JP2023174395A - Water treatment system and method of operating water treatment system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、水処理システムおよび水処理システムの運転方法に関する。 The present invention relates to a water treatment system and a method of operating a water treatment system.
一般に、水処理システム(浄水場)は、原水を目的の水質にするための水処理設備と、その水処理設備を原水の水質などの計測データに基づき制御する制御部とを備えている。水処理設備は、ダムや河川などから得られる原水に浄水処理を施すための設備である。水処理設備は、例えば、原水の水位を安定させ水量を調整する着水井、注入された凝集剤などの薬剤を攪拌し均一に拡散させる混和池、凝集剤が注入された原水中の濁質を微小な塊(フロック)に凝集させる凝集池、凝集処理で成長したフロックを底に沈めて除去する沈殿池、沈殿池で除去できなかった濁質を除去する濾過池、濾過された水を貯留する浄水池、などで構成される。制御部は、水処置設備を制御する機能を有し、着水井における原水の水量調節部の制御、混和池に薬剤を注入するための各薬剤注入機構の制御、凝集池の攪拌制御、沈殿池、濾過池の水位等の調節等を行う。 In general, a water treatment system (water purification plant) includes water treatment equipment that converts raw water to a desired quality, and a control unit that controls the water treatment equipment based on measurement data such as the quality of the raw water. Water treatment equipment is equipment that performs water purification treatment on raw water obtained from dams, rivers, etc. Water treatment equipment includes, for example, a landing well that stabilizes the water level of raw water and adjusts the amount of water, a mixing pond that stirs and evenly disperses the injected flocculant and other chemicals, and a water treatment pond that removes turbidity from the raw water that has been injected with the flocculant. A flocculation pond that flocculates into minute flocs, a sedimentation basin that sinks and removes the flocs that have grown through flocculation treatment, a filtration basin that removes turbidity that cannot be removed by the sedimentation basin, and a storage basin for filtered water. It consists of a water purification pond, etc. The control unit has the function of controlling the water treatment equipment, including controlling the water volume adjustment unit for raw water in the receiving well, controlling each chemical injection mechanism for injecting chemicals into the mixing basin, stirring control of the coagulation basin, and controlling the settling basin. , adjust the water level of the filtration pond, etc.
ところで、水処理設備では、主に濁質の除去を目的とする凝集沈澱処理およびろ過処理を基本とし、原水水質の性状に応じて粉末活性炭処理やオゾン処理などが組み合わされている。粉末活性炭は、原水に含まれるカビ臭などの臭気物質やトリハロメタン前駆物質等の濃度が高くなった場合、臭気物質等の除去のために応急処置的に注入される。原水に注入された粉末活性炭は、通常、浄水汚泥の一部として廃棄される。この粉末活性炭は、臭気物質の除去に大きな効果をもたらすが、高価であることから、注入量、注入日数が長くなると運転コストが増加する。 By the way, water treatment equipment is basically based on coagulation sedimentation treatment and filtration treatment mainly for the purpose of removing suspended matter, and powder activated carbon treatment, ozone treatment, etc. are combined depending on the properties of the raw water quality. Powdered activated carbon is injected as an emergency measure to remove odor substances such as mold odor or trihalomethane precursors when the concentration of odor substances such as mold odor or trihalomethane precursors contained in raw water becomes high. Powdered activated carbon injected into raw water is usually disposed of as part of the purified water sludge. Although this powdered activated carbon has a great effect on removing odor substances, it is expensive, and as the amount of injection and the number of days of injection increase, the operating cost increases.
上流のダム貯水池などでの藻類増殖による浄水場の原水におけるカビ臭物質の発生事例は各地で報告されている。水道水に関する使用者(住民など)からの異臭味に関する苦情の原因の大半がこのカビ臭であるとの報告がある。カビ臭物質(2-MIB/ジメチルイソボルネオール、ジェオスミン等)はppt程度の濃度でも人は感知可能であるが、これらの物質を定量として正確に計測するにはガスクロマトグラフ質量分析装置(GC/MS)のような高額な分析機器が必要となる。より安価にカビ臭物質を検知する方法としては、臭気を計測する様々な臭気センサ(臭い検出装置)がある。半導体素子を用いた臭気センサでは気中の所定濃度以上のカビ臭物質の検知が可能であるが、他のカビ臭以外の臭気成分も合わせた全体としての臭気の強度として計測され、カビ臭物質の定量測定はできない。つまり、半導体式の安価な臭気センサでは、カビ臭物質の濃度を直接計測することができないという課題がある。 Cases of mold-smelling substances occurring in the raw water of water treatment plants due to the proliferation of algae in upstream dam reservoirs have been reported in various places. It has been reported that the majority of complaints from users (residents, etc.) regarding tap water's strange odor and taste are due to this mold odor. Humans can detect moldy odor substances (2-MIB/dimethylisoborneol, geosmin, etc.) even at concentrations as low as ppt, but in order to accurately measure these substances quantitatively, a gas chromatograph/mass spectrometer (GC/MS) is required. ), which requires expensive analytical equipment such as Various odor sensors (odor detection devices) that measure odor are available as a method for detecting moldy odor substances at a lower cost. Odor sensors using semiconductor elements are capable of detecting moldy odor substances in the air at a predetermined concentration or higher, but it is measured as the overall odor intensity including other odor components other than moldy odor components. cannot be measured quantitatively. In other words, there is a problem in that an inexpensive semiconductor-type odor sensor cannot directly measure the concentration of a musty-smelling substance.
カビ臭物質の濃度を推定するために、官能試験により人がカビ臭を検知できなくなるまで原水を希釈して臭気濃度を算出する手法がある。ただし、本手法は、試験を実施する測定者個人の感度や体調に依存することや、作業に時間と労力が必要であるという課題を残す。原水にカビ臭が確認された場合、カビ臭物質を除去するための粉末活性炭の注入率を速やかに決定する必要がある。そのため、原水の水質データに基づき活性炭注入率を自動的に計算する方法が開発されている。 In order to estimate the concentration of musty odor substances, there is a method of calculating the odor concentration by diluting raw water until humans can no longer detect the musty odor through a sensory test. However, this method still has problems in that it depends on the sensitivity and physical condition of the individual who conducts the test, and that it requires time and effort. If a musty odor is detected in raw water, it is necessary to promptly determine the injection rate of powdered activated carbon to remove the musty odor. Therefore, methods have been developed to automatically calculate the activated carbon injection rate based on raw water quality data.
原水の水質データに基づき活性炭注入率を自動的に計算する方法は、例えば特許文献1(特開2015-157239号公報)に開示されている。この特許文献1の技術では、原水の濁度とカビ臭物質濃度を含む水質データから処理水水質を予測し、凝集剤と活性炭の費用も考慮して凝集剤注入率と活性炭注入率を決定する方法を記載している。この特許文献1の場合、原水の濁度とカビ臭物質濃度を定量的に取得する必要があり、カビ臭を定量的に計測するためにガスクロマトグラフ質量分析装置を用いると記載されている。一方、特許文献2(特開2020-34436号公報)には、半導体素子を用いてカビ臭物質を検知する臭い検出装置(臭気センサ)が開示されている。 A method of automatically calculating the activated carbon injection rate based on water quality data of raw water is disclosed in, for example, Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2015-157239). In the technology of Patent Document 1, the quality of treated water is predicted from water quality data including the turbidity of raw water and the concentration of musty-smelling substances, and the flocculant injection rate and activated carbon injection rate are determined by taking into account the costs of the flocculant and activated carbon. The method is described. In the case of this Patent Document 1, it is necessary to quantitatively obtain the turbidity of raw water and the concentration of a musty odor substance, and it is described that a gas chromatograph mass spectrometer is used to quantitatively measure the musty odor. On the other hand, Patent Document 2 (Japanese Unexamined Patent Publication No. 2020-34436) discloses an odor detection device (odor sensor) that detects a musty odor substance using a semiconductor element.
多くの浄水場では、オペレータが定期的に原水の臭気を嗅覚による官能試験で確認し、カビ臭が発生したと判断した場合は、臭気濃度に応じて粉末活性炭の注入率を算出し、この活性炭注入率に対応する粉末活性炭を原水に注入する。その際、原水中にはカビ臭物質以外にも色度成分などの活性炭に吸着する物質が含まれているため、これらの物質による粉末活性炭の消費も考慮して粉末活性炭の注入率を設定する必要がある。この場合、確実にカビ臭物質を除去するために尤度を十分に取った粉末活性炭を注入する傾向がある。過剰な粉末活性炭の注入は、カビ臭を確実に低減させた良好な水質を得るためには有効であるが、高価な粉末活性炭の消費が嵩むことになり、運転コストがかかる。そのため、処理水が水質基準を達成するよう十分な除去性能を保ったうえで、過剰な注入を回避して運転コストを抑制するように、粉末活性炭の注入率の適正化が求められる。 At many water treatment plants, operators regularly check the odor of raw water through a sensory test using their sense of smell, and if they determine that a musty odor has occurred, they calculate the injection rate of powdered activated carbon according to the odor concentration, and the activated carbon Powdered activated carbon corresponding to the injection rate is injected into the raw water. At this time, since the raw water contains substances that adsorb to activated carbon, such as chromaticity components, in addition to moldy odor substances, the injection rate of powdered activated carbon should be set in consideration of the consumption of powdered activated carbon by these substances. There is a need. In this case, there is a tendency to inject powdered activated carbon with sufficient likelihood to reliably remove moldy substances. Injecting excessive powdered activated carbon is effective in obtaining good water quality with reliably reduced mold odor, but it increases the consumption of expensive powdered activated carbon and increases operating costs. Therefore, it is necessary to optimize the injection rate of powdered activated carbon to avoid excessive injection and reduce operating costs while maintaining sufficient removal performance so that the treated water meets water quality standards.
本発明が解決する課題は、原水中のカビ臭物質を除去するための粉末活性炭の適正注入率を算出し、粉末活性炭を適切に注入できるようにすることである。上記の特許文献1に記載の方法では、ガスクロマトグラフ質量分析装置のようなカビ臭を高精度で計測する臭気センサが必要であり、導入コストが高くなるという課題がある。 The problem to be solved by the present invention is to calculate an appropriate injection rate of powdered activated carbon for removing musty-smelling substances in raw water, and to enable the powdered activated carbon to be appropriately injected. The method described in Patent Document 1 requires an odor sensor such as a gas chromatograph mass spectrometer that measures mold odor with high precision, and there is a problem that the installation cost is high.
また、特許文献2に記載の方法は、空気による原水の攪拌等により原水中の臭い成分を気相中に確実に抽出させたのち、半導体素子に接触するように配置することで、水中の微量な臭気成分も計測できるようにしている。このため、原水中の臭気成分の変化を自動で連続計測することが期待できる。しかしながら、文献2に開示されている半導体素子を利用した臭気の計測では、原水に含まれる臭気の全体としての臭気の強度を検出することになる。したがって、半導体素子を用いた臭気センサの計測値に基づいて活性炭注入率を算出する際には、検知された臭気の強度のうちカビ臭物質に由来する分を推定する必要がある。このため、臭気センサで臭気の増加を検知した場合、官能試験によるカビ臭物質の濃度の推定や、ジャーテストによる活性炭注入率の検討が必要になる。
In addition, the method described in
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、カビ臭物質を除去するために必要な活性炭注入率を精度よく求めることができる水処理システムおよび水処理システムの運転方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is an object of the present invention to provide a water treatment system and a method of operating the water treatment system that can accurately determine the activated carbon injection rate necessary to remove moldy odor substances. purpose.
上記課題を解決するために、本発明は、その一例を挙げるならば、水処理設備と、水処理設備を制御するための制御部とを備えた水処理システムであって、前記水処理設備の原水に含まれる臭気物質による臭気を計測する臭気センサと、前記原水の水質データを計測する水質センサと、カビ臭に影響を与えるイベントに関係する各種データを入力するイベントデータ入力部と、前記カビ臭に影響を与える気象関連のデータを含む外部データ入力部と、を設け、前記制御部は、前記臭気、前記水質データ、前記外部データ、前記イベントデータに基づき、所定の基準値以下にカビ臭を低減するために必要な活性炭注入率を演算する水処理システムである。 In order to solve the above problems, the present invention provides, for example, a water treatment system including water treatment equipment and a control unit for controlling the water treatment equipment, an odor sensor that measures odor due to odorous substances contained in raw water; a water quality sensor that measures water quality data of the raw water; an event data input unit that inputs various data related to events that affect mold odor; an external data input unit including weather-related data that affects odor; This is a water treatment system that calculates the activated carbon injection rate necessary to reduce the amount of activated carbon.
また、上記課題を解決するために、本発明の他の一例を挙げるならば、水処理設備におけるカビ臭を低減するために粉末活性炭を原水に抽入する水処理システムの運転方法であって、前記水処理設備の原水に含まれる臭気物質による臭気を計測する臭気センサと、前記原水の水質データを計測する水質センサとを備えており、前記臭気センサで計測された前記臭気と、前記水質データと、カビ臭に影響を与えるイベントに関係するイベントデータと、カビ臭に影響を与える気象関連の外部データとに基づき、所定の基準値以下にカビ臭を低減するために必要な活性炭注入率を演算する水処理システムの運転方法である。 In order to solve the above problems, another example of the present invention is a method of operating a water treatment system in which powdered activated carbon is extracted into raw water in order to reduce mold odor in water treatment equipment, comprising: It includes an odor sensor that measures odor due to odorous substances contained in the raw water of the water treatment facility, and a water quality sensor that measures water quality data of the raw water, and the odor measured by the odor sensor and the water quality data. Based on event data related to events that affect mold odor, and external data related to weather that affects mold odor, the activated carbon injection rate necessary to reduce mold odor to below a predetermined standard value is determined. This is a method of operating a water treatment system that uses calculations.
本発明では、カビ臭物質を除去するための粉末活性炭注入率を精度よく求めることができ、処理水の良好な水質を確保したうえで活性炭の過剰な使用を抑制できる水処理システムおよび水処理システムの運転方法を提供することができる。 The present invention provides a water treatment system and a water treatment system that can accurately determine the injection rate of powdered activated carbon to remove musty-smelling substances, ensure good water quality of treated water, and suppress excessive use of activated carbon. Driving method can be provided.
以下、図面を実施形態(実施例)について、図面を用いて詳細に説明する。なお、本発明は、以下に説明する実施例の記載内容に限定して解釈されるものではない。本発明の技術思想ないし趣旨から逸脱しない範囲で、その構成を変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。また、以下に説明する実施例の構成において、同一機器、同様の動作や機能を有する部分には同一の符号を用いて、重複する説明を省略することがある。また、図面に示す各構成の位置、大きさ、形状、範囲などは本発明の理解を容易にするために簡略化して示しており、実際の各構成の位置、大きさ、形状、範囲などを表しているわけではない。 Hereinafter, embodiments (examples) will be described in detail using the drawings. Note that the present invention is not to be interpreted as being limited to the contents of the embodiments described below. Those skilled in the art will easily understand that the configuration can be modified without departing from the technical idea or gist of the present invention. Furthermore, in the configuration of the embodiment described below, the same equipment and parts having similar operations and functions may be denoted by the same reference numerals, and redundant explanations may be omitted. Additionally, the positions, sizes, shapes, ranges, etc. of each component shown in the drawings are simplified to facilitate understanding of the present invention, and the actual positions, sizes, shapes, ranges, etc. of each component are shown in a simplified manner. It doesn't represent it.
≪実施例1≫
以下、本発明の実施例1について、図1、図2、および図3を用いて説明する。図1は、本発明の実施例1における水処理システムの構成図である。図2は、実施例1における活性炭注入率算出手順のフローを示す図である。図3は、実施例1における効果を説明するための図である。
≪Example 1≫
Example 1 of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1, 2, and 3. FIG. 1 is a configuration diagram of a water treatment system in Example 1 of the present invention. FIG. 2 is a diagram showing a flow of activated carbon injection rate calculation procedure in Example 1. FIG. 3 is a diagram for explaining the effects of the first embodiment.
まず、図1を用いて、実施例1における水処理システムの全体構成について説明する。図1において、臭気センサ1は原水に含まれる臭気物質による臭気(臭気レベル)を計測しその計測した臭気を出力するセンサである。なお、以下の説明では、臭気を臭気レベルと称する場合がある。 First, the overall configuration of a water treatment system in Example 1 will be described using FIG. 1. In FIG. 1, an odor sensor 1 is a sensor that measures the odor (odor level) due to odorous substances contained in raw water and outputs the measured odor. Note that in the following description, odor may be referred to as odor level.
この実施例において、臭気センサ1は、原水を前処理する前処理部2の後段に配置され、前処理部2により原水中の臭気物質を回収した気相の臭気を計測する。具体的には、前処理部2は、原水の攪拌や加温などにより原水中の臭気物質の気相への移動を促進し、臭気センサでの検知感度を向上させる処理を実施する。このような臭気センサ1および前処理部2の具体的な構成は、例えば、特許文献2にも開示されている。
In this embodiment, the odor sensor 1 is placed after the
水質センサ3は、原水の水質を計測し水質データを出力するセンサであり、原水の濁度、pH、水温、導電率、アルカリ度、塩素要求量、色度、TOC(Total Organic Carbon:全有機炭素)、E260(紫外線吸収度)等を計測する。水質センサが計測する水質データは、濁度、pH、水温、導電率、アルカリ度など、カビ臭物質濃度と関連する可能性がある物理量と、色度、TOC、E260などの活性炭に吸着する物質と関連する物理量とが含まれる。これらのうち、少なくとも原水の濁度は使用するとよい。
The
外部データ入力部4は、外部装置に記憶された外部データをインターネットなどの通信回線を介して入手するために設けられる。外部データは、上流での過去あるいは直近の数日間の降雨量や降雨量のパターン、上流での日射量、取水する河川や貯水池の水位等である。つまり、外部データは、設備が保有する水質センサが計測する水質データ以外のデータであり、主に、カビ臭物質や濁質の濃度に影響を与えるデータが含まれている。これらのうち、少なくとも降雨と日射のデータは使用するとよい。 The external data input unit 4 is provided to obtain external data stored in an external device via a communication line such as the Internet. External data includes the amount and pattern of rainfall in the past or recent days upstream, the amount of solar radiation upstream, and the water level of rivers and reservoirs from which water is taken. That is, the external data is data other than water quality data measured by a water quality sensor owned by the equipment, and mainly includes data that affects the concentration of musty-smelling substances and turbid substances. Of these, it is recommended to use at least rainfall and solar radiation data.
イベントデータ入力部5は、オペレータ等による操作により、カビ臭に影響を与えるイベントに関係する各種データ(イベントデータ)を入力するために設けられている。このイベントデータは、季節の推移などにより変更される運転条件データ、上流の施設運用(例えば、ダム貯水池の放流、農業用水路の堰開放、水田での代掻き時期など)に伴うデータ、その他カビ臭に影響する各種事故(例えば、車両事故による燃料の河川への流入、工場廃水処理の臭気物質漏洩等)などである。これらのうち、少なくとも運転条件データは使用するとよい。
The event
なお、この実施例では、これらのイベントデータは、インターネット等を介して外部から随時入力される外部データの一部とせず、オペレータの操作により入力するようにしたが、このようなイベントデータも外部データの一部として随時入力しても良い。 In addition, in this embodiment, these event data are not part of the external data that is inputted from the outside via the Internet, etc., but are inputted by the operator's operation. It may be input as part of the data at any time.
制御部20は、臭気センサ1により計測された臭気レベル、水質センサ3により計測された水質データ、外部データ入力部4を介して得られる外部データ、およびイベントデータ入力部5から得られるイベントデータを入力する。そして、これらのデータ(情報)を使用して予め記憶された制御プログラムに従い必要な活性炭注入率を計算し、活性炭注入率に基づき粉末活性炭注入制御を実行する。
The
制御部20は、具体的には、制御プログラムおよび入力されるデータや演算処理情報などを記憶する記憶部と、記憶された制御プログラムに従い、入力されるデータや情報などを用いて所定の演算処理を実行する演算処理部と、演算処理された結果に基づきポンプや弁等の機器を制御し、ガイダンスを表示する出力部と、を備えている。このような機能を有する制御部20は、公知の一般的な計算機により実現することができる。なお、図1では、理解を容易にするため、制御部20における主要な機能を制御部20内にブロック図として記載している。すなわち、図1における制御部20は、機能的にはカビ臭推定部6と、活性炭注入率算出部7とを含む。
Specifically, the
水処理設備10は、原水を浄水処理するための設備であり、制御部20により全体が制御される。なお、制御部20は、水処理設備10全体を制御するために設けられているが、以下では、制御部20は活性炭注入率を演算し、この活性炭注入率に基づいて粉末活性炭の注入制御を行う、あるいはこの活性炭注入率をガイダンスとして表示することを中心に説明する。
The
この実施例における水処理設備10は、原水の水位を安定させ水量を調整する着水井11、注入された凝集剤などの薬剤を攪拌し均一に拡散させる混和池12を備えている。また、この水処理設備10は、さらに、凝集剤などの薬剤が注入された原水中の濁質を凝集させフロックを発生させる凝集池13、凝集処理で成長したフロックを底に沈めて除去する沈殿池14、沈殿池で除去できなかった濁質を除去する濾過池15を備えている。薬品注入部16は、水処理に使用する薬剤(凝集剤、粉末活性炭など)を保有しており、制御部20の制御指令(制御信号)やオペレータの操作により薬剤を原水に投入(注入)する。スラリー状にされた粉末活性炭は、薬品注入部16に含まれる活性炭注入装置を駆動して着水井11に注入される。なお、本発明が適用できる水処理設備は、図1に示したような水処理設備に限るものではなく、粉末活性炭を注入してかび臭を減少させる機能を備えた他の種々の水処理設備においても適用できる。
The
次に、実施例1における水処理システムの動作を説明する。図1において、臭気センサ1で計測された原水の臭気(臭気レベル)を表すデータは、制御部20に入力される。また、水質センサ3で計測された水質データは、制御部20に入力される。また、外部データ入力部4による外部データも、制御部20に入力される。同様に、イベントデータ入力部5から得られるイベントデータも、制御部20に入力される。なお、臭気データおよび水質データは、制御に必要な所定時間ごとに計測され、制御部20に入力されるものとする。
Next, the operation of the water treatment system in Example 1 will be explained. In FIG. 1 , data representing the odor (odor level) of raw water measured by the odor sensor 1 is input to the
カビ臭推定部6は、入力された臭気データ、カビ臭物質濃度と関連する可能性がある水質データ(濁度、pH、導電率、アルカリ度、など)、イベントデータ(カビ臭に影響を与えるイベントに関係する各種データ)を利用してカビ臭の発生確率である「カビ臭発生指数P」を推定する。 The mold odor estimating unit 6 extracts input odor data, water quality data (turbidity, pH, conductivity, alkalinity, etc.) that may be related to the concentration of musty odor substances, and event data (such as water quality data that may affect mold odor). A "mold odor occurrence index P" which is the probability of occurrence of a mold odor is estimated using various data related to the event.
このカビ臭発生指数Pは、次のようにして推定演算することができる。すなわち、例えば、予め、イベントデータ、外部データ、測定データ毎に過去の経験等を参照したカビ臭発生に係る係数(重みづけ)を整備しておき、各データについてカビ臭発生に資する確率の演算モデル(相関式)に適用して、各データを適用したデータ毎のカビ臭発生指数を計算し、それらの積あるいは総和を「カビ臭発生指数」とする。演算モデルや各データの係数は、事前に制御部20内の記憶部に記憶しておく。カビ臭発生指数の算出に用いる相関式や重み付けの係数は、官能試験や水質分析によるカビ臭の強度や物質濃度を随時反映して精度を向上することが望ましい。また、季節や気象条件のパターンにより複数の式や表を準備し、時期や天候に応じて適した式や係数を選択して使用するとよい。さらに、これらのカビ臭有無/臭気濃度とイベント/外部/水質データが十分蓄積した場合は、それらのデータに対して統計的な手法を用いてカビ臭発生指数を算出してもよい。
This mold odor occurrence index P can be estimated and calculated as follows. That is, for example, for each event data, external data, and measured data, coefficients (weighting) related to the occurrence of mold odor are prepared in advance by referring to past experience, etc., and the probability of each data contributing to the occurrence of mold odor is calculated. A mold odor occurrence index is calculated for each data to which each data is applied by applying the model (correlation formula), and their product or sum is defined as the "mold odor occurrence index." The calculation model and the coefficients of each data are stored in advance in a storage section within the
活性炭注入率算出部7は、臭気データ(臭気センサ1の計測データ)と、カビ臭推定部6で演算されたカビ臭発生指数と、色度、TOCのように活性炭に吸着する物質に関する水質データとを用いて、活性炭注入率を算出(演算)する。 The activated carbon injection rate calculation unit 7 calculates odor data (measured data from the odor sensor 1), the musty odor generation index calculated by the musty odor estimating unit 6, and water quality data regarding substances adsorbed to activated carbon such as chromaticity and TOC. Calculate (compute) the activated carbon injection rate using
一般に、粉末活性炭の注入は、カビ臭が発生していない場合には基本的に不要である。そのため、活性炭注入率の演算は、カビ臭が発生したか否かの判断を行い、カビ臭発生と判断された場合に実施する。実施例1における活性炭注入率算出部7では、カビ臭発生の判断を次のように行う。 In general, injection of powdered activated carbon is basically unnecessary if no mold odor is occurring. Therefore, the activated carbon injection rate is calculated by determining whether or not a mold odor has occurred, and when it is determined that a musty odor has occurred. In the activated carbon injection rate calculation unit 7 in Example 1, the occurrence of mold odor is determined as follows.
まず、カビ臭が発生していない通常時に臭気センサ1により計測された臭気を予め求め、これを判断の基準となる基準臭気Isとして制御部20内の記憶部に記憶しておく。原水の臭気は季節や降雨などの条件により変動するため、例えば、カビ臭が発生していない直近の数点の臭気の平均値や、過去の変動パターンから経験式あるいは統計的に予想される値を基準臭気Isとして用いるとよい。次に、臭気センサ1により計測された計測臭気Ipと基準臭気Isとを比較する。計測臭気Ipが基準臭気Isより大きい場合は、カビ臭物質を含む何らかの臭気物質が増加したと判定する。Ipが基準臭気Isより小さい場合は、カビ臭物質を含む何らかの臭気物質の増加は少ないと判定する。
First, the odor measured by the odor sensor 1 during normal times when no musty odor is generated is determined in advance, and this is stored in the storage section in the
なお、前処理部2で原水をフィルタに通水させない場合は、濁度の測定データと臭気センサ1により計測された臭気レベルとの相関式を予め取得しておき、この相関式と濁度の測定データから濁質由来の臭気を推定し、その推定臭気を計測臭気Ipから差し引いてもよい。
In addition, if the raw water is not passed through the filter in the
次に、計測臭気Ipが基準臭気Isより大きい場合には、カビ臭推定部6で求めたカビ臭発生指数Pを参照し、カビ臭発生の基準値Psと比較し、カビ臭発生指数Pが基準値Ps以上の場合にはカビ臭の発生あるいはカビ臭発生の可能性が高いと判断する。なお、基準値Psは、オペレータの判断により任意に選択することができる。活性炭注入が必要と判断された場合には、必要な活性炭注入率を演算する演算処理が実行される。 Next, when the measured odor Ip is larger than the standard odor Is, the musty odor occurrence index P determined by the musty odor estimating section 6 is compared with the standard value Ps of musty odor occurrence, and the musty odor occurrence index P is determined. If it is equal to or higher than the reference value Ps, it is determined that mold odor has occurred or there is a high possibility that mold odor will occur. Note that the reference value Ps can be arbitrarily selected according to the judgment of the operator. When it is determined that activated carbon injection is necessary, arithmetic processing is performed to calculate the required activated carbon injection rate.
この活性炭注入率の演算は、具体的には、次のようにして行われる。まず、判断に使用した計測臭気Ipと基準臭気Isとの差分ΔIを求める。この差分ΔIは、カビ臭物質を含む臭気物質の濃度と相関があると想定し、予め作成しておいた粉末活性炭消費量とカビ臭物質に由来する臭気との相関式を用いることにより、カビ臭物質を除去するための「第1活性炭注入率Mo」を算出することができる。 Specifically, the activated carbon injection rate is calculated as follows. First, the difference ΔI between the measured odor Ip used for judgment and the reference odor Is is determined. Assuming that this difference ΔI is correlated with the concentration of odorous substances including moldy odor substances, it is assumed that the difference ΔI is correlated with the concentration of odorous substances including moldy odor substances, and by using a correlation formula created in advance between the amount of powdered activated carbon consumed and the odor originating from the moldy odor substances, The "first activated carbon injection rate Mo" for removing odor substances can be calculated.
ところで、原水には、カビ臭に関する物質以外にも活性炭を消費する物質が存在するので、それらによる活性炭の消費量を考慮すべきである。 By the way, since raw water contains substances that consume activated carbon in addition to substances related to moldy odor, the amount of activated carbon consumed by these substances should be taken into consideration.
そこで、この実施例では、活性炭を消費する物質による影響分を求める。すなわち、活性炭を消費する物質に関わる水質データ(例えば、色度、TOC、E260など)を用いて、所定のカビ臭レベル以下に処理するために不足する活性炭消費量に見合う「第2活性炭注入率Md」を演算する。この第2活性炭注入率Mdは、活性炭を消費する物質に関わる水質データと粉末活性炭消費量との相関式を予め作成しておき、この相関式に実際に計測した活性炭を消費する物質に関する水質データを当てはめることにより演算することができる。 Therefore, in this example, the influence of substances that consume activated carbon is determined. In other words, by using water quality data related to substances that consume activated carbon (e.g. chromaticity, TOC, E260, etc.), we can determine the "second activated carbon injection rate" to compensate for the insufficient amount of activated carbon consumed in order to treat the mold odor below a predetermined mold odor level. Md” is calculated. This second activated carbon injection rate Md is determined by creating a correlation equation in advance between water quality data related to substances that consume activated carbon and the consumption amount of powdered activated carbon, and applying the actually measured water quality data related to substances that consume activated carbon to this correlation equation. It can be calculated by applying
このようにして演算した第2活性炭注入率Mdに、カビ臭を除去するために演算した第1活性炭注入率Moを加えると、実際に消費される活性炭注入率Mtを求めることができる。なお、実際に消費される活性炭注入率を「必要活性炭注入率」と称する。 By adding the first activated carbon injection rate Mo calculated to remove mold odor to the second activated carbon injection rate Md calculated in this way, the activated carbon injection rate Mt actually consumed can be determined. Note that the activated carbon injection rate actually consumed is referred to as the "required activated carbon injection rate."
このようにして、活性炭注入率算出部7は、所定の基準値以下にまでカビ臭物質濃度を低減させるために必要な活性炭注入率(必要活性炭注入率)を、Mt(=Mo+Md)として演算することができる。 In this way, the activated carbon injection rate calculation unit 7 calculates the activated carbon injection rate (required activated carbon injection rate) required to reduce the mold odor substance concentration to below a predetermined reference value as Mt (=Mo+Md). be able to.
制御部20は、演算された必要活性炭注入率Mtに基づき、原水に注入する粉末活性炭量を求めて、その制御信号を薬品注入部13に出力する。薬品注入部13は、この制御信号(制御指令)に基づき、粉末活性炭を原水に注入する。
The
なお、この実施例では、制御部20が、計算した必要活性炭注入率に基づき、薬品注入部を駆動して自動的に粉末活性炭を原水に注入する構成としたが、本発明はこのような手法に限るものではない。すなわち、制御部20は、必要活性炭注入率を演算し、この必要活性炭注入率、あるいは必要活性炭注入率に基づく粉末活性炭注入量を図示しない表示部に表示し、オペレータがこの表示部に表示された内容を確認して薬品注入部を操作駆動して粉末活性炭を原水に注入するようにしても良い。
In this embodiment, the
次に、制御部20における活性炭注入率の算出手順を、図2に示す演算処理フローを用いて説明する。
Next, a procedure for calculating the activated carbon injection rate in the
図2において、まず上述したカビ臭推定部6に関して説明した演算を行う。すなわち、ステップS01において、カビ臭発生指数Pが演算される。具体的には、上述したように、入力されたイベントデータ、外部データ、および測定データを用いて、予め記憶された各データについてカビ臭発生に資する確率の演算モデル(相関式)に適用して、各データのカビ臭発生指数を計算し、それら各カビ臭発生指数の積あるいは総和を求めることにより、原水のカビ臭発生指数Pを算出する。 In FIG. 2, first, the calculations described with respect to the mold odor estimating section 6 described above are performed. That is, in step S01, a mold odor occurrence index P is calculated. Specifically, as described above, input event data, external data, and measurement data are used to apply a calculation model (correlation formula) of the probability that each data stored in advance contributes to mold odor generation. , the mold odor index P of the raw water is calculated by calculating the mold odor index of each data and finding the product or sum of the respective mold odor indexes.
ステップS02では、前処理部2で気相中に抽出された原水の臭気を臭気センサ1により測定する。
In step S02, the odor sensor 1 measures the odor of the raw water extracted into the gas phase by the
次のステップS03では、予め記憶されている基準臭気Isと計測したIpとを比較する。前処理をした原水の気相中には、カビ臭物質が含まれない場合でも腐葉土や土等由来の有機物が含まれており、臭気センサ1の臭気として測定される。ステップS03において、Ip>Isの場合にはステップS04に進み、Ip≦Isの場合には処理を終了する。 In the next step S03, the pre-stored reference odor Is and the measured Ip are compared. The gas phase of the pretreated raw water contains organic matter derived from humus, soil, etc. even if it does not contain moldy odor substances, and is measured as an odor by the odor sensor 1. In step S03, if Ip>Is, the process advances to step S04, and if Ip≦Is, the process ends.
次のステップS04では、ステップS01で演算されたカビ臭発生指数Pがカビ基準値Ps以上か否かを判断する。カビ臭発生指数Pが基準値Psを超える場合、カビ臭が発生している、あるいはその可能性が高いものと判断し、ステップS05に進み、必要活性炭注入率の演算処理を実行する。基準値以下の場合には、処理は終了する。 In the next step S04, it is determined whether the mold odor generation index P calculated in step S01 is equal to or higher than the mold reference value Ps. If the mold odor generation index P exceeds the reference value Ps, it is determined that mold odor is occurring or is likely to occur, and the process proceeds to step S05, where calculation processing of the required activated carbon injection rate is executed. If it is below the reference value, the process ends.
次のステップS05では、計測した臭気Ipと基準臭気Isとの差分ΔIを演算し、このΔIを用いて第1活性炭注入率Moを演算する。第1活性炭注入率Moは、カビ臭物質を含む臭気物質の濃度と相関があると想定し、予め作成しておいた粉末活性炭消費量との相関式から演算する。 In the next step S05, the difference ΔI between the measured odor Ip and the reference odor Is is calculated, and the first activated carbon injection rate Mo is calculated using this ΔI. The first activated carbon injection rate Mo is calculated from a correlation equation with the consumption amount of powdered activated carbon created in advance, assuming that there is a correlation with the concentration of odor substances including moldy odor substances.
次に、ステップS06では、色度、TOC、E260といった活性炭を消費する物質の水質データを用いて、予め作成しておいた各水質項目と粉末活性炭消費量との相関式から、臭気物質以外で消費される第2活性炭注入率Mdを算出する。 Next, in step S06, using the water quality data of substances that consume activated carbon such as chromaticity, TOC, and E260, a correlation equation between each water quality item and powdered activated carbon consumption that has been created in advance is used to determine whether substances other than odorous substances are The consumed second activated carbon injection rate Md is calculated.
そして、ステップS07では、ステップS05で得られた第1活性炭注入率Moと、ステップS06で得られた第2活性炭注入率Mdとを加算して、実際にカビ臭物質の除去に必要な活性炭注入率である「必要活性炭注入率Mt」を求める。 Then, in step S07, the first activated carbon injection rate Mo obtained in step S05 and the second activated carbon injection rate Md obtained in step S06 are added to determine the actual amount of activated carbon injection necessary for removing the musty odor substance. The "required activated carbon injection rate Mt" is determined.
さらに、図2には記載していないが、制御部20は、このようにして演算された必要活性炭注入率Mtに基づいて、粉末活性炭注入量を求め、あるいはオペレータの操作に従って、粉末活性炭を原水に注入する制御を実行する。
Furthermore, although not shown in FIG. 2, the
図3に、本実施例の効果の概念図を示す。本実施例の臭気センサの測定値と諸データを用いたカビ臭物質の推定方法は、官能試験やGC/MSによる定量と比較して、カビ臭の判別はできず定量の精度は劣る。一方、少ない労力でかつ安価に間接的な臭気という指標として定量可能である。 FIG. 3 shows a conceptual diagram of the effects of this embodiment. The method of estimating a musty-smelling substance using the measurement value of the odor sensor and various data of this example is inferior to the sensory test or quantification by GC/MS, as it cannot discriminate the musty odor and the accuracy of the quantification is inferior. On the other hand, it can be quantified as an indirect odor indicator with little effort and at low cost.
以上説明した本発明の実施例1によれば、人が感じない程度に原水中のカビ臭物質を除去するための活性炭注入率を精度よく求める(演算する)ことができ、この必要活性炭注入率に基づいて粉末活性炭の注入を制御することができる。その結果、処理水の良好な水質を確保したうえで、粉末活性炭の過剰な使用を抑制することが可能となる。これにより、運転コストを低減することができる。 According to the first embodiment of the present invention described above, it is possible to accurately determine (calculate) the activated carbon injection rate for removing moldy odor substances in raw water to an extent that humans cannot feel it, and the required activated carbon injection rate The injection of powdered activated carbon can be controlled based on. As a result, it is possible to prevent excessive use of powdered activated carbon while ensuring good quality of treated water. Thereby, operating costs can be reduced.
≪実施例2≫
次に、本発明の実施例2について説明する。図4には、実施例2における必要活性炭注入率の演算処理手順を示すフロー図が開示されている。
≪Example 2≫
Next, Example 2 of the present invention will be described. FIG. 4 discloses a flowchart showing the calculation processing procedure for the required activated carbon injection rate in the second embodiment.
実施例2は、基本的に実施例1の場合とほぼ同様の構成であり、実施例1の場合と演算手順の内容が一部異なるのみである。したがって、図4による実施例2の説明においては、すでに実施例1において説明した内容は基本的に省略し、実施例1と異なる部分を中心に説明する。 The second embodiment basically has almost the same configuration as the first embodiment, and only partially differs from the first embodiment in the content of the calculation procedure. Therefore, in the explanation of the second embodiment using FIG. 4, the contents already explained in the first embodiment will be basically omitted, and the explanation will focus on the parts that are different from the first embodiment.
まず、実施例2における水処理システムの構成は、実施例1における図1と同様のものとする。したがって、実施例2における水処理システムの構成の図示および説明は省略する。 First, the configuration of the water treatment system in Example 2 is the same as that in FIG. 1 in Example 1. Therefore, illustration and description of the configuration of the water treatment system in Example 2 will be omitted.
図4において、ステップS21では、オペレータが、原水の臭気を官能試験により測定する。この際、希釈による臭気指数の算出は必須ではない。 In FIG. 4, in step S21, an operator measures the odor of raw water using a sensory test. At this time, calculation of the odor index by dilution is not essential.
ステップS22において、オペレータがカビ臭ありと判定した場合、次のステップに進む。すなわち、オペレータがカビ臭ありの判定結果を、図示しない操作部(例えば、キーボード)を操作して制御部20に入力する。このカビ臭ありの判定により、制御部20は、必要活性炭注入率の演算を実行する。この演算手法は、実施例1の場合と同様である。すなわち、図4で示すステップS02、ステップS05~S07の処理は、図2に示す場合と全く同様の演算処理である。これらの図4における各ステップの処理動作は、すでに図2を用いて詳細に説明したので、説明は省略する。
In step S22, if the operator determines that there is a musty odor, the process proceeds to the next step. That is, the operator inputs the determination result of mold odor into the
以上説明したように、本発明の実施例2によれば、オペレータが官能試験によりカビ臭を確認した場合に、必要粉末活性炭注入率を演算することができ、この活性炭注入率に基づいて粉末活性炭の注入を行うことができる。その結果、粉末活性炭の過剰な使用を抑制することが可能となり、運転コストを低減することができる。 As explained above, according to the second embodiment of the present invention, when an operator confirms a musty odor through a sensory test, the necessary powdered activated carbon injection rate can be calculated, and the powdered activated carbon injection can be performed. As a result, it is possible to suppress excessive use of powdered activated carbon, and operating costs can be reduced.
≪実施例3≫
次に、本発明の実施例3について説明する。
実施例3は、基本的に実施例1の場合とほぼ同様の構成であるが、前処理部2には、実施例1の構成に加えて、攪拌や加温の前段に原水中の濁質を除去するためのフィルタを設ける。その他の構成および演算処理は実施例1における図1および図2と同様のものとする。したがって、実施例3における水処理システムの構成と演算処理の図示および説明は省略する。
≪Example 3≫
Next, Example 3 of the present invention will be described.
濁質の多い原水の場合、前処理部2における攪拌や加温により濁質に由来する臭気成分(例えば、土臭成分)が抽出されて臭気レベルの増加分として計測される。濁質由来の臭気成分は、通常の浄水処理工程で濁質とともに除去され粉末活性炭注入の必要はないが、臭気レベルには影響することから、カビ臭物質の推定誤差要因になる可能性がある。実施例3では、臭気センサ1は前処理部2に設けたフィルタにより濁質から抽出される臭気成分を減少させた原水の臭気レベルを計測する。この結果、カビ臭以外の成分による臭気レベルへの影響が抑制され、カビ臭物質の推定精度の低下を回避できる。
In the case of raw water containing a large amount of turbidity, odor components (for example, earthy odor components) originating from the turbidity are extracted by stirring and heating in the
なお、濁質由来の臭気成分も含めた原水の状態を監視することが有用と考えられる場合は、同フィルタは使用せずに臭気レベルを計測し、カビ臭物質の推定の際は、濁度データから濁質由来の臭気レベルを推定して計測値から除いてもよい。 In addition, if it is considered useful to monitor the condition of the raw water, including odor components derived from turbidity, the odor level is measured without using the same filter, and when estimating moldy odor substances, the turbidity The odor level derived from suspended solids may be estimated from the data and removed from the measured values.
以上説明したように、本発明の実施例3によれば、カビ臭物質濃度の誤差要因を低減することができ、そのカビ臭物質濃度の推定値を用いて算出した活性炭注入率に基づいて粉末活性炭の注入を行うことができる。その結果、粉末活性炭の過剰な使用を抑制することが可能となり、運転コストを低減することができる。 As explained above, according to Example 3 of the present invention, it is possible to reduce error factors in the concentration of musty odor substances, and powder powder is Injection of activated carbon can be performed. As a result, it is possible to suppress excessive use of powdered activated carbon, and operating costs can be reduced.
1…臭気センサ、2…前処理部、3…水質センサ、4…外部データ入力部、5…イベントデータ入力部、6…カビ臭推定部、7…活性炭注入率算出部、10…水処理設備、11…着水井、12…混和池、13…凝集池、14…沈殿池、15…濾過池、16…薬品注入部、20…制御部 1...Odor sensor, 2...Pre-treatment section, 3...Water quality sensor, 4...External data input section, 5...Event data input section, 6...Mold odor estimation section, 7...Activated carbon injection rate calculation section, 10...Water treatment equipment , 11... Water landing well, 12... Mixing basin, 13... Coagulation basin, 14... Sedimentation basin, 15... Filtration basin, 16... Chemical injection part, 20... Control part
Claims (16)
前記水処理設備の原水に含まれる臭気物質による臭気を計測する臭気センサと、前記臭気センサが計測する前記原水を処理する前処理部と、前記原水の水質データを計測する水質センサと、カビ臭に影響を与えるイベントに関係するイベントデータを入力するイベントデータ入力部と、前記カビ臭に影響を与える気象関連の外部データを含む外部データ入力部と、を設け、
前記制御部は、前記臭気、前記水質データ、前記外部データ、前記イベントデータに基づき、所定の基準値以下にカビ臭物質を低減するための必要活性炭注入率を演算する水処理システム。 A water treatment system comprising water treatment equipment and a control unit for controlling the water treatment equipment,
an odor sensor that measures odor due to odorous substances contained in the raw water of the water treatment facility; a pre-treatment unit that processes the raw water measured by the odor sensor; a water quality sensor that measures water quality data of the raw water; an event data input section for inputting event data related to an event that affects the mold odor, and an external data input section that includes weather-related external data that affects the mold odor,
The control unit is a water treatment system that calculates a necessary activated carbon injection rate to reduce mold odor substances to a predetermined reference value or less based on the odor, the water quality data, the external data, and the event data.
前記水処理設備の原水に含まれる臭気物質による臭気を計測する臭気センサと、前記臭気センサが計測する前記原水を処理する前処理部と、前記原水の水質データを計測する水質センサとを備えており、
前記臭気センサで計測された前記臭気と、前記水質データと、カビ臭に影響を与えるイベントに関係するイベントデータと、カビ臭に影響を与える気象関連の外部データとに基づき、所定の基準値以下にカビ臭を低減するための必要活性炭注入率を演算する水処理システムの制御方法。 A method for controlling a water treatment system in which powdered activated carbon is extracted into raw water to reduce mold odor in water treatment equipment, the method comprising:
An odor sensor that measures odor due to odorous substances contained in the raw water of the water treatment facility, a pretreatment unit that processes the raw water measured by the odor sensor, and a water quality sensor that measures water quality data of the raw water. Ori,
below a predetermined standard value based on the odor measured by the odor sensor, the water quality data, event data related to events that affect the mold odor, and weather-related external data that affect the mold odor. A water treatment system control method that calculates the required activated carbon injection rate to reduce mold odor.
カビ臭発生の判断は、入力された前記イベントデータ、前記外部データ、およびカビ臭物質と関連する前記水質データを用いて原水のカビ臭発生指数を算出し、前記計測した前記臭気が予め記憶している基準臭気以上であり、前記カビ臭発生指数がカビ臭基準値以上である場合とすることを特徴とする水処理システムの制御方法。 The method for controlling a water treatment system according to claim 11,
The occurrence of a musty odor is determined by calculating a musty odor occurrence index of raw water using the input event data, the external data, and the water quality data related to the musty odor substance, and determining whether the measured odor is stored in advance. 1. A method for controlling a water treatment system, characterized in that the odor is greater than or equal to a standard odor, and the mold odor generation index is greater than or equal to a mold odor reference value.
前記カビ臭発生指数を算出するときに使用する前記水質データには、濁度、水温、pH、導電率、アルカリ度が含まれることを特徴とする水処理システムの制御方法。 The method for controlling a water treatment system according to claim 13,
A method for controlling a water treatment system, wherein the water quality data used when calculating the mold odor occurrence index includes turbidity, water temperature, pH, electrical conductivity, and alkalinity.
前記第2活性炭注入率を演算するときに使用する前記水質データには、色度、TOCが含まれることを特徴とする水処理システムの制御方法。 The method for controlling a water treatment system according to claim 11,
A method for controlling a water treatment system, wherein the water quality data used when calculating the second activated carbon injection rate includes chromaticity and TOC.
前記臭気センサは、前記原水におけるカビ臭以外の物質を除去するフィルタを通過した後の前記原水の前記臭気を計測するようにした水処理システムの制御方法。 In the method for controlling a water treatment system according to any one of claims 1 to 7,
A method for controlling a water treatment system, wherein the odor sensor measures the odor of the raw water after passing through a filter that removes substances other than mold odor in the raw water.
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