JP5696796B2

JP5696796B2 - 濾過システム

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Publication number: JP5696796B2
Application number: JP2014005038A
Authority: JP
Inventors: 保幸有光; 弘喜大野
Original assignee: Miura Co Ltd
Current assignee: Miura Co Ltd
Priority date: 2014-01-15
Filing date: 2014-01-15
Publication date: 2015-04-08
Anticipated expiration: 2030-02-08
Also published as: JP2014087798A

Description

本発明は、濾過システムに関するものである。

従来、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システムが知られている。関連する従来技術として、例えば、濾過、逆洗及び水洗（洗浄）の３工程をモニタすると共に、濾過ポンプを駆動するモータの回転数をインバータ制御することにより、電力量の削減及び濾過の精度の向上をさせるようにした砂濾過方式の濾過装置がある（特許文献１参照）。

特開２００１−６２２１６号公報

上記のような濾過装置においては、濾過を継続することにより濾材の濾過能力が徐々に低下する。そこで、定期的に濾材の逆洗浄工程及び水洗工程を実施して、低下した濾過能力を回復させている。また、濾過工程においては、製造される処理水の水質を高めるために、原水に凝集剤や酸化剤等の薬剤を供給することが行われている。

しかしながら、水洗工程が終了した後の濾過工程において、初期の処理水には、薬剤の作用を受けていない濾過装置内の保有水（未濾過水）が含まれるため、通常の濾過工程で製造される処理水よりも水質が低下するおそれがある。

従って、本発明は、濾過工程の開始直後に製造される処理水の水質を改善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濾過手段と、前記濾過手段に対し、（Ａ）前記濾材により原水から処理水を製造する濾過工程、（Ｂ）前記濾材を洗浄水で逆洗浄し、捕捉された懸濁物質を洗浄水と共に系外へ排出する逆洗浄工程、及び（Ｃ）洗浄された前記濾材を濯ぎ水で濯ぎ、濯ぎ水を系外へ排出する水洗工程の各流路を切り替える流路切替手段と、前記濾過手段に流入する濯ぎ水に薬剤を供給する薬剤供給手段と、濾過工程、逆洗浄工程及び水洗工程を順次行うように前記流路切替手段を制御する制御手段と、前記濾過手段を流通する濯ぎ水の流量を計測する流量計測手段と、前記濾過手段の一次側と接続され、濾過工程時に原水を供給すると共に、水洗工程時に原水を濯ぎ水として供給する原水ラインと、前記濾過手段の二次側と接続され、濾過工程時に処理水を送出する処理水ラインと、前記処理水ラインの下流側に設けられる処理水タンクと、上流側が前記処理水タンクと接続されると共に下流側が前記処理水ラインと接続され、前記原水ラインと共通の部分を有さずに構成され、逆洗浄工程時に処理水を洗浄水として供給する洗浄水ラインと、前記原水ラインと接続され、逆洗浄工程時に洗浄水を排出する第１排水ラインと、前記処理水ラインと接続され、水洗工程時に濯ぎ水を排出する第２排水ラインと、前記濾過手段から流出する濯ぎ水を前記第２排水ラインに流通させる流通制御手段と、を備え、前記薬剤供給手段は、前記原水ラインを流通する原水に薬剤を供給し、前記流量計測手段は、前記処理水ラインと前記第２排水ラインとの接続部よりも上流側の前記処理水ラインに設けられ、前記処理水ラインを流通する濯ぎ水の流量を計測し、前記制御手段は、水洗工程における流路が濾過工程における流路と同一となるように前記流路切替手段を制御すると共に、濯ぎ水が前記第２排水ラインを流通するように前記流通制御手段を制御し、更に、水洗工程時において、前記流量計測手段により計測される濯ぎ水の流量に比例して原水に薬剤を供給するように前記薬剤供給手段を制御する、濾過システムに関する。

本発明によれば、濾過工程の開始直後に製造される処理水の水質を改善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。

本発明の実施形態の濾過システム１００を示す概略構成図である。実施形態の濾過システム１００の制御に係わる機能ブロック図である。濾過工程における原水Ｗ１１０の流通経路を示す概略図である。濾過工程におけるシステム制御装置１０１の制御手順を示すフローチャートである。逆洗浄工程における洗浄水Ｗ１３０の流通経路を示す概略図である。逆洗浄工程におけるシステム制御装置１０１の制御手順を示すフローチャートである。水洗工程における原水Ｗ１１０及び第２排水Ｗ１５０の流通経路を示す概略図である。水洗工程におけるシステム制御装置１０１の制御手順を示すフローチャートである。

図１，図２を参照して、本発明の実施形態の濾過システムの構成について説明する。図１は、本発明の実施形態の濾過システム１００を示す概略構成図である。図２は、実施形態の濾過システム１００の制御に係わる機能ブロック図である。

図１に示すように、本実施形態の濾過システム１００は、濾過手段としての濾過装置１１０と、薬剤供給手段としての薬注装置１２０と、システム制御装置１０１と、を備える。

また、本実施形態の濾過システム１００は、原水ポンプ１３１と、原水バルブ１３２と、処理水バルブ１３３と、洗浄水ポンプ１３４と、洗浄水バルブ１３５と、第１排水バルブ１３６と、第２排水バルブ１３７と、流量計測手段としての流量計１３８と、を備える。このうち、原水バルブ１３２、処理水バルブ１３３、洗浄水バルブ１３５、第１排水バルブ１３６、及び第２排水バルブ１３７は、本実施形態における流路切替手段を構成する。

更に、本実施形態の濾過システム１００は、原水ラインＬ１１０と、処理水ラインＬ１２０と、洗浄水ラインＬ１３０と、第１排水ラインＬ１４０と、第２排水ラインＬ１５０と、を備える。「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。

濾過装置１１０は、原水Ｗ１１０に含まれる懸濁物質を濾材により捕捉して処理水Ｗ１２０を製造する装置である。濾過装置１１０の一次側（原水Ｗ１１０の流入側）には、原水ラインＬ１１０が接続されている。また、濾過装置１１０の二次側（処理水Ｗ１２０の流出側）には、処理水ラインＬ１２０が接続されている。

原水ラインＬ１１０は、濾過工程において、原水Ｗ１１０を濾過装置１１０へ供給するラインである。また、原水ラインＬ１１０は、水洗工程において、原水Ｗ１１０を濯ぎ水として濾過装置１１０へ供給するラインでもある。原水ラインＬ１１０の上流側は、原水Ｗ１１０の供給源（不図示）と接続されている。

原水ラインＬ１１０には、原水ポンプ１３１と、原水バルブ１３２と、薬注装置１２０と、が設けられている。原水ポンプ１３１は、原水ラインＬ１１０の上流側から下流側の濾過装置１１０へ向けて、原水Ｗ１１０を送り出すことができる。原水ポンプ１３１の動作は、後述のシステム制御装置１０１により制御されている。原水バルブ１３２は、弁開度を調節可能な制御弁により構成されている。原水バルブ１３２は、原水ポンプ１３１と濾過装置１１０との間において、原水ラインＬ１１０を流通する原水Ｗ１１０の流量を制御することができる。原水バルブ１３２における弁開度の調節は、後述のシステム制御装置１０１により制御されている。

薬注装置１２０は、濾過装置１１０へ流入する原水Ｗ１１０に薬剤を供給する装置である。薬剤としては、例えば、原水Ｗ１１０に含まれる溶存鉄を酸化させる酸化剤や、原水Ｗ１１０に含まれる懸濁物質を凝集させる凝集剤が用いられる。これら酸化剤や凝集剤は、原水Ｗ１１０に含まれる溶存鉄や懸濁物質を、濾材により捕捉可能な物質に変換する。なお、薬剤は、薬注装置１２０に設けられた薬注ポンプ（不図示）により原水ラインＬ１１０に送り出される。

薬注装置１２０は、濾過工程において、処理水ラインＬ１２０を流通する処理水Ｗ１２０の流量に比例して原水Ｗ１１０に薬剤を供給する。また、薬注装置１２０は、水洗工程において、処理水ラインＬ１２０を流通する濯ぎ水（原水Ｗ１１０）の流量に比例して原水Ｗ１１０に薬剤を供給する。このように、処理水Ｗ１２０や原水Ｗ１１０の流量に比例して原水Ｗ１１０に薬剤を供給することを「比例薬注」という。薬注装置１２０における薬注の供給は、後述のシステム制御装置１０１により制御されている。

また、原水ラインＬ１１０には、原水バルブ１３２と濾過装置１１０との間の接続部Ｊ１において、第１排水ラインＬ１４０が接続されている。第１排水ラインＬ１４０は、逆洗浄工程において、濾過装置１１０から流出した洗浄水Ｗ１３０を第１排水Ｗ１４０として系外へ排出するラインである。第１排水ラインＬ１４０には、第１排水バルブ１３６が設けられている。第１排水バルブ１３６は、弁開度を調節可能な制御弁により構成されている。第１排水バルブ１３６は、第１排水ラインＬ１４０を流通する第１排水Ｗ１４０の流量を制御することができる。第１排水バルブ１３６における弁開度の調節は、後述のシステム制御装置１０１により制御されている。

処理水ラインＬ１２０は、濾過装置１１０で製造された処理水Ｗ１２０を、処理水タンク（不図示）へ送出するラインである。処理水ラインＬ１２０には、処理水バルブ１３３と、流量計１３８と、が設けられている。

処理水バルブ１３３は、弁開度を調節可能な制御弁により構成されている。処理水バルブ１３３は、処理水ラインＬ１２０を流通する処理水Ｗ１２０の流量を制御することができる。処理水バルブ１３３における弁開度の調節は、後述のシステム制御装置１０１により制御されている。

流量計１３８は、濾過工程において、処理水ラインＬ１２０を流通する処理水Ｗ１２０の流量を計測する装置である。また、流量計１３８は、水洗工程において、濾過装置１１０を流通する濯ぎ水（原水Ｗ１１０）の流量を計測する装置でもある。流量計１３８で計測された処理水Ｗ１２０及び濯ぎ水（原水Ｗ１１０）の流量に関する情報（信号）は、後述のシステム制御装置１０１へ送られる。

処理水ラインＬ１２０には、流量計１３８と処理水バルブ１３３との間の接続部Ｊ２において、第２排水ラインＬ１５０が接続されている。第２排水ラインＬ１５０は、水洗工程において、濯ぎ水（原水Ｗ１１０）を第２排水Ｗ１５０として系外に排出するラインである。第２排水ラインＬ１５０には、第２排水バルブ１３７が設けられている。

第２排水バルブ１３７は、弁開度を調節可能な制御弁により構成されている。第２排水バルブ１３７は、第２排水ラインＬ１５０を流通する第２排水Ｗ１５０の流量を制御することができる。第２排水バルブ１３７における弁開度の調節は、後述のシステム制御装置１０１により制御されている。

図１に示すように、流量計１３８は、処理水ラインＬ１２０において、処理水ラインＬ１２０と第２排水ラインＬ１５０との接続部Ｊ１よりも上流側に接続されている。このため、流量計１３８は、濾過工程において、処理水ラインＬ１２０を介して処理水タンクへ送出される処理水Ｗ１２０の流量を計測することができる。また、流量計１３８は、水洗工程において、処理水ラインＬ１２０から第２排水ラインＬ１５０を介して系外に排出される濯ぎ水（第２排水Ｗ１５０）の流量を計測することができる。

また、処理水ラインＬ１２０には、濾過装置１１０の二次側と流量計１３８との間の接続部Ｊ３において、洗浄水ラインＬ１３０が接続されている。洗浄水ラインＬ１３０は、逆洗浄工程において、洗浄水Ｗ１３０としての処理水を供給するラインである。洗浄水ラインＬ１３０の上流側は、処理水タンクと接続されている。また、洗浄水ラインＬ１３０には、洗浄水ポンプ１３４と、洗浄水バルブ１３５と、が設けられている。

洗浄水ポンプ１３４は、洗浄水ラインＬ１３０の上流側に接続された処理水タンクから下流側の濾過装置１１０へ向けて、洗浄水Ｗ１３０を送り出すことができる。洗浄水バルブ１３５は、弁開度を調節可能な制御弁により構成されている。洗浄水バルブ１３５は、洗浄水ポンプ１３４と濾過装置１１０との間において、洗浄水ラインＬ１３０を流通する洗浄水Ｗ１３０の流量を制御することができる。洗浄水バルブ１３５における弁開度の調節は、後述のシステム制御装置１０１により制御されている。

次に、図２を参照して、本実施形態の濾過システム１００の制御に係わる構成について説明する。
システム制御装置１０１は、濾過システム１００における各部を制御する部位である。システム制御装置１０１は、例えば、ＣＰＵ（中央処理装置）やメモリのほか、入出力ポート等の周辺回路を備えたマイクロプロセッサにより構成される。

システム制御装置１０１は、図２に示すように、例えば、原水ポンプ１３１、原水バルブ１３２、処理水バルブ１３３、洗浄水ポンプ１３４、洗浄水バルブ１３５、第１排水バルブ１３６、第２排水バルブ１３７、薬注装置１２０、及び流量計１３８に電気的に接続されている。なお、図１においては、上記各部が電気的に接続された制御経路を破線で示している。

システム制御装置１０１は、制御手段としての制御部１０２と、流通制御手段としての流通制御部１０３と、メモリ１０４と、を備える。
制御部１０２は、濾過工程、逆洗浄工程及び水洗工程を順次行うように、流路切替手段としての、原水バルブ１３２、処理水バルブ１３３、洗浄水バルブ１３５、第１排水バルブ１３６、及び第２排水バルブ１３７を制御する。

制御部１０２は、濾過工程において、流量計１３８により計測された処理水Ｗ１２０の流量に比例して原水Ｗ１１０に薬剤を供給するように薬注装置１２０を制御する。

制御部１０２は、水洗工程において、濾過装置１１０の濾材を洗浄した濯ぎ水（原水Ｗ１１０）が、第２排水Ｗ１５０として第２排水ラインＬ１５０を介して系外へ排出されるように流通制御部１０３を制御する。

制御部１０２は、水洗工程において、流量計１３８により計測された濯ぎ水（原水Ｗ１１０）の流量に比例して原水Ｗ１１０に薬剤を供給するように薬注装置１２０を制御する。

流通制御部１０３は、水洗工程において、制御部１０２により制御され、濾過装置１１０の濾材を洗浄した濯ぎ水（原水Ｗ１１０）を、第２排水Ｗ１５０として第２排水ラインＬ１５０を介して系外へ排出するように、処理水バルブ１３３及び第２排水バルブ１３７の弁開度を制御する。

メモリ１０４は、濾過システム１００の制御に必要な制御プログラムや各種データを記憶する。具体的には、メモリ１０４は、濾過システム１００の制御に必要な各種機能を動作させる制御プログラム、流量計１３８により計測された処理水Ｗ１２０の積算採水量、各種設定値等を記憶する。

次に、図３〜図８を参照して、濾過工程、逆洗浄工程及び水洗工程における濾過システム１００の動作について説明する。図３、図５及び図７では、説明を容易にするため、図１に示す濾過システム１００において、原水ポンプ１３１、洗浄水ポンプ１３４、システム制御装置１０１及び制御経路（破線）を省略する。また、各バルブの弁開度は、制御部１０２により開状態（開度１００％）又は閉状態（開度０％）に制御されるものする。図３、図５及び図７においては、開状態のバルブを白で、また閉状態のバルブを黒で示している。

また、図４、図６及び図８に示すフローチャートの処理は、システム制御装置１０１のメモリ１０４に記憶されている制御プログラムに基づいて、システム制御装置１０１の制御部１０２により実行される。すなわち、制御部１０２は、濾過システム１００の運転が開始されると、メモリ１０４に記憶されている制御プログラムを読み込み、流量計３８による積算採水量の計測、及びタイマ（不図示）による時間計時に基づいて、濾過工程、逆洗浄工程、水洗工程を順次実行する。

＜濾過工程＞
図３は、濾過工程における原水Ｗ１１０の流通経路を示す概略図である。図４は、濾過工程におけるシステム制御装置１０１の制御手順を示すフローチャートである。

図４に示すように、ステップＳＴ１０１において、制御部１０２は、洗浄水バルブ１３５、第１排水バルブ１３６及び第２排水バルブ１３７が閉状態となるように制御する。また、制御部１０２は、洗浄水ラインＬ１３０への洗浄水Ｗ１３０の供給が停止するように洗浄水ポンプ１３４（図１参照）を制御する。

ステップＳＴ１０２において、制御部１０２は、原水バルブ１３２及び処理水バルブ１３３が開状態となるように制御する。また、制御部１０２は、原水ラインＬ１１０へ原水Ｗ１１０が供給されるように原水ポンプ１３１（図１参照）を制御する。

ステップＳＴ１０３において、制御部１０２は、流量計１３８で計測された、処理水ラインＬ１２０を流通する処理水Ｗ１２０の流量に比例して原水Ｗ１１０に薬剤を供給するように薬注装置１２０を制御する（比例薬注の実施）。

上記制御により、図３に示すように、原水Ｗ１１０が濾過装置１１０の一次側から二次側に向けて供給される。すなわち、原水Ｗ１１０は、濾過装置１１０の濾材に対して下降流で流れる。また、薬注装置１２０から所定量の薬剤が原水Ｗ１１０に供給される。濾過装置１１０では、原水Ｗ１１０に含まれる懸濁物質が濾材（不図示）により捕捉され、処理水Ｗ１２０が製造される。濾過装置１１０で製造された処理水Ｗ１２０は、処理水ラインＬ１２０を介して処理水タンク（不図示）へ送出される。図３において、処理水Ｗ１２０の流通経路を太線の破線矢印で示す。

ステップＳＴ１０４において、制御部１０２は、濾過工程の終了か否かを判定する。濾過工程は、流量計３８で計測された処理水Ｗ１２０の積算採水量が所定量に達した場合、又は濾過工程終了の指示入力を取得した場合等に終了する。制御部１０２は、濾過工程の終了でない（ＮＯ）と判定した場合には、ステップＳＴ１０１へ戻る。また、制御部１０２は、濾過工程の終了である（ＹＥＳ）と判定した場合には、ステップＳＴ１０５へ進む。

ステップＳＴ１０５において、制御部１０２は、原水ラインＬ１１０への原水Ｗ１１０の供給が停止するように原水ポンプ１３１を制御して、本フローチャートの処理を終了する。

＜逆洗浄工程＞
図５は、逆洗浄工程における洗浄水Ｗ１３０の流通経路を示す概略図である。図６は、逆洗浄工程におけるシステム制御装置１０１の制御手順を示すフローチャートである。

図６に示すように、ステップＳＴ２０１において、制御部１０２は、原水バルブ１３２及び処理水バルブ１３３が閉状態となるように制御する。第２排水バルブ１３７は、閉状態を維持する。また、制御部１０２は、原水ラインＬ１１０への原水Ｗ１１０の供給が停止するように原水ポンプ１３１（図１参照）を制御する。

ステップＳＴ２０２において、制御部１０２は、洗浄水バルブ１３５及び第１排水バルブ１３６が開状態となるように制御する。また、制御部１０２は、洗浄水ラインＬ１３０へ洗浄水Ｗ１３０が供給されるように洗浄水ポンプ１３４（図１参照）を制御する。

上記制御により、図５に示すように、洗浄水Ｗ１３０が濾過装置１１０の二次側から一次側へ向けて供給される。すなわち、洗浄水Ｗ１３０は、濾過装置１１０の濾材に対して上昇流で流れる。このように、濾過工程とは逆方向となる下から上に向けて洗浄水Ｗ１３０が流れることにより、濾過装置１１０の濾材内に蓄積した懸濁物質が剥離する。そして、剥離した懸濁物質は、洗浄水Ｗ１３０と共に第１排水Ｗ１４０として第１排水ラインＬ１４０を介して系外に排出される。図５において、洗浄水Ｗ１３０及び第１排水Ｗ１４０流通経路を太線の破線矢印で示す。

ステップＳＴ２０３において、制御部１０２は、逆洗浄工程の終了か否かを判定する。逆洗浄工程は、タイマによる計時が所定時間に達した場合、又は逆洗浄工程終了の指示入力を取得した場合等に終了する。制御部１０２は、逆洗浄工程の終了でない（ＮＯ）と判定した場合には、ステップＳＴ２０１へ戻る。また、制御部１０２は、逆洗浄工程の終了である（ＹＥＳ）と判定した場合には、ステップＳＴ２０４へ進む。

ステップＳＴ２０４において、制御部１０２は、洗浄水ラインＬ１３０への洗浄水Ｗ１３０の供給が停止するように洗浄水ポンプ１３４を制御して、本フローチャートの処理を終了する。

＜水洗工程＞
図７は、水洗工程における原水Ｗ１１０及び第２排水Ｗ１５０の流通経路を示す概略図である。図８は、水洗工程におけるシステム制御装置１０１の制御手順を示すフローチャートである。

図８に示すように、ステップＳＴ３０１において、制御部１０２は、洗浄水バルブ１３５及び第１排水バルブ１３６が閉状態となるように制御する。また、制御部１０２は、処理水バルブ１３３が閉状態を維持するように流通制御部１０３を制御する。更に、制御部１０２は、洗浄水ラインＬ１３０への洗浄水Ｗ１３０の供給が停止するように洗浄水ポンプ１３４（図１参照）を制御する。

ステップＳＴ３０２において、制御部１０２は、原水バルブ１３２が開状態となるように制御する。また、制御部１０２は、第２排水バルブ１３７が開状態となるように流通制御部１０３を制御する。

上記ステップＳＴ３０１及びステップＳＴ３０２において、制御部１０２は、濾過工程と同一の流路となるように、原水バルブ１３２、洗浄水バルブ１３５及び第１排水バルブ１３６を制御する。また、制御部１０２は、濯ぎ水（原水Ｗ１１０）を第２排水Ｗ１５０として第２排水ラインＬ１５０を介して系外へ排出するように流通制御部１０３を介して、処理水バルブ１３３及び第２排水バルブ１３７を制御する。

また、ステップＳＴ３０２において、制御部１０２は、原水ラインＬ１１０へ原水Ｗ１１０が濯ぎ水として供給されるように原水ポンプ１３１（図１参照）を制御する。

ステップＳＴ３０３において、制御部１０２は、流量計１３８で計測された、処理水ラインＬ１２０を流通する第２排水Ｗ１５０の流量に比例して原水Ｗ１１０に薬剤を供給するように薬注装置１２０を制御する（比例薬注の実施）。

上記制御により、図７に示すように、原水Ｗ１１０が濯ぎ水として濾過装置１１０の一次側から二次側へ向けて供給される。すなわち、原水Ｗ１１０は、濾過装置１１０の濾材に対して下降流で流れる。また、薬注装置１２０から所定量の薬剤が原水Ｗ１１０に供給される。

濾過装置１１０に供給された濯ぎ水（原水Ｗ１１０）は、濾材に残留している懸濁物質を濯ぎ（洗い流し）、第２排水Ｗ１５０として処理水ラインＬ１２０に排出される。第２排水Ｗ１５０は、処理水ラインＬ１２０から第２排水ラインＬ１５０を流通して系外へ排出される。なお、第２排水Ｗ１５０は、処理水ラインＬ１２０を流通する際に、流量計１３８により流量が計測される。図３において、濯ぎ水（原水Ｗ１１０）及び第２排水Ｗ１５０の流通経路を太線の破線矢印で示す。

ステップＳＴ３０４において、制御部１０２は、水洗工程の終了か否かを判定する。水洗工程は、タイマによる計時が所定時間に達した場合、又は水洗工程終了の指示入力を取得した場合等に終了する。制御部１０２は、水洗工程の終了でない（ＮＯ）と判定した場合には、ステップＳＴ３０１へ戻る。また、制御部１０２は、水洗工程の終了である（ＹＥＳ）と判定した場合には、ステップＳＴ３０５へ進む。

ステップＳＴ３０５において、制御部１０２は、原水ラインＬ１１０への原水Ｗ１１０の供給が停止するように原水ポンプ１３１を制御して、本フローチャートの処理を終了する。

上述した本実施形態の濾過システム１００によれば、例えば、次のような効果が奏される。

本実施形態の濾過システム１００は、濾過工程、逆洗浄工程及び水洗工程を順次行うように、複数のバルブで構成される流路切替手段を制御すると共に、水洗工程において、濯ぎ水である原水Ｗ１１０に薬剤を供給するように薬注装置１２０を制御する制御部１０２を備える。

そのため、水洗工程において、原水ラインＬ１１０を介して濾過装置１１０に供給される原水Ｗ１１０に、薬剤を供給することができる。これによれば、水洗工程が終了した後の濾過工程において、初期の処理水には、薬剤の作用を受けていない濾過装置１１０の内部の保有水（未濾過水）が含まれることがなくなる。従って、濾過工程の開始直後に製造される処理水Ｗ１２０の水質を改善することができる。

また、本実施形態の濾過システム１００は、濾過装置１１０を流通する原水Ｗ１１０の濯ぎ水の流量を計測する流量計１３８を備える。そして、制御部１０２は、水洗工程において、流量計１３８により計測された濯ぎ水（原水Ｗ１１０）の流量に比例して原水Ｗ１１０に薬剤を供給するように薬注装置１２０を制御する。

そのため、水洗工程において、濯ぎ水（原水Ｗ１１０）に対し、薬剤を過不足なく供給することができる。なお、水洗工程においては、流量計１３８により濯ぎ水を計測せずに、想定される水洗流量（濯ぎ水の流量）に応じて薬剤の量を予め設定しておくこともできる。しかし、想定した水洗流量と実際の水洗流量とが異なる場合には、供給した薬剤の量に過不足を生じる。この場合、水洗工程後の濾過工程において製造される初期の処理水Ｗ１２０は、水質が低下することが考えられる。

これに対して、本実施形態の濾過システム１００においては、水洗工程において、実際の水洗流量を計測することができるので、正確な比例薬注を行うことができる。従って、濾過工程の開始直後において製造される処理水Ｗ１２０の水質の低下を極力少なくすることができる。

更に、本実施形態の濾過システム１００において、制御部１０２は、水洗工程において、濾過工程と同一の流路となるように対応するバルブを制御すると共に、濯ぎ水（原水Ｗ１１０）を第２排水Ｗ１５０として第２排水ラインＬ１５０を介して系外へ排出するように流通制御部１０３を制御し、更に流量計１３８により計測される濯ぎ水（原水Ｗ１１０）の流量に比例して原水Ｗ１１０に薬剤を供給するように薬注装置１２０を制御する。

そのため、本構成では、濾過工程においても、濾過装置１１０から排出される処理水Ｗ１２０の流量（積算採水量）を流量計１３８で計測することが可能になり、適切なタイミングで逆洗浄工程に移行させることができる。

また、水洗工程で使用した第２排水Ｗ１４０の流量を処理水ラインＬ１２０で計測しながら排水することができるので、水洗工程において正確な比例薬注を行うことができる。従って、濾過工程の開始直後において製造される処理水Ｗ１２０の水質の低下を極力少なくすることができる。

更に、濾過工程において濾過装置１１０から排出される処理水Ｗ１２０の流量と、水洗工程において濾過装置１１０から排出される、濯ぎ水（原水Ｗ１１０）としての第２排水Ｗ１５０の流量とを、同じ流量計１３８により計測することができる。従って、システム構成を簡素化することができる。

以上、本発明の好適な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限定されることなく、種々の形態で実施することができる。なお、以下の説明においては、「原水Ｗ１１０」、「処理水Ｗ１２０」と実質的に同じ水については、それぞれ「原水」、「処理水」と記載する。

水洗工程においては、原水Ｗ１１０の代わりに処理水を濯ぎ水として使用してもよい。
逆洗浄工程において、処理水の代わりに原水を洗浄水Ｗ１３０として使用してもよい。原水を洗浄水Ｗ１３０として使用する場合には、図１に示す洗浄水ラインＬ１３０を、原水ラインＬ１１０に接続する。洗浄水ラインＬ１３０と原水ラインＬ１１０との接続には、例えば、三方弁を用いることができる。

なお、逆洗浄工程においては、濾材が汚れるのを防止する観点から、通常は清浄な処理水を使用することが望ましい。しかしながら、例えば、蒸気ボイラの水処理システムにおいては、濾過装置、軟水装置、脱気装置及び処理水タンクの順に水処理が行われることが多い。このため、高度に水処理された処理水を逆洗浄に使用すると、造水コストが上昇することになる。従って、このような場合には、原水による逆洗浄が行われる。

流路切替手段としては、本実施形態に示すように複数のバルブを切り替える方式のほか、一体型のコントロールバルブ方式を用いてもよい。

濾過システム１００で実施されるプロセスとしては、濾過工程、逆洗浄工程及び水洗工程に限らず、他の工程を加えてもよい。例えば、洗浄水Ｗ１３０による逆洗浄工程の前に、水抜工程、空気逆洗浄工程、水張工程を加えてもよい。このような工程を加えることにより、濾材から懸濁物質を効率的に剥離させることができる。また、上記のような工程を加えることにより、逆洗浄工程において、濾過装置１１０から排出される第１排水Ｗ１４０の量を低減することができる。

濾過装置１１０における濾過方式としては、一般的な急速濾過である砂濾過（濾材：濾過砂及びアンスラサイト、薬剤：ポリ塩化アルミニウム等の凝集剤）、接触濾過（濾材：アンスラサイト及びマンガン砂、薬剤：次亜塩素酸ナトリウム等の酸化剤）、及びこれらと同等の濾過方式を用いることができる。なお、接触濾過における除鉄では、水中の溶存鉄が酸化剤と反応して不溶性の水酸化第二鉄となり、濾材に捕捉される。従って、酸化剤の添加後に生成される水酸化第二鉄を懸濁物質として見なすことができる。

水洗工程において、濾過装置１１０を流通する濯ぎ水（原水Ｗ１１０）の流量は、濾過装置１１０への流入側又は濾過装置１１０からの流出側のいずれの位置で計測してもよい。すなわち、流量計１３８は、本実施形態のように濾過装置１１０の二次側に接続されていてもよいし、濾過装置１１０の一次側に接続されていてもよい。

濾過工程において、処理水ラインＬ１２０を流通する処理水Ｗ１２０の流量を計測する流量計と、水洗工程において、濾過装置１１０を流通する濯ぎ水（原水Ｗ１１０）の流量を計測する流量計とは、本実施形態のように同じ流量計でもよいし、異なる流量計でもよい。

濾過工程において、原水Ｗ１１０に薬剤を供給する薬注装置と、水洗工程において、濯ぎ水（原水Ｗ１１０）に薬剤を供給する薬注装置とは、本実施形態のように同じ薬注装置でもよいし、異なる薬注装置でもよい。

また、水洗工程における薬剤の供給は、必ずしも水洗工程全体にわたって行う必要はなく、後半部分のみ行うようにしてもよい。この場合、濾過装置１１０の保有水量に相当する濯ぎ水の量に対して薬剤の供給を行うことにより、薬剤の過剰な消費を抑制しながら、濾過工程の開始直後に製造される処理水Ｗ１２０の水質を改善することができる。

１００濾過システム
１０１システム制御装置
１０２制御部（制御手段）
１０３流通制御部（流通制御手段）
１１０濾過装置（濾過手段）
１２０薬注装置（薬剤供給手段）
１３１原水ポンプ（流通切替手段）
１３２原水バルブ（流通切替手段）
１３３処理水バルブ（流通切替手段）
１３４洗浄水ポンプ（流通切替手段）
１３５洗浄水バルブ（流通切替手段）
１３６第１排水バルブ（流通切替手段）
１３７第２排水バルブ（流通切替手段）
１３８流量計（流量計測手段）
Ｌ１１０原水ライン
Ｌ１２０処理水ライン
Ｌ１３０洗浄水ライン
Ｌ１４０第１排水ライン
Ｌ１５０第２排水ライン

Claims

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手段と、
前記濾過手段に対し、（Ａ）前記濾材により原水から処理水を製造する濾過工程、（Ｂ）前記濾材を洗浄水で逆洗浄し、捕捉された懸濁物質を洗浄水と共に系外へ排出する逆洗浄工程、及び（Ｃ）洗浄された前記濾材を濯ぎ水で濯ぎ、濯ぎ水を系外へ排出する水洗工程の各流路を切り替える流路切替手段と、
前記濾過手段に流入する濯ぎ水に薬剤を供給する薬剤供給手段と、
濾過工程、逆洗浄工程及び水洗工程を順次行うように前記流路切替手段を制御する制御手段と、
前記濾過手段を流通する濯ぎ水の流量を計測する流量計測手段と、
前記濾過手段の一次側と接続され、濾過工程時に原水を供給すると共に、水洗工程時に原水を濯ぎ水として供給する原水ラインと、
前記濾過手段の二次側と接続され、濾過工程時に処理水を送出する処理水ラインと、
前記処理水ラインの下流側に設けられる処理水タンクと、
上流側が前記処理水タンクと接続されると共に下流側が前記処理水ラインと接続され、前記原水ラインと共通の部分を有さずに構成され、逆洗浄工程時に処理水を洗浄水として供給する洗浄水ラインと、
前記原水ラインと接続され、逆洗浄工程時に洗浄水を排出する第１排水ラインと、
前記処理水ラインと接続され、水洗工程時に濯ぎ水を排出する第２排水ラインと、
前記濾過手段から流出する濯ぎ水を前記第２排水ラインに流通させる流通制御手段と、を備え、
前記薬剤供給手段は、前記原水ラインを流通する原水に薬剤を供給し、
前記流量計測手段は、前記処理水ラインと前記第２排水ラインとの接続部よりも上流側の前記処理水ラインに設けられ、前記処理水ラインを流通する濯ぎ水の流量を計測し、
前記制御手段は、水洗工程における流路が濾過工程における流路と同一となるように前記流路切替手段を制御すると共に、濯ぎ水が前記第２排水ラインを流通するように前記流通制御手段を制御し、更に、水洗工程時において、前記流量計測手段により計測される濯ぎ水の流量に比例して原水に薬剤を供給するように前記薬剤供給手段を制御する、
濾過システム。