JP2007253022A - 濾過システムおよびその運転方法 - Google Patents

Abstract

【課題】コストを抑えつつ処理水水質を維持する。
【解決手段】原水中に含まれる不純物を濾材によって除去する濾過手段２に原水ライン３と処理水ライン４とを接続し、前記原水ライン３には、不純物の除去に使用する薬剤の薬注手段として酸化剤添加手段８と凝集剤添加手段９とを接続した濾過システム１であって、前記薬剤が添加された原水または処理水の濁度または色度の水質検出手段１０と、前記濾過手段２への原水の供給流量を調節する原水供給ポンプ７と、前記水質検出手段１０の検出結果に基づいて、前記原水供給ポンプ７を制御する制御手段２５とを備えたことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

この発明は、原水中に含まれる非溶解物などの不純物を濾材によって除去する濾過システムおよびその運転方法に関する。

原水中に含まれる非溶解物などの不純物を濾材によって除去する濾過システムとしては、たとえば地下水などに含まれる非溶解物としての鉄分を除去して得られた水を上水や中水などとして供給する除鉄システムや、鉄，マンガンを除去する除鉄除マンガンシステムがあり、またプールあるいは浴場などで使用する水を循環させてゴミなどの非溶解物を除去する循環型の砂濾過システムなどがある（たとえば、特許文献１，２参照）。

前記濾過システムは、原水中に含まれる非溶解物を濾材によって除去する濾過手段を備え、この濾過手段と接続された原水ラインから前記濾過手段へ原水を供給して、前記濾材によって非溶解物を捕捉して除去し、この水を前記濾過手段と接続された処理水ラインから採取するようになっている。
特開平９−２３９３６１号公報 特開２００２−１３３８号公報

ところで、原水水質は常に一定であるとは限らず変動することがある。したがって、原水水質が悪化したとき、前記濾材によって非溶解物などの不純物を除去しきれず、処理水側へ不純物が漏れて処理水水質が悪化するおそれがある。従来、原水水質の悪化を想定したり、安全率を考慮して濾材の量などを設定することもあるが、コストが必要以上に高くなっていた。

この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その解決しようとする課題は、コストを抑えつつ処理水水質を維持することである。

この発明は、前記課題を解決するためになされたもので、請求項１に記載の発明は、原水中に含まれる不純物を濾材によって除去する濾過手段に原水ラインと処理水ラインとを接続し、前記原水ラインには、不純物の除去に使用する薬剤の薬注手段を接続した濾過システムであって、前記薬剤が添加された原水または処理水の濁度または色度の水質検出手段と、前記濾過手段への原水の供給流量を調節する流量調節手段と、前記水質検出手段の検出結果に基づいて、前記流量調節手段を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする。

請求項１に記載の発明では、前記水質検出手段による検出値が所定濁度または所定色度を超えたとき、前記制御手段は、前記濾過手段への原水の供給流量を減らすように、前記流量調節手段を制御する。

請求項２に記載の発明は、請求項１において、前記水質検出手段の検出結果に基づいて、前記流量調節手段によって前記濾過手段への原水の供給流量を減らしたとき、処理水へ補給水を供給する補給水供給手段を備えたことを特徴とする。

請求項２に記載の発明では、前記水質検出手段による検出値が所定濁度または所定色度を超えて前記流量調節手段によって前記濾過手段への原水の供給流量を減らしたとき、これによって流量が減った処理水へ前記補給水供給手段によって補給水を供給する。

請求項３に記載の発明は、請求項２において、前記処理水ラインの下流側と接続された処理水貯留部と、この処理水貯留部に設けられた水位検出手段とを備え、前記濾過手段への原水の供給流量を減らしたときにおける前記補給水供給手段による補給水の供給を、前記水位検出手段によって検出される前記処理水貯留部の水位が所定の補給水位以下であるときに行うことを特徴とする。

請求項３に記載の発明では、前記濾過手段への原水の供給流量を減らしたときに、前記処理水貯留部の水位が所定の補給水位以下であるときに、処理水への補給水の供給を行う。

請求項４に記載の発明は、原水中に含まれる不純物を濾材によって除去する濾過手段に原水ラインと処理水ラインとを接続し、前記原水ラインには、不純物の除去に使用する薬剤の薬注手段を接続した濾過システムの運転方法であって、前記薬剤が添加された原水または処理水の濁度または色度を検出し、その検出結果に基づいて、前記濾過手段への原水の供給流量を調節することを特徴とする。

請求項４に記載の発明では、原水または処理水の濁度または色度の検出値が、所定濁度または所定色度を超えたとき、前記濾過手段への原水の供給流量を減らす。

請求項５に記載の発明は、請求項４において、原水または処理水の濁度または色度の検出結果に基づいて、前記濾過手段への原水の供給流量を減らしたとき、処理水へ補給水を供給することを特徴とする。

請求項５に記載の発明では、原水または処理水の濁度または色度の検出値が所定濁度または所定色度を超えて前記濾過手段への原水の供給流量を減らしたとき、これによって流量が減った処理水へ補給水を供給する。

さらに、請求項６に記載の発明は、請求項５において、前記濾過手段への原水の供給流量を減らしたときにおける処理水への補給水の供給を、前記処理水ラインの下流側と接続された処理水貯留部の水位が所定の補給水位以下であるときに行うことを特徴とする。

請求項６に記載の発明では、前記濾過手段への原水の供給流量を減らしたときに、前記処理水貯留部の水位が所定の補給水位以下であるときに、処理水への補給水の供給を行う。

請求項１，４に記載の発明によれば、原水または処理水の濁度または色度の検出値が所定濁度または所定色度を超えたとき、前記濾過手段への原水の供給流量を前記設定流量よりも減らすことにより、非溶解物などの不純物を前記濾材によって十分に除去することができる。これにより、原水水質が悪化したときであっても、処理水水質を維持することができ、また原水水質の悪化を想定したり、安全率を考慮して前記濾材の量などを設定する必要はなく、コストを抑えることができる。

請求項２，５に記載の発明によれば、前記濾過手段への原水の供給流量を減らすことによって処理水流量が減ったときであっても、処理水へ上水や浄水などの補給水が供給されるので、処理水水質を維持しつつも、必要量の処理水を確保することができる。

請求項３，６に記載の発明によれば、処理水水質維持のために、前記濾過手段への原水の供給流量を減らしたときであっても、処理水貯留部の水位が所定の補給水位を超えているときには、処理水への補給水の供給が行われないので、必要量の処理水を確保しつつも補給水の使用を抑えることができ、コストを低減させることができる。

つぎに、この発明の実施の形態について図面に基づいて詳細に説明する。

（第一実施形態）
まず、この発明の第一実施形態について説明する。図１は、この発明に係る濾過システムの第一実施形態の構成を示す概略的な説明図である。

図１に示す濾過システム１は、濾過手段２と、この濾過手段２へ原水を供給する原水ライン３と、前記濾過手段２からの処理水を採取する処理水ライン４とを備えている。

前記濾過手段２は、非溶解物などの不純物として原水中に含まれる鉄分を除去する除鉄手段であり、この第一実施形態の濾過システム１は、除鉄システムである。そして、前記濾過手段２は、アンスラサイト，濾過砂などから形成された濾材層（図示省略）によって濾過を行う塔式の濾過部５と、コントロールバルブ６とを備えている。ここにおいて、前記濾過手段２は、前記濾材層中にマンガンゼオライトなどを加えることで、除マンガン能力を備えていてもよい。

前記コントロールバルブ６には、前記原水ライン３と前記処理水ライン４とが接続されており、前記コントロールバルブ６を介して前記濾過部５へ供給された原水が濾過され、原水に含まれていた鉄分が除去され、この水が前記コントロールバルブ６を介して前記処理水ライン４へ流れるようになっている。

前記原水ライン３には、原水供給ポンプ７が設けられている。この原水供給ポンプ７は、前記濾過手段２への原水の供給流量を調節する流量調節手段としての役割も果たすものである。さらに、前記原水ライン３には、前記原水供給ポンプ７の下流側に、不純物の除去に使用する薬剤の薬注手段として、酸化剤添加手段８および凝集剤添加手段９が接続され、さらにこれらの下流側に水質検出手段１０が接続されている。

前記酸化剤添加手段８は、酸化剤供給ライン１１を介して前記原水ライン３と接続された酸化剤貯留部１２を備えている。この酸化剤貯留部１２には、酸化剤として次亜塩素酸ナトリウムが貯留されており、この次亜塩素酸ナトリウムにより原水中に含まれる鉄分が酸化されて不溶性の水酸化第二鉄（Ｆｅ（ＯＨ）_３）となり、この水酸化第二鉄が前記濾過手段２によって除去されるようになっている。

前記次亜塩素酸ナトリウムは、前記酸化剤供給ライン１１に設けられた酸化剤供給ポンプ１３によって、前記原水ライン３へ添加されるようになっている。ここで、前記次亜塩素酸ナトリウムの添加量は、原水水質が悪化したときに、後述するように、前記水質検出手段１０によって原水の濁度または色度の上昇を検出できるように、安全側に設定されている。

前記凝集剤添加手段９は、凝集剤供給ライン１４を介して前記原水ライン３と接続された凝集剤貯留部１５を備えている。この凝集剤貯留部１５に貯留されている凝集剤は、前記凝集剤供給ライン１４に設けられた凝集剤供給ポンプ１６によって、前記原水ライン３へ添加されるようになっている。

前記水質検出手段１０は、前記酸化剤添加手段８よりも下流側を流れる原水の濁度または色度を検出するものであり、試料液導入ライン１７を介して原水ライン３と接続されている。前記水質検出手段１０は、たとえば特願２００５−３４７４０５号に記載された光学計測装置である。この光学計測装置は、その詳細構成については図示省略するが、測定セルに設けられた測定室内の試料液へ発光素子からの光を第一導光部を通じて照射するとともに、試料液からの光を第二導光部を通じて受光素子で検出する光学計測装置であって、前記測定セルに形成され、試料液を前記測定室へ導入し，あるいは前記測定室から導出する流路部と、前記測定セルに装着され、前記流路部を開閉する流通制御部と、前記測定セルと接続され、前記測定室と連通するフィルタ部とを備えて構成されている。このように構成することで、試料液の採取機構および前記各導光部における光透過窓を洗浄するための清浄液の生成機構が一体化されたコンパクトな光学計測装置を実現することができ、また清浄液の供給圧力を低下させることなく、ノズル洗浄を行うことのできる光学計測装置を実現することができるようになっている。そして、この結果、現場への取り付けやメンテナンスなどを短時間で行うことができ、さらには前記光透過窓に付着した汚れ成分を効果的に除去して所定の測定濃度を維持することができるようになっている。

前記処理水ライン４の下流側には、水位センサ１８を備えた処理水貯留部１９が接続されている。また、この処理水貯留部１９には、処理水配給ライン２０が接続されている。

前記処理水貯留部１９へは、補給水供給手段２１により、別系統からの上水や浄水などの補給水を供給することができるようになっている。前記補給水供給手段２１は、前記処理水貯留部１９と接続された補給水供給ライン２２と、この補給水供給ライン２２に設けられた補給水供給バルブ２３とを備えている。

前記原水供給ポンプ７，前記水質検出手段１０，前記酸化剤供給ポンプ１３，前記凝集剤供給ポンプ１６，前記水位センサ１８および前記補給水供給バルブ２３は、信号線２４，２４，…を介して制御手段２５と接続されている。この制御手段２５は、前記水質検出手段１０または前記水位センサ１８から前記信号線２４を介して入力された信号に基づいて、前記原水供給ポンプ７，前記酸化剤供給ポンプ１３，前記凝集剤供給ポンプ１６および前記補給水供給バルブ２３を制御するようになっている。

さて、前記濾過システム１では、前記水位センサ１８により、前記処理水貯留部１９内の水位が所定の給水開始水位以下となったことが検出されたとき、前記制御手段２５によって、前記原水供給ポンプ７を作動させて所定の設定流量で前記濾過手段２へ原水を供給する。このとき、前記制御手段２５は、前記酸化剤供給ポンプ１３および前記凝集剤供給ポンプ１６も作動させることにより、前記酸化剤貯留部１２内の次亜塩素酸ナトリウムと前記凝集剤貯留部１５内の凝集剤とを、前記原水ライン３へそれぞれ添加する。

前記原水ライン３へ次亜塩素酸ナトリウムを添加すると、原水中の鉄分が酸化されて不溶性の水酸化第二鉄となる。そして、前記凝集剤によって水酸化第二鉄が凝集された原水が、前記コントロールバルブ６を介して前記濾過部５へ流入すると、前記濾材層（図示省略）によって水酸化第二鉄が捕捉されて除去され、この水が前記コントロールバルブ６を介して前記処理水ライン４へ流出する。前記処理水ライン４へ流出した処理水は、前記処理水貯留部１９に貯留される。

前記濾過システム１の運転時には、前記水質検出手段１０によって濁度または色度の検出を行い、その検出結果は前記信号線２４を介して前記制御手段２５へ入力される。前記制御手段２５は、前記水質検出手段１０の検出結果に基づいて、前記原水供給ポンプ７を制御する。具体的には、前記水質検出手段１０の検出値が所定濁度または所定色度以下となっているとき、前記制御手段２５は、前記濾過手段２への原水の供給流量が前記設定流量となるように、前記原水供給ポンプ７を制御する。一方で、前記水質検出手段１０の検出値が所定濁度または所定色度を超えたとき、前記制御手段２５は、前記濾過手段２への原水の供給流量を前記設定流量よりも減らすように、前記原水供給ポンプ７を制御する。

前記原水供給ポンプ７によって前記濾過手段２への原水の供給流量を減らしたとき、前記制御手段２５は前記補給水供給バルブ２３を開状態として、前記補給水供給ライン２２から前記処理水貯留部１９へ補給水を供給する。

ここで、前記濾過手段２への原水の供給流量を減らしたときにおける前記処理水貯留部１９への補給水の供給は、前記水位センサ１８によって検出される前記処理水貯留部１９の水位が、所定の補給水位以下であるときにのみ行ってもよい。これにより、前記処理水貯留部１９の水位が所定の補給水位を超えているときには、前記処理水貯留部１９への補給水の供給が行われないので、必要量の処理水を確保しつつも補給水の使用を抑えることができ、コストを低減させることができる。

前記処理水貯留部１９内の水位が、所定の給水停止水位になると、前記制御手段２５は前記原水供給ポンプ７を停止し、また前記補給水供給バルブ２３を開状態としていたときは、この補給水供給バルブ２３を閉状態とする。

前記濾過システム１によれば、前記水質検出手段１０の検出値が所定濁度または所定色度を超えたとき、前記濾過手段２への原水の供給流量を前記設定流量よりも減らすことにより、前記濾材層によって鉄分を十分に除去することができる。これにより、原水水質が悪化したときであっても、処理水水質を維持することができ、また原水水質の悪化を想定したり、安全率を考慮して前記濾材の量などを設定する必要はなく、コストを抑えることができる。

また、前記水質検出手段１０による検出値が所定濁度または所定色度を超えて前記濾過手段２への原水の供給流量を減らし、これによって処理水流量が減ったときであっても、前記補給水供給手段２１によって処理水へ補給水が供給されるので、処理水水質を維持しつつも、必要量の処理水を確保することができる。

ここで、前記第一実施形態の変形例について説明する。前記第一実施形態において、前記濾過システム１は、前記濾過手段２を除鉄手段とした除鉄システムとなっているが、前記濾過システム１は、前記濾過手段２をゴミなどを除去する砂濾過手段とした砂濾過システムであってもよい。この場合、前記濾過部５は、アンスラサイト，濾過砂などから形成された濾材層（図示省略）によって濾過を行うよう構成される。

この変形例では、前記凝集剤添加手段９によって添加された前記凝集剤により、原水中のゴミなどが凝集し、この凝集物が前記濾材層によって除去される。ここで、この砂濾過システムでは、前記原水中の鉄分を酸化させる必要はないので、前記酸化剤添加手段８を設ける必要はないが、前記濾過手段２へ供給される原水を次亜塩素酸ナトリウムなどの殺菌剤によって殺菌するために、前記酸化剤添加手段８の位置に、図示しないが、殺菌剤貯留部と殺菌剤供給ポンプと殺菌剤供給ラインとを備えた殺菌剤添加手段が設けられる。

（第二実施形態）
つぎに、この発明の第二実施形態について説明する。図２は、この発明に係る濾過システムの第二実施形態の構成を示す概略的な説明図である。図２において、図１に示す前記第一実施形態の濾過システム１と同一の構成については、同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。

図２に示す濾過システム３０は、たとえばプールや浴場などの水使用部３１の水を循環させる循環型の砂濾過システムであり、前記濾過手段２と接続された前記原水ライン３および前記処理水ライン４は、前記水使用部３１と接続されて、これら前記原水ライン３と前記処理水ライン４とで、前記水使用部３１の水を循環させる循環ライン３２を構成している。

前記濾過システム３０では、前記濾過手段２は、前記第一実施形態の変形例と同様に砂濾過手段となっている。また、前記濾過手段２へ供給される原水を殺菌剤によって殺菌するため、殺菌剤として次亜塩素酸ナトリウムが貯留されている殺菌剤貯留部３３と殺菌剤供給ポンプ３４と殺菌剤供給ライン３５とを備えた殺菌剤添加手段３６が、前記酸化剤添加手段８の代わりに設けられている。ここで、前記殺菌剤供給ポンプ３４は、前記酸化剤供給ポンプ１３と同様に、前記信号線２４を介して前記制御手段２５と接続されている。

さて、前記濾過システム３０では、タイマ（図示省略）によって設定された運転開始時刻になると、前記制御部２５が前記原水供給ポンプ７を作動させて所定の設定流量で前記濾過手段２へ原水を供給する。このとき、前記制御手段２５は、前記殺菌剤供給ポンプ３５および前記凝集剤供給ポンプ１６も作動させることにより、前記殺菌剤貯留部３３内の次亜塩素酸ナトリウムと前記凝集剤貯留部１５内の凝集剤とを、前記原水ライン３へそれぞれ添加する。

そして、前記凝集剤の添加によってゴミなどが凝集された原水が、前記コントロールバルブ６を介して前記濾過部５へ流入すると、前記濾材層（図示省略）によってゴミなどが捕捉されて除去され、この水が前記コントロールバルブ６を介して前記処理水ライン４へ流出する。前記処理水ライン４へ流出した処理水は、前記水使用部３１へ流入する。

前記濾過システム３０においても、前記第一実施形態と同様に、前記制御手段２５は、前記水質検出手段１０の検出結果に基づいて、前記原水供給ポンプ７を制御し、前記水質検出手段１０の検出値が所定濁度または所定色度を超えたとき、前記濾過手段２への原水の供給流量を前記設定流量よりも減らすように、前記原水供給ポンプ７を制御する。ただし、この第二実施形態の濾過システム３０は、前記補給水供給手段２１を備えておらず、前記濾過手段２への原水の供給流量を減らしたときであっても、前記水使用部３１への上水や浄水などの補給水の供給は行われない。

以上のような前記濾過システム３０によっても、第一実施形態と同様に、コストを抑えつつ処理水水質を維持することができる。

以上、この発明を前記各実施形態に基づいて説明したが、この発明は、前記実施形態に限られるものでないことはもちろんである。たとえば、前記水質検出手段１０は、前記処理水ライン４と接続されていてもよい。また、前記制御手段２５は、前記水質検出手段１０の検出値に応じて、前記濾過手段２への原水の供給流量を可変させるように、前記原水供給ポンプ７を制御してもよい。この場合、前記制御手段２５は、濁度または色度が低くなるほど、前記濾過手段２への原水の供給流量を減らすように、前記原水供給ポンプ７を制御する。

この発明に係る濾過システムの第一実施形態の構成を示す概略的な説明図である。 この発明に係る濾過システムの第二実施形態の構成を示す概略的な説明図である。

符号の説明

１，３０ 濾過システム
２ 濾過手段
３ 原水ライン
４ 処理水ライン
７ 原水供給ポンプ（流量調節手段）
８ 酸化剤添加手段（薬注手段）
９ 凝集剤添加手段（薬注手段）
１０ 水質検出手段
１８ 水位センサ（水位検出手段）
１９ 処理水貯留部
２１ 補給水供給手段
２５ 制御手段

Claims (6)

1. 原水中に含まれる不純物を濾材によって除去する濾過手段に原水ラインと処理水ラインとを接続し、前記原水ラインには、不純物の除去に使用する薬剤の薬注手段を接続した濾過システムであって、
   前記薬剤が添加された原水または処理水の濁度または色度の水質検出手段と、前記濾過手段への原水の供給流量を調節する流量調節手段と、前記水質検出手段の検出結果に基づいて、前記流量調節手段を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする濾過システム。
2. 前記水質検出手段の検出結果に基づいて、前記流量調節手段によって前記濾過手段への原水の供給流量を減らしたとき、処理水へ補給水を供給する補給水供給手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の濾過システム。
3. 前記処理水ラインの下流側と接続された処理水貯留部と、この処理水貯留部に設けられた水位検出手段とを備え、前記濾過手段への原水の供給流量を減らしたときにおける前記補給水供給手段による補給水の供給を、前記水位検出手段によって検出される前記処理水貯留部の水位が所定の補給水位以下であるときに行うことを特徴とする請求項２に記載の濾過システム。
4. 原水中に含まれる不純物を濾材によって除去する濾過手段に原水ラインと処理水ラインとを接続し、前記原水ラインには、不純物の除去に使用する薬剤の薬注手段を接続した濾過システムの運転方法であって、
   前記薬剤が添加された原水または処理水の濁度または色度を検出し、その検出結果に基づいて、前記濾過手段への原水の供給流量を調節することを特徴とする濾過システムの運転方法。
5. 原水または処理水の濁度または色度の検出結果に基づいて、前記濾過手段への原水の供給流量を減らしたとき、処理水へ補給水を供給することを特徴とする請求項４に記載の濾過システムの運転方法。
6. 前記濾過手段への原水の供給流量を減らしたときにおける処理水への補給水の供給を、前記処理水ラインの下流側と接続された処理水貯留部の水位が所定の補給水位以下であるときに行うことを特徴とする請求項５に記載の濾過システムの運転方法。

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