JP4492473B2 - 凝集剤注入制御装置および方法 - Google Patents
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k1を用いて、直接に凝集剤注入率を求める実施例を実施例1に記載し、濁度除去係数
k1を用いずに他の演算式を用いて凝集剤基本注入率を求めておいて、濁度除去係数k1を用いて、この凝集剤基本注入率を補正して凝集剤注入率を求める実施例を実施例5に記載する。実施例1,2,5の様に濁度除去係数のさまざまな使用方法がある。
Caは現在の濁度taを測定した時間からτだけ遡った時点の凝集剤注入率Cのデータを入力する。
k1=−(ln(ta/Ta))/Ca (2)
図2は本発明者らの実験結果で、初期濁度と凝集剤注入量を変化させ、沈殿上澄液の濁度を測定したものである。一般に、浄水プロセスでは凝集沈殿処理水5の濁度目標値を
10度以下に設定される。図2から、濁度が10度以下になると、上澄液濁度tと凝集剤注入率Cの関係は初期濁度Tを切片とする直線、すなわち(1)式と同形の指数式t=
T・e-k・C で表わせることがわかった。この関係は初期濁度が違っても同形式で表すことができた。ところで、凝集剤注入率に対する濁度低下度合である傾きは初期濁度の影響を受けて変化する。このことは、例えば凝集沈殿処理水5の濁度が10度で、目標値の1度に補正しようとする場合、それぞれの凝集沈殿特性で変化させる必要があることを意味する。傾きは指数式の指数部係数kで、濁度除去係数と呼称する。濁度除去係数kは凝集剤が注入された後のフロック形成や沈殿過程で、原水濁度と凝集剤量以外の要因の影響を網羅した係数である。言い換えれば、濁度除去係数kに基づいて凝集剤注入率やその補正率を求めれば、原水濁度と凝集剤以外の要因も考慮した凝集剤注入管理ができる。
Cmを演算する。
(3)式は濁度除去係数k1で原水濁度Tiを目標値tmにする凝集剤注入率Cmを演算したが、凝集沈殿池処理水濁度taと目標値tmで補正することもできる。補正率
ΔCmは処理水濁度taを目標値tmとするので、(3)式のTiをtaとすることで求まる。
これらの操作概念を図3に示す。凝集剤注入率は目標値以上の処理水濁度taであれば増加させ、目標値以下の処理水濁度tbであれば減少させる方向に操作される。
21からの原水流量Qを乗算して凝集剤注入量Qcを演算する。制御器34は演算した凝集剤注入量Qcと流量計24から出力される凝集剤注入操作量Qc′の偏差に基づいて凝集剤注入設備8を調節する。凝集剤注入設備8は弁、あるいは流量可変型ポンプである。
凝集剤注入量演算器33以降は実施例2と同様である。(5)式の様に濁度除去係数を凝集剤注入率の演算に組み入れて用いても実施例1と同様に、凝集沈殿処理の影響要因を包含して、簡便で適正に凝集剤注入率を決定することができる。
24Bで計測する。沈殿上澄液の濁度t2が計測された後、弁V5を操作して容器J1の内部液を排出し、上記操作を繰返して凝集沈殿特性を定期的に実施する。これらの操作はタイミング調整回路501の操作指令によってシーケンス回路502が実行する。
凝集剤注入率演算器36には濁度除去係数演算器505からの濁度除去係数k2と、濁度計22からの現在の原水濁度Tiが入力され、予め設定した凝集沈殿池処理水の濁度目標値tmにより(7)式で、濁度目標値tmを維持するに必要な凝集剤注入率Cmを演算する。
凝集剤注入量演算器33以降は実施例1と同様である。
凝集剤注入率演算手段で、回分式凝集沈殿の濁度除去係数と、ある時点の原水の濁度、及び処理水の濁度の予め設定した目標値で構成する演算式に基づいて凝集剤注入率を演算することで、現在の原水の水質や濁質状態に対応した凝集剤注入を実施でき、時間遅れを防止できる。
33,制御器34,凝集剤注入率演算器36の他、基本注入率演算器37,注入率補正演算器38を有する。基本注入率演算器37は、原水1の水質に対応した凝集剤注入率演算式が入力されている。凝集沈殿の影響要因となる代表的な水質には濁度Ti,アルカリ度AL,pH,水温Thなどがある。これらを水質計22,25,26,27で計測して基本注入率演算器37に入力される。基本注入率演算器37にはこれらの水質に対応した、例えば(8)式の注入モデル式が予め入力し、基本となる凝集剤注入率Cmを演算する。a,b,c,dは定数である。
注入率補正演算器38は、原水濁度Tiと凝集沈殿池処理水濁度ta、及び凝集剤注入率演算器36からの所定時間前の操作された凝集剤注入率Cm′が入力され、(2)式で濁度除去係数k1を演算する。さらに、(4)式で補正率ΔCmを求める。凝集剤注入率演算器36は基本凝集剤注入率Cmと補正率ΔCmを加算して操作すべき凝集剤注入率
Cm*を求め、凝集剤注入量演算器33に出力する。凝集剤注入量演算器33以降は実施例1と同様である。補正率ΔCmを、実施例4の回分式の濁度除去係数k2を用いて求めることもできる。
(図9(D)),図9(D)の除去係数を用いて前述した実施例の凝集剤注入率Cmを算出(図9(C))、前述した実施例のΔCmを算出(図9(C))である。図9(A)〜(D)の横軸は時間(h)を表す。
定数a=2,b=3,n=0.5の条件で、注入率Cを試算した結果を図9(C)に示す。原水濁度Ti以外は全て定数であるため、注入率Cは濁度Tiと同期する。
CmとCm+ΔCmの結果も図9(C)に併記した。3種類の注入率の平均値は大差がないが、濁度除去係数kを用いると注入率の変化が大きく、処理水濁度、すなわち、凝集性に及ぼす種々の要因を反映した注入率が設定されている。
PID制御や偏差量に一定の係数を乗じて比例させるなどがある。しかし、河川表流水などの水質は種々雑多な物質があり、フロック形成や凝集沈殿特性に影響する。注入式に考慮していない多くの物質も凝集沈殿処理水の濁度に影響しており、単にPID制御や偏差量比率補正は原水水質や濁質性状を真に反映したものでなく、常時適正な凝集剤注入管理を維持できない。
Claims (10)
- 凝集剤を注入して原水の濁質を凝集沈殿池で凝集沈殿させる浄水プロセスのため、前記凝集剤の注入制御を行う凝集剤注入制御装置において、
ある時点の前記凝集沈殿池の処理水の濁度、前記ある時点より所定時刻遡った時点の前記原水の濁度、及び前記ある時点より所定時刻遡った時点の前記凝集剤の凝集剤注入率の関係を指数式あるいは対数式で表した浄水プロセスの濁度除去係数を用いて凝集剤注入率を演算する凝集剤注入率演算手段と、
前記凝集剤注入率演算手段で演算された凝集剤注入率と前記ある時点の原水の流量を乗算して凝集剤注入量を演算する凝集剤注入量演算手段と、
前記凝集剤注入量に基づいて凝集剤注入設備を制御する制御手段と、
を有することを特徴とする凝集剤注入制御装置。 - 請求項1に記載の凝集剤注入制御装置において、
前記凝集剤注入率演算手段は、前記浄水プロセスの濁度除去係数を用いて凝集剤注入率を演算する際に、前記浄水プロセスの濁度除去係数、前記ある時点の前記原水の濁度、及び前記処理水の濁度の予め設定した目標値を有する演算式に基づいて凝集剤注入率を演算することを特徴とする凝集剤注入制御装置。 - 請求項1に記載の凝集剤注入制御装置において、
前記原水の一部を所定容積の容器に導水し、凝集剤の注入,撹拌,静置する回分式凝集沈殿装置の凝集剤注入前の濁度と、所定時間静置後の沈殿上澄み液の濁度と、この上澄み液濁度が得られる過程の凝集剤注入率との関係を指数式あるいは対数式で表される回分式凝集沈殿の濁度除去係数を演算する回分式濁度除去係数演算手段を有し、
前記凝集剤注入率演算手段は、前記回分式凝集沈殿の濁度除去係数と、前記ある時点の原水の濁度、及び前記処理水の濁度の予め設定した目標値で構成する演算式に基づいて凝集剤注入率を演算することを特徴とする凝集剤注入制御装置。 - 請求項3に記載の凝集剤注入制御装置において、
前記凝集剤注入率演算手段は、前記浄水プロセスの濁度除去係数、前記ある時点の前記凝集沈殿池の処理水の濁度、及び前記予め設定した目標値で構成する演算式に基づいて、前記目標値に維持する凝集剤注入率の補正値を演算し、前記凝集剤注入率の補正値で前記回分式凝集沈殿の濁度除去係数を含めて演算した凝集剤注入率を補正して凝集剤注入率を演算することを特徴とする凝集剤注入制御装置。 - 請求項1に記載の凝集剤注入制御装置において、
凝集剤を注入して原水の濁質を凝集沈殿池で凝集沈殿させる浄水プロセスのため、原水の濁度を考慮して予め設定した凝集剤注入式に基づいて凝集剤基本注入率を演算する凝集剤基本注入率演算手段を有し、
前記凝集剤注入率演算手段は、前記濁度除去係数、前記ある時点の前記凝集沈殿池の処理水の濁度、及び前記処理水の濁度の予め設定した目標値で構成する演算式に基づいて、前記目標値に維持する凝集剤注入率の補正値を演算し、前記補正値で前記凝集剤基本注入率を補正して凝集剤注入率を演算することを特徴とする凝集剤注入制御装置。 - 凝集剤を注入して原水の濁質を凝集沈殿池で凝集沈殿させる浄水プロセスの凝集剤注入制御方法において、
ある時点の前記凝集沈殿池の処理水の濁度、前記ある時点より所定時刻遡った時点の前記原水の濁度、及び前記ある時点より所定時刻遡った時点の前記凝集剤の凝集剤注入率の関係を指数式あるいは対数式で表した浄水プロセスの濁度除去係数を用いて凝集剤注入率を演算し、
前記演算された凝集剤注入率と前記ある時点の原水の流量を乗算して凝集剤注入量を演算し、
前記凝集剤注入量に基づいて凝集剤注入設備を制御することを特徴とする凝集剤注入制御方法。 - 請求項6に記載の凝集剤注入制御方法において、
前記浄水プロセスの濁度除去係数を用いて凝集剤注入率を演算する場合に、前記浄水プロセスの濁度除去係数、前記ある時点の前記原水の濁度、及び前記処理水の濁度の予め設定した目標値を有する演算式に基づいて凝集剤注入率を演算することを特徴とする凝集剤注入制御方法。 - 請求項6に記載の凝集剤注入制御方法において、
前記原水の一部を所定容積の容器に導水し、凝集剤の注入,撹拌,静置する回分式凝集沈殿装置の凝集剤注入前の濁度と、所定時間静置後の沈殿上澄み液の濁度と、この上澄み液濁度が得られる過程の凝集剤注入率との関係を指数式あるいは対数式で表される回分式凝集沈殿の濁度除去係数を演算し、
前記凝集剤注入率を演算する場合に、前記回分式凝集沈殿の濁度除去係数と、前記ある時点の原水の濁度、及び前記処理水の濁度の予め設定した目標値で構成する演算式に基づいて凝集剤注入率を演算することを特徴とする凝集剤注入制御方法。 - 請求項8に記載の凝集剤注入制御方法において、
前記凝集剤注入率を演算する場合に、前記浄水プロセスの濁度除去係数、前記ある時点の前記凝集沈殿池の処理水の濁度、及び前記予め設定した目標値で構成する演算式に基づいて、前記目標値に維持する凝集剤注入率の補正値を演算し、前記凝集剤注入率の補正値で前記回分式凝集沈殿の濁度除去係数を含めて演算した凝集剤注入率を補正して凝集剤注入率を演算することを特徴とする凝集剤注入制御方法。 - 請求項6に記載の凝集剤注入制御方法において、
凝集剤を注入して原水の濁質を凝集沈殿池で凝集沈殿させる浄水プロセスのため、原水の濁度を考慮して予め設定した凝集剤注入式に基づいて凝集剤基本注入率を演算し、
前記凝集剤注入率を演算する場合は、前記濁度除去係数、前記ある時点の前記凝集沈殿池の処理水の濁度、及び前記処理水の濁度の予め設定した目標値で構成する演算式に基づいて、前記目標値に維持する凝集剤注入率の補正値を演算し、前記補正値で前記凝集剤基本注入率を補正して凝集剤注入率を演算することを特徴とする凝集剤注入制御方法。
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