JP2014155882A - 濾過装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、濾過槽の寿命が低下することを抑制することができるとともに、濾過された液の供給が停止される回数を低減することができる濾過装置を提供する。
【解決手段】濾過装置１００は、濾過運転の１サイクル中に濾過材が捕捉した不純物の捕捉量を算出する算出部３０と、原水Ｌ１の不純物の濃度と濾過槽１０２内を流れる原水Ｌ１の流量とに基づいて複数設定される、濾過運転から逆洗運転に切りかえる閾値を記憶する記憶部２９と、記憶部２９に記憶された複数の閾値のうち、濾過運転時に濾過槽１０２を流れる原水Ｌ１の流量と不純物濃度とに対応する閾値を選択し、算出部３０の検出結果が、選択された閾値に達したことに基づいて、濾過運転から逆洗運転に移行するよう制御する制御部２７とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば、井戸などの水源から供給される原水を濾過する濾過装置に関する。

井戸などからの水源から供給される原水を濾過する濾過装置は、内部にアンスラサイトや濾過砂などの濾過材が収容される濾過槽を有している。原水が濾過材を通過することにより原水中の鉄やマンガンイオンなどの不純物が捕捉される。

濾過槽内の濾過材には、鉄やマンガンなどの不純物が蓄積される。濾過材に不純物が一定量以上蓄積されたまま濾過運転が継続されると、浄化水中に所定の水質基準を超える不純物が含有されてしまう。このため、濾過槽を洗浄する逆洗運転が行われる。

逆洗運転は、例えば水源から取水した原水を、濾過運転時とは逆の流れとなるように濾過槽内に流し、原水で濾過材に蓄積されている不純物を洗い流して濾過材の機能を回復させる運転である。

上記した逆洗運転は、制御盤に設定した所望する時刻に開始される。しかしながら、時刻設定により逆洗運転を開始する方式では、夜間など給水を必要としていない時間帯がはっきりしている場合は設定し易いが、使用状況がユーザにも把握できていない場合や、濾過水量の変動が大きい、１日当たりの使用水量が多く、頻繁な逆洗が必要となる場合には、適切な設定が困難になる。

そこで、濾過装置に、濾過流量を検出する流量検出部を設けるとともに、制御盤に原水中の不純物の濃度を入力する入力部を設けることが提案されている。この濾過装置では、濾過運転中の積算流量に不純物の濃度を乗算することによって、濾過槽で捕捉された不純物の量を算出し、この検出値が、濾過槽で捕捉可能な量以上になると、逆洗運転を行うようにしている（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００９−２７３９６８号公報

一方、濾過槽では、１回の濾過運転で捕捉可能な不純物の量は、原水の不純物濃度が所定値をこえると、小さくなる傾向にある。また、濾過槽内での原水の流速が速いと、捕捉可能な不純物の量が小さくなる傾向にある。このように、１回の濾過運転で捕捉可能な不純物の量は、原水の不純物の濃度と、濾過槽を流れる原水の流量とによって変化する。

このため、従来の濾過装置では、濾過槽で安定して不純物が捕捉されるようにするために、濾過運転から逆洗運転に切り替える閾値となる１回の濾過運転での不純物の捕捉量を、比較的小さいに設定し、濾過槽で捕捉された不純物の量がこの値捕捉量以上になると、濾過運転から逆洗運転に移行している。

しかしながら、閾値を比較的小さい値に設定することによって、濾過運転の期間が短くなり、逆洗運転の回数が増える。逆洗運転の回数が増えることによって、濾過材の表面が磨耗し、それゆえ、濾過材による不純物の捕捉性能が低下する。このため、濾過槽の寿命が短くなる傾向にあった。また、逆洗運転の回数が増えることによって、濾過装置による浄化水の供給が停止される回数が増えることになる。

本発明の目的は、濾過槽の寿命が低下することを抑制することができるとともに、濾過された液の供給が停止される回数を低減することができる濾過装置を提供することである。

本発明の濾過装置は、内部に濾過材を収容する濾過槽を有し、前記濾過槽内に第１の方向に液を流して前記液中の不純物を取り除く濾過運転と、前記濾過槽内に前記第１の方向とは逆方向の第２の方向に洗浄用液を流して前記濾過材が捕捉した前記不純物を前記濾過材から取り除く逆洗運転とを交互に行う濾過装置である。

前記濾過装置は、前記濾過運転の１サイクル中に前記濾過材が捕捉した不純物の捕捉量を算出する捕捉量算出手段と、前記液の前記不純物の濃度と前記濾過槽内を流れる前記液の流量とに基づいて複数設定される、前記濾過運転から前記逆洗運転に切りかえる閾値を記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶された複数の前記閾値のうち、前記濾過運転時に前記濾過槽を流れる前記液の流量と前記液の前記不純物の濃度とに対応する閾値を選択し、前記捕捉量算出手段の算出結果が前記選択された閾値に達したことに基づいて、前記濾過運転から前記逆洗運転に移行するよう制御する制御手段とを備える。

他の本発明の濾過装置は、内部に濾過材を収容する濾過槽を有し、前記濾過槽内に第１の方向に液を流して前記液中の不純物を取り除く濾過運転と、前記濾過槽内に前記第１の方向とは逆方向の第２の方向に洗浄用液を流して前記濾過材が捕捉した前記不純物を前記濾過材から取り除く逆洗運転とを交互に行う濾過装置である。

前記濾過装置は、前記濾過運転の１サイクル中に前記濾過材が捕捉した不純物の捕捉量を算出する捕捉量算出手段と、前記液の不純物濃度が濃度用所定値をこえているときに対応する第１の閾値と、前記不純物濃度が前記濃度用所定値以下であって前記液の流量が流量用所定値を超えているときに対応する、前記第１の閾値より大きい第２の閾値と、前記不純物濃度が前記濃度用所定値以下であって前記液の流量が前記流量用所定値以下のときに対応する、前記第２の閾値より大きい第３の閾値とを記憶する記憶手段と、前記濾過運転時に前記濾過槽を流れる前記液の前記不純物の濃度が前記濃度用所定値を超えていると、前記第１の閾値を選択し、前記液の前記不純物の濃度が前記濃度用所定値以下のときであって、前記流量が前記流量用所定値をこえていると、前記第２の閾値を選択し、前記不純物の濃度が前記濃度用所定値以下であって前記流量が前記流量用所定値以下であると、前記第３の閾値を選択し、前記捕捉量算出手段の算出結果が前記選択された閾値に達したことに基づいて、前記濾過運転から前記逆洗運転に移行するよう制御する制御手段とを備えている。

本発明によれば、濾過槽の寿命が低下することを抑制することができるとともに、濾過された液の供給が停止される回数を低減することができる。

本発明の第１の実施の形態に係る濾過装置を示す概略図。 同濾過装置が備える制御盤を示すブロック図。 同制御盤が備える記憶部に記憶される、濾過槽を通過する原水の流量と濃度とに対する、通常運転を逆洗運転に切り替える閾値を示す説明図。 同濾過装置の運転を示すタイムチャート。 本発明の第２の実施の形態に係る濾過装置を示す概略図。

本発明の第１の実施の形態に係る濾過装置１００を図１〜４を用いて説明する。図１は本発明の第１の実施の形態に係る濾過装置１００を示す概略図である。図１に示すように、濾過装置１００は、本実施形態では、井戸Ｗの原水Ｌ１を、揚水し、除菌、除鉄、除マンガン及び固形物等の不純物を濾過して、浄水Ｌ２にする。原水Ｌ１は、濾過装置が濾過する液の一例である。

図１中、符号Ｘ，Ｙ，Ｚは、濾過装置１００の各種運転状態での液の流れを示している。具体的には、符号Ｘは、濾過装置１００の通常運転時での原水Ｌ１および浄水Ｌ２の流れを示している。符号Ｙは、濾過装置１００の逆洗運転時での浄水Ｌ２の流れを示している。符号Ｚは、濾過装置１００の洗浄運転時での原水Ｌ１の流れを示している。各種運転については、後で具体的に説明する。

濾過装置１００は、砂濾し器１０５と、除菌器１０１と、濾過槽１０２と、制御盤１０３と、各種ポンプと、各種三方弁と、原水Ｌ１または浄水Ｌ２が通る各種通水路とを備えている。各通水路は、管部材などによって形成されている。

濾過装置１００は、ポンプの１つとして、給水ポンプ１０４を備えている。給水ポンプ１０４は、井戸Ｗ内に配置されており、井戸Ｗの原水Ｌ１を揚水する。給水ポンプ１０４と濾過槽１０２とは、第１の通水路Ｒ１によって連結されており、給水ポンプ１０４によって揚水された原水Ｌ１は、第１の通水路Ｒ１によって濾過槽１０２に導かれる。

第１の通水路Ｒ１の中途部には、砂濾し器１０５が設けられている。原水Ｌ１は、砂濾し器１０５を通過する。砂濾し器１０５は、当該砂濾し器１０５を通過する原水Ｌ１中に含まれる砂を取り除く。

第１の通水路Ｒ１において、砂濾し器１０５と濾過槽１０２との間の部分には、第１の三方弁１０６が設けられている。第１の三方弁１０６は、ポートの一が排水部Ｄに接続されている。また、第１の三方弁１０６の残り１つのポートは、第１の通水路Ｒ１に連結されており、濾過槽１０２に連通している。このように、第１の三方弁１０６は、給水ポンプ１０４から濾過槽１０２への流路の一部を形成するとともに、ポートの切り換えにより、第１の三方弁１０６の二次側の原水Ｌ１を排水部Ｄに排水可能に形成されている。濾過槽１０２の構造と、動作とについては、後で詳細に説明する。

第１の三方弁１０６は、信号線Ｓを介して、後述される制御盤１０３に接続される。第１の三方弁１０６は、制御盤１０３の制御によってポートの切り替えが可能に形成された電磁制御弁等が用いられる。

濾過装置１００は、濾過槽１０２の二次側に、第２の三方弁１１０と、第３の三方弁１１１と、ストレーナ１１２と、第１の仕切弁１１３と、貯水槽１１４とを順次備えている。

濾過槽１０２の下部と第２の三方弁１１０とは、第２の通水路Ｒ２によって連結されている。第２の三方弁１１０と貯水槽１１４とは、第３の通水路Ｒ３によって、連結されている。貯水槽１１４に、ビルや住居等の建造物Ｇに給水する給水ユニット２００等が接続されている。

第３の通水路Ｒ３の中途部には、除菌器１０１と第３の三方弁１１１が設けられている。第３の三方弁１１１は、除菌器１０１よりも、貯水槽１１４側に設けられている。

除菌器１０１は、架台３と、薬液槽４と、薬液注入手段５と、連結管６と、冷却手段８と、制御部９とを備えている。除菌器１０１で用いられる薬液として、本実施形態では、次亜塩素酸ナトリウムが用いられる。

薬液槽４は、架台３上に設けられ、その内部に、薬液を貯留可能に形成されている。薬液槽４は、薬液供給管１５を介して薬液注入手段５と接続されている。薬液注入手段５は、第１の通水路Ｒ１において第１の三方弁１０６と濾過槽１０２との間の部分と、第３の通水路Ｒ３において第２の三方弁１１０と第３の三方弁１１１との間の部分にそれぞれ薬液を注入可能に形成されている。

薬液注入手段５は、薬液を定量注入可能な注入ポンプ１７と、注入ポンプ１７に連結される薬液注入器１９とを備えている。薬液注入器１９は、原水Ｌ１または浄水Ｌ２が流れる流路中に薬液を注入する。薬液注入器１９は、第１の通水路Ｒ１において第１の三方弁１０６と濾過槽１０２との間の部分と、第３の通水路Ｒ３において第２の三方弁１１０と第３の三方弁１１１との間の流路に設けられている。

なお、注入ポンプ１７は、例えば、ダイヤフラムポンプが用いられる。注入ポンプ１７は、薬液槽４に接続され、薬液槽４に貯留された薬液を圧送可能に形成されている。薬液注入器１９は、例えば、その内部に、逆止弁、及び、注入ポンプ１７の停止時にノズル内の薬液が流路内に流出することを防止可能なノズルキャップを有するノズルである。

連結管６は、第２の三方弁１１０と第３の三方弁１１１との間の第３の通水路Ｒ３の一部を構成する。連結管６は、管路を形成する管部３１と、管部３１の一次側に設けられた流量検出器３２と、その二次側に設けられた注入部３３とを備えている。

流量検出器３２は、信号線Ｓを介して制御部９及び制御盤１０３に接続され、連結管６内の流体の流れに応じて検出した流量を信号として、制御部９及び制御盤１０３に送信可能に形成されている。注入部３３は、薬液注入器１９を配置可能に形成された、所謂接続管である。

制御部９は、流量検出器３２から送信された流量の信号に基づいて、注入ポンプ１７から注入される薬液量を調整可能に形成されている。具体的には、制御部９は、流量に対する薬液の注入量を記憶する記憶部９ａを備えている。

例えば、記憶部９ａは、濾過装置１００の使用において給水ポンプ１０４で供給される原水Ｌ１の流量に対する濾過槽１０２の一次側及び二次側での薬液の注入量がそれぞれ記憶されている。

制御部９は、流量検出器３２により検出された流量、及び、記憶部９ａに記憶された流量に対する注入量比率から、注入する薬液の量を算出する。制御部９は、この算出した薬液の量を注入するように、注入ポンプ１７の往復動の速度や移動量を制御し、注入する薬液の量を制御する。また、制御部９は、制御盤１０３に接続され、流量の信号、及び、薬液の注入量等を送信可能に形成されている。

第３の三方弁１１１は、そのポートの一が、排水部Ｄに接続され、濾過槽１０２から貯水槽１１４への流路を形成するとともに、ポートの切り換えにより、濾過槽１０２からの水を排水部Ｄに排水可能に形成されている。なお、第３の三方弁１１１は、信号線Ｓを介して制御盤１０３に接続され、当該制御盤１０３によりそのポートの切り換えが可能に形成された電磁制御弁等が用いられる。

第２の三方弁１１０の他方のポートと、貯水槽１１４とは、第４の通水路Ｒ４によって連結されている。第４の通水路Ｒ４中には、逆洗ポンプ１１７と、第２の仕切弁１１６とが設けられている。第２の仕切り部は、逆洗ポンプ１１７よりも貯水槽１１４側に設けられている。

上記のように、第２の三方弁１１０は、濾過槽１０２から第３の三方弁１１１への流路を形成するとともに、ポートの切り換えにより、逆洗ポンプ１１７から濾過槽１０２への流路を形成する。なお、第２の三方弁１１０は、信号線Ｓを介して制御盤１０３に接続され、当該制御盤１０３により、そのポートの切り換えが可能に形成された電磁制御弁等が用いられる。また、第２の三方弁１１０は、手動でのポートの切り換えも可能に形成されていることが望ましい。

逆洗ポンプ１１７は、貯水槽１１４の浄水Ｌ２を増圧し、濾過槽１０２へ給水可能に形成されている。

濾過槽１０２について、具体的に説明する。濾過槽１０２は、タンク１０２ａを有し、給水ポンプ１０４からタンク１０２ａ内部への原水Ｌ１の流路を形成する内部配管１０２ｂを備えている。

濾過槽１０２は、タンク１０２ａの底部にフィルタが接続された吐出管として第２の通水路Ｒ２が接続される。また、フィルタは、複数のスリット状の孔を有する樹脂製のフィルタである。第２の通水路Ｒ２は、処理水の流出口と、逆洗を行う処理水の流入口を形成する。

濾過槽１０２は、タンク１０２ａ内に濾材１６０が収容されている。濾過材１６０は、除マンガン機能と、除鉄機能とを有している。濾過槽１０２は、その一次側の薬液注入器１９により注入された薬液により析出した井戸水中の鉄を捕捉及び除去可能、且つ、井戸水中のマンガンを接触酸化等により除去可能に形成されている。

内部配管１０２ｂは、濾過槽１０２の上方側面から内部に配設されるとともに、濾過槽１０２の略中央付近から天井に向って湾曲して形成されている。即ち、内部配管１０２ｂは、給水ポンプ１０４から圧送された原水Ｌ１を、タンク１０２ａの天井部に向って吐出することで、吐出された井戸水を、濾過材１６０上に均一に拡散可能に形成されている。

制御盤１０３は、信号線Ｓを介して、制御部９、流量検出器３２、給水ポンプ１０４、各三方弁１０６、１１０、１１１、逆洗ポンプ１１７、及び、切換弁１１９に接続されている。

制御盤１０３は、流量検出器３２による流量の情報に基づいて、給水ポンプ１０４の給水量を制御可能に形成されている。制御盤１０３は、各三方弁１０６、１１０、１１１の各ポートの開閉を切り換え可能に形成されている。制御盤１０３は、例えば、逆洗ポンプ１１７をインバータ制御可能なインバータ回路を有している。

また、制御盤１０３は、次の機能を少なくとも有している。
（１）原水Ｌ１の除菌及び濾過を行う通常運転機能。
（２）通常運転終了後に、逆洗ポンプ１１７により、濾過槽１０２を洗浄する逆洗運転を行なう逆洗運転機能。
（３）逆洗運転後に、給水ポンプ１０４により供給された井戸水で流路内を洗浄する洗浄運転機能。なお、洗浄運転では、原水Ｌ１は、濾過槽１０２内を、通常運転と同じ方向に流れる。言い換えると、洗浄運転は、濾過槽１０２を通過した後の浄水Ｌ２が排出されるだけであり、濾過槽１０２での運転は、通常運転と同じである。本実施形態では、洗浄運転と通常運転とが、濾過運転となる。

（４）通常運転、逆洗運転、洗浄運転及び運転停止を切り換える運転切換機能。
なお、制御盤１０３は、例えば、上記各機能（１）〜（４）以外の機能、例えば、濾過槽１０２内の流量を報知可能な報知手段等を有しているが、ここではその説明は省略する。

濾過装置１００は、制御盤１０３の機能（１）として、原水Ｌ１を、除菌器１０１及び濾過槽１０２により除菌及び濾過を行う、所謂通常使用による通常運転が行われる。

濾過装置１００は、所定の時期になると、制御盤１０３の機能（２）として濾過槽１０２を洗浄する逆洗運転を行う。

濾過装置１００は、制御盤１０３の機能（３）として、逆洗運転により発生した不純物を除去する洗浄運転が行なわれる。

濾過装置１００は、制御盤１０３の機能（４）として、給水ポンプ１０４の運転及び停止、各三方弁１０６、１１０、１１１の切り換え、及び、逆洗ポンプ１１７の運転及び停止により、通常運転、逆洗運転、洗浄運転及び運転停止を切り換える。

具体的には、濾過装置１００の通常運転においては、制御盤１０３は、図１中、水の流れＸとなるように、各三方弁１０６，１１０，１１１を切り替えるとともに、給水ポンプ１０４及び注入ポンプ１７を駆動する。これにより、給水ポンプ１０４で揚水された井戸水は、除菌器１０１の注入ポンプ１７により薬液が井戸水中に注入されるとともに、濾過槽１０２により井戸水が濾過される。これら除菌器１０１及び濾過槽１０２により浄化処理（濾過処理及び除菌処理）された処理水が、貯水槽１１４に貯留され、例えば、この貯留された処理水が、給水ユニット２００により建造物Ｇの各給水先Ｈに給水されることとなる。

制御盤１０３は、上記した所定の時期になると、逆洗運転するために、図１中の水の流れＹとなるように各三方弁１０６，１１０，１１１を切り替えるとともに、逆洗ポンプ１１７を駆動する。濾過装置１００の逆洗運転においては、逆洗ポンプ１１７により貯水槽１１４内の水が揚水され、浄水Ｌ２が濾過槽１０２内を下から上に向かって通過することで、濾過槽１０２内の鉄やマンガン等の不純物を流して排水部Ｄへと排水することとなる。

上記所定の時期について詳細に説明する。図２は、制御盤１０３を示すブロック図である。制御盤１０３は、制御部２７と、入力部２８と、記憶部２９と、算出部３０とを備えている。入力部２８は、濾過装置１００を管理するものなどの、作業者が操作をする。入力部２８を介して、原水Ｌ１の濃度と、濾過装置１００の機種が入力される。原水Ｌ１の濃度とは、原水Ｌ１中に含まれる、鉄やマンガンなどの不純物の濃度であり、原水Ｌ１の１リットル（Ｌ）中に含まれる不純物の質量（ｇ）であらわされる。

記憶部２９は、濾過槽１０２を通過する原水Ｌ１の流量と濃度とに対する、通常運転から逆洗運転に切り変わる閾値となる、濾過槽１０２での不純物の捕捉量のデータが記憶されている。閾値となる不純物の捕捉量は、洗浄運転とその次に行われる通常運転で濾過される不純物の捕捉量である。また、記憶部２９は、このデータを、機種ごとに記憶している。

図３は、濾過槽１０２を通過する原水Ｌ１の流量と濃度とに対する、通常運転から逆洗運転に切り替わる閾値を示す図である。図３に示すように、本実施形態では、機種Ａのデータと、機種Ｂのデータとを備えている。本実施形態の濾過装置１００は、機種Ａである。

機種Ａでは、原水Ｌ１の濃度が、５ｍｇ／Ｌより大きい場合は、閾値は、５０ｇである。原水Ｌ１の濃度が５ｍｇ／Ｌ以下の場合は、濾過槽１０２を通過する原水Ｌ１の流量に応じて、閾値が変化する。１分間当たりの流量が、１００Ｌ／ｍｉｎ以下の場合は、閾値は、１００ｇである。１分間当たりの流量が、１００Ｌ／ｍｉｎより大きい場合は、閾値は、７５ｇである。

機種Ｂでは、原水Ｌ１の濃度が、５ｍｇ／Ｌより大きい場合は、閾値は、１００ｇである。原水Ｌ１の濃度が５ｍｇ／Ｌ以下の場合は、濾過槽１０２を通過する原水Ｌ１の流量に応じて、閾値が変化する。１分間当たりの流量が、２００Ｌ／ｍｉｎ以下の場合は、閾値は、２００ｇである。１分間当たりの流量が、２００Ｌ／ｍｉｎより大きい場合は、閾値は、１５０ｇである。

制御部２７は、まず、入力部２８を介して入力された原水Ｌ１の不純物の濃度が５ｍｇ／Ｌより大きいか、または、以下であるか否かを判定する。原水Ｌ１の不純物の濃度が５ｍｇ／Ｌより大きい場合は、閾値として、５０ｇを選択する。制御部２７は、原水Ｌ１の不純物の濃度が５ｍｇ／Ｌ以下である場合は、流量検出器３２の検出結果に応じて、閾値を選択する。

具体的には、制御部２７は、通常運転時に、予め設定される一定時間、流量検出器３２の検出結果を監視する。そして、一定時間の流量が１００ｍＬ／ｍｉｎをこえると、閾値として７５ｍｇを選択し、一定時間の流量が１００ｍＬ／ｍｉｎ以下であると、閾値として１００ｍｇを選択する。

閾値が、原水Ｌ１の不純物濃度と流量とによって変化する理由を説明する。原水Ｌ１の不純物濃度が一定値をこえて大きくなると、濾過材１６０で捕捉した不純物がリークやすくなるため、捕捉できる不純物の量が低下する傾向にある。また、流量が一定値より多くなると、濾過材１６０が捕捉できる不純物の量が少なくなる傾向にある。

このため、上述した閾値としては、原水Ｌ１の濃度が高いと閾値を小さくし、かつ、原水Ｌ１の流量が小さいと閾値を大きくし、流量が大きいと閾値を小さくしている。なお、閾値は、洗浄運転と通常運転との間で濾過槽１０２で捕捉可能な不純物の最大量に応じて設定されている。閾値としては、捕捉可能な最大量であってもよいし、または、捕捉可能な最大量より所定の割合で小さくした値であってもよい。本実施形態では、一例として、除去可能な最大量から所定量小さくした値を閾値としている。

図４は、濾過装置１００の運転を示すタイムチャートの一部を示している。上記の理由より、図４に示すように、逆洗運転間の時間Ｔ１、つまり、原水Ｌ１が濾過される運転である洗浄運転と通常運転との時間Ｔ１は、原水Ｌ１の濃度との流量とに応じて変化する。濾過槽１０２に導かれる原水Ｌ１の濃度が高いほど、時間Ｔ１は長くなる。また、原水Ｌ１の流量が高いほど、時間Ｔ１は長くなる。

算出部３０は、流量計３２の検出結果と、入力部２８から入力された原水Ｌ１の濃度とに基づいて、１回の洗浄運転とその次に行われる通常運転とで捕捉された不純物の量を算出する。算出部３０の算出結果は、制御部２７に送信される。

制御部２７は、算出部３０の算出結果に基づいて、濾過槽１０２の不純物の除去量が、閾値以上になったと判断すると、濾過運転を中止し、逆洗運転に移行する。

濾過装置１００の洗浄運転では、制御部２７は、図１中、水の流れＺとなるように、各三方弁１０６，１１０，１１１を切り替えるとともに、給水ポンプ１０４を駆動する。

濾過装置１００の洗浄運転においては、給水ポンプ１０４により原水Ｌ１が圧送され、逆洗運転時の濾過槽１０２内の不純物を含む水が第３の三方弁１１１を経由して排水部Ｄから排水される。これにより、逆洗運転時の不純物を含む水が、貯水槽１１４へ流入することを防止する。

なお、洗浄運転では、上記のように、原水Ｌ１が用いられるので、原水Ｌ１中の不純物は濾過材１６０によって捕捉される。つまり、本実施形態では、洗浄運転は、濾過運転の一部である。

制御盤１０３は、これら通常運転、逆洗運転及び洗浄運転を必要に応じて切り換えるとともに、運転終了として、給水ポンプ１０４及び逆洗ポンプ１１７を停止させることで、濾過装置１００の運転を停止させる。

次に、濾過装置１００に用いられる除菌器１０１について説明する。除菌器１０１は、通常運転時において、給水ポンプ１０４により揚水された原水Ｌ１の流量を流量検出器３２により検出する。制御部９は、流量比例式として、流量検出器３２により検出された流量に基づいて、薬液の注入量を制御する。

薬液注入器１９は、給水ポンプ１０４で給水された井戸水中、及び、濾過槽１０２により濾過された処理水に所定の注入量の薬液を注入する。これにより、濾過槽１０２の一次側においては、井戸水と薬液とが混合し、井戸水が除菌されるとともに、井戸水中に含有される鉄と薬液とが反応する。

具体的には、井戸水中の鉄が薬液により酸化し、鉄が水酸化第二鉄Ｆｅ（ＯＨ）^３として析出する。なお、この井戸水が除菌器１０１の二次側に流れ、濾過槽１０２により井戸水中に析出した鉄及び井戸水中に含有されるマンガンが濾過される。

また、濾過槽１０２により濾過された処理水は、濾過槽１０２の二次側で再度薬液が注入されることで、当該処理水の除菌が行われる。

このように構成された濾過装置１００によれば、濾過槽１０２に導かれる原水Ｌ１の濃度と、流量とに応じて、濾過運転から逆洗運転に切り替わる時間Ｔ１が決定される。このため、濾過槽１０２は、濾過槽１０２に導かれる原水Ｌ１の状態に対して適切な時間濾過を行うことができるので、逆洗浄運転の回数が増えることを抑制できる。このことによって、濾過材１６０が磨耗することを抑制できるとともに、浄水Ｌ２の供給が停止される回数を低減することができる。

また、逆洗運転時に用いられる洗浄用液として、浄水Ｌ２が用いられる。浄水Ｌ２は、不純物が取り除かれた水道水などのクリーンな水である。このように、浄水Ｌ２を利用する構造によって、逆洗運転時に、濾過槽１０２内を効果的に洗浄することができる。また、浄水Ｌ２を利用するので、別途にクリーンな液を用意する必要がない。

つぎに、本発明の第２の実施形態に係る濾過装置を、図５を用いて説明する。なお、第１の実施形態と同様の機能を有する構成は、第１の実施形態と同一の符号を付して説明を省略する。本実施形態では、濾過槽１０２に導かれる原水Ｌ１の濃度を、入力部２８を介して入力することに代えて、原水Ｌ１の濃度を自動的に検出する濃度検出が用いられる。他の構造は、第１の実施形態と同じである。上記異なる点について、具体的に説明する。

図５は、本実施形態の濾過装置１００を示す概略図である。図５に示すように、濾過装置１００は、原水Ｌ１の濃度を検出する濃度検出部１５０を備えている。濃度検出部１５０は、一例として、第１の通水路Ｒ１中に設けられている。濾過槽１０２に導かれる前の原水Ｌ１は、濃度検出部１５０を通過するときに、不純物濃度が検出される。濃度検出部１５０の検出結果は、制御部２７に送信される。算出部３０は、濃度検出部１５０の検出結果と流量検出器３２の検出結果とに基づいて、捕捉された不純物の量を算出する。

本実施形態では、濃度検出部１５０によって、濾過槽１０２に導かれる原水Ｌ１の濃度が自動的に検出される。このため、濾過装置１００を管理するものなどの作業するものは、原水Ｌ１の濃度を、入力部２８を介して入力する必要がなくなる。

本実施形態では、第１の実施形態の効果に加えて、入力部２８を操作する必要がないので、作業するものの負担を軽減することができる。

なお、第１，２の実施形態で用いられた閾値は、一例である。閾値は、濾過槽１０２の濾過能力、濾過する種類、不純物の種類に応じて、設定可能である。

また、第１，２の実施形態では、入力部２８を用いて機種の情報を入力している。濾過装置１００の出荷時に、機種の情報が予め入力することによって、作業員による入力部２８を用いての入力作業が不要になる。

また、第１，２の実施形態では、流量検出器３２が濾過槽１０２の下流側の流れを検出し、この検出結果を、濾過槽１０２内を流れる流量として用いている。他の例としては、流量検出器３２が濾過槽１０２の上流側の流量を検出し、この検出結果を、濾過槽１０２内を流れる流量として用いてもよい。

また、第１，２の実施形態では、洗浄運転は、原水Ｌ１を用いるとともに、濾過槽１０２内を通常運転と同じ方向に原水Ｌ１を流している。このため、洗浄運転と通常運転とが、濾過運転の一例となっている。例えば、他の例としては、洗浄運転として、浄水Ｌ２などの濾過すべき不純物を含まない液が用いられる場合は、洗浄運転は、濾過運転の一部ではなくなる。この場合は、通常運転のみが濾過運転となるので、この濾過運転間に濾過槽１０２で捕捉された不純物の量を検出するとともに、この検出結果と閾値とが比較される。

第１，２の実施形態では、算出部３０は、濾過槽で捕捉される不純物を算出する捕捉量算出手段の一例である。なお、濾過槽で捕捉される不純物の量を検出する手段としては、算出部３０を用いる以外であってもよい。要するに、濾過槽で捕捉される不純物の量を検出できればよい。

第１，２の実施形態では、記憶部２９は、複数の閾値を記憶する記憶手段の一例である。閾値として用いられた、５０ｇ、７５ｇ，１００ｇが用いられた。これらは、記憶手段に記憶される複数の閾値の一例であるとともに、かつ、第１〜３の閾値の一例である。５０ｇが、第１の閾値の一例であり、７５ｇが第２の閾値であり、１００ｇが第３の閾値の一例である。また、不純物濃度５ｍｇ／Ｌは、第１の閾値を選択する際に比較される不純物濃度である濃度用所定値の一例である。流量１００Ｌ／ｍｉｎは、第２，３の閾値のいずれかを選択する際に比較される流量である流量用所定値の一例である。

第１，２の実施形態では、制御部２７は、上記複数の閾値、第１〜３の閾値から、液の不純物濃度と流量とに基づいて対応する閾値を選択して、濾過運転から逆洗運転に移行するように制御する制御手段の一例である。

第１の実施形態では、入力部２８は、液の不純物濃度を入力する不純物濃度入力手段の一例である。第２の実施形態では、濃度検出部１５０は、液の不純物の濃度を検出する不純物濃度検出手段の一例である。第１，２の流量検出器３２は、濾過槽内を流れる液の流量を検出する流量検出手段の一例である。

この発明は、上述した実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上述した実施の形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより種々の発明を形成できる。例えば、上述した実施の形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除しても良い。更に、異なる実施の形態に亘る構成要素を適宜組み合わせてもよい。

２７…制御部（制御手段）、２８…入力部（不純物濃度入力手段）、２９…記憶部（記憶手段）、３０…算出部（捕捉量算出手段）、３２…流量検出器（流量検出手段）、１５０…濃度検出部（不純物濃度検出手段）。

Claims (7)

1. 内部に濾過材を収容する濾過槽を有し、前記濾過槽内に第１の方向に液を流して前記液中の不純物を取り除く濾過運転と、前記濾過槽内に前記第１の方向とは逆方向の第２の方向に洗浄用液を流して前記濾過材が捕捉した前記不純物を前記濾過材から取り除く逆洗運転とを交互に行う濾過装置であって、
   前記濾過運転の１サイクル中に前記濾過材が捕捉した不純物の捕捉量を算出する捕捉量算出手段と、
   前記液の前記不純物の濃度と前記濾過槽内を流れる前記液の流量とに基づいて複数設定される、前記濾過運転から前記逆洗運転に切りかえる閾値を記憶する記憶手段と、
   前記記憶手段に記憶された複数の前記閾値のうち、前記濾過運転時に前記濾過槽を流れる前記液の流量と前記液の前記不純物の濃度とに対応する閾値を選択し、前記捕捉量算出手段の算出結果が前記選択された閾値に達したことに基づいて、前記濾過運転から前記逆洗運転に移行するよう制御する制御手段と
   を具備することを特徴とする濾過装置。
2. 内部に濾過材を収容する濾過槽を有し、前記濾過槽内に第１の方向に液を流して前記液中の不純物を取り除く濾過運転と、前記濾過槽内に前記第１の方向とは逆方向の第２の方向に洗浄用液を流して前記濾過材が捕捉した前記不純物を前記濾過材から取り除く逆洗運転とを交互に行う濾過装置であって、
   前記濾過運転の１サイクル中に前記濾過材が捕捉した不純物の捕捉量を算出する捕捉量算出手段と、
   前記液の不純物濃度が濃度用所定値をこえているときに対応する第１の閾値と、前記不純物濃度が前記濃度用所定値以下であって前記液の流量が流量用所定値を超えているときに対応する、前記第１の閾値より大きい第２の閾値と、前記不純物濃度が前記濃度用所定値以下であって前記液の流量が前記流量用所定値以下のときに対応する、前記第２の閾値より大きい第３の閾値とを記憶する記憶手段と、
   前記濾過運転時に前記濾過槽を流れる前記液の前記不純物の濃度が前記濃度用所定値を超えていると、前記第１の閾値を選択し、前記液の前記不純物の濃度が前記濃度用所定値以下のときであって、前記流量が前記流量用所定値をこえていると、前記第２の閾値を選択し、前記不純物の濃度が前記濃度用所定値以下であって前記流量が前記流量用所定値以下であると、前記第３の閾値を選択し、前記捕捉量算出手段の算出結果が前記選択された閾値に達したことに基づいて、前記濾過運転から前記逆洗運転に移行するよう制御する制御手段と
   を具備することを特徴とする濾過装置。
3. 前記液の前記不純物の濃度を入力する不純物濃度入力手段を具備し、
   前記制御手段は、前記不純物濃度入力手段から入力される入力値を前記不純物の濃度として用いる
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の濾過装置。
4. 前記液の前記不純物の濃度を検出する不純物濃度検出手段を具備し、
   前記制御手段は、前記不純物濃度検出手段の検出結果を前記不純物の濃度として用いる
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の濾過装置。
5. 前記液の流量を検出する流量検出手段を具備し、
   前記制御手段は、前記流量検出手段の検出結果を前記液の流量として用いる
   ことを特徴とする請求項１〜３のうちのいずれか１項に記載の濾過装置。
6. 前記捕捉量算出手段は、前記流量検出手段の検出結果と、前記濾過槽に導かれる前の前記液の不純物濃度とに基づいて、前記濾過槽で捕捉された前記不純物の量を算出する
   ことを特徴とする請求項５に記載の濾過装置。
7. 前記洗浄用液は、前記濾過槽を通過して濾過された前記不純物が取り除かれた後の前記液である
   ことを特徴とする請求項１〜６のうちのいずれか１項に記載の濾過装置。

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