JP2003200007A

JP2003200007A - 水処理装置

Info

Publication number: JP2003200007A
Application number: JP2002004633A
Authority: JP
Inventors: Teruhiro Kitazawa; 照啓北沢; Tetsuya Otsubo; 徹也大坪
Original assignee: Hitachi Plant Technologies Ltd
Current assignee: Hitachi Plant Technologies Ltd
Priority date: 2002-01-11
Filing date: 2002-01-11
Publication date: 2003-07-15

Abstract

(57)【要約】【課題】常に規定値以下の濁度に抑えられた処理水が
得られる水処理装置を提供する。【解決手段】被処理水内に含まれる濁質成分をろ過材
３２によりろ過して除去するろ過装置１２を備えた水処
理装置１０において、ろ過材３２に付着した濁質成分を
逆洗により除去する逆洗手段４６と、ろ過装置１２によ
り処理された処理水の濁度を計測する濁度センサー４０
と、ろ過装置１２に連結され処理水を通流させる処理水
管３４から分岐し、ろ過装置１２に処理水が還流される
ように設けられた再処理水管４２と、処理水管３４また
は再処理水管４２への処理水の流れ方向を切り替える切
替弁４３，４５と、濁度センサー４０により検出された
処理水の濁度値に基づいて、処理水を処理水管３４ある
いは再処理水管４２に通流させるべく、切替弁４３，４
５を制御するコントローラー４４とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、水処理装置に関
し、詳しくは、被処理水に含まれる濁質成分をろ過して
除去するろ過装置を備えた水処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ろ過装置は、被処理水をろ過材によりろ
過して濁質成分を除去する装置であり、例えば、河川水
や湖沼水等の水道原水を上水として利用するための水処
理装置の一工程として使用されている。ろ過装置を使用
する水処理装置としては、凝集沈殿装置と合わせて使用
するものが知られている。この水処理装置は、被処理水
に凝集剤を混入して濁質成分を沈殿させて除去する凝集
沈澱処理工程と、ろ過材により濁質成分をろ過して除去
するろ過処理工程により浄水化処理するものであり、こ
の処理により衛生的な水が得られるものである。実際、
この水処理装置によって得られた処理水は、処理水に含
まれる濁質が、濁度０．１度以下になる程に、除去され
ている。ここで、濁度が０．１度とは、クリプトスポリ
ジウム等の病原性原虫類に対する国内の感染予防指針に
基づく値であり、上水用の水としては、この値よりも小
さくすることが求められている。

【０００３】しかし、この水処理装置を長時間使用する
と、ろ過処理工程で使用するろ過材が濁質成分のために
目づまりして、ろ過処理の効率が悪くなってしまう問題
があった。そのため、定期的に装置を停止させてろ過材
の洗浄をする工程が加えられた。ろ過材の洗浄は、装置
を停止した後に、被処理水がろ過材を透過する反対の方
向から水又は空気を送り込み濁質成分を除去する逆洗に
より行われる。これにより、ろ過材に付着した濁質成分
の除去ができ、ろ過装置の処理能力を回復させることが
可能である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、逆洗工
程の終了後に、再度水処理装置を始動させると、処理水
の濁度が、求められる濁度よりも一時的に高くなる場合
があった。これは、逆洗工程の際にろ過材から除去され
た濁質成分の一部がろ過材に分散付着し、再始動の際に
ろ過材に分散付着した濁質成分が処理水に混入して放出
されるためである。また、逆洗工程を行った直後以外に
おいても、水処理装置として、処理された水の濁度が常
に規定値を超えることがない、信頼性の高い装置が求め
られている。

【０００５】本発明は、これらの課題を解決すべくなさ
れたものであり、その目的とするところは、ろ過処理装
置等によって、常に規定値以下の濁度に処理された水が
得られる水処理装置を提供するものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するため次の構成を備える。すなわち、被処理水内に
含まれる濁質成分をろ過材によりろ過して除去するろ過
装置を備えた水処理装置において、前記ろ過材に付着し
た濁質成分を逆洗により除去する逆洗手段と、前記ろ過
装置により処理された処理水の濁度を計測する濁度計測
手段と、前記ろ過装置に連結され処理水を通流させる処
理水管から分岐し、前記ろ過装置に処理水が還流される
ように設けられた再処理水管と、前記処理水管または前
記再処理水管への処理水の流れ方向を切り替える水路切
替手段と、前記濁度計測手段により検出された前記処理
水の濁度値に基づいて、前記処理水を前記処理水管ある
いは前記再処理水管に通流させるべく、水路切替手段を
制御するコントローラーとを備えていることを特徴とす
る。また、前記コントローラーが、所定時間処理水を再
処理水管に流すように、水路切替手段を制御するタイマ
ー制御機能を有することを特徴とする。これにより、逆
洗工程を行った後にタイマー制御を手動で作動させるこ
とで、一定時間再処理を行わせることが可能であり、ま
た、濁度測定手段によって規定値以上の濁度を検出され
た後に、タイマー制御により所定時間再処理を行わせる
ことも可能である。

【０００７】また、前記ろ過装置の前段に、濁質成分を
含んだ被処理水に凝集剤を注入して濁質成分のフロック
を形成させ、該フロックを沈殿させて除去する凝集沈殿
装置を備えていることを特徴とする。これにより、被処
理水に含まれる濁質成分の除去効率が高められる。ま
た、再処理水管が、ろ過装置の被処理水の投入側に接続
されていることを特徴とする。また、再処理水管が、凝
集沈殿装置の被処理水の投入側に接続されていることを
特徴とする。また、再処理水管の中途に、前記再処理水
管を流れる処理水に、濁質成分のフロックを形成させる
フロック形成手段が設けられていることを特徴とする。
これにより、処理水内にフロックが形成されることで、
再処理の際にろ過装置による浄化の効率が高められる。

【０００８】

【実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態につい
て添付図面とともに詳細に説明する。図１〜図３は、本
発明に係る水処理装置の一実施形態の構成及びフローを
示す概略構成図である。本実施形態の水処理装置１０
は、凝集沈殿装置１２、ろ過装置１４、再処理手段３９
及び逆洗手段４６で構成されるものであり、河川水や湖
沼水等の水道原水１６を、凝集沈澱処理、ろ過処理の順
に処理して浄水化するものである。

【０００９】（実施形態１）図１により、本発明に係る
水処理装置の第一の実施形態を処理工程に沿って詳細に
説明する。１２は、凝集沈殿装置であり、混和槽１８、
フロック形成槽２０、沈殿槽２２の３つの槽からなる。
水道原水１６が投入される混和槽１８には、凝集剤２４
を注入する凝集剤注入機（図示しない）が設けられ、混
和槽１８内部にはミキサー２６が備えられている。混和
槽１８では、流入した水道原水１６と注入した凝集剤２
４とが混合し、ミキサー２６により急速撹拌する。撹拌
により、水道原水１６と凝集剤２４が接触し、濁質成分
のマイクロフロックが形成される。マイクロフロックを
含んだ処理水は、フロック形成槽２０へと送りこまれ
る。

【００１０】フロック形成槽２０には、アクリルアミド
系の高分子凝集剤２８を注入する注入機（図示しない）
が備えられており、フロック形成槽２０内に貯められた
処理水に高分子凝集剤２８を注入する。マイクロフロッ
クを含んだ処理水に高分子凝集剤２８が注入されると、
濁質成分の大型フロックが形成される。大型フロックを
含んだ処理水は、沈殿槽２２に流れ込み沈殿分離され
る。沈殿槽２２は、底部が前方下方に傾く傾斜面に形成
され、最底部が水平に形成されている。このため、フロ
ック形成槽２０内で形成された大型フロックは、沈殿槽
２２において傾斜面に沿って下方に沈み、水平底部に貯
められる。また、沈殿槽２２には、処理水に含まれるフ
ロックを除去する傾斜板３０が設けられ、浄化度が高め
られる。これらの一連の工程により、凝集沈殿装置１２
によって処理された処理水の濁度は１度程度にまで浄化
される。

【００１１】凝集沈殿装置１２により処理された処理水
はろ過装置１４に投入され、さらに浄水化が行われる。
このろ過装置１４は塔状に形成されており、上下に２層
のろ過材３２，３２が設けられている。本実施形態で
は、ろ過材３２，３２としてアンスラサイトとケイ砂が
用いられている。処理の際には、ろ過装置１４の上部か
ら、凝集沈殿装置１２により処理された処理水が投入さ
れ、２層のろ過材３２，３２を透過することで、処理水
内に含まれる濁質が除去される。

【００１２】ろ過装置１４には、定期的にろ過材３２を
洗浄する逆洗手段４６が設けられている。これは、ろ過
装置１４を長時間作動させると、ろ過材３２，３２に濁
質成分が付着してろ過効率が下がってしまうためであ
る。本実施形態の逆洗手段４６は、浄化処理された処理
水が貯水されている処理水槽３６と、処理水槽３６とろ
過装置１４の下部とを連通させる逆洗管５０と、逆洗管
５０の中途に設けられた逆洗ポンプ４８と、ろ過装置１
４の下部に設けられ、ろ過装置１４内に空気を注入する
コンプレッサ５２とを備える。また、ろ過装置１４の上
部には、ろ過材３２の洗浄に用いた水を外部へ排出する
ための逆洗排水管５４が備えられている。

【００１３】逆洗手段４６を用いて逆洗を行う際には、
逆洗ポンプ４８により処理水槽３６内の水を吸い上げ、
逆洗管５０を通じてろ過装置１４の下部から上部に向け
て送りこむ。ろ過装置１４の下方から上方へ向けて水を
送りこむことにより、浄化処理の際に付着した濁質成分
は除去され洗浄される。このとき、コンプレッサ５２に
より、ろ過装置１４の下部から上部に向けて空気を送り
こむことによって洗浄効率を上げることができる。濁質
成分を含んだ逆洗水は、逆洗排水管５４を通じて外部へ
排出される。この逆洗工程を１〜２日に一度程度行うこ
とでろ過材３２の濁質成分を除去でき、効率よく浄水化
処理を行うことが可能となる。なお、逆洗管５０及びコ
ンプレッサ５２は逆洗工程時のみ使用するものであり、
浄化処理の際は、密閉等をすることにより管内に水が入
り込まないようにしてある。

【００１４】逆洗工程の際に用いる処理水槽３６は、通
常、凝集沈殿装置１２及びろ過装置１４により処理され
た処理水をいったん貯めておくためのものである。ろ過
装置１４により処理された処理水は、ろ過装置１４と処
理水槽３６を連結した処理水管３４を介して処理水槽３
６に送られ、処理水槽３６内に貯められた処理水は、処
理水槽３６から延設された配水管３８により上水として
配水される。

【００１５】再処理手段３９は、処理水管３４に設けら
れた濁度計測手段により処理水の濁度を測定し、濁度が
規定値よりも大きい場合には、再処理手段３９を利用し
て再度浄化処理を施すようにするためのものである。

【００１６】再処理手段３９として、処理水管３４の中
途に、処理水の濁度を測定する濁度測定手段としての濁
度センサー４０を設置し、濁度センサー４０よりも下流
部において、処理水管３４から分岐した再処理水管４２
を設けている。そして、処理水を、再処理水管４２又は
分岐した後の処理水管３４ａの一方に流すための水路切
替手段として、再処理水管４２と処理水管３４ａの中途
にそれぞれ切替弁４３、切替弁４５を設けている。切替
弁４３、切替弁４５には、弁の開閉をコントロールする
コントローラー４４が接続されている。コントローラー
４４には、濁度センサー４０により検出された濁度値が
入力され、濁度センサー４０によって検出された濁度値
により、切替弁４３及び切替弁４５の開閉をコントロー
ルし処理水の流れ方向を切替えることができる。

【００１７】この再処理手段３９による作用は以下のと
おりである。ろ過装置１４によって浄化処理された処理
水が処理水管３４内を流れると、濁度センサー４０によ
り処理水の濁度が測定され、測定された値がコントロー
ラー４４に入力される。コントローラー４４は、濁度セ
ンサー４０によって検出された濁度が、規定値を上回る
場合は再度浄化処理がなされ、規定値以下の場合は再度
浄化処理が行われないように制御する。すなわち、濁度
センサー４０によって測定された濁度が０．１度よりも
大きい場合は、切替弁４３が開き切替弁４５が閉じるよ
うになっており、反対に、濁度が０．１度以下の場合は
切替弁４３が閉じ切替弁４５が開くように設定されてい
る。上記のように、凝集沈殿装置及びろ過装置による処
理水の濁度を測定して、濁度が所定値まで処理されてい
なければ再度浄化処理することで、完全に浄化処理され
た処理水を得ることができる。なお、本実施形態では、
水路切替手段として切替弁４３及び切替弁４５を使用し
たが、処理水管３４と再処理水管４２が分岐する位置に
三方弁を設けてもよい。

【００１８】コントローラー４４は、濁度センサー４０
により常時処理水管３４を通流する処理水の濁度を監視
して、再処理のＯＮ−ＯＦＦを制御しているものである
が、逆洗処理を行った後に再度水処理装置１０を始動さ
せると、除去しきれずに残った濁質成分が処理水に含ま
れるために処理水の濁度が一時的に規定値以上となる場
合がある。この場合は再処理水管４２を通じて浄化処理
がなされ、濁度が一定値以下となったときに、処理水管
３４から処理水槽３６に流されることになる。そのた
め、逆洗処理後においては、再処理手段３９によって浄
化処理した際に、装置による処理水がどの程度の時間で
濁度が基準値以下になるのかを測定しておき、逆洗処理
後においては、コントローラー４４でタイマー制御し
て、所定時間再処理水管４２へ処理水を流して再浄化し
た後、通常の浄化処理に切り替えるようにしてもよい。

【００１９】第一の実施形態においては、処理水を浄化
工程に戻す再処理水管４２を、凝集沈殿装置１２のフロ
ック形成槽２０に連通して、処理水がフロック形成槽２
０に投入されるように設けてある。再処理水管４２を通
じて流れてくる処理水は、凝集剤注入機５６により凝集
材を注入された後、インラインミキサー５８により撹拌
され、凝集剤と処理水が接触して、処理水内にマイクロ
フロックが形成された状態で再度フロック形成槽２０に
投入されて、凝集沈殿処理が行われる。この凝集剤注入
機５６及びインラインミキサー５８は、処理水内にフロ
ックを形成させるフロック形成手段として設けている。

【００２０】処理水は、フロック形成槽２０及び沈殿槽
２２により凝集沈殿処理が行われた後、再度ろ過装置１
４によりろ過処理が行われる。このとき、処理水の濁度
が規定値よりも小さければ、処理水槽３６へと流されて
上水として使用されるが、処理水の濁度が規定値よりも
高ければ、再度、再処理水管４２を通じてマイクロフロ
ックを形成し、凝集沈殿装置１２に投入されて処理が行
われる。本実施形態では、再処理水管４２の中途で、処
理水内にマイクロフロックを形成させ、その後にフロッ
ク形成槽２０に投入することで、ろ過装置１４に投入さ
れる前に大型の濁質成分フロックを除去できることか
ら、ろ過装置１４にかかる負荷を軽減して、再処理水の
浄化を効率的に行うことができる。

【００２１】上述した第一の実施形態の変形例として、
図１の破線で示すように、凝集剤注入機５６及びインラ
インミキサー５８が中途に設けられた再処理水管４２ａ
を、再処理水管４２ａ内を通流する処理水が直接ろ過装
置１４に投入されるように設けてもよい。この場合、再
処理の際に凝集剤注入機５６及びインラインミキサー５
８により処理水内にマイクロフロックを形成させてろ過
装置１４に直接投入することから、フロック形成槽２０
に負荷をかけることなく、ろ過装置１４で効果的に浄化
することができる。

【００２２】（実施形態２）第二の実施形態について、
図２を用いて説明する。第二の実施形態の水処理装置
も、第一の実施形態と同様、凝集沈殿装置１２、ろ過装
置１４、再処理手段３９及び逆洗手段４６により構成さ
れている。なお、第一の実施形態の水処理装置１０と同
一部材には、同一の番号を付してある。

【００２３】第二の実施形態における凝集沈殿装置１
２、ろ過装置１４及び逆洗手段４６は、第一の実施形態
と同様であり、再処理手段３９の構成のみ第一の実施形
態と異なるものである。本実施形態では、再処理手段３
９における再処理水管４２の中途に、フロック形成手段
として、混和槽６２、凝集剤注入機６０及びミキサー６
４を設けたことを特徴とする。再処理水管４２内に処理
水が流れ込んだ際には、処理水はいったん混和槽６２に
貯水され、凝集剤注入機６０により凝集剤が注入されて
処理水内に凝集剤が混入した状態でミキサー６４により
急速撹拌されてマイクロフロックを形成する。マイクロ
フロックを含んだ処理水はフロック形成槽２０に再び投
入され、第一の実施形態と同様に処理がなされる。

【００２４】なお、第二の実施形態においても、第一の
実施形態に示した変形例と同様に、マイクロフロックを
含んだ処理水がろ過装置１４に投入されるように再処理
水管４２ｂを設けることが可能である（図２の破線部
分）。これは、第一の実施形態と同様、ろ過装置１４に
処理水を投入することで、凝集沈殿装置１２に負荷がか
かるのを防ぎ、混和槽６２により処理水内部の濁質成分
をマイクロフロック化することで、ろ過装置１４により
濁質成分を除去しやすくしたものである。

【００２５】（実施形態３）第三の実施形態について図
３により説明する。第三の実施形態の水処理装置１０に
おいても、再処理手段３９の構成のみが異なるものであ
る。第三の実施形態の再処理手段３９における再処理水
管４２は、その中途に、フロック形成手段を設けずに処
理水を直接混和槽１８に投入するように設けられてい
る。投入された処理水は、凝集沈澱処理及びろ過処理が
なされて処理が行われる。このように、再処理水管４２
の中途にフロック形成手段を設けない場合であっても、
再処理水を浄化して一定の濁度にまですることができ
る。この場合は、フロック形成手段を設けないことから
装置を簡略化できるという利点がある。

【００２６】

【発明の効果】本発明による水処理装置によれば、上述
したように、浄水化処理された処理水の濁度を検出し、
検出された濁度値が規定値を満たしていない処理水にお
いては再度浄水化を行うようにしたことにより、常に、
濁度が規定値以下に抑えられた処理水を得ることができ
る等の著効を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る水処理装置の第一の実施形態の概
略構成図である。

【図２】本発明に係る水処理装置の第ニの実施形態の概
略構成図である。

【図３】本発明に係る水処理装置の第三の実施形態の概
略構成図である。

【符号の説明】

１０水処理装置１２凝集沈殿装置１４ろ過装置１６水道原水１８混和槽２０フロック形成槽２２沈殿槽２４凝集剤２８高分子凝集剤３２ろ過材３４処理水管３６処理水槽３９再処理手段４０濁度センサー４２再処理水管４３切替弁４４コントローラー４５切替弁４６逆洗手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｃ０２Ｆ 1/52 Ｆターム(参考） 4D015 BA28 BB09 CA14 DB02 EA32 FA02 FA16 4D041 BA01 BB04 BC03 BC15 BC16 BD18 CA04 CB03 4D066 AB07 BB01 EA09 EA12 FA02 FA03

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被処理水内に含まれる濁質成分をろ過材
によりろ過して除去するろ過装置を備えた水処理装置に
おいて、前記ろ過材に付着した濁質成分を逆洗により除去する逆
洗手段と、前記ろ過装置により処理された処理水の濁度を計測する
濁度計測手段と、前記ろ過装置に連結され処理水を通流させる処理水管か
ら分岐し、前記ろ過装置に処理水が還流されるように設
けられた再処理水管と、前記処理水管または前記再処理水管への処理水の流れ方
向を切り替える水路切替手段と、前記濁度計測手段により検出された前記処理水の濁度値
に基づいて、前記処理水を前記処理水管あるいは前記再
処理水管に通流させるべく、水路切替手段を制御するコ
ントローラーとを備えていることを特徴とする水処理装
置。
【請求項２】前記コントローラーが、所定時間処理水
を再処理水管に流すように、水路切替手段を制御するタ
イマー制御機能を有することを特徴とする請求項１記載
の水処理装置。
【請求項３】前記ろ過装置の前段に、濁質成分を含ん
だ被処理水に凝集剤を注入して濁質成分のフロックを形
成させ、該フロックを沈殿させて除去する凝集沈殿装置
を備えていることを特徴とする請求項１又は２記載の水
処理装置。
【請求項４】再処理水管が、ろ過装置の被処理水の投
入側に接続されていることを特徴とする請求項１、２又
は３記載の水処理装置。
【請求項５】再処理水管が、凝集沈殿装置の被処理水
の投入側に接続されていることを特徴とする請求項３記
載の水処理装置。
【請求項６】再処理水管の中途に、前記再処理水管を
流れる処理水に、濁質成分のフロックを形成させるフロ
ック形成手段が設けられていることを特徴とする請求項
１、２、３、４又は５記載の水処理装置。