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JPS61111111A - フロツク形成制御装置 - Google Patents

フロツク形成制御装置

Info

Publication number
JPS61111111A
JPS61111111A JP23175284A JP23175284A JPS61111111A JP S61111111 A JPS61111111 A JP S61111111A JP 23175284 A JP23175284 A JP 23175284A JP 23175284 A JP23175284 A JP 23175284A JP S61111111 A JPS61111111 A JP S61111111A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
floc
flocs
flocculant
signal
brightness level
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP23175284A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH0254125B2 (ja
Inventor
Kenji Baba
研二 馬場
Shoji Watanabe
昭二 渡辺
Shunsuke Nokita
舜介 野北
Mikio Yoda
幹雄 依田
Akihiro Tanaka
昭裕 田中
Shunji Mori
俊二 森
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP23175284A priority Critical patent/JPS61111111A/ja
Publication of JPS61111111A publication Critical patent/JPS61111111A/ja
Publication of JPH0254125B2 publication Critical patent/JPH0254125B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の利用分野] 本発明は、浄水場のフロック形成池(混和池)における
フロック形成の制御装置に関する。
[発明の背景コ 浄水場においては原水の濁質を凝集させて凝集塊(フロ
ック)とし、このフロックを沈降させている。このため
、フロック形成池(混和池)におけるフロックの監視が
必要不可欠である。
従来、フロックの監視は浄水場の維持管理者が1日数回
目視により実施していた。目視に依存するため定性的に
フロックの大小は判別出来ても正確にフロック形成の良
否を判別することは出来なかった。
一方、最近は工業用テレビカメラ(ITV)を用いてフ
ロック形成池内のフロック群を監視したり、特開昭54
−143296号に記載されているように、光電変換装
置を用いてフロックと水とを2値化してフロックを識別
する方法も考案されている。2値化したフロックからフ
ロックの粒径を求めてフロック形成の良否を判断する場
合には、フロック粒径がその判断材料になる。しかし、
フロックは粒径が大きくてもフロックの密度が低ければ
最適とは言えない、なぜなら、密度の低いフロックは沈
殿池での沈降速度が遅く、その上沈降過程でフロックを
構成するマイクロフロックが取り残されてろ適地に流入
して負荷になり、vi過適地閉塞させたりするからであ
る。
このように、フロックの粒径を知るだけではフロックを
最適に形成できない欠点カモあった。
[発明の目的] 本発明の目的は浄水場のフロック形成池(混和池)で沈
降性の良いフロックを安定して形成できるフロック形成
制御装置を提供することにある。
[発明の概要] フロックは密度が高くかつ粒径が大きいとき沈降性が良
い、フロックを2値化処理してフロックを認識する方法
は知られているが、フロックの輝度レベルに着目する思
想は従来なかった。
本発明はフロックの輝度レベルを画像処理技術により計
測しこの計測値に基づいてフロック形成過程を制御して
最適なフロックを形成させるものである。すなわち、フ
ロック形成とフロックの輝度レベル分布とは密接な関係
にあり、これを利用してフロック形成を制御するもので
ある。
[発明の実施例] 第1図に本発明の実施例を示す、第1図において、河川
などから取水された原水は沈砂池(図示せず)を経て着
水井10に至る1着水井10では粗大粒子が沈降除去さ
れる。微粒子は着水井10で沈降せず、これら微粒子を
含む原水が急速混和池20に導かれる。急速混和池20
には攪拌機21が設けられている。また、急速混和池2
0には凝集剤注入機22から凝集剤を注入される。急速
混和池20において濁質微粒子が凝集剤の作用でマイク
ロフロックになる。フロック形成池30には3個の攪拌
用パドル31A、31B、31Cが設けられており、こ
れら攪拌用パドル31A、31B、31C:はそれぞれ
攪拌用モータ32A、32B、32Gによって回転駆動
される。攪拌用パドル31A、31B、31Gの間は整
流壁33A。
33Bで仕切られている。急速混和池20からフロック
形成池3oに流入したマイクロフロック群はフロック形
成池30内を順次流下し攪拌用パドル31A、31B、
31Gによって順次攪拌される。微小フロックはフロッ
ク形成池30内を順次流下する間にフロック同志が衝突
合体し、大きなフロック34になる。このように、フロ
ックはフロック形成池30内を通過する間に次第に粒径
が増加する。
フロック形成池30内にはフロック34の画像の輝度信
号を電気信号に変換する撮像袋!!Zo。
が配置されている0M&像装置100には工業用テレビ
カメラエTV(図示せず)を含んでいる1画像処理装置
110は撮像装置100で得られた電気信号に基づいて
フロック34の画像処理を行い。
輝度レベル分布の特性値を演算する。
凝集剤注入制御袋[200は画像処理装置110で計算
したフロック輝度レベル分布の特性値の信号を受けて凝
集剤注入機22の凝集剤注入量Aを演算する。凝集剤注
入機22は信号Aに応じて凝集剤注入量が操作される。
一方、攪拌制部製!!!300は画像処理袋fl!11
0で計算したフロック輝度レベル分布の特性値の信号を
受けて、攪拌用モータ32A、32B、32Cの各々の
回転数Nr(A)、Nr(B)、Nr(C)を制御する
。攪拌用モータ32A、32B、32Gの回転数Nrは
総て同一の場合とそれぞれ異なる場合とがある。これは
浄水場によって決められる。
攪拌用モータ32A、32B、32Cの回転数Nrが異
なる場合は上流側のモータ速度が下流側より高くなる。
攪拌用モータ32A、32B、32Cによってそれぞれ
攪拌用パドル31A、31B。
31Cが回転数駆動される。
フロック形成池30で形成されたフロック34は沈殿池
40に流入して沈降除去される。フロック34が除去さ
れた上澄水は濾過池50に流入する。vi過適地0では
、沈殿池4oで除去されなかった残存する微小フロック
が濾過されて除去される。vI過電池50経た水は、排
水池(図示せず)及び貯水池(図示せず)などを経て需
要家に給水される。
第2図に撮像装置100と画像処理装置110の一例の
詳細図を示す。
気密容器120内に固定されたITV130は接写レン
ズ131によりガラスなどの透明材料で作られた111
16窓121を通してフロック形成池30内にあるフロ
ック34の画像を拡大認識する。
ワイパー駆動袋[123によって駆動されるワイパー1
22は、ll!I!察窓121及びバックスクリーン1
24表面の汚れを取るために定期的に作動するようにな
っている。パックスクリーン124はフロック群を高い
コントラストで精度良く認識するために設けられるもの
で、気密容量120に固定したバックスクリーン固定具
124A及び124Bによって観察窓121の前面に設
置される。
バックスクリーン124は白色系のフロック群を高いコ
ントラストで精度良く認識するために暗色系であるのが
望ましい、遮光カバー142はITv130の配置され
ている周囲を暗くしてランプ140のみによる照度を一
定条件とするために設けられてる。遮光カバー142を
設けるとフロック群の画像は周囲の゛照度変化に影響さ
れなくなる。
ランプ140は複数個設置されており、フロック34群
を多面的に照射する。なお、第2図においては遮光カバ
ー142を設けなくとも照度を一定条件とするための照
度コントローラ141を設け、周囲の照度変化に応じて
適時照度を一定に制御するようにしている。ランプ14
0としてはフロックの動きにかかわらず精度よくフロッ
クを認識するために、瞬間発光型のストロボスコープな
どを用いることもできる。じゃま板125A、125B
、125Gはフロック形成池30内において。
水の移動をできるだけ抑制し、かつ照明を遮らないよう
に設けられる。このため、流動状態のフロック群の画像
を精度よく認識できる。
ITV130で撮像したフロック画像の輝度情報はIT
Vコントローラー132を介して画像認識オ     
     装置!!150に送信される。ITVコント
ローラー132はITV130に輝度情報を取りだすタ
イミングを決定するタイミング信号を与える機能も有す
る0画像認識制御装置t160は画像認識装!150に
よるフロック認識の回数などを制御する。
これらの装置によるフロック形成状況の監視は短時間で
急激に変化することが少ないので10分ないし1時間に
1同径度実施される。
次に、フロック群の画像情報が画像認識装置11150
において信号処現される動作を説明する。
第3図はフロック形成が良好な時のフロックの模式図で
、第4薗はこのときのフロック1個の輝度レベルの分布
を示す、第5図はフロック形成が不良な時のフロックの
模式図で、第6図はこの時のフロック1個の輝度レベル
の分布である。このようにフロック形成が良好な時には
コンパクトで密度の高い(沈降性の良い)フロックが出
来、フロックと水との境界は明確である。一方、凝集剤
が多く注入された場合にはフロックと水との境界は不明
瞭である。
フロック群は白色系なので輝度レベルは高く。
一方、背景のパックスクリーン124は黒色なので水の
輝度レベルは低い、輝度レベルは例えば256段階で表
示され、縦軸の上方向が輝度が低く、下方向が輝度が高
い、フロック34は白色系なのでフロックの輝度レベル
は高くなる。すなわち。
輝度レベルが下方向で谷となる部分がフロックを表わし
ている。
密度が高く良好なフロック形成状態ではフロックと水と
の境界は明確であるために、輝度レベルはこの境界で急
激に変化する。一方、凝集剤注入が不適切で密度が低い
フロックが形成された時にはフロックと水との境界は不
明瞭であるために、輝度レベルはこの境界でゆるやかに
変化する。このように、フロックの輝度レベルの分布に
よりフロック形成の良否を判定することができる。
第7図は、横軸を輝度レベル、縦軸を画素数とした時の
輝度レベルのヒストグラムである。ヒストグラムの求め
方は公知の技術として良く知られているので詳細な説明
は省略する。第7図において、(a)はフロック形成が
良好な場合を示す、すなわち、第4図に示すようにフロ
ックの部分の輝度レベルと水の部分の輝度レベルとが明
確なので、第7図の輝度レベルの分布はシャープな山と
なる。
一方、第7図の(b)はフロック形成が不良(凝集剤注
入量が多い)な場合を示す、すなわち、第6図に示すよ
うにフロックの部分の輝度レベルと水の部分の輝度レベ
ルとが不明瞭なので、第7図の輝度レベルの分布は緩や
かな山となる。つまり、輝度レベルの分布がシャープで
明るい(右側より)はど良く、逆に、分布が緩やかで暗
い(左側より)はど悪い。
凝集剤注入l制御装置200は1画像処理装置110の
中の画像認識装置l!150から得たヒストグラムの信
号N(I)(Iは輝度レベ/L/)を用いてこの判定を
行う0判定N標としてはヒストグラム分布のモーメント
がある。0次のモーメントM6(面積)、1次モーメン
トM z (平均)と2次モーメントMx (標準偏差
)は次式で表せる。
この例では輝度レベルは1から256まである。
凝集剤注入制御装置!200は、これらM、、 M、及
びM2を考慮して凝集剤注入量Aを演算する。すなわち
、演算式は次式で決る。
A=fa(M、、Ml、M、)  ・−・−・・ (4
)二こで、faはMal Ml及びM、で凝集剤注入量
Aを決める関数であり1M0とM、の影響は小さいが、
M2が大きい時には凝集剤注入量Aを減少させ、逆にM
2が小さい時には凝集剤注入量Aを増加させるような関
数である。このようにして、凝集剤注入制御装置!20
0は凝集剤注入量Aを決め、凝集剤注入機22を操作す
る。
攪拌制御装置[300は画像処理族W1110の中の画
像認識袋Wt15oから得たヒストグラムの信号N(1
)(Iは輝度レベル)を用いて攪拌用モーター32A、
32B、32Gの回転数を操作する。
回転数Nrを演算する関数は次式である。
Nr=fn(Ma2M、 Mi)  ” ” ’  (
5)ここで、fnはM、、ML及びM、で回転数Nrを
決める関数である。ここで、M4とMlの影響は小さい
が、 M、の影響は大きい、すなわち、Moはフロック
の投影全面積であるから、Moが小さい時は小さいフロ
ックしか形成されていないことを意i’       
@ t 1(1) ’t’ * t?! 12’ * 
t t 6 : k I=Ct Z 、 t l b 
”1゜1         このときには回転数Nrを
減少させる。逆に、Moが大きい時はフロックが成長し
すぎていることを意味するので攪拌か弱すぎることにな
る。すなわち、このときには回転数Nrを増加させる。
このようにして、Moが小さい時には回転数Nrを減少
させ、逆にMoが大きい時には回転数Nrを増加させる
攪拌制御装置300は、(5)式に従って攪拌用モータ
32A、32B、32Cの回転数Nrを演算し攪拌用パ
ドル31A、31B、31Gを操作することによりフロ
ック形成池30の攪拌力を制御する。
[発明の効果] 本発明によればフロックの輝度レベルを計測することに
よりフロック形成の良否を判定し、これに基づき凝集剤
注入量及びフロラキュレータ−の攪拌力を適切に操作す
るので常に安定したフロック形成が行える0例えば、フ
ロックの密度及び沈降性を判定しこれらが適切になるよ
うに凝集剤注入量及び攪拌力を操作でき、常に良好なフ
ロック形成が行える。この結果、沈殿池や濾過池への負
荷を低く維持でき・ひパて1“浄水場維持管理の省′″
         1ネルギー、省力化並びに信頼性の
向上が可能である。
【図面の簡単な説明】
第1図と第2図は本発明の一実施例を示す構成図、第3
図〜第7図は本発明の詳細な説明するための図である。 [符号の簡単な説明]   ′ 1o・・・着水井、20・・・急速混和池、22・・・
凝集剤注入機、30・・・フロック形成池、31A。 31B、31G・・・攪拌用パドル、32A、32B、
32G・・・攪拌用モータ、100・・・撮像装置、1
10・・・画像処理装置、2oO・・・凝集剤注入制茅
2 目 lσθ          //θ /24B 茅3目       %5固 茅4固     第4図 茅7目 自1頁の続き )発 明 者  森     俊  二  日立重大み
か町5丁目か工場内 2番1号 株式会社日立製作所大み 2番1号 株式会社日立製作所大み 手続補正書(方式) 昭和60’t−3月 2つ 1、′j許庁長官志賀 学殿 事件の表示 昭 和59年 特許願第 231752  号発明 の
 名 称  フロック形成制御装置代   理   人

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、凝集剤注入手段と攪拌手段とを有するフロック形成
    池と、該フロック形成池におけるフロック群の画像の輝
    度情報を電気信号に変換する撮像手段と、該撮像手段か
    ら得られる電気信号に基づいて前記フロック群の画像処
    理を行い、前記フロック群の分布特性を計算する画像処
    理手段と、該画像処理手段で求めた分布特性に基づいて
    前記凝集剤注入量または前記攪拌手段の攪拌力あるいは
    両者を操作する操作手段とを具備したフロック形成制御
    装置
JP23175284A 1984-11-02 1984-11-02 フロツク形成制御装置 Granted JPS61111111A (ja)

Priority Applications (1)

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JP23175284A JPS61111111A (ja) 1984-11-02 1984-11-02 フロツク形成制御装置

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JP23175284A JPS61111111A (ja) 1984-11-02 1984-11-02 フロツク形成制御装置

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JPS61111111A true JPS61111111A (ja) 1986-05-29
JPH0254125B2 JPH0254125B2 (ja) 1990-11-20

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ID=16928476

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JP23175284A Granted JPS61111111A (ja) 1984-11-02 1984-11-02 フロツク形成制御装置

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63166500A (ja) * 1986-12-22 1988-07-09 パサバント−ウエルケ・アクチエンゲゼルシヤフト 汚泥のコンデシヨニング及び脱水のための方法
JPH0199620A (ja) * 1987-10-12 1989-04-18 Hitachi Plant Eng & Constr Co Ltd 水処理施設の撹拌機制御装置
JP2010167362A (ja) * 2009-01-22 2010-08-05 Ishigaki Co Ltd 検視装置、汚濁凝集処理装置及び汚濁凝集処理システム
CN116703893A (zh) * 2023-08-01 2023-09-05 四川深山农业科技开发有限公司 一种基于机器视觉的魔芋凝胶测控方法

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JPH0254125B2 (ja) 1990-11-20

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