JPH09239210A

JPH09239210A - ろ過池洗浄制御装置

Info

Publication number: JPH09239210A
Application number: JP8050570A
Authority: JP
Inventors: Yoko Yamada; 田陽子山
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1996-03-07
Filing date: 1996-03-07
Publication date: 1997-09-16

Abstract

(57)【要約】【課題】できるだけ短い洗浄時間で、効果的にろ過池
の洗浄を行う。【解決手段】洗浄効果指標演算手段２８において、ろ
過池４について洗浄により減少したろ過池設備の総ろ過
流量の最大値／洗浄時間により洗浄効果指標を求める。
洗浄時間演算手段２７において、洗浄効果指標が予定の
基準値より大きい場合に洗浄時間を短くし、洗浄効果指
標が所定の基準値より小さい場合に洗浄時間を短くす
る。このように定められた洗浄時間に基づいて、各ろ過
池４のうち所定ろ過抵抗に達したろ過池４から洗浄運転
が行なわれる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、上水道施設の浄水
場のろ過池の洗浄を効果的に行うことができる、ろ過池
洗浄制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に上水道施設では、ダム、河川から
取水した原水に対して浄水場において凝集、沈澱、ろ過
の処理が行われ、処理水は一旦配水池に貯留された後、
送水ポンプによって需要家に供給されている。

【０００３】この場合、浄水場は通常複数のろ過池を有
し、各ろ過池は沈澱池から流入する処理水をろ過により
浄水している。この場合、各ろ過池は、流入弁から沈澱
池の水を受け入れ、ろ層でろ過することで不要物を除い
たろ過水を得ている。

【０００４】各ろ過池は処理水の水質濁度などにより長
時間使用した場合、ろ過能力が低下する。従って、ろ過
能力回復のためにろ過池の洗浄を行うことが必要とな
る。従来各ろ過池は、あらかじめ設定された値以上にろ
過抵抗が達するか、設定されたろ過時間に達した池から
洗浄が行われている。

【０００５】ろ過池の洗浄は、一般的に表洗と逆洗の二
種類がある。このうち表洗はろ過池のろ層より上部の未
ろ過水を排水した後、表洗ポンプを運転してろ槽上部を
洗浄するものである。これに対して逆洗はろ層より下部
のろ過した水を用いて、逆洗ポンプを運転し、ろ槽下部
からろ層を洗浄するものであり、逆洗後の水は逆洗排水
槽へ流す。

【０００６】洗浄は表洗と逆洗の両方を行うのが一般的
である。ところで、一度に洗浄を行えるろ過池の数は、
排水設備の容量や排水ポンプ等の洗浄能力に制約がある
ため限られているが、ろ過池のろ過能力が一様でないた
めに、複数のろ過池の洗浄が集中してくることがある。
このような場合、オペレータが手動介入し、経験的知識
により複数のろ過池の洗浄が重ならない様に、洗浄タイ
ミングおよび洗浄時間を判断してろ過池の洗浄を行う
か、または複数のろ過池について洗浄スケジュールタイ
マにより、順次洗浄する制御方法が行われている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のろ過池洗浄制御方法では、各ろ過池の洗浄時
間が、各ろ過池を洗浄するのに十分すぎる時間に設定さ
れているので、多量の水と時間を必要とし、効率的なろ
過池の運用が行えないばかりか、経済的な洗浄ともなっ
ていなかった。

【０００８】本発明はこのような点を考慮してなされた
ものであり、複数のろ過池の洗浄を効果的に行うことが
できるろ過池洗浄制御装置を提供することを目的とす
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
複数のろ過池からなるろ過池設備のうち、所定ろ過抵抗
に達したろ過池から順次洗浄運転を行うろ過池洗浄制御
装置において、洗浄される各ろ過池について、洗浄によ
り減少したろ過池設備の総ろ過流量の最大値／洗浄時間
により洗浄効果指標を求める洗浄効果指標演算手段と、
当該ろ過池の次回洗浄時間を、前記洗浄効果指標に基づ
いて、この洗浄効果指標が所定の基準値より大きい場合
に短くし、この洗浄効果指標が所定の基準値より小さい
場合に長くするよう定める洗浄時間演算手段と、を備え
たことを特徴するろ過池洗浄制御装置である。

【００１０】請求項２記載の発明は、複数のろ過池から
なるろ過池設備のうち、所定ろ過抵抗に達したろ過池ま
たは一定時間経過したろ過池のいずれか早いものから順
次洗浄運転を行うろ過池洗浄制御装置において、洗浄さ
れる各ろ過池について、当該ろ過池がろ過抵抗により洗
浄される場合は、洗浄により減少したろ過池設備の総ろ
過流量の最大値／洗浄時間により洗浄効果指標を求め、
当該ろ過池が一定時間経過後に洗浄される場合は、洗浄
により減少したろ過池設備の総ろ過流量の最大値／洗浄
時間＋前記所定ろ過抵抗と前記一定時間経過後のろ過抵
抗との差に基づく補正値により洗浄効果指標を求める洗
浄効果指標演算手段と、当該ろ過池の次回洗浄時間を、
前記洗浄効果指標に基づいて、この洗浄効果指標が所定
の基準値より大きい場合に短くし、この洗浄効果指標が
所定の基準値より小さい場合に長くするよう定める洗浄
時間演算手段と、を備えたことを特徴とするろ過池洗浄
制御装置である。

【００１１】本発明によれば、洗浄される各ろ過池につ
いて、洗浄により減少したろ過池設備の総ろ過流量の最
大値／洗浄時間、または洗浄により減少したろ過池設備
の総ろ過流量の最大値／洗浄時間＋所定ろ過抵抗と一定
時間経過後のろ過抵抗との差に基づく補正値、により洗
浄効果指標を求め、この洗浄効果指標が所定の基準値よ
り大きい場合に次回洗浄時間を短くし、所定の基準値よ
り小さい場合に次回洗浄時間を長くするようにしたの
で、洗浄水時間をろ過池毎に適切に定めてろ過池洗浄を
効果的に行うことができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について説明する。図１乃至図７は本発明によ
るろ過池洗浄制御装置の実施の形態を示す図である。

【００１３】まず図１により、複数のろ過池を含むろ過
池設備について説明する。図１に示すようにろ過池設備
は、沈澱池１からの処理水を流入弁２０を介して受け入
れてろ過する複数のろ過池４，４を備えている。複数の
ろ過池４，４によって処理された処理水は、更にろ過水
集水槽２に送られて貯留された後、送水ポンプ１１によ
って送水される。

【００１４】またろ過水集水槽２には表洗ポンプ１２が
接続され、この表洗ポンプ１２からの洗浄水は表洗弁２
２，２２を経て各ろ過池４，４の表面側に送られる。さ
らにろ過水集水槽２内の洗浄水は、逆洗ポンプ１３によ
り各ろ過池４，４の底面側に送られる。各ろ過池４，４
からの逆洗時の排水は、洗浄排水弁２１を経て逆洗排水
槽３へ送られ、この逆洗排水槽３内の排水は逆洗排水ポ
ンプ１４によって排出される。

【００１５】各ろ過池４には、ろ過抵抗計１５が設置さ
れ、またろ過水集水槽２の入口側には流量計１８が設置
されている。さらに、ろ過水集水槽２および逆洗排水槽
３には、各々水位計１６，１７が設置されている。

【００１６】またろ過抵抗計１５，１５、流量計１８お
よび水位計１６，１７はプロセスインタフェース２５に
接続され、プロセスインタフェース２５は表洗ポンプ１
２および逆洗ポンプ１３に接続されている。

【００１７】一方、本発明によるろ過池洗浄制御装置３
０はプロセスインタフェース２５に接続されており、ろ
過池洗浄シーケンス手段２６、洗浄時間演算手段２７お
よび洗浄効果指標演算手段２８を備えている。またろ過
池洗浄制御装置３０には、ヒューマンインタフェース３
１およびＣＲＴ３２が順次接続されている。

【００１８】このうち洗浄効果指標演算手段２８は、各
ろ過池４について洗浄により減少したろ過池設備の総ろ
過流量の最大値／洗浄時間により洗浄効果指標を求める
ものである。また洗浄時間演算手段２７は、ろ過池４の
次回の洗浄時間を洗浄効果指標が所定の基準値より大き
い場合に短くし、洗浄効果指標が基準値より小さい場合
に長くするよう定めるものである。

【００１９】次にこのような構成からなる本実施例の作
用について説明する。まず各ろ過池４は、所定のろ過抵
抗Ｈ₁に達したろ過池４から順次洗浄される。この場
合、図２に示すように、洗浄中はろ過池設備のろ過池４
の総ろ過流量が、逆洗流量分だけ減少する。図２に示す
ように、洗浄効果が不良であったろ過池４の洗浄中のろ
過池４の総ろ過流量変化パターンは、流量変化がなだら
かであり、洗浄効果が良好であった場合には流量変化が
鋭くなる。すなわち、図１において各ろ過池４の洗浄時
間は同じだが、洗浄開始時のろ過池４の状態は同じでは
ない。このようにろ過池４の洗浄効果は、総ろ過流量の
変化の鋭さによって判断することができる。

【００２０】即ち、洗浄を行った後、洗浄中総ろ過流量
の変化がなだらかであったろ過池４があったとすれば、
このろ過池４の洗浄効果は不十分であったということに
なる。

【００２１】また洗浄開始時のろ過抵抗が同じ、つまり
洗浄開始時のろ過池４の状態が同じであれば、洗浄時間
を長く取れば取るだけ洗浄効果があがる。

【００２２】そこで、以下の手順で洗浄中に洗浄効果の
監視を行う。まず、表洗ポンプ１２、逆洗ポンプ１３お
よび流量計１８からの信号が、プロセスインターフェー
ス２５を介して、洗浄効果指標演算手段２８に入力され
る。次に洗浄効果指標演算手段２８において、洗浄中の
総ろ過流量の変化パターンを抽出する関数を設け、この
関数値から（１）式のように、洗浄効果指標を求める。洗浄効果指標：ｇ＝（ｑ₁−ｂ）／ａ ……（１）洗浄中の１系の総ろ過流量の変化パターンは、図４に示
すａ、ｂによって特徴付けられる。（１）式において、ａ：洗浄開始から洗浄が終了し、総ろ過流量が洗浄開始
前の流量ｑ₁近くに復帰するまでの時間。ｑ₁：洗浄開始直前の総ろ過流量の値ｑ₁−ｂ：洗浄にて減少した総ろ過流量の最大値とする。

【００２３】洗浄効果指標演算手段２８では、次に洗浄
中に１系の総ろ過流量を１分毎に観測し、（１）式に基
づいて総ろ過流量変化パターンから各ろ過池４の洗浄効
果指標を計算して求める（図３および図５）。ここで図
５は、洗浄効果指標演算手段２８において洗浄効果指標
（ｇ）を求める際のフローチャートを示す図である。

【００２４】次に洗浄時間演算手段２７における作用に
ついて説明する。前述のように所定のろ過抵抗Ｈ₁に到
達したろ過池４から洗浄され、各ろ過池４の洗浄時間は
次のようにして算出される。ｉ）まずろ過抵抗Ｈ₁に対応した補正値（Ａ）を設定
しておく。但しＡの初期値は充分洗浄できる値とする。 ii）次に逆洗時間（Ｔ）＝洗浄時間規定値（Ｂ）＋補正値（Ａ）…（２）により逆洗時間を求めた後、逆洗時間＋表洗時間から各
ろ過池４の洗浄時間を求める。 iii) 次に洗浄効果指標演算手段２８から各ろ過池４の
洗浄効果指標ｇが入力される。

【００２５】この場合、ｇの値が大きければ大きいほど
洗浄効果があったことになるが洗浄時間が長すぎると無
駄に洗浄していたことになるため、適正と思われる洗浄
効果指標を洗浄効果指標基準値ｇ_Aとする。このように
洗浄効果指標基準値ｇ_Aを設定し、β＝ｇ−ｇ_Aにより
補正値（Ａ）を更新する。

【００２６】ここで図６に示すように、β＞０かつβの
値が大きければ大きいほど洗浄効果があったことになる
が、洗浄時間が長く無駄な洗浄を行っている可能性もあ
る。そこでβ＝０のときｇ＝ｇ_Aだから、ｇ_Aの値を適
正値に調整することにより、図６に示す関数Ｙ＝ｋβに
基づいてＹ＝０のとき最も適正であると判定する。

【００２７】図６に示す関数において、係数ｋは設置時
に調整するものとする。

【００２８】iv）したがってＹ＞０の時は適正よりも
余分に洗浄しすぎており、他方Ｙ＜０の時は洗浄し足り
ないということになる。このため、補正値（Ａ）をＹの
値により更新することにより、前回の洗浄効果指標ｇに
よる補正値（Ａ）を次回の洗浄時間に反映させる。

【００２９】（Ａ after）＝（Ａ before ）−ｋβ …（３）すなわち（３）式に示すように、補正値（Ａ）を（Ａ b
efore ）から（Ａ after）へ更新して次回洗浄時間を決
定する。例えば洗浄効果指標ｇが洗浄効果指標基準値ｇ
_Aより大きい場合は次回洗浄時間が短くなり、洗浄効果
指標ｇが洗浄効果指標基準値ｇ_Aより小さい場合は次回
洗浄時間が長くなる。

【００３０】その後、洗浄時間演算手段２７から次回の
洗浄時間がろ過池洗浄シーケンス手段２６に入力され、
この洗浄時間に基づいてろ過池４の洗浄運転が行われ
る。

【００３１】次に本発明の変形例について図７により説
明する。本変形例は一定時間経過ごとに行う洗浄（定期
洗浄と呼ぶ）、または所定ろ過抵抗Ｈ₁に到達すると開
始する洗浄（割り込み洗浄と呼ぶ）の２種類のいずれか
早い洗浄を行う場合における制御についてのものであ
る。

【００３２】定期洗浄においては洗浄開始時のろ過抵抗
は一定ではないため、所定ろ過抵抗Ｈ₁を設定する。こ
こで割り込み洗浄においては、Ｈ₁に到達すれば洗浄要
求を出すものとする。定期洗浄においては、洗浄開始時
のろ過抵抗はＨ₁とは限らないため洗浄開始時のろ過抵
抗ｈを計測し洗浄効果指標演算手段２８に入力する。な
お、ろ過池４の洗浄は必ず１池ずつ行われるため、例え
ばろ過抵抗Ｈ₁に達しても待機することがあり、この場
合は洗浄開始時のろ過抵抗ｈはＨ₁以上となることもあ
る。

【００３３】次に洗浄効果指標演算手段２８において、
洗浄効果指標ｇを求める。ここで洗浄開始時のろ過抵抗
がまちまちなので、この洗浄は規準ろ過抵抗Ｈ₁の場合
を仮想して評価する必要がある。

【００３４】すなわち図７の関数ｓ＝ｌ・α、（ｈ−Ｈ
₁）により洗浄開始時のろ過抵抗ｈに対応した仮想補正
値ｓが求められる。

【００３５】但し係数ｌは設置時に調整するものとす
る。

【００３６】α（ｈ−Ｈ1 ）＜０の時、洗浄開始時のろ
過抵抗はＨ₁よりも低いわけだからａよりもより短い洗
浄時間をとらなければ、ろ過抵抗Ｈ₁のときと同じ評価
はできない。したがって仮想補正値ｓを加えたａ＋ｓ時
間が仮想状態での洗浄時間となる。

【００３７】この場合、洗浄効果指標：ｇ＝（ｑ₁−ｂ）／（ａ＋ｓ） …（４）としてｇを求める。

【００３８】次に洗浄時間演算手段２７における作用に
ついて述べる。ろ過抵抗Ｈ₁に対応した基準補正値を
（Ａ）とすると、ろ過抵抗ｈの時にはろ過池４を最大限
に使用していない場合があり、この場合は洗浄時間をろ
過抵抗Ｈ₁で洗浄に入る場合より短くすることができ
る。そこで洗浄時間演算手段２７において、補正値
（Ｃ）をＣ＝Ａ＋α（ｈ−Ｈ₁） …（４）により求める。但し係数αは設置時に調整するものとす
る。つまり補正値（Ｃ）は洗浄開始時のろ過抵抗ｈによ
り変化する。

【００３９】次に逆洗時間（Ｔ）＝洗浄時間規定値（Ｂ）＋補正値（Ｃ） …（５）により、逆洗時間を求めた後、逆洗時間＋表洗時間から
各ろ過池４の洗浄時間を求める。

【００４０】次に洗浄時間演算手段２７に洗浄効果指標
が入力され、図６に示す関数Ｙ＝ｋＢに基づいてＹが求
められる。

【００４１】前述のようにｇの値が大きければ大きいほ
ど洗浄効果があったことになるので洗浄効果指標基準値
ｇ_Aを設定し、β＝ｇ−ｇ_Aにより補正値を求める。図
６の関数Ｙ＝ｋβによりＹ＝０のとき最も適正である。
係数ｋは設置時に調整するものとする。

【００４２】次に基準補正値（Ａ）をＹの値により更新
する。（Ａ after）＝（Ａ before ）−ｋβ 基準補正値（Ａ）を（Ａ before ）から（Ａ after）へ
更新して補正値（Ｃ）を求め、次回の洗浄時間を決定す
る。

【００４３】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、ろ過池毎
に洗浄時間を適切に定めることにより、短い洗浄時間で
効果的なろ過池の洗浄を行うことができる。これによっ
て、洗浄水を減らし、かつろ過池運転時間が増えること
により、時間当りのろ過水量が増える。また、毎回効果
的洗浄を行うので、洗浄不良のろ過池が減少し、各ろ過
池の均一化がはかられる。そのため一度に多数ろ過池か
ら洗浄要求が出される確率が低くなり、手動介入が減少
する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるろ過池洗浄制御装置の一実施の形
態を示す概略図。

【図２】洗浄中の総ろ過流量変化パターンの一例。

【図３】洗浄効果指標演算手段の構成図。

【図４】洗浄効果指標を求める特徴パラメータの定義を
示す図。

【図５】洗浄効果指標演算手段の作用フローチャート。

【図６】関数Ｙ＝ｋβのグラフ。

【図７】関数ｓ＝ｌ・ａ（ｈ−Ｈ₁）のグラフ。

【符号の説明】

４ろ過池１２表洗ポンプ１３逆洗ポンプ２５プロセスインターフェース２６ろ過池洗浄シーケンス手段２７洗浄時間演算手段２８洗浄効果指標演算手段３０ろ過池洗浄制御装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数のろ過池からなるろ過池設備のうち、
所定ろ過抵抗に達したろ過池から順次洗浄運転を行うろ
過池洗浄制御装置において、洗浄される各ろ過池について、洗浄により減少したろ過
池設備の総ろ過流量の最大値／洗浄時間により洗浄効果
指標を求める洗浄効果指標演算手段と、当該ろ過池の次回洗浄時間を、前記洗浄効果指標に基づ
いて、この洗浄効果指標が所定の基準値より大きい場合
に短くし、この洗浄効果指標が所定の基準値より小さい
場合に長くするよう定める洗浄時間演算手段と、を備えたことを特徴するろ過池洗浄制御装置。
【請求項２】複数のろ過池からなるろ過池設備のうち、
所定ろ過抵抗に達したろ過池または一定時間経過したろ
過池のいずれか早いものから順次洗浄運転を行うろ過池
洗浄制御装置において、洗浄される各ろ過池について、当該ろ過池がろ過抵抗に
より洗浄される場合は、洗浄により減少したろ過池設備の総ろ過流量の最大値／
洗浄時間により洗浄効果指標を求め、当該ろ過池が一定時間経過後に洗浄される場合は、洗浄により減少したろ過池設備の総ろ過流量の最大値／
洗浄時間＋前記所定ろ過抵抗と前記一定時間経過後のろ
過抵抗との差に基づく補正値により洗浄効果指標を求め
る洗浄効果指標演算手段と、当該ろ過池の次回洗浄時間を、前記洗浄効果指標に基づ
いて、この洗浄効果指標が所定の基準値より大きい場合
に短くし、この洗浄効果指標が所定の基準値より小さい
場合に長くするよう定める洗浄時間演算手段と、を備えたことを特徴とするろ過池洗浄制御装置。