[发明专利]药剂注入控制方法及药剂注入控制装置

说明书

技术领域

本发明涉及水净化处理系统的药剂注入控制方法及其装置。

背景技术

在自来水设施中，为了能够稳定地供给符合水质标准的自来水，考虑原水水质、净水水质的管理目标、水净化设施的规模、运转控制及维护管理技术的管理水平等会后，采用选择各种方法并将其组合的水净化技术。例如，从仅消毒的模式、慢速过滤模式、快速过滤方式、膜过滤模式中进行选择，然后根据需要，将高效水净化处理等进行组合(非专利文献1)。

今天，从能够耐受高浊度、耐受原水存在一定程度以上的污染以及不需要大型用地且高效这些方面等考虑，自来水的约75％(水量比)都采用快速过滤方式。

采用快速过滤方式的水净化工厂通常具备：注入凝聚剂并且实施快速搅拌的混合池、使凝聚物(絮凝物)成长的絮凝物形成池、用于将成长后的絮凝物沉淀并去除的沉淀池、去除未完全沉淀的粒子或絮凝物的过滤池。

在水净化处理中，除使用凝聚剂(硫酸铝、聚氯化铝、高分子凝聚剂、铁类凝聚剂)以外，还使用粉末活性炭或消毒剂(液氯、次氯酸钠)等药剂。另外，在水净化工厂中，在监视原水、净水及水龙头水的水质状况的同事进行适当的药剂处理。

而且，在原水的水质产生了某种异常的情况下，与正常时相比，在注入这些水净化用药剂时会采取强化对策。例如，在原水中锰等还原性的物质、氨态氮、有机物等达到高浓度的情况下，采用将氯注入率提高至高于正常值的对策。另外，在察觉到合成洗涤剂等的浓度升高及臭气或酚类的污染的情况下，通常进行粉末活性炭处理。在这种情况下，除注入粉末活性炭以外，还需要强化进行氯处理或凝聚沉淀处理。

采用快速过滤方式的水净化处理中重要的一点是，根据原水的水质将凝聚剂的注入率控制为适当的值，形成沉降性好的絮凝物。在注入率不适当的情况下进行凝聚处理时，来自沉淀池的絮凝物发生残留或凝聚不良，会产生过滤池的水头损失(过滤坑)的上升、清洗频度的上升、微细粒子从过滤池漏出等问题。

另外，在以去除有机物或霉臭物等溶解性成分为目的的活性炭处理中，也可采取将活性炭注入方法和膜过滤方法组合在一起的方法。进而，根据膜的种类及渗透通量等条件不同，有时需要凝聚处理，所以大多采用设置了注入以凝聚剂为代表的药剂进行处理的处理流程。在这种膜过滤方法中，为了改善过滤性以及无需其他处理即可防止可形成结垢物质的微细粒子粗大化而发生堵塞，向被过滤水中添加凝聚剂。

可是，在现有的药剂注入控制方法中，实施前馈控制(下称FF控制)和反馈控制(下称FB控制)的组合。

适当的凝聚剂注入率会因原水的浊度、碱度、pH值、水温等而变化，由于水源水质各不相同，因此不能仅以原水浊度为指标而直接确定凝聚剂注入率。因此，一直以来，在水净化工厂中，采用下面的方法判定凝聚状况及确定或控制凝聚剂注入率。

例如，可举出如下的方法，即，以原水的浊度、pH值、碱度、水温等水质为参数，基于表示这些参数与适当的凝聚剂注入率之间的关系的注入率运算式，进行FF控制。该运算式是采用基于烧瓶试验及实际设备中的沉淀水浊度等的经验方法而导出的公式。而且，作为该控制模方法的拓展型，可以列举，与基于沉淀水浊度的测定值的FB控制进行组合、以及通过模糊或神经进行AL控制从而接近由实际操作得到的烧瓶试验结果及运用实际设备得到的实际结果。

作为公开所述的FF控制或FB控制或者它们的组合的现有技术文献，可举出例如专利文献1～3。

在专利文献1公开的药剂注入控制法中，基于原水中粒子开始发生集块的时间，实时地控制药剂的注入率。

在专利文献2公开的凝聚剂添加控制法中，基于膜分离装置中的膜过滤水的紫外线吸光度的值来控制凝聚剂添加量，从而防止凝聚剂的过剩添加。

在专利文献3公开的凝聚剂注入控制法中，通过多元回归分析，计算出凝聚剂注入率、前碱性剂注入率、后碱性剂注入率的最佳值，基于这些注入率，控制凝聚剂及碱性剂的注入量。

另一方面，在以去除有机物或霉臭物等溶解性成分为目的的活性炭的注入控制中，确定活性炭的注入率从而得到目标水质。但是，在测定三卤甲烷前体(下称THMFP)或霉臭物时需要大量时间，所以难以进行基于现场的测定结果来控制活性炭的注入。

因此，提出了以下方法：通过用统计方法预测去除对象物质的技术或代替指标等进行活性炭注入控制。例如，因为THMFP的生成量会因原水的水温及导电率等的影响而发生较大变化，所以提出了通过用统计方法预测去除对象物质来确定与所述生成量相对应的活性炭注入量的方法(专利文献4)。

但是，在现有控制技术中，存在以下问题。