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水質モニタリング装置

国内特許コード P110006027
掲載日 2011年11月29日
出願番号 特願2006-088648
公開番号 特開2007-263723
登録番号 特許第4817100号
出願日 平成18年3月28日(2006.3.28)
公開日 平成19年10月11日(2007.10.11)
登録日 平成23年9月9日(2011.9.9)
発明者
  • 田中 康男
  • 和木 美代子
  • 横山 浩
  • 森 達摩
  • 矢吹 芳教
出願人
  • 独立行政法人農業・食品産業技術総合研究機構
  • 大阪府
発明の名称 水質モニタリング装置
発明の概要

【課題】有機性汚水を対象とした汚水処理施設において、処理の状況を的確に把握し、処理性能を確実に発揮させ得る水質モニタリング装置の開発。
【解決手段】水位調整した給水器20に過剰な水量の試料汚水を供給し、一部を落下流水、過剰分を流出口24から排出手段28を介して排出させる。水圧が一定に保たれた導出口26は「ノズル」となり、落下流水の形状は安定した「水柱」を形成して検査区域40の空間を通過する。R,G,Bの3色の発光素子(LED)50から光線を順次発生させ、検査区域空間の「水柱」の中心に光線を直接透過させて、受光部フォトセンサー60に受光せしめ、受光量と既知データとから記録部62を機能させる。吸光度の変化からSS、BOD、アンモニア態窒素の各濃度、夫々の色度、色調等々の水質性状が同時に把握できる。
【選択図】図1

従来技術、競合技術の概要


汚水に関する微生物処理施設の運転管理においては、原水、曝気槽水、処理水、引抜き汚泥の性状に対応した適切な機器の調整と汚泥濃度の調整とが重要である。しかしながら、この調整操作を適切かつ恒常的に実施するには処理技術の原理や装置特性を充分把握することが求められ、しかも労力・時間が必要となることから、対応が不充分となる場合が多い。



運転管理の負担を軽減すると同時に、確実な運転管理が自動的に為されるような技術開発が求められる。



このニーズに応えるため、原水、処理水、曝気槽水、引抜き汚泥の性状を自動的かつ連続的にモニタリングできる装置を開発する必要がある。



そこで、従来技術を観ると、簡易手分析の手段が長く用いられていた。機械装置を使用せずに、簡易な器具により水質を把握するものとして、水の濁りの程度から、BOD、SSを予測する透視度測定法、使い捨てのパック試薬を用いてCOD、アンモニア、硝酸等を測定するパック試薬法があった。これらの分析手段は簡易であるものの、手作業の場合、頻繁に分析できない不利益があり、しかも水質性状に応じた自動的な運転調整という目的には応用できない。



また、BOD、COD、アンモニア、硝酸、色度等をそれぞれ単項目毎に自動的に分析をする機械装置が市販されている。もっとも、これらの単項目専用自動分析装置は、定期的な試薬補充や更正作業、消耗部品の交換・洗浄というようなメンテナンスが不可欠であった。



従来技術を検討すると、検査対象液(本発明の対象となる、例えば、原水、曝気槽水、処理水)を上方より落下させながら、当該検査対象液に光を照射し、その液を透過して受光できた光量と、あらかじめ求めてある特性関係に基づき水質を測定する装置が開示されている<特許文献1;特開平6-82367号公報>。光源としてはレーザー、キセノン、水銀ランプなどが利用できると説明されている。



また、<特許文献2;特開平9-304272号公報>には水質基準の省令に沿うように390nm近傍の波長385nmの光線を有する青色発光ダイオード(InGaN)を光源に用いて、これを液体の吸光度測定装置に組み込んだものが開示されている。別に450nmの吸光度についても計測できることが記載されている。



前者の技術には発光ダイオードに関する記載はなく、光源としてレーザー、キセノン、水銀ランプなどが利用されていることから、メンテナンスフリーな水質自動モニタリング装置であるとは到底言えない。また、後者の技術からは、セル内に検査対象液を流入させることから、セルの自動洗浄が必要になり、機能的に複雑になる。



<特許文献3;特開平11-37940号公報>にはフォトダイオードを受光手段に用いた携帯用水質測定器が開示されている。この文献開示技術は被測定液が特定されず、論理的には、広く適応可能とする技術であるものの、既設の自動制御に適用できるものではない。



してみれば、後述する本発明の課題である有機性汚水の処理施設の部分自動化、処理条件の部分的な自動的管理化には、従来技術はほど遠いと言わざるを得ない。




【特許文献1】特開平6-82367号公報

【特許文献2】特開平9-304272号公報

【特許文献3】特開平11-37940号公報

産業上の利用分野


本発明は、畜舎汚水を含む有機性汚水の汚水処理施設において、処理の状況を的確に把握して、確実な処理性能を発揮させるため、流入水及び処理水の様々な水質項目を同時に、しかも簡易にモニターできる、単純かつメンテナンスが実質的にフリーな装置に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
本発明装置は、給水排水部及び光学系検査部から構成され、
該給水排水部は、
上方が開放され、水位調整手段により水位が一定に保たれる構造を備えてなる給水器と、
該給水器に検査対象液を供給する供給手段と、
該給水器の下部位置から該検査対象液の一部を導出させて、検査区域を通過するように、流下せしめる導出手段と、
該検査区域を通過した該検査対象液を受給する落下水受槽と、
該給水器から水位調整に伴い溢出する過剰量の該検査対象液を排出させる排出手段と、を含み、前記検査区域における流下中の該検査対象液の形状を柱状又は層状となすこと、及び
前記光学系検査部は、前記給水排水部の側面に設けられ、
R(赤色),G(緑色),B(青色)の3色の光線を順次発生させる発光手段を備えた光源部と、
該光源部の前記検査区域に対抗して設けられる受光部と、
該R,G,Bの3色の受光量からそれぞれの吸光度を演算する演算機能を有する記録部と、を含み、
順次発生する該R,G,Bの3色の光線を、柱状または層状に流下する状態の前記検査対象液に、前記検査区域において直接透過させて、受光部に受光せしめ、受光部が得た前記R,G,Bの3色の受光量からそれぞれの吸光度を演算し記録し得るとともに、
前記記録部に既に入力されているR,G,Bの各吸光度を3変数とする変換式
(a×R)+(b×G)+(c×B)+d
ただし、
a:赤色光の吸光度の係数
R:赤色光の吸光度
b:緑色光の吸光度の係数
G:緑色光の吸光度
c:青色光の吸光度の係数
B:青色光の吸光度
d:定数
に基づいて、受光したR,G,Bの各吸光度の各平均値から自動的にBOD、SS、アンモニア又は色度を含む測定項目の濃度を予測し、該予測データ値を処理施設の自動制御データとして用いて汚水処理施設の稼動を制御し得ることを特徴とする水質モニタリング装置。

【請求項2】
請求項1に記載の水質モニタリング装置において、順次発生するR,G,Bの3色の光線は、3種類の発光ダイオードを機械的に順次交番させる手段によるか、又は3色の発光素子を同一光軸上に配置して電気的な切替え手段により順次発光せしめるとともに検査区域の検査対象液を照射せしめることからなることを特徴とする水質モニタリング装置。
産業区分
  • 試験、検査
  • 処理操作
  • 微生物工業
  • 衛生設備
  • 廃水処理
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2006088648thum.jpg
出願権利状態 権利存続中


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