(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ミクロン大の混合粒子を含有する排水を濾過する方法であって、該排水に含まれる混合粒子のうち、その最大径粒子が通過しない程度の編目の大きい編目フイルターであって、下方に向かって蛇行状に折り畳み可能で、その上端部が開口され、その下端部が閉塞されて筒帯状に形成され、上端開口部より筒帯内部に排水を導入できるようにした長尺な網目フイルターが用意され、該網目フイルターは、排水処理槽内に取り外し可能に順次積層される略コ字状の間隔保持具と網目状または多孔製のアーチ形のガイド板とに順次挟まれて排水処理槽内に一定の間隔を保持して蛇行状に収容され、家庭内で発生した家庭排水の合流個所である開所に揚水ポンプが設置されて、家庭排水は揚水ポンプによって一旦上方に揚水され、この揚水された家庭排水が排水処理槽内の上記筒帯状網目フイルターの上端開口部に連結されて、該排水が網目フイルターの筒帯内部に導入され、該筒帯壁面より濾過されて排水処理槽内に滞留した濾過排水は排水処理槽につながれる排水パイプによって下水道に排水放流されるようにした排水の濾過方法。
【請求項２】
排水を編目フイルターを所定の時間、循環通過させることによって、経時的に該編目フイルターに目ずまり状態を増大させ、この目ずまりの増大した編目フイルターによって排水が濾過されるようになっている請求項１記載の排水の濾過方法。
【請求項３】
編目フイルターとして編物布からなる請求項１または２記載の排水の濾過方法。
【請求項４】
編物布としてメリヤス生地からなる請求項３記載の排水の濾過方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般家庭などから発生する米研ぎ汁排水を公共下水道に放流する際に、その排水基準に合格するようにして放流するための濾過方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
本発明の対象とする例えば米研ぎ汁排水は、一般に３０００〜２２０００ｐｐｍという非常に高いＢＯＤ（生物学的酸素要求量）を有し、またその排水の７０〜９０％までがＳＳ成分（浮遊物質、主にデンプン粒子）であり、溶解ＢＯＤ成分が少なく、殆どが種々の大きさの米デンブン粒子が水中に懸濁混入したものである。更に、該排水中の水とデンプン粒子の比重差は小さく、沈澱のみではデンプン粒子と水を効率的に分離することができない。
【０００３】
米研ぎ汁排水を公共下水に放流するためには、６００ｐｐｍＢＯＤ，３０ｐｐｍノルマルーヘキサン抽出分という排水基準に合格しなければならず、また河川放水となると、１００ｐｐｍＢＯＤ，２０ｐｐｍノルマルーヘキサン抽出分といった排水基準に合格しなければならず２次的処理を必要とする。
【０００４】
従来は上記排水基準をクリアーするために米研ぎ汁排水を遠心分離機または沈澱濾過方式で濾過するようにしていたが、大掛かりな装置を必要とし、非常に高価で不経済であるという難点があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、一般家庭や精米所の洗米機等から発生する米研ぎ汁排水等の排水を簡単な設備で経済的に行うことができ、少なくとも公共下水に放流する基準に合格する濾過方法を提案することを目的とするものであ。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明の排水の濾過方法は、ミクロン大の混合粒子を含有する排水を濾過する方法であって、該排水に含まれる混合粒子のうち、その最大径粒子が通過しない程度の編目の大きい編目フイルターを用いて該排水を濾過するようにしたものである。
【０００７】
本発明において、ミクロン大の混合粒子とは、１０００ミクロン以下の粒子を主に意味する。これは、例えば、研ぎ汁は洗米機の１ｍｍ程度の網目を通過して出てくるものであり、１０００ミクロン以上の粒子は米研ぎ汁排水には含まれないからである。またこの粒子は最小限で３ミクロン以上のものを主に意味する。これは、３ミクロン以下の粒子は殆ど含まれないということと、３ミクロン以下の粒子であれば、本発明の目的であるＢＯＤ量を増大する影響が殆どないからである。
【０００８】
本発明は、例えば米研ぎ汁排水は、その殆どがＳＳ成分（浮遊物質、主にデンプン粒子）であり、溶解ＢＯＤ成分が少なく、種々の大きさの米デンブン粒子が水中に懸濁混入したものである点に着目し、数ミクロンから数拾乃至数百ミクロン単位の粒径の米デンプン微粒子をそれよりも編目の大きい編目フイルターで吸着濾過することができるようになっている。即ち、例えば１００ミクロン程度の網目を有する濾過フイルターに米研ぎ汁排水を通過させ、１００ミクロン以上の粒径の粒子を編目にキャッチさせる。そしてその径大な粒子がそれより径の小さい編目のフイルターにキャッチされることによって、その編目はその最大径粒子によって部分的に編目が塞がれ、次にそれより径の小さい粒子が最大径粒子とフイルター編目とからなる隙間を部分的に塞ぎ、このようにして次々と径の小さい粒子によって編目フイルターは目ずまりを進行させ、最後に最小の例えば３〜５ミクロンの大きさの粒子を通さなくなる目ずまりを生じさせ、しかる後は、これらの米粒子による水の透過性乃至毛細管現象を利用して粒子は編目フイルターを通過することができないが、水分はフイルターを通過することができ、これによって高度な濾過作用を発揮させることができる。
【０００９】
米研ぎ汁排水に含まれるデンプン粒子は水分より僅かに重く、長時間にわたって米研ぎ汁排水を静止状態においておくと、自然に沈下する性質を有する。そのため、網目の大きい網目フイルターに、それよりも大きな粒子が係合して網目の一部を塞いで、その網目の開口部の面積が小さくなり、更にその小さな開口面積の網目をも塞ぐようにそれより小径な粒子が該網目を塞ぎ研ぎ汁排水が濾過されないようになると考えられるが、現実には、効率的に一定時間経過後から規則的に濾過水が排水されている。これは濾過途上で米研ぎ汁排水の流動圧力や、一旦小径粒子が網目を塞いだが、その自重により下方に沈下し、それにより開口された小さな網目より水分のみが排水されたり、あるいは塞がれた大小の粒子間によって形成される毛細管現象によって、米研ぎ汁排水のうち、水分のみが濾過排水されることになるものと考えられる。
またこの排水の濾過方法は、下方に向かって蛇行状に折り畳み可能で、その上端部が開口され、その下端部が閉塞されて筒帯状に形成され、上端開口部より筒帯内部に排水を導入できるようにした長尺な網目フイルターが用意され、該網目フイルターは、排水処理槽内に取り外し可能に順次積層される略コ字状の間隔保持具と網目状または多孔製のアーチ形のガイド板とに順次挟まれて排水処理槽内に一定の間隔を保持して蛇行状に収容され、家庭内で発生した家庭排水の合流個所である開所に揚水ポンプが設置されて、家庭排水は揚水ポンプによって一旦上方に揚水され、この揚水された家庭排水が排水処理槽内の上記筒帯状網目フイルターの上端開口部に連結されて、該排水が網目フイルターの筒帯内部に導入され、該筒帯壁面より濾過されて排水処理槽内に滞留した濾過排水は排水処理槽につながれる排水パイプによって下水道に排水放流されるようにした構成からなるものである。
編目フイルターを排水処理槽内で上下に長い中空筒状、即ち筒帯状に形成して、その上端部に開口部を形成し、下端部を閉塞した筒帯状の編目フイルターの上端開口部より家庭排水を導入し、蛇行状に折り畳まれた編目フイルターの筒帯内部を排水が下方に向かって流通する間に該排水が筒帯壁面により濾過されて排水処理槽内に滞留して、該排水処理槽から排水パイプによって下水道にほぼ清澄水の状態となって放流されることになる。
従って、この濾過方法によれば、家庭排水の排水個所である開所に集められた家庭排水を一旦上方に揚水するための揚水ポンプを開所に設置し、且つこれにつながれる筒帯状の編目フイルターを用意し、また編目フイルターを収容するための適当な容器があればよいから設置費用およびランニングコストが格段に安くつき、設置スペースも少なくて済むという利点がある。
さらにまた、この濾過方法によれば、作業の終了後には、排水処理槽の蓋を取り外し、内部の編目フイルターを間隔保持具とガイド板と共に排水処理槽から外部につまみ出し、間隔保持具とガイド板とは洗滌されると共に、編目フイルターは新品と交換することが容易にできる。
【００１０】
また請求項２に係る発明の排水の濾過方法は、請求項１記載の排水の濾過方法において、排水を編目フイルターを所定の時間、循環通過させることによって、経時的に該編目フイルターに目ずまり状態を増大させ、この目ずまりの増大した編目フイルターによって排水が濾過されるようになっているものである。
【００１１】
この発明によれば、編目フイルターに積極的に目ずまりを生じさせ、それにより微細となった網目から水分のみが排水されるか、あるいは網目を塞ぐ大小の粒子間によって形成される毛細管現象によって、大小多数の粒子を含んだ排水のうち、水分のみが濾過排水され、これによって該編目フイルターの濾過精度を上げ、所定の清澄度に達して濾過精度の上がった編目フイルターとなって排水を濾過するようにしたため、濾過時間はかかるが、高度の清澄水に濾過することができる。
【００１２】
また請求項３に係る発明の排水の濾過方法は、編目フイルターとして編物布からなる請求項１または２記載の構成を採用してなるものである。
【００１３】
この発明によれば、編物布の規則正しい編目に排水中の粒子が均一的に掛合して目ずまりを起こし、また編目を形成するための凹凸表面が粒子間の毛細管現象を効果的に増進する作用を発揮することになる。即ち、編物布は、平織のサテン布等に比べて凹凸面に富んでおり、この凹凸面が粒子によって塞がれる際に凹凸の境界部分、即ち凹凸の隅角部分では粒子に塞がれることがなく、極く微小な開口部が維持され、これが毛細管現象を助長するもと考えられる。
【００１４】
また請求項４に係る発明の排水の濾過方法は、編物布としてメリヤス生地からなる請求項３記載の構成を採用してなるものである。
【００１５】
この発明によれば、前記作用と共に、編物布の中で最も凹凸に富んでおり、且つ安価なメリヤス生地で濾過布を形成することができるから一層濾過精度よく、また安価に形成することができる。またメリヤス布が天然コットンで出来ているから、生ごみとして焼却処理が容易であり、又は土中埋設することによって土に還元することができ、二次公害の原因となることはない。
【００１９】
【発明の実施の形態】
図１〜図４は、本発明の濾過方法を実施するための濾過装置の概要を示すもので、図１に示すように、一般の家屋では、家庭排水、特に台所から出る排水は排水路１から開所という合流個所２に集められ、ここから下水道３に放流されるようになっている。
【００２０】
本発明は、この開所２に揚水ポンプＰを設置し、該揚水ポンプＰによって家庭排水を揚水パイプ４を通って一旦上方に汲み上げられるようになっている。そして所定の上方部には排水処理槽５が設置され、ここで濾過された排水は排水パイプ１１から適宜下水道３に放流されるようになっている。
【００２１】
図２に示すように、排水処理槽５には濾過布である編目フイルター６が間隔保持具７とガイド板８を介して下方に向かって蛇行状に内蔵されている。
【００２２】
編目フイルター６は、編物布、好ましくはメリヤス生地によって形成され、該メリヤス生地を所定長さの長尺な中空筒状に、即ち筒帯状に形成して、その上端部６ａを開口し、下端部６ｂを縫製等によって閉塞した形態に形成される。
【００２３】
そして、該長尺な筒帯状編目フイルター６を排水処理槽５に蛇行状に収容するために、且つ効率良く排水させるために、略コ字状の間隔保持具７と網目状または多孔製のアーチ形のガイド板８とを介在させる。
【００２４】
即ち、図３に示すように、排水処理槽５の底部にアーチ形の網目状ガイド板８を置き、この上に、編目フイルター６の下端部６ｃを載せ、しかるのちガイド板８に編目フイルター下端部６ｃを挟んで間隔保持具７を載置する。これによって編目フイルター６の下端部６ｃはガイド板８と間隔保持具７とに挟まれて位置する。そして、次に間隔保持具７の上にガイド板８を置き、編目フイルター６の下端部６ｃに続く上部側部分６ｄをＵ状に折り畳むようにして、その上部側部分６ｄをガイド板８の上に載せる。そして該ガイド板８に編目フイルター上部側部分６ｄを挟んで間隔保持具７を載置する。このように順次積層していくことによって、図４に示すように、編目フイルター６は排水処理槽５内に一定の間隔を保持して蛇行状に収納されることになる。
【００２５】
しかるのちに、図１、特に図４に示すように、揚水パイプ４の先端部を排水処理槽５に設けた供給ポート９を介して編目フイルター６の上端開口部６ａに周知の止め金具１２を使用して連結し、排水処理槽５に設けた排水ポート１０を同じく止め金具１２を使用して排水パイプ１１につなぎ、該排水パイプ１１の先端部を適宜下水道３に連通させる。
【００２６】
この濾過装置を使用するには、家庭の台所あるいは洗米機などから出た米研ぎ汁排水は図１に示すように排水路１より開所２に集められ、この開所２より揚水ポンプＰによって揚水パイプ４を通って排水処理槽５に汲み上げられる。排水処理槽５に装備された編目フイルター６の筒帯内部６ｅに導入され、この筒帯内部を排水が流下する間に、該排水は筒帯壁面６ｆから濾過されて、濾過水Ｗとして編目フイルター６から外部に排出されて排水処理槽５内に順次滞留する。排水処理槽５に滞留した濾過排水Ｗは排水処理槽５につながれる排水パイプ１１によって下水道３に濾過された排水として放流される。
【００２７】
排水、特に米研ぎ汁排水が経時的に編目フイルター６の内部６ｅに導入され、これが濾過されることによって、図５のａに示すように、当初は米研ぎ汁排水に混入する粒径の大きな粒子Ｓ１が編目フイルター６の編目６ｆに詰まる。そして経時的に図５のｂ、ｃに示すように粒径の中ぐらいの粒子Ｓ２、そして粒径の小さい粒子Ｓ３が順次フイルター６の編目６ｆに引っ掛かって目ずまりが進行し、最終的にはフイルター６の内面全域にわたってデンプン粒子Ｓ１〜Ｓ３が覆って粒子の通過を許さない程度に目ずまりを起こすことになり、その後はこれらの粒子中の毛細管現象によって水分のみがフイルター６を通過し、清澄水として循環されるようになる。
【００２８】
上記のように米研ぎ汁排水を上記編目フイルターを経時的に通過させることにより、目視で、あるいは排水検査によって所定の清澄度に達したことが判明することができ、その後は所定の清澄度の排水として外部に放出されることになる。
【００２９】
即ち、図６は、米研ぎ汁排水が所定の清澄水として排水されるまでのメリヤス布からなる編目フイルター６の０．２５ｍ2 当りの濾過水量と濾過時間を示すもので、ａは編目フイルター６の濾過水量が４リットルのところで循環初期のもので、粒径の大きな粒子Ｓ１が編目フイルター６に詰まった時点を示す。ｂは濾過水量が３リットルのところで粒径が中ぐらいの粒子Ｓ２が詰まった時点を示す。ｃは濾過水量が３〜２リットルのところで小粒径の粒子Ｓ３が詰まった時点を示す。そしてｄの時点で大中小径の粒子Ｓ１〜Ｓ３が編目フイルター６に完全に詰まり、該フイルター６を透過してくる水のＢＯＤ値が公共下水道に排水可能な４００ｐｐｍに下がった状態を示す。
【００３０】
そしてｄの状態になったときに、その後は、該高度な濾過精度を維持しながら連続的に濾過排水を公共下水道あるいは２次処理装置に放出されることになる。
【００３１】
この濾過方法によれば、省スペース、省エネルギー、省コストに押さえることができ、また総ＢＯＤが５０００〜２２０００ｐｐｍの米研ぎ汁排水の１日当りの処理量を３ｔとし、処理後の排水を総ＢＯＤを４００ｐｐｍ以下にすることができる。
【００３２】
また作業の終了後には、図２に示す排水処理槽５の蓋５ａを取り外し、内部の編目フイルター６を間隔保持具７とガイド板８と共に排水処理槽５から外部につまみ出し、間隔保持具７とガイド板８とは洗滌されると共に、編目フイルター６は新品と交換する必要がある。例えば２５００〜３０００リットルの排水が出たときには、これを処理することにより約３０％の水分を含んだ粘土状の濾過物が３０kg発生することになる。
【００３３】
編目フイルター６は一日の作業の終了毎に毎日取り替える必要があり、そのためにはローコストの使い捨て構造のもので、目づまりによる濾過精度の良好なものでなければならない。しかも、フイルター６に堆積された約１．５kgの重量に耐えるものでなければならない。紙製のものでは上述の条件に合致することができない。上記目的に合致するものとして編物布が挙げることができる。
【００３４】
編物布からフイルター６による濾過現象を図７によって説明すると、米研ぎ汁排水に含まれるデンプン粒子は水分より僅かに重く、長時間にわたって米研ぎ汁排水を静止状態においておくと、自然に沈下する性質を有する。そのため、網目の大きい網目フイルター６、図７の６はフイルターの一本の糸を示すが、この一本の糸６によって形成される網目６ｆに、それよりも大きな粒子Ｓ１が係合して網目６ｆの一部を塞いで、その網目６ｅの開口部の面積が小さくなり、更にその小さな開口面積の網目６ｆをも塞ぐようにそれより小径な粒子Ｓ２〜Ｓ３が該網目６ｆを塞ぎ、米研ぎ汁排水が濾過されないようになると考えられるが、現実には、効率的に一定時間経過後から規則的に濾過水が排水されている。これは濾過途上で米研ぎ汁排水の流動圧力や、一旦小径粒子Ｓ２〜Ｓ３が網目６ｆを塞いだが、その自重により下方に沈下し、それにより開口された小さな網目より水分のみが排水されたり、あるいは塞がれた大小の粒子間によって形成される毛細管現象によって、米研ぎ汁排水のうち、水分のみが濾過排水されることになるものと考えられる。
【００３５】
そしてこの際に、編物布の規則正しい編目に米研ぎ汁排水中の粒子が均一的に掛合して目ずまりを起こし、また図７に示すように編目を形成するための凹凸表面が粒子間の毛細管現象を効果的に増進する作用を発揮することになる。即ち、編物布は、平織のサテン布等に比べて凹凸面に富んでおり、この凹凸面６ｆが粒子によって塞がれる際に凹凸の境界部分、即ち凹凸の隅角部分６ｆ1 では粒子Ｓ１〜Ｓ３に塞がれることがなく、極く微小な開口部が維持され、これが毛細管現象を助長するもと考えられる。
【００３６】
その中でも実験の結果、メリヤス生地からなるフイルターが最も良好であることが判明した。そして、該メリヤス生地で筒帯状のフイルターに形成するためには、図８のａに示すように、筒状のメリヤス原反１３を適当な充分な長さに切断して、ｂに示すように、その一端部６ａを開口した状態とし、他端部６ｂを縫製等によって閉塞するようにして編目フイルター６を形成するようにすればよい。
試算によれば２ｔの洗米による場合に全部のフイルター代として約１５００円程度で済むことになる。
【００３７】
なお、作業の終了後に排水処理槽からつまみ出した編目フイルター６およびそれに堆積された内容物を土中に埋設するか、生ゴミとして焼却処分する方法もあるが、内容物を除去して再使用することもできる。
【００３８】
【発明の効果】
請求項１に係る発明の排水の濾過方法によれば、排水、特に米研ぎ汁排水の場合には、その殆どがＳＳ成分（浮遊物質、主にデンプン粒子）であり、溶解ＢＯＤ成分が少なく、種々の大きさの米デンブン粒子が水中に懸濁混入したものである点に着目し、数ミクロンから数拾乃至数百ミクロン単位の粒径の米デンプン微粒子をそれよりも編目の大きい編目フイルターで吸着濾過することを特徴とする。即ち、濾過フイルターに米研ぎ汁排水を通過させ、最大径の粒子を編目にキャッチさせる。最大径粒子がそれより径の小さい編目のフイルターにキャッチされることによって、その編目はその最大径粒子によって部分的に編目が塞がれ、次にそれより径の小さい粒子が最大径粒子とフイルター編目とからなる隙間を部分的に塞ぎ、このようにして次々と径の小さい粒子によって編目フイルターは目ずまりを進行させ、最後に最小の大きさの粒子を通さなくなる目づまりを生じさせ、しかる後は、米粒子による水の透過性乃至毛細管現象を利用して粒子は編目フイルターを通過することができないが、水分はフイルターを通過することができ、これによって高度な濾過作用を発揮させることができる。
【００３９】
この濾過方法によれば、主として多数の網目フイルターと揚水ポンプと排水処理槽を設置するだけでよいから、設備費用が非常に少なくて済む利点がある。
またこの排水の濾過方法は、下方に向かって蛇行状に折り畳み可能で、その上端部が開口され、その下端部が閉塞されて筒帯状に形成され、上端開口部より筒帯内部に排水を導入できるようにした長尺な網目フイルターが用意され、該網目フイルターは、排水処理槽内に取り外し可能に順次積層される略コ字状の間隔保持具と網目状または多孔製のアーチ形のガイド板とに順次挟まれて排水処理槽内に一定の間隔を保持して蛇行状に収容され、家庭内で発生した家庭排水の合流個所である開所に揚水ポンプが設置されて、家庭排水は揚水ポンプによって一旦上方に揚水され、この揚水された家庭排水が排水処理槽内の上記筒帯状網目フイルターの上端開口部に連結されて、該排水が網目フイルターの筒帯内部に導入され、該筒帯壁面より濾過されて排水処理槽内に滞留した濾過排水は排水処理槽につながれる排水パイプによって下水道に排水放流されるようにした構成からなるものである。
編目フイルターを排水処理槽内で上下に長い中空筒状、即ち筒帯状に形成して、その上端部に開口部を形成し、下端部を閉塞した筒帯状の編目フイルターの上端開口部より家庭排水を導入し、蛇行状に折り畳まれた編目フイルターの筒帯内部を排水が下方に向かって流通する間に該排水が筒帯壁面により濾過されて排水処理槽内に滞留して、該排水処理槽から排水パイプによって下水道にほぼ清澄水の状態となって放流されることになる。
従って、この濾過方法によれば、家庭排水の排水個所である開所に集められた家庭排水を一旦上方に揚水するための揚水ポンプを開所に設置し、且つこれにつながれる筒帯状の編目フイルターを用意し、また編目フイルターを収容するための適当な容器があればよいから設置費用およびランニングコストが格段に安くつき、設置スペースも少なくて済むという利点がある。
さらにまた、この濾過方法によれば、作業の終了後には、排水処理槽の蓋を取り外し、内部の編目フイルターを間隔保持具とガイド板と共に排水処理槽から外部につまみ出し、間隔保持具とガイド板とは洗滌されると共に、編目フイルターは新品と交換することが容易にできる。
【００４０】
また請求項２に係る発明の排水の濾過方法によれば、編目フイルターに積極的に目ずまりを生じさせ、これによって該編目フイルターの濾過精度を上げ、所定の清澄度に達して濾過精度の上がった編目フイルターによって排水を濾過するようにしたため、濾過時間はかかるが、所望の高度の清澄水に確実に濾過することができる。
【００４１】
また請求項３に係る発明の排水の濾過方法によれば、編物布の規則正しい編目に排水中の粒子が均一的に掛合して目づまりを起こし、また編目を形成するための凹凸表面が粒子間の毛細管現象を効果的に増進する作用を発揮することになる。
【００４２】
また請求項４に係る発明の排水の濾過方法によれば、前記作用と共に、編物布の中で最も安価なメリヤス生地で濾過布を形成することができるから一層安価に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】    本発明の一実施形態に係る濾過装置の概略説明図である。
【図２】    同要部の分解斜視図である。
【図３】    同要部の縦断正面図である。
【図４】    同要部の縦断側面図である。
【図５】    ａ〜ｃは、網目フイルターに対する粒子の目ずまり状態を経時間的に示すものである。
【図６】    濾過水量の変化を示すグラフである。
【図７】    本発明による濾過現象を説明する図である。
【図８】    ａ〜ｂは、本発明の一実施形態に係る濾過布の製作工程を説明する図である。
【符号の説明】
１    排水路
２    開所
３    下水道
Ｐ    揚水ポンプ
４    揚水パイプ
５    排水処理槽
６    編目フイルター
７    間隔保持具
８    ガイド板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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