(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
浄水場において被処理水に塩素を注入する際の塩素注入率設定方法であって、
被処理水の水温と被処理水の残留塩素濃度との過去の測定データに基づいて得られる近似式であって、前記被処理水の昼間の残留塩素濃度と夜間の残留塩素濃度との差分を、前記被処理水の水温を変数とする指数関数で近似する前記近似式と、前記被処理水の水温の測定値と、に基づいて前記測定値の水温を有する被処理水の昼間の残留塩素濃度と夜間の残留塩素濃度との差分を算出する差分算出工程と、
前記夜間の残留塩素濃度に対して前記差分を加算して昼間の残留塩素濃度を設定する注
入率設定工程と、
を少なくとも備えた塩素注入率設定方法。
【請求項２】
前記被処理水は、混和池における混和水である
請求項１記載の塩素注入率設定方法。
【請求項３】
前記塩素の注入時の天候に応じて、前記残留塩素濃度の差分を補正する
請求項１又は２いずれか一項記載の塩素注入率設定方法。
【請求項４】
前記塩素の注入日の日出時間および前記被処理水の流入流量に基づいて、塩素注入率を
変化させる時間を調整することを特徴とする
請求項１ないし３いずれか一項記載の塩素注入率設定方法。
【請求項５】
浄水場において被処理水に塩素を注入する際の塩素注入率を設定する塩素注入率設定装置であって、
被処理水の水温と被処理水の残留塩素濃度との過去の測定データに基づいて得られる近似式であって、前記被処理水の昼間の残留塩素濃度と夜間の残留塩素濃度との差分を、前記被処理水の水温を変数とする指数関数で近似する前記近似式と、前記被処理水の水温の測定値と、に基づいて前記測定値の水温を有する被処理水の昼間の残留塩素濃度と夜間の残留塩素濃度との差分を算出する差分算出部と、
夜間の残留塩素濃度に対して前記差分を加算して昼間の残留塩素濃度を決定する決定部
と、
を備えた塩素注入率設定装置。
【請求項６】
浄水場において被処理水に塩素を注入する際の塩素注入率を設定する塩素注入率設定システムであって、
データセンタと通信する通信部と、
前記通信部を介して被処理水の水温の測定値を前記データセンタに向けて送信する送信
制御部と、
前記データセンタから受信される前記被処理水の昼間の残留塩素濃度を出力する出力部と、
を備える端末装置と、
被処理水の水温と被処理水の残留塩素濃度との過去の測定データに基づいて得られる近似式であって、前記被処理水の昼間の残留塩素濃度と夜間の残留塩素濃度との差分とを、前記被処理水の水温を変数とする指数関数で近似する前記近似式と、前記被処理水の水温の測定値と、に基づいて前記測定値の水温を有する被処理水の昼間の残留塩素濃度と夜間の残留塩素濃度との差分を算出する差分算出部と、
夜間の残留塩素濃度に対して前記差分を加算して昼間の残留塩素濃度を決定し、決定し
た前記昼間の残留塩素濃度を前記端末装置に送信する決定部と、
を備える前記データセンタと、
を備える塩素注入率設定システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、塩素注入率設定方法、塩素注入率設定装置、および塩素注入率設定システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、浄水場では、被処理水（原水）に塩素を注入し、水道水の安全を確保するために殺菌および消毒を行う。水道水の受給者である住民の各家庭における水道栓から流出する水においては、残留塩素濃度が０．１ｍｇ／Ｌ（遊離塩素の場合）以上となるように管理しなければならないことが水道法で定められている。そのため、水道管網で残留塩素濃度が減少退化することを考えると、浄水場の出口において管網での減少を考慮した所定の濃度の残留塩素濃度を安定して保つ必要がある。
【０００３】
こうした残留塩素濃度を低下させる阻害物質として、例えば、アンモニア性窒素や鉄、マンガンなどが挙げられる。これらアンモニア、鉄、マンガンは塩素と反応して結合して塩素を消費するため、これらの物質の濃度が高まったり変動したりすると、残留塩素濃度を一定範囲に維持することが困難となる。このため、浄水場においては、予めアンモニア、鉄、マンガンなどを塩素と反応させておく前塩素処理が行われている。
【０００４】
前塩素処理は、一般的な処理フローの浄水設備においては、混和池もしくは混和池の前段で注入される。これとは別に、浄水場の出口、即ち濾過池よりも下流側で注入され、最終的な残留塩素濃度の濃度管理のために用いられるのが後塩素処理である。その他、浄水設備の中段付近である沈澱池の流出部付近で注入される塩素処理は中塩素処理と称される。塩素処理を行うための塩素剤としては、例えば、次亜塩素酸ナトリウムといった液体の塩素剤が広く用いられている。
【０００５】
例えば、浄水場においては、次亜塩素酸ナトリウムを注入して所定の濃度の残留塩素濃度の管理が行われている。浄水場の出口における残留塩素濃度は、それぞれの浄水場において設定されている管理目標値の範囲内となるように次亜塩素酸ナトリウムの注入率がコントロールされている。ここでは浄水場内の最終設備である浄水池の残留塩素濃度を測定している。浄水池の残留塩素濃度は、浄水池に流入する手前の管路において次亜塩素酸ナトリウムが注入され、所定の濃度の残留塩素濃度になるようにコントロールされている。
【０００６】
浄水池の前工程は急速濾過池であることが一般的である。この急速濾過池の出口から浄水池の間に、後塩素処理である次亜塩素酸ナトリウムの注入が行われる。濾過池の出口の処理水は、清澄な水になっているので、塩素を消費するような物質はほとんど存在しない。また管路の中であるので日射などが当たって残留塩素が分解することもない。そのため、濾過池出口の水に対して注入した次亜塩素酸ナトリウムの分だけ浄水池の残留塩素濃度は上昇すると見なすことができる。そのため、濾過池出口の残留塩素濃度を測定し、目標とする浄水池残留塩素濃度に対して足りない分を後塩素処理で注入すればよい。
【０００７】
こうした残留塩素濃度の自動制御を行う場合には、例えば、濾過過池出口の残留塩素濃度を測定し、浄水池の残留塩素に対して足りない分を注入するフィードフォワード制御を行うことで実現できる。また、浄水池の残留塩素濃度を測定し、管理目標値に対して後塩素注入率をフォードバック制御することもできる。
【０００８】
こうした残留塩素濃度の自動制御を通して残塩濃度の安定化を図ることにおいて課題となるのは、濾過池出口の残留塩素濃度が変動する場合である。図１に、濾過池出口における一日の残留塩素濃度の変動例を示す。濾過池出口の残留塩素濃度がほぼ一定である場合には、後塩素処理の注入管理は比較的容易であり、浄水池の残留塩素濃度の管理も容易となる。しかしながら、実際には、図１に示すように、１日の間で残留塩素濃度は変動している事例も多い。濾過池出口の残留塩素濃度が変動する場合は、後塩素処理での次亜塩素酸ナトリウムの注入率をコントロールする必要が生じるため管理が困難となる。自動制御が良好に機能している浄水場においては良いが、後塩素処理のコントロールを浄水場の運転員が手動で調整しているケースも多く、この場合、運転員の負担が増えることになる。
【０００９】
濾過池出口の残留塩素濃度が変動する大きな要因としては、その前段工程である沈澱池出口の残留塩素濃度が変動しているためである。濾過池においても濾過砂との接触により残留塩素濃度が減少するが、その減少量は季節的には多少変化があるものの、１日の間といった短い期間においては大きな変化はない。そのため、濾過池出口の残留塩素濃度に大きな影響は無い。
【００１０】
しかし、沈澱池の出口の残留塩素濃度は様々な要因に影響を受けて変動する。図２に前塩素処理での次亜塩素酸ナトリウムの注入率を一定にした場合の沈澱池出口での残留塩素濃度の１日の変動例を示す。残留塩素濃度は日射による紫外線の影響を受けて、１４時頃をピークに残留塩素濃度が減少するケースがよく見られる。図２に示すように、沈澱池出口の残留塩素濃度が変動すると、図１で示したように濾過水の残留塩素濃度も変動する。これにより後塩素処理における次亜塩素酸ナトリウムの注入管理が難しくなり、結果として次亜塩素酸ナトリウムの使用量が増加することにもつながる。よって、沈澱水の残留塩素濃度の安定化を図ることが課題となってくる。
【００１１】
沈澱池出口における残留塩素濃度を一定に保つために、例えば、図３のような前塩素注入率の設定を行っている浄水場もある。図３によれば、沈澱池出口の残留塩素濃度が減少するのに合わせて前塩素注入率を段階的に上げている。これを浄水場の運転員が実施する場合には、次亜塩素酸ナトリウムを添加する混和池付近の残留塩素濃度を測定し、その濃度に応じて前塩素注入率の設定値を変更する方法がある。この場合、頻繁に残留塩素濃度を分析する必要が生じ、浄水場の運転に手間が掛かるという課題がある。
【００１２】
一方、自動制御によって沈澱池の残留塩素濃度を一定に保つ方法もある。沈澱水の残留塩素濃度をオンラインで測定している場合、その濃度に応じて前塩素注入率をコントロールするフィードバック制御がある。しかしながら、前塩素処理から沈澱池出口までの被処理水の流下時間は３時間から６時間程度かかるため、フォードバック制御を構築するには遅れ時間が大きすぎて制御が安定しない。これに対応するために、例えばフロック形成池に残留塩素濃度計を設置して、ここ得られる濃度によってフィードバック制御を行う方法が考えられる。しかしながら、多くの浄水場においては、残留塩素濃度計の設置ポイントは限られており、またフィードバック制御といった高度な自動制御が導入されているケース自体が少ない。このため、運転員が手動で調整しているケースが殆どである。
【００１３】
こうしたフィードバック制御では遅れ時間が大きいため、フィードフォワード制御によって残留塩素濃度をコントロールする方法もある。例えば、塩素要求量計を用いて、被処理水がどの程度の塩素を消費するかを予め測定し、その消費量に応じて前塩素注入率を設定する方法である。しかしながら、こうした方法では、日射等による沈澱池での残留塩素の分解分を予測することができない。そのため、沈澱池出口の残留塩素濃度の安定化は困難である。
【００１４】
また、現在、浄水場の運営など水道事業においては、ベテラン職員の減少によって、浄水場の運転技術の継承が困難となっている。また、浄水場の運転管理の民間委託も進んでおり、委託を受けた民間企業においては、受託した浄水場の特性を踏まえて塩素注入の管理を行っていく必要があるが、運転員の手動による塩素注入率の設定に関しては負担が大きく、沈澱水の残留塩素濃度の安定化を図ることが難しいという課題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特開平７−１３２２９３号公報
【特許文献２】特開平３−１６５８９２号公報
【特許文献３】特開２００１−２８９８３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
本発明が解決しようとする課題は、浄水場における残留塩素濃度の管理において、最適な塩素注入率を決定する際に、運転員による設定を容易にするための塩素注入率設定方法、塩素注入率設定装置、および塩素注入率設定システムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
実施形態の塩素注入率設定方法は、浄水場において被処理水に塩素を注入する際の塩素注入率設定方法であって、被処理水の水温に基づいて、昼間と夜間との残留塩素濃度の差分を算出する差分算出工程と、前記夜間の残留塩素濃度に対して前記差分を加算して昼間の残留塩素濃度を設定する注入率設定工程と、を少なくとも備える。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】濾過池出口における一日の残留塩素濃度の変動例を示すグラフ。
【図２】沈澱池出口の残留塩素濃度の変動を示すグラフ。
【図３】前塩素注入率の設定例を示すグラフ。
【図４】一般的な浄水場の構成を示す模式図。
【図５】塩素注入率設定装置の一構成例を示す模式図。
【図６】夜間と昼間の残留塩素減少量の差分と、水温との相関関係を示すグラフ。
【図７】前塩素注入率の算出結果を示すグラフ。
【図８】ある地点における日射量データ作成の結果を示す表およびグラフ。
【図９】残留塩素濃度と時間（日時）との関係を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、実施形態の塩素注入率設定方法、塩素注入率設定装置、および塩素注入率設定システムを、図面を参照して説明する。
【００２０】
図４は、一般的な浄水場の構成を示す模式図である。また、図５は塩素注入率設定装置の一構成例を示す模式図である。
まず最初に、一般的な浄水場の構成例を説明する。浄水場１は、着水井１１、急速混和池１２、フロック形成池１３、沈澱池１４、濾過池１５、浄水池１６を備えている。また、前塩素注入装置２１、後塩素注入装置２２を備えている。
【００２１】
着水井１１は、浄水場１によって処理する被処理水（原水）を貯留するものである。着水井１１は、例えば配管によって急速混和池１２に接続されている。着水井１１と急速混和池１０とを接続する配管には、配管内を通過して急速混和池１２に供給される原水の流量を測定する流量計２３が設置されている。
【００２２】
急速混和池１２は、着水井１１から供給された被処理水に含まれる懸濁物質を凝集剤によって凝集させ、微細なフロックを生成させる。急速混和池１２には、撹拌機２４ａが形成されている。攪拌機２４ａは、例えばフラッシュミキサを用いることができる。
【００２３】
急速混和池１２に近接して、前塩素注入装置２１が設けられている。前塩素注入装置２１は、後述する塩素注入率設定装置３０によって設定された量の塩素注入率となるように、次亜塩素酸ナトリウムを急速混和池１２の混和水に対して注入する。
【００２４】
フロック形成池１３は、急速混和池１２から供給された混和水に含まれる微細なフロックのサイズを成長させる。本実施形態では、フロック形成池１３は、例えば３つの撹拌池１３ａ，１３ｂ，１３ｃを有している。フロック形成池１３には、急速混和池１２で生成された混和水が撹拌池１３ａに供給され、順次、撹拌池１３ｂ、撹拌池１３ｃへと流下されていく構成となっている。
【００２５】
フロック形成池１３には、撹拌機２４ｂ，２４ｃ，２４ｄがそれぞれ形成されている。撹拌機２４ｂ，２４ｃ，２４ｄは、撹拌速度が上流側から下流側に向かって、即ち撹拌池１３ａ，１３ｂ，１３ｃの順に段階的に小さくなるように設定されている。これら撹拌機２４ｂ，２４ｃ，２４ｄは、例えば、フロキュレータを用いることができる。
【００２６】
沈澱池１４は、フロック形成池１３の下流に設けられ、フロック形成池１３で成長したフロックを沈澱分離するためのものである。沈澱池１４内では所定時間以上、例えば３時間程度、フロック混和水を滞留させる。これによってフロック混和水中のフロックが沈降し、沈澱池１４の下部に沈澱する。沈澱池１４で沈澱したフロックは、汚泥として沈澱池１４の底部から排出されて処理される。また、沈澱池１４には、残留塩素濃度計２５が形成されている。沈澱池１４内でフロック混和水中のフロックを沈降分離した後に得られる上澄み水は、濾過池１５に送られる。
【００２７】
濾過池１５は、沈澱池１４の下流に設けられている。濾過池１５には、沈澱池１４において所定時間以上滞留させて得られた上澄み水が供給される。濾過池１５は、例えば、砂濾過装置である。濾過池１５に供給された上澄み水は、濾過池１５に形成された濾過層である砂層を通過することにより、沈澱池１４で沈澱除去されなかった微小なフロックが除去され、濾過処理水として排水される。濾過池１５から排出された濾過処理水は、浄水池１６に送られる。
【００２８】
濾過池１５と浄水池１６の間には、後塩素注入装置２２が形成されている。後塩素注入装置２２は、浄水池１６の出口において目標とする浄水池残留塩素濃度に対して足りない分の塩素を補うための次亜塩素酸ナトリウムを注入する。
【００２９】
浄水池１６は、濾過処理水である浄水が貯留される。浄水池１６には、残留塩素濃度計２６が形成されている。なお、この浄水に対して、更にオゾン処理や生物活性炭処理を施すこともある。
【００３０】
塩素注入率設定装置３０は、塩素注入率設定方法に従って前塩素処理における塩素注入率を設定する。塩素注入率設定装置３０は、例えばノート型パーソナルコンピュータ（以下、ノートパソコンと称する）であり、入力部３１、出力部３２、演算部３３、および記憶部３４などから構成されている。入力部３１は、例えばキーボードやタッチパネルである。出力部３２は、例えば液晶モニタである。演算部３３は、ＣＰＵやこれに接続される集積回路から構成される。また、記憶部３４は、半導体メモリ、ハードディスクなどから構成される。
【００３１】
入力部３１からは、被処理水の水温、浄水場１の沈澱池１４における沈殿水の残留塩素量の目標値、当日の天候、被処理水の流入流量、および日付などを入力する。なお、これら入力項目は、キーボードから手入力で入力させる以外にも、例えば、被処理水の水温をデジタル温度計で計測した温度信号をインターフェース（入力部）を介して入力させたり、流量計２３の流量信号をインターフェース（入力部）を介して入力させたり、ノートパソコンの内部時計を参照して日付を入力することもできる。
【００３２】
記憶部３４は、入力された被処理水の水温に基づいて、昼間と夜間との残留塩素濃度の差分を算出する差分算出ステップ、および前記差分を加味して塩素注入率を設定する注入率設定ステップを少なくとも備えた塩素注入率設定プログラムを記憶する。
【００３３】
演算部３３は、記憶部３４に記憶された塩素注入率設定プログラムを実行し、入力部３１から入力された被処理水の水温などの入力情報に基づいて、沈殿水の残留塩素量を入力された目標値するために必要な塩素の注入率、即ち前塩素注入装置２１から注入する次亜塩素酸ナトリウムの注入量を演算し、その結果を出力部３２に出力する。
こうした演算部３３は、昼間と夜間との残留塩素濃度の差分を算出する差分算出部、および、夜間の残留塩素濃度に対して前記差分を加算して昼間の残留塩素濃度を決定する決定部を構成する。
【００３４】
塩素注入率設定プログラムの実行によって行われる、浄水場における被処理水に塩素を注入する際の塩素注入率設定方法は、被処理水の水温に基づいて、昼間と夜間との残留塩素濃度の差分を算出する差分算出工程と、昼間と夜間との残留塩素濃度の差分に基づいて塩素注入率を設定する注入率設定工程と、を少なくとも備えている。
【００３５】
本実施形態に係る塩素注入率設定方法では、あらかじめ日射等による残留塩素濃度の減少分を把握しておく。その減少分だけ前塩素注入率を増加させておくことによって、沈澱池出口の残留塩素濃度を安定させる。
残留塩素濃度の減少分は日射の当たらない夜間において、前塩素注入から沈澱池出口の残留塩素濃度になるまでに減少した残留塩素を夜間の減少分とすると、昼間の前塩素注入における沈澱池出口までの残留塩素の減少分は、夜間の残留塩素の減少分に日射等の残留塩素減少分が加味されたものとなる。
【００３６】
そこで、この夜間と昼間の残留塩素減少量の差分について、例えば過去のデータに基づいて予めデータベース化しておく。この夜間と昼間の残留塩素減少量を、一般的に浄水場に設置されている残留塩素計から推測した場合、水温の関数で模擬できる。例えば、図６に示すグラフでは、夜間と昼間の残留塩素減少量の差分と、水温との間に指数関数で示すことができる相関関係がある。よって、被処理水の水温をに基づいて、その日の夜間と昼間の残留塩素減少量を推測し、前塩素注入率を階段状に設定する。これにより沈澱池出口における残留塩素濃度の安定化を図ることができる。
【００３７】
以下、塩素注入率設定方法の具体例を説明する。
塩素注入率設定方法では、第一に、日射による影響が最も強くなる昼間の残留塩素の減少分を補正するために、朝方から昼間に向けて塩素注入率を階段状に増加させる。ここでは、増加させる時間と、増加させる注入率の幅が重要となってくる。またこの値は、季節によっても変わってくることが想定されることから、年間のプラントデータを用いる必要がある。この調整の結果、図７で示したような階段状の前塩素注入率が算出することができ、これにより沈澱池出口の残留塩素が安定する。
【００３８】
次に、沈澱水出口における残留塩素の濃度を、予め設定した目標とする濃度に合わせることができるように、前塩素注入から沈澱水残留塩素までの残留塩素減少分を把握する。ここでは日射の影響を避けるために、夜間における前塩素注入率と沈澱水残留塩素のデータを用いる。  
【００３９】
沈澱水の残留塩素濃度の日間での変動の要因の一つである日射に関して、日射量の推定方法は以下のとおりである。浄水場においては、必ずしも日射量計が設置されているわけではない。そこで、日射量は、例えば、独立行政法人新エネルギー・産業技術総合開発機構（ＮＥＤＯ）が開示しているの日射量のデータベースである「年間時別日射量データベース（METPV-11）」を用いることができる。このデータベースは、国内８３７地点の過去２０年間の日射量データが一般に参照可能である。このデータベースから対象とする浄水場から最も近い地点の日射量データを参照すればよい。
【００４０】
まず、ＮＥＤＯの日射量データベースから各月の最高日射量（本実施形態では水平面日射量を引用）を抽出した。次に、このデータを各月で抽出することで月別最高日射量から年間の日射量グラフを作成し、日付を入力すると、その地点が晴天であった場合の日射量を引用できるようにする。  
【００４１】
日射量は具体的には次のようになる。
例えば、ある地点における日射量データ作成の結果を図８に示す。図８の表は各月の月最高日射量をＮＥＤＯの日射量データベースから読み取った例である。これを元に作成した水平面日射量のグラフを、日付を変数ｘとした二次関数とみなして近似曲線を作成する。そして、この近似曲線を用いて、日付ｘを入力することで、塩素注入率設定日の日射量が参照できるようにする。この時の二次関数を式（１）に記す。以下の式においては、夏至付近の日射量が最大の２７．４ＭＪ／ｍ２となり、冬至付近の日射量が最低の８．０ＭＪ／ｍ２となった。
ｙ＝−０．０００６ｘ２＋０．２１２ｘ＋８．６４２５・・・式（１）
但し、１月１日をｘ＝１，１２月３１日をｘ＝３６６（閏年と仮定）、ｙ＝日射量（月最高値）とする。
【００４２】
昼間の残留塩素減少分の算出は以下のとおりである。
一般的な経験的知見として、残留塩素は太陽光の紫外線によって光分解すること、光分解速度は温度によって促進されることが知られている。昼間の残留塩素減少分は、前塩素注入方式が一定注入であるときにおいて、夜間の濾過水の残留塩素と昼間の濾過水の残留塩素の差から算出する。一例として、図９に示す残留塩素濃度と時間（日時）との関係を示すグラフにおいて、矢印で示した値を読み取る。ここでは天候別にデータを抽出している。
【００４３】
次に、昼間の残留塩素減少分と、一般的に浄水場に設置されているオンラインセンサとの相関を調べところ、水温により残留塩素の減少分が表すことができるという知見を得た。水温と残留塩素の減少分には正の相関が見られた。近似曲線としては指数近似を選択する。これは、１０℃以下の低水温状態においても、残留塩素の減少分の演算値がゼロとならないことを考慮したためである。日射量と残留塩素の減少分にも正の相関が見られたが、水温よりもバラツキが大きい結果となった。
【００４４】
昼間の残留塩素の減少分に対する天候の違いによる影響は次のとおりである。
晴天日、曇天日、降雨日のそれぞれの昼間の残留塩素の減少分を図９のように抽出し、天候の違いによる残留塩素の減少分の差を参照できるようにする。曇天日、降雨日の設定は、例えば、気象庁より公表されている気象統計情報のデータベースに記載された過去の気象情報から、対象地域に最も近い地点の気象データを引用して設定することができる。
【００４５】
具体的には、この気象情報から日照時間と降水量を参考に、日照時間がほぼゼロ時間かつ降水量があるものを降雨日、降水量が無く日照時間が数時間程度のものを曇天日と設定した。曇天日は晴天日に対して約３０％程度、降雨日は晴天日に対して約４０％程度、残留塩素の減少分がそれぞれ低くなることが分かった。この数値を天候の違いによる補正係数として用いる。
【００４６】
前塩素注入から沈澱水残留塩素までの残留塩素減少分は次のとおりである。
前塩素注入から沈澱水残留塩素までの残留塩素減少分は、前塩素注入方式が一定注入であるときにおいて、日射の影響を受けない夜間のデータを用いて、前塩素注入率と沈澱水残留塩素の差から算出する。具体的には、例えば、図２の矢印で示した値を読み取る。この残留塩素減少分も、水温の式で表せるという知見を得た。  
【００４７】
水温と残留塩素の減少分には正の相関が見られ、指数近似曲線に対して±０．２ｍｇ／Ｌの範囲内に残留塩素の減少分がほぼ収まった。濁度が１０ｍｇ／Ｌ程度になると、指数近似曲線から大きく外れるケースも見られた。これは、濁度による被処理水（原水）の塩素要求量の増加、あるいは濁度上昇と同時に発生したアンモニアやマンガン等の濃度上昇に影響を受けていると考えられる。
【００４８】
被処理水（原水）が低濁度で安定している浄水場においては、濁度が５ｍｇ／Ｌ以下の日が年間で３４０日といったケースが見られる。このことから、濁度が５ｍｇ／Ｌ以下のデータで作成した指数近似曲線を使って残留塩素の減少分を把握することは適切である。
【００４９】
以上の知見に基づいて、塩素注入率設定方法、塩素注入率設定プロクラムは構成される。即ち、沈澱池出口の残留塩素濃度に影響する各パラメータを用いて、沈澱池における沈澱水の残留塩素濃度の安定化を図るための前塩素注入率を式（２）のように設定するものである。
前塩素注入率＝沈澱水の残留塩素目標値−濾過池での残留塩素減少分＋夜間の残留塩素減少分＋昼間の残留塩素減少分・・・式（２）
【００５０】
まず、本実施形態の塩素注入率設定方法では、沈澱池における沈澱水の残留塩素目標値を入力する。次に、被処理水の水温を入力し、この水温から濾過池での残留塩素減少分が算出され、その値を沈澱水の残留塩素目標値から差し引くことで、濾過池における残留塩素の予想濃度が求められる。
【００５１】
次に、入力された水温から、夜間における前塩素注入から濾過水の残留塩素までの減少分が算出され、その値を濾過水の残留塩素予想濃度に加算することで夜間の前塩素注入率が求められる。最後に、入力された水温から昼間の残留塩素減少分が算出され、また入力された天候情報から天候に対応する補正係数を選択し、昼間の残留塩素減少分に乗ずることで天候による補正がなされる。ここで得られたその値を所定の時間帯のみ前塩素注入率に加算することで、昼間の前塩素注入率が算出される。なお、ここで昼間の補正を行う時間帯は、対象の浄水場における沈澱池が日射を浴びる時間帯、季節（日照時間の長さ）、沈澱池の滞留時間などを考慮して設定される。
【００５２】
以上のような塩素注入率設定方法、塩素注入率設定プロクラムは、クラウドコンピューティングなどインターネットをベースとしてコンピュータによる処理やデータの格納をネットワーク経由でサービスとして利用する形態の塩素注入率設定システムを構成できる。
【００５３】
塩素注入率設定システムは、データセンタおよび端末装置を備える。端末装置は、データセンタと通信する通信部と、通信部を介して被処理水の水温を前記データセンタに向けて送信する送信制御部と、受信された残留塩素濃度を出力する出力部とを備えている。こうした端末装置としては、例えば、スマートフォンやタブレット型端末を用いることができる。
【００５４】
また、データセンタは、端末装置から受信した被処理水の水温に基づいて、昼間と夜間との残留塩素濃度の差分を算出し、夜間の残留塩素濃度に対して前記差分を加算して昼間の残留塩素濃度を決定する決定部を備える。こうしたデータセンタは、インターネットなどの公衆通信回線を介してこの端末装置と接続可能なホストコンピュータなどから構成される。
【００５５】
端末装置のタッチパネルは、被処理水の水温、浄水場の沈澱池における沈殿水の残留塩素量の目標値、天候、被処理水の流入流量、および日付などを入力する。また、端末装置のタッチパネルは、受信した塩素注入率の値を表示する。端末装置の無線通信装置は、タッチパネルで入力された入力データをデータセンタに向けて送信し、また、データセンタで設定された塩素注入率のデータを受信する。
【００５６】
塩素注入率設定システムを構成するデータセンタ（ホストコンピュータ）は、被処理水の水温に基づいて、昼間と夜間との残留塩素濃度の差分を算出する差分算出ステップ、および前記差分を加味して前記塩素注入率を設定する注入率設定ステップを少なくとも備えたプログラムを実行させる演算部（決定部）や、このプログラムや入力データを記憶する記憶部などを有する。
【００５７】
こうしたクラウドコンピューティングなどを利用した塩素注入率設定システムによれば、個々の端末装置に塩素注入率設定プロクラムを記憶させずに、データセンタで一括して塩素注入率を演算して設定できるので、塩素注入率設定方法のパラメータ調整などが容易である。また、記憶部の記憶容量の大きいデータセンタ（ホストコンピュータ）を用いることで、気候や水温などが大規模に蓄積されたビックデータなどを参照することが可能になり、より正確に気候や水温に応じた塩素注入率設定を行うことが可能になる。
【００５８】
以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、被処理水の水温に基づいて、昼間と夜間との残留塩素濃度の差分を算出する差分算出工程と、前記夜間の残留塩素濃度に対して前記差分を加算して昼間の残留塩素濃度を設定する注入率設定工程と、を少なくとも備えることによって、浄水場における残留塩素濃度の管理において、最適な塩素注入率を決定する際に、運転員による設定を容易にすることができる。
【００５９】
本発明の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同様に、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ものである。
【符号の説明】
【００６０】
１…浄水場、１１…着水井、１２…急速混和池、１３…フロック形成池、１４…沈澱池、１５…濾過池、２１…前塩素注入装置、２２…後塩素注入装置、３０…塩素注入率設定装置、３１…入力部、３２…出力部、３３…演算部、３４…記憶部。
【図１】
0006466213.tif 000002
【図２】
0006466213.tif 000003
【図３】
0006466213.tif 000004
【図４】
0006466213.tif 000005
【図５】
0006466213.tif 000006
【図６】
0006466213.tif 000007
【図７】
0006466213.tif 000008
【図８】
0006466213.tif 000009
【図９】
0006466213.tif 000010