JP4439825B2

JP4439825B2 - 下水道設備の水質制御装置

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Publication number: JP4439825B2
Application number: JP2003041417A
Authority: JP
Inventors: 正彦堤; 森泰彦永; 原卓巳小; 中理山; 木唯夫本
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2003-02-19
Filing date: 2003-02-19
Publication date: 2010-03-24
Anticipated expiration: 2023-02-19
Also published as: JP2004249200A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、下水道設備の水質制御装置、より詳細には、雨水吐き室に貯留された雨水を含む汚水に対し水質改善処理を施すための下水道設備の水質制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
分流式あるいは合流式の下水道設備、特に晴天時に屋根や、道路、ます、管渠内に蓄積した汚濁物質が雨天時に雨水とともに雨水管もしくは汚水管、合流下水管へ流出し、雨水を含む汚水中の汚濁物質を、沈殿、貯留、凝集剤処理、殺菌剤処理、オゾン処理、紫外線殺菌などの処理を施すことによって、汚濁物質が河川や、湖沼、海域などの公共用水域へ放流されるのを防止し、又は抑制する下水道設備は公知である（例えば、特許文献１参照）。流入水中の汚濁物質成分を高精度かつ簡易に予測して、これらの汚濁物質成分を最少にするように除去する下水道設備の水質制御装置に関して従来の下水道設備の水質制御装置の一例を、図１９を参照して説明する。
【０００３】
図１９において、合流式流入管渠１内の流入水２は一旦、雨水吐き室４へ流入し、ここから処理場送水管渠５を介して図示していない処理場へ流出される。晴天時には、流入水２は汚水のみからなる。晴天時には流入水２の流量は小さいので、水位は処理場送水管渠５の口径の範囲内にある。しかし、雨天時には汚水に雨水が混合された流入水２が雨水吐き室４へ流入するが、流入量が晴天時よりも大きいため、越流堰６を越えて越流水３が発生し、この越流水は放流管渠７および放流口８を介して、放流水９として河川に放流される。ところで、流入水２には汚水や、雨天時流出した屋根、道路などの雨水中の汚濁物質が多く含まれるため、放流水９の水質規制値超過の問題や、汚濁物質による河川１０の汚染問題が起きる。特に、大腸菌群、ＢＯＤ、ＳＳ、ｐＨなどの下水道法規定の水質項目や、有機塩素化合物、農薬などの水質汚濁防止法規定の水質項目などである。
【０００４】
このような問題に対処するために、例えば大腸菌群の殺菌を目的とした簡易法として、塩素殺菌装置を越流水側に設置する例を図に示す。ここでは、次亜塩素酸ナトリウム溶液貯留槽１１に保管している同溶液を、ポンプ１２を駆動することにより水配管１３を介して雨水吐き室４の越流水３側へ供給し、この越流水３中に含まれる大腸菌群を塩素殺菌する。この場合、次亜塩素酸ナトリウム溶液の注入量が少なすぎると大腸菌群の殺菌が不充分になり、同溶液の注入量が多すぎると越流水３中に含まれる有機物と塩素が反応して、発ガン性の塩素系有機化合物が発生する虞があるので、それらを抑制するような制御が必要になる。そこで、地上雨量計１４および降雨量演算手段１５により降雨強度を演算し、この降雨強度から流入量予測手段１６で流入量予測値を演算し、この流入量予測値から流入水質予測手段１７で流入水質予測値を演算する。さらに制御目標値演算手段１８で、この流入水質予測値と塩素注入量の制御目標値との関係式により、ポンプ１２の流量の制御目標値を演算し、それが達成されるように制御装置１９によりポンプ１２の溶液流量を制御する。
【０００５】
流入量予測手段１６による流入量予測および演算手段１７，１８による演算の関係式の例を以下に例示する。流入量予測手段１６の予測演算式を（１）式に、流入水質予測手段１７の予測演算式を（２）式および（３）式に、制御目標値演算手段１８の演算式を（４）式にそれぞれ示す。流入水質予測値Ｃwに係る物質はＳＳ（浮遊物質）である。
Ｑw＝ａ・Ｃ・Ｉ・Ａ・・・（１）
ｄＳ／ｄｔ＝ＬF−(ｋ・Ｓ・Ｑw^ｎ) ・・・（２）
Ｃw＝ｄＳ／ｄｔ／Ｑw ・・・（３）
ＱCl＝Ｋ・Ｃw ・・・（４）
ここで、
ＱCl：塩素注入量制御目標値［m³／min］
Ｃw：流入水質予測値［g／m³］
Ｑw：流入量予測値［m³／min］
Ｓ：汚濁物質堆積量［g］
ＬF：晴天時流出負荷量［g／min］
Ｃ：流出係数
Ｉ：降雨強度[mm／min]
Ａ：排水面積[ha]
Ｋ，ｋ，ｎ，ａ：パラメータ
である。
【０００６】
また、水質制御装置のもう一つの従来例として、図２０に示すものがある（例えば、特許文献２参照）。これは、図１９と同様なプロセスであって、雨水吐き室４の越流堰６前段に配設したＳＳ計２０の計測値により、（４）式と同様に、塩素注入量の制御目標値を演算し、ポンプ１２を制御するものである。
【０００７】
【特許文献１】
特開２０００−８７４３３号公報
【特許文献２】
特開平７−８２７８９号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来例である図１９の下水道設備の水質制御装置では、次のような問題が発生し、大腸菌群の十分な殺菌と有害な塩素系有機化合物の生成抑制を達成する制御を実施することができなかった。
【０００９】
（１）晴天時汚水の影響が考慮されていないので、水質予測の精度が低い
流入水質予測値は雨天時の流入量予測値から演算するものであり、雨天時のファーストフラッシュは表現できるが、晴天時汚水の汚濁物質を考慮していないので、水質を正確に予測することができなかった。特に、この従来例のような大腸菌群を殺菌するケースでは、大腸菌群の起源は汚水中に多く含まれるので、汚水を考慮しないと正確な予測は困難である。
【００１０】
また、図２０の下水道設備の水質制御装置においても、以下の問題により上記目的の制御を達成することができなかった。
【００１１】
（２）ＳＳ計の汚れによりその精度が悪化する
ＳＳ計２０が常に汚水に接触しているので、その電極部分に汚水中の汚濁物質や微生物が付着して汚れが進行し、仮に洗浄などの機能が付いていたとしても精度の回復は困難であった。
【００１２】
本発明は、上記問題点を解決し、雨天時、合流式もしくは分流式でかつその合流汚水、雨水、分流汚水中の汚濁物質を処理する下水道設備において、流入水中の汚濁物質成分を高精度かつ簡易に予測して、これらの汚濁物質成分を最少にするように除去する、下水道設備の水質制御装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明の下水道設備の水質制御装置は、
雨水を含む汚水中の汚濁物質を、沈殿、貯留、凝集剤処理、殺菌剤処理、オゾン処理、および紫外線殺菌の少なくとも１種類の方法で除去する水質除去手段と、
降雨開始時刻もしくは前回降雨の終了時刻からの無降雨時間を計測する降雨時間情報計測手段と、
降雨強度および降雨積算量を含む降雨量情報を計測する降雨量情報計測手段と、
降雨量情報計測値または無降雨時間から雨天時の流入量を予測する雨天時流入量予測手段と、
晴天時汚水データベース内に格納された晴天時水質値から、前記データベース内に格納された晴天時流量値と前記雨天時流入量予測値との比率を参照して雨天時の汚濁物質成分を予測する水質予測手段と、
この水質予測手段の予測値に基づいて前記水質除去手段の操作量を制御する制御手段と
を備えたことを特徴とする。
【００１４】
請求項２に係る発明の下水道設備の水質制御装置は、
雨水を含む汚水中の汚濁物質を、沈殿、貯留、凝集剤処理、殺菌剤処理、オゾン処理、および紫外線殺菌の少なくとも１種類の方法で除去する水質除去手段と、
降雨開始時刻もしくは前回降雨の終了時刻からの無降雨時間を計測する降雨時間情報計測手段と、
汚水流量または汚水水位を含む少なくとも１種類の汚水物理量を計測する汚水物理量計測手段と、
晴天時汚水データベース内に格納された晴天時水質値から、前記データベース内に格納された晴天時流量値と前記雨天時流入量予測値との比率を参照して雨天時の汚濁物質成分を予測する水質予測手段と、
この水質予測手段の予測値に基づいて前記水質除去手段の操作量を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする。
【００１５】
請求項３に係る発明は、請求項１または２に記載の下水道設備の水質制御装置において、水質予測手段は晴天時の水質および流量のデータを蓄積したデータベースを有し、汚濁物質成分の予測に際してデータベースに蓄積されたデータを利用することを特徴とする。
【００１６】
請求項４に係る発明は、請求項１または２に記載の下水道設備の水質制御装置において、汚濁物質成分は、浮遊物質（ＳＳ）、濁度、水素イオン濃度、紫外線吸光度（ＵＶ）、溶解性紫外線吸光度（Ｓ−ＵＶ）、生物化学的酸素要求量（ＢＯＤ）、溶解性ＢＯＤ（Ｓ−ＢＯＤ）、化学的酸素要求量（ＣＯＤ）、溶解性ＣＯＤ（Ｓ−ＣＯＤ）、全有機炭素（ＴＯＣ）、溶解性ＴＯＣ（Ｓ−ＴＯＣ）、アンモニア性窒素、全窒素、リン酸性リン、全リン、大腸菌群の少なくとも１種類であることを特徴とする。
【００１７】
請求項５に係る発明は、請求項１または２に記載の下水道設備の水質制御装置において、汚水中の汚濁物質成分を計測する水質計測手段と、水質予測手段によって予測された汚水中の汚濁物質成分を、水質計測手段によって得られた汚濁物質成分の計測値で校正する水質予測値校正手段とを備えたことを特徴とする。
【００１８】
【発明の実施の形態】
＜実施の形態１＞
（実施の形態１の構成）
以下、図面を参照して本発明の実施の形態１について説明する。
【００１９】
図１は、本発明の実施の形態１に係る水質制御装置を示すものである。図１の水質制御装置は、すでに述べた従来技術に係る図１９の水質制御装置において、流入量予測手段１６および流入水質予測手段１７を省略し、その代わりに、降雨時間情報計測手段２１、晴天時流入水質・流入量演算手段２２、および流入水質・流入量予測演算手段２３を新たに設けたものに相当する。他のブロックおよび流入水が通流する主系統の設備構成は図１９と同様である。図２は図１における同設備の要部の拡大説明図である。
【００２０】
(実施の形態１の作用)
降雨時間情報計測手段２１は、地上雨量計１４および降雨量演算手段１５によって演算された降雨強度Ｉを入力値として、その降雨強度Ｉが発生した時刻ｔ1を計測する。この時刻ｔ1から、
ｔ2 ＝ｔ1＋ｔw ・・・（５）
により降雨流達時刻ｔ2を算出する。ここで、ｔwは、降雨が流入管渠１内に流入してから雨水吐き室４内に流入するまでに要する時間であるとする。
【００２１】
次に、晴天時流入水質・流入量演算手段２２および流入水質・流入量予測演算手段２３は、時刻ｔ2における流入量予測値Ｑ_Ｗ(t2)を、
Ｑw(ｔ2)＝ｂ・Ｉ(ｔ1) ・・・（６）
として演算し、さらに時刻ｔ2における流入大腸菌群予測値Ｃw(ｔ2)を、
【数１】

に基づいて演算する。そして、前述の従来例に係る図１９の場合と同様に、制御目標値演算手段１８において塩素注入量制御目標値ＱClを、
ＱCl＝Ｋ・Ｃw ・・・（４）（再掲）
として演算し、出力する。
【００２２】
ここで、各符号は、
Ｃw(ｔ2)：ｔ2時における流入大腸菌群予測値[個／ml]
ｔ：時刻
ｔ1：降雨開始時刻
ｔ2：降雨流達時刻
ｔw：流達時間［min］
ｂ：パラメータ
Ｉ(ｔ1)：ｔ1時における降雨強度[mm／min]
Ｑw(ｔ2)：ｔ2時における流入量予測値［m³／min］
ＱF(ｔ2)：ｔ2時における晴天時汚水流入量＜定数＞［m³／min］
ＣF(ｔ2)：ｔ2時における晴天時汚水流入大腸菌群＜定数＞[個／ml]
ＱCl：塩素注入量制御目標値［m³／min］
である。
【００２３】
（５）式と（６）式における降雨強度Ｉと、（７）式におけるｔ2時における晴天時汚水流入大腸菌群ＣF(ｔ2)と、同式におけるｔ2時における晴天時汚水流入量ＱF(ｔ2)のトレンドグラフによる作用図を、図３、図４および図５にそれぞれ示す。図３の例では、９：００が降雨開始時刻であり、流達時間ｔwが１０minであるので、９：１０をｔ2として、この時刻における晴天時の大腸菌群と汚水流入量を図４および図５から算出する。この図４および図５の内容は、流入水質・流入量予測演算手段２３内に格納されている。
【００２４】
晴天時においては、ほとんどその変化パターンが同様になるので、そのパターンを適用し、雨天時の流入量予測値のみを変数として、雨天時の流入水中の大腸菌群を予測すればよい。
【００２５】
(実施の形態１の効果)
実施の形態１によれば、
（１）流入大腸菌群予測値Ｃw(ｔ2)の演算の入力値として、時刻ｔ2時における流入量予測値Ｑw(ｔ2)を用いており、流入水２に雨水が混入する前に対応することができるので、制御のための準備、特にポンプ１２の起動などに迅速に対応することができる。
【００２６】
（２）定数である、時刻ｔ2時における晴天時汚水流入量ＱF(ｔ2)と、時刻ｔ2時における晴天時汚水流入大腸菌群ＣF(ｔ2)の設定を、図４と図５に示すようなトレンドデータにして利用しているので、各時刻の変化に応じた水質を予測することができ、予測精度が向上する。
【００２７】
（３）降雨量演算手段１５として降雨強度Ｉを、降雨時間情報計測手段２１として降雨開始時刻ｔ1のみをそれぞれ適用するので、簡単な入力で流入大腸菌群予測値Ｃw(ｔ2)を演算することができる。したがって、パラメータの調整が容易でかつ、ユーザがわかりやすく予測値を利用することができる。
【００２８】
（４）水処理プロセスとして、次亜塩素酸ナトリウムによる塩素注入場所として、雨水吐き室４内の越流堰６後段部を適用しているので、処理場送水管渠５へは次亜塩素酸ナトリウムが混入しないため、処理場への影響は発生しない。
【００２９】
（５）流入水質予測の汚濁物質項目として計測困難な大腸菌群を利用するので、精度の高い大腸菌群予測値に基づく制御が可能となり、図１の塩素注入量などの殺菌プロセスにはその処理性能を向上させることができる。
【００３０】
＜実施の形態２＞
実施の形態１の変形例として、以下の実施の形態が可能である。
【００３１】
（１）流入予測以外のセンサの適用
実施の形態１では、流入大腸菌群予測値Ｃw(ｔ2)の演算の入力値として、時刻ｔ2時における流入量予測値Ｑw(ｔ2)を用いたが、水位計による流入量演算や、流量計の計測値も使用することができる。
【００３２】
水位計による流入量演算の一実施の形態が図８に示されている。ここでは、図１の装置との比較において、流入水質・流入量予測演算手段２３に代わりに流入水質予測演算手段２６が設けられ、さらに、雨水吐き室４内の越流堰６より上流側の水位を検出する水位計２４、および、水位計２４の検出信号に基づいて流入水２の流入量を演算する流入量演算手段２５ｂが設けられている。
【００３３】
この場合、水位計２４の計測値Ｈ(ｔ2)に比例して時刻ｔ2時における流入量演算値Ｑw(ｔ2)を、
Ｑw(ｔ2)＝ｃ・Ｈ(ｔ2) ・・・（８）
として演算し、前述の（７）式および（４）式により時刻ｔ2時における流入大腸菌群予測値Ｃw(ｔ2)を流入水質予測演算手段２６で演算して、塩素注入量を制御する。
【００３４】
ここで、
Ｑw(ｔ2)：ｔ2時における流入量演算値［m³／min］
ｃ：パラメータ
Ｈ(ｔ2)：ｔ2時における水位 [m]
である。
【００３５】
なお、水位計２４の設置位置は、越流堰６の後段（下流側）や、合流式流入管渠１内に配設することも可能である。また、（６）式の線形式以外にも、Ｑ−Ｈ曲線などの非線型式も利用可能である。
【００３６】
また、図９に示すように、水位計を設けるのではなく、それの代わりに雨水吐き室４への流入水２の流量を、越流堰６の前段、または後段、合流式流入管渠１内に配設して測定する流量計２７を設け、測定された流量を流入水質予測演算手段２６で用いるようにすることができる。
【００３７】
さらに、図１０に示すように、地上雨量計１４（図１、図９）に代えてレーダ雨量計２８を設置し、その測定結果を用いて降雨量演算をすることもできる。
【００３８】
（２）無降雨時間によりファーストフラッシュ分を加算
上述の実施の形態では晴天時流入水質・流入量予測手段２２内での流入水質予測演算の際、降雨時間情報計測手段２１で求められた降雨開始時刻ｔ1を利用したが、無降雨時間ｔFを利用することもできる。すなわち、無降雨時間ｔFから雨水中大腸菌群予測値ＣR(ｔ2)を、
ＣR(ｔ2)＝ｋ・ｔF ・・・（９）
として算出し、この予測値ＣR(ｔ2)と定数として与えられるｔ２時の晴天時汚水流入量ＣF(ｔ2)との和から流入大腸菌群予測値Ｃw(ｔ2)を、
【数２】

として演算するものである。
【００３９】
ここで、
Ｃw(ｔ2)：ｔ2時における流入大腸菌群予測値 [個／ml]
ＣR(ｔ2)：ｔ2時における雨水中大腸菌群予測値 [個／ml]
ｔ2：時刻
ｔF：無降雨時間 [ｄ]
ｋ：パラメータ
ＱF(ｔ2)：ｔ2時における晴天時汚水流入量＜定数＞［m³／min］
ＣF(ｔ2)：ｔ2時における晴天時汚水流入大腸菌群＜定数＞ [個／ml]
である。
【００４０】
他の実施の形態として、上述の大腸菌群に関する事項は後述する（５）項の「他の汚濁物質成分予測もしくは計測」と同様に、他の汚濁物質にも適用することができる。特に初期降雨時には、屋根や、道路、下水管渠内に蓄積したＳＳ、ＢＯＤ、ＣＯＤなどの固形物もしくは有機物が多量に流れる現象、すなわちファーストフラッシュ現象があるので、図１に示すような塩素注入プロセスではあまり影響されないが、雨水貯留管、雨水滞水池、凝集剤、ＵＶ殺菌、オゾン処理などの水処理プロセスにおいては、予測精度をより向上させることができる。
【００４１】
（３）晴天時データベースの適用
図１の装置では、（７）式におけるｔ2時における晴天時汚水流入大腸菌群ＣF(ｔ2)と、同式におけるｔ2時における晴天時汚水流入量ＱF(ｔ2)が、流入水質・流入量予測演算手段２３内に格納されているが、晴天時データベースを活用することも可能である。図９に示すように、図４や図５のようなデータが、晴天時水質・量データベース２９内に格納されており、このデータベース２９内のデータを利用して水質予測演算をすることも可能である。
【００４２】
この場合、データベースであるので、季節や曜日などの分類も可能となり、さらに予測精度を向上させることができる。
【００４３】
（４）他の水処理プロセスへの適用
本発明は図１に示す雨水吐き室４の越流側で汚濁物質除去を行うものに限られることなく、それ以外のプロセス部分に対しても以下の（ａ）〜（ｅ）に示すように適用可能である。
【００４４】
(ａ) 水配管１３が雨水吐き室４の流入部に配され、その流入部に塩素を注入するもの（図１２）。また、塩素注入は流入部よりもさらに前段の合流式流入管渠１内で行うことも可能である。これらの場合、処理場への塩素混和があるものの、早めの塩素注入により注入遅れを防止することができ、大腸菌群の河川への流出を抑制することができる。
【００４５】
(ｂ) 次亜塩素酸ナトリウム溶液貯留槽１１の代わりに、液体塩素、次亜塩素酸カルシウム、塩素化イソシアヌール酸、二塩化酸素、臭素系殺菌剤などの使用が可能である。また、殺菌剤のほかに、ＰＡＣ、硫酸アルミニウム、硫酸鉄などの凝集剤も適用可能である（図１と同様）。
【００４６】
(ｃ) 雨水貯留管や雨水滞水池などの雨水貯留施設の操作量にも適用することができる。
【００４７】
図１３は雨水貯留管３３を設ける例を示すものであり、雨水貯留管３３は流入管渠１から、ゲート３２を含む水配管３１を介して接続され、ポンプ３５により水配管３４を介して河川１０へ放流したり、ポンプ３７により水配管３６を介して流入管渠１へ放流したりする。この場合、制御対象となる操作量は、ゲート３２、ポンプ３５，３６である。
【００４８】
(ｄ) オゾン処理や紫外線殺菌（ＵＶ殺菌）などへの制御にも適用可能である。図１４はオゾン処理の場合の一例を示すものであり、雨水吐き室４の越流堰下流側に散気管４３を浸漬させ、オゾン発生器４０から調整弁４１を含むガス配管４２を介して散気管４３に調整されたオゾンを送り、散気管４３から雨水吐き室４内にオゾンを放出させるものである。この場合、制御対象となる操作量は、調整弁４１である。
【００４９】
図１５はＵＶ殺菌の一例を示すものであり、散気管４３に代えてＵＶランプ４８を浸漬させ、電源４５から調光器４６および電気線４７を介してＵＶランプ４８に調整された電力を供給し、ＵＶランプ４８からＵＶ（紫外線）を発生させるものである。この場合、操作対象は調光器４６である。なお、図１４の散気管４３および図１５のＵＶランプ４８は、いずれも設置場所が各図に示されたものに限定されることはない。
【００５０】
(ｅ) 本発明は、分流式下水道の雨水吐き口や、分流式下水道の簡易放流、直接放流にも適用可能である。つまり、分流式下水道の雨水中にも屋根や道路からの汚濁物質が混入するし、分流式下水道の汚水中にも雨水などの不明水が混入するので、それらの水処理設備にも、本発明を適用することができる。
【００５１】
（５）他の汚濁物質成分予測もしくは計測
ＢＯＤ（生物化学的酸素要求量）、ＣＯＤ（化学的酸素要求量）、ＳＳ（浮遊物質）、ＴＮ（全窒素）、ＴＰ（全リン）、ｐＨ（水素イオン濃度）は、法律の規制、すなわち下水道法もしくは水質汚濁防止法の適用を受ける項目であり、これらは大腸菌群と同様に予測することができる。ＴＯＣ（全有機炭素）、Ｓ−ＴＯＣ（溶解性ＴＯＣ）、ＮＨ_４−Ｎ（アンモニア性窒素）、ＰＯ_４−Ｐ（リン酸性リン）、Ｓ−ＢＯＤ（溶解性ＢＯＤ）、Ｓ−ＣＯＤ（溶解性ＣＯＤ）、ＵＶＤ（紫外線吸光度）、Ｓ−ＵＶ（溶解性ＵＶ）、濁度は法律の適用を受けないが、上記適用対象と相関が高く、簡易に測定できるので、予測精度の評価に有効である。
【００５２】
（６）予測手段の補正
流入水質予測演算の精度が低下した時、補正を加えることができる。図１６に示すように、図１における流入水質・流入量予測演算手段２３に流入水質予測演算補正手段５０を付設し、入力される流入水質補正値５１に応じて予測演算式を補正するものである。
【００５３】
さらに、補正に当たっては、図１７に示すような１点補正がある。（１１）式に示すように、代表的な時刻、例えば時刻ｔで補正値（＝実測値）を入力し、この補正値から補正演算値ＣF(ｔ)を演算するものである。すなわち、
ＣF(ｔ)＝ｋ・ＣF(ｔ3) ・・・（１１）
ここで、
ＣF(ｔ)：時刻ｔにおける晴天時汚水流入大腸菌群＜定数＞ [個／ml]
ＣF(ｔ3)：時刻ｔ2における晴天時汚水流入大腸菌群＜入力値＞ [個／ml]
ｔ：時刻
ｋ：パラメータ
他の変形例としては、１点補正以外にも２点補正等が適用可能である。また、図１６では補正値５１を手入力で与えるものとしているが、センサ出力を利用することもできる。この場合、相関のあるセンサを用いる。例えば、流入水質予測項目が、ＢＯＤ、ＣＯＤの場合はＵＶ計やＴＯＣ計などのセンサ、同項目がＳＳの場合はＳＳ計もしくは濁度計、ＴＮ、ＮＨ_４−Ｎ、ＴＰ、ＰＯ_４−Ｐの場合は同計測値を出力するセンサなどである。大腸菌群の場合には大腸菌群センサの他にＳＳ計、濁度計、ＵＶ計を代替することができる。
【００５４】
【発明の効果】
本発明によれば、雨天時、合流式もしくは分流式でかつその合流汚水、雨水、分流汚水中の汚濁物質を処理する下水道設備において、流入水中の汚濁物質成分を高精度かつ簡易に予測して、これらの汚濁物質成分を最少にするように除去する下水道設備の水質制御装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による下水道設備の水質制御装置の一実施形態を示すブロック図。
【図２】図１の雨水吐き室周りを拡大して一部破断しかつ上蓋を外した状態で示す下水道設備の模式図。
【図３】一実施形態における降雨強度の時刻変化を示す図。
【図４】一実施形態における晴天時汚水流入大腸菌群の時刻変化を示す図。
【図５】一実施形態における晴天時汚水流入流量の時刻変化を示す図。
【図６】一実施形態における雨水中大腸菌群の時刻変化を示す図。
【図７】一実施形態における流入水中大腸菌群の時刻変化を示す図。
【図８】本発明による水質制御装置の他の実施形態を示すブロック図。
【図９】本発明による水質制御装置のさらに他の実施形態を示すブロック図。
【図１０】本発明による水質制御装置の他の実施形態を示すブロック図。
【図１１】一実施形態において晴天時水質・量データベースを設けた実施形態を示すブロック図。
【図１２】下水道設備の流入水に次亜塩素酸ナトリウム溶液を加える実施形態を示す図。
【図１３】下水道設備に雨水貯留管を設ける例を示す図。
【図１４】下水道設備の流入水にオゾンを加える実施形態を示す図。
【図１５】下水道設備の流入水にＵＶを加える実施形態を示す図。
【図１６】一実施形態に流入水質予測演算補正手段を設ける例を示すブロック図。
【図１７】流入水質予測演算補正手段による補正作用を説明するための図。
【図１８】流入水質予測演算補正手段による他の補正作用を説明するための図。
【図１９】従来の下水道設備の水質制御装置の構成例を示すブロック図。
【図２０】従来の水質制御装置の他の構成例を示すブロック図。
【符号の説明】
１合流式流入管渠
２流入水
３越流水
４雨水吐き室
５処理場送水管渠
６越流堰
７放流管渠
８放流口
９放流水
１０河川
１１次亜塩素酸ナトリウム溶液貯留槽
１２ポンプ
１４地上雨量計
１５降雨量演算手段
１８制御目標値演算手段
１９制御装置
２０ＳＳ計（浮遊物質計）
２１降雨時間情報計測手段
２２晴天時流入水質・流入量演算手段
２３流入水質・流入量予測演算手段
２４水位計
２５流入量演算手段
２６流入水質予測演算手段
２７流量計
２８レーダ雨量計
２９晴天時水質・量データベース
３２ゲート
３３雨水貯留管
３５ポンプ
４０オゾン発生器
４１調整弁
４６調光器
４８ＵＶランプ
５０流入水質予測演算の補正手段

Claims

雨水を含む汚水中の汚濁物質を、沈殿、貯留、凝集剤処理、殺菌剤処理、オゾン処理、および紫外線殺菌の少なくとも１種類の方法で除去する水質除去手段と、
降雨開始時刻もしくは前回降雨の終了時刻からの無降雨時間を計測する降雨時間情報計測手段と、
降雨強度および降雨積算量を含む降雨量情報を計測する降雨量情報計測手段と、
降雨量情報計測値または無降雨時間から雨天時の流入量を予測する雨天時流入量予測手段と、
晴天時汚水データベース内に格納された晴天時水質値から、前記データベース内に格納された晴天時流量値と前記雨天時流入量予測値との比率を参照して雨天時の汚濁物質成分を予測する水質予測手段と、
この水質予測手段の予測値に基づいて前記水質除去手段の操作量を制御する制御手段と
を備えたことを特徴とする下水道設備の水質制御装置。
雨水を含む汚水中の汚濁物質を、沈殿、貯留、凝集剤処理、殺菌剤処理、オゾン処理、および紫外線殺菌の少なくとも１種類の方法で除去する水質除去手段と、
降雨開始時刻もしくは前回降雨の終了時刻からの無降雨時間を計測する降雨時間情報計測手段と、
汚水流量または汚水水位を含む少なくとも１種類の汚水物理量を計測する汚水物理量計測手段と、
晴天時汚水データベース内に格納された晴天時水質値から、前記データベース内に格納された晴天時流量値と前記雨天時流入量予測値との比率を参照して雨天時の汚濁物質成分を予測する水質予測手段と、
この水質予測手段の予測値に基づいて前記水質除去手段の操作量を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする下水道設備の水質制御装置。
前記水質予測手段は晴天時の水質および流量のデータを蓄積したデータベースを有し、汚濁物質成分の予測に際して前記データベースに蓄積されたデータを利用することを特徴とする請求項１または２に記載の下水道設備の水質制御装置。
前記汚濁物質成分は、浮遊物質、濁度、水素イオン濃度、紫外線吸光度、溶解性紫外線吸光度、生物化学的酸素要求量、溶解性生物化学的酸素要求量、化学的酸素要求量、溶解性化学的酸素要求量、全有機炭素、溶解性全有機炭素、アンモニア性窒素、全窒素、リン酸性リン、全リン、大腸菌群の少なくとも１種類であることを特徴とする請求項１または２に記載の下水道設備の水質制御装置。
汚水中の汚濁物質成分を計測する水質計測手段と、前記水質予測手段によって予測された汚水中の汚濁物質成分を、前記水質計測手段によって得られた汚濁物質成分の計測値で校正する水質予測値校正手段とを備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の下水道設備の水質制御装置。