凝集剤の注入監視装置
【課題】凝集剤の注入状態を常に監視することにより、凝集剤の注入不良が生じても迅速に対処することを可能とする。
【解決手段】ステップＳ１では、ＰＡＣ注入前の原水の濁度を測定し、ステップＳ２では、ＰＡＣ注入後の原水の濁度を測定する。ステップＳ３では上記各測定結果の差分を算出する。ステップＳ４では差分ΔＳ１が所定基準値Ｒ１より大きいか否かを判断し、その答が否定（Ｎｏ）の場合は、ステップＳ５で前回ルーチンで空気抜き弁１３の操作指令を発したか否かを判断し、その答が否定（Ｎｏ）の場合は、ステップＳ６に進んで、空気抜き弁１３に操作指令を発し、ステップＳ１に戻る。その後のルーチンでステップＳ４の答が否定（Ｎｏ）の場合は、ステップＳ７で警報音を発し、続くステップＳ８で、第１〜第３の排水弁２３ａ〜２３ｃを開閉制御し、水回収率を低下させて運転する。
【解決手段】ステップＳ１では、ＰＡＣ注入前の原水の濁度を測定し、ステップＳ２では、ＰＡＣ注入後の原水の濁度を測定する。ステップＳ３では上記各測定結果の差分を算出する。ステップＳ４では差分ΔＳ１が所定基準値Ｒ１より大きいか否かを判断し、その答が否定（Ｎｏ）の場合は、ステップＳ５で前回ルーチンで空気抜き弁１３の操作指令を発したか否かを判断し、その答が否定（Ｎｏ）の場合は、ステップＳ６に進んで、空気抜き弁１３に操作指令を発し、ステップＳ１に戻る。その後のルーチンでステップＳ４の答が否定（Ｎｏ）の場合は、ステップＳ７で警報音を発し、続くステップＳ８で、第１〜第３の排水弁２３ａ〜２３ｃを開閉制御し、水回収率を低下させて運転する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は凝集剤の注入監視装置に関し、より詳しくは、凝集剤が注入された原水を塔式ろ過装置に供給するろ過システムにおける凝集剤の注入監視装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
地下水や井戸水等の原水を水処理して高純度の水を冷却塔や熱交換器等に給水する水処理システムでは、原水中に懸濁物質等の不純物が大量に含まれていることから、通常、砂ろ過装置等の塔式ろ過装置で前記不純物を予めろ過分離し、このろ過分離されたろ過水を膜ろ過装置で処理している。
【０００３】
そして、前記不純物には微細な粒子を多く含んでいるため、従来より、特許文献１に示すように、予めポリ塩化アルミニウム（以下、「ＰＡＣ」という。）等の凝集剤を原水に注入し、前記不純物をフロック状にして塔式ろ過装置でろ過処理を行なっている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２２７４６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、凝集剤は、通常、凝集剤注入装置より原水に注入されるが、凝集剤注入装置や注入管内部に空気が入り込んだり、凝集剤の補充忘れ等で凝集剤注入装置の空状態が放置されると注入不良になる。
【０００６】
このような注入不良が生じた状態でシステムの運転が継続されると、微細な不純物が塔式ろ過装置で分離除去されずにろ過水中に流れ込むおそれがある。そして、このような不純物を含有したろ過水が膜ろ過装置に供給されると、膜ろ過装置のろ過膜が早期にファウリングを生じ、その結果、ろ過性能が低下したり、システム障害を招くおそれがある。
【０００７】
本発明はこのような事情に鑑みなされたものであって、凝集剤の注入状態を常に監視することにより、凝集剤の注入不良が生じても迅速に対処することが可能な凝集剤の注入監視装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために本発明に係る凝集剤の注入監視装置は、凝集剤が注入された原水を塔式ろ過装置に供給し、前記原水中に含まれる不純物をろ過分離するろ過システムにおける凝集剤の注入監視装置であって、前記原水に前記凝集剤を注入する凝集剤注入手段と、前記凝集剤の注入前後における濁質の変動状態を検出する変動状態検出手段と、該変動状態検出手段により検出された変動状態が所定基準値以下のときは異常を検出する異常検出手段とを備えていることを特徴としている。
【０００９】
また、本発明の凝集剤の注入監視装置は、前記変動状態検出手段が、前記原水の濁度の変動量を検出する濁度検出手段、前記原水中の粒子数の変動量を検出する粒子数検出手段、及び前記原水の色度の変動量を検出する色度検出手段のうちの少なくともいずれかを含むことを特徴としている。
【００１０】
また、本発明の凝集剤の注入監視装置は、前記塔式ろ過装置でろ過されたろ過水が、膜ろ過装置に供給されて透過水と濃縮水とに分離されると共に、前記膜ろ過装置は、前記原水の水温及び水質のうちの少なくともいずれか一方に基づいて水回収率を制御する水回収率制御手段を有し、前記異常検出手段は、前記異常を検出したときは前記水回収率を低下させる水回収率低下手段を有していることを特徴としている。
【００１１】
また、本発明の凝集剤の注入監視装置は、前記凝集剤注入手段を含む凝集剤注入系に入り込んだ空気を除去する空気抜き弁を具備すると共に、前記異常検出手段は、前記異常を検出したときは前記空気抜き弁に操作指令を発する操作指令手段を有していることを特徴としている。
【００１２】
さらに、本発明の凝集剤の注入監視装置は、前記異常検出手段が、前記異常を検出したときは警報音を発する警報手段を有していることを特徴としている。
【００１３】
また、本発明の凝集剤の注入監視装置は、前記塔式ろ過装置は、砂ろ過装置、及び除鉄・除マンガンろ過装置のうちの少なくともいずれか一方を含むことを特徴としている。
【００１４】
また、本発明の凝集剤の注入監視装置は、前記膜ろ過装置は、逆浸透膜装置、及びナノろ過膜装置のうちの少なくともいずれか一方を含むことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の凝集剤の注入監視装置によれば、凝集剤が注入された原水を塔式ろ過装置（砂ろ過装置、除鉄・除マンガンろ過装置）に供給し、前記原水中に含まれる不純物をろ過分離するろ過システムにおける凝集剤の注入状態監視装置であって、前記原水に前記凝集剤を注入する凝集剤注入手段と、前記凝集剤の注入前後における濁質の変動状態を検出する変動状態検出手段（濁度検出手段、粒子数検出手段、色度検出手段）と、該変動状態検出手段により検出された変動状態が所定基準値以下のときは異常を検出する異常検出手段とを備えているので、濁質の変動状態が所定基準値以下になると、凝集剤の注入不良が発生していると判断し、システム異常を早期に把握することができる。したがって、後段に膜ろ過装置が接続されていても、該膜ろ過装置のろ過膜が早期にファウリングを起こすのを極力抑制することができる。
【００１６】
また、前記塔式ろ過装置でろ過されたろ過水が、膜ろ過装置に供給されて透過水と濃縮水とに分離されると共に、前記膜ろ過装置は、前記原水の水温及び水質のうちの少なくともいずれか一方に基づいて水回収率を制御する水回収率制御手段を有し、前記異常検出手段は、前記異常を検出したときは前記水回収率を低下させる水回収率低下手段を有しているので、凝集剤の注入不良が生じた場合は水回収率を低下させることにより、システム障害が生じるのを極力回避することが可能となる。
【００１７】
また、前記凝集剤注入手段を含む凝集剤注入系に入り込んだ空気を除去する空気抜き弁を具備すると共に、前記異常検出手段は、前記異常を検出したときは前記空気抜き弁に操作指令を発する操作指令手段を有しているので、前記凝集剤注入系に空気が入り込んだ場合は、該凝集剤注入系に入り込んだ空気を空気抜き弁から排出することができ、凝集剤の注入不良に起因するシステム異常を迅速かつ容易に解消することが可能となる。
【００１８】
また、前記異常検出手段が、前記異常を検出したときは警報音を発する警報手段を有しているので、システム異常が生じたときは、警報音でシステム異常を迅速に把握することができ、ユーザは前記システム異常に迅速に対処することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
次に、本発明の実施の形態を図面に基づき詳説する。
【００２０】
図１は本発明に係る凝集剤の注入監視装置を備えたろ過システムの一実施の形態を示すシステム構成図である。
【００２１】
該ろ過システムは、原水が通過する原水ライン１と、凝集剤としてのポリ塩化アルミニウム（以下、「ＰＡＣ」という。）２の原水への注入状態を監視する注入監視装置３と、ＰＡＣ２の注入された原水が供給される砂ろ過装置（塔式ろ過装置）４と、砂ろ過装置４から供給されるろ過水を処理する逆浸透膜装置（以下、「ＲＯ装置」という。）（膜ろ過装置）５と、ＲＯ装置５を透過した生産水（透過水）が通過する生産水ライン６と、システム全体の制御を司る制御部７とを備えている。また、該砂ろ過装置４とＲＯ装置５との間には分散剤注入装置８が設けられており、該分散剤注入装置８に貯留された分散剤９をろ過水に適量注入することにより、スケール析出を極力回避している。
【００２２】
注入監視装置３は、ＰＡＣ２が貯留されたＰＡＣ注入装置（凝集剤注入手段）１０と、ＰＡＣ２を原水ライン１に案内する注入管１１と、該注入管１１に介装された注入ポンプ１２と、注入管１１やＰＡＣ注入装置１０に入り込んだ空気を外部に排出する空気抜き弁１３と、ＰＡＣ２の注入箇所をバイパスするバイパスライン１４と、バイパスライン１４に介装された三方切替弁１５と、該三方切替弁１５の１ポートに接続された濁度計１６とを備えている。また、ＰＡＣ注入装置１０、注入管１１、及び注入ポンプ１２でＰＡＣ注入系３２を構成している。
【００２３】
濁度計１６は、三方切替弁１５のポートを切り替えることにより、ＰＡＣ注入前の原水、又はＰＡＣ注入後の原水が供給される。そして、ＰＡＣ剤注入前後の濁度を測定し、その検出信号を制御部７に送信する。尚、濁度の測定方式は、特に限定されないが、例えば、９０度散乱光方式で高精度に測定することができる。
【００２４】
砂ろ過装置４は、ろ過砂（必要に応じてアンスラサイト）が内蔵されており、原水に含有される懸濁物質等の不純物を除去する。また、砂ろ過装置４には、タイマが内蔵されており、原水の供給を定期的に遮断して再生処理を行う。すなわち、所定時間毎（例えば、１〜２日毎）に再生モードに突入し、逆洗ポンプ（不図示）を駆動して逆洗した後、所定時間経過後に水洗し、ろ過砂等のろ材を再生する。
【００２５】
ＲＯ装置５は、例えばスパイラル形状に巻回されたＲＯ膜エレメント（以下、「ＲＯ膜」という。）１７ａを内蔵したＲＯモジュール１７と、原水の水温を検出する水温センサ１８と、加圧ポンプ１９とを有している。ＲＯモジュール１７は、原水が供給される一次側とＲＯ膜１７ａを透過した透過水を出力する二次側とに分離されている。
【００２６】
さらに、このＲＯ装置５には、ＲＯ膜１７ａを透過しなかった濃縮水の一部を原水側に還流する循環水ライン２０と、前記濃縮水の残部を系外に排水する排水ライン２１とが接続されている。
【００２７】
循環水ライン２０は、具体的には、排水ライン２１の途中から分岐されて前記加圧ポンプ１９の上流側に接続されると共に、該循環水ライン２０には定流量制御弁２２が介装され、濃縮水の一部が砂ろ過装置４からのろ過水と合流し、ＲＯモジュール１７に供給されるように構成されている。
【００２８】
また、排水ライン２１は、循環水ライン２０の分岐点よりも下流側で第１〜第３の排水ライン２１ａ〜２１ｃに分岐され、第１〜第３の排水ライン２１ａ〜２１ｃには定流量弁機構（不図示）を備えた第１〜第３の排水弁２３ａ〜２３ｃが介装されている。
【００２９】
第１〜第３の排水弁２３ａ〜２３ｃは、前記定流量弁機構により、それぞれ異なる排水流量となるように設定されている。例えば、第１の排水弁２３ａのみを開状態としたときは、水回収率ηが９５％となるように排水流量が設定され、第２の排水弁２３ｂのみを開状態としたときは、水回収率ηが９０％となるように排水流量が設定され、第３の排水弁２３ｂのみを開状態としたときは、水回収率ηが８０％となるように排水流量が設定される。
【００３０】
尚、水回収率ηは、数式（１）、（２）で表される。
【００３１】
η＝Ｑｐ／Ｑｆ×１００ …（１）
Ｑｆ＝Ｑｐ＋Ｑｃ …（２）
ここで、Ｑｐは透過水流量、Ｑｆは供給水流量、Ｑｃは排水流量である。
【００３２】
排水ライン２１の排水率は、（１００−η）であるから、水回収率ηは、第１〜第３の排水弁２３ａ〜２３ｃを全て開状態としたときは６５％、第１の排水弁２３ａのみを閉じたときは７０％、第２の排水弁２３ｂのみを閉じたときは７５％、第３の排水弁２３ｃのみを閉じたときは８５％となる。すなわち、水回収率ηは、６５％から９５％の広範囲に亙って５％毎に段階的に調節することが可能となる。
【００３３】
制御部７は、信号線２４及び信号線２５を介して砂ろ過装置４及びＲＯ装置５に電気的に接続されると共に、信号線２６及び信号線２７を介して濁度計１６及び空気抜き弁１３に電気的に接続され、本発明の凝集剤の注入監視装置の一部を構成している。そして、該制御部７は、砂ろ過装置４、ＲＯ装置５、濁度計１６及び空気抜き弁１３等との間でインターフェース動作を司る入出力部と、所定の演算プログラムやテーブル等が格納されたＲＯＭと、演算結果を記憶したりワークエリアとして使用されるＲＡＭと、システム全体を制御するＣＰＵとを備えている。
【００３４】
また、制御部７は、水温センサ１８により検出された水温に基づいて水回収率を制御する水回収率制御手段を有している。
【００３５】
すなわち、水温が下がるとシリカ等の溶存塩類の溶解度が低下するため、スケールが析出し易くなる。したがって、ＲＯ膜１７ａへのスケールの析出を抑制するためには、排水量を増加させて水回収率ηを低下させる必要がある。一方、水温が上昇すると前記溶存塩類の溶解度が上がるため、スケールが析出し難くなる。したがって、この場合は水回収率ηを上げて透過水（生産水）の生産能力を向上させるのが望ましい。
【００３６】
そこで、本実施の形態では、スケールの析出を抑制しつつ、高効率で透過水（生産水）が得られるように、水温に応じた水回収率ηを算出し、この算出結果に基づいて第１〜第３の排水弁２３ａ〜２３ｃを開閉操作し、これにより水回収率ηが最適となるように制御している。
【００３７】
さらに、上記制御部７は、ＰＡＣ２の注入前後における濁度の変動状態を検出する変動状態検出手段と、該変動状態検出手段により検出された変動状態が所定基準値以下のときは異常を検出する異常検出手段とを備えている。
【００３８】
図２はＰＡＣ濃度と濁度との関係を示す図である。横軸はＰＡＣ濃度（ｍｇ／Ｌ）、縦軸は濁度（ＮＴＵ）を示している。
【００３９】
この図２から明らかなように、ＰＡＣ注入前、すなわちＰＡＣ濃度が０のときは、濁度は０．２３ＮＴＵであるが、原水中にＰＡＣ２が注入されると濁度は急激に増加し、原水中のＰＡＣ濃度が１ｍｇ／Ｌのときは、濁度は約０．５３ＮＴＵとなっている。このように濁度は、ＰＡＣ注入前後で顕著に相違する。
【００４０】
そこで、本第１の実施の形態では、ＰＡＣの注入前後における濁度の変動状態を検出し、ＰＡＣが正常に原水に注入されているか否かを常時監視し、ＰＡＣ２の注入不良によるシステム異常を検出している。
【００４１】
図３は、第１の実施の形態の制御手順を示すフローチャートである。
【００４２】
ステップＳ１では、ＰＡＣ注入箇所より上流側の濁度を濁度計１６で測定する。すなわち、ＰＡＣ注入前の原水の濁度を測定し、測定結果を制御部７に送信する。次いで、ステップＳ２では、三方切替弁１５のポートを切り換え、ＰＡＣ注入箇所の下流側の濁度を濁度計１６で測定する。すなわち、ＰＡＣ注入後の原水の濁度を測定し、測定結果を制御部７に送信する。
【００４３】
続くステップＳ３ではステップＳ１とステップＳ２の各測定結果の差分ΔＳ１（変動状態）を算出する。そして、ステップＳ４では差分ΔＳ１が所定基準値Ｒ１（例えば、０．２ＮＴＵ）より大きいか否かを判断する。そしてその答が肯定（Ｙｅｓ）の場合は、ＰＡＣが正常に注入されていると判断し、ステップＳ１に戻る。
【００４４】
一方、ステップＳ４の答が否定（Ｎｏ）、すなわち差分ΔＳ１が前記所定基準値Ｒ１以下の場合は、ＰＡＣ２の注入不良が発生していると判断してステップＳ５に進む。そして、ステップＳ５では、前回ルーチンで空気抜き弁１３の操作指令を発したか否かを判断する。その答が否定（Ｎｏ）の場合は、ＰＡＣ注入系３２に空気が入り込んでいるために、ＰＡＣ２の注入不良が生じているおそれがあると判断し、ステップＳ６に進んで、空気抜き弁１３に操作指令を発し、ステップＳ１に戻る。
【００４５】
そして、ステップＳ１〜ステップＳ３を実行し、再びステップＳ４で差分ΔＳ１が所定基準値Ｒ１より大きいか否かを判断する。その答が肯定（Ｙｅｓ）の場合は、前回ルーチンで空気抜き弁１３から空気が排出された結果、異常状態が解消されたと判断し、ステップＳ１に戻る。
【００４６】
一方、ステップＳ４の答が否定（Ｎｏ）の場合は、前回ルーチンで空気抜き弁１３を操作しているため、ステップＳ５の答が肯定（Ｙｅｓ）となり、ステップＳ７に進む。ステップＳ７では警報音を発して使用者に異常を把握させ、続くステップＳ８で、第１〜第３の排水弁２３ａ〜２３ｃを開閉制御し、水回収率ηを低下させて運転する。すなわち、この場合は、ＰＡＣ２が正常に注入されていないため、本来、砂ろ過装置４で除去されるべき不純物がＲＯ装置５にも流れ込み、その結果ＲＯ膜１７ａにファウリングが生じるおそれがある。そこで、水回収率ηを強制的に低下させて運転を継続しつつ、システム障害に迅速に対処するようにしている。また、注入不良を把握したユーザはＰＡＣ注入装置１０を点検し、ＰＡＣ注入装置１０が空状態にある場合は、ＰＡＣ２をＰＡＣ注入装置１０に補充することにより、システム異常を迅速に解消することが可能となる。
【００４７】
このように本第１の実施の形態によれば、差分ΔＳ１が所定基準値Ｒ１以下になると、ＰＡＣの注入不良が発生していると判断し、まず、空気抜き弁１３を操作してＰＡＣ注入系３２に入り込んでいる空気を空気抜き弁１３から排出する。それでもＰＡＣ２の注入不良が解消されない場合は、警報音を発し、かつ水回収率ηを下げて運転することにより、システム異常を早期に把握し、ＲＯ膜１７ａにファウリングを生じるのを極力回避しつつ、システム異常に対して迅速に対処することが可能となる。
【００４８】
図４は本発明の第２の実施の形態を示すシステム構成図であって、本第２の実施の形態では、濁度計１６（図１）に代えて、粒子数計数器２８が設けられている。
【００４９】
この粒子数計数器２８は、例えば、レーザー散乱光方式により原水中の特定粒径範囲の粒子数を計数する。すなわち、粒子数計数器２８には、上述した濁度計と略同様、三方切替弁１５のポートを切り替えることにより、ＰＡＣ注入前の原水、及びＰＡＣ注入後の原水が供給される。そして、ＰＡＣ注入前後の粒子数を測定し、その検出信号を制御部３３に送信する。
【００５０】
図５はＰＡＣ濃度と粒子数との関係を示す図である。横軸はＰＡＣ濃度（ｍｇ／Ｌ）、縦軸は０．５〜１．０μｍの粒子数の計数値（個／ｍＬ）を示している。
【００５１】
この図５から明らかなように、ＰＡＣ注入前、すなわちＰＡＣ濃度が０のときは、０．５〜１．０μｍの粒子数は１０００〜４０００個／ｍＬ程度であるが、原水中にＰＡＣ２が注入されると粒子数は直線的に増加し、原水中のＰＡＣ濃度が５ｍｇ／Ｌのときは、０．５〜１．０μｍの粒子数は２００００個／ｍＬを超えている。このように原水中の粒子数は、ＰＡＣ注入前後で顕著に相違する。
【００５２】
そこで、本第２の実施の形態では、ＰＡＣの注入前後における粒子数の変動状態を検出し、ＰＡＣが正常に原水に供給されているか否かを常時監視し、ＰＡＣ２の注入不良によるシステム異常を検出している。
【００５３】
図６は第２の実施の形態の制御手順を示すフローチャートである。
【００５４】
ステップＳ１１では、ＰＡＣ２の注入箇所の上流側の粒子数を粒子数計数器２８で測定し、その測定結果を制御部３３に送信する。次いで、ステップＳ１２では、ＰＡＣ２の注入箇所の下流側の粒子数を粒子数計数器２８で測定し、その測定結果を制御部３３に送信する。
【００５５】
続くステップＳ１３ではステップＳ１１とステップＳ１２の各測定結果の差分ΔＳ２（変動状態）を算出する。そして、ステップＳ１４では差分ΔＳ２が所定基準値Ｒ２（例えば、５０００個／ｍＬ）より大きいか否かを判断する。そしてその答が肯定（Ｙｅｓ）の場合は、ＰＡＣが正常に注入されていると判断し、ステップＳ１１に戻る。
【００５６】
一方、ステップＳ１４の答が否定（Ｎｏ）、すなわち差分ΔＳ１が前記所定基準値Ｒ１以下の場合は、ステップＳ１５に進み、前回ルーチンで空気抜き弁１３の操作指令を発したか否かを判断する。そしてその答が否定（Ｎｏ）、すなわち今回ルーチンで、差分ΔＳ２が所定基準値Ｒ２以下になった場合は、ＰＡＣ注入系３２に空気が入り込んでいるために、ＰＡＣ２の注入不良が生じているおそれがあると判断し、ステップＳ１６に進んで、空気抜き弁１３に操作指令を発し、ステップＳ１１に戻る。
【００５７】
そして、ステップＳ１１〜ステップＳ１３を実行し、再びステップＳ１４で差分ΔＳ２が所定基準値Ｒ２より大きいか否かを判断する。その答が肯定（Ｙｅｓ）の場合は、前回ルーチンで空気抜き弁１３から空気が排出された結果、異常状態が解消されたと判断し、ステップＳ１１に戻る。
【００５８】
一方、ステップＳ１４の答が否定（Ｎｏ）の場合は、前回ルーチンで空気抜き弁１３を操作しているためステップＳ１５の答は肯定（Ｙｅｓ）となり、ステップＳ１７に進む。ステップＳ１７では、第１の実施の形態と同様、警報音を発して使用者に異常を把握させ、続くステップＳ１８で、第１〜第３の排水弁２３ａ〜２３ｃを開閉制御し、水回収率ηを低下させて運転する。
【００５９】
このように本第２の実施の形態によれば、第１の実施の形態と略同様、差分ΔＳ２が所定基準値Ｒ２以下になると、ＰＡＣ２の注入不良が発生していると判断し、まず、空気抜き弁１３を操作してＰＡＣ注入系３２に入り込んでいる空気を空気抜き弁１３から排出する。それでもＰＡＣ２の注入不良が解消されない場合は、警報音を発し、かつ水回収率ηを下げて運転することにより、システム異常を早期に把握し、ＲＯ膜１７ａにファウリングを生じるのを極力回避しつつ、ＰＡＣ２のＰＡＣ注入装置１０への補充等、注入不良に起因したシステム異常に対して迅速に対処することを可能としている。
【００６０】
図７は、本発明の第３の実施の形態を示すシステム構成図である。すなわち、この第３の実施の形態では、塔式ろ過装置として、図１の砂ろ過装置４に代えて除鉄・除マンガンろ過装置２９が設けられると共に、該除鉄・除マンガンろ過装置２９は制御部３４に電気的に接続されている。また、ＲＯ装置５は水回収率ηの切替機構を有さず、排水ライン３０には１個の排水弁３１のみが設けられている。
【００６１】
除鉄・除マンガンろ過装置２９は、無煙炭を粉砕して粒状とされたアンスラサイトがマンガン酸化触媒上に重層されている。そして、次亜注入装置（不図示）によって注入された次亜塩素酸ナトリウムによって原水中の鉄分が酸化されて析出し、これにより原水から鉄分が除去される。さらに、原水中のマンガン成分はマンガン酸化触媒によって酸化除去される。
【００６２】
また、除鉄・除マンガンろ過装置２９にはタイマが内蔵されており、原水の供給を定期的に遮断して再生処理を行う。すなわち、除鉄・除マンガンろ過装置２９は、所定時間毎（例えば、１〜２日毎）に再生モードに突入し、逆洗ポンプ（不図示）が駆動して逆洗した後、所定時間経過後に水洗し、これによりろ材（アンスラサイト及びマンガン酸化触媒）が再生される。
【００６３】
そして、本第３の実施の形態では、ステップＳ８（図３）の処理ステップを有さない点を除き、第１の実施の形態と略同様に処理される。
【００６４】
すなわち、差分ΔＳ１が所定基準値Ｒ１以下になると、ＰＡＣ２の注入不良が発生していると判断する。そして、まず、空気抜き弁１３を操作してＰＡＣ注入系３２に入り込んでいる空気を空気抜き弁１３から排出する。それでもＰＡＣ２の注入不良が解消されない場合は、警報音を発する。そしてこれによりシステム異常を早期に把握することができ、システム異常に対して迅速に対処することが可能となる。
【００６５】
尚、本発明は上記実施の形態に限定されるものではない。上記実施の形態では、濁度計１６又は粒子数係数器２８でＰＡＣ注入前後における濁質の変動状態を検出しているが、色度計でＰＡＣ注入前後における濁質の変動状態を検出するようにしてもよい。
【００６６】
また、上記実施の形態では、凝集剤としてＰＡＣを使用しているが、ＰＡＣ以外の凝集剤、例えば、硫酸アルミニウムや硫酸第２鉄や塩酸第２鉄等の鉄系の無機金属塩凝集剤を使用した場合も同様に適用できるのはいうまでもない。
【００６７】
さらに、第１及び第２の実施の形態では水温に応じて水回収率を制御しているが、水温に代え、電気伝導率等で水質を検出し、水質に応じて水回収率を制御するように構成してもよい。
【００６８】
また、上記実施の形態では、膜ろ過装置として、ＲＯ装置５を使用したが、ＮＦ膜を搭載したＮＦ装置を使用した場合も同様である。
【００６９】
さらに、上記第１〜第３に示した制御フローは例示であって、これらのフローに限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であるのはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明に係る凝集剤の注入状態監視装置を備えたろ過システムの一実施の形態（第１の実施の形態）を示すシステム構成図である。
【図２】ＰＡＣ濃度と濁度との関係の一例を示す図である。
【図３】第１の実施の形態の制御手順を示すフローチャートである。
【図４】本発明に係る凝集剤の注入状態監視装置を備えたろ過システムの第２の実施の形態を示すシステム構成図である。
【図５】ＰＡＣ濃度と粒子数との関係の一例を示す図である。
【図６】第２の実施の形態の制御手順を示すフローチャートである。
【図７】本発明に係る凝集剤の注入状態監視装置を備えたろ過システムの第３の実施の形態を示すシステム構成図である。
【符号の説明】
【００７１】
２ ＰＡＣ（凝集剤）
４ 砂ろ過装置（塔式ろ過装置）
５ ＲＯ装置（膜ろ過装置）
７ 制御部（異常検出手段）
１０ ＰＡＣ注入装置（凝集剤注入手段）
２９ 除鉄・除マンガンろ過装置（塔式ろ過装置）
３２ ＰＡＣ注入系（凝集剤注入系）
【技術分野】
【０００１】
本発明は凝集剤の注入監視装置に関し、より詳しくは、凝集剤が注入された原水を塔式ろ過装置に供給するろ過システムにおける凝集剤の注入監視装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
地下水や井戸水等の原水を水処理して高純度の水を冷却塔や熱交換器等に給水する水処理システムでは、原水中に懸濁物質等の不純物が大量に含まれていることから、通常、砂ろ過装置等の塔式ろ過装置で前記不純物を予めろ過分離し、このろ過分離されたろ過水を膜ろ過装置で処理している。
【０００３】
そして、前記不純物には微細な粒子を多く含んでいるため、従来より、特許文献１に示すように、予めポリ塩化アルミニウム（以下、「ＰＡＣ」という。）等の凝集剤を原水に注入し、前記不純物をフロック状にして塔式ろ過装置でろ過処理を行なっている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２２７４６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、凝集剤は、通常、凝集剤注入装置より原水に注入されるが、凝集剤注入装置や注入管内部に空気が入り込んだり、凝集剤の補充忘れ等で凝集剤注入装置の空状態が放置されると注入不良になる。
【０００６】
このような注入不良が生じた状態でシステムの運転が継続されると、微細な不純物が塔式ろ過装置で分離除去されずにろ過水中に流れ込むおそれがある。そして、このような不純物を含有したろ過水が膜ろ過装置に供給されると、膜ろ過装置のろ過膜が早期にファウリングを生じ、その結果、ろ過性能が低下したり、システム障害を招くおそれがある。
【０００７】
本発明はこのような事情に鑑みなされたものであって、凝集剤の注入状態を常に監視することにより、凝集剤の注入不良が生じても迅速に対処することが可能な凝集剤の注入監視装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために本発明に係る凝集剤の注入監視装置は、凝集剤が注入された原水を塔式ろ過装置に供給し、前記原水中に含まれる不純物をろ過分離するろ過システムにおける凝集剤の注入監視装置であって、前記原水に前記凝集剤を注入する凝集剤注入手段と、前記凝集剤の注入前後における濁質の変動状態を検出する変動状態検出手段と、該変動状態検出手段により検出された変動状態が所定基準値以下のときは異常を検出する異常検出手段とを備えていることを特徴としている。
【０００９】
また、本発明の凝集剤の注入監視装置は、前記変動状態検出手段が、前記原水の濁度の変動量を検出する濁度検出手段、前記原水中の粒子数の変動量を検出する粒子数検出手段、及び前記原水の色度の変動量を検出する色度検出手段のうちの少なくともいずれかを含むことを特徴としている。
【００１０】
また、本発明の凝集剤の注入監視装置は、前記塔式ろ過装置でろ過されたろ過水が、膜ろ過装置に供給されて透過水と濃縮水とに分離されると共に、前記膜ろ過装置は、前記原水の水温及び水質のうちの少なくともいずれか一方に基づいて水回収率を制御する水回収率制御手段を有し、前記異常検出手段は、前記異常を検出したときは前記水回収率を低下させる水回収率低下手段を有していることを特徴としている。
【００１１】
また、本発明の凝集剤の注入監視装置は、前記凝集剤注入手段を含む凝集剤注入系に入り込んだ空気を除去する空気抜き弁を具備すると共に、前記異常検出手段は、前記異常を検出したときは前記空気抜き弁に操作指令を発する操作指令手段を有していることを特徴としている。
【００１２】
さらに、本発明の凝集剤の注入監視装置は、前記異常検出手段が、前記異常を検出したときは警報音を発する警報手段を有していることを特徴としている。
【００１３】
また、本発明の凝集剤の注入監視装置は、前記塔式ろ過装置は、砂ろ過装置、及び除鉄・除マンガンろ過装置のうちの少なくともいずれか一方を含むことを特徴としている。
【００１４】
また、本発明の凝集剤の注入監視装置は、前記膜ろ過装置は、逆浸透膜装置、及びナノろ過膜装置のうちの少なくともいずれか一方を含むことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の凝集剤の注入監視装置によれば、凝集剤が注入された原水を塔式ろ過装置（砂ろ過装置、除鉄・除マンガンろ過装置）に供給し、前記原水中に含まれる不純物をろ過分離するろ過システムにおける凝集剤の注入状態監視装置であって、前記原水に前記凝集剤を注入する凝集剤注入手段と、前記凝集剤の注入前後における濁質の変動状態を検出する変動状態検出手段（濁度検出手段、粒子数検出手段、色度検出手段）と、該変動状態検出手段により検出された変動状態が所定基準値以下のときは異常を検出する異常検出手段とを備えているので、濁質の変動状態が所定基準値以下になると、凝集剤の注入不良が発生していると判断し、システム異常を早期に把握することができる。したがって、後段に膜ろ過装置が接続されていても、該膜ろ過装置のろ過膜が早期にファウリングを起こすのを極力抑制することができる。
【００１６】
また、前記塔式ろ過装置でろ過されたろ過水が、膜ろ過装置に供給されて透過水と濃縮水とに分離されると共に、前記膜ろ過装置は、前記原水の水温及び水質のうちの少なくともいずれか一方に基づいて水回収率を制御する水回収率制御手段を有し、前記異常検出手段は、前記異常を検出したときは前記水回収率を低下させる水回収率低下手段を有しているので、凝集剤の注入不良が生じた場合は水回収率を低下させることにより、システム障害が生じるのを極力回避することが可能となる。
【００１７】
また、前記凝集剤注入手段を含む凝集剤注入系に入り込んだ空気を除去する空気抜き弁を具備すると共に、前記異常検出手段は、前記異常を検出したときは前記空気抜き弁に操作指令を発する操作指令手段を有しているので、前記凝集剤注入系に空気が入り込んだ場合は、該凝集剤注入系に入り込んだ空気を空気抜き弁から排出することができ、凝集剤の注入不良に起因するシステム異常を迅速かつ容易に解消することが可能となる。
【００１８】
また、前記異常検出手段が、前記異常を検出したときは警報音を発する警報手段を有しているので、システム異常が生じたときは、警報音でシステム異常を迅速に把握することができ、ユーザは前記システム異常に迅速に対処することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
次に、本発明の実施の形態を図面に基づき詳説する。
【００２０】
図１は本発明に係る凝集剤の注入監視装置を備えたろ過システムの一実施の形態を示すシステム構成図である。
【００２１】
該ろ過システムは、原水が通過する原水ライン１と、凝集剤としてのポリ塩化アルミニウム（以下、「ＰＡＣ」という。）２の原水への注入状態を監視する注入監視装置３と、ＰＡＣ２の注入された原水が供給される砂ろ過装置（塔式ろ過装置）４と、砂ろ過装置４から供給されるろ過水を処理する逆浸透膜装置（以下、「ＲＯ装置」という。）（膜ろ過装置）５と、ＲＯ装置５を透過した生産水（透過水）が通過する生産水ライン６と、システム全体の制御を司る制御部７とを備えている。また、該砂ろ過装置４とＲＯ装置５との間には分散剤注入装置８が設けられており、該分散剤注入装置８に貯留された分散剤９をろ過水に適量注入することにより、スケール析出を極力回避している。
【００２２】
注入監視装置３は、ＰＡＣ２が貯留されたＰＡＣ注入装置（凝集剤注入手段）１０と、ＰＡＣ２を原水ライン１に案内する注入管１１と、該注入管１１に介装された注入ポンプ１２と、注入管１１やＰＡＣ注入装置１０に入り込んだ空気を外部に排出する空気抜き弁１３と、ＰＡＣ２の注入箇所をバイパスするバイパスライン１４と、バイパスライン１４に介装された三方切替弁１５と、該三方切替弁１５の１ポートに接続された濁度計１６とを備えている。また、ＰＡＣ注入装置１０、注入管１１、及び注入ポンプ１２でＰＡＣ注入系３２を構成している。
【００２３】
濁度計１６は、三方切替弁１５のポートを切り替えることにより、ＰＡＣ注入前の原水、又はＰＡＣ注入後の原水が供給される。そして、ＰＡＣ剤注入前後の濁度を測定し、その検出信号を制御部７に送信する。尚、濁度の測定方式は、特に限定されないが、例えば、９０度散乱光方式で高精度に測定することができる。
【００２４】
砂ろ過装置４は、ろ過砂（必要に応じてアンスラサイト）が内蔵されており、原水に含有される懸濁物質等の不純物を除去する。また、砂ろ過装置４には、タイマが内蔵されており、原水の供給を定期的に遮断して再生処理を行う。すなわち、所定時間毎（例えば、１〜２日毎）に再生モードに突入し、逆洗ポンプ（不図示）を駆動して逆洗した後、所定時間経過後に水洗し、ろ過砂等のろ材を再生する。
【００２５】
ＲＯ装置５は、例えばスパイラル形状に巻回されたＲＯ膜エレメント（以下、「ＲＯ膜」という。）１７ａを内蔵したＲＯモジュール１７と、原水の水温を検出する水温センサ１８と、加圧ポンプ１９とを有している。ＲＯモジュール１７は、原水が供給される一次側とＲＯ膜１７ａを透過した透過水を出力する二次側とに分離されている。
【００２６】
さらに、このＲＯ装置５には、ＲＯ膜１７ａを透過しなかった濃縮水の一部を原水側に還流する循環水ライン２０と、前記濃縮水の残部を系外に排水する排水ライン２１とが接続されている。
【００２７】
循環水ライン２０は、具体的には、排水ライン２１の途中から分岐されて前記加圧ポンプ１９の上流側に接続されると共に、該循環水ライン２０には定流量制御弁２２が介装され、濃縮水の一部が砂ろ過装置４からのろ過水と合流し、ＲＯモジュール１７に供給されるように構成されている。
【００２８】
また、排水ライン２１は、循環水ライン２０の分岐点よりも下流側で第１〜第３の排水ライン２１ａ〜２１ｃに分岐され、第１〜第３の排水ライン２１ａ〜２１ｃには定流量弁機構（不図示）を備えた第１〜第３の排水弁２３ａ〜２３ｃが介装されている。
【００２９】
第１〜第３の排水弁２３ａ〜２３ｃは、前記定流量弁機構により、それぞれ異なる排水流量となるように設定されている。例えば、第１の排水弁２３ａのみを開状態としたときは、水回収率ηが９５％となるように排水流量が設定され、第２の排水弁２３ｂのみを開状態としたときは、水回収率ηが９０％となるように排水流量が設定され、第３の排水弁２３ｂのみを開状態としたときは、水回収率ηが８０％となるように排水流量が設定される。
【００３０】
尚、水回収率ηは、数式（１）、（２）で表される。
【００３１】
η＝Ｑｐ／Ｑｆ×１００ …（１）
Ｑｆ＝Ｑｐ＋Ｑｃ …（２）
ここで、Ｑｐは透過水流量、Ｑｆは供給水流量、Ｑｃは排水流量である。
【００３２】
排水ライン２１の排水率は、（１００−η）であるから、水回収率ηは、第１〜第３の排水弁２３ａ〜２３ｃを全て開状態としたときは６５％、第１の排水弁２３ａのみを閉じたときは７０％、第２の排水弁２３ｂのみを閉じたときは７５％、第３の排水弁２３ｃのみを閉じたときは８５％となる。すなわち、水回収率ηは、６５％から９５％の広範囲に亙って５％毎に段階的に調節することが可能となる。
【００３３】
制御部７は、信号線２４及び信号線２５を介して砂ろ過装置４及びＲＯ装置５に電気的に接続されると共に、信号線２６及び信号線２７を介して濁度計１６及び空気抜き弁１３に電気的に接続され、本発明の凝集剤の注入監視装置の一部を構成している。そして、該制御部７は、砂ろ過装置４、ＲＯ装置５、濁度計１６及び空気抜き弁１３等との間でインターフェース動作を司る入出力部と、所定の演算プログラムやテーブル等が格納されたＲＯＭと、演算結果を記憶したりワークエリアとして使用されるＲＡＭと、システム全体を制御するＣＰＵとを備えている。
【００３４】
また、制御部７は、水温センサ１８により検出された水温に基づいて水回収率を制御する水回収率制御手段を有している。
【００３５】
すなわち、水温が下がるとシリカ等の溶存塩類の溶解度が低下するため、スケールが析出し易くなる。したがって、ＲＯ膜１７ａへのスケールの析出を抑制するためには、排水量を増加させて水回収率ηを低下させる必要がある。一方、水温が上昇すると前記溶存塩類の溶解度が上がるため、スケールが析出し難くなる。したがって、この場合は水回収率ηを上げて透過水（生産水）の生産能力を向上させるのが望ましい。
【００３６】
そこで、本実施の形態では、スケールの析出を抑制しつつ、高効率で透過水（生産水）が得られるように、水温に応じた水回収率ηを算出し、この算出結果に基づいて第１〜第３の排水弁２３ａ〜２３ｃを開閉操作し、これにより水回収率ηが最適となるように制御している。
【００３７】
さらに、上記制御部７は、ＰＡＣ２の注入前後における濁度の変動状態を検出する変動状態検出手段と、該変動状態検出手段により検出された変動状態が所定基準値以下のときは異常を検出する異常検出手段とを備えている。
【００３８】
図２はＰＡＣ濃度と濁度との関係を示す図である。横軸はＰＡＣ濃度（ｍｇ／Ｌ）、縦軸は濁度（ＮＴＵ）を示している。
【００３９】
この図２から明らかなように、ＰＡＣ注入前、すなわちＰＡＣ濃度が０のときは、濁度は０．２３ＮＴＵであるが、原水中にＰＡＣ２が注入されると濁度は急激に増加し、原水中のＰＡＣ濃度が１ｍｇ／Ｌのときは、濁度は約０．５３ＮＴＵとなっている。このように濁度は、ＰＡＣ注入前後で顕著に相違する。
【００４０】
そこで、本第１の実施の形態では、ＰＡＣの注入前後における濁度の変動状態を検出し、ＰＡＣが正常に原水に注入されているか否かを常時監視し、ＰＡＣ２の注入不良によるシステム異常を検出している。
【００４１】
図３は、第１の実施の形態の制御手順を示すフローチャートである。
【００４２】
ステップＳ１では、ＰＡＣ注入箇所より上流側の濁度を濁度計１６で測定する。すなわち、ＰＡＣ注入前の原水の濁度を測定し、測定結果を制御部７に送信する。次いで、ステップＳ２では、三方切替弁１５のポートを切り換え、ＰＡＣ注入箇所の下流側の濁度を濁度計１６で測定する。すなわち、ＰＡＣ注入後の原水の濁度を測定し、測定結果を制御部７に送信する。
【００４３】
続くステップＳ３ではステップＳ１とステップＳ２の各測定結果の差分ΔＳ１（変動状態）を算出する。そして、ステップＳ４では差分ΔＳ１が所定基準値Ｒ１（例えば、０．２ＮＴＵ）より大きいか否かを判断する。そしてその答が肯定（Ｙｅｓ）の場合は、ＰＡＣが正常に注入されていると判断し、ステップＳ１に戻る。
【００４４】
一方、ステップＳ４の答が否定（Ｎｏ）、すなわち差分ΔＳ１が前記所定基準値Ｒ１以下の場合は、ＰＡＣ２の注入不良が発生していると判断してステップＳ５に進む。そして、ステップＳ５では、前回ルーチンで空気抜き弁１３の操作指令を発したか否かを判断する。その答が否定（Ｎｏ）の場合は、ＰＡＣ注入系３２に空気が入り込んでいるために、ＰＡＣ２の注入不良が生じているおそれがあると判断し、ステップＳ６に進んで、空気抜き弁１３に操作指令を発し、ステップＳ１に戻る。
【００４５】
そして、ステップＳ１〜ステップＳ３を実行し、再びステップＳ４で差分ΔＳ１が所定基準値Ｒ１より大きいか否かを判断する。その答が肯定（Ｙｅｓ）の場合は、前回ルーチンで空気抜き弁１３から空気が排出された結果、異常状態が解消されたと判断し、ステップＳ１に戻る。
【００４６】
一方、ステップＳ４の答が否定（Ｎｏ）の場合は、前回ルーチンで空気抜き弁１３を操作しているため、ステップＳ５の答が肯定（Ｙｅｓ）となり、ステップＳ７に進む。ステップＳ７では警報音を発して使用者に異常を把握させ、続くステップＳ８で、第１〜第３の排水弁２３ａ〜２３ｃを開閉制御し、水回収率ηを低下させて運転する。すなわち、この場合は、ＰＡＣ２が正常に注入されていないため、本来、砂ろ過装置４で除去されるべき不純物がＲＯ装置５にも流れ込み、その結果ＲＯ膜１７ａにファウリングが生じるおそれがある。そこで、水回収率ηを強制的に低下させて運転を継続しつつ、システム障害に迅速に対処するようにしている。また、注入不良を把握したユーザはＰＡＣ注入装置１０を点検し、ＰＡＣ注入装置１０が空状態にある場合は、ＰＡＣ２をＰＡＣ注入装置１０に補充することにより、システム異常を迅速に解消することが可能となる。
【００４７】
このように本第１の実施の形態によれば、差分ΔＳ１が所定基準値Ｒ１以下になると、ＰＡＣの注入不良が発生していると判断し、まず、空気抜き弁１３を操作してＰＡＣ注入系３２に入り込んでいる空気を空気抜き弁１３から排出する。それでもＰＡＣ２の注入不良が解消されない場合は、警報音を発し、かつ水回収率ηを下げて運転することにより、システム異常を早期に把握し、ＲＯ膜１７ａにファウリングを生じるのを極力回避しつつ、システム異常に対して迅速に対処することが可能となる。
【００４８】
図４は本発明の第２の実施の形態を示すシステム構成図であって、本第２の実施の形態では、濁度計１６（図１）に代えて、粒子数計数器２８が設けられている。
【００４９】
この粒子数計数器２８は、例えば、レーザー散乱光方式により原水中の特定粒径範囲の粒子数を計数する。すなわち、粒子数計数器２８には、上述した濁度計と略同様、三方切替弁１５のポートを切り替えることにより、ＰＡＣ注入前の原水、及びＰＡＣ注入後の原水が供給される。そして、ＰＡＣ注入前後の粒子数を測定し、その検出信号を制御部３３に送信する。
【００５０】
図５はＰＡＣ濃度と粒子数との関係を示す図である。横軸はＰＡＣ濃度（ｍｇ／Ｌ）、縦軸は０．５〜１．０μｍの粒子数の計数値（個／ｍＬ）を示している。
【００５１】
この図５から明らかなように、ＰＡＣ注入前、すなわちＰＡＣ濃度が０のときは、０．５〜１．０μｍの粒子数は１０００〜４０００個／ｍＬ程度であるが、原水中にＰＡＣ２が注入されると粒子数は直線的に増加し、原水中のＰＡＣ濃度が５ｍｇ／Ｌのときは、０．５〜１．０μｍの粒子数は２００００個／ｍＬを超えている。このように原水中の粒子数は、ＰＡＣ注入前後で顕著に相違する。
【００５２】
そこで、本第２の実施の形態では、ＰＡＣの注入前後における粒子数の変動状態を検出し、ＰＡＣが正常に原水に供給されているか否かを常時監視し、ＰＡＣ２の注入不良によるシステム異常を検出している。
【００５３】
図６は第２の実施の形態の制御手順を示すフローチャートである。
【００５４】
ステップＳ１１では、ＰＡＣ２の注入箇所の上流側の粒子数を粒子数計数器２８で測定し、その測定結果を制御部３３に送信する。次いで、ステップＳ１２では、ＰＡＣ２の注入箇所の下流側の粒子数を粒子数計数器２８で測定し、その測定結果を制御部３３に送信する。
【００５５】
続くステップＳ１３ではステップＳ１１とステップＳ１２の各測定結果の差分ΔＳ２（変動状態）を算出する。そして、ステップＳ１４では差分ΔＳ２が所定基準値Ｒ２（例えば、５０００個／ｍＬ）より大きいか否かを判断する。そしてその答が肯定（Ｙｅｓ）の場合は、ＰＡＣが正常に注入されていると判断し、ステップＳ１１に戻る。
【００５６】
一方、ステップＳ１４の答が否定（Ｎｏ）、すなわち差分ΔＳ１が前記所定基準値Ｒ１以下の場合は、ステップＳ１５に進み、前回ルーチンで空気抜き弁１３の操作指令を発したか否かを判断する。そしてその答が否定（Ｎｏ）、すなわち今回ルーチンで、差分ΔＳ２が所定基準値Ｒ２以下になった場合は、ＰＡＣ注入系３２に空気が入り込んでいるために、ＰＡＣ２の注入不良が生じているおそれがあると判断し、ステップＳ１６に進んで、空気抜き弁１３に操作指令を発し、ステップＳ１１に戻る。
【００５７】
そして、ステップＳ１１〜ステップＳ１３を実行し、再びステップＳ１４で差分ΔＳ２が所定基準値Ｒ２より大きいか否かを判断する。その答が肯定（Ｙｅｓ）の場合は、前回ルーチンで空気抜き弁１３から空気が排出された結果、異常状態が解消されたと判断し、ステップＳ１１に戻る。
【００５８】
一方、ステップＳ１４の答が否定（Ｎｏ）の場合は、前回ルーチンで空気抜き弁１３を操作しているためステップＳ１５の答は肯定（Ｙｅｓ）となり、ステップＳ１７に進む。ステップＳ１７では、第１の実施の形態と同様、警報音を発して使用者に異常を把握させ、続くステップＳ１８で、第１〜第３の排水弁２３ａ〜２３ｃを開閉制御し、水回収率ηを低下させて運転する。
【００５９】
このように本第２の実施の形態によれば、第１の実施の形態と略同様、差分ΔＳ２が所定基準値Ｒ２以下になると、ＰＡＣ２の注入不良が発生していると判断し、まず、空気抜き弁１３を操作してＰＡＣ注入系３２に入り込んでいる空気を空気抜き弁１３から排出する。それでもＰＡＣ２の注入不良が解消されない場合は、警報音を発し、かつ水回収率ηを下げて運転することにより、システム異常を早期に把握し、ＲＯ膜１７ａにファウリングを生じるのを極力回避しつつ、ＰＡＣ２のＰＡＣ注入装置１０への補充等、注入不良に起因したシステム異常に対して迅速に対処することを可能としている。
【００６０】
図７は、本発明の第３の実施の形態を示すシステム構成図である。すなわち、この第３の実施の形態では、塔式ろ過装置として、図１の砂ろ過装置４に代えて除鉄・除マンガンろ過装置２９が設けられると共に、該除鉄・除マンガンろ過装置２９は制御部３４に電気的に接続されている。また、ＲＯ装置５は水回収率ηの切替機構を有さず、排水ライン３０には１個の排水弁３１のみが設けられている。
【００６１】
除鉄・除マンガンろ過装置２９は、無煙炭を粉砕して粒状とされたアンスラサイトがマンガン酸化触媒上に重層されている。そして、次亜注入装置（不図示）によって注入された次亜塩素酸ナトリウムによって原水中の鉄分が酸化されて析出し、これにより原水から鉄分が除去される。さらに、原水中のマンガン成分はマンガン酸化触媒によって酸化除去される。
【００６２】
また、除鉄・除マンガンろ過装置２９にはタイマが内蔵されており、原水の供給を定期的に遮断して再生処理を行う。すなわち、除鉄・除マンガンろ過装置２９は、所定時間毎（例えば、１〜２日毎）に再生モードに突入し、逆洗ポンプ（不図示）が駆動して逆洗した後、所定時間経過後に水洗し、これによりろ材（アンスラサイト及びマンガン酸化触媒）が再生される。
【００６３】
そして、本第３の実施の形態では、ステップＳ８（図３）の処理ステップを有さない点を除き、第１の実施の形態と略同様に処理される。
【００６４】
すなわち、差分ΔＳ１が所定基準値Ｒ１以下になると、ＰＡＣ２の注入不良が発生していると判断する。そして、まず、空気抜き弁１３を操作してＰＡＣ注入系３２に入り込んでいる空気を空気抜き弁１３から排出する。それでもＰＡＣ２の注入不良が解消されない場合は、警報音を発する。そしてこれによりシステム異常を早期に把握することができ、システム異常に対して迅速に対処することが可能となる。
【００６５】
尚、本発明は上記実施の形態に限定されるものではない。上記実施の形態では、濁度計１６又は粒子数係数器２８でＰＡＣ注入前後における濁質の変動状態を検出しているが、色度計でＰＡＣ注入前後における濁質の変動状態を検出するようにしてもよい。
【００６６】
また、上記実施の形態では、凝集剤としてＰＡＣを使用しているが、ＰＡＣ以外の凝集剤、例えば、硫酸アルミニウムや硫酸第２鉄や塩酸第２鉄等の鉄系の無機金属塩凝集剤を使用した場合も同様に適用できるのはいうまでもない。
【００６７】
さらに、第１及び第２の実施の形態では水温に応じて水回収率を制御しているが、水温に代え、電気伝導率等で水質を検出し、水質に応じて水回収率を制御するように構成してもよい。
【００６８】
また、上記実施の形態では、膜ろ過装置として、ＲＯ装置５を使用したが、ＮＦ膜を搭載したＮＦ装置を使用した場合も同様である。
【００６９】
さらに、上記第１〜第３に示した制御フローは例示であって、これらのフローに限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であるのはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明に係る凝集剤の注入状態監視装置を備えたろ過システムの一実施の形態（第１の実施の形態）を示すシステム構成図である。
【図２】ＰＡＣ濃度と濁度との関係の一例を示す図である。
【図３】第１の実施の形態の制御手順を示すフローチャートである。
【図４】本発明に係る凝集剤の注入状態監視装置を備えたろ過システムの第２の実施の形態を示すシステム構成図である。
【図５】ＰＡＣ濃度と粒子数との関係の一例を示す図である。
【図６】第２の実施の形態の制御手順を示すフローチャートである。
【図７】本発明に係る凝集剤の注入状態監視装置を備えたろ過システムの第３の実施の形態を示すシステム構成図である。
【符号の説明】
【００７１】
２ ＰＡＣ（凝集剤）
４ 砂ろ過装置（塔式ろ過装置）
５ ＲＯ装置（膜ろ過装置）
７ 制御部（異常検出手段）
１０ ＰＡＣ注入装置（凝集剤注入手段）
２９ 除鉄・除マンガンろ過装置（塔式ろ過装置）
３２ ＰＡＣ注入系（凝集剤注入系）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
凝集剤が注入された原水を塔式ろ過装置に供給し、前記原水中に含まれる不純物をろ過分離するろ過システムにおける凝集剤の注入状態監視装置であって、
前記原水に前記凝集剤を注入する凝集剤注入手段と、前記凝集剤の注入前後における濁質の変動状態を検出する変動状態検出手段と、該変動状態検出手段により検出された変動状態が所定基準値以下のときは異常を検出する異常検出手段とを備えていることを特徴とする凝集剤の注入監視装置。
【請求項２】
前記変動状態検出手段は、前記原水の濁度の変動量を検出する濁度検出手段、前記原水中の粒子数の変動量を検出する粒子数検出手段、及び前記原水の色度の変動量を検出する色度検出手段のうちの少なくともいずれかを含むことを特徴とする請求項１記載の凝集剤の注入監視装置。
【請求項３】
前記塔式ろ過装置でろ過されたろ過水が、膜ろ過装置に供給されて透過水と濃縮水とに分離されると共に、
前記膜ろ過装置は、前記原水の水温及び水質のうちの少なくともいずれか一方に基づいて水回収率を制御する水回収率制御手段を有し、
前記異常検出手段は、前記異常を検出したときは前記水回収率を低下させる水回収率低下手段を有していることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の凝集剤の注入監視装置。
【請求項４】
前記凝集剤注入手段を含む凝集剤注入系に入り込んだ空気を除去する空気抜き弁を具備すると共に、
前記異常検出手段は、前記異常を検出したときは前記空気抜き弁に操作指令を発する操作指令手段を有していることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の凝集剤の注入監視装置。
【請求項５】
前記異常検出手段は、前記異常を検出したときは警報音を発する警報手段を有していることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の凝集剤の注入監視装置。
【請求項６】
前記塔式ろ過装置は、砂ろ過装置、及び除鉄・除マンガンろ過装置のうちの少なくともいずれか一方を含むことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の凝集剤の注入監視装置。
【請求項７】
前記膜ろ過装置は、逆浸透膜装置、及びナノろ過膜装置のうちの少なくともいずれか一方を含むことを特徴とする請求項３記載の凝集剤の注入監視装置。
【請求項１】
凝集剤が注入された原水を塔式ろ過装置に供給し、前記原水中に含まれる不純物をろ過分離するろ過システムにおける凝集剤の注入状態監視装置であって、
前記原水に前記凝集剤を注入する凝集剤注入手段と、前記凝集剤の注入前後における濁質の変動状態を検出する変動状態検出手段と、該変動状態検出手段により検出された変動状態が所定基準値以下のときは異常を検出する異常検出手段とを備えていることを特徴とする凝集剤の注入監視装置。
【請求項２】
前記変動状態検出手段は、前記原水の濁度の変動量を検出する濁度検出手段、前記原水中の粒子数の変動量を検出する粒子数検出手段、及び前記原水の色度の変動量を検出する色度検出手段のうちの少なくともいずれかを含むことを特徴とする請求項１記載の凝集剤の注入監視装置。
【請求項３】
前記塔式ろ過装置でろ過されたろ過水が、膜ろ過装置に供給されて透過水と濃縮水とに分離されると共に、
前記膜ろ過装置は、前記原水の水温及び水質のうちの少なくともいずれか一方に基づいて水回収率を制御する水回収率制御手段を有し、
前記異常検出手段は、前記異常を検出したときは前記水回収率を低下させる水回収率低下手段を有していることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の凝集剤の注入監視装置。
【請求項４】
前記凝集剤注入手段を含む凝集剤注入系に入り込んだ空気を除去する空気抜き弁を具備すると共に、
前記異常検出手段は、前記異常を検出したときは前記空気抜き弁に操作指令を発する操作指令手段を有していることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の凝集剤の注入監視装置。
【請求項５】
前記異常検出手段は、前記異常を検出したときは警報音を発する警報手段を有していることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の凝集剤の注入監視装置。
【請求項６】
前記塔式ろ過装置は、砂ろ過装置、及び除鉄・除マンガンろ過装置のうちの少なくともいずれか一方を含むことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の凝集剤の注入監視装置。
【請求項７】
前記膜ろ過装置は、逆浸透膜装置、及びナノろ過膜装置のうちの少なくともいずれか一方を含むことを特徴とする請求項３記載の凝集剤の注入監視装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１０−２３００５（Ｐ２０１０−２３００５Ａ）
【公開日】平成２２年２月４日（２０１０．２．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１９１１２９（Ｐ２００８−１９１１２９）
【出願日】平成２０年７月２４日（２００８．７．２４）
【出願人】（０００１７５２７２）三浦工業株式会社 (1,055)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年２月４日（２０１０．２．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年７月２４日（２００８．７．２４）
【出願人】（０００１７５２７２）三浦工業株式会社 (1,055)
【Ｆターム（参考）】
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