(57)【要約】      （修正有）【課題】低濃度の放射性ヨウ素を含有する原水からヨウ素を除去し、ヨウ素濃度の暫定基準値を満たした水を供給する浄水処理システム及びその制御方法を提供する。【解決手段】浄水処理システム１００は、ｐＨ調整剤、塩素剤、活性炭、凝集剤などの各種薬品を用いて原水を浄水処理する。設定部１３は、塩素剤注入後の原水中におけるヨウ素の特定の化学形態のものと、ヨウ素イオンとの目標比率を設定する。この設定は、原水中におけるヨウ素イオンよりも活性炭への吸着性が高いヨウ素の特定の化学形態のものとヨウ素イオンとの比率を用いて行われる。制御部１１Ａは、設定部１３による目標比率の設定に基づいて、ｐＨ計１０ａ及び残留塩素計１０ｂの計測値が所定の範囲になるように、各種薬品の注入量を制御する。【選択図】図１
2013075245.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原水を処理して上水道水を生産する浄水処理システムであって、
前記原水に酸性剤又はアルカリ性剤を注入して、前記原水のｐＨ値を調整するｐＨ調整手段と、
前記原水中に含まれるヨウ素の化学形態を、酸化剤として変更する塩素剤を前記原水に注入する塩素剤注入手段と、
前記原水中の前記ヨウ素を吸着する活性炭を前記原水に注入する活性炭注入手段と、
前記原水中の濁質と前記注入された活性炭を凝集する凝集剤を注入する凝集剤注入手段と、
前記塩素剤注入手段によって前記塩素剤が注入された後の前記原水のｐＨ値を計測するｐＨ計測手段と、
前記塩素剤注入手段によって前記塩素剤が注入された後の前記原水の酸化特性を計測する酸化特性計測手段と、
前記塩素剤注入手段によって前記塩素剤が注入された後の前記原水中における予め選択可能とされた前記ヨウ素の特定の化学形態のものの目標比率を、運転者が入力設定可能な目標比率設定手段と、
前記ｐＨ計測手段によるｐＨの計測値及び前記酸化特性計測手段による酸化特性計測値が所定の範囲内になるように、前記ｐＨ調整手段による前記酸性剤又は前記アルカリ性剤の注入率を制御するとともに、前記塩素剤注入手段による前記塩素剤の注入率を制御する制御手段と、を備え、
前記目標比率は、前記原水中におけるヨウ素イオンよりも前記活性炭への吸着性が高い予め選択可能とされた前記ヨウ素の特定の化学形態のものと、前記ヨウ素イオンとの比率であり、
前記制御手段は、前記目標比率設定手段により入力設定された前記目標比率に基づいて前記ｐＨの計測値及び前記酸化特性計測値の前記所定の範囲を設定して、前記ｐＨ調整手段及び前記塩素剤注入手段を前記所定の範囲に入るように制御することを特徴とする浄水処理システム。
【請求項２】
前記酸化特性計測手段は、残留塩素計又は酸化還元電位計であることを特徴とする請求項１に記載の浄水処理システム。
【請求項３】
前記制御手段は、前記目標比率に基づいて前記活性炭注入手段による前記活性炭の注入率を制御することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の浄水処理システム。
【請求項４】
前記目標比率設定手段は、前記ヨウ素イオンよりも前記活性炭への吸着性が高い前記ヨウ素の特定の化学形態のものとして、ヨウ素分子又は次亜ヨウ素酸の少なくともいずれかの選択に基づいて前記ヨウ素イオンとの前記目標比率を設定可能とすることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の浄水処理システム。
【請求項５】
前記原水の放射能を計測する放射能計測手段を更に備え、
前記制御手段は、前記放射能手段による計測値に基づいて、前記原水の放射性ヨウ素濃度を推定して、前記ｐＨ調整手段による前記酸性剤又は前記アルカリ性剤の注入率を制御するとともに、前記塩素剤注入手段による前記塩素剤の注入率を制御することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の浄水処理システム。
【請求項６】
降雨情報を取得する降雨情報取得手段を更に備え、
前記制御手段は、前記降雨情報に基づいて前記原水の放射性ヨウ素濃度を推定して、前記ｐＨ調整手段による前記酸性剤又は前記アルカリ性剤の注入率を制御するとともに、前記塩素剤注入手段による前記塩素剤の注入率を制御することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の浄水処理システム。
【請求項７】
前記目標比率設定手段は、前記ヨウ素イオンよりも前記活性炭への吸着性が高い前記ヨウ素の特定の化学形態のものとして、運転員による前記ヨウ素分子の選択に基づいて前記ヨウ素イオンとの前記目標比率を設定可能とし、
前記制御手段は、前記ｐＨの計測値及び前記酸化特性計測値の前記所定の範囲として、ｐＨ値をｐＨ５．８〜７．０の範囲、前記酸化特性計測値としての酸化還元電位を標準水素電極に対して０．６３〜０．６８Ｖの範囲と設定することを特徴とする請求項１に記載の浄水処理システム。
【請求項８】
前記制御手段は、前記ｐＨの計測値及び前記酸化特性計測値としての酸化還元電位に基づいて、前記原水中における前記ヨウ素イオンよりも前記活性炭への吸着性が高い前記予め選択された前記ヨウ素の特定の化学形態のものと、前記ヨウ素イオンとの比率を算出し、該算出された比率に応じて前記活性炭注入手段による前記活性炭の注入率を制御することを特徴とする請求項７に記載の浄水処理システム。
【請求項９】
原水を処理して上水道水を生産する浄水処理システムの制御方法であって、
前記浄水処理システムは、
前記原水に酸性剤又はアルカリ性剤を注入して、前記原水のｐＨ値を調整するｐＨ調整手段と、
前記原水中に含まれるヨウ素の化学形態を、酸化剤として変更する塩素剤を前記原水に注入する塩素剤注入手段と、
前記原水中の前記ヨウ素を吸着する活性炭を前記原水に注入する活性炭注入手段と、
前記原水中の濁質と前記注入された活性炭を凝集する凝集剤を注入する凝集剤注入手段と、
前記塩素剤注入手段によって前記塩素剤が注入された後の前記原水のｐＨ値を計測するｐＨ計測手段と、
前記塩素剤注入手段によって前記塩素剤が注入された後の前記原水の酸化特性を計測する酸化特性計測手段と、
前記塩素剤注入手段によって前記塩素剤が注入された後の前記原水中における予め選択可能とされた前記ヨウ素の特定の化学形態のものの目標比率を、運転者が入力設定可能な目標比率設定手段と、
前記ｐＨ計測手段によるｐＨの計測値及び前記酸化特性計測手段による酸化特性計測値が所定の範囲内になるように、前記ｐＨ調整手段による前記酸性剤又は前記アルカリ性剤の注入率を制御するとともに、前記塩素剤注入手段による前記塩素剤の注入率を制御する制御手段と、を備え、
前記目標比率は、前記原水中におけるヨウ素イオンよりも前記活性炭への吸着性が高い予め選択可能とされた前記ヨウ素の特定の化学形態のものと、前記ヨウ素イオンとの比率であり、
前記制御手段が、前記目標比率設定手段により入力設定された前記目標比率に基づいて前記ｐＨの計測値及び前記酸化特性計測値の前記所定の範囲を設定して、前記ｐＨ調整手段及び前記塩素剤注入手段を前記所定の範囲に入るように制御することを特徴とする浄水処理システムの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原水を処理して上水道水を生産する浄水処理システムに関し、特に放射性ヨウ素を含む原水からヨウ素を除去する浄水処理システム及びその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、飲用に用いられる上水道水は、所定の水質基準を満たすように浄水場で浄水処理された上で各需要者へ給配水されている。上水道水の水質基準は、およそ５０項目が定められており、これらの項目及び基準値は、逐次改定される。水質基準の項目には、上水道原水に混入する可能性が高い物質又は混入した実績がある物質、人への健康影響が懸念される物質、利水上の不適合を生じさせる物質などが選定されている。具体的には、例えば、急性毒性を持つヒ素、発がん性や慢性毒性を持つトリハロメタン、飲料水のおいしさに影響する臭気、外観上や着色が問題となる色度などが水質基準の項目となっている。
【０００３】
浄水場では、これらの物質を除去する処理、例えば、凝集沈殿処理、ろ過（例えば、砂ろ過、膜ろ過）処理、消毒処理、及び、高度処理として活性炭処理、オゾン処理、生物処理、軟化処理（例えば、イオン交換）などが行われている。これらの処理で使用される薬剤や資機材についても、法令で技術基準が定められており、この基準を満たすものが用いられている。すなわち、従来の水質基準項目を浄水処理で除去するための技術は、すでに確立されており、良質な上水道水が需要家に供給されてきた。
【０００４】
一方、昨今人体への健康影響が無視できないレベルであるものとして、あらたに上水道水の暫定基準値が設定された項目として、放射性物質が挙げられる。例えば、放射性ヨウ素の暫定基準は１００Ｂｑ／Ｌ（ベクレル／リットル）、放射性セシウムの暫定基準は２００Ｂｑ／Ｌである。放射性ヨウ素や放射性セシウムは、従来の上水道水の水質基準項目に含まれていないため、浄水場における除去方法は確立されていない。
【０００５】
水溶液中のヨウ素を抽出する方法としては、例えば、特許文献１に記載されているように、アルカリ金属ヨウ化物を含有する水溶液を塩素で処理することによって、ヨウ素を析出させてヨウ素を溶液中から回収する方法が開示されている。また、例えば、非特許文献１には、水溶液に対して、活性炭、次亜塩素酸ナトリウム、凝集剤を、前記の順番で添加することによって、水中のヨウ素を数十％除去できることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−３５３０２号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】渡辺祟一他６名、「浄水処理におけるヨウ素の除去に関する調査結果」、水道協会雑誌、２０１１年６月、第８０巻、第６号、Ｐ２３〜３０
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１に記載の技術は、高濃度のヨウ素含有水溶液からヨウ素を回収して再利用することを目的としている。特許文献１の方法の処理対象とする水溶液中のヨウ素濃度は、上水道の原水中の放射性ヨウ素の濃度に比べて極めて高いものであるため、特許文献１に記載の技術を適用しても、原水中の放射性ヨウ素濃度を上水道水の暫定基準値を満たすほど低くすることができないという問題点がある。
また、特許文献１に記載の技術を水道水処理に適用する場合、水中の塩化物イオン濃度やｐＨ値を従来の水質基準に調整するためには別の工程を追加する必要が生じるという問題点がある。
【０００９】
また、非特許文献１に記載の方法では、酸化剤である次亜塩素酸ナトリウムの注入率が多量になると、酸化されたヨウ素が、除去することができないヨウ素酸イオンになってしまうという問題がある。非特許文献１に記載の方法における酸化剤の効果は、原水の水質、例えば、注入された酸化剤を消費するＮＨ３、有機物、濁質の濃度に依存しており、酸化剤や活性炭の注入率に一定の最適な値があるわけではない。
【００１０】
現状では、浄水場において、過去の経験に基づいて雨天時に活性炭を注入したり、凝集剤の注入を強化したりして、前記の放射性物質の暫定基準値を満たすように処理が行われている。しかしながら、このような処理は、放射性物質の除去性能が十分評価されていない暫定的なものであるので、活性炭や凝集剤の注入が過剰に行われてしまう傾向がある。
【００１１】
本発明はこうした事情を鑑みてなされたものであり、特に低濃度の放射性ヨウ素を含有する原水からヨウ素を除去する浄水処理システム及びその制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記した課題を解決するため、本発明にかかる浄水処理システムは、原水中におけるヨウ素イオンよりも活性炭への吸着性が高い予め選択可能とされたヨウ素の特定の化学形態のものとヨウ素イオンとの入力された目標比率に基づき、ｐＨの計測値及び酸化特性計測値の所定の範囲を設定して、ｐＨ計測手段によるｐＨの計測値及び酸化特性計測手段による酸化特性計測値が所定の範囲内になるように、ｐＨ調整手段による酸性剤又はアルカリ性剤の注入率を制御するとともに、塩素剤注入手段による塩素剤の注入率を制御することを特徴とする浄水処理システム。
【００１３】
本発明によれば、原水中のヨウ素の化学形態に影響するｐＨ値及び酸化特性値を指標として、ｐＨ調整手段により酸性剤又はアルカリ性剤の原水への注入率を制御するとともに、塩素剤の注入率を制御することによって、原水中のヨウ素を活性炭で吸着しやすい化学形態に調整することができる。これにより、原水中のヨウ素を活性炭で吸着しやすくなりヨウ素の除去率を向上させることができる。また、本発明によれば、原水中の予め選択されたヨウ素の特定の化学形態のものの比率に基づいて、各種薬品（酸性剤、アルカリ剤、粉末活性炭、凝集剤）の注入率を制御するので、薬品の過剰な注入を防止して効率的に薬品を使用することができる。
本発明は、浄水処理システムの制御方法を含む。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、低濃度の放射性ヨウ素を含有する原水からヨウ素を除去する浄水処理システム及びその制御方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】第１の実施の形態に係わる浄水処理システムの構成概要図である。
【図２】制御部による薬品注入率の制御処理の手順を示すフローチャートである。
【図３】所定のｐＨ値と酸化還元電位に対してヨウ素が取る化学形態を示すグラフである。
【図４】第２の実施の形態にかかる浄水処理システムの構成概要図である。
【図５】制御部による薬品注入率の制御処理の手順を示すフローチャートである。
【図６】第３の実施の形態にかかる浄水処理システムの構成概要図である。
【図７】活性炭式ガスホールドアップ装置の構成概要図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に図面を参照して、本発明にかかる浄水処理システムの好適な実施の形態を詳細に説明する。
【００１７】
《第１の実施の形態》
（浄水処理システム１００の構成）
図１は、第１の実施の形態に係わる浄水処理システムの構成概要図である。
浄水処理システム１００では、原水を処理して上水道水を製造する。浄水処理システム１００は、着水井１、混和池２、フロック形成池３、沈殿池４、濁度計５、ｐＨ調整剤注入手段６、塩素剤注入手段７、活性炭注入手段８、凝集剤注入手段９、ｐＨ計（ｐＨ計測手段）１０ａ、残留塩素計（酸化特性計測手段）１０ｂ、制御部（制御手段）１１Ａ、ろ過池１２、設定部（目標比率設定手段）１３を含んで構成される。このような浄水処理システム１００の構成は、通常の水道水処理施設とほぼ同様である。
【００１８】
着水井１は、河川などから取水された原水が貯水される。以下、浄水処理システム１００の浄水処理対象となっている水を「原水」という。着水井１には、濁度計５、ｐＨ調整剤注入手段６、塩素剤注入手段７、活性炭注入手段８が設けられている。濁度計５は、着水井１に貯水された原水の濁度を計測し、計測値を制御部１１Ａに出力する。ｐＨ調整剤注入手段６は、着水井１の原水に対して酸性剤又はアルカリ性剤を注入する。酸性剤又はアルカリ性剤は、原水のｐＨ値を調整するために注入される。例えば、酸性剤としては、炭酸ガスが用いられ、アルカリ性剤としては水酸化ナトリウムが用いられる。
【００１９】
塩素剤注入手段７は、着水井１の原水に対して塩素剤を注入する。塩素剤注入手段７で注入する塩素剤としては、例えば、次亜塩素酸ナトリウム（ＮａＣｌＯ）溶液を用いることができる。本実施の形態において、塩素剤注入手段７による塩素剤の注入は、原水中に含まれるヨウ素を除去しやすい、つまり、粉末活性炭に吸着されやすい、ヨウ素の特定の化学形態に変更するために行う。以下、「予め選択されて決定された活性炭に吸着されやすいヨウ素の特定の化学形態」を、単に「ヨウ素の特定の化学形態」と称する。
【００２０】
通常の水道水製造処理では、着水井１における塩素剤の注入は、原水中に存在し、臭気の原因となるＮＨ３や着色の原因となるＦｅを酸化させるために行われる。通常の水道水製造処理においては、着水井１における塩素剤の注入率は、例えば、（１）一定、（２）ろ過池１２の出口における残留塩素濃度がほぼゼロとなる原水の塩素消費量に応じた値とする、などの方法で制御される。
なお、塩素剤注入の他の目的として、原水の消毒が挙げられるが、需要者の給水栓まで消毒効果を維持させるための残留塩素の濃度調整は、通常、ろ過池１２におけるろ過後、浄水池、配水池などで図示しない後塩素注入装置により所定の残留塩素濃度となるように実施される。
【００２１】
活性炭注入手段８は、着水井１の原水に対して粉末活性炭（活性炭）を注入する。活性炭の注入は、原水中の臭気物質や有機物などを除去するために行われるが、本実施の形態では、特に、活性炭によって原水中のヨウ素を除去することを重要な目的として注入される。
【００２２】
混和池２は、着水井１で酸性剤、アルカリ性剤、塩素剤、粉末活性炭などの各種薬品が注入された原水を撹拌して、前記各種薬品を原水と混和させる。混和池２には、凝集剤注入手段９が設けられている。凝集剤注入手段９は、混和池２の原水に対して凝集剤を注入する。凝集剤の注入は、原水中の濁質や活性炭注入手段８によって注入された粉末活性炭などを除去するために行われる。
【００２３】
凝集剤による凝集性能は、主に濁度に対する適切な凝集剤注入率に依存するが、他の要因として、凝集反応に適切なｐＨ値範囲が存在することが知られている。このため、着水井１において、原水に酸性剤やアルカリ性剤を注入してｐＨ値を調整することによって、凝集剤の凝集性能を向上させることができる。また、凝集剤が濁質と結合できる形態になる過程で、原水中のアルカリ度を低下させる。このことから、着水井１において、原水にアルカリ性剤を注入することによって、凝集剤の凝集性能を向上させることができる。
【００２４】
フロック形成池３は、原水中の濁質や土砂、浮遊物などを結合させ、沈殿しやすい大きさの粒子（フロック）を形成させる。フロック形成池３には、ｐＨ計１０ａ及び残留塩素計１０ｂが設けられている。ｐＨ計１０ａ及び残留塩素計１０ｂは、フロック形成池３の原水のｐＨ値及び塩素濃度をそれぞれ計測し、計測値を制御部１１Ａに出力する。
【００２５】
沈殿池４は、フロック形成池３で形成されたフロックを沈降分離する。ろ過池１２は、砂や砂利などで形成されたろ過層を有し、沈殿池４でフロックが分離された上澄み水をろ過層でろ過して、沈殿池４で除去しきれなかった細かなフロックなどを除去する。ろ過池１２を通過した原水は、図示しない後塩素注入装置で残留塩素濃度の調整をした後に、図示しない送水管、各所に設けられた排水池などの配水設備を介して各需要者に配水される。
【００２６】
制御部１１Ａは、濁度計５、ｐＨ調整剤注入手段６、塩素剤注入手段７、活性炭注入手段８、凝集剤注入手段９、ｐＨ計１０ａ、残留塩素計１０ｂと、それぞれ通信回線で接続されている。制御部１１Ａは、ｐＨ調整剤注入手段６、塩素剤注入手段７、活性炭注入手段８、凝集剤注入手段９に対して、それぞれの手段が注入する薬品の注入及びその注入率を指示する制御信号を送信する。また、制御部１１Ａには、ｐＨ調整剤注入手段６、塩素剤注入手段７、活性炭注入手段８、凝集剤注入手段９から各薬品の注入率を示す信号が入力される。更に、制御部１１Ａには、濁度計５から出力される原水の濁度、ｐＨ計１０ａ及び残留塩素計１０ｂから出力される原水のｐＨ値及び塩素濃度値が入力される。
【００２７】
設定部１３は、制御部１１Ａ及び塩素剤注入手段７によって塩素剤が注入された後の原水、より詳細には、フロック形成池３におけるヨウ素の特定の化学形態のものの目標比率を設定する。詳細は後述するが、設定部１３は、原水中におけるヨウ素イオン（Ｉ−）よりも活性炭への吸着性が高いヨウ素の特定の化学形態のもの、例えば、ヨウ素分子（Ｉ２）又は次亜ヨウ素酸（ＨＩＯ））と、ヨウ素イオン（Ｉ−）との目標比率（Ｉ２／（Ｉ−）２）又は（ＨＩＯ／（Ｉ−）２）を設定する。設定部１３は、キーボードと表示装置を有した装置であり、例えば、運転員からヨウ素の特定の化学形態のものの比率の入力を受けることによって設定をおこなっても良いし、上水道水に対するヨウ素含有量の暫定基準値から予め選択された特定の化学形態のものの比率を算出しても良い。
【００２８】
（ヨウ素除去処理の概要）
次に、浄水処理システム１００によるヨウ素除去処理の概要について説明する。水中でヨウ素が取りうる形態としては、ヨウ素イオン（Ｉ−）、ヨードメタン（ＣＨ３Ｉ）、ヨウ素酸イオン（ＩＯ３−）、ヨウ素分子（Ｉ２）、次亜ヨウ素酸（ＨＩＯ）が挙げられる。また、ヨウ素イオン（Ｉ−）やヨウ素分子（Ｉ２）が単独で水中に存在する場合と、他の粒子に吸着されて存在する場合が考えられる。
【００２９】
このうち、ヨウ素酸イオン（ＩＯ３−）、ヨウ素分子（Ｉ２）、次亜ヨウ素酸（ＨＩＯ）は、ヨウ素が酸化雰囲気中に存在する場合に現れる化学形態である。上水道水の原水は、不純物の含有率が比較的少ないものが多く、ヨウ素が、ヨウ素酸イオン（ＩＯ３−）、ヨウ素分子（Ｉ２）、次亜ヨウ素酸（ＨＩＯ）の形態で安定して存在する可能性は低い。すなわち、上水道水の原水に含まれるヨウ素は、ヨウ素イオン（Ｉ−）又はヨードメタン（ＣＨ３Ｉ）の形態で存在している可能性が高い。ただし、原水中のヨウ素がどのような形態を取るかは、大気中や土壌中から水中に移行する際のヨウ素の形態や、水中での溶解状態や、他物質との反応などが影響するため、原水中のヨウ素のそれぞれの化学形態の割合を特定することは困難である。
【００３０】
原水中でヨウ素が取りうる化学形態に対して、その除去性についてそれぞれ検討すると、まず、ヨウ素イオン（Ｉ−）はイオンであるため、凝集沈殿や活性炭では除去するのが困難である。ただし、陰イオン交換性をもつ粒子が共存する場合、ヨウ素イオン（Ｉ−）が粒子に吸着された後に凝集沈殿で除去することができる。特に、陰イオン交換樹脂では除去性能が高い。次に、ヨードメタン（ＣＨ３Ｉ）は極性が小さい分子状であるため、活性炭に吸着されやすく活性炭処理が有効である。同様に、ヨウ素分子（Ｉ２）や次亜ヨウ素酸（ＨＩＯ）も、水質基準のｐＨ値の範囲内であれば極性が小さいため、活性炭処理が有効である。ヨウ素酸イオン（ＩＯ３−）はアニオンであるため、ヨウ素イオン（Ｉ−）と同様の除去性が見込まれる。また、粒子に吸着したヨウ素は、凝集沈殿によって粒子とともに除去することが可能である。
【００３１】
浄水処理システム１００では、これらの形態のうち、原水中の存在割合が高いと予想され、かつ、通常の浄水処理、つまり、凝集沈殿処理や活性炭処理による除去性能が低いヨウ素イオン（Ｉ−）の除去性能を向上させることによって、原水中のヨウ素除去率の向上を図る。具体的には、ｐＨ値と塩素剤濃度のバランスによる酸化還元反応によって、ヨウ素イオン（Ｉ−）を活性炭に吸着されやすい化学形態に変更することで、原水中のヨウ素を除去しやすくする。
【００３２】
（ヨウ素イオンの除去メカニズム）
次に、原水中のヨウ素イオン（Ｉ−）の除去メカニズムについて説明する。塩素剤は酸化剤であるので、例えば、ヨウ素イオン（Ｉ−）に次亜塩素酸ナトリウム（ＮａＣｌＯ）や次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）を注入することによって、ヨウ素分子（Ｉ２）、次亜ヨウ素酸（ＨＩＯ）、又はヨウ素酸イオン（ＩＯ３−）に酸化することができる。本実施の形態では、ヨウ素イオン（Ｉ−）を、活性炭に吸着しやすい形態であるヨウ素分子（Ｉ２）又は次亜ヨウ素酸（ＨＩＯ）にすることを目標とする。そのためには、塩素剤の注入率を適切に制御する必要がある。これは、塩素剤を過剰に注入した場合、除去性が低いヨウ素酸イオン（ＩＯ３−）が生成されるためである。
【００３３】
次亜塩素酸イオン（ＣｌＯ−）は、次式（１）の反応で酸化剤として作用する。
一方、ヨウ素イオン（Ｉ−）は、酸化剤によって、次式（２）又は式（３）の反応でそれぞれヨウ素分子（Ｉ２）又は次亜ヨウ素酸（ＨＩＯ）となる。また、ヨウ素分子（Ｉ２）は、次式（４）によって、更にヨウ素酸イオン（ＩＯ３−）になる。運転者は、放射性ヨウ素の暫定基準を満足するための、ヨウ素分子（Ｉ２）とヨウ素イオン（Ｉ−）の目標比率、又は次亜ヨウ素酸（ＨＩＯ）とヨウ素イオン（Ｉ−）の目標比率を設定部１３に設定入力する。制御部１１Ａは、この目標比率を達成するため、反応に関わるｐＨ値と残留塩素濃度、すなわち、次亜塩素酸イオン濃度を、次式（１）〜（４）を用いて決定する。
【００３４】
ＣｌＯ−＋Ｈ２Ｏ  ＝  Ｃｌ−＋２ＯＨ−＋２ｅ−  ・・・・・・・・・・・・（１）
２Ｉ−  ＝  Ｉ２＋２ｅ−  ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（２）
Ｉ−＋Ｈ２Ｏ  ＝  ＨＩＯ＋Ｈ＋＋２ｅ−    ・・・・・・・・・・・・・・・（３）
Ｉ２＋６Ｈ２Ｏ  ＝  ２ＩＯ３−＋１２Ｈ＋＋１０ｅ−  ・・・・・・・・・・（４）
【００３５】
式（１）〜（４）における酸化還元電位とｐＨ値との関係式を、次式（５）〜（８）に示す。式（５）〜（８）は、水温が２５℃における関係式であり、それぞれの式において左辺Ｅの添え字となっている数字が、それぞれ対応する反応式の番号（式（１）〜（４））である。Ｅ０１〜Ｅ０４の単位は標準水素電極に対する電位Ｖ（ｖｓ．ＮＨＥ、ＮＨＥ：Ｎｏｒｍａｌ  Ｈｙｄｒｏｇｅｎ  Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）であり、イオンや分子の濃度の単位はｍｏｌ／Ｌ（モル／リットル）である。
【００３６】
Ｅ０１  ＝  １．７１５−０．０５９１・ｐＨ＋０．０２９５・ｌｏｇ（（ＣｌＯ−）／（Ｃｌ−））  ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（５）
Ｅ０２  ＝  ０．６２１＋０．０２９５・ｌｏｇ（（Ｉ２）／（Ｉ−）２）  ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（６）
Ｅ０３  ＝  ０．９８７−０．０２９５・ｐＨ＋０．０２９５・ｌｏｇ（（ＨＩＯ）／（Ｉ−））  ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（７）
Ｅ０４  ＝  １．１７８−０．０７０９・ｐＨ＋０．００５９・ｌｏｇ（（ＩＯ３−）２／（Ｉ２））  ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（８）
ここでｐＨは、ｐＨ計１０ａ計測されたｐＨ値を意味する。
【００３７】
「ヨウ素の特定の化学形態」のものとしてヨウ素分子（Ｉ２）を取り扱う場合、式（１）−式（２）から得られる反応式を考慮する。このとき、平衡が成り立つので電位Ｅ０１とＥ０２が等しい、すなわち式（５）−式（６）＝０となる。残留塩素計１０ｂが設置されているフロック形成池３におけるヨウ素イオン（Ｉ−）とヨウ素分子（Ｉ２）の目標比率を設定し、又、原水中のヨウ素のモル濃度が注入される次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）のモル濃度に比べて非常に少ないと仮定すると、あるｐＨ値に対して（残留塩素濃度）／（次亜塩素酸注入率）＝一定の関係式を導くことができる。これらの関係を用いて、制御部１１Ａは、図２に示すフローチャートに従って、塩素剤注入手段７による塩素剤注入率、活性炭注入手段８による活性炭注入率、凝集剤注入手段９による凝集剤の注入率を制御する。
【００３８】
図２は、制御部による薬品注入率の制御処理の手順を示すフローチャートである。
図２のフローチャートにおいて、制御部１１Ａは、まず、濁度計５、ｐＨ計１０ａ、残留塩素計１０ｂからそれぞれ出力される計測値、及び現時点における塩素剤注入手段７による塩素剤、ここでは次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）の注入率を取得する（ステップＳ２０１）。次に、制御部１１Ａは、設定部１３に設定入力された、例えば、ヨウ素分子（Ｉ２）とヨウ素イオン（Ｉ−）の比率（Ｉ２／（Ｉ−）２）の目標値（目標比率）Ｕを取得する（ステップＳ２０２）。
【００３９】
つづいて、制御部１１Ａは、ステップＳ２０１で取得したｐＨ値、ステップＳ２０２で取得した目標値Ｕ、式（５）及び式（６）を用いて、目標値Ｕに応じた残留塩素濃度と次亜塩素酸注入率の比（（残留塩素濃度）／（次亜塩素酸注入率））の目標値Ｓを算出する（ステップＳ２０３）。また、制御部１１Ａは、ステップＳ２０１で取得した残留塩素濃度及び現状の塩素剤の注入率を用いて、現状の計測値に基づく残留塩素濃度と次亜塩素酸注入率との比Ｔを算出する（ステップＳ２０４）。以下、前記計測値に基づく残留塩素濃度と次亜塩素酸注入率との比Ｔを「計測値Ｔ」と称する。
【００４０】
制御部１１Ａは、ステップＳ２０４算出した計測値Ｔと目標値Ｓとの差分の絶対値を求め、この絶対値が予め設定された範囲（ε）であるかどうかを判断する（ステップＳ２０５）。絶対値が予め設定された範囲、つまりε以下である場合（ステップＳ２０５：Ｙｅｓ）は、ステップＳ２０７の処理に進む。一方、絶対値が予め設定された範囲でない（εより大きい）場合（ステップＳ２０５：Ｎｏ）、制御部１１Ａは、塩素剤注入率をａ１×（計測値Ｔ−目標値Ｓ）に設定する（ステップＳ２０６）。ここで、ａ１は、例えば、実験的に予め求められた定数である。
【００４１】
つづいて、制御部１１Ａは、ヨウ素分子とヨウ素イオンの比率（Ｉ２／（Ｉ−）２）の目標値Ｕを用いて、活性炭注入率ａ２×（Ｕ）ｍを算出する（ステップＳ２０７）。ここで、ａ２及びｍは、それぞれ定数であり、例えば、実験的に予め求められたものである。また、制御部１１Ａは、ステップＳ２０１で取得した原水の濁度とステップＳ２０７で算出した活性炭注入率を用いて、凝集剤注入率ａ３×（原水濁度）ｎ＋ａ４×（活性炭注入率）＋ｂを算出する（ステップＳ２０８）。ここで、ａ３，ａ４，ｎ，ｂは定数であり、例えば、実験的に予め求められたものである。そして、制御部１１Ａは、前記のステップＳ２０６，Ｓ２０７，Ｓ２０８で算出した塩素剤注入率、活性炭注入率、凝集剤注入率となるよう、塩素剤注入手段７、活性炭注入手段８、凝集剤注入手段９に対して制御信号を出力して（ステップＳ２０９）、本フローチャートによる処理を終了し、ステップＳ２０１に戻り所定の一定の周期で制御する。
【００４２】
なお、図２に示したフローチャートでは、塩素剤の注入率の算出方法として、計測値Ｔと目標値Ｓの差分による比例制御を適用したが、これに限定されるものでなく、例えば、フィードバック制御であるＰＩ制御やＰＩＤ制御を用いても良い。また、活性炭の注入率をＩ２／（Ｉ−）２の比率を用いて算出する比例制御を適用したが、活性炭の注入率を所定の一定値としても良い。
【００４３】
また、図２に示したフローチャートでは、残留塩素濃度の目標値算出に式（５）及び式（６）を用いたが、これ以外に、他の形態のヨウ素への反応式、水温を考慮して、より高精度に目標値を設定することもできる。更に、図２に示したフローチャートでは、ｐＨの実測値を用いて残留塩素濃度の目標値を算出したが、ｐＨ値の範囲を予め設定し、まず、このｐＨ値範囲となるようにｐＨ調整剤注入手段６によって酸性剤又はアルカリ性剤を注入して、得られたｐＨの実測値（ｐＨ計１０ａの値）を用いて残留塩素濃度の目標値を求めるようにしても良い。
【００４４】
ここまでの説明では、着水井１に注入された塩素剤による酸化後の「ヨウ素の特定の化学形態」のものをヨウ素分子（Ｉ２）としたが、酸化後の「ヨウ素の特定の化学形態」のものを次亜ヨウ素酸（ＨＩＯ）としても良い。この場合、前記した式（５）−式（７）＝０となる。残留塩素計１０ｂの位置におけるヨウ素イオン（Ｉ−）と次亜ヨウ素酸（ＨＩＯ）の比率の目標値を設定すると、ｐＨ計１０ａの値に対して、（残留塩素濃度）／（次亜塩素酸注入率）＝一定の関係式を導くことができる。この関係式に合致するように塩素剤注入手段７の注入率を制御部１１により制御する。
【００４５】
また、このように原水中のヨウ素除去性能を向上させた運転（「ヨウ素除去モード」という）を常時行うのではなく、従来の水質基準項目のみを考慮した通常の浄水処理（以下、「通常モード」という）と、ヨウ素除去モードとを切り替えて行うようにしても良い。この場合、ヨウ素除去モードと通常モードとの切り替えは、例えば、原水中のヨウ素濃度の計測値や予測値に基づいて手動又は自動で行う。このような構成とすれば、原水中のヨウ素濃度が基準値以上となることが予測される場合のみヨウ素除去モードでの運転を行うことができ、酸性剤、アルカリ性剤、塩素剤、粉末活性炭などの薬品の使用量を低減させることができる。
【００４６】
（効果）
以上説明したように、第１の実施の形態にかかる浄水処理システム１００によれば、比較的低濃度の放射性ヨウ素含有原水からヨウ素を除去し、放射性ヨウ素濃度の暫定基準値を満たした水を供給することができる。
また、浄水処理システム１００によれば、酸化剤である塩素剤の注入率を制御することによって、原水中のヨウ素の化学形態を活性炭に吸着しやすい化学形態に変更することができ、原水からの放射性ヨウ素の除去率を向上させることができる。
また、浄水処理システム１００は、浄水処理中に注入する前記薬品の量を、着目する「ヨウ素の特定の化学形態」のものの比率に基づいて適切に制御するので、薬品の過剰投入を防止することができ、ヨウ素除去にかかるコストを低減させることができる。
また、浄水処理システム１００は、従来の水道処理施設とほぼ同様であるので、あらたな設備を追加することなく水道処理施設のヨウ素除去性能を向上させることができる。
【００４７】
《第１の実施形態の変形例》
次に第１の実施形態の変形例について説明する。
図１に示した浄水処理１００では、酸化特性計測手段として残留塩素計１０ｂを用いたが、酸化特性計測手段としてＯＲＰ（Ｏｘｉｄａｔｉｏｎ−ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ  Ｐｏｔｅｎｔｉａｌ：酸化還元電位）計を用いることも可能である。この場合、制御部１１Ａは、ｐＨ計１０ａによる計測値とＯＲＰ計による計測値とを用いて塩素剤注入手段７を制御する。
【００４８】
図３は、所定のｐＨ値と酸化還元電位に対してヨウ素が取る化学形態を示すグラフであり、図３（ａ）では、ヨウ素の取りえる化学形態をヨウ素イオン（Ｉ−）、ヨウ素分子（Ｉ２）、ヨウ素酸イオン（ＩＯ３−）とし、図３（ｂ）では、ヨウ素イオン（Ｉ−）、次亜ヨウ素酸（ＨＩＯ）、次亜ヨウ素酸イオン（ＩＯ−）とした。図３において、横軸はｐＨ値、縦軸は酸化還元電位Ｖ（ｖｓ．ＮＨＥ）である。図３のグラフは、いずれも２５℃におけるヨウ素の状態を示している。図３は、前記した式（２）〜（４）を用いて作図したものであり、水（Ｈ２Ｏ）−ヨウ素（Ｉ）の純粋な系における状態を示すものである。
【００４９】
図３のグラフ内の境界線では、両側の成分のモル比が１：１となる場合を示している。実際の原水には、これら以外の元素が含まれている点、水温が変化する点、及び、平衡状態に達していない可能性がある点で、原水の状態は厳密には図３の関係とは異なるが、本実施例では図３のグラフに示した関係を用いて塩素剤注入手段７の制御を行う。
【００５０】
残留塩素計１０ｂを用いる例では、塩素剤の注入率と残留塩素濃度との比から酸化還元電位を求めたが、ＯＲＰ計を用いる例では、より直接的に酸化還元電位を計測できる点が特徴である。着目する「ヨウ素の特定の化学形態」ものをヨウ素分子（Ｉ２）として取り扱う場合、前記した式（２）を考慮する。すなわち、制御部１１Ａは、前記した式（６）の関係から、ヨウ素分子（Ｉ２）とヨウ素イオン（Ｉ−）の比の目標値Ｕを達成できるｐＨ値と酸化還元電位の組み合わせを求める。制御部１１Ａは、ｐＨ値と酸化還元電位の上下限値は予め設定し、この条件を満たす範囲で、ｐＨ調整剤注入手段６及び塩素剤注入手段７による薬品注入率を制御する。
【００５１】
しかし、ｐＨ値と酸化還元電位の組み合わせは複数あるため、更に制約条件を設ける必要がある。制約条件としては、例えば、（１）ｐＨ値を固定する、（２）酸化還元電位を固定する、（３）酸性剤、アルカリ性剤、塩素剤の必要量から薬剤費用を算出し、費用が最小となる組み合わせを用いる、（４）酸性剤、アルカリ性剤、塩素剤のいずれかの注入率を一定とする、などの制約条件の１つを設定部１３から制御部１１Ａに入力して設定することができる。
【００５２】
望ましいｐＨ値と酸化還元電位の範囲としては、前記した式（６）〜式（８）を用いて全ヨウ素成分中におけるヨウ素分子（Ｉ２）の割合が所定の値以上となる範囲を探索することができる。全ヨウ素成分中においてヨウ素分子（Ｉ２）が５０％以上となる領域の例としては、ｐＨ値が５．８〜７．０、酸化還元電位が０．６３〜０．６８Ｖ（ｖｓ．ＮＨＥ）とすることが求められる。ｐＨ値が高いとき、ヨウ素分子（Ｉ２）の割合を高くできる酸化還元電位の領域が狭くなるため、ｐＨ値の上限を中性の７．０とした。このとき酸化還元電位が０．６３〜０．６８Ｖ（ｖｓ．ＮＨＥ）であれば、全ヨウ素成分中においてヨウ素分子（Ｉ２）が５０％以上となる。この酸化還元電位範囲でｐＨ値を低下させた場合、ｐＨ＝５．８まではヨウ素分子（Ｉ２）の割合を５０％以上に維持することができる。ｐＨ＝５．８は上水道の水質基準（ｐＨ＝５．８〜８．６）も満たしており、制御目標の範囲として好適である。従って、制御部１１Ａはこのような好適なｐＨ値と酸化還元電位の範囲を設定して、ｐＨ調整剤注入手段６、塩素剤注入手段７を制御する。
【００５３】
制御部１１Ａは、更に、活性炭注入手段８及び凝集剤注入手段９を制御するが、この制御方法は残留塩素計１０ｂを用いる場合と同様にすることができる。
このように、酸化特性計測手段としてＯＲＰ計を用いることによって、原水中の酸化還元反応の特性を直接計測して塩素剤を制御することができるので、前記した着目する「ヨウ素の特定の化学形態」のもの、例えば、ヨウ素イオン（Ｉ−）からヨウ素分子（Ｉ２）への変更をより正確に行うことができる。
【００５４】
（第２の実施の形態）
図４は、第２の実施の形態にかかる浄水処理システムの構成概要図である。
第２の実施の形態にかかる浄水処理システム４００では、酸化特性計測手段としてＯＲＰ計（酸化特性計測手段）１０ｃを用いるとともに、図１に示した浄水処理システム１００の構成に加えて、情報ＬＡＮ３１、Ｗｅｂサーバ３２、ネットワーク３３、降雨データ提供サーバ３４、切換弁３５、放射能計測手段１０ｄを有する構成としている。本実施の形態において、情報ＬＡＮ３１、Ｗｅｂサーバ３２、ネットワーク３３、降雨データ提供サーバ３４及び制御部１１Ｂは、降雨情報取得手段として機能する。
なお、図４において、第１の実施の形態にかかる浄水処理システム１００（図１参照）と同様の構成部分には、図１と同じ符号を付して重複する詳細な説明を省略する。
本実施形態における制御部１１Ｂは、第１の実施形態における制御部１１Ａと異なる点は、放射能計測手段１０ｄからの放射性ヨウ素の放射能測定結果の入力を受ける点と、ＬＡＮ３１と接続している点と、活性炭注入手段８を介して粉末活性炭の注入場所を原水の着水井１の入口段階と着水井１のいずれかに切り換えることができる点である。
【００５５】
浄水処理システム４００では、降雨情報や原水中の放射能計測値を用いて、原水中のヨウ素除去処理を行う。図４において、Ｗｅｂサーバ３２は、情報ＬＡＮ３１を介して制御部１１Ｂと接続されている。Ｗｅｂサーバ３２は、ネットワーク３３を介して降雨データ提供サーバ３４と通信し、降雨に関する情報を定期的に取得する。降雨データとしては、固定された観測点における観測値や、これらのデータを用いて地図上のメッシュごとの降雨量を計算によって求めた値でも良い。降雨データは、観測日時、観測点、及び、降雨量観測値を一組のデータセットとして取り扱われる。
【００５６】
切換弁３５は、粉末活性炭の注入点を、塩素剤の注入場所より後段、又は、他のいずれの薬品よりも前段に切り替える弁である。このように活性炭の注入点を切り換えるのは、通常モード時と放射性ヨウ素除去モード時とでは、活性炭の使用目的が異なるためである。具体的には、放射性ヨウ素除去モード時には、原水中のヨウ素の形態の調整が必要となるため、塩素剤を注入してヨウ素の形態を変化させた後に活性炭を注入するようにする。これにより、活性炭による塩素剤の吸着・分解を抑制し、より効果的にヨウ素の酸化に塩素剤を使用することができる。一方、通常モード時には、原水中のヨウ素の形態の調整が必要なく、臭気物質や有機物の吸着を目的に活性炭を用いる。この場合は、臭気物質や有機物と活性炭との接触時間がより重要となるため、他のいずれの薬品よりも前段で活性炭を注入するようにする。
【００５７】
また、浄水処理システム４００において、着水井１の前段には放射能計測手段１０ｄが設けられている。放射能計測手段１０ｄは、浄水処理システム４００によって処理される原水中の放射性ヨウ素の濃度を検出する。放射能計測手段１０ｄは、放射性ヨウ素や放射性セシウムなどの検出が可能な種類であれば良く、Ｇｅ検出器、ＮａＩシンチレーションカウンタなどを使用することができる。
【００５８】
図５は、制御部による薬品注入率の制御処理の手順を示すフローチャートである。
まず、制御部１１Ｂは、Ｗｅｂサーバ３２から降雨情報を取得し（ステップＳ５０１）、降雨情報に含まれる観測日時、観測点、降雨量観測値を用いて、原水に混入する放射性ヨウ素濃度と、当該放射性ヨウ素の含んだ雨水が着水井１に到達する日時を予測する（ステップＳ５０２）。次に、制御部１１Ｂは、放射能計測手段１０ｄによって計測された原水中の計測値を取得する（ステップＳ５０３）。
【００５９】
制御部１１Ｂは、この放射能計測値と、ステップＳ５０２で予測された最も近い日時における放射性ヨウ素濃度の予測値とを用いて、ヨウ素濃度の補正係数を算出する（ステップＳ５０４）。補正係数は、例えば、計測値／予測値とすることができる。原水中の放射能の計測値をリアルタイムに塩素剤注入手段の制御に用いることも考えられるが、原水中の放射能レベルが非常に低く、計測に時間を要する場合には対応が遅れる可能性があるため、本実施の形態では予測値を用いている。
【００６０】
つづいて、制御部１１Ｂは、ステップＳ５０４で求めた補正値を用いて、ステップＳ５０２で求めた放射性ヨウ素濃度の予想値を補正する（ステップＳ５０５）。そして、制御部１１Ｂは、設定部１３に設定された目標比率と放射性ヨウ素の予測値とから、着目する「ヨウ素の特定の化学形態」のものに変更するべき目標ヨウ素の比率を算出する（ステップＳ５０６）。このとき、原水中に含まれるヨウ素の化学形態の割合は、運転者が設定しても良いが、安全側に評価するために全量がヨウ素イオン（Ｉ−）であるとしても良い。また、制御部１１Ｂは、目標とするｐＨ値を取得する（ステップＳ５０７）。これは、前記した第１の実施形態に記載した所定の範囲のｐＨ値である。
【００６１】
制御部１１Ｂは、ステップＳ５０６で算出した変更するべき目標ヨウ素の比率と、ステップＳ５０７で取得したｐＨ値のそれぞれの目標値を入力とし、前記した式（６）を用いて目標とする酸化還元電位を算出する（ステップＳ５０８）。一方、制御部１１Ｂは、ｐＨ計１０ａ及びＯＲＰ計１０ｃからｐＨの実測値と酸化還元電位の実測値を取得する（ステップＳ５０９）。制御部１１Ｂは、ステップＳ５０７，Ｓ５０８で算出したｐＨ及び酸化還元電位の目標値と、ステップＳ５０９で取得したｐＨ及び酸化還元電位の計測値の差分の絶対値を求め、この絶対値が予め設定された範囲（ε、図５では、「εｐＨ」、「εＯＲＰ」と表示）であるかどうかを判断する（ステップＳ５１０）。絶対値がε以下である場合は（ステップＳ５１０：Ｙｅｓ）、そのまま本フローチャートによる処理を終了する。
【００６２】
一方、差分の絶対値がεより大きい場合（ステップＳ５１０：Ｎｏ）、制御部１１Ｂは、ｐＨ調整のための酸性剤又はアルカリ性剤、塩素剤、活性炭、凝集剤などの各薬品の注入率を算出し（ステップＳ５１１）、算出した注入率による注入を行うよう各薬品の注入手段を制御する制御信号を出力して（ステップＳ５１２）、本フローチャートによる処理を終了する。
なお、ステップＳ５１１における注入率の算出は、第１の実施の形態と同様に行うことができる（図２のステップＳ２０６〜Ｓ２０８参照）。
【００６３】
なお、ステップＳ５０６において、ヨウ素の化学形態を着目する「ヨウ素の特定の化学形態」のものに変更するヨウ素の比率が所定値以下（例えばゼロ）である場合は、切換弁３５によって活性炭の注入点を他の薬品よりも前段とし、着目する「ヨウ素の特定の化学形態」のものに変更するヨウ素の比率が所定値より多い場合は、切換弁３５によって塩素剤よりも後段で活性炭を注入するように切り替える。
【００６４】
更に、本実施形態においては、放射能計測手段１０ｄによって原水中の放射性ヨウ素の濃度を制御部１１Ｂにおいて容易に算出することができ、ステップＳ５０５で放射性ヨウ素濃度の予想値を補正して、補正された放射性ヨウ素濃度を得ることができる。従って、制御部１１Ｂは、ステップＳ５１１において活性炭の注入量を演算する際に、ステップＳ５０６において算出された着目する「ヨウ素の特定の化学形態」のものに変更するべき目標ヨウ素の比率と、ｐＨ計１０ａで計測されたｐＨ値、ＯＲＰ計１０ｃで計測された酸化還元電位とから、前記した式（５）〜（８）を用いて、着目する「ヨウ素の特定の化学形態」のものの原水中の濃度を容易に算出することができる。そして、制御部１１Ｂは、それに応じて活性炭の注入率を設定して活性炭注入手段８に活性炭の注入率の制御信号を出力するようにしても良い。このようにすれば、放射性ヨウ素吸着のために必要な活性炭の注入率をより正確に評価して注入することができ活性炭を無駄に過大に着水井１に投入することを抑制できる。
【００６５】
また、浄水処理システム４００においても、第１の実施の形態と同様に、ヨウ素除去モードと通常モードとを切り替えられるようにしても良い。この場合、浄水処理システム４００は、例えば、通常時は通常モードでの運転をおこないつつ、降雨データを用いて浄水処理システム４００に対して流入する原水のヨウ素濃度の予測、及び原水の放射性物質濃度の計測を行う。そして、ヨウ素濃度が所定以上の原水が流入すると予測、又は原水の放射性物質濃度が所定濃度以上となった場合に、ヨウ素除去モードでの運転を開始する。このような構成とすれば、原水中のヨウ素濃度が基準値以上となることが予測される場合のみヨウ素除去モードでの運転を行うことができ、薬品の使用量を低減させることができる。
【００６６】
以上説明したように、第２の実施の形態にかかる浄水処理システム４００によれば、第１の実施の形態にかかる浄水処理システム１００の効果に加えて、原水中の放射能濃度を予測して薬品の注入量を制御するので、薬品注入量をより適切に制御することができ、薬品の過剰注入を防止して、浄水処理にかかるコストを低減させることができる。
【００６７】
《第３の実施の形態》
図６は、第３の実施の形態にかかる浄水処理システムの構成概要図である。
第３の実施の形態にかかる浄水処理システム６００では、第１の実施の形態の構成において、混和池及びフロック形成池に対して覆蓋を施し、覆蓋混和池５１及び覆蓋フロック形成池５２とした。また、覆蓋混和池５１及び覆蓋フロック形成池５２にそれぞれブロワＢ１，Ｂ２を設けるとともに、ヨウ素分子（Ｉ２）回収手段５３を有する構成とした。なお、図４において、第１の実施の形態にかかる浄水処理システム１００（図１参照）と同様の構成部分には、図１と同じ符号を付して重複する詳細な説明を省略する。
【００６８】
蓋で覆われた混和池である覆蓋混和池５１と蓋で覆われたフロック形成池である覆蓋フロック形成池５２では、各池内を混和することから、塩素剤によって酸化されたヨウ素分子（Ｉ２）の一部がガスとして水中から気相に出る。そこで、ブロワＢ１、Ｂ２によって覆蓋混和池５１と覆蓋フロック形成池５２の気相を吸引し、内部を換気するようにした。ヨウ素分子（Ｉ２）含むブロワＢ１，Ｂ２からの排気は、ヨウ素分子回収手段５３に送られ、ヨウ素分子（Ｉ２）が回収される。ヨウ素分子（Ｉ２）の回収方法としては、例えばヨウ素の吸収溶液に排気を接触させることによって行う。ヨウ素の吸収溶液としては、ヨウ化カリウム水溶液、アルカリ水溶液、チオ硫酸ナトリウム水溶液の他、Ａｇを担持した吸着材などを用いることができる。
【００６９】
また、ヨウ素分子回収手段５３として、活性炭を用いたガスホールドアップ装置５３Ａを用いても良い。
図７は、活性炭式ガスホールドアップ装置の構成概要図である。
活性炭式ガスホールドアップ装置５３Ａには、活性炭が充てんされた吸着筒７１が複数設けられている。吸着筒７１内の活性炭には、非放射性のヨウ素分子（Ｉ２）及びヨウ化カリウム（ＫＩ）が数パーセント添着されている。ブロワＢ１，Ｂ２から排気される覆蓋混和池５１及び覆蓋フロック形成池５２からの排気（放射性ヨウ素を含んだガス）を吸着筒７１に通すと、排気は活性炭内を吸着・脱着を繰り返しながらゆっくりと移動する。この過程で、放射性ヨウ素は放射性希ガスＸｅに崩壊し、例えば、ヨウ素１３１の半減期は８．０６日であり、これ以上の時間をかけて排気がすべての吸着筒７１内を移動するようにする。この間に排気内の放射能が減衰し、排気による放射線被ばくを抑制することができる。すべての吸着筒７１を通過した排気は、ＨＥＰＡフィルタ７２を通過した後、屋外に排気される。
【００７０】
なお、図６においては、第１の実施の形態にかかる浄水処理システム１００の混和池及びフロック形成池に覆蓋を施すこととしたが、残留塩素計１０ｂに代えてＯＲＰ計１０ｃを設置する変形例、及び第２の実施の形態にかかる浄水処理システム４００においても、同様に覆蓋を施すことによって、周辺への放射能の再拡散を防止することができる。
【００７１】
以上説明したように、第３の実施の形態にかかる浄水処理システム６００によれば、第１の実施の形態にかかる浄水処理システム１００の効果に加えて、浄水処理中に発生する放射性ガス内の放射性物質を回収してから排気するので、浄水場における放射能の再飛散を抑制し、作業者や近隣住民の被ばくを抑制することができる。
【符号の説明】
【００７２】
１００，４００，６００  浄水処理システム
１      着水井
２      混和池
３      フロック形成池
４      沈殿池
５      濁度計
６      ｐＨ調整剤注入手段
７      塩素剤注入手段
８      活性炭注入手段
９      凝集剤注入手段
１０ａ  ｐＨ計（ｐＨ計測手段）
１０ｂ  残留塩素計（酸化特性計測手段）
１０ｃ  ＯＲＰ計（酸化特性計測手段）
１１Ａ，１１Ｂ  制御部（制御手段）
１２    ろ過池
１３    設定部（目標比率設定手段）
【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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