JP2002282623A - 急速ろ過処理におけるろ過水の監視方法および装置 - Google Patents

急速ろ過処理におけるろ過水の監視方法および装置

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Yutaka Mori
豊 森
Masanori Ichinohe
正憲 一戸
Tomofumi Kikuchi
智文 菊地
Seisaku Endo
誠作 遠藤
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 クリプトスポリジウムの除去性能の即時的か
つより効果的な判断を可能とする急速ろ過処理における
ろ過水の監視方法および装置を提供する。 【解決手段】 被処理原水に凝集剤を拡散させる混和池
1と、フロック形成池2および同沈澱池3と、急速ろ過
池4と、原水計測用の濁度計5と、ろ過水中の3μm以
上の粒子数の出力機能を有する高感度濁度計6と、原水
濁度の計測値と原水粒子数の計測値との予め求めた相関
に基づいて、被処理原水中の3μm以上の粒子数(A)
を換算して求め、この換算値と前記ろ過水中の3μm以
上の粒子数(B)とから、3μm以上の粒子数の除去率
R=100×(A−B)/A(%)を演算出力する演算
器7とを備えるものとし、この除去率によってろ過処理
状態を監視する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、上水道を対象と
する急速ろ過処理におけるろ過水の監視方法ならびにそ
の装置に関する。
【0002】
【従来の技術】浄水処理において、凝集沈澱−砂ろ過処
理を行なう方法が広く採用されている。急速ろ過(砂ろ
過)池は、被処理原水中の懸濁物質を薬品によって凝集
させた後、粒状層に比較的速い流速で水を通し、主とし
てろ材への付着とろ層でのふるい分けによって、濁質を
除去する。たとえ原水が低濁度であっても、急速ろ過池
でろ過するのみではクリプトスポリジウムを含め、コロ
イド・懸濁物質の十分な除去は期待できないので、凝集
剤を用いて前処理を行なう(「水道施設設計指針」,
(社)日本水道協会,2000年3月発行参照)。
【0003】図2は、前記従来の急速ろ過処理装置の模
式的なシステム系統図を示す。図2において、被処理原
水は、混和池1、フロック形成池2、沈澱池3、急速ろ
過池4を経て、ろ過水としての浄水となる。前記混和池
1は、凝集剤を注入した後、直ちに急速な攪拌を与え、
凝集剤を原水中に均一に拡散させる機能を備える。混和
時間は、計画浄水量に対して1〜5分間を標準とする。
【0004】フロック形成池2は、次の沈澱池3との一
体構造、流水路、機械の設置等を考慮して、長方形とす
るのが一般的で、フロック成長に必要なエネルギーを与
えるため、攪拌装置を備える。滞留時間は、20〜40
分間が適当である。沈澱池3は、懸濁物質やフロックの
大部分を重力沈降作用によって除去し、後続の急速ろ過
池4にかかる負担を軽減するために設ける。
【0005】急速ろ過池4は、浄水処理工程で除濁の最
終段階として用いられ、次の機能を必要とする。 1)水質基準および「水道におけるクリプトスポリジウ
ム暫定対策指針」に適合するろ過水が得られる浄化機能 2)濁質の量的抑留機能 3)水質,水量の変動に対する緩衝機能 4)逆流洗浄等の十分な洗浄機能 前記「水道におけるクリプトスポリジウム暫定対策指
針」は、平成8年10月に定められ、これにより、クリ
プトスポリジウム対策に関して、急速ろ過処理の役割が
これまで以上に重要となった。この指針によれば、クリ
プトスポリジウムにより水道水が汚染される恐れがある
場合には、急速ろ過池4出口の水の濁度を常時把握し、
急速ろ過池4出口の水の濁度を0.1度以下に維持する
運転管理を行なうこととされている。
【0006】上記運転管理を行なうため、図2に示すよ
うに、通常、急速ろ過池4の出口には、ろ過水の濁度を
計測するための高感度濁度計6aが設けられる。また、
原水の濁度を計測するための濁度計5aも設けられ、こ
の濁度計5aの測定値に基づき、例えば、凝集剤の注入
制御が行われる。濁度計5aと高感度濁度計6aとは、
各位置における水の濁りのレベルが異なるので、各レベ
ルに適した測定レンジを有するものが使用される。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前記「水道
におけるクリプトスポリジウム暫定対策指針」に基づく
濁度管理は、凝集,沈澱,ろ過工程が良好に機能してい
るか否かを判断する指標にはなるものの、クリプトスポ
リジウムの除去性能を直接的に評価する指標としては、
十分とはいえない。
【0008】クリプトスポリジウムは微生物であるの
で、その存在を直接検出する方法としては、顕微鏡によ
る検知方法以外にはなく、その測定には約4日を要す
る。そのため、問題となる測定結果がでた時点では、既
に、それ以前の4日間は、問題となる水質の状態で消費
された後となり、この方法を日々の管理に反映させるこ
とはナンセンスとなる。
【0009】そこで、急速ろ過処理における浄水過程で
のクリプトスポリジウムの除去性能を、即時性をもっ
て、かつ従来より直接的に近い方法により評価できる効
果的な代替指標が求められている。
【0010】この発明は、上記の点に鑑みてなされたも
ので、この発明の課題は、クリプトスポリジウムの除去
性能の即時的かつ従来より効果的な判断を可能とする急
速ろ過処理におけるろ過水の監視方法および装置を提供
することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するた
めに、この発明においては、被処理原水中の濁質を、凝
集処理によってフッロック化し、かつ沈澱させる前処理
を行なった後、急速ろ過処理により前記濁質を除去した
ろ過水の監視方法において、前記被処理原水中の3μm
以上の粒子数(A)と、前記ろ過水中の3μm以上の粒
子数(B)とを計測し、前記粒子数(A)と粒子数
(B)とから、3μm以上の粒子数の除去率R=100
×(A−B)/A(%)を演算出力し、この除去率によ
ってろ過処理状態を監視する(請求項1の発明)。
【0012】上記請求項1の発明の監視方法によれば、
下記のようにして、クリプトスポリジウムの除去性能
を、即時性をもってより直接的に評価することができ
る。
【0013】クリプトスポリジウムは、微生物であっ
て、その粒子相当径は、3〜5μm程度であることが知
られている。従って、直接微生物を検知しなくとも、上
記3μm以上の粒子が、ろ過水中に存在しなければ、ク
リプトスポリジウムは存在しないといえる。そのため、
3μm以上の粒子数の除去率が高ければ、クリプトスポ
リジウムの除去確率は相対的に高いということができ、
前記3μm以上の粒子数の除去率は、従来の濁度指標よ
りは、より直接的な指標となる。
【0014】濁度が低くとも、微粒子径が特定されない
ので、かならずしも3μm以上の粒子が少ないとはいえ
ない。従って、前記「水道におけるクリプトスポリジウ
ム暫定対策指針」における濁度を0.1度以下に維持す
る運転管理指針は、濁度に基づく相対的な目安にすぎな
い。
【0015】例えば、この発明によって、前記除去率
を、所定の値(例えば、99.9%)以下に管理するこ
とを指標とした場合には、クリプトスポリジウムの除去
率も、上記比率に応じて高い比率で除去されているとい
えるので、従来の濁度指標よりは、より直接的な指標と
なる。
【0016】また、前記請求項1の発明の実施態様とし
て、下記請求項2ないし3の発明が既存設備の有効利用
の観点から好ましい。即ち、請求項1記載のろ過水の監
視方法において、前記粒子数(A)を、前記被処理原水
における濁度を計測することにより、当該濁度の計測値
と当該粒子数の計測値との予め求めた相関に基づいて換
算して求める(請求項2の発明)。
【0017】本発明者等の実験によれば、後述するよう
に、原水における濁度の計測値と3μm以上の粒子数
(A)の計測値との間には、よい相関があることが判明
している。勿論、粒子数(A)を計測するための微粒子
カウンターを、既存の濁度計以外に設けてもかまわない
が、上記請求項2の発明によれば、新たに微粒子カウン
ター設ける必要がないので、その分、設備コストが低減
する。
【0018】また、請求項1または2記載のろ過水の監
視方法において、前記粒子数(B)を、ろ過水中の3μ
m以上の粒子数の出力機能を有する高感度濁度計により
計測する(請求項3の発明)。この場合にも、粒子数
(B)を計測するための微粒子カウンターを、既存の高
感度濁度計以外に設けてもよいが、上記請求項3の発明
によれば、新たに微粒子カウンター設ける必要がないの
で、その分、設備コストが低減する。なお、ろ過水中の
3μm以上の粒子数の出力機能を有する高感度濁度計と
しては、例えば、特開平10−311787号公報に記
載された高感度濁度計を使用することができる。
【0019】さらに、前記ろ過水の監視方法を実施する
ための装置としては、下記請求項4の発明が好適であ
る。即ち、被処理原水中の濁質を、凝集処理によってフ
ッロック化し、かつ沈澱させる前処理を行なった後、急
速ろ過処理により前記濁質を除去したろ過水の監視装置
において、前記被処理原水に凝集剤を拡散させる混和池
と、フロック形成池および同沈澱池と、急速ろ過池と、
原水計測用の濁度計と、ろ過水中の3μm以上の粒子数
の出力機能を有する高感度濁度計と、原水濁度の計測値
と原水粒子数の計測値との予め求めた相関に基づいて、
前記被処理原水中の3μm以上の粒子数(A)を換算し
て求め、この換算値と前記ろ過水中の3μm以上の粒子
数(B)とから、3μm以上の粒子数の除去率R=10
0×(A−B)/A(%)を演算出力する演算器とを備
えるものとする。
【0020】
【発明の実施の形態】図1に示す急速ろ過処理装置にお
けるろ過水の監視装置の模式的なシステム系統図に基づ
き、この発明の実施例について以下にのべる。
【0021】図1において、図2に示す急速ろ過処理装
置の構成部材と同一構成部材には、同一番号を付して説
明を省略する。図1と図2との相違点は、図1において
は、前記粒子数(A)および粒子数(B)を測定可能
な、濁度計5および高感度濁度計6とを備え、さらに、
前記粒子数(A)と粒子数(B)とから、3μm以上の
粒子数の除去率R=100×(A−B)/A(%)を演
算出力する演算器7を備える点である。
【0022】原水における濁度の計測値と3μm以上の
粒子数(A)の計測値との間には、比例的なよい相関が
あることが実験により確認されている。例えば、濁度
5.38の場合、粒子数(A)は43282個/ml,
濁度13.04の場合、粒子数(A)は107585個
/ml,濁度37.7の場合、粒子数(A)は3260
00個/mlである。従って、上記濁度の計測値と粒子
数の計測値との予め求めた相関に基づいて、前記請求項
2の発明のように、濁度計5の計測値により、粒子数
(A)を換算して求めることができる。
【0023】高感度濁度計6としては、例えば、前述の
特開平10−311787号公報に記載された高感度濁
度計を使用することができるが、前記粒子数(B)が測
定可能であれば、その他の高感度濁度計を使用すること
もできる。
【0024】演算器7においては、前記濁度計5の計測
値および高感度濁度計6の粒子数(B)の出力値を入力
し、粒子数(A)を演算し、さらにこの粒子数(A)の
演算値と粒子数(B)の入力値とから、3μm以上の粒
子数の除去率R=100×(A−B)/A(%)を演算
出力する。
【0025】前記除去率の出力値が、所定の値(例え
ば、99.9%)となった場合には、原因究明とその原
因に応じた必要な処置を行なう。例えば、飲み水として
緊急処置を要する場合には、最悪、運転を停止するか、
もしくは水道水の煮沸を喚起する。通常は、前記に至る
ことは殆んどなく、除去率の出力値が高くなる要因とし
ては、例えば、下記のような場合が想定され、設備の運
転継続中に設備上で必要な処置がとれる。原水の濁度
異常があり、凝集剤の投入が一時的に遅れる。凝集剤
の投入制御異常。急速ろ過池における逆流洗浄の後、
ろ材付近に残った濁質が一時的に高濃度となる場合等々
である。
【0026】上記実施例によれば、クリプトスポリジウ
ムの除去性能を、演算器の出力とその表示結果によっ
て、即時性をもってより直接的に検知することができ
る。
【0027】
【発明の効果】上記のとおり、この発明によれば、被処
理原水中の濁質を、凝集処理によってフッロック化し、
かつ沈澱させる前処理を行なった後、急速ろ過処理によ
り前記濁質を除去したろ過水の監視装置において、前記
被処理原水に凝集剤を拡散させる混和池と、フロック形
成池および同沈澱池と、急速ろ過池と、原水計測用の濁
度計と、ろ過水中の3μm以上の粒子数の出力機能を有
する高感度濁度計と、原水濁度の計測値と原水粒子数の
計測値との予め求めた相関に基づいて、前記被処理原水
中の3μm以上の粒子数(A)を換算して求め、この換
算値と前記ろ過水中の3μm以上の粒子数(B)とか
ら、3μm以上の粒子数の除去率R=100×(A−
B)/A(%)を演算出力する演算器とを備えるものと
し、この除去率によってろ過処理状態を監視することと
したので、クリプトスポリジウム相当径の3μm以上の
粒子数除去率を自動的に監視・記録することができるた
め、クリプトスポリジウムの除去性能を日々管理するこ
とが可能となり、即時的かつ従来より効果的なろ過水の
監視と必要な処置をとることが可能となる。
【0028】また、上記監視方法によれば、「水道にお
けるクリプトスポリジウム暫定対策指針」に基づくろ過
水濁度の常時監視も同時にできる利点も有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施例に関わる急速ろ過処理装置に
おけるろ過水の監視装置の模式的なシステム系統図
【図2】従来の急速ろ過処理装置におけるろ過水の監視
装置の模式的なシステム系統図
【符号の説明】
1:混和池、2:フロック形成池、3:沈澱池、4:急
速ろ過池、5:濁度計、6:高感度濁度計、7:演算
器。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 菊地 智文 神奈川県川崎市川崎区田辺新田1番1号 富士電機株式会社内 (72)発明者 遠藤 誠作 福島県田村郡三春町大字込木字大志田201 Fターム(参考) 4D015 BA19 BA23 CA14 EA02 EA06 EA32 FA16 4D066 AB07 EA09 EA15

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被処理原水中の濁質を、凝集処理によっ
    てフッロック化し、かつ沈澱させる前処理を行なった
    後、急速ろ過処理により前記濁質を除去したろ過水の監
    視方法において、 前記被処理原水中の3μm以上の粒子数(A)と、前記
    ろ過水中の3μm以上の粒子数(B)とを計測し、前記
    粒子数(A)と粒子数(B)とから、3μm以上の粒子
    数の除去率R=100×(A−B)/A(%)を演算出
    力し、この除去率によってろ過処理状態を監視すること
    を特徴とする急速ろ過処理におけるろ過水の監視方法。
  2. 【請求項2】 請求項1記載のろ過水の監視方法におい
    て、前記粒子数(A)を、前記被処理原水における濁度
    を計測することにより、当該濁度の計測値と粒子数の計
    測値との予め求めた相関に基づいて換算して求めること
    を特徴とする急速ろ過処理におけるろ過水の監視方法。
  3. 【請求項3】 請求項1または2記載のろ過水の監視方
    法において、前記粒子数(B)を、ろ過水中の3μm以
    上の粒子数の出力機能を有する高感度濁度計により計測
    することを特徴とする急速ろ過処理におけるろ過水の監
    視方法。
  4. 【請求項4】 被処理原水中の濁質を、凝集処理によっ
    てフッロック化し、かつ沈澱させる前処理を行なった
    後、急速ろ過処理により前記濁質を除去したろ過水の監
    視装置において、 前記被処理原水に凝集剤を拡散させる混和池と、フロッ
    ク形成池および同沈澱池と、急速ろ過池と、原水計測用
    の濁度計と、ろ過水中の3μm以上の粒子数の出力機能
    を有する高感度濁度計と、原水濁度の計測値と原水粒子
    数の計測値との予め求めた相関に基づいて、前記被処理
    原水中の3μm以上の粒子数(A)を換算して求め、こ
    の換算値と前記ろ過水中の3μm以上の粒子数(B)と
    から、3μm以上の粒子数の除去率R=100×(A−
    B)/A(%)を演算出力する演算器とを備えることを
    特徴とする急速ろ過処理におけるろ過水の監視装置。
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