(57)【要約】【課題】  原水中の臭気物質濃度と共存する溶解性有機物質濃度とを測定し、臭気物質の除去に必要な粉末活性炭注入率を、共存する溶解性有機物の影響を考慮して決定することにより、過不足無く粉末活性炭注入を行なうことができる水処理方法および水処理システムを提供すること。【解決手段】  被処理水中の臭気物質の濃度と共存する有機物質の濃度をそれぞれ測定装置１１，１３で測定し、粉末活性炭注入演算装置７では、これら臭気物質および有機物質の、粉末活性炭注入時の残存率に影響を与える係数をそれぞれ求め、必要な前記粉末活性炭の注入率を求めているので、共存する有機物質の影響を受けることなく臭気物質を有効に除去することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理水に粉末活性炭を注入し、被処理水中の溶解性有機物質を除去する水処理方法であって、
被処理水中の臭気物質の濃度と共存する有機物質の濃度をそれぞれ測定し、
これら臭気物質および有機物質の、前記粉末活性炭注入に伴うそれらの残存率に影響を与える係数を、前記測定された臭気物質濃度および有機物質濃度に基づいてそれぞれ求め、
予め求めた臭気物質の目標除去率を達成するに必要な前記粉末活性炭の注入率を、前記各係数及び滞留時間の関数として求める
ことを特徴とする水処理方法。
【請求項２】
有機物質の濃度の測定に当り、被処理水の蛍光強度を測定し、この蛍光強度と有機物質濃度との相関関係から有機物質濃度を求めることを特徴とする請求項１に記載の水処理方法。
【請求項３】
被処理水に粉末活性炭を注入し、被処理水中の溶解性有機物質を除去する水処理方法であって、
処理後の臭気物質の濃度目標値および共存する有機物質の濃度目標値をそれぞれ設定し、
前記有機物質濃度目標値に相当する蛍光強度を処理後蛍光強度目標値として相関関係から求め、
前記被処理水の蛍光強度を測定し、この測定された蛍光強度と前記処理後蛍光強度目標値と活性炭処理時間とから有機物質除去に必要な粉末活性炭の第１の注入率を求め、
前記被処理水中の臭気物質の濃度を測定すると共に、前記測定された被処理水の蛍光強度から相関により共存する有機物質の濃度を求め、
これら臭気物質および有機物質の、前記粉末活性炭注入に伴うそれらの残存率に影響を与える係数を、前記測定された臭気物質濃度および有機物質濃度に基づいてそれぞれ求め、
予め求めた臭気物質の目標除去率を達成するに必要な前記粉末活性炭の第２の注入率を、前記各係数及び滞留時間の関数として求め、
これら第１の注入率と第２の注入率の中から最大の値を被処理水に対する粉末活性炭注入率として決定する
ことを特徴とする水処理方法。
【請求項４】
粉末活性炭注入後の処理水における臭気物質の濃度および蛍光強度をそれぞれ測定し、予め設定した処理後の臭気物質の濃度目標値および処理後の蛍光強度目標値と、前記処理水の臭気物質の濃度測定値および蛍光強度の測定値との差をそれぞれ求め、これら差のうち大きい方の値に基づき粉末活性炭注入率の補正値を求めることを特徴とする請求項３に記載の水処理方法。
【請求項５】
被処理水に粉末活性炭を注入し、被処理水中の溶解性有機物質を除去する水処理システムであって、
被処理水中の臭気物質の濃度と共存する有機物質の濃度をそれぞれ測定する臭気物質濃度測定装置および有機物質濃度測定装置と、
これら臭気物質の濃度測定値と有機物質の濃度測定値とをそれぞれ入力し、これら臭気物質および有機物質の、前記粉末活性炭注入に伴うそれらの残存率に影響を与える係数を、前記臭気物質濃度測定値および有機物質濃度測定値に基づいてそれぞれ求める係数演算手段と、
予め求めた臭気物質の目標除去率を達成するに必要な前記粉末活性炭の注入率を、前記算出された各係数および滞留時間の関数として求める注入率演算手段と、
を備えたことを特徴とする水処理システム。
【請求項６】
有機物質濃度測定装置として、
被処理水の蛍光強度を測定する蛍光分析計と、
被処理水中の臭気物質の濃度この蛍光分析計の測定値に基づき、蛍光強度と有機物質濃度との相関関係から有機物質濃度を求める有機物質濃度演算手段と、
を設けたことを特徴とする請求項５に記載の水処理システム。
【請求項７】
被処理水に粉末活性炭を注入し、被処理水中の溶解性有機物質を除去する水処理システムであって、
活性炭注入処理後の処理水の臭気物質の濃度目標値および共存する有機物質の濃度目標値をそれぞれ設定すると共に、この設定された有機物質濃度目標値に相当する蛍光強度を処理後蛍光強度目標値として相関関係から求める水質目標値設定手段と、
前記被処理水の蛍光強度を測定する蛍光分析計と、
前記被処理水中の臭気物質の濃度を測定する臭気物質濃度測定装置と、
前記蛍光分析計で測定された蛍光強度と前記処理後蛍光強度目標値と活性炭処理時間とから有機物質除去に必要な粉末活性炭の第１の注入率を求めると共に、前記測定された被処理水の蛍光強度から相関により共存する有機物質の濃度求める第１の注入率演算手段と、
前記臭気物質の濃度測定値と有機物質の濃度測定値とをそれぞれ入力し、これら臭気物質および有機物質の、前記粉末活性炭注入に伴うそれらの残存率に影響を与える係数を、前記測定された臭気物質濃度および有機物質濃度に基づいてそれぞれ求める係数演算手段と、
予め求めた臭気物質の目標除去率を達成するに必要な前記粉末活性炭の第２の注入率を、前記各係数及び滞留時間の関数として求める第２の注入率演算手段と、
これら注入率演算手段で求められた第１の注入率と第２の注入率の中から最大の値を被処理水に対する粉末活性炭注入率として決定する注入率決定手段と
を備えたことを特徴とする水処理システム。
【請求項８】
粉末活性炭注入後の処理水の臭気物質濃度および蛍光強度をそれぞれ臭気物質濃度測定装置および蛍光分析計に測定させる処理水案内装置と、
予め設定した処理後の臭気物質の濃度目標値および処理後の蛍光強度目標値と、前記処理水案内装置を経て測定された処理水の臭気物質の濃度測定値および蛍光強度の測定値との差をそれぞれ求め、これら差のうち大きい方の値に基づき粉末活性炭注入率の補正値を求める補正値演算手段と
を備えたことを特徴とする請求項７に記載の水処理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被処理水に粉末活性炭を注入し、被処理水中の溶解性有機物質を除去する水処理方法および水処理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、水道水源であるダム、湖沼、貯水池など停滞水域の富栄養化による藻類や放線菌の発生、増殖による異臭味の発生が問題となっている。水道水の臭気としてはカビ臭 が多く、その原因となる物質は、藍藻類や放線菌から出るジメチルイソボルネオール（以下、２−ＭＩＢと略記）、ジェオスミン等である、現在の水質基準では、快適水質項目で２−ＭＩＢ、ジェオスミン共に、粉末活性炭処理の場合２０ｎｇ／Ｌ、粒状活性炭等恒久施設の場合１０ｎｇ／Ｌと定められている。しかし、平成１６年度に予定されている水道水質基準の改定では、粉末活性炭処理でもより厳しい規制値として１０ｎｇ／Ｌが採用される予定である。
【０００３】
浄水場においては異臭味除去のために、オゾン処理等の高度処理を導入している所も増えてきているが、中規模以下の浄水場では粉末活性炭による吸着除去が主流である。
【０００４】
粉末活性炭によりカビ臭物質を吸着除去する場合、共存する溶解性有機物質の影響を受けることがあり、その影響は有機物質の濃度と性質に依存することが知られている（例えば、非特許文献１参照）。
【０００５】
この溶解性有機物質は、浄水処理過程で消毒処理や鉄・マンガン除去等のため注入される塩素剤と反応してトリハロメタンを生成する。トリハロメタンは発ガン性物質であるため、生成を抑制する必要がある。
【０００６】
粉末活性炭は、トリハロメタンの前駆物質である溶解性有機物質除去のためにも注入される。このことから、カビ臭物質と溶解性有機物質を同時に除去するのに最適な粉末活性炭注入率を推定するためには、原水のカビ臭物質濃度と溶解性有機物質濃度を同時に測定し、特にカビ臭除去に対する溶解性有機物質の影響を考慮して粉末活性炭注入率を決定する必要がある。
【０００７】
粉末活性炭注入率を制御する方法としては、例えば、除去対象物質である臭気物質、トリハロメタンや農薬を特殊センサで検知してフイードバック制御する方法（例えば、特許文献１参照）や、臭気物質、陰イオン活性剤、トリハロメタン、色度および金属イオン濃度の計測結果に基づいて粉末活性炭および凝集剤の注入率を制御する方法（例えば、特許文献２参照）がある。
【０００８】
このような従来の粉末活性炭注入制御システムを説明する。一般に、浄水施設では、取水口から汲み上げられた原水は、導水管を介して沈砂池に導かれ、ここで大きな夾雑物が取り除かれる。その後、原水は、着水井から凝集・沈殿池に入る。凝集・沈殿池では、入口で凝集剤が注入され、原水中の粘土質、細菌、藻類等の懸濁物質が凝集しフロックとして分離される。さらに、ろ過池で残った懸濁物質が除去される。
【０００９】
前記導水管には水質計測器が接続され、臭気物質濃度が計測される。その計測値は粉末活性炭注入演算装置に入り、臭気物質濃度から粉末活性炭注入率が演算される。また、導水管には流量計測器も設けられており、原水流量が計測される。この計測値は前記粉末活性炭注入演算値と共に粉末活性炭注入装置に入り、ここで、原水流量に応じた粉末活性炭注入量が演算され、粉末活性炭が沈砂池に注入される。
【００１０】
この例では、水質計測器により計測される物質として、臭気物質を例として記載したが、これ以外にも、陰イオン界面活性剤、トリハロメタン、色度、および金属イオン濃度がある。また、水質計測器を後段の凝集・沈殿池の入口配管部に取り付け、処理対象物質の残留濃度を計測し、粉末活性炭注入率をフィードバック制御している場合もある。
【特許文献１】特開平５−１０９４１号公報
【特許文献２】特開平８−３０９１０９号公報
【非特許文献１】D.Cook,G.Newcombe and P.Sztajnbox,"The Application of Powdered Activated Carbon for MIB and Geosmin Removal:Predicting PAC Dose in Four Raw Waters,",Water Research,vol.35,No.5,pp.1325-1333(2001)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上述した従来の粉末活性炭注入制御システムにおいては、以下に示す課題があった。
【００１２】
従来システムでは、粉末活性炭による処理対象物質単体の濃度に基づいて、注入率を決定しているため、複数の処理対象物質が共存する場合、相互の影響を受ける場合がある。特に、臭気物質の除去性能は、共存する溶解性有機物質の影響を大きく受けるため、臭気物質単体の処理を基準として粉末活性炭注入率を決定していたのでは、注入率が不足するという問題点があった。
【００１３】
また、粉末活性炭処理後の処理対象物質を測定してフィードバック制御を行なう場合、粉末活性炭注入点から凝集・沈殿池までの滞留時間が通常１５分から６０分程度かかるため、降雨や複数水源からの流入による急激な水質変動に対応できず、粉末活性炭注入率に過不足が生じていた。
【００１４】
粉末活性炭注入率が過剰になると粉末活性炭が無駄に注入されることによる処理コストの増加のみならず、凝集・沈殿池で注入される凝集剤の注入率増加、汚泥処理費用の増加による処理コストが増加する。また、粉末活性炭注入率が不足した場合、水質の処理目標が達成できない。
【００１５】
本発明の目的は、原水中の臭気物質濃度と共存する溶解性有機物質濃度とを測定し、臭気物質の除去に必要な粉末活性炭注入率を、共存する溶解性有機物の影響を考慮して決定することにより、過不足無く粉末活性炭注入を行なうことができる水処理方法および水処理システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の水処理方法は、被処理水に粉末活性炭を注入し、被処理水中の溶解性有機物質を除去する水処理方法であって、被処理水中の臭気物質の濃度と共存する有機物質の濃度をそれぞれ測定し、これら臭気物質および有機物質の、前記粉末活性炭注入に伴うそれらの残存率に影響を与える係数を、前記測定された臭気物質濃度および有機物質濃度に基づいてそれぞれ求め、予め求めた臭気物質の目標除去率を達成するに必要な前記粉末活性炭の注入率を、前記各係数及び滞留時間の関数として求めることを特徴とする。
【００１７】
本発明方法では、有機物質の濃度の測定に当り、被処理水の蛍光強度を測定し、この蛍光強度と有機物質濃度との相関関係から有機物質濃度を求めてもよい。
【００１８】
また、本発明の水処理方法では、処理後の臭気物質の濃度目標値および共存する有機物質の濃度目標値をそれぞれ設定し、前記有機物質濃度目標値に相当する蛍光強度を処理後蛍光強度目標値として相関関係から求め、前記被処理水の蛍光強度を測定し、この測定された蛍光強度と前記処理蛍光強度目標値との差から有機物質除去に必要な粉末活性炭の第１の注入率を求め、前記被処理水中の臭気物質の濃度を測定すると共に、前記測定された被処理水の蛍光強度から相関により共存する有機物質の濃度を求め、これら臭気物質および有機物質の、前記粉末活性炭注入に伴うそれらの残存率に影響を与える係数を、前記測定された臭気物質濃度および有機物質濃度に基づいてそれぞれ求め、予め求めた臭気物質の目標除去率を達成するに必要な前記粉末活性炭の第２の注入率を、前記各係数及び滞留時間の関数として求め、これら第１の注入率と第２の注入率の中から最大の値を被処理水に対する粉末活性炭注入率として決定してもよい。
【００１９】
また、本発明方法では、粉末活性炭注入後の処理水における臭気物質の濃度および蛍光強度をそれぞれ測定し、予め設定した処理後の臭気物質の濃度目標値および処理後の蛍光強度目標値と、前記処理水の臭気物質の濃度測定値および蛍光強度の測定値との差をそれぞれ求め、これら差のうち大きい方の値に基づき粉末活性炭注入率の補正値を求めてもよい。
【００２０】
本発明の水処理システムは、被処理水中の臭気物質の濃度と共存する有機物質の濃度をそれぞれ測定する臭気物質濃度測定装置および有機物質濃度測定装置と、これら臭気物質の濃度測定値と有機物質の濃度測定値とをそれぞれ入力し、これら臭気物質および有機物質の、前記粉末活性炭注入に伴うそれらの残存率に影響を与える係数を、前記臭気物質濃度測定値および有機物質濃度測定値に基づいてそれぞれ求める係数演算手段と、予め求めた臭気物質の目標除去率を達成するに必要な前記粉末活性炭の注入率を、前記算出された各係数および滞留時間の関数として求める注入率演算手段とを備えたことを特徴とする。
【００２１】
また、本発明システムでは、有機物質濃度測定装置として、被処理水の蛍光強度を測定する蛍光分析計と、被処理水中の臭気物質の濃度この蛍光分析計の測定値に基づき、蛍光強度と有機物質濃度との相関関係から有機物質濃度を求める有機物質濃度演算手段とを設けてもよい。
【００２２】
また、本発明の水処理システムでは、活性炭注入処理後の処理水の臭気物質の濃度目標値および共存する有機物質の濃度目標値をそれぞれ設定すると共に、この設定された有機物質濃度目標値に相当する蛍光強度を処理後蛍光強度目標値として相関関係から求める水質目標値設定手段と、前記被処理水の蛍光強度を測定する蛍光分析計と、前記被処理水中の臭気物質の濃度を測定する臭気物質濃度測定装置と、前記蛍光分析計で測定された蛍光強度と前記処理後蛍光強度目標値との差から有機物質除去に必要な粉末活性炭の第１の注入率を求めると共に、前記測定された被処理水の蛍光強度から相関により共存する有機物質の濃度求める第１の注入率演算手段と、前記臭気物質の濃度測定値と有機物質の濃度測定値とをそれぞれ入力し、これら臭気物質および有機物質の、前記粉末活性炭注入に伴うそれらの残存率に影響を与える係数を、前記測定された臭気物質濃度および有機物質濃度に基づいてそれぞれ求める係数演算手段と、前記被処理水中の臭気物質を前記処理後臭気物質濃度目標値へ低減させるに必要な前記粉末活性炭の第２の注入率を、前記各係数及び滞留時間の関数として求める第２の注入率演算手段と、これら注入率演算手段で求められた第１の注入率と第２の注入率の中から最大の値を被処理水に対する粉末活性炭注入率として決定する注入率決定手段とを備えた構成としてもよい。
【００２３】
さらに、本発明システムでは、粉末活性炭注入後の処理水の臭気物質濃度および蛍光強度をそれぞれ臭気物質濃度測定装置および蛍光分析計に測定させる処理水案内装置と、  予め設定した処理後の臭気物質の濃度目標値および処理後の蛍光強度目標値と、前記処理水案内装置を経て測定された処理水の臭気物質の濃度測定値および蛍光強度の測定値との差をそれぞれ求め、これら差のうち大きい方の値に基づき粉末活性炭注入率の補正値を求める補正値演算手段とを備えてもよい。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、被処理水中の臭気物質の濃度と共存する有機物質の濃度をそれぞれ測定し、これら臭気物質および有機物質の、粉末活性炭注入時の残存率に影響を与える係数をそれぞれ求め、必要な前記粉末活性炭の注入率を求めているので、共存する有機物質の影響を受けることなく臭気物質を有効に除去することができる。
【００２５】
また、活性炭注入処理後の処理水の臭気物質濃度、共存する溶解性有機物等、処理対象物質濃度も測定して、フィードバック制御を行なうようにすれば、水質特性の変化等にも対応でき、無駄なく、確実な粉末活性炭注入制御を行なうことができる。
【００２６】
これらのことにより、過剰な粉末活性炭注入の抑制による処理コストを適正化でき、粉末活性炭注入量の不足による処理水の水質悪化を防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明による水処理方法および水処理システムの一実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。
【００２８】
図１はこの実施の形態が適用される浄水施設および粉末活性炭注入制御システムを表している。図１において、１は取水口で、この取水口１から汲み上げられた原水は、導水管２を介して沈砂池３に導かれ、ここで大きな夾雑物が取り除かれる。この後、原水は、沈砂池３に接続した着水井４を経て凝集・沈殿池５に入る。凝集・沈殿池５では、入口で凝集剤が注入され原水中の粘土質、細菌、藻類等の懸濁物質が凝集しフロックとして分離される。さらに、ろ過池６で残った懸濁物質が除去される。
【００２９】
導水管２には、採水管９を介して前処理装置１０が連結され、さらに、この前処理装置１０には臭気物質濃度測定装置１１および溶解性有機物質濃度測定装置１３が接続されている。導水管２を流れる原水(被処理水)は、採水管９によりその一部が採水され、原水内の侠雑物、および懸濁物質を除去するための前処理装置１０を介して臭気物質濃度測定装置１１および溶解性有機物質濃度測定装置１３へ供給される。
【００３０】
７は粉末活性炭注入演算装置で、臭気物質濃度測定装置１１により測定された臭気物質濃度計測値１２と溶解性有機物濃度測定装置１３により測定された溶解性有機物質濃度計測値１４とがそれぞれ入力される。この粉末活性炭注入演算装置７には、水質目標値入力手段１５が接続されており、ここで臭気物質濃度および溶解性有機物質濃度の処理目標値が入力される。
【００３１】
この粉末活性炭注入演算装置７では、臭気物質濃度と溶解性有機物濃度の関係と予め設定された臭気物質濃度および溶解性有機物質の処理目標値を比較して、それぞれの目標値を達成するのに必要な粉末活性炭注入率が演算される。
【００３２】
さらに、この粉末活性炭注入演算装置７には、表示装置１６が接続されており、臭気物質濃度計測値１２、溶解性有機物質濃度計測値１４、水質目標値および粉末活性炭注入率演算結果が出力され表示される。
【００３３】
また、前記導水管２には流量計測器１７が設けられており、この流量計測器１７により原水流量１８が計測される。８は粉末活性炭注入装置で、粉末活性炭注入演算装置７で求められた粉末活性炭注入率１９と、流量計測器１７で計測された原水流量１８とを入力し、原水流量１８に応じた粉末活性炭注入量が演算され、粉末活性炭２０が沈砂池３に注入される。
【００３４】
次に、本実施の形態の作用について説明する。
【００３５】
まず、粉末活性炭注入演算装置７に設定されている演算式を図２乃至図４を用いて説明する。
【００３６】
図２は、共存する溶解性有機物質濃度と、臭気物質除去率との関係を示している。ここで、臭気物質としては、２Ｍ−ＩＢを例にとり、溶解性有機物濃度は溶解性有機体炭素濃度（以下、ＤＯＣと記す）を用いて表している。縦軸の２−ＭＩＢ除去率は、（１）式により計算される。
【数１】
2005288309.tif 000003
【００３７】
図２に示したように、ＤＯＣが増加すると２−ＭＩＢ除去率は低下する。その影響は、原水の２−ＭＩＢ濃度が高いほど大きくなる。したがって、２−ＭＩＢの処理目標を達成するのに必要な粉末活性炭注入率を推定するためには、原水の２−ＭＩＢ濃度と、共存する溶解性有機物濃度の関係を考慮する必要がある。
【００３８】
次に、２−ＭＩＢ除去に必要な粉末活性炭注入率の演算方法を説明する。図３は、粉末活性炭注入率を一定とした場合の、滞留時間と２−ＭＩＢ残存率との関係への、共存する有機物濃度（ＤＯＣ）の影響を表している。また、図４は、滞留時間を一定とした場合の、粉末活性炭注入率と２−ＭＩＢ残存率の関係と、ＤＯＣの影響を表している。ここで、２−ＭＩＢ残存率は、(２)式により計算される。
【数２】
2005288309.tif 000004
【００３９】
図３において、２−ＭＩＢ残存率と滞留時間、およびＤＯＣの関係は、（３）式のような関係式により計算される。
【００４０】
2-MIB残存率＝１−ＭｔＤＯＣ×Ｍｔ２−ＭＩＢ×ｔｎ      ・・・（３）
ここで、ｔは滞留時間、ｎは指数係数である。また、ＭｔDOC、Ｍｔ2-MIBは、それぞれDOC、および２−ＭＩＢの影響を考慮するための係数であり、以下の（４）式、（５）式により求められる。
【００４１】
ＭｔＤＯＣ＝ａｔ１×exp（ａｔ２×ＤＯＣｉ）            ・・・(４)
ここで、ａｔ1、ａｔ2は係数。ＤＯＣiは、原水の溶解性有機体炭素濃度測定値である。
【００４２】
Ｍｔ２−ＭＩＢ＝ｂｔ１×Ｃ２−ＭＩＢｉ＋ｂｔ２                ・・・(５)
ここで、ｂt1、ｂt2は係数。Ｃ2-MIBiは、原水の２−ＭＩＢ濃度測定値である。
【００４３】
また、図４において、２−ＭＩＢ残存率と粉末活性炭注入率、および原水２−ＭＩＢ濃度とＤＯＣの関係は、以下の（６）式のような関係式で計算される。
【００４４】
2-MIB残存率＝exp（ＭｉＤＯＣ×Ｍｉ２−ＭＩＢ×Ｉ）        ・・・（６）
ここで、Iは粉末活性炭注入率である。また、ＭｉDOC、Ｍｉ2-MIBは、それぞれＤＯＣ、および２−ＭＩＢの影響を考慮するための係数であり、以下の（７）式、（８）式により求められる。
【００４５】
ＭｉＤＯＣ＝ａｉ１×exp（ａｉ２×ＤＯＣｉ）                ・・・(７)
ここで、ａi1、ａi2は係数。ＤＯＣiは、原水の溶解性有機体炭素濃度測定値である。
【００４６】
Ｍｉ２−ＭＩＢ＝ｂｉ１×Ｃ２−ＭＩＢｉ＋ｂｉ２                    ・・・(８)
ここで、ｂi1、ｂi2は係数。Ｃ2-MIBiは、原水の２−ＭＩＢ濃度測定値である。
【００４７】
したがって、粉末活性炭注入率Ｉは、(３)式と（６）式との関係から、次の（９）式に示したような、係数ＭｉDOC、Ｍｉ2-MIBおよび滞留時間ｔの関数として、演算することができる。
【００４８】
Ｉ＝ｆ（ＭｉDOC，Ｍｉ2-MIB，ｔ）                      ・・・（９）
すなわち、粉末活性炭注入演算装置７では、被処理水(原水)中の臭気物質（ここでは２−ＭＩＢ）の濃度測定値Ｃ2-MIBiと共存する有機物質の濃度測定値ＤＯＣiを入力し、係数演算手段により、これら臭気物質および有機物質の、前記粉末活性炭注入に伴うそれらの残存率に影響を与える係数Ｍｉ2-MIB、ＭｉDOCを、前記測定された臭気物質濃度測定値Ｃ2-MIBiおよび有機物質濃度ＤＯＣiに基づいて(４)式、(５)式および（７）式、(８)式を用い、(３)式、(６)式の関係からそれぞれ求め、注入率演算手段により、前記被処理水中の臭気物質を、(１)式で予め求めた目標除去率を達成するに必要な前記粉末活性炭の注入率Ｉを、(９)式で示した関係式により、前記各係数ＭｉDOC，Ｍｉ2-MIB及び滞留時間ｔの関数として求める。
【００４９】
本実施の形態によれば、粉末活性炭でカビ臭物質の除去を行う場合に、粉末活性炭注入演算装置７では、共存する溶解性有機物質濃度の影響を考慮して粉末活性炭注入率Ｉ(１９)を演算し、その注入率に基づいて粉末活性炭注入装置８を制御することができるため、粉末活性炭注入不足による処理水質の悪化を防止できると共に、無駄な粉末活性炭注入を抑制することにより経済性に優れた粉末活性炭注入制御支援および、注入制御システムを実現できる。
【００５０】
次に、図５で示す実施の形態を説明する。なお、図１と同一の部分には同じ符号を付している。
【００５１】
図５において、原水が取水口１から導水管２を通って沈砂池３に導かれ、さらに、着水井４から凝集・沈殿池５、ろ過池６を通過する間に、懸濁物質が取り除かれる。導水管２には、採水管９が接続され、前処理装置１０を介して臭気物質濃度測定装置１１および蛍光分析計２１へ供給されるようになっている。臭気物質濃度測定装置１１により、臭気物質濃度が計測され、その計測値１２は粉末活性炭注入演算装置７に入る。
【００５２】
蛍光分析計２１は有機物濃度測定装置として使用している。すなわち、波長３４５ｎｍの励起光に反応して発光する波長４２５ｎｍの蛍光の強度を計測し、その測定値２２は、粉末活性炭注入演算装置７に入る。蛍光強度と、溶解性有機炭素濃度（ＤＯＣ）との間には相関があるため、蛍光強度測定値から相関関係によりＤＯＣを推定する。
【００５３】
粉末活性炭注入演算装置７には、水質目標値入力手段１５が接続されており、ここで臭気物質濃度、および溶解性有機物質濃度の目標値が入力される。粉末活性炭注入演算装置７では、臭気物質濃度と溶解性有機物濃度の関係と予め設定された臭気物質濃度、および溶解性有機物質の処理目標値を比較して、それぞれの目標値を達成するのに必要な粉末活性炭注入率が演算される。また、粉末活性炭注入演算装置７には、表示装置１６が接続されており、臭気物質濃度計測値１２、蛍光強度計測値、溶解性有機物質濃度推定値、水質目標値、および粉末活性炭注入率演算結果が出力され表示される。
【００５４】
一方、流量計測器１７により原水流量が計測され、この計測値１８は前記粉末活性炭注入演算値１９と共に粉末活性炭注入装置８に入り、ここで、これに応じた粉末活性炭注入量が演算され、粉末活性炭２０が沈砂池３に注入される。
【００５５】
次に、本実施例の作用について説明する。
【００５６】
図６に、蛍光分析計２１によって測定される蛍光強度と、溶解性有機炭素濃度（ＤＯＣ）の関係を示す。前述のように、蛍光強度とＤＯＣの間には図６で示す相関があるため、蛍光強度を測定することにより、測定値から以下の（１０）式によりＤＯＣを推定することが可能である。
【００５７】
ＤＯＣｉ＝ｃＤ１×ＦＬ＋ｃＤ２                    ・・・（１０）
ここで、ｃD1、は係数、ｃD2は定数、ＦＬは蛍光強度である。この式を用いてＤＯＣｉを推定し、さらに、臭気物質濃度測定装置１１により測定された臭気物質濃度Ｃ2-MIBiを用いて、前記（３）式から（９）式の演算式により、臭気物質除去目標を達成するのに必要な粉末活性炭注入率を演算することができる。
【００５８】
本実施形態によれば、蛍光分析計２１により、時間遅れなく、また非接触で原水の蛍光強度を測定する、この蛍光強度からＤＯＣを推定できるため、時間遅れなく粉末活性炭注入率の演算が可能となり、粉末活性炭注入不足による処理水質の悪化を防止できると共に、無駄な粉末活性炭注入を抑制することにより経済性に優れた粉末活性炭注入制御支援および、注入制御システムを実現できる。
【００５９】
次に、図７で示す実施の形態を説明する。この実施の形態におけるハード構成は図５と同様の構成であるが、粉末活性炭注入率の演算手段が異なる。以下に、粉末活性炭注入率の演算手順を説明する。
【００６０】
図７において、ステップ３０では、図５で示した水質目標設定手段１５により、臭気成分物質として、２−ＭＩＢとジェオスミンの処理目標濃度（Ｃｔ2-MIB、ＣｔG）と、溶解性有機物の指標として、溶解性有機体炭素濃度（ＤＯＣ）、過マンガン酸カリウム消費量（ＫＭｎＯ４消費量）およびトリハロメタン生成能（ＴＨＭＦＰ）の粉末活性炭処理後の目標濃度（ＤＯＣt、ＫＭｎＯ４t、ＴＨＭＦＰt）を設定する。
【００６１】
ここで、ＤＯＣと蛍光分析計２１により測定される蛍光強度の間には、図６に示したように相関がある。また、蛍光強度とＫＭｎＯ４消費量およびＴＨＭＦＰの間にも、図８、図９に示したように相関があることが確認されており、この関係を利用して、ステップ３１では、水質目標値の中で有機物濃度に関連する、ＤＯＣt、ＫＭｎＯ４t、ＴＨＭＦＰtに対応した蛍光強度ＦＬを、以下の（１１）式、（１２）式、（１３）式より演算する。
【００６２】
ＦＬＤＯＣ＝ｃＤ３×ＤＯＣｔ＋ｃＤ４                  ・・・（１１）
ＦＬＫＭｎＯ４＝ｃＫ１×ＫＭｎＯ４消費量ｔ＋ｃＫ２        ・・・（１２）
ＦＬＴＨＭＦＰ＝ｃＴ１×ＴＨＭＦＰｔ＋ｃＴ２              ・・・(１３)
ステップ３２では、ＦＬDOC、ＦＬKMnO4、ＦＬTHMFPを比較し、最小の蛍光強度を処理水蛍光強度の目標値（ＦＬt）に決定する。
【００６３】
ステップ３４では、蛍光分析計２１による計測値ＦＬi（３３）と、処理後蛍光強度の目標値ＦＬtと、活性炭処理時間ｔとの関係から、溶解性有機物質濃度の目標を達成するのに必要な、粉末活性炭注入率(第１の注入率)ＩOを、以下の（１４）式で演算する。
【００６４】
Ｉｏ＝ｆ（ＦＬi，ＦＬt，ｔ）                ・・・（１４）
ステップ３５では、蛍光分析計２１による計測値ＦＬiを用いて、前述の(１０)式により原水のＤＯＣiを推定する。
【００６５】
ステップ３７では、臭気物質濃度測定装置１１により計測された原水内の臭気物質濃度（Ｃi2-MIB、ＣiG）（３６）と臭気物質濃度処理目標値（Ｃｔ2-MIB、ＣｔG）と、共存する溶解性有機物質濃度（ＤＯＣi）の関係から、前述の（９）式により処理目標を達成するのに必要な粉末活性炭注入率（第２の注入率）Ｉ２−ＭＩＢ、ＩＧを演算する。
【００６６】
ステップ３８では、溶解性有機物質濃度の目標を達成するのに必要な、第１の粉末活性炭注入率ＩOと、臭気物質濃度の処理目標を達成するのに必要な第２の粉末活性炭注入率Ｉ２−ＭＩＢ、ＩＧを比較し、最大値を粉末活性炭注入率Ｉとする。
【００６７】
本実施の形態によれば、臭気物質、および溶解性有機物質の処理目標を同時に達成するのに最適な粉末活性炭注入率で粉末活性炭注入装置を制御することができるため、臭気物質による水質事故、トリハロメタン等消毒副生成物の発生を防止できると共に、無駄な粉末活性炭注入を防止することにより経済性に優れた粉末活性炭注入制御支援および、注入制御システムを実現できる。
【００６８】
次に、図１０に示す実施の形態を説明する。
【００６９】
図１０において、原水は取水口１から導水管２を通って沈砂池３に導かれ、ここで大きな夾雑物は取り除かれる。その後、着水井４から凝集・沈殿池５、ろ過池６を通過する間に、懸濁物質が取り除かれる。導水管２には、採水管９が接続されており、前処理装置１０原水の一部が採水され、原水内の侠雑物、および懸濁物質を除去する。ここまでの構成は図１および図５と同様である。
【００７０】
図１０の構成では、前処理装置１０の出口側に三方弁２５を設け、その一方の入り口側を前処理装置の出口側に接続している。また、三方弁２５の出口側は臭気物質濃度測定装置１１、および蛍光分析計２１へ接続し、これらに原水を供給できるように構成している。
【００７１】
また、この実施の形態では、粉末活性炭の注入が行われる沈砂池３の出口側配管に採水管２３が接続されており、ここで採水された粉末活性炭注入処理後の処理水は、前処理装置２４へ導かれる。前処理装置２４は、ろ過機能を有しており、粉末活性炭注入装置８から注入された粉末活性炭２０などの懸濁物質を除去する。
【００７２】
前処理装置２４の出口側は、前記三方弁２５の他方の入り口に接続しており、前処理装置２４で処理されたサンプル水は、三方弁２５へ導かれる。三方弁２５では、周期的に流路を切り替えるように設定されており、所定時間毎に、原水と、粉末活性炭処理水とが択一的に切り替えられ、臭気物質濃度測定装置１１および蛍光分析計２１へと供給される。三方弁２５の切り替え周期は、例えば、臭物質濃度測定装置１１と蛍光分析計２１の最小分析時間を比較して大きい方の値を最小切り替え周期とする。
【００７３】
臭気物質濃度測定装置１１では、臭気物質濃度が計測され、その計測値１２は粉末活性炭注入演算装置７に入る。また、蛍光分析計２１により、波長３４５ｎｍの励起光に反応して発光する波長４２５ｎｍの蛍光の強度が計測され、その測定値２２は、粉末活性炭注  入演算装置７に入る。
【００７４】
粉末活性炭注入演算装置７には、水質目標値入力手段１５が接続されており、ここから臭気物質濃度および溶解性有機物質濃度の目標値が入力される。粉末活性炭注入演算装置７では、原水および処理水の臭気物質濃度と溶解性有機物濃度、および臭気物質濃度、溶解性有機物質の処理目標値を用いて、最適な粉末活性炭注入率が演算される。また、粉末活性炭注入演算装置７には、表示装置１６が接続されており、原水および処理水の臭気物質濃度計測値１２と、蛍光強度計測値２２と、溶解性有機物質濃度推定値と、夫々の水質目標値、および粉末活性炭注入率演算結果が出力され表示される。
【００７５】
一方、流量計測器１７により原水流量が計測され、この計測値１８は前記粉末活性炭注入演算値１９と共に粉末活性炭注入装置８に入り、これに応じた粉末活性炭注入量が演算され、粉末活性炭２０が沈砂池３に注入される。
【００７６】
次に、粉末活性炭注入演算装置７における粉末活性炭注入率演算手順を、図１１を用いて説明する。
【００７７】
図１１において、ステップ３０から、ステップ３８までの処理は図７と同じである。すなわち、ステップ３０では、水質目標設定手段１６により、２−ＭＩＢとジェオスミンの処理後目標濃度（Ｃｔ2-MIB、ＣｔG）と、溶解性有機物の指標として、溶解性有機体炭素濃度（ＤＯＣ）、過マンガン酸カリウム消費量（ＫＭｎＯ４消費量）およびトリハロメタン生成能（ＴＨＭＦＰ）の粉末活性炭処理後の目標濃度（ＤＯＣt、ＫＭｎＯ４t、ＴＨＭＦＰt）を設定する。
【００７８】
ステップ３１では、図６、図８、図９に示した相関関係により、水質目標値の中で有機物濃度に関連する、ＤＯＣt、ＫＭｎＯ４t、ＴＨＭＦＰtに対応した蛍光強度ＦＬを（１１）式、（１２）式、（１３）式より演算する。
【００７９】
ステップ３２では、ＦＬDOC、ＦＬKMnO4、ＦＬTHMFPを比較し、最小の蛍光強度を処理水蛍光強度の目標値ＦＬtに決定する。
【００８０】
ステップ３４では、原水の蛍光強度計測値ＦＬiと処理後蛍光強度の目標値ＦＬtと、活性炭処理時間ｔの値を用いて、（１４）式により、溶解性有機物質濃度の目標を達成するのに必要な、第１の粉末活性炭注入率ＩOを演算する。
【００８１】
ステップ３５では、原水蛍光強度測定値ＦＬiを用いて、（１０）式により原水のＤＯＣiを推定する。
【００８２】
ステップ３７では、臭気物質濃度測定装置１１により計測された原水内の臭気物質濃度（Ｃi2-MIB、ＣiG）と臭気物質濃度処理後目標値（Ｃｔ2-MIB、ＣｔG）と、共存する溶解性有機物質濃度（ＤＯＣi）の関係から、（９）式により処理目標を達成するのに必要な第２の粉末活性炭注入率（Ｉ２−ＭＩＢ、ＩＧ）を演算する。
【００８３】
ステップ３８では、溶解性有機物質濃度の目標を達成するのに必要な、第１の粉末活性炭注入率ＩOと、臭気物質濃度の処理目標を達成するのに必要な第２の粉末活性炭注入率（Ｉ２−ＭＩＢ、ＩＧ）を比較し、最大値を粉末活性炭の基本注入率Ｉbasとする。
【００８４】
次に、ステップ３９では、あらかじめ設定してある臭気物質濃度処理目標値（Ｃｔ2-MIB、ＣｔG）および有機物濃度に関連する目標値、ＤＯＣt、ＫＭｎＯ４t、ＴＨＭＦＰtと、三方弁２５の切換えにより測定された、粉末活性炭処理水の、２−ＭＩＢ濃度Ｃｏ2-MIB、ジェオスミン濃度ＣｏG、および蛍光強度ＦＬoの計測値を比較する。その結果、どれか１項目でも処理水の濃度が目標値を上回っている場合は、夫々の差に応じて、以下の（１５）式乃至（１９）により各水質項目の粉末活性炭注入率補正値を計算する。
【００８５】
ΔＩ２−ＭＩＢ＝ａ×（Ｃｔ２−ＭＩＢ―Ｃｏ２−ＭＩＢ）        ・・・(１５)
ΔＩＧ＝ｂ×（ＣｔＧ―ＣｏＧ）                      ・・・(１６)
ΔＩＤＯＣ＝ｃ×（ＣｔＤＯＣ―ＣｏＤＯＣ）                ・・・(１７)
ΔＩＫＭｎＯ４＝ｄ×（ＣｔＫＭｎＯ４―ＣｏＫＭｎＯ４）          ・・・(１８)
ΔＩＴＨＭＦＰ＝ｅ×（ＣｔＴＨＭＦＰ―ＣｏＴＨＭＦＰ）          ・・・(１９)
ここで、ａ、ｂ、ｃ、ｄは係数である。
【００８６】
これらの結果、例えば、１項目だけ処理水濃度が目標を上回っている場合は、その項目の補正値を粉末活性炭注入率補正値ΔＩとする。また、複数項目の処理水濃度が目標値を上回っている場合は、該当項目の内最大の補正値をΔＩに採用する。また、各水質項目における処理水濃度と目標濃度の許容差を予め定めておき、すべての水質項目で処理水濃度が目標濃度を下回っている場合は、粉末活性炭基本注入率を減少させるように補正値ΔＩを決定する。
【００８７】
最後にステップ４０で、（２０）式により粉末活性炭注入率Iを決定する。
【００８８】
Ｉ＝Ｉｂａｓ±ΔＩ                                  ・・・(２０)
本実施の形態によれば、原水の臭気物質濃度と蛍光強度を測定して粉末活性炭注入率を決定できるため、水質の急激な変動にも時間遅れなく粉末活性炭注入率を増減することができるため、注入率不足による処理水質の悪化を防止すると共に、過剰注入による処理コストの増大を防止することができる。また、粉末活性炭処理後の臭気物質濃度と蛍光強度を測定して、粉末活性炭注入率を補正するようにフィードバック制御する機能を有しているため、より正確な粉末活性炭注入制御が可能となるため、臭気物質による水質事故、トリハロメタン等消毒副生成物の発生を防止できると共に、無駄な粉末活性炭注入を防止することにより経済性に優れた粉末活性炭注入制御支援および、注入制御システムを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】本発明による水処理システムの一実施の形態を示すシステム構成図である。
【図２】同上一実施の形態における臭気物質除去率と有機物質濃度との関係を説明する特性図である。
【図３】同上一実施の形態における臭気物質残存率と滞留時間との関係を説明する特性図である。
【図４】同上一実施の形態における臭気物質残存率と注入率との関係を説明する特性図である。
【図５】本発明の他の実施の形態を示すシステム構成図である。
【図６】同上実施の形態に使用する蛍光強度と有機物濃度との相関関係を説明する特性図である。
【図７】他の実施の形態の粉末活性炭注入率の演算処理手順を説明するフローチャートである。
【図８】同上実施の形態に使用する蛍光強度とＫＭｎＯ４との相関関係を説明する特性図である。
【図９】同上実施の形態に使用する蛍光強度とＴＨＭＦＰとの相関関係を説明する特性図である。
【図１０】本発明の更に他の実施の形態を示すシステム構成図である。
【図１１】同上更に他の実施の形態の粉末活性炭注入率の演算処理手順を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
【００９０】
７    粉末活性炭注入演算装置
８    粉末活性炭注入装置
１１    臭気物質濃度測定装置
１３    有機物濃度測定装置
１５    水質目標値設定手段
２１    蛍光分析計
【図１】
2005288309.tif 000005
【図２】
2005288309.tif 000006
【図３】
2005288309.tif 000007
【図４】
2005288309.tif 000008
【図５】
2005288309.tif 000009
【図６】
2005288309.tif 000010
【図７】
2005288309.tif 000011
【図８】
2005288309.tif 000012
【図９】
2005288309.tif 000013
【図１０】
2005288309.tif 000014
【図１１】
2005288309.tif 000015