JPH0523664A - 生物活性炭処理塔の逆洗自動制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 活性炭処理塔の逆洗洗浄と空気逆洗洗浄を自
動的に組み合せ制御することにより、高性能な洗浄効果
を得る。 【構成】 活性炭処理塔の水位レベルに対応して該活性
炭処理塔に、洗浄水を逆流させると共に、下方から空気
を供給する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は浄水処理装置における生
物活性炭処理塔の逆洗自動制御方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】図２は、現在、一般的に行われている浄
水プロセスを示すものである。図２において、１は着水
井、２は混和池、３は撹拌器、４はフロック形成池、５
は撹拌器、６は沈澱池、７はろ過池である。８は浄水処
理システムで、オゾン接触塔９と活性炭処理塔１０によ
って構成される。

【０００３】図２の浄水プロセスにおいて、河川・湖沼
から取水した原水が着水井１に入る。つぎに、原水中の
濁質成分（粘度、有機物等）を除去する目的で凝集剤を
注入し混合する混和池２をへてフロック形成池４に入
る。フロック形成池４では、ある時間滞留させ、かつ、
緩やかな撹はんを行うことによりより大きなフロックを
成長させる。その後、フロック形成池で成長したフロッ
クは沈澱池６で分離され、さらに、沈澱６で分離できな
い微フロックをろ過池７で除去する。この浄水工程に於
いて、殺藻処理、除鉄、除マンガン、色度除去を目的と
した塩素を注入する処理が行われる。

【０００４】近年、都市部での水環境の悪化により河
川、湖沼の水質汚濁が進んできており、従来の凝集沈
澱、ろ過処理、および塩素処理との組み合わせだけでは
水道用原水中の色度、臭気の除去には限界があり、ま
た、原水の水質悪化にともなう塩素注入量の増加により
生成される有機塩素化合物で発ガン性物質であるトリハ
ロメタンが増加する懸念が生じている。さらに、微量有
害物質の混入も問題となっている。このような背景から
「安全でおいしい水」を求める動きが強くなってきた。
そこで、これらの効果的な除去或は低減方法として、オ
ゾン処理、活性炭処理等とを複合した高度処理を浄水プ
ロセスに組み込む方式が実施されるようになってきた。
活性炭処理は、活性炭により被処理水中の微量有機物質
を吸着除去するものであり、浄水プロセスによっては活
性炭の表面に微生物を繁殖させ水中のアンモニアを除去
することも可能である（生物活性炭処理と呼ぶ）。活性
炭処理方式の種類は、固定槽式と流動槽式とがあり、活
性炭を固定槽状態か、流動状態で使用するかにより区別
され、各々、被処理水は活性炭処理塔を下向流および上
向流で移動する。固定槽式および流動槽式とは各々長所
・短所がある。下向流（固定槽）式活性炭処理は、流動
槽式に比べて運転操作が簡単で活性炭粒子の流出が少な
い点が長所であるが、浮遊懸濁物質の堆積による損失水
頭を取り除くために、定期的に活性炭槽の洗浄を行う必
要がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】下向流式生物活性炭処
理塔において、通水を継続して行うと活性炭槽に蓄積す
る懸濁物質あるいは活性炭槽内に繁殖する微生物の影響
により通水抵抗が増加し水頭（活性炭上端部の水位）が
上昇する。このため、定期的に活性炭槽を洗浄し、通水
の抵抗となる懸濁物質等を除去しなければならない。洗
浄の方式としては、水逆洗洗浄、空気洗浄等がある。水
逆洗洗浄は、被処理水の通水を止めて、処理塔の下部か
ら、活性炭処理水を逆洗用水として使用し活性炭槽の槽
膨張率を通常３０〜４０％程度になるように流量調節し
一定時間逆洗操作を継続するものであり、逆洗排水は処
理塔上部よりオーバーフローにより流出し浄水場原水へ
返送する。また、空気洗浄は、水逆洗洗浄と同様に被処
理水の通水を止めて、処理塔の下部から空気を送り活性
炭槽全体を激しく混合するため活性炭粒子相互間に与え
るせん断力が大きく水逆洗洗浄だけでは不十分な場合に
は有効であり洗浄効果が大きいが、活性炭粒子の摩耗や
生物活性炭処理を行っている場合には微生物の剥離する
問題がある。通常、空気洗浄は、単独には実施せず水逆
洗洗浄の補助として使用する。したがって、下向流式生
物活性炭処理塔を効率よく運転するためには、逆洗洗浄
の組合せ方法、および、逆洗をいかに適切に行うかが重
要であり、逆洗洗浄の自動化の必要性が生ずる。

【０００６】本発明は上述の問題点に鑑みてなされたも
ので、その目的は、水逆洗洗浄と空気逆洗洗浄を効率的
に組合せ制御することにより高性能な洗浄作用を得るこ
とである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、活性炭処理塔に処理すべき原水を通流さ
せた後に処理槽に導びき、該原水を処理するものにおい
て、前記活性炭処理塔の水位レベルに対応して該活性炭
処理塔に、洗浄水を逆流させると共に、前記活性炭処理
塔の下方から空気を供給する。

【０００８】

【作用】下向流式生物活性炭処理塔の逆洗自動制御をコ
ントローラーにより行い、そのシステム構成はレベル計
（逆洗開始水位レベル、空気洗浄開始水位レベル、逆洗
終了時水位レベル）と水逆洗配管系（逆洗用電動弁、逆
洗用流量計、逆洗用ポンプ）と空気洗浄配管系（空気洗
浄用電動弁、空気洗浄用風量計、空気洗浄用エアーポン
プ）からなる。逆洗操作開始には活性炭混合部分の流動
スペースを確保するために活性炭処理水を処理塔に送り
水位レベルを上げる。ただし、逆洗開始時の水頭が十分
あればこの操作は省略できる。逆洗洗浄方法は、空気曝
気と水逆洗洗浄とを組み合わせ活性炭粒子表面の微生物
膜の剥離を極力抑えた方法と空気洗浄と水逆洗洗浄とを
組み合わせて逆洗効果を向上させる方法の選択が可能で
ある。空気曝気と水逆洗洗浄とを組み合わせた通常の逆
洗方法では、水逆洗洗浄効果をあげるために空気曝気に
より活性炭槽の流動化をはかる。空気洗浄開始水位レベ
ルはオーバフローレベルよりも低い位置に設定し、空気
曝気及び空気洗浄時に活性炭粒子が塔上部から流出しな
いようにしている。

【０００９】

【実施例】以下に本発明の実施例を図１を参照しながら
説明する。

【００１０】図１は本発明の生物活性炭処理塔の逆洗自
動制御方法を実施するためのシステムを示すもので、活
性炭処理塔１０は粒状活性炭層１１，フィルタ１２，処
理水集水部１３および逆洗水集水部１４からなる。すな
わち、塔最下部に処理水集水部１３があり、その上部に
活性炭１１を保持し処理水のみを通過させるフィルタ１
２がある。また、塔最上部には水逆洗浄時にオーバーフ
ローした逆洗排水を集水する逆洗水集水部１４があり、
ここでオーバーフローした逆洗排水は逆洗水１５として
排出される。

【００１１】また、図１において、１６は処理水用電動
弁、１７は逆洗用電動弁、１８は逆洗用流量計、１９は
逆洗用ポンプである。２０は空気洗浄用電動弁、２１は
空気洗浄用風量計、２２は空気洗浄用エアポンプ、２３
は逆洗制御用レベル計であり、２４はシステム制御用コ
ントローラである。

【００１２】図１のシステムにおいて、通常の活性炭処
理では、活性炭処理用原水を活性炭処理塔１０の上部よ
り供給し、この原水中の微量有機物・濁質成分等を活性
炭により吸着させ、処理水を処理水集水部１３に集め処
理水用電動弁１６を開状態にし処理水槽へ送る。通水を
継続すると、活性炭層１１への濁質成分等による吸着に
より除々に水頭が増加する。Ｌ１は逆洗終了時水位レベ
ル、Ｌ２は逆洗開始水位レベル、Ｌ３は空気洗浄開始水
位レベルである。この水頭の位置を逆洗制御用レベル計
２３により検出し、予め設定しておいた逆洗開始レベル
Ｌ２に達したら逆洗自動洗浄が開始される。

【００１３】自動化逆洗洗浄では、システム洗浄用コン
トローラ２４により次のシーケンスで各機器の操作が行
われる。

【００１４】すなわち、（ステップ１）レベル計２３が
逆洗開始水位レベルＬ２を検出すると、（ステップ２）
活性炭処理用原水を停止し、コントローラ２４は処理水
用電動弁１６を閉にすると共に、（ステップ３）逆洗用
電動弁１７を開、逆洗用ポンプ１９を運転して活性炭処
理層１１を逆洗浄する。この逆洗浄作用により活性炭処
理塔１０の水位が上昇してレベルＬ３（空気洗浄逆洗開
始水位レベル）まで達すると、レベル計２３の検出信号
を基にコントローラ２４は、逆洗用電動弁１７を閉、逆
洗用ポンプ１９を停止させると共に、（ステップ４）空
気洗浄用電動弁２０を開、空気洗浄用ポンプ２２を運転
して空気曝気を行う。空気曝気操作継続時間は予め操作
員が設定しておく。

【００１５】また、（ステップ５）逆洗用電動弁１７を
開、逆流用ポンプ１０を運転し、逆洗用流量計１８の流
量信号が予め設定された設定値になるように逆洗用電動
弁１７の開度を調節して流量制御を実行する。水逆洗洗
浄継続時間は予め操作員が設定しておく。逆洗排水は活
性炭処理塔１０の上部よりオーバーフローし逆洗水集水
部１４へ流入し逆洗水１５として排出される。逆洗設定
時間経過後、逆洗用電動弁１７を閉、逆洗用ポンプを停
止させる。

【００１６】（ステップ６）通水開始操作として、処理
水電動弁１６を開状態にし、水逆洗洗浄後の活性炭塔１
０の水頭が減少し水位レベルＬ１（逆洗終了時水位レベ
ル）に達した時点で活性炭処理用原水の供給を開始す
る。

【００１７】逆洗洗浄による効果を上げるために、ステ
ップ４において「空気洗浄」を行う。この場合、空気洗
浄用電動弁２０を開にしてその後洗浄用エアポンプ２２
を運転する。空気洗浄用風量計２１の流量値信号が予め
設定された設定値になるように空気洗浄用電動弁１７の
開度を調節して流量制御を行う。空気逆洗洗浄継続時間
は予め操作員が設定しておく。

【００１８】ステップの意味及び留意点は次の通りであ
る。

【００１９】（１）ステップ３［処理水送水］は、ステ
ップ４で［空気曝気］、［空気洗浄］を行う際に活性炭
混合部分の流動スペースを確保するための操作であり、
逆洗開始時の水頭が十分あれば水位レベルＬ２，Ｌ３を
共通化しステップ３を省略することも可能である。

【００２０】（２）ステップ４［空気曝気］の継続時間
は、活性炭が流動状態となるような最小の時間設定を行
い、活性炭粒子の摩耗と表面の微生物剥離を最小限に抑
える。

【００２１】（３）ステップ５［水逆洗洗浄］時の逆洗
流量は、活性炭層の層膨張率を通常３０〜４０％程度に
なるように流量設定・調節し、活性炭粒子が流出しなし
ようにする。

【００２２】（４）ステップ４にて［空気洗浄］を実施
するかの判断として、数回の逆洗操作ごとに［空気洗
浄］を設定する事も可能であるし、通常の逆洗浄操作の
時間間隔が短縮し、ある設定時間以下になった時点［空
気洗浄］を実施することも可能である。

【００２３】

【発明の効果】本発明は上述の如くであって、操作員が
あらかじめ必要な設定値（レベル計水位、流量、風量、
時間設定）を定めておけば、自動で逆洗操作を行うこと
ができる。また、水逆洗洗浄と空気曝気とを組み合わせ
ることにより、活性炭粒子表面の微生物膜の剥離を極力
抑えた逆洗操作が可能であり、また、活性炭層の汚濁物
質の蓄積程度に応じて空気洗浄を組み込むことができ洗
浄効果を上げることができる。さらに、高度浄水処理に
おいて下向流式生物活性炭処理塔の逆洗自動制御を行う
ことにより、活性炭処理操作の信頼性向上、ひいては浄
水工程全体の信頼性向上につながる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例による生物活性炭処理塔の逆洗
自動制御方法を実施するための逆洗自動制御システムの
ブロック図。

【図２】一般の浄水プロセスのブロック図。

【符号の説明】

１０…活性炭処理塔、１１…粒状活性炭、１２…フィル
タ、１３…処理水集水部、１４…逆洗水集水部、１５…
逆洗水、１６…処理水用電動弁、１７…逆洗用電動弁、
１８…逆洗用流量計、１９…逆洗用ポンプ、２０…空気
洗浄用電弁、２１…空気洗浄用風量計、２２…エアポン
プ、２３…逆洗制御用レベル計、２４…システム制御用
コントローラ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 活性炭処理塔に処理すべき原水を通流さ
   せた後に処理槽に導びき、該原水を処理するものにおい
   て、前記活性炭処理塔の水位レベルに対応して該活性炭
   処理塔に、洗浄水を逆流させると共に、前記活性炭処理
   塔の下方から空気を供給することを特徴とする生物活性
   炭処理塔の逆洗自動制御方法。