JPS63278509A - 凝集体形成池の撹拌制御方法 - Google Patents

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】 （１）発明の目的 ［産業上の利用分野］ 本発明は、凝集体形成池の撹拌制御方法に関し、特に採
取した懸濁液に対し攪拌しつつ凝集剤を注入したときの
速度勾配および凝集体形成時間を検知し、かつ混和池に
対する懸濁液の供給量と凝集体形成池の容績とを検知す
ることにより、凝集体形成池における攪拌制御を実行し
てなる凝集体形成池の撹拌制御方法に関するものである
。

［従来の技術］ 従来この種の凝集体形成池の撹拌制御方法としては、急
速攪拌を行なう混和池で凝集剤が注入されたのち緩速攪
拌を行なう凝集体形成池で凝集体の形成せしめられた上
水、工業用水、下水、産業廃液などの懸濁液を、実際に
、ビー力に採取して試験者の目視観察および経験により
凝集体の形成状態を判断し、これに応じて凝集体形成池
に３ける攪拌制御を調整するものが提案されていた。

［解決すべき問題点］ しかしながら従来の凝集体形成池の撹拌制御方法では、
凝集体形成池における攪拌処理が試験者の目視観察およ
び経験によりて判断されていたので、試験者によって判
断結果が相違し凝集体形成池における攪拌処理を適正化
できない欠点があり、また凝集体形成池における凝集体
の形成に３０分以上もの時間を要するので、凝集体の形
成状態を判断することに多大の時間を要し懸濁液の変化
に即応できない欠点があり、併せて凝集体形成池におけ
る攪拌制御が高精度て実行できず、特に凝集体形成池が
複数の領域に分割されている場合、一旦形成された凝集
体を後続の領域における攪拌で破壊してしまう欠点もあ
った。

そこで本発明は、これらの欠点を除去するために、採取
した懸濁液に対し所定注入率で凝集剤を注入したときの
凝集体形成時間および速度勾配を求め、これに応じて凝
集体形成池の攪拌制御を行なってなる凝集体形成池の撹
拌制御方法を提供せんとするものである。

（２）発明の構成 ［問題点の解決手段］ 本発明により提供される問題点の第１の解決手段は。

［混和池で急速攪拌しつつ懸濁液に対して凝集剤を注入
したのち、凝集体形成池で緩速攪拌することにより凝集
体を形成せしめてなる凝集体形成池の撹拌制御方法にお
いて。

（ａ）　＠記混和池よりも上流で採取された懸濁液に対
し凝集剤を注入 して攪拌槽内で攪拌する第１の 工程と。

（ｂ）第１の工程よりも低下された攬 、拌速度において第１の工程で凝 集剤の注入された懸濁液を攪拌 する第２の工程と。

（ｃ）第２の工程における攪拌の速度 勾配な求める第３の工程と。

（ｄ）少なくとも第２の工程に際し。

第１の工程で凝集剤の注入され た懸濁液を介して発光装置より 受光装置に与えられた受光光量 を測定する第４の工程と。

（ｅ）第４の工程で測定された受光光 量から第１の工程で凝集剤の注 入された懸濁液の凝集体形成時 間を求める第５の工程と、 （「）前記混和池に対する懸濁液の供 給量を検知する第６の工程と。

（ｇ）第３め工程で求めた速度勾配と 第５の工程で求めた凝集体形成 時間と第６の工程で検知された 懸濁液の供給量と前記凝集体形 成泡の容績とを用いて前記凝集 体形成泡における攪拌を制御す る第７の工程と を備えてなることを特徴とする凝集体形成池の撹拌制御
方法」 である。

また本発明により提供される問題点の第２の解決手段は
。

「混和池で急速攪拌しつつ懸濁液に対して凝集剤を注入
したのち、凝集体形成池で緩速攪拌することにより凝集
体を形成せしめてなる凝集体形成池の撹拌制御方法にお
いて。

（ａ）前記混和池よりも上流で採取さ れた懸濁液に対し凝集剤を注入 して攪拌槽内で攪拌する第１の 工程と、 （ｂ）第１の工程よりも低下された攪 拌速度において第１の工程で凝 集剤の注入された懸濁液を攪拌 する第２の工程と。

（ｃ）第２の工程における攪拌の速度 勾配を求める第３の工程と。

（ｄ）少なくとも第２の工程に際し。

第１の工程で凝集剤の注入され た懸濁液を介して発光装置より 受光装置に与えられた受光光量 を測定する第４の工程と、 （ｅ）第４の工程で測定された受光光 量から第１の工程で凝集剤の注 入された懸濁液の凝集状態を検 知する第５の工程と。

（ｆ）第３の工程で求められた速度勾 配のうちから、第５の工程で検 知された凝集状態を適正とする 速度勾配を適正速度勾配と決定 する第６の工程と、 （ｇ）第６の工程で求められた適正速 度勾配に対応して第１の工程で 凝集剤の注入された懸濁液の凝 集体形成時間を求め、適正凝集 体形成時間とする第７の工程 と、 （ｈ）前記混和池に対する懸濁液の供 給量を検知する第８の工程と。

（＋）第６の工程で決定された適正速 度勾配と第７の工程で求められ た適正凝集体形成時間と第８の 工程で検知された懸濁液の供給 量と前記凝集体形成池の８績と を用いて前記凝集体形成池にお ける攪拌を制御する第９の工程 を備えてなることを特徴とする凝集体形成池の撹拌制御
方法」 である。

［作用］ 本発明にかかる凝集体形成池の第１の撹拌制御方法は、
混和池で急速攪拌しつつ懸濁液に対して凝集剤を注入し
たのち、凝集体形成池で緩速攪拌することにより凝集体
を形成せしめてなる凝集体形成池の撹拌制御方法におい
て、採取された懸濁液に対し凝集剤を注入したのち攪拌
速度を低下せしめ、その低下された攪拌速度に対応する
速度勾配を求め、凝集剤の注入された懸濁液を介して発
光装置より受光装置に対して与えられた受光光量を測定
し、その受光光量から凝集体形成時間を検知し、前記混
和池に対する懸濁液の供給量を検知し、前記凝集体形成
時間および速度勾配と前記懸濁液の供給量と前記凝集体
形成池の容積とに応じて前記凝集体形成池の攪拌制御を
実行する作用ななしており、試験者の目視観察ならびに
経験を排除する作用をなし、また凝集体形成池における
攪拌処理の結果を実測することを回避しつつ凝集体形成
池の攪拌制御を短時間で適正化する作用をなす。

また本発明にかかる凝集体形成池の第２の撹拌制御方法
は、混和池で急速攪拌しつつ懸濁液に対して凝集剤を注
入したのち、凝集体形成池で緩速攪拌することにより凝
集体を形成せしめてなる凝集体形成池の撹拌制御方法に
おいて、採取された懸濁液に対し凝集剤を注入したのち
攪拌速度を低下せしめ、その低下された攪拌速度に対応
する速度勾配を求め、凝集剤の注入された懸濁液を介し
て発光装置より受光装置に対して与えられた受光光量を
測定し、その受光光量から凝集剤の注入された懸濁液の
凝集状態を検知し、前記速度勾配のうち前記凝集状態を
適正とする速度勾配を適正速度勾配と決定し、前記適正
速度勾配に対応して前記凝集剤の注入された懸濁液の凝
集体形成時間を求めて適正凝集体形成時間とし、前記混
和池に対する懸濁液の供給量を検知し、前記適正凝集体
形成時間および適正速度勾配と前記懸濁液の供給量と前
記凝集体形成池の容積とに応じて前記凝集体形成池の攪
拌制御を実行する作用をなしており、試験者の目視観察
ならびに経験を排除する作用と凝集体形成池における攪
拌処理の結果を実測することを回避しつつｌｊ＆集体形
成池の攪拌制御を短時間で適正化する作用とに加え、凝
集体形成池における攪拌制御を高精度で実行する作用を
なす。

［実施例］ 次に本発明について添付図面を参照しつつ具体的に説明
する。

第１図は１本発明にかかる凝集体形成池の撹拌制御方法
の一実施例によって凝集体形成池の攪拌制御が実行され
ている実際の懸濁液処理装置を示す断面図である。

第２図は、本発明にがかる一実施例を実行すスために速
度勾配Ｇ、および凝集体形成時間Ｔ、を検知する第１図
の検知装置の一例を具体的に示す断面図である。

第３図は、第２図に示した検知装置の動作を説明するた
めの動作説明図てあって、受光光量■の時間的変化を示
している。

第４図は１本発明にかかる凝集体形成池の他の撹拌制御
方法の一実施例を実行するために適正速度勾配Ｇ♂およ
び適正＊＊体形成時間Ｔ♂を検知する第１図の検知装置
の一例を具体的に示す断面図である。

第５図は、第４図の検知装置で検知した凝集体の径ｄ、
数Ｎｂ９体ｌｎｖおよび有効密度ρと速度勾配Ｇ（どの
関係を示すグラフ図である。

第６図は、第４図の検知装置で検知した上澄水濁度τ、
楽集体の沈降速度Ｓおよび有効密度ρと速度勾配ＧＬと
の間の関係を示すグラフ図である。

第７図は、第４図の検知装置を４つ並置した検知装置を
示す断面図である。

まず第１図を参照しつつ１本発明にかかる！２１１体形
成池の撹拌制御方法によって凝集体形成池の攪拌制御が
実行されている実際の懸濁液処理装置について説明する
。

１０２は着水井で、供給管１０４を介して適宜の懸濁液
供給源（図示せず）から懸濁液が供給されている。１０
６は着水井１０２に対し供給管１０８を介して連通され
た懸濁液と凝集剤との混和池で、駆動手段たとえば電動
モータ１０９によって急速回転される攪拌羽根１１０が
配設されている。

！！２はａ料地１０８に対し供給管１１４を介して連通
されたｍｓ体形成池で、所望の数の領域たとえば容積が
それぞれ■、、〜、ｖｃである３つの領域１１２Ａ、〜
、１１２Ｇに区分されており、それぞれ攪拌機１１３Ａ
、〜、１１３Ｇが配設されている。Ｗｌ拌機１１３Ａ、
〜、１１３Ｇは、それぞれ駆動手段たとえばｉｆｔ動モ
ー１１１５Ａ、　〜、１１５ｃと、駆動手段たとえば電
動モータ１１５Ａ、〜、１１５Ｇによって回転数ｎＡｅ
〜ｏｎｃで緩速回転される攪拌羽根１１６Ａ。

〜、１１６Ｃを包有している。混和池１０６で凝集剤が
注入混和されかつ供給管１１４によって凝集体形成池１
１２に供給された懸濁液は、まず凝集体形成池１１２の
うちの最初の領域すなわち第１の領域１１２Ａにおいて
攪拌機１１３＾の攪拌羽根１１６Ａにより回転数ｎＡで
所定時間にわたって緩速攪拌され、そののち第２の領域
１１２Ｂへ移行されて攪拌機１１３Ｂの攪拌羽根１１６
Ｂにより回転数ｎｓで所定時間にわたって緩速攪拌され
、更に第３の領域１１２Ｃへ移行されて攪拌機１１３Ｃ
の攪拌羽根１１６ｃにより回転数ｎｃで所定時間にわた
って緩速攪拌される。

１１８はａ集体形成池１１２に連設された沈澱池で、凝
集体形成池１１２の最終の領域すなわち第３の領域１１
２Ｃから供給されかつ凝集体すなわちフロックが十分に
形成された懸濁液を静置せしめ。

その凝集体すなわちフロックを沈澱せしめて除去してい
る。１２０は供給管１２２を介して沈澱池１１８の放流
口に連通された濾過池で、沈澱池１１８で除去できなか
った微小な凝集体すなわちフロックをか過により除去し
たのち処理水として処理水管１２４を介し後続の適宜の
設備へ送出している。

１３０は第２図に具体的に示されており、かつ懸濁液に
対し所定の注入率で凝集剤が注入されたときの速度勾配
Ｇ、および凝集体形成時間Ｔｔを出力するための検知装
置て、供給管１３２およびポンプ１３４を介して着水井
１０２に連通されており、排水管１３３が混和池１０６
などの適宜の箇所に開放されている。

１３６は供給管１０８に配置された流量計１３８と検知
装ｇｌ１３０とにそれでれ接続された演算装置で。

検知装置１３Ｇで検知された速度勾配ＧＬおよび凝集体
形成時間ＴＬと重量計１３８によって検知された流量（
すなわち混和池１０６への供給量）Ｑと予め計測され手
動操作などによって入力された凝集体形成池１１２１７
）８領域１１２Ａ、　〜、１１２Ｃ１７）容ｓｉ　ｖ　
Ａ。

〜、ｖｃなどの所要情報とを受は取り、これらを用いて
凝集体形成池１１２の各領域１１２＾、〜、１１２Ｇに
それぞれ配設された撹拌１１１１３Ａ、〜、１１：Ｉｃ
の回転数ｎＡ、〜、ｎｃを算出している。

すなわち演算装置１３６は、検知装置ｌコ０より与えら
れた速度勾配Ｇ、および凝集体形成時ＩＩＩ　Ｔ　ｔと
凝集体形成池１１２における速度勾配Ｇ、、および凝集
体形成時間Ｔ、、どの間の関係（ただしαは定数） より、凝集体形成池１１２の各領域１１２Ａ、〜、１１
２Ｃにおける速度勾配Ｇ、、（Ａ）、〜、　Ｇ、（ｃ）
を定数α、。

〜、α。を用いて Ｇ、（Ａ）　　＝　　αＡＧ、。

Ｇ、（Ｂ）　　＝　　α、Ｇ１ Ｇ、（ｃ）　　＝　　αｃＧ。

より、速度勾配Ｇ、（＾）、〜、　ａ、（ｃ）をの如く
算出している。ただし定数α、、〜、α。

は、凝集体形成池１１２の各領域１１２Ａ、〜、１１２
Ｇにおける攪拌強度を考慮して α＾　　≧　　αｎ　≧　　α。

とされ、かつ ＶＡａＡ２＋ＶＢａａ”＋Ｖｃ　ａｃ”＝ｖＡ＋ｖｌＩ
＋ｖｃ とされている。ここで、凝集体形成池１１２の各領域１
１２Ａ、　〜、１１２Ｇが等容積すなわちｖＡ＝ｖｆｉ
＝ｖｃとされておれば、定数α４．〜．αＣの間には α＾２＋αｏ２＋αｃ２＝３ という関係がある。

速度勾配Ｇ　、（Ａ）　、〜、　Ｇ、（ｃ）が、懸濁液
の粘性係数用Ｓよび比重ηと抗力係数Ｃと攪拌機ｔＯＡ
。

〜、１１３（：の攪拌羽根１１６Ａ、　〜、１１６Ｇの
面ＭｉａＡ１〜＋ａＣおよび周速υ、、〜、υ。と凝集
体形成池１１２の各領域１１２＾、〜、１１２Ｇの容積
ｖＡ、〜、ＶＣとを用いて と表現できるので、この関係より　゛ を算出できる。ここで攪拌羽根１１６Ａ、〜、１１６Ｃ
の周速υ、、〜、υＣが１回転数ｎＡ、〜、ｎｃおよび
半径「、、〜、ｒｃを用いて υ＾＝２πｒＡｎ＾ υ６＝２πｒＡｎ＾ υｃ＝２πｒＡｎ＾ と表現でき、ひいてはａＡｔｌＡ’、〜、ａＣυ　ｊが ａ＾　ｖ＾”＝Ｂａ＾　π”　　ｒｓ”ｎＡ”ａｌｔ　
υＢ″’　＝　８　ａ　６　π３ｒ　ｍ″ｎ　ａ”ａｃ
　ｕｃ″＝８ａｃｆｃ”　　ｒｃ’ｎｃ’と算出できる
ので。

８ａｃ　π’　ｒ、’ｎｃ’＝シｔＶｃ　ａ、（ｃ）’
Ｃη と算出でき、回転数ｎＡ、〜、ｎｅを と算出できる。したがって回転数ｎＡ、〜ｎ、は。

と算出できる。ただしＴ１は、（ｖＡ＋ｖｌＩ＋Ｖｃ）
／Ｑである。これにより回転数ｎＡ、〜、ｎｃは、検知
装ｆｉ１３０によって検知された速度勾配Ｇｔおよび凝
集体形成時間Ｔｔと凝集体形成池１１２の凝集体形成時
間Ｔ、（ひいては流量計１３８によって検知された流ｆ
ｆ１Ｑ）とにょワて決定できる。

１４０は演算装置１３６に接続された回転数制御器で、
演算装置１３６によって出力された回転数ｎ　Ａ　＋−
−、ｆｉｃに応じて攪拌＠　１１：ｌＡ、〜、１１：Ｉ
Ｃの駆動手段１１５＾、〜、１１５Ｇの回転数を制御す
る。１４４は凝集剤供給装置で、予め設定された注入率
ＷＡｌに応じ凝集剤を供給管１４６を介して混和池１０
６に供給し、懸濁液に対して注入している。

しかして本発明にかかる検知装＠１３Ｇは、ポンプ１３
４および供給管１３２を介して着水井１０２から懸濁液
を採取し、かつ凝集剤供給装ｆｉ１４４による凝集剤の
注入率ＷＡＩとたとえば同一の注入率で凝集剤を注入し
た場合の速度勾配Ｇｔおよび凝集体形成時間ＴＬを後述
にしたがい出力する。

検知装置ｌコ０で検知された懸濁液の速度勾配ＧＬおよ
び凝集体形成時間Ｔｔは、ともに演算装１１３６に与え
られている。ｙｔ算装２１１：１６では、検知装置１３
０から速度勾配ＯＬおよび凝集体形成時間Ｔｔが入力さ
れるごとに、上述したところによって凝集体形成池１１
２の各領域１１２Ａ、〜、１１２Ｇにそれぞれ配設され
た攪拌Ｊｌ　１１３Ａ、〜、１１３Ｃの回転数ｎ　Ａ　
＋〜＋ｎＣが算出されている。

演算装置ｌコロから出力された回転数ｎ　Ａ　＋〜。

ｎｃは１回転数制御器１４０に与えられている。

回転数制御器１４０は１回転数ｎ　Ａ　＋〜、ｎ（に応
じてそれぞれ凝集体形成池１１２の攪拌機１１３Ａ。

〜、１１３Ｇを駆動する。ここで凝集体形成池１１２に
は、混和池１０６て作成されかつ凝集剤の注入率がＷＡ
＋である懸濁液が供給されている。

上述した検知装置１３０による検知動作を間歇的に反復
することにより、懸濁液処理装置における凝集体形成を
適正効率で実行でき、ひいては懸濁液の処理時間を短縮
できる。

更に第２図および第３図を参照しつつ、検知装置１３０
の構成について、詳細に説明する。

ｌＯは回分式の攪拌槽で、適宜の容量たとえばｌｆＬの
容量を有しており、凝集剤の注入された懸濁液（以下、
単に懸濁液と称することもある）１１が収容されている
。　１２は攪拌槽ｌＯ内に配設された攪拌羽根で、攪拌
槽ＩＯの下方に配置された駆動手段たとえば電動モータ
１４の出力軸１６の自由端部に適宜に装着されている。

１８はり−ド１Ｑ１９によって適宜の電源（図示せず）
に接続された発光装置で、Ｗｌ拌槽１０の側面に配設さ
れており、蛍光ランプ、タングステンランプ、ハロゲン
ランプ、発光ダイオード、レーザ発光手段などの適宜の
光源によって発生された光を適宜の光学系たとえばスリ
ットを介して平行光線束とし攪拌槽ｌＯ内の懸濁液１１
に供給している。

２０はフォトトランジスタ、フォトダイオード。

ＣｄＳ、ＣＣＤなどの適宜の光電変換素子を受光手段と
して包有している受光装置で、攪拌槽１０の側面に配設
されており１発光装３！１１８により平行光線束として
供給された光を懸濁液１１を介して受光している０発光
装置！１８によって与えられた光が。

懸濁液１１中の凝集体すなわちフロック１７によって散
乱あるいは遮断されるので、受光波Ｎ２０は、散乱光あ
るいは減衰された透過光を受光している。

受光装置２０は、透過光を受光するために発光装置１８
に対し対向せしめてもよく、また散乱光を受光するため
に発光装２ｔ１８からの平行光線束に対し所定の角度を
もって配置せしめてもよい、加えて透過光および散乱光
を受光するために、２つの受光？を置２０を配置しても
よい、説明を簡潔とするために以下、受光装置２０は、
発光装置１１８に対して対向されているものとする。ま
た第２図では１発光装置１８および受光装置２０が一組
だけ配置されているが、これに限定されるものてはなく
、発光装置１８および受光装置２０を複数組配置しても
よい６発光装置ｉａｓよび受光波Ｗ１２０は、特に同一
水平面上に配設されておれば、凝集体すなわちフロック
１７の沈降状態を高精度で検知するために好都合である
。

２２は受光装置２０にリード線２１を介して接続された
測定装置で、受光波２１２０の受光した光量（以下“受
光光量”という）■を測定する。また測定袋２１２２は
、測定した受光光量Ｉから、凝集剤の注入前の受光光量
Ｉ、（τ）と攪拌羽根１２による緩速攪拌に伴なって平
坦化したときの受光光量■の変動幅（すなわち所定値Ｉ
ＬおよびＩ□間の差分）Δ■および変動周期Ｆとを求め
て出力し、更に所望により攪拌羽根１２が停止されかつ
凝集体すなわちフロック１７の沈降が完了した後の受光
光量Ｉｒ（τ）を求めて出力している。加えて測定装置
２２は、攪拌羽根１２の緩速攪拌の開始時刻ｔ３から受
光光ＩＩが平坦化する時刻ｔ４までの時間すなわち凝集
体形成時間Ｔ（な、測定した受光光ＩＩから求めて演算
波ｆｆ１１３６に対し出力している（第１図参照）。

２りは一端部が開閉弁２５を介して攪拌ＩｆＪｔｏに開
口された供給管で、他端部が供給管１３２に連通されて
いる（第１［ｊＵ参照）、２６は凝集剤供給源２８に一
端部が連通された凝集剤供給管て、他端部が開閉弁２７
を介して攪拌槽ｌＯに開口されている。３０は排水管て
、一端部が攪拌槽１０の底部に開口され、かつ他端部が
開閉弁３２を介して排水管１３３に連通されており、攪
拌槽ｌＯから検知法の懸濁液１１を排除する（第１図参
照）、３４は暗箱で、少なくとも攪拌槽ｌＯ１発光装２
１１８および受光装置２０を収容しており、外光の影響
を除去している。

３６は駆動手段１４と開閉弁２５．２７とに接続された
演算装置で、駆動手段１４から攪拌羽根１２の周速υあ
るいは回転数ｎが与えられ、かつ開閉弁２５．２７から
それぞれ懸濁液の供給量Ｍおよび凝集剤の供給量Ｎが与
えられており、これらの情報を用いて速度勾配Ｇ、を算
出している。すなわち演算装置コ５は、攪拌槽１０の容
ａ（ここではＭ十Ｎ）と懸濁液の粘性係数路および比重
ηと抗力係数Ｃと攪拌羽根１２の面ｖ１ａおよび周速υ
（すなわち回転数ｎ）とを用いて、速度勾配Ｇｔを と算出し、これを演算装ｆｉ１３６に向けて出力してい
る（第１図参照）。

加えて第２図および第３図を参照しつつ、検知装置＋：
ｌＯの作用について、詳細に説明する。

開閉弁３２を開放し排水管３０を介して攪拌槽１０内に
残留する懸濁液１１を排除したのち、開閉弁３２を閉鎖
する。

開閉弁２５を所定時間だけ開放し、供給管２４を介して
懸濁液の供給源（図示せず）から、所定量Ｍ（たとえば
ｌ見）の懸濁液を攪拌槽１０内に供給する。

攪拌槽１０内への懸濁液の供給が完了すると、時刻ｔ１
において駆動手段たとえば電動モータ■４により攪拌羽
根Ｉ２が急速回転すなわち高速度て回転され始める。

そののち時刻ｔえにおいて開閉弁２７を所定時間だけ開
放することにより、所定量Ｎの凝集剤が。

凝集剤供給源２８から凝集剤供給管２６を介して攪拌槽
ｌＯに対し注入される。！２集剤としては、ポリアルミ
ニウムクロライドなどの既知の凝集剤を所望に応じて使
用すればよい、ここでＮは、たとえばＮ／　（Ｍ＋Ｎ）
が凝集剤供給管！１１４４による凝集剤の注入率ＷＡｌ
となるように適宜に設定されている。

攪拌羽根１２の急速回転の開始に先立つて１発光Ｓ装置
１８．受光装置２０および測定装置２２が始動されてお
り、攪拌槽１０内の懸濁液を介して透過光の受光光量Ｉ
を測定している。

時刻ｔ２すなわち凝集剤が供給される時刻までの受光光
量ｌは、懸濁液に含有されている浮遊物の初期濃度Ｗ□
に対応して一定値Ｉばτ）となっている０時刻ｔ２にお
いて凝集剤が所定量Ｎだけ注入されると、懸濁液ｌｌ内
で凝集体すなわちフロック１７が徐々に形成され、かつ
懸濁液１１が攪拌槽ＩＯ内で急速に攪拌移動されている
ので、受光装置２０の受光光量■が緩慢に増大する。

時刻ｔユにおいて、攪拌羽根１２が緩速回転すなわち低
速度で回転され始めると、更に懸濁液Ｉｆ内で凝集体す
なわちフロック１７が形成されてその径ｄが漸次増大し
、かつ懸濁液ＩＩが攪拌槽１０内で緩速に攪拌移動され
ているので、受光波′ａ２０の受光光Ｑｔが小刻みに増
減しながら全体として増大する。

時刻ｔ４に達すると、懸濁液１１内で凝集体すなわちフ
ロック１７が十分に！！２集されそのＩｄが変化しなく
なり、かつ懸濁液１１が攪拌槽ｌＯ内で緩速に攪拌移動
されているので、受光装置２０の受光光量■が平坦化し
凝集体すなわちフロック１７の通過に伴なって所定値！
、および■□間で周期的に変動するようになる。このと
きの変動周期が、Ｆとして第３図に示されている。

更に時刻ｔ５において、攪拌羽根１２の回転を停止して
緩速攪拌を停止せしめると、懸濁液１１内で形成された
凝集体すなわちフロック１７が沈降を開始するので、受
光装置２０の受光光量Ｉが小刻みに増減しつつ１時刻ｔ
６においてほぼ一定の値ｔｒ（τ）に達する０時刻ｔ６
以降では、懸濁液ｌｌ中の凝集体すなわち７０ツクＩ７
がもはや沈降しないので、受光光量■は一定の値Ｉｒ（
τ）を維持する。

たとえばｌ見の真水にカオリン２５１ｇを添加したカオ
リン懸濁液を用い、かつポリアルミニウムクロライトを
１５■ｇ／ｌの注入率となるように注入した場合の受光
装置２０による受光光量■を測定装置２２で測定したと
ころ、第３図のとおりであった。

測定装置２２は、受光装置２０によって受光された光量
すなわち受光光９１より、攪拌羽根１２による°緩速攪
拌の開始時刻ｔ３から平坦化が開始する時刻１＜　　（
すなわち凝集体１７の形成が完了する時刻）までの時間
を測定し、凝集体形成時間Ｔｔとして演算装ｆｉ１３６
に対し送出している（第１図参照）。

また演算装置コロが、上述したところによって懸濁液１
１の速度勾配ａｔを算出し、演算装ｇ１１３Ｇに対して
送出している（第１図参照）。

上述では速度勾配ＧＬおよび凝集体形成時間Ｔｔが検知
装ｆｉ１３０に３いて単に検知されているのみであるが
、これを以下のように適正化すれば凝集体形成池１１２
の攪拌制御を一層効率化できる。

すなわち演算装置３６を、第４図に示すように測定装置
２２および開閉弁２５．２７にも接続しておき、上述に
加え受光光量１．（τ）と受光光量■の変動幅Δ■およ
び変動周期Ｆと懸濁液の供給量Ｍと凝集剤の供給ｉＮな
どの所要情報とを与える。これにより演算装置３６に、
凝集体すなわちフロックＩ７の形成状態を判断するに有
用なパラメータを算出せしめる。

換言すれば＠算装２２３６は、受光光量■の変動幅△Ｉ
（ボルト）と定数αとを用いて凝集体すなわちフロック
１７の径ｄ（ｃｍ）を ｄ＝αΔ■ と算出し、受光光Ｂｉの変動周期Ｆ（秒）と攪拌羽根１
２の周速υ（１７秒）あるいは回転数ｎ（１／秒）と定
数β、β°を用いて凝集体すなわちフロック１７の数Ｎ
ｂ（１／ａｍ３）をと算出し、凝集体すなわちフロック
１７の径ｄ（ｃｍ）および数Ｎｂ（１／ｃ■３）と定数
εとを用いて凝集体すなわちフロック１７の体１Ｖ（ｃ
ｍコ）を■＝εｄ’　　Ｎｂ と算出し、°受光光１ｉｆｔ（τ）（ボルト）より求め
た懸濁液の浮遊物の初期濃度Ｗ。（■ｇ／立）と供給１
１Ｍ、Ｎより求めた凝集剤の注入率Ｗ　Ａ＋　（■ｇｉ
ｎ）と凝集体すなわちフロック１７の径ｄ　（ｃｍ）お
よび数Ｎｂ（１７０膳３）と定数γと凝集剤に固有の係
数ａとを用いて凝集体すなわちフロック１７の有効密度
ρ（ｇ／ｃｍ′３）　　を と算出して３す、更に所望によっては、時間Ｔと定数δ
とを用いて凝集体すなわちフロック１７の沈降速度Ｓ　
（ｃｍ／分）を と算出し、受光光量ｘｒ（τ）と定数入とを用いて凝集
体すなわちフロック１７の沈降したのちの上澄水濁度τ
（度）を τ＝入■ｔｃτ） と算出している。ここで演算装置３６の算出したパラメ
ータと凝集体すなわちフロック１７の実際の凝集状態と
の関係は、径ｄあるいは数Ｎｂ２体植Ｖ。

有効密度ρ、沈沈降速度Ｓ上上澄水濁度の順で緊密とな
っているので、凝集体すなわちフロック１７の凝集状態
を精密に検知することが所望であれば後者のパラメータ
を利用すればよく、更にその凝集状態を一層精密に検知
することが所望であれば複数のパラメータを組合せて利
用すればよい。ちなみに演算装置３６は、利用しないパ
ラメータを算出しない構成としてもよい。

更に演算装置３６は、所望により凝集体すなわちフロッ
ク１７の径ｄ、数Ｎｂ、体ｇｖ、有効密度ρ、沈降速度
Ｓおよび凝集体すなわちフロック１７の沈降したのちの
上澄水濁度τのうちの少なくとも１つをそのときの速度
勾配Ｇ、に対して順次記憶しておき、速度勾配Ｇｔの適
正値（すなわち適正速度勾配）Ｇ♂を算出している。す
なわち演算装ｆａ３６は、速度勾配ＧＬの変化に対し、
凝集体すなわちフロック１７の径ｄ９体２ｖ、数Ｎｂ、
有効密度ρあるいは沈降速度Ｓの変化が急峻となり始め
、もしくは上澄水濁度τの変化が極小に接近するときに
対応して、速度勾配Ｇｔを適正速度勾配Ｇ♂と決定し、
これを演算装置１３６に対して出力すればよい（第１図
と第４図ないし第６図とを参照）、また演算装ｇｆ３６
は、受光光ｒｉＥから求めた凝集体形成時間Ｔｔのうち
適正速度勾配Ｇ♂に対応する凝集体形成時間ＴＬを適正
凝集体形成時間ＴＬ”と決定し、これを演算装置１１３
６に対して出力すればよい（第１図とｔ５４図ないし第
６図とを参照）。

この適正速度勾配Ｇ♂および適正凝集体形成時間ＴＬ′
を、それぞれ上述の速度勾配Ｇｔおよび凝集体形成時間
ＴＬとして使用すれば、凝集体形成池１１２の攪拌制御
を一層効率化できる。

なお第２図では、演算装置コロにおいて、！拌羽根１２
の周速Ｖから速度勾配Ｇ１を直接算出しているが、ここ
では を周速υとして利用して速度勾配Ｇｔを算出してもよい
。

第４図では、攪拌ｌ７ｅｔＯが１つだけ包有された検知
装置１３０について説明したが、これでは楽集状態の検
知に多大の時間を必要とし、ひいては適正速度勾配Ｇｔ
”および適正凝集体形成時間Ｔ♂の検知に手間取るので
、第７図に示すように複数（ここては４つ）の攪拌槽を
並置してもよい。

第７図の検知装置１３０は、懸濁液の供給Ｓ（図示せず
）、凝集剤供給源２８が共通化されており。

＠算装置コ８および制御装置４０が追加され、かつ演算
装置３６の機能の一部が演算装置コ８に分担せしめられ
ていることを除き、構成および作用は、第４図の検知装
とと実質的に同一であるので、共通化された部材および
追加された部材に関する以下の説明を除き、各部材に対
し第４図（ひいては第２図）の検知装置において付した
参照番号と同一の参照番号を付し、その詳細な説明を省
略する。参照番号には、並置された攪拌槽を区別するた
めにＡ、Ｂ、Ｃ，Ｄの符号が加えられている。開閉弁２
５Ａ、へ、２５Ｄおよび２７＾、〜、２７Ｄは、Ｗｌ拌
槽１０Ａ、〜。

１（１０中の懸濁液ＩＩ＾、〜、１１０に対するＪＪｌ
集剤の注入率を一致せしめるように適宜開放されている
。

演算装置３８は、測定袋ｆｉ２２Ａ、〜、２２Ｄおよび
演算装置３６Ａ、〜、３６Ｄに接続されており、演算装
置コロ＾。

〜、３６Ｄで算出された速度勾配Ｇ（のうちから凝集体
の形成状態を適正とする速度勾配Ｇｔを適正速度勾配Ｇ
Ｌ″と決定し、かつ演算装置３６Ａ、〜、３６Ｄで算出
された凝集体形成時間Ｔｔのうちからこの適正速度勾配
Ｇ♂に対応する凝集体形成時間Ｔｔを適正凝集体形成時
間ＴＬ”と決定し、適正速度勾配Ｇｔ”および適正凝集
体形成時間Ｔｔ”を演算装置１３６に向けて送出してい
る（第１図参照）、ここで制御装２１４０は、それぞれ
駆動手段１４Ａ、〜、　１４Ｄを介して攪拌羽根１２Ａ
、〜、　１２０を互いに異なる回転数ひいては周速で回
転せしめている。

なお上述においては、攪拌機１１：ｌＡ、〜、１１３ｃ
の回転数ｎＡ、〜、ｎ（を制御することによって！２集
体形成池１１２の攪拌制御を実行しているが１本発明は
、これに限定されるものではなく、攪拌機１１３Ａ、〜
、１１３Ｇの回転速度あるいは凝集体形成池１１２Ａ、
〜、１１２Ｃの容積などを制御することによって凝集体
形成池１１２の攪拌制御を達成してもよい。

（３）発明の効果 上述より明らかなように本発明にかかるｌ！２集体形成
池の第１の撹拌制御方法は、混和池で急速攪拌しつつ懸
濁液に対して凝集剤を注入したのち、凝集体形成池で緩
速攪拌することにより凝集体を形成せしめてなる凝集体
形成池の撹拌制御方法において、 （ａ）前記混和池よりも上流で採取された懸濁液に対し
凝集剤を注入して攪拌槽内で攪拌する第１の工程と、 （ｂ）第１の工程よりも低下された攪拌速度において第
１の工程で凝集剤の注入された懸濁液を攪拌する第２の
工程と、 （ｃ）第２の工程における攪拌の速度勾配を求める第３
の工程と。

（ｄ）少なくとも第２の工程に際し、第１の工程で凝集
剤の注入された懸濁液を介して発光装置より受光装置に
与えられた受光光量を測定する第４の工程と、 （ｅ）第４の工程で測定された受光光量から第１の工程
で凝集剤の注入された懸濁液の凝集体形成時間を求める
第５の工程と。

（ｆ）前記混和池に対する懸濁液の供給量を検知する第
６の工程と。

（ｇ）第３の工程で求めた速度勾配と第５の工程で求め
た１！Ｊ集体形成時間とｔＩＳ８の工程で検知された懸
濁液の供給量と前記凝集体形成池の容積とを用いて前記
凝集体形成池における攪拌を制御する第７の工程と を備えてなるので。

（ｉ）試験者の目視観察ならびに経験を排除できる効果 を有し、また （ｉｉ）凝集体形成池の攪拌制御に所要の時間を短縮化
できる効果 を有する。

また本発明にかかる凝集体形成池の第２の撹拌制御方法
は、混和池で急速攪拌しつつ懸濁液に対して凝集剤を注
入したのち、凝集体形成池で緩速攪拌することにより凝
集体を形成せしめてなる凝集体形成池の撹拌制御方法に
おいて、 （ａ）前記混和池よりも上流で採取された懸濁液に対し
凝集剤を注入して攪拌槽内で攪拌するｒｔＳｌの工程と
。

（ｂ）第１の工程よりも低下された攪拌速度において第
１の工程で凝集剤の注入された懸濁液を攪拌する第２の
工程と、 （ｃ）第２の工程における撹拌の速度勾配を求める第３
の工程と。

（ｄ）少なくとも第２の工程に際し、第１の工程で凝集
剤の注入された懸濁液を介して発光装置より受光装置に
与えられた受光光量を測定する第４の工程と、 （ｅ）第４の工程で測定された受光光量から第１の工程
で凝集剤の注入された懸濁液の凝集状態を検知する第５
の工程と。

ＣＤ第３の工程で求められた速度勾配のうちから、！８
５の工程で検知された凝集状態を適正とする速度勾配を
適正速度勾配と決定する第６の工程と、 （ｇ）第６の工程で決定された適正速度勾配に対応して
第１の工程で凝集剤の注入された懸濁液の凝集体形成時
間を求め、適正！２１ｉ体形成時間とする第７の工程と
、（ｈ）＃２混料地に対する懸濁液の供給量を検知する
第８の工程と、 （ｉ）第６の工程で決定された適正速度勾配と第７の工
程で求められた適正凝集体形成時間と第８の工程で検知
された懸濁液の供給量と前記凝集体形成池の容積とを用
いて前記凝集体形成池における攪拌な制御する第９の工
程と を備えてなるので、上記（ｉ）（ｉｉ）の効果に加え（
ｉｉｉ）凝集体形成池の攪拌制御を高精度とできる効果 を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかる凝集体形成池の撹拌制御方法の
一実施例によって凝集体形成池の攪拌制御が実行されて
いる実際の懸濁液処理装置を示す断面図、第ｉ図は本発
明にかかる一実施例を実行するために速度勾配Ｇｔおよ
び凝集体形成時間ＴＬを検知する第１図の検知装置の一
例を具体的に示す断面図、第３図は第２図に示した検知
装置の動作を説明するための動作説明図、第４図は本発
明にかかる凝集体形成池の他の撹拌制御方法の一実施例
を実行するために適正速度勾配Ｇ♂および適正凝集体形
成時間Ｔ♂を検知する第１図の検知装置の一例を具体的
に示す断面図、第５図は第４図の検知装置で検知した凝
集体の径ｄ、数Ｎｂ１体積体積上び有効密度ρと速度勾
配Ｇｔとの関係を示すグラフ図、第６図は第４図の検知
装置で検知した上澄水濁度τ、凝集体の沈降速度Ｓおよ
び有効密度ρと速度勾配ＧＬとの間の関係を示すグラフ
図、第７図は第４図の検知装置を４つ並こした検知袋こ
を示す断面図である。 １０２・・・・・・・・・・・・・・・・・・着水井＋
０６・・・・・・・・・・・・・・・・・・混和池＋１
２・・・・・・・・・・・・・・・・・・凝集体形成池
＋１８・・・・・・・・・・・・・・・・・・沈澱池１
２０・・・・・・・・・・・・・・・・・・濾過池１３
０・・・・・・・・・・・・・・・・・・検知装置１３
５・・・・・・・・・・・・・・・・・・演算装置１３
８・・・・・・・・・・・・・・・・・・流量計１４０
・・−・・・・−・・・・・・・・・・回転数制御器１
４４・・・・・・・・・・・・・・・・・・凝集剤供給
装置ｌＯ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・攪
拌槽１１・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・懸
濁液Ｉ２・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・攪
拌羽根１４・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
駆動手段１６・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・出力軸１８・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・発光装置２０・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・受光装置２２・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・測定装置２４・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・供給管２５．２７・・・・・・・・・・・・・
・・・開閉弁２６・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・ａ増剤供給管２８・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・凝集剤供給源３０・・・・・・・・・・・
・・−・・・・・・排水管３２・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・開閉弁３４・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・暗箱３６．３８・・・・・・・・・
・・・・・・・演算装置４０・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・制御装置特許出願人　荏原インフィル
コ株式会社株式会社荏原総合研究所 代理人　　　弁理士　　　工　藤　　　隆　夫Ｇ％（＋
／秒） 第６図 Ｇ％　（１／秒）

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. （１）混和池で急速攪拌しつつ懸濁液に対して凝集剤を
   注入したのち、凝集体形成池で緩速攪拌することにより
   凝集体を形成せしめてなる凝集体形成池の攪拌制御方法
   において、 （ａ）前記混和池よりも上流で採取された懸濁液に対し
   凝集剤を注入して攪拌槽内で攪拌する第１の工程と、 （ｂ）第１の工程よりも低下された攪拌速度において第
   １の工程で凝集剤の注入された懸濁液を攪拌する第２の
   工程と、 （ｃ）第２の工程における攪拌の速度勾配を求める第３
   の工程と、 （ｄ）少なくとも第２の工程に際し、第１の工程で凝集
   剤の注入された懸濁液を介して発光装置より受光装置に
   与えられた受光光量を測定する第４の工程と、 （ｅ）第４の工程で測定された受光光量から第１の工程
   で凝集剤の注入された懸濁液の凝集体形成時間を求める
   第５の工程と、 （ｆ）前記混和池に対する懸濁液の供給量を検知する第
   ６の工程と、 （ｇ）第３の工程で求めた速度勾配と第５の工程で求め
   た凝集体形成時間と第６の工程で検知された懸濁液の供
   給量と前記凝集体形成池の容積とを用いて前記凝集体形
   成池における攪拌を制御する第７の工程と を備えてなることを特徴とする凝集体形成池の攪拌制御
   方法。
2. （２）混和池で急速攪拌しつつ懸濁液に対して凝集剤を
   注入したのち、凝集体形成池で緩速攪拌することにより
   凝集体を形成せしめてなる凝集体形成池の攪拌制御方法
   において、 （ａ）前記混和池よりも上流で採取された懸濁液に対し
   凝集剤を注入して攪拌槽内で攪拌する第１の工程と、 （ｂ）第１の工程よりも低下された攪拌速度において第
   １の工程で凝集剤の注入された懸濁液を攪拌する第２の
   工程と、 （ｃ）第２の工程における撹拌の速度勾配を求める第３
   の工程と、 （ｄ）少なくとも第２の工程に際し、第１の工程で凝集
   剤の注入された懸濁液を介して発光装置より受光装置に
   与えられた受光光量を測定する第４の工程と、 （ｅ）第４の工程で測定された受光光量から第１の工程
   で凝集剤の注入された懸濁液の凝集状態を検知する第５
   の工程と、 （ｆ）第３の工程で求められた速度勾配のうちから、第
   ５の工程で検知された凝集状態を適正とする速度勾配を
   適正速度勾配と決定する第６の工程と、 （ｇ）第６の工程で求められた適正速度勾配に対応して
   第１の工程で凝集剤の注入された懸濁液の凝集体形成時
   間を求め、適正凝集体形成時間とする第７の工程と、 （ｈ）前記混和池に対する懸濁液の供給量を検知する第
   ８の工程と、 （ｉ）第６の工程で決定された適正速度勾配と第７の工
   程で求められた適正凝集体形成時間と第８の工程で検知
   された懸濁液の供給量と前記凝集体形成池の容積とを用
   いて前記凝集体形成池における攪拌を制御する第９の工
   程と を備えてなることを特徴とする凝集体形成池の攪拌制御
   方法。
3. （３）（ｉ）第５の工程において、受光光量が平坦化し
   たときの変動周期および第２の工程における攪拌速度か
   ら凝集体の数を算出することにより、懸濁液の凝集状態
   を検知し、かつ （ｉｉ）第６の工程において、前記凝集体の数の変化が
   急峻となり始めるときに対応した速度勾配を適正速度勾
   配と決定してなることを特徴とする特許請求の範囲第（
   ２）項記載の凝集体形成池の攪拌制御方法。
4. （４）（ｉ）第５の工程において、受光光量が平坦化し
   たときの変動幅から凝集体の径を算出することにより、
   懸濁液の凝集状態を検知し、かつ （ｉｉ）第６の工程において、前記凝集体の径の変化が
   急峻となり始めるときに対応した速度勾配を適正速度勾
   配と決定してなることを特徴とする特許請求の範囲第（
   ２）項もしくは第（３）項記載の凝集体形成池の攪拌制
   御方法。
5. （５）（ｉ）第５の工程において、受光光量が平坦化し
   たときの変動周期および第２の工程における攪拌速度か
   ら凝集体の数を算出し、かつ受光光量が平坦化したとき
   の変動幅から凝集体の径を算出し、かつ 前記凝集体の数および径から凝集体の体積を算出するこ
   とにより、懸濁液の凝集状態を検知し、かつ （ｉｉ）第６の工程において、前記凝集体の数と径と体
   積との変化が急峻となり始めるときに対応した速度勾配
   を適正速度勾配と決定してなることを特徴とする特許請
   求の範囲第（２）項記載の凝集体形成池の攪拌制御方法
   。
6. （６）（ｉ）第５の工程において、受光光量が平坦化し
   たときの変動周期および第２の工程における攪拌速度か
   ら凝集体の数を算出し、かつ受光光量が平坦化したとき
   の変動幅から凝集体の径を算出し、かつ 前記凝集体の数および径と懸濁液の浮遊物濃度と凝集剤
   の注入率とから凝集体の有効密度を算出することにより
   、懸濁液の凝集状態を検知し、かつ （ｉｉ）第６の工程において、前記凝集体の数および径
   の変化が急峻となり始めかつ有効密度の変化が緩慢とな
   り始めるときに対応した速度勾配を適正速度勾配と決定
   してなることを特徴とする特許請求の範囲第（２）項記
   載の凝集体形成池の攪拌制御方法。
7. （７）（ｉ）第５の工程において、第２の工程における
   攪拌が停止されたのちに受光光量が平坦化したときの受
   光光量から凝集体が沈澱されたのちの上澄水濁度を算出
   することにより、懸濁液の凝集状態を検知し、 かつ （ｉｉ）第６の工程において、上澄水濁度の変化が極小
   となり始めるときに対応した速度勾配を適正速度勾配と
   決定してなることを特徴とする特許請求の範囲第（２）
   項記載の凝集体形成池の撹拌制御方法。
8. （８）（ｉ）第５の工程において、第２の工程における
   攪拌が停止されたときから受光光量が平坦化するまでの
   時間から凝集体の沈降速度を算出することにより、懸濁
   液の凝集状態を検知し、かつ （ｉｉ）第６の工程において、凝集体の沈降速度の変化
   が急峻となり始めるときに対応した速度勾配を適正速度
   勾配と決定してなることを特徴とする特許請求の範囲第
   （２）項記載の凝集体形成池の攪拌制御方法。