JPH07132293A - 浄水場の塩素注入制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 原水中のアンモニア濃度が急に変化した場合
でも、浄水場の処理水の残留塩素濃度を精度良く制御す
る。 【構成】 モデル演算手段１６において塩素注入量測定
値と原水流量とから塩素注入率測定値が求められるとと
もに、この塩素注入率測定値により残留塩素予測モデル
を用いて残留塩素測定点における残留塩素濃度予測値が
予測される。塩素消費量演算手段１７において、残留塩
素濃度測定値と残留塩素濃度予測値との差と、原水のア
ンモニア濃度測定値に基づいて、アンモニア濃度に対す
る塩素消費量が演算される。注入率演算手段１８におい
て塩素消費量と原水のアンモニア濃度測定値とに基づい
て塩素注入率目標値が求められ、注入量演算手段１９に
おいて塩素注入率目標値と原水流量とから塩素注入量目
標値が求められる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、原水に塩素を適切に注
入して消毒処理を行うことができる浄水場の塩素注入制
御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、原水のアンモニア濃度を測定する
ためアンモニア濃度計が設置され、このアンモニア濃度
計により計測されたアンモニア濃度を定数倍し、これを
塩素注入率目標値とする塩素の注入制御を行なわれてい
る。

【０００３】アンモニアは塩素消費量が多いので、原水
のアンモニア濃度が急激に増加した場合、塩素は急激に
消費され、残留塩素濃度がゼロとなる。そして浄水場に
消毒されていない水が流入し、沈澱池やろ過池に藻が増
殖するといった悪影響を及ぼすことがある。この際、後
工程で塩素注入を行っていない場合には、消毒不完全な
水道水が供給される事故が発生する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来のように、計測さ
れたアンモニア濃度を定数倍し、これを注入率目標値と
して、塩素の注入制御を行う方法では、上述のようにア
ンモニア濃度の上昇時に適切な塩素の注入を行なうこと
はできない。このため、アンモニア濃度の上昇時は、塩
素の注入を自動制御するのではなく、運転員が注入率を
設定しながら運転する手動運転を行う場合が多い。アン
モニアは塩素消費量が多いので、アンモニア濃度変化時
の運転は運転員にとって非常に困難であり、煩雑とな
る。すなわち塩素を過剰に注入すると、塩素臭のついた
水道水を供給し、住民から苦情を寄せられる恐れがあ
り、一方、塩素の注入が不足すると、消毒不完全な水道
水を供給する危険がある。

【０００５】さらに、測定されたアンモニア濃度の定数
倍を注入率目標値とする自動制御方法の場合、アンモニ
ア濃度に対する塩素の消費量が、状況に応じて変化する
ため、常時、過不足なく塩素を注入できるとは限らない
という問題がある。

【０００６】例えば、原水に含まれる塩素消費物質はア
ンモニアのみならず、鉄、マンガン、有機物等があり、
また原水のアンモニア濃度が上昇するとき、アミン類の
濃度も上昇すると考えられる。塩素注入制御用に自動連
続計測するアンモニア濃度は、電気化学的に測定される
ので、アンモニアと化学的性質が似ているアミン類がア
ンモニア測定の妨害物質になることがある。すなわち水
温によってアミンの分解速度は異なるので、原水中のア
ミン類とアンモニアの濃度比は、季節によって異なる。
また天候によっても原水中の物質構成は異なるので、ア
ンモニア濃度の測定値が同じでも、季節や天候によって
真のアンモニア濃度は異なると考えられる。このため真
のアンモニア濃度に対応するよう、季節や天候に応じて
アンモニア濃度計からの信号を補正して塩素注入率を演
算する必要がある。

【０００７】また、電気化学的な測定方法を用いた場
合、原水中のアンモニア濃度は、下限に近い低濃度であ
る場合が多い。このため、測定上の誤差も無視できな
い。測定上の誤差は、アンモニア計のメンテナンス方法
によっても生じることが考えられる。このような測定上
の誤差も塩素注入率演算時に考慮する必要がある。

【０００８】しかしながら、従来のように測定されたア
ンモニア濃度の定数倍の注入率を用いた制御方式では、
上述のような問題が解決されず、塩素注入に過不足を生
じることがある。

【０００９】本発明はこのような点を考慮してなされた
ものであり、自動制御が困難なアンモニア濃度上昇時、
あるいは測定されたアンモニア濃度に対して塩素の消費
量が異なる条件においても、適切な塩素注入量を演算し
て、過不足なく塩素の注入を行なうことができる浄水場
の塩素注入制御装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の本発明
は、塩素注入点で注入される原水への塩素注入量測定値
と原水流量とから塩素注入率測定値を求め、この塩素注
入率測定値により残留塩素予測モデルを用いて塩素注入
後の残留塩素濃度測定点における残留塩素濃度予測値を
予測するモデル演算手段と、塩素注入後の残留塩素濃度
測定点における残留塩素濃度測定値とモデル演算手段で
予測した残留塩素濃度予測値との差と、原水のアンモニ
ア濃度測定値とに基づいて、アンモニア濃度に対する塩
素消費量を演算する塩素消費量演算手段と、塩素消費量
演算手段で求めた塩素消費量と原水のアンモニア濃度測
定値とに基づいて塩素注入率目標値を演算する注入率演
算手段と、塩素注入率目標値と原水流量とから塩素注入
量目標値を演算する注入量演算手段と、を備えたことを
特徴とする浄水場の塩素注入制御装置である。

【００１１】請求項２記載の発明は、塩素消費量演算手
段が、塩素注入点より上流側のアンモニア濃度測定値に
基づいて、残留塩素濃度測定点におけるアンモニア濃度
予測値をアンモニア濃度予測モデルを用いて予測し、こ
のアンモニア濃度予測値、および残留塩素濃度測定値と
残留塩素濃度予測値との差からアンモニア濃度に対する
塩素消費量を演算することを特徴とする請求項１記載の
浄水場の塩素注入制御装置である。

【００１２】請求項３記載の発明は、塩素消費量演算手
段で、アンモニア濃度測定値、および残留塩素濃度測定
値と残留塩素濃度予測値との差から、ファジィ推論によ
ってアンモニア濃度に対する塩素消費量を演算すること
を特徴とする請求項１記載の浄水場の塩素注入制御装置
である。

【００１３】請求項４記載の発明は、塩素が注入された
後の残留塩素濃度測定点における残留塩素濃度測定値を
用いて、残留塩素濃度を目標値に保つように補正用塩素
注入率目標値を演算するフィードバック制御手段と、フ
ィードバック制御手段で求められた補正用塩素注入率目
標値を用いて塩素注入率演算手段において求められた塩
素注入率目標値を補正して、塩素注入率補正値を演算す
るフィードフォワード／フィードバック制御結合手段
と、を更に備えたことを特徴とする請求項１記載の浄水
場の塩素注入制御装置である。

【００１４】請求項５記載の発明は、フィードフォワー
ド／フィードバック制御結合手段は、塩素注入率補正値
をファジィ推論によってを演算することを特徴とする請
求項４記載の浄水場の塩素注入制御装置である。

【００１５】

【作用】請求項１記載の発明によれば、モデル演算手段
において、塩素注入点で注入される塩素注入量測定値と
原水流量とから塩素注入率測定値が求められ、この塩素
注入率測定値により残留塩素予測モデルを用いて残留塩
素測定点における残留塩素濃度予測値が予測される。塩
素消費量演算手段において、塩素注入後の残留塩素濃度
測定点における残留塩素濃度測定値と残留塩素濃度予測
値との差と、原水のアンモニア濃度測定値とに基づい
て、アンモニア濃度に対する塩素消費量が演算される。
注入率演算手段において、塩素消費量と原水のアンモニ
ア濃度測定値とに基づいて塩素注入率目標値が演算さ
れ、注入量演算手段において塩素注入率目標値と原水流
量とから塩素注入量目標値が求められる。

【００１６】請求項２記載の発明によれば、塩素消費量
演算手段において、塩素注入点より上流側のアンモニア
濃度測定値によりアンモニア濃度予測モデルを用いて残
留塩素濃度測定点におけるアンモニア濃度予測値が予測
され、このアンモニア濃度予測値、および残留塩素濃度
測定値と残留塩素濃度予測値との差に基づいて塩素消費
量が演算される。

【００１７】請求項３記載の発明によれば、塩素消費量
演算手段において、アンモニア濃度測定値、および残留
塩素濃度測定値と残留塩素濃度予測値との差からアンモ
ニア濃度に対する塩素消費量がファジィ推論によって演
算される。

【００１８】請求項４記載の発明によれば、フィードバ
ック制御手段において、塩素が注入された後の残留塩素
濃度測定点における残留塩素濃度測定値を用いて、残留
塩素濃度を目標値に保つように補正用塩素注入率目標値
が求められ、フィードバック制御手段で求められた補正
用塩素注入率目標値を用いて塩素注入率演算手段におい
て求められた塩素注入率目標値がフィードフォワード／
フィードバック制御結合手段において補正され、塩素注
入率補正値が求められる。

【００１９】請求項５記載の発明によれば、フィードフ
ォワード／フィードバック制御結合手段において、塩素
注入率補正値がファジィ推論を用いて演算される。

【００２０】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例につい
て説明する。

【００２１】図１乃至図１０は本発明による浄水場の塩
素注入制御装置の一実施例を示す図である。

【００２２】図１において、塩素注入プロセスを有する
浄水場が示されており、この浄水場は、原水が流入する
着水井１と、フラッシュミキサ２を有する急速攪拌池３
とを備えている。また着水井１への原水流入路４には、
サンプリングポンプ５が設置されており、原水はサンプ
リング配管６を通って、アンモニア濃度計７によりアン
モニア濃度が測定される。

【００２３】また原水の消毒用塩素として、次亜塩素酸
ナトリウムが用いられる。すなわち次亜塩素酸ナトリウ
ム水溶液が貯蔵タンク８に貯蔵され、次亜塩素酸ナトリ
ウムの必要量が塩素注入機９を通って、着水井１に注入
される。原水は塩素の注入により処理され、処理水とな
って導水路１０を通り、急速攪拌池３に流入する。

【００２４】導水路１０には処理水量（原水流量と同
一）を測定する流量計１１が設置され、急速攪拌池３で
は、フラッシュミキサ２により処理水と塩素が十分に攪
拌され、攪拌後の処理水は、フロック形成池へ送られ
る。また急速攪拌池３に設置されたサンプリングポンプ
１２により処理水の一部がサンプリングされ、サンプリ
ング配管１３を通って残留塩素濃度計１４に導かれる。

【００２５】本発明による浄水場の塩素注入制御装置１
５は、塩素注入機９に指示信号を送り、目標通りの注入
を実現するものである。この塩素注入制御装置１５は、
図１に示すように、原水への塩素注入量測定値と原水流
量とから塩素注入率測定値を求め、この塩素注入率測定
値により残留塩素濃度予測モデルを用いて残留塩素濃度
予測値を演算するモデル演算手段１６と、塩素注入後の
残留塩素濃度測定値と残留塩素予測値との差と原水のア
ンモニア濃度測定値に基づいてアンモニア濃度に対する
塩素消費量を演算する塩素消費量演算手段１７と、塩素
消費量と原水のアンモニア濃度測定値に基づいて塩素注
入率目標値を演算する注入率演算手段１８と、塩素注入
率目標値と原水流量とから塩素注入量目標値を演算する
注入量演算手段１９とを備えている。

【００２６】また、残留塩素濃度測定値を用いて補正用
塩素注入率目標値を求めるフィードバック制御手段２１
が設けられている。注入率演算手段１８で求めた塩素注
入量目標値は、フィードバック制御手段２１で求めた補
正用塩素注入率目標値を用いてフィードフォワード／フ
ィードバック制御結合手段２２で補正され、塩素注入率
補正値が求められる。

【００２７】塩素注入制御装置１５へは、アンモニア濃
度計７、流量計１１、および残留塩素濃度計１４からの
信号が入力され、一方、塩素注入制御装置１５からの信
号は、塩素注入機９へ出力される。

【００２８】次にこのような構成からなる本実施例の作
用について説明する。

【００２９】まず、アンモニア濃度計７で求めた原水の
アンモニア濃度測定値が低濃度である場合に、モデル演
算手段１６において、塩素注入機９から得られる原水へ
の塩素注入量測定値Ｍｐｖと流量計１１から得られる処
理流量測定値Ｑｐｖから注入率測定値Ｕｐｖを求め、こ
の塩素注入率測定値Ｕｐｖと残留塩素濃度計１４から得
られる残留塩素濃度測定値Ｙｐｖの関係を（１）式の２
次遅れ＋むだ時間モデル（残留塩素予測モデル）Ａを用
いて予めモデル化し同定しておく。

【００３０】（１）式のモデル定数Ｋ，Ｔ，Ｌは、図４
に示すように、塩素注入率測定値Ｕｐｖをステップ状に
変化させ（図４（ａ））、この場合に残留塩素濃度計１
４から得られる残留塩素濃度測定値Ｙｐｖの変化（図４
（ｂ））を観察することにより求められる。ただし、こ
のような観察は、晴天で、ダム等の放流がなく、アンモ
ニア濃度が０．０５［ｍｇ／Ｌ］以内で推移しているよ
うな状態の時に行う。このような期間をアンモニア濃度
低濃度期間とする。 （１）式において、 Ｋ…塩素注入点（着水井）で注入された塩素濃度が残留
塩素濃度計測点（残留塩素濃度計）で残留塩素濃度とし
て残る残留率 Ｔ…塩素注入点での塩素注入率の変化に対する残留塩素
濃度計測点での残留塩素濃度の変化の遅れ時間 Ｌ…塩素注入点での塩素注入率の変化が残留塩素濃度計
測点の残留塩素濃度の変化として現れるまでのむだ時間 次にモデル演算手段１６では、塩素注入機９から得られ
る塩素注入量測定値Ｍｐｖと流量計１１から得られる処
理流量測定値Ｑｐｖから塩素注入率測定値Ｕｐｖが連続
的に求められ、（２）式に示すようにこの塩素注入率測
定値Ｕｐｖがモデル化したモデルＡに入力され、残留塩
素濃度測定点での残留塩素濃度予測値Ｙｍｏｄが求めら
れる。

【００３１】

【数１】 次に、塩素消費量演算手段１７において、（３）式に示
すようにモデル演算手段１６で計算された残留塩素濃度
予測値Ｙｍｏｄと残留塩素濃度計１４から得られる残留
塩素濃度測定値Ｙｐｖの差Ｄが求められる。図５に示す
ように、モデルを同定したアンモニア濃度低濃度期間で
は、残留塩素濃度測定値Ｙｐｖと残留塩素濃度予測値Ｙ
ｍｏｄはほぼ一致するが、アンモニア濃度が上昇した場
合、原水中の他の物質に比べてアンモニアは塩素消費量
が大きいため、測定値Ｙｐｖと予測値Ｙｍｏｄは異な
り、測定値Ｙｐｖと予測値Ｙｍｏｄの差Ｄは、濃度上昇
したアンモニアで消費された残留塩素濃度となる。 Ｄ ＝ Ｙｐｖ − Ｙｍｏｄ ……（３） なお消費された塩素の観測は、残留塩素濃度計１４の設
置点（残留塩素濃度測定点）で行われるのに対し、アン
モニア濃度の観測は、塩素注入点より上流に設けられた
アンモニア濃度計７の設置点で行なわれる。このため、
残留塩素濃度およびアンモニア濃度の測定にあたって、
計測時刻のズレが生じるので、残留塩素濃度とアンモニ
ア濃度とを比較する場合、アンモニア濃度計７から残留
塩素濃度計１４までの水の輸送のために生じるむだ時間
と、着水井１および急速攪拌池３における原水の混合に
よって生じる遅れ時間とを考慮しなければならない。従
って後述するアンモニアに対する塩素消費量Ｐを計算す
るためには、この計測時間のズレや、遅れの影響を取り
除く必要がある。

【００３２】そこで、（４）式に示すようにアンモニア
濃度計７から得られるアンモニア濃度測定値ＮＨ₄ ｐｖ
から２次遅れ＋むだ時間モデルでモデル化したモデルＢ
を用いて、塩素と反応せずに残留塩素濃度計１４の設置
地点まで到達した場合のアンモニア濃度予測値ＮＨ₄ ｍ
ｏｄを予測する。そしてこのアンモニア濃度予測値ＮＨ
₄ ｍｏｄを用いて、アンモニア濃度と残留塩素濃度との
計測時間のズレと、着水井１および急速攪拌池３におけ
る混合による遅れの影響を除くようにする。

【００３３】モデルＢの遅れ時間Ｔおよびむだ時間Ｌ
は、モデルＡのものと同様であり、モデルＡに対してア
ンモニア計測時刻から塩素注入点にいたるまでのむだ時
間Ｎが更に追加されている。

【００３４】

【数２】 （４）式において、 Ｎ…アンモニア濃度計７でのアンモニア濃度の計測時刻
から塩素注入点にいたる時刻までのむだ時間 次に塩素消費量演算手段１７において、残留塩素濃度測
定値Ｙｐｖと残留塩素濃度予測値Ｙｍｏｄの差Ｄの時間
変化量ΔＤと、アンモニア濃度予測値ＮＨ₄ ｍｏｄの時
間変化量ΔＮＨ₄ ｍｏｄと、塩素の残留率Ｋ（モデルＡ
参照）とから、アンモニア濃度に対する塩素消費量Ｐが
ファジィ推論手段２０（図２参照）を用いて演算され
る。この演算は、所定期間Ｈ毎に行なわれる。

【００３５】図２に示すように、ファジィ推論手段２０
へは、残留塩素濃度測定値Ｙｐｖと残留塩素濃度予測値
Ｙｍｏｄの差Ｄの時間変化量ΔＤと、アンモニア濃度予
測値ＮＨ₄ ｍｏｄの時間変化量ΔＮＨ₄ ｍｏｄの２項目
が入力される。ファジィ推論手段２０内部では、それぞ
れの項目について図６に示すグレードと図７に示すラベ
ルとが求められる。

【００３６】次にファジィ推論手段２０内では、図８に
示すルールを参照して塩素消費量Ｐの所属するファジィ
集合が推論される。この場合、図９（ａ）〜（ｇ）に示
すように該当ルールの適合度を演算し、メンバシップ関
数を適合度によって修正した後、得られた関数を合成し
て合成メンバシップ関数を求める。次に重心Ｇを求め、
重心点の横軸の値をファジィ推論の出力値、すなわち塩
素消費量Ｐとする。

【００３７】（５）式はファジィ推論手段２０における
塩素消費量の演算過程を示す式である。

【００３８】

【数３】 次に注入率演算手段１８において、消費量演算手段１７
で求められた塩素消費量Ｐとアンモニア濃度計７から得
られるアンモニア濃度測定値ＮＨ₄ ｐｖから塩素注入率
目標値が求められる。

【００３９】前述のように、アンモニアによる塩素の消
費量は大きいので、塩素の注入をフィードフォワード制
御により行なわないと、残留塩素濃度の低下を招く。従
って本実施例では塩素注入点（着水井１）より上流に設
けられたアンモニア濃度計７の信号を用いる。またアン
モニア濃度測定時刻から、塩素の注入点に原水が到達す
る時刻までのむだ時間Ｎを考慮し、むだ時間Ｎ分だけ過
去のアンモニア濃度測定値ＮＨ₄ ｐｖ(t-N) を用い、現
在の塩素注入率目標値ＵＦｓｖ(t) を（６）式で求め
る。 ＵＦｓｖ(t) ＝Ｐ(t) ×ＮＨ₄ ｐｖ(t-N) ……（６） また本実施例では残留塩素濃度測定点（残留塩素濃度計
１４）での残留塩素濃度をさらに精度良く目標値に保つ
ため、残留塩素濃度測定値Ｙｐｖを入力としたフィード
バック制御手段２１が設けられている。フィードバック
制御手段２１では、（７）、（８）式により残留塩素濃
度測定点での残留塩素濃度測定値Ｙｐｖと目標値Ｙｓｖ
とに基づいて、Ｐ．Ｉ．フィードバック制御回路を用い
て、補正用塩素注入率目標値ＵＢｓｖ(t) が求められ
る。 ｅ(t) ＝ Ｙｓｖ − Ｙｐｖ ……（７） 次に、図３に示すようにフィードフォワード／フィード
バック制御結合手段２２のファジィ推論手段２３では、
注入率演算手段１８で得られた塩素注入率目標値ＵＦｓ
ｖ(t) がフィードバック制御手段２１で得られた補正用
塩素注入率目標値ＵＢｓｖ(t) を用いて補正され、アン
モニアによる塩素の減少を補償しかつ残留塩素濃度を目
標に保つような塩素注入率補正値ＵＣｓｖ(t) が求めら
れる。ファジィ推論手段２３へは、注入率演算手段１８
で得られた塩素注入率目標値ＵＦｓｖ(t) とフィードバ
ック制御手段２１で得られた補正用塩素注入率目標値Ｕ
Ｂｓｖ(t) に加えて、残留塩素測定値Ｙｐｖ、アンモニ
ア測定点でのアンモニア測定値ＮＨ₄ ｐｖ、および残留
塩素測定点でのアンモニア濃度予測値ＮＨ₄ ｍｏｄの５
項目が入力される。ファジィ推論手段２３内部では、そ
れぞれの項目についてグレードとラベルが求められる。
次にルールを参照して、塩素注入率補正値ＵＣｓｖの所
属するファジィ集合が推論される。この場合、該当ルー
ルの適合度を演算し、メンバシップ関数を適合度によっ
て修正した後、得られた関数を合成して合成メンバシッ
プ関数を求める。次に重心Ｇを求め、重心点の横軸の値
をファジィ推論の出力値、すなわち塩素注入率補正値Ｕ
Ｃｓｖ(t) とする。ファジィ推論手段２３内における作
用は、ファジィ推論手段２０内における作用と略同様で
ある。

【００４０】注入量演算手段１９では、フィードフォワ
ード／フィードバック制御結合手段２２で求められた注
入率目標値ＵＣｓｖ(t) と流量計１１から得られる処理
流量Ｑｐｖ(t) とから（９）式により塩素注入量目標値
Ｍｓｖ(t) が求められる。 Ｍｓｖ(t) ＝ ＵＣｓｖ(t) ×Ｑｐｖ(t) ……（９） 次に塩素注入制御装置１５内の注入量演算手段１９で演
算される塩素注入量目標値Ｍｓｖが、塩素注入機９に出
力され、塩素注入機９では、流入量目標値Ｍｓｖの入力
を受けて指示値通りの注入が行なわれる。

【００４１】次に本発明の塩素注入制御装置１５を用い
て塩素の注入制御を行った場合の作用効果を、図５より
具体例を挙げて説明する。図５に示すように、たとえ原
水中のアンモニア濃度測定値ＮＨ₄ ｐｖが短時間の間に
変化しても、適切な塩素の注入を行なうことができ、こ
れにより残留塩素濃度測定値Ｙｐｖは安定する。

【００４２】また、塩素消費量演算手段１７で求められ
たアンモニア濃度に対する塩素消費量の具体例を図１０
に示す。図１０に示すように、理論値７．６に対して本
発明による塩素消費量の実績値は５付近と小さい値とな
っている。図１０において、従来の方法、つまりアンモ
ニア濃度測定値ＮＨ₄ ｐｖの定数倍（図１０では８倍）
を注入率目標値とする注入方法で塩素を注入すると、塩
素を過剰に注入してしまい、残留塩素濃度が高くなり、
塩素臭のついた水道水を供給する危険を生じる。これに
対して本発明の方法を用いれば、残留塩素濃度が安定し
て十分な消毒が行われ、かつ塩素臭の少ない水道水を供
給できることがわかる。

【００４３】以上説明したように、従来の塩素注入制御
方法によれば原水中のアンモニア濃度が急激に増加した
場合、塩素が急激に消費されたり、あるいは残留塩素濃
度がゼロとなって浄水場に消毒されてない水が流入して
悪影響を及ぼし、後工程で塩素注入を行っていない場合
には、消毒不完全な水道水が供給される事故となる。こ
れに対して本実施例による塩素注入制御装置は、季節や
天候およびメンテナンスの状態によって、アンモニア濃
度に対する塩素消費量が異なることに着目し、時々刻々
この塩素消費量を求めて塩素の注入を行なうので、過不
足なく塩素が注入でき、処理水の残留塩素濃度を安定さ
せることができる。これによって、残留塩素濃度を常に
一定の範囲に維持した水道水の供給することができる。
また、アンモニア濃度に対する塩素消費量に応じた塩素
の注入を行うことができるので、長期間連続して塩素の
自動注入制御を実施でき、処理水の残留塩素濃度を目標
の範囲内に維持できる。さらに処理水中の残留塩素濃度
を定安して維持できるので、十分な消毒が行われかつ塩
素臭の少ない水道水を供給できる。

【００４４】

【発明の効果】請求項１記載の本発明によれば、残留塩
素濃度測定点における残留塩素濃度測定値および残留塩
素濃度予測値との差と、原水のアンモニア濃度測定値と
に基づいてアンモニア濃度に対する塩素消費量を演算す
るとともに、この塩素消費量と原水のアンモニア濃度測
定値に基づいて塩素注入率目標値を求めるので、アンモ
ニア濃度に対する塩素消費量を季節等の変化に合わせて
求めることができる。またこの塩素消費量に基づいて塩
素注入率目標値および塩素注入量目標値を精度良く演算
することができるので処理水の残留塩素濃度を目標の範
囲内に維持することができる。

【００４５】請求項２記載の発明によれば、残留塩素濃
度測定点におけるアンモニア濃度予測値を予測し、この
アンモニア濃度予測値に基づいて塩素消費量を演算する
ので、アンモニア濃度測定点と残留塩素濃度測定点との
間のむだ時間を考慮して精度良く塩素消費量を演算する
ことができる。このため、塩素注入率目標値および塩素
注入量目標値をより精度良く演算することができる。

【００４６】請求項３記載の発明によれば、塩素消費量
演算手段において、アンモニア濃度測定値と、残留塩素
濃度測定値と残留塩素濃度予測値との差からアンモニア
濃度に対する塩素消費量をファジィ推論によって演算す
ることができる。このため、運転員の経験則を生かし、
機場の特性に応じて塩素消費量を求めることができる。

【００４７】請求項４記載の発明によれば、フィードフ
ォワード／フィードバック制御結合手段において、フィ
ードバック制御手段で求められた補正用塩素注入率目標
値を用いて塩素注入率演算手段において求められた塩素
注入率目標値を補正して塩素注入率補正値を求めるので
アンモニアによる塩素の減少を補償しかつ残留塩素濃度
を目標値に保つことができる。

【００４８】請求項５記載の発明によれば、フィードフ
ォワード／フィードバック制御結合手段において、アン
モニアによる塩素の減少を補償し、かつ残留塩素濃度を
目標値に保つような塩素注入率補正値をファジィ推論を
用いて演算することができる。このため、運転員の経験
則を生かし、機場の特性に応じて塩素注入率補正値を求
め、運転員の管理しやすい塩素注入制御を行なうことが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による浄水場の塩素注入制御装置の一実
施例を示す構成図。

【図２】本発明による塩素注入制御装置の消費量演算手
段を示す構成図。

【図３】本発明による塩素注入制御装置のフィードフォ
ワード／フィードバック制御結合手段を示す構成図。

【図４】本発明による塩素注入制御装置において塩素注
入率測定値変化時における残留塩素濃度測定値の応答を
示す図。

【図５】本発明の作用効果を示す図。

【図６】ファジィ推論手段におけるグレードを示す図。

【図７】ファジィ推論手段におけるラベルを示す図。

【図８】ファジィ推論手段におけるルールを示す図。

【図９】ファジィ推論手段におけるメンバシップ関数の
合成を示す図。

【図１０】本発明による塩素注入制御装置においてアン
モニアに対する塩素消費量の演算結果を示す図。

【符号の説明】

１ 着水井 ３ 急速攪拌池 ４ 原水流入路 ７ アンモニア濃度計 ９ 塩素注入機 １１ 流量計 １４ 残留塩素濃度計 １５ 塩素注入制御装置 １６ モデル演算手段 １７ 消費量演算手段 １８ 注入率演算手段 １９ 注入量演算手段 ２０ 塩素消費量のファジィ推論手段 ２１ フィードバック制御手段 ２２ フィードフォワード／フィードバック制御結合手
段 ２３ 塩素注入率のファジィ推論手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川 路 等 東京都府中市東芝町１ 株式会社東芝府中 工場内 (72)発明者 升 方 正 東京都港区芝浦一丁目１番１号 株式会社 東芝本社事務所内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】塩素注入点で注入される原水への塩素注入
   量測定値と原水流量とから塩素注入率測定値を求め、こ
   の塩素注入率測定値により残留塩素予測モデルを用いて
   塩素注入後の残留塩素濃度測定点における残留塩素濃度
   予測値を予測するモデル演算手段と、 塩素注入後の残留塩素濃度測定点における残留塩素濃度
   測定値とモデル演算手段で予測した残留塩素濃度予測値
   との差と、原水のアンモニア濃度測定値とに基づいて、
   アンモニア濃度に対する塩素消費量を演算する塩素消費
   量演算手段と、 塩素消費量演算手段で求めた塩素消費量と原水のアンモ
   ニア濃度測定値とに基づいて塩素注入率目標値を演算す
   る注入率演算手段と、 塩素注入率目標値と原水流量とから塩素注入量目標値を
   演算する注入量演算手段と、 を備えたことを特徴とする浄水場の塩素注入制御装置。
2. 【請求項２】塩素消費量演算手段は、塩素注入点より上
   流側のアンモニア濃度測定値に基づいて、残留塩素濃度
   測定点におけるアンモニア濃度予測値をアンモニア濃度
   予測モデルを用いて予測し、このアンモニア濃度予測
   値、および残留塩素濃度測定値と残留塩素濃度予測値と
   の差からアンモニア濃度に対する塩素消費量を演算する
   ことを特徴とする請求項１記載の浄水場の塩素注入制御
   装置。
3. 【請求項３】塩素消費量演算手段において、アンモニア
   濃度測定値、および残留塩素濃度測定値と残留塩素濃度
   予測値との差から、ファジィ推論によってアンモニア濃
   度に対する塩素消費量を演算することを特徴とする請求
   項１記載の浄水場の塩素注入制御装置。
4. 【請求項４】塩素が注入された後の残留塩素濃度測定点
   における残留塩素濃度測定値を用いて、残留塩素濃度を
   目標値に保つように補正用塩素注入率目標値を演算する
   フィードバック制御手段と、 フィードバック制御手段で求められた補正用塩素注入率
   目標値を用いて塩素注入率演算手段において求められた
   塩素注入率目標値を補正して塩素注入率補正値を演算す
   るフィードフォワード／フィードバック制御結合手段
   と、 を更に備えたことを特徴とする請求項１記載の浄水場の
   塩素注入制御装置。
5. 【請求項５】フィードフォワード／フィードバック制御
   結合手段は、ファジィ推論によって塩素注入率補正値を
   演算することを特徴とする請求項４記載の浄水場の塩素
   注入制御装置。