JP4982114B2 - Water treatment control device - Google Patents

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Description

本発明は、浄水場などの水処理プラントに適用され、塩素処理によって生成する有害なトリハロメタンの生成を抑制するための水処理制御装置に関する。   The present invention is applied to a water treatment plant such as a water purification plant, and relates to a water treatment control device for suppressing production of harmful trihalomethanes produced by chlorination.

浄水場などの水処理プラントでは、地下水や表流水を原水として着水井に導入し、凝集沈殿設備において凝集剤を添加してフロックを形成し、これを凝集沈殿させる。この凝集沈殿により原水中の濁質コロイド、無機物、有機物、細菌、生物等を沈殿除去する。その後、上澄み液を砂ろ過装置に通して懸濁物を除去し、最後に消毒用の塩素処理を施して需要家に供給している。   In a water treatment plant such as a water purification plant, groundwater or surface water is introduced into a receiving well as raw water, and a floc is formed by adding a flocculant in a coagulation sedimentation facility, and this is coagulated and precipitated. By this coagulation sedimentation, turbid colloids, inorganic substances, organic substances, bacteria, organisms, etc. in the raw water are precipitated and removed. Thereafter, the supernatant is passed through a sand filtration device to remove the suspended matter, and finally subjected to chlorine treatment for disinfection and supplied to consumers.

近年では、臭気物質やトリハロメタンの除去と低減を目的に、オゾンを用いた高度浄水処理が導入されている浄水場もある。これらの浄水場においては、水質汚濁の進行した原水の浄水処理対策の一環として、凝集沈殿以前の処理過程の水に塩素剤を注入する前塩素処理が行われている。前塩素処理は、原水中のアンモニア性窒素や微生物の除去、あるいは鉄およびマンガンの酸化除去、および浄水場内で繁殖する藻類の殺藻効果において有効である。   In recent years, some water purification plants have introduced advanced water purification treatment using ozone for the purpose of removing and reducing odorous substances and trihalomethanes. In these water purification plants, pre-chlorination is performed by injecting a chlorine agent into the water in the treatment process before the coagulation sedimentation as part of the water purification treatment of the raw water where water pollution has progressed. Pre-chlorination is effective in removing ammonia nitrogen and microorganisms in raw water, or oxidizing and removing iron and manganese, and the algicidal effect of algae breeding in water treatment plants.

しかしながら、注入された塩素剤が、原水中の有機物質と反応することによりトリハロメタンなどが生成することがわかっている。トリハロメタンの生成量は、注入される塩素剤の量が多いと増加し、また有機物の濃度や種類にも生成量は影響を受ける。   However, it has been found that the injected chlorine agent reacts with organic substances in the raw water to produce trihalomethane and the like. The amount of trihalomethane produced increases when the amount of chlorinated agent injected is large, and the amount produced is also affected by the concentration and type of organic matter.

ここで、原水を塩素処理することによってトリハロメタンがどの程度生成するかを示す指標としてトリハロメタン生成能がある。トリハロメタン生成能が多い原水に対しては、トリハロメタン生成濃度を低減するため、沈殿池とろ過池との間で塩素剤を注入する中間塩素処理を採用することが望ましいとされている。これは、沈澱処理により有機物質がある程度除去されるため、沈殿池とろ過池の間のほうがトリハロメタンのもとになる有機物質の量が少なくなり、トリハロメタンの生成の危険性が小さいからである。   Here, there is trihalomethane generating ability as an index indicating how much trihalomethane is generated by chlorinating raw water. For raw water with a high trihalomethane production capacity, it is desirable to employ an intermediate chlorination method in which a chlorine agent is injected between the sedimentation basin and the filtration basin in order to reduce the trihalomethane production concentration. This is because the organic substance is removed to some extent by the precipitation treatment, so that the amount of organic substance that becomes the source of trihalomethane is smaller between the precipitation basin and the filtration basin, and the risk of generation of trihalomethane is small.

一般に、前塩素処理での塩素剤の注入率は、原水の流入量に一定の割合で注入するか、沈殿池出口の残留塩素濃度によるフィードバック制御によって決められているのが主である。また、前塩素処理から中間塩素処理の切り替えは、自動制御ではなく原水水質を監視しながらオペレータが勘と経験に頼り操作しているのが現状である。   In general, the injection rate of the chlorinating agent in the pre-chlorination is mainly determined by injecting the raw water at a constant rate or by feedback control based on the residual chlorine concentration at the sedimentation tank outlet. In addition, switching from pre-chlorination to intermediate chlorination is currently performed by operators relying on intuition and experience while monitoring raw water quality rather than automatic control.

原水に含まれる有機物の指標となる蛍光強度は、原水のトリハロメタン生成能と非常に高い相関があり、原水の蛍光強度を測定することによって、トリハロメタン生成能を予測することが可能である。トリハロメタン生成能とは、その原水に塩素を注入したときに生成するトリハロメタン濃度のことで、どれくらいトリハロメタンに変化する物質が存在するかを測定する指標である。トリハロメタン生成能が高い原水は、塩素処理によってトリハロメタンを生成しやすいといえる。   The fluorescence intensity that is an indicator of the organic matter contained in the raw water has a very high correlation with the trihalomethane production ability of the raw water, and the trihalomethane production ability can be predicted by measuring the fluorescence intensity of the raw water. The trihalomethane generating ability is a trihalomethane concentration generated when chlorine is injected into the raw water, and is an index for measuring how much a substance that changes to trihalomethane exists. It can be said that raw water having a high trihalomethane production capacity is likely to produce trihalomethane by chlorination.

原水のトリハロメタン生成能を考慮して水処理プロセスを制御する手法として、蛍光分析計によりトリハロメタン生成能を予測し粉末活性炭を注入する方法がある（例えば、特許文献１を参照）。粉末活性炭はトリハロメタンの原因物質となる有機物を活性炭自身に吸着させ原水中から取り除く能力を持っている。
特開２００３−０４７９５６号公報 As a method of controlling the water treatment process in consideration of the trihalomethane production ability of raw water, there is a method of injecting powdered activated carbon by predicting the trihalomethane production ability with a fluorescence analyzer (see, for example, Patent Document 1). Powdered activated carbon has the ability to adsorb organic substances that cause trihalomethanes and remove them from raw water.
JP 2003-047956 A

このように、水処理分野、特に浄水処理においては、消毒処理や鉄・マンガン除去等のため塩素処理が広く使用されている。しかし、原水にトリハロメタン前駆物質が混入している場合、塩素処理によってトリハロメタンが生成してしまう。トリハロメタンは発ガン性物質であるため、水処理工程においてトリハロメタンの生成を抑制する必要がある。しかしながらこれまでの塩素剤注入装置は、原水のトリハロメタン生成能を考慮した適切な塩素注入率を算出する機能を備えていない。   Thus, in the field of water treatment, particularly water purification, chlorination is widely used for disinfection and iron / manganese removal. However, when a trihalomethane precursor is mixed in the raw water, trihalomethane is generated by chlorination. Since trihalomethane is a carcinogen, it is necessary to suppress the production of trihalomethane in the water treatment process. However, conventional chlorinating apparatuses do not have a function of calculating an appropriate chlorine injection rate considering the trihalomethane generating ability of raw water.

浄水場におけるトリハロメタンの生成として、前塩素処理における生成、中間塩素処理における生成、および配水の際の消毒剤としての後塩素処理における生成がある。また原水のトリハロメタン生成能（どれくらいトリハロメタンになる物質を含んでいるか）は、各塩素処理のポイントまでの浄水処理プロセスの効果において様々である。   The generation of trihalomethane in a water treatment plant includes the generation in pre-chlorination, the generation in intermediate chlorination, and the generation in post-chlorination as a disinfectant during water distribution. In addition, the trihalomethane production capacity of raw water (how much substances contain trihalomethane) varies in the effect of the water purification process up to the point of each chlorination.

本発明の目的は、被処理水のトリハロメタン生成能に基づいて、塩素処理におけるトリハロメタン生成濃度を有効に抑制することができる水処理制御装置を提供することにある。   The objective of this invention is providing the water treatment control apparatus which can suppress effectively the trihalomethane production | generation density | concentration in chlorination based on the trihalomethane production ability of to-be-processed water.

本発明の水処理制御装置は、原水を着水井に導入し、この着水井に導入された被処理水を凝集沈殿させ、その上澄み水をろ過する水処理プラントを制御する水処理制御装置であって、前記被処理水の蛍光強度を測定する蛍光分析計と、この蛍光分析計により測定された前記被処理水の蛍光強度を用い、この蛍光強度とトリハロメタン生成能との予め求められた相関関係に基いて前記被処理水のトリハロメタン生成能を予測するトリハロメタン生成能予測手段と、前記トリハロメタン生成能予測手段により予測されたトリハロメタン生成能に基づいて前記被処理水への塩素剤注入率を求める塩素剤注入率演算手段と、この塩素剤注入率演算手段により算出された前記塩素剤の注入率に基づいて、前記被処理水への塩素剤注入装置を制御する制御手段とを備え、前記塩素注入装置は、凝集沈殿前の被処理水に対し塩素剤を注入するように構成され、前記塩素剤注入率演算手段は、トリハロメタン生成能予測手段により予測されたトリハロメタン生成能に基づくトリハロメタン生成濃度が、ろ過後の処理水に対する消毒用塩素注入により生成されるトリハロメタンの予測濃度を含んで、予め設定されたトリハロメタン許容濃度以下となる塩素剤注入率を求めることを特徴とする。 The water treatment control device of the present invention is a water treatment control device that controls a water treatment plant that introduces raw water into a landing well, coagulates and precipitates the treated water introduced into the landing well, and filters the supernatant water. A fluorescence analyzer for measuring the fluorescence intensity of the water to be treated, and the fluorescence intensity and the trihalomethane production ability determined in advance using the fluorescence intensity of the water to be treated measured by the fluorescence analyzer. Request salts Motozai injection rate of the to-be-treated water on the basis of the trihalomethane formation potential predicted and trihalomethane formation potential prediction means for predicting, by the trihalomethane formation potential prediction means trihalomethane formation potential of the water to be treated on the basis of Chlorine agent injection rate calculation means and control for controlling the chlorine agent injection device to the water to be treated based on the injection rate of the chlorine agent calculated by the chlorine agent injection rate calculation means And a stage, the chlorine injection device is configured to inject the chlorine agent to the water to be treated before coagulation sedimentation, the chlorine injection rate calculating means, trihalomethanes generated predicted by THM formation potential prediction means The trihalomethane production concentration based on the performance includes the predicted concentration of trihalomethane produced by the injection of chlorine for disinfection into the treated water after filtration, and the chlorinating agent injection rate is determined to be lower than the preset allowable concentration of trihalomethane. To do.

本発明では、被処理水に関する各種水質指標を測定する水質指標測定装置を設け、トリハロメタン生成能予測手段は、被処理水の蛍光強度と、この被処理水の前記水質指標を因子とするトリハロメタン生成関数に基づいた予測式を使用して、トリハロメタン生成能を予測する。 In the present invention, a water quality indicator measuring device for measuring various water quality indicators relating to the water to be treated is provided, and the trihalomethane production capacity predicting means is a trihalomethane having factors of the fluorescence intensity of the water to be treated and the water quality indicator of the water to be treated. A prediction formula based on the generation function is used to predict trihalomethane production capacity.

また、本発明では、水質指標測定装置は、被処理水の水質指標として、被処理水の水温、ｐＨ、アンモニア性窒素のうち、少なくともいずれか1つの情報をトリハロメタン生成能予測手段に提供する。   In the present invention, the water quality index measuring device provides at least one of the water temperature, pH, and ammonia nitrogen as the water quality index of the treated water to the trihalomethane generating ability predicting means.

また、本発明では、塩素剤注入装置において使用される塩素剤として、液化塩素、次亜塩素酸ナトリウム、次亜塩素酸カルシウムのうち少なくともいずれか一つを使用する。   In the present invention, at least one of liquefied chlorine, sodium hypochlorite, and calcium hypochlorite is used as the chlorinating agent used in the chlorinating apparatus.

また、本発明では、トリハロメタン生成能予測手段は、被処理水の蛍光強度、または蛍光強度及び被処理水の水質指標からそれぞれ予測されるトリハロメタン生成能と、過去の塩素剤注入におけるトリハロメタン生成濃度の実測値を使用して、前記被処理水のトリハロメタン生成能を予測する。   Further, in the present invention, the trihalomethane production capacity predicting means includes the trihalomethane production capacity predicted from the fluorescence intensity of the treated water, or the fluorescence intensity and the water quality index of the treated water, respectively, and the trihalomethane production concentration in the past chlorine agent injection. The measured value is used to predict the trihalomethane production ability of the treated water.

また、本発明では、前記塩素注入装置として、凝集沈殿後の上澄み水に対し塩素剤を注入する装置をさらに設け、前記塩素注入装置として、凝集沈殿後の上澄み水に対し塩素剤を注入する装置をさらに設け、被処理水中のアンモニア性窒素や微生物の除去、鉄およびマンガンの酸化除去、藻類の殺藻に必要な塩素注入率と前記トリハロメタン生成能予測手段による予測生成能とにより予測されるトリハロメタン濃度が、予め設定されたトリハロメタン許容濃度を越えるときは、塩素剤の注入装置を前記凝集沈殿後の上澄み水に対し塩素剤を注入する装置に切替える切替え手段を設けた。 Moreover, in this invention, the apparatus which inject | pours a chlorine agent with respect to the supernatant water after coagulation sedimentation is further provided as the said chlorine injection apparatus, The apparatus which injects a chlorine agent with respect to the supernatant water after aggregation precipitation as the said chlorine injection apparatus further provided, trihalomethanes predicted removal of ammonium nitrogen and microorganisms in the for-treatment water, oxidation removal of iron and manganese by the prediction generation capacity with chlorine injection rate required to algae algicidal by the trihalomethane formation potential predicting means When the concentration exceeds a preset allowable concentration of trihalomethane, there is provided switching means for switching the chlorine agent injection device to a device for injecting the chlorine agent into the supernatant water after the coagulation sedimentation .

さらに、本発明では、蛍光分析計は、３４０〜３５０ｎｍの波長範囲にある励起光を被処理水に照射し、４２０〜４３０ｎｍの波長範囲にある蛍光強度を測定する。   Furthermore, in this invention, a fluorescence analyzer irradiates to-be-processed water the excitation light which exists in the wavelength range of 340-350 nm, and measures the fluorescence intensity which exists in the wavelength range of 420-430 nm.

本発明によれば、被処理水に塩素を注入して塩素処理を行う水処理プラントにおいて、被処理水中のトリハロメタン生成能に基づいて塩素剤の注入率を制御するので、塩素処理によるトリハロメタンの生成を有効に抑制することができる。   According to the present invention, in the water treatment plant that performs chlorine treatment by injecting chlorine into the water to be treated, the injection rate of the chlorinating agent is controlled based on the trihalomethane producing ability in the water to be treated. Can be effectively suppressed.

以下、本発明による水処理制御装置の一実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。図１から図６は、本実施の形態に関する図であり、図１は水処理制御装置の全体構成を示す。   Hereinafter, an embodiment of a water treatment control device according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. 1 to 6 are diagrams relating to the present embodiment, and FIG. 1 shows the overall configuration of the water treatment control device.

始に、浄水場などにおける水処理プラントの構成を説明する。図１において、水処理プラントは、着水井２０と、混和池２１と、凝集沈殿設備２２と、砂ろ過設備２３とを有する。着水井２０は浄水場における原水の入口に設けられ、図示しない河川などの水源から原水が流入してくる。混和池２１は着水井２０の後段に設けられ、着水井２０から流入した被処理水（原水）に対して、前塩素処理の塩素剤が注入される。凝集沈殿設備２２では、図示しないが被処理水中に凝集剤が添加される。この凝集剤の注入により、被処理水中の有機物質や濁質等はフロック化され、凝集沈殿処理により被処理水中から除去される。砂ろ過設備２３には、凝集沈殿設備２２の上澄み水が被処理水として流入する。この被処理水中の懸濁物質はろ過（ろ材への付着とろ層でのふるい）によって除去される。   First, the structure of the water treatment plant in a water purification plant etc. is demonstrated. In FIG. 1, the water treatment plant includes a landing well 20, a mixing basin 21, a coagulation sedimentation facility 22, and a sand filtration facility 23. The landing well 20 is provided at the inlet of raw water in the water purification plant, and raw water flows in from a water source such as a river (not shown). The mixing basin 21 is provided in the subsequent stage of the landing well 20, and a pre-chlorination chlorine agent is injected into the water to be treated (raw water) flowing from the landing well 20. In the coagulation sedimentation facility 22, although not shown, a coagulant is added to the water to be treated. By injecting the flocculant, organic substances, turbidity, etc. in the water to be treated are flocked and removed from the water to be treated by the coagulation sedimentation treatment. The supernatant water of the coagulation sedimentation facility 22 flows into the sand filtration facility 23 as treated water. Suspended substances in the water to be treated are removed by filtration (attachment to the filter medium and sieving in the filter layer).

１０は前塩素注入装置で、混和池２１において被処理水に塩素剤を注入して被処理水の塩素処理を行う。この混和池２１には、図示していないが、塩素剤と被処理水が十分に混和するために設備が設けられている。また、砂ろ過設備２３の出側にも図示しないが塩素注入装置が設けられており、路材を通ってろ過処理された処理水に消毒用として塩素剤を注入する。この消毒用の塩素剤注入を後塩素処理と呼び、この後塩素処理後、需要家に配水される。   A pre-chlorine injection apparatus 10 injects a chlorine agent into the water to be treated in the mixing basin 21 to perform chlorination of the water to be treated. Although not shown in the drawing, the mixing basin 21 is provided with equipment for sufficiently mixing the chlorine agent and the water to be treated. Moreover, although not shown in figure, the chlorine injection apparatus is provided also in the exit side of the sand filtration equipment 23, and a chlorine agent is inject | poured into the treated water filtered through the road material for disinfection. This chlorination injection for disinfection is called post-chlorination, and after this chlorination, water is distributed to customers.

２４は蛍光分析計で、着水井２０に設けられ、被処理水の蛍光強度を測定する。蛍光分析法で測定する蛍光強度は、水中に含まれる低濃度の物質の定量や同定に有効な手段である。蛍光分析法では特有の励起波長と蛍光波長を用いることで様々な物質を測定することが可能であり、励起波長３４５nm、蛍光波長４２５nmを用いれば、浄水場の原水中などに含まれる有機物濃度を間接的に測定することが可能である。したがって、上記蛍光分析計２４は、３４０〜３５０ｎｍの波長範囲にある励起光を被処理水に照射し、被処理水からの４２０〜４３０ｎｍの波長範囲にある蛍光強度を測定し、その測定値から被処理水中の有機物濃度を間接的に測定する。   A fluorescence analyzer 24 is provided in the landing well 20 and measures the fluorescence intensity of the water to be treated. The fluorescence intensity measured by the fluorescence analysis method is an effective means for quantifying and identifying low-concentration substances contained in water. In the fluorescence analysis method, it is possible to measure various substances by using a specific excitation wavelength and fluorescence wavelength. If the excitation wavelength is 345 nm and the fluorescence wavelength is 425 nm, the concentration of organic substances contained in the raw water of the water purification plant can be determined. It is possible to measure indirectly. Therefore, the fluorescence analyzer 24 irradiates the water to be treated with excitation light in the wavelength range of 340 to 350 nm, measures the fluorescence intensity in the wavelength range of 420 to 430 nm from the water to be treated, and based on the measured value. Indirectly measure the organic matter concentration in the treated water.

２５は水質指標測定装置で、着水井２０に設けられ、被処理水の各種水質指標を測定する。この水質指標測定装置２５は、各水質指標に対応した複数の測定器、例えば、被処理水の水温を測定する水温測定器２６、被処理水のｐＨを測定するｐＨ測定器２７、被処理水のアンモニア性窒素濃度を測定する測定器２８等で構成される。この他、水質指標測定装置２５としては、図示しない被処理水のアルカリ度を測定するアルカリ度測定器、被処理水の全有機炭素濃度を測定する全有機炭素濃度測定器、被処理水の流量と水処理プラントの容積から被処理水の滞留時間を測定する滞留時間測定器、被処理水の紫外線吸光度を測定する紫外線吸光度測定器などを設けてもよい。   Reference numeral 25 denotes a water quality indicator measuring device which is provided in the landing well 20 and measures various water quality indicators of the water to be treated. The water quality indicator measuring device 25 includes a plurality of measuring devices corresponding to each water quality indicator, such as a water temperature measuring device 26 that measures the temperature of the water to be treated, a pH measuring device 27 that measures the pH of the water to be treated, and the water to be treated. It comprises a measuring instrument 28 for measuring the ammoniacal nitrogen concentration. In addition, the water quality index measuring device 25 includes an alkalinity measuring device that measures the alkalinity of the water to be treated (not shown), a total organic carbon concentration measuring device that measures the total organic carbon concentration of the water to be treated, and the flow rate of the water to be treated. Further, a residence time measuring device that measures the residence time of the water to be treated from the volume of the water treatment plant, an ultraviolet absorbance measuring device that measures the ultraviolet absorbance of the water to be treated, and the like may be provided.

前塩素注入装置１０と蛍光分析計２４及び水質指標測定装置２５に対しては、被処理水への塩素剤注入率を制御する制御装置６０が接続されている。この制御装置６０は、前塩素注入装置１０を制御して、塩素剤の注入率を最適に操作することで、前塩素処理におけるトリハロメタンの生成濃度を抑制する。この制御装置６０は、トリハロメタン生成能予測手段４１と、最適塩素剤注入率演算手段４２と、塩素注入装置制御手段４３とを有する。   A controller 60 for controlling the chlorine agent injection rate into the water to be treated is connected to the pre-chlorine injection device 10, the fluorescence analyzer 24, and the water quality indicator measurement device 25. The control device 60 controls the pre-chlorine injection device 10 to optimally control the injection rate of the chlorine agent, thereby suppressing the production concentration of trihalomethane in the pre-chlorination treatment. The control device 60 includes a trihalomethane production capability prediction unit 41, an optimum chlorine agent injection rate calculation unit 42, and a chlorine injection device control unit 43.

トリハロメタン生成能予測手段４１は、蛍光分析計２４により測定された被処理水の蛍光強度に基いて被処理水のトリハロメタン生成能を予測し、必要に応じて水質指標測定装置２５で測定された被処理水の水質指標を用いて補正を行う。すなわち、トリハロメタン生成能予測手段４１は、蛍光分析計２４により測定された被処理水の蛍光強度を入力し、この蛍光強度とトリハロメタン生成能との予め求められた図２で示す相関関係に基いて、被処理水のトリハロメタン生成能を予測する。また、このトリハロメタン生成能は、被処理水の水質によって変化するので、必要に応じて、この水質によって補正する。例えば、水質の一つである水温についてみると、図３で示すように、同じ蛍光強度であっても低水温時と高水温時とでは、トリハロメタン生成能に違いが生じる。したがって、必要に応じて水質指標測定装置２５で測定された値を用いて補正し、正しいトリハロメタン生成能を得るようにしている。   The trihalomethane production capacity predicting means 41 predicts the trihalomethane production capacity of the water to be treated based on the fluorescence intensity of the water to be treated measured by the fluorescence analyzer 24, and the water quality index measuring device 25 measures the water quality index measurement apparatus 25 as necessary. Corrections are made using the treated water quality index. That is, the trihalomethane production capacity predicting means 41 inputs the fluorescence intensity of the water to be treated measured by the fluorescence analyzer 24, and based on the correlation shown in FIG. 2 obtained in advance between the fluorescence intensity and the trihalomethane production capacity. Estimate the trihalomethane production capacity of water to be treated. Moreover, since this trihalomethane production ability changes with the water quality of to-be-processed water, it correct | amends with this water quality as needed. For example, regarding the water temperature, which is one of the water qualities, as shown in FIG. 3, even if the fluorescence intensity is the same, there is a difference in trihalomethane production ability between the low water temperature and the high water temperature. Therefore, correction is performed as necessary using the value measured by the water quality indicator measuring device 25 so as to obtain the correct trihalomethane production ability.

塩素剤注入率演算手段４２は、トリハロメタン生成能予測部４１により予測された被処理水のトリハロメタン生成能に基づいて、前塩素処理における最適な塩素注入率を演算する。すなわち、この塩素剤注入率演算手段４２は、トリハロメタン生成能予測手段４１により予測されたトリハロメタン生成能に基づいて、被処理水への塩素剤注入によるトリハロメタン生成濃度を算出し、このトリハロメタン生成濃度がトリハロメタン許容濃度以下となる塩素剤注入率を求める。   The chlorinating agent injection rate calculating means 42 calculates the optimum chlorine injection rate in the pre-chlorination based on the trihalomethane generating ability of the water to be treated predicted by the trihalomethane generating ability predicting unit 41. That is, the chlorinating agent injection rate calculating means 42 calculates the trihalomethane producing concentration by the chlorinating agent injection into the water to be treated based on the trihalomethane producing ability predicted by the trihalomethane producing ability predicting means 41, and this trihalomethane producing concentration is Obtain the chlorine agent injection rate that is below the allowable concentration of trihalomethane.

塩素注入装置制御手段４３は、塩素剤注入率演算手段４２により算出された前塩素処理の塩素注入率に基づいて、混和池２１に塩素剤を注入する前塩素注入装置１０の制御を実行する。   The chlorine injection device control means 43 controls the pre-chlorine injection device 10 that injects the chlorine agent into the mixing basin 21 based on the chlorine injection rate of the pre-chlorine treatment calculated by the chlorine agent injection rate calculation means 42.

以下、図１から図６を参照して、本実施形態の作用効果を説明する。まず、水源から送られてきた原水（被処理水）は着水井２０に貯留される。この際、蛍光分析計２４により被処理水の蛍光強度が測定される。また、水質指標測定装置２５により被処理水の各種水質指標が測定される。次に、被処理水は混和池２１において塩素を注入され、前塩素処理が行われる。被処理水は、次の凝集沈殿設備２２において凝集剤が添加され、フロックを形成して凝集沈殿処理により濁質等の成分が除去される。この凝集沈殿処理による上澄み水は、被処理水として砂ろ過設備２３に送られ、ここで懸濁物質等が除去される。この砂ろ過設備２３を通った処理水は、その後、図示しない配水池において後塩素処理による消毒が行われて需要家に配水される。オゾン等を用いた高度浄水処理が導入されている浄水場では、オゾン処理や活性炭吸着処理による高度浄水処理が行われる。   Hereinafter, the operational effects of the present embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 6. First, raw water (treated water) sent from a water source is stored in the landing well 20. At this time, the fluorescence intensity of the water to be treated is measured by the fluorescence analyzer 24. In addition, various water quality indexes of the water to be treated are measured by the water quality index measuring device 25. Next, the water to be treated is injected with chlorine in the mixing basin 21 and pre-chlorinated. The water to be treated is added with a flocculant in the next coagulation sedimentation equipment 22 to form flocs, and components such as turbidity are removed by the coagulation sedimentation treatment. The supernatant water resulting from this coagulation sedimentation treatment is sent to the sand filtration facility 23 as treated water, where suspended substances and the like are removed. The treated water that has passed through the sand filtration facility 23 is then disinfected by post-chlorination in a distribution reservoir (not shown) and distributed to customers. In a water purification plant where advanced water treatment using ozone or the like is introduced, advanced water treatment by ozone treatment or activated carbon adsorption treatment is performed.

混和池２１では、被処理水への前塩素処理が行われる際に、被処理水中の有機物と注入された塩素が反応してトリハロメタンが生成される。このトリハロメタンは有害物質であり、その生成を抑制する必要がある。図２は、被処理水の蛍光強度と被処理水のトリハロメタン生成能との関係を示す図である。図２に示すように、被処理水の蛍光強度と被処理水のトリハロメタン生成能は相関がある。このため、蛍光強度を測定することによって、被処理水中に塩素を注入することでトリハロメタンに変化する物質がどれくらい含まれているかを推定することが可能となる。   In the mixing basin 21, when pre-chlorination is performed on the water to be treated, organic substances in the water to be treated react with the injected chlorine to generate trihalomethane. This trihalomethane is a harmful substance and it is necessary to suppress its production. FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the fluorescence intensity of the water to be treated and the trihalomethane production ability of the water to be treated. As shown in FIG. 2, there is a correlation between the fluorescence intensity of the water to be treated and the trihalomethane production ability of the water to be treated. For this reason, by measuring the fluorescence intensity, it is possible to estimate how much a substance that changes to trihalomethane is contained by injecting chlorine into the water to be treated.

図３は、被処理水の蛍光強度と被処理水のトリハロメタン生成能との関係に、被処理水の水温が及ぼす影響を示す図である。図３に示すように、被処理水の水温が高いほど同じ蛍光強度でもトリハロメタン生成能が高くなる。これは水温が高いことによって、注入される塩素と有機物との反応が促進されることによると考えられる。   FIG. 3 is a diagram illustrating the influence of the water temperature of the water to be treated on the relationship between the fluorescence intensity of the water to be treated and the trihalomethane production ability of the water to be treated. As shown in FIG. 3, the higher the temperature of the water to be treated, the higher the trihalomethane generating ability even with the same fluorescence intensity. This is thought to be due to the fact that the reaction between the injected chlorine and organic matter is promoted due to the high water temperature.

また、その他の水質によっても、蛍光強度とトリハロメタン生成能との関係は影響を受けることが分かっている。例えば、被処理水のｐＨは、低いほど塩素剤の酸化力が高くなるためトリハロメタン生成の危険性が高くなる。また、アンモニア性窒素は塩素と反応し結合塩素を生成する。このため、アンモニア性窒素が多いと有機物と反応する塩素が減少し、この結果、同じ蛍光強度の原水でもトリハロメタン生成の危険性は小さくなる。   In addition, it has been found that the relationship between fluorescence intensity and trihalomethane production ability is also affected by other water qualities. For example, the lower the pH of the water to be treated, the higher the oxidizing power of the chlorinating agent, and the higher the risk of trihalomethane formation. Ammonia nitrogen reacts with chlorine to produce combined chlorine. For this reason, when there is much ammonia nitrogen, the chlorine which reacts with organic substance will reduce, As a result, even if it is raw water of the same fluorescence intensity, the risk of trihalomethane production will become small.

そこで、これらの被処理水の水質データを測定し、トリハロメタン生成能予測値の補正に用いることによって、より正確な被処理水のトリハロメタン生成能を算出できる。   Therefore, by measuring the water quality data of the treated water and using it for correcting the predicted value of trihalomethane production ability, it is possible to calculate the more accurate trihalomethane production ability of the treated water.

以下、前塩素処理の制御に関して、主として制御装置６０の動作について説明する。トリハロメタン生成能予測手段４１は、蛍光分析計２４により測定された被処理水の蛍光強度を入力する。また、水質指標測定装置２５により測定された被処理水の各水質データの少なくともいずれか一つを入力する。そして、これら被処理水の蛍光強度と水質指標測定装置２５からの水質指標とにより被処理水のトリハロメタン生成能を算出する。以下、図４を参照して、当該算出方法（予測方法）を説明する。   Hereinafter, regarding the control of the pre-chlorination, the operation of the control device 60 will be mainly described. The trihalomethane production ability prediction means 41 inputs the fluorescence intensity of the water to be treated measured by the fluorescence analyzer 24. In addition, at least one of the water quality data of the water to be treated measured by the water quality index measuring device 25 is input. And the trihalomethane production | generation ability of to-be-processed water is calculated with the fluorescence intensity of these to-be-processed water, and the water quality parameter | index from the water quality parameter | index measuring device 25. FIG. Hereinafter, the calculation method (prediction method) will be described with reference to FIG.

図４における関数Ｚ１は、あらかじめ定められた標準の水質（水温等）のときの、被処理水の蛍光強度とトリハロメタン生成能との関係を表す。実際の水質データが標準の水質データとすべて同じであれば、被処理水の蛍光強度Ｘ１より、被処理水のトリハロメタン生成能はＹ１と算出される。   A function Z1 in FIG. 4 represents the relationship between the fluorescence intensity of the water to be treated and the trihalomethane generating ability when the water quality is a predetermined standard (water temperature or the like). If the actual water quality data is all the same as the standard water quality data, the trihalomethane generating ability of the treated water is calculated as Y1 from the fluorescence intensity X1 of the treated water.

水質指標測定装置２５により測定された被処理水の水質データのなかで、例えば、水温が標準の水温より高い場合は、蛍光強度に対するトリハロメタン生成能の値が高くなり、蛍光強度とトリハロメタン生成能との関係は関数Ｚ２のようになる。このとき水温以外の水質データが標準状態と同じであれば、水温が高い被処理水のトリハロメタン生成能はＹ２と算出される。   Among the water quality data of the water to be treated measured by the water quality index measuring device 25, for example, when the water temperature is higher than the standard water temperature, the value of trihalomethane production capacity with respect to the fluorescence intensity is high, and the fluorescence intensity and trihalomethane production capacity are Is a function Z2. At this time, if the water quality data other than the water temperature is the same as the standard state, the trihalomethane generating ability of the water to be treated having a high water temperature is calculated as Y2.

具体的には、トリハロメタン生成能の予測値は、図４から下記式（１）により算出される。   Specifically, the predicted value of trihalomethane production ability is calculated by the following formula (1) from FIG.

トリハロメタン生成能の予測値
＝Ｙ｛蛍光強度Ｘ ，関数Ｚ（標準水質時の関数Ｚ１−Σ補正値ｉ）｝
（ｉ＝１〜３） ・・・（１）
ここで、ｉ＝１で水温補正値を意味し、ｉ＝２でｐＨ補正値を意味し、ｉ＝３でアンモニア性窒素の補正値を意味する。この他、前述のように、水質指標として被処理水のアルカリ度、全有機炭素濃度、滞留時間、紫外線吸光度を用いる場合は、これらに関する補正値を、例えば、ｉ＝４でアルカリ度補正値、ｉ＝５で全有機炭素濃度補正値、ｉ＝６で被処理水の滞留時間補正値、ｉ＝７で紫外線吸光度補正値、として補正を行なってもよい。 Predicted value of trihalomethane production ability = Y {fluorescence intensity X, function Z (function Z1-Σ correction value i for standard water quality)}
(I = 1 to 3) (1)
Here, i = 1 means the water temperature correction value, i = 2 means the pH correction value, and i = 3 means the ammonia nitrogen correction value. In addition, as described above, when using the alkalinity, total organic carbon concentration, residence time, ultraviolet absorbance of the water to be treated as the water quality index, the correction values related to these are, for example, the alkalinity correction value when i = 4, Correction may be performed with i = 5 as the total organic carbon concentration correction value, i = 6 as the residence time correction value of the water to be treated, and i = 7 as the ultraviolet absorbance correction value.

すなわち、トリハロメタン生成能予測手段４１は、被処理水に関する各種水質指標を水質指標測定装置２５から入力し、被処理水の蛍光強度Ｘと、この被処理水の前記水質指標を因子とするトリハロメタン生成関数Ｚに基づいた予測式（１）を使用して、トリハロメタン生成能Ｙを予測する。   That is, the trihalomethane production capacity predicting means 41 inputs various water quality indexes relating to the water to be treated from the water quality indicator measuring device 25, and generates trihalomethanes using the fluorescence intensity X of the water to be treated and the water quality indicator of the water to be treated as factors. The prediction formula (1) based on the function Z is used to predict the trihalomethane production ability Y.

次に、図５を参照にして、制御装置６０の塩素剤注入率演算手段４２の動作を説明する。   Next, the operation of the chlorinant injection rate calculating means 42 of the control device 60 will be described with reference to FIG.

塩素剤注入率演算手段４２は、トリハロメタン生成能予測手段４１により算出されたトリハロメタン生成能の予測値に基づいて、塩素剤の注入率を演算する。塩素の注入率と実際に生成されるトリハロメタンの濃度との関係は図５で示すような関係になる。すなわち、塩素の注入率が低い段階では、トリハロメタンの生成濃度は微増する。塩素の注入率が多くなると有機物と塩素との反応が進んでトリハロメタンの生成濃度が上昇する。塩素の注入が過剰になると、トリハロメタンの生成が飽和し、トリハロメタン生成濃度は頭打ちになる。ここにおける最大のトリハロメタン生成濃度が、前記トリハロメタン生成能予測手段４１が算出したトリハロメタン生成能とみなすことができる。   The chlorinating agent injection rate calculating means 42 calculates the chlorinating agent injection rate based on the predicted value of the trihalomethane generating ability calculated by the trihalomethane generating ability predicting means 41. The relationship between the chlorine injection rate and the concentration of the actually produced trihalomethane is as shown in FIG. That is, at a stage where the injection rate of chlorine is low, the production concentration of trihalomethane slightly increases. When the injection rate of chlorine increases, the reaction between organic matter and chlorine proceeds and the production concentration of trihalomethane increases. When the chlorine injection becomes excessive, the production of trihalomethane is saturated and the trihalomethane production concentration reaches its peak. The maximum trihalomethane production concentration here can be regarded as the trihalomethane production capacity calculated by the trihalomethane production capacity prediction means 41.

上水では、トリハロメタンの許容濃度（例えば、トリハロメタンの水質基準値）ａ１が存在するので、塩素注入によるトリハロメタン生成濃度をこの許容濃度ａ１以下に抑える必要がある。また、浄水場出口では、前述のように消毒用として後塩素処理が行われるので、この後塩素処理で注入される塩素によって生成が予測されるトリハロメタン濃度を考慮して、前塩素処理における塩素注入率を演算する。その結果、図５におけるｂの範囲が、前塩素処理における塩素注入率の注入可能範囲となる。ｂの範囲において、原水中のアンモニア性窒素や微生物の除去、あるいは鉄およびマンガンの酸化除去、および浄水場内で繁殖する藻類の殺藻効果等を考慮して、これらの除去などが可能な注入率を前塩素処理における塩素注入率として決定する。   In clean water, there is a permissible concentration of trihalomethane (for example, water quality reference value of trihalomethane) a1, so it is necessary to keep the trihalomethane production concentration by chlorine injection below this permissible concentration a1. In addition, as described above, post-chlorination is performed at the water purification plant outlet for disinfection. As a result, the chlorine injection in the pre-chlorination is performed in consideration of the trihalomethane concentration expected to be generated by the chlorine injected in the chlorination. Calculate the rate. As a result, the range of b in FIG. 5 becomes the injectable range of the chlorine injection rate in the pre-chlorination process. In the range of b, the injection rate that enables removal of ammonia nitrogen and microorganisms in raw water, oxidation and removal of iron and manganese, and the algicidal effect of algae breeding in the water treatment plant Is determined as the chlorine injection rate in the pre-chlorination.

すなわち、塩素剤注入率演算手段４２は、トリハロメタン生成能予測手段４１により予測されたトリハロメタン生成能に基づいて、被処理水への塩素剤注入により生成されるトリハロメタン濃度を算出し、このトリハロメタン生成濃度がトリハロメタン許容濃度ａ１以下、となる塩素剤注入率ｂを求める。また、後塩素処理を行う場合は、後塩素処理後（ろ過後の処理水に対する消毒用塩素注入後）においてトリハロメタン生成濃度が、トリハロメタン許容濃度ａ１以下となる塩素剤注入率ｂを求める。   That is, the chlorinating agent injection rate calculating unit 42 calculates the trihalomethane concentration produced by the chlorinating agent injection into the water to be treated based on the trihalomethane producing ability predicted by the trihalomethane producing ability predicting unit 41, and this trihalomethane producing concentration. Is determined as a chlorinant injection rate b that gives an allowable trihalomethane concentration of a1 or less. When post-chlorination is performed, a chlorine agent injection rate b at which the trihalomethane production concentration is less than or equal to the allowable trihalomethane concentration a1 after post-chlorination (after disinfection of chlorine for the treated water after filtration) is obtained.

次に、トリハロメタン生成能予測手段４１において算出されたトリハロメタン生成能の予測濃度が、トリハロメタンの許容濃度ａ１より低かった場合を図６に示す。図６のような原水の場合、塩素注入によるトリハロメタンの生成の危険性は低い。よってこの場合、前記したように、原水中のアンモニア性窒素や微生物の除去、あるいは鉄およびマンガンの酸化除去、および浄水場内で繁殖する藻類の殺藻効果等を考慮して、前塩素処理における塩素注入率を決定する。   Next, FIG. 6 shows a case where the predicted concentration of the trihalomethane generating ability calculated by the trihalomethane generating ability predicting means 41 is lower than the allowable concentration a1 of trihalomethane. In the case of raw water as shown in FIG. 6, the risk of generating trihalomethane by chlorine injection is low. Therefore, in this case, as described above, the chlorine in the pre-chlorination treatment is considered in consideration of the removal of ammonia nitrogen and microorganisms in the raw water, the oxidation removal of iron and manganese, and the algicidal effect of algae breeding in the water treatment plant. Determine the injection rate.

次に、塩素注入装置制御手段４３の動作を説明する。   Next, the operation of the chlorine injection device control means 43 will be described.

塩素注入装置制御手段４３は、塩素剤注入率演算手段４２において算出された混和池２１に注入する塩素剤の注入率に基づいて、前塩素注入装置１０を制御する。すなわち、塩素注入装置制御手段４３は、例えば、公知のＰＩ制御方式により、混和池２１に注入する塩素剤の注入率を、演算された目標注入率となるように、前塩素注入装置１０を制御する。なお、前塩素注入装置１０において使用される塩素剤としては、液化塩素、次亜塩素酸ナトリウム、次亜塩素酸カルシウムのうち、少なくともいずれか一つを使用する。   The chlorine injection device control means 43 controls the pre-chlorine injection device 10 based on the injection rate of the chlorine agent injected into the mixing basin 21 calculated by the chlorine agent injection rate calculation means 42. That is, the chlorine injection device control means 43 controls the pre-chlorine injection device 10 so that the injection rate of the chlorine agent injected into the mixing basin 21 becomes the calculated target injection rate by, for example, a known PI control method. To do. In addition, as a chlorine agent used in the pre-chlorine injection apparatus 10, at least any one of liquefied chlorine, sodium hypochlorite, and calcium hypochlorite is used.

以上のようにして、本実施の形態の制御装置６０は、被処理水の蛍光強度、またはこの蛍光強度と水質データとに基づいて、被処理水のトリハロメタン生成能を予測し、その予測濃度に応じて前塩素処理における最適な塩素注入率を算出する。制御装置６０は、算出された最適な塩素注入率に基づいて、塩素注入装置制御手段４３により前塩素注入装置１０を制御することによって、前塩素処理で生成するトリハロメタンを許容範囲内に抑制することができる。   As described above, the control device 60 according to the present embodiment predicts the trihalomethane generating ability of the water to be treated based on the fluorescence intensity of the water to be treated or the fluorescence intensity and the water quality data, and sets the predicted concentration. Accordingly, the optimum chlorine injection rate in pre-chlorination is calculated. The control device 60 controls the prechlorine injection device 10 by the chlorine injection device control means 43 based on the calculated optimum chlorine injection rate, thereby suppressing the trihalomethane generated in the prechlorination treatment within an allowable range. Can do.

次に、図７で示す実施の形態を説明する。この実施の形態では、トリハロメタン生成能予測手段７１に対して、過去のトリハロメタン実測値データ５０が入力される機能を設けると共に、トリハロメタンの実測を行ったときの水質データが記憶されている水質データ記憶部５１を有する構成である。なお、他の構成は、図１で示した実施の形態と同様であるため、同一符号を付して説明を省略する。   Next, the embodiment shown in FIG. 7 will be described. In this embodiment, the trihalomethane production capacity predicting means 71 is provided with a function of inputting past trihalomethane actual measurement value data 50 and water quality data storage in which water quality data when actual measurement of trihalomethane is performed is stored. This is a configuration having a part 51. Since other configurations are the same as those of the embodiment shown in FIG. 1, the same reference numerals are given and description thereof is omitted.

このトリハロメタン生成能予測手段７１は、被処理水の蛍光強度または蛍光強度及び被処理水の水質指標からそれぞれ予測されるトリハロメタン生成能と、過去の塩素剤注入におけるトリハロメタン生成濃度の実測値データ５０を使用して、被処理水のトリハロメタン生成能を予測する。以下、その方法を説明する。   This trihalomethane production capacity predicting means 71 uses the fluorescence intensity of the water to be treated or the fluorescence intensity of the water to be treated and the water quality index of the water to be treated, and the measured value data 50 of the trihalomethane production concentration in the past chlorine agent injection. Use to predict trihalomethane production capacity of treated water. The method will be described below.

トリハロメタン生成能予測手段７１は、蛍光分析計２４により測定された被処理水の蛍光強度と、水質指標測定装置２５により測定された被処理水の水質と、過去のトリハロメタン生成濃度の実測データ５０に基づいて、被処理水のトリハロメタン生成能を予測する。すなわち、トリハロメタン生成能を算出する際に、現在の蛍光強度と水質データの実測値を元に、過去の水質データが保存されている水質データ記憶部５１を検索し、類似した蛍光強度と水質データを抽出する。該当する過去のデータがあれば、その時のトリハロメタン生成能の実測値を抽出する。トリハロメタン生成能予測手段７１に入力される過去のトリハロメタン生成濃度の実測データ５０は、具体的には、過去のトリハロメタン生成能を手分析等で測定した際の実測値であり、その時の被処理水の蛍光強度の測定値、およびその他の水質データの測定値が水質データ記憶部５１に記憶されている。 The trihalomethane production ability predicting means 71 uses the fluorescence intensity of the water to be treated measured by the fluorescence analyzer 24, the water quality of the water to be treated measured by the water quality indicator measuring device 25, and the actual measurement data 50 of the past trihalomethane production concentration. Based on this, the ability to produce trihalomethanes is estimated. That is, when calculating the trihalomethane production capacity, the water quality data storage unit 51 in which past water quality data is stored is searched based on the actual fluorescence intensity and the actual measurement value of the water quality data, and similar fluorescence intensity and water quality data are searched. To extract. If there is relevant past data, the actual measured value of trihalomethane production ability at that time is extracted. The actual measurement data 50 of the past trihalomethane production concentration input to the trihalomethane production capacity predicting means 71 is specifically an actual measurement value when the past trihalomethane production capacity is measured by manual analysis or the like, and the treated water at that time The measured value of the fluorescence intensity and the measured value of other water quality data are stored in the water quality data storage unit 51.

そして、抽出された過去の実測トリハロメタン生成能と、前記関数より算出した予測濃度を比較し、高いほうをトリハロメタン生成能予測濃度とする。すなわち、過去の実測値と比較し補正することで、より安全サイドで高精度にトリハロメタン生成能を予測することができる。   Then, the extracted past measured trihalomethane production capacity is compared with the predicted concentration calculated from the function, and the higher one is set as the predicted trihalomethane production capacity. In other words, the trihalomethane production ability can be predicted more accurately on the safe side by making corrections by comparing with past actual measurement values.

これらの結果、制御装置６０は、より安全サイドのトリハロメタン生成能予測値に基づいて、塩素注入装置制御手段４３により、混和池２１に注入する最適な塩素剤の注入率を算出することができる。   As a result, the control device 60 can calculate the optimal injection rate of the chlorine agent to be injected into the mixing basin 21 by the chlorine injection device control means 43 based on the predicted value of the trihalomethane production ability on the safer side.

次に、予測されたトリハロメタン生成能に応じて水処理プラントにおける塩素剤の注入点をよりトリハロメタンの生成が低くなる注入点へ、すなわち、前塩素処理から中間塩素処理へ変更する実施の形態を、図８を用いて説明する。   Next, the embodiment in which the injection point of the chlorinating agent in the water treatment plant is changed to an injection point where the production of trihalomethane is lower, that is, from pre-chlorination to intermediate chlorination, according to the predicted trihalomethane production capacity, This will be described with reference to FIG.

本実施の形態では、凝集沈殿前の被処理水に塩素剤を注入して被処理水の塩素処理を行う前塩素注入装置１０の他に、凝集沈殿後の上澄み水に塩素剤を注入して塩素処理を行う中間塩素注入装置１１を設ける。中間塩素注入装置１１は、凝集沈殿設備２２と砂ろ過設備２３との間に設けられ、凝集沈殿設備の上澄み水、すなわち、砂ろ過設備２３に流入する被処理水に塩素剤を注入して被処理水の塩素処理を行う。   In the present embodiment, in addition to the pre-chlorine injection device 10 for injecting a chlorine agent into the water to be treated before coagulation and precipitating the water to be treated, the chlorine agent is injected into the supernatant water after the coagulation and precipitation. An intermediate chlorine injection device 11 that performs chlorination is provided. The intermediate chlorine injection device 11 is provided between the coagulation sedimentation facility 22 and the sand filtration facility 23, and injects a chlorine agent into the supernatant water of the coagulation sedimentation facility, that is, the water to be treated flowing into the sand filtration facility 23. Perform chlorination of treated water.

また、前塩素処理と中塩素処理を切り替える前塩素／中間塩素切替え手段４４を設けている。   Further, pre-chlorine / intermediate chlorine switching means 44 for switching between pre-chlorination and intermediate chlorination is provided.

制御装置６０は、基本的図７で示した構成と同じであるが、最適塩素剤注入演算手段７２は、前塩素／中間塩素切替え手段４４に対して、前塩素処理から中塩素処理への切替え指令を出力する機能を有する。すなわち、最適塩素剤注入演算手段７２は、トリハロメタン生成能予測手段７１による予測生成能に基づいて、水処理プラントにおける塩素剤の注入点を、よりトリハロメタンの生成が低くなる中間塩素処理へ変更させる切り替える指令を切替え手段４４へ出力する。   The control device 60 is basically the same as the configuration shown in FIG. 7 except that the optimum chlorinating agent injection calculating means 72 switches the prechlorine treatment to the intermediate chlorine treatment with respect to the prechlorine / intermediate chlorine switching means 44. It has a function to output commands. That is, the optimum chlorinating agent injection calculating unit 72 switches the chlorinating point in the water treatment plant to the intermediate chlorinating process in which the production of trihalomethane is lower, based on the predicted forming ability of the trihalomethane generating ability predicting unit 71. The command is output to the switching means 44.

なお、他の構成は、図７に示す実施の形態と同様であるため、同一符号を付して説明は省略する。   Since other configurations are the same as those of the embodiment shown in FIG. 7, the same reference numerals are given and description thereof is omitted.

前塩素／中間塩素切替え手段４４は、トリハロメタン生成能予測部７１において算出された、トリハロメタン生成能の予測濃度が、トリハロメタンの許容濃度より大幅に高かった場合、最適塩素剤注入演算手段７２が出力する切り替える指令によりに前塩素処理から中塩素処理へ切替える。この場合の動作を図９で説明する。   The pre-chlorine / intermediate chlorine switching means 44 outputs the optimum chlorinating agent injection calculating means 72 when the predicted concentration of the trihalomethane generating ability calculated by the trihalomethane generating ability predicting section 71 is significantly higher than the allowable concentration of trihalomethane. Switch from pre-chlorination to medium chlorination by switching command. The operation in this case will be described with reference to FIG.

図９のように、トリハロメタン生成能予測手段７１において算出されたトリハロメタン生成能の予測濃度が、トリハロメタンの許容濃度ａ１より大幅に高い原水においては、塩素を過剰に注入すると、多量のトリハロメタンを生成する。この場合、塩素の注入率は、トリハロメタン許容濃度ａ１と後塩素処理で生成するトリハロメタン濃度を考慮すると、ｃ１で示す範囲が、前塩素処理における塩素注入率の注入可能範囲となる。しかしながら、有機物と反応する塩素と、前記した原水中のアンモニア性窒素や微生物の除去、鉄およびマンガンの酸化除去、藻類の殺藻に必要な塩素は競合するので、これらの効果を十分行うのに必要な塩素注入率はｃ２となる。しかし、この塩素注入率ｃ２で塩素を注入すると、トリハロメタン生成濃度はａ２となり、許容濃度ａ１を大きく超過してしまう。   As shown in FIG. 9, in the raw water in which the predicted concentration of the trihalomethane generating ability calculated by the trihalomethane generating ability predicting means 71 is significantly higher than the allowable concentration a1 of trihalomethane, if a large amount of chlorine is injected, a large amount of trihalomethane is generated. . In this case, considering the allowable trihalomethane concentration a1 and the concentration of trihalomethane generated in the post-chlorination, the range indicated by c1 is the injectable range of the chlorine injection rate in the pre-chlorination. However, chlorine that reacts with organic matter competes with chlorine necessary for removal of ammonia nitrogen and microorganisms in the raw water, oxidation removal of iron and manganese, and algal killing of algae. The required chlorine injection rate is c2. However, when chlorine is injected at this chlorine injection rate c2, the trihalomethane production concentration becomes a2, which greatly exceeds the allowable concentration a1.

このような場合、最適塩素剤注入率演算手段７２は、前塩素処理から中間塩素処理へと塩素注入地点を切り替える判断を行う。すなわち、図９で示すように、藻類の殺藻等に必要な塩素注入率ｃ２において、トリハロメタン生成濃度ａ２が許容範囲ａ１を超える場合は、水処理プラントにおける塩素剤の注入点を、トリハロメタンの生成がより低くなる注入点（前塩素処理から中間塩素処理）へと切替えるべく切替え手段４４に切り替え指令を出す。この結果、切替え手段４４が切替え動作すると、中間塩素注入装置１１は、凝集沈殿設備２２と砂ろ過設備２３との間に塩素を注入する。塩素が注入される被処理水、すなわち、凝集沈殿設備２２の上澄み水は、凝集沈殿により有機物の多くが除去されているので、トリハロメタンの生成濃度も低くなる。   In such a case, the optimum chlorinating agent injection rate calculating means 72 determines to switch the chlorine injection point from pre-chlorination to intermediate chlorination. That is, as shown in FIG. 9, when the chlorine injection rate c2 necessary for algal killing or the like is such that the trihalomethane production concentration a2 exceeds the allowable range a1, the injection point of the chlorine agent in the water treatment plant is determined as the production of trihalomethane. A switching command is issued to the switching means 44 in order to switch from an injection point (a pre-chlorination treatment to an intermediate chlorination treatment) at which the lowering is made. As a result, when the switching means 44 performs the switching operation, the intermediate chlorine injection device 11 injects chlorine between the coagulation sedimentation facility 22 and the sand filtration facility 23. In the treated water into which chlorine is injected, that is, the supernatant water of the coagulation sedimentation facility 22, most of the organic substances are removed by the coagulation sedimentation, so that the trihalomethane production concentration is also lowered.

このように、トリハロメタン生成能の予測値よりトリハロメタン生成の危険性を感知し、前塩素処理から中間塩素処理へと塩素を注入する地点を切り替える機能を有することで、より安全にトリハロメタンの生成を抑制することができる。   In this way, by detecting the risk of trihalomethane formation from the predicted value of trihalomethane formation ability, and having the function of switching the point of chlorine injection from pre-chlorination to intermediate chlorination, the production of trihalomethane can be suppressed more safely. can do.

なお、中間塩素処理における塩素の注入制御方法についてここでは言及しないが、中間塩素のポイントにおいてはトリハロメタンの元になる物質の多くは除去されているので、前塩素処理ほど厳密な管理を必要としない。   Although the chlorine injection control method in the intermediate chlorination is not mentioned here, most of the substances that are the source of trihalomethane have been removed at the point of intermediate chlorination, so it does not require as strict control as the prechlorination. .

本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。   The present invention is not limited to the above-described embodiments as they are, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage. In addition, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of components disclosed in the embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, constituent elements over different embodiments may be appropriately combined.

本発明による水処理制御装置の一実施の形態に関する構成を示すシステムブロック図である。It is a system block diagram which shows the structure regarding one Embodiment of the water treatment control apparatus by this invention. 同上一実施の形態に関する被処理水の蛍光強度と、トリハロメタン生成能との関係を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the relationship between the fluorescence intensity of to-be-processed water regarding one Embodiment same as the above, and trihalomethane production ability. 同上一実施の形態に関する被処理水の水温の違いによる、被処理水の蛍光強度とトリハロメタン生成能との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the fluorescence intensity of to-be-processed water and trihalomethane production ability by the difference in the water temperature of to-be-processed water regarding one Embodiment same as the above. 同上一実施の形態に関するトリハロメタン生成能予測式の、被処理水の蛍光強度とトリハロメタン生成能の予測濃度との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the fluorescence intensity of to-be-processed water, and the prediction density | concentration of trihalomethane production ability of the trihalomethane production ability prediction formula regarding one Embodiment same as the above. 同上一実施の形態に関する塩素注入率と、生成するトリハロメタンの濃度との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the chlorine injection rate regarding one Embodiment same as the above, and the density | concentration of the produced | generated trihalomethane. 同上一実施の形態に関する塩素注入率と、生成するトリハロメタンの濃度との関係を、トリハロメタン生成能の予測値が低いときについて示す図である。It is a figure which shows the relationship between the chlorine injection rate regarding one Embodiment same as the above, and the density | concentration of the produced | generated trihalomethane, when the predicted value of trihalomethane production ability is low. 本発明の他の実施の形態に関する水処理制御装置の構成図である。It is a block diagram of the water treatment control apparatus regarding other embodiment of this invention. 本発明のさらに他の実施の形態に関する水処理制御装置の構成図である。It is a block diagram of the water treatment control apparatus regarding other embodiment of this invention. 本発明に関する塩素注入率と、生成するトリハロメタンの濃度との関係を、トリハロメタン生成能の予測値が高いときについて示す図である。It is a figure which shows the relationship between the chlorine injection rate regarding this invention, and the density | concentration of the produced | generated trihalomethane, when the predicted value of trihalomethane production ability is high.

符号の説明Explanation of symbols

１０ 前塩素注入装置
１１ 中間塩素注入装置
２０ 着水井
２１ 混和池
２２ 凝集沈でん設備
２３ 砂ろ過設備
２４ 蛍光分析計
２５ 水質指標測定装置
２６ 水温測定器
２７ ｐＨ測定器
２８ 濃度測定器
４１，７１ トリハロメタン生成能予測手段
４２，７２ 塩素剤注入演算手段
４３ 塩素注入装置の制御手段
４４ 切替え手段 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Pre-chlorine injection apparatus 11 Intermediate chlorine injection apparatus 20 Landing well 21 Mixing pond 22 Coagulation sedimentation equipment 23 Sand filtration equipment 24 Fluorescence analyzer 25 Water quality index measuring device 26 Water temperature measuring device 27 pH measuring device 28 Concentration measuring device 41, 71 Trihalomethane production Performance prediction means 42, 72 Chlorine agent injection calculation means 43 Control means 44 for chlorine injection equipment 44 Switching means

Claims (7)

原水を着水井に導入し、この着水井に導入された被処理水を凝集沈殿させ、その上澄み水をろ過する水処理プラントを制御する水処理制御装置であって、
前記被処理水の蛍光強度を測定する蛍光分析計と、
この蛍光分析計により測定された前記被処理水の蛍光強度を用い、この蛍光強度とトリハロメタン生成能との予め求められた相関関係に基いて前記被処理水のトリハロメタン生成能を予測するトリハロメタン生成能予測手段と、
前記トリハロメタン生成能予測手段により予測されたトリハロメタン生成能に基づいて前記被処理水への塩素剤注入率を求める塩素剤注入率演算手段と、
この塩素剤注入率演算手段により算出された前記塩素剤の注入率に基づいて、前記被処理水への塩素剤注入装置を制御する制御手段とを備え、
前記塩素注入装置は、凝集沈殿前の被処理水に対し塩素剤を注入するように構成され、前記塩素剤注入率演算手段は、トリハロメタン生成能予測手段により予測されたトリハロメタン生成能に基づくトリハロメタン生成濃度が、ろ過後の処理水に対する消毒用塩素注入により生成されるトリハロメタンの予測濃度を含んで、予め設定されたトリハロメタン許容濃度以下となる塩素剤注入率を求める
ことを特徴とする水処理制御装置。 A water treatment control device that controls a water treatment plant that introduces raw water into a landing well, coagulates and precipitates the water to be treated introduced into the landing well, and filters the supernatant water,
A fluorescence analyzer for measuring the fluorescence intensity of the water to be treated;
Using the fluorescence intensity of the treated water measured by the fluorescence analyzer, the trihalomethane generating ability for predicting the trihalomethane producing ability of the treated water based on a predetermined correlation between the fluorescence intensity and the trihalomethane producing ability Prediction means,
Chlorine injection rate calculating means for obtaining a salt Motozai injection rate of the to-be-treated water on the basis of the predicted trihalomethane formation potential by the THM formation potential prediction means,
Control means for controlling a chlorine agent injection device to the water to be treated based on the injection rate of the chlorine agent calculated by the chlorine agent injection rate calculating means ,
The chlorine injection device is configured to inject a chlorine agent into the water to be treated before coagulation sedimentation, and the chlorine agent injection rate calculation means is configured to generate trihalomethane based on the trihalomethane generation ability predicted by the trihalomethane generation ability prediction means. A water treatment control device for obtaining a chlorinating rate at which the concentration is less than a preset allowable concentration of trihalomethane, including a predicted concentration of trihalomethane generated by sterilization chlorine injection for treated water after filtration . 被処理水に関する各種水質指標を測定する水質指標測定装置を設け、トリハロメタン生成能予測手段は、被処理水の蛍光強度と、この被処理水の前記水質指標を因子とするトリハロメタン生成関数に基づいた予測式を使用して、トリハロメタン生成能を予測することを特徴とする請求項１に記載の水処理制御装置。 A water quality indicator measuring device for measuring various water quality indicators relating to the treated water is provided, and the trihalomethane production capacity predicting means is based on the fluorescence intensity of the treated water and the trihalomethane production function based on the water quality indicator of the treated water. using predictive equation, water treatment control apparatus according to claim 1, characterized in that predicting the trihalomethane formation potential. 水質指標測定装置は、被処理水の水質指標として、被処理水の水温、ｐＨ、アンモニア性窒素のうち、少なくともいずれか1つの情報をトリハロメタン生成能予測手段に提供することを特徴とする請求項２に記載の水処理制御装置。 Water indicator measuring apparatus, water quality indicator of the water to be treated, the water temperature of the water to be treated, pH, among ammonia nitrogen, claims, characterized in providing at least one of information on THM formation potential prediction means water treatment control apparatus according to 2. 塩素剤注入装置において使用される塩素剤として、液化塩素、次亜塩素酸ナトリウム、次亜塩素酸カルシウムのうち少なくともいずれか一つを使用することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の水処理制御装置。 The chlorinating agent used in the chlorinating agent injection apparatus uses at least one of liquefied chlorine, sodium hypochlorite, and calcium hypochlorite, according to any one of claims 1 to 3 . A water treatment control device according to claim 1. トリハロメタン生成能予測手段は、被処理水の蛍光強度、または蛍光強度及び被処理水の水質指標からそれぞれ予測されるトリハロメタン生成能と、過去の塩素剤注入におけるトリハロメタン生成濃度の実測値を使用して、前記被処理水のトリハロメタン生成能を予測することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の水処理制御装置。 The trihalomethane production capacity prediction means uses the fluorescence intensity of the treated water, or the trihalomethane production capacity predicted from the fluorescence intensity and the treated water quality index, respectively, and the measured value of the trihalomethane production concentration in the past chlorinating agent injection. The water treatment control device according to any one of claims 1 to 4 , wherein a trihalomethane production ability of the treated water is predicted. 前記塩素注入装置として、凝集沈殿後の上澄み水に対し塩素剤を注入する装置をさらに設け、被処理水中のアンモニア性窒素や微生物の除去、鉄およびマンガンの酸化除去、藻類の殺藻に必要な塩素注入率と前記トリハロメタン生成能予測手段による予測生成能とにより予測されるトリハロメタン濃度が、予め設定されたトリハロメタン許容濃度を越えるときは、塩素剤の注入装置を前記凝集沈殿後の上澄み水に対し塩素剤を注入する装置に切替える切替え手段を設けたことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の水処理制御装置。 As the chlorine injection device, a device for injecting a chlorine agent into the supernatant water after coagulation and precipitation is further provided, which is necessary for removal of ammonia nitrogen and microorganisms in the treated water, oxidation removal of iron and manganese, and algal killing of algae. When the trihalomethane concentration predicted by the chlorine injection rate and the predicted generation capacity by the trihalomethane generation capacity prediction means exceeds a preset allowable trihalomethane concentration, a chlorine agent injection device is connected to the supernatant water after the coagulation sedimentation. The water treatment control device according to any one of claims 1 to 5 , further comprising switching means for switching to a device for injecting a chlorine agent . 蛍光分析計は、３４０〜３５０ｎｍの波長範囲にある励起光を被処理水に照射し、４２０〜４３０ｎｍの波長範囲にある蛍光強度を測定することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載の水処理制御装置 Fluorescence spectrometers excitation light in the wavelength range of 340~350nm irradiating the water to be treated, any of claims 1 to 6, characterized in that to measure the fluorescence intensity in the wavelength range of 420~430nm Water treatment control device according to
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