JP2001327806A - 浄水用凝集剤自動注入装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 浄水処理すべき流入原水の性状が変動して
も、その変動に応じた最適の凝集剤注入率となるように
薬注ポンプを自動制御することができるようにする。 【解決手段】 流入原水に凝集剤を注入する薬注ポンプ
と、凝集剤注入前の流入原水の導電率を測定する導電率
測定手段と、前記薬注ポンプによる凝集剤注入後の凝集
剤混和水の流動電流値を測定する電流測定手段と、前記
導電率測定手段および前記電流測定手段からそれぞれの
測定値信号を入力し、その測定値信号に基づいて前記流
入原水の性状変動に応じた凝集剤注入量となるように薬
注ポンプの駆動を制御するポンプ制御手段とを備えたも
のである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、例えば浄水場や
下水処理の三次処理で使用する浄水用凝集剤自動注入装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の浄水用凝集剤自動注入装置とし
て、浄水処理すべき原水に凝集剤を注入する薬注ポンプ
と、この薬注ポンプによる凝集剤注入後の混和水に含ま
れた懸濁物質のコロイド表面電荷を流動電流として測定
する流動電流計と、前記原水に対する凝集剤最適注入時
の流動電流値が管理目標のセットポイントとして予め設
定され、前記流動電流計から流動電流測定値信号を入力
することで、その流動電流測定値が前記セットポイント
の流動電流値となるように前記薬注ポンプの駆動を制御
するためのポンプ制御信号を出力するＰＩＤ調節計とを
備えたものは既に知られている。

【０００３】すなわち、前記ＰＩＤ調節計は、これに予
め設定された流動電流値（セットポイント）と、前記流
動電流計から入力した流動電流測定値との偏差電流値に
基づいて前記薬注ポンプの駆動を制御することで、該薬
注ポンプからの凝集剤注入量が管理目標値となるように
フィードバック制御するものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の浄水用凝集剤自
動注入装置は以上にように構成されているので、流動電
流計によって凝集剤混和水の流動電流値を測定し、その
測定値信号をＰＩＤ調節計に入力させることにより、い
わゆる流動電流だけで薬注ポンプによる凝集剤注入量が
管理目標値となるようにフィードバック制御しているた
め、次のような幾多の課題があった。 ＰＩＤ調節計に予め設定する凝集剤最適注入時の流動
電流値（セットポイント）は、例えば晴天時の流入原水
の水質が安定している時の流動電流値であって、それを
人為的に設定しているため、凝集剤注入量の過不足の判
定が曖昧になる。すなわち、晴天時と降雨時または地下
水混入時とでは流入原水の性状が変動するが、その変動
時においても前記セットポイントの流動電流値は一定と
するため、流入原水の流動電流測定値だけで凝集剤注入
量を制御したのでは、流入原水の性状の変動に応じた凝
集剤注入量となるように薬注ポンプを自動制御すること
ができなかった。 流入原水の流動電流だけによる凝集剤注入量の自動制
御は、流入原水の性状が安定している場所でしか達成で
きなかった。 特に降雨時や地下水混入時の河川等からの流入原水は
性状が急激に変動するため、その変動を見込んだ凝集剤
注入量の自動制御を行う場合には、浄水処理上の安全の
ために凝集剤注入量を経験的に多くする傾向にあり、こ
れによって、凝集剤が過剰注入される結果となるため、
次のような弊害を起こす。 ・処理水へのＡｌ^＋３イオンが増大して人体の健康上で
好ましくない。 ・凝集剤の過剰注入により処理コストがアップする。 ・余剰汚泥が増量する。 ・浄水処理工程の後段のろ過池でのろ過時継続時間が短
縮される。 ・逆洗水量の増大と逆洗時のクリプトスポリジウムな
ど、原虫の漏洩機会が増大する。 ・流動電流値は相対値であるため、過去のデータは参考
としかならず、凝集剤注入量の自動制御上で信頼性が劣
る。

【０００５】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたもので、流入原水の性状が変動しても、そ
の変動に応じた最適の凝集剤注入量となるように薬注ポ
ンプを自動制御することができ、浄水処理の信頼性を向
上させることができる浄水用凝集剤自動注入装置を得る
ことを目的とする。

【０００６】また、この発明は、凝集剤最適注入時の流
動電流値を管理目標のセットポイントとして予め設定
し、そのセットポイントを流入原水の性状の変動に応じ
て自動的に補正することができ、凝集剤の過剰注入を防
止することができると共に、浄水処理ランニングコスト
の低減、余剰汚泥の大量発生防止等を図ることができる
浄水用凝集剤自動注入装置を得ることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明に係る浄水用凝
集剤自動注入装置は、浄水処理すべき原水に凝集剤を自
動注入する浄水用凝集剤自動注入装置において、流入原
水に凝集剤を注入する薬注ポンプと、凝集剤注入前の流
入原水の導電率を測定する導電率測定手段と、前記薬注
ポンプによる凝集剤注入後の凝集剤混和水の流動電流値
を測定する電流測定手段と、前記導電率測定手段および
前記電流測定手段からそれぞれの測定値信号を入力し、
その測定値信号に基づいて前記流入原水の性状変動に応
じた凝集剤注入量となるように薬注ポンプの駆動を制御
するポンプ制御手段とを備えたものである。

【０００８】この発明に係る浄水用凝集剤自動注入装置
のポンプ制御手段は、定常状態時の流入原水の導電率σ
o および流動電流値Ｉo が、その定常状態時の流入原水
に対する凝集剤最適注入時のセットポイントとして設定
され、前記流動電流値Ｉo の変動に伴って変化する前記
セットポイントの導電率σo を補正することによる補正
セットポイントＩｓを、前記電流測定手段および前記導
電率測定手段からの入力信号に基づいて算出し、前記電
流測定手段からの入力信号による流動電流測定値ｉが前
記補正セットポイントＩｓとなるように薬注ポンプの駆
動を制御するものである。

【０００９】この発明に係る浄水用凝集剤自動注入装置
のポンプ駆動手段は、流入原水に対する凝集剤の最適注
入時の導電率σo がσo ＝安定であるか否かを判断し、
σo＝安定の時には、流動電流測定手段からの入力信号
による流動電流測定値ｉと凝集剤最適注入時の流入原水
の流動電流値Ｉo とを比較し、ｉ≦Ｉoの時には、流入
原水に対する凝集剤の注入量を増やし、そうでない時に
は凝集剤の注入量を減らしてｉがＩｓとなるように薬注
ポンプの駆動を制御するものである。

【００１０】この発明に係る浄水用凝集剤自動注入装置
のポンプ制御手段は、σo＝安定でない時には、Ｉｎ＝
Ｉo ×σo／σn を算出した後、ΔＩ＝Ｉo −Ｉnを算出
し、次いでｉ≦Ｉo ＋ΔＩ＝Ｉs であるか否かを判定
し、ｉ≦Ｉo ＋ΔＩ＝Ｉs の時には凝集剤注入量の増量
値を算出し、そうでない時にはｉがＩｓになるように凝
集剤注入量の減量値を算出し、前記凝集剤注入量の増量
値および減量値に基づいた濁度制御信号または流動電流
制御信号を薬注ポンプに出力するものである。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の一形態を
説明する。実施の形態１．図１はこの発明の実施の形態
１による浄水用凝集剤自動注入装置を示す概略的なブロ
ック図であり、同図において、１は浄化処理すべき流入
原水を受け入れる着水井、２は着水井１から次の急速撹
拌池３に向って移流する原水に凝集剤を注入する薬注ポ
ンプであり、前記急速撹拌池３は、前記薬注ポンプ２に
よる凝集剤注入後の混和水を受け入れて急速撹拌するも
のである。４は前記急速撹拌池３から撹拌処理後の凝集
剤混和水を受け入れてフロックを形成するフロック形成
池、５はそのフロック形成池４から混和水を導入して固
液分離を行う凝集沈殿池、６はその凝集沈殿池５から上
澄水を導入して急速ろ過処理を行う急速ろ過池、７はそ
の急速ろ過池６からの処理水を導入する配水池である。

【００１２】１０は前記着水井１に流入した凝集剤注入
前の原水の導電率を測定する電気電導率計（導電率測定
手段）、１１は前記急速撹拌池３で撹拌された凝集剤混
和水の流動電流値を測定する流動電流計（電流測定手
段）、１２は前記電気電導率計１０および前記流動電流
計１１からの測定値信号を入力し、該入力信号に基づい
てポンプ制御（凝集剤注入制御）信号を出力するＰＩＤ
調節計（ポンプ制御手段）であり、このＰＩＤ調節計１
２の詳細な機能については後述する。１３は前記凝集沈
殿池５で凝集沈殿処理された分離水（上澄水（ａ）また
は中間澄水（ｂ））の濁度を測定するモニタ用の濁度計
（濁度測定手段）である。

【００１３】次に動作について説明する。着水井１に流
入した原水は、急速撹拌池３に向かう途中で薬注ポンプ
２から凝集剤が注入され、その凝集剤混和水は、急速撹
拌池３→フロック形成池４→凝集沈殿池５→急速ろ過池
６を順次通ることで、浄水処理されて配水池７に至る。

【００１４】このような浄水処理プロセスにおいて、着
水井１に流入する原水の性状は、例えば晴天時と降雨時
とでは大きく変動するが、その変動が生じた場合でも、
薬注ポンプ２による凝集剤注入量が最適となるように制
御する必要がある。その制御のために、着水井１に流入
した凝集剤注入前の原水の導電率が電気電導率計１０に
よって測定（２４時間連続測定）され、その測定値信号
がＰＩＤ調節計１１に出力される。また、薬注ポンプ２
で凝集剤が注入され、急速撹拌池３で流入原水と凝集剤
が充分に撹拌混合された後のマイクロフロック状態の混
和水の流動電流が流動電流計１１によって測定され、そ
の測定値信号がＰＩＤ調節計１２に出力される。

【００１５】従って、ＰＩＤ調節計１２は、電気電導率
１０から凝集剤注入前の導電率測定値信号を、かつ、流
動電流計１１から凝集剤注入後の混和水の流動電流測定
値信号をそれぞれ入力するが、そのＰＩＤ調節計１２に
は、流入原水に対する凝集剤最適注入時の流動電流値が
セットポイントとして予め設定されており、前記流動電
流計１１から入力した流動電流測定値が前記セットポイ
ントの流動電流値となるように薬注ポンプ２の駆動を制
御する。

【００１６】ここで、流入原水に対する凝集剤の注入率
が最適となっている時、凝集剤注入前の原水の導電率σ
oと凝集剤注入後の混和水の流動電流値Ｉoとは、σoＩo
＝一定となる関係が成立している。例えば、晴天時の導
電率σo と流動電流値Ｉo は安定するので、その時の導
電率σo と一定の関係になる流動電流値Ｉoを管理目標
のセットポイントとしてＰＩＤ調節計１２に設定する。

【００１７】次に、凝集剤混和水の流動電流について述
べる。一般に、原水中の懸濁物質には粘度やフミン質な
どのコロイド粒子が含まれており、このコロイド粒子
は、表面がマイナスに帯電して相互に反発し合い、沈殿
し難い状態にある。そこで、プラスの電荷を持つ凝集剤
を原水に注入することで、荷電を中和して反発力を減
じ、また、撹拌することで、コロイド粒子を衝突させ、
フロック化させるが、凝集の良否が、後段の沈殿・ろ過
処理の効率および処理水質に大きく影響する。凝集の良
否は、マイナス帯電の懸濁物質とプラス帯電の凝集剤の
電荷に割合に依存する。この割合は直接測定できない
が、コロイド粒子に運動を加えた時に発生する流動電流
に相関することが確認されている。

【００１８】ここで、前記コロイド粒子に運動を加えた
時に発生する流動電流について、さらに詳しく述べる
と、毛細管中にサンプリング水に入れて圧力を加え、そ
のサンプリング水を毛細管中で押し流すと、サンプリン
グ水の滑り面が生じ、コロイド表面のイオンがサンプリ
ング水の流れ方向に移動する。そのイオンの移動で流れ
る電流を流動電流という。この流動電流は式（１）で求
めることができる。 Ｉ＝−Ｋεζ ・・・（１） ここで、Ｉ：流動電流、Ｋ：センサ係数、ε：水の比誘
電率、ζ：ゼータ電位である。また、この時の流動電位
は式（２）で求めることができる。 Ｅ＝κＰζ ・・・（２） ここで、Ｅ：流動電位、κ：物理係数、Ｐ：圧力差であ
る。

【００１９】前記式（１）および式（２）から、流動電
流Ｉと流動電位Ｅはいずれも電気２重層の滑り面電位、
すなわちゼータ電位ζに比例することが分かる。そのゼ
ータ電位ζは、−イオンと＋イオンの電位差を表し、処
理水に含まれるコロイド状の懸濁物質は、静電気的に−
イオンで帯電されている。一方、原水に投入する凝集剤
は＋イオンを持っているので、その凝集剤を原水に投入
すれば電気的中和反応が起きる。これにより、流動電流
Ｉは、−表示からやがて＋表示になる。従って、ゼータ
電位ζを測定する代わりに、流動電流Ｉを測定すること
で、原水に注入された凝集剤が適量であるか否かを判断
することができる。

【００２０】そこで、流入原水（サンプリング水）のｐ
Ｈおよび水温を一定に保ち、Ｋｃｌを蒸留水に溶解さ
せ、流動電流値と導電率を測定したところ、式（３）を
得た。 Ｉσ＝−Ｋo ・・・（３） ここで、σo：導電率、Ｋo ：正の定数である。式
（３）による流動電流値Ｉと導電率σの相関関係を図２
に示す。なお、図２の説明については後述する。

【００２１】また、流入原水（サンプリング水）のｐＨ
および水温が一定の時、カリオンで濁度を１０〜１００
０度まで変化させ、ＰＡＣ（凝集剤の一種でポリ塩化ア
ルミニウム）を注入しながら処理水濁度がいずれも２度
になるようにＰＡＣ注入量を制御し、そのＰＡＣの最適
注入時の流動電流Ｉとゼータ電位ζを測定したところ、
式（４）および式（５）を得ることができた。 Ｉ＝Ｉo （一定） ・・・（４） ζ＝ζo （一定） ・・・（５） 式（４）と式（５）は、図１中の凝集剤沈殿池６で懸濁
物質を沈殿分離させた後の上澄水の濁度が目標とする濁
度（例えば１度）以下で一定の時に成立するものであ
る。

【００２２】いま、図２に示すように、晴天時のＳＣ値
（管理目標のセットポイントとする流動電流値）Ｉoが
Ｉo ＝−２、晴天時の導電率σoがσo ＝１５０μｓ／
ｃｍであって、降雨時の導電率σn が１００μｓ／ｃｍ
に下がったとする。その時の補正セットポイントＩｓを
計算するために、まず、式（３）よりＩｎ（補正すべき
電流値）を式（６）で求めることができる。 Ｉｎ＝Ｉo ×σo ／σｎ ・・・（６） ∴Ｉｎ＝−２×１５０／１００＝−３

【００２３】式（６）でＩｎを求めることで、薬注ポン
プ２の駆動力ΔＩを式（７）で定義することができる。 ΔＩ＝Ｉo −Ｉｎ ・・・（７） ∴ΔＩ＝−２＋３＝１

【００２４】また、前記補正セットポイントＩｓは式
（８）で定義できる。 Ｉｓ＝Ｉo ＋ΔＩ＝Ｉo ＋Ｉo−Ｉｎ＝２Ｉo −Ｉｎ ∴Ｉｓ＝−２×２＋３＝−１ ・・・（８）

【００２５】ここで、前記ＳＣ値は、通常、−で表示さ
れるため式（７）のように、ポンプ駆動力ΔＩがプラス
（＋）かマイナス（−）かを判断することは特に重要で
ある。そこで、流動電流値Ｉと導電率σとのセットポイ
ントの相関関係を図３に示しす。図３において、Ｉo ：
晴天時のＳＣ値（セットポイント）、Ｉｎ：計算途中の
のＳＣ値、σo ：晴天時の導電率、σｎ：σo 以外の導
電率、ΔＩ：ポンプ駆動力とすることで、補正セットポ
イントＩｓは、上述のように、式（８）で求めることが
できる。いま、図３において、降雨時のＳＣ値を晴天時
のＳＣ値と同じに保つと、降雨時の流入原水は雨水で希
釈されていることから、流入原水の流動電流だけで、凝
集剤の注入量を制御したのでは、凝集剤の注入量不足
（薬注不足）が生じる結果となり、このことは実際のプ
ラントで確認されている。

【００２６】そこで、この発明の実施の形態１では、Ｐ
ＩＤ調節計１２が、電気電導率１０から入力する導電率
測定値および流動電流計１１から入力する流動電流値に
基づいて、流入原水に対する凝集剤注入量が最適量とな
るように薬注ポンプ２を自動制御するものである。

【００２７】次に前記薬注ポンプ２の自動制御動作を図
４のフローチャートによって説明する。まず、ステップ
ＳＴ１では、浄水処理すべき原水を着水井１に取り込む
ための原水取り込み用ポンプ（図示せず）および薬注ポ
ンプ２の運転信号をＰＩＤ調節計１２が入力しているか
否かを判断し、前記運転信号の入力時にはステップＳＴ
２に進む。ステップＳＴ２では、晴天時（凝集剤最適注
入時）の流動電流値Ｉoと一定の関係にある導電率σo
がσo ＝安定であるか否かを判断し、その安定時にはス
テップＳＴ３に進む。

【００２８】前記ステップＳＴ３では、ＰＩＤ調節計１
２が流動電流計１１から入力した流動電流測定値ｉと、
ＰＩＤ調節計１２に設定されたセットポイントの流動電
流値Ｉo とを比較し、ｉ≦Ｉo であるか否かを判断し、
ｉ≦Ｉo である時にはステップＳＴ４に進み、ｉ≦Ｉo
でない時にはステップＳＴ８に進む。

【００２９】前記ステップＳＴ４では、流入原水に対す
る凝集剤注入量を増やすようにＰＩＤ調節計１２がポン
プ制御指令信号を薬注ポンプ２に出力することで、凝集
剤注入量が流入原水の性状に応じた最適量となるように
前記薬注ポンプ１２の駆動を制御する。一方、前記ステ
ップＳＴ８では、流入原水に対する凝集剤注入量を減ら
すようにＰＩＤ調節計１２がポンプ制御指令信号を薬注
ポンプ１２に出力することで、凝集剤注入量が流入原水
の性状に応じた最適量となるように前記薬注ポンプ１２
の駆動を制御する。

【００３０】一方、前記ステップＳＴ２での判断結果が
σo ＝安定でない時には、ステップＳＴ５に進む。この
ステップＳＴ５では、前記式（６）による演算、すなわ
ち、Ｉｎ＝Ｉo ×σo ／σｎの演算を行った後にステッ
プＳＴ６に進む。このステップＳＴ６では、前記ステッ
プＳＴ５で求めたＩｎをＩo から減算、すなわち前記式
（７）でポンプ駆動力ΔＩを求めた後、ステップＳＴ７
に進む。このステップＳＴ７では、前記式（８）で求め
たＩｓがｉ≦Ｉo ＋ΔＩ＝Ｉｓであるか否かの判断を行
い、その判断の結果、ｉ≦Ｉo ＋ΔＩ＝Ｉｓの時は前記
ステップＳＴ４に進んで凝集剤注入量を増やすべく薬注
ポンプ２の駆動を制御し、ｉ≦Ｉo ＋ΔＩ＝Ｉｓでない
時には、前記ステップＳＴ８に進んで凝集剤注入量を減
らすべく薬注ポンプ２の駆動を制御する。

【００３１】以上説明したように、この実施の形態１に
よれば、流入原水に対する凝集剤の最適注入時における
凝集剤注入前の導電率および凝集剤注入後の流動電流値
を、管理目標のセットポイントとしてＰＩＤ調節計１２
に予め設定しておき、電気電導率計１０で測定された導
電率測定値と、流動電流計１１で測定された流動電流測
定値を前記ＰＩＤ調節計１２に入力させることで、前記
導電率測定値および前記流動電流計測定値が前記セット
ポイントの導電率および流動電流値となるように薬注ポ
ンプ２の駆動を制御する構成としたので、流入原水に対
する凝集剤注入量を重の性状に応じた最適注入量となる
ように自動制御することができ、凝集剤の注入不足や過
剰注入を防止でき、浄水処理のランニングコストの低減
および浄水処理効率の向上を図ることができ、信頼性が
向上するという効果がある。

【００３２】また、この実施の形態１によれば、定常状
態にある流入原水の安定した導電率σoおよび流動電流
値Ｉo を、流入原水に対する凝集剤最適注入時のセット
ポイントとしてＰＩＤ調節計１２に設定し、電気電導率
計１０で測定した導電率測定値σｎおよび流動電流計１
１で測定した流動電流測定値Ｉｎを前記ＰＩＤ調節計１
２が入力することで、流入原水の性状が例えば降雨や地
下水の混入によって大きく変動した際に、その変動に応
じた最適の凝集剤注入量となるように前記セットポイン
トの補正、すなわち補正セットポイントＩｓを原水性状
変動時の前記導電率測定値σｎおよび前記流動電流測定
値Ｉｎに基づいて自動的に算出し、原水性状変動時の前
記導電率測定値σｎおよび前記流動電流測定値Ｉｎが前
記補正セットポイントＩｓの導電率σoおよび流動電流
値Ｉo となるように凝集剤注入量を自動制御すべく薬注
ポンプ２の駆動を制御するように構成したので、流入原
水の性状が大きく変動した場合でも、その変動に応じた
最適の凝集剤注入量となるように、その凝集剤注入量を
自動制御することができるという効果がある。

【００３３】さらに、上記実施の形態１によれば、ＰＩ
Ｄ調節計１２は、流入原水に対する凝集剤の最適注入時
の導電率σo がσo ＝安定であるか否かを判断し、σo
＝安定の時には、流動電流測定手段からの入力信号によ
る流動電流測定値ｉと凝集剤最適注入時の流入原水の流
動電流値Ｉo とを比較し、ｉ≦Ｉo の時には、流入原水
に対する凝集剤の注入量を増やし、そうでない時には凝
集剤の注入量を減らしてｉがＩｓとなるように薬注ポン
プの駆動を制御するように構成したので、流入原水の性
状が変動した場合でも、その変動に応じて流入原水に対
する凝集剤注入量を増やしたり減らしたりして、流入原
水の性状変動時の凝集剤注入量が最適量となるように自
動制御することができるという効果がある。

【００３４】実施の形態２．図５はこの発明の実施の形
態２による浄水用凝集剤自動注入装置を示す概略的なブ
ロック図であり、図１と同一部分には同一符号を付して
重複説明を省略する。図５において、８は原水の流入量
を測定し該測定値信号をＰＩＤ調節計１２に出力する流
量計、９は凝集剤注入前の流入原水の濁度を測定し該測
定値信号ＰＩＤ調節計１２に出力する濁度計である。

【００３５】すなわち、この実施の形態２では、前記流
量計８と前記濁度計９および前記実施の形態１の場合と
同じ電気電導率１０、流動電流計１１のそれぞれから測
定値信号をＰＩＤ調節計１２が入力することで、そのＰ
ＩＤ調節計１２は、前記流量計８から入力する原水流入
量測定値および前記濁度計９から入力する濁度測定値に
基づく濁度制御と、前記実施の形態１の場合と同じく前
記電気電導率計１０から入力する導電率測定値および前
記流動電流計１１から入力する流動電流測定値に基づく
流動電流の制御とを同時に行うもので、その制御によっ
て、流入原水に対する凝集剤注入量が最適となるように
薬注ポンプ２を自動制御するように構成したものであ
る。

【００３６】前記薬注ポンプ２の自動制御動作を図６に
示すフローチャートによって説明する。まず、ステップ
ＳＴ１では、前記実施の形態１の場合と同様に、原水取
り込み用ポンプ（図示せず）および薬注ポンプ２の運転
信号をＰＩＤ調節計１２が入力しているか否かを判断
し、前記運転信号の入力時にはステップＳＴ２に進む。

【００３７】ステップＳＴ２では、ＰＩＤ調節計１２が
流量計８から原水流入量測定値を、かつ濁度計９から濁
度測定値をそれぞれ入力することで、その原水流入量測
定値および濁度測定値に基づいて、原水の流入量×濁度
係数＝Ａ（濁度制御による凝集剤注入量）を算出した
後、ステップＳＴ３に進む。

【００３８】ステップＳＴ３では、前記実施の形態１に
よる図４のステップＳＴ２と同様に、σo ＝安定である
か否かを判断し、σo ＝安定の時にはステップＳＴ４に
進んでｉ≦Ｉo であるか否かを判断し、ｉ≦Ｉo の時に
はステップＳＴ５に進み、ｉ≦Ｉo でない時にはステッ
プＳＴ１２に進む。

【００３９】前記ステップＳＴ５では、ＰＩＤ調節計１
２が流動電流計１１から入力する流動電流測定値に基づ
いて流動電流制御で増量すべき凝集剤注入量Ｂを求め、
また、前記ステップＳＴ１２では、ＰＩＤ調節計１２が
流動電流計１１から入力する流動電流測定値に基づいて
流動電流制御で減量すべき凝集剤注入量Ｂの減量値を求
めた後、前記ステップＳＴ５および前記ステップＳＴ１
２からステップＳＴ６にそれぞれ進む。このステップＳ
Ｔ６では、０．８（ＳＣ制御による凝集剤注入量Ｂの推
定値）×Ａ≦Ｂであるか否かを判断し、０．８×Ａ≦Ｂ
の時にはステップＳＴ８に進んでＢ≦１．２（濁度制御
による凝集剤注入量Ａの推定値）×Ａであるか否かを判
断し、Ｂ≦１．２×Ａの時にはＳＣ制御による凝集剤注
入量Ｂの制御信号を薬注ポンプ２に出力し、また、前記
ステップＳＴ６での判断結果が０．８×Ａ≦Ｂでない時
および前記ステップＳＴ８での判断結果がＢ≦１．２×
Ａでない時にはステップＳＴ１３に進んで濁度制御によ
る凝集剤注入量Ａの制御信号を薬注ポンプ２に出力する
ことで、流入原水に対する凝集剤注入量が流入原水の性
状に応じて最適注入量となるように、前記薬注ポンプ２
を自動制御する。

【００４０】また、前記ステップＳＴ３での判断結果が
σo ＝安定でない時には、ステップＳＴ９に進んでセッ
トポイントを補正すべき計算途上のＳＣ値Ｉｎを算出し
た後に、ステップＳＴ１０に進んでポンプ駆動手段ΔＩ
を求め、次いでステップＳＴ１１でｉ≦Ｉo ＋ΔＩ＝Ｉ
ｓであるか否かの判断を行い、その判断の結果、ｉ≦Ｉ
o ＋ΔＩ＝Ｉｓの時は前記ステップＳＴ５に進み、ｉ≦
Ｉo ＋ΔＩ＝Ｉｓでない時には、前記ステップＳＴ１２
に進むことで、前記ステップＳＴ６から前記ステップＳ
Ｔ８または前記ステップＳＴ６およびステップＳＴ７か
らステップＳＴ１３を経ることで、流入原水に対する凝
集剤注入量が流入原水の性状に応じて最適注入量となる
ように、前記薬注ポンプ２を自動制御する。

【００４１】実施例．図７は図５中の流量計８と濁度計
９および電気電導率計１０と流動電流計１２を用いて原
水濁度（度）、ＰＡＣ注入率（ｍｇ／ｌ）、流動電流値
（−）、図５中の着水井１に流入した着水流量（ｍ３／
ｈ）、電気伝導率（導電率μｓ／ｃｍ）、横流式沈殿池
出口での濁度（度）を測定した結果を示す表図である。
図７中の濁度は、晴天時の濁度が３〜５度の状態から降
雨があり、その降雨によって濁度が４０度近くまで上昇
した時の測定例である。ＰＡＣ注入率は２０ｐｐｍから
４５ｐｐｍまで上昇させところ、沈殿池出口での濁度が
徐々に上昇したため、その濁度を管理目標の１度以下に
保持できなかった。この時の流動電流値は、ほぼ水平と
なって殆ど変化しないが、電気伝導率は大きく変化して
いることが図７によって明らかである。ここで、降雨前
２日間の流動電流値と電気伝導率（導電率）の平均値を
それぞれＩo σo としたとき、式（９）によって、Ｉo
＝−３．４、σo ＝１６４μｓ／ｃｍの時に図８中に示
す斜線部分が薬注不足となった。 Ｉｎ＝Ｉoσo／σｎ ・・・（９）

【００４２】図８は実測ＳＣ値と電気伝導率による補正
後のＳＣ値との相関関係を示す表図であり、図８から明
らかなように、降雨時の流動電流のセットポイントは、
晴天時と流動電流値と一致しないことを実証できる。

【００４３】そこで、この実施の形態２では、図７中に
示すように電気伝導率が降雨等によって変動しても、図
７中の流動電流曲線がほぼ水平となるように、その導電
率を補正する。よって、図８中の斜線部分の薬注不足が
生じないように、薬注ポンプ２の自動制御を行えばよ
い。

【００４４】以上説明した実施の形態２によれば、流動
電流制御と濁度制御とを組み合わせ、その流動電流制御
と濁度制御のいずれかを自動的に選択して薬注ポンプの
自動制御を行うように構成したので、流入原水の性状が
変動しても、その流入原水に対する凝集剤の注入精度が
さらに増すという効果がある。すなわち、濁度制御の場
合は、流入原水のｐＨおよび水温に関係なく、流入原水
の濁度と流入水量とで凝集剤注入量が決定されるのに対
し、流動電流制御の場合は、着水井、凝集剤混和池での
滞留時間が影響し、さらに、流入原水のｐＨ変化がＳＣ
値やＰＡＣ注入率の振幅を増幅させるので、例えば、各
々の制御に目標値の５０％の責任を持たせることで、信
頼性が高く、かつ、より実用的な凝集剤注入量の制御を
行うことができるという効果がある。

【００４５】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、凝集沈殿反応で常時最適な凝集剤注入率を決定する
ので、流入原水に対する凝集剤の注入不足や過剰注入を
防止することができるという効果がある。

【００４６】この発明によれば、特に降雨や地下水混入
で流入原水の性状が変動した場合でも、その変動時の凝
集剤注入率を原水性状の変動に応じた最適な凝集剤注入
率に自動的に補正変更することが可能になるという効果
がある。

【００４７】この発明によれば、流動電流制御と濁度制
御とを組み合わせ、その流動電流制御と濁度制御のいず
れかを自動的に選択して薬注ポンプを自動制御するよう
に構成したので、流入原水の性状が変動しても、その流
入原水に対する凝集剤の注入精度がさらに増すという効
果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態１による浄水用凝集剤自
動注入装置を示す概略的なブロック図である。

【図２】流動電流値Ｉと導電率σの相関関係を特性図で
ある。

【図３】流動電流値Ｉと導電率σとのセットポイントの
相関関係を示す特性図である。

【図４】図１中の薬注ポンプの自動制御動作を説明する
ためのフローチャート図である。

【図５】この発明の実施の形態２による浄水用凝集剤自
動注入装置を示す概略的なブロック図である。

【図６】図５中の薬注ポンプの自動制御動作を説明する
ためのフローチャート図である。

【図７】流入原水の濁度や流動電流値およびＰＡＣ注入
率など実測した結果を示す表図である。

【図８】実測ＳＣ値と電気伝導率による補正後のＳＣ値
との相関関係を示す表図である。

【符号の説明】

１ 着水井 ２ 薬注ポンプ ３ 急速撹拌池 ４ フロック形成池 ５ 凝集沈殿池 ７ 配水池 ８ 流量計 ９ 濁度計 １０ 電気電導率計 １１ 流動電流計 １２ ＰＩＤ調節計 １３ 濁度計

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 季之 東京都港区芝浦三丁目６番18号 株式会社 西原環境衛生研究所内 (72)発明者 片多 攻 東京都港区芝浦三丁目16番１号 株式会社 西原ウォーターテック内 Ｆターム(参考） 2G060 AA05 AE17 AF08 EA06 FB07 HC10 4D062 BA21 BB05 CA14 EA03 EA32 FA02 FA15 5H309 AA07 BB08 CC07 DD13 DD37 EE04 FF17 GG04 GG06 HH01 HH02 JJ06

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 浄水処理すべき原水に凝集剤を自動注入
   する浄水用凝集剤自動注入装置において、流入原水に凝
   集剤を注入する薬注ポンプと、凝集剤注入前の流入原水
   の導電率を測定する導電率測定手段と、前記薬注ポンプ
   による凝集剤注入後の凝集剤混和水の流動電流値を測定
   する電流測定手段と、前記導電率測定手段および前記電
   流測定手段からそれぞれの測定値信号を入力し、その測
   定値信号に基づいて前記流入原水の性状変動に応じた凝
   集剤注入量となるように薬注ポンプの駆動を制御するポ
   ンプ制御手段とを備えたことを特徴とする浄水用凝集剤
   自動注入装置。
2. 【請求項２】 ポンプ制御手段は、定常状態時の流入原
   水の導電率σo および流動電流値Ｉo が、その定常状態
   時の流入原水に対する凝集剤最適注入時のセットポイン
   トとして設定され、前記流動電流値Ｉo の変動に伴って
   変化する前記セットポイントの導電率σo を補正するこ
   とによる補正セットポイントＩｓを、前記電流測定手段
   および前記導電率測定手段からの入力信号に基づいて算
   出し、前記電流測定手段からの入力信号による流動電流
   測定値ｉが前記補正セットポイントＩｓとなるように薬
   注ポンプの駆動を制御することを特徴とする請求項１記
   載の浄水用凝集剤自動注入装置。
3. 【請求項３】 ポンプ制御手段は、流入原水に対する凝
   集剤の最適注入時の導電率σo がσo ＝安定であるか否
   かを判断し、σo ＝安定の時には、流動電流測定手段か
   らの入力信号による流動電流測定値ｉと凝集剤最適注入
   時の流入原水の流動電流値Ｉo とを比較し、ｉ≦Ｉoの
   時には、流入原水に対する凝集剤の注入量を増やし、そ
   うでない時には凝集剤の注入量を減らしてｉがＩｓとな
   るように薬注ポンプの駆動を制御するようになっている
   ことを特徴とする請求項２記載の浄水用凝集剤自動注入
   装置。
4. 【請求項４】 ポンプ制御手段は、σo＝安定でない時
   には、Ｉｎ＝Ｉo ×σo／σn を算出した後、ΔＩ＝Ｉo
   −Ｉnを算出し、次いでｉ≦Ｉo ＋ΔＩ＝Ｉs であるか
   否かを判定し、ｉ≦Ｉo ＋ΔＩ＝Ｉs の時には凝集剤注
   入量の増量値を算出し、そうでない時にはｉがＩｓにな
   るように凝集剤注入量の減量値を算出し、前記凝集剤注
   入量の増量値および減量値に基づいた濁度制御信号また
   は流動電流制御信号を薬注ポンプに出力するようになっ
   ていることを特徴とする請求項２記載の浄水用凝集剤自
   動注入装置。