JPS598437B2 - 浄水場の塩素注入制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は浄水場における塩素注入制御方法に係るもので
ある。

更に詳しくは、着水井付近で注入される塩素（以下前塩
素と称す）の注入量を制御するに好適な塩素注入制御方
法に関する。

一般に浄水場においては、取水した原水の殺菌、消毒の
ために滅菌剤として塩素が注入される。

この塩素は滅菌剤としてだけでなく、溶解性のマンガン
、鉄等を酸化して非溶解注のマンガン、鉄にして浄水場
の沈澱池または枦過池で除去したり、更に微生物の発生
防止、アンモニア性窒素の除去のだめにも注入されてい
る。

塩素は原水に注入されると水中で解離して、強い殺菌、
酸化力を有する次亜塩素酸、次亜塩素イオンを生成する
。

従来、このような塩素注入処理、特に前塩素の注入は、
戸過池出口での処理水中の残留塩素濃度を測定して、そ
の値と戸過池出口での残留塩素濃度目標値との偏差から
原水中へ注入する前塩素の量を制御することによって行
なわれている。

しかして、前述の目標値は、給水栓末端での残留塩素濃
度が規定値（遊離残留塩素で０． １ ｐｐｍ以上）に
なるように選ばれる。

しかし、前塩素が注入されてから、急速攪拌池、フロッ
ク形成池、沈澱池を経てＰ過池にいたるまでの滞留時間
は４〜８時間もある。

したがって前塩素の注入率をＰ過池出口での残留塩素濃
度に基いて修正しても、その結果が判明するまでには滞
留時間だけの遅れを生じる。

そのため、気象条件、水質の変動等によって注入した前
塩素の肩費量が変化すると、戸過池出口の処理水中の残
留塩素濃度も変化し、目標濃度から太きくずれることに
なる。

目標値を上回った残留塩素濃度であると、給水栓末端で
の規定値を満足しても、カルキ臭の強い水が提供される
という不都合があるだけでなく、薬品代がかさみ不経済
である。

一方、戸過池出口での処理水中の残留塩素濃度が、目標
値を大幅に下回るようなことがあると、浄水場から提供
される水の質が低下する恐れがある。

すなわち、水に注入された塩素を消費する物質として、
アンモニア（ＮＨ３）、鉄（Ｆｅ２＋）、マンガン（Ｍ
ｎ”寸）等の無機物や、アルコール、フエノール等の有
機物、更に雑菌、微生物等があるが、特にマンガン（Ｍ
ｎ” ）は、塩素との反応時間が数時間と長く、酸化さ
れにくい。

このため目標値よシも前述の残留塩素濃度が低い払処理
されないマンガンが多量に枦過水に含まれ、供給される
水の水質が悪化する不具合がある。

更に、枦過池で微生物雑菌等が繁殖する恐れもある。

このように、戸過池出口での処理水中の残留塩素濃度を
測定して、その測定値と目標値との偏差から、前塩素の
注入率を修正する従来の制御方法においては、種々の不
具合があった。

かかる不具合を解消する手段として、沈澱池と戸過池間
で塩素を注入し（以下、中塩素と称する主としてマンガ
ンを処理する方法が提案されるが沈澱池出口の残留塩素
濃度が低い場合には、マンガンを処理するために中塩素
を注入しても、沖過池だけの滞留時間ではマンガンを完
全に処理することができない。

本発明はこうした種々の不具合点に監みてなされたもの
で、その目的とするところは、処理水中の残留塩素濃度
の変動幅を確実に許容範囲内に維持できる浄水場の塩素
注入制御方法を提供することにある。

まず、本発明の基本的な考え方を説明する。

本発明者達は、上述の目的を達成するため種々検討を重
ね、かつ実験をした結果、次の点に着目した。

すなわち、第１図に示すように、枦過池出口での処理水
中の残留塩素濃度と前塩素を注入した後における急速攪
拌池入口側での処理水中の残留塩素濃度との間に大きな
差異がなく、かつ各濃度間には第２図に示すように、強
い相関関係があることが分った。

これは、塩素との反応時間が長く、かつ酸化処理されに
くいマンガン以外は前塩素が注入された後、約１０分か
ら１５分程度で塩素との反応が終了し、沈澱池・枦過池
等での塩素の消費量が少ないためである。

なお、前塩素注入後、急速攪拌池入口までの滞留時間が
１０分以下の場合でも、残留塩素濃度測定器までのサン
プリング時間をも含めて１０分以上あればよい。

従って、急速攪拌池入口側の残留塩素濃度を測定すれば
、戸過池出口での処理水中の残留塩素濃度が予測できる
。

以上説示した点から、本発明者達は枦過池出口での処理
水中の残留塩素濃度を目標値に維持するのには、急速攪
拌池入口側での残留塩素濃度を一定に保持すればよいと
いう点に着目した。

従って、本発明の特徴とするところは、急速攪拌池の上
流側に残留塩素濃度測定器を配設して、この測定器の出
力値と設定された目標残留塩素濃度との偏差に従って前
塩素注入率を求めるようにし、その注入率と原水流量と
を乗じて前塩素注入量を決定するようにしたことにある
。

以下、本発明の一実施例を第３図及び第４図に基いて説
明する。

本発明の一実施例を示す第３図において、１は着水丼で
、取水した原水の水位の調節、水位の動揺減及び量水等
がこの着水井で行々われる。

２は着水井１の下流側に配設された急速攪拌池で、この
急速攪拌池には硫酸ばんどまたはポリ塩化アルミニウム
（ＰＡＣ）等の凝集剤や消石灰またはカセイソーダ等の
アルカリ剤が注入され、これら薬品は注入後、水との急
速混和が行なわれる。

急速混和は急速攪拌池２内に設置された攪拌翼３によっ
て行なわれる。

急速攪拌池２の下流速にはフロックが形成されるフロッ
ク形成池４が配設され、かつ、このフロック形成池４内
には周辺速度が１５から８０ＣｒｒＬ／ｓｅｃ程度で回
転する攪拌機５が設置されている。

６は沈澱池で、この沈澱池では流入する水の流速がゆる
められ、水中のフロック等の浮遊物質が沈澱される。

Ｔは戸過池で沈澱池６の下流側に配設されている。

このような構成からなる浄水場において、取水された原
水は一連の処理系を経て処理され、配水ポンプ（図示せ
ず）で需要端に給水される。

８は塩素注入機で（以下、これを前塩素注入機と称する
）、簡略されて図示されているが、液化塩素タンク１１
（第４図参照）から気化器１２に送られてガス化された
塩素は、この塩素注入機により加圧水へ混入されて注入
される。

９は残留塩素濃度測定器で、この測定器は前塩素が注入
される前塩素注入部１０と急速攪拌池２０入口側Ｅ間に
配設されている。

更に詳述すると、測定器９はサンプリング管（図示せず
）を介して前塩素注入部１０と急速攪拌池２の入口側間
に配設され、測定の対象となる処理水はサンプリング管
を介して測定器９に送られる。

しかして、この測定器９は前塩素が注入された後の処理
水中の残留塩素濃度ＲＣＬ，を測定し演算器１３に入力
する。

尚、罰塩素注入部１０は、原水中に塩素が注入される個
所を示す。

本発明の一実施例ではその個所、すなわち前塩素注入部
１０は着水井１と急速攪拌池２間となっているが、着水
井１であってもよいことは勿論である。

演算器１３には測定器９によって測定された処理水中の
残留塩素濃度測定値ＲＣＬ，と前塩素注入処理後におけ
る急速攪拌池２人口側Ｅの処理水中の残留塩素濃度の目
標値Ｋ，が入力される。

この目標値Ｋ５は運転員等により入力され、任意に設定
変更可能である。

この目標値Ｋ５は、例えば残留塩素濃度が１．０ｐｐｍ
から１． １ ｐｐｍになるように設定されている。

演算器１３では目標値Ｋ，と測定値ＲＣＬ１との偏差Ａ
、すなわち、基準前塩素注入率ＤＣＬｏの修正値を求め
、演算器１４に入力する。

演算器１４は基準前塩素注入率ＤＣＬｏと偏差Ａが入力
され、これらの値を加算し、前塩素注入率ＤＣＬ１を求
め、乗算器１７に入力する。

なお、基準前塩素注入率ＤＣＬｏは運転員が設定する。

１６く原水流量測定器で、この流量測定器は着水井の出
口側と前塩素注入部１０間に配設されていて原水の流量
Ｆを測定し、乗算器１７に入力する。

乗算器１７では前塩素注入率ＤＣＬ，と原水流量値Ｆと
が乗じられ、前塩素注入量ＦＤＣＬ１が求められる。

制御器２０には前塩素注入量ＦＤＣＬ１が入力されるよ
うになっており前塩素注入機８を制御して、前述した注
入量ＦＤＣＬ １の前塩素ＣＬを原水に注入する。

更に詳述すると、第４図に示すように、前塩素注入機８
には制御器２００指令に基づいて開度が制御される前塩
素注入量制御バルプ２４が設けられている。

バルブ２４の出口側には前塩素注入用流量計２５が設け
られていて、この流量計２５の測定値は制御器２０にフ
ィードバックされるように構成されている。

このように構成されている場合、制御器２０は前塩素注
入機８の注入量制御バルプ２４の開度を制御する。

しかして、その開度は必要な注入量ＦＤＣＬ１に応じた
開度に制御される。

前塩素注入用流量計２５は原水に注入される実際の塩素
注入量を測定して、その値を制御器２０にフィードバッ
クする。

制御器２０はフィードバックされた値に基づいて注入量
制御バルブ２４の開度を制御し正しい注入量に修正する
ようになっている。

次にかかる構成における塩素の注入制御方法について説
明する。

まず、急速攪拌池１の上流側に配設された残留塩素濃度
測定器９は前塩素ＣＬが注入された処理水中の残留塩素
濃度を測定すると同時に、その残留塩素濃度測定値ＲＣ
Ｌ１を出力値として演算器１３に入力する。

その結果、この演算器１３では予め設定された残留塩素
濃度測定点Ｓでの目標残留塩素濃度Ｋ，と残留塩素濃度
測定値ＲＣＬ１との偏差Ａ、すなわち、基準前塩素注入
率ＤＣＬｏの修正値が求められる。

演算器１３によって求められた偏差Ａ、すなわち、修正
値は演算器１４に入力される。

演算器１４には予め、運転員によシ基準前塩素注入率Ｄ
ＣＬｏが入力されておシ、この演算器１４に偏差Ａが入
力されると同時に、その偏差Ａと基準前塩素注入率ＤＣ
Ｌｏとから、前塩素注入率ＤＣＬ１が求められる。

その前塩素注入率ＤＣＬ，は乗算器１７に入力される。

乗算器１７には更に原水流量測定器１６によって測定さ
れた原水流量Ｆが入力され、その原水流量Ｆと前塩素注
入率ＤＣＬ１とから、この乗算器１４で前塩素注入量Ｆ
ＤＣＬ１が求められる。

その値ＦＤＣＬ１は制御器２０に入力される。

前塩素注入量ＦＤＣＬ，が制御器２０に入力されること
によって、制御器２０は前塩素注入機８を制御して原水
流量Ｆに見合った塩素量ＦＤＣＬ１を原水に注入する。

前塩素ＣＬの注入量が前述のように制御されて原水に注
入されている場合、原水の水質が変化して塩素消費量が
大きくなるようなことがあると、処理水中の残留塩素濃
度が低くなり、当然、残留塩素濃度測定器９によって測
定される残留塩素濃度値ＲＣＬ１も低い値を示すととに
なる。

この結果、演算器１３によって求められる目標残留塩素
濃度Ｋ，と測定値ＲＣＬ１との偏差Ａは大きくなり、か
つその偏差Ａと基準前塩素注入率ＤＣＬｏとから演算器
１４によって求められる前塩素注入率ＤＣＬ１も大きく
なる。

したがって、原水に注入される塩素量も多くなシ、塩素
消費量が大きくなった分に見合う塩素量が原水に注入さ
れるようになる。

逆に、原水水質が変化して塩素消費量が減少するような
ことがある場合には、原水に注入される塩素量は少なく
なるように制御される。

このように、前塩素が注入された処理水中の残留塩素濃
度を急速攪拌池２の上流測で測定して、それに基づいて
原水中に注入する塩素量を制御するようにしているので
、残留塩素濃度の変動幅を確実に許容範囲内に維持する
ことができる。

具体的には、第１図に示すように、塩素注入後の一定時
間経過後、塩素は僅かに消費するけれども略一定となり
、かつ、第２図に示すように、塩素の各濃度間に略一定
の相関関係がある。

このことから、前塩素注入後、塩素と原水中の塩素消費
物質の急激な反応が終了した時点での処理水中の残留塩
素濃度を測定するようにすると、例えば、戸過地７出口
側での処理水中の残留塩素濃度を容易に予測することが
できる。

従って、滞留時間が長い戸過池７捷たけ沈澱池６の出口
側の残留塩素濃度を測定して、その測定値と目標値との
差から前塩素の注入量を制御しなくとも、塩素と原水中
の塩素消費物質の急激な反応が終了した時点で残留塩素
濃度を測定すれば、すなわち、急速攪拌池２の上流側と
前塩素注入部１０間で処理水中の残留塩素濃度を測定す
れば、時間遅れがなく短時間で測定した残留塩素濃度Ｄ
ＣＬ，と目標残留塩素濃度Ｋ５とから前塩素の注入量を
制御することができる。

この結果、気象条件、水質の変動等によって注入した前
塩素の消費量が変化しても、短時間で前塩素の注入量を
制御することができるので、目標残留塩素濃度の変動を
極めて少なくすることができる。

以上説明したように本発明のようにすれば、短時間で前
塩素の注入量の制御ができるので、処理水中の残留塩素
濃度の変動幅を確実に許容範囲内に維持できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は塩素注入後の残留塩素濃度と反応時間の関係を
示す特性図、第２図は急速攪拌池入口側残留塩素濃度と
枦過池出口側残留塩素濃度の関係を示す特性図、第３図
は本発明の一実施例を示す浄水場の塩素注入制御方法の
ブロック図、第４図は第３図の部分拡大詳細図である。 １・・・・・・着水井、２・・・・・・急速攪拌池、４
・・・・・・フロうツク形成池、８・・・・・・塩素注
入機、９・・・・・・残留塩素濃度測定器、１３・・・
・・・演算器、１４・・・・・・演算器、１７・・・・
・・乗算器、２０・・・・・・制御器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 急速攪拌池の上流側で塩素を注入する浄水場におい
   て、前記急速攪拌池の上流における塩素と原水中の塩素
   消費物質の急激な反応が終了したときの残留塩素濃度を
   測定し、前記残留塩素濃度測定値と残留塩素濃度測定点
   の目標残留塩素濃度との偏差に従って前塩素注入率を求
   め、原水流量に応じて塩素注入量を決定することを特徴
   とする浄水場の塩素注入制御方法。