JP4881703B2 - 濾過装置の運転制御装置及び濾過装置の運転制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、濾過装置の運転制御装置及び濾過装置の運転制御方法に関し、詳しくは、濾布の状態を簡単に検出でき、その濾布の状態に応じて適切な運転条件で濾過運転及び逆洗運転を制御することができる濾過装置の運転制御装置及び濾過装置の運転制御方法に関する。

濾過槽内に配置された濾布によって原水を濾過して濾液を取り出す濾過装置では、原水中に含まれる目詰まり物質によって濾布表面が経時的に汚れて目詰まりを起こす。このため、洗浄水を濾過時とは逆方向に流すことにより濾布表面から目詰まり物質を剥離させて洗浄する逆洗運転を濾過運転と交互に行い、定期的に濾布の機能回復を図る必要がある。

例えば、海水をくみ上げて船舶のバラストタンク内に移送する場合、くみ上げられた海水を濾過装置によって濾過すると、濾布表面に粒子が徐々に堆積してやがて目を塞いでしまう。この粒子の多くはＳｉ、Ａｌ、Ｆｅ等の無機物であり、海底の泥に由来すると思われる。このため、定期的に逆洗を行うことにより、濾布表面に堆積した粒子を剥離させる必要がある。

このような濾布の機能回復は、濾布の状態を勘案することにより適切なタイミングで行われることが、効率的な運転制御を行う上で重要である。

しかし、従来では濾布の状態に関わらず、予め決められた一定の運転シーケンスに従って濾過運転及び逆洗運転が制御されるにすぎないため、必ずしも効率的な濾過運転が行われるものではなかった。

すなわち、原水中の目詰まり物質が少ない場合は、濾布が汚れて目詰まりを起こすまでの時間は長くなるため、頻繁に逆洗を行うことは不必要な逆洗を行うこととなってそれだけ濾過効率を落とす結果となる。また、原水中の目詰まり物質が多い場合は、早期に濾布が汚れて目詰まりしてしまうため早期に逆洗を行うことが望まれるが、所定の逆洗周期が来なければ逆洗が行われないため、濾布が汚れているのに長い間逆洗が行われない事態が発生するおそれがある。濾布が汚れたままでは、濾過のための圧力が増加する問題があるのみならず、濾布の寿命を低下させる問題もある。
特開平８−３９０６５号公報

そこで、本発明は、逆洗運転終了時の濾布の回復度合に応じて濾過運転及び逆洗運転の運転条件を再設定するように制御することができ、濾布の回復度合に応じた効率的な運転制御を行うことができる濾過装置の運転制御装置及び濾過装置の運転制御方法を提供することを課題とする。

本発明の他の課題は、以下の記載により明らかとなる。

上記課題は、以下の各発明によって解決される。

（請求項１）
濾布を介して濾液室と濾過室とに区画されてなる濾過槽を有し、前記濾過室内に導入された原水を前記濾布によって濾過して前記濾液室に集水し、該濾液を該濾液室から前記濾過槽外へ排出する濾過運転動作と、前記濾液室に導入された洗浄液を前記濾布を通過させて前記濾過室に集水し、該濾過室から前記濾過槽外へ排出する逆洗運転動作とを交互に行うようにした濾過装置の運転制御装置において、
濾過時間、逆洗時間のうちのいずれか１種以上の運転条件を異ならせた複数の運転モードが予め設定されたモード設定手段と、
前記逆洗運転終了時の前記濾過室内の圧力と前記濾液室内の圧力との差圧に基づいて前記濾布の回復度合を検出する回復度合検出手段と、
前記モード設定手段の複数の運転モードの中から初期設定された運転モードに応じて前記濾過運転動作及び前記逆洗運転動作を制御した後、前記回復度合検出手段の検出結果に基づいて、前記モード設定手段における運転モードを再設定する制御手段とを有し、
前記制御手段は、前記回復度合検出手段によって検出された差圧が予め設定された所定範囲の値よりも小さい場合は、前記モード設定手段における運転モードを初期設定された運転モードよりも濾液量が増大する運転モードを再設定し、前記回復度合検出手段によって検出された差圧が予め設定された所定範囲の値よりも大きい場合は、前記モード設定手段における運転モードを初期設定された運転モードよりも逆洗時間が長くなる又は逆洗頻度が多くなる運転モードを再設定することを特徴とする濾過装置の運転制御装置。

（請求項２）
濾布を介して濾液室と濾過室とに区画されてなる濾過槽を有し、前記濾過室内に導入された原水を前記濾布によって濾過して前記濾液室に集水し、該濾液を該濾液室から前記濾過槽外へ排出する濾過運転動作と、前記濾液室に導入された洗浄液を前記濾布を通過させて前記濾過室に集水し、該濾過室から前記濾過槽外へ排出する逆洗運転動作とを交互に行うようにした濾過装置の運転制御装置において、
濾過時間、逆洗時間のうちのいずれか１種以上の運転条件を異ならせた複数の運転モードが予め設定されたモード設定手段と、
前記濾過室内又は前記濾液室内の前記逆洗運転前後の圧力の差圧に基づいて前記濾布の回復度合を検出する回復度合検出手段と、
前記モード設定手段の複数の運転モードの中から初期設定された運転モードに応じて前記濾過運転動作及び前記逆洗運転動作を制御した後、前記回復度合検出手段の検出結果に基づいて、前記モード設定手段における運転モードを再設定する制御手段とを有し、
前記制御手段は、前記回復度合検出手段によって検出された差圧が予め設定された所定範囲の値よりも小さい場合は、前記モード設定手段における運転モードを初期設定された運転モードよりも濾液量が増大する運転モードを再設定し、前記回復度合検出手段によって検出された差圧が予め設定された所定範囲の値よりも大きい場合は、前記モード設定手段における運転モードを初期設定された運転モードよりも逆洗時間が長くなる又は逆洗頻度が多くなる運転モードを再設定することを特徴とする濾過装置の運転制御装置。

（請求項３）
前記濾過室に導入する原水の濁度を測定する濁度測定手段を有し、
前記制御手段は、前記濁度測定手段の測定結果に基づいて前記モード設定手段のうちのいずれかの運転モードを初期設定することを特徴とする請求項１又は２記載の濾過装置の運転制御装置。

（請求項４）
前記制御手段は、前記逆洗運転終了時毎に前記濁度測定手段の測定結果を取得し、該測定結果と前記回復度合検出手段の検出結果とに基づいて、前記モード設定手段における運転モードを再設定することを特徴とする請求項３記載の濾過装置の運転制御装置。

（請求項５）
前記濾過槽は、上部開口を有する多孔製の筒状支持体と該筒状支持体の外周を被覆する袋状の前記濾布とからなる多数の濾過筒が吊り下げて配設され、前記濾過室内に導入された原水が該濾過室内を上向流しながら前記濾布により濾過されて濾液となって前記濾過筒内を上昇して前記濾液室内に集水される構成であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の濾過装置の運転制御装置。

（請求項６）
濾布を介して濾液室と濾過室とに区画されてなる濾過槽を有し、前記濾過室内に導入された原水を前記濾布によって濾過して前記濾液室に集水し、該濾液を該濾液室から前記濾過槽外へ排出する濾過運転動作と、前記濾液室に導入された洗浄液を前記濾布を通過させて前記濾過室に集水し、該濾過室から前記濾過槽外へ排出する逆洗運転動作とを交互に行うようにした濾過装置の運転制御方法において、
濾過時間、逆洗時間のうちのいずれか１種以上の運転条件を異ならせた複数の運転モードのうちのいずれかの運転モードを初期設定して前記濾過運転動作及び前記逆洗運転動作を制御すると共に、
前記逆洗運転終了時の前記濾過室内の圧力と前記濾液室内の圧力との差圧に基づいて前記濾布の回復度合を検出し、その検出された差圧が予め設定された所定範囲の値よりも小さい場合は、前記運転モードを初期設定された運転モードよりも濾液量が増大する運転モードを再設定し、検出された差圧が予め設定された所定範囲の値よりも大きい場合は、前記運転モードを初期設定された運転モードよりも逆洗時間が長くなる又は逆洗頻度が多くなる運転モードを再設定することを特徴とする濾過装置の運転制御方法。

（請求項７）
濾布を介して濾液室と濾過室とに区画されてなる濾過槽を有し、前記濾過室内に導入された原水を前記濾布によって濾過して前記濾液室に集水し、該濾液を該濾液室から前記濾過槽外へ排出する濾過運転動作と、前記濾液室に導入された洗浄液を前記濾布を通過させて前記濾過室に集水し、該濾過室から前記濾過槽外へ排出する逆洗運転動作とを交互に行うようにした濾過装置の運転制御方法において、
濾過時間、逆洗時間のうちのいずれか１種以上の運転条件を異ならせた複数の運転モードのうちのいずれかの運転モードを初期設定して前記濾過運転動作及び前記逆洗運転動作を制御すると共に、
前記濾過室内又は前記濾液室内の前記逆洗運転前後の圧力の差圧に基づいて前記濾布の回復度合を検出し、その検出された差圧が予め設定された所定範囲の値よりも小さい場合は、前記運転モードを初期設定された運転モードよりも濾液量が増大する運転モードを再設定し、検出された差圧が予め設定された所定範囲の値よりも大きい場合は、前記運転モードを初期設定された運転モードよりも逆洗時間が長くなる又は逆洗頻度が多くなる運転モードを再設定することを特徴とする濾過装置の運転制御方法。

（請求項８）
前記濾過室に導入する原水の濁度を測定し、その測定結果に基づいて前記複数の運転モードのうちのいずれかの運転モードを初期設定することを特徴とする請求項６又は７記載の濾過装置の運転制御方法。

（請求項９）
逆洗運転終了時毎に前記原水の濁度を測定し、該測定結果と前記逆洗後の前記濾布の回復度合の検出結果とに基づいて、前記運転モードを再設定することを特徴とする請求項８記載の濾過装置の運転制御方法。

（請求項１０）
前記濾過槽は、上部開口を有する多孔製の筒状支持体と該筒状支持体の外周を被覆する袋状の前記濾布とからなる多数の濾過筒が吊り下げて配設され、前記濾過室内に導入された原水が該濾過室内を上向流しながら前記濾布により濾過されて濾液となって前記濾過筒内を上昇して前記濾液室内に集水される構成であることを特徴とする請求項５、６又は７記載の濾過装置の運転制御方法。

本発明によれば、逆洗運転終了時の濾布の回復度合に応じて濾過運転及び逆洗運転の運転条件を再設定するように制御することができ、濾布の回復度合に応じた効率的な運転制御を行うことができる濾過装置の運転制御装置及び濾過装置の運転制御方法を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。

図１は、本発明の好ましい適用例である船舶バラスト水を濾過するための濾過装置の一例を示す全体構成図であり、図中、１は濾過装置の濾過槽、２は濾過装置の運転を制御するための運転制御装置である。

濾過槽１には、取水管３途中に設けられた取水ポンプ４によって原水がくみ上げられて移送される。本実施形態において、原水にはバラスト水（海水又は淡水）が使用され、バラスト水として海水を使用する場合、濾過対象となる目詰まり物質（以下、粒子という場合がある。）としては、動物性プランクトン、植物性プランクトン、微生物、Ｓｉ、Ａｌ、Ｆｅ等の無機物、その他、懸濁物質（ＳＳ）等がある。取水ポンプ４の駆動は運転制御装置２によって制御される。

濾過槽１は、濾過槽本体１０１と蓋体１０２からなる円筒竪型に形成され、その内部は、上部近傍に設けられた仕切り板１０３によって下部の濾過室１Ａと上部の濾液室１Ｂとに区画されている。濾過室１Ａには原水導入口１０４が設けられ、取水管３が接続されている。また、濾液室１Ｂには濾液排出口１０５が設けられ、排出管５が接続されている。

排出管５には濾液排出口１０５近傍において、洗浄水導入管６及び空気導入管７が接続され、これらによって濾過槽１の濾液室１Ｂ内に洗浄水及び空気を導入可能としている。

また、取水管３には原水導入口１０４近傍において空気導入管８が接続され、この空気導入管８を通して濾過槽１の濾過室１Ａ内に空気を導入可能としている。

これら洗浄水導入管６及び空気導入管７、８による洗浄水及び空気の濾過槽１への導入は逆洗時に行われる。

濾過室１Ａの上部の仕切り板１０３近傍には、洗浄水排出口１０６が設けられ、洗浄水排出管９が接続されている。この洗浄水排出管９からの洗浄水の排出は逆洗時に行われる。

また、取水管３にはドレン配管１０が接続され濾過槽１の濾過室１Ａ内の残水（目詰まり物質を含む。）を排出可能としている。

仕切り板１０３には、複数の濾過筒１０７が吊り下げ状に配設されている。各濾過筒１０７は、多孔製の円筒形の支持体１０７ａと、該支持体１０７ａの外周に被覆された濾布１０７ｂとによって構成されている。

支持体１０７ａは上部開口１０７ｃを有する樹脂製円筒形であり、ポリエチレン製のものが好ましい。支持体１０７ａの表面は網目状に形成されることにより多孔製とされてもよいし、多数の開孔を開設することにより多孔製とされてもよい。この支持体１０７ａ表面の開孔率は４０％〜７０％の範囲が好ましく、より好ましくは４５％〜６５％の範囲であり、更に好ましくは５０％〜６５％の範囲である。

濾布１０７ｂは、例えばポリエステル極細繊維で織られており、表面を一定方向に立毛させた緻密層を有し、支持体１０７ａ側に位置する下層部は粗い地組織を有する２層構造のものを好ましく用いることができる。濾過時には緻密層で原水中の粒子を捕捉し易く、且つ洗浄時には、捕捉された粒子を容易に離脱させることができるためである。また、ポリエステルは疎水性で、繊維が膨潤しにくいために好ましい。濾布１０７ｂの平均目開きは、原水として海水を取り込む場合、２０μｍ程度とすることができる。

濾布１０７ｂは袋状に形成されて支持体１０７ａの外周に被覆される。濾布１０７ｂを袋状に形成するには、通常の縫製法に従えばよい。

濾過筒１０７は、仕切り板１０３に複数本配設される。図１では２本が示されているが、本数は特に限定されず、適宜設定することができる。

各濾過筒１０７の上部は、支持体１０７ａの上部開口１０７ｃが仕切り板１０３から濾液室１Ｂに臨んでいる。従って、濾過時、取水管３から濾過室１Ａ内に導入された原水は、該濾過室１Ａ内を上向流しながら濾過筒１０７の濾布１０７ｂを外側から内側に向けて通過することによって濾過され、濾液が多孔製の支持体１０７ａ内に流入する。支持体１０７ａ内に流入した濾液は、該支持体１０７ａ内を上昇し、その上部開口１０７ｃを通して濾過筒１０７の上部から濾液室１Ｂ内に集水され、該濾液室１Ｂから排出管５によって濾過槽１外へ排出される。濾過槽１から排出された濾液（処理水）は、バラストタンク（図示せず）に向けて移送される。

一方、逆洗時、洗浄水導入管６から濾液室１Ｂ内に洗浄水が導入されると、洗浄水は濾液室１Ｂ内に臨む支持体１０７ａの上部開口１０７ｃから流入し、多孔製の支持体１０７ａ表面を抜けて濾布１０７ｂを内側から外側に向けて通過し、濾過室１Ａ内に流入し、この過程で濾布１０７ｂ表面に付着堆積する粒子を剥離させて除去する。

なお、本発明において濾過槽は、濾布を介して濾液室と濾過室とに区画され、濾過室内に導入された原水を濾布によって濾過して濾液室に集水可能であればよく、必ずしも図示する濾過槽１の態様に限定されるものではない。

図中、１１は取水管３途中に設けられた濁度測定器であり、取水管３中を流れる原水の濁度を測定する。濁度測定器１１の測定結果は運転制御装置２に送られる。

また、１２は濾過槽１の濾過室１Ａ内に配置された圧力センサ、１３は濾過槽１の濾液室１Ｂ内に配置された圧力センサである。これら各圧力センサ１２、１３の検出信号は運転制御装置２に送られる。

更に、図１中、３ａは取水管３に設けられた開閉弁、５ａは排出管５に設けられた開閉弁、６ａは洗浄水導入管６に設けられた開閉弁、７ａは空気導入管７に設けられた開閉弁、８ａは空気導入管８に設けられた開閉弁、９ａは洗浄水排出管９に設けられた開閉弁、１０ａはドレン配管１０に設けられた開閉弁であり、それぞれ運転制御装置２によって開閉制御される。

次に、図２に示すブロック図を用いて運転制御装置２の構成について説明する。

図中、２０１は制御部、２０２はモード設定部、２０３は差圧算出部である。

制御部２０１は、取水ポンプ４及び各開閉弁３ａ、５ａ、６ａ、７ａ、８ａ、９ａ、１０ａを制御して、原水を濾過槽１へ導入して濾液を取り出す濾過運転と、洗浄水及び空気を濾過槽１へ導入して濾布１０７ｂ表面の粒子を除去する逆洗運転とを交互に行うように制御すると共に、濁度測定器１１及び各圧力センサ１２、１３を制御して、濁度の測定結果及び各圧力値を取り込む。濁度測定器１１による原水の濁度の測定は、通常、原水の取り込み開始時に行われ、各圧力センサ１２、１３による圧力の測定は逆洗終了時に行われる。

モード設定部２０２は、濾過装置の運転条件、すなわち、濾過運転と逆洗運転とを交互に行う際の濾過時間、逆洗時間等の諸条件を異ならせた複数の運転モードを予め記憶している。本発明に係る濾過装置では、濾過槽１による原水の濾過運転と、該濾過運転時とは逆方向に洗浄水を流す逆洗運転とを交互に行うようになっており、制御部２０１によって、このモード設定部２０２に記憶された複数の運転モードのうちからいずれかの運転モードが設定され、その運転モードに従って濾過運転及び逆洗運転を交互に行う運転動作が制御されるようになっている。

このモード設定部２０２に記憶される運転モードの例を図３、図４に示す。

図３は、濾過時間を一定とし、１回当たりの逆洗時間を異ならせたモード１〜モード６の６つのモードが設定された例を示している。ここではモード１からモード６に行くに従って逆洗時間が次第に長くなり、逆洗を念入りに行うように設定されている。

図４は、逆洗時間を一定とし、１回当たりの濾過時間を異ならせたモード１〜モード６の６つのモードが設定された例を示している。ここではモード１からモード６に行くに従って濾過時間が次第に短くなり、頻繁に逆洗を行うように設定されている。

また、図示しないが、この他に濾過速度や洗浄速度をパラメータとする運転モードを設定することもできる。従って、モード設定部２０２では、これら濾過時間、逆洗時間、濾過速度及び洗浄速度のうちのいずれか１種以上の運転条件を異ならせた複数の運転モードを設定しておけばよい。

差圧算出部２０３は、各圧力センサ１２、１３から送られた圧力値に基づいて、その差圧を算出するようになっている。差圧算出部２０３によって算出された濾過室１Ａと濾液室１Ｂとの差圧値は制御部２０１に送られる。

濾過運転の継続に伴い、濾布１０７ｂの目詰まりによって濾過室１Ａ内の圧力は増加する一方、濾液室１Ｂ内の圧力は減少していくため、両者の差圧ΔＰ１は次第に増加する。所定時間経過後に逆洗運転が行われると、濾布１０７ｂの目詰まりが回復することによって、濾過室１Ａ内の圧力は減少する一方、濾液室１Ｂ内の圧力は増加し、差圧ΔＰ１は小さくなる。すなわち、回復度合が良好であればこの差圧ΔＰ１は小さく、不十分であれば大きくなる。従って、この差圧ΔＰ１を検出することによって、逆洗運転終了後の濾布１０７ｂの回復度合を検出することができる。

制御部２０１では、逆洗運転終了時、この差圧ΔＰ１に基づいて濾布１０７ｂの回復度合を検出し、その検出結果に基づいて、必要に応じてモード設定部２０２に記憶された複数の運転モードの中から運転モードを再設定することができるようになっている。

なお、図２において、１４は例えば液晶モニタ等からなる表示部であり、運転状況の各種情報を表示するようになっている。

次に、図５に示すフローチャートを用いて、かかる濾過装置の運転制御について説明する。

原水(バラスト水)の取り込みが開始されると、運転制御装置２の制御部２０１は取水ポンプ４を駆動して取水管３から原水を取り込み、濾過槽１の濾過室１Ａに導入する。このとき開閉弁６ａ、７ａ、８ａ、９ａ、１０ａは閉じられている。そして、かかる原水の取り込み開始時、制御部２０１は濁度測定器１１によって原水の濁度を測定し、その測定結果を取得する（Ｓ１）。

ここで、制御部２０１は、この濁度測定器１１から取得された原水の濁度の測定結果に応じて、モード設定部２０２に記憶されている複数の運転モードのうちのいずれか１つの運転モードを初期設定する（Ｓ２）。

図６は、この運転モードを設定する際に用いられる濁度と運転モードとの関係を示すテーブルの一例であり、例えば制御部２０１内に設けられている。同図に示すように、原水の濁度が小さい（きれいな）場合、運転モードはモード設定部２０２中のモード１が設定され、例えば図３に示す例では、濾過時間に対して１回当たりの逆洗時間は短く設定されるようになる。一方、原水の濁度が大きくなる（濁ってくる）に従って、運転モードが次第に繰り上がっていき、１回当たりの逆洗時間が長くなるようになっている。従って、濾過開始当初から、原水の濁度に応じて濾過運転と逆洗運転の各時間が最適に設定された状態の運転動作を行うことができるため、本発明において、このように濁度測定器１１によって原水の濁度を測定し、それに基づいて運転モードの初期設定を行うことは好ましい態様である。

原水が濾過槽１の濾過室１Ａに導入されると、原水は濾過室１Ａ内を上向流しながら濾布１０７ｂによって濾過され、濾液が濾液室１Ｂに集水される。濾液室１Ｂに集水された濾液（処理水）は、排出管５からバラストタンク（図示せず）に移送される。

この濾過運転は、上述したように濁度測定器１１の測定結果に基づいて初期設定された運転モードに従って所定時間継続された後、制御部２０１の制御によって逆洗運転に切り替えられる（Ｓ３）。

この逆洗運転時、制御部２０１は取水ポンプ４の駆動を停止させ、開閉弁６ａ、７ａ、８ａ、９ａを開けて濾過槽１内に洗浄水及び空気を導入する。洗浄水導入管６から濾液室１Ｂ内に導入された洗浄水は、支持体１０７ａの上部開口１０７ｃに流入して濾布１０７ｂを内側から外側に向けて通過し、表面に付着堆積する粒子を剥離させて除去する。このとき、同時に空気導入管７から濾液室１Ｂ内に空気が導入されることにより、この空気も濾布１０７ｂを内側から外側に向けて通過して粒子の除去を促進するため、洗浄水量の削減を図ることが可能である。

更に、同時に空気導入管８から濾過室１Ａ内に空気が導入されることにより、濾布１０７ｂの内側から外側に向けて通過して微細気泡となった空気と一緒になって粗大気泡となり、濾布１０７ｂの外側表面を上昇するため、濾布１０７ｂ表面を揺らして洗浄効果をより高めることができる。濾過室１Ａ内を上昇した気泡を含む洗浄水は、洗浄水排出管９から濾過槽１外へ排出される。

かかる逆洗運転は、ここでは、上述したように濁度測定器１１の測定結果に基づいて初期設定された運転モードに従って所定時間継続される（Ｓ４）。

運転モードに従って所定時間の逆洗運転が終了すると、続いて、逆洗運転による濾布１０７ｂの回復度合を確認する（Ｓ５）。すなわち、制御部２０１は各圧力センサ１２、１３を制御して、それぞれ濾過室１Ａ内の圧力値及び濾液室１Ｂ内の圧力値を取得し、差圧算出部２０３において各圧力値の差圧ΔＰ１を算出することにより、濾布１０７ｂの回復度合を判別する。

例えば、逆洗の結果、濾布１０７ｂ表面に付着した粒子の除去が良好に行われている場合、差圧ΔＰ１は比較的小さくなって回復が良好であることがわかる。一方、粒子の除去が不十分な場合、濾布１０７ｂ表面は依然として汚れているため、差圧ΔＰ１は比較的大きくなって回復が不十分であることがわかる。回復度合の良し悪しは、例えば濾過室１Ａ内の圧力に対する差圧ΔＰ１の比率によって判断することができる。

ここで、かかる回復度合の検出結果から、制御部２０１は運転モードを再設定するか否かを判断する（Ｓ６）。

図７は、この運転モードを再設定する際に用いられる逆洗終了時の濾布１０７ｂの回復度合と運転モードの再設定との関係を示すテーブルの一例であり、例えば制御部２０１内に設けられる。

同図に示すように、回復度合が＋３％未満となって回復度合が大きい場合、モード設定部２０２で初期設定された運転モードに対して１段階下げるように再設定する。例えば図３に示す運転モードの場合、現在モードがモード３であった場合はモード２に再設定することにより、逆洗時間を短くする。この結果、濾過時間が相対的に長くなるため、濾液（処理水）量の増大が図られるようになる。

また、回復度合が＋３％以上＋５％未満では標準的な回復度合であるとして初期設定された運転モードを維持する。更に、回復度合が＋５％以上＋１０％未満の場合、回復度合が小さいと判断され、初期設定された運転モードに対して１段階上げるように再設定する。例えば図３に示す運転モードの場合、現在モードがモード３であった場合はモード４に再設定することにより、逆洗時間を長くする。この結果、濾布１０７ｂの回復向上が図られるようになる。

回復度合が＋１０％以上となるように極端に回復状態が悪い（汚れている）場合は、例えば図３に示す運転モードの場合、最も逆洗時間が長いモード６に移行させて、入念に逆洗が行われるように再設定される。

また、逆洗を繰り返しても回復度合が＋１０％以上を繰り返す等によって向上しない場合は、濾布１０７ｂの交換を促すように表示部１４に警告表示を行うようにしてもよい。

かかる判断の結果、運転モードを再設定する必要がある場合、制御部２０１はモード設定部２０２の運転モードを再設定する（Ｓ７）。

その後、濾過運転が再開され、上記ステップＳ７において運転モードが再設定された場合は、その再設定された運転モードに従って濾過運転及び逆洗運転を交互に行う運転動作が制御され、上記ステップＳ３からの動作を繰り返す。

このように、本発明によれば、濾過槽１の圧力値から逆洗運転後の濾布１０７ｂの回復度合を検出し、その検出結果に応じて運転モードを再設定するので、濾布１０７ｂの状態に応じて常に適切な濾過運転及び逆洗運転を行うことができる。

なお、以上説明した態様では、逆洗運転が終了して濾布の回復度合を検出したその都度、モードの再設定を行うか否かを判断するようにしたが、モードの再設定を行うか否かの判断は、逆洗運転が終了する度に行うものに限らない。例えば、逆洗運転が終了して濾布の回復度合を検出した検出結果を制御部２０１等に毎回記憶しておき、複数回（例えば５回等）の逆洗運転が終了した後に、それまで記憶された各回の回復度合の検出結果の履歴に基づいてモードの再設定を行うか否かを判断するようにしてもよい。

濾布の回復度合を検出したその都度モードの再設定を行うか否かを判断する場合では、毎回の回復度合が比較的良好で、例えば図７を例にとると、毎回＋３％以上＋５％未満となってモードを再設定する必要がないと判断されるような場合でも、それが複数回繰り返されると、毎回僅かずつ濾布が汚れていき、最初の方と最後の方では濾布の汚れ具合が大きく異なっている場合がある。しかし、各回の回復度合の検出結果の履歴に基づいてモードの再設定を行うか否かを判断することにより、毎回僅かずつ濾布が汚れていく様子を判別でき、適切なモード設定を行うことが可能となる。

検出結果の履歴に基づいてモードの再設定の可否を判断する例としては、例えば、各回の回復度合の検出結果の和に基づいて、図７と同様のテーブルを用意しておくことにより判断する態様等が挙げられる。

図８は、逆洗運転後の濾布１０７ｂの回復度合を検出するための他の態様を示し、ここでは濾過槽１のみを示している。図１と同一符号の部位は同一構成の部位であるため詳細な説明は省略する。

ここでは、濾過槽１の濾過室１Ａ内のみに該濾過室１Ａ内の圧力を検出するための圧力センサ１５が設けられており、制御部２０１によって制御される。この圧力センサ１５による濾過室１Ａ内の圧力の検出は、逆洗前と逆洗後の２回行うようになっており、各圧力値の検出信号は運転制御装置２に送られるようになっている。

図９は、かかる運転制御装置２の構成を示すブロック図である。

ここに設けられた差圧算出部２０４は、圧力センサ１５から送られた２回の圧力値に基づいて、その差圧ΔＰ２を算出するようになっている。差圧算出部２０４によって算出された差圧ΔＰ２の差圧値は制御部２０１に送られる。

図１０に示すように、濾過運転の継続に伴い、濾布１０７ｂの目詰まりによって濾過室１Ａ内の圧力は次第に増加する。所定時間経過後に逆洗が行われると、濾布１０７ｂの目詰まりが回復することによって濾過室１Ａ内の圧力は回復するが、その回復度合によって逆洗前と逆洗後との間に差圧ΔＰ２が発生する。すなわち、回復度合が良好であれば差圧ΔＰ２は小さく、不十分であれば差圧ΔＰ２は大きくなる。従って、この差圧ΔＰ２を検出することによって、逆洗後の濾布１０７ｂの回復度合を検出することができる。

制御部２０１では、図７と同様のテーブルを用意しておき、この差圧ΔＰ２に応じて運転モードの再設定を制御すればよい。

また、この場合も、上述したように、モードの再設定を行うか否かの判断は、逆洗運転が終了する度に行うものに限らず、逆洗運転が終了して濾布の回復度合を検出した検出結果を制御部２０１等に毎回記憶しておき、複数回（例えば５回等）の逆洗運転が終了した後に、それまで記憶された各回の回復度合の検出結果の履歴に基づいてモードの再設定を行うか否かを判断するようにしてもよい。

なお、以上の態様では、濁度測定器１１による原水の濁度の測定は原水の取り込み開始時に行うようにしたが、原水の取水中にも濁度が変化する場合がある。このため、逆洗終了時、制御部２０１はその都度濁度測定器１１によって原水の濁度を測定し、その結果を考慮した上で運転モードの再設定を行うようにすることも好ましい。

例えば、逆洗終了時に濾布１０７ｂの回復度合を検出して運転モードの再設定の可否を判断した結果と、同じく逆洗終了時に原水の濁度を測定した結果との双方に基づき、回復度合の検出結果が運転モードの再設定の必要がないと判断された場合でも、原水の濁度が上がっていたら運転モードを１段階上げ、濁度が下がっていたら運転モードを１段階下げるように再設定する。

また、回復度合の検出結果が運転モードの再設定の必要があると判断された場合、原水の濁度が上がっていたら、回復度合の結果から判断される運転モードから更に１段階上げ、逆に濁度が下がっていたら、回復度合の結果から判断される運転モードから１段階下げるように再設定する。

この態様では、逆洗終了時に濾布１０７ｂの回復度合の検出結果と原水の濁度の測定結果との双方に基づいて運転モードを再設定するので、取水される原水の経時的な変化に対応して最適な運転条件を設定することができ、より効率的な運転制御を行うことができる。

船舶バラスト水を濾過するための濾過装置の一例を示す全体構成図 運転制御装置の構成を示すブロック図 モード設定部に記憶される運転モードの一例を示す図 モード設定部に記憶される運転モードの他の例を示す図 濾過装置の動作を説明するフローチャート 濁度と運転モードとの関係を示すテーブル 逆洗終了時の濾布の回復度合と運転モードの再設定との関係を示すテーブル 濾布の回復度合を検出するための他の態様を示す濾過槽の構成図 濾布の回復度合を検出するための他の態様に係る運転制御装置の構成を示すブロック図 濾過室内の圧力の様子を示すグラフ

符号の説明

１：濾過槽
１Ａ：濾過室
１Ｂ：濾液室
１０１：濾過槽本体
１０２：蓋体
１０３：仕切り板
１０４：原水導入口
１０５：排出口
１０６：洗浄水排出口
１０７：濾過筒
１０７ａ：支持体
１０７ｂ：濾布
１０７ｃ：上部開口
２：運転制御装置
２０１：制御部
２０２：モード設定部
２０３、２０４：差圧算出部
３：取水管
３ａ：開閉弁
４：取水ポンプ
５：排出管
５ａ：開閉弁
６：洗浄水導入管
６ａ：開閉弁
７：空気導入管
７ａ：開閉弁
８：空気導入管
８ａ：開閉弁
９：洗浄水排出管
９ａ：開閉弁
１０：ドレン配管
１０ａ：開閉弁
１１：濁度測定器
１２、１３、１５：圧力センサ
１４：表示部

Claims (10)

1. 濾布を介して濾液室と濾過室とに区画されてなる濾過槽を有し、前記濾過室内に導入された原水を前記濾布によって濾過して前記濾液室に集水し、該濾液を該濾液室から前記濾過槽外へ排出する濾過運転動作と、前記濾液室に導入された洗浄液を前記濾布を通過させて前記濾過室に集水し、該濾過室から前記濾過槽外へ排出する逆洗運転動作とを交互に行うようにした濾過装置の運転制御装置において、
   濾過時間、逆洗時間のうちのいずれか１種以上の運転条件を異ならせた複数の運転モードが予め設定されたモード設定手段と、
   前記逆洗運転終了時の前記濾過室内の圧力と前記濾液室内の圧力との差圧に基づいて前記濾布の回復度合を検出する回復度合検出手段と、
   前記モード設定手段の複数の運転モードの中から初期設定された運転モードに応じて前記濾過運転動作及び前記逆洗運転動作を制御した後、前記回復度合検出手段の検出結果に基づいて、前記モード設定手段における運転モードを再設定する制御手段とを有し、
   前記制御手段は、前記回復度合検出手段によって検出された差圧が予め設定された所定範囲の値よりも小さい場合は、前記モード設定手段における運転モードを初期設定された運転モードよりも濾液量が増大する運転モードを再設定し、前記回復度合検出手段によって検出された差圧が予め設定された所定範囲の値よりも大きい場合は、前記モード設定手段における運転モードを初期設定された運転モードよりも逆洗時間が長くなる又は逆洗頻度が多くなる運転モードを再設定することを特徴とする濾過装置の運転制御装置。
2. 濾布を介して濾液室と濾過室とに区画されてなる濾過槽を有し、前記濾過室内に導入された原水を前記濾布によって濾過して前記濾液室に集水し、該濾液を該濾液室から前記濾過槽外へ排出する濾過運転動作と、前記濾液室に導入された洗浄液を前記濾布を通過させて前記濾過室に集水し、該濾過室から前記濾過槽外へ排出する逆洗運転動作とを交互に行うようにした濾過装置の運転制御装置において、
   濾過時間、逆洗時間のうちのいずれか１種以上の運転条件を異ならせた複数の運転モードが予め設定されたモード設定手段と、
   前記濾過室内又は前記濾液室内の前記逆洗運転前後の圧力の差圧に基づいて前記濾布の回復度合を検出する回復度合検出手段と、
   前記モード設定手段の複数の運転モードの中から初期設定された運転モードに応じて前記濾過運転動作及び前記逆洗運転動作を制御した後、前記回復度合検出手段の検出結果に基づいて、前記モード設定手段における運転モードを再設定する制御手段とを有し、
   前記制御手段は、前記回復度合検出手段によって検出された差圧が予め設定された所定範囲の値よりも小さい場合は、前記モード設定手段における運転モードを初期設定された運転モードよりも濾液量が増大する運転モードを再設定し、前記回復度合検出手段によって検出された差圧が予め設定された所定範囲の値よりも大きい場合は、前記モード設定手段における運転モードを初期設定された運転モードよりも逆洗時間が長くなる又は逆洗頻度が多くなる運転モードを再設定することを特徴とする濾過装置の運転制御装置。
3. 前記濾過室に導入する原水の濁度を測定する濁度測定手段を有し、
   前記制御手段は、前記濁度測定手段の測定結果に基づいて前記モード設定手段のうちのいずれかの運転モードを初期設定することを特徴とする請求項１又は２記載の濾過装置の運転制御装置。
4. 前記制御手段は、前記逆洗運転終了時毎に前記濁度測定手段の測定結果を取得し、該測定結果と前記回復度合検出手段の検出結果とに基づいて、前記モード設定手段における運転モードを再設定することを特徴とする請求項３記載の濾過装置の運転制御装置。
5. 前記濾過槽は、上部開口を有する多孔製の筒状支持体と該筒状支持体の外周を被覆する袋状の前記濾布とからなる多数の濾過筒が吊り下げて配設され、前記濾過室内に導入された原水が該濾過室内を上向流しながら前記濾布により濾過されて濾液となって前記濾過筒内を上昇して前記濾液室内に集水される構成であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の濾過装置の運転制御装置。
6. 濾布を介して濾液室と濾過室とに区画されてなる濾過槽を有し、前記濾過室内に導入された原水を前記濾布によって濾過して前記濾液室に集水し、該濾液を該濾液室から前記濾過槽外へ排出する濾過運転動作と、前記濾液室に導入された洗浄液を前記濾布を通過させて前記濾過室に集水し、該濾過室から前記濾過槽外へ排出する逆洗運転動作とを交互に行うようにした濾過装置の運転制御方法において、
   濾過時間、逆洗時間のうちのいずれか１種以上の運転条件を異ならせた複数の運転モードのうちのいずれかの運転モードを初期設定して前記濾過運転動作及び前記逆洗運転動作を制御すると共に、
   前記逆洗運転終了時の前記濾過室内の圧力と前記濾液室内の圧力との差圧に基づいて前記濾布の回復度合を検出し、その検出された差圧が予め設定された所定範囲の値よりも小さい場合は、前記運転モードを初期設定された運転モードよりも濾液量が増大する運転モードを再設定し、検出された差圧が予め設定された所定範囲の値よりも大きい場合は、前記運転モードを初期設定された運転モードよりも逆洗時間が長くなる又は逆洗頻度が多くなる運転モードを再設定することを特徴とする濾過装置の運転制御方法。
7. 濾布を介して濾液室と濾過室とに区画されてなる濾過槽を有し、前記濾過室内に導入された原水を前記濾布によって濾過して前記濾液室に集水し、該濾液を該濾液室から前記濾過槽外へ排出する濾過運転動作と、前記濾液室に導入された洗浄液を前記濾布を通過させて前記濾過室に集水し、該濾過室から前記濾過槽外へ排出する逆洗運転動作とを交互に行うようにした濾過装置の運転制御方法において、
   濾過時間、逆洗時間のうちのいずれか１種以上の運転条件を異ならせた複数の運転モードのうちのいずれかの運転モードを初期設定して前記濾過運転動作及び前記逆洗運転動作を制御すると共に、
   前記濾過室内又は前記濾液室内の前記逆洗運転前後の圧力の差圧に基づいて前記濾布の回復度合を検出し、その検出された差圧が予め設定された所定範囲の値よりも小さい場合は、前記運転モードを初期設定された運転モードよりも濾液量が増大する運転モードを再設定し、検出された差圧が予め設定された所定範囲の値よりも大きい場合は、前記運転モードを初期設定された運転モードよりも逆洗時間が長くなる又は逆洗頻度が多くなる運転モードを再設定することを特徴とする濾過装置の運転制御方法。
8. 前記濾過室に導入する原水の濁度を測定し、その測定結果に基づいて前記複数の運転モードのうちのいずれかの運転モードを初期設定することを特徴とする請求項６又は７記載の濾過装置の運転制御方法。
9. 逆洗運転終了時毎に前記原水の濁度を測定し、該測定結果と前記逆洗後の前記濾布の回復度合の検出結果とに基づいて、前記運転モードを再設定することを特徴とする請求項８記載の濾過装置の運転制御方法。
10. 前記濾過槽は、上部開口を有する多孔製の筒状支持体と該筒状支持体の外周を被覆する袋状の前記濾布とからなる多数の濾過筒が吊り下げて配設され、前記濾過室内に導入された原水が該濾過室内を上向流しながら前記濾布により濾過されて濾液となって前記濾過筒内を上昇して前記濾液室内に集水される構成であることを特徴とする請求項５、６又は７記載の濾過装置の運転制御方法。

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