JPH11319797A - 混合処理水質制御装置及びその制御方法 - Google Patents
混合処理水質制御装置及びその制御方法Info
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- JPH11319797A JPH11319797A JP13619398A JP13619398A JPH11319797A JP H11319797 A JPH11319797 A JP H11319797A JP 13619398 A JP13619398 A JP 13619398A JP 13619398 A JP13619398 A JP 13619398A JP H11319797 A JPH11319797 A JP H11319797A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 水質基準や管理目標水質で決められている水
質以下になるような混合処理を実現する。 【解決手段】 活性炭接触池２１は処理水からオゾン処
理で分解できなかった物質を除去して高度浄水処理水を
流出する。この高度浄水処理水に比べて水質レベルの低
い既設処理水は混合部２２にて混合され、その混合され
た流量水は、流量制御弁２３を介して混合処理槽２４に
導入される。既設処理水の水温とＵＶ値は第１計測部２
５で測定され、活性炭接触池２１の水温、ＵＶ値と導電
率は第２計測部２６で測定され、混合処理槽２４から導
出される浄水の水温、ＵＶ値と残留塩素は第３計測部２
７で測定され、測定された各値は、混合処理系水質予測
部２８で水質を予測して、混合処理制御部２９に供給さ
れて混合比が求められる。求められた混合比に基づいて
混合処理流量が得られ、この流量に基づいて制御部２９
から流量制御弁２３の制御信号が与えられる。
質以下になるような混合処理を実現する。 【解決手段】 活性炭接触池２１は処理水からオゾン処
理で分解できなかった物質を除去して高度浄水処理水を
流出する。この高度浄水処理水に比べて水質レベルの低
い既設処理水は混合部２２にて混合され、その混合され
た流量水は、流量制御弁２３を介して混合処理槽２４に
導入される。既設処理水の水温とＵＶ値は第１計測部２
５で測定され、活性炭接触池２１の水温、ＵＶ値と導電
率は第２計測部２６で測定され、混合処理槽２４から導
出される浄水の水温、ＵＶ値と残留塩素は第３計測部２
７で測定され、測定された各値は、混合処理系水質予測
部２８で水質を予測して、混合処理制御部２９に供給さ
れて混合比が求められる。求められた混合比に基づいて
混合処理流量が得られ、この流量に基づいて制御部２９
から流量制御弁２３の制御信号が与えられる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、浄水場の高度処
理水と既設処理水の混合処理、下水処理場では二次処理
水と高度処理水（窒素、リン除去）の混合処理、工場等
の産業廃水では汚染度の低い排水と汚染度の高い排水の
混合処理などを、目標水質以下にして配水又は放流でき
る最適混合比を算出して、各流量を設定し制御する混合
処理水質制御装置及びその制御方法に関する。
理水と既設処理水の混合処理、下水処理場では二次処理
水と高度処理水（窒素、リン除去）の混合処理、工場等
の産業廃水では汚染度の低い排水と汚染度の高い排水の
混合処理などを、目標水質以下にして配水又は放流でき
る最適混合比を算出して、各流量を設定し制御する混合
処理水質制御装置及びその制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】上水道分野では、１つの水道局で複数の
水道水源（井戸水、伏流水、河川表流水、湖沼水のうち
複数水源の組み合わせ）を使用し、浄水処理を行って複
数の配水系に配水している。このとき、第一に要求され
るのは、需要流量の確保であり、ブレンド（混合）後の
水質は、１日１回程度の水質分析で確認している程度で
ある。今までは、水源の水質にも恵まれ、水道水源も井
水や清浄な河川水等の水道水源が確保されていた。しか
し、水道水源の悪化が深刻になり、水源構成も井水等か
ら湖沼水・ダム湖水等（約２／３）へと変化してきてい
る。湖沼水やダム湖水は一旦貯留した水源のため、貯留
中に富栄養化等の水質悪化を引き起こしやすい。そこ
で、大都市部の水道水は、オゾン処理・活性炭処理等の
高度処理の導入が進められている。
水道水源（井戸水、伏流水、河川表流水、湖沼水のうち
複数水源の組み合わせ）を使用し、浄水処理を行って複
数の配水系に配水している。このとき、第一に要求され
るのは、需要流量の確保であり、ブレンド（混合）後の
水質は、１日１回程度の水質分析で確認している程度で
ある。今までは、水源の水質にも恵まれ、水道水源も井
水や清浄な河川水等の水道水源が確保されていた。しか
し、水道水源の悪化が深刻になり、水源構成も井水等か
ら湖沼水・ダム湖水等（約２／３）へと変化してきてい
る。湖沼水やダム湖水は一旦貯留した水源のため、貯留
中に富栄養化等の水質悪化を引き起こしやすい。そこ
で、大都市部の水道水は、オゾン処理・活性炭処理等の
高度処理の導入が進められている。
【０００３】全流量の高度処理を実施するには、多くの
時間と費用がかかる。そのため、一定の期間高度処理水
と既設処理水（緩速／急速ろ過システム処理水）のブレ
ンド（混合）処理が必要となる。また、水質基準は年々
厳しくなり、たとえ高度処理した水がすべて将来の水質
基準に対応できるとは、必ずしも言えない。そこで、高
度処理水の水質（特にＫＭｎＯ4消費量等の有機物指
標）と既設処理水の水質を考慮して、ブレンド（混合）
後の水質を水質基準以下にして送配水する水質制御シス
テムの重要性が、ＣＯ2削減の観点からも高まると考え
られている。
時間と費用がかかる。そのため、一定の期間高度処理水
と既設処理水（緩速／急速ろ過システム処理水）のブレ
ンド（混合）処理が必要となる。また、水質基準は年々
厳しくなり、たとえ高度処理した水がすべて将来の水質
基準に対応できるとは、必ずしも言えない。そこで、高
度処理水の水質（特にＫＭｎＯ4消費量等の有機物指
標）と既設処理水の水質を考慮して、ブレンド（混合）
後の水質を水質基準以下にして送配水する水質制御シス
テムの重要性が、ＣＯ2削減の観点からも高まると考え
られている。
【０００４】一方、下廃水分野では、（１）下水処理場
の二次処理水と高度処理水（Ｎ，Ｐ除去）の混合処理、
（２）工場等の産業廃水では汚染度の低い排水（空調・
洗浄排水等）と汚染度の高い排水（メッキ廃水処理水、
食堂廃水処理水等）の混合処理などがその対象として挙
げられる。しかし、現状の下水処理場では窒素・リン除
去目的の高度処理の導入が始まったばかりであり、今後
高度処理水の割合が増えれば要求度が高まると思われ
る。また、工場等の産業廃水では、水の再生利用が進展
することでその需要が高まるだろう。
の二次処理水と高度処理水（Ｎ，Ｐ除去）の混合処理、
（２）工場等の産業廃水では汚染度の低い排水（空調・
洗浄排水等）と汚染度の高い排水（メッキ廃水処理水、
食堂廃水処理水等）の混合処理などがその対象として挙
げられる。しかし、現状の下水処理場では窒素・リン除
去目的の高度処理の導入が始まったばかりであり、今後
高度処理水の割合が増えれば要求度が高まると思われ
る。また、工場等の産業廃水では、水の再生利用が進展
することでその需要が高まるだろう。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上水道分野では、１つ
の水道局で複数の水源（井戸水、伏流水、河川表流水、
湖沼水）を有し、これらの浄水処理水を、ある一定割合
でブレンド（混合）処理して、配水区域内に配水してい
るのが現状である。これは、水質以外の制約条件からブ
レンド（混合）割合が決まってしまっており、各被混合
水の水質（過マンガン酸カリウム：ＫＭｎＯ4消費量、
トリハロメタン：ＴＨＭ、トリハロメタン生成能：ＴＨ
ＭＦＰ等の有機物量指標）の連続計測が困難であったた
め、水質情報を考慮した最適な混合処理を実現するのが
困難である問題を持っている。
の水道局で複数の水源（井戸水、伏流水、河川表流水、
湖沼水）を有し、これらの浄水処理水を、ある一定割合
でブレンド（混合）処理して、配水区域内に配水してい
るのが現状である。これは、水質以外の制約条件からブ
レンド（混合）割合が決まってしまっており、各被混合
水の水質（過マンガン酸カリウム：ＫＭｎＯ4消費量、
トリハロメタン：ＴＨＭ、トリハロメタン生成能：ＴＨ
ＭＦＰ等の有機物量指標）の連続計測が困難であったた
め、水質情報を考慮した最適な混合処理を実現するのが
困難である問題を持っている。
【０００６】下廃水分野でも、各被混合水の水質（ＣＯ
ＤＭｎ，ＢＯＤ等の有機物量指標）の連続計測が困難で
あるため、水質基準を満たす水質情報を考慮した最適
（省エネルギ、省資源）の混合処理ができない問題があ
る。
ＤＭｎ，ＢＯＤ等の有機物量指標）の連続計測が困難で
あるため、水質基準を満たす水質情報を考慮した最適
（省エネルギ、省資源）の混合処理ができない問題があ
る。
【０００７】この発明は上記の事情に鑑みてなされたも
ので、上水道及び下廃水分野においても、混合後の処理
水質の安定性の向上と、水質基準や管理目標水質で決め
られている水質以下になるように混合処理が実現できる
ようにした混合処理水質制御装置及びその制御方法を提
供することを課題とする。
ので、上水道及び下廃水分野においても、混合後の処理
水質の安定性の向上と、水質基準や管理目標水質で決め
られている水質以下になるように混合処理が実現できる
ようにした混合処理水質制御装置及びその制御方法を提
供することを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この発明は、上記の課題
を達成するために、第１発明は、２種類以上の水源処理
水供給部を有し、これら供給部からの処理水を混合する
混合処理槽を設けたことを特徴とするものである。
を達成するために、第１発明は、２種類以上の水源処理
水供給部を有し、これら供給部からの処理水を混合する
混合処理槽を設けたことを特徴とするものである。
【０００９】第２発明は、前記水源処理水供給部から処
理水のうち、１種類は高度浄水処理水供給部から供給さ
れ、他の種類は順次水質レベルの低い処理水供給部から
供給されることを特徴とするものである。高度浄水処理
水供給部はオゾン処理と活性炭処理や促進酸化処理等と
併用したもの、水質レベルの低い処理水供給部は急速ろ
過池等によるものから構成される。
理水のうち、１種類は高度浄水処理水供給部から供給さ
れ、他の種類は順次水質レベルの低い処理水供給部から
供給されることを特徴とするものである。高度浄水処理
水供給部はオゾン処理と活性炭処理や促進酸化処理等と
併用したもの、水質レベルの低い処理水供給部は急速ろ
過池等によるものから構成される。
【００１０】第３発明は、２種類以上の水源処理水供給
部と、これら供給部からの処理水を導入し、混合させる
混合処理槽と、この混合処理槽に導入される処理水の流
量を制御する流量制御弁と、前記水源処理水供給部に設
けられ、水源処理水の水質を予測する水質予測計測器
と、この水質予測計測器からの計測信号が入力され、こ
の計測信号から水質を予測する水質予測部と、この水質
予測部から出力される水質予測信号が入力され、この信
号を演算してこの演算信号に基づいて前記流量制御弁を
制御する信号を送出する混合処理制御部とを備えたこと
を特徴とするものである。
部と、これら供給部からの処理水を導入し、混合させる
混合処理槽と、この混合処理槽に導入される処理水の流
量を制御する流量制御弁と、前記水源処理水供給部に設
けられ、水源処理水の水質を予測する水質予測計測器
と、この水質予測計測器からの計測信号が入力され、こ
の計測信号から水質を予測する水質予測部と、この水質
予測部から出力される水質予測信号が入力され、この信
号を演算してこの演算信号に基づいて前記流量制御弁を
制御する信号を送出する混合処理制御部とを備えたこと
を特徴とするものである。
【００１１】第４発明は、前記混合処理槽から導出され
る処理水の水質を予測する水質予測計測器を設け、この
水質予測計測器の計測信号を前記水質予測部に入力し
て、予め水質予測部に入力されている混合処理による反
応の影響を無視したときの混合処理水の水質計測信号と
の偏差信号を前記混合処理制御部に入力したことを特徴
とするものである。
る処理水の水質を予測する水質予測計測器を設け、この
水質予測計測器の計測信号を前記水質予測部に入力し
て、予め水質予測部に入力されている混合処理による反
応の影響を無視したときの混合処理水の水質計測信号と
の偏差信号を前記混合処理制御部に入力したことを特徴
とするものである。
【００１２】第５発明は、前記混合処理槽の使用開始当
初には、前記混合処理槽から導出される処理水の水質を
予測する水質予測計測器の計測信号を混合処理制御部に
入力して混合処理制御を行うことを特徴とするものであ
る。
初には、前記混合処理槽から導出される処理水の水質を
予測する水質予測計測器の計測信号を混合処理制御部に
入力して混合処理制御を行うことを特徴とするものであ
る。
【００１３】第６発明は、２種類以上の水源処理水を混
合させた後、目標混合処理水濃度となる水質の処理水を
得るようにしたことを特徴とするものである。
合させた後、目標混合処理水濃度となる水質の処理水を
得るようにしたことを特徴とするものである。
【００１４】第７発明は、前記水源処理水は、その１種
類を高度浄水処理水とし、他の種類の処理水は順次水質
レベルの低い処理水としたことを特徴とするものであ
る。
類を高度浄水処理水とし、他の種類の処理水は順次水質
レベルの低い処理水としたことを特徴とするものであ
る。
【００１５】第８発明は、前記水源処理水の水質は、水
質予測計測器を使用して予測するようにしたものであ
る。
質予測計測器を使用して予測するようにしたものであ
る。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下この発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１はこの発明の実施の第１形態
を示す混合処理制御のモデル化のブロック図で、図１に
おいて、詳細は図示しないが、例えばオゾン処理と活性
炭処理技術を併用したような高度浄水処理技術による高
度浄水処理水供給部１１と第１既設処理水（急速ろ過処
理水など高度処理水に比べて水質レベルの低い処理水）
供給部１２からそれぞれ、高度浄水処理水と既設処理水
が混合処理槽１３に導入され、この混合処理槽１３で両
処理水は混合処理される。混合処理された後の水質は以
下の（１）式で与えられる。
に基づいて説明する。図１はこの発明の実施の第１形態
を示す混合処理制御のモデル化のブロック図で、図１に
おいて、詳細は図示しないが、例えばオゾン処理と活性
炭処理技術を併用したような高度浄水処理技術による高
度浄水処理水供給部１１と第１既設処理水（急速ろ過処
理水など高度処理水に比べて水質レベルの低い処理水）
供給部１２からそれぞれ、高度浄水処理水と既設処理水
が混合処理槽１３に導入され、この混合処理槽１３で両
処理水は混合処理される。混合処理された後の水質は以
下の（１）式で与えられる。
【００１７】 Ｃ＝Ｃ1Ｒ＋（１−Ｒ）Ｃ2 ……（１） ここで、Ｃ1，Ｃ2，Ｃは各処理水のＴＨＭ又はＴＨＭＦ
Ｐ濃度（μｇ／Ｌ）、Ｑ1，Ｑ2，Ｑは各処理水の処理流
量（ｍ3／Ｈ）、Ｒ＝Ｑ1／Ｑであり、Ｃ1，Ｑ1は高度浄
水処理水と流量、Ｃ2，Ｑ2は既設処理水と流量である。
また、Ｃ1，Ｃ2，Ｃはオゾン／紫外線（ＵＶ）計の計測
信号を用いて次式から推定する。
Ｐ濃度（μｇ／Ｌ）、Ｑ1，Ｑ2，Ｑは各処理水の処理流
量（ｍ3／Ｈ）、Ｒ＝Ｑ1／Ｑであり、Ｃ1，Ｑ1は高度浄
水処理水と流量、Ｃ2，Ｑ2は既設処理水と流量である。
また、Ｃ1，Ｃ2，Ｃはオゾン／紫外線（ＵＶ）計の計測
信号を用いて次式から推定する。
【００１８】 Ｃ1＝ｆ1（ＵＶ1），Ｃ2＝ｆ2（ＵＶ2），Ｃ＝ｆ（ＵＶ） ……（２） ここで、ｆ1，ｆ2，ｆは各処理水のＵＶ計出力信号（Ｕ
Ｖ1，ＵＶ2，ＵＶ）からのＴＨＭ，ＴＨＭＦＰ，ＫＭｎ
Ｏ4消費量等の推定式である。
Ｖ1，ＵＶ2，ＵＶ）からのＴＨＭ，ＴＨＭＦＰ，ＫＭｎ
Ｏ4消費量等の推定式である。
【００１９】上記（１）式から、目標混合処理水濃度
（ＫＭｎＯ4消費量、ＴＨＭ又はＴＨＭＦＰ濃度等）Ｃ
set以下になるような混合比Ｒsetを次式から求める。
（ＫＭｎＯ4消費量、ＴＨＭ又はＴＨＭＦＰ濃度等）Ｃ
set以下になるような混合比Ｒsetを次式から求める。
【００２０】
【数１】
【００２１】従って、ＵＶ計出力信号から、各処理水の
ＴＨＭ又はＴＨＭＦＰ濃度などを推定し、混合後の目標
混合処理水濃度を設定することで、混合比設定値が計算
できる。ここで、混合処理後のＫＭｎＯ4消費量やＴＨ
Ｍ又はＴＨＭＦＰの水質は、混合による反応がないと仮
定した場合、各処理水の水質予測基本モデル式は、次の
（４）式で推定できる。
ＴＨＭ又はＴＨＭＦＰ濃度などを推定し、混合後の目標
混合処理水濃度を設定することで、混合比設定値が計算
できる。ここで、混合処理後のＫＭｎＯ4消費量やＴＨ
Ｍ又はＴＨＭＦＰの水質は、混合による反応がないと仮
定した場合、各処理水の水質予測基本モデル式は、次の
（４）式で推定できる。
【００２２】 Ｃｉ＝ａｉE260（ｉ）＋ｂｉ （ｉ＝１，２） ……（４） 但し、E260は有機物指標；260ｎｍ吸光度であり、混合
処理後の水質Ｃは、次の（５）、（６）式で求める。 Ｃ＝［ａ１・E260（１）］・Ｒ＋（１−Ｒ）［ａ２・E260（２）］ ＋［ｂ１Ｒ＋（１−Ｒ）ｂ２］ ……（５） ＝ａ・E260（混合後）＋ｂ ……（６） 上記（６）式において、ａ・E260（混合後）と、ｂは、
それぞれ次のように表される。 ａ・E260（混合後）＝［ａ１・E260（１）］・Ｒ＋（１
−Ｒ）［ａ２・E260（２）］ ｂ＝［ｂ１Ｒ＋（１−Ｒ）ｂ２］ 混合処理導入当初は、被混合処理水および混合後の処理
水のＫＭｎＯ4消費量・ＴＨＭＦＰを推定するための係
数が決定されていない場合が多い。その場合には、E26
0，E365〜390の吸光度値だけで混合処理後の水質Ｃを予
測し、混合処理水の実測値との偏差分を補正制御するよ
うにする。相関データが蓄積された時点で、水質基準項
目にあるＫＭｎＯ4消費量、ＴＨＭＦＰ、ＴＨＭ、色度
（E365〜390で推定）の混合処理後の値を推定して通常
混合処理制御に移行する。
処理後の水質Ｃは、次の（５）、（６）式で求める。 Ｃ＝［ａ１・E260（１）］・Ｒ＋（１−Ｒ）［ａ２・E260（２）］ ＋［ｂ１Ｒ＋（１−Ｒ）ｂ２］ ……（５） ＝ａ・E260（混合後）＋ｂ ……（６） 上記（６）式において、ａ・E260（混合後）と、ｂは、
それぞれ次のように表される。 ａ・E260（混合後）＝［ａ１・E260（１）］・Ｒ＋（１
−Ｒ）［ａ２・E260（２）］ ｂ＝［ｂ１Ｒ＋（１−Ｒ）ｂ２］ 混合処理導入当初は、被混合処理水および混合後の処理
水のＫＭｎＯ4消費量・ＴＨＭＦＰを推定するための係
数が決定されていない場合が多い。その場合には、E26
0，E365〜390の吸光度値だけで混合処理後の水質Ｃを予
測し、混合処理水の実測値との偏差分を補正制御するよ
うにする。相関データが蓄積された時点で、水質基準項
目にあるＫＭｎＯ4消費量、ＴＨＭＦＰ、ＴＨＭ、色度
（E365〜390で推定）の混合処理後の値を推定して通常
混合処理制御に移行する。
【００２３】混合処理後の水質推定は、当初は混合処理
水に関してデータがないため、上記（５）式で推定して
おき、データ蓄積が図れた時点で水質情報管理システム
を用いて水質データベース（プロセスデータ、定期水質
検査データ）から重回帰分析等で上記（６）式の係数
（ａ，ｂ等）を算出する。
水に関してデータがないため、上記（５）式で推定して
おき、データ蓄積が図れた時点で水質情報管理システム
を用いて水質データベース（プロセスデータ、定期水質
検査データ）から重回帰分析等で上記（６）式の係数
（ａ，ｂ等）を算出する。
【００２４】図２はこの発明の実施の第２形態を示す混
合処理制御システム構成図で、２１は活性炭接触池で、
この活性炭接触池２１には、図示しないオゾン接触池よ
り処理水が流入される。活性炭接触池２１はオゾン接触
池からの処理水からオゾン処理で分解できなかった物質
を除去して高度浄水処理水Ｃ1を流出する。この高度浄
水処理水Ｃ1と、砂ろ過池より流入される高度浄水処理
水に比べて水質レベルの低い既設処理水Ｃ2とが混合部
２２にて混合され、その混合された流量水は、後述の制
御信号により制御される流量制御弁２３を介して混合処
理槽２４に導入される。
合処理制御システム構成図で、２１は活性炭接触池で、
この活性炭接触池２１には、図示しないオゾン接触池よ
り処理水が流入される。活性炭接触池２１はオゾン接触
池からの処理水からオゾン処理で分解できなかった物質
を除去して高度浄水処理水Ｃ1を流出する。この高度浄
水処理水Ｃ1と、砂ろ過池より流入される高度浄水処理
水に比べて水質レベルの低い既設処理水Ｃ2とが混合部
２２にて混合され、その混合された流量水は、後述の制
御信号により制御される流量制御弁２３を介して混合処
理槽２４に導入される。
【００２５】２５は砂ろ過池の水温ＷＴとＵＶ値を測定
する第１計測部、２６は活性炭接触池２１の水温、ＵＶ
値と導電率を測定する第２計測部、２７は混合処理槽２
４から導出される浄水の水温、ＵＶ値と残留塩素を測定
する第３計測部である。これら第１〜第３計測部２５〜
２７で測定された各値は、混合処理系水質予測部２８に
入力され、ここでＵＶ値、ＫＭｎＯ4消費量、ＴＨＭ等
から上述した各式を使用して水質が予測される。予測部
２８で得られた水質は、混合処理制御部２９に供給され
て上記（３）式を演算して混合比が求められる。また、
後述の用に求められた被混合処理流量の変化量ΔＱが得
られ、この変化量Ｑに基づいて混合処理制御部２９から
流量制御弁２３に制御信号が与えられて、混合処理槽２
４への流量が制御され、混合処理槽２４における混合処
理水濃度一定制御が実現される。なお、第１、第２計測
部２５、２６の測定信号はフィードフォーワードＦＦ量
として働くように設定される。
する第１計測部、２６は活性炭接触池２１の水温、ＵＶ
値と導電率を測定する第２計測部、２７は混合処理槽２
４から導出される浄水の水温、ＵＶ値と残留塩素を測定
する第３計測部である。これら第１〜第３計測部２５〜
２７で測定された各値は、混合処理系水質予測部２８に
入力され、ここでＵＶ値、ＫＭｎＯ4消費量、ＴＨＭ等
から上述した各式を使用して水質が予測される。予測部
２８で得られた水質は、混合処理制御部２９に供給され
て上記（３）式を演算して混合比が求められる。また、
後述の用に求められた被混合処理流量の変化量ΔＱが得
られ、この変化量Ｑに基づいて混合処理制御部２９から
流量制御弁２３に制御信号が与えられて、混合処理槽２
４への流量が制御され、混合処理槽２４における混合処
理水濃度一定制御が実現される。なお、第１、第２計測
部２５、２６の測定信号はフィードフォーワードＦＦ量
として働くように設定される。
【００２６】次に上記第２形態の動作を述べるに、t＝t
1からt＝t2（t1＋Δt）の間に、高度浄水処理水、既設
処理水の水質が悪化した場合に、目標混合処理水濃度Ｃ
set（t1＝t2）を満たす高度浄水処理流量増加分ΔＱ1(t
2)は、必要処理流量が変化しない場合（Ｑ(t2)≒Ｑ(t1)
＝否定〜Ｑ(t)）、次式で計算できる。
1からt＝t2（t1＋Δt）の間に、高度浄水処理水、既設
処理水の水質が悪化した場合に、目標混合処理水濃度Ｃ
set（t1＝t2）を満たす高度浄水処理流量増加分ΔＱ1(t
2)は、必要処理流量が変化しない場合（Ｑ(t2)≒Ｑ(t1)
＝否定〜Ｑ(t)）、次式で計算できる。
【００２７】
【数２】
【００２８】ここで、Ｒset(t2)＝Ｒset(t1)＋ΔＲ
set(t2) Ｑ1(t2)＝Ｑ1(t1)＋ΔＱ1(t2)である。なお、
混合比率Ｒの変更に伴う被混合処理流量のフィードフォ
ーワード（ＦＦ）操作量は次式で与えられる。 ＦＦ＝Ｑ1(t2)＝Ｑ1(t1)＋ΔＱ1(t2) ……（８） 一方、混合処理後の目標混合処理水濃度Ｃsetと現在水
質値Ｃの偏差をフィードバック（ＦＢ）操作量として補
正する。 ＦＢ＝ｋ（Ｃ−Ｃset） ……（９） 従って、上記（８）、（９）式から、被混合処理流量の
変化量ΔＱを次式で制御する。すなわち、その変化量に
従って図２の流量制御弁２３が制御される。 ΔＱ＝ＦＦ＋ＦＢ ……（１０） 以上から、ΔＱ1(t2)をフィードフォーワード（ＦＦ）
量として設定するとともに、混合処理後のＵＶ値から、
Ｃ(＝ｆ(ＵＶ))の現在値を推定し、ｋ（Ｃ−Ｃset）分
をフィードバック（ＦＢ）量として補正する。この制御
により、混合処理水濃度一定制御が実現される。
set(t2) Ｑ1(t2)＝Ｑ1(t1)＋ΔＱ1(t2)である。なお、
混合比率Ｒの変更に伴う被混合処理流量のフィードフォ
ーワード（ＦＦ）操作量は次式で与えられる。 ＦＦ＝Ｑ1(t2)＝Ｑ1(t1)＋ΔＱ1(t2) ……（８） 一方、混合処理後の目標混合処理水濃度Ｃsetと現在水
質値Ｃの偏差をフィードバック（ＦＢ）操作量として補
正する。 ＦＢ＝ｋ（Ｃ−Ｃset） ……（９） 従って、上記（８）、（９）式から、被混合処理流量の
変化量ΔＱを次式で制御する。すなわち、その変化量に
従って図２の流量制御弁２３が制御される。 ΔＱ＝ＦＦ＋ＦＢ ……（１０） 以上から、ΔＱ1(t2)をフィードフォーワード（ＦＦ）
量として設定するとともに、混合処理後のＵＶ値から、
Ｃ(＝ｆ(ＵＶ))の現在値を推定し、ｋ（Ｃ−Ｃset）分
をフィードバック（ＦＢ）量として補正する。この制御
により、混合処理水濃度一定制御が実現される。
【００２９】次に、図２の制御システムを浄水場フィー
ルド試験に適用し、その試験で得られた各水質（ＫＭｎ
Ｏ4消費量、ＴＨＭＦＰ）の推定式を以下に示す。高度
浄水処理水用Ｃ1＝ｆ1（ＵＶ1）、既設処理水Ｃ2＝ｆ2
（ＵＶ2）として、オゾン・活性炭処理水の推定式、砂
ろ過水の推定式を、それぞれ次のように示した。
ルド試験に適用し、その試験で得られた各水質（ＫＭｎ
Ｏ4消費量、ＴＨＭＦＰ）の推定式を以下に示す。高度
浄水処理水用Ｃ1＝ｆ1（ＵＶ1）、既設処理水Ｃ2＝ｆ2
（ＵＶ2）として、オゾン・活性炭処理水の推定式、砂
ろ過水の推定式を、それぞれ次のように示した。
【００３０】 ＜高度浄水処理水用：Ｃ1＝ｆ1（ＵＶ1）＞ ＫＭｎＯ4消費量［ｍｇ／Ｌ］＝49.51・E260+0.02 相関係数＝0.881 ＴＨＭＦＰ［μｇ／Ｌ］＝445.32・E260+0.46・水温-7.
52 重相関係数＝0.893 ＜既設処理水（砂ろ過水）用：Ｃ2＝ｆ2（ＵＶ2）＞ ＫＭｎＯ4消費量［ｍｇ／Ｌ］＝22.82・E260+1.12 相関係数＝0.933 ＴＨＭＦＰ［μｇ／Ｌ］＝13.43・E260+0.34・水温+15
9.61・Br-＋0.25 重相関係数＝0.893 ここで、E260：［Abs./5cm］、水温：［℃］、Br-：
［ｍｇ／Ｌ］ なお、臭素イオン（Br-）は塩素イオン（Cl-）に対する
比が一定値を取る場合、塩素イオンを導電率から推定
し、Br-／Cl-比を乗じて、臭素イオン濃度を推定する。
52 重相関係数＝0.893 ＜既設処理水（砂ろ過水）用：Ｃ2＝ｆ2（ＵＶ2）＞ ＫＭｎＯ4消費量［ｍｇ／Ｌ］＝22.82・E260+1.12 相関係数＝0.933 ＴＨＭＦＰ［μｇ／Ｌ］＝13.43・E260+0.34・水温+15
9.61・Br-＋0.25 重相関係数＝0.893 ここで、E260：［Abs./5cm］、水温：［℃］、Br-：
［ｍｇ／Ｌ］ なお、臭素イオン（Br-）は塩素イオン（Cl-）に対する
比が一定値を取る場合、塩素イオンを導電率から推定
し、Br-／Cl-比を乗じて、臭素イオン濃度を推定する。
【００３１】＜混合処理水用：Ｃ＝ｆ（ＵＶ）＞混合処
理後のＫＭｎＯ4消費量の推定式は、（５）式から次式
で与えられる。
理後のＫＭｎＯ4消費量の推定式は、（５）式から次式
で与えられる。
【００３２】ＫＭｎＯ4消費量［ｍｇ／Ｌ］＝Ｒ［49.51
・E260(1)］+(1-Ｒ)［22.82・E260(2)］+［0.02・Ｒ+1.
12・(1-Ｒ)］ 混合処理水のＫＭｎＯ4消費量は、高度浄水処理水のE26
0(1)、既設処理水のE260(2)および混合比Ｒから計算で
きる。
・E260(1)］+(1-Ｒ)［22.82・E260(2)］+［0.02・Ｒ+1.
12・(1-Ｒ)］ 混合処理水のＫＭｎＯ4消費量は、高度浄水処理水のE26
0(1)、既設処理水のE260(2)および混合比Ｒから計算で
きる。
【００３３】ＴＨＭ又はＴＨＭＦＰの推定は、被混合水
に残留塩素が存在する場合、混合処理後の検水のＴＨＭ
が反応により増加する可能性があるので、補正操作を必
要とする。従って、最終的には、混合処理水のE260（水
温、Br-等）とＴＨＭ又はＴＨＭＦＰの相関データの蓄
積することが、混合処理の精度向上になる。
に残留塩素が存在する場合、混合処理後の検水のＴＨＭ
が反応により増加する可能性があるので、補正操作を必
要とする。従って、最終的には、混合処理水のE260（水
温、Br-等）とＴＨＭ又はＴＨＭＦＰの相関データの蓄
積することが、混合処理の精度向上になる。
【００３４】上記第１、第２形態では、２種類の処理水
（高度処理水と既設（中級）処理水）をブレンド（混
合）処理した場合の各処理水の水質濃度E260（ＵＶ計信
号値）から推定して、混合処理後の水質を演算し、混合
処理水の実測値と比較して各処理水の混合割合を調整す
る方式であった。次にさらにもう１種類の処理水（例え
ば、井水等）を加えた３種類の処理水を混合処理する実
施の形態について述べる。
（高度処理水と既設（中級）処理水）をブレンド（混
合）処理した場合の各処理水の水質濃度E260（ＵＶ計信
号値）から推定して、混合処理後の水質を演算し、混合
処理水の実測値と比較して各処理水の混合割合を調整す
る方式であった。次にさらにもう１種類の処理水（例え
ば、井水等）を加えた３種類の処理水を混合処理する実
施の形態について述べる。
【００３５】図３はこの発明の実施の第３形態を示す混
合処理制御のモデル化のブロック図で、図１と同一部分
は同一符号を付して述べる。図３において、第２既設処
理水供給部１４から後述する処理水Ｃ3を混合処理槽１
３に供給して、３種類の水源処理水を混合処理して、Ｃ
の濃度・流量Ｑで送配水する場合について述べる。
合処理制御のモデル化のブロック図で、図１と同一部分
は同一符号を付して述べる。図３において、第２既設処
理水供給部１４から後述する処理水Ｃ3を混合処理槽１
３に供給して、３種類の水源処理水を混合処理して、Ｃ
の濃度・流量Ｑで送配水する場合について述べる。
【００３６】図３において、濃度Ｃは次式で表される。 Ｃ＝Ｃ1・Ｒ1＋Ｃ2・Ｒ2＋Ｃ3（１−Ｒ1−Ｒ2） ……（１１） ここで、Ｃ1，Ｃ2，Ｃ3，Ｃは各処理水のＫＭｎＯ4消費
量、ＴＨＭ又はＴＨＭＦＰ濃度（μｇ／Ｌ）、Ｑ1，
Ｑ2，Ｑ3，Ｑは各処理水の処理流量（ｍ3／Ｈ）、Ｒ1．
Ｒ2：Ｒ1＝Ｑ1／Ｑ，Ｒ2＝Ｑ2／Ｑであり、各Ｃ1，
Ｃ2，Ｃ3，Ｃは、ＵＶ計の計測信号を用いて推定する。 Ｃ1＝ｆ1（ＵＶ1），Ｃ2＝ｆ2（ＵＶ2），Ｃ3＝ｆ3（ＵＶ3），Ｃ＝ｆ（ＵＶ ） ……（１２） ここで、ｆ1，ｆ2，ｆ3，ｆは、各処理水のＵＶ計出力
信号（ＵＶ1，ＵＶ2，ＵＶ3，ＵＶ）からのＴＨＭ，Ｔ
ＨＭＦＰ，ＫＭｎＯ4消費量等の推定式である。
量、ＴＨＭ又はＴＨＭＦＰ濃度（μｇ／Ｌ）、Ｑ1，
Ｑ2，Ｑ3，Ｑは各処理水の処理流量（ｍ3／Ｈ）、Ｒ1．
Ｒ2：Ｒ1＝Ｑ1／Ｑ，Ｒ2＝Ｑ2／Ｑであり、各Ｃ1，
Ｃ2，Ｃ3，Ｃは、ＵＶ計の計測信号を用いて推定する。 Ｃ1＝ｆ1（ＵＶ1），Ｃ2＝ｆ2（ＵＶ2），Ｃ3＝ｆ3（ＵＶ3），Ｃ＝ｆ（ＵＶ ） ……（１２） ここで、ｆ1，ｆ2，ｆ3，ｆは、各処理水のＵＶ計出力
信号（ＵＶ1，ＵＶ2，ＵＶ3，ＵＶ）からのＴＨＭ，Ｔ
ＨＭＦＰ，ＫＭｎＯ4消費量等の推定式である。
【００３７】上記（１１）式から、３番目の水源処理水
の割合（＝１−Ｒ1−Ｒ2）を一定値Ｒ0とすると、Ｒ2＝
１−Ｒ1−Ｒ0となる。これを（１１）式に代入して２水
源処理水の混合処理に帰着でき、次の（１３）式で混合
処理後の処理水濃度Ｃが決定できる。
の割合（＝１−Ｒ1−Ｒ2）を一定値Ｒ0とすると、Ｒ2＝
１−Ｒ1−Ｒ0となる。これを（１１）式に代入して２水
源処理水の混合処理に帰着でき、次の（１３）式で混合
処理後の処理水濃度Ｃが決定できる。
【００３８】 Ｃ＝Ｃ1・Ｒ1＋Ｃ2（１−Ｒ1）＋Ｒ0（Ｃ3−Ｃ2） ……（１３） さらに、目標混合処理水濃度（ＫＭｎＯ4消費量、ＴＨ
Ｍ又はＴＨＭＦＰ濃度等）Ｃset以下になるような混合
比Ｒ1setを求めると、次の（１４）式になる。
Ｍ又はＴＨＭＦＰ濃度等）Ｃset以下になるような混合
比Ｒ1setを求めると、次の（１４）式になる。
【００３９】
【数３】
【００４０】従って、ＵＶ計出力信号から、各処理水の
ＴＨＭ又はＴＨＭＦＰ濃度等を推定し、混合後の目標混
合処理水濃度Ｃsetを設定することで、混合比設定値が
計算できる。なお、混合制御は第２形態と同様に行われ
る。
ＴＨＭ又はＴＨＭＦＰ濃度等を推定し、混合後の目標混
合処理水濃度Ｃsetを設定することで、混合比設定値が
計算できる。なお、混合制御は第２形態と同様に行われ
る。
【００４１】
【発明の効果】以上述べたように、この発明によれば、
混合後の処理水質の安定性の向上と、水質基準や管理目
標水質で決められている水質以下になるように混合処理
が実現できる利点があるとともに、高度浄水処理は、処
理コストがかかるので、省エネルギ（ＣＯ2排出削減）
の見地から、処理コストの低い既設処理水や水質が良好
な第３水源（井水等）の混合割合を多くして、目標の水
質基準を満たすことが可能となる。また、制御目標水質
（ＫＭｎＯ4消費量、ＴＨＭ又はＴＨＭＦＰ、色度等）
とＵＶ計信号（E260，E365，E546等）に相関データの蓄
積がない場合でも、混合処理水のE254、E365、E546のＵ
Ｖ計信号を用いることにより、混合処理制御システム当
初から混合処理制御が実施できる等の利点がある。
混合後の処理水質の安定性の向上と、水質基準や管理目
標水質で決められている水質以下になるように混合処理
が実現できる利点があるとともに、高度浄水処理は、処
理コストがかかるので、省エネルギ（ＣＯ2排出削減）
の見地から、処理コストの低い既設処理水や水質が良好
な第３水源（井水等）の混合割合を多くして、目標の水
質基準を満たすことが可能となる。また、制御目標水質
（ＫＭｎＯ4消費量、ＴＨＭ又はＴＨＭＦＰ、色度等）
とＵＶ計信号（E260，E365，E546等）に相関データの蓄
積がない場合でも、混合処理水のE254、E365、E546のＵ
Ｖ計信号を用いることにより、混合処理制御システム当
初から混合処理制御が実施できる等の利点がある。
【図１】この発明の実施の第１形態を示す混合処理制御
のモデル化のブロック図。
のモデル化のブロック図。
【図２】この発明の実施の第２形態を示す混合処理制御
システム構成図。
システム構成図。
【図３】この発明の実施の第３形態を示す混合処理制御
のモデル化のブロック図。
のモデル化のブロック図。
１１…高度浄水処理水供給部 １２…第１既設処理水供給部 １３…混合処理槽 １４…第２既設処理水供給部 ２１…活性炭接触池 ２２…混合部 ２３…流量制御弁 ２４…混合処理槽 ２５、２６、２７…第１〜第３計測部 ２８…混合処理系水質予測部 ２９…混合処理制御部
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｇ０１Ｎ 27/06 Ｇ０１Ｎ 27/06 Ｇ０５Ｄ 11/13 Ｇ０５Ｄ 11/13 Ａ
Claims (8)
- 【請求項１】 ２種類以上の水源処理水供給部を有し、
これら供給部からの処理水を混合する混合処理槽を設け
たことを特徴とする混合処理水質制御装置。 - 【請求項２】 前記水源処理水供給部から処理水のう
ち、１種類は高度浄水処理水供給部から供給され、他の
種類は順次水質レベルの低い処理水供給部から供給され
ることを特徴とする請求項１記載の混合処理水質制御装
置。 - 【請求項３】 ２種類以上の水源処理水供給部と、これ
ら供給部からの処理水を導入し、混合させる混合処理槽
と、この混合処理槽に導入される処理水の流量を制御す
る流量制御弁と、前記水源処理水供給部に設けられ、水
源処理水の水質を予測する水質予測計測器と、この水質
予測計測器からの計測信号が入力され、この計測信号か
ら水質を予測する水質予測部と、この水質予測部から出
力される水質予測信号が入力され、この信号を演算して
この演算信号に基づいて前記流量制御弁を制御する信号
を送出する混合処理制御部とを備えたことを特徴とする
混合処理水質制御装置。 - 【請求項４】 前記混合処理槽から導出される処理水の
水質を予測する水質予測計測器を設け、この水質予測計
測器の計測信号を前記水質予測部に入力して、予め水質
予測部に入力されている混合処理による反応の影響を無
視したときの混合処理水の水質計測信号との偏差信号を
前記混合処理制御部に入力したことを特徴とする請求項
３記載の混合処理水質制御装置。 - 【請求項５】 前記混合処理槽の使用開始当初には、前
記混合処理槽から導出される処理水の水質を予測する水
質予測計測器の計測信号を混合処理制御部に入力して混
合処理制御を行うことを特徴とする請求項３、４記載の
混合処理水質制御装置。 - 【請求項６】 ２種類以上の水源処理水を混合させた
後、目標混合処理水濃度となる水質の処理水を得るよう
にしたことを特徴とする混合処理水質制御方法。 - 【請求項７】 前記水源処理水は、その１種類を高度浄
水処理水とし、他の種類の処理水は順次水質レベルの低
い処理水としたことを特徴とする請求項６記載の混合処
理水質制御方法。 - 【請求項８】 前記水源処理水の水質は、水質予測計測
器を使用して予測するようにした請求項６、７記載の混
合処理水質制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13619398A JPH11319797A (ja) | 1998-05-19 | 1998-05-19 | 混合処理水質制御装置及びその制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13619398A JPH11319797A (ja) | 1998-05-19 | 1998-05-19 | 混合処理水質制御装置及びその制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11319797A true JPH11319797A (ja) | 1999-11-24 |
Family
ID=15169525
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13619398A Pending JPH11319797A (ja) | 1998-05-19 | 1998-05-19 | 混合処理水質制御装置及びその制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11319797A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006281159A (ja) * | 2005-04-04 | 2006-10-19 | Hitachi Ltd | 水処理プラントの水処理方法及び水処理プラント |
| JP2010017682A (ja) * | 2008-07-14 | 2010-01-28 | Omega:Kk | 排水処理方法及びシステム |
| WO2014034827A1 (ja) * | 2012-08-31 | 2014-03-06 | 東レ株式会社 | 造水方法 |
| CN113031667A (zh) * | 2021-04-06 | 2021-06-25 | 浙江大学 | 一种感潮水源抑咸避咸调控系统 |
-
1998
- 1998-05-19 JP JP13619398A patent/JPH11319797A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006281159A (ja) * | 2005-04-04 | 2006-10-19 | Hitachi Ltd | 水処理プラントの水処理方法及び水処理プラント |
| JP2010017682A (ja) * | 2008-07-14 | 2010-01-28 | Omega:Kk | 排水処理方法及びシステム |
| WO2014034827A1 (ja) * | 2012-08-31 | 2014-03-06 | 東レ株式会社 | 造水方法 |
| JPWO2014034827A1 (ja) * | 2012-08-31 | 2016-08-08 | 東レ株式会社 | 造水方法 |
| CN113031667A (zh) * | 2021-04-06 | 2021-06-25 | 浙江大学 | 一种感潮水源抑咸避咸调控系统 |
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