JPS5946193A - 水処理装置 - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明は制御装置の制御効果の測定方法の改良に係り、
特に、自動設定制御による制御効果と手動設定制抑によ
る制御効果を自動的に測定する水処理装置に関する。

〔技術的背景〕

プロセスとして水道設備を取り上げる。水道設備は大き
く、取水、浄水、送配水の各工程に分けられる。

取水工程は、河川などから水を取水し、次の浄水工程に
水を送る工程を言う。浄水工程は取水工程より送られて
きた水をきれいにし、飲料に過するよう処理する工程を
言う。

浄水工程は第１図に示すように，着水井１、混和池２、
沈澱池３、濾過池４，浄水池５より構成される。

この浄水工程において、水をきれいにするために一般に
薬品処理が行なわれ、水中の不純物を凝集させて取り除
くためＰＡＣなどの凝集剤、凝集を助けるため苛性ソー
ダなどの凝集補助剤、飲料に適するように消毒するため
塩素などの滅菌剤の薬品が注入される。

薬品の注入量は取水された水の水質および水量により異
なり、一般に取水量に対する注入率で設定される。

薬品注入率を股定する方法としては、取水された水をジ
ャーテストなどにより分析し、人の判断により薬品注入
率を決定し手動により設定する場合と、取水された水の
水質を濁度、ＰＨ，アルカリ度などの水質センサにより
自動的に測定し、最適な薬品注入率を自動的に計算機な
どで演算して決定し、自動的に設定する方法がある。

第１図により、薬品が混和池３へ手動設定により注入さ
れる場合の薬品注入制御について説明する。

人の判断により決定された薬品注入率は、手動薬品注入
率設定器６に設定された手動薬品注入設定信号６ａと取
水流量検出器７により検出された取水流量信号７ａによ
り薬品注入量演算器８で薬品注入量が演算されて薬品注
入量信号８ａが出力され、その薬品注入量となるように
薬品注入器９が制御される。薬品注入量検出器１０によ
り検出された薬品注入量信号１０ａは制御のフィードバ
ック信号で、薬品注入機９の制御が補正される。また、
水質センサ１１　，１２，　１３にそれぞれ、原水、沈
澱水，浄水の水質検出用で、監視用として設けられてい
る。

次に、第２図により自動設定の場合の薬品注入制御つい
て説明する。

取水された水の水質を測定するための原水水質センサ１
１および薬品を注入した後の水質を測定するための沈澱
水水質センサ１２により検出された水質信号１１ａおよ
び１２ａにより最適な薬品注入率を自動薬品注入率演算
器１４により自動的に演し、その出力信号は自動薬品注
入設定信号１４ａとなり、薬品注入量演算器８に設定さ
れる。

最近では、計算機やマイクロコンピュータの普及により
最適な制御を求めて自動設定する方法が非常に多くなっ
ている。

しかし、この自動設定による薬品注入制御が従来の手動
設定による薬品注入制御と比較してどの程度制御効果が
あるかを今迄ほとんど求めていなかつた。

これは、自動設だ制御の場合、自然条件などにより時々
刻々変化する水質に対しても薬品注入率を自動薬品注入
率演算器１４により即座に計算し、薬品注入制御を行う
ことになるが、手動設定の場合は１日に１回、多くても
数回しか薬品注入率を求めないため、設定もその回数し
か行われず、従って時々刻々変化する水質に対し制御効
果を常に求めることはできなかった。

〔発明の目的〕

本発明の目的は前述の欠点を考慮し、時々刻々制御条件
が変化するプロセスにおいて、採用した自動設定制御が
従来の手動設定制御と比較し、どの程度制御効果がある
かを求めることができる制御効果測定装置を備えた水処
理装置を提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明は取水した原水の流量を計測する取水流量検出器
と、原水の水質を計訓する原水水質センサと、原水の流
量及び水質に応じて自動的に薬品の注入率を設定する自
動薬品注入率設定器と、原水に薬品注入して処理した沈
澱池中の水の水質を計測する沈澱水水質センサと、沈澱
池を通過した後の浄水池にある処理水の水質を計測する
浄水水質センサとを備えた水処理装置に於て、手勤にて
薬品の注入率を設定する手動薬品注入率設定器と，この
手動薬品注入率設定器の設定値及び自動薬品注入率設定
器の設定値及び取水流量検出の流量値によって薬品の注
入量を比較演算する薬品注入量演算装置と、この薬品注
入量演算装置の出力信号によって薬品注入制御効果を積
算する積算装置と、自動薬品注入率設定器の設定値及び
手動薬品注入率設定器の設定値及び取水流量検出器の流
量値及ひ原水水質センサの水質値及び沈澱水水質センサ
の水質値によって水質の予測演算をする水質予測製置と
、この水質予測装置の予測値及び浄水水質センサの水質
値によって水質を比較演算する水質比較演算装置と、こ
の水質比較演算装置の出力値及び薬品注入量演算装置の
出力値及び積算装置の出力値によって薬品注入制御効果
を表示する表示装置とを備えた水処理装置である。

即ち本発明はプロセス量を制御することができる制御装
置を有するプロセスにおいて、プロセスを制御する制御
指令を自動的に設定し、その設定値により制御を行う自
動設定制御の場合の制御結果と、手動により設定し、そ
の設定値により制御を行う手動設定制御の場合の制御結
果とを演算・比較装置により比較し、自動設定制御によ
る制御効果を自動的に測定し、制御効果表示装置に表示
できるようにした制御効果測定装置を備えた水処理装置
である。

本発明は上記のように構成したので時々刻々制御条件が
変わるプロセスにおいて、自動設定制御が手動設定制御
に比較しどの程度制御効果があるかを自動的に求めるこ
とができ、自動設定制御の評価ひいては省資源効果の評
価ができるといった効果を有する。

〔発明の実施例〕

次に本発明の実施例を説明する。

第３図は取水した原水の流量を計測する取水流量検出器
７と、原水の水質を計測する原水水質センサ１１と、原
水の流量及び水質に応じて自動的に薬品の注入率を設定
する自動薬品注入率設定器１４と、原水に薬品注入して
処理した沈澱池３の中の水の水質を計測する沈澱池水質
センサ１２と、沈澱池３を通過した後の浄水池５にある
処理水の水質を計測する浄水水質センサ１３とを備えた
水処理装置に於て、手動にて薬品の注入率を設定する手
動薬品注入率設定器６と、手動薬品注入率設定器６の手
動薬品注入設定信号６ａ及び自動薬品注入率設定器１４
の自動薬品注入設定信号及び取推量検出器７の取水流量
信号７ａによって薬品の注入量を比較演算する薬品注入
量演算装置１５と、薬品注入量演算装置１５の薬品注入
量演算信号１５αによって薬品注入制御効果を積算する
積算装置１６と、自動薬品注入率設定器１４の自動薬品
注入設定信号１４ａ及び手動薬品注入率設定器６の手動
薬品注入設定信号６ａ及び取水流量検出器７の取水水流
量信号７ａ及び原水水質センさ１１の原水水質信号１１
ａ及び沈澱水水質センサ１２の沈澱水水質信号１２ａに
よって水質の予測演算する水質予測装置１８と、水質予
測装置１８の水質予測信号１８ａ及び浄水水質センサ１
３の浄水水水質信号１３ａによって水質を比較演算する
水質比較演算装置１９と、水質比較演算装置１９の水質
比較演算信号１９ａ及び薬品注入量演算装置１５の薬品
注入量演算信号１５ａ及び積算装置１６の薬品注入制御
効果積算信号１６ａによって薬品注入入制御効果を表示
する表示装置１７とを備えた水処理装置を示している。

先に説明したように、水道設備における薬品注入制御の
場合いを考える。

即ち、本発明は、手動にて薬品注入率を設定する手動薬
品注入設定器６、自動にて薬品注入率を設定する自動薬
品注入率設定器１４により設定された自動薬品注入信号
１４ａ、および前期自動薬品注入設定器６により設定さ
れた手動薬品注入設定信号６ａ，および取水流量検出器
７により検出された取水龍量信号７ａの各信号を入力し
、自動設定制御と手動設定制御の薬品注入量の違いを演
算・比較する薬品注入量演算・比較装置１５、薬品注入
量演算・比較装置の出力する薬品注入量演算・比較信号
１５ａを積算して長期間の比較を行うための薬品注入制
御効果積算装置１６、薬品注入量演算・比較信号１５ａ
および薬品注入制御効果積算装置１６の出力する薬品注
入制御効果積算信号１６ａの信号を表示するための薬品
注入制御効果表示装置１７、さらには、原水水質センサ
１１により検出された原水水質信号１１ａおよび沈澱水
水質センサ１２により検出された沈澱水水質信号１２ａ
および取水流量信号７ａ、および自動薬品注入設定信号
１４ａおよび手動薬品注入設定信号６ａの各信号を入力
し、手動設定制御の場合の浄水水質を予測する水質予測
装置１８、水質予測装置１８の出力する水質予測信号１
８ａと自動設定制御により制御された結果の浄水水質セ
ンサ１３より検出された浄水水質信号１３ａを比較し、
その差を薬品量に換算するための水質比較・演算装置１
９の装置が追加され、全体を構成することになる。

なお、水質比較・演算装置１９の出力する水質・比較演
算信号１９ａは薬品注入制御効果表示装置１７に表示さ
れる。

第３図において、本発明の作用を説明する。

例えば計算機により原水水質センサ１１により検出され
た原水水質信号１１ａを基に最適な薬品注入率が演算さ
れ、その信号により自動薬品注入制御が行われていたと
する。

この最適な薬品注入率は自動的に自動薬品注入率設定器
１４により設定され、出力は自動薬品注入設定信号１４
ａとして薬品注入量演算器８に入力される。

また、この時の取水流量は取水流量検出器７により検出
され、出力は取水量信号７ａとして前期薬品注入量演算
器８に入力される。

薬品注入量演算器では自動薬品注入設定信号１４ａと取
水流量信号７ａが掛算され、薬品注入量演算信号８ａと
なって出力され、この薬品注入量演算信号となるように
薬品注入器９は制御される。

実際の薬品注入量は薬品注入量検出器１０により検出さ
れ、その出力の薬品注入量信号１０ａは制御のフィード
バック信号として薬品注入機にフィードバックされ、制
御が補正される。

さらに、沈澱水水質センサ１２により検出された沈澱水
水質信号１２ａは自動薬品注入設定器にフィードバック
され、自動薬品注入制御が最適に行われているかどうか
確認され、もし最適な制御が行われていなければ補正さ
れる。

このような状況で制御されている場合の浄水の水質は浄
水水質センサ１３により検出され、確認用に使用される
。

このように、自動設定制御により最適に制御されている
状態が、手動により薬品注入率が設定される手動設定制
御と比較し、どの程度制御効果が発揮されているかを求
める方法を次に説明する。

ジャーテストなどを重ね、人の判断により決定された薬
品注入率は、手動薬品注入率設定器６に設定される。仮
にこの値をαＭとする。先に説明した自動薬品注入率設
定器１４に設定した値はαＡ、取水龍量信号７ａはＱと
する。

薬品注入量演算・比較装置１５では自動薬品注入設定制
御と手動薬品設定制御の制御効果を比較するために、両
者の薬品量の差Ｆを求める。この場合、Ｆ＝（αＭ−α
Ａ）×Ｑにより求まる。

薬品注入量演算・比較装置１５により求めた薬品量の差
（薬品注入量演算・比較信号１５ａ）の結果は薬品注入
制御効果表示装置１７に表示される。また、先に求めた
薬品量の差Ｆは、一定期間、薬品注入制御効果積算装置
１６により積算することにより長期間の効果を求めるこ
とができる。ここで、自動薬品注入率設定は原水水質が
変化した場合でも自動的に変更されることになるが、手
動薬品注入率設定は人が設定変更を行った時のみ変更さ
れることになる。

このようにして自動設定制御が手動設定制御に比較し、
どの程度薬品量が少なくて済むかという制御効果が求ま
ることになる。

一方、水質予測装置１８では、手動薬品注入率設定器６
により出力される手動薬品注入率設定信号６ａおよび原
水水質センサ７により検出された原水水質信号７ａと、
自動薬品注入率設定器１４により設定された自動薬品注
入設定信号１４ａにより制御した場合の制御効果を沈澱
水水質センサ１２によって検出された沈澱水水質信号１
２ａにより、手動設定した場合の浄水水質を予測する。

この予測は一般による長年のデータを基にした統計的手
法や実験による論理式により求められることになる。

この予測により求められた水質予測信号１８ａは、水質
比較・演算装置１９により自動設定制御により結果とし
て得られた浄水水質センサ１３により検出された浄水水
質信号１３ａと比較され、その水質差により注入された
薬品量の差に換算される。

これも長年のデータを基にした統計的手法や、実験によ
る論理式により求められる。

水道設備の場合、浄水水質センサ１３により求められた
浄水水質信号１３ａは基準値以下であれば、飲料水とし
て適当で問題ないが、水質予測装置１８および水質比較
・演算装置１９は、自動設定制御の場合と手動設定制御
の場合の制御結果が同一となるように、薬品注入量の補
正を行うためのものである。

この結果も、薬品制御効果表示装置１７の表示される。

このようにして、プロセスの運転において、自動設定制
御が手動設定制御に比較し、どの程度の制御効果がある
かを把握できることになる。

手動薬品注入質設定器６、薬品注入量演算器８、自動薬
品注入率演算器１４、薬品注入量演算・比較装置１５、
薬品注入制御効果積算装置１６、薬品注入制御効果表示
装置１７、水質予測装置１８、水質比較・演算装置１９
は個々の機能のものを組み合わせてもよいし、すべてを
一つの装置、例えば計算機やマイクロコンピュータなど
で実施してもよい。

制御効果の測定は一実施例で説明したような薬品量のみ
でなく、薬品量に薬品単価を掛けることにより薬品費で
表示することも可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の技術を説明するための手動設定制御のブ
ロック図、第２図は従来技術を説明するための自動制御
のブロック図、第３図は本発明の一実施例を説明するた
めのブロック図である。 １…着水井　２…混和池 ３…沈澱池　４…濾過池 ５…浄水池　６…手動薬品注入質設定器６ａ…手動薬品
注入設定信号 ７…取水流量検出器　７ａ…取水流量信号８…薬品注入
量演算器 ８ａ…薬品注入量演算信号　９…薬品注入機１０…薬品
注入量検出器　１０ａ…薬品注入量信号１１…原水水質
センサ　１１ａ…原水水質信号１２…沈澱水水質センサ
　１２ａ…沈澱水水質信号１３…浄水水質センサ　１３
ａ…浄水水質信号１４…自動薬品注入率設定器 １４ａ…自動薬品注入設定信号 １５…薬品注入量演算装置 １５ａ…薬品注入量演算信号　１６…積算装置１６ａ…
薬品注入制御効果積算信号 １７…表示装置　１８…水質予測装置 １８ａ…水質予測信号　１９…水質比較演算装置１９ａ
…水質比較演算信号

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 原水の流量を計側する流量測定装置と、前記原水の水質
   を削測する第１の水質測定装置と、前記原水の流量及び
   水質に応じて自動的に薬品の注入率を設定する第１の設
   定装置と、前期原水に薬品注入して処理した沈澱池中の
   水の水質を計測する第２の水質測定装置と，前期沈澱池
   を通過した後の浄水池にある処理水の水質を計測する第
   ３の水質測定装置とを備えた水処理装置に於て、手動に
   て薬品の注入率を設定する第２の設定製組と、この第２
   の設定装置の設定値及び前記第１の設定装置の設定値及
   び前記流量測定装置の流量値によって薬品の注入量を比
   較演算する第１の演算装置と、この第１の演算装置の出
   力信号によって薬品注入制御効果を積算する槓算装置と
   、前記第１の設定装置の設定値及び前記第２の設定装置
   の設定値及び前期流量測定装置の流量値及び前期第１の
   水質測定装置の水質値及び前記第２の水質測定装置の水
   質値によって水質の予測を する水質予測装置と、この水質予測装置の予測値及び前
   記第３の水質測定値の水質値によって水質を比較演算す
   る第２の演算装置と、この第２の演算装置の出力値及び
   前期第１の演算装置の出力値及び前記積算装置の出力値
   によって薬品注入制御効果を表示する表示装恒とを備え
   た水処理装置。