JP3935306B2 - 水質管理システム - Google Patents
水質管理システム Download PDFInfo
- Publication number
- JP3935306B2 JP3935306B2 JP2000086315A JP2000086315A JP3935306B2 JP 3935306 B2 JP3935306 B2 JP 3935306B2 JP 2000086315 A JP2000086315 A JP 2000086315A JP 2000086315 A JP2000086315 A JP 2000086315A JP 3935306 B2 JP3935306 B2 JP 3935306B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- water
- water quality
- management
- management unit
- management system
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Images
Landscapes
- Treatment Of Water By Oxidation Or Reduction (AREA)
- Water Treatment By Sorption (AREA)
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、原水から広域配水までの水質に関するデータに基づく総合的な水質管理システムに関し、特に原水の水質管理とネットワークによる分散管理システムを特徴とするものである。
【0002】
【従来の技術】
従来の上水管理方法は、浄水場における水質管理と需要負荷に応じた配水管理が主体であった。特に浄水場における水質管理は、古典的な水質センサー情報に基づく活性炭処理、凝集沈殿処理、塩素処理等である。また、配水管理は、地域の需要予測に基づく比較的ローカルな負荷配分管理が主体である。
【0003】
浄水場への取水形態は、河川の取水口より直接浄水場へ導く場合が多い。しかるに、取水の対象となる河川の水質は、流域の環境により様様に汚染されている。
例えば産業廃棄物処理場からの汚染、酪農からのし尿汚染、田畑やゴルフ場からの化学肥料汚染、工場排水による汚染、湖沼系からの汚染、民家や下水処理場よりの排水汚染等である。
【0004】
これら流出汚染の内容は、生活の近代化に伴う化学合成物質の増加、環境の変化による急性毒物、慢性毒物、油分、原虫等である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
最近では、環境ホルモン(内分泌かく乱物質)の特定化(約70)が進められており、上水の微量物質の管理が問われ始めている。このような管理を実行するためには、原水の受け入れ段階での品質の24時間チェックと浄水プロセスでの近代的ないわゆる高度処理の実行による早期対策システムが必要であるが、現在の浄水システムでは対応が困難である。
【0006】
さらに、このような管理の実現には、微量な有害物質のオンラインリアルタイムなセンサーの適正場所への配置と測定データのリアルタイム利用環境が必須であるが、ローカル管理を主体とする現在の浄水システムでは対応が困難である。
【0007】
また、原水の危険水質情報(例えばトリハロメタン前駆物質の生成予測)に基づく配水区域変更や、原水事故による取水停止などの生産変動に対応する広域の配水管理、いわゆるネットワーク給水が必要とされるが、現在のローカルな配水管理システムでは対応が困難である。
【0008】
【課題を解決するための手段】
このような課題を達成するために、本発明のうち請求項1記載の発明は、取水した原水を浄水場に導いて処理し、処理した水を配水区域に供給する、ネットワーク環境を備える水質管理システムであって、水質を管理する管理項目に基づいて前記原水を監視しセンサーからの水質測定データを監視用のリアルタイムデータとして分散水質データベースに保存すると共に前記ネットワークに開放するネットワーク・コンピュータを備える原水水質管理部と、この原水水質管理部のデータに基づいて取水を行うと共に、センサーからの水質測定データを制御用のリアルタイムデータ及び監視用のリアルタイムデータとして分散水質データベースに保存すると共に前記ネットワークに開放するネットワーク・コンピュータを備えて水の浄化を行う浄水管理部と、前記原水水質管理部内の分散水質データベースと前記浄水管理部内の分散水質データベースのデータが保存され必要なときに解析データとしてオープンに使用可能となる統合水質データベースと、前記浄水管理部で処理した水を前記配水区域の要求に応じて供給する配水管理部と、水運用の高度化のための全体計画を実行する運用管理部とを具備した構成を特徴とする。
【0009】
請求項2記載の発明は、前記原水水質管理部は、急性毒性、慢性毒性、塩素・オゾン副生成物、細菌・原虫、浄水障害の少なくとも1項目につき異常水質の早期発見対応、異常傾向の監視機能を有する構成を特徴とする。
【0010】
請求項3記載の発明は、前記請求項1及び2記載の浄水管理部は、異常水質の取水停止処理機能を有し、更に粉状活性炭処理、凝集沈澱処理、塩素処理、高度処理の少なくとも1項目の処理機能を有する構成を特徴とする。
【0011】
請求項4記載の発明は、前記請求項1乃至3記載の配水管理部は、水質情報のネットワーク化による広域管理・運営機能を有する構成を特徴とする。
【0012】
請求項4記載の発明は、前記運用管理部は、少なくともトリハロメタン前駆物質による生成予想と配水区域の変更並びに原水事故での生産変動に対応するネットワーク給水管理機能を有する構成を特徴とする。
【0013】
請求項6記載の発明は、前記請求項1乃至5記載の原水水質管理部、浄水管理部、配水管理部、運用管理部を構成する要素群がネットワークを介して分散的にオンライン接続されるとともに、前記分散水質データベースはブラウザで監視される構成を特徴とする。
【0014】
請求項7記載の発明は、前記請求項2記載の急性毒性の管理項目は、シアン、農薬の少なくとも1項目を含む構成を特徴とする
【0015】
請求項8記載の発明は、前記請求項2記載の慢性毒性の管理項目は、揮発性有機化合物、金属類、無機物、農薬の少なくとも1項目を含む構成を特徴とする。
【0016】
請求項9記載の発明は、前記請求項2記載の塩素・オゾン副生物の管理項目は、臭素、有機物の少なくとも1項目を含む構成を特徴とする。
【0017】
請求項10記載の発明は、前記請求項2記載の細菌・原虫の管理項目は、大腸菌、クリプトスポリジュウム、ジアルジアの少なくとも1項目を含む構成を特徴とする。
【0018】
請求項11記載の発明は、前記請求項2記載の浄水障害の管理項目は、油、臭気、アンモニア性窒素の少なくとも1項目を含む構成を特徴とする。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下本発明を図面により詳細に説明する。図1は本発明に係る水質管理システムの一実施例を示す構成ブロック図である。図1においてWは取水対象の原水、1は本発明の主要部である原水水質管理部、2は高度処理を実行する浄水管理部、3は広域ネットワーク管理を実行する配水管理部、4は水運用の全体計画を実行する運用管理部である。
【0020】
原水水質管理部1は、異常水質の早期発見対応、異常傾向監視の管理を行うブロックであり、
(1)シアン、農薬等の急性毒性管理
(2)VCO(揮発性有機化化合物)、金属類、無機物、農薬等の慢性毒性管理
(3)臭素、有機物等の塩素/オゾン副生成物管理
(4)大腸菌、クリプトスポリジュウム、ジアルジア等の細菌、原虫管理
(4)油、臭気、アンモニア性窒素等の浄水障害管理
を実行する。
【0021】
浄水管理部2は、浄水処理の高効率化、制御性安定性の追及を行うブロックであり、
(1)異常水質(油分、急性毒性)の場合の取水停止
(2)慢性毒物、油分、臭気物質、VCO等の異常水質に対する粉状活性炭による最適活性炭処理
(3)アルカリ度、PH、濁質、粒子、アルミ等に対する凝集沈澱処理における凝集剤注入量の最適化、濁質除去率管理、原虫管理
(4)塩素消費物質、アンモニア性窒素、クロラミン、塩素要求量等に対する塩素処理における塩素注入量の最適化、残留塩素管理
(5)トリハロメタン、臭素酸、マンガン、アンモニア性窒素等に対する高度処理におけるオゾン注入量の最適化、生物処理管理
を実行する。
【0022】
物流段階である配水管理部3は、水質情報のネットワーク化による広域管理と運営を行うブロックであり、
(1)情報の公開
(2)水質事故時の対応(配水ルートの変更)
(3)浄水処理方法、監視制御方法の改善、
(4)浄水水質による最適配水
(5)配水水質による浄水場生産工程の変更
(6)水環境サイクルの循環管理
を実行する。
【0023】
運用管理部は、水運用の高度化を図るブロックであり、
(1)トリハロメタン前駆物質による生成予測と配水区域の変更管理
(2)原水事故での生産変動に対応するネットワーク給水
【0024】
図1で説明した本発明を構成する4個の管理部は、広域に分散しており、各種センサーによる水質データはオンラインリアルタイムに相互利用するネットワーク環境が必須である。
図2の実施態様により、このようなネットワーク環境の実現例と微量分析センサー技術の例を説明する。5は電話等に使用されるディジタル回線であり、広域に分散した管理部のデータベース、各種システムが全て接続され、資源を相互に共有する。ブロック6に含まれる要素は浄水管理部2の機能を実現する。
【0025】
ブロック6において、7は浄水場全体を管理するCPUシステム、8は浄水場制御システムであり、各種センサーの測定値に基づいて浄水場の最適制御を実行する。9は水質試験用のCPUシステムである。
【0026】
センサー10は、特に、異常水質のときの取水停止や粉状活性炭処理を実行するための高感度センサーであり、水晶振動式においセンサーによる微量水中油分の測定が代表例である。
【0027】
センサー11は、通常の浄水処理ための各種水質センサーであり、pH計、色度計、導電率計、アルカリ度計、濁度計、粒子カウンタ等である。
【0028】
これらセンサー10,11の水質測定データは、制御システムの測定値D1としてインターフェイス12を介して浄水場制御システム8で利用される。更にこのデータは、ネットワーク・コンピュータiNC(industrial Network Computer)13を介して分散水質データベース(以下DB)14に保存され、更新されると共にネットワーク5に開放されている。
【0029】
ブロック15に含まれる要素は、原水水質管理部の機能を実現する。このブロックではブロック6のような制御系は含まれず、もっぱら原水水質の測定を目的としており、微量分析を可能とするクロマトグラフ16が主体となる。
クロマトグラフ16は、ガスクロマトグラフ(GC)、液体クロマトグラフ(LC)、イオンクロマトグラフ(IC)等の技術を適用した装置である。
【0030】
ガスクロマトグラフ(GC)の測定対対象は、揮発性有機化合物(VOC)である。液体クロマトグラフ(LC)測定対象は陰イオン界面活性剤及び農薬である。イオンクロマトグラフ(IC)の測定対象は、遊離シアン、アンモニア性窒素、硝酸及び硝酸塩である。
【0031】
17は、クロマトグラフ16以外の各種急性、慢性の毒性センサー、塩素・オゾン副生成物、細菌・原虫等を検出するセンサーであり、魚の行動により急性毒物を監視するバイオアッセイ等がある。
クロマトグラフ16,センサー17の水質測定データD3は、iNC18を介して分散水質DB19に保存・更新されると共にネットワーク5に開放されている。
【0032】
iNC13,18による分散DB14,19は、インターネット技術により構成され、簡単な締め切り処理、ファイル転送処理、HTMLの画像発信、異常通知のメール発信等の機能を有する。これら分散DBよりネットワーク5を介して参照されるデータD2,D3は、監視用のリアルタイムデータとして用いられ、見たいときだけブラウザでオープンに監視できる。
【0033】
ネットワーク5に接続された統合水質DB20は、解析用のデータを保存するものである。すなわち分散水質DB14,19のデータD2,D3で締め切り処理されたデータはこの統合水質DBに発信されて保存され、必要なときに解析データD4としてオープンに使用可能となっている。
【0034】
すなわち、本ネットワークシステムにおけるデータ管理にあって、制御用のリアルタイムデータD1は連続利用され、監視用のリアルタイムデータD2,D3は見たい時だけ利用され、解析用の保存データD4は必要なときだけ取り出して利用する、3つのカテゴリーに分類されており、データの効率的な利用が可能となっている。
【0035】
更に、ネットワーク5に接続された総合水道管理システム21は、分散水質DB,統合水質DBのデータに基づき、本発明の配水管理部、運用管理部の機能を実現する。
【0036】
図3乃至図6は、本発明の主要部の機能を実現する高感度センサー並びに微量分析センサーの代表例を示す構成図である。本発明はこれら公知のセンサーの利用技術であるため、測定原理の詳細説明は省略する。
【0037】
図3は高感度センサーを代表する水晶振動式においセンサーであり、微量水中油分を連続測定する。サンプリング部はエアパージによる気化部よりなり、センサー部は、除湿部とセンサセル部で構成され、水中に溶解している油分を高感度(灯油で10ppm以上)で検出する。
【0038】
図4は、ガスクロマトグラフによる揮発性有機化合物(VOC)測定システムであり、VOC23成分を1時間ごとに測定し、水質の突発的な変動や長期的変動を把握する。システムはサンプリング装置、ガスクロマトグラフ、パソコンで構成されている。
【0039】
図5は、液体クロマトグラフによる陰イオン界面活性剤、農薬の測定システムであり、上水試験法に記載されている高速クロマトグラフ法を、メチレンブルーによる吸光光度法によりオンライン化する。システムは、サンプルの濃縮工程、溶離液による溶出工程、分離カラム通過後の紫外線吸光検出器の測定工程よりなる。
【0040】
図6は、イオンクロマトグラフによるアンモニア性窒素濃度計であり、システムはサンプル前処理装置と分析装置(イオンクロマトアナライザ)よりなる。高感度(0.01mg/l)の測定と自動洗浄機能による安定した連続長期運転、イオンの分離分析による他成分の干渉排除を実現できる。
【0041】
【発明の効果】
以上説明したことから明らかなように、本発明によれば上水の微量物質の管理が可能である。すなわち、原水の受け入れ段階での品質の24時間チェックと浄水プロセスでの近代的ないわゆる高度処理の実行による早期対策システムが実現できる。
【0042】
さらに、ネットワークと分散DBにより、広域に分散した有害物質の高感度センサーによる測定データのオンラインリアルタイム利用環境が可能であり、高度な上水管理システムの構築が可能である。
【0043】
また、原水の危険水質情報(例えばトリハロメタン前駆物質の生成予測)に基づく配水区域変更や、原水事故による取水停止などの生産変動に対応する広域の配水管理、いわゆるネットワーク給水が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るシステムの一実施例を示す構成ブロック図である。
【図2】本発明に係るシステムのネットワーク構成の実施例を示すブロック図である。
【図3】高感度センサーを代表する水晶振動式においセンサーのシステム構成図である。
【図4】ガスクロマトグラフによる揮発性有機化合物(VOC)測定装置のシステム構成図である。
【図5】液体クロマトグラフによる陰イオン界面活性剤、農薬の測定装置のシステム構成図である。
【図6】イオンクロマトグラフによるアンモニア性窒素濃度計のシステム構成図である。
【符号の説明】
W 原水
1 原水水質管理部
2 浄水管理部
3 配水管理部
4 運用管理部
5 ディジタル回線
7 浄水場CPUシステム
8 浄水場制御システム
9 水質試験用CPUシステム
10 高感度センサ
14 分散水質DB
16 クロマトグラフ
19 分散水質DB
20 統合水質DB
21 総合水道管理システム
Claims (11)
- 取水した原水を浄水場に導いて処理し、処理した水を配水区域に供給する、ネットワーク環境を備える水質管理システムであって、水質を管理する管理項目に基づいて前記原水を監視しセンサーからの水質測定データを監視用のリアルタイムデータとして分散水質データベースに保存すると共に前記ネットワークに開放するネットワーク・コンピュータを備える原水水質管理部と、この原水水質管理部のデータに基づいて取水を行うと共に、センサーからの水質測定データを制御用のリアルタイムデータ及び監視用のリアルタイムデータとして分散水質データベースに保存すると共に前記ネットワークに開放するネットワーク・コンピュータを備えて水の浄化を行う浄水管理部と、前記原水水質管理部内の分散水質データベースと前記浄水管理部内の分散水質データベースのデータが保存され必要なときに解析データとしてオープンに使用可能となる統合水質データベースと、前記浄水管理部で処理した水を前記配水区域の要求に応じて供給する配水管理部と、水運用の高度化のための全体計画を実行する運用管理部とを具備した水質管理システム。
- 前記原水水質管理部は、急性毒性、慢性毒性、塩素・オゾン副生成物、細菌・原虫、浄水障害の少なくとも1項目につき異常水質の早期発見対応、異常傾向の監視機能を有する請求項1記載の水質管理システム。
- 前記浄水管理部は、異常水質の取水停止処理機能を有し、更に粉状活性炭処理、凝集沈澱処理、塩素処理、高度処理の少なくとも1項目の処理機能を有する請求項1及び2記載の水質管理システム。
- 前記配水管理部は、水質情報のネットワーク化による広域管理・運営機能を有する請求項1乃至3記載の水質管理システム。
- 前記運用管理部は、少なくともトリハロメタン前駆物質による生成予想と配水区域の変更並びに原水事故での生産変動に対応するネットワーク給水管理機能を有する請求項1乃至4記載の水質管理システム。
- 前記原水水質管理部、浄水管理部、配水管理部、運用管理部を構成する要素群がネットワークを介して分散的にオンライン接続されるとともに、前記分散水質データベースはブラウザで監視される請求項1乃至5記載の水質管理システム。
- 前記急性毒性の管理項目は、シアン、農薬の少なくとも1項目を含む請求項2記載の水質管理システム。
- 前記慢性毒性の管理項目は、揮発性有機化合物、金属類、無機物、農薬の少なくとも1項目を含む請求項2記載の水質管理システム。
- 前記塩素・オゾン副生物の管理項目は、臭素、有機物の少なくとも1項目を含む請求項2記載の水質管理システム。
- 前記細菌・原虫の管理項目は、大腸菌、クリプトスポリジュウム、
ジアルジアの少なくとも1項目を含む請求項2記載の水質管理システム。 - 前記浄水障害の管理項目は、油、臭気、アンモニア性窒素の少なくとも1項目を含む請求項2記載の水質管理システム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000086315A JP3935306B2 (ja) | 2000-03-27 | 2000-03-27 | 水質管理システム |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000086315A JP3935306B2 (ja) | 2000-03-27 | 2000-03-27 | 水質管理システム |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001269660A JP2001269660A (ja) | 2001-10-02 |
JP3935306B2 true JP3935306B2 (ja) | 2007-06-20 |
Family
ID=18602505
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000086315A Expired - Lifetime JP3935306B2 (ja) | 2000-03-27 | 2000-03-27 | 水質管理システム |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3935306B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004245613A (ja) * | 2003-02-12 | 2004-09-02 | Japan Science & Technology Agency | フロ−セル型qcm装置および試料測定方法 |
JP5072382B2 (ja) * | 2007-02-08 | 2012-11-14 | 株式会社東芝 | 凝集剤注入制御装置 |
CN105668661A (zh) * | 2016-03-17 | 2016-06-15 | 佛山市云米电器科技有限公司 | 净水机及其控制方法、装置 |
-
2000
- 2000-03-27 JP JP2000086315A patent/JP3935306B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2001269660A (ja) | 2001-10-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Pan et al. | Unravelling the spatial variation of nitrous oxide emissions from a step-feed plug-flow full scale wastewater treatment plant | |
Assmann et al. | Online total organic carbon (TOC) monitoring for water and wastewater treatment plants processes and operations optimization | |
Carré et al. | Estimation of water quality by UV/Vis spectrometry in the framework of treated wastewater reuse | |
Roback et al. | Influence of reverse osmosis membrane age on rejection of NDMA precursors and formation of NDMA in finished water after full advanced treatment for potable reuse | |
CN201378165Y (zh) | 多层次网络化水源水质预警监控系统 | |
Veschetti et al. | Inorganic by-products in waters disinfected with chlorine dioxide | |
Capodaglio | In-stream detection of waterborne priority pollutants, and applications in drinking water contaminant warning systems | |
Yu et al. | Removal of oxidative stress and genotoxic activities during drinking water production by ozonation and granular activated carbon filtration | |
Mehrabi et al. | Optimization of phosphate removal from drinking water with activated carbon using response surface methodology (RSM) | |
JP3935306B2 (ja) | 水質管理システム | |
Xue et al. | Combination of chromatographic and spectroscopic characterization based on primitive ultraviolet absorbance detection to fulfill advanced monitoring of dissolved organic matter in municipal wastewater treatment plant | |
Choubert et al. | Rethinking micropollutant removal assessment methods for wastewater treatment plants–how to get more robust data? | |
Otson et al. | Comparison of trihalomethane levels and other water quality parameters for three treatment plants on the Ottawa River | |
Morin-Crini et al. | Analytical monitoring of the chemicals present in the discharge water generated by the surface treatment industry | |
Henneberry et al. | Investigating the temporal effects of metal-based coagulants to remove mercury from solution in the presence of dissolved organic matter | |
Anderson et al. | Controlling trihalomethanes with powdered activated carbons | |
Drage et al. | On-line monitoring of micropollutants in the River Trent (UK) with respect to drinking water abstraction | |
Sturm et al. | Beyond Microplastics: Implementation of a Two-Stage Removal Process for Microplastics and Chemical Oxygen Demand in Industrial Wastewater Streams | |
Tsaridou et al. | Drinking water standards and their implementation–A critical assessment. Water 2021; 13: 2918 | |
Ratnaweera et al. | Coagulant dosing control–a review | |
Capodaglio et al. | Online monitoring technologies for drinking water systems security | |
Ngila et al. | Mathematical Modelling for Biological Wastewater Treatment Plants Gauteng, South Africa | |
Singh et al. | Xenobiotics: Sources, Pathways, Degradation, and Risk Associated with Major Emphasis on Pharmaceutical Compounds | |
Ross et al. | Design methodology to determine the water quality monitoring strategy of a surface water treatment plant in the Netherlands | |
Onojake et al. | Water Quality Monitoring Using Sensors and Models |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070208 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20070319 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Ref document number: 3935306 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100330 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110330 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110330 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120330 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120330 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130330 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140330 Year of fee payment: 7 |
|
EXPY | Cancellation because of completion of term |