JPH05154489A - 生物活性炭処理槽の逆洗制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 生物活性炭処理槽から流出する処理水中の微
生動物数を抑制して清澄な水を得る。 【構成】 生物活性炭が充填された生物活性炭処理槽か
ら流出する処理水中に含有される微生動物の数が所定基
準を超えて大きくなる時に、前記生物活性炭処理槽の逆
洗を行なうように生物活性炭処理槽の逆洗頻度を制御す
ることにより、生物活性炭処理槽より流出する処理水中
に存在する微生動物の数を抑制する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、高度浄水処理設備に
用いられる生物活性炭（ＢＡＣ）処理槽の逆洗制御装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、安全でおいしい水を作る目的で生
物活性炭処理が注目されている。この生物活性炭処理
は、粒状活性炭に微生物を生育させ、この粒状活性炭に
生育させた微生物の代謝作用と粒状活性炭本来の物理化
学的吸着作用とを利用して、原水中の汚染有機物質や異
臭味などを除去するものである。

【０００３】図４は、一般的な高度浄水処理設備におけ
る代表的な水処理プロセスのフローを示しているが、こ
のような水処理プロセスのフローにおいては、トリハロ
メタンなどの有害物質を生成する前塩素処理工程が存在
せず、まず最初に凝集沈澱処理工程１を実行した後、急
速濾過処理工程２、オゾン処理工程３、生物活性炭処理
工程４および後処理工程５の順で各校邸を実行するよう
にしている。

【０００４】砂濾過処理で代表される急速濾過処理工程
２は、水中に懸濁する浮遊物を除去するものであるが、
これは、原水の特性に応じてオゾン処理工程３の後、あ
るいは生物活性炭処理工程４の後に行なわれることもあ
る。

【０００５】オゾン処理工程３は、原水の異臭味除去、
生物活性炭の微生物代謝に有効な有機物の酸化、鉄・マ
ンガンの酸化、色度除去などを目的とするものである
が、このオゾン処理工程３は、上記の急速濾過処理工程
２の前に行なわれることもあり、また、急速濾過処理工
程２の前および生物活性炭処理工程４の前の両方で行な
われることもある。

【０００６】後処理工程５は、現行の後塩素処理工程と
同様、消毒の目的の他に、低温時などにおいて生物活性
炭から流出するアンモニア性窒素除去などを行なうこと
も目的としている。

【０００７】このように、生物活性炭処理工程４の前後
の各処理プロセスユニットの配列が原水の特性に応じて
異なることはあっても、生物活性炭処理工程４の基本特
性はなんら変わることはない。

【０００８】ところで、上述した生物活性炭処理工程４
では、通常の運転において、生物活性炭処理槽内に浮遊
懸濁物による圧損が生じるために、この生物活性炭処理
槽に対して空気と水とを利用した逆洗を定期的に実施す
る必要がある。この逆洗作業は、プラントの特性に応じ
て異なるが、通常、週に１回から３日に１回程度の頻度
で１０〜３０分間程度の時間の実施が必要とされる。

【０００９】しかしながら、この逆洗頻度、すなわち逆
洗周期は、プラントによって固定されているため、原水
の水質や季節、その他の諸要素に起因して、逆洗周期内
に生物活性炭処理槽において微小動物が大幅に増殖し、
この増殖した微小動物が生物活性炭処理槽内から流出す
ることがある。また、生物活性炭処理槽において微小動
物が増殖しないように逆洗周期を短くすると、粒状活性
炭に生育させた微生物に悪影響を与えるばかりか、逆洗
作業の実施時間中は浄水処理が中断されることになるの
で、逆洗作業の実施時間当たりの浄水供給量以上の浄水
を後処理工程５にて貯溜しておき、浄水供給の中断を防
止する必要がある。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来一
般に用いられてきた生物活性炭処理槽では、その逆洗周
期内に増殖した微小動物が大量に生物活性炭処理水中に
流出することがある。このようにして処理水中に流出す
る微小動物に対しては後処理工程５において殺菌、消毒
が行なわれるために衛生上の問題はないのであるが、微
小動物の大きさは０．１mmから２mm程度に達するため、
死滅しても人の目には感じられ、飲用する際に不快感を
与えてしまうことになるので、浄水中に混入することは
好ましいことではない。

【００１１】この発明の発明者らは、処理水の異なるプ
ラントにおいて、あるいは同一プラントでも処理水量や
処理水質の変化によって生物活性炭処理槽に増殖する微
小動物の数や生物活性炭処理槽から流出する微小動物の
数が大幅に変化する事実を確認している。また、これら
のプラントにおいて、生物活性炭処理槽の逆洗周期を短
縮することによって処理水中に流出する微小動物の数を
抑制することができることも確認している。

【００１２】したがって、この事実から、生物活性炭処
理槽から流出する処理水の単位水量当たりに存在する微
小動物の数を把握し、これに基づいて生物活性炭処理槽
の逆洗周期判定の効率的運用方法を確立することが重要
な課題となる。

【００１３】この発明は、このような技術的課題に鑑み
なされたもので、高度浄水処理を行なう生物活性炭処理
工程において、生物活性炭処理槽の逆洗周期を効率的に
判断することができ、安全でおいしい水づくりができ、
飲用時の視覚上も不快感を与えることがない浄水処理が
できる生物活性炭処理槽の逆洗制御装置を提供すること
を目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】この発明の生物活性炭処
理槽の逆洗制御装置は、生物活性炭が充填された生物活
性炭処理槽と、前記生物活性炭処理槽から流出する処理
水中の単位水量当たりに存在する微小動物の数を計測す
る微小動物計測手段と、前記微小動物計測手段の計測信
号に基づき、前記生物活性炭処理槽の逆洗時期を制御す
る演算制御手段とを備えたものである。

【００１５】また、この発明の生物活性炭処理槽の逆洗
制御装置は、上記の微小動物計測手段を、生物活性炭処
理槽から流出する処理水を分岐する分岐手段と、この分
岐手段によって分流された処理水の流量を測定する流量
計測手段と、前記分岐手段によって分流された処理水中
に存在する微小動物を捕獲する微小動物捕獲手段と、こ
の微小動物捕獲手段が捕獲した微小動物の数を計測する
微小動物数計測手段と、前記流量計測手段の計測出力と
前記微小動物数計測手段の計測出力に基づいて前記生物
活性炭処理槽から流出する処理水中にその単位水量当た
りに存在する微小動物数を演算する微小動物数演算手段
とから構成したものとすることができる。

【００１６】

【作用】この発明の生物活性炭処理槽の逆洗制御装置で
は、微小動物計測手段によって生物活性炭処理槽から流
出する処理水中の単位水量当たりに存在する微小動物の
数を計測し、演算制御手段により、微小動物数の計測信
号に基づいて生物活性炭処理槽の逆洗時期を制御する。

【００１７】こうして、生物活性炭処理槽の逆洗頻度を
コントロールすることにより、生物活性炭処理槽から流
出する微小動物数を抑制する。

【００１８】

【実施例】以下、この発明の実施例を図に基づいて詳説
する。

【００１９】図１はこの発明の生物活性炭処理槽の逆洗
制御装置の一実施例の構成を示すブロック図である。

【００２０】この実施例の装置は高度浄水処理設備にお
ける生物活性炭処理槽に適用されるものである。図１に
示すように高度浄水処理設備は、主として前処理プロセ
ス６、生物活性炭処理装置７、演算制御システム８、後
処理プロセス９を備えており、この実施例の生物活性炭
処理槽の逆洗制御装置は、この高度浄水処理設備のう
ち、生物活性炭処理装置７および演算制御システム８の
部分から構成される。

【００２１】前処理プロセス６は、従来例として図４に
説明した凝集沈澱処理１〜オゾン処理３の処理プロセス
で構成されている。

【００２２】生物活性炭処理装置７は、生物活性炭処理
槽１０、被処理水開閉弁１１、逆洗水開閉弁１２、逆洗
排水開閉弁１３、排水開閉弁１４、処理水開閉弁１５か
ら構成されている。そして、生物活性炭処理槽１０内に
は、支持体１６により支持された生物活性炭１７が充填
されている。

【００２３】演算制御システム８は、流量調節弁１８、
これらの流量調節弁１８を制御する処理水分岐手段１
９、この処理水分岐手段１９の直後に設置され、各々分
岐水流の流量を計測する流量計測手段２０、微小動物捕
獲手段２１、微小動物計測手段２２、演算制御手段２
３、開閉弁２４から構成されている。

【００２４】微小動物捕獲手段２１は、処理水中の微小
動物を捕獲するために、プランクトンネット、メッシュ
状フィルタ、あるいは浄水用膜によって構成されてい
る。

【００２５】微小動物計測手段２２は、微小動物捕獲手
段２１によって捕獲された微小動物の数を計測するため
に、微小動物捕獲手段２１が捕獲した微小動物を湿状態
のままあるいは乾燥させた状態で重量を測定し、実験的
に求められる換算係数を掛けて算出する構成、メスシリ
ンダなどの測定器具を用いて体積を測定し、換算係数を
掛けて算出する構成、あるいは画像処理により一定体積
中に存在する微小動物数を直接計数する構成のものが用
いられる。

【００２６】演算制御手段２３は、各流量計測手段２０
による計測値Ｆ１，Ｆ２と微小動物計測手段２２による
計測値ＡＮとを読み込んで、後述する演算処理により単
位水量当たりに存在する微小動物数を求め、これを基準
値と比較することにより逆洗時期を判断し、逆洗指令を
生物活性炭処理装置７へ出力するものであるが、分岐手
段１９に対する分配比の制御も行なう。

【００２７】次に、上記の構成の生物活性炭処理槽の逆
洗制御装置の動作について説明する。

【００２８】前処理プロセス６から生物活性炭処理装置
７の生物活性炭処理槽１０に送り込まれてくる水は、こ
こで生物活性炭との接触によって生物活性炭処理され、
処理水開閉弁１５を経て演算制御システム８に送り出さ
れる。

【００２９】演算制御システム８では、処理水分岐手段
１９により流量調節弁１８の開度を調節することによ
り、送り込まれてくる処理水を直接後処理プロセス９に
導かれる系統と微小動物捕獲手段２１を経由して後処理
プロセス９に導かれる系統に分配する。

【００３０】これらの分配された処理水それぞれは、処
理水分岐手段１９の直後に設けられている流量計測手段
２０により流量計測がなされ、その計測値Ｆ１，Ｆ２が
演算制御手段２３に与えられる。そして、微小動物捕獲
手段２１に導かれる処理水は、ここで含有する微小動物
を捕獲される。

【００３１】微小動物捕獲手段２１で捕獲された微小動
物は、微小動物計測手段２２においてその数が計測さ
れ、計測値ＡＮが演算制御手段２３に与えられる。

【００３２】演算制御手段２３では、各流量計測手段２
０による計測値Ｆ１，Ｆ２と、微小動物計測手段２２に
よる計測値ＡＮとを読み込んで、後述する演算を行な
い、生物活性炭処理槽１０の逆洗時期を制御するための
適正な逆洗実行出力を、生物活性炭処理槽１０の目詰ま
りなどを防止するために行なわれる定期的な逆洗実行周
期（例えば、１週間）に割り込んで出力する。

【００３３】後処理プロセス９は、全系統を合流させ、
この合流してくる被処理水を受けて、塩素注入によるア
ンモニア性窒素の後処理や消毒などを行ない、浄水とし
て出力する。

【００３４】次に、演算制御手段２３の演算処理動作に
ついて、図２のフローチャートに基づいて説明する。

【００３５】まずステップ１０１の制御目標値設定処理
において、生物活性炭処理槽１０から処理水中へ流出す
る微小動物の数の制御目標値を入力する。この目標値
は、本実施例では処理水量１m3当たり１００個とする。

【００３６】続くステップ１０２では計測データ読み取
り処理を実行し、生物活性炭処理槽１０における処理水
流量Ｆ１，Ｆ２と微小動物数計測値ＡＮのデータを読み
取る。

【００３７】続くステップ１０３では流出数演算処理を
行ない、生物活性炭処理槽１０の処理水流量Ｆ１，Ｆ２
と微小動物捕獲手段２１側に分配される処理水流量Ｆ１
と微小動物数計測値ＡＮとを用いて、各生物活性炭処理
槽１０から流出する微小動物数を単位水量当たりの微小
動物数として計算し、過去のデータ変化率から、次期計
測データ読み取り時の微小動物流出数を予測演算する。

【００３８】次のステップ１０４では微小動物流出数の
制御目標値判断処理を実行し、ステップ１０３において
出力された微小動物の流出数および予測値のうち、微小
動物の流出数とステップ１０１において入力された制御
目標値とを比較する。そして、微小動物の流出数が制御
目標値以上と判断された場合には、ステップ１０６の逆
洗信号出力処理にて生物活性炭処理槽１０の逆洗信号出
力を行なう。

【００３９】このステップ１０４の判断で、微小動物の
流出数が制御目標値を下回ったと判断された場合には、
ステップ１０５の予測値の制御目標値判断処理に入り、
ステップ１０３で得た微小動物の流出数の予測値と制御
目標値とを比較し、予測値が制御目標値以上と判断され
たときには、ステップ１０６に移り、逆洗信号を出力す
る。

【００４０】上記のステップ１０５において微小動物の
流出数の予測値と制御目標値とを比較し、予測値が制御
目標値を下回ったときには、ステップ１０２に戻り、以
上の処理を周期的に繰り返す。

【００４１】ステップ１０６では、ステップ１０４また
はステップ１０５の逆洗信号を受け、逆洗信号を出力す
る。

【００４２】続くステップ１０７では逆洗周期適正判断
を行ない、ステップ１０６において出力された逆洗信号
が逆洗周期として適正であるかどうか判断する。これ
は、生物活性炭処理槽１０の逆洗周期が極端に短くなる
のを防止するための処理であり、本実施例の場合には、
前回逆洗実行時より１日未満の逆洗周期となれば逆洗周
期不適と判断し、ステップ１０８の警報出力処理を行な
い、プラント運転員に知らせ、制御目標値が厳し過ぎた
ことに起因する逆洗周期不適であれば、それまでステッ
プ１０３において得られた微小動物流出数をよく検討
し、必要があればステップ１０１において設定されてい
た制御目標値を適正なものに再設定するようにさせる。

【００４３】ステップ１０７において逆洗周期が適正と
判断されれば、ステップ１０９の逆洗割込出力処理を行
ない、定期的に逆洗を行なうシステムに割り込み信号Ａ
Ｖを出力し、生物活性炭処理槽１０の逆洗を実行する。

【００４４】図３は本実施例の生物活性炭処理槽の逆洗
制御装置において、生物活性炭処理槽１０から流出して
きた微小動物を微小動物計測手段２２によって１年間計
測した結果を３カ月の季節平均値として示したものであ
る。

【００４５】従来の一定の固定周期で行なう逆洗方法で
は、春季から夏季にかけて微小動物の流出数が５００〜
１０００個／m3程度に達していたが、本実施例では年間
を通して生物活性炭処理槽１０から流出する微小動物数
を１００個／m3程度以下に抑制することができるように
なった。

【００４６】なお、本実施例では、ステップ１０２の計
測データ読み取り周期は半日（１２時間）を基本として
いるが、春季から夏季にかけての高温期にはステップ１
０２の計測データ読み取り周期を短縮することにより、
ステップ１０３における微小動物数の流出数および予測
値の演算処理精度を向上させることができ、生物活性炭
処理槽１０の逆洗周期をきめ細かく制御することができ
る。

【００４７】また、処理水分岐手段１９において微小動
物捕獲手段２１に分配される処理水の流量を多くするこ
とにより、ステップ１０３における微小動物数の流出数
および予測値の演算処理精度を向上させることができ
る。

【００４８】なお、上記の実施例では微小動物の計測値
が設定値以上になった場合の他に、計測値の予測値が設
定値以上になった場合にも逆洗を行うようにすることに
より、より厳密な制御を行うようにしているが、簡単に
設定値以上になった場合だけ逆洗するようにすることも
できる。

【００４９】

【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、生物活
性炭処理槽から流出する処理水中の微小動物の数を計測
して、所定値以上であれば生物活性炭処理槽の逆洗を行
なうようにしているため、生物活性炭処理槽から流出す
る処理水中の微小動物の存在量を適正なものに抑制する
ことができ、飲用水中に微小動物が多く混在して不快感
を与えることがなく、常に清澄な水を提供することがで
きるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の生物活性炭処理槽の逆洗制御装置の
一実施例のブロック図。

【図２】上記実施例における演算制御手段の処理動作を
示すフローチャート。

【図３】上記実施例により得られる処理水中の微小動物
流出数の年間推移を示すグラフ。

【図４】一般的な高度浄水処理のフローチャート。

【符号の説明】

６ 前処理プロセス ７ 生物活性炭処理装置 ８ 演算制御システム ９ 後処理プロセス １０ 生物活性炭処理槽 １６ 支持体 １７ 生物活性炭 １８ 流量調節弁 １９ 処理水分岐手段 ２０ 流量計測手段 ２１ 微小動物捕獲手段 ２２ 微小動物計測手段 ２３ 演算制御手段

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 生物活性炭が充填された生物活性炭処理
   槽と、 前記生物活性炭処理槽から流出する処理水中の単位水量
   当たりに存在する微小動物の数を計測する微小動物計測
   手段と、 前記微小動物計測手段の計測信号に基づき、前記生物活
   性炭処理槽の逆洗時期を制御する演算制御手段とを備え
   て成る生物活性炭処理槽の逆洗制御装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の生物活性炭処理槽の逆
   洗制御装置において、前記微小動物計測手段を、生物活
   性炭処理槽から流出する処理水を分岐する分岐手段と、
   この分岐手段によって分流された処理水の流量を測定す
   る流量計測手段と、前記分岐手段によって分流された処
   理水中に存在する微小動物を捕獲する微小動物捕獲手段
   と、この微小動物捕獲手段が捕獲した微小動物の数を計
   測する微小動物数計測手段と、前記流量計測手段の計測
   出力と前記微小動物数計測手段の計測出力に基づいて前
   記生物活性炭処理槽から流出する処理水中にその単位水
   量当たりに存在する微小動物数を演算する微小動物数演
   算手段とから構成して成ることを特徴とする生物活性炭
   処理槽の逆洗制御装置。