WO2013062003A1 - 薬品注入制御方法及び薬品注入制御装置 - Google Patents

薬品注入制御方法及び薬品注入制御装置 Download PDF

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愼二 大久保
計 服部
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Asahi Kasei Chemicals Corp
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Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Asahi Kasei Chemicals Corp
Drico Ltd
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Definitions

  • the present invention relates to a chemical injection control method and apparatus in a water purification system.
  • the water supply facilities take into account various factors, including the quality of raw water, the quality of purified water, the scale of the water purification facilities, the operational control, and the level of maintenance management technology.
  • Water purification technology is selected and combined. For example, it is selected from a disinfection-only method, a slow filtration method, a rapid filtration method, and a membrane filtration method, and combined with advanced water purification treatment as required (Non-Patent Document 1).
  • a water purification plant that employs a rapid filtration method is generally used to inject a flocculant and perform rapid stirring, a floc formation pond for growing agglomerates (floc), and a precipitate for removing flocs that have grown.
  • a sedimentation basin and a filtration basin that removes particles and flocs that could not be settled are provided.
  • chemicals such as powdered activated carbon and disinfectant (liquefied chlorine, sodium hypochlorite) are used in addition to the flocculant (sulfuric acid band, polyaluminum chloride, polymer flocculant, iron-based flocculant).
  • the water treatment plant performs proper chemical treatment while monitoring the quality of raw water, purified water, and tap water.
  • the important point of the water purification treatment by the rapid filtration method is to control the injection rate of the flocculant to an appropriate value according to the quality of the raw water and to form a floc with good sedimentation. If the agglomeration process is performed at an inappropriate injection rate, the loss of flocs from the sedimentation basin or the agglomeration failure will lead to an increase in the loss head (filter pit) of the filtration basin, an increase in the washing frequency, and from the filtration basin for fine particles. Problems such as leakage.
  • a combination of activated carbon injection method and membrane filtration method can be taken. Furthermore, depending on conditions such as the type of membrane and permeation flux, an agglomeration process may be necessary, and therefore, a process flow incorporating a chemical injection process including an aggregating agent is often employed. In such a membrane filtration system, a flocculant is added to the water to be filtered in order to improve filterability and coarsen fine particles that can be fouling substances as they are to prevent clogging.
  • FF control feedforward control
  • FB control feedback control
  • the appropriate flocculant injection rate varies depending on the turbidity, alkalinity, pH, water temperature, etc. of the raw water, and differs depending on the quality of the water source. Therefore, it cannot be uniquely determined using only the raw water turbidity as an index. Therefore, conventionally, in the water purification plant, the determination of the coagulation state, the determination of the coagulant injection rate, or the control thereof has been performed by the following method.
  • FF control based on an injection rate arithmetic expression showing a relationship with an appropriate flocculant injection rate, using water quality such as turbidity, pH, alkalinity, and water temperature as raw parameters.
  • This calculation formula is derived by an empirical method based on the jar test and sedimentation water turbidity of the facility.
  • combination with FB control based on the measured value of sediment water turbidity, AI control by fuzzy or neuro so as to be close to the result of jar test by the operator and the operation results of the implementation facility are exemplified. Is done.
  • Patent Documents 1 to 3 are cited as prior art documents disclosing the above FF control, FB control, or a combination thereof.
  • the chemical injection rate is controlled in real time based on the agglomeration start time of particles in raw water.
  • the optimum values of the coagulant injection rate, the pre-alkali agent injection rate, and the post-alkaline agent injection rate are calculated by multiple regression analysis, and the coagulant and alkali are calculated based on these injection rates.
  • the injection amount of the agent is controlled.
  • the injection rate of activated carbon is determined so as to obtain the target water quality.
  • THMFP trihalomethane precursor
  • the chemical injection control method of the present invention is a chemical injection control method for controlling the injection rate of chemicals into the raw water based on the quality of the raw water and the treated water of the water purification system, and the chemical injection rate is set in advance.
  • Calculating the optimum chemical injection rate by correcting the chemical injection rate based on the deviation between the measured value of the water quality index of the treated water obtained by the operation of the chemical injection pump based on the target value of the water quality index, and Corresponding to the water quality index of the raw water by determining the partial regression coefficient of each explanatory variable in the multiple regression equation by performing multiple regression analysis with the optimal chemical injection rate as the target variable and one or more water quality indices as the explanatory variables
  • the chemical injection rate is newly calculated by correcting the basic chemical injection rate based on the measured value of the water quality
  • the chemical injection control device of the present invention is a chemical injection control device that controls the injection rate of chemicals into the raw water based on the quality of the raw water and the treated water of the water purification treatment system, and has a preset chemical injection rate.
  • Optimal chemical injection rate to calculate the optimal chemical injection rate by correcting the chemical injection rate based on the deviation between the measured value of the treated water quality index obtained by the operation of the chemical injection pump based on the target value of the water quality index
  • the raw water is determined by calculating a partial regression coefficient of each explanatory variable of the multiple regression equation by performing a multiple regression analysis using the calculation means and the optimal chemical injection rate as a target variable and using one or more water quality indicators as explanatory variables.
  • Multiple regression analysis calculation means for deriving the calculation formula of the basic chemical injection rate corresponding to the water quality index of the water, and the basic chemical injection corresponding to the water quality index of the raw water by using the measured value of the raw water water quality index to the calculation formula
  • the chemical injection rate is calculated by correcting the basic chemical injection rate based on the measured value of the water quality index of the treated water obtained by controlling the chemical injection pump based on the basic chemical injection rate and the basic chemical injection rate calculating means Is newly calculated and output as a control factor of the chemical injection pump, and provided with a chemical injection rate calculating means for use in the optimum chemical injection rate calculating means.
  • the schematic block diagram of the chemical injection control apparatus which concerns on embodiment of this invention.
  • the flowchart which showed the procedure of the chemical
  • the block diagram of the water purification system which concerns on Embodiment 1 of this invention.
  • the graph which showed the relationship between UV absorbance and chromaticity.
  • the graph which showed the relationship between the optimal coagulant injection rate and the coagulant injection rate.
  • the block diagram of the water purification system which concerns on Embodiment 2 of this invention.
  • the block diagram of the water purification system which concerns on Embodiment 3 of this invention.
  • the chemical injection control device 1 calculates the chemical injection rate for the raw water based on the measurement signal of the raw water and the treated water quality index of the water purification treatment system, and controls the chemical injection pump. Output as.
  • the chemical injection rate is determined based on the deviation between the measured value of the treated water quality index obtained by the operation of the chemical injection pump based on the preset chemical injection rate and the target value of the water quality index.
  • the optimal chemical injection rate is calculated by correcting.
  • the water quality of the raw water is determined by performing a multiple regression analysis using the optimum chemical injection rate as a target variable and one or more water quality indicators as an explanatory variable to determine a partial regression coefficient of each explanatory variable of the multiple regression equation.
  • a formula for calculating the basic chemical injection rate corresponding to the index is derived.
  • the measured value of the raw water quality index is used in the arithmetic expression to calculate the basic chemical injection rate corresponding to the raw water quality index.
  • the chemical injection rate is newly calculated by correcting the basic chemical injection rate based on the measured value of the water quality index of the treated water obtained by operating the chemical injection pump based on the basic chemical injection rate.
  • This chemical injection rate is output as a control factor for the chemical injection pump, while being used for calculation of the optimum chemical injection rate.
  • the control factor is provided to the water purification system as a control signal for the chemical injection pump.
  • the above process is repeatedly executed, and the optimum chemical injection rate and the raw water quality index are added to the past multiple regression analysis data.
  • multiple regression analysis based on this data is periodically executed, and the calculation formula of the basic chemical injection rate for achieving the target treated water quality with respect to the quality of the raw water is constantly updated. Therefore, it is possible to control the chemical injection rate while suppressing the amount of chemical injection more than necessary, and it is possible to set an appropriate chemical injection rate according to the fluctuation of the raw water quality.
  • the quality of the raw water changes even when the water source is the same river, if the intake point and time are different, especially when it is raining, flooding, drought, melting snow, etc. Therefore, as the water quality index, a well-known water quality index is appropriately selected according to the characteristics of the quality of raw water supplied to each water purification facility.
  • water quality index of the raw water and treated water for example, water temperature, turbidity, UV absorbance, chromaticity, pH value, alkalinity, potassium permanganate consumption, TOC (total organic carbon) to TOC (total organic carbon) as appropriate according to the characteristics of the raw water Are selected multiple times.
  • UV absorbance, chromaticity, turbidity and water temperature are preferably selected, and as the water quality index of treated water, chromaticity or turbidity and chromaticity are preferably selected.
  • the measurement points of the water quality index of the raw water and the treated water are appropriately selected from the locations suitable for grasping the characteristics of each water quality in the water purification facility.
  • the chemical injection control device 1 includes an arithmetic control unit 2, a signal input / output unit 3, and a database unit 4.
  • the calculation control unit 2 includes an optimal drug injection rate calculation unit 21, a multiple regression analysis calculation unit 22, a basic drug injection rate calculation unit 23, and a drug injection rate calculation unit 24.
  • the optimum chemical injection rate calculating unit 21 is configured to determine the chemical injection rate based on the deviation between the measured value of the water quality index of the treated water obtained by the operation of the chemical injection pump based on the preset chemical injection rate and the target value of the water quality index.
  • the optimal chemical injection rate is calculated by correcting
  • the multiple regression analysis calculation unit 22 performs multiple regression analysis using the optimum chemical injection rate as a target variable and one or more water quality indicators as explanatory variables to determine partial regression coefficients for each explanatory variable of the multiple regression equation. To derive the calculation formula for the basic chemical injection rate corresponding to the raw water quality index.
  • the basic chemical injection rate calculation unit 23 calculates the basic chemical injection rate corresponding to the raw water quality index by using the measured value of the raw water quality index in the calculation formula. If the raw water quality can be substituted in terms of measurement accuracy, measurement frequency, etc., it is preferable to use the measured value of the water quality measuring instrument. By shortening the data update cycle using the measurement value of the water quality measuring instrument, it becomes possible to collect more data at the time of water quality fluctuation, and therefore, it is possible to perform more accurate multiple regression analysis.
  • the chemical injection rate calculation unit 24 newly calculates the chemical injection rate by correcting the basic chemical injection rate based on the measured value of the water quality index of the treated water obtained by controlling the chemical injection pump based on the basic chemical injection rate. To do. Then, this chemical injection rate is output as a control signal (control factor) of the chemical injection pump while being supplied to the optimal chemical injection rate calculation unit 21.
  • the signal input / output unit 3 receives the measurement signal of the water quality index of the raw water and the treated water from the water quality measuring device of the water purification system. Further, the basic medicine injection rate and the value of the medicine injection rate provided from the arithmetic control unit 2 are output as control signals for the medicine injection pump.
  • the database unit 4 stores the measured values of the water quality indicators provided from the signal input / output unit 3. Further, the optimal chemical injection rate calculated by the arithmetic control unit 2 is stored in association with the measurement signal of the water quality index. Further, the calculation formula of the calculated basic flocculant injection rate and various set values are also stored. The chemical injection rate and water quality data stored in the database unit 4 can be deleted to the extent that there is no problem in controlling the chemical injection rate due to the passage of a certain time.
  • chemical injection rate calculating section 24 sets the chemical injection rate D P by the FB control based on quality of treated water and FF control based on the quality of raw water.
  • the dosing rate D P is outputted from the signal input unit 3 as a control signal for chemical injection pumps of water treatment systems.
  • the dosing pump injects chemicals in this dosing rate D p in the raw water.
  • the chemical injection rate D P is obtained by substituting the basic chemical injection rate D FF calculated by substituting the raw water quality index value measured by the raw water quality measurement device into the preset basic chemical injection rate calculation formula (set in S4). It is calculated by the chemical injection rate correction D FB based on the water quality index value of the treated water measured by the treated water quality measuring device thereafter.
  • the basic chemical injection rate DFF is not calculated due to a deficiency or the like in the measurement value of the raw water quality meter during the chemical injection control, the assumed value and the manual analysis value of the deficient value may be substituted.
  • Chemical injection rate D P can be expressed by the following equation.
  • Chemical injection rate D P Basic chemical injection rate D FF (FF control based on raw water quality) + Chemical injection rate correction D FB (FB control based on treated water quality) Chemical injection rate correction D FB correction value infusion rate for correcting the dosing rate D P as the value of the treated water which has been measured in the process water quality measuring instrument water treatment system is equal to or less than the value of the target quality of treated water Value.
  • the chemical injection rate correction D FB may be synchronized with the data update of the basic chemical injection rate D FF , but the FB control by the treated water quality is shorter than the data update of the basic chemical injection rate D FF. The deviation between the actual treated water quality and the target treated water quality can be kept small by performing.
  • the setting (value) related to the chemical injection rate correction value DFB is maintained until the setting (value) before the update is updated.
  • Optimal dosing rate calculating section 21 is subtracted from the excess infusion rate amount ⁇ D1 the dosing rate D P of the drug corresponding to a deviation between the target quality of water and the treated water in the treated water obtained by the control of the S1 The optimum chemical injection rate D1 is calculated.
  • Optimal dosing rate D1 is excessive when a condition that satisfies the target quality of treated water from the deviation between the treated water and the target quality of treated water which has been measured in the process water quality measuring instrument of the same water treatment system with chemical injection rate D P This is an injection rate calculated by subtracting the injection rate.
  • Optimal dosing rate D1 is as follows infusion rate obtained by subtracting the excess injection amount ⁇ D1 chemicals from chemical dosing rate D P as in Equation.
  • S3 The value of the calculated optimal chemical injection rate D1 is added to the population of the optimal chemical injection rate D1 and raw water quality stored in the database unit 4 together with the value of the raw water quality at this time.
  • the multiple regression analysis calculation unit 22 extracts the population from the database unit 4, performs the multiple regression analysis using the optimum chemical injection rate D1 as a target variable and the water quality index of raw water as an explanatory variable, and explains each of the multiple regression equations. Determine the partial regression coefficient of the variable.
  • the multiple regression equation derived from this is determined as the basic chemical injection rate calculation formula corresponding to the raw water quality index.
  • water quality index of the raw water by the basic chemical injection rate calculating section 23 substitutes the arithmetic expression of the basic dosing rate D FF derived the value of the quality index of the raw water that is measured by the water quality measuring device of the raw water in S4 to calculate a basic chemical injection rate D FF corresponding to (FF control).
  • the basic chemical injection rate DFF is output from the signal input / output unit 3 as a chemical injection pump control signal.
  • the dosing pump injects chemicals in the basic chemical injection rate D FF raw water.
  • chemical injection rate calculating section 24 corrects the injection rate D FF based on the measurement of water quality index of the treated water obtained by the operation of the chemical injection pump based on the basic chemical injection rate D FF calculated in S5 newly calculated dosing rate D P (FB control). Then, subjected to treatment while in S1 to output via the signal input unit 3 to the dosing rate D P as a regulator of the drug infusion pump.
  • the above update of the basic medicine injection rate DFF is executed at a predetermined cycle set in advance.
  • natural water quality measuring device are preserve
  • the predetermined period is arbitrarily set. For example, it can be changed manually or automatically so that the target treated water quality can be achieved according to the magnitude of the time fluctuation of the raw water quality, and when the time fluctuation of the raw water quality becomes large, the predetermined cycle is a short cycle. Become.
  • the by the range of values for the quality indicators of the raw water is divided into a plurality of ranges, performing the multiple regression analysis for each this range It is preferable to derive an arithmetic expression corresponding to each range. It is possible to obtain an equation of higher basic chemical injection rate D FF of calculation accuracy corresponding to each range of the water quality indicator.
  • the basic value corresponding to the raw water quality index is calculated by an arithmetic expression corresponding to the range of the water quality index value to which the measured value of the raw water quality index belongs.
  • the chemical injection rate D FF may be calculated. Can be obtained with high accuracy the basic dosing rate D FF than corresponding to the water quality of raw water.
  • the chemical injection rate of the threshold is output as a control factor for the chemical injection pump of the chemical.
  • Other chemicals may be transferred to the injection control process of steps S2 to S6 and S1. Thereby, the excessive injection
  • the process proceeds from the other medicine injection control process to the injection control process of steps S2 to S6 and S1 for the one medicine. Good. Thereby, the excessive injection
  • the water purification system of this embodiment illustrated in FIG. 3 applies the chemical injection control device 1 as a flocculant injection control means in a water purification system having a membrane filtration system.
  • the chromaticity of the raw water greatly affected the coagulant injection rate more than the turbidity of the raw water.
  • the temperature of the raw water was considered to have an effect on the component composition (molecular weight) of chromaticity, and the biological activity indirectly influenced the flocculant injection rate. Therefore, turbidity and UV absorbance are selected as basic parameters and water temperature as auxiliary parameters as explanatory variable parameters for multiple regression analysis.
  • chromaticity There are two methods for measuring chromaticity: a colorimetric method by comparison with a standard column using a chromaticity standard solution and an absorptiometric method using a wavelength of 390 nm.
  • absorptiometry the turbidity is simultaneously measured by using another wavelength (660 nm) that is felt only in the turbid content, and turbidity compensation is performed.
  • the UV absorbance is used when the organic pollutant present in water absorbs ultraviolet rays, and thus the concentration of the organic pollutant in the measurement water is usually determined by measuring the absorbance at a wavelength of 254 nm.
  • the chromaticity is replaced by UV absorbance, but the chromaticity value and UV absorbance value measured by the absorptiometry measured in a test performed in a water treatment system having a membrane filtration process as a basis thereof.
  • the relationship is shown in FIG.
  • UV absorbance can be adopted as an alternative index of chromaticity.
  • UV absorbance As a reason for adopting UV absorbance as an alternative index of chromaticity, there are many cases where UV absorbance is generally adopted as an organic matter index of raw water in a water purification plant.
  • a chromaticity meter is installed, and this chromaticity meter may be employed if the chromaticity of raw water can be measured.
  • the target treated water quality is determined from the deviation between the actual treated water quality and the target treated water quality when operated at the coagulant injection rate Dg p ′ by the injection rate calculation formula based on the raw water quality according to the conventional method.
  • the excess and deficiency of the injection rate was calculated as a condition that can be cleared.
  • the optimum coagulant injection rate Dg1 ′ in the conventional coagulant injection rate control method was calculated.
  • the optimum flocculant injection rate Dg1 ′ is obtained by correcting the flocculant injection rate of PAC so that the chromaticity of the membrane filtrate is less than 1.0 degree with respect to the flocculant injection rate Dg p ′.
  • FIG. 5 shows the relationship between the optimum coagulant injection rate Dg1 ′ in the coagulant injection test conducted at the membrane treatment experimental plant and the coagulant injection rate Dg p ′ of the membrane treatment experimental plant.
  • the data collection timing of the coagulant injection rate Dg p ′ was once a day and on time (water quality analysis time 9:30), and the collection cycle was approximately 24 hours.
  • the lower region of the relationship line of slope 1 shown in FIG. 5 shows a data region in which the coagulant injection rate Dg p ′ is negatively corrected as compared with the optimum coagulant injection rate Dg1 ′. Since most of the data is plotted in this data area, the coagulant injection rate Dgp ′ set in the experimental plant is substantially lower than the optimum coagulant injection rate Dg1 ′, and the coagulant injection amount is insufficient. It represents a trend.
  • the water purification system of the present embodiment includes a raw water tank 11, a removal Mn tower 12, a flocculant tank 13, a slow stirring tank 14, a precipitation tank 15, a membrane raw water tank 16, a membrane immersion tank 17,
  • the chemical injection control device 1 is provided in a facility including a membrane filtration water tank 18 and a drain tank 19.
  • the raw water tank 11 includes a UV absorbance meter 111, a turbidity meter 112, and a water temperature meter 113.
  • the flocculant tank 13 stores the flocculant.
  • the flocculant examples include PAC (polyaluminum chloride), sulfuric acid band, polymer flocculant, and iron-based flocculant.
  • the flocculant tank 13 is provided with a flocculant injection pump P1 for injecting the flocculant from the Mn removal tower 12 to the removed Mn treated water supplied to the slow stirring tank.
  • the flocculant injection pump P1 operates based on a control signal provided from the chemical injection control device 1.
  • the membrane immersion tank 17 is provided with a membrane separation unit for performing solid-liquid separation treatment on the precipitation treated water supplied from the membrane raw water tank 16.
  • the membrane filtration water tank 18 includes a chromaticity meter 181 for measuring the chromaticity of the treated water supplied from the membrane immersion tank 17.
  • UV absorption meter 111, turbidity meter 112, water temperature meter 113, and chromaticity meter 181 employ a well-known measurement method.
  • the UV absorbance meter 111 employs, for example, a method of measuring UV absorbance in a 10 mm cell after subjecting raw water to sand filtration.
  • the turbidimeter 112 employs a surface scattering method, for example.
  • the water temperature gauge 113 employs a method using a resistance temperature detector, for example.
  • the chemical injection control device 1 of this embodiment receives each measurement signal from the UV absorbance meter 111, the turbidity meter 112, the water temperature meter 113, and the chromaticity meter 181 and outputs a control signal to the flocculant injection pump P1.
  • the chemical injection rate calculation unit 24 is a basic coagulant injection rate calculation formula in which values of UV absorbance, turbidity, and water temperature of raw water measured by the UV absorbance meter 111, the turbidity meter 112, and the water temperature meter 113 are set in advance. Substituting into the calculation formula (1) described later, the basic flocculant injection rate Dg FF is calculated (FF control). Based on this basic coagulant injection rate Dg FF , the operation of the coagulant injection pump P1 is controlled.
  • the basic flocculant injection rate Dg FF is set such that there is no deviation between the chromaticity value of the treated water measured by the chromaticity meter 181 and the target chromaticity value of the treated water set in advance in the calculation control unit 2.
  • the coagulant injection rate Dg P is output from the signal input / output unit 3 as a control signal of the coagulant injection pump P1.
  • Coagulant injection pump P1 is injected into the raw water is subjected to flocculant in the coagulant injection rate Dg p to slow stirring tank 14.
  • the optimum chemical injection rate calculating unit 21 corresponds to a deviation between the chromaticity value of the treated water (measured value of the chromaticity meter 181) obtained by the control in S1 and the target value of the chromaticity of the treated water.
  • the value of the calculated optimum flocculant injection rate Dg1 is the raw water quality index (UV absorbance, turbidity, water temperature) at this time together with the optimum flocculant injection rate Dg1 and raw water quality index in the database unit 4 Added to the population.
  • the multiple regression analysis calculation unit 22 extracts the population from the database unit 4 and performs a multiple regression analysis using the optimum flocculant injection rate Dg1 as a target variable and the UV absorbance, turbidity, and water temperature of the raw water as explanatory variables.
  • the partial regression coefficient ( ⁇ , ⁇ , ⁇ ) and constant term ( ⁇ ) of each explanatory variable of the multiple regression equation are determined.
  • the multiple regression equation thus derived is defined as a basic coagulant injection rate calculation formula for calculating the basic coagulant injection rate Dg FF corresponding to the UV absorbance, turbidity, and water temperature of the raw water.
  • the calculation formula is shown below.
  • the basic chemical injection rate calculation unit 23 substitutes the values of the UV absorbance, turbidity, and water temperature of the raw water measured by the UV absorbance meter 111, the turbidity meter 112, and the water temperature meter 113 into the calculation formula (1).
  • the basic flocculant injection rate Dg FF corresponding to the raw water quality index is calculated (FF control).
  • the basic coagulant injection rate Dg FF is output from the signal input / output unit 3 as a control signal of the coagulant injection pump P1.
  • the flocculant injection pump P1 injects the flocculant into the raw water supplied to the slow stirring tank 14 at the basic flocculant injection rate Dg FF .
  • the chemical injection rate calculation unit 24 performs injection based on the measured value of the water quality index (chromaticity) of the treated water obtained by the operation of the coagulant injection pump P1 at the basic coagulant injection rate Dg FF calculated in S5.
  • the flocculant injection rate Dg P is newly calculated by correcting the rate Dg FF (FB control). Specifically, the basic flocculant so that there is no deviation between the chromaticity value of the treated water measured by the chromaticity meter 181 and the target chromaticity value of the treated water set in advance in the arithmetic control unit 2.
  • the injection rate Dg FF is corrected, and a new flocculant injection rate Dg P is calculated.
  • the flocculant injection rate Dg P is output as a control signal of the flocculant injection pump P1 via the signal input / output unit 3 while being used for the processing in S1.
  • the basic flocculant injection rate Dg FF is calculated by the calculation according to the calculation formula (1), and each data for multiple regression analysis (the value of the optimal flocculant injection rate Dg1 and the water quality index (UV absorbance at this time) , Turbidity, water temperature)) are sequentially collected and accumulated in the database unit 4. Further, since the calculation formula (1) is updated using the accumulated data, the calculation accuracy of the basic coagulant injection rate Dg FF is improved, and highly reliable coagulant injection control is realized. Furthermore, since the basic flocculant injection rate Dg FF is corrected by the FB control, it is possible to follow changes in the quality of raw water.
  • Example 1 As an example of Embodiment 1, the raw water of the water purification plant was used and evaluated by a flocculant injection test for about one year at a membrane treatment experimental plant according to the water purification treatment system of FIG.
  • the flocculant polyaluminum chloride was used.
  • the data update in this example was performed at a cycle of 24 hours, that is, once a day and on time (water quality analysis time 9:30).
  • a graph showing a comparison between the optimum coagulant injection rate Dg1 calculated in this example and the basic coagulant injection rate Dg FF is shown in FIG.
  • the error part is corrected (FB control) in the basic coagulant injection rate Dg FF in S6 and S1, and each data for multiple regression analysis is sequentially stored in the database unit 4, and by using this data, Calculation accuracy is improved.
  • the calculation was performed based on the water quality measurement data measured once a day.
  • the cycle of this calculation is performed at a constant cycle or when the water quality change of the raw water exceeds the change width value per predetermined time, membrane filtration is performed. It is good also as a case where the water quality change of treated water exceeds the change width per predetermined time.
  • the ranges of measured values of UV absorbance, turbidity, and water temperature which are explanatory variables, are divided into a plurality of cases based on factors such as seasonal variation. For example, even in the case of the fluctuation, the reliability of the flocculant injection control can be further improved.
  • polyaluminum chloride is used, but similar results can be obtained even when a sulfuric acid band, a polymer flocculant, and an iron-based flocculant are used.
  • Embodiment 2 The water purification system of Embodiment 2 illustrated in FIG. 7 employs the chemical injection control device 1 as an injection control unit for powdered activated carbon in a water purification system having a membrane filtration system.
  • the water purification system of this embodiment has the same configuration as that of the water purification system of Embodiment 1 except that the turbidimeter 112 is not provided and that the activated carbon slurry tank 31 is provided instead of the flocculant tank 13. .
  • the activated carbon slurry tank 31 includes a slurry injection pump P ⁇ b> 2 for injecting the activated carbon slurry from the Mn removal tower 12 to the removal Mn treated water supplied to the slow stirring tank 14.
  • the slurry injection pump P2 operates based on a control signal provided from the chemical injection control device 1.
  • the treatment target with activated carbon is removal of soluble organic matter and turbidity is not an explanatory variable, so chromaticity and water temperature are explanatory variables. It is said.
  • UV absorbance is applied as an alternative to the chromaticity of raw water based on the characteristics shown in FIG.
  • the chemical injection rate calculation unit 24 is a basic activated carbon injection rate calculation formula in which the UV absorbance and water temperature values measured by the UV absorbance meter 111 and the water temperature meter 113 are set in advance (calculation formula (2) described later). And the basic activated carbon injection rate Dk FF is calculated (FF control). The operation of the slurry injection pump P2 is controlled based on the basic activated carbon injection rate Dk FF . Next, the basic activated carbon injection rate Dk FF is set so that there is no deviation between the chromaticity value of the treated water measured by the chromaticity meter 181 and the target chromaticity value set in advance in the arithmetic control unit 2. Correction is made to the activated carbon injection rate Dk P (FB control).
  • the activated carbon injection rate Dk P is output from the signal input / output unit 3 as a control signal of the slurry injection pump P2.
  • Slurry infusion pump P2 is injected into the raw water to be subjected to activated carbon slurry in this activated carbon infusion rate Dk p to slow stirring tank 14.
  • the optimum chemical injection rate calculating unit 21 corresponds to a deviation between the chromaticity value of the treated water (measured value of the chromaticity meter 181) obtained by the control in S1 and the target value of the chromaticity of the treated water.
  • activated carbon slurry excess infusion rate amount ⁇ D1 calculates the optimum activated carbon infusion rate Dk1 subtracted from the activated carbon infusion rate Dk P.
  • the multiple regression analysis calculation unit 22 extracts the population from the database unit 4 and uses the optimum activated carbon injection rate Dk1 as a target variable and performs multiple regression analysis using the UV absorbance of the raw water and the water temperature as explanatory variables to obtain a multiple regression equation.
  • the partial regression coefficients ( ⁇ ′, ⁇ ′) and constant terms ( ⁇ ′) of each explanatory variable are determined.
  • the multiple regression equation thus derived is defined as a basic activated carbon injection rate calculation formula for calculating the basic activated carbon injection rate Dk FF corresponding to the UV absorbance and water temperature of raw water. The calculation formula is shown below.
  • S5 The basic chemical injection rate calculation unit 23 substitutes the value of the raw water quality index (UV absorbance, water temperature) measured by the UV absorbance meter 111 and the water temperature meter 113 into the calculation formula (2), thereby calculating the quality index of the raw water.
  • the basic activated carbon injection rate Dk FF corresponding to is calculated (FF control).
  • the basic activated carbon injection rate Dk FF is output from the signal input / output unit 3 as a control signal of the slurry injection pump P2.
  • the slurry injection pump P2 injects the activated carbon slurry into the raw water supplied to the slow stirring tank 14 at the basic activated carbon injection rate Dk FF .
  • chemical injection rate calculating section 24 is the infusion rate based on the measured value of the water quality index of the treated water obtained by the operation of the slurry pump P2 of the basic activated carbon infusion rate Dk FF calculated in S5 (chromaticity) Dk FF Is corrected to newly calculate the activated carbon injection rate Dk P (FB control).
  • the basic activated carbon injection is performed so that there is no deviation between the chromaticity value of the treated water measured by the chromaticity meter 181 and the target value of the chromaticity of the treated water set in advance in the calculation control unit 2.
  • the new activated carbon injection rate Dk P is calculated by correcting the rate Dk FF . Then, subjecting the activated carbon infusion rate Dk P to treatment while in S1 to output via the signal input and output section 3 as a control signal of a slurry injection pump P2.
  • the basic activated carbon injection rate Dk FF is calculated by the calculation according to the equation (2), and each data for multiple regression analysis (the value of the optimum activated carbon injection rate Dk1 and the water quality index (UV absorbance, water temperature) at this time )) Is sequentially collected and accumulated in the database unit 4. Further, since the calculation formula (2) is updated using the accumulated data, the calculation accuracy of the basic activated carbon injection rate Dk FF is improved, and highly reliable activated carbon injection control is realized. Furthermore, since the basic active injection rate Dk FF is corrected by the FB control, it is possible to follow fluctuations in the quality of the raw water.
  • the relationship between the optimum activated carbon injection rate Dk1 and the basic activated carbon rate Dk FF has a correlation and an error part of both as in the case of the embodiment. Can be estimated.
  • the error part is the data for multiple regression analysis with the base activated carbon injection rate Dk FF is corrected (FB control) is sequentially stored in the database unit, thereby improving the calculation accuracy by utilizing this data.
  • Embodiment 3 The water purification system of Embodiment 3 illustrated in FIG. 8 employs the chemical injection control device 1 as a flocculant injection control means in a water purification system having a rapid filtration method.
  • the water purification treatment system of this embodiment includes the chemical injection control device 1 in a facility including a landing well 41, a flocculant tank 42, a mixing basin 43, a flock formation basin 44, a sedimentation basin 45, a rapid filtration basin 46, and a water purification basin 47.
  • the landing well 41 includes a UV absorbance meter 111, a turbidity meter 112, and a water temperature meter 113.
  • the flocculant tank 42 stores the flocculant.
  • polyaluminum chloride (PAC) sulfuric acid band, polymer flocculant, iron-based flocculant and the like are appropriately selected as the flocculant according to the characteristics of raw water.
  • the flocculant tank 42 includes a flocculant injection pump P ⁇ b> 1 for injecting the flocculant into the raw water in the mixing basin 43.
  • the rapid filtration basin 46 includes a turbidimeter 461 for measuring the turbidity of the sedimentation water supplied from the sedimentation tank 45.
  • the rapid filtration pond 46 includes a chromaticity meter 181 for measuring the chromaticity of the treated water discharged from the pond 46.
  • a turbidimeter 461 having the same specifications as the turbidimeter 112 of the first embodiment is applied.
  • the chemical injection control apparatus 1 receives each measurement signal from the UV absorbance meter 111, the turbidity meter 112, 461, the water temperature meter 113, and the chromaticity meter 181 and outputs a control signal for the flocculant injection pump P1. .
  • the chemical injection rate calculation unit 24 is a basic coagulant injection rate calculation formula in which values of UV absorbance, turbidity, and water temperature of raw water measured by the UV absorbance meter 111, the turbidity meter 112, and the water temperature meter 113 are set in advance. Substituting into the calculation formula (3) described later, the basic coagulant injection rate Dg FF is calculated (FF control). Based on this basic coagulant injection rate Dg FF , the operation of the coagulant injection pump P1 is controlled.
  • the basic coagulant injection rate Dg FF is corrected to the coagulant injection rate Dg P so that there is no deviation between the target value of turbidity and the target value of chromaticity of filtered water (FB control).
  • the coagulant injection rate Dg P is output from the signal input / output unit 3 as a control signal of the coagulant injection pump P1.
  • the coagulant injection pump P1 injects coagulant raw water mixing basin 43 in this coagulant injection rate Dg p.
  • the target turbidity value of the treated water set and held in advance by the calculation control unit 2 needs to manage the turbidity of the precipitated treated water to about 0.5 degrees or less in the rapid filtration method, for example, 0.5 degrees.
  • the optimum chemical injection rate calculating unit 21 obtains the turbidity value of the precipitated treated water (measured value of the turbidimeter 461) obtained by the control in S1 and the chromaticity value of the filtered treated water (of the chromaticity meter 181).
  • the coagulant excess injection rate ⁇ D1 corresponding to the deviation between the measured value
  • the target value of the turbidity of the precipitation treated water and the target value of the chromaticity of the filtered treated water is subtracted from the coagulant injection rate Dg P to achieve optimum coagulation.
  • the agent injection rate Dg1 is calculated.
  • the value of the calculated optimum flocculant injection rate Dg1 is the raw water quality index (UV absorbance, turbidity, water temperature) at this time together with the optimum flocculant injection rate Dg1 and raw water quality index in the database unit 4 Added to the population.
  • the multiple regression analysis calculation unit 22 extracts the population from the database unit 4 and performs a multiple regression analysis using the optimum flocculant injection rate Dg1 as a target variable and the UV absorbance, turbidity, and water temperature of the raw water as explanatory variables.
  • a partial regression coefficient ( ⁇ 1 , ⁇ 1 , ⁇ 1 ) and a constant term ( ⁇ 1 ) are determined for each explanatory variable of the multiple regression equation.
  • the multiple regression equation thus derived is defined as a basic coagulant injection rate calculation formula for calculating the basic coagulant injection rate Dg FF corresponding to the UV absorbance, turbidity, and water temperature of the raw water. The calculation formula is shown below.
  • the basic chemical injection rate calculation unit 23 substitutes the value of the raw water quality index (UV absorbance, turbidity, water temperature) measured by the UV absorbance meter 111, the turbidity meter 112, and the water temperature meter 113 into the calculation formula (3). By doing so, the basic flocculant injection rate Dg FF corresponding to the water quality index of the raw water is calculated (FF control).
  • the basic coagulant injection rate Dg FF is output from the signal input / output unit 3 as a control signal of the coagulant injection pump P1.
  • the flocculant injection pump P1 injects the flocculant into the raw water in the mixing basin 43 at the basic flocculant injection rate Dg FF .
  • the chemical injection rate calculation unit 24 calculates the water quality index (turbidity) of the precipitated treated water and the quality of the filtered treated water obtained by the operation of the flocculant injection pump P1 at the basic coagulant injection rate Dg FF calculated in S5. Based on the measured value of the index (chromaticity), the injection rate Dg FF is corrected, and the flocculant injection rate Dg P is newly calculated (FB control).
  • the new coagulant injection rate Dg P is calculated by correcting the basic coagulant injection rate Dg FF so that there is no deviation between the target value of the turbidity of the treated water and the target value of the chromaticity of the filtered treated water.
  • the flocculant injection rate Dg P is output as a control signal of the flocculant injection pump P1 via the signal input / output unit 3 while being used for the processing in S1.
  • the basic coagulant injection rate Dg FF is calculated by the calculation based on the calculation formula (3), and each data for the multiple regression analysis (the value of the optimal coagulant injection rate Dg1 and the water quality index (UV absorbance at this time) , Turbidity, water temperature)) are sequentially collected and accumulated in the database unit 4.
  • the calculation formula (3) is updated using the accumulated data, the calculation accuracy of the basic coagulant injection rate Dg FF is improved, and highly reliable coagulant injection control is realized.
  • the basic flocculant injection rate Dg FF is corrected by the FB control, it is possible to follow changes in the quality of raw water.
  • the relationship between the optimum coagulant injection rate Dg1 and the basic coagulant charcoal rate Dg FF is similar to the above embodiment in the correlation and error between them. It can be estimated that it has a part.
  • the error part is corrected (FB control) for the basic flocculant injection rate Dg FF , and each data for multiple regression analysis is sequentially stored in the database unit 4, and the calculation accuracy is improved by using this data. .
  • Embodiment 4 The water purification system of Embodiment 4 illustrated in FIG. 9 uses the chemical injection control device 1 as an injection control unit for powdered activated carbon in a water purification system having a rapid filtration method.
  • the water purification system of this embodiment does not include the turbidimeters 112 and 461, and includes an activated carbon slurry tank 51 instead of the flocculant tank 42, and injects the activated carbon slurry into the raw water in the landing well 41 instead of the mixing basin 43. Except to do, it has the same configuration as the water purification system of Embodiment 3.
  • the activated carbon slurry tank 51 includes a slurry injection pump P2 for injecting the activated carbon slurry into the raw water in the landing well 41.
  • the slurry injection pump P2 operates based on a control signal provided from the chemical injection control device 1.
  • the chemical injection rate calculation unit 24 is a basic activated carbon injection rate calculation formula in which the UV absorbance and water temperature values measured by the UV absorbance meter 111 and the water temperature meter 113 are preset (calculation formula (4) described later). And the basic activated carbon injection rate Dk FF is calculated (FF control). The operation of the slurry injection pump P2 is controlled based on the basic activated carbon injection rate Dk FF . Next, the basic activated carbon injection rate Dk so that there is no deviation between the chromaticity value of the filtered water measured by the chromaticity meter 181 and the target value of the chromaticity of the filtered water preset in the calculation control unit 2. FF is corrected to the activated carbon injection rate Dk P (FB control).
  • the activated carbon injection rate Dk P is output from the signal input / output unit 3 as a control signal of the slurry injection pump P2.
  • Slurry infusion pump P2 injects activated carbon slurry in this activated carbon infusion rate Dk p raw water in the reservoir well 41.
  • the optimal chemical injection rate calculation unit 21 calculates the deviation between the chromaticity value of the filtered water (measured value of the chromaticity meter 181) obtained by the control in S1 and the target value of the chromaticity of the filtered water. excess injection rate amount ⁇ D1 the corresponding activated carbon slurry for calculating an optimum activated carbon infusion rate Dk1 subtracted from the activated carbon infusion rate Dk P.
  • the multiple regression analysis calculation unit 22 extracts the population from the database unit 4 and uses the optimum activated carbon injection rate Dk1 as a target variable and performs multiple regression analysis using the UV absorbance of the raw water and the water temperature as explanatory variables to obtain a multiple regression equation. Determine the partial regression coefficients ( ⁇ 1 ′, ⁇ 1 ′) and constant terms ( ⁇ 1 ′) for each explanatory variable.
  • the multiple regression equation thus derived is defined as a basic activated carbon injection rate calculation formula for calculating the basic activated carbon injection rate Dk FF corresponding to the UV absorbance and water temperature of raw water. The calculation formula is shown below.
  • the basic chemical injection rate calculation unit 23 substitutes the value of the raw water quality index (UV absorbance, water temperature) measured by the UV absorbance meter 111 and the water temperature meter 113 into the calculation formula (4) to thereby calculate the quality index of the raw water.
  • the basic activated carbon injection rate Dk FF corresponding to is calculated (FF control).
  • the basic activated carbon injection rate Dk FF is output from the signal input / output unit 3 as a control signal of the slurry injection pump P2.
  • the slurry injection pump P2 injects the activated carbon slurry into the raw water in the landing well 41 at the basic activated carbon injection rate Dk FF .
  • the chemical injection rate calculator 24 calculates the injection rate based on the measured value of the water quality index (chromaticity) of the filtered treated water obtained by the operation of the slurry injection pump P2 at the basic activated carbon injection rate Dk FF calculated in S5.
  • the activated carbon injection rate Dk P is newly calculated by correcting Dk FF (FB control). Specifically, the chromaticity value of the filtered treated water measured by the chromaticity meter 181, the target value of the turbidity of the precipitated treated water set in advance in the calculation control unit 2, and the chromaticity target of the filtered treated water
  • the basic activated carbon injection rate Dk FF is corrected so that there is no deviation from the value, and a new activated carbon injection rate Dk P is calculated. Then, subjecting the activated carbon infusion rate Dk P to treatment while in S1 to output via the signal input and output section 3 as a control signal of a slurry injection pump P2.
  • the basic activated carbon injection rate Dk FF is calculated by the calculation according to the equation (4), and each data for the multiple regression analysis (the value of the optimum activated carbon injection rate Dk1 and the water quality index (UV absorbance, water temperature) at this time )) Is sequentially collected and accumulated in the database unit 4. Also, since the calculation formula (4) is updated using the accumulated data, the calculation accuracy of the basic activated carbon injection rate Dk FF is improved, and highly reliable activated carbon injection control is realized. Furthermore, since the basic active injection rate Dk FF is corrected by the FB control, it is possible to follow fluctuations in the quality of the raw water.
  • the relationship between the optimum activated carbon injection rate Dk1 and the basic activated carbon rate Dk FF has a correlation and an error part of both as in the present embodiment. Can be estimated.
  • the error portion is corrected (FB control) with the basic activated carbon injection rate Dk FF , and each data for multiple regression analysis is sequentially stored in the database unit 4, and the calculation accuracy is improved by using this data.
  • Embodiments 1 to 4 described above are aspects of chemical injection control when a flocculant or activated carbon slurry is used alone as a chemical, but the chemical injection control method of the present invention can also be applied to injection control of a plurality of types of chemicals.
  • the present invention can also be applied to a case where the type of chemical targeted for chemical injection control is changed to another chemical when the injection rate of one chemical exceeds a predetermined value.
  • the injection rate is controlled using PAC as a flocculant for the purpose of removing soluble organic substances such as chromaticity components
  • the agglomeration with a basic flocculant injection rate of a predetermined value or more is performed.
  • the PAC injection rate is fixed when the agent injection rate is reached, and the chemical targeted for chemical injection control is changed from PAC to another chemical such as activated carbon slurry.
  • the injection rate of PAC a flocculant
  • the maximum flocculant injection rate is set to about 200 mg / l. May be. In this case, it is necessary to execute coagulant injection rate control and activated carbon injection control as chemical injection rate control.
  • the chemical injection control device 1 of the present embodiment suppresses excessive injection of the flocculant by the injection control of the PAC and the activated carbon slurry according to the following procedures (1) to (4).
  • a control example in the case where the value of the basic flocculating agent injection rate of the PAC is the threshold value (200 mg / l) in the water purification system combining Embodiments 1 and 2 will be described.
  • the same procedure as the following procedure should just be performed also in the water purification system which combined Embodiment 3,4.
  • the operation of the PAC infusion pump is controlled by repeatedly executing S1 to S6 in the first embodiment.
  • This embodiment is a combined injection control of PAC and activated carbon slurry, but the injection control of multiple types of chemicals according to the present invention is not limited to this embodiment. For example, it can be applied even when the type of chemical to be injected is switched to another chemical when the injection rate of one chemical exceeds a specified value. Various combinations are possible depending on various conditions such as.
  • the water quality index of raw water and treated water is not limited to the water quality index listed in Embodiments 1 to 5, and a well-known water quality index is appropriately selected according to the characteristics of the raw water quality of each water purification facility.
  • the measurement points of the water quality index of the raw water and the treated water are not limited to the measurement points of the water quality index listed in the first to fifth embodiments, and are appropriately selected from the points suitable for grasping the characteristics of the raw water and the treated water in the water purification facility. Is done.

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Abstract

　薬品注入制御装置１は予め設定された薬品注入率に基づく薬品注入ポンプの運転による処理水の水質指標の測定値と当該水質指標の目的値との偏差に基づき当該薬品注入率を補正して最適薬品注入率を算出する。次いで、前記最適薬品注入率を目標変数とすると共に原水の一種以上の水質指標を説明変数とする重回帰分析を行い当該水質指標に対応した基本薬品注入率の演算式を導出する。次いで、原水の水質指標の測定値を前記演算式に供して当該水質指標に対応した基本薬品注入率を算出する。次いで、前記基本薬品注入率に基づく薬品注入ポンプの運転による処理水の水質指標の測定値に基づき当該基本薬品注入率を補正して薬品注入率を新たに算出し、これを当該薬品注入ポンプの制御因子として出力する一方で前記最適薬品注入率の演算に供する。

Description

薬品注入制御方法及び薬品注入制御装置
　本発明は浄水処理システムにおける薬品注入制御方法及びその装置に関する。
　水道施設では水質基準に適合した水道水を安定して給水できるようにするため原水水質、浄水水質の管理目標、浄水施設の規模、運転制御及び維持管理技術の管理水準等を考慮して様々な方式が選択、組み合わされた浄水技術が適用されている。例えば、消毒のみの方式、緩速ろ過方式、急速ろ過方式、膜ろ過方式から選択され、必要に応じて高度浄水処理等が組み合わされている（非特許文献１）。
　今日においては高濁度にも耐えられること、原水のある程度以上の汚染にも耐えられることや広大な用地が必要でなく効率的なこと等から水道の約７５％（水量比）が急速ろ過方式を採用している。
　急速ろ過方式を採用した浄水場は、一般的に凝集剤を注入するとともに急速攪拌を実施する混和池と、凝集体（フロック）を成長させるフロック形成池と、成長したフロックを沈殿除去するための沈殿池と、沈殿しきれなかった粒子やフロックを除去するろ過池とを備える。
　浄水処理では、凝集剤（硫酸バンド、ポリ塩化アルミニウム、高分子凝集剤、鉄系凝集剤）以外に粉末活性炭や消毒剤（液化塩素、次亜塩素酸ナトリウム）などの薬品が用いられている。また、浄水場では原水、浄水及び給水栓水の水質状況を監視しながら適正な薬品処理を行っている。
　そして、原水の水質に何らかの異常が生じた場合、これらの浄水用薬品の注入を正常時と比較して強化する対策が採られている。例えば、原水においてマンガンなどの還元性の物質、アンモニア性窒素、有機物等が高濃度となった場合、塩素注入率を通常よりも高くするような対応が採られている。また、合成洗剤等の濃度が高くなることや臭気若しくはフェノール類による汚染が察知された場合、通常、粉末活性炭処理が行われている。このような場合には粉末活性炭の注入に加えて塩素処理や凝集沈殿処理も強化する必要がある。
　急速ろ過方式による浄水処理の重要なポイントは原水の水質に応じて凝集剤の注入率を適正な値に制御し、沈降性のよいフロックを形成することである。不適切な注入率によって凝集処理を行った場合には沈殿池からのフロックのキャリーオーバーや凝集不良により、ろ過池の損失水頭（ろ坑）の上昇、洗浄頻度の上昇、微細粒子のろ過池からの漏出等の問題が生じる。
　また、有機物やカビ臭等の溶解性成分の除去を目的とする活性炭処理では活性炭注入方式と膜ろ過方式とを組み合わせた方式もとり得る。さらに、膜の種類や透過流束等の条件によっては、凝集処理が必要な場合があるため凝集剤をはじめとする薬品注入処理を組み入れた処理フローも採られることも多くなっている。このような膜ろ過方式ではろ過性の改善及びそのままではファウリング物質となり得る微細粒子を粗大化させて目詰まりを防止するために被ろ過水に対して凝集剤が添加されている。
　ところで、従来の薬品注入制御方法ではフィードフォワード制御（以下、ＦＦ制御）とフィードバック制御（以下、ＦＢ制御）との組み合わせが実行されている。
　適正な凝集剤注入率は原水の濁度、アルカリ度、ｐＨ、水温などによって変化し、水源水質ごとに異なるので、原水濁度のみを指標として一義的に決定することはできない。そのため、従来から浄水場では次の方法で凝集状況の判定や凝集剤注入率の決定またはその制御が行われている。
　例えば、原水の濁度やｐＨ、アルカリ度、水温等の水質をパラメータとして、適正な凝集剤注入率との関係を示した注入率演算式に基づきＦＦ制御するものが挙げられる。この演算式はジャーテストや実施設の沈殿水濁度等に基づく経験的な方法で導き出したものである。そして、この制御方式の発展型として、沈殿水濁度の測定値に基づくＦＢ制御との組合せや、オペレータによるジャーテストの結果や実施施設の運用実績に近づけるようにファジーやニューロによるＡＩ制御が例示される。
　上記のＦＦ制御またはＦＢ制御若しくはこれらの組合せを開示した先行技術文献としては例えば特許文献１～３が挙げられる。
　特許文献１に開示された薬品注入制御法では原水中の粒子の集塊化開始時間に基づき薬品の注入率をリアルタイムで制御している。
　特許文献２に開示された凝集剤添加制御法では膜分離手段の膜ろ過水の紫外線吸光度の値に基づき凝集剤添加量を制御することにより凝集剤の過剰添加を防止している。
　特許文献３に開示された凝集剤注入制御法では重回帰分析により凝集剤注入率、前アルカリ剤注入率、後アルカリ剤注入率の最適値を演算し、これらの注入率に基づき凝集剤やアルカリ剤の注入量を制御している。
　一方、有機物やカビ臭等の溶解性成分の除去を目的とする活性炭の注入制御においては目標水質が得られるように活性炭の注入率が決定されている。しかし、トリハロメタン前駆物質（以下、ＴＨＭＦＰ）やカビ臭は測定に非常に時間がかかるため、現場での測定結果に基づいた活性炭注入制御を行うことは困難である。
　そこで、除去対象物質を統計的手法で予測することや代替指標などによって活性炭注入制御を行う方法が提案されている。例えば、ＴＨＭＦＰの生成量が原水の水温や導電率等で大きく変化することから除去対象物質を統計的手法で予測することで当該生成量に対応した活性炭の注入量を決定する方法が提案されている（特許文献４）。
　しかしながら、従来の制御技術では以下の問題点がある。
　原水の水質の時間的な変動が大きくなると、ＦＢ制御に時間遅れが生じるため、薬品注入率の十分な追従が困難となっている。そのため、原水の水質の変動に応じていかに適切に薬品注入率を設定するかが重要となる。
　また、実際の薬品注入制御では原水の水質に変動があっても目標処理水質を満たすように薬品注入量に余裕をもたせた薬品注入率により運転している。しかも、原水水質の変動時には余裕度をさらに高めることにより目標水質を満たす必要がある。しかしながら、このような薬品注入制御方法では必要以上の薬品量で注入するため薬品コストの上昇につながっている。特に原水水質の変動時にはその影響が顕著となっている。
水道施設設計指針改定委員会著，「水道施設設計指針２０００」，社団法人日本水道協会発行，２０００年３月３１日，ｐｐ．１４6－１５４
特開２０１１－１１１０７号公報 特開平８－１１７７４７号公報 特開２００５－３２９３５９号公報 特開２００５－２３０６２９号公報
　そこで、本発明の薬品注入制御方法は、浄水処理システムの原水及び処理水の水質に基づき当該原水への薬品の注入率を制御する薬品注入制御方法であって、予め設定された薬品注入率に基づく薬品注入ポンプの運転によって得られた処理水の水質指標の測定値と当該水質指標の目的値との偏差に基づき当該薬品注入率を補正することにより最適薬品注入率を算出する過程と、前記最適薬品注入率を目標変数とすると共に原水の一種以上の水質指標を説明変数とする重回帰分析を行い重回帰式の各説明変数の偏回帰係数を決定することにより当該原水の水質指標に対応した基本薬品注入率の演算式を導出する過程と、原水の水質指標の測定値を前記演算式に供して当該原水の水質指標に対応した基本薬品注入率を算出する過程と、前記基本薬品注入率に基づく薬品注入ポンプの運転によって得られた処理水の水質指標の測定値に基づき当該基本薬品注入率を補正することにより薬品注入率を新たに算出してこれを当該薬品注入ポンプの制御因子として出力する一方で前記最適薬品注入率の演算に供する過程とを有する。
　また、本発明の薬品注入制御装置は、浄水処理システムの原水及び処理水の水質に基づき当該原水への薬品の注入率を制御する薬品注入制御装置であって、予め設定された薬品注入率に基づく薬品注入ポンプの運転により得られた処理水の水質指標の測定値と当該水質指標の目的値との偏差に基づき当該薬品注入率を補正することにより最適薬品注入率を算出する最適薬品注入率演算手段と、前記最適薬品注入率を目標変数とすると共に原水の一種以上の水質指標を説明変数とする重回帰分析を行い重回帰式の各説明変数の偏回帰係数を決定することにより当該原水の水質指標に対応した基本薬品注入率の演算式を導出する重回帰分析演算手段と、原水の水質指標の測定値を前記演算式に供して当該原水の水質指標に対応した基本薬品注入率を算出する基本薬品注入率演算手段と、前記基本薬品注入率に基づく薬品注入ポンプの制御によって得られた処理水の水質指標の測定値に基づき当該基本薬品注入率を補正することにより薬品注入率を新たに算出してこれを当該薬品注入ポンプの制御因子として出力する一方で前記最適薬品注入率演算手段に供する薬品注入率演算手段とを備える。
本発明の実施形態に係る薬品注入制御装置の概略構成図。 本発明に係る薬品注入制御の手順を示したフロー図。 本発明の実施形態１に係る浄水処理システムの構成図。 ＵＶ吸光度と色度との関係を示したグラフ。 最適凝集剤注入率と凝集剤注入率との関係を示したグラフ。 最適凝集剤注入率と基本凝集剤注入率との関係を示したグラフ。 本発明の実施形態２に係る浄水処理システムの構成図。 本発明の実施形態３に係る浄水処理システムの構成図。 本発明の実施形態４に係る浄水処理システムの構成図。
　［概要］
　図１に示された発明の実施形態に係る薬品注入制御装置１は浄水処理システムの原水及び処理水の水質指標の測定信号に基づき当該原水に対する薬品注入率を算出して薬品注入ポンプの制御因子として出力する。
　具体的には、先ず、予め設定された薬品注入率に基づく薬品注入ポンプの運転により得られた処理水の水質指標の測定値と当該水質指標の目的値との偏差に基づき当該薬品注入率を補正することにより最適薬品注入率を算出する。
　次いで、前記最適薬品注入率を目標変数とすると共に原水の一種以上の水質指標を説明変数とする重回帰分析を行い重回帰式の各説明変数の偏回帰係数を決定することにより当該原水の水質指標に対応した基本薬品注入率の演算式を導き出す。
　次いで、原水の水質指標の測定値を前記演算式に供して当該原水の水質指標に対応した基本薬品注入率を算出する。
　次いで、前記基本薬品注入率に基づく前記薬品注入ポンプの運転により得られた処理水の水質指標の測定値に基づき前記基本薬品注入率を補正することにより薬品注入率を新たに算出する。そして、この薬品注入率を当該薬品注入ポンプの制御因子として出力する一方で前記最適薬品注入率の算出に供する。前記制御因子は前記薬品注入ポンプの制御信号として前記浄水処理システムに供される。
　以上の過程が繰り返し実行され、前記最適薬品注入率と前記原水の水質指標は過去の重回帰分析データに追加される。また、このデータに基づく重回帰分析が周期的に実行され、原水の水質に対して目標処理水質を達成するための基本薬品注入率の演算式が常時更新される。したがって、必要以上の薬品の注入量を抑えた薬品注入率の制御運転が可能となり、また、原水水質の変動に応じて適切な薬品注入率を設定できる。
　原水の水質は、その水源がたとえ同一河川であっても、取水地点、時期が異なれば変わり、特に降雨時、洪水時、渇水時、融雪時等には著しい変動が現れる。そのため、水質指標は各浄水施設に供される原水の水質の特性に応じて周知の水質指標が適宜に選択される。
　前記原水及び処理水の水質指標として、例えば、水温、濁度、ＵＶ吸光度、色度、ｐＨ値、アルカリ度、過マンガン酸カリウム消費量、ＴＯＣ（全有機炭素）から原水の特性に応じて適宜に複数選択されたものが挙げられる。
　原水の水質指標として、好ましくはＵＶ吸光度、色度、濁度、水温が選択され、また、処理水の水質指標として好ましくは色度、または濁度と色度が選択される。
　さらに、原水及び処理水の水質指標の測定点は浄水施設において各水質の特性把握に適する箇所から適宜選択される。
　［装置の構成］
　薬品注入制御装置１は演算制御部２と信号入出力部３とデータベース部４とを備える。
　演算制御部２は最適薬品注入率演算部２１，重回帰分析演算部２２，基本薬品注入率演算部２３，薬品注入率演算部２４を備える。
　最適薬品注入率演算部２１は予め設定された薬品注入率に基づく薬品注入ポンプの運転により得られた処理水の水質指標の測定値と当該水質指標の目的値との偏差に基づき当該薬品注入率を補正することにより最適薬品注入率を算出する。
　重回帰分析演算部２２は前記最適薬品注入率を目標変数とすると共に原水の一種以上の水質指標を説明変数とする重回帰分析を行い重回帰式の各説明変数の偏回帰係数を決定することにより当該原水の水質指標に対応した基本薬品注入率の演算式を導出する。
　基本薬品注入率演算部２３は原水の水質指標の測定値を前記演算式に供して当該原水の水質指標に対応した基本薬品注入率を算出する。原水の水質については測定精度や測定頻度等の点で代替が可能であるならば水質測定器の計測値を利用することが好ましい。水質計測器の計測値を利用してデータ更新の周期を短期化することで水質変動時のデータもより多く収集可能となるので、より高精度の重回帰分析が可能となる。
　薬品注入率演算部２４は前記基本薬品注入率に基づく薬品注入ポンプの制御によって得られた処理水の水質指標の測定値に基づき当該基本薬品注入率を補正することにより薬品注入率を新たに算出する。そして、この薬品注入率を当該薬品注入ポンプの制御信号（制御因子）として出力する一方で最適薬品注入率演算部２１に供する。
　信号入出力部３は浄水処理システムの水質測定装置から原水及び処理水の水質指標の測定信号の入力を受ける。また、演算制御部２から供された基本薬品注入率や薬品注入率の値を薬品注入ポンプの制御信号として出力する。
　データベース部４は信号入出力部３から供された原水及び処理水の水質指標の測定値を保存する。また、演算制御部２で算出された最適薬品注入率を前記水質指標の測定信号と対応づけて保存する。さらに、算出した基本凝集剤注入率の演算式や各種の設定値も保存する。データベース部４に蓄積された薬品注入率や水質データ等は一定時間経過したことなどで薬品注入率の制御に支障がない程度に削除も可能となっている。
　［薬品注入制御の過程］
　図２に示されたフローを参照しながら薬品注入制御の過程について説明する。
　Ｓ１：薬品注入率演算部２４は原水の水質に基づくＦＦ制御と処理水の水質に基づくＦＢ制御とにより薬品注入率ＤPを設定する。この薬品注入率ＤPは浄水処理システムの薬品注入ポンプの制御信号として信号入出力部３から出力される。前記薬品注入ポンプはこの薬品注入率Ｄpで薬品を原水に注入する。
　薬品注入率ＤPは原水の水質測定装置で計測された原水の水質指標値を予め設定（Ｓ４で設定）された基本薬品注入率演算式に代入して算出された基本薬品注入率ＤFFをその後の処理水の水質測定装置で計測された処理水の水質指標値に基づく薬品注入率補正ＤFBにより算出される。尚、薬品注入制御時に原水水質計測器の計測値が欠損などにより基本薬品注入率ＤFFが算出されていない場合には欠損値の想定値及び手分析値を代用すればよい。
　薬品注入率ＤPは以下の式で表せる。
　薬品注入率ＤP＝基本薬品注入率ＤFF（原水の水質に基づくＦＦ制御）＋薬品注入率補正ＤFB（処理水の水質に基づくＦＢ制御）
　薬品注入率補正ＤFBは浄水処理システムの処理水質計測器で計測された処理水質の値が目標処理水質の値以下となるように薬品注入率ＤPの値を補正するための注入率の補正値である。薬品注入制御装置１において薬品注入率補正ＤFBは基本薬品注入率ＤFFのデータ更新と同期してもよいが処理水質によるＦＢ制御は基本薬品注入率ＤFFのデータ更新よりも短周期的に行った方が実際の処理水質と目標処理水質との偏差を小さく維持できる。また、原水の水質変動に伴う処理水質の変動に対して追随性の高い制御が可能となる。薬品注入制御装置１においては薬品注入率補正値ＤFBに係る設定（値）は更新されるまで更新前の設定（値）を保持される。
　Ｓ２：最適薬品注入率演算部２１はＳ１での制御によって得られた処理水の水質と当該処理水の目標水質との偏差に相当する薬品の過剰注入率分ΔＤ１を薬品注入率ＤPから減じて最適薬品注入率Ｄ１を算出する。
　最適薬品注入率Ｄ１は薬品注入率ＤPで同浄水処理システムの処理水水質計測器で計測された処理水質と目標処理水質との偏差から目標処理水質を満たすことを条件とした場合に過剰となる注入率分を減じて算出された注入率である。
　最適薬品注入率Ｄ１は以下の式のように薬品注入率ＤPから薬品の過剰注入分ΔＤ１を減じた注入率となる。
　Ｄ１＝ＤP－ΔＤ１
但し、薬品注入率ＤPが不足する場合はΔＤ１が負の値となる。
　Ｓ３：前記算出された最適薬品注入率Ｄ１の値はこのときの原水の水質の値と共にデータベース部４内に格納された最適薬品注入率Ｄ１と原水の水質の母集団に追加される。
　Ｓ４：重回帰分析演算部２２はデータベース部４から前記母集団を引き出して最適薬品注入率Ｄ１を目標変数とすると共に原水の水質指標を説明変数とする重回帰分析を行い重回帰式の各説明変数の偏回帰係数を決定する。これにより導出された重回帰式が原水の水質指標に対応した基本薬品注入率演算式と定める。
　Ｓ５：基本薬品注入率演算部２３は原水の水質測定装置で計測された原水の水質指標の値をＳ４で導出された基本薬品注入率ＤFFの演算式に代入することにより当該原水の水質指標に対応した基本薬品注入率ＤFFを算出する（ＦＦ制御）。基本薬品注入率ＤFFは薬品注入ポンプの制御信号として信号入出力部３から出力される。前記薬品注入ポンプはこの基本薬品注入率ＤFFで薬品を原水に注入する。
　Ｓ６：薬品注入率演算部２４はＳ５で算出された基本薬品注入率ＤFFに基づく薬品注入ポンプの運転によって得られた処理水の水質指標の測定値に基づき当該注入率ＤFFを補正して薬品注入率ＤPを新たに算出する（ＦＢ制御）。そして、この薬品注入率ＤPを薬品注入ポンプの制御因子として信号入出力部３を介して出力する一方でＳ１での処理に供する。
　以上の基本薬品注入率ＤFFの更新は予め設定された所定の周期で実行される。そして、この更新処理に供される最適薬品注入率Ｄ１と原水水質計測器の計測値（または水質分析結果）は所定の周期でデータベース部４に保存される。上記所定の周期は任意に設定される。例えば、原水の水質の時間変動の大きさに応じて目的処理水質を達成し得るように手動や自動により変更可能とし、原水の水質の時間変動が大きくなる場合には所定の周期は短周期となる。
　また、Ｓ４での基本薬品注入率ＤFFの演算式を導き出す過程では、前記原水の水質指標の値の範囲を複数の範囲に分割し、この範囲毎に前記重回帰分析を実行することにより当該各範囲に対応した演算式を導出するとよい。前記水質指標の各範囲に対応した演算精度の高い基本薬品注入率ＤFFの演算式を得ることができる。
　そして、Ｓ５での基本薬品注入率ＤFFを算出する過程では、前記原水の水質指標の測定値が属する水質指標の値の範囲に対応した演算式による演算によって当該原水の水質指標に対応した基本薬品注入率ＤFFを算出するとよい。原水の水質に対応したより精度の高い基本薬品注入率ＤFFを得ることができる。
　また、複数種の薬品を用いた場合、一つの薬品の基本薬品注入率FFの算出値が閾値を超えた時点で当該閾値の薬品注入率を当該薬品の薬品注入ポンプの制御因子として出力すると共に他の薬品について手順Ｓ２～Ｓ６，Ｓ１の注入制御過程に移行させるとよい。これにより前記一つの薬品の過剰注入を抑制できる。
　そして、当該一つの薬品の基本薬品注入率の算出値が閾値以下となった時点で前記他の薬品注入制御過程から当該一つの薬品についての手順Ｓ２～Ｓ６，Ｓ１の注入制御過程に移行させるとよい。これにより前記他の薬品の過剰注入を抑制できる。
　以下に本発明に係る薬品注入制御装置１のより具体的な実施形態の一例について説明する。尚、本発明はこの実施形態に限定されるものではなく特許請求の範囲内で種々変形して実施することができる。
　［実施形態１］
　図３に例示された本実施形態の浄水処理システムは膜ろ過方式を有する浄水処理システムにおける凝集剤の注入制御手段として薬品注入制御装置１を適用している。
　膜ろ過方式では膜破断がない限り、濁度の対数除去率が５～７ｌｏｇの処理水質が得られるので処理水の濁度は問題とはならない。そのため、膜ろ過水（処理水）の水質指標は色度を採用した。本実施形態の方式の浄水場では原水の色度は原水の濁度以上に凝集剤注入率に大きく影響した。さらに、原水の水温は生物活性が色度の成分構成（分子量）に影響するものと考察され、間接的に凝集剤注入率に影響した。したがって、重回帰分析のための説明変数のパラメータとして濁度，ＵＶ吸光度を基本パラメータ、水温を補助パラメータとして選択されている。
　色度を測定する方法としては、色度標準液による標準列との比較による比色法と、波長３９０ｎｍを使用した吸光光度法の二つがある。そして、吸光光度法では、濁質分のみに感じる別の波長（６６０ｎｍ）を使い濁度を同時に測定し濁度補償する。
　また、ＵＶ吸光度は、水中に存在する有機汚濁物質は紫外線を吸収することから通常２５４ｎｍの波長で吸光度を測定して測定水の有機汚濁物質の濃度を求める場合に利用されている。
　本実施形態では色度をＵＶ吸光度にて代替したが、その根拠となる膜ろ過工程を有す水処理システムで行った試験で測定した吸光光度法により測定した色度の値とＵＶ吸光度の値との関係を図４に示した。図示されたように色度とＵＶ吸光度とに高い相関があるので色度の代替指標としてＵＶ吸光度を採用できる。
　さらに、色度の代替指標としてＵＶ吸光度を採用することの理由として浄水場の原水の有機物指標として一般的にＵＶ吸光度が採用される事例が多いからである。
　尚、浄水場への薬品注入制御装置１を適用する場合には色度計が設置されており原水の色度の測定が可能であればこの色度計を採用すればよい。
　（最適薬品注入率Ｄ１の有効性）
　本実施形態の浄水処理システムにおいて、従来方式による原水の水質に基づいた注入率演算式による凝集剤注入率Ｄｇp’で運転した際の実際の処理水質と目標処理水質との偏差から目的処理水質をクリアできる条件として注入率の過剰分及び不足分を算出した。そして、この過剰分及び不足分に基づき従来の凝集剤注入率制御方式における最適凝集剤注入率Ｄｇ１’を算出した。最適凝集剤注入率Ｄｇ１’は凝集剤注入率Ｄｇp’に対して膜ろ過水の色度が１．０度未満となるようにＰＡＣの凝集剤注入率を補正したものである。
　膜処理実験プラントで行った凝集剤注入試験における最適凝集剤注入率Ｄｇ１’と膜処理実験プラントの凝集剤注入率Ｄｇp’との関係を図５に示した。凝集剤注入率Ｄｇp’のデータ収集のタイミングは一日に一回且つ定刻（水質分析時刻９：３０）とし、収集の周期は概ね２４時間とした。
　図５に示された傾き１の関係線の下側領域は凝集剤注入率Ｄｇp’が最適凝集剤注入率Ｄｇ１’に比べてマイナス補正であったデータ領域を示す。このデータ領域に大部分のデータがプロットされていることから、実験プラントにおいて設定した凝集剤注入率Ｄｇｐ’は最適凝集剤注入率Ｄｇ１’よりも概ね低い注入率であり、凝集剤注入量が不足傾向にあったことを表している。
　そのため、原水の水質に基づきＦＦ制御により凝集剤注入率Ｄｇp’で運転した従来方式による凝集剤注入制御試験では目標処理水質である膜ろ過処理水の色度１．０度未満の条件を達成していないことが多い結果となった。
　以上のことから最適薬品注入率Ｄ１を算出することで実際のプラントでの薬品注入率の過不足が的確に評価できることが分かる。したがって、原水や処理水の水質変化に対応するように薬品注入率を変動させても所定の周期で薬品注入制御結果から最適薬品注入率を算出し、この算出結果に基づき原水の水質に対応した薬品注入率を更新していくことで薬品注入量を抑えた薬品注入制御が実現する。
　（実施形態１の浄水処理システムの構成）
　本実施形態の浄水処理システムは図３に示されたように原水槽１１、除Ｍｎ塔１２、凝集剤タンク１３、緩速攪拌槽１４、沈殿槽１５、膜原水槽１６、膜浸漬槽１７、膜ろ過水槽１８、排水槽１９を備えた設備において薬品注入制御装置１が具備されている。原水槽１１はＵＶ吸光度計１１１、濁度計１１２、水温計１１３を具備している。凝集剤タンク１３は凝集剤を貯留している。凝集剤としてはＰＡＣ（ポリ塩化アルミニウム）、硫酸バンド、高分子凝集剤、鉄系凝集剤等が例示される。また、凝集剤タンク１３は除Ｍｎ塔１２から緩速攪拌槽１４に供される除Ｍｎ処理水に凝集剤を注入するための凝集剤注入ポンプＰ１を備えている。凝集剤注入ポンプＰ１は薬品注入制御装置１から供された制御信号に基づき動作する。膜浸漬槽１７は膜原水槽１６から供された沈殿処理水を固液分離処理するための膜分離ユニットを備えている。膜ろ過水槽１８は膜浸漬槽１７から供された処理水の色度を計測するための色度計１８１を備えている。
　ＵＶ吸光度計１１１、濁度計１１２、水温計１１３、色度計１８１は周知の測定方式を採用している。ＵＶ吸光度計１１１は例えば原水を砂ろ過処理した後に１０ｍｍセルにおけるＵＶ吸光度を計測する方式を採る。濁度計１１２は例えば表面散乱方式を採る。水温計１１３は例えば測温抵抗体を用いた方式を採る。
　本実施形態の薬品注入制御装置１はＵＶ吸光度計１１１、濁度計１１２、水温計１１３、色度計１８１から各測定信号の入力を受けて凝集剤注入ポンプＰ１に対する制御信号を出力する。
　（実施形態１の薬注制御手順）
　本実施形態の薬品注入制御装置１は前述の図２に示された手順で薬品注入制御を行う。
　Ｓ１：薬品注入率演算部２４は、ＵＶ吸光度計１１１、濁度計１１２、水温計１１３で計測された原水のＵＶ吸光度、濁度、水温の値を予め設定された基本凝集剤注入率演算式（後述の演算式（１））に代入して基本凝集剤注入率ＤｇFFを算出する（ＦＦ制御）。この基本凝集剤注入率ＤｇFFに基づき凝集剤注入ポンプＰ１が動作制御される。その後、色度計１８１で計測された処理水の色度の値と演算制御部２内に予め設定された処理水の色度の目標値との偏差がなくなるように基本凝集剤注入率ＤｇFFを凝集剤注入率ＤｇPに補正する（ＦＢ制御）。この凝集剤注入率ＤｇPは凝集剤注入ポンプＰ１の制御信号として信号入出力部３から出力される。凝集剤注入ポンプＰ１はこの凝集剤注入率Ｄｇpで凝集剤を緩速攪拌槽１４に供される原水に注入する。
　Ｓ２：最適薬品注入率演算部２１はＳ１での制御によって得られた処理水の色度の値（色度計１８１の測定値）と当該処理水の色度の目標値との偏差に相当する凝集剤の過剰注入率分ΔＤ１を凝集剤注入率ＤｇPから減じて最適凝集剤注入率Ｄｇ１を算出する。
　Ｓ３：前記算出された最適凝集剤注入率Ｄｇ１の値はこのときの原水の水質指標（ＵＶ吸光度、濁度、水温）の値と共にデータベース部４内の最適凝集剤注入率Ｄｇ１と原水の水質指標の母集団に追加される。
　Ｓ４：重回帰分析演算部２２はデータベース部４から前記母集団を引き出して最適凝集剤注入率Ｄｇ１を目標変数とすると共に原水のＵＶ吸光度、濁度、水温を説明変数とする重回帰分析を行い重回帰式の各説明変数の偏回帰係数（α、β、γ），定数項（δ）を決定する。これにより導出された重回帰式を原水のＵＶ吸光度、濁度、水温に対応した基本凝集剤注入率ＤｇFFを算出する基本凝集剤注入率演算式と定める。当該演算式を以下に示した。
基本凝集剤注入率ＤｇFF（ｍｇ／ｌ）＝α×原水ＵＶ吸光度（‐）＋β×原水濁度（度）＋γ×原水水温（℃）＋δ　…（１）
　Ｓ５：基本薬品注入率演算部２３はＵＶ吸光度計１１１、濁度計１１２、水温計１１３で計測された原水のＵＶ吸光度、濁度、水温の値を演算式（１）に代入することにより当該原水の水質指標に対応した基本凝集剤注入率ＤｇFFを算出する（ＦＦ制御）。基本凝集剤注入率ＤｇFFは凝集剤注入ポンプＰ１の制御信号として信号入出力部３から出力される。凝集剤注入ポンプＰ１はこの基本凝集剤注入率ＤｇFFで凝集剤を緩速攪拌槽１４に供される原水に注入する。
　Ｓ６：薬品注入率演算部２４はＳ５で算出された基本凝集剤注入率ＤｇFFでの凝集剤注入ポンプＰ１の運転によって得られた処理水の水質指標（色度）の測定値に基づき当該注入率ＤｇFFを補正して凝集剤注入率ＤｇPを新たに算出する（ＦＢ制御）。具体的には、色度計１８１で計測された処理水の色度の値と演算制御部２内に予め設定された処理水の色度の目標値との偏差がなくなるように、基本凝集剤注入率ＤｇFFを補正して新たな凝集剤注入率ＤｇPを算出する。そして、この凝集剤注入率ＤｇPを凝集剤注入ポンプＰ１の制御信号として信号入出力部３を介して出力する一方でＳ１での処理に供する。
　以上のように演算式（１）による演算により基本凝集剤注入率ＤｇFFが算出され且つ重回帰分析用の各データ（最適凝集剤注入率Ｄｇ１の値とこのときの原水の水質指標（ＵＶ吸光度、濁度、水温）の値）はデータベース部４に順次収集され蓄積される。また、この蓄積したデータを利用して演算式（１）が更新されるので、基本凝集剤注入率ＤｇFFの演算精度が向上し、信頼性の高い凝集剤注入制御が実現する。さらに、基本凝集剤注入率ＤｇFFがＦＢ制御により補正されるので原水の水質の変動に対しても追従が可能となる。
　（実施例）
　実施形態１の実施例として浄水場の原水を用いて図３の浄水処理システムに準じた膜処理実験プラントにて約１年間の凝集剤注入試験により評価した。凝集剤はポリ塩化アルミニウムを用いた。本実施例におけるデータ更新は２４時間の周期すなわち１日１回且つ定刻（水質分析時刻９：３０）に行った。本実施例で算出された最適凝集剤注入率Ｄｇ１と基本凝集剤注入率ＤｇFFとの比較を示したグラフを図６に示した。図示されたようにデータのプロットがｙ＝ｘの直線上の近傍に位置しており、両者に相関性が認められる。また、その誤差部分はＳ６，Ｓ１にて基本凝集剤注入率ＤｇFFが補正（ＦＢ制御）されると共に重回帰分析用の各データはデータベース部４に順次蓄積され、このデータを利用することにより演算精度が向上する。
　上記の実施例では１日１回測定した水質計測データにより演算評価したが、この演算の周期は一定周期で行うかまたは原水の水質変化が所定の時間当たり変化幅値を超えた場合、膜ろ過処理水の水質変化が所定の時間当たりの変化幅を超えた場合などとしてもよい。
　また、最適凝集剤注入率Ｄｇ１を目的変数とする重回帰分析を行う際に説明変数であるＵＶ吸光度、濁度、水温の計測値の範囲を季節変動等の要因を踏まえて複数に場合分けすれば、前記変動の場合等であってもさらなる凝集剤注入制御の信頼性の向上が可能となる。
　さらに、水質の時間変化率に対応して演算周期を変えることにより、原水の水質が急に変動する場合などであっても凝集剤の注入制御を追従させることが可能となる。
　尚、上記の実施例ではポリ塩化アルミニウムを用いた場合の事例であるが、硫酸バンド、高分子凝集剤、鉄系凝集剤を用いた場合であっても同様の結果が得られる。
　［実施形態２］
　図７に例示された実施形態２の浄水処理システムは膜ろ過方式を有する浄水処理システムにおける粉末活性炭の注入制御手段として薬品注入制御装置１を適用している。
　本実施形態の浄水処理システムは濁度計１１２を備えていないこと及び凝集剤タンク１３の代わりに活性炭スラリータンク３１を備えていること以外は実施形態１の浄水処理システムと同じ構成となっている。活性炭スラリータンク３１は除Ｍｎ塔１２から緩速攪拌槽１４に供される除Ｍｎ処理水に活性炭スラリーを注入するためのスラリー注入ポンプＰ２を備えている。スラリー注入ポンプＰ２は薬品注入制御装置１から供された制御信号に基づき動作する。
　活性炭の注入制御においては、最適活性炭注入率を目的変数とした重回帰分析を行うにあたり、活性炭による処理対象は溶解性有機物の除去であり濁度は説明変数にならないので色度、水温を説明変数としている。尚、図示された本実施形態の浄水処理システムでは図４に示された特性を根拠に原水の色度の代替としてＵＶ吸光度を適用している。
　図２、図７を参照しながら本実施形態に係る薬品注入制御手順について説明する。
　Ｓ１：薬品注入率演算部２４は、ＵＶ吸光度計１１１、水温計１１３で計測された原水のＵＶ吸光度、水温の値を予め設定された基本活性炭注入率演算式（後述の演算式（２））に代入して基本活性炭注入率ＤｋFFを算出する（ＦＦ制御）。この基本活性炭注入率ＤｋFFに基づきスラリー注入ポンプＰ２が動作制御される。次いで、色度計１８１で計測された処理水の色度の値と演算制御部２内に予め設定された処理水の色度の目標値との偏差がなくなるように基本活性炭注入率ＤｋFFを活性炭注入率ＤｋPに補正する（ＦＢ制御）。この活性炭注入率ＤｋPはスラリー注入ポンプＰ２の制御信号として信号入出力部３から出力される。スラリー注入ポンプＰ２はこの活性炭注入率Ｄｋpで活性炭スラリーを緩速攪拌槽１４に供される原水に注入する。
　Ｓ２：最適薬品注入率演算部２１はＳ１での制御によって得られた処理水の色度の値（色度計１８１の測定値）と当該処理水の色度の目標値との偏差に相当する活性炭スラリーの過剰注入率分ΔＤ１を活性炭注入率ＤｋPから減じて最適活性炭注入率Ｄｋ１を算出する。
　Ｓ３：前記算出された最適活性炭注入率Ｄｋ１の値はこのときの原水の水質指標（ＵＶ吸光度、水温）の値と共にデータベース部４内の最適活性炭注入率Ｄｋ１と原水の水質指標の母集団に追加される。
　Ｓ４：重回帰分析演算部２２はデータベース部４から前記母集団を引き出して最適活性炭注入率Ｄｋ１を目標変数とすると共に原水のＵＶ吸光度、水温を説明変数とする重回帰分析を行い重回帰式の各説明変数の偏回帰係数（α’、β’），定数項（γ’）を決定する。これにより導出された重回帰式を原水のＵＶ吸光度、水温に対応した基本活性炭注入率ＤｋFFを算出する基本活性炭注入率演算式と定める。当該演算式を以下に示した。
基本活性炭注入率ＤｋFF（ｍｇ／ｌ）＝α’×原水ＵＶ吸光度（‐）＋β’×原水水温（℃）＋γ’　…（２）
　Ｓ５：基本薬品注入率演算部２３はＵＶ吸光度計１１１、水温計１１３で計測された原水の水質指標（ＵＶ吸光度、水温）の値を演算式（２）に代入することにより当該原水の水質指標に対応した基本活性炭注入率ＤｋFFを算出する（ＦＦ制御）。基本活性炭注入率ＤｋFFはスラリー注入ポンプＰ２の制御信号として信号入出力部３から出力される。スラリー注入ポンプＰ２はこの基本活性炭注入率ＤｋFFで活性炭スラリーを緩速攪拌槽１４に供される原水に注入する。
　Ｓ６：薬品注入率演算部２４はＳ５で算出された基本活性炭注入率ＤｋFFでのスラリーポンプＰ２の運転によって得られた処理水の水質指標（色度）の測定値に基づき当該注入率ＤｋFFを補正して活性炭注入率ＤｋPを新たに算出する（ＦＢ制御）。具体的には、色度計１８１で計測された処理水の色度の値と演算制御部２内に予め設定された処理水の色度の目標値との偏差がなくなるように、基本活性炭注入率ＤｋFFを補正して新たな活性炭注入率ＤｋPを算出する。そして、この活性炭注入率ＤｋPをスラリー注入ポンプＰ２の制御信号として信号入出力部３を介して出力する一方でＳ１での処理に供する。
　以上のように演算式（２）による演算により基本活性炭注入率ＤｋFFが算出され且つ重回帰分析用の各データ（最適活性炭注入率Ｄｋ１の値とこのときの原水の水質指標（ＵＶ吸光度、水温）の値）はデータベース部４に順次収集され蓄積される。また、この蓄積したデータを利用して演算式（２）が更新されるので、基本活性炭注入率ＤｋFFの演算精度が向上し、信頼性の高い活性炭注入制御が実現する。さらに、基本活性注入率ＤｋFFがＦＢ制御により補正されるので原水の水質の変動に対しても追従が可能となる。
　実施形態２においても上記の手順で活性炭注入率制御試験を行った場合、最適活性炭注入率Ｄｋ１と基本活性炭率ＤｋFFとの関係は当該実施形態と同様に両者の相関性と誤差部分を有すると推定できる。そして、その誤差部分は基本活性炭注入率ＤｋFFが補正（ＦＢ制御）されると共に重回帰分析用の各データはデータベース部　に順次蓄積され、このデータを利用することにより演算精度が向上する。
　［実施形態３］
　図８に例示された実施形態３の浄水処理システムは急速ろ過方式を有する浄水処理システムにおける凝集剤の注入制御手段として薬品注入制御装置１を適用している。
　本実施形態の浄水処理システムは着水井４１、凝集剤タンク４２、混和池４３、フロック形成池４４、沈殿池４５、急速ろ過池４６、浄水池４７を備えた設備において薬品注入制御装置１が具備されている。着水井４１はＵＶ吸光度計１１１、濁度計１１２、水温計１１３を具備している。凝集剤タンク４２は凝集剤を貯留している。凝集剤としては実施形態１と同様に原水の特性に応じてポリ塩化アルミニウム（ＰＡＣ）、硫酸バンド、高分子凝集剤、鉄系凝集剤等が適宜に選択される。凝集剤タンク４２は混和池４３内の原水に凝集剤を注入するための凝集剤注入ポンプＰ１を備えている。急速ろ過池４６は沈殿池４５から供された沈殿処理水の濁度を計測するための濁度計４６１を備えている。また、急速ろ過池４６は当該池４６から排出された処理水の色度を計測するための色度計１８１を備えている。濁度計４６１は実施形態１の濁度計１１２と同仕様のものが適用されている。
　本実施形態の薬品注入制御装置１はＵＶ吸光度計１１１、濁度計１１２，４６１、水温計１１３、色度計１８１から各測定信号の入力を受けて凝集剤注入ポンプＰ１に対する制御信号を出力する。
　図２、図８を参照しながら本実施形態に係る薬品注入制御手順について説明する。
　Ｓ１：薬品注入率演算部２４は、ＵＶ吸光度計１１１、濁度計１１２、水温計１１３で計測された原水のＵＶ吸光度、濁度、水温の値を予め設定された基本凝集剤注入率演算式（後述の演算式（３））に代入して基本凝集剤注入率ＤｇFFを算出する（ＦＦ制御）。この基本凝集剤注入率ＤｇFFに基づき凝集剤注入ポンプＰ１が動作制御される。次いで、濁度計４６１で計測された沈殿処理水の濁度の値及び色度計１８１で計測されたろ過処理水の色度の値と演算制御部２内に予め設定された沈殿処理水の濁度の目標値及びろ過処理水の色度の目標値との偏差がなくなるように基本凝集剤注入率ＤｇFFを凝集剤注入率ＤｇPに補正する（ＦＢ制御）。この凝集剤注入率ＤｇPは凝集剤注入ポンプＰ１の制御信号として信号入出力部３から出力される。凝集剤注入ポンプＰ１はこの凝集剤注入率Ｄｇpで凝集剤を混和池４３の原水に注入する。尚、演算制御部２にて予め設定保持される処理水の目標濁度値は急速ろ過方式において沈殿処理水の濁度を０．５度以下程度に管理する必要があるので例えば０．５度に設定される。
　Ｓ２：最適薬品注入率演算部２１はＳ１での制御によって得られた沈殿処理水の濁度の値（濁度計４６１の測定値）及びろ過処理水の色度の値（色度計１８１の測定値）と当該沈殿処理水の濁度の目標値及びろ過処理水の色度の目標値との偏差に相当する凝集剤の過剰注入率分ΔＤ１を凝集剤注入率ＤｇPから減じて最適凝集剤注入率Ｄｇ１を算出する。
　Ｓ３：前記算出された最適凝集剤注入率Ｄｇ１の値はこのときの原水の水質指標（ＵＶ吸光度、濁度、水温）の値と共にデータベース部４内の最適凝集剤注入率Ｄｇ１と原水の水質指標の母集団に追加される。
　Ｓ４：重回帰分析演算部２２はデータベース部４から前記母集団を引き出して最適凝集剤注入率Ｄｇ１を目標変数とすると共に原水のＵＶ吸光度、濁度、水温を説明変数とする重回帰分析を行い重回帰式の各説明変数の偏回帰係数（α1、β1、γ1）及び定数項（δ1）を決定する。これにより導出された重回帰式を原水のＵＶ吸光度、濁度、水温に対応した基本凝集剤注入率ＤｇFFを算出する基本凝集剤注入率演算式と定める。当該演算式を以下に示した。
基本凝集剤注入率ＤｇFF（ｍｇ／ｌ）＝α1×原水ＵＶ吸光度（‐）＋β1×原水濁度（度）＋γ1×原水水温（℃）＋δ1　…（３）
　Ｓ５：基本薬品注入率演算部２３はＵＶ吸光度計１１１、濁度計１１２、水温計１１３で計測された原水の水質指標（ＵＶ吸光度、濁度、水温）の値を演算式（３）に代入することにより当該原水の水質指標に対応した基本凝集剤注入率ＤｇFFを算出する（ＦＦ制御）。基本凝集剤注入率ＤｇFFは凝集剤注入ポンプＰ１の制御信号として信号入出力部３から出力される。凝集剤注入ポンプＰ１はこの基本凝集剤注入率ＤｇFFで凝集剤を混和池４３内の原水に注入する。
　Ｓ６：薬品注入率演算部２４はＳ５で算出された基本凝集剤注入率ＤｇFFでの凝集剤注入ポンプＰ１の運転によって得られた沈殿処理水の水質指標（濁度）及びろ過処理水の水質指標（色度）の測定値に基づき当該注入率ＤｇFFを補正して凝集剤注入率ＤｇPを新たに算出する（ＦＢ制御）。具体的には、濁度計４６１で計測された沈殿処理水の濁度の値及び色度計１８１で計測されたろ過処理水の色度の値と演算制御部２内に予め設定された沈殿処理水の濁度の目標値及びろ過処理水の色度の目標値との偏差がなくなるように、基本凝集剤注入率ＤｇFFを補正して新たな凝集剤注入率ＤｇPを算出する。そして、この凝集剤注入率ＤｇPを凝集剤注入ポンプＰ１の制御信号として信号入出力部３を介して出力する一方でＳ１での処理に供する。
　以上のように演算式（３）による演算により基本凝集剤注入率ＤｇFFが算出され且つ重回帰分析用の各データ（最適凝集剤注入率Ｄｇ１の値とこのときの原水の水質指標（ＵＶ吸光度、濁度、水温）の値）はデータベース部４に順次収集され蓄積される。また、この蓄積したデータを利用して演算式（３）が更新されるので、基本凝集剤注入率ＤｇFFの演算精度が向上し、信頼性の高い凝集剤注入制御が実現する。さらに、基本凝集剤注入率ＤｇFFがＦＢ制御により補正されるので原水の水質の変動に対しても追従が可能となる。
　実施形態３においても上記の手順で凝集剤注入率制御試験を行った場合、最適凝集剤注入率Ｄｇ１と基本凝集剤炭率ＤｇFFとの関係は当該実施形態と同様に両者の相関性と誤差部分を有すると推定できる。そして、その誤差部分は基本凝集剤注入率ＤｇFFが補正（ＦＢ制御）されると共に重回帰分析用の各データはデータベース部４に順次蓄積され、このデータを利用することにより演算精度が向上する。
　［実施形態４］
　図９に例示された実施形態４の浄水処理システムは急速ろ過方式を有する浄水処理システムにおける粉末活性炭の注入制御手段として薬品注入制御装置１を適用している。
　本実施形態の浄水処理システムは、濁度計１１２，４６１を備えていないこと及び凝集剤タンク４２の代わりに活性炭スラリータンク５１を備え活性炭スラリーを混和池４３ではなく着水井４１内の原水に注入すること以外は、実施形態３の浄水処理システムと同じ構成となっている。活性炭スラリータンク５１は着水井４１内の原水に活性炭スラリーを注入するためのスラリー注入ポンプＰ２を備えている。スラリー注入ポンプＰ２は薬品注入制御装置１から供された制御信号に基づき動作する。
　図２、図９を参照しながら本実施形態に係る薬品注入制御手順について説明する。
　Ｓ１：薬品注入率演算部２４は、ＵＶ吸光度計１１１、水温計１１３で計測された原水のＵＶ吸光度、水温の値を予め設定された基本活性炭注入率演算式（後述の演算式（４））に代入して基本活性炭注入率ＤｋFFを算出する（ＦＦ制御）。この基本活性炭注入率ＤｋFFに基づきスラリー注入ポンプＰ２が動作制御される。次いで、色度計１８１で計測されたろ過処理水の色度の値と演算制御部２内に予め設定されたろ過処理水の色度の目標値との偏差がなくなるように基本活性炭注入率ＤｋFFを活性炭注入率ＤｋPに補正する（ＦＢ制御）。この活性炭注入率ＤｋPはスラリー注入ポンプＰ２の制御信号として信号入出力部３から出力される。スラリー注入ポンプＰ２はこの活性炭注入率Ｄｋpで活性炭スラリーを着水井４１内の原水に注入する。
　Ｓ２：最適薬品注入率演算部２１はＳ１での制御によって得られたろ過処理水の色度の値（色度計１８１の測定値）と当該ろ過処理水の色度の目標値との偏差に相当する活性炭スラリーの過剰注入率分ΔＤ１を活性炭注入率ＤｋPから減じて最適活性炭注入率Ｄｋ１を算出する。
　Ｓ３：前記算出された最適活性炭注入率Ｄｋ１の値はこのときの原水の水質指標（ＵＶ吸光度、水温）の値と共にデータベース部４内の最適活性炭注入率Ｄｋ１と原水の水質指標の母集団に追加される。
　Ｓ４：重回帰分析演算部２２はデータベース部４から前記母集団を引き出して最適活性炭注入率Ｄｋ１を目標変数とすると共に原水のＵＶ吸光度、水温を説明変数とする重回帰分析を行い重回帰式の各説明変数の偏回帰係数（α1’、β1’），定数項（γ1’）を決定する。これにより導出された重回帰式を原水のＵＶ吸光度、水温に対応した基本活性炭注入率ＤｋFFを算出する基本活性炭注入率演算式と定める。当該演算式を以下に示した。
基本活性炭注入率ＤｋFF（ｍｇ／ｌ）＝α1’×原水ＵＶ吸光度（‐）＋β1’×原水水温（℃）＋γ1’　…（４）
　Ｓ５：基本薬品注入率演算部２３はＵＶ吸光度計１１１、水温計１１３で計測された原水の水質指標（ＵＶ吸光度、水温）の値を演算式（４）に代入することにより当該原水の水質指標に対応した基本活性炭注入率ＤｋFFを算出する（ＦＦ制御）。基本活性炭注入率ＤｋFFはスラリー注入ポンプＰ２の制御信号として信号入出力部３から出力される。スラリー注入ポンプＰ２はこの基本活性炭注入率ＤｋFFで活性炭スラリーを着水井４１内の原水に注入する。
　Ｓ６：薬品注入率演算部２４はＳ５で算出された基本活性炭注入率ＤｋFFでのスラリー注入ポンプＰ２の運転によって得られたろ過処理水の水質指標（色度）の測定値に基づき当該注入率ＤｋFFを補正して活性炭注入率ＤｋPを新たに算出する（ＦＢ制御）。具体的には、色度計１８１で計測されたろ過処理水の色度の値と演算制御部２内に予め設定された沈殿処理水の濁度の目標値及びろ過処理水の色度の目標値との偏差がなくなるように、基本活性炭注入率ＤｋFFを補正して新たな活性炭注入率ＤｋPを算出する。そして、この活性炭注入率ＤｋPをスラリー注入ポンプＰ２の制御信号として信号入出力部３を介して出力する一方でＳ１での処理に供する。
　以上のように演算式（４）による演算により基本活性炭注入率ＤｋFFが算出され且つ重回帰分析用の各データ（最適活性炭注入率Ｄｋ１の値とこのときの原水の水質指標（ＵＶ吸光度、水温）の値）はデータベース部４に順次収集され蓄積される。また、この蓄積したデータを利用して演算式（４）が更新されるので、基本活性炭注入率ＤｋFFの演算精度が向上し、信頼性の高い活性炭注入制御が実現する。さらに、基本活性注入率ＤｋFFがＦＢ制御により補正されるので原水の水質の変動に対しても追従が可能となる。
　実施形態４においても上記の手順で活性炭注入率制御試験を行った場合、最適活性炭注入率Ｄｋ１と基本活性炭率ＤｋFFとの関係は当該実施形態と同様に両者の相関性と誤差部分を有すると推定できる。そして、その誤差部分は基本活性炭注入率ＤｋFFが補正（ＦＢ制御）されると共に重回帰分析用の各データはデータベース部４に順次蓄積され、このデータを利用することにより演算精度が向上する。
　［実施形態５］
　上述の実施形態１～４は薬品として凝集剤または活性炭スラリーを単独使用する場合の薬品注入制御の態様であるが、本発明の薬品注入制御方法は複数種の薬品の注入制御においても適用できる。
　例えば、一つの薬品の注入率が所定値を越えた時点で薬品注入制御の対象とする薬品の種類を他の薬品に変更して継続する場合にも適用が可能である。より具体的な例としては、色度成分等の溶解性有機物の除去を目的で凝集剤にＰＡＣを用いてその注入率の制御を行っている時に基本凝集剤注入率が所定の値以上の凝集剤注入率に達した時点で、ＰＡＣの注入率を固定とし、薬品注入制御の対象とする薬品をＰＡＣから他の薬品例えば活性炭スラリーに変更する場合である。
　浄水場においては凝集剤であるＰＡＣの注入率は設備能力的な制限、アルミニウムの漏出、薬品コストが所定範囲を超過すること等が理由となり、最大の凝集剤注入率が２００ｍｇ／ｌ程度に設定されることがある。この場合に薬品注入率制御として凝集剤注入率制御と活性炭注入制御とを実行する必要がある。
　そこで、本実施形態の薬品注入制御装置１は以下の手順（１）～（４）によるＰＡＣと活性炭スラリーの注入制御により凝集剤の過剰注入を抑制する。ここでは実施形態１，２を組み合わせた浄水処理システムにおいてＰＡＣの基本凝集剤注入率の値が閾値（２００ｍｇ／ｌ）である場合の制御例について説明する。実施形態３，４を組み合わせた浄水処理システムにおいても以下の手順と同様の手順を実行すればよい。
　（１）実施形態１のＳ１～Ｓ６の繰り返し実行によりＰＡＣ注入ポンプを動作制御する。
　（２）実施形態１のＳ５では算出された基本凝集剤注入率ＤｇFFの値と閾値２００ｍｇ／ｌとの比較を行う。
　（３）前記比較により基本凝集剤注入率ＤｇFFの値が前記閾値を越えたと判断された場合、凝集剤注入率ＤｇPの値を当該閾値に固定してこの注入率でＰＡＣ注入ポンプを動作させる。これと同時に前述の実施形態２のＳ２～Ｓ６の過程に移行させて活性炭スラリーポンプを動作制御する。
　（４）前記閾値の凝集剤注入率でのＰＡＣ注入ポンプの動作を継続させると共に実施形態２のＳ１～Ｓ６の過程を繰り返す。この処理のＳ５では基本活性炭注入率ＤｋFFの算出と共に実施形態１のＳ５の処理により基本凝集剤注入率ＤｇFFを算出する。そして、この基本凝集剤注入率ＤｇFFの値が前記閾値以下となった時点で実施形態２のＳ５から実施形態１のＳ２～Ｓ６，Ｓ１～Ｓ６の過程に移行させる。
　以上の手順（１）～（４）による複数種類の薬品を組み合わせた薬品注入制御によりＰＡＣ及び活性炭スラリーの過剰注入を抑制できる。
　本実施形態はＰＡＣと活性炭スラリーの組合せ注入制御であるが、本発明に係る複数種の薬品の注入制御は、当該実施形態に限定されるものではない。例えば、一つの薬品の注入率が所定値を越えた時点で注入する薬品の種類を他の薬品に切替える場合であっても適用が可能であり、使用薬品の浄水処理特定や薬品費用及び貯蔵量などの各種条件などにより多種の組合せが可能である。
　また、前述のように原水はその供給源が同一の河川であっても取水地点、時期が異なれば変わり、特に降雨時、洪水時、渇水時、融雪時等には原水の水質に著しい変動が現れる。したがって、原水及び処理水の水質指標は実施形態１～５で挙げられた水質指標に限定することなく各浄水施設の原水の水質の特性に応じて周知の水質指標が適宜に選択される。
　さらに、原水及び処理水の水質指標の測定点は実施形態１～５で挙げられた水質指標の測定点に限定することなく浄水施設の原水及び処理水の水質の特性把握に適する箇所から適宜選択される。
１…薬品注入制御装置
２１…最適薬品注入率演算部（最適薬品注入率演算手段）
２２…重回帰分析演算部（重回帰分析演算手段）
２３…基本薬品注入率演算部（基本薬品注入率演算手段）
２４…薬品注入率演算部（薬品注入率演算手段）

Claims (8)

  1. 　浄水処理システムの原水及び処理水の水質に基づき当該原水への薬品の注入率を制御する薬品注入制御方法であって、
    　予め設定された薬品注入率に基づく薬品注入ポンプの運転によって得られた処理水の水質指標の測定値と当該水質指標の目的値との偏差に基づき当該薬品注入率を補正することにより最適薬品注入率を算出する過程と、
    　前記最適薬品注入率を目標変数とすると共に原水の一種以上の水質指標を説明変数とする重回帰分析を行い重回帰式の各説明変数の偏回帰係数を決定することにより当該原水の水質指標に対応した基本薬品注入率の演算式を導出する過程と、
    　原水の水質指標の測定値を前記演算式に供して当該原水の水質指標に対応した基本薬品注入率を算出する過程と、
    　前記基本薬品注入率に基づく薬品注入ポンプの運転によって得られた処理水の水質指標の測定値に基づき当該基本薬品注入率を補正することにより薬品注入率を新たに算出してこれを当該薬品注入ポンプの制御因子として出力する一方で前記最適薬品注入率の演算に供する過程と
    を有すること
    を特徴とする薬品注入制御方法。
  2. 　原水及び処理水の水質に基づき当該原水に対して複数種の薬品を注入するにあたり、
    　一つの薬品の基本薬品注入率の算出値が閾値を超えた場合に当該閾値の薬品注入率を当該薬品の薬品注入ポンプの制御因子として出力すると共に他の薬品について請求項１に記載の薬品注入制御を実行する過程に移行すること
    を特徴とする薬品注入制御方法。
  3. 　前記一つの薬品の基本薬品注入率の算出値が閾値以下となった場合に前記他の薬品についての薬品注入制御の過程から当該一つの薬品についての請求項１に記載の薬品注入制御の過程に移行すること
    を特徴とする請求項２に記載の薬品注入制御方法。
  4. 　前記演算式を導出する過程では、前記原水の水質指標の値の範囲を複数の範囲に分割し、この範囲毎に前記重回帰分析を実行することにより当該各範囲に対応した演算式を導出すること
    を特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の薬品注入制御方法。
  5. 　前記基本薬品注入率を算出する過程では、前記原水の水質指標の測定値が属する水質指標の値の範囲に対応した演算式による演算によって当該原水の水質指標に対応した基本薬品注入率を算出すること
    を特徴とする請求項４に記載の薬品注入制御方法。
  6. 　前記原水の水質指標は水温、濁度、ＵＶ吸光度、色度、ｐＨ値、アルカリ度、過マンガン酸カリウム消費量、全有機炭素のいずれから複数選択されたものであること
    を特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の薬品注入制御方法。
  7. 　前記処理水の水質指標は水温、濁度、ＵＶ吸光度、色度、ｐＨ値、アルカリ度、過マンガン酸カリウム消費量、全有機炭素のいずれから一つ以上選択されたものであること
    を特徴とする請求項６に記載の薬品注入制御方法。
  8. 　浄水処理システムの原水及び処理水の水質に基づき当該原水への薬品の注入率を制御する薬品注入制御装置であって、
    　予め設定された薬品注入率に基づく薬品注入ポンプの運転により得られた処理水の水質指標の測定値と当該水質指標の目的値との偏差に基づき当該薬品注入率を補正することにより最適薬品注入率を算出する最適薬品注入率演算手段と、
    　前記最適薬品注入率を目標変数とすると共に原水の一種以上の水質指標を説明変数とする重回帰分析を行い重回帰式の各説明変数の偏回帰係数を決定することにより当該原水の水質指標に対応した基本薬品注入率の演算式を導出する重回帰分析演算手段と、
    　原水の水質指標の測定値を前記演算式に供して当該原水の水質指標に対応した基本薬品注入率を算出する基本薬品注入率演算手段と、
    　前記基本薬品注入率に基づく薬品注入ポンプの運転によって得られた処理水の水質指標の測定値に基づき当該基本薬品注入率を補正することにより薬品注入率を新たに算出してこれを当該薬品注入ポンプの制御因子として出力する一方で前記最適薬品注入率演算手段に供する薬品注入率演算手段と
    を備えたこと
    を特徴とする薬品注入制御装置。
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