JP3215142B2 - ろ過池洗浄制御装置 - Google Patents

ろ過池洗浄制御装置

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JP3215142B2 JP03104892A JP3104892A JP3215142B2 JP 3215142 B2 JP3215142 B2 JP 3215142B2 JP 03104892 A JP03104892 A JP 03104892A JP 3104892 A JP3104892 A JP 3104892A JP 3215142 B2 JP3215142 B2 JP 3215142B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、上水道施設に設けられ
た複数のろ過池について、ろ過池の洗浄を定期的に行う
ためのろ過池洗浄制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】上水道施設では、ダム式貯水池や河川か
ら取水した原水を、凝集,沈殿,ろ過というプロセスを
経て需給団体,または一般家庭に供給している。
【0003】このプロセスの中で、ろ過の役割を担うろ
過池は、通常複数設けられている。このろ過池は水質濁
度により長時間使用した場合に目詰まりを起こし、この
結果ろ過抵抗が大きくなり、ろ過能力が落ちてしまう。
このような場合ろ過能力を回復するために、ろ過池の洗
浄を行うことが必要となる。
【0004】従来、複数のろ過池についてろ過抵抗とろ
過開始からのろ過継続時間を監視し、ろ過抵抗がろ過池
洗浄設定値(ろ過池の洗浄が必要とされるろ過抵抗)ま
で到達するか、あるいはろ過継続時間が設定時間に到達
するか、どちらかの条件が満たされたときに、当該ろ過
池の洗浄を行っていた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上述のように、従来の
洗浄方法では、ろ過池抵抗がろ過池洗浄設定値に到達す
るろ過池と、ろ過継続時間が設定時間に到達するろ過池
が複数存在した場合に、どちらかの条件を満足した順番
にろ過池の洗浄を行っている。この場合はオペレータが
設定したろ過池洗浄設定値を大きく超えてしまうろ過池
が存在することが考えられる。また、一方では、複数の
ろ過池の洗浄条件が略同時に満たされた場合に、複数の
ろ過池を同時に洗浄することになり、ろ過池に上水を供
給する浄水池の水位が低下したり、洗浄した汚水が汚水
池であふれることも考えられる。この場合、ろ過池の洗
浄を待機させることも考えられるが、洗浄待機後の運転
も考慮する必要がある。
【0006】本発明はこのような点を考慮してなされた
ものであり、オペレータが設定したろ過池洗浄設定値を
超えてしまうことなく、またろ過池に上水を供給する浄
水池の水位が低下したり、洗浄した汚水が汚水池であふ
れることがなく、さらに洗浄待機後の運転も考慮したろ
過洗浄制御装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、複数のろ過池
を浄水池からの上水を用いて洗浄し、洗浄後の汚水を汚
水池に蓄えるためのろ過池洗浄制御装置において、各ろ
過池に設置されたろ過抵抗計からの信号に基づいて各ろ
過池のろ過抵抗が所定洗浄設定値に達する洗浄予測時刻
を求める洗浄タイミング予測手段と、所定洗浄周期内に
複数のろ過池の洗浄予測時刻が入った場合に、互いに前
記所定洗浄周期以上引き離すよう各ろ過池の洗浄開始時
刻を決定し、前記所定洗浄周期内に1つのろ過池の洗浄
予測時刻が入った場合に当該洗浄予測時刻を洗浄開始時
刻と決定する洗浄計画手段と、前記洗浄計画手段により
決定された洗浄開始時刻に基づいて、各ろ過池に対する
洗浄指令を発生する洗浄指令出力手段と、を備え、前記
洗浄指令出力手段は、浄水池水位が規定値以下でなく、
かつ汚水池水位が規定値以上でない条件が成立した場合
に前記洗浄指令を出力するとともに、上記条件が成立し
ない場合はインターロック動作してろ過池を洗浄待機さ
せ、前記条件成立により前記インターロック動作を解除
し、洗浄待機前の洗浄開始時刻の早い順にろ過池に対し
て順次洗浄指令を出力するインターロックチェック手段
を有することを特徴とするろ過池洗浄制御装置である。
【0008】
【作用】しかして本願発明によれば、インターロックチ
ェック手段により浄水池水位が規定値以下でなく、かつ
汚水池水位が規定値以上でない条件が成立した場合に洗
浄指令を出力するとともに、上記各条件が成立しない場
合はインターロック動作してろ過池を洗浄待機させるの
で、洗浄により浄水池内の上水が不足することはなく、
また洗浄により汚水池があふれることもない。また、イ
ンターロックチェック手段により、上記条件が成立した
場合にインターロック動作を解除し、洗浄待機前の洗浄
開始時刻の早い順にろ過池に対して順次洗浄指令を出力
する。
【0009】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例につい
て説明する。図1乃至図5は本発明によるろ過洗浄制御
装置の一実施例を示す図である。まず、図1により上水
道施設について説明する。
【0010】図1に示すように上水道施設は、沈殿池に
より流入した水を、複数のろ過池11でろ過し、浄水池
12に蓄えられるようになっている。そして浄水池12
で蓄えられた上水は浄水池12から送水ポンプ21を通
して、需給団体や一般家庭へ供給される。上水施設の運
転を長時間継続すると、ろ過池11が目詰まりを起こ
し、洗浄が必要となる。ろ過池11の洗浄には、浄水池
12に蓄えられた上水を用い、表洗ポンプ22および逆
洗ポンプ23によってろ過池11の洗浄を行うようにな
っている。ろ過池の洗浄に用いた水は汚水池13に蓄え
られ、返送ポンプ24により、上水路施設の上流側に返
送される。各ろ過池11には、ろ過抵抗計25が設置さ
れており、目詰まりの状態が分かるようになっている。
【0011】そして、各ろ過抵抗計25は、プロセスイ
ンターフェース5を介して洗浄タイミング予測手段1に
接続されている。この洗浄タイミング予測手段1は、各
ろ過池のろ過抵抗が所定洗浄設定値に達する洗浄予測時
刻を求めるものである。洗浄タイミング予測手段1は、
更に洗浄計画手段2に接続されている。この洗浄計画手
段2は各ろ過池の洗浄予測時刻が集中すると判断した場
合に、その洗浄順を入れ替えるとともに、その洗浄開始
時刻を互いに分散するよう決定するものである。また、
洗浄計画手段2は更に各ろ過池に対する洗浄指令を出力
する洗浄指令出力手段3に接続されている。
【0012】また洗浄指令出力手段3は、さらにろ過洗
浄シーケンス4およびプロセスインターフェイス5に順
次接続されている。このうち、洗浄タイミング予測手段
1、洗浄計画手段2および洗浄指令出力手段3によって
本発明によるろ過池洗浄制御装置8が構成され、ろ過池
洗浄制御装置8とろ過池洗浄シーケーンス4とによって
プロセスコントローラ9が構成されている。
【0013】なお洗浄指令出力手段には、浄水池水位計
26により計測された浄水池水位、および汚水池水位計
27により計測された汚水池水位の各信号がプロセスイ
ンターフェイス5を介して入力され、洗浄指令の出力を
抑えるインターロックの機能が発揮される。また図1に
示すようにプロセスコントローラ9には、所定洗浄設定
値および所定洗浄周期を入力するマンマシンインターフ
ェース6が接続され、さらにマンマシンインターフェー
ス6にはCRT7が接続されている。
【0014】次にこのような構成からなる本実施例の作
用について説明する。 (洗浄タイミング予測作用)図1に示す各ろ過池11に
設置されたろ過抵抗計25からプロセスインターフェイ
ス5を介してろ過池洗浄制御装置8に入力されたろ過抵
抗検出値は、洗浄タイミング予測手段1のろ過抵抗実績
手段31に蓄えられる(図2参照)。ろ過抵抗実績手段
31に蓄えられたろ過抵抗検出値に基づき、図2に示す
ろ過抵抗の傾き計算手段41によって、図3に示すよう
にT時間毎にろ過抵抗の上がり方を計算する。この計算
方法は、現在時刻から過去T時間分のろ過抵抗実績手段
31に蓄えられたろ過抵抗実績値を用い、(1),
(2),(3)式に示すような最小二乗近似により行
う。
【0015】 y=a・t+b (1) n:過去T時間の内にサンプルしたデータ数 y:ろ過抵抗[m] t:ろ過継続時間[分] 次にろ過抵抗の傾き計算手段4によって計算されたろ過
抵抗の上がり方に基づき、オペレータがマンマシンイン
ターフェイス6を介して予め設定したろ過池の所定洗浄
設定値Rfにどの程度の時間で到達するかを図2に示す
到達時間予測手段42で行う。到達時間予測手段42に
よる計算は次式による。
【0016】 to=(Rf−b)/a (4) to:洗浄開始予測時間[分] この(4)式により計算された洗浄開始予測時間と
(2)式により計算されたろ過抵抗の傾きを、図2に示
すように洗浄開始予測およびろ過抵抗の傾き手段32に
蓄える。洗浄中のろ過池がある場合には、そのろ過池の
洗浄開始予測時間としては、前回のろ過継続時間を採用
する。
【0017】以上の演算は、ろ過池に関して、ろ過開始
からT時間毎に行われ、オペレータが設定する所定洗浄
設定値Rfに対して、ろ過抵抗が(1−e)Rfの値に
なるまで行う(e:0≦e<1の実数)。ろ過抵抗が
(1−e)Rfの値を超えたろ過池に関しては、超えた
直後に予測を行い、その時算出されたろ過池洗浄開始予
測時間をそのろ過池が洗浄にはいるまでの予測値として
取り扱う。このようにして、各ろ過池について洗浄開始
予測時間を求めるとともに、この洗浄開始予測時間から
現在時刻を基準として洗浄予測時刻を定める。 (洗浄計画作用)次に洗浄タイミング予測手段1で求め
た各ろ過池の洗浄予測時刻とろ過抵抗の傾きを基に、洗
浄計画手段2において以下に示すような洗浄計画を立て
る。
【0018】まず、洗浄計画手段2の洗浄順の並び替え
手段43で次に示す処理を行う。
【0019】1番はじめに洗浄にはいると予測されたろ
過池の洗浄予測時刻を基準として、その基準時刻からオ
ペレータより予めマンマシンインターフェイス6に設定
され洗浄順並べ替え手段43に入力される所定洗浄周期
毎に時間を区切る。基準時刻から順番に区切って行く
際、所定洗浄周期内に洗浄開始すると予測されたろ過池
が1池のみである場合は、その洗浄予測時刻を洗浄開始
時刻として決定する。
【0020】所定洗浄周期内に、洗浄にはいると予測さ
れたろ過池がk池(k≧2)ある場合には、各ろ過池の
ろ過抵抗の大きい順番にろ過池の洗浄順番を並べ替え
る。並べ替えた洗浄順番に対して、 int(k/2)+1 (5) 番目に洗浄にはいるろ過池の洗浄開始予測時間を洗浄開
始時刻Twとして決定し、その他のろ過池の洗浄開始時
刻については、(6)式に示す様に、Twを基準とし
て、洗浄開始時間を洗浄周期時間Tcだけ前後にずら
す。なお(5)式において、int(k/2)は(k/
2)の小数点以下を切捨てて整数とするものである。
【0021】 Tw−((int(k/2)+1)−S)×Tc (6) Tw:洗浄が集中した場合に基準となる洗浄開始時刻
[分] S :洗浄周期内での洗浄順番 Tc:洗浄周期[分] このように(6)式により計算された時刻を、洗浄が集
中した場合の洗浄開始時刻とする。
【0022】(5)式および(6)式による計算の過程
を図4により説明する。図4はI,J,K号の3つのろ
過池の洗浄が集中する場合を示しており、各ろ過池のろ
過抵抗の大きい順番に洗浄開始順番を並べ替え、3つの
ろ過池の洗浄開始時刻を前後に振り分ける様子を示して
いる。図4に示す例では、ろ過抵抗の傾きの大きい順番
にI,K,Jとなる。この場合、K号池の洗浄予測時刻
をまず洗浄開始時刻として決定し、その時間を基準時刻
として、所定洗浄周期Tc分だけI号池およびJ号池の
洗浄開始時間を前後に振り分ける。このようにして、オ
ペレータが設定した所定洗浄設定値Rf以下の近傍値で
ろ過池の洗浄行われる様に、各ろ過池について洗浄開始
時刻を決定する。
【0023】以上示した計算過程によると、1番はじめ
に洗浄にはいる洗浄開始時刻が現在時刻Toに対して、 To>T1 (7) の場合が起こり得る。したがって、この時は、 T1=To (8) とする。
【0024】また1番はじめに洗浄にはいると予測され
た洗浄開始時刻から洗浄周期で区切って洗浄開始時刻を
順次決定していくので、図5に示すようにi番目に洗浄
する池と(i+1)番目に洗浄する池との洗浄開始時刻
が洗浄周期内に入ってしまう場合や、i番目と(i+
1)番目の洗浄開始時刻が前後する場合がでてくる。そ
こで、洗浄開始時刻、洗浄順の決定手段44によってi
番目の洗浄開始時刻T1と(i+1)番目の洗浄開始時
刻Ti+1 とを比較し、 Ti+Tc>Ti+1 (9) の場合には、(i+1)番目のろ過池の洗浄開始時刻を Ti+1 =Ti+Tc (10) として決定する。
【0025】 Ti+Tc≦Ti+1 (11) のときは、(i+1)番目のろ過池の洗浄開始時刻を、 Ti+1 =Ti+1 (12) として決定する。
【0026】以上のようにして、最終的なろ過池洗浄開
始時刻とろ過池洗浄順を決定し、これらを洗浄開始時刻
・洗浄順手段33に蓄える。 (洗浄指令出力作用)洗浄計画手段2で決定されたろ過
池洗浄開始時刻とろ過池洗浄順をもとに、洗浄指令出力
手段3では、ろ過池洗浄シーケンス4に対して、洗浄指
令を出力する。この時、浄水池水位計26および汚水池
水位計27からの各信号が洗浄指令出力手段3内のイン
ターロックチェック手段45に入力され、ろ過池回りの
プロセスが監視される。そしてインターロックチェック
手段45により、以下に示すインターロック条件が設定
される。
【0027】インターロック条件 浄水池水位が規定値以下でない。
【0028】 汚水水位が規定値以上でない。
【0029】このようなインターロック条件が成立した
上で、洗浄指令出力手段3のインターロックチェック手
段45が洗浄指令を出力する。この際洗浄開始時刻がで
きてもインターロック条件のため洗浄できない池が存在
した場合には、そのろ過池は洗浄待機となり、当該ろ過
池の洗浄指令は洗浄待機手段34に蓄えられる。
【0030】以下、洗浄指令出力手段3による洗浄指令
の出力方法を示す。なお、洗浄指令出力手段3には、予
め所定のろ過継続時間が設定されるとともに、各ろ過池
からのろ過継続時間が入力される。
【0031】 洗浄待機しているろ過池があれば、イ
ンターロック条件が解除した段階で洗浄指令を出力す
る。ただし、洗浄待機しているろ過池が2池以上存在す
る場合には、洗浄開始時刻の早い順に洗浄指令を出力す
る。
【0032】 所定洗浄設定値<ろ過抵抗、あるいは
所定ろ過継続時間設定値<ろ過継続時間の池が存在すれ
ば、洗浄指令を出力する。ただし、条件成立しているろ
過池が2池以上存在する場合には、洗浄開始時刻の早い
順番に、洗浄指令を出力する。
【0033】 前記およびに該当する池が存在し
ない場合には、洗浄開始時刻になった池が存在すれば、
その池に対して洗浄指令を出力する。
【0034】以上説明したように、本実施例によれば、
上水道施設の運転中において、各ろ過池のろ過抵抗が所
定洗浄設定値を超えてしまうことはない。また各ろ過池
の洗浄時期を分散させることができるので、上水道施設
の運転に支障を生じさせることはない。さらに洗浄指令
出力手段3内に、浄水水位および汚水池水位が規定値以
下の場合に作動するインターロックチェック手段45が
内蔵されているので、洗浄中に上水道施設の他の池に影
響を与えることはない。
【0035】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によればイ
ンターロックチェック手段により浄水池の水位と汚水池
の水位を考慮して洗浄するので、洗浄により浄水池内の
上水が不足したり、汚水池があふれたりすることはな
い。また、インターロック動作解除後は、洗浄待機前の
洗浄開始時刻の早い順にろ過池に対して順次洗浄指令を
出力するので、インターロック動作解除後にろ過池の洗
浄が集中することはなく、また洗浄の必要の高いろ過池
から順次ろ過池を洗浄することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるろ過池洗浄制御装置の一実施例を
示す概略系統図。
【図2】図1に示すろ過池洗浄制御装置の内部機能を示
す概略系統図。
【図3】ろ過池の所定洗浄設定値に到達するまでの時間
を予測する図。
【図4】洗浄予測時刻が所定洗浄周期内に集中した場合
の洗浄順の並べ替え状態を示す図。
【図5】洗浄予測時刻に基づいて洗浄開始時刻を最終的
に決定する状態を示す図。
【符号の説明】
1 洗浄タイミング予測手段 2 洗浄計画手段 3 洗浄指令出力手段 4 ろ過池洗浄シーケンス 5 プロセスインターフェイス 8 ろ過池洗浄制御装置 9 プロセスコントローラ 11 ろ過池 25 ろ過池抵抗計
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B01D 24/48 B01D 24/46 B01D 29/60 B01D 29/62

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】複数のろ過池を浄水池からの上水を用いて
    洗浄し、洗浄後の汚水を汚水池に蓄えるためのろ過池洗
    浄制御装置において、 各ろ過池に設置されたろ過抵抗計からの信号に基づいて
    各ろ過池のろ過抵抗が所定洗浄設定値に達する洗浄予測
    時刻を求める洗浄タイミング予測手段と、 所定洗浄周期内に複数のろ過池の洗浄予測時刻が入った
    場合に、互いに前記所定洗浄周期以上引き離すよう各ろ
    過池の洗浄開始時刻を決定し、前記所定洗浄周期内に1
    つのろ過池の洗浄予測時刻が入った場合に当該洗浄予測
    時刻を洗浄開始時刻と決定する洗浄計画手段と、 前記洗浄計画手段により決定された洗浄開始時刻に基づ
    いて、各ろ過池に対する洗浄指令を発生する洗浄指令出
    力手段と、 を備え、 前記洗浄指令出力手段は、浄水池水位が規定値以下でな
    く、かつ汚水池水位が規定値以上でない条件が成立した
    場合に前記洗浄指令を出力するとともに、上記条件が成
    立しない場合はインターロック動作してろ過池を洗浄待
    機させ、前記条件成立により前記インターロック動作を
    解除し、洗浄待機前の洗浄開始時刻の早い順にろ過池に
    対して順次洗浄指令を出力するインターロックチェック
    手段を有することを特徴とするろ過池洗浄制御装置。
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