(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
原水の有機物の指標となる有機物濃度を水質センサーで計測した後、前記原水をオゾン処理し、さらにこのオゾン処理された原水を前記水質センサーの計測値に基づいて生物活性炭処理または粒状活性炭処理して高度浄水とする高度浄水処理方法において、前記水質センサーの計測値が判断基準を超えていないと生物活性炭処理し、判断基準を超えていると粒状活性炭処理に切り替え制御装置により切り替えて原水を高度浄水することを特徴とする高度浄水処理方法。
【請求項２】
原水の有機物の指標となる有機物濃度を水質センサーで計測した後、前記原水をオゾン処理し、さらにこのオゾン処理された原水を前記水質センサーの計測値に基づいて生物活性炭処理または粒状活性炭処理して高度浄水とする高度浄水処理方法において、前記水質センサーの計測値が判断基準を超えていないと生物活性炭処理し、判断基準を超えていると粒状活性炭処理に切り替え制御装置により切り替え、さらに前記粒状活性炭処理に切り替っている間は中塩素を前記オゾン処理するときに供給すると共に、前記生物活性炭処理するときに用いられる前記生物活性炭層に溶存酸素を供給することを特徴とする高度浄水処理方法。
【請求項３】
原水が供給される着水井の中に生物接触ろ過用の充填剤及び散気装置を設置し、この散気装置へ送風することで前記着水井に生物接触ろ過機能を持たせたことを特徴とする請求項２記載の高度浄水処理方法。
【請求項４】
粒状活性炭処理継続中は、オゾン処理で排出される排オゾンガスを排オゾン処理装置にて無害化してから表面曝気装置にて表面曝気を行い、生物活性炭処理した循環水に溶存酸素を供給するようにしたことを特徴とする請求項２または請求項３記載の高度浄水処理方法。
【請求項５】
生物活性炭処理するときに用いられる生物活性炭層にオゾン接触水を注入することにより、後生生物の繁殖・漏出を抑制するようにしたことを特徴とする請求項１ないし請求項４記載のいずれかの高度浄水処理方法。
【請求項６】
原水の有機物の指標となる有機物濃度を計測する水質センサーと、前記原水をオゾン処理するオゾン処理工程と、このオゾン処理された原水を前記水質センサーの計測値に基づいて処理して高度浄水とする高度浄水処理システムにおいて、前記水質センサーの計測値が判断基準を超えていないときに処理する生物活性炭処理工程と、判断基準を超えているときに処理する粒状活性炭処理工程と、前記両処理工程を切り替える切り替え制御装置を備えていることを特徴とする高度浄水処理システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、原水を高度浄水とする高度浄水処理方法に係り、特に生物活性炭処理工程と粒状活性炭処理工程の適切な切り替え制御により高度浄水を得る高度浄水処理方法とその処理システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、原水水質の悪化への対応や「より安全でおいしい水」への関心の高まりから、オゾン処理と、粒状活性炭（ＧＡＣ）処理や生物活性炭（ＢＡＣ）処理を組み合わせた高度浄水処理が導入され始めている。このような高度浄水処理が導入・適用される原水は、一般的には汚濁（富栄養化）が進んだ河川水や湖沼（ダム）水などである。
【０００３】
高度浄水のためのオゾン処理の目的は、臭気成分の分解（除去）、トリハロメタン前駆物質の低減、前塩素処理等で酸化除去していた鉄やマンガンの除去、また難分解性有機物を易分解性有機物に改質されることにより、ＢＡＣ処理におけるトリハロメタン前駆物質を含む有機物の除去率の向上などである。
【０００４】
また、活性炭処理の目的は、トリハロメタン前駆物質や臭気成分を含む有機物の吸着・除去にあり、オゾン処理にて生成懸念のあるアルデヒド類やケトン類のような有機酸化物の除去のため、国の指導によりオゾン処理の後段に設置が義務づけられている。
【０００５】
ＧＡＣ処理やＢＡＣ処理にはそれぞれ長所と短所があり、ＢＡＣ処理として使用した場合は活性炭表面に付着した微生物（バクテリア）により、有機物の除去性能が２０〜４０％の範囲で維持され活性炭寿命が２〜３年程度得られる反面、有機物除去率はＧＡＣ処理よりは劣る。ただし、活性炭表面にアンモニア性窒素を硝化する硝酸菌、亜硝酸菌も付着・育成するため、低濃度ならばアンモニア性窒素の除去はある程度可能である。また、微生物を捕食する微少動物（輪虫や甲殻類等の後生生物）が繁殖する可能性があり、後生生物のＢＡＣ処理からの繁殖・漏出抑制のために、適切な活性炭層の逆洗制御が不可欠である。
【０００６】
一方、ＧＡＣ処理では活性炭寿命は残留塩素がある状態だと寿命は半年程度であるが、破過直前までは有機物除去率が７０〜９０％以上あり、有機物の吸着性能はＢＡＣ処理より優れている。また、微少動物の繁殖・漏洩の懸念は一切ない。
【０００７】
図６はオゾン処理とＢＡＣ処理を組み合わせた従来の高度浄水処理の代表的なプロセスフロー図である。
着水井１は原水の水位や水量変動を平滑化、及び原水量の把握のために設置されており、原水の水質状態を監視するために油膜センサーや毒物検知センサー等の各種センサーが設置されることがある。
【０００８】
凝集・沈澱処理工程２は、凝集剤（ポリ塩化アルミニウム、硫酸バンド等）の添加により原水中の浮遊物質や溶存物質をフロック化して沈降させるものである。砂ろ過処理工程３は、凝集・沈澱処理工程２で沈降しきれなかったフロックを捕捉・ろ過するものである。オゾン処理工程４とＢＡＣ処理工程５は、それぞれ前述した目的で用いられ、有機物や鉄・マンガン等を除去するものである。
【０００９】
後塩素処理工程６では消毒用の塩素剤（次亜塩素酸ナトリウム、液体塩素等）が注入され、ＢＡＣ処理水と塩素剤との接触・混和が行われて、配水池７にてＢＡＣ処理水と塩素剤との反応の熟成及び残留塩素濃度の調整を行い、浄水として供給するものである。また原水中のアンモニア性窒素濃度が高い場合には、着水井１と凝集・沈澱処理工程２の間に生物接触酸化の処理工程（図示せず）が設置される場合もある。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ＢＡＣ処理工程５は活性炭の吸着作用と微生物の代謝作用を利用しているため、被処理水の水質や水温の影響を受けやすく、通水直後を除けば有機物（ＴＯＣ）の除去率も２０〜４０％の程度に限られている。また、冬期など水温が低下した場合にはアンモニア性窒素の除去率も低下していた。その他、ＢＡＣ処理工程５におけるＴＯＣ除去率は、生物活性に阻害を与える何らかの物質（毒物）の存在によっても低下することがあるが、これは稀な事象である。
また、原水の水質や浄水処理条件によって異なるが、凝集・沈澱処理工程２、ＢＡＣ処理工程５などにおける有機物の除去率は、経験値として把握されている。
【００１１】
ここで原水中のＴＯＣ濃度をＴｒ、原水に対する砂ろ過処理工程３のＴＯＣ除去率（通常３０〜４０％程度）をＲｓ、オゾン処理工程４に対するＢＡＣ処理工程５のＴＯＣ除去率をＲｂ（オゾン処理工程４にはＴＯＣの除去機能がほとんどない）とすると、ＢＡＣ処理水のＴＯＣ濃度（後塩素処理される前のＴＯＣ濃度）Ｔｐは、以下の（１．１）式により想定される。
【００１２】
Ｔｐ＝Ｔｒ＊（１−Ｒｓ）＊（１−Ｒｂ）      …（１．１）
原水のＴＯＣ濃度Ｔｒを水質が悪化した場合の５ｍｇ／Ｌ、砂ろ過処理工程３におけるＴＯＣ濃度除去率Ｒｓを３０％、また、オゾン処理工程４に対するＢＡＣ処理工程５のＴＯＣ除去率Ｒｂは生物活性が低下した場合の２０％を想定し、上記（１．１）式に各値を代入すると、ＢＡＣ処理水のＴＯＣ濃度Ｔｐは以下の（１．２）式の計算値となる。
【００１３】
Ｔｐ＝５＊（１−０．３）＊（１−０．２）＝２．８ｍｇ／Ｌ  …（１．２）
このＴｐの値は、中流域における河川水レベルのＴＯＣ濃度（２〜３ｍｇ／Ｌ）に相当する。
通常、河川水中に含まれるＴＯＣ成分は大部分がフミン酸やフルボ酸等から構成されており、トリハロメタンの前駆物質（トリハロメタン生成能）となり得る。
【００１４】
ここで、ＴＯＣ濃度１ｍｇ／Ｌ当たりのトリハロメタン生成量をＲｔｈｍ（μｇ−ＴＨＭ  ＦＰ／ｍｇ−ＴＯＣ）とすると、（１．１）式より、塩素処理にて浄水中に生成されるトリハロメタン量Ｔｔｈｍ（μｇ／Ｌ）は、以下（１．３）式のように想定される。
【００１５】
Ｔｔｈｍ＝Ｔｒ＊（１−Ｒｓ）＊（１−Ｒｂ）＊Ｒｔｈｍ      …（１．３）
水温、ｐＨ、塩素注入率（残留塩素濃度）、滞留時間（塩素との接触時間）、共存物質等の条件により変化するが、一般にフミン酸やフルボ酸が主成分であるＴＯＣ濃度１ｍｇ／Ｌ当たりから、２０〜４０μｇ／Ｌ程度のトリハロメタンが生成されることが知られており、（１．２）式と、（１．３）式にＲｔｈｍ＝４０μｇ−ＴＨＭ  ＦＰ／ｍｇ−ＴＯＣを代入すると、ＴＯＣ濃度Ｔｒ＝５ｍｇ／Ｌの原水から生成されるトリハロメタン量は、以下の（１．４）式のように想定される。
【００１６】
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このように、水質悪化時、オゾンと生物活性炭処理を用いた浄水高度処理においても、総トリハロメタンは水道水の水質基準値１００μｇ／Ｌ（０．１ｍｇ／Ｌ）を越えてしまう可能性が非常に大きかった。
【００１７】
また、渇水時などに水質が悪化した場合や、冬季など生物活性が低下した場合には、ＢＡＣ処理水中に残存する有機物濃度（ＴＯＣ）が比較的高濃度になり、またアンモニア性窒素が完全には除去できない場合があることなどから、後段の後塩素処理工程６における塩素注入率が高くなることがあった。
【００１８】
ＢＡＣ処理水にアンモニア性窒素が残存していると、不連続点前塩素処理にてアンモニア性窒素の除去が行われるため、消毒および殺菌（残留塩素濃度維持）以外に消費される塩素量が増加し、塩素は有機物とも反応するため、塩素注入率増加の原因となっていた。
【００１９】
塩素とアンモニア性窒素との理論反応量は、１：７．６であるが、その他の共存物質にも消費されるため、実際の塩素注入率はアンモニア性窒素量の１０倍以上必要となることがほとんどである。
この結果、残存する有機物と消毒用塩素との接触量（反応量）が増加し、有害なトリハロメタンや有機塩素化合物の生成量が増加していた。
【００２０】
一方、オゾン処理において、渇水時などに水質が悪化には有機物濃度の他に、鉄やマンガンなどの無機物濃度も増加する傾向があり、有機物に消費されるオゾン量に加え、鉄やマンガンなどを酸化除去するためのオゾン量も増加し、オゾン注入率が増加する原因になっていた。
【００２１】
また、オゾン処理工程４における除去対象物質が増加すると、共存物質の競合反応が複雑となり、最適なオゾン注入制御が困難になり、オゾン注入率の過不足が生じる場合があった。
【００２２】
オゾン注入制御は原水（被処理水）の水質が安定かつ比較的良好な場合、問題が少ないが、原水の水質変動や水質悪化時にはオゾン入率の過不足により、以下に示すような問題点が存在している。
【００２３】
▲１▼オゾン注入率が不足の場合
オゾン注入率が不足していても有機物濃度が低い場合、後段のＢＡＣ処理工程５にて、臭気成分やトリハロメタン前駆物質の除去・低減はある程度可能である。しかし、それでは有機物の生物分解性はあまり向上しないため、ＢＡＣ処理工程５への負荷が増大し、ＢＡＣ処理の許容量を越えた臭気成分や有機物（トリハロメタン前駆物質）が流入した場合、処理しきれずに浄水中へ残存してしまう可能性がある。
【００２４】
さらに、従来不連続点前塩素処理にて除去していた鉄イオン（Ｆｅ2+、Ｆｅ3+）やマンガンイオン（Ｍｎ2+）は、高度処理ではオゾン処理にて酸化、ＢＡＣ処理にて捕捉・除去しているが、オゾンの注入率が不足していると、鉄イオンやマンガンイオンは完全に酸化されず、ＢＡＣ処理水中へ流出し、後塩素処理工程６により二酸化マンガン（ＭｎＯ2）に酸化され、マンガン濃度の２３０〜３００倍程度の色度を発現する可能性がある。
【００２５】
▲２▼オゾン注入率が適正な場合
オゾン注入率が適正に行われている場合、有機物の成分分解性はある程度向上しＢＡＣ処理にかかる負荷は上記▲１▼の場合に比較して多少緩和される。ただし、原水中の有機物濃度上昇などＢＡＣ処理の許容量を越えた場合などは、上記▲１▼と同様に臭気成分や有機物が、浄水に残存してしまう可能性がある。
【００２６】
一方、鉄・マンガンに関してはオゾン処理工程４にて、オゾンの注入率が適正に行われている場合、鉄は水酸化物として、マンガンは不溶性の二酸化マンガンとして酸化・析出され、ＢＡＣ処理工程５で捕捉される。
【００２７】
２価のマンガンイオンは、下記（２．１）式及び（２．２）式で示されるように、オゾンにより４価に酸化され、不溶性の二酸化マンガンとなる。
Ｍｎ+2＋Ｏ3＋Ｈ2Ｏ→Ｍｎ+4＋Ｏ2ＣＯＨ-              （２．１）
Ｍｎ+4＋４ＯＨ-→ＭｎＯ2↓＋Ｈ2Ｏ                   （２．２）
次に、鉄の酸化反応を下記（２．３）式、（２．４）式に示す。２価の鉄イオンはオゾン酸化を受け３価となり水和、凝集、沈殿する。
Ｆｅ+2＋Ｏ3＋Ｈ2Ｏ→Ｆｅ+3＋Ｏ2＋２（ＯＨ-）        （２．３）
Ｆｅ+3＋３Ｈ2Ｏ→Ｆｅ（ＯＨ）3↓＋３Ｈ+             （２．４）
しかし、有機物や鉄・マンガンは、お互いにオゾン注入率に影響を及ぼすため、水質悪化時には、オゾン注入率を適正量に制御することは困難な場合がある。
【００２８】
▲３▼オゾン注入率が過剰の場合
オゾン注入率が過剰の場合、オゾン処理水の溶存オゾン濃度が高くなり、ＢＡＣの微生物にダメージを与えたり、活性炭の消耗を早めることがある。この場合、ＢＡＣの処理機能が低下するため、原水中の有機物濃度上昇などＢＡＣ処理の許容量を越えた場合など、上記▲１▼と同様に臭気成分や有機物が除去しきれずに、浄水中へ流出してしまう可能性がある。
【００２９】
さらに、マンガンイオンはオゾン処理により一旦、不溶性の二酸化マンガンに酸化されるが、下記（２．５）式で示すように、オゾンの過剰酸化により溶解性の７価の過マンガン酸イオン（ＭｎＯ4-）に変化してピンク色に着色する。
【００３０】
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過マンガン酸イオンはＢＡＣ処理にて還元され、二酸化マンガンに戻るが、ＢＡＣ本来の処理機能ではなく、また過マンガン酸イオン自体強い酸化剤であり、ＢＡＣの微生物にダメージを与え、さらにＢＡＣ処理の機能が低下することがあった。
【００３１】
鉄、マンガンは浄水中に残存していると、金気臭、赤水、黒水等の異臭味や着色障害の原因となるため効率的な除去が必要である。水質基準では、鉄は０．３ｍｇ／Ｌ以下、マンガンは０．０５ｍｇ／Ｌ以下をそれぞれ基準値としている。さらに、さらなる水質の向上を目的とした快適水質項目では、マンガンは０．０１ｍｇ／Ｌ以下を目標値としている。
【００３２】
また、過剰なオゾン注入率のため発生量が不経済となり、排オゾン量の増加から、排オゾン処理装置（図示せず）におけるオゾン分解触媒や活性炭への負荷が大きくなるため、排オゾン処理のためのランニングコストが増大することがある。
【００３３】
さらに、ＢＡＣ処理工程５で除去しきれずに浄水中に残存した有機物は、残留塩素が存在する間は消毒・殺菌効果が持続するため、細菌等の微生物が繁殖する危険はないが、夏期など水温が高くなる時期や長期配管内等で滞留した場合は残留塩素が消失し、浄水中に残存する有機物が微生物の栄養源となる生物資化有機物（ＡＯＣ）であるため、配水管内や受水槽等において細菌等の繁殖原因となる懸念があった。
【００３４】
本発明は、上記状況に鑑みてなされたものであり、原水水質に対応してＢＡＣ処理とＧＡＣ処理のフロー変更を行い、それぞれの処理の長所を生かした高度浄水処理方法を提供することを目的とするものである。
【００３５】
さらに、本発明は水質悪化時におけるオゾン過剰注入防止の観点から、ＧＡＣ処理時には鉄やマンガンの酸化処理を中塩素処理にて行い、また、ＧＡＣ処理ではアンモニア性窒素の除去ができないため、着水井にハニコームチューブ（充填剤）を設置して生物酸化処理効能を持たせ、アンモニア性窒素の除去を行うことにより、幅広い原水水質に対応した高度浄水処理方法を提供することを目的とするものである。
【００３６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１記載の高度浄水処理方法は、原水の有機物の指標となる有機物濃度を水質センサーで計測した後、前記原水をオゾン処理し、さらにこのオゾン処理された原水を前記水質センサーの計測値に基づいて生物活性炭処理または粒状活性炭処理して高度浄水とする高度浄水処理方法において、前記水質センサーの計測値が判断基準を超えていないと生物活性炭処理し、判断基準を超えていると粒状活性炭処理に切り替え制御装置により切り替えて原水を高度浄水することを特徴とする。
請求項１によると、活性炭処理水中に残存する有機物を一定値以下にでき、後塩素処理によって生成されるトリハロメタン量を抑制できる。さらに浄水中に残存する生物資化有機物（ＡＯＣ）は、従来処理よりも低い濃度に抑制されるため、滞留配水管内における細菌等の繁殖懸念がなくなり、安定した水質の浄水を供給することができる。
【００３７】
請求項２記載の高度浄水処理方法は、原水の有機物の指標となる有機物濃度を水質センサーで計測した後、前記原水をオゾン処理し、さらにこのオゾン処理された原水を前記水質センサーの計測値に基づいて生物活性炭処理または粒状活性炭処理して高度浄水とする高度浄水処理方法において、前記水質センサーの計測値が判断基準を超えていないと生物活性炭処理し、判断基準を超えていると粒状活性炭処理に切り替え制御装置により切り替え、さらに前記粒状活性炭処理に切り替っている間は中塩素を前記オゾン処理するときに供給すると共に、前記生物活性炭処理するときに用いられる前記生物活性炭層に溶存酸素を供給することを特徴とする。
【００３８】
請求項２によると、請求項１の効果に付加してＢＡＣ層の生物活性低下を最小限にし、ＢＡＣ処理休止中も休止前とほぼ同様な状態を維持できる。また、中塩素処理の併用により、水質悪化に起因するオゾン注入制御の不安定要素を取り除き、オゾン注入率を適正な範囲に維持・制御できる。
【００３９】
このため、オゾンの過剰発生によるランニングコスト低減、高溶存オゾン濃度によるＧＡＣ処理への負荷低減、オゾン注入不足による鉄・マンガンの浄水中への流出を防止することができる。
【００４０】
請求項３記載の高度浄水処理方法は、請求項２の高度浄水処理方法において、原水が供給される着水井の中に生物接触ろ過用の充填剤及び散気装置を設置し、この散気装置へ送風することで前記着水井に生物接触ろ過機能を持たせたことを特徴とする。
【００４１】
請求項３によると、請求項２の効果に付加して、被処理水中のアンモニア性窒素濃度を常に０．１ｍｇ／Ｌ未満にでき、より少ない塩素注入率で鉄やマンガンの酸化除去に有効に作用させることができる。
このため、中塩素処理で生成されるトリハロメタン量がさらに抑制される。
【００４２】
請求項４記載の高度浄水処理方法は、請求項２または請求項３記載の高度浄水処理方法において、粒状活性炭処理継続中は、オゾン処理で排出される排オゾンガスを排オゾン処理装置にて無害化してから表面曝気装置にて表面曝気を行い、生物活性炭処理した循環水に溶存酸素を供給するようにしたことを特徴とする。
【００４３】
請求項４によると、請求項２及び請求項３の効果に付加して、ＢＡＣ処理休止中もＢＡＣ層の微生物に十分な溶存酸素を供給できるため、生物の活性が長期間維持される。また、表面バッキに排オゾン処理したガスを用いることにより、新たにコンプレッサーやブロワを設置する必要がなく、設置コスト及び動力コストの削減が行える。
【００４４】
請求項５記載の高度浄水処理方法は、請求項１ないし請求項４記載のいずれかの高度浄水処理方法において、生物活性炭処理するときに用いられる生物活性炭層にオゾン接触水を注入することにより、後生生物の繁殖・漏出を抑制するようにしたことを特徴とする。
【００４５】
請求項５によると、請求項１ないし請求項４の効果に付加してＢＡＣ処理工程から漏出する後生生物を大幅に抑制できる。また、逆洗周期が従来の高度処理より２日程度延長することが可能なことから、活性炭の摩耗低減、微生物層の安定などに寄与でき、より安定した浄水が得られると共にＢＡＣ処理におけるランニングコストが大幅に低減できる。
請求項６記載の高度浄水処理システムは、原水の有機物の指標となる有機物濃度を計測する水質センサーと、前記原水をオゾン処理するオゾン処理工程と、このオゾン処理された原水を前記水質センサーの計測値に基づいて処理して高度浄水とする高度浄水処理システムにおいて、前記水質センサーの計測値が判断基準を超えていないときに処理する生物活性炭処理工程と、判断基準を超えているときに処理する粒状活性炭処理工程と、前記両処理工程を切り替える切り替え制御装置を備えていることを特徴とする。
請求項６によると、活性炭処理水中に残存する有機物を一定値以下にでき、後塩素処理によって生成されるトリハロメタン量を抑制できる。さらに浄水中に残存する生物資化有機物（ＡＯＣ）は、従来処理よりも低い濃度に抑制されるため、滞留配水管内における細菌等の繁殖懸念がなくなり、安定した水質の浄水を供給することができる。
【００４６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図を参照して説明する。
図１は本発明の第１の実施形態の高度浄水処理方法のプロセスフロー図である。
同図に示すように、本実施形態に係る高度浄水処理装置は、着水井１と、凝集・沈澱処理工程２と、砂ろ過処理工程３と、オゾン処理工程４と、ＢＡＣ処理工程５と、このＢＡＣ処理工程５と並列接続されたＧＡＣ処理工程８と、後塩素処理工程６と、配水池７とをこの順序に配置し、さらに着水井１に設置された水質センサー９と、ＢＡＣ処理工程５の前段に設けたＢＡＣ制御バルブ１０と、前記ＧＡＣ処理工程８の前段に設けたＧＡＣ制御バルブ１１と、前記ＢＡＣ処理工程５のドレンを排出するドレンバルブ１２と、ＧＡＣ処理工程８のドレンを排出するドレンバルブ１３と、系統切り替え制御装置１４とから構成されている。
【００４７】
次に、本実施形態の作用について説明する。なお、図６の従来例と同じ構成要素は同一符号を付して重複する説明は省略する。
本実施形態では、着水井１に設置された水質センサー９は、着水井１に流入する原水の有機物（ＴＯＣ）濃度をオンラインで計測するものであり、この計測値Ｔ１は系統切り替え制御装置１４へ入力している。水質センサー９には全有機炭素濃度計（ＴＯＣ計）を用いているが、有機物の指標を測定できるものなら代替でき、蛍光センサーを用いたトリハロメタン前駆物質濃度計、過マンガン酸カリウム消費量計、紫外線吸光光度計などが利用可能である。
【００４８】
ＢＡＣ制御バルブ１０は、ＢＡＣ処理工程５に流入するオゾン処理水の流量を制御するものであり、また系統切り替え制御装置１４からの出力信号Ｖｂ１に基づき開度及び開閉が制御されている。また、ＧＡＣ制御バルブ１１は、ＧＡＣ処理工程８に流入するオゾン処理水の流量を制御するものであり、系統切り替え制御装置１４からの開閉信号Ｖｇ１に基づき開度及び開閉が制御されている。ドレンバルブ１２及びドレンバルブ１３の開閉もそれぞれ系統切り替え制御装置１４からの開閉信号Ｖｂ２、Ｖｇ２に基づいて制御されている。
【００４９】
系統切り替え制御装置１４では、着水井１に流入する原水中のＴＯＣ濃度Ｔ１から、ＢＡＣ制御バルブ１０及びＧＡＣ制御バルブ１１における開度及び開閉制御を行い、ＢＡＣ処理工程５とＧＡＣ処理工程８の活性炭処理工程の制御を行うものであり、その作用は、以下に示す通りである。
【００５０】
通常、水質が安定している場合は、原水中のＴＯＣ濃度Ｔ１は５ｍｇ／Ｌ未満であり、本実施形態におけるオゾン処理工程４の後段の活性炭処理は、初期状態としてＢＡＣ処理工程５を指定してある。
【００５１】
本実施形態では、系統切り替え制御装置１４における判断基準としてＴＯＣ濃度４ｍｇ／Ｌを判断基準としているが、実際の制御モードの切り替えは、ＴＯＣ濃度の測定値Ｔ１における６時間の移動平均値Ｔａｖ６と、ＴＯＣ濃度の下位点Ｔｄと、上位点Ｔｕとから判断しており、Ｔｄ＝３．５ｍｇ／Ｌ、Ｔｕ＝４ｍｇ／Ｌを設定している。
【００５２】
系統切り替え制御装置１４では原水中のＴＯＣ濃度Ｔ１を記録し、６時間（連続処理継続時間）の移動平均値Ｔａｖ６がＴｕ（４ｍｇ／Ｌ）以上の値になると、ＢＡＣ処理工程５から待機していたＧＡＣ処理工程８への処理工程の変更を行うように、ＢＡＣ制御バルブ１０及びＧＡＣ制御バルブ１１における開度及び開閉制御を行う。待機中から移行したＧＡＣ処理工程８における活性炭処理は、原水中のＴＯＣ濃度Ｔ１が一時的にＴｄ（３．５ｍｇ／Ｌ）未満の測定値を計測しても、Ｔｄ（３．５ｍｇ／Ｌ）≦Ｔａｖ６、の条件を満たす場合は継続され、Ｔａｖ６＜Ｔｄ（３．５ｍｇ／Ｌ）になったときに、ＢＡＣ処理工程５へ切り替わるものである。
【００５３】
このように、判断基準にＴＯＣ濃度の測定値Ｔ１における６時間の移動平均値Ｔａｖ６を用い、ＴＯＣ濃度の下位点Ｔｄ＝３．５ｍｇ／Ｌ、上位点Ｔｕ＝４ｍｇ／Ｌ、の間に０．５ｍｇ／Ｌ幅の不感帯を設定しているのは、判断基準濃度近辺における処理工程の頻繁な切り替えを防止するためである。
【００５４】
この制御条件をまとめると、下記のようになる。
Ｔｕ≦Ｔａｖ６、→ＢＡＣ処理工程からＧＡＣ処理工程へ切り替え実行。
Ｔｄ≦Ｔａｖ６＜Ｔｕ、→不感帯、現在の活性炭処理工程を継続。
Ｔｄ＞Ｔａｖ６、→ＧＡＣ処理工程からＢＡＣ処理工程へ切り替え実行。
これらの設定値は経験から、Ｔｕの設定値は３．５ｍｇ／Ｌ以上、Ｔｕ−Ｔｕ＝０．５〜１ｍｇ／Ｌの範囲が望ましいことを把握している。
【００５５】
系統切り替え制御装置１４では、ＢＡＣ処理工程５からＧＡＣ処理工程８へ切り替え、またはＧＡＣ処理工程８からＢＡＣ処理工程５へ切り替えの際には、浄水処理が一時的にでも中断することのないように、処理を開始する活性炭処理工程の制御バルブから徐々に開度を増し全開となってから、待機する活性炭処理工程の制御バルブを徐々に閉め、全閉とするように制御を行う。また、待機中に移行する活性炭処理工程では速やかにドレンバルブが開かれて水抜きが行われ、系内滞留による活性炭層の汚染を防止している。
【００５６】
例えば、ＢＡＣ処理工程５からＧＡＣ処理工程８への切り替えは、系統切り替え制御装置１４にて全閉状態であったＧＡＣ制御バルブ１１を開放するように開閉信号Ｖｇ１が出され、ＧＡＣ制御バルブ１１が全開になると同時にＢＡＣ制御バルブ１０を徐々に閉鎖し、全閉状態にするように制御する。
【００５７】
系統切り替え制御装置１４にて、ＧＡＣ制御バルブ１１の全閉が確認されたら、ドレンバルブ１２を開放するように開閉信号Ｖｂ２を出力して、ドレンバルブ１２よりＢＡＣ処理工程５内に滞留している処理水を排出する。これにより、ＢＡＣ層内の嫌気性化と系内滞留によるＢＡＣ処理工程５内の汚染を防止している。ＧＡＣ処理工程８からＢＡＣ処理工程５への切り替えでも同様の動作により、ＧＡＣ処理工程８における水抜きが実施される。
【００５８】
ここで、本実施形態において後塩素処理工程６にて浄水中に生成されるトリハロメタン量Ｔｔｈｍ（μｇ／Ｌ）を想定し、従来例に示した（１．３）式に従い、以下の条件でＢＡＣ処理（ＴｔｈｍＢ）の場合と、ＧＡＣ処理（ＴｔｈｍＧ）の場合を比較する。
【００５９】
0003658543.tif 000004
となり、ＢＡＣ処理の場合では水質基準値（１００μｇ／Ｌ）に対して余裕がなくなり、すぐにでも水質基準値を越えてもおかしくないが、本実施形態のように水質負荷に応じてＧＡＣ処理に切り替えることにより、水質基準値に対して十分に余裕がもてる浄水処理が実現できる。
【００６０】
なお、ＧＡＣ処理工程８に移行している間のアンモニア性窒素の処理は、従来の不連続点塩素処理法（ブレークポイント法）による除去である。
以上説明したように、本実施形態ではＢＡＣ処理及びＧＡＣ処理の長所を取り入れた浄水処理工程を選択することにより、活性炭処理水中に残存する有機物を一定値以下にでき、この結果、後塩素処理によって生成されるトリハロメタン量を抑制できた。
【００６１】
さらに残留塩素が消失しても、浄水中に残存する生物資化有機物（ＡＯＣ）は、従来処理よりも低い濃度に抑制されているため、滞留配水管内における細菌等の繁殖原因となる懸念がなくなり、トリハロメタンの生成抑制効果と併せて、安定した水質の浄水を供給することができた。
【００６２】
図２は本発明の第２の実施形態の高度浄水処理方法のプロセスフロー図である。
同図に示すように、本実施の形態の高度浄水処理装置は、着水井１と、凝集・沈殿処理工程２と、砂ろ過処理工程３と、オゾン処理工程４と、ＢＡＣ処理工程５と、後塩素処理工程６と、配水池７と、ＧＡＣ処理工程８と、前記着水井１に設置された水質センサー９と、ＢＡＣ制御バルブ１０と、ＧＡＣ制御バルブ１１と、ドレンバルブ１２と、ドレンバルブ１３と、系統切り替え制御装置１４とからなる構成は図１の第１の実施形態と同一である。本実施形態は、さらに中塩素注入装置１５と、後塩素注入装置１６と、循環ライン１７と、循環ポンプ１８と、ＢＡＣ循環バルブ１９を追加構成されている。
【００６３】
次に、本実施形態の作用について説明する。
本実施形態では、図１の第１実施形態にてＧＡＣ処理工程８に切り替わった場合、ＢＡＣ処理工程５の休止期間中においてＢＡＣ層の生物活性の低下を最小限にするため、循環ライン１７と循環ポンプ１８を用いて、ＢＡＣ層に溶存酸素を供給すると共に、ＧＡＣ処理工程８に切り替わっている間は、オゾン処理工程４の負荷を低減するために中塩素注入装置１５により、中塩素処理を実施するものである。
【００６４】
また、系統切り替え制御装置１４では、図１の第１実施形態の制御に付加して中塩素注入装置１５及び後塩素注入装置１６における塩素注入の統括制御が追加されている。
【００６５】
系統切り替え制御装置１４における、ＢＡＣ処理工程５からＧＡＣ処理工程８へ切り替え、またはＧＡＣ処理工程８からＢＡＣ処理工程５へ切り替えの判断基準は第１実施形態と同様である。しかし、ＢＡＣ処理工程５における各バルブ類の制御は異なっているので、その作用も異なっている。
【００６６】
これを、ＢＡＣ処理工程５からＧＡＣ処理工程８への切り替えの例で示すと、系統切り替え制御装置１４では全閉状態であったＧＡＣ制御バルブ１１を開放するように開閉信号Ｖｇ１が出力され、ＧＡＣ制御バルブ１１が全開になると同時にＢＡＣ循環バルブ１９を徐々に閉鎖するように開閉信号Ｖｂ３を出力し、全閉状態にするように制御する。ＢＡＣ循環バルブ１９の全閉状態が確認されたら、ＢＡＣ制御バルブ１０を徐々に閉鎖し、全閉状態にすると共に循環ポンプ１８を起動し、循環ライン１７を通水状態にする。
【００６７】
さらに、完全にＧＡＣ処理工程８に移行したならば、系統切り替え制御装置１４では、鉄及びマンガンの酸化除去を行う中塩素処理を実施するための中塩素注入率Ｃ１を演算し、中塩素注入装置１５より砂ろ過処理工程３の前段に塩素を注入して、酸化物（固形物）となった鉄及びマンガンを砂ろ過処理工程３にて捕捉する。
【００６８】
また、系統切り替え制御装置１４では中塩素注入装置１５における中塩素注入率Ｃ１と、後塩素注入装置１６における後塩素注入率Ｃ２とを統括制御し、塩素注入量及び残留塩素濃度の総合的な管理を行う。
【００６９】
一般に、中塩素処理は凝集・沈殿処理工程２の後に行われる。浮遊物質や一部の溶解性有機物が除去されているため、前塩素処理よりは塩素注入率が低減でき、生成されるトリハロメタン量が大幅に減少するが、ＢＡＣ処理工程５に行われる後塩素処理よりは生成されるトリハロメタン量が多いのが実状である。
【００７０】
また、中塩素処理は鉄及びマンガンの酸化を行うものである。アンモニア性窒素を完全に除去し、残留塩素が結合塩素（クロラミン）から遊離塩素となる塩素注入は、後塩素処理工程６における従来の不連続点塩素処理法（ブレークポイント法）によって行われる。
【００７１】
本実施形態では水質悪化時には活性炭の吸着性能が高いＧＡＣ処理工程８に切り替わっているため、中塩素処理で生成されたトリハロメタン及びオゾン処理工程４後も残存する有機物はＧＡＣ処理工程８にて吸着される。また、有機物が大幅に除去されているため、後塩素処理工程６後に生成されるトリハロメタン量も大幅に抑制され、浄水中のトリハロメタン濃度も従来の高度処理と同等のレベルに低減できる。
【００７２】
また、オゾン処理工程４で実施していた鉄及びマンガンの酸化が中塩素処理で行われ、砂ろ過で捕捉されるようになる。このため、オゾン処理工程４におけるオゾン注入制御因子が少なくなりオゾン注入制御の精度が高まる。これにより、従来例で示したような水質悪化時に発生したオゾン注入制御の問題点が解消され、安定したオゾン処理が実現できるようになる。
【００７３】
一方、ＧＡＣ処理工程８からＢＡＣ処理工程５への切り替えは、最初に中塩素注入装置１５における中塩素注入停止（Ｃ１＝０ｍｇ／Ｌ）後、ＢＡＣ処理工程５へ残量塩素を含んだ砂ろ過水の流入を防ぐための置換時間（１時間）中はＧＡＣ処理工程８が継続され、その後ＢＡＣ処理工程５へ移行するように系統切り替え制御装置１４にて各バルブ類が制御されている。
【００７４】
以上説明したように、本実施形態は第１実施形態の効果に付加してＧＡＣ処理工程８に移行中であってもＢＡＣ処理工程５におけるＢＡＣ層の生物活性低下を最小限にし、再びＢＡＣ処理工程５に移行（復帰）した場合の立ち上がり処理特性も休止前とほぼ同様な状態を維持できる。
また、中塩素処理の併用により、水質悪化に起因するオゾン注入制御の不安定要素を取り除き、オゾン注入率を適正な範囲に維持・制御できる。
【００７５】
このため、オゾンの過剰発生によるオゾン設備のランニングコスト（電気代、排オゾン処理コストなど）上昇の抑制、オゾンの過剰酸化による二酸化マンガンの過マンガン酸イオンへの酸化防止、過マンガン酸イオン及び高溶存オゾン濃度によるＧＡＣ処理への負荷低減、オゾン注入不足による鉄・マンガンの浄水中への流出を防止することができる。また、これらの要因による浄水水質の悪化を防止できる。
この結果、本実施形態によると、高度浄水処理において常に安定した水質の浄水を供給することができた。
【００７６】
図３は本発明の第３の実施形態の高度浄水処理方法のプルセスフロー図であり、図２の第２の実施形態と同一構成要素は同一符号を付して重複説明は省略する。
同図に示すように、本実施形態は、図２の第２実施形態に、アンモニア性窒素センサー２０と、着水井１の中に設置された生物接触ろ過用の充填剤２１と、送風装置２２と、散気装置２３とを付加した構成とされている。
【００７７】
次に、本実施形態の作用について説明する。
本実施形態では、図２の第２実施形態に示したようにＢＡＣ処理工程５からＧＡＣ処理工程８に切り替わった場合、生物作用によるアンモニア性窒素の処理工程がなくなるため、ＢＡＣ処理工程５の休止期間中は充填材２１が設置された着水井１の底部より散気を行い、生物酸化作用によりアンモニア性窒素の除去を行うものである。
【００７８】
系統切り替え制御装置１４におけるＢＡＣ処理工程５からＧＡＣ処理工程８へ切り替え及びＧＡＣ処理工程８からＢＡＣ処理工程５へ切り替えの判断基準と中塩素注入装置１５及び後塩素注入装置１６の統括制御は第２実施形態と同様であり、またＢＡＣ処理工程５及びＧＡＣ処理工程８における各バルブ類の制御も同一であるので、そのための詳細な説明は省略する。
【００７９】
本実施形態では、アンモニア性窒素センサー２０を用いて着水井１に流入する原水のアンモニア性窒素濃度をオンラインで計測するものであり、計測値Ｎ１として系統切り替え制御装置１４へ入力している。
着水井１内には硝化菌を付着させた充填材２１が設置されており、硝化菌が活性化されているときにはアンモニア性窒素の除去能力が高いのが特徴である。
【００８０】
ＢＡＣ処理工程５からＧＡＣ処理工程８へ切り替わった場合、アンモニア性窒素濃度が高い状態であると、塩素注入率の増大率により生成されるトリハロメタン量の増加も懸念される。
【００８１】
本実施形態では、ＧＡＣ処理工程８に移行中、アンモニア性窒素濃度Ｎ１が０．１ｍｇ／Ｌ以上の場合、系統切り替え制御装置１４では送気装置２２から着水井１内の散気装置２３へ加圧された空気を送るように制御信号Ａ１を送気装置２２に出力する。そして、着水井１内の溶存酸素濃度を常に飽和濃度近くに保つと共に充填材２１に付着した硝化菌を活性化させて原水中のアンモニア性窒素濃度を９０％以上除去するものである。
【００８２】
アンモニア性窒素濃度Ｎ１が０．１ｍｇ／Ｌ未満の場合、従来の不連続点塩素処理法（ブレークポイント法）による処理でも塩素注入率がそれほど増加しないためと、送気装置２２におけるエネルギーコスト節約のため、着水井１への散気は休止される。
【００８３】
河川水や湖沼水などの表流水には、数ｍｇ／Ｌオーダの溶存酸素が含まれているため、着水井１への散気を休止しても硝化菌が死滅することはない。また、原水中にアンモニア性窒素濃度が存在していれば、硝化菌の活性は必要最低限維持されている。また、近年下水道等の復旧整備により表流水系のアンモニア性窒素濃度１ｍｇ／Ｌを越えるような事例はなく、本実施形態におけるアンモニア性窒素濃度の最大値は０．８２ｍｇ／Ｌであった。
【００８４】
以上説明したように、本実施形態は第２実施形態の効果に付加して、ＧＡＣ処理工程８へ移行中であっても塩素処理前の被処理水中のアンモニア性窒素濃度を常に０．１ｍｇ／Ｌ未満にでき、中塩素処理にてアンモニア性窒素に消費される塩素量が低減すると共に、より少ない塩素注入率で鉄やマンガンの酸化除去に有効に作用する。
このため、中塩素処理で生成されるトリハロメタン量が第２実施形態より抑制され、この結果より安定した水質の浄水を供給することができた。
【００８５】
図４は本発明の第４実施形態の高度浄水処理方法のプロセスフロー図であり、図３の第３実施形態と同じ構成要素は同一符号を付して重複説明は省略する。
同図に示すように、本実施形態は図３の第３実施形態に排オゾン処理装置２４と、処理ガス切り替え装置２５と、表面曝気装置２６と、表面曝気ライン２７を付加した構成とされている。
【００８６】
次に、本実施形態の作用について説明する。
本実施形態において、系統切り替え制御装置１４におけるＢＡＣ処理工程５からＧＡＣ処理工程８へ切り替え及びＧＡＣ処理工程８からＢＡＣ処理工程５へ切り替えの判断基準、中塩素注入装置１５及び後塩素注入装置１６の統括制御は図２の第２実施形態及び図３の第３実施形態と同様である。またＢＡＣ処理工程５及びＧＡＣ処理工程８における各バルブ類の制御も同一であるので、その詳細な説明は省略する。
【００８７】
また、本実施形態ではＧＡＣ処理工程８に切り替わった場合、アンモニア性窒素の除去作用を有する処理工程がなくなるため、ＢＡＣ処理工程５の休止期間中は充填材２１が設置された着水井１の底部より散気を行い、生物酸化作用によりアンモニア性窒素の除去を行うことに関する制御も図３の第３実施形態と同一なため詳細な説明は省略する。
【００８８】
ところで、図２の第２実施形態及び図３の第３実施形態では、ＢＡＣ処理工程５からＧＡＣ処理工程８に切り替わった場合、ＢＡＣ処理工程５の休止期間中においてＢＡＣ層の生物活性の低下を最小限にするため、循環ライン１７と循環ポンプ１８を用いて、ＢＡＣ層に溶存酸素を供給していた。しかし、この方法では、循環ライン１７の中を流れる循環水と空気との気液接触箇所が限定されており、酸素溶解度が低下する夏季等は溶存酸素濃度が低下し、ＢＡＣ層における微生物（バクテリア）の活性維持が長期間持続しないことがあった。
【００８９】
本実施形態では、オゾン処理工程４から排出される排オゾンガスを排オゾン処理装置２４にて無害化処理を行い、その処理ガス切り替え装置２５を経由して表面曝気装置２６にて表面曝気を行い循環ライン１７を流れる循環水に溶存酸素を供給するものである。
【００９０】
処理ガス切り替え装置２５では、排オゾン処理装置２４からの処理ガスを大気開放か、表面曝気ライン２７に導くのかを切り替えるものであり、系統切り替え制御装置１４からの制御信号Ａ２により制御されている。つまり、循環ポンプ１８の起動に連動して排オゾン処理装置２４からの処理ガスを表面曝気ライン２７に導き、循環ポンプ１８の停止と同時に大気開放の方にラインを切り替えている。
【００９１】
排オゾン処理装置２４では、排オゾンガス濃度１〜２ｇ／ｍ3（注入オゾンガス濃度２０ｇ／ｍ3、オゾン吸収効率９０〜９５％として）程度の排ガスを処理するものであり、オゾン分解剤には加熱されたマンガン系の触媒が用いられており、また排オゾンガスは分解後、再び酸素に戻る。
【００９２】
オゾン濃度２０ｇ／ｍ3をｍｏｌ／ｍ3の濃度に換算すると、
オゾンの分子式：Ｏ3ＭＷ（分子量）：４８より、
（２０[ｇ]／４８[ｇ／ｍｏｌ]）／[ｍ3]＝０．４１７ｍｏｌ／ｍ3 …（３．１）
３ｍｏｌの酸素分子より２ｍｏｌのオゾン分子を生成するから（３Ｏ2→２Ｏ3）、２０ｇ／ｍ3のオゾン発生に用いられる酸素分子は、
０．４１７／ｍ3＊３／２＝０．６２５ｍｏｌ／ｍ3              …（３．２）
となる。
【００９３】
一方、１ｍ3（１０００Ｌ）の空気中に存在する気体を全て理想気体と見なし、ｍｏｌ数を計算すると、理想気体１ｍｏｌが有する体積は標準状態（０℃、１０１．３２ｋＰａ）で２２．４Ｌであるから、
１０００[Ｌ]／２２．４[Ｌ／ｍｏｌ]＝４４．６４ｍｏｌ／ｍ3   …（３．３）
となる。
【００９４】
空気中に占める酸素の体積の割合は２０．９５％であり、ドルトンの分圧の法則により１ｍ3の空気中に存在する酸素のｍｏｌを計算すると、
４４．６４[ｍｏｌ／ｍ3]＊０．２０９５＝９．３５ｍｏｌ／ｍ3  …（３．４）
となる。
【００９５】
上記（３．２）及び（３．４）式より２０ｇ／ｍ3のオゾン発生に用いられる酸素分子の割合は全酸素量の６．７％ということになる。
【００９６】
０．６２５[ｍｏｌ／ｍ3]／９．３５[ｍｏｌ／ｍ3]＊１００＝６．７％…（３．５）
排オゾンガス中には未反応のオゾンが１０％程度あり、排オゾン処理により再び酸素に戻るためその分を差し引くと、約６％の酸素が失われることになる。これを新たに処理された排ガス中における酸素ガス濃度として再計算すると、酸素濃度は約２０％になる。
【００９７】
（９．３５−９．３５＊０．０６）／（４４．６４−９．３５＊０．０６）
＊１００＝１９．９％    …（３．６）
従って、処理された排ガスを表面バッキに用いても酸素濃度に何ら問題がないことが分かる。
【００９８】
表面曝気装置２６は循環ポンプ１８の吸い込み側に設置されている。排オゾン処理装置２５から排出される処理ガスの圧力は、大気圧＋５００〜６００ｍｍＡｑ程度であるから、水深３０〜４０ｃｍ程度の表面バッキなら十分に行えることが分かる。
【００９９】
参考までに、６００ｍｍＡｑを絶対圧のＭＰａ単位に変換すると、
１ａｔｍ＝０．１０１３２５ＭＰａ＝１．０３３２３＊１０4ｍｍＡｑ
であるから、
（０．１０１３２５＋６００／１．０３３２３＊１０4）＝０．１５９４ＭＰａ（絶対圧）となる。
【０１００】
なお、表面曝気装置２６は、循環ポンプ１８の吸い込み側に設置されており、上記に示す処理ガスの排気圧が多少低下しても、表面曝気が行えるように考慮してある。
【０１０１】
以上説明したように、本実施形態は、第２実施形態及び第３実施形態と同様に安定した水質の浄水を供給することができると共に、これらの効果に付加して、ＧＡＣ処理工程８に移行中であってもＢＡＣ処理工程５におけるＢＡＣ層の微生物に十分な溶存酸素を供給できるため、生物の活性が長期間維持できると共に、再びＢＡＣ処理工程５に移行（復帰）した場合の立ち上がり処理特性も第２実施形態及び第３実施形態よりも速く行えることができた。また、表面バッキに排オゾン処理したガスを用いることにより、新たにコンプレッサやブロワを設置する必要がなく、設置コスト及び動力コストの削減が行えた。
【０１０２】
図５は本発明の第５実施形態の高度浄水処理方法のプロセスフロー図であり、図１の第１実施形態と同じ構成要素は同一符号を付して重複する説明は省略する。
同図に示すように、本実施形態は、第１実施形態にオゾン水バイパス配管２８と、オゾン水注入装置２９と、注入ポンプ３０を付加した構成とされている。
【０１０３】
本実施形態では、オゾン処理工程４を構成するオゾン反応層（図示せず）の接触部にオゾンバイパス配管２８が挿入されており、オゾン接触直後の比較的溶存オゾン濃度が高いオゾン接触水が採水できるようになっている。
【０１０４】
オゾン水バイパス配管２８は、注入ポンプ３０を介してオゾン水注入装置２９に接続している。オゾン水注入装置２９は、ＢＡＣ処理工程５を構成するＢＡＣ層（図示せず）の下部に設置されており、オゾン接触水をＢＡＣ層に注入してオゾンの強力な殺菌力により微少動物（後生生物）の除去を行い、ＢＡＣ処理工程５における繁殖及び漏出抑制を行うものである。ＢＡＣ処理工程５を構成するＢＡＣ槽は下降流で処理を行っている。
【０１０５】
このオゾン水注入装置２９からのオゾン接触水注入はＢＡＣ処理工程５における処理が行われている時に実施され、その制御は系統切替制御１４からの制御信号Ｐ１に基づく注入ポンプ３０の起動及び停止によって行われる。つまり、ＢＡＣ処理工程５からＧＡＣ処理工程８に切り替わるのに連動して、注入ポンプ３０が停止され、反対にＧＡＣ処理工程８からＢＡＣ処理工程５に切り替わるのに連動して、注入ポンプ３０が起動されるように系統切替制御１４にて制御されている。
【０１０６】
なお、系統切替制御装置１４におけるＢＡＣ処理工程５からＧＡＣ処理工程８へ切り替え及びＧＡＣ処理工程８からＢＡＣ処理工程５へ切り替えの判断基準、中塩素注入装置１５及び後塩素注入装置１６の統括制御は上記実施形態と同様に実施でき、またＢＡＣ処理工程５及びＧＡＣ処理工程８における各バルブ類の制御も上記実施形態と同一なため詳細な説明は省略する。
【０１０７】
ところで、従来の高度処理では、空洗と水洗を組み合わせたＢＡＣ層の洗浄（逆洗）は、後生生物の繁殖周期を考慮して３日に１回程度の頻度で実施されている。一方、過度の逆洗は活性炭を摩耗させたり、有機物を除去する微生物の方にまで悪影響を及ぼすことがあった。
【０１０８】
本実施形態では、ＢＡＣ層上部から下降してくる後生生物に考慮してＢＡＣ処理工程５で処理をしている間は、オゾン水注入装置２９から常時オゾン接触水を供給しているため、効率よく後生生物を除去できる。またＢＡＣ槽は下降流処理のため、オゾン水注入装置２９から注入されるオゾン接触水は、ＢＡＣ層の上部に多く存在する微生物には全く悪影響を与えない。このため、逆洗周期が従来の高度処理より２日程度延長することが可能である。ただし、ＢＡＣ層の目詰まりは従来の高度処理と何ら変わらないため、濾高の上昇や定期的な活性炭層の逆洗制御は不可能である。
【０１０９】
以上説明したように、本実施形態によると第１実施形態の効果に付加してＢＡＣ処理工程５から漏出する後生生物を大幅に抑制できた。また、逆洗周期が従来の高度処理より２日程度延長することが可能なことから、活性炭の摩耗低減、微生物層の安定などに寄与でき、より安定した浄水が得られると共にＢＡＣ処理におけるランニングコストが大幅に低減できた。
【０１１０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によると、活性炭処理水中に残存する有機物を一定値以下にでき、後塩素処理によって生成されるトリハロメタン量を抑制できる。また、浄水中に残存する生物資化有機物も低い濃度に抑制されるため、滞留配水管内における細菌等の繁殖懸念がなくなり、さらに水質悪化に起因するオゾン注入制御の不安定要素を取り除き、オゾン注入不足による鉄・マンガンの浄水中への流出を防止することができ、安定した水質の浄水を供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態の高度浄水処理方法のプロセスフロー図。
【図２】本発明の第２の実施形態の高度浄水処理方法のプロセスフロー図。
【図３】本発明の第３の実施形態の高度浄水処理方法のプロセスフロー図。
【図４】本発明の第４の実施形態の高度浄水処理方法のプロセスフロー図。
【図５】本発明の第５の実施形態の高度浄水処理方法のプロセスフロー図。
【図６】従来の高度浄水処理方法のプロセスフロー図。
【符号の説明】
１…着水井、２…凝集・沈殿処理工程、３…砂ろ過処理工程、４…オゾン処理工程、５…ＢＡＣ処理工程、６…後塩素処理工程、７…配水池、８…ＧＡＣ処理工程、９…水質センサー、１０…ＢＡＣ制御バルブ、１１…ＧＡＣ制御バルブ、１２…ドレンバルブ、１３…ドレンバルブ、１４…系統切替制御装置、１５…中塩素注入装置、１６…後塩素注入装置、１７…循環ライン、１８…循環ポンプ、１９…ＢＡＣ循環バルブ、２０…アンモニア性窒素センサー、２１…充填材、２２…送風装置、２３…散気装置、２４…排オゾン処理装置、２５…処理ガス切り替え装置、２６…表面曝気装置、２７…表面曝気ライン、２８…オゾン水バイパス配管、２９…オゾン水注入装置、３０…注入ポンプ。
【図１】
0003658543.tif 000005
【図２】
0003658543.tif 000006
【図３】
0003658543.tif 000007
【図４】
0003658543.tif 000008
【図５】
0003658543.tif 000009
【図６】
0003658543.tif 000010