(57)【要約】【課題】浄水場の水処理で固体の懸濁物質の処理の負荷を軽減する。【解決手段】水源から取水した原水を浄水処理する前に、原水から水との比重差が大きな懸濁物質を除去する浄水前処理システムであって、浄水処理前の原水が流入され、内部で原水が旋回して原水に含まれる水との比重差が大きな懸濁物質を分離する液体サイクロン１６と、供給する原水が液体サイクロンの内部で旋回するように液体サイクロンに接続され、液体サイクロンに浄水処理前の原水を供給する流入管１５と、浄水処理前の原水から懸濁物質が分離された処理水を液体サイクロンから排出する排出管１７とを備える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水源から取水した原水を浄水処理する前に、原水から水との比重差が大きな懸濁物質を除去する浄水前処理システムであって、
浄水処理前の原水が流入され、内部で原水が旋回して原水に含まれる水との比重差が大きな懸濁物質を分離する液体サイクロンと、
供給する原水が前記液体サイクロンの内部で旋回するように前記液体サイクロンに接続され、前記液体サイクロンに浄水処理前の原水を供給する流入管と、
浄水処理前の原水から懸濁物質が分離された処理水を、前記液体サイクロンから排出する排出管と、
を備えることを特徴とする浄水前処理システム。
【請求項２】
前記液体サイクロンに供給する浄水処理前の原水の濁度を測定する濁度計と、
原水の濁度が予め定められる所定の値以上であるとき、原水を前記液体サイクロンに供給するように制御し、原水の濁度が前記所定の値未満であるとき、原水を前記液体サイクロンに供給せずに浄水処理に供給するように制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の浄水前処理システム。
【請求項３】
水源で原水の濁度を測定する濁度計から前記水源における原水の濁度を入力し、入力した原水の濁度が予め定められる所定の値以上であるとき、原水を前記液体サイクロンに供給するように制御し、原水の濁度が前記所定の値未満であるとき、原水を前記液体サイクロンに供給せずに浄水処理に供給するように制御する制御手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の浄水前処理システム。
【請求項４】
浄水処理前の原水に懸濁物質を凝集させる凝集剤を添加する凝集剤添加装置を備えることを特徴とする請求項１に記載の浄水前処理システム。
【請求項５】
前記液体サイクロンに供給する前記浄水処理前の原水の濁度を測定する濁度計と、
前記濁度計で測定された原水の濁度に応じて特定される量の凝集剤を原水に供給するように前記凝集剤添加装置を制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする請求項４に記載の浄水前処理システム。
【請求項６】
前記液体サイクロンから排出される処理水の流動電流を測定する流動電流計と、
前記流動電流計で測定された原水の流動電流値に応じて特定される量の凝集剤を原水に供給するように前記凝集剤添加装置を制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする請求項４に記載の浄水前処理システム。
【請求項７】
それぞれ異なるポンプの制御によって、原水が供給される液体サイクロンを複数備え、
予め定められたタイミングに従って各ポンプを制御する制御手段を備えることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１に記載の浄水前処理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、浄水場の水処理システムにおいて、浄水処理の前段で水との比重差が比較的大きな懸濁物質を除去する浄水前処理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の水処理では、原水に含まれる懸濁物質や濁度成分は、主として無機凝集剤によるフロック形成と沈殿槽における重力沈降、砂ろ過、膜ろ過等の浄水処理で処理されている。
【０００３】
図１５を用いて凝集沈殿を利用した従来の水処理システム１００の一例を説明する。図１５に示す例では、水源である河川に取水場を設置し、取水ポンプ１を利用して河川から水を取水する。取水ポンプ１によって取水された原水は、取水配管２を介して取水井３に送水されて、取水井３で貯水される。その後、取水井３から沈砂池４に原水が送水され、沈砂池４で沈降速度の速い砂が除去された原水が、導水ポンプ５によって導水配管６を経て着水井７に送水される。続いて、原水は、着水ポンプ８によって、着水井７から急速攪拌池９に送水される。
【０００４】
急速攪拌池９は、原水にｐＨ調整剤、次亜鉛素酸ソーダまたは凝集剤等を添加して攪拌し、フロック形成池１０に送水する。フロック形成池１０において原水中の固体の懸濁物質が凝集フロックとなると、形成された凝集フロックを含む原水は、沈澱池１１に送水される。沈澱池１１で凝集フロックが沈澱すると、原水は砂ろ過池１２に送水されて砂ろ過された後、浄水池１３で塩素消毒剤を添加して消毒された後に配水される。
【０００５】
凝集沈殿では、凝集剤によって原水に含まれる懸濁物質をフロックとして大きくして水との比重差を利用し、水よりも比重の大きい懸濁物質のフロックを沈降させた後に上澄みを処理水として得ることで、原水を固体（懸濁物質）と処理水とに分離している。近年では、沈殿槽である沈殿池１１の容量を小さくしたり分離効率を向上させる目的で、傾斜管や傾斜板を利用して処理速度の向上を図ることもある。
【０００６】
砂ろ過は、凝集沈澱で得られた処理水等の懸濁物質の濃度が比較的小さい水の処理に用いられる。例えば、砂ろ過池１２では、砂を充填した槽に上部から原水を通水し、砂粒子に懸濁物質を捕捉する事により浄化した液を処理水として得ている。
【０００７】
さらに、膜ろ過では、精密膜ろ過膜や限外ろ過膜など微細な孔径の膜を用いて、これに原水を通水することによって懸濁物質を分離濃縮する。この膜の延命化を図るため、前処理としてサイクロンを用いる技術がある（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−３１３９００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
図１５を用いて上述した従来の水処理システム１００では、大粒径の砂のような沈砂池４で沈降する懸濁物質を除いて、原水中の懸濁物質は、大半が着水井から浄水処理プロセスに送水されていた。したがって、原水に含まれる懸濁物質が比較的大きい粒径であっても、その後の凝集沈殿、砂ろ過、または膜ろ過等の浄水処理で除去されていたため、懸濁物質が多く含まれる原水を処理する場合、浄水処理で負荷となっていた。
【０００９】
例えば、凝集沈殿では、原水の濁度に応じて凝集剤の添加量が決められるため、流入する懸濁物質の量に比例して、凝集沈殿で使用する凝集剤の量も多くなる。また、使用する凝集剤の量に比例して、発生する汚泥の量も多くなる。したがって、流入する懸濁物質の量に応じて、処理に必要な時間が多く必要になるとともに、凝集剤に必要なコストや汚泥処理に必要なコストも増大する問題があった。
【００１０】
特に、降雨時の河川等では濁度が例えば１０００度以上の高濁になる場合もあり、除濁プロセスの処理が追いつかないこともあった。このようなオーバーロードが発生した場合、取水停止が発生する等によって対応することもあり、浄水処理が不安定になる問題もあった。
【００１１】
上記課題に鑑み、本発明は、浄水場の水処理で固体の懸濁物質の処理の負荷を軽減する浄水前処理システムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の特徴に係る浄水前処理システムは、水源から取水した原水を浄水処理する前に、原水から水との比重差が大きな懸濁物質を除去する浄水前処理システムであって、浄水処理前の原水が流入され、内部で原水が旋回して原水に含まれる水との比重差が大きな懸濁物質を分離する液体サイクロンと、供給する原水が液体サイクロンの内部で旋回するように液体サイクロンに接続され、液体サイクロンに浄水処理前の原水を供給する流入管と、浄水処理前の原水から懸濁物質が分離された処理水を、液体サイクロンから排出する排出管とを備える。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、浄水場の水処理で固体の懸濁物質の処理の負荷を軽減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下に、図面を用いて、各実施形態に係る浄水前処理システムについて説明する。この浄水前処理システムは、水処理システムで凝集沈殿や砂ろ過等の浄水処理の対象である原水から水との比重差の大きい固体の懸濁物質を分離し、その後の浄水処理の負担を軽減することのできるシステムである。ここで、粒子の沈降速度は固体の粒径の二乗に比例するため、粒径が大きいほど沈降速度が大きい固体ということになる。以下の説明において、同一の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。また、図１５を用いて上述した構成と同一の構成についても、同一の符号を付して説明を省略している。
【００１５】
〈第１の実施形態〉
図１を用いて、第１の実施形態に係る浄水前処理システム１０１について説明する。第１の実施形態に係る浄水前処理システム１０１は、取水ポンプ１によって水源である河川から取水した原水を、急速攪拌池９、フロック形成池１０、沈澱池１１、砂ろ過池１２および浄水池１３等で浄水処理し、配水する図１５を用いて上述した従来の水処理システム１００と同様の水処理システムに備えられている。
【００１６】
第１の実施形態に係る浄水前処理システム１０１では、水処理システム１００において、取水井３に貯水される原水が、前処理ポンプ１４によって流入管１５を介して前処理装置である液体サイクロン１６に供給される。液体サイクロン１６では、原水から水との比重差が大きい砂粒子等の懸濁物質が分離され、砂粒子等の懸濁物質が分離された原水は、排出管１７を介して沈砂池４に送水される。すなわち、第１の実施形態に係る浄水前処理システム１０１は、図１５を用いて上述し水処理システム１００の取水井３と沈砂池４との間に設けられている。
【００１７】
液体サイクロン１６は、図２に示すように、一般的なサイクロン形状に形成されており、流入する液体が内部で旋回するように中心より内壁側に流入管１５が接続されている。液体サイクロン１６内では、取水井３から流入管１５を介して原水を流入すると、原水に生じる旋回流で遠心力を受け、水と砂粒子等の懸濁物質の比重差によって懸濁物質を沈降させて原水と懸濁物質とを分離する。また、液体サイクロン１６は、原水から懸濁物質を分離させると、懸濁物質が除かれた原水を排出管１７を介して沈砂池４に送水する。すなわち、液体サイクロン１６では、水との比重差の大きい懸濁物質を原水から分離する。なお、液体サイクロン１６は、例えば、下方に排出口（図示せず）を有し、沈降した懸濁物質を排出口から排出する。
【００１８】
上述した第１の実施形態に係る浄水前処理システム１０１では、凝集沈澱処理等の水処理を行なう前に水との比重差が大きい（粒径が大きい）懸濁物質である砂粒子等を原水から分離している。したがって、その後の浄水処理における懸濁物質の分離の負担を軽減することができる。
【００１９】
また、浄水処理の負担が軽減されるため、オーバーロードによる取水停止等を防止して浄水処理を安定させることができる。
【００２０】
さらに、原水に含まれる懸濁物質の量を減らすことにより、凝集沈殿で必要な凝集剤の量も軽減することが可能となり、凝集沈殿で発生する汚泥の量も減少することができる。
【００２１】
〈第２の実施形態〉
図３を用いて、第２の実施形態に係る浄水前処理システム１０２について説明する。第２の実施形態に係る浄水前処理システム１０２は、図１５を用いて上述した水処理システム１００の取水ポンプ１と取水井３との間に設けられ、液体サイクロン１６と排出管１７とを備えている。
【００２２】
上述した第２の実施形態に係る浄水前処理システム１０２では、凝集沈殿処理等の水処理を行なう前に水との比重差が大きい（粒径が大きい）懸濁物質である砂粒子等を原水から分離している。したがって、その後の水処理における懸濁物質の分離の負担を軽減することができる。
【００２３】
また、浄水処理の負担が軽減されるため、オーバーロードによる取水停止等を防止して浄水処理を安定させることができる。
【００２４】
さらに、原水に含まれる懸濁物質の量を減らすことにより、凝集沈殿で必要な凝集剤の量も軽減することが可能となり、凝集沈殿で発生する汚泥の量も軽減することができる。
【００２５】
また、取水ポンプ１によって取水した原水を液体サイクロン１６に供給することで、前処理ポンプ１４が不要となるとともに、取水配管２を流入管として用いることができるため、第２の実施形態に係る浄水前処理システム１０２は、第１の実施形態に係る浄水前処理システム１０１と比較して、簡単な構成で実現することができる。
【００２６】
〈第３の実施形態〉
図４を用いて、第３の実施形態に係る浄水前処理システム１０３について説明する。第３の実施形態に係る浄水前処理システム１０３は、図１５を用いて上述した水処理システム１００の導水ポンプ５と着水井７との間に設けられ、液体サイクロン１６と排出管１７とを備えている。
【００２７】
上述した第３の実施形態に係る浄水前処理システム１０３では、凝集沈殿処理等の水処理を行なう前に水との比重差が大きい（粒径が大きい）懸濁物質である砂粒子等を原水から分離している。したがって、その後の水処理における懸濁物質の分離の負担を軽減することができる。
【００２８】
また、浄水処理の負担が軽減されるため、オーバーロードによる取水停止等を防止して浄水処理を安定させることができる。
【００２９】
さらに、原水に含まれる懸濁物質の量を減らすことにより、凝集沈殿で必要な凝集剤の量も軽減することが可能となり、凝集沈殿で発生する汚泥の量も軽減することができる。
【００３０】
また、導水ポンプ５を利用して液体サイクロン１６に原水を供給することで、前処理ポンプ１４が不要となるとともに、導水配管６を流入管として用いることができるため、第３の実施形態に係る浄水前処理システム１０３は、第１の実施形態に係る浄水前処理システム１０１と比較して、簡単な構成で実現することができる。
【００３１】
〈第４の実施形態〉
図５を用いて、第４の実施形態に係る浄水前処理システム１０４について説明する。第４の実施形態に係る浄水前処理システム１０４は、図１５を用いて上述した水処理システム１００の取水ポンプ１と取水井３との間に設けられており、液体サイクロン１６および排出管１７の他、取水ポンプ１によって取水した原水の濁度を測定する濁度計１８と、測定した濁度に応じてバルブ２０，２１を調整するバルブ制御装置１９とを備えている。また、この浄水前処理システム１０４では、取水配管２が途中から取水井３に原水を供給する取水井側配管２ａと、液体サイクロン１６に原水を供給するサイクロン側配管２ｂに分岐し、取水井側配管２ａには第１バルブ２０が接続され、サイクロン側配管２ｂには第２バルブ２１が接続されている。
【００３２】
バルブ制御装置１９は、濁度計１８で測定した濁度が予め定められる閾値（例えば、１００度）以上であるか否かを判定する。図７に、通常の原水と、高濁の原水が含む固体の粒径の分布の一例を示す。液体サイクロン１６では、粒径の小さい懸濁物質（固体）は液体から分離することができないが、液体サイクロン１６で原水から分離が可能な懸濁物質の粒径をｄμｍとしたとき、図７に一例を示すように、通常の原水には粒径がｄμｍ以上の懸濁物質の含有率は低い。これに対し、高濁の原水には、粒径の大きい懸濁物質が含まれる割合が高くなり、粒径がｄμｍ以上の固体の含有率も高くなる。
【００３３】
すなわち、通常の原水では液体サイクロン１６で分離できる懸濁物質の量は少ないが、固体の粒径が大きくなれば、水との比重差も大きくなるから、高濁の場合には液体サイクロン１６で分離できる懸濁物質の量が多くなるため、液体サイクロン１６を利用して砂粒子を分離すると水処理の効率が良くなる。したがって、液体サイクロン１６が効率良く砂粒子を分離することのできる濁度を閾値とし、バルブ制御装置１９に設定する。
【００３４】
バルブ制御装置１９は、濁度計１８で測定された濁度が閾値未満であるとき、第１バルブ２０を開にし、第２バルブ２１を閉にして取水井３に原水を供給する。一方、バルブ制御装置１９は、濁度計１８で測定された濁度が閾値以上であるとき、第２バルブ２１を開にし、第１バルブ２０を閉にして液体サイクロン１６に原水を供給する。
【００３５】
上述した第４の実施形態に係る浄水前処理システム１０４は、液体サイクロン１６によって分離可能な懸濁物質を多く含む原水のみを液体サイクロン１６に送水することができる。
【００３６】
これにより、その後の浄水処理における懸濁物質の分離の負担を軽減することができる。また、浄水処理の負担が軽減されるため、オーバーロードによる取水停止等を防止して浄水処理を安定させることができる。さらに、原水に含まれる懸濁物質の量を減らすことにより、凝集沈殿で必要な凝集剤の量も軽減することが可能となり、凝集沈殿で発生する汚泥の量も減少することができる。
【００３７】
なお、第４の実施形態に係る浄水前処理システム１０４の位置は、水処理システム１００における取水ポンプ１と取水井３の間に限られず、取水井２の後や、沈砂池４の後に設けられていてもよい。
【００３８】
〈第５の実施形態〉
図７を用いて、第５の実施形態に係る浄水前処理システム１０５について説明する。第５の実施形態に係る浄水前処理システム１０５は、図５を用いて上述した第４の実施形態に係る浄水前処理システム１０４と比較すると、取水ポンプ１によって取水した原水の濁度を測定する濁度計１８を備えず、バルブ制御装置１９は水源の濁度計２２で測定された濁度を入力し、この濁度計２２で測定された濁度に応じてバルブ２０，２１を調整する点で異なる。
【００３９】
バルブ制御装置１９は、濁度計２２から入力する濁度が予め定められる閾値（例えば、１００度）以上であるか否かを測定し、閾値未満であるとき、第１バルブ２０を開にし、第２バルブ２１を閉にして取水井３に原水を供給する。一方、バルブ制御装置１９は、濁度計２２から入力する濁度が予め定められる閾値以上であるとき、第２バルブ２１を開にし、第１バルブ２０を閉にして液体サイクロン１６に原水を供給する。
【００４０】
上述した第５の実施形態に係る浄水前処理システム１０５は、液体サイクロン１６によって分離可能な懸濁物質を多く含む原水のみを液体サイクロン１６に送水することができる。
【００４１】
これにより、その後の浄水処理における懸濁物質の分離の負担を軽減することができる。また、浄水処理の負担が軽減されるため、オーバーロードによる取水停止等を防止して浄水処理を安定させることができる。さらに、原水に含まれる懸濁物質の量を減らすことにより、凝集沈殿で必要な凝集剤の量も軽減することが可能となり、凝集沈殿で発生する汚泥の量も減少することができる。
【００４２】
また、水源で測定される濁度に応じてバルブ２０，２１を制御しているため、取水ポンプ１で取水された原水の濁度を測定した後にバルブ２０，２１を制御するよりも早期にバルブ２０，２１を制御することが可能となる。
【００４３】
なお、第５の実施形態に係る浄水前処理システム１０５の位置は、水処理システム１００における取水ポンプ１と取水井３の間に限られず、取水井２の後や、沈砂池４の後に設けられていてもよい。
【００４４】
〈第６の実施形態〉
図８を用いて、第６の実施形態に係る浄水前処理システム１０６について説明する。第６の実施形態に係る浄水前処理システム１０６は、図１５を用いて上述した水処理システム１００の取水ポンプ１と取水井３との間に設けられており、液体サイクロン１６および排出管１７の他、原水に凝集剤を添加する凝集剤添加装置２３を備えている。
【００４５】
凝集剤添加装置２３は、原水に凝集剤を添加し、原水に含まれる固体を凝集させる。図９に、通常の原水と、凝集剤を添加した原水が含む固体の粒径の分布の一例を示す。液体サイクロン１６で原水から分離が可能な固体の粒径をｄμｍとしたとき、図９に一例を示すように、通常の原水には粒径がｄμｍ以上の固体の含有率が低いが、凝集剤を添加後の原水では、固体の懸濁物質が凝集したことにより懸濁物質の粒径が大きくなるため、粒径ｄμｍ以上の固体の含有率も高くなる。すなわち、通常の原水では液体サイクロン１６で分離できる懸濁物質の量は少ないが、固体の粒径が大きくなれば、沈降速度も大きくなるから、凝集剤を添加した原水には液体サイクロン１６で分離できる懸濁物質の量が多くなる。
【００４６】
なお、この凝集剤添加装置２３で添加する凝集剤の量は多くする必要はなく、粒径の大きい懸濁物質のみを分離（粗取り）する量の凝集剤を添加する。したがって、水処理システムのその後の凝集沈殿も必要であり、その際には、再度、液体サイクロン１６で分離できない懸濁物質でフロックを形成して凝集分離するための凝集剤も供給される。
【００４７】
また、凝集剤添加装置２３から添加する凝集剤としては、高分子凝集剤を用いてもよい。高分子凝集剤はＰＡＣ（ホリ塩化アルミニウム）と比較して結合力が強いが、水溶性である。よって、過剰に添加すると水中に残存する可能性があるが、先に述べたように粒径の大きい懸濁物質のみを分離（粗取り）する量であれば、結合力の強さを十分に生かすことができる。
【００４８】
上述した第６の実施形態に係る浄水前処理システム１０６は、凝集剤と液体サイクロン１６を利用して原水に含まれる水との比重差の大きい（粒径の大きい）懸濁物質を減少させ、その後の浄水処理の負担を軽減することができる。また、浄水処理の負担が軽減されるため、オーバーロードによる取水停止等を防止して浄水処理を安定させることができる。さらに、原水に含まれる懸濁物質の量を減らすことにより、凝集沈殿で必要な凝集剤の量も軽減することが可能となり、凝集沈殿で発生する汚泥の量も減少することができる。
【００４９】
なお、第６の実施形態に係る浄水前処理システム１０６の位置は、水処理システム１００における取水ポンプ１と取水井３の間に限られず、取水井２の後や、沈砂池４の後に設けられていてもよい。
【００５０】
〈第７の実施形態〉
図１０を用いて、第６の実施形態に係る浄水前処理システム１０７について説明する。第６の実施形態に係る浄水前処理システム１０７は、図８を用いて上述した第６の実施形態に係る浄水前処理システム１０６と比較して、取水ポンプ１によって取水した原水の濁度を測定する濁度計１８を備えている点で異なる。また、この浄水前処理システム１０７では、凝集剤添加装置２３は、濁度計１８が測定した濁度に応じた量の凝集剤を添加する。
【００５１】
図１１に示すように、原水の濁度に応じて、添加する凝集剤の最適な量が定められている。したがって、凝集剤添加装置２３には、濁度に応じた凝集剤の添加量が予め設定されており、濁度計１８で測定された濁度に応じた量の凝集剤を原水に添加する。
【００５２】
上述した第７の実施形態に係る浄水前処理システム１０７は、凝集剤と液体サイクロン１６を利用して原水に含まれる水との比重差の大きい（粒径の大きい）懸濁物質を減少させ、その後の浄水処理の負担を軽減することができる。また、浄水処理の負担が軽減されるため、オーバーロードによる取水停止等を防止して浄水処理を安定させることができる。さらに、原水に含まれる懸濁物質の量を減らすことにより、凝集沈殿で必要な凝集剤の量も軽減することが可能となり、凝集沈殿で発生する汚泥の量も減少することができる。
【００５３】
また、フィードフォワード制御を利用して原水の濁度に応じた量の凝集剤を添加することにより、添加する凝集剤の不足によって液体サイクロン１６における懸濁物質の分離効率を低下するのを防止することができるとともに、過剰の凝集剤の添加によって、浄水前処理システム１０７から排出する原水に凝集剤が含まれるのを防止し、液体サイクロン１６から排出する水の水質を安定させることが可能となる。
【００５４】
なお、第７の実施形態に係る浄水前処理システム１０７の位置は、水処理システム１００における取水ポンプ１と取水井３の間に限られず、取水井２の後や、沈砂池４の後に設けられていてもよい。
【００５５】
〈第８の実施形態〉
図１２を用いて、第８の実施形態に係る浄水前処理システム１０８について説明する。第８の実施形態に係る浄水前処理システム１０８は、図８を用いて上述した第６の実施形態に係る浄水前処理システム１０６と比較して、凝集剤添加装置２３が凝集剤を添加した後の原水の流動電流値を測定する流動電流計２４を備えている点で異なる。また、この浄水前処理システム１０８では、凝集剤添加装置２３は、流動電流計２４が測定した流動電流値に応じた量の凝集剤を添加する。
【００５６】
流動電流は、粒子表面のゼータ電位を間接的に測定することが可能であり、流動電流によって懸濁物質である粒子間の反発力を予測して凝集剤の効果を求めることができる。
【００５７】
図１３に、凝集剤添加率と、流動電流値と、沈澱上澄濁度との関係の一例を示す。図１３に示すように、凝集剤の添加量を所定値まで増やすと沈澱上澄濁度が低くなり懸濁物質の分離効率が向上するが、凝集剤の添加量が高くなり過ぎる凝集効果が低下して懸濁物質の分離効率は低下する。凝集剤の最適量は流動電流値から求めることができる。
【００５８】
例えば、凝集剤添加装置２３は、流動電流の上限閾値Ｖmaxと下限閾値Ｖminとを設定し、流動電流計２４から入力する流動電圧値が上限閾値Ｖmaxから下限閾値Ｖminの範囲内であるときには現在の凝集剤の添加量が適量であると判定し、添加量を変化しない。一方、流動電流計２４から入力する流動電流値が上限閾値Ｖmax以上であるときには、凝集剤添加装置２３は、現在の凝集剤の添加量が多いと判定し、添加量を減少する。また、流動電流計２４から入力する流動電流値が下限閾値Ｖmin未満であるときには、凝集剤添加装置２３は、現在の凝集剤の添加量が少ないと判定し、添加量を増加する。
【００５９】
上述した第８の実施形態に係る浄水前処理システム１０８は、凝集剤と液体サイクロン１６を利用して原水に含まれる水との比重差が大きい（粒径の大きい）懸濁物質を減少させ、その後の浄水処理の負担を軽減することができる。また、浄水処理の負担が軽減されるため、オーバーロードによる取水停止等を防止して浄水処理を安定させることができる。さらに、原水に含まれる懸濁物質の量を減らすことにより、凝集沈殿で必要な凝集剤の量も軽減することが可能となり、凝集沈殿で発生する汚泥の量も減少することができる。
【００６０】
また、フィードバック制御を利用して流動電流値に応じた量の凝集剤を添加することにより、添加する凝集剤の不足によって液体サイクロン１６における懸濁物質の分離効率を低下するのを防止することができるとともに、過剰の凝集剤の添加によって、浄水前処理システム１０８から排出する原水に凝集剤が含まれるのを防止し、液体サイクロン１６から排出する水の水質を安定させることが可能となる。
【００６１】
なお、第８の実施形態に係る浄水前処理システム１０８の位置は、水処理システム１００における取水ポンプ１と取水井３の間に限られず、取水井２の後や、沈砂池４の後に設けられていてもよい。
【００６２】
〈第９の実施形態〉
図１４を用いて、第９の実施形態に係る浄水前処理システム１０９について説明する。第９の実施形態に係る浄水前処理システム１０９は、第２の実施形態に係る浄水前処理システム１０２と類似しているが、取水ポンプ１ｉ〜１iii、取水配管２ｉ〜２iii、液体サイクロン１６ｉ〜１６iiiおよび排出管１７ｉ〜１７iiiを複数備え、さらに、ポンプ制御装置２５を備えている。
【００６３】
水処理システム１００では、例えば、時刻に応じて処理対象の原水の量が異なり、処理する原水の量に応じて制御するポンプの台数を決定する。ポンプ制御装置２５は、予め定められるタイミングで、各取水ポンプ１ｉ〜１iiiを制御する。例えば、日中には３台のポンプを制御するように設定され、夜中には１台のポンプを制御するように設定されている場合、この時刻のタイミングに応じてポンプ１ｉ〜１iiiを制御する。
【００６４】
液体サイクロンで原水から固体を分離するためには、一定の流速を確保する必要があるが、液体サイクロンが１台の場合、取水量が変化して液体サイクロンに供給される原水の量が変化すると、液体サイクロン内での原水の流速が遅くなり、原水から懸濁物質を分離することが困難になる。したがって、第９の実施形態に係る浄水前処理システム１０９では、各ポンプ１ｉ〜１iiiで取水する原水の取水量を変化するのではなく、水処理システム１００における取水量に応じて、運転するポンプの台数を調整することで取水する原水の取水量を調整する。
【００６５】
上述した第９の実施形態に係る浄水前処理システム１０９では、浄水処理における懸濁物質の分離の負担を軽減することができる。また、浄水処理の負担が軽減されるため、オーバーロードによる取水停止等を防止して浄水処理を安定させることができる。さらに、原水に含まれる懸濁物質の量を減らすことにより、凝集沈殿で必要な凝集剤の量も軽減することが可能となり、凝集沈殿で発生する汚泥の量も減少することができる。また、ポンプの運転台数を制御することにより、取水量の変化に対応することができる。
【００６６】
なお、第９の実施形態に係る浄水前処理システム１０９の位置は、水処理システム１００における取水ポンプ１と取水井３の間に限られず、取水井２の後や、沈砂池４の後に設けられていてもよい。また、ポンプや液体サイクロンの数も３台に限られず、複数台備えて台数制御が可能な形態であれば良い。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】第１の実施形態に係る浄水前処理システムについて説明する図である。
【図２】浄水前処理システムで利用される液体サイクロンの構成について説明する図である。
【図３】第２の実施形態に係る浄水前処理システムについて説明する図である。
【図４】第３の実施形態に係る浄水前処理システムについて説明する図である。
【図５】第４の実施形態に係る浄水前処理システムについて説明する図である。
【図６】通常の原水と高濁の原水が含有する懸濁物質の粒径について説明する図である。
【図７】第５の実施形態に係る浄水前処理システムについて説明する図である。
【図８】第６の実施形態に係る浄水前処理システムについて説明する図である。
【図９】通常の原水と凝集剤を添加した原水が含有する懸濁物質の粒径について説明する図である。
【図１０】第７の実施形態に係る浄水前処理システムについて説明する図である。
【図１１】原水の濁度と凝集剤添加率について説明する図である。
【図１２】第８の実施形態に係る浄水前処理システムについて説明する図である。
【図１３】凝集剤添加率と流動電流値及び沈殿上澄濁度について説明する図である。
【図１４】第９の実施形態に係る浄水前処理システムについて説明する図である。
【図１５】従来の水処理システムについて説明する図である。
【符号の説明】
【００６８】
１００…水処理システム
１０１〜１０９…浄水前処理システム
１，１ａ〜１ｃ…取水ポンプ
２，２ｉ〜２iii…取水配管
２ａ…サイクロン側配管
２ｂ…取水井側配管
３…取水井
４…沈砂池
５…導水ポンプ
６…導水配管
７…着水井
１４…前処理ポンプ
１５…流入管
１６，１６ｉ〜１６iii…液体サイクロン
１７，１７ｉ〜１７iii…排出管
１８…濁度計
１９…バルブ制御装置
２０，２１…バルブ
２２…濁度計
２３…凝集剤添加装置
２４…流動電流計
２５…ポンプ制御装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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