(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水処理装置によって原水中の特定物質が除去された用水に対してその残留量をモニタしながら給水する給水装置であって、
原水に含まれる特定物質を除去して送水する水処理装置と、
前記水処理装置の出口側に管路で接続され、前記水処理装置で処理後の用水を後段に供給するか、または停止するかを切り換える給排水切換器と、
前記水処理装置と前記給排水切換器とを接続する管路の途中に設けられ、前記水処理装置で処理後の用水に残留する特定物質の量を測定する第１の水質モニタと、
前記水処理装置の入口側に設けられ、前記原水に含まれる特定物質の量を測定する第２の水質モニタと、
前記第１の水質モニタ、及び前記第２のモニタの測定結果に基づいて、前記給排水切換器に対して給水の開始または停止を制御する給水制御部とを備え、
前記給水制御部は、
前記水処理装置内での水処理に要する処理水の滞留時間と、前記第２の水質モニタでの測定に要する測定時間とに基づいて、前記原水が処理後の用水として前記給排水切換器に到達するまでの遅れ時間を予測するとともに、
この予測結果に基づいて、前記給排水切換器に到達している処理後の用水を、前記原水として前記第２の水質モニタで測定したときの測定結果を予測測定結果として導出し、前記予測測定結果が、あらかじめ設定された第２のしきい値未満であり、かつ、
前記水処理装置で処理後の用水に対する第１の水質モニタによる測定結果が、あらかじめ設定された第１のしきい値未満である場合
に給水を開始し、
前記予測測定結果が、前記第２のしきい値以上である場合
に給水を停止する
ように、前記給排水切換器を制御することを特徴とする給水装置。
【請求項２】
さらに前記水処理装置の入口側に前記原水の流量を測定する流量計を備え、
前記給水制御部は、この流量計の測定結果に基づいて、前記水処理装置での滞留時間を算出することを特徴とする請求項１に記載の給水装置。
【請求項３】
水処理装置によって原水中の特定物質が除去された用水に対してその残留量をモニタし、給排水切換器で給排水を切り換えながら給水する給水装置における給水制御方法であって、
前記給水装置は、
前記水処理装置内での水処理に要する処理水の滞留時間と、前記原水に含まれる特定物質の量を前記水処理装置の入口側に設けられた第２の水質モニタで測定するのに要する測定時間とに基づいて、前記原水が処理後の用水として前記給排水切換器に到達するまでの遅れ時間を予測するとともに、
この予測結果に基づいて、前記給排水切換器に到達している処理後の用水を前記原水として前記第２の水質モニタで測定したときの測定結果を予測測定結果として導出し、前記予測測定結果が、あらかじめ設定された第２のしきい値未満であり、かつ、
前記水処理装置で処理後の用水中における特定物質の残留量を、前記水処理装置の出口側に設けられた第１の水質モニタで測定し、その測定結果があらかじめ設定された第１のしきい値未満である場合
に給水を開始し、
前記予測測定結果が前記第２のしきい値以上である場合
に給水を停止する
ことを特徴とする給水制御方法。
【請求項４】
前記給水装置は、前記水処理装置の滞留時間を、この水処理装置の入口側に設けられた前記原水の流量を測定する流量計の測定結果に基づいて算出することを特徴とする請求項３に記載の給水制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、汚染物質除去後の用水の水質をモニタしつつ給水する給水装置、及び給水制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、取水後の原水を処理して所要目的の用水として供給する際には、原水中に含まれる種々の汚染物質等が水処理装置等によって除去された後、特定物質等の残留量が子細に測定される。そして、その測定結果と許容量との比較に基づいて所期の水質か否かが判定され、給水の継続または停止が切換制御される。
【０００３】
一般に、水処理装置等から出力される処理後の用水に対しては、許容される特定物質等の残留量は遙かに少ない。このため、測定にあたっては、例えば取水側において行われる測定よりも高感度のモニタ装置等が用いられ、測定に要する時間も長くなる。一例として、飲用が目的の水道水に対する放射能測定要領においては、ＮａＩ（ヨウ化ナトリウム）検出器による例として、検出感度数十ベクレル毎リットルに対して数分〜数１０分程度の測定時間を対応させている（非特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−３０５４５４号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】厚生労働省健康局水道課  「水道水等の放射能測定マニュアル」  表4-5検出感度と測定時間との関係  平成23年10月
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、水処理装置が処理後に連続して出力する用水に対して、汚染物質となるような、微量の特定物質の残留量をモニタしながら下流の設備等に給水する場合、この残留量の測定は、極めて高感度で行うことになるため、ある程度の測定時間を必要とする。しかし、この測定時間が例えば上述したように無視できない程度の時間になってくると、その測定時間中も下流の設備等には給水が継続されるため、残留量の測定が完了してモニタ値を取得した時点では、残留量の許容値を逸脱した用水が下流の設備等に給水されてしまう虞があった。
【０００７】
この様子を、図４を参照して説明する。図４は、水処理装置で処理済みの用水中における特定物質の残留量を汚染量として、その時間的な変化とそのモニタ値、及びこのモニタ値に基づいて行われる給水の継続／停止の制御を、モデル化して示した事例である。水処理装置で処理済みの用水中の汚染量は微量ではあるものの、図中に実線で例示したように処理後においても変化するものと考えられる。この汚染量を高感度に測定するには、所定の測定時間を必要とするため、測定結果としてのモニタ値は、図中に破線で例示したように、測定時間分の遅延を伴って取得される。そして、このモニタ結果に基づき給水の継続、または停止が制御される。
【０００８】
このときに、処理済みの用水の汚染量の変化範囲の途中に、汚染量に対する許容値がある場合、特に汚染量が上昇する方向に変化する場面では、測定時間分の遅れの影響を受けて、許容する汚染量を超えた用水が後段に給水される虞があった。また、水処理装置の稼働直後における時間帯においても、最初のモニタ値が取得されるまでの間、汚染量のモニタ値が確定されずに、許容する汚染量を超えた用水が給水される虞があった。
【０００９】
このような事象を回避するために、例えば、測定時間分に対応した時間調整用の通水配管を付加することによって、給水を遅延させるといった手法も考えられるが、給水量が増えればその規模も大がかりなものとなり、また、流量が変化する場合には、一層複雑化することが避けられなかった。
【００１０】
本発明の実施形態は、上述の事情を考慮してなされたものであり、水処理装置から出力される処理済みの用水に対して、汚染物質となるような特定物質の残留量を子細にモニタしつつ後段の設備に給水する際に、残留量の測定に時間を要する場合でも、装置全体の規模を大型化することなく、特定物質の残留量が許容範囲を逸脱した用水の供給を抑止し、許容範囲内の用水のみを給水する給水装置、及び給水制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、本実施形態の給水装置は、水処理装置によって原水中の特定物質が除去された用水に対してその残留量をモニタしながら給水する給水装置であって、原水に含まれる特定物質を除去して送水する水処理装置と、前記水処理装置の出口側に管路で接続され、前記水処理装置で処理後の用水を後段に供給するか、または停止するかを切り換える給排水切換器と、前記水処理装置と前記給排水切換器とを接続する管路の途中に設けられ、前記水処理装置で処理後の用水に残留する特定物質の量を測定する第１の水質モニタと、前記水処理装置の入口側に設けられ、前記原水に含まれる特定物質の量を測定する第２の水質モニタと、前記第１の水質モニタ、及び前記第２のモニタの測定結果に基づいて、前記給排水切換器に対して給水の開始または停止を制御する給水制御部とを備え、前記給水制御部は、前記水処理装置内での水処理に要する処理水の滞留時間と、前記第２の水質モニタでの測定に要する測定時間とに基づいて、前記原水が処理後の用水として前記給排水切換器に到達するまでの遅れ時間を予測するとともに、この予測結果に基づいて、前記給排水切換器に到達している処理後の用水を、前記原水として前記第２の水質モニタで測定したときの測定結果である予測測定結果が、あらかじめ設定された第２のしきい値未満であり、かつ、前記水処理装置で処理後の用水に対する第１の水質モニタによる測定結果が、あらかじめ設定された第１のしきい値未満である場合に給水を開始し、前記予測測定結果が、前記第２のしきい値以上である場合に給水を停止するように、前記給排水切換器を制御することを特徴とする。
【００１２】
また、本実施形態の給水制御方法は、水処理装置によって原水中の特定物質が除去された用水に対してその残留量をモニタし、給排水切換器で給排水を切り換えながら給水する給水装置における給水制御方法であって、前記給水装置は、前記水処理装置内での水処理に要する処理水の滞留時間と、前記原水に含まれる特定物質の量を前記水処理装置の入口側に設けられた第２の水質モニタで測定するのに要する測定時間とに基づいて、前記原水が処理後の用水として前記給排水切換器に到達するまでの遅れ時間を予測するとともに、この予測結果に基づいて、前記給排水切換器に到達している処理後の用水を前記原水として前記第２の水質モニタで測定したときの測定結果である予測測定結果が、あらかじめ設定された第２のしきい値未満であり、かつ、前記水処理装置で処理後の用水中における特定物質の残留量を、前記水処理装置の出口側に設けられた第１の水質モニタで測定し、その測定結果があらかじめ設定された第１のしきい値未満である場合に給水を開始し、前記予測測定結果が前記第２のしきい値以上である場合に給水を停止することを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本実施形態に係る給水装置の構成の一例を示すブロック図。
【図２】本実施形態に係る給水制御の一例をモデル化して説明するための説明図。
【図３】図１に例示した給水装置の動作を説明するためのフローチャート。
【図４】従来の給水制御の一例をモデル化して示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に、本発明の実施形態に係る給水装置、及び給水制御方法を実施するための最良の形態について、図１〜図３を参照して説明する。
【実施例】
【００１５】
図１は、本実施形態に係る給水装置の構成の一例を示すブロック図である。図１に例示したように、この給水装置１は、水処理装置１０、給排水切換器２０、水質モニタ（＃１）３０、水質モニタ（＃２）４０、流量計５０、及び給水制御部６０から構成されている。
【００１６】
水処理装置１０は、入力される原水に含まれる、例えば汚染物質となるような種々の特定物質を除去処理し、処理後は所要目的に叶った用水として出力する。給排水切換器２０は、水処理装置１０の出口側と管路７０ａで接続され、後述する給水制御部６０からの制御によって、水処理装置１０で処理後の用水を、後段の設備等に給水するか、あるいは給水を停止するかを切り換える。なお、後段の設備等への給水を停止した場合、用水は排水されるものとしている。
【００１７】
水質モニタ（＃１）３０は、管路７０ａの途中に設けられており、水処理装置１０で処理後の用水に残留する特定物質の量を測定し、その測定結果を給水制御部６０に出力する。この測定は高感度で行われるため、測定に要する時間（以降、測定時間（＃１）と表記する）も比較的長時間となる。また、水質モニタ（＃２）４０は、原水を水処理装置１０に導入するための管路７０ｂの途中に設けられており、原水に含まれる特定物質の量を測定し、その測定結果を給水制御部６０に出力する。水質モニタ（＃２）４０の測定は、一般に水質モニタ（＃１）３０に比較すると低い感度で実施されるため、測定に要する時間（以降、測定時間（＃２）と表記する）は、測定時間（＃１）よりも短いものとされ、（測定時間（＃２））≦（測定時間（＃１））となる。流量計５０も、原水を水処理装置１０に導入するための管路７０ｂの途中に設けられており、水処理装置１０に流入する原水の流量を測定して給水制御部６０に通知する。
【００１８】
給水制御部６０は、水質モニタ（＃１）３０、及び水質モニタ（＃２）４０での測定結果に基づいて、給排水切換器２０に対して、給水の開始または停止を制御するための制御信号を生成し、給排水切換器２０に送出する。本実施例においては、給水の開始、及び停止の条件を次のように設定している。すなわち、給水を開始する条件は、原水が水処理装置１０で処理されて給排水切換器２０に到達するまでの遅れ時間を予測するとともに、この予測結果に基づいて、給排水切換器２０に到達している処理後の用水が、原水として水質モニタ（＃２）４０により測定されたときの測定結果を予測測定結果として導出し、この予測測定結果が、あらかじめ設定されたしきい値である基準値（＃２）未満であり、かつ、処理後の用水に対する水質モニタ（＃１）３０による測定結果が、あらかじめ設定されたしきい値である基準値（＃１）未満である場合、としている。また、遅れ時間を予測する際に必要となる、水処理装置１０内での処理水の滞留時間については、固定値として設定することもできるが、本実施例においては、流量計５０の測定結果に基づいて算出している。
【００１９】
一方、給水を停止する条件は、上記した予測測定結果が、基準値（＃２）以上である場合としている。なお、基準値（＃１）は、処理後の用水の汚染量の測定結果に対して給水が許容されるか否かを判定するための基準値であり、基準値（＃２）は、原水の汚染量の予測測定結果に対して給水が許容されるか否かを判定するための基準値であり、いずれも基準値未満で給水が許容される。これらの給水の開始及び停止の制御について、図２を参照してさらに詳細に説明する。
【００２０】
図２は、原水及び処理後の用水に含まれる特定物質の量を汚染量として、それぞれの汚染量の時間変化、ならびに水質モニタ（＃２）４０の予測測定結果、及び水質モニタ（＃１）３０での測定結果と、給水の開始／停止制御との関係をモデル化した説明図である。
【００２１】
原水の汚染量が、図２中の実線（Ａ）のように変化している場合、この原水は、水処理装置１０の入口側において、測定時間（＃２）を要する水質モニタ（＃２）４０によりその汚染量が測定され、さらに水処理装置１０で所定の滞留時間を経て処理された後、処理後の用水として、管路７０ａを経由して給排水切換器に到達する。この到達している用水に対する予測測定結果、すなわち原水として水質モニタ（＃２）４０を通過したときに測定された汚染量の測定結果は、図２中の破線（Ｂ）に例示したように、原水の流れに対して、（（水処理装置１０での水処理に要する滞留時間）−測定時間（＃２））の時間分だけ遅れて取得されると予測できる。ただし、管路７０ａによる遅延時間は、他の要素に比べて無視できるものとする。一方、処理後の用水に対して残留する汚染量が、図２中の実線（Ｃ）のように変化している場合、この処理後の用水に対する水質モニタ（＃１）３０による測定結果は、図２中の破線（Ｄ）に例示したように、処理後の用水の流れに対して、測定時間（＃１）の遅れ時間をもって取得される。
【００２２】
このように、給水制御部６０は、水質モニタ（＃２）４０の測定結果を受けとりつつ、水処理装置１０の滞留時間、及び測定時間（＃２）とに基づき、測定した原水が処理後の用水となって給排水切換器２０に到達する時間差を予測し、予測測定結果を導出しておく。また、予測の際に用いる水処理装置１０の滞留時間については、流入する原水の量によって変動するものとし、本実施例においては、流量計５０で原水の流入量を測定し、その測定結果を反映して水処理装置１０の滞留時間を算出している。
【００２３】
同時に、水質モニタ（＃１）３０の測定結果を受けとって、基準値（＃１）と比較する。そして、その比較の結果、予測測定結果が基準値（＃２）を下回っており（例えば、図２のＸ点）、かつ水質モニタ（＃１）３０の測定結果が基準値（＃１）を下回っている（例えば、図２のＹ点）場合に、給水を開始するための制御信号を生成し、給排水切換器２０に対して送出する。すなわち、水質モニタ（＃１）３０の測定結果と、水質モニタ（＃２）４０の予測測定結果とにより給水開始の判定がされるため、汚染量の許容値を超えた状態で、用水の給水が開始されることはない。また、予測測定結果を判定に導入したことによって、特に、装置稼働直後で、水質モニタ（＃１）３０の測定結果が確定した時点においてその値が基準値（＃１）を下回っていた場合、処理後の用水に残留する汚染量が増加傾向であって基準値（＃１）を超える用水が給水されるのを抑止する効果がある。
【００２４】
一方、給水制御部６０は、導出した予測測定結果が基準値（＃２）以上になったことを検出した場合（例えば、図２のＺ点）、給水を停止するための制御信号を生成し、給排水切換器２０に対して送出する。これによって、水質モニタ（＃１）３０での測定結果を待たずに、給水が停止されるので、特に汚染量が増加傾向にある場合等には、給水停止のタイミングが遅れることはない。
【００２５】
次に、前出の図１及び図２、ならびに図３のフローチャートを参照して、上述のように構成された本実施形態の給水装置、及び給水制御方法の動作について説明する。図３は、図１に例示した給水装置１の動作を説明するためのフローチャートである。
【００２６】
原水が、管路７０ｂを経由して水処理装置１０に流入し始めると、まず、管路７０ｂの途中に設けられた流量計５０によって流入する原水の流量が測定され、その結果が給水制御部６０に通知される。給水制御部６０では、この結果に基づき、後段の水処理装置１０における処理水の滞留時間が算出される（ＳＴ３０１）。また、同じく管路７０ｂの途中に設けられた水質モニタ（＃２）４０によって、原水中に含まれる特定物質の量が汚染量として測定され、その測定結果が給水制御部６０に通知される（ＳＴ３０２）。
【００２７】
次いで、給水制御部６０において、予測測定結果が算出される。すなわち、給水制御部６０は、流量計５０の測定結果から算出した、水処理装置１０での処理水の滞留時間と、測定時間（＃２）とに基づいて、原水が処理後の用水となって給排水切換器２０に到達するまでの時間を予測し、給排水切換器２０に到達している処理後の用水が、原水として水質モニタ（＃２）４０により測定されたときの測定結果である予測測定結果を算出する。この予測測定結果は、例えば、図２中の破線（Ｂ）のように表される（ＳＴ３０３）。これらの測定がなされつつ、水処理装置１０には、管路７０ｂを経由して原水が継続して流入され、所定の滞留時間を掛けて原水に対する水処理が行われる。そして、処理後の用水は、管路７０ａを経由して給排水切換器２０に向けて送水される（ＳＴ３０４）。
【００２８】
次いで、管路７０ａの途中に設けられた水質モニタ（＃１）によって、処理後の用水に残留する汚染量が測定される。この測定は高感度で行われるため、例えば、図２中の実線（Ｃ）及び破線（Ｄ）の事例のように、比較的長い測定時間（＃１）を要して測定され、その測定結果は給水制御部６０に通知される（ＳＴ３０５）。
【００２９】
次いで、後段の設備等への給水の開始継続、または停止の判定が行われ、その判定結果に基づいて、給排水切換器２０が制御される。すなわち、給水制御部６０は、まず予測測定結果と基準値（＃２）とを比較し（ＳＴ３０６）、予測測定結果が基準値未満であれば（ＳＴ３０６のＹ）、さらに水質モニタ（＃１）３０の測定結果と基準値（＃１）とを比較し（ＳＴ３０７）、測定結果が基準値未満であれば（ＳＴ３０７のＹ）、給水を開始継続すると判定する。そして、給水を開始するための制御信号を生成して、給排水切換器２０に送出する。この判定を図２に対応させると、例えば、ＳＴ３０６の判定は図２のＸ点に対応し、ＳＴ３０７の判定は図２のＹ点に対応する（ＳＴ３０８）。
【００３０】
一方、予測測定結果と基準値（＃２）とを比較の結果、予測測定結果が基準値以上であれば（ＳＴ３０６のＮ）、給水制御部６０は、給水を停止すると判定し、給水停止の制御信号を生成して給排水切換器２０に送出する。また、水質モニタ（＃１）３０の測定結果が基準値以上の場合（ＳＴ３０７のＮ）も、同様に給水を停止する（ＳＴ３０９）。こうして、後段の設備等への給水を制御しながら、動作の終了が指示されるまで、上述した動作ステップを繰り返す（ＳＴ３１０）。
【００３１】
以上説明したように、本実施例においては、水処理装置１０で処理済みとなった、給水直前の用水に対して、特定物質の残留量を水質モニタ（＃１）３０で高感度に測定し、測定結果を取得している。また、この給水直前の用水が、原水として水質モニタ（＃２）４０により測定されたときの測定結果から、原水が水処理装置１０に入力されてから処理後の用水として給排水切換器２０に到達するまでの遅れ時間の予測をもとに、予測測定結果を算出している。そして、水質モニタ（＃１）３０での測定結果と、水質モニタ（＃２）４０での測定結果が反映された予測測定結果のどちらも、あらかじめ設定された基準値を下回った場合に給水を開始するとともに、予測測定結果が基準値以上となった場合には、給水を停止している。
【００３２】
これにより、水処理装置から出力される処理後の用水に対して、汚染物質となるような特定物質の残留量の測定に時間を要する場合でも、装置全体の規模を大型化させずに、特定物質の残留量が許容範囲内の用水のみを給水することができる。特に、装置稼働開始直後において、特定物質の量が増加傾向にある場合等については、予測測定結果を導入した判定により、特定物質の残留量が基準値を超えた用水が後段の設備に給水される事象を抑止することができる。
【００３３】
なお、いくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００３４】
１  給水装置
１０  水処理装置
２０  給排水切換器
３０  水質モニタ（＃１）
４０  水質モニタ（＃２）
５０  流量計
６０  給水制御部
【図１】
0006461706.tif 000002
【図２】
0006461706.tif 000003
【図３】
0006461706.tif 000004
【図４】
0006461706.tif 000005