固形物分離システム
【課題】遠心分離装置内での旋回流が安定していない状態を判断でき、それに応じて運転を制御できる固形物分離システムを提供する。
【解決手段】実施形態の固形物分離システムは、固形物を含む原水を旋回させて遠心力によって固形物と処理水とに分離する遠心分離装置と、固形物を含む原水を貯留する原水槽と、前記原水槽に貯留された原水を送水して前記遠心分離装置に流入させる原水ポンプとを有する。さらに、この固形物分離システムは、前記原水ポンプから送水される前記原水の圧力を測定する圧力測定装置と、前記圧力測定装置で測定される圧力に基づいて前記原水ポンプの運転を制御する制御装置とを有する。
【解決手段】実施形態の固形物分離システムは、固形物を含む原水を旋回させて遠心力によって固形物と処理水とに分離する遠心分離装置と、固形物を含む原水を貯留する原水槽と、前記原水槽に貯留された原水を送水して前記遠心分離装置に流入させる原水ポンプとを有する。さらに、この固形物分離システムは、前記原水ポンプから送水される前記原水の圧力を測定する圧力測定装置と、前記圧力測定装置で測定される圧力に基づいて前記原水ポンプの運転を制御する制御装置とを有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は固形物分離システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
排水処理や浄水処理等の水処理で固形物を含む原水から固形物を分離する固形物分離システムに遠心分離装置たとえば液体サイクロンを用いたものが知られている。液体サイクロンでは、原水を高速で旋回させて遠心力を発生させ、固体と液体との比重差を利用して固形物を外側へ移動させて分離し、清澄な処理水を中心部から得る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−３１３９００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
液体サイクロン内で旋回流が安定して形成されていない場合には、遠心力が適切に発生しないため固形物の分離を十分に行えない状態になる。しかし、現状では液体サイクロン内での旋回流が安定しているか否かを判断できない。
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、液体サイクロンのような遠心分離装置内での旋回流が安定していない状態を判断でき、それに応じて運転を制御できる固形物分離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】
実施形態の固形物分離システムは、固形物を含む原水を旋回させて遠心力によって固形物と処理水とに分離する遠心分離装置と、固形物を含む原水を貯留する原水槽と、前記原水槽に貯留された原水を送水して前記遠心分離装置に流入させる原水ポンプとを有する。さらに、この固形物分離システムは、前記原水ポンプから送水される前記原水の圧力を測定する圧力測定装置と、前記圧力測定装置で測定される圧力に基づいて前記原水ポンプの運転を制御する制御装置とを有する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】第１の実施形態に係る固形物分離システムの概略図。
【図２】第２の実施形態に係る固形物分離システムの概略図。
【図３】第２の実施形態に係る固形物分離システムを制御するために用いられる流量Ｑと圧力Ｐとの関係の一例を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図面を参照して実施形態を説明する。
【０００９】
（第１の実施形態）
図１は第１の実施形態に係る固形物分離システムの概略図を示す。
処理対象である固形物を含む原水は原水槽１に貯留される。原水槽１の原水は原水ポンプ２によって送水され、遠心分離装置（液体サイクロン）３に流入する。遠心分離装置３に流入した原水はその内部で旋回されて遠心力を生じ、固体と液体との比重差により固形物が外側へ移動して分離され、清澄な処理水が中心部から得られる。遠心分離装置３で固形物が取り除かれた清澄な処理水は処理水槽４へ送られて貯留される。遠心分離装置３で分離された固形物は一部の水とともにスラッジ槽５へ送られて回収される。
【００１０】
原水ポンプ２から遠心分離装置３までの間の配管には、原水ポンプ２から送水される原水の圧力を測定する圧力測定装置６が取り付けられている。圧力測定装置６と原水ポンプ２には制御装置７が接続されている。制御装置７は圧力測定装置６によって測定される圧力に基づいて原水ポンプ２の運転を制御する。
【００１１】
遠心分離装置３の内部において所望の遠心力を発生させる旋回流が形成されていれば、圧力測定装置６で測定される圧力は所定の基準圧力Ｐ０を超えた値となる。一方、遠心分離装置３の内部において旋回流が安定していない場合、原水は遠心分離装置３であまり遠心力を受けることなく処理水槽４へ送られるため、圧力測定装置６で測定される圧力は所定の基準圧力Ｐ０以下となる。すなわち、圧力測定装置６で測定される圧力は所定の基準圧力Ｐ０以下になった場合には、遠心分離装置３内での旋回流が安定していない状態にあることを判断できる。
【００１２】
そこで、制御装置７によって圧力測定装置６で測定される圧力Ｐと予め設定した基準圧力Ｐ０との比較を行い、圧力Ｐが基準圧力Ｐ０以下である場合に原水ポンプ２を停止し再起動を行う。このように、圧力測定装置６で測定される圧力Ｐに基づく制御により、何らかの原因で遠心分離装置３内部の旋回流が十分に形成されなかった場合に、原水ポンプ２の停止および再起動を行い安定した旋回流が形成される状態での運転を確保することができる。
【００１３】
（第２の実施形態）
図２は第２の実施形態に係る固形物分離システムの概略図を示す。
図２は第２の実施形態に係る固形物分離システムは、図１のシステムに比べて、以下の部材が追加されている。
【００１４】
原水ポンプ２から遠心分離装置３までの間の配管には、圧力測定装置６に加えて、原水ポンプ２から送水される原水の流量を測定する流量測定装置８が取り付けられている。遠心分離装置３の処理水側配管は処理水槽４へ達する処理水ライン９と原水槽１へ達する循環ライン１１とに分岐している。処理水ライン９には処理水バルブ１０が設けられている。循環ライン１１には循環水バルブ１２が設けられている。遠心分離装置３の固形物側配管にはスラッジ槽５の上流に排出バルブ（スラッジバルブ）１３が設けられている。
【００１５】
本実施形態において、制御装置７は圧力測定装置６で測定される圧力および流量測定装置８で測定される流量に基づいて原水ポンプ２の運転を制御する。
【００１６】
たとえば、制御装置７は、流量測定装置８で測定される流量Ｑが所定の基準流量Ｑ０以上で、かつ圧力測定装置６で測定される圧力Ｐが所定の基準圧力Ｐ０以下である場合に、原水ポンプの停止と再起動を行う。
【００１７】
また、基準圧力Ｐ０は遠心分離装置３へ送水される原水の流量によって変動することがある。たとえば、図３に示すように、基準圧力Ｐ（Ｑ）を流量測定装置８で測定される流量Ｑの関数としてデータベース化しておく。なお、図３では基準圧力Ｐ（Ｑ）を流量Ｑの一次関数として表しているが、二次関数など他の関数で表されることもある。この場合、制御装置７は、圧力測定装置６で測定される圧力Ｐが、流量測定装置８で測定される流量Ｑの関数としての基準圧力Ｐ（Ｑ）以下である場合に、原水ポンプ２の停止と再起動を行う。
【００１８】
さらに、本実施形態の固形物分離システムでは初期起動時に以下のような操作を行ってもよい。まず、処理水バルブ１０を閉、循環水バルブ１２を開にした状態で原水ポンプ２を起動し、圧力測定装置６によって測定される圧力Ｐが基準圧力Ｐ０を超えて遠心分離装置３内の旋回流が十分に安定していることを確認する。遠心分離装置３に原水を送水している状態で排出バルブ（スラッジバルブ）１３を開にすると、旋回流の乱れが生じる場合がある。そこで、原水ポンプ２から遠心分離装置３へ送水される原水の流量をＱとしたとき、たとえば排出バルブ１３の開度を排出流量に換算してＱ／２０、Ｑ／１０…というように段階的に大きくする。最終的には、排出バルブ１３の開度を半開以上にしてもよい。この途中において圧力測定装置で測定される圧力Ｐが、排出バルブ１３の開度に応じた所定の基準圧力Ｐ１以下である場合に、原水ポンプ２の停止と再起動を行う。こうして、圧力測定装置で測定される圧力Ｐが、排出バルブ１３の開度に応じた所定の基準圧力Ｐ１を超えた状態を維持できたら、処理水バルブ１０を開、循環水バルブ１２を閉にして通常運転を行う。通常運転時には上述したような制御を行う。
【００１９】
このように原水ポンプ２から遠心分離装置３へ送水される原水の流量の変化やスラッジの引抜の有無などがあっても、圧力測定装置６で測定される圧力Ｐに基づく制御により、何らかの原因で遠心分離装置３内部の旋回流が十分に形成されなかった場合に、原水ポンプ２の停止および再起動を行い安定した旋回流が形成される状態での運転を確保することができる。
【００２０】
これらの実施形態によれば、遠心分離装置（液体サイクロン）内での旋回流が安定していない状態を判断でき、それに応じて原水ポンプ２の停止および再起動を行うことにより、安定な運転を確保できる固形物分離システムを提供することができる。
【００２１】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、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。これら新規な実施形態は、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。これら実施形態やその変形は、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】
【００２２】
１…原水槽、２…原水ポンプ、３…遠心分離装置、４…処理水槽、５…スラッジ槽、６…圧力測定装置、７…制御装置、８…流量測定装置、９…循環ライン、１０…処理水側バルブ、１１…循環側バルブ、１２…スラッジバルブ。
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は固形物分離システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
排水処理や浄水処理等の水処理で固形物を含む原水から固形物を分離する固形物分離システムに遠心分離装置たとえば液体サイクロンを用いたものが知られている。液体サイクロンでは、原水を高速で旋回させて遠心力を発生させ、固体と液体との比重差を利用して固形物を外側へ移動させて分離し、清澄な処理水を中心部から得る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−３１３９００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
液体サイクロン内で旋回流が安定して形成されていない場合には、遠心力が適切に発生しないため固形物の分離を十分に行えない状態になる。しかし、現状では液体サイクロン内での旋回流が安定しているか否かを判断できない。
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、液体サイクロンのような遠心分離装置内での旋回流が安定していない状態を判断でき、それに応じて運転を制御できる固形物分離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】
実施形態の固形物分離システムは、固形物を含む原水を旋回させて遠心力によって固形物と処理水とに分離する遠心分離装置と、固形物を含む原水を貯留する原水槽と、前記原水槽に貯留された原水を送水して前記遠心分離装置に流入させる原水ポンプとを有する。さらに、この固形物分離システムは、前記原水ポンプから送水される前記原水の圧力を測定する圧力測定装置と、前記圧力測定装置で測定される圧力に基づいて前記原水ポンプの運転を制御する制御装置とを有する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】第１の実施形態に係る固形物分離システムの概略図。
【図２】第２の実施形態に係る固形物分離システムの概略図。
【図３】第２の実施形態に係る固形物分離システムを制御するために用いられる流量Ｑと圧力Ｐとの関係の一例を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図面を参照して実施形態を説明する。
【０００９】
（第１の実施形態）
図１は第１の実施形態に係る固形物分離システムの概略図を示す。
処理対象である固形物を含む原水は原水槽１に貯留される。原水槽１の原水は原水ポンプ２によって送水され、遠心分離装置（液体サイクロン）３に流入する。遠心分離装置３に流入した原水はその内部で旋回されて遠心力を生じ、固体と液体との比重差により固形物が外側へ移動して分離され、清澄な処理水が中心部から得られる。遠心分離装置３で固形物が取り除かれた清澄な処理水は処理水槽４へ送られて貯留される。遠心分離装置３で分離された固形物は一部の水とともにスラッジ槽５へ送られて回収される。
【００１０】
原水ポンプ２から遠心分離装置３までの間の配管には、原水ポンプ２から送水される原水の圧力を測定する圧力測定装置６が取り付けられている。圧力測定装置６と原水ポンプ２には制御装置７が接続されている。制御装置７は圧力測定装置６によって測定される圧力に基づいて原水ポンプ２の運転を制御する。
【００１１】
遠心分離装置３の内部において所望の遠心力を発生させる旋回流が形成されていれば、圧力測定装置６で測定される圧力は所定の基準圧力Ｐ０を超えた値となる。一方、遠心分離装置３の内部において旋回流が安定していない場合、原水は遠心分離装置３であまり遠心力を受けることなく処理水槽４へ送られるため、圧力測定装置６で測定される圧力は所定の基準圧力Ｐ０以下となる。すなわち、圧力測定装置６で測定される圧力は所定の基準圧力Ｐ０以下になった場合には、遠心分離装置３内での旋回流が安定していない状態にあることを判断できる。
【００１２】
そこで、制御装置７によって圧力測定装置６で測定される圧力Ｐと予め設定した基準圧力Ｐ０との比較を行い、圧力Ｐが基準圧力Ｐ０以下である場合に原水ポンプ２を停止し再起動を行う。このように、圧力測定装置６で測定される圧力Ｐに基づく制御により、何らかの原因で遠心分離装置３内部の旋回流が十分に形成されなかった場合に、原水ポンプ２の停止および再起動を行い安定した旋回流が形成される状態での運転を確保することができる。
【００１３】
（第２の実施形態）
図２は第２の実施形態に係る固形物分離システムの概略図を示す。
図２は第２の実施形態に係る固形物分離システムは、図１のシステムに比べて、以下の部材が追加されている。
【００１４】
原水ポンプ２から遠心分離装置３までの間の配管には、圧力測定装置６に加えて、原水ポンプ２から送水される原水の流量を測定する流量測定装置８が取り付けられている。遠心分離装置３の処理水側配管は処理水槽４へ達する処理水ライン９と原水槽１へ達する循環ライン１１とに分岐している。処理水ライン９には処理水バルブ１０が設けられている。循環ライン１１には循環水バルブ１２が設けられている。遠心分離装置３の固形物側配管にはスラッジ槽５の上流に排出バルブ（スラッジバルブ）１３が設けられている。
【００１５】
本実施形態において、制御装置７は圧力測定装置６で測定される圧力および流量測定装置８で測定される流量に基づいて原水ポンプ２の運転を制御する。
【００１６】
たとえば、制御装置７は、流量測定装置８で測定される流量Ｑが所定の基準流量Ｑ０以上で、かつ圧力測定装置６で測定される圧力Ｐが所定の基準圧力Ｐ０以下である場合に、原水ポンプの停止と再起動を行う。
【００１７】
また、基準圧力Ｐ０は遠心分離装置３へ送水される原水の流量によって変動することがある。たとえば、図３に示すように、基準圧力Ｐ（Ｑ）を流量測定装置８で測定される流量Ｑの関数としてデータベース化しておく。なお、図３では基準圧力Ｐ（Ｑ）を流量Ｑの一次関数として表しているが、二次関数など他の関数で表されることもある。この場合、制御装置７は、圧力測定装置６で測定される圧力Ｐが、流量測定装置８で測定される流量Ｑの関数としての基準圧力Ｐ（Ｑ）以下である場合に、原水ポンプ２の停止と再起動を行う。
【００１８】
さらに、本実施形態の固形物分離システムでは初期起動時に以下のような操作を行ってもよい。まず、処理水バルブ１０を閉、循環水バルブ１２を開にした状態で原水ポンプ２を起動し、圧力測定装置６によって測定される圧力Ｐが基準圧力Ｐ０を超えて遠心分離装置３内の旋回流が十分に安定していることを確認する。遠心分離装置３に原水を送水している状態で排出バルブ（スラッジバルブ）１３を開にすると、旋回流の乱れが生じる場合がある。そこで、原水ポンプ２から遠心分離装置３へ送水される原水の流量をＱとしたとき、たとえば排出バルブ１３の開度を排出流量に換算してＱ／２０、Ｑ／１０…というように段階的に大きくする。最終的には、排出バルブ１３の開度を半開以上にしてもよい。この途中において圧力測定装置で測定される圧力Ｐが、排出バルブ１３の開度に応じた所定の基準圧力Ｐ１以下である場合に、原水ポンプ２の停止と再起動を行う。こうして、圧力測定装置で測定される圧力Ｐが、排出バルブ１３の開度に応じた所定の基準圧力Ｐ１を超えた状態を維持できたら、処理水バルブ１０を開、循環水バルブ１２を閉にして通常運転を行う。通常運転時には上述したような制御を行う。
【００１９】
このように原水ポンプ２から遠心分離装置３へ送水される原水の流量の変化やスラッジの引抜の有無などがあっても、圧力測定装置６で測定される圧力Ｐに基づく制御により、何らかの原因で遠心分離装置３内部の旋回流が十分に形成されなかった場合に、原水ポンプ２の停止および再起動を行い安定した旋回流が形成される状態での運転を確保することができる。
【００２０】
これらの実施形態によれば、遠心分離装置（液体サイクロン）内での旋回流が安定していない状態を判断でき、それに応じて原水ポンプ２の停止および再起動を行うことにより、安定な運転を確保できる固形物分離システムを提供することができる。
【００２１】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、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。これら新規な実施形態は、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。これら実施形態やその変形は、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】
【００２２】
１…原水槽、２…原水ポンプ、３…遠心分離装置、４…処理水槽、５…スラッジ槽、６…圧力測定装置、７…制御装置、８…流量測定装置、９…循環ライン、１０…処理水側バルブ、１１…循環側バルブ、１２…スラッジバルブ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固形物を含む原水を旋回させて遠心力によって固形物と処理水とに分離する遠心分離装置と、
固形物を含む原水を貯留する原水槽と、
前記原水槽に貯留された原水を送水して前記遠心分離装置に流入させる原水ポンプと、
前記原水ポンプから送水される前記原水の圧力を測定する圧力測定装置と、
前記圧力測定装置で測定される圧力に基づいて前記原水ポンプの運転を制御する制御装置と
を有することを特徴とする固形物分離システム。
【請求項２】
さらに前記原水ポンプから送水される前記原水の流量を測定する流量測定装置を有し、前記制御装置は前記圧力測定装置で測定される圧力および前記流量測定装置で測定される流量に基づいて前記原水ポンプの運転を制御することを特徴とする請求項１に記載の固形物分離システム。
【請求項３】
さらに前記遠心分離装置の処理水側配管は処理水槽へ達する処理水ラインと前記原水槽へ達する循環ラインとに分岐していることを特徴とする請求項１または２に記載の固形物分離システム。
【請求項４】
前記制御装置は、前記流量測定装置で測定される流量Ｑが所定の基準流量Ｑ０以上で、かつ前記圧力測定装置で測定される圧力Ｐが所定の基準圧力Ｐ０以下である場合に、前記原水ポンプの停止と再起動を行うことを特徴とする請求項２または３に記載の固形物分離システム。
【請求項５】
前記制御装置は、前記圧力測定装置で測定される圧力Ｐが、前記流量測定装置で測定される流量Ｑの関数としての基準圧力Ｐ（Ｑ）以下である場合に、前記原水ポンプの停止と再起動を行うことを特徴とする請求項２または３に記載の固形物分離システム。
【請求項６】
さらに前記遠心分離装置の固形物側配管に設けられた排出バルブを有し、前記制御装置は、前記圧力測定装置で測定される圧力Ｐが、前記排出バルブの開度に応じた所定の基準圧力Ｐ１以下である場合に、前記原水ポンプの停止と再起動を行うことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の固形物分離システム。
【請求項１】
固形物を含む原水を旋回させて遠心力によって固形物と処理水とに分離する遠心分離装置と、
固形物を含む原水を貯留する原水槽と、
前記原水槽に貯留された原水を送水して前記遠心分離装置に流入させる原水ポンプと、
前記原水ポンプから送水される前記原水の圧力を測定する圧力測定装置と、
前記圧力測定装置で測定される圧力に基づいて前記原水ポンプの運転を制御する制御装置と
を有することを特徴とする固形物分離システム。
【請求項２】
さらに前記原水ポンプから送水される前記原水の流量を測定する流量測定装置を有し、前記制御装置は前記圧力測定装置で測定される圧力および前記流量測定装置で測定される流量に基づいて前記原水ポンプの運転を制御することを特徴とする請求項１に記載の固形物分離システム。
【請求項３】
さらに前記遠心分離装置の処理水側配管は処理水槽へ達する処理水ラインと前記原水槽へ達する循環ラインとに分岐していることを特徴とする請求項１または２に記載の固形物分離システム。
【請求項４】
前記制御装置は、前記流量測定装置で測定される流量Ｑが所定の基準流量Ｑ０以上で、かつ前記圧力測定装置で測定される圧力Ｐが所定の基準圧力Ｐ０以下である場合に、前記原水ポンプの停止と再起動を行うことを特徴とする請求項２または３に記載の固形物分離システム。
【請求項５】
前記制御装置は、前記圧力測定装置で測定される圧力Ｐが、前記流量測定装置で測定される流量Ｑの関数としての基準圧力Ｐ（Ｑ）以下である場合に、前記原水ポンプの停止と再起動を行うことを特徴とする請求項２または３に記載の固形物分離システム。
【請求項６】
さらに前記遠心分離装置の固形物側配管に設けられた排出バルブを有し、前記制御装置は、前記圧力測定装置で測定される圧力Ｐが、前記排出バルブの開度に応じた所定の基準圧力Ｐ１以下である場合に、前記原水ポンプの停止と再起動を行うことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の固形物分離システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１２−１９２３４６（Ｐ２０１２−１９２３４６Ａ）
【公開日】平成２４年１０月１１日（２０１２．１０．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−５８４３５（Ｐ２０１１−５８４３５）
【出願日】平成２３年３月１６日（２０１１．３．１６）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月１１日（２０１２．１０．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月１６日（２０１１．３．１６）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
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