JP5655851B2 - 濾過装置及びバラスト水処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、不純物を含む原水を濾過槽内に取り入れてこれをフィルタで濾過し、濾過水を得る濾過装置に関する。また、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の処理装置に係り、特に、バラスト水に含まれるプランクトンを除去し細菌を死滅させるためのバラスト水処理装置に関する。

フィルタを用いる濾過装置としては、特開２００８−１１９６０８号公報に従来装置として開示されている装置が知られている。この濾過装置は、濾過槽としての横型筒状のタンク内に、円盤状に形成された濾過室を、その濾過面が上記タンクの水平な軸線に対して直角となるように、該軸線上に間隔をもって複数配している。濾過面には交換自在にフィルタが設けられている。上記複数の濾過室は該濾過室よりも小径のドラムにより連通されていて上記軸線まわりに回転して使用される。

この装置では、原水はドラムを通じて複数の濾過室へ供給されるが、その際、濾過される原水は上記軸線を水位レベルとして維持されてタンクの下半部のみに存在している。この水位レベルより上方の上半部は、大気に開放された原水不在の空間となっており、ここには、複数の濾過室同士間の空間に連通する洗浄手段が設けられている。

かかる装置では、濾過時には、原水がドラムを経て複数の濾過室へ供給されその濾過面で濾過された後、濾過水として、隣接せる濾過室同士間の空間から排水される。この濾過と同時に、上部では、濾過室同士間の空間の洗浄手段へ洗浄水が供給され、濾過面を逆洗して付着不純物（以下、「付着物」という）を除去する。不純物を含む逆洗後の洗浄排水は、洗浄排水樋から流出される。かくして、この装置では、タンクの下半部で濾過を行い、濾過により付着物が付着している濾過面を濾過室の回転に伴い上記上半部の空間へ引き出し、ここで逆洗を行うこととしている。

上述の濾過装置は、逆洗のために装置の運転を一時中断することなく、連続して濾過を行いつつ、逆洗もできる。しかしながら、上記濾過装置では、濾過面が大気に開放されているので、原水の送水圧を増大させることにより濾過の処理水量を増加させる、ということができない。処理水量を増加させるには、濾過面積を大きくさせねばならず、濾過装置が大型化し、コストの増加、必要な設置面積の増加という問題が生ずる。

また、上記濾過装置では、上半部が大気中にあり、濾過には寄与していない。この点でも、この濾過装置は、必要処理水量を確保するのに、大型化せざるを得なくなり、コストの増加、設置面積の増加という問題を生ずる。

本発明は、かかる事態に鑑み、大量の濾過処理が可能で、装置の設置面積が小さくコンパクトであり、濾過面の付着物を効果的に逆洗除去できる濾過装置を提供することを課題とする。

一方、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の必要性から、出港前にバラストタンクにバラスト水の注水を行う。逆に港内で積荷をする場合には、バラスト水の排出を行う。

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注排水が行われると、バラスト水に含まれる微生物の差異により沿岸生態系に悪影響を及ぼすことが懸念されている。そこで、船舶から排出されるバラスト水に含まれるプランクトンや細菌の数を厳しく制限するバラスト水の処理基準が定められている。バラストタンクに注水する海水中のプランクトンや細菌を除去、殺滅するバラスト水処理装置が開発されている。船舶の機関室にバラスト水処理装置を設置する場合に、機関室内に十分な広さの設置スペースを設けることが困難であるため、バラスト水処理装置をコンパクトにすることが求められている。

そこで、本発明は、設置面積が小さくコンパクトであるバラスト水処理装置を提供することも課題とする。

（１）本発明に係る濾過装置は、濾過槽に、原水を流入せしめる原水流入口と、フィルタで原水を濾過した後の濾過水を流出する濾過水流出口とを設けた濾過装置において、濾過槽の内部空間に、隣接するフィルタの流入側端を連接する流入側連結壁と流出側端を連接する流出側連結壁とフィルタとにより、原水流入口に連通する流入室と濾過水流出口に連通する流出室とを交互に形成し、流入室内にフィルタに接面して集水口が形成された逆洗集水管を該フィルタの面上を移動可能に配し、逆洗集水管と接続し濾過槽外に延出する逆洗排水管を備え、逆洗集水管は、流出室側からフィルタを通過して流入する逆洗水を上記集水口から受け入れ、逆洗水により流入室側のフィルタ面に捕捉された付着物をフィルタ面から剥離せしめ、剥離した付着物を逆洗水と共に上記集水口から受け入れ、逆洗排水として逆洗排水管を介し濾過槽外に排出することを特徴としている。

かかる構成の本発明にあっては、流入室における流入側圧力と流出室における流出側圧力との圧力差により原水はフィルタで不純物が濾過された後、濾過水として流出される。この濾過はすべての流入室でフィルタの全面にて行われる。このような濾過がなされるとともに、流出室における流出側圧力とこれよりも低い集水口における圧力との圧力差により、流出室側からフィルタを通過して逆洗水が集水口に流入する。この逆洗水により流入室側のフィルタ面に捕捉された付着物が剥離され、集水口から逆洗集水管に送られて逆洗が行われる。

流出室内の濾過水の一部が逆洗水としてフィルタを通過し逆洗集水管の集水口へ流入するので、濾過により付着したフィルタ面上の付着物はフィルタの流出室側から流入するこの逆洗水によりフィルタ面から剥離されて上記集水口へ逆洗水と共に集水され、逆洗排水として逆洗排水管を介し濾過槽外に排出される。上記集水口が接面しているフィルタ面の部分は該フィルタ面の一部であるが、逆洗集水管の集水口を移動させることでフィルタ面の全面にて上記付着物が剥離除去される。

（２）（１）の発明において、逆洗集水管の集水口は一つのフィルタの面に対し、該フィルタの面の一辺の長さにわたり延びていると共に、逆洗集水管はこの一辺に直角な他辺の方向に可動となっていることを特徴としている。

かかる場合には、逆洗集水管の集水口が上記他辺の方向に一回移動するだけで、一つのフィルタの全面についての逆洗を行うことができる。

（３）（１）又は（２）の発明において、逆洗集水管が一つの流入室において対向する二つのフィルタのそれぞれに設けられていることを特徴としている。

（４）（１）ないし（３）のうちいずれかの発明において、逆洗集水管は一つのフィルタの面に対し複数設けられていることを特徴としている。

（５）（１）ないし（４）のうちいずれかの発明において、逆洗集水管は複数の流入室のそれぞれに設けられていて、それぞれの逆洗集水管に接続される逆洗排水管は少なくとも一つの逆洗排水集合管に連結されていることを特徴としている。

（６）（１）ないし（５）のうちいずれかの発明において、複数の逆洗集水管と逆洗排水管は一体に結合され、複数の逆洗集水管を同時に可動とする一つの駆動装置を備えることを特徴としている。この場合は、一つの駆動装置で複数の逆洗集水管を同時にフィルタ面に沿って移動させることができる。

（７）（１）ないし（６）のうちいずれかの発明において、フィルタは、逆洗水が通過しない閉鎖部を有することを特徴としている。

（８）（１）ないし（７）のうちいずれかの発明において、逆洗排水管は吸引装置に接続され、流出室側の圧力と集水口の圧力との圧力差を確保することを特徴としている。

流入室における原水の流入側圧力が大きく流出室における流出側圧力も大きい場合には、逆洗排水管の排出口を大気開放しておくことにより、流出室における流出側圧力と逆洗集水管の集水口における圧力との圧力差が確保でき、フィルタの逆洗を行うことができる。流入室における原水の流入側圧力が小さく流出室における流出側圧力も小さい場合には、逆洗排水管の排出口を大気開放しても、流出室における流出側圧力と逆洗集水管の集水口における圧力との圧力差が小さいため、フィルタ面の付着物の剥離ができず逆洗できないことがある。このように流出室における流出側圧力と逆洗集水管の集水口における圧力との圧力差が小さい場合には、逆洗排水管に吸引ポンプなど吸引装置を接続することにより、逆洗集水管の集水口における圧力を負圧にして、流出室における流出側圧力と逆洗集水管の集水口における圧力との圧力差を確保し、十分に逆洗を行うようにすることができる。

（９）（１）ないし（８）のうちいずれかの発明において、逆洗集水管は集水口の周囲に、フィルタの面に摺接するブラシ又は弾性体ブレードを備えていることを特徴としている。

ブラシ又は弾性体ブレードは、フィルタ面の付着物の掻き落しに寄与する。さらに、ブラシ又は弾性体ブレードが無い場合には、集水口まわりでのフィルタ面の付着物との不均一な接触により、局部的な隙間が形成され、流出室側の圧力と集水口の圧力との圧力差が不足し付着物の剥離が不完全となることがあるが、本発明により、ブラシ又は弾性体ブレードがフィルタ面の付着物と確実に接触し、局部的な隙間が形成されないため、流出室側の圧力と集水口の圧力との圧力差を確保でき、付着物を確実に剥離し逆洗することができる。

（１０）（１）ないし（９）のうちいずれかの発明において、流出室内にフィルタに接面して給水口が形成された逆洗給水管を該フィルタの面上を移動可能に配し、濾過槽外から入り逆洗給水管と接続する逆洗送水管を備え、逆洗送水管は濾過槽外から逆洗水を逆洗給水管に送水し、逆洗給水管は、上記給水口から逆洗水を流出室側から流入室側へフィルタを通過して流入せしめるとともに、流入室側で流入する逆洗水を受け入れる逆洗集水管の移動に同期して移動することを特徴としている。

逆洗給水管により逆洗水を流出室側からフィルタを通過して流入室側へ流入せしめ、逆洗集水管の集水口で逆洗水を受け入れるようにすることにより、逆洗水により流入室側のフィルタ面に捕捉された付着物をフィルタ面から剥離せしめ、剥離した付着物を排出して、逆洗することをより確実に行うことができる。

すなわち、流出室側の圧力として流出室の濾過水の圧力を用いる場合に比べて、逆洗給水管により給水口から逆洗水を給水する場合の方が、流出室側の圧力と集水口の圧力との圧力差を大きくでき、付着物をフィルタ面から剥離することを容易に行うことができ、十分に逆洗することができる。

（１１）本発明に係るバラスト水処理装置は、（１）ないし（１０）のうちのいずれかの濾過装置と、濾過装置により濾過された海水中に殺菌剤を供給する殺菌剤供給装置と、海水を取水し濾過装置を経てバラストタンクに海水を送水するポンプとを備えることを特徴としている。

（１２）本発明に係るバラスト水処理装置は、（１）ないし（１０）のうちのいずれかの濾過装置と、濾過装置により濾過された海水に紫外線を照射する紫外線照射装置と、海水を取水し濾過装置を経てバラストタンクに海水を送水するポンプとを備えることを特徴としている。

（１３）（１１）又は（１２）のバラスト水処理装置において、濾過装置は、船舶の機関室において海水を送水する送水管の上部に配設されることを特徴としている。

図１は、本発明の一実施の形態に係る濾過装置のフィルタ配置と原理構造を示す斜視図である。 図２は、同濾過装置の正面断面図である。 図３は、同濾過装置のフィルタと逆洗集水管との配置構造を示す斜視図である。 図４は、同濾過装置の図２におけるＡ−Ａ断面矢視図である。 図５Ａは、同濾過装置の図２におけるＢ−Ｂ断面矢視図であって、逆洗時を示す図である。 図５Ｂは、同濾過装置の図２におけるＢ−Ｂ断面矢視図であってり、逆洗停止時を示す図である。 図６Ａは、図２の装置に用いられる逆洗集水管の端部斜視図である。 図６Ｂは、図２の装置に用いられる逆洗集水管の断面図である。 図７は、本発明の他の実施形態に係る濾過装置の正面断面図である。 図８は、同濾過装置の図７におけるＤ−Ｄ断面矢視図である。 図９は、本発明のさらに別の実施形態に係るバラスト水処理装置の概要構成を示す図である。

以下、添付図面にもとづき、本発明の一実施形態について説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る濾過装置１０のフィルタ配置と原理構造を示す斜視図である。図２は、濾過装置１０の正面断面図である。

濾過装置１０は、原水の流入口２７Ａ、そしてフィルタで原水を濾過した後の濾過水の流出口２８Ａとを備えている。図１及び図２では、左側を流入側といい、右側を流出側という。

上記濾過槽２０の槽本体は正面が台形状の略直方体外形をなし、前壁２１、左側壁２２、右側壁２３、下壁２４、上壁２５そして後壁２６を有している。図１にて、紙面に平行で手前側の前壁２１は、省略されている。

濾過槽２０内に複数のフィルタ１１が水平方向に並列に配設されている。フィルタとして、メッシュクロスフィルタ、ウェッジワイヤフィルタ、メンブレンフィルタ等が使用可能であり、適切な目開きのものを用いる。該フィルタ１１は流入側端と流出側端で異なる隣接フィルタ同士をそれぞれ連結する流入側連結壁１２、そして流出側連結壁１３により一体化されている。フィルタ１１が横面をなし、流入側連結壁１２そして流出側連結壁１３とが縦面をなすように断面が矩形波状をなしている。すべてのフィルタ１１はその前縁と後縁とが、あるいは該前縁と後縁とを支持するフレームが濾過槽の前壁と後壁とに連結されている。

上記フィルタ１１そして流入側連結壁１２そして流出側連結壁１３により、流入側に開口する流入室１４、流出側に開放される流出室１５とが、交互に形成される。

フィルタ１１のその前縁と後縁とが、あるいは該前縁と後縁とを支持するフレームが濾過槽の前壁２１と後壁２６とに連結されていて、上記流入室１４そして流出室１５は前方と後方ではこの前壁２１と後壁２６により閉塞されている。そして複数の流入側連結壁１２のうち上端のものが上壁２５と、そして下端のものが下壁２４と連結されている。その結果、流入室１４は流入側にのみ、そして流出室１５は流出側にのみ開放されている。

濾過槽２０内では、流入側連結壁１２よりも流入側の空間が流入室１４に連通する流入空間２７を形成している。そして流出側連結壁１３よりも流出側の空間が流出室１５に連通する流出空間２８を形成している。流入空間２７は、下壁２４に形成された原水流入口２７Ａにより、送水管９から原水の流入を可能として、流出空間２８は、下壁２４に形成された濾過水流出口２８Ａにより、送水管９への濾過水の流出を可能としている。送水管９には原水流入口２７Ａに接続する分岐口と濾過水流出口２８Ａに接続する分岐口との間にあって、原水を濾過装置１０に送水するように切り替える送水管ダンパ１９が設けられている。原水流入口２７Ａと送水管９の分岐口との間に流入ダンパ１６が設けられ、濾過水流出口２８Ａと送水管９の分岐口との間に流出ダンパ１７が設けられている。

送水管９により送水され原水流入口２７Ａから供給され不純物を含む原水が、流入空間２７を矢印Ａ方向に流れ、矢印Ａ−１方向に変向して、各流入室１４にそれぞれ流入する。この原水はフィルタ１１により濾過されて流出室１５へ至り、濾過水として流出室１５から矢印Ｂ−１方向に流出した後、流出空間２８で矢印Ｂ方向に変向して濾過水流出口２８Ａから槽外へ流出され、送水管９に送られる。原水の流れを白矢印で、濾過水の流れを黒矢印で示している。

図１及び図２の濾過装置において、固形物を含む原水は原水流入口２７Ａから流入し、流入空間２７を充満して各流入室１４へ次々と流れ込む。この流入した原水はフィルタ１１（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ）に固形物を付着させながら該フィルタ１１を矢印ｈ方向に透過し、濾過されて濾過水として流出室１５へ至る。そして、その後、濾過水は流出空間２８を通り濾過水流出口２８Ａから流出される。このように濾過装置において、原水が濾過される。

図２に見られるように、流入室１４内には、フィルタ１１に接面して逆洗集水管３０が配設されている。

この逆洗集水管３０自体は、逆洗集水管３０の端部斜視図（図６Ａ）と断面図（図６Ｂ）に示されているごとく、端部が閉じられた半円筒管状をなしていて、フィルタ１１に接面する上面は平坦板に窓状の集水口３１が該逆洗集水管３０のほぼ全長にわたり形成されている。逆洗集水管３０はその中央部に逆洗排水管３３が接続されており、逆洗排水を槽外へ排出するようになっている。

後述する手段により集水口における圧力を流出室における流出側圧力より低くすることにより、圧力差により、逆洗水が流出室側から矢印ｋ方向にフィルタを通過して集水口に流入する。この逆洗水により流入室側のフィルタ面に捕捉された付着物Ｆが剥離され、集水口から逆洗集水管に送られて逆洗が行われる。

流出室内の濾過水の一部が逆洗水としてフィルタを通過し逆洗集水管の集水口へ流入する。濾過により付着したフィルタ面上の付着物はフィルタの流出室側から流入するこの逆洗水によりフィルタ面から剥離されて上記集水口へ逆洗水と共に集水され、逆洗排水として逆洗排水管を介し濾過槽外に排出される。上記集水口が接面しているフィルタ面の部分は該フィルタ面の一部であるが、逆洗集水管の集水口を矢印Ｃ方向に移動させることでフィルタ面の全面にて上記付着物を剥離除去する。

本実施形態では、好ましい形態として、図６Ａ，図６Ｂに示されているごとく、上記集水口３１の周囲には、ブラシ３２が植設されている。該ブラシ３２は、逆洗集水管３０の矢印Ｃ方向への移動によりフィルタ１１の面を摺接して、原水に含まれていた固形物であり濾過によりフィルタに付着した付着物Ｆを掻く動作を行う。また、該ブラシ３２は、フィルタ１１の面に付着した付着物Ｆの表面に密接して移動され、付着物Ｆの表面と集水口３１との間に隙間が生じることを防ぐ。そのため、流出室１５側の圧力と集水口３１の圧力との圧力差を確保でき、逆洗水が矢印ｋ方向にフィルタ１１を透過して付着物を確実に剥離し逆洗することができる。ブラシの代わりにゴムブレードのような弾性体ブレードを用いてもよい。

図３は、フィルタと逆洗集水管の配置構造を示す斜視図である。図４は、濾過装置１０の図２におけるＡ−Ａ断面矢視図である。図５Ａ，図５Ｂは、濾過装置１０の図２におけるＢ−Ｂ断面矢視図である。

図３、図５Ａ、図５Ｂに見られるように、流入室１４の上側に配置されたフィルタ１１ａ（一部を省略して図示している）の下面に摺接して逆洗集水管３０ａ１と３０ａ２が並列に配設されている。逆洗集水管３０ａ１と３０ａ２のフィルタ１１ａに接面する上面は平坦板に窓状の集水口３１が逆洗集水管３０のほぼ全長にわたり形成されている。流入室１４の下側に配置されたフィルタ１１ｂの上面に摺接して逆洗集水管３０ｂ１と３０ｂ２が並列に配設されている。逆洗集水管３０ｂ１と３０ｂ２のフィルタ１１ｂに接面する下面は平坦板に窓状の集水口３１が逆洗集水管３０のほぼ全長にわたり形成されている。逆洗集水管３０ａ１と３０ａ２との間隔、及び逆洗集水管３０ｂ１と３０ｂ２との間隔は、フィルタ１１の前後方向（図４の上下方向）の長さの略半分になるように配設されている。

図３、図５Ａ、図５Ｂに見られるように、逆洗集水管３０ａ１と３０ｂ１とが逆洗排水管３３の垂直管部３３ｖ１により連結され、逆洗集水管３０ａ２と３０ｂ２とが逆洗排水管３３の垂直管部３３ｖ２により連結され、垂直管部３３ｖ１と垂直管部３３ｖ２とが水平管部３３ｈにより連結されている。かくのごとく逆洗集水管３０ａ１、３０ａ２、３０ｂ１及び３０ｂ２とが一体に構成されているため、一つの駆動装置により、複数の逆洗集水管を同時に二つのフィルタ面に沿って矢印Ｃ方向に移動させ、逆洗することができる。

また、一つのフィルタに対して少なくとも二つの逆洗集水管を、間隔を設けて並列に配設することにより、逆洗集水管を移動させる長さを短くすることができるため、逆洗集水管を移動させる駆動機構をコンパクトにすることができる。

また、一つの流入室において対向する二つのフィルタのそれぞれに逆洗集水管を設け、それぞれの逆洗集水管を連結して一体に構成されているため、一つの駆動装置により、対向する二つのフィルタの逆洗集水管を同時にフィルタ面に沿って移動させ、逆洗することができる。

逆洗集水管３０は、図２、３、４に見られるように、その中央部に逆洗排水管３３が接続されており、逆洗排水を槽外へ排出するようになっている。逆洗集水管３０と逆洗排水管３３は、一体に構成され、逆洗集水管３０の矢印Ｃ方向への移動を可能とするため図示しない駆動装置により移動される。逆洗排水管３３は、図５Ａ、図５Ｂに見られるように濾過槽２０の前壁２１からシール性を有する孔から外部へ引き出す形態としてもよい。あるいは、逆洗排水管３３は、図４に見られるように逆洗排水管３３を鞘管３７に挿入する構造として前壁２１から外部へ引き出す形態としてもよい。図４の例については、後述する。

図２において、逆洗集水管３０は左右方向に延びた状態でフィルタ１１の流入室側に接面している。逆洗集水管３０の中央部に逆洗排水管３３が接続されており、逆洗集水管３０と逆洗排水管３３は一体に構成され、この逆洗集水管３０は図示しない駆動手段により紙面に直角方向（図３におけるＣ方向に相当）に移動可能となっている。かかる逆洗集水管３０は、図２では二つのフィルタ１１の流入室側に対してのみ図示されているが、すべてのフィルタ１１の流入室側に対して配設されている。

原水を流入室に送水し、濾過水を流出室から流出するポンプにより、流出室１５内では圧力ｐ１を有している。逆洗排水管３３の排出口は槽外で大気開放されている。そのため、逆洗集水管３０の集水口３１における圧力ｐ２は、流出室１５内の圧力ｐ１よりも低いので、流出室１５内の濾過水の一部がフィルタ１１を矢印ｋ方向に透過して、逆洗水として集水口３１から逆洗集水管３０へ集水される。すなわち、フィルタ１１の流入室１４側の面に付着した付着物（原水中の固形物）が、流出室１５からフィルタ１１を透過する逆洗水によってフィルタ面から剥離されて上記集水口３１へ送られる。上記逆洗集水管３０は、図３、４、５Ａ、５Ｂにて矢印Ｃ方向、すなわち逆洗集水管３０の長手方向に対して直角な方向に、駆動手段により移動される。その移動中に、フィルタ面に付着した付着物が流出室１５からフィルタ１１を透過する逆洗水によってフィルタ面から剥離されて上記集水口３１へ送られる。また、逆洗集水管３０のブラシ３２がフィルタ１１上の付着物を掻き取り、該付着物は掻き取られた直後に上記集水口３１へ吸い込まれる。かくして、逆洗集水管３０を移動させながら逆洗することによって、フィルタ１１はその全面で付着物が除去される。

図４は、図２のＡ−Ａ断面矢視図である。図４において、逆洗集水管３０ｂ１、３０ｂ２に接続された逆洗排水管３３は、逆洗集水管３０の長手方向に対して直角でフィルタ１１の面に平行な方向に延びる直管として形成されている。逆洗排水管３３は、槽外へ延出していて槽外で二つのシール部材３５、３６によってシール状態で摺動自在に支持されている。一方のシール部材３５は濾過槽２０の前壁２１に取り付けられた筒体３４内で支持されており、他方のシール部材３６は鞘管３７の内壁で支持されている。鞘管３７は複数の他の鞘管３７の逆洗排水を集める逆洗排水集合管３８に接続されており、該逆洗排水集合管３８は、一般的にはその排出口が大気開放されて系外に逆洗排水が排出される。流入室１４へ流入する原水の圧力が低い場合には、流出室１５内の圧力ｐ１と逆洗集水管３０の集水口３１における圧力ｐ２との圧力差が確保できないため、流出室１５側からフィルタ１１を透過して逆洗集水管３０の集水口３１に流入する逆洗水が十分に得られない。このような場合には、該逆洗排水集合管３８に集水ポンプなどの吸引装置３９を接続し、前記圧力差を確保できるようにする。つまり、逆洗排水集合管３８は、流入室１４へ流入する原水の圧力が高く流出室１５内の圧力ｐ１が十分に高い場合は、その排出口を大気開放とし、原水の圧力が低く流出室１５内の圧力ｐ１が十分に高くない場合は、吸引装置３９を設け、逆洗排水を集水する集水口における圧力ｐ２が流出室１５内の圧力ｐ１に対してｐ２＜ｐ１の関係を有するようにする。

逆洗排水管３３は、図示しない駆動手段に接続されていて、その長手方向に矢印Ｃ方向で往復駆動される。したがって、逆洗排水管３３に接続されている逆洗集水管３０も同方向に移動してフィルタ１１の全面で逆洗を行うこととなる。

図３、４、５Ａ、５Ｂの形態では、一つのフィルタに対して二つの逆洗集水管を、間隔を設けて並列に配設している。このようにすることにより、逆洗集水管を移動させる長さを短くすることができるため、逆洗集水管を移動させる駆動機構をコンパクトにすることができる。また、一つのフィルタに対して、一つの逆洗集水管を配設するようにしてもよい。

また、一つの流入室１４において対向する二つのフィルタ１１に対しそれぞれ逆洗集水管３０を設け、一つの逆洗排水管３３に連結し一体構造とし、駆動手段により逆洗集水管３０を同時に往復駆動させるようにしてもよい。このようにすることにより、逆洗排水管や駆動手段の構造を簡単にすることができる。さらに、複数の流入室１４のフィルタ１１に対し設けた複数の逆洗集水管３０を、一つの逆洗排水管３３に連結し一体構造とし、駆動手段により逆洗集水管３０を同時に往復駆動させるようにしてもよい。このようにすることにより、逆洗排水管や駆動手段の構造を簡単にすることができる。

図２，３，４，５Ａ、５Ｂの形態では、逆洗集水管３０の長さ方向の中央部に逆洗排水管３３を接続しているが、逆洗排水管３３の接続位置はこれに限らず、逆洗集水管３０の流入側端部、流出側端部でもよいことは言うまでもない。

逆洗集水管３０の集水口３１は窓状の開口であるが、開口の形状を逆洗排水管３３との接続部付近では広く、接続部から離れた位置（図３の場合は逆洗排水管３０の流入側端部、流出側端部）では狭くすることにより、集水圧を一定にして、何れの位置のフィルタに付着した付着物も、もれなく集水することができる。

図４，５Ａ、５Ｂの形態では、フィルタの前方端部と前後方向中央部に、逆洗水を透過させない閉鎖部４０ａ１，４０ａ２、４０ｂ１，４０ｂ２を設けている。閉鎖部は逆洗水を透過させないように、フィルタの開き目を封ずるように封止材を塗布し硬化させてもよいし、蓋材で覆うようにしてもよい。図５Ａに示すように、逆洗時には逆洗集水管を閉鎖部４０ａ１，４０ａ２、４０ｂ１，４０ｂ２の位置以外のフィルタ面上を移動させ、逆洗水を矢印ｋ方向にフィルタを透過させてフィルタの付着物を逆洗する。逆洗集水管が接していないフィルタ面では原水を矢印ｈ方向にフィルタを透過させ濾過を行う。図５Ｂに示すように、逆洗停止時には逆洗集水管を閉鎖部４０ａ１，４０ａ２、４０ｂ１，４０ｂ２の位置に留め、逆洗水を透過させず逆洗を停止し、原水を矢印ｈ方向にフィルタを透過させ濾過を行う。このように、フィルタに逆洗水を透過させない閉鎖部を設け、逆洗停止時には逆洗集水管を閉鎖部の位置に留めるようにすることにより、逆洗排水の通水を閉止し、逆洗を停止させるバルブを逆洗排水管に設ける必要がないので、逆洗排水管装置をコンパクトにでき、装置費用を廉価にできる。特に、複数の流入室に逆洗集水管を設け、逆洗排水管を多数設ける場合には、設備が簡略にでき装置費用を廉価にできる効果が高い。

さらに、図４の形態では、濾過槽２０の後壁２６のフィルタ１１位置に相当する位置に窓部４１が形成されており、その周囲縁に形成されたフランジ部４２に蓋部材４３が取り付けされている。上記窓部４１はフィルタ１１の取出しに十分な大きさとなっており、濾過装置の運転停止時に、蓋部材４３を外すことにより、上記窓部４１を通してフィルタ１１の交換が可能となっている。

図１の形態では、濾過装置を送水管の上方に設けている。濾過装置を用いて原水を濾過する場合には、送水管ダンパ１９を閉め、流入ダンパ１６と流出ダンパ１７を開け、原水を濾過装置に流入させ濾過を行う。濾過装置を送水管の上方に設けることにより、濾過装置を設置するスペースが少なく設置床面積を最小限にできる。濾過装置を送水管の下方に設けても同様に設置スペースを少なくできる。濾過装置を送水管の水平方向に隣接して設けてもよいことは言うまでもない。

本発明の濾過装置により、濾過装置をコンパクトにできる具体例を、以下に示す。一般的な大気開放されている濾過装置でのフィルタ面の流入側と流出側の圧力差は０．０５ｍ水柱程度である。本発明の図１、２に示す濾過装置では原水送水ポンプにより原水を加圧して送水し、フィルタ面の流入側と流出側の圧力差を１．０ｍ水柱と大気開放されている濾過装置の２０倍にできる。フィルタを透過する水の流速は圧力差の１／２乗に比例するため本発明の濾過装置では従来技術に比べて４．５倍の流速で濾過することができ、処理水量を大幅に増大できる。

また、本発明の濾過装置と同じ水量を処理する従来技術の濾過装置に比べて、本発明の濾過装置は、フィルタ面積を２２％に減少でき、濾過装置をコンパクトにできる。さらに、原水を加圧して送水するため、流出室におけるフィルタの流出側の圧力と、流入室の逆洗集水管の集水口の圧力との圧力差を十分な大きさに確保でき、フィルタの濾過付着物を容易に逆洗洗浄できる。

このように本発明によれば、流入室内でフィルタ面に接面して集水口を有する逆洗集水管を設け、この逆洗集水管の集水口における圧力を流出室における流出側圧力圧力よりも低い圧力として、この逆洗集水管の集水口による逆洗水の集水を行うことにより、逆洗を行うことができ、これとともに、逆洗集水管の集水口が位置する極く狭い範囲を除いてほぼフィルタの全面で濾過を行うことができるため、濾過処理効果を向上させ、ひいては、濾過装置の小型化を可能とする。さらに、濾過装置の小型化を可能とするため、濾過装置を用いるバラスト水処理装置をコンパクトにすることができる。

図７は、本発明の他の実施形態に係る濾過装置１０の正面断面図、図８は、図７におけるＤ−Ｄ断面矢視図である。なお、濾過装置１０は、図２、図５Ａ、図５Ｂに示す濾過装置１０に逆洗給水管４１、逆洗送水管４３を追加したものであり、図２、図５Ａ、図５Ｂと共通の構成の説明を省略する。

流出室内にフィルタに接面して給水口（図示せず）が形成された逆洗給水管４１をフィルタの面上を移動可能に設け、濾過槽外から入り逆洗給水管と接続する逆洗送水管４３を設けている。逆洗送水管は濾過槽外から逆洗水を逆洗給水管に送水し、逆洗給水管は、上記給水口から逆洗水を流出室側から流入室側へ矢印ｋ方向にフィルタを通過して流入せしめる。さらに、逆洗給水管は、流入室側で流入する逆洗水を受け入れる逆洗集水管の移動に同期して矢印Ｅ方向に移動する。

この逆洗給水管４１自体は、逆洗集水管３０と類似の形状をなし、端部が閉じられた半円筒管状をなしていて、フィルタ１１に接面する面は平坦板に窓状の給水口が該逆洗給水管４１のほぼ全長にわたり形成されている。逆洗給水管４１はその中央部に逆洗送水管４３が接続されており、濾過槽外から逆洗水を受け入れるようになっている。逆洗送水管４３に送水ポンプ等により逆洗水を加圧して送水する。

逆洗水を逆洗給水管により流出室側からフィルタを通過して流入室側へ流入せしめ、逆洗集水管の集水口で逆洗水を受け入れるようにすることにより、逆洗水により流入室側のフィルタ面に捕捉された付着物をフィルタ面から剥離せしめ、剥離した付着物を排出して、逆洗することを、より確実に行うことができる。

すなわち、流出室側の圧力として流出室の濾過水の圧力を用いる場合に比べて、逆洗給水管により給水口から逆洗水を給水する場合の方が、流出室側の圧力と集水口の圧力との圧力差を大きくでき、付着物をフィルタ面から剥離することを容易に行うことができ、十分に逆洗することができる。

図８に見られるように、最も上の流出室１５の下側に配置されたフィルタ１１ａの上面に摺接して逆洗給水管４１ａ１と４１ａ２が並列に配設されている。逆洗給水管４１ａ１と４１ａ２のフィルタ１１ａに接面する下面は平坦板に窓状の給水口が逆洗給水管４１のほぼ全長にわたり形成されている。逆洗給水管４１ａ１と４１ａ２との間隔は、フィルタ１１の前後方向（左右方向）の長さの略半分になるように配設されている。

同様に、中央の流出室１５の上側のフィルタ１１ｂに対して逆洗給水管４１ｂ１と４１ｂ２とが並列に配設され、下側のフィルタ１１ｃに対して逆洗給水管４１ｃ１と４１ｃ２とが並列に配設され、最も下の流出室１５の上側に配置されたフィルタ１１ｄの下面に逆洗給水管４１ｄ１と４１ｄ２とが並列に配設されている。

フィルタを挟んで、逆洗給水管と逆洗集水管とを同期させて矢印Ｅ方向に移動させる。

上記給水口と集水口が接面しているフィルタ面の部分は該フィルタ面の一部であるが、逆洗給水管の給水口と逆洗集水管の集水口を矢印Ｅ方向に移動させることにより、フィルタ面の全面にて上記付着物を剥離除去する。

また、一つのフィルタに対して少なくとも二つの逆洗給水管を、間隔を設けて並列に配設することにより、逆洗給水管を移動させる長さを短くすることができるため、逆洗給水管を移動させる駆動機構をコンパクトにすることができる。

また、一つの流出室において対向する二つのフィルタのそれぞれに逆洗給水管を設け、それぞれの逆洗給水管を連結して一体に構成するようにすると、一つの駆動装置により、対向する二つのフィルタの逆洗給水管を同時にフィルタ面に沿って移動させ、逆洗することができる。

図９は、本発明のさらに別の実施形態に係るバラスト水処理装置５０の概要構成を示す図である。図９中６０は船舶、６１は機関室、７０はバラストタンク、８０は海を示している。

バラスト水処理装置５０は、海水取入ライン５１と、海８０から海水を海水取入ライン５１に取り入れる海水取水口５２と、海水取入ライン５１の途中に取り付けられたポンプ５３と、このポンプ５３の吐出側に取り付けられた濾過装置１０と、この濾過装置１０に取り付けられ濾過済みのバラスト水をバラストランク７０に送るバラスト水送水ライン５６と、バラスト水送水ライン５６の途中に取り付けられたインジェクタ５５と、このインジェクタ５５に殺菌剤を供給する殺菌剤供給装置５４と、濾過装置１０に取り付けられ濾過装置１０から逆洗水を排水するための逆洗排水管５７と、逆洗配水管５７の末端に設けられた逆洗排水放流口５８とを備えている。

このように構成されたバラスト水処理装置５０を用いて、バラスト水の積込み時に細菌類やプランクトンの死滅処理を行うバラスト水の処理方法について説明する。

バラスト水の積込み時には、ポンプ５３を稼動して海水取水口５２から海水取入ライン５１を介し海水を船内に取り入れ、海水を濾過装置１０に供給し濾過装置１０のフィルタで濾過しプランクトンを除去する。濾過装置１０で濾過された海水に殺菌剤供給装置５４によりインジェクタ５５から殺菌剤を供給し、濾過された海水中の細菌を殺菌剤により死滅する。

プランクトンの除去と細菌の死滅の処理が終わったバラスト水を、バラスト水送水ライン５６を介してバラストタンク７０に送る。バラストタンク７０は、処理後のバラスト水を貯留する。濾過装置１０から逆洗水が、逆洗排水管５７を介して逆洗排水放流口５８から海に放流される。

バラスト水を排出する場所で、バラストタンク７０内の処理済みのバラスト水を海に排出する。

濾過装置１０は、海水取入ライン５１から原水として海水を受け入れ、バラスト水送水ライン５６に濾過した海水を排出する。濾過装置１０と殺菌剤供給装置５４は、船舶６０の機関室６１内に設置されている。濾過装置１０を、海水取入ライン５１及びバラスト水送水ライン５６を構成する送水配管の上部又は下部に設置することにより、濾過装置１０をコンパクトに設置でき、設置面積を小さくでき、設置スペースに制約の多い機関室内に濾過装置１０を容易に設置することができる。

バラスト水処理装置５０は、濾過装置１０により海水を濾過して海水中のプランクトンなど水生生物を捕捉して除去し、濾過されプランクトンなどを除去した海水中に殺菌剤を供給して、細菌を死滅させ、バラスト水処理基準を充足する水質に海水を処理し、バラストタンク７０にバラスト水として供給する。ポンプ５３は、海水を取水し濾過装置を経てバラストタンク７０に海水を送水し、バラストタンク７０内に貯留する。バラストタンク７０内に貯留されるバラスト水には、殺菌剤供給装置５４で供給された殺菌剤が、適切な濃度で残存することが好ましい。これにより、バラストタンク７０内に貯留中に細菌類やプランクトンの再成長を抑制することができる。

一方、濾過装置１０で捕捉されたプランクトン等は、濾過装置１０のフィルタを逆洗することによりフィルタから除去され、逆洗配水管５７、逆洗排水放流口５８を介して海に戻される。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、バラスト水を積み込む際に処理をしているので、濾過装置１０の逆洗水をそのまま放流できる。

このような構成を備えることにより、海中から海水をバラストタンクに注水する時に、海水中のプランクトンを除去し、細菌類を死滅して、有害生物を含まないバラスト水を供給することができる。そして、バラストタンクからバラスト水を海中に排水する時に、バラスト水は有害生物を含まないため、外来生物や伝染性の病原菌の移動を抑制することができ、環境への悪影響を及ぼさない。

濾過装置によって海水中のプランクトン等比較的大型の水生生物を捕捉して除去することにより、殺菌剤により死滅させる生物の量を著しく低減できるので、殺菌剤を供給するだけの場合に比べて殺菌剤の供給量を大幅に低減できる。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、シアヌル酸塩、過酸化水素、オゾン、過酢酸、またはこれらの２種以上の混合物を使用することができる。

上述したように、濾過装置を小型にできるので、バラスト水処理装置をコンパクトにでき、設置スペースに制約の多い船舶の機関室内にバラスト水処理装置を配設することが容易にできる。

なお、上記のバラスト処理装置では、細菌を死滅させるために殺菌剤供給装置を設け、殺菌剤を海水中に供給するようにしているが、殺菌剤供給装置の代わりに、濾過装置で濾過された海水に紫外線を照射し細菌を死滅させる紫外線照射装置（紫外線ランプ）をバラスト水送水ラインに設けてもよい。

このように本発明に係るバラスト水処理装置によれば、海水を濾過して水生生物を捕捉する濾過装置と、海水中の細菌類を死滅させる殺菌剤を濾過された海水中に供給する殺菌剤供給装置と、海水を取水し濾過装置を経てバラストタンクに海水を送水するポンプとを備えることにより、従来方法の方法では達成が難しかったバラスト水処理基準を、安価で確実に達成する処理が可能となり、外来生物や伝染性の病原菌の移動を抑制することが可能となる。さらに、バラスト水処理装置をコンパクトにでき、設置スペースに制約の多い船舶の機関室内にバラスト水処理装置を配設することが容易にできる。

なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではない。この他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能であるのは勿論である。

流入室内でフィルタ面に接面して集水口を有する逆洗集水管を設け、この逆洗集水管の集水口における圧力を流出室における流出側圧力圧力よりも低い圧力として、この逆洗集水管の集水口による逆洗水の集水を行うことにより、逆洗を行うことができ、これとともに、逆洗集水管の集水口が位置する極く狭い範囲を除いてほぼフィルタの全面で濾過を行うことができるため、濾過処理効果を向上させ、ひいては、コンパクトな濾過装置及び濾過装置を用いたコンパクトなバラスト水処理装置を提供できる。

Claims (13)

1. 濾過槽に、原水を流入せしめる原水流入口と、フィルタで原水を濾過した後の濾過水を流出する濾過水流出口とを設けた濾過装置において、濾過槽の内部空間に、隣接するフィルタの流入側端を連接する流入側連結壁と流出側端を連接する流出側連結壁とフィルタとにより、原水流入口に連通する流入室と濾過水流出口に連通する流出室とを交互に形成し、流入室内にフィルタに接面して集水口が形成された逆洗集水管を該フィルタの面上を移動可能に配し、逆洗集水管と接続し濾過槽外に延出する逆洗排水管を備え、逆洗集水管は、流出室側からフィルタを通過して流入する逆洗水を上記集水口から受け入れ、逆洗水により流入室側のフィルタ面に捕捉された付着物をフィルタ面から剥離せしめ、剥離した付着物を逆洗水と共に上記集水口から受け入れ、逆洗排水として逆洗排水管を介し濾過槽外に排出することを特徴とする濾過装置。
2. 逆洗集水管の集水口は一つのフィルタの面に対し、該フィルタの面の一辺の長さにわたり延びていると共に、逆洗集水管はこの一辺に直角な他辺の方向に可動となっていることを特徴とする請求項１に記載の濾過装置。
3. 逆洗集水管が一つの流入室において対向する二つのフィルタのそれぞれに設けられていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の濾過装置。
4. 逆洗集水管は一つのフィルタの面に対し複数設けられていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のうちのいずれかに記載の濾過装置。
5. 逆洗集水管が複数の流入室のそれぞれに設けられていて、それぞれの逆洗集水管に接続される逆洗排水管は少なくとも一つの逆洗排水集合管に連結されていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のうちのいずれかに記載の濾過装置。
6. 複数の逆洗集水管と逆洗排水管は一体に結合され、複数の逆洗集水管を同時に可動とする一つの駆動装置を備えることを特徴とする請求項３ないし請求項５のうちのいずれかに記載の濾過装置。
7. フィルタは、逆洗水が通過しない閉鎖部を有することを特徴とする請求項１ないし請求項６のうちのいずれかに記載の濾過装置。
8. 逆洗排水管は吸引装置に接続され、流出室側の圧力と集水口の圧力との圧力差を確保することを特徴とする請求項１ないし請求項７のうちのいずれかに記載の濾過装置。
9. 逆洗集水管は、集水口の周囲にフィルタの面に摺接するブラシ又は弾性体ブレードを備えていることを特徴とする請求項１ないし請求項８のうちのいずれかに記載の濾過装置。
10. 流出室内にフィルタに接面して給水口が形成された逆洗給水管を該フィルタの面上を移動可能に配し、濾過槽外から入り逆洗給水管と接続する逆洗送水管を備え、逆洗送水管は濾過槽外から逆洗水を逆洗給水管に送水し、逆洗給水管は、上記給水口から逆洗水を流出室側から流入室側へフィルタを通過して流入せしめるとともに、流入室側で流入する逆洗水を受け入れる逆洗集水管の移動に同期して移動することを特徴とする請求項１ないし請求項９のうちのいずれかに記載の濾過装置。
11. 請求項１ないし請求項１０のうちのいずれかに記載の濾過装置と、該濾過装置により濾過された海水中に殺菌剤を供給する殺菌剤供給装置と、海水を取水し該濾過装置を経てバラストタンクに海水を送水するポンプとを備えることを特徴とするバラスト水処理装置。
12. 請求項１ないし請求項１０のうちのいずれかに記載の濾過装置と、該濾過装置により濾過された海水に紫外線を照射する紫外線照射装置と、海水を取水し該濾過装置を経てバラストタンクに海水を送水するポンプとを備えることを特徴とするバラスト水処理装置。
13. 濾過装置は、船舶の機関室において海水を送水する送水管の上部に配設されることを特徴とする請求項１１又は請求項１２に記載のバラスト水処理装置。

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