JP2003080278A - 水質制御システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 前オゾン処理による凝集性の最適ポイントを
凝集処理前後の蛍光強度差から把握し、前オゾン注入率
を最適に制御可能にする水質制御システムを提供する。 【解決手段】 水質制御システムは、水質制御システム
被処理水にオゾンを注入する前オゾン処理工程部（９）
と、前オゾン処理工程部でオゾンを注入された水に凝集
剤を添加する凝集処理工程部（３）と、凝集剤を添加す
る前と後との間の蛍光強度の差を検出する蛍光強度差検
出手段（１０，１１）と、蛍光強度差検出手段による検
出信号に基づいて、凝集剤による凝集効果が最大となる
ように前オゾン処理工程部における前オゾン注入率を求
める制御手段（１３）と、制御手段で求めたオゾン注入
率で、前オゾン処理工程部においてオゾンを注入するオ
ゾン発生手段（１４）と、を備えることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、浄水処理における
凝集性の改善に係り、特に前オゾン処理の制御に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、郊外における急激な人口増加やそ
れに下水道整備の遅れなどから、窒素・リン・有機物等
を含んだ家庭排水等が未処理の状態で河川や湖沼等の公
共水域に流入し、富栄養化を促進させる要因になってい
る。一方、都市部における水需要の増加が、富栄養化が
進んだ水源からの取水をさらに増加させているのが現状
である。

【０００３】水源となる、湖沼では間欠式揚水棟筒やエ
アレーションによる水質改善が実施されているが、広大
な水域の水質を改善するための施設や運転費にコストが
かかり、普及していないのが現状である。さらに、硫酸
銅散布による殺藻も一部で行われているが、魚類など他
の生物環境（生態系）への影響も懸念されるため、実施
例は非常に少ない。

【０００４】富栄養化が進んだ水源では、藻類（植物性
プランクトン）が大量に発生することがあり、これが凝
集阻害の一因となり浄水水質の低下を招くことがある。
また、藻類が増大すると炭酸同化作用等によりｐＨ値が
上昇し、最適凝集範囲（ポリ塩化アルミニウムではｐＨ
６．０〜８．５）を外れ、これを補うため凝集剤の過剰
注入などが生じたりして凝集処理を困難にしていた。

【０００５】凝集阻害が発生すると、上澄み水の濁度上
昇、凝集剤の処理水への残留、藻類の砂ろ過水への流
出、藻類が代謝する酸素気泡によるフロックの上昇、凝
集剤過剰注入に起因する軽量フロックの生成とその流出
による砂ろ過閉塞等を引き起こしていた。

【０００６】凝集性を左右する大きな要因としては、原
水中に含まれるコロイド粒子の性状・電荷状態と藻類の
影響がある。まず、前者について説明する。原水中に含
まれるコロイド粒子、細菌類、藻類、浮遊物質等はほと
んどが負の電荷を帯びており、相互の荷電によって反発
しあい安定な分散系を構成している。

【０００７】通常、このような系に凝集剤を添加する
と、凝集剤が加水分解されて正に荷電した多価の金属水
酸化ポリマーの生成により、コロイド粒子等の表面電荷
は中和され相互の反発力がなくなくなる。反発力を失っ
たコロイド粒子等は、分子間力により結合してマイクロ
フロックになる。このマイクロフロックが互いに衝突す
ることにより、自重沈殿可能な大きなフロックに成長す
る。また、金属水酸化ポリマーがマイクロフロック間の
架橋作用を果たすことによってもフロックの成長が促進
される。

【０００８】コロイド表面の電気的性質を示すのにゼー
タ電位が用いられている。この電位の絶対値が大きいと
粒子間の電気的反発力が大きく凝集しない。一般にゼー
タ電位が±１０ｍＶ程度の範囲にあれば分子間力による
結合が可能になると言われている。ゼータ電位計を用い
た凝集剤制御も一部の機場で実施されている例もある
が、ゼータ電位計は非常に高価であり、またこの制御方
法では藻類の除去対策とはならず凝集性を改善する手法
を持ち合わせていない。

【０００９】次に、凝集性を左右する一方の大きな要因
である藻類の影響について説明する。藻類が代謝する有
機物が凝集反応を妨げるとも言われており、効果的な藻
類の除去対策が求められてきた。藻類の増大に対する浄
水処理プロセスにおける対策として、従来処理では、一
般的に前塩素添加による殺藻処理が行われている。しか
し、前塩素処理では不連続点処理法によるアンモニア性
窒素の除去を主に行うため、殺藻処理に必要な塩素量よ
りも大量に塩素を注入するため、原水中に含まれる有機
物と塩素の反応によりトリハロメタン（ＴＨＭ）生成量
が増加する問題がある。また、塩素臭など異臭味発生の
要因ともなり最善の藻類除去対策とは言えないのが現状
である。その他、膜処理による藻類の除去方法もある
が、大規模浄水場には不適である。

【００１０】図９（ａ）に従来の前塩素処理法を用いた
水質制御システムの浄水プロセスフローを示す。着水井
１は、原水の水位や水量変動を平滑化及び原水量の把握
のために設置されており、原水の水質状態を監視するた
めに油膜センサーや毒物検知センサー等の各種センサー
が設置されることがある。前塩素処理工程部２は、塩素
剤の添加によりアンモニア性窒素の除去、鉄・マンガン
を酸化して固形物にする他、凝集阻害を引き起こす藻類
の殺藻を行なう。凝集処理工程部３は、凝集剤（ポリ塩
化アルミニウム、硫酸バンド等）の添加により前述のよ
うに原水中の浮遊物質や溶存物質をフロック化し、さら
に前塩素処理工程部２にて酸化した鉄・マンガン及び殺
藻した藻類をフロックとして取り込むものである。凝集
処理工程部３は内部で急速撹拌工程部（薬品混和池）と
緩速撹拌工程部（フロック形成池）に分かれており、急
速撹拌工程部にて凝集剤の添加とマイクロフロックの生
成、緩速撹拌工程部にてフロックの成長促進が行われ
る。沈殿処理工程部４は、自重沈殿可能までに成長させ
たフロック沈降させ、上澄み液を砂ろ過処理工程部５に
送り出すものである。砂ろ過処理工程部５は、沈殿処理
工程部４にて沈降しきれなかったフロックを捕捉・ろ過
するものである。また、高感度濁度計による水質監視も
行われている。後塩素処理工程部６は消毒用の塩素を添
加するものであり、塩素添加率はろ過水の水質によって
異なるが遊離残留塩素として１〜２ｍｇ／Ｌ程度を目安
とし、残留塩素濃度の調整を行い、浄水として供給する
ものである。給水栓の末端で遊離残留塩素０．１ｍｇ／
Ｌ以上を維持できるように添加率を制御する。

【００１１】前塩素処理工程部２では、原水中に含まれ
る有機物と塩素の反応によりＴＨＭ生成量が増加する問
題があることから、前塩素処理を止めて凝集処理工程３
と砂ろ過処理工程部５の間で塩素処理を行う中塩素処理
を導入する浄水場も出てきている。しかし、中塩素処理
ではＴＨＭの生成量はある程度抑制できるが、凝集添加
以前に殺藻処理が行えないため、凝集阻害を抑制するこ
とが出来ない。

【００１２】従来の前塩素処理による殺藻と凝集剤の添
加量を増加させる方法は、ＴＨＭの生成や処理コストの
増加と共に軽量フロックの形成につながるため、汚濁の
進んだ原水を用いている機場では回避したい方法であ
る。

【００１３】富栄養化が進んだ水源にて、水質を維持し
つつ凝集性を改善するためには、塩素処理以外の手法で
藻類を効率的に除去（殺藻）し、コロイド粒子等の表面
電荷を中和すれば良いことが分かる。

【００１４】一方、近年、原水水質の悪化への対応や
「より安全でおいしい水」への関心の高まりから、オゾ
ン処理と、粒状活性炭（ＧＡＣ）や生物活性炭（ＢＡ
Ｃ）処理を組み合わせた高度浄水処理が導入され始めて
いる。高度浄水処理が導入・適用される原水は、汚濁
（富栄養化）が進んだ河川・湖沼（ダム）水などであ
る。

【００１５】一般的な高度浄水処理におけるプロセスフ
ローを図９（ｂ）に示す。高度浄水処理では、図９
（ａ）に示した従来の浄水プロセスフローから、前塩素
処理工程部２を廃止して、砂ろ過処理工程部５と後塩素
処理工程部６の間に、後オゾン処理工程部７とＢＡＣ処
理工程部８を追加したものである。後オゾン処理工程部
７は生物難分解性有機物の易分解性化、かび臭物質や異
臭味の分解、鉄・マンガンの酸化などを行う。ＢＡＣ処
理工程部８は、有機物・かび臭物質・異臭味の吸着及び
生物代謝を行うと共にアンモニア性窒素の除去を行う。
つまり、従来前塩素処理工程部２で除去していたアンモ
ニア性窒素をＢＡＣ処理工程部８で除去し、塩素剤の注
入点が後塩素処理工程６だけになるためＴＨＭの生成が
大幅に抑制されるものである。しかしながら、藻類の除
去工程部を有しておらず、藻類による凝集阻害が発生す
る浄水場では別途何らかの対策が必要となる。

【００１６】上記とは別に凝集一砂ろ過水の水質管理と
して、高感度濁度計によるろ過池の維持管理、濁度監視
が行われている。これは、クリプトスポリジウム等病原
性微生物による水源汚染、水質事故が国内外で発生した
ため、１９９６年１０月に厚生省より「クリプトスポリ
ジウム暫定対策指針」が通達され、ろ過池の濁度を０．
１度以下に管理するように求められているためである。
ただし、高感度濁度計で測定できる物質は浮遊物質（Ｓ
Ｓ）等の固形物や微粒子であり、溶存性の有機物までは
把握できない。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、凝集性を改
善させる手法として前オゾン処理が知られている。

【００１８】適正な前オゾン処理はコロイド粒子表面に
作用してゼータ電位を低下させる効果があることが報告
されている。

【００１９】また前オゾン処理には、溶解性有機物の凝
集沈殿作用、有機物分子の極性の増加により有機物の
多電解質への転換、浮遊物質への変換、化学凝集に
よるコロイドとマイクロフロック間の化学的架橋機能の
増加作用、があると考えられている。

【００２０】さらに前オゾン処理の他の作用・効果とし
てｐＨの緩衝効果があり、凝集剤の最適凝集範囲（ポリ
塩化アルミニウムではｐＨ６，０〜８．５）から多少外
れていてもｐＨ値を最適凝集範囲内に引き入れる作用が
ある。

【００２１】オゾンの有する強力な酸化力による殺菌・
殺藻作用等から、前塩素代替処理として有効である。

【００２２】ただし、最適注入率を外れると凝集性の改
善効果が上がらないばかりか、オゾンの過剰注入により
浮遊物質を溶解性有機物に変換させて凝集性悪化させる
場合がある。

【００２３】また、従来、前オゾン注入率を適正に制御
する指標やセンサーがなく、上記のようなデメリットも
あるため、あまり積極的に適用されていなかった。

【００２４】しかし、オンライン型蛍光分析計が開発さ
れ、蛍光強度と各種水質項目との相関、特に有機物やフ
ルボ酸類に代表されるトリハロメタン前駆物質との相関
が明らかになるに従い、オゾン処理を始め各種水質制御
・監視系への適用が検討されるようになってきた。

【００２５】蛍光強度とトリハロメタン前駆物質や有機
物との相関については、特開平１０−４３７７６に示さ
れている。

【００２６】そこで、本発明の目的は、高度浄水処理に
おいて、前オゾン処理による凝集性の最適ポイントを凝
集処理前後の蛍光強度差から把握し、前オゾン注入率を
最適に制御可能にする水質制御システムを提供すること
である。

【００２７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、被処理水にオゾンを注入する前オゾン処
理工程部と、前記前オゾン処理工程部でオゾンを注入さ
れた水に凝集剤を添加する凝集処理工程部と、前記凝集
剤を添加する前と後との間の蛍光強度の差を検出する蛍
光強度差検出手段と、前記蛍光強度差検出手段による検
出信号に基づいて、前記凝集剤による凝集効果が最大と
なるように前記前オゾン処理工程部における前オゾン注
入率を求める制御手段と、前記制御手段で求めた前記オ
ゾン注入率で、前記前オゾン処理工程部においてオゾン
を注入するオゾン発生手段と、を備えることを特徴とす
る。

【００２８】また、前記蛍光強度差検出手段は、前記前
オゾン処理工程部でオゾンを注入された水の蛍光強度を
検出する第１蛍光センサーと、前記凝集処理工程部で凝
集剤を添加された水の蛍光強度を検出する第２蛍光セン
サーとを有することを特徴とする。

【００２９】また、前記制御手段は、前記凝集処理工程
部で添加される凝集剤の添加率を演算するを凝集剤添加
率演算機能を有することを特徴とする。

【００３０】また、前記制御手段は、前記凝集処理工程
部で添加される凝集剤の添加率と、前記凝集剤を添加す
る前と後との間の蛍光強度の差と、前記前オゾン処理工
程部における前オゾン注入率との間で得られた関係デー
タを記録したデータベースを有し、前記制御手段は、前
記データベースを参照して、前記蛍光強度差検出手段に
よる検出信号に基づいて、前記前オゾン注入率を求める
ことを特徴とする。

【００３１】また、前記凝集剤を添加する前の水と後の
水との間で採水を切り替える採水切替手段を備え、前記
蛍光強度差検出手段は、前記採水切替手段によって切り
替えられた前記凝集剤を添加する前の水と後の水の蛍光
強度を検出する単一の蛍光センサーを有することを特徴
とする。

【００３２】同一の凝集剤の添加率であっても前処理で
ある前オゾン注入率の大きさによって凝集性が変化する
ので、最適の凝集性を得るための前オゾン注入率を求め
る必要があるが、上述の発明においては、凝集剤の添加
前後の蛍光強度の差が最適の前オゾン注入率を得るため
の指標になることに着目し、凝集剤の添加前後の蛍光強
度の差の検出データを参照し凝集剤による凝集性が最大
になるように最適の前オゾン注入率を求める。

【００３３】

【発明の実施の形態】以下本発明における第１の実施形
態を、図１を参照して説明する。

【００３４】図１において、水質制御システムは、凝集
処理工程部３と、沈殿処理工程部４と、前オゾン処理工
程部９と、前オゾン処理工程部９の直後に設置された蛍
光センサー１０と、凝集処理工程部３に設置された蛍光
センサー１１と、凝集剤添加設備１２と、制御装置１３
と、オゾン発生設備１４と、被処理水量計１５と、発生
オゾン濃度計１６と、送気ガス量計１７とを備えてい
る。

【００３５】次に、本実施の形態の作用について示す。
なお、図９（ｂ）に示す従来の高度処理と同じ構成要素
である着水井１及び砂ろ過処理工程部５以降の図示と詳
細な説明は省略する。

【００３６】本実施例において、蛍光センサー１０は前
オゾン処理水の相対蛍光強度を測定するものであり、測
定値ＦＬ１として制御装置１３へ出カしている。

【００３７】蛍光センサー１１は凝集剤添加直後の相対
蛍光強度を測定するものであり、測定値ＦＬ２として制
御装置１３へ出力している。

【００３８】蛍光センサー１０及び１１は各処理水の相
対蛍光強度を測定するものであるが、有機物濃度の代替
指標としても利用可能である。

【００３９】凝集剤注入設備１２は、規定量の凝集剤を
前オゾン処理水に添加するための設備であり、本実施例
では凝集剤としてポリ塩化アルミニウム（ＰＡＣ）を用
いている。もちろん他の凝集剤、硫酸バンド、塩化鉄
系、ポリシリカ鉄系、ポリアクリルアミド系の凝集剤も
被処理水質や浄水施設の対応により適用が可能である。

【００４０】凝集処理工程部３における凝集剤添加率
は、２０〜４０ｍｇ／Ｌの範囲でオペレータがその日の
原水や沈殿水・砂ろ過水の水質（濁度等）に応じて経験
値やジャーテスト等により設定しているが、概ね２５〜
３５ｍｇ／Ｌの範囲に入ることが多い。

【００４１】制御装置１３には前記ＦＬ１及びＦＬ２の
他に、被処理水量計１５の測定値Ｑ１、発生オゾン濃度
計１６の測定値Ｐｉｎと、送気ガス量計１７の測定値Ｑ
ｇとが入力されおり、最適前オゾン注入率Ｒｍａ、最適
オゾン発生量Ｄｍａ、データの蓄積（データベースの構
築）など種々の演算及び制御が行われる。また、制御装
置１３には凝集剤添加設備１２における凝集剤添加量Ｇ
が監視信号として入力され、凝集剤添加率Ｃ（Ｃ＝Ｇ／
Ｑ１）が計算されている。

【００４２】制御装置１３では、前オゾン処理後（凝集
剤添加前）の相対蛍光強度ＦＬ１と凝集剤添加直後の相
対蛍光強度ＦＬ２との相対蛍光強度の差△ＦＬ（△ＦＬ
＝ＦＬ１−ＦＬ２）と、そのときの前オゾン注入率Ｒ
（Ｒ＝Ｐｉｎ＊Ｑｇ／Ｑ１）が計算されている。

【００４３】制御装置１３において、△ＦＬが最大値
（△ＦＬｍａｘ）を維持するような最適前オゾン注入率
Ｒｍａを求めるための演算ロジックを図２（ａ）、図２
（ｂ）、図２（ｃ）、図２（ｄ）を用いて説明する。

【００４４】図２（ａ）及び図２（ｂ）は、本実施例に
おける前オゾン注入率による典型的な△ＦＬの変化特性
を表したものである。なお、図２（ｂ）は△ＦＬを拡大
縮尺で示したものである（△ＦＬは、以後同様）。図２
（ｃ）〜図２ｅは本実施例における△ＦＬｍａｘを求め
る制御アルゴリズムを模式的に示したものである。

【００４５】これら変化特性は、データベースとして制
御装置１３に蓄積されている。

【００４６】 図２（ｃ）に示すように制御開始時で
は、△ＦＬｍａｘに対応した最適前オゾン注入率Ｒｍａ
が不明なので、制御装置１３の内部に蓄積されたデータ
ベースとＦＬ１とからフィードフォアード（ＦＦ）制御
にて前オゾン注入率の初期値Ｒｊが設定される。

【００４７】 このとき得られる相対蛍光強度差△Ｆ
Ｌｊは、△ＦＬｍａｘではない可能性があるので前オゾ
ン注入率Ｒを段階的に増減させて、各前オゾン注入率Ｒ
と△ＦＬの関係を制御装置１３の中に記録し、近似曲線
（関数）を作成することにより、△ＦＬが最大値（△Ｆ
Ｌｍａｘ）となる最適前オゾン注入率Ｒｍａをフィード
フォアード（ＦＢ）制御により求めることができる。な
お、前オゾン注入率の増減幅は任意に設定可能である。
詳細なロジックを〜に示す通りである。

【００４８】 前オゾン注入率の初期値が最適オゾン
注入率に対して不足の場合（Ｒｊ）、前オゾン注入率Ｒ
を減少させると対応する△ＦＬは減少する。

【００４９】前オゾン注入率Ｒｊに対してオゾン注入率
を減じてＲｉ１とした場合、対応する△ＦＬは△ＦＬｊ
から△ＦＬｉ１になり、△ＦＬｊ＞△ＦＬｉ１である。

【００５０】この場合、前オゾン注入率ＲをＲｊより増
加させるべきと判断できるため、前オゾン注入率Ｒ＝Ｒ
ｋ１とし対応する△ＦＬｋ１が得られる。

【００５１】順次、前オゾン注入率をＲｋ２、Ｒｋ３、
‥‥、Ｒｋｎ（ｎ整数）、と増加させると、それらに対
応する各△ＦＬ、つまり△ＦＬｋ２、△ＦＬｋ３、‥
‥、△ＦＬｋｎが得られる。

【００５２】 このように得られた各前オゾン注入率
Ｒと△ＦＬの関係を制御装置１３の中に記録し、図２
（ｃ）に示すような近似曲線を作成し最大値（△ＦＬｍ
ａｘ）を求め、それに対応する前オゾン注入率が最適前
オゾン注入率Ｒｍａとなる。

【００５３】 図２（ｄ）に示したように、前オゾン
注入率の初期値が最適オゾン注入率に対して過剰の場合
（Ｒｐ）、前オゾン注入率Ｒを増加させると対応する△
ＦＬは減少する。

【００５４】前オゾン注入率Ｒｐに対してオゾン注入率
を増加させてＲｈ１とした場合、対応する△ＦＬは△Ｆ
Ｌｐから△ＦＬｈ１になり、△ＦＬｐ＞△ＦＬｈ１であ
る。

【００５５】この場合、前オゾン注入率ＲをＲｐより減
少させるべきと判断できるため、前オゾン注入率Ｒ＝Ｒ
ｓ１とし対応する△ＦＬｓ１が得られる。

【００５６】順次、前オゾン注入率をＲｓ２、Ｒｓ３、
‥‥、Ｒｓｎ（ｎ整数）、と減少させると、それらに対
応する各△ＦＬ、つまり△ＦＬｓ２、△ＦＬｓ３、‥
‥、△ＦＬｓｎが得られる。

【００５７】上記と同様にして図２（ｄ）のように、
最適前オゾン注入率Ｒｍａを求めることができる。

【００５８】 図２ｅに示すように原水の水質変動や
ＰＡＣ添加率の変更に伴い、各前オゾン注入率Ｒと△Ｆ
Ｌの関係が、近似曲線１から近似曲線２のように変化し
た場合でも上記〜の制御動作を繰り返すことによ
り、新たな△ＦＬｍａｘに対応した最適前オゾン注入率
Ｒｍａが求めることができる。

【００５９】上記〜は、制御装置１３における最適
前オゾン注入率Ｒｍａを求める演算ロジックの基本部分
であるが、過去の前オゾン注入率Ｒと△ＦＬの関係及び
その近似曲線が順次蓄積されていくため、制御装置１３
の学習効果により制御精度が高まり、応答時間が早くな
っていく。

【００６０】なお、ＦＬ１及びＦＬ２の測定値、△ＦＬ
の最大値（△ＦＬｍａｘ）及びその値を示す前オゾン注
入率は被処理水質の性状及び凝集剤添加率によって異な
ってくるが、本実施例ではＦＬ１は２０〜５０、△ＦＬ
（相対蛍光強度の差）の値は２〜６程度、そのときの前
オゾン注入率は０．３〜１ｍｇ／Ｌの範囲に入ることが
多い。

【００６１】制御装置１３では、前記のように被処理水
量計１５の測定値Ｑ１、発生オゾン濃度計１６の測定値
Ｐｉｎと、送気ガス量計１７の測定値Ｑｇとが入力され
おり、最適前オゾン注入率Ｒｍａから最適オゾン発生量
Ｄｍａを順次演算・更新しており、オゾン発生設備１４
に出力している。オゾン発生設備１４では最適オゾン発
生量Ｄｍａに基づき前オゾン処理のためのオゾン発生を
行い、前オゾン処理工程９にて前オゾン処理が行われ
る。

【００６２】このように殺藻及凝集性の改善が図るため
の最適な前オゾン注入制御が、常時実施されている。

【００６３】なお、図９（ａ）に示した従来の通常処理
において、前塩素処理工程部２にて除去したい鉄・マン
ガン等の無機物、アンモニア性窒素は、後オゾン処理工
程部７及びＢＡＣ処理工程部８で除去を行うため、本実
施例において特に問題となることはない。

【００６４】以上説明したように相対蛍光強度を指標に
して前オゾン注入率を最適に制御することにより、オゾ
ンの有する強力な殺菌・酸化作用から、凝集性を阻害す
る藻類を除去するとともに、オゾンがコロイド粒子表面
に作用してゼータ電位を低下させ凝集性を改善する効果
を最大限に発揮させることができる。凝集沈殿水の水質
が改善するため、砂ろ過処理工程部５以降の負荷を低減
できる。

【００６５】また、有機物やトリハロメタン前駆物質と
の相関が強い蛍光強度が効果的に低減できるため、実際
に生成されるトリハロメタン量も低減することができ
る。

【００６６】さらに、前オゾン注入の過不足による処理
水質の低下を防止することができ、オゾン過剰注入によ
るランニングコスト（オゾン発生及び排オゾン処理）が
低減できる。

【００６７】次に、本発明における第２の実施の形態
を、図３を参照して説明する。

【００６８】図３において、水質制御システムは、凝集
処理工程部３と、沈殿処理工程部４と、前オゾン処理工
程部９と、前オゾン処理工程部９の直後に設置された蛍
光センサー１０と、凝集処理工程３に設置された蛍光セ
ンサー１１と、凝集剤添加設備１２と、オゾン発生設備
１４と、被処理水量計１５と、発生オゾン濃度計１６
と、送気ガス量計１７と、オゾン注入率演算装置１８、
データベース記録装置１９、オゾン発生量演算装置２
０、とから構成されている。

【００６９】以上説明したように、本実施例は図１に示
す実施例１において制御装置１３の代わりに、オゾン注
入率演算装置１８、データベース記録装置１９、オゾン
発生量演算装置２０が付加された構成となっている。

【００７０】次に、本発明の作用について示す。なお、
図９（ｂ）に示す従来の高度処理と同じ構成要素である
着水井１及び砂ろ過処理工程部５以降の図示、詳細な説
明は省略する。

【００７１】本実施例において、蛍光センサー１０は前
オゾン処理水の相対蛍光強度を測定するものであり、測
定値ＦＬ１としてオゾン注入率演算装置１８へ出力して
いる。

【００７２】蛍光センサー１１は凝集剤添加直後の相対
蛍光強度を測定するものであり、測定値ＦＬ２としてオ
ゾン注入率演算装置１８へ出力している。

【００７３】蛍光センサー１０及び１１は各処理水の相
対蛍光強度を測定するものであるが、有機物濃度の代替
指標としても利用可能である。

【００７４】凝集剤注入設備１２は、規定量の凝集剤を
前オゾン処理水に添加するための設備であり、本実施例
では凝集剤としてポリ塩化アルミニウム（ＰＡＣ）を用
いている。もちろん他の凝集剤、硫酸バンド、ポリシリ
カ鉄系、ポリアクリルアミド系の凝集剤も被処理水質や
浄水施設の対応により適用が可能である。

【００７５】凝集処理工程部３おける凝集剤添加率は、
２０〜４０ｍｇ／Ｌの範囲でオペレータがその日の原水
水質（濁度等）に応じて経験値により設定しているが、
概ね２５〜３５ｍｇ／Ｌの範囲こ入ることが多い。

【００７６】オゾン注入率演算装置１８は、現在の前オ
ゾン注入率Ｒ、前オゾン処理後（凝集剤添加前）の相対
蛍光強度ＦＬ１と凝集剤添加直後の相対蛍光強度ＦＬ２
との相対蛍光強度の差△ＦＬ（△ＦＬ＝ＦＬ１−ＦＬ
２）と、データベース記録装置１９に蓄積されたデータ
とから、最適前オゾン注入率Ｒｍａを演算しオゾン発生
量演算装置２０へ出力する。

【００７７】データベース記録装置１９には、凝集剤注
入設備１２における凝集剤添加量Ｇが監視信号として入
力され、凝集剤添加率Ｃ（Ｃ＝Ｇ／Ｑ１）の計算を行
い、過去の前オゾン注入率Ｒと△ＦＬ（△ＦＬ＝ＦＬ１
−ＦＬ２）の関係及びそのデータから得られる近似曲線
がデータベースとして構築され順次蓄積されている。ま
た、オゾン注入率演算装置１８と連動して最適前オゾン
注入率Ｒｍａを演算するに必要な各種水質データを提供
する。

【００７８】オゾン発生量演算装置２０は、被処理水量
計１５の測定値Ｑ１、発生オゾン濃度計１６の測定値Ｐ
ｉｎと、送気ガス量計１７の測定値Ｑｇとが入力されお
り、これらの計測値と前記オゾン注入率演算装置１８に
て求められた最適前オゾン注入率Ｒｍａから、必要とす
るオゾン発生量Ｄｍａを演算しオゾン発生設備１４に出
力している。また、現在の前オゾン注入率Ｒ（Ｒ＝Ｐｉ
ｎ＊Ｑｇ／Ｑ１）が計算されている。

【００７９】オゾン注入率演算装置１８にて、△ＦＬが
最大値（△ＦＬｍａｘ）を維持するような最適前オゾン
注入率Ｒｍａを求める演算ロジックを実施例１と同様に
図２（ａ）、図２（ｂ）、図２（ｃ）、図２（ｄ）を用
いて説明する。

【００８０】図２（ａ）及び図２（ｂ）は、本実施例に
おける前オゾン注入率による典型的な△ＦＬの変化特性
を表したものである。図２（ｃ）〜図２（ｅ）は本実施
例における△ＦＬｍａｘを求める制御アルゴリズムを模
式的に示したものである。これらは実施例１と同様であ
る。

【００８１】なお、これら変化特性はデータベース記録
装置１９に蓄積されている。

【００８２】 図２（ｃ）に示すように制御開始時で
は、△ＦＬｍａｘに対応した最適前オゾン注入率Ｒｍａ
が不明なので、データベース記録装置１９に蓄積された
各種水質データとＦＬ１とからフィードフォアード（Ｆ
Ｆ）制御によって前オゾン注入率の初期値Ｒｊが設定さ
れる。

【００８３】 このとき得られる相対蛍光強度差△Ｆ
Ｌｊは、△ＦＬｍａｘではない可能性があるので前オゾ
ン注入率Ｒを段階的に増減させて、各前オゾン注入率Ｒ
と△ＦＬの関係をデータベース記録装置１９の中に記録
し、近似曲線（関数）を作成する。

【００８４】オゾン注入率演算装置１８は、データベー
ス記録装置１９上に作成された近似曲線から△ＦＬが最
大値（△ＦＬｍａｘ）となる最適前オゾン注入率Ｒｍａ
をフィードフォアード（ＦＢ）制御により求めることが
できる。なお、前オゾン注入率の増減幅は任意に設定可
能である。詳細なロジックを〜に示す通りである。

【００８５】 前オゾン注入率の初期値が最適オゾン
注入率に対して不足の場合（Ｒｊ）、前オゾン注入率Ｒ
を減少させると対応する△ＦＬは減少する。

【００８６】前オゾン注入率Ｒｊに対してオゾン注入率
を減じてＲｉ１とした場合、対応する△ＦＬは△ＦＬｊ
から△ＦＬｉ１になり、△ＦＬｊ＞△ＦＬｉ１である。

【００８７】この場合、前オゾン注入率ＲをＲｊより増
加させるべきと判断できるため、前オゾン注入率Ｒ＝Ｒ
ｋ１とし対応する△ＦＬｋ１が得られる。

【００８８】順次、前オゾン注入率をＲｋ２、Ｒｋ３、
‥‥、Ｒｋｎ（ｎ整数）、と増加させると、それらに対
応する各△ＦＬ、つまり△ＦＬｋ２、△ＦＬｋ３、‥
‥、△ＦＬｋｎが得られる。

【００８９】 このように得られた各前オゾン注入率
Ｒと△ＦＬの関係をデータベース記録装置１９の中に蓄
積し、図２（ｃ）に示すような近似曲線を作成しその最
大値（△ＦＬｍａｘ）を求め、それに対応する前オゾン
注入率が最適前オゾン注入率Ｒｍａとなる。

【００９０】 図２（ｄ）に示したように、前オゾン
注入率の初期値が最適オゾン注入率に対して過剰の場合
（Ｒｐ）、前オゾン注入率Ｒを増加させると対応する△
ＦＬは減少する。前オゾン注入率Ｒｐに対してオゾン注
入率を増加させてＲｈ１とした場合、対応する△ＦＬは
△ＦＬｐから△ＦＬｈ１になり、△ＦＬｐ＞△ＦＬｈ１
である。

【００９１】この場合、前オゾン注入率ＲをＲｐより減
少させるべきと判断できるため、前オゾン注入率Ｒ＝Ｒ
ｓ１とし対応する△ＦＬｓ１が得られる。

【００９２】順次、前オゾン注入率をＲｓ２、Ｒｓ３、
‥‥、Ｒｓｎ（ｎ整数）、と減少させると、それらに対
応する各△ＦＬ、つまり△ＦＬｓ２、△ＦＬｓ３、‥
‥、△ＦＬｓｎが得られる。

【００９３】上記と同様にして図２（ｄ）のように、
最適前オゾン注入率Ｒｍａを求めることができる。

【００９４】 図２（ｅ）に示すように原水の水質変
動やＰＡＣ添加率の変更に伴い、各前オゾン注入率Ｒと
ΔＦＬの関係が、近似曲線１から近似曲線２のように変
化した場合でも上記〜の制御動作を繰り返すことに
より、新たなΔＦＬｍａｘに対応した最適前オゾン注入
率Ｒｍａが求めることができる。

【００９５】上記〜はオゾン注入率演算装置１８に
おける最適前オゾン注入率Ｒｍａを求める演算ロジック
の基本部分であるが、過去の前オゾン注入率ＲとΔＦＬ
の関係及びその近似曲線がデータベース記録装置１９に
順次蓄積されていくため、オゾン注入率演算装置１８と
データベース記録装置１９が連動した学習効果により制
御精度高まり、応答時間が早くなっていく。

【００９６】なお、ＦＬ１及びＦＬ２の測定値、ΔＦＬ
の最大値（ΔＦＬｍａｘ）及びその値を示す前オゾン注
入率は被処理水質の性状及び凝集剤添加率によって異な
ってくるが、本実施例ではＦＬ１は２０〜５０、ΔＦＬ
（相対蛍光強度の差）の値は２〜６程度、そのときの前
オゾン注入率は０．３〜１ｍｇ／Ｌの範囲に入ることが
多い。

【００９７】オゾン発生量演算装置２０では、前記のよ
うに被処理水良計１５の測定値Ｑ１、発生オゾン濃度計
１６の測定値Ｐｉｎと、送気ガス量計１７の測定値Ｑｇ
とが入力されており、最適前オゾン注入率Ｒｍａから最
適オゾン発生量Ｄｍａを順次演算・更新しており、オゾ
ン発生設備１４に出力している。オゾン発生設備１４で
は最適オゾン発生量Ｄｍａに基づき前オゾン処理のため
のオゾン発生を行い、前オゾン処理工程９にて前オゾン
処理が行われる。

【００９８】このように殺藻及凝集性の改善が図るため
の最適な前オゾン注入制御が、常時実施されている。

【００９９】なお、図９（ａ）に示した従来の通常処理
において、前塩素処理工程部２にて除去した鉄・マンガ
ン等の無機物、アンモニア性窒素は、後オゾン処理工程
部７及びＢＡＣ処理工程部８で除去を行うため、本実施
例において特に問題となることはない。

【０１００】以上説明したように、実施例１と同様な効
果が得られる。

【０１０１】次に、本発明における第３の実施形態を、
図４を参照して説明する。

【０１０２】図４において、水質制御システムは、凝集
処理工程部３と、沈殿処理工程部４と、前オゾン処理工
程部９と、前オゾン処理工程部９の直後に設置された蛍
光センサー１０と、凝集処理工程部３に設置された蛍光
センサー１１と、凝集剤添加設備１２と、オゾン発生設
備１４と、被処理水量計１５と、発生オゾン濃度計１６
と、送気ガス量計１７と、凝集剤添加率演算機能を備え
た制御装置２１と、から構成されている。

【０１０３】次に、本実施例の作用について示す。な
お、図９（ｂ）に示す従来の高度処理と同じ構成要素で
ある着水井１及び砂ろ過処理工程５以降の図示、実施例
１と同じ構成要素の詳細な説明は省略する。

【０１０４】本実施例は、実施例１の最適前オゾン注入
率制御機能に付加して凝集剤添加率の制御も統括して行
うものであり、制御装置２１にて最適前オゾン注入率Ｒ
ｍａを求める制御ロジックは、実施例１と同様であるた
め詳細な説明は省略する。

【０１０５】実施例１における最適前オゾン注入率制御
は、凝集処理工程３における凝集性を最大限向上させる
のには非常に効果てきであるが、凝集不良が起こらない
条件下では浮遊物質やコロイド等の除去量は凝集剤添加
率に依存する。

【０１０６】実施例１では、凝集剤添加率はオペレータ
ーの手入力に設定されており、その設定値もジャーテス
トやオペレータの経験値に頼っている。

【０１０７】原水の水質変動が生じた場合、濁度や有機
物負荷に応じて凝集処理工程３における凝集剤添加率Ｃ
を適宜増減できれば、凝集処理水の水質を安定させるこ
とができる。

【０１０８】次に凝集剤添加率演算機能を備えた制御装
置２１の作用について説明する。

【０１０９】制御装置２１には、制御装置１３と同等の
計測値が入力されており、前オゾン処理水の相対蛍光強
度ＦＬ１及び凝集剤添加直後の相対蛍光強度ＦＬ２、被
処理水量計１５の測定値Ｑ１、発生オゾン濃度計１６の
測定値Ｐｉｎと、送気ガス量計１７の測定値Ｑｇ、凝集
剤添加量Ｇ、とが入力されおり、最適前オゾン注入率Ｒ
ｍａ、最適オゾン発生量Ｄｍａ、凝集剤添加率Ｃ及び最
適凝集剤添加率Ｃａ、データの蓄積（データベースの構
築）など種々の演算及び制御が行われる。

【０１１０】制御装置２１のには、相対蛍光強度の残存
率Ｔｆ１、前オゾン注入率Ｒ、凝集剤添加率Ｃとの関係
（相関式）がデータベースとして蓄積されており、ま
た、相対蛍光強度の除去目標値ＦＬｃｏが設定されてい
る。

【０１１１】図５は、前オゾン処理なし（注入率０）の
場合における凝集剤添加率Ｃと相対蛍光強度ＦＬ０の関
係、最適前オゾン注入率制御を行った場合（注入率Ｒｍ
ａ）における凝集剤添加率Ｃと相対蛍光強度ＦＬ１との
関係をそれぞれ示す。

【０１１２】図５に示すように最適前オゾン処理による
相対蛍光強度差△ＦＬｚ（＝ＦＬ０−ＦＬ１）は、初期
値（凝集剤添加率Ｃ＝０の時の△ＦＬｚ）を△ＦＬｚ０
とすると、凝集剤添加率Ｃの増加と共に、その差△ＦＬ
ｚｃ（任意の凝集剤添加率Ｃにおける△ＦＬｚ）が大き
くなることが確認されている。

【０１１３】つまり、最適前オゾン注入率制御により、
同一凝集剤添加率における凝集効果が向上していること
が分かる。

【０１１４】 △ＦＬｚ＝ＦＬ０−ＦＬ１ ‥‥（１） △ＦＬｚ０≦ＦＬｚｃ ‥‥（２） 次に、最適前オゾン処理後（注入率Ｒｍａ）における凝
集剤添加率Ｃと相対蛍光強度の残存率Ｔｆ１との関係を
（３）式に示す。

【０１１５】 Ｔｆ１（％）＝ｅｘｐ（−Ｂ＊Ｃ）＊１００ ‥‥（３） 従って、最適前オゾン処理を行った後、凝集剤添加後に
おける相対蛍光強度の予測値ＦＬｄは、以下のように計
算される。

【０１１６】 図６（ａ）は、凝集剤添加率による相対蛍光強度の予測
値を示したものであり、相対蛍光強度の除去目標値ＦＬ
ｃｏに対して、最適前オゾン処理水の相対蛍光強度ＦＬ
１をＦＬｃｏにまで除去する必要な最適凝集剤添加率の
目標値Ｃｆが、（４）式にＣ＝Ｃｆを代入して変形した
（５）式に示すような相関式用いてをフィードフォアー
ド制御により求められている。

【０１１７】 Ｃｆ＝−Ｌｎ（ＦＬｃｏ／ＦＬ１）／Ｂ ‥‥（５） 制御装置２１ではこのように求められた最適凝集剤添加
率の目標値Ｃｆを実際の添加量Ｇｆに変換して凝集剤添
加設備１２に出力し、凝集剤添加設備１２から凝集処理
工程３へ凝集剤の添加が実施される。

【０１１８】ただし、図６（ｂ）に示したようにフィー
ドフォアード制御により求た最適凝集剤添加率の目標値
ＣｆがＣａに対して、多少少ない場合（Ｃｆ１）や多い
場合（Ｃｆ２）もあるので、凝集剤添加直後の相対蛍光
強度ＦＬ２を指標としたフィードバック制御により凝集
剤添加率の補正を行い最適凝集剤添加率Ｃａを求め、そ
れに応じてＧｆを最適添加量Ｇａに補正する。

【０１１９】前記のように最適前オゾン注入率制御を実
施して凝集性を最大限に高め、凝集剤添加率Ｃに関して
は最適前オゾン処理水（注入率Ｒｍａ）の相対蛍光強度
ＦＬ１を指標にフィードフォアード（ＦＦ）制御と、凝
集剤添加前後の相対蛍光強度ＦＬ２を指標としたフィー
ドフォアード（ＦＢ）制御の複合制御を行う。

【０１２０】なお、制御装置２１では、最適前オゾン注
入率Ｒｍａを求める演算ロジック及、過去の前オゾン注
入率Ｒと△ＦＬの関係及びその近似曲線、凝集剤添加率
Ｃｆ、Ｃａの演算結果が順次蓄積されていくため、制御
装置２１の学習効果により制御精度高まり、応答時間が
早くなっていく。

【０１２１】以上説明したように実施例１の効果に付加
して、過不足のない凝集剤添加制御が行えると共に、最
適前オゾン制御の効果により凝集性がより高まるため、
同等の凝集除去効果を得るのに必要な凝集剤の低減が行
える。

【０１２２】次に、本発明における第４の実施の形態
を、図７を参照して説明する。本実施例は図７におい
て、水質制御システムは、凝集処理工程部３と、沈殿処
理工程部４と、前オゾン処理工程部９と、前オゾン処理
工程部９の直後に設置された蛍光センサー１０と、凝集
処理工程部３に設置された蛍光センサー１１と、凝集剤
添加設備１２と、オゾン発生設備１４と、被処理水量計
１５と、発生オゾン濃度計１６と、送気ガス量計１７
と、オゾン注入率演算装置１８、データベース記録装置
１９、オゾン発生量演算装置２０、凝集剤添加率演算装
置２２、とから構成されている。

【０１２３】以上説明したように、本実施例は図３に示
す実施例２において、凝集剤添加率演算装置２２が付加
された構成となっている。

【０１２４】次に本明の作用について示す。従来例や実
施例１〜３と同じ構成要素の詳細な説明は省略する。本
実施例は、実施例２の最適前オゾン注入率制御機能に付
加して凝集剤添加率の制御も統括して行うものであり、
オゾン注入率演算装置１８にて最適前オゾン注入率Ｒｍ
ａを求める制御ロジック及びオゾン発生量演算装置２０
の作用は、実施例２と同様であるため詳細な説明は省略
する。

【０１２５】次に凝集剤添加率演算装置２２の作用につ
いて説明する。

【０１２６】凝集剤添加率演算装置２２には凝集剤添加
量Ｇが直接、オゾン注入率演算装置１８経由で前オゾン
処理水の相対蛍光強度ＦＬ１及び凝集剤添加直後の相対
蛍光強度ＦＬ２が、オゾン発生量演算装置２０経由で被
処理水量計１５の測定値Ｑ１が、それぞれ入力されお
り、凝集剤添加率Ｃ及び最適凝集剤添加率Ｃａ、各種水
質データの蓄積（データベースの構築）など種々の演算
及び制御が行われる。

【０１２７】データベース記録装置１９には、相対蛍光
強度の残存率Ｔｆ１、前オゾン注入率Ｒ、凝集剤添加率
Ｃとの関係（相関式）がデータベースとして蓄積されて
おり、凝集剤添加率演算装置２２には、相対蛍光強度の
除去目標値ＦＬｃｏが設定されている。

【０１２８】図５は、前オゾン処理なし（注入率０）の
場合における凝集剤添加率Ｃと相対蛍光強度ＦＬ０関
係、最適前オゾン注入率制御を行った場合（注入率Ｒｍ
ａ）における凝集剤添加率Ｃと相対蛍光強度ＦＬ１との
関係をそれぞれ示す。

【０１２９】図５に示すように最適前オゾン処理による
相対蛍光強度差△ＦＬｚ（＝ＦＬ０−ＦＬ１）は、初期
値（凝集剤添加率Ｃ＝０の時の△ＦＬｚ）を△ＦＬｚ０
とすると、凝集剤添加率Ｃの増加と共に、その差△ＦＬ
ｚｃ（任意の凝集剤添加率Ｃにおける△ＦＬｚ）が大き
くなることが確認されている。

【０１３０】つまり、最適前オゾン注入率制御により、
同一凝集剤添加率における凝集効果が向上していること
が分かる。

【０１３１】 △ＦＬｚ＝ＦＬ０−ＦＬ１ ‥‥（１） △ＦＬｚ０≦ＦＬｚｃ ‥‥（２） 次に、最適前オゾン処理後（注入率Ｒｍａ）における凝
集剤添加率Ｃと相対蛍光強度の残存率Ｔｆ１との関係を
（３）式に示す。

【０１３２】 従って、最適前オゾン処理を行った後、凝集剤添加後に
おける相対蛍光強度の予測値ＦＬｄは、以下のように計
算される。

【０１３３】 ＦＬｄ＝ＦＬ１＊ｅｘｐ（−Ｂ＊Ｃ） ‥‥（４） 図６（ａ）は、凝集剤添加率による相対蛍光強度の予測
値を示したものであり、相対蛍光強度の除去目標値ＦＬ
ｃｏに対して、最適前オゾン処理水の相対蛍光強度ＦＬ
１をＦＬｃｏにまで除去する必要な最適凝集剤添加率の
目標値Ｃｆが、（４）式にＣ＝Ｃｆを代入して変形した
（５）式に示すような相関式用いてをフィードフォアー
ド制御により求められている。

【０１３４】 Ｃｆ＝−Ｌｎ（ＦＬｃｏ／ＦＬ１）／Ｂ ‥‥（５） 凝集剤添加率演算装置２２ではこのように求められた最
適凝集剤添加率の目標値Ｃｆを実際の添加量Ｇｆに変換
して凝集剤添加設備１２に出力し、凝集剤添加設備１２
から凝集処理工程３へ凝集剤の添加が実施される。

【０１３５】ただし、図６（ｂ）に示したようにフィー
ドフォアード制御により求た最適凝集剤添加率の目標値
ＣｆがＣａに対して、多少少ない場合（Ｃｆ１）や多い
場合（Ｃｆ２）もあるので、凝集剤添加直後の相対蛍光
強度ＦＬ２を指標としたフィードバック制御により凝集
剤添加率の補正を行い最適凝集剤添加率Ｃａを求め、そ
れに応じてＧｆを最適添加量Ｇａに補正する。

【０１３６】前記のように最適前オゾン注入率制御を実
施して凝集性を最大限に高め、凝集剤添加率Ｃに関して
は最適前オゾン処理水（注入率Ｒｍａ）の相対蛍光強度
ＦＬ１を指標にフィードフォアード（ＦＦ）制御と、凝
集剤添加前後の相対蛍光強度ＦＬ２を指標としたフィー
ドフォアード（ＦＢ）制御の複合制御を行う。

【０１３７】なお、データベース記録装置１９には、最
適前オゾン注入率Ｒｍａを求める演算ロジック及、過去
の前オゾン注入率Ｒと△ＦＬの関係及びその近似曲線、
凝集剤添加率Ｃｆ、Ｃａの演算結果が順次蓄積されてい
くため、オゾン注入率演算装置１８及び凝集剤添加率演
算装置２２の学習効果により制御精度高まり、応答時間
が早くなっていく。

【０１３８】以上説明したように実施例２の効果に付加
して、過不足のない凝集剤添加制御が行えると共に、最
適前オゾン制御の効果により凝集性がより高まるため、
同等の凝集除去効果を得るのに必要な凝集剤の低減が行
える。

【０１３９】次に、本発明における第５の実施形態を、
図８を参照して説明する。

【０１４０】図８において、水質制御システムは、凝集
処理工程部３と、沈殿処理工程部４と、前オゾン処理工
程部９と、蛍光センサー１０と、凝集剤添加設備１２
と、制御装置１３と、オゾン発生設備１４と、被処理水
量計１５と、発生オゾン濃度計１６と、送気ガス量計１
７と、採水切替装置２３とから構成されている。

【０１４１】図８に示したように、本実施例は実施例１
に対して、蛍光センサー２３を省略して採水切替装置２
３を付加し、前オゾン処理工程９直後の相対蛍光強度Ｆ
Ｌ１と、凝集処理工程３直後の相対蛍光強度ＦＬ２とを
１台の蛍光センサー１１にて計測する構成である。

【０１４２】次に本明の作用について示す。従来例や実
施例１〜４と同じ構成要素の詳細な説明は省略する。

【０１４３】蛍光センサー１１には、前オゾン処理工程
部９の試料水と凝集処理工程部３の試料水が独立して送
水されており、採水切替装置２３にて一定の周期モード
により交互に試料水を切替て相対蛍光強度ＦＬ１及びＦ
Ｌ２の測定を行う。

【０１４４】もちろん、蛍光センサー１１による測定動
作は採水切替装置２３と連動しており、測定識別信号
ａ、ｂのやり取りにより試料水の混合や誤測定（試料水
の取り違い）を防止している。

【０１４５】蛍光センサー１１にて測定されたＦＬ１及
びＦＬ２はそれそれ測定識別信号ａ、ｂを含んで制御装
置１３に出力され、実施例１と同様の制御動作が実施さ
れる。

【０１４６】上記以外の作用は、実施例１と同一なため
省略する。

【０１４７】以上説明したように実施例１〜４の効果に
付加して、蛍光センサーが１台にて同等の制御が実施で
きるため、本実施例を導入するための初期コストが低減
できる。

【０１４８】以上説明したように、本発明では、最適前
オゾン注入制御により凝集性を阻害する藻類を除去する
とともに、オゾンがコロイド粒子表面に作用してゼータ
電位を低下させ凝集性を改善する効果が最大限に発揮さ
せることができ、凝集沈殿水の水質が改善するため、砂
ろ過処理工程以降の負荷が低減できる。また、凝集処理
前後の蛍光強度を指標とした前オゾン注入制御により、
凝集阻害を引き起こす藻類の除去、コロイド粒子表面の
改質等による凝集性の改善を効果的に行い、水質向上を
はかることができる。

【０１４９】また、有機物やトリハロメタン前駆物質と
の相関が強い蛍光強度が効果的に低減できるため、実際
に生成されるトリハロメタン量も低減することができ
る。

【０１５０】さらに、前オゾン注入の過不足による処理
水質の低下を防止することができ、オゾン過剰注入によ
るランニングコスト（オゾン発生及び排オゾン処理）を
低減することができる。

【０１５１】また、最適前オゾン注入制御により、殺藻
及凝集性の改善が図られる。

【０１５２】また、過不足のない凝集剤添加制御が行え
ると共に、最適前オゾン制御の効果により凝集性がより
高まるため、同等の凝集除去効果を得るのに必要な凝集
剤の低減が行える。前オゾン注入制御と凝集剤添加制御
を統括して行うことにより、同等の処理効果が得られる
凝集剤添加率を引き下げることができ、凝集剤のコスト
削減が実現できる。

【０１５３】また、凝集剤を添加する前の水と後の水と
の間で採水を切り替える採水切替装置２３を備えること
により、蛍光センサーが１台にて同等の制御が実施でき
るため、初期コストが低減できる。

【０１５４】また、制御装置１３は、凝集剤を添加する
前と後との間の蛍光強度の差が最大となるように前オゾ
ン注入率を求めるようにすることにより、凝集効果が最
大なる判断基準を具体的に規定し、制御手法の具体化が
行うことができる。

【０１５５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の構成によ
れば、前オゾン処理による凝集性の最適ポイントを凝集
処理前後の蛍光強度差から把握し、前オゾン注入率を最
適に制御可能にする水質制御システムを提供することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態を示す構成図。

【図２】前オゾン注入率による典型的な△ＦＬの変化特
性図（ａ）、前オゾン注入率による典型的な△ＦＬの変
化特性図（ｂ）、△ＦＬｍａｘを求める制御アルゴリズ
ムの模式図（ｃ）、△ＦＬｍａｘを求める制御アルゴリ
ズムの模式図（ｄ）、△ＦＬｍａｘを求める制御アルゴ
リズムの模式図（ｅ）。

【図３】本発明の第２の実施形態を示す構成図。

【図４】本発明の第３の実施形態を示す構成図。

【図５】最適前オゾン処理有無による相対蛍光強度と凝
集剤添加率との関係を表した図。

【図６】凝集剤添加率と相対蛍光強度の予測値の関係を
示した図（ａ）、ＦＦ制御及びＦＢ制御により凝集剤添
加率の補正の概念図（ｂ）。

【図７】本発明の第４の実施形態を示す構成図。

【図８】本発明の第５の実施形態を示す構成図

【図９】従来の前塩素処理法による浄水プロセスフロー
を示したブロック図（ａ）と従来の高度浄水処理プロセ
スフローを示したブロック図（ｂ）。

【符号の説明】

１ 着水井 ２ 前オゾン処理工程 ３ 凝集処理処理工程 ４ 沈殿処理工程 ５ 砂ろ過処理工程、 ６ 後塩素処理工程 ７ 後オゾン処理工程 ８ ＢＡＣ処理工程 ９ 前オゾン処理工程 １０ 蛍光センサー １１ 蛍光センサー １２ 凝集剤添加設備 １３ 制御装置 １４ オゾン発生設備 １５ 被処理水量計 １６ 発生オゾン濃度計 １７ 送気ガス量計 １８ オゾン注入率演算装置 １９ データベース記録装置 ２０ オゾン発生量演算装置 ２１ 制御装置 ２２ 凝集剤添加率演算装置 ２３ 採水切替装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 村 山 清 一 東京都府中市東芝町１番地 株式会社東芝 府中事業所内 (72)発明者 金 子 政 雄 東京都府中市東芝町１番地 株式会社東芝 府中事業所内 (72)発明者 阿 部 法 光 東京都府中市東芝町１番地 株式会社東芝 府中事業所内 (72)発明者 鈴 木 節 雄 東京都府中市東芝町１番地 株式会社東芝 府中事業所内 (72)発明者 平 本 昭 東京都府中市東芝町１番地 株式会社東芝 府中事業所内 (72)発明者 工 藤 寿 雪 東京都府中市東芝町１番地 株式会社東芝 府中事業所内 (72)発明者 林 巧 東京都府中市東芝町１番地 株式会社東芝 府中事業所内 (72)発明者 中 井 達 也 東京都府中市東芝町１番地 株式会社東芝 府中事業所内 (72)発明者 居 安 巨太郎 東京都府中市東芝町１番地 株式会社東芝 府中事業所内 Ｆターム(参考） 2G043 AA01 BA09 BA14 CA03 DA05 EA01 NA01 4D015 BA12 BA19 CA14 DA04 DA06 DA12 DA40 EA03 FA01 FA24 4D050 AA02 AB06 BB02 BD03 BD08 CA16

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被処理水にオゾンを注入する前オゾン処理
   工程部と、 前記前オゾン処理工程部でオゾンを注入された水に凝集
   剤を添加する凝集処理工程部と、 前記凝集剤を添加する前と後との間の蛍光強度の差を検
   出する蛍光強度差検出手段と、 前記蛍光強度差検出手段による検出信号に基づいて、前
   記凝集剤による凝集効果が最大となるように前記前オゾ
   ン処理工程部における前オゾン注入率を求める制御手段
   と、 前記制御手段で求めた前記オゾン注入率で、前記前オゾ
   ン処理工程部においてオゾンを注入するオゾン発生手段
   と、を備えることを特徴とする水質制御システム。
2. 【請求項２】前記蛍光強度差検出手段は、 前記前オゾン処理工程部でオゾンを注入された水の蛍光
   強度を検出する第１蛍光センサーと、 前記凝集処理工程部で凝集剤を添加された水の蛍光強度
   を検出する第２蛍光センサーとを有することを特徴とす
   る請求項１に記載の水質制御システム。
3. 【請求項３】前記制御手段は、前記凝集処理工程部で添
   加される凝集剤の添加率を演算するを凝集剤添加率演算
   機能を有することを特徴とする請求項１に記載の水質制
   御システム。
4. 【請求項４】前記制御手段は、前記凝集処理工程部で添
   加される凝集剤の添加率と、前記凝集剤を添加する前と
   後との間の蛍光強度の差と、前記前オゾン処理工程部に
   おける前オゾン注入率との間で得られた関係データを記
   録したデータベースを有し、 前記制御手段は、前記データベースを参照して、前記蛍
   光強度差検出手段による検出信号に基づいて、前記前オ
   ゾン注入率を求めることを特徴とする請求項１に記載の
   水質制御システム。
5. 【請求項５】前記凝集剤を添加する前の水と後の水との
   間で採水を切り替える採水切替手段を備え、 前記蛍光強度差検出手段は、前記採水切替手段によって
   切り替えられた前記凝集剤を添加する前の水と後の水の
   蛍光強度を検出する単一の蛍光センサーを有することを
   特徴とする請求項１に記載の水質制御システム。
6. 【請求項６】前記制御手段は、前記凝集剤を添加する前
   と後との間の蛍光強度の差が最大となるように前記前オ
   ゾン注入率を求めることを特徴とする請求項１に記載の
   水質制御システム。