JPS5851916A - 圧力式急速濾過装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、原水ポンプの運転制御部を改良した圧力式急
速濾過装置に関するものである。

急速濾過機には、従来から重力式（開放型構造で、自然
流下のもとて濾過を行なう）と圧力式（密閉構造で、有
圧原水を供給して濾過を行なう）との２種類がある。不
発明の対象となる圧力式の濾過機は、重力式濾過機に比
較して、相当大きな損失水頭壕で濾過継続可能である。

廿だ濾過水量制御方法においても、重力式濾過機の」２
Ｉ４合は、濾過機の２次側１−あたる流出弁の開度調節
；二て、濾過層の目詰りによる濾過抵抗増加分を補正す
るのに対して、圧力式濾過機のノ易合は、濾過様の１次
側にある原水ポンプの回転数制御により原水流入量を調
節して、濾過抵抗増加分を補正できるという特長がある
。

この特長を生かし、圧力式濾過機の運転（＝は、従来か
ら、その目的に応じて定差圧制御、または水位流量制御
と呼ばれる２つの制御方法が使い分けられて来た。定差
圧制御とは、王として良質の濾過水を得ることを目的と
し、濾過層の閉塞によって生ずる濾過抵抗の増加分は、
濾過機に流入する原水流量の調整、すなわち濾過層上部
に加わる圧力の減少（二より補正し、損失水頭（−差圧
）を設定値以下に保つことにより実現するものである。

従って濾過層が閉塞し、濾過抵抗が増加する（′−従い
、濾過水量は次第に減少する傾向となる。

一方、水位・流量制御とは、王として濾過水量の確保に
電点を置いた制御方法で、崗過水を貯留する受水槽の水
位を一定に保とうとするものである。これは、受水槽水
位目標値と現在の水位との偏差から、補正しなければな
らない濾過水量を求め、原水ポンプの回転数制御にて原
水流入量を調節することにより実現される。この方法は
、濾過機の損失水頭は、制御上直接関与せず、ｅ〆通過
水水質は、規定値以下であれば、良しとするもので、一
般的には、定差圧制御より使用頻度は多い。

しかし、濾過層の閉塞があまり進むと、−規定の濾過水
質を維持できなくなる。このため、損失水頭（＝差圧）
が、設定値（これを、以下洗浄開始差圧と呼ぶ）を越え
る状態がある程度継続した場合には、普通、濾過工程を
中断し、濾過機の洗浄工程へと移行する。この、６．！
　３ｆ４層の閉塞程度は、濾過継続時間、及び濾過速度
（単位時間あたりの濾過水量−原水流入量）に依存する
。すなわち、濾過速度が小さければ、濾過層の閉塞は、
ゆるやかに進行するため、洗浄開始差圧に達するまでの
時間は長い。逆に、濾過速度が大さければ、ａａ過層の
閉塞は、速く進行するため、洗浄開始差圧せで達する時
間は短くなる。このように、濾過機の濾過周期（濾過工
程開始から洗浄開始までの時間）は、濾過速度に依存す
る比重が高い。

従来、この濾過速度は、濾過機の特性＋ＩＪｔｆｆ。

および濾過水の使用量等から、足゛も適切な値を設定し
、この値をもって濾卿水升の上限としｃ＄−ｐ。

濾過機に流入する原水流入量の上限を制限して使用１−
る場合が多い。しかしこの方法は、水位・流量制御を行
なり場合圧力式濾過機の特長を十分生かした方法とは言
えない。例えば、濾過層の閉塞率が小さい場合、原水流
入量を、この設定値以上与えても、損失水頭が急激に上
昇して洗浄開始差圧にまで達することは無い。このため
、この様な上限値を設定してしまうことは、濾過層閉塞
率が小さい時における濾過機の濾過能力を制限している
ことになり、濾過水量の確保という点からは大きな損失
となる。

すなわち、濾過水の使用量が急激に増大したり、あるい
は受水槽の水位が下がり、ただちにこれを補正しなけれ
ばならない場合等、濾過水位要求値が、この上限値以上
となった時、濾過水量の確保あるいは速やかな追従は困
難となり、水位・流量制御の目的は果たせなくなる。

本発明の目的は、濾過水量を効率よく確保でき不用意に
濾過機が洗浄開始差圧になることのない圧力式急速濾過
装置を提供することにある。

以下、本発明を図面に示す一実施例を参照して説明する
。第１図において、２は原水ポンプで、濾過前の原水を
貯留している原水槽１から原水を引き抜き、これを濾過
機４へ圧入する。上記濾過機４は圧入された原水を濾過
）ｔＩ４′にて、濾過した後、濾過水流量計６を経て送
出し、受水槽７に貯留させる。９は引き抜きポンプで受
水槽７に貯留された濾過水を、必戟に応じて引き抜き、
吐出弁１０を経て他の設備に送出する。

１３は演算制御装置で、前記受水槽７に設けた水位計８
の信号と、設定器１１により設定された信号とじより補
正すべき（ＩＪ過水量を算出し、さらにこれを原水ポン
プ回転数に換算した値を、蘭過速に切換スイッチ１４に
出力する。この濾過速量切換スイッチ１４は、条件判断
装置１２に」：す、この演算制御装置１３からの入力信
号を、リミッタ１５マたはリミッタ１６に切換えて出力
する。条件判断装置１２とは、前記濾過機１４に設けた
差圧計５の信号、濾過水流量計６の信号、受水槽水位計
８の信号から演算制御装置１３の出力を、リミッタ１５
あるいは１６のいずれに通すかを判断してｄメ過速度切
換スイッチ１４を操作する装置で、微分演算器、比較器
などから構成される機器群である。３はポンプ回転数制
御装置で、上記リミッタ１５または、リミッタ１６を経
た原水ポンプ同幅数制御信号を入力し、原水ポンプ２を
受水槽７の水位を補正すべく制御１７て原水を濾過機４
（＝送水する。

次に、本発明の作用について説明する。第２図に、圧力
式濾過機の、一般的な特性を示す。共に、濾過速度ＬＶ
を一定に保った場合の、損失水頭の時間による変化を表
わす。ここで曲線■はＬＶ−ｖ１（ｍ”／ｈ　）、曲線
■はＬＶ　＝　Ｖ２　（ｍ７ｈ　）　ｌ　（Ｖ２　＞　
Ｖｌ　）の時の特性であるＬＶ−Ｖｌの場合の洗浄開始
差圧ΔＰｂに達する時間ＴＩと、ＬＶ　＝　ｖ２の場合
の時間Ｔ２の関係はＴＩ　＞　Ｔ２であることがわかる
。従って、通常の濾過速度を、Ｖｌで押えた運転方法の
時、濾過継続時間が少なくとも、Ｔ２以下であれば、濾
過速度はｖ２まで増加しても、ただちに洗浄開始差圧に
至ることはなく、それまでの間濾過水量は最大ｖ２／ｖ
ｔ倍確保できることになる。

今、濾過速度ＬＶ　＝　ｖ、が原水ポンプ２の定格のｐ
％、ＬＶ　＝　Ｖｌがｑ係（ｏ　＜　ｐ　＜　ｑ　）に
て得られるものとする時、リミッタ１５を０〜ｐ　（％
）、リミッタ１６をｏ−ｑ（％）に設定すれば濾過水量
要求値が増大し、演算制御装置１３の出力ｒがｏ　＜　
ｐ　＜　ｒくｑ、あるいはｏ　＜　ｐ　＜　ｑ　＜　ｒ
となった場合、条件判断装置１２が一定条件のもとじ濾
過設備の状態を次のように判断して、濾過速度切換スイ
ッチを操作する。

ここで、条件判断装置１２は前述の様に、微分演算器、
比較器等より成る機器群であり差圧計５、流量計６、水
位計８からの測定値を入力して判断を行う。なお機器の
内容は、判断条件によって変わるが、その条件としては
、例えば次の様々ものを設定する。

（１）リミッタ１５（ｏ＝ｑチ、ｐ＜ｑ）に切換可能時
、ａ、損失水頭〈△Ｐｈ−α（α：逆洗開始差圧までの
宗裕値） ｂ、水位が下っており（３＜ｏ、Ｌ：水位）且つαＬ その大きさが、ある値（設定値）より太きい。

すなわち、現在の水位下降率がらすると、濾過水量を増
加しないと、受水槽７の水位が規定値以下に下がってし
１うと思われる時。

以上、ａ、ｂの条件が整った時、リミッタ】５への切換
えを可能とする。

（２）　ＩＪ　ミッタ１５に切換不可の時、この場合は
、濾過機４がかなり閉塞し、逆洗開始差圧に近づいてい
る場合、すなわち、下記条件の時である。

損失水頭（差圧計５の値）さ△ｂ 且つ、濾過水量（流量計５の値）が規定値以下の場合。

なお、前述した濾過周期Ｔ２は、上記切換には直接関係
しない。すなわち周期Ｔ２はＬＶ　＝　ｖ２で継続運転
したとき、△Ｐｈに達するまでの時間であり、ＬＭ　＝
Ｖｌ　、　ＬＶ　＝　Ｖ２を混用する本制御の場合、濾
過周期ＴはＴ２≦Ｔ≦Ｔ、の間に入る。この濾過周期Ｔ
は特に監視する必要はなく、濾過周期の終りに近づいた
かどうかは、すべて結果として損失水頭および濾過水量
として、弄われるためである。

このようにしてリミッタ１５．１６を切換えることによ
り、原水ポンプ回転数信号を演算制御装置１３の出７′
７（二応じ、かつｐチまたはｑ％でＨｉ−Ｃｕｔするこ
とができる。すなわち、濾過速度上限を状況に応じて、
ｖｌからｖ２へ、あるいはｖ２からｖｌへ切替えること
ができるため、通常時は、濾過速度を規定値以下とし、
十分ガ濾過周期を保持し、濾過水が多量に不足した場合
には不用意に洗浄開始差圧に達しない程度に濾過水の増
量を図ることができる。

以上述べた様に、本発明によれば、圧力式濾過機の水位
・流量制御（二おいて、通常は濾過速度を濾過設備全体
において最も適した値で押えて濾過周期の確保を図り、
一方、現状の濾過速度上限値では、十分な濾過水量を確
保できないという様な状態が起こっても、不用意に洗浄
開始差圧にならない範囲で効率よく濾過水量の増加を図
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による圧力式急速濾過装置の一実施例を
示す構成図、第２図は本発明における濾過機の損失水頭
と濾過周期との関係を示す特性図である。 １・・・原水槽、 ２・・・原水ポンプ、 ３・・・原水ポンプ回転数制御装置、 ４・・・濾過機、 ５・・・差圧計、 ６・・・濾過水蓄針、 ７・・・受水槽、 ８・・・水位計、 １１・・・水位設定器、 １３・・・演算制御装置、 １２、、１４・・・濾過速度切換装置、１５、１６・・
・リミッタ、 ■・・・濾過速度ＬＶ　−ｖ、時の濾過特性、Ｂ・・・
濾過速度ＬＶ　＝　ｖ２時の濾過特性、△Ｐｈ・・・洗
浄開始差圧、 Ｔ＋・・・ＬＶ　＝　Ｖ１時の洗浄開始差圧に至るまで
の時間、Ｔ２・・・Ｌ、Ｖ　＝　ｖ２時の洗浄開始差圧
に至るまでの時間、（７３１７）代理人　弁理士　則　
近　憲　佑（ほか１名）第２図 才買失７に豆臭 ６７−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 要求濾過水量に応じて濾過機（−原水を供給する原水ポ
   ンプを制御するようにした圧力急速濾過装置において、
   要求濾過水量に対応する原水ポンプの速度制御出力（二
   対し、原水ポンプの速度を通常の濾過周期を維持できる
   速度に制限する低設定のリミッタと、原水ポンプの速度
   を上記低設定のリミッタによる制限速度より速い一定値
   に制限する高設定のリミッタと、前記速度制御出力を通
   常は低設定のリミッタ（＝与え一定条件のもとじ高設定
   のリミッタへの切換えを可能とする濾過速度切換装置と
   を備えた圧力式急速濾過装置。