(57)【要約】【課題】目詰りを防止できる濾過体、これを有する濾過装置及びこの濾過装置により水を処理するバラスト水処理装置を提供することを課題とする。【解決手段】筒状の濾過材が支持体で支持され軸線方向一端を開口部そして他端を閉塞部とし、バラスト水として取水された水中の生物を捕捉し除去する濾過体であって、濾過時に開口部から原水が流入し濾過材を透過して濾過体外へ排水され、逆洗時には、濾過体外から濾過水が逆洗水として流入して濾過材の内面の付着物を剥離して開口部から排水され、支持体１８は、閉塞部をなす閉塞端板１６と、開口部をなす開口端板１５と、閉塞端板と開口端板を接続する円筒状で複数の孔部が穿設されている支持材１７を有し、濾過材１９は、内層と外層から成る金属メッシュフィルタであり、目開きは、内層が３０〜１２０μｍ、外層が３００〜３０００μｍであり、フッ素樹脂コーティングが施されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
濾過材を備える濾過体であって、バラスト水として取水された水中の生物を捕捉し除去する濾過体において、
該濾過材は、フッ素樹脂コーティングしたフィルタで形成され、目開きが３０〜１２０μｍであり、フッ素樹脂コーティング膜厚が０．００５〜２０μｍであることを特徴とする濾過体。
【請求項２】
筒状をなす濾過材が支持体により支持され中心軸線方向一端を開口部そして他端を閉塞部とする濾過体であって、濾過時に上記開口部から原水が流入し上記濾過材を透過して濾過水として濾過体外へ排水され、さらに逆洗時には、濾過体外から濾過水が逆洗水として流入して濾過材の内面の付着物を剥離して上記開口部から排水されることとし、バラスト水として取水された水中の生物を捕捉し除去する濾過体において、
支持体は、閉塞部をなす閉塞端板と、開口部をなす開口端板と、閉塞端板と開口端板の外周部同士を接続する円筒状の支持材とを有し、該支持材は複数の孔部が穿設され外周面で濾過材を支持しており、該濾過材は、フッ素樹脂コーティングした金属メッシュフィルタで形成され、目開きが３０〜１２０μｍであり、フッ素樹脂コーティング膜厚が０．００５〜２０μｍであることを特徴とする濾過体。
【請求項３】
筒状をなす濾過材が支持体により支持され中心軸線方向一端を開口部そして他端を閉塞部とする濾過体であって、濾過時に上記開口部から原水が流入し上記濾過材を透過して濾過水として濾過体外へ排水され、さらに逆洗時には、濾過体外から濾過水が逆洗水として流入して濾過材の内面の付着物を剥離して上記開口部から排水されることとし、バラスト水として取水された水中の生物を捕捉し除去する濾過体において、
支持体は、閉塞部をなす閉塞端板と、開口部をなす開口端板と、閉塞端板と開口端板の外周部同士を接続する円筒状の支持材とを有し、該支持材は複数の孔部が穿設され外周面で濾過材を支持しており、該濾過材は、内層と外層から成る金属メッシュフィルタで形成され、内層フィルタの目開きが３０〜１２０μｍ、外層フィルタの目開きが３００〜３０００μｍであり、少なくとも内層フィルタは膜厚０．００５〜２０μｍのフッ素樹脂コーティングが施されていることを特徴とする濾過体。
【請求項４】
前記金属メッシュフィルタは、内層フィルタと外層フィルタとが焼結により一体となっていることを特徴とする請求項３に記載の濾過体。
【請求項５】
筒状をなす濾過材が支持体により支持され中心軸線方向両端を開口部とする濾過体であって、濾過時に上記開口部から原水が流入し上記濾過材を透過して濾過水として濾過体外へ排水され、さらに逆洗時には、濾過体外から濾過水が逆洗水として流入して濾過材の内面の付着物を剥離して上記開口部から排水されることとし、バラスト水として取水された水中の生物を捕捉し除去する濾過体において、
支持体は、中心軸線方向両端で開口部をなす開口端板と、両開口端板の外周部同士を接続する円筒状の支持材とを有し、該支持材は複数の孔部が穿設され外周面で濾過材を支持しており、該濾過材は、フッ素樹脂コーティングした金属メッシュフィルタで形成され、目開きが３０〜１２０μｍであり、フッ素樹脂コーティング膜厚が０．００５〜２０μｍであることを特徴とする濾過体。
【請求項６】
筒状をなす濾過材が支持体により支持され中心軸線方向両端を開口部とする濾過体であって、濾過時に上記開口部から原水が流入し上記濾過材を透過して濾過水として濾過体外へ排水され、さらに逆洗時には、濾過体外から濾過水が逆洗水として流入して濾過材の内面の付着物を剥離して上記開口部から排水されることとし、バラスト水として取水された水中の生物を捕捉し除去する濾過体において、
支持体は、中心軸線方向両端で開口部をなす開口端板と、両開口端板の外周部同士を接続する円筒状の支持材とを有し、該支持材は複数の孔部が穿設され外周面で濾過材を支持しており、該濾過材は、内層と外層から成る金属メッシュフィルタで形成され、内層フィルタの目開きが３０〜１２０μｍ、外層フィルタの目開きが３００〜３０００μｍであり、少なくとも内層フィルタは膜厚０．００５〜２０μｍのフッ素樹脂コーティングが施されていることを特徴とする濾過体。
【請求項７】
前記金属メッシュフィルタは、内層フィルタと外層フィルタとが焼結により一体となっていることを特徴とする請求項６に記載の濾過体。
【請求項８】
筒状をなす濾過材が支持体により支持され中心軸線方向一端を開口部そして他端を閉塞部とする濾過体であって、濾過時に上記開口部から原水が流入し上記濾過材を透過して濾過水として濾過体外へ排水され、さらに逆洗時には、濾過体外から濾過水が逆洗水として流入して濾過材の内面の付着物を剥離して上記開口部から排水されることとし、バラスト水として取水された水中の生物を捕捉し除去する濾過体において、
支持体は、閉塞部をなす閉塞端板と、開口部をなす開口端板と、閉塞端板と開口端板の外周部同士を周方向の複数位置で接続する支持材とを有し、
濾過材は、支持体の複数の支柱材に対して金属製のワイヤをコイル状に巻回してワイヤの隣接する巻線同士間の隙間で原水の透過を許容するワイヤワインドフィルタとして形成され、
上記濾過材は、目開きが３０〜１２０μｍであり、フッ素樹脂コーティングが施され、フッ素樹脂コーティング膜厚が０．００５〜２０μｍであることを特徴とする濾過体。
【請求項９】
筒状をなす濾過材が支持体により支持され中心軸線方向両端を開口部とする濾過体であって、濾過時に上記開口部から原水が流入し上記濾過材を透過して濾過水として濾過体外へ排水され、さらに逆洗時には、濾過体外から濾過水が逆洗水として流入して濾過材の内面の付着物を剥離して上記開口部から排水されることとし、バラスト水として取水された水中の生物を捕捉し除去する濾過体において、
支持体は、中心軸線方向両端で開口部をなす開口端板と、両開口端板の外周部同士を周方向の複数位置で接続する支持材とを有し、
濾過材は、支持体の複数の支柱材に対して金属製のワイヤをコイル状に巻回してワイヤの隣接する巻線同士間の隙間で原水の透過を許容するワイヤワインドフィルタとして形成され、
上記濾過材は、目開きが３０〜１２０μｍであり、フッ素樹脂コーティングが施され、フッ素樹脂コーティング膜厚が０．００５〜２０μｍであることを特徴とする濾過体。
【請求項１０】
ワイヤワインドフィルタは、ワイヤがノッチワイヤ又はウェッジワイヤであることとする請求項８又は請求項９に記載の濾過体。
【請求項１１】
原水の流路空間を形成し原水の流れ方向での一端側と他端側に開口部が形成されたハウジング内の上記一端側の開口部と他端側の開口部との間に配設されて、濾過時に一端側の開口部から原水が流入し濾過材を透過して濾過水として他端側の開口部から排水され、バラスト水として取水された水中の生物を捕捉し除去する濾過体において、濾過体は、支持体に濾過材が平面をなすように取り付けられて形成され、ハウジング内を一端側空間と他端側空間とに区分しており、上記濾過材は、フッ素樹脂コーティングした金属メッシュフィルタで形成され、目開きが３０〜１２０μｍであり、フッ素樹脂コーティング膜厚が０．００５〜２０μｍであることを特徴とする濾過体。
【請求項１２】
原水の流路空間を形成し原水の流れ方向での一端側と他端側に開口部が形成されたハウジング内の上記一端側の開口部と他端側の開口部との間に配設され、濾過時に一端側の開口部から原水が流入し濾過材を透過して濾過水として他端側の開口部から排水され、バラスト水として取水された水中の生物を捕捉し除去する濾過体において、濾過体は、中空軸体とこれに取り付けられた複数のドーナツ盤状のリーフディスクフィルタとを有し、各リーフディスクフィルタは中空軸体の軸線に対して直角な平面でひろがる二枚の濾過材を軸線方向で対向するように間隔をもって支持体に支持されており、該支持体は上記中空軸体に嵌合保持されるハブ部を有していて、該ハブ部に通孔が形成されていて、一端側の開口部からの原水が濾過材を透過してリーフディスクフィルタの内部を通してハブ部の通孔を経て中空軸体の中空部を流れて中空軸体の端部から上記他端側の開口部へ流出することとし、上記濾過材は、フッ素樹脂コーティングした金属メッシュフィルタで形成され、目開きが３０〜１２０μｍであり、フッ素樹脂コーティング膜厚が０．００５〜２０μｍであることを特徴とする濾過体。
【請求項１３】
請求項２乃至４及び８のうちいずれかの濾過体と、板状をなし一方の板面上で複数の上記濾過体を保持し、その板面に直角な中心軸線まわりの周方向複数位置で板厚方向に貫通するとともに、上記濾過体の開口部を介して該濾過体の内部と連通する位置に形成されている通孔を有する基板と、上記複数の濾過体を基板で保持して成る組立体を収容する容器と、上記基板の他方の板面側に位置して容器内に設けられた逆洗管を駆動する逆洗機構とを有し、容器内の空間を基板の一方の板面側の第一室と他方の板面側の第二室とに区分し、上記容器には第二室に連通する原水導入管と第一室に連通する濾過水排出管口が設けられていると共に上記逆洗管に連通する逆洗水排出管が第二室から容器外へ延出しており、バラスト水として取水された水中の生物を捕捉し除去することを特徴とする濾過装置。
【請求項１４】
請求項５乃至７及び９のうちいずれかの濾過体と、板状をなし一方の板面上で複数の上記濾過体を保持し、その板面に直角な中心軸線まわりの周方向複数位置で板厚方向に貫通するとともに、上記濾過体の開口部を介して該濾過体の内部と連通する位置に形成されている通孔を有する二つの基板と、上記複数の濾過体を基板で保持して成る組立体を収容する容器と、上記基板の他方の板面側に位置して容器内に設けられた逆洗管を駆動する逆洗機構とを有し、容器内の空間を二つの基板により基板の一方の板面側の第一室と他方の板面側の二つの第二室とに区分し、上記容器には一つの第二室に連通する原水導入管と第一室に連通する濾過水排出管口が設けられていると共に上記逆洗管に連通する逆洗水排出管が二つの第二室から容器外へ延出しており、バラスト水として取水された水中の生物を捕捉し除去することを特徴とする濾過装置。
【請求項１５】
請求項１１の濾過体と、該濾過体を収容するハウジングとを有し、濾過体によりハウジング内が一端側空間と他端側空間とに区分されており、上記ハウジングには一端側空間に連通する原水導入管と他端側空間に連通する濾過水排出管が設けられており、バラスト水として取水された水中の生物を捕捉し除去することを特徴とする濾過装置。
【請求項１６】
請求項１２の濾過体と、該濾過体を収容するハウジングとを有し、上記ハウジングには一端側開口部に連通する原水導入管と他端側開口部に連通する濾過水排出管が設けられており、バラスト水として取水された水中の生物を捕捉し除去することを特徴とする濾過装置。
【請求項１７】
請求項１３乃至１６のうちいずれかの濾過装置により海水を処理することを特徴とする海水処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、船舶のバラストタンクに積み込まれるバラスト水として取水される海水に含まれる生物を効率的に捕捉除去するための濾過体そしてこれを有する濾過装置及び海水処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、空荷または積荷が少ない状態の船舶は、プロペラ没水深度の確保、空荷時における安全航行の確保等の必要性から、荷下し時にバラストタンクに海水がバラスト水として注水される。逆に、積荷をする場合には、バラスト水が海中へ排出される。ところで、環境の異なる荷積み港と荷下し港との間を往復する船舶により、バラスト水の取水および排水が行われると、バラスト海水に含まれる細菌類やプランクトンなどの生物が持ち込まれることにより、沿岸生態系に悪影響を及ぼすことが懸念される。そこで、２００４年２月、船舶のバラスト水管理に関する国際会議において、船舶のバラスト水および沈殿物の規制および管理のための国際条約が採択され、バラスト水の処理が義務付けられることになった。
【０００３】
バラスト水の処理基準として国際海事機構（ＩＭＯ）が定める基準によれば、船舶から排出されるバラスト水に含まれる５０μｍ以上の生物（主に動物プランクトン）の数が１ｍ３中に１０個未満、１０μｍ以上５０μｍ未満の生物（主に植物プランクトン）の数が１ｍＬ中に１０個未満、コレラ菌の数が１００ｍＬ中に１ｃｆｕ未満、大腸菌の数が１００ｍＬ中に２５０ｃｆｕ未満、腸球菌の数が１００ｍＬ中に１００ｃｆｕ未満、にするように規定されている。
【０００４】
バラスト水の処理技術の従来技術として特許文献１〜５では、バラスト水を排出する際にバラスト水中に含まれる有害プランクトンまたは有害藻類のシストを薬剤、紫外線、超音波、オゾンなどを用いて殺菌する殺菌処理方法が提案されている。
【０００５】
しかし、それらの殺菌処理の効果は、海水中の生物の種類、大きさなどによって変わるので、海水を予め濾過装置により濾過して比較的大型のプランクトンを捕捉して除去し、小型のプランクトンと細菌に対して殺菌処理を施すことにより死滅させる手法が提案されている（特許文献６）。
【０００６】
そして、バラスト水の処理の際には、バラスト水の取水時であれ、排水時であれ、船舶渡航中であれ、あるいはその他の場合であれ、より短時間でこれを行うことが求められるのが常であるので、濾過装置により生物を捕集する際には短時間で大量の濾過処理が可能な濾過装置が望まれる。そこで特許文献７では、大量処理が可能なように複数の濾過体を備えて濾過面積を大きくすると共に、装置内部に熱を加えて高温状態とする加熱手段を設けてバラスト水の処理後に濾過装置に残留する生物を殺滅させることとした濾過装置が提案されている。上記特許文献７では、濾過体は、軸線方向で一端が開口し周面が通水可能な円筒状をなし、海水はこの開口から導入され、周面で濾過されて該周面外に排出される。この濾過体としては、定間隔で突起が形成された金属製の細い線材（ノッチワイヤ）を筒状枠体の周囲にコイル状をなすように密に巻回して円筒状として、各巻回で隣接するノッチワイヤ間で突起によって目開きを形成するノッチワイヤフィルタ等が用いられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平０４−３２２７８８号公報
【特許文献２】特開２００１−２９３４７４号公報
【特許文献３】特開２００８−５５３５２号公報
【特許文献４】特開２００５−２１８１４号公報
【特許文献５】特開２０１０−５８０８０号公報
【特許文献６】特開２００６−２４８５１０号公報
【特許文献７】特開２００９−０６６５３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、濾過装置の濾過体の目詰まりに関して、改善が求められている。バラスト水として取水された海水を予め濾過装置により濾過して比較的大型のプランクトンを捕捉して除去し、小型のプランクトンと細菌に対して殺菌処理を施すことにより、効率よく大量のバラスト水処理を行うことができるが、濾過体の開孔に目詰まりが生じると濾過体の圧力損失が増大してしまいバラスト水処理時の船体内での海水の流送に支障が生じる。濾過体の開孔に付着したプランクトン等の濾過残渣を逆洗機構により逆洗浄して除去するが、プランクトンが分泌する多糖類等の粘性物（バイオフィルムという）は極めて粘着性があり、開孔に付着して逆洗浄しても剥離除去することが困難であり、逆洗を行っても、なおバイオフィルムにより次第に開孔が閉塞され目詰まりが生じる。濾過体の開孔に目詰まりが生じると濾過体の圧力損失が増大し、濾過体に海水を流送しにくくなりバラスト水処理量が低下し、船舶からの荷下ろしの時間内にバラスト水を処理してバラストタンクに貯留することができなくなってしまうという極めて重大な問題が生じる。
【０００９】
このような濾過体の目詰まりを防止するには、逆洗浄を頻繁に行うこと、逆洗浄水量を増加することが考えられるが、逆洗浄を頻繁に行うとバラスト水処理量が低下するし、逆洗浄水量を増加すると逆洗浄機構が大型となり設備費用、運転費用が嵩むなどの問題が生じる。また、濾過体の目詰まりによって抵抗が増加しても圧力損失を低く抑えるために濾過体に流送する海水の流速を遅くすることが考えられるが、バラスト水処理速度を維持するためには濾過面積を増加する必要があり、これは濾過体の大型化、すなわち濾過装置が大型となり設備費用、運転費用が嵩むなどの問題が生じる。また、目詰まりが生じないように濾過体の開孔を大きくすると、捕捉できないプランクトンが多くなり、殺菌処理対象生物量が多くなり殺菌剤量が多くなったり、殺菌処理装置が大型となるなど問題が生じる。また、開孔の目詰まりが生じた濾過体を交換したり、取り外して洗浄して再設置するなどメンテナンスを頻繁に行うことは、航行中の船舶では困難であり問題がある。このように、問題が生じないような濾過体の目詰まりを有効に防止する対策がいまだ見出すことができていない。
【００１０】
本発明は、かかる事情に鑑み、バラスト水として取水された水中の生物等を捕捉し除去し、濾過体の目詰まりを有効に防止できる濾過体及びこれを有する濾過装置そして海水処理装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
＜濾過体＞
本発明の第一の形態に係る濾過体は、濾過材を備える濾過体であって、バラスト水として取水された水中の生物を捕捉し除去する濾過体において、該濾過材は、フッ素樹脂コーティングしたフィルタで形成され、目開きが３０〜１２０μｍであり、フッ素樹脂コーティング膜厚が０．００５〜２０μｍであることを特徴としている。
【００１２】
本発明の第二の形態に係る濾過体は、筒状をなす濾過材が支持体により支持され中心軸線方向一端を開口部そして他端を閉塞部とする濾過体であって、濾過時に上記開口部から原水が流入し上記濾過材を透過して濾過水として濾過体外へ排水され、さらに逆洗時には、濾過体外から濾過水が逆洗水として流入して濾過材の内面の付着物を剥離して上記開口部から排水されることとし、バラスト水として取水された水中の生物を捕捉し除去する濾過体において、支持体は、閉塞部をなす閉塞端板と、開口部をなす開口端板と、閉塞端板と開口端板の外周部同士を接続する円筒状の支持材とを有し、該支持材は複数の孔部が穿設され外周面で濾過材を支持しており、該濾過材は、フッ素樹脂コーティングした金属メッシュフィルタで形成され、目開きが３０〜１２０μｍであり、フッ素樹脂コーティング膜厚が０．００５〜２０μｍであることを特徴としている。
【００１３】
本発明の第三の形態に係る濾過体は、筒状をなす濾過材が支持体により支持され中心軸線方向一端を開口部そして他端を閉塞部とする濾過体であって、濾過時に上記開口部から原水が流入し上記濾過材を透過して濾過水として濾過体外へ排水され、さらに逆洗時には、濾過体外から濾過水が逆洗水として流入して濾過材の内面の付着物を剥離して上記開口部から排水されることとし、バラスト水として取水された水中の生物を捕捉し除去する濾過体において、支持体は、閉塞部をなす閉塞端板と、開口部をなす開口端板と、閉塞端板と開口端板の外周部同士を接続する円筒状の支持材とを有し、該支持材は複数の孔部が穿設され外周面で濾過材を支持しており、該濾過材は、内層と外層から成る金属メッシュフィルタで形成され、内層フィルタの目開きが３０〜１２０μｍ、外層フィルタの目開きが３００〜３０００μｍであり、少なくとも内層フィルタは膜厚０．００５〜２０μｍのフッ素樹脂コーティングが施されていることを特徴としている。
【００１４】
本発明の第四の形態に係る濾過体は、金属メッシュフィルタは、内層フィルタと外層フィルタとが焼結により一体となっていることが好ましい。
【００１５】
本発明の第五の形態に係る濾過体は、筒状をなす濾過材が支持体により支持され中心軸線方向両端を開口部とする濾過体であって、濾過時に上記開口部から原水が流入し上記濾過材を透過して濾過水として濾過体外へ排水され、さらに逆洗時には、濾過体外から濾過水が逆洗水として流入して濾過材の内面の付着物を剥離して上記開口部から排水されることとし、バラスト水として取水された水中の生物を捕捉し除去する濾過体において、支持体は、中心軸線方向両端で開口部をなす開口端板と、両開口端板の外周部同士を接続する円筒状の支持材とを有し、該支持材は複数の孔部が穿設され外周面で濾過材を支持しており、該濾過材は、フッ素樹脂コーティングした金属メッシュフィルタで形成され、目開きが３０〜１２０μｍであり、フッ素樹脂コーティング膜厚が０．００５〜２０μｍであることを特徴としている。
【００１６】
本発明の第六の形態に係る濾過体は、筒状をなす濾過材が支持体により支持され中心軸線方向両端を開口部とする濾過体であって、濾過時に上記開口部から原水が流入し上記濾過材を透過して濾過水として濾過体外へ排水され、さらに逆洗時には、濾過体外から濾過水が逆洗水として流入して濾過材の内面の付着物を剥離して上記開口部から排水されることとし、バラスト水として取水された水中の生物を捕捉し除去する濾過体において、支持体は、中心軸線方向両端で開口部をなす開口端板と、両開口端板の外周部同士を接続する円筒状の支持材とを有し、該支持材は複数の孔部が穿設され外周面で濾過材を支持しており、該濾過材は、内層と外層から成る金属メッシュフィルタで形成され、内層フィルタの目開きが３０〜１２０μｍ、外層フィルタの目開きが３００〜３０００μｍであり、少なくとも内層フィルタは膜厚０．００５〜２０μｍのフッ素樹脂コーティングが施されていることを特徴としている。
【００１７】
本発明の第七の形態に係る濾過体は、金属メッシュフィルタは、内層フィルタと外層フィルタとが焼結により一体となっていることが好ましい。
【００１８】
本発明の第八の形態に係る濾過体は、筒状をなす濾過材が支持体により支持され中心軸線方向一端を開口部そして他端を閉塞部とする濾過体であって、濾過時に上記開口部から原水が流入し上記濾過材を透過して濾過水として濾過体外へ排水され、さらに逆洗時には、濾過体外から濾過水が逆洗水として流入して濾過材の内面の付着物を剥離して上記開口部から排水されることとし、バラスト水として取水された水中の生物を捕捉し除去する濾過体において、支持体は、閉塞部をなす閉塞端板と、開口部をなす開口端板と、閉塞端板と開口端板の外周部同士を周方向の複数位置で接続する支持材とを有し、濾過材は、支持体の複数の支柱材に対して金属製のワイヤをコイル状に巻回してワイヤの隣接する巻線同士間の隙間で原水の透過を許容するワイヤワインドフィルタとして形成され、上記濾過材は、目開きが３０〜１２０μｍであり、フッ素樹脂コーティングが施され、フッ素樹脂コーティング膜厚が０．００５〜２０μｍであることとして構成される。
【００１９】
本発明の第九の形態に係る濾過体は、筒状をなす濾過材が支持体により支持され中心軸線方向両端を開口部とする濾過体であって、濾過時に上記開口部から原水が流入し上記濾過材を透過して濾過水として濾過体外へ排水され、さらに逆洗時には、濾過体外から濾過水が逆洗水として流入して濾過材の内面の付着物を剥離して上記開口部から排水されることとし、バラスト水として取水された水中の生物を捕捉し除去する濾過体において、支持体は、中心軸線方向両端で開口部をなす開口端板と、両開口端板の外周部同士を周方向の複数位置で接続する支持材とを有し、濾過材は、支持体の複数の支柱材に対して金属製のワイヤをコイル状に巻回してワイヤの隣接する巻線同士間の隙間で原水の透過を許容するワイヤワインドフィルタとして形成され、上記濾過材は、目開きが３０〜１２０μｍであり、フッ素樹脂コーティングが施され、フッ素樹脂コーティング膜厚が０．００５〜２０μｍであることとして構成される。
【００２０】
本発明において、筒状とは、断面形状の観点から円筒状、角筒状であってもよいし、全体形状の観点から、チューブ状あるいはプリーツ付きであってもよい。
【００２１】
本発明の第十の形態に係る濾過体は、ワイヤワインドフィルタは、ワイヤがノッチワイヤ又はウェッジワイヤであるようにすることができる。
【００２２】
本発明の第十一の形態に係る濾過体は、原水の流路空間を形成し原水の流れ方向での一端側と他端側に開口部が形成されたハウジング内の上記一端側の開口部と他端側の開口部との間に配設されて、濾過時に一端側の開口部から原水が流入し濾過材を透過して濾過水として他端側の開口部から排水され、バラスト水として取水された水中の生物を捕捉し除去する濾過体において、濾過体は、支持体に濾過材が平面をなすように取り付けられて形成され、ハウジング内を一端側空間と他端側空間とに区分しており、上記濾過材は、フッ素樹脂コーティングした金属メッシュフィルタで形成され、目開きが３０〜１２０μｍであり、フッ素樹脂コーティング膜厚が０．００５〜２０μｍであることとして構成される。
【００２３】
本発明の第十二の形態に係る濾過体は、原水の流路空間を形成し原水の流れ方向での一端側と他端側に開口部が形成されたハウジング内の上記一端側の開口部と他端側の開口部との間に配設され、濾過時に一端側の開口部から原水が流入し濾過材を透過して濾過水として他端側の開口部から排水され、バラスト水として取水された水中の生物を捕捉し除去する濾過体において、濾過体は、中空軸体とこれに取り付けられた複数のドーナツ盤状のリーフディスクフィルタとを有し、各リーフディスクフィルタは中空軸体の軸線に対して直角な平面でひろがる二枚の濾過材を軸線方向で対向するように間隔をもって支持体に支持されており、該支持体は上記中空軸体に嵌合保持されるハブ部を有していて、該ハブ部に通孔が形成されていて、一端側の開口部からの原水が濾過材を透過してリーフディスクフィルタの内部を通してハブ部の通孔を経て中空軸体の中空部を流れて中空軸体の端部から上記他端側の開口部へ流出することとし、上記濾過材は、フッ素樹脂コーティングした金属メッシュフィルタで形成され、目開きが３０〜１２０μｍであり、フッ素樹脂コーティング膜厚が０．００５〜２０μｍであることとして構成される。
【００２４】
＜濾過装置＞
本発明の第十三の形態に係る濾過装置は、上述の第二乃至第四及び第八のいずれかの形態の濾過体と、板状をなし一方の板面上で複数の上記濾過体を保持し、その板面に直角な中心軸線まわりの周方向複数位置で板厚方向に貫通するとともに、上記濾過体の開口部を介して該濾過体の内部と連通する位置に形成されている通孔を有する基板と、上記複数の濾過体を基板で保持して成る組立体を収容する容器と、上記基板の他方の板面側に位置して容器内に設けられた逆洗管を駆動する逆洗機構とを有し、容器内の空間を基板の一方の板面側の第一室と他方の板面側の第二室とに区分し、上記容器には第二室に連通する原水導入管と第一室に連通する濾過水排出管が設けられていると共に上記逆洗管に連通する逆洗水排出管が第二室から容器外へ延出しており、バラスト水として取水された水中の生物を捕捉し除去するように構成される。
【００２５】
本発明の第十四の形態に係る濾過装置は、上述の第五乃至第七及び第九のいずれかの形態の濾過体と、板状をなし一方の板面上で複数の上記濾過体を保持し、その板面に直角な中心軸線まわりの周方向複数位置で板厚方向に貫通するとともに、上記濾過体の開口部を介して該濾過体の内部と連通する位置に形成されている通孔を有する二つの基板と、上記複数の濾過体を基板で保持して成る組立体を収容する容器と、上記基板の他方の板面側に位置して容器内に設けられた逆洗管を駆動する逆洗機構とを有し、容器内の空間を二つの基板により基板の一方の板面側の第一室と他方の板面側の二つの第二室とに区分し、上記容器には一つの第二室に連通する原水導入管と第一室に連通する濾過水排出管が設けられていると共に上記逆洗管に連通する逆洗水排出管が第二室から容器外へ延出しており、バラスト水として取水された水中の生物を捕捉し除去するようにしても構成できる。
【００２６】
このような構成の本発明の濾過体そしてこれを有する濾過装置によると、海水等の原水は、原水導入管から容器の第二室へ導入され、基板の通孔を経て該濾過体内に入り、該濾過体の支持材に形成された複数の孔部そして該支持材の外周面上に配された濾過材を透過して濾過水が第一室に至り、ここから濾過水排出管を経て容器外に取り出される。この間に原水中の濾過目的物が濾過され、濾過材の内面に濾過残渣が付着する。
【００２７】
一方、逆洗機構の逆洗管が位置している濾過体では、逆洗管が在るために、第二室から該濾過体へは原水が流入できず、逆に、第一室から上記支持材の外周面上の濾過材そして支持材の孔部を透過して逆洗水が濾過体内へ入り込む。その際、逆洗水は濾過材の内面に付着している濾過残渣を除去する。そして、逆洗水は該濾過残渣を伴って逆洗管を経て逆洗水排出管から容器外へ排出される。逆洗管は中心軸線まわりに回転するので、この逆洗管が位置する対象濾過体は順次変わって行き、したがって、原水の濾過を行いつつ、常に濾過体を次々に逆洗することとなる。
【００２８】
本発明の第十五の形態に係る濾過装置は、第十一の形態の濾過体と、該濾過体を収容するハウジングとを有し、濾過体によりハウジング内が一端側空間と他端側空間とに区分されており、上記ハウジングには一端側空間に連通する原水導入管と他端側空間に連通する濾過水排出管が設けられており、バラスト水として取水された水中の生物を捕捉し除去するように構成できる。
【００２９】
本発明の第十六の形態に係る濾過装置は、第十二の形態の濾過体と、該濾過体を収容するハウジングとを有し、上記ハウジングには一端側開口部に連通する原水導入管と他端側開口部に連通する濾過水排出管が設けられており、バラスト水として取水された水中の生物を捕捉し除去するように構成できる。
【００３０】
本発明における濾過体における濾過材は、フッ素樹脂コーティングしたフィルタで形成され、目開きが３０〜１２０μｍであり、フッ素樹脂コーティング膜厚が０．００５〜２０μｍである。
【００３１】
また、本発明における濾過体における濾過材は、フッ素樹脂コーティングした金属メッシュフィルタで形成され、目開きが３０〜１２０μｍであり、フッ素樹脂コーティング膜厚が０．００５〜２０μｍである。
【００３２】
また、本発明における濾過体における濾過材は、内層と外層から成る金属メッシュフィルタで形成され、内層フィルタの目開きが３０〜１２０μｍ、外層フィルタの目開きが３００〜３０００μｍであり、少なくとも内層フィルタは膜厚０．００５〜２０μｍのフッ素樹脂コーティングが施されているものでもよい。
【００３３】
このような構成の本発明の濾過体における濾過材は、金属メッシュフィルタにフッ素樹脂コーティングが施されており、フッ素樹脂コーティング被膜は撥水性を有し、濡れ性が極めて低いので、金属メッシュフィルタにプランクトン分泌物によるバイオフィルムが付着しない、又はバイオフィルムの付着力が弱く逆洗により容易に剥離される。その結果、バイオフィルムによる濾過材の開孔の目詰まりを防止できる。さらに、濾過材は、海水に対して耐食性の高い耐食金属製メッシュの金属メッシュフィルタを用いることにより、海水による腐蝕という問題を生じない。
【００３４】
本発明における濾過体における濾過材が、内層フィルタと外層フィルタから成る金属メッシュフィルタで形成され、内層フィルタの目開きが３０〜１２０μｍ、外層フィルタの目開きが３００〜３０００μｍであり、少なくとも内層フィルタは膜厚０．００５〜２０μｍのフッ素樹脂コーティングが施されているものである場合には、濾過時に外層フィルタが内層フィルタを支持し保護し、逆洗時に支持材が内層フィルタを支持し保護する。
【００３５】
上記内層と外層から成る金属メッシュフィルタで形成される濾過材では、原水を濾過する時には濾過体の内側から外側に向け原水が透過され、逆洗時には外側から内側に向け逆洗水が透過される。上記濾過材は、濾過時に内層フィルタ内側へ濾過残渣が付着し徐々に開孔の開孔面積が減少していき、該内層フィルタは外側への圧力が作用し、内層フィルタ単独では外側に伸長して破断する危険性があるが、外層フィルタが内層フィルタの伸長を抑制するため、内層フィルタの破断を防止できる。一方、逆洗時には内層フィルタ内側に濾過残渣が付着しており内層フィルタは内側への圧力が作用するが、支持材が内層フィルタの収縮を抑制するため内層フィルタの破断を防止でき逆洗に支障が生じない。支持材そして外層フィルタは、内層フィルタよりも目開きが大きいので、内層フィルタでの濾過性能に何ら影響をもたらさない。
【００３６】
濾過体の製造に際しては、支持体は、閉塞端板と開口端板を製作すると共に、多数の孔部が穿設されたシート材、例えばパンチングメタル材をその側端縁同士で接続して円筒状に作り、長手方向両端の周縁で上記閉塞端板そして開口端板の外周部に溶接等で接続して一体化して支持体とすることができる。
【００３７】
次に、濾過材は、金属メッシュフィルタのうち、上記の目開きのものを選択しこれを単独のフィルタ又は内層フィルタと外層フィルタとして採用し、内層フィルタと外層フィルタとを焼結により一体化して、又は、適宜箇所、例えば周縁で溶着等により一体化して、一つの筒状シートとすることができる。筒状シートとして製造した後、フッ素樹脂コーティングを施す。濾過材は筒状シート形状であるので、支持材への周回配置そして開口端板や閉塞端板への取付け保持を容易とする。換言すれば、保守時には、濾過体全体を取り外すことなく、単に濾過材のみを上記開口端板や閉塞端板から外せば良い。これは、交換作業が容易になるのみならず、経済的にも有利である。
【００３８】
本発明において、濾過材は、開口端板と閉塞端板のそれぞれの周面に形成された取付溝部に配された緩衝材を介し、該開口端板と該閉塞端板のそれぞれの周面でクランプバンドにより保持されているようにすることができる。緩衝材とクランプバンドを用いることにより、濾過材の開口端板や閉塞端板に対する取付け時や濾過時そして逆洗時に、濾過材の損傷を防止することができ、また、取付けそして取外しがきわめて容易となる。
【００３９】
＜海水処理装置＞
本発明の第十七の形態に係る海水処理装置は、第十三乃至第十六の形態のうちの一つの濾過装置により海水を処理することを特徴とするものである。海水処理装置としての濾過装置は、バラスト水として取水された水中の生物を捕捉し除去する生物捕捉除去装置として用いられ、濾過装置から抜き出された濾過水中に残存する細菌等を殺菌する殺菌装置と組み合わされ、水中の生物を除去、殺滅するバラスト水処理装置を構成する。なお、バラスト水処理において、濾過装置で水を処理した後に施す殺菌処理は、薬剤を用いて行うものに限定されず、紫外線、超音波、温熱などを用いて行うものであってもよい。
【発明の効果】
【００４０】
本発明は、以上のように、筒状をなす濾過体の周部に配される濾過材を、フッ素樹脂コーティングした金属メッシュフィルタで形成され、目開きが３０〜１２０μｍであり、フッ素樹脂コーティング膜厚が０．００５〜２０μｍであるフィルタとし、又は、内層と外層から成る金属メッシュフィルタで形成され、内層フィルタの目開きが３０〜１２０μｍ、外層フィルタの目開きが３００〜３０００μｍであり、少なくとも内層フィルタは膜厚０．００５〜２０μｍのフッ素樹脂コーティングが施されているフィルタとし、複数の孔部が穿設されている筒状の支持材で該濾過材を支持することとしたので、撥水性を有し濡れ性が極めて低いフッ素樹脂コーティング被膜により、金属メッシュフィルタにプランクトン分泌物によるバイオフィルムが付着せず、若干なりと付着してもバイオフィルムの付着力が弱く逆洗により容易に剥離される。その結果、バイオフィルムによる濾過材の開孔の目詰まりを確実に防止できる。さらに、濾過材は、海水に対して耐食性の高い耐食金属製メッシュの金属メッシュフィルタを用いるので、海水による腐蝕という問題も回避できる。濾過体の開孔のバイオフィルムによる目詰まりを防止し濾過体の目詰まりを防止できる。さらに、バラスト水として取水された水中の生物を捕捉し除去する濾過体及びこれを有する濾過装置そして海水処理装置を提供することが可能となる。
【００４１】
また、本発明は、濾過材を目開きが３０〜１２０μｍであり膜厚を０．００５〜２０μｍでフッ素樹脂コーティングしたワイヤワインドフィルタとすることもできる。また、本発明は、濾過体を目開きが３０〜１２０μｍであり膜厚を０．００５〜２０μｍでフッ素樹脂コーティングした金属メッシュフィルタを濾過材とするリーフディスクフィルタとすることもできる。これらの濾過材においても、フッ素樹脂コーティング被膜により、上記の効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の第一実施形態そして濾過装置の部分破断正面図である。
【図２】図１の濾過装置に用いられる複数の濾過体の一つについての分解斜視図である。
【図３】本発明の第二実施形態としての濾過装置の断面図である。
【図４】図３におけるリーフディスクフィルタの断面図である。
【図５】本発明の第三実施形態である海水処理装置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
＜濾過装置（第一実施形態）＞
図１に示される本実施形態の濾過装置は、鉛直な中心軸線１をもつ有底円筒状の容器本体２と、該容器本体２の上部開口へ水密状態で取り付けられる蓋体３と、上記容器本体２の下部にて該容器本体２の内部を第一室たる上室２Ａと第二室たる下室２Ｂとに仕切る基板４と、該基板４の上面に取り付けられ上方に延びる円筒状の複数の濾過体５と、さらには、上記基板４の下面に対し摺接回転する逆洗管６と、これを回転駆動させる駆動機構７とを備えている。
【００４４】
上記容器本体２には、周方向の一箇所で上記下室２Ｂに連通するように原水導入管としての海水導入管８が、そして周方向の他の箇所で後述する受箱１２Ａに連通するように逆洗水排出管９が、さらには底部で下室２Ｂに連通するようにドレイン管１０がそれぞれフランジを介して接続されている。上記海水導入管８、逆洗水排出管９そしてドレイン管１０には、第一開閉弁８Ａ、第二開閉弁９Ａそして第三開閉弁１０Ａがそれぞれ取り付けられている。後述するように、逆洗水排出管９は逆洗水を排出し、ドレイン管１０は容器本体２内の洗浄の際、洗浄後の液を排出する。
【００４５】
さらに、上記容器本体２には、上室２Ａの上部で周方向の一箇所で該上室２Ａに連通するように濾過水排出管１１が接続されている。この濾過水排出管１１には第四開閉弁１１
Ａが取り付けられている。
【００４６】
上室２Ａと下室２Ｂとに仕切る基板４には、上記中心軸線１に対して同心をなす複数（図１の例では三つ）の円と上記中心軸線１に向う複数の半径線との交点位置に、板厚方向に貫通する通孔４Ａ，４Ｂ，４Ｃが形成されている。上記基板４の上面には、上記通孔４Ａ，４Ｂ，４Ｃのそれぞれに対して連通するように、後述する濾過体５が垂立して取り付けられている。
【００４７】
基板４の下面を摺接回転する逆洗管６は、上記中心軸線１の位置の一端から一つの半径線方向外方で容器本体２の円周面近傍に他端を有するように延びている。該逆洗管６は、上記中心軸線１から通孔４Ａ，４Ｂ，４Ｃが位置する各円の半径に等しい距離となる位置に、上方に向け突出する接続口６Ａ，６Ｂ，６Ｃが形成されていて、この接続口６Ａ，６Ｂ，６Ｃが基板４の下面に摺接する。上記逆洗管６は、上記中心軸線１の位置となる一端が開口され、他端が閉じられている。この逆洗管６の開口している一端は、中心軸線１上に位置する連絡管１２に連通するように一体的に接続されている。該連絡管１２は上端が閉じられ下端が開口している。該連絡管１２の開口する下端は、容器本体２の底部に設けられた受箱１２Ａ内に突入していて、該受箱１２Ａの上板に対して水密状態で中心軸線まわりに相対回転可能に支持されている。該受箱１２Ａには既述の逆洗水排出管９が連通接続されている。
【００４８】
逆洗時には、上記逆洗管６は、逆洗水排出管９を介して容器外に連通されていて、接続口６Ａ，６Ｂ，６Ｃでの圧力が大気圧となっており、通孔４Ａ，４Ｂ，４Ｃが接続口６Ａ，６Ｂ，６Ｃと接する時、濾過体５の外部が濾過水圧を受け内部は大気圧であり、濾過体５の外部の圧力が内部より高くなるので、濾過体外周から濾過水が濾過材を透過して内部に流入し、濾過材内面に付着した付着物が逆洗され、濾過水とともに逆洗水排出管９を介して容器外へ排出されることとなる。
【００４９】
上記逆洗管６には、駆動機構７が接続されている。該駆動機構７は、容器の蓋体３の外面に設けられた減速機１３付きのモータ１４と、該減速機１３から垂下して容器の上室２Ａへ突入し中心軸線１上に延びる駆動軸体１３Ａとを有し、該駆動軸体１３Ａの下端が上記連絡管１２の上端と連結されている。かくして、モータ１４の回転が減速機１３で減速されて、上記駆動軸体１３Ａへ伝えられ、上記連絡管１２の上端へ一体的接続されている逆洗管６が上記中心軸線１まわりに回転するようになる。この逆洗管６の回転により、逆洗管６の接続口６Ａ，６Ｂ，６Ｃは、周方向に移動して次々と基板４の通孔４Ａ，４Ｂ，４Ｃと連通するようになる。
【００５０】
上記基板４の上面に対し、通孔４Ａ，４Ｂ，４Ｃの位置に取り付けられた濾過体５は、図２に見られるように、下端に位置する環板状の開口端板１５そして上端に位置する円板状の閉塞端板１６を、円筒状の支持材１７で連結して形成される支持体１８と、該支持体１８に取り付けられる筒状の濾過材１９と、この濾過材１９の支持体１８への取付けに用いられる取付具としてのクランプバンド２０とを有している。
【００５１】
上記開口端板１５と閉塞端板１６は、同外径で、周面にクランプバンド２０のための環状の取付溝部１５Ａ，１６Ｂが形成されている点で同じであるが、開口端板１５は中央に開孔１５Ｂが貫通形成されている点で閉塞端板１６と相違している。該開口端板１５の開孔１５Ｂの内径は基板４の通孔４Ａ，４Ｂ，４Ｃの内径とほぼ同じである。上記開口端板１５、閉塞端板１６、支持材１７そしてクランプバンド２０は、海水で腐蝕しないようにステンレス鋼製又は防食被覆された材料であることが好ましい。かかる開口端板１５と閉塞端板１６は、それらの周縁付近での周方向の複数位置で平行に配された、細長い円筒状シートの支持材１７と、例えば溶接等により連結され、支持体１８として一体化されている。上記開口端板１５そして閉塞端板１６は、円筒状の支持材１７の端部を位置せしめるための環状段部１５Ｃ，１６Ｂを形成して、安定した位置で溶接等を行えるようにしておくことが好ましい。
【００５２】
上記支持材１７は、全面に孔部１７Ａが多数分布して穿設されている比較的薄いシートメタルを円筒状に丸め、その側端縁同士を溶接等で接合されて円筒体をなしており、この支持材１７がその上下端周縁で上記閉塞端板１６そして開口端板１５の環状段部１６Ｂ，１５Ｃの周面に当接配置された状態で、溶接等により閉塞端板１６そして開口端板１５と一体をなすように接合されて一つの支持体１８をなしている。孔部１７Ａの形状は四角形でも円形でもよい。
【００５３】
上記開口端板１５そして閉塞端板１６の周面に形成された取付溝部１５Ａ，１６Ａにて、後述の濾過材１９を取り付けるクランプバンド２０は、図２のごとく、上記取付溝部１５Ａ，１６Ａにそれぞれ収まる幅の弾性金属帯で、一箇所で開放された略リング状をなしており、周方向の一端に突起２０Ａが、そしてこれに隣接する他端に係止孔２０Ｂが形成されていて、該クランプバンド２０を後述の濾過材の外周に配した後に、突起２０Ａを係止孔２０Ｂにスナップ状に係止させることで、上記濾過材１９を上記開口端板１５そして閉塞端板１６に対して緊締保持する。該クランプバンド２０は、上記開口端板１５と閉塞端板１６の間の中間位置でも、濾過材１９を支持材１７に対して緊締保持させるように用いられることが好ましい。上記取付溝部１５Ａ，１６Ａには、上記濾過材１９に対し緩衝材となるパッキングを配したり、シーラントを塗布しておくことが好ましい。
【００５４】
濾過材１９は、内層フィルタと外層フィルタから成る金属メッシュフィルタで形成され、内層フィルタの目開きが３０〜１２０μｍ、外層フィルタの目開きが３００〜３０００μｍであり、膜厚０．００５〜２０μｍのフッ素樹脂コーティングが施されている。フッ素樹脂コーティングが施されている金属メッシュフィルタから形成される濾過材１９は、二種の金属メッシュフィルタを重ねて外層フィルタそして内層フィルタとし、これを円筒状に丸めると共に、図２のごとく、内層フィルタと外層フィルタとを焼結により一体化して、又は両端周縁部と周方向での接合端縁を溶着して円筒体として形成される。
【００５５】
上記金属メッシュフィルタは、外層フィルタそして内層フィルタのいずれも、例えば、モネル、ハステロイ、インコネル等のニッケル基合金、チタン、チタン合金、耐海水性ステンレス等の耐海水性の高い耐食金属のいずれかを素材としていて、海水による腐食が生じない。濾過材１９の外層フィルタそして内層フィルタは、好ましい形態として、外層フィルタの目開きが３００〜３０００μｍ、内層フィルタの目開きが３０〜１２０μｍの金属メッシュフィルタとなっている。その際、金属メッシュフィルタを形成する金属繊維の太さは、内層フィルタに比し外層フィルタの方が太くなっている。
【００５６】
このように、外層フィルタそして内層フィルタを成す二種の金属メッシュフィルタは図２の円筒状の濾過体５となるのに、内層フィルタと外層フィルタとを焼結により一体化して円筒状の濾過材１９が形成される。または、二種の金属メッシュフィルタが適切な展開寸法に切断された後、上下縁部１９−１が溶接等により一つのシートを形成し、次に円筒状に丸められてから、その周方向端縁１９−２同士を溶接等により接合し、図２に示す円筒状の濾過材１９を形成するようになる。このように形成することにより、外層フィルタと内層フィルタの間での相対的たるみ、位置ずれがなくなり、所定の形状そして状態が維持される。また、濾過材１９の支持体１８への外挿を容易に行うことができる。
【００５７】
上記のような構成の金属メッシュフィルタは、膜厚０．００５〜２０μｍのフッ素樹脂コーティングが施されている。
【００５８】
＜フッ素樹脂コーティング＞
金属メッシュフィルタに施されるフッ素樹脂コーティングに用いるフッ素樹脂塗料は、次のフッ素樹脂のうちいずれかを主成分とし、被塗物に塗布後、加熱して乾燥、硬化させるものとすることができる。
【００５９】
・４フッ化エチレン樹脂（ＰＴＦＥ）
・４フッ化エチレン・６フッ化プロピレン共重合体（ＦＥＰ）
・４フッ化エチレン・パーフルオロアルコキシエチレン共重合体（ＰＦＡ）
・４フッ化エチレン・エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）
＜コーティング方法＞
かかるフッ素樹脂コーティングは、内層フィルタと外層フィルタとを焼結による一体化又は溶接等による接合で得られた円筒状の濾過材に対して、ディッピング（浸漬）、吹き付けスプレー、静電塗装等によりフッ素樹脂塗料を塗布し、加熱炉で加熱し乾燥、硬化させることにより施すことができる。フッ素樹脂コーティング膜厚は０．００５〜２０μｍとするのがよい。膜厚が０．００５μｍより小さいと金属メッシュフィルタへの付着が不十分なことがあり、コーティング被膜が剥がれることがあり、また、被膜にピンホールなど欠陥が生じる懸念がある。膜厚を２０μｍより大きくすると金属メッシュフィルタの目開きが狭くなり支障が生じる。必要に応じてコーティングの前処理として金属メッシュフィルタの脱脂や下地処理を行うことも良い。
【００６０】
このように形成された濾過材１９は、図２のごとく、開口端板１５と閉塞端板１６の取付溝部１５Ａ，１６Ａに予めシーラント等の緩衝材が配された支持体１８のへ該支持体１８の一端側から外挿された後、外側から、上記取付溝部１５Ａ，１６Ａの位置で、クランプバンド２０により、上記開口端板１５と閉塞端板１６の周部で緊締保持される。また、開口端板１５と閉塞端板１６との間の中間位置でも、上記クランプバンド２０により濾過材１９が支持材１７に対し緊締保持されることが望ましい。このようにして構成された濾過体５は、その開口端板１５の開孔１５Ｂが、基板４の通孔４Ａ，４Ｂ，４Ｃと一致する位置で、上記基板４の上面に着脱容易状態に取り付けられる。
【００６１】
本実施形態では、濾過体５の濾過材１９が金属メッシュフィルタとして形成されていたが、本発明における濾過体はこれに限らず、閉塞部をなす閉塞端板と、開口部をなす開口端板と、閉塞端板と開口端板の外周部同士を周方向の複数位置で接続する支持材とを有するように支持体を形成し、濾過材が支持体の複数の支柱材に対して金属製のワイヤをコイル状に巻回してワイヤの隣接する巻線同士間の隙間で原水の透過を許容するワイヤワインドフィルタとして形成されていてもよい。ワイヤワインドフィルタとしては、ノッチ（突起）を設けたワイヤを巻きつけてノッチによりワイヤ同士の間隔を保持してろ過通路寸法（目開き）を所望の寸法にするノッチワイヤフィルタや、断面が三角形のワイヤをワイヤ同士の間隔を調整し巻きつけてろ過通路寸法（目開き）を所望の寸法にするウェッジワイヤフィルタを用いてよい。ワイヤワインドフィルタは、ワイヤがいずれの場合にも、ワイヤワインドフィルタは、目開きが３０〜１２０μｍであり、フッ素樹脂コーティングが施され、フッ素樹脂コーティング膜厚が０．００５〜２０μｍであることを特徴とする。
【００６２】
このように構成された本実施形態の濾過装置は、次の要領で濾過・逆洗そして保守がなされる。
【００６３】
＜濾過及び逆洗時＞
先ず、第一、第二、第四開閉弁８Ａ，９Ａ，１１Ａを開放そして第三開閉弁１０Ａを閉じて、原水、例えば、濾過前の海水を海水導入管８から容器内へ導入する。この原水は、図１にて実線矢印で示されるように、容器の下室２Ｂに入った後、ここから基板４の通孔４Ａ，４Ｂ，４Ｃを経て対応する濾過体５内に流入する。さらに、原水は、濾過体５の周部をなす濾過材１９を透過して上室２Ａへ至る。その際、原水は濾過材１９で濾過され、
上室２Ａに濾過水として入る。この濾過水は濾過水排出管１１から容器外へ流出する。
【００６４】
上記原水の濾過時に、逆洗のための駆動機構７の駆動軸体１３Ａが減速機１３付きモータ１４からの駆動力を受けて回転しており、逆洗管６は、接続口６Ａ，６Ｂ，６Ｃが基板４の下面と摺接しながら、上記中心軸線１まわりに回転している。したがって接続口６Ａ，６Ｂ，６Ｃは回転移動しながら、基板４の通孔４Ａ，４Ｂ，４Ｃと次々と間欠的に連通するようになる。この逆洗管６の接続口６Ａ，６Ｂ，６Ｃと連通している基板４の通孔４Ａ，４Ｂ，４Ｃには下室２Ｂからの原水が流入できず、逆に、上室２Ａ内の濾過水の一部が、逆洗水として逆洗管６に対応して位置する濾過体５の周部たる濾過材１９を透過し該濾過体５内へ流入する。その際、濾過体５内へ流入する逆洗水は、濾過時に上記濾過材１９の内面に付着した濾過残渣を該周部から剥離、すなわち逆洗してこの濾過残渣と共に逆洗管６へ流入する。この付着物を伴う逆洗水は連絡管１２内を流れ、受箱１２Ａを経て逆洗水排出管９から容器外へ排出される。かくして、容器内では、原水が濾過されつつ、濾過水の一部を用いて、常時、濾過体５が順次逆洗されている。
【００６５】
＜保守時＞
濾過装置の保守点検の際には、蓋体３を外して濾過体５を露呈せしめた状態で特定のあるいは全部の濾過体５を基板４から外して外部へ取り出すことで状況確認あるいは濾過材１９の交換等が行われる。また、一括してすべての濾過体５を容器外に取り出したいときには、基板４と共に組立体として取り出すこともできる。
【００６６】
濾過体５における濾過材１９の交換は、濾過体５のクランプバンド２０を外すことで容易に行える。また、容器本体２内の洗浄は、第一、第二そして第四開閉弁８Ａ，９Ａ，１１Ａを閉じ第三開閉弁１０Ａを開放状態で行われ、洗浄後の液はドレイン管１０から排出される。
【００６７】
本実施形態では、濾過装置は、その容器内の第一室が上室、第二室が下室となる形態として説明したが、この第一室そして第二室は、上下が逆の位置関係になったり、装置の横置据付けにより、左右の位置関係になることもある。
【００６８】
さらに、本発明では、濾過体の両端を開口端板として、通孔がこれらの両方の開口端板で濾過体内部と連通するように二つの基板を配して、一つの第一室に対して第二室を二つ形成し、それぞれの第二室に逆洗機構を設けるようにしてもよい。濾過体の両方から逆洗水を排出させ逆洗するため、効率よくかつ確実に付着物を逆洗し除去することができる。
【００６９】
上記の本実施形態では、濾過体の濾過材は、内層フィルタと外層フィルタから成りフッ素樹脂コーティングが施された金属メッシュフィルタで形成されているが、濾過材は、フッ素樹脂コーティングされ目開きが３０〜１２０μｍである単層の金属メッシュフィルタで形成されてもよい。
【００７０】
＜濾過体の実施例＞
濾過体の濾過材の金属メッシュフィルタに施すフッ素樹脂コーティングの効果を確認するために、キャンドル型（円筒型）濾過体に海水を通水し濾過して、逆洗後に濾過体の上流側と下流側の差圧（圧力損失）を計測して調べた。実施例としてのステンレス製メッシュクロスフィルタ（２５０メッシュ、目開き６０μｍ）にフッ素樹脂（ＰＴＦＥ）コーティングを施した濾過体と、比較例１としてのステンレス製メッシュクロスフィルタ（２００メッシュ、目開き７５μｍ）を用いた濾過体と、比較例２としてのステンレス製メッシュクロスフィルタ（１８０メッシュ、目開き９０μｍ）を用いた濾過体に、海水を通水し圧力損失の経時変化を計測し、表１に結果を示す。
【００７１】
【表１】
2014166611.tif 000003
【００７２】
実施例１では、目開きが比較例に比べて小さいにもかかわらず、大量の海水を通水した後でも濾過体の圧力損失は極めて小さく、開孔の目詰まりが生じていないこと、すなわちバイオフィルムの付着が防止されていることを確認した。一方、比較例１及び比較例２では、濾過体の圧力損失が大きく、逆洗しても開孔の目詰まりが生じていることが分かった。このように、金属メッシュフィルタにフッ素樹脂コーティングを施すことにより、バイオフィルムの付着を防止し開孔の目詰まりを防止できる。
【００７３】
＜濾過装置（第二実施形態）＞
次に、本発明の第二実施形態としての濾過装置を、図３にもとづき説明する。
【００７４】
本実施形態では、濾過装置はハウジング３１内に濾過体３３が内蔵されている。
【００７５】
ハウジング３１はその軸線３２で一端側と他端側に開口部３１Ａ，３１Ｂがそれぞれ形成されている。該開口部３１Ａ，３１Ｂは、濾過装置が配される流路を形成する管路（図示せず）に適宜接続可能となっている。図示の例では、上記ハウジング３１は中空の有底筒体を製作後にこの筒体の開口に蓋部材を取り付けることで、底部に上記一端側の開口部３１Ａそして蓋部材に他端側の開口部３１Ｂを形成している。
【００７６】
上記ハウジング３１は一端側の内面が円錐状面３１Ｃをなし、その最大径で他端側に向け円筒面をなすように延びた内部空間を形成している。
【００７７】
上記ハウジング内に配された濾過体３３は、上記軸線３２上に位置して該軸線３２方向に延びる中空軸体３４の一端部に取り付けられた円錐状の端板部材３５を有し、該端板部材３５の円錐面と上記ハウジング３１の円錐状面３１Ｃとの間に、一端側の開口部３１Ａから傘状に拡がる拡散流路３１Ｄを形成している。上記中空軸体３４は、一端側と他端側でハウジング３１により支持されている。該中空軸体３４の一端開口は上記端板部材３５で塞がれていて、他端開口は開口してハウジングの他端側開口部３１Ｂに連通している。
【００７８】
上記中空軸体３４は、該中空軸体３４の全長にわたり、上記軸線３２方向で定間隔にスペーサ３６を介して、リーフディスクフィルタと称される濾過部材３７が間隔をもって複数取り付けられている。上記中空軸体３４は、スペーサ３６が位置する部分同士間に半径方向に貫通する通孔３４Ａが水平方向そして周方向の複数位置に形成されている（図３をも参照）。
【００７９】
なお、図３において、軸線方向中間域で、上記濾過部材３７、スペーサ３６、そして通孔３４Ａの図示が省略されている。
【００８０】
濾過部材３７は、図４に見られるように、上記中空軸体３４の外周面に嵌合するドーナツ盤状のディスクをなす全体形状を有していて、フレーム状の支持体３８に濾過材３９を取り付けている。
【００８１】
支持体３８は、断面Ｕ字状の内径側リングをなすハブ部４０と、断面半円状の外径側リングをなす外周部４１と、ハブ部４０の外周縁と外周部４１の内周縁とを周方向の複数位置で接続する放射腕４２とを有していて、周方向で隣接する放射腕４２同士間に窓部４２Ａを形成している。かかる放射腕４２は、一つの濾過部材３７においては、ハブ部４０の外周縁と外周部４１の内周縁がそれぞれ軸線方向二箇所に位置するので、上記放射腕４２、すなわち窓部４２Ａも軸線方向二箇所に形成される。
【００８２】
上記支持体３８のハブ部４０には、中空軸体３４の外周面に嵌合する部分に該中空軸体３４の通孔３４Ａに連通する小孔４０Ａが周方向の複数位置に形成されている。
【００８３】
かかる支持体３８には、放射腕４２に支持されるようにして濾過材３９が取り付けられている。該濾過材３９自体は、既述の第一実施形態における濾過材と同じ濾過材が適用可能である。即ち、リーフディスクフィルタ濾過部材３７の濾過材３９は、フッ素樹脂コーティングした金属メッシュフィルタで形成され、目開きが３０〜１２０μｍであり、フッ素樹脂コーティング膜厚が０．００５〜２０μｍである。このような構成の濾過材３９は、金属メッシュフィルタにフッ素樹脂コーティングが施されており、フッ素樹脂コーティング被膜は撥水性を有し、濡れ性が極めて低いので、金属メッシュフィルタにプランクトン分泌物によるバイオフィルムが付着しない、又はバイオフィルムの付着力が弱く逆洗により容易に剥離される。その結果、バイオフィルムによる濾過材の開孔の目詰まりを防止できる。
【００８４】
かくして、濾過部材３７に対しては、原水は軸線方向二箇所で窓部４２Ａを覆って半径方向にひろがる濾過材３９を通して濾過部材３７内に至った後、上記ハブ部４０の小孔４０Ａと中空軸体３４の通孔３４Ａを経て該中空軸体３４内に流入可能である。
【００８５】
したがって、このような濾過部材３７を有する濾過体３３をハウジング３１に内蔵する図３の濾過装置においては、原水はハウジング３１の一端側の開口部３１Ａから流入した後、拡散流路３１Ｄを経て、上記濾過部材３７の外周域に達し軸線方向他端側に向いながら、各濾過部材３７間で半径内方に向って流入して各濾過部材３７の濾過材３９で濾過された状態で濾過部材３７内に至り、しかる後、上記中空軸体３４内を流れてハウジング３１の他端側の開口部３１Ｂから流出する。
【００８６】
＜他の濾過装置＞
他の濾過装置として、支持体に濾過材が平面をなすように取り付けられて形成された平板フィルタを濾過体とし、ハウジング内を平板フィルタにより原水側と濾過水側とに区分する濾過装置であって、濾過材が目開き３０〜１２０μｍであり、膜厚０．００５〜２０μｍでフッ素樹脂コーティングしたフィルタで構成されるものとしてもよい。撥水性を有し濡れ性が極めて低いフッ素樹脂コーティング被膜により、フィルタにプランクトン分泌物によるバイオフィルムが付着せず、若干なりと付着してもバイオフィルムの付着力が弱く逆洗により容易に剥離される。その結果、バイオフィルムによる濾過材の開孔の目詰まりを確実に防止できる。
【００８７】
また、さらに、他の濾過装置として、特開平４−２４７２０４号公報に記載の濾過装置において、フィルタエレメントを目開き３０〜１２０μｍであり、膜厚０．００５〜２０μｍでフッ素樹脂コーティングしたフィルタで構成されるものとしてもよい。すなわち、濾過すべき汚染液によって逆洗可能であり、濾過器ケーシング内に配置されたフィルタエレメントを備えた逆洗式濾過器であって、フィルタエレメントが互いにほぼ平行に配置されていて濾過操作時及び逆洗操作時に長手方向に汚染液の通流する複数の濾過隔室を形成しており、濾過隔室が端部で濾過器入口と連通し、かつ逆洗のために個別的に濾過器ケーシングのスラッジ排出路に接続する濾過器において、濾過隔室が互いに円形に配列されて濾過器ケーシング内に位置し、かつ、汚染液を循環させて濾過隔室を個別的に洗浄するために、濾過隔室を一方では濾過器入口に、また、他方ではスラッジ排出路に接続させて汚染液を軸方向に通流させる、回転駆動装置によって駆動されるスウィーパ部材が設けられており、フィルタエレメントが半径方向間隔をおいて取り囲む複数の円筒形の濾過体からなり、濾過体間に複数の仕切りエレメントが配置されており、仕切りエレメントが濾過体間の環状室を多数の濾過隔室に分割している、上述の特開平４−２４７２０４号公報に記載の逆洗式濾過器において、濾過体の濾過材を目開き３０〜１２０μｍであり、膜厚０．００５〜２０μｍでフッ素樹脂コーティングした濾過材で構成されるものとしてもよい。撥水性を有し濡れ性が極めて低いフッ素樹脂コーティング被膜により、フィルタにプランクトン分泌物によるバイオフィルムが付着せず、若干なりと付着してもバイオフィルムの付着力が弱く逆洗により容易に剥離される。その結果、バイオフィルムによる濾過材の開孔の目詰まりを確実に防止できる。
【００８８】
＜海水処理装置（第三実施形態）＞
本発明に係る濾過装置により海水を処理する海水処理装置の実施形態について説明する。本実施形態では、海水処理装置である濾過装置は、バラスト水として取水された海水中の生物を捕捉し除去する生物捕捉除去装置として用いられ、濾過装置から抜き出された濾過水中に残存する細菌等を殺菌する殺菌装置と組み合わされバラスト水処理装置を構成する。以下、添付図面の図５にもとづいて、本発明に係る海水処理装置を用いるバラスト水処理装置について、一例を具体的に説明する。
【００８９】
図５はバラスト水処理装置を示す構成図である。バラスト水処理装置は、図５に示すように、海水を船内に取り込むための海水取水ライン５１、該海水取水ライン５１によって取水された海水中の粗大物を除去する粗濾過装置５２、海水を取り込み後述の濾過装置５４に送水するためのポンプ５３、粗濾過装置５２によって粗大物が除去された海水中に存在するプランクトン類を除去する濾過装置５４、濾過装置５４で濾過された海水中に残存する細菌類やプランクトンを殺滅する殺菌装置５５、殺菌装置５５から排出された処理水を後述のバラストタンク５７に送水する処理水送水ライン５６、該処理水送水ライン５６から送水される処理水または未処理の海水を貯留するバラストタンク５７、該バラストタンク５７内の処理済みのバラスト水を海に排水するバラスト水排水ライン５８、を備えている。殺菌装置は、殺菌剤を供給する装置でも、紫外線、超音波、温熱などを用いて殺菌するものであってもよい。
【００９０】
以下、各装置をさらに詳細に説明する。
【００９１】
（１）粗濾過装置
粗濾過装置５２は、船舶の船側部に設けられたシーチェスト（海水吸入口）から取水され、ポンプ５３によって海水取水ライン５１を通して取水される海水中に含まれる大小様々な夾雑物、水生生物のうち１０ｍｍ程度以上の粗大物を除去するためのものである。
粗濾過装置としては１０ｍｍ程度の孔を設けた筒型ストレーナ（こし器）、水流中の粗大物を比重差により分離するハイドロサイクロン、回転スクリーンにより粗大物を捕捉し掻揚げ回収する装置等を用いることができる。
【００９２】
（２）濾過装置
濾過装置としては、第一実施形態又は第二実施形態の濾過装置を海水処理用として用いる。濾過装置５４は粗濾過装置５２によって粗大物が除去された海水中に存在するプランクトン類を除去するものである。第一実施形態の濾過装置を用いる場合、濾過装置５４に用いられる濾過材は、内層金属メッシュフィルタと外層金属メッシュフィルタから成る金属メッシュフィルタで形成され、内層フィルタの目開きが３０〜１２０μｍのものが好ましく、フッ素樹脂コーティングが施されているものが好ましい。
【００９３】
内層フィルタの目開きを３０〜１２０μｍにした理由は、動物性プランクトン、植物性プランクトンの捕捉率を一定のレベルに保ちつつ逆洗頻度を少なくして寄港地でのバラスト水処理時間を短縮するためである。換言すれば、目開きが１２０μｍより大きいと動物プランクトン、植物プランクトンの捕捉率が著しく低くなるし、目開きが３０μｍより小さいと逆洗頻度が多くなり寄港地でのバラスト水処理時間が長くなるので好ましくない。このように目開きが３０〜１２０μｍ程度のものを用いるのが、捕捉率と逆洗頻度とを最適に設定できるので、好ましい。
【００９４】
濾過材の内層フィルタの目開きが３０〜１２０μｍ程度の濾過装置により、比較的大型の動物性プランクトンと植物性プランクトンをほとんど捕捉して除去するので、殺菌装置よって死滅させる対象は捕捉されなかったプランクトンと細菌となる。そのため、殺菌装置が殺菌剤を供給する装置である場合には、濾過装置を用いずに単に殺菌剤を注入して海水中の全てのプランクトンと細菌を死滅させる方式に比べて、殺菌剤の使用量を大幅に減少させることが可能になる。その結果、殺菌剤費用を低減でき、さらに殺菌剤貯留槽を小さくできるので、船舶への搭載が容易になる。また、残留殺菌剤の環境への影響を減らし、また殺菌剤を無害化するために供給する分解剤の供給を不要にあるいは減らすことができる。また、紫外線、超音波、温熱などを用いて殺菌する殺菌装置の場合には、殺菌装置の負荷を軽減でき、装置を小型化、殺菌処理時間の短縮、殺菌処理費用の低減ができる。
【００９５】
（３）殺菌装置
殺菌装置５５は濾過装置５４によって濾過された海水中に残存する細菌類やプランクトンを殺滅する装置である。殺菌装置としては殺菌剤を供給する装置があり、供給する殺菌剤としては、次亜塩素酸ナトリウム、塩素、二酸化塩素、ジクロロイソシアヌル酸ナトリウム、過酸化水素、オゾン、過酢酸、またはこれらの２種以上の混合物が使用できるが、これ以外の殺菌剤を使用することも可能である。また、殺菌装置としては、紫外線、超音波、温熱などを用いて殺菌するものであってもよい。
【００９６】
次に、以上のように構成された本実施例のバラスト水処理装置の動作を説明する。ポンプ５３を稼動することによって、海水取水ライン５１から海水が船内に取水される。その際、まず粗濾過装置５２によって海水中に存在する大小様々な夾雑物、水生生物のうち１０ｍｍ程度以上の粗大物が除去される。粗大物が除去された海水は濾過装置５４に供給され、濾過装置５４の目開きに応じた大きさの動物性プランクトン、植物性プランクトン等が除去される。濾過装置の濾過体の濾過材として、内層金属メッシュフィルタと外層金属メッシュフィルタから成り、フッ素樹脂コーティングが施されている金属メッシュフィルタを用いることにより、濾過材の開孔の目詰まりを防止でき、効率よくプランクトン等を捕捉除去できる。
【００９７】
粗濾過装置５２及び濾過装置５４で捕捉されたプランクトン等は、粗濾過装置５２及び濾過装置５４の濾過材を逆洗することにより洗い流されて海に戻される。海に戻しても同一の海域なので生態系に悪影響はない。つまり、この例ではバラスト水を積み込む際に処理をしているので、粗濾過装置５２及び濾過装置５４の逆洗水をそのまま放流できるのである。濾過装置５４で濾過された海水には殺菌装置５５から殺菌剤が供給されるなど殺菌処理が施される。殺滅処理後の海水は処理水送水ライン５６を通じてバラストタンク５７にバラスト水として貯留される。バラスト水を排出する際には、バラストタンク５７からバラスト水排水ライン５８により海中に排出される。
【００９８】
なお、上記の例は海水をバラストタンク５７に積み込む際に処理を行う場合であるが、海水をバラストタンク５７に積み込む際には殺滅処理をしないで、バラストタンク５７から排出する際に殺滅処理する場合もある。この場合は、未処理の海水を未処理海水送水ライン（図示せず）を通じてバラストタンク５７に貯留し、バラストタンク５７から排出する際にバラストタンク５７内の未処理のバラスト水を未処理バラスト水供給ライン（図示せず）を通じて、濾過装置５４側に供給して、以降は上記と同様の殺滅処理を行い、処理済みのバラスト水を処理水排水ライン（図示せず）を通じて、海に排水する。
【００９９】
以上のように、本実施例においては、濾過装置５４で３０〜１２０μｍ以上の動物性プランクトン、植物性プランクトンを除去し、殺菌装置により細菌類やプランクトンを死滅させるようにしたので、どのような水質であっても確実かつ安価にＩＭＯが定めるバラスト水基準を満たすバラスト水の処理が実現できる。また、装置の構成が単純であることから、既存船舶への適用が容易である。
【符号の説明】
【０１００】
１  中心軸線
２Ａ  上室
２Ｂ  下室
４  基板
４Ａ，４Ｂ，４Ｃ  通孔
５  濾過体
８  海水導入管
９  逆洗水排出管
１１  濾過水排出管
１５  開口端板
１６  閉塞端板
１７  支持材
１７Ａ  孔部
１９  濾過材
３３  濾過体
３４  中空軸体
３４Ａ  通孔
３７  リーフディスクフィルタ（濾過部材）
３８  支持体
３９  濾過材
４０  ハブ部
【図１】
2014166611.tif 000004
【図２】
2014166611.tif 000005
【図３】
2014166611.tif 000006
【図４】
2014166611.tif 000007
【図５】
2014166611.tif 000008