JP7443265B2 - 原水を処理するための凝固剤の用量を決定する方法 - Google Patents

Description

本発明は、水の処理、より具体的には原水から有機物を除去するための凝固の分野にある。特に、本発明は、有機物を除去するために原水に添加される凝固剤用量を決定する方法に関する。本発明は、凝固剤用量を決定する方法を実装するコンピューターツールに更に関する。本発明は、同様に、凝固による水処理のプロセスに関する。

凝固（又は凝固－凝集）は、水が含有する懸濁物及び有機物の除去を可能にする公知の水処理プロセスである。この処理は、廃水、河川水及びより一般的に任意のタイプの水に適用することができる。

一般的に言えば、第１のステップは、凝固剤、通常、金属塩を、「原水」（ＥＢ）と称される流入水に添加することによって実施される。一般に、原水は、反応器又はたらいに導入され、凝固剤が前記反応器又はたらいに添加される。次いで、第２のステップは、通常、ポリマーによる凝固粒子の凝集を伴う。最後に、粒子の沈降の第３のステップは、粒子が分離されることを可能にする。これらのステップの終了時、結果として生じた流出水は、「浄化水」（ＥＤ）と称される。

しかしながら、原水は、気候条件又は人間の活動のために品質の速い変動を受け得る。これらの変動は、水の物理化学的特性のみならず、有機物の組成も変更する。したがって、原水の処理を順応させるために、使用される凝固剤用量を変更することが必要である。これの理由は、使用される凝固剤用量が、濁度並びに有機物、地表水及び地下水中、より幅広く全てのタイプの水中に一般に存在する有機物質の複雑なマトリックスに依存性であることである。このマトリックスは、水の起源又は他に例えば集水域排水による汚染に起因し得る。更に、季節変動、ｐＨ及び他の外部パラメーターが有機物の量又は品質に影響を及ぼし得る。

有機物の除去度は、したがって、非常に変わりやすく、且つ予測するのが困難であるその品質に関連している。

実験室アッセイ、典型的にはジャーテストの実施は、現在、濁度及び有機物を排除するための最適処理条件、とりわけ凝固剤用量及び凝固ｐＨを決定する最も信頼できる方法である。凝固ｐＨは、凝固剤の効能を高めるために調整されるｐＨである。ｐＨの調整は、一般に反応器又はたらいに酸を添加することにより、凝固剤が導入される反応器又はたらいにおいて一般に行われる。しかしながら、これらのアッセイは、時間がかかり、且つとりわけ原水の品質が速く変動する場合、事業会社のニーズに応答することができるため、連続的に実施することが不可能である。

一般に、したがって、オペレーターは、安全マージンを採用して、品質目標が満たされることを保証するために過剰の凝固剤用量を使用する。この過剰投与は、不利なことに、試薬コストと、発生するより多い量のスラッジを考えると、スラッジの処理コストとの両方の観点から余分な運転費用を生じさせる。

この問題を克服するために、凝固から出る水の所望の品質目標を達成するために注入される凝固剤用量の決定を可能にするシステムが適所に存在する。これらのシステムは、２つのタイプのものである：
－ フィードバック制御システム：凝固剤用量は、凝固プロセスを出る水の品質に対して調整される；
－ 予測システム：凝固剤用量は、凝固プロセスに入る水の品質に対して定められる（用いられるパラメーター：濁度、２５４ｎｍでのＵＶ吸光度、全有機炭素ＴＯＣ等）。

フィードバック制御システムには、凝固をモニター及び最適化するためにゼータ電位を利用するシステムが含まれる（Ｃｒｉｔｃｈｌｅｙ ｅｔ ａｌ．，Ａｕｔｏｍａｔｉｃ ｃｏａｇｕｌａｔｉｏｎ ｃｏｎｔｒｏｌ ａｔ ｗａｔｅｒ－ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｐｌａｎｔｓ ｉｎ ｔｈｅ ｎｏｒｔｈ－ｗｅｓｔ ｒｅｇｉｏｎ ｏｆ Ｅｎｇｌａｎｄ，１９９０）。ゼータ電位は、例えば、ＳＣＤ（荷電電流計）分析装置を用いて水の電荷が測定されることを可能にする。凝固の物理化学機構によれば、凝固の最適点は、０のゼータ電位に対応する。しかしながら、流量の速い変動及び非最適化混合条件は、不安定である応答、したがって信頼性の低い結果を生じさせ得る。更に、測定は、ｐＨ及び無機化の変化に敏感であり、分析装置は、これらの変更を相殺するために頻繁に較正されなければならない。結果は、比較的信頼できないシステムである。最後に、このシステムは、凝固の終わりにおける所望の水質の目標、凝固の下流ステップに応じて、とりわけこれらのステップの期待される性能レベルに応じて変わり得る目標を考慮することができない。

予測システムには、データ履歴をベースとするモデルが含まれる。これらのモデルは、人工神経ネットワークなどの人工知能を用い得、このネットワークは、プラントからの履歴データ及び任意選択的にセンサーから得られたデータ（典型的には処理プロセスにおける様々な段階での水の品質を特徴付けるための）を供給される。本システムの人工知能は、過去の事象から学習し、本モデルから最良の応答を得るために計算規則を更新することを可能にする。

本モデルには、古典的な一次、二次、対数及び指数方程式を参照する古典的回帰のモデルが含まれる。凝固剤用量の計算を可能にするパラメーターは、データ履歴に基づいて定められる。しかしながら、これらのモデルの正確さは、それらが簡単な方程式に基づくため、非常に良好であるわけではない一方、凝固現象は、複雑な現象である。

本モデルには、刊行物‘ＭＬＰ，ＡＮＦＩＳ，ａｎｄ ＧＲＮＮ ｂａｓｅｄ ｒｅａｌ－ｔｉｍｅ ｃｏａｇｕｌａｎｔ ｄｏｓａｇｅ ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ａｎｄ ａｃｃｕｒａｃｙ ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ ｕｓｉｎｇ ｆｕｌｌ－ｓｃａｌｅ ｄａｔａ ｏｆ ａ ｗａｔｅｒ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｐｌａｎｔ’，Ｃｈａｎ Ｍｏｏｎ Ｋｉｍ ａｎｄ Ｍａｎｕｋｉｄ Ｐａｒｎｉｃｈｋｕｎ，Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｗａｔｅｒ Ｓｕｐｐｌｙ，Ｒｅｓｅａｒｃｈ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ－ＡＱＵＡ－６６．１－２０１７に記載されているような他のより複雑なモデルが含まれる。本モデルは、濁度を排除するための最適凝固剤用量の計算を可能にする最良統計的モデルを定めるために、プラント履歴から得られた一連の数千のデータ点に基づく。研究された３つのモードの人工知能（ＭＬＰ、ＡＮＦＩＳ及びＧＲＮＮ）は、プラントで観察される結果に適している応答を示し、３つのツールの組合せは、モデルの正確さが幅広い原水濁度（０～４５０ＮＴＵ）にわたって高められることを可能にする。

データ履歴の基づくこれらのモデルの主な欠点は、それらが各サイトに特有であることである。更に、モデルが前のデータに基づいており、処理前の水の品質に基づいていないことを考慮すると、凝固剤用量の真の最適化を実施することは、可能ではない。更に、これらの履歴ベースのモデルは、過去を再現することができるにすぎず、それを最適化することができない。それらは、これが最良のコストで適合水を配送するための最適用量であることを保証することなく、過去に行われたように注入される凝固剤用量を示す。

他のより複雑なモデルは、多様な水に関するジャーテストなどの実験室テストの結果を使用し得る。これらの結果は、流入水の品質に応じて使用される凝固剤の量を決定する方程式定数を定めるために使用される。

例として、ｍＥｎＣｏ（高められた凝固のモデル化）と命名される最適化モデルがＡｕｓｔｒａｌｉａｎ Ｃｏｏｐｅｒａｔｉｖｅ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｃｅｎｔｒｅ ｆｏｒ Ｗａｔｅｒ Ｑｕａｌｉｔｙ ａｎｄ Ｔｒｅａｔｍｅｎｔによってオーストラリアで開発された。数学的方程式は、溶解有機炭素（ＤＯＣ）と凝固剤用量との間の関係を与える。これらの方程式において統合される定数は、多様なオーストラリアの水から得られたジャーテストの結果を用いて決定されなければならない。ｍＥｎＣｏモデルは、多数のオーストラリアのプラントにわたって良好な結果を提供するが、このモデルが依然として１つのプラント又は少なくとも１つのタイプの原水に高度に特有である場合が残る。

別のタイプの予測モデルは、有機物の除去に適用される吸着の法則に基づく凝固モデルを表す刊行物‘Ｐｒｅｄｉｃｔｉｎｇ ＤＯＣ ｒｅｍｏｖａｌ ｄｕｒｉｎｇ ｅｎｈａｎｃｅｄ ｃｏａｇｕｌａｔｉｏｎ’，Ｅｄｗａｒｄｓ，Ｊｏｕｒｎａｌ－Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｗａｔｅｒ Ｗｏｒｋｓ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ，８９（５），７８－８９，１９９７に記載されている。本モデルのアルゴリズムは、凝固中の物理化学的現象を説明する。Ｅｄｗａｒｄｓモデルは、有機物を３つのフラクション：
－ 金属水酸化物上に吸着できないフラクション（凝固に不活性なフラクション）、
－ 凝固剤用量及び凝固ｐＨの関数として凝固によって除去することができる極性フラクション、
－ 凝固剤用量の関数としてのみ凝固によって除去することができる非極性フラクション
に分類したＫａｓｔｌ ｅｔ ａｌ．（２００４）によって改良された。

本モデルは、モデルが動作することを可能にする定数を決定するための５つの未知パラメーター：最大収着能、吸着定数、フミン酸のフラクション、非極性フラクション及びフミン酸のｐＫａを有する５つの方程式に基づく。これらの５つのパラメーターは、特定の条件（凝固用量及び凝固ｐＨ）下でジャーテストアッセイを実施することによって決定される。これらの５つのパラメーターは、有機マトリックス（電荷、疎水性、サイズ、タイプ等）に依存性であり、したがって各タイプの有機マトリックスに関して決定されなければならない。

入力及び出力データは、２つの可能な選択肢：
－ 入力：原水の有機物含有量（ＤＯＣ）＋凝固ｐＨ＋浄化水において達成されるべきＤＯＣ目標⇒出力：凝固剤用量；
－ 入力：原水の有機物含有量（ＤＯＣ）＋凝固ｐＨ＋凝固剤用量⇒出力：浄化水のＤＯＣ含有量
とともに以下に記載される。

しかしながら、Ｅｄｗａｒｄｓ及びＫａｓｔｌモデルは、次の欠点を示す：本モデルは、各サイトに特有であり、モデルが順応することを可能にする定数は、時間のかかる実験室アッセイによって決定されなければならない。

これらの様々な例から、
－ モデルは、凝固剤用量の計算を可能にする方程式の定数を定めるためのデータ履歴の統計的研究に基づき、その場合、可能な最適化は、存在しないか；又は
－ モデルは、用量の計算を可能にする方程式の定数を定めるための実験室アッセイに基づき、その場合、モデルの実行は、時間がかかるか
のいずれかであることが理解される。

更に、これらのモデルは、一般に、１つのプラント又は少なくとも原水の１つのタイプに特有である。

最後に、これらのシステムは、一般に正確さに欠ける。

より正確なシステムは、したがって、微粒子含有量の尺度として水の濁度並びにまた原水に溶解した有機物の尺度として水の紫外線吸光度（ＵＶ吸光度）及び溶解有機炭素（ＤＯＣ）を考慮することにより、原水を処理するための化学薬品用量を計算するための方法を記載している特許出願国際公開第２００９００２１９２号パンフレットに記載されているように開発された。これらの測定により、特に微粒子含有量及び溶解有機物の含有量の合計を用いて、水に添加される化学薬品の用量を予測することが可能である。

それにもかかわらず、これらの方法の正確さは、最大凝固効果を得ながら最小可能量の凝固剤を使用するための向上を必要とする。

更に、この種の方法は、モデルの定数が経験的及び／又は実験的に、且つ化学的にではなく決定されるため、依然として正確さに欠ける。それらは、実際に、凝固性能レベルに特に影響を及ぼす、水の品質を推定するために不可欠なパラメーターの全てを考慮することができない。

国際公開第２００９／００２１９２号

Ｃｒｉｔｃｈｌｅｙ ｅｔ ａｌ．，Ａｕｔｏｍａｔｉｃ ｃｏａｇｕｌａｔｉｏｎ ｃｏｎｔｒｏｌ ａｔ ｗａｔｅｒ－ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｐｌａｎｔｓ ｉｎ ｔｈｅ ｎｏｒｔｈ－ｗｅｓｔ ｒｅｇｉｏｎ ｏｆ Ｅｎｇｌａｎｄ，１９９０ ‘ＭＬＰ，ＡＮＦＩＳ，ａｎｄ ＧＲＮＮ ｂａｓｅｄ ｒｅａｌ－ｔｉｍｅ ｃｏａｇｕｌａｎｔ ｄｏｓａｇｅ ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ａｎｄ ａｃｃｕｒａｃｙ ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ ｕｓｉｎｇ ｆｕｌｌ－ｓｃａｌｅ ｄａｔａ ｏｆ ａ ｗａｔｅｒ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｐｌａｎｔ’，Ｃｈａｎ Ｍｏｏｎ Ｋｉｍ ａｎｄ Ｍａｎｕｋｉｄ Ｐａｒｎｉｃｈｋｕｎ，Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｗａｔｅｒ Ｓｕｐｐｌｙ，Ｒｅｓｅａｒｃｈ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ－ＡＱＵＡ－６６．１－２０１７ ‘Ｐｒｅｄｉｃｔｉｎｇ ＤＯＣ ｒｅｍｏｖａｌ ｄｕｒｉｎｇ ｅｎｈａｎｃｅｄ ｃｏａｇｕｌａｔｉｏｎ’，Ｅｄｗａｒｄｓ，Ｊｏｕｒｎａｌ－Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｗａｔｅｒ Ｗｏｒｋｓ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ，８９（５），７８－８９，１９９７ Ｋａｓｔｌ ｅｔ ａｌ．（２００４）

本発明は、先行技術の方法及び凝固剤投与のためのシステムの欠点を克服することを目的とする。

本発明は、水の処理のために使用される凝固剤の量の最適化を可能にする － 換言すれば、とりわけ凝固剤の過剰投与を回避しながら最適凝固剤用量の決定を可能にする方法を指向する。

本研究は、したがって、原水で使用するための、より正確であり、信頼でき、且つ最適な凝固剤の量が得られることを可能にする方法であって、迅速、簡単及び効果的であり、且つ１つのサイト及び／又は所与の原水の１つのタイプに特有ではない方法のためのものである。

本発明の第１の主題は、原水のための凝固剤の最適用量を決定する方法であって、以下のステップ：
－ 水の凝固する能力に関する情報を提供するための第１の有機パラメーターの、原水に関する値を決定するステップ；
－ 水のミネラル負荷に関する情報を提供するための第２のミネラルパラメーターの、原水に関する値を決定するステップ；
－ 第１の有機パラメーター及び第２のミネラルパラメーターの、原水に関して決定された値の関数として、原水に関して水のクラスを決定するステップであって、水のクラスは、第１の有機パラメーターの第１の範囲の値と、第２のミネラルパラメーターの第２の範囲の値とによって特徴付けられる、ステップ；
－ 第３の有機パラメーターの、原水に関する値を決定するステップであって、前記第３のパラメーターは、水中の有機物の量に関する情報を提供するためのものである、ステップ；
－ 第３の有機パラメーターの、浄化水に関するターゲット値を定めるステップ；
－ 第３の有機パラメーターと、原水に添加される凝固剤の用量との間の関係を確立するための関数を選択するステップであって、前記関数は、原水に関して決定された水のクラス及び第３の有機パラメーターの、原水に関して決定された値に関して選択される、ステップ；
－ 第３の有機パラメーターの、浄化水に関して定められたターゲット値に対応する凝固剤の第１の用量を決定するために、選択された関数を用いるステップ
を含む方法である。

この場合、最適凝固剤用量は、第１の凝固剤用量である。

本説明の全体にわたり、原水（ＥＢ）は、凝固プロセスの流入水（上流）であり、及び浄化水（ＥＤ）は、凝固プロセスの流出水（下流）であると定義される。

本説明の全体にわたり、有機物は、水中の微粒子含有量又は懸濁物に向けられる、濁度と対照的に溶解した有機物を指す。

本発明は、したがって、
－ 凝固プロセスの下流のステップ（例えば、オゾン化又は粒状活性炭上での濾過のステップ）の性能レベルを統合することにより、且つ次いで目標が浄化水において達成されるために「厳密に」必要な用量を定めることにより、
－ 原水の少なくとも１つの有機パラメーター及び少なくとも１つのミネラルパラメーターを考慮することにより、
－ 水の各クラスが、（水の凝固する能力に関する情報を提供する）少なくとも１つの第１の有機パラメーターの少なくとも１つの第１の範囲の値と、（水のミネラル負荷に関する情報を提供する）少なくとも１つの第２のミネラルパラメーターの第２の範囲の値とによって特徴付けられる水のクラスを用いることにより、
－ 有機及びミネラルパラメーターに従って原水の水のクラスを決定することにより、
－ 決定された水のクラスに関して、第１の凝固剤用量と、原水中に存在する有機物との間の結び付けを可能にし、且つ浄化水における目標を達成するための関数を用いることにより、
最適凝固剤用量を決定する方法を指向する。

水の各クラスにおいて、そのような関数は、第３の有機パラメーターと、原水に添加される凝固剤用量との間の関係を確立することができる関数を、水の各クラスに関して且つ第３の有機パラメーターの、原水に関する所与の値に関して提供することができる少なくとも１つのデータベースにおいて好ましくは入手可能である。

データベースは、本説明では、収納スペース（容器、メモリー等）と定義される。

データベースは、様々な水に関するアッセイで供給され得る。

それは、本方法の使用中に供給され得る。

水のクラスは、水のこれらのクラスを決定するために用いられる判定基準に応じて、原水が、多かれ少なかれ明確に定義されたカテゴリーに分類されることを可能にする。

水のクラスは、原水のミネラリティの少なくとも１つのパラメーターを最低でも考慮することを可能にする。

更に、本方法は、本明細書で以下に説明されるように、凝固ｐＨの影響を組み込み得る。

更に、本方法は、本明細書で以下に説明されるように、設定目標を達成するために最もコストのかからない試薬の組合せ（とりわけ凝固剤用量と粉状活性炭用量及び／又は酸用量との間）の探求を組み込み得る。

水のクラスの決定は、既に決定されている － 例えば、データベースに収納されている水のクラスの使用を含み得る。

本発明による方法は、凝固剤のより正確な且つより誤りのない量が原水での使用のために得られることを可能にし、この量は、１つのサイトに特有ではなく、処理される水の特性の関数として確立される。

一実施形態によれば、少なくとも１つの第１の有機パラメーターは、好ましくは２５４ｎｍでのＵＶ吸光度、溶解有機炭素、好ましくは２５４ｎｍでのＵＶ吸光度とＤＯＣ（溶解有機炭素）との間の比率又は前記パラメーターの組合せから選択される。ＵＶ吸光度は、ＤＯＣの測定よりも簡単な測定、一般にコスト効果の高いものを提供する。

一実施形態によれば、本方法は、ＵＶ吸光度の測定とＤＯＣの測定との組合せを含む。

一実施形態によれば、少なくとも１つの第２のミネラルパラメーターは、完全アルカリ滴定力価、塩化物イオンの濃度、ナトリウムイオンの濃度、硫酸イオンの濃度、カルシウムイオンの濃度、マグネシウムイオンの濃度、ケイ酸イオンの濃度、導電率又は前記パラメーターの組合せから選択される。

第２のミネラルパラメーターは、好ましくは、幾つかのミネラルパラメーター、典型的には完全アルカリ滴定力価、塩化物イオンの濃度及び／又はナトリウムイオンの濃度を含む。

一実施形態によれば、第３の有機パラメーターは、好ましくは２５４ｎｍでのＵＶ吸光度又はＤＯＣから選択される。ＵＶ吸光度は、ＤＯＣの測定よりも簡単な測定、一般にコスト効果の高いものを提供する。

１つの有利な実施形態によれば、本方法は、凝固ｐＨを決定するステップであって、関数は、凝固ｐＨに関しても選択される、ステップを更に含む。

これは、異なる凝固ｐＨ値をシミュレートして特に最適凝固ｐＨを見出すことにより、第１の最適凝固剤用量が得られることを可能にする。

関数が、少なくとも１つのデータベースにおいて入手可能である場合、このデータベースは、第３の有機パラメーターと、原水に添加される凝固剤用量との間の関係を確立するための関数を － 水の各クラスに関して、第３の有機パラメーターの、原水に関する所与の値に関して且つ凝固ｐＨ値に関して － 提供することができる。

一実施形態によれば、本方法は、水の複数のクラスを決定する予備ステップであって、水の各クラスは、水の凝固する能力に関する情報を提供するための少なくとも１つの第１の有機パラメーターの少なくとも１つの第１の範囲の値と、水のミネラル負荷に関する情報を提供するための少なくとも１つの第２のミネラルパラメーターの第２の範囲の値とによって特徴付けられる、予備ステップを更に含む。

水のクラスがデータベースに収納される場合、前記データベースは、したがって、本方法の使用中に供給され得る。

水のクラスＣＬ_ｉは、例えば、原水の非凝固性有機物と、第３の有機パラメーター（Ｐ_ＯＲＧ３）の、原水に関する値（Ｐ_{ＯＲＧ３＿ＥＢ}）との間の関係が第１の一次関係Ｒ_ｉ１の集合体によって定められる原水の集合体である。

水のクラスＣＬ_ｉは、例えば、水の非凝固性有機物と凝固ｐＨ ｐＨ_Ｃとの間の関係が第２の一次関係、指数関係又は多項式関係Ｒ_ｉ２、例えば二次の多項式関係によって定められる原水の集合体でもある。

水のクラスＣＬ_ｉは、例えば、ＤＭＥＡと、第３の有機パラメーターＰ_ＯＲＧ３の、原水に関する値との間の関係が第３の一次関係Ｒ_ｉ３の集合体によって定められ、且つＤＭＥＡが凝固ｐＨ ｐＨ_Ｃと無関係である原水の集合体でもある。

ＤＭＥＡは、本説明では、凝固剤用量に基づいて、凝固剤での処理のコストが、ＵＶ吸光度として表される、凝固による有機物の同じ低減のための代わりの一般により高価な試薬（例として粒状活性炭「ＣＡＰ」）による処理のコストよりも大きくなる凝固剤用量であると定義される。

本方法の様々なステップ、とりわけ以下に記載される様々なステップは、好ましくは、プログラムで実装され、それによって迅速、簡単及び効果的な方法を提供し、それは、リアルタイムで計算される誤りのない凝固剤用量を提供し、且つ最適凝固剤用量がインラインで調整されることを更に可能にする。

１つの好ましい実施形態によれば、関数は、次のタイプ：
ｙ＝Ａｅ^{－Ｂ［ｘ］}＋Ｃ
（式中、ｙは、第３の有機パラメーターであり、ｘは、凝固剤の量であり、係数Ａ、Ｂ及びＣは、第３の有機パラメーターの、原水に関する値に関して且つ凝固ｐＨに関して、水のクラスに従った所与の関係によって決定することができる）
の水のクラスの集合体のための指数関数である。

換言すれば、関数は、全てのクラスに関して同じタイプのものであるが、この関数の係数は、クラスに従って異なる。更に、これらの係数は、原水の特性及び／又は凝固ｐＨの関数として前記係数を与える関係により、水の１つのクラスに関して決定される。

１つの特定の実施形態によれば、係数Ｃは、第３の有機パラメーターの、原水に関する所与の値に関して且つ所与の凝固ｐＨに関して、非凝固性有機物の値であるものとして定義される。

１つの特定の実施形態によれば、係数Ｃは、第１の一次関係により、第３の有機パラメーターの、原水に関する値に結び付けられる。

１つの特定の実施形態（先行実施形態の代わりの又は先行実施形態を補完する）によれば、係数Ｃは、第２の一次関係、多項式関係又は指数関係により、凝固ｐＨに結び付けられる。

１つの特定の実施形態によれば、係数Ａは、第３の有機パラメーターの、原水に関して決定された値マイナス係数Ｃに等しい。

１つの特定の実施形態によれば、係数Ｂは、関数の第２の微分値、係数Ａ及び第３の有機パラメーターの、原水に関して決定された値から推定される。例えば、関数の第２の微分値は、０．０００１～０．０００９である。

１つの特定の実施形態によれば、関数の第２の微分値は、最大経済的許容量に等しい凝固剤用量のために達成され、前記最大経済的許容量は、凝固剤用量であって、それに基づいて、凝固剤での処理のコストが代わりの試薬による処理のコストよりも大きくなる、凝固剤用量であり、且つ第３の有機パラメーターの、原水に関して決定された値の関数としての第３の一次関係によって決定可能である。

第１及び／若しくは第２の関係並びに／又は第３の関係は、好ましくは、データベースにおいて水の各クラスに関して入手可能である。

前記データベースは、様々な水に関するアッセイによって供給され得る。

それは、本方法の使用中に供給され得る。

一実施形態によれば、第１の有機パラメーター、第２のミネラルパラメーター及び第３の有機パラメーターの、原水に関する値は、原水の測定、例えば溶解有機炭素センサー（好ましくはプレ濾過ステップあり）、ＵＶセンサー（好ましくはプレ濾過ステップあり）、導電率センサーによって形成されるインライン測定若しくは完全アルカリ滴定力価分析装置、イオン濃度分析装置によって行われるサンプリング測定又はそのような測定の組合せによって決定される。

そのようなセンサーは、水処理プロセスに沿って（原水に関するのみならず、浄化水に関して且つ更に本説明において本明細書で以下に説明されるように処理水に関しても）全て水の品質を有利にモニターし得る。

計算された最適用量は、凝固／沈降による処理のプロセスにおいて自動的に添加され得る。

一実施形態によれば、本方法は、第２の試薬、例えば粉状活性炭若しくは酸又は更に別の凝固剤の用量を決定することと、第２の試薬とともに、第３の有機パラメーターの、浄化水に関して定められたターゲット値を達成するために添加される第１の凝固剤用量を決定することとを更に含む。

有利には、本方法は、第２の試薬ありで決定される第１の凝固剤用量を、第２の試薬なしで決定される第１の凝固剤用量と比較するステップを含む。これは、第２の試薬を添加すること、又はより多くの凝固剤を適用すること、又は凝固剤と第２の試薬との間の最良のバランスを計算することがより有利であるかどうかに関する知識を提供する。

１つの有利な実施形態によれば、本方法は、
－ 浄化水に関してターゲット濁度値を定めるステップ；
－ 浄化水に関するターゲット濁度値を達成するために原水に添加される第２の凝固剤用量を決定するステップ；
－ 第１の凝固剤用量と第２の凝固剤用量との比較を含む、原水に添加される最適凝固剤用量を決定するステップであって、前記最適凝固剤用量は、第１の凝固剤用量と第２の凝固剤用量との間の最大用量である、ステップ
を更に含む。

利点は、有機物又は濁度が支配的であるかどうかにかかわらず、原水の品質の変動に順応することである。

凝固剤用量が濁度及び有機物の関数である、最適凝固剤用量を決定するための先行技術から公知の方法と比べて、本発明のこの実施形態による方法は、凝固の終了時に水質の観点から目標が満たされることを可能にしながら、厳密に必要である、換言すれば過剰投与なしの凝固剤用量を決定する。

本発明者らは、この方法が、同時に原水中の濁度及び有機物の低減を可能にすると断定した。その理由は、それが凝固剤の２つの以下の化学的機能：
－ 濁度に関して：表面電荷の中和（当業者に周知の）；
－ 溶解有機物に関して：金属水酸化物での吸着（例えば、前に引用された「Ｅｄｗａｒｄｓ及びＫａｓｔｌ」刊行物に記載されている）
の並行した活用を可能にすることである。

本発明の第２の主題は、本発明の第１の主題に従った最適凝固剤用量を決定する方法を実装するコンピューターツールである。

本発明の第３の主題は、原水の凝固のステップを少なくとも含む原水処理プロセスであって、添加される凝固剤用量は、本発明の第１の主題に従った最適凝固剤用量を決定する方法によって決定される最適凝固剤用量である、プロセスである。

例として及び限定なしに示される詳細な説明を読むことで、本発明は、より良く十分理解され、且つ他の利点が明らかになり、本説明は、添付の図によって例示される。

最適凝固剤用量を決定するための本発明の方法の第１の実施形態を例示する。 注入される凝固剤用量の関数としての水のＵＶ吸光度の計算を可能にする関数を表す。 Ｃｌ^－及びＮａ^＋イオンの濃度の、完全アルカリ滴定力価（ＴＡＣ）及び比ＵＶ_{２５４ｎｍ}／ＤＯＣ（ＳＵＶＡ）の関数と定義される、水のクラスへの水の分割の例を表す。 水の１つのクラスに関して、原水のＵＶ吸光度の関数として及び凝固ｐＨの関数として、非凝固性有機物の値の計算を可能にする第１及び第２の関係を表す。 水の１つのクラスに関して、原水のＵＶ吸光度の関数として及び凝固ｐＨの関数として、非凝固性有機物の値の計算を可能にする第１及び第２の関係を表す。 凝固剤の最大経済的許容量（ＤＭＥＡ）の計算方法を概略的に表す。 水の１つのクラスに関して、原水のＵＶ吸光度の関数としてＤＭＥＡの計算を可能にする一連の第３の一次関係を表す。 凝固ステップ及び下流ステップを含む水処理プロセスを例示する。 他の試薬の統合を可能にする、第１の凝固剤用量を決定する方法の１つの特定の実施形態を例示する。 他の試薬の統合を可能にする、第１の凝固剤用量を決定する方法の１つの特定の実施形態を例示する。 最適凝固剤用量を決定するための本発明の方法の第２の実施形態を例示する。 第２の凝固剤用量の決定を可能にする第４の関係を例示する。 第２の実施形態を例示する。

本説明では、本発明は、原水の例を用いて説明される。しかしながら、本発明は、有機物及び濁度を含有する任意の他の液体にも適用することができる。

図１は、原水に添加される凝固剤の最適用量を決定する方法の第１の実施形態を示し、本方法は、続いてまた記載される以下のステップ：
－ 水の凝固する能力に関する情報を提供するための第１の有機パラメーター（Ｐ_ＯＲＧ１）の、原水に関する値（Ｐ_{ＯＲＧ１＿ＥＢ}）を決定するステップ１１０；
－ 水のミネラル負荷に関する情報を提供するための第２のミネラルパラメーター（Ｐ_ＭＩＮ２）の、原水に関する値（Ｐ_{ＭＩＮ２＿ＥＢ}）を決定するステップ１２０；
－ 第１の有機パラメーター及び第２のミネラルパラメーターの、原水に関して決定された値の関数として、原水に関して水のクラス（ＣＬ_ＥＢ）を決定するステップ１３０であって、水のクラスは、第１の有機パラメーター（Ｐ_ＯＲＧ１）の第１の範囲の値と、第２のミネラルパラメーター（Ｐ_ＭＩＮ２）の第２の範囲の値とによって特徴付けられる、ステップ１３０；
－ 第３の有機パラメーター（Ｐ_ＯＲＧ３）の、原水に関する値（Ｐ_{ＯＲＧ３＿ＥＢ}）を決定するステップ１４０であって、前記第３のパラメーターは、水中の有機物の量に関する情報を提供するためのものである、ステップ１４０；
－ 第３の有機パラメーター（Ｐ_ＯＲＧ３）の、浄化水に関するターゲット値（Ｐ_{ＯＲＧ３＿ＥＤ}）を定めるステップ１５０；
－ 第３の有機パラメーター（Ｐ_ＯＲＧ３）と、原水に添加される凝固剤の用量（［ＣＯＡＧ］）との間の関係を確立するための関数（ｆ_ｉ）を選択するステップ１６０であって、前記関数は、原水に関して決定された水のクラス（ＣＬ_ＥＢ）及び第３の有機パラメーター（Ｐ_ＯＲＧ３）の、原水に関して決定された値（Ｐ_{ＯＲＧ３＿ＥＢ}）に関して選択される、ステップ１６０；
－ 第３の有機パラメーター（Ｐ_ＯＲＧ３）の、浄化水に関して定められたターゲット値（Ｐ_{ＯＲＧ３＿ＥＤ}）に対応する凝固剤の第１の用量（［ＣＯＡＧ１］）を決定するために、選択された関数（ｆ_ｉ）を用いるステップ１７０
を含む。

この実施形態によれば、最適用量は、第１の凝固剤用量である。

１つの特定の実施形態例によれば、第３の有機パラメーターＰ_ＯＲＧ３は、ｍ^－１単位で表される、浄化水の２５４ｎｍでのＵＶ吸光度である。それは、本説明の全体にわたって「ＵＶ」と呼ばれ得る。

ＵＶ吸光度（典型的には２５４ｎｍでのＵＶ）は、水中に含有される芳香族有機物を評価するための物理的測定値である。ＵＶ吸光度は、ＵＶ光度計（典型的には２５４ｎｍでの）を用いて測定され、ここで、サンプルは、例えば、１ｃｍ、３ｃｍ、５ｃｍ又は１０ｃｍの－ｃｍ範囲の厚さのＵＶ透明石英セルに入れられる。測定は、ＴＯＣ（全有機炭素）の測定及び更にＤＯＣ（溶解有機炭素）よりも簡単であり、一般にコスト効果が高い。測光法によるこの方法は、１ｃｍの厚さのセル中の水のサンプルを通して、選択された波長（典型的には２５４ｎｍ）での光度の損失に対応するｍ^－１単位での結果を与える。このようにして検出される有機物は、とりわけ、フミン酸などの芳香環及び二重結合を含有する。これらの芳香族有機物質は、凝固によって特に効果的に除去される。

別の実施形態例によれば、同様に凝固剤用量の関数であろうＤＯＣを測定することが可能である。

水の各クラスＣＬ_ｉに関して、ＵＶ又はＤＯＣは、凝固剤用量の関数（ｆ_ｉ）である。

読取りを容易にするために、本説明の残りは、対象の測定が代わりにＤＯＣのもの又は別の第３の有機パラメーターのものでもあり得ることを条件として用語ＵＶ吸光度又はＵＶを用いる。

様々なステップが本説明において後に記載される。

水の複数のクラスを決定する予備ステップ１０５が更に存在し得る。

凝固ｐＨに関して、更に関数ｆ_ｉが選択される状態において、凝固ｐＨを決定するステップ１４５が更に存在し得る。

図１に示されない他のステップが追加され得る。それらは、特に、本説明の残りにおいて記載される。

図２は、選択ステップ１６０中に選択される関数ｆ_ｉが、指数関数：

（式中、ＣＯＡＧは、ｐｐｍ単位で表される添加される凝固剤用量である）
である好ましい実施形態を例示する。

関数ｆ_ｉを選択するステップ１６０は、したがって、係数Ａ_ｉ、Ｂ_ｉ、Ｃ_ｉを決定するステップを含む。

係数Ｃ_ｉは、凝固剤用量が最大効率閾値に達した場合、典型的には凝固剤用量が、市販の溶液のｐｐｍとして表される２００ｐｐｍ超の溶液である場合、ＵＶ吸光度の観点から表される残留有機物（本説明では「残留ＵＶ」又は「非凝固性ＵＶ」とも呼ばれる）に対応する。

Ａ_ｉは、凝固剤用量が最大効率閾値に達した場合、典型的には凝固剤用量が、市販の溶液のｐｐｍとして表される２００ｐｐｍ超の溶液である場合、凝固によって除去される、例えばＵＶ吸光度の観点から表される有機物に対応する。

更に、Ａ_ｉ、Ｃ_ｉ及びＵＶ_ＥＢは、次の方程式：
ＵＶ_ＥＢ＝Ａ_ｉ＋Ｃ_ｉ （２）
（式中、ＵＶ_ＥＢは、ＵＶ吸光度の観点から表される原水中の有機物である）
によって結び付けられる。

Ｂ_ｉは、指数関数の本質を与える係数である。

Ａ_ｉ、Ｂ_ｉ及びＣ_ｉは、水の各クラスＣＬ_ｉに関して与えられる関係によって得られ、これらの関係Ｒ_ｉ１、Ｒ_ｉ２及びＲ_ｉ３は、Ａ_ｉ、Ｂ_ｉ及びＣ_ｉが、凝固ｐＨ（ｐＨ_Ｃ）及びＵＶ吸光度の観点から表される原水中の有機物（ＵＶ_ＥＢ）から推定されることを可能にする。これらの関係は、好ましくは、水のクラスに関連したデータベースにおいて入手可能である。

関数ｆ_ｉを選択するために、とりわけ式（１）の指数関数の場合に係数を決定するために、原水が属する水のクラスを決定すること（決定ステップ１３０）が必要である。

１つの好ましい実施形態例によれば、原水は、その以下の有機及びミネラルマトリックスの分析による水のクラスで特定される：
－ 有機マトリックスは、次のパラメーター：（ｍ^－１の単位で表される、２５４ｎｍでのＵＶ吸光度と、ｍｇ／ｌ単位で表されるＤＯＣとの間の比率である）ＳＵＶＡ及び任意選択的に液体クロマトグラフィー（液体クロマトグラフィー－有機炭素検出のためのＬＣ－ＯＣＤ）によるＤＯＣの測定値によって定められる；
－ ミネラルマトリックスは、次のパラメーター：完全アルカリ滴定力価（ＴＡＣ）、塩化物イオン及び／又はナトリウムイオンの濃度並びに任意選択的に導電率、ケイ酸イオン、カルシウムイオン、マグネシウムイオン、硫酸イオンの濃度並びにイオン平衡によって定義される。

有機及びミネラルマトリックスのパラメーターの値（決定ステップ１１０及び１２０）は、インライン分析若しくはサンプリングによって決定され得るか、又は処理される原水に関して既に利用可能なデータの回収を含み得る。

好ましい実施形態例によれば、第１の有機パラメーター（Ｐ_ＯＲＧ１）は、したがって、少なくともＳＵＶＡを含み、第２のミネラルパラメーター（Ｐ_ＭＩＮ２）は、したがって、少なくともＴＡＣ並びにまた塩化物イオン及び／又はナトリウムイオンの濃度を含む。

図３又は下の表１は、Ｃｌ^－及び／又はＮａ^＋イオンの濃度、ＴＡＣ並びに比率ＵＶ_{２５４ｎｍ}／ＤＯＣ（ＳＵＶＡ）の関数として定められる、水のクラスのミネラル及び有機マトリックスの例を示す。水のクラスは、次の閾値の関数として定められる。

原水ＥＢに関して決定される水のクラスＣＬ_ＥＢに関して、水の前記クラスに関して与えられる関係Ｒ_ＥＢ１、Ｒ_ＥＢ２及びＲ_ＥＢ３が得られ、前記関係は、係数Ａ_ＥＢ、Ｂ_ＥＢ及びＣ_ＥＢを、凝固ｐＨ（ｐＨ_Ｃ）及びＵＶ吸光度の観点から表される原水中の有機物（ＵＶ_ＥＢ）から推定することを可能にする。

図４Ａ及び４Ｂは、非凝固性有機物の値をそれらから計算することが可能である第１及び第２の関係Ｒ_ＥＢ１及びＲ_ＥＢ２を表し、これは、２つの変数：原水ＥＢに関して決定された水のクラスＣＬ_ＥＢに関して、原水のＵＶ吸光度（曲線の形態の関係が所与の凝固ｐＨに関して与えられる）及び凝固ｐＨ（曲線の形態の関係が原水のＵＶ吸光度の所与の値に関して与えられる）の関数である。これは、係数Ｃ_ＥＢが決定されることを可能にする。

非凝固性有機物を原水のＵＶ吸光度（又はＤＯＣ）の関数として計算するために、原水のＵＶ吸光度、ＵＶ_ＥＢの閾値（Ｓ_４、Ｓ_５）の関数として離散的に変わる係数ａ_４、ａ_５、ａ_６、ｂ_４、ｂ_５、ｂ_６の利用可能な１つ以上の第１の一次関係Ｒ_ＥＢ１（例では３つが例示される）が存在する。

図４Ａは、３つの第１の一次関係：
・ｙ＝ａ_４ｘ＋ｂ_４（閾値Ｓ４まで）；
・ｙ＝ａ_５ｘ＋ｂ_５（閾値Ｓ４及びＳ５間）；
・ｙ＝ａ_６ｘ＋ｂ_６（閾値５の後）
を示す。

水のクラスに応じて、単一の第１の一次関係又は少なくとも２つの第１の一次関係が存在し得る。

凝固ｐＨ ｐＨ_Ｃの関数としての非凝固性有機物を計算するために、水のクラスに従って利用可能な第２の一次の指数関係又は多項式関係Ｒ_ＥＢ２も存在する。前記第２の関係は、水のクラスに従って同様に与えられる係数ａ_７、ｂ_７、ｃ_７を有する。

図４Ｂは、タイプｙ＝ａ_７ｘ＋ｂ_７の第２の一次関係を示す。

水のクラスに応じて、第２の関係は、代わりに、指数関数的、ｙ＝ａ_７ｅｘｐ（ｂ_７ｘ）＋ｃ_７又は例えば二次の多項式、ｙ＝ａ_７ｘ²＋ｂ_７ｘ＋ｃ_７のような多項式であり得る。

したがって、決定される水のクラスＣＬ_ＥＢに関して、原水のＵＶ、ＵＶ_ＥＢ（又はＤＯＣ）及び凝固ｐＨ、ｐＨ_Ｃの決定は、係数ａ_４、ａ_５、ａ_６、ｂ_４、ｂ_５、ｂ_６、ａ_７、ｂ_７、ｃ_７及び次いで非凝固性有機物を決定することを可能にし、そのようにしてＣ_ＥＢを与える。

係数ａ_４、ａ_５、ａ_６、ｂ_４、ｂ_５、ｂ_６は、凝固ｐＨの関数である。

固定した非調整の凝固ｐＨに関して与えられる係数ａ_４、ａ_５、ａ_６、ｂ_４、ｂ_５、ｂ_６のみを決定することが可能であろう。

Ａ_ＥＢは、方程式（２）：ＵＶ_ＥＢ＝Ａ_ＥＢ＋Ｃ_ＥＢによって得られる。

原水のＵＶ、ＵＶ_ＥＢ（又はＤＯＣ_ＥＢ）の決定（決定ステップ１４０）及びまた凝固ｐＨ（ｐＨ_Ｃ）の任意選択的な決定（決定ステップ１４５）は、インライン測定若しくはサンプリングによって実施され得、且つ／又は処理される原水に関して既に利用可能なデータの回収を含み得る。

凝固剤のＤＭＥＡ（最大経済的許容量）も決定される。

ＤＭＥＡは、本説明では、凝固剤での処理のコストが、ＣＡＰ又は凝固剤（ＣＯＡＧ）用量の関数として、原水の１立方メートル当たり及びＵＶの観点から表される除去される有機物の単位当たりのユーロ単位でのコスト（ＣＯＳＴ）を提供する、図５に例示されるように、ＵＶ吸光度の観点から表される、有機物の凝固による同じ低減のための代わりの一般により高価な試薬（例として粉状活性炭、ＣＡＰ）での処理のコストよりも大きくなる凝固剤用量であると定義される。点線は、ＣＡＰに対応し、実線の曲線は、凝固剤に対応する。２つの交差点がＤＭＥＡを与える。

更に、本発明者らは、ＤＭＥＡが凝固ｐＨ（ｐＨ_Ｃ）と無関係であること、しかし、それが、図６に示されるように、原水のＵＶ吸光度（又はＤＯＣ）の関数であることを見出した。

図６は、決定された水のクラスＣＬ_ＥＢに関して、原水のＵＶ吸光度、ＵＶ_ＥＢ（又は原水のＤＯＣ、ＤＯＣ_ＥＢ）の関数として（市販の溶液のｐｐｍ単位で与えられる）ＤＭＥＡの計算を可能にする一連の第３の一次関係Ｒ_ＥＢ３を示す。それらの係数ａ_１、ａ_２、ａ_３、ｂ_１、ｂ_２、ｂ_３が原水のＵＶ吸光度の閾値（Ｓ_１、Ｓ_２）の関数として離散的に変わる、多数の第３の一次関係が存在する。

原水のＵＶ、ＵＶ_ＥＢ（又はＤＯＣ_ＥＢ）の決定は、係数ａ_１、ａ_２、ａ_３、ｂ_１、ｂ_２、ｂ_３及びしたがって原水のＤＭＥＡの決定を可能にする。

本発明の好ましい実施形態によれば、ＤＭＥＡは、関数ｆ_ｉ（１）：

の変曲点に対応する凝固剤用量である。

ＤＭＥＡは、例えば、０．０００１～０．０００９の前記関数の二次導関数の絶対値α_１、すなわち：

によって数学的に定義される。

水の所与のクラスＣＬ_ＥＢに関して、値α_ＥＢは、例えば、下の表２に示されるようなＵＶ_ＥＢの閾値σの関数としてのように、原水のＵＶ、ＵＶ_ＥＢ（又はＤＯＣ_ＥＢ）の値の関数として決定される。

水のクラスＣＬ_ＥＢ及び原水のＵＶ、ＵＶ_ＥＢ（又はＤＯＣ_ＥＢ）に関して、係数Ｂ_ＥＢは、原水に関して表される関係（３）によって決定される。

したがって、原水に関して決定された水のクラスＣＬ_ＥＢ並びにＵＶ_ＥＢ及び凝固ｐＨ ｐＨ_Ｃに関して、指数関数：

（式中、係数Ａ_ＥＢ、Ｂ_ＥＢ及びＣ_ＥＢは、既知である）
が得られる。

この関数ｆ_ＥＢを用いて、
－ 適用される凝固剤用量に関係なく、浄化水ＥＤ中の残留ＵＶ（「非凝固性ＵＶ」）；
－ 浄化水のＵＶ吸光度（ＵＶ_ＥＤ）に関するターゲット値に達するために適用される第１の凝固剤用量
を計算することが可能になる。

望ましい浄化水（ＥＤ）中の残留有機物の最大値に対応する浄化水のＵＶ吸光度（ＵＶ_ＥＤ）のターゲット値又は浄化水のＤＯＣ値（ＤＯＣ_ＥＤ）の明確化（明確化ステップ１５０）が行われる。

したがって、第１の凝固剤用量は、関数ｆ_ＥＢから推定される（使用ステップ１７０）。

更に、第１の一次関数Ｒ_ＥＢ１を用いて、
－ ＵＶ_ＤＭＥＡ≧ＵＶ_ＥＤの場合、第１の凝固剤用量＝ＤＭＥＡである；
－ ＵＶ_ＤＭＥＡ＜ＵＶ_ＥＤの場合、第１の凝固剤用量を計算するために関数ｆ_ＥＢが使用される
という結論を下すために、凝固剤用量がＤＭＥＡに等しいときのＵＶ（「ＵＶ_ＤＭＥＡ」と呼ばれる）を計算することが可能である。

係数Ａ_ｉ、Ｂ_ｉ及びＣ_ｉは、各タイプの凝固剤に関して与えられる。

凝固剤は、アルミニウム又は鉄の塩をベースとする溶液であり得、好ましくは次の化合物：硫酸アルミニウム；（ポリ）塩化アルミニウム；アルミン酸塩；塩化第二鉄；硫酸第二鉄；鉄酸ナトリウム若しくはカリウムイオン又は前記化合物の組合せを含む。市販の凝固剤溶液は、例えば、８．２％のアルミナＡｌ_２Ｏ_５を含有する硫酸アルミニウム又は４１％のＦｅＣｌ_３を含有する塩化第二鉄である。

浄化水中の残留有機物に関するターゲット値は、凝固プロセスの下流のステップの関数として更に定められ得る。例えば、それは、処理水（ＥＴ）中の残留有機物に関するターゲット値の関数としてステップ３００において定められ得る。処理水は、水処理プラントの出口で得られる水であると定義される。

したがって、図７に例示されるように、処理水中の残留有機物がＵＶ吸光度によって表され、且つプラント出口で満たされるべき目標（ＵＶ_ＥＴ）及びポスト凝固ステップにおける有機物の除去の性能（％_{ＰＯＳＴ－ＣＯＡＧ}）から出発する場合、浄化水において満たされるべき品質目標は、次のとおり計算される。
ＵＶ_ＥＤ＝ＵＶ_ＥＴ／（１－％_{ＰＯＳＴ－ＣＯＡＧ}）

ポスト凝固性能は、浄化水及び処理水に関するインラインセンサー又は局所測定に基づいて計算され得る。

ステップ２００によれば、浄化水ＥＤ及び処理水ＥＴのＵＶセンサーから得られたデータは、ポスト凝固処理ステップにおけるＵＶの百分率除去の計算を可能にする。この百分率の情報を用いて、プラント出口で目標（処理水のＵＶ）が満たされることを可能にするために、ステップ３００におけるターゲット浄化ＵＶを計算することが可能である。

原水中の有機物のレベル及び凝固の終わりに満たされるべきＵＶ目標の情報を用いて、本方法は、設定目標を達成するために適用される最適凝固剤用量を計算することを可能にする。

このツールが原水のパラメーターを測定するためのインラインセンサーに接続されることなしに、例えば本方法をインストールするためのツール（例えば、コンピューター、タブレット、スマートフォン、クラウド等の形態のツール）を用いることにより、本方法を実装することが可能である。この場合、水のパラメーターの値は、手動でツールに持ち込まれ、用量は、一般に、凝固／沈降処理プロセスに自動的に添加されない。ツールは、したがって、最適凝固剤用量を計算するための方法ステップのみを第一に含有する。更に、この計算は、凝固プロセスの実施前に問題なく行われ得る。それは、以下に更に説明されるように、異なるタイプの凝固剤間のより良い折衷及び／又は凝固ｐＨを下げるために酸の添加を計算するために用いられ得る。

逆に、原水の水のクラスを決定するために、且つ／又はプロセス中及び少なくとも原水に関して水に含有される有機物の量を決定するために、原水のパラメーターを測定するためのインラインセンサー又は局所測定にそれを接続することによって本方法を実装することが可能である。そのようなセンサー又は局所測定は、有利には、水処理プロセスに沿って全てインラインで水の品質をモニターし得る。この場合、計算された最適用量が凝固／沈降処理プロセスに自動的に添加され得る。

研究中の水のミネラルマトリックスを特徴付けるために、ＴＡＣ分析装置、及び／又はイオン濃度分析装置、及び／又は導電率センサーが用いられ得る。

有機物は、２５４ｎｍでのＵＶ吸光度及び／又はＤＯＣ（溶解有機炭素）の分析によって定量化され得る。選択されるインラインセンサーは、好ましくは、インラインＤＯＣセンサーよりも動作するのがより容易であるＵＶセンサーである。

少なくとも３つのインラインセンサー：原水を測定するための第１のセンサー、凝固及び沈降後の水を測定するための第２のセンサー並びに最終殺菌前又は後のいずれかで処理水を測定するための第３のセンサーが、好ましくは、プロセス中に水中に含有される有機物の量を決定するために据え付けられる。

これらのセンサーからのデータは、本方法を実装するコンピューターツールを収容し得るクラウドシステム上で照合され得る。

データの取得における時間間隔は、パラメーター化され得る。

センサードリフトを管理及び警告するために警戒閾値が定められ得る。これらの閾値は、同様にサイト毎にパラメーター化することができる。それらは、ユーザーが認識することができる警報の発生をとりわけ可能にする。これは、ユーザーが、特に凝固剤（又は第２の試薬）の投与量を変更することが必要であるかどうかを知ることを可能にする。

本方法は、凝固／沈降プロセスの性能を向上させるために、且つ／又は浄化水中の有機物の除去目標に達するために、例えば粒状活性炭（ＣＡＰ）のような別の試薬の用量を決定するステップを更に含み得る。

本方法は、ターゲット凝固ｐＨを得るために必要とされる酸の用量を計算するステップを更に含み得る。これは、典型的には、酸を凝固たらい又は反応器に添加することにより、凝固ｐＨを下げることによって有機物の除去を向上させることが可能であるからである。本方法は、特に、この新しい凝固ｐＨに対応する関数ｆ_ｉの新しい係数を回収すること及びそのようにして浄化水中の有機物の除去目標を達成するために添加される凝固剤の量を再計算することを可能にする。

図８Ａ及び８Ｂに例示されるように、本方法は、凝固剤、別の試薬及び／又は添加酸の組合せの選択の経済的利益を示すことも可能にする。

図８Ａは、
－ ７のｐＨでの凝固剤の（破線曲線Ａ）；
－ ６．２のｐＨでの凝固剤の（連続曲線Ｂ）；
－ 浄化水のターゲットＵＶを達成するために、凝固ｐＨが６．２であるときに添加される凝固剤及びＣＡＰの（矢印Ｃ）
添加用量の関数としての水のＵＶを例示する。

図８Ｂは、図８Ａにおいて例示される各投与の比較コストを示し、
－ 点線がＤＭＥＡの限界に対応する、曲線Ａに対応するヒストグラム；ＤＭＥＡの限界の上は、浄化水のＵＶ目標を達成するために添加される凝固剤のコストであり；
－ 点線がＤＭＥＡの限界に対応する、曲線Ｂに対応するヒストグラム；ＤＭＥＡの限界の上は、６．２のｐＨを達成するための製品のコスト（黒色での）を追加して、浄化水のＵＶ目標を達成するために添加される凝固剤のコストであり；
－ ６．２のｐＨを達成するための製品のコスト（黒色での）及び浄化水のＵＶ目標を達成するために添加されるＣＡＰのコストを追加して、曲線Ｃに対応するヒストグラム。

ＣＡＰ及び酸を含めて、浄化水のＵＶ目標を達成するための総コストは、この場合、浄化水のＵＶ目標を達成するためにより低い。

酸が凝固ｐＨを下げるために添加される場合、本方法は、浄化水中の有機物の除去目標を達成するために添加される凝固剤の量を再計算することにより、添加される凝固剤の量の低下、この差の利益を計算すること及び添加される酸のコストと比較することを可能にする。このようにして、酸を添加すること、又はより多くの凝固剤を適用すること、又は２つの間の最良の折衷を計算することがより有利であるかどうかを知ることが可能になる。

更に、粉末活性炭が添加される場合、本方法は、浄化水における有機物の除去目標を達成するために添加される凝固剤の量を再計算することにより、添加される凝固剤の量の低下、この差の利益を計算すること及び添加されるＣＡＰのコストと比較することを可能にする。このようにして、ＣＡＰ添加すること、又はより多くの凝固剤を適用すること、又は２つの間の最良の折衷を計算することがより有利であるかどうかを知ることが可能になる。

更に、ＣＡＰの添加と酸の添加とを組み合わせること並びにＣＡＰ及び酸が添加される場合に経済的利益（又は損失）の計算を計算することが可能である。

図９は、本方法の別の実施形態を例示する。例示される実施形態において、本方法は、以下のステップ：
－ 浄化水に関してターゲット濁度値（ＴＵＲＢ_＿ＥＤ）を定めるステップ１８０；
－ 浄化水に関するターゲット濁度値（ＴＵＲＢ_＿ＥＤ）を達成するために原水（ＥＢ）に添加される第２の凝固剤用量（［ＣＯＡＧ２］）を決定するステップ１９０；
－ 第１の凝固剤用量（［ＣＯＡＧ１］）と第２の凝固剤用量（［ＣＯＡＧ２］）との比較を含む、原水に添加される最適凝固剤用量（［ＣＯＡＧ］_ＯＰＴ）を決定するステップ２００であって、前記最適用量は、第１の凝固剤用量（［ＣＯＡＧ１］）と第２の凝固剤用量（［ＣＯＡＧ２］）との間の最大用量である、ステップ２００
を更に含む。

この実施形態によれば、第３の有機パラメーターは、好ましくは、ＵＶである。

図１０は、第２の凝固剤用量が決定されることを可能にする第４の関係を例示する。第４の関係は、少なくとも５ＮＴＵ未満、好ましくは３ＮＴＵ未満の浄化水における濁度値を達成するために添加される凝固剤用量を与える。

第４の関係は、原水の濁度（ＴＵＲＢ_ＥＢ）及び原水の温度（Ｔ_ＥＢ）に依存性である。

したがって、図１０は、少なくとも５ＮＴＵ未満、好ましくは３ＮＴＵ未満の浄化水濁度を得るために必要とされる凝固剤用量を原水の濁度（ＴＵＲＢ_ＥＢ）に結び付ける、例えば四次の、２つの第４の多項式関係であって、その係数は、原水の温度（Ｔ_ＥＢ）の関数として変わる、２つの第４の多項式関係：
－ 原水の温度が閾値θ未満である場合、方程式ｙ＝ａ_８ｘ^４＋ｂ_８ｘ^３＋ｃ_８ｘ²＋ｄ_８ｘ_＋ｅ_８（破線曲線）；
－ 原水の温度が閾値θ超である場合、方程式ｙ＝ａ_９ｘ^４＋ｂ_９ｘ３＋ｃ_９ｘ²＋ｄ_９ｘ_＋ｅ_９（連続曲線）
を例示する。

第２の凝固剤用量は、インライン濁度センサー又は手動測定を用いて原水の濁度を測定することにより、且つ温度センサー又は手動測定を用いて温度を測定することにより、及び濁度を除去するために必要とされる凝固剤用量を定めるために上で定義された関数を用いることにより得られる。

図１１は、浄化水中の有機物の目標（ＵＶの観点から表される）を達成するために計算された第１の凝固剤用量［ＣＯＡＧ１］が、浄化水の濁度目標を下げるために計算された第２の凝固剤用量［ＣＯＡＧ２］よりも大きい場合のための第２の実施形態を例示する。この場合の最適用量は、目標セットに従って有機物及び濁度の両方の低減を可能にする第１の凝固剤用量である。

本発明の方法は、したがって、プラント出口及び／又は凝固／沈降の終わりで品質目標を満たすために、凝固剤及び更に１つ以上の他の試薬の適切な用量の計算が適用されることを可能にする。

それは、原水での使用のための、凝固剤のより正確な且つより誤りのない量であって、１つのサイトに特有ではないが、しかし処理される水の特性の関数として確立される量が得られることを可能にする。

それは、例えば、プラント出口での品質目標を定めることにより、凝固の下流のステップが考慮に入れられることを可能にする。これは、最も誤りのない投与を可能にする。

それは、プラント出口及び／又は凝固／沈降の終わりでの品質目標とともに、添加される凝固剤用量、及び／又は添加される粉状活性炭用量、及び／又は凝固ｐＨを下げるために添加される酸用量間の最良のバランスの明確化を更に可能にする。

更に、それは、オペレーターが原水又はプラントにおいて起こるいかなる変化及び／又は問題も認識することを可能にする。これは、前記オペレーターが、特に凝固剤（又は第２の試薬）の投与量を変更することが必要であるかどうかを知ることを可能にする。

最後に、計算及びまた水の品質のインラインモニタリングの結果の全ては、いかなるタイプの媒体（コンピューター、タブレット、スマートフォン、クラウド）にも適合させることができるダッシュボード上に提供され得る。

監視システムは、凝固剤（又は第２の試薬）の用量を調節するための手段（例えば、少なくとも１つの計量供給ポンプ）の遠隔活性化を実施することを更に可能にし得る。

Claims (16)

1. 原水（ＥＢ）のための凝固剤の最適用量（［ＣＯＡＧ］_ＯＰＴ）を決定する方法であって、以下のステップ：
   － 水の凝固する能力に関する情報を提供するための第１の有機パラメーター（Ｐ_ＯＲＧ１）の、前記原水に関する値（Ｐ_{ＯＲＧ１＿ＥＢ}）を決定するステップ；
   － 水のミネラル負荷に関する情報を提供するための第２のミネラルパラメーター（Ｐ_ＭＩＮ２）の、前記原水に関する値（Ｐ_{ＭＩＮ２＿ＥＢ}）を決定するステップ；
   － 前記第１の有機パラメーター及び前記第２のミネラルパラメーターの、前記原水に関して決定された前記値の関数として、前記原水に関して水のクラス（ＣＬ_ＥＢ）を決定するステップであって、水のクラスは、前記第１の有機パラメーター（Ｐ_ＯＲＧ１）の第１の範囲の値と、前記第２のミネラルパラメーター（Ｐ_ＭＩＮ２）の第２の範囲の値とによって特徴付けられる、ステップ；
   － 第３の有機パラメーター（Ｐ_ＯＲＧ３）の、前記原水に関する値（Ｐ_{ＯＲＧ３＿ＥＢ}）を決定するステップであって、前記第３の有機パラメーターは、水中の有機物の量に関する情報を提供するためのものである、ステップ；
   － 前記第３の有機パラメーター（Ｐ_ＯＲＧ３）の、浄化水に関するターゲット値（Ｐ_{ＯＲＧ３＿ＥＤ}）を定めるステップ；
   － 前記第３の有機パラメーター（Ｐ_ＯＲＧ３）と、前記原水に添加される凝固剤の用量（［ＣＯＡＧ］）との間の関係を確立するための関数（ｆ_ｉ）を選択するステップであって、前記関数は、前記原水に関して決定された前記水のクラス（ＣＬ_ＥＢ）及び前記第３の有機パラメーター（Ｐ_ＯＲＧ３）の、前記原水に関して決定された前記値（Ｐ_{ＯＲＧ３＿ＥＢ}）に関して選択され、前記関数（ｆ_ｉ）は、
   

   

   であるような、前記水のクラスの全体に関する指数関数であり、係数Ａ_ｉ、Ｂ_ｉ及びＣ_ｉは、前記第３の有機パラメーターの、前記原水に関する所与の値（Ｐ_{ＯＲＧ３＿ＥＢ}）に関して且つ凝固ｐＨ（ｐＨ_Ｃ）に関して、前記水のクラス（ＣＬ_ｉ）に従って与えられる関係（Ｒ_ｉ１、Ｒ_ｉ２、Ｒ_ｉ３）によって決定可能である、ステップ；
   － 前記第３の有機パラメーター（Ｐ_ＯＲＧ３）の、前記浄化水に関して定められた前記ターゲット値（Ｐ_{ＯＲＧ３＿ＥＤ}）に対応する第１の凝固剤用量（［ＣＯＡＧ１］）を決定するために、選択された前記関数（ｆ_ｉ）を用いるステップ
   を含み、
   方法が、水の複数のクラス（ＣＬ_ｉ）を決定する予備ステップであって、水の各クラスは、水の凝固する能力に関する情報を提供するための少なくとも１つの第１の有機パラメーター（Ｐ_ＯＲＧ１）の少なくとも１つの第１の範囲の値と、水のミネラル負荷に関する情報を提供するための少なくとも１つの第２のミネラルパラメーター（Ｐ_ＭＩＮ２）の第２の範囲の値とによって特徴付けられる、予備ステップを含む、方法。
2. 前記少なくとも１つの第１の有機パラメーター（Ｐ_ＯＲＧ１）は、ＵＶ吸光度、溶解有機炭素（ＤＯＣ）、前記ＵＶ吸光度と前記溶解有機炭素（ＤＯＣ）との間の比率（ＳＵＶＡ）又は前記パラメーターの組合せから選択される、請求項１に記載の方法。
3. 前記少なくとも１つの第２のミネラルパラメーター（Ｐ_ＭＩＮ２）は、完全アルカリ滴定力価（ＴＡＣ）、塩化物イオンの濃度、ナトリウムイオンの濃度、硫酸イオンの濃度、カルシウムイオンの濃度、マグネシウムイオンの濃度、ケイ酸イオンの濃度、導電率又は前記パラメーターの組合せから選択される、請求項１または２に記載の方法。
4. 前記第３の有機パラメーター（Ｐ_ＯＲＧ３）は、前記ＵＶ吸光度又は前記溶解有機炭素（ＤＯＣ）から選択される、請求項２に記載の方法。
5. 凝固ｐＨ（ｐＨ_Ｃ）を決定するステップを更に含み、前記関数（ｆ_ｉ）は、前記凝固ｐＨ（ｐＨ_Ｃ）に関して更に選択される、請求項１～４のいずれか一項に記載の方法。
6. 前記係数Ｃ_ｉは、前記第３の有機パラメーターの、前記原水に関する前記所与の値（Ｐ_{ＯＲＧ３＿ＥＢ}）に関して且つ所与の凝固ｐＨ（ｐＨ_Ｃ）に関して、非凝固性有機物の値であるものとして定められる、請求項１～５のいずれか一項に記載の方法。
7. 前記係数Ｃｉは、第１の一次関係Ｒ_ｉ１により、前記第３の有機パラメーターの、前記原水に関する前記値（Ｐ_{ＯＲＧ３＿ＥＢ}）に結び付けられる、請求項６に記載の方法。
8. 前記係数Ｃｉは、第２の一次の多項式又は指数関係Ｒ_ｉ２により、前記凝固ｐＨ（ｐＨ_Ｃ）に結び付けられる、請求項１～７のいずれか一項に記載の方法。
9. 前記係数Ａ_ｉは、前記第３の有機パラメーターの、前記原水に関して決定された前記値（Ｐ_{ＯＲＧ３＿ＥＢ}）マイナス前記係数Ｃ_ｉに等しい、請求項１～８のいずれか一項に記載の方法。
10. 前記係数Ｂ_ｉは、前記関数（ｆ_ｉ）の第２の微分値α_ｉと、前記係数Ａｉと、前記第３の有機パラメーター（Ｐ_ＯＲＧ３）の、前記原水に関して決定された前記値（Ｐ_{ＯＲＧ３＿ＥＢ}）とに基づいて計算される、請求項９に記載の方法。
11. 前記関数（ｆ_ｉ）の前記第２の微分値α_ｉは、最大経済的許容量（ＤＭＥＡ）に等しい凝固剤用量（［ＣＯＡＧ］）に関して達成され、前記最大経済的許容量は、前記凝固剤用量であって、それに基づいて、凝固剤での処理のコストが代わりの試薬による前記処理のコストよりも大きくなる、前記凝固剤用量であり、且つ前記第３の有機パラメーターの、前記原水に関して決定された前記値（Ｐ_{ＯＲＧ３＿ＥＢ}）の関数としての第３の一次関係Ｒ_ｉ３によって決定可能である、請求項１０に記載の方法。
12. 前記第１の有機パラメーター（Ｐ_ＯＲＧ１）、前記第２のミネラルパラメーター（Ｐ_ＭＩＮ２）及び前記第３の有機パラメーター（Ｐ_ＯＲＧ３）の、前記原水に関する前記値は、前記原水の測定、例えば溶解有機炭素センサー、ＵＶセンサー、導電率センサーによって行われるインライン測定若しくは完全アルカリ滴定力価（ＴＡＣ）分析装置、イオン濃度分析装置によって行われるサンプリング測定又は前記測定の組合せによって決定される、請求項１～１１のいずれか一項に記載の方法。
13. 第２の試薬（ＲＥＡＣ）、例えば粉状活性炭又は酸の用量を決定することと、前記第２の試薬とともに、前記第３の有機パラメーター（Ｐ_ＯＲＧ３）の、前記浄化水に関して定められた前記ターゲット値（Ｐ_{ＯＲＧ３＿ＥＤ}）を達成するために添加される前記第１の凝固剤用量（［ＣＯＡＧ１］）を決定することとを更に含む、請求項１～１２のいずれか一項に記載の方法。
14. － 前記浄化水に関してターゲット濁度値（ＴＵＲＢ_＿ＥＤ）を定めるステップ；
    － 前記浄化水に関する前記ターゲット濁度値（ＴＵＲＢ_＿ＥＤ）を達成するために前記原水（ＥＢ）に添加される第２の凝固剤用量（［ＣＯＡＧ２］）を決定するステップ；
    － 前記第１の凝固剤用量（［ＣＯＡＧ１］）と前記第２の凝固剤用量（［ＣＯＡＧ２］）との比較を含む、前記原水に添加される最適凝固剤用量（［ＣＯＡＧ］_ＯＰＴ）を決定するステップであって、前記最適用量は、前記第１の凝固剤用量（［ＣＯＡＧ１］）と前記第２の凝固剤用量（［ＣＯＡＧ２］）との間の最大用量である、ステップ
    を更に含む、請求項１～１３のいずれか一項に記載の方法。
15. 請求項１～１４のいずれか一項に記載の方法の前記ステップを実施するための、コンピューター媒体上で実行される方法。
16. 原水を凝固させるステップを少なくとも含む原水処理プロセスであって、添加される凝固剤用量は、請求項１～１４のいずれか一項に記載の決定方法によって決定される最適凝固剤用量（［ＣＯＡＧ_ＯＰＴ］）である、原水処理プロセス。

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