JP2517959B2 - 水処理システム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 A.産業上の利用分野 本発明は、水質処理を行う水処理系統と、この水処理
系統をバイパスするバイパス系統とを備え、これら両系
統からの水を適切な割合で混合することにより必要とす
る水質を得る水処理システムに関し、特にその水処理系
統とバイパス系統の流量を自動的に制御するシステムに
関するものである。

B.発明の概要 本発明は、水質処理を行う水処理系統と、この水処理
系統をバイパスするバイパス系統とを備え、これら両系
統からの水を混合して配水する水処理システムにおい
て、流入する原水の水質が目標水質より大きいとき、水
処理系統によつて処理された処理水と、バイパス系統か
らの原水とを適切な割合で混合するよう水処理系統また
は（そして）バイパス系統の調節弁を操作し、混合水の
水質を目標水質以下とする第１の制御手段と、水質が目
標水質以下のとき、水処理系統の調節弁を操作して同系
統の流量を零とし、原水をバイパス系統を通して直接配
水する第２の制御手段と、水質が目標水質以下であり、
所定の条件のもとで起動されたとき、水処理系統の調節
弁を操作し、配水の水質を目標水質以下に保ちつつ水処
理系統に貯留する水の入替を実施する第３の制御手段と
を設けることにより、水処理システムの配水を自動的に
制御し、操作員の負担を大幅に減らすことを可能とする
ものである。

C.従来の技術 従来の水処理システムの例を第11図に示す。ポンプP
_GOは操作スイツチBS10をオンすることによつて運転し、
原水を取り込んで取水井101に送る。取水井101からの流
量、すなわち取水流量は流量調節弁V₁₀により所定の流
量となるように調節する。その操作は操作スイツチBS20
のオン／オフによつて行い、弁の開度は開度計Z₁₀によ
つて検出し、指示計Z₁Iから読み取る。取水流量は流量
計F₁₀によつて検出し、指示計F₁Iから検出した流量を読
み取る。流量調節弁V₁₀の調節はこの指示計F₁Iの読みを
モニタしながら行う。また、原水の水質計K_GO、K₁₀によ
り検出し、指示計K_GI、K₁Iから検出結果を読み取り、監
視する。

水質計K₁₀は、以降の水処理系統に流入する水の水質
を検出するためのものでも、検出結果は指示計K₁Iから
読み取る。取水井101からの原水は一旦ポンプ井102に貯
留し、その後ポンプP_SO、P_BOにより水処理系統103（A0
点〜B0点まで）とバイパス系統104（C0点〜D0点まで）
とにそれぞれ供給される。これらポンプは操作スイツチ
BS30、BS40によつて運転または停止となる。

ポンプP_SOからの原水は沈澱他105に送り、ここで必要
とする水質が得られるよう水質処理を行う。沈澱池105
の水位は水位計L₂₀により検出し、また水質は水質K₂₀に
より検出する。これら検出結果はそれぞれ指示計L₂I、K
₂Iから読み取る。

沈澱池105からの処理水は一旦配水池106に貯留する。
配水池106の水位は水位計L₃₀により検出し、また水質は
水質計K₃₀により検出する。これら検出結果はそれぞれ
指示計L₃I、K₃Iから読み取る。

配水池106からの処理水は調節弁V₃₀を通つて接合井10
7に流入する。接合井107に流入する処理水の処理は、流
量計F₃₀をモニタしながら、操作スイツチBS50によつて
調節弁V₃₀を操作することにより調節する。この調節弁
の開度は開度計Z₃₀により検出し、指示計Z₃Iから読み取
る。また、流量は指示計F₃Iから読み取る。

一方、ポンプ井102からバイパス系統104に流出した原
水は、ポンプP_BO、流量計F_BO、調節弁V₄₀を通つて接合
井107に流入し、上述した水処理系統からの処理水と混
合する。このときの流量は、操作スイツチBS60によつて
調節弁V₄₀を操作し、流量計F_BOによる検出結果を指示計
F_BIによつてモニタしながら調節する。このとき、調節
弁V₄₀の開度は開度計Z₄₀および指示計Z₄Iによりモニタ
する。

このような水処理系統103とバイパス系統104の流量調
節により、接合井107において両系統からの水を適切な
割合で混合し、目的とする水質を得る。この水質は水質
計K₀₀および指示計K₀Iによつてモニタする。

もし、原水の水質が目標水質より小さいときは、沈澱
池105における処理は不要であるため、調節弁V₃₀を閉
じ、水処理系統103の流量は零とする。

また、この状態で（原水水質＜目標水質）沈澱池105
あるいは配水池106の水の入替を行うときは、調節弁
V₃₀、V₄₀を適切に操作し、原水水質＜目標水質を維持し
つつ水処理系統103に水を流す。

D.発明が解決しようとする問題点 このように従来の水処理システムでは、操作員が種々
の指示計を読み、調節弁により流量を手動調節すること
によつて、目的とする水質を得、さらに必要に応じて沈
澱池あるいは配水地の水の入替を行つていた。ところ
で、水質および流量は時々刻々変化するため、操作員は
常時指示計を監視し、変化に即応して流量を調節する必
要がある。しかし、これは必ずしも容易ではなく、操作
員にとつて大きな負担となつていた。

本発明の目的は、このような問題を解決し、水処理系
の配水を自動的に制御することを可能とし、操作員の負
担を大幅に減少させる水処理システムを提供することに
ある。

E.問題点を解決するための手段 本発明は上記問題を解決するため、水質処理を行う水
処理系統と、この水処理系統をバイパスするバイパス系
統とを備え、これら両系統からの水を混合して配水する
水処理システムにおいて、上記水処理系統に流入する原
水の水質を検出する第１の水質検出手段と、上記水処理
系統の流量を検出する第１の流量検出手段と、上記水処
理系統の流量を調節する第１の流量調節手段と、上記水
質処理後の水質を検出する第２の水質検出手段と、上記
バイパス系統の流量を検出する第２の流量検出手段と、
上記バイパス系統の流量を調節する第２の流量調節手段
と、上記第１の水質検出手段により検出した水質k_iが上
記２つの系統からの水を混合した処理水の目標水質k
_osetより大きいとき、上記第２の流量検出手段により検
出した流量f_bと上記第１の流量検出手段により検出した
流量f₃との比f_b/f₃が、上記水質k_iと、上記第２の水質
検出手段により検出した水質k₃と、上記目標水質k_oset
とによって決まる次式 の値以下となるように上記第１の流量調節手段または
（そして）上記第２の流量調節手段を操作する第１の制
御手段と、上記水質k_iが上記目標水質k_oset以下のと
き、上記第１の流量調節手段を操作して上記流量f₃を零
とする第２の制御手段と、上記水質k_iが上記目標水質k
_oset以下であり、上記水質k₃が上記目標水質k_osetより
小さいとき、上記流量f₃が、上記２つの系統からの水を
混合した処理水の目標流量f_oset以下となるよう上記第
１の流量調節手段を操作し、上記水質k_iが上記目標水質
k_oset以下であり、上記水質k₃が上記目標水質k_oset以下
のとき、上記流量f₃が、流量f_b、f₃、上記水質k_i、k₃、
k_oによつて決まる次式 の値以下となるよう上記第１の流量調節手段を操作する
第３の制御手段と、上記第２の制御手段または上記第３
の制御手段のいずれか一方を選択して動作させる制御選
択手段とを備えたことを特徴とする。

F.作用 上記水質k_iが上記目標水質k_osetより大きいとき、上
記第１の制御手段は、上記第２の流量検出手段により検
出した流量f_bと上記第１の流量検出手段により検出した
流量f₃との比f_b/f₃が、上記水質k_iと、上記水質k₃と、
上記目標水質k_osetとによつて決まる（ａ）式の値以下
となるように上記第１の流量調節手段または（そして）
上記第２の流量調節手段を操作する。この操作により原
水は目標水質k_oset以下の水質となつて、配水される。

一方、上記水質k_iが上記目標水質k_oset以下のとき、
上記第２の制御手段が上記制御選択手段によつて起動さ
れた場合には、この制御手段は上記第１の流量調節手段
を操作して上記流量f₃を零とする。この場合には原水の
処理は不要であるため、原水は上記バイパス系統を通つ
て直接配水される。

上記水質k_iが上記目標水質k_oset以下であり、上記第
３の制御手段が上記制御選択手段によつて起動された場
合には、この制御手段は上記水質k₃に応じて次のように
制御を実施する。

すなわち、上記水質k₃が上記目標水質k_osetより小さ
いときは、上記流量f₃が、上記目標流量f_oset以下とな
るよう上記第１の流量調節手段を操作し、 上記水質k₃が上記目標水質k_oset以上のときは、上記
流量f₃が、流量f_b、f₃、水質k_i、k₃、k_Oによつて決まる
（ｂ）式の値以下となるよう上記第１の流量調節手段を
操作する。水質k₁が目標水質k_oset以下のときは水処理
系統によつて原水を処理する必要はないが、第３の制御
手段による上記操作により水処理系統に貯留する水を入
れ換えることができる。

G.実施例 次に本発明の一実施例について説明する。この水処理
システムは、第１図に示すように原水を沈澱処理して配
水する水処理系52と、これを制御する制御装置51とによ
つて構成する。

まず水処理系52によつて説明する。水質処理として沈
澱処理を行う水処理系統３（Ａ点からＢ点まで）には、
沈澱池５を設け、原水はここで沈澱処理する。沈澱池５
に設けた水位計L₂は沈澱池５の水位を検出し、水質計K₂
は沈澱池の水質を検出する。沈澱池５にはポンプP_Sによ
つて原水を注入する。

配水池６は沈澱処理された処理水を一旦貯留させ、そ
の後配水するためのものである。この池の水位は水位計
L₈によつて検出し、水質は水質計K₃によつて検出する。

配水池６からの処理水の流量は流量計F₃によつて検出
し、処理水の流量調節は調節弁V₃によつて行う。調節弁
V₃の開度は開度計Z₃によつて検出する。

上記水処理系統３をバイパスするバイパス系統４（Ｃ
点からＤ点まで）には、原水を送水するポンプP_B、流量
を検出する流量計F_B、ならびに流量を調節する調節弁V₄
を設ける。調節弁V₄の開度は開度計Z₄によつて検出す
る。

接合井７は水処理系統３からの処理水と、バイパス系
統４からの原水とを混合するためのものである。水質計
K₀は接合井７からの最終的な処理水の水質を検出する。

取水系統８（Ｅ点からＦ点まで）にはポンプP_Gを設
け、これによつて原水を取水井１に注入する。取水井１
からの原水の流量は調節弁V₁によつて調節し、流量は流
量計F₁によつて検出する。原水は一旦、ポンプ井２に貯
留させ、その後水処理系統３とバイパス系統４とに流出
させる。ポンプ井２の水位は水位計L₁によつて検出し、
調節弁V₁の開度は開度計Z₁によつて検出する。

取水系統８の水質は、ポンプP_Gの直前に設けた水質K_G
と調節弁V₁の後に設けた水質計K₁、ならびにポンプ井２
の直前に設けた水質計K_Iによつて検出する。

上記水質計K_G、K₁、K_I、K₂、K₃、k₀によつて検出した
水質k_g、k₁、k_i、k₂、k₃、k_O、水位計L₁、L₂、L₃によつ
て検出した水位l₁、l₂、l₃、および開度計Z₁、Z₂、Z₃に
よつて検出された調節弁V₁、V₃、V₄の開度z₁、z₃、z₄は
すべて制御装置51に入力する。また、ポンプP_G、P_S、P_B
の運転／停止、および調節弁V₁、V₃、V₄の開度の制御は
制御装置51によつて行う。

次に制御装置51について説明する。制御装置51は水処
理系統３とバイパス系統４とを制御する水処理制御部10
と取水系統８を制御する取水制御部20とによつて構成す
る。

第２図に水処理制御部10のブロツク図を示す。入出力
部16は、水処理系52に設けた各水質計から入力される水
質k_i、k₂、k₃、k_O、水位計L₁、L₂、L₃から入力されるポ
ンプ井２、沈澱池５、および配水池６の水位l₁、l₂、
l₃、開度計Z₃、Z₄から入力される開度z₃、z₄、ならびに
流量計F₁、F₃、F_Bから入力される流量f₁、f₃、f_bを１秒
程度の時間間隔でサンプリングし、取り込む。一方、ポ
ンプP_S、P_Bと調節弁V₃、V₄にはそれらを操作するための
制御信号を出力する。

制御選択部14は、水処理系統３およびバイパス系統４
に流入する水の水質k_iを入出力部16から受け取り、これ
と最終的な処理水の水質であり、あらかじめ設定してお
く目標水質k_osetとを比較する。その結果、水質k_iが目
標水質k_oset以上のときは後述する制御部11を起動し、
水質k_iが目標水質k_osetより小さいときは後述する制御
選択部15を起動する。

制御選択部15は上述のように制御選択部14により起動
される。その構成は第３図のようになつている。タイマ
151は１週間に１度沈澱池５および配水池６の水の入れ
換えを実施するために設けたもので、そのオン／オフを
後述する起動部153、154に通知する。

水質予測部152は、現在の水質k₃の変化率から水質k₃
が目標水質k_osetを越える時刻を予測し、その時刻とな
つたとき、水質k₃が目標水質k_osetを越えたとして、そ
のことを示す水質上昇通知を起動部153、154に送る。水
質予測部152は上記予測を次のように行う。時間の関数
である水質k₃を一定の周期でサンプルし、その変化率ａ
＝△k₃/△ｔを計算する。そして、次式にもとづいて水
質k₃が目標水質k_osetとなる時刻t₁を求める。

t₁＝（k_oset−k₃（t0））/a ＋t0 ……（１） ここで、t0は現在の時刻、k₃（t0）は現在の水質k₃で
ある。

なお、この計算で時刻t0以降の水質k₃は、第４図に示
すように直線的に変化すると仮定する。水質予測部152
は時刻t1となつたとき、起動部153、154に水質上昇通知
を送る。また、（１）式の計算に続いてt1−t0を計算
し、その結果を制御部133に送る。

起動部153はタイマ151がオフで、しかも水質予測部15
2から水質上昇通知を受け取つていないとき後述する制
御部12を起動する。一方、起動部154はタイマ151がオン
したか、または水質予測部152から水質上昇通知を受け
取つたとき後述する制御部13を起動する。

制御部11は制御選択部14により起動されたとき、すな
わち水質k_iが目標水質k_oset以上であり、沈澱処理を実
施するとき、調節弁V₃、V₄を操作して水質k_oが目標水質
k_oset以下となるよう制御する。第５図にその構成を示
す。

演算部111は入出力部16からの流量f_b、f₃をもとにf_b/
f₃を計算する。一方、演算部112は入出力部16から入力
される水質k_i、k₃、そして目標水質k_osetを用いて次式
の値を計算する。

（k_oset−k₃）／（k_i−k_oset） ……（２） 流量比調節部113は、演算部111から与えられる流量比
f_b/f₃が、演算部112から与えられる上式の値以下となる
ように、弁の開度z₃、z₄をモニタしながら調節弁V₃、V₄
を操作する。流量比調節部113は操作を終了すると、そ
のことを制御選択部14に通知する。

制御部12は起動部153により起動されたとき、すなわ
ち水質k_iは目標水質k_oset以下であつて沈澱処理の必要
がなく、しかもタイマ151はオフ、水質上昇通知なしの
とき、第１表に示すように流量f₃、f_bを制御する。第６
図にその構成を示す。

流量判定部122は流量f₁が配水の目標流量f_osetより大
きいか小さいかを判定し、判定結果を制御部121に入力
する。

水質判定部134は入出力部16から与えられる水質k₃が
目標水質k_osetより大きいか小さいかを判定し、結果を
制御部121に入力する。

制御部121はこれら判定部による判定結果にもとづい
て次のように制御を行う。原水の流入流量f₁が目標配水
量f_oset、すなわち接合井から流出する処理水流量の目
標値より大きいときは、調節弁V₃を閉じて流量f₃＝０と
し、一方、調節弁V₄を操作して流量f_b＝目標配水量f
_osetとなるよう制御する。このとき原水はバイパス系統
４を通つて接合井に直送され、また、流入流量f_iと目標
配水量f_osetとの差分△ｆ＝f₁−f_osetに相当する原水は
配水池６に貯留する。

流入流量f₁と目標配水量f_osetとがほぼ等しいとき
は、調節弁V₃を閉じて流量f₃＝０とし、一方、調節弁V₄
を操作して流量f_b≒流量f₁となるよう制御する。この場
合には流入量f₁と配水量f_o（f_b＋f₃）とが等しいため原
水の貯留は起こらない。また調節弁v₃が最初から閉じら
れているときは特に操作は行わず現状維持とする。

流入流量f₁が目標配水量f_osetより小さいときは、水
質k₃が目標水質k_osetより大きいか否かによつて制御を
変え、k₃≦k_osetのときは、流量f₃が 3v₃/TH＜f₃≦f_oset ……（３） を満たし、目標配水量f_oset−流量f₁となるよう、一方
バイパス系統の流量f_bはほぼ流量f₁に等しくなるよう調
節弁V₃、V₄をそれぞれ操作する。なお、（３）式中、v₃
は配水池６の容量、THは配水池６における水の最長滞留
時間を表す。

k₃＞k_osetのときは、流量f₃が 3v₃/TH＜f₃ ≦f_o×（k_oset−k_i）／（k₃−k_i） （４） を満たし、目標配水量f_oset−流量f₁となるよう、一方
バイパス系統の流量f_bはほぼ流量f₁に等しくなるよう調
節弁V₃、V₄をそれぞれ操作する。

f_oset＞f₁の場合には原水は水処理系統３およびバイ
パス系統４の両方を通つて配水されるので、混合配水と
なる。

このように、制御部121は基本的には調節弁V₃を閉じ
て流量f₃を零とし、バイパス系統４を通して原水を接合
井７に直送する。ただし流入流量f₁が小さい場合には調
節弁v₃を開き、配水池６から水を流出させて目標配水量
f_osetが得られるよう制御する。

制御部121は以上の操作を終了すると、そのことを制
御選択部14に通知する。

制御部13は起動部154により起動されたとき、すなわ
ち水質k_iは目標水質k_oset以下であつて沈澱処理の必要
はないが、タイマ151がオンかまたは水質上昇通知あり
のとき、第２表あるいは第３表に示すように流量f₃、f_b
を制御する。第７図はその構成を示す。

水質判定部134は、タイマ151がオンのとき、入出力部
16から与えられる水質k₃が目標水質k_osetより大きいか
小さいかを判定し、結果を制御部131、132に入力する。

制御部131は水質判定部134が水質k₃は目標水質k_oset
より小さいと判定したとき、第２表のように流量f₃、f_b
を制御する。

流量f₁が目標流量f_osetとどのような関係にあつて
も、流量f₃は（３）式を満たすように、一方流量f_bはf
_oset−f₃となるように、弁の開度z₃、z₄をモニタしなが
ら調節弁v₃、v₄を操作する。また表に示したように流量
f₁が目標流量f_osetより大きいときは流量f₃は、流入流
量f_iと目標配水流量f_osetとの差分△ｆ＝f₁−f_osetを加
えたものに相当する水が配水池６に貯留し、f₃＞△ｆと
なる。これら２つの流量がほぼ等しいときは流量f₃に相
当する水が貯留し、f₃はf_b−f₁にほぼ等しくなる。いず
れの場合にも、f₃、f_bは零ではないので配水のモードは
混合配水となる。

制御部132は、タイマ152がオンであり、水質判定部13
4が水質k₃は目標水質k_oset以上であると判定したとき、
第３表のように流量f₃、f_bを制御する。

流量f₁と目標流量f_osetとの大小関係に係わりなく流
量f₃は（５）式 3v₃/TH＜f₃ ≦f_o×（k_oset−k_i）／（k₃−k_i） ……（５） を満たすように、一方、流量f_bはf_oset−f₃となるよう
に、弁の開度z₃、z₄をモニタしながら調節弁v₃、v₄を操
作する。また、（５）式において、（k_o−k_i）／（k₃−
k_i）≦１である。表に示したように流量f₁が目標流量f
_osetより大きいときは流量f₃に、流入流量f_iと目標配水
量f_osetとの差分△ｆ＝f₁−f_osetを加えたものに相当す
る水が配水池６に貯留し、f₃＞△ｆとなる。これら２つ
の流量がほぼ等しいときは流量f₃に相当する水が貯留
し、f₃はf_b−f₁にほぼ等しくなる。いずれの場合にも、
f₃、f_bは零ではないので配水のモードは混合配水とな
る。

制御部133はタイマ151がオフのとき、水質予測部152
から与えられるt₁−t₀を用い、流量f₃が（６）式 3v₃/（t₁−t₀）＜f₃ ≦f_o×（k_oset−k_i）／（k₃−k_i） ……（６） を満たすように、一方、流量f_bはf_oset−f₃となるよう
に、弁の開度z₃、z₄をモニタしながら調節弁z₃、z₄を操
作する。

制御部131、132、133は水質k₃が水質k_iにほぼ等しく
なるか、あるいは最長滞留時間THが経過した時点で処理
を終了し、そのことを制御選択部14に通知する。

ポンプ制御部17は、入出力部16より与えられる水位
l₁、l₂、l₃および流量f₂、f₃にもとづいてポンプP_Sを制
御し、水位l₁が所定のレベル以上のとき、あるいは水位
l₁、l₃が低く、流量f₃が零でないとき（貯留あるいは混
合配水モードのとき）運転させ、一方水位l₁、l₃が高い
とき停止させる。また運転させるとき、ポンプの台数は
流量f₂、f₃に応じて増減する。

取水制御部20は、流量f₁、水質kg、k₁、調節弁V₁の開
度z₁をモニタしながら流量f₁が所定の流量となるようポ
ンプP_Gおよび調節弁V₁を制御する。

このように構成された水処理システムの動作につい
て、第８図に示すフローチヤートを用いて説明する。

制御装置51の取水制御部20はポンプP_Gおよび調節弁V₁
を操作し、流量f₁が所定の値となるよう制御し、原水を
ポンプ井２に注入する。ポンプ井２の原水は、ポンプ制
御部17によつて制御されるポンプP_S、P_Bにより水処理系
統３およびバイパス系統４に流入する。

制御選択部14は、水処理系統３およびバイパス系統４
に流入する水の水質k_iを入出力部16から受け取り、これ
と最終的な処理水の水質であり、あらかじめ設定された
目標k_osetとを常時比較する（ステップ801）。いま、水
質k_iが目標水質k_oset以上であるとすると、制御選択部1
4は制御部11を起動する。制御部11は制御選択部14によ
り起動されたとき、すなわち水質k_iが目標水質k_oset以
上であり、沈澱処理を実施するとき、調節弁V₃、V₄を操
作して水質k_oが目標水質k_oset以下となるよう制御する
（制御Ｉ、ステツプ805）。

演算部111は入出力部16からの流量f_b、f₃をもとにf_b/
f₃を計算する。一方、演算部112は入出力部16から入力
される水質k_i、k₃、そして目標水質k_osetを用いて
（２）式の値を計算する。

流量比調節部113は、演算部111から与えられる流量比
f_b/f₃が、演算部112から与えられる（２）式の値以下と
なるように、弁の開度z₃、z₄をモニタしながら調節弁
V₃、V₄を操作する。これにより、沈澱池５において処理
された水、すなわち処理水とバイパス系統４からの原水
とが接合井７において適切に混合し、最終的な処理水の
水質k_oは目標水質k_oset以下となり、配水される。流量
比調節部113はこの操作を終了すると、そのことを制御
選択部14に通知する。

一方、水質k_iが目標水質k_osetより小さいときは制御
選択部14は制御選択部15を起動し、制御部12あるいは制
御部13のいずれかを起動させる（ステツプ802）。制御
選択部15は制御選択部14により起動されると、そのタイ
マ151は１週間に１度の沈澱池５および配水池６の水の
入れ換えをオン／オフによつて起動部153、154に通知す
る。

また、水質予測部152は、現在の水質k₃の変化率から
水質k₃が目標水質k_osetを越える時刻を予測し、その時
刻となつたとき、水質k₃が目標k_osetを越えたとして、
そのことを示す水質上昇通知を起動部153、154に送る。
水質予測部152は、水質k₃の変化は直線的であると仮定
し、（１）式にもとづいて水質k₃が目標水質k_osetとな
る時刻t₁を求める。

ここで、タイマ151がオフ（水の入れ換え不要）で、
しかも水質予測部152が水質上昇通知を出力していない
とすると、起電部153は制御部12を起動する（制御II、
ステツプ803）。

制御部12の動作について、第９図に示すフローチヤー
トを用いて説明する。制御部12は起動部153により起動
されたとき、すなわち水質k_iは目標水質k_oset以下であ
つて沈澱処理の必要がなく、しかもタイマ151はオフ、
水質上昇通知なしのとき、第１表に示すように流量f_b、
f₃を制御する。

まず、流量判定部122は流量f₁と配水の目標水質f_oset
との大小関係を判定し（ステツプ901、902）、判定結果
を制御部121に入力する。制御部121は、水質判定部133
による水質k₃が目標水質f_osetより大きいか小さいかの
判定結果をも受け、これらにもとづいて次のように制御
を行う。

流入流量f₁と目標配水量f_osetとがほぼ等しいとき
は、調節弁V₃を閉じて流量f₃＝０とし、一方、調節弁V₄
を操作して流量f_b≒流量f₁となるよう制御する。この場
合には流入量f₁と配水量f_o（＝f_b＋f₃）とが等しいため
原水の貯留は起こらない。また調節弁V₃が最初から閉じ
られているときは特に操作は行わず現状維持とする。

原水の流入流量f₁が目標配水量f_oset、すなわち接合
井から流出する処理水流量の目標値より大きいときは、
調節弁V₃を閉じて流量f₃＝０とし、一方、調節弁V₄を操
作して流量f_b＝目標配水量f_osetとなるよう制御する
（ステツプ904）。このとき原水はバイパス系統４を通
つて接合井に直送され、また、流入流量f_iと目標配水量
f_osetとの差分△ｆ＝f₁−f_osetに相当する原水は、配水
池６の水位が上限以下なら配水池６に貯留させ、上限以
上ならポンプ井３に貯留させる。これはポンプ制御部17
の制御により行う。

流入流量f₁が目標配水量f_osetより小さいときは、配
水池６の水によつて配水流量を補う。この場合には水質
k₃が目標水質k_osetより大きいか否かによつて制御を変
え、k₃≦k_osetのときは、流量f₃が（３）式を満たし、
目標配水量f_oset−流量f₁となるよう、一方バイパス系
統の流量f_bはほぼ流量f₁に等しくなるよう調節弁V₃、V₄
をそれぞれ操作する。

k₃＞k_osetのときは、流量f₃が（４）式を満たし、流
量f₁−目標配水量f_osetとなるよう、一方バイパス系統
の流量f_bはほぼ流量f₁に等しくなるよう調節弁V₃、V₄を
それぞれ操作する（ステツプ903）。

これにより、目標配水量f_osetが確保され、しかも沈
澱池５からの水とバイパス系統４からの原水とが接合井
７において適切に混合され、目標水質k_oset以下の水が
配水される。制御部121は調節弁V₃、V₄の操作を終了す
ると、そのことを制御選択部14に通知する。

起動部154が制御部13を起動した場合、すなわち水質k
_iは目標水質k_oset以下であつて沈澱処理の必要はない
が、タイマ151がオンかまたは水質上昇通知ありの場合
には、制御部13は第２表あるいは第３表に示すように流
量f₃、f_bを制御する（制御III、ステツプ804）。制御部
13の動作を第10図に示すフローチヤートを用いて説明す
る。

水質判定部134は、タイマ152がオンのとき（ステツプ
110）、入出力部16から与えられる水質k₃が目標水質k
_osetより大きいか小さいかを判定し（ステツプ112）、
結果を制御部131、132に入力する。

制御部131は水質判定部133が水質k₃は目標水質k_oset
より小さいと判定したとき、第２表のように流量f₃、f_b
を制御する（ステツプ115）。

流量f₁が目標流量f_osetとどのような関係にあつて
も、流量f₃は（３）式を満たすように、一方流量f_bはf
_oset−f₃となるように、弁の開度z₃、z₄をモニタしなが
ら調節弁z₃、z₄を操作する。表に示したように流量f₁が
目標流量f_osetより大きいときは流量f₃に、流入流量f_i
と目標流量f_osetとの差分△ｆ＝f₁−f_osetを加えたもの
に相当する水が配水池６に貯留し、f₃＞Δｆとなる。こ
れら２つの流量がほぼ等しいときは流量f₃に相当する水
が貯留し、f₃はf_b−f₁にほぼ等しくなる。いずれの場合
にも、f₃、f_bは零ではないので配水のモードは混合配水
となる。

一方、制御部132は、タイマ152がオンであり（ステツ
プ110）、水質判定部134が水質k₃は目標水質k_oset以上
であると判定したとき（ステツプ113）、第３表のよう
に流量f₃、f_bを制御する（ステツプ114）。

流量f₁と目標流量f_osetとの大小関係に係わりなく流
量f₃は（５）式を満たすように、一方、流量f_bはf_oset
−f₃となるように、弁の開度z₃、z₄をモニタしながら調
節弁v₃、z₄を操作する。表に示したように流量f₁が目標
流量f_osetより大きいときは流量f₃に、流入流量f_iと目
標配水量f_osetとの差分△ｆ＝f₁−f_osetを加えたものに
相当する水が配水池６に貯留し、f₃＞△ｆとなる。これ
ら２つの流量がほぼ等しいときは流量f₃に相当する水が
貯留し、f₃はf_b−f₁にほぼ等しくなる。いずれの場合に
も、f₃、f_bは零ではないので配水のモードは混合配水と
なる。

また、制御部133はタイマ151がオフのとき（ステツプ
110）、水質予測部152から与えられるt1−t0を用い、流
量f₃が（６）式を満たすように、一方、流量f_bはf_oset
−f₃となるように、弁の開度z₃、z₄をモニタしながら調
節弁v₃、v₄を操作する（ステツプ111）。

制御部131、132、133は水質k₃が水質k_iにほぼ等しく
なるか、あるいは最長滞留時間THが経過した時点で処理
を終了し、そのことを制御選択部14に通知する（ステツ
プ116）。

制御選択部14は制御部11、12、13から処理の終了通知
を受け取ると、再び水質k_iとk_osetとの比較を行い、そ
の結果に応じて制御部11あるいは制御選択部15を起動す
る。

H.発明の効果 以上説明したように本発明は、水質処理を行う水処理
系統と、この水処理系統をバイパスするバイパス系統と
を備え、これら両系統からの水を混合して配水する水処
理システムにおいて、流入する原水の水質が目標水質よ
り大きいとき、水処理系統によつて処理された処理水
と、バイパス系統からの原水とを適切な割合で混合する
よう水処理系統または（そして）バイパス系統の調節弁
を操作し、混合水の水質を目標水質以下とする第１の制
御手段と、水質が目標水質以下のとき、水処理系統の調
節弁を操作して同系統の流量を零とし、原水をバイパス
系統を通して直接配水する第２の制御手段と、水質が目
標水質以下であり、所定の条件のもとで起動されたと
き、水処理系統の調節弁を操作し、配水の水質を目標水
質以下に保ちつつ水処理系統に貯留する水の入替を実施
する第３の制御手段とを備えている。

従つて、原水の水質が目標水質より大きい場合の水質
制御、原水の水質が目標水質以下である場合の原水直送
への切り替え、そして水処理系統の水の入替え制御をす
べて自動的に行うことができる。これにより水処理シス
テムの操作における操作員の負担を大幅に減らすことが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロツク図、 第２図は同実施例の水処理制御部を示すブロツク図、 第３図、第５図、第６図、第７図は同水処理制御部の一
部を詳しく示すブロツク図、 第４図は同水処理制御部を説明するためのグラフ、 第８図、第９図、第10図は同水処理制御部の動作を説明
するフローチヤート、 第11図は従来の水処理システムを示すブロツク図であ
る。 １……取水井、２……ポンプ井、３……水処理系統、４
……バイパス系統、５……沈澱池、６……配水池、７…
…接合井、10……水処理制御部、11、12、13、121、13
1、132、133……制御部、14、15……制御選択部、16…
…入出力部、17……ポンプ制御部、20……取水制御部、
51……制御装置、52……水処理系、111、112……演算
部、113……流量比調節部、122……流量判定部、123、1
34……水質判定部、151……タイマ、152……水質予測
部、153、154……起動部、K_G、K₁、K_I、K₂、K₃、K_o……
水質計、F₁、F_B、F₃……流量計、V₁、V₃、V₄……調節
弁、L₁、L₂、L₃……水位計、P_G、P_S、P_B……ポンプ、
Z₁、Z₃、Z₄……開度計。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】水質処理を行う水処理系統と、この水処理
   系統をバイパスするバイパス系統とを備え、これら両系
   統からの水を混合して配水する水処理システムにおい
   て、上記水処理系統に流入する原水の水質を検出する第
   １の水質検出手段と、上記水処理系統の流量を検出する
   第１の流量検出手段と、上記水処理系統の流量を調節す
   る第１の流量調節手段と、上記水質処理後の水質を検出
   する第２の水質検出手段と、上記バイパス系統の流量を
   検出する第２の流量検出手段と、上記バイパス系統の流
   量を調節する第２の流量調節手段と、上記第１の水質検
   出手段により検出した水質k_iが上記２つの系統からの水
   を混合した処理水の目標水質k_osetより大きいとき、上
   記第２の流量検出手段により検出した流量f_bと上記第１
   の流量検出手段により検出した流量f₃との比f_b/f₃が、
   上記水質k_iと、上記第２の水質検出手段により検出した
   水質k₃と、上記目標水質k_osetとによって決まる次式 の値以下となるように上記第１の流量調節手段または
   （そして）上記第２の流量調節手段を操作する第１の制
   御手段と、上記水質k_iが上記目標水質k_oset以下のと
   き、上記第１の流量調節手段を操作して上記流量f₃を零
   とする第２の制御手段と、上記水質k_iが上記目標水質k
   _oset以下であり、上記水質k₃が上記目標水質k_osetより
   小さいとき、上記流量f₃が、上記２つの系統からの水を
   混合した処理水の目標流量f_oset以下となるよう上記第
   １の流量調節手段を操作し、 上記水質k_iが上記目標水質k_oset以下であり、上記水質k
   ₃が上記目標水質k_oset以下のとき、上記流量f₃が、流量
   f_b、f₃、上記水質k_i、k₃、k_oによつて決まる次式 の値以下となるよう上記第１の流量調節手段を操作する
   第３の制御手段と、上記第２の制御手段または上記第３
   の制御手段のいずれか一方を選択して動作させる制御選
   択手段とを備えたことを特徴とする水処理システム。