JPH04280309A - 中塩素注入制御装置 - Google Patents

中塩素注入制御装置

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JPH04280309A
JPH04280309A JP3043177A JP4317791A JPH04280309A JP H04280309 A JPH04280309 A JP H04280309A JP 3043177 A JP3043177 A JP 3043177A JP 4317791 A JP4317791 A JP 4317791A JP H04280309 A JPH04280309 A JP H04280309A
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chlorine injection
medium
chlorine
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medium chlorine
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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】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は浄水場の中塩素注入プロ
セスにおける中塩素注入制御装置に係り、特に中塩素注
入対象流量である混和池からの総ろ過流量が変動した場
合にも、塩素注入率の変動を小さく抑え得るようにした
中塩素注入制御装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】一般に、浄水場における塩素注入プロセ
スの制御方法としては、中塩素注入対象流量である総ろ
過流量に対する塩素注入比率一定制御が行なわれている
。すなわち、総ろ過流量に、ある設定された比率の塩素
量を混和池で注入撹拌して、浄水池の残留塩素濃度をあ
る値に制御するものであり、原水の後段階での消毒を行
なうものである。
【0003】以下、この点について詳細に説明する。図
3は、この種の浄水場の中塩素注入プロセスにおける、
従来の中塩素注入制御装置の全体構成例を示す概要図で
ある。
【0004】図3において、浄水場は通常、着水井1か
らの水を急速攪拌池2で急速攪拌して沈殿池3に導入し
、この沈殿池3からの水を混和池4に流入させて、流入
水に塩素を混和池4で注入撹拌し、さらに複数のろ過池
5でろ過して浄水池6に導入し、この浄水池6から送水
するように構成されている。
【0005】一方、中塩素注入制御装置は、混和池4か
らの総ろ過流量Qを計測する流量計7と、中塩素注入率
目標値r1 を設定入力する目標値設定入力器8と、中
塩素注入量q1 を計測する注入量計9と、目標値設定
入力器8により設定入力された中塩素注入率目標値r1
 と、流量計7により計測された総ろ過流量Qとに基づ
いて中塩素注入量を算出し、中塩素注入量目標値qre
f として出力する中塩素注入量演算部10と、中塩素
注入量演算部10により算出された中塩素注入量目標値
qref と、注入量9により計測された中塩素注入量
q1 との比較量(偏差量)に基づいてPID等の制御
演算を行なう制御器を備え、混和池4にその注入点4a
から塩素を注入する塩素注入機11とからなっている。
【0006】次に、図3を用いて、かかる中塩素注入制
御装置の動作について説明する。図3において、中塩素
注入率目標値r1 は、目標値設定入力器8から例えば
オペレータの手動設定などにより設定入力される。かか
る中塩素中注入制御装置では、中塩素注入対象流量であ
る総ろ過流量Qが流量計7により計測され、上記中塩素
注入率目標値r1 とから中塩素注入量目標値qref
 が(1)式を用いて計算され、塩素注入機11の注入
量目標値を決定して、塩素注入機11に対して出力され
る。
【0007】         qref =r1 ×Q      
                         
     ……(1)すると、塩素注入機11では、中
塩素注入量目標値qref に対して、塩素注入機出口
の注入量計測値q1 が        q1 =qr
ef                       
                  ……(2)とな
るように、フィードバック制御が実行される。
【0008】以上のように、従来の中塩素注入量制御は
、塩素注入機11の出口注入量に対して、注入量を中塩
素注入対象流量の目標注入比率にするように、注入比率
一定制御が行なわれている。
【0009】さて、このような方式で塩素注入量を演算
決定する中塩注入プロセスでは、中塩素注入機11の出
口側から、中塩素注入点4aまでの輸送遅れ時間がかか
る。この輸送遅れ時間をτ(時間)とすると、中塩素注
入点4aでの塩素注入量q2は、中塩素注入機出口での
注入量q1 からτ(時間)だけ遅れて変化するため、
q1 ,q2 を時間tの関数として表わすと、   
     q2(t)=q1(t−τ)       
                   ……(3)と
なる。
【0010】従って、中塩素注入対象流量Q(t)に対
して、実注入量はq2 (t)、すなわちq1 (t−
τ)となり、中塩素注入対象流量である総ろ過流量Qが
変化した場合には、この輸送時間遅れτ(時間)だけ注
入比率が変化してしまう。以下、図4を用いて、かかる
中塩素注入制御装置で生じる問題点について説明する。
【0011】図4は、中塩素対象流量が変化した場合の
中塩素注入量制御装置の各計測値の時間的変化を表わし
た図である。図4において、いま、中塩素注入比率r1
 が図4のAに示すように時間tに対して一定で、中塩
素注入対象流量(総ろ過流量)QがBに示すごとく変化
した場合、従来の中塩素注入量制御装置では、(1)式
に示した注入量目標値qref を出力するので、(2
)式より塩素注入機出口側の注入量計測値q1 はCに
示すように変化する。
【0012】ここで、塩素注入機11の出口側から中塩
素注入点4aまでにはτ(時間)の輸送遅れ時間がかか
るので、中塩素注入点4aでの塩素注入量q2 はDで
示すように変化する。この結果、中塩素注入点4aでの
実効注入率r2 は、         r2 =q2 /Q        
                         
     ……(4)であるから、実効注入率r2 は
Eのように変化する。
【0013】以上述べたように、従来の中塩素注入制御
装置を用いた場合には、中塩素注入率r1 が一定であ
っても、実際の中塩素注入点4aでの実効注入率r2 
は一定とはならず、総ろ過流量Qの変化とともに注入遅
れ時間だけ変動する。これにより、ろ過池5での残留塩
素濃度が変動することになり、浄水水処理過程での外乱
として、ろ過池5以降の浄水水処理工程に影響を与えて
しまう。その結果、生産している浄水の水質が変動する
ことになる。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来の
中塩素注入制御装置においては、中塩素注入対象流量で
ある混和池からの総ろ過流量が変動した場合には、塩素
注入率(実効注入率)も変動してしまうという問題があ
った。
【0015】本発明の目的は、浄水場において中塩素注
入対象流量である混和池からの総ろ過流量が変動した場
合にも、塩素注入率(実効注入率)の変動を小さく抑え
ることが可能な極めて信頼性の高い中塩素注入制御装置
を提供することにある。
【0016】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明では、浄水場における中塩素注入対象である
流入水に、ある設定された比率の量の塩素を混和池で注
入撹拌して、浄水池の残留塩素濃度をある値に制御する
中塩素注入制御装置を、中塩素注入対象流量である混和
池からの総ろ過流量を計測する流量計測手段と、中塩素
注入率目標値を設定入力する目標値設定入力手段と、中
塩素注入量を計測する注入量計測手段と、目標値設定入
力手段により設定入力された中塩素注入率目標値と、注
入量計測手段により計測された中塩素注入量と、流量計
測手段により計測された総ろ過流量とに基づいて、中塩
素注入遅れ補正量を算出する中塩素注入量補正手段と、
目標値設定入力手段により設定入力された中塩素注入率
目標値と、流量計測手段により計測された総ろ過流量と
に基づいて中塩素注入量を算出し、かつ当該中塩素注入
量算出値と、中塩素注入量補正手段により算出された中
塩素注入遅れ補正量とに基づいて中塩素注入量目標値を
算出し出力する中塩素注入量演算手段と、中塩素注入量
演算手段により算出された中塩素注入量目標値と、注入
量計測手段により計測された中塩素注入量との比較量に
基づいて、混和池に塩素を注入する中塩素注入手段とを
備えて構成している。
【0017】
【作用】従って、本発明の中塩素注入制御装置において
は、中塩素注入率目標値と中塩素注入量計測値と総ろ過
流量とに基づいて中塩素注入遅れ補正量が算出される。 また、中塩素注入率目標値と総ろ過流量とに基づいて中
塩素注入量が算出される。そして、この算出された中塩
素注入量算出値と中塩素注入遅れ補正量とに基づいて中
塩素注入量目標値が算出され、この中塩素注入量目標値
と中塩素注入量計測値との比較量に基づいて混和池に塩
素が注入される。これにより、浄水場において、中塩素
注入対象流量である混和池からの総ろ過流量が変動した
場合にも、塩素注入率(実効注入率)の変動を小さく抑
えることができる。
【0018】
【実施例】以下、本発明の一実施例について図面を参照
して詳細に説明する。
【0019】図1は、本発明による中塩素注入制御装置
の構成例を示す図であり、図3と同一部分には同一符号
を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分につい
てのみ述べる。
【0020】すなわち、本実施例の中塩素注入制御装置
は、図3に中塩素注入量補正部12を付加する構成とし
たものである。ここで、中塩素注入量補正部12は、目
標値設定入力器8により設定入力された中塩素注入率目
標値r1 と、注入量計9により計測された注入量計測
値q1 と、流量計7により計測された総ろ過流量Qと
に基づいて中塩素注入遅れ補正量を算出し、この中塩素
注入遅れ補正量を前記中塩素注入量演算部10に、中塩
素注入量算出値の補正量として与えるものである。
【0021】次に、以上のように構成した本実施例の中
塩素注入制御装置の作用について説明する。図1におい
て、本中塩素注入制御装置では、中塩素注入量補正部1
2を備えていることにより、外部から目標値設定入力器
8により、例えばオペレータの手動設定などによって設
定入力される中塩素注入率目標値r1に従って、中塩素
注入点4aにおける実効注入率r2 が       
 r2 =r1                  
                         
……(5)となるように、中塩素注入遅れ補正量が出力
され、中塩素注入量演算部10から中塩素注入量目標値
qref が出力される。これにより、塩素注入機11
では、中塩素注入量目標値qref に対して、塩素注
入機出口の注入量計測値q1 が前述の(2)式となる
ように、フィードバック制御が実行される。
【0022】すなわち、塩素注入機11の出口側から中
塩素注入点4aまでの塩素輸送時間をτ(時間)とする
と、中塩素注入点4aでの塩素注入量q2 はq1 か
らτ(時間)遅れて変化するので、(3)式のような関
係がある。いま、総ろ過流量Qが急激に変化すると、中
塩素注入点4aにおける前塩素注入量q2 と塩素注入
機11の出口側における中塩素注入量q1 とに差が生
じる。そして、この差をある一定時間内での補正量とし
て注入量補正量が演算され、これにより中塩素注入量演
算部10の中塩素注入量算出値に補正を加えて、中塩素
注入量目標値qref が出力される。
【0023】以下、この点について詳述する。現在時刻
から、先(将来)T時間(ただし、τ<T)の塩素注入
点における実効注入率r2 の平均が、塩素注入率目標
値r1 に一致するように、中塩素注入量の補正が行な
われる。
【0024】   時定数:Tは         T=k1×τ           
                         
    …(6)            k1:設定
値(2.0〜4.0)               
                         
  τ:塩素輸送時間               
                         
        ただし、塩素輸送時間τは注入遅れと
なるので、実際に補正を行なえるのは、(T−τ)時間
である。
【0025】より具体的には、塩素注入機11の出口側
における中塩素注入量を、CL2−PV(n)に記憶す
る。         CL2−PV(n)=CL2−PV(
n−1)        CL2−(n−1)=CL2
−PV(n−2)                 
               :         
                         
              …(7)       
     CL2−PV(2)=CL2−PV(1) 
                         
        CL2−PV(1)=q1     
                         
           ただし、τ<nとする。ここで
、CL2−PV(n)は、n−1分前の中塩素注入量を
示す(n=1が現時点での注入量)。
【0026】塩素注入点における塩素注入量q2 と、
塩素注入機11の出口側における塩素注入量q1 との
差は、塩素輸送時間遅れをτとすると、         ΔqA =q1 −q2      
         =q1 −CL2−PV(τ)  
                         
                   =r1 ×Q
2 −CL2−PV(τ)             
 ……(8)  にて示されるが、この差を現在時刻か
ら補正可能な時間(T−τ)間、(9)式に従って補正
をする。
【0027】
【数1】
【0028】この補正量Δqを求めるために、配列:C
L2−DQ2(n)に記憶すると、         CL2−DQ2(n)=CL2−DQ
(n−1)        CL2−DQ2(n−1)
=CL2−DQ(n−2)             
             :           
                         
          ……(10)         
 CL2−DQ2(2)=CL2−DQ(1)    
                         
   CL2−DQ2−DQ(1)=ΔqA /(T−
τ)                  ここで、C
L2−DQ(n)は、(11)式で表わされるn−1分
前の補正量Δqである。
【0029】
【数2】
【0030】補正を行なわない場合の目標値に、注入量
補正量Δqを加算して、 qref =r1 ×Q+Δq 中塩素注入量目標値qref とする。
【0031】以上により、総ろ過流量Qが図2のBのよ
うに変化すると、中塩素注入点4aでの注入量は、輸送
遅れτ時間後に変化し始める。ここで、このτ時間分の
注入量の不足をT時間の平均として加えて、一定となる
ように(T−τ)時間補正される(ここでは、不足分を
追加している)。この補正が加わった時の中塩素実効注
入率を示すのがEである。なお、図中Aは中塩素注入率
目標値、Cは中塩素注入量(塩素注入機11の出口側)
、Dは中塩素注入量(中塩素注入点)をそれぞれ示して
いる。
【0032】上述したように、本実施例の中塩素注入制
御装置は、混和池4からの総ろ過流量Qを計測する流量
計7と、中塩素注入率目標値r1 を設定入力する目標
値設定入力器8と、中塩素注入量q1 を計測する注入
量計9と、目標値設定入力器8により設定入力された中
塩素注入率目標値r1 と、注入量計9により計測され
た注入量計測値q1 と、流量計7により計測された総
ろ過流量Qとに基づいて中塩素注入遅れ補正量を算出し
、この中塩素注入遅れ補正量を中塩素注入量演算部10
に、中塩素注入量算出値の補正量として与える中塩素注
入量補正部12と、目標値設定入力器8により設定入力
された中塩素注入率目標値r1 と、流量計7により計
測された総ろ過流量Qとに基づいて中塩素注入量を算出
し、かつこの中塩素注入量算出値と中塩素注入量補正部
12により算出された中塩素注入遅れ補正量とに基づい
て中塩素注入量目標値qref を算出し出力する中塩
素注入量演算部10と、中塩素注入量演算部10により
算出された中塩素注入量目標値qref と、注入量9
により計測された中塩素注入量q1 との比較量(偏差
量)に基づいてPID等の制御演算を行なう制御器を備
え、混和池4にその注入点4aから塩素を注入する塩素
注入機11とから構成したものである。
【0033】従って、浄水場において中塩素注入対象流
量である混和池4からの総ろ過流量Qが変動した場合に
も、中塩素注入点4aでの塩素注入率(実効注入率)r
2 の変動を小さく抑えることが可能となる。これによ
り、ろ過池5での残留塩素濃度の変動を小さく抑えるこ
とができ、従来のように浄水水処理過程での外乱として
、ろ過池5以降の浄水水処理工程に影響を与えてしまう
ようなことがなくなり、その結果、生産している浄水の
水質が変動することもなくなる。
【0034】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、浄
水場において中塩素注入対象流量である混和池からの総
ろ過流量が変動した場合にも、塩素注入率(実効注入率
)の変動を小さく抑えることが可能な極めて信頼性の高
い中塩素注入制御装置が提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による中塩素注入制御装置の一実施例を
示す構成図。
【図2】同実施例における作用を説明するための図。
【図3】従来の中塩素注入制御装置の一例を示す構成図
【図4】従来の中塩素注入制御装置における動作を説明
するための図。
【符号の説明】
1…着水井、2…急速攪拌池、3…沈殿池、4…混和池
、5…ろ過池、6…浄水池、7…流量計、8…目標値設
定入力器、9…注入量計、10…中塩素注入量演算部、
11…塩素注入機、12…中塩素注入量補正部。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  浄水場における中塩素注入対象である
    流入水に、ある設定された比率の量の塩素を混和池で注
    入撹拌して、浄水池の残留塩素濃度をある値に制御する
    ようにした中塩素注入制御装置において、中塩素注入対
    象流量である前記混和池からの総ろ過流量を計測する流
    量計測手段と、中塩素注入率目標値を設定入力する目標
    値設定入力手段と、中塩素注入量を計測する注入量計測
    手段と、前記目標値設定入力手段により設定入力された
    中塩素注入率目標値と、前記注入量計測手段により計測
    された中塩素注入量と、前記流量計測手段により計測さ
    れた総ろ過流量とに基づいて、中塩素注入遅れ補正量を
    算出する中塩素注入量補正手段と、前記目標値設定入力
    手段により設定入力された中塩素注入率目標値と、前記
    流量計測手段により計測された総ろ過流量とに基づいて
    中塩素注入量を算出し、かつ当該中塩素注入量算出値と
    、前記中塩素注入量補正手段により算出された中塩素注
    入遅れ補正量とに基づいて中塩素注入量目標値を算出し
    出力する中塩素注入量演算手段と、前記中塩素注入量演
    算手段により算出された中塩素注入量目標値と、前記注
    入量計測手段により計測された中塩素注入量との比較量
    に基づいて、前記混和池に塩素を注入する中塩素注入手
    段と、を備えて成ることを特徴とする中塩素注入制御装
    置。
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