JP4358037B2 - 水処理装置 - Google Patents
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Description
本発明は、オゾン処理槽において被処理水にオゾンガスを注入して被処理水のオゾン処理を行う水処理装置に関する。
従来、上水、下水、排水処理等を行う様々な水処理装置において、被処理水に酸化力の強いオゾンガスを注入するオゾン処理が行われている。特に近年では、取水源の水質が悪化しているため、水道水の浄水処理において上述のオゾン処理は有効な手段の一つとなっている。
一方、オゾン処理を行う被処理水に臭素イオンが含まれる場合には、被処理水をオゾンガスにより酸化すると、臭素イオンも酸化されて有害な臭素酸が生成されることが知られている。水道水の新しい水質基準では、この臭素酸の濃度を１０μｇ／Ｌ以下とすることが提唱されており、被処理水に多量の臭素イオンが含まれる場合には、基準値以上の濃度の臭素酸が生成されるおそれがある。
さらに、この有害な臭素酸は、オゾン処理の下流側において行われる活性炭処理や塩素処理ではほとんど除去することができない。このため、オゾン処理において臭素酸の生成を抑制するか、生成された臭素酸を別の方法で除去する処理を行う必要がある。しかしながら、臭素酸の生成を抑制するために、必要以上にオゾンガスの注入量を低減すると、本来のオゾン処理の目的である、被処理水中の有機物質分解処理、トリハロメタン生成能の低減処理、異臭味の除去処理等を有効に行うことができない。
ここで、臭素酸の生成を抑制する有効な手段として、被処理水にｐＨ調整剤を注入してこの被処理水のｐＨ値を調整する方法が挙げられる。具体的には、オゾン処理槽内の被処理水のｐＨ値を調整して一定値に保つことによって臭素酸の生成を抑制する水処理装置が用いられている（例えば、特許文献１参照）。その他、オゾン処理における臭素酸の生成の抑制方法に関する発明としては、例えば特許文献２乃至４等が知られている。
しかしながら、被処理水にｐＨ調整剤を注入してこの被処理水のｐＨを調整する上述の方法においては、常に被処理水のｐＨ値の調整を行っていた場合にはｐＨ調整剤の費用が高くなるという問題がある。
また、全国の浄水場において原水の水質の差は大きく、この原水の臭素イオン濃度は水源によってそれぞれ異なる。また、大雨や台風が発生した際には突発的に臭素イオン濃度が上昇することがある。
本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、その目的は、オゾン処理槽において被処理水にオゾンガスを注入して被処理水のオゾン処理を行う水処理装置において、ｐＨ調整剤注入装置から被処理水に注入されるｐＨ調整剤の注入率を、被処理水の臭素イオン濃度およびｐＨ調整剤の注入後の被処理水のｐＨ値に基づいて制御装置により制御することによって、被処理水のｐＨ値を十分に低下させ臭素酸の生成を抑止するとともに、ｐＨ調整剤の過剰注入を抑止してその費用を最小限に抑えることができる水処理装置を提供することにある。
本発明は、オゾン処理槽において被処理水にオゾンガスを注入して被処理水のオゾン処理を行う水処理装置において、オゾン処理槽の上流側に設けられ、オゾン処理前の被処理水の臭素イオン濃度を測定する臭素イオン濃度測定器と、オゾン処理槽の上流側に設けられ、オゾン処理前の被処理水にｐＨ調整剤を注入するｐＨ調整剤注入装置と、オゾン処理槽とｐＨ調整剤注入装置との間に設けられ、オゾン処理前の被処理水のｐＨ値を測定するｐＨ測定器と、予め定められたオゾン処理前設定ｐＨ値を臭素イオン濃度測定器によるオゾン処理前の被処理水の臭素イオン濃度によって補正してオゾン処理前目標制御ｐＨ値を算出するオゾン処理前目標制御ｐＨ値演算部と、ｐＨ測定器によるオゾン処理前の被処理水のｐＨ値がオゾン処理前目標制御ｐＨ値となるようｐＨ調整剤注入装置におけるｐＨ調整剤の注入率を制御するオゾン処理前ｐＨ調整剤注入率制御部とを有する制御装置と、を備え、前記制御装置のオゾン処理前目標制御ｐＨ値演算部は、予め定められたオゾン処理前設定ｐＨ値から、オゾン処理前の被処理水の臭素イオン濃度に基づいて定められるｐＨ補正値を減算することによりオゾン処理前目標制御ｐＨ値を算出し、この際に、オゾン処理前の被処理水の臭素イオン濃度が第１の臭素イオン基準濃度よりも小さい場合はｐＨ補正値を０とし、オゾン処理前の被処理水の臭素イオン濃度が第１の臭素イオン基準濃度から大きくなるにつれてｐＨ補正値を大きくし、ｐＨ補正値を予め設定されたｐＨ最大補正値よりも大きくしないようにすることを特徴とする水処理装置である。
この水処理装置によれば、被処理水のｐＨ値を十分に低下させ臭素酸の生成を抑止するとともに、ｐＨ調整剤の過剰注入を抑止してその費用を最小限に抑えることができる。
この水処理装置によれば、被処理水のｐＨ値を十分に低下させ臭素酸の生成を抑止するとともに、ｐＨ調整剤の過剰注入を抑止してその費用を最小限に抑えることができる。
本発明の水処理装置においては、制御装置のオゾン処理前ｐＨ調整剤注入率制御部におけるｐＨ調整剤の注入率の制御は、ＰＩＤ制御により行われることが好ましい。
このことにより、オゾン処理前ｐＨ調整剤注入率制御部は、オゾン処理前の被処理水のｐＨ値がより的確にオゾン処理前目標制御ｐＨ値となるようｐＨ調整剤の注入率の制御を行うことができる。
このことにより、オゾン処理前ｐＨ調整剤注入率制御部は、オゾン処理前の被処理水のｐＨ値がより的確にオゾン処理前目標制御ｐＨ値となるようｐＨ調整剤の注入率の制御を行うことができる。
本発明の水処理装置においては、制御装置のオゾン処理前目標制御ｐＨ値演算部において、オゾン処理前目標制御ｐＨ値は下記式により算出されることが好ましい。
オゾン処理前目標制御ｐＨ値＝予め定められたオゾン処理前設定ｐＨ値
−ｐＨ補正値・・・式（１）
ｐＨ補正値＝０ （Ｃ＜Ｃ１である場合）・・・式（２）
ｐＨ補正値＝ｐＨ最大補正値×（Ｃ−Ｃ１）÷（Ｃ２−Ｃ１） （Ｃ１≦Ｃ≦Ｃ２である場合）・・・式（３）
ｐＨ補正値＝ｐＨ最大補正値（Ｃ２＜Ｃである場合）・・・式（４）
Ｃは、オゾン処理前の被処理水の臭素イオン濃度、
ｐＨ最大補正値は、予め設定された値、
Ｃ１、Ｃ２は、それぞれ、予め設定された第１、第２の臭素イオン基準濃度。
このことにより、被処理水の臭素イオン濃度が高い場合は、被処理水の臭素イオン濃度が低い場合に比べて被処理水のｐＨ値をより低下させることができ、生成される臭素酸濃度を基準値以下とすることができる。
オゾン処理前目標制御ｐＨ値＝予め定められたオゾン処理前設定ｐＨ値
−ｐＨ補正値・・・式（１）
ｐＨ補正値＝０ （Ｃ＜Ｃ１である場合）・・・式（２）
ｐＨ補正値＝ｐＨ最大補正値×（Ｃ−Ｃ１）÷（Ｃ２−Ｃ１） （Ｃ１≦Ｃ≦Ｃ２である場合）・・・式（３）
ｐＨ補正値＝ｐＨ最大補正値（Ｃ２＜Ｃである場合）・・・式（４）
Ｃは、オゾン処理前の被処理水の臭素イオン濃度、
ｐＨ最大補正値は、予め設定された値、
Ｃ１、Ｃ２は、それぞれ、予め設定された第１、第２の臭素イオン基準濃度。
このことにより、被処理水の臭素イオン濃度が高い場合は、被処理水の臭素イオン濃度が低い場合に比べて被処理水のｐＨ値をより低下させることができ、生成される臭素酸濃度を基準値以下とすることができる。
本発明の水処理装置においては、オゾン処理槽の下流側に設けられ、オゾン処理後のオゾン処理水にｐＨ調整剤を注入する追加のｐＨ調整剤注入装置と、追加のｐＨ調整剤注入装置の下流側に設けられ、オゾン処理後のオゾン処理水のｐＨ値を測定する追加のｐＨ測定器とを更に備え、制御装置は、追加のｐＨ測定器によるオゾン処理後のオゾン処理水のｐＨ値が予め設定されたオゾン処理後目標制御ｐＨ値となるよう追加のｐＨ調整剤注入装置におけるｐＨ調整剤の注入率を制御するオゾン処理後ｐＨ調整剤注入率制御部を更に有することが好ましい。
このことにより、この水処理装置から排出されるオゾン処理水のｐＨ値を所望の値に再調整することができる。
このことにより、この水処理装置から排出されるオゾン処理水のｐＨ値を所望の値に再調整することができる。
本発明のオゾン処理を行う水処理装置によれば、ｐＨ調整剤注入装置から被処理水に注入されるｐＨ調整剤の注入率を、被処理水の臭素イオン濃度およびｐＨ調整剤の注入後の被処理水のｐＨ値に基づいて制御装置により制御することによって、被処理水のｐＨ値を十分に低下させ臭素酸の生成を抑止するとともに、ｐＨ調整剤の過剰注入を抑止してその費用を最小限に抑えることができる。
第１の実施の形態
以下、図面を参照して本発明の第１の実施の形態について説明する。図１乃至図３は、本発明の第１の実施の形態を示す図である。
このうち、図１は、本発明の第１の実施の形態による水処理装置の構成を示す構成図であり、図２は、オゾン処理前の被処理水のｐＨ値とオゾン処理により生成される臭素酸の濃度との関係を示すグラフであり、図３は、図１の制御装置のオゾン処理前目標制御ｐＨ値演算部における臭素イオン濃度とｐＨ補正値との関係を示すグラフである。
以下、図面を参照して本発明の第１の実施の形態について説明する。図１乃至図３は、本発明の第１の実施の形態を示す図である。
このうち、図１は、本発明の第１の実施の形態による水処理装置の構成を示す構成図であり、図２は、オゾン処理前の被処理水のｐＨ値とオゾン処理により生成される臭素酸の濃度との関係を示すグラフであり、図３は、図１の制御装置のオゾン処理前目標制御ｐＨ値演算部における臭素イオン濃度とｐＨ補正値との関係を示すグラフである。
水処理装置は、被処理水にオゾンガスを注入して被処理水のオゾン処理を行うオゾン処理槽７０と、オゾン処理槽７０の上流側に設けられ、オゾン処理前の被処理水の臭素イオン濃度を測定する臭素イオン濃度測定器５１と、臭素イオン濃度測定器５１の更に上流側に設けられ、オゾン処理前の被処理水にｐＨ調整剤を注入するｐＨ調整剤注入装置７５とを備えている。また、オゾン処理槽７０とｐＨ調整剤注入装置７５との間に、オゾン処理前の被処理水のｐＨ値を測定するｐＨ測定器５２が設けられている。
更にオゾン処理槽７０の上流側には、上流から下流に向かって、被処理水中の有機物や濁質等を凝集沈澱処理により除去する凝集沈澱設備７１と、残留している濁質等を砂濾過処理により除去する砂濾過設備７２と、被処理水の流量を測定する流量計７４とが順次設けられ、またオゾン処理槽７０の下流側には、オゾン処理水中に残留している有機物等の更なる除去を行う活性炭吸着設備７３が設けられている。
また、臭素イオン濃度測定器５１、ｐＨ測定器５２およびｐＨ調整剤注入装置７５には、ｐＨ調整剤注入装置７５におけるｐＨ調整剤の注入率を制御する制御装置１０が接続されている。
また、臭素イオン濃度測定器５１、ｐＨ測定器５２およびｐＨ調整剤注入装置７５には、ｐＨ調整剤注入装置７５におけるｐＨ調整剤の注入率を制御する制御装置１０が接続されている。
この制御装置１０は、予め定められたオゾン処理前設定ｐＨ値を臭素イオン濃度測定器５１で測定したオゾン処理前の被処理水の臭素イオン濃度によって補正して、オゾン処理前目標制御ｐＨ値を算出するオゾン処理前目標制御ｐＨ値演算部２１と、ｐＨ測定器５２によって測定したオゾン処理前の被処理水のｐＨ値がオゾン処理前目標制御ｐＨ値となるようｐＨ調整剤注入装置７５におけるｐＨ調整剤の注入率を制御するオゾン処理前ｐＨ調整剤注入率制御部２５とを備えている。
上述のように、オゾン処理槽７０の前段には、被処理水中の有機物や濁質等を凝集沈澱処理により除去する凝集沈澱設備７１と、残留している濁質等を砂濾過処理により除去する砂濾過設備７２とが設けられているが、この砂濾過設備７２は省略することもできる。
また、上述のように、オゾン処理槽７０の後段には活性炭吸着設備７３が設けられている。この活性炭吸着設備７３においては、例えば粒状活性炭（ＧＡＣ）や生物活性炭（ＢＡＣ）が用いられるがこれらのものに限定されることはない。
なお、活性炭吸着設備７３の後段に更に後砂濾過設備（図示せず）を設けてもよい。
また、上述のように、オゾン処理槽７０の後段には活性炭吸着設備７３が設けられている。この活性炭吸着設備７３においては、例えば粒状活性炭（ＧＡＣ）や生物活性炭（ＢＡＣ）が用いられるがこれらのものに限定されることはない。
なお、活性炭吸着設備７３の後段に更に後砂濾過設備（図示せず）を設けてもよい。
砂濾過設備７２とオゾン処理槽７０との間の流入ラインには、上述のように、ｐＨ調整剤注入装置７５によってｐＨ調整剤が注入される箇所の上流側に、被処理水の流量を測定する流量計７４が設けられている。
図１に示すように、臭素イオン濃度測定器５１およびｐＨ測定器５２は、凝集沈澱設備７１とオゾン処理槽７０との間に設けられている。これらの臭素イオン濃度測定器５１およびｐＨ測定器５２は、凝集沈澱設備７１の前段に設置してもよい。
制御装置１０は、前述のようにオゾン処理前目標制御ｐＨ値を算出するオゾン処理前目標制御ｐＨ値演算部２１と、このオゾン処理前目標制御ｐＨ値に基づいてｐＨ調整剤の注入率を制御するオゾン処理前ｐＨ調整剤注入率制御部２５とを備えている。また、この制御装置１０は、流量計７４による被処理水の流量と、オゾン処理前ｐＨ調整剤注入率制御部２５により制御されるｐＨ調整剤の注入率とに基づいてｐＨ調整剤注入装置７５から被処理水に注入されるｐＨ調整剤の注入量を算出するオゾン処理前ｐＨ調整剤注入量演算部２３を有している。
次に、このような構成からなる本実施の形態の作用について説明する。
水源から送られた被処理水は、凝集沈澱設備７１に送られて凝集沈澱処理により被処理水中の有機物・濁質等が除去される。次に、凝集沈澱設備７１からの被処理水は、砂濾過設備７２に送られて砂濾過処理により更に残留している濁質等が除去される。
砂濾過設備７２から送られた被処理水は、流量計７４によりその流量が測定される。次に、被処理水は、ｐＨ調整剤注入装置７５によりｐＨ調整剤が注入され、このことにより被処理水のｐＨ値が調整される。
次に、被処理水の臭素イオン濃度が臭素イオン濃度測定器５１により測定され、また、ｐＨ調整剤が注入された被処理水のｐＨ値がｐＨ測定器５２により測定される。
次に、被処理水の臭素イオン濃度が臭素イオン濃度測定器５１により測定され、また、ｐＨ調整剤が注入された被処理水のｐＨ値がｐＨ測定器５２により測定される。
そして、被処理水はオゾン処理槽７０に送られて、オゾンガスが注入されることによりオゾン処理が行われる。オゾン処理槽７０から排出されたオゾン処理水は活性炭吸着設備７３に送られて、この活性炭吸着設備７３においてオゾン処理水中に残留している有機物等の更なる除去が行われ、浄水として流出される。
一方、オゾン処理槽７０において被処理水のオゾン処理が行われる際に、被処理水中の臭素イオンが酸化されて臭素酸が生成される。この臭素酸は有害物質であり、その発生を抑制する必要がある。
図２に、被処理水のｐＨと、オゾン処理により生成される臭素酸の濃度との関係を示す。図２のグラフに示すように、オゾン処理により生成される臭素酸の濃度は被処理水のｐＨ値によって決まる。これは、被処理水中の臭素イオンが臭素酸に酸化される際に生成される中間物質（ＨＯＢｒ／ＯＢｒ−）の濃度が被処理水のｐＨ値の影響を受けるからであると考えられる。
ここで、図２に示すように、被処理水のｐＨ値が同一であるときに、被処理水の臭素イオン濃度が高い場合は、被処理水の臭素イオン濃度が低い場合に比べて臭素酸濃度が高くなる。このため、臭素酸濃度を予め定められた基準値（例えば、１０μｇ／Ｌ）以下とする際には、被処理水の臭素イオン濃度が高い場合は、被処理水の臭素イオン濃度が低い場合に比べて被処理水のｐＨ値をより低下させる必要がある。
以下に、制御装置１０における、ｐＨ調整剤注入装置７５によるｐＨ調整剤の注入率の制御について詳述する。
臭素イオン濃度測定器５１により測定されたオゾン処理前の被処理水の臭素イオン濃度の情報が制御装置１０のオゾン処理前目標制御ｐＨ値演算部２１に送られる。
このオゾン処理前目標制御ｐＨ値演算部２１において、例えばオペレータによって予め定められたオゾン処理前設定ｐＨ値を、臭素イオン濃度によって補正することによりオゾン処理前目標制御ｐＨ値が算出される。この臭素イオン濃度による補正について図３を参照して説明する。
このオゾン処理前目標制御ｐＨ値演算部２１において、例えばオペレータによって予め定められたオゾン処理前設定ｐＨ値を、臭素イオン濃度によって補正することによりオゾン処理前目標制御ｐＨ値が算出される。この臭素イオン濃度による補正について図３を参照して説明する。
オゾン処理前目標制御ｐＨ値は、下記式（１）〜（４）により算出される。ここで、Ｃは、オゾン処理前の被処理水の臭素イオン濃度であり、ｐＨ最大補正値は、予め設定された値である。また、Ｃ１、Ｃ２は、それぞれ、予め設定された第１、第２の臭素イオン基準濃度である。
オゾン処理前目標制御ｐＨ値＝予め定められたオゾン処理前設定ｐＨ値−ｐＨ補正値・・・式（１）
ｐＨ補正値＝０ （Ｃ＜Ｃ１である場合）・・・式（２）
ｐＨ補正値＝ｐＨ最大補正値×（Ｃ−Ｃ１）÷（Ｃ２−Ｃ１） （Ｃ１≦Ｃ≦Ｃ２である場合）・・・式（３）
ｐＨ補正値＝ｐＨ最大補正値（Ｃ２＜Ｃである場合）・・・式（４）
ｐＨ補正値＝０ （Ｃ＜Ｃ１である場合）・・・式（２）
ｐＨ補正値＝ｐＨ最大補正値×（Ｃ−Ｃ１）÷（Ｃ２−Ｃ１） （Ｃ１≦Ｃ≦Ｃ２である場合）・・・式（３）
ｐＨ補正値＝ｐＨ最大補正値（Ｃ２＜Ｃである場合）・・・式（４）
すなわち、被処理水の臭素イオン濃度Ｃが予め設定された第１の臭素イオン基準濃度Ｃ１よりも小さい場合には、オゾン処理前目標制御ｐＨ値は予め定められたオゾン処理前設定ｐＨ値となる。
一方、被処理水の臭素イオン濃度Ｃが予め設定された第１の臭素イオン基準濃度Ｃ１以上であって第２の臭素イオン基準濃度Ｃ２以下である場合には、この臭素イオン濃度Ｃが大きくなるに従ってオゾン処理前目標制御ｐＨ値が小さくなるよう補正される。
また、被処理水の臭素イオン濃度Ｃが予め設定された第２の臭素イオン基準濃度Ｃ２よりも大きい場合には、オゾン処理前目標制御ｐＨ値は、予め定められたオゾン処理前設定ｐＨ値からｐＨ最大補正値を引いた値となる。
一方、被処理水の臭素イオン濃度Ｃが予め設定された第１の臭素イオン基準濃度Ｃ１以上であって第２の臭素イオン基準濃度Ｃ２以下である場合には、この臭素イオン濃度Ｃが大きくなるに従ってオゾン処理前目標制御ｐＨ値が小さくなるよう補正される。
また、被処理水の臭素イオン濃度Ｃが予め設定された第２の臭素イオン基準濃度Ｃ２よりも大きい場合には、オゾン処理前目標制御ｐＨ値は、予め定められたオゾン処理前設定ｐＨ値からｐＨ最大補正値を引いた値となる。
制御装置１０のオゾン処理前目標制御ｐＨ値演算部２１において上記の補正が行われることにより、被処理水の臭素イオン濃度が高い場合は、被処理水の臭素イオン濃度が低い場合に比べて被処理水のｐＨ値をより低下させることができる。
次に、オゾン処理前目標制御ｐＨ値演算部２１において算出されたオゾン処理前目標制御ｐＨ値は、オゾン処理前ｐＨ調整剤注入率制御部２５に送られる。
オゾン処理前ｐＨ調整剤注入率制御部２５において、ｐＨ測定器５２によるオゾン処理前の被処理水のｐＨ値がオゾン処理前目標制御ｐＨ値となるようｐＨ調整剤注入装置７５におけるｐＨ調整剤の注入率が制御される。
ここで、オゾン処理前ｐＨ調整剤注入率制御部２５におけるｐＨ調整剤の注入率の制御は、ＰＩＤ制御により行われる。ＰＩＤ制御とは、比例制御（Ｐ制御）、積分制御（Ｉ制御）および微分制御（Ｄ制御）を同時に行う制御のことをいう。
このことにより、オゾン処理前ｐＨ調整剤注入率制御部２５は、オゾン処理前の被処理水のｐＨ値がより的確にオゾン処理前目標制御ｐＨ値となるようｐＨ調整剤の注入率の制御を行うことができる。
このことにより、オゾン処理前ｐＨ調整剤注入率制御部２５は、オゾン処理前の被処理水のｐＨ値がより的確にオゾン処理前目標制御ｐＨ値となるようｐＨ調整剤の注入率の制御を行うことができる。
オゾン処理前ｐＨ調整剤注入率制御部２５は、ｐＨ測定器５２によるオゾン処理前の被処理水のｐＨ値がオゾン処理前目標制御ｐＨ値よりも小さい場合には、ｐＨ調整剤の注入率の制御を行わないよう構成されているものであってもよい。
また、オゾン処理前ｐＨ調整剤注入率制御部２５における制御は、フィードフォワード制御、フィードバック制御またはこれらの制御を組み合わせた制御であってもよい。
また、オゾン処理前ｐＨ調整剤注入率制御部２５における制御は、フィードフォワード制御、フィードバック制御またはこれらの制御を組み合わせた制御であってもよい。
次に、オゾン処理前ｐＨ調整剤注入量演算部２３において、オゾン処理前ｐＨ調整剤注入率制御部２５により制御されるｐＨ調整剤の注入率と流量計７４による被処理水の流量とを掛け合わせることにより、ｐＨ調整剤注入装置７５から被処理水に注入されるｐＨ調整剤の注入量が算出される。
ｐＨ調整剤注入装置７５によるｐＨ調整剤の実際の注入量の情報は、再びオゾン処理前ｐＨ調整剤注入量演算部２３に送られる。このことによりオゾン処理前ｐＨ調整剤注入量演算部２３においてｐＨ調整剤の注入量のフィードバック制御が行われる。
ｐＨ調整剤注入装置７５によるｐＨ調整剤の実際の注入量の情報は、再びオゾン処理前ｐＨ調整剤注入量演算部２３に送られる。このことによりオゾン処理前ｐＨ調整剤注入量演算部２３においてｐＨ調整剤の注入量のフィードバック制御が行われる。
本発明の水処理装置によれば、制御装置１０の処理前目標制御ｐＨ値演算部２１によって、予め定められたオゾン処理前設定ｐＨ値を臭素イオン濃度測定器５１によるオゾン処理前の被処理水の臭素イオン濃度によって補正してオゾン処理前目標制御ｐＨ値が算出される。
そして、制御装置１０のオゾン処理前ｐＨ調整剤注入率制御部２５によって、ｐＨ測定器５２によるオゾン処理前の被処理水のｐＨ値がオゾン処理前目標制御ｐＨ値となるようｐＨ調整剤注入装置７５におけるｐＨ調整剤の注入率が制御される。
そして、制御装置１０のオゾン処理前ｐＨ調整剤注入率制御部２５によって、ｐＨ測定器５２によるオゾン処理前の被処理水のｐＨ値がオゾン処理前目標制御ｐＨ値となるようｐＨ調整剤注入装置７５におけるｐＨ調整剤の注入率が制御される。
このように、ｐＨ調整剤注入装置から被処理水に注入されるｐＨ調整剤の注入率を、被処理水の臭素イオン濃度およびｐＨ調整剤の注入後の被処理水のｐＨ値に基づいて制御装置により制御することによって、被処理水のｐＨ値を十分に低下させ臭素酸の生成を抑止するとともに、ｐＨ調整剤の過剰注入を抑止してその費用を最小限に抑えることができる。
すなわち、本発明の水処理装置によれば、被処理水に注入されるｐＨ調整剤の注入率が過小となり被処理水のｐＨ値が所望の値よりも大きい状態となって臭素酸が多量に生成されることを抑止することができる。また、被処理水に注入されるｐＨ調整剤の注入率が過大となり、ｐＨ調整剤の消費量が臭素酸生成の抑制に必要な量よりも多くなってしまうことを抑止することができる。
第２の実施の形態
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。図４は、本発明の第２の実施の形態を示す図である。
第２の実施の形態に係わる水処理装置においては、オゾン処理槽の下流側に追加のｐＨ調整剤注入装置と追加の測定器とを更に設けた点が異なるのみであり、他は図１乃至図３に示す第１の実施の形態と略同一である。
図４に示す第２の実施の形態において、図１に示す第１の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。図４は、本発明の第２の実施の形態を示す図である。
第２の実施の形態に係わる水処理装置においては、オゾン処理槽の下流側に追加のｐＨ調整剤注入装置と追加の測定器とを更に設けた点が異なるのみであり、他は図１乃至図３に示す第１の実施の形態と略同一である。
図４に示す第２の実施の形態において、図１に示す第１の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
図４に示すように、オゾン処理槽７０の下流側に、オゾン処理後のオゾン処理水にｐＨ調整剤を注入する追加のｐＨ調整剤注入装置７６が設けられ、かつ、追加のｐＨ調整剤注入装置７６の下流側に、オゾン処理後のオゾン処理水のｐＨ値を測定する追加のｐＨ測定器６３が設けられている。
そして、制御装置１０は、追加のｐＨ測定器６３および追加のｐＨ調整剤注入装置７６に接続されたオゾン処理後ｐＨ調整剤注入率制御部２６を更に有している。このオゾン処理後ｐＨ調整剤注入率制御部２６は、追加のｐＨ測定器６３により測定されたオゾン処理後のオゾン処理水のｐＨ値が、予め設定されたオゾン処理後目標制御ｐＨ値となるよう追加のｐＨ調整剤注入装置７６のｐＨ調整剤の注入率を制御するものである。
そして、制御装置１０は、追加のｐＨ測定器６３および追加のｐＨ調整剤注入装置７６に接続されたオゾン処理後ｐＨ調整剤注入率制御部２６を更に有している。このオゾン処理後ｐＨ調整剤注入率制御部２６は、追加のｐＨ測定器６３により測定されたオゾン処理後のオゾン処理水のｐＨ値が、予め設定されたオゾン処理後目標制御ｐＨ値となるよう追加のｐＨ調整剤注入装置７６のｐＨ調整剤の注入率を制御するものである。
また、制御装置１０は、予め設定されたオゾン処理後設定ｐＨ値に基づいてオゾン処理後目標制御ｐＨ値を算出するオゾン処理後目標制御ｐＨ値演算部２２と、追加のｐＨ調整剤注入装置７６からオゾン処理水に注入されるｐＨ調整剤の注入量を算出するオゾン処理後ｐＨ調整剤注入量演算部２４とを更に備えている。
次に、このような構成からなる本実施の形態の作用について説明する。
図４において、オゾン処理槽７０から排出されたオゾン処理水は、追加のｐＨ調整剤注入装置７６によりｐＨ調整剤が注入され、このことによりオゾン処理水のｐＨ値が調整される。
次に、ｐＨ調整剤が注入されたオゾン処理水のｐＨ値が追加のｐＨ測定器６３により測定される。
次に、ｐＨ調整剤が注入されたオゾン処理水のｐＨ値が追加のｐＨ測定器６３により測定される。
以下に、制御装置１０における追加のｐＨ調整剤注入装置７６によるｐＨ調整剤の注入率の制御について詳述する。
まず、オゾン処理後目標制御ｐＨ値演算部２２において、例えばオペレータによって予め定められたオゾン処理後設定ｐＨ値に基づいて、オゾン処理後目標制御ｐＨ値が算出される。
次に、オゾン処理後目標制御ｐＨ値演算部２２において算出されたオゾン処理後目標制御ｐＨ値がオゾン処理後ｐＨ調整剤注入率制御部２６に送られる。
次に、オゾン処理後目標制御ｐＨ値演算部２２において算出されたオゾン処理後目標制御ｐＨ値がオゾン処理後ｐＨ調整剤注入率制御部２６に送られる。
オゾン処理後ｐＨ調整剤注入率制御部２６において、追加のｐＨ測定器６３によるオゾン処理水のｐＨ値がオゾン処理後目標制御ｐＨ値となるよう追加のｐＨ調整剤注入装置７６におけるｐＨ調整剤の注入率が制御される。
オゾン処理後ｐＨ調整剤注入率制御部２６は、追加のｐＨ測定器６３によるオゾン処理水のｐＨ値がオゾン処理後目標制御ｐＨ値よりも大きい場合には、ｐＨ調整剤の注入率の制御を行わないよう構成されているものであってもよい。
ここで、オゾン処理後ｐＨ調整剤注入率制御部２６におけるｐＨ調整剤の注入率の制御は、ＰＩＤ制御により行われることが好ましい。
このことにより、オゾン処理後ｐＨ調整剤注入率制御部２６は、オゾン処理後のオゾン処理水のｐＨ値がより的確にオゾン処理後目標制御ｐＨ値となるよう制御を行うことができる。
このことにより、オゾン処理後ｐＨ調整剤注入率制御部２６は、オゾン処理後のオゾン処理水のｐＨ値がより的確にオゾン処理後目標制御ｐＨ値となるよう制御を行うことができる。
そして、オゾン処理後ｐＨ調整剤注入量演算部２４において、オゾン処理後ｐＨ調整剤注入率制御部２６により制御されるｐＨ調整剤の注入率と流量計７４による被処理水の流量７４ａとを掛け合わせることにより、追加のｐＨ調整剤注入装置７６からオゾン処理水に注入されるｐＨ調整剤の注入量が算出される。
追加のｐＨ調整剤注入装置７６によるｐＨ調整剤の実際の注入量の情報は、再びオゾン処理後ｐＨ調整剤注入量演算部２４に送られる。このことによりオゾン処理後ｐＨ調整剤注入量演算部２４においてｐＨ調整剤の注入量のフィードバック制御が行われる。
追加のｐＨ調整剤注入装置７６によるｐＨ調整剤の実際の注入量の情報は、再びオゾン処理後ｐＨ調整剤注入量演算部２４に送られる。このことによりオゾン処理後ｐＨ調整剤注入量演算部２４においてｐＨ調整剤の注入量のフィードバック制御が行われる。
本実施の形態の水処理装置によれば、制御装置１０は、追加のｐＨ測定器６３によるオゾン処理後のオゾン処理水のｐＨ値が、予め設定されたオゾン処理後目標制御ｐＨ値となるよう追加のｐＨ調整剤注入装置７６のｐＨ調整剤の注入率をオゾン処理後ｐＨ調整剤注入率制御部２６により制御することができる。このことにより、この水処理装置から排出されるオゾン処理水のｐＨ値を所望の値に再調整することができる。
第３の実施の形態
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。図５は、本発明の第３の実施の形態を示す図である。
第３の実施の形態に係わる水処理装置においては、オゾン処理槽の上流側に水質指標測定手段を更に設けた点が異なるのみであり、他は図４に示す第２の実施の形態と略同一である。
図５に示す第３の実施の形態において、図４に示す第２の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。図５は、本発明の第３の実施の形態を示す図である。
第３の実施の形態に係わる水処理装置においては、オゾン処理槽の上流側に水質指標測定手段を更に設けた点が異なるのみであり、他は図４に示す第２の実施の形態と略同一である。
図５に示す第３の実施の形態において、図４に示す第２の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
第３の実施の形態の水処理装置において、オゾン処理槽７０の上流側に、水質指標測定手段６５が設置されている。
この水質指標測定手段６５は、被処理水の水温を測定する水温計５３、被処理水の導電率を測定する導電率測定器５４、被処理水のアルカリ度を測定するアルカリ度測定器５５、被処理水の濁度を測定する濁度計５６、被処理水の紫外線吸光度を測定する紫外線吸光度測定器５７、被処理水の蛍光強度を測定する蛍光強度計５８、被処理水の過マンガン酸カリウム消費量を測定する過マンガン酸カリウム消費量測定器５９、被処理水の全有機炭素濃度を測定する全有機炭素濃度計６０、被処理水の化学的酸素要求量を測定する化学的酸素要求量測定器６１および被処理水のアンモニア性窒素濃度を測定するアンモニア性窒素濃度計６２を有している。
この水質指標測定手段６５は、被処理水の水温を測定する水温計５３、被処理水の導電率を測定する導電率測定器５４、被処理水のアルカリ度を測定するアルカリ度測定器５５、被処理水の濁度を測定する濁度計５６、被処理水の紫外線吸光度を測定する紫外線吸光度測定器５７、被処理水の蛍光強度を測定する蛍光強度計５８、被処理水の過マンガン酸カリウム消費量を測定する過マンガン酸カリウム消費量測定器５９、被処理水の全有機炭素濃度を測定する全有機炭素濃度計６０、被処理水の化学的酸素要求量を測定する化学的酸素要求量測定器６１および被処理水のアンモニア性窒素濃度を測定するアンモニア性窒素濃度計６２を有している。
次に、このような構成からなる本実施の形態の作用について説明する。
制御装置１０のオゾン処理前目標制御ｐＨ値演算部２１において、予め定められたオゾン処理前設定ｐＨ値を臭素イオン濃度測定器５１によるオゾン処理前の被処理水の臭素イオン濃度によって補正する。同時に、オゾン処理前目標制御ｐＨ値演算部２１において、水質指標測定手段６５の各測定器５３、５４、５５、５６、５７、５８、５９、６０、６１、６２で測定したオゾン処理前の被処理水の水質指標によって補正してオゾン処理前目標制御ｐＨ値が算出される。
具体的には、オゾン処理前目標制御ｐＨ値は下記式（５）により算出される。
オゾン処理前目標制御ｐＨ値＝予め定められたオゾン処理前設定ｐＨ値
−ΣｐＨ補正値ｉ（ｉ＝１〜１１）・・・式（５）
（ｉ＝１：臭素イオン濃度補正値、ｉ＝２：水温補正値、ｉ＝３：導電率補正値、ｉ＝４：アルカリ度補正値、ｉ＝５：濁度補正値、ｉ＝６：紫外線吸光度補正値、ｉ＝７：蛍光強度補正値、ｉ＝８：過マンガン酸カリウム補正値、ｉ＝９：全有機炭素濃度補正値、ｉ＝１０：化学的酸素要求量補正値、ｉ＝１１：アンモニア性窒素濃度補正値）
−ΣｐＨ補正値ｉ（ｉ＝１〜１１）・・・式（５）
（ｉ＝１：臭素イオン濃度補正値、ｉ＝２：水温補正値、ｉ＝３：導電率補正値、ｉ＝４：アルカリ度補正値、ｉ＝５：濁度補正値、ｉ＝６：紫外線吸光度補正値、ｉ＝７：蛍光強度補正値、ｉ＝８：過マンガン酸カリウム補正値、ｉ＝９：全有機炭素濃度補正値、ｉ＝１０：化学的酸素要求量補正値、ｉ＝１１：アンモニア性窒素濃度補正値）
このことにより、オゾン処理槽７０に流入される被処理水のｐＨ値を、この被処理水の様々な水質指標に基づいてより的確に所望の値とすることができるので、より一層オゾン処理槽７０における臭素酸の発生を抑制することができる。
なお、水質指標測定手段６５が、被処理水の水温を測定する水温計５３と、被処理水の導電率を測定する導電率測定器５４と、被処理水のアルカリ度を測定するアルカリ度測定器５５と、被処理水の濁度を測定する濁度計５６と、被処理水の紫外線吸光度を測定する紫外線吸光度測定器５７と、被処理水の蛍光強度を測定する蛍光強度計５８と、被処理水の過マンガン酸カリウム消費量を測定する過マンガン酸カリウム消費量測定器５９と、被処理水の全有機炭素濃度を測定する全有機炭素濃度計６０と、被処理水の化学的酸素要求量を測定する化学的酸素要求量測定器６１と、被処理水のアンモニア性窒素濃度を測定するアンモニア性窒素濃度計６２とを有する例を示したが、水質指標測定手段６５が上記測定器のうちいずれか一つのみを有していてもよく、上記測定器のうち数種類の測定器を組み合わせたものであってもよい。
１０ 制御装置
２１ オゾン処理前目標制御ｐＨ値演算部
２２ オゾン処理後目標制御ｐＨ値演算部
２３ オゾン処理前ｐＨ調整剤注入量演算部
２４ オゾン処理後ｐＨ調整剤注入量演算部
２５ オゾン処理前ｐＨ調整剤注入率制御部
２６ オゾン処理後ｐＨ調整剤注入率制御部
５１ 臭素イオン濃度測定器
５２ ｐＨ測定器
５３ 水温計
５４ 導電率測定器
５５ アルカリ度測定器
５６ 濁度計
５７ 紫外線吸光度測定器
５８ 蛍光強度計
５９ 過マンガン酸カリウム消費量測定器
６０ 全有機炭素濃度計
６１ 化学的酸素要求量測定器
６２ アンモニア性窒素濃度計
６３ 追加のｐＨ測定器
６５ 水質指標測定手段
７０ オゾン処理槽
７１ 凝集沈澱設備
７２ 砂濾過設備
７３ 活性炭吸着設備
７４ 流量計
７４ａ 被処理水の流量
７５ ｐＨ調整剤注入装置
７６ 追加のｐＨ調整剤注入装置
２１ オゾン処理前目標制御ｐＨ値演算部
２２ オゾン処理後目標制御ｐＨ値演算部
２３ オゾン処理前ｐＨ調整剤注入量演算部
２４ オゾン処理後ｐＨ調整剤注入量演算部
２５ オゾン処理前ｐＨ調整剤注入率制御部
２６ オゾン処理後ｐＨ調整剤注入率制御部
５１ 臭素イオン濃度測定器
５２ ｐＨ測定器
５３ 水温計
５４ 導電率測定器
５５ アルカリ度測定器
５６ 濁度計
５７ 紫外線吸光度測定器
５８ 蛍光強度計
５９ 過マンガン酸カリウム消費量測定器
６０ 全有機炭素濃度計
６１ 化学的酸素要求量測定器
６２ アンモニア性窒素濃度計
６３ 追加のｐＨ測定器
６５ 水質指標測定手段
７０ オゾン処理槽
７１ 凝集沈澱設備
７２ 砂濾過設備
７３ 活性炭吸着設備
７４ 流量計
７４ａ 被処理水の流量
７５ ｐＨ調整剤注入装置
７６ 追加のｐＨ調整剤注入装置
Claims (4)
- オゾン処理槽において被処理水にオゾンガスを注入して被処理水のオゾン処理を行う水処理装置において、
オゾン処理槽の上流側に設けられ、オゾン処理前の被処理水の臭素イオン濃度を測定する臭素イオン濃度測定器と、
オゾン処理槽の上流側に設けられ、オゾン処理前の被処理水にｐＨ調整剤を注入するｐＨ調整剤注入装置と、
オゾン処理槽とｐＨ調整剤注入装置との間に設けられ、オゾン処理前の被処理水のｐＨ値を測定するｐＨ測定器と、
予め定められたオゾン処理前設定ｐＨ値を臭素イオン濃度測定器によるオゾン処理前の被処理水の臭素イオン濃度によって補正してオゾン処理前目標制御ｐＨ値を算出するオゾン処理前目標制御ｐＨ値演算部と、ｐＨ測定器によるオゾン処理前の被処理水のｐＨ値がオゾン処理前目標制御ｐＨ値となるようｐＨ調整剤注入装置におけるｐＨ調整剤の注入率を制御するオゾン処理前ｐＨ調整剤注入率制御部とを有する制御装置と、
を備え、
前記制御装置のオゾン処理前目標制御ｐＨ値演算部は、予め定められたオゾン処理前設定ｐＨ値から、オゾン処理前の被処理水の臭素イオン濃度に基づいて定められるｐＨ補正値を減算することによりオゾン処理前目標制御ｐＨ値を算出し、この際に、オゾン処理前の被処理水の臭素イオン濃度が第１の臭素イオン基準濃度よりも小さい場合はｐＨ補正値を０とし、オゾン処理前の被処理水の臭素イオン濃度が第１の臭素イオン基準濃度から大きくなるにつれてｐＨ補正値を大きくし、ｐＨ補正値を予め設定されたｐＨ最大補正値よりも大きくしないようにすることを特徴とする水処理装置。 - 制御装置のオゾン処理前ｐＨ調整剤注入率制御部におけるｐＨ調整剤の注入率の制御は、ＰＩＤ制御により行われることを特徴とする請求項１記載の水処理装置。
- 制御装置のオゾン処理前目標制御ｐＨ値演算部において、オゾン処理前目標制御ｐＨ値は下記式により算出されることを特徴とする請求項１または２記載の水処理装置。
オゾン処理前目標制御ｐＨ値＝予め定められたオゾン処理前設定ｐＨ値−ｐＨ補正値・・・式（１）
ｐＨ補正値＝０ （Ｃ＜Ｃ１である場合）・・・式（２）
ｐＨ補正値＝ｐＨ最大補正値×（Ｃ−Ｃ１）÷（Ｃ２−Ｃ１） （Ｃ１≦Ｃ≦Ｃ２である場合）・・・式（３）
ｐＨ補正値＝ｐＨ最大補正値（Ｃ２＜Ｃである場合）・・・式（４）
Ｃは、オゾン処理前の被処理水の臭素イオン濃度、
ｐＨ最大補正値は、予め設定された値、
Ｃ１、Ｃ２は、それぞれ、予め設定された第１、第２の臭素イオン基準濃度。 - オゾン処理槽の下流側に設けられ、オゾン処理後のオゾン処理水にｐＨ調整剤を注入する追加のｐＨ調整剤注入装置と、
追加のｐＨ調整剤注入装置の下流側に設けられ、オゾン処理後のオゾン処理水のｐＨ値を測定する追加のｐＨ測定器とを更に備え、
制御装置は、追加のｐＨ測定器によるオゾン処理後のオゾン処理水のｐＨ値が予め設定されたオゾン処理後目標制御ｐＨ値となるよう追加のｐＨ調整剤注入装置におけるｐＨ調整剤の注入率を制御するオゾン処理後ｐＨ調整剤注入率制御部を更に有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の水処理装置。
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