WO2022009481A1 - 浄水場の凝集剤注入制御装置及び方法 - Google Patents

浄水場の凝集剤注入制御装置及び方法 Download PDF

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直也 河原林
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    • B01D21/01—Separation of suspended solid particles from liquids by sedimentation using flocculating agents
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    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
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    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
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    • C02F1/52—Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities
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    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/47—Scattering, i.e. diffuse reflection
    • G01N21/49—Scattering, i.e. diffuse reflection within a body or fluid

Definitions

  • the present invention relates to a coagulant injection control device for a water purification plant, and in particular, a coagulant injection control device for a water purification plant that controls so as to reduce excess or deficiency of a coagulant by adjusting the relationship between feedforward control and feedback control. Regarding.
  • feedforward control type There are two types of conventional water purification plant coagulant injection control devices: feedforward control type and feedback control type.
  • the flow rate, water temperature, turbidity, and alkalinity of the raw water taken in at the water purification plant are measured using a thermometer, turbidity meter, and alkalinity meter, and the flocculant is measured by a predetermined injection rate formula set in advance.
  • FIG. 2 is a flow diagram of a water purification plant of a feedforward control method according to a conventional example.
  • the water purification plant consists of a rapid stirring pond 2, a floc forming pond 3, a sedimentation pond 4, and the like.
  • the raw water flowing into the rapid stirring pond 2 from the raw water line 1 is infused with a flocculant from the flocculant injection device 8 and mixed, flocs are formed and grown in the floc forming pond 3, and flocs are settled in the sedimentation pond 4. It is separated into treated water treated to a predetermined transparency and sedimented sludge.
  • the coagulant addition control method in FIG. 2 is a feed forward control method in which the coagulant injection rate is determined based on the water quality (turbidity, alkalinity, pH, water temperature, etc.) of the raw water.
  • the quality of raw water is measured in advance by the measuring instrument 6, the injection rate of the flocculant is calculated by the ratio calculator 7 based on the measured value, and the coagulation is based on the injection rate and the flow rate measured by the raw water flow meter 5.
  • the agent flow rate set value is calculated and given to the coagulant injection device 8 to add the coagulant.
  • the injection rate formula used for the control calculation is a preset and almost fixed one, so that the water quality of the raw water fluctuates over time or suddenly occurs. In some cases, it is difficult to deal with it properly. In addition, even if the turbidity of the raw water does not change, there are cases where excess or deficiency of the flocculant occurs due to changes in water quality other than the turbidity.
  • the injection rate formula set in advance may not be met.
  • the coagulant injection control device using the feedback controller is a control method that responds quickly and has a linear relationship between the coagulant injection amount and the measurement parameters.
  • Patent Document 1 describes that the treated water turbidity after solid-liquid separation in the settling tank is used as a measurement parameter for feedback control. However, there is a residence time of several hours between the turbidity measurement point of the treated water and the chemical injection point of the flocculant. Therefore, considering the overshoot of the controlled drug injection amount due to this, there is a problem that the lower limit amount of the drug injection must be set on the safety side leading to the excessive injection amount of the flocculant.
  • the flow current may be used as a measured value parameter for feedback control.
  • the optimum flow potential value fluctuates depending on the water temperature, pH, alkalinity, electrical conductivity, or the nature of the turbidity component of the raw water that cannot be measured, so the target flow potential is a complicated jar. There was a problem that it had to be re-decided frequently in tests.
  • Patent Document 2 describes monitoring the agglomeration state in water to which a coagulant is added by using a laser beam.
  • An object of the present invention is to provide a coagulant injection control device and method for a water purification plant in which the amount of coagulant added is controlled so that the amount of coagulant added is appropriate even if the quality of raw water fluctuates.
  • the coagulant injection control device of the water purification plant of the present invention is a coagulation injection control device that controls the injection amount of the coagulant in the water purification plant, and is a flow meter for measuring the flow rate of raw water and / or before adding the coagulant.
  • a water quality measuring instrument that measures the quality of raw water
  • a feedforward control means that feeds forward-controls the injection amount of the flocculant based on the measured values of the flow meter and / or the water quality measuring instrument, and after injecting the flocculant into the raw water. It has an agglomeration sensor that detects the agglomeration state of the above, and a feedback control means that feedback-controls the injection amount of the agglomerating agent based on the measured value of the agglomeration sensor.
  • the water quality measuring instrument measures at least one of turbidity, M alkalinity, pH and temperature of raw water.
  • the water quality measuring instrument is a raw water turbidity measuring instrument
  • the feedback control means determines a target addition amount of a flocculant based on the raw water flow rate and the raw water turbidity.
  • the proportional calculation formula of is created in advance, and the feedback control means is calculated based on the deviation between the turbidity between flocs detected by the aggregation sensor and the set value of the turbidity between flocs set in advance.
  • the target addition amount is corrected by comparing with the chemical injection output%.
  • the aggregation sensor has a laser light irradiation unit that emits light at a predetermined time interval and irradiates a measurement region of water to be measured with laser light that has been amplitude-modulated at a predetermined frequency, and the measurement region.
  • a scattered light light receiving unit that receives scattered light due to the particles of the water to be measured
  • a signal processing unit that extracts a measured value indicating the intensity of the scattered light from the light receiving signal obtained by the scattered light light receiving unit, and a signal processing unit.
  • the coagulant injection control method of the water purification plant of the present invention is a coagulation injection control method for controlling the injection amount of the coagulant in the water purification plant, and measures the flow rate of raw water and / or the quality of the raw water before adding the coagulant. Then, the injection amount of the flocculant is controlled by feed-forward based on the measured value of the flow rate and / or the water quality, and the agglomeration state after injecting the flocculant into the raw water is detected by the coagulation sensor, and the measured value of the coagulation sensor. The injection amount of the flocculant is feedback-controlled based on the above.
  • feedforward control is performed based on the flow rate and / or water quality of the raw water, and the aggregation state after adding the flocculant to the raw water is detected by a sensor, and feedback control is performed based on this.
  • the coagulant can be used without modifying the calculation parameters of feedforward control by performing a jar test each time.
  • the injection rate can be controlled to the optimum value. This makes it possible to reduce the excess or deficiency of the flocculant injection and prevent the overinjection of the flocculant. Therefore, it is possible to supply treated water having a stable water quality and a safe water quality.
  • the injection rate of feedforward control is appropriately corrected by the turbidity between flocs measured in the floc forming tank. There is no need to review the formula from time to time.
  • FIG. 1 is a configuration diagram of a coagulant injection control device for a water purification plant according to an embodiment of the present invention.
  • the raw water is introduced into the rapid stirring pond 2 via the raw water line 1, the flocculant is added from the flocculant injection device 8, and then introduced into the floc forming pond 3 to form flocs. Next, the flocs are settled and separated in the settling basin 4, and the treated water is taken out.
  • a flow meter 5 and a water quality measuring instrument 6 are provided on the raw water line 1, and a measurement signal is input to the ratio calculator 7.
  • a laser scattered light type turbidity meter 10 is provided in the flock forming pond 3, and a measurement signal is input to the interflock turbidity calculator 11.
  • the flock turbidity calculated by the flock turbidity calculator 11 is input to the control calculator 12, and the drug injection correction coefficient is calculated by the deviation from the SP value set in advance based on the flock turbidity.
  • the calculated drug injection correction coefficient is input to the ratio calculator 7.
  • the required chemical injection amount is calculated by a preset proportional chemical injection calculation formula based on the raw water inflow data from the flow meter 5 and the raw water quality data from the water quality measuring instrument 6, and the control calculator 7 is used.
  • the amount of coagulant added is calculated by correcting the proportional drug injection calculation formula at any time according to the drug injection correction coefficient from 12.
  • the coagulant injection device 8 adds the coagulant to the rapid stirring pond 2 so as to have the calculated addition amount.
  • the turbidity arbitrarily set by the control calculator 12 based on the value of the flock turbidity obtained by the calculation of the flock turbidity calculator 11.
  • Feedback control is performed based on the deviation from SP (usually set to around 70% of the target value of the treated water turbidity assuming overshoot due to the delay time peculiar to feedback control).
  • inorganic flocculants such as polyaluminum chloride (PAC), sulfate band, and polyiron sulfate are used as the flocculants, and these are added in the form of an aqueous solution.
  • the water quality measuring instrument 6 is preferably one that measures turbidity, M alkalinity, pH or temperature. Only one type of sensor may be installed, or two or more types of sensors may be installed so as to measure two or more of turbidity, M alkalinity, pH and temperature.
  • the agglutination monitoring device described in Patent Document 2 is preferable.
  • the agglutination monitoring device of Patent Document 2 is A laser light irradiation unit that emits light at least at predetermined time intervals and irradiates the measurement area of the water to be measured with laser light that has been amplitude-modulated at a predetermined frequency.
  • a scattered light receiving unit that receives scattered light by the particles of the water to be measured in the measurement area, and a scattered light receiving unit.
  • a signal processing unit that extracts a measured value indicating the intensity of the scattered light from the received signal obtained by the scattered light receiving unit, and a signal processing unit.
  • this agglomeration monitoring device it is possible to measure the turbidity of unaggregated microcolloidal particles in the measurement area irradiated with laser light.
  • the coagulation sensor may be installed in a sampling tank for collecting the coagulation liquid.
  • the turbidity meter 10 is installed in the floc forming pond 3, but as shown in FIG. 3, the aggregated liquid in the floc forming pond 3 is sampled in the sampling tank 17 by the sampling line 16 having the pump 15.
  • the turbidity between flocs of the aggregate may be measured by the turbidity meter 10 installed in the sampling tank 17.
  • the effluent from the sampling tank 17 is returned to the floc forming pond 3 by the return line 18.
  • the other configurations of FIG. 3 are the same as those of FIG. 1, and the same reference numerals indicate the same parts.
  • the injection amount of the flocculant is feed-forward controlled based on the measured values of both the flow meter for measuring the flow rate of the raw water and the water quality measuring instrument for measuring the water quality of the raw water before adding the flocculant.
  • the fluctuation of either the flow rate of the raw water or the water quality is small, it is possible to perform feedback control without using the measured value on the side with the small fluctuation.
  • Example 1 The present invention was applied to a C water purification plant that takes in river water from a river B flowing in prefecture A and coagulates it.
  • the main conditions are as follows.
  • Settling basin 5,000 m 3 x 2 tanks
  • Laser scattered light turbidity meter and interflock turbidity calculator Kurita Kogyo Co., Ltd.
  • Controlling the flock turbidity value from the flock turbidity calculator 11 Performs feedback (PI) control based on the deviation between the flock turbidity SP value and the flock turbidity value preset in the calculator 12. , This calculated value was input to the ratio calculator 7, the preset chemical injection calculation formula was corrected at any time, and the required chemical injection of the flocculant was calculated from the raw water flow rate and the raw water turbidity value.
  • PI feedback
  • the chemical injection output% is calculated from the detected flow rate of the raw water flow meter 5 and the turbidity measured by the water quality measuring device 6 by a preset proportional calculation formula, and the ratio calculator 7 is used for this calculated value.
  • the amount of coagulant added was calculated by multiplying and correcting the PI control output% from, and the calculated value of the amount of coagulant added was given to the coagulant injection device 8.
  • Example 1 In Example 1, the laser scattered light type turbidity meter 10, the interflock turbidity calculator 11, and the control calculator 12 were omitted, and the flocculant injection control device for the water purification plant of the flow of FIG. 2 was configured.
  • the ratio calculator 7 calculated the amount of coagulant added based on the injection rate formula determined by the jar test and the flow rate and turbidity of the raw water, and gave an injection amount signal to the coagulant injection device 8.
  • a jar test was performed to correct the injection rate formula.
  • Example 2 In the same water purification plant as in Example 1, the same raw water measurement was performed for 14 days so that the treated water turbidity target was 4 NTU or less.
  • Example 1 it was found that the amount of PAC used could be reduced by about 19% while maintaining the target water quality as compared with Comparative Example 1.

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Abstract

原水の流量を測定する流量計及び／又は凝集剤を添加する前の原水の水質を測定する水質測定器、該流量計及び／又は水質測定器の測定値に基づいて凝集剤の注入量をフィードフォワード制御するフィードフォワード制御手段と、原水に凝集剤を注入した後の凝集状態を検出する凝集センサと、該凝集センサの測定値に基づいて凝集剤の注入量をフィードバック制御するフィードバック制御手段とを有する浄水場の凝集剤注入制御装置。

Description

浄水場の凝集剤注入制御装置及び方法
　本発明は、浄水場の凝集剤注入制御装置に関し、特に、フィードフォワード制御とフィードバック制御の関係の調整を行うことで凝集剤の過不足を低減するように制御する浄水場の凝集剤注入制御装置に関する。
　従来の浄水場の凝集剤注入制御装置としては、フィードフォワード制御方式のものと、フィードバック制御方式のものとがある。
　フィードフォワード制御方式では、浄水場で取水する原水の流量や水温、濁度、アルカリ度を温度計、濁度計、アルカリ度計を用いて測定し、予め設定した所定の注入率式によって凝集剤注入率を計算して出力するフィードフォワード制御器を有したものがある（特許文献１）。
　図２は、従来の一例に係るフィードフォワード制御方式の浄水場のフロー図である。
　図２の通り、浄水場は急速撹拌池２とフロック形成池３と沈澱池４などから成っている。原水ライン１から急速撹拌池２に流入した原水は、凝集剤注入装置８から凝集剤が注入、混和され、フロック形成池３においてフロックの形成、成長がなされ、沈澱池４でフロックの沈降がなされ、所定の透明度にまで処理された処理水と沈降汚泥とに分離される。
　図２における凝集剤添加制御方式は、原水の水質（濁度、アルカリ度、ｐＨ、水温など）に基づいて凝集剤の注入率を決めるというフィードフオワード制御方式である。
　即ち、予め測定器６で原水の水質を測定し、その測定値に基づき比率演算器７において凝集剤の注入率を算出し、該注入率と原水流量計５により測定された流量とに基づき凝集剤流量設定値を算出し、それを凝集剤注入装置８に与えて凝集剤を添加する。
　上述した従来のフィードフォワード制御方式による凝集剤注入制御装置は、制御の計算に用いる注入率式が、予め設定したほぼ固定したものであるため、経年的ないし突発的な原水の水質変動が生じた場合に、適切に対処することが難しい。また、原水の濁度が変化しなくても濁度以外の水質の変動により、凝集剤の過不足が生じる場合もあった。
　さらに、複数の水源から原水を取水してその流量比率が頻繁に変更される場合や、大雨による増水により水質が著しく変化した際も、あらかじめ設定した注入率式に合わなくなることがあった。
　このため、注入率式をジャーテストなどで決め直さなければならなかったり、手動で薬注量を増加させたりする管理上の手間が増える問題があった。
　フィードバック制御器による凝集剤注入制御装置は、応答が早く、また凝集剤の注入量と測定パラメータとの間に線形な関係を有した制御方式である。
　特許文献１には、フィードバック制御のための測定パラメータとして、沈殿槽での固液分離後の処理水濁度が用いることが記載されている。しかし、処理水の濁度計測点と凝集剤の薬注点との間には、数時間の滞留時間がある。そのため、それによる制御薬注量のオーバーシュートを考慮すると、過剰な凝集剤注入量につながる安全サイドに薬注下限量を設定せざるを得ないという問題があった。
　フィードバック制御の計測値パラメータとして流動電流を用いることもある。しかし、原水の水温、ｐＨ、アルカリ度、電気導電率、あるいは、計測ができない原水中の濁度成分の性質によって、最適な流動電位の値が変動するため、目標となる流動電位を煩雑なジャーテストなどで頻繁に決め直さなければならないといった問題があった。
　これらの問題を解決するために、様々な目標値や出力値の補正手段が提案されてはいるものの、有効なものは未だ確立されていない。
　特許文献２には、凝集剤が添加された水中の凝集状態をレーザ光を用いてモニタリングすることが記載されている。
特公昭６１－４５７２号公報 特開２０１６－３９７４号公報
　本発明は、原水の水質変動があっても適切な添加量となるように凝集剤の添加量が制御される浄水場の凝集剤注入制御装置及び方法を提供することを目的とする。
　本発明の浄水場の凝集剤注入制御装置は、浄水場において凝集剤の注入量を制御する凝集注入制御装置であって、原水の流量を測定する流量計及び／又は凝集剤を添加する前の原水の水質を測定する水質測定器と、該流量計及び／又は水質測定器の測定値に基づいて凝集剤の注入量をフィードフォワード制御するフィードフォワード制御手段と、原水に凝集剤を注入した後の凝集状態を検出する凝集センサと、該凝集センサの測定値に基づいて凝集剤の注入量をフィードバック制御するフィードバック制御手段とを有する。
　本発明の一態様では、前記水質測定器は、原水の濁度、Ｍアルカリ度、ｐＨ及び温度の少なくとも１つを測定する。
　本発明の一態様では、前記水質測定器は、原水の濁度測定器であり、前記フィードフォワード制御手段は、原水流量と原水濁度とをもとに凝集剤の目標添加量を決定するための比例演算式を事前に作成し、前記フィードバック制御手段は、前記凝集センサで検出されたフロック間の濁度と事前に設定したフロック間の濁度の設定値との偏差をもとに演算された薬注出力％とを対比して該目標添加量を補正する。
　本発明の一態様では、前記凝集センサは、所定の時間間隔で発光しかつ所定周波数で振幅変調が施されたレーザー光を被測定水の計測領域に照射するレーザー光照射部と、前記計測領域にある前記被測定水の粒子による散乱光を受光する散乱光受光部と、前記散乱光受光部に得られる受光信号から前記散乱光の強度を表す計測値を取り出す信号処理部と、
　連続または不連続に前記計測値のｎ個（ｎ＝２以上）を１セットとするｍセット（ｍ＝２以上）からなる複数の計測値を取り込み、セット毎に低い値から順に複数の計測値を抽出し、これら複数の計測値から平均計測値を算出する計測値演算部とを備える。
　本発明の浄水場の凝集剤注入制御方法は、浄水場において凝集剤の注入量を制御する凝集注入制御方法であって、原水の流量及び／又は凝集剤を添加する前の原水の水質を測定し、該流量及び／又は水質の測定値に基づいて凝集剤の注入量をフィードフォワード制御すると共に、原水に凝集剤を注入した後の凝集状態を凝集センサで検出し、該凝集センサの測定値に基づいて凝集剤の注入量をフィードバック制御する。
　本発明では、原水の流量及び／又は水質に基づくフィードフォワード制御を行うと共に、原水に凝集剤を添加した後の凝集状態をセンサで検出し、これに基づくフィードバック制御を行う。
　そのため、浄水場で取水する原水の流量や濁度等の水質が頻繁に変動する場合であっても、その都度ジャーテストを実施してフィードフォワード制御の演算パラメータを修正することなく、凝集剤の注入率を最適な値に制御することができる。これにより、凝集剤注入の過不足を低減することができ、凝集剤の過剰注入を防止することができる。従って、水質が安定して安全な水質の処理水を供給することができる。
　本発明の一態様によると、従来のフィードフォワード制御による水質、水量急変時の初期対応に加えてフロック形成槽にて計測したフロック間の濁度による適宜補正を加えることでフィードフォワード制御の注入率式の見直しを随時実施する必要がなくなる。
　つまり、注入制御式による薬注出力が不足する条件の原水変動があった場合でも、フロック間の濁度の計測値とＳＰ（フィードバック制御の設定値）との偏差により補正を加えるため常時最適な薬注量を維持することができる。これは、フィードバック制御のパラメータのなかでも直接処理目標である濁度を計測していることによる効果である。
実施の形態に係る浄水場の凝集剤注入制御装置の構成図である。 比較例に係る浄水場の凝集剤注入制御装置の構成図である。 実施の形態に係る浄水場の凝集剤注入制御装置の構成図である。
　以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
　図１は、本発明の実施の形態に係る浄水場の凝集剤注入制御装置の構成図である。
　原水は原水ライン１を介して急速撹拌池２に導入され、凝集剤注入装置８から凝集剤が添加された後、フロック形成池３に導入され、フロックが形成される。次いで、沈殿池４でフロックが沈降分離され、処理水が取り出される。原水ライン１に流量計５及び水質測定器６が設けられており、測定信号が比率演算器７に入力される。
　フロック形成池３にレーザー散乱光式濁度計１０が設けられており、測定信号がフロック間濁度演算器１１に入力される。フロック間濁度演算器１１で演算されたフロック間濁度が制御演算器１２に入力され、フロック間濁度に基づいて予め設定したＳＰ値との偏差によって薬注補正係数が演算される。演算された薬注補正係数が比率演算器７に入力される。
　比率演算器７では、流量計５からの原水流入データと水質測定器６からの原水の水質データとに基づいて予め設定された比例薬注演算式によって必要薬注量を演算し、制御演算器１２からの薬注補正係数によって上記比例薬注演算式を随時補正することにより凝集剤添加量を演算する。凝集剤注入装置８は、この添加量演算値となるように急速撹拌池２に凝集剤を添加する。
　このように、この実施の形態では、フィードフォワード制御に加え、フロック間濁度演算器１１の演算で求めたフロック間濁度の値をもとに制御演算器１２で任意に設定した濁度のＳＰ（通常フィードバック制御特有の遅れ時間によるオーバーシュートを想定し処理水濁度の目標値の７０％前後に設定する。）との偏差をもとにフィードバック制御をおこなう。
　本実施の形態では、凝集剤としてはポリ塩化アルミ（ＰＡＣ）、硫酸バンド、ポリ硫酸鉄などの無機凝集剤が用いられており、これらは水溶液の形態で添加される。
　水質測定器６としては、濁度、Ｍアルカリ度、ｐＨ又は温度を測定するものが好適である。なお、センサは１種類のみ設置されてもよく、濁度、Ｍアルカリ度、ｐＨ及び温度のうちの２種以上を測定するように２種類以上のセンサが設置されてもよい。
　レーザー散乱光式濁度計１０及びフロック間濁度演算器１１は、特許文献２に記載の凝集モニタリング装置が好ましい。
　特許文献２の凝集モニタリング装置は、
　少なくとも所定の時間間隔で発光しかつ所定周波数で振幅変調が施されたレーザー光を被測定水の計測領域に照射するレーザー光照射部と、
　前記計測領域にある前記被測定水の粒子による散乱光を受光する散乱光受光部と、
　前記散乱光受光部に得られる受光信号から前記散乱光の強度を表す計測値を取り出す信号処理部と、
　連続または不連続に前記計測値のｎ個（ｎ＝２以上）を１セットとするｍセット（ｍ＝２以上）からなる複数の計測値を取り込み、セット毎に低い値から順に複数の計測値を抽出し、これら複数の計測値から平均計測値を算出する計測値演算部と、
を備える。
　この凝集モニタリング装置によると、レーザー光を照射した計測領域における未凝集の微小コロイド粒子の濁度を計測することができる。
　本発明では、凝集センサは、凝集液を採取するサンプリング槽に設置されてもよい。例えば、図１では、濁度計１０をフロック形成池３内に設置しているが、図３のように、フロック形成池３内の凝集液を、ポンプ１５を有するサンプリングライン１６によってサンプリング槽１７に導入し、該サンプリング槽１７内に設置した濁度計１０によって凝集液のフロック間濁度を計測するようにしてもよい。サンプリング槽１７からの流出液は、返送ライン１８によってフロック形成池３に戻される。図３のその他の構成は図１と同様であり、同一符号は同一部分を示している。
　上記実施の態様は、原水の流量を測定する流量計と凝集剤を添加する前の原水の水質を測定する水質測定器の両方の計測値に基づき、凝集剤の注入量をフィードフォワード制御するものであったが、原水の流量と水質のどちらか一方の変動が小さい場合には、変動の小さい側の計測値を用いることなくフィードバック制御することも可能ある。
［実施例１］
　Ａ県を流れるＢ河川から河川水を取水して凝集処理するＣ浄水場に本発明を適用した。主な条件は次の通りである。
　　取水量（原水流量）：５０００ｍ３／ｈｒ
　　原水平均濁度：１２．９ＮＴＵ
　　凝集剤：ＰＡＣ（原液を添加）
　　水質測定器６：濁度計
　　急速撹拌池：２５０ｍ３
　　フロック形成池：１,２５０ｍ３×２槽
　　沈殿池：５,０００ｍ３×２槽
　　レーザー散乱光式濁度計及びフロック間濁度演算器：栗田工業（株）製
　　　　　　　薬注制御システムS.sensing CSを使用
　フロック間濁度演算器１１からのフロック間濁度値を制御演算器１２において予め設定したフロック間濁度のＳＰ値とフロック間濁度値との偏差によりフィードバック（ＰＩ）制御をする演算を行い、この演算値を比率演算器７に入力し、予め設定した薬注演算式を随時補正し、原水流量と原水濁度値により凝集剤の必要薬注を演算した。
　比率演算器７では、原水流量計５の検出流量と水質測定器６で測定された濁度から予め設定した比例演算式により薬注出力％を演算すると共に、この演算値に対し比率演算器７からのＰＩ制御出力％を乗算補正することにより凝集剤添加量を演算し、この添加量演算値を凝集剤注入装置８に与えた。
　１４日間にわたって処理水濁度目標４ＮＴＵ以下となるように運転を行ったところ、
　　原水濁度平均値：１２．９（ＮＴＵ）
　　処理水濁度：２（ＮＴＵ）以下
　　凝集剤（ＰＡＣ）平均添加率：３２．５（ｍｇ／Ｌ）
であった。
［比較例１］
　実施例１において、レーザー散乱光式濁度計１０、フロック間濁度演算器１１及び制御演算器１２を省略し、図２のフローの浄水場の凝集剤注入制御装置を構成した。
　比率演算器７では、ジャーテストで決定した注入率式と、原水の流量及び濁度に基づいて凝集剤添加量を演算し、凝集剤注入装置８に注入量信号を与えた。原水の水質（濁度）が変動した場合、ジャーテストを行って注入率式を補正した。
　実施例１と同一の浄水場において、同一原水測定にて、処理水濁度目標４ＮＴＵ以下となるように１４日間運転を行った。
　その結果、
　　原水濁度平均値：１２．９（ＮＴＵ）
　　処理水濁度：２（ＮＴＵ）以下
　　凝集剤（ＰＡＣ）平均添加率：４０．５（ｍｇ／Ｌ）
であった。
［考察］
　実施例１では、比較例１と比較して、目標水質を維持しながらＰＡＣの使用量を約１９％低減できることが認められた。
　本発明を特定の態様を用いて詳細に説明したが、本発明の意図と範囲を離れることなく様々な変更が可能であることは当業者に明らかである。
　本出願は、２０２０年７月７日付で出願された日本特許出願２０２０－１１７２３２に基づいており、その全体が引用により援用される。
　２　急速撹拌池
　３　フロック形成池
　４　沈殿池
　５　原水流量計
　６　水質測定器
　７　比率演算器
　８　凝集剤注入装置
　１０　レーザー散乱光式濁度計
　１１　フロック間濁度演算器
　１２　制御演算器
　１７　サンプリング槽

Claims (6)

  1. 　浄水場において凝集剤の注入量を制御する凝集注入制御装置であって、
    　原水の流量を測定する流量計及び／又は凝集剤を添加する前の原水の水質を測定する水質測定器と、
    　該流量計及び／又は水質測定器の測定値に基づいて凝集剤の注入量をフィードフォワード制御するフィードフォワード制御手段と、
    　原水に凝集剤を注入した後の凝集状態を検出する凝集センサと、
    　該凝集センサの測定値に基づいて凝集剤の注入量をフィードバック制御するフィードバック制御手段と
    を有する浄水場の凝集剤注入制御装置。
  2. 　前記水質測定器は、原水の濁度、Ｍアルカリ度、ｐＨ及び温度の少なくとも１つを測定する、請求項１の浄水場の凝集剤注入制御装置。
  3. 　前記水質測定器は、原水の濁度測定器であり、
    　前記フィードフォワード制御手段は、原水流入と原水濁度をもとに予め設
    定した比例演算式により凝集剤の目標添加量を演算し、
    　前記フィードバック制御手段は、前記凝集センサで検出されたフロック間濁度と予め設定したフロック間濁度のＳＰ値とを対比して該目標添加量を補正する、
    請求項２の浄水場の凝集剤注入制御装置。
  4. 　前記凝集センサは、
    　所定の時間間隔で発光しかつ所定周波数で振幅変調が施されたレーザー光を被測定水の計測領域に照射するレーザー光照射部と、
    　前記計測領域にある前記被測定水の粒子による散乱光を受光する散乱光受光部と、
    　前記散乱光受光部に得られる受光信号から前記散乱光の強度を表す計測値を取り出す信号処理部と、
    　連続または不連続に前記計測値のｎ個（ｎ＝２以上）を１セットとするｍセット（ｍ＝２以上）からなる複数の計測値を取り込み、セット毎に低い値から順に複数の計測値を抽出し、これら複数の計測値から平均計測値を算出する計測値演算部と、
    を備える、
    請求項１～３のいずれかの浄水場の凝集剤注入制御装置。
  5. 　前記凝集センサは、凝集液を採取するサンプリング槽に設置されている、
    請求項１～４のいずれかの浄水場の凝集剤注入制御装置。
  6. 　浄水場において凝集剤の注入量を制御する凝集注入制方法であって、
    　原水の流量及び／又は凝集剤を添加する前の原水の水質を測定し、
    　該流量及び／又は水質の測定値に基づいて凝集剤の注入量をフィードフォワード制御すると共に、
    　原水に凝集剤を注入した後の凝集状態を凝集センサで検出し、
    　該凝集センサの測定値に基づいて凝集剤の注入量をフィードバック制御する
    浄水場の凝集剤注入制御方法。
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