JP2014166611A - 濾過体、これを有する濾過装置及び海水処理装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】筒状の濾過材が支持体で支持され軸線方向一端を開口部そして他端を閉塞部とし、バラスト水として取水された水中の生物を捕捉し除去する濾過体であって、濾過時に開口部から原水が流入し濾過材を透過して濾過体外へ排水され、逆洗時には、濾過体外から濾過水が逆洗水として流入して濾過材の内面の付着物を剥離して開口部から排水され、支持体18は、閉塞部をなす閉塞端板16と、開口部をなす開口端板15と、閉塞端板と開口端板を接続する円筒状で複数の孔部が穿設されている支持材17を有し、濾過材19は、内層と外層から成る金属メッシュフィルタであり、目開きは、内層が30〜120μm、外層が300〜3000μmであり、フッ素樹脂コーティングが施されている。
【選択図】図2
Description
本発明の第一の形態に係る濾過体は、濾過材を備える濾過体であって、バラスト水として取水された水中の生物を捕捉し除去する濾過体において、該濾過材は、フッ素樹脂コーティングしたフィルタで形成され、目開きが30〜120μmであり、フッ素樹脂コーティング膜厚が0.005〜20μmであることを特徴としている。
本発明の第十三の形態に係る濾過装置は、上述の第二乃至第四及び第八のいずれかの形態の濾過体と、板状をなし一方の板面上で複数の上記濾過体を保持し、その板面に直角な中心軸線まわりの周方向複数位置で板厚方向に貫通するとともに、上記濾過体の開口部を介して該濾過体の内部と連通する位置に形成されている通孔を有する基板と、上記複数の濾過体を基板で保持して成る組立体を収容する容器と、上記基板の他方の板面側に位置して容器内に設けられた逆洗管を駆動する逆洗機構とを有し、容器内の空間を基板の一方の板面側の第一室と他方の板面側の第二室とに区分し、上記容器には第二室に連通する原水導入管と第一室に連通する濾過水排出管が設けられていると共に上記逆洗管に連通する逆洗水排出管が第二室から容器外へ延出しており、バラスト水として取水された水中の生物を捕捉し除去するように構成される。
本発明の第十七の形態に係る海水処理装置は、第十三乃至第十六の形態のうちの一つの濾過装置により海水を処理することを特徴とするものである。海水処理装置としての濾過装置は、バラスト水として取水された水中の生物を捕捉し除去する生物捕捉除去装置として用いられ、濾過装置から抜き出された濾過水中に残存する細菌等を殺菌する殺菌装置と組み合わされ、水中の生物を除去、殺滅するバラスト水処理装置を構成する。なお、バラスト水処理において、濾過装置で水を処理した後に施す殺菌処理は、薬剤を用いて行うものに限定されず、紫外線、超音波、温熱などを用いて行うものであってもよい。
図1に示される本実施形態の濾過装置は、鉛直な中心軸線1をもつ有底円筒状の容器本体2と、該容器本体2の上部開口へ水密状態で取り付けられる蓋体3と、上記容器本体2の下部にて該容器本体2の内部を第一室たる上室2Aと第二室たる下室2Bとに仕切る基板4と、該基板4の上面に取り付けられ上方に延びる円筒状の複数の濾過体5と、さらには、上記基板4の下面に対し摺接回転する逆洗管6と、これを回転駆動させる駆動機構7とを備えている。
Aが取り付けられている。
金属メッシュフィルタに施されるフッ素樹脂コーティングに用いるフッ素樹脂塗料は、次のフッ素樹脂のうちいずれかを主成分とし、被塗物に塗布後、加熱して乾燥、硬化させるものとすることができる。
・4フッ化エチレン・6フッ化プロピレン共重合体(FEP)
・4フッ化エチレン・パーフルオロアルコキシエチレン共重合体(PFA)
・4フッ化エチレン・エチレン共重合体(ETFE)
<コーティング方法>
かかるフッ素樹脂コーティングは、内層フィルタと外層フィルタとを焼結による一体化又は溶接等による接合で得られた円筒状の濾過材に対して、ディッピング(浸漬)、吹き付けスプレー、静電塗装等によりフッ素樹脂塗料を塗布し、加熱炉で加熱し乾燥、硬化させることにより施すことができる。フッ素樹脂コーティング膜厚は0.005〜20μmとするのがよい。膜厚が0.005μmより小さいと金属メッシュフィルタへの付着が不十分なことがあり、コーティング被膜が剥がれることがあり、また、被膜にピンホールなど欠陥が生じる懸念がある。膜厚を20μmより大きくすると金属メッシュフィルタの目開きが狭くなり支障が生じる。必要に応じてコーティングの前処理として金属メッシュフィルタの脱脂や下地処理を行うことも良い。
先ず、第一、第二、第四開閉弁8A,9A,11Aを開放そして第三開閉弁10Aを閉じて、原水、例えば、濾過前の海水を海水導入管8から容器内へ導入する。この原水は、図1にて実線矢印で示されるように、容器の下室2Bに入った後、ここから基板4の通孔4A,4B,4Cを経て対応する濾過体5内に流入する。さらに、原水は、濾過体5の周部をなす濾過材19を透過して上室2Aへ至る。その際、原水は濾過材19で濾過され、
上室2Aに濾過水として入る。この濾過水は濾過水排出管11から容器外へ流出する。
濾過装置の保守点検の際には、蓋体3を外して濾過体5を露呈せしめた状態で特定のあるいは全部の濾過体5を基板4から外して外部へ取り出すことで状況確認あるいは濾過材19の交換等が行われる。また、一括してすべての濾過体5を容器外に取り出したいときには、基板4と共に組立体として取り出すこともできる。
濾過体の濾過材の金属メッシュフィルタに施すフッ素樹脂コーティングの効果を確認するために、キャンドル型(円筒型)濾過体に海水を通水し濾過して、逆洗後に濾過体の上流側と下流側の差圧(圧力損失)を計測して調べた。実施例としてのステンレス製メッシュクロスフィルタ(250メッシュ、目開き60μm)にフッ素樹脂(PTFE)コーティングを施した濾過体と、比較例1としてのステンレス製メッシュクロスフィルタ(200メッシュ、目開き75μm)を用いた濾過体と、比較例2としてのステンレス製メッシュクロスフィルタ(180メッシュ、目開き90μm)を用いた濾過体に、海水を通水し圧力損失の経時変化を計測し、表1に結果を示す。
次に、本発明の第二実施形態としての濾過装置を、図3にもとづき説明する。
他の濾過装置として、支持体に濾過材が平面をなすように取り付けられて形成された平板フィルタを濾過体とし、ハウジング内を平板フィルタにより原水側と濾過水側とに区分する濾過装置であって、濾過材が目開き30〜120μmであり、膜厚0.005〜20μmでフッ素樹脂コーティングしたフィルタで構成されるものとしてもよい。撥水性を有し濡れ性が極めて低いフッ素樹脂コーティング被膜により、フィルタにプランクトン分泌物によるバイオフィルムが付着せず、若干なりと付着してもバイオフィルムの付着力が弱く逆洗により容易に剥離される。その結果、バイオフィルムによる濾過材の開孔の目詰まりを確実に防止できる。
本発明に係る濾過装置により海水を処理する海水処理装置の実施形態について説明する。本実施形態では、海水処理装置である濾過装置は、バラスト水として取水された海水中の生物を捕捉し除去する生物捕捉除去装置として用いられ、濾過装置から抜き出された濾過水中に残存する細菌等を殺菌する殺菌装置と組み合わされバラスト水処理装置を構成する。以下、添付図面の図5にもとづいて、本発明に係る海水処理装置を用いるバラスト水処理装置について、一例を具体的に説明する。
粗濾過装置52は、船舶の船側部に設けられたシーチェスト(海水吸入口)から取水され、ポンプ53によって海水取水ライン51を通して取水される海水中に含まれる大小様々な夾雑物、水生生物のうち10mm程度以上の粗大物を除去するためのものである。
粗濾過装置としては10mm程度の孔を設けた筒型ストレーナ(こし器)、水流中の粗大物を比重差により分離するハイドロサイクロン、回転スクリーンにより粗大物を捕捉し掻揚げ回収する装置等を用いることができる。
濾過装置としては、第一実施形態又は第二実施形態の濾過装置を海水処理用として用いる。濾過装置54は粗濾過装置52によって粗大物が除去された海水中に存在するプランクトン類を除去するものである。第一実施形態の濾過装置を用いる場合、濾過装置54に用いられる濾過材は、内層金属メッシュフィルタと外層金属メッシュフィルタから成る金属メッシュフィルタで形成され、内層フィルタの目開きが30〜120μmのものが好ましく、フッ素樹脂コーティングが施されているものが好ましい。
殺菌装置55は濾過装置54によって濾過された海水中に残存する細菌類やプランクトンを殺滅する装置である。殺菌装置としては殺菌剤を供給する装置があり、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、ジクロロイソシアヌル酸ナトリウム、過酸化水素、オゾン、過酢酸、またはこれらの2種以上の混合物が使用できるが、これ以外の殺菌剤を使用することも可能である。また、殺菌装置としては、紫外線、超音波、温熱などを用いて殺菌するものであってもよい。
2A 上室
2B 下室
4 基板
4A,4B,4C 通孔
5 濾過体
8 海水導入管
9 逆洗水排出管
11 濾過水排出管
15 開口端板
16 閉塞端板
17 支持材
17A 孔部
19 濾過材
33 濾過体
34 中空軸体
34A 通孔
37 リーフディスクフィルタ(濾過部材)
38 支持体
39 濾過材
40 ハブ部
Claims (17)
- 濾過材を備える濾過体であって、バラスト水として取水された水中の生物を捕捉し除去する濾過体において、
該濾過材は、フッ素樹脂コーティングしたフィルタで形成され、目開きが30〜120μmであり、フッ素樹脂コーティング膜厚が0.005〜20μmであることを特徴とする濾過体。 - 筒状をなす濾過材が支持体により支持され中心軸線方向一端を開口部そして他端を閉塞部とする濾過体であって、濾過時に上記開口部から原水が流入し上記濾過材を透過して濾過水として濾過体外へ排水され、さらに逆洗時には、濾過体外から濾過水が逆洗水として流入して濾過材の内面の付着物を剥離して上記開口部から排水されることとし、バラスト水として取水された水中の生物を捕捉し除去する濾過体において、
支持体は、閉塞部をなす閉塞端板と、開口部をなす開口端板と、閉塞端板と開口端板の外周部同士を接続する円筒状の支持材とを有し、該支持材は複数の孔部が穿設され外周面で濾過材を支持しており、該濾過材は、フッ素樹脂コーティングした金属メッシュフィルタで形成され、目開きが30〜120μmであり、フッ素樹脂コーティング膜厚が0.005〜20μmであることを特徴とする濾過体。 - 筒状をなす濾過材が支持体により支持され中心軸線方向一端を開口部そして他端を閉塞部とする濾過体であって、濾過時に上記開口部から原水が流入し上記濾過材を透過して濾過水として濾過体外へ排水され、さらに逆洗時には、濾過体外から濾過水が逆洗水として流入して濾過材の内面の付着物を剥離して上記開口部から排水されることとし、バラスト水として取水された水中の生物を捕捉し除去する濾過体において、
支持体は、閉塞部をなす閉塞端板と、開口部をなす開口端板と、閉塞端板と開口端板の外周部同士を接続する円筒状の支持材とを有し、該支持材は複数の孔部が穿設され外周面で濾過材を支持しており、該濾過材は、内層と外層から成る金属メッシュフィルタで形成され、内層フィルタの目開きが30〜120μm、外層フィルタの目開きが300〜3000μmであり、少なくとも内層フィルタは膜厚0.005〜20μmのフッ素樹脂コーティングが施されていることを特徴とする濾過体。 - 前記金属メッシュフィルタは、内層フィルタと外層フィルタとが焼結により一体となっていることを特徴とする請求項3に記載の濾過体。
- 筒状をなす濾過材が支持体により支持され中心軸線方向両端を開口部とする濾過体であって、濾過時に上記開口部から原水が流入し上記濾過材を透過して濾過水として濾過体外へ排水され、さらに逆洗時には、濾過体外から濾過水が逆洗水として流入して濾過材の内面の付着物を剥離して上記開口部から排水されることとし、バラスト水として取水された水中の生物を捕捉し除去する濾過体において、
支持体は、中心軸線方向両端で開口部をなす開口端板と、両開口端板の外周部同士を接続する円筒状の支持材とを有し、該支持材は複数の孔部が穿設され外周面で濾過材を支持しており、該濾過材は、フッ素樹脂コーティングした金属メッシュフィルタで形成され、目開きが30〜120μmであり、フッ素樹脂コーティング膜厚が0.005〜20μmであることを特徴とする濾過体。 - 筒状をなす濾過材が支持体により支持され中心軸線方向両端を開口部とする濾過体であって、濾過時に上記開口部から原水が流入し上記濾過材を透過して濾過水として濾過体外へ排水され、さらに逆洗時には、濾過体外から濾過水が逆洗水として流入して濾過材の内面の付着物を剥離して上記開口部から排水されることとし、バラスト水として取水された水中の生物を捕捉し除去する濾過体において、
支持体は、中心軸線方向両端で開口部をなす開口端板と、両開口端板の外周部同士を接続する円筒状の支持材とを有し、該支持材は複数の孔部が穿設され外周面で濾過材を支持しており、該濾過材は、内層と外層から成る金属メッシュフィルタで形成され、内層フィルタの目開きが30〜120μm、外層フィルタの目開きが300〜3000μmであり、少なくとも内層フィルタは膜厚0.005〜20μmのフッ素樹脂コーティングが施されていることを特徴とする濾過体。 - 前記金属メッシュフィルタは、内層フィルタと外層フィルタとが焼結により一体となっていることを特徴とする請求項6に記載の濾過体。
- 筒状をなす濾過材が支持体により支持され中心軸線方向一端を開口部そして他端を閉塞部とする濾過体であって、濾過時に上記開口部から原水が流入し上記濾過材を透過して濾過水として濾過体外へ排水され、さらに逆洗時には、濾過体外から濾過水が逆洗水として流入して濾過材の内面の付着物を剥離して上記開口部から排水されることとし、バラスト水として取水された水中の生物を捕捉し除去する濾過体において、
支持体は、閉塞部をなす閉塞端板と、開口部をなす開口端板と、閉塞端板と開口端板の外周部同士を周方向の複数位置で接続する支持材とを有し、
濾過材は、支持体の複数の支柱材に対して金属製のワイヤをコイル状に巻回してワイヤの隣接する巻線同士間の隙間で原水の透過を許容するワイヤワインドフィルタとして形成され、
上記濾過材は、目開きが30〜120μmであり、フッ素樹脂コーティングが施され、フッ素樹脂コーティング膜厚が0.005〜20μmであることを特徴とする濾過体。 - 筒状をなす濾過材が支持体により支持され中心軸線方向両端を開口部とする濾過体であって、濾過時に上記開口部から原水が流入し上記濾過材を透過して濾過水として濾過体外へ排水され、さらに逆洗時には、濾過体外から濾過水が逆洗水として流入して濾過材の内面の付着物を剥離して上記開口部から排水されることとし、バラスト水として取水された水中の生物を捕捉し除去する濾過体において、
支持体は、中心軸線方向両端で開口部をなす開口端板と、両開口端板の外周部同士を周方向の複数位置で接続する支持材とを有し、
濾過材は、支持体の複数の支柱材に対して金属製のワイヤをコイル状に巻回してワイヤの隣接する巻線同士間の隙間で原水の透過を許容するワイヤワインドフィルタとして形成され、
上記濾過材は、目開きが30〜120μmであり、フッ素樹脂コーティングが施され、フッ素樹脂コーティング膜厚が0.005〜20μmであることを特徴とする濾過体。 - ワイヤワインドフィルタは、ワイヤがノッチワイヤ又はウェッジワイヤであることとする請求項8又は請求項9に記載の濾過体。
- 原水の流路空間を形成し原水の流れ方向での一端側と他端側に開口部が形成されたハウジング内の上記一端側の開口部と他端側の開口部との間に配設されて、濾過時に一端側の開口部から原水が流入し濾過材を透過して濾過水として他端側の開口部から排水され、バラスト水として取水された水中の生物を捕捉し除去する濾過体において、濾過体は、支持体に濾過材が平面をなすように取り付けられて形成され、ハウジング内を一端側空間と他端側空間とに区分しており、上記濾過材は、フッ素樹脂コーティングした金属メッシュフィルタで形成され、目開きが30〜120μmであり、フッ素樹脂コーティング膜厚が0.005〜20μmであることを特徴とする濾過体。
- 原水の流路空間を形成し原水の流れ方向での一端側と他端側に開口部が形成されたハウジング内の上記一端側の開口部と他端側の開口部との間に配設され、濾過時に一端側の開口部から原水が流入し濾過材を透過して濾過水として他端側の開口部から排水され、バラスト水として取水された水中の生物を捕捉し除去する濾過体において、濾過体は、中空軸体とこれに取り付けられた複数のドーナツ盤状のリーフディスクフィルタとを有し、各リーフディスクフィルタは中空軸体の軸線に対して直角な平面でひろがる二枚の濾過材を軸線方向で対向するように間隔をもって支持体に支持されており、該支持体は上記中空軸体に嵌合保持されるハブ部を有していて、該ハブ部に通孔が形成されていて、一端側の開口部からの原水が濾過材を透過してリーフディスクフィルタの内部を通してハブ部の通孔を経て中空軸体の中空部を流れて中空軸体の端部から上記他端側の開口部へ流出することとし、上記濾過材は、フッ素樹脂コーティングした金属メッシュフィルタで形成され、目開きが30〜120μmであり、フッ素樹脂コーティング膜厚が0.005〜20μmであることを特徴とする濾過体。
- 請求項2乃至4及び8のうちいずれかの濾過体と、板状をなし一方の板面上で複数の上記濾過体を保持し、その板面に直角な中心軸線まわりの周方向複数位置で板厚方向に貫通するとともに、上記濾過体の開口部を介して該濾過体の内部と連通する位置に形成されている通孔を有する基板と、上記複数の濾過体を基板で保持して成る組立体を収容する容器と、上記基板の他方の板面側に位置して容器内に設けられた逆洗管を駆動する逆洗機構とを有し、容器内の空間を基板の一方の板面側の第一室と他方の板面側の第二室とに区分し、上記容器には第二室に連通する原水導入管と第一室に連通する濾過水排出管口が設けられていると共に上記逆洗管に連通する逆洗水排出管が第二室から容器外へ延出しており、バラスト水として取水された水中の生物を捕捉し除去することを特徴とする濾過装置。
- 請求項5乃至7及び9のうちいずれかの濾過体と、板状をなし一方の板面上で複数の上記濾過体を保持し、その板面に直角な中心軸線まわりの周方向複数位置で板厚方向に貫通するとともに、上記濾過体の開口部を介して該濾過体の内部と連通する位置に形成されている通孔を有する二つの基板と、上記複数の濾過体を基板で保持して成る組立体を収容する容器と、上記基板の他方の板面側に位置して容器内に設けられた逆洗管を駆動する逆洗機構とを有し、容器内の空間を二つの基板により基板の一方の板面側の第一室と他方の板面側の二つの第二室とに区分し、上記容器には一つの第二室に連通する原水導入管と第一室に連通する濾過水排出管口が設けられていると共に上記逆洗管に連通する逆洗水排出管が二つの第二室から容器外へ延出しており、バラスト水として取水された水中の生物を捕捉し除去することを特徴とする濾過装置。
- 請求項11の濾過体と、該濾過体を収容するハウジングとを有し、濾過体によりハウジング内が一端側空間と他端側空間とに区分されており、上記ハウジングには一端側空間に連通する原水導入管と他端側空間に連通する濾過水排出管が設けられており、バラスト水として取水された水中の生物を捕捉し除去することを特徴とする濾過装置。
- 請求項12の濾過体と、該濾過体を収容するハウジングとを有し、上記ハウジングには一端側開口部に連通する原水導入管と他端側開口部に連通する濾過水排出管が設けられており、バラスト水として取水された水中の生物を捕捉し除去することを特徴とする濾過装置。
- 請求項13乃至16のうちいずれかの濾過装置により海水を処理することを特徴とする海水処理装置。
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