JPH04281893A - オゾン処理制御方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、高度浄水処理における
オゾン処理制御方式に係り、特にオゾン注入制御方式に
関する。

【０００２】

【従来の技術】現在、一般的に行われている浄水工程を
図４により説明する。河川・湖沼から取水した原水が着
水井に入る。つぎに、原水中の濁質成分（粘土、有機物
等）を除去する目的で凝集剤を注入し混合する混和池Ａ
をへてフロック形成池Ｂに入る。フロック形成池Ｂでは
、ある時間滞留させ、かつ、緩やかな撹はんを行うこと
によりより大きなフロックを成長させる。その後、フロ
ック形成池Ｂで成長したフロックは沈澱池Ｃで分離され
、さらに、沈澱池で分離できない微フロックをろ過池Ｄ
で除去する。この浄水工程に於いて、殺藻処理、除鉄、
除マンガン、色度除去を目的とした塩素を注入する処理
が行われる。

【０００３】近年、都市部での水環境の悪化により河川
、湖沼の水質汚濁が進んできており、従来の凝集沈澱、
ろ過処理、および、塩素処理との組み合わせだけでは水
道用原水中の色度、臭気の除去には限界があり、また、
原水の水質悪化にともなう塩素注入量の増加により生成
される有機塩素化合物で発ガン性物質であるトリハロメ
タンが増加する懸念が生じている。さらに、微量有害物
質の混入も問題となっている。このような背景から「安
全でおいしい水」を求める動きが強くなってきた。

【０００４】そこで、これらの効果的な除去或は低減方
法として、オゾン処理、活性炭処理等との複合処理が考
えられている。このオゾン処理と活性炭処理と上記浄水
工程との組合せは種々のものがあるが、図示のものでは
ろ過池Ｄを経た処理水をオゾン処理槽Ｅに導入し、オゾ
ン発生機Ｆからのオゾンガスを散気管Ｇからオゾン処理
槽Ｅに吹込み、向流式によるオゾン接触を行わせる。オ
ゾン処理槽Ｅからの散気オゾンは排オゾン処理塔Ｈによ
って希薄化及び補集されて大気中に排気される。活性炭
処理はオゾン処理槽Ｅを経た処理水を活性炭処理塔Ｉに
導入し、活性炭による脱臭等がなされ、この処理を経て
塩素殺菌槽Ｊによる殺菌で浄水として取出される。

【０００５】上述のオゾン処理は、浄水工程中で次のよ
うな効果を発揮する。（１）原水の汚濁に伴う色度、着
臭、味の除去や改善、（２）細菌やウィルスの滅菌除去
並びに殺藻、（３）鉄・マンガン等無機物の酸化処理に
より除去し易くする。（４）微量有害有機物の酸化分解
等があげられる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】オゾン処理は、被処理
水をオゾン接触槽へ連続流入・流出させながらオゾン発
生機で発生したオゾンガスを連続注入し処理する方法を
とる。したがって、オゾンガスを処理水量に対してどの
程度の割合で注入するかを調節する必要がある。オゾン
処理を自動で効率よく連続的に行う場合には、オゾン注
入制御が必要となる。オゾン注入制御を行う上で必要と
考えられる計測項目は、処理水量、注入オゾン化空気流
量、注入オゾン濃度、溶存オゾン濃度、排オゾン濃度等
がある。

【０００７】実際の制御システムとしては、オゾン注入
率（［オゾン注入率］＝［注入オゾン化空気流量］×［
注入オゾン濃度］／［処理水量］）を設定することによ
り行うことが多い。それには次のような方法がある。

【０００８】（１）処理水量に比例してオゾン発生量を
制御する。

【０００９】（２）対象水質の処理効果に応じてオゾン
発生量を制御する。

【００１０】（３）オゾン消費量に応じてオゾン発生量
を制御する。

【００１１】通常は（１）の方法によりオゾン注入率を
変化させることが一般的である。実際の浄水工程では季
節、降雨等により水質の変動もあり、処理効果に応じて
オゾン発生量を制御する（２）の方式によりオゾン処理
システムを制御する方法が安定した水質を得ることがで
きるものの、通常、水質の評価に時間を要するため、水
質変化に対する速やかな対応には向かない。

【００１２】本発明の目的は、オゾン処理水量及び水質
に応じて適切なオゾン注入率かつ速やかな対応制御にな
るオゾン処理制御方式を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題の解
決を図るため、オゾン処理工程を含む浄水処理システム
において、オゾン処理槽に導入される被処理水の水量一
定制御を該オゾン処理槽内水位制限のもとに行う水量制
御手段と、前記オゾン処理槽に注入するオゾンガス流量
と該オゾン処理槽から排出するオゾンガス流量を一致さ
せるオゾンガス流量制御手段と、前記被処理水の水量に
対するオゾンガス量及びオゾン注入率を制御し被処理水
の水量及び水質が変化したときにオゾン注入率補正制御
するオゾン注入制御手段とを備え、前記オゾン注入率補
正制御は、オゾン処理槽の処理前後の水質変化を計測し
、オゾン注入率に対する前記計測の対象項目の除去率特
性から設定される除去率になるようオゾン注入率を補正
することを特徴とする。

【００１４】

【作用】上記方式になる本発明によれば、処理水量一定
制御とオゾンガス流量一定制御及びオゾンガスと被処理
水の気液比，注入率の制御状態のもとに、被処理水の水
量及び水質変化にオゾン注入率に対する計測項目（Ｅ２
６０など）の除去率からオゾン注入率を補正する。この
補正は被処理水の導入時に予め求められ、水質変化に対
する対応を速やかにする。

【００１５】

【実施例】図１は本発明の一実施例を示すオゾン処理装
置構成図である。被処理水とガスを向流式に接触させる
オゾン処理槽１は、被処理水がポンプ２で供給され、こ
の流入量が流量計３で測定される。オゾン処理槽１から
活性炭処理槽（図示省略）への処理水送水はポンプ４で
なされ、この流出量が流量計５で測定される。また、オ
ゾン処理槽１にはオゾンガスと被処理水を効率良く接触
させ吸収させるために底部に散気装置６が設けられ、さ
らに槽内水位を監視するための水位検出器７が設けられ
る。

【００１６】オゾン処理槽１へのオゾンガス注入はオゾ
ン発生機８で発生させたオゾンガスを散気装置６への圧
送でなされ、この圧送のための送風機９が設けられる。 このオゾンガス注入量はオゾン濃度計１０と送風量計１
１の夫々の連続測定値の積として求められる。オゾン発
生機８の発生オゾン濃度は電圧調節部１２からの電圧制
御でなされ、オゾンガス送風量は送風量調節部１３から
の送風機回転数制御等でなされる。

【００１７】オゾン処理槽１からのオゾン排出はポンプ
１４による引抜きでなされ、この引抜きガス流量が流量
計１５で連続測定され、引抜かれたオゾンガスは排オゾ
ン処理槽１６で送られる。

【００１８】オゾン処理槽１のオゾン処理による水質測
定は、オゾン処理槽１への流入水（被処理水）と流出水
（処理水）を３方電磁弁１７で一定時間間隔で切換えて
取込み、この取込量が流量調節バルブ１８で調節され、
サンプリングポンプ１９によってサンプリングされた被
処理水又は処理水が水質計測部２０に送り込まれ、該計
測部２０による計測がなされる。計測された水は配管２
１によって被処理水として戻される。

【００１９】オゾン処理制御装置２２は前述までの流量
計、水質計測部などの各測定データを収集し、適切なオ
ゾン処理のためにオゾン発生量制御やポンプ制御等を行
う。表示・設定部２３はシステム各機器の状態表示及び
操作員による運転条件の設定を行う。

【００２０】上述の構成によるオゾン処理を以下に詳細
に説明する。

【００２１】まず、装置運転において、操作員が表示・
設定部２３で設定する項目は、水質計測部２０で測定さ
れ制御装置２２で演算される測定対象物質の除去率と被
処理水流量Ｑｉｎであり、初期運転時にはこれにオゾン
注入率＝Ｇｉｎ・Ｃｉｎ／Ｑｉｎ気液比＝Ｇｉｎ／Ｑｉ
ｎ 但し、Ｇｉｎ；オゾン注入流量 Ｃｉｎ；注入オゾン濃度 が追加される。

【００２２】オゾン処理の自動制御には水量制御とオゾ
ンガス流量制御及びオゾン注入制御を行う。これら制御
は以下のように行われる。

【００２３】（１）水量制御…被処理水流量Ｑｉｎと処
理流量Ｑｏｕｔとのバランス調整及びオゾン処理槽内水
位の制御。

【００２４】この制御には、被処理水流量Ｑｉｎを操作
員が表示・設定部２３で設定するため、初期運転時には
被処理水の流量計３と処理水の流量計５との計測値が一
致するよう処理水の送水ポンプ４の吐出量を調整するこ
とにより自動制御する。但し、運転が開始されると、オ
ゾン処理槽１内の設定水位付近の水位変化を検出する水
位検出器７の検出水位信号が予め設定した上下限水位レ
ベルの水位信号と一致した場合には処理水の送水ポンプ
４の吐出量を調整し、オゾン処理槽１の貯留量を調整す
る。

【００２５】（２）オゾンガス流量制御…オゾン注入流
量Ｇｉｎ及び排オゾン流量Ｇｏｕｔのバランス調整。

【００２６】この制御には、注入オゾンガス流量を送風
量計１１で計測し、この計測値Ｇｉｎを基準に排オゾン
の流量計１５の計測値Ｇｏｕｔを一致させるよう排オゾ
ンポンプ１４の吐出量を調整制御する。

【００２７】（３）オゾン注入制御…オゾン注入量（Ｃ
ｉｎ×Ｇｉｎ）の変更及び処理特性に対応した注入オゾ
ン濃度の変更。

【００２８】この制御には、初期運転時には操作員によ
り設定された被処理水流量Ｑｉｎ、気液比、注入率に従
って制御装置２２が運転に必要な制御設定値を求めて各
機器が制御される。例えば、 Ｑｉｎ＝ａ 気液比＝Ｇｉｎ／Ｑｉｎ＝ｂ 注入率＝Ｇｉｎ・Ｃｉｎ／Ｑｉｎ＝Ｃ のように設定値ａ，ｂ，ｃが設定されると、運転に必要
な制御設定値は次のようになる。

【００２９】Ｑｉｎ＝ａ Ｇｉｎ＝Ｇｏｕｔ（＝ｂ・Ｑｉｎ）＝ａ×ｂＣｉｎ＝Ｃ
・Ｑｉｎ／Ｇｉｎ＝ｃ／ｂ Ｑｏｕｔ＝（１）の水量制御 次に、被処理水水量及び水質が変化した場合の制御方法
について説明する。

【００３０】被処理水量Ｑｉｎを操作員が表示・設定部
２３により変化させた場合のオゾン注入制御にはオゾン
注入流量かオゾン注入濃度のどちらか一方又は両方を変
更する。このうち、オゾン注入濃度を変更する場合で説
明する。まず被処理水量Ｑｉｎの変更に対し、オゾン注
入率をＱｉｎの変更前と一致させるよう発生オゾン濃度
を調整する。これには制御装置２２からの処理流量に比
例した制御信号により電圧調整部１２とオゾン発生機８
により調整される。被処理水量Ｑｉｎの変更に比例した
オゾン注入率の変更が行われた後、水質計測部２０の測
定信号によりオゾン処理特性を一定に保つようオゾン注
入率補正制御を行う。

【００３１】オゾン注入率補正制御は、水量変化に関係
なく、オゾン処理前後での水質変化を水質計測部２０に
より計測し、操作員がオゾン処理状態を評価・判断しや
すい測定対象項目の除去率で表すと共に、表示・設定部
２３で除去率を設定し、これにより安定したオゾン処理
特性を得る制御を行う。

【００３２】水質計測部２０で連続計測できる項目でオ
ゾン注入率制御に適した水質指標としては、例えば蛍光
強度（励起波長３３０ｎｍ，測定波長４３０ｎｍ）、又
は測定波長２６０ｎｍによる紫外線吸光度（Ｅ２６０）
がある。

【００３３】図２及び図３は腐葉土抽出水を凝集沈澱処
理した人工原水をオゾン処理したときの注入オゾン濃度
とＥ２６０及び蛍光強度除去率（％）との関係を表した
ものである。この測定結果から、蛍光強度は低い注入オ
ゾン濃度範囲（図示では１０ｇ／ｍ３以下）の制御指標
として、また、Ｅ２６０は注入オゾン濃度を広範囲にわ
たって制御する際に利用できる。

【００３４】以上のことにより、オゾン処理水量及び水
質に応じた適切なオゾン注入率によるオゾン注入自動制
御システムが達成される。このため、オゾンの注入操作
を効率よく行えると共に、オゾン処理槽に導入される被
処理水の水質指標から該処理槽に被処理水が導入される
段階でオゾン注入補正制御を行い、原水水質の変化をオ
ゾン処理工程で平滑化できるため、水質変化に対する速
やかな対応になって後段の活性炭処理工程に大きな負荷
変動を与えることなく安定した運転管理が可能となる。 その結果、浄水工程全体の運転管理の信頼性向上につな
がり、浄水の安定供給に寄与することができる。

【００３５】

【発明の効果】以上のとおり、本発明によれば、処理水
量一定制御とオゾンガス流量一定制御及びオゾンと被処
理水の気液比，注入率の制御を行い、これに加えてオゾ
ン処理槽の被処理水と処理水の比較による水質変化及び
水量変化にオゾン注入率補正制御を行い、この補正制御
を測定項目の除去率特性に従って行うため、適切なオゾ
ン注入率になる効果があるし、以下の効果もある。

【００３６】（１）オゾン処理槽の被処理水および処理
水の水質を交互に連続的に測定し、その結果を除去率で
表示することにより、運転操作員がオゾン処理状態を評
価・判断しやすい。

【００３７】（２）オゾン処理槽の被処理水および処理
水の水質を交互に連続的に測定する水質計測器を用いる
ことにより、この測定値を用いた時間遅れのない迅速な
水質制御が可能となる。

【００３８】（３）操作員が設定した水質指標の除去率
となるよう自動制御されるため、水量及び水質の変動に
関係なく安定したオゾン処理水質が得られる。

【００３９】（４）上記（２），（３）の結果、原水水
質の変化をオゾン処理工程で平滑化できるため、後段の
活性炭処理工程に大きな負荷変動を与えることなく安定
した運転管理が可能となる。

【００４０】（５）浄水工程全体の運転管理の信頼性向
上につながる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す装置構成図。

【図２】注入オゾン濃度と紫外線吸光度の特性図。

【図３】注入オゾン濃度と蛍光強度除去率の特性図。

【図４】浄水処理システム図。

【符号の説明】

１…オゾン処理槽、２，４，１４…ポンプ、３，５，１
５…流量計、６…散気装置、７…水位検出器、８…オゾ
ン発生器、９…送風機、１０…注入オゾン濃度計、１１
…送風量計、１２…電圧調整部、１３…送風量調節部、
１６…排オゾン処理槽、１９…サンプリングポンプ、２
０…水質計測部、２２…オゾン処理制御装置、２３…表
示・設定部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　オゾン処理工程を含む浄水処理システ
   ムにおいて、オゾン処理槽に導入される被処理水の水量
   一定制御を該オゾン処理槽内水位制限のもとに行う水量
   制御手段と、前記オゾン処理槽に注入するオゾンガス流
   量と該オゾン処理槽から排出するオゾンガス流量を一致
   させるオゾンガス流量制御手段と、前記被処理水の水量
   に対するオゾンガス量及びオゾン注入率を制御し被処理
   水の水量及び水質が変化したときにオゾン注入率補正制
   御するオゾン注入制御手段とを備え、前記オゾン注入率
   補正制御は、オゾン処理槽の処理前後の水質変化を計測
   し、オゾン注入率に対する前記計測の対象項目の除去率
   特性から設定される除去率になるようオゾン注入率を補
   正することを特徴とするオゾン処理制御方式。