(57)【要約】【課題】濾過部材の表面に付着・堆積した付着物の除去能力を高める。【解決手段】濾過機４０は、処理水を個別に供給可能な第１の処理水室４５と第２の処理水室４６とを有する。濾過部５０は、第１の処理水室４５の処理水を濾過する第１の濾過部材５２と、第２の処理水室４６の処理水を濾過する第２の濾過部材５４とを有する。そして、濾過部５０は、第１の処理水室４５と第２の処理水室４６の圧力差によって、第１のストッパ４７に当接する第１の位置と、第２のストッパ４８に当接する第２の位置とに移動可能となっている。そして、第１のストッパ４７および第２のストッパ４８は弾性体により構成される。このため、濾過処理を行う処理水室４５，４６を切り換えるときに、ストッパ４７，４８により濾過部５０を振動させることができ、濾過部材５２又は５４に付着した付着物が効率的に除去される。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理水が供給される処理水部と、処理水部の処理水を濾過する濾過部とを備えた濾過機であって、
処理水部は、処理水が個別に供給可能な第１の処理水室と第２の処理水室とを有し、
濾過部は、第１の処理水室の処理水を濾過する第１の濾過部材と第２の処理水室の処理水を濾過する第２の濾過部材を有すると共に、第１の処理水室と第２の処理水室の圧力差によって、第１のストッパに当接する第１の位置と第２のストッパに当接する第２の位置との間を移動可能となっており、
第１のストッパと第２のストッパは、当該第１のストッパ又は第２のストッパに濾過部が衝突した際に、その濾過部に衝突前の速度とは逆方向の速度を生じさせることを特徴とする濾過機。
【請求項２】
第１の処理水室と第２の処理水室とが、濾過部を挟んで対向する位置に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の濾過機。
【請求項３】
濾過部は、第１の濾過部材で濾過された処理済水と、第２の濾過部材で濾過された処理済水とが流れ込む処理済水室をさらに有し、その処理済水室を介して第１の処理水室と第２の処理水室とが連通することを特徴とする請求項１又は２に記載の濾過機。
【請求項４】
第１のストッパと第２のストッパは、それぞれ弾性体により構成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の濾過機。
【請求項５】
処理水が供給される処理水室と、処理水室の処理水を濾過する濾過部材と、濾過部材で濾過された処理済水が流入する処理済水室とを備えた濾過機であって、
濾過部材は、処理水室と処理済水室の圧力差によって、第１のストッパに当接する第１の位置と第２のストッパに当接する第２の位置との間を移動可能となっており、
第１のストッパと第２のストッパは、当該第１のストッパ又は第２のストッパに濾過部材が衝突した際に、その濾過部材に衝突前の速度とは逆方向の速度を生じさせることを特徴とする濾過機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、化学プロセス産業，用・廃水の処理等に用いられる濾過機に関し、詳しくは濾過部材の表面に付着・堆積した付着物を効率的に除去するための技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】処理水中の不純物を分離する技術の一つに、処理水を濾過部材の一方の面から他方の面に透過させることで、処理水中の不純物を濾過部材の表面に付着させて除去する技術がある。この種の濾過技術では、時間の経過に伴って濾過部材の表面に不純物が付着・堆積していくため濾過能力が低下する。
このため、濾過能力が設定した能力以下となると、濾過部材の表面を洗浄して濾過部材に付着している付着物を剥離させ、濾過部材の濾過能力を回復する処理が行われる。濾過部材の表面を洗浄する処理としては、通常、処理水を逆方向（すなわち、濾過時に処理水が流れる方向と逆の方向）に流す処理（以下、逆洗処理という）が行われている。
なお、濾過部材の濾過能力を回復するための従来の技術としては、例えば、特許文献１に開示された技術が知られている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００３−１９４０７号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、濾過部材に付着した付着物の性質（粘度等）によっては、上述の逆洗処理だけでは濾過部材から充分に付着物を除去することができず、濾過能力が充分に回復しない場合があった。
【０００５】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、濾過部材の表面に付着・堆積した付着物の除去能力を高めることができる濾過技術を実現する。
【０００６】
【課題を解決するための手段、作用及び効果】上記課題を解決するため本発明の第１の装置は、処理水が供給される処理水部と、処理水部の処理水を濾過する濾過部とを備えた濾過機であって、処理水部は、処理水が個別に供給可能な第１の処理水室と第２の処理水室とを有し、濾過部は、第１の処理水室の処理水を濾過する第１の濾過部材と第２の処理水室の処理水を濾過する第２の濾過部材を有すると共に、第１の処理水室と第２の処理水室の圧力差によって、第１のストッパに当接する第１の位置と第２のストッパに当接する第２の位置との間を移動可能となっている。そして、第１のストッパと第２のストッパは、当該第１のストッパ又は第２のストッパに濾過部が衝突した際に、その濾過部に衝突前の速度とは逆方向の速度を生じさせることを特徴とする。
上記濾過機では、第１の処理水室に供給された処理水は第１の濾過部材により濾過され、第２の処理水室に供給された処理水は第２の濾過部材により濾過される。濾過部（第１の濾過部材と第２の濾過部材）は、第１の処理水室と第２の処理水室の圧力差を利用して第１の位置と第２の位置との間を移動し、第１のストッパ又は第２のストッパに衝突する。第１のストッパ又は第２のストッパに衝突した濾過部には衝突前の速度とは逆方向の速度が発生する。すなわち、第１のストッパに衝突した濾過部は第２のストッパ側に、第２のストッパに衝突した濾過部は第１のストッパ側に向う速度が発生する。このため、濾過部材に付着した付着物の慣性力の方向と濾過部の速度方向が逆方向となるため、付着物には濾過部材の表面から剥離する方向に大きな力が作用する。したがって、濾過部材に付着・堆積した付着物の除去能力を高めることができる。
【０００７】
第１の処理水室と第２の処理水室とが、濾過部を挟んで対向する位置に配置されていることが好ましい。
このような構成によると、第１の処理水室と第２の処理水室の圧力差を、効率的に濾過部を移動させるための力として利用することができる。
【０００８】
濾過部は、第１の濾過部材で濾過された処理済水と、第２の濾過部材で濾過された処理済水とが流れ込む処理済水室をさらに有し、その処理済水室を介して第１の処理水室と第２の処理水室とが連通することが好ましい。
このような構成では、第１の処理水室と第２の処理水室とが連通するため、第１の処理水室の圧力と第２の処理水室の圧力を調整することで、一方の処理水室から処理済水室を介して他方の処理水室に処理水を流すことができる。このため、一方の濾過部材により濾過処理を行なうと同時に、他方の濾過部材を逆洗処理することができる。例えば、第１の処理水室の圧力を第２の処理水室の圧力より高くして、処理済水室の圧力（第１の処理水室の圧力より低い）を第２の処理水室の圧力より高くした場合、第１の処理水室から処理済水室に処理水が流れて第１の濾過部材で濾過処理が行われ、同時に、処理済水室から第２の処理水室に処理済水が流れて第２の濾過部材が逆洗される。この際、第１の処理水室と第２の処理水室の圧力差により、濾過部が移動して一方のストッパに衝突する。したがって、効率的に逆洗処理が行われ、かつ、この逆洗処理の間も濾過処理が行われるため時間的なロスが防止される。
【０００９】
第１のストッパと第２のストッパは、それぞれ弾性体により構成されていることが好ましい。このような構成によると、簡易な構成で衝突前後の濾過部の速度方向を切換えることができる。
【００１０】
上記課題を解決するため本発明の第２の装置は、処理水が供給される処理水室と、処理水室の処理水を濾過する濾過部材と、濾過部材で濾過された処理済水が流入する処理済水室とを備えた濾過機であって、濾過部材は、処理水室と処理済水室の圧力差によって、第１のストッパに当接する第１の位置と第２のストッパに当接する第２の位置との間を移動可能となっている。そして、第１のストッパと第２のストッパは、当該第１のストッパ又は第２のストッパに濾過部材が衝突した際に、その濾過部材に衝突前の速度とは逆方向の速度を生じさせることを特徴とする。
上記濾過機では、処理水室の圧力が処理済水室の圧力より高くなると、処理水室から処理済水室に処理水が流れて濾過部材により濾過が行われる。また、処理済水室の圧力が処理水室の圧力より高くなると、処理済水室から処理水室に処理済水が流れて濾過部材が逆洗される。ここで、処理水室と処理済水室との間に圧力差が生じると、濾過部材が一方のストッパから他方のストッパに向って移動して他方のストッパに衝突し、衝突後は濾過部材に逆方向の速度が発生する。したがって、この濾過機によっても請求項１に記載の濾過機と同様の作用効果が得られる。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明は、下記に示す形態によって好適に実施することができる。
（形態１）  濾過機は、ケーシングと、ケーシング内を二つの処理水室に分割する濾過部とで構成される。各処理水室には、それぞれ処理水供給口が設けられ、この処理水供給口を介して独立して処理水が供給可能とされている。濾過部は、ケーシングに対して軸方向に移動可能に取付けられており、濾過部の移動は２つのストッパに当接することによって規制されている。また、濾過部は、濾過部材と各処理水室との境界となる壁（対向する二つの壁）が各処理水室の処理水を濾過する濾過膜とされる。それら二つの濾過膜で挟まれた内部空間は、濾過膜で濾過された処理水を濾過機外に排水するための処理済水流路となる。
（形態２）  濾過機は、ケーシングと、ケーシング内を二つの処理水室に分割する濾過膜とで構成される。一方の処理水室には処理水が供給され、他方の処理水室には濾過膜で濾過された処理済水が流入する。濾過膜は、ケーシングに対して軸方向に移動可能に取付けられており、この濾過膜の移動は２つのストッパに当接することによって規制される。
（形態３）  形態１又は形態２に記載の濾過機は、処理水を貯留する処理水槽に接続され、その接続ラインの中間には処理水供給装置が設けられる。処理水供給装置と濾過機の間には、濾過機に供給される処理水の供給流量及び／又は供給圧力を検出する測定装置が設置される。処理水供給装置は、検出した処理水の供給流量及び／又は供給圧力に基づいて制御される。
（形態４）  形態３に記載の濾過機の各処理水室と処理水槽は、それぞれバイパス流路で接続される。バイパス流路にはバルブが設けられる。
【００１２】
【実施例】本発明の一実施例に係る濾過システムについて図面を参照して説明する。図１は濾過システムの全体構成を示す図である。
図１に示すように、本実施例に係る濾過システムは濾過機４０を中心に構成され、処理水（原水）槽１０と、濾過機４０で処理された処理済水（透過水）を貯留する透過水槽２６と、システム全体を制御する制御装置３０等で構成される。
処理水槽１０は、処理水を貯留する貯留槽である。処理水槽１０と濾過機４０の処理水室４５は処理水供給管１２により接続され、処理水槽１０と濾過機４０の処理水室４６は処理水供給管１４により接続されている。また、処理水槽１０と処理水室４５はバイパス管１２ａにより接続され、処理水槽１０と処理水室４６はバイパス管１４ａにより接続されている。
処理水供給管１２にはポンプ１８ａが設けられ、処理水供給管１４にはポンプ１８ｂが設けられている。したがって、処理水槽１０内に貯留されている処理水は、ポンプ１８ａ，１８ｂによって濾過機４０の処理水室４５，４６に独立して供給可能となっている。ポンプ１８ａ，１８ｂは、後で詳述する制御装置３０によって制御され、その回転数に応じた流量の処理水を濾過機４０の処理水室に供給する。
また、２本の処理水供給管１２，１４には、それぞれ流量計２０ａ，２０ｂと、圧力計２２ａ，２２ｂと、バルブ２４ａ，２４ｂが配設されている。流量計２０ａ，２０ｂは、各処理水室４５，４６に供給される処理水の流量（濾過速度に相当）を測定し、その測定した値を制御装置３０に出力する。圧力計２２ａ，２２ｂは、各処理水室４５，４６に供給される処理水の圧力（濾過圧力に相当）を測定し、その測定した値を制御装置３０に出力する。バルブ２４ａ，２４ｂは、制御装置３０により開閉操作され、各処理水室への処理水の流出入を制御する。
２本のバイパス管１２ａ，１４ａには、それぞれバルブ２４ｃ，２４ｄが配設されている。バルブ２４ｃ，２４ｄは、制御装置３０により開閉操作され、処理水室４５，４６と処理水槽１０との間を連通状態と非連通状態とに切換える。
【００１３】
濾過機４０は、処理水槽１０から供給される処理水中の不純物を除去する装置である。濾過機４０の構造について図２を参照して説明する。図２は、濾過機４０の概略構成とその作用を説明するための図である。図２（ａ）に示すように、濾過機４０はケーシング４１と、ケーシング４１内を二つの処理水室４５，４６に分割する濾過部５０とで構成される。
ケーシング４１の対向する一方の端面には処理水供給口４３とバイパス管取付口４１ａが設けられ、ケーシング４１の他方の端面には処理水供給口４４とバイパス管取付口４１ｂが設けられる。処理水供給口４３は処理水供給管１２の一端が接続され、バイパス管取付口４１ａにはバイパス管１２ａの一端が接続される。処理水供給口４４は処理水供給管１４の一端が接続され、バイパス管取付口４１ｂにはバイパス管１４ａの一端が接続される。また、ケーシング４１の側面略中央には開口４２が設けられている。
【００１４】
ケーシング４１内には、ケーシング４１の断面形状と略同一の断面形状を有する濾過部５０が、ケーシング４１に対して軸方向に移動可能に収容されている。
具体的には、ケーシング４１の内壁面の軸方向２箇所にはストッパ４７，４８が配設され、ストッパ４７とストッパ４８の間に濾過部５０が配置される。ストッパ４７，４８間の距離は、濾過部５０の軸方向の寸法よりも若干長くされている。したがって、ストッパ４７，４８間に濾過部５０が配置されると、濾過部５０はストッパ４７に当接する位置からストッパ４８に当接する位置までの間を軸方向に移動可能となる。図から明らかなように、濾過部５０の図中右側面には処理水室４６の圧力が作用し、図中左側面には処理水室４５の圧力が作用する。したがって、濾過部５０は、処理水室４５の圧力と処理水室４６の圧力との間に差が生じると、その圧力差によってケーシング４１内を軸方向に移動する機構となっている。
【００１５】
ストッパ４７，４８は、少なくとも軸方向（すなわち、ケーシング４１の軸方向）に変形可能な弾性体（例えば、機械式バネ（コイルスプリング，板バネ，皿バネ等））により構成される。したがって、ストッパ４７，４８に軸方向の力が作用すると、ストッパ４７，４８は力が作用する方向に変形する。ストッパ４７，４８に作用する軸方向の力が除去されると、ストッパ４７，４８はもとの形状に復帰する。本実施例では、ストッパ４７，４８にコイルスプリングが用いられている。したがって、ストッパ４７，４８に圧縮力が作用すると軸方向に収縮し、作用する圧縮力が除去されると軸方向に伸長してもとの形状に復帰する。
ストッパ４７，４８の近傍には、当該ストッパ４７，４８と濾過部５０が当接したことを検知するセンサ４７ａ，４８ａがそれぞれ配設されている（図１参照）。センサ４７ａ，４８ａは、例えば、磁束密度の変化を検知するホールセンサ等によって構成することができる。すなわち、濾過部５０に磁石等を配設して濾過部５０が接近することによる磁束の変化を検出することで、濾過部５０とストッパ４７，４８の当接を検知することができる。なお、センサ４７ａ，４８ａは制御装置３０と接続され、センサ４７ａ，４８ａからの出力信号が制御装置３０に入力するようになっている。
【００１６】
濾過部５０は、処理水室４５に隣接する境界面が濾過膜５２で形成され、処理水室４６に隣接する境界面が濾過膜５４で形成されている。濾過膜５２，５４は平膜であり、それぞれ処理水室４５，４６の処理水を濾過する。濾過膜５２，５４には、例えば、高分子膜やセラミック膜等を用いることができる。また、濾過部５０の側壁には排出口５８が突設されている。
濾過膜５２，５４及び側壁によって囲まれる空間は、濾過膜５２と濾過膜５４を透過した処理済水が流れる処理済水流路（処理済水室）５６とされ、処理済水流路５６内の処理済水は排出口５８より濾過部５０の外に排出される。排出口５８は、ケーシング４１に形成された開口４２を挿通して濾過機４０外に突出している。排出口５８には排水管１６ａの一端が接続され、排水管１６ａの他端には透過水槽２６が接続されている。
なお、濾過部５０とケーシング４１との間にはシール材４９ａ，４９ｂが配されている。したがって、一方の処理水室の処理水が、濾過部５０とケーシング４１の隙間から他方の処理水室に流れることが規制されている。
【００１７】
透過水槽２６は、濾過機４０により濾過処理された処理済水（透過水）を所定量だけ貯留する貯留槽であり、所定量を超えた余剰の処理済水のみが排出される。透過水槽２６には、透過水槽２６内の処理済水を濾過部５０に供給するための供給管１７が接続され、また、透過水槽２６内の余剰の処理済水を排出する排水管１６ｂが接続されている。供給管１７の他端は排水管１６ａの図示した位置に接続されており、供給管１７からの処理済水は排水管１６ａを介して濾過部５０に供給される。排水管１６ａにはバルブ３２が、排水管１６ｂにはバルブ３４が、供給管１７にはポンプ２８とバルブ３６が配設されている。これらポンプ２８並びにバルブ３２，バルブ３４及びバルブ３６は制御装置３０により制御される。
【００１８】
制御装置３０は、上述したように構成される濾過システムを制御する制御装置であり、流量計２０ａ，２０ｂ及び圧力計２２ａ，２２ｂで測定された測定値に基づいてポンプ１８ａ，１８ｂの作動、ポンプ２８の作動及びバルブ２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ，３２，３４，３６の開閉を制御する。制御装置３０の処理を、図３に示すフローチャートに基づいて説明する。
図３に示すように、電源がＯＮされると制御装置３０は、まずバルブ２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ，３２，３４，３６の状態を初期状態に設定する（Ｓ０１）。本実施例では、まず、濾過機４０の一方の処理水室（例えば、処理水室４６）に処理水を供給して濾過処理を開始する。したがって、バルブ２４ｂを開いた状態として処理水室４６に処理水が供給可能な状態とし、また、濾過部５０で濾過された処理水が透過水槽２６に流れるようバルブ３２，バルブ３４を開いた状態とする。一方、他方の処理水室４５へ処理水が流れないようバルブ２４ａを閉じた状態とする。さらに、２本のバイパス管１２ａ，１４ａに配したバルブ２４ｃ，２４ｄも閉じた状態とし、バルブ３６も閉じた状態とする。
バルブの状態が初期状態に設定されると、次に、ポンプを駆動して処理水室に処理水の供給を開始する（Ｓ０２）。本実施例では、ポンプ１８ｂ（ポンプ１８ａも同様）は、処理水室４６（ポンプ１８ａの場合は処理水室４５）への処理水の供給圧力が一定となるように制御装置３０によって駆動される。したがって、圧力計２２ｂ（又は圧力計２２ａ）で検出された圧力値が一定となるように、制御装置３０はポンプ１８ｂ（又はポンプ１８ａ）を駆動する。
【００１９】
濾過機４０（処理水室）に処理水の供給を開始すると、供給される処理水の圧力及び流量を検出する（Ｓ０３）。具体的には、圧力計２２ｂ（又は圧力計２２ａ）及び流量計２０ｂ（又は流量計２０ａ）から出力される信号により、供給される処理水の圧力及び流量を検出する。濾過機４０に供給される圧力及び流量が検出されると、その検出した圧力に基づいて、制御装置３０はポンプ１８ｂ（又はポンプ１８ａ）の回転数を制御する（Ｓ０４）。具体的には、検出した圧力が予め設定された圧力（以下、設定圧力という）に一致するように、ポンプ１８ｂ（又はポンプ１８ａ）の回転数を制御する。
【００２０】
ステップＳ０５では、ステップＳ０３で検出された流量が、あらかじめ設定された流量（以下、設定流量という）以下となっているか否かを判断する（Ｓ０５）。検出された流量が設定流量以上の場合〔ステップＳ０５でＮＯの場合〕にはステップＳ０３に戻って、ステップＳ０３からの処理を繰り返す。したがって、濾過機４０に供給される処理水の圧力は設定圧力で維持され、時間の経過に伴って濾過機４０に供給される処理水の流量は徐々に低下する。
一方、検出された流量が設定流量以下の場合〔ステップＳ０５でＹＥＳの場合〕は、駆動しているポンプ１８ｂ（又はポンプ１８ａ）を停止する（Ｓ０６）。
【００２１】
ポンプ１８ｂ（又はポンプ１８ａ）を停止すると、次いで、処理水が供給される処理水室を切換えるためのバルブ群（すなわち、バルブ２４ａ，２４ｂ）の開閉状態を切換え、同時に濾過膜表面に付着したケーク等の付着物を洗浄するためのバルブ群（すなわち、バルブ３２，３４，３６並びにバルブ２４ｃ又は２４ｄ）の開閉を行う（Ｓ０７）。例えば、処理水室４６に処理水が供給されていた場合、処理水室４５に処理水が供給されるように、バルブ２４ａを開くと共にバルブ２４ｂを閉じる。また、透過水槽２６から濾過機４０に処理済水が供給されるように、バルブ３２，３４を閉じると共にバルブ３６を開き、さらに、バルブ２４ｄを開く。バルブ２４ｄを開くのは、処理水室４６と処理水槽１０を連通することで処理水室４６内の水が処理水槽１０側に流れることを許容し、濾過部５０が処理水室４６側に移動する際の抵抗を低下させるためである。
【００２２】
ステップＳ０８では、処理水槽１０から濾過機４０へ処理水の供給を開始し、同時に、透過水槽２６から濾過機４０に処理済水の供給を開始する。例えば、処理水室４５に処理水が供給されるようバルブ群の開閉状態が切換えられた場合は、ポンプ１８ａを回転することで処理水室４５に処理水の供給を開始し、同時に、ポンプ２８を駆動することで濾過部５０（具体的には、処理済水流路５６）に処理済水の供給を開始する。この際、処理水室４５の圧力は処理済水流路５６の圧力より高くなるよう、ポンプ１８ａとポンプ２８が駆動される。また、バルブ２４ｄが開放されているため、処理済水流路５６の圧力は処理水室４６の圧力より高くなる。このため、処理水室４５から処理済水流路５６に処理水が流れ、また、処理済水流路５６内の水（処理水室４５から流入した水＋透過水槽２６から供給された水）は処理水室４６に流れることとなる。これにより、濾過膜５４の表面に付着した付着物（ケーク等）が逆洗される。
また、処理水室４５の圧力は処理水室４６の圧力より高くなっているため、濾過部５０は処理水室４５側から処理水室４６側に移動する。この際、ストッパ４７から濾過部５０に対して濾過部５０の移動方向にバネ力（コイルスプリング４７Ｓの復元力）が作用し、濾過部５０が加速される。
ステップＳ０９では、濾過部５０が他方のストッパに衝突したか否かが判定される。具体的には、センサ４７ａ又は４８ａから出力される検出信号を受信したか否かで判定する。例えば、濾過部５０が処理水室４５側から処理水室４６側に移動する場合は、センサ４８ａからの検出信号を受信したか否かで判定する。
濾過部５０がストッパに衝突していない場合〔ステップＳ０９でＮＯの場合〕は濾過部５０がストッパに衝突するまで待機し、濾過部５０がストッパに衝突している場合〔ステップＳ０９でＹＥＳの場合〕はステップＳ１０に進む。
【００２３】
ステップＳ１０に進むと、濾過機５０への処理水の供給を停止し、同時に、開放されていなかった側のバイパス流賂のバルブを開放し（Ｓ１０）、所定時間だけ待機する（Ｓ１１）。これによって、２つの処理水室４５，４６内の圧力が等しくなり、濾過部５０は２つのストッパ４７，４８の伸縮運動と同期して両ストッパ４７，４８間を振動することとなる。このため、濾過部５０の濾過膜に付着した付着物の慣性力の向きと、衝突後の濾過部５０の移動速度が逆向きとなり、濾過膜に付着した付着物には大きな剥離力が作用する。また、濾過部５０がストッパ４７，４８に衝突する際の衝撃力によっても付着物の剥離が促進される。したがって、濾過膜５２又は５４に付着した付着物が効果的に除去される。さらに、濾過部５０が振動している間も処理済水の濾過機４０への供給は継続されるため、濾過膜が逆洗されて付着物の除去を促進する。
【００２４】
所定時間が経過すると、処理済水の濾過機５０への供給が停止され、ステップＳ１０で停止された濾過機５０への処理水の供給が再開される（Ｓ１２）。具体的には、まず、ポンプ２８を停止してバルブ３６を閉じ、同時に、バルブ３２，３４を開く。これによって、濾過機４０で濾過された処理済水が透過水槽２６側に流れることが可能となる。このバルブ操作が行われると、バイパス流路１２ａ，１４ａに配されたバルブ２４ｃ、２４ｄを閉じ、ステップＳ１０で停止された濾過機４０への処理水の供給を再開する。例えば、ステップＳ１０により処理水室４５への処理水の供給が停止されていたときは、ポンプ１８ａの駆動を再開して処理水室４５への処理水の供給を開始する。処理水の供給が再開されると処理水室４５と処理水室４６に圧力差が生じるため、濾過部５０は処理水が供給される側と反対側のストッパ（例えば、処理水室４５に処理水が供給されるときはストッパ４８）に向って移動し、このストッパを収縮させた状態とする。
ステップＳ１２が終了するとステップＳ０３に戻って、ステップＳ０３からの処理が繰り返される。したがって、処理水が供給される処理水室を変えて、ステップＳ０３〜Ｓ０５で説明した濾過処理が行われることとなる。
【００２５】
ここで、上述したように制御される濾過機４０の作用を具体的に説明するために、例えば、処理水室４５に処理水が供給されている状態を考える（図２（ａ）の状態）。この状態においては、両バイパス流路１２ａ，１４ａは閉じられており（すなわち、バルブ２４ｃ，２４ｄは閉）、処理水室４６に接続された処理水供給管１４も閉じられている（すなわち、バルブ２４ｂは閉）。
図２（ａ）の状態において、処理水室４５に供給される処理水の流量が設定流量以上のときは、処理水室４５に処理水が供給され続ける。したがって、処理水室４５の処理水は濾過膜５２を透過して処理済水流路５６に流れ、排出口５８より透過水槽２６に排水される。したがって、濾過膜５２の表面には、処理水中の不純物が付着して堆積していくことになる。なお、処理水室４５に処理水が供給されているときは、濾過部５０がストッパ４８を押圧するため、ストッパ４８は収縮された状態となっている。
【００２６】
次に、処理水室４５に供給される処理水の流量が設定流量以下となると、バルブ２４ａを閉じ、かつ、バルブ２４ｂが開状態とされる。また、バイパス流路１２ａに配したバルブ２４ｃが開状態とされる。さらに、バルブ３２，３４が閉じられ、バルブ３６が開状態となる。次いで、ポンプ１８ｂが駆動されて処理水室４６への処理水の供給が開始され、同時に、ポンプ２８が作動して濾過部５０への処理済水の供給が開始される（図２（ｂ）の状態）。したがって、処理済水流路５６から処理水室４５に処理済水が流れて濾過膜５２が逆洗される。また、処理水室４６の圧力が処理水室４５の圧力より高くなるため、濾過部５０は処理水室４６側から処理水室４５側に移動する。この際、ストッパ４８が収縮された状態からもとの状態に戻り、その復元力が濾過部５０に作用して濾過部５０を加速させる。このため、濾過部５０は反対側のストッパ４７に勢いよく衝突することとなる。
【００２７】
濾過部５０がストッパ４７に衝突すると、バイパス流路１４ａに配したバルブ２４ｄが開状態とされ、同時に、処理水室４６への処理水の供給が停止される（すなわち、ポンプ１８ｂの駆動が停止する）。したがって、処理水室４５と処理水室４６の圧力が略同一となるため、濾過部５０の衝突により圧縮されたストッパ４７の復元力によって濾過部５０はストッパ４８側に向って移動を開始する。以後、ストッパ４７，４８の伸縮に同期して、濾過部５０はストッパ４７，４８間を振動することとなる。このため、濾過膜５２の表面に付着した付着物が効果的に除去される。
【００２８】
濾過部５０のストッパ４７への衝突から所定時間が経過すると、濾過部５０の振動が減衰して停止し、また、濾過部５０への処理済水の供給が停止される（すなわち、ポンプ２８の作動を停止しバルブ３６を閉じることで、逆洗液の供給が停止される）。その後、バイパス流路１２ａ，１４ａが閉じられ（バルブ２４ｃ，２４ｄが閉じられ）、かつ、バルブ３２，３４が開状態とされて処理水室４６への処理水の供給が再開される（すなわち、ポンプ１８ｂの駆動が再開される）。このため、処理水室４６に供給された処理水は濾過膜５４で濾過され、排出口５８より透過水槽２６に排水されることとなる。
以下、処理水室に供給される処理水の圧力が一定になるようにポンプが駆動され、処理水の供給流量が設定流量以下となると、処理水を供給する処理水室を切替えて濾過処理が継続される。
【００２９】
上述の説明から明らかなように、本実施例に係る濾過システムは、一方の処理水室に処理水が供給されて濾過処理が行われる。そして、処理水の供給流量が所定条件となると濾過膜の洗浄を行い、濾過膜洗浄後は異なる処理水室に処理水を供給して濾過処理を行う。濾過膜を洗浄する際は、濾過機内で濾過部を振動させるため、濾過膜表面に付着した付着物が効率的に除去される。
なお、上述の実施例では、濾過機４０に供給される処理水の圧力が一定となるようにポンプの回転数が制御されたが、本発明はこのような形態に限られず、ポンプの制御方法は種々の方法により制御することができる。例えば、濾過機４０に供給される処理水の流量が一定となるようにポンプを制御するようにしても良い。
【００３０】
本発明の他の実施例に係る濾過機について図４を参照して説明する。図４は、第２実施例に係る濾過機の概略構成を模式的に示す図である。
図４に示すように濾過機６０は、ケーシング６１と、ケーシング６１を処理水室６６と処理済水室６５に分割する濾過膜７０とで構成される。ケーシング６１の対向する面には、供給口６４と排出口６２が設けられる。供給口６４は処理水槽に接続されており、排出口６２は透過水槽が接続されている。
濾過膜７０は、ケーシング６１の断面形状と略同一の断面形状を有し、ケーシング６１に対して軸方向に移動可能に収容されている。すなわち、ケーシング６１には軸方向に離間した２箇所にストッパ６７，６８が設けられており、このストッパ６７，６８の間に濾過膜７０が配されている。したがって、濾過膜７０は、ストッパ６７に当接する位置からストッパ６８に当接する位置までの間を移動可能となっている。ストッパ６７，６８は、上述した第１実施例と同様に弾性体により構成されている。図より明らかなように、濾過膜７０は処理水室６６と処理済水室６５の圧力差によって軸方向に移動し、また、ケーシング６１と濾過膜７０との隙間にはシール部材６９が配設されている。
【００３１】
かかる濾過機６０において濾過処理する際には、処理水槽の処理水を処理水室６６に供給する。処理水室６６に供給された処理水は、濾過膜７０を透過して処理済水室６５に流れて、排出口６２より透過水槽に排出される。この際、処理水室６６の圧力は処理済水室６５の圧力より高くなっているため、濾過膜７０はストッパ６７を押圧し、ストッパ６７は圧縮された状態となっている（図４に示す状態）。
上記の濾過処理により濾過膜７０の表面に付着物が堆積し、濾過膜７０の濾過能力が低下すると逆洗処理が行なわれる。すなわち、上記の濾過処理とは逆に、透過水槽の処理済水が処理済水室６５に供給される。処理済水室６５に供給された処理済水は、濾過膜７０を透過して処理水室６６に流れ、これによって濾過膜７０の表面に付着した付着物が除去される。この際、処理済水室６５の圧力は処理水室６６の圧力より高くなっているため、濾過膜７０はストッパ６８に向かって移動しストッパ６８に衝突する。濾過膜７０がストッパ６８に衝突すると、処理済水室６５への処理済水の供給が停止される。ストッパ６７，６８は弾性体により構成されているため、濾過膜７０はストッパ６７，６８の伸縮に応じてストッパ６７，６８間を振動する。したがって、濾過膜７０の表面に付着した付着物が効率的に除去される。濾過膜７０がストッパ６８に衝突してから所定時間が経過すると、再び、処理水槽の処理水が処理水室６６に供給されて濾過処理が開始される。
【００３２】
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
例えば、上述した実施例では濾過部材として濾過膜を用いたが、濾過部材としては公知の種々のものを使用することができ、例えば、濾布や金属製濾材等を用いることができる。
また、上述した実施例では、濾過膜５２（又は濾過膜５４）を洗浄する際に、処理水室４５（又は処理水室４６）からの処理済水を処理水槽１０に戻すことで処理水を濃縮する例を説明した。しかしながら、本発明に係る濾過機の用途はこのような用途に限られず、濃縮した処理水を分離する用途にも用いることができる。この場合には、濾過膜５２（又は濾過膜５４）を洗浄する際に、処理水室４５（又は処理水室４６）からの処理済水を別途排水（ドレイン）する。この排水された処理済水は、別の処理装置で処理することでさらに濃縮したり、別の操作を施すこともできる。
さらに、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組み合わせによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組み合わせに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数の目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係る濾過システムの全体構成を示す図
【図２】図１に示す濾過システムにおける濾過機の構成及び作用を模式的に示す図
【図３】図１に示す濾過システムにおける制御装置の処理を示すフローチャート
【図４】本発明の他の実施例に係る濾過機の概略構成を示す図。
【符号の説明】
１０・・処理水槽
１８・・ポンプ
２０・・流量計
２２・・圧力計
２４・・バルブ
２６・・透過水槽
２８・・ポンプ
３０・・制御装置
４０・・濾過機
４５，４６・・処理水室
４７，４８・・ストッパ（弾性体）
５０・・濾過部
５２，５４・・濾過膜
５６・・処理済水流路（処理済水室）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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