(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
濾過槽の上部と下部にそれぞれ切替えによって給排水可能な配管を設け、該配管の前記濾過槽内に開口する上下の給排水口の間に複数の濾過層を積層して、最下層となる濾過層は銀を利用した抗菌成分の溶出量が５０ｐｐｂ以下である無機系抗菌剤を含むセラミックス粒子から形成した除菌濾過層とし、該除菌濾過層より上層の濾過層は前記セラミックス粒子よりも軽い比重の濾過材で形成して、前記上部の給排水口から給水した養液を、前記２層の濾過層に通した後前記下部の給排水口から排水して養液の除菌濾過を行うとともに、前記下部の給排水口から通水する洗浄液を前記複数の濾過層に通して前記上部の給排水口から排出することにより、前記濾過層を洗浄できるようにした養液の除菌濾過装置であって、
前記濾過槽に前記上部の給排水口と略同じ高さで通水口を形成し、前記下部の給排水口から洗浄液を通水する洗浄時に、前記通水口から同時に通水することを特徴とする養液の除菌濾過装置。
【請求項２】
水平面内において前記通水口が前記上部の給排水口の水平面内における設置位置に向かないようにすることにより、前記上部の給排水口から排出される洗浄液に旋回流が生じるようにしたことを特徴とする請求項１に記載の養液の除菌濾過装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、養液栽培に用いられる養液の除菌濾過装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
養液栽培は、ウレタンマットやロックウールといった固形培地を用いて農作物の栽培を行い、生育に必要な栄養分を水に肥料を溶かした液体肥料として与えて栽培する方法である。この栽培方法は、給液や施肥量を人為的に管理することで収穫量や品質の安定した作物の生産ができ、肉体的な労働も軽減できるため近年広く普及している。また、養液を栽培システム内で繰り返し利用できる循環系にすることで肥料や水の利用効率を高め、環境負荷を軽減することができる。
【０００３】
しかし、特に養液を循環させる栽培システムなどでは、水を媒体として感染する病原菌が混入すると、養液の循環とともに被害が広範囲に及んでしまうという問題点がある。そのため、養液栽培での養液処理においては、被濾過物の物理的除去と同時に、養液中の病原菌の除菌処理を行う必要がある。
【０００４】
水中の汚れと微生物を濾過除菌する従来技術として、特開平１０−１９２８６６号公報に、撹拌凝集濾過処理、抗菌吸着処理、不活性化処理を一つの濾過装置内で行う除菌濾過装置が開示されている。さらに、特開平１１−３４７３１８号公報に、除菌効果のある薬剤を間接的な操作で的確に投入できる浴水循環濾過装置が開示されている。
【０００５】
しかしながら、特開平１０−１９２８６６号公報の除菌濾過装置は、長期使用すると濾過材が目詰まりし、効率的な濾過が行えなくなる。このため、濾過材に付着した被濾過物を取り除くための、濾過経路と逆向きに洗浄水を通水するいわゆる逆洗作業が必要になる。また、特開平１１−３４７３１８号公報の浴水循環濾過装置は、凝集剤や殺菌性のある薬剤を水中に添加するため、養液栽培に用いると養液の成分や栽培物の根部への影響が考えられ、養液栽培での使用は不向きである。
【０００６】
上記逆洗機能を有する濾過装置の従来技術として、特開２００４−１６０４３２号（特許第３９５９０３６号）に開示される濾過装置のように、濾過砂洗浄装置を濾過槽の内部に組み込んで、濾過砂を濾過槽の内部に収容したまま短時間で効率よく洗浄できるようしたものがある。
【０００７】
しかしながら、上記特開２００４−１６０４３２号の濾過装置は、濾過槽の内部にスクリューコンベアを垂直に配置し、スクリューコンベアを回転しながら濾過砂を洗浄するものであるため、機械構成が大規模で複雑となり高価となる等の問題点がある。
【特許文献１】特開平１０−１９２８６６号公報
【特許文献２】特開平１１−３４７３１８号公報
【特許文献３】特開２００４−１６０４３２号（特許第３９５９０３６号）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたもので、主に養液栽培に用いられる養液を除菌濾過するとともに、濾過した養液中の汚れを洗浄して濾過槽から排出できるようにした、構成が簡易で安価な養液の除菌濾過装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するための請求項１に記載の養液の除菌濾過装置は、濾過槽の上部と下部にそれぞれ切替えによって給排水可能な配管を設け、該配管の前記濾過槽内に開口する上下の給排水口の間に複数の濾過層を積層して、最下層となる濾過層は銀を利用した抗菌成分の溶出量が５０ｐｐｂ以下である無機系抗菌剤を含むセラミックス粒子から形成した除菌濾過層とし、該除菌濾過層より上層の濾過層は前記セラミックス粒子よりも軽い比重の濾過材で形成して、前記上部の給排水口から給水した養液を、前記２層の濾過層に通した後前記下部の給排水口から排水して養液の除菌濾過を行うとともに、前記下部の給排水口から通水する洗浄液を前記複数の濾過層に通して前記上部の給排水口から排出することにより、前記濾過層を洗浄できるようにした養液の除菌濾過装置であって、
前記濾過槽に前記上部の給排水口と略同じ高さで通水口を形成し、前記下部の給排水口から洗浄液を通水する洗浄時に、前記通水口から同時に通水することを特徴とする。
【００１０】
また、請求項２に記載の養液の除菌濾過装置は、請求項１に記載の構成において、水平面内において前記通水口が前記上部の給排水口の水平面内における設置位置に向かないようにすることにより、前記上部の給排水口から排出される洗浄液に旋回流が生じるようにしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１に記載の養液の除菌濾過装置によれば、濾過槽に積層された複数の濾過層のうち最下層の濾過層を、銀を利用した抗菌成分の溶出量が５０ｐｐｂ以下である無機系抗菌剤を含むセラミックス粒子から形成した除菌濾過層としたから、該濾過層より上層の濾過槽で養液中の被濾過物の除去を行った後、除菌濾過層で無機系抗菌剤と養液中の病原菌との接触による除菌処理が行われる。そして、給排水配管の切替えにより、下部の給排水口から通水した洗浄液を上部の給排水口から排水して洗浄するいわゆる逆洗する際には、除菌濾過層より上層の濾過層がセラミックス粒子よりも軽い比重の濾過材で形成されているから、逆洗処理により該濾過層の濾過材が容易に層状分離して被濾過物を攪拌浮遊させ、上部の給排水口から流出させることができ、いわゆる逆洗機能を有する構成が簡単でメンテナンスが容易な養液の除菌濾過装置を安価に提供できる。
【００１２】
そして、下部の給排水口から通水した洗浄液を上部の給排水口から排水して洗浄するいわゆる逆洗時に、濾過槽に形成した上部の給排水口と略同じ高さの通水口から同時に通水するもので、逆洗処理により攪拌浮遊する被濾過物を効率的に流出させることができる。
【００１３】
請求項２に記載の養液の除菌濾過装置によれば、上部の給排水口から排出される洗浄液に旋回流が生じるようにしたから、逆洗処理により攪拌浮遊する被濾過物を旋回流に乗せてより効率的に流出させることができる。
【実施例】
【００１４】
本発明の実施例について添付図面を参照して説明する。図１は、養液の除菌濾過装置１の概略を示した模式図である。養液タンク２内の養液は、配管３と配管４により、除菌濾過装置１を経由して循環する。配管３には給水ポンプ５と流量計６が介装されている。また、切替弁７を介していわゆる逆洗時の洗浄水を排水する排出配管８が設けられている。さらに、除菌濾過装置１には、配管３に対向する上部通水配管９が設けられている。配管４には、切替弁１０を介して下部通水配管１１が設けられている。上部通水配管９及び下部通水配管１１には、図示しない給水ポンプが介装されている。
【００１５】
図２は、除菌濾過装置１の濾過槽２１を縦断して示した模式図である。濾過槽２１の上部に接続された配管３は、濾過槽の略中心まで水平に延び、端部が直角に屈曲して給排水口２２が上向きに開口している。また、濾過槽２１にはこの配管３と略同じ高さに通水口２３を対向させた上部通水配管９が水平に設けられている。そして、濾過槽２１の下部に接続された配管４は、給排水口２４が真横に開口している。
【００１６】
濾過槽２１には、配管４の給排水口２４の直ぐ上の位置で仕切り板２５が水平に設けられている。仕切り板２５には、複数の通水孔２６が穿設されている。各通水孔２６には、セラミックス粒子を担持するメッシュ２７が設けられている（図３参照）。仕切り板２５により、銀を利用した抗菌成分の溶出量が５０ｐｐｂ以下である無機系抗菌剤を含む粒径２〜４ｍｍのセラミックス粒子からなる除菌濾過層２８が形成されている。この除菌濾過層２８の上面に粒径０．５ｍｍ以下のシリカを充填した濾過層２９が積層されている。この濾過層２９の上面の位置は、配管３及び上部通水配管９よりも下方となっている。
【００１７】
上記した上部通水配管９は、図４に示すように先端部を直角に屈曲して通水口２３を真横に向けることもできる。これにより、逆洗時の通水口２３からの通水により、給排水口２２から排出される洗浄液に旋回流が生じる。
尚、通水口２３の向きは、必ずしも真横に向ける必要は無く、水平面内において角度を付けることにより、洗浄液に旋回流を生じさせることができる。
【００１８】
上記養液の除菌濾過装置１は、給水ポンプ５により配管３から濾過槽２１に給水される養液が、除菌濾過層２８の上面に積層された濾過層で養液中の被濾過物の除去された後、除菌濾過層２８で無機系抗菌剤と養液中の病原菌との接触による除菌処理が行われる。そして、配管３の切替弁７と配管４の切替弁１０とを切替えて、下部通水配管１１から通水した洗浄液を、除菌濾過層２８と濾過層２９を通して排水配管８から排水して洗浄するいわゆる逆洗する際には、濾過層２９がセラミックス粒子よりも軽い比重のシリカで形成されているから、この逆洗処理により該濾過層２９のシリカが容易に層状分離して被濾過物を攪拌浮遊させ、上部の給排水口２２から流出させることができ、いわゆる逆洗機能を有する構成が簡単でメンテナンスが容易な養液の除菌濾過装置を安価に提供できる。
【００１９】
また、逆洗時に濾過槽２１に形成した上部の給排水口２２と同じ高さで対向する上部通水配管９の通水口２３から同時に通水することにより、逆洗処理で攪拌浮遊される被濾過物を効率的に流出させることができる。さらに、上部通水配管９の先端部を水平面内において直角に屈曲して通水口２３を真横にすることにより、上部の給排水口２２から排出される洗浄液に旋回流が生じ、逆洗処理で攪拌浮遊される被濾過物をこの旋回流に乗せてより効率的に流出させることができる。
【００２０】
以下は、上記した除菌濾過装置１の作用効果を実証したものである。濾過槽２１として直径５００ｍｍ×高さ１２５０ｍｍの耐圧タンクを用いた。除菌濾過層２８として、銀を利用した抗菌成分の溶出量が５０ｐｐｂ以下である無機系抗菌剤を含む粒径２〜４ｍｍのセラミックス粒子１００ｋｇを用いた。除菌濾過層２８の上層の濾過層２９として、粒径０．５ｍｍ以下のシリカを１０ｋｇ積層した。耐圧タンクの最大処理流量は、毎分３００リットルで、加圧水圧は１Ｍｐａ以下とした。また、上部及び下部の給排水口２２，２４は直径５０ｍｍで、上部通水配管９の通水口２３は直径２５ｍｍとした。逆洗時には、給排水口２４から毎分１００〜２００リットルの洗浄水を通水し、同時に通水口２３から毎分５〜１０リットルの洗浄水を通水できるようにした。
【００２１】
除菌効果を確かめるため、養液タンク２には根腐れ病原菌Ｐｙｔｈｉｕｍ  ｈｅｌｉｃｏｉｄｅｓの遊走子を１００ｍリットルあたり１０００個となるように調整した菌液を入れた。この調整液を上記した寸法の除菌濾過装置１に毎分２００リットルの流量で通過させ、通過前後の液中の菌数から除菌率を計算式〈（通過前菌数―通過後菌数）／
通過前菌〉×１００から算出した。１回通過させた後の除菌率は５３％であり、５回通過後の除菌率は８９％であり、除菌効果の確実性が実証された。
【００２２】
また、逆洗効果を確かめるため、上記除菌濾過装置１の濾過槽２１である耐圧タンク内にピートモス２ｇを入れ、下部の給排水口２４から毎分１２０リットルの洗浄水を通水し、同時に通水口２３から毎分１０リットルの洗浄水を通水した。上部の給排水口２２から洗浄水とともに排出されたピートモスを回収して重量を測定したところ１．５４ｇであった。これに対して、通水口２３から通水しない以外は、上記と同様の条件下での回収されたピートモス重量は１．０４ｇであった。従って、通水口２３からの通水による逆洗の洗浄効果が実証された。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】養液の除菌濾過装置の概略を示した模式図である。
【図２】濾過槽を縦断して示した模式図である。
【図３】仕切り版の平面図である。
【図４】通水口の変形例を示した模式図である。
【符号の説明】
【００２４】
１…養液の除菌濾過装置
２…養液タンク
３，４…配管
７，１０…切替弁
８…排水配管
９…上部通水配管
１１…下部通水配管
２１…濾過槽
２２，２４…給排水口
２３…通水口
２８…除菌濾過層
２９…濾過層
【図１】
0004756057.tif 000002
【図２】
0004756057.tif 000003
【図３】
0004756057.tif 000004
【図４】
0004756057.tif 000005