JP6329007B2 - Cleaning method for floating filter media layer - Google Patents
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Description
本発明は、多数の浮上ろ材よりなる浮上ろ材層を用いて原水をろ過するろ過システムにおいて浮上ろ材層を逆流洗浄する方法に関するものである。 The present invention relates to a method for backwashing a floating filter medium layer in a filtration system that filters raw water using a floating filter medium layer composed of a large number of floating filter media.
従来、下水等の原水をろ過してろ過水を得るろ過システムとして、発泡高分子製の多数の浮上ろ材よりなる浮上ろ材層と、浮上ろ材層の上側に配置されて浮上ろ材の流出を防止するスクリーンと、浮上ろ材層の下側に配置された原水流入口および逆洗排水排出口と、スクリーンの上側に位置するろ過水貯留部とを備えるろ過槽を有する、上向流式のろ過システムが知られている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, as a filtration system that filters raw water such as sewage to obtain filtered water, it is placed above the floating filter media layer made of a large number of foamed filter media made of foamed polymer, and prevents the floating filter media from flowing out. An upward-flow filtration system having a screen, a raw water inlet and a backwash drainage outlet disposed below the floating filter material layer, and a filtration tank having a filtrate storage part located above the screen. It is known (see, for example, Patent Document 1).
そして、浮上ろ材を用いた上記ろ過システムでは、原水流入口から流入した原水を浮上ろ材層に上向流で通水することにより、夾雑物(例えば、ごみ、異物など)や浮遊性懸濁物質が除去されたろ過水を得ている。また、上記ろ過システムでは、例えば、浮上ろ材層のろ過抵抗が大きくなった際、ろ過水貯留部に貯留したろ過水を自然流下させることにより、浮上ろ材層を逆流洗浄(以下「逆洗」と称することがある。)している。具体的には、上記ろ過システムでは、浮上ろ材層を構成する浮上ろ材をろ過水の下向流により下方に展開させ、ろ過の継続に伴い浮上ろ材層に捕捉された夾雑物や浮遊性懸濁物質を除去している。 In the above filtration system using the floating filter medium, the raw water flowing in from the raw water inlet is passed upward through the floating filter medium layer, so that impurities (for example, garbage, foreign substances, etc.) and suspended suspended solids are flown. The filtered water is removed. In the above filtration system, for example, when the filtration resistance of the floating filter medium layer increases, the filtrate layer stored in the filtrate storage section is allowed to flow down naturally, so that the floating filter medium layer is backwashed (hereinafter referred to as “backwash”). Sometimes called). Specifically, in the above filtration system, the floating filter medium constituting the floating filter medium layer is developed downward by the downward flow of the filtered water, and impurities and floating suspensions trapped in the floating filter medium layer as filtration continues. The material is being removed.
ここで、上述した浮上ろ材層の逆流洗浄においては、ろ過水を自然流下させて浮上ろ材を下方に展開させた際に生じる逆洗排水を、逆洗排水排出口からろ過槽外へと排出している。従って、下方に展開させた浮上ろ材が逆洗排水排出口に到達すると、浮上ろ材がろ過槽外に流出してしまうという問題が発生する。そのため、浮上ろ材層を用いたろ過システムでは、浮上ろ材のろ過槽外への流出を抑制しつつ浮上ろ材層を逆洗することが求められている。 Here, in the above-described backwashing of the floating filter medium layer, the backwash drainage generated when the filtered water is allowed to flow naturally and the floating filter medium is expanded downward is discharged from the backwash drainage outlet to the outside of the filtration tank. ing. Therefore, when the floating filter material developed downward reaches the backwash drainage outlet, there arises a problem that the floating filter material flows out of the filtration tank. Therefore, in the filtration system using the floating filter medium layer, it is required to backwash the floating filter medium layer while suppressing the outflow of the floating filter medium to the outside of the filtration tank.
そこで、例えば特許文献2では、浮上ろ材層の下方からの曝気により浮上ろ材の流動を促進しつつ浮上ろ材層を逆洗する際に浮上ろ材の流出を回避する方法として、一端がろ材層上部に連通し、他端がろ過槽外の大気圧下に開口した空気バイパス管を設けるとともに、この空気バイパス管に、気体のみ通過させるはっ水性気体透過膜を設けることで、曝気した空気を効果的にろ過槽外に逃がして逆洗用の水の流入流量と逆洗排水の排水流量とをバランスさせることで、逆洗排水の排出管からろ材が流出するのを阻止する技術が提案されている。 Therefore, for example, in Patent Document 2, as a method of avoiding the outflow of the floating filter medium when backflushing the floating filter medium layer while promoting the flow of the floating filter medium by aeration from below the floating filter medium layer, one end is located above the filter medium layer. An air bypass pipe that communicates and opens at the other end under atmospheric pressure outside the filtration tank is provided, and a water-repellent gas permeable membrane that allows only gas to pass through is provided in the air bypass pipe so that aerated air is effectively removed. A technology has been proposed to prevent the filter medium from flowing out of the discharge pipe of the backwash drainage by balancing the flow rate of the backwash water with the flow rate of the backwash drainage by allowing it to escape outside the filtration tank. .
しかしここで、特許文献2に記載の技術は、空気がろ過槽内に貯留して逆洗用の水の流入流量と逆洗排水の排水流量とのバランスが取れなくなることに起因して生じるろ材の流出を抑制するものであり、逆洗用の水の流入流量の大きさや逆洗排水の排水流量の大きさについては何ら着目していなかった。そのため、特許文献2に記載の技術では、例えば浮上ろ材をより下方に展開させて浮上ろ材層を効果的に洗浄するために下向流の流量を高めた場合などには、浮上ろ材の流出を抑制することはできなかった。 However, the technique described in Patent Document 2 is a filter medium that is generated due to the fact that air is stored in the filtration tank and the flow rate of backwash water inflow and the drainage flow rate of backwash wastewater cannot be balanced. However, no attention has been paid to the magnitude of the inflow flow rate of the backwash water and the drainage flow rate of the backwash drainage. Therefore, in the technique described in Patent Document 2, for example, when the flow rate of the downward flow is increased in order to effectively wash the floating filter layer by deploying the floating filter material further downward, the floating filter medium flows out. It was not possible to suppress it.
一方で、ろ過システムの浮上ろ材層の逆洗においては、浮上ろ材の流出を抑制しつつ浮上ろ材を効果的に下方に展開させて効率的に逆洗を行うことが求められている。 On the other hand, in the backwashing of the floating filter material layer of the filtration system, it is required to efficiently expand the floating filter material downward and efficiently perform the backwash while suppressing the outflow of the floating filter material.
そこで、この発明は、多数の浮上ろ材よりなる浮上ろ材層を用いて原水をろ過するろ過システムにおいて、浮上ろ材がろ過槽外に流出するのを抑制しつつ効果的に浮上ろ材層を逆洗することを可能にする浮上ろ材層の洗浄方法を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention is a filtration system that filters raw water using a floating filter medium layer composed of a large number of floating filter media, and effectively backwashes the floating filter media layer while suppressing the floating filter medium from flowing out of the filtration tank. It is an object of the present invention to provide a method for cleaning a floating filter medium layer that makes it possible.
この発明は、上記課題を有利に解決することを目的とするものであり、本発明の浮上ろ材層の洗浄方法は、浮上ろ材からなる浮上ろ材層と、前記浮上ろ材層の上側に配置されて前記浮上ろ材の流出を防止するスクリーンと、前記スクリーンの上側に設けられたろ過水貯留部と、前記浮上ろ材層より下側に配置された逆洗排水排出口とを備えるろ過槽を有するろ過システムにおける浮上ろ材層の洗浄方法であって、
前記ろ過槽内の水を、前記浮上ろ材が下降する流量で前記逆洗排水排出口から排出する第1逆洗工程と、
前記浮上ろ材が前記逆洗排水排出口よりも上側の所定位置まで到達した際に、前記逆洗排水排出口から排出される逆洗排水の流量を、前記浮上ろ材が停滞するかまたは上昇する流量に変更する第2逆洗工程と、
を含むことを特徴とする。
このように、第1逆洗工程において、ろ過槽内の水を、浮上ろ材が下降する流量で排出すれば、浮上ろ材をより下方に展開することができるため、浮上ろ材層を効果的に逆洗することができる。また、浮上ろ材が所定位置に到達したタイミングで浮上ろ材が停滞または上昇するようにすれば、浮上ろ材を十分に下方に展開させて浮上ろ材層を効果的に洗浄しつつ、浮上ろ材がろ過槽外に流出するのを抑制することができる。
なお、本発明において、「所定位置」とは、逆洗開始前の浮上ろ材層の下端と逆洗排水排出口との間であって、所望のレベルで浮上ろ材の流出を抑制することが可能な位置であり、例えば、「許容可能な浮上ろ材の流出量」、「所望の逆洗効率」、「逆洗排水弁の開度の変更にかかる時間」などを考慮して予め実験またはシミュレーションにより定めることができる。
An object of the present invention is to advantageously solve the above problems, and the method of cleaning a floating filter medium layer according to the present invention includes a floating filter medium layer made of a floating filter medium, and an upper side of the floating filter medium layer. A filtration system having a filtration tank comprising a screen for preventing the floating filter material from flowing out, a filtrate storage part provided on the upper side of the screen, and a backwash drainage outlet disposed below the floating filter material layer. A method for cleaning a floating filter material layer in
A first backwashing step of discharging the water in the filtration tank from the backwash drainage outlet at a flow rate at which the floating filter medium descends;
When the floating filter material reaches a predetermined position above the backwash drainage outlet, the flow rate of the backwash drainage discharged from the backwash drainage outlet is the flow rate at which the floating filter stagnates or rises. A second backwashing step to be changed to
It is characterized by including.
Thus, in the first backwashing step, if the water in the filtration tank is discharged at a flow rate at which the floating filter medium descends, the floating filter medium can be expanded further downward, so that the floating filter medium layer is effectively reversed. Can be washed. In addition, if the floating filter medium is stagnated or raised at the timing when the floating filter medium reaches a predetermined position, the floating filter medium can be sufficiently developed by moving the floating filter medium downward and the floating filter medium is effectively washed. It can suppress flowing out.
In the present invention, the “predetermined position” is between the lower end of the floating filter material layer and the backwash drainage outlet before the start of backwashing, and can suppress the outflow of the floating filter material at a desired level. For example, “allowable amount of floating filter flow out”, “desired backwash efficiency”, “time required to change backwash drain valve opening”, etc. Can be determined.
ここで、本発明の浮上ろ材層の洗浄方法は、前記ろ過システムが、前記逆洗排水排出口から排出される逆洗排水の流量を調整する逆洗排水弁を有し、
前記第1逆洗工程および前記第2逆洗工程では、前記逆洗排水弁を開いて前記ろ過水貯留部内のろ過水の自然流下により前記浮上ろ材層を洗浄し、
前記第2逆洗工程では、前記第1逆洗工程よりも前記逆洗排水弁の開度を小さくする、ことが好ましい。このように、第1逆洗工程よりも第2逆洗工程での逆洗排水弁の開度を小さくした上でろ過水貯留部内のろ過水を自然流下させれば、浮上ろ材がろ過槽外に流出するのを抑制して、省エネルギーで浮上ろ材層を洗浄することができるためである。
Here, in the method for cleaning a floating filter material layer of the present invention, the filtration system has a backwash drain valve that adjusts the flow rate of backwash drainage discharged from the backwash drainage outlet.
In the first backwashing step and the second backwashing step, the floating filter medium layer is washed by natural flow of filtrate in the filtrate storage part by opening the backwash drain valve,
In the second back washing step, it is preferable that the opening degree of the back washing drain valve is made smaller than that in the first back washing step. Thus, if the filtered water in the filtrate storage part is allowed to flow naturally after the opening degree of the backwash drain valve in the second backwash process is made smaller than that in the first backwash process, the floating filter medium is outside the filtration tank. This is because the floating filter medium layer can be washed with energy saving by suppressing the flow to the bottom.
また、本発明の浮上ろ材層の洗浄方法は、前記第2逆洗工程の後に、前記逆洗排水弁の開度を前記第2逆洗工程よりも大きくする第3逆洗工程を更に含むことが好ましい。浮上ろ材層をろ過水貯留部内のろ過水の自然流下により逆洗する場合においては、ろ過水貯留部の水位の低下に伴って逆洗排水の流量が次第に低下するところ、上述した第3逆洗工程を第2逆洗工程の後に設ければ、逆洗排水の流量の低下を抑制ないし防止して、浮上ろ材層の効果的な洗浄を継続することができるためである。 Moreover, the washing | cleaning method of the floating filter material layer of this invention further includes the 3rd backwash process which makes the opening degree of the said backwash drain valve larger than the said 2nd backwash process after the said 2nd backwash process. Is preferred. In the case where the floating filter material layer is backwashed by the natural flow of filtered water in the filtrate storage section, the flow of backwash drainage gradually decreases as the water level in the filtrate storage section decreases. This is because if the step is provided after the second backwashing step, it is possible to suppress or prevent a decrease in the flow rate of the backwash wastewater and to continue the effective cleaning of the floating filter material layer.
更に、本発明の浮上ろ材層の洗浄方法は、前記第3逆洗工程で、前記ろ過水貯留部内のろ過水の水位の低下に対応させて前記逆洗排水弁の開度を増加させることが好ましい。逆洗排水弁の開度をろ過水貯留部の水位の低下に対応させて増加させれば、ろ過水の自然流下により浮上ろ材層を逆洗する場合であっても、逆洗排水の流量をより均一化して、浮上ろ材層をより効果的に洗浄することができるためである。 Furthermore, the method for cleaning a floating filter material layer of the present invention may increase the degree of opening of the backwash drain valve in the third backwash process in response to a decrease in the level of filtrate water in the filtrate storage part. preferable. If the opening of the backwash drain valve is increased in response to a decrease in the water level in the filtered water reservoir, the flow rate of the backwash drainage can be reduced even if the floating filter layer is backwashed by the natural flow of filtered water. This is because the floated filter material layer can be more effectively washed and more effectively cleaned.
また、本発明の浮上ろ材層の洗浄方法においては、前記所定位置への前記浮上ろ材の到達を、接触式センサ、光学式センサまたは超音波式センサを用いて検出することが好ましい。接触式センサ、光学式センサまたは超音波式センサを用いれば、ろ過の継続により浮上ろ材の密度等の性状が変化したとしても、所定位置への到達をより確実に検出することができるためである。 In the method for cleaning a floating filter medium layer of the present invention, it is preferable to detect the arrival of the floating filter medium at the predetermined position using a contact sensor, an optical sensor, or an ultrasonic sensor. This is because if a contact sensor, an optical sensor, or an ultrasonic sensor is used, the arrival at a predetermined position can be detected more reliably even if properties such as the density of the floating filter medium change due to continuation of filtration. .
更に、本発明の浮上ろ材層の洗浄方法においては、前記所定位置への前記浮上ろ材の到達を、前記ろ過水貯留部の水位の変化を用いて検出することも好ましい。ろ過水貯留部の水位の変化を用いれば、所定位置への浮上ろ材の到達をより安定的に検出することができるためである。 Furthermore, in the method for cleaning a floating filter medium layer of the present invention, it is also preferable to detect the arrival of the floating filter medium at the predetermined position using a change in the water level of the filtrate storage section. This is because if the change in the water level of the filtrate storage part is used, the arrival of the floating filter medium at the predetermined position can be detected more stably.
本発明の浮上ろ材層の洗浄方法によれば、多数の浮上ろ材よりなる浮上ろ材層を用いて原水をろ過するろ過システムにおいて、浮上ろ材がろ過槽外に流出するのを抑制しつつ効果的に浮上ろ材層を逆洗することができる。 According to the method for cleaning a floating filter medium layer of the present invention, in a filtration system that filters raw water using a floating filter medium layer made of a large number of floating filter media, the floating filter medium is effectively prevented from flowing out of the filtration tank. The floating filter material layer can be backwashed.
以下、本発明の実施の形態を、図面に基づき詳細に説明する。なお、各図において同一の符号を付したものは、同一の構成要素を示すものとする。
本発明の浮上ろ材層の洗浄方法が行われるろ過システムは、特に限定されることなく、下水処理、産業排水処理、上水処理および用水処理等に用いることができるものである。具体的には、前記ろ過システムは、例えば、下水処理場において下水をろ過処理する際に用いることができる。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, what attached | subjected the same code | symbol in each figure shall show the same component.
The filtration system in which the method for washing a floating filter material layer of the present invention is performed is not particularly limited, and can be used for sewage treatment, industrial wastewater treatment, water treatment, water treatment, and the like. Specifically, the filtration system can be used, for example, when filtering sewage at a sewage treatment plant.
ここで、図1に示すように、本発明の浮上ろ材層の洗浄方法の一例を実施し得るろ過システム100は、原水をろ過してろ過水を得るためのろ過槽10を備えている。そして、ろ過槽10には、スクリーン11と、スクリーン11で支持された多数の浮上ろ材からなる浮上ろ材層12と、浮上ろ材層12の下側に設置された原水流入口13と、浮上ろ材層12より下側に配置された複数の逆洗排水排出口14と、スクリーン11の上側に設けられたろ過水貯留部15と、スクリーン11の上側に設けられたろ過水流出口16とが配置されている。
Here, as shown in FIG. 1, the
更に、ろ過システム100は、ろ過槽10内において浮上ろ材が所定位置に到達したことを検出する第1センサ18と、ろ過水貯留部15の水位を測定する第2センサ19と、これらセンサからの情報を受けて後述する逆洗排水弁62の開度を制御する制御装置70とを備えている。また、ろ過システム100は、空気噴出部51と、空気噴出部51に空気を供給する空気供給源としてのブロア54と、ブロア54と空気噴出部51とを連結する空気供給配管52と、空気供給配管52に設けられた空気供給配管弁53とで構成された、浮上ろ材層12の逆流洗浄時に曝気により浮上ろ材の流動性を向上させるためのろ材分散機構55を有している。
Further, the
ここで、浮上ろ材層を構成する浮上ろ材とは、原水よりも比重の小さい(即ち、原水中で浮く)ろ材である。そして、このろ過システム100では、浮上ろ材として、特許文献1に記載の発泡高分子製の粒子状の浮上ろ材等の既知の浮上ろ材を用いることができる。
Here, the floating filter medium constituting the floating filter medium layer is a filter medium having a specific gravity smaller than that of the raw water (that is, floating in the raw water). And in this
また、浮上ろ材層12の上側に配置するスクリーン11としては、浮上ろ材がろ過水流出口16から流出するのを防止し得るスクリーンであれば特に制限はされず、例えば、図4(a)に断面を示すような、多数の開口部200を有するパンチングメタル等を用いることができる。
ここで、図4(a)に示すように、一般的なパンチングメタルは、非開口部分の表面が平面状になっている。そのため、このようなパンチングメタルをスクリーン11として用いると、浮上ろ材層12の逆流洗浄時の曝気などにより微細な砂粒等がスクリーン11を通過した場合に、通過した砂粒等がスクリーン11上に堆積してろ過水貯留部15に滞留することがある。そこで、スクリーン11としては、例えば、下面の開口径が上面の開口径よりも小さな、すり鉢状の開口部を有するプラスチック製プレートを用いることが好ましい(図4(b))。かかるプレートを、開口径が大きい側が上側となるようにしてスクリーン11として用いれば、すり鉢状の開口部の傾斜により砂粒がろ過水貯留部15に滞留するのを抑制することができるとともに、浮上ろ材層の逆洗時に容易に砂粒をスクリーン11に通過させ、排出することができる。
Further, the screen 11 disposed on the upper side of the floating
Here, as shown to Fig.4 (a), as for the general punching metal, the surface of the non-opening part is planar. Therefore, when such punching metal is used as the screen 11, when fine sand particles pass through the screen 11 due to aeration at the time of backwashing of the floating
なお、浮上ろ材層12は、所定の高さまで水を入れたろ過槽10内に多数の浮上ろ材12Aを投入した後、投入した浮上ろ材12Aの上側にスクリーン11を設置することにより、ろ過槽10内に設けることができる。
The floating
第1センサ18は、浮上ろ材層12の逆洗時に浮上ろ材の流出を抑制するために使用されるものであり、逆洗開始前の浮上ろ材層12の下端と逆洗排水排出口14との間の所定位置(図示例では逆洗排水排出口14の設置位置から上方に高さh1の位置)に設置されている。具体的には、第1センサ18は、「許容可能な浮上ろ材の流出量」、「所望の逆洗効率」、「逆洗排水弁62の開度の変更にかかる時間」などを考慮して予め実験またはシミュレーションにより定められた位置に設けられている。なお、第1センサ18が検出した内容は、制御装置70へと送られている。
そして、第1センサ18としては、特に制限はされず、ろ過槽10内において浮上ろ材が所定位置に到達したことを検出することができる既知のセンサを適宜選択して用いることができるが、接触式センサ、光学式センサまたは超音波式センサ(以下、これらをまとめて「物理センサ」と称することがある。)を用いることが好ましい。通常、浮上ろ材の密度等の性状はろ過の継続により経時的に変化するため、逆洗排水の流量や逆洗に費やす時間などからの推測では、浮上ろ材の所定位置への到達を正確に検出することが困難である。しかしながら、接触式センサ、光学式センサまたは超音波式センサ(物理センサ)を用いれば、浮上ろ材の密度等の性状が経時的に変化したとしても、所定位置への到達をより確実に検出することができる。ここで、接触式センサとしては、例えば、ろ過槽10内において浮上ろ材が下降するのに伴って下方に移動することができるフロートを有し、当該フロート内のマグネット等により当該フロートが所定位置へ到達したことを検出するフロート式センサを用いることができる。光学式センサとしては、例えば、夾雑物や浮遊性懸濁物質では大きく散乱しないが浮上ろ材では散乱するような強度のレーザー光を照射するレーザー光源と、レーザー光の散乱強度を検出する検出器とを利用した光散乱センサを用いることができる。超音波式センサとしては、例えば、ろ過槽10内の高さ方向に超音波を送受信する超音波送受信器と、かかる超音波の送信から受信までの時間を用いて超音波送受信器と浮上ろ材との距離を算出する算出器とを利用したセンサを用いることができる。
なお、第1センサ18は、ろ過槽10内において浮上ろ材が所定位置に到達したことを検出することができれば、ろ過槽10内の任意の位置に取り付けることができる。
The
The
In addition, the
第2センサ19としては、特に制限はされず、ろ過水貯留部15の水位を測定することができる既知の水位計を適宜選択して用いることができる。そして、第2センサ19の測定値は、制御装置70へと送られている。
なお、第2センサ19は、ろ過水貯留部15の水位を測定することができれば、ろ過槽10内の任意の位置に取り付けることができる。
There is no restriction | limiting in particular as the
In addition, the
ろ材分散機構55は、以下で詳述する浮上ろ材層12の逆流洗浄時に、浮上ろ材12Aを分散させ、浮上ろ材層12の洗浄効率を向上させるためのものである。具体的には、浮上ろ材層12の逆洗時の任意のタイミングで、空気供給配管弁53を開き、ブロア54を運転させることにより、空気噴出部51から上方に向けて空気を噴出させ、浮上ろ材12Aを分散させるものである。
なお、ろ材分散機構55を構成する空気噴出部51は、スクリーン11の下側の浮上ろ材に対して空気を噴き付けることができれば、任意の位置に設置することができ、また、任意の形状とすることができる。また、空気供給配管弁53の開閉並びにブロア54の起動および停止は、制御装置70で制御することもできる。
The filter
In addition, if the
また、このろ過システム100では、ろ過槽10の下部に位置する複数の(図1では6つの)逆洗排水排出口14は、浮上ろ材層12の逆洗時にろ過槽10から逆洗排水を排出する逆洗排水配管61に接続されており、逆洗排水配管61は、図示しない逆洗排水処理設備まで延在している。なお、逆洗排水配管61は、開度の調整が可能な逆洗排水弁62を有している。
Further, in this
従って、このろ過システム100では、逆洗排水弁62を開くことにより、逆洗排水配管61を介してろ過槽10内の水をろ過槽10外へと送出することができる。
なお、逆洗排水配管61の経路や管径、および逆洗排水弁62のバルブ径は、ろ過水貯留部15の水位がろ過水流出口16の位置にある場合において、逆洗排水弁62の開度を100%にしてろ過槽10内の水を送出する際に、少なくとも浮上ろ材層12を構成する浮上ろ材がろ過槽10内で下降するように構成されている必要がある。
Therefore, in this
The path and pipe diameter of the
また、ろ過システム100の制御装置70は、第1センサまたは第2センサからの信号に基づいて、逆洗排水弁62の開度を制御する。
Moreover, the
そして、このろ過システム100では、以下のようにして、原水をろ過槽10の浮上ろ材層12でろ過する。また、このろ過システム100では、定期的に、或いは、ろ過抵抗が所定値以上に上昇したときに、以下に詳述する第1逆洗工程、第2逆洗工程および第3逆洗工程を経ることにより、ろ過槽10内の浮上ろ材層12を洗浄する。
And in this
<原水のろ過操作>
図1に示すように、ろ過システム100では、原水配管弁42を開き、空気供給配管弁53および逆洗配水弁62を閉じた状態で、原水をろ過槽10の下部へと送水し、浮上ろ材層12に原水を上向流で通水して、ろ過水を得る。そして、得られたろ過水は、ろ過水貯留部15内を上向流で流れた後、ろ過水流出口16を介して河川等へ放流される。
<Raw water filtration operation>
As shown in FIG. 1, in the
<浮上ろ材層の洗浄操作>
そして、ろ過システム100では、定期的に、或いは、原水のろ過を継続することによってろ過抵抗が所定値以上に上昇したときに、原水配管弁42を閉じて浮上ろ材層12による原水のろ過を終了する。その後、以下の工程を経ることで、ろ過槽10内の浮上ろ材層12を洗浄する。
<Cleaning operation of floating filter material layer>
And in the
(第1逆洗工程)
このろ過システム100では、原水のろ過を終了した後、逆洗排水弁62の開度を所定の開度(第1開度)としての100%に設定し、ろ過槽10内の水を自然流下させて、かかる水を逆洗排水として逆洗排水排出口14から排出する(図2A)。このとき、浮上ろ材層12の上部から下部へと通過することになるろ過槽10内の水は、浮上ろ材層12の洗浄水(逆洗水)として機能し、当該洗浄水により、浮上ろ材層12が洗浄される。なお、本明細書において「逆洗排水」とは、ろ過槽10から逆洗排水排出口14を経由してろ過槽10外に排出される水を指す。
具体的には、図3に示すように、原水のろ過操作終了時には0%であった逆洗排水弁62の開度を変えることで浮上ろ材層12の洗浄操作を開始し、当該開度を100%に向けて上げ始める。なお、時間t1には、ろ過槽10内で浮上ろ材12Aが下降し始め、ここから第1逆洗工程が開始される。そして、時間T1に、逆洗排水弁62の開度が第1開度としての100%に達する。その後は、浮上ろ材12Aが後述する所定位置に到達するまで、第1逆洗工程を継続する。
(First backwash process)
In this
Specifically, as shown in FIG. 3, the cleaning operation of the floating
ここで、逆洗排水弁62の第1開度は、浮上ろ材層12を構成する浮上ろ材12Aが、ろ過槽10の水中で下降するような流量となる開度である。従って、ろ過システム100における第1逆洗工程では、洗浄水が浮上ろ材層12の上部から下部へと通過しつつ、浮上ろ材12Aがろ過槽10の水中でより下方に展開するため、浮上ろ材層12を効果的に逆洗することができる。
なお、本明細書において「浮上ろ材が下降する」とは、ろ過槽10内の水の下向流により生じる力が浮上ろ材12Aの浮力に勝ることにより、浮上ろ材12Aからなる浮上ろ材層12の下端のろ過槽10の底部からの高さが少なくとも低下することを包含する。
Here, the first opening degree of the
In this specification, “the floating filter medium descends” means that the force generated by the downward flow of water in the
また、第1逆洗工程における逆洗排水弁62の第1開度は、浮上ろ材12Aが下降し続ければ特に制限はされず、浮上ろ材が所定位置に到達するまでの時間を考慮して決定することができる。具体的に、第1逆洗工程における逆洗排水弁62の第1開度は、逆洗排水配管61の管径を十分に活用する観点および浮上ろ材12Aの逆洗効率を高める観点からは、全開を100%としたときの流路の断面積比で80〜100%であることが好ましく、100%であることがより好ましい。
Further, the first opening degree of the
ここで、このろ過システム100では、ろ過時には、原水を浮上ろ材層12に上向流で通水するため、浮上ろ材層12を構成する浮上ろ材12Aはスクリーン11側に向かって圧密され、第1逆洗工程の開始時には、浮上ろ材12Aは塊状のまま下方へ展開し得る。そこで、このろ過システム100では、第1逆洗工程の開始直後に、浮上ろ材12Aに対して空気噴出部51から空気を所定の時間だけ噴きつけ、ろ過工程によってスクリーン11側に向かって圧密された浮上ろ材12Aを分散させ、浮上ろ材層12の洗浄効率を向上させることができる。
なお、空気噴出部51からの空気の噴きつけは、浮上ろ材12Aが後述の所定位置に到達するまでには終了することが好ましい。
Here, in this
In addition, it is preferable to complete | finish the blowing of the air from the
(第2逆洗工程)
第1逆洗工程でろ過槽10内を下降し続ける浮上ろ材12Aは、いずれ、所定位置としての、逆洗排水排出口14の設置位置から上方に高さh1の位置に到達する(図2B)。そして、その際に、浮上ろ材層12を構成する浮上ろ材12Aがろ過槽10の水中で停滞するかまたは上昇する流量に変更されるように逆洗排水弁62を所定の開度(第2開度)としての70%に設定し、引き続き、ろ過槽10内の水を逆洗排水として逆洗排水排出口14から排出する。このときも、浮上ろ材層12の上部から下部へと通過することになるろ過槽10内の水は、浮上ろ材層12の洗浄水(逆洗水)として機能し、当該洗浄水により、浮上ろ材層12が洗浄される。
具体的には、図3に示される、逆洗排水弁62の開度が100%となった後の時間t2に、浮上ろ材12Aが所定位置に到達したことを第1センサ18が検出する。そして、当該第1センサ18による検出に基づき、制御装置70が逆洗排水弁62の開度を70%に向けて下げ始め、第2逆洗工程が開始される。そして、時間t2の後の時間T2に、逆洗排水弁62の開度が第2開度としての70%に達する。ここで、第2逆洗工程開始後は、逆洗排水弁62の開度を小さくしており、また、ろ過水貯留部15の水位は低下し続けているため、逆洗排水の流量は低減することとなる。そして、時間t2と後述する時間t3との間の時間(図示せず)に、浮上ろ材層12を構成する浮上ろ材12Aが水中で停滞するかまたは上昇し始める。
(Second backwash process)
Floating
Specifically, as shown in FIG. 3, the time t 2 after the opening of the
なお、「所定位置」とは、逆洗開始前の浮上ろ材層12の下端と逆洗排水排出口14との間であって、所望のレベルで浮上ろ材12Aの流出を抑制することが可能な位置としてあらかじめ定めた位置である。また、「所定位置」は、「許容可能な浮上ろ材12Aの流出量」、「所望の逆洗効率」、「逆洗排水弁62の開度の変更にかかる時間」などを考慮して予め実験またはシミュレーションにより定めることができ、例えば、逆洗排水排出口14の設置位置から上方に、スクリーン11の下端と逆洗排水排出口14の設置位置の間隔の10〜50%の高さの位置、好ましくは10〜20%の高さの位置とすることができる。
従って、ろ過システム100における第2逆洗工程では、浮上ろ材層12を効果的に洗浄しつつ、浮上ろ材12Aがろ過槽10外に流出するのを抑制することができる。
ここで、本明細書において「浮上ろ材が停滞するかまたは上昇する」とは、ろ過槽10内の水の下向流により生じる力が、浮上ろ材12Aの浮力とつり合うかまたは浮上ろ材12Aの浮力に劣ることにより、浮上ろ材12Aからなる浮上ろ材層12の下端のろ過槽10の底部からの高さが少なくとも保持されるかまたは上昇することを包含する。
The “predetermined position” is between the lower end of the floating
Therefore, in the 2nd back washing process in the
Here, in this specification, “the floating filter medium stagnates or rises” means that the force generated by the downward flow of water in the
なお、所定位置への浮上ろ材12Aの到達に関し、上記一例では、第1センサ18により検出したが、第2センサ19によりろ過水貯留部15の水位を測定し、当該水位の変化を用いて検出することもできる。即ち、例えば、逆洗排水弁62を開けて第1逆洗工程を開始してから、浮上ろ材12Aが逆洗排水排出口14を介してろ過槽10外に流出し始めるまでのろ過水貯留部15の水位の経時的な変化をあらかじめ解析し、かかる解析の結果に基づいて、浮上ろ材12Aが所定位置へ到達したことを推定的に検出することもできる。このように、ろ過水貯留部15の水位の変化を用いれば、所定位置への浮上ろ材12Aの到達の検出をより安定的に行うことができる。
特に、所定位置への浮上ろ材12Aの到達をより確実に検出する観点からは、物理センサとしての第1センサ18、および、ろ過水貯留部15の水位を測定する第2センサ19の両方を用い、いずれも上述した方法に従い、浮上ろ材12Aの所定位置への到達を検出することがより好ましい。この場合には、例えば、新品の浮上ろ材12Aの使用を開始した後、ろ過の継続により浮上ろ材12Aの密度が変化し得る期間として任意に決定した期間(例えば、12〜24ヶ月間)が経過するまでは、物理センサとしての第1センサ18による検出結果を優先的に採用し、その間、当該検出結果と第2センサ19により測定されるろ過水貯留部15の水位の変化との関連性を解析しておき、そして、当該期間が経過した後は、前記解析の結果に基づいて第2センサ19による検出結果を優先的に採用し、物理センサは浮上ろ材12Aが大量に流出するのを防止するための安全装置として機能させるように、制御装置70を適宜構成することができる。
In addition, regarding the arrival of the floating
In particular, from the viewpoint of more reliably detecting the arrival of the floating
また、第2逆洗工程における逆洗排水弁62の第2開度は、ろ過槽10内で所定位置に到達した浮上ろ材12Aが停滞するかまたは上昇するような流量となる開度であって、かつ、第1逆洗工程の最後の開度よりも小さい開度である必要がある。かかる第2開度は、例えば、第2逆洗工程が開始される状態で、浮上ろ材12Aが停滞する開度を、ろ過水貯留部15の水位を考慮しつつ実験またはシミュレーションによりあらかじめ解析して、かかる解析の結果に基づいて決定することができる。具体的に、第2逆洗工程における逆洗排水弁62の第2開度は、例えば、全開を100%としたときの流路の断面積比で70〜90%とすることができる。
In addition, the second opening degree of the
(第3逆洗工程)
ここで、第2逆洗工程における逆洗排水弁62の開度を第2開度で保持した場合には、ろ過水貯留部15の水位の低下に伴って圧力(水頭圧)が低下するため、逆洗排水の流量が次第に低下する。一方、逆洗時において、ろ過槽10内の水が浮上ろ材層12を通過する速さは、浮上ろ材12Aが流出しない限り速いほうがいい。そこで、このろ過システム100では、逆洗排水弁62を第2開度に設定した後、第3逆洗工程として、浮上ろ材12Aが所定位置に到達しない範囲で逆洗排水弁62の開度を第2開度よりも大きくして、ろ過水貯留部15内のろ過水の自然流下により浮上ろ材層12を洗浄する。
具体的には、図3に示される時間t3に、70%であった逆洗排水弁62の開度を100%に向けて上げ始め、第3逆洗工程が開始される。
このように、ろ過水貯留部15の水位が一定程度低下した第2逆洗工程の後に逆洗排水弁62の開度を第2逆洗工程時よりも大きくすれば、逆洗排水の流量の低下が抑制ないし防止されて、浮上ろ材層12の効果的な洗浄を継続することができる。
(Third backwashing process)
Here, when the opening degree of the
More specifically, the time t 3 when shown in Figure 3, the opening of the
Thus, if the opening degree of the
なお、水頭圧の低下に伴う逆洗排水の流量の低下は、ろ過水貯留部15の貯留容積が小さい場合、特に、ろ過槽10におけるスクリーン11より下側の容積に対するろ過水貯留部15の最大貯留容積の比(ろ過水貯留部の最大貯留容積/スクリーンより下側の容積)が1.0以下の場合に顕著である。従って、当該比が1.0以下の場合には、第3逆洗工程を実施することが特に好ましい。
In addition, the reduction | decrease in the flow volume of the backwash waste_water | drain accompanying the fall of a head pressure is the maximum of the filtrate
ここで、逆洗排水弁62の開度を第2逆洗工程における第2開度よりも大きくするタイミング(図3におけるt3)としては、浮上ろ材12Aが所定位置に到達していることが第1センサ18によって検出されていない限り、特に制限はされず、例えば、あらかじめ決めておいた第2逆洗工程の実施時間が経過した時や、第2センサ19により測定されるろ過水貯留部15の水位が所定水位(この水位を、図2Cでh2として示す)以下となった時、などとすることができる。ここで、ろ過水貯留部15おける「所定水位」としては、例えば、スクリーン11の上面から上方に高さ50〜100cmの位置とすることができる。
そして、このろ過システム100において、逆洗排水弁62の第2開度からの開度の変更は、タイマー機能により、またはセンサによる検出に基づいて、制御装置70が行うことができる。
Here, as a timing for making the opening degree of the
And in this
ここで、第3逆洗工程における逆洗排水弁62の開度は、第2逆洗工程時の第2開度よりも大きく、浮上ろ材12Aが所定位置に再び到達しない範囲であれば、所定の開度(第3開度)で一定としてもよい。具体的に、かかる第3開度は、例えば、全開を100%としたときの流路の断面積比で80〜100%とすることができる。
Here, the opening degree of the
或いは、第3逆洗工程では、第2センサ19により測定されるろ過水貯留部15内のろ過水の水位の低下に対応させて、逆洗排水弁62の開度を100%まで増加させてもよい。ろ過水貯留部15内のろ過水の水位の低下に対応させて逆洗排水弁62の開度を増加させる方法としては、例えば、ろ過水貯留部15内のろ過水の水位が低下しても、逆洗排水の流量が第2逆洗工程の最後の流量±15%の範囲内に収まるように逆洗排水弁62の開度を調整する方法が挙げられる。より具体的には、制御装置70に、ろ過水貯留部15内のろ過水の水位と、逆洗排水弁62の開度と、逆洗排水の流量との関係を予め記憶させておき、第2センサ19により測定されるろ過水の水位および測定された水位における逆洗排水弁62の開度と逆洗排水の流量との相関性に基づき、逆洗排水の流量が第2逆洗工程の最後の流量±15%の範囲内に収まるように逆洗排水弁62の開度を選択する方法が挙げられる。なお、上記相関性は、例えば、トリチェリの定理(側面に小さな穴が空いた液体を入れた容器において、重力加速度をg、液面と穴の高低差をh、液体の流出速度をvとしたときに、v=(2gh)1/2の関係が成り立つ法則)を用いつつ、予めの実測等により得られる補正係数を考慮して求めることができる。
このように、逆洗排水弁62の開度をろ過水の水位の低下に対応させて増加させれば、ろ過槽内の水の排水流量をより均一化して、浮上ろ材層12をより効果的に洗浄することができる。
Alternatively, in the third backwashing step, the opening degree of the
Thus, if the opening degree of the
そして、このろ過システム100では、逆洗排水弁62を閉じ、一連の浮上ろ材層12の洗浄操作を完結する。
具体的には、図3に示すように、所定のタイミングt4で、100%であった逆洗排水弁62の開度を小さくし始めることで第3逆洗工程が終了する。そして、逆洗排水弁62の開度が全閉になると逆洗排水の流量はゼロとなり、一連の浮上ろ材層12の洗浄操作が完了する。その後、任意に、原水のろ過操作と浮上ろ材層12の洗浄操作とを繰り返して行う。
And in this
Specifically, as shown in FIG. 3, at a predetermined timing t 4, the third backwash step is completed by the opening of the
ここで、第3逆洗工程を終了させる前記タイミング(図3におけるt4)としては、特に制限はされず、例えば、第2センサ19により測定されるろ過水貯留部15の水位が所定限界水位以下となった時、などとすることができる。この場合には、図3において、時間t3の後、例えば上述した方法によってろ過水貯留部15内のろ過水の水位の低下に対応させて逆洗排水弁62の開度を上げ始め、時間T3に、逆洗排水弁62の開度が100%に達する。次いで、時間t4に、ろ過水貯留部15の水位が所定限界水位に到達したことを第2センサ19が検出する。そして、当該第2センサ19による検出に基づき、制御装置70が逆洗排水弁62の開度を0%に向けて下げ始め、第3逆洗工程を終了させることとなる。
Here, the timing for ending the third backwashing step (t 4 in FIG. 3) is not particularly limited. For example, the water level of the
なお、ろ過水貯留部15の水位における前記「所定限界水位」は、できるだけ低い方がよい。第1逆洗工程では、ろ材分散機構55を構成する空気噴出部51からの空気の噴きつけにより、浮上ろ材層12に捕捉されていた夾雑物等が、下向流に逆らうようにスクリーン11に乗り上げることがあるが、逆洗操作におけるろ過水貯留部15の最終的な水位をできるだけ低く、例えばスクリーン11の上面よりも低くすれば、スクリーン11に乗り上げられた夾雑物等を逆洗操作によってより効果的に除去することができ、ろ過操作時にろ過水流出口16から流出するろ過水の品質の悪化を抑制することができるからである。
The “predetermined limit water level” at the water level of the
ここで、第3逆洗工程では、第3逆洗工程終了時まで浮上ろ材12Aが所定位置に到達しないように逆洗排水弁62の開度を設定ないし調整するが、万が一、第1センサ18により浮上ろ材12Aが所定位置に到達したことが検出された場合に備え、浮上ろ材12Aがろ過槽10外に流出するのを抑制するための対策をとることが好適である。かかる対策として、例えば、逆洗排水弁62の開度を第3開度に設定した後の第1センサ18による浮上ろ材12Aの所定位置への到達の検出に基づき、逆洗排水弁62を第2開度に再設定して第2逆洗工程を再度繰り返し、所定時間経過後(例えば、逆洗排水弁62の第2開度への設定が完了してから2〜10秒経過後)に、第3逆洗工程に移行するように、あらかじめ制御装置70を構成しておくことができる。
なお、第2逆洗工程時や、第3逆洗工程の後に繰り返される第2逆洗工程時であっても、上述したタイミングになれば、第2逆洗工程を終了し、一連の浮上ろ材層12の洗浄操作を完結するように制御装置70を構成しておくことができる。
Here, in the third backwashing step, the opening degree of the
In addition, even if it is the time of a 2nd backwash process and the time of the 2nd backwash process repeated after a 3rd backwash process, if it becomes the timing mentioned above, a 2nd backwash process will be complete | finished and a series of floating filter media The
以上、一例を用いて本発明の浮上ろ材層の洗浄方法について説明したが、本発明の浮上ろ材層の洗浄方法が行われるろ過システムは、上記一例に限定されることはなく、適宜変更を加えることができる。 As mentioned above, although the washing | cleaning method of the floating filter material layer of this invention was demonstrated using an example, the filtration system in which the washing | cleaning method of the floating filter material layer of this invention is performed is not limited to the said example, and adds a change suitably. be able to.
上記一例のろ過システム100は、浮上ろ材層12の洗浄操作における各工程間の切り替えを制御装置70で制御しているが、制御装置70による制御を用いることなく、マニュアル操作により本発明の浮上ろ材層12の洗浄方法を実施することもできる。具体的には、例えば、原水のろ過操作が終了した後、逆洗排水弁62を第1開度に設定し、浮上ろ材12Aが所定位置に到達したことを第1センサ18が検出した際に逆洗排水弁62を手動で第2開度に設定し、例えば第2センサ19により測定されるろ過水貯留部15の水位が所定水位以下となった際に逆洗排水弁62を手動で第3開度に設定し、第2センサ19により測定されるろ過水貯留部15の水位が所定限界水位に到達したことを第2センサ19が検出した際に逆洗排水弁62を手動で閉じることでも、本発明の浮上ろ材層の洗浄が可能である。
In the
本発明によれば、多数の浮上ろ材よりなる浮上ろ材層を用いて原水をろ過するろ過システムにおいて、浮上ろ材がろ過槽外に流出するのを抑制しつつ効果的に浮上ろ材層を逆洗することができる。 According to the present invention, in a filtration system that filters raw water using a floating filter medium layer composed of a large number of floating filter media, the floating filter medium layer is effectively backwashed while suppressing the floating filter medium from flowing out of the filtration tank. be able to.
10 ろ過槽
11 スクリーン
12 浮上ろ材層
12A 浮上ろ材
13 原水流入口
14 逆洗排水排出口
15 ろ過水貯留部
16 ろ過水流出口
18 第1センサ
19 第2センサ
41 原水配管
42 原水配管弁
51 空気噴出部
52 空気供給配管
53 空気供給配管弁
54 ブロア
55 ろ材分散機構
61 逆洗排水配管
62 逆洗排水弁
70 制御装置
100 ろ過システム
200 開口部
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記ろ過槽内の水を、前記浮上ろ材が下降する流量で、前記浮上ろ材が前記逆洗排水排出口よりも上側の所定位置に到達するまで前記逆洗排水排出口から排出する第1逆洗工程と、
前記浮上ろ材が前記逆洗排水排出口よりも上側の前記所定位置まで到達した際に、前記逆洗排水排出口から排出される逆洗排水の流量を、前記浮上ろ材が停滞するかまたは上昇する流量に低減する第2逆洗工程と、
を含む、浮上ろ材層の洗浄方法。 A floating filter layer made of a floating filter medium, a screen disposed above the floating filter medium layer to prevent the floating filter medium from flowing out, a filtered water storage section provided on the upper side of the screen, and a lower layer than the floating filter medium layer A method for cleaning a floating filter material layer in a filtration system having a filtration tank with a backwash drainage outlet arranged on the side,
A first backwash that discharges water in the filtration tank from the backwash drainage outlet until the floated filter medium reaches a predetermined position above the backwash drainage outlet at a flow rate at which the floating filter medium descends. Process,
When the floating filter medium has reached the predetermined position of the upper than the backwashing water discharge outlet, the flow rate of the backwash waste water discharged from the backwashing water discharge outlet, the floating filter media or increases stagnant A second backwashing step to reduce the flow rate;
A method for cleaning a floating filter medium layer.
前記第1逆洗工程および前記第2逆洗工程では、前記逆洗排水弁を開いて前記ろ過水貯留部内のろ過水の自然流下により前記浮上ろ材層を洗浄し、
前記第2逆洗工程では、前記第1逆洗工程よりも前記逆洗排水弁の開度を小さくする、請求項1に記載の洗浄方法。 The filtration system has a backwash drain valve that adjusts the flow rate of backwash drainage discharged from the backwash drain outlet,
In the first backwashing step and the second backwashing step, the floating filter medium layer is washed by natural flow of filtrate in the filtrate storage part by opening the backwash drain valve,
The cleaning method according to claim 1, wherein in the second backwashing step, the opening degree of the backwash drain valve is made smaller than that in the first backwashing step.
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JP2016000373A (en) | 2016-01-07 |
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