JP5321450B2 - 水処理装置給水配管の洗浄方法 - Google Patents
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Description
T={S×L×0.001/W} …(I)
(ただし、Sは給水配管の断面積(cm2)、Lは空気混合水が流れる給水配管の長さ(cm)、Wは洗浄時の通水量(L/min)である。)
(1) 内部に水処理材として濾材が充填された濾過器
(2) 内部に水処理材としてイオン交換樹脂が充填されたイオン交換塔
(3) 内部に水処理材としてイオン交換樹脂が充填された軟水器
(4) 内部に水処理材として活性炭が充填された活性炭塔
T={S×L×0.001/W} …(I)
(ただし、Sは給水配管の断面積(cm2)、Lは空気混合水が流れる給水配管の長さ(cm)、Wは洗浄時の通水量(L/min)である。)
まず、図1〜5を参照して本発明の実施形態の一例を説明する。
図1〜5は、本発明の水処理装置給水配管の洗浄方法の実施の形態を示す濾過装置の系統図であり、このうち、図2は、本発明に係る空気洗浄工程1(給水配管空気洗浄工程)を示す図であり、図3は、本発明に係る空気洗浄工程2(逆洗水配管及び処理水配管空気洗浄工程)を示す図であり、図4は、本発明に係る逆洗工程を示す図であり、図5は、本発明に係る仕上げ洗浄工程を示す図である。図2〜5において、流体が流通している配管は、流体が流通していない配管よりも太い実線で示してある。また、流体の流れている弁は黒塗りされている。
原水ポンプP1を運転したまま、空気入口弁V1及び逆洗出口弁V4を開、濾過出口弁V3及び処理水槽入口弁V9を閉とし(即ち、空気入口弁V1、及び濾過入口弁V2と逆洗出口弁V4のみ開、その他の弁は閉)、空気注入配管16より、給水配管12に圧縮空気を注入し、原水と空気との気液混合流体を給水配管12に流して空気洗浄し、洗浄排水を配管17より排出する。
なお、この空気洗浄工程1における空気混合水用の洗浄水は、原水に限らず、濾過処理水や、他系統の水であっても良い。
上記空気洗浄工程1後は、直ちに次の洗浄工程を実施しても良く、休止工程を介在させても良い。休止工程の有無は、洗浄効果に特に影響しない。
休止工程を行なう場合は、すべての弁を閉とすると共に、原水ポンプP1、逆洗ポンプP2を停止する。
本実施形態の濾過装置においては、処理水が流通する処理水配管や逆洗水配管も給水配管ほどではないものの微生物が増殖し、汚染物質が付着するおそれがあり、特に、逆洗水配管に付着した汚染物質が逆洗時に剥離して濾過器2に流入すると二次汚染の原因となる。
また、接続部X3と濾過器2の処理水排出口2Bとの間の配管14についても、配管14の長さはせいぜい20〜200cm程度であり、この間が非洗浄部となっても問題はない。
同様に、接続部X5と処理水槽3の処理水入口3Aとの間の配管23についても、接続部X5を処理水入口3A近傍に設け、配管23の長さを500cm以下、好ましくは100〜200cmとすることにより、非洗浄部を殆どなくすことができる。
この空気洗浄工程2を空気洗浄工程1と同時に行うこともできるが、通常は別々に行われる。
例えば、空気入口弁V7及び逆洗入口弁V5、洗浄出口弁V6を開とし、その他の弁は閉として逆洗ポンプP2を作動させ(原水ポンプP1は停止)、空気注入配管21からの圧縮空気と処理水槽3からの処理水との気液混合流体を逆洗水配管19に流して空気洗浄し、洗浄排水を接続部X3を経て配管20より系外へ排出することにより、逆洗水配管19のみを洗浄することができる。
上記空気洗浄工程2後は、直ちに逆洗工程を実施しても良く、休止工程を介在させても良い。休止工程の有無は、洗浄効果に特に影響しない。
休止工程を行なう場合は、すべての弁を閉とすると共に、原水ポンプP1、逆洗ポンプP2を停止する。
前述の如く、空気洗浄工程1において、給水配管12部分の剥離洗浄は行えるが、給水配管のうち、逆洗排水配管17の接続部X2の下流側の配管13部分の洗浄は行うことはできない上に、この配管13部分や濾過器2内の入口部分に、空気洗浄時の洗浄水が剥離された微生物等と共に一部流入する恐れがある。
従って、本発明においては、上述の空気洗浄工程1,2、或いは空気洗浄工程1を行った後、逆洗工程を行って、濾過器2内及び配管13部分を洗浄する。
これにより、濾過器2内及び空気洗浄工程1で洗浄できなかった配管13部分を洗浄し、汚染物を系外へ排出することができる。
上記逆洗工程後は、直ちに濾過運転を再開しても良く、後述の仕上げ洗浄工程を行った後、濾過運転を再開しても良く、濾過運転又は仕上げ洗浄工程との間に休止工程を介在させても良い。
休止工程の有無は、洗浄効果に特に影響しない。休止工程を行なう場合は、すべての弁を閉とすると共に、原水ポンプP1、逆洗ポンプP2を停止する。
仕上げ洗浄を行う場合は、濾過入口弁V2及び洗浄出口弁V6を開、その他の弁を閉とし、原水ポンプP1作動、逆洗ポンプP2停止として、原水槽1内の原水を配管11、配管12及び配管13を経て濾過器2に導入し、配管14、配管20及び配管17を経て系外へ排出する。
次に、図6〜10を参照して本発明の実施形態の他の例を説明する。
図6〜10は、本発明の水処理装置給水配管の洗浄方法の実施の形態を示す濾過装置の系統図であり、このうち、図7は、本発明に係る空気洗浄工程1(給水配管空気洗浄工程)を示す図であり、図8は、本発明に係る空気洗浄工程2(処理水配管空気洗浄工程)を示す図であり、図9は、本発明に係る逆洗工程を示す図であり、図10は、本発明に係る仕上げ洗浄工程を示す図である。図7〜10において、流体が流通している配管は、流体が流通していない配管よりも太い実線で示してある。また、流体の流れている弁は黒塗りされている。
図6〜10において、図1〜5に示される部材と同一機能を奏する部材には同一符号を付してある。
従って、空気洗浄工程1、逆洗工程及び仕上げ洗浄工程については説明を省略し、以下に、図8を参照して、処理水配管の空気洗浄を行う空気洗浄工程2について説明する。
従って、空気洗浄工程2においては、濾過入口弁V2、濾過出口弁V3、空気入口弁V 7及び洗浄出口弁V8を開、その他の弁を閉として、原水ポンプP1を作動させ(逆洗ポンプP2は停止)、空気注入配管21より、処理水配管15に圧縮空気を注入すると共に、原水槽1内の原水を配管11、配管12及び配管13を経て濾過器2に導入し、配管14からの処理水と空気との気液混合流体を処理水配管15に流して空気洗浄し、洗浄排水を配管22より系外へ排出することにより、処理水配管15内の汚染物質を剥離除去して系外へ排出する。
次に、図11〜17を参照して本発明の実施の形態の更に別の例を説明する。
図11〜17は、本発明の水処理装置給水配管の洗浄方法の実施の形態を示す、濾過器とカチオン交換塔とを備える水処理装置の系統図であり、このうち、図12は、本発明に係る空気洗浄工程1(給水配管空気洗浄工程)を示す図であり、図13は、本発明に係る空気洗浄工程2(濾過処理水配管空気洗浄工程)を示す図であり、図14は、本発明に係る逆洗工程を示す図であり、図15は、本発明に係る仕上げ洗浄工程1を示す図であり、図16は、本発明に係る仕上げ洗浄工程2を示す図であり、図17は、本発明に係る空気洗浄工程3(カチオン交換処理水配管空気洗浄工程)を示す図である。
図12〜17において、流体が流通している配管は、流体が流通していない配管よりも太い実線で示してある。また、流体の流れている弁は黒塗りされている。
P3は、カチオン交換塔4の逆洗ポンプ、V11,V12は洗浄出口弁、V10はカチオン交換入口弁、V13は逆洗入口弁、V14は空気入口弁、V15はカチオン交換出口弁である。
24〜31は配管を示し、X6〜X8は配管接続部を示す。
また、逆洗水配管30とカチオン交換処理水配管との接続部X6とカチオン交換塔4のカチオン交換処理水排出口4Bとの配管距離、即ち、配管24の長さは通常20〜200cm程度となるように、逆洗水配管30は、カチオン交換処理水配管のうちのカチオン交換塔4の処理水排出口4Bの近傍に設けられている。更に、カチオン交換処理水配管26の洗浄排水を排出する配管(洗浄排水配管)28と処理水配管26との接続部X8と処理水槽3の処理水入口3Aとの配管距離、即ち、配管27の長さは、通常50〜500cm程度である。
また、空気注入配管31とカチオン交換処理水配管との接続部X7を、逆洗水配管30と処理水配管24との接続部X6近傍に設ける事で、配管25の長さに関係なく空気洗浄することができる。
図1〜10に示す濾過装置の空気洗浄工程1と同様に、原水ポンプP1を運転したまま、空気入口弁V1及び逆洗出口弁V4を開、濾過出口弁V3、カチオン交換入口弁V10、カチオン交換出口弁V15及び処理水槽入口弁V9を閉とし(即ち、空気入口弁V1、及び濾過入口弁V2と逆洗出口弁V4のみ開、その他の弁は閉)、空気注入配管16より、給水配管12に圧縮空気を注入し、原水と空気との気液混合流体を給水配管12に流して空気洗浄し、洗浄排水を配管17より排出する。
この空気洗浄工程では、原水は通常の濾過運転時と同等の流量で給水配管12内を流れるが、原水ポンプP1の直近に設けられた空気注入配管16から吹き込まれた空気と原水とが混合流体となって、給水配管12内を流れることにより、配管12内で乱流が発生し、配管12の内壁に付着した微生物等の汚染物を剥離除去する。この剥離された微生物塊等の不純物を含む気液混合流は、濾過入口弁V2を通って、更に一部配管13にまで流入するが、逆洗出口弁V4が開とされ、他の弁V3,V5,V6が閉とされていることにより、濾過器2内まで殆ど入り込むことはなく、配管17より系外へ排出される。
なお、この空気洗浄工程1における空気混合水用の洗浄水は、原水に限らず、濾過処理水や、他系統の水であっても良い。
上記空気洗浄工程1後は、直ちに次工程を実施しても良く、休止工程を介在させても良い。休止工程の有無は、洗浄効果に特に影響しない。
休止工程を行なう場合は、すべての弁を閉とすると共に、原水ポンプP1、逆洗ポンプP2,P3を停止する。
空気洗浄工程2においては、図6〜10に示す濾過装置の空気洗浄工程2と同様に、濾過入口弁V2、濾過出口弁V3、空気入口弁V7、カチオン交換入口弁V10、及び洗浄出口弁V8を開、その他の弁を閉として、原水ポンプP1を作動させ(逆洗ポンプP2,P3は停止)、空気流入配管21より、処理水配管15に圧縮空気を注入すると共に、原水槽1内の原水を配管11、配管12及び配管13を経て濾過器2に導入し、配管14からの処理水と空気との空気混合水を処理水配管15に流して空気洗浄し、洗浄排水を配管22より排出することにより、濾過処理水配管15内の汚染物質を剥離除去して系外へ排出する。
上記空気洗浄工程2後は、直ちに次の洗浄工程を実施しても良く、休止工程を介在させても良い。休止工程の有無は、洗浄効果に特に影響しない。
休止工程を行なう場合は、すべての弁を閉とすると共に、原水ポンプP1、逆洗ポンプP2,P3を停止する。
空気洗浄工程1において、濾過器2の給水配管12部分の剥離洗浄は行えるが、給水配管のうち、逆洗排水配管17の接続部X2の下流側の配管13部分の洗浄は行うことはできない上に、この配管13部分や濾過器2内の入口部分に、空気洗浄時の洗浄水が剥離された微生物等と共に一部流入する恐れがある。
同様に、空気洗浄工程2において、カチオン交換塔4の給水配管となる濾過処理水配管15部分の剥離洗浄は行えるが、この配管のうち、接続部X5の下流側の配管23部分の洗浄は行うことはできない。
従って、本発明においては、上述の空気洗浄工程1,2又は空気洗浄工程1を行った後、逆洗工程を行って、濾過器2内及び配管13,23部分及びカチオン交換塔4内を洗浄する。
これにより、濾過器2内及びカチオン交換塔4内と空気洗浄工程1,2で洗浄できなかった配管13,23部分を洗浄し、汚染物を系外へ排出することができる。
また、配管23及びカチオン交換塔4は、原水よりも微生物増殖の問題の少ない濾過処理水が流通するため、これらは、配管13や濾過器2ほど頻繁に空気洗浄を行う必要はないことから、このカチオン交換塔4及びその給水配管となる配管23の逆洗は適宜省略したり、配管13や濾過器2の逆洗よりも低頻度で行ってもよい。
上記逆洗工程後は、直ちに濾過運転を再開しても良く、後述の仕上げ洗浄工程1,2や空気洗浄工程3を行った後、水処理運転を再開しても良く、水処理運転又は後述の洗浄工程との間に休止工程を介在させても良い。
休止工程の有無は、洗浄効果に特に影響しない。休止工程を行なう場合は、すべての弁を閉とすると共に、原水ポンプP1、逆洗ポンプP2,P3を停止する。
濾過器2の仕上げ洗浄を行う場合は、図1〜10の濾過装置の場合と同様に、濾過入口弁V2及び洗浄出口弁V6を開、その他の弁を閉とし、原水ポンプP1作動、逆洗ポンプP2,P3停止として、原水槽1内の原水を配管11、配管12及び配管13を経て濾過器2に導入し、配管14、配管20及び配管17を経て系外へ排出する(図15)。
濾過器やカチオン交換塔等の水処理装置の給水配管を洗浄する前述の空気洗浄工程1において、空気の注入量が少ないと微生物の剥離効果が弱く、十分な洗浄効果を得るためには、空気洗浄工程を長くする必要が生じ、運転効率が低下すると共に、排水量が増えて好ましくない。しかし、空気注入量を多くすると、圧縮空気注入のためのコンプレッサー等の装置の大型化、消費電力の増加など、経済性が損なわれる。従って、空気注入量、空気洗浄工程の洗浄時間は、洗浄コストを抑えた上で高い洗浄効果が得られるように調整することが望ましい。
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(ただし、Sは給水配管の断面積(cm2)、Lは空気混合水が流れる給水配管の長さ(図1における給水配管12の長さ)(cm)、Wは洗浄時の通水量(L/min)である。)
T’={S’×L’×0.001/W’} …(I’)
(ただし、S’は逆洗水配管又は処理水配管の断面積(cm2)、L’は空気混合水が流れる逆洗水配管又は処理水配管の長さ(図1における配管19,15の長さ)(cm)、W’は洗浄時の通水量(L’/min)である。)
本発明に係る上述の空気洗浄工程1〜3、逆洗工程、及び必要に応じて行われる仕上げ洗浄工程、休止工程の具体的な時間については特に制限はないが、通常、次のような時間とすることが好ましい。
空気洗浄工程2,3:1〜10分
逆洗工程:5〜15分
休止工程:5分以下
仕上げ洗浄工程:5〜10分
このような本発明の水処理装置給水配管の洗浄方法は、微生物が増殖し易い、有機物を多く含む排水、特に微生物の栄養塩となるリン及び/又は窒素を含む排水を処理する水処理装置の給水配管の洗浄に有効であり、適用される有機物含有排水の水質としては、例えば次のようなものが挙げられる。
有機物濃度:0.1〜100mg/L(as TOC)
SS濃度;0〜10mg/L
リン濃度:0.1〜1000mg/L(as P)
窒素濃度:0.1〜20mg/L(as N)
本発明で洗浄対象となる水処理装置の構成等には特に制限はなく、内部に水処理材が充填され、定期的に又は必要に応じて逆洗が行われる水処理装置本体と、その逆洗機構を備える水処理装置であれば、給水配管に空気注入配管を接続することにより、或いは更に処理水配管に空気注入配管を接続することにより、いずれも有効に適用することができる。
(1) 内部に水処理材として濾材が充填された濾過器
(2) 内部に水処理材としてイオン交換樹脂が充填されたイオン交換塔
(3) 内部に水処理材としてイオン交換樹脂が充填された軟水器
(4) 内部に水処理材として活性炭が充填された活性炭塔
空気洗浄時の空気注入量、通水量、空気洗浄時間と、給水配管の長さとの関係を調べるために、15Aの透明塩化ビニル配管(断面積1.8cm2)に有機物含有排水を通水し、2日に1回の頻度で空気を注入して空気洗浄する実験を行った。なお、有機物含有排水の通水量は8.3L/minで一定とし、空気注入量と注入時間(空気洗浄工程の時間)は、種々変更して行った。
下記水質の濾過原水を濾過処理している図1の濾過装置(濾材:アンスラサイト)において、ポンプと弁の開閉を下記表4に示すタイムチャートで行って、空気洗浄工程1、休止工程1、空気洗浄工程2、休止工程2、逆洗工程、休止工程3、及び仕上げ洗浄工程の一連の洗浄を、原水の濾過運転2日毎に1回の頻度で行った。
有機物濃度:5mg/L(as TOC)
SS濃縮:1mg/L
リン濃度:500mg/L(as P)
窒素濃度:5mg/L(as N)
なお、本出願は、2008年3月21日付で出願された日本特許出願(特願2008−073918)に基づいており、その全体が引用により援用される。
Claims (11)
- 内部に水処理材が充填され、定期的又は必要に応じて逆洗が行われる水処理装置本体と、該水処理装置本体に原水を供給する給水配管と、該水処理装置本体から処理水を取り出す処理水配管と、該水処理装置本体に逆洗水を供給する逆洗水配管と、逆洗排水を系外へ排出する該給水配管に接続された逆洗排水配管とを有する水処理装置の該給水配管を洗浄する方法において、
該逆洗排水配管と該給水配管との該接続部よりも上流側に空気混合水を供給し、この空気混合水を、前記接続部を経て前記逆洗排水配管から排出する空気洗浄工程と、
その後、該水処理装置本体に逆洗水を供給し、該水処理装置本体からの逆洗排水を、前記接続部を経て前記逆洗排水配管から排出する逆洗工程と
によって該給水配管を洗浄することを特徴とする水処理装置給水配管の洗浄方法。 - 請求項1において、前記空気洗浄工程における前記給水配管への空気注入量が、該給水配管の断面積1cm2当たり4〜10L/minであり、該空気洗浄工程の洗浄時間が、下記式(I)で算出される基準時間T(分)の3倍以上であることを特徴とする水処理装置給水配管の洗浄方法。
T={S×L×0.001/W} …(I)
(ただし、Sは給水配管の断面積(cm2)、Lは空気混合水が流れる給水配管の長さ(cm)、Wは洗浄時の通水量(L/min)である。) - 請求項1又は2において、前記逆洗工程後に、前記給水配管を介して前記水処理装置本体に原水を供給し、該水処理装置本体からの流出水を系外に排出する仕上げ洗浄工程を行うことを特徴とする水処理装置給水配管の洗浄方法。
- 請求項1ないし3のいずれか1項において、更に、前記処理水配管に空気混合水を供給して系外へ排出する処理水配管空気洗浄工程を行うことを特徴とする水処理装置給水配管の洗浄方法。
- 請求項1ないし4のいずれか1項において、前記水処理装置は、前記処理水配管からの処理水を貯留する処理水槽と、該処理水槽内の処理水を前記逆洗水として前記水処理装置本体に供給する逆洗水配管とを有し、前記逆洗工程に先立ち、該逆洗水配管に空気混合水を供給して系外へ排出する逆洗水配管空気洗浄工程を行うことを特徴とする水処理装置給水配管の洗浄方法。
- 請求項5において、前記逆洗水配管は、前記水処理装置本体の処理水排出口近傍で前記処理水配管に接続されており、前記逆洗工程に先立ち、空気混合水を、該逆洗水配管から該処理水配管と逆洗水配管との接続部を経て該処理水配管に処理水流通方向に通水させた後系外へ排出する逆洗水配管及び処理水配管空気洗浄工程を行うことを特徴とする水処理装置給水配管の洗浄方法。
- 請求項1ないし6のいずれか1項において、前記水処理装置本体は、内部に前記水処理材として濾材が充填された濾過器であることを特徴とする水処理装置給水配管の洗浄方法。
- 請求項1ないし6のいずれか1項において、前記水処理装置本体は、内部に前記水処理材としてイオン交換樹脂が充填されたイオン交換塔であることを特徴とする水処理装置給水配管の洗浄方法。
- 請求項1ないし6のいずれか1項において、前記水処理装置本体は、内部に前記水処理材としてイオン交換樹脂が充填された軟水器であることを特徴とする水処理装置給水配管の洗浄方法。
- 請求項1ないし6のいずれか1項において、前記水処理装置本体は、内部に前記水処理材として活性炭が充填された活性炭塔であることを特徴とする水処理装置給水配管の洗浄方法。
- 請求項1ないし10のいずれか1項において、前記原水が有機物含有水であることを特徴とする水処理装置給水配管の洗浄方法。
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