JPS5888091A - 浄水場の塩素注入制御方法 - 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】 本発明は浄水場における塩素の注入制御法に関し、さら
に詳しくは、原水中の不純物の酸化除去及び殺菌の目的
で注入される前塩素の注入制御方法に関する。

浄水場では、一般に、取水した原水の殺菌、溶解性鉄及
びマンガン等の酸化による不溶化、アンモニア性窒素の
酸化除去、微生物の発生防止などの目的のため塩素の注
入が行なわれている。現在、上水道では管末で０．ｌｐ
ｐｍ以上の遊離塩素（結合塩素では０．４ｐｐｍ以上）
が残留するよう法で規制されている。残留塩素が少ない
と雑菌の再発生が懸念され、多すぎると不経済であるば
かりでなくカルキ臭など着臭の原因となる。したがって
、上水道では塩素の注入量を適正値に維持することが重
要である。塩素の消費量は原水の水質によって変化する
ので、原水の水質変化に対応して塩素の注入量を制御す
る必要がある。

然るに、従来の浄水場における塩素の注入制御法は、沈
殿池又はろ過池出口での残留塩素濃度を測定し、この値
が目標値になるよう塩素の注入量をフィードバック制御
する方法が行なわれている。

この方法では塩素が注入されてから混和池、フロック形
成池を経て沈殿池出口又はろ過池出口に至るまでの塩素
と被酸化物との接触時間は数時間を要する。このため、
降雨等により原水の水質が変化し、原水の塩素消費量が
急変する場合には適正な塩素の注入を行なうことが困難
となる。

かかる不具合を改善するものとして、注入塩素とアンモ
ニア、鉄、有機物等の原水中の塩素消費物質との反応が
かなり進行する混和池入口等で残留塩素濃度を測定し、
この残留塩素濃度が一定値になるよう塩素の注入量を制
御し、もって沈殿池又はろ過池の残留塩素濃度を目標値
に維持する方法がある。この方法によれば、１０分ない
し２０分の接触時間の遅れで残留塩素濃度のフィードバ
ック制御が可能であり、原水水質の急変に対応できる。

しかし、１０分ないし２０分の接触時間では塩素の酸化
反応は完了せず未酸化物が残留する。

未酸化物の量は原水中のアンモニア、鉄、有機物等の塩
素消費物質の量等に依存している。原水中の塩素消費物
質の量が増すと残留する未酸化物の量が増大する。した
がって、原水の水質が変動する場合には、混和池等の残
留塩素濃度が一定になるよう塩素の注入量を制御しても
、残留する未酸化物の量が変化し、水の流下とともに未
酸化物によって塩素が消費されるため沈殿池又はろ過池
出口の残留塩素濃度を目標値に維持することが困難とな
る。

本発明は、前記した従来技術の欠点を改善するためにな
されたものであり、その目的とするところは降雨等によ
る原水の水質変動にかかわりなく塩素注入を効果的に行
える浄水場の塩素注入方法を提供することにある。

沈殿池出口またはろ過池出口の残留塩素濃度が目標値に
なるよう塩素が注入される場合、塩素の酸化反応が進行
中にある混和池等における残留塩素濃度は接触時間と塩
素注入率によって変わる。

したがって、本発明は残留塩素８を所定値にすべき地点
よりも上流側である混和池等における残留塩素濃度の目
標値を接触時間及び塩素注入率に応じて変えることによ
って沈殿池出口またはろ過池出口の残留塩素濃度を目標
値に維持するようにしたものである。

本発明は従来技術の欠点を改善すべく糧々検討を重ね、
かつ実験した結果生れたものである。

以下、具体的実験例を用いて本発明を説明する。

原水中の不純物のうち塩素の消費量が最も大きいのけ通
常アンモニアであるので、まず、塩素によるアンモニア
の酸化について実験した。

〔実験例１〕蒸留水に塩化アイモニウム（ＮＨ４（！１
）を添加してアンモニア濃度の異なる３種類の試料水を
調整し、塩素の酸化反応が終了した後の残留塩素濃度が
２ｐＰｍになるよう塩素を注入したときの残留塩素濃度
の経時変化について実測した。実験結果を第１図に示す
。図より、塩素の酸化反応が終了するには４０分ないし
１時間の接触時間が必要であり、接触時間が短く塩素の
酸化反応が終了しない点における残留塩素濃度は接触時
間と塩素注入率によって変わることがわかる。

次に、アンモニア以外の塩素消費物質も含む塩素消費量
の異なる実河川水を用いて塩素による酸化処理実験を行
なった。

〔実験ＩｐＩＪ２〕塩素消費量の異なった実河川水を用
い、゛塩素の酸化反応が終了した後の残留塩素濃度がｌ
ｐｐｍになるよう塩素を注入した後の残留塩素濃度の経
時変化について実測した。実験結果を第２図に示す。図
より、実験例１と同じように塩素の酸化反応が終了する
までには接触時間が４０分ないし１時間必要であり、接
触時間が短く塩素の酸化反応が終了しない点における残
留塩素濃度は接触時間と塩素注入−率によって変わるこ
とがわかる。

以上、実験例１及び実験例２の結果から、塩素の酸化反
応が終了した後の残留塩素濃度が一定になるよう接触時
間が短く塩素の酸化反応が終了しない混和池等の残留塩
素濃度をもとにフィードバック制御するには、混和池等
における残留塩素濃度の目標値を接触時間及び塩素注入
率によって変える必要のめることがわかる。

次に、本発明を実施する場合の具体的構成について第３
図をもとに説明する。

第３図において、原水１はまず着水井２に入る。

ここで、取水した原水の水位の調節及び水位の動揺の減
殺等が行なわれる。着水井２を出た原水は流量計８によ
って計量された後、塩素注入機１６によって塩素が注入
される。塩素の注入された水は次に混和池３に流入する
。混和池では硫酸ばん土又はポリ塩化アルミニウム（Ｐ
ＡＣ）等の凝集剤１゛７が注入され、凝集剤と水との急
速混和が行なわれる。着水井２で注入された塩素が、混
和池２出口までに水と接触している時開は浄水場によっ
ても異なるが一般に数分ないし士数分である。

この接触時間では塩素の酸化反応は終了せず未酸化物が
残留することになる。原水の水質は、降雨時等は分単位
で変化するので原水々質の変化に対応したフィードバッ
ク制御を行なうには混和池３近傍での残留塩素濃度をフ
ィードバック制御する必要がある。混和池３を出た水は
フロック形成池４に入り、緩速攪拌が行なわれフロック
が形成される。フロック形成池４を出た水は沈殿池５に
入り、フロックの沈降分離が行なわれる。沈降しない微
細なフロックは次にろ適地６に入り、ろ過により分離さ
れる。ろ適地６を出た水は、以降、消毒性（図示せず）
で後塩素やＰＨ調整のアルカリの注入等が行なわれたあ
と配水池に入り各消費者へ送られる。

一方、塩素注入制御は次のようにして行われる。

塩素注入率ＲＩＣ！１は第４図に示すように基準塩素注
入率Ｒ，ＢＣ１と塩素注入率の補正値ΔＲＣＩ　　を加
算することにより求める。基準塩素注入率Ｒ，ＢＣ！１
は制御系を稼動する初期のみ原水の塩素要求量を化学分
析等により求めて入力すればよいが、−日に１ないし２
回原水の塩素消費量を化学分析等により求め入力するか
、塩素要求量計により連続的に塩素消費量を求めて入力
すれば精度の高＾塩素の注入制御が行ない得る。塩素注
入率Ｒ１ｃｌは塩素注入量演算器１５に入力され、流量
計８からの流量Ｆと第５図に示す如く乗算が行なわれ塩
素注入量ＲＴ（！ｌを求める。塩素注入量＆ｅｌは塩素
注入機１６へ出力され、この値にもとづいて原水への塩
素の注入が行なわれる。塩素注入率の補正値Δｌ’（、
ｃｌは以下のようにして求める。流量計８からの流量Ｆ
の出力値、残塩計設置位置までの容積■を設定する容積
設定器１０からの出力値及びサンプリング水が残塩計９
まで到達するに要する滞留時間θを設定する滞留時間設
定器１９からの出力値は、接触時間演算器１１に出力さ
れ、ここで第６図に示す除算及び加算が行なわれ接触時
間τが求められる。接触時間演算器１１からの出力値τ
及び塩素注入率演算器１４からの出力値ＲｘＣ１は残留
塩素濃度目標値演算器１２に入力される。残留塩素濃度
目標値演算器１２では第７図に示すように接触時間τと
塩素流入率１（、ｔｅｌとから残留塩素濃度目標値Ｒｏ
Ｃ！１を求める。第７図に示す関係は浄水場の原水を用
いた塩素消費実験又は過去の操業データの解析等により
前もって求めておく。

残留塩素濃度目標値演算器１２からの出力値Ｒ，ＣＩは
塩素注入率補正値演算器１３に出力される。塩素注入率
補正値演算器１３ではＲ，Ｏ（！１と残塩計９からの残
留塩素濃度の計測値Ｒ，ｃｌ　　とをもとに第８図に示
す減算が行なわれ、塩素注入率の補正値ΔＲ，ＣＩが求
められる。Δｌ（、ｃｌ　　は塩素注入率演算器１４に
出力され前記したようにして塩素注入率１（、Ｉｃｌが
求められる。

本発明によれば、前記したように原水の水質変動に対応
した精度のよいフィードバック塩素注入制御が行ない得
るので降雨等による原水々質の変動にかかわりなく適正
な塩素の注入ができ、原水中の不純物の酸化除去及び殺
菌に失敗することなく、塩素注入を効果的に行える。

【図面の簡単な説明】

第１図はアンモニアを試料水として用いた場合の残留塩
素濃度の経時変化を示す実験結果の特性図、第２図は実
河川水を試料水として用いた場合の残留塩素濃度の経時
変化を示す実験結果特性図、第３図は本発明の一実施例
を示す構成図、第４図から第８図は第における演算器等
をさらに詳しく説明した図であり、第４図は塩素注入率
を示す演算式を示す図、第５図は塩素注入量の演算式を
示す図、第６図は接触時間の演算式を示す図、第７図は
残留塩素濃度目標値の求め方を示す図、第８図は塩素注
入率の補正値を演算する式を示す図である。 ＲｎＣ’ｌ−：・基準塩素注入率、Ｆ・・・流量、■・
・・残塩計までの装置容積、θ・・・サンプリング水の
残塩計までの滞留時間、τ・・・接触時間、ｌ（、■ｃ
　ｌ・・・塩素注入率、Ｒ，００１・・・残留塩素濃度
目標値、Ｒｃｌ　　・・・残留塩素濃度計測値、Δ）ｌ
、ｃｌ　　用塩素注入率補正値。 Ｒ，Ｔｅｌ・・・塩素注入量、１１・・・接触時間演算
器、１２・・・残留塩素濃度目標値演算器、１３・・・
塩素注入率補正値演算器、１４・・・塩素注入率演算器
、１５・・・塩素注入量演算器、２・・・着水井、３・
・・混和第２図 待触碕藺　（、Ｌ；ｎ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、原水に塩素を注入し水処理を行う浄水場において、
   塩素注入後で残留塩素濃度を所定値にすべき地点よりも
   上流側の所定地点の残留塩素濃度を測定すると共に塩素
   の接触時間及び塩素注入率とから前記残留塩素濃度を測
   定する所定地点における。残留塩素濃度目標値を求め、
   前記所定地点の残留塩素濃度の目標値と測定値の偏差値
   にもとづいて塩素注入率を補正するようにしたことを特
   徴とする浄水場の塩素注入制御方法。