JP5998721B2 - 水処理システム - Google Patents

Description

本発明は、造水装置等の一次給水ラインに塩素剤溶液を供給する水処理システムに関する。

従来、地下水、工業用水、河川水等の原水（一次給水）を濾過して、食品用水、飲料用水等の濾過処理水（二次給水）を製造する水処理システムが知られている。この種の水処理システムでは、造水装置としての濾過装置又は除鉄除マンガン装置（以下、「濾過装置等」ともいう）の前段において、一次給水に塩素剤溶液としての次亜塩素酸塩溶液が投入される。この次亜塩素酸塩溶液は、一次給水中の鉄、マンガン、アンモニア性窒素を酸化させる酸化剤及び殺菌剤を兼ねている。

上記のような水処理システムでは、二次給水に含まれる残留塩素濃度が一定に保たれるように、一次給水の流量に比例した量の次亜塩素酸塩溶液が一次給水に投入される。しかし、二次給水の残留塩素濃度は、一次給水における鉄、マンガン、アンモニア性窒素の濃度変動や、投入する次亜塩素酸塩溶液の劣化（有効塩素濃度の低下）等の要因により少なからず変動する。そのため、従来の水処理システムにおいては、手動により次亜塩素酸塩溶液の投入量を調整する必要があった。

一方、一次給水への薬剤の投入に関する技術として、二次給水の残留塩素濃度をフィードバックして、ＰＩＤコントローラ等により次亜塩素酸塩溶液の投入量を自動制御する浄水水質制御装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開平２−１８７１８８号公報

しかし、保有水量の多い塔式の濾過装置等を備えた水処理システムでは、塩素剤溶液としての次亜塩素酸塩溶液の投入量を変更してから二次給水の残留塩素濃度が変動するまでに時間を要する。そのため、手動により次亜塩素酸塩溶液の投入量を調整する手法では、投入量を調整する作業が長時間に及ぶという課題があった。また、ＰＩＤコントローラ等により次亜塩素酸塩溶液の投入量を自動調整する装置においても、次亜塩素酸塩溶液を投入してから二次給水の残留塩素濃度が変動するまでの応答遅れが生じるため、残留塩素濃度の変動を所定範囲に収束させることができず、二次給水の残留塩素濃度を適切に自動調整することが難しいという課題があった。

本発明は、造水装置等の水槽部から送出される二次給水の残留塩素濃度を適切に自動調整できる水処理システムを提供することを目的とする。

本発明は、所要の保有水量を有する水槽部と、一次給水を前記水槽部に供給する一次給水ラインと、前記一次給水ラインに塩素剤溶液を供給する塩素剤供給手段と、前記一次給水ラインを流通する一次給水の流量を計測する流量計測手段と、二次給水を前記水槽部から送出する二次給水ラインと、前記二次給水ラインを流通する二次給水の残留塩素濃度を測定する残留塩素濃度測定手段と、前記塩素剤供給手段から前記一次給水ラインに供給される塩素剤溶液の単位流量当たりの流量比投入量を調整する投入量調整部と、前記投入量調整部で調整された流量比投入量、及び前記流量計測手段で計測された計測流量値に基づいて、前記塩素剤供給手段から前記一次給水ラインに供給される塩素剤溶液の単位時間当たりの時間比投入量を制御する塩素剤供給制御部と、を備え、前記投入量調整部は、前記残留塩素濃度測定手段で測定された測定残留塩素濃度値が予め設定された上限閾値以上又は下限閾値以下で、且つ、前回の前記流量比投入量の調整から、前記水槽部において水質が安定するまでの時間として予め設定された累積給水時間が経過した場合又は前記水槽部において水質が安定するまでの流量として予め設定された積算流量の一次給水が供給された場合には、前記上限閾値又は下限閾値に対する前記測定残留塩素濃度値の偏差と、予め設定された塩素剤溶液の有効塩素濃度とに基づいて、現在の前記流量比投入量に対する補正量を演算し、現在の前記流量比投入量と前記補正量との合計値を調整後の流量比投入量とする水処理システムに関する。

また、前記水槽部は、一次給水中に含まれる不純物を除去して二次給水を製造する造水装置の処理槽、又は一次給水を受け入れて二次給水として貯留する受水槽であり、前記累積給水時間又は前記積算流量は、前記水槽部の保有水量に基づいて設定されることが好ましい。

また、調整後の前記流量比投入量が、予め設定された補正投入量下限値から補正投入量上限値までの範囲内にあるか否かを判定する投入量判定部を更に備え、前記投入量調整部は、調整後の前記流量比投入量が、前記補正投入量下限値から前記補正投入量上限値までの範囲外である場合には、予め設定された投入量を調整後の前記流量比投入量とすることが好ましい。

また、前記流量計測手段、前記残留塩素濃度測定手段、又は前記塩素剤供給手段における故障の有無を判定する故障判定部を更に備え、前記投入量調整部は、前記故障判定部において、少なくとも一つに故障が有ると判定された場合には、現在の前記流量比投入量に対する前記補正量を演算することなく、現在の前記流量比投入量を維持することが好ましい。

また、前記残留塩素濃度測定手段は、連続測定式の第１残留塩素計と間欠測定式の第２残留塩素計と、を有し、前記故障判定部は、前記第１残留塩素計及び前記第２残留塩素計においてそれぞれ測定された測定残留塩素濃度値の偏差が予め設定された故障判定値を超過した場合には、前記残留塩素濃度測定手段に故障が有ると判定することが好ましい。

本発明によれば、造水装置等の水槽部から送出される二次給水の残留塩素濃度を適切に自動調整できる水処理システムを提供することができる。

実施形態に係る水処理システム１の全体構成図である。 水処理システム１の制御に係る機能ブロック図である。 水処理システム１の制御装置１００において流量比投入量Ｙを調整する場合の処理手順を示すフローチャートである。 水処理システム１の制御装置１００において流量比投入量Ｙを調整する場合の処理手順を示すフローチャートである。 参考実施形態に係る水処理システム１Ａの全体構成図である。 制御装置１００Ａにおいて、一般的なオープンコレクタ方式によりパルス信号を出力した場合のタイミングチャートである。 制御装置１００Ａにおいて、参考実施形態のオープンコレクタ方式によりパルス信号を出力した場合のタイミングチャートである。

以下、本発明に係る水処理システムの実施形態を、図面を参照しながら説明する。図１は、本実施形態に係る水処理システム１の全体構成図である。図１に示すように、本実施形態に係る水処理システム１は、加圧ポンプ２と、インバータ３と、造水装置としての濾過装置４と、貯水タンク５と、を備える。

また、水処理システム１は、流量計測手段としての流量計６と、薬剤タンク７と、塩素剤供給手段としての薬注ポンプ８と、吐出量チェッカ９と、残留塩素濃度測定手段としての残留塩素計１０と、制御装置１００と、を備える。図１では、電気的な接続の経路を破線で示す。

更に、水処理システム１は、一次給水ラインＬ１と、二次給水ラインＬ２と、薬剤供給ラインＬ３と、を備える。本明細書における「ライン」とは、流路、径路、管路等の流体の流通が可能なラインの総称である。

本願において、「一次給水」とは、所要の保有水量を有する水槽部に供給される水であって、且つ塩素剤溶液の供給対象となる水のことをいう。また、「二次給水」とは、水槽部から送出される水であって、且つ残留塩素濃度の測定対象となる水のことをいう。本実施形態においては、後述するように、造水装置としての濾過装置４が備える処理槽を水槽部として位置付けている。

一次給水ラインＬ１は、一次給水Ｗ１を濾過装置４に供給するラインである。一次給水ラインＬ１の上流側の端部は、一次給水Ｗ１の供給源（地下水、工業用水、河川水等）に接続されている。一次給水ラインＬ１の下流側の端部は、濾過装置４の一次給水導入口に接続されている。

加圧ポンプ２は、一次給水Ｗ１を吸入し、濾過装置４に向けて吐出する装置である。加圧ポンプ２は、インバータ３（後述）と電気的に接続されている。加圧ポンプ２には、インバータ３から周波数が変換された駆動電力が供給される。加圧ポンプ２は、供給された駆動電力の周波数（以下、「駆動周波数」ともいう）に応じた回転速度で駆動される。

インバータ３は、加圧ポンプ２に、周波数が変換された駆動電力を供給する電気回路である。インバータ３は、制御装置１００と電気的に接続されている。インバータ３には、制御装置１００から電流値信号が入力される。インバータ３は、入力された電流値信号に対応する駆動周波数の駆動電力を加圧ポンプ２に出力する。

造水装置としての濾過装置４は、導入された一次給水Ｗ１中に含まれる不純物を除去して、二次給水Ｗ２を製造する設備である。濾過装置４は、濾過材（不図示）を収容するための処理槽を備えている。この処理槽は、濾過材の空隙部及びフリーボード部の存在によって所要の保有水量を有しているため、水槽部と称することもできる。なお、一次給水Ｗ１中に含まれる不純物には、一次給水Ｗ１に元々含まれているもの（例えば、コロイド粒子）のほか、一次給水Ｗ１の溶存物質（例えば、第一鉄イオン）と次亜塩素酸塩溶液（塩素剤溶液）との反応により生成されたもの（例えば、水酸化第二鉄）がある。なお、マンガンイオンは、一次給水Ｗ１に投入した次亜塩素酸塩溶液だけでは酸化しにくいため、濾過材に担持させた触媒と接触酸化させることにより除去される。

二次給水ラインＬ２は、濾過装置４の処理槽（水槽部）で製造された二次給水Ｗ２を、需要先（不図示）へ送出するラインである。二次給水ラインＬ２の上流側の端部は、濾過装置４の二次給水導出口に接続されている。二次給水ラインＬ２の下流側の端部は、二次給水Ｗ２の需要先（又は後処理装置）に接続されている。

貯水タンク５は、濾過装置４で製造された二次給水Ｗ２を、一時的に貯留する設備である。貯水タンク５は、二次給水ラインＬ２において、濾過装置４の下流側の近傍に設けられている。貯水タンク５に貯留された二次給水Ｗ２は、二次給水ラインＬ２を介して需要先へ送出される。

流量計６は、一次給水ラインＬ１を流通する一次給水Ｗ１の流量を計測する機器である。流量計６は、接続部Ｊ１において一次給水ラインＬ１に接続されている。接続部Ｊ１は、一次給水ラインＬ１において、加圧ポンプ２と濾過装置４との間に配置されている。流量計６は、制御装置１００と電気的に接続されている。流量計６で計測された一次給水Ｗ１の流量（以下、「計測流量値Ｑ」ともいう）は、制御装置１００へ検出信号として送信される。

薬剤タンク７は、塩素剤溶液を貯留するタンクである。本実施形態において、塩素剤溶液は、次亜塩素酸ナトリウム溶液に代表される次亜塩素酸塩溶液である。次亜塩素酸塩溶液は、一次給水Ｗ１に含まれる鉄、マンガン、アンモニア性窒素を酸化させる酸化剤、及び菌類等の殺菌剤を兼ねている。

薬注ポンプ８は、薬剤タンク７に貯留された塩素剤溶液を、薬剤供給ラインＬ３を介して一次給水ラインＬ１に供給する装置である。薬注ポンプ８は、薬剤タンク７に併設されている。薬注ポンプ８は、例えば、ダイヤフラムを電磁駆動力により往復運動させるダイヤフラムポンプにより構成される。薬注ポンプ８は、制御装置１００と電気的に接続されている。薬注ポンプ８におけるダイヤフラムポンプの作動は、制御装置１００から送信されるパルス信号により制御される。すなわち、薬注ポンプ８は、制御装置１００からパルス信号が入力される毎に、薬剤タンク７から予め設定された投入量の塩素剤溶液を一次給水ラインＬ１に供給する。

薬剤供給ラインＬ３は、薬剤タンク７と一次給水ラインＬ１との間を接続するラインである。薬剤供給ラインＬ３の上流側の端部は、薬注ポンプ８に接続されている。薬剤供給ラインＬ３の下流側の端部は、接続部Ｊ２において一次給水ラインＬ１に接続されている。接続部Ｊ２は、一次給水ラインＬ１において、接続部Ｊ１と濾過装置４との間に配置されている。薬剤供給ラインＬ３には、吐出量チェッカ９が設けられている。

吐出量チェッカ９は、薬剤供給ラインＬ３における塩素剤溶液の流通を検出する機器である。吐出量チェッカ９は、薬剤供給ラインＬ３において、薬剤タンク７と接続部Ｊ１との間に設けられている。吐出量チェッカ９は、制御装置１００と電気的に接続されている。吐出量チェッカ９は、薬剤供給ラインＬ３における塩素剤溶液の流通を検出した場合には、制御装置１００に検出信号を送信する。

残留塩素計１０は、濾過装置４の出口側における二次給水Ｗ２の残留塩素濃度を測定する機器である。残留塩素計１０は、接続部Ｊ３において二次給水ラインＬ２に接続されている。接続部Ｊ３は、二次給水ラインＬ２において、濾過装置４と貯水タンク５との間に配置されている。残留塩素計１０は、制御装置１００と電気的に接続されている。残留塩素計１０で測定された二次給水Ｗ２の残留塩素濃度（以下、「測定残留塩素濃度値ＳＰ」ともいう）は、制御装置１００へ検出信号として送信される。

本実施形態において、残留塩素計１０は、連続測定式（例えば、ポーラログラフ電極式）の残留塩素計である。水処理システム１の運転中において、残留塩素計１０は、検出信号として、常に４〜２０ｍＡの伝送信号を制御装置１００へ出力する。

制御装置１００は、ＣＰＵ及びメモリを含むマイクロプロセッサ（不図示）により構成される。制御装置１００は、上述した水処理システム１を構成する各部を制御する。また、制御装置１００を構成するマイクロプロセッサには、時間の計時等を管理する不図示のインテグレーテッドタイマユニット（以下、「ＩＴＵ」ともいう）が組み込まれている。

次に、図２を参照しながら、制御装置１００の機能について説明する。図２は、本実施形態に係る水処理システム１の制御に係る機能ブロック図である。

制御装置１００は、本実施形態の水処理システム１を構成する各部を制御する。図２に示すように、制御装置１００は、例えば、インバータ３、流量計６、薬注ポンプ８、吐出量チェッカ９、残留塩素計１０等に電気的に接続される。

制御装置１００は、投入量調整部１０１と、投入量判定部１０２と、塩素剤供給制御部１０３と、故障判定部１０４と、メモリ部１０５と、を備える。

投入量調整部１０１は、薬注ポンプ８から一次給水ラインＬ１に供給される塩素剤溶液の単位流量当たりの流量比投入量（以下、「流量比投入量Ｙ」ともいう）を調整する。

具体的には、投入量調整部１０１は、残留塩素計１０で測定された測定残留塩素濃度値ＳＰが予め設定された上限閾値ＳＰＨ以上又は下限閾値ＳＰＬ以下（閾値範囲外）で、且つ、（ｉ）濾過装置４において給水開始からの開始遅延時間Ｔ１が経過した場合、又は、（ｉｉ）前回の流量比投入量Ｙの調整から、濾過装置４において予め設定された累積給水時間Ｔ２が経過した場合には、上限閾値ＳＰＨ又は下限閾値ＳＰＬに対する測定残留塩素濃度値ＳＰの偏差と、予め設定された塩素剤溶液の有効塩素濃度Ｍと、に基づいて、現在の流量比投入量Ｙに対する補正量ΔＹを演算し、現在の流量比投入量Ｙと補正量ΔＹとの合計値（Ｙ＋ΔＹ）を調整後の流量比投入量Ｙ´とする。

なお、塩素剤溶液の有効塩素濃度Ｍは、塩素剤溶液１ｍＬ当たりの塩素量を示す数値である。投入量調整部１０１は、現在の流量比投入量Ｙ［ｍＬ／ｍ^３］、測定残留塩素濃度値ＳＰ［ｇＣｌ／ｍ^３］及び塩素消費量［ｇＣｌ／ｍ^３］を取得することにより、下記の式（１）に基づいて、塩素剤溶液の有効塩素濃度Ｍ［ｍｇＣｌ／ｍＬ］を演算することができる。
有効塩素濃度Ｍ＝
（測定残留塩素濃度値ＳＰ＋塩素消費量）／流量比投入量Ｙ （１）

投入量調整部１０１は、予め供給源より採取した一次給水Ｗ１の水質分析に基づいて、塩素剤溶液を投入したときの単位流量当たりの塩素消費量［ｇＣｌ／ｍ^３］を演算する。塩素消費量は、酸化反応により塩素を消費する鉄イオン（Ｆｅ^２＋）、マンガンイオン（Ｍｎ^２＋）、アンモニウムイオン（ＮＨ^４＋）や、有機物等の各濃度及び水温により定まる。有効塩素濃度Ｍは、例えば、０．１０〜０．１５ｍｇＣｌ／ｍＬの範囲に設定される。

一般に、塩素剤溶液（次亜塩素酸塩溶液）が劣化して、有効塩素濃度Ｍが下がると、二次給水Ｗ２の残留塩素濃度が低下する。また、塩素剤溶液の劣化が進むと、塩素酸濃度が上昇して二次給水Ｗ２の水質が悪化する。これに対して、上記式（１）を用いて有効塩素濃度Ｍを演算することにより、塩素剤溶液の劣化を簡単に検出することができる。

投入量調整部１０１は、残留塩素計１０で測定された測定残留塩素濃度値ＳＰが、予め設定された上限閾値ＳＰＨ未満〜下限閾値ＳＰＬ超過までの閾値範囲内であれば、流量比投入量Ｙを調整しない。

一方、投入量調整部１０１は、流量比投入量Ｙを調整する場合において、残留塩素計１０で測定された測定残留塩素濃度値ＳＰが予め設定された上限閾値ＳＰＨ以上（閾値範囲外）であれば、現在の流量比投入量Ｙに下記の式（２）により演算した補正量ΔＹを加える。
ΔＹ＝（ＳＰＨ−ＳＰ）／Ｍ （２）

測定残留塩素濃度値ＳＰが上限閾値ＳＰＨ以上であれば、二次給水Ｗ２における残留塩素濃度が高いため、投入量調整部１０１は、上限閾値ＳＰＨと測定残留塩素濃度値ＳＰとの偏差を有効塩素濃度Ｍで除算することにより補正量ΔＹを算出する。

また、投入量調整部１０１は、流量比投入量Ｙを調整する場合において、残留塩素計１０で測定された測定残留塩素濃度値ＳＰが予め設定された下限閾値ＳＰＬ以下であれば、現在の流量比投入量Ｙに下記の式（３）により演算した補正量ΔＹを加える。
ΔＹ＝（ＳＰＬ−ＳＰ）／Ｍ （３）

測定残留塩素濃度値ＳＰが下限閾値ＳＰＬ以下（閾値範囲外）であれば、二次給水Ｗ２における残留塩素濃度が低いため、投入量調整部１０１は、下限閾値ＳＰＬと測定残留塩素濃度値ＳＰとの偏差を有効塩素濃度Ｍで除算することにより補正量ΔＹを算出する。

次に、（ｉ）給水開始からの開始遅延時間Ｔ１について説明する。水処理システム１は、貯水タンク５の水位に応じて給水と待機（給水停止）とを繰り返している。水処理システム１では、待機中に一次給水ラインＬ１へ塩素剤溶液が投入されない。そのため、投入量調整部１０１は、水処理システム１の待機中に、塩素剤溶液の流量比投入量Ｙを調整しない。

一方、水処理システム１が待機から給水へ移行した直後は、待機中に濾過装置４の処理槽内に滞留していた水を排出する操作が実行される。滞留水が排出される間、二次給水ラインＬ２で測定される二次給水Ｗ２の測定残留塩素濃度値ＳＰと、一次給水ラインＬ１に投入される塩素剤溶液の投入量との間に相関関係はない。そのため、水処理システム１が待機から給水へ移行した後、濾過装置４の処理槽内の水が給水により数回置換されて水質が安定するまでは、塩素剤溶液の流量比投入量Ｙを調整しないようにする必要がある。従って、本実施形態では、水処理システム１が待機から給水へ移行した後、濾過装置４の処理槽内の水が給水により数回置換されて水質が安定するまでの時間として、給水開始からの開始遅延時間Ｔ１を設定している。給水開始からの開始遅延時間Ｔ１は、制御装置１００のＩＴＵ（不図示）により計時される。

また、開始遅延時間Ｔ１の代わりに、濾過装置４に対する積算流量をカウントし、給水開始から予め設定された積算流量Ｖ１の一次給水Ｗ１が通水されるまでの間、塩素剤溶液の流量比投入量Ｙを調整しないようにしてもよい。

なお、開始遅延時間Ｔ１（又は積算流量Ｖ１）は、濾過装置４の処理槽（水槽部）における保有水量に基づいて設定される数値である。また、開始遅延時間Ｔ１（又は積算流量Ｖ１）は、濾過装置４の処理槽における保有水量だけでなく、配管部分における保有水量を考慮して、接続部Ｊ２及びＪ３の間における保有水量に基づいて設定してもよい。

次に、（ｉｉ）の累積給水時間Ｔ２について説明する。上述したように、濾過装置４において所要の保有水量を有する処理槽を備えた水処理システム１では、塩素剤溶液の流量比投入量Ｙを変更してから、二次給水Ｗ２の残留塩素濃度が変動するまでに時間を要する。そのため、塩素剤溶液の流量比投入量Ｙを調整してから、濾過装置４の処理槽内の水が給水により数回置換されて水質が安定するまでは、塩素剤溶液の流量比投入量Ｙを調整しないようにする必要がある。従って、本実施形態では、前回の流量比投入量Ｙの調整から、濾過装置４の処理槽内の水が給水により数回置換されて水質が安定するまでの時間として、前回の流量比投入量Ｙの調整からの累積給水時間Ｔ２を設定している。累積給水時間Ｔ２は、制御装置１００のＩＴＵ（不図示）により計時される。

また、累積給水時間Ｔ２の代わりに、濾過装置４に対する積算流量をカウントし、前回の流量比投入量Ｙの調整から予め設定された積算流量Ｖ２の一次給水Ｗ１が通水されるまでの間は、塩素剤溶液の流量比投入量Ｙを調整しないようにしてもよい。

なお、累積給水時間Ｔ２（又は積算流量Ｖ２）は、濾過装置４の処理槽（水槽部）における保有水量に基づいて設定される数値である。また、累積給水時間Ｔ２（又は積算流量Ｖ２）は、濾過装置４の処理槽における保有水量だけでなく、配管部分における保有水量を考慮して、接続部Ｊ２及びＪ３の間における保有水量に基づいて設定してもよい。

投入量調整部１０１は、投入量判定部１０２（後述）において、調整後の流量比投入量Ｙ´が、予め設定された補正投入量下限値Ｙ_ＭＩＮから補正投入量上限値Ｙ_ＭＡＸまで許容範囲外であると判定された場合には、予め設定された投入量Ｙ_ｍ（Ｙ_ＭＩＮ＜Ｙ_ｍ＜Ｙ_ＭＡＸ）を調整後の流量比投入量Ｙ´とする。ここで、投入量Ｙ_ｍは、例えば、システム管理者等により設定された値である。

投入量調整部１０１は、調整後の流量比投入量Ｙ´が、予め設定された補正投入量下限値Ｙ_ＭＩＮ以下である場合、又は調整後の流量比投入量Ｙ´が、予め設定された補正投入量上限値Ｙ_ＭＡＸ以上である場合には、投入量Ｙ_ｍを調整後の流量比投入量Ｙ´とする。すなわち、投入量調整部１０１は、調整後の流量比投入量Ｙ´が、予め設定された補正投入量下限値Ｙ_ＭＩＮから補正投入量上限値Ｙ_ＭＡＸまでの許容範囲外であると判定された場合には、調整後の流量比投入量Ｙ´を投入量Ｙ_ｍに戻す操作を行う。

なお、調整後の流量比投入量Ｙ´が、補正投入量下限値Ｙ_ＭＩＮから補正投入量上限値Ｙ_ＭＡＸまでの許容範囲外となる原因としては、残留塩素計１０の故障による測定残留塩素濃度値ＳＰのズレ、一次給水Ｗ１の水質変動による塩素消費量の増加、薬剤タンク７に貯留された塩素剤溶液の劣化による有効塩素濃度Ｍの低下等が考えられる。いずれの場合も、ズレの要因が長時間かけて蓄積した結果であるため、調整後の流量比投入量Ｙ´が、補正投入量下限値Ｙ_ＭＩＮから補正投入量上限値Ｙ_ＭＡＸまでの許容範囲外となった場合には、流量比投入量Ｙの調整を中断することなく、調整後の流量比投入量Ｙ´を投入量Ｙ_ｍに戻して、塩素剤溶液の投入を継続する。

投入量調整部１０１は、調整後の流量比投入量Ｙ´を投入量Ｙ_ｍに戻した場合には、警報装置（不図示）から警報音等を発生させて、システム管理者等にシステムの異常が発生したことを通知する。

また、投入量調整部１０１は、故障判定部１０４（後述）において、流量計６、残留塩素計１０、又は薬注ポンプ８の少なくとも一つに故障が有ると判定された場合には、現在の流量比投入量Ｙに対する補正量ΔＹを演算することなく、現在（故障前）の流量比投入量Ｙを維持する。

例えば、残留塩素計１０が故障した場合、測定された測定残留塩素濃度値ＳＰには信頼性がないため、流量比投入量Ｙの調整は実行しないほうがよい。しかし、一次給水Ｗ１への塩素剤溶液の投入を中断すると、二次給水Ｗ２の水質が悪化する。そこで、投入量調整部１０１では、一次給水Ｗ１への塩素剤溶液の投入を継続しながら、流量比投入量Ｙの調整のみ中断する。また、投入量調整部１０１は、警報装置（不図示）から警報音等を発生させて、システム管理者等に機器の故障が発生したことを通知する。

なお、薬注ポンプ８が複数設置されている場合において、投入量調整部１０１は、故障判定部１０４から、すべての薬注ポンプ８について故障有りの判定結果が通知されたときに、一次給水Ｗ１への塩素剤溶液の投入を継続しながら、流量比投入量Ｙの調整のみ中断する。

また、薬注ポンプ８が複数設置されている場合において、投入量調整部１０１は、少なくとも一つの薬注ポンプ８に故障がなければ、一次給水Ｗ１への塩素剤溶液の投入を継続しながら、流量比投入量Ｙを調整する。その場合に、投入量調整部１０１は、故障判定部１０４において、故障有りと判定された薬注ポンプ８の制御を中断する。

投入量判定部１０２は、投入量調整部１０１により演算された調整後の流量比投入量Ｙ´が、予め設定された補正投入量下限値Ｙ_ＭＩＮから補正投入量上限値Ｙ_ＭＡＸまでの許容範囲内にあるか否かを判定する。

塩素剤供給制御部１０３は、投入量調整部１０１により調整された流量比投入量Ｙ、及び流量計６で計測された計測流量値Ｑに基づいて、薬注ポンプ８（塩素剤供給手段）から一次給水ラインＬ１に供給される塩素剤溶液の単位時間当たりの時間比投入量（以下、「時間比投入量Ｚ」ともいう）を制御する。具体的には、塩素剤供給制御部１０３は、下記の式（４）により時間比投入量Ｚを演算する。
時間比投入量Ｚ［ｍＬ／ｈ］
＝流量比投入量Ｙ［ｍＬ／ｍ^３］×計測流量値Ｑ［ｍ^３／ｈ］ （４）

塩素剤供給制御部１０３は、演算により得た時間比投入量Ｚに基づいて、薬注ポンプ８に必要な回数のパルス信号を出力する。

塩素剤供給制御部１０３は、故障判定部１０４（後述）において、流量計６が故障したと判定された場合には、流量計６で計測された計測流量値Ｑの代わりに、予め設定されたシステム定格流量Ｑ_ｂの値を用いて時間比投入量Ｚを演算する。

故障判定部１０４は、残留塩素計１０、薬注ポンプ８、又は流量計６における故障の有無を判定し、判定結果を投入量調整部１０１へ通知する。

まず、残留塩素計１０における故障の判定について説明する。残留塩素計１０が故障した場合には、測定された測定残留塩素濃度値ＳＰには信頼性がないため、流量比投入量Ｙの調整は実行しないほうがよい。そのため、水処理システム１では、残留塩素計１０が故障した場合に、故障判定前に演算された時間比投入量Ｚで塩素剤溶液の投入を継続しながら、流量比投入量Ｙの調整のみ中断する。

本実施形態における残留塩素計１０は、連続測定式（例えば、ポーラログラフ電極式）の残留塩素計である。故障判定部１０４は、残留塩素計１０から送信される検出信号（測定残留塩素濃度値）が４〜２０ｍＡの範囲を超えた場合に、残留塩素計１０に故障が有ると判定する。

また、残留塩素計１０が間欠測定式（例えば、酸化発色試薬を用いた比色式）の残留塩素計であれば、故障判定部１０４は、更新許容時間Ｔ３だけ濾過装置４に給水が行われたにも関わらず、残留塩素計１０から送信される測定残留塩素濃度値が更新されない場合には、残留塩素計１０の故障がある（間欠的な測定が正常に行われていない）と判定する。その場合に、故障判定部１０４は、残留塩素計１０に故障有りの判定結果を投入量調整部１０１へ通知する。また、それ以外の場合において、故障判定部１０４は、残留塩素計１０に故障なしの判定結果を投入量調整部１０１へ通知する。

また、連続測定式の残留塩素計と間欠測定式の残留塩素計とを併用した場合には、上述したそれぞれの故障の判定方法に加えて、以下に示す故障の判定方法を用いることができる。

図１に示す二次給水ラインＬ２に、連続測定式の第１残留塩素計と間欠測定式の第２残留塩素計（いずれも不図示）とを設けた構成において、故障判定部１０４は、第１及び第２残留塩素計から送信された測定残留塩素濃度値の偏差（絶対値）が予め設定された故障判定値ＳＰＥを超過した場合には、第１又は第２残留塩素計のいずれかに故障が有ると判定する。

連続測定式の第１残留塩素計と間欠測定式の第２残留塩素計とを設けた場合には、上述したそれぞれの故障の判定方法に加えて、第１及び第２残留塩素計から送信された測定残留塩素濃度値の偏差に基づく故障の判定を併用することができる。

次に、薬注ポンプ８における故障の判定について説明する。薬注ポンプ８が故障した場合に、その状態で一次給水Ｗ１に塩素剤溶液を投入しても、適切な残留塩素濃度の制御は期待できない。そのため、水処理システム１では、薬注ポンプ８が故障した場合に、故障判定前に演算された時間比投入量Ｚで塩素剤溶液の投入を継続しながら、流量比投入量Ｙの調整のみ中断する。

故障判定部１０４は、薬注ポンプ８に駆動のためのパルス信号を送信しても、薬剤供給ラインＬ３の吐出量チェッカ９から検出信号を受信しない場合には、薬注ポンプ８に故障が有ると判定する。その場合に、故障判定部１０４は、薬注ポンプ８に故障有りの判定結果を投入量調整部１０１へ通知する。それ以外の場合において、故障判定部１０４は、薬注ポンプ８に故障なしの判定結果を投入量調整部１０１へ通知する。また、故障判定部１０４は、薬注ポンプ８に故障が有ると判定した場合には、警報装置（不図示）から警報音等を発生させて、システム管理者等に薬注ポンプ８に故障が発生したことを通知する。

また、薬注ポンプ８の電源用遮断器に、停電検知用センサを設けてもよい。その場合に、故障判定部１０４は、停電検知用センサにより停電状態が検知されたときに、薬注ポンプ８に異常が有ると判定する。停電検知用センサにより検知される停電状態としては、例えば、薬注ポンプ８の電源用遮断器が漏電等により遮断された場合、又はメンテナンス操作により遮断された場合がある。

なお、上述した停電検知用センサにより停電状態が検知されたときには、薬注ポンプ８による一次給水ラインＬ１への塩素剤溶液の供給ができなくなる。そのため、故障判定部１０４は、一次給水Ｗ１への塩素剤溶液の投入を中断すると共に、警報装置（不図示）から警報音等を発生させて、システム管理者等に薬注ポンプ８が停電中であることを通知する。

次に、流量計６における故障の判定について説明する。流量計６が故障した場合に、その状態で一次給水Ｗ１に塩素剤溶液を投入しても、一次給水Ｗ１の流量に比例した量の塩素剤溶液を投入できなくなる。そのため、水処理システム１では、流量計６が故障した場合に、故障判定前に演算された時間比投入量Ｚで塩素剤溶液の投入を継続しながら、流量比投入量Ｙの調整のみ中断する。

故障判定部１０４は、濾過装置４への通水中に、濾過装置４の入口側に所定の圧力（例えば、０．１ＭＰａ以上）がある状態で、流量計６からの計測流量値Ｑが一定時間（例えば、３分間）に亘って０ｍ^３／ｈに固定されている場合には、流量計６の故障と判定する。その場合に、故障判定部１０４は、流量計６に故障有りの判定結果を投入量調整部１０１へ通知する。また、それ以外の場合において、故障判定部１０４は、流量計６に故障なしの判定結果を投入量調整部１０１へ通知する。なお、濾過装置４の入口側の圧力は、一次給水ラインＬ１における濾過装置４の入口側の近傍に、圧力計を設けることにより計測することができる。

メモリ部１０５は、水処理システム１の制御に必要な制御プログラムや各種データ等を記憶する。メモリ部１０５は、データとして、流量比投入量Ｙ（Ｙ´）、計測流量値Ｑ、時間比投入量Ｚ、測定残留塩素濃度値ＳＰ、測定残留塩素濃度値の上限閾値ＳＰＨ及び下限閾値ＳＰＬ、給水開始からの開始遅延時間Ｔ１、累積給水時間Ｔ２、流量比投入量の補正投入量下限値Ｙ_ＭＩＮ及び補正投入量上限値Ｙ_ＭＡＸ等を記憶する。

次に、本実施形態の水処理システム１において、流量比投入量Ｙを調整する場合の動作について、図３及び図４を参照しながら説明する。図３及び図４は、制御装置１００において、流量比投入量Ｙを調整する場合の処理手順を示すフローチャートである。図３及び図４に示すフローチャートの処理は、制御装置１００のメモリ部１０５に記憶された制御プログラムに基づいて、制御装置１００の各部により実行される。また、図３及び図４に示すフローチャートの処理は、水処理システム１の運転中において、例えば、１秒毎に繰り返し実行される。

図３に示すステップＳＴ１０１において、投入量調整部１０１は、濾過装置４への給水開始からの開始遅延時間Ｔ１が経過したか否かを判定する。このステップＳＴ１０１において、投入量調整部１０１により、給水開始からの開始遅延時間Ｔ１が経過した（ＹＥＳ）と判定された場合に、処理はステップＳＴ１０２へ移行する。また、ステップＳＴ１０１において、投入量調整部１０１により、給水開始からの開始遅延時間Ｔ１が経過していない（ＮＯ）と判定された場合に、本フローチャートの処理は終了する（ステップＳＴ１０１へリターンする）。また、濾過装置４への給水中でない場合も、ステップＳＴ１０１において、ＮＯ判定となる。

なお、ステップＳＴ１０１でＮＯ判定となり、本フローチャートの処理が終了（ステップＳＴ１０１へリターン）した場合には、投入量調整部１０１において、調整後の流量比投入量Ｙ´は演算されず、現在（前回）の流量比投入量Ｙが維持される。後述するステップＳＴ１０２〜ステップＳＴ１０６においてＮＯ判定となり、本フローチャートの処理が終了（ステップＳＴ１０１へリターン）した場合も同じである。

ステップＳＴ１０２（ステップＳＴ１０１：ＹＥＳ判定）において、投入量調整部１０１は、濾過装置４の累積給水時間Ｔ２が経過したか否かを判定する。このステップＳＴ１０２において、投入量調整部１０１により、濾過装置４の累積給水時間Ｔ２が経過した（ＹＥＳ）と判定された場合に、処理はステップＳＴ１０３へ移行する。また、ステップＳＴ１０２において、投入量調整部１０１により、濾過装置４の累積給水時間Ｔ２が経過していない（ＮＯ）と判定された場合に、本フローチャートの処理は終了する（ステップＳＴ１０１へリターンする）。

ステップＳＴ１０３（ステップＳＴ１０２：ＹＥＳ判定）において、投入量調整部１０１は、故障判定部１０４から残留塩素計１０に故障なしの判定結果が通知されたか否かを判定する。このステップＳＴ１０３において、投入量調整部１０１により、故障判定部１０４から残留塩素計１０に故障なしの判定結果が通知された（ＹＥＳ）と判定された場合に、処理はステップＳＴ１０４へ移行する。また、ステップＳＴ１０３において、投入量調整部１０１により、故障判定部１０４から残留塩素計１０に故障有りの判定結果が通知された（ＮＯ）と判定された場合に、本フローチャートの処理は終了する（ステップＳＴ１０１へリターンする）。

ステップＳＴ１０４（ステップＳＴ１０３：ＹＥＳ判定）において、投入量調整部１０１は、故障判定部１０４から薬注ポンプ８に故障なしの判定結果が通知されたか否かを判定する。このステップＳＴ１０４において、投入量調整部１０１により、故障判定部１０４から薬注ポンプ８に故障なしの判定結果が通知された（ＹＥＳ）と判定された場合に、処理はステップＳＴ１０５へ移行する。また、ステップＳＴ１０４において、投入量調整部１０１により、故障判定部１０４から薬注ポンプ８に故障有りの判定結果が通知された（ＮＯ）と判定された場合に、本フローチャートの処理は終了する（ステップＳＴ１０１へリターンする）。

ステップＳＴ１０５（ステップＳＴ１０４：ＹＥＳ判定）において、投入量調整部１０１は、故障判定部１０４から流量計６に故障なしの判定結果が通知されたか否かを判定する。このステップＳＴ１０５において、投入量調整部１０１により、故障判定部１０４から流量計６に故障なしの判定結果が通知された（ＹＥＳ）と判定された場合に、処理はステップＳＴ１０６へ移行する。また、ステップＳＴ１０５において、投入量調整部１０１により、故障判定部１０４から流量計６に故障有りの判定結果が通知された（ＮＯ）と判定された場合に、本フローチャートの処理は終了する（ステップＳＴ１０１へリターンする）。

図４に示すステップＳＴ１０６（ステップＳＴ１０５：ＹＥＳ判定）において、投入量調整部１０１は、残留塩素計１０で測定された測定残留塩素濃度値ＳＰが、予め設定された上限閾値ＳＰＨ以上又は下限閾値ＳＰＬ以下（閾値範囲外）であるか否かを判定する。このステップＳＴ１０６において、投入量調整部１０１により、測定残留塩素濃度値ＳＰ≧上限閾値ＳＰＨ、又は測定残留塩素濃度値ＳＰ≦下限閾値ＳＰＬである（ＹＥＳ：閾値範囲外）と判定された場合に、処理はステップＳＴ１０７へ移行する。また、ステップＳＴ１０６において、投入量調整部１０１により、測定残留塩素濃度値ＳＰ≧上限閾値ＳＰＨ、又は測定残留塩素濃度値ＳＰ≦下限閾値ＳＰＬではない（ＮＯ：閾値範囲内）と判定された場合に、本フローチャートの処理は終了する（ステップＳＴ１０１へリターンする）。

ステップＳＴ１０７（ステップＳＴ１０６：ＹＥＳ判定）において、投入量調整部１０１は、上限閾値ＳＰＨ又は下限閾値ＳＰＬに対する測定残留塩素濃度値ＳＰの偏差と、予め設定された塩素剤溶液の有効塩素濃度Ｍと、に基づいて、調整後の流量比投入量Ｙ´を演算する。

ステップＳＴ１０８において、投入量判定部１０２は、投入量調整部１０１により演算された調整後の流量比投入量Ｙ´が、予め設定された補正投入量下限値Ｙ_ＭＩＮから補正投入量上限値Ｙ_ＭＡＸまでの許容範囲内にあるか否かを判定する。このステップＳＴ１０８において、投入量判定部１０２により、Ｙ_ＭＩＮ＜Ｙ´＜Ｙ_ＭＡＸである（ＹＥＳ：許容範囲内）と判定された場合に、処理はステップＳＴ１０９へ移行する。また、ステップＳＴ１０８において、投入量判定部１０２により、Ｙ_ＭＩＮ＜Ｙ´＜Ｙ_ＭＡＸではない（ＮＯ：許容範囲外）と判定された場合に、処理はステップＳＴ１１０へ移行する。

ステップＳＴ１０９（ステップＳＴ１０８：ＹＥＳ）において、塩素剤供給制御部１０３は、流量比投入量Ｙ（又はステップＳＴ１１０で戻された投入量Ｙ_ｍ）及び計測流量値Ｑに基づいて、塩素剤溶液の時間比投入量Ｚを制御する。これにより、本フローチャートの処理は終了する（ステップＳＴ１０１へリターンする）。

一方、ステップＳＴ１１０（ステップＳＴ１０８：ＮＯ）において、投入量調整部１０１は、調整後の流量比投入量Ｙ´を予め設定された投入量Ｙ_ｍに戻す。そして、処理はステップＳＴ１０９へ移行する。

なお、ステップＳＴ１１０において、調整後の流量比投入量Ｙ´が予め設定された投入量Ｙ_ｍに戻された場合に、塩素剤供給制御部１０３は、投入量調整部１０１により戻された投入量Ｙ_ｍ及び計測流量値Ｑに基づいて、塩素剤溶液の時間比投入量Ｚを制御する。すなわち、予め設定された投入量Ｙ_ｍ及び計測流量値Ｑに基づいて演算された時間比投入量Ｚにより、塩素剤溶液の投入が継続される。

次に、連続測定式の残留塩素計と間欠測定式の残留塩素計を併用した場合における残留塩素濃度の制御について説明する。

図５は、参考実施形態における水処理システム１Ａの全体構成図である。この参考実施形態の水処理システム１Ａは、図１に示す実施形態（以下、「実施形態（図１）」ともいう）の水処理システム１と主要部が共通する。そのため、参考実施形態において、実施形態（図１）と同一又は同等の構成については同じ符号を付し、その説明を適宜に省略する。参考実施形態において説明しない構成には、実施形態（図１）の説明が援用される。

図５に示すように、参考実施形態の水処理システム１Ａは、上述した実施形態（図１）の残留塩素計１０の代わりに、連続測定式の第１残留塩素計１１と、間欠測定式の第２残留塩素計１２と、を備える。

第１残留塩素計１１は、貯水タンク５の出口側における二次給水Ｗ２の残留塩素濃度を測定する機器である。第１残留塩素計１１は、接続部Ｊ４において二次給水ラインＬ２に接続されている。接続部Ｊ４は、二次給水ラインＬ２において、貯水タンク５の出口側の近傍に配置されている。第１残留塩素計１１は、制御装置１００Ａと電気的に接続されている。第１残留塩素計１１で測定された二次給水Ｗ２の残留塩素濃度（以下、「測定残留塩素濃度値ＳＰ１」ともいう）は、制御装置１００Ａへ検出信号として送信される。

第２残留塩素計１２は、濾過装置４の出口側における二次給水Ｗ２の残留塩素濃度を測定する機器である。第２残留塩素計１２は、接続部Ｊ３において二次給水ラインＬ２に接続されている。接続部Ｊ３は、二次給水ラインＬ２において、濾過装置４と貯水タンク５との間に配置されている。第２残留塩素計１２は、制御装置１００Ａと電気的に接続されている。第２残留塩素計１２で測定された二次給水Ｗ２の残留塩素濃度（以下、「測定残留塩素濃度値ＳＰ２」ともいう）は、制御装置１００Ａへ検出信号として送信される。

制御装置１００Ａの投入量調整部１０１Ａ（図２参照）は、第１残留塩素計１１で測定された測定残留塩素濃度値ＳＰ１、及び第２残留塩素計１２で測定された測定残留塩素濃度値ＳＰ２をそれぞれ用いて、実施形態（図１）と同様の手法により調整後の流量比投入量Ｙ´を個別に算出する。

すなわち、参考実施形態の投入量調整部１０１Ａは、第１残留塩素計１１で測定された測定残留塩素濃度値ＳＰ１を用いて、調整後の流量比投入量Ｙ´を算出する。また、参考実施形態の投入量調整部１０１Ａは、第２残留塩素計１２で測定された測定残留塩素濃度値ＳＰ２を用いて、調整後の流量比投入量Ｙ´を算出する。

このような制御を実施した場合、濾過装置４の出口側で測定される測定残留塩素濃度値ＳＰ２は、貯水タンク５の出口側で測定される測定残留塩素濃度値ＳＰ１よりも高くなることが考えられる。そのため、参考実施形態においては、測定残留塩素濃度値ＳＰ２が閾値範囲外か否かを判定する場合に用いる上限閾値ＳＰＨを、実施形態（図１）よりも高めに設定している。これによれば、水処理システム１Ａでは、流量比投入量Ｙを調整する必要がない状態において、濾過装置４の出口側における測定残留塩素濃度値ＳＰ２が高いと判定されにくくなるため、流量比投入量Ｙが少なめに調整されるのを抑制できる。従って、参考実施形態の水処理システム１Ａでは、二次給水Ｗ２の残留塩素濃度を適切に調整することができる。

ところで、濾過装置４で製造される二次給水Ｗ２の残留塩素濃度が一定に保たれるように、一次給水Ｗ１の流量に比例した量の塩素剤溶液を投入する、いわゆる水質追従型薬注制御の水処理システムでは、塩素剤供給手段としての薬注ポンプと、残留塩素濃度測定手段としての残留塩素計とがペアで使用される。そのため、参考実施形態の水処理システム１Ａにおいても、濾過装置４及び貯水タンク５の入口側と出口側に、それぞれ薬注ポンプ及び残留塩素計を１ペアずつ設置することが望ましい。

一方、水処理システム１Ａを設置する場合に、初期費用を削減するため、濾過装置４の出口側に薬注ポンプを配置しないことが考えられる。その場合、制御装置１００Ａは、１つの薬注ポンプの動作を、２つの残留塩素計で測定される測定残留塩素濃度値に基づいて制御する。しかし、このような構成を、一般的な水質追従型薬注制御の水処理システムに適用すると、濾過装置４の出口側で測定される測定残留塩素濃度値ＳＰ２と、貯水タンク５の出口側で測定される測定残留塩素濃度値ＳＰ１とを連携させるための制御が複雑化し、必要な設定項目が増える。従って、需要先に供給する二次給水の残留塩素濃度を適切に調整するために、水処理システムの扱いが難しくなることが考えられる。

これに対して、参考実施形態の水処理システム１Ａでは、制御の複雑化や設定項目を増加させることなしに、二次給水Ｗ２の残留塩素濃度を適切に調整することができる。そのため、水処理システム１Ａの扱いを容易することができる。

次に、参考実施形態の水処理システム１Ａにおいて、１つの薬注ポンプ８を２系統の信号経路で制御する場合について説明する。

図６に示すように、制御装置１００Ａは、１つの薬注ポンプ８を制御するための２つのチャンネルｃｈ１、ｃｈ２を有する。チャンネルｃｈ１からは、制御装置１００Ａの投入量調整部１０１Ａ（図２参照）が貯水タンク５の出口側で測定された測定残留塩素濃度値ＳＰ１を用いて流量比投入量Ｙを調整したときの時間比投入量Ｚに対応するパルス信号が出力される。チャンネルｃｈ２からは、制御装置１００Ａの投入量調整部１０１Ａが濾過装置４の出口側で測定された測定残留塩素濃度値ＳＰ２を用いて流量比投入量Ｙを調整したときの時間比投入量Ｚに対応するパルス信号が出力される。

チャンネルｃｈ１、ｃｈ２と薬注ポンプ８との間は、共通の信号経路により接続されている。チャンネルｃｈ１、ｃｈ２から薬注ポンプ８へは、オープンコレクタ方式によりパルス信号が出力される。すなわち、各チャンネルｃｈ１、ｃｈ２からのパルス信号は、それぞれ独立に薬注ポンプ８へ出力される。

また、制御装置１００Ａの塩素剤供給制御部１０３Ａ（図２参照）は、各チャンネルｃｈ１、ｃｈ２からパルス信号を出力する際に、それぞれのパルス信号が同じタイミングで出力されないように、各パルス信号を出力するタイミングを制御する。具体的には、塩素剤供給制御部１０３Ａは、チャンネルｃｈ１、ｃｈ２からそれぞれパルス信号を出力するタイミングが重なった場合、チャンネルｃｈ２からパルス信号を出力するタイミングを、チャンネルｃｈ１パルス信号を出力するタイミングよりも遅らせるように制御する。

次に、塩素剤供給制御部１０３Ａにおいて、パルス信号の出力のタイミングを制御した場合の具体例を図６及び図７を参照しながら説明する。

図６及び図７は、チャンネルｃｈ１、ｃｈ２から出力されるパルス信号と薬注ポンプ８に出力パルス信号との関係を示すタイミングチャートである。図６は、制御装置１００Ａにおいて、一般的なオープンコレクタ方式によりパルス信号を出力した場合のタイミングチャートである。図７は、制御装置１００Ａにおいて、参考実施形態のオープンコレクタ方式によりパルス信号を出力した場合のタイミングチャートである。

図６に示すように、制御装置１００Ａのチャンネルｃｈ１、ｃｈ２から出力されるパルス信号（ｃｈ１出力、ｃｈ２出力）は、その出力のタイミングが重なる場合がある（破線部参照）。その場合に、一般的なオープンコレクタ方式では、チャンネルｃｈ１、ｃｈ２から出力された２つのパルス信号が合成されるため、合成出力として、１のパルス信号が薬注ポンプ８に出力される。その結果、薬注ポンプ８からは、１のパルス信号に対応した投入量の塩素剤溶液が投入される。従って、一般的なオープンコレクタ方式では、塩素剤溶液の投入量が本来の投入量より少なくなる不具合が発生する。

一方、図７に示すように、参考実施形態では、チャンネルｃｈ１、ｃｈ２から出力されるパルス信号（ｃｈ１出力、ｃｈ２出力）の出力のタイミングが重なる場合には、制御装置１００Ａにおいて、チャンネルｃｈ２からパルス信号を出力するタイミングが、チャンネルｃｈ１からパルス信号を出力するタイミングよりも遅れるように制御される（破線部参照）。従って、参考実施形態では、合成出力として、２つのパルス信号（ｃｈ１出力、ｃｈ２出力）が薬注ポンプに出力される。このように、参考実施形態では、２つのパルス信号に対応した投入量の塩素剤溶液が投入されるため、塩素剤溶液の投入量が本来の投入量より少なくなる不具合を解消できる。

上述した実施形態（図１）に係る水処理システム１によれば、例えば、以下のような効果が得られる。

本実施形態に係る水処理システム１は、濾過装置４において給水開始直後の不安定な期間（開始遅延時間Ｔ１又は累積給水時間Ｔ２）が経過して、測定残留塩素濃度値ＳＰが上限閾値ＳＰＨ以上又は下限閾値ＳＰＬ以下の閾値範囲外である場合に流量比投入量Ｙを調整する。このように、水処理システム１は、塩素剤溶液の流量比投入量Ｙを調整した後、二次給水Ｗ２の残留塩素濃度が安定してから次の流量比投入量Ｙを調整するので、一般的なＰＩＤコントローラ等により塩素剤溶液の投入量を自動調整する手法に比べて、塩素剤溶液を投入してから二次給水Ｗ２の残留塩素濃度が変動するまでの応答遅れの影響を受けにくくすることができる。

従って、濾過装置４が保有水量の多い処理槽を備える場合において、塩素剤溶液の投入量を変更してから二次給水Ｗ２の残留塩素濃度が変動するまでに時間を要しても、本実施形態に係る水処理システム１によれば、二次給水Ｗ２の残留塩素濃度を適切に自動調整できる。

また、水処理システム１において、造水装置としての濾過装置４は、水槽部でもある処理槽を備えており、開始遅延時間Ｔ１又は累積給水時間Ｔ２は、水槽部の保有水量に基づいて設定される。そのため、水処理システム１によれば、塩素剤溶液の流量比投入量Ｙを調整した後、二次給水Ｗ２の残留塩素濃度が安定するまでの期間や流量等を、水槽部の保有水量に基づいて、より正確に設定することができる。

また、水処理システム１において、投入量調整部１０１は、投入量判定部１０２において、調整後の流量比投入量Ｙ´が、予め設定された補正投入量下限値Ｙ_ＭＩＮから補正投入量上限値Ｙ_ＭＡＸまでの許容範囲外であると判定された場合には、予め設定された投入量Ｙ_ｍ（Ｙ_ＭＩＮ＜Ｙ_ｍ＜Ｙ_ＭＡＸ）を調整後の流量比投入量Ｙ´とする。そのため、水処理システム１によれば、フィードバック制御の暴走等により、調整後の流量比投入量Ｙ´が許容範囲を超えた場合において、塩素剤溶液の投入量が過多となるのを抑制できる。また、この場合に、水処理システム１は、塩素剤溶液の投入を中断しないので、水質の悪化を最小限に抑制できる。

また、水処理システム１において、故障判定部１０４は、残留塩素計１０、薬注ポンプ８、又は流量計６における故障の有無を判定する。また、投入量調整部１０１は、故障判定部１０４において、流量計６、残留塩素計１０、又は薬注ポンプ８の少なくとも一つに故障が有ると判定された場合には、現在の流量比投入量Ｙに対する補正量ΔＹを演算することなく、現在（故障前）の流量比投入量Ｙを維持する。そのため、水処理システム１によれば、二次給水Ｗ２の水質を管理するために使用している機器に故障が発生しても、二次給水Ｗ２の水質の悪化を最小限に抑制できる。

また、水処理システム１において、連続測定式の第１残留塩素計と間欠測定式の第２残留塩素計とを設けた構成としてもよい。その場合に、故障判定部１０４は、第１及び第２残留塩素計から送信された測定残留塩素濃度値の偏差（絶対値）が予め設定された故障判定値ＳＰＥを超過した場合には、第１又は第２残留塩素計のいずれかに故障が有ると判定する。これによれば、水処理システム１において、異なる検出方式の残留塩素計を２つ設けた場合においても、それぞれの残留塩素計の故障を的確に判定できる。なお、残留塩素計において、故障の自己診断機能を有する場合には、この機能と組み合わせてもよい。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明した。しかし、本発明は、上述した実施形態に限定されることなく、種々の形態で実施することができる。

本実施形態では、造水装置としての濾過装置４が備える処理槽を水槽部とし、濾過装置４の処理槽へ供給される一次給水Ｗ１に塩素剤を供給すると共に、濾過装置４の処理槽から送出される二次給水Ｗ２の残留塩素濃度を測定する例について説明した。しかし、本発明は、濾過処理水の受水槽でもある貯水タンク５を水槽部とし、濾過処理水に塩素剤溶液を供給すると共に、貯水タンク５から送出される二次給水Ｗ２の残留塩素濃度を測定するように構成することもできる。すなわち、この変形例では、濾過装置４で製造される濾過処理水を一次給水として水槽部である貯水タンク５に供給する。

更に、本発明では、処理槽（濾過装置４）及び受水槽（貯水タンク５）を合わせて水槽部と見なすこともできる。この場合、濾過装置４の処理槽へ供給される一次給水Ｗ１に塩素剤溶液を供給すると共に、貯水タンク５から送出される二次給水Ｗ２の残留塩素濃度を測定するように構成する。

本実施形態では、造水装置として砂濾過装置等の濾過装置４を用いた例について説明した。しかし、本発明の造水装置は、これに限らず、例えば、除鉄除マンガン装置や限外濾過膜，精密濾過膜等を有する膜分離装置であってもよい。

本実施形態では、図１に示すように、薬注ポンプ８と、残留塩素計１０とを備えた水処理システム１について説明した。しかし、本発明は、薬注ポンプ８（塩素剤供給手段）と残留塩素計１０（残留塩素濃度測定手段）とが１：１で対応する構成であれば、本実施形態以外のシステムにも適用できる。例えば、薬注ポンプ８、濾過装置４、貯水タンク５及び残留塩素計１０を一組とする構成が、一次給水ラインＬ１及び二次給水ラインＬ２に対して並列に複数接続されたシステムであってもよい。また、薬注ポンプ８、貯水タンク５及び残留塩素計１０を一組とする構成において、濾過装置４が、薬注ポンプ８と貯水タンク５との間における一次給水ラインＬ１及び二次給水ラインＬ２に対して並列に複数接続されたシステムであってもよい。

本実施形態では、残留塩素計１０、薬注ポンプ８、又は流量計６のいずれかに故障が有る場合に、警報装置から警報音等を発する例について説明した。しかし、この例に限らず、操作盤（不図示）の情報表示エリアにシステムや機器の故障を通知するメッセージを表示させるようにしてもよい。

１ 水処理システム
４ 濾過装置（水槽部）
５ 貯水タンク（水槽部）
６ 流量計（流量計測手段）
７ 薬剤タンク
８ 薬注ポンプ（塩素剤供給手段）
９ 吐出量チェッカ
１０ 残留塩素計（残留塩素濃度測定手段）
１００ 制御装置
１０１ 投入量調整部
１０２ 投入量判定部
１０３ 塩素剤供給制御部
１０４ 故障判定部
１０５ メモリ部
Ｌ１ 一次給水ライン
Ｌ２ 二次給水ライン
Ｗ１ 一次給水
Ｗ２ 二次給水

Claims (5)

1. 所要の保有水量を有する水槽部と、
   一次給水を前記水槽部に供給する一次給水ラインと、
   前記一次給水ラインに塩素剤溶液を供給する塩素剤供給手段と、
   前記一次給水ラインを流通する一次給水の流量を計測する流量計測手段と、
   二次給水を前記水槽部から送出する二次給水ラインと、
   前記二次給水ラインを流通する二次給水の残留塩素濃度を測定する残留塩素濃度測定手段と、
   前記塩素剤供給手段から前記一次給水ラインに供給される塩素剤溶液の単位流量当たりの流量比投入量を調整する投入量調整部と、
   前記投入量調整部で調整された流量比投入量、及び前記流量計測手段で計測された計測流量値に基づいて、前記塩素剤供給手段から前記一次給水ラインに供給される塩素剤溶液の単位時間当たりの時間比投入量を制御する塩素剤供給制御部と、を備え、
   前記投入量調整部は、
   前記残留塩素濃度測定手段で測定された測定残留塩素濃度値が予め設定された上限閾値以上又は下限閾値以下で、且つ、前回の前記流量比投入量の調整から、前記水槽部において水質が安定するまでの時間として予め設定された累積給水時間が経過した場合又は前記水槽部において水質が安定するまでの流量として予め設定された積算流量の一次給水が供給された場合には、前記上限閾値又は下限閾値に対する前記測定残留塩素濃度値の偏差と、予め設定された塩素剤溶液の有効塩素濃度とに基づいて、現在の前記流量比投入量に対する補正量を演算し、現在の前記流量比投入量と前記補正量との合計値を調整後の流量比投入量とする、
   水処理システム。
2. 前記水槽部は、一次給水中に含まれる不純物を除去して二次給水を製造する造水装置の処理槽、又は一次給水を受け入れて二次給水として貯留する受水槽であり、
   前記累積給水時間又は前記積算流量は、前記水槽部の保有水量に基づいて設定される、請求項１に記載の水処理システム。
3. 調整後の前記流量比投入量が、予め設定された補正投入量下限値から補正投入量上限値までの範囲内にあるか否かを判定する投入量判定部を更に備え、
   前記投入量調整部は、調整後の前記流量比投入量が、前記補正投入量下限値から前記補正投入量上限値までの範囲外である場合には、予め設定された投入量を調整後の前記流量
   比投入量とする、請求項１又は２に記載の水処理システム。
4. 前記流量計測手段、前記残留塩素濃度測定手段、又は前記塩素剤供給手段における故障の有無を判定する故障判定部を更に備え、
   前記投入量調整部は、
   前記故障判定部において、少なくとも一つに故障が有ると判定された場合には、現在の前記流量比投入量に対する前記補正量を演算することなく、現在の前記流量比投入量を維持する、
   請求項１〜３のいずれか一項に記載の水処理システム。
5. 前記残留塩素濃度測定手段は、連続測定式の第１残留塩素計と間欠測定式の第２残留塩素計と、を有し、
   前記故障判定部は、前記第１残留塩素計及び前記第２残留塩素計においてそれぞれ測定された測定残留塩素濃度値の偏差が予め設定された故障判定値を超過した場合には、前記残留塩素濃度測定手段に故障が有ると判定する、
   請求項４に記載の水処理システム。

Images