特許 7545874 浄水処理方法および浄水処理システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-08-28

(45)【発行日】2024-09-05

(54)【発明の名称】浄水処理方法および浄水処理システム

(51)【国際特許分類】

   C02F 1/44 20230101AFI20240829BHJP

   B01D 71/02 20060101ALI20240829BHJP

   C02F 1/52 20230101ALI20240829BHJP

   B01D 29/66 20060101ALI20240829BHJP

   B01D 61/58 20060101ALI20240829BHJP

【ＦＩ】

C02F1/44 D

B01D71/02

C02F1/52 Z

B01D29/38 520A

B01D61/58

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2020199945

(22)【出願日】2020-12-02

(65)【公開番号】P2022087855

(43)【公開日】2022-06-14

【審査請求日】2023-06-22

(73)【特許権者】

【識別番号】000001052

【氏名又は名称】株式会社クボタ

(74)【代理人】

【識別番号】110001298

【氏名又は名称】弁理士法人森本国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】渡辺 桂史

(72)【発明者】

【氏名】西本 信太郎

(72)【発明者】

【氏名】上中 哲也

(72)【発明者】

【氏名】松永 晃

(72)【発明者】

【氏名】布 光昭

【審査官】石岡 隆

(56)【参考文献】

【文献】特開平０７－２１３８７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－２７２２１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０７－１４８４８８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｃ０２Ｆ１／４４

Ｂ０１Ｄ６１／００－７１／８２

Ｃ０１Ｆ１／５２－１／５６

Ｂ０１Ｄ２９／００－２９／４８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

原水を第一ろ過装置でろ過処理して第一浄水を得る第一ろ過工程と、
第一浄水を用いて第一ろ過装置を逆洗する第一逆洗工程と、
第一逆洗工程において第一ろ過装置から排出された逆洗排水を第二ろ過装置でろ過処理して第二浄水を得る第二ろ過工程とを有する浄水処理方法であって、
第一逆洗工程から次の第一逆洗工程までの時間間隔を逆洗サイクルとし、
第一ろ過工程で得られた第一浄水の量と第二ろ過工程で得られた第二浄水の量とを足し合せた合計浄水量から第一逆洗工程で消費された第一浄水の量を差し引いた値を水収支とすると、
原水の水質又は第一ろ過装置のろ過抵抗に応じて逆洗サイクルの長さを調節し、
各逆洗サイクルにおける水収支の単位時間当たりの平均値が一定となるように、第二ろ過装置から得られる第二浄水の単位時間当りの量を調節して運転することを特徴とする浄水処理方法。

【請求項2】

第一ろ過工程において、第一ろ過装置のろ過運転時に得られる第一浄水の単位時間当りの量を一定にすることを特徴とする請求項１に記載の浄水処理方法。

【請求項3】

第一ろ過装置は、ケーシング内に形成された閉鎖的空間にろ過膜を収納したケーシング収納型の膜ろ過装置であり、
第二ろ過装置は、ハウジング内に形成された開放的空間にろ過膜を収納し、排水槽に貯留された逆洗排水中にハウジングとろ過膜とを浸漬した浸漬型の膜ろ過装置であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の浄水処理方法。

【請求項4】

第一ろ過装置および第二ろ過装置はそれぞれセラミックス製のろ過膜を有していることを特徴とする請求項３に記載の浄水処理方法。

【請求項5】

第一ろ過工程で得られた第一浄水中のマンガンをマンガン除去装置で除去するマンガン除去工程と、
マンガン除去工程を経た第一浄水を用いてマンガン除去装置を逆洗する第二逆洗工程とを有し、
第二ろ過工程では、第一逆洗工程において第一ろ過装置から排出された逆洗排水および第二逆洗工程においてマンガン除去装置から排出された逆洗排水を第二ろ過装置でろ過処理して第二浄水を得ることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の浄水処理方法。

【請求項6】

第一ろ過工程において、凝集剤を添加してフロックが形成された原水を第一ろ過装置でろ過処理することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の浄水処理方法。

【請求項7】

上記請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の浄水処理方法を行う浄水処理システムであって、
原水をろ過処理して第一浄水を得る第一ろ過装置と、
第一浄水を貯留する浄水貯留部と、
浄水貯留部の第一浄水を用いて第一ろ過装置を逆洗したときに第一ろ過装置から排出された逆洗排水をろ過処理して第二浄水を得る第二ろ過装置と、
制御部とを有し、
制御部は、原水の水質又は第一ろ過装置のろ過抵抗に応じて逆洗サイクルの長さを調節し、且つ、各逆洗サイクルにおける水収支の単位時間当たりの平均値が一定となるように、第二ろ過装置から得られる第二浄水の単位時間当りの量を調節して運転を制御することを特徴とする浄水処理システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、原水をろ過処理して浄水を得る浄水処理方法および浄水処理システムに関する。

【背景技術】

【0002】

この種の浄水処理システムとしては、浄水の回収率を高めるために、例えば図１０に示すように、原水２０１を貯留する原水タンク２０２と、原水タンク２０２の原水２０１をろ過処理して浄水２０３を得る一段目膜ろ過装置２０４と、浄水２０３を貯留する浄水タンク２０５と、浄水タンク２０５内の浄水２０３を用いて一段目膜ろ過装置２０４を逆洗したときに一段目膜ろ過装置２０４から排出された逆洗排水２０６を貯留する逆洗排水受槽２０７と、逆洗排水受槽２０７内の逆洗排水２０６をろ過処理して浄水２０３を得る二段目膜ろ過装置２０８とを有しているものがある。

【0003】

尚、二段目膜ろ過装置２０８は逆洗排水受槽２０７内の逆洗排水２０６中に浸漬されている。また、一段目膜ろ過装置２０４で得られた浄水２０３は、浄水タンク２０５に貯留され、浄水タンク２０５内から配水区域に配水される。さらに、二段目膜ろ過装置２０８で得られた浄水２０３は浄水回収配管２０９から取り出されて浄水タンク２０５に回収される。

【0004】

これによると、原水２０１が原水タンク２０２から原水供給配管２１１を経て一段目膜ろ過装置２０４に導入され、一段目膜ろ過装置２０４でろ過処理することによって得られた浄水２０３が浄水取出配管２１２を経て浄水タンク２０５内に貯留される。

【0005】

そして、一段目膜ろ過装置２０４に対して所定時間おきに浄水２０３を逆流させて逆洗を行い、この際に一段目膜ろ過装置２０４から排出された逆洗排水２０６が逆洗排水送り配管２１３を経て逆洗排水受槽２０７に供給される。逆洗排水受槽２０７内の逆洗排水２０６を二段目膜ろ過装置２０８でろ過処理することによって得られた浄水２０３が一定量ずつ浄水回収配管２０９を通って浄水タンク２０５に回収される。

【0006】

このように、一段目膜ろ過装置２０４から排出された逆洗排水２０６から浄水２０３を得ることにより、原水量に対する浄水量の回収率が向上する。

【0007】

尚、上記のような浄水処理システムは例えば下記特許文献１に記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【文献】特開２００６－２７２２１８

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

しかしながら上記の従来形式では、一段目膜ろ過装置２０４に対して所定時間おきに浄水２０３を逆流させて逆洗を行っているが、例えば原水２０１の濁度が急激に上昇した場合、一段目膜ろ過装置２０４が短時間で目詰まりしてしまうため、逆洗と次の逆洗との時間間隔を短縮して逆洗を行う頻度（回数）を増やす必要がある。しかしながら、逆洗の頻度の増加に伴って、一段目膜ろ過装置２０４から逆洗排水受槽２０７に供給される逆洗排水２０６の供給量も増加し、浄水タンク２０５内の浄水量が急激に減少し、浄水タンク２０５内から配水区域に配水される浄水２０３の量が減少することがある。

【0010】

本発明は、原水の水質等によって逆洗を行う頻度が変化しても、一定量の浄水を配水区域に安定して配水することができる浄水処理方法および浄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】

【0011】

上記目的を達成するために、本第１発明は、原水を第一ろ過装置でろ過処理して第一浄水を得る第一ろ過工程と、
第一浄水を用いて第一ろ過装置を逆洗する第一逆洗工程と、
第一逆洗工程において第一ろ過装置から排出された逆洗排水を第二ろ過装置でろ過処理して第二浄水を得る第二ろ過工程とを有する浄水処理方法であって、
第一逆洗工程から次の第一逆洗工程までの時間間隔を逆洗サイクルとし、
第一ろ過工程で得られた第一浄水の量と第二ろ過工程で得られた第二浄水の量とを足し合せた合計浄水量から第一逆洗工程で消費された第一浄水の量を差し引いた値を水収支とすると、
原水の水質又は第一ろ過装置のろ過抵抗に応じて逆洗サイクルの長さを調節し、
各逆洗サイクルにおける水収支の単位時間当たりの平均値が一定となるように、第二ろ過装置から得られる第二浄水の単位時間当りの量を調節して運転するものである。

【0012】

これによると、第二ろ過工程において、第一逆洗工程で第一ろ過装置から排出された逆洗排水を第二ろ過装置でろ過処理して第二浄水を得るため、原水量に対する浄水量の回収率が向上する。

【0013】

また、原水の水質等によって第一逆洗工程を実行する頻度が変化しても、各逆洗サイクルにおける水収支の単位時間当たりの平均値が一定に保たれるため、一定量の浄水を配水区域に安定して配水することができる。

【0014】

本第２発明における浄水処理方法は、第一ろ過工程において、第一ろ過装置のろ過運転時に得られる第一浄水の単位時間当りの量を一定にするものである。
本第３発明における浄水処理方法は、第一ろ過装置は、ケーシング内に形成された閉鎖的空間にろ過膜を収納したケーシング収納型の膜ろ過装置であり、
第二ろ過装置は、ハウジング内に形成された開放的空間にろ過膜を収納し、排水槽に貯留された逆洗排水中にハウジングとろ過膜とを浸漬した浸漬型の膜ろ過装置である。

【0015】

本第４発明における浄水処理方法は、第一ろ過装置および第二ろ過装置はそれぞれセラミックス製のろ過膜を有しているものである。

【0016】

本第５発明における浄水処理方法は、第一ろ過工程で得られた第一浄水中のマンガンをマンガン除去装置で除去するマンガン除去工程と、
マンガン除去工程を経た第一浄水を用いてマンガン除去装置を逆洗する第二逆洗工程とを有し、
第二ろ過工程では、第一逆洗工程において第一ろ過装置から排出された逆洗排水および第二逆洗工程においてマンガン除去装置から排出された逆洗排水を第二ろ過装置でろ過処理して第二浄水を得るものである。

【0017】

これによると、原水量に対する浄水量の回収率を向上させることができるとともに、第一浄水中のマンガンをマンガン除去装置で除去することができる。

【0018】

本第６発明における浄水処理方法は、第一ろ過工程において、凝集剤を添加してフロックが形成された原水を第一ろ過装置でろ過処理するものである。

【0019】

本第７発明は、上記第１発明から第６発明のいずれか１項に記載の浄水処理方法を行う浄水処理システムであって、
原水をろ過処理して第一浄水を得る第一ろ過装置と、
第一浄水を貯留する浄水貯留部と、
浄水貯留部の第一浄水を用いて第一ろ過装置を逆洗したときに第一ろ過装置から排出された逆洗排水をろ過処理して第二浄水を得る第二ろ過装置と、
制御部とを有し、
制御部は、原水の水質又は第一ろ過装置のろ過抵抗に応じて逆洗サイクルの長さを調節し、且つ、各逆洗サイクルにおける水収支の単位時間当たりの平均値が一定となるように、第二ろ過装置から得られる第二浄水の単位時間当りの量を調節して運転を制御するものである。

【発明の効果】

【0020】

以上のように本発明によると、原水の水質等によって第一逆洗工程を実行する頻度が変化しても、各逆洗サイクルにおける水収支の単位時間当たりの平均値が一定に保たれるため、一定量の浄水を配水区域に安定して配水することができる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】本発明の第１の実施の形態における浄水処理システムの図であり、第一および第二ろ過工程を行っているときの水の流れを示す。

【図2】同、浄水処理システムに備えられた第一ろ過装置の断面図である。

【図3】同、浄水処理システムに備えられた第一ろ過装置の膜エレメントの斜視図である。

【図4】同、浄水処理システムに備えられた第二ろ過装置の断面図である。

【図5】同、浄水処理システムの図であり、第一逆洗工程を行っているときの水の流れを示す。

【図6】同、浄水処理システムの運転時間と各工程における浄水の１時間当りの水量とを示すグラフである。

【図7】本発明の第２の実施の形態における浄水処理システムの図であり、第一および第二ろ過工程とマンガン除去工程とを行っているときの水の流れを示す。

【図8】同、浄水処理システムの図であり、第一逆洗工程を行っているときの水の流れを示す。

【図9】同、浄水処理システムの図であり、第二逆洗工程を行っているときの水の流れを示す。

【図10】従来の浄水処理システムの図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下、本発明における実施の形態を、図面を参照して説明する。

【0023】

（第１の実施の形態）
第１の実施の形態では、図１に示すように、１は原水２をろ過処理して浄水３を得る浄水処理システムである。浄水処理システム１は、原水２を貯留する原水貯留部８と、原水貯留部８の原水２をろ過処理して第一浄水９を得る第一ろ過装置１０と、第一浄水９を貯留する浄水池１１（浄水貯留部の一例）と、浄水池１１の第一浄水９の一部を取り出して加圧する加圧タンク１６と、浄水池１１内の第一浄水９を利用して第一ろ過装置１０を逆洗したときに第一ろ過装置１０から排出された逆洗排水１２を貯留する排水槽１３と、排水槽１３内の逆洗排水１２をろ過処理して第二浄水１４を得る第二ろ過装置１５と、制御部（図示省略）とを有している。尚、浄水池１１に貯留されている浄水３は第一浄水９と第二浄水１４とが混合されたものである。

【0024】

原水貯留部８は着水井１９と混和池２０とを有している。混和池２０には、原水２に凝集剤２１を添加する凝集剤添加部２２と、凝集剤２１を添加した原水２を攪拌する攪拌装置２３とが備えられている。原水２は、外部から着水井１９に供給され、着水井１９から混和池２０に流入する。混和池２０内の原水２に凝集剤２１を添加して攪拌することにより、原水２中に多数のフロックが生成される。

【0025】

図２，図３に示すように、第一ろ過装置１０は、ケーシング２６内に形成された閉鎖的空間２７に膜エレメント２８（ろ過膜の一例）を収納したケーシング収納型の膜ろ過装置であり、供給された原水２の全量をろ過する
膜エレメント２８は、略直方体形状をなす複数のセラミックス成形体２９からなり、接合材層３０を介して多孔質体のセラミックス成形体２９同士を接合してなる。膜エレメント２８には、複数本の貫通流路３１が両端面３２，３３の間を貫通して形成されている。貫通流路３１の内面側が一次側をなし、膜エレメント２８の外面側が二次側をなす。

【0026】

膜エレメント２８には、複数のスリット３４が形成されている。スリット３４は、貫通流路３１の軸心方向に延びており、膜エレメント２８の側面３５に開口する溝状をなし、スリット３４の両端が膜エレメント２８の端面３２、３３の近傍で閉じている。

【0027】

ケーシング２６は、上部に上部一次側室３７が形成され、下部に下部一次側室３８が形成されている。上部一次側室３７において膜エレメント２８の上端部が露出し、下部一次側室３８において膜エレメント２８の下端部が露出し、貫通流路３１が上部一次側室３７および下部一次側室３８に連通している。

【0028】

下部一次側室３８は原水流入口３９を有し、上部一次側室３７は加圧空気流入口４０を有している。また、ケーシング２６は浄水流出口４１を有し、浄水流出口４１が膜エレメント２８の二次側を囲む空間に連通している。

【0029】

図４に示すように、第二ろ過装置１５は、ハウジング４３内に形成された開放的空間４４に、複数本の管状の膜エレメント４５を収納し、排水槽１３に貯留された逆洗排水１２中にハウジング４３と膜エレメント４５とを浸漬した浸漬型の膜ろ過装置である。

【0030】

ハウジング４３は断面が矩形をなして上端および下端が開口し、内部に開放的空間４４を形成している。

【0031】

各膜エレメント４５は、セラミックス製の多孔質管状の支持体４６の表面にろ過膜４７を形成したものであり、軸心方向（長さ方向）を水平方向に沿わせて配置され、所定間隔をあけて平行に並べられている。また、膜エレメント４５の下方には、散気量を調整可能な散気装置４８を備えている。散気装置４８にはブロア４９が接続されている。

【0032】

図１に示すように、混和池２０と第一ろ過装置１０の原水流入口３９との間には原水供給管路５１が接続され、原水供給管路５１には原水供給用ポンプ５２と第１弁５３とが設けられている。

【0033】

第一ろ過装置１０の浄水流出口４１と浄水池１１との間には浄水管路５５が接続され、浄水管路５５には第２弁５６が設けられている。

【0034】

浄水池１１と加圧タンク１６との間には浄水取出管路５７が接続され、浄水取出管路５７には浄水取出用ポンプ５８と第３弁５９とが設けられている。

【0035】

加圧タンク１６には、加圧タンク１６内の第一浄水９を逆洗水として第一ろ過装置１０に供給する第１逆洗管路６０の一端部が接続され、第１逆洗管路６０の他端部が浄水管路５５の途中に接続されている。第１逆洗管路６０には第４弁６１が設けられている。

【0036】

また、加圧タンク１６内には、加圧空気６３（圧縮空気）が外部のコンプレッサから供給されて貯留されている。加圧タンク１６と第一ろ過装置１０の加圧空気流入口４０との間には加圧空気供給管路６４が接続され、加圧空気供給管路６４には第５弁６５が設けられている。

【0037】

また、第一ろ過装置１０の原水流入口３９から排出された逆洗排水１２を排水槽１３に送る逆洗排水送り管路６７が原水供給管路５１から分岐して排水槽１３に接続されている。逆洗排水送り管路６７には第６弁６８が設けられている。

【0038】

排水槽１３内の逆洗排水１２が第二ろ過装置１５の膜エレメント４５を外側から内側に透過することによって得られる第二浄水１４を浄水池１１に回収する浄水回収管路７０が、第二ろ過装置１５と浄水池１１との間に接続されている。浄水回収管路７０には浄水回収用ポンプ７１と第７弁７２とが設けられている。

【0039】

浄水池１１には、浄水池１１内の第一浄水９を逆洗水として第二ろ過装置１５に供給する第２逆洗管路７４の一端部が接続され、第２逆洗管路７４の他端部が浄水回収管路７０の途中に接続されている。第２逆洗管路７４には第２逆洗用ポンプ７５と第８弁７６とが設けられている。

【0040】

浄水池１１には、浄水池１１内の第一浄水９を配水区域に配水する配水管路７８が接続されている。

【0041】

上記のような浄水処理システム１を用いた浄水処理方法を以下に説明する。

【0042】

浄水処理方法は第一ろ過工程Ａと第一逆洗工程Ｂと第二ろ過工程Ｃとを有する。

【0043】

先ず、第一ろ過工程Ａは原水２を第一ろ過装置１０でろ過処理して第一浄水９を得る工程である。すなわち、図１に示すように、第４～第６弁６１，６５，６８を閉じた状態で第１弁５３および第２弁５６を開くことにより、混和池２０内の原水２が、原水供給管路５１から第一ろ過装置１０の原水流入口３９に供給され、第一ろ過装置１０の膜エレメント２８の貫通流路３１を一次側から二次側に流れてろ過されることで、第一浄水９が得られる。

【0044】

このようにして得られた第一浄水９は、浄水流出口４１から排出され、浄水管路５５を通って浄水池１１に貯留される。

【0045】

次に、第一逆洗工程Ｂは、第一ろ過工程Ａを所定時間にわたって行った後、第一浄水９を用いて第一ろ過装置１０を逆洗する工程である。すなわち、第１弁５３および第２弁５６を閉じ、第３弁５９、第４弁６１、第６弁６８を開く。これにより、図５に示すように、浄水池１１内の第一浄水９の一部が浄水取出管路５７を通って加圧タンク１６に供給される。加圧タンク１６内の第一浄水９は、加圧空気６３で加圧された状態で、第１逆洗管路６０および浄水管路５５を通って第一ろ過装置１０の浄水流出口４１に供給され、膜エレメント２８の貫通流路３１を二次側から一次側に逆流することで、膜エレメント２８が逆洗される。

【0046】

上記のように膜エレメント２８を逆流した第一浄水９は、逆洗排水１２として、原水流入口３９から排出され、逆洗排水送り管路６７を通って排水槽１３に供給される。

【0047】

さらに、上記のように第一浄水９で膜エレメント２８を逆洗しつつ、第一逆洗工程Ｂの終了直前に第５弁６５を開くことにより、加圧タンク１６内の加圧空気６３が加圧空気供給管路６４を通って第一ろ過装置１０の加圧空気流入口４０から上部一次側室３７に供給され、ケーシング２６内に残留していた逆洗排水１２が加圧空気６３と共に原水流入口３９から逆洗排水送り管路６７に確実に排出される。

【0048】

次に、第二ろ過工程Ｃは、第一逆洗工程Ｂにおいて第一ろ過装置１０から排出された逆洗排水１２を第二ろ過装置１５でろ過処理して第二浄水１４を得る工程である。すなわち、第４～第６弁６１，６５，６８を閉じ、第７弁７２を開く。これにより、図１に示すように、排水槽１３内の逆洗排水１２が第二ろ過装置１５の膜エレメント４５を外側（一次側）から内側（二次側）に流れる際にろ過されることで、第二浄水１４が得られる。

【0049】

このようにして得られた第二浄水１４は、第二ろ過装置１５から浄水回収管路７０を通って浄水池１１に回収される。

【0050】

尚、上記のような第二ろ過工程Ｃを行っている際には、第一ろ過工程Ａ又は第一逆洗工程Ｂも同時に並行して行っている。また、図４に示すように、散気装置４８から散気することにより上向流が生じて、排水槽１３内の逆洗排水１２がハウジング４３の内外にわたって循環し、上向流が膜エレメント４５に対してクロスフローになることで、膜エレメント４５の表面のろ過膜４７が洗浄される。

【0051】

また、第二ろ過工程Ｃを実施することにより、排水槽１３内の逆洗排水１２の濁質分が濃縮されるため、適宜、濃縮汚泥として排水槽１３の外部へ排出する。

【0052】

図６は、浄水処理システム１の運転時間［ｈｒ］と上記各工程Ａ～Ｃにおける浄水９，１４の１時間当たりの水量［ｍ^３／ｈｒ］との関係を示すグラフである。

【0053】

尚、各棒グラフＧ１について、斜線部分Ｇ１ａは、第一ろ過工程Ａにおいて第一ろ過装置１０から浄水池１１に供給される第一浄水９の水量を示す。また、点描部分Ｇ１ｂは、第一逆洗工程Ｂにおいて、浄水池１１から加圧タンク１６を介して第一ろ過装置１０に供給される第一浄水９の水量を示す。さらに、白抜き部分Ｇ１ｃは、第二ろ過工程Ｃにおいて、第二ろ過装置１５から浄水池１１に回収される第二浄水１４の水量を示す。

【0054】

また、図６のグラフに記載した逆洗サイクルとは、第一逆洗工程Ｂから次の第一逆洗工程Ｂまでの時間間隔に相当する。ここでは、制御部が、原水２の水質例えば原水２の濁度に応じて逆洗サイクルの長さを調節するとともに、第二ろ過装置１５の運転を制御している。例えば濁度に閾値を設定しておき、測定された原水２の濁度が閾値以下の場合、図６に示すように通常水質と判断して、逆洗サイクルを３時間に設定している。また、測定された原水２の濁度が閾値を超えた場合、高濁度水質と判断して、逆洗サイクルを１時間に短縮している。

【0055】

図６の棒グラフＧ１では、運転開始時から１５時間が経過するまでは、原水２が通常水質であるため、逆洗サイクルを３時間に設定しており、３時間おきに第一逆洗工程Ｂを実施している。

【0056】

ここでは、運転開始時から３時間が経過するまでは第一ろ過工程Ａのみを行っており、１時間当り１６ｍ^３の第一浄水９を第一ろ過装置１０から浄水池１１に供給している。

【0057】

そして、４時間目以降において第一ろ過工程Ａと第一逆洗工程Ｂと第二ろ過工程Ｃとを行っている。尚、第一逆洗工程Ｂに要する時間は数分であり、第一ろ過工程Ａおよび第二ろ過工程Ｃと比較して大幅に短く設定されている。

【0058】

４時間目では、第一ろ過工程Ａにおいて、斜線部分Ｇ１ａに示すように１６［ｍ^３／時間］の第一浄水９を第一ろ過装置１０から浄水池１１に供給し、第一逆洗工程Ｂにおいて、点描部分Ｇ１ｂに示すように０．９［ｍ^３／時間］の第一浄水９を浄水池１１から第一ろ過装置１０に供給して逆洗し、第二ろ過工程Ｃにおいて、白抜き部分Ｇ１ｃに示すように０．３［ｍ^３／時間］の第二浄水１４を第二ろ過装置１５から浄水池１１に回収している。

【0059】

その後、５時間目では、第一ろ過工程Ａと第二ろ過工程Ｃとを行っており、第一ろ過工程Ａにおいて、斜線部分Ｇ１ａに示すように１６［ｍ^３／時間］の第一浄水９を第一ろ過装置１０から浄水池１１に供給し、第二ろ過工程Ｃにおいて、白抜き部分Ｇ１ｃに示すように０．３［ｍ^３／時間］の第二浄水１４を第二ろ過装置１５から浄水池１１に回収している。

【0060】

その後、６時間目では、上記５時間目と同様に、第一ろ過工程Ａと第二ろ過工程Ｃとを行っている。

【0061】

その後、７時間目では、上記４時間目と同様に、第一ろ過工程Ａと第一逆洗工程Ｂと第二ろ過工程Ｃとを行っている。

【0062】

この際、第一ろ過工程Ａで得られた第一浄水９の量と第二ろ過工程Ｃで得られた第二浄水１４の量とを足し合せた合計浄水量から第一逆洗工程Ｂで消費された第一浄水９の量を差し引いた値を水収支とすると、通常水質時の逆洗サイクル（すなわち４時間目から６時間目までの３時間）における水収支の１時間当りの平均値は以下のようになる。
●４時間目から６時間目までにおける第一ろ過工程Ａで得られた第一浄水９の量（棒グラフＧ１の斜線部分Ｇ１ａを参照）：１６ｍ^３×３＝４８ｍ^３
●４時間目から６時間目までにおける第二ろ過工程Ｃで得られた第二浄水１４の量（棒グラフＧ１の白抜き部分Ｇ１ｃを参照）：０．３ｍ^３×３＝０．９ｍ^３
●４時間目から６時間目までにおける第一逆洗工程Ｂで消費された第一浄水９の量（棒グラフＧ１の点描部分Ｇ１ｂを参照）：０．９ｍ^３
●４時間目から６時間目までにおける水収支：４８ｍ^３＋０．９ｍ^３－０．９ｍ^３＝４８ｍ^３
●４時間目から６時間目までにおける水収支の１時間当りの平均値：４８ｍ^３÷３時間＝１６ｍ^３／時間
同様に、通常水質時の逆洗サイクル（３時間）毎における水収支の１時間当りの平均値すなわち、７時間目から９時間目までにおける水収支の１時間当りの平均値、１０時間目から１２時間目までにおける水収支の１時間当りの平均値、１３時間目から１５時間目までにおける水収支の１時間当りの平均値も、それぞれ１６［ｍ^３／時間］となるように、制御部が第二ろ過装置１５の運転を制御する。

【0063】

運転開始時から１５時間が経過した後、原水２の水質が通常水質から高濁度水質に変化した場合、逆洗サイクルを１時間に短縮し、１６時間目から２１時間目までは１時間おきに第一逆洗工程Ｂを実施している。

【0064】

この場合の逆洗サイクル（すなわち１６時間目）における水収支の１時間当りの平均値は以下のようになる。
●１６時間目における第一ろ過工程Ａで得られた第一浄水９の量（棒グラフＧ１の斜線部分Ｇ１ａを参照）：１６ｍ^３
●１６時間目における第二ろ過工程Ｃで得られた第二浄水１４の量（棒グラフＧ１の白抜き部分Ｇ１ｃを参照）：０．９ｍ^３
●１６時間目における第一逆洗工程Ｂで消費された第一浄水９の量（棒グラフＧ１の点描部分Ｇ１ｂを参照）：０．９ｍ^３
●１６時間目における水収支：１６ｍ^３＋０．９ｍ^３－０．９ｍ^３＝１６ｍ^３
●１６時間目における水収支の１時間当りの平均値：１６ｍ^３÷１時間＝１６ｍ^３／時間
同様に、高濁度水質時の逆洗サイクル（１時間）毎における水収支の１時間当りの平均値すなわち、１７時間目から２１時間目までにおける水収支の１時間当りの平均値も１６［ｍ^３／時間］となるように、制御部が第二ろ過装置１５の運転を制御する。

【0065】

そして、運転開始時から２１時間が経過した後、原水２の水質が高濁度水質から通常水質に戻った場合、逆洗サイクルを１時間から３時間に戻し、上記４時間目から１５時間目までと同様に、２２時間目以降は通常水質時の逆洗サイクル（３時間）毎における水収支の１時間当りの平均値がそれぞれ１６［ｍ^３／時間］となるように、制御部が第二ろ過装置１５の運転を制御する。

【0066】

上記のような浄水処理方法によると、第二ろ過工程Ｃにおいて、第一逆洗工程Ｂで第一ろ過装置１０から排出された逆洗排水１２を第二ろ過装置１５でろ過処理して第二浄水１４を得るため、原水２の量に対する浄水３の量の回収率が向上する。

【0067】

また、原水２の水質等によって第一逆洗工程Ｂを実行する頻度が変化しても、各逆洗サイクルにおける水収支の単位時間当たりの平均値が一定に保たれるため、一定量の浄水３を配水管路７８から配水区域に安定して配水することができる。
（第２の実施の形態）
第２の実施の形態では、図７に示すように、第一ろ過工程Ａで得られた第一浄水９中に含まれる溶解性マンガンを除去するマンガン除去装置１００が浄水処理システム１に備えられている。マンガン除去装置１００は容器１０１にろ材１０２を内蔵したものである。容器１０１には、マンガン除去前の第一浄水９が流入する浄水入口１０３と、マンガン除去後の第一浄水９を排出する浄水出口１０４と、逆洗排水１２を排出する逆洗排水排出口１０５とが設けられている。

【0068】

第一ろ過装置１０の浄水流出口４１とマンガン除去装置１００の浄水入口１０３との間には上流側浄水管路５５ａが接続され、上流側浄水管路５５ａには第９弁１０７が設けられている。

【0069】

マンガン除去装置１００の浄水出口１０４と浄水池１１との間には下流側浄水管路５５ｂが接続されている。

【0070】

また、第１逆洗管路６０は、一端部が加圧タンク１６に接続され、他端部が上流側浄水管路５５ａの途中に接続されている。

【0071】

浄水取出管路５７には、浄水池１１内の第一浄水９を逆洗水としてマンガン除去装置１００に供給するマンガン除去装置用逆洗管路１０８の一端部が接続され、マンガン除去装置用逆洗管路１０８の他端部が下流側浄水管路５５ｂの途中に接続されている。マンガン除去装置用逆洗管路１０８には第１０弁１０９が設けられている。

【0072】

また、マンガン除去装置１００の逆洗排水排出口１０５から排出された逆洗排水１２を排水槽１３に送るマンガン除去装置用逆洗排水送り管路１１０が逆洗排水排出口１０５と排水槽１３との間に接続されている。マンガン除去装置用逆洗排水送り管路１１０には第１１弁１１１が設けられている。

【0073】

浄水処理システム１を用いた浄水処理方法を以下に説明する。

【0074】

浄水処理方法は第一ろ過工程Ａとマンガン除去工程Ｄと第一逆洗工程Ｂと第二逆洗工程Ｅと第二ろ過工程Ｃとを有する。

【0075】

先ず、第一ろ過工程Ａは原水２を第一ろ過装置１０でろ過処理して第一浄水９を得る工程である。すなわち、第４～第６弁６１，６５，６８と第１０弁１０９および第１１弁１１１を閉じた状態で第１弁５３と第２弁５６および第９弁１０７を開く。これにより、図７に示すように、混和池２０内の原水２が、原水供給管路５１から第一ろ過装置１０の原水流入口３９に供給され、第一ろ過装置１０の膜エレメント２８の貫通流路３１を一次側から二次側に流れてろ過されることで、第一浄水９が得られる。

【0076】

また、マンガン除去工程Ｄは、第一ろ過工程Ａで得られた第一浄水９中のマンガンをマンガン除去装置１００で除去する工程である。すなわち、上記第一ろ過工程Ａにより第一ろ過装置１０にて得られた第一浄水９は、第一ろ過装置１０の浄水流出口４１から排出され、上流側浄水管路５５ａを通って、浄水入口１０３からマンガン除去装置１００内に供給され、ろ材１０２を通過することにより、第一浄水９中のマンガンが除去される。

【0077】

その後、第一浄水９は、マンガン除去装置１００の浄水出口１０４から下流側浄水管路５５ｂを通って浄水池１１に貯留される。

【0078】

尚、第一ろ過工程Ａとマンガン除去工程Ｄとは同時に並行して実行される。

【0079】

次に、第一逆洗工程Ｂは、マンガン除去工程Ｄを行った後、第一浄水９を用いて第一ろ過装置１０を逆洗する工程である。すなわち、第１弁５３と第２弁５６および第９弁１０７を閉じ、第３弁５９、第４弁６１、第６弁６８を開く。これにより、図８に示すように、浄水池１１内の第一浄水９の一部が浄水取出管路５７を通って加圧タンク１６に供給される。加圧タンク１６内の第一浄水９は、加圧空気６３で加圧された状態で、第１逆洗管路６０および上流側浄水管路５５ａを通って第一ろ過装置１０の浄水流出口４１に供給され、膜エレメント２８の貫通流路３１を二次側から一次側に逆流することで、膜エレメント２８が逆洗される。

【0080】

上記のように膜エレメント２８を逆流した第一浄水９は、逆洗排水１２として、原水流入口３９から排出され、逆洗排水送り管路６７を通って排水槽１３に供給される。

【0081】

さらに、上記のように第一浄水９で膜エレメント２８を逆洗しつつ、第一逆洗工程Ｂの終了直前に第５弁６５を開くことにより、加圧タンク１６内の加圧空気６３が加圧空気供給管路６４を通って第一ろ過装置１０の加圧空気流入口４０から上部一次側室３７に供給され、ケーシング２６内に残留していた逆洗排水１２が加圧空気６３と共に原水流入口３９から逆洗排水送り管路６７に確実に排出される。

【0082】

次に、第二逆洗工程Ｅは、第一逆洗工程Ｂを行った後、第一浄水９を用いてマンガン除去装置１００を逆洗する工程である。すなわち、第３～第６弁５９、６１、６５、６８を閉じ、第１０弁１０９および第１１弁１１１を開く。これにより、図９に示すように、浄水池１１内の第一浄水９の一部が、浄水取出管路５７からマンガン除去装置用逆洗管路１０８および下流側浄水管路５５ｂを通って、マンガン除去装置１００の浄水出口１０４から容器１０１内に供給され、ろ材１０２を二次側から一次側へ逆流することで、ろ材１０２が逆洗される。

【0083】

上記のようにろ材１０２を逆流した第一浄水９は、逆洗排水１２として、逆洗排水排出口１０５からマンガン除去装置１００の外部へ排出され、マンガン除去装置用逆洗排水送り管路１１０を通って排水槽１３に供給される。

【0084】

次に、第二ろ過工程Ｃは、第一逆洗工程Ｂにおいて第一ろ過装置１０から排出された逆洗排水１２および第二逆洗工程Ｅにおいてマンガン除去装置１００から排出された逆洗排水１２を第二ろ過装置１５でろ過処理して第二浄水１４を得る工程である。すなわち、第４～第６弁６１，６５，６８と第１０弁１０９および第１１弁１１１を閉じ、第７弁７２を開く。これにより、図７に示すように、排水槽１３内の逆洗排水１２が第二ろ過装置１５の膜エレメント４５を外側（一次側）から内側（二次側）に流れる際にろ過されることで、第二浄水１４が得られる。

【0085】

このようにして得られた第二浄水１４は、第二ろ過装置１５から浄水回収管路７０を通って浄水池１１に回収される。

【0086】

尚、上記のような第二ろ過工程Ｃを行っている際には、第１弁５３と第２弁５６および第９弁１０７を開いて、第一ろ過工程Ａおよびマンガン除去工程Ｄも同時に並行して行っている。

【0087】

上記のようにマンガン除去装置１００を備えた浄水処理システム１の運転時間［ｈｒ］と上記各工程Ａ～Ｅにおける浄水９，１４の１時間当たりの水量［ｍ^３／ｈｒ］との関係も図６のグラフと同様になる。この場合、棒グラフＧ１について、斜線部分Ｇ１ａは、第一ろ過工程Ａおよびマンガン除去工程Ｄにおいて第一ろ過装置１０からマンガン除去装置１００を経て浄水池１１に供給される第一浄水９の水量を示す。

【0088】

また、点描部分Ｇ１ｂは、第一逆洗工程Ｂにおいて浄水池１１から加圧タンク１６を介して第一ろ過装置１０に供給される第一浄水９の水量と、第二逆洗工程Ｅにおいて浄水池１１からマンガン除去装置１００に供給される第一浄水９の水量とを足し合わせた水量を示す。

【0089】

さらに、白抜き部分Ｇ１ｃは、第二ろ過工程Ｃにおいて、第二ろ過装置１５から浄水池１１に回収される第二浄水１４の水量を示す。

【0090】

これによると、先述した第１の実施の形態と同様に、第２の実施の形態においても、通常水質時における逆洗サイクル（３時間）における水収支の１時間当りの平均値ならびに高濁度水質時における逆洗サイクル（１時間）における水収支の１時間当りの平均値がそれぞれ１６［ｍ^３／時間］となるように、制御部が第二ろ過装置１５の運転を制御する。このため、原水２の水質等によって第一および第二逆洗工程Ｂ，Ｅを実行する頻度が変化しても、各逆洗サイクルにおける水収支の単位時間当たりの平均値が一定に保たれるため、一定量の浄水３を配水管路７８から配水区域に安定して配水することができる。

【0091】

上記各実施の形態において、図６のグラフに示した水量や運転時間、逆洗サイクル等に関する各数値については、１つの例であって、これら数値に限定されるものではない。

【0092】

上記各実施の形態では、測定された原水２の濁度が閾値以下の場合、通常水質と判断して、逆洗サイクルを３時間に設定し、上記閾値を超えた場合、高濁度水質と判断して、逆洗サイクルを１時間に短縮しているが、濁度以外の指標を用いてもよい。例えば、第一ろ過装置１０のろ過抵抗（膜間差圧等）を測定し、測定されたろ過抵抗が閾値以下の場合、通常水質と判断して、逆洗サイクルを３時間に設定し、上記閾値を超えた場合、高濁度水質と判断して、逆洗サイクルを１時間に短縮してもよい。

【0093】

上記各実施の形態では、各工程Ａ～Ｅにおける各弁５３，５６，５９，６１，６５，６８，７２，７６，１０７，１０９，１１１の開閉および各ポンプ５２，５８，７１，７５の運転については、制御部で自動的に制御してもよいし、或いは、人が操作してもよい。

【0094】

上記各実施の形態では、逆洗サイクルを１時間および３時間の二段階のステップからなる不連続的な値に設定しているが、三段階以上のステップからなる不連続的な値に設定してもよい。また、原水２の水質に応じて、逆洗サイクルを、上記のような不連続的な値ではなく、直線状又は曲線状の連続的な値に変更するように設定してもよい。

【0095】

また、上記各実施の形態では、水収支に、第二ろ過装置１５を逆洗する工程で消費される第一浄水９の量が示されていない。ここで、第二ろ過装置１５を逆洗する工程では、浄水池１１内の第一浄水９を、逆洗水として、第２逆洗管路７４を通じて第二ろ過装置１５の二次側から一次側に供給する。このような第二ろ過装置１５の逆洗工程は所定時間ごとに実施されるが、消費される第一浄水９は第二ろ過装置１５の第二ろ過工程Ｃで得られる処理水の全量の１～５％程度に過ぎず、第一浄水９の量と比較すると、水収支上の影響は極僅かであると考えられる。そこで、上記各実施の形態では、説明および理解がより簡便となるように、第二ろ過装置１５の第二ろ過工程Ｃで得られる処理水から、第二ろ過装置１５の逆洗工程で消費される第一浄水９を差し引いた正味の処理水量を第二浄水１４の量として記載するとともに、第二ろ過装置１５の逆洗工程で消費される第一浄水９の記載を省略している。

【符号の説明】

【0096】

１ 浄水処理システム
２ 原水
８ 原水貯留部
９ 第一浄水
１０ 第一ろ過装置
１１ 浄水池（浄水貯留部）
１２ 逆洗排水
１３ 排水槽
１４ 第二浄水
１５ 第二ろ過装置
２１ 凝集剤
２６ ケーシング
２７ 閉鎖的空間
２８ 膜エレメント（ろ過膜）
４３ ハウジング
４４ 開放的空間
４７ ろ過膜
１００ マンガン除去装置
Ａ 第一ろ過工程
Ｂ 第一逆洗工程
Ｃ 第二ろ過工程
Ｄ マンガン除去工程
Ｅ 第二逆洗工程

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】