フロック形成状態判定方法、フロック形成状態判定装置、凝集反応槽、ｐＨ調整槽、及び異常発生通報システム
【課題】凝集反応におけるフロック形成状態を簡単な方法で判定可能にする。
【解決手段】凝集反応槽３の水面より上方に、フロックまでの距離を検出するレーザ光によるフロック検出用センサ９を配置する。フロックまでの距離Ｌを検出し、十分短いサンプリング間隔（第１設定時間Ｔ１）での検出距離の変化量ΔＬを検出し、変化量ΔＬが設定段差距離ΔＬ０以上の時ＯＦＦ信号、未満の時ＯＮ信号を出す。フロック形成が正常の場合、フロックは水中で不規則に移動するので、検出距離は大きな変化を繰り返し、変化量ΔＬが設定段差距離ΔＬ０以上になったり未満になったりし、ＯＦＦ信号とＯＮ信号とを繰り返すので、フロック形成が正常と判定する。フロック形成不良の場合、微細なフロックが密集した状態となるので、レーザ光は常に水面又は水面近くのフロックで反射し、変化量ΔＬは常にΔＬ０未満となりＯＮ信号が連続するので、フロック形成が異常と判定する。
【解決手段】凝集反応槽３の水面より上方に、フロックまでの距離を検出するレーザ光によるフロック検出用センサ９を配置する。フロックまでの距離Ｌを検出し、十分短いサンプリング間隔（第１設定時間Ｔ１）での検出距離の変化量ΔＬを検出し、変化量ΔＬが設定段差距離ΔＬ０以上の時ＯＦＦ信号、未満の時ＯＮ信号を出す。フロック形成が正常の場合、フロックは水中で不規則に移動するので、検出距離は大きな変化を繰り返し、変化量ΔＬが設定段差距離ΔＬ０以上になったり未満になったりし、ＯＦＦ信号とＯＮ信号とを繰り返すので、フロック形成が正常と判定する。フロック形成不良の場合、微細なフロックが密集した状態となるので、レーザ光は常に水面又は水面近くのフロックで反射し、変化量ΔＬは常にΔＬ０未満となりＯＮ信号が連続するので、フロック形成が異常と判定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、金属水酸化物のフロックを形成させる凝集反応工程を有する金属含有排水処理設備でのフロック形成状態の正常・異常を判定するフロック形成状態判定方法、及びフロック形成状態判定装置、及び、前記フロック形成状態判定装置を備えた凝集反応槽、及び、前記凝集反応槽の前工程に設置されるｐＨ調整槽、及び、凝集反応槽やｐＨ調整槽における異常発生を通報する異常発生通報システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
亜鉛、マンガン、鉄その他の重金属を含有する金属含有排水の排水処理において、凝集沈殿法による排水処理は広く採用されている。この排水処理方法を採用する金属含有排水処理設備では、原水（金属含有排水）中の金属水酸化物をコロイド状に析出させ、凝集反応槽において前記金属水酸化物のフロックを形成させる。原水を処理して、汚濁物質の濃度を水質汚濁防止法で定められた排水基準以下に下げた処理水は、調整池などの公共水域に排出される。
【０００３】
この種の排水処理設備において、凝集反応が正常に行われて処理排水の汚濁物質濃度が基準値以下となるようにするための排水処理システムが種々提案されている。
例えば、特許文献１（特開２００５−１９３２０３「水処理システム」）は、凝集状態計測手段にて計測された被処理水の凝集状態とｐＨ調整剤注入制御手段によるｐＨ調整剤の注入状態とに従って、凝集剤の注入を制御するものであり、特に被処理水のｐＨが適正範囲から外れている場合には、ｐＨ調整剤注入制御手段における制御目標値を補正して被処理水のｐＨを適正化した後、凝集剤の注入を制御する、というものである。
この特許文献１における凝集状態計測手段（凝集センサ１１）は、発光部１０から第１の光ファイバ１を経て導いたレーザ光を微小領域Ｓに照射し、その微小領域Ｓにおける微小なコロイド粒子によって生じる散乱光を、微小領域Ｓに向けた第２の光ファイバ２を経て導き受光部２０で受光する。凝集が進むと微小コロイド粒子の数が減るので、散乱光の強度が低下する。したがって、散乱光強度を測定することで、フロック形成状態を検知する、というものである（段落番号[００１５]）。
凝集センサの詳細は特許文献４（段落番号[００１６]、[００１７]、図２、図３など）に記載されている。
【０００４】
特許文献２（特開２００５−１９３２０４「水処理システム」）は、凝集反応槽に懸濁液における凝集フロックの状態を検出する凝集状態計測手段を設けると共に、固液分離処理水の水質を評価する水質評価手段を設け、要因判定手段にて凝集状態計測手段および水質評価手段によりそれぞれ求められる情報と対比して固液分離処理水の水質変動の要因を判定する。凝集状態計測手段（凝集センサ１１）は引用文献１におけるものと同じである。
【０００５】
特許文献３（特開２００２−１９５９４７「凝集モニタリング装置」）は、レーザ光照射部３が第１の光ファイバ２を介してレーザ発振器１と接続し、散乱光受光部４が第２の光ファイバ５を介して光電変換回路６と接続して構成されており、レーザ発振器１から出力されたレーザ光がレーザ光照射部３から被測定流体（被処理水）中に照射され、被処理水中の粒子により散乱する散乱光を散乱光受光部４で受光して、光電変換回路６にて電気信号に変換した後、ＡＭ検波を行い、この検波後の信号を最低値検出回路８に取り込んで信号強度（散乱光強度）の最低値を検出する、というものである。
この特許文献３は、変動する散乱光強度の最低値は、液体中の微小コロイド粒子（未凝集のコロイド粒子）のみが存在する時の散乱光強度と見て、未凝集のコロイド粒子の粒子数を測定（すなわち凝集状態を測定）する（段落番号[００１６]、[００３０]）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−１９３２０３「水処理システム」
【特許文献２】特開２００５−１９３２０４「水処理システム」
【特許文献３】特開２００２−１９５９４７「凝集モニタリング装置」
【特許文献４】特開２００２−２５７７１５「粒子状態検出用プロープ」
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記従来の排水処理システムにおいてそれぞれ、凝集反応が正常に行われて処理排水の汚濁物質濃度が基準値以下となるようにするための方法が示されており、それぞれに有効な方法と思われるが、本発明は、工場の既存の金属含有排水処理設備を、市販の機器を利用して、比較的簡単な方式により、安価に、しかも、実際的に汚濁物質濃度を有効に管理することが可能な金属含有排水処理設備にしようとするものであり、そのような金属含有排水処理設備を実現可能にするためのフロック形成状態判定方法、及びフロック形成状態判定装置、及び、凝集反応槽、及び、異常発生通報システムを提供することを目的とする。
また、上記従来の凝集センサは排水に浸漬しているが、常時、排水処理を監視しようとしてセンサを排水に浸漬しておくと、センサ回りに汚れが付着し、センサ機能を果たさなくなってくる。しかし、センサを水面上に設置すると汚れが付着する問題は解決するが、水面の変動による誤動作を起す。そこで、本発明は、水面上から測定でき、かつ、水面の変動による誤動作を起さない方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決する請求項１の発明は、金属水酸化物のフロックを形成させる凝集反応工程を有する金属含有排水処理設備でのフロック形成状態の正常・異常を判定するフロック形成状態判定方法であって、
レーザ光を水面に向けて照射しその水中のフロックでの反射光に基づき前記フロックまでの距離を検出することが可能なフロック検出用センサを金属含有排水処理設備の処理槽の水面より上方に配置し、このフロック検出用センサによりフロックまでの距離Ｌを第１設定時間Ｔ１の間隔毎にサンプリングして検出するとともに、この検出距離Ｌの前記第１設定時間Ｔ１毎の変化量ΔＬが設定段差距離ΔＬ０以上である時にＯＦＦ信号、未満である時にＯＮ信号を発するようにし、その信号が第２設定時間内にＯＮ信号とＯＦＦ信号とを含む場合にフロック形成状態が正常、同じＯＮ信号又はＯＦＦ信号が前記第２設定時間以上続く場合にフロック形成状態が異常と判定することを特徴とする。
【０００９】
請求項２の発明は、金属水酸化物のフロックを形成させる凝集反応工程を有する金属含有排水処理設備でのフロック形成状態の正常・異常を判定するフロック形成状態判定装置であって、
レーザ光を水面に向けて照射しその水中のフロックでの反射光に基づき前記フロックまでの距離を検出することが可能なフロック検出用センサを金属含有排水処理設備の処理槽の水面より上方に配置し、このフロック検出用センサは、フロックまでの距離Ｌを第１設定時間Ｔ１の間隔毎にサンプリングして検出するとともに、この検出距離Ｌの前記第１設定時間Ｔ１毎の変化量ΔＬが設定段差距離ΔＬ０以上である時にＯＦＦ信号、未満である時にＯＮ信号を発する機能を有するものであり、
前記フロック検出用センサが発する信号が第２設定時間内にＯＮ信号とＯＦＦ信号とを含む場合にフロック形成状態が正常、同じＯＮ信号又はＯＦＦ信号が前記第２設定時間以上続く場合にフロック形成状態が異常と判定するフロック形成状態判定部を設けたことを特徴とする。
【００１０】
請求項３の発明は、金属水酸化物のフロックを形成させる凝集反応工程を有する金属含有排水処理設備でのフロック形成状態の正常・異常を判定するフロック形成状態判定装置であって、
いずれも金属含有排水処理設備の処理槽の水面より上方に配置されてレーザ光である投射光を水面に向けて照射する投光部及び照射された投射光が水中のフロックで反射した反射光を受光する受光部と、受光部の出力に基づいてフロックまでの距離Ｌを第１設定時間Ｔ１の間隔毎にサンプリングして検出するフロック距離検出部と、このフロック距離検出部が検出した検出距離Ｌの前記第１設定時間Ｔ１毎の変化量ΔＬが設定段差距離ΔＬ０以上である時にＯＦＦ信号、未満である時にＯＮ信号を発するＯＮ／ＯＦＦ信号発生部とを備えたフロック検出用センサを備え、
前記フロック検出用センサのＯＮ／ＯＦＦ信号発生部から出力された信号が第２設定時間内にＯＮ信号とＯＦＦ信号とを含む場合にフロック形成状態が正常、同じＯＮ信号又はＯＦＦ信号が前記第２設定時間以上続く場合にフロック形成状態が異常と判定するフロック形成状態判定部を備えたことを特徴とする。
【００１１】
請求項４の発明は、請求項２又は３における処理槽が凝集反応槽である場合における前記フロック形成状態判定装置を備えた凝集反応槽であって、
凝集反応槽の上蓋の上に、凝集反応槽内への開口部を持つセンサ設置箱を設置するとともに、このセンサ設置箱内に前記フロック検出用センサを配置し、このセンサ設置箱の側壁の下部位置に換気孔を設け、天井部に換気塔を設けたことを特徴とする。
【００１２】
請求項５の発明は、請求項２又は３における処理槽が凝集反応槽である場合における前記フロック形成状態判定装置を備えた凝集反応槽であって、
凝集反応槽の上蓋の上に、凝集反応槽内への開口部を持つセンサ設置箱を設置するとともに、このセンサ設置箱内に前記フロック検出用センサを配置し、前記開口部の近傍で一端が凝集反応槽内に開口し他端が外部に通じる通気管を設けたことを特徴とする。
【００１３】
請求項６の発明は、請求項２又は３における処理槽が凝集反応槽である場合における前記フロック形成状態判定装置を備えた凝集反応槽であって、
フロック検出用センサを、上面から見て凝集反応槽における処理水を次の工程へ送出する送出口の近傍に配置するとともに、フロック検出用センサの直下位置領域を、凝集反応槽下層部のみを連通させる態様で他の領域から仕切る隔壁を設けたことを特徴とする。
【００１４】
請求項７の発明は、請求項２又は３における処理槽が凝集反応槽である場合における前記フロック形成状態判定装置を備えた凝集反応槽の前工程に設置されるｐＨ調整槽であって、
ｐＨ調整槽内の被処理水のｐＨを測定するｐＨ計及びこのｐＨ計の測定値に応じてｐＨ調整剤を注入するｐＨ調整剤注入ポンプを備え、前記ｐＨ計が測定したｐＨ値を記録するｐＨ記録計を設け、このｐＨ記録計は、測定したｐＨ値が設定範囲内にあるか否かを判定するｐＨ合否判定部を有することを特徴とする。
【００１５】
請求項８の発明は、請求項２又は３における処理槽が凝集反応槽である場合における前記フロック形成状態判定装置を備えた凝集反応槽を有する金属含有排水処理設備に設けられるｐＨ調整槽であって、
ｐＨ調整槽内の被処理水のｐＨを測定するｐＨ計及びこのｐＨ計の測定値に応じてｐＨ調整剤を注入するｐＨ調整剤注入ポンプを備え、前記ｐＨ計が測定したｐＨ値を、時間を横軸として連続的に記録するｐＨ記録計を設け、このｐＨ記録計は、ｐＨが周期的に変化する時に、記録されたｐＨの記録波形の周期幅を検出するとともに、検出した周期幅が第１設定周期幅以下である時はｐＨ計の電極が清浄、周期幅が前記第１設定周期幅より長い第２設定周期幅以上である時に電極が汚れていると判定する電極汚れ判定部を有することを特徴とする。
【００１６】
請求項９は、請求項８のｐＨ調整槽が、ｐＨ計及びこのｐＨ計の測定値に応じてｐＨ調整剤を注入するｐＨ調整剤注入ポンプを設けた凝集反応槽自体であることを特徴とする。
【００１７】
請求項１０の発明は、請求項２又は３における処理槽が凝集反応槽である場合における前記フロック形成状態判定装置を備えた凝集反応槽、及び、請求項７又は８のｐＨ調整槽における異常を通報する異常発生通報システムであって、
請求項２又は３におけるフロック形成状態判定部を内蔵するシーケンサーと、このシーケンサーで制御される自動ダイヤル装置と、システム専用の固定電話機と、構内電話交換機とを備え、
前記シーケンサーは、請求項２又は３におけるフロック検出用センサからのＯＮ／ＯＦＦ信号に基づいて前記フロック形成状態判定部がフロック形成状態不良と判定した時、及び／又は、請求項７又は８におけるｐＨ記録計からｐＨ異常信号又は電極汚れ信号が入力した時に、前記自動ダイヤル装置を制御して前記固定電話機にアクセスして、構内電話交換機を経由して、指定された担当者の携帯電話機に異常発生警報を発する自動通報処理部を内蔵していることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１又は請求項２の発明において、フロック検出用センサはレーザ光を出射し、その反射光により水中のフロックまでの距離Ｌを第１設定時間Ｔ１の間隔毎にサンプリングして検出できる。
フロック形成状態を判定しようとする処理槽が凝集反応槽であるとして説明すると、凝集反応槽内の被処理水は攪拌されるので、凝集反応が正常に行われている場合、発生したフロックは水槽内を不規則に運動する。したがって、フロック検出用センサから出射されたレーザ光は、浅い層にあるフロックを照射したり、深い層にあるフロックを照射したりする。その時にフロック検出用センサがサンプリングして検出した検出距離（フロックまでの距離）Ｌの変化は、攪拌のために水面が上下している程度の緩やかな変化でなく、急激な変化となる（すなわち、十分短いサンプリング間隔である第１設定時間Ｔ１毎の変化量ΔＬが設定段差距離ΔＬ０以上となる）。この時にＯＦＦ信号を発する。
また、フロックは不規則に運動するので、緩やかな変化の場合（すなわち、第１設定時間Ｔ１毎の変化量ΔＬが設定段差距離ΔＬ０以下の場合）もあり、その時はＯＮ信号を発する。したがって、凝集反応が正常に行われている場合、その信号は第２設定時間内にＯＮ信号とＯＦＦ信号とを含むことになる。通常はＯＮとＯＦＦとを繰り返すパルス状の信号となる。このように、攪拌により水面が上下していても、第２設定時間内にＯＮ信号とＯＦＦ信号とを含む信号が発生していることを確認することで、凝集反応槽においてフロックが正常に形成されていると判定できる。
一方、フロック形成状態が不良の場合、フロックの粒が微細になり、この微細なフロックが密集した状態となるので、センサから出射したレーザ光は水面で反射するか、少なくとも水面近くの密集したフロックで反射する（レーザ光の径は約１．２ｍｍであり、水面近くの密集したフロック間の隙間を透過することができない）。したがって、サンプリングして検出した検出距離Ｌの変化は小さく（すなわち、サンプリング間隔である第１設定時間Ｔ１毎の変化量ΔＬは設定段差距離ΔＬ０未満となる）、ＯＮ信号を出す。
フロック形成状態が不良の場合、上記のように水面で反射するか水面近くで反射する状態が続き、センサの出力信号はＯＮ信号が少なくとも第２設定時間Ｔ２以上続く連続ＯＮ状態の信号となる。シーケンサー１０は、センサ９からのこの連続ＯＮ状態の信号に基づいてフロック形成状態異常と判定する。
なお、前記の通り、フロックは不規則に運動するので、ＯＦＦ信号状態、すなわち変化量ΔＬが設定段差距離ΔＬ０以上である状態が第２設定時間Ｔ２以上続くことは確率的に極めて少ないと考えられるので、ＯＦＦ信号が第２設定時間Ｔ２以上続く場合も何らかの異常と判定する。
なお、フロック形成状態を判定しようとする処理槽が、凝集反応槽でなく例えば凝集沈殿槽や中和槽である場合も同様である。
【００１９】
凝集反応槽の上部に設置されるフロック検出用センサは、フロックからの反射光を受光する受光部を有するが、冬季の特に朝方などにおいて、センサ外面のガラスの受光面に結露が発生することがある。結露が生じると、フロックからの反射光が乱反射して誤検出する場合ある。
しかし、請求項４の凝集反応槽のように換気孔及び換気塔を設けることで、結露によって発生する誤検出を防止できる。
また、外気温が例えば１０℃程度以下に低下した時に、凝集反応槽内の水温は例えば３０℃などと高いので、水面より湯気が発生して、反射光（レーザービーム）が湯気が捉えてしまい、やはり誤検出が発生する場合がある。
しかし、請求項５凝集反応槽のように、通気管を設けるという簡単な対策で、湯気を除去することができ、湯気による誤検出を防止することができる。
【００２０】
請求項６の凝集反応槽のように、フロック検出用センサの直下位置を、次の工程への送出口の近傍に配置し、かつ、下層部を除き隔壁で他の領域から仕切ることで、攪拌により発生した泡でフロック検出用センサに誤検出が発生することを防止できる。
【００２１】
請求項８のｐＨ調整槽は、ｐＨ記録計に記録されたｐＨの記録波形の周期幅を検出し、検出した周期幅がある定周期幅より短いかそれより長い設定時間幅より長いかで電極汚れを検出するものであり、極めてシンプルかつ安価に電極汚れを検出できる。
【００２２】
請求項１０の異常発生通報システムによれば、フロック形成状態判定装置、凝集反応槽、ｐＨ調整槽の各性能を有効に活かして、金属含有排水処理設備における異常を的確に判定した上で、異常発生を迅速に、かつ、確実に適切な担当者に通報して、対策を素早く講じることを可能にする。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明が対象とする金属含有排水処理設備の一例を説明する概略構成図である。
【図２】図１における凝集反応槽の概略構造を示すもので、（イ）は平面図、（ロ）は図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】図２におけるセンサ設置箱の近傍の拡大図である。
【図４】本発明のフロック形成状態判定装置の概略のブロック構成を説明する図（図はフロック形成状態が正常な場合で示している）である。
【図５】（イ）はフロック形成状態が正常な場合に、フロック検出用センサが正常なフロックを検出する動作状態を時系列で模式的に説明する図、（ロ）はその時にフロック検出用センサが出力する信号のパターンを説明する図である。
【図６】（イ）はフロック形成状態が不良である場合に、フロック検出用センサが水面近傍の微細なフロックを検出する動作状態を時系列で模式的に説明する図、（ロ）はその時にフロック検出用センサが出力する信号のパターンを説明する図である。
【図７】上記フロック形成状態判定装置、及びシーケンサーの概略構成を説明するブロック図である。
【図８】図１における５箇所に設けたｐＨ計とこれらが接続されるｐＨ記録計８を有するｐＨ管理システムを説明する図である。
【図９】図８のｐＨ記録計において、各ｐＨ計の電極汚れを判定する汚れ判定原理を説明する図で、（イ）は電極が清浄（正常）な場合、（ロ）は電極汚れが生じている場合を示す。
【図１０】本発明の異常発生通報システムの概略構成を説明するブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明を実施したフロック形成状態判定方法、フロック形成状態判定装置、凝集反応槽、ｐＨ調整槽、及び異常発生通報システムにについて、図面を参照して説明する。
【実施例１】
【００２５】
図１は本発明の実施例で対象とする金属含有排水処理設備の要部を説明する概略構成図である。この金属含有排水処理設備は、亜鉛メッキ設備から排出される亜鉛排水を処理する亜鉛排水処理設備である。図１に示したものは、実際の亜鉛排水処理設備の要部であり、設備全体の中の原水槽１１と、第１ｐＨ調整槽１と、第２ｐＨ調整槽２と、凝集反応槽３と、凝集沈殿槽４と、活性炭吸着塔５と、放流監視槽６である。
【００２６】
この亜鉛排水処理設備は凝集沈殿法により亜鉛排水処理を行うものである。凝集沈殿法による亜鉛排水処理の概要を説明すると、亜鉛メッキ設備から排出される水洗水中には亜鉛がイオンの状態で存在する（溶けている）ので、まず、被処理水のｐＨをｐＨ調整剤注入により適性範囲に調整して、亜鉛水酸化物の微小粒子としてコロイド状に析出させる。コロイド粒子のサイズは０．１〜１０μｍと微細であり沈降速度が遅いので、沈殿せずに水と共に流れてしまう。
そこで、凝集剤を用いた凝集反応により、コロイド（コロイド粒子）の集合体を作ってサイズを大きくする。コロイドはその表面が同符号の電荷に帯電しており、互いに反発して安定した分散状態にあるので、反対電荷の電解質溶液を加えてコロイド表面の電荷を中和させる。帯電していないコロイドは、分子間引力で互いに引き付け合うので、コロイドの集合体（小さな集合体）が作られる。さらに、凝集助剤の吸着架橋の作用によって、コロイドの小さな集合体を集めてさらに大きな集合体、すなわち１ｃｍ程度の大きさの塊りであるフロックを作る。フロックが正常に形成されると、沈降速度が速くなり、処理水に流されずに沈殿させることができ、粒子と水とを分離させることが容易になる。このように、析出したコロイド粒子が凝集反応により集められて、沈殿し易い、サイズの大きなフロックとなる。
【００２７】
この実施例では、亜鉛メッキ設備から排出される水洗水を貯留する原水槽１１に続く第１ｐＨ調整槽１及び第２ｐＨ調整槽２の２つのｐＨ調整槽で苛性液（ｐＨ調整剤）を注入してｐＨを制御している。亜鉛水酸化物を生成させる適正ｐＨ範囲としてｐＨ８〜１０を設定し、その範囲に維持されるように調整する。なお、適正ｐＨ範囲はｐＨ８〜１０に限らず、種々の条件、状況により適切に設定するとよい。
【００２８】
ｐＨを調整された被処理水は凝集反応槽３に送られる。凝集反応槽３では例えば塩化第二鉄などの凝集剤が添加され、かつ、凝集助剤が添加される。
凝集反応槽３において凝集反応が正常に行われるということは、フロック形成が正常に行われていることである。すなわち、適正なｐＨ調整により析出した亜鉛水酸化物のコロイド粒子が凝集剤、凝集助剤の作用で、コロイド粒子の集合体となり、さらにその集合体がまとめられて例えば径が１ｃｍ程度の塊であるフロックとなる場合が、フロック形成が正常な状態である。
しかし、凝集反応が正常に行われない場合がある。
ｐＨ調整槽１、２に苛性ソーダが注入されると、凝集反応槽３に入ってからだけでなく、第２ｐＨ調整槽２から凝集反応槽３までの過程においても、亜鉛水酸化物のコロイド粒子が生成されさらにコロイド粒子の集合体が生成されるが、第２ｐＨ調整槽において苛性ソータ（ｐＨ調整剤）が入り過ぎてｐＨが上昇した場合、第２ｐＨ調整槽２から凝集反応槽３までの過程であるいは凝集反応槽３内で、コロイド粒子の集合体が再溶解してしまい、フロックを形成しない、という場合がある。
また、ｐＨ調整槽１、２でのｐＨ調整で被処理水が例えばｐＨ１１以上となって、被処理水がコロイド状態にならない（亜鉛水酸化物が粒子として析出しない）場合、フロックはもとより集合体もできない。
このようなフロック形成状態の異状は後述するフロック形成状態判定方法で検出する。
【００２９】
凝集反応槽３でフロックを形成した被処理水は下部にある送出管から次の凝集沈殿槽４に送られる。
凝集沈殿槽４において、フロックは早く沈むので、処理水の流れに流されずに沈んで沈殿槽の底に堆積する。なお、堆積したフロックはスラッジとして処理される。
しかし、フロックにならなかったコロイド粒子や小さなフロックは、キャリーオーバーしてしまい処理水とともに次の活性炭吸着塔５に流れ込む。
活性炭吸着塔５では、それらのコロイド粒子や小さなフロックを砂や活性炭で捕集する。
汚濁物質と分離されたきれいな水だけが放流監視槽６に流れ込み、放流監視槽６においてｐＨ計でｐＨが所定範囲にあることを確認する。こうして、汚濁物質を除去したきれいな水だけが処理水として公共水域に排出される。
【００３０】
前記第１、第２の２つのｐＨ調整槽１、２と、凝集反応槽３と、凝集沈殿槽４と、放流監視槽６の５箇所にｐＨ計７が設置されている。５つのｐＨ計７は、詳細は後述するｐＨ記録計８に接続されている。
前記凝集反応槽３には、詳細は後述するフロック検出用センサ９が設置されている。
前記ｐＨ記録計８とフロック検出用センサ９は、詳細は後述するシーケンサー１０に接続されている。
【００３１】
前記凝集反応槽３は、図２（イ）、（ロ）に示すように、槽本体３ａが上面から見て一辺約１ｍで高さ約１．２ｍの四角形をなし、その１つの角部の近傍における槽本体上部に、当該凝集反応槽３での処理水を次の凝集沈殿槽４へ送出する送出管１２が接続され、その送出口１２ａのある角部と対角線上の反対側の角部の近傍に、攪拌プロペラにより被処理水を攪拌する攪拌機１３を配置している。
前記送出口１２ａの近傍、すなわち攪拌機１３と反対側の角部の近傍に、槽本体下層部のみを連通させる態様で角部側を他の領域から仕切る隔壁１４を設けている。
図３にも示すように、凝集反応槽３の上蓋３ｂにおける、前記隔壁１４で仕切られた角部の近傍にセンサ設置箱１５が設置され、このセンサ設置箱１５内に前記フロック検出用センサ９（９ａ）が収容されている。フロック検出用センサ９の投受光面から水面（静止している場合の水面）までの距離Ｌｓは２００ｍｍにしている。
【００３２】
凝集沈殿法による排水処理設備において、放流する処理排水の水質を確保するには、凝集反応槽３においてフロック形成が正常に行われていることが極めて重要である。そこで、凝集反応槽３においてフロック形成が正常に行われているか否かを判定するフロック形成状態判定装置を設けている。
このフロック形成状態判定装置について説明すると、図４に模式的に示すように、センサ本体９ａと信号処理部９ｂとからなるフロック検出用センサ９と、このフロック検出用センサ９の出力に基づいてフロック形成状態が正常か異常かを判定する、シーケンサー１０に内蔵された後述のフロック形成状態判定部２７とを備えている。
フロック検出用センサ９とシーケンサー１０内のフロック形成状態判定部２７とはフロック形成状態判定装置１７を構成する。
【００３３】
フロック検出用センサ９は、図７に示すように、いずれも凝集反応槽の水面より上方に配置されてレーザ光である投射光を水面に向けて照射する投光部２１及び照射された投射光が水中のフロックで反射した反射光を受光する受光部２２と、受光部２２の出力に基づいてフロックまでの距離Ｌを第１設定時間Ｔ１の間隔毎にサンプリングして検出するフロック距離検出部２３と、このフロック距離検出部２３が検出した検出距離Ｌの前記第１設定時間Ｔ１毎の変化量ΔＬが設定段差距離ΔＬ０以上である時にＯＦＦ信号、未満である時にＯＮ信号を発するＯＮ／ＯＦＦ信号発生部２４とを備えている。
２５は設定段差距離データを格納する設定段差距離メモリ、２６は第１設定時間Ｔ１を格納する第１設定時間メモリである。
フロック検出用センサ９は、機器としては、投光部２１と受光部２２とを備えたセンサ本体９ａと、このセンサ本体９ａの受光部２２の出力信号を処理する信号処理部９ｂとからなる。
【００３４】
前記シーケンサー１０は、前記フロック検出用センサ９のＯＮ／ＯＦＦ信号発生部２４から出力された信号が第２設定時間Ｔ２内にＯＮ信号とＯＦＦ信号とを含む場合にフロック形成状態が正常、同じＯＮ信号又はＯＦＦ信号が前記第２設定時間Ｔ２以上続く場合にフロック形成状態が異常と判定するフロック形成状態判定部２７を備えている。２８は第２設定時間データを格納する第２設定時間メモリである。
【００３５】
上記のフロック形成状態判定装置１７によるフロック形成状態の具体的判定要領について説明する。
図５はフロック形成状態が正常の場合に、フロック検出用センサ９がフロックを検出する動作状態を時系列で模式的に説明する図である。Ｓは水面、横軸は時間である。センサが第１設定時間Ｔ１のサンプリング間隔で図示のようにフロックを検出しているとする。
凝集反応槽３内の被処理水は攪拌されるので、凝集反応が正常に行われている場合、発生したフロックは水槽内を不規則に運動する。したがって、センサ９から出射されたレーザ光は、浅い層にあるフロックを照射したり、深い層にあるフロックを照射したりする。その時にセンサ９がサンプリングして検出した検出距離（フロックまでの距離）Ｌの変化は、攪拌のために水面が上下している程度の緩やかな変化でなく、急激な変化となる（すなわち、十分短いサンプリング間隔である第１設定時間Ｔ１毎の変化量ΔＬが設定段差距離ΔＬ０以上となる）。この時にＯＦＦ信号を発する（ΔＬ１、ΔＬ３、ΔＬ４、ΔＬ５、ΔＬ７）。
また、深さが近い位置のフロックを続けて検出する場合もあるので、検出距離Ｌの変化が緩やかな場合（すなわち、第１設定時間Ｔ１毎の変化量ΔＬが設定段差距離ΔＬ０以下の場合）もあり、その時はＯＮ信号を発する（ΔＬ２、ΔＬ６、ΔＬ８）。
したがって、凝集反応が正常に行われている場合、その信号は図５（ロ）に示すように、第２設定時間Ｔ２内にＯＮ信号とＯＦＦ信号とを含むことになる。通常はＯＮとＯＦＦとを繰り返すパルス状の信号となる。
このように、攪拌により水面が上下していても、適切な長さに設定した第２設定時間Ｔ２内にＯＮ信号とＯＦＦ信号とを含む信号が発生していることを確認することで、凝集反応槽においてフロックが正常に形成されていると判定できる。
【００３６】
図６はフロック形成状態が不良の場合に、フロック検出用センサ９がフロックを検出する動作状態を時系列で模式的に説明する図である。
フロック形成状態が不良の場合、図示のようにフロックの粒が微細になり、この微細なフロックが密集した状態となるので、センサ９から出射したレーザ光は水面で反射するか、少なくとも水面近くの密集したフロックで反射する（レーザ光のビーム径は約１．２ｍｍであり、水面近くの密集したフロック間の隙間を透過することができない）。したがって、センサが検出する検出距離Ｌの変化は常に小さい。したがって、サンプリング間隔で検出された、ある時点の検出距離とその時点から第１設定時間Ｔ１後の他の時点の検出距離との差ΔＬは、少なくとも設定段差距離ΔＬ０未満となり、ＯＮ信号を出す。
フロック形成状態が不良の場合、上記のように水面で反射するか水面近くで反射する状態が続き、図６（ロ）に示すように、センサの出力信号はＯＮ信号が少なくとも第２設定時間Ｔ２以上続く連続ＯＮ状態の信号となる（ΔＬ２’、ΔＬ３’、・・・（以下図示は省略））。シーケンサー１０は、センサ９からのこの連続ＯＮ状態の信号に基づいてフロック形成状態異常と判定する。
なお、前記の通り、フロックは不規則に運動するので、ＯＦＦ信号状態、すなわち変化量ΔＬが設定段差距離ΔＬ０以上である状態が第２設定時間Ｔ２以上続くことは確率的に極めて少ないと考えられるので、ＯＦＦ信号が第２設定時間Ｔ２以上続く場合も何らかの異常と判定する。
上記の通り、攪拌により水面が上下動しても、その水面上下動の影響を受けずに、フロック形成状態を判定することができる。
なお、設定段差距離ΔＬ０、第２設定時間Ｔ２は具体的状況に応じて適切に設定するが、実施例では、例えば設定段差距離ΔＬ０を５ｍｍ、第２設定時間Ｔ２を７秒に設定して、フロック形成状態を適切に判定することができた。
【００３７】
凝集沈殿法による排水処理設備において、各段階におけるｐＨ管理も極めて重要である。図８及び前述した図１に示すように、第１、第２の２つのｐＨ調整槽１、２と、凝集反応槽３と、凝集沈殿槽４と、放流監視槽６の５つの槽にそれぞれｐＨ計７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ、７ｅが設置され、各ｐＨ計７（７ａ、…）は、各ｐＨ計が測定したｐＨ値を記録するｐＨ記録計８に接続されている。
このｐＨ記録計は、各ｐＨ計７が測定したｐＨ値を個別に、時間を横軸として連続的に記録するｐＨ記録部８ａと、各ｐＨ計７で測定したｐＨ値が、適正ｐＨ範囲として設定した範囲内にあるか否かを判定するｐＨ合否判定部を８ｂと、後述する電極汚れ判定部８ｃとを有している。ｐＨ計の電極を７ｓで示す。
第１ｐＨ調整槽１及び第２ｐＨ調整槽２はそれぞれｐＨ調整剤注入ポンプ３０を備え、その２つのｐＨ調整槽１、２の各ｐＨ計７ａ、７ｂは、測定したｐＨ値に応じて苛性ソーダなどのｐＨ調整剤の注入を指示するｐＨ指示調節計であり、ｐＨ調整剤注入ポンプ３０を作動させて、ｐＨ調整剤注入を制御し、第１、第２ｐＨ調整槽１、２内の被処理水のｐＨを前述した適正ｐＨ範囲８〜１０に維持する。
【００３８】
前記電極汚れ判定部８ｃは特に、ｐＨ調整剤注入制御を行う第１、第２の２つのｐＨ調整槽１、２のｐＨ計７ａ、７ｂについて、電極汚れを判定するものである。
ｐＨ計が検出した槽内水のｐＨ測定値がある設定値（ｐＨ）になると、注入ポンプ３０が苛性液を注入するのでｐＨが上がる。しかし原水槽１１からｐＨの低い原水が常時送り込まれてｐＨが低くなるので、再び苛性液を注入する、ということを繰り返してｐＨ調整を行うので、ｐＨ記録計８が記録するｐＨ値は周期的な変動をする。
電極が汚れてくると、ｐＨの変動に対してｐＨ計の反応が鈍ってくる。反応が鈍ると、ｐＨが実際には適正値になってもｐＨ計の測定値が適正値を達していないので、注入ポンプに対する停止の指示が遅れ、過剰に苛性液が添加されてしまい、実際のｐＨが適正ｐＨ範囲から外れてしまう（高くなってしまう）。これは凝集反応不良の原因となる。
そこで、前記電極汚れ判定部８ｃは、ｐＨの変動に対するｐＨ計の反応の遅速を検出して、電極汚れの有無を検出するというものであり、ｐＨ記録計８で記録されたｐＨの記録波形の周期幅を検出するとともに、検出した周期幅が第１設定周期幅以下である時はｐＨ計の電極が清浄（正常）、周期幅が前記第１設定周期幅より長い第２設定周期幅以上である時に電極が汚れていると判定する構成である。この実施例では検出する周期幅として、ｐＨ記録波形においてｐＨがある設定値（図示例ではｐＨ９）を超えている部分の時間幅を周期幅ｔとしている。
図９（イ）は電極が清浄（正常）な場合であり、周期幅ｔが短い。一方、 図９（ロ）は電極が限度を超えて汚れた場合であり、周期幅ｔが長くなる。実施例では例えばｐＨ＝９．０のレベルでの周期幅が第１設定周期幅（例えば２０秒）より短い時に清浄（正常）、第２設定周期幅（例えば３０秒）より長い時に電極汚れと判定している。
なお、実施例では第１ｐＨ調整槽１と第２ｐＨ調整槽２に設置したｐＨ計の電極について電極汚れ判定を行っているが、この電極汚れ判定手段は、ｐＨ計を備えるとともにｐＨ調整剤を間欠的に注入する手段を備えた槽であれば、そのｐＨ計に適用することができる。
【００３９】
ところで、凝集反応槽３において凝集反応が正常な範囲でも、亜鉛等のコロイド粒子が全て完全にフロック化されるとは限らず、通常、ごく一部は凝集沈殿槽４から次の活性炭吸着塔５に流れ出すが、コロイド粒子が活性炭に吸着されることで、最終的な処理排水の亜鉛濃度を規制値以下に抑えることができる。
しかし、活性炭吸着塔５において活性炭に吸着されたコロイド粒子が飽和状態になると、凝集反応槽３においてフロック形成状態が正常でも、じわじわと処理水中に亜鉛が析出し、亜鉛濃度の高い処理水を排出する恐れがある。
一方、凝集反応槽３において凝集反応不良が発生してフロックが十分に形成されなかった場合でも、凝集沈殿槽４から流れ出たコロイド粒子が、次の活性炭吸着塔５において活性炭に吸着されることで、最終的な処理排水の亜鉛濃度がそれ程高くならない場合もある。したがって、凝集反応槽３におけるフロック形成状態を正常に保つ管理とともに、放流監視槽６での監視も十分に行う必要がある。
【００４０】
凝集反応槽３における凝集反応が異常の場合、又は、第１、第２ｐＨ調整槽１、２におけるｐＨ異常の際に、それらの異常を通報する異常発生通報システムについて説明する。
図１０に示すように、この異常発生通報システム３５は、前述のシーケンサー１０と、このシーケンサー１０で制御される自動ダイヤル装置３１と、システム専用の固定電話機３２と、構内電話交換機３３と、指定された例えば図示例では３人の担当者が持つ３つの携帯電話機３４とからなっている。
前記の通り、シーケンサー１０にはフロック検出用センサ９の出力、及び、ｐＨ記録計８の出力が入力される。このシーケンサー１０は、前述したフロック形成状態判定部２７を内蔵し、前記ｐＨ記録計８のｐＨ合否判定部８ｂ及び電極汚れ判定部８ｃからの判定結果の信号を受信する受信部２８を内蔵し、それらからの信号に基づいて自動通報処理を行う自動通報処理部２９を内蔵している。
このシーケンサー１０は、フロック検出用センサ９からのＯＮ／ＯＦＦ信号に基づいてフロック形成状態判定部２７がフロック形成状態不良と判定した時、又は、ｐＨ記録計８からｐＨ異常信号又は電極汚れ信号が入力した時、自動通報処理部２９の自動通報プログラムが作動して自動ダイヤル装置３１を制御し、専用の固定電話機３２にアクセスして、構内電話交換機３３を経由し、指定された担当者の３つの携帯電話機３４ａ、３４ｂ、３４ｃにローテーションで順次接続し、いずれかの携帯電話機が応答するまで、それを繰り返す。これにより、担当者が直ちに現場に出動し異常内容を確認して、対処することができる。なお、自動通報処理部２９には、当番者選択スイッチ３６の操作により前記ローテーションの順番が設定される。
【００４１】
フロック検出用センサ９は、図３に示すように、凝集反応槽３の上蓋３ｂの上に設置した、凝集反応槽内への開口部１５ａを持つセンサ設置箱１５内に配置されているが、冬季の特に朝方などにおいて、受光部に面したセンサ外面のガラスの受光面（投受光面（窓））に結露が発生することがある。結露が生じると、フロックからの反射光が乱反射して誤検出する場合ある。
そこで、同図に示すように、センサ設置箱１５の側壁の下部位置に複数の換気孔１５ｂを設け、かつ、天井部に換気塔１５ｃを設けている。
この換気孔１５ｂ及び換気塔１５ｃにより、センサ設置箱１５の内外の気温差が小さくなり、フロック検出用センサ９の受光面に結露が生じることを防止でき、結露によって発生する誤検出を防止できる。
【００４２】
外気温が例えば１０℃程度以下に低下した時、凝集反応槽３内の水温は例えば３０℃などと高いので、水面より湯気が発生し、センサ設置箱１５内に入る。すると、受光部への反射光（レーザービーム）が湯気が捉えてしまい、やはり誤検出が発生する場合がある。
そこで、前記開口部１５ａの近傍で一端が凝集反応槽内に開口（開口部１６ａ）し他端が外部に通じる通気管１６を設けている。
このように、通気管１６を設けるという簡単な対策で、湯気を除去することができ、湯気による誤検出を防止することができる。なお、図示は省略したが、通気管１６の他端側（外部側）に送風ファンを取り付けるとよい。
【実施例２】
【００４３】
上述した実施例は含有金属が亜鉛である亜鉛排水処理設備を対象として説明したが、亜鉛に限らず、マンガン、鉄、銅、ニッケル、クロムその他の金属を含有する金属含有排水処理設備を対象として適用することができる。
また、実施例では、金属含有排水のｐＨ調整を、凝集反応槽３の前の別工程として設置した第１ｐＨ調整槽及び第２ｐＨ調整槽の２つのｐＨ調整槽により行っているが、１つのｐＨ調整槽であってもよいし、また、別工程とせずに凝集反応槽３自体でｐＨ調整を行うことも可能である。
また、金属含有排水から金属水酸化物を析出させる手段として、実施例ではｐＨ調整による方法を採用しているが、他の方法を採用することができる。
また、実施例ではフロック形成状態を判定しようとする対象の処理槽が凝集反応槽であるが、例えば凝集沈殿槽や中和槽などにおいてフロック形成状態の判定が必要になる場合にはそれらの処理槽にも適用できる。
【符号の説明】
【００４４】
１ 第１ｐＨ調整槽
２ 第２ｐＨ調整槽
３ 凝集反応槽
３ａ 槽本体
３ｂ 上蓋
４ 凝集沈殿槽
５ 活性炭吸着塔
６ 放流監視槽
７（７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ、７ｅ） ｐＨ計
７ｓ 電極
８ ｐＨ記録計
８ａ ｐＨ記録部
８ｂ ｐＨ合否判定部
８ｃ 電極汚れ判定部
９ フロック検出用センサ
９ａ センサ本体
９ｂ 信号処理部
１０ シーケンサー
１２ 送出管
１２ａ 送出口
１３ 攪拌機
１４ 隔壁
１５ センサ設置箱
１５ａ 開口部
１５ｂ 換気孔
１５ｃ 換気塔
１６ 通気管
１６ａ 開口部
１７ フロック形成状態判定装置
２０ 受信部
２１ 投光部
２２ 受光部
２３ フロック距離検出部
２４ ＯＮ／ＯＦＦ信号発生部
２５ 設定段差距離メモリ
２６ 第１設定時間メモリ
２７ フロック形成状態判定部
２８ 第２設定時間メモリ
２９ 自動通報処理部
３０ ｐＨ調整剤注入ポンプ
３１ 自動ダイヤル装置
３２ 専用の固定電話機
３３ 構内電話交換機
３４（３４ａ、３４ｂ、３４ｃ） 携帯電話機
３５ 異常発生通報システム
Ｔ１ 第１設定時間（サンプリング間隔）
Ｔ２ 第２設定時間
Ｌ 検出距離（センサからフロックまでの距離）
ΔＬ （検出した検出距離のサンプリング間隔毎の）変化量
ΔＬ０ 設定段差距離
ｔ 周期幅
【技術分野】
【０００１】
この発明は、金属水酸化物のフロックを形成させる凝集反応工程を有する金属含有排水処理設備でのフロック形成状態の正常・異常を判定するフロック形成状態判定方法、及びフロック形成状態判定装置、及び、前記フロック形成状態判定装置を備えた凝集反応槽、及び、前記凝集反応槽の前工程に設置されるｐＨ調整槽、及び、凝集反応槽やｐＨ調整槽における異常発生を通報する異常発生通報システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
亜鉛、マンガン、鉄その他の重金属を含有する金属含有排水の排水処理において、凝集沈殿法による排水処理は広く採用されている。この排水処理方法を採用する金属含有排水処理設備では、原水（金属含有排水）中の金属水酸化物をコロイド状に析出させ、凝集反応槽において前記金属水酸化物のフロックを形成させる。原水を処理して、汚濁物質の濃度を水質汚濁防止法で定められた排水基準以下に下げた処理水は、調整池などの公共水域に排出される。
【０００３】
この種の排水処理設備において、凝集反応が正常に行われて処理排水の汚濁物質濃度が基準値以下となるようにするための排水処理システムが種々提案されている。
例えば、特許文献１（特開２００５−１９３２０３「水処理システム」）は、凝集状態計測手段にて計測された被処理水の凝集状態とｐＨ調整剤注入制御手段によるｐＨ調整剤の注入状態とに従って、凝集剤の注入を制御するものであり、特に被処理水のｐＨが適正範囲から外れている場合には、ｐＨ調整剤注入制御手段における制御目標値を補正して被処理水のｐＨを適正化した後、凝集剤の注入を制御する、というものである。
この特許文献１における凝集状態計測手段（凝集センサ１１）は、発光部１０から第１の光ファイバ１を経て導いたレーザ光を微小領域Ｓに照射し、その微小領域Ｓにおける微小なコロイド粒子によって生じる散乱光を、微小領域Ｓに向けた第２の光ファイバ２を経て導き受光部２０で受光する。凝集が進むと微小コロイド粒子の数が減るので、散乱光の強度が低下する。したがって、散乱光強度を測定することで、フロック形成状態を検知する、というものである（段落番号[００１５]）。
凝集センサの詳細は特許文献４（段落番号[００１６]、[００１７]、図２、図３など）に記載されている。
【０００４】
特許文献２（特開２００５−１９３２０４「水処理システム」）は、凝集反応槽に懸濁液における凝集フロックの状態を検出する凝集状態計測手段を設けると共に、固液分離処理水の水質を評価する水質評価手段を設け、要因判定手段にて凝集状態計測手段および水質評価手段によりそれぞれ求められる情報と対比して固液分離処理水の水質変動の要因を判定する。凝集状態計測手段（凝集センサ１１）は引用文献１におけるものと同じである。
【０００５】
特許文献３（特開２００２−１９５９４７「凝集モニタリング装置」）は、レーザ光照射部３が第１の光ファイバ２を介してレーザ発振器１と接続し、散乱光受光部４が第２の光ファイバ５を介して光電変換回路６と接続して構成されており、レーザ発振器１から出力されたレーザ光がレーザ光照射部３から被測定流体（被処理水）中に照射され、被処理水中の粒子により散乱する散乱光を散乱光受光部４で受光して、光電変換回路６にて電気信号に変換した後、ＡＭ検波を行い、この検波後の信号を最低値検出回路８に取り込んで信号強度（散乱光強度）の最低値を検出する、というものである。
この特許文献３は、変動する散乱光強度の最低値は、液体中の微小コロイド粒子（未凝集のコロイド粒子）のみが存在する時の散乱光強度と見て、未凝集のコロイド粒子の粒子数を測定（すなわち凝集状態を測定）する（段落番号[００１６]、[００３０]）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−１９３２０３「水処理システム」
【特許文献２】特開２００５−１９３２０４「水処理システム」
【特許文献３】特開２００２−１９５９４７「凝集モニタリング装置」
【特許文献４】特開２００２−２５７７１５「粒子状態検出用プロープ」
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記従来の排水処理システムにおいてそれぞれ、凝集反応が正常に行われて処理排水の汚濁物質濃度が基準値以下となるようにするための方法が示されており、それぞれに有効な方法と思われるが、本発明は、工場の既存の金属含有排水処理設備を、市販の機器を利用して、比較的簡単な方式により、安価に、しかも、実際的に汚濁物質濃度を有効に管理することが可能な金属含有排水処理設備にしようとするものであり、そのような金属含有排水処理設備を実現可能にするためのフロック形成状態判定方法、及びフロック形成状態判定装置、及び、凝集反応槽、及び、異常発生通報システムを提供することを目的とする。
また、上記従来の凝集センサは排水に浸漬しているが、常時、排水処理を監視しようとしてセンサを排水に浸漬しておくと、センサ回りに汚れが付着し、センサ機能を果たさなくなってくる。しかし、センサを水面上に設置すると汚れが付着する問題は解決するが、水面の変動による誤動作を起す。そこで、本発明は、水面上から測定でき、かつ、水面の変動による誤動作を起さない方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決する請求項１の発明は、金属水酸化物のフロックを形成させる凝集反応工程を有する金属含有排水処理設備でのフロック形成状態の正常・異常を判定するフロック形成状態判定方法であって、
レーザ光を水面に向けて照射しその水中のフロックでの反射光に基づき前記フロックまでの距離を検出することが可能なフロック検出用センサを金属含有排水処理設備の処理槽の水面より上方に配置し、このフロック検出用センサによりフロックまでの距離Ｌを第１設定時間Ｔ１の間隔毎にサンプリングして検出するとともに、この検出距離Ｌの前記第１設定時間Ｔ１毎の変化量ΔＬが設定段差距離ΔＬ０以上である時にＯＦＦ信号、未満である時にＯＮ信号を発するようにし、その信号が第２設定時間内にＯＮ信号とＯＦＦ信号とを含む場合にフロック形成状態が正常、同じＯＮ信号又はＯＦＦ信号が前記第２設定時間以上続く場合にフロック形成状態が異常と判定することを特徴とする。
【０００９】
請求項２の発明は、金属水酸化物のフロックを形成させる凝集反応工程を有する金属含有排水処理設備でのフロック形成状態の正常・異常を判定するフロック形成状態判定装置であって、
レーザ光を水面に向けて照射しその水中のフロックでの反射光に基づき前記フロックまでの距離を検出することが可能なフロック検出用センサを金属含有排水処理設備の処理槽の水面より上方に配置し、このフロック検出用センサは、フロックまでの距離Ｌを第１設定時間Ｔ１の間隔毎にサンプリングして検出するとともに、この検出距離Ｌの前記第１設定時間Ｔ１毎の変化量ΔＬが設定段差距離ΔＬ０以上である時にＯＦＦ信号、未満である時にＯＮ信号を発する機能を有するものであり、
前記フロック検出用センサが発する信号が第２設定時間内にＯＮ信号とＯＦＦ信号とを含む場合にフロック形成状態が正常、同じＯＮ信号又はＯＦＦ信号が前記第２設定時間以上続く場合にフロック形成状態が異常と判定するフロック形成状態判定部を設けたことを特徴とする。
【００１０】
請求項３の発明は、金属水酸化物のフロックを形成させる凝集反応工程を有する金属含有排水処理設備でのフロック形成状態の正常・異常を判定するフロック形成状態判定装置であって、
いずれも金属含有排水処理設備の処理槽の水面より上方に配置されてレーザ光である投射光を水面に向けて照射する投光部及び照射された投射光が水中のフロックで反射した反射光を受光する受光部と、受光部の出力に基づいてフロックまでの距離Ｌを第１設定時間Ｔ１の間隔毎にサンプリングして検出するフロック距離検出部と、このフロック距離検出部が検出した検出距離Ｌの前記第１設定時間Ｔ１毎の変化量ΔＬが設定段差距離ΔＬ０以上である時にＯＦＦ信号、未満である時にＯＮ信号を発するＯＮ／ＯＦＦ信号発生部とを備えたフロック検出用センサを備え、
前記フロック検出用センサのＯＮ／ＯＦＦ信号発生部から出力された信号が第２設定時間内にＯＮ信号とＯＦＦ信号とを含む場合にフロック形成状態が正常、同じＯＮ信号又はＯＦＦ信号が前記第２設定時間以上続く場合にフロック形成状態が異常と判定するフロック形成状態判定部を備えたことを特徴とする。
【００１１】
請求項４の発明は、請求項２又は３における処理槽が凝集反応槽である場合における前記フロック形成状態判定装置を備えた凝集反応槽であって、
凝集反応槽の上蓋の上に、凝集反応槽内への開口部を持つセンサ設置箱を設置するとともに、このセンサ設置箱内に前記フロック検出用センサを配置し、このセンサ設置箱の側壁の下部位置に換気孔を設け、天井部に換気塔を設けたことを特徴とする。
【００１２】
請求項５の発明は、請求項２又は３における処理槽が凝集反応槽である場合における前記フロック形成状態判定装置を備えた凝集反応槽であって、
凝集反応槽の上蓋の上に、凝集反応槽内への開口部を持つセンサ設置箱を設置するとともに、このセンサ設置箱内に前記フロック検出用センサを配置し、前記開口部の近傍で一端が凝集反応槽内に開口し他端が外部に通じる通気管を設けたことを特徴とする。
【００１３】
請求項６の発明は、請求項２又は３における処理槽が凝集反応槽である場合における前記フロック形成状態判定装置を備えた凝集反応槽であって、
フロック検出用センサを、上面から見て凝集反応槽における処理水を次の工程へ送出する送出口の近傍に配置するとともに、フロック検出用センサの直下位置領域を、凝集反応槽下層部のみを連通させる態様で他の領域から仕切る隔壁を設けたことを特徴とする。
【００１４】
請求項７の発明は、請求項２又は３における処理槽が凝集反応槽である場合における前記フロック形成状態判定装置を備えた凝集反応槽の前工程に設置されるｐＨ調整槽であって、
ｐＨ調整槽内の被処理水のｐＨを測定するｐＨ計及びこのｐＨ計の測定値に応じてｐＨ調整剤を注入するｐＨ調整剤注入ポンプを備え、前記ｐＨ計が測定したｐＨ値を記録するｐＨ記録計を設け、このｐＨ記録計は、測定したｐＨ値が設定範囲内にあるか否かを判定するｐＨ合否判定部を有することを特徴とする。
【００１５】
請求項８の発明は、請求項２又は３における処理槽が凝集反応槽である場合における前記フロック形成状態判定装置を備えた凝集反応槽を有する金属含有排水処理設備に設けられるｐＨ調整槽であって、
ｐＨ調整槽内の被処理水のｐＨを測定するｐＨ計及びこのｐＨ計の測定値に応じてｐＨ調整剤を注入するｐＨ調整剤注入ポンプを備え、前記ｐＨ計が測定したｐＨ値を、時間を横軸として連続的に記録するｐＨ記録計を設け、このｐＨ記録計は、ｐＨが周期的に変化する時に、記録されたｐＨの記録波形の周期幅を検出するとともに、検出した周期幅が第１設定周期幅以下である時はｐＨ計の電極が清浄、周期幅が前記第１設定周期幅より長い第２設定周期幅以上である時に電極が汚れていると判定する電極汚れ判定部を有することを特徴とする。
【００１６】
請求項９は、請求項８のｐＨ調整槽が、ｐＨ計及びこのｐＨ計の測定値に応じてｐＨ調整剤を注入するｐＨ調整剤注入ポンプを設けた凝集反応槽自体であることを特徴とする。
【００１７】
請求項１０の発明は、請求項２又は３における処理槽が凝集反応槽である場合における前記フロック形成状態判定装置を備えた凝集反応槽、及び、請求項７又は８のｐＨ調整槽における異常を通報する異常発生通報システムであって、
請求項２又は３におけるフロック形成状態判定部を内蔵するシーケンサーと、このシーケンサーで制御される自動ダイヤル装置と、システム専用の固定電話機と、構内電話交換機とを備え、
前記シーケンサーは、請求項２又は３におけるフロック検出用センサからのＯＮ／ＯＦＦ信号に基づいて前記フロック形成状態判定部がフロック形成状態不良と判定した時、及び／又は、請求項７又は８におけるｐＨ記録計からｐＨ異常信号又は電極汚れ信号が入力した時に、前記自動ダイヤル装置を制御して前記固定電話機にアクセスして、構内電話交換機を経由して、指定された担当者の携帯電話機に異常発生警報を発する自動通報処理部を内蔵していることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１又は請求項２の発明において、フロック検出用センサはレーザ光を出射し、その反射光により水中のフロックまでの距離Ｌを第１設定時間Ｔ１の間隔毎にサンプリングして検出できる。
フロック形成状態を判定しようとする処理槽が凝集反応槽であるとして説明すると、凝集反応槽内の被処理水は攪拌されるので、凝集反応が正常に行われている場合、発生したフロックは水槽内を不規則に運動する。したがって、フロック検出用センサから出射されたレーザ光は、浅い層にあるフロックを照射したり、深い層にあるフロックを照射したりする。その時にフロック検出用センサがサンプリングして検出した検出距離（フロックまでの距離）Ｌの変化は、攪拌のために水面が上下している程度の緩やかな変化でなく、急激な変化となる（すなわち、十分短いサンプリング間隔である第１設定時間Ｔ１毎の変化量ΔＬが設定段差距離ΔＬ０以上となる）。この時にＯＦＦ信号を発する。
また、フロックは不規則に運動するので、緩やかな変化の場合（すなわち、第１設定時間Ｔ１毎の変化量ΔＬが設定段差距離ΔＬ０以下の場合）もあり、その時はＯＮ信号を発する。したがって、凝集反応が正常に行われている場合、その信号は第２設定時間内にＯＮ信号とＯＦＦ信号とを含むことになる。通常はＯＮとＯＦＦとを繰り返すパルス状の信号となる。このように、攪拌により水面が上下していても、第２設定時間内にＯＮ信号とＯＦＦ信号とを含む信号が発生していることを確認することで、凝集反応槽においてフロックが正常に形成されていると判定できる。
一方、フロック形成状態が不良の場合、フロックの粒が微細になり、この微細なフロックが密集した状態となるので、センサから出射したレーザ光は水面で反射するか、少なくとも水面近くの密集したフロックで反射する（レーザ光の径は約１．２ｍｍであり、水面近くの密集したフロック間の隙間を透過することができない）。したがって、サンプリングして検出した検出距離Ｌの変化は小さく（すなわち、サンプリング間隔である第１設定時間Ｔ１毎の変化量ΔＬは設定段差距離ΔＬ０未満となる）、ＯＮ信号を出す。
フロック形成状態が不良の場合、上記のように水面で反射するか水面近くで反射する状態が続き、センサの出力信号はＯＮ信号が少なくとも第２設定時間Ｔ２以上続く連続ＯＮ状態の信号となる。シーケンサー１０は、センサ９からのこの連続ＯＮ状態の信号に基づいてフロック形成状態異常と判定する。
なお、前記の通り、フロックは不規則に運動するので、ＯＦＦ信号状態、すなわち変化量ΔＬが設定段差距離ΔＬ０以上である状態が第２設定時間Ｔ２以上続くことは確率的に極めて少ないと考えられるので、ＯＦＦ信号が第２設定時間Ｔ２以上続く場合も何らかの異常と判定する。
なお、フロック形成状態を判定しようとする処理槽が、凝集反応槽でなく例えば凝集沈殿槽や中和槽である場合も同様である。
【００１９】
凝集反応槽の上部に設置されるフロック検出用センサは、フロックからの反射光を受光する受光部を有するが、冬季の特に朝方などにおいて、センサ外面のガラスの受光面に結露が発生することがある。結露が生じると、フロックからの反射光が乱反射して誤検出する場合ある。
しかし、請求項４の凝集反応槽のように換気孔及び換気塔を設けることで、結露によって発生する誤検出を防止できる。
また、外気温が例えば１０℃程度以下に低下した時に、凝集反応槽内の水温は例えば３０℃などと高いので、水面より湯気が発生して、反射光（レーザービーム）が湯気が捉えてしまい、やはり誤検出が発生する場合がある。
しかし、請求項５凝集反応槽のように、通気管を設けるという簡単な対策で、湯気を除去することができ、湯気による誤検出を防止することができる。
【００２０】
請求項６の凝集反応槽のように、フロック検出用センサの直下位置を、次の工程への送出口の近傍に配置し、かつ、下層部を除き隔壁で他の領域から仕切ることで、攪拌により発生した泡でフロック検出用センサに誤検出が発生することを防止できる。
【００２１】
請求項８のｐＨ調整槽は、ｐＨ記録計に記録されたｐＨの記録波形の周期幅を検出し、検出した周期幅がある定周期幅より短いかそれより長い設定時間幅より長いかで電極汚れを検出するものであり、極めてシンプルかつ安価に電極汚れを検出できる。
【００２２】
請求項１０の異常発生通報システムによれば、フロック形成状態判定装置、凝集反応槽、ｐＨ調整槽の各性能を有効に活かして、金属含有排水処理設備における異常を的確に判定した上で、異常発生を迅速に、かつ、確実に適切な担当者に通報して、対策を素早く講じることを可能にする。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明が対象とする金属含有排水処理設備の一例を説明する概略構成図である。
【図２】図１における凝集反応槽の概略構造を示すもので、（イ）は平面図、（ロ）は図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】図２におけるセンサ設置箱の近傍の拡大図である。
【図４】本発明のフロック形成状態判定装置の概略のブロック構成を説明する図（図はフロック形成状態が正常な場合で示している）である。
【図５】（イ）はフロック形成状態が正常な場合に、フロック検出用センサが正常なフロックを検出する動作状態を時系列で模式的に説明する図、（ロ）はその時にフロック検出用センサが出力する信号のパターンを説明する図である。
【図６】（イ）はフロック形成状態が不良である場合に、フロック検出用センサが水面近傍の微細なフロックを検出する動作状態を時系列で模式的に説明する図、（ロ）はその時にフロック検出用センサが出力する信号のパターンを説明する図である。
【図７】上記フロック形成状態判定装置、及びシーケンサーの概略構成を説明するブロック図である。
【図８】図１における５箇所に設けたｐＨ計とこれらが接続されるｐＨ記録計８を有するｐＨ管理システムを説明する図である。
【図９】図８のｐＨ記録計において、各ｐＨ計の電極汚れを判定する汚れ判定原理を説明する図で、（イ）は電極が清浄（正常）な場合、（ロ）は電極汚れが生じている場合を示す。
【図１０】本発明の異常発生通報システムの概略構成を説明するブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明を実施したフロック形成状態判定方法、フロック形成状態判定装置、凝集反応槽、ｐＨ調整槽、及び異常発生通報システムにについて、図面を参照して説明する。
【実施例１】
【００２５】
図１は本発明の実施例で対象とする金属含有排水処理設備の要部を説明する概略構成図である。この金属含有排水処理設備は、亜鉛メッキ設備から排出される亜鉛排水を処理する亜鉛排水処理設備である。図１に示したものは、実際の亜鉛排水処理設備の要部であり、設備全体の中の原水槽１１と、第１ｐＨ調整槽１と、第２ｐＨ調整槽２と、凝集反応槽３と、凝集沈殿槽４と、活性炭吸着塔５と、放流監視槽６である。
【００２６】
この亜鉛排水処理設備は凝集沈殿法により亜鉛排水処理を行うものである。凝集沈殿法による亜鉛排水処理の概要を説明すると、亜鉛メッキ設備から排出される水洗水中には亜鉛がイオンの状態で存在する（溶けている）ので、まず、被処理水のｐＨをｐＨ調整剤注入により適性範囲に調整して、亜鉛水酸化物の微小粒子としてコロイド状に析出させる。コロイド粒子のサイズは０．１〜１０μｍと微細であり沈降速度が遅いので、沈殿せずに水と共に流れてしまう。
そこで、凝集剤を用いた凝集反応により、コロイド（コロイド粒子）の集合体を作ってサイズを大きくする。コロイドはその表面が同符号の電荷に帯電しており、互いに反発して安定した分散状態にあるので、反対電荷の電解質溶液を加えてコロイド表面の電荷を中和させる。帯電していないコロイドは、分子間引力で互いに引き付け合うので、コロイドの集合体（小さな集合体）が作られる。さらに、凝集助剤の吸着架橋の作用によって、コロイドの小さな集合体を集めてさらに大きな集合体、すなわち１ｃｍ程度の大きさの塊りであるフロックを作る。フロックが正常に形成されると、沈降速度が速くなり、処理水に流されずに沈殿させることができ、粒子と水とを分離させることが容易になる。このように、析出したコロイド粒子が凝集反応により集められて、沈殿し易い、サイズの大きなフロックとなる。
【００２７】
この実施例では、亜鉛メッキ設備から排出される水洗水を貯留する原水槽１１に続く第１ｐＨ調整槽１及び第２ｐＨ調整槽２の２つのｐＨ調整槽で苛性液（ｐＨ調整剤）を注入してｐＨを制御している。亜鉛水酸化物を生成させる適正ｐＨ範囲としてｐＨ８〜１０を設定し、その範囲に維持されるように調整する。なお、適正ｐＨ範囲はｐＨ８〜１０に限らず、種々の条件、状況により適切に設定するとよい。
【００２８】
ｐＨを調整された被処理水は凝集反応槽３に送られる。凝集反応槽３では例えば塩化第二鉄などの凝集剤が添加され、かつ、凝集助剤が添加される。
凝集反応槽３において凝集反応が正常に行われるということは、フロック形成が正常に行われていることである。すなわち、適正なｐＨ調整により析出した亜鉛水酸化物のコロイド粒子が凝集剤、凝集助剤の作用で、コロイド粒子の集合体となり、さらにその集合体がまとめられて例えば径が１ｃｍ程度の塊であるフロックとなる場合が、フロック形成が正常な状態である。
しかし、凝集反応が正常に行われない場合がある。
ｐＨ調整槽１、２に苛性ソーダが注入されると、凝集反応槽３に入ってからだけでなく、第２ｐＨ調整槽２から凝集反応槽３までの過程においても、亜鉛水酸化物のコロイド粒子が生成されさらにコロイド粒子の集合体が生成されるが、第２ｐＨ調整槽において苛性ソータ（ｐＨ調整剤）が入り過ぎてｐＨが上昇した場合、第２ｐＨ調整槽２から凝集反応槽３までの過程であるいは凝集反応槽３内で、コロイド粒子の集合体が再溶解してしまい、フロックを形成しない、という場合がある。
また、ｐＨ調整槽１、２でのｐＨ調整で被処理水が例えばｐＨ１１以上となって、被処理水がコロイド状態にならない（亜鉛水酸化物が粒子として析出しない）場合、フロックはもとより集合体もできない。
このようなフロック形成状態の異状は後述するフロック形成状態判定方法で検出する。
【００２９】
凝集反応槽３でフロックを形成した被処理水は下部にある送出管から次の凝集沈殿槽４に送られる。
凝集沈殿槽４において、フロックは早く沈むので、処理水の流れに流されずに沈んで沈殿槽の底に堆積する。なお、堆積したフロックはスラッジとして処理される。
しかし、フロックにならなかったコロイド粒子や小さなフロックは、キャリーオーバーしてしまい処理水とともに次の活性炭吸着塔５に流れ込む。
活性炭吸着塔５では、それらのコロイド粒子や小さなフロックを砂や活性炭で捕集する。
汚濁物質と分離されたきれいな水だけが放流監視槽６に流れ込み、放流監視槽６においてｐＨ計でｐＨが所定範囲にあることを確認する。こうして、汚濁物質を除去したきれいな水だけが処理水として公共水域に排出される。
【００３０】
前記第１、第２の２つのｐＨ調整槽１、２と、凝集反応槽３と、凝集沈殿槽４と、放流監視槽６の５箇所にｐＨ計７が設置されている。５つのｐＨ計７は、詳細は後述するｐＨ記録計８に接続されている。
前記凝集反応槽３には、詳細は後述するフロック検出用センサ９が設置されている。
前記ｐＨ記録計８とフロック検出用センサ９は、詳細は後述するシーケンサー１０に接続されている。
【００３１】
前記凝集反応槽３は、図２（イ）、（ロ）に示すように、槽本体３ａが上面から見て一辺約１ｍで高さ約１．２ｍの四角形をなし、その１つの角部の近傍における槽本体上部に、当該凝集反応槽３での処理水を次の凝集沈殿槽４へ送出する送出管１２が接続され、その送出口１２ａのある角部と対角線上の反対側の角部の近傍に、攪拌プロペラにより被処理水を攪拌する攪拌機１３を配置している。
前記送出口１２ａの近傍、すなわち攪拌機１３と反対側の角部の近傍に、槽本体下層部のみを連通させる態様で角部側を他の領域から仕切る隔壁１４を設けている。
図３にも示すように、凝集反応槽３の上蓋３ｂにおける、前記隔壁１４で仕切られた角部の近傍にセンサ設置箱１５が設置され、このセンサ設置箱１５内に前記フロック検出用センサ９（９ａ）が収容されている。フロック検出用センサ９の投受光面から水面（静止している場合の水面）までの距離Ｌｓは２００ｍｍにしている。
【００３２】
凝集沈殿法による排水処理設備において、放流する処理排水の水質を確保するには、凝集反応槽３においてフロック形成が正常に行われていることが極めて重要である。そこで、凝集反応槽３においてフロック形成が正常に行われているか否かを判定するフロック形成状態判定装置を設けている。
このフロック形成状態判定装置について説明すると、図４に模式的に示すように、センサ本体９ａと信号処理部９ｂとからなるフロック検出用センサ９と、このフロック検出用センサ９の出力に基づいてフロック形成状態が正常か異常かを判定する、シーケンサー１０に内蔵された後述のフロック形成状態判定部２７とを備えている。
フロック検出用センサ９とシーケンサー１０内のフロック形成状態判定部２７とはフロック形成状態判定装置１７を構成する。
【００３３】
フロック検出用センサ９は、図７に示すように、いずれも凝集反応槽の水面より上方に配置されてレーザ光である投射光を水面に向けて照射する投光部２１及び照射された投射光が水中のフロックで反射した反射光を受光する受光部２２と、受光部２２の出力に基づいてフロックまでの距離Ｌを第１設定時間Ｔ１の間隔毎にサンプリングして検出するフロック距離検出部２３と、このフロック距離検出部２３が検出した検出距離Ｌの前記第１設定時間Ｔ１毎の変化量ΔＬが設定段差距離ΔＬ０以上である時にＯＦＦ信号、未満である時にＯＮ信号を発するＯＮ／ＯＦＦ信号発生部２４とを備えている。
２５は設定段差距離データを格納する設定段差距離メモリ、２６は第１設定時間Ｔ１を格納する第１設定時間メモリである。
フロック検出用センサ９は、機器としては、投光部２１と受光部２２とを備えたセンサ本体９ａと、このセンサ本体９ａの受光部２２の出力信号を処理する信号処理部９ｂとからなる。
【００３４】
前記シーケンサー１０は、前記フロック検出用センサ９のＯＮ／ＯＦＦ信号発生部２４から出力された信号が第２設定時間Ｔ２内にＯＮ信号とＯＦＦ信号とを含む場合にフロック形成状態が正常、同じＯＮ信号又はＯＦＦ信号が前記第２設定時間Ｔ２以上続く場合にフロック形成状態が異常と判定するフロック形成状態判定部２７を備えている。２８は第２設定時間データを格納する第２設定時間メモリである。
【００３５】
上記のフロック形成状態判定装置１７によるフロック形成状態の具体的判定要領について説明する。
図５はフロック形成状態が正常の場合に、フロック検出用センサ９がフロックを検出する動作状態を時系列で模式的に説明する図である。Ｓは水面、横軸は時間である。センサが第１設定時間Ｔ１のサンプリング間隔で図示のようにフロックを検出しているとする。
凝集反応槽３内の被処理水は攪拌されるので、凝集反応が正常に行われている場合、発生したフロックは水槽内を不規則に運動する。したがって、センサ９から出射されたレーザ光は、浅い層にあるフロックを照射したり、深い層にあるフロックを照射したりする。その時にセンサ９がサンプリングして検出した検出距離（フロックまでの距離）Ｌの変化は、攪拌のために水面が上下している程度の緩やかな変化でなく、急激な変化となる（すなわち、十分短いサンプリング間隔である第１設定時間Ｔ１毎の変化量ΔＬが設定段差距離ΔＬ０以上となる）。この時にＯＦＦ信号を発する（ΔＬ１、ΔＬ３、ΔＬ４、ΔＬ５、ΔＬ７）。
また、深さが近い位置のフロックを続けて検出する場合もあるので、検出距離Ｌの変化が緩やかな場合（すなわち、第１設定時間Ｔ１毎の変化量ΔＬが設定段差距離ΔＬ０以下の場合）もあり、その時はＯＮ信号を発する（ΔＬ２、ΔＬ６、ΔＬ８）。
したがって、凝集反応が正常に行われている場合、その信号は図５（ロ）に示すように、第２設定時間Ｔ２内にＯＮ信号とＯＦＦ信号とを含むことになる。通常はＯＮとＯＦＦとを繰り返すパルス状の信号となる。
このように、攪拌により水面が上下していても、適切な長さに設定した第２設定時間Ｔ２内にＯＮ信号とＯＦＦ信号とを含む信号が発生していることを確認することで、凝集反応槽においてフロックが正常に形成されていると判定できる。
【００３６】
図６はフロック形成状態が不良の場合に、フロック検出用センサ９がフロックを検出する動作状態を時系列で模式的に説明する図である。
フロック形成状態が不良の場合、図示のようにフロックの粒が微細になり、この微細なフロックが密集した状態となるので、センサ９から出射したレーザ光は水面で反射するか、少なくとも水面近くの密集したフロックで反射する（レーザ光のビーム径は約１．２ｍｍであり、水面近くの密集したフロック間の隙間を透過することができない）。したがって、センサが検出する検出距離Ｌの変化は常に小さい。したがって、サンプリング間隔で検出された、ある時点の検出距離とその時点から第１設定時間Ｔ１後の他の時点の検出距離との差ΔＬは、少なくとも設定段差距離ΔＬ０未満となり、ＯＮ信号を出す。
フロック形成状態が不良の場合、上記のように水面で反射するか水面近くで反射する状態が続き、図６（ロ）に示すように、センサの出力信号はＯＮ信号が少なくとも第２設定時間Ｔ２以上続く連続ＯＮ状態の信号となる（ΔＬ２’、ΔＬ３’、・・・（以下図示は省略））。シーケンサー１０は、センサ９からのこの連続ＯＮ状態の信号に基づいてフロック形成状態異常と判定する。
なお、前記の通り、フロックは不規則に運動するので、ＯＦＦ信号状態、すなわち変化量ΔＬが設定段差距離ΔＬ０以上である状態が第２設定時間Ｔ２以上続くことは確率的に極めて少ないと考えられるので、ＯＦＦ信号が第２設定時間Ｔ２以上続く場合も何らかの異常と判定する。
上記の通り、攪拌により水面が上下動しても、その水面上下動の影響を受けずに、フロック形成状態を判定することができる。
なお、設定段差距離ΔＬ０、第２設定時間Ｔ２は具体的状況に応じて適切に設定するが、実施例では、例えば設定段差距離ΔＬ０を５ｍｍ、第２設定時間Ｔ２を７秒に設定して、フロック形成状態を適切に判定することができた。
【００３７】
凝集沈殿法による排水処理設備において、各段階におけるｐＨ管理も極めて重要である。図８及び前述した図１に示すように、第１、第２の２つのｐＨ調整槽１、２と、凝集反応槽３と、凝集沈殿槽４と、放流監視槽６の５つの槽にそれぞれｐＨ計７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ、７ｅが設置され、各ｐＨ計７（７ａ、…）は、各ｐＨ計が測定したｐＨ値を記録するｐＨ記録計８に接続されている。
このｐＨ記録計は、各ｐＨ計７が測定したｐＨ値を個別に、時間を横軸として連続的に記録するｐＨ記録部８ａと、各ｐＨ計７で測定したｐＨ値が、適正ｐＨ範囲として設定した範囲内にあるか否かを判定するｐＨ合否判定部を８ｂと、後述する電極汚れ判定部８ｃとを有している。ｐＨ計の電極を７ｓで示す。
第１ｐＨ調整槽１及び第２ｐＨ調整槽２はそれぞれｐＨ調整剤注入ポンプ３０を備え、その２つのｐＨ調整槽１、２の各ｐＨ計７ａ、７ｂは、測定したｐＨ値に応じて苛性ソーダなどのｐＨ調整剤の注入を指示するｐＨ指示調節計であり、ｐＨ調整剤注入ポンプ３０を作動させて、ｐＨ調整剤注入を制御し、第１、第２ｐＨ調整槽１、２内の被処理水のｐＨを前述した適正ｐＨ範囲８〜１０に維持する。
【００３８】
前記電極汚れ判定部８ｃは特に、ｐＨ調整剤注入制御を行う第１、第２の２つのｐＨ調整槽１、２のｐＨ計７ａ、７ｂについて、電極汚れを判定するものである。
ｐＨ計が検出した槽内水のｐＨ測定値がある設定値（ｐＨ）になると、注入ポンプ３０が苛性液を注入するのでｐＨが上がる。しかし原水槽１１からｐＨの低い原水が常時送り込まれてｐＨが低くなるので、再び苛性液を注入する、ということを繰り返してｐＨ調整を行うので、ｐＨ記録計８が記録するｐＨ値は周期的な変動をする。
電極が汚れてくると、ｐＨの変動に対してｐＨ計の反応が鈍ってくる。反応が鈍ると、ｐＨが実際には適正値になってもｐＨ計の測定値が適正値を達していないので、注入ポンプに対する停止の指示が遅れ、過剰に苛性液が添加されてしまい、実際のｐＨが適正ｐＨ範囲から外れてしまう（高くなってしまう）。これは凝集反応不良の原因となる。
そこで、前記電極汚れ判定部８ｃは、ｐＨの変動に対するｐＨ計の反応の遅速を検出して、電極汚れの有無を検出するというものであり、ｐＨ記録計８で記録されたｐＨの記録波形の周期幅を検出するとともに、検出した周期幅が第１設定周期幅以下である時はｐＨ計の電極が清浄（正常）、周期幅が前記第１設定周期幅より長い第２設定周期幅以上である時に電極が汚れていると判定する構成である。この実施例では検出する周期幅として、ｐＨ記録波形においてｐＨがある設定値（図示例ではｐＨ９）を超えている部分の時間幅を周期幅ｔとしている。
図９（イ）は電極が清浄（正常）な場合であり、周期幅ｔが短い。一方、 図９（ロ）は電極が限度を超えて汚れた場合であり、周期幅ｔが長くなる。実施例では例えばｐＨ＝９．０のレベルでの周期幅が第１設定周期幅（例えば２０秒）より短い時に清浄（正常）、第２設定周期幅（例えば３０秒）より長い時に電極汚れと判定している。
なお、実施例では第１ｐＨ調整槽１と第２ｐＨ調整槽２に設置したｐＨ計の電極について電極汚れ判定を行っているが、この電極汚れ判定手段は、ｐＨ計を備えるとともにｐＨ調整剤を間欠的に注入する手段を備えた槽であれば、そのｐＨ計に適用することができる。
【００３９】
ところで、凝集反応槽３において凝集反応が正常な範囲でも、亜鉛等のコロイド粒子が全て完全にフロック化されるとは限らず、通常、ごく一部は凝集沈殿槽４から次の活性炭吸着塔５に流れ出すが、コロイド粒子が活性炭に吸着されることで、最終的な処理排水の亜鉛濃度を規制値以下に抑えることができる。
しかし、活性炭吸着塔５において活性炭に吸着されたコロイド粒子が飽和状態になると、凝集反応槽３においてフロック形成状態が正常でも、じわじわと処理水中に亜鉛が析出し、亜鉛濃度の高い処理水を排出する恐れがある。
一方、凝集反応槽３において凝集反応不良が発生してフロックが十分に形成されなかった場合でも、凝集沈殿槽４から流れ出たコロイド粒子が、次の活性炭吸着塔５において活性炭に吸着されることで、最終的な処理排水の亜鉛濃度がそれ程高くならない場合もある。したがって、凝集反応槽３におけるフロック形成状態を正常に保つ管理とともに、放流監視槽６での監視も十分に行う必要がある。
【００４０】
凝集反応槽３における凝集反応が異常の場合、又は、第１、第２ｐＨ調整槽１、２におけるｐＨ異常の際に、それらの異常を通報する異常発生通報システムについて説明する。
図１０に示すように、この異常発生通報システム３５は、前述のシーケンサー１０と、このシーケンサー１０で制御される自動ダイヤル装置３１と、システム専用の固定電話機３２と、構内電話交換機３３と、指定された例えば図示例では３人の担当者が持つ３つの携帯電話機３４とからなっている。
前記の通り、シーケンサー１０にはフロック検出用センサ９の出力、及び、ｐＨ記録計８の出力が入力される。このシーケンサー１０は、前述したフロック形成状態判定部２７を内蔵し、前記ｐＨ記録計８のｐＨ合否判定部８ｂ及び電極汚れ判定部８ｃからの判定結果の信号を受信する受信部２８を内蔵し、それらからの信号に基づいて自動通報処理を行う自動通報処理部２９を内蔵している。
このシーケンサー１０は、フロック検出用センサ９からのＯＮ／ＯＦＦ信号に基づいてフロック形成状態判定部２７がフロック形成状態不良と判定した時、又は、ｐＨ記録計８からｐＨ異常信号又は電極汚れ信号が入力した時、自動通報処理部２９の自動通報プログラムが作動して自動ダイヤル装置３１を制御し、専用の固定電話機３２にアクセスして、構内電話交換機３３を経由し、指定された担当者の３つの携帯電話機３４ａ、３４ｂ、３４ｃにローテーションで順次接続し、いずれかの携帯電話機が応答するまで、それを繰り返す。これにより、担当者が直ちに現場に出動し異常内容を確認して、対処することができる。なお、自動通報処理部２９には、当番者選択スイッチ３６の操作により前記ローテーションの順番が設定される。
【００４１】
フロック検出用センサ９は、図３に示すように、凝集反応槽３の上蓋３ｂの上に設置した、凝集反応槽内への開口部１５ａを持つセンサ設置箱１５内に配置されているが、冬季の特に朝方などにおいて、受光部に面したセンサ外面のガラスの受光面（投受光面（窓））に結露が発生することがある。結露が生じると、フロックからの反射光が乱反射して誤検出する場合ある。
そこで、同図に示すように、センサ設置箱１５の側壁の下部位置に複数の換気孔１５ｂを設け、かつ、天井部に換気塔１５ｃを設けている。
この換気孔１５ｂ及び換気塔１５ｃにより、センサ設置箱１５の内外の気温差が小さくなり、フロック検出用センサ９の受光面に結露が生じることを防止でき、結露によって発生する誤検出を防止できる。
【００４２】
外気温が例えば１０℃程度以下に低下した時、凝集反応槽３内の水温は例えば３０℃などと高いので、水面より湯気が発生し、センサ設置箱１５内に入る。すると、受光部への反射光（レーザービーム）が湯気が捉えてしまい、やはり誤検出が発生する場合がある。
そこで、前記開口部１５ａの近傍で一端が凝集反応槽内に開口（開口部１６ａ）し他端が外部に通じる通気管１６を設けている。
このように、通気管１６を設けるという簡単な対策で、湯気を除去することができ、湯気による誤検出を防止することができる。なお、図示は省略したが、通気管１６の他端側（外部側）に送風ファンを取り付けるとよい。
【実施例２】
【００４３】
上述した実施例は含有金属が亜鉛である亜鉛排水処理設備を対象として説明したが、亜鉛に限らず、マンガン、鉄、銅、ニッケル、クロムその他の金属を含有する金属含有排水処理設備を対象として適用することができる。
また、実施例では、金属含有排水のｐＨ調整を、凝集反応槽３の前の別工程として設置した第１ｐＨ調整槽及び第２ｐＨ調整槽の２つのｐＨ調整槽により行っているが、１つのｐＨ調整槽であってもよいし、また、別工程とせずに凝集反応槽３自体でｐＨ調整を行うことも可能である。
また、金属含有排水から金属水酸化物を析出させる手段として、実施例ではｐＨ調整による方法を採用しているが、他の方法を採用することができる。
また、実施例ではフロック形成状態を判定しようとする対象の処理槽が凝集反応槽であるが、例えば凝集沈殿槽や中和槽などにおいてフロック形成状態の判定が必要になる場合にはそれらの処理槽にも適用できる。
【符号の説明】
【００４４】
１ 第１ｐＨ調整槽
２ 第２ｐＨ調整槽
３ 凝集反応槽
３ａ 槽本体
３ｂ 上蓋
４ 凝集沈殿槽
５ 活性炭吸着塔
６ 放流監視槽
７（７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ、７ｅ） ｐＨ計
７ｓ 電極
８ ｐＨ記録計
８ａ ｐＨ記録部
８ｂ ｐＨ合否判定部
８ｃ 電極汚れ判定部
９ フロック検出用センサ
９ａ センサ本体
９ｂ 信号処理部
１０ シーケンサー
１２ 送出管
１２ａ 送出口
１３ 攪拌機
１４ 隔壁
１５ センサ設置箱
１５ａ 開口部
１５ｂ 換気孔
１５ｃ 換気塔
１６ 通気管
１６ａ 開口部
１７ フロック形成状態判定装置
２０ 受信部
２１ 投光部
２２ 受光部
２３ フロック距離検出部
２４ ＯＮ／ＯＦＦ信号発生部
２５ 設定段差距離メモリ
２６ 第１設定時間メモリ
２７ フロック形成状態判定部
２８ 第２設定時間メモリ
２９ 自動通報処理部
３０ ｐＨ調整剤注入ポンプ
３１ 自動ダイヤル装置
３２ 専用の固定電話機
３３ 構内電話交換機
３４（３４ａ、３４ｂ、３４ｃ） 携帯電話機
３５ 異常発生通報システム
Ｔ１ 第１設定時間（サンプリング間隔）
Ｔ２ 第２設定時間
Ｌ 検出距離（センサからフロックまでの距離）
ΔＬ （検出した検出距離のサンプリング間隔毎の）変化量
ΔＬ０ 設定段差距離
ｔ 周期幅
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属水酸化物のフロックを形成させる凝集反応工程を有する金属含有排水処理設備でのフロック形成状態の正常・異常を判定するフロック形成状態判定方法であって、
レーザ光を水面に向けて照射しその水中のフロックでの反射光に基づき前記フロックまでの距離を検出することが可能なフロック検出用センサを金属含有排水処理設備の処理槽の水面より上方に配置し、このフロック検出用センサによりフロックまでの距離Ｌを第１設定時間Ｔ１の間隔毎にサンプリングして検出するとともに、この検出距離Ｌの前記第１設定時間Ｔ１毎の変化量ΔＬが設定段差距離ΔＬ０以上である時にＯＦＦ信号、未満である時にＯＮ信号を発するようにし、その信号が第２設定時間内にＯＮ信号とＯＦＦ信号とを含む場合にフロック形成状態が正常、同じＯＮ信号又はＯＦＦ信号が前記第２設定時間以上続く場合にフロック形成状態が異常と判定することを特徴とするフロック形成状態判定方法。
【請求項２】
金属水酸化物のフロックを形成させる凝集反応工程を有する金属含有排水処理設備でのフロック形成状態の正常・異常を判定するフロック形成状態判定装置であって、
レーザ光を水面に向けて照射しその水中のフロックでの反射光に基づき前記フロックまでの距離を検出することが可能なフロック検出用センサを金属含有排水処理設備の処理槽の水面より上方に配置し、このフロック検出用センサは、フロックまでの距離Ｌを第１設定時間Ｔ１の間隔毎にサンプリングして検出するとともに、この検出距離Ｌの前記第１設定時間Ｔ１毎の変化量ΔＬが設定段差距離ΔＬ０以上である時にＯＦＦ信号、未満である時にＯＮ信号を発する機能を有するものであり、
前記フロック検出用センサが発する信号が第２設定時間内にＯＮ信号とＯＦＦ信号とを含む場合にフロック形成状態が正常、同じＯＮ信号又はＯＦＦ信号が前記第２設定時間以上続く場合にフロック形成状態が異常と判定するフロック形成状態判定部を設けたことを特徴とするフロック形成状態判定装置。
【請求項３】
金属水酸化物のフロックを形成させる凝集反応工程を有する金属含有排水処理設備でのフロック形成状態の正常・異常を判定するフロック形成状態判定装置であって、
いずれも金属含有排水処理設備の処理槽の水面より上方に配置されてレーザ光である投射光を水面に向けて照射する投光部及び照射された投射光が水中のフロックで反射した反射光を受光する受光部と、受光部の出力に基づいてフロックまでの距離Ｌを第１設定時間Ｔ１の間隔毎にサンプリングして検出するフロック距離検出部と、このフロック距離検出部が検出した検出距離Ｌの前記第１設定時間Ｔ１毎の変化量ΔＬが設定段差距離ΔＬ０以上である時にＯＦＦ信号、未満である時にＯＮ信号を発するＯＮ／ＯＦＦ信号発生部とを備えたフロック検出用センサを備え、
前記フロック検出用センサのＯＮ／ＯＦＦ信号発生部から出力された信号が第２設定時間内にＯＮ信号とＯＦＦ信号とを含む場合にフロック形成状態が正常、同じＯＮ信号又はＯＦＦ信号が前記第２設定時間以上続く場合にフロック形成状態が異常と判定するフロック形成状態判定部を備えたことを特徴とするフロック形成状態判定装置。
【請求項４】
請求項２又は３における処理槽が凝集反応槽である場合における前記フロック形成状態判定装置を備えた凝集反応槽であって、
凝集反応槽の上蓋の上に、凝集反応槽内への開口部を持つセンサ設置箱を設置するとともに、このセンサ設置箱内に前記フロック検出用センサを配置し、このセンサ設置箱の側壁の下部位置に換気孔を設け、天井部に換気塔を設けたことを特徴とする凝集反応槽。
【請求項５】
請求項２又は３における処理槽が凝集反応槽である場合における前記フロック形成状態判定装置を備えた凝集反応槽であって、
凝集反応槽の上蓋の上に、凝集反応槽内への開口部を持つセンサ設置箱を設置するとともに、このセンサ設置箱内に前記フロック検出用センサを配置し、前記開口部の近傍で一端が凝集反応槽内に開口し他端が外部に通じる通気管を設けたことを特徴とする凝集反応槽。
【請求項６】
請求項２又は３における処理槽が凝集反応槽である場合における前記フロック形成状態判定装置を備えた凝集反応槽であって、
フロック検出用センサを、上面から見て凝集反応槽における処理水を次の工程へ送出する送出口の近傍に配置するとともに、フロック検出用センサの直下位置領域を、凝集反応槽下層部のみを連通させる態様で他の領域から仕切る隔壁を設けたことを特徴とする凝集反応槽。
【請求項７】
請求項２又は３における処理槽が凝集反応槽である場合における前記フロック形成状態判定装置を備えた凝集反応槽の前工程に設置されるｐＨ調整槽であって、
ｐＨ調整槽内の被処理水のｐＨを測定するｐＨ計及びこのｐＨ計の測定値に応じてｐＨ調整剤を注入するｐＨ調整剤注入ポンプを備え、前記ｐＨ計が測定したｐＨ値を記録するｐＨ記録計を設け、このｐＨ記録計は、測定したｐＨ値が設定範囲内にあるか否かを判定するｐＨ合否判定部を有することを特徴とするｐＨ調整槽。
【請求項８】
請求項２又は３における処理槽が凝集反応槽である場合における前記フロック形成状態判定装置を備えた凝集反応槽を有する金属含有排水処理設備に設けられるｐＨ調整槽であって、
ｐＨ調整槽内の被処理水のｐＨを測定するｐＨ計及びこのｐＨ計の測定値に応じてｐＨ調整剤を注入するｐＨ調整剤注入ポンプを備え、前記ｐＨ計が測定したｐＨ値を、時間を横軸として連続的に記録するｐＨ記録計を設け、このｐＨ記録計は、ｐＨが周期的に変化する時に、記録されたｐＨの記録波形の周期幅を検出するとともに、検出した周期幅が第１設定周期幅以下である時はｐＨ計の電極が清浄、周期幅が前記第１設定周期幅より長い第２設定周期幅以上である時に電極が汚れていると判定する電極汚れ判定部を有することを特徴とするｐＨ調整槽。
【請求項９】
前記ｐＨ調整槽が、ｐＨ計及びこのｐＨ計の測定値に応じてｐＨ調整剤を注入するｐＨ調整剤注入ポンプを設けた凝集反応槽自体であることを特徴とする請求項８記載のｐＨ調整槽。
【請求項１０】
請求項２又は３における処理槽が凝集反応槽である場合における前記フロック形成状態判定装置を備えた凝集反応槽、及び、請求項７又は８のｐＨ調整槽における異常を通報する異常発生通報システムであって、
請求項２又は３におけるフロック形成状態判定部を内蔵するシーケンサーと、このシーケンサーで制御される自動ダイヤル装置と、システム専用の固定電話機と、構内電話交換機とを備え、
前記シーケンサーは、請求項２又は３におけるフロック検出用センサからのＯＮ／ＯＦＦ信号に基づいて前記フロック形成状態判定部がフロック形成状態不良と判定した時、及び／又は、請求項７又は８におけるｐＨ記録計からｐＨ異常信号又は電極汚れ信号が入力した時に、前記自動ダイヤル装置を制御して前記固定電話機にアクセスして、構内電話交換機を経由して、指定された担当者の携帯電話機に異常発生警報を発する自動通報処理部を内蔵していることを特徴とする異常発生通報システム。
【請求項１】
金属水酸化物のフロックを形成させる凝集反応工程を有する金属含有排水処理設備でのフロック形成状態の正常・異常を判定するフロック形成状態判定方法であって、
レーザ光を水面に向けて照射しその水中のフロックでの反射光に基づき前記フロックまでの距離を検出することが可能なフロック検出用センサを金属含有排水処理設備の処理槽の水面より上方に配置し、このフロック検出用センサによりフロックまでの距離Ｌを第１設定時間Ｔ１の間隔毎にサンプリングして検出するとともに、この検出距離Ｌの前記第１設定時間Ｔ１毎の変化量ΔＬが設定段差距離ΔＬ０以上である時にＯＦＦ信号、未満である時にＯＮ信号を発するようにし、その信号が第２設定時間内にＯＮ信号とＯＦＦ信号とを含む場合にフロック形成状態が正常、同じＯＮ信号又はＯＦＦ信号が前記第２設定時間以上続く場合にフロック形成状態が異常と判定することを特徴とするフロック形成状態判定方法。
【請求項２】
金属水酸化物のフロックを形成させる凝集反応工程を有する金属含有排水処理設備でのフロック形成状態の正常・異常を判定するフロック形成状態判定装置であって、
レーザ光を水面に向けて照射しその水中のフロックでの反射光に基づき前記フロックまでの距離を検出することが可能なフロック検出用センサを金属含有排水処理設備の処理槽の水面より上方に配置し、このフロック検出用センサは、フロックまでの距離Ｌを第１設定時間Ｔ１の間隔毎にサンプリングして検出するとともに、この検出距離Ｌの前記第１設定時間Ｔ１毎の変化量ΔＬが設定段差距離ΔＬ０以上である時にＯＦＦ信号、未満である時にＯＮ信号を発する機能を有するものであり、
前記フロック検出用センサが発する信号が第２設定時間内にＯＮ信号とＯＦＦ信号とを含む場合にフロック形成状態が正常、同じＯＮ信号又はＯＦＦ信号が前記第２設定時間以上続く場合にフロック形成状態が異常と判定するフロック形成状態判定部を設けたことを特徴とするフロック形成状態判定装置。
【請求項３】
金属水酸化物のフロックを形成させる凝集反応工程を有する金属含有排水処理設備でのフロック形成状態の正常・異常を判定するフロック形成状態判定装置であって、
いずれも金属含有排水処理設備の処理槽の水面より上方に配置されてレーザ光である投射光を水面に向けて照射する投光部及び照射された投射光が水中のフロックで反射した反射光を受光する受光部と、受光部の出力に基づいてフロックまでの距離Ｌを第１設定時間Ｔ１の間隔毎にサンプリングして検出するフロック距離検出部と、このフロック距離検出部が検出した検出距離Ｌの前記第１設定時間Ｔ１毎の変化量ΔＬが設定段差距離ΔＬ０以上である時にＯＦＦ信号、未満である時にＯＮ信号を発するＯＮ／ＯＦＦ信号発生部とを備えたフロック検出用センサを備え、
前記フロック検出用センサのＯＮ／ＯＦＦ信号発生部から出力された信号が第２設定時間内にＯＮ信号とＯＦＦ信号とを含む場合にフロック形成状態が正常、同じＯＮ信号又はＯＦＦ信号が前記第２設定時間以上続く場合にフロック形成状態が異常と判定するフロック形成状態判定部を備えたことを特徴とするフロック形成状態判定装置。
【請求項４】
請求項２又は３における処理槽が凝集反応槽である場合における前記フロック形成状態判定装置を備えた凝集反応槽であって、
凝集反応槽の上蓋の上に、凝集反応槽内への開口部を持つセンサ設置箱を設置するとともに、このセンサ設置箱内に前記フロック検出用センサを配置し、このセンサ設置箱の側壁の下部位置に換気孔を設け、天井部に換気塔を設けたことを特徴とする凝集反応槽。
【請求項５】
請求項２又は３における処理槽が凝集反応槽である場合における前記フロック形成状態判定装置を備えた凝集反応槽であって、
凝集反応槽の上蓋の上に、凝集反応槽内への開口部を持つセンサ設置箱を設置するとともに、このセンサ設置箱内に前記フロック検出用センサを配置し、前記開口部の近傍で一端が凝集反応槽内に開口し他端が外部に通じる通気管を設けたことを特徴とする凝集反応槽。
【請求項６】
請求項２又は３における処理槽が凝集反応槽である場合における前記フロック形成状態判定装置を備えた凝集反応槽であって、
フロック検出用センサを、上面から見て凝集反応槽における処理水を次の工程へ送出する送出口の近傍に配置するとともに、フロック検出用センサの直下位置領域を、凝集反応槽下層部のみを連通させる態様で他の領域から仕切る隔壁を設けたことを特徴とする凝集反応槽。
【請求項７】
請求項２又は３における処理槽が凝集反応槽である場合における前記フロック形成状態判定装置を備えた凝集反応槽の前工程に設置されるｐＨ調整槽であって、
ｐＨ調整槽内の被処理水のｐＨを測定するｐＨ計及びこのｐＨ計の測定値に応じてｐＨ調整剤を注入するｐＨ調整剤注入ポンプを備え、前記ｐＨ計が測定したｐＨ値を記録するｐＨ記録計を設け、このｐＨ記録計は、測定したｐＨ値が設定範囲内にあるか否かを判定するｐＨ合否判定部を有することを特徴とするｐＨ調整槽。
【請求項８】
請求項２又は３における処理槽が凝集反応槽である場合における前記フロック形成状態判定装置を備えた凝集反応槽を有する金属含有排水処理設備に設けられるｐＨ調整槽であって、
ｐＨ調整槽内の被処理水のｐＨを測定するｐＨ計及びこのｐＨ計の測定値に応じてｐＨ調整剤を注入するｐＨ調整剤注入ポンプを備え、前記ｐＨ計が測定したｐＨ値を、時間を横軸として連続的に記録するｐＨ記録計を設け、このｐＨ記録計は、ｐＨが周期的に変化する時に、記録されたｐＨの記録波形の周期幅を検出するとともに、検出した周期幅が第１設定周期幅以下である時はｐＨ計の電極が清浄、周期幅が前記第１設定周期幅より長い第２設定周期幅以上である時に電極が汚れていると判定する電極汚れ判定部を有することを特徴とするｐＨ調整槽。
【請求項９】
前記ｐＨ調整槽が、ｐＨ計及びこのｐＨ計の測定値に応じてｐＨ調整剤を注入するｐＨ調整剤注入ポンプを設けた凝集反応槽自体であることを特徴とする請求項８記載のｐＨ調整槽。
【請求項１０】
請求項２又は３における処理槽が凝集反応槽である場合における前記フロック形成状態判定装置を備えた凝集反応槽、及び、請求項７又は８のｐＨ調整槽における異常を通報する異常発生通報システムであって、
請求項２又は３におけるフロック形成状態判定部を内蔵するシーケンサーと、このシーケンサーで制御される自動ダイヤル装置と、システム専用の固定電話機と、構内電話交換機とを備え、
前記シーケンサーは、請求項２又は３におけるフロック検出用センサからのＯＮ／ＯＦＦ信号に基づいて前記フロック形成状態判定部がフロック形成状態不良と判定した時、及び／又は、請求項７又は８におけるｐＨ記録計からｐＨ異常信号又は電極汚れ信号が入力した時に、前記自動ダイヤル装置を制御して前記固定電話機にアクセスして、構内電話交換機を経由して、指定された担当者の携帯電話機に異常発生警報を発する自動通報処理部を内蔵していることを特徴とする異常発生通報システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１２−３５１５２（Ｐ２０１２−３５１５２Ａ）
【公開日】平成２４年２月２３日（２０１２．２．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１７４６４１（Ｐ２０１０−１７４６４１）
【出願日】平成２２年８月３日（２０１０．８．３）
【出願人】（０００００６８３９）日鐵住金建材株式会社 (371)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年２月２３日（２０１２．２．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月３日（２０１０．８．３）
【出願人】（０００００６８３９）日鐵住金建材株式会社 (371)
【Ｆターム（参考）】
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