JP2019158735A - ろ過槽付き色度計 - Google Patents

Abstract

【課題】原水をろ過して色度を測定するろ過槽付きの色度計を提供する。【解決手段】試料水が供給される少なくとも２個のろ過槽２、３と、ろ過槽でろ過された試料水が供給されるフローセル１１を備えた色度測定部４と、ろ過槽と色度測定部を支持する支持枠と、ろ過槽でろ過された試料水をそれぞれフローセルに供給する試料水供給流路３３、３４と、ろ過槽の下部にそれぞれ接続されると共にフローセルに接続されるように分岐した浄水供給流路５０と、試料水供給流路をそれぞれ開閉すると共に浄水供給流路の分岐流路をそれぞれ開閉する複数の制御弁ＳＶ１〜ＳＶ５と、複数の制御弁を制御する制御部５とを備え、制御部は、一つのろ過槽からフローセルへの試料水の供給を継続しながら、他のろ過槽を浄水で逆流洗浄するように、制御弁を制御する。【選択図】図２

Description

本発明は、原水をろ過して色度を測定するろ過槽付きの色度計に関するものである。

浄水場などで河川水などの原水から水道水を作る工程において、原水の色度を測定し、その濃度に応じて薬品投入量をコントロールする場合がある。その原水の色度を測定する際に、雨などの影響で濁質などの妨害物質により原水の色度を正確に測定できない場合がある。そのような場合、現在では前処理用として、色度測定の前段にろ過装置を配置し、濁質分をろ過して除去した後、色度を測定することがなされている（例えば、下記特許文献１参照）。

特開平１０−１６５９３４号公報

前述した従来技術では、ろ過装置と色度計は、独立した別の装置になっており、原水の色度を測定する際に、独立したろ過装置を前段に配置して、ろ過装置の処理水を色度計（「浄水色度計」）に導いて色度を測定している。この場合、ろ過装置と色度計との間に落差が無いと、自然にろ過装置の処理水を色度計に供給できないため、ろ過装置を色度計より高い位置に配置していた。

このような従来技術では、ろ過装置を設置するスペースと色度計を設置するスペースを別に設ける必要があるので、全体として大きな設置スペースを要することになる。また、ろ過装置と色度計の配置に前述した落差を設ける必要があるので、設置レイアウトが制限されることになる。

更に、ろ過装置は、継続使用すると目詰まりを起こしてろ過機能が低下するため、砂ろ過装置の場合には、砂の洗浄を行って、ろ過機能回復させることがなされている。また、色度計は、フローセルが試料水の濁質で汚れて、継続使用すると測定精度が低下するので、所定の使用間隔毎にフローセルの洗浄が必要になる。従来技術の場合には、ろ過装置の砂の洗浄と色度計のフローセルの洗浄を個別に行っていたので、ろ過装置の洗浄を行いながら、色度計の測定を効率的に継続させることができない問題があった。

また、ろ過装置に洗浄用の浄水を導入する配管や色度計のフローセルに洗浄用の浄水を導く配管、更には、ろ過装置と色度計のフローセルを接続する配管などが個別に必要になることで、配管の設置作業が繁雑になり、配管工事に要する費用がコスト高になる問題があった。

本発明は、このような問題に対処することを課題としている。すなわち、原水をろ過してその処理水の色度を測定する装置の設置スペースを削減すること、配管の設置作業を簡略化して工事費用の低コスト化を図ること、ろ過槽の洗浄を行いながら色度計の測定を効率的に継続させることができるようにすること、などが本発明の課題である。

このような課題を解決するために、本発明によるろ過槽付き色度計は、以下の構成を具備するものである。
試料水が供給される少なくとも２個のろ過槽と、前記ろ過槽でろ過された試料水が供給されるフローセルを備えた色度測定部と、前記ろ過槽と前記色度測定部を支持する支持枠と、前記ろ過槽でろ過された試料水をそれぞれ前記フローセルに供給する試料水供給流路と、前記ろ過槽の下部にそれぞれ接続されると共に前記フローセルに接続されるように分岐した浄水供給流路と、前記試料水供給流路をそれぞれ開閉すると共に前記浄水供給流路の分岐流路をそれぞれ開閉する複数の制御弁と、前記複数の制御弁を制御する制御部とを備え、前記制御部は、一つの前記ろ過槽から前記フローセルへの試料水の供給を継続しながら、他の前記ろ過槽を浄水で逆流洗浄するように、前記制御弁を制御することを特徴とするろ過槽付き色度計。

このような特徴を有する本発明のろ過槽付き色度計は、原水をろ過してその処理水の色度を測定する装置の設置スペースを削減することができ、配管の設置作業を簡略化して工事費用の低コスト化を図ることができ、ろ過槽の洗浄を行いながら色度計の測定を効率的に継続させることができる。

ろ過槽付き色度計の外観図である。 ろ過槽付き色度計のシステム構成図である。 ろ過槽付き色度計の動作タイミングチャートである。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下の説明で、異なる図における同一符号は同一機能の部位を示しており、各図における重複説明は適宜省略する。

図１及び図２において、ろ過槽付き色度計１は、２つのろ過槽２，３と、色度測定部４と、制御部５と、制御弁収容部６と、支持枠７を備えている。ろ過槽２，３は、例えば、砂ろ過槽であり、ここでは２個設けているが、２個以上の複数個であってもよい。色度測定部４は、光源１０と、フローセル１１と、受光部１２を備えている。

制御部５は、ＣＰＵなどの演算処理装置２０を備え、演算処理装置２０に受光部１２の受光信号を増幅・Ａ／Ｄ変換して送信する増幅・Ａ／Ｄ変換器２１と、演算処理装置２０に各種信号を入出力するインターフェース２２と、演算処理装置２０の演算処理結果を出力する表示器２３などを備えている。制御弁収容部６には、制御部５の演算処理装置２０の信号で制御される複数の制御弁ＳＶ１，ＳＶ２，ＳＶ３，ＳＶ４，ＳＶ５が収容されている。

ろ過槽２，３の上部には、試料水（原水）が供給される原水供給流路３０から分岐した分岐原水供給流路３１，３２が接続されている。ろ過槽２，３の下部には、ろ過槽２，３でろ過された試料水をそれぞれフローセル１１に供給する試料水供給流路３３，３４が接続されており、試料水供給流路３３，３４は途中で合流してフローセル１１の流入口１１Ａに接続されている。

フローセル１１の排水口１１Ｂには、排水流路４０が接続されている。また、ろ過槽２，３の上部には、オーバーフローした試料水（原水）を排出する排出流路４１，４２が接続されている。

そして、浄水（水道水）が供給される浄水供給流路５０から分岐した分岐浄水供給流路５１，５２が、ろ過槽２，３の下部にそれぞれ接続されており、また、浄水供給流路５０から分岐した分岐浄水供給流路５３が、フローセル１１の流入口１１Ａに接続されている。ろ過槽２，３の下部から供給される浄水は、ろ過槽２，３をそれぞれ個別に逆流洗浄するために用いられ、フローセル１１の流入口１１Ａに供給される浄水は、フローセル１１内の洗浄とフローセル１１内に浄水を流通させてゼロ校正を行うために用いられる。

浄水供給流路５０と分岐原水供給流路３１，３２には、それぞれ手動の開閉弁Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３が設けられている。分岐浄水供給流路５１，５２，５３には、それぞれ前述した制御弁ＳＶ１，ＳＶ２，ＳＶ３が設けられており、試料水供給流路３３，３４には、前述した制御弁ＳＶ４，ＳＶ５がそれぞれ設けられている。また、分岐浄水供給流路５３には、手動の流量調整弁Ｖ４が設けられている。図２におけるＲは、レジューサを示しており、ＲＧは減圧弁を示している。

図３には、ろ過槽付き色度計１の動作タイミングチャートを示している。運転中は、図２に示した手動の開閉弁Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３及び手動の流量調整弁Ｖ４は、常時「開」状態にする。開閉弁Ｖ２，Ｖ３が「開」になっているので、試料水（原水）は、分岐原水供給流路３１，３２を通って常時ろ過槽２，３に供給され続ける。そして、溢れた試料水（オーバーフロー）は、ろ過槽２，３の上部より排水流路４１，４２を通って排水される。また、ろ過槽２，３の下部には、レジューサＲにより僅かではあるがろ過された水が排出され続けている。これを図２においては「捨水」と示している。

先ず、１サイクルの最初に、制御弁ＳＶ３を「開」にして浄水をフローセル１１に流入させ、フローセル１１の内部洗浄を行う。フローセル１１上部の排出口１１Ｂは大気開放されているので、一定時間浄水が排水流路４０を経由して流れ出る。一定時間経過後、光源（ＬＥＤ）１０を点灯して、ゼロ校正を実施し、ろ過槽付き色度計１の色度測定におけるゼロベースを設定する（図３にける１サイクルの「Ａ」区間参照）。

次に、制御弁ＳＶ３を「閉」にして、制御弁ＳＶ４，ＳＶ５を「開」にすることで、ろ過槽２，３でろ過された試料水をフローセル１１に供給する。流入口１１Ａに供給された試料水は、フローセル１１内を通過して排出口１１Ｂから排出される。制御弁ＳＶ３を「閉」にして制御弁ＳＶ４，ＳＶ５を「開」にしてから、一定時間ｔ経過後に、再び光源１０を点灯し、ろ過槽２，３でろ過された試料水の色度を測定する（図３における１サイクルの「Ｂ」区間参照）。

そして、次のタイミング（図３における１サイクルの「Ｃ」区間）で、一つのろ過槽２の下部に接続された試料水供給流路３３における制御弁ＳＶ４を「閉」して、分岐浄水供給流路５１における制御弁ＳＶ１を「開」にすることで、ろ過槽２の逆流洗浄を行う。この逆流洗浄では、ろ過槽２の下部からろ過槽２内に浄水が勢いよく流入し、この浄水によってろ過槽２内のろ過砂が攪拌されて洗浄される。この洗浄で汚れた水はろ過槽２上部からオーバーフローして排出流路４１を経由して排出される。

このろ過槽２に対する逆流洗浄の間（図３における１サイクルの「Ｃ」区間）、他方のろ過槽３の下部に接続された試料水供給流路３４における制御弁ＳＶ５は「開」状態を維持しているので、ろ過槽３でろ過された試料水はフローセル１１内に供給され続けている。これによって、ろ過槽２の逆流洗浄が行われている間も試料水の色度測定は継続されている。

その後は、図３における１サイクルの「Ｄ」区間に示すように、一定時間、制御弁ＳＶ４，ＳＶ５が共に「開」になり、両方のろ過槽２，３でろ過された試料水がフローセル１１に供給されて、試料水の色度測定が引き続き継続される。

その次のタイミング（図３における１サイクルの「Ｅ」区間）で、ろ過槽３の下部に接続された試料水供給流路３４における制御弁ＳＶ５を「閉」にして、分岐浄水供給流路５２における制御弁ＳＶ２を「開」にすることで、ろ過槽３の逆流洗浄を行う。この逆流洗浄では、ろ過槽２の場合と同様に、下部からろ過槽３内に浄水が勢いよく流入し、この浄水によってろ過槽３内のろ過砂が攪拌されて洗浄される。この洗浄で汚れた水はろ過槽３上部からオーバーフローして排出流路４２を経由して排出される。

このろ過槽３に対する逆流洗浄の間（図３における１サイクルの「Ｅ」区間）、他方のろ過槽２の下部に接続された試料水供給流路３３における制御弁ＳＶ４は「開」状態を維持しているので、ろ過槽２でろ過された試料水はフローセル１１内に供給され続けている。これによって、ろ過槽３の逆流洗浄が行われている間も試料水の色度測定は継続されている。

以上の１サイクルが終了すると、次のサイクルの「Ａ」区間に入り、前述したように、制御弁ＳＶ３を「開」にして浄水をフローセル１１に流入させ、フローセル１１の内部洗浄を行い、一定時間経過後、光源（ＬＥＤ）１０を点灯して、ゼロ校正を実施する。「Ａ」区間の前半では、制御部５の演算処理装置（ＣＰＵ）は、色度の測定を一時中断している。そして、「Ａ」区間の後半の一定時間でゼロ校正が行われる。

このようなサイクルで、ろ過槽２とろ過槽３の逆流洗浄が行われる区間は、重ならないように制御されているので、１サイクル中で、フローセル１１内の洗浄とゼロ校正が行われている区間（「Ａ」区間）以外は、常時、ろ過された試料水の色度測定が継続されている。なお、開閉弁Ｖ２，Ｖ３は、運転中は常時開放されているので、試料水（原水）はろ過槽２，３に供給され続けている。よって、フローセル１１内とゼロ校正が行われている区間（「Ａ」区間）は、試料水はレジューサＲを経由して捨水として排出されている。

このようなろ過槽付き色度計１は、ろ過装置と色度計が別装置になっている従来技術と比較すると、一つの支持枠７にろ過槽２，３と色度測定部４を一体に装着していることで、設置スペースを大幅に削減することができる。また、支持枠７内でろ過槽２，３と色度測定部４とを同等の高さに配備したとしても、ろ過槽２，３内の水面に対して排出流路４０の排出端を低くするだけで、ろ過槽２，３でろ過された試料水が自然落下でフローセル１１に接続された排水流路４０を通って排水されるので、設置レイアウトの制限を無くすことができる。

また、このろ過槽付き色度計１は、原水供給流路３０に原水を供給して、浄水供給流路５０に浄水（水道水）を供給するだけで、その後の動作を自動運転することができる。これにより、面倒でコストの掛かる配管工事を不要にすることができる。

そして、ろ過槽付き色度計１は、ろ過槽２，３からフローセル１１に供給される試料水の流れと、ろ過槽２，３とフローセル１１への浄水の流れを、制御部５が一括管理しているので、ろ過槽２，３やフローセル１１を定期的に洗浄するメンテナンスを行いながら、試料の色度計測を効率的に継続させることができる。このように定期的なメンテナンスを行いながら、色度計測の継続運転を自動化することで、維持管理費用を大幅に削減することができる。

また、制御部５は、ろ過槽２，３のそれぞれを浄水で逆流洗浄するタイミングが重ならないように、制御弁ＳＶ１，ＳＶ２を制御すると共に、フローセル１１を浄水で洗浄するタイミングとろ過槽２，３を逆流洗浄するタイミングとが重ならないように、制御弁ＳＶ１〜ＳＶ３を制御しているので、所定圧力の浄水の供給圧を効率的に利用して、各ろ過槽２，３の逆流洗浄とフローセル１１内の洗浄を定期的に行うことができる。

１：ろ過槽付き色度計，２，３：ろ過槽，４：色度測定部，５：制御部，
６：制御弁収容部，７：支持枠，
１０：光源，１１：フローセル，１１Ａ：流入口，１１Ｂ：排出口，
１２：受光部，
２０：演算処理装置（ＣＰＵ），２１：増幅・Ａ／Ｄ変換器，
２２：インターフェース，２３：表示器，
３０：原水供給流路，３１，３２：分岐原水供給流路，
３３，３４：試料水供給流路，
４０，４１，４２：排水流路，
５０：浄水供給流路，５１，５２，５３：分岐浄水供給流路，
ＳＶ１，ＳＶ２，ＳＶ３，ＳＶ４，ＳＶ５：制御弁，
Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３：開閉弁，Ｖ４：流量調整弁

このような課題を解決するために、本発明によるろ過槽付き色度計は、以下の構成を具備するものである。
試料水が供給される少なくとも２個のろ過槽と、前記ろ過槽でろ過された試料水が供給されるフローセルを備えた色度測定部と、前記ろ過槽と前記色度測定部を支持する支持枠と、前記ろ過槽でろ過された試料水をそれぞれ前記フローセルに供給する試料水供給流路と、前記ろ過槽の上部からオーバーフローした水を排出する排水流路と、前記ろ過槽の下部にそれぞれ接続されると共に前記フローセルに接続されるように分岐した浄水供給流路と、前記試料水供給流路をそれぞれ開閉すると共に前記浄水供給流路の分岐流路をそれぞれ開閉する複数の制御弁と、前記複数の制御弁を制御する制御部とを備え、前記制御部は、一つの前記ろ過槽から前記フローセルへの試料水の供給を継続しながら、他の前記ろ過槽を浄水で逆流洗浄するように、前記制御弁を制御し、前記支持枠が、前記フローセルに接続された排水流路の排出端が前記ろ過槽の水面より低くなるように前記ろ過槽と前記色度測定部を支持することで、前記ろ過槽でろ過された試料水が自然落下で前記フローセルに接続された排水流路を通って排水されることを特徴とするろ過槽付き色度計。

フローセル１１の排水口１１Ｂには、排水流路４０が接続されている。また、ろ過槽２，３の上部には、オーバーフローした試料水（原水）を排出する排水流路４１，４２が接続されている。

そして、次のタイミング（図３における１サイクルの「Ｃ」区間）で、一つのろ過槽２の下部に接続された試料水供給流路３３における制御弁ＳＶ４を「閉」して、分岐浄水供給流路５１における制御弁ＳＶ１を「開」にすることで、ろ過槽２の逆流洗浄を行う。この逆流洗浄では、ろ過槽２の下部からろ過槽２内に浄水が勢いよく流入し、この浄水によってろ過槽２内のろ過砂が攪拌されて洗浄される。この洗浄で汚れた水はろ過槽２上部からオーバーフローして排水流路４１を経由して排出される。

その次のタイミング（図３における１サイクルの「Ｅ」区間）で、ろ過槽３の下部に接続された試料水供給流路３４における制御弁ＳＶ５を「閉」にして、分岐浄水供給流路５２における制御弁ＳＶ２を「開」にすることで、ろ過槽３の逆流洗浄を行う。この逆流洗浄では、ろ過槽２の場合と同様に、下部からろ過槽３内に浄水が勢いよく流入し、この浄水によってろ過槽３内のろ過砂が攪拌されて洗浄される。この洗浄で汚れた水はろ過槽３上部からオーバーフローして排水流路４２を経由して排出される。

このようなろ過槽付き色度計１は、ろ過装置と色度計が別装置になっている従来技術と比較すると、一つの支持枠７にろ過槽２，３と色度測定部４を一体に装着していることで、設置スペースを大幅に削減することができる。また、支持枠７内でろ過槽２，３と色度測定部４とを同等の高さに配備したとしても、ろ過槽２，３内の水面に対して排水流路４０の排出端を低くするだけで、ろ過槽２，３でろ過された試料水が自然落下でフローセル１１に接続された排水流路４０を通って排水されるので、設置レイアウトの制限を無くすことができる。

Claims (5)

1. 試料水が供給される少なくとも２個のろ過槽と、
   前記ろ過槽でろ過された試料水が供給されるフローセルを備えた色度測定部と、
   前記ろ過槽と前記色度測定部を支持する支持枠と、
   前記ろ過槽でろ過された試料水をそれぞれ前記フローセルに供給する試料水供給流路と、
   前記ろ過槽の下部にそれぞれ接続されると共に前記フローセルに接続されるように分岐した浄水供給流路と、
   前記試料水供給流路をそれぞれ開閉すると共に前記浄水供給流路の分岐流路をそれぞれ開閉する複数の制御弁と、
   前記複数の制御弁を制御する制御部とを備え、
   前記制御部は、
   一つの前記ろ過槽から前記フローセルへの試料水の供給を継続しながら、他の前記ろ過槽を浄水で逆流洗浄するように、前記制御弁を制御することを特徴とするろ過槽付き色度計。
2. 前記制御部は、
   前記試料水供給流路を全て閉にし、前記フローセルに接続された前記浄水供給流路の分岐流路を開にして、前記フローセル内の洗浄を定期的に行うように、前記制御弁を制御することを特徴とする請求項１記載のろ過槽付き色度計。
3. 前記制御部は、前記ろ過槽のそれぞれを浄水で逆流洗浄するタイミングが重ならないように、前記制御弁を制御すると共に、前記フローセルを浄水で洗浄するタイミングと前記ろ過槽を逆流洗浄するタイミングとが重ならないように、前記制御弁を制御することを特徴とする請求項１又は２記載のろ過槽付き色度計。
4. 前記制御部は、
   一つの前記ろ過槽を逆流洗浄するタイミングで、当該ろ過槽の前記試料水供給流路を閉にすることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載のろ過槽付き色度計。
5. 前記支持枠は、前記ろ過槽でろ過された試料水が自然落下で前記フローセルに接続された排水流路を通って排水されるように、前記ろ過槽と前記色度測定部を支持していることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載のろ過槽付き色度計。

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