(57)【要約】【課題】円筒状中空（バネ状）フィルタ濾過装置にて助剤プリコート前のフィルタ面を十分清浄化するとともに、均一なプリコートができるようにして濾過装置機能を維持向上させる。【解決手段】円筒状中空（バネ状）フィルタエレメント表面およびその周縁を洗浄する高圧噴流と、濾過助剤をプリコートする際に濾過助剤が不均一にプリコートされることを抑制するため円筒状中空（バネ状）フィルタエレメント周縁の液体を攪拌する低圧噴流とを、圧力切替して放出するノズルを具備した洗浄攪拌手段を円筒状中空（バネ状）フィルタエレメントに隣接して配設する。【選択図】図１
2006102677.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の円筒状中空フィルタエレメントを内蔵した濾過槽で円筒状中空フィルタエレメントに原水から排除すべき物体を捕獲して原水を浄化する装置であって、円筒状中空フィルタエレメントに隣接して該円筒状中空フィルタエレメント表面およびその周縁を洗浄する噴流ノズルを具備する洗浄手段が配設されている円筒状中空フィルタによる濾過装置
【請求項２】
円筒状中空フィルタエレメントに隣接して複数の洗浄手段が配設されていて、一つの洗浄手段が、隣接する他の洗浄手段の表面およびその周縁を洗浄する噴流ノズルも兼備するものである請求項１の円筒状中空フィルタによる濾過装置
【請求項３】
複数の円筒状中空フィルタエレメントを内蔵した濾過槽で円筒状中空フィルタエレメントにプリコートした濾過助剤に原水から排除すべき物体を捕獲して原水を浄化する装置であって、濾過助剤をプリコートする際に濾過助剤が不均一にプリコートされることを抑制するため円筒状中空フィルタエレメントに隣接して該円筒状中空フィルタエレメント周縁の液体を攪拌する噴流ノズルを具備する攪拌手段が配設されている円筒状中空フィルタによる濾過装置
【請求項４】
複数の円筒状中空フィルタエレメントを内蔵した濾過槽で円筒状中空フィルタエレメントにプリコートした濾過助剤に原水から排除すべき物体を捕獲して原水を浄化する装置であって、円筒状中空フィルタエレメント表面およびその周縁を洗浄する高圧噴流と、濾過助剤をプリコートする際に濾過助剤が不均一にプリコートされることを抑制するため円筒状中空フィルタエレメント周縁の液体を攪拌する低圧噴流とを、圧力切替して放出するノズルを具備した洗浄攪拌手段が円筒状中空フィルタエレメントに隣接して配設されている円筒状中空フィルタによる濾過装置
【請求項５】
円筒状中空フィルタエレメントに隣接して複数の洗浄攪拌手段が配設されていて、一つの洗浄攪拌手段が隣接する他の洗浄攪拌手段の表面およびその周縁を洗浄するノズルも兼備するものである請求項４の円筒状中空フィルタによる濾過装置
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は円筒状中空フィルタによる濾過装置で、特にバネ状フィルタとその表面にあらかじめ被覆（プリコート）される濾過助剤による濾過装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
円筒状中空フィルタエレメントそのもの、および濾過装置に円筒状中空フィルタを利用することは公知である（特許文献１、２、６、７参照）。本案にて円筒状中空フィルタの好適なる選択例は、金属の「バネ状フィルタ」である。以下簡単のためバネ状フィルタの例を主体として説明するが、本案はこれに限定されず、特許文献６、７のような焼結フィルタでもよい。さて、「バネ状フィルタ」は「コイル状フィルタ」、「スプリングフィルタ」とも呼ばれ、これらは同一である。バネ状フィルタは構造上細長い空隙をもつので、細長い物体はすり抜けてしまう。そのため、とりわけ不定形である生物を濾過する場合には珪藻土などの濾過助剤を濾過前にフィルタ表面にあらかじめ被覆（プリコート）している。濾過助剤が細長い空隙にブリッジングし、そのブリッジング部位が濾過作用する。すなわち、バネ状フィルタ自体は濾過助剤がブリッジングして濾過助剤が固定され濾過作用を行う場所を形成させるためにある。
【０００３】
濾過排除すべき物体の形状が扁平でなく、必ずバネ状フィルタの細長い空隙に捕獲されるという保証があれば濾過助剤は不要である。しかし、このようなケースはごく稀である。バネ状フィルタ濾過装置は前記の濾過助剤と組み合わせて用いる必要がある。一方、特許文献６、７のような焼結フィルタでは助剤は必ずしも必要とせず、焼結体内に形成した微細迷路構造で濾過排除すべき物体を捕獲する。焼結フィルタでは、助剤不要というメリットの一方、フィルタ自体が高価である、微細迷路構造に捕獲された濾過排除すべき物体を逆洗でも排除できず特殊な抽出洗浄を必要とする場合がある、というディメリットがある。焼結フィルタとバネ状フィルタとは、たとえば精密濾過（１００ミクロンレベル）と一般濾過（１０１ミクロン超）といった用途で使い分けられている。本案は焼結フィルタとバネ状フィルタのいずれにも適用可能だが、簡単のためバネ状フィルタを用いた説明を継続する。
【０００４】
バネ状フィルタ濾過装置は濾布フィルタより保守性がよいので濁水処理の用途への利用が提案されている（特許文献３、４参照）。図２がバネ状フィルタエレメント１に濾過助剤をプリコートし汚染水を清浄濾過する原理図を示す。図６がバネ状フィルタエレメントの状態遷移の図で、図６（ａ）濾過スタンバイ、（ｂ）助剤のプリコート、（ｃ）濾過、（ｄ）逆洗、（ｅ）フィルタ洗浄が繰り返される。バネ状フィルタ濾過装置の構造と機能の詳細は特許文献２−４に記載されているので略す。
【０００５】
バネ状フィルタ濾過装置にて濾過助剤のプリコート操作はきわめて重要である。濾過助剤のプリコートの良し悪しが、バネ状フィルタによる濾過の良否を決定づける。図３がプリコート後の濾過状況の模式図である。図３の状態１はプリコート直後、状態２と３は排除すべき物体が助剤に捕獲されている正常な濾過状態、状態４は排除すべき物体が過多あるいは助剤付着が不均一のため排除すべき物体のリークが発生している状態である。図４がバネ状フィルタエレメントを長手にみたときの助剤付着不均一の説明図である。
【０００６】
従来の図６（ｄ）逆洗、図６（ｅ）フィルタ洗浄では、特にフィルタの外側に付着した介在物（排除すべき物体）、フィルタの基部に付着した介在物、濾過容器の内壁に付着した介在物、などは排除が困難であった。
【０００７】
また、図７（ａ）が、従来のバネ状フィルタ濾過装置における助剤プリコート状況である。この例では、流動アジテートが容器の一部（この図の構成では下部）に偏っているので、上下方向の助剤拡散不均一が生じている。この場合、上部では助剤の付着過少、下部で過多となる。こういった助剤付着不均一を極力避けないと、おもわぬ濾過ミス（図３の状態４のようなリーク）が生じたり、閉塞して濾過不可能になったりする。
【０００８】
助剤プリコート前にエレメント表面を十分洗浄し、均一なプリコートがなされるようにしなければ、バネ状フィルタ濾過装置の機能が発揮できない。表面洗浄のために化学薬品（塩酸含有液）をもちいることも提案されている（特許文献５参照）が、十分な対策ではない。
【０００９】
【特許文献１】特許第3124901号「液体濾過フィルタエレメント」加藤耕一、株式会社モノベエンジニアリング
【特許文献２】特許第3394490号「濾過装置」株式会社モノベエンジニアリング、イワブチ株式会社
【特許文献３】特許第3069955号「濾過装置および濾過方法」東芝プラント建設株式会社
【特許文献４】特開2003-71500号「排水処理装置および処理方法」東芝プラント建設株式会社
【特許文献５】特開2002-95906号「コイル状フィルタエレメントの洗浄方法および洗浄装置」東芝プラント建設株式会社
【特許文献６】特許第2791737号「焼結フィルタ及びその製造方法」東京特殊電線株式会社
【特許文献７】特許第2763751号「フィルタエレメント及びその製造方法」シーケーディ株式会社
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の課題は、円筒状中空（バネ状）フィルタ濾過装置にて助剤プリコート前のフィルタ面を十分清浄化するとともに、均一なプリコートができるようにして濾過装置機能を維持向上させることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本案装置は、助剤プリコート前のフィルタ面を十分清浄化するという観点から、バネ状フィルタエレメントに隣接して該バネ状フィルタエレメント表面およびその周縁を洗浄する噴流ノズルを具備する洗浄手段が配設されている装置である。助剤の利用有り無しにかかわらず、より一般的には、（請求項１）複数の円筒状中空フィルタエレメントを内蔵した濾過槽で円筒状中空フィルタエレメントに原水から排除すべき物体を捕獲して原水を浄化する装置であって、円筒状中空フィルタエレメントに隣接して該円筒状中空フィルタエレメント表面およびその周縁を洗浄する噴流ノズルを具備する洗浄手段が配設されている円筒状中空フィルタによる濾過装置である。
【００１２】
また、洗浄手段自体が汚染されていては無意味であるので、洗浄手段同士が洗浄するように構成されているのが望ましい。すなわち、（請求項２）円筒状中空（バネ状）フィルタエレメントに隣接して複数の洗浄手段が配設されていて、一つの洗浄手段が、隣接する他の洗浄手段の表面およびその周縁を洗浄する噴流ノズルをも兼備するものである。
【００１３】
また本案装置は、均一なプリコートができるようにするという観点から、（請求項３）濾過助剤をプリコートする際に濾過助剤が不均一にプリコートされることを抑制するため円筒状中空（バネ状）フィルタエレメントに隣接して、該円筒状中空（バネ状）フィルタエレメント周縁の液体を攪拌する噴流ノズルを具備する攪拌手段が配設されている装置である。
【００１４】
洗浄と攪拌は同一ノズルで可能である。噴流圧力を洗浄では高く、攪拌では低くすればよい。すなわち、（請求項４）円筒状中空（バネ状）フィルタエレメント表面およびその周縁を洗浄する高圧噴流と、濾過助剤をプリコートする際に濾過助剤が不均一にプリコートされることを抑制するためフィルタエレメント周縁の液体を攪拌する低圧噴流とを、圧力切替して放出するノズルを具備した洗浄攪拌手段が円筒状中空（バネ状）フィルタエレメントに隣接して配設されている装置である。洗浄攪拌手段もまた、洗浄攪拌手段自体が汚染されていては無意味であるので、洗浄攪拌手段同士が洗浄するように構成されているのが望ましい。すなわち、（請求項５）円筒状中空（バネ状）フィルタエレメントに隣接して複数の洗浄攪拌手段が配設されていて、一つの洗浄攪拌手段が、隣接する他の洗浄攪拌手段の表面およびその周縁を洗浄する噴流ノズルも兼備するものである。
【発明の効果】
【００１５】
洗浄手段の具備で助剤プリコート前のフィルタ面を十分清浄化でき、攪拌手段の具備で均一なプリコートができるようになる。すなわち従来の図６（ｄ）逆洗、図６（ｅ）フィルタ洗浄では排除が困難だったフィルタ外側に付着した介在物、フィルタ基部に付着した介在物、濾過容器の内壁に付着した介在物、などは本案の洗浄ノズルの高圧噴流で排除される。および本案攪拌手段の噴流ノズルは、濾過助剤のプリコートの際に円筒状中空（バネ状）フィルタエレメント表面全域の濾過助剤付着の不均一を抑制する流れを形成するように濾過助剤と清浄水の混合液の流れをアジテートする噴流を放出する。
【００１６】
本案攪拌手段の流れアジテートの模式図が図７である。図７（ａ）は従来の助剤プリコート状況で、上下方向の助剤拡散不均一が生じている例、図７（ｂ）が本案装置の攪拌手段で助剤不均一を解消したが、フィルタエレメント数が減少しフィルタ効率が下がる例、図７（ｃ）が適切な攪拌手段の配設でフィルタ効率を極度に悪化させることなく助剤不均一を解消した例である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図１が、フィルタ洗浄手段またはフィルタ周縁の攪拌手段１０が円筒状中空（バネ状）フィルタエレメント１に隣接して配設されている本案装置の構成例図である。この例は、単なる濾過装置でなく、液体中の生物を殺滅する機能を付加し、たとえば船舶バラスト水などの生物を殺滅し、国際環境基準に適合するレベルとなす殺滅装置である。
【００１８】
この例図で、４は熱水・スチーム流入孔、５は殺滅死骸を清浄水で混合希釈した液の排出孔、６はフィルタ１内部に至る開口を有して７に固定されたフィルタ１下端部、７は容器下部と容器中央部の仕切り板であって、フィルタ１下端部を固定し上下動する板である。原水は２から濾過容器中央部に流入し、１で濾過され上部の３から清浄水として流出する。一方、下部には濾過中はダミー水Ｂｗ（図示略）が満たされている。殺滅工程でＢｗは排出、４より熱水・スチームが注入され１の内部に流入される。このとき、殺滅の熱効率をあげるため、２または５から容器中央部の液体は排出するほうが望ましい。中央部に液体があると熱が奪われる上に、生物が中央部全域に分散するので殺滅の熱効率が悪化するからである。生物の殺滅に要する温度は実際には対象原水の生態系が違うので実験的に決定する必要があるが、おおむね４０℃以上、２−３時間は少なくとも必要といわれている。
【００１９】
このように、生物の殺滅浄化装置に本案を適用できる。すなわち、複数の円筒状中空（バネ状）フィルタエレメントを内蔵した濾過槽で原水中の生物を殺滅して原水を浄化する装置であって、円筒状中空（バネ状）フィルタエレメントの内部の温度を４０℃以上に加熱する手段、円筒状中空（バネ状）フィルタエレメントを内蔵した濾過槽の内部底面を４０℃以上に加熱する手段を有し、円筒状中空（バネ状）フィルタエレメントの外表面に向かう洗浄流の噴射ノズルを有する円筒体が円筒状中空（バネ状）フィルタエレメントに並列し濾過槽内部に配設された生物の殺滅浄化装置である。
【００２０】
また、本案の洗浄手段、攪拌手段の材料を金属など導電材にできるので、これを濾過槽内の対抗電極または基準電極として電気的に生物を殺滅する装置とすることも可能である。すなわち、電極が、円筒状中空（バネ状）フィルタエレメントに隣接して該円筒状中空（バネ状）フィルタエレメント表面およびその周縁を洗浄する噴流ノズルを具備する洗浄手段の導電性部、または電極が、濾過助剤をプリコートする際に濾過助剤が不均一にプリコートされることを抑制するため円筒状中空（バネ状）フィルタエレメントに隣接して該円筒状中空（バネ状）フィルタエレメント周縁の液体を攪拌する噴流ノズルを具備する攪拌手段の導電性部である、電極間に電圧を印加して生物を殺滅する装置、というものである。
【００２１】
図５が、洗浄噴流ノズルＮｃ、および隣接する他の洗浄手段の表面を洗浄するノズルＮｎの両方を有する本案洗浄手段の例図である。Ｎｎは隣接する他の洗浄手段に高圧噴流を噴出して洗浄手段同士を洗浄する。
【００２２】
洗浄手段、攪拌手段およびそれらに配設される噴流ノズルの数量・配置は一義的に決められない。処理対象の原水の仕様、処理仕様に応じて仮決定し、実験経験的に試行錯誤で最適なる数量・配置を決める。製作・設置後にも、濾過や殺滅不良、閉塞といった問題に応じて変更される。図５、図７に例示した手段およびノズル配置は対称配置であるが、実際の配置は非対称・不均等であってもよい。特に攪拌手段では、むしろ非対称・不均等のほうがプレコートの均一化が促進される可能性がある。なお本案の問題点のひとつである、「濾過助剤をプリコートする際に濾過助剤が不均一にプリコートされる」、についてであるが、別の解決策もあることを付記する。それは、濾過槽の助剤供給系（配管）と、助剤プリコートのためのフィルタエレメントの内圧を下げる吸引系（配管）において、前記供給系と吸引系に圧力検知手段を設け、それらの圧力の変化に基づいて、系の圧力・流量・助剤投入量などを制御する制御手段を配備すればよい。すなわち、助剤の供給時に、系の圧力・流量・助剤投入量のアンバランスにて、濾過助剤のプリコートが不均一になる場合もあるため、そのアンバランスを圧力検知して発生阻止のアクションをとれば、上記問題がクリアされる。圧力変化に基づいて行う制御については、差圧または差圧の上昇変化率によって、助剤投入量、または供給系の押し込み圧、または吸引系の吸引圧をコントロールする、などで公知の圧力制御でよい。また圧力制御ではなく流量制御でもよい。圧力・流量・助剤投入量を組み合わせた制御でもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】フィルタ洗浄手段またはフィルタ周縁の攪拌手段が円筒状中空（バネ状）フィルタに隣接して配設されている本案濾過装置の構成例図
【図２】円筒状中空（バネ状）フィルタに濾過助剤をプリコートして汚染水を浄化する原理の説明図
【図３】状態１はプリコート直後、状態２と３は排除すべき物体が助剤に捕獲されている正常な濾過状態、状態４は排除すべき物体が過多あるいは助剤付着が不均一のため排除すべき物体のリークが発生している、濾過助剤の状態模式図
【図４】助剤付着が不均一であるケースの説明図
【図５】ＮｃおよびＮｎの両方を有する本案洗浄手段の例図
【図６】（ａ）濾過スタンバイ、（ｂ）助剤のプリコート、（ｃ）濾過、（ｄ）逆洗、（ｅ）フィルタ洗浄が繰り返されるバネ状フィルタエレメントの状態遷移の図
【図７】（ａ）従来の助剤プリコート状況で、上下方向の助剤拡散不均一が生じている例、（ｂ）本案装置の攪拌手段で助剤不均一を解消したが、フィルタエレメント数が減少しフィルタ効率が下がる例、（ｃ）適切な攪拌手段の配設でフィルタ効率を悪化させることなく助剤不均一を解消した例
【符号の説明】
【００２４】
１    円筒状中空（バネ状）フィルタエレメント
２    原水（被処理水）流入孔
３    フィルタ１で濾過した水流出孔
４    熱水・スチーム流入孔
５    殺滅死骸を清浄水で混合希釈した液の排出孔
６    フィルタ１内部に至る開口を有して７に固定されたフィルタ１下端部
７    容器下部と容器中央部の仕切り板であって、フィルタ１下端部を固定し上下動する板
１０  噴流ノズルを具備したフィルタ１を洗浄する手段またはフィルタ１の周縁を攪拌する手段
１１  １０にフィルタ１を洗浄する流体またはフィルタ１の周縁を攪拌する流体を供給する供給管
Ｃｗ  濾過処理された清浄水  Clear water
Ｄｗ  処理前の原水、バラスト水用途であれば港湾などで吸引した海水  Dirty water
Ｊ    珪藻土などの濾過助剤
Ｎｃ  洗浄手段に隣接するフィルタエレメント表面およびその周縁を洗浄する噴流ノズル
Ｎｎ  隣接する他の洗浄手段の表面を洗浄する噴流を放出する噴流ノズル
Ｐｗ  逆洗用の高圧液体または高圧気体
【図２】
2006102677.tif 000003
【図３】
2006102677.tif 000004
【図４】
2006102677.tif 000005
【図５】
2006102677.tif 000006
【図６】
2006102677.tif 000007
【図７】
2006102677.tif 000008
【図１】
2006102677.tif 000009