(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
原水を導入する原水調整槽、および該原水調整槽の流出水を導入し水質検査を行う水質測定機器からなる水質測定装置において、前記原水調整槽は、気泡を排除するエア抜き管および下向きに開口する原水流入口を有する原水流入管と、流入した原水に含まれる夾雑物を除去する夾雑物除去手段と、夾雑物が除去された被検水が流出する上向きの開口を有し、前記水質測定機器に連通する流出管と、該流出管の開口より高位で開口し、前記原水調整槽の推移を調整するオーバーフロー管と、排出弁を有し、沈殿物を排出する排出管とを備えたことを特徴とする水質測定装置。
【請求項２】
水質測定機器の測定部を薬液洗浄するための薬品注入設備を有することを特徴とする請求項１に記載の水質測定装置。
【請求項３】
水質測定機器は、被検水の流動電流を測定する電極を備えた流動電流計であることを特徴とする請求項１または２に記載の水質測定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水処理施設における水質測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
水処理施設では、各処理プロセスや処理ユニットなどを制御するため、また処理状況を把握するために、各種の水質測定装置が設置され、通常、その測定値に基づいて運転管理される。
【０００３】
例えば、水処理施設の凝集工程では、凝集剤注入量の制御方式として、流動電流計による測定値を指標とし、その測定値が所定の値となるように注入量を制御する方法などが知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、これらの水質測定装置は、被検水の流量変動、流入状態（乱流）、流入性状（空気、ゴミの混入）の影響を受けやすく、測定値が安定しないという課題があった。
【０００５】
すなわち、これらの水質測定装置に用いられる水質測定機器の一例として、流動電流計測定部の基本構成を図６に示す。モーター４１と、ピストン４３、電極４４と、シリンダ４２と、増幅整流回路４５とからなり、ピストン４３の往復運動により測定部内の被検水を流動させ、生じる流動電流を測定する構成になっている。
【０００６】
このような流動電流計測定部に、原水を未調整のまま被検水として送り込んだ場合、測定部への気泡の混入、および被検水の流量変動等の測定値外乱要因により、流動電流値が変動し、凝集プロセスの制御機器としての性能を充分に発揮できないという問題があった。また、測定部損傷要因である砂、ゴミ、油分等の混入による測定部の摩耗劣化、動作障害、汚損等が発生し、薬品洗浄、部品交換、定期校正の頻度が高くなり、維持管理が煩雑になるという問題があった。
【０００７】
そこで、水質測定機器の測定精度を上げるために、原水調整槽を設けて、維持管理が容易で安定した水質測定を実現させる水質測定装置が必要である。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前述した問題点に着目し、図１に示すような原水調整槽、および洗浄装置（測定部洗浄とスクリーン洗浄）を水質測定機器に付加することによって、前述の測定値外乱要因および測定部損傷要因を取り除き、測定精度を向上させ、維持管理の省力化を図る。
【０００９】
すなわち、本発明の水質測定装置の一構成は、原水を導入する原水調整槽、および該原水調整槽の流出水を導入し水質検査を行う水質測定機器からなり、前記原水調整槽は、気泡を排除するエア抜き管および下向きに開口する原水流入口を有する原水流入管と、流入した原水に含まれる夾雑物を除去する夾雑物除去手段と、夾雑物が除去された被検水が流出する上向きの開口を有し、前記水質測定機器に連通する流出管と、該流出管の開口より高位で開口し、前記原水調整槽の推移を調整するオーバーフロー管と、排出弁を有し、沈殿物を排出する排出管とを備える。
【００１１】
洗浄装置として、夾雑物除去手段を洗浄するスクリーン洗浄手段や、水質測定機器の測定部に接続される経路中に、薬品注入を可能とする薬注手段を備えるのが好ましい。
【００１２】
また、被検水の流動電流を測定する電極を備えた流動電流計を本発明の水質測定機器として使用するのが好ましい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
前記目的を達成するために、本発明は、以下のことを可能にしたことを特徴とする水質測定装置である。
【００１４】
１）沈砂機能、スクリーン（夾雑物除去）機能、脱気機能、整流機能、定流量送水機能を備えた原水調整槽を付加して、原水から、砂、ゴミ、気泡を除去し、定流量送水を可能にすることにより、測定値外乱要因および測定部損傷要因を除く。
【００１５】
２）水質測定機器の測定部に接続された経路中に、薬品注入を可能とする薬注手段を付加して、測定部の薬液洗浄を自動化することにより、維持管理を容易にして省力化する。
【００１６】
３）前記の原水調整槽にスクリーン洗浄機能を付加することにより、捕捉した夾雑物を除去する。
【００１７】
このように、本発明では、より測定精度を上げるための原水調整槽等を設けることで、安定した維持管理が容易で安定した水質測定を実現できる。
【００１８】
図１から図３に、本発明の一実施例を示し、図４に、凝集沈殿プロセスに本発明を適用した実施例を示す。
【００１９】
本実施例の水質測定装置は、主に、原水調整槽と、水質測定機器である流動電流計と、薬品注入設備とからなる。
【００２０】
本発明の装置を用いた凝集沈殿プロセス（図４）は、原水中の濁質等を凝集させるため、凝集剤２７を被処理水２６に一様に拡散混合させる混和池５０と、該混和池５０からの原水２０をポンプなどで導入する原水調整槽１と、薬品注入設備６０と、流動電流計４０と、混和池５０で生じたマイクロフロックを穏やかな撹拌によって大型フロックに成長させるフロック形成池５１と、成長したフロックを沈降分離除去する沈殿池５２とから構成される。
【００２１】
薬品注入設備は、図１、２に示したように、原水調整槽１と流動電流計４０の間の経路中に設けているが、図３に示すように、目的に応じて流動電流計４０の下流に設けてもよい。
【００２２】
原水調整槽１には、図１に示したように、原水導入部と流出路とをそれぞれ別個に設けてもよいし、図２、３に示したように、上下に配置させてもよく、詳細な構造は、例えば図５に示す以下のように構成される。図５は、原水調整槽１の縦断面図である。
【００２３】
原水調整槽１は、上部円筒および一部円錐形状（頂角４０°〜８０°）の下部円筒のタンクからなり、底部に沈殿物排出弁２を備え、槽内はスクリーン９で上部と下部とに隔てられている。該原水調整槽１内には、中間に隔壁６を設けたセンターウェル３を備え、該隔壁６には、脱気用にエア抜き管７を備える。センターウェル３には、下端にコーン８を備える。センターウェル３の隔壁６の下側に原水を流入させる構造であるため、センターウェル３の隔壁６の下側部分は、下方に向かって開口する流入口を有する原水導入路４の一部として作用することになる。これにより、原水２０中に含まれる沈降性の物質２３を速やかに沈殿分離することができる。
【００２４】
原水調整槽１の内壁には、センターウェル３の上端より上位にオーバーフロー管（越流手段）１０を備える。そして、センターウェル３の隔壁６の上側から被検水２２を流出させる構造であるため、センターウェル３の隔壁６の上側部分は、上方に向く開口を有する被検水流出部５の一部として作用することになる。このように、被検水２２が流出する開口を、オーバーフロー管１０の流出口より低位で上方に向けて開口させることで、気泡を混入させることなく定流量で被検水２２を流出させることができる。さらに、オーバーフロー管１０の流出口には、摺動可能なオリフィス１ａを備え、原水調整槽１内の水位を容易に変えることができるようにする。また、センターウェル３の上端には、上下に移動可能な送りネジ式のスライダーを備える。これらにより、被検水２２の流量を容易に設定することができる。
【００２５】
センターウェル３の外壁と、原水調整槽１の内壁との間で、夾雑物の除去を行うスクリーン９は、一般にステンレス製の網目状スクリーン（メッシュ２〜１０ＳＵＳ製）が用いられる。その他に、比較的微細の夾雑物（懸濁物質）を除去する場合、砂や砂利を用いた砂濾過装置や、浮遊性の濾材を用いた固液分離装置を適用してもよい。
【００２６】
原水調整槽には、夾雑物除去装置に捕捉された夾雑物を除去するために、洗浄水弁１３を持つ洗浄水管１４に接続する散水ノズル１２などのスクリーン洗浄手段を設けることが望ましい。
【００２７】
なお、夾雑物除去装置であるスクリーン９は、原水調整槽１の横断面のほぼ全面にわたって設けられている。しかし、これに限らず、スクリーン９を原水導入路などに設けてもよいし、被検水流出路５の開口周辺にのみ設ける構造としてもよい。ただし、いずれの方式を採用するにしても、捕捉した夾雑物を、効率よく排除できることが好ましい。なお、スクリーン９が原水調整槽１の横断面のほぼ全面にわたって設けられた場合、図５に示す実施例では、原水導入路４および被検水流出路５を備えたセンターウェル３は、スクリーン９の中心に位置しているが、これに限定されるわけではなく、例えば原水調整槽１の内壁や外壁などに設ける構造にすることも可能である。
【００２８】
図１から図３に示すように、薬品注入設備は、流動電流計測定部４０の近傍に、導入手段３１、薬液注入弁３２、薬液注入ポンプ３３、薬液貯留タンク３４、必要に応じて流動電流計出口弁３５（図３）を備える。
【００２９】
これらの機器により、必要に応じて薬液を流動電流計に送り込み、電極やピストンなどからなる測定部の洗浄を行う。
【００３０】
図４に示す水質測定機器に流動電流計を用いて凝集沈殿プロセスの制御を行う場合の本発明の水質測定装置では、凝集剤が添加された原水に含まれるコロイド粒子を流動させて、その際に発生する流動電流値を測定するため、混和池から流出する原水を原水調整槽にポンプ圧送し、原水調整槽ではゴミ、砂、気泡などが除かれ、定流量化されて、流動電流計測定部に供給される。なお、測定部を通過した被検水（排水）は、測定用の化学薬品等が添加されていないため、別途処理する必要がなく、フロック形成池以前の凝集沈殿プロセス中に還流させることが可能である。
【００３１】
なお、本発明の装置に用いられる水質測定機器は、（１）測定部（電極）の汚損が即、指示誤差になるｐＨ計、ＯＲＰ計、残留塩素系など、（２）被検水に含まれる気泡が即、指示誤差になる超音波流量計、超音波濃度計、ＳＳ計などに適用することができる。
【００３２】
図５に示す原水調整槽１は、以下の作用を有する。
【００３３】
測定部損傷要因の除去に関し、本実施例の水質測定装置外部に設けられた原水ポンプから供給される原水２０は、原水導入路４を通って、タンク１内部のセンターウェル３下部に供給される。原水２０は、センターウェル３内を下降し、タンク１内に移流される。この際、比重の大きい砂等２３は沈降、分離される。また、エア抜き管７により原水中に含まれる気泡の除去も行われる。さらに、原水２０がタンク１内を上昇する際にも気泡は除去されることになる。
【００３４】
オーバーフロー管１０によりタンク１内を一定の水位に保つことにより、流動電流計の測定部への被検水２２の流量を一定にすることができ、さらに、オリフィス１ａやスライダー３ａにより、その流量を容易に変更することができる。
【００３５】
すなわち、スライダー３ａやオリフィス１ａを設けることで、原水調整槽１内の水位を可変にすることができ、これにより、被検水２２の流量を調整して、流出先である測定部の受け入れ能力に対応させることができ、また、被検水２２がエアを含まないようにできる。さらに、設計、施工時に細かい水位の設定や調整をしなくてもよいという勝れた効果を発揮する。
【００３６】
測定値外乱要因の除去に関し、原水調整槽１の洗浄は、原水調整槽１内への被検水２０の流入を停止して行われる。タンク下部の排出弁２を開き、沈殿物２３を排出した後、上部散水ノズル１２から洗浄水１５を散水し、スクリーン９の洗浄を行う。本洗浄後、排出弁２を閉じて、原水２０の流入を再開する。
【００３７】
水質測定機器や汚損の度合によっては、測定部を薬液に浸漬させて洗浄しなければならない場合もある。このような場合には、水質測定機器の測定部の洗浄は、原水の流入や原水調整槽１から水質測定機器の測定部への被検水２２の送水を止め、水質測定機器の出口弁３５（図３）を閉じ、前述の薬品注入設備より、水質測定機器の測定部内部を薬液で充たして、浸漬洗浄を行う。薬品注入設備は、被検水を水質測定機器に導入する経路に接続されていることを基本とするが、前述したように、水質測定機器の被検水流出部に出口弁３５を設け、この出口弁３５と測定部との間に薬品注入設備を接続させてもよい。このような構造にすることで、被検水の流入を停止させて、次いで該弁を閉め、薬液を注入すると、測定部は薬液で満たされ充分な浸漬洗浄が可能になる。
【００３８】
水質測定機器の測定部を洗浄する薬液としては、通常、過酸化水素、次亜塩素酸ソーダ、塩酸やこれらの希釈水などが適用できる。
【００３９】
さらに、図１〜３に示したように、被検水の性状等を把握するため、計測機器（温度計、ｐＨ計、水位計等）を原水調整槽などに付加することも有効である。
【００４０】
なお、被検水２２を水質測定機器に導入する手段としては、通常、流出路５を延長させて水質測定機器の測定部に直結する方式を採用するが、場合によっては、流出路５末端と水質測定機器の測定部とを結ぶ配管を設ける方式でもよい。要は、流出路５と水質測定機器の測定部とが連通されていればよいわけである。
【００４１】
【発明の効果】
以上、詳細に説明してきたように、本発明により原水調整槽および洗浄装置を付加した水質測定機器からなる水質測定装置は、水質測定機器の測定値外乱要因と測定部損傷要因の除去、および維持管理の省力化を実現できる。
【００４２】
例えば原水を調整せずそのまま被検水として流動電流計で水質測定を行った場合には、１日の使用で測定部が汚損され、測定値が本来の値より低くなったり、測定部へのゴミ等の混入で動作不良を生じることもあった。
【００４３】
しかし、本発明の原水調整槽および洗浄装置を付加した水質測定装置を使用した場合、１〜２回／日程度の自動洗浄を行うことにより、測定精度が維持され、約１年以上の間、メンテナンス（測定部分解洗浄、部品交換、定期校正）を行うことなく良好に運転できた。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施例を示すフローシートである。
【図２】  本発明の一実施例を示すフローシートである。
【図３】  本発明の一実施例を示すフローシートである。
【図４】  本発明の一実施例を使用した凝集沈殿プロセスのフローシートである。
【図５】  原水調整槽の一実施例を示す縦断面図である。
【図６】  流動電流計の一実施例を示す縦断面図である。
【符号の説明】
１  原水調整槽（タンク）
１ａ  オリフィス
２  沈殿物排出弁
３  センターウェル
３ａ  スライダー
４  原水導入路
５  被検水流出路
６  隔壁
７  エア抜き管
８  コーン
９  スクリーン
１０  オーバーフロー管（越流手段）
１１  上蓋
１２  散水ノズル
１３  洗浄水弁
１４  洗浄水管
１５  洗浄水
２０  原水
２１  オーバーフロー水
２２  被検水
２３  沈殿物
２５  流出水
２６  被処理水
２７  凝集剤
２８  処理水
３１  導入手段
３２  薬液注入弁
３３  薬液注入ポンプ
３４  薬液貯留タンク
３５  出口弁
４０  水質測定機器
４１  モーター
４２  シリンダー
４３  ピストン
４４  電極
４５  増幅整流回路
５０  混和池
５１  フロック形成池
５２  沈殿池
６０  薬品注入設備
【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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