(57)【要約】【課題】プラントの運転中に、濾過池における濾過砂の目詰まりや残留物の程度を監視し、濾過池の濾過処理能力を判定できる運転支援システムを提供することにある。【解決手段】水処理プラントに適用する運転支援システムであって、濾過池１２に設けられた濾過砂１２２の目詰まりや残留物の程度を監視し、濾過池１２の濾過処理能力を判定する運転支援システム。【選択図】      図２
2008055290.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水源からの水を濾過池に導入して濾過処理を含む水処理を実行する水処理プラントに適用する運転支援システムにおいて、
前記濾過池の流入側の圧力と流出側の圧力の差である損失水頭値の変化の挙動を監視する監視手段と、
前記監視手段により検知された前記損失水頭値の変化に基づいて、前記濾過池の濾過処理能力を判定する判定手段と
を具備したことを特徴とする運転支援システム。
【請求項２】
前記判定手段は、
前記損失水頭値の変化に基づいて、前記濾過池に設けられた濾過砂の目詰まり程度又は残留物を定量的に検出し、当該検出結果に基づいて前記濾過砂の濾過処理能力を判定することを特徴とする請求項１に記載の運転支援システム。
【請求項３】
前記監視手段は、
前記損失水頭値の変化の挙動として、前記濾過池に設けられた濾過砂の洗浄終了後から、当該損失水頭値が予め設定した上限値に達するまでの期間の変化を監視することを特徴とする請求項１または請求項２のいずれか１項に記載の運転支援システム。
【請求項４】
前記監視手段は、
前記損失水頭値の変化の挙動として、前記濾過池の損失水頭値の単位時間当たりの変化量を監視することを特徴とする請求項１または請求項２のいずれか１項に記載の運転支援システム。
【請求項５】
前記監視手段は、
前記損失水頭値の変化の挙動として、前記濾過池に設けられた濾過砂の洗浄終了直後の損失水頭値の変化傾向を監視することを特徴とする請求項１または請求項２のいずれか１項に記載の運転支援システム。
【請求項６】
水源からの水を濾過池に導入して濾過処理を含む水処理を実行する水処理プラントに適用する運転支援システムにおいて、
前記濾過池の単位時間当たりの濾過水量と前記濾過池の断面積とに基づいて算出される濾過速度の変化の挙動を監視する監視手段と、
前記監視手段により検知された前記濾過速度の変化に基づいて、前記濾過池の濾過処理能力を判定する判定手段と
を具備したことを特徴とする運転支援システム。
【請求項７】
前記判定手段は、
前記濾過速度の変化に基づいて、前記濾過池に設けられた濾過砂の目詰まり程度又は残留物を定量的に検出し、当該検出結果に基づいて前記濾過砂の濾過処理能力を判定することを特徴とする請求項６に記載の運転支援システム。
【請求項８】
前記監視手段は、
前記濾過速度の変化の挙動として、前記濾過池に設けられた濾過砂の洗浄終了後から、濾過速度が予め設定した下限値に達するまでの期間の変化を監視することを特徴とする請求項６または請求項７のいずれか１項に記載の運転支援システム。
【請求項９】
前記監視手段は、
前記濾過速度の変化の挙動として、前記濾過池の濾過速度の単位時間当たりの変化量を監視することを特徴とする請求項６または請求項７のいずれか１項に記載の運転支援システム。
【請求項１０】
前記監視手段は、
前記濾過速度の変化の挙動として、前記濾過池に設けられた濾過砂の洗浄終了直後の濾過速度の変化傾向を監視することを特徴とする請求項６または請求項７のいずれか１項に記載の運転支援システム。
【請求項１１】
水源からの水を濾過池に導入して濾過処理を含む水処理を実行する水処理プラントに適用する運転支援システムにおいて、
前記濾過池の流入側の圧力と流出側の圧力の差である損失水頭値の変化の挙動、あるいは前記濾過池の単位時間当たりの濾過水量と前記濾過池の断面積とに基づいて算出される濾過速度の変化の挙動を監視する監視手段と、
前記監視手段により検知された前記損失水頭値または前記濾過速度に基づいて、前記濾過池の洗浄処理を実行すべきときに、前記濾過池の洗浄処理に必要な洗浄水の水量が洗浄水槽に確保されているか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段の判定結果に基づいて、前記濾過池の洗浄処理が可能であるか否かを示すガイダンスを出力する洗浄支援手段と
を具備したことを特徴とする運転支援システム。
【請求項１２】
前記洗浄支援手段は、
前記洗浄水槽には必要な洗浄水の水量が確保されていない場合には、前記洗浄水槽の水量増加速度に基づいて洗浄処理が可能になるまでの待ち時間のガイダンスを出力することを特徴とする請求項１１に記載の運転支援システム。
【請求項１３】
前記濾過池の洗浄処理に伴う洗浄排水を受け入れる排水池を有する水処理プラントにおいて、
前記洗浄支援手段は、前記排水池の容量が十分であるかを判定し、この判定結果に基づいて前記濾過池の洗浄処理が可能であるか否かを示すガイダンスを出力することを特徴とする請求項１１または請求項１２のいずれか１項に記載の運転支援システム。
【請求項１４】
前記洗浄支援手段は、
前記排水池の容量が不十分な場合には、前記排水池の水量減少速度から洗浄処理が可能になるまでの待ち時間のガイダンスを出力することを特徴とする請求項１３に記載の運転支援システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、上下水道プラントなどの水処理プラントの運転支援システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば上水道プラントなどの浄水プラントでは、水源から導入した処理水を濾過（ろ過）する濾過池が設けられている。この濾過池は、濾過砂により処理水に含まれる不要成分を除去（ろ過）する設備である。
【０００３】
ところで、濾過砂は、処理水中の浮遊物や不要成分を吸着、濾過するため、徐々に残留物が増大して目詰まりを起こし、処理水が流れにくくなる。このため、上水道プラントなどの運転支援システムでは、濾過池における濾過砂の目詰まりを監視し、濾過池の濾過処理能力を適切に判定する監視装置が必要である。
【０００４】
従来では、例えば電気製品の異常を監視し、異常が発生する当該異常情報を通知する機能を有する異常監視装置が提案されている（例えば、特許文献１〜３を参照）。
【特許文献１】特開平０７−２３２１８７号公報
【特許文献２】特開平０７−２９００４３号公報
【特許文献３】特開平０７−３１９５０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上水道プラントなどでは、濾過池における濾過砂の目詰まりや残留物を監視し、当該目詰まりや残留物の程度が、濾過池の濾過処理能力を超えているか否かを判定する機能を有する運転支援システムが必要である。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、プラントの運転中に、濾過池における濾過砂の目詰まりや残留物の程度を監視し、濾過池の濾過処理能力を判定できる運転支援システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の観点は、濾過池に設けられた濾過砂の目詰まりや残留物の程度を監視し、濾過池の濾過処理能力を判定する運転支援システムである。
【０００８】
本発明の観点に従った水処理プラントに適用する運転支援システムは、水源からの水を濾過池に導入して濾過処理を含む水処理を実行する水処理プラントに適用する運転支援システムにおいて、前記濾過池の流入側の圧力と流出側の圧力の差である損失水頭値の変化の挙動を監視する監視手段と、前記監視手段による前記損失水頭値の変化に基づいて、前記濾過池の濾過処理能力を判定する判定手段とを備えた構成である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、プラントの運転中に、濾過池における濾過砂の目詰まりや残留物の程度を監視し、濾過池の濾過処理能力を判定できる運転支援システムを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。
【００１１】
［第１の実施形態］
以下、図１から図７を参照して、第１の実施形態に関する水処理プラントの運転支援システムを説明する。
【００１２】
（水処理プラントの構成）
本実施形態は、水処理プラントとして、上水道プラントを説明する。図１は、上水道プラントの浄水プロセスを説明するための図である。なお、後述する他の実施形態においても、図１に示す上水道プラントを想定する。
【００１３】
上水道プラントは、水源（以下貯水池と表記する場合がある）として、例えばダム１または河川３０から原水を導水する。貯水池１からの原水は、配管６を経由して着水井５に導水される。配管６には、流量計２及び流量調節弁３が設けられている。流量調節弁３は、アクチュエータ４の動作により弁が開閉して、通水の流量を調節する。なお、図１において、「Ｘ」は流量計などの各種センサを意味し、「Ｍ」はアクチュエータ又はモータなどの駆動部を意味する。
【００１４】
一方、河川３０からの原水は、開閉弁３１を有する沈砂池３２に導水される。この沈砂池３２にはスクリーン３３が設けられて、導水された原水は濾過（ろ過）される。さらに、ポンプ井３４から導水ポンプ３５により、着水井５に導水される。ポンプ井３４と着水井５を結合する配管には、流量調節弁３６及び流量計３７が設けられている。
【００１５】
着水井５に導水された水は、沈殿池１１に送水される。沈殿池１１の前段には、混和池９及びフロック形成池１０が配置されている。着水井５と混和池９とを結合する配管には、流量計７及び流量調節弁８が設けられている。
【００１６】
一方、着水井５には、沈殿池１１からの返流水が導水される。沈殿池１１からの返流水は、流量調節弁３８により通水を調節されて汚泥池３９に送水される。さらに、返流水は、汚泥池３９から排水池（汚水池）４０に送水されて、この排水池４０から返流ポンプ４１により着水井５に返流される。汚泥池３９では、汚泥は脱水されて処分される。着水井５と排水池４０とを結合する配管には、流量調節弁４２及び流量計４３が設けられている。
【００１７】
次に、沈殿池１１に導水された水は、濾過池（ろ過池）１２で濾過された後に、洗浄水槽（浄水池）１３に送水される。濾過池１２と洗浄水槽１３とを結合する配管には、流量調節弁５０，５２及び流量計５１が設けられている。洗浄水槽１３に導水された水の上面からは、表洗ポンプ４６により、濾過池１２に返流されている。この表洗ポンプ４６と、濾過池１２とを結合する配管には、流量調節弁４７〜４９が設けられている。
【００１８】
さらに、洗浄水槽１３は、逆流ポンプ５３により導水された水の一部が、濾過池１２に返流される。逆流ポンプ５３と、濾過池１２とを結合する配管には、流量計５４及び流量調節弁５５，５６が設けられている。濾過池１２は、流量調節弁４４を経由して、導水された水の一部が排水池４０に返流される。また、逆流ポンプ５３により、濾過池１２に返流された水の一部は、流量調節弁４５を経由して排水池４０に返流される。
【００１９】
洗浄水槽１３により浄水化された水は、送水ポンプ２０により配管２３を経由して、配水池１６に送水される。配管２３には、流量調節弁（または吐出弁）１５，２１及び流量計２２が設けられている。配水池１６は、水位を計測する水位計１７や水質センサ１８が設けられている。配水池１６からの浄水は、流量調節弁１９により制御されて配水される。一方、洗浄水槽１３により浄水化された水は、配水ポンプ２４により配管２７を経由して配水される。配管２７には、流量調節弁（または吐出弁）２５及び流量計２６が設けられている。
【００２０】
このような上水道プラントの運転支援システムとして、コンピュータを主要素とするコントローラ１００が設けられている。コントローラ１００は、各種センサ群から計測信号を入力して流量、水位、汚泥量、水質等を検知すると共に、流量調節弁やポンプを制御する。
【００２１】
（運転支援システム）
図２は、本実施形態に関する濾過プロセスを示す図である。
【００２２】
濾過プロセスは、図２に示すように、処理水（ダムなどの水源から導入された水）が、沈殿池１１から配水管１１０を介して濾過池１２に導水されるプロセスである。濾過池１２には、濾過砂１２２が配置されており、処理水は濾過池１２の流入側から濾過砂１２２を通って流出側へ流れて、次の処理プロセスへと送られる構造になっている。
【００２３】
濾過プロセスでは、処理水は、濾過砂１２２を通過する過程で濾過され、次の処理プロセスへ配水管１２１を介して送られる。また、濾過池１２には、濾過砂１２２の流入側の圧力と流出側の圧力の差を、濾過砂１２２の損失圧力として出力する損失水頭計１２３が設置されている。損失水頭計１２３は、濾過砂１２２の前後の差圧を計測し、当該計測値を運転支援システムのコントローラ１００に出力する。
【００２４】
このような濾過プロセスにおいて、処理水が濾過砂１２２を通過する過程で、濾過砂１２２は、処理水中の浮遊物や不要成分を吸着、濾過するため、浮遊物や不要成分が残存し、徐々に目詰まりを起こす。このため、処理水が流れにくくなり、濾過砂１２２の流入側と流出側の圧力差（差圧）が大きくなる。損失水頭計１２３は、当該差圧を計測する。
【００２５】
コントローラ１００は、損失水頭計６の計測値を監視することにより、濾過砂１２２の目詰まり程度、あるいは残存物を定量的に把握する。これにより、運転支援システムは、上水道プラントにおける濾過池１２の適正な運用管理を行なうことが可能となる。
【００２６】
（洗浄プロセス及び濾過砂の判定）
図３は、本実施形態に関する洗浄プロセスを示す図である。
【００２７】
洗浄プロセスでは、図３に示すように、濾過池１２の濾過砂１２２の目詰まりや、残存物の除去を解消するために、濾過砂１２２の洗浄を行なう洗浄設備が使用される。この洗浄設備は、濾過池１２の付帯設備として設置されている。
【００２８】
洗浄プロセスは、濾過砂１２２の流入側の表面を洗浄する表洗プロセスと、逆洗プロセスとを組み合わせたものである。逆洗プロセスは、濾過砂１２２の流出側から圧力をかけて、通常の処理水の流れとは逆方向に洗浄水を通水することによって、濾過砂１２２の洗浄を行なうプロセスである。
【００２９】
表洗プロセスでは、洗浄水槽１３からの洗浄水が、表洗ポンプ４６で加圧されて、洗浄ノズル１２０により濾過池１２の表面である濾過砂１２２の流入側に噴射される。一方、逆洗プロセスでは、洗浄水槽１３からの洗浄水が、逆洗ポンプ５３で加圧されて、吐出弁５６を介して濾過池１２の濾過砂１２２に供給される。即ち、逆洗プロセスでは、洗浄水が、濾過砂１２２の流出側から逆方向に供給される。この逆洗プロセスにより、濾過砂１２２の流入側に排出されたり、堆積した汚泥や不要成分が洗い流される。
【００３０】
このとき、洗浄水が配水管１２１を経由して、次の処理プロセスに流れることを防ぐために、逆洗プロセス時には、流量調節弁５０は閉じられている。また、通常の浄水処理中では、処理水が逆洗ポンプ５３に逆流しないように、逆洗ポンプ５３の吐出弁５６は閉じられており、流量調節弁５０は開いている。
【００３１】
表洗プロセスや逆洗プロセスにより、洗浄された濾過砂１２２に含まれた浮遊物などの汚泥は、排水管１２４を介して排水池４０へ送水される。また、洗浄後の洗浄水も、排水管１２４を介して排水池４０に送られる。
【００３２】
図４は、損失水頭計６の計測値である損失水頭値の時間変化と、洗浄プロセスによる洗浄実行後の損失水頭値の変化を示す図である。
【００３３】
コントローラ１００は、損失水頭計６の計測値に基づいて損失水頭値が上限値に達すると、洗浄プロセスを実行させる。これにより、図４に示すように、損失水頭値が下がる。洗浄実行後に濾過処理が再開されると、濾過池１２の損失水頭値は、時間と共に徐々に上昇する。再び、損失水頭値が上限値に達すると、コントローラ１００は、再び濾過砂１２２の洗浄処理を実行させる。洗浄実行周期Ｔは一定ではなく、損失水頭値が上限値に達する間隔と同じになる。
【００３４】
図５は、濾過池１２の洗浄回数と、洗浄実行周期Ｔとの関係を示す図である。
【００３５】
図５に示すように、通常では、濾過池１２の洗浄実行周期Ｔは、洗浄回数の増加に伴って徐々に短くなる。これは、洗浄処理の実行によって一時的に濾過砂１２２は清掃されるが、蓄積した汚損によって濾過砂１２２が詰まりやすくなっているため、損失水頭値が上限値に至る時間が短くなっていることを意味している。
【００３６】
即ち、洗浄プロセスによる洗浄効果が小さくなっていることを意味する。洗浄効果を復旧させるためには、濾過砂１２２を濾過池１２から取り出して、蓄積した汚損を除去するなどのメンテナンスを行なう必要がある。しかし、それには多大な労力を要するため、必要に応じて適正に行なう必要がある。そこで、洗浄実行周期Ｔとその変化トレンドを監視することにより、コントローラ１００は、濾過砂１２２の濾過処理能力（健全度）が判定できる。また、その判定結果によって、濾過砂を取り出してメンテナンスを実行するべきか、洗浄を実行するだけでよいかの判断ができる様になる。
【００３７】
図６は、濾過池１２の損失水頭値の時間変化を示す図である。
【００３８】
図６に示すように、洗浄処理の実行直後の損失水頭値は、濾過砂１２２での圧力損失が小さくなっているため、損失水頭の値も小さくなっている。洗浄処理の実行後に、濾過処理が再開されると、濾過砂１２２には処理水に浮遊する浮遊物が徐々に堆積するため、損失水頭値は時間と共に徐々に上昇する。
【００３９】
再び、損失水頭値が上限値に達すると、コントローラ１００は、再び濾過砂１２２の洗浄処理を実行させる。損失水頭の時間変化は処理水量が一定であっても、線形には変化せず、典型的には、図６に示すように、徐々に上昇速度が速くなる傾向を持つ。よって、図中に示すように、時間間隔Δｔの間に変化した損失水頭値Δｐの比率から、単位時間当たりの損失水頭変化量（Δｐ／Δｔ）を算出することができる。
【００４０】
ここで、通常では、損失水頭変化量は徐々に大きくなるが、処理水質が急激に悪化して浮遊物の量が急激に増加すると、濾過砂１２２が閉塞し、損失水頭変化量が急激に大きくなる。このため、コントローラ１００は、水質の悪化や濾過砂１２２の閉塞を、損失水頭変化量を監視することで検出する。
【００４１】
また、洗浄処理の実行後、特に逆洗プロセスの実行後に、濾過砂１２２が不均一になると、濾過処理が正常に行なわれず、損失水頭値が正常に上昇しない場合もあり、濾過池１２の洗浄終了直後の損失水頭変化量を監視することで、濾過砂の不具合も検出することが可能となる。
【００４２】
図７は、濾過池１２の洗浄処理直後における損失水頭値の時間変化を示す図である。図中の実線は、洗浄処理の直後における損失水頭値の時間変化を示す。
【００４３】
図７中の一点鎖線で示すように、損失水頭値が徐々に上昇して上限値に達すると、コントローラ１００は、濾過砂１２２の洗浄処理を実行させる。これにより、損失水頭値が下がる。ここで、洗浄処理により損失水頭値は減少するが、前回の洗浄直後の損失水頭値にはならず、幾分、大きい値となる。これは、洗浄処理によって濾過砂１２２に捕捉された浮遊物が完全に除去されずに、多少残留しているためで、その分、圧力損失が生じ、損失水頭値は完全には復旧しない。
【００４４】
洗浄処理の実行後に、濾過処理が再開されると、濾過池１２の損失水頭値は、時間と共に徐々に上昇する。再び、損失水頭値が上限値に達すると、コントローラ１００は、濾過砂１２２の洗浄処理を実行させる。この場合も、洗浄処理により損失水頭値は減少するが、前回の洗浄直後の損失水頭値にはならず、幾分、大きい値となる。よって、洗浄処理の直後における損失水頭値は、図７の実線で示すように、徐々に増加する。
【００４５】
以上のようにして、コントローラ１００は、洗浄処理の直後における損失水頭値の変化傾向を監視することによって、濾過砂１２２に残留している浮遊物の量を把握することが可能となる。また、損失水頭値の復旧度合いが小さくなると、濾過池１２の洗浄処理を短い周期で実行しなければならず、洗浄水や洗浄後の排水処理が多頻度で必要となる。すなわち、洗浄処理による効果が小さくなっていることを意味する。この場合には、濾過砂１２２を濾過池１２から取り出して蓄積した汚損を除去するなどの多大な労力を要するメンテナンスを行なう必要があるが、洗浄処理の直後における損失水頭値の変化傾向を監視することによって、このメンテナンスを適正に行なうことが可能となる。
【００４６】
［第２の実施形態］
図８は、本実施形態に関する濾過プロセスを示す図である。
【００４７】
濾過プロセスは、図８に示すように、処理水が、沈殿池１１から配水管１１０を介して濾過池１２に導水されるプロセスである。濾過池１２には濾過砂１２２が配置されており、処理水は濾過池１２の流入側から濾過砂１２２を通り、配水管１２１を介して次の処理プロセスへ送られる。
【００４８】
配水管１２１には、流量計５１が設置されている。流量計５１は、配水管１２１を流れる処理水量を計測して、コントローラ１００に出力する。流量計５１の単位時間当たりの水量を、濾過池１２の濾過砂１２２の断面積で除すると、濾過砂１２２を通過する処理水の速度を求めることができる。ここで、この処理水の速度を濾過速度と呼び、損失水頭値と同様に濾過池１２の濾過処理能力（健全性）を判定する指標とすることができる。
【００４９】
図９は、濾過速度の時間変化と、洗浄処理の実行後における濾過速度の変化の関係を示す図である。
【００５０】
濾過速度が下限値に達すると、コントローラ１００は、濾過砂１２２の洗浄処理を実行させる。この洗浄処理の実行により、濾過速度が上昇する。洗浄処理の実行後に濾過処理が再開されると、濾過池１２の濾過速度は時間と共に徐々に下降する。再び、濾過速度が下限値に達すると、コントローラ１００は、濾過砂１２２の洗浄処理を実行させる。洗浄実行周期Ｔは一定ではなく、濾過速度が下限値に達する間隔と同じになる。
【００５１】
図１０は、濾過池１２の濾過速度の時間変化を示す図である。
【００５２】
図１０に示すように、洗浄処理の実行直後における濾過速度は、濾過砂１２２での圧力損失が小さく、処理水が流れ易いため、大きくなっている。洗浄処理の実行後に、濾過処理が再開されると、濾過砂１２２には処理水に浮遊する浮遊物が徐々に堆積するため、濾過速度は時間と共に徐々に下降する。再び、濾過速度が下限値に達すると、コントローラ１００は、濾過砂１２２の洗浄処理を実行させる。
【００５３】
濾過速度の時間変化は線形に変化せず、典型的には、図１０に示すように、徐々に下降速度が速くなる傾向を持つ。よって、図中に示すように、時間間隔Δｔの間に変化した濾過速度Δｓの比率から、単位時間当たりの濾過速度変化量（Δｓ／Δｔ）を算出することができる。
【００５４】
ここで、通常では、濾過速度の変化量は徐々に大きくなるが、処理水質が急激に悪化して浮遊物の量が急激に増加すると、濾過砂１２２が閉塞し、濾過速度の変化量が急激に大きくなる。このため、コントローラ１００は、水質の悪化や濾過砂１２２の閉塞を、濾過速度の変化量を監視することで検出する。
【００５５】
また、洗浄処理の実行後、特に逆洗プロセスの実行後に、濾過砂１２２が不均一になると、濾過処理が正常に行なわれず、濾過速度が洗浄処理前より大きくなる場合もあり、濾過池１２の洗浄終了直後の濾過速度を監視することで、濾過砂１２２の不具合も検出することが可能となる。
【００５６】
図１１は、濾過池１２２の洗浄処理直後における濾過速度の時間変化を示す図である。
【００５７】
図中の実線は、洗浄処理の直後における濾過速度の時間変化を示す。図１１中の一点鎖線で示すように、濾過速度が徐々に下降して下限値に達すると、コントローラ１００は、濾過砂１２２の洗浄処理を実行させる。これにより、濾過速度が復旧する。ここで、洗浄処理により濾過速度は上昇するが、前回の洗浄直後の濾過速度にはならず、幾分、小さい値となる。これは、洗浄処理によって濾過砂１２２に捕捉された浮遊物が完全に除去されずに、多少残留しているためで、その分、圧力損失が生じ、濾過速度は完全には復旧しない。
【００５８】
洗浄処理の実行後に、濾過処理が再開されると、濾過池１２の濾過速度は時間と共に徐々に下降する。再び、濾過速度が下限値に達すると、コントローラ１００は、濾過砂１２２の洗浄処理を実行させる。この場合も、洗浄処理により濾過速度は上昇するが、前回の洗浄処理直後の濾過速度にはならず、幾分、小さい値となる。よって、洗浄直後の濾過速度は、図１１の実線で示すように、徐々に減少する。
【００５９】
以上のようにして、コントローラ１００は、洗浄処理の直後における濾過速度の変化傾向を監視することによって、濾過砂１２２に残留している浮遊物の量を把握することが可能となる。また、濾過速度の復旧度合いが小さくなると、濾過池１２の洗浄処理を短い周期で実行しなければならず、洗浄水や洗浄後の排水処理が多頻度で必要となる。すなわち、洗浄処理による効果が小さくなっていることを意味する。この場合には、濾過砂１２２を濾過池１２から取り出して蓄積した汚損を除去するなどの多大な労力を要するメンテナンスを行なう必要があるが、洗浄直後の濾過速度の変化傾向を監視することによって、このメンテナンスを適正に行なうことが可能となる。
【００６０】
［第３の実施形態］
図１２は、洗浄水槽１３の水位の時間変化を示す図である。
【００６１】
前述の洗浄プロセスでは、濾過砂１２２を洗浄するための洗浄水は、洗浄水槽１３から供給される。図１に示すように、洗浄水槽１３には洗浄水を供給するための配管が接続されており、この配管を介して、洗浄水槽９から一定速度で洗浄水が濾過池１２に供給されている。
【００６２】
図１２に示すように、洗浄水槽１３の水位は、一定速度で上昇する。濾過池１２の濾過砂１２２を洗浄するためには、一定量の水量が必要である。図１２中に記載する点線は、濾過池１２が洗浄可能となる水量が確保される水位を示している。図１２中の下段の点線は、濾過池１２を一回洗浄できる水量が確保される水位を示す。図１２中の上段の点線は、濾過池１２を二回、または２つの濾過池１２を同時に洗浄できる水量が確保される水位を示している。
【００６３】
前述したように、濾過池１２の損失水頭値が上限に達した場合、または、濾過速度が下限に達した場合、濾過池１２（実際には濾過砂１２２）の洗浄を実行する必要がある。しかし、洗浄水槽１３の水量が１池洗浄可能水位（下段の点線）に満たさない場合は、洗浄を実行することができない。そこで、コントローラ１００は、洗浄処理の実行要求に対して、洗浄水槽１３の必要水量が確保されていない旨のガイダンスを出力する。これにより、水量不足で、濾過池１２の洗浄処理が不完全に実行されることを未然に防止することが可能となる。
【００６４】
また、図１２に示すように、時間間隔Δｔの間に変化した水位Δｈの比率から、単位時間当たりの水位増加速度（Δｈ／Δｔ）を算出し、洗浄水槽１３の現在水位から洗浄処理が可能となる水位の差を水位増加速度で除することで、洗浄処理が可能となる時間を算出できる。コントローラ１００は、この洗浄処理が可能となる待ち時間を、操作員にガイダンス出力することによって、濾過池１２の洗浄処理の運転支援を行なうことができる。
【００６５】
［第４の実施形態］
図１３は、図３に示す排水池４０の水位の時間変化を示す図である。
【００６６】
図３に示すように、排水池４０には、濾過池１２の濾過砂１２２を洗浄した後の洗浄排水が、排水管１２４を介して流入する。また、図１に示すように、排水池４０には、排水を処理するプロセスに排水を送る配管が接続されており、一定速度で排水が流出する構造となっている。
【００６７】
図１３に示すように、排水管１２４より排水が排水池４０に流入していない場合は、排水池４０の水位は、一定速度で下降する。濾過池１２の濾過砂１２２を洗浄するためには、一定量の水量が必要であり、この洗浄処理に伴う洗浄排水は一定量排出される。
【００６８】
図１３中に記載する点線は、濾過池１２からの排水を、排水池４０で受け入れられる水位を示している。この水位を下回る前に、濾過池１２の洗浄処理が実行されると、排水池４０が溢れてしまうため、洗浄処理を実行することができない。ここで、濾過池１２の損失水頭値が上限に達した場合、または、濾過速度が下限に達した場合、濾過池１２の洗浄処理を実行する必要がある。しかし、排水池４０の水位が、図１３の点線で示す１池洗浄可能水位を下回らない場合は、洗浄処理を実行することができない。
【００６９】
そこで、コントローラ１００は、洗浄処理の実行要求に対して、排水池４０での排水の受け入れ容量が確保されていない旨のガイダンスを出力する。これにより、排水容量不足で、濾過池１２の洗浄処理に伴って、排水池４０が溢れるような事態を未然に防止することが可能となる。
【００７０】
また、図１３に示すように、時間間隔Δｔの間に変化した水位Δｈの比率から、単位時間当たりの水位減少速度（Δｈ／Δｔ）を算出し、排水池４０の現在水位から排水の受け入れが可能となる水位の差を水位減少速度で除することで、洗浄処理が可能となる時間を算出できる。コントローラ１００は、この洗浄処理が可能となる待ち時間を、操作員にガイダンス出力することによって、濾過池１２の洗浄処理の運転支援を行なうことができる。
【００７１】
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明の第１の実施形態に関する上水道プラントの構成を示す図。
【図２】本実施形態に関する濾過プロセスを示す図。
【図３】本実施形態に関する洗浄プロセスを示す図。
【図４】本実施形態に関する洗浄処理と損失水頭値の変化の関係を示す図。
【図５】本実施形態に関する洗浄回数と洗浄実行周期との関係を示す図。
【図６】本実施形態に関する損失水頭値の時間変化を示す図。
【図７】本実施形態に関する洗浄処理直後における損失水頭値の時間変化を示す図。
【図８】第２の実施形態に関する濾過プロセスを示す図。
【図９】第２の実施形態に関する洗浄処理と濾過速度の時間変化との関係を示す図。
【図１０】第２の実施形態に関する濾過速度の時間変化を示す図。
【図１１】第２の実施形態に関する洗浄処理直後における濾過速度の時間変化を示す図。
【図１２】第３の実施形態に関する洗浄水槽の水位の時間変化を示す図。
【図１３】第４の実施形態に関する排水池の水位の時間変化を示す図。
【符号の説明】
【００７３】
１…貯水池（ダム）、２，…流量計、３，１５…流量調節弁、４，１４…アクチュエータ
５…着水井、６，２３，２７…配管、９…混和池、１０…フロック形成池、
１１…沈殿池、１２…濾過池、１３…洗浄水槽（浄水池）、１６…配水池、
１７…水位計、３０…貯水池（河川）、３２…沈砂池、３４…ポンプ井、
４０…排水池（汚水池）、４６…表洗ポンプ、５０…流量調節弁、５１…流量計、
５３…逆洗ポンプ、５６…吐出弁、１００…コントローラ、１１０…配水管、
１２０…表洗ノズル、１２１…配管、１２２…濾過砂、１２３…損失水頭計、
１２４…排水管。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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