(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
凝集剤が注入された水に含まれている複数のフロックの電気泳動の速度の分散値及び平均値を算出する算出部と、
前記フロックの表面荷電がプラス又はマイナスのいずれであるかを前記平均値の正負に基づいて判定し、前記分散値が第１閾値未満であり前記フロックの表面荷電がマイナスである場合、ｐＨ調整剤を前記水に注入する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記分散値が前記第１閾値未満であり前記フロックの表面荷電がプラスである場合、前記凝集剤の注入量を減少させる、
凝集制御装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記水におけるｐＨの値が第２閾値未満である場合、前記ｐＨ調整剤を前記水に注入する代わりに前記凝集剤の注入量を増加させる、請求項１に記載の凝集制御装置。
【請求項３】
前記算出部は、前記複数のフロックが撮像された画像に基づいて測定された前記電気泳動の速度の前記分散値及び前記平均値を算出する、請求項１に記載の凝集制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、凝集制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
水処理システムにおいて、凝集制御装置は、水への凝集剤の注入量を制御する。従来の凝集制御装置は、凝集剤の注入量が不要に増加することを防ぐことができない場合があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３５２２６５０号公報
【特許文献２】特開２０１３−１９８８６５号公報
【特許文献３】特許第５１３１００５号公報
【特許文献４】特開２０１２−１０１１７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明が解決しようとする課題は、凝集剤の注入量が不要に増加することを防ぐことができる凝集制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
実施形態の凝集制御装置は、算出部と、制御部とを持つ。算出部は、凝集剤が注入された水に含まれている複数のフロックの電気泳動の速度の分散値及び平均値を算出する。制御部は、フロックの表面荷電がプラス又はマイナスのいずれであるかを平均値の正負に基づいて判定する。制御部は、分散値が第１閾値未満でありフロックの表面荷電がマイナスである場合、ｐＨ調整剤を水に注入する。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】実施形態における、凝集制御システムを備える水処理システムの構成の第１例を示す図。
【図２】実施形態における、水のｐＨと第２形態アルミニウム比率との関係を示す図。
【図３】実施形態における、水のアルカリ度と第２形態アルミニウム比率との関係を示す図。
【図４】実施形態における、第１形態アルミニウム比率と第２形態アルミニウム比率と第３形態アルミニウム比率との例を示す図。
【図５】実施形態における、懸濁液を収容するセルの例を示す図。
【図６】実施形態における、凝集剤の注入量とフロックの電気泳動の速度の分散値との関係を示す図。
【図７】実施形態における、凝集制御装置の動作の第１例を示すフローチャート。
【図８】実施形態における、凝集制御システムを備える水処理システムの構成の第２例を示す図。
【図９】実施形態における、凝集制御装置の動作の第２例を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、実施形態の凝集制御装置を、図面を参照して説明する。
（第１の実施形態）
図１は、水処理システム１ａの構成の例を示す図である。水処理システム１ａは、固液分離装置を備える設備であれば、特定の設備に限定されない。固液分離装置は、液体に含まれている懸濁物等の固形物を凝集剤によって液体から分離する装置である。水処理システム１ａは、例えば、浄水場、製紙工場、食品工場である。水処理システム１ａが浄水場である場合、原水は、例えば、河川水、ダム湖水、地下水、雨水、下水である。水処理システム１ａが製紙工場又は食品工場である場合、原水は、例えば、工業排水である。以下、水処理システム１ａは、一例として浄水場である。
【０００８】
水処理システム１ａは、凝集制御システム２ａと、各貯水部とを備える。以下、各貯水部は、一例として、着水井１０と、混和池２０（急速混和池）と、フロック形成池３０−１〜３０−３と、沈殿池４０と、ろ過池５０とである。各貯水部のうち、着水井１０は、水の流れに関して最も上流に位置する。各貯水部のうち、ろ過池５０は、水の流れに関して最も下流に位置する。
【０００９】
着水井１０には、原水（被処理水）が送られる。着水井１０は、水質計１１を備える。水質計１１は、原水の水質を測定する。水質は、例えば、濁度、色度、水温、導電率、ｐＨ（水素イオン濃度指数）、アルカリ度（酸消費量）である。水質計１１は、水質を表す情報を凝集制御システム２ａに送信する。着水井１０では、植物や土砂が沈殿することによって、土砂等が原水から分離される。着水井１０において土砂等が分離された上澄み水は、懸濁物を含む。
【００１０】
着水井１０と混和池２０との間の配管は、流量計１２を備える。流量計１２は、着水井１０から混和池２０に送られる上澄み水の流量を測定する。流量計１２は、着水井１０から混和池２０に送られる上澄み水の流量を表す情報を、凝集制御システム２ａに送信する。
【００１１】
凝集制御システム２ａは、着水井１０と混和池２０との間の配管（水路）に、ｐＨ調整剤を注入する。ｐＨ調整剤の種類には、酸性のｐＨ調整剤と、アルカリ性のｐＨ調整剤とがある。酸性のｐＨ調整剤は、例えば、硫酸、塩酸である。アルカリ性のｐＨ調整剤は、例えば、水酸化ナトリウムである。
【００１２】
混和池２０には、上澄み水が着水井１０から送られる。凝集制御システム２ａは、混和池２０の水（混和水）に凝集剤を注入する。凝集剤は、例えば、ポリ塩化アルミニウム（PAC : Poly Aluminum Chloride）、硫酸アルミニウム（硫酸ばんど）である。以下、凝集剤又はｐＨ調整剤等が水に注入される工程を、「薬注工程」という。
【００１３】
混和池２０は、撹拌装置２１と、ｐＨ計２２とを備える。撹拌装置２１（急速攪拌装置）は、混和池２０の水を撹拌する。撹拌装置２１は、例えば、フラッシュミキサである。ｐＨ計２２は、混和池２０の水のｐＨを連続的に測定する。ｐＨ計２２は、混和池２０の水のｐＨを、予め定められた周期で間欠的に測定してもよい。予め定められた周期は、例えば、１０分周期である。ｐＨ計２２は、混和池２０の水のｐＨの値を表す情報を、凝集制御システム２ａに送信する。なお、混和池２０の水のｐＨの値には、上限値が定められていてもよい。
【００１４】
混和池２０の水に含まれている懸濁物は、混和池２０の水に凝集剤が注入された場合、凝集してフロックとなる。フロックの凝集状態は、凝集剤の注入量（凝集剤量）に応じて異なる。フロックの凝集状態の指標は、例えば、流動電流値、ろ過時間指標（STR : Suction Time Ratio）、複数のフロックの表面荷電の平均値、ゼータ電位である。フロックの凝集状態の指標は、フロックの粒径ごとにフロックを分級した後の処理水におけるアルミニウムの濃度（残留アルミニウム濃度）でもよい。アルミニウムの濃度は、例えば、エリオクロムシアニンレッドを呈色試薬として用いた吸光光度法によって測定される。
【００１５】
懸濁物の表面は、水中ではマイナスに帯電している。凝集剤は、水中ではプラスに帯電している。したがって、凝集剤は懸濁物に付着する。懸濁物に付着した凝集剤は、懸濁物のマイナスの荷電を打ち消すことによって、懸濁物の表面荷電を０ｍＶに近づける。懸濁物の表面荷電が０ｍＶに近づくに従い、ゼータ電位は０ｍＶに近づく。したがって、凝集剤は、懸濁物同士の反発を弱めてフロックの形成を進める。
【００１６】
凝集剤の注入量が過少である場合、懸濁物の表面荷電の平均値がマイナスのまま、懸濁物同士が反発するため、フロックの形成は十分に進まない。凝集剤の注入量が過剰である場合、懸濁物の表面荷電の平均値がプラスになってしまい、懸濁物同士が反発するため、フロックの形成は十分に進まない。凝集剤の注入量が適正である場合、懸濁物の表面荷電が中和して懸濁物同士が互いに引き合うため、フロックの形成が進む。したがって、凝集剤の注入量の適正量は、懸濁物の表面荷電を中和させる（約０ｍＶにする）量である。
【００１７】
凝集剤は、水中では、複数の形態に分かれる。浄水場で多く用いられているアルミニウム系の凝集剤は、ＰＡＣ（ポリ塩化アルミニウム）と呼ばれる重合体である。ＰＡＣは、原水に添加された場合、原水の中では、第１形態のアルミニウム（以下、「第１形態アルミニウム」という。）と、第２形態のアルミニウム（以下、「第２形態アルミニウム」という。）と、第３形態のアルミニウム（以下、「第３形態アルミニウム」という。）とが混合された状態に変化する。第１形態アルミニウムと第２形態アルミニウムと第３形態アルミニウムとの混合の比率は、ＰＡＣが添加された原水の濁度、ｐＨ及びアルカリ度等に応じて異なる。
【００１８】
第１形態アルミニウムは、第２形態アルミニウム又は第３形態アルミニウムと比較して小さい構造にＰＡＣが変化した形態である。第１形態アルミニウムは、モノマーアルミニウムと呼ばれる。第１形態アルミニウムは、第２形態アルミニウム又は第３形態アルミニウムと比較して凝集反応における寄与が小さい。
【００１９】
第２形態アルミニウムは、ＰＡＣが多価のイオン性ポリマー化を起こしている状態に変化した形態である。第２形態アルミニウムは、ポリマーアルミニウムと呼ばれる。第２形態アルミニウムは、荷電中和作用に大きく寄与する。
【００２０】
第３形態アルミニウムは、比較的大きいコロイド状のアルミニウムと不溶態のアルミニウムとにＰＡＣが変化した形態である。第３形態アルミニウムは、凝集反応における架橋作用に大きく寄与する。したがって、第３形態アルミニウムは、フロックが大きくなって沈降しやすい状態となることに大きく寄与する。第３形態のアルミニウムの量が不十分である場合、荷電中和が良好に進んだとしても架橋作用がうまく働かないため、フロックは大きくならない。フロックが大きくならない場合、フロックが沈降しやすい状態とならないので、原水の濁度はあまり低下しない。
【００２１】
凝集制御システム２ａは、凝集剤が注入された混和池２０の水（混和水）の一部を採取する。以下、第１形態アルミニウム量と第２形態アルミニウム量と第３形態アルミニウム量との合計量に対する第１形態アルミニウム量の比率を、「第１形態アルミニウム比率」という。以下、第１形態アルミニウム量と第２形態アルミニウム量と第３形態アルミニウム量との合計量に対する第２形態アルミニウム量の比率を、「第２形態アルミニウム比率」という。以下、第１形態アルミニウム量と第２形態アルミニウム量と第３形態アルミニウム量との合計量に対する第３形態アルミニウム量の比率を、「第３形態アルミニウム比率」という。第１形態アルミニウム比率と第２形態アルミニウム比率と第３形態アルミニウム比率とは、例えば、フェロン法によって測定される。
【００２２】
懸濁物の表面荷電を中和させることができる凝集剤の注入量は、原水の水質に応じて異なる。したがって、凝集制御システム２ａは、原水の水質に応じて、凝集剤の注入量を定める必要がある。
【００２３】
第２形態アルミニウムは、第１形態アルミニウム、第３形態アルミニウムと比較して、懸濁物の表面荷電を効果的に中和する。したがって、懸濁物や微細なフロック同士は、水中における第２形態アルミニウム比率が高いほど、効果的に凝集する。なお、微細なフロックから大きくなったフロック同士は、水中における第３形態アルミニウム比率が高いほど、効果的に凝集する。
【００２４】
第２形態アルミニウム比率は、懸濁物を含む水の質（水質）に応じて異なる。したがって、凝集制御システム２ａは、懸濁物を含む水の質を変化させて水中における第２形態アルミニウム比率を高くすることによって、懸濁物や微細なフロック同士を効果的に凝集させることができる。
【００２５】
図２は、水のｐＨと第２形態アルミニウム比率との関係を示す図である。横軸はｐＨを示す。縦軸は第２形態アルミニウム比率を示す。水のｐＨと第２形態アルミニウム比率との関係は、フェロン法などに基づく測定によって定められる。第２形態アルミニウム比率は、水のｐＨの値が中性から低くなるほど高くなる。測定されたｐＨの値がｐＨ閾値未満である場合、第２形態アルミニウム比率は飽和する。すなわち、測定されたｐＨの値がｐＨ閾値未満である場合、第２形態アルミニウムの増加ポテンシャルは、測定されたｐＨの値がｐＨ閾値以上である場合と比較して小さい。ｐＨ閾値は、測定によって定まる閾値である。
【００２６】
図３は、水のアルカリ度と第２形態アルミニウム比率との関係を示す図である。横軸はアルカリ度を示す。縦軸は第２形態アルミニウム比率を示す。水のアルカリ度と第２形態アルミニウム比率との関係は、フェロン法などに基づく測定によって定められる。第２形態アルミニウム比率は、水のアルカリ度の値が高くなるほど高くなる。測定されたアルカリ度の値がアルカリ度閾値以上である場合、第２形態アルミニウム比率は飽和する。すなわち、測定されたアルカリ度の値がアルカリ度閾値以上である場合、第２形態アルミニウムの増加ポテンシャルは、測定されたアルカリ度の値がアルカリ度閾値未満である場合と比較して小さい。アルカリ度閾値は、測定によって定まる閾値である。
【００２７】
図４は、第１形態アルミニウム比率と第２形態アルミニウム比率と第３形態アルミニウム比率との例を示す図である。図４では、ＭＡｎ（添字ｎは、１から１２までの任意の整数）は、第１形態アルミニウム比率を示す。ＰＡｎは、第２形態アルミニウム比率を示す。ＣＡｎは、第３形態アルミニウム比率を示す。第１形態アルミニウム比率ＭＡｎと、第２形態アルミニウム比率ＰＡｎと、第３形態アルミニウム比率ＣＡｎとの合計値は、１００％である。
【００２８】
図４では、一例として、ｐＨ６．０からｐＨ７．５までについて、第１形態アルミニウム比率と第２形態アルミニウム比率と第３形態アルミニウム比率との例が、ｐＨの値ごとに示されている。図４では、一例として、アルカリ度１０ｍｇ／ｌからアルカリ度３０ｍｇ／ｌまでについて、第１形態アルミニウム比率と第２形態アルミニウム比率と第３形態アルミニウム比率との例が、アルカリ度の値ごとに示されている。凝集制御システム２ａは、図４に示すテーブル情報を、記憶部に記憶してもよい。
【００２９】
図４では、図２に示すように、第２形態アルミニウム比率ＰＡ４は、第２形態アルミニウム比率ＰＡ１と比較して小さい。図４では、図３に示すように、第２形態アルミニウム比率ＰＡ９は、第２形態アルミニウム比率ＰＡ１と比較して大きい。図４では、図２及び図３に示すように、第２形態アルミニウム比率ＰＡ９は、第２形態アルミニウム比率ＰＡ４と比較して大きい。
【００３０】
第３形態アルミニウムは、第２形態アルミニウムによって表面荷電が中和された懸濁物や微細なフロック同士を架橋して、フロックを大きくさせる。
【００３１】
図１に示すフロック形成池３０−１〜３０−３のうち、フロック形成池３０−１は、水の流れに関して最も上流に位置する。フロック形成池３０−１〜３０−３のうち、フロック形成池３０−３は、水の流れに関して最も下流に位置する。
【００３２】
フロック形成池３０−１には、混和池２０から水が送られる。フロック形成池３０−１は、撹拌装置３１−１を備える。撹拌装置３１−１は、モータに駆動されることによって、フロック形成池３０−１の水を撹拌する。撹拌装置３１−１は、例えば、フロキュレータである。撹拌装置３１−１によって撹拌された水中では、微細なフロックの粒径が大きくなる。
【００３３】
フロック形成池３０−２には、フロック形成池３０−１から水が送られる。フロック形成池３０−２は、撹拌装置３１−２を備える。撹拌装置３１−２は、モータに駆動されることによって、撹拌装置３１−１と比較して弱い力でフロック形成池３０−２の水を撹拌する。撹拌装置３１−２は、例えば、フロキュレータである。撹拌装置３１−２によって撹拌された水中では、フロックの粒径が大きくなる。
【００３４】
フロック形成池３０−３には、フロック形成池３０−２から水が送られる。フロック形成池３０−３は、撹拌装置３１−３を備える。撹拌装置３１−３は、モータに駆動されることによって、撹拌装置３１−２と比較して弱い力でフロック形成池３０−３の水を撹拌する。撹拌装置３１−３は、例えば、フロキュレータである。撹拌装置３１−３によって撹拌された水中では、フロックの粒径が更に大きくなる。これによって、フロック形成池３０−３の水中では、フロック形成池３０−１の水中と比較して粒径の大きいフロックが形成される。以下、フロック形成池３０−１〜３０−３に共通する事項については、符号の一部を省略して、「フロック形成池３０」と表記する。
【００３５】
沈殿池４０には、フロック形成池３０−３から水が送られる。沈殿池４０では、予め定められた時間以上、水が滞留する。予め定められた時間は、例えば、３時間である。沈殿池４０では、フロックが沈殿することによって、フロックが水から分離される。以下、フロックが水から分離される工程を、「分離工程」という。沈殿池４０の上澄み水には、オゾン処理及び生物活性炭処理の少なくとも一方が更に施されてもよい。
【００３６】
沈殿池４０は、水質計４１を備える。水質計４１は、沈殿池４０の上澄み水の水質（濁度、色度）を測定する。水質計４１は、沈殿池４０の上澄み水の水質を表す情報を、凝集制御システム２ａに送信してもよい。
【００３７】
ろ過池５０には、沈殿池４０の上澄み水が送られる。ろ過池５０は、水位上昇測定装置５１を備える。水位上昇測定装置５１は、ろ過池５０の水位を測定する。水位上昇測定装置５１は、異なる時刻に測定された水位に基づいて、水位の上昇を測定してもよい。水位上昇測定装置５１は、ろ過池５０の水位を表す情報を、凝集制御システム２ａに送信してもよい。
【００３８】
ろ過池５０は、例えば、砂ろ過装置である。ろ過池５０では、沈殿池４０から送られた上澄み水が、ろ過される。ろ過池５０によってろ過された水（清浄水）は、浄水池に送られる。浄水池では、塩素等よって清浄水に殺菌処理が施される。殺菌処理が施された清浄水は、ろ過池５０から住宅等に送られる。
【００３９】
凝集制御システム２ａの構成の例を説明する。
凝集制御システム２ａは、水処理システム１ａの薬注工程において、予め定められた貯水部又は配管（水路）に凝集剤を注入する。図１では、凝集制御システム２ａは、混和池２０に凝集剤を注入する。凝集制御システム２ａは、水処理システム１ａの薬注工程において、予め定められた貯水部又は配管（水路）にｐＨ調整剤を注入してもよい。凝集制御システム２ａは、ｐＨ調整剤注入装置６０と、凝集剤注入装置７０と、凝集制御装置８０ａと、調整装置９０ａとを備える。
【００４０】
ｐＨ調整剤注入装置６０は、ｐＨ調整剤の注入量を表す情報を、調整装置９０ａから取得する。ｐＨ調整剤注入装置６０は、酸性又はアルカリ性のいずれのｐＨ調整剤を注入するかを示す情報を、調整装置９０ａから取得してもよい。
【００４１】
ｐＨ調整剤注入装置６０は、ｐＨ調整剤の注入量を表す情報に基づいて、着水井１０と混和池２０との間の配管（水路）にｐＨ調整剤を注入する。ｐＨ調整剤注入装置６０は、例えば、ポンプである。ポンプは、電動でもよい。ｐＨ調整剤注入装置６０は、アルカリ性のｐＨ調整剤を混和水に注入する場合、ｐＨ調整剤の注入量を表す情報に基づいて、水のアルカリ度が２０±５ｍｇ／ｌ程度となるようにｐＨ調整剤の注入量を調整してもよい。混和池２０では、ｐＨ調整剤によって水のｐＨが変化するので、図２に示すように第２形態アルミニウム比率が変化する。ｐＨ調整剤注入装置６０は、混和池２０とフロック形成池３０との間の配管（水路）に、ｐＨ調整剤を更に注入してもよい。すなわち、ｐＨ調整剤注入装置６０は、フロック形成池３０−１の流入口に、ｐＨ調整剤を更に注入してもよい。
【００４２】
凝集剤注入装置７０は、凝集剤の注入量を表す情報を、調整装置９０ａから取得する。凝集剤の注入量を表す情報に基づいて、混和池２０の水（混和水）に凝集剤を注入する。凝集剤注入装置７０は、例えば、ポンプである。凝集剤注入装置７０は、混和池２０とフロック形成池３０との間の配管（水路）に、凝集剤を更に注入してもよい。すなわち、凝集剤注入装置７０は、フロック形成池３０−１の流入口に、凝集剤を更に注入してもよい。
【００４３】
凝集制御装置８０ａ（荷電中和到達度評価システム）は、ワークステーション装置、パーソナルコンピュータ装置、サーバ装置等の情報処理装置である。凝集制御装置８０ａは、混和池２０の水に含まれているフロックの電気泳動の速度を、画像解析によって測定する。凝集制御装置８０ａは、測定された電気泳動の速度に基づいて、凝集剤の注入量とｐＨ調整剤の注入量とを定める。
【００４４】
凝集制御装置８０ａは、解析部８１と、算出部８２と、制御部８３ａと、記憶部８４とを備える。解析部８１と算出部８２と制御部８３ａとのうち一部または全部は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサが、記憶部８４に記憶されたプログラムを実行することにより機能するソフトウェア機能部である。また、これらの機能部のうち一部または全部は、ＬＳＩ（Large Scale Integration）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等のハードウェア機能部であってもよい。
【００４５】
図１に示す解析部８１（画像解析部）は、混和池２０の水（混和水）の一部を採取する。解析部８１の代わりに水処理システム１ａの運転員が、混和池２０の水の一部を採取してもよい。採取された混和水（以下、「懸濁液」という。）は、セル（容器）に収容される。懸濁液には、懸濁物や微細なフロックが含まれている。
【００４６】
図５は、懸濁液３００を収容するセル２００の例を示す図である。セル２００は、容器である。セル２００の材質は、例えば、ガラスやアクリルなどの透明な材質である。セル２００には、２次元の座標軸（ｘ軸及びｙ軸）が定められている。以下、ｘ軸の正方向の速度は、正値で表される。ｘ軸の負方向の速度は、負値で表される。ｙ軸の正方向の速度は、正値で表される。ｙ軸の負方向の速度は、負値で表される。
【００４７】
セル２００は、ｘ軸の正方向の端に負極２１０を備える。セル２００は、ｘ軸の負方向の端に正極２２０を備える。すなわち、負極２１０と正極２２０とは、ｘ軸方向に対向配置されている。負極２１０と正極２２０とは、電圧供給部２３０（電源）に接続されている。電圧供給部２３０は、負極２１０と正極２２０との間に電圧を印加する。電圧は、例えば、１０〜２０Ｖである。電圧の印加時間は、例えば、３〜５分間である。
【００４８】
セル２００は、懸濁液３００（試験水）を収容する。電圧供給部２３０は、負極２１０と正極２２０との間に電圧を印加することによって、懸濁液３００に電圧を印加する。表面電荷がマイナスである微細なフロックは、懸濁液３００に電圧が印加されている場合、正極２２０に向かってｘ軸の負方向に電気泳動する。したがって、表面電荷がマイナスである複数のフロックの電気泳動の速度の平均値は、負値である。
【００４９】
表面電荷がプラスである微細なフロックは、懸濁液３００に電圧が印加されている場合、負極２１０に向かってｘ軸の正方向に電気泳動する。したがって、表面電荷がプラスである複数のフロックの電気泳動の速度の平均値は、正値である。
【００５０】
表面電荷が中和している微細なフロックは、電圧を印加した場合でも、懸濁液３００において浮遊し、漂う。したがって、表面電荷が中和している微細なフロックの電気泳動の方向は、負極２１０と正極２２０との間に電圧を印加されている場合でも、一定ではない。よって個々の粒子の速度のばらつきが大きくなり、速度の分散が大きくなる。表面電荷が中和している微細なフロックの電気泳動の速度の分散値は、予め定められた閾値よりも大きい。つまり、電圧を印加した場合における分散値が予め定められた閾値と比較して大きいか否かを確認することによって、表面電荷が中和しているか否かを確認することができる。
【００５１】
図１に示す解析部８１（画像解析部）は、光源部８１０と、撮像部８１１と、速度測定部８１２とを備える。光源部８１０（照明機器）は、光をセル２００に照射する。光源部８１０は、例えば、レーザー光や可視光をセル２００に照射する。光源部８１０は、照射する光の強度や波長を変更してもよい。光源部８１０から照射された光は、透明なセル２００を透過して、撮像部８１１の光学系に受光される。
【００５２】
撮像部８１１は、撮像装置である。撮像部８１１は、懸濁液３００の中で電気泳動（移動）しているフロックの表面による散乱光を受光する。撮像部８１１は、例えば、セル２００の透明な側面を通して懸濁液３００を撮像できるようにセル２００の側面に設置される。撮像部８１１は、懸濁液３００に電圧が印加されている場合、懸濁液３００の中で電気泳動している複数のフロックを所定周期で撮像する。所定周期は、例えば、１／３秒周期である。所定周期が１／３秒周期である場合、撮像部８１１は、１秒間に３フレームの画像を生成する。表面電荷が中和している微細なフロックは、撮像された動画像では、ｘ軸方向のみならず２次元方向に浮遊する。撮像部８１１は、複数のフロックが撮像された画像を表す情報を、撮像時刻ごとに速度測定部８１２に送信する。
【００５３】
速度測定部８１２は、複数のフロックが撮像された画像に対して、ソフトウェアによる画像解析処理を施す。速度測定部８１２は、撮像された動画像において懸濁液３００の中を電気泳動（移動）する複数のフロックの位置を、フロックごとに測定する。速度測定部８１２は、異なる撮像時刻におけるフロックの位置を測定する。第１撮像時刻と第２撮像時刻との間隔は、例えば、１秒間隔、１／３秒間隔である。速度測定部８１２は、第１撮像時刻におけるフロックの位置と第２撮像時刻におけるフロックの位置とに基づいて、フロックの電気泳動の速度を測定する。速度測定部８１２は、複数のフロックについて、フロックごとの電気泳動の速度を測定する。速度測定部８１２は、フロックごとの電気泳動の速度を表す情報を、算出部８２に送信する。
【００５４】
算出部８２（分散・平均値算出部）は、フロックごとの電気泳動の速度を表す情報を取得する。算出部８２は、フロックごとの電気泳動の速度を表す情報に基づいて、複数のフロックの電気泳動の速度の分散値を算出する。算出部８２は、電気泳動の速度の分散値を表す情報を、制御部８３ａに送信する。算出部８２は、フロックごとの電気泳動の速度を表す情報に基づいて、複数のフロックの電気泳動の速度の平均値を算出する。算出部８２は、電気泳動の速度の平均値を表す情報を、制御部８３ａに送信する。
【００５５】
制御部８３ａ（薬注操作算出部）は、電気泳動の速度の分散値を表す情報を、算出部８２から取得する。制御部８３ａは、電気泳動の速度の平均値を表す情報を、算出部８２から取得する。制御部８３ａは、ｐＨの値を表す情報をｐＨ計２２から取得する。制御部８３ａは、電気泳動の速度の分散値に基づいて、懸濁物やフロックの表面荷電が中和されているか否かを判定する。すなわち、制御部８３ａは、電気泳動の速度の分散値に基づいて、ゼータ電位が０ｍＶ付近であるか否かを判定する。
【００５６】
制御部８３ａは、フロックの表面荷電が中和されている場合にはフロックの形成が進むので、凝集剤の注入量を変更しなくてもよい。制御部８３ａは、フロックの表面荷電が中和されている場合にはフロックの形成が進むので、ｐＨ調整剤を注入しなくてもよい。制御部８３ａは、フロックの表面荷電が中和されていない場合にはフロックの形成が進まないので、凝集剤の注入量を変更してもよい。制御部８３ａは、フロックの表面荷電が中和されていない場合にはフロックの形成が進まないので、ｐＨ調整剤を注入してもよい。
【００５７】
図６は、凝集剤の注入量とフロックの電気泳動の速度の分散値との関係を示す図である。横軸は、凝集剤の注入量を示す。下段の縦軸は、電気泳動の速度の分散値を示す。上段の縦軸は、ゼータ電位を示す。電気泳動の速度の分散値は、フロックの表面荷電が中和されていない（ゼータ電位が０ｍＶ付近でない）場合には、閾値（予め定められた目標値）未満である。閾値は、例えば、着水井１０における原水の濁度、色度に基づいて定められる。制御部８３ａは、電気泳動の速度の分散値が閾値以上であるか否かを判定する。
【００５８】
制御部８３ａは、電気泳動の速度の分散値が閾値未満である場合、フロックの表面荷電がマイナス又はプラスのいずれであるかを判定する。すなわち、制御部８３ａは、電気泳動の速度の分散値が閾値未満である場合、電気泳動の方向が正極方向又は負極方向のいずれであるかを判定する。
【００５９】
制御部８３ａ（判定部）は、電気泳動の速度の平均値が負値である場合、フロックの電気泳動の方向が正極２２０に向かう方向（正極方向）であると判定する。電気泳動の方向が正極方向である場合、フロックの表面荷電はマイナスである。制御部８３ａは、電気泳動の速度の平均値が正値である場合、フロックの電気泳動の方向が負極２１０に向かう方向（負極方向）であると判定する。電気泳動の方向が負極方向である場合、フロックの表面荷電はプラスである。
【００６０】
制御部８３ａは、電気泳動の方向に基づいて薬注操作を選択する。すなわち、制御部８３ａは、凝集剤の注入量を変更するか又はｐＨ調整剤を混和水に注入するかを、電気泳動の方向に基づいて選択する。
【００６１】
制御部８３ａは、凝集剤を連続的に注入する時間ごとの凝集剤の注入量を定める。制御部８３ａは、凝集剤を単発的に注入する時刻ごとの凝集剤の注入量を定めてもよい。
【００６２】
制御部８３ａは、電気泳動の方向が負極方向である（フロックの表面荷電がプラスである）場合、凝集剤の注入量を減少させる。制御部８３ａは、凝集剤の注入量を減少させることを選択した場合、凝集剤の注入量を減少させることを表す指示情報を、調整装置９０ａに送信する。
【００６３】
制御部８３ａは、電気泳動の方向が正極方向である場合（フロックの表面荷電がマイナスである）には、凝集剤の注入量を増加させてもよい。制御部８３ａは、凝集剤の注入量を増加させることを選択した場合、凝集剤の注入量を増加させることを表す指示情報を、調整装置９０ａに送信する。
【００６４】
制御部８３ａは、電気泳動の方向が正極方向である場合には、凝集剤の注入量を増加させる代わりに、ｐＨ調整剤を混和水に注入してもよい。制御部８３ａは、ｐＨ調整剤を混和水に注入することを選択した場合、ｐＨ調整剤を混和水に注入することを表す指示情報を、調整装置９０ａに送信する。
【００６５】
制御部８３ａは、ｐＨ調整剤を混和水に注入した場合に必要とされるコストを表す情報と、凝集剤の注入量を増加させた場合に必要とされるコストを表す情報とを取得する。制御部８３ａは、ｐＨ調整剤を混和水に注入した場合に必要とされるコストが凝集剤の注入量を増加させた場合に必要とされるコストよりも低い場合には、凝集剤を混和水に注入する代わりにｐＨ調整剤を混和水に注入する。
【００６６】
制御部８３ａは、水質を表す情報を水質計１１から取得する。原水又は混和水のｐＨの値がｐＨ閾値未満である場合、第２形態アルミニウム比率は飽和している。制御部８３ａは、第２形態アルミニウム比率が飽和している場合にｐＨ調整剤を混和水に注入しても、フロックの表面荷電を中和させることができない。したがって、制御部８３ａは、原水又は混和水のｐＨの値がｐＨ閾値未満である場合には、ｐＨ調整剤を混和水に注入する代わりに凝集剤の注入量を増加させる。
【００６７】
制御部８３ａは、混和水のｐＨの値が下限値に達している場合、ｐＨ調整剤を混和水に注入する代わりに凝集剤の注入量を増加させる。制御部８３ａは、凝集剤の注入量を増加させることを選択した場合、電気泳動の速度の分散値が閾値（目標値）以上となるまで凝集剤の注入量を増加させる。
【００６８】
制御部８３ａは、電気泳動の方向が正極方向である（フロックの表面荷電がマイナスである）場合、凝集剤の注入量を増加させる代わりにｐＨ調整剤を混和水に注入することを選択してもよい。混和水のｐＨの値は、制御部８３ａがｐＨ調整剤を混和水に注入することによって低下する。混和水のｐＨの値が低下した場合、図２に示すように混和水の第２形態アルミニウム比率は上昇する。したがって、制御部８３ａは、原水又は混和水のｐＨの値がｐＨ閾値以上であって、電気泳動の方向が正極方向である場合には、ｐＨ調整剤を混和水に注入（添加）することによって、フロックの表面荷電を中和させることができる。
【００６９】
制御部８３ａは、着水井１０から混和池２０に送られる上澄み水の流量を表す情報を、調整装置９０ａから取得してもよい。制御部８３ａは、凝集剤の注入量と流量を表す情報とに基づいて、凝集剤の注入率を定めてもよい。凝集剤の注入率は、例えば、流量と注入量とを加算した結果で注入量を除算した結果を示す値である。制御部８３ａは、凝集剤の注入率に基づいて、凝集剤の注入量を定めてもよい。
【００７０】
図１に示す記憶部８４は、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory）、フラッシュメモリ、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）などの不揮発性の記憶媒体（非一時的な記録媒体）を有する。記憶部８４は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）やレジスタなどの揮発性の記憶媒体を有していてもよい。記憶部８４は、例えば、ソフトウェア機能部を機能させるためのプログラムを記憶する。記憶部８４は、例えば、図４に示すテーブル情報を記憶してもよい。記憶部８４は、クラウドコンピューティング技術によって、複数の装置の記憶部に分散して情報を記憶してもよい。
【００７１】
調整装置９０ａは、サーバ装置等の情報処理装置である。調整装置９０ａは、凝集剤の注入量を減少させることを制御部８３ａが選択した場合、凝集剤の注入量を減少させることを表す指示情報を、制御部８３ａから取得する。調整装置９０ａは、凝集剤の注入量を減少させることを表す指示情報に基づいて凝集剤注入装置７０を動作させることによって、凝集剤の注入量を減少させる。
【００７２】
調整装置９０ａは、凝集剤の注入量を増加させることを制御部８３ａが選択した場合、凝集剤の注入量を増加させることを表す指示情報を、制御部８３ａから取得する。調整装置９０ａは、凝集剤の注入量を増加させることを表す指示情報に基づいて凝集剤注入装置７０を動作させることによって、凝集剤の注入量を増加させる。
【００７３】
調整装置９０ａは、ｐＨ調整剤を混和水に注入することを制御部８３ａが選択した場合、ｐＨ調整剤を混和水に注入することを表す指示情報を、制御部８３ａから取得する。調整装置９０ａは、ｐＨ調整剤を混和水に注入することを表す指示情報に基づいてｐＨ調整剤注入装置６０を動作させることによって、ｐＨ調整剤を混和水に注入する。
【００７４】
調整装置９０ａは、着水井１０から混和池２０に送られる上澄み水の流量を表す情報を、流量計１２から取得してもよい。調整装置９０ａは、着水井１０から混和池２０に送られる上澄み水の流量を表す情報を、制御部８３ａに送信してもよい。調整装置９０ａは、凝集剤の注入量と流量を表す情報とに基づいて、凝集剤の注入率を定めてもよい。調整装置９０ａは、凝集剤の注入率に基づいて、凝集剤の注入量を定めてもよい。
【００７５】
調整装置９０ａは、凝集剤を連続的に注入する時間ごとの凝集剤の注入量を定める。調整装置９０ａは、凝集剤を単発的に注入する時刻ごとの凝集剤の注入量を定めてもよい。
【００７６】
調整装置９０ａは、水処理システム１ａの運転員による操作を受け付けてもよい。操作は、例えば、凝集剤の注入量を表す情報、ｐＨ調整剤の注入量を表す情報を受け付ける操作である。調整装置９０ａは、水処理システム１ａの運転員による操作に基づいて、凝集剤の注入量を定めてもよい。調整装置９０ａは、水処理システム１ａの運転員による操作に基づいて、ｐＨ調整剤の注入量を定めてもよい。なお、調整装置９０ａは、制御部８３ａに代わって、薬注操作を選択してもよい。
【００７７】
次に、凝集制御装置８０ａの動作を説明する。
図７は、凝集制御装置８０ａの動作の例を示すフローチャートである。制御部８３ａは、ｐＨ調整剤及び凝集剤を混和池２０に注入する（ステップＳ１０１）。解析部８１は、混和池２０の水に含まれているフロックの電気泳動の速度を、画像解析によって測定する（ステップＳ１０２）。算出部８２は、フロックごとの電気泳動の速度を表す情報に基づいて、複数のフロックの電気泳動の速度の分散値及び平均値を算出する（ステップＳ１０３）。
【００７８】
制御部８３ａは、電気泳動の速度の分散値が閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳ１０４）。電気泳動の速度の分散値が閾値以上である場合（ステップＳ１０４：ＹＥＳ）、制御部８３ａは、ステップＳ１０１に処理を戻す。電気泳動の速度の分散値が閾値未満である場合（ステップＳ１０４：ＮＯ）、制御部８３ａは、電気泳動の方向が負極方向又は正極方向のいずれであるかを判定する（ステップＳ１０５）。
【００７９】
電気泳動の方向が負極方向である場合（ステップＳ１０５：負極方向）、制御部８３ａは、凝集剤の注入量を減少させることを表す指示情報を、調整装置９０ａに送信する。調整装置９０ａは、凝集剤の注入量を減少させることを表す指示情報に基づいて、凝集剤の注入量を減少させる（ステップＳ１０６）。制御部８３ａは、ステップＳ１０１に処理を戻す。
【００８０】
電気泳動の方向が正極方向である場合（ステップＳ１０５：正極方向）、制御部８３ａは、ｐＨ調整剤を混和水に注入することよりも凝集剤の注入量を増加させることを優先するか否かを判定する（ステップＳ１０７）。
【００８１】
凝集剤の注入量を増加させることを優先する場合（ステップＳ１０７：ＹＥＳ）、制御部８３ａは、凝集剤の注入量を増加させることを表す指示情報を、調整装置９０ａに送信する。調整装置９０ａは、凝集剤の注入量を増加させることを表す指示情報に基づいて、凝集剤の注入量を増加させる（ステップＳ１０８）。
【００８２】
ｐＨ調整剤を混和水に注入することを優先する場合（ステップＳ１０７：ＮＯ）、制御部８３ａは、ｐＨ調整剤を混和水に注入することを表す指示情報を、調整装置９０ａに送信する。調整装置９０ａは、ｐＨ調整剤を混和水に注入することを表す指示情報に基づいて、ｐＨ調整剤を注入する（ステップＳ１０９）。
【００８３】
以上のように、第１の実施形態の凝集制御装置８０ａは、算出部８２と、制御部８３ａとを持つ。算出部８２は、凝集剤が注入された水に含まれている複数のフロックの電気泳動の速度の分散値及び平均値を算出する。制御部８３ａは、フロックの表面荷電がプラス又はマイナスのいずれであるかを平均値の正負に基づいて判定する。制御部８３ａは、分散値が第１閾値未満でありフロックの表面荷電がマイナスである場合、ｐＨ調整剤を水に注入する。
これによって、第１の実施形態の凝集制御装置８０ａは、凝集剤の注入量が不要に増加することを防ぐことができる。
【００８４】
第１の実施形態の凝集制御装置８０ａは、第２形態アルミニウム比率が高くなるように調整された高価な凝集剤を混和水に注入する場合と比較して、精度のよい薬注操作が可能であるため、凝集剤の注入量が不要に増加することを防ぐことができる。
【００８５】
第１の実施形態の凝集制御装置８０ａは、凝集剤の注入量が適正であったか否かを評価することができる。すなわち、第１の実施形態の凝集制御装置８０ａは、水中のポリマーアルミ比率又はポリマーアルミ量が適正であるか否かを評価することができる。凝集制御装置８０ａは、凝集剤の注入量を評価した結果に基づいて、凝集剤の注入量が不要に増加することを防ぐことができる。
【００８６】
制御部８３ａは、水におけるｐＨの値が第２閾値未満である場合、ｐＨ調整剤を水に注入する代わりに凝集剤の注入量を増加させることを選択してもよい。制御部８３ａは、分散値が第１閾値未満でありフロックの表面荷電がプラスである場合、凝集剤の注入量を減少させることを選択してもよい。算出部８２は、複数のフロックが撮像された画像に基づいて測定された電気泳動の速度の分散値及び平均値を算出する。
【００８７】
第１の実施形態の凝集制御装置８０ａは、流動電流値、ろ過時間指標（ＳＴＲ）又はアルミニウム濃度を用いなくても電気泳動の速度の分散値を用いて、凝集剤の注入量が不要に増加することを防ぐことができる。
【００８８】
（第２の実施形態）
第２の実施形態では、凝集制御システム２ｂがアルカリ度調整剤を貯水部に注入する点が、第１の実施形態と相違する。第２の実施形態では、第１の実施形態との相違点についてのみ説明する。
【００８９】
図８は、水処理システム１ｂの構成の例を示す図である。水処理システム１ｂは、凝集制御システム２ｂと、着水井１０と、混和池２０と、フロック形成池３０−１〜３０−３と、沈殿池４０と、ろ過池５０とを備える。
【００９０】
凝集制御システム２ｂは、水処理システム１ｂの浄水工程において、貯水部に凝集剤を注入する。図７では、凝集制御システム２ｂは、混和池２０に凝集剤を注入する。凝集制御システム２ｂは、ｐＨ調整剤注入装置６０と、凝集剤注入装置７０と、凝集制御装置８０ｂと、調整装置９０ｂと、アルカリ度調整剤注入装置１００と、粒径測定装置１１０と、不足判定装置１２０と、状態検出装置１３０とを備える。
【００９１】
ｐＨ調整剤注入装置６０は、制御部８３ｂ又は調整装置９０ｂから取得した指示情報に基づいて、混和池２０とフロック形成池３０との間の配管にｐＨ調整剤を更に注入する。すなわち、ｐＨ調整剤注入装置６０は、制御部８３ｂ又は調整装置９０ｂから取得した指示情報に基づいて、ｐＨ調整剤をフロック形成池３０−１に注入する。
【００９２】
凝集剤注入装置７０は、制御部８３ｂ又は調整装置９０ｂから取得した指示情報に基づいて、混和池２０とフロック形成池３０との間の配管に凝集剤を更に注入する。すなわち、凝集剤注入装置７０は、制御部８３ｂ又は調整装置９０ｂから取得した指示情報に基づいて、凝集剤をフロック形成池３０−１に注入する。
【００９３】
凝集制御装置８０ｂは、ワークステーション装置、パーソナルコンピュータ装置、サーバ装置等の情報処理装置である。凝集制御装置８０ｂは、解析部８１と、算出部８２と、制御部８３ｂと、記憶部８４とを備える。
【００９４】
制御部８３ｂは、第３形態アルミニウムが過剰となっていることを表す情報を、調整装置９０ｂを介して状態検出装置１３０から取得する。制御部８３ｂは、第３形態アルミニウムが過剰となっていることを表す情報を取得した場合、アルカリ度調整剤を注入することを表す指示情報を、調整装置９０ｂを介してアルカリ度調整剤注入装置１００に送信する。制御部８３ｂは、混和水のアルカリ度を上げることによって第２形態アルミニウム比率を上げて、第３形態アルミニウム比率を下げることができる。
【００９５】
制御部８３ｂは、第３形態アルミニウムが不足していることを表す情報を、調整装置９０ｂを介して不足判定装置１２０から取得する。制御部８３ｂは、第３形態アルミニウムが不足となっていることを表す情報を取得した場合、アルカリ度調整剤を注入することを表す指示情報を、調整装置９０ｂを介してアルカリ度調整剤注入装置１００に送信する。制御部８３ｂは、アルカリ度調整剤を注入することによって混和水のアルカリ度を下げる。制御部８３ｂは、混和水のアルカリ度を下げることによって第２形態アルミニウム比率を下げて、第３形態アルミニウム比率を上げることができる。
【００９６】
調整装置９０ｂは、第３形態アルミニウムが過剰となっていることを表す情報を、状態検出装置１３０から取得する。調整装置９０ｂは、第３形態アルミニウムが過剰となっている（第３形態アルミニウム比率が閾値以上である）ことを表す情報を、制御部８３ｂに送信する。調整装置９０ｂは、第３形態アルミニウムが過剰となっていることを表す情報を取得した場合、アルカリ度調整剤を注入することを表す指示情報を、アルカリ度調整剤注入装置１００に送信する。調整装置９０ｂは、混和水のアルカリ度を上げることによって第２形態アルミニウム比率を上げて、第３形態アルミニウム比率を下げることができる。
【００９７】
調整装置９０ｂは、第３形態アルミニウムが不足していることを表す情報を、不足判定装置１２０から取得する。調整装置９０ｂは、第３形態アルミニウムが不足している（第３形態アルミニウム比率が閾値未満である）ことを表す情報を、制御部８３ｂに送信する。調整装置９０ｂは、第３形態アルミニウムが不足となっていることを表す情報を取得した場合、アルカリ度調整剤を注入することを表す指示情報を、アルカリ度調整剤注入装置１００に送信する。調整装置９０ｂは、アルカリ度調整剤を注入することによって混和水のアルカリ度を下げる。調整装置９０ｂは、混和水のアルカリ度を下げることによって第２形態アルミニウム比率を下げて、第３形態アルミニウム比率を上げることができる。
【００９８】
アルカリ度調整剤注入装置１００は、制御部８３ｂ又は調整装置９０ｂから取得した指示情報に基づいて、着水井１０と混和池２０との間の配管（水路）にアルカリ度調整剤を注入する。したがって、アルカリ度調整剤注入装置１００は、原水によって希釈されたアルカリ度調整剤を、混和池２０に注入する。アルカリ度調整剤注入装置１００は、例えば、ポンプである。ポンプは、電動でもよい。アルカリ度調整剤は、炭酸ナトリウムである。混和池２０では、アルカリ度調整剤によって水のアルカリ度が変化するので、図３に示すように第２形態アルミニウム比率が変化する。
【００９９】
粒径測定装置１１０は、情報処理装置である。粒径測定装置１１０は、混和池２０の水に含まれているフロックが撮像された画像情報を、撮像部８１１から取得する。粒径測定装置１１０は、混和池２０の水に含まれているフロックが撮像された画像情報に基づいて、混和池２０の水に含まれているフロックの粒径を測定する。粒径測定装置１１０は、混和池２０の水に含まれているフロックの粒径を表す情報を、不足判定装置１２０に送信する。粒径測定装置１１０は、フロック形成池３０から採取された水におけるフロックが撮像された画像に基づいて、フロック形成池３０の水に含まれているフロックの粒径を測定する。
【０１００】
不足判定装置１２０は、混和池２０の水に含まれているフロックの粒径を表す情報を、粒径測定装置１１０から取得する。不足判定装置１２０は、フロック形成池３０の水に含まれているフロックの粒径を表す情報を、粒径測定装置１１０から取得する。
【０１０１】
不足判定装置１２０は、第３形態アルミニウムが不足しているか否かを判定する。例えば、不足判定装置１２０は、フロック形成池３０−３の水に含まれているフロックの粒径が閾値未満である場合、第３形態アルミニウムが不足していると判定する。例えば、不足判定装置１２０は、混和池２０の水に含まれているフロックの粒径とフロック形成池３０−３の水に含まれているフロックの粒径との差が閾値以下である場合、第３形態アルミニウムが不足していると判定する。すなわち、不足判定装置１２０は、混和池２０の水に含まれているフロックの粒径とフロック形成池３０−３の水に含まれているフロックの粒径とがあまり変わらない場合、第３形態アルミニウムが不足していると判定する。
【０１０２】
不足判定装置１２０は、第３形態アルミニウムが不足していると判定した場合、第３形態アルミニウムが不足していることを表す情報を、調整装置９０ｂに送信する。不足判定装置１２０は、不溶性アルミニウムが不足しているか否かを判定してもよい。不足判定装置１２０は、不溶性アルミニウムが不足していると判定した場合、不溶性アルミニウムが不足していることを表す情報を、調整装置９０ｂに送信してもよい。
【０１０３】
第３形態アルミニウムが不足していない場合、第３形態アルミニウムが過剰となっている（第３形態アルミニウムが残留している）場合がある。第３形態アルミニウムは、不溶性アルミニウムでもよい。状態検出装置１３０は、ろ過池５０の水位を表す情報を、水位上昇測定装置５１から取得する。状態検出装置１３０は、ろ過池５０の水位の上昇速度が閾値以上である場合、ろ過性が不良であると判定する。
【０１０４】
状態検出装置１３０は、ろ過池５０におけるろ過時間指標を表す情報を、ろ過時間指標測定装置４２（ＳＴＲ測定装置）から取得する。状態検出装置１３０は、ろ過時間指標が閾値以上である場合、ろ過性が不良であると判定する。
【０１０５】
状態検出装置１３０は、ろ過性が不良であると判定した場合、第３形態アルミニウムが過剰となっていることを検出する。状態検出装置１３０は、第３形態アルミニウムが過剰となっていることを検出した場合、第３形態アルミニウムが過剰となっていることを表す情報を、調整装置９０ｂ及び制御部８３ｂに送信する。
【０１０６】
次に、凝集制御装置８０ｂの動作を説明する。
図９は、凝集制御装置８０ｂの動作の例を示すフローチャートである。図８に示すステップＳ２０１からステップＳ２０９までは、図７に示すステップＳ１０１からステップＳ１０９までと同じである。
【０１０７】
粒径測定装置１１０は、フロックが撮像された画像情報に基づいて、フロックの粒径を測定する（ステップＳ２１０）。不足判定装置１２０は、フロックの粒径が閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳ２１１）。フロックの粒径が閾値以上である場合（ステップＳ２１１：ＹＥＳ）、制御部８３ｂ又は調整装置９０ｂは、薬注操作を選択する（ステップＳ２１２）。
【０１０８】
ｐＨ調整剤の注入を選択した場合（ステップＳ２１２：ｐＨ調整剤）、制御部８３ｂ又は調整装置９０ｂは、ｐＨ調整剤注入装置６０に指示情報を送信することによって、混和池２０とフロック形成池３０との間の配管に、ｐＨ調整剤を注入する（ステップＳ２１３）。ｐＨ調整剤を注入した後、制御部８３ｂ又は調整装置９０ｂは、ステップＳ２１１に処理を戻す。
【０１０９】
凝集剤の注入を選択した場合（ステップＳ２１２：凝集剤）、制御部８３ｂ又は調整装置９０ｂは、凝集剤注入装置７０に指示情報を送信することによって、混和池２０とフロック形成池３０との間の配管に、凝集剤を注入する（ステップＳ２１４）。凝集剤を注入した後、制御部８３ｂ又は調整装置９０ｂは、ステップＳ２１１に処理を戻す。
【０１１０】
フロックの粒径が閾値未満である場合（ステップＳ２１１：ＮＯ）、状態検出装置１３０は、ろ過池５０の水位の上昇速度を検出する。状態検出装置１３０は、ろ過時間指標を表す情報を、ろ過時間指標測定装置４２から取得する（ステップＳ２１６）。
【０１１１】
状態検出装置１３０は、ろ過池５０の水位の上昇速度又はろ過時間指標が閾値以上であるか否かを判定する。すなわち、状態検出装置１３０は、ろ過性が不良であるか否かを判定する（ステップＳ２１７）。
【０１１２】
ろ過池５０の水位の上昇速度又はろ過時間指標が閾値以上である場合（ステップＳ２１７：ＹＥＳ）、制御部８３ｂ又は調整装置９０ｂは、アルカリ度調整剤注入装置１００に指示情報を送信することによって、着水井１０と混和池２０との間の配管にアルカリ度調整剤を注入する（ステップＳ２１８）。ろ過池５０の水位の上昇速度及びろ過時間指標が閾値未満である場合（ステップＳ２１７：ＮＯ）、制御部８３ｂ及び調整装置９０ｂは、図８に示す処理を終了する。
【０１１３】
以上のように、第２の実施形態の制御部８３ｂは、アルカリ度調整剤、凝集剤又はｐＨ調整剤を、フロックの粒径の変化に基づいて水に注入する、
これによって、第２の実施形態の凝集制御装置８０ａは、凝集剤の注入量が不要に増加することを、より防ぐことができる。
【０１１４】
制御部８３ｂは、複数のフロックが撮像された画像に基づいて測定された粒径の変化に基づいて、アルカリ度調整剤、凝集剤又はｐＨ調整剤を水に注入してもよい。制御部８３ｂは、ろ過時間指標、アルミニウムの濃度、ろ過池の水位の上昇に基づいて、アルカリ度調整剤を水に注入してもよい。
【０１１５】
第２の実施形態の凝集制御装置８０ｂは、凝集剤の主成分であるアルミニウムが水に残留することを防ぐことができる。第１の実施形態の凝集制御装置８０ａは、ろ過池５０の洗浄コストと凝集剤のコストとが不要に増加することを防ぐことができる。第２の実施形態の凝集制御装置８０ｂは、第３形態アルミニウム量を減量するので、ろ過池５０のろ過性能を向上させることができる。
【０１１６】
以上述べた少なくともひとつの実施形態によれば、分散値が第１閾値未満でありフロックの表面荷電がマイナスである場合、ｐＨ調整剤を水に注入する制御部を持つことにより、凝集剤の注入量が不要に増加することを防ぐことができる。
【０１１７】
以上、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】
【０１１８】
１ａ…水処理システム、１ｂ…水処理システム、２ａ…凝集制御システム、２ｂ…凝集制御システム、１０…着水井、１１…水質計、１２…流量計、２０…混和池、２１…撹拌装置、２２…ｐＨ計、３０…フロック形成池、３１…緩速攪拌機、４０…沈殿池、４１…水質計、４２…ろ過時間指標測定装置、５０…ろ過池、５１…水位上昇測定装置、６０…ｐＨ調整剤注入装置、７０…凝集剤注入装置、８０ａ…凝集制御装置、８０ｂ…凝集制御装置、８１…解析部、８２…算出部、８３ａ…制御部、８３ｂ…制御部、８４…記憶部、９０ａ…調整装置、９０ｂ…調整装置、１００…アルカリ度調整剤注入装置、１１０…粒径測定装置、１２０…不足判定装置、１３０…状態検出装置、２００…セル、２１０…負極、２２０…正極、２３０…電圧供給部、３００…懸濁液、８１０…光源部、８１１…撮像部、８１２…速度測定部
【図１】
0006577383.tif 000002
【図２】
0006577383.tif 000003
【図３】
0006577383.tif 000004
【図４】
0006577383.tif 000005
【図５】
0006577383.tif 000006
【図６】
0006577383.tif 000007
【図７】
0006577383.tif 000008
【図８】
0006577383.tif 000009
【図９】
0006577383.tif 000010