水処理システム
【課題】ユーザの止水時間を低減することができると共に、水資源を有効に利用しつつ、過処理装置の濾過性能を効果的に回復させることができる水処理システムを提供すること。
【解決手段】水処理システムは、濾過処理装置と、逆洗水供給ライン、逆洗水供給ポンプ１５、逆洗バルブ１６及び排水ラインと、原水ライン、原水ポンプ２、原水バルブ３及び排水ラインと、流量計１９と、時間帯入力部２０と、洗浄動作における標準の洗浄時間よりも短い洗浄時間を設定する洗浄時間入力部２１と、時間情報計測部３２と、洗浄動作実施時期判定部３３と、洗浄動作実施時期判定部３３によって判定された洗浄動作の実施時期に、洗浄時間入力部２１によって設定された洗浄時間に基づいて洗浄動作を実施する洗浄動作実施制御部３５と、を備える。
【解決手段】水処理システムは、濾過処理装置と、逆洗水供給ライン、逆洗水供給ポンプ１５、逆洗バルブ１６及び排水ラインと、原水ライン、原水ポンプ２、原水バルブ３及び排水ラインと、流量計１９と、時間帯入力部２０と、洗浄動作における標準の洗浄時間よりも短い洗浄時間を設定する洗浄時間入力部２１と、時間情報計測部３２と、洗浄動作実施時期判定部３３と、洗浄動作実施時期判定部３３によって判定された洗浄動作の実施時期に、洗浄時間入力部２１によって設定された洗浄時間に基づいて洗浄動作を実施する洗浄動作実施制御部３５と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原水に含まれる懸濁物質を濾材により捕捉して処理水を製造する濾過処理装置を備えた水処理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、地下水等の原水に含まれる懸濁物質（例えば、微粒子、有機物、溶存鉄の酸化析出物等）を濾材により捕捉して処理水を製造する濾過処理装置を備えた水処理システムが提供されている（例えば、特許文献１，２参照）。
このような濾過処理装置の濾材は、捕捉した懸濁物質の増加に伴って、次第に濾過性能が低下する。そのため、洗浄水（原水又は処理水）を用いて濾材を定期的に洗浄（逆洗浄及び水洗）することにより、濾過処理装置の濾過性能を回復させている。このような洗浄を一日に複数回行う場合、濾過性能の低下の程度によらず、同じ時刻に、同じ洗浄水量で一律に行っていた。また、濾材の洗浄を行う場合には、処理水の製造を一時的に停止する止水時間の確保が必要であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭６２−１９１０１４号公報
【特許文献２】特開２００３−１９０９７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、ユーザによる処理水の使用態様は様々であり、処理水の単位時間毎の積算使用量も一日の中で変動（増減）することが多い。
しかし、上記特許文献１に記載の水処理システムにおいて、洗浄を一日に複数回行う場合には、濾過性能の低下の程度によらず、同じ時刻に、同じ洗浄水量で一律に行っていた。そのため、ユーザによる処理水の積算使用量が多い時間帯に、必要性の少ない洗浄が一律に行われると、ユーザはより多くの止水時間を確保しなければならなかった。
また、濾過性能がさほど低下していない時に濾材の洗浄を行っても、濾過性能を効果的に回復させることができないばかりか、過剰な洗浄水が使用され、水資源の無駄が多かった。
【０００５】
本発明は、ユーザの止水時間を低減することができると共に、水資源を有効に利用しつつ、過処理装置の濾過性能を効果的に回復させることができる水処理システム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】
【０００６】
本発明は、原水に含まれる懸濁物質を濾材により捕捉して処理水を製造する濾過処理装置と、前記濾材を逆洗浄するために該濾材に洗浄水を供給すると共に、捕捉された前記懸濁物質を洗浄水と共に系外へ排出する逆洗浄手段と、逆洗浄された前記濾材を濯ぐために該濾材に濯ぎ水を供給すると共に、該濾材を濯いだ濯ぎ水を系外へ排出する水洗手段と、処理水の単位時間毎の積算使用量を検出する処理水使用量検出手段と、前記処理水使用量検出手段によって検出された処理水の単位時間毎の積算使用量が、所定値以下に低下する時間帯を入力操作によって設定する時間帯入力手段と、前記時間帯入力手段によって設定された前記時間帯に実施され、かつ前記逆洗浄手段による逆洗工程及び前記水洗手段による水洗工程からなる洗浄動作の洗浄時間であって、標準の洗浄時間よりも短い洗浄時間を入力操作によって設定する洗浄時間入力手段と、時間情報を計測する時間情報計測手段と、前記時間帯入力手段によって設定された前記時間帯と前記時間情報計測手段によって計測された前記時間情報とに基づいて、洗浄動作を実施する時期になったか否かを判定する洗浄動作実施時期判定手段と、前記洗浄動作実施時期判定手段によって判定された洗浄動作の実施時期に、前記洗浄時間入力手段によって設定された洗浄時間に基づいて洗浄動作を実施する洗浄動作実施制御手段と、を備える水処理システムに関する。
【０００７】
また、前記洗浄時間入力手段によって設定される洗浄時間は、前記逆洗浄工程における逆洗浄時間及び前記水洗工程における水洗時間が個別に設定されることにより、標準の洗浄時間よりも短い洗浄時間が設定されることが好ましい。
【０００８】
また、本発明は、原水に含まれる懸濁物質を濾材により捕捉して処理水を製造する濾過処理装置と、前記濾材を逆洗浄するために該濾材に洗浄水を供給すると共に、捕捉された前記懸濁物質を洗浄水と共に系外へ排出する逆洗浄手段と、逆洗浄された前記濾材を濯ぐために該濾材に濯ぎ水を供給すると共に、該濾材を濯いだ濯ぎ水を系外へ排出する水洗手段と、処理水の単位時間毎の積算使用量を検出する処理水使用量検出手段と、時間情報を計測する時間情報計測手段と、前記処理水使用量検出手段によって検出された処理水の単位時間毎の積算使用量及び前記時間情報計測手段によって計測された時間情報を含む処理水使用情報を記憶する処理水使用情報記憶手段と、前記処理水使用情報記憶手段に記憶された前記処理水使用情報に基づいて、処理水の使用量が所定値以下に低下する時間帯を、処理水使用量低下時間帯として学習する処理水使用量低下時間帯学習手段と、前記処理水使用量低下時間帯学習手段が学習するべき学習期間を入力する学習期間入力手段と、前記学習期間入力手段から入力された前記学習期間が経過したか否かを判定する学習期間判定手段と、前記処理水使用量低下時間帯学習手段によって学習された前記処理水使用量低下時間帯と前記時間情報計測手段によって計測された前記時間情報とに基づいて、前記逆洗浄手段による逆洗浄工程及び前記水洗手段による水洗工程からなる洗浄動作を実施する時期になったか否かを判定する洗浄動作実施時期判定手段と、前記処理水使用量検出手段によって検出された処理水の単位時間毎の積算使用量に基づいて、洗浄動作における標準の洗浄時間よりも短い洗浄時間を設定する洗浄時間設定手段と、前記洗浄動作実施時期判定手段によって判定された洗浄動作の実施時期に、前記洗浄時間設定手段によって設定された洗浄時間に基づいて洗浄動作を実施する洗浄動作実施制御手段と、を備える水処理システムに関する。
【０００９】
また、前記洗浄時間設定手段によって設定される洗浄時間は、前記逆洗浄工程における逆洗浄時間及び前記水洗工程における水洗時間が個別に設定されることにより、標準の洗浄時間よりも短い洗浄時間が設定されることが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ユーザの止水時間を低減することができると共に、水資源を有効に利用しつつ、過処理装置の濾過性能を効果的に回復させることができる水処理システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１実施形態の水処理システム１を示す構成図である。
【図２】第１実施形態の水処理システム１の制御に係る機能ブロック図である。
【図３】（ａ）は、水処理システム１における処理水Ｗ２の単位時間毎の積算使用量の時間変化を示す図であり、（ｂ）は、濾過処理装置４の濾過性能レベルの時間変化を示す図である。
【図４】第１実施形態の水処理システム１の制御を示すフローチャートである。
【図５】第２実施形態の水処理システム１Ａを示す構成図である。
【図６】第２実施形態の水処理システム１Ａの制御に係る機能ブロック図である。
【図７】第２実施形態の水処理システム１Ａの処理水使用量低下時間帯を学習する制御を示すフローチャートである。
【図８】第２実施形態の水処理システム１Ａの洗浄動作を実施する制御を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
〔第１実施形態〕
以下に、本発明の第１実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の第１実施形態の水処理システム１を示す構成図である。図２は、第１実施形態の水処理システム１の制御に係る機能ブロック図である。
【００１３】
図１に示すように、本発明の第１実施形態の水処理システム１は、地下水等の原水Ｗ１が流通する原水ラインＬ１と、原水ポンプ２と、原水バルブ３と、原水Ｗ１に含まれる懸濁物質を濾材（図示せず）により捕捉して処理水Ｗ２を製造する濾過処理装置４と、処理水Ｗ２が流通する処理水ラインＬ２と、給水バルブ７と、処理水Ｗ２を貯留する処理水タンク８と、処理水配給ラインＬ３と、処理水配給ポンプ９と、逆洗水供給ラインＬ５と、逆洗水供給ポンプ１５と、逆洗バルブ１６と、排水ラインＬ４と、バックアップ給水ラインＬｂと、薬剤添加装置１１と、処理水用水質計１８と、処理水使用量検出手段としての流量計１９と、制御装置３０と、時間帯入力手段としての時間帯入力部２０と、洗浄時間入力手段としての洗浄時間入力部２１と、を主体に構成されている。
なお、本明細書でいう「ライン」とは、流路、経路、管路等の流体の流通が可能なラインの総称である。
【００１４】
原水ラインＬ１の上流側の端部は、原水Ｗ１の供給源（図示せず）に接続されている。原水ラインＬ１の下流側の端部は、濾過処理装置４（後述のコントロールバルブ６）に接続されている。原水ポンプ２は、原水ラインＬ１に設けられている。原水ポンプ２は、地下水等の原水Ｗ１を濾過処理装置４に向けて送出する。原水ポンプ２は、制御装置３０（後述）によって運転（駆動及び停止）を制御される。原水バルブ３は、原水ラインＬ１に設けられ、原水ラインＬ１を開閉する。原水バルブ３は、制御装置３０（後述）によって開閉を制御される。
【００１５】
これら原水ラインＬ１、原水ポンプ２及び原水バルブ３は、逆洗浄された濾過処理装置４の濾材を原水Ｗ１で濯ぎ、濾材を濯いだ原水Ｗ１を系外へ排出する水洗手段としても機能する。
【００１６】
また、原水ラインＬ１は、添加点Ｊ１において、薬剤添加装置１１によって所定の薬剤が添加されるようになっている。原水ラインＬ１の合流点Ｊ３には、逆洗水供給ラインＬ５（後述）が合流している。
薬剤添加装置１１は、下流側の濾過処理装置４（後述）において懸濁物質を除去するために、所定の薬剤を添加するものである。薬剤は、凝集剤や酸化剤であり、濾過処理装置４の濾過方法に応じて、適宜選択される。薬剤の詳細については、後述する。
【００１７】
薬剤添加装置１１は、薬剤貯留部１１ａと、薬剤添加ポンプ１１ｂと、を備える。薬剤貯留部１１ａは、薬剤を貯留する。薬剤添加ポンプ１１ｂは、原水ラインＬ１の添加点Ｊ１において、薬剤貯留部１１ａに貯留された薬剤を原水Ｗ１に送出し、添加する。薬剤添加ポンプ１１ｂは、制御装置３０（後述）によって運転（駆動及び停止）を制御される。
【００１８】
濾過処理装置４は、原水ラインＬ１の下流側の端部に設けられ、原水Ｗ１に含まれる懸濁物質を濾材（図示せず）により捕捉することにより処理水Ｗ２を製造するものである。濾過処理装置４は、濾材を有する濾過塔５と、逆洗浄手段としてのコントロールバルブ６と、排水ラインＬ４と、を備え、濾材を定期的に洗浄（逆洗浄工程及び水洗工程を実施）できるように構成されている。
【００１９】
つまり、逆洗浄工程時には、逆洗水供給ラインＬ５（後述）を介して濾材に洗浄水（本実施形態においては、処理水Ｗ２である。以下、適宜、「逆洗水」ということもある）が供給され、濾材によって捕捉された懸濁物質が洗浄水と共に系外へ排出されるように構成されている。水洗工程時には、逆洗浄された濾材を濯ぐために、濾材に濯ぎ水（本実施形態においては、原水Ｗ１）が供給され、濾材を濯いだ濯ぎ水が系外へ排出されるように構成されている。
【００２０】
濾過塔５は、懸濁物質を濾過するための濾材（図示せず）を有する。コントロールバルブ６は、濾過塔５に対して流入又は流出する水（原水Ｗ１、処理水Ｗ２、濾材洗浄時の逆洗水や濯ぎ水等）の流路を制御する。コントロールバルブ６は、制御装置３０（後述）によって開閉を制御される。コントロールバルブ６は、逆洗浄手段及び水洗手段として機能する。排水ラインＬ４は、コントロールバルブ６に接続され、後述する濾材洗浄時の逆洗水（処理水Ｗ２）や濾材水洗時の濯ぎ水（原水Ｗ１）等を系外に排出する。排水ラインＬ４は、逆洗浄手段及び水洗手段として機能する。
【００２１】
濾過処理装置４は、処理水タンク８から逆洗水供給ラインＬ５を介して供給される処理水Ｗ２（逆洗水）によって、逆洗浄可能に構成されている。逆洗水供給ラインＬ５は、上流側の端部が処理水タンク８に接続され、下流側の端部が原水ラインＬ１の合流点Ｊ３に合流している。
【００２２】
逆洗水供給ラインＬ５には、逆洗水を送出する逆洗浄手段としての逆洗水供給ポンプ１５と、逆洗水供給ラインＬ５を開閉する逆洗浄手段としての逆洗バルブ１６と、が設けられている。逆洗水供給ポンプ１５は、制御装置３０（後述）と接続されており、制御装置３０によって運転（駆動及び停止）を制御される。逆洗バルブ１６は、制御装置３０（後述）と接続されており、制御装置３０によって開閉を制御される。
【００２３】
濾過処理装置４は、原水Ｗ１中の除去対象物質に応じて種々選択される。濾過処理装置４の例として、例えば、次のような砂濾過装置、除鉄除マンガン装置及び活性炭濾過装置を挙げることができる。これらの装置は、いずれも原水Ｗ１に含まれる懸濁物質を濾材の篩効果により捕捉して除去可能なものである。
【００２４】
砂濾過装置は、原水Ｗ１に含まれる微粒子等の懸濁物質を濾材（図示せず）により捕捉して除去するものである。砂濾過装置としては、例えば、硅石等の粗粒濾材と、アンスラサイト、濾過砂等の細粒濾材と、から形成された濾材層（図示せず）を有する塔式のものが挙げられる。濾過処理装置４として、砂濾過装置が使用される場合には、原水Ｗ１に含まれる懸濁物質を凝集（フロック化）させて除去し易くする必要がある。そのため、濾過塔の上流側に配置された薬剤添加装置１１によって、凝集剤を添加する。凝集剤としては、例えば、無機系凝集剤を用いることができ、具体的には、ポリ塩化アルミニウム（ＰＡＣ）や硫酸アルミニウム等が挙げられる。
【００２５】
除鉄除マンガン装置は、原水Ｗ１に含まれる微粒子等の懸濁物質と共に、溶存鉄及び溶存マンガンを濾材（図示せず）により捕捉して除去するものであり、この濾材が充填された濾過塔を備えている。濾材には、通常、粒子状のマンガンシャモットやマンガンゼオライトが使用される。また、濾過処理装置４として、除鉄除マンガン装置が使用される場合には、原水Ｗ１に含まれる溶存鉄及び溶存マンガンを酸化してから除去する。そのため、濾過塔の上流側に配置された薬剤添加装置１１によって、酸化剤（例えば、次亜塩素酸ナトリウム）を添加する。
【００２６】
具体的には、原水Ｗ１に含まれる溶存鉄は、上記酸化剤の作用により酸化され、不溶性の水酸化第一鉄を経て水酸化第二鉄へと変化（すなわち、懸濁物質化）し、上記濾材によって濾過される。原水Ｗ１に含まれる溶存マンガンは、上記酸化剤の作用により上記濾材と接触したときに、酸化が進行し、濾材によって吸着され除去される。
【００２７】
活性炭濾過装置は、原水Ｗ１に含まれる懸濁物質と共に、有機物、色度成分及び臭気成分等の不純物を吸着材からなる濾材で除去するものであり、この吸着材が充填された濾過塔を備えている。吸着材には、通常、粒子状又は繊維状の活性炭が使用される。
なお、活性炭濾過装置は、上記砂濾過装置及び／又は除鉄除マンガン装置と併用してもよい。その場合、活性炭濾過装置を、上記砂濾過装置及び／又は除鉄除マンガン装置の下流側に配置することが好ましい。このように配置することにより、例えば、除鉄除マンガン装置を通過した酸化剤由来の残留塩素を、活性炭濾過装置によって分解できるからである。
【００２８】
以上のように構成された濾過処理装置４には、処理水ラインＬ２が接続されている。
次に、処理水ラインＬ２及び処理水ラインＬ２に関連する構成要素について説明する。処理水ラインＬ２の上流側の端部は、濾過処理装置４（コントロールバルブ６）に接続されている。処理水ラインＬ２の下流側の端部は、処理水タンク８に接続されている。処理水ラインＬ２は、濾過処理装置４によって製造された処理水Ｗ２が流通する。
処理水ラインＬ２には、給水バルブ７が設けられている。給水バルブ７は、処理水ラインＬ２を開閉する。給水バルブ７は、制御装置３０（後述）と接続されており、制御装置３０によって開閉を制御される。
【００２９】
また、処理水ラインＬ２には、計測点Ｊ５において、処理水用水質計１８が接続されている。処理水用水質計１８は、処理水ラインＬ２を流通する処理水Ｗ２の水質（例えば、濁度又は色度等）を計測するものである。処理水用水質計１８は、制御装置３０（後述）と接続されている。処理水用水質計１８によって計測された信号は、制御装置３０に入力され、この制御装置３０によって処理水Ｗ２の水質が判定されるようになっている。
【００３０】
また、処理水ラインＬ２には、計測点Ｊ６において、流量計１９が接続されている。流量計１９は、処理水ラインＬ２を流通する処理水Ｗ２の積算流量を計測するものである。つまり、流量計１９は、システムの保守管理者による処理水Ｗ２の単位時間毎の積算使用量を検出する処理水使用量検出手段として機能する。流量計１９は、制御装置３０（後述）と接続されている。流量計１９によって計測された信号は、制御装置３０に入力され、この制御装置３０によって処理水Ｗ２の単位時間毎の積算流量が算出されると共に、その履歴が後述するメモリ部４５に記憶されるようになっている。なお、流量計１９は、後述する処理水配給ラインＬ３に設けることもできる。
【００３１】
処理水タンク８は、処理水ラインＬ２の下流側の端部に接続され、処理水ラインＬ２を介して導入された処理水Ｗ２を貯留するものである。
処理水タンク８は、水位計８ａを備えている。水位計８ａは、処理水タンク８に貯留された処理水Ｗ２の水位を計測する。水位計８ａは、制御装置３０（後述）と接続されている。水位計８ａによって計測された信号は、制御装置３０に入力され、この制御装置３０によって、処理水タンク８の水位が算出されるようになっている。
【００３２】
本実施形態の濾過処理装置４においては、処理水Ｗ２の配給要求時には、後述する処理水配給ポンプ９が稼働され、処理水タンク８内の処理水Ｗ２が需要箇所に配給される。そのため、水位計８ａによって処理水タンク８の減水及び満水を検出することによって、濾過工程時に、処理水Ｗ２の給水開始タイミング及び給水停止タイミング（すなわち、原水ポンプ２の駆動及び停止タイミング）を判断することができる。
【００３３】
また、処理水タンク８には、バックアップ給水ラインＬｂが接続されている。バックアップ給水ラインＬｂは、処理水タンク８における処理水Ｗ２の貯留量が、処理水Ｗ２の需要量に対して不足する場合等において、別系統の水処理システム等で製造された処理水や上水等からなるバックアップ水Ｗｂを、処理水タンク８に供給するためのものである。
【００３４】
バックアップ給水ラインＬｂには、バックアップ給水バルブ２６が設けられている。バックアップ給水バルブ２６は、バックアップ給水ラインＬｂを開閉する。バックアップ給水バルブ２６は、制御装置３０（後述）と接続されており、制御装置３０によって開閉を制御される。
【００３５】
処理水配給ラインＬ３は、処理水Ｗ２が流通可能に構成されている。処理水配給ラインＬ３の上流側の端部は、処理水タンク８に接続されている。処理水配給ラインＬ３の下流側の端部は、処理水Ｗ２の需要箇所に接続されている。前述したように、流量計１９は、処理水ラインＬ２に代えて、この処理水配給ラインＬ３に設けることができる。
処理水配給ラインＬ３には、処理水配給ポンプ９が設けられている。処理水配給ポンプ９は、処理水タンク８からの処理水Ｗ２を、下流側の需要箇所に送出する。処理水配給ポンプ９は、制御装置３０（後述）と接続されており、制御装置３０によって運転（駆動及び停止）を制御される。
【００３６】
時間帯入力部２０は、流量計１９によって検出された処理水の単位時間毎の積算使用量が、所定値以下に低下する時間帯（時間情報）を入力操作によって設定する。ここで、「所定値」とは、処理水Ｗ２の止水時間を最も短くできる処理水Ｗ２の使用量の閾値である。具体的には、この所定値は、処理水Ｗ２の使用量の下限値であることが好ましい。また、入力する時間帯は、この閾値の条件を満足し、かつ、濾過処理装置４の濾過性能がある程度低下した後であることが好ましい。必要性の少ない洗浄動作を実施しないようにするためである。
時間帯入力部２０は、例えば、制御装置３０に接続されるキーボード（図示せず）である。
【００３７】
洗浄時間入力部２１は、時間帯入力部２０によって設定された時間帯（時間情報）に実施される洗浄動作の洗浄時間を入力操作によって設定する。この際、洗浄時間は、所定の標準洗浄時間（標準時間）よりも短い逆洗浄時間及び水洗時間をそれぞれ個別に設定する。逆洗浄時間及び水洗時間の設定の具体例については、後述する。
洗浄時間入力部２１は、例えば、制御装置３０に接続されるキーボード（図示せず）である。
【００３８】
次に、図２を参照して、第１実施形態の水処理システム１の制御に係る機能について説明する。図２は、第１実施形態の水処理システム１の制御に係る機能ブロック図である。
制御装置３０は、第１実施形態の水処理システム１における各部を制御する。図２に示すように、制御装置３０は、例えば、原水ポンプ２、処理水配給ポンプ９、薬剤添加ポンプ１１ｂ、逆洗水供給ポンプ１５、原水バルブ３、コントロールバルブ６、給水バルブ７、逆洗バルブ１６、バックアップ給水バルブ２６、に電気的に接続される。
【００３９】
また、制御装置３０は、時間帯入力部２０、洗浄時間入力部２１及び水処理システム１における各計測装置に電気的に接続され、時間帯入力部２０から入力された時間帯の設定情報、洗浄時間入力部２１から入力された洗浄時間の設定情報及び各計測装置により計測された計測情報を受信する。計測装置は、例えば、流量計１９、水位計８ａ、処理水用水質計１８である。
【００４０】
制御装置３０は、制御部３１と、メモリ部４５と、を備える。制御部３１は、時間情報計測部３２と、洗浄動作実施時期判定部３３と、洗浄動作実施制御部３５と、を備える。
【００４１】
時間情報計測部３２は、現在の日時等の時間情報を計測する時計手段である。
洗浄動作実施時期判定部３３は、時間帯入力部２０によって設定された時間帯（時刻）情報と時間情報計測部３２によって計測された時間情報とに基づいて、洗浄動作を実施する時期になったか否かを判定する。
【００４２】
洗浄動作実施制御部３５は、洗浄動作実施時期判定部３３によって判定された洗浄動作の実施時期に、洗浄時間入力部２１によって設定された逆洗浄時間及び水洗時間に基づいて逆洗浄工程及び水洗工程を実施する。具体的には、洗浄動作実施制御部３５は、逆洗浄工程を実施する場合には、コントロールバルブ６を逆洗浄工程用の流路設定に切り換え、原水バルブ３及び給水バルブ７を閉弁すると共に、逆洗バルブ１６を開弁する。そして、設定された逆洗浄時間だけ逆洗水供給ポンプ１５を運転してから停止する。
【００４３】
洗浄動作実施制御部３５は、続いて水洗工程を実施する場合には、コントロールバルブ６を水洗工程用の流路設定に切り換え、給水バルブ７を閉弁したまま逆洗バルブ１６を閉弁し、原水バルブ３を開弁する。そして、設定された水洗時間だけ原水ポンプ２を運転してから停止する。
【００４４】
メモリ部４５は、水処理システム１の制御に必要な制御プログラムや各種データ等を記憶する。具体的には、メモリ部４５は、水処理システム１の制御に必要な各種機能を動作させる制御プログラム、時間帯入力部２０から入力された時間帯の設定情報、洗浄時間入力部２１から入力された洗浄時間の設定情報、前記各計測装置によって計測された各種計測データ（例えば、流量計１９によって検出された処理水Ｗ２の単位時間毎の積算使用量データ、処理水用水質計１８による水質データ等）、各種閾値（例えば、処理水Ｗ２の使用量の下限閾値）等を記憶する。
【００４５】
次に、第１実施形態の水処理システム１の基本動作について、図１を参照しながら説明する。通常運転時の濾過工程の場合、濾過処理装置４のコントロールバルブ６は、濾過工程用の流路に設定されている。処理水Ｗ２の配給要求があると、制御装置３０によって処理水配給ポンプ９が稼働されることにより、処理水タンク８に貯留された処理水Ｗ２が下流側の需要箇所に送出される（配給開始）。そして、水位計８ａにより処理水タンク８の減水が検出されると、制御装置３０によって、原水ラインＬ１における原水ポンプ２及び薬剤添加ポンプ１１ｂが稼働されると共に、原水バルブ３が開弁される。また、制御装置３０によって、処理水ラインＬ２の給水バルブ７が開弁される。この場合、逆洗水供給ラインＬ５における逆洗水供給ポンプ１５は、稼働されず、逆洗バルブ１６は閉弁されたままとなっている。
【００４６】
原水Ｗ１は、原水ポンプ２によって原水ラインＬ１に供給される。そして、添加点Ｊ１において、薬剤添加装置１１によって所定の薬剤が添加される。
薬剤が添加された原水Ｗ１は、濾過処理装置４のコントロールバルブ６を介して濾過塔５内に導入される。濾過塔５においては、原水Ｗ１が上記濾材層に対して下降するように流される。これにより、原水Ｗ１に含まれる懸濁物質が濾材により捕捉され、処理水Ｗ２が製造される。製造された処理水Ｗ２は、コントロールバルブ６を介して処理水ラインＬ２に流通され、処理水タンク８に貯留される。
【００４７】
処理水ラインＬ２においては、処理水用水質計１８によって処理水Ｗ２の水質が計測されると共に、流量計１９によって処理水Ｗ２の積算流量が計測される。これらの計測情報は、制御装置３０によって受信される。
処理水Ｗ２の配給要求がなくなると、制御装置３０によって処理水配給ポンプ９が停止される（配給停止）。続いて、水位計８ａにより処理水タンク８の満水が検出されると、制御装置３０によって、原水ラインＬ１における原水ポンプ２及び薬剤添加ポンプ１１ｂが停止されると共に、原水バルブ３が閉弁される。また、制御装置３０によって、処理水ラインＬ２の給水バルブ７が閉弁される。
【００４８】
なお、制御装置３０によって、処理水タンク８における処理水Ｗ２の水位が、所定の下限値になったと判定された場合には、制御装置３０によって、バックアップ給水ラインＬｂのバックアップ給水バルブ２６が開弁される。これにより、バックアップ水Ｗｂが、処理水タンク８に補給される。
【００４９】
次に、濾過処理装置４の洗浄動作（逆洗浄工程及び水洗工程）について説明する。
逆洗浄工程時には、制御装置３０（洗浄動作実施制御部３５）によって、原水ラインＬ１における原水ポンプ２が停止されると共に、原水バルブ３が閉弁され、かつ、濾過処理装置４のコントロールバルブ６が逆洗浄工程用の流路に設定される。また、制御装置３０によって、処理水ラインＬ２の給水バルブ７が閉弁されると共に、逆洗水供給ラインＬ５における逆洗水供給ポンプ１５が稼働され、逆洗バルブ１６が開弁される。これにより、濾過塔５において、処理水Ｗ２が上記濾材層に対して上昇するように流され、濾材が展開される。洗浄後の逆洗水は、排水ラインＬ４を介して、系外に排出される。この逆洗浄工程は、洗浄時間入力部２１からの入力操作によって設定される逆洗浄時間（後述）に基づいて実施される。
【００５０】
また、水洗工程時には、制御装置３０（洗浄動作実施制御部３５）によって、原水ラインＬ１における原水ポンプ２が稼働されると共に、原水バルブ３が開弁され、かつ、濾過処理装置４のコントロールバルブ６が水洗工程用の流路に設定される。また、制御装置３０によって、処理水ラインＬ２の給水バルブ７が閉弁状態を維持されると共に、逆洗水供給ラインＬ５における逆洗水供給ポンプ１５が停止され、逆洗バルブ１６が閉弁される。これにより、濾過塔５において、濯ぎ水としての原水Ｗ１が上記濾材層に対して下降するように流され、濾材が濯がれる。水洗後の濯ぎ水は、排水ラインＬ４を介して、系外に排出される。この水洗工程は、洗浄時間入力部２１からの入力操作によって設定された水洗時間（後述）に基づいて実施される。
【００５１】
制御装置３０（洗浄動作実施制御部３５）による洗浄動作が終了した後は、通常の運転モードに復帰する。つまり、処理水Ｗ２を製造するために濾過工程に復帰し、原水バルブ３及び給水バルブ７が開弁され、原水ポンプ２等が運転される。
【００５２】
次に、第１実施形態の水処理システム１における洗浄動作の実施時期について、図３を参照しながら説明する。図３（ａ）は、水処理システム１における処理水Ｗ２の単位時間毎の積算使用量の時間変化を示す図であり、図３（ｂ）は、濾過処理装置４の濾過性能レベルの時間変化を示す図である。図３（ａ）及び図３（ｂ）は、一日における水処理システム１の使用例を示している。
【００５３】
図３（ａ）において、縦軸は、水処理システム１における処理水Ｗ２の単位時間毎（例えば、１時間毎）の積算使用量を示し、横軸は、水処理システム１を運用しているときの時間経過（時刻）を示す。図３（ｂ）において、縦軸は、濾過処理装置４の濾過性能レベルを示し、横軸は、水処理システム１を運用しているときの時間経過（時刻）を示す。なお、図３（ｂ）の縦軸における濾過性能レベルは、例えば処理水Ｗ２の濁度の相対値として示すことができる。
【００５４】
また、図３（ｂ）において、曲線１０１は、原水Ｗ１の水質が通常であり、かつ、従来の定期的な洗浄動作が実施された場合における濾過処理装置４の濾過性能レベルの時間変化を示す。曲線１０２及び曲線１０３は、原水Ｗ１の水質が悪くなった場合であり、かつ、本実施形態の特徴的な洗浄動作が実施された場合における濾過処理装置４の濾過性能レベルの時間変化を示す。なお、原水Ｗ１の水質とは、例えば濁度である。
【００５５】
図３に示す例では、３時から５時の時間帯や１２時から１７時の時間帯は、他の時間帯に比べて処理水Ｗ２の単位時間毎の積算使用量が多くなっている。一方、６時から８時の時間帯は、他の時間帯に比べて処理水Ｗ２の単位時間毎の積算使用量が少なくなっている。
【００５６】
次に、第１実施形態の水処理システム１の特徴的な制御について図４を参照しながら説明する。図４は、第１実施形態の水処理システム１の制御を示すフローチャートである。本実施形態は、洗浄動作を、処理水Ｗ２の単位時間毎の積算使用量が少ない時間帯に、通常時よりも短い時間で１回実施するものである。
【００５７】
図４に示すように、ステップＳＴ１において、流量計１９は、処理水Ｗ２の単位時間毎の積算使用量を検出する。制御装置３０は、この積算使用量のデータを受信し、メモリ部４５に記憶する。
【００５８】
ステップＳＴ２において、システムの保守管理者は、メモリ部４５に記憶された処理水Ｗ２の積算使用量のデータを参照し、処理水Ｗ２の積算使用量が少ない時間帯（例えば、図３（ａ）に示す６時から８時の時間帯）を特定し、時間帯入力部２０（図２参照）によって制御装置３０に入力する。所定の時間帯が入力されると、その時間帯の中間時刻（例えば、７時）が、洗浄動作を実施する時期（時刻）として設定されるようになっている。
【００５９】
ステップＳＴ３において、システムの保守管理者は、所定の標準洗浄時間（標準時間）よりも短い逆洗浄時間及び水洗時間を、洗浄時間入力部２１（図２参照）によって制御装置３０に入力する。ここにおいて、例えば、工場等が稼働していない夜間（例えば、図３に示す２２時）等において洗浄動作が実施される標準時間（止水時間が３０分）の内訳として、逆洗浄時間及び水洗時間のそれぞれが１５分ずつであるとする。
【００６０】
このような場合、システムの保守管理者は、この標準の洗浄時間に対して、例えば、逆洗浄時間を７分、水洗時間を１０分というように個別に設定する。つまり、合計の洗浄時間を１７分に設定する。そのため、止水時間を標準の止水時間よりも１３分短くすることができる。また、止水時間を短縮（低減）することができるため、洗浄水（原水Ｗ１及び処理水Ｗ２）の使用量を少なくすることができる。また、逆洗浄時間及び水洗時間を個別に設定することができるため、濾過性能の低下の度合いに応じて、逆洗浄時間及び水洗時間を任意に設定することができ、きめ細かな洗浄動作を実施することができる。
【００６１】
ステップＳＴ４において、時間情報計測部３２は、現在の時間情報を計測し、ステップＳＴ５に進む。
【００６２】
ステップＳＴ５において、洗浄動作実施時期判定部３３は、時間帯入力部２０から入力された時間帯（時刻）情報と時間情報計測部３２によって計測された時間情報（現在時刻）とに基づいて、現在の時刻が上記入力された時間帯になったか否かを判定する。つまり、洗浄動作実施時期判定部３３は、現在の時刻が、洗浄動作を実施する時期（例えば、図３（ａ）における７時に相当する時期）になったか否かを判定する。
【００６３】
洗浄動作を実施する時期になった（ＹＥＳ）場合（現在時刻が、図３（ａ）における時刻が７時になった場合に対応）には、ステップＳＴ３へ進む。
一方、洗浄動作を実施する時期になっていない（ＮＯ）場合（図３（ａ）において、７時以前に相当する時期）には、ステップＳＴ４に戻り、洗浄動作を実施する時期になるまでステップＳＴ４及びステップＳＴ５の処理を繰り返す。
【００６４】
ステップＳＴ６において、洗浄動作実施制御部３５は、ステップＳＴ３において設定された逆洗浄時間に基づいて、例えば、図３（ａ）に示す７時に逆洗浄工程を実施する。続いて、洗浄動作実施制御部３５は、ステップＳＴ３において設定された水洗時間に基づいて、水洗工程を実施する。
【００６５】
このように洗浄時間を短く設定し、洗浄動作を簡易的に実施する。そのため、濾過処理装置４の濾過性能を完全に回復させることは困難であるが、処理水Ｗ２の水質が悪化しない程度にまで濾過性能を回復させることができる。
【００６６】
具体的には、上記簡易的な洗浄動作を実施しなければ、例えば、図３（ｂ）の曲線１０２に示すように、原水Ｗ１の水質が悪化した場合に、７時以降では、時間経過と共に濾過性能が急激に悪化（２点鎖線参照）する虞がある。そのため、処理水Ｗ２の水質が急激に悪化したり、濾材が完全に目詰まりを起こしたりする虞がある。
【００６７】
これに対し、原水Ｗ１の水質が悪化した場合であっても、７時に上記簡易的な洗浄動作を実施することにより、図３（ｂ）の曲線１０３に示すように、濾過性能レベルを一時的に回復させることができる。回復後の濾過性能レベルは、その後の時間経過と共に次第に悪化していく。つまり、原水Ｗ１の水質が通常である場合の曲線１０１と略同様に、濾過性能レベルが定常状態を経て、徐々に悪化していく。そして、例えば、工場等が稼働していない夜間の２２時において、標準の洗浄時間による洗浄動作を実施することにより、濾過処理装置４の濾過性能を完全に回復させることができる。
【００６８】
ステップＳＴ６において、洗浄動作実施制御部３５による洗浄動作を実施した後は、本制御は終了し、通常の水処理の運転モードに復帰する。つまり、処理水Ｗ２を製造するために濾過工程に復帰する。
【００６９】
以上に説明した第１実施形態の水処理システム１によれば、以下に示す各効果が奏される。
第１実施形態の水処理システム１は、逆洗浄手段及び水洗手段としてのコントロールバルブ６を有する濾過処理装置４と、逆洗浄手段としての逆洗水供給ラインＬ５、逆洗水供給ポンプ１５、逆洗バルブ１６及び排水ラインＬ４と、水洗手段としての原水ラインＬ１、原水ポンプ２、原水バルブ３及び排水ラインＬ４と、処理水使用量検出手段としての流量計１９と、処理水使用量検出手段によって検出された処理水の単位時間毎の積算使用量が、所定値以下に低下する時間帯を入力操作によって設定する時間帯入力部２０と、洗浄動作における標準の洗浄時間よりも短い洗浄時間を入力操作によって設定する洗浄時間入力部２１と、時間情報計測部３２と、洗浄動作実施時期判定部３３と、洗浄動作実施時期判定部３３によって判定された洗浄動作の実施時期に、洗浄時間入力部２１によって設定された洗浄時間に基づいて洗浄動作を実施する洗浄動作実施制御部３５と、を備える。
【００７０】
そのため、時間帯入力部２０によって入力された処理水Ｗ２の単位時間毎の積算使用量が少ない時間帯に、所定の標準時間よりも短い時間で洗浄動作を実施することができる。従って、処理水Ｗ２の積算使用量が少ない時間帯に洗浄動作を簡易的に実施することで、ユーザの止水時間を低減することができると共に、処理水Ｗ２の水質が悪化しない程度にまで濾過性能を回復させることができる。つまり、濾過処理装置４の一日における使用期間において、濾過処理性能をできるだけ維持（延命）することができ、濾過処理性能を効果的に回復させることができる。
【００７１】
また、ユーザによる処理水Ｗ２の使用状況に応じて洗浄時間を短くすることにより、洗浄水（原水Ｗ１及び処理水Ｗ２）の使用量を少なくすることができる。従って、水資源を有効に利用することができる。
【００７２】
また、第１実施形態の水処理システム１においては、前記逆洗浄手段による濾材の逆洗浄時間及び前記水洗手段による濾材の水洗時間は、洗浄時間入力部２１によって、個別に設定され得る。そのため、濾過性能の低下の度合いに応じて、逆洗浄時間及び水洗時間を任意に設定することができ、きめ細かな洗浄動作を実施することができる。
【００７３】
次に、本発明の他の実施形態について説明する。他の実施形態については、主として、第１実施形態の制御方法とは異なる点を中心に説明し、第１実施形態と同様の構成については、同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。他の実施形態において特に説明しない点は、第１実施形態についての説明が適宜適用又は援用される。
【００７４】
〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態の水処理システム１Ａの構成について図５及び図６を参照しながら説明する。図５は、第２実施形態の水処理システム１Ａを示す構成図である。図６は、第２実施形態の水処理システム１Ａの制御に係る機能ブロック図である。
【００７５】
図５に示すように、本発明の第２実施形態の水処理システム１Ａは、原水ラインＬ１と、原水ポンプ２と、原水バルブ３と、濾過処理装置４と、処理水ラインＬ２と、給水バルブ７と、処理水タンク８と、処理水配給ラインＬ３と、処理水配給ポンプ９と、逆洗浄手段としての逆洗水供給ラインＬ５、逆洗水供給ポンプ１５、逆洗バルブ１６及び排水ラインＬ４と、バックアップ給水ラインＬｂと、薬剤添加装置１１と、処理水用水質計１８と、処理水使用量検出手段としての流量計１９と、制御装置３０Ａと、学習期間入力部５０と、を主体に構成されている。
【００７６】
前述した第１実施形態の水処理システム１においては、処理水Ｗ２の単位時間毎の積算使用量が所定値以下に低下する時間帯は、時間帯入力部２０（図１参照）から保守管理者によって入力されるように構成されていた。これに対し、第２実施形態の水処理システム１Ａにおいては、上記時間帯は、制御装置３０Ａ（図５及び図６参照）によって一定期間、自動的に学習され、その学習値が入力されるように構成されている。
また、第１実施形態の水処理システム１においては、逆洗浄工程及び水洗工程からなる洗浄動作の洗浄時間は、洗浄時間入力部２１（図１参照）から保守管理者によって入力されるように構成されていた。これに対し、第２実施形態の水処理システム１Ａにおいては、上記洗浄時間は、制御装置３０Ａ（図５及び図６参照）によって、自動的に設定されるように構成されている。
【００７７】
従って、図５に示すように、第２実施形態の水処理システム１Ａの構成は、第１実施形態の水処理システム１の構成と略同様である。主な異なる点は、第２実施形態の水処理システム１Ａが、時間帯入力部２０に代えて学習期間入力部５０を備える点、及び制御装置３０に代えて制御装置３０Ａ（図６参照）を備える点である。従って、以下、この相違点を中心に説明する。
【００７８】
図５に示すように、学習期間入力部５０は、制御装置３０Ａ（後述の処理水使用量低下時間帯学習部３６）が処理水使用量低下時間帯（後述）を学習するべき学習期間を入力する。学習期間入力部５０は、例えば、水処理システム１Ａの制御盤（図示せず）に設けられるキーボード（図示せず）である。
【００７９】
次に、図６を参照して、第２実施形態の水処理システム１Ａの制御に係る機能について説明する。図６に示すように、制御装置３０Ａは、第２実施形態の水処理システム１Ａにおける各部を制御する。制御装置３０Ａは、制御部３１Ａと、メモリ部４５と、を備える。
【００８０】
制御部３１Ａは、時間情報計測手段としての時間情報計測部３２と、洗浄動作実施時期判定手段としての洗浄動作実施時期判定部３３と、洗浄時間設定手段としての洗浄時間設定部３４と、洗浄動作実施制御手段としての洗浄動作実施制御部３５と、処理水使用量低下時間帯学習手段としての処理水使用量低下時間帯学習部３６と、学習期間判定手段としての学習期間判定部３７と、を備える。
【００８１】
時間情報計測部３２は、現在の日時等の時間情報を計測する時計手段である。
洗浄動作実施時期判定部３３は、処理水使用量低下時間帯学習部３６（後述）により学習された処理水使用量低下時間帯（後述）と時間情報計測部３２によって計測された時間情報とに基づいて、洗浄動作を実施する時期になったか否かを判定する。
【００８２】
洗浄時間設定部３４は、流量計１９によって検出された処理水Ｗ２の単位時間毎の積算使用量に基づいて、所定の標準洗浄時間（標準時間）よりも短い逆洗浄時間及び水洗時間を設定する。
洗浄動作実施制御部３５は、処理水使用量低下時間帯学習部３６により学習され、処理水使用情報記憶部４６（後述）に記憶された処理水使用量低下時間帯のデータを読み出す。また、洗浄動作実施制御部３５は、この処理水使用量低下時間帯において、洗浄時間設定部３４によって設定された逆洗浄時間及び水洗時間に基づいて逆洗浄工程及び水洗工程を実施する。
【００８３】
処理水使用量低下時間帯学習部３６は、処理水使用情報記憶部４６（後述）に記憶された処理水使用情報に基づいて、処理水Ｗ２の単位時間毎の積算使用量が所定値以下に低下する時間帯を処理水使用量低下時間帯として学習する。ここで、「所定値」とは、処理水Ｗ２の止水時間を最も短くできる処理水Ｗ２の使用量の閾値である。具体的には、この所定値は、処理水Ｗ２の使用量の下限値であることが好ましい。
【００８４】
学習期間判定部３７は、学習期間入力部５０から入力された学習期間（例えば、１週間）と、時間情報計測部３２によって計測された時間情報とに基づいて、処理水使用量低下時間帯学習部３６が学習するべき期間（学習期間）が経過したか否かを判定する。
【００８５】
メモリ部４５は、水処理システム１Ａの制御に必要な制御プログラムや各種データ等を記憶する。メモリ部４５は、学習期間入力部５０から入力された学習期間（設定値）を記憶する。また、メモリ部４５は、処理水使用情報記憶手段としての処理水使用情報記憶部４６を備える。
【００８６】
処理水使用情報記憶部４６は、流量計１９によって検出された処理水Ｗ２の単位時間毎の積算使用量及び時間情報計測部３２によって計測された時間情報を含む処理水使用情報を記憶する。この処理水使用情報は、処理水使用量低下時間帯学習部３６によって用いられる。また、処理水使用情報記憶部４６は、処理水使用量低下時間帯学習部３６によって学習された処理水使用量低下時間帯のデータを記憶する。
【００８７】
次に、第２実施形態の水処理システム１Ａの特徴的な制御について図７及び図８を参照しながら説明する。図７は、第２実施形態の水処理システム１Ａの処理水使用量低下時間帯を学習する制御を示すフローチャートである。図８は、第２実施形態の水処理システム１Ａの洗浄動作を実施する制御を示すフローチャートである。
【００８８】
第２実施形態の水処理システム１Ａの制御は、処理水使用量低下時間帯を学習する学習モード（図７参照）と、この学習モードによって得られた処理水使用量低下時間帯に洗浄動作を１回実施する洗浄動作実施モード（図８参照）とからなる。
【００８９】
先ず、学習モードについて図７を参照しながら説明する。図７に示すように、ステップＳＴ１１において、ユーザは、学習期間入力部５０（図５及び図６参照）により、処理水使用量低下時間帯を学習させる期間（学習期間）を入力する。学習期間が入力されると、ステップＳＴ１２に進む。例えば、システムの保守管理者が、水処理システム１Ａにおける１週間分の処理水使用量低下時間帯のデータを学習させたい場合には、この１週間を設定値として入力する。
【００９０】
ステップＳＴ１２において、時間情報計測部３２は、現在の時間情報（日時）を計測し、ステップＳＴ１３に進む。
【００９１】
ステップＳＴ１３において、流量計１９は、処理水Ｗ２の単位時間毎の積算使用量を検出する。洗浄時間設定部３４は、この積算使用量のデータを受信し、ステップＳＴ１４に進む。
【００９２】
ステップＳＴ１４において、処理水使用情報記憶部４６は、ステップＳＴ１３において検出された処理水Ｗ２の単位時間毎の積算使用量及びステップＳＴ１２において計測された時間情報を含む処理水使用情報を記憶し、ステップＳＴ１５に進む。
【００９３】
ステップＳＴ１５において、処理水使用量低下時間帯学習部３６は、ステップＳＴ１４において記憶された処理水使用情報に基づいて、処理水Ｗ２の使用量が所定値以下に低下する時間帯を処理水使用量低下時間帯として学習し、ステップＳＴ１６に進む。
【００９４】
ステップＳＴ１６において、学習期間判定部３７は、学習期間入力部５０から入力された学習期間（例えば、１週間）と、時間情報計測部３２によって計測された時間情報とに基づいて、処理水使用量低下時間帯学習部３６が学習するべき期間（学習期間）が経過したか否かを判定する。学習期間が経過した（ＹＥＳ）場合には、ステップＳＴ１７に進む。
【００９５】
一方、学習期間が経過していない（ＮＯ）場合には、ステップＳＴ１２に戻り、学習期間が経過するまでステップＳＴ１２からステップＳＴ１５を繰り返す。
【００９６】
ステップＳＴ１７において、処理水使用情報記憶部４６は、ステップＳＴ１５において処理水使用量低下時間帯学習部３６により学習された処理水使用量低下時間帯のデータを記憶し、学習モードの制御を終了する。これにより、予め設定された期間において、処理水使用量低下時間帯を自動的に学習することができる。この学習された処理水使用量低下時間帯のデータは、図８に示す洗浄動作実施モードにおいて使用される。
【００９７】
次に、洗浄動作実施モードについて図８を参照しながら説明する。図８に示すように、ステップＳＴ２１において、洗浄動作実施制御部３５は、図７に示すステップＳＴ１７において記憶された処理水使用量低下時間帯のデータを処理水使用情報記憶部４６から読み出し、ステップＳＴ２２に進む。
【００９８】
ステップＳＴ２２において、時間情報計測部３２は、現在の時間情報を計測し、ステップＳＴ２３に進む。
【００９９】
ステップＳＴ２３において、洗浄動作実施時期判定部３３は、ステップＳＴ２１において読み出された処理水使用量低下時間帯のデータとステップＳＴ２２において計測された時間情報（現在時刻）とに基づいて、現在の時刻が上記処理水使用量低下時間帯になったか否かを判定する。つまり、洗浄動作実施時期判定部３３は、現在の時刻が、洗浄動作を実施する時期（例えば、前述した図３（ａ）における７時に相当する時期）になったか否かを判定する。
【０１００】
洗浄動作を実施する時期になった（ＹＥＳ）場合には、ステップＳＴ２４へ進む。
一方、洗浄動作を実施する時期になっていない（ＮＯ）場合（例えば、前述した図３（ａ）において、７時以前に相当する時期）には、ステップＳＴ２２に戻り、洗浄動作を実施する時期になるまでステップＳＴ２２及びステップＳＴ２３の処理を繰り返す。
【０１０１】
ステップＳＴ２４において、流量計１９は、洗浄動作の実施時期における処理水Ｗ２の単位時間毎の積算使用量を検出する。洗浄時間設定部３４は、この積算使用量のデータを受信し、ステップＳＴ２５に進む。
【０１０２】
ステップＳＴ２５において、洗浄時間設定部３４は、ステップＳＴ２４において検出された処理水Ｗ２の単位時間毎の積算使用量に基づいて、所定の標準洗浄時間（標準時間）よりも短い逆洗浄時間及び水洗時間を設定し、ステップＳＴ２６に進む。この洗浄時間の設定は、前記第１実施形態の場合と同様であるので、重複説明を省略する。
【０１０３】
このように洗浄時間を標準の洗浄時間よりも短く設定することにより、止水時間を標準の止水時間よりも短くすることができる。また、止水時間を短縮（低減）することができるため、洗浄水（原水Ｗ１及び処理水Ｗ２）の使用量を少なくすることができる。
【０１０４】
ステップＳＴ２６において、洗浄動作実施制御部３５は、ステップＳＴ２５において設定された逆洗浄時間に基づいて、例えば、前述の図３（ａ）に示す７時に逆洗浄工程を実施する。続いて、洗浄動作実施制御部３５は、ステップＳＴ２５において設定された水洗時間に基づいて、水洗工程を実施する。
【０１０５】
このように、第２実施形態によれば、洗浄時間を短く設定し、洗浄動作を簡易的に実施する。そのため、濾過処理装置４の濾過性能を完全に回復させることは困難であるが、処理水Ｗ２の水質が悪化しない程度にまで濾過性能を回復させることができる。
【０１０６】
ステップＳＴ２６において、洗浄動作実施制御部３５による洗浄動作を実施した後、本制御は終了し、通常の水処理の運転モードに復帰する。つまり、処理水Ｗ２を製造するために濾過工程に復帰する。
【０１０７】
以上に説明した第２実施形態の水処理システム１Ａによれば、第１実施形態の水処理システム１の場合と同様の効果が奏されるほか、以下に示す各効果が奏される。
第２実施形態の水処理システム１Ａは、逆洗浄手段及び水洗手段としてのコントロールバルブ６を有する濾過処理装置４と、逆洗浄手段としての逆洗水供給ラインＬ５、逆洗水供給ポンプ１５、逆洗バルブ１６及び排水ラインＬ４と、水洗手段としての原水ラインＬ１、原水ポンプ２、原水バルブ３及び排水ラインＬ４と、処理水使用量検出手段としての流量計１９と、時間情報計測部３２と、処理水Ｗ２の単位時間毎の積算使用量及び時間情報を含む処理水使用情報を記憶する処理水使用情報記憶部４６と、処理水使用量低下時間帯を学習する処理水使用量低下時間帯学習部３６と、学習期間入力部５０と、学習期間判定部３７と、洗浄動作実施時期判定部３３と、洗浄動作における標準の洗浄時間よりも短い洗浄時間を設定する洗浄時間設定部３４と、洗浄動作実施時期判定部３３によって判定された洗浄動作の実施時期に、洗浄時間設定部３４によって設定された洗浄時間に基づいて洗浄動作を実施する洗浄動作実施制御部３５と、を備える。
【０１０８】
そのため、処理水使用量低下時間帯学習部３６によって、処理水Ｗ２の積算使用量が少ない時間帯（処理水使用量低下時間帯）を容易に学習（把握）することができる。従って、システムの保守管理者は、処理水使用量低下時間帯のデータ収集のための労力から解放される。
【０１０９】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、前述した実施形態に制限されるものではなく、適宜変更が可能である。
例えば、前記第１実施形態においては、洗浄時間設定部３４は、標準洗浄時間に対して、逆洗浄時間を７分、水洗時間を１０分というように個別に設定するものとして説明したが、これに制限されない。標準洗浄時間及び処理水Ｗ２の単位時間毎の積算使用量に基づいて、逆洗浄時間及び／又は水洗時間を適宜、増減して設定してもよい。また、逆洗浄時間及び水洗時間は、同一の時間であってもよい。
【０１１０】
また、前記第１実施形態及び前記第２実施形態においては、洗浄動作を、処理水Ｗ２の単位時間毎の積算使用量が少ない時間帯に、通常時よりも短い時間で１回実施するものとして説明したが、これに制限されない。例えば、原水Ｗ１の水質が更に悪化することが予想される場合には、処理水Ｗ２の単位時間毎の積算使用量が少ない他の時間帯にも、洗浄動作を実施するように制御してもよい。つまり、上記の簡易的な洗浄動作を複数回実施してもよい。
【０１１１】
また、前記第１実施形態及び前記第２実施形態においては、処理水Ｗ２の単位時間毎の積算使用量が１時間毎の積算使用量として検出されるものとして説明したが、これに制限されない。処理水Ｗ２の単位時間毎の積算使用量は、例えば１５分毎の積算使用量であってもよいし、３０分毎の積算使用量であってもよい。
【０１１２】
また、前記第１実施形態及び前記第２実施形態においては、逆洗浄工程時の逆洗水に処理水Ｗ２を用い、水洗時の濯ぎ水に原水Ｗ１を用いるものとして説明したが、これに制限されない。例えば、逆洗水及び濯ぎ水に処理水Ｗ２を用いたり、逆洗水及び濯ぎ水に原水Ｗ１を用いたりしてもよい。
【符号の説明】
【０１１３】
１，１Ａ 水処理システム
２ 原水ポンプ（水洗手段）
３ 原水バルブ（水洗手段）
４ 濾過処理装置
６ コントロールバルブ（逆洗浄手段、水洗手段）
１５ 逆洗水供給ポンプ（逆洗浄手段）
１６ 逆洗バルブ（逆洗浄手段）
１８ 処理水用水質計
１９ 流量計（処理水使用量検出手段）
２０ 時間帯入力部（時間帯入力手段）
２１ 洗浄時間入力部（洗浄時間入力手段）
３０，３０Ａ 制御装置
３２ 時間情報計測部（時間情報計測手段）
３３ 洗浄動作実施時期判定部（洗浄動作実施時期判定手段）
３４ 洗浄時間設定部（洗浄時間設定手段）
３５ 洗浄動作実施制御部（洗浄動作実施制御手段）
３６ 処理水使用量低下時間帯学習部（処理水使用量低下時間帯学習手段）
３７ 学習期間判定部（学習期間判定手段）
４６ 処理水使用情報記憶部（処理水使用情報記憶手段）
５０ 学習期間入力部（学習期間入力手段）
Ｌ１ 原水ライン（水洗手段）
Ｌ４ 排水ライン（逆洗浄手段、水洗手段）
Ｌ５ 逆洗水供給ライン（逆洗浄手段）
Ｗ１ 原水
Ｗ２ 処理水
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原水に含まれる懸濁物質を濾材により捕捉して処理水を製造する濾過処理装置を備えた水処理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、地下水等の原水に含まれる懸濁物質（例えば、微粒子、有機物、溶存鉄の酸化析出物等）を濾材により捕捉して処理水を製造する濾過処理装置を備えた水処理システムが提供されている（例えば、特許文献１，２参照）。
このような濾過処理装置の濾材は、捕捉した懸濁物質の増加に伴って、次第に濾過性能が低下する。そのため、洗浄水（原水又は処理水）を用いて濾材を定期的に洗浄（逆洗浄及び水洗）することにより、濾過処理装置の濾過性能を回復させている。このような洗浄を一日に複数回行う場合、濾過性能の低下の程度によらず、同じ時刻に、同じ洗浄水量で一律に行っていた。また、濾材の洗浄を行う場合には、処理水の製造を一時的に停止する止水時間の確保が必要であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭６２−１９１０１４号公報
【特許文献２】特開２００３−１９０９７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、ユーザによる処理水の使用態様は様々であり、処理水の単位時間毎の積算使用量も一日の中で変動（増減）することが多い。
しかし、上記特許文献１に記載の水処理システムにおいて、洗浄を一日に複数回行う場合には、濾過性能の低下の程度によらず、同じ時刻に、同じ洗浄水量で一律に行っていた。そのため、ユーザによる処理水の積算使用量が多い時間帯に、必要性の少ない洗浄が一律に行われると、ユーザはより多くの止水時間を確保しなければならなかった。
また、濾過性能がさほど低下していない時に濾材の洗浄を行っても、濾過性能を効果的に回復させることができないばかりか、過剰な洗浄水が使用され、水資源の無駄が多かった。
【０００５】
本発明は、ユーザの止水時間を低減することができると共に、水資源を有効に利用しつつ、過処理装置の濾過性能を効果的に回復させることができる水処理システム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】
【０００６】
本発明は、原水に含まれる懸濁物質を濾材により捕捉して処理水を製造する濾過処理装置と、前記濾材を逆洗浄するために該濾材に洗浄水を供給すると共に、捕捉された前記懸濁物質を洗浄水と共に系外へ排出する逆洗浄手段と、逆洗浄された前記濾材を濯ぐために該濾材に濯ぎ水を供給すると共に、該濾材を濯いだ濯ぎ水を系外へ排出する水洗手段と、処理水の単位時間毎の積算使用量を検出する処理水使用量検出手段と、前記処理水使用量検出手段によって検出された処理水の単位時間毎の積算使用量が、所定値以下に低下する時間帯を入力操作によって設定する時間帯入力手段と、前記時間帯入力手段によって設定された前記時間帯に実施され、かつ前記逆洗浄手段による逆洗工程及び前記水洗手段による水洗工程からなる洗浄動作の洗浄時間であって、標準の洗浄時間よりも短い洗浄時間を入力操作によって設定する洗浄時間入力手段と、時間情報を計測する時間情報計測手段と、前記時間帯入力手段によって設定された前記時間帯と前記時間情報計測手段によって計測された前記時間情報とに基づいて、洗浄動作を実施する時期になったか否かを判定する洗浄動作実施時期判定手段と、前記洗浄動作実施時期判定手段によって判定された洗浄動作の実施時期に、前記洗浄時間入力手段によって設定された洗浄時間に基づいて洗浄動作を実施する洗浄動作実施制御手段と、を備える水処理システムに関する。
【０００７】
また、前記洗浄時間入力手段によって設定される洗浄時間は、前記逆洗浄工程における逆洗浄時間及び前記水洗工程における水洗時間が個別に設定されることにより、標準の洗浄時間よりも短い洗浄時間が設定されることが好ましい。
【０００８】
また、本発明は、原水に含まれる懸濁物質を濾材により捕捉して処理水を製造する濾過処理装置と、前記濾材を逆洗浄するために該濾材に洗浄水を供給すると共に、捕捉された前記懸濁物質を洗浄水と共に系外へ排出する逆洗浄手段と、逆洗浄された前記濾材を濯ぐために該濾材に濯ぎ水を供給すると共に、該濾材を濯いだ濯ぎ水を系外へ排出する水洗手段と、処理水の単位時間毎の積算使用量を検出する処理水使用量検出手段と、時間情報を計測する時間情報計測手段と、前記処理水使用量検出手段によって検出された処理水の単位時間毎の積算使用量及び前記時間情報計測手段によって計測された時間情報を含む処理水使用情報を記憶する処理水使用情報記憶手段と、前記処理水使用情報記憶手段に記憶された前記処理水使用情報に基づいて、処理水の使用量が所定値以下に低下する時間帯を、処理水使用量低下時間帯として学習する処理水使用量低下時間帯学習手段と、前記処理水使用量低下時間帯学習手段が学習するべき学習期間を入力する学習期間入力手段と、前記学習期間入力手段から入力された前記学習期間が経過したか否かを判定する学習期間判定手段と、前記処理水使用量低下時間帯学習手段によって学習された前記処理水使用量低下時間帯と前記時間情報計測手段によって計測された前記時間情報とに基づいて、前記逆洗浄手段による逆洗浄工程及び前記水洗手段による水洗工程からなる洗浄動作を実施する時期になったか否かを判定する洗浄動作実施時期判定手段と、前記処理水使用量検出手段によって検出された処理水の単位時間毎の積算使用量に基づいて、洗浄動作における標準の洗浄時間よりも短い洗浄時間を設定する洗浄時間設定手段と、前記洗浄動作実施時期判定手段によって判定された洗浄動作の実施時期に、前記洗浄時間設定手段によって設定された洗浄時間に基づいて洗浄動作を実施する洗浄動作実施制御手段と、を備える水処理システムに関する。
【０００９】
また、前記洗浄時間設定手段によって設定される洗浄時間は、前記逆洗浄工程における逆洗浄時間及び前記水洗工程における水洗時間が個別に設定されることにより、標準の洗浄時間よりも短い洗浄時間が設定されることが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ユーザの止水時間を低減することができると共に、水資源を有効に利用しつつ、過処理装置の濾過性能を効果的に回復させることができる水処理システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１実施形態の水処理システム１を示す構成図である。
【図２】第１実施形態の水処理システム１の制御に係る機能ブロック図である。
【図３】（ａ）は、水処理システム１における処理水Ｗ２の単位時間毎の積算使用量の時間変化を示す図であり、（ｂ）は、濾過処理装置４の濾過性能レベルの時間変化を示す図である。
【図４】第１実施形態の水処理システム１の制御を示すフローチャートである。
【図５】第２実施形態の水処理システム１Ａを示す構成図である。
【図６】第２実施形態の水処理システム１Ａの制御に係る機能ブロック図である。
【図７】第２実施形態の水処理システム１Ａの処理水使用量低下時間帯を学習する制御を示すフローチャートである。
【図８】第２実施形態の水処理システム１Ａの洗浄動作を実施する制御を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
〔第１実施形態〕
以下に、本発明の第１実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の第１実施形態の水処理システム１を示す構成図である。図２は、第１実施形態の水処理システム１の制御に係る機能ブロック図である。
【００１３】
図１に示すように、本発明の第１実施形態の水処理システム１は、地下水等の原水Ｗ１が流通する原水ラインＬ１と、原水ポンプ２と、原水バルブ３と、原水Ｗ１に含まれる懸濁物質を濾材（図示せず）により捕捉して処理水Ｗ２を製造する濾過処理装置４と、処理水Ｗ２が流通する処理水ラインＬ２と、給水バルブ７と、処理水Ｗ２を貯留する処理水タンク８と、処理水配給ラインＬ３と、処理水配給ポンプ９と、逆洗水供給ラインＬ５と、逆洗水供給ポンプ１５と、逆洗バルブ１６と、排水ラインＬ４と、バックアップ給水ラインＬｂと、薬剤添加装置１１と、処理水用水質計１８と、処理水使用量検出手段としての流量計１９と、制御装置３０と、時間帯入力手段としての時間帯入力部２０と、洗浄時間入力手段としての洗浄時間入力部２１と、を主体に構成されている。
なお、本明細書でいう「ライン」とは、流路、経路、管路等の流体の流通が可能なラインの総称である。
【００１４】
原水ラインＬ１の上流側の端部は、原水Ｗ１の供給源（図示せず）に接続されている。原水ラインＬ１の下流側の端部は、濾過処理装置４（後述のコントロールバルブ６）に接続されている。原水ポンプ２は、原水ラインＬ１に設けられている。原水ポンプ２は、地下水等の原水Ｗ１を濾過処理装置４に向けて送出する。原水ポンプ２は、制御装置３０（後述）によって運転（駆動及び停止）を制御される。原水バルブ３は、原水ラインＬ１に設けられ、原水ラインＬ１を開閉する。原水バルブ３は、制御装置３０（後述）によって開閉を制御される。
【００１５】
これら原水ラインＬ１、原水ポンプ２及び原水バルブ３は、逆洗浄された濾過処理装置４の濾材を原水Ｗ１で濯ぎ、濾材を濯いだ原水Ｗ１を系外へ排出する水洗手段としても機能する。
【００１６】
また、原水ラインＬ１は、添加点Ｊ１において、薬剤添加装置１１によって所定の薬剤が添加されるようになっている。原水ラインＬ１の合流点Ｊ３には、逆洗水供給ラインＬ５（後述）が合流している。
薬剤添加装置１１は、下流側の濾過処理装置４（後述）において懸濁物質を除去するために、所定の薬剤を添加するものである。薬剤は、凝集剤や酸化剤であり、濾過処理装置４の濾過方法に応じて、適宜選択される。薬剤の詳細については、後述する。
【００１７】
薬剤添加装置１１は、薬剤貯留部１１ａと、薬剤添加ポンプ１１ｂと、を備える。薬剤貯留部１１ａは、薬剤を貯留する。薬剤添加ポンプ１１ｂは、原水ラインＬ１の添加点Ｊ１において、薬剤貯留部１１ａに貯留された薬剤を原水Ｗ１に送出し、添加する。薬剤添加ポンプ１１ｂは、制御装置３０（後述）によって運転（駆動及び停止）を制御される。
【００１８】
濾過処理装置４は、原水ラインＬ１の下流側の端部に設けられ、原水Ｗ１に含まれる懸濁物質を濾材（図示せず）により捕捉することにより処理水Ｗ２を製造するものである。濾過処理装置４は、濾材を有する濾過塔５と、逆洗浄手段としてのコントロールバルブ６と、排水ラインＬ４と、を備え、濾材を定期的に洗浄（逆洗浄工程及び水洗工程を実施）できるように構成されている。
【００１９】
つまり、逆洗浄工程時には、逆洗水供給ラインＬ５（後述）を介して濾材に洗浄水（本実施形態においては、処理水Ｗ２である。以下、適宜、「逆洗水」ということもある）が供給され、濾材によって捕捉された懸濁物質が洗浄水と共に系外へ排出されるように構成されている。水洗工程時には、逆洗浄された濾材を濯ぐために、濾材に濯ぎ水（本実施形態においては、原水Ｗ１）が供給され、濾材を濯いだ濯ぎ水が系外へ排出されるように構成されている。
【００２０】
濾過塔５は、懸濁物質を濾過するための濾材（図示せず）を有する。コントロールバルブ６は、濾過塔５に対して流入又は流出する水（原水Ｗ１、処理水Ｗ２、濾材洗浄時の逆洗水や濯ぎ水等）の流路を制御する。コントロールバルブ６は、制御装置３０（後述）によって開閉を制御される。コントロールバルブ６は、逆洗浄手段及び水洗手段として機能する。排水ラインＬ４は、コントロールバルブ６に接続され、後述する濾材洗浄時の逆洗水（処理水Ｗ２）や濾材水洗時の濯ぎ水（原水Ｗ１）等を系外に排出する。排水ラインＬ４は、逆洗浄手段及び水洗手段として機能する。
【００２１】
濾過処理装置４は、処理水タンク８から逆洗水供給ラインＬ５を介して供給される処理水Ｗ２（逆洗水）によって、逆洗浄可能に構成されている。逆洗水供給ラインＬ５は、上流側の端部が処理水タンク８に接続され、下流側の端部が原水ラインＬ１の合流点Ｊ３に合流している。
【００２２】
逆洗水供給ラインＬ５には、逆洗水を送出する逆洗浄手段としての逆洗水供給ポンプ１５と、逆洗水供給ラインＬ５を開閉する逆洗浄手段としての逆洗バルブ１６と、が設けられている。逆洗水供給ポンプ１５は、制御装置３０（後述）と接続されており、制御装置３０によって運転（駆動及び停止）を制御される。逆洗バルブ１６は、制御装置３０（後述）と接続されており、制御装置３０によって開閉を制御される。
【００２３】
濾過処理装置４は、原水Ｗ１中の除去対象物質に応じて種々選択される。濾過処理装置４の例として、例えば、次のような砂濾過装置、除鉄除マンガン装置及び活性炭濾過装置を挙げることができる。これらの装置は、いずれも原水Ｗ１に含まれる懸濁物質を濾材の篩効果により捕捉して除去可能なものである。
【００２４】
砂濾過装置は、原水Ｗ１に含まれる微粒子等の懸濁物質を濾材（図示せず）により捕捉して除去するものである。砂濾過装置としては、例えば、硅石等の粗粒濾材と、アンスラサイト、濾過砂等の細粒濾材と、から形成された濾材層（図示せず）を有する塔式のものが挙げられる。濾過処理装置４として、砂濾過装置が使用される場合には、原水Ｗ１に含まれる懸濁物質を凝集（フロック化）させて除去し易くする必要がある。そのため、濾過塔の上流側に配置された薬剤添加装置１１によって、凝集剤を添加する。凝集剤としては、例えば、無機系凝集剤を用いることができ、具体的には、ポリ塩化アルミニウム（ＰＡＣ）や硫酸アルミニウム等が挙げられる。
【００２５】
除鉄除マンガン装置は、原水Ｗ１に含まれる微粒子等の懸濁物質と共に、溶存鉄及び溶存マンガンを濾材（図示せず）により捕捉して除去するものであり、この濾材が充填された濾過塔を備えている。濾材には、通常、粒子状のマンガンシャモットやマンガンゼオライトが使用される。また、濾過処理装置４として、除鉄除マンガン装置が使用される場合には、原水Ｗ１に含まれる溶存鉄及び溶存マンガンを酸化してから除去する。そのため、濾過塔の上流側に配置された薬剤添加装置１１によって、酸化剤（例えば、次亜塩素酸ナトリウム）を添加する。
【００２６】
具体的には、原水Ｗ１に含まれる溶存鉄は、上記酸化剤の作用により酸化され、不溶性の水酸化第一鉄を経て水酸化第二鉄へと変化（すなわち、懸濁物質化）し、上記濾材によって濾過される。原水Ｗ１に含まれる溶存マンガンは、上記酸化剤の作用により上記濾材と接触したときに、酸化が進行し、濾材によって吸着され除去される。
【００２７】
活性炭濾過装置は、原水Ｗ１に含まれる懸濁物質と共に、有機物、色度成分及び臭気成分等の不純物を吸着材からなる濾材で除去するものであり、この吸着材が充填された濾過塔を備えている。吸着材には、通常、粒子状又は繊維状の活性炭が使用される。
なお、活性炭濾過装置は、上記砂濾過装置及び／又は除鉄除マンガン装置と併用してもよい。その場合、活性炭濾過装置を、上記砂濾過装置及び／又は除鉄除マンガン装置の下流側に配置することが好ましい。このように配置することにより、例えば、除鉄除マンガン装置を通過した酸化剤由来の残留塩素を、活性炭濾過装置によって分解できるからである。
【００２８】
以上のように構成された濾過処理装置４には、処理水ラインＬ２が接続されている。
次に、処理水ラインＬ２及び処理水ラインＬ２に関連する構成要素について説明する。処理水ラインＬ２の上流側の端部は、濾過処理装置４（コントロールバルブ６）に接続されている。処理水ラインＬ２の下流側の端部は、処理水タンク８に接続されている。処理水ラインＬ２は、濾過処理装置４によって製造された処理水Ｗ２が流通する。
処理水ラインＬ２には、給水バルブ７が設けられている。給水バルブ７は、処理水ラインＬ２を開閉する。給水バルブ７は、制御装置３０（後述）と接続されており、制御装置３０によって開閉を制御される。
【００２９】
また、処理水ラインＬ２には、計測点Ｊ５において、処理水用水質計１８が接続されている。処理水用水質計１８は、処理水ラインＬ２を流通する処理水Ｗ２の水質（例えば、濁度又は色度等）を計測するものである。処理水用水質計１８は、制御装置３０（後述）と接続されている。処理水用水質計１８によって計測された信号は、制御装置３０に入力され、この制御装置３０によって処理水Ｗ２の水質が判定されるようになっている。
【００３０】
また、処理水ラインＬ２には、計測点Ｊ６において、流量計１９が接続されている。流量計１９は、処理水ラインＬ２を流通する処理水Ｗ２の積算流量を計測するものである。つまり、流量計１９は、システムの保守管理者による処理水Ｗ２の単位時間毎の積算使用量を検出する処理水使用量検出手段として機能する。流量計１９は、制御装置３０（後述）と接続されている。流量計１９によって計測された信号は、制御装置３０に入力され、この制御装置３０によって処理水Ｗ２の単位時間毎の積算流量が算出されると共に、その履歴が後述するメモリ部４５に記憶されるようになっている。なお、流量計１９は、後述する処理水配給ラインＬ３に設けることもできる。
【００３１】
処理水タンク８は、処理水ラインＬ２の下流側の端部に接続され、処理水ラインＬ２を介して導入された処理水Ｗ２を貯留するものである。
処理水タンク８は、水位計８ａを備えている。水位計８ａは、処理水タンク８に貯留された処理水Ｗ２の水位を計測する。水位計８ａは、制御装置３０（後述）と接続されている。水位計８ａによって計測された信号は、制御装置３０に入力され、この制御装置３０によって、処理水タンク８の水位が算出されるようになっている。
【００３２】
本実施形態の濾過処理装置４においては、処理水Ｗ２の配給要求時には、後述する処理水配給ポンプ９が稼働され、処理水タンク８内の処理水Ｗ２が需要箇所に配給される。そのため、水位計８ａによって処理水タンク８の減水及び満水を検出することによって、濾過工程時に、処理水Ｗ２の給水開始タイミング及び給水停止タイミング（すなわち、原水ポンプ２の駆動及び停止タイミング）を判断することができる。
【００３３】
また、処理水タンク８には、バックアップ給水ラインＬｂが接続されている。バックアップ給水ラインＬｂは、処理水タンク８における処理水Ｗ２の貯留量が、処理水Ｗ２の需要量に対して不足する場合等において、別系統の水処理システム等で製造された処理水や上水等からなるバックアップ水Ｗｂを、処理水タンク８に供給するためのものである。
【００３４】
バックアップ給水ラインＬｂには、バックアップ給水バルブ２６が設けられている。バックアップ給水バルブ２６は、バックアップ給水ラインＬｂを開閉する。バックアップ給水バルブ２６は、制御装置３０（後述）と接続されており、制御装置３０によって開閉を制御される。
【００３５】
処理水配給ラインＬ３は、処理水Ｗ２が流通可能に構成されている。処理水配給ラインＬ３の上流側の端部は、処理水タンク８に接続されている。処理水配給ラインＬ３の下流側の端部は、処理水Ｗ２の需要箇所に接続されている。前述したように、流量計１９は、処理水ラインＬ２に代えて、この処理水配給ラインＬ３に設けることができる。
処理水配給ラインＬ３には、処理水配給ポンプ９が設けられている。処理水配給ポンプ９は、処理水タンク８からの処理水Ｗ２を、下流側の需要箇所に送出する。処理水配給ポンプ９は、制御装置３０（後述）と接続されており、制御装置３０によって運転（駆動及び停止）を制御される。
【００３６】
時間帯入力部２０は、流量計１９によって検出された処理水の単位時間毎の積算使用量が、所定値以下に低下する時間帯（時間情報）を入力操作によって設定する。ここで、「所定値」とは、処理水Ｗ２の止水時間を最も短くできる処理水Ｗ２の使用量の閾値である。具体的には、この所定値は、処理水Ｗ２の使用量の下限値であることが好ましい。また、入力する時間帯は、この閾値の条件を満足し、かつ、濾過処理装置４の濾過性能がある程度低下した後であることが好ましい。必要性の少ない洗浄動作を実施しないようにするためである。
時間帯入力部２０は、例えば、制御装置３０に接続されるキーボード（図示せず）である。
【００３７】
洗浄時間入力部２１は、時間帯入力部２０によって設定された時間帯（時間情報）に実施される洗浄動作の洗浄時間を入力操作によって設定する。この際、洗浄時間は、所定の標準洗浄時間（標準時間）よりも短い逆洗浄時間及び水洗時間をそれぞれ個別に設定する。逆洗浄時間及び水洗時間の設定の具体例については、後述する。
洗浄時間入力部２１は、例えば、制御装置３０に接続されるキーボード（図示せず）である。
【００３８】
次に、図２を参照して、第１実施形態の水処理システム１の制御に係る機能について説明する。図２は、第１実施形態の水処理システム１の制御に係る機能ブロック図である。
制御装置３０は、第１実施形態の水処理システム１における各部を制御する。図２に示すように、制御装置３０は、例えば、原水ポンプ２、処理水配給ポンプ９、薬剤添加ポンプ１１ｂ、逆洗水供給ポンプ１５、原水バルブ３、コントロールバルブ６、給水バルブ７、逆洗バルブ１６、バックアップ給水バルブ２６、に電気的に接続される。
【００３９】
また、制御装置３０は、時間帯入力部２０、洗浄時間入力部２１及び水処理システム１における各計測装置に電気的に接続され、時間帯入力部２０から入力された時間帯の設定情報、洗浄時間入力部２１から入力された洗浄時間の設定情報及び各計測装置により計測された計測情報を受信する。計測装置は、例えば、流量計１９、水位計８ａ、処理水用水質計１８である。
【００４０】
制御装置３０は、制御部３１と、メモリ部４５と、を備える。制御部３１は、時間情報計測部３２と、洗浄動作実施時期判定部３３と、洗浄動作実施制御部３５と、を備える。
【００４１】
時間情報計測部３２は、現在の日時等の時間情報を計測する時計手段である。
洗浄動作実施時期判定部３３は、時間帯入力部２０によって設定された時間帯（時刻）情報と時間情報計測部３２によって計測された時間情報とに基づいて、洗浄動作を実施する時期になったか否かを判定する。
【００４２】
洗浄動作実施制御部３５は、洗浄動作実施時期判定部３３によって判定された洗浄動作の実施時期に、洗浄時間入力部２１によって設定された逆洗浄時間及び水洗時間に基づいて逆洗浄工程及び水洗工程を実施する。具体的には、洗浄動作実施制御部３５は、逆洗浄工程を実施する場合には、コントロールバルブ６を逆洗浄工程用の流路設定に切り換え、原水バルブ３及び給水バルブ７を閉弁すると共に、逆洗バルブ１６を開弁する。そして、設定された逆洗浄時間だけ逆洗水供給ポンプ１５を運転してから停止する。
【００４３】
洗浄動作実施制御部３５は、続いて水洗工程を実施する場合には、コントロールバルブ６を水洗工程用の流路設定に切り換え、給水バルブ７を閉弁したまま逆洗バルブ１６を閉弁し、原水バルブ３を開弁する。そして、設定された水洗時間だけ原水ポンプ２を運転してから停止する。
【００４４】
メモリ部４５は、水処理システム１の制御に必要な制御プログラムや各種データ等を記憶する。具体的には、メモリ部４５は、水処理システム１の制御に必要な各種機能を動作させる制御プログラム、時間帯入力部２０から入力された時間帯の設定情報、洗浄時間入力部２１から入力された洗浄時間の設定情報、前記各計測装置によって計測された各種計測データ（例えば、流量計１９によって検出された処理水Ｗ２の単位時間毎の積算使用量データ、処理水用水質計１８による水質データ等）、各種閾値（例えば、処理水Ｗ２の使用量の下限閾値）等を記憶する。
【００４５】
次に、第１実施形態の水処理システム１の基本動作について、図１を参照しながら説明する。通常運転時の濾過工程の場合、濾過処理装置４のコントロールバルブ６は、濾過工程用の流路に設定されている。処理水Ｗ２の配給要求があると、制御装置３０によって処理水配給ポンプ９が稼働されることにより、処理水タンク８に貯留された処理水Ｗ２が下流側の需要箇所に送出される（配給開始）。そして、水位計８ａにより処理水タンク８の減水が検出されると、制御装置３０によって、原水ラインＬ１における原水ポンプ２及び薬剤添加ポンプ１１ｂが稼働されると共に、原水バルブ３が開弁される。また、制御装置３０によって、処理水ラインＬ２の給水バルブ７が開弁される。この場合、逆洗水供給ラインＬ５における逆洗水供給ポンプ１５は、稼働されず、逆洗バルブ１６は閉弁されたままとなっている。
【００４６】
原水Ｗ１は、原水ポンプ２によって原水ラインＬ１に供給される。そして、添加点Ｊ１において、薬剤添加装置１１によって所定の薬剤が添加される。
薬剤が添加された原水Ｗ１は、濾過処理装置４のコントロールバルブ６を介して濾過塔５内に導入される。濾過塔５においては、原水Ｗ１が上記濾材層に対して下降するように流される。これにより、原水Ｗ１に含まれる懸濁物質が濾材により捕捉され、処理水Ｗ２が製造される。製造された処理水Ｗ２は、コントロールバルブ６を介して処理水ラインＬ２に流通され、処理水タンク８に貯留される。
【００４７】
処理水ラインＬ２においては、処理水用水質計１８によって処理水Ｗ２の水質が計測されると共に、流量計１９によって処理水Ｗ２の積算流量が計測される。これらの計測情報は、制御装置３０によって受信される。
処理水Ｗ２の配給要求がなくなると、制御装置３０によって処理水配給ポンプ９が停止される（配給停止）。続いて、水位計８ａにより処理水タンク８の満水が検出されると、制御装置３０によって、原水ラインＬ１における原水ポンプ２及び薬剤添加ポンプ１１ｂが停止されると共に、原水バルブ３が閉弁される。また、制御装置３０によって、処理水ラインＬ２の給水バルブ７が閉弁される。
【００４８】
なお、制御装置３０によって、処理水タンク８における処理水Ｗ２の水位が、所定の下限値になったと判定された場合には、制御装置３０によって、バックアップ給水ラインＬｂのバックアップ給水バルブ２６が開弁される。これにより、バックアップ水Ｗｂが、処理水タンク８に補給される。
【００４９】
次に、濾過処理装置４の洗浄動作（逆洗浄工程及び水洗工程）について説明する。
逆洗浄工程時には、制御装置３０（洗浄動作実施制御部３５）によって、原水ラインＬ１における原水ポンプ２が停止されると共に、原水バルブ３が閉弁され、かつ、濾過処理装置４のコントロールバルブ６が逆洗浄工程用の流路に設定される。また、制御装置３０によって、処理水ラインＬ２の給水バルブ７が閉弁されると共に、逆洗水供給ラインＬ５における逆洗水供給ポンプ１５が稼働され、逆洗バルブ１６が開弁される。これにより、濾過塔５において、処理水Ｗ２が上記濾材層に対して上昇するように流され、濾材が展開される。洗浄後の逆洗水は、排水ラインＬ４を介して、系外に排出される。この逆洗浄工程は、洗浄時間入力部２１からの入力操作によって設定される逆洗浄時間（後述）に基づいて実施される。
【００５０】
また、水洗工程時には、制御装置３０（洗浄動作実施制御部３５）によって、原水ラインＬ１における原水ポンプ２が稼働されると共に、原水バルブ３が開弁され、かつ、濾過処理装置４のコントロールバルブ６が水洗工程用の流路に設定される。また、制御装置３０によって、処理水ラインＬ２の給水バルブ７が閉弁状態を維持されると共に、逆洗水供給ラインＬ５における逆洗水供給ポンプ１５が停止され、逆洗バルブ１６が閉弁される。これにより、濾過塔５において、濯ぎ水としての原水Ｗ１が上記濾材層に対して下降するように流され、濾材が濯がれる。水洗後の濯ぎ水は、排水ラインＬ４を介して、系外に排出される。この水洗工程は、洗浄時間入力部２１からの入力操作によって設定された水洗時間（後述）に基づいて実施される。
【００５１】
制御装置３０（洗浄動作実施制御部３５）による洗浄動作が終了した後は、通常の運転モードに復帰する。つまり、処理水Ｗ２を製造するために濾過工程に復帰し、原水バルブ３及び給水バルブ７が開弁され、原水ポンプ２等が運転される。
【００５２】
次に、第１実施形態の水処理システム１における洗浄動作の実施時期について、図３を参照しながら説明する。図３（ａ）は、水処理システム１における処理水Ｗ２の単位時間毎の積算使用量の時間変化を示す図であり、図３（ｂ）は、濾過処理装置４の濾過性能レベルの時間変化を示す図である。図３（ａ）及び図３（ｂ）は、一日における水処理システム１の使用例を示している。
【００５３】
図３（ａ）において、縦軸は、水処理システム１における処理水Ｗ２の単位時間毎（例えば、１時間毎）の積算使用量を示し、横軸は、水処理システム１を運用しているときの時間経過（時刻）を示す。図３（ｂ）において、縦軸は、濾過処理装置４の濾過性能レベルを示し、横軸は、水処理システム１を運用しているときの時間経過（時刻）を示す。なお、図３（ｂ）の縦軸における濾過性能レベルは、例えば処理水Ｗ２の濁度の相対値として示すことができる。
【００５４】
また、図３（ｂ）において、曲線１０１は、原水Ｗ１の水質が通常であり、かつ、従来の定期的な洗浄動作が実施された場合における濾過処理装置４の濾過性能レベルの時間変化を示す。曲線１０２及び曲線１０３は、原水Ｗ１の水質が悪くなった場合であり、かつ、本実施形態の特徴的な洗浄動作が実施された場合における濾過処理装置４の濾過性能レベルの時間変化を示す。なお、原水Ｗ１の水質とは、例えば濁度である。
【００５５】
図３に示す例では、３時から５時の時間帯や１２時から１７時の時間帯は、他の時間帯に比べて処理水Ｗ２の単位時間毎の積算使用量が多くなっている。一方、６時から８時の時間帯は、他の時間帯に比べて処理水Ｗ２の単位時間毎の積算使用量が少なくなっている。
【００５６】
次に、第１実施形態の水処理システム１の特徴的な制御について図４を参照しながら説明する。図４は、第１実施形態の水処理システム１の制御を示すフローチャートである。本実施形態は、洗浄動作を、処理水Ｗ２の単位時間毎の積算使用量が少ない時間帯に、通常時よりも短い時間で１回実施するものである。
【００５７】
図４に示すように、ステップＳＴ１において、流量計１９は、処理水Ｗ２の単位時間毎の積算使用量を検出する。制御装置３０は、この積算使用量のデータを受信し、メモリ部４５に記憶する。
【００５８】
ステップＳＴ２において、システムの保守管理者は、メモリ部４５に記憶された処理水Ｗ２の積算使用量のデータを参照し、処理水Ｗ２の積算使用量が少ない時間帯（例えば、図３（ａ）に示す６時から８時の時間帯）を特定し、時間帯入力部２０（図２参照）によって制御装置３０に入力する。所定の時間帯が入力されると、その時間帯の中間時刻（例えば、７時）が、洗浄動作を実施する時期（時刻）として設定されるようになっている。
【００５９】
ステップＳＴ３において、システムの保守管理者は、所定の標準洗浄時間（標準時間）よりも短い逆洗浄時間及び水洗時間を、洗浄時間入力部２１（図２参照）によって制御装置３０に入力する。ここにおいて、例えば、工場等が稼働していない夜間（例えば、図３に示す２２時）等において洗浄動作が実施される標準時間（止水時間が３０分）の内訳として、逆洗浄時間及び水洗時間のそれぞれが１５分ずつであるとする。
【００６０】
このような場合、システムの保守管理者は、この標準の洗浄時間に対して、例えば、逆洗浄時間を７分、水洗時間を１０分というように個別に設定する。つまり、合計の洗浄時間を１７分に設定する。そのため、止水時間を標準の止水時間よりも１３分短くすることができる。また、止水時間を短縮（低減）することができるため、洗浄水（原水Ｗ１及び処理水Ｗ２）の使用量を少なくすることができる。また、逆洗浄時間及び水洗時間を個別に設定することができるため、濾過性能の低下の度合いに応じて、逆洗浄時間及び水洗時間を任意に設定することができ、きめ細かな洗浄動作を実施することができる。
【００６１】
ステップＳＴ４において、時間情報計測部３２は、現在の時間情報を計測し、ステップＳＴ５に進む。
【００６２】
ステップＳＴ５において、洗浄動作実施時期判定部３３は、時間帯入力部２０から入力された時間帯（時刻）情報と時間情報計測部３２によって計測された時間情報（現在時刻）とに基づいて、現在の時刻が上記入力された時間帯になったか否かを判定する。つまり、洗浄動作実施時期判定部３３は、現在の時刻が、洗浄動作を実施する時期（例えば、図３（ａ）における７時に相当する時期）になったか否かを判定する。
【００６３】
洗浄動作を実施する時期になった（ＹＥＳ）場合（現在時刻が、図３（ａ）における時刻が７時になった場合に対応）には、ステップＳＴ３へ進む。
一方、洗浄動作を実施する時期になっていない（ＮＯ）場合（図３（ａ）において、７時以前に相当する時期）には、ステップＳＴ４に戻り、洗浄動作を実施する時期になるまでステップＳＴ４及びステップＳＴ５の処理を繰り返す。
【００６４】
ステップＳＴ６において、洗浄動作実施制御部３５は、ステップＳＴ３において設定された逆洗浄時間に基づいて、例えば、図３（ａ）に示す７時に逆洗浄工程を実施する。続いて、洗浄動作実施制御部３５は、ステップＳＴ３において設定された水洗時間に基づいて、水洗工程を実施する。
【００６５】
このように洗浄時間を短く設定し、洗浄動作を簡易的に実施する。そのため、濾過処理装置４の濾過性能を完全に回復させることは困難であるが、処理水Ｗ２の水質が悪化しない程度にまで濾過性能を回復させることができる。
【００６６】
具体的には、上記簡易的な洗浄動作を実施しなければ、例えば、図３（ｂ）の曲線１０２に示すように、原水Ｗ１の水質が悪化した場合に、７時以降では、時間経過と共に濾過性能が急激に悪化（２点鎖線参照）する虞がある。そのため、処理水Ｗ２の水質が急激に悪化したり、濾材が完全に目詰まりを起こしたりする虞がある。
【００６７】
これに対し、原水Ｗ１の水質が悪化した場合であっても、７時に上記簡易的な洗浄動作を実施することにより、図３（ｂ）の曲線１０３に示すように、濾過性能レベルを一時的に回復させることができる。回復後の濾過性能レベルは、その後の時間経過と共に次第に悪化していく。つまり、原水Ｗ１の水質が通常である場合の曲線１０１と略同様に、濾過性能レベルが定常状態を経て、徐々に悪化していく。そして、例えば、工場等が稼働していない夜間の２２時において、標準の洗浄時間による洗浄動作を実施することにより、濾過処理装置４の濾過性能を完全に回復させることができる。
【００６８】
ステップＳＴ６において、洗浄動作実施制御部３５による洗浄動作を実施した後は、本制御は終了し、通常の水処理の運転モードに復帰する。つまり、処理水Ｗ２を製造するために濾過工程に復帰する。
【００６９】
以上に説明した第１実施形態の水処理システム１によれば、以下に示す各効果が奏される。
第１実施形態の水処理システム１は、逆洗浄手段及び水洗手段としてのコントロールバルブ６を有する濾過処理装置４と、逆洗浄手段としての逆洗水供給ラインＬ５、逆洗水供給ポンプ１５、逆洗バルブ１６及び排水ラインＬ４と、水洗手段としての原水ラインＬ１、原水ポンプ２、原水バルブ３及び排水ラインＬ４と、処理水使用量検出手段としての流量計１９と、処理水使用量検出手段によって検出された処理水の単位時間毎の積算使用量が、所定値以下に低下する時間帯を入力操作によって設定する時間帯入力部２０と、洗浄動作における標準の洗浄時間よりも短い洗浄時間を入力操作によって設定する洗浄時間入力部２１と、時間情報計測部３２と、洗浄動作実施時期判定部３３と、洗浄動作実施時期判定部３３によって判定された洗浄動作の実施時期に、洗浄時間入力部２１によって設定された洗浄時間に基づいて洗浄動作を実施する洗浄動作実施制御部３５と、を備える。
【００７０】
そのため、時間帯入力部２０によって入力された処理水Ｗ２の単位時間毎の積算使用量が少ない時間帯に、所定の標準時間よりも短い時間で洗浄動作を実施することができる。従って、処理水Ｗ２の積算使用量が少ない時間帯に洗浄動作を簡易的に実施することで、ユーザの止水時間を低減することができると共に、処理水Ｗ２の水質が悪化しない程度にまで濾過性能を回復させることができる。つまり、濾過処理装置４の一日における使用期間において、濾過処理性能をできるだけ維持（延命）することができ、濾過処理性能を効果的に回復させることができる。
【００７１】
また、ユーザによる処理水Ｗ２の使用状況に応じて洗浄時間を短くすることにより、洗浄水（原水Ｗ１及び処理水Ｗ２）の使用量を少なくすることができる。従って、水資源を有効に利用することができる。
【００７２】
また、第１実施形態の水処理システム１においては、前記逆洗浄手段による濾材の逆洗浄時間及び前記水洗手段による濾材の水洗時間は、洗浄時間入力部２１によって、個別に設定され得る。そのため、濾過性能の低下の度合いに応じて、逆洗浄時間及び水洗時間を任意に設定することができ、きめ細かな洗浄動作を実施することができる。
【００７３】
次に、本発明の他の実施形態について説明する。他の実施形態については、主として、第１実施形態の制御方法とは異なる点を中心に説明し、第１実施形態と同様の構成については、同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。他の実施形態において特に説明しない点は、第１実施形態についての説明が適宜適用又は援用される。
【００７４】
〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態の水処理システム１Ａの構成について図５及び図６を参照しながら説明する。図５は、第２実施形態の水処理システム１Ａを示す構成図である。図６は、第２実施形態の水処理システム１Ａの制御に係る機能ブロック図である。
【００７５】
図５に示すように、本発明の第２実施形態の水処理システム１Ａは、原水ラインＬ１と、原水ポンプ２と、原水バルブ３と、濾過処理装置４と、処理水ラインＬ２と、給水バルブ７と、処理水タンク８と、処理水配給ラインＬ３と、処理水配給ポンプ９と、逆洗浄手段としての逆洗水供給ラインＬ５、逆洗水供給ポンプ１５、逆洗バルブ１６及び排水ラインＬ４と、バックアップ給水ラインＬｂと、薬剤添加装置１１と、処理水用水質計１８と、処理水使用量検出手段としての流量計１９と、制御装置３０Ａと、学習期間入力部５０と、を主体に構成されている。
【００７６】
前述した第１実施形態の水処理システム１においては、処理水Ｗ２の単位時間毎の積算使用量が所定値以下に低下する時間帯は、時間帯入力部２０（図１参照）から保守管理者によって入力されるように構成されていた。これに対し、第２実施形態の水処理システム１Ａにおいては、上記時間帯は、制御装置３０Ａ（図５及び図６参照）によって一定期間、自動的に学習され、その学習値が入力されるように構成されている。
また、第１実施形態の水処理システム１においては、逆洗浄工程及び水洗工程からなる洗浄動作の洗浄時間は、洗浄時間入力部２１（図１参照）から保守管理者によって入力されるように構成されていた。これに対し、第２実施形態の水処理システム１Ａにおいては、上記洗浄時間は、制御装置３０Ａ（図５及び図６参照）によって、自動的に設定されるように構成されている。
【００７７】
従って、図５に示すように、第２実施形態の水処理システム１Ａの構成は、第１実施形態の水処理システム１の構成と略同様である。主な異なる点は、第２実施形態の水処理システム１Ａが、時間帯入力部２０に代えて学習期間入力部５０を備える点、及び制御装置３０に代えて制御装置３０Ａ（図６参照）を備える点である。従って、以下、この相違点を中心に説明する。
【００７８】
図５に示すように、学習期間入力部５０は、制御装置３０Ａ（後述の処理水使用量低下時間帯学習部３６）が処理水使用量低下時間帯（後述）を学習するべき学習期間を入力する。学習期間入力部５０は、例えば、水処理システム１Ａの制御盤（図示せず）に設けられるキーボード（図示せず）である。
【００７９】
次に、図６を参照して、第２実施形態の水処理システム１Ａの制御に係る機能について説明する。図６に示すように、制御装置３０Ａは、第２実施形態の水処理システム１Ａにおける各部を制御する。制御装置３０Ａは、制御部３１Ａと、メモリ部４５と、を備える。
【００８０】
制御部３１Ａは、時間情報計測手段としての時間情報計測部３２と、洗浄動作実施時期判定手段としての洗浄動作実施時期判定部３３と、洗浄時間設定手段としての洗浄時間設定部３４と、洗浄動作実施制御手段としての洗浄動作実施制御部３５と、処理水使用量低下時間帯学習手段としての処理水使用量低下時間帯学習部３６と、学習期間判定手段としての学習期間判定部３７と、を備える。
【００８１】
時間情報計測部３２は、現在の日時等の時間情報を計測する時計手段である。
洗浄動作実施時期判定部３３は、処理水使用量低下時間帯学習部３６（後述）により学習された処理水使用量低下時間帯（後述）と時間情報計測部３２によって計測された時間情報とに基づいて、洗浄動作を実施する時期になったか否かを判定する。
【００８２】
洗浄時間設定部３４は、流量計１９によって検出された処理水Ｗ２の単位時間毎の積算使用量に基づいて、所定の標準洗浄時間（標準時間）よりも短い逆洗浄時間及び水洗時間を設定する。
洗浄動作実施制御部３５は、処理水使用量低下時間帯学習部３６により学習され、処理水使用情報記憶部４６（後述）に記憶された処理水使用量低下時間帯のデータを読み出す。また、洗浄動作実施制御部３５は、この処理水使用量低下時間帯において、洗浄時間設定部３４によって設定された逆洗浄時間及び水洗時間に基づいて逆洗浄工程及び水洗工程を実施する。
【００８３】
処理水使用量低下時間帯学習部３６は、処理水使用情報記憶部４６（後述）に記憶された処理水使用情報に基づいて、処理水Ｗ２の単位時間毎の積算使用量が所定値以下に低下する時間帯を処理水使用量低下時間帯として学習する。ここで、「所定値」とは、処理水Ｗ２の止水時間を最も短くできる処理水Ｗ２の使用量の閾値である。具体的には、この所定値は、処理水Ｗ２の使用量の下限値であることが好ましい。
【００８４】
学習期間判定部３７は、学習期間入力部５０から入力された学習期間（例えば、１週間）と、時間情報計測部３２によって計測された時間情報とに基づいて、処理水使用量低下時間帯学習部３６が学習するべき期間（学習期間）が経過したか否かを判定する。
【００８５】
メモリ部４５は、水処理システム１Ａの制御に必要な制御プログラムや各種データ等を記憶する。メモリ部４５は、学習期間入力部５０から入力された学習期間（設定値）を記憶する。また、メモリ部４５は、処理水使用情報記憶手段としての処理水使用情報記憶部４６を備える。
【００８６】
処理水使用情報記憶部４６は、流量計１９によって検出された処理水Ｗ２の単位時間毎の積算使用量及び時間情報計測部３２によって計測された時間情報を含む処理水使用情報を記憶する。この処理水使用情報は、処理水使用量低下時間帯学習部３６によって用いられる。また、処理水使用情報記憶部４６は、処理水使用量低下時間帯学習部３６によって学習された処理水使用量低下時間帯のデータを記憶する。
【００８７】
次に、第２実施形態の水処理システム１Ａの特徴的な制御について図７及び図８を参照しながら説明する。図７は、第２実施形態の水処理システム１Ａの処理水使用量低下時間帯を学習する制御を示すフローチャートである。図８は、第２実施形態の水処理システム１Ａの洗浄動作を実施する制御を示すフローチャートである。
【００８８】
第２実施形態の水処理システム１Ａの制御は、処理水使用量低下時間帯を学習する学習モード（図７参照）と、この学習モードによって得られた処理水使用量低下時間帯に洗浄動作を１回実施する洗浄動作実施モード（図８参照）とからなる。
【００８９】
先ず、学習モードについて図７を参照しながら説明する。図７に示すように、ステップＳＴ１１において、ユーザは、学習期間入力部５０（図５及び図６参照）により、処理水使用量低下時間帯を学習させる期間（学習期間）を入力する。学習期間が入力されると、ステップＳＴ１２に進む。例えば、システムの保守管理者が、水処理システム１Ａにおける１週間分の処理水使用量低下時間帯のデータを学習させたい場合には、この１週間を設定値として入力する。
【００９０】
ステップＳＴ１２において、時間情報計測部３２は、現在の時間情報（日時）を計測し、ステップＳＴ１３に進む。
【００９１】
ステップＳＴ１３において、流量計１９は、処理水Ｗ２の単位時間毎の積算使用量を検出する。洗浄時間設定部３４は、この積算使用量のデータを受信し、ステップＳＴ１４に進む。
【００９２】
ステップＳＴ１４において、処理水使用情報記憶部４６は、ステップＳＴ１３において検出された処理水Ｗ２の単位時間毎の積算使用量及びステップＳＴ１２において計測された時間情報を含む処理水使用情報を記憶し、ステップＳＴ１５に進む。
【００９３】
ステップＳＴ１５において、処理水使用量低下時間帯学習部３６は、ステップＳＴ１４において記憶された処理水使用情報に基づいて、処理水Ｗ２の使用量が所定値以下に低下する時間帯を処理水使用量低下時間帯として学習し、ステップＳＴ１６に進む。
【００９４】
ステップＳＴ１６において、学習期間判定部３７は、学習期間入力部５０から入力された学習期間（例えば、１週間）と、時間情報計測部３２によって計測された時間情報とに基づいて、処理水使用量低下時間帯学習部３６が学習するべき期間（学習期間）が経過したか否かを判定する。学習期間が経過した（ＹＥＳ）場合には、ステップＳＴ１７に進む。
【００９５】
一方、学習期間が経過していない（ＮＯ）場合には、ステップＳＴ１２に戻り、学習期間が経過するまでステップＳＴ１２からステップＳＴ１５を繰り返す。
【００９６】
ステップＳＴ１７において、処理水使用情報記憶部４６は、ステップＳＴ１５において処理水使用量低下時間帯学習部３６により学習された処理水使用量低下時間帯のデータを記憶し、学習モードの制御を終了する。これにより、予め設定された期間において、処理水使用量低下時間帯を自動的に学習することができる。この学習された処理水使用量低下時間帯のデータは、図８に示す洗浄動作実施モードにおいて使用される。
【００９７】
次に、洗浄動作実施モードについて図８を参照しながら説明する。図８に示すように、ステップＳＴ２１において、洗浄動作実施制御部３５は、図７に示すステップＳＴ１７において記憶された処理水使用量低下時間帯のデータを処理水使用情報記憶部４６から読み出し、ステップＳＴ２２に進む。
【００９８】
ステップＳＴ２２において、時間情報計測部３２は、現在の時間情報を計測し、ステップＳＴ２３に進む。
【００９９】
ステップＳＴ２３において、洗浄動作実施時期判定部３３は、ステップＳＴ２１において読み出された処理水使用量低下時間帯のデータとステップＳＴ２２において計測された時間情報（現在時刻）とに基づいて、現在の時刻が上記処理水使用量低下時間帯になったか否かを判定する。つまり、洗浄動作実施時期判定部３３は、現在の時刻が、洗浄動作を実施する時期（例えば、前述した図３（ａ）における７時に相当する時期）になったか否かを判定する。
【０１００】
洗浄動作を実施する時期になった（ＹＥＳ）場合には、ステップＳＴ２４へ進む。
一方、洗浄動作を実施する時期になっていない（ＮＯ）場合（例えば、前述した図３（ａ）において、７時以前に相当する時期）には、ステップＳＴ２２に戻り、洗浄動作を実施する時期になるまでステップＳＴ２２及びステップＳＴ２３の処理を繰り返す。
【０１０１】
ステップＳＴ２４において、流量計１９は、洗浄動作の実施時期における処理水Ｗ２の単位時間毎の積算使用量を検出する。洗浄時間設定部３４は、この積算使用量のデータを受信し、ステップＳＴ２５に進む。
【０１０２】
ステップＳＴ２５において、洗浄時間設定部３４は、ステップＳＴ２４において検出された処理水Ｗ２の単位時間毎の積算使用量に基づいて、所定の標準洗浄時間（標準時間）よりも短い逆洗浄時間及び水洗時間を設定し、ステップＳＴ２６に進む。この洗浄時間の設定は、前記第１実施形態の場合と同様であるので、重複説明を省略する。
【０１０３】
このように洗浄時間を標準の洗浄時間よりも短く設定することにより、止水時間を標準の止水時間よりも短くすることができる。また、止水時間を短縮（低減）することができるため、洗浄水（原水Ｗ１及び処理水Ｗ２）の使用量を少なくすることができる。
【０１０４】
ステップＳＴ２６において、洗浄動作実施制御部３５は、ステップＳＴ２５において設定された逆洗浄時間に基づいて、例えば、前述の図３（ａ）に示す７時に逆洗浄工程を実施する。続いて、洗浄動作実施制御部３５は、ステップＳＴ２５において設定された水洗時間に基づいて、水洗工程を実施する。
【０１０５】
このように、第２実施形態によれば、洗浄時間を短く設定し、洗浄動作を簡易的に実施する。そのため、濾過処理装置４の濾過性能を完全に回復させることは困難であるが、処理水Ｗ２の水質が悪化しない程度にまで濾過性能を回復させることができる。
【０１０６】
ステップＳＴ２６において、洗浄動作実施制御部３５による洗浄動作を実施した後、本制御は終了し、通常の水処理の運転モードに復帰する。つまり、処理水Ｗ２を製造するために濾過工程に復帰する。
【０１０７】
以上に説明した第２実施形態の水処理システム１Ａによれば、第１実施形態の水処理システム１の場合と同様の効果が奏されるほか、以下に示す各効果が奏される。
第２実施形態の水処理システム１Ａは、逆洗浄手段及び水洗手段としてのコントロールバルブ６を有する濾過処理装置４と、逆洗浄手段としての逆洗水供給ラインＬ５、逆洗水供給ポンプ１５、逆洗バルブ１６及び排水ラインＬ４と、水洗手段としての原水ラインＬ１、原水ポンプ２、原水バルブ３及び排水ラインＬ４と、処理水使用量検出手段としての流量計１９と、時間情報計測部３２と、処理水Ｗ２の単位時間毎の積算使用量及び時間情報を含む処理水使用情報を記憶する処理水使用情報記憶部４６と、処理水使用量低下時間帯を学習する処理水使用量低下時間帯学習部３６と、学習期間入力部５０と、学習期間判定部３７と、洗浄動作実施時期判定部３３と、洗浄動作における標準の洗浄時間よりも短い洗浄時間を設定する洗浄時間設定部３４と、洗浄動作実施時期判定部３３によって判定された洗浄動作の実施時期に、洗浄時間設定部３４によって設定された洗浄時間に基づいて洗浄動作を実施する洗浄動作実施制御部３５と、を備える。
【０１０８】
そのため、処理水使用量低下時間帯学習部３６によって、処理水Ｗ２の積算使用量が少ない時間帯（処理水使用量低下時間帯）を容易に学習（把握）することができる。従って、システムの保守管理者は、処理水使用量低下時間帯のデータ収集のための労力から解放される。
【０１０９】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、前述した実施形態に制限されるものではなく、適宜変更が可能である。
例えば、前記第１実施形態においては、洗浄時間設定部３４は、標準洗浄時間に対して、逆洗浄時間を７分、水洗時間を１０分というように個別に設定するものとして説明したが、これに制限されない。標準洗浄時間及び処理水Ｗ２の単位時間毎の積算使用量に基づいて、逆洗浄時間及び／又は水洗時間を適宜、増減して設定してもよい。また、逆洗浄時間及び水洗時間は、同一の時間であってもよい。
【０１１０】
また、前記第１実施形態及び前記第２実施形態においては、洗浄動作を、処理水Ｗ２の単位時間毎の積算使用量が少ない時間帯に、通常時よりも短い時間で１回実施するものとして説明したが、これに制限されない。例えば、原水Ｗ１の水質が更に悪化することが予想される場合には、処理水Ｗ２の単位時間毎の積算使用量が少ない他の時間帯にも、洗浄動作を実施するように制御してもよい。つまり、上記の簡易的な洗浄動作を複数回実施してもよい。
【０１１１】
また、前記第１実施形態及び前記第２実施形態においては、処理水Ｗ２の単位時間毎の積算使用量が１時間毎の積算使用量として検出されるものとして説明したが、これに制限されない。処理水Ｗ２の単位時間毎の積算使用量は、例えば１５分毎の積算使用量であってもよいし、３０分毎の積算使用量であってもよい。
【０１１２】
また、前記第１実施形態及び前記第２実施形態においては、逆洗浄工程時の逆洗水に処理水Ｗ２を用い、水洗時の濯ぎ水に原水Ｗ１を用いるものとして説明したが、これに制限されない。例えば、逆洗水及び濯ぎ水に処理水Ｗ２を用いたり、逆洗水及び濯ぎ水に原水Ｗ１を用いたりしてもよい。
【符号の説明】
【０１１３】
１，１Ａ 水処理システム
２ 原水ポンプ（水洗手段）
３ 原水バルブ（水洗手段）
４ 濾過処理装置
６ コントロールバルブ（逆洗浄手段、水洗手段）
１５ 逆洗水供給ポンプ（逆洗浄手段）
１６ 逆洗バルブ（逆洗浄手段）
１８ 処理水用水質計
１９ 流量計（処理水使用量検出手段）
２０ 時間帯入力部（時間帯入力手段）
２１ 洗浄時間入力部（洗浄時間入力手段）
３０，３０Ａ 制御装置
３２ 時間情報計測部（時間情報計測手段）
３３ 洗浄動作実施時期判定部（洗浄動作実施時期判定手段）
３４ 洗浄時間設定部（洗浄時間設定手段）
３５ 洗浄動作実施制御部（洗浄動作実施制御手段）
３６ 処理水使用量低下時間帯学習部（処理水使用量低下時間帯学習手段）
３７ 学習期間判定部（学習期間判定手段）
４６ 処理水使用情報記憶部（処理水使用情報記憶手段）
５０ 学習期間入力部（学習期間入力手段）
Ｌ１ 原水ライン（水洗手段）
Ｌ４ 排水ライン（逆洗浄手段、水洗手段）
Ｌ５ 逆洗水供給ライン（逆洗浄手段）
Ｗ１ 原水
Ｗ２ 処理水
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原水に含まれる懸濁物質を濾材により捕捉して処理水を製造する濾過処理装置と、
前記濾材を逆洗浄するために該濾材に洗浄水を供給すると共に、捕捉された前記懸濁物質を洗浄水と共に系外へ排出する逆洗浄手段と、
逆洗浄された前記濾材を濯ぐために該濾材に濯ぎ水を供給すると共に、該濾材を濯いだ濯ぎ水を系外へ排出する水洗手段と、
処理水の単位時間毎の積算使用量を検出する処理水使用量検出手段と、
前記処理水使用量検出手段によって検出された処理水の単位時間毎の積算使用量が、所定値以下に低下する時間帯を入力操作によって設定する時間帯入力手段と、
前記時間帯入力手段によって設定された前記時間帯に実施され、かつ前記逆洗浄手段による逆洗浄工程及び前記水洗手段による水洗工程からなる洗浄動作の洗浄時間であって、標準の洗浄時間よりも短い洗浄時間を入力操作によって設定する洗浄時間入力手段と、
時間情報を計測する時間情報計測手段と、
前記時間帯入力手段によって設定された前記時間帯と前記時間情報計測手段によって計測された前記時間情報とに基づいて、洗浄動作を実施する時期になったか否かを判定する洗浄動作実施時期判定手段と、
前記洗浄動作実施時期判定手段によって判定された洗浄動作の実施時期に、前記洗浄時間入力手段によって設定された洗浄時間に基づいて洗浄動作を実施する洗浄動作実施制御手段と、を備える水処理システム。
【請求項２】
前記洗浄時間入力手段によって設定される洗浄時間は、前記逆洗浄工程における逆洗浄時間及び前記水洗工程における水洗時間が個別に設定されることにより、標準の洗浄時間よりも短い洗浄時間が設定される請求項１に記載の水処理システム。
【請求項３】
原水に含まれる懸濁物質を濾材により捕捉して処理水を製造する濾過処理装置と、
前記濾材を逆洗浄するために該濾材に洗浄水を供給すると共に、捕捉された前記懸濁物質を洗浄水と共に系外へ排出する逆洗浄手段と、
逆洗浄された前記濾材を濯ぐために該濾材に濯ぎ水を供給すると共に、該濾材を濯いだ濯ぎ水を系外へ排出する水洗手段と、
処理水の単位時間毎の積算使用量を検出する処理水使用量検出手段と、
時間情報を計測する時間情報計測手段と、
前記処理水使用量検出手段によって検出された処理水の単位時間毎の積算使用量及び前記時間情報計測手段によって計測された時間情報を含む処理水使用情報を記憶する処理水使用情報記憶手段と、
前記処理水使用情報記憶手段に記憶された前記処理水使用情報に基づいて、処理水の使用量が所定値以下に低下する時間帯を、処理水使用量低下時間帯として学習する処理水使用量低下時間帯学習手段と、
前記処理水使用量低下時間帯学習手段が学習するべき学習期間を入力する学習期間入力手段と、
前記学習期間入力手段から入力された前記学習期間が経過したか否かを判定する学習期間判定手段と、
前記処理水使用量低下時間帯学習手段によって学習された前記処理水使用量低下時間帯と前記時間情報計測手段によって計測された前記時間情報とに基づいて、前記逆洗浄手段による逆洗浄工程及び前記水洗手段による水洗工程からなる洗浄動作を実施する時期になったか否かを判定する洗浄動作実施時期判定手段と、
前記処理水使用量検出手段によって検出された処理水の単位時間毎の積算使用量に基づいて、洗浄動作における標準の洗浄時間よりも短い洗浄時間を設定する洗浄時間設定手段と、
前記洗浄動作実施時期判定手段によって判定された洗浄動作の実施時期に、前記洗浄時間設定手段によって設定された洗浄時間に基づいて洗浄動作を実施する洗浄動作実施制御手段と、を備える水処理システム。
【請求項４】
前記洗浄時間設定手段によって設定される洗浄時間は、前記逆洗浄工程における逆洗浄時間及び前記水洗工程における水洗時間が個別に設定されることにより、標準の洗浄時間よりも短い洗浄時間が設定される請求項３に記載の水処理システム。
【請求項１】
原水に含まれる懸濁物質を濾材により捕捉して処理水を製造する濾過処理装置と、
前記濾材を逆洗浄するために該濾材に洗浄水を供給すると共に、捕捉された前記懸濁物質を洗浄水と共に系外へ排出する逆洗浄手段と、
逆洗浄された前記濾材を濯ぐために該濾材に濯ぎ水を供給すると共に、該濾材を濯いだ濯ぎ水を系外へ排出する水洗手段と、
処理水の単位時間毎の積算使用量を検出する処理水使用量検出手段と、
前記処理水使用量検出手段によって検出された処理水の単位時間毎の積算使用量が、所定値以下に低下する時間帯を入力操作によって設定する時間帯入力手段と、
前記時間帯入力手段によって設定された前記時間帯に実施され、かつ前記逆洗浄手段による逆洗浄工程及び前記水洗手段による水洗工程からなる洗浄動作の洗浄時間であって、標準の洗浄時間よりも短い洗浄時間を入力操作によって設定する洗浄時間入力手段と、
時間情報を計測する時間情報計測手段と、
前記時間帯入力手段によって設定された前記時間帯と前記時間情報計測手段によって計測された前記時間情報とに基づいて、洗浄動作を実施する時期になったか否かを判定する洗浄動作実施時期判定手段と、
前記洗浄動作実施時期判定手段によって判定された洗浄動作の実施時期に、前記洗浄時間入力手段によって設定された洗浄時間に基づいて洗浄動作を実施する洗浄動作実施制御手段と、を備える水処理システム。
【請求項２】
前記洗浄時間入力手段によって設定される洗浄時間は、前記逆洗浄工程における逆洗浄時間及び前記水洗工程における水洗時間が個別に設定されることにより、標準の洗浄時間よりも短い洗浄時間が設定される請求項１に記載の水処理システム。
【請求項３】
原水に含まれる懸濁物質を濾材により捕捉して処理水を製造する濾過処理装置と、
前記濾材を逆洗浄するために該濾材に洗浄水を供給すると共に、捕捉された前記懸濁物質を洗浄水と共に系外へ排出する逆洗浄手段と、
逆洗浄された前記濾材を濯ぐために該濾材に濯ぎ水を供給すると共に、該濾材を濯いだ濯ぎ水を系外へ排出する水洗手段と、
処理水の単位時間毎の積算使用量を検出する処理水使用量検出手段と、
時間情報を計測する時間情報計測手段と、
前記処理水使用量検出手段によって検出された処理水の単位時間毎の積算使用量及び前記時間情報計測手段によって計測された時間情報を含む処理水使用情報を記憶する処理水使用情報記憶手段と、
前記処理水使用情報記憶手段に記憶された前記処理水使用情報に基づいて、処理水の使用量が所定値以下に低下する時間帯を、処理水使用量低下時間帯として学習する処理水使用量低下時間帯学習手段と、
前記処理水使用量低下時間帯学習手段が学習するべき学習期間を入力する学習期間入力手段と、
前記学習期間入力手段から入力された前記学習期間が経過したか否かを判定する学習期間判定手段と、
前記処理水使用量低下時間帯学習手段によって学習された前記処理水使用量低下時間帯と前記時間情報計測手段によって計測された前記時間情報とに基づいて、前記逆洗浄手段による逆洗浄工程及び前記水洗手段による水洗工程からなる洗浄動作を実施する時期になったか否かを判定する洗浄動作実施時期判定手段と、
前記処理水使用量検出手段によって検出された処理水の単位時間毎の積算使用量に基づいて、洗浄動作における標準の洗浄時間よりも短い洗浄時間を設定する洗浄時間設定手段と、
前記洗浄動作実施時期判定手段によって判定された洗浄動作の実施時期に、前記洗浄時間設定手段によって設定された洗浄時間に基づいて洗浄動作を実施する洗浄動作実施制御手段と、を備える水処理システム。
【請求項４】
前記洗浄時間設定手段によって設定される洗浄時間は、前記逆洗浄工程における逆洗浄時間及び前記水洗工程における水洗時間が個別に設定されることにより、標準の洗浄時間よりも短い洗浄時間が設定される請求項３に記載の水処理システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１１−１８３３５１（Ｐ２０１１−１８３３５１Ａ）
【公開日】平成２３年９月２２日（２０１１．９．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−５３９２１（Ｐ２０１０−５３９２１）
【出願日】平成２２年３月１１日（２０１０．３．１１）
【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２３年９月２２日（２０１１．９．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月１１日（２０１０．３．１１）
【出願人】（０００１７５２７２）三浦工業株式会社 (1,055)
【Ｆターム（参考）】
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