JP2007007601A - 浄水処理方法及び浄水処理システム - Google Patents

Abstract

【課題】濾過効率を安定させることができる浄水処理方法及び浄水処理システムを提供する。
【解決手段】本発明は、河川水等の原水を貯留するための貯水槽１と、貯水槽１から導入された原水に含まれる濁質等の不純物を凝集剤等の薬品によって凝集沈殿させることにより、不純物を除去するための除濁装置２と、除濁装置で除濁処理された処理水を濾過するための濾過装置３と、薬品を原水に添加するための薬品添加部と、除濁装置２内で凝集沈殿した不純物を除濁装置２外に排泥するための排泥部とを有する浄水処理システムであって、貯水槽１から除濁装置２に導入される原水の濁度及び流量をリアルタイムに測定し、これらの濁度及び流量の測定値に基づいて、薬品添加部による薬品添加量及び排泥部による排泥量の少なくとも何れかを自動制御するための自動制御部４を備えている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、浄水処理方法及び浄水処理システムに関する。

近年、河川水等の原水に浄化処理を施す浄水処理方法としては、例えば、原水に凝集剤等の薬品を添加し、この原水に含まる不純物を凝集沈殿させて排泥する除濁工程と、この除濁工程で除濁処理された処理水を濾過する濾過工程とを有し、上記薬品添加量を除濁工程に導入される原水の流量によって制御する技術がある（例えば、特許文献１参照）。また、これに関連する技術として特許文献２には、除濁工程から導出される処理水の濁度によって薬品添加量を制御する発明が開示されている。
特公平７−２９１０１号 特開２００３−９３８０６号公報

しかしながら、原水が降雨等の影響を受けると、流量に変化がない場合であっても濁度は変化し、原水に含まれる濁質等の不純物量は大きく変動してしまう。このため、除濁工程におけるフロックの形成が増減し、沈降速度が不安定となる。従って、不純物の凝集沈殿処理及び排泥処理等の除濁処理を適切に制御することが困難となり、濾過工程における濾過効率が安定しないという問題があった。

また、特許文献２に記載の発明のように、除濁工程から導出される処理水の濁度によって薬品添加量を制御する場合には、除濁工程に導入される不純物量を薬品添加量及び排泥量に直接反映させるものではないため、必ずしも除濁処理を適切に制御することにはならず、濾過工程において同様の問題があった。

そこで、本発明は、濾過効率を安定させることができる浄水処理方法及び浄水処理システムを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は、河川水等の原水に凝集剤等の薬品を添加し、前記原水に含まる濁質等の不純物を凝集沈殿させて排泥する除濁工程と、該除濁工程で除濁処理された処理水を濾過する濾過工程と、を有する浄水処理方法であって、前記除濁工程に導入される前記原水の濁度及び流量をリアルタイムに測定し、これらの濁度及び流量の測定値に基づいて、前記除濁工程における薬品添加量及び排泥量の少なくとも何れかを自動制御することとする。このような構成によれば、除濁工程における不純物の凝集沈殿処理及び排泥処理の少なくとも何れかを適切に制御することができ、その結果、濾過工程における濾過効率を安定させることが可能となる。

また、本発明の浄水処理方法において、前記濁度の測定値と前記流量の測定値との乗算値から前記不純物の量を算出し、この不純物の量に応じて前記薬品添加量及び前記排泥量の少なくとも何れかを自動制御することとする。

また、本発明は、河川水等の原水を貯留するための貯水槽と、前記貯水槽から導入された原水に含まれる濁質等の不純物を凝集剤等の薬品によって凝集沈殿させることにより、前記不純物を除去するための除濁装置と、前記除濁装置で除濁処理された処理水を濾過するための濾過装置と、前記薬品を前記原水に添加するための薬品添加部と、前記除濁装置内で凝集沈殿した前記不純物を前記除濁装置外に排泥するための排泥部とを有する浄水処理システムであって、前記貯水槽から前記除濁装置に導入される原水の濁度及び流量をリアルタイムに測定し、これらの濁度及び流量の測定値に基づいて、前記薬品添加部による薬品添加量及び前記排泥部による排泥量の少なくとも何れかを自動制御するための自動制御部を備えたこととする。なお、前記濁度の測定対象としては、前記貯水槽と前記除濁装置との間を流れる原水を測定対象としてもよいが、前記貯水槽に貯留されている原水を測定対象とすることが好ましい。このような構成によれば、除濁装置における不純物の凝集沈殿処理及び排泥処理を適切に制御することができ、その結果、濾過装置における濾過効率を安定させることが可能となる。

また、本発明の浄水処理システムにおいて、前記自動制御部は、前記濁度の測定値と前記流量の測定値との乗算値から前記不純物量を算出し、この不純物量に応じて前記薬品添加部による薬品添加量及び前記排泥部による排泥量の少なくとも何れかを自動制御することとする。

本発明によれば、浄水処理における濾過効率を安定させることができる。

以下、本発明の浄水処理方法及び浄水処理システムについて説明する。
図１は、本発明の一実施形態おける浄水処理システム１０を示す概略構成図である。図１に示すように、浄水処理システム１０は、河川水や工業用水等の原水を貯留する貯水槽１と、除濁装置２と、濾過装置３と、自動制御部４とを備えており、さらには貯水槽１で貯留された原水を除濁装置２に導入するための原水導入バルブ５と、貯水槽１から除濁装置２に導入される原水の濁度を測定する濁度計６と、除濁装置２に導入される原水の流量を測定する流量計７と、少なくとも凝集剤（例えば、ポリ塩化アルミニウム等）及びフロック助剤（例えば、アクリル酸系ポリマー等）を収容する薬品タンク８と、凝集剤を原水に添加する薬品注入ポンプ９ａと、フロック助剤を原水に添加する薬品注入ポンプ９ｂと、除濁装置２で凝集沈殿したフロック（泥分の集まり）を除濁装置２外に排出する排泥バルブ１１とを備えている。なお、薬品タンク８及び薬品注入ポンプ９ａ，９ｂが本発明の薬品添加部に相当し、排泥バルブ１１が本発明の排泥部に相当する。

貯水槽１に貯留された原水は、原水導入バルブ５を介して除濁装置２に導入される。この除濁装置２は、原水に含まれる濁質等の不純物を凝集沈殿させて排泥処理するための装置であり、本実施形態ではスラリー循環型の強制沈殿除濁装置を用いている。この型の除濁装置２は、添加された薬品の急速攪拌、フロックの形成、及びスラリーと清澄水との分離が１つの槽内で行われる構造となっている。すなわち、除濁装置２に導入される原水は、薬品注入ポンプ９ａを介して凝集剤が添加された後、第一反応室２１に流入する。流入した原水は第一反応室２１において凝集剤とともに急速攪拌され、これによりフロックが形成される。このフロックは原水中の濁質等の不純物を包み込んで成長し、これに伴い沈降速度が増加するので次第に沈降する。フロックは薬品注入ポンプ９ｂを介してフロック助剤が添加されると、さらに大きく成長して堆積する。堆積したフロックは排泥バルブ１１を介して排出される。一方、第一反応室２１から第二反応室２２に流入した原水は、フロックの形成が促進され、沈降速度が増加する。その後、原水は第二反応室２２からスラリー分離室２３に流入し、スラリーと清澄水とに分離される。スラリーはフロックと同様に排泥処理され、清澄水は清澄水部２４を経てその上部側から処理水として溢流する。処理水は濾過装置３に導入されて清水となる。

ところで、貯水槽１から除濁装置２に導入される原水の流量は、原水導入バルブ５の開閉を適宜調節し制御する。また、貯水槽１と除濁装置２との間には、濁度計６及び流量計７が設けられており、これにより除濁装置２に導入される原水の濁度及び流量がリアルタイムに測定される。なお、同図に示す濁度計６は、貯水槽１に貯留されている原水の濁度を測定するように設けられているが、貯水槽１と除濁装置２との間を流れる原水の濁度を測定するように濁度計６を設けてもよい。そして、濁度計６及び流量計７で測定された測定値はいずれも自動制御部４に送信される。自動制御部４では、これらの乗算値に所定の係数を乗じることにより、除濁装置２に流入する不純物量を算出する。上記の濁度及び流量の測定値としては、誤差等の影響を考慮し、各測定値の所定時間における平均値（例えば、濁度の五分間平均値等）を採用することが好ましい。

次に、自動制御部４は、流入した不純物量あるいはその変化率等のデータに基づいて、薬品注入ポンプ９ａ，９ｂの開閉を自動調節し、原水に添加される薬品添加量が最適量となるように補正する。すなわち、除濁装置２に流入する不純物量が増加した場合には、その増加量に応じて薬品添加量を増加させ、他方、不純物量が減少した場合には、その減少量に応じて薬品添加量を減少させるように補正する。また、薬品注入ポンプ９ａ，９ｂの制御方法としては、例えば、薬品注入ポンプ９ａ，９ｂを常時開放して薬品を継続的に添加しつつ、その注入量を適宜調節する方法等がある。なお、原水に添加する薬品としては、上記の凝集剤やフロック助剤のみならず他の薬剤を併用してもよい。

さらに自動制御部４は、上記データに基づいて排泥バルブ１１の開閉を自動調節し、除濁装置２から排出される排泥量が最適量となるように補正する。すなわち、除濁装置２に流入する不純物量が増加した場合には、その増加量に応じて排泥量を増加させ、他方、不純物量が減少した場合には、その減少量に応じて排泥量を減少させるように補正する。また、排泥バルブ１１の制御方法としては、例えば、除濁装置２内で堆積した不純物量が所定量に達した段階で排泥バルブ１１を一時的に開放して排泥する方法や、あるいは排泥バルブ１１を常時開放して排泥しつつ、その排出量を適宜調節する方法等がある。

また、自動制御部４による制御形態としては、例えば、薬品注入ポンプ９ａ，９ｂ、排泥バルブ１１のうちいずれか一方のみを制御するようにしてもよく、あるいは双方を同時若しくは順次に制御するようにしてもよい。なお、自動制御部４による補正の精度及び能率を向上させるためには、不純物量に対する最適な薬品添加量及び排泥量の関係を予め実験や計算で求めてメモリ等に記憶しておき、この関係を参照して薬品添加量及び排泥量を決定すればよい。さらに、これらの関係を季節や天候等に応じてモデル化しておき、その中から適宜選択するようにしてもよい。また、最適な薬品添加量及び排泥量を決定するには、例えば、ＳＶ２０を約２０〜３０％の範囲内で維持管理することが可能か否かを指標とすることが好ましい。なお、ＳＶ２０とはフロックを２０分間静置したときの沈殿汚泥の原液に対する容積比率をいう。

以上のような自動制御により、降雨等の影響を受けて原水の濁度が変化し、或いは除濁装置２内に流入する不純物量が変動したとしても、除濁装置２での除濁処理は適切に行われる。すなわち、原水に含まれる濁質等の不純物量が降雨等の影響を受けて変動した場合には、不純物を凝集沈殿させるために最適な薬品量や排泥量も変動する。しかし、本発明の自動制御部４は、かかる不純物量の変動を薬品添加量や排泥量に反映させて、これらが最適量となるように自動補正する。これにより、除濁装置２でのフロックの形成及び沈降速度（ＳＶ値）が安定し、凝集沈殿処理及び排泥処理等の除濁処理が適切に行われるようになる。除濁処理された処理水は、濾過装置３においても適切に濾過処理されるので、濾過効率は高い値で安定する。

本発明の一実施形態における浄水処理システムを示す概略構成図である。

符号の説明

１ 貯水槽
２ 除濁装置
３ 濾過装置
４ 自動制御部
５ 原水導入バルブ
６ 濁度計
７ 流量計
８ 薬品タンク
９ａ，９ｂ 薬品注入ポンプ
１０ 浄水処理システム
１１ 排泥バルブ

Claims (4)

1. 河川水等の原水に凝集剤等の薬品を添加し、前記原水に含まる濁質等の不純物を凝集沈殿させて排泥する除濁工程と、
   該除濁工程で除濁処理された処理水を濾過する濾過工程と、
   を有する浄水処理方法であって、
   前記除濁工程に導入される前記原水の濁度及び流量をリアルタイムに測定し、これらの濁度及び流量の測定値に基づいて、前記除濁工程における薬品添加量及び排泥量の少なくとも何れかを自動制御することを特徴とする浄水処理方法。
2. 請求項１に記載の浄水処理方法において、
   前記濁度の測定値と前記流量の測定値との乗算値から前記不純物の量を算出し、この不純物の量に応じて前記薬品添加量及び前記排泥量の少なくとも何れかを自動制御することを特徴とする浄水処理方法。
3. 河川水等の原水を貯留するための貯水槽と、
   前記貯水槽から導入された原水に含まれる濁質等の不純物を凝集剤等の薬品によって凝集沈殿させることにより、前記不純物を除去するための除濁装置と、
   前記除濁装置で除濁処理された処理水を濾過するための濾過装置と、
   前記薬品を前記原水に添加するための薬品添加部と、
   前記除濁装置内で凝集沈殿した前記不純物を前記除濁装置外に排泥するための排泥部と、
   を有する浄水処理システムであって、
   前記貯水槽から前記除濁装置に導入される原水の濁度及び流量をリアルタイムに測定し、これらの濁度及び流量の測定値に基づいて、前記薬品添加部による薬品添加量及び前記排泥部による排泥量の少なくとも何れかを自動制御するための自動制御部を備えたことを特徴とする浄水処理システム。
4. 請求項３に記載の浄水処理システムにおいて、
   前記自動制御部は、
   前記濁度の測定値と前記流量の測定値との乗算値から前記不純物量を算出し、この不純物量に応じて前記薬品添加部による薬品添加量及び前記排泥部による排泥量の少なくとも何れかを自動制御することを特徴とする浄水処理システム。