(57)【要約】【課題】適正量の凝集剤を注入することが可能な凝集剤注入制御装置を提供すること。【解決手段】処理すべき原水に凝集剤を注入する凝集剤注入制御装置１０において、原水の水質（アルカリ度、導電率、水温、濁度、ｐＨ）を測定するアルカリ度計５６、導電率計５２、水温計５３、濁度計５３、ｐＨ計５８と、水質が測定された原水に対して凝集剤を注入する凝集剤注入設備４１と、凝集剤注入設備４１によって凝集剤が注入された原水の流動電流値（ＳＣＤ値）を測定する流動電流計５５と、流動電流計５５によって測定された流動電流値を、測定された水質によって補正し、補正された流動電流値が、予め定めた目標値になるような凝集剤注入量となるように凝集剤注入設備４１を制御するＳＣＤ目標値設定演算部２１とを備えている。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理すべき原水に凝集剤を注入する凝集剤注入制御装置において、
前記原水の水質を測定する水質測定手段と、
前記水質測定手段によって水質が測定された原水に対して前記凝集剤を注入する凝集剤注入手段と、
前記凝集剤注入手段によって凝集剤が注入された原水の流動電流値を測定する流動電流測定手段と、
前記流動電流測定手段によって測定された流動電流値を、前記水質測定手段によって測定された水質によって補正し、補正された流動電流値が、予め定めた目標値になるような凝集剤注入量となるように前記凝集剤注入手段を制御する制御手段と
を備えた凝集剤注入制御装置。
【請求項２】
前記水質測定手段は、前記原水の水質として、前記原水の導電率を測定するようにした請求項１に記載の凝集剤注入制御装置。
【請求項３】
前記水質測定手段は、前記原水の水質として、前記原水のｐＨを測定するようにした請求項１に記載の凝集剤注入制御装置。
【請求項４】
前記水質測定手段は、前記原水の水質として、前記原水の水温を測定するようにした請求項１に記載の凝集剤注入制御装置。
【請求項５】
前記水質測定手段は、前記原水の水質として、前記原水のアルカリ度を測定するようにした請求項１に記載の凝集剤注入制御装置。
【請求項６】
処理すべき原水に凝集剤を注入する凝集剤注入制御装置において、
前記原水に対して前記凝集剤を注入する凝集剤注入手段と、
前記凝集剤注入手段によって凝集剤が注入された原水の流動電流値を測定する流動電流測定手段と、
前記流動電流測定手段によって測定された流動電流値を、前記流動電流測定手段のメンテナンス後の経過時間によって補正し、補正された流動電流値が、予め定めた目標値になるような凝集剤注入量となるように前記凝集剤注入手段を制御する制御手段と
を備えた凝集剤注入制御装置。
【請求項７】
請求項６に記載の凝集剤注入制御装置において、
前記原水の導電率、ｐＨ、水温、およびアルカリ度のうちの少なくとも何れかを測定する水質測定手段を付加し、
前記制御手段は、前記流動電流測定手段によって測定された流動電流値を、前記流動電流測定手段のメンテナンス後の経過時間に加えて、前記水質測定手段によって測定された水質によって補正し、補正された流動電流値が、予め定めた目標値になるような凝集剤注入量となるように前記凝集剤注入手段を制御するようにした凝集剤注入制御装置。
【請求項８】
処理すべき原水に凝集剤を注入する凝集剤注入制御装置において、
前記原水の導電率、ｐＨ、水温、およびアルカリ度のうちの少なくとも２つを測定する複数の水質測定手段と、
前記各水質測定手段によって水質が測定された原水に対して前記凝集剤を注入する凝集剤注入手段と、
前記凝集剤注入手段によって凝集剤が注入された原水の流動電流値を測定する流動電流測定手段と、
前記流動電流測定手段によって測定された流動電流値を、前記各水質測定手段によって測定された水質によって補正し、補正された流動電流値が、予め定めた目標値になるような凝集剤注入量となるように前記凝集剤注入手段を制御する制御手段と
を備えた凝集剤注入制御装置。
【請求項９】
請求項１乃至８のうち何れか１項に記載の凝集剤注入制御装置において、
複数水源から導入される前記各原水の流量をそれぞれ測定する複数の流量測定手段と、
予め把握した前記各水源の水質特性を、前記各流量測定手段によって測定された各水源の流量で加重平均することによって平均水質特性を求め、この平均水質特性に基づいて前記目標値を決定する目標値決定手段と
を付加した凝集剤注入剤制御装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の凝集剤注入制御装置において、
前記複数水源から導入されてなる前記各原水の平均上澄み濁度を測定する濁度測定手段を備え、
前記目標値決定手段は、前記平均水質特性と前記平均上澄み濁度とに基づいて前記目標値を決定するようにした凝集剤注入剤制御装置。
【請求項１１】
複数水源から導入された原水に凝集剤を注入する凝集剤注入制御装置において、
前記複数水源から導入される前記各原水の流量をそれぞれ測定する複数の流量測定手段と、
前記複数水源から導入された前記各原水を混合してなる混合原水の水質を測定する水質測定手段と、
前記水質測定手段によって水質が測定された混合原水に対して前記凝集剤を注入する凝集剤注入手段と、
前記凝集剤注入手段によって凝集剤が注入された混合原水の流動電流値を測定する流動電流測定手段と、
前記流動電流測定手段によって測定された流動電流値を、前記水質測定手段によって測定された水質によって補正し、補正された流動電流値が、予め定めた目標値になるような凝集剤注入量となるように前記凝集剤注入手段を制御する制御手段と、
予め把握した前記各原水の水質特性を、前記各流量測定手段によって測定された各原水の流量で加重平均することによって平均水質特性を求め、この平均水質特性に基づいて前記目標値を決定する目標値決定手段と
を備えた凝集剤注入制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば浄水場や下水処理場で使用する凝集剤の注入量を、凝集剤が混和された混和水の流動電流値に基づいて制御する凝集剤注入制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば浄水場や下水処理では、処理すべき原水に凝集剤が注入されている。これによって、原水中に含まれる懸濁物がフロック化され、容易に沈殿濾過されるようになり、濁質の除去が図られている。凝集剤としては、例えばポリ塩化アルミニウム（一般に「ＰＡＣ」と呼ばれている。）や、硫酸アルミニウム（一般に「硫酸ばんど」と呼ばれている。）等が広く用いられている。
【０００３】
濁度に影響を及ぼす要素としては、原水の原水濁度や水質、凝集剤の注入量、ｐＨ、撹拌池での撹拌強度、沈でん池の状態などが考えられる。また、凝集剤の注入結果が沈でん池出口における濁度に影響を及ぼすまでの時間は、一般的に２〜４時間程度かかる。このため、沈でん池出口における濁度を測定し、その測定結果に基づいて凝集剤の注入量を制御するのでは手遅れになってしまう。
【０００４】
そのため、原水の原濁度と水温から凝集剤の注入率を演算するフィードフォワード制御（以下、「ＦＦ制御」と称する。）が従来からなされている。しかしながら、ＦＦ制御は，過去の経験に基づいて凝集剤の注入量を決定するため、過去の運転実績が最適注入量よりも多めであった場合には、凝集剤の注入率の目標値が多めに演算される傾向がある。凝集剤の過剰注入により処理コストの増大をもたらしてしまう。また、余剰汚泥の増量をもたらし、汚泥の再利用を妨げる等の弊害をもたらしてしまう。また、ＦＦ制御だけでは、凝縮剤の注入後の結果を制御に反映することができない。
【０００５】
このため、特許文献１や特許文献２に開示されているように、凝集剤の注入量の最適化を図るために、凝集剤の注入後の結果を制御に反映するフィードバック制御（以下、「ＦＢ制御」と称する。）を適用した凝集剤注入制御装置の発明もなされている。
【０００６】
この種の凝集剤注入制御装置では、混和池に流動電流計が設置され、この流動電流計によって、凝集剤が混和された混和水の流動電流が測定される。そして、この測定結果に補正処理がなされることによってＰＩＤ制御の目標値（セットポイント）とする流動電流が演算され、この目標値になるように凝集剤の注入量が制御されている。
【０００７】
特に特許文献１では、導電率が流動電流の変動に伴って変化するので、この変化分を補正することによって、目標値とする流動電流が演算されている。
【０００８】
一方、特許文献２では、混和水のｐＨもまた、流動電流の変動に伴って変化するので、導電率の変化分に加えて、ｐＨの変化分をも補正することによって、目標値とする流動電流が演算されている。
【０００９】
その他、流動電流計が制御に用いられた凝集剤注入制御装置の発明としては、特許文献３乃至６が開示されている。
【００１０】
【特許文献１】
特開２００１−３２７８０６号公報
【００１１】
【特許文献２】
特開２００２−２３９３０７号公報
【００１２】
【特許文献３】
特開平３−２８４３０３号公報
【００１３】
【特許文献４】
特開平３−２８４３０４号公報
【００１４】
【特許文献５】
特開平３−２８４３０５号公報
【００１５】
【特許文献６】
特開平３−２８８５０３号公報
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、本発明の発明者らは、流動電流計によって測定される流動電流についての実験を行った結果、濁度が同じ場合であっても、原水の導電率およびｐＨのみならず、水源の水質、水温、アルカリ度によっても測定値が変化することが分かった。更に、流動電流計のメンテナンスを行うと、メンテナンス後ある時間を経ると測定値がある傾向をもって変化することもわかった。
【００１７】
したがって、これらの要因を補正しなければ、測定値である流動電流の誤差が大きくなってしまう。その結果、このように誤差の大きい流動電流に基づいてＰＩＤ制御を行っても、高精度な制御を行うことができず、適正量の凝縮剤を注入することが困難になる恐れがあるという問題がある。
【００１８】
また、一般的な浄水場では、同一水源（同一の河川）からの原水を処理するために建設されていることが多い。しかしながら、諸事情により複数水源からの原水を同時に受け入れ、処理する浄水場も存在する。
【００１９】
上述したように、流動電流計による測定値は、水源の水質によっても変化する。このため、測定値の水質依存性を正しく把握し、補正に反映することができれば、複数水源からの原水を同時に受け入れ、処理している浄水場にも本装置を提供することができるようになる。
【００２０】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、その第１の目的は、流動電流計による測定結果を、原水の水源の水質、導電率、ｐＨ、水温、アルカリ度、メンテナンス後の経過時間によって補正することによって、精度の高い流動電流を得、この流動電流に基づいてＰＩＤ制御を行い、凝集剤の注入量を決定することによって、適正量の凝集剤を注入することが可能な凝集剤注入制御装置を提供することにある。
【００２１】
また、その第２の目的は、流動電流計による測定結果を、原水の水源の水質、導電率、ｐＨ、水温、アルカリ度、メンテナンス後の経過時間によって補正し、精度の高い流動電流を得ることによって、複数水源から原水を受け入れた場合であっても、流動電流に基づいてＰＩＤ制御を行い、凝集剤の注入量を決定することによって、適正量の凝集剤を注入することが可能な凝集剤注入制御装置を提供することにある。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明では、以下のような手段を講じる。
【００２３】
すなわち、請求項１の発明は、上記第１の目的を達成するために、処理すべき原水に凝集剤を注入する凝集剤注入制御装置において、原水の水質を測定する水質測定手段と、水質測定手段によって水質が測定された原水に対して凝集剤を注入する凝集剤注入手段と、凝集剤注入手段によって凝集剤が注入された原水の流動電流値を測定する流動電流測定手段と、流動電流測定手段によって測定された流動電流値を、水質測定手段によって測定された水質によって補正し、補正された流動電流値が、予め定めた目標値になるような凝集剤注入量となるように凝集剤注入手段を制御する制御手段とを備えている。
【００２４】
従って、請求項１の発明の凝集剤注入制御装置においては、以上のようにして、流動電流測定手段による測定結果を、原水の水源の水質によって補正することによって、精度の高い流動電流を得ることができる。更に、この流動電流に基づいてＰＩＤ制御を行い、凝集剤の注入量を決定することによって、適正量の凝集剤を注入することが可能となる。
【００２５】
請求項２の発明は、上記第１の目的を達成するために、請求項１の発明の凝集剤注入制御装置において、水質測定手段は、原水の水質として、原水の導電率を測定するようにしている。
【００２６】
従って、請求項２の発明の凝集剤注入制御装置においては、以上のようにして、流動電流測定手段による測定結果を、原水の水源の導電率によって補正することによって、精度の高い流動電流を得ることができる。更に、この流動電流に基づいてＰＩＤ制御を行い、凝集剤の注入量を決定することによって、適正量の凝集剤を注入することが可能となる。
【００２７】
請求項３の発明は、上記第１の目的を達成するために、請求項１の発明の凝集剤注入制御装置において、水質測定手段は、原水の水質として、原水のｐＨを測定するようにしている。
【００２８】
従って、請求項３の発明の凝集剤注入制御装置においては、以上のようにして、流動電流測定手段による測定結果を、原水のｐＨによって補正することによって、精度の高い流動電流を得ることができる。更に、この流動電流に基づいてＰＩＤ制御を行い、凝集剤の注入量を決定することによって、適正量の凝集剤を注入することが可能となる。
【００２９】
請求項４の発明は、上記第１の目的を達成するために、請求項１の発明の凝集剤注入制御装置において、水質測定手段は、原水の水質として、原水の水温を測定するようにしている。
【００３０】
従って、請求項４の発明の凝集剤注入制御装置においては、以上のようにして、流動電流測定手段による測定結果を、原水の水温によって補正することによって、精度の高い流動電流を得ることができる。更に、この流動電流に基づいてＰＩＤ制御を行い、凝集剤の注入量を決定することによって、適正量の凝集剤を注入することが可能となる。
【００３１】
請求項５の発明は、上記第１の目的を達成するために、請求項１の発明の凝集剤注入制御装置において、水質測定手段は、原水の水質として、原水のアルカリ度を測定するようにしている。
【００３２】
従って、請求項５の発明の凝集剤注入制御装置においては、以上のようにして、流動電流測定手段による測定結果を、原水のアルカリ度および原水のｐＨ、水温、および原水に対して実際に注入された各薬品の注入率によって補正することによって、精度の高い流動電流を得ることができる。更に、この流動電流に基づいてＰＩＤ制御を行い、凝集剤の注入量を決定することによって、適正量の凝集剤を注入することが可能となる。
【００３３】
請求項６の発明は、上記第１の目的を達成するために、処理すべき原水に凝集剤を注入する凝集剤注入制御装置において、原水に対して凝集剤を注入する凝集剤注入手段と、凝集剤注入手段によって凝集剤が注入された原水の流動電流値を測定する流動電流測定手段と、流動電流測定手段によって測定された流動電流値を、流動電流測定手段のメンテナンス後の経過時間によって補正し、補正された流動電流値が、予め定めた目標値になるような凝集剤注入量となるように凝集剤注入手段を制御する制御手段とを備えている。
【００３４】
従って、請求項６の発明の凝集剤注入制御装置においては、以上のようにして、流動電流測定手段による測定結果を、流動電流測定手段のメンテナンス後の経過時間によって補正することによって、精度の高い流動電流を得ることができる。更に、この流動電流に基づいてＰＩＤ制御を行い、凝集剤の注入量を決定することによって、適正量の凝集剤を注入することが可能となる。
【００３５】
請求項７の発明は、上記第１の目的を達成するために、請求項７の発明の凝集剤注入制御装置において、原水の水質として、導電率、ｐＨ、水温、およびアルカリ度のうちの少なくとも何れかを測定する水質測定手段を付加し、制御手段は、流動電流測定手段によって測定された流動電流値を、流動電流測定手段のメンテナンス後の経過時間に加えて、水質測定手段によって測定された水質によって補正し、補正された流動電流値が、予め定めた目標値になるような凝集剤注入量となるように凝集剤注入手段を制御するようにしている。
【００３６】
従って、請求項７の発明の凝集剤注入制御装置においては、以上のようにして、流動電流測定手段による測定結果を、流動電流測定手段のメンテナンス後の経過時間と水質とによって補正することによって、精度の高い流動電流を得ることができる。更に、この流動電流に基づいてＰＩＤ制御を行い、凝集剤の注入量を決定することによって、適正量の凝集剤を注入することが可能となる。
【００３７】
請求項８の発明は、上記第１の目的を達成するために、処理すべき原水に凝集剤を注入する凝集剤注入制御装置において、原水の水質として、導電率、ｐＨ、水温、およびアルカリ度のうちの少なくとも２つを測定する水質測定手段と、水質測定手段によって水質が測定された原水に対して凝集剤を注入する凝集剤注入手段と、凝集剤注入手段によって凝集剤が注入された原水の流動電流値を測定する流動電流測定手段と、流動電流測定手段によって測定された流動電流値を、水質測定手段によって測定された水質によって補正し、補正された流動電流値が、予め定めた目標値になるような凝集剤注入量となるように凝集剤注入手段を制御する制御手段とを備えている。
【００３８】
従って、請求項８の発明の凝集剤注入制御装置においては、以上のようにして、流動電流測定手段による測定結果を、流動電流測定手段のメンテナンス後の経過時間と、少なくとも２つの水質パラメータとによって補正することによって、精度の高い流動電流を得ることができる。更に、この流動電流に基づいてＰＩＤ制御を行い、凝集剤の注入量を決定することによって、適正量の凝集剤を注入することが可能となる。
【００３９】
請求項９の発明は、上記第２の目的を達成するために、請求項１乃至８のうち何れか１項の発明の凝集剤注入制御装置において、複数水源から導入される各原水の流量をそれぞれ測定する複数の流量測定手段と、予め把握した各水源の水質特性を、各流量測定手段によって測定された各水源の流量で加重平均することによって平均水質特性を求め、この平均水質特性に基づいて目標値を決定する目標値決定手段とを付加している。
【００４０】
従って、請求項９の発明の凝集剤注入制御装置においては、以上のような手段を講じることにより、複数水源からそれぞれ任意の流量で原水が導入された場合であっても、適正量の凝集剤を注入することが可能となる。
【００４１】
請求項１０の発明は、上記第２の目的を達成するために、請求項９の発明の凝集剤注入制御装置において、複数水源から導入されてなる各原水の平均上澄み濁度を測定する濁度測定手段を備え、目標値決定手段は、平均水質特性と平均上澄み濁度とに基づいて目標値を決定する。
【００４２】
従って、請求項１０の発明の凝集剤注入制御装置においては、以上のような手段を講じることにより、複数水源からそれぞれ任意の流量で原水が導入された場合であっても、精度良く適正量の凝集剤を注入することが可能となる。
【００４３】
請求項１１の発明は、上記第２の目的を達成するために、複数水源から導入された原水に凝集剤を注入する凝集剤注入制御装置において、複数水源から導入される各原水の流量をそれぞれ測定する複数の流量測定手段と、複数水源から導入された各原水を混合してなる混合原水の水質を測定する水質測定手段と、水質測定手段によって水質が測定された混合原水に対して凝集剤を注入する凝集剤注入手段と、凝集剤注入手段によって凝集剤が注入された混合原水の流動電流値を測定する流動電流測定手段と、流動電流測定手段によって測定された流動電流値を、水質測定手段によって測定された水質によって補正し、補正された流動電流値が、予め定めた目標値になるような凝集剤注入量となるように凝集剤注入手段を制御する制御手段と、予め把握した各原水の水質特性を、各流量測定手段によって測定された各原水の流量で加重平均することによって平均水質特性を求め、この平均水質特性に基づいて目標値を決定する目標値決定手段とを備えている。
【００４４】
従って、請求項１１の発明の凝集剤注入制御装置においては、以上のような手段を講じることにより、複数水源からそれぞれ任意の流量で原水が導入された場合であっても、適正量の凝集剤を注入することが可能となる。
【００４５】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００４６】
本発明の実施の形態を図１から図１０を用いて説明する。
【００４７】
図１は、本発明の実施の形態に係る凝集剤注入制御装置の一例を示す機能機能構成図である。
【００４８】
すなわち、本発明の実施の形態に係る凝集剤注入制御装置１０は、複数の水源ａ，ｂ，ｃ，ｄから取水した原水に含まれる濁質を除去するために適切な凝集剤の注入率を演算し、この注入率に基づいて凝集剤の注入量を決定する装置であって、ＳＣＤ目標値設定演算部２１と、導電率補正部２２と、沈殿池入口ｐＨ補正部２３と、原水水温補正部２４と、メンテナンス後経過日数補正部２５と、アルカリ度補正部２６と、ＰＩＤ制御部２７と、凝集剤注入量制御装置２８と、塩素注入量制御装置２９と、苛性注入量制御装置３０と、低濁度式演算部３１と、通常濁度式演算部３２と、高濁度式演算部３３と、水温補正部３４と、上下限リミット処理部３５とを備えている。
【００４９】
本発明の実施の形態に係る凝集剤注入制御装置１０は、複数の水源から原水を取り込み、浄水処理を行う浄水場や下水処理場に適用されるものである。そこで、図１では、水源として水源ａ、水源ｂ、水源ｃ、水源ｄから原水を取り込む場合を一例として示している。しかしながら、本発明の実施の形態に係る凝集剤注入制御装置１０は、４系統の水源に限らず、それ以上またはそれ以下の系統数の水源を取り込み、浄水処理することも可能である。
【００５０】
一般的に浄水場や下水処理場は着水井６０と、活性炭接触池６１と、混和池６２と、フロック形成池６３と、沈殿池６４とを備えている。そして、水源からの原水は着水井６０に取り込まれ、そこから活性炭接触池６１へと送られ、ここで活性炭と接触される。その後混和池６２に送られ、凝集剤注入設備４１から上述したような凝集剤と、塩素注入設備４２から塩素と、苛性注入設備４３から苛性とがそれぞれ注入され、インペラ６７の回転によって攪拌され混和が促進された後にフロック形成池６３へと送られる。そして、ここでフロックが形成された後に沈殿池６４へと送られ、沈殿池６４においてフロックが沈殿除去された後に、次工程に移送される。
【００５１】
次工程としては、図示していないが、砂濾過層に通された後に、塩素が加えられ、しかる後に配水池を介して配水管へと分配されるようにしている。なお、砂濾過層に通される前に適宜、オゾン処理や生物活性炭処理が施されたりする場合もある。また、このオゾン処理や生物活性炭処理は、砂濾過層に通された後の原水に対して施される場合等さまざまなケースがあるが、本発明では、如何なる次工程であろうとも、発明の本質に関わることはない。。
【００５２】
なお、活性炭接触池６１を備えていない浄水場や下水処理場もある。この場合、着水井６０もしくはその出口に、アルカリ度計５６、導電率計５２、水温計５３、濁度計５４、およびｐＨ計５７を備えることにより対応するようにしている。
【００５３】
各水源ａ、水源ｂ、水源ｃ、水源ｄからの流量は流量計６５（＃ａ）、流量計６５（＃ｂ）、流量計６５（＃ｃ）、流量計６５（＃ｄ）によってそれぞれ測定され、測定結果がＳＣＤ目標値設定演算部２１へと出力されるようにしている。
【００５４】
活性炭接触池６１には、アルカリ度計５６、原水導電率計５２、水温計５３、濁度計５４、およびｐＨ計５７を備えている。そして、アルカリ度計５６は、原水のアルカリ度を測定し、原水水温の測定値５３ａ、原水ｐＨの測定値５７ａ、注入された塩素の注入率２６ｂ、苛性注入率２６ｃ、および凝集剤の注入率２６ｄとから測定結果をアルカリ度補正部２６へと出力する。また、原水導電率計５２は、原水の導電率を測定し、測定結果を導電率補正部２２へと出力する。更に、水温計５３は、原水の水温を測定し、測定結果５３ａを水温補正部３４および原水水温補正部２４へと出力する。更にまた、濁度計５４は、原水の濁度を測定し、測定結果を低濁度式演算部３１、通常濁度式演算部３２、高濁度式演算部３３のうちの何れかへと出力する。ｐＨ計５７は、原水のｐＨを測定する。
【００５５】
また、原水を活性炭接触池６１から混和池６２へと導出水するライン上には流量計６６を備えており、混和池６２へと流入する原水の流量を測定し、測定結果を、後述するように、混和池６２における凝集剤の注入量の制御に用いられるようにしている。
【００５６】
混和池６２には、凝集剤注入設備４１と、塩素注入設備４２と、苛性注入設備４３と、流動電流計５５と、インペラ６７とを備えている。
【００５７】
凝集剤注入設備４１は、凝集剤注入制御装置１０からの指示に基づいて、混和池６２に流入する原水に対して凝集剤を注入する。凝集剤の注入率はアルカリ度補正部２６へも入力されるようにしている。凝集剤注入率は、凝集剤注入量の実績値と混和値流入流量から求めた値などを入力しても良い。注入量は、凝集剤注入量制御装置２８によって測定され、測定結果が凝集剤注入設備４１にフィードバックされるようにしている。
【００５８】
また、塩素注入設備４２は、図示していない監視制御装置もしくは塩素注入制御装置から指示される塩素注入率に基づく注入量の塩素を、混和池６２に流入する原水に対して注入する。この塩素注入率は、アルカリ度補正部２６へも入力されるようにしている。塩素注入率は、塩素注入量の実績値と混和池流入流量から求めた値などを入力して良い。注入量は、塩素注入量制御装置２９によって測定され、測定結果が塩素注入設備４２にフィードバックされるようにしている。
【００５９】
更に、苛性注入設備４３は、図示していない監視制御装置もしくは苛性注入制御装置から指示される苛性注入率に基づく注入量の苛性を、混和池６２に貯水された原水に対して注入する。この苛性注入率は、アルカリ度補正部２６へも入力されるようにしている。苛性注入率は苛性注入量の実績値と混和池流入流量から求めた値などを入力しても良い。注入量は、苛性注入量制御装置３０によって測定され、測定結果が苛性注入設備４３にフィードバックされるようにしている。
【００６０】
なお、図示していないが、酸注入設備を備え、必要に応じて酸を注入し、原水のｐＨを調整できるような構成としても良い。
【００６１】
インペラ６７は、凝集剤と塩素と苛性とが注入された原水を攪拌することによって、混和を促進する。
【００６２】
流動電流計５５は、インペラ６７によって攪拌された原水の流動電流値（以下、「ＳＣＤ値」と称する）を測定する。このＳＣＤ値は、ＳＣＤ値に影響を与える原水のｐＨ、原水の水温、流動電流計５５のメンテナンス後経過後日数、原水のアルカリ度によって補正されるようにしている。これら各補正は、後述するように、アルカリ度補正部２６、メンテナンス後経過日数補正部２５、原水水温補正部２４、沈殿池入口ｐＨ補正部２３が行ない、各補正で得られた補正値を流動電流計５５から得られたＳＣＤ値に加算する。
【００６３】
沈殿池６４には、沈殿池入口側（フロック形成池６３側）にｐＨ計５８と、沈殿池出口側に濁度計５９とをそれぞれ備えている。ｐＨ計５８は、沈殿池６４の入口側における原水のｐＨを測定し、測定結果を沈殿池入口ｐＨ補正部２３へと出力する。濁度計５９は、沈殿池６４の出口側における原水の濁度を測定する。
【００６４】
流動電流計５５から出力されたＳＣＤ値は、アルカリ度補正部２６、メンテナンス後経過日数補正部２５、原水水温補正部２４、沈殿池入口ｐＨ補正部２３において順に補正値が加算され、ＰＩＤ制御部２７へ入力されるようにしている。
【００６５】
アルカリ度補正部２６は、塩素注入設備４２に対する指示値である塩素注入率、苛性注入設備４３に対する指示値である苛性注入率、原水水温計５３からの測定値５３ａ、原水ｐＨ計５７からの測定値５７ａ、凝集剤注入率の指示値２６ｄに基づいて注入された注入率実績値、およびアルカリ度計５６からの測定結果に基づいて補正値を演算し、演算された補正値をＳＣＤ値に加算する。
【００６６】
また、流動電流計５５はメンテナンス後、稼動してから徐々に値がシフトする。このため、メンテナンス後経過日数補正部２５は、以下に示すようにして、メンテナンス終了スイッチが設定された日からの経過日数に基づいて補正値を演算し、演算された補正値をＳＣＤ値に加算する。
【００６７】
すなわち、別途行った実プロセスにおけるＳＣＤ値の記録を分析した結果、流動電流計５５のメンテナンス後の経過日数［日］とＳＣＤ指示値との間に、図２に示す傾向があることが分かった。この特性は、流動電流計５５のピストンとシリンダーとの間に原水中の析出物が溜まり、流路が狭くなり流速が増した結果と推定される。この結果に基づき、流動電流計５５のメンテナンス後経過日数による補正値ΔＺ３を、以下に示す（１）式および（２）式に基づいて算出する。
【００６８】
ΔＺ３＝０  （ｈ＜ｈ１の場合）・・・（１）
ΔＺ３＝Ｚ３ｍａｘ×（ｈ−ｈ１）／（ｈ２−ｈ１）  （ｈ≧ｈ１の場合）・・（２）
ここで、
ΔＺ３：  メンテナンス後経過日数によるＳＣＤ補正値
Ｚ３ｍａｘ：  最大補正量  （ＳＣＤ値：最大  ±１．０  ）
ｈ：メンテナンスからの日数（自動カウント：０〜４００［日］）
経過日数リセットで０にリセットする。０時を越えると１日加算する。
ｈ１    ：  補正を開始する日数（設定幅：  ０  〜  ４０［日］）
ｈ２    ：  最大補正値到達日数（設定幅：  ｈ１＋１００［日］）
すなわち、メンテナンス後、ｈ１の間は補正しない。ｈ１日経過後、ｈ２日までは、（ｈ２−ｈ１）日間で−Ｚ３ｍａｘだけＳＣＤ値のベースが変動するので、この分を日割り計算で補正する。従って、ＳＣＤ補正値Ｚ３ｍａｘは、図２に示す様になる。
【００６９】
原水水温補正部２４は、水温計５３からの測定結果に基づいて、以下に示すようにして補正値を演算し、演算された補正値をＳＣＤ値に加算する。
【００７０】
すなわち、別途行った水質試験室における試験および、実プロセスにおいてＳＣＤ値と水温特性との相関関係を求めた結果、各水源による特性差はあまりなく、図３に示す結果となった。この特性を用いて、原水の水温によるＳＣＤ値補正値ΔＺ２を、以下に示す（３）式および（４）式に従って計算する。
【００７１】
ΔＺ２＝ｋ２×（Ｔｍｐ−Ｔ−ｍ）  ・・・（３）
ただし、ΔＺ２ｍｉｎ≦ΔＺ２≦ΔＺ２−ｍａｘ）
Ｔｍｐ  ：原水の水温
ΔＺ２：原水の水温によるＳＣＤ値補正値
ｋ２  ：水温補正係数
Ｔ−ｍ  ：水温補正のための標準水温
Ｔ−ｍａｘ：水温補正のための上限水温
Ｔ−ｍｉｎ：水温補正のための下限水温
ｋ２＝∂ΔＳＣＤ／∂Ｔｍｐ  ・・・（４）
沈殿池入口ｐＨ補正部２３は、ｐＨ計５８からの測定結果に基づいて、以下に示すようにして補正値を演算し、演算された補正値をＳＣＤ値に加算する。
【００７２】
すなわち、別途行った水質試験室における試験で、各水源ａ〜ｄ毎にＳＣＤ値とｐＨとの特性を求めた結果、図４に示すように、各水源により傾きｋ１が異なるものの単調減少する結果となった。この特性を用いて、沈殿池入口に設けられたｐＨ計５８からの測定結果によるＳＣＤ値補正値ΔＺ１を、以下に示す（５）式、（６）式、および（７）式に従って計算する。
【００７３】
ΔＺ１＝ｋ１×（ｐＨ−ｐＨ−ｍ）・・・（５）
ただし、（ΔＺ１−ｍｉｎ≦ΔＺ１≦ΔＺ１−ｍａｘ）
ｋ１＝Σ（ｋ１−ｉ×ｑｉ／Ｑ）・・・（６）
ここで、
ｐＨ  ：沈殿池入口ｐＨ（５分間の移動平均値）
ΔＺ１：沈殿池入口ｐＨによるＳＣＤ値補正値
ｋ１−ｉ：水源ｉのｐＨ補正係数  （ｉ＝１：水源ａ，２：水源ｂ，３：水源ｃ，４：水源ｄ）
ｐＨ−ｍ：ｐＨ補正のための標準ｐＨ値
ｐＨ−ｍａｘ：ｐＨ補正のための上限ｐＨ値
ｐＨ−ｍｉｎ：ｐＨ補正のための下限ｐＨ値
ｑｉ    ：水源ｉの取水流量  （ｉ＝１：水源ａ，２：水源ｂ，３：水源ｃ，４：水源ｄ）
Ｑ  ：取水流量合計
ｋ１−ｉ＝∂ΔＳＣＤ／∂ｐＨ    （〜  −０．１未満程度）・・・（７）
上述するようにして各補正値が加算されてなるＳＣＤ値は、ＰＩＤ制御部２７にフィードバック信号として入力されるようにしている。
【００７４】
一方、ＳＣＤ目標値設定演算部２１では、運転員が設定した沈殿池出口濁度設定値Ｓと、流量計６５（＃ａ）、流量計６５（＃ｂ）、流量計６５（＃ｃ）、流量計６５（＃ｄ）からの測定結果に基づいて、以下に示すようにしてＳＣＤの目標値を演算し、演算された目標値をＰＩＤ制御部２７へと出力する。
【００７５】
すなわち、発明者らは、原水に凝集剤が注入された場合、その凝集剤注入率と濁度とは図５（ａ）に示すような相関関係を有するという知見を得た。更に、凝集剤注入率に応じてＳＣＤ値も変換するが、ＳＣＤ値と濁度とは図５（ｂ）に示すように、図５（ａ）と類似した相関関係を有するという知見も得た。
【００７６】
ＳＣＤ値に対する濁度の感度は、図５（ｃ）に示すように、水質に依存する。すなわち、図５（ｃ）において、水源ａからの原水は、元々濁度が低く、ＳＣＤ値に対する感度が低い。これは、凝集剤注入率に対する濁度の感度が低いことを示している。逆に、水源ｄからの原水は、元々濁度が高く、ＳＣＤ値に対する感度が大きい。つまり、凝集剤注入率に対する濁度の感度が高いことを示している。
【００７７】
このような各水源毎のＳＣＤ値に対する濁度の感度特性を、あらかじめジャーテストにおいて把握しておき、ＳＣＤ目標値設定演算部２１に保持しておく。そして、ＳＣＤ目標値設定演算部２１は、各流量計６５（＃ａ〜＃ｄ）からの測定結果に基づいて、各水源ａ〜ｄから導入された原水の流量割合を求め、この流量割合に用いて各水源ａ〜ｄの感度特性を加重平均することによって平均感度特性を得る。
【００７８】
例えば、水源ａ、水源ｂ、水源ｃ、水源ｄからの流量割合が１：１：０：０の場合、平均感度特性は、図５（ｄ）に示すように、水源ａの感度特性と、水源ｂの感度特性とを平均することによって得られる。この平均感度特性を用いて、目標とする濁度に対するＳＣＤ値を得る。これをＳＣＤの目標値とする。
【００７９】
また、ＳＣＤ値は、原水導電率に応じて非線形に変化するため、これを補償するために、導電率補正部２２では、以下に示すようにして、導電率計５２から得られる原水導電率を用いて導電率補正を行ない、ＰＩＤ制御部２７に対して、制御ゲインを可変とするゲインスケジューリングＰＩＤ制御をさせるようにする。
【００８０】
すなわち、ＳＣＤ値を用いてＦＢ制御を行う際に、適正な制御応答を得るためにＰＩＤ制御のパラメータＫｐを導電率と、実験的に求めた各水源毎のＳＣＤ値と導電率との相関関係とを用いて補正する方法について述べる。
【００８１】
別途行った水質試験室における試験、および実プロセスにおいてＳＣＤ値と導電率との相関関係を求めた結果，各水源による特性は、図６に示すような結果となった。この結果は，ＳＣＤ値の符号（マイナス／プラス）はゼータ電位の極性に依存し，ＳＣＤ値の大きさは導電率が低いほど高いことから、導電率が低いほど流動電流計５５の感度が高く、ＳＣＤ値の絶対値が大きく振れていると考えられる。
【００８２】
そこで、図６に示すような特性を、各水源ｉ（ｉ＝１：水源ａ，２：水源ｂ，３：水源ｃ，４：水源ｄ）毎に、以下に示す（８）式に従って近似する。
Ｚｉ（σｉ）＝Ａｉ／（σｉ＋Ｂｉ）＋Ｃｉ・・・（８）
ただし、
Ａｉ，Ｂｉ，Ｃｉ  ：水源ｉの導電率とＳＣＤ値との相関関係を近似するパラメータ
Ｚｉ（σｉ）    ：  導電率＝σｉのときの水源ｉのＳＣＤ値
上述した（８）式を用いることによって、各水源からの取水量がｑｉ、合計取水量がＱ（ｍ３／ｈ）の場合における導電率とＳＣＤ値との相関関係は、以下に示す（９）式の通り近似することができる。
Ｚ（σ）＝Σ（Ｚｉ（σ）×ｑｉ／Ｑ）・・・（９）
次に、ＰＩＤ制御の比例ゲインＫｐを、導電率がσ０時に最適となるように決め、この値をＫｐ０とする。σ０は、例えば、導電率のプラントの年間変動の中心値近傍で決める。
【００８３】
仮に、各水源からの取水量がｑｉ、導電率がσの場合に測定されたＳＣＤ値をＺとした場合に、導電率がσ０であったとすると、この時のＳＣＤ値であるＺ０は、上述した（９）式にσ０を代入することによって、以下に示す（１０）式の通りとなる。
Ｚ０＝Σ（Ｚｉ（σ０）×ｑｉ／Ｑ）・・・（１０）
導電率＝σ０のときのＳＣＤ値がＺ０となり、導電率＝σのときのＳＣＤ値がＺであることから、この時の流動電流計５５の感度Ｋは、以下に示す（１１）式の通りとなる。
Ｋ＝Ｚ／Ｚ０・・・（１１）
ＦＢ制御応答を一定にするためには、一巡伝達ゲインすなわち、Ｋｐ×Ｋが一定の値となる必要があるので、導電率によるＦＢ制御ゲインＫｐを、以下に示す（１２）に従って演算する。
Ｋｐ  ＝Ｋｐ０×（Ｚ０／Ｚ）・・・（１２）
ただし、Ｋｐ０：導電率がσ０のときに決めたＰＩＤ制御ゲイン
Ｋｐ  ：導電率がσのときに用いるＰＩＤ制御ゲイン
ＰＩＤ制御部２７は、各補正値が加算されてなるＳＣＤ値と、ＳＣＤ目標値設定演算部２１からのＳＣＤ目標値と、導電率補正部２２からの導電率補正値とに基づいて、以下に示すようにして、凝集剤注入率の補正値を求めるための制御演算を行ない、演算結果を低濁度式演算部３１および通常濁度式演算部３２側へと出力することによって凝集剤注入率のＦＢ制御を行う。
【００８４】
すなわち、ＰＩＤ制御部２７では、ＳＣＤ目標値Ｚｓｖと、測定されたＳＣＤ値にアルカリ度補正、メンテナンス後経過日数補正、原水水温補正、沈でん池入口ｐＨ補正を加えた後のＳＣＤ値Ｚｐｖとを用いて、ゲインスケジューリング式ＰＩＤ制御を構成し、以下に示す（１３）式、および（１４）式を用いて凝集剤注入率の補正値ΔＣＢを求める。なお、（１３）式では、ＰＩＤ制御の微分項（一般に「Ｄ項」と称する）を省略している。
【００８５】
ΔＣＢ＝Ｋｐ×｛（ｅｎ−ｅｎ−１）＋（Δｔｂ／Ｔｉ）×ｅｎ｝・・（１３）
ｅｎ＝Ｚｓｖ−Ｚｐｖ・・・（１４）
ΔＣＢ：凝集剤ＦＢ制御による補正値［ｍｇ／Ｌ］（初期値＝０．０００）
ｅｎ  ：今回制御周期の入力偏差。但し、｜ｅｎ｜＜Ｇａｐの場合、ｅｎ＝０とする。
ｅｎ−１  ：前回制御周期の入力偏差。
Ｚｓｖ  ：ＳＣＤ目標値。
Ｚｐｖ  ：混和池出口のＳＣＤ値に補正を加えた値。
Ｋｐ  ：比例ゲイン（導電率補正後の比例ゲイン）。
Ｋｐ０：比例ゲイン基準値。
Ｔｉ  ：積分時間［分］。
Δｔｂ：フィードバック制御周期［分］。
Ｇａｐ：制御不感帯設定値（設定値は０．０〜１．０程度。）。
【００８６】
水温補正部３４では、水温計５３からの測定結果に基づいて、以下に示すような水温補正演算を行い、演算結果を低濁度式演算部３１、通常濁度式演算部３２、および高濁度式演算部３３側へと出力する。
【００８７】
すなわち、低濁度式演算部３１、通常濁度式演算部３２、および高濁度式演算部３３において、水温補正演算結果を考慮する場合には、以下に示す（１５）式および（１６）式に従って水温補正係数Ｆｔｅｍｐを演算する。一方、低濁度式演算部３１、通常濁度式演算部３２、および高濁度式演算部３３において、水温補正演算結果を考慮しない場合には、水温補正係数Ｆｔｅｍｐ＝１とする。
Ｆｔｅｍｐ＝Ｆｍａｘ  （Ｔｅｍｐ＜Ｔｍｉｎ）・・・（１５）
Ｆｔｅｍｐ＝ｄ×ｅｘｐ（−ｋ×Ｔｅｍｐ）＋Ｆｍｉｎ    （Ｔｅｍｐ≧Ｔｍｉｎ）・・・（１６）
ここで、Ｆｔｅｍｐ：原水の原水水温実測値の５分間移動平均値［℃］の水温補正係数（３０秒周期サンプリング）である。このような水温補正係数Ｆｔｅｍｐは、図７に示すような指数関数となる。定数ｋおよび定数ｄは、図７中に示すＡ点（Ｔｍｉｎ，Ｆｍａｘ）、Ｂ点（２０，１）、および水温が無限大となったときの補正係数の値Ｆｍｉｎ（Ｔｅｍｐ→∞［℃］）の設定により、下記に示す（１７）式および（１８）式に従って演算する。
【００８８】
ｋ＝ｌｎ｛（Ｆｍａｘ−Ｆｍｉｎ）／（Ｆｍｉｄ−Ｆｍｉｎ）｝／（Ｔｍｉｄ−Ｔｍｉｎ）・・・（１７）
ｄ＝（Ｆｍｉｄ−Ｆｍｉｎ）／ｅｘｐ（−ｋ×Ｔｍｉｄ）・・・（１８）
Ｆｍｉｎ：水温補正係数の最小値
Ｆｍｉｄ：水温補正係数の基準値    （＝１．０）
Ｆｍａｘ：水温補正係数の最大値
Ｔｍｉｎ：水温の最小値［℃］
Ｔｍｉｄ：水温の基準値［℃］（＝２０℃）
一般的に、原水の水温が低い場合、凝集効率が低下することが知られている。上述した（１５）式および（１６）式は、原水水温ＴｅｍｐがＴｍｉｎ（例えば５℃）未満の場合には、後述する（２０）式および（２１）式の濁度に対する凝集剤注入率の基本項をＦｍａｘ倍して注入率を増加させる事を示している。また、原水水温ＴｅｍｐがＴｍｉｎ（例えば５℃）以上の場合には、Ｔｍｉｄ（例えば２０℃）を中心として、原水水温が、Ｔｍｉｄよりも低い場合には、水温の低い割合でＦｍｉｄとＦｍａｘの間のある値（１以上の値）倍する事で凝集剤注入率目標値を増加させ、原水水温が、Ｔｍｉｄよりも高い場合には、水温の高い割合でＦｍｉｄとＦｍｉｎの間のある値（１以下の値）倍して凝集剤注入率目標値を減少させる事を示している。これにより、水温の影響が少ない、安定した凝集剤注入制御を行おうとしている。
【００８９】
本発明の実施の形態に係る凝集剤注入制御装置１０では、凝集剤の注入制御モードとして、以下に示すようなＡモードと、Ｃモードとの２種類の制御方法を有している。
【００９０】
Ａモードの場合、予め設定した注入量設定値Ｒに基づいて、凝集剤注入設備４１から常に一定量での凝集剤を注入する。
【００９１】
Ｃモードの場合、更に、予め設定した注入率設定値Ｔに基づいて、凝集剤注入設備４１側に常に一定値の注入率を入力することによって凝集剤を注入させるようにする手動モードと、濁度計５４から得られる濁度に応じて注入率を自動演算し、演算結果に基づいて凝集剤を注入する自動モードとがある。
【００９２】
自動モードでは、濁度計５４から得られる濁度を、予め定めた通常濁度と、通常濁度よりも濁度が高い高濁度と、通常濁度よりも濁度が低い低濁度とのうちの何れに属するかの分類がなされるようにしている。
【００９３】
そして、高濁度の場合には、高濁度式演算部３３において、水温計５３からの測定結果を用いて、以下に示すようにして、凝集剤注入率を演算し、演算結果を上下限リミット処理部３５へと出力する。なお凝集剤は、水温によって凝集効果が異なるため、必要な場合には、水温補正部３４においてなされた水温補正演算結果もまた考慮して凝集剤注入率の演算を行う。
【００９４】
すなわち、原水の濁度が上昇した場合、通常の注入率図表とは異なる注入率演算式によって凝集剤注入を行う。このような高濁度時の注入率は、下記（１９）式に示す高濁度式に従って演算する。
Ａｌ２Ｏ３（ｈ）＝ｌｉｍ［ａ（ｈ）×Ｔｂｎ（ｈ）＋ｂ（ｈ）］・・・（１９）
Ａｌ２Ｏ３（ｈ）：高濁度式  凝集剤注入率演算値［ｍｇ／Ｌ］
ｌｉｍ        ：上下限リミット処理（後述する）
Ｔｂ          ：原水の濁度実測値の５分間移動平均値［ｍｇ／Ｌ］
ｎ（ｈ）    ：定数
ａ（ｈ）    ：定数
ｂ（ｈ）    ：定数
上述する（１９）式は、原水の濁度が与えられたときに凝集剤注入率を演算する式で、一般には「濁度−凝集剤注入関数」と呼ばれ、水道施設設計基準、同維持管理指針ではグラフでその関係が示されている。高濁度時の濁度と凝集剤注入率の適切な関係をジャーテストや運転実績などから経験的に求め、最小２乗法など統計的手法で、定数ａ、定数ｂ、および定数ｎを求めて設定する。
【００９５】
（１９）式では、定数ａ、定数ｂ、および定数ｎが高濁度式の係数であることを示すために、それぞれｎ（ｈ）、ａ（ｈ）、およびｂ（ｈ）として示している。なお、（１９）式全体にかかっているｌｉｍという関数は、後述するように計算結果の上下限値を定める関数である。
【００９６】
通常濁度の場合には、通常濁度式演算部３２において、水温計５３からの測定結果を用いて、以下に示すようにして、凝集剤注入率を演算し、この演算結果に、ＰＩＤ制御部２７からの演算結果を加算したのちに上下限リミット処理部３５へと出力する。なお、通常濁度の場合、凝集剤は、水温によって凝集効果が異なるため、必要な場合には、水温補正部３４においてなされた水温補正演算結果もまた考慮して凝集剤注入率の演算を行う。
【００９７】
すなわち、原水の濁度が通常範囲の場合、下記（２０）式に示す通常濁度式に従って注入率を演算する。
【００９８】
Ａｌ２Ｏ３（ｎ）＝ｌｉｍ［｛ＫＦ（ｎ）×（ａ（ｎ）×Ｔｂｎ（ｎ）＋ｂ（ｎ））×Ｆｔｅｍｐ＋ｃ（ｎ）｝＋ＫＢ×△ＣＢ］・・・（２０）
Ａｌ２Ｏ３（ｎ）：通常濁度式  凝集剤注入率演算値［ｍｇ／Ｌ］。
ｌｉｍ        ：上下限リミット処理（後述する）。
ＫＦ（ｎ）    ：ＦＦ制御の重み係数。
Ｔｂ          ：原水濁度実測値のｎ分間移動平均値［ｍｇ／Ｌ］。
Ｆｔｅｍｐ      ：水温補正係数。
ｎ（ｎ）    ：定数。
ａ（ｎ）    ：定数。
ｂ（ｎ）    ：定数。
ｃ（ｎ）    ：定数。
ＫＢ        ：ＦＢ制御の重み係数（ＫＢ＝０でＦＢ制御切り、ＫＢ＝１．０でＦＢ制御入りに相当）。
ΔＣＢ      ：ＦＢ制御による補正値（（１３）式参照）。
【００９９】
上記（２０）式は、（１９）式と同様に、原水濁度が与えられたときに凝集剤注入率を演算する式だが、原水水温による補正項Ｆｔｅｍｐと、ＦＦ制御の入り切りを決めるスイッチＫＦ（ｎ）が係数として掛かり、日々のジャーテストなどの結果で注入率を補正する（下駄履きさせる）ための係数ｃ（ｎ）が加えられている。更に、ＦＢ制御による注入率目標値の加減のためにＫＢ×△ＣＢが加算されている。定数ｎ（ｎ）、定数ａ（ｎ）、および定数ｂ（ｎ）は、高濁度式と同様に、通常濁度時のジャーテスト、運転履歴の分析結果に基づいて統計的に決定する。
【０１００】
低濁度の場合には、低濁度式演算部３１において、水温計５３からの測定結果を用いて、以下に示すようにして、凝集剤注入率を演算し、この演算結果に、ＰＩＤ制御部２７からの演算結果を加算したのちに上下限リミット処理部３５へと出力する。なお、低濁度の場合、凝集剤は、水温によって凝集効果が異なるため、必要な場合には、水温補正部３４においてなされた水温補正演算結果もまた考慮して凝集剤注入率の演算を行う。
【０１０１】
すなわち、原水濁度が極めて低くなった場合、通常の注入率図表とは異なる注入率演算式によって凝集剤注入を行う。このような低濁度時の注入率は、下記（２１）式に示す低濁度式に従って演算する。
Ａｌ２Ｏ３（ｎ）＝ｌｉｍ［｛ＫＦ（Ｌ）×（ａ（Ｌ）×Ｔｂｎ（Ｌ）＋ｂ（Ｌ））×Ｆｔｅｍｐ＋ｃ（Ｌ）｝＋ＫＢ×△ＣＢ］・・・（２１）
Ａｌ２Ｏ３（ｎ）：低濁度式  凝集剤注入率演算値［ｍｇ／Ｌ］。
ｌｉｍ        ：上下限リミット処理（後述する）。
ＫＦ（Ｌ）    ：ＦＦ制御の重み係数。
Ｔｂ          ：原水濁度実測値のｎ分間移動平均値［ｍｇ／Ｌ］。
Ｆｔｅｍｐ      ：水温補正係数。
ｎ（Ｌ）    ：定数。
ａ（Ｌ）    ：定数。
ｂ（Ｌ）    ：定数。
ｃ（Ｌ）    ：定数。
ＫＢ        ：ＦＢ制御の重み係数（ＫＢ＝０でＦＢ制御切り、ＫＢ＝１．０でＦＢ制御入りに相当）。
ΔＣＢ      ：ＦＢ制御による補正値（（１３）式参照）。
【０１０２】
上記（２１）式は、（２０）式と同じ関数形の演算式だが、原水濁度がきわめて低い場合に、通常濁度式とは異なる定数（パラメータ）を設定して凝集剤注入率を演算する低濁度式である。低濁度式では、一般には、通常濁度式よりも、同一の原水濁度に対して凝集剤注入率が多めに計算されるようにパラメータを決定する。パラメータの決定は、低濁度時のジャーテスト、運転履歴などのデータをもとに統計的手法で決定する。
【０１０３】
高濁度式演算部３３、通常濁度式演算部３２、および低濁度式演算部３１において凝集剤注入率を計算するために適用している計算式は、濁度と凝集剤注入率との関係を示した計算式なので、想定外の濁度が入力された場合に凝集剤注入率が下がり過ぎたり、上がり過ぎたりする可能性がある。これを防ぐために、上下限リミット処理部３５では、設定入力した濁度注入率の上限または下限を越えた場合には各濁度式による計算結果に以下に示すような上下限リミット処理を行う。
【０１０４】
すなわち、上述した（１９）式、（２０）式、および（２１）式に示した凝集剤注入率計算式は、濁度と注入率の関係を示した計算式なので、想定外の濁度が入力された場合には凝集剤注入率が下がり過ぎたり、上がり過ぎたりする可能性がある。これを阻止するために、設定入力した濁度注入率の上限または下限を越えた場合には、各濁度式による計算結果に、例えば以下に示すような上下限リミットの制約を設ける。このような上下限リミットの制約を設けることを、上下限リミット処理を称している。これにより、実際に使用する注入率図表は図８のようになる。
【０１０５】
＜下限設定値＞
Ａｌ２Ｏ３ｍｉｎ：凝集剤最低注入率設定値［ｍｇ／Ｌ］
＜上限設定値＞
Ａｌ２Ｏ３ｍａｘ：凝集剤最高注入率設定値［ｍｇ／Ｌ］
こうして得られたリミット処理結果と、流量計６６からの測定結果とを掛け合わせることによって凝集剤注入量が演算されるようにしている。そして、演算された凝集剤注入量を目標値として、凝集剤注入量制御装置２８が凝集剤注入設備４１に対して操作量を出力し、これに基づいた注入量で凝集剤注入設備４１が凝集剤を混和池６２に注入する。
【０１０６】
次に、以上のように構成した本発明の実施の形態に係る凝集剤注入制御装置の動作について図９および図１０に示すフローチャートを用いて説明する。
【０１０７】
まず、原水の処理の流れを、図９のフローチャートを用いて説明する。
【０１０８】
すなわち、図９のフローチャートに示すように、本発明の実施の形態に係る凝集剤注入制御装置を適用した浄水場や下水処理場には、複数の水源（例えば水源ａ、水源ｂ、水源ｃ、水源ｄ）から原水が受け入れられる。各水源ａ〜ｄからの原水は、流量計６５（＃ａ〜＃ｄ）によってそれぞれ流量が測定され（Ｓ１）、しかる後に着水井６０に取り込まれる（Ｓ２）。なお、流量計６５（＃ａ〜＃ｄ）による測定結果は、ＳＣＤ目標値設定演算部２１へと出力される。
【０１０９】
着水井６０に取り込まれた原水は、更にそこから活性炭接触池６１へと送られ、ここで活性炭と接触される（Ｓ３）とともに、アルカリ度計５６によってアルカリ度が、導電率計５２によって導電率が、水温計５３によって水温が、濁度計５４によって濁度が、ｐＨ計５７によってｐＨがそれぞれ測定される（Ｓ４）。そして、アルカリ度計５６によって測定されたアルカリ度はアルカリ度補正部２６へ、導電率計５２によって測定された導電率は導電率補正部２２へ、水温計５３によって測定された水温は水温補正部３４および原水水温補正部２４へ、濁度計５４によって測定された濁度はその値に応じて低濁度式演算部３１、通常濁度式演算部３２、および高濁度式演算部３３のうちの何れかへとそれぞれ出力される。
【０１１０】
その後、原水は混和池側に移送され（Ｓ５）、制御された注入量の凝集剤が凝集剤注入設備４１から注入される。また、塩素注入設備４２からは塩素が、苛性注入設備４３から苛性が、それぞれ定められた注入率で注入される。混和池６２にはインペラ６７が設けられており、このインペラ６７が回転することによって攪拌され、原水に凝集剤、塩素、および苛性が効率良く混和される（Ｓ６）。しかる後に、流動電流計５５によって原水のＳＣＤ値が測定され、測定されたＳＣＤ値がアルカリ度補正部２６側へと加算される（Ｓ７）。
【０１１１】
その後、原水は混和池６２からフロック形成池６３へと移送され、ここでフロックが形成された（Ｓ８）後に、沈殿池６４へと移送される。そして、沈殿池６４では、ｐＨ計５８によってｐＨが測定され、測定結果が沈殿池入口ｐＨ補正部２３へと出力される（Ｓ９）。更に、濁度計５９によって濁度が測定された後に、沈殿池６４から次工程へと移送される（Ｓ１０）。
【０１１２】
次に、凝集剤注入制御装置１０によってなされる制御処理の流れを、図１０のフローチャートを用いて説明する。
【０１１３】
上述したように、本発明の実施の形態に係る凝集剤注入制御装置１０では、凝集剤の注入制御モードとしてＡモードと、Ｃモードとの２種類の制御方法を有している。そして、Ａモードは、予め設定した注入量設定値Ｒに基づいて、凝集剤注入設備４１から常に一定量での凝集剤を注入する制御方法である。また、Ｃモードは、予め設定した注入率設定値Ｔに基づいて、凝集剤注入設備４１側に常に一定値の注入率を入力することによって凝集剤を注入させるようにする手動モードと、濁度計５４から得られる濁度に応じて注入率を自動演算し、演算結果に基づいて凝集剤を注入する自動モードとがある。
【０１１４】
したがって、以下では、濁度計５４から得られる濁度に応じて注入率を自動演算し、演算結果に基づいて凝集剤を注入する制御方法、すなわちＣモードの自動モードについて説明する。
【０１１５】
すなわち、ステップＳ１において測定された各原水の流量がＳＣＤ目標値設定演算部２１に出力されると、ＳＣＤ目標値設定演算部２１では、運転員が設定した沈殿池出口濁度設定値Ｓと、流量計６５（＃ａ）、流量計６５（＃ｂ）、流量計６５（＃ｃ）、流量計６５（＃ｄ）からの測定結果に基づいて、ＳＣＤの目標値が演算され、演算された目標値がＰＩＤ制御部２７へと出力される（Ｓ１１）。
【０１１６】
また、ステップＳ４においてアルカリ度計５６によって測定されたアルカリ度がアルカリ度補正部２６に出力されると、アルカリ度補正部２６では、このアルカリ度と、塩素注入設備４２に対する指示値である塩素注入率と、苛性注入設備４３に対する指示値である苛性注入率とに基づいて、流動電流計５５によって測定されたＳＣＤ値に加算される補正値が計算される（Ｓ１２）。
【０１１７】
また、流動電流計５５はメンテナンス後、稼動してから徐々に値がシフトするので、メンテナンス後経過日数補正部２５では、メンテナンス終了スイッチが設定された日からの経過日数に基づいて、流動電流計５５によって測定されたＳＣＤ値に加算される補正値が計算される（Ｓ１３）。
【０１１８】
更に、ステップＳ４において濁度計５４によって測定された濁度は、予め定めた通常濁度か、通常濁度よりも濁度が高い高濁度か、通常濁度よりも濁度が低い低濁度かのうちの何れに属するかの分類がなされる（Ｓ１４）。そして、この測定された濁度は、高濁度に分類された場合には高濁度式演算部３３に、通常濁度に分類された場合には通常濁度式演算部３２に、低濁度に分類された場合には低濁度式演算部３１へと出力される（Ｓ１５）。
【０１１９】
更にまた、ステップＳ４において水温計５３によって測定された水温は、原水水温補正部２４および水温補正部３４へと出力される。原水水温補正部２４では、この水温に基づいて、流動電流計５５によって測定されたＳＣＤ値に加算される補正値が計算される（Ｓ１６）。一方、水温補正部３４では、水温計５３からの測定結果に基づいて水温補正演算が行われ、演算結果が、ステップＳ１４でなされた濁度分類に応じて低濁度式演算部３１かあるいは通常濁度式演算部３２かの何れかへと出力される（Ｓ１７）。
【０１２０】
そして更にまた、ステップＳ４において導電率計５２によって測定された導電率は導電率補正部２２へと出力され、導電率補正部２２において、この導電率を用いて導電率補正を行われ、補正結果がＰＩＤ制御部２７へと出力される（Ｓ１８）。
【０１２１】
ステップＳ１４において高濁度に分類された場合には、高濁度式演算部３３において凝集剤注入率が演算され、演算結果が上下限リミット処理部３５へと出力される。（Ｓ１９）。
【０１２２】
ステップＳ１４において通常濁度に分類された場合には、通常濁度式演算部３２において、水温計５３からの測定結果に基づいて凝集剤注入率が演算される。なお、通常濁度の場合、凝集剤は、水温によって凝集効果が異なるため、必要な場合には、水温補正部３４においてなされた水温補正演算結果も考慮され凝集剤注入率の演算が行われる（Ｓ１９）。
【０１２３】
ステップＳ１４において低濁度に分類された場合には、低濁度式演算部３１において、水温計５３からの測定結果に基づいて凝集剤注入率が演算される。なお、低濁度の場合、凝集剤は、水温によって凝集効果が異なるため、必要な場合には、水温補正部３４においてなされた水温補正演算結果もまた考慮して凝集剤注入率の演算が行われる（Ｓ１９）。
【０１２４】
ステップＳ７において、流動電流計５５から出力されたＳＣＤ値には、ステップＳ１２においてアルカリ度補正部２６によって計算された補正値と、ステップＳ１３においてメンテナンス後経過日数補正部２５によって計算された補正値と、ステップＳ１６において原水水温補正部２４によって計算された補正値とが順次加算される（Ｓ２０）。
【０１２５】
また、ステップＳ９において、ｐＨ計５８から出力された測定結果は、沈殿池入口ｐＨ補正部２３に出力され、沈殿池入口ｐＨ補正部２３では、この測定結果に基づいて、流動電流計５５によって測定されたＳＣＤ値に加算される補正値が計算される（Ｓ２１）。
【０１２６】
そして、ステップＳ２０において各種補正値が加算されたＳＣＤ値に、更にステップＳ２１で計算された補正値が加算され、ＰＩＤ制御部２７へと出力される（Ｓ２２）。
【０１２７】
ＰＩＤ制御部２７では、ステップＳ１１において出力されたＳＣＤ目標値と、ステップＳ１８において出力された補正結果と、ステップＳ２２において出力されたＳＣＤ値とに基づいて、凝集剤注入率の補正値を求めるための制御演算が行われる（Ｓ２３）。
【０１２８】
そして、ステップＳ１９でなされた演算結果に、ステップＳ２３によってなされた演算結果が加算され、しかる後に上下限リミット処理部３５へ出力される（Ｓ２４）。
【０１２９】
上下限リミット処理部３５では、ステップＳ２６において出力された結果に対して上下限リミット処理が行われ、想定外の濁度が入力された場合に凝集剤注入率が下がり過ぎたり、上がり過ぎたりすることがないようにされる（Ｓ２５）。
【０１３０】
ステップＳ２５によってなされたリミット処理の結果と、ステップＳ５において流量計６６によって測定された結果とを掛け合わせることによって、凝集剤注入量が演算される（Ｓ２６）。そして、ステップＳ２６において演算された凝集剤注入量を目標値として、凝集剤注入量制御装置２８から凝集剤注入設備４１に対して操作量が出力され、これに基づいた注入量の凝集剤が、凝集剤注入設備４１から混和池６２へと注入される（Ｓ２７）。
【０１３１】
上述したように、本発明の実施の形態に係る凝集剤注入制御装置においては、上述したように、流動電流計５５によって測定されたＳＣＤ値を、原水の水源の水質、導電率、ｐＨ、水温、アルカリ度、メンテナンス後の経過時間等によって補正することによって、精度の高いＳＣＤ値を得ることができる。
【０１３２】
更に、このＳＣＤ値に基づくＰＩＤ制御を行い、凝集剤の注入量を決定することによって、適正量の凝集剤を注入することが可能となる。
【０１３３】
以上、本発明の好適な実施の形態について、添付図面を参照しながら説明したが、本発明はかかる構成に限定されない。特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【０１３４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、流動電流計による測定結果を、原水の水源の水質、導電率、ｐＨ、水温、アルカリ度、メンテナンス後の経過時間によって補正することによって、精度の高い流動電流を得ることができる。
【０１３５】
そして、この流動電流に基づいてＰＩＤ制御を行い、凝集剤の注入量を決定することによって、適正量の凝集剤を注入することが可能な凝集剤注入制御装置を実現することができる。
【０１３６】
また、複数水源から原水を受け入れた場合であっても、各水源からの原水の流量比に基づいて、流動電流計による測定結果を適切に補正し、この補正した流動電流に基づいてＰＩＤ制御を行い、凝集剤の注入量を決定することによって、適正量の凝集剤を注入することが可能な凝集剤注入制御装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る凝集剤注入制御装置の一例を示す機能機能構成図
【図２】流動電流計のメンテナンス後の経過日数とＳＣＤ指示値と相関関係図
【図３】実プロセスにおけるＳＣＤ値と水温特性との相関関係図
【図４】水質試験において得られたｐＨとＳＣＤ値補正値との相関関係図
【図５】凝集剤注入率と濁度との相関関係図、およびＳＣＤ値と濁度との相関関係図
【図６】水質試験および実プロセスで得られた導電率とＳＣＤ値との相関関係図
【図７】水温と水温補正係数との相関関係図
【図８】原水の原水濁度と凝集剤注入率との相関関係図
【図９】浄水場や下水処理場における原水を中心にした処理の流れを示すフローチャート
【図１０】本発明の実施の形態に係る凝集剤注入制御装置によってなされる制御処理の流れを示すフローチャート
【符号の説明】
ａ，ｂ，ｃ，ｄ…水源、１０…凝集剤注入制御装置、２１…ＳＣＤ目標値設定演算部、２２…導電率補正部、２３…ｐＨ補正部、２４…原水水温補正部、２５…メンテナンス後経過日数補正部、２６…アルカリ度補正部、２７…ＰＩＤ制御部、２８…凝集剤注入量制御装置、２９…塩素注入量制御装置、３０…苛性注入量制御装置、３１…低濁度式演算部、３２…通常濁度式演算部、３３…高濁度式演算部、３４…水温補正部、３５…上下限リミット処理部、４１…凝集剤注入設備、４２…塩素注入設備、４３…苛性注入設備、５２…導電率計、５３…水温計、５５…流動電流計、５６…アルカリ度計、５７，５８…ｐＨ計、５９…沈殿池出口濁度計、６０…着水井、６１…活性炭接触池、６２…混和池、６３…フロック形成池、６４…沈殿池、６５，６６…流量計、６７…インペラ
【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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【図８】
2004223357.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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