JPS59230609A - 浄水場の薬品注入制御方法 - Google Patents

浄水場の薬品注入制御方法

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JPS59230609A
JPS59230609A JP4705284A JP4705284A JPS59230609A JP S59230609 A JPS59230609 A JP S59230609A JP 4705284 A JP4705284 A JP 4705284A JP 4705284 A JP4705284 A JP 4705284A JP S59230609 A JPS59230609 A JP S59230609A
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flocculant
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injected
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Tetsuro Haga
鉄郎 芳賀
Tomonori Kaneko
智則 金子
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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】 〔発明の利用分野〕 本発明は取水した原水にアルカリ剤を注入した後に凝集
剤を注入して浄化処理を行う浄水場の薬品注入制御方法
に関する。
〔従来技術〕
浄水場においては河川等から取水した原水の水質を改善
して飲料水を得るために種々の処理操作が行われている
通常、原水中の鉄、マンガン等の除未及び殺菌を目的と
した塩素注入操作及びpH,アルカリ度の調整を目的と
したアルカリ剤の注入操作が行われる。更に塩素及びア
ルカリ剤が注入された後、原水中の濁質分を凝集沈殿さ
せるために凝集剤の注入操作が行われる。これら薬品注
入操作の中で、凝集剤の注入操作は重要な役割を果たし
ている。
凝集剤注入量は凝集沈殿効果を左右し、注入率の設定が
適切に行われないと、良好な凝集沈殿効果が得られない
。良好な凝集沈殿が行われないと、濁度の高い沈度水が
濾過池に流入することになり、濾過池での負荷が犬きく
なって濾過池の逆洗@度が多くなる。
一般に、凝集剤の注入率は原水濁度、原水アルカリ度の
測定値から経験で求めた(1)式によって求めている。
D=CT”+dA’         ・・・・・・・
・・(1)ただし、Dは凝集剤注入率、Tは原水濁度、
Aは原水アルカリ度、c、d、e、fは浄水場固有の定
数である。
この(1)式は浄水場で長年蓄積された運転データを基
にして、回帰分析等の統計的手法で求めたものである。
ところで、前述のようにして凝集剤注入率を求め、原水
流量に対応した(社の凝集剤を注入し凝集剤の注入が適
切であったとしても、原水のアルカリ度が低いと良好な
凝集沈殿効果が得られず、沈殿水濁度が高くなる。この
ため、本出願人は先にアルカリ剤の注入によって原水ア
ルカリ度を所定値以上に保持することを提案している。
一方、凝集剤を注入した後の処理水のpH及びアルカリ
度が低過ぎると良好な凝集沈殿効果が得られない。この
ことを解決するため、凝集剤を注入した後の処理水のp
H及びアルカリ度を測定して、測定値が目標値より低い
ときは、目標値との偏差に従ってアルカリ剤を注入する
方法が提案されている。この方法は処理水のp H及び
アルカリ度の両者が目標値を満足しないとき、目標値と
の偏差に従って求められたそれぞれのアルカリ剤注入率
が汀線されて、原水流量に応じた量のアルカリ剤を原水
に注入している。
ところで、処理水pHと処理水アルカリ度に応じて求め
られるそれぞれのアルカリ剤注入率を加算してアルカリ
剤を注入すると、処理水のpH及びアルカリ度が高くな
り過ぎることがおこる。アルカリ剤を原水に注入した場
合、pHが高くなると共にアルカリ度も高くなる。この
ため、どちらか一方のアルカリ剤注入率を加算した分に
相当するだけ、I)H及びアルカリ度が高くなり過ぎる
この結果、目標とする処理水のpH及びアルカリ度に維
持できガいばかりでなく、過剰にアルカリ剤が注入され
ることによって、薬品消費量が増加し不経済となる。一
方、良好な凝集沈殿効果が得られず、沈殿水濁度が高く
なることがおこる。凝具剤を原水に注入すると、加水分
解して凝集核となる水酸化アルミニウムの金属水酸化物
を生成し、これが懸濁コロイド粒子と衝突して粒子間の
吸着。
架橋により2次的に結合する。いわゆる、フロックを生
成する。アルカリ剤の過剰注入によってpHが高くなり
過ぎると、第1図に金属水酸化物(水酸化アルミニウム
)ALの溶解度を示すように、金属水酸化物が溶解し凝
集核が生成されないことがおこる。このため、フロック
の生成が行われず、凝集が良好に遂行されず沈殿水の濁
度が高くなる不具合が生じる。
〔発明の目的〕
本発明の目的とするところは、最小の薬注量で処理水水
質を好適に維持できる浄水場の薬品剤注入制御方法を提
供することにある。
〔発明の概要〕
本発明の特徴とするところは、凝集剤注入後の処理水の
p [−I及びアルカリ度を測定して、それぞれの規定
値との偏差に従って求められるそれぞれのアルカリ剤注
χ率のうち大きい方のアルカリ剤注入率に従ってアルカ
リ剤注入量を修正するようにしたことKある。このよう
Kすることにより、過剰に薬品を注入するとと々く、処
理水水質を好適に維持でき、凝集効果も良好と゛なる。
〔発明の実施例〕
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明するに、
まず、第2図に従い急速濾過法による浄水場設備につい
て説明する。
河川等の取水源Wから取水口1を経て取水された原水は
、導水管2を通ってスクリーン3に達し、ここで木片、
石等が除去される。次いで、沈殿池4に至り粒径の大き
い砂等が除かれた後、着水井5に導かれ別途注入される
塩素と混合される。塩素注入により原水の殺菌と鉄、マ
ンガン等の酸化が行われる。薬品混和池6(以下、単に
混和池と称する。)に導かれ、硫酸バンドまたはPAC
(ポリ塩化アルミニウム)などの凝集剤13と混合され
た後にフロック形成池7へ送られる。フロック形成池7
で原水中の微粒子は凝集してマイクロフロックを形成す
る。このマイクロフロックを含有する凝集水は沈殿池8
に送られ、ここでマイクロフロックの成長と、この成長
に基づき得られるフロックの沈殿除去が行われる。沈殿
池8で除去されなかった微粒子は濾過池9で略々完全に
除去される。瀘過池9では細菌、微生物等も微粒子と共
に除去される。微粒子等が除去された濾過水は塩素渠1
0に送られ、塩素とアルカリ剤の注入によって殺菌とア
ルカリ度の調整が行われる。その後、ポンプ15によっ
て配水池(図示せず)に送られ、各需要端に供給される
このような構成からなる浄水場の設置jiffとその処
理態様において、凝集剤13の注入制御装置は例えば第
3図に示すように構成されている。なお第2図と同一符
号のものは相当物を示す。
第3図において、濁度計20で原水の濁度を測定する。
アルカリ置針21は混)f■池6の上流側に設けられて
おり、凝集剤13注入前の原水アルカリ度を測定する。
流量計22は着水井5の前に設けられ原水流量を測定す
る。42.45及び48は薬品注入ポンプで、それぞれ
塩素41、アルカリ剤44及び凝集剤13を注入する。
アルカリ度計54は混和池6の下流側に設けられており
、凝集剤13注人後の処理水アルカリ度を測定する。
pE(計55は凝集剤13注人後の処理水pHを測定す
る。58及び59は攪拌機で、一方の攪拌機58は混和
池6に設置されて急速な拌を行い、他方の攪拌機59は
フロック形成池7に設置されて緩速攪拌を行う。修正ア
ルカリ度演算器32はアルカI71g−計21で測定さ
れた原水アルカリ度AOと塩素注入率Ctから修正アル
カリ度Asを演算する。良く知られているように塩素1
−に注入すると理論上アルカリ度が1.4四低下するの
で、原水アルカリ度と塩素注入率Ctから修正アルカリ
度A、を第4図に示した如く(2)式に基づいて求める
AI=AO−1,4Ct          ・・・・
・・・・・(2)35は注入率演算器で、修正アルカリ
度A、を規定値ULI以」=に保持するように修正アル
カリ度演算器32で求められた修正アルカリ度AIから
アルカリ剤注入率D A Iを求める。すなわち、AI
≧ULIのときDAI = O KI :アルカリ剤注入率たときのアルカリ度増加分 に従ってアルカリ剤注入率DA、を演算する。注入率演
算器35の特性を第5図に示す。尚、修正アルカリ度A
Iの規定値UL、は取水対象となる原水水質によって異
なり、この規定値は実験的に求められる。実1′倹結果
によると、規定値ULlは15ないし25騨程度である
40は注入率演算器で、アルカリ度計54で測定された
処理水アルカリ度ALOから、処理水アルカリ度が規定
値U L z以上になるようにアルカリ剤注入率DA2
を演算する。すなわち、AI、O≧UL2のときDA2
=O K従って、アルカリ剤注入率Dkzk求める。注入率演
算器40の特性を第6図に示す。尚、規定値U L 2
は実験的に確かめた結果では、規定値U L zは10
ないし15層になる。
比較器51はpH計55で測定された処理水pHとpH
目標値57との偏差ΔpE(を演算する。
53は注入率演算器で、pHuil差Δpl(に基づき
Δp匿0のときDA3=0 ΔpHンOのときDAJ−g(Δp H1を演算し、ア
ルカリ剤注入率DA3を求める。注入率演算器53・は
処理水pHを規定値以上に保ち、凝集効果を高めるよう
にする。伺、取水対象の原水によってH目1@値は異な
る。実;倹結果ではp E(6,5以上あると良好な凝
集効果が得られた。関数gはアルカリ度とpF(の関係
を示すものであり、取水対象の原水によって異なる。従
って、アルカリ及び取水対象の原水を用いて、アルカリ
度とpHの関係を実!倹的に求め、関数gを決定する。
38は加算器で、アルカリ剤注入率DA、と選択回路9
0によって選択されたどちらか一方の高いアルカリ剤注
入率D A 2またはD A sを加算し、アルカリ剤
注入率DA4を求める。
注入率演算器61は加算器38で求められたアルカリ剤
注入率D A < と原水流量に従いアルカリ剤注入量
を求め注入ポンプ45を操作する。一方、34は原水ア
ルカリ度演算器で、修正アルカリ度演算器32で求めら
れた修正アルカリ度AIとアルカリ剤注入率DA4から
凝集剤13が注入される時点での原水アルカリ度A2を
次式(3)K基づいて演算する。
A2=AI +KI −DI’u        ・・
・・・・・・・(3)ここで、KIはアルカリ1解注入
に伴うアルカリ度の増加量であり、この関係を第7図に
示す。
28は凝集剤注入率演算器で、原水濁度T、I及び凝集
剤13が注入される時点でのアルカリ度A2から、第8
図に示したように基準凝集剤注入率Doを(4)式に従
って演算する。
Do= fo  (T−t  、A2 )      
         −−−(4)尚、関数f。は取水原
水により異なるので、取水対象の原水と濁質分を用いて
ジャーテストにより実験的に求める。ここで、基準凝集
剤注入率Doは上澄液濁度が最小となるような注入値で
ある。上澄液濁度と凝集剤注入率の関係は第9図に示す
ようになることが知られており、上澄液濁度が許容値(
例えば21F+)以下となる領域が凝集ゾーンと呼ばれ
ている。従って、凝集ゾーンを形成している凝集剤注入
率の範囲DIないしDzから、上澄液濁度が最小、すな
わち、最も澄んだ水が得られる基準凝集剤注入値Doが
そのときの原水濁度T、lとアルカリ度A2の関係から
演算される。
尚、基準凝集剤注入値Doは演算により求めているが、
経験式に基づいて注入率D0を求めてもよい。
70は処理水アルカリ度演算器で、凝集剤13が注入さ
れる時点でのアルカリ度A2と基準凝集剤注入率Doの
関係から、凝集剤13が注入された後の処理水アルカリ
度A5を演算する。すなわち、演算器70は(5)式に
基づいて処理水アルカリ度A5を演算する。
ん=+A2 K2・Do         ・・・・・
・・・・(5)ここで、K2は凝集剤1p注入に伴うア
ルカリ度の低下=a値である。凝集剤として硫酸ノ(ン
ドを用いた場合、硫酸バンドII−注入すると、0.4
5旧アル力リ度が低下する。一方、凝集剤としてPAC
を用いた場合、アルカリ度の低下定数値Kmは0.15
pとなる。この関係を第10図に示す。
比1咬器71は処理水アルカリ度演算値A5とアルカリ
度計54で実際に測定された処理水アルカリ度測定値A
Lo(以下、実処理水アルカリ度ALOと称する。)を
入力し偏差ΔALを求める。
72は凝集剤注入率補正値DIEを演算する注入補正演
算器である。演算器72は比較器71からのアルカリ度
の差分ΔALが入力される。一方、凝集剤注入に伴うア
ルカリ低下定数値に2が入力されて(6)式に基づいて
凝集剤注入率補正値DKを求める。
Dx二ΔAL / Kt          ・・・・
・・・・・(6)このようにして求められた凝集剤注入
補正値DICは加昨器77に入力される。加算器77は
基準#薬剤注入率Doと凝集剤注入率補正値DKとを加
算して凝集剤注入率Dsを演算する。
このようにして求められた凝集剤注入率演算値Dsは図
示しない演算器に入力され、流量計22で測定された原
水流11との関係から凝集剤注入量をポンプ48を操作
する。
次に係る構成の動作について説明するに、まず、修正ア
ルカリ度演算器32は原水アルカリ度AOと塩素注入率
Ctを入力しく2)式から修正アルカリ度AIを求める
。注入率演算器35は修正アルカリ度A、を入力し、第
5図に示すように修正アルカリ度A1が規定値U L 
を以上あればアルカリ剤注入率DA、を零に、また規定
値以下であれば、規定値ULI を満足するアルカリ剤
注入率DA。
を求める。
一方、注入率演算器40はアルカリ度計54から実処理
水アルカリ度AL、を入力し、実処理水アルカリ度AL
、が規定値UL2以下であれば、規定値UL2以上にな
るようにアルカリ剤注入率D A 2が第5図妊示すよ
うに演算特性で求める。
また、注入率演算器53は比較器51で演算されたp 
H偏差ΔpHに基づき、pH目標値以下であれば、その
目標値を満足するようにアルカリ剤注入率D A sを
演算する。注入率演算器40.53で演算された処理水
アルカリ度ALOに基づくアルカリ剤注入率D A 2
 と処理水pHに基づくアルカリ剤注入率DAsのうち
大きい方を選択回路90で選択し加算器38に加える。
加算器は注入率演算器35で演算したアルカリ剤注入率
DA+とDAxあるいはD A sを加算しアルカリ剤
注入率D A 4を求める。注入量DA4は変換器61
に入力される。この結果、演算器61はアルカリ剤注入
率DA4 と原水流量に従いアルカリ剤注入量を求めポ
ンプ45を操作する。
以上のようにしてアルカリ剤注入を行うのであるが、凝
年剤注入後の処理水のpH及びアルカリ度を所定値に維
持するため求めたアルカリ剤注入率DA2及びDA3の
内、高い方のアルカリ剤注入率を選択している。そして
、このアルカリ剤注入率を修正している。このように、
高い方のアルカリ剤注入率を選択してアルカリ剤を注入
すると少ない薬品使用量で処理水水質を目標値に維持す
ることができる。すなわち、第11図に基づいて説明す
るに、第11図は本発明者らが行った実験結果を示し、
凝集剤(硫酸ばん士)の注入率を種種変化させたときの
凝集沈殿効果に及ぼす処理水pH及びアルカリ度の関係
を示す特性図である。
図中黒丸は沈殿水の濁度が2P以下のときを示し、白丸
は沈殿水の濁度が21−以上のときを示す。同図から処
理水のpHまたはアルカリ度が下限の所定値以下になる
と、沈殿水の濁度は高くなり、良好な凝集沈殿効果が得
られないことがわかる。一方、処理水のpHとアルカリ
度とは、同図に示す如く、処理水のpHが高くなれば、
アルカリ度もそれに対応して高くなり、一義的に相関が
あることがわかる。従って、処理水のp H及びアルカ
リ度が目標値を下回る際、目標値との偏差に従って求め
られたアルカリ剤注入率D A z及びDAs。
内、高い方の注入率を選択してアルカリ剤を注入すれば
よい。すなわち、アルカリ剤の注入に伴いpH及びアル
カリ度が相対的に高くなることから、高い方のアルカリ
剤注入率に従ってアルカリ剤を注入すれば、アルカリ剤
を過剰に注入することなく処理水水質を目標値に推持す
ることができる。
これに対して、従来の如く、目標値との偏差に従って求
められたアルカリ剤注入率を加算して過剰のアルカリ剤
を注入すると、加、はした分に相当するだけ処理水のp
H及びアルカリ度が高くなる。
この結果、処理水水質を目(票値に維持できないばかり
でなく、過剰の県品注入によって薬品消費量が増大し、
不経済となる。アルカリ剤の過剰注入により、処理水の
pH等が高くなり過ぎるとフロック生成が不良となり凝
集沈殿効果が悪く々ることが生じる。
〔発明の効果〕
以上説明したように1本発明の如く処理水のpEl及び
アルカリ度とそれぞれの目標値との偏差によってそれぞ
れ求めたアルカリ剤注入率のうち大きい方のアルカリ剤
注入率に従ってアルカリ剤注入量を修正するようにして
いるので、最小の薬注歌で処理水水質を好適に維持でき
る浄水場の薬品注入制御方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は凝集剤の溶解度を示す特性図、第2図は浄水場
における水処理プロセスを示す構成図、第3図は本発明
の一実施例を示す薬品注入制御装置のブロック図、第4
図から第8図は第3図の部分詳細図、第9図は凝集ゾー
ンと原水アルカリ度及び濁度との関係を示す特性図、第
10図は第3図の部分詳細図、第11図は処理水pE(
及びアルカリ度の関係を示す特性図である。 5・・・着水井、6・・・薬品混和池、7・・・フロッ
ク形成池、8・・・沈殿池、9・・・ヂ過池、20・・
・濁度計、21・・・アルカリ変針、54・・・アルカ
リ変針、55躬4図 筋5図 躬6図 第7図 第8図 フ疑票剤狂人午 躬10図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、取水した原水にアルカリ剤を注入した後に凝集剤を
    注入し原水中の濁質を凝集沈殿させる浄水場において、
    凝集剤が注入された後の処理水p Hと処理水アルカリ
    度がそれぞれに対して定めた規定値以上となるように処
    理水pHと処理水アルカリ度とからそれぞれアルカリ剤
    注入率を求め、両アルカリ剤注入率のうち大きい方のア
    ルカリ剤注入率に基づき前記原水に注入するアルカリ剤
    の注入量を修正するようにしたことを特徴とする浄水場
    の薬品注入制御方法。
JP4705284A 1984-03-14 1984-03-14 浄水場の薬品注入制御方法 Granted JPS59230609A (ja)

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