JPH04197484A - 下向流式生物活性炭処理塔の逆洗制御方法 - 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】 Ａ、産業上の利用分野 本発明は、高度浄水処理における下向式生物活性炭処理
塔の活性炭の間隙の目詰まりを除去するための逆洗制御
方法に関する。

Ｂ９発明の概要 本発明は、高度浄水施設の活性炭処理塔を用いた下向流
式生物活性炭処理において、活性炭処理中の活性炭処理
塔内水位が所定レベルに達したことをレベル計により検
出して自動的に逆洗を開始し、逆洗時の活性炭の膨張レ
ベルを界面計により検出してこの膨張レベルを一定に保
持するように逆洗用処理水流速を自動制御し、逆洗を効
率よく自動的に行いうるようにしたものである。

Ｃ０従来の技術 現在、−船釣に行われている浄水プロセスを第２図につ
いて説明する。河川、湖沼から取水した原水が着水井Ａ
に入る。次に、原水中の濁質成分（砂、粘土、藻類糖の
有機物等）を除去する目的で凝集剤を注入・混合する混
和池Ｂをへてフロック形成池Ｃに入る。フロック形成池
Ｃでは、撹拌力と滞留時間により徐々にフロックを成長
させる。

最大成長したフロックは沈澱池りに入り分離され、更に
沈澱池りで除去できない微フロックを濾過池Ｅで除去す
る。

このプロセスで殺藻処理、鉄、マンガン、色度分解・除
去を目的とした塩素処理が組み込まれている。特に、大
都市近郊においては、河川・湖沼の汚濁が著しく、アン
モニアの含有率が高く、更に発ガン性物質のＴＨＭ（）
リハロメタン）の前駆物質であるフミン質を含む色度成
分も高い。高含有の両者に塩素処理を行った場合、アン
モニアと反応してクロラミンを生成し、必要以上の塩素
を消費してしまう。その結果、塩素注入率が高くなりＴ
ＨＭ生成能（ＴＨＭＦＰ）が増大する。この様な背景か
ら近年では、−船釣な浄水プロセスに上述した物質の除
去目的として高度処理を組み込む方式が行われる様にな
ってきた。

高度処理には、塩素処理の代替としてのオゾン単独処理
と健康に有害な微量物質を除去するための活性炭単独処
理がある。更に、この両者の特徴を活かした組合せ処理
もある。Ｆは両者の組合せ処理を行う高度水処理システ
ムで、活性炭処理塔Ｇとオゾン接触塔から構成されてい
る。しかしながら、アンモニアに関しては両者の処理を
行ってもほとんど除去できなく、除去するためには生物
処理（主に硝化菌等）を行わなければならない。

現在行われている生物処理は、取水した原水に空気を送
り曝気処理（好気処理）によって微生物を繁殖させ、微
生物の代謝能によってアンモニアを除去している。しか
しながら、この方式では浄水場の施設に余裕があれば良
好な方式であるが、施設に制限がある場合、この方式を
採用できない。

その結果、最良の手段として考えられた方式が生物活性
炭処理であった。

生物活性炭処理は、高度処理プロセスにおける活性炭処
理の変法で活性炭表面に微生物を繁殖させ、流入水中の
アンモニアを除去し、更に微量有機物も吸着・除去でき
る。この方法は、未だ確立されていない。即ち活性炭の
吸着性（破過：目的対象物質の除去しきい値をこえた時
の通水総量または一定通水量における通水時間）には限
度があり、いかに高効率で長寿命を維持できるかが課題
となっている。

この生物活性炭処理法としては、大別すると処理目的水
を活性炭処理塔の上方から通水する下向流式固定床と下
方から通水する上向流式流動床とがある。それぞれの特
徴としては、前者が目的対象物質の除去効率が高い反面
、ＳＳ成分等によるろ床の閉塞が起こりやすく洗浄周期
が短い。一方、後者は目的対象物質の除去効率が前者と
比較して低い反面、ＳＳ成分等によるろ床の閉塞が起き
にくく、両者には一長一短がある。ろ床の閉塞では、充
填した活性炭の間隙が目詰まりを起こして水頭が上昇し
、通水能力が低下する。

特に活性炭処理に必要不可欠となる逆洗プロセスの制御
方法は、活性炭処理塔の運転管理上重要な技術である。

高度浄水施設において、下向流式生物活性炭処理を用い
る場合、通水の経過とともに活性炭層に蓄積される懸濁
物質及び、活性炭粒子表面に付着する生物膜などにより
流れの抵抗がしだいに増加する。これは、活性炭支持部
上方の水位の上昇として確認される。このように損失水
頭が大きくなると、通水しにくくなるため、活性炭充填
層を洗浄し、流れの抵抗を減少させる逆洗操作が必要に
なる。逆洗の顛度は、活性炭処理水量、処理水中の懸濁
物質等の性質、濃度、活性炭粒子の大きさなどに依存す
る。

第３図は従来の下向流式活性炭処理に逆洗洗浄方式とし
て水洗浄を用いた活性炭処理装置の説明図である。第３
図において、通常の処理フローは処理塔流入水１４を活
性炭処理塔１の上部より流入させて、活性炭支持部３に
より保持された固定層である活性炭充填部２を流下させ
ることにより、有機物質等の除去物質を吸着させて水質
を浄化させる。この活性炭充填部２を通過した処理水は
処理水集水部１３に流入し、処理塔処理水１６として流
出する。活性水処理塔１への流入を継続すると、活性炭
充填部２への処理塔流入水１４の中の有機物等の吸着等
により、流下抵抗が増加し、活性炭充填部２上部の水位
が上昇する。この水位が設定水位レベルに達したことを
維持管理者が確認し、逆洗操作をシステム制御部１２に
より行わせる。

この逆洗時の動作について次に説明する。

逆洗開始とともに、流入水電動弁８と処理水電動弁９を
閉じるとともに、逆洗ポンプ１０を運転し、活性炭処理
塔１の下方より逆洗用の処理塔処理水１５を流入させる
ことにより、水流で活性炭充填部２を膨張させ活性炭粒
子を流動化させて、活性炭充填部２の洗浄を行う。洗浄
排水は活性炭処理塔、１上部から逆洗時排水１８として
排出される。この際、逆洗時の逆洗洗浄速度は使用する
活性炭によって異なり、通常、活性炭充填部２の膨張の
程度、すなわち、層膨張率を３０〜４０％にして行われ
る。例えば、水温２０℃２層膨張率４０％とすれば逆流
洗浄速度は、平均粒径１．５〜１　、７　ｉｎの石炭系
粒状活性炭の場合的５０ｍ／ｈｒとなる。

逆洗時には、逆流洗浄速度をシステム制御部１２に、あ
らかじめ設定しておき、逆洗水流量測定部１７と逆洗ポ
ンプ制御部１１とにより、この設定値になるように逆洗
ポンプ制御部１１が逆洗ポンプ１０の電動機回転数を制
御する。

Ｄ９発明が解決しようとする課題 しかしながら、従来の活性炭処理システムでは、以下の
ような問題点がある。

（１）逆洗の時期を、維持管理者が確認する必要があり
、注意を怠ると通水不能になる可能性がある。また、損
失水頭が上限値に達するかどうかにかかわらず定期的に
逆洗を行う場合でも、通常運転時に損失水頭が上限値を
越えないようにチエツクが必要になる。

（２）逆洗洗浄時に逆流洗浄速度を設定値に調節するだ
けでは、層膨張率を３０〜４０％に設定できない場合が
ある。これは、層膨張率が逆流洗浄速度のみではなく水
温の影響も受けるからである。

（第４図参照９文献名：高度浄水施設技術資料（活性炭
処理施設）昭和６３年３月１日本水道協会） また、層膨張率を大きくすると、逆洗による除去効果以
上に洗浄水を必要とするため、効率が悪く、逆に層膨張
率を小さくしすぎると、逆洗の効果が得られなくなる。

本発明は従来の技術の有するこのような問題点に鑑みて
なされたものであり、その目的とするところは、処理塔
の活性炭の間隙が目詰まると自動的に逆洗を開始すると
共に、所定の層膨張率を維持するように逆洗流速を自動
調節し、効率のよい逆洗が自動的に行いうるようにした
下向流式生物活性炭処理塔の逆洗制御方法を提供するこ
とにある。

Ｅ０課題を解決するための手段 上記目的を達成するために、本発明における下向流式生
物活性炭処理塔の逆洗制御方法は、高度浄水施設の活性
炭処理塔を用いた下向流式生物活性炭処理において、活
性炭処理中の活性炭処理塔内水位が所定レベルに達した
ことをレベル計により検出して自動的に逆洗を開始し、
逆洗時の活性炭の膨張レベルを界面計により検出してこ
の膨張レベルを一定に保持するように逆洗用処理水流速
を自動制御するようにしたものである。

Ｆ０作用 活性炭処理塔内に充填されている活性炭の間隙が目詰ま
りすると、処理塔内を通る流入水の流れが悪くなり、水
位が上昇するので、この水位をレベル計により検出する
ことにより自動的に逆洗用処理水を流し逆洗を開始する
。逆洗が始まると活性炭充填部が膨張する。この膨張レ
ベルを検出してこの膨張レベルが一定となるように逆洗
用処理水流量を制御すれば、一定の効率で逆洗を行うこ
とができる。しかして、界面計のレベル検出位置を適当
に設定することにより効率のよい逆洗を自動的に行うこ
とができる。

Ｇ、実施例 本発明の実施例について第１図を参照して説明する。

第１図は活性炭処理装置の構成図を示す。なお、前記第
３図に示したものと同一構成部分は、同一符号を付して
その重複する説明を省略する。

第１図において、４は活性炭処理塔１の上部の逆洗時水
位の設定位置に設けたレベル計検出部、５は同レベル計
変換器、６は開基ｌの上部の逆洗時流勧化する活性炭界
面設定位置に設けた界面計検出部、７は同界面計変換器
で、変換器５及び７の出力はシステム制御部１２に引き
込まれている。

次にこの活性炭処理装置の動作について説明する。

流入水電動弁８と処理水電動弁を開けて処理塔流入水１
４を活性炭処理塔１の上部より流入させ、活性炭支持部
３により保持されている活性炭充填部２を流下させるこ
とにより、有機物質等の除去物質を吸着等によって、水
質を浄化させる。この活性炭充填部２を通過した処理水
は、処理水集水部１３に流入し、処理塔処理水１６とし
て流出する。活性炭処理塔１への処理塔流入水１４の供
給の継過とともに活性炭充填部２への懸濁物質の蓄積及
び吸着量が増加し、活性炭充填部２での圧力損失も増加
し、これが活性炭充填部２上部の水位上昇としてあられ
れる。この水位をあらかじめ、位置を設定しであるレベ
ル計検出部４により検知した時点を逆洗の開始とする。

レベル計検出部４で検出されレベル計変換部５によって
変換されたレベル検出信号はシステム制御部１２へ送ら
れ、この信号を逆洗開始信号として、逆洗操作が自動的
に開始される。

逆洗開始とともに、流入水電動弁８と処理水電動弁９を
閉じるとともに逆洗ポンプ１０を運転し、活性炭処理塔
１の下方より、逆洗用の処理塔処理水１５を流入させる
ことにより活性炭充填部２の洗浄を行う。洗浄排水は、
活性炭処理塔１上部から逆洗時排水１８として排出され
る。この際の逆洗時の逆洗洗浄速度は、活性炭充填部２
の逆洗により流動化した活性炭界面を界面計検出部で検
出し、界面計変換器５からの信号をシステム制御部１２
で受け、この信号により、逆洗ポンプ１０と逆洗ポンプ
制御部１１により、逆洗流量を制御し、逆洗洗浄速度を
調節する。これにより活性炭界面が一定レベルに保たれ
る。また、逆洗水流量測定部１７により測定された流速
の値はシステム制御部１２において、あらかじめ設定さ
れた上下限値の範囲内かどうか判断し、異常の場合には
警報を出力する。

逆洗操作を所要時間継続させた後、逆洗ポンプ１０を停
止し、処理水電動弁９を開き、活性炭の沈降と洗浄水の
排出を行わせてから、流入水電動弁８を開き通水を開始
する。

なお、界面計検出部６を固定方式ではなく、可動方式と
すれば、任意の層膨張率による逆洗操作が可能となる。

Ｈ１発明の効果 本発明は、上述のとおり構成されているので、次に記載
する効果を奏する。

（１）活性炭充填部が目詰まりを水位により検出して自
動的に逆洗を行うことができる。

（２）逆洗は界面計により活性炭の層膨張率を維持する
ように逆洗流速を自動調節して行うので、効率のよい逆
洗を自動的に行うことができる。

（３）上記（１）、　　（２）を組合せたことにより逆
洗操作の自動化が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に使用される活性炭処理装置の
構成図、第２図は浄水場の構成説明図、第３図は従来活
性炭処理装置の構成図、第４図は逆洗時活性炭膨張率を
示すグラフである。 ■・・・活性炭処理塔、２・・・活性炭充填部、３・・
・活性炭支持部、４・・・レベル計検出部、５・・・レ
ベル計変換器、６・・・界面計検出部、７・・・界面計
変換器、８・・・流入水電動弁、９・・・処理水電動弁
、１０・・・逆洗ポンプ、１１・・・逆洗ポンプ制御部
、１２・・・システム制御部、１３・・・処理水集水部
、１４・・・処理塔流入水、１５・・・逆洗用処理水、
１６・・・処理塔処理水、１７・・・逆洗水流量測定部
、１８・・・逆洗時排水。 外１名 第１図 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）高度浄水施設の活性炭処理塔を用いた下向流式生
   物活性炭処理において、 活性炭処理中の活性炭処理塔内水位が所定レベルに達し
   たことをレベル計により検出して自動的に逆洗を開始し
   、逆洗時の活性炭の膨張レベルを界面計により検出して
   この膨張レベルを一定に保持するように逆洗用処理水流
   速を自動制御することを特徴とした下流式生物活性炭処
   理塔の逆洗制御方法。