特開 2023-184092 水処理システム、水処理方法、およびプログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023184092

(43)【公開日】2023-12-28

(54)【発明の名称】水処理システム、水処理方法、およびプログラム

(51)【国際特許分類】

   C02F 1/50 20230101AFI20231221BHJP

   C02F 1/28 20230101ALI20231221BHJP

   C02F 1/72 20230101ALI20231221BHJP

   C02F 1/76 20230101ALI20231221BHJP

【ＦＩ】

C02F1/50 550L

C02F1/28 D

C02F1/50 510A

C02F1/50 520C

C02F1/50 531P

C02F1/50 540B

C02F1/50 550C

C02F1/50 550H

C02F1/50 560B

C02F1/50 560E

C02F1/50 560Z

C02F1/72 Z

C02F1/76 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022098025

(22)【出願日】2022-06-17

(71)【出願人】

【識別番号】000003078

【氏名又は名称】株式会社東芝

(71)【出願人】

【識別番号】598076591

【氏名又は名称】東芝インフラシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110003708

【氏名又は名称】弁理士法人鈴榮特許綜合事務所

(72)【発明者】

【氏名】阿部 法光

(72)【発明者】

【氏名】毛受 卓

(72)【発明者】

【氏名】温水 聡美

(72)【発明者】

【氏名】横山 雄

【テーマコード（参考）】

4D050

4D624

【Ｆターム（参考）】

4D050AA03

4D050AB06

4D050AB35

4D050AB55

4D050BB06

4D050BD03

4D050BD06

4D050BD08

4D050CA06

4D050CA09

4D050CA15

4D050CA17

4D624AA01

4D624AB00

4D624AB04

4D624BA02

4D624BB01

4D624BC04

4D624CA06

4D624DA03

4D624DA04

4D624DB03

4D624DB12

4D624DB21

4D624DB30

(57)【要約】

【課題】 消毒副生成物の生成を抑制すること。
【解決手段】 実施形態の水処理システムは、浄水処理の過程で生成される第１の消毒副生成物および第２の消毒副生成物のそれぞれの濃度推定値を演算する消毒副生成物濃度推定部と、前記第１の消毒副生成物の濃度推定値および前記第２の消毒副生成物の濃度推定値の少なくとも一方が、許容値を超えるか否かを判定し、許容値を超える場合、前塩注入を行わず、中塩注入を行うことを決定する前塩／中塩判定部とを具備する。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

浄水処理の過程で生成される第１の消毒副生成物および第２の消毒副生成物のそれぞれの濃度推定値を演算する消毒副生成物濃度推定部と、
前記第１の消毒副生成物の濃度推定値および前記第２の消毒副生成物の濃度推定値の少なくとも一方が、許容値を超えるか否かを判定し、許容値を超える場合、前塩注入を行わず、中塩注入を行うことを決定する前塩／中塩判定部と
を具備する、水処理システム。

【請求項2】

前記第１の消毒副生成物の濃度推定値および前記第２の消毒副生成物の濃度推定値のいずれもが、許容値を超えない場合、前記第１の消毒副生成物の濃度推定値と前記第２の消毒副生成物の濃度推定値とを比較し、その比較結果に応じて、粉末活性炭の注入点よりも水処理のプロセスにおいて上流に位置する注入点で塩素剤を注入する第１前塩注入を行うか、あるいは粉末活性炭の注入点よりも水処理のプロセスにおいて下流に位置する注入点で塩素剤を注入する第２前塩注入を行うか、を決定する前塩注入点判定部をさらに具備する、
請求項１に記載の水処理システム。

【請求項3】

前記第１の消毒副生成物は、トリハロメタン類であり、
前記第２の消毒副生成物は、ハロ酢酸類である、
請求項２に記載の水処理システム。

【請求項4】

前記前塩注入点判定部は、
前記第１の消毒副生成物の濃度推定値が、前記第２の消毒副生成物の濃度推定値以上である場合、もしくは前記第２の消毒副生成物の濃度推定値を超える場合には、前記第１前塩注入を行うことを決定し、そうでない場合には、前記第２前塩注入を行うことを決定する、
請求項３に記載の水処理システム。

【請求項5】

粉末活性炭注入率を修正する粉末活性炭注入補正演算部をさらに具備し、
前記粉末活性炭注入補正演算部は、
前記第１前塩注入を実施する場合、塩素剤の阻害作用による粉末活性炭の臭気物質残存率不足分を演算し、
前記第２前塩注入を実施する場合、塩素剤の脱着作用により粉末活性炭から放出される分の臭気物質残存率を演算し、
前記粉末活性炭の臭気物質残存率不足分または前記放出される分の臭気物質残存率を用いて、前記粉末活性炭注入率を補正する、
請求項２に記載の水処理システム。

【請求項6】

前記消毒副生成物濃度推定部は、
少なくとも原水の比吸光度と、粉末活性炭で吸着処理され凝集剤で除去処理された後の紫外線吸光度残存率と、原水の温度と、前塩注入率と、被処理水の平均水素イオン濃度指数と、を含む回帰式を用いて、前記第１の消毒副生成物の濃度推定値と前記第２の消毒副生成物の濃度推定値とを演算する、
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の水処理システム。

【請求項7】

消毒副生成物濃度推定部により、浄水処理の過程で生成される第１の消毒副生成物および第２の消毒副生成物のそれぞれの濃度推定値を演算することと、
前塩／中塩判定部により、前記第１の消毒副生成物の濃度推定値および前記第２の消毒副生成物の濃度推定値の少なくとも一方が、許容値を超えるか否かを判定し、許容値を超える場合、前塩注入を行わず、中塩注入を行うことを決定することと
を含む、水処理方法。

【請求項8】

コンピュータに、
浄水処理の過程で生成される第１の消毒副生成物および第２の消毒副生成物のそれぞれの濃度推定値を演算させる機能と、
前記第１の消毒副生成物の濃度推定値および前記第２の消毒副生成物の濃度推定値の少なくとも一方が、許容値を超えるか否かを判定させ、許容値を超える場合、前塩注入を行わず、中塩注入を行うことを決定させる機能と
を実現させるためのプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、水処理システム、水処理方法、およびプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

浄水場では、アンモニア性窒素や鉄・マンガン等の金属イオン類の除去や大腸菌等の有害細菌の消毒処理を目的として、塩素剤が注入される。水道水の受給者である住民の各家庭における水道栓から流出する水においては、遊離塩素の場合、残留塩素濃度が０．１（ｍｇ／Ｌ）以上となるよう管理しなければならないことが水道法で定められている。

【0003】

そのため、水道管路網で残留塩素濃度が減少することを考えると、浄水場出口において管路網での減少を考慮した所定の濃度の残留塩素濃度を安定して保つ必要がある。

【0004】

しかし、原水にアンモニア性窒素や鉄・マンガン等の金属イオン類が含まれている場合、塩素と結合して塩素を消費するため、これらの物質の濃度が高まったり変動したりすると、残留塩素を一定範囲に維持することが困難になる。このため、浄水場においては、予めアンモニア性窒素、鉄・マンガン等の金属イオン類を塩素と反応させておくための前塩素処理（以下、「前塩処理」とも称する）が行われる。

【0005】

前塩処理は、一般的な処理フローの浄水設備においては、混和池もしくは混和池の前段のどちらかで塩素剤が注入される。塩素処理を行うための塩素剤としては、例えば、次亜塩素酸ナトリウムといった液体の塩素剤が広く用いられている。

【0006】

しかし、原水にフミン質等の溶解性有機物が含まれている場合、溶解性有機物と塩素剤が化学反応して発癌性のあるトリハロメタン類やハロ酢酸類といった消毒副生成物を生成する。ここで、トリハロメタン類とは、クロロホルム、ジブロモクロロメタン、ブロモジクロロメタン、ブロモホルムの総称、ハロ酢酸類とは、クロロ酢酸、ジクロロ酢酸、トリクロロ酢酸の総称である。

【0007】

水道水の水質基準は、水道法第４条に基づく水質基準に関する省令（平成１５年５月３０日厚生労働省令第１０１号）により定められており、トリハロメタン類の物質毎および総量、ハロ酢酸類の物質毎の基準値が定められている。

【0008】

トリハロメタン類およびハロ酢酸類の生成の原因となる原水中の溶解性有機物を除去するためには、一般に粉末活性炭が被処理水に注入されるが、塩素剤の注入点が粉末活性炭の注入点よりも前か後かでトリハロメタン類およびハロ酢酸類のそれぞれの生成率が異なるため、塩素剤の注入点の決定は重要である。

【0009】

しかし、塩素剤の注入点を粉末活性炭の注入点の前または後のいずれに設定するかを決めることは容易なことではない。また、前塩処理の注入点を粉末活性炭の注入点の前または後のいずれに設定しても、トリハロメタン類またはハロ酢酸類が過剰に生成されてしまうことがある。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0010】

【非特許文献1】木村慎一、外６名、“微粉末活性炭による高濃度２－ＭＩＢ除去における再放出の挙動把握と抑制に関する研究”、令和３年１月、水道協会雑誌、第９０巻、第１号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0011】

本発明が解決しようとする課題は、消毒副生成物の生成を抑制することが可能な水処理システム、水処理方法、およびプログラムを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0012】

実施形態の水処理システムは、浄水処理の過程で生成される第１の消毒副生成物および第２の消毒副生成物のそれぞれの濃度推定値を演算する消毒副生成物濃度推定部と、前記第１の消毒副生成物の濃度推定値および前記第２の消毒副生成物の濃度推定値の少なくとも一方が、許容値を超えるか否かを判定し、許容値を超える場合、前塩注入を行わず、中塩注入を行うことを決定する前塩／中塩判定部とを具備する。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】図１は、実施形態に係る水処理システムの構成の一例を示す図である。

【図2】図２は、薬品注入率初期仮定部２００および消毒副生成物濃度推定部３００の機能構成の一例を示す図である。

【図3】図３は、主に消毒副生成物濃度推定部３００で行われる処理の一例を示す図である。

【図4】図４は、主に塩素剤注入判定部４００および粉末活性炭注入補正演算部５００で行われる処理の一例を示す図である。

【図5】図５は、被処理水のトリハロメタン類（ＴＨＭｓ）の濃度について、（１）塩素剤→粉末活性炭の順に処理した場合と、（２）粉末活性炭→塩素剤の順に処理した場合とを比較したグラフを示す図である。

【図6】図６は、ハロ酢酸類（ＨＡＡｓ）の濃度について、（１）塩素剤→粉末活性炭の順に処理した場合と、（２）粉末活性炭→塩素剤の順に処理した場合とを比較したグラフを示す図である。

【図7】図７は、（１）塩素剤→粉末活性炭の順に処理した場合と、（２）粉末活性炭→塩素剤の順に処理した場合とで、塩素剤注入率の増加に伴う２－ＭＩＢ残存率の増加の傾きが異なることをグラフで示す図である。

【図8】図８は、実施形態の水処理システムによる動作の一例を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、図面を参照して、実施の形態について説明する。

【0015】

（システム構成）
図１は、実施形態に係る水処理システムの構成の一例を示す図である。

【0016】

ここでは、本実施形態に係る水処理システムを、急速ろ過方式の水処理施設に適用した例を示す。但し、本実施形態の水処理システムは、急速ろ過方式の水処理施設に限らず、他の方式の水処理施設にも適用できる。例えば、膜ろ過方式や砂ろ過方式の水処理設備に適用することができる。

【0017】

水処理施設１は、配管２、着水井３、混和池４、凝集沈澱池５、砂ろ過槽６、浄水池７を備えており、各部を通じて水処理を行う過程で、塩素処理、吸着処理、および凝集処理が行われる。

【0018】

塩素処理は、アンモニア性窒素や鉄・マンガン等の金属イオン類の酸化や大腸菌等の有害細菌の殺菌を塩素剤により行う処理であり、塩素剤を注入する場所によって、前塩素処理、中塩素処理、後塩素処理（それぞれ、前塩処理、中塩処理、後塩処理とも称する）に分けられる。

【0019】

前塩処理は、第１前塩処理と第２前塩処理とに分けられる。第１前塩処理では、粉末活性炭の注入点よりも水処理のプロセスにおいて上流に位置する注入点で（本例では、着水井３の前段で）、第１前塩注入装置１０ａにより塩素剤の注入（第１前塩注入）が行われる。第２前塩処理では、粉末活性炭の注入点よりも水処理のプロセスにおいて下流に位置する注入点で（本例では、混和池４で）、第２前塩注入装置１０ｂにより塩素剤の注入（第２前塩注入）が行われる。中塩処理は、砂ろ過槽６から浄水池７に至る配管途中で、中塩注入装置１１により塩素剤の注入（中塩注入）が行われる。後塩処理は、浄水池７で、後塩注入装置１２により塩素剤の注入（後塩注入）が行われる。

【0020】

吸着処理は、原水（被処理水）中の臭気物質および溶解性有機物を粉末活性炭により吸着・除去する処理である。凝集処理は、原水（被処理水）中の濁質を凝集剤により凝集沈降させる処理である。

【0021】

原水（被処理水）は、配管２を通って着水井３へ流入する。配管２には、第１前塩注入管８が接続されている。第１前塩注入管８には、上述した第１前塩注入を行う場合に使用される第１前塩注入装置１０ａが接続されている。第１前塩注入装置１０ａは、塩素剤を第１前塩注入管８から配管２内の被処理水に注入する。

【0022】

着水井３は、配管２を通じて送られてくる被処理水を受け入れて着水として安定させる。この着水井３には、上述した吸着処理のために、粉末活性炭注入装置２０が設けられる。粉末活性炭注入装置２０は、粉末活性炭を被処理水に注入する粉末活性炭注入処理を行う。被処理水に注入された粉末活性炭は、原水（被処理水）に含まれる臭気物質および溶解性有機物質を吸着処理する。着水井３で吸着処理が行われた被処理水は、配管２を通じて凝集剤混和池４に導かれる。

【0023】

混和池４は、配管２を通じて送られてくる被処理水を受け入れる。この混和池４には、上述した凝集処理のために、凝集剤注入装置３０が設けられる。凝集剤注入装置３０は、凝集剤を被処理水に注入する凝集剤注入処理を行う。被処理水に注入された凝集剤は、被処理水に含まれる粘土質、細菌、藻類等の懸濁物質（濁質）および着水井３で注入された粉末活性炭を凝集させ、微細なフロックを生成させる。

【0024】

凝集剤としては、アルミニウム系凝集剤及び鉄系凝集剤を用いることが好ましい。アルミニウム系凝集剤の例としては、硫酸アルミニウム（硫酸バンド）、ポリ塩化アルミニウム（ＰＡＣｌ）などが挙げられる。また、鉄系凝集剤の例としては、塩化鉄、硫酸鉄、およびポリシリカ鉄などが挙げられる。

【0025】

また、混和池４には、上述した第２前塩注入を行う場合に使用される第２前塩注入装置１０ｂが接続されている。第２前塩注入装置１０ｂは、塩素剤を混和池４内の被処理水に注入する。

【0026】

混和池４には、被処理水を撹拌するための撹拌機が設けられている。この撹拌機は、例えばフラッシュミキサを用いて構成される。混和池４で凝集剤等が注入された被処理水は、撹拌機により攪拌されて混和水となり、配管２を通じて凝集沈澱池５に導かれる。

【0027】

凝集沈澱池５は、フロキュレータ５ａが設置されたフロック形成槽５ｂと成長したフロックを沈澱処理する沈殿槽５ｃによって構成され、着水井３で注入された粉末活性炭や凝集剤によって集められた濁質フロックを分離回収する。凝集沈澱池５でフロックが分離された上澄み水は砂ろ過槽６へ送られ、上澄み水に残った細かなマイクロフロックがろ過され、ろ過水として砂ろ過槽６から流出し浄水池７へ送られる。

【0028】

砂ろ過槽６から浄水池７に至る配管途中には、上述した中塩注入を行う場合に使用される中塩注入装置１１が接続されている。中塩注入装置１１は、塩素剤を配管内の被処理水に注入する。

【0029】

浄水池７には、上述した後塩注入を行う場合に使用される後塩注入装置１２が接続されている。後塩注入装置１２は、塩素剤を浄水池７内の被処理水に注入し、当該水処理施設から送水される浄水の残留塩素濃度を調整する。

【0030】

本実施形態に係る水処理システムは、水質目標設定部１００、薬品注入率初期仮定部２００、消毒副生成物濃度推定部３００、塩素剤注入判定部４００、粉末活性炭注入補正演算部５００を含む。

【0031】

そのほか、図面の煩雑化を避けるために図示はしないが、当該水処理システムには、第１前塩注入装置１０ａ、第２前塩注入装置１０ｂ、中塩注入装置１１、後塩注入装置１２が注入する塩素剤の注入率もしくは注入量の制御、粉末活性炭注入装置２０が注入する粉末活性炭の注入率もしくは注入量の制御、凝集剤注入装置３０が注入する凝集剤の注入率もしくは注入量制御をそれぞれ行う薬品注入制御部が備えられる。各薬品の注入率もしくは注入量は、例えば薬品注入率初期仮定部２００で仮設定された初期値を用いて各種の変数を含む演算式により所定の演算を行うことにより求められる。

【0032】

水質目標設定部１００は、被処理水の水質を示す各種の物理量に対する目標値を設定するものである。

【0033】

薬品注入率初期仮定部２００は、被処理水に注入する薬品の注入率（凝集処理で使用する凝集剤の注入率、前塩処理で使用する塩素剤の注入率、吸着処理で使用する粉末活性炭の注入率）をそれぞれ仮設定するものである。

【0034】

消毒副生成物濃度推定部３００は、水質目標設定部１００により設定された水質の目標値と薬品注入率初期仮定部２００により仮設定された各薬品の注入率とを用いて、浄水処理の過程で生成される消毒副生成物であるトリハロメタン類（ＴＨＭｓ）およびハロ酢酸類（ＨＡＡｓ）の濃度をそれぞれ推定するものである。

【0035】

塩素剤注入判定部４００は、前塩／中塩判定部４０１および前塩注入点判定部４０２を含む。

【0036】

前塩／中塩判定部４０１は、前塩注入と中塩注入のうちのいずれを実施するかの判定を行うものである。具体的には、トリハロメタン類の濃度推定値およびハロ酢酸類の濃度推定値の少なくとも一方が、許容値を超えるか否かを判定し、許容値を超える場合、前塩注入を行わず、中塩注入を行うことを決定する。

【0037】

前塩注入点判定部４０２は、前塩注入を実施する場合に第１前塩注入と第２前塩注入のうちのいずれを実施するかの判定を行うものである。具体的には、トリハロメタン類の濃度推定値およびハロ酢酸類の濃度推定値のいずれもが、許容値を超えない場合、トリハロメタン類の濃度推定値とハロ酢酸類の濃度推定値とを比較し、その比較結果に応じて、第１前塩注入を行うか、あるいは第２前塩注入を行うか、を決定する。トリハロメタン類の濃度推定値が、ハロ酢酸類の濃度推定値以上である場合（もしくはハロ酢酸類の消毒副生成物の濃度推定値を超える場合）には、第１前塩注入を行うことを決定し、そうでない場合には、第２前塩注入を行うことを決定する。

【0038】

粉末活性炭注入補正演算部５００は、前塩処理の影響で粉末活性炭に吸着している臭気物質が脱着する脱着率などに応じて、着水井３内の被処理水に注入する粉末活性炭の注入率（粉末活性炭注入率）を修正するものである。具体的には、第１前塩注入を実施する場合、塩素剤の阻害作用による粉末活性炭の臭気物質残存率不足分を演算し、第２前塩注入を実施する場合、塩素剤の脱着作用により粉末活性炭から放出される分の臭気物質残存率を演算し、粉末活性炭の上記臭気物質残存率不足分または上記放出される分の臭気物質残存率を用いて、粉末活性炭注入率を補正する。

【0039】

なお、水質目標設定部１００、薬品注入率初期仮定部２００、消毒副生成物濃度推定部３００、塩素剤注入判定部４００、粉末活性炭注入補正演算部５００のそれぞれの機能は、まとめて１つのコンピュータとして実現してもよいし、複数のコンピュータで分けて実現してもよい。また、それぞれの機能は、コンピュータに備えられる中央演算装置等のプロセッサが実行するプログラムとして実現してもよい。なお、それぞれの機能の詳細については、後で述べる。

【0040】

配管２には、原水水質計器セット４０、前塩素指標計器５０、臭気検出装置６０、溶解性有機物計器７０、流量計８０が備えられている。また、混和池４にはｐＨ計９０が、凝集沈殿池５と砂ろ過槽６との間の配管の間の配管にはｐＨ計９１が備えられている。但し、ｐＨ計９１は必ずしも必要とされるものではない。これらの計器類で計測された計測結果は水質目標設定部１００や薬品注入率初期仮定部２００へ送られる。

【0041】

ここで、原水水質計器セット４０は、原水の濁度Ｔｕ_Ｒを計測する濁度計４０ａ、原水の水素イオン濃度指数ｐＨ_Ｒを計測するｐＨ計４０ｂ、原水の温度Ｔｗ_Ｒを計測する温度計４０ｃで構成される。また、前塩素指標計器５０は、原水のアンモニア性窒素濃度ＮＨ_４ ^＋を計測するアンモニア計あるいは原水の塩素要求量Ｃｌ_Ｒを計測する塩素要求量計の何れかまたは両方で構成される。臭気物検出装置６０は、原水中のカビ臭物質であるジメチルイソボルネオール（２－ＭＩＢ）やジェオスミンの濃度を計測する計器である。溶解性有機物計器７０は、原水の紫外線波長２５４ｎｍから２６０ｎｍの吸光度を計測する紫外線吸光度計などが用いられる。流量計８０は、着水井３に流入する原水の流量Ｑを計測する。ｐＨ計９０は、混和池４の混和水の水素イオン濃度指数ｐＨ_Ａを計測する。

【0042】

（水質目標設定部１００）
水質目標設定部１００は、原水水質計器セット４０から供給されてくる各種の計測結果を用いて、臭気物質の種類Ｏｓを設定し、水道水の水質基準を満たす沈殿池上澄み水濁度Ｔｕ_ｂ（度）、ろ過水の臭気物質濃度Ｃ_Ｏｆ（ｎｇ／Ｌ）の各目標値を設定するとともに、トリハロメタン類の濃度管理目標値ＴＨＭｓ_Ｔ、ハロ酢酸類の濃度管理目標値ＨＡＡｓ_Ｔを設定する。

【0043】

（薬品注入率初期仮定部２００および消毒副生成物濃度推定部３００の機能構成）
図２に、薬品注入率初期仮定部２００および消毒副生成物濃度推定部３００の機能構成の一例を示す。

【0044】

薬品注入率初期仮定部２００は、凝集剤注入率演算部２０１、前塩注入率演算部２０２、および粉末活性炭注入率演算部２０３を含む。

【0045】

薬品注入率初期仮定部３００は、トリハロメタン類推定濃度演算部３０１およびハロ酢酸類推定濃度演算部３０２を含む。

【0046】

凝集剤注入率演算部２０１は、原水水質計器セット４０で計測された原水濁度Ｔｕ_Ｒ（度）、原水温度Ｔｗ_Ｒ（℃）、流量計８０で計測された流量Ｑ（ｍ^３／ｈ）、混和池４出口に設置されたｐＨ計９０で計測された混和水の水素イオン濃度指数ｐＨ_Ａ（ｐＨ）、沈殿池上澄み水濁度Ｔｕ_ｂ（度）の目標値を用いて、次式で適正な凝集剤注入率Ｉ_ＰＡＣｌ（ｍｇ／Ｌ）を計算する。

【0047】

Ｉ_ＰＡＣｌ ＝ ｆ（Ｔｕ_ｂ，Ｔｕ_Ｒ，ｐＨ_Ａ，Ｔｗ_Ｒ，Ｑ） ・・・（１）
前塩注入率演算部２０２は、前塩指標計器５０がアンモニア計の場合は、原水のアンモニア性窒素濃度ＮＨ_４ ^＋（ｍｇ／Ｌ）と原水流量Ｑ（ｍ^３／ｈ）とを用いて下記の（２）式により前塩注入率Ｉ_{ｐｒｅ－Ｃｌ}（ｍｇ／Ｌ）を計算し、前塩指標計器５０が塩素要求量計の場合は、原水の塩素要求量Ｃｌ_Ｒ（ｍｇ／Ｌ）と原水流量Ｑ（ｍ^３／Ｌ）とを用いて下記の（３）式により前塩注入率Ｉ_{ｐｒｅ－Ｃｌ}（ｍｇ／Ｌ）を計算する。

【0048】

Ｉ_{ｐｒｅ－Ｃｌ} ＝ ｆ（ＮＨ_４ ^＋，Ｑ） ・・・（２）
Ｉ_{ｐｒｅ－Ｃｌ} ＝ ｆ（Ｃｌ_Ｒ，Ｑ） ・・・（３）
粉末活性炭注入率演算部２０３は、臭気検出装置６０で計測された臭気物質の種類Ｏｓおよび濃度Ｃ_ＯＲ（ｎｇ／Ｌ）、溶解性有機物計器７０の紫外線吸光度計で計測された紫外線吸光度ＵＶ_２５４Ｒ（ａｂｓ／ｃｍ）、流量計８０で計測された原水流量Ｑ（ｍｇ／Ｌ）、ろ過水の臭気物質濃度目標Ｃ_Ｏｆ（ｎｇ／Ｌ）を用いて下記の（４）式で粉末活性炭注入率Ｉ_ＣＡＲ（ｍｇ／Ｌ）を計算する。

【0049】

Ｉ_ＣＡＲ ＝ ｆ（Ｏ_Ｓ，Ｃ_ＯＲ，Ｑ，ＵＶ_２５４Ｒ，Ｃ_Ｏｆ） ・・・（４）
薬品注入率初期仮定部２００で計算された前塩注入率Ｉ_{ｐｒｅ－Ｃｌ}（ｍｇ／Ｌ）と原水の紫外線吸光度ＵＶ_２５４Ｒ（ａｂｓ／ｃｍ）、原水温度Ｔｗ_Ｒおよび混和水の水素イオン濃度指数ｐＨ_Ａ（ｐＨ）は、消毒副生成物濃度推定部３００へ送られる。

【0050】

トリハロメタン類推定濃度演算部３０１は、トリハロメタン類（ＴＨＭｓ）の濃度を推定する。ハロ酢酸類推定濃度演算部３０２は、ハロ酢酸類（ＨＡＡｓ）の濃度を推定する。それぞれの濃度を推定する手法については後で述べる。

【0051】

（消毒副生成物濃度推定部３００で行われる処理）
図３に、主に消毒副生成物濃度推定部３００で行われる処理の一例を示す。

【0052】

図３では、計器類４０，５０，６０，７０，８０，９０で計測される処理を、それぞれ符号４０Ａ，５０Ａ，６０Ａ，７０Ａ，８０Ａ，９０Ａで表している。また、水質目標設定部１００、薬品注入率初期仮定部２００、消毒副生成物濃度推定部３００で行われる処理を、それぞれ符号１００Ａ，２００Ａ，３００Ａで表している。

【0053】

消毒副生成物濃度推定部３００では、消毒副生成物の濃度を推定するための処理３００Ａが行われる。消毒副生成物濃度推定部３００での処理３００Ａに使用する各種の情報は、前述した水質目標設定部１００で行われた処理１００Ａや薬品注入率初期仮定部２００で行われた処理２００Ａから得られる。特に薬品注入率初期仮定部２００からは、処理２０１Ａ，２０２Ａ，２０３Ａにおいてそれぞれ求められた凝集剤注入率Ｉ_ＰＡＣｌ（ｍｇ／Ｌ）、前塩注入率Ｉ_{ｐｒｅ－Ｃｌ}（ｍｇ／Ｌ）、粉末活性炭注入率Ｉ_ＣＡＲ（ｍｇ／Ｌ）が得られる。

【0054】

消毒副生成物濃度推定部３００で行われる演算処理は、各種の処理３１１Ａ，３１２Ａ，３１３Ａ，３１４Ａ，３１５Ａ，３１６Ａ，３１７Ａ，３０１Ａ，３０２Ａを含み、それぞれ、後述する関数もしくは演算式により演算を行う。

【0055】

処理３１１Ａでは、水質目標設定部１００もしくは薬品注入率初期仮定部２００から得られる情報に基づき、原水の溶解性有機体炭素濃度ＤＯＣ_Ｒ（ｍｇ／Ｌ）を演算する。

【0056】

処理３１２Ａでは、処理３１１Ａの演算結果に基づき、原水の比吸光度ＳＵＶＡ（ａｂｓ・Ｌ／（ｍ・ｍｇ））を演算する。

【0057】

処理３１３Ａでは、水質目標設定部１００もしくは薬品注入率初期仮定部２００から得られる情報に基づき、原水の蛍光強度ＦＬ_Ｒ（例えば励起波長３４５（ｎｍ）に対する蛍光波長４２５（ｎｍ）の蛍光強度）を演算する。

【0058】

処理３１４Ａでは、水質目標設定部１００もしくは薬品注入率初期仮定部２００から得られる情報に基づき、粉末活性炭による吸着処理後に残留する被処理水の紫外線吸光度ＵＶ_{２５４ＣＡＲ}の、原水の紫外線吸光度ＵＶ_２５４Ｒに対する残存率ＲＵＶ_ＣＡＲ（吸着処理後紫外線吸光度残存率）を演算する。

【0059】

処理３１５Ａでは、水質目標設定部１００もしくは薬品注入率初期仮定部２００から得られる情報に基づき、凝集処理後に残留する被処理水の紫外線吸光度ＵＶ_{２５４ＰＡＣｌ}の、原水の紫外線吸光度ＵＶ_２５４Ｒに対する残存率ＲＵＶ_ＰＡＣｌ（凝集処理後紫外線吸光度残存率）を演算する。

【0060】

処理３１６Ａでは、水質目標設定部１００もしくは薬品注入率初期仮定部２００から得られる情報に基づき、粉末活性炭と凝集剤注入による併用処理が行われた場合の係数Ｆ_ＤＯＭ（併用処理係数）を演算する。

【0061】

処理３１７Ａでは、処理３１４Ａ，３１５Ａ，３１６Ａの演算結果に基づき、砂ろ過槽６通過後の被処理水（ろ過水）の紫外線吸光度ＵＶ_２５４ｆの、原水の紫外線吸光度ＵＶ_２５４Ｒに対する残存率ＲＵＶ（紫外線吸光度残存率）を演算する。

【0062】

処理３０１Ａでは、水質目標設定部１００もしくは薬品注入率初期仮定部２００から得られる情報および処理３１２Ａの演算結果に基づき、トリハロメタン類の濃度推定値ＴＨＭｓ_Ｅ（ｍｇ／Ｌ）を演算する。この演算は、図２中のトリハロメタン類推定濃度演算部３０１により行われる。

【0063】

処理３０２Ａでは、水質目標設定部１００もしくは薬品注入率初期仮定部２００から得られる情報および処理３１２Ａの演算結果に基づき、ハロ酢酸類の濃度推定値ＨＡＡｓ_Ｅ（ｍｇ／Ｌ）を演算する。この演算は、図２中のハロ酢酸類推定濃度演算部３０２により行われる。

【0064】

（消毒副生成物濃度推定部３００で行われる処理の詳細）
ここでは、最初に図３中に示される処理３０１Ａ，３０２Ａの詳細について説明し、その後に処理３１１Ａ～３１７Ａの詳細について説明する。

【0065】

処理３０１Ａでは、トリハロメタン類の濃度推定値ＴＨＭｓ_Ｅ（ｍｇ／Ｌ）が求められる。処理３０２Ａでは、ハロ酢酸類の濃度推定値ＨＡＡｓ_Ｅ（ｍｇ／Ｌ）が求められる。

【0066】

処理３０１Ａ，３０２Ａでは、それぞれ下記の（５）式、（６）式が使用される。これらの演算式は所定の記憶領域に記憶されている。

【0067】

ＴＨＭｓ_Ｅ ＝ α_０×ＳＵＶＡ^α１×ＲＵＶ^α２×Ｔｗ_Ｒ ^α３×Ｉ_{ｐｒｅ－Ｃｌ} ^α４
×ｐＨ_Ａ ^α５ ・・・（５）
ＨＡＡｓ_Ｅ ＝ β_０×ＳＵＶＡ^β１×ＲＵＶ^β２×Ｔｗ_Ｒ ^β３×Ｉ_{ｐｒｅ－Ｃｌ} ^β４
×ｐＨ_Ａ ^β５ ・・・（６）
ここで、（５）式および（６）式は、水処理施設１の事前調査で収集された処理条件と水質分析結果を用いた回帰分析により係数α０～α５およびβ０～β５が定められる回帰式である。

【0068】

（５）式、（６）式中のＴｗ_Ｒは、原水水質計器セット４０の温度計４０ｃで計測された原水温度、Ｉ_{ｐｒｅ－Ｃｌ}は、薬品注入率初期仮定部２００の前塩注入率演算部２０２で算出された前塩注入率（ｍｇ／Ｌ）、ｐＨ_Ａは、混和池４出口に取り付けられたｐＨ計９０で計測された混和水の水素イオン濃度指数（ｐＨ）である。ｐＨ_Ａは、被処理水の平均水素イオン濃度指数（ｐＨ）とみなすことができる。この被処理水の平均水素イオン濃度指数は、ｐＨ_ＡだけでなくｐＨ計９１で計測されたｐＨ値をも用いて求めてもよい。

【0069】

また、（５）式、（６）式のＳＵＶＡは、原水の比吸光度（ａｂｓ・Ｌ／（ｍ・ｍｇ））であり、原水の紫外線吸光度ＵＶ_２５４Ｒ（ａｂｓ／ｃｍ）と原水の溶解性有機体炭素濃度ＤＯＣ_Ｒ（ｍｇ／Ｌ）から下記の（７）式で求められる。（７）式の計算は、処理３１２Ａで行われる。

【0070】

ＳＵＶＡ ＝ （１００×ＵＶ_２５４Ｒ）／ＤＯＣ_Ｒ ・・・（７）
原水の紫外線吸光度ＵＶ_２５４Ｒ（ａｂｓ／ｃｍ）は、配管２に設置された溶解性有機物計器７０として設置された紫外線吸光度計による計測値であり、また、原水の水源が変動しない場合は、ＵＶ_２５４Ｒ（ａｂｓ／ｃｍ）とＤＯＣ_Ｒ（ｍｇ／Ｌ）とは強い相関関係があり、下記の（８）式が適用でき、ＤＯＣ_Ｒ（ｍｇ／Ｌ）はＵＶ_２５４Ｒから（８）式で計算できる。（８）式の計算は、処理３１１Ａで行われる。

【0071】

ＤＯＣ_Ｒ＝ ｃ×ＵＶ_２５４Ｒ×ｄ ・・・（８）
ここで、ｃ，ｄは定数であり、水源の有機物組成が年間を通じて安定している場合は、事前の調査により求めることができる。

【0072】

また、ＲＵＶは、粉末活性炭で吸着処理され凝集剤で除去処理された後の紫外線吸光度残存率、すなわち、砂ろ過槽６通過後の被処理水（ろ過水）の紫外線吸光度ＵＶ_２５４ｆの、原水の紫外線吸光度ＵＶ_２５４Ｒに対する残存率であり、着水井３から凝集沈殿池５の間に注入される粉末活性炭と凝集剤による作用から次の（９）式で推定できる。（９）式の計算は、処理３１７Ａで行われる。

【0073】

ＲＵＶ ＝ Ｆ_ＤＯＭ×ＲＵＶ_ＣＡＲ×ＲＵＶ_ＰＡＣｌ ・・・（９）
ここで、Ｆ_ＤＯＭは、粉末活性炭と凝集剤注入による併用処理が行われた場合の係数（併用処理係数）であり、どちらか単独で行われた場合はＦ_ＤＯＭ＝1.0となる。Ｆ_ＤＯＭの計算は、処理３１６Ａで行われる。また、ＲＵＶ_ＣＡＲは、粉末活性炭による吸着処理後に残留する被処理水の紫外線吸光度ＵＶ_{２５４ＣＡＲ}の、原水の紫外線吸光度ＵＶ_２５４Ｒに対する残存率（吸着処理後紫外線吸光度残存率）であり、次の（１０）式で推定される。（１０）式の計算は、処理３１４Ａで行われる。

【0074】

ＲＵＶ_ＣＡＲ ＝ ｆ（Ｉ_ＣＡＲ，ＵＶ_２５４Ｒ，Ｋ_ＤＯＭ，Ｎ_ＤＯＭ） ・・・（１０）
ここで、Ｉ_ＣＡＲは、粉末活性炭注入率（ｍｇ／Ｌ）で薬品注入率初期仮定部２００の粉末活性炭注入率演算部２０３で算出された値を代入する。ＵＶ_２５４Ｒは、原水紫外線強度計で計測された原水の紫外線吸光度である。Ｋ_ＤＯＭ、Ｎ_ＤＯＭは、それぞれ係数であり、粉末活性炭による有機物吸着の吸着係数であり使用する粉末活性炭よる事前評価のためのジャーテスト等で求めた値が適用される。

【0075】

また、（９）式中のＲＵＶ_ＰＡＣｌは凝集処理後に残留する被処理水の紫外線吸光度ＵＶ_{２５４ＰＡＣｌ}の、原水の紫外線吸光度ＵＶ_２５４Ｒに対する残存率（凝集処理後紫外線吸光度残存率）であり、次の（１１）式で推定される。（１１）式の計算は、処理３１５Ａで行われる。

【0076】

ＲＵＶ_ＰＡＣｌ ＝ α×Ｉ_ＰＡＣｌ ^β ・・・（１１）
ここで、Ｉ_ＰＡＣｌは、凝集剤注入率（ｍｇ／Ｌ）である。α、βは、それぞれ係数であり、事前のジャーテストで求めた値が適用される。

【0077】

（塩素剤注入判定部４００および粉末活性炭注入補正演算部５００で行われる処理）
図４に、主に塩素剤注入判定部４００および粉末活性炭注入補正演算部５００で行われる処理の一例を示す。

【0078】

図４では、塩素剤注入判定部４００および粉末活性炭注入補正演算部５００で行われる処理を、それぞれ符号４００Ａおよび５００Ａで表している。なお、符号４０Ａ，５０Ａ，６０Ａ，７０Ａ，８０Ａ，９０Ａ、および符号１００Ａ，２００Ａ，３００Ａについては前述した通りである。

【0079】

塩素剤注入判定部４００で行われる処理４００Ａには、判定処理４０１Ａおよび判定処理４０２Ａがある。

【0080】

判定処理４０１Ａは、前塩注入と中塩注入のうちのいずれを実施するかの判定のための処理であり、図１中の前塩／中塩判定部４０１により行われる。

【0081】

判定処理４０２Ａは、前塩注入を実施する場合に第１前塩注入と第２前塩注入のうちのいずれを実施するかの判定のための処理であり、図１中の前塩注入点判定部４０２により行われる。

【0082】

塩素剤注入判定部４００で行われる各種の処理の詳細については、後で説明する。

【0083】

粉末活性炭注入補正演算部５００で行われる処理５００Ａには、処理５０１Ａ，５０２Ａ，５０３Ａ，５０４Ａがある。

【0084】

処理５０１Ａは、中塩注入を実施する場合に、処理２００Ａで仮定された粉末活性炭注入率Ｉ_ＣＡＲを補正せずにそのまま粉末活性炭注入率Ｉ_ｃａｒとして採用する処理である。

【0085】

処理５０２Ａは、第１前塩注入を実施する場合に、塩素剤の阻害作用による粉末活性炭の臭気物質残存率不足分ΔＲＣを演算する処理である。

【0086】

処理５０３Ａは、第２前塩注入を実施する場合に、塩素剤の脱着作用により粉末活性炭から放出される分の臭気物質残存率ΔＲＣを演算する処理である。

【0087】

処理５０４Ａは、処理５０２Ａまたは処理５０３Ａで演算した上記ΔＲＣを用いて上記粉末活性炭注入率Ｉ_ＣＡＲを補正した値を粉末活性炭注入率Ｉ_ｃａｒとして採用する処理である。

【0088】

粉末活性炭注入補正演算部５００で行われる各種の処理の詳細については、後で説明する。

【0089】

（塩素剤注入判定部４００で行われる処理の詳細）
判定処理４０１Ａでは、水質目標設定部１００で設定されたトリハロメタン類の濃度管理目標値ＴＨＭｓ_Ｔと消毒副生成物濃度推定部３００で推定されたトリハロメタン類の濃度推定値ＴＨＭｓ_Ｅとを比較するとともに、ハロ酢酸類の濃度管理目標値ＨＡＡｓ_Ｔと消毒副生成物濃度推定部３００で推定されたハロ酢酸類の濃度推定値ＨＡＡｓ_Ｅとを比較する。

【0090】

トリハロメタン類の濃度推定値ＴＨＭｓ_Ｅがトリハロメタン類の濃度管理目標値ＴＨＭｓ_Ｔ以上である場合（もしくは、濃度管理目標値ＴＨＭｓ_Ｔより大きい場合）や、ハロ酢酸類濃度の推定値ＨＡＡｓ_Ｅがハロ酢酸類濃度の濃度管理目標値ＨＡＡｓ_Ｔ以上である場合（もしくは、濃度管理目標値ＨＡＡｓ_Ｔより大きい場合）は、消毒副生成物の濃度が許容値を超えるので前塩注入による消毒副生成物の生成の抑制は困難と判定し、第１前塩注入装置１０ａや第２前塩注入装置１０ｂによる前塩注入を行わず、中塩注入装置１１による中塩注入を行うことを決定する。そうでない場合は、前塩注入による消毒副生成物の生成の抑制が可能であるとみなし、前塩注入を行うことを決定し、判定処理４０２を行う。中塩注入を行うことが決定された場合には、中塩注入装置１１により塩素剤の注入が行われる。

【0091】

判定処理４０２Ａでは、トリハロメタン類の濃度推定値ＴＨＭｓ_Ｅとハロ酢酸類推定値ＨＡＡｓ_Ｅを比較し、トリハロメタン類の濃度推定値ＴＨＭｓ_Ｅがハロ酢酸類推定値ＨＡＡｓ_Ｅ以上である場合（もしくは、ハロ酢酸類推定値ＨＡＡｓ_Ｅより大きい場合）は、第２前塩を行わず、第１前塩注入を行うことを決定する。第１前塩注入を行うことが決定された場合には、第１前塩注入装置１０ａにより塩素剤の注入が行われる。

【0092】

一方、ハロ酢酸類の濃度推定値ＨＡＡｓ_Ｅがトリハロメタン類の濃度推定値ＴＨＭｓ_Ｅ以上である場合（もしくは、トリハロメタン類の濃度推定値ＴＨＭｓ_Ｅより大きい場合）は、第１前塩を行わず、第２前塩注入を行うことを決定する。第２前塩注入を行うことが決定された場合には、第２前塩注入装置１０ｂにより塩素剤の注入が行われる。

【0093】

発明者は、上記した処理により、生成リスクの高い消毒副生成物の生成を抑制する効果があることを以下の試験により確認した。

【0094】

試験は、純水にフミン酸とフルボ酸をそれぞれ溶解性有機体炭素濃度比１：１になるように調整し、全溶解性有機体炭素濃度を約３．０（ｍｇ／Ｌ）にした模擬原水を用い、（１）初めに前記原水に次亜塩素酸ナトリウムを１～３（ｍｇ／Ｌ）添加しジャーテスターにて回転数１５０（ｒｐｍ）で３０分間攪拌後、粉末活性炭を５（ｍｇ／Ｌ）添加し同一回転数で６０分間攪拌した場合と、（２）初めに前記原水に粉末活性炭を５（ｍｇ／Ｌ）添加しジャーテスターにて回転数１５０（ｒｐｍ）で６０分間攪拌後、次亜塩素酸ナトリウムを１～３（ｍｇ／Ｌ）添加し同一回転数で３０分間攪拌した場合と、についてトリハロメタン類（ＴＨＭｓ）とハロ酢酸類（ＨＡＡｓ）の濃度を比較した。

【0095】

図５に、被処理水のトリハロメタン類（ＴＨＭｓ）の濃度について、図６に、ハロ酢酸類（ＨＡＡｓ）の濃度について、（１）塩素剤→粉末活性炭の順に処理した場合と、（２）粉末活性炭→塩素剤の順に処理した場合とを比較したグラフを示す。図５、図６のグラフでは、横軸は塩素注入率（ｍｇ／Ｌ）を示し、縦軸はトリハロメタン類（ＴＨＭｓ）またはハロ酢酸類（ＨＡＡｓ）の濃度（μｇ／Ｌ）を示している。

【0096】

被処理水のトリハロメタン類（ＴＨＭｓ）の濃度は、図５に示されるように、（２）粉末活性炭→塩素剤の順に処理した場合よりも、（１）塩素剤→粉末活性炭の順に処理した場合の方が低くなり、ハロ酢酸類（ＨＡＡｓ）の濃度は、図６に示されるように、（１）塩素剤→粉末活性炭の順に処理した場合よりも、（２）粉末活性炭→塩素剤の順に処理した場合の方が低くなっている。

【0097】

したがって、トリハロメタン類（ＴＨＭｓ）の生成リスクが高い場合は、前塩処理を粉末活性炭処理前に行い、ハロ酢酸類（ＨＡＡｓ）の生成リスクが高い場合は、前塩処理を粉末活性炭処理後に行うことにより、消毒副生成物の生成リスクを低減できることがわかる。

【0098】

（粉末活性炭注入補正演算部５００で行われる処理の詳細）
処理５００Ａでは、例えば前塩処理の影響で粉末活性炭に吸着している臭気物質が脱着する脱着率に応じて粉末活性炭注入率Ｉ_ｃａｒを変える。

【0099】

ここで、図７のグラフを参照して、（１）塩素剤→粉末活性炭の順に処理した場合と、（２）粉末活性炭→塩素剤の順に処理した場合とで、塩素剤注入率の増加に伴う２－ＭＩＢ残存率の増加の傾きが異なることについて説明する。図７のグラフでは、横軸は塩素注入率（ｍｇ／Ｌ）を示し、縦軸はジメチルイソボルネオール（２－ＭＩＢ）の残存率ＲＣ_{２－ＭＩＢ}（％）を示している。

【0100】

図７は、前記試験において模擬原水にジメチルイソボルネオール（２－ＭＩＢ）を加えて初期濃度を約１００（ｎｇ／Ｌ）に調整した供試原水を用い、（１）次亜塩素酸ナトリウムを１～３（ｍｇ／Ｌ）添加しジャーテスターにて回転数１５０（ｒｐｍ）で３０分間攪拌後、粉末活性炭を５（ｍｇ／Ｌ）添加し同一回転数で６０分間攪拌した場合と、（２）粉末活性炭を５（ｍｇ／Ｌ）添加しジャーテスターにて回転数１５０（ｒｐｍ）で６０分間攪拌後、次亜塩素酸ナトリウムを１～３（ｍｇ／Ｌ）添加し同一回転数で３０分間攪拌した場合とについて、塩素剤の注入率（ｍｇ／Ｌ）と、処理後の２－ＭＩＢ濃度Ｃ_{２－ＭＩＢ}の、原水の２－ＭＩＢ濃度Ｃ_{２－ＭＩＢＲ}に対する残存率ＲＣ_{２－ＭＩＢ}（＝Ｃ_{２－ＭＩＢ}／Ｃ_{２－ＭＩＢＲ}）との関係を示している。

【0101】

（１）塩素剤→粉末活性炭の順に処理した場合と、（２）粉末活性炭→塩素剤の順に処理した場合とを比較すると、両条件とも塩素剤の注入率の増加に伴い２－ＭＩＢ残存率ＲＣ_{２－ＭＩＢ}も増加しているが、増加の傾きは異なり、（１）塩素剤→粉末活性炭の順に処理した場合よりも、（２）粉末活性炭→塩素剤の順に処理した場合の方が大きくなることがわかる。

【0102】

これは、（１）塩素剤→粉末活性炭の順に処理した場合では粉末活性炭による２－ＭＩＢの吸着において塩素剤が競合あるいは阻害物質として作用しているのに対し、（２）粉末活性炭→塩素剤の順に処理した場合では先に注入された粉末活性炭により２－ＭＩＢが吸着しているが、その後の塩素剤処理により粉末活性炭から２－ＭＩＢが脱着するように作用しているためである。

【0103】

したがって、薬品注入率初期仮定部２００の粉末活性炭注入率演算部２０３で仮定された粉末活性炭注入率Ｉ_ＣＡＲのままでは塩素剤による阻害または脱着作用分の臭気物質濃度が目標よりも超過してしまうことになる。

【0104】

上記の問題に対し本実施形態では、第１前塩注入を行う場合は、処理５０２Ａにおいて塩素剤の阻害作用による粉末活性炭の臭気物質残存率不足分ΔＲＣを次式で推定する。

【0105】

ΔＲＣ ＝δ_１ｓｔ×Ｅｘｐ（ｎ_１ｓｔ×Ｉ_{ｐｒｅ－Ｃｌ}） ・・・（１２）
ここで、Ｉ_{ｐｒｅ－Ｃｌ}は前塩注入率、δ_１ｓｔは第１前塩の定数、ｎ_１ｓｔの係数である。

【0106】

一方、第２前塩注入を行う場合は、処理５０３Ａにおいて塩素剤の脱着作用により粉末活性炭から放出される分の臭気物質残存率ΔＲＣを次式で推定する。

【0107】

ΔＲＣ ＝δ_２ｓｔ×Ｅｘｐ（ｎ_２ｓｔ×Ｉ_{ｐｒｅ－Ｃｌ}） ・・・（１３）
ここで、Ｉ_{ｐｒｅ－Ｃｌ}は前塩注入率、δ_２ｎｄは第２前塩の定数、ｎ_２ｎｄの係数である。

【0108】

次に、臭気物質の処理後残存率目標値ＲＣ_Ｔから上記ΔＲＣを差し引いた（ＲＣ_Ｔ－ΔＲＣ）を新たな臭気物質残存率目標値として、次式により粉末活性炭注入率Ｉ_ＣＡＲを補正する。

【0109】

Ｉ_ＣＡＲ ＝ ｆ（Ｏ_Ｓ，（ＲＣ_Ｔ－ΔＲＣ），Ｑ，ＵＶ_２５４Ｒ） ・・・（１４）
このようにして粉末活性炭注入率Ｉ_ＣＡＲを補正した値を粉末活性炭注入率Ｉ_ｃａｒとして採用することにより、適正な粉末活性炭注入率Ｉ_ｃａｒによる粉末活性炭注入が粉末活性炭注入装置２０により行われることになる。

【0110】

（フローチャートの例）
次に、図８のフローチャートを参照して、本実施形態の水処理システムによる動作の一例を説明する。

【0111】

最初に、水質目標設定部１００において、被処理水の水質を示す各種の物理量に対する目標値が設定される。具体的には、例えばトリハロメタン類の濃度管理目標値ＴＨＭｓ_Ｔおよびハロ酢酸類の濃度管理目標値ＨＡＡｓ_Ｔが設定される（ステップＳ１）。

【0112】

薬品注入率初期仮定部２００では、被処理水に注入する薬品の注入率がそれぞれ仮設定される。具体的には、凝集処理で使用する凝集剤の注入率（凝集剤注入率）Ｉ_ＰＡＣｌ、前塩処理で使用する塩素剤の注入率（前塩注入率）Ｉ_{ｐｒｅ－Ｃｌ}、吸着処理で使用する粉末活性炭の注入率（粉末活性炭注入率）Ｉ_ＣＡＲがそれぞれ演算されて仮設定される（ステップＳ２）。

【0113】

消毒副生成物濃度推定部３００では、水質目標設定部１００により設定された水質の目標値と、薬品注入率初期仮定部２００により仮設定された各薬品の注入率とを用いて、浄水処理の過程で生成される消毒副生成物であるトリハロメタン類（ＴＨＭｓ）およびハロ酢酸類（ＨＡＡｓ）の濃度がそれぞれ推定される（ステップＳ３）。

【0114】

塩素剤注入判定部４００の前塩／中塩判定部４０１では、前塩注入と中塩注入のうちのいずれを実施するかの判定が行われる。具体的には、トリハロメタン類の濃度推定値ＴＨＭｓ_Ｅがトリハロメタン類の濃度管理目標値ＴＨＭｓ_Ｔ以上であるか（もしくは、濃度管理目標値ＴＨＭｓ_Ｔより大きいか）、あるいは、ハロ酢酸類濃度の推定値ＨＡＡｓ_Ｅがハロ酢酸類濃度の濃度管理目標値ＨＡＡｓ_Ｔ以上であるか（もしくは、濃度管理目標値ＨＡＡｓ_Ｔより大きいか）が判定される（ステップＳ４）。

【0115】

ステップＳ４においていずれかに該当する場合（少なくとも一方に該当する場合）、消毒副生成物の濃度が許容値を超えるので前塩注入による消毒副生成物の生成の抑制は困難と判定される。その場合、第１前塩注入装置１０ａや第２前塩注入装置１０ｂによる前塩注入を行わず、中塩注入装置１１による中塩注入を行うことが決定される（ステップＳ５）。そして、ステップＳ２で仮設定された粉末活性炭注入率Ｉ_ＣＡＲは補正されずにそのまま粉末活性炭注入率Ｉ_ｃａｒとして採用され、粉末活性炭注入と中塩注入とが実施されるよう制御される（ステップＳ６）。

【0116】

一方、ステップＳ４においていずれにも該当しない場合は、前塩注入による消毒副生成物の生成の抑制が可能であるとみなされる。その場合、塩素剤注入判定部４００の前塩注入点判定部４０２では、第１前塩注入と第２前塩注入のうちのいずれを実施するかの判定が行われる。具体的には、トリハロメタン類の濃度推定値ＴＨＭｓ_Ｅがハロ酢酸類推定値ＨＡＡｓ_Ｅ以上であるか（もしくは、ハロ酢酸類推定値ＨＡＡｓ_Ｅより大きいか）が判定される（ステップＳ７）。

【0117】

ステップＳ７において該当する場合、中塩注入や第２前塩注入を行わず、第１前塩注入を行うことが決定される（ステップＳ８）。その場合、粉末活性炭注入補正演算部５００では、塩素剤の阻害作用による粉末活性炭の臭気物質残存率不足分ΔＲＣが演算され、当該ΔＲＣを用いて上記粉末活性炭注入率Ｉ_ＣＡＲを補正した値が粉末活性炭注入率Ｉ_ｃａｒとして採用され、第１前塩注入と粉末活性炭注入とが実施されるよう制御される（ステップＳ９）。

【0118】

一方、ステップＳ７において該当しない場合、中塩注入や第１前塩注入を行わず、第２前塩注入を行うことが決定される（ステップＳ１０）。その場合、粉末活性炭注入補正演算部５００では、塩素剤の脱着作用により粉末活性炭から放出される分の臭気物質残存率ΔＲＣを演算され、当該ΔＲＣを用いて上記粉末活性炭注入率Ｉ_ＣＡＲを補正した値が粉末活性炭注入率Ｉ_ｃａｒとして採用され、粉末活性炭注入と第２前塩注入とが実施されるよう制御される（ステップＳ１１）。

【0119】

（まとめ）
以上詳述したように、実施形態によれば、消毒副生成物の生成を抑制することが可能となる。

【0120】

例えば、上記実施形態では、消毒副生成物濃度推定部３００において、水質目標設定部１００により設定された水質の目標値と、薬品注入率初期仮定部２００により仮設定された各薬品の注入率とを用いて、浄水処理の過程で生成される消毒副生成物であるトリハロメタン類（ＴＨＭｓ）およびハロ酢酸類（ＨＡＡｓ）の濃度をそれぞれ推定することが可能となる。

【0121】

そして、塩素剤注入判定部４００の前塩／中塩判定部４０１での判定において、トリハロメタン類の濃度推定値ＴＨＭｓ_Ｅがトリハロメタン類の濃度管理目標値ＴＨＭｓ_Ｔ以上である場合（もしくは、濃度管理目標値ＴＨＭｓ_Ｔより大きい場合）や、ハロ酢酸類濃度の推定値ＨＡＡｓ_Ｅがハロ酢酸類濃度の濃度管理目標値ＨＡＡｓ_Ｔ以上である場合（もしくは、濃度管理目標値ＨＡＡｓ_Ｔより大きい場合）には、消毒副生成物の濃度が許容値を超えるので前塩注入による消毒副生成物の生成の抑制は困難と判定され、第１前塩注入装置１０ａや第２前塩注入装置１０ｂによる前塩注入は行われず、中塩注入装置１１による中塩注入を行うことが決定されるので、消毒副生成物の過剰な生成を回避することができる。

【0122】

また、消毒副生成物の濃度が許容値を超えない場合は、塩素剤注入判定部４００の前塩注入点判定部４０２での判定において、トリハロメタン類の濃度推定値ＴＨＭｓ_Ｅとハロ酢酸類の濃度推定値ＨＡＡｓ_Ｅとが比較され、比較結果に基づき第１前塩注入と第２前塩注入のいずれかが選択されるので、生成リスクの高い消毒副生成物の生成を抑制することができる。また、生成リスクの高い消毒副生成物の生成が抑制されるように塩素剤の注入点を決定することができるので、前塩によるアンモニア性窒素および鉄・マンガン等の金属イオン類の酸化（除去）も可能となる。

【0123】

さらに、粉末活性炭注入補正演算部５００において、塩素剤の注入点に応じて粉末活性炭注入率Ｉ_ｃａｒを適正に補正することができるので、臭気物質の処理目標値超過を防止することができる。

【0124】

上述した実施形態における水処理システムを構成する各種機能はコンピュータで実現することができる。その場合、この機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現してもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ－ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでもよい。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよく、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよい。

【0125】

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0126】

１…水処理施設、２…配管、３…着水井、４…混和池、５…凝集沈殿池、６…砂ろ過槽、７…浄水池、８…第１前塩注入管、１０ａ…第１前塩注入装置、１０ｂ…第２前塩注入装置、１１…中塩注入装置、１２…後塩注入装置、２０…活性炭注入装置、３０…凝集剤注入装置、４０…原水水質計器セット、５０…前塩指標計器、６０…臭気物検出装置、７０…溶解性有機物計器、８０…流量計、９０…ｐＨ計、９１…ｐＨ計、１００…水質目標設定部、２００…薬品注入率初期仮定部、２０１…凝集剤注入率演算部、２０２…前塩注入率演算部、２０３…粉末活性炭注入率演算部、３００…消毒副生成物濃度推定部、４００…塩素剤注入判定部、４０１…前塩／中塩判定部、４０２…前塩注入点判定部、５００…粉末活性炭注入補正演算部。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】