JP5359944B2 - 濾過システム - Google Patents

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複数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）。
ところで、必要な処理水量を確保するために、このような濾過処理装置を複数並列に接続して濾過システムを構成する場合がある。そのような濾過システムの各濾過処理装置においては、多くの場合、逆洗浄工程及び水洗工程からなる濾材の洗浄動作が、それぞれ異なる時刻に実施されるように制御されていた。

特開昭６２−１９１０１４号公報 特開２００３−１９０９７３号公報

しかし、濾過処理中に、様々な原因により原水の水質が悪化し、複数の濾過処理装置において、前記洗浄動作を同時に実施するように制御要求がなされる場合がある。そのような場合、洗浄動作を、予め定められた時刻に実施せずに同時に実施すると、洗浄動作の間、全ての濾過処理装置において処理水の製造を停止しなければならず、必要な処理水量（給水量）を確保できないという問題があった。

本発明は、給水量を確保しつつ、安定した水質の処理水を製造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複数の濾過手段と、前記複数の濾過手段で製造された処理水の水質をそれぞれ計測する複数の水質計測手段と、前記複数の濾過手段において、前記濾材の汚濁の程度である汚濁度をそれぞれ検出する複数の汚濁度検出手段と、前記複数の濾過手段において、逆洗浄工程及び水洗工程からなる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複数の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、前記複数の水質計測手段により計測された処理水の水質を比較し、及び／又は前記複数の汚濁度検出手段により検出された汚濁度を比較することにより、前記複数の濾過手段のうち、洗浄動作を優先的に実施させる前記濾過手段を選択する濾過手段選択手段と、前記濾過手段選択手段により選択された前記濾過手段に洗浄動作を実施させるように制御する洗浄動作実施制御手段と、を備え、前記濾過手段選択手段は、前記複数の水質計測手段により計測された処理水の水質が異なる場合には、処理水の水質が悪い側の前記濾過手段を選択し、前記複数の水質計測手段により計測された処理水の水質が等しい場合には、前記複数の汚濁度検出手段により検出された汚濁度が高い側の前記濾過手段を選択する濾過システムに関する。

本発明によれば、給水量を確保しつつ、安定した水質の処理水を製造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。

本実施形態の濾過システム１を示す構成図である。 本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。 本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。 本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。

以下に、本発明の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、原水ラインＬ１の下流側の分岐点Ｊ１から分岐された分岐第１ラインＬ１ａ及び分岐第２ラインＬ１ｂと、分岐第１ラインＬ１ａの下流側の端部に接続され、原水Ｗ１に含まれる懸濁物質を濾材（図示せず）により捕捉して処理水Ｗ２を製造する第１濾過処理装置２ａと、分岐第２ラインＬ１ｂの下流側の端部に接続され、原水Ｗ１に含まれる懸濁物質を濾材（図示せず）により捕捉して処理水Ｗ２を製造する第２濾過処理装置２ｂと、第１濾過処理水Ｗ２ａ（後述）が流通する処理水第１ラインＬ２ａと、第２濾過処理水Ｗ２ｂ（後述）が流通する処理水第２ラインＬ２ｂと、処理水合流ラインＬ２ｃと、処理水タンク１０と、処理水配給ラインＬ３と、逆洗水供給ラインＬ４と、逆洗水第１供給ラインＬ４ａ及び逆洗水第２供給ラインＬ４ｂと、制御装置１５と、を主体に構成されている。以下、第１濾過処理装置２ａで製造される処理水Ｗ２を「第１濾過処理水Ｗ２ａ」ともいう。また、第２濾過処理装置２ｂで製造される処理水Ｗ２を「第２濾過処理水Ｗ２ｂ」ともいう。
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。

また、濾過システム１は、原水用水質計３と、第１薬剤添加装置５ａ，処理水用第１水質計６ａ，第１流量計７ａ，第２薬剤添加装置５ｂ，処理水用第２水質計６ｂ，第２流量計７ｂと、を備える。

原水用水質計３は、原水ラインＬ１に接続されている。原水用水質計３は、原水ラインＬ１に流通する原水Ｗ１の水質（濁度）を検出する。つまり、原水用水質計３は、第１濾過処理装置２ａ及び第２濾過処理装置２ｂの濾材の汚濁の程度である汚濁度を濾材の入口側において検出する汚濁度検出手段として機能する。原水用水質計３は、制御装置１５（後述）と電気的に接続されている。原水用水質計３によって計測された信号は、制御装置１５に入力される。原水ラインＬ１には、原水ポンプ（図示せず）が設けられている。原水ポンプは、原水Ｗ１を第１濾過処理装置２ａ及び第２濾過処理装置２ｂに向けて送出する。原水ポンプは、制御装置１５（後述）によって運転（駆動及び停止）を制御される。

分岐第１ラインＬ１ａは、原水ラインＬ１の下流側の分岐点Ｊ１から分岐している。分岐第１ラインＬ１ａには、分岐第１ラインＬ１ａを開閉する第１原水バルブ４ａが設けられる。第１原水バルブ４ａは、制御装置１５（後述）によって開閉を制御される。

第１薬剤添加装置５ａは、分岐第１ラインＬ１ａに接続されている。第１薬剤添加装置５ａは、分岐第１ラインＬ１ａに流通する原水Ｗ１に所定の薬剤を添加する。薬剤は、凝集剤や酸化剤であり、第１濾過処理装置２ａの濾過方法に応じて、適宜選択される。薬剤の詳細については、後述する。第１薬剤添加装置５ａによる薬剤の添加量は、制御装置１５（後述）によって制御される。

次に、濾過手段としての第１濾過処理装置２ａについて説明する。第１濾過処理装置２ａは、分岐第１ラインＬ１ａ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第１濾過処理水Ｗ２ａ（処理水Ｗ２）を製造する。図示を省略するが、第１濾過処理装置２ａは、内部に濾材を有する濾過塔と、コントロールバルブと、排水ラインと、を備える。第１濾過処理装置２ａは、内部の濾材を定期的に洗浄（逆洗浄工程及び水洗工程を実施）されると共に、後述する制御装置１５による制御によって必要に応じて洗浄されるようになっている。

逆洗浄工程時には、逆洗水供給ラインＬ４（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ている。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ている。

濾過塔は、懸濁物質を濾過するための濾材（図示せず）をその内部に有する。コントロールバルブは、濾過塔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）の流路を制御する。コントロールバルブは、制御装置１５（後述）と電気的に接続されている。コントロールバルブは、制御装置１５によって開閉を制御される。排水ラインは、コントロールバルブに接続され、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。

第１濾過処理装置２ａは、処理水タンク１０から逆洗水供給ラインＬ４（後述）及び逆洗水第１供給ラインＬ４ａ（後述）を介して供給される処理水Ｗ２によって、逆洗浄可能に構成されている。

第１濾過処理装置２ａは、原水Ｗ１中の除去対象物質に応じて種々選択される。第１濾過処理装置２ａ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。第１濾過処理装置２ａ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、濾過塔の上流側に配置された第１薬剤添加装置５ａ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、ポリ塩化アルミニウム（ＰＡＣ）や硫酸アルミニウム等が挙げられる。

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、第１濾過処理装置２ａ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、濾過塔の上流側に配置された第１薬剤添加装置５ａによって、酸化剤（例えば、次亜塩素酸ナトリウム）を添加する。

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。

以上のように構成される第１濾過処理装置２ａの下流側には、処理水第１ラインＬ２ａが接続されている。処理水第１ラインＬ２ａの上流側の端部は、第１濾過処理装置２ａに接続されている。処理水第１ラインＬ２ａの下流側の端部は、合流点Ｊ２において、処理水第２ラインＬ２ｂ（後述）及び処理水合流ラインＬ２ｃに接続されている。

処理水第１ラインＬ２ａには、第１濾過処理水Ｗ２ａ（処理水Ｗ２）が流通する。処理水第１ラインＬ２ａには、処理水第１ラインＬ２ａを開閉する第１給水バルブ８ａが設けられている。第１給水バルブ８ａは、制御装置１５（後述）と電気的に接続されている。第１給水バルブ８ａは、制御装置１５によって開閉を制御される。

処理水用第１水質計６ａは、処理水第１ラインＬ２ａに接続されている。処理水用第１水質計６ａは、処理水第１ラインＬ２ａを流通する第１濾過処理水Ｗ２ａの水質（後述の処理水濁度）を計測する。つまり、処理水用第１水質計６ａは、水質計測手段として機能する。また、処理水用第１水質計６ａは、第１濾過処理装置２ａの濾材の汚濁度を濾材の出口側において検出する汚濁度検出手段としても機能する。処理水用第１水質計６ａは、制御装置１５（後述）と電気的に接続されている。処理水用第１水質計６ａによって計測された信号は、制御装置１５に入力される。第１濾過処理水Ｗ２ａの水質は、制御装置１５によって判定される。

第１流量計７ａは、処理水第１ラインＬ２ａに接続されている。第１流量計７ａは、処理水第１ラインＬ２ａを流通する第１濾過処理水Ｗ２ａの流量を計測する。第１流量計７ａは、制御装置１５（後述）と電気的に接続されている。第１流量計７ａによって計測された信号は、制御装置１５に入力される。第１濾過処理水Ｗ２ａの流量は、制御装置１５によって算出される。

濾過手段としての第２濾過処理装置２ｂは、第１濾過処理装置２ａと同様に構成されている。また、分岐第２ラインＬ１ｂ及び処理水第２ラインＬ２ｂは、それぞれ分岐第１ラインＬ１ａ及び処理水第１ラインＬ２ａと同様に構成されている。第２原水バルブ４ｂ及び第２給水バルブ８ｂは、それぞれ第１原水バルブ４ａ及び第１給水バルブ８ａと同様に構成されている。第２薬剤添加装置５ｂは、第１薬剤添加装置５ａと同様に構成されている。処理水用第２水質計６ｂは、処理水用第１水質計６ａと同様に構成され、汚濁度検出手段及び水質計測手段として機能する。第２流量計７ｂは、第１流量計７ａと同様に構成されている。

処理水合流ラインＬ２ｃは、合流点Ｊ２において、処理水第１ラインＬ２ａの下流側の端部及び処理水第２ラインＬ２ｂの下流側の端部に接続される。処理水合流ラインＬ２ｃには、処理水Ｗ２（第１濾過処理水Ｗ２ａ及び／又は第２濾過処理水Ｗ２ｂ）が流通する。

処理水タンク１０は、処理水合流ラインＬ２ｃの下流側の端部に接続され、処理水Ｗ２を貯留する。
処理水配給ラインＬ３は、処理水Ｗ２が流通可能に構成されている。処理水配給ラインＬ３の上流側の端部は、処理水タンク１０に接続されている。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）に接続されている。

次に、逆洗水供給ラインＬ４について説明する。逆洗水供給ラインＬ４には、逆洗水を送出する逆洗水供給ポンプ１１が設けられている。逆洗水供給ポンプ１１は、制御装置１５（後述）と接続されている。逆洗水供給ポンプ１１は、制御装置１５によって運転（駆動及び停止）を制御される。逆洗水供給ラインＬ４の下流側の分岐点Ｊ３からは、逆洗水第１供給ラインＬ４ａ及び逆洗水第２供給ラインＬ４ｂが分岐している。

逆洗水第１供給ラインＬ４ａの下流側の端部は、第１濾過処理装置２ａに接続されている。逆洗水第１供給ラインＬ４ａには、逆洗水第１供給ラインＬ４ａを開閉する第１逆洗バルブ１２ａが設けられている。第１逆洗バルブ１２ａは、制御装置１５（後述）と接続されている。第１逆洗バルブ１２ａは、制御装置１５によって開閉を制御される。

逆洗水第２供給ラインＬ４ｂの下流側の端部は、第２濾過処理装置２ｂに接続されている。逆洗水第２供給ラインＬ４ｂには、逆洗水第２供給ラインＬ４ｂを開閉する第２逆洗バルブ１２ｂが設けられている。第２逆洗バルブ１２ｂは、制御装置１５（後述）と接続されている。第２逆洗バルブ１２ｂは、制御装置１５によって開閉を制御される。

次に、図２を参照して、本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。
制御装置１５は、本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１５は、例えば、第１原水バルブ４ａ、第２原水バルブ４ｂ、第１薬剤添加装置５ａ、第２薬剤添加装置５ｂ、第１給水バルブ８ａ、第２給水バルブ８ｂ、第１逆洗バルブ１２ａ、第２逆洗バルブ１２ｂ、逆洗水供給ポンプ１１等に電気的に接続される。

また、制御装置１５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、各計測装置から計測情報を受信する。計測装置は、例えば、原水用水質計３、処理水用第１水質計６ａ、処理水用第２水質計６ｂ、第１流量計７ａ及び第２流量計７ｂである。

制御装置１５は、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１６と、濾過手段選択手段としての濾過処理装置選択部１７と、洗浄動作実施制御手段としての洗浄動作実施制御部１８と、メモリ部２０と、タイマカウンタ部（図示せず）と、を備える。メモリ部２０については、後述する。

洗浄動作実施要求判定部１６は、第１濾過処理装置２ａ及び／又は第２濾過処理装置２ｂにおいて、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。

濾過処理装置選択部１７は、第１濾過処理装置２ａ及び／又は第２濾過処理装置２ｂにおいて、洗浄動作の実施要求がなされている場合に、洗浄動作を優先的に実施させる濾過処理装置として第１濾過処理装置２ａ又は第２濾過処理装置２ｂを選択する。
また、濾過処理装置選択部１７は、処理水用第１水質計６ａによって計測された第１濾過処理水Ｗ２ａの水質（濁度）を検出する。濾過処理装置選択部１７は、処理水用第２水質計６ｂによって計測された第２濾過処理水Ｗ２ｂの濁度を検出する。濾過処理装置選択部１７は、第１濾過処理水Ｗ２ａの濁度と第２濾過処理水Ｗ２ｂの濁度を比較する。

また、濾過処理装置選択部１７は、第１濾過処理装置２ａの濁質捕捉量及び第２濾過処理装置２ｂの濁質捕捉量（単位濾材量あたりの濁質捕捉量）を、次式によりそれぞれ算出する。

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）＋薬剤添加量｝／濾材の量

ここで、上式における「処理水Ｗ２の瞬間流量」は、処理水用第１水質計６ａによって計測される第１濾過処理水Ｗ２ａの瞬間流量又は処理水用第２水質計６ｂによって計測される第２濾過処理水Ｗ２ｂの瞬間流量である。「通水時間」とは、濾過処理装置において前回洗浄動作を行ってから現在に至るまでの通水時間である。「通水時間」は、制御装置１５のタイマカウンタ部（図示せず）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、第１濾過処理装置２ａの入口側における原水Ｗ１の濁度又は第２濾過処理装置２ｂ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、原水用水質計３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、第１濾過処理装置２ａの出口側における第１濾過処理水Ｗ２ａの濁度又は第２濾過処理装置２ｂの出口側における第２濾過処理水Ｗ２ｂ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、第１濾過処理装置２ａ又は第２濾過処理装置２ｂ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、処理水用第１水質計６ａ又は処理水用第２水質計６ｂによって計測される。

ところで、処理水用第１水質計６ａによって計測された濁度（水質）と処理水用第２水質計６ｂによって計測された濁度（水質）とが、等しい場合が考えられる。ここで、「濁度（水質）が等しい」とは、濁度が同一である場合を含むほか、所定の範囲内で実質的に等しい場合（例えば、一方の濁度の値に対して、他方の濁度の値が±５％以下である場合）をも含む。本明細書においては、「実質的に等しい場合」も、単に「等しい」と表現する。

「薬剤添加量」は、第１薬剤添加装置５ａにより添加された薬剤の量又は第２薬剤添加装置５ｂにより添加された薬剤の量（単位量の原水に含まれる薬剤の量）であり、制御装置１５によって算出される。
「濾材の量」は、第１濾過処理装置２ａの濾材の量又は第２濾過処理装置２ｂの濾材の量（通常は、容積）であり、共に既知の値である。

洗浄動作実施制御部１８は、濾過処理装置選択部１７により選択された第１濾過処理装置２ａ又は第２濾過処理装置２ｂに洗浄動作を実施させるように制御する。

タイマカウンタ部（図示せず）は、第１濾過処理装置２ａ及び第２濾過処理装置２ｂにおいて、前回洗浄動作を行ってから現在に至るまでの通水時間を計測する。

メモリ部２０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２０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（例えば、第１流量計７ａ及び第２流量計７ｂによって計測された流量データ、原水用水質計３、処理水用第１水質計６ａ、処理水用第２水質計６ｂによって計測された水質データ、タイマカウンタ部により計測された濾過継続時間）、各種閾値（例えば、濁質捕捉量や処理水濁度の所定の閾値）等を記憶する。

次に、本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、第１濾過処理装置２ａ又は第２濾過処理装置２ｂのコントロールバルブ（図示せず）が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１５によって処理水配給ポンプ（図示せず）が稼働されることにより、処理水タンク１０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、処理水タンク１０の所定量の減水が検出されると、制御装置１５によって、原水ポンプ（図示せず）、第１薬剤添加装置５ａ及び第２薬剤添加装置５ｂが稼働されると共に、第１原水バルブ４ａ及び第２原水バルブ４ｂが開弁される。また、制御装置１５によって、第１給水バルブ８ａ及び第２給水バルブ８ｂが開弁される。この場合、逆洗水供給ラインＬ４における逆洗水供給ポンプ１１は、稼働されず、第１逆洗バルブ１２ａ及び第２逆洗バルブ１２ｂは閉弁されたままとなっている。

原水Ｗ１は、原水ポンプ（図示せず）によって原水ラインＬ１に送出される。そして、原水ラインＬ１においては、原水用水質計３によって原水Ｗ１の濁度が計測される。また、第１薬剤添加装置５ａ及び第２薬剤添加装置５ｂによって原水Ｗ１に所定の薬剤が添加される。

薬剤が添加された原水Ｗ１は、第１濾過処理装置２ａ及び第２濾過処理装置２ｂのそれぞれ濾過塔の内部に導入される。濾過塔においては、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、処理水第１ラインＬ２ａ、処理水第２ラインＬ２ｂ及び処理水合流ラインＬ２ｃに流通され、処理水タンク１０に貯留される。

処理水第１ラインＬ２ａにおいては、処理水用第１水質計６ａによって第１濾過処理水Ｗ２ａの濁度が計測されると共に、第１流量計７ａによって第１濾過処理水Ｗ２ａの流量が計測される。これらの計測情報は、制御装置１５によって受信される。処理水第２ラインＬ２ｂにおいても同様に、処理水用第２水質計６ｂによって第２濾過処理水Ｗ２ｂの濁度が計測され、第２流量計７ｂによって第２濾過処理水Ｗ２ｂの流量が計測される。これらの計測情報も、制御装置１５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１５によって処理水配給ポンプ（図示せず）が停止される（配給停止）。続いて、処理水タンク１０の満水が検出されると、制御装置１５によって、原水ラインＬ１における原水ポンプ（図示せず）、第１薬剤添加装置５ａ及び第２薬剤添加装置５ｂが停止されると共に、第１原水バルブ４ａ及び第２原水バルブ４ｂが閉弁される。また、制御装置１５によって、第１給水バルブ８ａ及び第２給水バルブ８ｂが閉弁される。

次に、第１濾過処理装置２ａの洗浄工程（逆洗浄工程及び水洗工程）について説明する。第２濾過処理装置２ｂの洗浄工程は、第１濾過処理装置２ａの洗浄工程と同様であるので、重複説明を省略する。
逆洗浄工程時には、制御装置１５によって、第１原水バルブ４ａが閉弁され、かつ、第１濾過処理装置２ａのコントロールバルブ（図示せず）が逆洗浄工程用の流路に設定される。また、制御装置１５によって、第１給水バルブ８ａが閉弁されると共に、逆洗水供給ラインＬ４における逆洗水供給ポンプ１１が稼働され、第１逆洗バルブ１２ａが開弁される。これにより、第１濾過処理装置２ａの濾過塔において、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（図示せず）を介して、系外に排出される。

また、水洗工程時には、制御装置１５によって、第１原水バルブ４ａが開弁され、かつ、第１濾過処理装置２ａのコントロールバルブ（図示せず）が水洗工程用の流路に設定される。また、制御装置１５によって、第１給水バルブ８ａが閉弁状態を維持されると共に、逆洗水供給ラインＬ４における逆洗水供給ポンプ１１が停止され、第１逆洗バルブ１２ａが閉弁される。これにより、第１濾過処理装置２ａの濾過塔において、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（図示せず）を介して、系外に排出される。

以上のような洗浄工程（洗浄動作）は、第１濾過処理装置２ａ及び第２濾過処理装置２ｂのそれぞれにおいて、定期的（例えば、所定の時刻に１日１回）に行われると共に、処理水Ｗ２の濁度が所定値を超えた場合に実施される。そして、第１濾過処理装置２ａ及び第２濾過処理装置２ｂにおいて、洗浄動作の実施要求が同時になされた場合には、次のように制御を行う。

次に、本実施形態の濾過システム１の特徴的な制御方法について図３及び図４を参照しながら説明する。図３及び図４は、本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３に示すように、ステップＳＴ１において、洗浄動作実施要求判定部１６は、第１濾過処理装置２ａにおいて、洗浄動作の実施要求がなされているか否かを判定する。

第１濾過処理装置２ａ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ＳＴ２に進む。一方、第１濾過処理装置２ａ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ＳＴ５に進む。ステップＳＴ５における動作については、後述する。

ステップＳＴ２において、洗浄動作実施要求判定部１６は、第２濾過処理装置２ｂにおいて洗浄動作の実施要求がなされているか否かを判定する。第２濾過処理装置２ｂ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ＳＴ３に進む。つまり、第１濾過処理装置２ａ及び第２濾過処理装置２ｂの両方において洗浄動作の実施要求がなされている場合には、ステップＳＴ３に進む。

一方、ステップＳＴ２において、第２濾過処理装置２ｂ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ＳＴ９（図４参照）に進む。つまり、第１濾過処理装置２ａのみにおいて洗浄動作の実施要求がなされている場合には、ステップＳＴ９に進む。ステップＳＴ９における動作については、後述する。

ステップＳＴ３において、濾過処理装置選択部１７は、処理水第１ラインＬ２ａにおける第１濾過処理水Ｗ２ａの水質（処理水濁度）を処理水用第１水質計６ａによって検出（計測）する。また、濾過処理装置選択部１７は、処理水第２ラインＬ２ｂにおける第２濾過処理水Ｗ２ｂの水質（処理水濁度）を処理水用第２水質計６ｂによって検出する。

ステップＳＴ４において、濾過処理装置選択部１７は、第１濾過処理水Ｗ２ａの濁度が、第２濾過処理水Ｗ２ｂの濁度よりも高いか否かを判定する。第１濾過処理水Ｗ２ａの濁度が、第２濾過処理水Ｗ２ｂの濁度よりも高い（ＹＥＳ）場合には、濾過処理装置選択部１７は、洗浄動作を優先的に実施させる濾過処理装置として第１濾過処理装置２ａを選択し、ステップＳＴ９（図４参照）に進む。ステップＳＴ９における動作については、後述する。

一方、ステップＳＴ４において、第１濾過処理水Ｗ２ａの濁度が、第２濾過処理水Ｗ２ｂの濁度よりも高くない（ＮＯ）場合には、ステップＳＴ６（図４参照）に進む。ステップＳＴ６における動作については、後述する。

ステップＳＴ５において、洗浄動作実施要求判定部１６は、第２濾過処理装置２ｂにおいて洗浄動作の実施要求がなされているか否かを判定する。第２濾過処理装置２ｂ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ＳＴ１０に進む。つまり、第２濾過処理装置２ｂのみにおいて洗浄動作の実施要求がなされている場合には、ステップＳＴ１０（図４参照）に進む。ステップＳＴ１０における動作については、後述する。

一方、ステップＳＴ５において、第２濾過処理装置２ｂ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へ戻る。つまり、第１濾過処理装置２ａ及び第２濾過処理装置２ｂの両方において洗浄動作の実施要求がなされていない場合には、ステップＳＴ１へ戻る。

ステップＳＴ６において、濾過処理装置選択部１７は、第１濾過処理水Ｗ２ａの濁度が、第２濾過処理水Ｗ２ｂの濁度よりも小さいか否かを判定する。第１濾過処理水Ｗ２ａの濁度が、第２濾過処理水Ｗ２ｂの濁度よりも小さい（ＹＥＳ）場合には、濾過処理装置選択部１７は、洗浄動作を優先的に実施させる濾過処理装置として第２濾過処理装置２ｂを選択し、ステップＳＴ１０に進む。ステップＳＴ１０における動作については、後述する。

一方、第１濾過処理水Ｗ２ａの濁度が、第２濾過処理水Ｗ２ｂの濁度よりも小さくない（ＮＯ）場合には、ステップＳＴ７に進む。つまり、第１濾過処理水Ｗ２ａの濁度と第２濾過処理水Ｗ２ｂの濁度とが等しい場合には、ステップＳＴ７に進む。

ステップＳＴ７において、濾過処理装置選択部１７は、第１濾過処理装置２ａの濁質捕捉量及び第２濾過処理装置２ｂの濁質捕捉量を前述した式によりそれぞれ算出し、ステップＳＴ８に進む。

ステップＳＴ８において、濾過処理装置選択部１７は、第１濾過処理装置２ａの濁質捕捉量が第２濾過処理装置２ｂの濁質捕捉量以上であるか否かを判定する。第１濾過処理装置２ａの濁質捕捉量が第２濾過処理装置２ｂの濁質捕捉量以上である（ＹＥＳ）場合には、濾過処理装置選択部１７は、洗浄動作を優先的に実施させる濾過処理装置として、第１濾過処理装置２ａを選択し、ステップＳＴ９に進む。

一方、第１濾過処理装置２ａの濁質捕捉量が、第２濾過処理装置２ｂの濁質捕捉量以上でない（ＮＯ）場合には、濾過処理装置選択部１７は、洗浄動作を優先的に実施させる濾過処理装置として、第２濾過処理装置２ｂを選択し、ステップＳＴ１０に進む。ステップＳＴ１０における動作については、後述する。

ステップＳＴ９において、洗浄動作実施制御部１８は、第１濾過処理装置２ａに洗浄動作を実施させる。これにより、必要性（優先度）が高い第１濾過処理装置２ａに洗浄動作を実施させることができる。そのため、濾材が洗浄された第１濾過処理装置２ａによって、安定した水質の第１濾過処理水Ｗ２ａを製造することができる。ステップＳＴ９の終了後は、本制御を終了する。

ステップＳＴ１０において、洗浄動作実施制御部１８は、第２濾過処理装置２ｂに洗浄動作を実施させるように制御する。これにより、必要性（優先度）が高い第２濾過処理装置２ｂに洗浄動作を実施させることができる。そのため、濾材が洗浄された第２濾過処理装置２ｂによって、安定した水質の第２濾過処理水Ｗ２ｂを製造することができる。
ステップＳＴ１０の終了後は、本制御を終了する。

ここで、上述したステップＳＴ３からステップＳＴ８において、処理水濁度を濁質捕捉量よりも先に判定する理由について説明する。処理水濁度が所定の閾値を超えている場合には、濾材層の濁質捕捉能力が破過状態に至ることにより、実際に処理水Ｗ２中への懸濁物質の漏出が起こっている。一方、濁質捕捉量が所定の閾値を超えている場合には、濾材層の濁質捕捉能力が破過状態に至っていることを推定できるものの、実際に処理水Ｗ２中への懸濁物質の漏出が起こっていない場合もある。そのため、本実施形態においては、処理水Ｗ２を利用するユーザーにとってリスクの高い処理水濁度を優先し、この処理水濁度を濁質捕捉量よりも先に判定するようにしている。

以上に説明した本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。
本実施形態の濾過システム１は、複数の濾過手段としての第１濾過処理装置２ａ及び第２濾過処理装置２ｂと、複数の水質計測手段としての処理水用第１水質計６ａ及び処理水用第２水質計６ｂと、複数の汚濁度検出手段としての原水用水質計３、処理水用第１水質計６ａ及び処理水用第２水質計６ｂと、前記複数の濾過手段（第１濾過処理装置２ａ及び第２濾過処理装置２ｂ）において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１６と、洗浄動作実施要求判定部１６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、前記水質計測手段により計測された処理水Ｗ２（第１濾過処理水Ｗ２ａ及び第２濾過処理水Ｗ２ｂ）の水質（濁度）を比較し、及び前記汚濁度検出手段により検出された濁質捕捉量を比較することにより、洗浄動作を優先的に実施させる前記濾過手段を選択する濾過処理装置選択部１７と、濾過処理装置選択部１７により選択された前記濾過手段に洗浄動作を実施させるように制御する洗浄動作実施制御部１８と、を備える。

そのため、第１濾過処理装置２ａ及び第２濾過処理装置２ｂにおいて洗浄動作を実施するタイミングが重なった場合であっても、洗浄動作を実施する必要性が高い一方の濾過手段（例えば、第１濾過処理装置２ａ）において洗浄動作を実施（濾材を洗浄）することができると共に、洗浄動作を実施する必要性が低い他方の濾過手段（例えば、第２濾過処理装置２ｂ）において濾過工程を継続して実施することができる。

これにより、第１濾過処理装置２ａ及び第２濾過処理装置２ｂにおいて洗浄動作を実施するタイミングが重なった場合であっても、全ての濾過手段において洗浄動作が同時に実施され、処理水Ｗ２の製造（給水）が停止されることを回避することができる。そして、上記一方の濾過手段の洗浄動作の実施時には、上記他方の濾過手段によって処理水Ｗ２を製造することができる。従って、本実施形態の濾過システム１によれば、給水量を確保しつつ、安定した水質の処理水Ｗ２を製造することができる。

また、本実施形態の濾過システム１においては、濾過処理装置選択部１７は、前記複数の水質計測手段により計測された処理水Ｗ２（第１濾過処理水Ｗ２ａ及び第２濾過処理水Ｗ２ｂ）の水質（処理水濁度）が異なる場合には、処理水Ｗ２の水質が悪い側の前記濾過手段（第１濾過処理装置２ａ又は第２濾過処理装置２ｂ）を選択し、前記複数の水質計測手段により計測された処理水Ｗ２の水質が等しい場合には、前記複数の汚濁度検出手段により検出された汚濁度（濁質捕捉量）が高い側の前記濾過手段を選択する。

そのため、本実施形態の濾過システム１は、処理水Ｗ２の水質（処理水濁度）を前記濾過手段の汚濁度（濁質捕捉量）に優先して、濾過手段の洗浄動作を実施することができる。従って、より安定した水質の処理水Ｗ２を製造することができる。

以上、本発明の一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。

前述した実施形態では、前記複数の濾過手段において、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ものと説明したが、これに制限されない。例えば、洗浄動作の実施要求は、それぞれの濾過手段における濁質捕捉量が所定値を超えた場合に出力されるようにしてもよい。この例でも、複数の濾過手段において、同時に洗浄動作の実施要求がなされていると判断された場合には、濾過手段選択手段は、前記水質計測手段により計測された処理水Ｗ２の水質（濁度）を比較し、かつ、前記汚濁度検出手段により検出された濁質捕捉量を比較することにより、洗浄動作を優先的に実施させる濾過手段を選択する。

また、前述した実施形態では、前記複数の濾過手段において、同時に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は、濾過手段選択手段は、前記水質計測手段により計測された処理水Ｗ２の水質（濁度）を比較し、及び前記汚濁度検出手段により検出された濁質捕捉量を比較することにより、洗浄動作を優先的に実施させる濾過手段を選択するものとして説明したが、これに制限されない。例えば、濾過手段選択手段は、前記水質計測手段により計測された処理水Ｗ２の水質（濁度）のみを比較し、濁度の高い側の濾過手段を選択してもよい。また、濾過手段選択手段は、前記汚濁度検出手段により検出された濁質捕捉量のみを比較し、濁質捕捉量の多い側の濾過手段を選択してもよい。

また、前記実施形態の濾過システム１においては、処理水Ｗ２の水質を前記濾過手段の汚濁度（濁質捕捉量）に優先して、濾過手段の洗浄動作を実施するものとして説明したが、これに制限されない。例えば、濾過システム１は、前記濾過手段の汚濁度（濁質捕捉量）を処理水Ｗ２の水質に優先して、濾過手段の洗浄動作を実施してもよい。

また、前記実施形態の濾過システム１においては、汚濁度検出手段として、原水用水質計３、処理水用第１水質計６ａ及び処理水用第２水質計６ｂを用いるものとして説明したが、前記濾過手段の入口側と出口側との差圧を計測する差圧計によって、濾材の汚濁度を検出してもよい。

更に、前記実施形態の濾過システム１においては、第１薬剤添加装置５ａ及び第２薬剤添加装置５ｂを個別に設けるものとして説明したが、原水ラインＬ１に単一の薬剤添加装置を設けるようにしてもよい。また、前記実施形態の濾過システム１においては、原水用水質計３は、原水ラインＬ１のみに設けるものとして説明したが、分岐第１ラインＬ１ａ及び分岐第２ラインＬ１ｂのそれぞれに個別の原水用水質計を設けるようにしてもよい。

１ 濾過システム
２ａ 第１濾過処理装置（濾過手段）
２ｂ 第２濾過処理装置（濾過手段）
３ 原水用水質計（汚濁度検出手段）
６ａ 処理水用第１水質計（汚濁度検出手段、水質計測手段）
６ｂ 処理水用第２水質計（汚濁度検出手段、水質計測手段）
１５ 制御装置
１６ 洗浄動作実施要求判定部（洗浄動作実施要求判定手段）
１７ 濾過処理装置選択部（濾過手段選択手段）
１８ 洗浄動作実施制御部（洗浄動作実施制御手段）
Ｗ１ 原水
Ｗ２ 処理水
Ｗ２ａ 第１濾過処理水（処理水）
Ｗ２ｂ 第２濾過処理水（処理水）

Claims (1)

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複数の濾過手段と、
   前記複数の濾過手段で製造された処理水の水質をそれぞれ計測する複数の水質計測手段と、
   前記複数の濾過手段において、前記濾材の汚濁の程度である汚濁度をそれぞれ検出する複数の汚濁度検出手段と、
   前記複数の濾過手段において、逆洗浄工程及び水洗工程からなる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複数の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、前記複数の水質計測手段により計測された処理水の水質を比較し、及び／又は前記複数の汚濁度検出手段により検出された汚濁度を比較することにより、前記複数の濾過手段のうち、洗浄動作を優先的に実施させる前記濾過手段を選択する濾過手段選択手段と、
   前記濾過手段選択手段により選択された前記濾過手段に洗浄動作を実施させるように制御する洗浄動作実施制御手段と、を備え、
   前記濾過手段選択手段は、前記複数の水質計測手段により計測された処理水の水質が異なる場合には、処理水の水質が悪い側の前記濾過手段を選択し、前記複数の水質計測手段により計測された処理水の水質が等しい場合には、前記複数の汚濁度検出手段により検出された汚濁度が高い側の前記濾過手段を選択する濾過システム。

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