JPH10296235A - 浄水システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 原水への臭気物質の混入を自動的に検知し必
要な措置がとれる浄水システムを実現する。 【解決手段】 取水した原水の土砂や濁りを除去し塩素
消毒して浄水を得る浄水システムにおいて、取水前の原
水の臭気物質濃度を測定する臭気測定装置と、原水の取
水を制御する取水制御手段と、臭気測定装置の出力を監
視し、臭気物質濃度が予め設定された基準値を越えた場
合に取水制御手段を制御して原水の取水を停止させる制
御装置とを設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は急速砂濾過法等を用
いた浄水システムに関し、特に原水中への油分等の臭気
物質の混入を検出し制御することが可能な浄水システム
に関する。

【０００２】

【従来の技術】急速砂濾過法は日本で最も普及している
方法であり、従来の急速砂濾過法を用いた浄水システム
は河川等から取水した原水から土砂や濁りを除去し、さ
らに急速濾過して塩素消毒することにより浄水を得てい
る。

【０００３】図５はこのような従来の急速砂濾過法を用
いた浄水システムの一例を示すブロック図である。

【０００４】図５において１は取水口、２は沈砂池、３
は着水井、４は薬品混和池、５はフロック形成池、６は
沈殿池、７は急速濾過池、８は塩素注入手段、９は配水
池、１０は送水ポンプ、１００は河川等からの原水、１
０１は浄水である。

【０００５】河川等からの原水１００は取水口１から取
水され沈砂池２に取り込まれ、沈砂池２からの水は着水
井３に取り入れられる。

【０００６】また、着水井３からの水は薬品混和池４、
フロック形成池５、沈殿池６、急速濾過池７及び塩素注
入手段８を順次通過して配水池９に蓄えられる。そし
て、送水ポンプ１０により浄水１０１が送水される。

【０００７】ここで、図５に示す従来例の処理内容等に
ついて説明する。取水口１で河川から取水された原水１
００はまず沈砂池２に取り込まれ、沈砂池２において原
水１００中の土砂が沈殿させられる。

【０００８】土砂を除去された原水１００は取水ポンプ
（図示せず。）により着水井３に一旦取り込まれ原水１
００の水位や水量等が調整される。

【０００９】着水井３の原水１００は薬品混和池４に取
り込まれ、原水１００の濁りを凝集させる凝集剤が注入
・撹拌される。

【００１０】凝集剤を注入された原水１００はフロック
形成池５に送られ、フロック形成池５で原水１００中の
濁りが凝集してフロックが形成され、形成されたフロッ
クは沈殿池６において沈殿され除去される。

【００１１】沈殿池６の上澄み水は急速濾過池７におい
て濾過される。急速濾過池７は砂利や砂等が何層にも敷
き詰められており、この砂等の層に前記上澄み水を通過
させることによりこれまでの過程で除去しきれなかった
他の不純物等を除去する。

【００１２】さらに、塩素注入手段８において必要量の
塩素が急速濾過池７で濾過された水に注入され消毒され
て浄水１０１となる。

【００１３】このように生成された浄水１０１は配水池
９に蓄えられて送水量が調整され、配水ポンプ１０によ
り浄水１０１が給水所や各家庭等に配水される。

【００１４】この結果、原水１００に含まれる土砂や濁
り等を除去した後、急速濾過池で濾過し塩素消毒するこ
とにより、浄水１０１を生成することができる。

【００１５】但し、急速砂濾過法を用いた浄水システム
では油分等の臭気物質に起因する臭気を除去することが
できない。

【００１６】このため、前述の浄水システムと別個に原
水１００をサンプリングして、水道法に基づく水質基準
に関する省令による上水試験法で分析している。

【００１７】実際にはサンプリングした原水１００の臭
気強度を人間の鼻で分析して、もし、原水１００の臭気
強度が規定範囲を越えた場合に取水停止、フロック形成
池５への粉末活性炭の投入、給水停止等の措置をとる。

【００１８】また、河川や沈砂池２等において油膜を目
視で検査して原水１００の水質汚染を発見した場合も上
述の措置をとっている。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】しかし、原水１００の
臭気強度の測定や油膜の目視等は人間の嗅覚や視覚に依
存しており、感覚の個人差により客観的な分析が困難で
あり、また、これらの分析処理の自動化、昼夜の連続処
理等が困難である言った問題点があった。従って本発明
が解決しようとする課題は、原水への臭気物質の混入を
自動的に検知し必要な措置がとれる浄水システムを実現
することにある。

【００２０】

【課題を解決するための手段】このような課題を達成す
るために、本発明の第１では、取水した原水の土砂や濁
りを除去し塩素消毒して浄水を得る浄水システムにおい
て、取水前の前記原水の臭気物質濃度を測定する臭気測
定装置と、前記原水の取水を制御する取水制御手段と、
前記臭気測定装置の出力を監視し、前記臭気物質濃度が
予め設定された基準値を越えた場合に前記取水制御手段
を制御して前記原水の取水を停止させる制御装置とを備
えたことを特徴とするものである。

【００２１】このような課題を達成するために、本発明
の第２では、取水した原水の土砂や濁りを除去し塩素消
毒して浄水を得る浄水システムにおいて、取水後の前記
原水の臭気物質濃度を測定する臭気測定装置と、取水後
急速濾過前の前記原水に粉末活性炭を投入する粉末活性
炭投入手段と、予め設定された条件に基づき前記粉末活
性炭投入手段を制御して前記臭気測定装置の出力に応じ
た所定量の粉末活性炭を前記原水に投入させる制御装置
とを備えたことを特徴とするものである。

【００２２】このような課題を達成するために、本発明
の第３では、取水した原水の土砂や濁りを除去し塩素消
毒して浄水を得る浄水システムにおいて、前記浄水の臭
気物質濃度を測定する臭気測定装置と、前記浄水の給水
を制御する給水制御手段と、前記臭気測定装置の出力を
監視し、前記臭気物質濃度が予め設定された基準値を越
えた場合に前記給水制御手段を制御して前記浄水の給水
を停止させる制御装置とを備えたことを特徴とするもの
である。

【００２３】このような課題を達成するために、本発明
の第４では、本発明の第１乃至第３において前記原水に
溶存する前記臭気物質を気化させる気化手段と、この気
化手段の出力気体を除湿する除湿手段と、この除湿手段
からの出力気体の臭気物質濃度を検出する測定手段とか
ら構成される前記臭気測定装置を用いたことを特徴とす
るものである。

【００２４】このような課題を達成するために、本発明
の第５では、 本発明の第４において 前記測定手段を構成する匂いセンサとして前記臭気物質
の吸着による共振周波数若しくは電気抵抗の変化に基づ
き前記臭気物質の濃度を測定する匂いセンサを用いるこ
とを特徴とするものである。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下本発明を図面を用いて詳細に
説明する。図１は本発明に係る浄水システムの一実施例
を示す構成ブロック図である。

【００２６】図１において１〜１０，１００及び１０１
は図５と同一符号を付してあり、１１は臭気測定装置、
１２は制御装置、１３は取水ポンプや取水弁等の取水制
御手段である。

【００２７】河川等からの原水１００は取水口１から取
水され沈砂池２に取り込まれ、沈砂池２からの水は着水
井３に取り入れられる。

【００２８】また、着水井３からの水は薬品混和池４、
フロック形成池５、沈殿池６、急速濾過池７及び塩素注
入手段８を順次通過して配水池９に蓄えられる。そし
て、送水ポンプ１０により浄水１０１が送水される。

【００２９】さらに、取水口１近傍には臭気測定装置１
１が設置され、臭気測定装置１１の出力信号が制御装置
１２に接続され、制御手段１２からの制御信号が取水口
１に設けられた取水ポンプや取水弁等の取水制御手段１
３に接続される。

【００３０】ここで、図１に示す実施例の動作を説明す
る。臭気測定装置１１は取水前の原水１００の臭気物質
濃度を測定し出力信号を制御装置１２に出力する。

【００３１】制御装置１２はこの出力信号をモニタし、
臭気物質濃度が予め設定された基準値を越えた場合に制
御信号を出力して取水制御手段１３を制御し、取水口１
からの原水１００の取水を停止させる

【００３２】例えば、予め設定された警報設定レベル
が”１０ｐｐｂ”であった場合、制御装置１２は臭気測
定装置１１からの出力信号が”１０ｐｐｂ”を超過した
かを判断する。

【００３３】もし、超過した場合は取水制御手段１３で
ある給水ポンプの動作を停止させたり、取水弁を閉鎖し
て原水１００の流入を停止させることにより原水１００
の取水を停止する。

【００３４】この結果、臭気測定装置１１により原水１
００の臭気物質濃度を測定し、臭気物質濃度が予め設定
された基準値を越えた場合に制御装置１２で取水制御手
段１３を制御して取水口１からの原水１００の取水を停
止させることにより、原水１００への臭気物質の混入を
自動的に検知して必要な措置を取ることが可能になる。

【００３５】さらに、臭気測定装置１１として具体例を
例示して説明する。臭気測定装置１１は水晶振動子表面
にポリ塩化ビニル（以下、ＰＶＣと呼ぶ。）ブレンド脂
質膜等の匂い吸着膜を形成して、前記匂い吸着膜への臭
気物質の付着による共振周波数変化を検出することによ
り臭気物質の濃度を測定する。

【００３６】図２はこのような臭気測定装置１１の具体
例を示す構成ブロック図であり、本願出願人の出願に係
る「特願平８−０８３７８３」に記載されたものであ
る。

【００３７】図２において１４は加熱手段、１５は気化
器であるバブリング手段、１６は膜式乾燥器、１７は流
路切替バルブ、１８はセンサセル、１９は水晶振動子式
匂いセンサ、２０は測定回路、１０２及び１０２ａは標
準気体である無臭乾燥空気の供給口、１０３及び１０３
ａは排気口、１０４は原水である。

【００３８】また、１４及び１５は気化手段５０を、１
６は除湿手段５１を、１８〜２０は測定手段５２をそれ
ぞれ構成している。

【００３９】原水１０４はバブリング手段１５の中に満
たされ、バブリング手段１５は加熱手段１４の中に設置
される。また、匂いセンサ１９はセンサセル１８内に設
置される。

【００４０】供給口１０２から供給された無臭乾燥空気
はバブリング手段１５の中に満たされた原水１０４及び
流路切替バルブ１７の一方の供給口にそれぞれ供給され
る。

【００４１】バブリング手段１５の出力気体は膜式乾燥
器１６に供給され、膜式乾燥器１６の出力気体は流路切
替バルブ１７の他方の供給口に供給される。また、膜式
乾燥器１６の供給口１０２ａにはパージ用の無臭乾燥空
気が供給され、排気口１０３ａから排気される。

【００４２】流路切替バルブ１７の出力気体はセンサセ
ル１８に供給され、排気口１０３から排気される。ま
た、匂いセンサ１９の出力信号は測定回路２０に入力さ
れる。

【００４３】ここで、図２に示す臭気測定装置１１の動
作を説明する。先ず、供給口１０２及び１０２ａには常
時無臭乾燥空気が供給されている。

【００４４】ゼロ点校正時に流路切替バルブ１７は図２
中”イ”の側に接続されており、供給口１０２から供給
された無臭乾燥空気がセンサセル１８に供給され、排気
口１０３から排気される。

【００４５】この状態において匂いセンサ１９の出力信
号は測定回路２０に入力され、測定回路２０において入
力された信号をゼロ点信号としてゼロ点校正される。

【００４６】測定時には流路切替バルブ１７は図２中”
ロ”の側に接続され、供給口１０２から供給される無臭
乾燥空気はバブリング手段１５中の原水１０４を通過す
る。この時原水１０４は加熱手段１４によって適当に加
熱されているので、非加熱の場合と比較して臭気物質の
気化がしやすくなっている。

【００４７】臭気物質を含有するバブリング手段１５の
出力気体は膜式乾燥器１６に供給される。この膜式乾燥
器１６では構成要素である半透膜の性質により、前記出
力気体中に含まれる水分のみが供給口１０２ａから供給
される無臭乾燥空気に移行する。

【００４８】従って、膜式乾燥器１６の出力気体は殆ど
水分を含有しない状態になっている。この出力気体は流
路切替バルブ１７を介してセンサセル１８に供給され、
排気口１０３から排気される。

【００４９】この状態において匂いセンサ１９の出力信
号は測定回路２０に入力され、測定回路２０において臭
気物質の濃度を演算して出力する。

【００５０】すなわち、原水１０４に溶存する臭気物質
を気化させる気化手段５０と、気化手段５０の出力気体
を除湿する除湿手段５１と、この除湿手段５１からの出
力気体の臭気物質濃度を検出する測定手段５２とから構
成される臭気測定装置１１を用いて、原水１００をサン
プリング手段（図示せず。）により連続的若しくは間欠
的にサンプリングして気化手段５０を構成するバブリン
グ手段１５に供給することにより、原水１００の臭気物
質濃度を測定することが可能になる。

【００５１】また、図３は本発明に係る浄水システムの
他の実施例を示す構成ブロック図である。

【００５２】図３において１〜１０，１００及び１０１
は図５と同一符号を付してあり、１１ａは臭気測定装
置、１２ａは制御装置、２１は粉末活性炭投入手段であ
る。

【００５３】基本的な構成は図１に示す実施例と同様で
あり異なる点は沈砂池２には臭気測定装置１１ａが設置
され、臭気測定装置１１ａの出力信号が制御装置１２ａ
に接続され、制御手段１２ａからの制御信号がフロック
形成池５に設けられた粉末活性炭投入手段２１に接続さ
れる点である。

【００５４】ここで、図３に示す実施例の動作を説明す
る。臭気測定装置１１ａは沈砂池２に蓄えられた原水１
００の臭気物質濃度を測定し出力信号を制御装置１２ａ
に出力する。

【００５５】制御装置１２ａはこの出力信号をモニタす
ると共に予め設定された条件に基づき制御信号で粉末活
性炭投入手段２１を制御して測定された臭気物質濃度に
応じた所定量の粉末活性炭をフロック生成池５に投入す
る。

【００５６】これにより、フロック生成池５に投入され
た粉末活性炭に原水１００中に含有される臭気物質が吸
着され除去される。

【００５７】例えば、臭気物質”１０ｐｐｂ”毎に粉末
活性炭を”１０ｐｐｍ”投入する条件が予め設定され、
臭気測定装置１１ａからの出力信号が”１５ｐｐｂ”で
あった場合、制御装置１２ａは粉末活性炭投入手段２１
を制御して”１５ｐｐｍ”の粉末活性炭をフロック生成
池５に投入する。

【００５８】この結果、臭気測定装置１１ａにより沈砂
池２内の原水１００の臭気物質濃度を測定し、制御装置
１２ａが予め設定された条件に基づき粉末活性炭投入手
段２１を制御して測定された臭気物質濃度に応じた所定
量の粉末活性炭をフロック生成池５に投入することによ
り、原水１００への臭気物質の混入を自動的に検知して
必要な措置を取ることが可能になる。

【００５９】また、図４は本発明に係る浄水システムの
他の実施例を示す構成ブロック図である。

【００６０】図４において１〜１０，１００及び１０１
は図５と同一符号を付してあり、１１ｂは臭気測定装
置、１２ｂは制御装置、２２は給水弁等の給水制御手段
である。

【００６１】基本的な構成は図１に示す実施例と同様で
あり異なる点は浄水池９には臭気測定装置１１ｂが設置
され、臭気測定装置１１ｂの出力信号が制御装置１２ｂ
に接続され、制御手段１２ｂからの制御信号が配水ポン
プ１０の下流に設けられた給水制御手段２２に接続され
る点である。

【００６２】ここで、図４に示す実施例の動作を説明す
る。臭気測定装置１１ｂは浄水池９に蓄えられた浄水１
０１の臭気物質濃度を測定し出力信号を制御装置１２ｂ
に出力する。

【００６３】制御装置１２ｂはこの出力信号をモニタ
し、臭気物質濃度が予め設定された基準値を越えた場合
に制御信号を出力して給水弁等の給水制御装置２２を制
御して浄水１０１の給水を停止させる。

【００６４】例えば、予め設定された警報設定レベル
が”１０ｐｐｂ”であった場合、制御装置１２ｂは臭気
測定装置１１ｂからの出力信号が”１０ｐｐｂ”を超過
したかを判断する。

【００６５】もし、超過した場合は給水制御手段２２で
ある給水弁を閉鎖して浄水１０１の給水を停止させる。

【００６６】この結果、臭気測定装置１１ｂにより浄水
池９内の浄水１０１の臭気物質濃度を測定し、臭気物質
濃度が予め設定された基準値を越えた場合に制御装置１
２ｂで給水制御手段２２を制御して浄水１０１の給水を
停止させることにより、原水１００への臭気物質の混入
を自動的に検知して必要な措置を取ることが可能にな
る。

【００６７】なお、図１等に示す実施例では一般に普及
している急速砂濾過法を例に取って説明したが、緩速濾
過法、膜濾過法や塩素注入のみ等の浄水処理に適用する
ことも勿論可能である。

【００６８】また、図３に示す実施例では原水１００の
臭気物質濃度に基づきフロック形成池５に粉末活性炭を
投入しているが取水後急速濾過前の原水１００であれば
どの時点で粉末活性炭を投入しても構わない。

【００６９】また、急速砂濾過法以外の浄水処理に適用
した場合は取水後濾過前、濾過を伴わない浄水処理に適
用した場合には取水後塩素注入前であればどの時点で粉
末活性炭を投入しても構わない。

【００７０】これに伴い、図３に示す実施例では沈砂池
２における原水１００の臭気物質濃度に基づき粉末活性
炭投入手段２１を制御していたが、原水１００の臭気物
質濃度の測定地点は取水後であって前述の粉末活性炭投
入地点より上流であればどこでも構わない。

【００７１】また、臭気測定装置としては図２に示す臭
気測定装置を例示したが特にこの装置に限定される訳で
はなく、原水中への油分等の臭気物質の混入を測定でき
る装置であれは何でも構わない。

【００７２】例えば、図２に示す臭気測定装置では気化
手段５０を構成する気化器としてはバブリング手段２を
用いているが、加熱処理された原水を霧吹きで噴霧して
気化させる気化器等であっても構わない。

【００７３】また、図２に示す臭気測定装置では除湿手
段５１として膜式乾燥器１６を例示したが、気体流路の
周辺に冷却水を流して気体流路内の気体を除湿する構成
の冷却式除湿器等であっても構わない。

【００７４】また、センサセル１８を恒温層内に設置し
て匂いセンサ１９の温度ドリフトの影響を低減させても
構わない。

【００７５】また、複数系統の気化手段５０、除湿手段
５１及び測定手段５２とを設けてゼロ校正、スパン校正
等と臭気物質測定を交互に行わせることにより、諸校正
を行いながら臭気物質の連続測定が可能になる。

【００７６】

【発明の効果】以上説明したことから明らかなように、
本発明によれば次のような効果がある。臭気測定装置に
より原水の臭気物質濃度を測定し、臭気物質濃度が予め
設定された基準値を越えた場合に制御装置で取水制御手
段を制御して取水口からの原水の取水を停止させること
により、原水への臭気物質の混入を自動的に検知し必要
な措置がとれる浄水システムが実現できる。

【００７７】また、臭気測定装置により沈砂池内の原水
の臭気物質濃度を測定し、制御装置が予め設定された条
件に基づき粉末活性炭投入手段を制御して測定された臭
気物質濃度に応じた所定量の粉末活性炭をフロック生成
池に投入することにより、原水への臭気物質の混入を自
動的に検知し必要な措置がとれる浄水システムが実現で
きる。

【００７８】さらに、臭気測定装置により浄水池内の浄
水の臭気物質濃度を測定し、臭気物質濃度が予め設定さ
れた基準値を越えた場合に制御装置で給水制御手段を制
御して浄水の給水を停止させることにより、原水への臭
気物質の混入を自動的に検知し必要な措置がとれる浄水
システムが実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る浄水システムの一実施例を示す構
成ブロック図である。

【図２】臭気測定装置の具体例を示す構成ブロック図で
ある。

【図３】本発明に係る浄水システムの他の実施例を示す
構成ブロック図である。

【図４】本発明に係る浄水システムの他の実施例を示す
構成ブロック図である。

【図５】従来の急速砂濾過法を用いた浄水システムの一
例を示すブロック図である。

【符号の説明】

【００００】１ 取水口 ２ 沈砂池 ３ 着水井 ４ 薬品混和池 ５ フロック形成池 ６ 沈殿池 ７ 急速濾過池 ８ 塩素注入手段 ９ 配水池 １０ 送水ポンプ １１，１１ａ，１１ｂ 臭気測定装置 １２，１２ａ，１２ｂ 制御装置 １３ 取水制御手段 １４ 加熱手段 １５ バブリング手段 １６ 膜式乾燥器 １７ 流路切替バルブ １８ センサセル １９ 匂いセンサ ２０ 測定回路 ２１ 粉末活性炭投入手段 ２２ 給水制御手段 ５０ 気化手段 ５１ 除湿手段 ５２ 測定手段 １００，１０４ 原水 １０１ 浄水 １０２，１０２ａ 供給口 １０３，１０３ａ 排気口

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 富山 弘幸 東京都武蔵野市中町２丁目９番32号 横河 電機株式会社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】取水した原水の土砂や濁りを除去し塩素消
   毒して浄水を得る浄水システムにおいて、 取水前の前記原水の臭気物質濃度を測定する臭気測定装
   置と、 前記原水の取水を制御する取水制御手段と、 前記臭気測定装置の出力を監視し、前記臭気物質濃度が
   予め設定された基準値を越えた場合に前記取水制御手段
   を制御して前記原水の取水を停止させる制御装置とを備
   えたことを特徴とする浄水システム。
2. 【請求項２】取水した原水の土砂や濁りを除去し塩素消
   毒して浄水を得る浄水システムにおいて、 取水後の前記原水の臭気物質濃度を測定する臭気測定装
   置と、 取水後急速濾過前の前記原水に粉末活性炭を投入する粉
   末活性炭投入手段と、 予め設定された条件に基づき前記粉末活性炭投入手段を
   制御して前記臭気測定装置の出力に応じた所定量の粉末
   活性炭を前記原水に投入させる制御装置とを備えたこと
   を特徴とする浄水システム。
3. 【請求項３】取水した原水の土砂や濁りを除去し塩素消
   毒して浄水を得る浄水システムにおいて、 前記浄水の臭気物質濃度を測定する臭気測定装置と、 前記浄水の給水を制御する給水制御手段と、 前記臭気測定装置の出力を監視し、前記臭気物質濃度が
   予め設定された基準値を越えた場合に前記給水制御手段
   を制御して前記浄水の給水を停止させる制御装置とを備
   えたことを特徴とする浄水システム。
4. 【請求項４】前記原水に溶存する前記臭気物質を気化さ
   せる気化手段と、この気化手段の出力気体を除湿する除
   湿手段と、この除湿手段からの出力気体の臭気物質濃度
   を検出する測定手段とから構成される前記臭気測定装置
   を用いたことを特徴とする特許請求の範囲請求項１乃至
   請求項３記載の浄水システム。
5. 【請求項５】前記測定手段を構成する匂いセンサとして
   前記臭気物質の吸着による共振周波数若しくは電気抵抗
   の変化に基づき前記臭気物質の濃度を測定する匂いセン
   サを用いることを特徴とする特許請求の範囲請求項４記
   載の浄水システム。