JP2006334568A

JP2006334568A - 逆洗システム

Info

Publication number: JP2006334568A
Application number: JP2005166009A
Authority: JP
Inventors: Naoyuki Kato; 尚行加藤
Original assignee: Taisei Corp
Current assignee: Taisei Corp
Priority date: 2005-06-06
Filing date: 2005-06-06
Publication date: 2006-12-14
Anticipated expiration: 2025-06-06
Also published as: JP4754884B2

Abstract

【課題】展示用海水槽の濾過装置の逆洗後に濾過能力が低減することを防止し、また、ランニングコストを低減すること。
【解決手段】展示用海水槽と濾過装置との間で前記展示用海水槽内の海水を循環させ、当該海水を前記濾過装置で濾過する海水処理設備の、前記濾過装置内の濾材を逆洗する逆洗システムにおいて、前記展示用海水槽からの排海水を貯留する貯留槽と、前記貯留槽内の排海水を浄化する浄化設備と、前記浄化設備で浄化された前記排海水を逆洗水として前記濾過装置に供給する逆洗水供給手段と、を備えたことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、水族館等の展示用海水槽内の海水を濾過する濾過装置を逆洗する技術に関するものである。

水族館等の展示用海水槽内の海水はこれが汚れると水槽内の生物の発育に影響を与えるため、展示用海水槽と濾過装置との間で海水を循環させて濾過することにより水質を維持している。濾過装置に用いられる濾材はその使用により濾過能力が落ちるため定期的に洗浄する必要がある。濾材の洗浄の方法として天然海水か水道水を逆洗水として逆洗する方法が知られている（例えば特許文献１）。

特開２００２−３３６６１４号公報

天然海水を逆洗水として用いる場合、海から離れた都市型水族館等ではその輸送コストが膨大となる。従って、都市型水族館等においては水道水を逆洗水として用いることになる。しかし、水道水を逆洗水として用いる場合、バクテリアの減少による一時的な濾過能力の低下を招くため、逆洗後に展示用海水槽内の海水に濁りが生じる場合があり、濁りが取れるまでには４〜５時間程度必要とする。更に、水道料金の負担が強いられるため、ランニングコストが高くなる。

本発明の目的は、逆洗後に濾過能力が低減することを防止し、また、ランニングコストを低減することにある。

本発明によれば、展示用海水槽と濾過装置との間で前記展示用海水槽内の海水を循環させ、当該海水を前記濾過装置で濾過する海水処理設備の、前記濾過装置内の濾材を逆洗する逆洗システムにおいて、前記展示用海水槽からの排海水を貯留する貯留槽と、前記貯留槽内の排海水を浄化する浄化設備と、前記浄化設備で浄化された前記排海水を逆洗水として前記濾過装置に供給する逆洗水供給手段と、を備えたことを特徴とする逆洗システムが提供される。

この逆洗システムでは展示用海水槽の排海水を浄化して逆洗水として再利用することができる。従って、ランニングコストを低減することができる。また、逆洗水が海水なのでバクテリアの減少を抑制し、逆洗後の濾過能力の低減を防止することができる。

本発明においては、前記貯留槽には、更に、前記展示用海水槽からの余浄海水、又は、前記濾過装置の逆洗時の排海水の少なくともいずれかが貯留される構成を採用できる。この構成によれば、前記余剰海水、前記逆洗時の排海水を逆洗水として再利用でき、ランニングコストを更に低減することができる。

また、本発明においては、前記貯留槽内に滞留する浮遊性懸濁物質を排出する排出手段を備えた構成を採用できる。この構成によれば、前記浄化設備による排海水の前処理として浮遊性懸濁物質が排海水から除去されるので排海水の浄化効率を高めることができる。

本発明においては、前記浄化設備が、前記排海水から泡沫を分離する泡沫分離装置と、前記排海水を脱気する脱気装置と、前記排海水を濾過する濾過器と、を含む構成を採用できる。これらの採用により逆洗水としてより好適な海水が得られる。

また、本発明においては、前記貯留槽と前記浄化設備との間で、前記貯留槽内の排海水を循環させる循環手段を備えた構成を採用できる。この構成によれば、処理能力の小さなより小規模の浄化設備で排海水をより効果的に浄化できる。

以上述べた通り、本発明によれば、逆洗後に濾過能力が低減することを防止し、また、ランニングコストを低減することができる。

＜システムの構成＞
図１は本発明の一実施形態に係る逆洗システムＡのシステム図である。逆洗システムＡは、展示用海水槽１と濾過装置２との間で展示用海水槽１内の海水を循環させ、当該海水を濾過装置２で濾過する海水処理設備Ｂの、濾過装置２内の濾材を逆洗するシステムである。

海水処理設備Ｂは展示用海水槽１からの排海水（及び余剰海水）を制御弁５９を介して濾過装置２へ供給するポンプ３５を備える。ポンプ３５に接続された流路には制御弁５８が配設されており、制御弁５８を開くと排海水及び余剰海水は泡沫分離装置３へ供給される。泡沫分離装置３は排海水から泡沫を分離する装置であり、排海水中の蛋白質、浮遊性懸濁物質を除去する。また、泡沫分離装置３にはオゾン発生装置３ａが接続されており、オゾン発生装置３ａにより発生するオゾンにより排海水の殺菌も行なう。泡沫分離装置３を通過した排海水は脱気装置４へ供給される。脱気装置４は排海水に対する脱気処理を行なう。

脱気装置４内の排海水はポンプ３４により制御弁５９を介して濾過装置２へ移送される。制御弁６０は濾過装置２の逆洗時に開かれ、通常運転時には閉じられる。制御弁５９を開くと排海水は、３方向制御弁６１及び６２を介して濾過装置２へ供給される。３方向制御弁６１は流路Ｒ２−Ｍ１間、流路Ｒ２−Ｍ２間、流路Ｍ１−Ｍ２間のいずれかの接続関係に選択的に切替える。３方向制御弁６２は流路Ｒ２−Ｎ１間、流路Ｒ２−Ｎ２間、流路Ｎ１−Ｎ２間のいずれかの接続関係に選択的に切替える。濾過装置２は２基の濾過ユニット２ａ及び２ｂを備える。濾過ユニット２ａ及び２ｂは排海水を濾過する濾材を内蔵する。濾過ユニット２３ａ及び２３ｂの濾過能力は濾過装置２の濾過ユニット２ａ及び２ｂよりも低いもので足りる。濾過装置２を通過した排海水は制御弁６３を通過して展示用海水槽１へ還流する。制御弁６３は濾過装置２の逆洗時には閉じられる。

逆洗システムＡは、展示用海水槽１からの排海水を貯留する貯留槽１０と、貯留槽１０内の排海水を浄化する浄化設備２０と、浄化設備２０で浄化された排海水を逆洗水として濾過装置２に供給する逆洗水供給手段であるポンプ３０と、逆洗システムＡを制御する制御盤４０と、を備える。本実施形態の場合、制御盤４０は海水処理設備Ｂの制御も行なう。

貯留槽１０は液体を収容可能な槽状をなし、貯留槽１０内に貯留される排海水の液位を検知する液位センサ１１と、空気の噴出口を複数有し、貯留槽１０内に配設された曝気管１２と、を備える。液位センサ１１は例えば貯留槽１０内の底部近傍の液圧を検知する圧力センサであり、当該液圧により貯留槽１０内の排海水の液位を検知する。制御盤４０は液位センサ１１の検知結果を定期的に取得し、排海水の液位が一定以上低くなると、制御弁５０を開いて展示用海水槽１からの排海水を貯留槽１０内へ供給させる。本実施形態では制御弁５０を開くことにより展示用海水槽１からの余剰海水も貯留槽１０内へ供給される。曝気管１２は不図示の曝気用ポンプから供給される圧縮空気を噴出し、貯留槽１０内の排海水を攪拌する。これにより、貯留槽１０内の排海水の腐敗を防止する。

貯留槽１０内の排海水は貯留槽１０の底部付近からポンプ３１の作動により外部に排出可能となっており、排出された排海水はストレーナ１３を通過して浄化設備２０へ供給される。ポンプ３１に接続された排海水の流路には制御弁５１、５２が配設されており、制御弁５１を閉じて制御弁５２を開くと排海水が制御弁５２を通過して浄化設備２０へ供給され、制御弁５１を開いて制御弁５２を閉じると排海水は制御弁５１を通過して所定の処理が施されて下水へ放流される。

浄化設備２０は貯留槽１０内の排海水を濾過装置２の逆洗水として利用可能なように浄化する設備であり、本実施形態の場合、泡沫分離装置２１と、脱気装置２２と、濾過装置２３と、を備える。泡沫分離装置２１は排海水から泡沫を分離する装置であり、排海水中の蛋白質、浮遊性懸濁物質を除去する。また、泡沫分離装置２１にはオゾン発生装置２１ａが接続されており、オゾン発生装置２１ａにより発生するオゾンにより排海水の殺菌も行なう。泡沫分離装置２１を通過した排海水は脱気装置２２へ供給される。脱気装置２２は排海水に対する脱気処理を行なう。

脱気装置２２内の排海水はポンプ３２により移送される。ポンプ３２に接続された排海水の流路には制御弁５３、５４が配設されており、制御弁５３を開くと排海水が貯留槽１０へ還流し、貯留槽１０と浄化設備２０（ここでは泡沫分離装置２１及び脱気装置２２）との間で、前記貯留槽内の排海水を循環させる。従って、ポンプ３１及び３２と制御弁５２及び５３とは循環手段として機能する。

制御弁５４を開くと排海水は３方向制御弁５５及び５６を介して濾過装置２３へ供給される。３方向制御弁５５は流路Ｒ１−ｘ１間、流路Ｒ１−ｘ２間、流路ｘ１−ｘ２間のいずれかの接続関係に選択的に切替える。３方向制御弁５６は流路Ｒ１−ｙ１間、流路Ｒ１−ｙ２間、流路ｙ１−ｙ２間のいずれかの接続関係に選択的に切替える。濾過装置２３は２基の濾過ユニット２３ａ及び２３ｂを備える。濾過ユニット２３ａ及び２３ｂは排海水を濾過する濾材を内蔵する。濾過ユニット２３ａ及び２３ｂの濾過能力は濾過装置２の濾過ユニット２ａ及び２ｂよりも低いもので足りる。濾過装置２３を通過した排海水は貯留槽１５内に浄化された逆洗水として貯留される。

貯留槽１５内の逆洗水はポンプ３０の作動により濾過装置２及び２３の逆洗に用いられる。濾過装置２を逆洗するときは制御弁５８を閉じ、濾過装置２３を逆洗するときは制御弁５９を開くことになる。ポンプ３３は貯留槽１５内の逆洗水を循環させるポンプであり、制御弁６４を開き、ポンプ３３を作動することで貯留槽１５内の逆洗水が循環することになる。

次に、逆洗システムＡ及び海水処理設備Ｂの制御系について説明する。図２は逆洗システムＡ及び海水処理設備Ｂの制御系のブロック図である。逆洗システムＡ及び海水処理設備Ｂは制御盤４０と、管理室等に設置され、制御盤４０と通信可能なコンピュータ７０と、を備える。

制御盤４０はＣＰＵ４１と、ＲＡＭ４２と、ＲＯＭ４３とを備える。ＲＯＭ４３には逆洗システムＡ及び海水処理設備Ｂの制御プログラム等が格納される。ＲＡＭ４２、ＲＯＭ４３は他の記憶手段も採用可能である。ＣＰＵ４１には入力インターフェース（Ｉ／Ｆ）４４が接続されており、入力Ｉ／Ｆ４４には操作パネル４５、液位センサ１１が接続されている。操作パネル４５は操作者が制御盤４０に対する各種の命令を行なうための操作を受け付ける。液位センサ１１の検知結果は入力Ｉ／Ｆ４４を介してＣＰＵ４１が取得する。

ＣＰＵ４１には出力Ｉ／Ｆ４６が接続されており、出力Ｉ／Ｆ４６に接続されている、表示器４７、各種装置（３、３ａ、４、２１、２１ａ、２２）、制御弁５０乃至６３にそれぞれ制御命令を出力し、これらは制御命令に従って動作する。

ＣＰＵ４１には通信Ｉ／Ｆ４８が接続されており、コンピュータ７０とのデータ通信を行なう。コンピュータ７０は制御盤４０に対して、自動運転・マニュアル運転の設定等の各種設定、逆洗システムＡ及び海水処理設備Ｂの動作指示、逆洗システムＡ及び海水処理設備Ｂの状態表示等を行なう。

＜システムの動作＞
＜海水処理設備Ｂの通常運転＞
図３は海水処理設備Ｂの通常運転時の動作説明図である。通常運転時には展示用海水槽１と濾過装置２との間で排海水（及び余浄海水）を循環させる。制御盤４０は制御弁５９、６３を開く。また、３方向制御弁６１は流路Ｒ２とＭ１とが接続されるように、３方向制御弁６２は流路Ｒ２とＮ１とが接続されるように切替える。制御盤４０がポンプ３５を作動させることにより、展示用海水槽１からの排海水及び余剰海水は図３の矢印の方向に移送される。なお、制御弁５８を開き、ポンプ３４を作動することで排海水及び余剰海水が泡沫分離装置３、脱気装置４を通過し、その浄化が図られる。

＜濾過装置２の逆洗＞
図４は濾過装置２の逆洗時の動作説明図である。濾過装置２の逆洗時に制御盤４０は制御弁６３を閉じ、制御弁６０を開く。また、図４にて不図示の制御弁５９、６４は閉じる。本実施形態の場合、濾過装置２の逆洗は濾過ユニット２ａ、２ｂそれぞれ個別に行なう。まず、濾過ユニット２ａの逆洗時について説明する。

制御盤４０は３方向制御弁６１を流路Ｍ１とＭ２とが接続されるように切替え、３方向制御弁６２を流路Ｒ２とＮ１とが接続されるように切替える。ポンプ３０を作動させると、貯留槽１５内の逆洗水が図４で実線矢印で示すように、制御弁６０⇒３方向制御弁６２⇒濾過ユニット２ｂ⇒濾過ユニット２ａ（逆洗される）⇒３方向制御弁６１⇒流路Ｍ２、と流れて逆洗後の逆洗水が貯留槽１０へ供給される。逆洗後の逆洗水は浄化されて再度逆洗水として用いられることになる。

次に、濾過ユニット２ｂの逆洗時について説明する。制御盤４０は３方向制御弁６１を流路Ｒ２とＭ１とが接続されるように切替え、３方向制御弁６１を流路Ｎ１とＮ２とが接続されるように切替える。ポンプ３０を作動させると、貯留槽１５内の逆洗水が図４で実線並びに破線矢印で示すように、制御弁６０⇒３方向制御弁６１⇒濾過ユニット２ａ⇒濾過ユニット２ｂ（逆洗される）⇒３方向制御弁６２⇒流路Ｎ２、と流れて逆洗後の逆洗水が貯留槽１０へ供給される。逆洗後の逆洗水は浄化されて再度逆洗水として用いられることになる。

＜排海水の再利用＞
図５（ａ）及び（ｂ）は貯留槽１０内の排海水を浄化して逆洗水として再利用する場合の動作説明図である。まず、貯留槽１０内の底部には浮遊性懸濁物質が滞留している可能性があるのでこれを浄化対象から排除すべく、浮遊性懸濁物質を排出する処理を行う。制御盤４０は制御弁５１を開き、制御弁５２を閉じる。ポンプ３１を作動することで貯留槽１０内の浮遊性懸濁物質を含む排海水が図５（ａ）で矢印で示すようにストレーナ１３、ポンプ３１、制御弁５１を通過して排出される。ポンプ３１は浮遊性懸濁物質を排出する排出手段として機能することになる。排出された排海水は所定の処理が施されて下水へ放流される。ポンプ３１を一定時間作動させ、浮遊性懸濁物質を排出する処理を継続する。

浮遊性懸濁物質を排出する処理が終了すると排海水を浄化する処理を行う。制御盤４０は制御弁５１を閉じ、制御弁５２乃至５４を開く。また、３方向制御弁５５は流路Ｒ１とｘ１とが接続されるように、３方向制御弁５６は流路Ｒ１とＹ１とが接続されるように切替える。更に、制御弁５７、６４を開く。制御盤４０はその後ポンプ３１乃至３３を作動させる。

貯留槽１０内の排海水は図５（ｂ）で矢印で示すようにストレーナ１３⇒ポンプ３１⇒制御弁５２⇒泡沫分離装置２１⇒脱気装置２２⇒ポンプ３２と流れ、その一部は制御弁５５３を通過して貯留槽１０内に還流され、排海水が循環される。残りは制御弁５４、３方向制御弁５５、５６を通過して濾過装置２３を通過し濾過される。浄化設備２０による一連の処理で浄化された排海水は制御弁５７を通過して貯留槽１５に逆洗水として貯留される。貯留槽１５内の逆洗水はポンプ３３により制御弁６４を通過して貯留槽１５に還流され、循環される。

＜濾過装置２３の逆洗＞
図６は濾過装置２３の逆洗時の動作説明図である。濾過装置２３の逆洗においても貯留槽１５の逆洗水を用いる。制御盤４０は制御弁５７を閉じ、制御弁５８を開く。また、図６にて不図示の制御弁５４、６４は閉じる。本実施形態の場合、濾過装置２の逆洗の場合と同様、濾過ユニット２３ａ、２３ｂそれぞれ個別に行なう。まず、濾過ユニット２３ａの逆洗時について説明する。

制御盤４０は３方向制御弁５５を流路Ｘ１とＸ２とが接続されるように切替え、３方向制御弁５６を流路Ｒ１とＹ１とが接続されるように切替える。ポンプ３０を作動させると、貯留槽１５内の逆洗水が図６で実線矢印で示すように、制御弁５８⇒３方向制御弁５６⇒濾過ユニット２３ｂ⇒濾過ユニット２３ａ（逆洗される）⇒３方向制御弁５５⇒流路Ｘ２と流れて逆洗後の逆洗水に所定の処理が施されて下水に放流される。

次に、濾過ユニット２３ｂの逆洗時について説明する。制御盤４０は３方向制御弁５５を流路Ｒ１とＸ１とが接続されるように切替え、３方向制御弁５６を流路Ｙ１とＹ２とが接続されるように切替える。ポンプ３０を作動させると、貯留槽１５内の逆洗水が図６で実線並びに破線矢印で示すように、制御弁５８⇒３方向制御弁５５⇒濾過ユニット２３ａ⇒濾過ユニット２３ｂ（逆洗される）⇒３方向制御弁５６⇒流路Ｙ２、と流れて逆洗後の逆洗水に所定の処理が施されて下水に放流される。

＜システムの効果＞
逆洗システムＡでは展示用海水槽１の排海水を浄化して逆洗水として再利用することができる。従って、ランニングコストを低減することができる。逆洗水が海水なのでバクテリアの減少を抑制し、逆洗後の濾過能力の低減を防止することができる。また、展示用海水槽１からの余浄海水、濾過装置２の逆洗時の排海水（逆洗後の逆洗水）が貯留槽１０に貯留され、逆洗水として再利用される。従ってランニングコストを更に低減することができる。

また、浄化設備２０による排海水の浄化に先立ち、排海水の前処理として浮遊性懸濁物質が排海水から除去されるので（図５（ａ））、排海水の浄化効率を高めることができる。浄化設備２０は泡沫分離装置２１と、脱気装置２２と、濾過装置２３と、を備えるので、逆洗水としてより好適な海水が得られる。更に、貯留槽１０と泡沫分離装置２１及び脱気装置２２との間では排海水が循環されるので、繰り返し浄化され、処理能力の小さなより小規模の設備でも排海水をより効果的に浄化できる。

本発明の一実施形態に係る逆洗システムＡのシステム図である。逆洗システムＡ及び海水処理設備Ｂの制御系のブロック図である。図３は海水処理設備Ｂの通常運転時の動作説明図である。濾過装置２の逆洗時の動作説明図である。（ａ）及び（ｂ）は貯留槽１０内の排海水を浄化して逆洗水として再利用する場合の動作説明図である。濾過装置２３の逆洗時の動作説明図である。

符号の説明

Ａ逆洗システム
Ｂ海水処理設備
１展示用海水槽
２濾過装置
１０貯留槽
２０浄化設備
３０〜３５ポンプ
５０〜６４制御弁

Claims

展示用海水槽と濾過装置との間で前記展示用海水槽内の海水を循環させ、当該海水を前記濾過装置で濾過する海水処理設備の、前記濾過装置内の濾材を逆洗する逆洗システムにおいて、
前記展示用海水槽からの排海水を貯留する貯留槽と、
前記貯留槽内の排海水を浄化する浄化設備と、
前記浄化設備で浄化された前記排海水を逆洗水として前記濾過装置に供給する逆洗水供給手段と、を備えたことを特徴とする逆洗システム。
前記貯留槽には、更に、
前記展示用海水槽からの余浄海水、又は、前記濾過装置の逆洗時の排海水の少なくともいずれかが貯留されることを特徴とする請求項１に記載の逆洗システム。
前記貯留槽内に滞留する浮遊性懸濁物質を排出する排出手段を備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の逆洗システム。
前記浄化設備が、
前記排海水から泡沫を分離する泡沫分離装置と、前記排海水を脱気する脱気装置と、前記排海水を濾過する濾過器と、を含むことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の逆洗システム。
前記貯留槽と前記浄化設備との間で、前記貯留槽内の排海水を循環させる循環手段を備えたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の逆洗システム。