JP5445282B2 - 処理水製造システム - Google Patents
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Description
以下に、本発明の第1実施形態について図1を参照しながら説明する。図1は、本発明の第1実施形態の処理水製造システム1を示す構成図である。本発明の第1実施形態の処理水製造システム1は、原水に含まれる除去対象物質としての硬度成分を捕捉して処理水を製造する軟水化処理システムである。
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。
原水バルブ3は、原水ラインL1に設けられている。原水バルブ3は、制御装置30(後述)と電気的に接続される。原水バルブ3は、原水ラインL1を開閉する。原水バルブ3は、制御装置30(後述)によって開閉を制御される。
塩水タンク14は、再生剤としての塩水(塩化ナトリウム水溶液)を貯留する。塩水の調製には、原水W1(又は処理水W2)が用いられる。塩水ラインL6は、コントロールバルブ6に接続される。塩水ラインL6には、塩水タンク14からの塩水が流通する。
処理水ラインL2には、給水バルブ7が設けられている。給水バルブ7は、処理水ラインL2の下流側に設けられている。給水バルブ7は、処理水ラインL2を開閉する。給水バルブ7は、制御装置30(後述)と電気的に接続されている。給水バルブ7は、制御装置30(後述)によって開閉を制御される。
処理水配給ラインL3には、処理水配給ポンプ9が設けられる。処理水配給ポンプ9は、処理水タンク8からの処理水W2を、下流側の需要箇所(図示せず)に送出する。処理水配給ポンプ9は、制御装置30(後述)と電気的に接続される。処理水配給ポンプ9は、制御装置30によって運転(駆動及び停止)を制御される。
ここで、式(1)における「原水濃度」は、原水W1の単位量あたりに含まれる硬度成分の量であり、原水用硬度計10によって計測される。「処理水濃度」は、処理水W2の単位量あたりに含まれる硬度成分の量であり、処理水用硬度計12によって計測される。パルス入力数は、流量計13により計測され、制御装置30に入力されたパルス数である。このパルス数に「流量計パルス定数」を乗ずることにより、処理水W2の瞬間流量が算出される。
残存除去可能量(g)=全除去可能量(g)−除去実績量(g)・・・(2)
残存除去可能時間(h)=残存除去可能量(g)/〔(原水濃度(g/m3)−処理水濃度(g/m3))×瞬間流量(m3/h)〕・・・(3)
硬度が計測された原水W1は、軟水化処理装置4の交換塔5の内部に導入される。交換塔5の内部において、原水W1は、陽イオン交換体(図示せず)によってイオン交換処理されることにより、硬度成分(カルシウムイオン及びマグネシウムイオン)が除去される。これにより、処理水W2が製造される。製造された処理水W2は、処理水ラインL2に流通され、処理水タンク8に貯留される。
第1実施形態の処理水製造システム1は、再生動作を実施する回復時刻を設定する回復時刻設定部18と、再生動作後の陽イオン交換体で除去することができる硬度成分の最大量を、全除去可能量として設定する全除去可能量設定部19と、再生動作後において、陽イオン交換体で除去した硬度成分の量を、除去実績量として算出する除去実績量算出部33と、回復時刻になったか否かを判定する回復時刻判定部34と、回復時刻になったと判定された場合に、全除去可能量及び除去実績量に基づいて、回復時刻以降に陽イオン交換体で除去することができる硬度成分の量を、残存除去可能量として算出する残存除去可能量算出部35と、回復時刻以降に硬度成分が処理水W2中に漏出することなく処理水W2を製造することができる時間を、残存除去可能時間として算出する残存除去可能時間算出部36と、残存除去可能時間が、次回の回復時刻までの時間未満の場合には、再生動作を実施するようにコントロールバルブ6等を制御し、残存除去可能時間が、次回の回復時刻までの時間以上の場合には、除去能力回復動作を実施しないようにコントロールバルブ6等を制御する再生動作制御部38と、を備える。
次に、本発明の第2実施形態の処理水製造システム1Aの構成について図5を参照しながら説明する。図5は、第2実施形態の処理水製造システム1Aを示す構成図である。本発明の第2実施形態の処理水製造システム1Aは、原水W1に含まれる除去対象物質としての懸濁物質を捕捉して処理水W2を製造する濾過システムである。
濾過処理装置44は、濾材を有する濾過塔45と、コントロールバルブ46と、排水ラインL7と、を備える。
濾過処理装置44は、原水W1中の除去対象物質に応じて種々選択される。濾過処理装置44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。
なお、活性炭濾過装置は、上記砂濾過装置及び/又は除鉄除マンガン装置と併用してもよい。その場合、活性炭濾過装置を、上記砂濾過装置及び/又は除鉄除マンガン装置の下流側に配置することが好ましい。このように配置することにより、例えば、除鉄除マンガン装置を通過した酸化剤由来の残留塩素を、活性炭濾過装置によって分解できるからである。
処理水配給ポンプ9及び逆洗水供給ポンプ15は、制御装置30Aによって運転(駆動及び停止)を制御される。給水バルブ7、逆洗バルブ16及びバックアップ給水バルブ17は、制御装置30Aによって開閉を制御される。
薬剤が添加された原水W1は、濾過処理装置44のコントロールバルブ46を介して濾過塔45内に導入される。濾過塔45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、コントロールバルブ46を介して処理水ラインL2に流通され、処理水タンク8に貯留される。
処理水W2の配給要求がなくなると、制御装置30Aによって処理水配給ポンプ9が停止される(配給停止)。続いて、水位計8aにより処理水タンク8の満水が検出されると、制御装置30Aによって、原水ラインL1における原水ポンプ2及び薬剤添加装置41の薬剤添加ポンプ(図示せず)が停止されると共に、原水バルブ3が閉弁される。また、制御装置30Aによって、処理水ラインL2の給水バルブ7が閉弁される。
一方、濾過処理装置44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ST11に戻る。
第2実施形態の処理水製造システム1Aは、洗浄動作を実施する回復時刻を設定する回復時刻設定部18aと、洗浄動作後の濾材で除去することができる懸濁物質の最大量を、全除去可能量として設定する全除去可能量設定部19aと、洗浄動作後において、濾材で除去した硬度成分の量を、除去実績量として算出する除去実績量算出部33aと、回復時刻になったか否かを判定する回復時刻判定部34aと、回復時刻になったと判定された場合に、全除去可能量及び除去実績量に基づいて、回復時刻以降に濾材で除去することができる懸濁物質の量を、残存除去可能量として算出する残存除去可能量算出部35aと、回復時刻以降に懸濁物質が処理水W2中に漏出することなく処理水W2を製造できる時間を、残存除去可能時間として算出する残存除去可能時間算出部36aと、残存除去可能時間が、次回の回復時刻までの時間未満の場合には、洗浄動作を実施するようにコントロールバルブ46、逆洗水供給ポンプ15、逆洗バルブ16等を制御し、残存除去可能時間が、次回の回復時刻までの時間以上の場合には、除去能力回復動作を実施しないようにコントロールバルブ46、逆洗水供給ポンプ15、逆洗バルブ16等を制御する洗浄動作制御部38aと、を備える。
例えば、前記第1実施形態及び前記第2実施形態においては、図4におけるステップST4、ステップST5、図5におけるステップST14及びステップST15に示すように、残存除去可能時間を算出する際に、原水濃度、処理水濃度及び処理水の流量は、回復時刻到達時点の最新値が用いられるものとして説明したが、これに制限されない。
また、処理水の流量は、直近の平均流量を用いてもよい。
2 原水ポンプ(除去能力回復手段)
3 原水バルブ(除去能力回復手段)
4 軟水化処理装置(処理水製造手段)
6,46 コントロールバルブ(除去能力回復手段)
10 原水用硬度計(水質計測手段)
12 処理水用硬度計(水質計測手段)
13 流量計(流量検出手段)
14 塩水タンク(除去能力回復手段)
15 逆洗水供給ポンプ(除去能力回復手段)
16 逆洗バルブ(除去能力回復手段)
18,18a 回復時刻設定部(回復時刻設定手段)
19,19a 全除去可能量設定部(全除去可能量設定手段)
32,32a 時間情報計測部(時間情報計測手段)
33,33a 除去実績量算出部(除去実績量算出手段)
34,34a 回復時刻判定部(回復時刻判定手段)
35,35a 残存除去可能量算出部(残存除去可能量算出手段)
36,36a 残存除去可能時間算出部(残存除去可能時間算出手段)
38 再生動作制御部(回復動作制御手段)
38a 洗浄動作制御部(回復動作制御手段)
40a 原水用濁度計(水質計測手段)
42 処理水用濁度計(水質計測手段)
44 濾過処理装置(処理水製造手段)
L1 原水ライン(除去能力回復手段)
L4,L7 排水ライン(除去能力回復手段)
L5 逆洗水供給ライン(除去能力回復手段)
L6 塩水ライン(除去能力回復手段)
ta,tb 残存除去可能時間
ts 次回の回復時刻までの時間
T1,T3 回復時刻
W1 原水
W2 処理水
Claims (3)
- 原水に含まれる除去対象物質を除去媒体により除去して処理水を製造する処理水製造手段と、
前記除去媒体の除去能力を回復させる除去能力回復動作を実施する除去能力回復手段と、
原水の水質及び/又は処理水の水質を計測する水質計測手段と、
原水の流量又は処理水の流量を検出する流量検出手段と、
時間情報を計測する時間情報計測手段と、
除去能力回復動作を実施する回復時刻を設定する回復時刻設定手段と、
除去能力回復動作後の前記除去媒体で除去することができる除去対象物質の最大量を、全除去可能量として設定する全除去可能量設定手段と、
除去能力回復動作後において、前記水質計測手段により計測された水質及び前記流量検出手段により検出された流量に基づいて、前記除去媒体で除去した除去対象物質の量を、除去実績量として算出する除去実績量算出手段と、
前記時間情報計測手段により計測された時間情報が、前記回復時刻設定手段により設定された回復時刻になったか否かを判定する回復時刻判定手段と、
前記回復時刻判定手段により回復時刻になったと判定された場合に、前記全除去可能量設定手段により設定された全除去可能量及び前記除去実績量算出手段により算出された除去実績量に基づいて、回復時刻以降に前記除去媒体で除去することができる除去対象物質の量を、残存除去可能量として算出する残存除去可能量算出手段と、
前記残存除去可能量算出手段により算出された残存除去可能量、前記水質計測手段により計測された水質及び前記流量検出手段により検出された流量に基づいて、回復時刻以降に除去対象物質が処理水中に漏出することなく処理水を製造することができる時間を、残存除去可能時間として算出する残存除去可能時間算出手段と、
前記残存除去可能時間算出手段により算出された残存除去可能時間が、次回の回復時刻までの時間未満の場合には、除去能力回復動作を実施するように前記除去能力回復手段を制御し、前記残存除去可能時間算出手段により算出された残存除去可能時間が、次回の回復時刻までの時間以上の場合には、除去能力回復動作を実施しないように前記除去能力回復手段を制御する回復動作制御手段と、
を備える処理水製造システム。 - 前記処理水製造手段は、原水に含まれる懸濁物質を前記除去媒体としての濾材により捕捉して処理水を製造する濾過処理装置である請求項1に記載の処理水製造システム。
- 前記処理水製造手段は、原水に含まれる硬度成分を前記除去媒体としての陽イオン交換体により捕捉して処理水を製造する軟水化処理装置である請求項1に記載の処理水製造システム。
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