(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の端面から他方の端面に貫通する筒状の濾過材からなり、その内部に濾過対象液を流通させることにより、外周面側から前記濾過対象液中の液体成分を分離して、前記濾過対象液を濾過濃縮するフィルタと、
前記フィルタの内部に配設され、筒状の前記フィルタの内部を前記一方の端面から前記他方の端面に向けて螺旋状に区画して前記濾過対象液の流路を形成する整流部材と、
一つ以上の前記フィルタを内部に収納する筒状の濾過塔と、を備え、
前記フィルタの内周面の表面粗さが、０．１〜１．９μｍであり、且つ前記フィルタは、当該フィルタの細孔径の中央値に対する、当該フィルタの最大細孔径の比の値が、１．１以下のものであり、
前記整流部材は、芯棒と、前記芯棒の表面に螺旋条に配設された凸条部とを有し、
前記整流部材は、前記凸条部の頂部が前記フィルタの内周面に当接するように、前記フィルタの内部に配設されている濾過装置であって、
前記濾過塔には、前記濾過対象液を前記フィルタの前記一方の端面側から前記フィルタの前記流路に流入させる流入口、前記フィルタの外周面側から分離した液体成分を前記濾過塔の内周面と前記フィルタの外周面との間を通過させて外部に流出させる濾液流出口、及び前記フィルタの前記他方の端面側から濾過濃縮させた濾過対象液を流出させる濃縮液流出口が形成され、前記フィルタの外周面側から分離した前記液体成分を前記濾液流出口から排出し、且つ、前記濃縮液流出口から流出した前記濾過濃縮させた濾過対象液を循環させて前記フィルタによる前記濾過濃縮を繰り返すように構成された濾過装置。
【請求項２】
前記フィルタの気孔率が、３５〜６０％である請求項１に記載の濾過装置。
【請求項３】
前記フィルタの平均細孔径が、０．０５〜３μｍである請求項１又は２に記載の濾過装置。
【請求項４】
前記濾過塔の内部に、少なくとも三つの前記フィルタが、それぞれの前記フィルタの貫通軸が平行となるように間隔を空けて並列に配置されている請求項１〜３のいずれか一項に記載の濾過装置。
【請求項５】
濾過対象液を、一方の端面から他方の端面に貫通する流路が形成された筒状のフィルタの前記一方の端面から流通させて、前記フィルタの外周面側から前記濾過対象液中の液体成分を分離するとともに、前記フィルタの他方の端面から、濾過濃縮された濾過対象液を流出させる濾過工程を備え、
前記フィルタの内部に整流部材を配設して前記フィルタの前記流路を屈曲させることにより、前記濾過対象液を前記フィルタの内部を螺旋状に流通させるとともに、前記フィルタとして、前記フィルタの内周面の表面粗さが０．１〜１．９μｍで、且つ前記フィルタは、当該フィルタの細孔径の中央値に対する、当該フィルタの最大細孔径の比の値が、１．１以下のフィルタを用い、且つ、前記整流部材として、芯棒と、前記芯棒の表面に螺旋条に配設された凸条部とを有するものを用い、前記整流部材を、前記凸条部の頂部が前記フィルタの内周面に当接するように前記フィルタの内部に配設し、
一つ以上の前記フィルタは、筒状の濾過塔の内部に収納され、前記濾過塔には、前記濾過対象液を前記フィルタの前記一方の端面側から前記フィルタの前記流路に流入させる流入口、前記フィルタの外周面側から分離した液体成分を前記濾過塔の内周面と前記フィルタの外周面との間を通過させて外部に流出させる濾液流出口、及び前記フィルタの前記他方の端面側から濾過濃縮させた濾過対象液を流出させる濃縮液流出口が形成され、前記フィルタの外周面側から分離した前記液体成分を前記濾液流出口から排出し、前記濃縮液流出口から流出した前記濾過濃縮させた濾過対象液を循環させて前記濾過工程を繰り返すように構成された濾過方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、濾過装置及び濾過方法に関する。更に詳しくは、長期間に亘って継続して濾過対象液の濾過を行った場合であっても、濾過能力が低下し難い濾過装置及び濾過方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、大量の濾過対象液（懸濁液）を連続的に濾過・濃縮する固液分離技術として、筒状のフィルタの内部に濾過対象液を流通させることにより、そのフィルタの外周面側から濾過対象液中の液体成分を分離して、上記濾過対象液を濾過する技術が提案されている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
上記特許文献１には、筒状のフィルタと、この筒状のフィルタへ挿入されるインナーロッドと、を備え、インナーロッドとフィルタとの間にスパイラル状の流路が形成され、この流路へ濾過対象液を流通させるように構成された濾過装置及び濾過方法が開示されている。なお、上記インナーロッドとしては、心棒とこの心棒へスパイラル状に形成された凸条部とから形成され、上記凸条部の頂点がフィルタの内周面に当接するように配置されたものが挙げられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２００９／０１９８００号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１に記載の濾過装置及び濾過方法は、濾過を開始してから所定時間においては、濾過対象液を良好に濾過することができるものの、長期間に亘って連続して濾過を行った場合に、その濾過能力が著しく低下してしまうことがあり、更なる改善が求められていた。
【０００６】
例えば、特許文献１に記載の濾過装置は、筒状のフィルタ内にスパイラル状（螺旋状）の流路が形成されているため、濾過対象液がフィルタ内を移動する移動距離が増大し、濾過能力を向上させることができる。また、上記のようなスパイラル状の流路を形成することにより、濾過対象液の流速が相対的に速くなり、フィルタの内周面に堆積する濃縮したスラリー（以下、「濃縮スラリー」ということがある）をある程度押し流すこともできる。
【０００７】
しかしながら、上記のようにスパイラル状の流路を形成することのみでは、フィルタの内周面に堆積する濃縮スラリーを良好に押し流すことは極めて困難である。このため、長期間に亘って連続して濾過を行った場合には、徐々にフィルタの内周面に対する濃縮スラリーの堆積量が多くなり、その濾過能力が低下してしまうという問題があった。特に、上記した従来の濾過装置は、濾過開始から所定の時間内においては高い濾過能力を実現可能であるが、その一方で、高い濾過能力を実現することにより、濾過対象液中の固形分を大量に含む濃縮スラリーが、フィルタの内周面により多く堆積してしまうため、短時間でフィルタの濾過能力が著しく低下してしまうという問題があった。
【０００８】
即ち、上記特許文献１に記載の濾過装置のように、流路の形状をスパイラル状にすることのみでは、濾過能力の向上には限界があり、特に、長期間に亘る連続的な濾過を実現するためには、流路形状以外に別の対策が必要となっていた。
【０００９】
本発明は、上述した問題に鑑みてなされたものであり、長期間に亘って連続して濾過を行ったとしても、濾過能力が低下し難い濾過装置及び濾過方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らは、前記のような従来技術の課題を解決するために鋭意検討した結果、濾過対象液を、筒状のフィルタの内部を流通させて濾過する際において、そのフィルタの内周面の凹凸状態によって、このフィルタの内周面に残存する濃縮スラリーの量が大きく異なるという知見を得た。そして、フィルタの内周面の表面粗さを所定の範囲とし、フィルタの内周面に濃縮スラリーが堆積し難くする、換言すれば、フィルタの内周面に堆積する濃縮スラリーを濾過対象液により良好に押し流しながら濾過を行うことによって、上記課題が解決されることに想到し、本発明を完成させた。具体的には、本発明により、以下の濾過装置及び濾過方法が提供される。
【００１１】
［１］  一方の端面から他方の端面に貫通する筒状の濾過材からなり、その内部に濾過対象液を流通させることにより、外周面側から前記濾過対象液中の液体成分を分離して、前記濾過対象液を濾過濃縮するフィルタと、前記フィルタの内部に配設され、筒状の前記フィルタの内部を前記一方の端面から前記他方の端面に向けて螺旋状に区画して前記濾過対象液の流路を形成する整流部材と、一つ以上の前記フィルタを内部に収納する筒状の濾過塔と、を備え、前記フィルタの内周面の表面粗さが、０．１〜１．９μｍであり、且つ前記フィルタは、当該フィルタの細孔径の中央値に対する、当該フィルタの最大細孔径の比の値が、１．１以下のものであり、前記整流部材は、芯棒と、前記芯棒の表面に螺旋条に配設された凸条部とを有し、前記整流部材は、前記凸条部の頂部が前記フィルタの内周面に当接するように、前記フィルタの内部に配設されている濾過装置であって、前記濾過塔には、前記濾過対象液を前記フィルタの前記一方の端面側から前記フィルタの前記流路に流入させる流入口、前記フィルタの外周面側から分離した液体成分を前記濾過塔の内周面と前記フィルタの外周面との間を通過させて外部に流出させる濾液流出口、及び前記フィルタの前記他方の端面側から濾過濃縮させた濾過対象液を流出させる濃縮液流出口が形成され、前記フィルタの外周面側から分離した前記液体成分を前記濾液流出口から排出し、且つ、前記濃縮液流出口から流出した前記濾過濃縮させた濾過対象液を循環させて前記フィルタによる前記濾過濃縮を繰り返すように構成された濾過装置。
【００１３】
［２］  前記フィルタの気孔率が、３５〜６０％である前記［１］に記載の濾過装置。
【００１４】
［３］  前記フィルタの平均細孔径が、０．０５〜３μｍである前記［１］又は［２］に記載の濾過装置。
【００１６】
［４］  前記濾過塔の内部に、少なくとも三つの前記フィルタが、それぞれの前記フィルタの貫通軸が平行となるように間隔を空けて並列に配置されている前記［１］〜［３］のいずれかに記載の濾過装置。
【００１７】
［５］  濾過対象液を、一方の端面から他方の端面に貫通する流路が形成された筒状のフィルタの前記一方の端面から流通させて、前記フィルタの外周面側から前記濾過対象液中の液体成分を分離するとともに、前記フィルタの他方の端面から、濾過濃縮された濾過対象液を流出させる濾過工程を備え、前記フィルタの内部に整流部材を配設して前記フィルタの前記流路を屈曲させることにより、前記濾過対象液を前記フィルタの内部を螺旋状に流通させるとともに、前記フィルタとして、前記フィルタの内周面の表面粗さが０．１〜１．９μｍで、且つ前記フィルタは、当該フィルタの細孔径の中央値に対する、当該フィルタの最大細孔径の比の値が、１．１以下のフィルタを用い、且つ、前記整流部材として、芯棒と、前記芯棒の表面に螺旋条に配設された凸条部とを有するものを用い、前記整流部材を、前記凸条部の頂部が前記フィルタの内周面に当接するように前記フィルタの内部に配設し、一つ以上の前記フィルタは、筒状の濾過塔の内部に収納され、前記濾過塔には、前記濾過対象液を前記フィルタの前記一方の端面側から前記フィルタの前記流路に流入させる流入口、前記フィルタの外周面側から分離した液体成分を前記濾過塔の内周面と前記フィルタの外周面との間を通過させて外部に流出させる濾液流出口、及び前記フィルタの前記他方の端面側から濾過濃縮させた濾過対象液を流出させる濃縮液流出口が形成され、前記フィルタの外周面側から分離した前記液体成分を前記濾液流出口から排出し、前記濃縮液流出口から流出した前記濾過濃縮させた濾過対象液を循環させて前記濾過工程を繰り返すように構成された濾過方法。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の濾過装置は、筒状の濾過体からなるフィルタと、フィルタの内部に配置され、このフィルタの内部を一方の端面から他方の端面に向けて螺旋状に区画する整流部材と、を備えた濾過装置において、フィルタの内周面の表面粗さが、０．１〜１．９μｍとなるように構成されたものであるため、フィルタの内周面に高濃度のスラリー（濃縮スラリー）が堆積し難く、且つフィルタの内周面に濃縮スラリーが堆積したとしても、堆積した濃縮スラリーを濾過対象液によって良好に押し流すことができる。
【００１９】
このため、長期間に亘って継続して濾過対象液の濾過を行った場合であっても、フィルタの濾過能力の低下を良好に抑制することができる。即ち、本発明の濾過装置は、従来の濾過装置と比較して、高い濾過能力を良好に維持することができる。また、高濃度の濾過対象液（懸濁液）を連続的に濾過した場合であっても、フィルタの濾過能力が低下し難いため、大量の濃縮スラリーが短時間で堆積するような濾過対象液に対しても、良好に濾過を行うことができる。
【００２０】
また、本発明の濾過方法は、一方の端面から他方の端面に貫通する流路が形成された筒状のフィルタを用いた濾過工程において、フィルタの流路を屈曲させることにより、濾過対象液をフィルタの内部を螺旋状に流通させるとともに、フィルタとして、そのフィルタの内周面の表面粗さが０．１〜１．９μｍのフィルタを用いることから、フィルタの内周面に堆積した濃縮スラリーを、濾過対象液によって押し流しながら良好に濾過を行うことができる。このため、長期間に亘って継続して濾過対象液の濾過を行った場合であっても、フィルタの濾過能力の低下を良好に抑制することができる。また、大量の濃縮スラリーが短時間で堆積するような高濃度の濾過対象液に対しても、良好に濾過を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の濾過装置の一の実施形態を模式的に示す斜視図である。
【図２】図１に示す濾過装置のフィルタの一部を切り欠いた状態を模式的に示す斜視図である。
【図３】図２に示す濾過装置において濾過対象液を濾過する状態を説明する説明図である。
【図４】本発明の濾過装置の一の実施形態において、フィルタの内周面に堆積する濃縮スラリーの状態を模式的に示す説明図である。
【図５】従来の濾過装置において、フィルタの内周面に堆積する濃縮スラリーの状態を模式的に示す説明図である。
【図６】本発明の濾過装置の他の実施形態を模式的に示す斜視図である。
【図７】図６に示す濾過装置を用いた濾過システムの一例を示す模式図である。
【図８】図６に示す濾過装置を用いた濾過システムの他の例を示す模式図である。
【図９】本発明の濾過装置の更に他の実施形態を模式的に示す斜視図である。
【図１０】図９に示す濾過装置を用いた濾過システムの一例を示す模式図である。
【図１１】実施例１の濾過装置のフィルタの内周面の走査型電子顕微鏡写真（三次元画像）である。
【図１２】図１１に示す走査型電子顕微鏡写真から算出される各高さの区間ごとの面積の割合（積分分布［％］）を、積算でプロットしたグラフである。
【図１３】濾過能力評価の結果を示すグラフであり、横軸が濾過時間（ｍｉｎ）を示し、縦軸が濾過流束（Ｌ・ｍ−２・ｍｉｎ−１）を示す。
【図１４】酸化鉄スラリーの濃度増加に伴う濾過流束の測定結果を示すグラフである。
【図１５】実施例２の濾過装置のフィルタの内周面の走査型電子顕微鏡写真（三次元画像）である。
【図１６】図１５に示す走査型電子顕微鏡写真から算出される各高さの区間ごとの面積の割合（積分分布［％］）を、積算でプロットしたグラフである。
【図１７】比較例１の濾過装置のフィルタの内周面の走査型電子顕微鏡写真（三次元画像）である。
【図１８】図１７に示す走査型電子顕微鏡写真から算出される各高さの区間ごとの面積の割合（積分分布［％］）を、積算でプロットしたグラフである。
【図１９】比較例２の濾過装置のフィルタの内周面の走査型電子顕微鏡写真（三次元画像）である。
【図２０】図１９に示す走査型電子顕微鏡写真から算出される各高さの区間ごとの面積の割合（積分分布［％］）を、積算でプロットしたグラフである。
【図２１Ａ】実施例１の濾過装置に用いられたフィルタの内面の走査型電子顕微鏡写真である。
【図２１Ｂ】実施例１の濾過装置に用いられたフィルタの内面の３Ｄ画像の写真である。
【図２２Ａ】実施例２の濾過装置に用いられたフィルタの内面の走査型電子顕微鏡写真である。
【図２２Ｂ】実施例２の濾過装置に用いられたフィルタの内面の３Ｄ画像の写真である。
【図２３Ａ】比較例１の濾過装置に用いられたフィルタの内面の走査型電子顕微鏡写真である。
【図２３Ｂ】比較例１の濾過装置に用いられたフィルタの内面の３Ｄ画像の写真である。
【図２４Ａ】比較例２の濾過装置に用いられたフィルタの内面の走査型電子顕微鏡写真である。
【図２４Ｂ】比較例２の濾過装置に用いられたフィルタの内面の３Ｄ画像の写真である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
次に本発明を実施するための形態を図面を参照しながら詳細に説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、当業者の通常の知識に基づいて、適宜設計の変更、改良等が加えられることが理解されるべきである。
【００２３】
（１）濾過装置：
まず、本発明の濾過装置の一の実施形態について説明する。本実施形態の濾過装置は、「一方の端面から他方の端面に貫通する筒状の濾過材からなり、その内部に濾過対象液を流通させることにより、その外周面側から濾過対象液中の液体成分を分離して、濾過対象液を濾過濃縮するフィルタ」と、「このフィルタの内部に配設され、筒状のフィルタの内部を一方の端面から他方の端面に向けて螺旋状に区画して濾過対象液の流路を形成する整流部材」と、を備えた濾過装置である。そして、本実施形態の濾過装置に用いられるフィルタは、そのフィルタの内周面の表面粗さが、０．１〜１．９μｍである。即ち、本実施形態の濾過装置においては、従来の濾過装置に用いられるフィルタに比して、その内周面の表面粗さが小さく、比較的滑らかな面を有するものとなっている。
【００２４】
上記のようにフィルタの内周面の表面粗さを０．１〜１．９μｍとしているため、フィルタの内周面に濃縮スラリーが堆積し難く、且つフィルタの内周面に濃縮スラリーが堆積したとしても、堆積した濃縮スラリーを濾過対象液によって良好に押し流すことができる。例えば、濾過対象液とフィルタとの接触面積を大きくして濾過能力を向上させるためには、フィルタの表面粗さを大きくする方が有利であるが、本実施形態の濾過装置においては、フィルタの内周面への濃縮スラリーの堆積を抑制するために、フィルタの内周面の表面粗さを、従来の濾過装置にて使用するフィルタに比して小さくしている。
【００２５】
このため、本実施形態の濾過装置を用いて長期間に亘って継続して濾過対象液の濾過を行った場合であっても、フィルタの濾過能力の低下を良好に抑制することができる。即ち、本実施形態の濾過装置は、従来の濾過装置と比較して、高い濾過能力を長期間維持することができる。また、高濃度の濾過対象液（懸濁液）を連続的に濾過した場合であっても、フィルタの濾過能力が低下し難いため、大量の濃縮スラリーが短時間で堆積するような濾過対象液に対しても、良好に濾過を行うことができる。
【００２６】
例えば、従来の濾過装置としては、筒状のフィルタ内に螺旋状の流路が形成されたものが提案されている。しかしながら、このような従来の濾過装置は、濾過対象液のフィルタ中の移動距離を長くすることを目的としたものであり、フィルタを構成する濾過材については、濾過対象液の種類、例えば、濾過対象液中の固形分の大きさ等に応じて、適宜その材質が選択される程度であった。
【００２７】
即ち、上述した従来の濾過装置は、筒状のフィルタ内に螺旋状の流路を形成し、フィルタ中の濾過対象液の移動距離を長くすることで、濾過開始から所定の時間内においては、高い濾過能力を実現することができる。しかしながら、上記のような高い濾過能力を実現することにより、濾過対象液中の固形分を大量に含む濃縮スラリーが、フィルタの内周面により多く堆積することとなり、短時間でフィルタの内周面に大量の濃縮スラリーが堆積し、濾過能力が著しく低下してしまうこととなる。
【００２８】
本実施形態の濾過装置は、螺旋状に流路を区画する整流部材を備え、且つ濾過装置に用いられるフィルタの内周面の表面粗さを０．１〜１．９μｍとすることで、濾過能力の向上とフィルタの内周面への濃縮スラリー（以下、単に「スラリー」ともいう）の堆積抑制という二律背反の関係を有する性能を両立させることを可能とした。以下、本実施形態の濾過装置の各構成要素について更に具体的に説明する。
【００２９】
（１−１）フィルタ：
図１〜図３に示すように、本実施形態の濾過装置１００に用いられるフィルタ１０は、一方の端面２２から他方の端面２３に貫通する筒状の濾過材からなるものである。即ち、フィルタ１０は、一方の端面２２から他方の端面２３に向けて貫通孔１５が形成された中空筒状の濾過材によって構成されたフィルタであり、その内部に濾過対象液３０を流通させることにより、その外周面２４側から濾過対象液３０中の液体成分３２を分離して、濾過対象液３０を濾過濃縮することができる。なお、フィルタ１０の内部（即ち、上記貫通孔１５の内部）には、上記貫通孔１５内を螺旋状に区画する整流部材１２が配設されており、濾過対象液３０は上記流路に沿って螺旋状に流通することとなる。
【００３０】
そして、本実施形態の濾過装置１００においては、このフィルタ１０の内周面２５の表面粗さが、０．１〜１．９μｍとなるように構成されている。なお、本実施形態の濾過装置１００に用いられるフィルタ１０は、その内周面の表面粗さが小さければ小さいほど、目詰まりが生じ難くなるため、上記表面粗さの下限値については特に制限はない。但し、フィルタ１０の製造上の観点からの実質的な下限値が０．１μｍとなる。また、フィルタ１０の内周面の表面粗さが１．９μｍを超えると、フィルタ１０の内周面２５にスラリーが堆積し易くなり、また、堆積したスラリーを濾過対象液３０によって押し流し難くなるため、短時間で濾過性能が低下してしまう。
【００３１】
図４に示すように、本実施形態の濾過装置１００においては、フィルタ１０の内周面の表面粗さが小さく、比較的平滑であるため、濾過対象液３０中に含まれる固形分３５は、慣性に従い濾過対象液３０とともに流れ方向に移動する。このため、上記固形分３５は、フィルタ１０を構成する濾過材の細孔１６によって分離される液体成分３１と同じ挙動を示すことができず、濾過対象液３０とともにフィルタ１０の他方の端面より濃縮されて排出される。
【００３２】
一方、図５に示すように、従来の濾過装置５００においては、フィルタ５１０の内周面５２５の表面粗さが、本実施形態の濾過装置のフィルタに比して大きいため、濾過対象液３０中に含まれる固形分３５が、内周面５２５の窪みに捕捉され易い。そして、この内周面５２５の窪みに固形分３５が捕捉されると、濾過材の細孔５１６が詰まってしまう。その結果、フィルタ５１０の外周面５２４から液体成分３１が排出され難くなり、濾過能力が著しく低下してしまう。
【００３３】
ここで、図１は、本発明の濾過装置の一の実施形態を模式的に示す斜視図である。図２は、図１に示す濾過装置のフィルタの一部を切り欠いた状態を模式的に示す斜視図である。また、図３は、図２に示す濾過装置において濾過対象液を濾過する状態を説明する説明図である。また、図４は、本発明の濾過装置の一の実施形態において、フィルタの内周面に堆積する濃縮スラリーの状態を模式的に示す説明図である。また、図５は、従来の濾過装置において、フィルタの内周面に堆積する濃縮スラリーの状態を模式的に示す説明図である。
【００３４】
本発明において、フィルタの内周面の「表面粗さ」は、以下の方法によって測定された値のことをいう。まず、フィルタの内周面の状態が確認できるように、フィルタを金槌等によって割り、いくつかの部分に分割する。次に、フィルタの内周面（内面）に偏りのないようにして、観察点を１５ヶ所選択する。次に、それぞれの観察点を、走査型電子顕微鏡、例えば、日立製作所製の「ｍｉｎｉ  ｓｃｏｐｅ  ＴＭ−１０００（商品名）」を用いて、一つの視野の大きさが１５μｍ×２０μｍになるような三次元画像を得る。次に、得られたそれぞれの三次元画像において、最も窪んでいる点を基準（ゼロ点）として、高さ方向（内面に垂直な方向）に０．５μｍ刻みで１６区間に高さを識別し、各高さの区間ごとの面積を算出する。上記１５ヶ所の観察点（１５×１５μｍ×２０μｍの範囲）に占める各区間合算面積の割合（積分分布［％］）を、積算でプロットして、積分分布［％］の５０％値に対応する高さ［μｍ］を、フィルタの内周面の表面粗さ（ｈ５０［μｍ］）とする。なお、上述した積分分布［％］のプロットは、例えば、横軸が、三次元画像における高さ［μｍ］、縦軸が、積分分布［％］となるようなグラフを作成する。
【００３５】
フィルタを構成する濾過材の材質については、上記内周面の表面粗さを満足するものである限り特に制限はない。例えば、セラミックからなる多孔質フィルタ、金属繊維を燒結させた燒結フィルタ、合成樹脂やガラス樹脂等の材質から構成されたフィルタ等を用いることができる。
【００３６】
特に、本実施形態の濾過装置においては、セラミックからなるフィルタ（多孔質セラミックフィルタ）を好適に用いることができる。具体的には、アルミナからなる筒状のフィルタで、このフィルタの内周面の表面粗さが、０．１〜１．９μｍに構成されたものを好適に用いることができる。このようなフィルタは、機械的強度が高く、且つ耐薬品性にも優れたフィルタである。このようなアルミナからなるフィルタは、細孔径分布もシャープにすることができ、更に、フィルタの細孔径も、０．０５μｍから３μｍまでの範囲において、０．１μｍ程度の間隔で制御することができる。このようなアルミナからなるフィルタとしては、岩尾磁器工業社製のフィルタを好適に用いることができる。また、例えば、国際公開第２００７／００４４２４号パンフレットに記載されたセラミック多孔体の製造方法によって製造された多孔質セラミックフィルタも用いることができる。具体的には、分級してアルカリ成分を含む長石類及び石英を除去した可塑性粘土と、石灰及び苦土成分と、アルミナ成分と、を全体重量１００％に対して各々少なくとも１０質量％以上含有する素地組成物からなるセラミックを好適例として挙げることができる。
【００３７】
フィルタの内周面の表面粗さは、０．３〜１．７μｍであることが好ましく、０．５〜１．５μｍであることが更に好ましく、０．７〜１．３μｍであることが特に好ましい。このように構成することによって、濾過能力の向上と、フィルタの内周面への濃縮スラリーの堆積抑制とを良好に両立させることができる。
【００３８】
また、このフィルタの気孔率については特に制限はないが、３５〜６０％であることが好ましく、３５〜５５％であることが更に好ましく、４０〜５０％であることが特に好ましい。このようなフィルタは、濾過能力に優れるとともに、気孔内に濃縮スラリーが堆積し難く、長期間に亘って継続して濾過対象液の濾過を行った場合であっても、良好に濾過対象液の濾過を行うことができる。
【００３９】
また、このフィルタの平均細孔径については特に制限はなく、濾過対象液中の被濾過成分（例えば、固形分（粒子等））がフィルタの細孔を通過し得ない範囲で、より大きいことが好ましい。このように構成することによって濾過速度を大きくすることができる。例えば、このフィルタを、セリサイトを含むスラリー、加水分解セルロース、アオコを含む河川水、パルプ廃液、塩化鉄スラリー、活性汚泥排水、上下水汚泥、家畜屎尿活性汚泥排水等の濾過に用いる場合には、フィルタの平均細孔径は、０．０５〜３μｍであることが好ましく、０．０５〜１．５μｍであることが更に好ましく、０．３〜１．５μｍであることが特に好ましい。平均細孔径を上記範囲にすることにより、フィルタの内周面に堆積する濃縮スラリーによってフィルタの細孔が閉塞し難くなり、長期間に亘って高い濾過能力を維持することができる。
【００４０】
本明細書において、「平均細孔径」、「気孔率」というときには、水銀圧入法により測定した平均細孔径、気孔率を意味するものとする。
【００４１】
また、このフィルタの細孔径分布は、よりシャープなものであることが好ましい。例えば、濾過対象液中の被濾過成分がフィルタの細孔を通過してしまうこと（即ち、粒子漏れの有無）を決めるのは、フィルタの平均細孔径ではなく、最大細孔径である。このため、よりシャープな細孔径分布を有するフィルタを用いることで、粒子漏れのない良好な濾過濃縮を行うことができる。なお、フィルタの細孔径分布の程度としては、例えば、フィルタの細孔径の中央値（細孔径中央値）に対する、フィルタの最大細孔径の比の値（即ち、「最大細孔径／細孔径中央値」）が、１．１以下であることが好ましい。細孔径の測定は、水銀ポロシメータを用いて水銀圧入法に基づき測定された値である。
【００４２】
また、フィルタの形状は、一方の端面から他方の端面に貫通する筒状であり、特に、円筒状であることが好ましい。また、図１に示す濾過装置１００においては、フィルタ１０の一方の端面２２から他方の端面２３までが直線状に延びたフィルタ１０を例に挙げて説明しているが、例えば、筒状のフィルタが、一方の端面から他方の端面までの一部において屈曲したものであってもよい。なお、このような屈曲したフィルタを用いる場合には、可撓性を有する材料からなる整流部材をフィルタの内部に配設することにより、フィルタの内部に螺旋状の流路を形成することができる。
【００４３】
また、フィルタの一方の端面から他方の端面までの長さ（以下、「フィルタの貫通軸方向の長さ」ということがある）については、濾過対象液の処理量等に応じて適宜設定することができる。但し、フィルタの作製し易さと扱い易さの点から、フィルタの長さは短い方が好ましい。また、フィルタの長さを長くすると装置がコンパクトになる。また、フィルタの外径、及びフィルタの貫通孔の内径についても、濾過対象液の処理量等に応じて適宜設定することができる。なお、フィルタの肉厚（即ち、貫通孔を除く、濾過材の実質的な厚さ）は、フィルタの機械的強度と、液体成分を外周面側に透過させる際の透過抵抗を考慮して適宜決定することができる。なお、これまでに説明したフィルタの形状はあくまでも一例であり、濾過対象液の処理量や、濾過対象液中の固形分の大きさ等に応じて、適宜選択することができる。
【００４４】
（１−２）整流部材：
図１〜図３に示すように、整流部材１２は、フィルタ１０の内部に配設され、筒状のフィルタ１０の内部を一方の端面２２から他方の端面２３に向けて螺旋状に区画して濾過対象液の流路を形成するためのものである。
【００４５】
即ち、本実施形態の濾過装置１００において、筒状のフィルタ１０の貫通孔１５内を濾過対象液３０が直進するように流通するのではなく、この整流部材１２によって貫通孔１５内に螺旋状の流路が形成され、フィルタ１０の一方の端面２２から流入した濾過対象液３０は、この流路に沿って螺旋状にフィルタ１０内を流通することとなる。
【００４６】
上記整流部材１２は、上記貫通孔１５内を螺旋状に区画するものであれば特に制限はないが、例えば、芯棒１６と、この芯棒１６の表面に螺旋条に配設された凸条部１７とを有するものを好適例として挙げることができる。このように構成された整流部材１２を、筒状のフィルタ１０の貫通孔１５内に配設することにより、螺旋状の流路を簡便に形成することができる。この際、整流部材１２は、凸条部１７の頂部がフィルタ１０の内周面２５に当接するように、フィルタ１０の内部に配設されていることが好ましい。
【００４７】
上記心棒は、貫通孔の貫通方向に伸びる棒状体であり、整流部材の軸となるものである。心棒の材質等は特に制限はないが、例えば、フィルタを構成する濾過材の線膨張率よりも高い材料であることが好ましい。例えば、フィルタがセラミックからなる場合には、樹脂材料や金属材料を好適に用いることができる。
【００４８】
心棒の軸方向の長さは、フィルタの貫通方向の長さと同程度であることが好ましい。また、本実施形態の濾過装置において、フィルタの濾過性能は、フィルタ内を通過する濾過対象液の流速が寄与する。このため、螺旋状に区画された流路のピッチと、螺旋状の流路径が重要となる。例えば、凸条部として、一方向に長い棒状や紐状の部材を用い、当該紐状の部材を芯棒の表面に捲回して固定することにより、流路を形成する場合には、当該紐状の部材の捲回ピッチと巻き線径（ギャップ幅）が重要となる。例えば、巻き線径を小さくすると、濾過対象液の流速が上がる一方で、濾過抵抗が大きくなり、異物を噛みやすくなることがある。また、巻き線径を大きくすると、相対的に心棒が細くなり、紐状の部材を心棒に捲回し難くなることがある。このようなことから、紐状の部材の巻き線径は、１〜２ｍｍ程度であることが好ましい。
【００４９】
凸条部は、上記芯棒の表面に螺旋条に配設され、フィルタの貫通孔を螺旋状に区画するものである。
【００５０】
凸条部は、上述したように、可撓性を有する材料からなる一方向に長い棒状や紐状の部材を、芯棒の表面に捲回して固定したものを挙げることができる。また、芯棒を射出等の型成形によって形成する際に、芯棒と凸条部とを一体的に成形することによって形成されたものであってもよい。例えば、芯棒の表面に、羽状の突出部分が螺旋状に配置された凸条部であってもよい。なお、図２及び図３に示す濾過装置１００においては、長手方向の断面が円形のリード線を、芯棒１６の表面に捲回して固定した凸条部１７の例を示している。
【００５１】
整流部材を構成する凸条部は、螺旋条の流路を形成することにより、フィルタの長さ（即ち、フィルタの一方の端面から他方の端面までの長さ）よりも、濾過対象液の流路を長くして濾過効率を向上させるためのものである。整流部材の凸条部は、上記フィルタの長さに対して、１．５〜１０倍の長さの流路を形成するように、心棒の表面に配設されたものであることが好ましい。なお、上述した流路長の比率（フィルタの長さに対する、螺旋状の流路の長さの比率）は、２〜６倍であることが更に好ましく、２〜４倍であることが特に好ましい。このように構成することによって、濾過能力が高く（即ち、単位時間単位面積当たりの濾過量が多く）、且つ長期間に亘って継続して濾過対象液の濾過を行った場合であっても、濾過能力が低下し難い濾過装置を実現することができる。上記流路長の比率が大きくなるほど、濾過対象液の流速が増加し、濾過に有利となる。但し、この場合には、フィルタの圧損も増大することがあるため、濾過対象液の種類等に応じて、上記流路長の比率が最適となる値を適宜決定することが好ましい。
【００５２】
（１−３）濾過塔：
本実施形態の濾過装置は、一つ以上のフィルタを内部に収納する筒状の濾過塔を更に備えたものであってもよい。即ち、図６に示す濾過装置１０１に示すように、濾過対象液を濾過濃縮するフィルタ１０と、このフィルタ１０の内部を一方の端面２２から他方の端面２３に向けて螺旋状に区画して濾過対象液の流路を形成する整流部材１２（図２参照）と、筒状の濾過塔４０と、を備えたものであってもよい。
【００５３】
この濾過塔４０には、濾過対象液３０をフィルタ１０の一方の端面２２側からフィルタ１０の流路に流入させる流入口４４、フィルタ１０の外周面２４側から分離した液体成分３１を濾過塔４０の内周面とフィルタ１０の外周面２４との間を通過させて外部に流出させる濾液流出口４５、及びフィルタ１０の他方の端面２３側から濾過濃縮させた濾過対象液３２を流出させる濃縮液流出口４６が形成されている。ここで、図６は、本発明の濾過装置の他の実施形態を模式的に示す斜視図である。
【００５４】
濾過塔４０の流入口４４と濾液流出口４５側の空間、及び濃縮液流出口４６と濾液流出口４５側の空間は、それぞれ互いに仕切られており、フィルタ１０を構成する濾過材を透過した液体成分３１のみを濾液流出口４５から良好に分離することができる。即ち、濾過塔４０内にフィルタ１０を配設することにより、流入口４４と濾液流出口４５側の空間、及び濃縮液流出口４６と濾液流出口４５側の空間が、フィルタ１０を構成する濾過材によって仕切られることとなる。また、流入口４４と濃縮液流出口４６とは、フィルタ１０の内部の流路を通じて実質的に連通することとなる。
【００５５】
濾過塔４０の形状は、一つ以上のフィルタを内部に収納する筒状である限り特に制限はない。また、その材質についても特性制限はない。例えば、図６においては、フィルタ１０にて分離した液体成分３１の様子を目視で確認できるように、筒状の濾過塔４０の胴体部分が透明の部材によって形成された場合の例について示している。勿論、濾過塔４０全体が金属製等の部材によって形成されたものであってもよい。
【００５６】
このような濾過塔を備えた濾過装置は、例えば、図７に示すような、濾過対象液を循環させて濾過濃縮を連続的に行う濾過システム２００中に設置して用いることができる。ここで、図７は、図６に示す濾過装置を用いた濾過システムの一例を示す模式図である。
【００５７】
図７に示す濾過システム２００は、濾過装置１０１と、濾過対象液を貯留する循環タンク５１と、循環タンク５１に貯留された濾過対象液を濾過装置１０１に送液する送液ポンプ５２と、を備え、上記濾過装置１０１、循環タンク５１、及び送液ポンプ５２がそれぞれ送液配管５３によって連結されている。送液配管５３の所定箇所には、送液配管５３内の送液流路の開閉を行うためのバルブ５４が配置されている。また、この送液配管５３には、送液配管５３内の濾過対象液の圧力（水圧）を測定するための圧力計５５が配設されている。
【００５８】
図７に示す濾過システム２００においては、まず、循環タンク５１内の濾過対象液を、送液ポンプ５２にて加圧して濾過装置１０１に供給する。供給された濾過対象液は、濾過装置１０１にて濾過濃縮される。また、濾過濃縮された濾過対象液は、再度、循環タンク５１内に戻され、上述した濾過濃縮工程を繰り返すことができるように構成されている。濾過装置１０１にて分離した液体成分３１は、濾液流出口４５から排出され、所定の方法によって処理される。
【００５９】
なお、この濾過システム２００では、上述したように、分離した液体成分３１（図３参照）を濾液流出口４５から排出し、濾過濃縮させた濾過対象液３２（図３参照）を循環させる場合の例を示しているが、分離した液体成分３１（図３参照）を濾過システム内で循環させるように構成されていてもよい。
【００６０】
例えば、図８に示す濾過システム２０１は、濾過装置１０１の濾液流出口４５と循環タンク５１とが送液配管５３によって連結されている。そして、送液配管５３に設けられたバルブ５４の切り替えにより、濾液流出口４５から排出される液体成分を循環タンク５１内に戻し、濾過システム２０１内を循環させることができる。ここで、図８は、図６に示す濾過装置を用いた濾過システムの他の例を示す模式図である。
【００６１】
また、これまでに説明した濾過塔においては、その内部に一つ（一本）のフィルタが収納された場合の例を示しているが、二つ以上のフィルタを収納可能に構成されたものであってもよい。例えば、図９に示すように、三つのフィルタ１０ａ，１０ｂ，１０ｃを内部に収納する筒状の濾過塔４１であってもよい。濾過塔４１内に複数のフィルタ（例えば、フィルタ１０ａ，１０ｂ，１０ｃ）を収納することにより、極めて高い濾過能力を実現することができる。また、濾過装置の省スペース化を図ることもできる。ここで、図９は、本発明の濾過装置の更に他の実施形態を模式的に示す斜視図である。
【００６２】
二つ以上のフィルタを濾過塔内に収納する場合には、それぞれのフィルタの貫通軸が平行となるように間隔を空けて並列に配置されていることが好ましい。特に、本実施形態の濾過装置においては、濾過塔の内部に、少なくとも三つのフィルタが並列に配置されたものであることが好ましい。
【００６３】
また、このような二つ以上のフィルタを収納可能に構成された濾過塔を備えた濾過装置も、例えば、図１０に示すような濾過システム２０２として用いることができる。図１０は、図９に示す濾過装置を用いた濾過システムの一例を示す模式図であり、図７に示す濾過システム２００と同様の各構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００６４】
（２）濾過方法：
次に、本発明の濾過方法の一の実施形態について説明する。本実施形態の濾過方法は、濾過対象液を、一方の端面から他方の端面に貫通する流路が形成された筒状のフィルタの一方の端面から流通させて、このフィルタの外周面側から濾過対象液中の液体成分を分離するとともに、上記フィルタの他方の端面から、濾過濃縮された濾過対象液を流出させる濾過工程を備え、上記フィルタの流路を屈曲させることにより、濾過対象液を、フィルタの内部を螺旋状に流通させるとともに、このフィルタとして、フィルタの内周面の表面粗さが０．１〜１．９μｍのフィルタを用いる濾過方法である。
【００６５】
このような濾過方法によれば、長期間に亘って継続して濾過対象液の濾過を行った場合であっても、フィルタの濾過能力の低下を良好に抑制することができる。また、大量のスラリーが短時間で堆積するような高濃度の濾過対象液に対しても、良好に濾過を行うことができる。
【００６６】
本実施形態の濾過方法は、これまでに説明した本実施形態の濾過装置を用いることによって実現することができる。即ち、フィルタの流路を屈曲させることにより、濾過対象液をフィルタの内部を螺旋状に流通させることは、フィルタの内部を一方の端面から他方の端面に向けて螺旋状に区画する整流部材を備えた濾過装置によって実現することができる。また、このフィルタとして、内周面の表面粗さが０．１〜１．９μｍのフィルタを用いることで、フィルタの内周面にスラリーが堆積し難く、且つフィルタの内周面にスラリーが堆積したとしても、堆積したスラリーを濾過対象液によって良好に押し流すことができる。
【００６７】
本実施形態の濾過方法（換言すれば、本実施形態の濾過装置を用いた濾過システム）は、例えば、セリサイトを含むスラリー、加水分解セルロース、アオコを含む河川水、パルプ廃液、塩化鉄スラリー、活性汚泥排水、上下水汚泥、家畜屎尿活性汚泥排水等の濾過に好適に用いることができる。また、例えば、本実施形態の濾過方法は、酸化鉄製造工程における、酸化鉄水洗スラリーの濾過濃縮にも好適に用いることができる。具体的には、従来の酸化鉄の製造工程では、酸洗処理により酸洗廃液を得、得られた酸洗廃液を噴霧焙焼し、水洗い、ｐＨ調整、フィルタープレス、乾燥、粉砕の各工程を経て酸化鉄が製造されている。上記フィルタープレスの工程に変えて、本実施形態の濾過方法を適用することにより、脱水の工程をより簡便なものとすることができる。
【００６８】
本実施形態の濾過方法における濾過対象液の送液圧力（例えば、送液ポンプの送液圧力）や、濾過装置を構成するフィルタの大きさ及び本数等は、濾過対象液の種類や処理量（濾過量）に応じて適宜決定することができる。
【実施例】
【００６９】
以下、本発明を実施例によって更に具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例によって何ら限定されるものではない。
【００７０】
（実施例１）
（フィルタの作製）
分級したアルミナ粒子に、バインダーと造孔材を加え、更に水を添加して成形原料とし、得られた成形原料を真空土練機により混練して、フィルタ作製用の坏土を調製した。
【００７１】
得られた坏土を、押出成形して筒状の成形体を作製した。得られた成形体を乾燥した後、緻密化の起きない程度の温度で焼成して、筒状のフィルタを作製した。フィルタは、外径が１３ｍｍ、内径が９ｍｍ、長さ１０００ｍｍであった。また、以下の方法によって測定されたフィルタの平均細孔径は０．６μｍであり、フィルタの内周面の表面粗さ（ｈ５０）は１．１μｍであった。
【００７２】
（フィルタの平均細孔径）
フィルタの平均細孔径を、水銀圧入法により測定した。
【００７３】
（フィルタの内周面の表面粗さ）
まず、フィルタの内周面の状態が確認できるように、フィルタを金槌によって割り、いくつかの部分に分割する。次に、フィルタの内周面（内面）に偏りのないようにして、観察点を１５ヶ所選択する。次に、それぞれの観察点を、走査型電子顕微鏡（日立製作所製の「ｍｉｎｉ  ｓｃｏｐｅ  ＴＭ−１０００（商品名）」）を用いて、一つの視野の大きさが１５μｍ×２０μｍになるような三次元画像を得る。次に、得られたそれぞれの三次元画像において、最も窪んでいる点を基準（ゼロ点）として、高さ方向（内面に垂直な方向）に０．５μｍ刻みで１６区間に高さを識別し、各高さの区間ごとの面積を算出する。上記１５ヶ所の観察点（１５×１５μｍ×２０μｍの範囲）に占める各区間合算面積の割合（積分分布［％］）を、積算でプロットして、積分分布［％］の５０％値に対応する高さ［μｍ］を、フィルタの内周面の表面粗さ（ｈ５０［μｍ］）とする。
【００７４】
ここで、図１１は、実施例１の濾過装置のフィルタの内周面の走査型電子顕微鏡写真（三次元画像）である。図１１に示す走査型電子顕微鏡写真は、１５ヶ所の各観察点の三次元画像を、縦５個×横３個に配置したものである。また、各三次元画像は、フィルタ内面の高さを０．５μｍ刻みで、区間ごとに色別に表示されている。
【００７５】
また、この走査型電子顕微鏡写真から算出される各高さの区間ごとの面積の割合（積分分布［％］）を、積算でプロットしたグラフを図１２に示す。図１２においては、横軸が、三次元画像における高さ［μｍ］を示し、縦軸が、積分分布［％］を示す。この積分分布［％］の５０％に相当する高さ［μｍ］（横軸の値）が、「フィルタの内周面の表面粗さ」となる。
【００７６】
得られたフィルタの内部に、フィルタの内部を一方の端面から他方の端面に向けて螺旋状に区画して流路を形成する整流部材を配設して実施例１の濾過装置を製造した。整流部材を構成する芯棒は、直径６ｍｍの円柱状とし、凸条部は、直径１．５ｍｍのリード線を、上記芯棒の表面に螺旋条に捲回することによって形成した。なお、リード線を捲回するピッチ（即ち、リード線は螺旋状に配置する間隔）は、１０ｍｍとした。
【００７７】
得られた濾過装置に、濾過対象液として、酸化鉄の粉末を含むスラリー（以下、「酸化鉄スラリー」ということがある）を供給し、以下の方法で、濾過装置の濾過能力評価を行った。
【００７８】
（濾過能力評価）
濾過対象液としての酸化鉄スラリーは、鉄の焙焼後に得られる酸化鉄の粉末（ＪＦＥケミカル社作製）を、１５質量％の割合で含むスラリーとした。酸化鉄の粉末を分散させる分散媒としては、精製水を用いた。また、濾過能力評価を行うに際し、上記酸化鉄スラリーに、ｐＨ調整剤として水酸化ナトリウム水溶液を加え、酸化鉄スラリーを中和した（ｐＨ７）。酸化鉄スラリーを中和した理由は、酸化鉄の水洗後に排出されるスラリーの状態を再現するためである。
【００７９】
次に、この酸化鉄スラリーに、分散剤として水ガラスを加えた。分散剤（水ガラス）の添加量は、酸化鉄の粉末１ｇ当り１８ｍｇとした。
【００８０】
以上のように調製された酸化鉄スラリーを、図８に示すような濾過システム２０１の貯留タンク５１に貯留し、送液ポンプ５２にて、０．４ＭＰａの供給圧力で、濾過装置１０１内に供給した。本実施例においては、図８に示すように、分離した液体成分と、濾過濃縮された濾過対象液とを、共に貯留タンク５１に戻し、貯留タンク５１内の酸化鉄スラリーの濃度が常時一定になるような条件で濾過を行った。濾過時間は、６０分とし、２分毎に、フィルタの外周面側から分離される液体成分の量を測定した。ここで、図１３は、濾過能力評価の結果を示すグラフであり、横軸が濾過時間（ｍｉｎ）を示し、縦軸が、単位時間単位面積当たりの分離される液体成分（濾液）の量（以下、「濾過流束（Ｌ・ｍ−２・ｍｉｎ−１）」という）を示す。
【００８１】
また、実施例１の濾過装置を用いて、上記酸化鉄スラリーを濾過濃縮し、酸化鉄スラリー中の酸化鉄粉末の濃度（以下、「スラリー濃度（質量％）」という）を増大させながら、連続的に酸化鉄スラリーの濾過を行った。即ち、図８に示す濾過システム２０１において、分離される液体成分を貯留タンク５１に戻さずに排出し、酸化鉄スラリー中の酸化鉄粉末の濃度（質量％）を増大させながら、実施例１の濾過装置の濾過流束（Ｌ・ｍ−２・ｍｉｎ−１）を測定した。ここで、図１４は、酸化鉄スラリーの濃度増加に伴う濾過流束の測定結果を示すグラフである。横軸がスラリーの濃度（質量％）を示し、縦軸が濾過流束（Ｌ・ｍ−２・ｍｉｎ−１）を示す。
【００８２】
（実施例２）
分級してアルカリ成分を含む長石類及び石英を除去した可塑性粘土と、石灰及び苦土成分と、アルミナ成分とに、造孔材を加え、更に水を添加して成形原料とし、得られた成形原料を真空土練機により混練して、フィルタ作製用の坏土を調製した。
【００８３】
得られた坏土を、実施例１と同様の方法で成形し、乾燥した後、焼成して、筒状のフィルタを作製した。フィルタは、外径が１３ｍｍ、内径が９ｍｍ、長さ１０００ｍｍであった。また、得られたフィルタの平均細孔径は１．２μｍであり、フィルタの内周面の表面粗さ（ｈ５０）は０．９μｍであった。
【００８４】
図１５は、実施例２の濾過装置のフィルタの内周面の走査型電子顕微鏡（三次元画像）である。また、図１６は、走査型電子顕微鏡から算出される各高さの区間ごとの面積の割合（積分分布［％］）を、積算でプロットしたグラフである。実施例１と同様の方法で、濾過能力評価を行った。評価結果を図１３に示す。
【００８５】
（比較例１）
アルミナ研磨材を用いて筒状のフィルタを作製した。得られたフィルタは、外径が１３ｍｍ、内径が９ｍｍ、長さ１０００ｍｍであった。また、得られたフィルタの内周面の表面粗さ（ｈ５０）は２．８μｍであった。
【００８６】
図１７は、比較例１の濾過装置のフィルタの内周面の走査型電子顕微鏡（三次元画像）である。また、図１８は、走査型電子顕微鏡から算出される各高さの区間ごとの面積の割合（積分分布［％］）を、積算でプロットしたグラフである。実施例１と同様の方法で、濾過能力評価を行った。評価結果を図１３及び図１４に示す。
【００８７】
（比較例２）
アルミナ粒子を用いて筒状のフィルタを作製し、その表面にシリカコートを行って筒状のフィルタを作製した。得られたフィルタは、外径が１３ｍｍ、内径が９ｍｍ、長さ１０００ｍｍであった。また、得られたフィルタの平均細孔径は１．５μｍであり、フィルタの内周面の表面粗さ（ｈ５０）は２．８μｍであった。
【００８８】
図１９は、比較例２の濾過装置のフィルタの内周面の走査型電子顕微鏡（三次元画像）である。また、図２０は、走査型電子顕微鏡から算出される各高さの区間ごとの面積の割合（積分分布［％］）を、積算でプロットしたグラフである。実施例１と同様の方法で、濾過能力評価を行った。評価結果を図１３に示す。
【００８９】
（結果）
実施例１及び２の濾過装置は、図１３に示すように、濾過時間が経過しても、濾過流束が低下し難く、高い濾過性能を維持することが確認された。一方、比較例１及び比較例２の濾過装置は、濾過開始から急速に濾過流束が低下してしまった。ここで、表１に、実施例１及び２、比較例１及び２に用いられたフィルタの表面粗さ（μｍ）と、濾過開始直後における濾過流束（ｑ０（Ｌ・ｍ−２・ｍｉｎ−１））と、濾過開始６０分後における濾過流束（ｑ６０（Ｌ・ｍ−２・ｍｉｎ−１））と、濾過流束ｑ６０に対する濾過流束ｑ０の比の値（ｑ０／ｑ６０）を示す。表１より、実施例の濾過装置は、ｑ０／ｑ６０の値が１に近く、濾過流束の低下率が小さいことが分かる。
【００９０】
【表１】
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【００９１】
また、図１４に示すように、高濃度の濾過対象液であっても実施例１の濾過装置は、スラリー濃度が高くなっても、濾過流束が低下し難かった。即ち、スラリー濃度が低い場合には、実施例１と比較して比較例１の濾過流束が大きいが、スラリー濃度の増加に伴い、実施例１と比較例１の濾過流束が逆転していることが分かる。
【００９２】
また、各実施例及び比較例の濾過装置に用いられたフィルタの内面の走査型電子顕微鏡と、そのフィルタの内面の３Ｄ画像を撮像した。図２１Ａは、実施例１の濾過装置に用いられたフィルタの内面の走査型電子顕微鏡写真である。図２１Ｂは、実施例１の濾過装置に用いられたフィルタの内面の３Ｄ画像の写真である。図２２Ａは、実施例２の濾過装置に用いられたフィルタの内面の走査型電子顕微鏡写真である。図２２Ｂは、実施例２の濾過装置に用いられたフィルタの内面の３Ｄ画像の写真である。図２３Ａは、比較例１の濾過装置に用いられたフィルタの内面の走査型電子顕微鏡写真である。図２３Ｂは、比較例１の濾過装置に用いられたフィルタの内面の３Ｄ画像の写真である。図２４Ａは、比較例２の濾過装置に用いられたフィルタの内面の走査型電子顕微鏡写真である。図２４Ｂは、比較例２の濾過装置に用いられたフィルタの内面の３Ｄ画像の写真である。
【産業上の利用可能性】
【００９３】
本発明の濾過装置及び濾過方法は、固形分を含む濾過対象液の濾過濃縮に利用することができる。
【符号の説明】
【００９４】
１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃ：フィルタ、１２：整流部材、１５：貫通孔、２２：一方の端面、２３：他方の端面、２４：外周面（フィルタの外周面）、２５：内周面（フィルタの内周面）、３０：濾過対象液、３１：液体成分（濾液）、３２：濾過対象液（濾過濃縮された濾過対象液）、３５：固形分、４０，４１：濾過塔、４４：流入口、４５：濾液流出口、４６：濃縮液流出口、５１：循環タンク、５２：送液ポンプ、５３：送液配管、５４：バルブ、５５：圧力計、１００，１０１，１０２：濾過装置、２００，２０１：濾過システム、５００：濾過装置、５１０：フィルタ、５２４：外周面（フィルタの外周面）、５２５：内周面（フィルタの内周面）。
【図１】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図９】
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【図１２】
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【図１６】
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【図１８】
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【図２０】
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【図２】
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【図３】
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【図７】
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【図８】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１７】
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【図１９】
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【図２１Ａ】
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【図２１Ｂ】
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【図２２Ａ】
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【図２２Ｂ】
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【図２３Ａ】
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【図２３Ｂ】
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【図２４Ａ】
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【図２４Ｂ】
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