JP2013202457A

JP2013202457A - 濾過制御装置に対する操作方法、濾過制御装置による制御方法及び濾過制御装置

Info

Publication number: JP2013202457A
Application number: JP2012072103A
Authority: JP
Inventors: Hideki Sugimoto; 英樹杉本
Original assignee: Penta Ocean Construction Co Ltd
Current assignee: Penta Ocean Construction Co Ltd
Priority date: 2012-03-27
Filing date: 2012-03-27
Publication date: 2013-10-07

Abstract

【課題】濾過材の破損を防ぎながら一定の濾過効率を維持した濾過を行う。
【解決手段】吸入ポンプ５２および吐出ポンプ５７の吸入圧力と吐出圧力との差が大きいほど濾過部内の汚濁水の流速が大きくなるので濾過効率は上がるが、あまりに大きいと、濾過壁５３３ａおよび濾過室５３２ｂの濾過材が水圧に耐え切れずに破損するおそれがある。そこで、これらの吸入ポンプ５２および吐出ポンプ５７の吸入圧力と吐出圧力との差を一定以上に保つように、吐出ポンプ５７の出力を段階的に高くする制御を行うことで、濾過部５３の破損を防ぎながら一定の濾過効率を維持した濾過を行うようにする。
【選択図】図２

Description

本発明は、海洋、湖沼、河川、水路等において汚濁した水を濾過するための濾過制御方法及び濾過制御装置に関する。

海洋、湖沼、河川、水路等において浚渫や掘削などの作業を行うとき、その作業領域周辺の環境に配慮し、作業中に発生する汚濁の拡散を防止するよう求められることがある。このような要求に応えるため、例えば特許文献１〜４には、汚濁の拡散防止や水質の浄化に関する提案がなされている。

特開２００９−９５８０３号公報特開平１０−７６２８５号公報特開平７−２２９１６２号公報特開２０１０−３１６０６号公報

汚濁の除去には一般に、フィルタなどの濾過材が用いられる。単位時間当たりの汚濁の除去量（つまり濾過効率）を保持するためには、この濾過材にかかる水圧を大きくすればよい。しかし、濾過材に対する水圧が大きくなりすぎると、濾過材が破損するおそれがある。

そこで、本発明は、濾過材の破損を防ぎながら一定の濾過効率を維持した濾過を行うことが可能な濾過制御装置に対する操作方法、濾過制御装置による制御方法及び濾過制御装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明は、吸入ポンプによって吸入口から吸入された汚濁水を、濾過材を含む濾過部を通過させてから吐出ポンプによって吐出口から吐出する濾過装置を制御する濾過制御装置に対する操作方法であって、前記濾過部において前記吐出口に近い位置の圧力として検出された吐出圧力から、前記濾過部において前記吸入口に近い位置の圧力として検出された吸入圧力を減算した値が、予め決められた正の値以上となるように、前記吐出ポンプの出力を段階的に高くする操作を行うステップを有することを特徴とする濾過制御装置の操作方法を提供する。

上記方法において、前記濾過装置の制御開始時には、前記吐出ポンプによる吐出を開始せずに、前記吸入ポンプによる吸入を開始させる操作を行うステップを備えてもよい。

また、本発明は、吸入ポンプによって吸入口から吸入された汚濁水を、濾過材を含む濾過部を通過させてから吐出ポンプによって吐出口から吐出する濾過装置を制御する濾過制御装置による制御方法であって、前記濾過部において前記吐出口に近い位置の圧力として検出された吐出圧力と、前記濾過部において前記吸入口に近い位置の圧力として検出された吸入圧力とを取得するステップと、前記吐出圧力から前記吸入圧力を減算した値が予め決められた正の値以上となるように、前記吐出ポンプの出力を段階的に高くするステップとを備えることを特徴とする、濾過制御装置による制御方法を提供する。

また、本発明は、吸入口から吸入した汚濁水を、濾過材を含む濾過部を通過させてから吐出口より吐出する濾過装置を制御する濾過制御装置であって、前記濾過部において前記吐出口に近い位置の圧力として検出された吐出圧力と、前記濾過部において前記吸入口に近い位置の圧力として検出された吸入圧力とを取得する取得手段と、前記吐出圧力から前記吸入圧力を減算した値が、予め決められた正の値以上となるように、前記吐出ポンプの出力を段階的に高くする出力制御手段とを備えることを特徴とする濾過制御装置を提供する。

本発明によれば、濾過材の破損を防ぎながら一定の濾過効率を維持した濾過を行うことができる。

本実施形態に係る濾過システムの概要を示す図である。濾過装置の斜視図である。濾過部を図２のＡ−Ａ方向に切断したときの断面図である。本実施形態の動作を示すフローチャートである。濾過制御装置の制御の一例を示す図である。汚濁水の拡散防止効果を説明する図である。

図１は、本実施形態に係る濾過システム１の概要を示す図である。濾過システム１は、海洋、湖沼、河川、水路等の水中で浚渫や土砂投入などの各種作業を行う場所に設置される。濾過システム１は、矩形の枠１０と、矩形の枠１０の各辺に上端が固定されてその枠１０から鉛直方向に吊り下げられるシート状のカーテン２０と、各々のカーテン２０に対し鉛直方向に延伸する方向に取り付けられたカーテン昇降ワイヤ３０と、各々のカーテン２０の下端に取り付けられた錘４０と、カーテン２０に囲まれた領域内に設けられる濾過装置５０と、濾過装置５０に通信線６０を介して接続された濾過制御装置７０とを備えている。

枠１０は、その内部に空間ないし発泡材が設けられており、水面Ｓに浮かぶ浮力体として機能するとともに、水面Ｓ近くの汚濁物の枠１０外への拡散を防止する。カーテンは、水中の汚濁物がカーテンに囲まれた領域の外に拡散するのを防止する。カーテン昇降ワイヤ３０の上端は、図示せぬ作業船に搭載されたウインチなどの駆動機構に接続されている。カーテン昇降ワイヤ３０は、このウインチによって巻き上げられたり下げられたりする。錘４０は、例えば金属製のチェーンであり、カーテン２０の下端に取り付けられている。この錘４０は、カーテン２０を鉛直方向に引っ張る役割を果たす。水中での作業は、この錘４０が水底に着いた状態で行う場合と、この錘４０が水底に着かない状態で行う場合とがある。

カーテン２０に囲まれた領域は、水中での作業が行われる領域であり、以下、作業領域という。濾過装置５０は、この作業領域の下方にある汚濁水を吸入し、これを濾過して汚濁物を取り除いてから、濾過した水を作業領域の上方からこの作業領域へと吐出する。濾過制御装置７０は、作業船に搭載されたコンピュータであり、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）のほか、インバータなどで構成するポンプ制御装置を含む制御部７１と、ハードディスクなどの記憶部７２と、通信Ｉ／Ｆなどの通信部７３と、液晶ディスプレイ装置などの表示部７４と、スイッチ、ダイヤルおよびキーボードなどの操作部７５とを備えている。この濾過制御装置７０は、作業船上で濾過作業を管理する作業員によって操作され、濾過装置５０の動作を制御する。なお、図１では、お互いに向かい合った濾過装置５０を２台図示しているが、濾過装置５０の台数や向きは図１の例に限らない。

図２は、濾過装置５０の斜視図である。図２（ａ）は、錘４０が水底に着かない状態で作業を行う場合の濾過装置５０ａの構造を表しており、図２（ｂ）は、錘４０が水底に着いた状態で作業を行う場合の濾過装置５０の構造を表している。図２（ｂ）に示す濾過装置５０は、水平方向に延びる１本の吸入管５１と、吸入管５１に接続された１つの吸入ポンプ５２と、箱状の濾過部５３と、吸入ポンプ５２と濾過部５３とを接続する１本の接続管５４と、鉛直方向に延びる２本の中央管５５と、各々の中央管５５と濾過部５３とを接続する２本の接続管５６と、中央管５５にそれぞれ接続された２つの吐出ポンプ５７と、吐出ポンプ５７にそれぞれ接続され鉛直方向に延びる２本の吐出立ち上がり管５８と、吐出立ち上がり管５８の上端に接続されて水平方向に延びる１本の吐出管５９とを備える。なお、濾過部５３の形状はボックス型に限らず、例えば管構造であってもよい。

吸入管５１には、吸入口としての複数の穴５１ａが設けられている。吸入ポンプ５２によってこの穴から吸入管５１内部へと、矢印ａ方向に汚濁水が吸入される。濾過部５３は、吸入した汚濁水を濾過して汚濁物を取り除く。吐出管５９には、吐出口としての複数の穴５９ａが設けられており、濾過された水は吐出ポンプ５７によってこれらの穴５９ａから矢印ｂ方向へと吐出される。吸入ポンプ５２及び吐出ポンプ５７の近傍には、例えば透過光や散乱光或いは密度に基づいて汚濁水の濁り具合を計測する濁度計（図示略）が内蔵されている。

図２（ｂ）に示す濾過装置５０と図２（ａ）に示す濾過装置５０ａとの違いは、吸入管５１の鉛直方向の位置である。図２（ａ）に示す濾過装置５０ａは、吸入ポンプ５２と吸入管５１との間に、Ｌ字状に曲がり、鉛直方向上方に延びる中央管５２ａを備えている。従って、図２（ａ）に示す濾過装置５０ａの吸入管５１は、図２（ｂ）に示す濾過装置５０の吸入管５１よりも高い位置にある。

次に図３（ａ）は、濾過部５３を図２のＡ−Ａ方向に切断したときの断面図である。濾過部５３は、吸入管５１から吸入された汚濁水を貯留する第一隔室５３１と、逆止弁５３２ａがある空間を介して第一隔室５３１に通じている第二隔室５３２と、濾過室５３２ｂを介して第二隔室５３２に通じている第三隔室５３３と、濾過壁５３３ａを介して第三隔室５３３に通じている第四隔室５３４とを備える。逆止弁５３２ａは、第二隔室５３２から第一隔室５３１への汚濁水の逆流を防止する。第三隔室５３３は、第一隔室５３１や第二隔室５３２より大きな容積である。このため、第三隔室５３３においては、第一隔室５３１や第二隔室５３２と比較して汚濁水の流速が小さくなる。これにより、水よりも密度が大きい汚濁物が第三隔室５３３に沈殿したり、濾過壁５３３ａに付着した土粒子などが剥がれて第三隔室５３３に蓄積しやすくなっている。

第二隔室５３２と第三隔室５３３の間に設けられている濾過室５３２ｂは、比較的径が大きく真水よりも密度の小さい木片などの浮遊物を除去する一方、作業や工事の期間中に水底から舞い上がることが予想される、比較的径が小さい土粒子などは通過させる。濾過室５３２ｂの水流方向に垂直な断面の面積は、第三隔室５３３と第四隔室５３４の間に設けられている濾過壁５３３ａの水流方向に垂直な断面の面積よりも小さい。また、このため、濾過室５３２ｂを通過する汚濁水の流速は、濾過壁５３３ａを通過する汚濁水の流速よりも大きい。濾過室５３２ｂに充填される濾過材としては、５〜１００ｍｍ程度の目の粗いグラスウールや金ブラシような形状のもの、或いは、ふるいのような形状のものがある。これらのなかから、作業予定地に対する各種の調査から判明した浮遊物の大きさや種類によって、最適なものを選択すればよい。また、濾過材の設置方法としては、グラスウールや金ブラシのようなものはある程度の長さにわたって濾過室５３２ｂを埋める方法や、ふるいのようなものを使用する場合は複数層の積層構造とする方法が考えられる。また、作業予定地の環境によっては、幾種類かの目の粗さの濾過材を組み合わせてもよい。

濾過壁５３３ａは、濾過室５３２ｂを通過した土粒子を除去する。濾過壁５３３ａは、土粒子の除去に適した織布もしくは不織布でできたフィルタなどであり、その目の粗さは濾過室５３２ｂの濾過材よりも小さい。土粒子を取り除く効率を向上させるため、濾過壁５３３ａの面積はできるだけ大きくとることが望ましい。この濾過材についても、作業予定地の環境によって最適なものを選択したり、また、幾種類かの濾過性能のものを組み合わせてもよい。

濾過室５３２ｂおよび濾過壁５３３ａの濾過材の種類、寸法、数或いは形状は、作業予定地での試験運転にて最終的に決定することが望ましい。また、それぞれの隔室の寸法や形状は、作業予定地の環境や、吸入ポンプ５２および吐出ポンプ５７の性能に応じて、沈降効果や濾過効果が最適になるようなものを計算によって或いは試験によって決定すればよい。

第二隔室５３２の鉛直方向中央よりも下には、振動レベルセンサ５３２ｃが設けられている。振動レベルセンサ５３２ｃは、第二隔室５３２を通過せずにこの隔室に留まった汚濁物のうち、真水よりも密度の大きいものが堆積している状況を検出するために用いられる。具体的には、振動レベルセンサ５３２ｃは、第二隔室５３２の下方に向かって延びる棒状の振動ロッドを振動させており、この振動ロッドが第二隔室５３２内に堆積した汚濁物に触れることで、その振動が小さくなると、検出信号を出力する。このとき、第二隔室５３２に汚濁物が許容範囲の限界まで堆積していると判断される。同様の目的で、第三隔室５３３の鉛直方向中央よりも下に振動レベルセンサ５３３ｂが設けられている。さらに、第二隔室５３２及び第三隔室５３３のそれぞれの下端には、堆積物を排出するためのブラインドフランジ５３５が設けられている。

第一隔室５３１には圧力計５３１ａが設けられている。この圧力計５３１ａは、汚濁水の吸入が正常に行われているかどうかを判断するために利用される。具体的には、圧力計５３１ａによって検出された圧力が予め決められた上下限の範囲内に収まる場合には、汚濁水の吸入が正常に行われていると判断し、検出された圧力が予め決められた上下限の範囲外となった場合には、汚濁水の吸入が正常に行われていないと判断する。予め決められた上下限の範囲とは、「基準圧Ｐ＋差分圧α±変動圧β」である。ここで、Ｐ、α、βは、予め決められた正の値をとる定数であり、Ｐ＞α＞βである。

また、第四隔室５３４にも圧力計５３４ａが設けられている。この圧力計５３４ａは、水の吐出が正常に行われているかどうかを判断するために利用される。具体的には、圧力計５３４ａによって検出された圧力が予め決められた上下限の範囲内に収まる場合には、水の吐出が正常に行われていると判断し、検出された圧力が予め決められた上下限の範囲外となった場合には、水の吐出が正常に行われていないと判断する。予め決められた上下限の範囲とは、「基準圧Ｐ±変動圧β」である。このように、基準圧Ｐは、第一隔室５３１における圧力および第四隔室５３４における圧力の基準であり、これら両者に共通の圧力である。差分圧αは、第一隔室５３１における圧力と第四隔室５３４における圧力との差分として予め決められた圧力である。変動圧βは、第一隔室５３１における圧力と第四隔室５３４における圧力とがそれぞれ変動し得る幅を決める値である。

第一隔室５３１における圧力の正常範囲が、「Ｐ＋α±β」であるのに対し、第四隔室５３４における圧力の正常範囲は、「Ｐ±β」である。つまり、第四隔室５３４における圧力の正常範囲のほうが、第一隔室５３１における圧力の正常範囲よりも、少なくともα（定数）だけ小さくなっている。このαが大きいほど、水の吸入と吐出とをそれぞれ行うための水圧の差が大きくなるので、濾過部５３内の汚濁水の流速も大きくなる。つまり、濾過部５３を通過する単位時間当たりの汚濁水の水量が大きくなり、その濾過効率は上がる。しかし、このαがあまりに大きいと、濾過壁５３３ａおよび濾過室５３２ｂの濾過材が水圧に耐え切れずに破損するおそれがある。このため、αの大きさは、第一隔室５３１および第二隔室５３２より大きな容積をとる第三隔室５３３において、現場での事前にサンプルを採取して求める汚濁物が沈降する流速を考慮したり、土粒子を含む単位体積あたりの汚濁水の密度などに応じて、適切な値に決めることが望ましい。例えばこの密度が大きいほどαも大きいが、濾過壁５３３ａおよび濾過室５３２ｂの濾過材の強度によってαに上限が課されることになる。

吸入ポンプ５２、吐出ポンプ５７、圧力計５３１ａ，５３４ａ、振動レベルセンサ５３２ｃ，５３３ｂ及び濁度計は、いずれも通信線６０によって濾過制御装置７０に接続されている。濾過制御装置７０の制御部７１は、圧力計５３１ａ，５３４ａ、振動レベルセンサ５３２ｃ，５３３ｂ及び濁度計からの検出値を通信部７３によって取得して表示部７４に表示するとともに、操作部７５が受け付けた作業者の操作に従って、通信部７３から指示を送って吸入ポンプ５２及び吐出ポンプ５７の動作を制御する。吸入ポンプ５２及び吐出ポンプ５７の単位時間当たりの回転数などの出力状況は逐次、制御部７１により表示部７４に表示される。吸入ポンプ５２、吐出ポンプ５７、圧力計５３１ａ，５３４ａ、振動レベルセンサ５３２ｃ，５３３ｂ及び濁度計は、作業船から延びる電力線（図示略）にも接続されており、この電力線を介して作業船から供給される電力で動作する。

図３（ｂ）は濾過部の別の構成である濾過部５３ａを示す断面図である。この構成では濾過室５３２ｂが無い。木材などの浮遊物が少ない場所では、このような構成の濾過部５３ａを用いてもよい。

図４は、本実施形態における動作手順を示すフローチャートである。図５は、濾過制御装置７０の制御の一例を示す図であり、吸入ポンプ５２の単位時間当たり回転数（単位時間当たり回転数を、以下では単に回転数という）と時間との関係、吐出ポンプ５７の回転数と時間との関係、第一隔室５３１に設けられた圧力計５３１ａの検出値と第四隔室５３４に設けられた圧力計５３４ａの検出値と時間との関係を、それぞれグラフで模式的に示したものである。図４において、吸入圧力を実線で示し、吐出圧力を点線で示している。なお、図４では図示していないが、第一隔室５３１に設けられた圧力計５３１ａは圧力（つまり濾過部５３において吸入側に近い位置の圧力であり、吸入圧力という）を逐次検出しているし、第四隔室５３４に設けられた圧力計５３４ａも圧力（つまり濾過部５３において吐出側に近い位置の圧力であり、吐出圧力という）を逐次検出している。そして、濾過制御装置７０の制御部７１は上記の吐出圧力と吸入圧力とを通信部７３によって取得して、逐次、記憶部７２に記憶している。

濾過作業開始時において、作業員は、濾過制御装置７０の操作部７５を操作して、まず吸入ポンプ５２のみを起動して動作を開始させる（ステップＳ１）。吸入ポンプ５２の動作が安定すると、作業者は回転数を所定の値に調整する（ステップＳ２）。吸入ポンプ５２のみが動作していて吐出ポンプ５７が動作していなくても、汚濁水は吸入管５１から吸入され濾過部５３を通過して吐出管５９から排出される。このとき、濾過室５３２ｂ及び濾過壁５３３ａにはまったく汚濁物が付着していないと仮定すると、濾過室５３２ｂ及び濾過壁５３３ａの水流に対する抵抗はほぼゼロである。よって、第一隔室５３１に設けられた圧力計５３１ａの検出値（つまり吸入圧力）と、第四隔室５３４に設けられた圧力計５３４ａの検出値（つまり吐出圧力）とはほぼ等しい。汚濁水の吸入に伴い、濾過室５３２ｂ及び濾過壁５３３ａ（特に目が細かい濾過壁５３３ａ）に汚濁物が付着し、これらがいわゆる目詰まりの状態に近づくことで、濾過部５３内の汚濁水の流れが滞ってくる。そうすると、吸入圧力が徐々に大きくなるとともに、吐出圧力が徐々に小さくなる。これが図５の時間０からＴ１までの期間における現象である。これにより、吸入圧力及び吐出圧力の差が徐々に大きくなる。

作業者は、表示部７４に表示される吸入圧力及び吐出圧力を参照し、吸入圧力から吐出圧力を減算した値（つまり吸入圧力及び吐出圧力の差）がαに一致する、という所定の条件を満たしたと判断すると（ステップＳ３；ＹＥＳ）、操作部７５を操作して、吐出ポンプ５７を起動する（ステップＳ４）。そして、作業者は、吐出ポンプ５７の回転数を所定の値Ｒ１にまで大きくする（ステップＳ５）。吐出ポンプ５７が起動されてその回転数が大きくなると、濾過部５３からの水の吐出が促進されるから、吐出圧力が瞬間的に又は短期間で大きくなるとともに、吸入圧力が瞬間的に又は短期間で小さくなる。これが図５の時間Ｔ１のときの現象である。

このとき（図５のＴ１）、吸入圧力と吐出圧力との差が極端に小さくなった場合（具体的には予め決められた値未満となった場合）には（ステップＳ６；ＮＯ）、濾過部５３内の汚濁水の流れに対する抵抗がなくなったということだから、作業者は、濾過壁５３３ａが破損するなどの異常が発生したと判断して、濾過装置５０の動作を停止し、必要な点検作業や交換作業を行う（ステップＳ７）。

吸入圧力と吐出圧力との差が予め決められた値以上に保たれている場合には（ステップＳ６；ＹＥＳ）、作業者は、表示部７４に表示される吸入圧力及び吐出圧力の監視を続ける。この後、汚濁水の濾過が進むに伴って濾過室５３２ｂ及び濾過壁５３３ａ（特に目が細かい濾過壁５３３ａ）に汚濁物が付着し、再び目詰まりの状態に近づくと、吸入圧力が徐々に大きくなるとともに吐出圧力が徐々に小さくなってくる。これが図５の時間Ｔ１からＴ２までの期間における現象である。作業者は、表示部７４に表示される吸入圧力及び吐出圧力を参照し、吸入圧力から吐出圧力を減算した値がαに一致すると（ステップＳ８；ＹＥＳ）、操作部７５を操作して、吐出ポンプ５７の回転数を、Ｒ１よりもさらに大きい値Ｒ２にする（ステップＳ９）。吐出ポンプ５７の回転数が急激に大きくなると、濾過部５３からの水の吐出が促進されるから、吐出圧力が瞬間的に又は短期間で大きくなるとともに、吸入圧力が瞬間的に又は短期間で小さくなる。これが図５の時間Ｔ２のときの現象である。

このとき（図５のＴ２）、吸入圧力と吐出圧力との差が極端に小さくなった場合（具体的には予め決められた値未満となった場合）には（ステップＳ１０；ＮＯ）、作業者は、濾過壁５３３ａが破損するなどの異常が発生したと判断して、濾過装置５０の動作を停止し、必要な点検作業や交換作業を行う（ステップＳ７）。

一方、吸入圧力と吐出圧力との差が予め決められた値以上に保たれている場合には（ステップＳ１０；ＹＥＳ）、作業者は、表示部７４に表示される吸入圧力及び吐出圧力の監視を続ける。この後、汚濁水の濾過が進むに伴って濾過室５３２ｂ及び濾過壁５３３ａ（特に目が細かい濾過壁５３３ａ）に汚濁物が付着し、再び目詰まりの状態に近づくと、吸入圧力が徐々に大きくなるとともに吐出圧力が徐々に小さくなってくる。これが図５の時間Ｔ２からＴ３までの期間における現象である。作業者は、表示部７４に表示される吸入圧力及び吐出圧力を参照し、吸入圧力から吐出圧力を減算した値がαに一致すると（ステップＳ１１；ＹＥＳ）、操作部７５を操作して、吐出ポンプ５７の回転数を、Ｒ２よりもさらに大きい値Ｒ３にする（ステップＳ１２）。このＲ３は吐出ポンプ５７の実用回転数としての許容範囲の上限である。従って、このステップＳ１２において、吐出ポンプ５７の回転数は許容範囲の上限に至ることになる。このとき、吐出圧力が瞬間的に又は短期間で大きくなるとともに、吸入圧力が瞬間的に又は短期間で小さくなる。これが図５の時間Ｔ３のときの現象である。

このとき（図５のＴ３）、吸入圧力と吐出圧力との差が極端に小さくなった場合（具体的には予め決められた値未満となった場合）には（ステップＳ１３；ＮＯ）、作業者は、濾過壁５３３ａが破損するなどの異常が発生したと判断して、濾過制御装置を操作して濾過装置５０の動作を停止させ、必要な点検作業や交換作業を行う（ステップＳ７）。

一方、吸入圧力と吐出圧力との差が予め決められた値以上に保たれている場合には（ステップＳ１３；ＹＥＳ）、作業者は、表示部７４に表示される吸入圧力及び吐出圧力の監視を続ける。この後、汚濁水の濾過が進むに伴って濾過室５３２ｂ及び濾過壁５３３ａ（特に目が細かい濾過壁５３３ａ）に汚濁物が付着し、再び目詰まりの状態に近づくと、吸入圧力が徐々に大きくなるとともに吐出圧力が徐々に小さくなってくる。これが図５の時間Ｔ３からＴ４までの期間における現象である。作業者は、表示部７４に表示される吸入圧力及び吐出圧力を参照し、吸入圧力から吐出圧力を減算した値がαに一致すると（ステップＳ１４；ＹＥＳ）、操作部７５を操作して、濾過装置５０の運転を停止する。これが図５の時間Ｔ４のときの現象である。そして、作業者は、濾過装置５０を取り外して作業船上もしくは陸に引き上げ、ブラインドフランジ５３５を開放して、濾過装置５０内に堆積した汚濁物を取り除く（ステップＳ１５）。汚濁物が濾過材５３３ａまたは濾過材５３２ｂに付着している場合は、接続管５６に逆洗用ポンプを取り付け、このポンプを駆動させて吐出管５９から濾過部５４３内に洗浄水を吸入させることで、濾過材５３３ａまたは濾過材５３２ａからの汚濁物の剥離を促して、濾過部５３から汚濁物を排出させる（ステップＳ１６）。

以上のように、作業者は、吸入口に近い位置の圧力として検出された吸入圧力から、吐出口に近い位置の圧力として検出された吐出圧力を減算した値が、予め決められた正の値であるα以上となるように、吐出ポンプ５７の出力を段階的に高くする操作を行う。

作業者は、上記処理と並行して、表示部７４に表示される振動レベルセンサ５３２ｃ，５３３ｂの検出値を監視する。この検出値が予め決められた閾値を超えると、作業者は、濾過装置５０を作業船に引き上げ、濾過装置５０から濾過部５３を取り外す。そして、作業者は、濾過部５３において吐出管５９につながる開口部から負圧をかけて濾過部５３内の水を排出する。濾過部５３から排出される水がおおよそなくなったら、作業者は、濾過部５３下部のブラインドフランジを解放して堆積物をとりだす。このとき、堆積物はその含水率および容積が小さくなっているため、運搬が容易である。

図６は、汚濁水の拡散防止効果を説明する図である。図６（ａ）に示すように、吐出管５９から吐出される水は、おおよそ水平方向の層状の水流Ｄとなる。この水流層Ｄが、その層の上下にある水の上下方向の移動を阻止する、いわゆる流体カーテンの役割を果たす。これにより、水深が深い領域から浅い領域へと汚濁水が拡散することが防止させる。また、吐出管５９の水深を変えることで、任意の水深に上記の水流層を形成することができる。

図６（ｂ）、（ｃ）は、汚濁水の拡散防止効果の別の例を説明する図であり、濾過システム１を上方から見たときの平面図を示している。図６（ｂ）に示すように、吐出管５９の水の吐出方向ｂを調整して枠１０内に矢印Ｃのような渦を発生させると、汚濁を渦内に滞留させた状態を保ち、枠１０外への汚濁拡散を防ぐことが可能となる。さらに図６（ｃ）に示すように、隣り合う濾過装置５０どうしの間にガイドプレートｇを設置すれば、さらに渦の水勢がつき、汚濁拡散効果が高くなる。このガイドプレートｇは、濾過装置５０の設置台数が少ないときは、枠１０の角部だけではなく、辺部に設置してもよい。また、その形状（弧長、弦長、曲径など）は枠１０の寸法によって決定すればよい。

以上のように、実施形態では、枠１０内において汚濁した水を吸入し、それを濾過して再び枠１０内に戻すことで、汚濁を低減させたり汚濁除去を促進させることができる。特に、吸入ポンプ５２および吐出ポンプ５７の吸入圧力と吐出圧力との差を一定以上に保つように吐出ポンプ５７の出力を段階的に高くするという出力制御を行うことで、濾過部５３の破損を防ぎながら一定の濾過効率を維持した濾過を行うことが可能となる。また、濾過部５３には、逆流防止手段である逆止弁５３２ａを設置してあるので、濾過装置５０の運転停止時や引き上げ時に濾過部５３内の堆積物が外に流出することがない。また、濾過部５３には振動レベルセンサ５３２ｃ，５３３ｂを設置してあるので、濾過部５３内の堆積物が所定の量になったら回収することができる。濾過部５３内の堆積物を排出する際は、吐出管５９への開口部に負圧をかけて濾過部５３内の水分を吸引することで、その内部の堆積物の含水率および容積を小さくし、その運搬を容易にすることができる。また、濾過された水を枠１０内に戻すときに水流層Ｄを水面Ｓ付近もしくは水面Ｓから水底までの任意の深度に形成すれば、水底から舞い上がる汚濁を上方に拡散することが抑制される。また、濾過された水を枠１０内に戻すときに、その水流によって枠１０内に渦のような閉じた水流域を形成することで、汚濁拡散を抑制することも可能となる。

なお、実施形態では、作業者が濾過制御装置７０の表示部７４に表示された内容を監視しながら、操作部７５を操作して濾過装置５０を制御していたが、濾過制御装置７０が作業者の判断や操作の一部又は全部を自ら自動的に行ってもよい。つまり、図４のステップＳ１〜Ｓ６、及び、ステップＳ８〜Ｓ１４のうち一部又は全部の手順を記述したプログラムを記憶部７２が記憶しており、制御部７１は、このプログラムの手順に従って濾過装置５０に対して各種指示を行ったり、濾過装置５０から各種の応答を受け取ったりしながら、濾過装置５０を制御する。この場合、濾過制御装置７０は、濾過部５３において吐出口である穴５９ａに近い位置の圧力として検出された吐出圧力と、濾過部５３において吸入口である穴５１ａに近い位置の圧力として検出された吐出圧力とを取得する取得手段（制御部７１及び通信部７３）と、吸入圧力から吐出圧力を減算した値が、予め決められた正の値であるα以上となるように、吐出ポンプ５７の出力を段階的に高くする出力制御手段（制御部７１及び通信部７３）として機能する。

１濾過システム、１０枠、２０カーテン、３０カーテン昇降ワイヤ、４０錘、５０濾過装置、６０通信線、７０濾過制御装置、７１制御部、７２記憶部、７３通信部、７４表示部、７５操作部、５３１第一隔室、５３２第二隔室、５３３第三隔室、５３４第四隔室、５３１ａ，５３４ａ圧力計、５３２ｃ，５３３ｂ振動レベルセンサ、５３２ｂ濾過室、５３３ａ濾過壁

Claims

吸入ポンプによって吸入口から吸入された汚濁水を、濾過材を含む濾過部を通過させてから吐出ポンプによって吐出口から吐出する濾過装置を制御する濾過制御装置に対する操作方法であって、
前記濾過部において前記吸入口に近い位置の圧力として検出された吸入圧力から、前記濾過部において前記吐出口に近い位置の圧力として検出された吐出圧力を減算した値が、予め決められた正の値以上となるように、前記吐出ポンプの出力を段階的に高くする操作を行うステップを有することを特徴とする濾過制御装置の操作方法。
前記濾過装置の制御開始時には、前記吐出ポンプによる吐出を開始せずに、前記吸入ポンプによる吸入を開始させる操作を行うステップ
を備えることを特徴とする請求項１記載の濾過制御装置の操作方法。
吸入ポンプによって吸入口から吸入された汚濁水を、濾過材を含む濾過部を通過させてから吐出ポンプによって吐出口から吐出する濾過装置を制御する濾過制御装置による制御方法であって、
前記濾過部において前記吐出口に近い位置の圧力として検出された吐出圧力と、前記濾過部において前記吸入口に近い位置の圧力として検出された吸入圧力とを取得するステップと、
前記吸入圧力から前記吐出圧力を減算した値が予め決められた正の値以上となるように、前記吐出ポンプの出力を段階的に高くするステップと
を備えることを特徴とする、濾過制御装置による制御方法。
吸入口から吸入した汚濁水を、濾過材を含む濾過部を通過させてから吐出口より吐出する濾過装置を制御する濾過制御装置であって、
前記濾過部において前記吐出口に近い位置の圧力として検出された吐出圧力と、前記濾過部において前記吸入口に近い位置の圧力として検出された吸入圧力とを取得する取得手段と、
前記吸入圧力から前記吐出圧力を減算した値が、予め決められた正の値以上となるように、前記吐出ポンプの出力を段階的に高くする出力制御手段と
を備えることを特徴とする濾過制御装置。