特許 7520583 測定装置、浄水システム及び測定方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-07-12

(45)【発行日】2024-07-23

(54)【発明の名称】測定装置、浄水システム及び測定方法

(51)【国際特許分類】

   B01D 21/30 20060101AFI20240716BHJP

   G01N 27/447 20060101ALI20240716BHJP

   C02F 1/48 20230101ALI20240716BHJP

【ＦＩ】

B01D21/30 A

G01N27/447 331A

C02F1/48 B

【請求項の数】 13

(21)【出願番号】P 2020101204

(22)【出願日】2020-06-10

(65)【公開番号】P2021194568

(43)【公開日】2021-12-27

【審査請求日】2023-02-06

(73)【特許権者】

【識別番号】000003078

【氏名又は名称】株式会社東芝

(73)【特許権者】

【識別番号】598076591

【氏名又は名称】東芝インフラシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】小城 和高

(72)【発明者】

【氏名】城田 昭彦

(72)【発明者】

【氏名】深川 臣則

(72)【発明者】

【氏名】有村 良一

(72)【発明者】

【氏名】小林 伸次

(72)【発明者】

【氏名】早見 徳介

(72)【発明者】

【氏名】横山 雄

(72)【発明者】

【氏名】金谷 道昭

【審査官】黒田 浩一

(56)【参考文献】

【文献】特開昭５６－１２５６５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－２６７９４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－０５４６０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５１－０３６１８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－１７１４２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０４－０５０７５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－００５８８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開平０６－０７８８５８（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｎ ２７／２６－２７／４９

Ｂ０１Ｄ ２１／００－２１／３４

Ｃ０２Ｆ １／５２－１／５６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

液体を収容する収容部と、
前記収容部に収容された前記液体に電圧を印加する電極部と、
前記収容部に収容された前記液体を撮像する撮像部と、
前記撮像部により取得された撮像データに基づき前記液体に含まれる粒子の移動速度を 演算する演算部と、
前記収容部を囲繞するように設置され、前記収容部より低い熱伝導率を有する断熱部と、
前記収容部内の前記液体と前記断熱部内の気体との間の温度差が小さくなるように、前記断熱部内の気体の温度を調節する空調部と、
を備える測定装置。

【請求項2】

前記断熱部内に不活性ガスが充填されている、
請求項１に記載の測定装置。

【請求項3】

前記不活性ガスは、アルゴンである、
請求項２に記載の測定装置。

【請求項4】

前記不活性ガスは、窒素である、
請求項２に記載の測定装置。

【請求項5】

前記断熱部より流通方向上流側の前記液体の温度を検出する第１検出部、
を更に備え、
前記空調部は、前記第１検出部により検出された温度と前記断熱部内の気体の温度との差が小さくなるように、前記断熱部内の気体の温度を調節する、
請求項４に記載の測定装置。

【請求項6】

前記断熱部内の気体の露点温度を検出する第２検出部と、
前記断熱部内の気体の温度が前記露点温度以下にならないように、前記断熱部内の気体の温度を調節する空調部と、
を更に備える請求項１～５のいずれか１項に記載の測定装置。

【請求項7】

前記断熱部内において所定の液体を循環させる循環流路の少なくとも一部を構成し、前記断熱部より高い熱伝導率を有する伝熱部、
を更に備える請求項１～５のいずれか１項に記載の測定装置。

【請求項8】

前記所定の液体は、前記収容部に収容される前記液体と同一の水源から流出された液体である、
請求項７に記載の測定装置。

【請求項9】

前記所定の液体は、水道水である、
請求項７に記載の測定装置。

【請求項10】

前記循環流路より流通方向上流側の前記所定の液体と、前記断熱部内の気体との温度差が閾値以上である場合に、前記所定の液体を前記循環流路へ流入させる流量制御部、
を更に備える請求項７～９のいずれか１項に記載の測定装置。

【請求項11】

前記循環流路は、前記断熱部の内壁面に設置された前記伝熱部内に形成される空間である、
請求項７～１０のいずれか１項に記載の測定装置。

【請求項12】

請求項１～１１のいずれか１項に記載の測定装置により演算された前記移動速度に関連する情報に基づき、前記粒子を凝集させる凝集剤の前記液体への注入量に制御する注入量制御部、
を備える浄水システム。

【請求項13】

液体を収容部に収容する工程と、
前記収容部に収容された前記液体に電圧を印加する工程と、
前記収容部に収容された前記液体を撮像する工程と、
取得された撮像データに基づき前記液体に含まれる粒子の移動速度を演算する工程と、
前記収容部内の前記液体と断熱部内の気体との間の温度差が小さくなるように、前記断熱部内の気体の温度を調節する工程と、
を含み、
前記収容部は、前記収容部より低い熱伝導率を有する前記断熱部により囲繞されている、
測定方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、測定装置、浄水システム及び測定方法に関する。

【背景技術】

【0002】

水処理、材料製造、環境、医療等で液体中の粒子表面の帯電状態（表面電位又は表面電荷）の指標となるゼータ電位を算出する方法として、電気泳動により移動する粒子の移動速度を測定する測定装置が知られている。液体から粒子（不純物）を除去する浄水システム等において、粒子のゼータ電位を算出するために、電気泳動により移動する粒子の移動速度を測定する測定装置を利用するシステムが考案されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００７－２０３１６８号公報

【文献】国際公開第２０１４－１０３８６０号公報

【文献】特開２０１４－５４６０３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記のような電気泳動の速度測定装置において、液体とその周辺環境との間に温度差が存在すると、液体に熱対流が発生し、粒子の移動速度を正確に測定できない場合がある。

【0005】

そこで、実施形態の課題の一つは、電気泳動による粒子の移動速度を高い精度で測定可能な測定装置及び浄水システムを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

実施形態の測定装置は、収容部と、電極部と、撮像部と、演算部と、断熱部と、空調部と、を備える。収容部は、液体を収容する。電極部は、収容部に収容された液体に電圧を印加する。撮像部は、収容部に収容された液体を撮像する。演算部は、撮像部により取得された撮像データに基づき液体に含まれる粒子の移動速度を演算する。断熱部は、収容部を囲繞するように設置され、収容部より低い熱伝導率を有する。空調部は、収容部内の液体と断熱部内の気体との間の温度差が小さくなるように、断熱部内の気体の温度を調節する。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】図１は、第１実施形態にかかる測定装置の構成の一例を示すブロック図である。

【図2】図２は、熱対流による影響がない場合における電気泳動による粒子の移動の一例を示す図である。

【図3】図３は、熱対流による影響がある場合における電気泳動による粒子の移動方向の一例を示す図である。

【図4】図４は、第１実施形態にかかる測定装置における処理の流れの一例を示すフローチャートである。

【図5】図５は、第２実施形態にかかる測定装置の構成の一例を示すブロック図である。

【図6】図６は、第２実施形態にかかる測定装置における処理の流れの一例を示すフローチャートである。

【図7】図７は、第３実施形態にかかる測定装置の構成の一例を示すブロック図である。

【図8】図８は、第３実施形態にかかる測定装置における処理の流れの一例を示すフローチャートである。

【図9】図９は、第４実施形態にかかる測定装置の構成の一例を示すブロック図である。

【図10】図１０は、第５実施形態にかかる測定装置の構成の一例を示すブロック図である。

【図11】図１１は、第６実施形態にかかる浄水システムの構成の一例を示すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、本開示のいくつかの実施形態及び変形例を図面に基づいて説明する。以下に記載する実施形態及び変形例の構成、並びに当該構成によってもたらされる作用及び効果は、あくまで一例であって、以下の記載内容に限られるものではない。

【0009】

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態にかかる測定装置１の構成の一例を示すブロック図である。測定装置１は、液体に含まれる粒子が電気泳動により移動する際の粒子の移動速度を測定する装置である。電気泳動とは、粒子を含む液体に電圧を印加した際に、粒子の帯電状態に応じて粒子が移動する現象である。液体は、例えば、浄化処理の対象となる液体（河川、伏流水、湖、地下水等から取水された原水）等であり得る。

【0010】

本実施形態に係る測定装置１は、タンク１１、ポンプ１２、流入弁１３、セル１４（収容部）、正電極１５Ａ（電極部）、負電極１５Ｂ（電極部）、電源１６、流出弁１７、撮像装置１８（撮像部）、演算装置１９（演算部）、断熱材２０（断熱部）、水温計２１（第１検出部）、室温計２２、空調装置２３、配水管２４、及び排水管２５を備える。

【0011】

タンク１１は、測定対象となる液体（原水）を貯蔵している。セル１４は、配水管２４を介してタンク１１と接続しており、タンク１１から流出した液体を収容する。ポンプ１２は、タンク１１内の液体をセル１４へ送水する圧力を発生させる。流入弁１３は、配水管２４の流量を調節し、セル１４への液体の流入量を調節する。排水管２５は、セル１４内の液体を排出する。流出弁１７は、排水管２５の流量を調節し、セル１４からの液体の排出量を調節する。

【0012】

正電極１５Ａ及び負電極１５Ｂは、電源１６からの電力供給に応じてセル１４内の液体に電圧を印加する。撮像装置１８は、レンズ、撮像素子、プロセッサ等を利用して構成される装置である。撮像装置１８は、電圧が印加されたセル１４内の液体を撮像し、液体に含まれる粒子の移動を示す撮像データを取得する。演算装置１９は、プロセッサ、記憶装置、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等を利用して構成されるコンピュータである。演算装置１９は、撮像装置１８により取得された撮像データに所定の画像処理を行い、液体に含まれる粒子の移動速度を算出する。

【0013】

このとき、タンク１１に粒子を凝集させる凝集剤を注入して粒子と凝集剤とが凝集したフロックを生成し、フロックを含む液体をセル１４に収容することにより、フロックの移動速度を算出することができる。凝集剤に関する条件（注入量、種類、環境等）を変化させて試験を行うことにより、凝集剤に関する条件と粒子（フロック）の移動速度との関係を示す凝集情報を生成することができる。

【0014】

断熱材２０は、セル１４を囲繞するように設置され、セル１４より低い熱伝導率を有する。断熱材２０の具体的な材質は特に限定されるべきものではないが、例えば、ウレタンフォーム、ポリスチレンフォーム、グラスウール等であり得る。断熱材２０の作用により、セル１４周辺の温度が断熱材２０の外側の空気の温度に影響されにくくなる。

【0015】

水温計２１は、断熱材２０より流通方向上流側（本実施形態では配水管２４内）の液体の温度を検出する。室温計２２は、断熱材２０内の気体の温度を検出する。空調装置２３は、水温計２１により検出された水温Ｔｗと室温計２２により検出された室温Ｔｒとに基づき、水温Ｔｗと室温Ｔｒとの差が小さくなるように室温Ｔｒを調節する。空調装置２３の具体的構成は特に限定されるべきものではないが、例えば、蒸気圧縮式冷凍サイクルを利用して冷暖房や除湿を行う装置、断熱材２０内の気体と媒体（冷水、温水等）との間で熱交換を行う熱交換器等であってもよい。

【0016】

なお、断熱材２０内の空間には、結露防止対策のため、不活性ガスが充填されてもよい。一般に、空気は露点以下になると結露するため、空気の温度が露点以下にならないように空調装置２３による温度調整が必要になる。これに対し、不活性ガスは結露しないため、不活性ガスの温度調整は殆ど必要なく、これにより全性・信頼性を高めることができる。不活性ガスの種類は特に限定されるべきものではないが、例えば、アルゴン、窒素等であり得る。アルゴンガスを用いる場合、アルゴンガスの密度は空気より大きいため、アルゴンガスは断熱材２０内の下部に溜まる。そのため、例えば、断熱材２０の上部に蓋を設ける構造とした場合、蓋を開けても断熱材２０内に空気が入り込むことが殆どない。そして、断熱材２０内の下部にセル１４を配置すれば、セル１４周辺をアルゴンガスで覆うことができ、セル１４の結露防止及び高い断熱作用を維持することができる。

【0017】

上記構成により、セル１４内の液体とセル１４周辺との間の温度差を小さく抑えることができ、セル１４内の液体の熱対流を抑制できる。これにより、電気泳動による粒子の移動が液体の熱対流により阻害されることを抑制でき、粒子の移動速度の測定精度を向上させることができる。

【0018】

なお、上記においては、ポンプ１２を利用して検査対象となる液体をセル１４に送水する構成を例示したが、セル１４への送水方法はこれに限定されるものではない。例えば、作業者がシリンジ等を用いてセル１４内に液体を注入する構成等であってもよい。

【0019】

図２は、熱対流による影響がない場合における電気泳動による粒子の移動の一例を示す図である。図３は、熱対流による影響がある場合における電気泳動による粒子の移動方向の一例を示す図である。図２及び図３において、撮像装置１８の撮像領域３０が例示されている。

【0020】

セル１４の両側面に設置された正電極１５Ａ及び負電極１５Ｂに電圧が印加されると、液体に含まれる粒子は、その帯電状態に応じて移動する。図２及び図３においては、粒子表面がマイナスに帯電しており、セル１４の左側に設置された正電極１５Ａへ向かって移動する例が示されている。

【0021】

図２に示すように、熱対流の影響がない場合、換言すれば、セル１４内の液体とセル１４周辺との間に温度差がほとんどない場合、粒子は水平方向に移動する。一方、図３に示すように、熱対流の影響がある場合、換言すれば、セル１４内の液体とセル１４周辺との間の温度差が比較的大きい場合、粒子は斜め方向に移動する。なお、図３においては、粒子が斜め上方へ向かって移動する例が示されているが、斜め下方へ向かって移動する場合もある。熱対流発生時における粒子の移動方向は、セル１４内の液体の温度とセル１４周辺の温度との高低関係、セル１４の形状等に応じて変化する。

【0022】

図３に例示するように、粒子が斜め方向に移動する場合には、粒子の移動速度を正確に測定できない可能性が高くなる。上述したように、本実施形態によれば、セル１４内の液体とセル１４周辺との間の温度差を小さく抑えることができ、セル１４内の液体の熱対流を抑制できるため、図２に例示するように、粒子を水平方向に移動させることができる。これにより、粒子の移動速度の測定精度を向上させることができる。

【0023】

図４は、第１実施形態にかかる測定装置１における処理の流れの一例を示すフローチャートである。粒子の移動速度の測定が開始されると、水温計２１は、配水管２４を流れる液体の温度である水温Ｔｗを検出し（Ｓ１０１）、室温計２２は、断熱材２０内の気体の温度である室温Ｔｒを検出する（Ｓ１０２）。

【0024】

水温Ｔｗと室温Ｔｒとの温度差ΔＴ１が閾値Ｔｔｈ１以上である場合（Ｓ１０３：Ｙｅｓ）、空調装置２３は、温度差ΔＴ１が小さくなるように室温Ｔｒを調節する（Ｓ１０４）。すなわち、空調装置２３は、室温Ｔｒが水温Ｔｗより閾値Ｔｔｈ１以上高ければ冷房を行い、室温Ｔｒが水温Ｔｗより閾値Ｔｔｈ１以上低ければ暖房を行う。

【0025】

温度差ΔＴ１が閾値Ｔｔｈ１以上でない場合（Ｓ１０３：Ｎｏ）、撮像装置１８は、セル１４内の液体（粒子）の撮像データを取得し（Ｓ１０５）、演算装置１９は、撮像データに基づき粒子の移動速度を算出する（Ｓ１０６）。

【0026】

上記実施形態によれば、セル１４内の液体とセル１４周辺との間の温度差ΔＴ１を小さく抑えることができ、液体の熱対流を抑制できる。これにより、粒子（フロックを含む）の移動速度の測定精度を向上させることができる。

【0027】

なお、上記においては、空調装置２３により断熱材２０内の気体の温度（室温Ｔｒ）を調節する構成を例示したが、セル１４を断熱材２０で囲繞するだけでも、温度差ΔＴ１の増加を抑制でき、粒子の移動速度の測定精度の向上を図ることができる。

【0028】

以下に、他の実施形態について図面を参照して説明するが、第１実施形態と同一又は同様の作用効果を奏する箇所については同一の符号を付してその説明を省略する場合がある。

【0029】

（第２実施形態）
図５は、第２実施形態にかかる測定装置５１の構成の一例を示すブロック図である。本実施形態に係る測定装置５１は、露点計３１（第２検出部）を利用する点で第１実施形態と相違する。

【0030】

露点計３１は、断熱材２０内の気体の露点温度Ｔｄを検出する装置である。本実施形態に係る空調装置２３は、室温計２２により検出された室温Ｔｒと露点計３１により検出された露点温度Ｔｄとに基づき、室温Ｔｒが露点温度Ｔｄ以下にならないように、室温Ｔｒを調節する。

【0031】

図６は、第２実施形態にかかる測定装置５１における処理の流れの一例を示すフローチャートである。粒子の移動速度の測定が開始されると、室温計２２は、断熱材２０内の気体の温度である室温Ｔｒを検出し（Ｓ２０１）、露点計３１は、断熱材２０内の気体の露点温度Ｔｄを検出する（Ｓ２０２）。

【0032】

室温Ｔｒが露点温度Ｔｄ以下である場合（Ｓ２０３：Ｙｅｓ）、空調装置２３は、室温Ｔｒを上昇させる（Ｓ２０４）。すなわち、空調装置２３は、室温Ｔｒが露点温度Ｔｄ以下にならないように暖房を行う。

【0033】

室温Ｔｒが露点温度Ｔｄ以下でない場合（Ｓ２０３：Ｎｏ）、撮像装置１８は、セル１４内の液体（粒子）の撮像データを取得し（Ｓ２０５）、演算装置１９は、撮像データに基づき粒子の移動速度を算出する（Ｓ２０６）。

【0034】

上記構成によれば、室温Ｔｒが露点温度Ｔｄより高い状態で維持されるため、セル１４表面の結露を防止でき、良好な撮像データを取得できる。すなわち、本実施形態によれば、断熱材２０の作用によりセル１４内の液体とセル１４周辺との間の温度差を小さく抑えられるだけでなく、セル１４表面の結露を防止することができる。これにより、粒子の移動速度の測定精度を向上させることができる。

【0035】

（第３実施形態）
図７は、第３実施形態にかかる測定装置６１の構成の一例を示すブロック図である。本実施形態にかかる測定装置６１は、伝熱材４１（伝熱部）、副配水管４２、副流入弁４３、及び循環流路４５を備え、空調装置２３を備えない点で第１実施形態と相違する。

【0036】

伝熱材４１は、断熱材２０より高い熱伝導率を有し、循環流路４５の一部を構成する。伝熱材４１の材質は特に限定されるべきものではないが、例えば、比較的高い熱伝導率と耐腐食性を有する金属（ステンレス等）であり得る。循環流路４５は、断熱材２０内において液体（本実施形態においてはタンク１１内の液体）を循環させる流路である。本実施形態にかかる循環流路４５は、断熱材２０の内壁面に設置される伝熱材４１内に形成される空間（断熱材２０の内壁面と伝熱材４１の外壁面との間に形成される空間）である。

【0037】

副配水管４２は、タンク１１と循環流路４５とを連通させる。副流入弁４３は、副配水管４２の流量を調節し、循環流路４５への液体の流入量を調節する。弁制御装置４４は、水温計２１により検出された水温Ｔｗと、室温計２２により検出された室温Ｔｒ（伝熱材４１より内側の空間に存在する気体の温度）とに基づき副流入弁４３を制御する。具体的には、弁制御装置４４は、水温Ｔｗと室温Ｔｒとの間の温度差が閾値以上である場合に、循環流路４５に液体が流入されるように副流入弁４３を制御する。

【0038】

液体が循環流路４５を循環することにより、循環流路４５内の液体と断熱材２０内の気体との間で伝熱材４１を介して熱交換が行われる。これにより、セル１４内の液体とセル１４周辺との間の温度差を小さくすることができ、セル１４内の液体の熱対流を抑制できる。

【0039】

図８は、第３実施形態にかかる測定装置６１における処理の流れの一例を示すフローチャートである。粒子の移動速度の測定が開始されると、水温計２１は、配水管２４を流れる液体の温度である水温Ｔｗを検出し（Ｓ３０１）、室温計２２は、断熱材２０（伝熱材４１）内の気体の温度である室温Ｔｒを検出する（Ｓ３０２）。

【0040】

水温Ｔｗと室温Ｔｒとの温度差ΔＴ２が閾値Ｔｔｈ２以上である場合（Ｓ３０３：Ｙｅｓ）、弁制御装置４４は、副流入弁４３を開放し（Ｓ３０４）、循環流路４５内に液体を流入させる。

【0041】

温度差ΔＴ２が閾値Ｔｔｈ２以上でない場合（Ｓ３０３：Ｎｏ）、弁制御装置４４は、副流入弁４３を閉鎖し（Ｓ３０５）、循環流路４５内への液体の流入を停止させる。その後、撮像装置１８は、セル１４内の液体（粒子）の撮像データを取得し（Ｓ３０６）、演算装置１９は、撮像データに基づき粒子の移動速度を算出する（Ｓ３０７）。

【0042】

上記実施形態によれば、セル１４へ流入する液体の温度とセル１４周辺の温度と差が閾値以上となった場合に、セル１４へ流入する液体と同一の水源（本実施形態ではタンク１１）から流出した液体が循環流路４５を循環する。これにより、循環流路４５を循環する液体の温度が伝熱材４１を介してセル１４周辺の気体に伝達し、セル１４内の液体とセル１４周辺との間の温度差を小さくすることができる。このように、本実施形態によれば、空調装置２３を用いることなく、セル１４内の液体の熱対流を抑制し、粒子の移動速度の測定精度を向上させることができる。

【0043】

（第４実施形態）
図９は、第４実施形態にかかる測定装置７１の構成の一例を示すブロック図である。本実施形態にかかる測定装置７１は、循環流路４５に水道水を循環させる点で第３実施形態と相違する。

【0044】

本実施形態にかかる循環流路４５は、水道管４８と接続している。本実施形態にかかる副流入弁４９は、水道管４８の流量を調節し、循環流路４５への水道水の流入量を調節する。本実施形態にかかる弁制御装置５０は、水温計２１により検出された水温Ｔｗと、室温計２２により検出された室温Ｔｒとに基づき副流入弁４９を制御する。具体的には、弁制御装置５０は、水温Ｔｗと室温Ｔｒとの温度差が閾値以上である場合に、循環流路４５に水道水が流入されるように副流入弁４３を制御する。

【0045】

測定対象となる液体と水道水との間の温度差が十分に小さい場合、上記のように循環流路４５に水道水を循環させることにより、断熱材２０内の温度をセル１４内の液体の温度に近づけることができる。本実施形態によれば、第３実施形態より簡素な構成で測定精度を向上させることができる。

【0046】

（第５実施形態）
図１０は、第５実施形態にかかる測定装置８１の構成の一例を示すブロック図である。本実施形態にかかる測定装置８１は、循環流路４５が伝熱材４１により独立して構成されている点で第３実施形態と相違する。

【0047】

本実施形態にかかる循環流路４５は、伝熱材４１からなる管状の部材により構成され、副配水管４２と接続している。弁制御装置４４は、第３実施形態と同様に、水温計２１により検出された水温Ｔｗと室温計２２により検出された室温Ｔｒとに基づき副流入弁４３を制御する。なお、第４実施形態と同様に、循環流路４５に水道水を循環させる構成を採用してもよい。

【0048】

上記のように、循環流路４５を伝熱材４１により独立して構成することにより、循環流路４５内の液体と断熱材２０内の気体との熱交換を効率よく行うことができる。

【0049】

（第６実施形態）
図１１は、第６実施形態にかかる浄水システム１０１の構成の一例を示すブロック図である。浄水システム１０１は、上述した測定装置１，５１，６１，７１，８１のいずれか１つにより測定された粒子の移動速度に関する情報を利用して液体を浄化するシステムである。浄水システム１０１は、着水井１１１、混和池１１２、凝集剤注入装置１１３、注入量制御装置１１４、フロック形成池１１５、沈殿池１１６、ろ過池１１７、及び測定装置１、５１，６１，７１，８１を備える。

【0050】

着水井１１１は、浄化処理の対象となる液体（例えば、河川、伏流水、湖、地下水等から取水された原水）を取り入れ、その水位や水量を調整する。混和池１１２は、着水井１１１から取り込んだ所定量の液体と、当該液体に含まれる粒子を凝集させる凝集剤とを混合するための水槽である。凝集剤注入装置１１３は、混和池１１２に凝集剤を注入する装置である。注入量制御装置１１４は、凝集剤の注入量を制御する装置である。フロック形成池１１５は、凝集剤が混和された液体を所定の環境下に維持して粒子と凝集剤とが凝集したフロックを形成するための水槽である。沈殿池１１６は、液体中に分散されたフロックを沈殿させるための水槽である。ろ過池１１７は、沈殿したフロックを液体からろ過するための水槽である。

【0051】

本実施形態にかかる注入量制御装置１１４は、上述した測定装置１，５１，６１，７１，８１から取得した粒子（フロックを含む）の移動速度に関連する情報に基づき、凝集剤の注入量を制御する。移動速度に関連する情報とは、例えば、上述した凝集情報（凝集剤に関する条件と粒子（フロック）の移動速度との関係を示す情報）等であり得る。

【0052】

本実施形態によれば、上述した測定装置により高い精度で測定された移動速度に基づき凝集剤の注入量を最適化することができ、凝集剤の過剰注入等を防ぐことができる。これにより、浄水システム１０１における品質向上及びコスト削減を実現することができる。

【0053】

以上、本発明の実施形態及び変形例を説明したが、上述した実施形態及び変形例は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。上述した新規な実施形態及び変形例は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。上述した実施形態及び変形例は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0054】

１，５１，６１，７１，８１…測定装置、１１…タンク、１２…ポンプ、１３…流入弁、１４…セル（収容部）、１５Ａ…正電極（電極部）、１５Ｂ…負電極（電極部）、１６…電源、１７…流出弁、１８…撮像装置（撮像部）、１９…演算装置（演算部）、２０…断熱材（断熱部）、２１…水温計（第１検出部）、２２…室温計、２３…空調装置、２４…配水管、２５…排水管、３０…撮像領域、３１…露点計（第２検出部）、４１…伝熱材（伝熱部）、４２…副配水管、４３，４９…副流入弁、４４，５０…弁制御装置、４５…循環流路、４８…水道管、１０１…浄水システム、１１１…着水井、１１２…混和池、１１３…凝集剤注入装置、１１４…注入量制御装置、１１５…フロック形成池、１１６…沈殿池、１１７…ろ過池、Ｔｄ…露点温度、Ｔｒ…室温、Ｔｗ…水温

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】