凝集监视装置、凝集监视方法以及凝集系统与流程

本发明涉及对例如干净水、工业用水以及排水等被处理水的凝集处理进行监视的技术及其利用技术。
背景技术：
：在对干净水、工业用水以及排水等被处理水进行的凝集处理中，例如通过无机凝集剂或有机凝集剂等对被处理水中的ss(suspendedsolid：悬浊物质)进行凝集处理，然后进行沉淀分离、加压上浮分离、离心分离、砂过滤、膜分离等固液分离。ss的凝集状态会因ph、凝集剂加药量、搅拌条件等而发生变动，如果不在适当的条件下进行凝集处理，则有时会导致被处理水的水质恶化，对后续工序的固液分离处理造成恶劣影响。在这样的凝集处理中存在通过室内试验设定凝集条件的方法，但是在实际的凝集处理中，当凝集条件的设定需要时间时，有时被处理水的水质会发生变动，不能准确把握ss的凝集状态。因此，在设定最佳的ph、凝集剂加药量以及搅拌条件等凝集条件时，重要的是实时地监视凝集处理中的被处理水的处理状态，并监视ss的凝集状态。关于该凝集监视技术，已知有如下技术：对被处理水照射激光，接受由被处理水中的粒子产生的散射光，在对该受光信号施加am(amplitudemodulation：调幅)检波后，求出信号强度的最低值，根据该最低值求出凝集剂加药量(例如专利文献1)。在该凝集监视技术中，通过求出散射光的信号强度的最低值，从由被处理水中的凝集物产生的散射光中区别检测出由未凝集的悬浊物产生的散射光。另外，已知有如下技术：对于该凝集监视所使用的激光而言，使用通过间歇性地驱动激光二极管而以规定的时间间隔发光的激光(例如专利文献2)。通过缩短发光时间的发光方式，延长激光发光元件的使用时间。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2002-195947号公报；专利文献2：日本特开2005-241338号公报。技术实现要素：发明所要解决的问题另外，在被处理水的凝集处理中使用以下加药系统：测量没有进入产生的絮凝物(floc)中的ss的浓度，基于其测量值控制凝集剂的加药量。在对ss的浓度进行测量的步骤中，向被处理水的测量区域照射激光，接受来自测量区域的散射光，根据对该散射光进行光电转换而得出的信号等级而得到表示ss浓度的测量值。在该加药系统中，对加药量规定上限值，保持上述的信号等级在一定期间内的最低值，由此来评价凝集状态。在该方法中，由于对ss量、加药量规定上限值，因此，在形成的絮凝物量被加以控制的情况下能够稳定地进行测量。但是，根据被处理水，存在被处理水中的ss成分浓度高的情况、仅用无机凝集剂对被处理水进行处理的情况。在这些情况下，由于絮凝物密度变高且絮凝物小，因此，絮凝物之间的间隙变小。照射到被处理水的光照到絮凝物时，絮凝物产生散射光的频度高，而且，处于受光部跟前的絮凝物遮挡光，散射光自身衰减直至到达受光部。存在对高浓度且絮凝物小的被处理水难以进行准确测量的问题。若假设基于上述信号等级在一定期间内的最低值进行的加药控制为通常的pid(proposionalintegralderivative：比例微积分)控制，则加药控制所使用的测量值必须是与在絮凝物之间残留的ss相关的测量值。即，存在如下问题：若絮凝物的数量(密度)增加，利用絮凝物之间的ss的浊度进行测量的机会减少，则必须花费充分的测量时间测量最低值，得到与ss相关的最低值，并更新最低值，但是，如果更新最低值的时间间隔延长，则丧失加药系统中的用于控制延迟的补偿性能。关于这样的要求、问题，在专利文献1、2中没有公开、启示，也没有关于对其进行解决的构成等的公开和启示。因此，本发明鉴于上述问题而提出，其目的在于提供在絮凝物的数量(密度)增加的情况下也能够稳定地测量被处理水的凝集状态的凝集监视装置或凝集监视方法。另外，本发明的另一目的在于实现凝集系统，该凝集系统通过使用上述的凝集监视装置或凝集监视方法，即使絮凝物的数量(密度)增加也能得到具有可靠性的凝集处理，而不会丧失加药控制所需要的补偿性能。解决问题的技术手段为了达到上述目的，根据本发明的凝集监视装置的一个方面，其是对进行凝集处理的被处理水的处理状态进行监视的凝集监视装置，可以具有：测量光照射部，向所述被处理水的测量区域照射测量光；散射光受光部，接受由处于所述测量区域的所述被处理水的粒子产生的散射光；以及测量值运算部，使用在所述散射光受光部得到的受光信号的振幅计算与所述被处理水的凝集相关的指标。在上述凝集监视装置中，所述测量值运算部也可以具有对在所述散射光受光部得到的受光信号的振幅进行测量的振幅测量机构。在上述凝集监视装置中，所述测量值运算部还具有根据所述受光信号测量所述信号的最低值的最低值测量机构，也可以使用所述振幅测量机构的测量结果、或使用振幅测量机构及所述最低值测量机构的测量结果计算与所述凝集相关的指标。在上述凝集监视装置中，所述测量值运算部基于所述振幅的测量结果计算特定的振幅的发生率或发生频度，计算与所述凝集相关的指标，对于所述特定的振幅而言，发生频度可以随着凝集进行而升高。为了达到上述目的，根据本发明的凝集监视装置的一个方面，其是对进行凝集处理的被处理水的处理状态进行监视的凝集监视方法，可以包括：测量光照射工序，向所述被处理水的测量区域照射测量光；散射光受光工序，接受由处于所述测量区域的所述被处理水的粒子产生的散射光；信号处理工序，根据在所述散射光受光工序得到的受光信号取得表示所述散射光的强度的测量值；以及测量值运算工序，根据表示所述散射光的强度的测量值测量所述散射光的振幅，使用该振幅的测量结果计算与凝集相关的指标。为了达到上述目的，根据本发明的凝集系统的一个方面，其是对被处理水进行凝集处理的凝集系统，具有：被处理水槽，储存所述被处理水；凝集监视机构，对所述被处理水槽的所述被处理水的处理状态进行监视；以及加药机构，向所述被处理水中注入与所述处理状态对应的加药量的凝集剂，所述监视机构是对进行凝集处理的被处理水的处理状态进行监视的凝集监视装置，包括：测量光照射部，向所述被处理水的测量区域照射测量光；散射光受光部，接受由处于所述测量区域的所述被处理水的粒子产生的散射光；以及测量值运算部，使用在所述散射光受光部得到的受光信号的振幅计算与所述被处理水的凝集相关的指标，所述加药机构可以基于与所述凝集相关的指标调整所述凝集剂的注入量。发明效果根据本发明能够得到以下的任意效果。＜凝集监视装置以及凝集监视方法＞(1)即使在凝集中的被处理水中产生大量的絮凝物，絮凝物密度变高，也能够稳定地对被处理水的处理状态进行测量。(2)能够实时且准确地把握凝集中的被处理水的处理状态。由此，能够选择与该处理状态对应的凝集剂的加药量。＜凝集系统＞(1)能够稳定地对被处理水的处理状态进行测量，并且实时把握凝集处理中的被处理水的处理状态，基于此，能够求出被处理水的凝集条件、凝集剂的加药量。(2)能够使对被处理水的加药量更适当，并且进行稳定的凝集处理，能够提高凝集效率。而且，通过参照附图以及各实施方式，使本发明的其他目的、特征以及优点更加明确。附图说明图1是表示第一实施方式的凝集监视装置的一个例子的框图。图2是表示运算电路的一个例子的框图。图3是表示絮凝物的产生状态和输出信号的检波波形的一个例子的图。图4是表示絮凝物的产生状态和输出信号的检波波形的一个例子的图。图5是表示输出信号的振幅发生率与凝集状态指标的相关性的一个例子的图。图6是表示絮凝物的产生状态和输出信号的检波波形的一个例子的图。图7是表示絮凝物的产生状态和输出信号的检波波形的一个例子的图。图8是表示絮凝物的出现率的一个例子的图。图9是表示振幅的发生频度的图。图10是表示振幅的发生频度的图。图11是根据振幅大小将图9和图10所示的发生频度分解而示出的图。图12是表示动作波形的一个例子的图。图13是表示凝集监视的处理顺序的流程图。图14是表示第二实施方式的凝集系统的一个例子的图。图15是表示凝集处理的处理顺序的流程图。具体实施方式(第一实施方式)图1表示第一实施方式的凝集监视装置。图1所示的构成是一个例子，本发明的凝集监视装置、凝集监视方法或凝集系统不限定于该构成。该凝集监视装置2具备传感器部4。作为一个例子，该传感器部4在储存于凝集槽6的被处理水8中维持被水淹没的状态。凝集槽6是储存被处理水8的被处理水槽的一个例子，兼具对被处理水8进行凝集处理的功能。在传感器部4中具有激光照射部10以及散射光受光部12。激光照射部10是照射用于监视凝集的测量光的测量光照射部的一个例子，由引导作为测量光的一个例子的激光的第一光纤14-1的出光端部形成。散射光受光部12由引导散射光的第二光纤14-2的入光端部形成。遮挡部件16夹在激光照射部10与散射光受光部12之间，且在激光照射部10与散射光受光部12之间设定有测量区域18。由激光发光部20发出的激光从激光照射部10照射该测量区域18。该测量区域18是激光在被处理水8中的照射区域的一个例子。当激光照射该测量区域18时，激光因被处理水8中的粒子而发生散射，产生散射光。因此，散射光受光部12从测量区域18接受该散射光。此时，如果在测量区域18存在絮凝物，则该絮凝物对散射光造成影响。遮挡部件16是固定及支撑各光纤14-1、14-2的机构，并且是遮挡对测量区域18照射的自然光的机构。作为一个例子，该遮挡部件16具有顶角部24，对该顶角部24而言，对光纤14-1进行固定、支撑的第一支撑部22-1与对光纤14-2进行支撑的第二支撑部22-2形成一定角度。该顶角部24的角度优选为例如90度，但也可以为其他角度。该顶角部24与测量区域18相向，并且夹在激光照射部10与散射光受光部12之间。由此，能够避免来自激光照射部10的激光入射至散射光受光部12，从而能够使散射光受光部12接受处于测量区域18中的粒子侧的散射光。激光发光部20具有激光发光元件26以及发光电路28。激光发光元件26是发出激光的激光源的一个例子。作为该激光源，优选激光二极管，但是只要是能得到激光的元件或装置即可，需要说明的是，用于监视凝集的测量光并不限定于激光。只要是照到粒子而产生散射光的光，就能够用于监视凝集，通过使用像激光那样指向性优异的测量光，能够高效地将光照射到测量区域18。当使用这种测量光时，可以使用具有发出测量光的发光元件和驱动该发光元件的发光电路的发光部。作为测量光，例如可以使用发光二极管。发光电路28是激光发光元件26的驱动机构的一个例子。作为一个例子，该发光电路28具有am(amplitudemodulation：调幅)调制电路30、定时电路(timingcircuit)32以及函数发生器34。am调制电路30以具有规定频率f的调制信号ms对时序信号ts进行调幅(am调制)，输出具有规定频率f的振幅且以规定时间间隔断续的发光信号dr。接受该发光信号dr，激光发光元件26按照调制信号ms变化，并且以时序信号ts所规定的时间间隔，在发光状态和不发光状态之间反复变化。由此，缩短用于监视凝集的激光发光元件26的发光时间。即使将发光寿命较短、为几千小时的激光二极管等发光元件用于激光发光元件26时，也能够防止因连续点亮而导致的劣化，因此，能够延长使用时间。定时电路32产生时序信号ts。该时序信号ts例如可以是以一定周期断续的脉冲信号。该时序信号ts作为与被处理水8的凝集相关的凝集指标的运算处理的同步信息使用。即，该时序信号ts使激光发光元件26的发光和凝集指标的运算处理同步。函数发生器34是使调制信号ms振荡的振荡器的一个例子。对于该调制信号ms而言，优选能够避免自然光对激光产生影响的频率f，例如可以使用f＝70～150(khz)。信号形式可以是同一振幅的周期信号，波形形式可以为正弦波、三角波、矩形波等中的任意一种。当这种由激光发光部20得到的激光照射测量区域18时，由存在于该测量区域18的微小胶体粒子而散射的散射光入射至散射光受光部12。此时，微小胶体粒子是未凝集的胶体粒子。通过该微小胶体粒子得到的散射光具有与从激光照射部10照射的激光相同的频率，并以一定的周期间歇。另外，由存在于测量区域18的絮凝物而反射的反射光入射至散射光受光部12。散射光受光部12的受光输出通过光纤14-2被引导至信号处理部36。该信号处理部36通过光电转换、去除噪音成分得到表示散射光的强度的等级信号，根据该等级信号得到表示散射光的强度的测量值。作为一个例子，该信号处理部36具有光电转换电路38以及检波电路40。光电转换电路38具有光电检测器(photodetector)42、带通滤波器44以及放大器46。光电检测器42接受由光纤14-2引导的散射光，将其转变为电信号ei。带通滤波器44从电信号ei中去除噪音成分，取得调制信号ms的信号成分。通过设定带通滤波器44的截止频率，去除不需要的变动成分，输出调制信号ms的信号成分。放大器46对散射光中的调制信号ms的信号成分进行放大，输出具有与散射光对应的振幅等级的受光信号eo。在该光电转换电路38中可以使用光电二极管来代替光电检测器42，还可以使用高通滤波器来代替带通滤波器44。通过使用这些滤波器，能够去除因自然光、照明光等非测量光的受光而产生的直流噪音成分。检波电路40通过am检波(包络检波)从受光信号eo检测输出信号do。该输出信号do是受光信号的一个例子，表示受光信号eo的直流成分的等级。该等级表示因包含微小胶体粒子的被处理水中的粒子而产生的散射光等级。即，包括因除微小胶体粒子以外的粒子形成的散射光即噪音成分、因絮凝物产生的反射成分。该检波电路40的输出施加于运算电路48。该运算电路48是测量值运算部的一个例子，具有振幅检测部50和最低值检测部52。运算电路48将输入到运算电路48的输出信号do的等级(信号强度)存储在存储器部60的数据记录部64(图2)，而且，通过振幅检测部50和最低值检测部52进行输出信号do的测量。运算电路48使用这些测量结果判定被处理水的凝集等级，输出表示该凝集等级的凝集指标。通过凝集指标表示的凝集等级例如通过“低等级”、“适量等级”、“适量或过量等级”或者“过量等级”表示。运算电路48还具有发光控制部54，将与激光发光元件26的发光和凝集指标的运算处理同步的控制信号(时序信号ts)输出至定时电路32。振幅检测部50是振幅检测机构和振幅测量机构的一个例子，包括振幅检测和振幅测量两个功能。振幅检测部50检测记录于数据记录部64的输出信号do的等级的拐点，测量该拐点的峰值。振幅检测部50通过检测拐点来检测输出信号do的振幅的发生。即，振幅检测部50检测输出信号do从上升变为下降的第一拐点以及从下降变为上升的第二拐点，通过检测相邻的第一拐点和第二拐点来检测振幅的发生。振幅检测部50通过测量峰值求出相邻的第一拐点和第二拐点的等级差，测量输出信号do的振幅的大小。根据这些功能，振幅检测部50能够针对每个振幅的大小(即，振幅范围)测量输出信号do的振幅的发生数量。最低值检测部52是将记录在数据记录部64的输出信号do的等级进行比较，来计算输出信号do的最低测量值的最低值测量机构的一个例子。如图2所示，运算电路48例如通过包括微处理器等的计算器的电路来实现。在该运算电路48中具有模数转换器(a/d)56、处理器58以及存储器部60。a/d56将输出信号do转换为数字信号。a/d56的输出信号以数字值表示输出信号do的等级，用于振幅检测部50和最低值检测部52的数字处理。处理器58执行存储器部60的程序存储部62中的os(operatingsystem：操作系统)以及凝集程序，作为上述振幅检测部50、最低值检测部52和发光控制部54发挥作用。存储器部60是记录部的一个例子，具有程序存储部62、数据记录部64以及ram(random-accessmemory：随机存取存储器)66。在程序存储部62中作为程序存储有os、上述凝集程序等。在数据记录部64中记录有输出信号do的等级。ram66用作信息处理的工作区。处理器58的运算结果被输出至显示部67。该显示部67例如使用液晶显示器(lcd)。在该显示部67中显示处理器58的运算所使用的测量值、作为运算结果的最低测量值、输出信号do的振幅的发生频度等各种数据。＜基于振幅检测的凝集状态的测量原理＞对被处理水的凝集的监视数据进行解析，其结果发现了输出信号do的第一和第二拐点的发生频度即输出信号do的振幅在每个振幅范围内与凝集状态具有一定的关系。在振幅检测部50，着眼于该一定的关系，利用拐点进行凝集状态的测量。上述一定的关系在后面叙述。(1)第一测量原理对于第一测量原理，假设对具有比测量区域18的直径更小的粒径的絮凝物进出测量区域18的被处理水8进行测量。(产生的散射光强度)图3a和图4a示出了絮凝物的产生状态的一个例子。图3a是粒径小的情况下的一个例子，图4a是粒径大的情况下的一个例子。在图3a所示的产生状态下，在被处理水8中以高密度或高个数密度产生絮凝物68。测量区域18设为直径约为1(mm)的圆形区域。在这种测量区域18产生粒径为1(mm)以下的絮凝物68。在图4a所示的产生状态下，与图3a所示的产生状态同样地在被处理水8中以高密度或高个数密度产生絮凝物68。在图4a所示的絮凝物的产生状态下，产生粒径为1(mm)以下但比图3a所示的絮凝物68更大的絮凝物68。如果絮凝物68进出测量区域18，则光的散射状态发生变化，输出信号do发生变化。即，基于输出信号do的变化能够把握絮凝物68的进出。对于输出信号do的波形而言，其形状因絮凝物68的粒径和测量区域18内的絮凝物数量的不同而不同。假设包括粒径为r(mm)的絮凝物68的第一被处理水、以及ss浊度与第一被处理水相同且包括粒径为2r(mm)的絮凝物68的第二被处理水。将粒径为r(mm)的絮凝物68的粒子数设为nr，将粒径为2r(mm)的絮凝物68的粒子数设为n2r。由于絮凝物68的ss浊度为固定值，因此，粒子数n与ss浊度除以单位体积而得到的值成正比，能够由以下述式(1)表示。nr：n2r＝(πr3)-1：{π(2r)3}-1＝8：1……(1)相对于此，当将粒径为r(mm)的絮凝物68产生散射光的表面积设为sr，将粒径为2r(mm)的絮凝物68产生散射光的表面积设为s2r时，能够由下述式(2)表示。sr：s2r＝πr2：π(2r)2＝1：4……(2)如果散射光的强度由测量区域18内的粒子表面积的总和表示，则在粒径为2r(mm)且粒子数为n2r的被处理水中产生的散射光强度的平均值由下述式(3)表示。平均值＝n2r×s2r＝nr/8×4sr＝1/2nrsr……(3)即，其是在粒径为r(mm)且粒子数为nr的被处理水中产生的散射光强度的平均值的一半。相对于此，平均散射光强度的等级变化与进出测量区域18的粒子被激光照射的粒子表面积的变化成正比。因此，粒径为2r(mm)的一个粒子进出测量区域18时的平均散射光强度的等级变化是粒径为r(mm)的一个粒子进出测量区域18时的平均散射光强度的等级变化的4倍。图3b示出了图3a所示的产生状态下的输出信号do的检波波形的一个例子，图4b示出了图4a所示的产生状态下的输出信号do的检波波形的一个例子。在图3b和图4b中，波形的振幅aw表示因絮凝物68的进出引起的散射光的变化。在图3a的产生状态下，由于絮凝物68的粒子小，因此，如图3b所示，波形的振幅aw小，散射光的变化小。相对于此，在图4a的产生状态下，由于絮凝物68的粒子大，因此，如图4b所示，波形的振幅aw大，散射光的变化大。(散射光的衰减)在测量区域18产生的散射光，在使散射光传递至散射光受光部12的传递空间中照到存在于该传递空间中的粒子，进行二次散射而衰减。假设到达散射光受光部12的散射光的强度与传递空间中的絮凝物非占有体积(不存在絮凝物68的空间的体积)成正比。在该情况下，衰减量由絮凝物非占有体积vr、v2r相对于传递空间的体积vd的量所决定，所述传递空间是从测量区域18至散射光受光部12为止的空间。不存在絮凝物68的空间能够通过存在于空间的粒子体积的补数求出。如果絮凝物68的粒径为r(mm)时的絮凝物非占有体积为vr，粒径为2r(mm)时的絮凝物非占有体积为v2r，则能够由下述数学式(4)表示。vr：v2r＝(vd－dvr×nr)：(vd－dv2r×n2r)……(4)dvr和dv2r是每个絮凝物68的体积，能够由下述数学式(5)表示。dvr：dv2r＝πr3：π(2r)3＝1：8……(5)由于假设到达散射光受光部12的散射光的强度与在测量区域18产生的散射光的强度乘以衰减率而得到的值成正比，而且产生的散射光的强度与絮凝物68的表面积sr、s2r成正比，因此，进出测量区域18的一个粒子产生的受光等级的变化量δpr、δp2r为以下的数学式(6)。δpr：δp2r＝sr×(vd－dvr×nr)：s2r×(vd－dv2r×n2r)＝sr×(vd－dvr×nr)：4sr×(vd－8dvr×8-1nr)＝sr×(vd－dvr×nr)：4sr×(vd－dvr×nr)＝1：4＝r2：(2r)2……(6)数学式(6)表示进出测量区域18的粒子产生的受光等级的变化量δpr、δp2r与要检测的絮凝物68的粒径的平方成正比地变化。即，随着凝集进行、絮凝物的粒径变大，发生较大的受光等级的变化的频度增加。(输出信号do的信号变化)图5a是将输出信号do出现大振幅的概率(发生率)进行统计的图。假设该大振幅的测量电压范围因絮凝物68的进出而变化，设定为200(mv)～1800(mv)。发生率以1分钟(30个样品)为单位来统计。使用凝集状态已知的样品进行测量。各样品的凝集状态根据表示凝集状态的凝集状态指标d分为d0、d1、d2……dn。该凝集状态指标d与样品中的絮凝物的粒径df有关，在d1～d4中，样品中絮凝物的粒径df大致如下。d1：df＝0.3～0.5(mm)d2：df＝0.5～0.75(mm)d3：df＝0.75～1.0(mm)d4：df＝1.0～1.25(mm)图5a所示的图的横轴将凝集状态指标d的值以10倍示出。即，横轴的“10”是“d1”，“20”是“d2”，“30”是“d3”，“40”是“d4”。图5a所示的二次曲线是对统计结果而言相关值(r2值)最高的曲线。发生率(y)与凝集状态指标d的10倍值(x)的关系为y＝0.0007x2－0.0154x+0.0988，相关值r2＝0.9186。振幅aw的发生率与凝集状态指标d的10倍值的关系为二次函数。如果横轴的凝集状态指标d的10倍值与粒径df成正比例关系，则图5a所示的统计结果符合上述数学式(6)所示的规律。在絮凝物68的粒径为落在测量区域18的范围内的大小的情况下，由于输出信号do出现大振幅的概率(发生率)与凝集状态指标d具有相关性，因此，通过检测振幅aw的发生率，能够推断被处理水的凝集状态指标d和絮凝物68的粒径dr。此外，图5a示出了基于理论对测量数据进行二次近似的二次曲线处理的结果。并不限定于此，也可以对测量数据进行三次以上的近似，以三次以上的曲线进行处理。图5b示出了对测量数据进行三次近似的三次曲线处理的结果。在该三次近似中，能够用y＝－2×10-5x3+0.002x2－0.0476x+0.3533表示发生率(y)与凝集状态指标d的10倍值(x)的关系，相关值r2为0.9192。图5c示出了对测量数据进行四次近似的四次曲线处理的结果。在该四次近似中，能够用y＝－3×10-6x4+0.0003x3－0.0108x2+0.1639x－0.9066表示发生率(y)与凝集状态指标d的10倍值(x)的关系，相关值r2为0.9199。在三次近似中，与二次近似相比，相关值r2从0.918升高至0.919，在四次近似中，与二次近似相比，相关值r2从0.918升高至0.920。通过使用三次近似或四次近似，能够与絮凝物68具有极低透过性等的与发送和接收光的敏感度有关的子要素对应。如图5a～图5c所示，在凝集状态指标d小的被处理水8中，输出信号do的振幅的发生率小，随着凝集状态指标d升高，输出信号do的振幅的发生率也升高。即，基于输出信号do的振幅的发生率，能够判定凝集状态。(2)第二测量原理对于第二测量原理，假设对具有比测量区域18的直径更大的粒径的絮凝物进出测量区域18的被处理水8进行测量。即，对于该第二测量原理，以大于测量区域18的直径的絮凝物共存的被处理水8为对象。(大于测量区域18的直径的絮凝物共存时的测量原理)当具有大于测量区域18的直径的粒径的絮凝物68存在时，会产生测量区域18内不能容纳整个絮凝物68的情况。在该情况下，由于散射光从整个测量区域18产生，散射光及其振幅饱和。即，难以通过散射光的振幅判断粒径。图6a和图7a示出了1(mm)以上的絮凝物的产生状态的一个例子。图6a是一部分粒子进入整个照射区域时的一个例子，图7a是存在于粒子间隙的粒子进出检测区域时的一个例子。图6b示出了图6a所示的产生状态下的输出信号do的检波波形的一个例子，图7b示出了图7a所示的产生状态下的输出信号do的检波波形的一个例子。测量区域18是直径约为1(mm)的圆形，如果絮凝物68为生长为粒径大于1(mm)的状态，则出现如图6a所示那样一部分絮凝物68占据整个测量区域18的情况。在这种产生状态下，如图6b所示，散射光饱和，波形的振幅aw饱和。即，波形的振幅aw的上限为散射光的饱和值。如果絮凝物68移动，则移行至例如图7a所示的状态。当絮凝物68的粒径大时，与粒径小的情况相比，在相邻的絮凝物68之间形成有较大的间隙。因此，在图7a所示的状态下，存在于大絮凝物68的间隙的小絮凝物68进出测量区域18，例如，如图7b所示，输出信号do的强度发生变化，成为振幅aw大的波形。因此，通过对波形的振幅aw进行统计，能够获取处于大絮凝物68的间隙的絮凝物68的粒径信息。在图7a和b所示的絮凝物68的产生状态下，假设以一定时间监视因絮凝物68的进出产生的振幅的出现率并对监视结果进行统计时，絮凝物68的各粒径的出现率如图8a～c所示那样呈正态分布。图8a是凝集等级低时的分布的一个例子，图8b是凝集等级为中等程度时的分布的一个例子，图8c是凝集等级高时的分布的一个例子，随着凝集进行，絮凝物68的粒径变大。如果一定量的絮凝物68的粒径大于一定大小，则波形的振幅aw饱和。因此，在假设絮凝物68的各粒径的出现率呈正态分布的情况下，能够通过测量(1)出现率最高的粒径、(2)特定范围的粒径的出现率、或者(3)出现率最高的粒径以及特定范围的粒径的出现率等来评价凝集状态。如果从如图8a所示的低凝集状态进行至如图8c所示的高凝集状态，则絮凝物数减少，而且，因大絮凝物68的进出，引起波形的振幅aw饱和的时间延长，但通过延长统计时间，能够去除因絮凝物数的减少以及波形的振幅aw的饱和引起的缺陷。＜输出信号do的拐点的发生频度与凝集状态指标d的相关性＞在“基于振幅检测的凝集状态的测量原理”中已说明了输出信号do的第一和第二拐点的发生频度与凝集状态具有一定的关系，关于此，示出以下实验。(实验条件)对于作为ss含有3～4％的包括高岭土等的无机系微细微粒的被处理水8，对其凝集状态进行测量，对得到的结果进行评价。测量时，激光照射部10的发光条件设为，发光时间：0.2秒/次；发光间隔：2秒。数据统计时间为10秒，数据收集时间为4小时。将被处理水8设为已知凝集等级的如下所示的七个等级的被处理水8。等级0：相当于凝集状态指标d的d0的等级；等级1：相当于凝集状态指标d的d1的等级；等级2：相当于凝集状态指标d的d2且接近d1的等级(以下称为“d2a”)；等级3：相当于凝集状态指标d的d2且接近d3的等级(以下称为“d2b”)；等级4：相当于凝集状态指标d的d3且接近d2的等级(以下称为“d3a”)；等级5：相当于凝集状态指标d的d3且接近d4的等级(以下称为“d3b”)；等级6：相当于凝集状态指标d的d4的等级。(实验结果)图9a～c和图10a～c分别针对一定的振幅范围表示凝集等级不同的被处理水的输出信号do的振幅的发生频度。图9a表示0(mv)以上且小于200(mv)的振幅的发生频度，图9b表示200(mv)以上且小于400(mv)的振幅的发生频度，图9c表示400(mv)以上且小于600(mv)的振幅的发生频度。图10a表示600(mv)以上且小于800(mv)的振幅的发生频度，图10b表示800(mv)以上且小于1000(mv)的振幅的发生频度，图10c表示1000(mv)以上的振幅的发生频度。图11针对以下a～f所示的各振幅范围将图9和图10所示的发生频度分解而示出。a：0(mv)以上且小于200(mv)的振幅；b：200(mv)以上且小于400(mv)的振幅；c：400(mv)以上且小于600(mv)的振幅；d：600(mv)以上且小于800(mv)的振幅；e：800(mv)以上且小于1000(mv)的振幅；f：1000(mv)以上的振幅。对0(mv)以上且小于200(mv)的振幅的信号而言，如图9a所示，越接近凝集不良状态(即，等级0的状态)，振幅的发生频度越高，而且振幅的发生频度越分散。相对于此，在絮凝物大且凝集良好的状态(即，等级6的状态)下，振幅的发生频度的分散小。相对于如上述的0(mv)以上且小于200(mv)的振幅的信号，对200(mv)以上且小于400(mv)的振幅的信号而言，如图9b所示，随着絮凝物变大且凝集成为良好的状态，振幅的发生频度变高。另外，如图11所示，在等级0～等级6的各等级中，与0(mv)以上且小于200(mv)的振幅的信号相比，信号的分散小。即使在400(mv)以上的振幅的信号中，也观察到与200(mv)以上且小于400(mv)的振幅的信号相同的倾向。针对凝集的各等级0～6，对200(mv)以上且小于400(mv)的振幅的发生频度平均化并作图，则能够如表1那样表示。表1凝集状态指标d等级发生频度(次)d002.6～5.2d115.2～12.9d2a212.9～25.7d2b325.7～43.7d3a443.7～66.7d3b566.7～94.9d4694.9～另外，针对凝集的各等级0～6，对400(mv)以上且小于600(mv)的振幅的发生频度平均化并作图，则能够如表2那样表示。表2凝集状态指标d等级发生频度(次)d001.5～3.3d113.3～8.8d2a28.8～17.9d2b317.9～30.6d3a430.6～47d3b547～67d4667～与200(mv)以上且小于400(mv)的振幅的发生频度以及400(mv)以上且小于600(mv)的振幅的发生频度同样地，也能够使用600(mv)以上的振幅的发生频度表示凝集的各等级0～6。即，能够使用200(mv)以上的振幅的发生频度判定被处理水8的凝集状态指标d。因此，也能够基于凝集状态指标d判定凝集状态，并基于这些凝集状态控制凝集状态。在该实验中，发生频度的发生倾向以200(mv)为阈值而转变。即，在小于200(mv)的振幅的情况下分散大，相对于此，在200(mv)以上的振幅的情况下分散小。另外，在200(mv)以上的振幅的情况下，随着凝集进行，振幅的发生频度变高，发生频度与凝集状态之间具有相关性，相对于此，在小于200(mv)的振幅的情况下，未观察到这样的相关性。只要用于测量凝集状态的振幅是如上所述发生倾向转变的阈值以上的振幅即可，并不限定于200(mv)以上的振幅。＜基于最低值检测的凝集状态的测量原理＞在凝集槽6内的被处理水8中，通过添加凝集剂并进行搅拌来促进凝集处理。当测量区域18中微小胶体粒子伴随该搅拌而移动时，来自微小胶体粒子的散射光发生变动。能够将测量区域18当作粒子并根据与微小胶体粒子之间产生的碰撞次数而推测并估算得出其变动周期。在此，当测量区域18近似半径r的球体，微小胶体粒子近似半径r的球体时，碰撞截面积qo能够由以下的数学式(7)表示。qo＝π(r+r)2……(7)根据该数学式可知，碰撞截面积qo与半径r和半径r之和的平方成正比。即，假设一截面积，该截面积与胶体粒子密度为n(个/m3)且平均半径为r的粒子从一定方向以平均速度v(m/s)通过半径为r的测量区域18时的流动垂直，微小胶体粒子每单位时间进入测量区域18的次数ν能够由以下的数学式(8)表示。ν＝nqov……(8)微小胶体粒子从测量区域18离开时也同样地产生变动，将散射光强度进行微分而得到的值的周期是次数ν的2倍的值。另外，如果假设散射光强度与微小胶体粒子的粒径的n次方成比例，则在忽略多重散射的情况下，伴随一个微小胶体粒子的移动而产生的散射光强度的变动a为以下的数学式(9)。a＝aorn……(9)需要说明的是，ao是依赖于测定系统的常数，是使用标准试样进行校正的值。在此，由于凝集前的微小胶体粒子的半径r小，粒子密度n大，因此，散射光以短周期产生微小的变动。因此，如果通过检波电路40对调制频率成分进行检波，则能够对输出波形进行与通过带通滤波器44或高通滤波器时的信号处理等价的信号处理。即，如果适当地选择带通滤波器44的截止频率，则能够检测因该调制频率成分而产生的变动成分被去除的输出信号do。另外，从被处理水8凝集的胶体(凝集胶体)进出测量区域18时的变动大，该变动的平均周期长。另外，当凝集胶体的密度与测量区域18的体积的积小于1时，检波电路40检波后的输出波形的最低值与未凝集胶体的散射对应。由检波电路40得到的输出信号do中包括由未凝集胶体的散射光和除此以外的散射光而形成的信号，根据这些信号的信号振幅等级能够区分出由被处理水8中的凝集胶体产生的散射光和由未凝集胶体产生的散射光。因此，能够从该输出信号do中取出与由未凝集胶体产生的散射光对应的振幅等级的信号成分，能够检测出被处理水8的处理状态即胶体的凝集状态，从而能够把握胶体的凝集状态。＜凝集指标的输出＞从激光发光部20照射的激光照到存在于其光路上的絮凝物68而产生散射光。如果假设从散射光的产生位置至散射光受光部12为止的平均粒子密度基本恒定，则当絮凝物的密度高时(当絮凝物小时)，对于散射光而言，粒子与发光面的距离的变化小、与产生大絮凝物的情况相比，输出信号do的振幅小。相反，当絮凝物大时，粒子与发光面的距离的变化大，与小絮凝物的情况相比，输出信号do的振幅大。这种关系在如从激光照射部10照射的激光照射后立即照到絮凝物那样的絮凝物密度高的状态下成立。此时，信号强度的最低值具有与絮凝物的尺寸相关的信息，而不是与絮凝物之间的浊度相关的信息。即，由于絮凝物大时照射面积变大，因此，激光照到絮凝物表面而产生的散射光的等级变高，而且，絮凝物变大而造成絮凝物的间隙扩大，散射光的等级变高的机会增多。相反，当絮凝物小且高密度时，由散射光照射的絮凝物的表面积小，从而散射光的等级小，而且，絮凝物的间隙变小而造成到达散射光受光部12为止的散射光的衰减率变高，受光等级变低。因此，如表3那样地示出振幅等级和最低值的等级。表3情况最低值等级振幅等级凝集指标1低小低(凝集剂加药量增加)2中大适量(凝集剂加药量维持)3高大过量(凝集剂加药量减少)4高小低(凝集剂加药量增加)5低大适量或过量：(絮凝物之间的浊度能够测量的状态)根据表3，当输出信号do的振幅等级为一定值以上时，能够判断凝集剂的加药量为适量或过量。在该情况下，作为凝集指标输出“适量”、“适量或过量”或者“过量”，能够维持或减少凝集剂的加药量。当振幅等级小于一定值时，能够判断凝集剂的加药量少。在该情况下，作为凝集指标输出“低”，能够增加凝集剂的加药量。需要说明的是，该振幅等级是与上述输出信号do出现大振幅的概率(发生率)和输出信号do的振幅的发生频度对应的指标。不限于通过振幅等级判断凝集为“低”、“适量”、“适量或过量”或者“过量”的情况，也可以结合基于输出信号do的最低值等级的判断来判断凝集指标。通过结合多个测量方法，能够更详细地判断凝集状态。另外，也能够在基于振幅等级的测量进行的加药控制以及基于最低值等级的测量进行的加药控制之间切换来判断凝集状态。在该情况下，当ss浓度高且凝集絮凝物浓度高以至于不能期待检测絮凝物之间的间隙时，以振幅等级控制加药，在如表3的情况5那样能够以最低值等级控制加药的情况下，也可以以最低值等级进行控制。＜信号处理以及测量值的信号处理＞图12表示用于监视的信号的处理。在本信号处理中，如图12a所示，时序信号ts是以一定时间t的间隔(周期)具有一定的脉冲宽度tw的脉冲信号。此时，高电平(hlevel)区间(为脉冲宽度tw)是激光的发光时间，低电平(llevel)区间(为t-tw)是激光的非发光时间。作为一个例子，设定为t＝2(秒)，tw＝0.2(秒)。此时，可以设定为t-tw＝2(秒)。如图12b所示，调制信号ms是具有一定的频率f以及相同振幅的周期信号。频率f可以选择70～150(khz)中的任意频率。如图12c所示，发光信号dr是通过调制信号ms对时序信号ts进行调制的am调制电路30的输出信号。即，该发光信号dr是对时序信号ts的h等级区间的脉冲宽度tw重叠调制信号ms而得的周期信号。即，发光信号dr是在脉冲宽度tw内以调制信号ms的振幅进行变化且以时序信号ts间歇的周期信号。如果利用这样的发光信号dr，则能够从激光发光元件26得到具有发光信号dr的发光方式的激光。在将该激光从激光照射部10照射至测量区域18时，能够从位于测量区域18的被处理水8中的粒子得到散射光。该散射光被散射光受光部12接受。然后，经过光电转换电路38的光电转换、滤波处理以及放大，在放大器46的输出侧能够得到如图12d所示的受光信号eo。该受光信号eo以时序信号ts间歇，具有调制信号ms的频率，并且具有与散射光的强度对应的等级的振幅。在通过检波电路40对该受光信号eo进行检波时，如图12e所示，能够得到以时序信号ts间歇且具有与散射光的强度对应的直流等级的输出信号do。在该受光信号eo的信号处理中，例如，在对带通滤波器44的输出进行半波整流并进行检波后，保持检波输出的底峰(bottompeak)的峰值，来得到输出信号do。因此，在运算电路48中，根据输出信号do，通过a/d转换测量上述振幅和信号等级的最低值。＜凝集监视的处理顺序＞图13表示凝集监视的处理顺序的一个例子。该处理顺序是本发明的凝集监视方法的一个例子。通过运算电路48所包含的包括处理器58及存储器部60的计算处理(信息处理)执行该处理顺序。在该处理顺序中，在条件设定工序中，设定凝集监视的条件(s1)。在该条件设定中，例如，设定判断振幅等级的大小的阈值ta、判断输出信号do的等级为低以下或中以上的阈值tl1、以及判断输出信号do的等级为中以下或高以上的阈值tl2。将阈值tl1、tl2设定为阈值tl1＜阈值tl2，阈值ta、tl1、tl2根据被处理水的ss浊度以及光电转换电路38中的信号的放大率适当设定。设定该条件后，判定是否开始进行凝集监视(s2)。在开始进行监视时(s2中为是)，转移至激光发光工序，驱动激光发光元件26(s3)，然后转移至激光照射工序(s4)。在激光照射工序中，如上所述，对测量区域18照射激光。在散射光受光工序(s5)中，如上所述，从测量区域18接受散射光，转换为受光信号，该受光信号具有表示散射光的强度的等级。在信号处理工序(s6)中，如上所述，测量振幅的发生率以及受光等级的最低值。对于这些测量值而言，针对每个测量值进行判断。此外，振幅的发生率也可以以振幅的发生频度的形式来测量。判断振幅的发生率是否小于阈值ta(s7)。如果振幅的发生率小于阈值ta(s7中为是)，则由于被处理水的凝集为低等级，因此输出表示“低”等级的凝集指标(s8)。通过如上述的判断，能够判断表3所示的情况1和情况4。由于凝集等级低，因此，在该凝集指标的输出下，进行增加加药量的控制。由于如果振幅的发生率为阈值ta以上(s7中为否)，则由于被处理水的凝集为适量等级或过量等级，因此，判断受光等级的最低值是否小于阈值tl1(s9)。如果受光等级的最低值小于阈值tl1(s9中为是)，由于是絮凝物68之间的ss浊度能够测量的状态，因此，输出表示“适量或过量”等级的凝集指标(s10)。根据上述判断，能够判断表3所示的情况5。由于是絮凝物68之间的ss浊度能够测量的状态，因此，在该凝集指标的输出下，基于受光等级的最低值进行加药控制。如果受光等级的最低值为阈值tl1以上(s9中为否)，判断受光等级的最低值是否小于阈值tl2(s11)。如果受光等级的最低值小于阈值tl2(s11中为是)，输出表示“适量”等级的凝集指标(s12)。根据上述判断，能够判断表3所示的情况2。在该凝集指标的输出下，进行维持加药量的控制。如果受光等级的最低值为阈值tl2以上(s11中为否)，输出表示“过量”等级的凝集指标(s13)。根据上述判断，能够判断表3所示的情况3。在该凝集指标的输出下，进行减少加药量的控制。＜第一实施方式的作用以及效果＞根据第一实施方式得到如下的作用以及效果。(1)运算电路48具有测量最低值的最低值检测部52以及根据输出信号do的信号波形的变化测量波形的振幅的振幅检测部50，当振幅检测部50的测量值为一定以上的值时，基于其振幅计算指标，输出该最低值，并且通过进行该最低值的运算而输出与凝集相关的指标。具有这样的构成，从而当振幅大时，判断凝集作用产生的絮凝物大。即，判断加药量充分或者略微过量。当振幅小时，判断絮凝物小。即，判断加药量略微不足。根据上述判断，能够将加药量控制为任意的状态。(2)在基于最低值检测部52的凝集指标的测量中，需要在测量区域18中不存在大絮凝物的状态即仅存在未进入絮凝物的ss成分的状态下进行测量，但是，通过基于振幅检测部50进行测量、或者通过将基于最低值检测部52的测量与基于振幅检测部50的测量结合，即使在测量区域18中存在大絮凝物的情况下，也能够测量凝集状态。(3)通过具有振幅检测部50，即使在测量区域18中存在大絮凝物的情况下也能够测定凝集状态，因此，通过缩短激光发光元件26的发光时间，能够得到延长激光发光元件26的寿命的效果。例如，通过以一定时间t＝2(秒)的间隔且发光时间t＝0.2(秒)的方式发光，能够进行被处理水的测量。(4)在上述实施方式中，使用200(mv)以上的振幅计算指标，只要是具有发生频度随着凝集进行而变高的倾向的阈值以上的特定的振幅，使用任何振幅都可以进行测量。只要是阈值以上的振幅，在任何振幅的情况下都能够使用发生率或发生频度得到与凝集相关的指标，即使凝集中的被处理水中产生大量絮凝物，絮凝物密度变高，也能够稳定地对被处理水的处理状态进行测量。另外，只要使用阈值以上的全部振幅进行测量，就能够增大发生频度的基数，能在短时间测量凝集状态。其结果是，能够实时且准确地把握凝集中的被处理水的处理状态，能够选择与其处理状态对应的凝集剂的加药量。(第二实施方式)图14表示第二实施方式的凝集系统。该凝集系统72是使用第一实施方式的凝集监视装置2的凝集处理系统的一个例子。在图14中，对与图1相同的部分标注同一标记，省略其说明。在凝集监视装置2中，计算在凝集槽6中进行凝集处理的被处理水8的凝集指标，并将其提供给控制部74。该凝集指标表示根据在凝集槽6内进行凝集处理的被处理水8的处理状态而得到的凝集的指标。该控制部74对凝集剂的加药量、搅拌控制等的凝集槽6中的被处理水8的凝集处理进行控制。从加药部76向凝集槽6的被处理水8中注入凝集剂。设置在凝集槽6中的搅拌器78由驱动部80驱动，该驱动由控制部74控制。控制部74例如由计算机构成，使用由凝集监视装置2提供的凝集指标计算凝集剂的加药量。＜凝集系统的凝集处理＞图15表示凝集处理的处理顺序的一个例子。在该处理顺序中，判断是否开始进行凝集处理(s21)，根据判断结果开始进行凝集处理。开始进行凝集处理(s21中为是)时，对凝集槽6中的被处理水8的处理状态实施凝集监视(s22)。该凝集监视由凝集监视装置2实施。省略其处理内容的详细内容。在该凝集监视装置2中，计算表示被处理水8的处理状态的凝集指标(s23)，将其提供给凝集系统72的控制部74。当接受了凝集指标时，在控制部74基于凝集指标选择凝集剂加药量(s24)。由此，从加药部76添加凝集剂(s25)。监视是否结束该凝集处理(s26)，在不结束凝集处理时(s26中为否)，返回s22，通过s22～s26的处理继续实施凝集处理。另外，在要结束凝集处理时(s26中为是)，结束凝集监视(s27)，结束凝集处理。＜第二实施方式的作用以及效果＞根据上述第二实施方式，能够得到以下的功能以及效果。(1)实时把握凝集处理的状态，无论有无絮凝物，都根据散射光的测量值生成凝集指标，并将其用于加药控制中，因此能够实现稳定的加药控制。(2)能够求出被处理水的凝集条件、凝集剂的加药量。(3)能够使对被处理水加药的加药量更适当，而且能进行稳定的凝集处理，提高凝集效率。(4)能够维持基于对凝集槽6的处理状态进行测定的凝集系统的补偿功能，防止投入过量的凝集剂，避免对环境负荷造成影响，能够实现可靠性高的凝集处理。(5)即使是食品制造工厂的排水等排水种类频繁变化的被处理水，也能够进行与该排水种类对应的准确的凝集处理，能够避免对环境负荷造成影响。(其他实施方式)(1)在上述实施方式中，使用以规定的时间间隔发光且以规定频率调幅的激光，但是在不考虑激光发光元件的寿命而优先进行浊度的测量的情况下，可以使用以规定频率调幅的激光。此时，只要以规定的时机从连续的受光信号中提取多个最低等级的信号即可。(2)在上述实施方式中，可以通过数字处理实现带通滤波器44以及放大器46。(3)在上述实施方式中，作为通过凝集监视装置2监视处理状态的被处理水8，例示了干净水、工业用水和排水等，但是该被处理水8可以是从采石场排放的高浓度的无机排水、果汁等饮用液体。(4)在上述实施方式中，示出了具有凝集槽6且计算凝集槽6中的被处理水8的凝集指标的例子，在通过被处理水8的送液线路中具有的线路混合装置对被处理水8进行凝集处理的系统中，可以在线路混合装置的下游具有被处理水槽来进行凝集监视。即，可以将已进行凝集处理的被处理水8储存在被处理水槽中，计算被处理水8的凝集指标。如上所述，说明了本发明的凝集监视装置、凝集监视方法以及凝集系统的最优选的实施方式等。本发明不限于上述记载的内容。当然，本领域技术人员基于权利要求书记载的或在具体实施方式部分公开的发明的主旨，能够进行各种变形、变更。当然，该变形、变更也包含在本发明的范围内。工业实用性根据本发明，能够稳定且准确地把握对干净水、工业用水和排水等被处理水进行的凝集处理的处理状况，能够有助于高效的凝集处理。附图标记说明2凝集监视装置；4传感器部；6凝集槽；8被处理水；10激光照射部；12散射光受光部；14-1第一光纤；14-2第二光纤；16遮挡部件；18测量区域；20激光发光部；22-1第一支撑部；22-2第二支撑部；24顶角部；26激光发光元件；28发光电路；30am调制电路；32定时电路；34函数发生器；36信号处理部；38光电转换电路；40检波电路；42光电检测器；44带通滤波器；46放大器；48运算电路；50振幅检测部；52最低值检测部；54发光控制部；56a/d；58处理器；60存储器部；62程序存储部；64数据记录部；66ram；72凝集系统；74控制部；76加药部；78搅拌器；80驱动部。当前第1页12