注入オゾン制御システム及び注入オゾン制御方法
【課題】オゾン処理槽へのオゾン注入量を精度良く適切な量に制御可能な注入オゾン制御システム及び制御方法を提供すること。
【解決手段】本発明による注入オゾン制御システム３０は、被処理水へのオゾン注入量を制御する制御部３１と、被処理水の推定オゾン消費量を求める算出部３２と、被処理水の水温から推定オゾン溶解効率を求める算出部３３とを備えている。算出部３２は、被処理水への塩素注入率によって決定されるオゾン消費量算出式を用いて、被処理水の蛍光強度、水温、濁度、ｐＨの各値に基づいて推定オゾン消費量を算出する。オゾン注入量制御部３１は、前記推定オゾン消費量と、予め定められたオゾン処理水の溶存オゾン濃度目標値と、前記推定オゾン溶解効率とを用い、かつオゾン処理水の溶存オゾン濃度測定値と、溶存オゾン濃度目標値との差異を考慮して求めた補正オゾン注入率に基づいて被処理水へのオゾン注入量を制御する。
【解決手段】本発明による注入オゾン制御システム３０は、被処理水へのオゾン注入量を制御する制御部３１と、被処理水の推定オゾン消費量を求める算出部３２と、被処理水の水温から推定オゾン溶解効率を求める算出部３３とを備えている。算出部３２は、被処理水への塩素注入率によって決定されるオゾン消費量算出式を用いて、被処理水の蛍光強度、水温、濁度、ｐＨの各値に基づいて推定オゾン消費量を算出する。オゾン注入量制御部３１は、前記推定オゾン消費量と、予め定められたオゾン処理水の溶存オゾン濃度目標値と、前記推定オゾン溶解効率とを用い、かつオゾン処理水の溶存オゾン濃度測定値と、溶存オゾン濃度目標値との差異を考慮して求めた補正オゾン注入率に基づいて被処理水へのオゾン注入量を制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オゾン処理槽と、オゾン処理槽にオゾンを注入するオゾン注入部とを有するオゾン処理設備に設置され、外乱が生じた場合でもオゾン注入量を精度良く適切な量に制御することのできる注入オゾン制御システム及び注入オゾン制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、被処理水にオゾンを注入するため、オゾン処理槽と、オゾン処理槽にオゾンを注入するオゾン注入部とを有するオゾン処理設備が用いられている。被処理水に注入されるオゾンの注入量を制御する方法としては、溶存オゾン濃度が一定となるようオゾンの注入量を制御する方法、排オゾンの濃度を用いてオゾン注入量を制御する方法、オゾン注入部に送られるオゾンの発生量を制御する方法、あるいはこれらの方法を組み合わせた方法がある。このうち溶存オゾンが一定となるようオゾンの注入量を制御する方法は、オゾン処理水内の溶存オゾン濃度をフィードバックさせて一定目標値に制御するものであり、比較的安定してオゾンの注入量を制御することができるため好ましい。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、このように溶存オゾン濃度が一定となるよう溶存オゾン濃度をフィードバックさせて制御する手段では、水質が変化した場合など外乱が生じた場合に、溶存オゾン濃度が目標値からかなり離れた値になってしまい、被処理水へのオゾン注入量を精度良く制御することができないことがある。
【０００４】
このため外乱が生じた場合には、有機物質の分解効率が低下したり、有害な臭素酸が発生したりするなどの問題が生じている。
【０００５】
本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、水質が変化した場合など外乱が生じた場合であっても、被処理水へのオゾン注入量を精度良く適切な量に制御することができる注入オゾン制御システム及び注入オゾン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】
【０００６】
本発明は、オゾン処理槽と、オゾン処理槽にオゾンを注入するオゾン注入部とを有するオゾン処理設備に設置され、オゾン注入部からのオゾン注入量を制御する注入オゾン制御システムにおいて、被処理水に注入されるオゾン注入量を制御するオゾン注入量制御部と、被処理水に注入される塩素の塩素注入率によって決定されるオゾン消費量算出式を用いて、被処理水の蛍光強度と、被処理水の水温と、被処理水の濁度と、被処理水のｐＨの各値に基づいて、被処理水の推定オゾン消費量を求める推定オゾン消費量算出部と、被処理水の水温から決定される推定オゾン溶解効率を算出する推定オゾン溶解効率算出部とを備え、オゾン注入量制御部は、前記推定オゾン消費量と、予め定められたオゾン処理水内の溶存オゾン濃度目標値と、前記推定オゾン溶解効率とを用い、かつオゾン処理水内の溶存オゾン濃度測定値と、溶存オゾン濃度目標値との差異を考慮して求めた補正オゾン注入率に基づいて被処理水に注入されるオゾン注入量を制御することを特徴とする注入オゾン制御システムである。
【０００７】
本発明は、溶存オゾン濃度目標値をオゾン注入量制御部に入力する溶存オゾン濃度目標値入力部を更に備えたことを特徴とする注入オゾン制御システムである。
【０００８】
本発明は、オゾン処理水内の溶存オゾン濃度を測定する溶存オゾン濃度測定部が設けられ、 オゾン処理槽の上流に、被処理水に塩素を注入する塩素注入部が設けられていることを特徴とする注入オゾン制御システムである。
【０００９】
本発明は、塩素注入部は、塩素注入率を入力する塩素注入率入力部に接続され、当該塩素注入率入力部は、推定オゾン消費量算出部に接続されていることを特徴とする注入オゾン制御システムである。
【００１０】
本発明は、被処理水の蛍光強度を測定する蛍光強度計と、被処理水の水温を測定する水温計と、被処理水の濁度を測定する濁度計と、被処理水のｐＨを測定するｐＨ計とが設けられ、推定オゾン消費量算出部は、被処理水の蛍光強度を測定する蛍光強度計と、被処理水の水温を測定する水温計と、被処理水の濁度を測定する濁度計と、被処理水のｐＨを測定するｐＨ計とに接続されていることを特徴とする注入オゾン制御システムである。
【００１１】
本発明は、推定オゾン溶解効率算出部は、水温計に接続されていることを特徴とする請注入オゾン制御システムである。
【００１２】
本発明は、オゾン消費量算出式は、塩素注入率が０．０ｍｇ／ｌ，０．５ｍｇ／ｌ及び１．０ｍｇ／ｌの際に用いられる予め定められた三種類の式から選ばれることを特徴とする注入オゾン制御システムである。
【００１３】
本発明は、オゾン処理槽と、オゾン処理槽にオゾンを注入するオゾン注入部とを有するオゾン処理設備に適用され、オゾン注入部からのオゾン注入量を制御する注入オゾン制御方法において、推定オゾン消費量算出部において、被処理水に注入される塩素の塩素注入率によって決定されるオゾン消費量算出式を用いて、被処理水の蛍光強度と、被処理水の水温と、被処理水の濁度と、被処理水のｐＨの各値に基づいて、被処理水の推定オゾン消費量を求める推定オゾン消費量算出工程と、推定オゾン溶解効率算出部において、被処理水の水温から決定される推定オゾン溶解効率を算出する推定オゾン溶解効率算出工程と、オゾン注入量制御部において、推定オゾン消費量と、予め定められたオゾン処理水内の溶存オゾン濃度目標値と、前記推定オゾン溶解効率とを用い、かつオゾン処理水内の溶存オゾン濃度測定値と、溶存オゾン濃度目標値との差異を考慮して補正オゾン注入率を求めるとともに、この補正オゾン注入率に基づいて、被処理水に注入されるオゾン注入量を制御する工程と、を備えたことを特徴とする注入オゾン制御方法である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、水質が変化した場合など外乱が生じた場合であっても、被処理水に注入するオゾンの量を精度良く適切な量に制御することができる注入オゾン制御システム及び注入オゾン制御方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の実施の形態
以下、本発明に係る注入オゾン制御システムの実施の形態について、図面を参照して説明する。ここで、図１及び図２は本発明による注入オゾン制御システムの実施の形態を示す図である。
【００１６】
図１に示すように、本発明による注入オゾン制御システム３０は、オゾン処理槽１０と、オゾン処理槽１０内にオゾンを注入するオゾン注入部１２とを有するオゾン処理設備５０に設置されている。この注入オゾン制御システム３０は、オゾン注入部１２からオゾン処理槽１０へ注入されるオゾン注入量を制御するためのものである。
【００１７】
また、オゾン処理槽１０の上流側には、被処理水をオゾン処理槽１０へ供給する入口ライン２０が接続され、オゾン処理槽１０の下流側にはオゾン処理槽１０からのオゾン処理水を排出する出口ライン２５が接続されている。
【００１８】
図１に示すように、本発明の注入オゾン制御システム３０は、オゾン処理槽１０中の被処理水にオゾンを注入するオゾン注入部１２を制御するオゾン注入量制御部３１と、オゾン注入量制御部３１に接続され、推定オゾン消費量を求める推定オゾン消費量算出部３２と、推定オゾン溶解効率を算出する推定オゾン溶解効率算出部３３と、予め定められたオゾン処理水内の溶存オゾン濃度目標値を入力する溶存オゾン濃度目標値入力部３６とを備えている。
【００１９】
また図１に示すように、オゾン処理槽１０の下流側に設けられた出口ライン２５には、オゾン処理水の溶存オゾン濃度を測定する溶存オゾン濃度測定部１１が設けられている。またオゾン処理槽の上流側に設けられた入口ライン２０には、被処理水に塩素を注入する塩素注入部１３が設けられている。
【００２０】
また図１に示すように、オゾン処理槽１０の上流側に設けられた入口ライン２０には、被処理水の蛍光強度を測定する蛍光強度計２１と、被処理水の水温を測定する水温計２４と、被処理水の濁度を測定する濁度計２３と、被処理水のｐＨを測定するｐＨ計２２とが各々設けられている。
【００２１】
さらに図１に示すように、推定オゾン消費量算出部３２には、入口ライン２０内に設けられた蛍光強度計２１と、濁度計２３と、ｐＨ計２２と、水温計２４に接続されている。また推定オゾン溶解効率算出部３３には、入口ライン２０に設けられた水温計２４が接続されている。
【００２２】
また図１に示すように、塩素注入部１３は、塩素注入率を塩素注入部１３に入力する塩素注入率入力部３７に接続されている。また、この塩素注入率入力部３７は、推定オゾン消費量算出部３２に接続されている。なお塩素注入率入力部３７は、被処理水に注入する塩素注入率を０．０ｍｇ／ｌ，０．５ｍｇ／ｌ及び１．０ｍｇ／ｌから選んで入力することのできる３つのボタン（図示せず）を有している。
【００２３】
また図１に示すように、オゾン注入量制御部３１は、オゾン処理槽１０から流れるオゾン処理水内の溶存オゾン濃度を測定する溶存オゾン濃度測定部１１に接続されている。
【００２４】
また図１に示すように、オゾン注入量制御部３１には、オゾン処理槽１０に設けられたオゾン注入部１２が接続されており、オゾン注入量制御部３１は、オゾン注入部１２によってオゾン処理槽１０内に注入されるオゾン注入量を制御する。
【００２５】
次に、このような構成からなる本実施の形態の作用について述べる。
【００２６】
図１及び図２において、被処理水が入口ライン２０を通ってオゾン処理槽１０に入り、オゾン処理槽１０内において被処理水に対してオゾン注入部１２からオゾンが注入される。このように被処理水にオゾンが注入されることによって、被処理水がオゾン処理水となり、オゾン処理槽１０から出口ライン２５を経て排出される。
【００２７】
この間、入口ライン２０の被処理水に注入する塩素の塩素注入率を選択し、選択した塩素注入率に対応する塩素注入率入力部３７のボタンが押される。このように塩素注入率入力部３７のボタンを押すことにより、塩素注入部１３から入口ライン２０内の被処理水中に所望の塩素注入率に従って塩素が注入される。このようにオゾン処理槽１０上流側の入口ライン２０内に流れる被処理水中に塩素を注入することによって、有害な臭素酸が発生することを防止することができる。
【００２８】
また図１及び図２において、該当する塩素注入率を選んで塩素注入率入力部３７のボタンを押すことにより、塩素注入率入力部３７からの塩素注入率が推定オゾン消費量算出部３２に入力される。この入力される塩素注入率に基づいて、推定オゾン消費量算出部３２は、塩素注入率が０．０ｍｇ／ｌ，０．５ｍｇ／ｌ及び１．０ｍｇ／ｌとなる場合に対応して予め定められた以下の三種類の式からオゾン消費量算出式を決定する。
推定オゾン消費量＝０．０３８×蛍光強度＋０．０２５×水温＋０．３１×濁度＋０．５８×ｐＨ−４．６ …式（１） （塩素注入率：０．０ｍｇ／Ｌの場合）
推定オゾン消費量＝０．０５５×蛍光強度＋０．０２９×水温＋０．１４×濁度＋０．３４×ｐＨ−３．３ …式（２） （塩素注入率：０．５ｍｇ／Ｌの場合）
推定オゾン消費量＝０．０４５×蛍光強度＋０．０２９×水温＋０．３３×濁度＋０．４５×ｐＨ−４．０ …式（３） （塩素注入率：０．０ｍｇ／Ｌの場合）。
【００２９】
次に、図１及び図２に示すように、入口ライン２０に設けられた蛍光強度計２１によって測定された被処理水の蛍光強度が、蛍光強度計２１から推定オゾン消費量算出部３２に入力される。同様に、入口ライン２０に設けられた水温計２４と、濁度計２３と、ｐＨ計２２とによって各々測定された、被処理水の水温と、濁度と、ｐＨとが、推定オゾン消費量算出部３２に入力される。
【００３０】
次に、図１及び図２に示すように、推定オゾン消費量算出部３２において、選択された式（式（１），式（２），式（３）のいずれか）に、入力された蛍光強度と、水温と、濁度と、ｐＨとが各々代入される。このことによって、推定オゾン消費量が算出される。
【００３１】
この間、入口ライン２０に設けられた水温計２４によって測定された被処理水の水温が、水温計２４から推定オゾン溶解効率算出部３３に入力され、推定オゾン溶解効率算出部３３において当該水温に従って推定オゾン溶解効率が算出される。
【００３２】
次に、推定オゾン消費量算出部３２によって算出された推定オゾン消費量と、推定オゾン溶解効率算出部３３によって算出された推定オゾン溶解効率とが、オゾン注入量制御部３１に入力される。
【００３３】
また、オゾン処理槽１０の下流側の出口ライン２５に設けられた溶存オゾン濃度測定部１１によって溶存オゾン濃度測定値が、溶存オゾン濃度測定部１１からオゾン注入量制御部３１に入力される。
【００３４】
また、予め定められた溶存オゾン濃度目標値が、溶存オゾン濃度目標値入力部３６からオゾン注入量制御部３１に入力される。
【００３５】
次に、オゾン注入量制御部３１において、推定オゾン消費量と、予め定められたオゾン処理水内の溶存オゾン濃度目標値と、推定オゾン溶解効率とを用い、かつオゾン処理水内の溶存オゾン濃度測定値と、溶存オゾン濃度目標値との差異を考慮して補正オゾン消費量が求められ、求められた補正オゾン注入率を用いて、オゾン注入部１２からオゾン処理槽１０内の被処理水中へ注入されるオゾン注入量が制御される。
【００３６】
次に、オゾン注入量制御部３１における上述した制御方法について更に詳述する。
【００３７】
まず、オゾン注入量制御部３１において、推定オゾン注入率が、
推定オゾン注入率＝（推定オゾン消費量＋溶存オゾン濃度目標値）／推定オゾン溶解効率 …式（４）
により算出される。この式を変形すると、
推定オゾン注入率×推定オゾン溶解効率＝推定オゾン消費量＋溶存オゾン濃度目標値 …式（５）
となる。
【００３８】
ここで実際のオゾン消費量と、推定オゾン消費量とは若干の誤差があるため、推定オゾン注入量を補正し、精度を高める。実際のオゾン消費量と、推定オゾン消費量との差は溶存オゾン濃度目標値と溶存オゾン濃度測定値の差として現れるため、
実際のオゾン消費量＝推定オゾン消費量＋（溶存オゾン濃度目標値−溶存オゾン濃度測定値） …式（６）
となる。
【００３９】
この式（６）によって求められた実際のオゾン消費量を、式（４）の推定オゾン消費量に置き換えて、推定オゾン注入率を補正した補正オゾン注入率を求めると、
補正オゾン注入率＝｛推定オゾン消費量＋（溶存オゾン濃度目標値−溶存オゾン濃度測定値）＋溶存オゾン濃度目標値｝／推定オゾン溶解効率 …式（７）
となる。
【００４０】
なお、推定オゾン消費量は、被処理水に注入する塩素の塩素注入率によって変わる式（１）−式（３）に、被処理水の蛍光強度と、被処理水の水温と、被処理水の濁度と、被処理水のｐＨとを代入することにより得ることができる。また推定オゾン溶解効率は、被処理水の水温により決定される値である。
【００４１】
このように求められた補正オゾン注入率に基づき、補正オゾン注入量が算出され、当該補正オゾン注入量を用いて、オゾン注入部１２からオゾン処理槽１０に注入されるオゾン注入量を制御することができる。
【００４２】
このように本発明によれば、推定オゾン消費量と、予め定められたオゾン処理水内の溶存オゾン濃度目標値と、推定オゾン溶解効率とを用い、かつオゾン処理水内の溶存オゾン濃度測定値と、溶存オゾン濃度目標値との差異を考慮して求めた補正オゾン注入率に基づいて被処理水に注入されるオゾン注入量を制御することができるので、フィードフォワード制御とフィードバック制御とを組み合わせた制御方法を用いて、オゾン注入量を精度良く制御することができる。
【００４３】
このため、水質が変化した場合など外乱が生じた場合であっても、オゾン処理槽に注入するオゾン注入量を精度良く適切な量に制御することができるため、有機物質の分解効率を高い値で維持し、かつ有害な臭素酸の発生を防止することができる。
【００４４】
なお本実施の形態において、塩素注入率に対応して予め定められた三種類の式（１）−式（３）を示したが、これらの式の係数は、使用されるオゾン処理槽の大きさや、被処理水の流速などによって変化するものである。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明による注入オゾン制御システムの一実施の形態を示す概略図。
【図２】本発明による注入オゾン制御システムにおけるオゾン注入量の制御フローを示すブロック図。
【符号の説明】
【００４６】
１０ オゾン処理槽
１１ 溶存オゾン濃度測定部
１２ オゾン注入部
１３ 塩素注入部
２０ 入口ライン
２１ 蛍光強度計
２２ ｐＨ計
２３ 濁度計
２４ 水温計
２５ 出口ライン
３０ 注入オゾン制御システム
３１ オゾン注入量制御部
３２ 推定オゾン消費量算出部
３３ 推定オゾン溶解効率算出部
３６ 溶存オゾン濃度目標値入力部
３７ 塩素注入率入力部
５０ オゾン処理設備
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オゾン処理槽と、オゾン処理槽にオゾンを注入するオゾン注入部とを有するオゾン処理設備に設置され、外乱が生じた場合でもオゾン注入量を精度良く適切な量に制御することのできる注入オゾン制御システム及び注入オゾン制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、被処理水にオゾンを注入するため、オゾン処理槽と、オゾン処理槽にオゾンを注入するオゾン注入部とを有するオゾン処理設備が用いられている。被処理水に注入されるオゾンの注入量を制御する方法としては、溶存オゾン濃度が一定となるようオゾンの注入量を制御する方法、排オゾンの濃度を用いてオゾン注入量を制御する方法、オゾン注入部に送られるオゾンの発生量を制御する方法、あるいはこれらの方法を組み合わせた方法がある。このうち溶存オゾンが一定となるようオゾンの注入量を制御する方法は、オゾン処理水内の溶存オゾン濃度をフィードバックさせて一定目標値に制御するものであり、比較的安定してオゾンの注入量を制御することができるため好ましい。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、このように溶存オゾン濃度が一定となるよう溶存オゾン濃度をフィードバックさせて制御する手段では、水質が変化した場合など外乱が生じた場合に、溶存オゾン濃度が目標値からかなり離れた値になってしまい、被処理水へのオゾン注入量を精度良く制御することができないことがある。
【０００４】
このため外乱が生じた場合には、有機物質の分解効率が低下したり、有害な臭素酸が発生したりするなどの問題が生じている。
【０００５】
本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、水質が変化した場合など外乱が生じた場合であっても、被処理水へのオゾン注入量を精度良く適切な量に制御することができる注入オゾン制御システム及び注入オゾン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】
【０００６】
本発明は、オゾン処理槽と、オゾン処理槽にオゾンを注入するオゾン注入部とを有するオゾン処理設備に設置され、オゾン注入部からのオゾン注入量を制御する注入オゾン制御システムにおいて、被処理水に注入されるオゾン注入量を制御するオゾン注入量制御部と、被処理水に注入される塩素の塩素注入率によって決定されるオゾン消費量算出式を用いて、被処理水の蛍光強度と、被処理水の水温と、被処理水の濁度と、被処理水のｐＨの各値に基づいて、被処理水の推定オゾン消費量を求める推定オゾン消費量算出部と、被処理水の水温から決定される推定オゾン溶解効率を算出する推定オゾン溶解効率算出部とを備え、オゾン注入量制御部は、前記推定オゾン消費量と、予め定められたオゾン処理水内の溶存オゾン濃度目標値と、前記推定オゾン溶解効率とを用い、かつオゾン処理水内の溶存オゾン濃度測定値と、溶存オゾン濃度目標値との差異を考慮して求めた補正オゾン注入率に基づいて被処理水に注入されるオゾン注入量を制御することを特徴とする注入オゾン制御システムである。
【０００７】
本発明は、溶存オゾン濃度目標値をオゾン注入量制御部に入力する溶存オゾン濃度目標値入力部を更に備えたことを特徴とする注入オゾン制御システムである。
【０００８】
本発明は、オゾン処理水内の溶存オゾン濃度を測定する溶存オゾン濃度測定部が設けられ、 オゾン処理槽の上流に、被処理水に塩素を注入する塩素注入部が設けられていることを特徴とする注入オゾン制御システムである。
【０００９】
本発明は、塩素注入部は、塩素注入率を入力する塩素注入率入力部に接続され、当該塩素注入率入力部は、推定オゾン消費量算出部に接続されていることを特徴とする注入オゾン制御システムである。
【００１０】
本発明は、被処理水の蛍光強度を測定する蛍光強度計と、被処理水の水温を測定する水温計と、被処理水の濁度を測定する濁度計と、被処理水のｐＨを測定するｐＨ計とが設けられ、推定オゾン消費量算出部は、被処理水の蛍光強度を測定する蛍光強度計と、被処理水の水温を測定する水温計と、被処理水の濁度を測定する濁度計と、被処理水のｐＨを測定するｐＨ計とに接続されていることを特徴とする注入オゾン制御システムである。
【００１１】
本発明は、推定オゾン溶解効率算出部は、水温計に接続されていることを特徴とする請注入オゾン制御システムである。
【００１２】
本発明は、オゾン消費量算出式は、塩素注入率が０．０ｍｇ／ｌ，０．５ｍｇ／ｌ及び１．０ｍｇ／ｌの際に用いられる予め定められた三種類の式から選ばれることを特徴とする注入オゾン制御システムである。
【００１３】
本発明は、オゾン処理槽と、オゾン処理槽にオゾンを注入するオゾン注入部とを有するオゾン処理設備に適用され、オゾン注入部からのオゾン注入量を制御する注入オゾン制御方法において、推定オゾン消費量算出部において、被処理水に注入される塩素の塩素注入率によって決定されるオゾン消費量算出式を用いて、被処理水の蛍光強度と、被処理水の水温と、被処理水の濁度と、被処理水のｐＨの各値に基づいて、被処理水の推定オゾン消費量を求める推定オゾン消費量算出工程と、推定オゾン溶解効率算出部において、被処理水の水温から決定される推定オゾン溶解効率を算出する推定オゾン溶解効率算出工程と、オゾン注入量制御部において、推定オゾン消費量と、予め定められたオゾン処理水内の溶存オゾン濃度目標値と、前記推定オゾン溶解効率とを用い、かつオゾン処理水内の溶存オゾン濃度測定値と、溶存オゾン濃度目標値との差異を考慮して補正オゾン注入率を求めるとともに、この補正オゾン注入率に基づいて、被処理水に注入されるオゾン注入量を制御する工程と、を備えたことを特徴とする注入オゾン制御方法である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、水質が変化した場合など外乱が生じた場合であっても、被処理水に注入するオゾンの量を精度良く適切な量に制御することができる注入オゾン制御システム及び注入オゾン制御方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の実施の形態
以下、本発明に係る注入オゾン制御システムの実施の形態について、図面を参照して説明する。ここで、図１及び図２は本発明による注入オゾン制御システムの実施の形態を示す図である。
【００１６】
図１に示すように、本発明による注入オゾン制御システム３０は、オゾン処理槽１０と、オゾン処理槽１０内にオゾンを注入するオゾン注入部１２とを有するオゾン処理設備５０に設置されている。この注入オゾン制御システム３０は、オゾン注入部１２からオゾン処理槽１０へ注入されるオゾン注入量を制御するためのものである。
【００１７】
また、オゾン処理槽１０の上流側には、被処理水をオゾン処理槽１０へ供給する入口ライン２０が接続され、オゾン処理槽１０の下流側にはオゾン処理槽１０からのオゾン処理水を排出する出口ライン２５が接続されている。
【００１８】
図１に示すように、本発明の注入オゾン制御システム３０は、オゾン処理槽１０中の被処理水にオゾンを注入するオゾン注入部１２を制御するオゾン注入量制御部３１と、オゾン注入量制御部３１に接続され、推定オゾン消費量を求める推定オゾン消費量算出部３２と、推定オゾン溶解効率を算出する推定オゾン溶解効率算出部３３と、予め定められたオゾン処理水内の溶存オゾン濃度目標値を入力する溶存オゾン濃度目標値入力部３６とを備えている。
【００１９】
また図１に示すように、オゾン処理槽１０の下流側に設けられた出口ライン２５には、オゾン処理水の溶存オゾン濃度を測定する溶存オゾン濃度測定部１１が設けられている。またオゾン処理槽の上流側に設けられた入口ライン２０には、被処理水に塩素を注入する塩素注入部１３が設けられている。
【００２０】
また図１に示すように、オゾン処理槽１０の上流側に設けられた入口ライン２０には、被処理水の蛍光強度を測定する蛍光強度計２１と、被処理水の水温を測定する水温計２４と、被処理水の濁度を測定する濁度計２３と、被処理水のｐＨを測定するｐＨ計２２とが各々設けられている。
【００２１】
さらに図１に示すように、推定オゾン消費量算出部３２には、入口ライン２０内に設けられた蛍光強度計２１と、濁度計２３と、ｐＨ計２２と、水温計２４に接続されている。また推定オゾン溶解効率算出部３３には、入口ライン２０に設けられた水温計２４が接続されている。
【００２２】
また図１に示すように、塩素注入部１３は、塩素注入率を塩素注入部１３に入力する塩素注入率入力部３７に接続されている。また、この塩素注入率入力部３７は、推定オゾン消費量算出部３２に接続されている。なお塩素注入率入力部３７は、被処理水に注入する塩素注入率を０．０ｍｇ／ｌ，０．５ｍｇ／ｌ及び１．０ｍｇ／ｌから選んで入力することのできる３つのボタン（図示せず）を有している。
【００２３】
また図１に示すように、オゾン注入量制御部３１は、オゾン処理槽１０から流れるオゾン処理水内の溶存オゾン濃度を測定する溶存オゾン濃度測定部１１に接続されている。
【００２４】
また図１に示すように、オゾン注入量制御部３１には、オゾン処理槽１０に設けられたオゾン注入部１２が接続されており、オゾン注入量制御部３１は、オゾン注入部１２によってオゾン処理槽１０内に注入されるオゾン注入量を制御する。
【００２５】
次に、このような構成からなる本実施の形態の作用について述べる。
【００２６】
図１及び図２において、被処理水が入口ライン２０を通ってオゾン処理槽１０に入り、オゾン処理槽１０内において被処理水に対してオゾン注入部１２からオゾンが注入される。このように被処理水にオゾンが注入されることによって、被処理水がオゾン処理水となり、オゾン処理槽１０から出口ライン２５を経て排出される。
【００２７】
この間、入口ライン２０の被処理水に注入する塩素の塩素注入率を選択し、選択した塩素注入率に対応する塩素注入率入力部３７のボタンが押される。このように塩素注入率入力部３７のボタンを押すことにより、塩素注入部１３から入口ライン２０内の被処理水中に所望の塩素注入率に従って塩素が注入される。このようにオゾン処理槽１０上流側の入口ライン２０内に流れる被処理水中に塩素を注入することによって、有害な臭素酸が発生することを防止することができる。
【００２８】
また図１及び図２において、該当する塩素注入率を選んで塩素注入率入力部３７のボタンを押すことにより、塩素注入率入力部３７からの塩素注入率が推定オゾン消費量算出部３２に入力される。この入力される塩素注入率に基づいて、推定オゾン消費量算出部３２は、塩素注入率が０．０ｍｇ／ｌ，０．５ｍｇ／ｌ及び１．０ｍｇ／ｌとなる場合に対応して予め定められた以下の三種類の式からオゾン消費量算出式を決定する。
推定オゾン消費量＝０．０３８×蛍光強度＋０．０２５×水温＋０．３１×濁度＋０．５８×ｐＨ−４．６ …式（１） （塩素注入率：０．０ｍｇ／Ｌの場合）
推定オゾン消費量＝０．０５５×蛍光強度＋０．０２９×水温＋０．１４×濁度＋０．３４×ｐＨ−３．３ …式（２） （塩素注入率：０．５ｍｇ／Ｌの場合）
推定オゾン消費量＝０．０４５×蛍光強度＋０．０２９×水温＋０．３３×濁度＋０．４５×ｐＨ−４．０ …式（３） （塩素注入率：０．０ｍｇ／Ｌの場合）。
【００２９】
次に、図１及び図２に示すように、入口ライン２０に設けられた蛍光強度計２１によって測定された被処理水の蛍光強度が、蛍光強度計２１から推定オゾン消費量算出部３２に入力される。同様に、入口ライン２０に設けられた水温計２４と、濁度計２３と、ｐＨ計２２とによって各々測定された、被処理水の水温と、濁度と、ｐＨとが、推定オゾン消費量算出部３２に入力される。
【００３０】
次に、図１及び図２に示すように、推定オゾン消費量算出部３２において、選択された式（式（１），式（２），式（３）のいずれか）に、入力された蛍光強度と、水温と、濁度と、ｐＨとが各々代入される。このことによって、推定オゾン消費量が算出される。
【００３１】
この間、入口ライン２０に設けられた水温計２４によって測定された被処理水の水温が、水温計２４から推定オゾン溶解効率算出部３３に入力され、推定オゾン溶解効率算出部３３において当該水温に従って推定オゾン溶解効率が算出される。
【００３２】
次に、推定オゾン消費量算出部３２によって算出された推定オゾン消費量と、推定オゾン溶解効率算出部３３によって算出された推定オゾン溶解効率とが、オゾン注入量制御部３１に入力される。
【００３３】
また、オゾン処理槽１０の下流側の出口ライン２５に設けられた溶存オゾン濃度測定部１１によって溶存オゾン濃度測定値が、溶存オゾン濃度測定部１１からオゾン注入量制御部３１に入力される。
【００３４】
また、予め定められた溶存オゾン濃度目標値が、溶存オゾン濃度目標値入力部３６からオゾン注入量制御部３１に入力される。
【００３５】
次に、オゾン注入量制御部３１において、推定オゾン消費量と、予め定められたオゾン処理水内の溶存オゾン濃度目標値と、推定オゾン溶解効率とを用い、かつオゾン処理水内の溶存オゾン濃度測定値と、溶存オゾン濃度目標値との差異を考慮して補正オゾン消費量が求められ、求められた補正オゾン注入率を用いて、オゾン注入部１２からオゾン処理槽１０内の被処理水中へ注入されるオゾン注入量が制御される。
【００３６】
次に、オゾン注入量制御部３１における上述した制御方法について更に詳述する。
【００３７】
まず、オゾン注入量制御部３１において、推定オゾン注入率が、
推定オゾン注入率＝（推定オゾン消費量＋溶存オゾン濃度目標値）／推定オゾン溶解効率 …式（４）
により算出される。この式を変形すると、
推定オゾン注入率×推定オゾン溶解効率＝推定オゾン消費量＋溶存オゾン濃度目標値 …式（５）
となる。
【００３８】
ここで実際のオゾン消費量と、推定オゾン消費量とは若干の誤差があるため、推定オゾン注入量を補正し、精度を高める。実際のオゾン消費量と、推定オゾン消費量との差は溶存オゾン濃度目標値と溶存オゾン濃度測定値の差として現れるため、
実際のオゾン消費量＝推定オゾン消費量＋（溶存オゾン濃度目標値−溶存オゾン濃度測定値） …式（６）
となる。
【００３９】
この式（６）によって求められた実際のオゾン消費量を、式（４）の推定オゾン消費量に置き換えて、推定オゾン注入率を補正した補正オゾン注入率を求めると、
補正オゾン注入率＝｛推定オゾン消費量＋（溶存オゾン濃度目標値−溶存オゾン濃度測定値）＋溶存オゾン濃度目標値｝／推定オゾン溶解効率 …式（７）
となる。
【００４０】
なお、推定オゾン消費量は、被処理水に注入する塩素の塩素注入率によって変わる式（１）−式（３）に、被処理水の蛍光強度と、被処理水の水温と、被処理水の濁度と、被処理水のｐＨとを代入することにより得ることができる。また推定オゾン溶解効率は、被処理水の水温により決定される値である。
【００４１】
このように求められた補正オゾン注入率に基づき、補正オゾン注入量が算出され、当該補正オゾン注入量を用いて、オゾン注入部１２からオゾン処理槽１０に注入されるオゾン注入量を制御することができる。
【００４２】
このように本発明によれば、推定オゾン消費量と、予め定められたオゾン処理水内の溶存オゾン濃度目標値と、推定オゾン溶解効率とを用い、かつオゾン処理水内の溶存オゾン濃度測定値と、溶存オゾン濃度目標値との差異を考慮して求めた補正オゾン注入率に基づいて被処理水に注入されるオゾン注入量を制御することができるので、フィードフォワード制御とフィードバック制御とを組み合わせた制御方法を用いて、オゾン注入量を精度良く制御することができる。
【００４３】
このため、水質が変化した場合など外乱が生じた場合であっても、オゾン処理槽に注入するオゾン注入量を精度良く適切な量に制御することができるため、有機物質の分解効率を高い値で維持し、かつ有害な臭素酸の発生を防止することができる。
【００４４】
なお本実施の形態において、塩素注入率に対応して予め定められた三種類の式（１）−式（３）を示したが、これらの式の係数は、使用されるオゾン処理槽の大きさや、被処理水の流速などによって変化するものである。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明による注入オゾン制御システムの一実施の形態を示す概略図。
【図２】本発明による注入オゾン制御システムにおけるオゾン注入量の制御フローを示すブロック図。
【符号の説明】
【００４６】
１０ オゾン処理槽
１１ 溶存オゾン濃度測定部
１２ オゾン注入部
１３ 塩素注入部
２０ 入口ライン
２１ 蛍光強度計
２２ ｐＨ計
２３ 濁度計
２４ 水温計
２５ 出口ライン
３０ 注入オゾン制御システム
３１ オゾン注入量制御部
３２ 推定オゾン消費量算出部
３３ 推定オゾン溶解効率算出部
３６ 溶存オゾン濃度目標値入力部
３７ 塩素注入率入力部
５０ オゾン処理設備
【特許請求の範囲】
【請求項１】
オゾン処理槽と、オゾン処理槽にオゾンを注入するオゾン注入部とを有するオゾン処理設備に設置され、オゾン注入部からのオゾン注入量を制御する注入オゾン制御システムにおいて、
被処理水に注入されるオゾン注入量を制御するオゾン注入量制御部と、
被処理水に注入される塩素の塩素注入率によって決定されるオゾン消費量算出式を用いて、被処理水の蛍光強度と、被処理水の水温と、被処理水の濁度と、被処理水のｐＨの各値に基づいて、被処理水の推定オゾン消費量を求める推定オゾン消費量算出部と、
被処理水の水温から決定される推定オゾン溶解効率を算出する推定オゾン溶解効率算出部とを備え、
オゾン注入量制御部は、前記推定オゾン消費量と、予め定められたオゾン処理水内の溶存オゾン濃度目標値と、前記推定オゾン溶解効率とを用い、かつオゾン処理水内の溶存オゾン濃度測定値と、溶存オゾン濃度目標値との差異を考慮して求めた補正オゾン注入率に基づいて被処理水に注入されるオゾン注入量を制御することを特徴とする注入オゾン制御システム。
【請求項２】
溶存オゾン濃度目標値をオゾン注入量制御部に入力する溶存オゾン濃度目標値入力部を更に備えたことを特徴とする請求項１記載の注入オゾン制御システム。
【請求項３】
オゾン処理水内の溶存オゾン濃度を測定する溶存オゾン濃度測定部が設けられ、
オゾン処理槽の上流に、被処理水に塩素を注入する塩素注入部が設けられていることを特徴とする請求項１記載の注入オゾン制御システム。
【請求項４】
塩素注入部は、塩素注入率を入力する塩素注入率入力部に接続され、
当該塩素注入率入力部は、推定オゾン消費量算出部に接続されていることを特徴とする請求項３記載の注入オゾン制御システム。
【請求項５】
被処理水の蛍光強度を測定する蛍光強度計と、被処理水の水温を測定する水温計と、被処理水の濁度を測定する濁度計と、被処理水のｐＨを測定するｐＨ計とが設けられ、
推定オゾン消費量算出部は、被処理水の蛍光強度を測定する蛍光強度計と、被処理水の水温を測定する水温計と、被処理水の濁度を測定する濁度計と、被処理水のｐＨを測定するｐＨ計とに接続されていることを特徴とする請求項１記載の注入オゾン制御システム。
【請求項６】
推定オゾン溶解効率算出部は、水温計に接続されていることを特徴とする請求項１記載の注入オゾン制御システム。
【請求項７】
オゾン消費量算出式は、塩素注入率が０．０ｍｇ／ｌ，０．５ｍｇ／ｌ及び１．０ｍｇ／ｌの際に用いられる予め定められた三種類の式から選ばれることを特徴とする請求項１記載の注入オゾン制御システム。
【請求項８】
オゾン処理槽と、オゾン処理槽にオゾンを注入するオゾン注入部とを有するオゾン処理設備に適用され、オゾン注入部からのオゾン注入量を制御する注入オゾン制御方法において、
推定オゾン消費量算出部において、被処理水に注入される塩素の塩素注入率によって決定されるオゾン消費量算出式を用いて、被処理水の蛍光強度と、被処理水の水温と、被処理水の濁度と、被処理水のｐＨの各値に基づいて、被処理水の推定オゾン消費量を求める推定オゾン消費量算出工程と、
推定オゾン溶解効率算出部において、被処理水の水温から決定される推定オゾン溶解効率を算出する推定オゾン溶解効率算出工程と、
オゾン注入量制御部において、推定オゾン消費量と、予め定められたオゾン処理水内の溶存オゾン濃度目標値と、前記推定オゾン溶解効率とを用い、かつオゾン処理水内の溶存オゾン濃度測定値と、溶存オゾン濃度目標値との差異を考慮して補正オゾン注入率を求めるとともに、この補正オゾン注入率に基づいて、被処理水に注入されるオゾン注入量を制御する工程と、
を備えたことを特徴とする注入オゾン制御方法。
【請求項１】
オゾン処理槽と、オゾン処理槽にオゾンを注入するオゾン注入部とを有するオゾン処理設備に設置され、オゾン注入部からのオゾン注入量を制御する注入オゾン制御システムにおいて、
被処理水に注入されるオゾン注入量を制御するオゾン注入量制御部と、
被処理水に注入される塩素の塩素注入率によって決定されるオゾン消費量算出式を用いて、被処理水の蛍光強度と、被処理水の水温と、被処理水の濁度と、被処理水のｐＨの各値に基づいて、被処理水の推定オゾン消費量を求める推定オゾン消費量算出部と、
被処理水の水温から決定される推定オゾン溶解効率を算出する推定オゾン溶解効率算出部とを備え、
オゾン注入量制御部は、前記推定オゾン消費量と、予め定められたオゾン処理水内の溶存オゾン濃度目標値と、前記推定オゾン溶解効率とを用い、かつオゾン処理水内の溶存オゾン濃度測定値と、溶存オゾン濃度目標値との差異を考慮して求めた補正オゾン注入率に基づいて被処理水に注入されるオゾン注入量を制御することを特徴とする注入オゾン制御システム。
【請求項２】
溶存オゾン濃度目標値をオゾン注入量制御部に入力する溶存オゾン濃度目標値入力部を更に備えたことを特徴とする請求項１記載の注入オゾン制御システム。
【請求項３】
オゾン処理水内の溶存オゾン濃度を測定する溶存オゾン濃度測定部が設けられ、
オゾン処理槽の上流に、被処理水に塩素を注入する塩素注入部が設けられていることを特徴とする請求項１記載の注入オゾン制御システム。
【請求項４】
塩素注入部は、塩素注入率を入力する塩素注入率入力部に接続され、
当該塩素注入率入力部は、推定オゾン消費量算出部に接続されていることを特徴とする請求項３記載の注入オゾン制御システム。
【請求項５】
被処理水の蛍光強度を測定する蛍光強度計と、被処理水の水温を測定する水温計と、被処理水の濁度を測定する濁度計と、被処理水のｐＨを測定するｐＨ計とが設けられ、
推定オゾン消費量算出部は、被処理水の蛍光強度を測定する蛍光強度計と、被処理水の水温を測定する水温計と、被処理水の濁度を測定する濁度計と、被処理水のｐＨを測定するｐＨ計とに接続されていることを特徴とする請求項１記載の注入オゾン制御システム。
【請求項６】
推定オゾン溶解効率算出部は、水温計に接続されていることを特徴とする請求項１記載の注入オゾン制御システム。
【請求項７】
オゾン消費量算出式は、塩素注入率が０．０ｍｇ／ｌ，０．５ｍｇ／ｌ及び１．０ｍｇ／ｌの際に用いられる予め定められた三種類の式から選ばれることを特徴とする請求項１記載の注入オゾン制御システム。
【請求項８】
オゾン処理槽と、オゾン処理槽にオゾンを注入するオゾン注入部とを有するオゾン処理設備に適用され、オゾン注入部からのオゾン注入量を制御する注入オゾン制御方法において、
推定オゾン消費量算出部において、被処理水に注入される塩素の塩素注入率によって決定されるオゾン消費量算出式を用いて、被処理水の蛍光強度と、被処理水の水温と、被処理水の濁度と、被処理水のｐＨの各値に基づいて、被処理水の推定オゾン消費量を求める推定オゾン消費量算出工程と、
推定オゾン溶解効率算出部において、被処理水の水温から決定される推定オゾン溶解効率を算出する推定オゾン溶解効率算出工程と、
オゾン注入量制御部において、推定オゾン消費量と、予め定められたオゾン処理水内の溶存オゾン濃度目標値と、前記推定オゾン溶解効率とを用い、かつオゾン処理水内の溶存オゾン濃度測定値と、溶存オゾン濃度目標値との差異を考慮して補正オゾン注入率を求めるとともに、この補正オゾン注入率に基づいて、被処理水に注入されるオゾン注入量を制御する工程と、
を備えたことを特徴とする注入オゾン制御方法。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２００７−１５２２４４（Ｐ２００７−１５２２４４Ａ）
【公開日】平成１９年６月２１日（２００７．６．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３５１９５３（Ｐ２００５−３５１９５３）
【出願日】平成１７年１２月６日（２００５．１２．６）
【出願人】（５９１０４３５８１）東京都 (107)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年６月２１日（２００７．６．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１２月６日（２００５．１２．６）
【出願人】（５９１０４３５８１）東京都 (107)
【Ｆターム（参考）】
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