特開2023-66969汚泥処理システム、制御装置、汚泥処理方法およびプログラム
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023066969
(43)【公開日】2023-05-16
(54)【発明の名称】汚泥処理システム、制御装置、汚泥処理方法およびプログラム
(51)【国際特許分類】
C02F 11/14 20190101AFI20230509BHJP
【ＦＩ】
C02F11/14 ZAB
【審査請求】未請求
【請求項の数】12
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021177868
(22)【出願日】2021-10-29
(71)【出願人】
【識別番号】000004400
【氏名又は名称】オルガノ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100123788
【弁理士】
【氏名又は名称】宮崎 昭夫
(74)【代理人】
【識別番号】100127454
【弁理士】
【氏名又は名称】緒方 雅昭
(72)【発明者】
【氏名】菊地 凱
(72)【発明者】
【氏名】木田 卓
(72)【発明者】
【氏名】松元 洋一
【テーマコード（参考）】
4D059
【Ｆターム（参考）】
4D059AA03
4D059BE25
4D059BE37
4D059BE57
4D059BE59
4D059BJ00
4D059CC01
4D059DB11
4D059EA01
4D059EA20
4D059EB11
(57)【要約】
【課題】最適な添加量の凝集剤を容易に添加することができる。
【解決手段】被処理汚泥が流入する水槽１００と、水槽１００に貯留された汚泥に凝集剤を添加する添加装置２００と、添加装置２００から凝集剤が添加された汚泥中の凝集物の状態を取得するセンサ４００と、センサ４００が取得した凝集物の状態を示す凝集指標を算出し、添加装置２００が添加する凝集剤の添加量を変化させたときの凝集指標の変化量に基づいて、添加装置２００が添加する凝集剤の添加量を制御する制御装置５００とを有する。
【選択図】図１
【解決手段】被処理汚泥が流入する水槽１００と、水槽１００に貯留された汚泥に凝集剤を添加する添加装置２００と、添加装置２００から凝集剤が添加された汚泥中の凝集物の状態を取得するセンサ４００と、センサ４００が取得した凝集物の状態を示す凝集指標を算出し、添加装置２００が添加する凝集剤の添加量を変化させたときの凝集指標の変化量に基づいて、添加装置２００が添加する凝集剤の添加量を制御する制御装置５００とを有する。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
被処理汚泥が流入する水槽と、
前記水槽に貯留された汚泥に凝集剤を添加する添加装置と、
前記添加装置から前記凝集剤が添加された汚泥中の凝集物の状態を取得するセンサと、
前記センサが取得した前記凝集物の状態を示す凝集指標を算出し、前記添加装置が添加する前記凝集剤の添加量を変化させたときの前記凝集指標の変化量に基づいて、前記添加装置が添加する前記凝集剤の添加量を制御する制御装置とを有する汚泥処理システム。
前記水槽に貯留された汚泥に凝集剤を添加する添加装置と、
前記添加装置から前記凝集剤が添加された汚泥中の凝集物の状態を取得するセンサと、
前記センサが取得した前記凝集物の状態を示す凝集指標を算出し、前記添加装置が添加する前記凝集剤の添加量を変化させたときの前記凝集指標の変化量に基づいて、前記添加装置が添加する前記凝集剤の添加量を制御する制御装置とを有する汚泥処理システム。
【請求項2】
請求項１に記載の汚泥処理システムにおいて、
前記水槽へ流入する被処理汚泥の汚泥濃度を測定する濃度計を有し、
前記制御装置は、前記濃度計が測定した汚泥濃度の単位時間における変化量と、前記凝集指標の変化量とに基づいて、前記添加装置が添加する前記凝集剤の添加量を制御する汚泥処理システム。
前記水槽へ流入する被処理汚泥の汚泥濃度を測定する濃度計を有し、
前記制御装置は、前記濃度計が測定した汚泥濃度の単位時間における変化量と、前記凝集指標の変化量とに基づいて、前記添加装置が添加する前記凝集剤の添加量を制御する汚泥処理システム。
【請求項3】
請求項２に記載の汚泥処理システムにおいて、
前記制御装置は、前記濃度計が測定した汚泥濃度の単位時間における変化量が所定の第１の閾値を超えた場合、前記濃度計が測定した汚泥濃度の変化に基づいて、前記添加装置が添加する前記凝集剤の添加量を制御する汚泥処理システム。
前記制御装置は、前記濃度計が測定した汚泥濃度の単位時間における変化量が所定の第１の閾値を超えた場合、前記濃度計が測定した汚泥濃度の変化に基づいて、前記添加装置が添加する前記凝集剤の添加量を制御する汚泥処理システム。
【請求項4】
請求項１から３のいずれか１項に記載の汚泥処理システムにおいて、
前記制御装置は、前記凝集剤の添加量を変化させたときの前記添加量の変化量に対する前記凝集指標の変化量の割合である凝集変化量と所定の第２の閾値とを比較し、前記凝集変化量が前記第２の閾値を超える場合、前記添加装置が添加する前記凝集剤の添加量を増加させ、前記凝集変化量が前記第２の閾値以下である場合、前記添加装置が添加する前記凝集剤の添加量を減少させる汚泥処理システム。
前記制御装置は、前記凝集剤の添加量を変化させたときの前記添加量の変化量に対する前記凝集指標の変化量の割合である凝集変化量と所定の第２の閾値とを比較し、前記凝集変化量が前記第２の閾値を超える場合、前記添加装置が添加する前記凝集剤の添加量を増加させ、前記凝集変化量が前記第２の閾値以下である場合、前記添加装置が添加する前記凝集剤の添加量を減少させる汚泥処理システム。
【請求項5】
請求項１から４のいずれか１項に記載の汚泥処理システムにおいて、
前記センサは、前記汚泥の画像を撮像する画像センサであり、
前記制御装置は、前記画像センサが撮像した画像から前記汚泥中の凝集物の特徴量を前記凝集指標として算出する汚泥処理システム。
前記センサは、前記汚泥の画像を撮像する画像センサであり、
前記制御装置は、前記画像センサが撮像した画像から前記汚泥中の凝集物の特徴量を前記凝集指標として算出する汚泥処理システム。
【請求項6】
被処理汚泥が流入する水槽に添加装置が凝集剤を添加した汚泥中の凝集物の状態を取得するセンサが取得した前記凝集物の状態を示す凝集指標を算出する指標算出部と、
前記添加装置が添加する前記凝集剤の添加量を変化させたときの前記凝集指標の変化量に基づいて、前記添加装置が添加する前記凝集剤の添加量を制御する添加量制御部とを有する制御装置。
前記添加装置が添加する前記凝集剤の添加量を変化させたときの前記凝集指標の変化量に基づいて、前記添加装置が添加する前記凝集剤の添加量を制御する添加量制御部とを有する制御装置。
【請求項7】
請求項６に記載の制御装置において、
前記添加量制御部は、前記水槽へ流入する被処理汚泥の汚泥濃度の単位時間における変化量と、前記凝集指標の変化量とに基づいて、前記添加装置が添加する前記凝集剤の添加量を制御する制御装置。
前記添加量制御部は、前記水槽へ流入する被処理汚泥の汚泥濃度の単位時間における変化量と、前記凝集指標の変化量とに基づいて、前記添加装置が添加する前記凝集剤の添加量を制御する制御装置。
【請求項8】
請求項７に記載の制御装置において、
前記添加量制御部は、前記汚泥濃度の単位時間における変化量が所定の第１の閾値を超えた場合、前記汚泥濃度の変化に基づいて、前記添加装置が添加する前記凝集剤の添加量を制御する制御装置。
前記添加量制御部は、前記汚泥濃度の単位時間における変化量が所定の第１の閾値を超えた場合、前記汚泥濃度の変化に基づいて、前記添加装置が添加する前記凝集剤の添加量を制御する制御装置。
【請求項9】
請求項６から８のいずれか１項に記載の制御装置において、
前記添加量制御部は、前記凝集剤の添加量を変化させたときの前記添加量の変化量に対する前記凝集指標の変化量の割合である凝集変化量と所定の第２の閾値とを比較し、前記凝集変化量が前記第２の閾値を超える場合、前記添加装置が添加する前記凝集剤の添加量を増加させ、前記凝集変化量が前記第２の閾値以下である場合、前記添加装置が添加する前記凝集剤の添加量を減少させる制御装置。
前記添加量制御部は、前記凝集剤の添加量を変化させたときの前記添加量の変化量に対する前記凝集指標の変化量の割合である凝集変化量と所定の第２の閾値とを比較し、前記凝集変化量が前記第２の閾値を超える場合、前記添加装置が添加する前記凝集剤の添加量を増加させ、前記凝集変化量が前記第２の閾値以下である場合、前記添加装置が添加する前記凝集剤の添加量を減少させる制御装置。
【請求項10】
請求項６から９のいずれか１項に記載の制御装置において、
前記指標算出部は、前記センサが前記汚泥の画像を撮像する画像センサであり、前記画像センサが撮像した画像から前記汚泥中の凝集物の特徴量を前記凝集指標として算出する制御装置。
前記指標算出部は、前記センサが前記汚泥の画像を撮像する画像センサであり、前記画像センサが撮像した画像から前記汚泥中の凝集物の特徴量を前記凝集指標として算出する制御装置。
【請求項11】
被処理汚泥が流入する水槽に添加装置が凝集剤を添加した汚泥中の凝集物の状態を取得するセンサが取得した前記凝集物の状態を示す凝集指標を算出する処理と、
前記添加装置が添加する前記凝集剤の添加量を変化させたときの前記凝集指標の変化量に基づいて、前記添加装置が添加する前記凝集剤の添加量を制御する処理とを行う汚泥処理方法。
前記添加装置が添加する前記凝集剤の添加量を変化させたときの前記凝集指標の変化量に基づいて、前記添加装置が添加する前記凝集剤の添加量を制御する処理とを行う汚泥処理方法。
【請求項12】
コンピュータに、
被処理汚泥が流入する水槽に添加装置が凝集剤を添加した汚泥中の凝集物の状態を取得するセンサが取得した前記凝集物の状態を示す凝集指標を算出する手順と、
前記添加装置が添加する前記凝集剤の添加量を変化させたときの前記凝集指標の変化量に基づいて、前記添加装置が添加する前記凝集剤の添加量を制御する手順とを実行させるためのプログラム。
被処理汚泥が流入する水槽に添加装置が凝集剤を添加した汚泥中の凝集物の状態を取得するセンサが取得した前記凝集物の状態を示す凝集指標を算出する手順と、
前記添加装置が添加する前記凝集剤の添加量を変化させたときの前記凝集指標の変化量に基づいて、前記添加装置が添加する前記凝集剤の添加量を制御する手順とを実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、汚泥処理システム、制御装置、汚泥処理方法およびプログラムに関する。
【背景技術】
【0002】
汚泥を処理する方法の１つとして、水槽に貯留された汚泥に所定の凝集剤を添加し、凝集剤が添加された汚泥から水分を除去するため、脱水機を用いて脱水汚泥とろ液とに固液分離する方法が挙げられる。このような方法を用いる場合、汚泥に添加する凝集剤の添加量を制御する必要がある。例えば、汚泥中の凝集物を撮像し、撮像した凝集物の画像上での面積とあらかじめ設定された基準面積との比較に結果に基づいて、凝集剤の添加量を制御する技術が考えられている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１１－１８９３２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
特許文献１に記載されたような技術においては、基準面積をあらかじめ決めておかなければならない。また、添加量を制御するためにあらかじめ設定された基準を用いるため、汚泥の状況が変化した場合にその変化した状況に適した添加量を容易に算出することが困難となってしまう。そのため、最適な添加量の凝集剤を添加できないおそれがある。
【0005】
本発明の目的は、最適な添加量の凝集剤を容易に添加することができる汚泥処理システム、制御装置、汚泥処理方法およびプログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の汚泥処理システムは、
被処理汚泥が流入する水槽と、
前記水槽に貯留された汚泥に凝集剤を添加する添加装置と、
前記添加装置から前記凝集剤が添加された汚泥中の凝集物の状態を取得するセンサと、
前記センサが取得した前記凝集物の状態を示す凝集指標を算出し、前記添加装置が添加する前記凝集剤の添加量を変化させたときの前記凝集指標の変化量に基づいて、前記添加装置が添加する前記凝集剤の添加量を制御する制御装置とを有する。
被処理汚泥が流入する水槽と、
前記水槽に貯留された汚泥に凝集剤を添加する添加装置と、
前記添加装置から前記凝集剤が添加された汚泥中の凝集物の状態を取得するセンサと、
前記センサが取得した前記凝集物の状態を示す凝集指標を算出し、前記添加装置が添加する前記凝集剤の添加量を変化させたときの前記凝集指標の変化量に基づいて、前記添加装置が添加する前記凝集剤の添加量を制御する制御装置とを有する。
【0007】
また、本発明の制御装置は、
被処理汚泥が流入する水槽に添加装置が凝集剤を添加した汚泥中の凝集物の状態を取得するセンサが取得した前記凝集物の状態を示す凝集指標を算出する指標算出部と、
前記添加装置が添加する前記凝集剤の添加量を変化させたときの前記凝集指標の変化量に基づいて、前記添加装置が添加する前記凝集剤の添加量を制御する添加量制御部とを有する。
被処理汚泥が流入する水槽に添加装置が凝集剤を添加した汚泥中の凝集物の状態を取得するセンサが取得した前記凝集物の状態を示す凝集指標を算出する指標算出部と、
前記添加装置が添加する前記凝集剤の添加量を変化させたときの前記凝集指標の変化量に基づいて、前記添加装置が添加する前記凝集剤の添加量を制御する添加量制御部とを有する。
【0008】
また、本発明の汚泥処理方法は、
被処理汚泥が流入する水槽に添加装置が凝集剤を添加した汚泥中の凝集物の状態を取得するセンサが取得した前記凝集物の状態を示す凝集指標を算出する処理と、
前記添加装置が添加する前記凝集剤の添加量を変化させたときの前記凝集指標の変化量に基づいて、前記添加装置が添加する前記凝集剤の添加量を制御する処理とを行う。
被処理汚泥が流入する水槽に添加装置が凝集剤を添加した汚泥中の凝集物の状態を取得するセンサが取得した前記凝集物の状態を示す凝集指標を算出する処理と、
前記添加装置が添加する前記凝集剤の添加量を変化させたときの前記凝集指標の変化量に基づいて、前記添加装置が添加する前記凝集剤の添加量を制御する処理とを行う。
【0009】
また、本発明のプログラムは、
コンピュータに実行させるためのプログラムであって、
被処理汚泥が流入する水槽に添加装置が凝集剤を添加した汚泥中の凝集物の状態を取得するセンサが取得した前記凝集物の状態を示す凝集指標を算出する手順と、
前記添加装置が添加する前記凝集剤の添加量を変化させたときの前記凝集指標の変化量に基づいて、前記添加装置が添加する前記凝集剤の添加量を制御する手順とを実行させる。
コンピュータに実行させるためのプログラムであって、
被処理汚泥が流入する水槽に添加装置が凝集剤を添加した汚泥中の凝集物の状態を取得するセンサが取得した前記凝集物の状態を示す凝集指標を算出する手順と、
前記添加装置が添加する前記凝集剤の添加量を変化させたときの前記凝集指標の変化量に基づいて、前記添加装置が添加する前記凝集剤の添加量を制御する手順とを実行させる。
【発明の効果】
【0010】
本発明においては、最適な添加量の凝集剤を容易に添加することができる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【0013】
図１は、本発明の汚泥処理システムの実施の一形態を示す図である。本形態における汚泥処理システムは図１に示すように、水槽１００と、添加装置２００と、凝集剤貯槽２１０と、濃度計３００と、センサ４００と、制御装置５００とを有する。
【0014】
水槽１００は、処理対象となる被処理汚泥が流入し、流入された被処理汚泥を貯留する貯留槽である。被処理汚泥は、下水処理場の処理過程や工場の廃液処理工程で生じる、有機物や無機物の最終生成物が凝集してできた泥状の物質が含まれるものである。また、被処理汚泥は廃棄物であるため、そのまま使用できない。そのため、被処理汚泥に対して、例えば、凝集剤を添加して行う凝集処理や、脱水機を用いた圧搾や遠心分離などの脱水処理により、被処理汚泥から脱水汚泥を取り除き、再利用可能な液体を取得する。脱水汚泥は、含水率がより低い状態が望ましく、廃棄物として処理、または肥料などに再利用される。水槽１００は、所定の容量を持つ。添加装置２００は、水槽１００に貯留された汚泥に凝集剤貯槽２１０に貯められた凝集剤を添加する。添加装置２００は、制御装置５００からの指示に基づいた添加量の凝集剤を凝集剤貯槽２１０から水槽１００に貯留された汚泥に添加する。濃度計３００は、水槽へ流入する被処理汚泥の汚泥濃度を測定する。濃度計３００は、被処理汚泥の汚泥濃度を測定できるものであれば特に限定しないが、ＳＳ（Ｓｕｓｐｅｎｄｅｄ Ｓｏｌｉｄｓ）計であることが好ましい。濃度計３００は、測定した値を制御装置５００へ出力する。センサ４００は、水槽１００に貯留された汚泥に添加装置２００から凝集剤が添加された汚泥中の凝集物（フロック）の状態を取得する。センサ４００は、例えば、汚泥の画像を撮像する非接液の画像センサ（カメラ）であっても良い。センサ４００は、赤外線センサであることが好ましい。センサ４００は、水槽１００内の汚泥の画像をあらかじめ設定された時間間隔以下の時間間隔で撮像するカメラ（例えば、継続的に撮像を行う動画撮像用カメラ）であっても良い。センサ４００は、取得（撮像）した画像を示す画像データを制御装置５００へ出力する。制御装置５００は、濃度計３００から出力されてきた濃度の値と、センサ４００が取得（撮像）した凝集物の状態とに基づいて、添加装置２００が凝集剤貯槽２１０から添加する凝集剤の添加量を制御する。なお、水槽１００に、処理汚泥を攪拌する攪拌部材が設けられていても良い。
【0015】
図２は、図１に示した制御装置５００の内部構成の一例を示す図である。図１に示した制御装置５００は図２に示すように、指標算出部５１０と、添加量制御部５２０とを有する。なお、図２には、図１に示した制御装置５００が有する構成要素のうち、本形態に関わる主要な構成要素のみを示した。
【0016】
指標算出部５１０は、センサ４００が取得した凝集物の状態を示す凝集指標を算出する。センサ４００が画像センサである場合、指標算出部５１０は、画像センサが撮像した画像から水槽１００内の汚泥中の凝集物の特徴量を凝集指標として算出する。ここで、指標算出部５１０は、画像センサが撮像した画像から、水槽１００内の汚泥に含まれる浮遊物質の個数または粒子径または変位量を特徴量として算出する。例えば、指標算出部５１０は、画像センサが撮像した画像（動画）に対して、Ｍｏｔｉｏｎ Ｈｉｓｔｏｒｙ Ｉｍａｇｅ等の画像処理技術を用いて、フレーム間にて差異のある部分を白色に着色し、その着色した白点のカウント数（変位量）を特徴量として算出しても良い。また、指標算出部５１０は、Ｏｐｔｉｃａｌ ｆｌｏｗ等の画像処理技術を用いて、水槽１００内の汚泥中のフロックのフローを可視化し、フローの幅を測定して粒子径を特徴量として算出しても良い。または、センサ４００が画像センサである場合、指標算出部５１０は、画像センサが撮像した画像から水槽１００内の汚泥中の凝集物のエッジ数を凝集指標として算出する。ここで、指標算出部５１０は、画像センサが撮像した画像中の互いに隣接する画素の色差（例えば、ＲＧＢの値の差）が閾値以上である画素を凝集物のエッジとして検出し、その検出されたエッジの数（画素数）を凝集指標として算出しても良い。または、センサ４００が画像センサである場合、指標算出部５１０は、画像センサが撮像した画像から水槽１００内の汚泥中の凝集物の面積を凝集指標として算出しても良い。または、センサ４００が画像センサである場合、指標算出部５１０は、画像センサが撮像した画像から水槽１００内の汚泥中の凝集物の個数を凝集指標として算出しても良い。また、センサ４００が画像センサである場合、指標算出部５１０は、画像センサが撮像した画像から水槽１００内の汚泥中の凝集物のエッジ数と面積と個数との任意の組み合わせを凝集指標として算出しても良い。
【0017】
添加量制御部５２０は、添加装置２００が添加する凝集剤の添加量を変化させたときの、指標算出部５１０が算出した凝集指標の変化量に基づいて、添加装置２００が添加する凝集剤の添加量を制御する。具体的には、添加量制御部５２０は、添加装置２００が添加する凝集剤の添加量を変化させたときの凝集指標の変化量と、添加装置２００が添加する凝集剤の添加量の変化量とに基づいて、添加装置２００が添加する凝集剤の添加量を制御する。さらに具体的には、添加量制御部５２０は、添加装置２００が添加する凝集剤の添加量の変化量に対する凝集指標の変化量の割合である凝集変化量と、あらかじめ設定された閾値（第２の閾値）とを比較する。そして、添加量制御部５２０は、その比較の結果に基づいて、添加装置２００が添加する凝集剤の添加量を制御する。凝集変化量Ｖnは、以下に示す（式１）で算出される。
【0018】
【数1】
【0019】
（式１）において、Ｃnは凝集指標である。Ｃn-1は凝集剤の添加量の変更前の凝集指標である。また、Ｐnは凝集剤の添加量である。Ｐn-1は凝集剤の添加量の変更前の凝集剤の添加量である。
【0020】
凝集変化量Ｖnがあらかじめ設定された閾値以下である場合、添加量制御部５２０は、添加装置２００が添加する凝集剤の添加量を減らす制御を行う。一方、凝集変化量Ｖnがあらかじめ設定された閾値を超える場合、添加量制御部５２０は、添加装置２００が添加する凝集剤の添加量を増やす制御を行う。
【0021】
また、添加量制御部５２０は、濃度計３００から出力されてきた値である汚泥濃度の単位時間における変化量と、算出した凝集指標の変化量とに基づいて、添加装置２００が添加する凝集剤の添加量を制御する。具体的には、添加量制御部５２０は、濃度計３００から出力されてきた値である汚泥濃度の単位時間における変化量である濃度変化量を算出する。添加量制御部５２０は、濃度変化量があらかじめ設定された閾値（第１の閾値）を超える場合、濃度が高くなる方へ変化しているのであれば、添加装置２００が添加する凝集剤の添加量を増やす制御を行う。一方、添加量制御部５２０は、濃度変化量があらかじめ設定された閾値を超える場合、濃度が低くなる方へ変化しているのであれば、添加装置２００が添加する凝集剤の添加量を減らす制御を行う。また、添加量制御部５２０は、濃度変化量があらかじめ設定された閾値以下である場合、上述した凝集指標に基づいた添加量の制御を行う。
【0022】
以下に、図１に示した汚泥処理システムにおける汚泥処理方法について説明する。図３Ａ，３Ｂは、図１に示した汚泥処理システムにおける汚泥処理方法のうちの凝集指標に基づいた添加量の制御方法の一例を説明するためのフローチャートである。
【0023】
まず、添加装置２００が水槽１００に凝集剤貯槽２１０から凝集剤を添加量Ｐn-1で添加する（ステップＳ１）。あらかじめ設定された時間が経過した後（ステップＳ２）、制御装置５００の指標算出部５１０が、センサ４００が取得した水槽１００内の汚泥中の凝集物の状態から凝集指標Ｃn-1を算出する（ステップＳ３）。その後、添加装置２００が水槽１００に凝集剤貯槽２１０から凝集剤を添加量Ｐnで添加する（ステップＳ４）。あらかじめ設定された時間が経過した後（ステップＳ５）、制御装置５００の指標算出部５１０が、センサ４００が測定した水槽１００内の汚泥中の凝集物の状態から凝集指標Ｃnを算出する（ステップＳ６）。すると、制御装置５００の指標算出部５１０が、（式１）を用いて、凝集変化量Ｖnを算出する（ステップＳ７）。なお、凝集変化量Ｖnの算出は、指標算出部５１０ではなく、添加量制御部５２０が行っても良い。
【0024】
制御装置５００の添加量制御部５２０は、算出された凝集変化量Ｖnがあらかじめ設定された閾値を超えているかどうかを判定する（ステップＳ８）。凝集変化量Ｖnがあらかじめ設定された閾値を超える値である場合、添加量制御部５２０は、添加装置２００から添加する凝集剤の量を増やす（ステップＳ９）。添加量制御部５２０は、量を増やした添加量Ｐn+1の凝集剤を凝集剤貯槽２１０から添加するように添加装置２００を制御する（ステップＳ１０）。一方、ステップＳ８にて、凝集変化量Ｖnがあらかじめ設定された閾値以下である場合、添加量制御部５２０は、添加装置２００から添加する凝集剤の量を減らす（ステップＳ１１）。添加量制御部５２０は、量を減らした添加量Ｐn+1の凝集剤を凝集剤貯槽２１０から添加するように添加装置２００を制御する（ステップＳ１２）。その後、ステップＳ５の処理が行われる。なお、凝集剤の増やす量および減らす量は、あらかじめ設定された量であっても良いし、凝集変化量に応じて算出された量であっても良い。
【0025】
【0026】
添加量制御部５２０は、濃度計３００から出力されてきた値である汚泥濃度の単位時間における変化量である濃度変化量を算出する（ステップＳ２１）。添加量制御部５２０は、算出した濃度変化量があらかじめ設定された閾値を超えているかどうかを判定する（ステップＳ２２）。濃度変化量があらかじめ設定された閾値を超えている場合、添加量制御部５２０は、汚泥濃度が高くなる（増加する）方へ変化しているかどうかを判定する（ステップＳ２３）。汚泥濃度が高くなる（増加する）方へ変化している場合、添加量制御部５２０は、添加装置２００が凝集剤貯槽２１０から添加する凝集剤の添加量を増やす（ステップＳ２４）。そして、添加量制御部５２０は、増やした添加量の凝集剤を凝集剤貯槽２１０から添加するように添加装置２００を制御する（ステップＳ２５）。添加量の増やす量は、あらかじめ設定された量であっても良いし、汚泥濃度の変化量に応じて算出された量であっても良い。
【0027】
一方、ステップＳ２３にて、汚泥濃度が低くなる（減少する）方へ変化している場合、添加量制御部５２０は、添加装置２００が凝集剤貯槽２１０から添加する凝集剤の添加量を減らす（ステップＳ２６）。そして、添加量制御部５２０は、減らした添加量の凝集剤を凝集剤貯槽２１０から添加するように添加装置２００を制御する（ステップＳ２７）。添加量の減らす量は、あらかじめ設定された量であっても良いし、汚泥濃度の変化量に応じて算出された量であっても良い。
【0028】
また、ステップＳ２２にて、濃度変化量があらかじめ設定された閾値以下である場合、添加量制御部５２０は、図３Ａ，３Ｂに示したフローチャートを用いて説明した凝集指標に基づいた添加量の制御を行う（ステップＳ２８）。
【0029】
なお、図３Ａ，３Ｂに示したフローチャートを用いて説明した凝集指標に基づいた添加量の制御が行われている間でも、ステップＳ２１，Ｓ２２の処理は行われており、濃度変化量が閾値を超えると、ステップＳ２３～Ｓ２７の処理が図３Ａ，３Ｂに示したフローチャートを用いて説明した凝集指標に基づいた添加量の制御よりも優先して行われる。
【0030】
このように本形態においては、制御装置５００は、水槽１００内の汚泥に添加する凝集剤の添加量を変化させたときの、変化前と変化後とでの凝集指標の変化量に基づいて、添加する凝集剤の添加量を制御する。そのため、添加量の基準値や基準範囲を設けるためのデータ収集等の作業を必要とせず、汚泥性状の変化にも迅速に対応することができる。また、既設の混和槽内の凝集物を撮像すれば、添加量の制御が可能であり、増設のコストやスペースを必要としない。つまり、凝集剤を添加したときの凝集物の状態の変化に適した凝集剤の添加量を容易に制御することができる。さらに、制御装置５００は、汚泥の濃度の変化量に応じて、汚泥濃度と凝集指標とに基づいた凝集剤の添加量の制御を行う。これにより、汚泥濃度が急激に変化した場合、その変化に迅速に対応することができる。なお、汚泥濃度に基づいた制御として、汚泥濃度に応じて凝集剤添加量を規定値へ変化させる方法を適用しても良い。汚泥濃度変化量が規定値を超えた場合に、凝集剤添加量を規定値だけ変化させることが好ましい。これにより、汚泥濃度が変化した際に、凝集剤添加量をリセットするのではなく、それまでの凝集剤添加量をベースに添加量を変化させるため、より適切かつ迅速に汚泥濃度の変化に対応できる。
（適用例）
（適用例）
【0031】
図５は、本発明の汚泥処理システムの適用例を示す図である。本適用例は図５に示すように、反応槽１１０と、添加装置２０１，２０２と、カチオン高分子凝集剤貯槽２１１と、アニオン高分子凝集剤貯槽２１２と、濃度計３００と、センサ４００と、制御装置５００と、脱水機６００とを有する。濃度計３００、センサ４００および制御装置５００それぞれは、図１に示した実施の形態におけるものとそれぞれ同じものである。
【0032】
反応槽１１０は、図１に示した形態における水槽１００に相当する。反応槽１１０には、被処理汚泥が貯留される。添加装置２０１は、制御装置５００からの指示に基づいて、カチオン高分子凝集剤貯槽２１１から凝集剤を反応槽１１０に貯留された汚泥に添加する。添加装置２０２は、制御装置５００からの指示に基づいて、アニオン高分子凝集剤貯槽２１２から凝集剤を反応槽１１０に貯留された汚泥に添加する。脱水機６００は、反応槽１１０で処理された汚泥に脱水をかけて、ろ液と脱水汚泥とに分離させて排出する。なお、反応槽１１０と脱水機６００とが一体化されていても良い。脱水機６００は、スクリュープレス型や多重円盤型など多くの種類があるが、特に限定しない。
【0033】
以下に、本発明を実施したときの結果について記載する。
（実施例１）
（実施例１）
【0034】
・試験方法
汚泥処理装置において、模擬汚泥とカチオン高分子凝集剤およびアニオン高分子凝集剤とを反応槽に供給し、反応槽に設置した画像センサが取得した凝集物のエッジ数の変化量に基づいて、添加量が自動制御されたカチオン高分子凝集剤とアニオン高分子凝集剤とを添加してカチオン高分子凝集剤の濃度および脱水汚泥の含水率を測定した。カチオン高分子凝集剤とアニオン高分子凝集剤との添加濃度の比率は５対１で一定とした。
・試験条件
模擬汚泥（汚泥濃度１％）：乾燥おから（神戸食品産業）８．２ｇ／Ｌ、純正こうじみそ（マルサンアイ株式会社）２４．１ｇ／Ｌ
汚泥処理装置：ヴァルート脱水機ＥＳ－０５１（アムコン株式会社）
汚泥供給量：５．５Ｌ／ｍｉｎ
カチオン高分子凝集剤：オルフロックＯＸ－３０７（オルガノ株式会社）
アニオン高分子凝集剤：オルフロックＯＡ－１２Ｈ（オルガノ株式会社）
脱水汚泥含水率測定器：加熱乾燥式水分計ＭＸ－５０（株式会社エー・アンド・デイ）
・試験結果
試験結果を表１に示す。表１に示すように、汚泥濃度の変化に応じてカチオン高分子凝集剤濃度が変化し、含水率も８０％前後で安定していた。すなわち、凝集物のエッジ数を凝集指標とした凝集指標の変化量に基づいた自動制御を用いることで、汚泥濃度の変化に応じて、凝集剤添加量を増減することができた。
（実施例２）
汚泥処理装置において、模擬汚泥とカチオン高分子凝集剤およびアニオン高分子凝集剤とを反応槽に供給し、反応槽に設置した画像センサが取得した凝集物のエッジ数の変化量に基づいて、添加量が自動制御されたカチオン高分子凝集剤とアニオン高分子凝集剤とを添加してカチオン高分子凝集剤の濃度および脱水汚泥の含水率を測定した。カチオン高分子凝集剤とアニオン高分子凝集剤との添加濃度の比率は５対１で一定とした。
・試験条件
模擬汚泥（汚泥濃度１％）：乾燥おから（神戸食品産業）８．２ｇ／Ｌ、純正こうじみそ（マルサンアイ株式会社）２４．１ｇ／Ｌ
汚泥処理装置：ヴァルート脱水機ＥＳ－０５１（アムコン株式会社）
汚泥供給量：５．５Ｌ／ｍｉｎ
カチオン高分子凝集剤：オルフロックＯＸ－３０７（オルガノ株式会社）
アニオン高分子凝集剤：オルフロックＯＡ－１２Ｈ（オルガノ株式会社）
脱水汚泥含水率測定器：加熱乾燥式水分計ＭＸ－５０（株式会社エー・アンド・デイ）
・試験結果
試験結果を表１に示す。表１に示すように、汚泥濃度の変化に応じてカチオン高分子凝集剤濃度が変化し、含水率も８０％前後で安定していた。すなわち、凝集物のエッジ数を凝集指標とした凝集指標の変化量に基づいた自動制御を用いることで、汚泥濃度の変化に応じて、凝集剤添加量を増減することができた。
【表1】
【0035】
・試験方法
汚泥処理装置において、模擬汚泥とカチオン高分子凝集剤およびアニオン高分子凝集剤とを反応槽に供給し、反応槽に設置した画像センサが取得した凝集物の面積の変化量に基づいて、添加量が自動制御されたカチオン高分子凝集剤とアニオン高分子凝集剤とを添加してカチオン高分子凝集剤の濃度および脱水汚泥の含水率を測定した。カチオン高分子凝集剤とアニオン高分子凝集剤との添加濃度の比率は５対１で一定とした。
・試験条件
実施例１と同じである。
・試験結果
試験結果を表２に示す。表２に示すように、汚泥濃度の変化に応じてカチオン高分子凝集剤濃度が変化し、含水率も８０％前後で安定していた。すなわち、凝集物の面積を凝集指標とした凝集指標の変化量に基づいた自動制御を用いることで、汚泥濃度の変化に応じて、凝集剤添加量を増減することができた。
（実施例３）
汚泥処理装置において、模擬汚泥とカチオン高分子凝集剤およびアニオン高分子凝集剤とを反応槽に供給し、反応槽に設置した画像センサが取得した凝集物の面積の変化量に基づいて、添加量が自動制御されたカチオン高分子凝集剤とアニオン高分子凝集剤とを添加してカチオン高分子凝集剤の濃度および脱水汚泥の含水率を測定した。カチオン高分子凝集剤とアニオン高分子凝集剤との添加濃度の比率は５対１で一定とした。
・試験条件
実施例１と同じである。
・試験結果
試験結果を表２に示す。表２に示すように、汚泥濃度の変化に応じてカチオン高分子凝集剤濃度が変化し、含水率も８０％前後で安定していた。すなわち、凝集物の面積を凝集指標とした凝集指標の変化量に基づいた自動制御を用いることで、汚泥濃度の変化に応じて、凝集剤添加量を増減することができた。
【表2】
【0036】
・試験方法
汚泥処理装置において、汚泥とカチオン高分子凝集剤およびアニオン高分子凝集剤とを反応槽に供給し、反応槽に設置した画像センサが取得した凝集物のエッジ数の変化量に基づいて、添加量が自動制御されたカチオン高分子凝集剤と、規定量の添加量のアニオン高分子凝集剤とを添加してカチオン高分子凝集剤の濃度および脱水汚泥の含水率を測定した。比較例１では汚泥濃度、フロックの外観、含水率などから、適切に処理できると判断した添加量のカチオン高分子凝集剤を添加した。汚泥濃度に対するアニオン高分子凝集剤の添加量は、実施例と比較例とで同じである。
・試験条件
汚泥：生物処理余剰汚泥
汚泥処理装置：ヘリオス脱水機ＳＫ－１０００ＵＰ（株式会社ヘリオス）
汚泥供給量：６．０～８．０ｍ3／ｈ
カチオン高分子凝集剤：オルフロックＥＣ－５５９Ｋ（オルガノ株式会社）
アニオン高分子凝集剤：オルフロックＭ－４４１４（オルガノ株式会社）
脱水汚泥含水率測定器：加熱乾燥式水分計ＭＸ－５０（株式会社エー・アンド・デイ）
・試験結果
試験結果を表３に示す。表３に示すように、カチオン高分子凝集剤濃度が比較例１では４４０ｐｐｍで推移したのに対し、実施例３では３９０～４６０ｐｐｍで推移した。凝集物のエッジ数の変化量に基づいた自動制御を用いることで、カチオン高分子凝集剤使用量を約９％削減することができた。含水率を比較すると、比較例１に対して実施例３は最大で３％増加しており、凝集物のエッジ数の変化量による自動制御運転では、汚泥濃度の変動に対応しきれない可能性が示唆された。
（実施例４）
汚泥処理装置において、汚泥とカチオン高分子凝集剤およびアニオン高分子凝集剤とを反応槽に供給し、反応槽に設置した画像センサが取得した凝集物のエッジ数の変化量に基づいて、添加量が自動制御されたカチオン高分子凝集剤と、規定量の添加量のアニオン高分子凝集剤とを添加してカチオン高分子凝集剤の濃度および脱水汚泥の含水率を測定した。比較例１では汚泥濃度、フロックの外観、含水率などから、適切に処理できると判断した添加量のカチオン高分子凝集剤を添加した。汚泥濃度に対するアニオン高分子凝集剤の添加量は、実施例と比較例とで同じである。
・試験条件
汚泥：生物処理余剰汚泥
汚泥処理装置：ヘリオス脱水機ＳＫ－１０００ＵＰ（株式会社ヘリオス）
汚泥供給量：６．０～８．０ｍ3／ｈ
カチオン高分子凝集剤：オルフロックＥＣ－５５９Ｋ（オルガノ株式会社）
アニオン高分子凝集剤：オルフロックＭ－４４１４（オルガノ株式会社）
脱水汚泥含水率測定器：加熱乾燥式水分計ＭＸ－５０（株式会社エー・アンド・デイ）
・試験結果
試験結果を表３に示す。表３に示すように、カチオン高分子凝集剤濃度が比較例１では４４０ｐｐｍで推移したのに対し、実施例３では３９０～４６０ｐｐｍで推移した。凝集物のエッジ数の変化量に基づいた自動制御を用いることで、カチオン高分子凝集剤使用量を約９％削減することができた。含水率を比較すると、比較例１に対して実施例３は最大で３％増加しており、凝集物のエッジ数の変化量による自動制御運転では、汚泥濃度の変動に対応しきれない可能性が示唆された。
【表3】
【0037】
・試験方法
汚泥処理装置において、汚泥とカチオン高分子凝集剤およびアニオン高分子凝集剤とを反応槽に供給し、反応槽に設置した画像センサが取得した凝集物のエッジ数の変化量と汚泥濃度の変化量とに基づいて、添加量が自動制御されたカチオン高分子凝集剤と、規定量の添加量のアニオン高分子凝集剤とを添加してカチオン高分子凝集剤の濃度および脱水汚泥の含水率を測定した。比較例２では汚泥濃度、フロックの外観、含水率などから、適切に処理できると判断した添加量のカチオン高分子凝集剤を添加した。汚泥濃度に対するアニオン高分子凝集剤の添加量は、実施例と比較例とで同じである。
・試験条件
実施例３と同じである。
・試験結果
試験結果を表４に示す。表４に示すように、比較例２では、カチオン高分子凝集剤濃度が５５０～５７０ｐｐｍで推移したのに対し、実施例４では４６０～５４０ｐｐｍで推移した。凝集物のエッジ数の変化量と汚泥濃度の変化量とに基づいた自動制御運転を用いることで、カチオン高分子凝集剤使用量を約１１％削減することができた。含水率については、実施例４と比較例２とでは、互いに同等であった。このように、凝集物のエッジ数の変化量と汚泥濃度の変化量とに基づいた自動制御運転を用いることで、汚泥濃度の変動にも対応でき、カチオン高分子凝集剤の使用量を削減することができる。
汚泥処理装置において、汚泥とカチオン高分子凝集剤およびアニオン高分子凝集剤とを反応槽に供給し、反応槽に設置した画像センサが取得した凝集物のエッジ数の変化量と汚泥濃度の変化量とに基づいて、添加量が自動制御されたカチオン高分子凝集剤と、規定量の添加量のアニオン高分子凝集剤とを添加してカチオン高分子凝集剤の濃度および脱水汚泥の含水率を測定した。比較例２では汚泥濃度、フロックの外観、含水率などから、適切に処理できると判断した添加量のカチオン高分子凝集剤を添加した。汚泥濃度に対するアニオン高分子凝集剤の添加量は、実施例と比較例とで同じである。
・試験条件
実施例３と同じである。
・試験結果
試験結果を表４に示す。表４に示すように、比較例２では、カチオン高分子凝集剤濃度が５５０～５７０ｐｐｍで推移したのに対し、実施例４では４６０～５４０ｐｐｍで推移した。凝集物のエッジ数の変化量と汚泥濃度の変化量とに基づいた自動制御運転を用いることで、カチオン高分子凝集剤使用量を約１１％削減することができた。含水率については、実施例４と比較例２とでは、互いに同等であった。このように、凝集物のエッジ数の変化量と汚泥濃度の変化量とに基づいた自動制御運転を用いることで、汚泥濃度の変動にも対応でき、カチオン高分子凝集剤の使用量を削減することができる。
【表4】
【0038】
以上、各構成要素に各機能（処理）それぞれを分担させて説明したが、この割り当ては上述したものに限定しない。また、構成要素の構成についても、上述した形態はあくまでも例であって、これに限定しない。
【0039】
上述した制御装置５００が行う処理は、目的に応じてそれぞれ作製された論理回路で行うようにしても良い。また、処理内容を手順として記述したコンピュータプログラム（以下、プログラムと称する）を制御装置５００にて読取可能な記録媒体に記録し、この記録媒体に記録されたプログラムを制御装置５００に読み込ませ、実行するものであっても良い。制御装置５００にて読取可能な記録媒体とは、フロッピー（登録商標）ディスク、光磁気ディスク、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ）、ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ）、Ｂｌｕ－ｒａｙ（登録商標） Ｄｉｓｃ、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）メモリなどの移設可能な記録媒体の他、制御装置５００に内蔵されたＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等のメモリやＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｃ Ｄｒｉｖｅ）等を指す。この記録媒体に記録されたプログラムは、制御装置５００に設けられたＣＰＵにて読み込まれ、ＣＰＵの制御によって、上述したものと同様の処理が行われる。ここで、ＣＰＵは、プログラムが記録された記録媒体から読み込まれたプログラムを実行するコンピュータとして動作するものである。
【符号の説明】
【0040】
１００ 水槽
１１０ 反応槽
２００～２０２ 添加装置
２１０ 凝集剤貯槽
２１１ カチオン高分子凝集剤貯槽
２１２ アニオン高分子凝集剤貯槽
３００ 濃度計
４００ センサ
５００ 制御装置
５１０ 指標算出部
５２０ 添加量制御部
６００ 脱水機
１１０ 反応槽
２００～２０２ 添加装置
２１０ 凝集剤貯槽
２１１ カチオン高分子凝集剤貯槽
２１２ アニオン高分子凝集剤貯槽
３００ 濃度計
４００ センサ
５００ 制御装置
５１０ 指標算出部
５２０ 添加量制御部
６００ 脱水機
【図1】
【図2】
【図3A】
【図3B】
【図4】
【図5】