JP2011200802A - 濾過システム - Google Patents

Abstract

【課題】濾材の捕捉能力を容易に回復することができる濾過システムを提供すること。
【解決手段】濾過手段と、洗浄手段６，１５，１６，２，３と、凝集剤添加手段１１ｂと、汚濁度検出手段１０，１８と、濁質捕捉量を算出する濁質捕捉量算出手段３３と、凝集剤の添加割合を算出する凝集剤添加割合算出手段３４と、濾過手段において濾材の洗浄動作の実施要求がなされているか否かを判定する洗浄動作実施要求判定手段３５と、洗浄動作の実施要求がなされていると判定された場合に、濁質捕捉量算出手段３３により算出された濁質捕捉量及び凝集剤添加割合算出手段３４により算出された凝集剤の添加割合に基づいて濾材の洗浄時間を設定する洗浄時間設定手段３６と、設定された洗浄時間に基づいて、洗浄動作を実施するように洗浄手段６，１５，１６，２，３等を制御する洗浄動作実施制御手段３７と、を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、原水に含まれる懸濁物質を濾材により捕捉して処理水を製造する濾過処理装置を備えた濾過システムに関する。

従来より、地下水等の原水に含まれる懸濁物質（例えば、微粒子、有機物、溶存鉄の酸化析出物等）を濾材（濾材層）により捕捉して処理水を製造する濾過処理装置を備えた濾過システムが提供されている（例えば、特許文献１，２参照）。
このような濾過システムにおいては、原水に含まれる懸濁物質を凝集（フロック化）させて除去し易くするために、濾過処理に先立って、原水に凝集剤が添加されることが多い。

前記濾過処理装置の濾材は、捕捉した懸濁物質の増加に伴って、次第に捕捉能力（濾過能力）が低下する。そのため、洗浄水（原水又は処理水）を用いて濾材を定期的に洗浄（逆洗浄及び水洗）することにより、濾材の捕捉能力を回復させている。

特開昭６２−１９１０１４号公報 特開２００３−１９０９７３号公報

一般に、凝集剤は、粘性（吸着力）を有する。また、凝集剤の添加量は、原水の水質によって増減される。そのため、上記特許文献に記載の濾過システムにおいて、懸濁物質の捕捉量が増加した濾材に対して多量の凝集剤が添加されると、凝集剤が、濾材及び濾材に捕捉された懸濁物質に付着（固着）し易い。従って、濾材の目詰まりが起こり易く、濾材を洗浄しても捕捉能力を回復させることが困難であった。

本発明は、濾材の捕捉能力を容易に回復することができる濾過システムを提供することを目的とする。

本発明は、原水に含まれる懸濁物質を濾材により捕捉して処理水を製造する濾過手段と、前記濾材に対し、逆洗浄工程及び水洗工程からなる洗浄動作を実施する洗浄手段と、前記濾過手段による濾過処理が行われる前に、原水に凝集剤を添加する凝集剤添加手段と、前記濾材の汚濁の程度である汚濁度を検出する汚濁度検出手段と、前記汚濁度検出手段により検出された汚濁度に基づいて、前記濾材により捕捉される懸濁物質の量である濁質捕捉量を算出する濁質捕捉量算出手段と、前記凝集剤添加手段により原水に対して添加される凝集剤の添加割合を算出する凝集剤添加割合算出手段と、前記濾過手段において前記濾材の洗浄動作の実施要求がなされているか否かを判定する洗浄動作実施要求判定手段と、前記洗浄動作実施要求判定手段により前記濾過手段において洗浄動作の実施要求がなされていると判定された場合に、前記濁質捕捉量算出手段により算出された濁質捕捉量及び前記凝集剤添加割合算出手段により算出された凝集剤の添加割合に基づいて前記濾材の洗浄時間を設定する洗浄時間設定手段と、前記洗浄時間設定手段により設定された洗浄時間に基づいて、洗浄動作を実施するように前記洗浄手段を制御する洗浄動作実施制御手段と、を備える濾過システムに関する。

また、前記洗浄時間設定手段は、前記濁質捕捉量算出手段により算出された濁質捕捉量が多いほど洗浄時間を長く設定し、前記凝集剤添加割合算出手段により算出された凝集剤の添加割合が大きいほど洗浄時間を長く設定することが好ましい。

また、前記逆洗浄工程を実施する逆洗浄時間及び前記水洗工程を実施する水洗時間は、前記濁質捕捉量算出手段により算出された濁質捕捉量及び前記凝集剤添加割合算出手段により算出された凝集剤の添加割合に基づいて、個別に設定されることが好ましい。

また、本発明は、原水に含まれる懸濁物質を濾材により捕捉して処理水を製造する濾過手段と、前記濾材に対し、逆洗浄工程及び水洗工程からなる洗浄動作を実施する洗浄手段と、前記濾過手段による濾過処理が行われる前に、原水に凝集剤を添加する凝集剤添加手段と、前記濾材の汚濁の程度である汚濁度を検出する汚濁度検出手段と、前記汚濁度検出手段により検出された汚濁度に基づいて、前記濾材により捕捉される懸濁物質の量である濁質捕捉量を算出する濁質捕捉量算出手段と、前記凝集剤添加手段により原水に対して添加される凝集剤の添加割合を算出する凝集剤添加割合算出手段と、前記濾過手段において前記濾材の洗浄動作の実施要求がなされているか否かを判定する洗浄動作実施要求判定手段と、前記洗浄動作実施要求判定手段により前記濾過手段において洗浄動作の実施要求がなされていると判定された場合に、前記濁質捕捉量算出手段により算出された濁質捕捉量及び前記凝集剤添加割合算出手段により算出された凝集剤の添加割合に基づいて前記濾材の洗浄水量を設定する洗浄水量設定手段と、前記洗浄水量設定手段により設定された洗浄水量に基づいて、洗浄動作を実施するように前記洗浄手段を制御する洗浄動作実施制御手段と、を備える濾過システムに関する。

また、前記洗浄水量設定手段は、前記濁質捕捉量算出手段により算出された濁質捕捉量が多いほど洗浄水量を多く設定し、前記凝集剤添加割合算出手段により算出された凝集剤の添加割合が大きいほど洗浄水量を多く設定することが好ましい。

また、前記逆洗浄工程で使用される洗浄水の水量及び前記水洗工程で使用される濯ぎ水の水量は、前記濁質捕捉量算出手段により算出された濁質捕捉量及び前記凝集剤添加割合算出手段により算出された凝集剤の添加割合に基づいて、個別に設定されることが好ましい。

本発明によれば、濾材の捕捉能力を容易に回復することができる濾過システムを提供することができる。

第１実施形態の濾過システム１を示す構成図である。 第１実施形態の濾過システム１の制御に係る機能ブロック図である。 濁質捕捉量と凝集剤の添加割合とに基づいて設定される洗浄時間の設定例を示す図である。 凝集剤の添加割合をパラメータとした場合における濁質捕捉量と洗浄時間との関係を示す図である。 第１実施形態の濾過システム１の制御を示すフローチャートである。 第２実施形態の濾過システム１Ａを示す構成図である。 第２実施形態の濾過システム１Ａの制御に係る機能ブロック図である。 第２実施形態の濾過システム１Ａの制御を示すフローチャートである。

〔第１実施形態〕
以下に、本発明の第１実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の第１実施形態の濾過システム１を示す構成図である。

図１に示すように、本発明の第１実施形態の濾過システム１は、地下水等の原水Ｗ１が流通する原水ラインＬ１と、原水ポンプ２と、原水バルブ３と、原水Ｗ１に含まれる懸濁物質を濾材（図示せず）により捕捉して処理水Ｗ２を製造する濾過処理装置４と、処理水Ｗ２が流通する処理水ラインＬ２と、給水バルブ７と、処理水Ｗ２を貯留する処理水タンク８と、処理水配給ラインＬ３と、処理水配給ポンプ９と、逆洗水供給ラインＬ５と、逆洗水供給ポンプ１５と、逆洗バルブ１６と、排水ラインＬ４と、バックアップ給水ラインＬｂと、原水用濁度計１０と、凝集剤添加装置１１と、処理水用濁度計１８と、流量計１９と、制御装置３０と、を主体に構成されている。
なお、本明細書でいう「ライン」とは、流路、経路、管路等の流体の流通が可能なラインの総称である。

原水ラインＬ１の上流側の端部は、原水Ｗ１の供給源（図示せず）に接続される。原水ラインＬ１の下流側の端部は、濾過処理装置４（後述のコントロールバルブ６）に接続される。原水ポンプ２は、原水ラインＬ１に設けられている。原水ポンプ２は、地下水等の原水Ｗ１を濾過処理装置４に向けて送出する。原水ポンプ２は、制御装置３０（後述）と電気的に接続される。原水ポンプ２は、制御装置３０（後述）によって運転（駆動及び停止）を制御される。原水バルブ３は、原水ラインＬ１に設けられている。原水バルブ３は、制御装置３０（後述）と電気的に接続される。原水バルブ３は、原水ラインＬ１を開閉する。原水バルブ３は、制御装置３０（後述）によって開閉を制御される。

これら原水ラインＬ１、原水ポンプ２及び原水バルブ３は、逆洗浄された濾過処理装置４の濾材を原水Ｗ１で濯ぎ、濾材を濯いだ原水Ｗ１を系外へ排出する洗浄手段としても機能する。

原水用濁度計１０は、原水ラインＬ１の計測点Ｊ１において、原水Ｗ１の濁度を計測する。つまり、原水用濁度計１０は、濾過処理装置４の入口側における原水Ｗ１の濁度を計測する汚濁度検出手段として機能する。原水用濁度計１０は、制御装置３０（後述）と電気的に接続される。原水用濁度計１０によって計測された信号は、制御装置３０に入力される。

凝集剤添加装置１１は、下流側の濾過処理装置４（後述）において懸濁物質を除去するために、原水ラインＬ１の添加点Ｊ２において、所定の凝集剤を添加する。つまり、凝集剤添加装置１１は、凝集剤添加手段として機能する。凝集剤は、懸濁物質の種類や原水Ｗ１のｐＨ値に応じて、適宜選択される。

凝集剤添加装置１１は、凝集剤貯留部１１ａと、凝集剤添加ポンプ１１ｂと、を備える。凝集剤貯留部１１ａは、凝集剤を貯留する。凝集剤添加ポンプ１１ｂは、原水ラインＬ１の添加点Ｊ２において、凝集剤貯留部１１ａに貯留された凝集剤を原水Ｗ１に送出し、添加する。凝集剤添加ポンプ１１ｂは、制御装置３０（後述）と電気的に接続される。凝集剤添加ポンプ１１ｂは、制御装置３０（後述）によって運転（駆動及び停止）を制御される。

濾過処理装置４は、原水ラインＬ１の下流側の端部に設けられ、原水Ｗ１に含まれる懸濁物質を濾材（図示せず）により捕捉することにより処理水Ｗ２を製造する。濾過処理装置４は、濾材を有する濾過塔５と、逆洗浄手段としてのコントロールバルブ６と、排水ラインＬ４と、を備える。濾過処理装置４は、濾材を洗浄（逆洗浄工程及び水洗工程を実施）できるように構成される。

つまり、逆洗浄工程時には、逆洗水供給ラインＬ５（後述）を介して濾材に洗浄水（本実施形態においては、処理水Ｗ２である。以下、適宜、「逆洗水」ということもある）が供給され、濾材によって捕捉された懸濁物質が洗浄水と共に系外へ排出されるように構成される。水洗工程時には、逆洗浄された濾材を濯ぐために、濾材に濯ぎ水（本実施形態においては、原水Ｗ１）が供給され、濾材を濯いだ濯ぎ水が系外へ排出されるように構成される。

濾過塔５は、懸濁物質を濾過するための濾材（図示せず）を有する。コントロールバルブ６は、濾過塔５に対して流入又は流出する水（原水Ｗ１、処理水Ｗ２、濾材洗浄時の逆洗水や濯ぎ水等）の流路を切り換える。コントロールバルブ６は、制御装置３０（後述）と電気的に接続される。コントロールバルブ６は、制御装置３０（後述）によって流路切り換えを制御される。コントロールバルブ６は、洗浄手段として機能する。

排水ラインＬ４は、コントロールバルブ６に接続され、後述する濾材洗浄時の逆洗水（処理水Ｗ２）や濾材水洗時の濯ぎ水（原水Ｗ１）等を系外に排出する。排水ラインＬ４は、洗浄手段として機能する。

濾過処理装置４は、処理水タンク８から逆洗水供給ラインＬ５を介して供給される処理水Ｗ２（逆洗水）によって、逆洗浄可能に構成される。逆洗水供給ラインＬ５の上流側の端部は、処理水タンク８に接続される。逆洗水供給ラインＬ５の下流側の端部は、原水ラインＬ１に合流点Ｊ３において合流している。

逆洗水供給ポンプ１５は、逆洗水供給ラインＬ５の上流側に設けられている。逆洗水供給ポンプ１５は、逆洗水としての処理水Ｗ２を下流側の合流点Ｊ３に向けて送出する。逆洗水供給ポンプ１５は、制御装置３０（後述）と電気的に接続される。逆洗水供給ポンプ１５は、制御装置３０によって運転（駆動及び停止）を制御される。逆洗水供給ポンプ１５は、洗浄手段として機能する。

逆洗バルブ１６は、逆洗水供給ラインＬ５の下流側に設けられている。逆洗バルブ１６は、逆洗水供給ラインＬ５を開閉する。逆洗バルブ１６は、制御装置３０（後述）と電気的に接続される。逆洗バルブ１６は、制御装置３０によって開閉を制御される。逆洗バルブ１６は、洗浄手段として機能する。

濾過処理装置４は、原水Ｗ１中の除去対象物質に応じて種々選択される。濾過処理装置４の例として、例えば、次のような砂濾過装置、除鉄除マンガン装置及び活性炭濾過装置を挙げることができる。これらの装置は、いずれも原水Ｗ１に含まれる懸濁物質を濾材の篩効果により捕捉して除去可能なものである。

砂濾過装置は、原水Ｗ１に含まれる微粒子等の懸濁物質を濾材（図示せず）により捕捉して除去するものである。砂濾過装置としては、例えば、硅石等の粗粒濾材と、アンスラサイト、濾過砂等の細粒濾材と、から形成された濾材層（図示せず）を有する塔式のものが挙げられる。濾過処理装置４として、砂濾過装置が使用される場合には、原水Ｗ１に含まれる懸濁物質を凝集（フロック化）させて除去し易くする必要がある。そのため、濾過塔５の上流側に配置された凝集剤添加装置１１によって、凝集剤を添加する。凝集剤としては、例えば、無機系凝集剤を用いることができ、具体的には、アルミニウム系凝集剤のポリ塩化アルミニウム（ＰＡＣ）、硫酸アルミニウム等や、鉄系凝集剤の塩化第二鉄、硫酸第二鉄、ポリシリカ鉄（ＰＳＩ）等が挙げられる。

除鉄除マンガン装置は、原水Ｗ１に含まれる微粒子等の懸濁物質と共に、溶存鉄及び溶存マンガンを濾材（図示せず）により捕捉して除去するものであり、この濾材が充填された濾過塔を備えている。濾材には、通常、粒子状のマンガンシャモットやマンガンゼオライトが使用される。また、濾過処理装置４として、除鉄除マンガン装置が使用される場合には、原水Ｗ１に含まれる溶存鉄及び溶存マンガンを酸化してから除去する。そのため、濾過塔５の上流側に配置された凝集剤添加装置１１によって、凝集剤を添加し、微粒子等の懸濁物質を凝集させると共に、濾過塔５の上流側に配置された酸化剤添加装置（図示せず）によって、酸化剤（例えば、次亜塩素酸ナトリウム）を添加し、溶存鉄及び溶存マンガンを酸化する。

具体的には、原水Ｗ１に含まれる溶存鉄は、上記酸化剤の作用により酸化され、不溶性の水酸化第一鉄を経て水酸化第二鉄へと変化（すなわち、懸濁物質化）し、上記濾材によって濾過される。原水Ｗ１に含まれる溶存マンガンは、上記酸化剤の作用により上記濾材と接触したときに、酸化が進行し、濾材によって吸着され除去される。

活性炭濾過装置は、原水Ｗ１に含まれる懸濁物質と共に、有機物、色度成分及び臭気成分等の不純物を吸着材からなる濾材で除去するものであり、この吸着材が充填された濾過塔を備えている。吸着材には、通常、粒子状又は繊維状の活性炭が使用される。そして、懸濁物質を凝集させるために、濾過塔５の上流側に配置された凝集剤添加装置１１によって、凝集剤を添加する。
なお、活性炭濾過装置は、上記砂濾過装置及び／又は除鉄除マンガン装置と併用してもよい。その場合、活性炭濾過装置を、上記砂濾過装置及び／又は除鉄除マンガン装置の下流側に配置することが好ましい。このように配置することにより、例えば、除鉄除マンガン装置を通過した酸化剤由来の残留塩素を、活性炭濾過装置によって分解できるからである。

以上のように構成された濾過処理装置４には、処理水ラインＬ２が接続される。
次に、処理水ラインＬ２及び処理水ラインＬ２に関連する構成要素について説明する。処理水ラインＬ２の上流側の端部は、濾過処理装置４（コントロールバルブ６）に接続される。処理水ラインＬ２の下流側の端部は、処理水タンク８に接続される。処理水ラインＬ２は、濾過処理装置４によって製造された処理水Ｗ２が流通する。
処理水ラインＬ２には、給水バルブ７が設けられている。給水バルブ７は、処理水ラインＬ２を開閉する。給水バルブ７は、制御装置３０（後述）と電気的に接続されている。給水バルブ７は、制御装置３０によって開閉を制御される。

処理水用濁度計１８は、処理水ラインＬ２に計測点Ｊ４において接続される。処理水用濁度計１８は、処理水ラインＬ２を流通する処理水Ｗ２の濁度を計測する。つまり、処理水用濁度計１８は、濾過処理装置４の出口側における処理水Ｗ２の濁度を計測する汚濁度検出手段として機能する。処理水用濁度計１８は、制御装置３０（後述）と電気的に接続される。処理水用濁度計１８によって計測された信号は、制御装置３０に入力される。

また、処理水ラインＬ２には、計測点Ｊ５において、流量計１９が接続される。流量計１９は、処理水ラインＬ２を流通する処理水Ｗ２の積算流量を計測するものである。つまり、流量計１９は、システムの保守管理者による処理水Ｗ２の単位時間毎の積算使用量を検出する。流量計１９は、制御装置３０（後述）と電気的に接続される。流量計１９によって計測された信号は、制御装置３０に入力される。制御装置３０においては、流量計１９によって計測された信号に基づいて、処理水Ｗ２の単位時間毎の積算流量が算出される。この積算流量の履歴は、後述するメモリ部４０に記憶される。なお、流量計１９は、後述する処理水配給ラインＬ３に設けることもできる。

処理水タンク８は、処理水ラインＬ２の下流側の端部に接続される。処理水タンク８は、処理水Ｗ２を貯留する。
処理水タンク８は、水位計８ａを備えている。水位計８ａは、処理水タンク８に貯留された処理水Ｗ２の水位を計測する。水位計８ａは、制御装置３０（後述）と電気的に接続される。水位計８ａによって計測された信号は、制御装置３０に入力される。処理水タンク８の水位は、制御装置３０によって算出される。

本実施形態の濾過処理装置４においては、処理水Ｗ２の配給要求時には、後述する処理水配給ポンプ９が稼働され、処理水タンク８内の処理水Ｗ２が需要箇所に配給される。そのため、水位計８ａによって処理水タンク８の減水及び満水を検出することによって、濾過工程時に、処理水Ｗ２の給水開始タイミング及び給水停止タイミング（すなわち、原水ポンプ２の駆動及び停止タイミング）を判断することができる。

また、処理水タンク８には、バックアップ給水ラインＬｂが接続される。処理水タンク８における処理水Ｗ２の貯留量が、処理水Ｗ２の需要量に対して不足する場合等において、バックアップ給水ラインＬｂは、別系統の濾過システム等で製造された処理水や上水等からなるバックアップ水Ｗｂを、処理水タンク８に供給する。

バックアップ給水ラインＬｂには、バックアップ給水バルブ２６が設けられる。バックアップ給水バルブ２６は、バックアップ給水ラインＬｂを開閉する。バックアップ給水バルブ２６は、制御装置３０（後述）と電気的に接続される。バックアップ給水バルブ２６は、制御装置３０によって開閉を制御される。

処理水配給ラインＬ３は、処理水Ｗ２を下流側に流通する。処理水配給ラインＬ３の上流側の端部は、処理水タンク８に接続される。処理水配給ラインＬ３の下流側の端部は、処理水Ｗ２の需要箇所（図示せず）に接続される。前述したように、流量計１９は、処理水ラインＬ２に代えて、この処理水配給ラインＬ３に設けることができる。
処理水配給ラインＬ３には、処理水配給ポンプ９が設けられる。処理水配給ポンプ９は、処理水タンク８からの処理水Ｗ２を、下流側の需要箇所（図示せず）に送出する。処理水配給ポンプ９は、制御装置３０（後述）と電気的に接続される。処理水配給ポンプ９は、制御装置３０によって運転（駆動及び停止）を制御される。

次に、図２から図４を参照して、第１実施形態の濾過システム１の制御に係る機能について説明する。図２は、第１実施形態の濾過システム１の制御に係る機能ブロック図である。図３は、濁質捕捉量と凝集剤の添加割合とに基づいて設定される洗浄時間の設定例を示す図である。図４は、凝集剤の添加割合をパラメータとした場合における濁質捕捉量と洗浄時間との関係を示す図である。

制御装置３０は、第１実施形態の濾過システム１における各部を制御する。図２に示すように、制御装置３０は、例えば、原水ポンプ２、処理水配給ポンプ９、凝集剤添加ポンプ１１ｂ、逆洗水供給ポンプ１５、原水バルブ３、コントロールバルブ６、給水バルブ７、逆洗バルブ１６、バックアップ給水バルブ２６に電気的に接続される。

また、制御装置３０は、濾過システム１における各計測装置に電気的に接続され、所定のキーボード（後述）から設定入力された凝集剤の添加量の情報及び各計測装置により計測された計測情報を受信する。計測装置は、例えば、流量計１９、水位計８ａ、原水用濁度計１０及び処理水用濁度計１８である。また、制御装置３０には、凝集剤の添加量や各種設定入力を行うキーボード（図示せず）が電気的に接続される。

制御装置３０は、制御部３１と、メモリ部４０と、を備える。制御部３１は、時間情報計測部３２と、濁質捕捉量算出手段としての濁質捕捉量算出部３３と、凝集剤添加割合算出手段としての凝集剤添加割合算出部３４と、洗浄動作実施要求判定手段としての洗浄動作実施要求判定部３５と、洗浄時間設定手段としての洗浄時間設定部３６と、洗浄動作実施制御手段としての洗浄動作実施制御部３７と、を備える。

時間情報計測部３２は、濾過処理装置４への原水Ｗ１の積算通水時間（濾過継続時間）を計測する。また、時間情報計測部３２は、経過する逆洗浄時間及び経過する水洗時間を計測する。また、時間情報計測部３２は、現在時刻等の時間情報を計測する。

濁質捕捉量算出部３３は、濾過処理装置４の濁質捕捉量（単位濾材量あたりの濁質捕捉量）を、次の式（１）により算出する。

濁質捕捉量＝処理水の瞬間流量×通水時間×｛（濾過処理装置の入口側における原水の濁度−濾過処理装置の出口側における処理水の濁度）＋凝集剤添加量｝／濾材の量・・・・・・（１）
ここで、式（１）における「処理水の瞬間流量」は、流量計１９によって計測される処理水Ｗ２の瞬間流量である。「通水時間」とは、濾過処理装置４において前回洗浄動作を行ってから現在に至るまでの積算通水時間である。「通水時間」は、制御装置３０の時間情報計測部３２により計測される。

「濾過処理装置の入口側における原水の濁度」は、濾過処理装置４の入口側における原水Ｗ１の濁度（単位量の原水に含まれる懸濁物質の量）である。原水Ｗ１の濁度は、原水用濁度計１０によって計測される。

「濾過処理装置の出口側における処理水の濁度」は、濾過処理装置４の出口側における処理水Ｗ２の濁度（単位量の処理水に含まれる懸濁物質の量）である。つまり、濾過処理装置４における濾材の濁質捕捉量の増加により、濾材の濾過能力が低下し、処理水Ｗ２に漏出した濁度（以下、「処理水濁度」という）である。処理水濁度は、処理水用濁度計１８によって計測される。

「凝集剤添加量」は、凝集剤添加装置１１により原水Ｗ１に添加された凝集剤の量（単位量の原水に含まれる凝集剤の量）である。凝集剤の添加量は、図示しない入力手段からシステムの保守管理者によって設定入力される。「濾材の量」は、濾過処理装置４の濾材の量（通常は、容積）であり、既知の値である。

凝集剤添加割合算出部３４は、凝集剤添加装置１１により原水Ｗ１に対して添加される凝集剤の添加割合を算出する。凝集剤の添加割合は、凝集剤の添加量又は凝集剤の希釈量に応じて適宜変更される。

洗浄動作実施要求判定部３５は、濾過処理装置４において濾材の洗浄動作の実施要求がなされているか否かを判定する。洗浄動作の実施要求は、処理水Ｗ２の濁度が所定値を超えた場合に出力される。

洗浄時間設定部３６は、濁質捕捉量算出部３３により算出された濁質捕捉量及び凝集剤添加割合算出部３４により算出された凝集剤の添加割合に基づいて、濾材の洗浄時間（逆洗浄時間及び水洗時間）を設定する。逆洗浄時間及び水洗時間は、後述するように個別に設定される。

具体的には、洗浄時間設定部３６は、図３の（イ）、（ロ）及び（ハ）に場合分けして示すように、濁質捕捉量及び凝集剤の添加割合に基づいて濾材の洗浄時間（逆洗浄時間及び水洗時間）を設定する。ここで、（イ）は、濁質捕捉量が多く、かつ、凝集剤の添加割合が少ない場合を示している。この（イ）の場合の洗浄時間を、例えば、２５分（逆洗浄時間が１５分、水洗時間が１０分）に設定する。

（ロ）は、濁質捕捉量が前記（イ）の場合の約７０％と少ないが、凝集剤の添加割合が前記（イ）の場合の約３００％である場合を示している。そのため、この（ロ）の場合においては、前記（イ）の場合と比較して、凝集剤の粘性（吸着力）を考慮して洗浄動作を実施する必要がある。従って、この（ロ）の場合においては、洗浄時間設定部３６は、前記（イ）の場合の洗浄時間よりも洗浄時間を長く設定し、例えば、洗浄時間を３５分（逆洗浄時間が２０分、水洗時間が１５分）に設定する。

また、（ハ）は、濁質捕捉量が前記（イ）の場合の約３０％であり、かつ、凝集剤の添加割合がゼロである場合を示している。そのため、この（ハ）の場合においては、前記（イ）の場合と比較して、凝集剤の粘性（吸着力）を考慮せずに、洗浄動作を実施することができる。従って、この（ハ）の場合においては、洗浄時間設定部３６は、前記（イ）の場合の洗浄時間よりも洗浄時間を短く設定し、例えば、洗浄時間を１０分（逆洗浄時間が５分、水洗時間が５分）に設定する。

次に、凝集剤の添加割合をパラメータとした場合における濁質捕捉量と洗浄時間との関係について、図４を参照しながら説明する。図４において、直線４１は、凝集剤の添加割合ａが、例えば、ゼロの場合における濁質捕捉量と洗浄時間との関係を示す。直線４１において、濁質捕捉量が一定値Ｓの場合には、洗浄時間はＴ１に設定される。

また、直線４２は、凝集剤の添加割合ａが、例えば、０．０１の場合における濁質捕捉量と洗浄時間との関係を示す。直線４２において、濁質捕捉量が一定値Ｓの場合には、洗浄時間はＴ２（＞Ｔ１）に設定される。また、直線４３は、凝集剤の添加割合ａが、例えば、０．０２の場合における濁質捕捉量と洗浄時間との関係を示す。直線４３において、濁質捕捉量が一定値Ｓの場合には、洗浄時間はＴ３（＞Ｔ２）に設定される。

このように、洗浄時間設定部３６は、濁質捕捉量が一定の場合、凝集剤の粘性（吸着力）を考慮して、凝集剤の添加割合が大きいほど洗浄時間を長く設定する。また、濾過処理装置４の濾過塔５が大きく、濾材の量が多い場合には、濁質捕捉量も多くなる。そのため、洗浄時間設定部３６は、濁質捕捉量が多いほど洗浄時間を長く設定する。

また、洗浄時間設定部３６は、洗浄時間を次の式（２）により算出することもできる。
洗浄時間＝（１＋ａ）×（濁質捕捉量）＋ｂ・・・・・・（２）
式（２）において、ａは、凝集剤の添加割合である。ｂは、濾材の経年劣化の程度に応じて設定される経年劣化係数である。

以上に説明したように、洗浄時間設定部３６は、濁質捕捉量算出部３３により算出された濁質捕捉量が多いほど洗浄時間を長く設定し、凝集剤添加割合算出部３４により算出された凝集剤の添加割合が大きいほど洗浄時間を長く設定する。これにより、濁質捕捉量が少ない場合には、洗浄時間を短縮することができ、洗浄水を節約することができる。また、濁質捕捉量が多い場合には、濾材を確実に洗浄することができ、濾材の捕捉能力を早期に回復することができる。

また、洗浄時間設定部３６は、凝集剤の粘性（吸着力）を考慮した洗浄時間を設定する。そのため、濾材の寿命を延ばすことができる。また、洗浄時間設定部３６は、逆洗浄時間及び水洗時間を、濁質捕捉量及び凝集剤の添加割合に基づいて個別に設定する。これにより、濾材は、その汚濁状況に応じて、きめ細かに洗浄される。そのため、洗浄水を節約しつつ、濾材を迅速かつ確実に洗浄することができる。

次に、洗浄動作実施制御部３７について図２を参照しながら説明する。洗浄動作実施制御部３７は、洗浄動作実施要求判定部３５によって判定された洗浄動作の実施要求がなされていると判定された場合に、洗浄時間設定部３６によって設定された逆洗浄時間及び水洗時間に基づいて逆洗浄工程及び水洗工程を実施する。

具体的には、洗浄動作実施制御部３７は、逆洗浄工程を実施する場合には、コントロールバルブ６を逆洗浄工程用の流路設定に切り換え、原水バルブ３及び給水バルブ７を閉弁すると共に、逆洗バルブ１６を開弁する。そして、設定された逆洗浄時間だけ逆洗水供給ポンプ１５を運転してから停止する。

洗浄動作実施制御部３７は、続いて水洗工程を実施する場合には、コントロールバルブ６を水洗工程用の流路設定に切り換え、給水バルブ７を閉弁したまま逆洗バルブ１６を閉弁し、原水バルブ３を開弁する。そして、設定された水洗時間だけ原水ポンプ２を運転してから停止する。

また、洗浄動作実施制御部３７は、洗浄動作が終了したか否かを判定する。具体的には、洗浄動作実施制御部３７は、時間情報計測部３２によって計測される洗浄時間（逆洗浄時間及び水洗時間）が、洗浄時間設定部３６により設定された洗浄時間に到達したか否かを判定する。

メモリ部４０は、濾過システム１の制御に必要な制御プログラムや各種データ等を記憶する。具体的には、メモリ部４０は、濾過システム１の制御に必要な各種機能を動作させる制御プログラム、前記各計測装置によって計測された各種計測データ及び入力部（図示せず）から入力された入力データ（例えば、原水用濁度計１０及び処理水用濁度計１８によって計測された濁度データ、流量計１９によって計測された流量データ、時間情報計測部３２により計測された積算通水時間及び洗浄時間、設定入力された凝集剤の添加量及び濾材の量）、各種算出値（例えば、濁質捕捉量、凝集剤の添加割合）、各種閾値（例えば、濁質捕捉量の閾値、原水濁度の閾値及び処理水濁度の閾値）を記憶する。

次に、第１実施形態の濾過システム１の基本動作について、図１を参照しながら説明する。通常運転時の濾過工程の場合、濾過処理装置４のコントロールバルブ６は、濾過工程用の流路に設定されている。処理水Ｗ２の配給要求があると、制御装置３０によって処理水配給ポンプ９が稼働されることにより、処理水タンク８に貯留された処理水Ｗ２が下流側の需要箇所に送出される（配給開始）。そして、水位計８ａにより処理水タンク８の減水が検出されると、制御装置３０によって、原水ラインＬ１における原水ポンプ２及び凝集剤添加ポンプ１１ｂが稼働されると共に、原水バルブ３が開弁される。また、制御装置３０によって、処理水ラインＬ２の給水バルブ７が開弁される。この場合、逆洗水供給ラインＬ５における逆洗水供給ポンプ１５は、稼働されず、逆洗バルブ１６は閉弁されたままとなっている。

原水Ｗ１は、原水ポンプ２によって原水ラインＬ１に供給される。そして、添加点Ｊ２において、凝集剤添加装置１１によって所定の凝集剤が添加される。
凝集剤が添加された原水Ｗ１は、濾過処理装置４のコントロールバルブ６を介して濾過塔５内に導入される。濾過塔５においては、原水Ｗ１が上記濾材層に対して下降するように流される。これにより、原水Ｗ１に含まれる懸濁物質が濾材により捕捉され、処理水Ｗ２が製造される。製造された処理水Ｗ２は、コントロールバルブ６を介して処理水ラインＬ２に流通され、処理水タンク８に貯留される。

処理水ラインＬ２においては、処理水用濁度計１８によって処理水Ｗ２の濁度が計測されると共に、流量計１９によって処理水Ｗ２の積算流量が計測される。これらの計測情報は、制御装置３０によって受信される。
処理水Ｗ２の配給要求がなくなると、制御装置３０によって処理水配給ポンプ９が停止される（配給停止）。続いて、水位計８ａにより処理水タンク８の満水が検出されると、制御装置３０によって、原水ラインＬ１における原水ポンプ２及び凝集剤添加ポンプ１１ｂが停止されると共に、原水バルブ３が閉弁される。また、制御装置３０によって、処理水ラインＬ２の給水バルブ７が閉弁される。

なお、制御装置３０によって、処理水タンク８における処理水Ｗ２の水位が、所定の下限値になったと判定された場合には、制御装置３０によって、バックアップ給水ラインＬｂのバックアップ給水バルブ２６が開弁される。これにより、バックアップ水Ｗｂが、処理水タンク８に補給される。

次に、濾過処理装置４の洗浄動作（逆洗浄工程及び水洗工程）について説明する。逆洗浄工程時には、制御装置３０（洗浄動作実施制御部３７）によって、原水ラインＬ１における原水ポンプ２が停止されると共に、原水バルブ３が閉弁され、かつ、濾過処理装置４のコントロールバルブ６が、逆洗浄工程用の流路に設定される。また、制御装置３０によって、処理水ラインＬ２の給水バルブ７が閉弁されると共に、逆洗水供給ラインＬ５における逆洗水供給ポンプ１５が稼働され、逆洗バルブ１６が開弁される。これにより、濾過塔５において、処理水Ｗ２が上記濾材層に対して上昇するように流され、濾材が展開される。洗浄後の逆洗水は、排水ラインＬ４を介して、系外に排出される。この逆洗浄工程は、洗浄時間設定部３６によって設定される逆洗浄時間（後述）に基づいて実施される。

また、水洗工程時には、制御装置３０（洗浄動作実施制御部３７）によって、原水ラインＬ１における原水ポンプ２が稼働されると共に、原水バルブ３が開弁され、かつ、濾過処理装置４のコントロールバルブ６が、水洗工程用の流路に設定される。また、制御装置３０によって、処理水ラインＬ２の給水バルブ７が閉弁状態を維持されると共に、逆洗水供給ラインＬ５における逆洗水供給ポンプ１５が停止され、逆洗バルブ１６が閉弁される。これにより、濾過塔５において、濯ぎ水としての原水Ｗ１が上記濾材層に対して下降するように流され、濾材が濯がれる。水洗後の濯ぎ水は、排水ラインＬ４を介して、系外に排出される。この水洗工程は、洗浄時間設定部３６によって設定された水洗時間（後述）に基づいて実施される。

制御装置３０（洗浄動作実施制御部３７）による洗浄動作が終了した後は、通常の運転モードに復帰する。つまり、処理水Ｗ２を製造するために濾過工程に復帰し、原水バルブ３及び給水バルブ７が開弁され、原水ポンプ２等が運転される。

次に、第１実施形態の濾過システム１の特徴的な制御について図５を参照しながら説明する。図５は、第１実施形態の濾過システム１の制御を示すフローチャートである。
図５に示すように、ステップＳＴ１において、システムの保守管理者は、凝集剤の添加量をキーボード（図示せず）によって制御装置３０に入力する。制御装置３０は、この凝集剤の添加量のデータを受信し、メモリ部４０に記憶する。

ステップＳＴ２において、原水Ｗ１の濁度を原水用濁度計１０によって検出する。また、処理水Ｗ２の濁度を処理水用濁度計１８によって検出する。更に、処理水Ｗ２の瞬間流量を流量計１９によって検出する。また、濾過処理装置４において前回洗浄動作を行ってから現在に至るまでの積算通水時間を、時間情報計測部３２によって検出する。

ステップＳＴ３において、濁質捕捉量算出部３３は、ステップＳＴ２で検出された前記濁度等に基づいて、前述の式（１）により濁質捕捉量を算出する。

ステップＳＴ４において、凝集剤添加割合算出部３４は、原水Ｗ１に対して添加される凝集剤の添加割合を算出する。

ステップＳＴ５において、洗浄動作実施要求判定部３５は、濾過処理装置４において濾材の洗浄動作の実施要求がなされているか否かを判定する。濾過処理装置４において洗浄動作の実施要求がなされている（ＹＥＳ）場合には、ステップＳＴ６に進む。
一方、濾過処理装置４において洗浄動作の実施要求がなされていない（ＮＯ）場合には、ステップＳＴ１に戻る。

ステップＳＴ６において、洗浄時間設定部３６は、ステップＳＴ３において算出された濁質捕捉量及びステップＳＴ４において算出された凝集剤の添加割合に基づいて、濾材の洗浄時間（逆洗浄時間及び水洗時間）を設定する。具体的には、前述したように、濁質捕捉量が多いほど洗浄時間を長く設定し、凝集剤の添加割合が大きいほど洗浄時間を長く設定する。また、逆洗浄時間及び水洗時間は、濁質捕捉量及び凝集剤の添加割合に基づいて個別に設定される。

ステップＳＴ７において、洗浄動作実施制御部３７は、洗浄動作（逆洗浄工程）への移行を準備する。具体的には、洗浄動作実施制御部３７は、コントロールバルブ６を逆洗浄工程用の流路設定に切り換え、原水バルブ３及び給水バルブ７を閉弁すると共に、逆洗バルブ１６を開弁する。

ステップＳＴ８において、洗浄動作実施制御部３７は、ステップＳＴ６において設定された洗浄時間に基づいて、濾過処理装置４の濾材の洗浄動作を実施する。つまり、洗浄動作実施制御部３７は、ステップＳＴ６において個別に設定された逆洗浄時間に基づいて、逆洗水供給ポンプ１５を運転し、逆洗浄工程を実施する。

続いて、洗浄動作実施制御部３７は、水洗工程への移行を準備する。具体的には、洗浄動作実施制御部３７は、コントロールバルブ６を水洗工程用の流路設定に切り換え、給水バルブ７を閉弁したまま逆洗バルブ１６を閉弁し、原水バルブ３を開弁する。そして、ステップＳＴ６において設定された水洗時間に基づいて、原水ポンプ２を運転し、水洗工程を実施する。

前述したように、洗浄動作実施制御部３７は、濁質捕捉量算出部３３により算出された濁質捕捉量が多いほど、長い洗浄時間で濾材を洗浄し、凝集剤添加割合算出部３４により算出された凝集剤の添加割合が大きいほど、長い洗浄時間で濾材を洗浄する。これにより、濁質捕捉量が少ない場合には、洗浄時間が短縮され、洗浄水（処理水Ｗ２及び原水Ｗ１）の使用量を少なくすることができる。また、処理水Ｗ２の止水時間（配給停止時間）を短縮（低減）することができる。また、逆洗浄時間及び水洗時間を個別に設定することができるため、濾材の捕捉能力の低下の度合いに応じて、きめ細かな洗浄動作を実施することができる。

ステップＳＴ９において、洗浄動作実施制御部３７は、時間情報計測部３２によって計測された時間情報に基づいて、設定された洗浄時間（逆洗浄時間及び水洗時間）が経過したか否かを判定する。つまり、洗浄時間設定部３６によって設定された洗浄時間が経過し、洗浄動作実施制御部３７による洗浄動作（逆洗浄工程及び水洗工程）が終了したか否かを判定する。

ステップＳＴ９において、洗浄動作が終了した（ＹＥＳ）場合には、本制御は終了し、通常の濾過処理の運転モードに復帰する。つまり、処理水Ｗ２を製造するために濾過工程に復帰する。

一方、洗浄動作実施制御部３７による洗浄動作が終了していない（ＮＯ）場合には、ステップＳＴ８に戻り、設定された洗浄時間が経過するまで洗浄動作を実施する。

以上に説明した第１実施形態の濾過システム１によれば、以下に示す各効果が奏される。
第１実施形態の濾過システム１は、濁質捕捉量を算出する濁質捕捉量算出部３３と、凝集剤の添加割合を算出する凝集剤添加割合算出部３４と、濾過処理装置４において濾材の洗浄動作の実施要求がなされているか否かを判定する洗浄動作実施要求判定部３５と、洗浄動作の実施要求がなされていると判定された場合に、濁質捕捉量算出部３３により算出された濁質捕捉量及び凝集剤添加割合算出部３４により算出された凝集剤の添加割合に基づいて濾材の洗浄時間を設定する洗浄時間設定部３６と、洗浄時間設定部３６により設定された洗浄時間に基づいて、洗浄動作を実施するようにコントロールバルブ６、逆洗水供給ポンプ１５、逆洗バルブ１６、原水ポンプ２及び原水バルブ３等を制御する洗浄動作実施制御部３７と、を備える。

そのため、第１実施形態の濾過システム１によれば、懸濁物質による濾材の汚濁状況と、濾材に吸着した凝集剤の粘性（吸着力）とを考慮した洗浄時間を設定することができる。これにより、洗浄水（処理水Ｗ２及び原水Ｗ１）を節約しつつ、濾材を迅速かつ確実に洗浄することができ、濾材の捕捉能力を容易に回復することができる。

また、第１実施形態の濾過システム１においては、洗浄時間設定部３６は、濁質捕捉量算出部３３により算出された濁質捕捉量が多いほど洗浄時間を長く設定し、凝集剤添加割合算出部３４により算出された凝集剤の添加割合が大きいほど洗浄時間を長く設定する。
そのため、濁質捕捉量が少ない場合には、洗浄時間を短縮することができ、洗浄水を節約することができる。また、濁質捕捉量が多い場合には、濾材を確実に洗浄することができ、濾材の捕捉能力を早期に回復することができる。

また、凝集剤の粘性（吸着力）を考慮した洗浄時間を設定することができる。そのため、凝集剤の添加割合が小さい場合には、洗浄時間を短縮することができ、洗浄水を節約することができる。また、凝集剤の添加割合が大きい場合には、濾材を確実に洗浄することができ、濾材の捕捉能力を早期に回復することができる。また、濾材を確実に洗浄することにより、濾材の寿命を延ばすことができる。

また、第１実施形態の濾過システム１においては、逆洗浄時間及び水洗時間は、濁質捕捉量算出部３３により算出された濁質捕捉量及び凝集剤添加割合算出部３４により算出された凝集剤の添加割合に基づいて、個別に設定される。
そのため、濾材の汚濁状況に応じて、濾材の洗浄をきめ細かに行うことができ、洗浄水を節約しつつ、濾材を迅速かつ確実に洗浄することができる。

次に、本発明の他の実施形態について説明する。他の実施形態については、主として、第１実施形態の制御方法とは異なる点を中心に説明し、第１実施形態と同様の構成については、同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。他の実施形態において特に説明しない点は、第１実施形態についての説明が適宜適用又は援用される。

〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態の濾過システム１Ａの構成について図６を参照しながら説明する。図６は、第２実施形態の濾過システム１Ａを示す構成図である。

第１実施形態の濾過システム１（図１参照）においては、洗浄動作（逆洗浄工程及び水洗工程）を洗浄時間に基づいて制御するのに対し、本発明の第２実施形態の濾過システム１Ａにおいては、洗浄動作を洗浄水量に基づいて制御する。ここで、「洗浄水量」とは、逆洗浄工程で使用される洗浄水の水量及び水洗工程で使用される濯ぎ水の水量を含み、洗浄水の積算流量及び濯ぎ水の積算流量である。

図６に示すように、本発明の第２実施形態の濾過システム１Ａは、第１実施形態の濾過システム１（図１参照）の構成に加えて、洗浄水用流量計２７を備える。第２実施形態の濾過システム１Ａのその他の構成は、第１実施形態の濾過システム１の構成と同様であるので、重複説明を省略する。

洗浄水用流量計２７は、原水ラインＬ１に計測点Ｊ６において接続される。計測点Ｊ６は、原水ラインＬ１における合流点Ｊ３の下流側に位置する。洗浄水用流量計２７は、洗浄水（原水Ｗ１及び処理水Ｗ２）の積算流量を計測する。洗浄水用流量計２７は、制御装置３０Ａ（後述）と電気的に接続される。洗浄水用流量計２７によって計測された信号は、制御装置３０Ａに入力される。

次に、図７を参照して、第２実施形態の濾過システム１Ａの制御に係る機能について説明する。図７は、第２実施形態の濾過システム１Ａの制御に係る機能ブロック図である。
制御装置３０Ａは、第２実施形態の濾過システム１Ａにおける各部を制御する。図７に示すように、制御装置３０Ａは、例えば、原水ポンプ２、処理水配給ポンプ９、凝集剤添加ポンプ１１ｂ、逆洗水供給ポンプ１５、原水バルブ３、コントロールバルブ６、給水バルブ７、逆洗バルブ１６、バックアップ給水バルブ２６に電気的に接続される。

また、制御装置３０Ａは、濾過システム１Ａにおける各計測装置に電気的に接続され、所定のキーボード（後述）から設定入力された凝集剤の添加量の情報及び各計測装置により計測された計測情報を受信する。計測装置は、第１実施形態の計測装置（図２参照）に洗浄水用流量計２７を加えたものである。また、制御装置３０Ａには、凝集剤の添加量や各種設定入力を行うキーボード（図示せず）が電気的に接続される。

制御装置３０Ａは、制御部３１Ａと、メモリ部４０Ａと、を備える。制御部３１Ａは、時間情報計測部３２と、濁質捕捉量算出手段としての濁質捕捉量算出部３３と、凝集剤添加割合算出手段としての凝集剤添加割合算出部３４と、洗浄動作実施要求判定手段としての洗浄動作実施要求判定部３５と、洗浄水量設定手段としての洗浄水量設定部３８と、洗浄動作実施制御手段としての洗浄動作実施制御部３７と、を備える。

時間情報計測部３２、濁質捕捉量算出部３３、凝集剤添加割合算出部３４、洗浄動作実施要求判定部３５、及び洗浄動作実施制御部３７は、前記第１実施形態の濾過システム１の構成と同様であるので、重複説明を省略する。

洗浄水量設定部３８は、濁質捕捉量算出部３３により算出された濁質捕捉量及び凝集剤添加割合算出部３４により算出された凝集剤の添加割合に基づいて、洗浄水量を設定する。具体的には、前記第１実施形態の洗浄時間設定部３６が、濁質捕捉量及び凝集剤の添加割合に基づいて濾材の洗浄時間（逆洗浄時間及び水洗時間）を設定した場合に準じて、洗浄水量設定部３８は、洗浄水量を設定する。

つまり、洗浄水量設定部３８は、濁質捕捉量算出部３３により算出された濁質捕捉量が多いほど洗浄水量を多く設定し、凝集剤添加割合算出部３４により算出された凝集剤の添加割合が大きいほど洗浄水量を多く設定する。また、洗浄水量設定部３８は、逆洗浄工程で使用される洗浄水（処理水Ｗ２）の水量及び水洗工程で使用される濯ぎ水（原水Ｗ１）の水量を個別に設定する。

次に、洗浄動作実施制御部３７について図７を参照しながら説明する。洗浄動作実施制御部３７は、洗浄動作実施要求判定部３５によって判定された洗浄動作の実施要求がなされていると判定された場合に、洗浄水量設定部３８によって設定された洗浄水量に基づいて逆洗浄工程及び水洗工程を実施する。

具体的には、洗浄動作実施制御部３７は、逆洗浄工程を実施する場合には、コントロールバルブ６を逆洗浄工程用の流路設定に切り換え、原水バルブ３及び給水バルブ７を閉弁すると共に、逆洗バルブ１６を開弁する。そして、逆洗水供給ポンプ１５を運転し、逆洗水の積算流量が設定値となった場合に逆洗水供給ポンプ１５の運転を停止する。

洗浄動作実施制御部３７は、続いて水洗工程を実施する場合には、コントロールバルブ６を水洗工程用の流路設定に切り換え、給水バルブ７を閉弁したまま逆洗バルブ１６を閉弁し、原水バルブ３を開弁する。そして、原水ポンプ２を運転し、後述するように、濯ぎ水の積算流量が設定値となった場合に原水ポンプ２の運転を停止する。

また、洗浄動作実施制御部３７は、洗浄動作が終了したか否かを判定する。具体的には、洗浄動作実施制御部３７は、逆洗水の積算流量及び濯ぎ水の積算流量が、それぞれ設定された値に到達したか否かを判定する。

メモリ部４０Ａは、濾過システム１Ａの制御に必要な制御プログラムや各種データ等を記憶する。具体的には、メモリ部４０Ａは、濾過システム１Ａの制御に必要な各種機能を動作させる制御プログラム、前記各計測装置によって計測された各種計測データ及び入力部（図示せず）から入力された入力データ（例えば、原水用濁度計１０及び処理水用濁度計１８によって計測された濁度データ、流量計１９及び洗浄水用流量計２７によって計測された積算流量データ、設定入力された凝集剤の添加量及び濾材の量）、各種算出値（例えば、濁質捕捉量、凝集剤の添加割合）、各種閾値（例えば、濁質捕捉量の閾値、原水濁度の閾値及び処理水濁度の閾値）を記憶する。

次に、第２実施形態の濾過システム１Ａの特徴的な制御について図８を参照しながら説明する。図８は、第２実施形態の濾過システム１Ａの制御を示すフローチャートである。
図８に示すように、第２実施形態の濾過システム１Ａの制御におけるステップＳＴ１１からステップＳＴ１５は、第１実施形態の濾過システム１の制御（図５参照）におけるステップＳＴ１からステップＳＴ５と同様であるので、重複説明を省略し、ステップＳＴ１６から説明する。

ステップＳＴ１６において、洗浄水量設定部３８は、ステップＳＴ１３において算出された濁質捕捉量及びステップＳＴ１４において算出された凝集剤の添加割合に基づいて、洗浄水量を設定する。具体的には、洗浄水量設定部３８は、濁質捕捉量が多いほど洗浄水量を多く設定し、凝集剤の添加割合が大きいほど洗浄水量を多く設定する。また、洗浄水量設定部３８は、逆洗浄工程で使用される洗浄水（処理水Ｗ２）の水量及び水洗工程で使用される濯ぎ水（原水Ｗ１）の水量を個別に設定する。

ステップＳＴ１７において、洗浄動作実施制御部３７は、洗浄動作（逆洗浄工程）への移行を準備する。具体的には、洗浄動作実施制御部３７は、コントロールバルブ６を逆洗浄工程用の流路設定に切り換え、原水バルブ３及び給水バルブ７を閉弁すると共に、逆洗バルブ１６を開弁する。

ステップＳＴ１８において、洗浄動作実施制御部３７は、ステップＳＴ１６において設定された洗浄水量に基づいて、濾過処理装置４の濾材の洗浄動作を実施する。つまり、洗浄動作実施制御部３７は、先ず、逆洗水供給ポンプ１５を運転し、ステップＳＴ１６において設定された洗浄水の水量分だけ逆洗浄工程を実施する。

続いて、洗浄動作実施制御部３７は、水洗工程への移行を準備する。具体的には、洗浄動作実施制御部３７は、コントロールバルブ６を水洗工程用の流路設定に切り換え、給水バルブ７を閉弁したまま逆洗バルブ１６を閉弁し、原水バルブ３を開弁する。そして、原水ポンプ２を運転し、ステップＳＴ１６において設定された濯ぎ水の水量分だけ水洗工程を実施する。

前述したように、洗浄動作実施制御部３７は、濁質捕捉量算出部３３により算出された濁質捕捉量が多いほど、多い洗浄水量で濾材を洗浄し、凝集剤添加割合算出部３４により算出された凝集剤の添加割合が大きいほど、多い洗浄水量で濾材を洗浄する。これにより、濁質捕捉量が少ない場合には、洗浄時間が短縮され、洗浄水（処理水Ｗ２及び原水Ｗ１）の使用量を少なくすることができる。また、処理水Ｗ２の止水時間（配給停止時間）を短縮（低減）することができる。また、逆洗水（処理水Ｗ２）の水量及び濯ぎ水（原水Ｗ１）の水量を個別に設定することができるため、濾材の捕捉能力の低下の度合いに応じて、きめ細かな洗浄動作を実施することができる。

ステップＳＴ１９において、洗浄動作実施制御部３７は、洗浄動作が終了したか否かを判定する。具体的には、洗浄動作実施制御部３７は、洗浄水量（逆洗水の積算流量及び濯ぎ水の積算流量）が、ステップＳＴ１６において設定された設定値に到達したか否かを判定する。洗浄動作が終了した（ＹＥＳ）場合には、本制御は終了し、通常の濾過処理の運転モードに復帰する。つまり、処理水Ｗ２を製造するために濾過工程に復帰する。
一方、洗浄動作実施制御部３７による洗浄動作が終了していない（ＮＯ）場合には、ステップＳＴ１８に戻り、設定された洗浄水量が使用されるまで洗浄動作を実施する。

以上に説明した第２実施形態の濾過システム１Ａによれば、第１実施形態の濾過システム１の場合と同様の効果が奏されるほか、以下に示す各効果が奏される。
第２実施形態の濾過システム１Ａは、濁質捕捉量を算出する濁質捕捉量算出部３３と、凝集剤の添加割合を算出する凝集剤添加割合算出部３４と、濾過処理装置４において濾材の洗浄動作の実施要求がなされているか否かを判定する洗浄動作実施要求判定部３５と、洗浄動作の実施要求がなされていると判定された場合に、濁質捕捉量算出部３３により算出された濁質捕捉量及び凝集剤添加割合算出部３４により算出された凝集剤の添加割合に基づいて濾材の洗浄水量を設定する洗浄水量設定部３８と、洗浄水量設定部３８により設定された洗浄水量に基づいて、洗浄動作を実施するようにコントロールバルブ６、逆洗水供給ポンプ１５、逆洗バルブ１６、原水ポンプ２及び原水バルブ３等を制御する洗浄動作実施制御部３７と、を備える。

そのため、第２実施形態の濾過システム１Ａによれば、懸濁物質による濾材の汚濁状況と、濾材に吸着した凝集剤の粘性（吸着力）とを考慮した洗浄水量を設定することができる。これにより、洗浄水（処理水Ｗ２及び原水Ｗ１）を更に節約しつつ、濾材を迅速かつ確実に洗浄することができ、濾材の捕捉能力を容易に回復することができる。

次に、第２実施形態の濾過システム１Ａが奏する効果を、前記第１実施形態の濾過システム１の場合と比較して詳細に説明する。
第１実施形態の濾過システム１においては、前述したように、逆洗浄工程及び水洗工程を洗浄時間（逆洗バルブ１６や原水バルブ３を開弁している時間）で制御する。この場合、逆洗浄工程や水洗工程において、処理水Ｗ２や原水Ｗ１の瞬間流量が変動すると、逆洗浄に使用される処理水Ｗ２の水量や水洗に使用される原水Ｗ１の水量が変動する。

つまり、逆洗水供給ポンプ１５や原水ポンプ２から、一定流量の処理水Ｗ２や原水Ｗ１水を送出しようとしても、濾過塔５で発生する圧力損失が変動すると、処理水Ｗ２や原水Ｗ１の瞬間流量が変動する。特に、濾材に懸濁物質が残留しているほど、濾過塔５で発生する圧力損失は、高くなる。また、この圧力損失は、洗浄動作の進行度によっても変化する。

濾材の洗浄動作中に処理水Ｗ２や原水Ｗ１の瞬間流量が低下すると、洗浄に必要な水量が不足することになる。そのため、懸濁物質の排出や濯ぎが不完全となって、処理水Ｗ２の水質が悪化する虞がある。従って、第１実施形態の濾過システム１の制御においては、処理水Ｗ２や原水Ｗ１の瞬間流量の変動を見込んで、洗浄時間（逆洗浄時間及び水洗時間）を長めに取る必要がある。

これに対し、第２実施形態の濾過システム１Ａにおいては、予め設定した洗浄水量（積算流量）に基づいて洗浄動作（逆洗浄工程及び水洗工程）を制御している。そのため、懸濁物質の排出や濯ぎを完全に行うことができる。従って、第２実施形態の濾過システム１Ａにおいては、第１実施形態の濾過システム１のように、処理水Ｗ２や原水Ｗ１の瞬間流量の変動を見込む必要がない。そのため、第２実施形態の濾過システム１Ａにおいては、逆洗浄工程及び水洗工程を短時間で完了させることができ、処理水Ｗ２の止水時間（配給停止時間）を短縮することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、前述した実施形態に制限されるものではなく、適宜変更が可能である。
例えば、前記第１実施形態及び前記第２実施形態においては、逆洗浄工程時の逆洗水（洗浄水）に処理水Ｗ２を用い、水洗工程時の濯ぎ水に原水Ｗ１を用いるものとして説明したが、これに制限されない。例えば、逆洗水及び濯ぎ水に処理水Ｗ２を用いたり、逆洗水及び濯ぎ水に原水Ｗ１を用いたりしてもよい。

また、前記第２実施形態においては、洗浄水用流量計２７は、原水ラインＬ１に計測点Ｊ６において接続されるものとして説明したが、これに制限されない。例えば、洗浄水用流量計２７は、排水ラインＬ４に接続されてもよい。更に、逆洗水及び濯ぎ水に処理水Ｗ２を用いる場合には、洗浄水用流量計２７は、逆洗水供給ポンプ１５の下流側の逆洗水供給ラインＬ５に接続されてもよい。

また、前記第１実施形態及び前記第２実施形態の水洗工程において、更なる時間短縮を図る場合には、濯ぎ水の瞬間流量を増加させるように所要の機器を制御してもよい。例えば、水洗工程では、濾過塔５の内部の保有水を濾過塔５の外部に排出することができればよい。そのため、例えば、以下の手段によって、濯ぎ水（原水Ｗ１）の瞬間流量を増加させることにより、水洗工程に要する時間を短縮することができる。

例えば、第１の手段として、原水ポンプ２の運転周波数を、インバータを用いて制御し、水洗工程時の原水ポンプ２の回転数を濾過工程時の原水ポンプ２の回転数よりも増加させる。

また、第２の手段として、原水ポンプ２の下流側の原水ラインＬ１に流量制御弁（図示せず）を設け、流量制御弁の水洗工程時における弁開度を濾過工程時における弁開度よりも大きくする。

更に、第３の手段として、前記第１の手段及び前記第２の手段を併用してもよい。つまり、原水ポンプ２の運転周波数を、インバータを用いて制御し、水洗工程時の原水ポンプ２の回転数を濾過工程時の原水ポンプ２の回転数よりも増加させると共に、原水ポンプ２の下流側の原水ラインＬ１に流量制御弁（図示せず）を設け、流量制御弁の水洗工程時における弁開度を濾過工程時における弁開度よりも大きくする。

１，１Ａ 濾過システム
２ 原水ポンプ（洗浄手段）
３ 原水バルブ（洗浄手段）
４ 濾過処理装置（濾過手段）
６ コントロールバルブ（洗浄手段）
１０ 原水用濁度計（汚濁度検出手段）
１１ 凝集剤添加装置（凝集剤添加手段）
１５ 逆洗水供給ポンプ（洗浄手段）
１６ 逆洗バルブ（洗浄手段）
１８ 処理水用濁度計（汚濁度検出手段）
３３ 濁質捕捉量算出部（濁質捕捉量算出手段）
３４ 凝集剤添加割合算出部（凝集剤添加割合算出手段）
３５ 洗浄動作実施要求判定部（洗浄動作実施要求判定手段）
３６ 洗浄時間設定部（洗浄時間設定手段）
３７ 洗浄動作実施制御部（洗浄動作実施制御手段）
３８ 洗浄水量設定部（洗浄水量設定手段）
Ｌ１ 原水ライン（洗浄手段）
Ｌ４ 排水ライン（洗浄手段）
Ｌ５ 逆洗水供給ライン（洗浄手段）
Ｗ１ 原水
Ｗ２ 処理水

Claims (6)

1. 原水に含まれる懸濁物質を濾材により捕捉して処理水を製造する濾過手段と、
   前記濾材に対し、逆洗浄工程及び水洗工程からなる洗浄動作を実施する洗浄手段と、
   前記濾過手段による濾過処理が行われる前に、原水に凝集剤を添加する凝集剤添加手段と、
   前記濾材の汚濁の程度である汚濁度を検出する汚濁度検出手段と、
   前記汚濁度検出手段により検出された汚濁度に基づいて、前記濾材により捕捉される懸濁物質の量である濁質捕捉量を算出する濁質捕捉量算出手段と、
   前記凝集剤添加手段により原水に対して添加される凝集剤の添加割合を算出する凝集剤添加割合算出手段と、
   前記濾過手段において前記濾材の洗浄動作の実施要求がなされているか否かを判定する洗浄動作実施要求判定手段と、
   前記洗浄動作実施要求判定手段により前記濾過手段において洗浄動作の実施要求がなされていると判定された場合に、前記濁質捕捉量算出手段により算出された濁質捕捉量及び前記凝集剤添加割合算出手段により算出された凝集剤の添加割合に基づいて前記濾材の洗浄時間を設定する洗浄時間設定手段と、
   前記洗浄時間設定手段により設定された洗浄時間に基づいて、洗浄動作を実施するように前記洗浄手段を制御する洗浄動作実施制御手段と、
   を備える濾過システム。
2. 前記洗浄時間設定手段は、前記濁質捕捉量算出手段により算出された濁質捕捉量が多いほど洗浄時間を長く設定し、前記凝集剤添加割合算出手段により算出された凝集剤の添加割合が大きいほど洗浄時間を長く設定する請求項１に記載の濾過システム。
3. 前記逆洗浄工程を実施する逆洗浄時間及び前記水洗工程を実施する水洗時間は、前記濁質捕捉量算出手段により算出された濁質捕捉量及び前記凝集剤添加割合算出手段により算出された凝集剤の添加割合に基づいて、個別に設定される請求項１又は２に記載の濾過システム。
4. 原水に含まれる懸濁物質を濾材により捕捉して処理水を製造する濾過手段と、
   前記濾材に対し、逆洗浄工程及び水洗工程からなる洗浄動作を実施する洗浄手段と、
   前記濾過手段による濾過処理が行われる前に、原水に凝集剤を添加する凝集剤添加手段と、
   前記濾材の汚濁の程度である汚濁度を検出する汚濁度検出手段と、
   前記汚濁度検出手段により検出された汚濁度に基づいて、前記濾材により捕捉される懸濁物質の量である濁質捕捉量を算出する濁質捕捉量算出手段と、
   前記凝集剤添加手段により原水に対して添加される凝集剤の添加割合を算出する凝集剤添加割合算出手段と、
   前記濾過手段において前記濾材の洗浄動作の実施要求がなされているか否かを判定する洗浄動作実施要求判定手段と、
   前記洗浄動作実施要求判定手段により前記濾過手段において洗浄動作の実施要求がなされていると判定された場合に、前記濁質捕捉量算出手段により算出された濁質捕捉量及び前記凝集剤添加割合算出手段により算出された凝集剤の添加割合に基づいて前記濾材の洗浄水量を設定する洗浄水量設定手段と、
   前記洗浄水量設定手段により設定された洗浄水量に基づいて、洗浄動作を実施するように前記洗浄手段を制御する洗浄動作実施制御手段と、
   を備える濾過システム。
5. 前記洗浄水量設定手段は、前記濁質捕捉量算出手段により算出された濁質捕捉量が多いほど洗浄水量を多く設定し、前記凝集剤添加割合算出手段により算出された凝集剤の添加割合が大きいほど洗浄水量を多く設定する請求項４に記載の濾過システム。
6. 前記逆洗浄工程で使用される洗浄水の水量及び前記水洗工程で使用される濯ぎ水の水量は、前記濁質捕捉量算出手段により算出された濁質捕捉量及び前記凝集剤添加割合算出手段により算出された凝集剤の添加割合に基づいて、個別に設定される請求項４又は５に記載の濾過システム。

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