JP5636263B2 - 凝集剤注入制御システム - Google Patents
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Description
[数1]
F0=a1・Tu0 a2+a3・AL0 a4 ・・・(1)
ここで、a1、a2、a3、a4は係数であり、予め基礎試験で定めて、メモリ650内に記憶されている。たとえば、a1=5.5、a2=0.4、a3=−0.55、a4=0.04のとき、原水W1濁度Tu0が100度、アルカリ度AL0が35mg/Lであれば、基本凝集剤注入率F0は、次の(2)式で与えられる。
[数2]
F0=5.5・Tu0 0.4+(−0.55)・AL0 0.04=34mg/L ・・・(2)
なお、基本凝集剤注入率F0は、原水W1の水質、水量、および浄水場の仕様により異なるが、少なくとも5〜100mg/Lの範囲であることが望ましい。
[数3]
DVAl=b1・Tu0 b2・DVTu b3 ・・・(3)
ここで、b1、b2、b3は係数であり、予め基礎試験で定めて、メモリ650内に記憶されている。また、アルミニウム残留率の目標値DVAlは、メモリ650内に一時的に保存される。
[数4]
RAl=CAl/F1(t−τ)×100 ・・・(4)
ステップS15で、(3)式に従い、アルミニウム残留率の目標値DVAlを演算する。
[数5]
ΔRAl(t)=RAl−DVAl ・・・(5)
ステップS17で、(6)式に従い、第一補正値Q1を演算する。
[数6]
Q1=c1・ΔRAl(t)+c2・∫0 tΔRAl(s)ds ・・・(6)
ここで、c1、c2は係数であり、第一補正値Q1が振動せずかつ速やかに適正値まで到達できるように予め調整して、メモリ650内に記憶される。このようにして算出された第一補正値Q1は、メモリ650内に一時的に保存される。
[数7]
F1=F0+Q1 ・・・(7)
凝集剤注入率F1は、メモリ650内に一時的に保存される。
[数8]
ΔTus(t)=Tus−DVTu ・・・(8)
ステップS33で、(9)式に従い、第二補正値Q2を演算する。
[数9]
Q2=d1・ΔTus(t)+d2・∫0 tΔTus(s)ds ・・・(9)
ここで、d1、d2は係数であり、第二補正値Q2が振動せずかつ速やかに適正値まで到達できるように予め調整して、メモリ650内に記憶される。第二補正値Q2は、メモリ650内に一時的に保存される。
[数10]
F1=F0+Q1+Q2 ・・・(10)
凝集剤注入率F1は、メモリ650内に一時的に保存される。
[数11]
DVAl=b1・Tu0 b2・DVTu b3・AL0 b4・ ・・・(11)
ここで、b1、b2、b3、b4は係数であり、予め基礎試験で定めて、メモリ650内に記憶される。
[数12]
DVAl=b1・Tu0 b2・DVTu b3+b5・AL0 b4・ ・・・(12)
ここで、b5は係数であり、予め基礎試験で定めて、メモリ650内に記憶される。
[数13]
DVAl=k0・exp(−K/T0)・Tu0 b2・DVTu b3 ・・・(13)
ここで、b2、b3、k0、Kは係数であり、予め基礎試験で定めて、メモリ650内に記憶される。
[数14]
DVAl=b1・Tu0 b2・DVTu b3+b6・pHb7 ・・・(14)
ここで、b1、b2、b3、b6、b7は係数であり、予め基礎試験で定めて、メモリ650内に記憶される。
[数15]
DVAl=b1・Tu0 b2・DVTu b3+b8・E260 b9 ・・・(15)
ここで、b1、b2、b3、b8、b9は係数であり、予め基礎試験で定めて、メモリ650内に記憶される。
[数16]
F0=a1・Tu0 a2+a3・AL0 a4+a5・(Tu2−Tu2(t−Δta))・・(16)
ここで、a1、a2、a3、a4、a5は係数であり、予め基礎試験で定めて、メモリ650内に記憶される。また、Tu2(t−Δt3)は、現在の時刻tよりΔt3前の取水口濁度Tu2である。
[数17]
F0=a1・Tu0 a2+a3・AL0 a4+a5・(Tu2−Tu2(t−Δta))+a6・(AL2−AL2(t−Δt3))・・・(17)
ここで、a6は係数であり、予め基礎試験で定めて、メモリ650内に記憶される。また、AL2(t−Δt3)は、現在の時刻tよりΔt3前のアルカリ度AL2である。
[数18]
RTu0=(Tu0−Tu0(t−Δt4))/Tu0 ・・・(18)
ここで、Tu0(t−Δt4は現在の時刻tよりΔt4前の原水W1濁度Tu0である。
[数19]
w1=e1・|RTu0| ・・・(19)
ここで、e1は係数であり、予め基礎試験で定めて、メモリ650内に記憶される。また、第一補正値Q1に掛ける重みw1を演算する式は、(19)式に限定されるものではない。
[数20]
w2=1−w1 ・・・(20)
図10aに、変化率(横軸)と、補正値の重みw1(縦軸)の関係を示す。要するに、変化率の絶対値が大きいほど、補正値の重みw1を大きくしている。なお、図10bは、原水W1の濁度(縦軸)が、時間経過(横軸)と共に大きく増加した後に低減して安定する様子を示している。また、図10cは、図10bのときの原水W1の濁度変化率(縦軸)が、時間経過(横軸)と共に変動する様子を示している。
[数21]
F1=F0+w1・Q1+w2・Q2 ・・・(21)
この(19)(20)(21)式によれば、図10の過渡現象(原水W1の濁度(縦軸)が急激に増大した過渡時)において、凝集剤注入率F1は、変動初期にアルミニウム残留率RAlを指標とした第一補正値Q1が支配的となり、安定後は沈殿処理水W3の濁度Tusを指標とした第二補正値Q2が支配的となる。
[数22]
F1=F0+Q1+Q2+Q3 ・・・(22)
実施例9によれば、ろ過水濁度Tu3による補正も加えることで、実施例1と比較して、さらに制御のロバスト性が向上し、沈殿処理水濁度Tusを、予め設定した沈殿処理水濁度の目標値DVTuに安定して維持できる。
100…浄水処理施設
110…着水井
120…混和池
130…フロック形成池
140…沈殿池
150…ろ過池
160…浄水池
170…薬品注入設備
180…取水口センサ
210…原水センサ
220…アルミニウム計測装置
221…ポンプ
222…タンク
223…攪拌槽
224…吸光度測定装置
225…廃液タンク
226…電磁弁
230…沈殿処理水センサ
240…取水口センサ
250…ろ過水センサ
300…フロック分級装置
310…ろ過槽
320…回転フィルタ
330…モータ
340…ポンプ
400…浄水処理施設制御手段
500…ネットワーク
600…管理手段
610…CPU
620…ネットワークインターフェース
650…メモリ
651…データ収集機能
652…アルミニウム濃度換算機能
653…注入率演算機能
654…第一補正値演算機能
655…注入率補正機能
656…第二補正値演算機能
657…補正値重み演算機能
658…第三補正値演算機能
Claims (11)
- 原水に凝集剤を注入してフロックを形成するフロック形成池と、フロックを分離除去する沈殿池およびろ過池を備える浄水場の凝集剤注入制御システムにおいて、
原水の少なくとも濁度を計測する原水センサと、
原水に凝集剤を注入した凝集剤注入水を採水するサンプリング部と、
採水した凝集剤注入水に含まれるアルミニウムの濃度を計測するアルミニウム計測装置と、原水センサの濁度の計測値を用いて、基本凝集剤注入率を演算する注入率演算機能と、
前記アルミニウム濃度の計測値を用いて凝集剤注入率の補正値を演算する第一補正値演算機能と、
演算された基本凝集剤注入率と第一補正値の和として、凝集剤注入率を決定する注入率補正機能とを備え、
前記凝集剤注入率の第一補正値は、原水センサにより計測した濁度と沈殿処理水濁度の目標値から演算したアルミニウム残留率目標値と、アルミニウム濃度計測値を凝集剤注入率(アルミニウム濃度換算)で除して求めたアルミニウム残留率に基づき、アルミニウム残留率がアルミニウム残留率目標値に漸近するように定めることを特徴とする凝集剤注入制御システム。 - 請求項1に記載の凝集剤注入制御システムにおいて、
採水した凝集剤注入水に含まれるアルミニウムを計測するにあたり、凝集剤注入水に含まれる所定粒径のフロックを使用することを特徴とする凝集剤注入制御システム。 - 請求項2に記載の凝集剤注入制御システムにおいて、
前記所定粒径のフロックとして50μm以下であって、所定範囲の粒径のフロックを分離して使用することを特徴とする凝集剤注入制御システム。 - 請求項1に記載の凝集剤注入制御システムにおいて、
沈殿処理水の少なくとも濁度を含む水質を計測する沈殿処理水センサと、この計測値と沈殿処理水濁度の目標値を用いて凝集剤注入率の第二補正値を演算する第二補正値演算機能とを備え、前記注入率補正機能は、前記基本凝集剤注入率と前記第一補正値および第二補正値の和として凝集剤注入率を決定することを特徴とする凝集剤注入制御システム。 - 請求項4に記載の凝集剤注入制御システムにおいて、
ろ過池のろ過水の水質計測手段と、該水質計測手段の計測値とろ過水の目標値を用いて凝集剤注入率の第三補正値を演算する第三補正値演算機能とを備え、前記注入率補正機能は、演算された基本凝集剤注入率、第一補正値、第二補正値および第三補正値の和として凝集剤注入率を決定することを特徴とする凝集剤注入制御システム。 - 請求項1に記載の凝集剤注入制御システムにおいて、
前記原水センサで計測する水質項目として濁度のほかに、アルカリ度、水温、pH、紫外線吸光度の内一つもしくは複数を入力し、入力値を第一補正値の算出に反映させることを特徴とする凝集剤注入制御システム。 - 請求項1に記載の凝集剤注入制御システムにおいて、
前記原水を取水する取水口において濁度を検知する取水口センサを備え、前記基本凝集剤注入率の算出に前記取水口センサの出力を反映させることを特徴とする凝集剤注入制御システム。 - 請求項7に記載の凝集剤注入制御システムにおいて、
取水地点の計測値および単位時間当たりの変化量を用いて、凝集剤の基本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システム。 - 請求項4に記載の凝集剤注入制御システムにおいて、
原水センサの計測値および単位時間当たりの変化量を用いて、凝集剤注入率の補正値を加算するときの重み係数を演算する補正値重み演算機能を備えたことを特徴とする凝集剤注入制御システム。 - 請求項9に記載の凝集剤注入制御システムにおいて、
凝集剤注入率の第1の補正値と第2の補正値に与える重み係数は、一方の重み係数を大きくするときに、他方の重み係数を小さくする関係とすることを特徴とする凝集剤注入制御システム。 - 請求項9に記載の凝集剤注入制御システムにおいて、
原水センサの計測する濁度の時間変化率が大きいときには第1の補正値が、また原水センサの計測する濁度の時間変化率が小さいときには第2の補正値が、前記注入率補正機能の出力に大きく影響する関係とすることを特徴とする凝集剤注入制御システム。
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