(57)【要約】【課題】被処理水にオゾンを注入してオゾン処理を行う水処理プラントにおいて、臭素酸の生成特性に基づいてオゾン処理での臭素酸の生成を有効に抑制することができる水処理運転制御装置を提供することにある。【解決手段】被処理水にオゾン処理を行うオゾン処理プラントの水処理制御装置において、被処理水の水質とオゾン注入データに基づいて、オゾン処理設備７０での臭素酸生成濃度を予測し、その予測に応じてオゾン処理設備７０における被処理水の最適な流量を演算する手段（２１，２２）と、算出された流量に基づいて送水用ポンプ７１，７７の制御を行う手段（２３）を行なう制御装置１０を備えた構成である。【選択図】      図１
2006326431.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理水にオゾンガスを注入して水処理を行なう水処理プラントの運転を制御する水処理運転制御装置において、
前記被処理水の水質及びオゾン注入データに基づいて、臭素酸生成濃度を予測する臭素酸生成濃度予測手段と、
前記臭素酸生成濃度予測手段による臭素酸の予測生成濃度に基づいて、前記水処理プラントに含まれるオゾン処理設備での前記被処理水の流量を算出する演算手段と、
前記演算手段により算出された前記被処理水の流量に基づいて、前記オゾン処理設備に前記被処理水を送水するための送水用ポンプを制御する制御手段と
を具備したことを特徴とする水処理運転制御装置。
【請求項２】
前記制御手段は、
前記臭素酸生成濃度予測手段による予測生成濃度に基づいて前記臭素酸の生成濃度を許容範囲内に抑制するために、前記オゾン処理設備における前記被処理水の滞留時間を短縮させるように前記送水用ポンプを制御することを特徴とする請求項１に記載の水処理運転制御装置。
【請求項３】
前記臭素酸生成濃度予測手段は、前記オゾン処理設備における前記被処理水の標準滞留時間における前記被処理水の水質指標を因子とする臭素酸生成関数に基づいた予測式を使用して、前記臭素酸生成濃度を予測することを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれか１項に記載の水処理運転制御装置。
【請求項４】
前記制御手段は、
前記臭素酸生成濃度予測手段による臭素酸の予測生成濃度と共に、オゾン処理前の前記被処理水が貯留されている貯留槽の水位と、前記オゾン処理設備の後段に設置される設備での受け入れ可能な前記被処理水の容量とを考慮して、前記オゾン処理設備における前記被処理水の流量と、オゾン処理後の前記被処理水を前記オゾン処理設備の後段設備に送水する流量とを演算する最適水運用計画手段を含むことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の水処理運転制御装置。
【請求項５】
前記制御手段は、
前記最適水運用計画手段により算出された前記各流量に基づいて、前記送水用ポンプと共に、前記オゾン処理設備の後段設備に送水するための送水用ポンプの制御を実行するプロセス制御手段を含むことを特徴とする請求項４に記載の水処理運転制御装置。
【請求項６】
前記臭素酸生成濃度予測手段は、前記被処理水の水質の指標として、前記被処理水中の臭化物イオン濃度、ｐＨ、全有機炭素濃度、アンモニア濃度、水温、アルカリ度、導電率、濁度、紫外線吸光度、蛍光強度、過マンガン酸カリウム消費量、化学的酸素要求量、のうち少なくともいずれか1つの情報を取得することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の水処理運転制御装置。
【請求項７】
前記臭素酸生成濃度予測手段は、前記オゾン注入データとして、オゾン処理におけるオゾンガスの注入率、溶存オゾン濃度、発生オゾン濃度、排オゾン濃度、溶存オゾン濃度の測定場所、被処理水のオゾン処理設備における滞留時間、オゾンガスの注入速度のうち少なくともいずれか1つを使用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１項に記載の水処理運転制御装置。
【請求項８】
前記臭素酸生成濃度予測手段は、前記水質及びオゾン注入データのそれぞれと共に、過去のオゾン処理における臭素酸生成濃度の実測値を使用して臭素酸生成濃度を予測することを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の水処理運転制御装置。
【請求項９】
前記制御手段は、
前記オゾン処理設備における前記被処理水の滞留時間を短縮するために、前記オゾン処理設備の前記被処理水の出口を前段に切り替えるための出口弁開閉制御手段を有することを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の水処理運転制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、浄水場などに適用し、オゾン処理による水処理を行なう水処理プラントを計画的に運用するための水処理運転制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、上水や下水、または排水の水処理を行なうための水処理プラントにおいて、被処理水（または原水）に酸化力の強いオゾンガスを注入するオゾン処理が行われている。特に近年では取水源の水質が悪化しているため、水道水の浄水処理では、オゾン処理方法は有効な水処理方法の一つとなっている。
【０００３】
ところで、オゾン処理では、被処理水に臭化物イオンが含まれる場合に、当該被処理水をオゾンガスにより酸化処理すると、臭化物イオンも酸化されて、有害な臭素酸が生成されることが知られている。最近の水道水の水質基準では、この臭素酸の濃度を１０μg/L以下にすることが定められている。
【０００４】
特に、被処理水に多量の臭化物イオンが含まれる場合、あるいはオゾンガスを必要以上に注入した場合には、当該水質基準値以上の臭素酸が生成される可能性が非常に高くなる。
【０００５】
さらに、この有害な臭素酸は、オゾン処理の下流側において行われる活性炭処理や塩素処理ではほとんど除去することができない。このため、オゾン処理において臭素酸の生成を抑制するか、生成された臭素酸を別の方法で除去する処理を行う必要がある。
【０００６】
しかしながら、臭素酸の生成を抑制するために、必要以上にオゾンガスの注入量を低減すると、本来のオゾン処理の目的である、被処理水中の有機物質分解処理、特にトリハロメタン生成能の低減処理や、異臭味の除去処理等を有効に行うことができない。
【０００７】
ここで、臭素酸の生成を抑制する方法として、オゾン処理設備内の被処理水の流量を調整して、被処理水とオゾンガスとの接触時間を短時間にする方法がある。具体的には、浄水場などの水処理プラントにおいて、水量や水質を考慮して、水処理プラントの運転を運用する水運用制御装置が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。その他、上水の需要予測に基づいて、上水道プラントの最適水運用装置が提案されている（例えば、特許文献２を参照）。
【特許文献１】特開２００１−２１４４７０号公報
【特許文献２】特開２００１−５５７６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
前述のような従来の水処理プラントにおける水運用装置は、オゾン処理で生成される有害な臭素酸の生成特性を考慮したうえで、その生成を抑制するというような機能を備えていない。
【０００９】
臭素酸の生成特性として、オゾンガス注入後、すぐに臭化物イオンが酸化されて臭素酸が生成されるのではなく、オゾンガスによる有機物質やカビ臭の酸化分解がある程度進んだ後、剰余分の溶存オゾンが増えることで、臭素酸が生成される。このような臭素酸の生成特性を考慮した上で、水処理プラントの運転を制御しない場合には、臭素酸の生成を有効に抑制することができない。
【００１０】
そこで、本発明の目的は、被処理水にオゾンを注入してオゾン処理を行う水処理プラントにおいて、臭素酸の生成特性に基づいてオゾン処理での臭素酸の生成を有効に抑制することができる水処理運転制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の観点は、オゾン処理設備における被処理水の滞留時間（即ち、被処理水の流量）を的確に操作し、臭化物イオンとオゾンガス（溶存オゾン）との接触時間を短縮させることにより、オゾン処理での臭素酸の生成を有効に抑制できる水処理運転制御装置である。
【００１２】
本発明の観点に従った水処理運転制御装置は、被処理水にオゾンガスを注入して水処理を行なう水処理プラントの運転を制御する水処理運転制御装置において、前記被処理水の水質及びオゾン注入データに基づいて、臭素酸生成濃度を予測する臭素酸生成濃度予測手段と、臭素酸生成濃度予測手段による臭素酸の予測生成濃度に基づいて、前記水処理プラントに含まれるオゾン処理設備での前記被処理水の流量を算出する演算手段と、前記演算手段により算出された前記被処理水の流量に基づいて、前記オゾン処理設備に前記被処理水を送水するための送水ポンプを制御する制御手段とを備えた構成である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、被処理水にオゾンを注入してオゾン処理を行う水処理プラントにおいて、臭素酸の生成特性に基づいてオゾン処理での臭素酸の生成を有効に抑制することができる水処理運転制御装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。
【００１５】
［第１の実施形態］
図１から図５は、本実施形態に関する図である。図１は本実施形態に関する水処理運転制御装置の構成を示す図である。
【００１６】
（水処理運転制御装置の構成）
水処理運転制御装置は、図１に示すように、被処理水にオゾンガスを注入して被処理水のオゾン処理を行うオゾン処理設備７０と、オゾン処理設備７０の送水用ポンプ７１と、流量計７２とを有する。送水用ポンプ７１は、オゾン処理設備７０の上流側に設けられて、オゾン処理設備７０に被処理水を送水するためのポンプである。流量計７２は、オゾン処理設備７０に流入する被処理水の流量を測定する。
【００１７】
更に、水処理運転制御装置は、凝集沈殿処理水槽７３と、オゾン処理水槽７４と、活性炭吸着設備７５と、配水池７６と、活性炭吸着設備７５の送水用ポンプ７７と、流量計７８とを有する。
【００１８】
凝集沈殿処理水槽７３は、オゾン処理設備７０の上流側（前段）に設けられて、有機物質や濁質等が凝集沈殿処理により除去された被処理水を貯留する。オゾン処理水槽７４は、オゾン処理設備７０の下流側（後段）に設けられて、オゾン処理後の被処理水を貯留する。
【００１９】
活性炭吸着設備７５は、被処理水中に残留している有機物質等の更なる除去処理を行なうための設備である。配水池７６は、活性炭吸着設備７５により処理された処理水を貯留する。
【００２０】
また、送水用ポンプ７７は、オゾン処理水槽７４と活性炭吸着設備７５の間に設けられて、オゾン処理水槽７４から活性炭吸着設備７５に、オゾン処理後の被処理水を送水する。流量計７８は、活性炭吸着設備７５に流入する被処理水の流量を測定する。
【００２１】
ここで、凝集沈殿処理水槽７３、オゾン処理水槽７４、活性炭吸着設備７５、および配水池７６にはそれぞれ、凝集沈殿処理水槽用水位計８１、オゾン処理水槽用水位計８２、活性炭吸着設備用水位計８３、および配水池用水位計８４が設けられている。また、凝集沈殿処理水槽７３には、被処理水の水質指標を測定する水質指標測定装置８５が設けられている。
【００２２】
水質指標測定装置８５は、複数の測定器、即ち臭化物イオン濃度測定器８６と、ｐＨ測定器８７と、全有機炭素濃度測定器８８と、アンモニア濃度測定器８９と、水温測定器９０と、アルカリ度測定器９１と、導電率測定器９２と、濁度測定器９３と、紫外線吸光度測定器９４と、蛍光強度測定器９５と、過マンガン酸カリウム消費量測定器９６と、化学的酸素要求量測定器９７とを有する。
【００２３】
臭化物イオン濃度測定器８６は、被処理水の臭化物イオン濃度を測定する。ｐＨ測定器８７は、被処理水のｐＨを測定する。全有機炭素濃度測定器８８は、被処理水の全有機炭素濃度を測定する。アンモニア濃度測定器８９は、被処理水のアンモニア濃度を測定する。
【００２４】
さらに、水温測定器９０は、被処理水の水温を測定する。アルカリ度測定器９１は、被処理水のアルカリ度を測定する。導電率測定器９２は、被処理水の導電率を測定する。濁度測定器９３は、被処理水の濁度を測定する。紫外線吸光度測定器９４は、被処理水の紫外線吸光度を測定する。蛍光強度測定器９５は、被処理水の蛍光強度を測定する。過マンガン酸カリウム消費量測定器９６は、被処理水の過マンガン酸カリウム消費量を測定する。化学的酸素要求量測定器９７は、被処理水の化学的酸素要求量を測定する。
【００２５】
また、送水用ポンプ７１，７７、流量計７２，７８、水位計８１〜８４、及び水質指標測定装置８５には、被処理水の流量を制御する制御装置１０が接続されている。制御装置１０は、後述するように、送水用ポンプ７１を制御して、オゾン処理設備７０における被処理水の滞留時間を最適に操作することで、オゾン処理での臭素酸の生成を抑制する。
【００２６】
ここで、前述したように、オゾン処理設備７０の前段には、凝集沈殿処理水槽７３が設けられている。この水槽７３による凝集沈殿処理の後、残留している濁質等を砂濾過処理にて除去するための砂濾過処理設備（図示せず）を、凝集沈殿処理水槽７３とオゾン処理設備７０との間に設けてもよい。
【００２７】
また、オゾン処理設備７０の後段には、活性炭吸着設備７５が設けられている。この活性炭吸着設備７５においては、例えば粒状活性炭（GAC）や生物活性炭（BAC）が用いられるが、これらのものに限定されることはない。なお、活性炭吸着設備７５と配水池７６との間に、後段の砂濾過処理設備（図示せず）を設けてもよい。
【００２８】
制御装置１０は、図１に示すように、臭素酸生成濃度予測部２１と、最適水運用計画部２２と、プロセス制御部２３とを有する。
【００２９】
臭素酸生成濃度予測部２１は、水質指標測定装置８５により測定された水質と、現在のオゾン処理におけるオゾンガスの注入を制御するためのオゾン注入データ１００に基づいて、オゾン処理設備７０での臭素酸生成濃度を予測する。
【００３０】
最適水運用計画部２２は、臭素酸生成濃度予測部２１により予測された臭素酸の予測生成濃度と、流量計７２により測定されたオゾン処理設備７０に流入する被処理水の流量と、流量計７８により測定された活性炭吸着設備７５に流入する被処理水の流量とを入力する。さらに、最適水運用計画部２２は、凝集沈殿処理水槽用水位計８１により測定された凝集沈殿処理水槽７３の水位と、オゾン処理水槽用水位計８２により測定されたオゾン処理水槽７４の水位と、活性炭吸着設備用水位計８３により測定された活性炭吸着設備７５の水位と、配水池用水位計８４により測定された配水池７６の水位とを入力する。最適水運用計画部２２は、これらの入力に基づいて、オゾン処理設備７０における被処理水の最適な流量を演算する。
【００３１】
プロセス制御部２３は、最適水運用計画部２２により算出された被処理水の流量に基づいて、オゾン処理設備７０及び活性炭吸着設備７５に送水するための送水用ポンプ７１，７７の制御を実行する。
【００３２】
（第１の本実施形態の作用効果）
以下、図１と共に、図２から図５を参照して、本実施形態の作用効果を説明する。
【００３３】
まず、水源から送られてきた被処理水（原水）は、凝集沈殿処理により被処理水中の有機物質・濁質等が除去されて、凝集沈殿処理水槽７３に貯留される。次に、被処理水は、送水用ポンプ７１により、凝集沈殿処理水槽７３からオゾン処理設備７０に送水される。この際、オゾン処理設備７０に流入する被処理水の流量は、流量計７２により測定される。
【００３４】
オゾン処理設備７０では、被処理水は、オゾンガスが注入されることによりオゾン処理が行われる。オゾン処理設備７０から排出されたオゾン処理水は、オゾン処理水槽７４に貯留される。次に、被処理水は、送水用ポンプ７７により、オゾン処理水槽７４から活性炭吸着設備７５に送水される。この際、活性炭吸着設備７５に流入する被処理水の流量は、流量計７８により測定される。活性炭吸着設備７５では、残留している有機物質等の更なる除去処理が行われて、被処理水は配水池７６に貯留された後に、浄水として流出される。
【００３５】
ここで、オゾン処理設備７０では、被処理水のオゾン処理が行われる際に、被処理水中の臭化物イオンが酸化されて臭素酸が生成される。この臭素酸は有害物質であり、その生成を抑制する必要がある。
【００３６】
図２は、オゾン注入率一定の条件において、被処理水のオゾン処理設備７０内の滞留時間と、オゾン処理によって減少するトリハロメタン生成能（THMFP）及び臭素酸の濃度との関係を示す図である。
【００３７】
図２に示すように、オゾン処理により、トリハロメタン生成能（２００）は比較的速やかに減少する。このトリハロメタン生成能（２００）の減少がおおよそ進んだ後に、臭素酸濃度（２１０）が増加する。これは、注入するオゾンガスがオゾンとの反応性の高いトリハロメタン生成能物質と先に反応し、オゾンガスが消費され、トリハロメタン生成能物質の分解がおおよそ進んだ後に、臭化物イオンとオゾンとの反応が始まることによると考えられる。また、被処理水中のトリハロメタン生成能物質と臭化物イオンとの濃度を比較すると、トリハロメタン生成能物質のほうが多量に存在することにも起因すると考えられる。
【００３８】
ここで、図２に示すように、トリハロメタン生成能（２００）を規制値以下に減少させる滞留時間よりも長い時間だけオゾン処理を行い、かつ臭素酸の生成が始まる滞留時間よりも短い時間だけオゾン処理を行うように、被処理水の流量を制御することで、臭素酸濃度（２１０）を臭素酸規制値以下に抑制することが可能となる。滞留時間（Ｔ）は、関係式「Ｔ＝Ｑ／Ｖ、Ｑは処理水槽の容量、Ｖは流量」により求めることができる。
【００３９】
以下、オゾン処理設備７０での被処理水の流量制御に関して、主として制御装置１０の動作について説明する。
【００４０】
（臭素酸生成濃度予測部２１）
制御装置１０の臭素酸生成濃度予測部２１は、水質指標測定装置８５により測定された被処理水の水質に関する水質情報を入力する。また、臭素酸生成濃度予測部２１は、現在のオゾン処理におけるオゾン注入データ１００を入力する。オゾン注入データ１００は、具体的にはオゾン処理でのオゾンガスの注入率や、被処理水中の溶存オゾン濃度等のデータである。また、オゾン注入データ１００は、発生オゾン濃度、排オゾン濃度、溶存オゾン濃度の測定場所、被処理水のオゾン処理設備における滞留時間、オゾンガスの注入速度などのデータも含む。臭素酸生成濃度予測部２１は、これらのデータの中で少なくとも１つをオゾン注入データ１００として入力する。
【００４１】
臭素酸生成濃度予測部２１は、被処理水の水質情報からの水質指標とオゾン注入データに基づいて、臭素酸の生成予測濃度を算出する。以下、図３を参照して、当該算出方法（予測方法）を説明する。
【００４２】
図３におけるＹ１は、予め定められた被処理水の標準の水質指標濃度とオゾン注入条件における被処理水の滞留時間と臭素酸濃度との関係を表す。滞留時間Ｔは、通常のプラント運転状態における標準の滞留時間を意味する。この場合、標準滞留時間Ｔで運転していることにより、臭素酸濃度はＣ１となり、規制値以下に抑制されていることになる。
【００４３】
水質指標測定装置８５により測定された被処理水の水質情報の中で、例えば、臭化物イオン濃度が予め設定された標準濃度より高い場合には、臭素酸の生成が増加し、滞留時間との関係はＹ２のようになる。この場合、滞留時間が標準滞留時間Ｔであると、臭素酸生成予測濃度はＣ２となり、規制値を超えてしまう。
【００４４】
一方、臭化物イオン濃度が予め設定された標準濃度より低い場合には、臭素酸の生成はＹ３のようになる。この場合、滞留時間が標準滞留時間Ｔであると、臭素酸生成予測濃度はＣ３となるので、臭素酸の生成は、通常の運転で規制値以下を達成できることになる。
【００４５】
具体的には、臭素酸予測生成濃度は下記式（１）により算出される。
【００４６】
臭素酸予測生成濃度
＝F｛標準の滞留時間T、臭素酸生成関数Y（標準の臭素酸生成関数Y1−Σ補正値i）｝
（i=１〜１１）…（１）
ここで、i=１で臭化物イオン濃度補正値を意味し、i=２でｐＨ補正値を意味し、i=３で全有機炭素濃度補正値を意味し、i=４でアンモニア濃度補正値を意味し、i=５で水温補正値を意味し、i=６でアルカリ度補正値を意味し、i=７で導電率補正値を意味し、i=８で濁度補正値を意味し、i=９で紫外線吸光度補正値を意味し、i=１０で蛍光強度補正値を意味し、i=１１で過マンガン酸カリウム消費量補正値を意味し、i=１２で化学的酸素要求量補正値を意味する。
【００４７】
臭素酸生成濃度予測部２１は、前記式（１）を使用して、標準滞留時間Ｔにおける被処理水の水質指標を考慮した臭素酸の生成濃度を予測する。
【００４８】
さらに、図４を参照して、オゾン注入データにより臭素酸生成予測濃度を補正する方法を説明する。
【００４９】
即ち、図４に示すように、溶存オゾン濃度が高くなると、臭化物イオンとオゾンとの反応が進むので臭素酸の生成（４００）が増加する。一方、溶存オゾン濃度が低くなると、臭素酸の生成（４１０）も少なくなる。同様に、その他のオゾン注入データを用いて臭素酸生成予測濃度を補正することによって、より一層正確な臭素酸生成濃度を予測することができる。
【００５０】
（最適水運用計画部２２）
次に、図５を参照して、制御装置１０の最適水運用計画部２２の動作を説明する。
【００５１】
最適水運用計画部２２は、臭素酸生成濃度予測部２１において算出された臭素酸予測濃度に基づいて、水処理プラントの被処理水の流量を演算する。
【００５２】
最適水運用計画部２２は、前述したように、凝集沈殿処理水槽用水位計８１により測定された凝集沈殿処理水槽７３の水位と、オゾン処理水槽用水位計８２により測定されたオゾン処理水槽７４の水位と、活性炭吸着設備用水位計８３により測定された活性炭吸着設備７５の水位と、配水池用水位計８４により測定された配水池７６の水位とを入力する。
【００５３】
また、最適水運用計画部２２は、流量計７２により測定されたオゾン処理設備７０に流入する被処理水の流量と、流量計７８により測定された活性炭吸着設備７５に流入する被処理水の流量とを入力する。
【００５４】
最適水運用計画部２２は、これらの入力に基づいて、オゾン処理設備７０における被処理水の最適な流量を演算する。即ち、図５に示すように、予測部２１での予測演算結果５００において、臭素酸予測濃度が規制値以上である場合、滞留時間を短くするために、被処理水の流量を高くする必要がある。
【００５５】
具体的には、最適水運用計画部２２は、例えば標準滞留時間Ｔから短い滞留時間Ｔ１に変更することで、被処理水の流量を演算する。即ち、最適水運用計画部２２は、凝集沈殿処理水槽７３の水位を考慮しながら、オゾン処理設備７０に流入する被処理水の流量を増量させる。この場合、受け入れ先のオゾン処理水槽７４の最大水位を考慮する必要があるが、オゾン処理水槽７４の水位は、活性炭吸着設備７５に流入する被処理水の流量が増加することにより低下する。
【００５６】
従って、オゾン処理設備７０における被処理水の滞留時間は、凝集沈殿処理水槽７３の水位、オゾン処理水槽７４の水位、活性炭吸着設備７５の水位、及び配水池７６の水位を考慮しながら、オゾン処理設備７０と活性炭吸着設備７５への送水用ポンプ７１，７７を制御することにより操作可能な広い範囲で変化させることができることになる。
【００５７】
（プロセス制御部２３）
次に、制御装置１０のプロセス制御部２３の動作を説明する。
【００５８】
プロセス制御部２３は、最適水運用計画部２２において算出されたオゾン処理設備７０に流入する被処理水の流量及び活性炭吸着設備７５に流入する被処理水の流量に基づいて、送水用ポンプ７１，７７を制御する。
【００５９】
プロセス制御部２３は、例えばＰＩＤ制御方式により、オゾン処理設備７０及び活性炭吸着設備７５に送水するための送水用ポンプ７１，７７の制御を実行する。これにより、プロセス制御部２３は、被処理水の流量が最適な目標流量となるように、各送水用ポンプ７１，７７の制御を行うことができる。なお、プロセス制御部２３は、各送水用ポンプ７１，７７の制御方式として、ＰＩＤ制御方式に限らず、フィードフォワード制御方式、フィードバック制御方式、あるいはこれらの制御方式を組み合わせた制御方式を実行する構成でもよい。
【００６０】
以上のようにして、本実施形態の制御装置１０は、被処理水の水質とオゾン注入データ１００に基づいて、オゾン処理での臭素酸生成濃度を予測し、その予測濃度に応じてオゾン処理設備７０における被処理水の最適な流量を算出する。換言すれば、オゾン処理設備７０における被処理水の最適な滞留時間を算出する。
【００６１】
制御装置１０は、算出された最適な流量に基づいて、プロセス制御部２３によりオゾン処理設備７０及び活性炭吸着設備７５に送水するための送水用ポンプ７１，７７の制御を実行することにより、臭化物イオンとオゾンガス（溶存オゾン）との接触時間を短縮し、結果として臭素酸の生成を許容範囲内に抑制することができる。
【００６２】
従って、本実施形態の水処理制御装置であれば、被処理水にオゾンガスを注入してオゾン処理を行なう水処理プラントの運転を計画的に行なうことができると共に、臭素酸の生成特性を考慮した上で水処理プラントの運転を制御するため、臭素酸の生成を有効に抑制することができる。
【００６３】
［第２の本実施形態］
図６は、第２の実施形態に関する水処理運転制御装置の構成を示す図である。
【００６４】
本実施形態は、制御装置１０が臭素酸生成濃度データ記憶部２５（以下単にデータ記憶部と表記する場合がある）を有する構成である。なお、他の構成は、図１に示す第１の実施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。
【００６５】
制御装置１０は、過去のオゾン処理における臭素酸生成濃度の実測値、当該オゾン処理時の被処理水の水質指標を示す水質情報、およびオゾンガスの注入に関するオゾン注入実績データ（過去のオゾン注入データ１００）を、データ記憶部２５に記憶させる。
【００６６】
（第２の実施形態の作用効果）
水処理プラントのオゾン処理が行なわれる場合、制御装置１０では、臭素酸生成濃度予測部２１は、水質指標測定装置８５により測定された被処理水の水質情報を入力する。また、臭素酸生成濃度予測部２１は、現在のオゾン処理におけるオゾン注入率や溶存オゾン濃度等を含むオゾン注入データ１００を入力する。臭素酸生成予測部２１は、前述の第１の実施形態と同様に、入力した被処理水の水質指標及びオゾン注入データ１００に基づいて、臭素酸の生成予測濃度を算出する。
【００６７】
ここで、本実施形態の制御装置１０は、水質指標測定装置８５により測定された被処理水の水質情報及び現在のオゾン処理におけるオゾン注入データ１００を、データ記憶部２５に記憶させる。
【００６８】
臭素酸生成濃度予測部２１は、データ記憶部２５から、入力された現在の水質情報及びオゾン注入データ１００のそれぞれに類似した過去の水質情報及びオゾン注入データを検索する。さらに、臭素酸生成濃度予測部２１は、検索された当該条件でオゾン処理を行ったときの臭素酸生成濃度の実測値をデータ記憶部２５から読み出す。この実測値は、例えば臭素酸濃度オンラインセンサにより測定されて、データ記憶部２５に記憶されたものである。あるいは、当該実測値は、例えば作業員のマニュアル分析により測定されて、データ記憶部２５に入力されたものである。
【００６９】
次に、臭素酸生成濃度予測部２１は、算出した臭素酸予測生成濃度と、データ記憶部２５から検索した過去の臭素酸生成濃度の実測値とを比較し、比較結果で値の大きい方を新たな臭素酸濃度予測値として最適水運用計画部２２に出力する。
【００７０】
以上のようにして、本実施形態の臭素酸生成濃度予測部２１は、現在の被処理水の水質情報とオゾン注入データに基づいて算出した臭素酸の予測生成濃度と、過去の臭素酸生成濃度の実測値とを比較して、比較結果で値の大きい方を新たな臭素酸濃度予測値として出力するため、臭素酸生成濃度の予測を高精度に行なうことができる。
【００７１】
従って、制御装置１０は、高精度の臭素酸生成濃度予測値に基づいて、オゾン処理設備７０における被処理水の最適な流量を算出し、被処理水の最適な滞留時間を制御することができる。
【００７２】
［第３の実施形態］
図７は、第３の実施形態に関する水処理運転制御装置の構成を示す図である。
【００７３】
本実施形態は、制御装置１０がオゾン処理設備７０の被処理水の出口弁７０ａ〜７０ｃの開閉制御を実行する構成である。なお、他の構成は、図６に示す第２の実施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。
【００７４】
制御装置１０では、プロセス制御部２３は、最適水運用計画部２２により算出された被処理水の流量に基づいて、オゾン処理設備７０の被処理水の出口弁７０ａ〜７０ｃの開閉制御を実行する機能を有している。
【００７５】
（第３の実施形態の作用効果）
前述の第１及び第２の実施形態に示すように、制御装置１０では、最適水運用計画部２２は、臭素酸生成濃度予測部２１により算出された臭素酸予測濃度に基づいて、プラントの被処理水の最適な流量を算出する。即ち、最適水運用計画部２２は、凝集沈殿処理水槽７３の水位と、オゾン処理水槽７４の水位と、活性炭吸着設備７５の水位と、配水池７６の水位と、オゾン処理設備７０に流入する被処理水の流量と、活性炭吸着設備７５に流入する被処理水の流量とを入力し、これらの入力に基づいて、オゾン処理設備７０における被処理水の最適な流量（滞留時間）を演算する。
【００７６】
プロセス制御部２３は、最適水運用計画部２２により算出された被処理水の流量に基づいて、送水用ポンプ７１，７７を制御して、被処理水の流量（滞留時間）を制御する。
【００７７】
ここで、水処理プラントの諸条件を考慮しても、オゾン処理設備７０における被処理水の滞留時間の操作範囲には限界がある。臭素酸生成濃度予測部２１における臭素酸予測濃度を規制値以下にするための滞留時間が、前記プラントの諸条件を考慮して設定不可能な場合に、本実施形態の出口弁７０ａ〜７０ｃの開閉制御が有効となる。
【００７８】
通常では、オゾン処理設備７０の被処理水の出口（出口弁７０ｂ）は、通常最後尾に設定されている。ここで、臭素酸の予測生成濃度が高く、滞留時間を更に短くする必要性がある場合、最適水運用計画部２２からの指令により、プロセス制御部２３は、被処理水の出口を前段の出口へ切り替わるように、出口弁７０ｂを閉じて前段の出口弁７０ａを開くように制御する。
【００７９】
また、被処理水の出口を通常の最後尾に戻した際、プロセス制御部２３は、オゾン処理設備７０の最後尾に滞留していた被処理水（死に水）を排水するため、排水弁７０ｃを操作する制御を実行する。これにより、被処理水（死に水）をオゾン処理水槽７４に貯留するのではなく、排水系に排水することができる。
【００８０】
以上のようにして本実施形態によれば、オゾン処理設備７０の被処理水の出口弁開閉制御機能により、被処理水の滞留時間を広い範囲で操作することができる。従って、オゾン処理設備７０における被処理水の滞留時間を更に短縮して、臭素酸の生成を効果的に抑制することが可能となる。
【００８１】
なお、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。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】本発明の第１の実施形態に関する水処理運転制御装置の構成を示す図。
【図２】第１の実施形態に関する被処理水の滞留時間と、トリハロメタン及び臭素酸の濃度との関係を示す図。
【図３】第１の実施形態に関する予測式の滞留時間と臭素酸の予測生成濃度との関係を示す図。
【図４】第１の実施形態に関する溶存オゾン濃度と臭素酸の予測生成濃度との関係を示す図。
【図５】第１の実施形態に関する予測式と臭素酸生成を抑制するための滞留時間との関係を示す図。
【図６】第２の実施形態に関する水処理運転制御装置の構成を示す図。
【図７】第３の実施形態に関する水処理運転制御装置の構成を示す図。
【符号の説明】
【００８３】
１０…制御装置、２１…臭素酸生成予測部、２２…最適水運用計画部、
２３…プロセス制御部、２５…臭素酸生成濃度データ記憶部、７０…オゾン処理設備、
７０ａ〜７０ｃ…出口弁、７１…送水用ポンプ、７２…流量計、
７３…凝集沈殿処理水槽、７４…オゾン処理水槽、７５…活性炭吸着設備、
７６…配水池、７７…送水ポンプ、７８…流量計、８１〜８４…水位計、
８５…水質指標測定装置、８６…臭化物イオン濃度測定器、８７…ｐＨ測定器、
８８…全有機炭素濃度測定器、８９…アンモニア濃度測定器、９０…水温測定器、
９１…アルカリ度測定器、９２…導電率測定器、９３…濁度測定器、
９４…紫外線吸光度測定器、９５…蛍光強度測定器、
９６…過マンガン酸カリウム消費量測定器、９７…化学的酸素要求量測定器。
【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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