JPS5990693A - 浄水場の薬品注入制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は着水井付近でオゾンを注入する浄水場におい
て、急速ろ通油より手前の点で塩素などの酸化剤を注入
する薬品注入制御方法に関する一般に表流水等を取水源
とする浄水場においては、取水した原水の殺菌・消毒、
原水中のマンガン・鉄化合物等の酸化番勢等爵雫噛、汚
濁有機物無機物、有機物の酸化、アンモニア性窒素の分
解などにも優れ、また水中において長時間残留して殺菌
効果を持続する。しかし、近年、塩素処理によって処理
水中にクロロホルムをはじめとするトリハロメクン（Ｔ
ｘ）など多数の有機塩素化合物が存在することが見出さ
れてきた。公衆衛生学的ジハロ／タンの最大濃度レベル
なｏ、　ｔ　ｍｙ　／　ｔとする規胸を公告した。また
、わが国でもｉｑｇｉ年３月の厚生省通達により水道水
中の総トリハロメタンの制御目標値をｏ、　１ｍｙ　／
　ｌ以下とするように行政指導している。このように浄
水場における塩素処理によってトリハロメタン等の有害
な塩素化合物の生成が明らかになり、その対策が各方面
で研究されている。

これらのうち、塩素に代替する酸化・殺菌剤としてオゾ
ンによる浄水処理プロセスがいくつか提案されている。

オゾンによる浄水方法は前記トリハロメタン等の生成防
止のみならず、水質悪化の進む上水道水源の脱臭・味、
脱色などの目的にも活用できるため、今後その普及が期
待される処理方法である。

塩素法とオゾン法の浄水工程における特性を比較してま
とめると表に示すようになる。

表　　塩素とオゾンの処理特性比較表 来 四層で明らかなように塩素法と比較してオゾン法の欠点
として、処理水中での残留効果がないこと及びアンモニ
ア性窒素を酸化分解できないことの２点が挙げられる。

このように塩素とオゾンはその処理効果に長短があるた
め、塩素処理をオゾン処理に変更した場合に従来の塩素
注入方法をそのままオゾン注入方し； 法厨適用することには問題がある。

第一にオゾンに残留効果がないことに関しては、着水井
付近でオゾン注入しても処理水が薬品混和池、フロック
形成池、沈殿池と進むにつれて残留オゾン濃度がゼロに
なってしまう。残留オゾンが消滅すると処理水または急
速ろ通油の酸化状態が保持されなくなり、急速ろ通油で
捕捉されるべきマンガン酸化物や酸化鉄などが還元され
て再び可溶化しろ通油から漏出してくる可能性が生じる
。

第二にオゾンは中性付近においてはアンモニア性窒素を
酸化分解する能力が殆んどないので、取水原水中に含ま
れるアンモニア性窒素はそのまま浄水プロセスを進み、
浄水池手前で後塩素が注入されるまで分解されない。し
たがって、後塩素の注入率を適正に維持することが、ア
ンモニア性窒素を分解し、かつ処理水中の残留＠素濃度
を保持する上で重要な要因となる。

ここでの後塩素注入率がアンそニア性窒素の分解に必要
な量より少ないと遊離残留塩素がゼロとなり、配水途中
で細菌・ウィルス等の汚染を受けるなどの衛生上の問題
を引き起こす可能性が生じる。

上述のように着水井付近で注入されている塩素をオゾン
に変更した場合忙は、オゾンの残留効果がないためＫろ
通油が必らずしも酸化状態に保持されないため、マンガ
ン・鉄などのろ通油からの漏出や細菌−微生物類の繁茂
の可能性があり、また原水中に含まれるアンモニア性窒
素が分解されないなどの欠点がある。

この発明は浄水場へのオゾン処理導入にあたって前述の
欠点を除去して浄水プロセスを安全に運用するためにな
されたもので、急速ろ通油の手前の点で塩素などの酸化
剤を注入することによって、急速ろ通油をつねに酸化雰
囲気に保持するとともにアンモニア性窒素を酸化分解す
ることを特徴とする薬品注入制御方法を提供することを
目的としている。

この発明は着水井付近において酸化・殺菌剤としてオゾ
ンを注入する浄水場において、前記オゾンを注入する点
より下流でかつ急速ろ通油より上流で塩素又は酸化性塩
素化合物を注入すること嫁よって、ろ消電及びろ通油以
降の処理水の酸化力の保持及びアンモニア性窒素の酸化
分ｍの少くとも一方を行なう浄水場の薬品注入制御方法
に存する。

塩素又は酸化性塩素化合物の注入は上記の地点で行なえ
るが、好適には沈殿池、より好適には急速ろ通油前で行
なう。また塩素又は酸化性塩素化合物の注入量制御は、
沈殿池の水質及び急速ろ過電を出た処理水の水質により
注入率を定め、急速ろ過電入口のろ過流量に応じて注入
量を変更して処理水中の残留塩素０度を設定値に維持す
ることにより行う。

着水井付近でオゾンを注入すると原水中に含まれている
鉄、マンガン等は酸化されて懸濁状の水酸化鉄や二酸化
マンガンとなって、その一部は凝集フロックに取り込ま
れ分離除去される。しかし、残留オゾンが消滅したろ過
電において鉄やマンガンを溶出させないためには塩素な
どの酸化剤を加えてろ過電を酸化状態に維持する必要が
ある。二価の鉄イオンおよび二価のマンガンイオンの塩
素による酸化反応として次式が知られている。

ｘＦｄ＋＋　Ｈｃｚｏ＋、ｔＨ，ｏ→２Ｆｅ　（ＯＨ％
　＋　−ｔＨ”　＋　ＣＪ−・・・＝　（１）また、オ
ゾンで分解されなかったアンモニア性窒素はブレークポ
イント点以上すなわち酸化分解に盟要な充分量の塩素注
入によって次式のように酸化分解される。

、２ＮＨ＋ＪＣＩ−＝Ｎコ＋ＡＨＣＪ　　　・・−・（
３）３　　　　　　　　　　　　コ この場合、ブレークポイント点以下の注入量の場合には
アンモニアをクロラミンとして結合塩素の形で処理水中
に残留させることもできる。

以下、この発明を図九基いて詳細に説明する。

図はこの発明による浄水場の薬品注入制御方式を示す概
略図である。図において、河川等からの取水原水に着水
井ｌにおいてオゾンを注入し酸化・殺菌・脱臭等を行な
う。オゾンの注入方法は現在性なわれている塩素注入方
法と同様であり、計算機７で決定されたオゾン注入率を
演算器ざにおいて流量計６で測定した取水量に応じたオ
ゾン注入量に換算し、オゾン発生器ｉｏの放電電圧等を
調節するとと建より設定されたオゾン量を発生させ、オ
ゾン注入機りから注入する制御方式である。

薬品混和池２で凝集剤、凝集助剤が注入された後、フロ
ック形成池３を経て沈殿池グで大部分の懸濁物が沈降分
離される。引き続き急速ろ過電Ｓで上澄水に少量含まれ
る微小浮遊物を除去するが、それに先立ちろ過電５の手
前の点２０において塩素などの酸化剤を注入する。

次に本発明の薬品注入制御方法について図に基づいて説
明する。

塩素等の注入点コθより上流側の点／グにおける水質を
水質計器１３で測定する。水質計器／３は、たとえば酸
化還元電位（ＯＲＰ　）計、残留オゾンｎ度計、紫外吸
光度（Ｕｖ）計、過マンガン酸カリウム消費量計など塩
素注入量と関連のある水質計器である。この水質計器／
３によってたとえばＯＲＰ計を用いた場合には水中の液
性が還元側にシフトした場合には塩素注入率を増加し、
逆の場合は塩素注入率を減少させるといったフイードフ
オ一り−ド制御を行なう。

一方、塩素等の注入点コθより下流側の点／６における
塩素等注入後の処理水を水質計器１３で測定する。水質
計器１５は、たとえば残留塩素濃度計、ＯＲＰ計など塩
素消費量やろ過電の酸化還元状態等と関連のある水質計
器である。この水質計器１３によってたとえば残留塩素
濃度計を用いた場合に処理水中の残留塩素の増減に応じ
てＰ動作（比例動作）やＰＩ動作（ｆａｔ分動作）塩素
注入率を増減させるといったフィードバック制御を行な
う。

急速ろ過電りよりも上流側の点コＱで注入される塩素等
の酸化剤の注入率は、上記で求めた両塩素等酸化物の分
析値を計算機１７で演算して塩素等の注入率とする。こ
の注入率を流量計１２で測定されたろ過流量に応じて演
算器／ｊで注入量に変換し、塩素注入量調節器１７でバ
ルブで開度などを調節して所定量の塩素を注入するーま
た計算機／りでは注入率をＣＲＴやオペレーションデス
クなどから手動で設定できる機能も有するものである。

以上述べたように、水質計器／３および水質計器／りの
設置によりろ過電および処理水質を安定に制御すること
ができるが、水質計器／Ｊを設置しない場合でも、ろ過
電を酸化状態に保持できるため鉄・マンガンの溶出や細
菌・微生物の繁殖を防止し、およびアンモニア性窒素を
酸化分解するという基本的な要求は満足することができ
る。

なお、本方法ではろ過温！以降の処理水質を４で採水し
て設定水質となるようにフィードバック制御しているた
め、従来ろ過電！より下流側の塩素混和池で注入されて
いる後塩素の注入を省略することができる− なお、上記の例では急速ろ過電について述べたが、活性
戻光てん塔などについても同様の方法が適用できる。ま
た本例は浄水賜について述べたが、他の水処理プラント
においてもこの発明方法を同様に適用することができる
。着水井近傍／ｌに注入する酸化・殺菌剤もオゾンに限
らず、たとえば過酸化水素のようにオゾンと同様に残留
効果の小さい薬剤についても同様に適用することができ
る。

以上のように、この発明によれば着水井付近で注入され
たオゾンによって処理水の脱臭、味の改善、脱色などが
行われ、急速ろ過電の前の点で注入する塩素などの酸化
剤によって、着水井付近で注入されたオゾンがろ通油手
前で残留していなくても、ろ過電及びろ適地以降の処理
水を酸化的雰囲気に維持することが出来、ろ過電からの
鉄・マンガンの溶出防止や細菌・微生物の繁殖を抑制す
るとともに、アンモニア性窒素をも酸化分解できるとい
う効果をもつ。また、着水井付近で注入されるオゾンに
よってアンモニア性窒素以外の大部分の物質は酸化分解
されるため、急速ろ過電の手前で注入する塩素量はアン
モニア性窒素を分解できる量よりわずかに多い量だけで
充分なので、トリハロメタン類等の有害な塩素化合物の
生成量を減少できるという効果をもつ。

【図面の簡単な説明】

図はこの発明による浄水場の薬品注入制御方式を示す概
略図である。図中、 ｌ・・着水井、２・・薬品混和池、３・・フロック形成
池、ψ・・沈殿池、５・・急速ろ過電、６・・流量計、
り・・計算機、ざ・・比率演算器、？・・オゾン注入機
、ｌθ・・オゾン発生機、／ｌ・・オゾン注入点、／コ
・・流量計、１３・・水質計器、／Ｆ・・採水地点、１
３・・水質計器、１６・・採水地点、／り・・計算機、
／１・・比率演算器、ｌ？・・塩素注入量調節器、コＯ
・・塩素注入点。 代理人　　葛　　野　　信　　−

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　着水井付近において酸化・殺菌剤としてオゾ
   ンを注入する浄水場において、前記オゾンを注多 大する点より下流でかつ急速濾過池より上流で塩素又は
   酸化性塩素化合物を注入することによって、ろ通油及び
   ろ通油以降の処理水の酸化力の保持及びアンモニア性窒
   素の酸化分解の少くとも一方を行なうことを特徴とする
   浄水場の薬品注入制御方法。
2. （２）塩素又は酸化性塩素化合物の注入を沈殿池の水質
   及び急速ろ通油を出た処理水の水質により注入率を定め
   、急速ろ通油入口のろ過流量に応じて注入量を変更して
   処理水中の残留塩素濃度な設定値に維持することにより
   行う特許請求の範囲第１項記載の浄水場の薬品注入制御
   方法。
3. （３）処理水の水質を酸化還元電位計を用いて酸化状態
   を検出する特許請求の範囲第２項記載の浄水場の薬品注
   入制御方法。