JP3199897B2 - Coagulant injection control device for water purification plant - Google Patents

Coagulant injection control device for water purification plant

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JP3199897B2
JP3199897B2 JP07352593A JP7352593A JP3199897B2 JP 3199897 B2 JP3199897 B2 JP 3199897B2 JP 07352593 A JP07352593 A JP 07352593A JP 7352593 A JP7352593 A JP 7352593A JP 3199897 B2 JP3199897 B2 JP 3199897B2
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  • Separation Of Suspended Particles By Flocculating Agents (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は凝集剤注入制御装置に係
り、特に、浄水場に好適な凝集剤の注入制御装置に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a coagulant injection control device, and more particularly to a coagulant injection control device suitable for a water purification plant.

【0002】[0002]

【従来の技術】浄水場における水道の原水浄化設備は、
一般に図3で示すように構成されていた。すなわち、原
水と凝集剤注入機15から注入される凝集剤とを急速混
和槽14で急激に混合接触させ、不純物を取り込んだマ
イクロフロックを生成させ、このマイクロフロックを複
数段に構成されたフロック形成池12において穏やかな
混合によってお互いに衝突凝集させて沈降性の高い大き
な凝集フロックへと生成させ、さらに生成した凝集フロ
ックは沈殿池13にて沈降させ水と分離させる。また沈
殿池からは、上澄水である処理水が取り出されるが、こ
の際、処理水とともにキャリアオーバーした僅少の凝集
フロックは図示しない急速濾過池で除去され清澄な水と
なる。
2. Description of the Related Art Raw water purification facilities for water supply at water purification plants are:
Generally, it was configured as shown in FIG. That is, the raw water and the flocculant injected from the flocculant injector 15 are rapidly mixed and contacted in the rapid mixing tank 14 to generate micro flocs incorporating impurities, and the micro flocs are formed into a plurality of stages of flocs. By gentle mixing in the pond 12, the particles collide with each other to form large flocs having high sedimentation, and the flocs thus formed settle in the sedimentation tank 13 to be separated from water. Also, treated water, which is supernatant water, is taken out of the sedimentation basin. At this time, a small amount of flocculated floc that has overflowed the carrier together with the treated water is removed by a rapid filtration pond (not shown) to become clear water.

【0003】上記した不純物等の除去技術は凝集沈殿
法、または、薬品沈殿法と呼ばれ、凝集剤としてはアル
ミニウム塩である硫酸ばん土及びPAC(ポリ塩化アル
ミニウム)が用いられ、水道水原水中に含まれる懸濁物
や不純物を、水に難溶性の水酸化アルミニウムのフロッ
クにして沈降させ、水道水原水を処理していた。
[0003] The above-mentioned technology for removing impurities and the like is called a coagulation sedimentation method or a chemical precipitation method. As the coagulant, sodium sulfate as an aluminum salt and PAC (polyaluminum chloride) are used. Suspended substances and impurities contained therein were flocculated with aluminum hydroxide, which is hardly soluble in water, to settle, and raw tap water was treated.

【0004】凝集剤の注入制御及び監視装置は、水道水
原水の水温と、アルカリ度と、濁度とをそれぞれ計測
し、以下に示す(1)式及び(2)式により凝集剤の注
入率を算出し表示するもので、所謂、フィードフォーワ
ード制御による装置が知られている。
The coagulant injection control and monitoring device measures the temperature, alkalinity, and turbidity of tap water raw water, and calculates the coagulant injection rate according to the following equations (1) and (2). Is calculated and displayed, and a device based on so-called feed-forward control is known.

【0005】 Pac={A・TurbN1・A KN2+B}Ft ・・・(1) Ft=F(Temp) ・・・(2) ここで、Pacは注入率、Turbは原水濁度、A K
は原水アルカリ度、Tempは原水の水温、Fは温度の
関数、Ftは温度効果係数、A,B,N1,N2は予め
定める定数である。
Pac = {A · Turb N1 · AK N2 + B} Ft (1) Ft = F (Temp) (2) where Pac is the injection rate, Turb is the turbidity of the raw water, and A K
Is the alkalinity of the raw water, Temp is the temperature of the raw water, F is a function of the temperature, Ft is the temperature effect coefficient, and A, B, N1, and N2 are predetermined constants.

【0006】上記フィードフォワード制御を行うのは、
通常の浄水場では凝集剤を注入してから、その効果を確
認できる濾過水がとりだされるまでに、2〜4時間程度
要するので、実質的にフィードバック制御を行うことが
できないためである。
The above feedforward control is performed by:
This is because in a normal water purification plant, it takes about 2 to 4 hours from the injection of the flocculant to the extraction of filtered water for which the effect can be confirmed, so that feedback control cannot be substantially performed.

【0007】さて、上記した従来の浄水場では、原水濁
度の変動が0〜50[mg/リットル]の通常の濃度領
域の場合は、定数A,Bを一定の値にして運転しても良
効な結果を得ることができる。これに対して、原水濁度
が大雨などにより著しく増大した時には、上記定数A,
Bの値による演算では好適な注入率を得ることができ
ず、予め求めておいた異なる値例えばA´,B´にして
凝集剤の注入率を計算し、求めた値に基づき凝集剤を注
入する様にしていた。
[0007] In the above-mentioned conventional water purification plant, when the fluctuation of the raw water turbidity is in a normal concentration range of 0 to 50 [mg / liter], even if the constant A and B are set to constant values, the operation is performed. Good results can be obtained. On the other hand, when the raw water turbidity increases significantly due to heavy rain, the above constants A,
In the calculation based on the value of B, a suitable injection rate cannot be obtained. The injection rate of the flocculant is calculated based on different values, for example, A 'and B', which are obtained in advance, and the flocculant is injected based on the calculated value. I was doing it.

【0008】また、上記した凝集剤の注入の監視は、原
水の水温、アルカリ度、濁度及び凝集剤注入状況の時系
列データをCRT等に表示して監視すると共に、沈殿池
から流出する水及び急速濾過池を通った濾過水の濁度の
時系列データを前記CRT等に表示させるものである。
In addition, the above-mentioned monitoring of the coagulant injection is performed by displaying time-series data of the raw water temperature, alkalinity, turbidity and coagulant injection status on a CRT or the like, and monitoring the water flowing out of the sedimentation basin. And time series data of the turbidity of the filtered water passing through the rapid filtration pond is displayed on the CRT or the like.

【0009】上記した濾過水の濁度は、凝集剤の注入が
適正で凝集沈殿処理が良好な場合は測定限界以下である
が、凝集剤の注入が不足する場合は濾過水の濁度が上昇
し、水質安全の面から不安全な状態になるという問題点
があった。
The turbidity of the filtered water is below the measurement limit when the coagulant is properly injected and the coagulation and sedimentation is good, but when the coagulant is insufficiently injected, the turbidity of the filtered water increases. However, there has been a problem that the water quality is unsafe.

【0010】特に、上記した様な凝集剤の注入が不適切
である場合、修復の手段はなく、処理の失敗した水を捨
水(放流)しなければならず、この場合は断水を招く恐
れがある。
In particular, when the coagulant is not properly injected as described above, there is no means for restoration, and the water that has failed to be treated must be discarded (discharged). There is.

【0011】発明者の長年の経験から、原水の濁度が通
常の濁度領域の場合は前述した(1)式(2)式により
求まる注入率により凝集剤の注入の失敗はないが、大雨
や渇水などによって原水の濁度や原水の成分が大幅に変
化した場合は、前述のように定数A,Bを変更しただけ
では適切な注入率を得ることが難しく、凝集剤の注入不
足を招くことがあった。
According to the inventor's many years of experience, when the turbidity of the raw water is in the normal turbidity region, the injection of the coagulant does not fail due to the injection rate determined by the above-described equation (1) and equation (2). If the turbidity of the raw water or the components of the raw water changes drastically due to drought or drought, it is difficult to obtain an appropriate injection rate only by changing the constants A and B as described above, leading to insufficient injection of the flocculant. There was something.

【0012】そこで、凝集剤の注入によるフロックの形
成状態をとらえ、その結果を凝集剤注入機15の制御に
反映させようとすることが考えられた。例えば、図3の
様に凝集フロックの画像検出装置11をフロック形成池
12の出口点若しくは沈殿池13の入口部分に設ける。
この位置では凝集フロックが十分生成されるので、この
凝集フロックの画像をとり込み、これを制御装置16で
画像処理してフロックの粒径分布や沈降速度分布を計測
し表示することにより監視する。
Therefore, it has been considered that the state of floc formation due to the injection of the coagulant is captured, and the result is reflected in the control of the coagulant injector 15. For example, as shown in FIG. 3, the flocculated floc image detecting device 11 is provided at the exit point of the floc forming pond 12 or at the entrance portion of the sedimentation pond 13.
At this position, agglomerated flocs are sufficiently generated, so that an image of the agglomerated flocs is taken in, and image processing is performed by the control device 16 to monitor and monitor the particle size distribution and sedimentation velocity distribution of the flocs.

【0013】しかし、上述した構成によっても、通常の
浄水場での処理水の流れでは、原水への凝集剤の注入点
aからフロック形成池12の出口点bまで約30分乃至
40分を要する。これはフロック形成に要する時間であ
り、これを短縮することはできない。この為、画像検出
装置11からの検出データにより、凝集剤の注入の適否
の結果を得るまでに約30分乃至40分の時間を要し、
この結果により、凝集剤注入機15を制御しても、30
分乃至40分前の結果により制御することとなる。この
ように、大きな時間遅れを有するため大雨や渇水などに
より原水濁度が急変すると、凝集剤の注入の遅れ、即
ち、注入不足または注入過剰が生じる。この様なことを
防止するためには、操作員が天候などを参照しながら原
水濁度を常時監視し、場合によっては、制御を手動で行
わなければならない等装置の運転が煩雑で熟練を要し
た。
However, even with the above-described configuration, it takes about 30 to 40 minutes from the injection point a of the flocculant to the raw water to the exit point b of the floc formation pond 12 in the flow of the treated water in the ordinary water purification plant. . This is the time required for floc formation and cannot be reduced. For this reason, it takes about 30 to 40 minutes to obtain the result of the suitability of the coagulant injection based on the detection data from the image detection device 11,
According to this result, even if the coagulant injector 15 is controlled,
The control is performed based on the result of minutes to 40 minutes before. As described above, since the raw water turbidity changes suddenly due to heavy rain, drought, etc. due to a large time delay, injection of the coagulant is delayed, that is, insufficient or excessive injection occurs. In order to prevent such a situation, the operator must constantly monitor the raw water turbidity while referring to the weather, etc., and in some cases, the operation of the device is complicated and requires skill, such as manual control. did.

【0014】[0014]

【発明が解決しようとする課題】このように、従来技術
では、凝集剤を注入してから、その注入の適否が確認さ
れるまでに長時間を要するので、この確認結果により凝
集剤の注入制御を行っても、状況の急変時等には、適切
な制御を行うことができなかった。
As described above, in the prior art, it takes a long time from the injection of the flocculant to the confirmation of the suitability of the injection. However, appropriate control could not be performed when the situation suddenly changed.

【0015】本発明の目的は、凝集剤の注入後5分乃至
10分以内における凝集フロックの状態から、凝集剤の
注入の過不足を検出し、以て、短時間で適正な凝集剤の
注入を行う様に制御する浄水場の凝集剤注入制御装置を
提供することにある。
An object of the present invention is to detect the excess or deficiency of coagulant injection from the state of coagulant floc within 5 to 10 minutes after injection of coagulant, and to inject proper coagulant in a short time. It is an object of the present invention to provide a coagulant injection control device for a water purification plant that controls so as to carry out the above.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】本発明に係る浄水場の凝
集剤注入制御装置は、急速混和槽と、フロック形成池
と、沈殿池とを備え、凝集剤注入機により凝集剤を前記
急速混和槽に注入して水道水原水を浄化する浄水場にお
いて、前記フロック形成池の入口付近もしくは前記急速
混和槽とフロック形成池間に凝集フロックの画像を撮影
するフロック画像検出装置を設け、このフロック画像検
出装置の検出データからフロック形成状態の特徴を把握
し、この特徴に基づき前記凝集剤注入機を制御する制御
装置を設けたものである。
A coagulant injection control device for a water purification plant according to the present invention includes a rapid mixing tank, a floc formation pond, and a sedimentation tank, and the coagulant is rapidly mixed by a coagulant injection machine. In a water purification plant for purifying raw tap water by injecting it into a tank, a floc image detecting device is provided near the entrance of the floc forming pond or between the rapid mixing tank and the floc forming pond to capture an image of flocculated floc. A control device is provided which grasps the characteristics of the floc formation state from the detection data of the device and controls the flocculant injector based on the characteristics.

【0017】そして、制御装置はフロック画像検出装置
の撮影した画像を画像処理する画像処理手段と、前記画
像処理手段の処理データに基づき凝集フロックの粒径分
布を計測すると共に、得られた粒径分布に基づき粒径分
布の中央値と歪度とを計算し、この中央値と歪度とに基
づき凝集剤の注入量を演算する演算手段とからなる。
The control device performs image processing on an image captured by the floc image detecting device, and measures the particle size distribution of the flocculated flocs based on the processing data of the image processing device. A calculating means for calculating a median value and a skewness of the particle size distribution based on the distribution, and calculating an injection amount of the flocculant based on the median value and the skewness.

【0018】[0018]

【作用】急速緩和槽に流入した原水は凝集剤と急激に混
和さ、その後、フロック形成池に流出してゆく。フロッ
ク形成池では原水と凝集剤とがゆっくりと混合され、第
1フロック形成池、第2フロック形成池、第3フロック
形成池を流下するに従い、凝集反応が進み、より大きく
沈降性の高い凝集フロックへと生長してゆく。
[Action] The raw water flowing into the rapid relaxation tank is rapidly mixed with the coagulant, and then flows out to the floc formation pond. In the floc formation pond, the raw water and the flocculant are mixed slowly, and the flocculant reaction proceeds as it flows down the first floc formation pond, the second floc formation pond, and the third floc formation pond, and the flocculent floc becomes larger and more sedimentable. It grows up to.

【0019】そして、生成したフロックは沈殿池で沈降
分離され、上澄水は急速濾過池へと流下する。フロック
形成池の入口付近もしくは急速混和槽の出口の流出渠に
は、生成中の凝集フロックの画像を撮影するフロック画
像検出装置が設けられていて、取り込んだ画像データに
基づき、凝集剤の注入をコントロールする。
The generated floc is settled and separated in the sedimentation basin, and the supernatant water flows down to the rapid filtration basin. A floc image detection device that captures an image of the flocculation floc being generated is provided near the entrance of the floc formation pond or at the outlet of the rapid mixing tank, and based on the captured image data, the injection of the flocculant is performed. Control.

【0020】フロック画像検出装置は前述した様にフロ
ック形成池の入口付近または急速混和槽とフロック形成
池の間に設けられているから、凝集剤の注入後5分乃至
10分以内に凝集剤の注入の過不足を検出することがで
きるから、短時間で適正な凝集剤の注入を行うことが出
来る。
Since the floc image detecting device is provided near the entrance of the floc forming pond or between the rapid mixing tank and the floc forming pond as described above, the flocculant is detected within 5 to 10 minutes after injection of the flocculant. Since excess or deficiency of the injection can be detected, appropriate injection of the coagulant can be performed in a short time.

【0021】[0021]

【実施例】本発明に係る浄水場の凝集剤注入制御装置の
実施例を図1及び図2に基づき説明する。図中、1は本
システムに水道水原水(以下、原水という)を導入する
管路で、上記原水を急速混和槽2に導く。急速混和槽2
は管路1で導かれた原水を凝集剤と急激に混合接触さ
せ、不純物を取り囲んだマイクロフロックを生成させ
る。3はフロック形成池で、急速混和槽2から流出渠4
を介して流下した水のマイクロフロックを穏やかな混合
によって凝集させ、沈降性の高い大きな凝集フロックF
へ生成させる。このフロック形成池3は第1フロック池
3aと、第1フロック形成池3aの次の工程である第2
フロック形成池3bと、次工程の第3フロック形成池3
cとで構成される。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a coagulant injection control device for a water purification plant according to the present invention will be described with reference to FIGS. In the figure, reference numeral 1 denotes a pipeline for introducing raw tap water (hereinafter referred to as raw water) into the system, and guides the raw water to the rapid mixing tank 2. Rapid mixing tank 2
Causes the raw water introduced through the pipe 1 to rapidly mix and contact with the flocculant to generate microfloc surrounding the impurities. Reference numeral 3 denotes a floc formation pond, which is an outflow culvert from the rapid mixing tank 2.
Flocculated by gentle flocculation of the microfloc of water flowing down through the
To be generated. The floc formation pond 3 is composed of a first floc formation pond 3a and a second floc formation pond 3
Flock forming pond 3b and third floc forming pond 3 in the next process
c.

【0022】5は沈殿池で、前記第3フロック形成池3
aの次の工程として設けられ、これらフロック形成池3
で生成された凝集フロックFを沈降させ水と分離させ
る。沈殿池5から処理水と共に一部流れ出した凝集フロ
ックFは図示しない急速濾過池で除去されきれない水と
して得られる。
Reference numeral 5 denotes a sedimentation basin;
a is provided as the next step, and these floc forming ponds 3
The flocculated floc F generated in the above is settled and separated from water. The flocculated floc F that has partially flowed out together with the treated water from the sedimentation basin 5 is obtained as water that cannot be completely removed by a rapid filtration pond (not shown).

【0023】7は凝集剤注入機で、急速混和槽2に対し
薬注管7aを介して凝集剤を注入する。8はフロック画
像検出装置で、流出渠4内の凝集フロックFを含む被処
理水を捕らえて拡大する顕微鏡状の光学系を有し、この
光学系による拡大像をテレビカメラで撮像し、画像信号
として出力する。9は制御装置で、フロック画像検出装
置8が検出する画像信号に基づき凝集剤注入機7を制御
する。この制御装置9は、フロック画像検出装置8の検
出したフロック画像信号に対し、予め定めた画像処理を
施す画像処理手段9aと、画像処理手段9aの出力であ
る画像データを基に必要な演算を行い凝集剤の注入率を
求める演算手段9bと、演算手段9bの演算結果(注入
率)に基づき凝集剤注入機7を制御する注入制御器9c
と、運転に必要なデータを表示する表示装置9dとで構
成している。
Reference numeral 7 denotes a coagulant injection machine for injecting the coagulant into the rapid mixing tank 2 through a chemical injection tube 7a. Reference numeral 8 denotes a floc image detection device, which has a microscope-like optical system that captures and enlarges the water to be treated including the flocculated floc F in the outflow culvert 4, captures an enlarged image of the optical system with a television camera, and generates an image signal. Output as A control device 9 controls the coagulant injector 7 based on an image signal detected by the floc image detection device 8. The control device 9 performs image processing means 9a for performing predetermined image processing on the flock image signal detected by the flock image detection device 8, and performs necessary calculations based on image data output from the image processing means 9a. Calculating means 9b for calculating the coagulant injection rate, and an injection controller 9c for controlling the coagulant injecting machine 7 based on the calculation result (injection rate) of the arithmetic means 9b.
And a display device 9d for displaying data necessary for driving.

【0024】この様に構成した凝集剤の注入制御装置に
おいて、管路1を介して急速緩和槽2に流入した原水は
薬注管7aで注入された凝集剤と急激に混和され、その
後、フロック形成池3に流出して行く。
In the coagulant injection control device configured as described above, the raw water flowing into the rapid relaxation tank 2 via the pipe line 1 is rapidly mixed with the coagulant injected through the chemical injection pipe 7a, and then the floc It flows into formation pond 3.

【0025】フロック形成池3では原水は凝集剤とゆっ
くりと混合され、第1フロック形成池3a、第2フロッ
ク形成池3b、第3フロック形成池3cを流下するに従
い、フロックの凝集反応は進み、より大きく、しかも、
沈降性の高い凝集フロックへと成長してゆく。
In the floc formation pond 3, the raw water is slowly mixed with the flocculant, and the floc coagulation reaction proceeds as it flows down the first floc formation pond 3a, the second floc formation pond 3b, and the third floc formation pond 3c. Bigger and more
It grows into flocculated floc with high sedimentation.

【0026】そして、生成した凝集フロックは、沈殿池
5で沈降分離され、上澄水は急速濾過池へと流下する。
急速混和槽2の出口である流出渠4には、前記した様に
生成中の凝集フロックFの画像を撮影するフロック画像
検出装置8が備えられていて、撮影した画像は制御装置
9の画像処理手段9aに送られ、ここでコントラスト強
調などの濃淡処理、2値化処理、2値処理、粒子の分
級、粒径の計測、粒径分布図(ヒストグラム)作成など
必要な画像処理が施される。作成された粒径分布図は演
算手段9bに出力され、粒径分布図の中央値や歪度が計
算され、得られた歪度に基づき所定の演算式で凝集剤の
注入の補正量が演算される。
Then, the formed flocculated floc is settled and separated in the sedimentation basin 5, and the supernatant water flows down to the rapid filtration basin.
The outflow culvert 4 which is the outlet of the rapid mixing tank 2 is provided with the floc image detecting device 8 for photographing the image of the flocculent floc F being generated as described above. The image data is sent to the means 9a, where necessary image processing such as shading processing such as contrast enhancement, binarization processing, binary processing, particle classification, particle size measurement, and particle size distribution diagram (histogram) creation are performed. . The created particle size distribution map is output to the calculating means 9b, and the median value and skewness of the particle size distribution map are calculated. Based on the obtained skewness, the correction amount of the coagulant injection is calculated by a predetermined calculation formula. Is done.

【0027】ここで、流出渠4において、画像検出装置
8により撮像される凝集フロックFは、凝集剤を注入さ
れてから5分乃至10分以内のものであり、まだ充分に
生成されたものではない。このため、従来のように充分
に生成されたフロックの形状や沈降速度等から凝集剤注
入の適否を判断することは困難である。しかし、凝集剤
注入後5分乃至10分以内であっても、注入量が適切な
場合と、不適切な場合とでは、フロックの形成状態(粒
径の分布状態)に歪等の特徴が生じることを見出した。
そこで、この特徴を把握することにより、凝集剤の注入
が適切に行われたか否かを判別することとした。
Here, in the outflow culvert 4, the flocculated floc F imaged by the image detecting device 8 is within 5 to 10 minutes after the flocculant is injected, and may not be sufficiently generated. Absent. For this reason, it is difficult to judge the suitability of the coagulant injection from the shape of the floc generated sufficiently and the sedimentation speed as in the conventional case. However, even if it is within 5 to 10 minutes after the coagulant injection, if the injection amount is appropriate or inappropriate, characteristics such as distortion occur in the floc formation state (particle size distribution state). I found that.
Therefore, by grasping this feature, it was decided whether or not the coagulant was properly injected.

【0028】以下この手法について説明する。演算手段
9bは、前記画像信号により得られたフロックの粒径分
布を平滑化した後、その中央値Mと正規分布に対する歪
度Wを計算する。
Hereinafter, this method will be described. After smoothing the particle size distribution of the flocs obtained from the image signal, the calculating means 9b calculates the median M and the skewness W with respect to the normal distribution.

【0029】次いで、得られた中央値Mと歪度Wとに基
づき以下の(3)式により凝集剤の注入率の補正量ΔS
を計算する。 ΔS=KW (W−WN )−Km (M−MN ) ・・・(3) ここで、WN は歪度の目標値、MN は中央値の目標値、
W ,Km は実験により得られる係数(定数)である。
Next, based on the obtained median value M and skewness W, the correction amount ΔS of the injection rate of the flocculant is calculated by the following equation (3).
Is calculated. ΔS = K W (W−W N ) −K m (M−M N ) (3) where W N is a target value of skewness, M N is a target value of a median value,
K W and K m are coefficients (constants) obtained by experiments.

【0030】そして、中央値M,歪度W,凝集剤の注入
補正量ΔSは表示装置9dに表示され、運転状態の監視
に用いられる。また、補正量ΔSは凝集剤の注入制御器
9cに出力され、凝集剤注入機7は、前記補正量ΔSを
加味した注入制御器9cの出力に基づき必要量の凝集剤
を急速混和槽2に注入する。
The median value M, the skewness W, and the injection correction amount ΔS of the coagulant are displayed on the display device 9d and used for monitoring the operation state. The correction amount ΔS is output to the coagulant injection controller 9c, and the coagulant injection machine 7 supplies the required amount of the coagulant to the rapid mixing tank 2 based on the output of the injection controller 9c taking into account the correction amount ΔS. inject.

【0031】次に、図2に基づき本発明を更に詳しく説
明する。なお、図2の凝集フロックの粒径分布図は制御
装置9で得られるものである。図において、横軸は凝集
フロックFの粒径m(mm)を、縦軸はその頻度(ヒス
トグラム)fをそれぞれ表わす。
Next, the present invention will be described in more detail with reference to FIG. The particle size distribution chart of the aggregated flocs in FIG. 2 is obtained by the control device 9. In the figure, the horizontal axis represents the particle size m (mm) of the aggregated floc F, and the vertical axis represents the frequency (histogram) f.

【0032】図2(イ)の曲線Aは原水の水質が急激に
変化し、凝集剤の注入が不充分で凝集能力が低い場合、
曲線Cは凝集剤の注入が最適で凝集能力が高い場合、曲
線Bは曲線Aと曲線Cの中間の状態を示すフロックの粒
径分布を示す図である。
The curve A in FIG. 2A shows that when the quality of the raw water changes abruptly and the coagulant is insufficiently injected and the coagulation ability is low,
Curve C is a graph showing the particle size distribution of floc showing an intermediate state between Curve A and Curve C, when the coagulant injection is optimal and the coagulation ability is high.

【0033】凝集能力の低い曲線Aの場合は、分布の中
心値m1の左側(低粒径側)と右側(高粒径側)では、
曲線の形が対称ではなく、所謂正規分布関数の形と比べ
歪んでいる。
In the case of the curve A having a low aggregation ability, the left side (low particle size side) and the right side (high particle size side) of the central value m 1 of the distribution are:
The shape of the curve is not symmetric and is distorted compared to the shape of a so-called normal distribution function.

【0034】また、凝集剤の注入率が最適の曲線Cの場
合は、分布の中心値M3(m1《m3)の左側(低粒径
側)では変化は穏やかであるが、右側(高粒径側)で
は、頻度fは急激に低下し、且つ、曲線Aに比べその中
心の値m3は高粒径側にある。尚、曲線Bの分布の中心
値m2はm1とm3の中間の値である。
When the injection rate of the coagulant is the optimum curve C, the change is gentle on the left side (lower particle size side) of the central value M 3 (m 1 << m 3 ) of the distribution, but on the right side (lower side). On the high particle size side), the frequency f sharply decreases, and the center value m 3 is on the high particle size side compared to the curve A. The center value m 2 of the distribution of the curve B is an intermediate value of m 1 and m 3.

【0035】図2(ロ)は凝集剤の注入が最適で、且
つ、凝集能力の高い場合の粒径分布の変化を示してお
り、フロック形成池3を流下してゆくにしたがって、凝
集フロックの粒径分布が変化してゆく状況を示してい
る。
FIG. 2 (b) shows the change in the particle size distribution when the coagulant is optimally injected and the coagulation ability is high. This shows a situation where the particle size distribution changes.

【0036】図2(ロ)の曲線D1は第1フロック形成
池3aの入口付近の凝集フロックの状態を示し、曲線D
2は第2フロック形成池3bの中央付近の凝集フロック
の状態を示し、曲線3Dは第3フロック形成池3cの出
口付近の凝集フロックの粒径分布を示している。勿論、
粒径の中心値d1,d2,d3の関係はd1<d2<d3であ
る。
A curve D1 in FIG. 2B shows a state of the flocculated floc near the entrance of the first floc forming pond 3a.
2 indicates the state of the flocculated floc near the center of the second floc forming pond 3b, and curve 3D indicates the particle size distribution of the flocculated floc near the outlet of the third floc forming pond 3c. Of course,
The relationship among the center values d 1 , d 2 , and d 3 of the particle size is d 1 <d 2 <d 3 .

【0037】いずれも、凝集能力が高いため、右側の高
粒径側の凝集フロックは混合エネルギーによって順調に
生成し、しかも、破壊される頻度が少ない為、分布曲線
は高粒径側が急降下する形に歪んでいる。
In either case, the flocculation ability is high, so that the floc on the right side of the high particle size is smoothly generated by the mixing energy, and the frequency of destruction is low, so that the distribution curve shows a sharp drop on the high particle size side. Is distorted.

【0038】図2(ハ)の曲線E1,E2,E3は、曲
線D1,D2,D3と同一の点で採集した凝集フロック
の粒径分布を示すものであるが、曲線E1,E2,E3
は凝集剤の注入率が適正でないか、もしくは、原水の水
質が変化して凝集能力が低い場合を示している。
Curves E1, E2 and E3 in FIG. 2 (c) show the particle size distribution of the aggregated flocs collected at the same points as the curves D1, D2 and D3.
Indicates the case where the injection rate of the coagulant is not appropriate or the water quality of the raw water changes and the coagulation ability is low.

【0039】従って、各測定点での粒径の中心値e1
2,e3と前述した粒径の中心値d1,d2,d3との大
小関係は、e1<d1,e2<d2,e3<d3の様になって
いる。曲線E1,E2,E3では、中心値よりやや左側
の低粒径側が急降下する形となって歪んでおり、この場
合、フロック形成池3を流下してもその中心値はあまり
大きくならない。従って、大きな凝集フロックが作られ
ず、この状態の凝集フロックは、沈降速度が低く、沈殿
池5で沈殿分離しにくいフロックである。
Therefore, the central value e 1 of the particle size at each measurement point,
The magnitude relation between e 2 , e 3 and the above-mentioned median values d 1 , d 2 , d 3 of the particle size is as follows: e 1 <d 1 , e 2 <d 2 , e 3 <d 3 . . In the curves E1, E2, and E3, the low particle size side slightly to the left of the central value is distorted in such a manner as to drop sharply. In this case, the central value does not become too large even when flowing down the floc formation pond 3. Accordingly, no large flocculated floc is formed, and the flocculated floc in this state is a floc having a low sedimentation speed and hardly settled and separated in the sedimentation basin 5.

【0040】これらの特性から、明らかなように、凝集
剤の注入が最適な場合と、そうでない場合では、図2
(イ)で示すように、フロックの粒径分布に特徴が生じ
る。すなわち正規分布に対する歪や分布の中央値につい
て、それぞれ差が生じる。そして、これらの値は図2
(ロ)(ハ)で示す如く、第1フロック形成池3aの入
口付近のように、凝集剤注入後の早い段階で表れる。
As apparent from these characteristics, FIG. 2 shows that the injection of the coagulant is optimal and the injection of the coagulant is not.
As shown in (a), there is a characteristic in the particle size distribution of the floc. That is, there is a difference between the distortion with respect to the normal distribution and the median of the distribution. And these values are shown in FIG.
As shown in (b) and (c), it appears early after the coagulant injection, such as near the entrance of the first floc forming pond 3a.

【0041】したがって、これらこのフロックの粒径分
布を解析し、上記特徴を把握することにより、凝集剤の
注入制御を適正に行うことができる。本発明では、凝集
剤注入後の5分乃至10分後の凝集フロックの初期過程
において、凝集フロックの画像を取り組むので、この画
像信号から注入後の早い時点で凝集フロックの粒径分布
図の歪を積率(モーメント)として計算することがで
き、前記(3)式により求まる補正量ΔSを用いて凝集
剤注入の過不足量を短時間のうちに補正し、適正化する
ことができる。
Therefore, by analyzing the particle size distribution of these flocs and grasping the above characteristics, the injection control of the flocculant can be properly performed. In the present invention, an image of the flocculated floc is worked in the initial stage of flocculated floc 5 to 10 minutes after the injection of the flocculant. Can be calculated as a moment (moment), and the excess or deficiency in coagulant injection can be corrected and optimized in a short time using the correction amount ΔS obtained by the above equation (3).

【0042】なお、この実施例では、フロック画像検出
装置8を流出渠4内に設ける様にしたが、フロック形成
池3の入口部分、例えば第1フロック形成池3aの入口
付近等、凝集剤注入から5分乃至10分以内の流下地点
であればどこでも良い。
In this embodiment, the floc image detecting device 8 is provided in the outflow culvert 4. However, the flocculant is injected into the inlet of the floc forming pond 3, for example, near the inlet of the first floc forming pond 3a. Any point within 5 to 10 minutes from the river is acceptable.

【0043】[0043]

【発明の効果】この発明に係る浄水場の凝集剤注入制御
装置によれば上述の様に、凝集の初期状態のフロック画
像の粒径分布を解析することにより、フロック成長のプ
ロセスを判定するものであるから、原水の急変により低
下したフロックの凝集能力を早期に回復せしめ、沈降性
の良い凝集フロックを生成させることが出来る。
According to the flocculant injection control apparatus for a water purification plant according to the present invention, as described above, the floc growth process is determined by analyzing the particle size distribution of the floc image in the initial state of flocculation. Therefore, the flocculation ability of the floc, which has been reduced due to the sudden change of the raw water, can be recovered at an early stage, and flocculated flocs with good sedimentation properties can be generated.

【0044】また、フロックの凝集の状況を早期に把握
することが出来るから、降雨の効果が短時間のうちに原
水に影響を与える我国の河川から取水する浄水場には、
特に好適である。
Further, since the flocculation state of flocs can be grasped at an early stage, a water purification plant that takes water from a river in Japan, whose rainfall effect affects the raw water in a short time,
Particularly preferred.

【0045】そして、短時間で凝集剤の注入を適正に補
正することが可能であるから、凝集剤の注入が大幅に遅
れる様な浄水処理の失敗もなくなり、また、危険な水を
送水する恐れも全くなくなる。また、システムの運転が
容易になる等の優れた効果もある。
Further, since the injection of the flocculant can be properly corrected in a short time, there is no failure of the water purification treatment that significantly delays the injection of the flocculant, and there is a risk of sending dangerous water. Is completely gone. There are also excellent effects such as easy operation of the system.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明による浄水場の凝集剤注入制御装置の
一実施例を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of a coagulant injection control device of a water purification plant according to the present invention.

【図2】 図1におけるフロック形成池内での凝集フロ
ックの粒径分布を示す図である。
FIG. 2 is a view showing a particle size distribution of flocculated flocs in a floc forming pond in FIG. 1;

【図3】 従来技術を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a conventional technique.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2……急速混和槽、3……フロック形成池、4……流出
渠、5……沈殿池 7……凝集剤注入機、8……フロック画像検出装置、9
……制御装置
2 rapid mixing tank 3 floc forming pond 4 outflow culvert 5 sedimentation basin 7 flocculant injection machine 8 floc image detection device 9
……Control device

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−252512(JP,A) 特開 平1−168308(JP,A) 特開 昭63−278508(JP,A) 特開 昭63−252511(JP,A) 特開 昭62−266107(JP,A) 特開 昭62−250919(JP,A) 特開 昭65−278509(JP,A) 特開 昭63−256108(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B01D 21/30 - 21/32 C02F 1/52 - 1/56 G01N 15/02 Continuation of the front page (56) References JP-A-63-252512 (JP, A) JP-A-1-168308 (JP, A) JP-A-63-278508 (JP, A) JP-A-63-252511 (JP, A) JP-A-62-266107 (JP, A) JP-A-62-250919 (JP, A) JP-A-65-278509 (JP, A) JP-A-63-256108 (JP, A) (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) B01D 21/30-21/32 C02F 1/52-1/56 G01N 15/02

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 急速混和槽と、フロック形成池と、沈殿
池とを備え、凝集剤注入機により凝集剤を前記急速混和
槽に注入して原水を浄化する浄水場の凝集剤注入制御装
置において、 前記フロック形成池の入口付近もしくは前記急速混和槽
とフロック形成池間に凝集フロックの画像を撮影するフ
ロック画像検出装置を設け、このフロック画像検出装置
の検出データからフロック形成状態の特徴を把握し、こ
の特徴に基づき前記凝集剤注入機を制御する様に制御装
置を設けたことを特徴とする浄水場の凝集剤注入制御装
置。
1. A coagulant injection control device for a water purification plant, comprising a rapid mixing tank, a floc forming pond, and a sedimentation tank, wherein a coagulant is injected into the rapid mixing tank by a coagulant injector to purify raw water. Providing a floc image detecting device that captures an image of flocculated floc near the entrance of the floc forming pond or between the rapid mixing tank and the floc forming pond, grasping the characteristics of the floc forming state from the detection data of the floc image detecting device, A coagulant injection control device for a water purification plant, wherein a control device is provided to control the coagulant injection machine based on this feature.
【請求項2】 制御装置は、フロック画像検出装置の撮
影した画像を画像処理する画像処理手段と、前記画像処
理手段の処理データに基づき凝集フロックの粒径分布を
計測すると共に、得られた粒径分布に基づき粒径分布の
中央値と歪度とを計算し、この中央値と歪度とに基づき
凝集剤の注入量を演算する演算手段とからなることを特
徴とする請求項1記載の浄水場の凝集剤注入制御装置。
2. A control device, comprising: an image processing means for performing image processing on an image taken by a floc image detecting device; a particle size distribution of aggregated flocs based on processing data of the image processing means; The arithmetic means for calculating a median value and a skewness of the particle size distribution based on the size distribution, and calculating an injection amount of the flocculant based on the median value and the skewness. Coagulant injection control device for water purification plant.
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