JP4020667B2 - 処理水の残留塩素制御装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、下水処理場等の処理水（放流水）の残留塩素制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図５は、従来技術の構成を示す図で、図において、２１は次亜塩素酸ソーダ（以下次亜と呼ぶ）注入ポンプ、２２は放流残留塩素計、２３は放流流量計、２４は上記流量計２３の出力信号、２５は比率設定器、２６は上記注入ポンプ２１の回転数とストロークから得られる次亜注入量の出力、２７はＰＩＤ制御装置、２８は次亜注入制御出力である。
【０００３】
図６は別の従来装置である特開平３−１５７１９２号公報に示された処理水の残留塩素一定制御装置を示すもので、２９は放流残留塩素計２２の出力信号、３０は塩素要求量の演算器、３１は比率設定器であり、その他は図５と同じ要素に同じ符号を付している。
【０００４】
次に従来技術の動作について説明する。図５の装置では、次亜注入ポンプ２１は処理水に次亜塩素酸ソーダを注入するものであり、その注入量は、一般にストロークと回転数の演算でその次亜流入量出力２６を出すようになっている。次亜注入ポンプ２１により注入された次亜塩素酸ソーダの処理水中の残留量は、放流路に設けられた残留塩素計２２で計測される。また、放流の流量は流量計２３で計測される。
【０００５】
一般的には、注入される次亜塩素酸ソーダは、放流流量計２３で計測された放流量に比率設定器２５で一定比率を掛けた量になるよう制御されており、図５では、ＰＩＤ制御装置２７で次亜流入量出力２６と比率設定器２５からの出力が合致するよう、ＰＩＤ制御装置２７で放流量設定値制御が実施され、その制御出力２８が出されて注入量を制御する形となっている。
【０００６】
また、図６では、放流の流量計２３の出力２４、放流残留塩素計２２の出力２９、及び次亜注入量２６から塩素要求量を演算器３０で演算し、比率設定器３１で注入比率を計算して注入量を決定し、その出力２８により次亜注入量を制御するものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来の技術において、図５の形態では、放流残塩値とは無関係に、単に放流量の比率で次亜注入量を決定しているため、次亜の過注入や不足等が発生しやすい。また、水質の状況とは無関係に注入していることから放流水質の変動が発生しやすい問題点が有る。
【０００８】
一方、図６の形態では、放流残留塩素値と放流流量を演算し、塩素要求量を算出して制御する方式であるが、塩素要求量を演算するため、時間遅れが大きいこと、残留塩素計のデータの信頼性が不十分であること（手分析と異なるケースが多い）、最終的には放流量の比率の制御の延長線上の制御となり、放流量に注入量が左右されやすいこと等の問題点がある。
【０００９】
この発明は上記のような問題点を解消するためになされたものであり、手分析に準拠した無試薬残留塩素計を用い、無試薬残留塩素一定制御を行うことにより、放流の残留塩素濃度を一定の値に保ち、且つ、次亜注入量の削減を図ることを可能とする処理水の残留塩素制御装置を得ることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る処理水の残留塩素制御装置は、処理水への注入塩素量を調節して処理水中の残留塩素量を制御する処理水の残留塩素制御装置において、処理水に塩素を注入した後の処理水中の塩素量を検出する無試薬残留塩素計と、上記無試薬残留塩素計により検出した塩素量を示す出力と処理水中の残留塩素量についての設定値とを比較して、ＰＩＤ制御を行なう第１のＰＩＤ制御装置と、処理水中への注入塩素量を表す出力と上記第１のＰＩＤ制御装置からのＰＩＤ制御出力とを比較して、ＰＩＤ制御により処理水への注入塩素量を調節する第２のＰＩＤ制御装置とを備えたことを特徴とするものである。
【００１１】
また、上記処理水の残留塩素制御装置において、上記第１のＰＩＤ制御装置のＰＩＤ制御出力にバイアスを加えて第２のＰＩＤ制御装置へ入力するようにしたものである。
【００１２】
また、上記処理水の残留塩素制御装置において、上記バイアスのバイアス値を処理水の放流流量の関数としたものである。
【００１３】
また、上記処理水の残留塩素制御装置において、放流流量に一定比率を掛けた量を出力する比率設定器を備え、上記第１のＰＩＤ制御装置のＰＩＤ制御出力に上記比率設定器の出力を係数加算して第２のＰＩＤ制御装置へ入力するようにしたものである。
【００１４】
また、上記処理水の残留塩素制御装置において、上記無試薬残留塩素計を手分析に準拠したデータにより初期設定するようにしたものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１を図１に基づいて説明する。図において、１は処理水中に注入する次亜塩素酸ソーダ（以下次亜と呼ぶ）の注入ポンプ、３は処理水の放流流量計、６は注入ポンプ１のポンプ回転数とストロークから得られる次亜注入量を表す出力、７は第２のＰＩＤ（比例動作Ｐ、積分動作Ｉ、微分動作Ｄ）制御装置、８は次亜注入制御出力である。２は処理水の放流路に挿入された無試薬残留塩素計、４はその出力、1３は放流残塩一定制御を行う第１のＰＩＤ制御装置である。
【００１６】
次に、実施の形態１の動作を説明する。図１において、無試薬残留塩素計２は手分析に準拠した値が出力可能なように手分析データで初期設定されたセンサで、放流水中の残留塩素量を出力信号４として出力する。第１のＰＩＤ制御装置１３では、上記出力４をプロセス量として、設定値ＳＶ(Setting Value)と比較することにより、放流水中の残留塩素が一定となるような制御（放流残塩一定制御）を行い、その出力を第２のＰＩＤ制御装置７へ操作出力として与える。
【００１７】
第２のＰＩＤ制御装置７は、放流残塩一定制御をする第１のＰＩＤ制御装置１３の出力を受け、次亜注入量出力６をプロセス量としてＰＩＤ制御により、次亜塩素酸ソーダの注入量が一定となるような制御（次亜注入量一定制御）を行い出力８を出す。次亜塩素酸ソーダ注入ポンプ１は上記第２のＰＩＤ制御装置７の出力８により制御される。
【００１８】
以上の構成によれば、残留塩素計として手分析に準拠した出力の得られる無試薬残留塩素計２を使用することにより、放流残塩一定制御が実施出来、常に放流の残留塩素値を設定値に抑えることが可能となり、過注入や注入不足を解消することが可能となる。また、次亜注入量一定制御により次亜注入量を抑えることが可能となり、省エネルギーとなる。
【００１９】
さらにまた、従来の例えば図６に示す複雑な演算を必要とする制御と異なり、直接、残留塩素値で制御を行うことにより、応答性の良い（約１分の応答時間）制御が可能となる。
【００２０】
また、無試薬の残留塩素計を用いることにより、機器のメンテナンスだけでなく制御系もパラメータ等の設定を殆ど必要としない装置を得ることができる。
【００２１】
実施の形態２．
上記実施の形態１では、残塩一定制御の第１のＰＩＤ制御装置１３と、次亜注入量一定制御の第２のＰＩＤ制御装置７とをシリーズ接続したが、本実施の形態では、図２に示すように、初期の制御動作を安定させるため、バイアス設定器１４を設け、このバイアス値Ｋを第１のＰＩＤ制御装置1３の出力に加算器１５で加算して次段の第２のＰＩＤ制御装置７に加える形態としたものである。これにより、制御をより安定、かつ迅速に行うことが可能となる。バイアス値Ｋの目安としては、Ｋ＝平均放流量×平均次亜注入比率＝平均次亜注入量とする。
【００２２】
実施の形態３．
実施の形態２では、バイアス値Ｋを固定値としたが、図３の如く、放流流量計３の出力５を関数発生器１６に加え、この関数発生器１６を用いてバイアス値Ｋを算出するようにしている。このバイアス値を用いて図２と同様の制御を行う。この場合は放流流量と関連を持たせてバイアス値の決定が可能である。このようにすると、Ｋを放流流量に応じて変えることにより応答性を一層向上させることができる。
【００２３】
実施の形態４．
実施の形態４では、放流比率制御を加味した場合の制御形態で、図４において、１７は放流流量計３の出力５を入力とする比率設定器であり、この比率設定器１７で得たこの比率成分を係数付加算器１８で第１のＰＩＤ制御装置１３の出力と係数付き加算を行い、比率制御の要素も残す制御方式である。この場合は、係数の設定により従来の比率制御も可能である特徴をもつ。
【００２４】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、手分析に準拠した無試薬残留塩素計を用いることにより、安定した制御性が得られると共に、放流残留塩素一定制御を行うことにより薬品注入量（次亜注入量）の削減が図れる。
【００２５】
また、従来のように複雑な演算を用いないため、応答の早い制御系の構築が可能であり、かつ、パラメータを殆ど変更する必要のない制御が可能となる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１に係る処理水の残留塩素制御装置を示すブロック図である。
【図２】 この発明の実施の形態２に係る処理水の残留塩素制御装置を示すブロック図である。
【図３】 この発明の実施の形態３に係る処理水の残留塩素制御装置を示すブロック図である。
【図４】 この発明の実施の形態４に係る処理水の残留塩素制御装置を示すブロック図である。
【図５】 従来の装置を示すブロック図である。
【図６】 別の従来の装置を示すブロック図である。
【符号の説明】
１ 次亜注入ポンプ、 ２ 無試薬残留塩素計、
３ 放流流量計、 ４ 残留塩素計の出力、
５ 放流流量計の出力、 ６ 次亜注入量出力、
７ 第２のＰＩＤ制御装置、 ８ 次亜注入制御出力、
１３ 第１のＰＩＤ制御装置、 １４ バイアス設定器、
１５ 加算器、 １６ 関数発生器、
１７ 比率設定器、 １８ 係数付加算器。

Claims (5)

1. 処理水への注入塩素量を調節して処理水中の残留塩素量を制御する処理水の残留塩素制御装置において、処理水に塩素を注入した後の処理水中の塩素量を検出する無試薬残留塩素計と、上記無試薬残留塩素計により検出した塩素量を示す出力と処理水中の残留塩素量についての設定値とを比較して、ＰＩＤ制御を行なう第１のＰＩＤ制御装置と、処理水中への注入塩素量を表す出力と上記第１のＰＩＤ制御装置からのＰＩＤ制御出力とを比較して、ＰＩＤ制御により処理水への注入塩素量を調節する第２のＰＩＤ制御装置とを備えたことを特徴とする処理水の残留塩素制御装置。
2. 上記第１のＰＩＤ制御装置のＰＩＤ制御出力にバイアスを加えて第２のＰＩＤ制御装置へ入力するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の処理水の残留塩素制御装置。
3. 上記バイアスのバイアス値を処理水の放流流量の関数としたことを特徴とする請求項２に記載の処理水の残留塩素制御装置。
4. 放流流量に一定比率を掛けた量を出力する比率設定器を備え、上記第１のＰＩＤ制御装置のＰＩＤ制御出力に上記比率設定器の出力を係数加算して第２のＰＩＤ制御装置へ入力するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の処理水の残留塩素制御装置。
5. 上記無試薬残留塩素計を手分析に準拠したデータにより初期設定するようにしたことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の処理水の残留塩素制御装置。

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