外部
から供給する場合に必要となるスリップリングなどを不
要としている。この蓄電池３３の消耗を極力抑制するた
めに、濃度の測定は親局装置からの指令を待って行われ
る。

【００１８】以上、本発明の汚液濃度の測定システムを
一実施例によって説明したが、本発明の要旨の範囲内で
各種の変形実施例が考えられる。これらの変形実施例の
うち主要なものだけを以下に列挙する。

【００１９】濃度センサとして超音波式のものを用いる
代わりに、発光素子と受光素子の対を用いる構成。

【００２０】本局装置４０を沈殿槽１の外部に設置する
代わりに沈殿槽の架橋上に設置する構成。

【００２１】複数の沈殿槽のかき寄せ器のそれぞれに設
置した子局装置と、単一の親局装置との間で測定データ
の授受を行う構成。この場合、子局装置と親局装置間で
送受されるデータパケットには、必要に応じて送出元の
子局装置や親局装置の識別コードが含められる。

【００２２】子局装置から親局装置にセンサの出力デー
タを処理して得た濃度データを送出する代わりに、セン
サの出力データをそのまま送出し、親局装置で処理して
濃度データを得る構成。沈殿槽

【００２３】子局装置から親局装置に送出するデータと
しては、汚液の濃度データに加えて他の適宜なデータ、
例えば汚水の水位などのデータを含める構成。

【００２４】汚水処理システムに適用する代わりに、特
殊な工場廃液などの汚液処理システムに適用する構成。

【００２５】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明に係
わる汚液濃度の測定システムは濃度センサがかき寄せ器
に設置される構成であるから、かき寄せ器との衝突を回
避するために濃度センサを汚液中から引き上げるための
複雑・高価な巻き上げ機構が不要となり、システムの簡
易・低廉化が実現される。

【００２６】また、本発明のシステムでは濃度センサが
深さ方向に複数個設置されるという点からも、濃度セン
サの深度を調整するための複雑・高価が巻き上げ機構が
不要になる。

【００２７】さらに、本発明のシステムはかき寄せ器の
液上部分に設置される子局装置とかき寄せ器の外部の固
定箇所に設置される親局装置との間で無線による測定デ
ータの送受を行う構成であるから、故障や雑音の原因と
なるスリップリングなどが不要になり、高い信頼性のシ
ステムを構築できる。

【００２８】また、本発明のシステムは、子局装置と親
局装置とを無線伝送路で接続する構成であるため、多数
の沈殿槽を有する大がかりな汚水処理システムなどにお
いて多数の子局装置を単一の親局装置に容易に接続でき
るため測定システムとしての拡張性に富むという利点も
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係わる汚水濃度の測定シス
テムの構成を関連の汚水処理システムと共に示す断面図
である。

【図２】図１の子局装置の構成の一例を示すブロック図
である。

【符号の説明】

１ 沈殿槽 ４ かき寄せ器 １１〜１６ 濃度センサ群 ２０ 子局装置 ３０ 濃度センサ群と有線信号路を保持する保持
棒 ３２ 子局装置のアンテナ ４０ 親局装置 ４１ 親局装置のアンテナ

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】沈殿槽内に蓄えた汚液中の浮遊混濁物を沈
   殿させながらこの沈殿槽内を回転又は旋回するかき寄せ
   器で中央部にかき寄せることにより上澄み部分と分離す
   る汚液処理システム内に設置される汚液濃度の測定シス
   テムであって、 前記かき寄せ器の液中部分に深度方向に所望の間隔を保
   ちながら設置される複数の濃度センサと、 前記かき寄せ器の液上部分に設置され前記各濃度センサ
   の出力データを有線信号路を介して収集し、そのままあ
   るいは測定値に変換して無線信号として送出する子局装
   置と、 前記かき寄せ器の外部の固定箇所に設置されると共に前
   記子局装置からの無線信号を受信する親局装置とを備え
   たことを特徴とする汚液濃度の測定システム。
2. 【請求項２】請求項１において、 前記子局装置は、前記親局装置の指令を待って前記各濃
   度センサの出力データの収集と無線信号による送出を開
   始することを特徴とする汚液濃度の測定システム。
3. 【請求項３】請求項１において、 前記親局装置は、複数の沈殿槽ごとに設置された前記複
   数の子局装置から無線信号を受信することを特徴とする
   汚液濃度の測定装置。