(57)【要約】【課題】  水道水源に混入する有害物質を連続的に監視し、運転に必要な変動傾向等の情報を浄水場の管理センターなどで監視することが可能な水源水質のオンライン監視装置を提供する。【解決手段】  浄水場の着水井もしくはその上流に設置され、水源の一部をサンプリングするサンプリングポンプ（１，３）と、サンプリングポンプによるサンプリング水を前処理する前処理装置（４）と、前処理装置によって前処理されたサンプリング水を連続的もしくは所定の時間間隔にて分析を行うクロマト分析装置（７）と、クロマト分析装置を運転制御すると共に、分析された結果の蓄積と水質の良否を判断する制御・監視装置（８Ａ）と、制御・監視装置に蓄積された分析の結果及び水質良否の判断結果を外部に発信する通信装置（９）とを備える。【選択図】  図１
2005066531.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
浄水場の着水井もしくはその上流に設置され、水源の一部をサンプリングするサンプリングポンプと、
前記サンプリングポンプによるサンプリング水を前処理する前処理装置と、
前記前処理装置によって前処理されたサンプリング水を連続的もしくは所定の時間間隔にて分析を行うクロマト分析装置と、
前記クロマト分析装置を運転制御すると共に、分析された結果の蓄積と水質の良否を判断する制御・監視装置と、
前記制御・監視装置に蓄積された分析の結果及び水質良否の判断結果を外部に発信する通信装置と、
を備えた水源水質のオンライン監視装置。
【請求項２】
複数台の前記クロマト分析装置を備え、前記制御・監視装置が前記クロマト分析装置を切り替えて運転制御することを可能にした、請求項１に記載の水源水質のオンライン監視装置。
【請求項３】
前記通信手段は、測定項目や運転条件等の情報を外部から受信し、前記クロマト分析装置の運転制御の設定値とする手段を備えた、請求項１又は２に記載の水源水質のオンライン監視装置。
【請求項４】
サンプリング水の濁度を検出する濁度計と、複数台の前記前処理装置とを備え、前記制御・監視装置が前記濁度計の検出値に基づいて、前記前処理装置を切り替えて運転制御することを可能にした、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の水源水質のオンライン監視装置。
【請求項５】
前記通信手段は、前記濁度計の検出値に応じて前処理装置の運転条件等の情報を外部から受信し、前記前処理の運転制御の設定値とする手段を備えた、請求項４に記載の水源水質のオンライン監視装置。
【請求項６】
前記前処理装置の前段の液圧力及び後段の液圧力をそれぞれ検出する圧力計を備え、前記制御・監視装置が前記液圧力の差により前処理装置の状態を監視し、メンテナンス時期の予測を行って外部に通知する手段を備えた、請求項１ないし５のいずれか１項に記載の水源水質のオンライン監視装置。
【請求項７】
前記前処理装置及び前記クロマト分析装置の少なくとも一方の薬液量を検出するレベルセンサを備え、前記制御・監視装置が薬液量の検出値に基づいてその残存量を監視し、残存量の追加が必要であるとき外部に警報等を発生する手段を備えた、請求項１ないし６のいずれか１項に記載の水源水質のオンライン監視装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、浄水場等の水源に含まれる化学物質等、水質の分析等に利用する水源水質のオンライン監視装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
浄水処理に関する水質分析は、浄水場の測定計器で連続的に測定されている測定項目と定期的に手分析で測定されている測定項目とがある。人体に有害な毒性物質や農薬などの発がん性物質は、微量に含まれていても問題であり、その分析には非常に高い感度が要求される。このため、これらの項目の分析には特殊な分析装置などを必要とし、水質分析の専門家による手分析が必要になっていた。それゆえ、連続的に監視することは不可能であり、毒物等の許容濃度以上の混入を浄水場の流入前に検知することは非常に困難であった。また、分析頻度が限定されてしまうため、季節データなどの変動傾向を把握することも難しかった。
【特許文献１】特開２００１−２６９６６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
水道水源において、人体に影響を与える有害物質などの分析項目のうち高度な分析機器を必要とする項目については、これまで間欠的な分析を行っていたため、浄水場などでの運転処理などの迅速な対応が困難であった。また水質の季節変動や傾向などを詳細に掴むことが難しかった。
【０００４】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、その目的は、水道水源に混入する有害物質を連続的に監視し、運転に必要な変動傾向等の情報を浄水場の管理センターなどで監視することが可能な水源水質のオンライン監視装置を提供することにある。
【０００５】
本発明の他の目的は、遠隔で操作又はデータの送受信を行うことによって、メンテナンスの判断やデータ安定性及び信頼性を向上させることを可能にする水源水質のオンライン監視装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に係る発明は、
浄水場の着水井もしくはその上流に設置され、水源の一部をサンプリングするサンプリングポンプと、
サンプリングポンプによるサンプリング水を前処理する前処理装置と、
前処理装置によって前処理されたサンプリング水を連続的もしくは所定の時間間隔にて分析を行うクロマト分析装置と、
クロマト分析装置を運転制御すると共に、分析された結果の蓄積と水質の良否を判断する制御・監視装置と、
制御・監視装置に蓄積された分析の結果及び水質良否の判断結果を外部に発信する通信装置と、
を備えた水源水質のオンライン監視装置である。
【０００７】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の水源水質のオンライン監視装置において、複数台のクロマト分析装置を備え、制御・監視装置がクロマト分析装置を切り替えて運転制御することを可能にしたものである。
【０００８】
請求項３に係る発明は、請求項１又は２に記載の水源水質のオンライン監視装置において、通信手段は、測定項目や運転条件等の情報を外部から受信し、クロマト分析装置の運転制御の設定値とする手段を備えたものである。
【０００９】
請求項４に係る発明は、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の水源水質のオンライン監視装置において、サンプリング水の濁度を検出する濁度計と、複数台の前処理装置とを備え、制御・監視装置が濁度計の検出値に基づいて、前処理装置を切り替えて運転制御することを可能にしたものである。
【００１０】
請求項５に係る発明は、請求項４に記載の水源水質のオンライン監視装置において、通信手段は、濁度計の検出値に応じて前処理装置の運転条件等の情報を外部から受信し、前処理の運転制御の設定値とする手段を備えたものである。
【００１１】
請求項６に係る発明は、請求項１ないし５のいずれか１項に記載の水源水質のオンライン監視装置において、前処理装置の前段の液圧力及び後段の液圧力をそれぞれ検出する圧力計を備え、制御・監視装置が液圧力の差により前処理装置の状態を監視し、メンテナンス時期の予測を行って外部に通知する手段を備えたものである。
【００１２】
請求項７に係る発明は、請求項１ないし６のいずれか１項に記載の水源水質のオンライン監視装置において、前処理装置及びクロマト分析装置の少なくとも一方の薬液量を検出するレベルセンサを備え、制御・監視装置が薬液量の検出値に基づいてその残存量を監視し、残存量の追加が必要であるとき外部に警報等を発生する手段を備えたものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、水道水源に混入する有害物質を連続的にモニタリングできると共に、原水の水質や分析装置の状態監視などを行って、前処理や分析装置の運用の遠隔操作やメンテナンスの情報の遠隔監視によって、安定した信頼できる水質情報を得ることができる。また、浄水場などに水源水質の情報を先に与えることにより、水質悪化時などに対する迅速な対応が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明を図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。図１は本発明に係る水源水質のオンライン監視装置の第１の実施形態の構成を示すブロック系統図である。同図において、汲上ポンプ１は浄水場の着水井もしくはその上流に設置され、水源より原水を汲み上げるもので、この汲上ポンプ１によって汲み上げられた原水を貯留するために原水貯留槽２が設けられている。原水貯留槽２としては攪拌装置や、汲み上げた原水を連続的に更新するためのオーバフロー機構を具えたものであっても良い。この原水貯留槽２の原水は前処理ポンプ３により前処理装置４に送り込まれる。前処理装置４は１台でも良く、２台以上組み合わせたものであっても良い。前処理装置４で前処理された処理液を貯留するためにサンプルタンク５が設けられている。このサンプルタンク５もまた、攪拌装置やオーバフロー機構を具えたものを用いることができる。サンプルタンク５の処理水はサンプルポンプ６によってクロマト分析装置７に送られる。クロマト分析装置７の運転制御や分析データの蓄積、水質良否の判断などを行うために制御・監視装置８Ａが設けられ、さらに、制御・監視装置８Ａによる蓄積データ及び解析結果を、例えば、無線により外部に発信するすることが可能な通信装置９が設けられている。なお、図１に示した汲上ポンプ１及び前処理ポンプ３が本発明のサンプリングポンプに対応している。
【００１５】
上記のように構成された第１の実施形態の動作について以下に説明する。汲上ポンプ１によって水源より汲み上げられた原水は原水貯留槽２に貯留される。この原水貯留槽２として攪拌装置を具えたものを用いることによって原水の均質化が図られ、オーバフロー装置を具えたものを用いることによって汲み上げた原水の更新がなされる。このようにして原水貯留槽２に貯留された原水は前処理ポンプ３によって１台又は２台以上の前処理装置４に送り込まれ、ここで前処理が行われる。前処理された処理水はサンプルタンク５に貯留される。サンプルタンク５では、攪拌装置による攪拌や、オーバフロー機構による前処理水の更新をすることも可能である。サンプルタンク５の処理水はサンプルポンプ６によってクロマト分析装置７に送られる。クロマト分析装置７は送り込まれた処理水の水質分析を行う。この場合、制御・監視装置８Ａはクロマト分析装置７を連続的又は所定の時間間隔で運転制御する一方、分析データの蓄積や水質の良否判断などを行う。この場合、制御・監視装置８Ａはクロマト分析装置７での分析結果と予め設定された閾値との比較をも行う。制御・監視装置８Ａに蓄積された分析結果及び閾値と比較した水質判断結果が通信装置９によって、外部の監視センター等に、例えば、無線で発信される。
【００１６】
かくして、第１の実施形態によれば、原水の汲み上げ、クロマト分析装置７の分析に必要とされる前処理、及び、クロマト分析装置７による水質分析が、制御・監視装置８Ａにより連続的又は所定の時間間隔で実行され、その結果が通信装置９によって監視センターなどに送信されるため、水道水源に混入する有害物質や、運転に必要な変動傾向等の情報を浄水場の管理センターなどで連続的に監視することが可能になる。
【００１７】
図２は本発明に係る水源水質のオンライン監視装置の第２の実施形態の構成を示すブロック系統図であり、図中、第１の実施形態を示す図１と同一の要素には同一の符号を付してその説明を省略する。この実施形態は図１に示す第１の実施形態に対して、第２のクロマト分析装置１０を追設すると共に、クロマト分析装置７及び第２のクロマト分析装置１０の各処理水の流入側に切替バルブ１１及び切替バルブ１２を設け、制御・監視装置８Ｂの指令によってこれらの切替バルブ１１，１２を開閉制御することにより、サンプルポンプ６から送り込まれる処理水をクロマト分析装置７に送給したり、第２のクロマト分析装置１０に送給したりすることを可能にし、さらに、制御・監視装置８Ｂはクロマト分析装置７及び１０の両方に対して、その運転制御や分析データの解析、蓄積などを行い得るように構成した点が図１と構成を異にし、これ以外は図１と同一に構成されている。
【００１８】
上記のように構成された第２の実施形態の動作について、特に、第１の実施形態と構成を異にする点を中心にして以下に説明する。この実施形態はクロマト分析装置７と第２のクロマト分析装置１０とが並列に設置されていることから、測定条件や測定項目（カラム）の異なる分析が可能である。すなわち、制御・監視装置８Ｂに流路の切替操作やタイムスケジュールなどを組み込み、これらのスケジュールに従って切替バルブ１１及び切替バルブ１２で流路を切り替える。これによって、サンプルポンプ６から送給されたサンプルは、切替バルブ１１，１２によって選択されたクロマト分析装置に送り込まれて水質が分析される。
【００１９】
かくして、第２の実施形態によれば、複数の分析項目を監視する場合などに、分析装置の運転条件を大きく異ならせた測定が可能になるという効果も得られる。
【００２０】
なお、図２に示す第２の実施形態では処理水の流入側にそれぞれ切替バルブを有する２台のクロマト分析装置７，１０を並列に設置したが、これと同様な構成のクロマト分析装置を３台以上並列に設置することによって、より多くの条件での分析及び監視が可能になる。また、第２の実施形態形態では切替バルブ１１，１２の開閉を切替操作したが、測定値がばらつく項目に対して、複数台のクロマト分析装置の切替バルブの開閉状態を同じにして同一の分析を行うことによって、測定精度を高めることもできる。
【００２１】
図３は本発明に係る水源水質のオンライン監視装置の第３の実施形態の構成を示すブロック系統図であり、図中、第１の実施形態を示す図１と同一の要素には同一の符号を付してその説明を省略する。この実施形態は通信装置９が外部からの測定項目や運転条件に関する情報を受信し、これらの情報を制御・監視装置８Ｃにおけるクロマト分析装置７の設定値とすることを可能にした点が図１と構成を異にし、これ以外は図１に示す第１の実施形態と同一に構成されている。
【００２２】
上記の構成により、クロマト分析装置７における分析項目や、クロマト分析装置７の運転条件などを、図示省略の管理センターの通信装置から送信し、通信装置９がこれを受信して制御・監視装置８Ｃに設定する。この結果、測定対象とする分析項目や感度を調節し、必要な情報を適切に得ることができる。
【００２３】
かくして、第３の実施形態によれば、測定する分析項目を変更したい場合や、水質の変動等により測定感度の切替などが必要となった場合に、外部より調整することが可能になるという効果も得られる。
【００２４】
図４は本発明に係る水源水質のオンライン監視装置の第４の実施形態の構成を示すブロック系統図であり、図中、第３の実施形態を示す図３と同一の要素には同一の符号を付してその説明を省略する。この実施形態は原水貯留槽２に濁度計１３を設けてその計測値を制御・監視装置８Ｄに加えるようにした点、前処理装置４と並列に第２の前処理装置１４を設けると共に、これらの前処理装置４及び第２の前処理装置１４の処理水の流入側にそれぞれ切替バルブ１６及び１５を設けて、これらの切替バルブを制御・監視装置８Ｄがその開閉を制御するようにした点が図１に示した第１の実施形態と構成上異なり、これ以外は図１と同一に構成されている。
【００２５】
上記のように構成された第４の実施形態の動作について、特に、図１と構成上異なった点について以下に説明する。この実施形態は前処理装置４と同一又は異なる処理を実行する第２の前処理装置１４が追加されているため、同一の前処理又は異なる前処理が可能になっている。すなわち、制御・監視装置８Ｄは濁度計１３により原水の濁度をモニターし、原水の濁度に応じて必要な前処理を選択する。この場合、制御・監視装置８Ｄに流路の切替操作やタイムスケジュールなどを組み込み、切替バルブ１５，１６によって前処理装置４，１４への流路を切り替えることが可能である。前処理ポンプ３から送給された原水は、切替バルブ１５，１６によって選択された前処理装置４及び１４のいずれか一方又は両方に送り込まれ前処理にかけられる。
【００２６】
かくして、第４の実施形態によれば、原水の濁度に応じた１つ又は複数種類の前処理を、所望の時間にて実施することができるという効果も得られる。
【００２７】
なお、図４に示す第４の実施形態では原水の流入側にそれぞれ切替バルブを有する２台の前処理装置４及び第２の前処理装置１４を並列に設置したが、これと同様な構成の前処理装置を３台以上並列に設置することによって、より多くの条件での前処理が可能になる。
【００２８】
なおまた、図３に示したように、通信装置９が外部からの切替バルブ１５、１６の切替情報を受信し、この切替情報を設定値とすることも可能である。
【００２９】
図５は本発明に係る水源水質のオンライン監視装置の第５の実施形態の構成を示すブロック系統図であり、図中、第１の実施形態を示す図１と同一の要素には同一の符号を付してその説明を省略する。この第５の実施形態は前処理装置４の原水流入経路の水圧を検出する圧力計１７を設けると共に、前処理装置４からの前処理水の流出経路の水圧を検出する圧力計１８を設け、各圧力検出信号を制御・監視装置８Ｅに加えるようにした点、制御・監視装置８Ｅがこれら２つの圧力検出値を比較して、前処理装置４の前段と後段の圧力差を求めると共に、この圧力差と総運転時間との関係からその後の変化を予測することによって、前処理装置４の処理効率やメンテナンスの必要時日を予測して、外部に通報するようにした点が図１と構成を異にし、これ以外は図１と同一に構成されている。
【００３０】
上記のように構成された第５の実施形態の動作について、図１と構成を異にする部分を中心にして以下に説明する。この第５の実施形態において、前処理ポンプ３による前処理装置４に対する前段の送液圧力が圧力計１７で検出され、その検出値が制御・監視装置８Ｅに加えられる。また、前処理装置４の後段の液圧力が圧力計１８で検出され、その検出値が圧力計１８に加えられる。制御・監視装置８Ｅはこれら２つの圧力検出値を比較して、前処理装置４の前段と後段の圧力差を求めると共に、この圧力差と総運転時間との関係からその後の変化を予測することによって、前処理装置４の処理効率やメンテナンスの必要時日を予測し、その予測結果を管理センター等に送信する。この場合、差圧の閾値を設けて、制御・監視装置８Ｅより警報などを発信するようにしても良い。この結果、管理センターで前処理装置４を管理することができる。
【００３１】
なお、この第５の実施形態の変形例として、制御・監視装置８Ｅが圧力計１７及び１８による圧力検出値をそのまま管理センターに送り、管理センターにて処理効率やメンテナンスの必要な時日を予測するように構成してもよい。これによって、外部より前処理装置４のメンテナンスの実施などを判断することが可能となる。
【００３２】
図６は本発明に係る水源水質のオンライン監視装置の第６の実施形態の構成を示すブロック系統図であり、図中、第１の実施形態を示す図１と同一の要素には同一の符号を付してその説明を省略する。この実施形態は、クロマト分析装置７などに使用する薬液を貯留している貯留タンクの薬液レベルを検出するレベル計１９を設け、その検出値に基づいて制御・監視装置８Ｆが薬液の管理を行うようにしたものであり、これ以外は図１と同一に構成されている。
【００３３】
上記のように構成された第６の実施形態の動作について、図１と構成上異なる点について説明する。クロマト分析装置７にて使用する試薬の貯留タンクの薬液レベルをレベル計１９によって検出し、その検出値を制御・監視装置８Ｆに加える。制御・監視装置８Ｆは、運転時間の経過によって減少する薬液量の検出値に基づいて、残存量が減少して追加が必要となった場合などに、制御・監視装置８Ｆから警報等を発信してメンテナンス時期を管理センター等に知らせる。これによって、管理センターなどの外部で管理することが可能となる。なお、検知する薬液は前処理に用いるものであってもよく、複数の薬液タンクなどにそれぞれレベル計を設置しても良い。
【００３４】
かくして、第６の実施形態によれば、外部から無線通信によって残存量や使用量を確認することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明に係る水源水質のオンライン監視装置の第１の実施形態の構成を示すブロック系統図。
【図２】本発明に係る水源水質のオンライン監視装置の第２の実施形態の構成を示すブロック系統図。
【図３】本発明に係る水源水質のオンライン監視装置の第３の実施形態の構成を示すブロック系統図。
【図４】本発明に係る水源水質のオンライン監視装置の第４の実施形態の構成を示すブロック系統図。
【図５】本発明に係る水源水質のオンライン監視装置の第５の実施形態の構成を示すブロック系統図。
【図６】本発明に係る水源水質のオンライン監視装置の第６の実施形態の構成を示すブロック系統図。
【符号の説明】
【００３６】
１  汲上ポンプ
２  原水貯留槽
３  前処理ポンプ
４  前処理装置
５  サンプルタンク
６  サンプルポンプ
７  クロマト分析装置
８Ａ〜８Ｆ  制御・監視装置
９  通信装置
１０  第２のクロマト分析装置
１１，１２，１５，１６  切替バルブ
１３  濁度計
１４  第２の前処理装置
１７，１８  圧力計
１９  レベル計
【図１】
2005066531.tif 000003
【図２】
2005066531.tif 000004
【図３】
2005066531.tif 000005
【図４】
2005066531.tif 000006
【図５】
2005066531.tif 000007
【図６】
2005066531.tif 000008