(57)【要約】【課題】水質変動や季節要因を考慮した管理を可能とし、パックの低減を図ってより効率的な浄水場の管理方法を実現する【解決手段】凝集剤を投入してフロックを形成し、このフロックが沈降した後の上澄水の水質を管理する水質管理方法において、水質管理指標として粒径及び粒子数を用い、上流側の水に含まれる懸濁物の粒径及び粒子数を測定し、測定結果に基づいて前記上流側の水に投入する凝集剤の注入率又は塩基度の少なくとも一方を変化させてフロックを形成し、フロックが沈降した後の上澄水の粒径及び粒子数を測定して水に投入する凝集剤の最適注入率及び塩基度を求めるようにした。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
凝集剤を投入してフロックを形成し、このフロックが沈降した後の上澄水の水質を管理する水質管理方法において、水質管理指標として懸濁物の粒径及び粒子数を用いたことを特徴とする水質管理方法。
【請求項２】
原水に含まれる懸濁物の粒径及び粒子数を測定し、測定結果に基づいて原水に投入する凝集剤の注入率を変化させてフロックを形成し、フロックが沈降した後の上澄水の粒径及び粒子数を測定して原水に投入する凝集剤の最適注入率を求めるようにしたことを特徴とする請求項１記載の水質管理方法。
【請求項３】
原水に含まれる懸濁物の粒径及び粒子数を測定し、測定結果に基づいて原水に投入する凝集剤を選択するに際しては、塩基度の異なる凝集剤を用いてフロックを形成し、フロックが沈降した後の上澄水の粒径及び粒子数を測定して水に投入する凝集剤を選択するようにしたことを特徴とする請求項１記載の水質管理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば浄水場の水質管理方法の改善に関し、原水に含まれる懸濁物の粒径及び粒子数に基づいて凝集剤の最適注入率及び塩基度を定め、効果的な濁度の改善を図った浄水管理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
浄水場では、原水中に凝集剤（ＰＡＣ・・・ポリ塩化アルミニウム・・・以下パックと称す）等を注入することによって、懸濁物質を凝集させて除去している。凝集剤を注入することにより、懸濁物質を取り込んだ凝集塊（以下フロックと称す）が形成される。このフロックを沈殿分離することにより懸濁物質が除去される。凝集沈殿処理の上澄水は、砂ろ過処理でさらに清澄な水になり、塩素による殺菌処理を施して水道水になる。凝集剤を注入して懸濁物質を凝集させる方法は、原水中の懸濁物質が主に粘土質であるときに極めて有効な方法である。
これら一連の浄水処理操作に関連する先行技術文献としては次のようなものがある。
【０００３】
【特許文献１】
特公昭６０−４３７６２号公報
【特許文献２】
特開平０４−３５７０２号公報。
【０００４】
前記した凝集沈殿ろ過方法において、凝集操作ではフロックは２から３ｍｍ程度に成長し、この成長したフロックは沈殿池で沈降分離される。一方、沈降分離で除去できなかった約５０μｍ程度以下の微細なフロックは、有効径が０．４５から０．７ｍｍの範囲のろ過砂が充填されたろ過池にて除去される。
【０００５】
ろ過池ではろ過を開始してから時間経過と共にろ過層内への抑留物が蓄積して損失水頭が上昇し、ろ過水量が減少する。このため、ろ過継続時間に達した時点で逆流洗浄操作が行われ、ろ過水の一部を洗浄水としてろ過池の流出側から供給し、ろ過層内の抑留物を洗浄水と共に排出することが行われる。逆洗排水はその後排水池に送られ、汚泥が沈降分離された後、上澄水は原水に返送される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
逆流洗浄操作回数は少ないほど望ましい。そのためには、ろ過池まで運ばれる懸濁物をより少なくする必要がある。
ところで、一般に浄水場では着水井に流入する原水の濁度に応じてパックの注入量を制御している。即ち、原水の濁度を濁度計で測定しその濁度をもとにパックの注入量を決定している。
【０００７】
しかしながら、濁度に準拠した制御ではろ過池への懸濁物の流出を細かく管理するのは難しいという問題があった。
本発明は上述の問題点を解決するためになされたもので、懸濁物の内容を粒径で捕らえ、この粒径に基づいてパックの注入率とパックの塩基度を考慮した管理を行うことによりろ過池まで運ばれる懸濁物をより少なくした水質管理方法を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
このような問題点を解決するために、請求項１においては、
凝集剤を投入してフロックを形成し、このフロックが沈降した後の上澄水の水質を管理する水質管理方法において、水質管理指標として粒径及び粒子数を用いたことを特徴とする。
【０００９】
請求項２においては、請求項１記載の水質管理方法において、
原水に含まれる懸濁物の粒径及び粒子数を測定し、測定結果に基づいて原水に投入する凝集剤の注入率を変化させてフロックを形成し、フロックが沈降した後の上澄水の粒径及び粒子数を測定して原水に投入する凝集剤の最適注入率を求めるようにしたことを特徴とする。
【００１０】
請求項３においては、請求項１記載の水質管理方法において、
原水に含まれる懸濁物の粒径及び粒子数を測定し、測定結果に基づいて原水に投入する凝集剤を選択するに際しては、塩基度の異なる凝集剤を用いてフロックを形成し、フロックが沈降した後の上澄水の粒径及び粒子数を測定して水に投入する凝集剤を選択するようにしたことを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて本発明を詳細に説明する。
図１は本発明の実施形態の一例を示す浄水場の説明図である。
図において、１は着水井であり、取水口から取り入れた原水が流入する。ここには第１粒子カウンタが配置されており、原水に含まれる懸濁物が測定され、測定結果に応じてパックが投入される。
【００１２】
パックが投入された原水は急速混和池２で混和され、フロック形成池３で懸濁物の成長が促進され、大きくなった懸濁物の塊（フロック）が沈降する。ここで処理された水は薬品沈殿池４を経て急速ろ過池へ送られる。
薬品沈殿池４の中間部には第２粒子カウンタ６が配置されており、その出力により投入したパック量の過不足が判断される。
【００１３】
図２は実施に先立つ実験の概要を示すもので、工程（ａ）において５００ｍｌの原水をビーカーに採取し、濁度計と粒子カウンタ（図示省略）を用いて濁度と粒径別粒子数を測定する、その後パックを注入する。パックの注入量ははじめ１０ｍｇ／ｌとし、この原水とパックの混合液を工程（ｂ）においてジャーテスタに入れて撹拌する。ジャーテスタでは撹拌羽の回転数を１５０ｒｐｍで１０分撹拌し、次に５０ｒｐｍで５分撹拌後１０分間沈静させる。
次に工程（ｃ）においてビーカーを取り出し、工程（ａ）と同様上澄液の濁度と粒径別粒子数を測定する。
【００１４】
図３は上述のパックの注入量を１５ｍｇ／ｌ，２０ｍｇ／ｌ，２５ｍｇ／ｌと変化させたときの粒径ごとの懸濁物除去率の関係を示す説明図である。なお、丸印Ｐで囲った部分は２〜１０μｍ以下の粒子の除去率が重なった状態を示している。
図によれば、パックの注入量が１０ｍｇ／ｌの場合は粒径の如何に関わらず除去率は１０％程度であるが、注入量が１５ｍｇ／ｌになると１０μｍ以下の粒子の除去率は４０％程度と向上し、２０ｍｇ／ｌ，２５ｍｇ／ｌになると６０％，９０％程度に除去率が向上する。
【００１５】
これに対し１０μｍ以上の粒子の除去率は注入量が１５ｍｇ／ｌの除去率は２０％程度、２０ｍｇ／ｌで２７％程度、２５ｍｇ／ｌで６０％程度の除去率となっている。
一般に浄水場の平常注入率は１５ｍｇ／ｌ〜２０ｍｇ／ｌ程度であり、２５ｍｇ／ｌは過剰注入とされているが、上述の結果では平常の注入率では１０μｍ以上の粒子が多数含まれている原水では除去率が悪く、その場合は２５ｍｇ／ｌ以上の注入率とする必要があることがわかる。
【００１６】
図４は図１に示す浄水場において、着水井１にパックを注入し沈殿池４の中間部において濁度計で測定した濁度と粒子カウンタで２〜３μｍの粒子について測定した粒子数の変化であり、横軸は経過時間を示している。図において、Ａで示す線は沈殿池中間の濁度変化を示し、Ｂは沈殿池中間の粒子数の変化を示している。
【００１７】
また、Ｃで示す縦線は１５時３０分ごろパックの注入率を１４ｍｇ／ｌから２５ｍｇ／ｌに増加させた時点を示し、Ｄで示す縦線は１８時少し前にパック注入率を２５ｍｇ／ｌから１４ｍｇ／ｌに減少させた時点を示し、Ｅで示す縦線は２０時２４分少し前に粒子数が最大値になった時点を示している。
【００１８】
図によれば、注入率を変化させたことによる濁度の変化は０．２度（約５％）程度なのに対し、粒子数の変化は＋３５０個（約５０％）と大きく変化しているのが分かる。このことは浄化度の指標として濁度より感度のよい粒子数変動を用いる方が水質変動を顕著に捕らえることができることを示している。
【００１９】
ところで、市販のパックには塩基度の異なる各種のパックがあり、塩基度の高い種類（例えば塩基度６２）は夏場の高温・高濁度度時、塩基度の低い種類（塩基度５２）は冬場の低温・低濁度時用として用いられている。
【００２０】
図５は塩基度と注入率を変化させた場合の粒子除去率と粒径（μｍ）の関係を示す図である。Ａは注入率１５ｍｇ／ｌで塩基度５２のパック，Ｂは注入率１５ｍｇ／ｌで塩基度６２のパック、Ａ’は注入率２５ｍｇ／ｌで塩基度５２のパック，Ｂ’は注入率２５ｍｇ／ｌで塩基度６２のパックを注入した場合の除去率を示している。
【００２１】
図において、１５ｍｇ／ｌ注入したＡ，Ｂの場合を見ると、２〜１０μｍの細かい粒子は塩基度の高いパックＢが塩基度の低いパックＡに比較して除去特性に優れていることがわかる。しかし、１０μｍ以上の大きい粒子の場合は特性が逆転し塩基度の低いパックＡの方が除去特性が優れていることがわかる。
【００２２】
これに対し、２５ｍｇ／ｌの注入率としたＡ’，Ｂ’の場合はどの粒径においても塩基度の高いパックＢ’の方が除去特性に優れていることが分かる。つまりパックＢで１０μｍ以上の粒子を除去しようとした場合は通常（１５ｍｇ／ｌ）より過剰に注入する必要があることが分かる。
本発明の以上の説明は、説明および例示を目的として特定の好適な実施例を示したに過ぎない。したがって本発明はその本質から逸脱せずに多くの変更、変形をなし得ることは当業者に明らかである。
【００２３】
例えば、パックの注入率や塩基度は実施例で示したものに限ることなく濁質、濁度、温度に応じて適宜調整可能である。特許請求の範囲の欄の記載により定義される本発明の範囲は、その範囲内の変更、変形を包含するものとする。
【００２４】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、凝集剤を投入してフロックを形成し、このフロックが沈降した後の上澄水の水質を管理する水質管理方法において、水質管理指標として粒径及び粒子数を用い、原水に含まれる懸濁物の粒径、粒子数および温度を測定し、測定結果に基づいて原水に投入する凝集剤の注入率又は塩基度の少なくとも一方を変化させてフロックを形成し、フロックが沈降した後の上澄水の粒径及び粒子数を測定して水に投入する凝集剤の最適注入率及び塩基度を求めるようにしたので、水質変動や季節要因を考慮した管理が可能となり、パックの低減を図ってより効率的な浄水場の管理方法を実現することができる。
【００２５】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が実施される浄水場の一例を示す説明図である。
【図２】実施に先立つ実験の概要を示す説明図である。
【図３】パック注入率と粒径別濁質の除去率を示す説明図である。
【図４】濁度計で測定した濁度と粒子カウンタで２〜３μｍの粒子について測定した粒子数の変化を示す説明図である。
【図５】パック注入率に塩基度を加味した粒径別濁質の除去率を示す説明図である。
【符号の説明】
１　　着水井
２　　急速混和池
３　　フロック形成池
４　　薬品沈殿池
５　　第１粒子カウンタ
６　　第２粒子カウンタ
１０　ビーカ
【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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