JP3734803B2 - 液体処理装置 - Google Patents
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Description
【発明属する技術分野】
本発明は、液体中に存在する病害菌、原虫類の抗菌処理や不純物の除去処理を行う液体処理装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、農業分野にて水耕栽培やロックウール栽培などの養液を用いた作物の栽培が盛んに行われるようになったが、使用する原水中や栽培環境から侵入する病害菌が循環液中にて繁殖し栽培植物に影響を与える事例が増加している。また、生活用水中に繁殖したレジオネラ菌や、MRSA(メチシリン耐性黄色ブドウ球菌)による院内感染、腸管出血性大腸菌O−157や黄色ブドウ球菌による食中毒等、細菌・糸状菌類による人体への悪影響が問題となっている。これらの問題に対し、主に塩素系や有機系の薬剤等を用いて殺菌する方法、砂濾過による滅菌方法、オゾンを使用した殺菌システム或いは紫外線ランプを用いた養液の滅菌方法等が提案されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記塩素系薬剤を用いて殺菌する方法では、即効性はあるが持続性が無い。このため継続的に薬剤を使用する必要がありコスト高となる。また、塩素系薬剤の欠点として発ガン性を有するトリハロメタンの生成を促す。有機系薬剤を用いて殺菌する場合には、その有機系薬剤を注入した循環液が排出されると、環境に対する影響が非常に大きい。また、各種濾材による細菌の物理的吸着方法については、その濾過精度が充分でなく現状では効果的でないうえに、設備が大型化する必要がありイニシャルコストが高くなる。オゾン水により殺菌する場合も持続性がなくコスト高となる。さらに、オゾンや紫外線ランプを用いると、微量要素の沈着を誘導するため養液の管理が難しくなる等の問題点がある。
本発明は上記問題点を解決するためになされたもので、病害菌の繁殖を抑制することが可能で安価な液体処理装置を提供することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための請求項1に記載の液体処理装置は、被処理液体の流入口と流出口との間に、抗菌濾過層、吸着濾過層及び濾過層からなる濾過処理層を設けた液体処理装置において、前記抗菌濾過層に使用する抗菌剤を、平均粒子径0.5mmの酸化アルミニウム粉末に対して、無機銀系抗菌剤を分散したケイ酸ソーダガラスをコーティングして加熱保持した、抗菌成分である銀成分の溶出量が50ppb以下の抗菌砂としたことを特徴とする。
【0005】
請求項2に記載の液体処理装置は、請求項1に記載の構成において、前記流入口と濾過処理層との間に、前記被処理液体に含まれる0.5mm以上の粒子を捕捉できる粗取り濾過層を配置したことを特徴とする。
【0006】
請求項3に記載の液体処理装置は、請求項1又は請求項2に記載の構成において、前記吸着濾過層にて使用する吸着材が、高比表面積を有する物質であることを特徴とする。
【0007】
請求項4に記載の液体処理装置は、請求項1〜請求項3の何れかに記載の構成において、前記濾過層にて使用する濾過材が、10μm以上の粒子を90%以上捕捉可能な材料であることを特徴とする。
【0008】
請求項5に記載の液体処理装置は、請求項1〜請求項4の何れかに記載の構成において、前記抗菌濾過層、吸着濾過層、濾過層のそれぞれの濾過層が、独立して着脱可能な構造となっていることを特徴とする。
【0009】
【作用及び発明の効果】
請求項1に記載の液体処理装置によれば、被処理液体を流入口と流出口との間に設けた抗菌濾過層、吸着濾過層及び濾過層からなる濾過処理層のうちの、抗菌濾過層に使用する抗菌剤を、平均粒子径0.5mmの酸化アルミニウム粉末に対して、無機銀系抗菌剤を分散したケイ酸ソーダガラスをコーティングして加熱保持した、抗菌成分である銀成分の溶出量が50ppb以下の抗菌砂としたから、長期間に亘って使用しても環境に悪影響を及ぼすことがない。さらに、環境に大きな影響を及ぼす薬剤等を使用することもないから、安価に病害を防除することができる。
【0010】
請求項2に記載の液体処理装置によれば、流入口と濾過処理層との間に、被処理液体に含まれる0.5mm以上の粒子を捕捉できる粗取り濾過層を配置したから、各抗菌濾過層、吸着濾過層及び濾過層の目詰まりによる交換頻度を下げることができ、装置自体のメンテナンス性が向上する効果を有する。
【0011】
請求項3に記載の液体処理装置によれば、吸着濾過層にて使用する吸着材が、高比表面積を有する物質であるから、液体中の有機物質や病害菌を高効率で吸着することができる。
【0012】
請求項4に記載の液体処理装置によれば、濾過層にて使用する濾過材が、10μm以上の粒子を90%以上捕捉可能な材料であるから、濾過層を抗菌濾過層及び吸着濾過層の上流に配置することにより、被処理液体中の不要粒子の捕捉と連続的に通過させる抗菌濾過層及び吸着濾過層の目詰まりを極力抑えることができる。
【0013】
請求項5に記載の液体処理装置によれば、抗菌濾過層、吸着濾過層、濾過層のそれぞれの濾過層が、独立して着脱可能な構造となっているから、処理装置自体のメンテナンス性を向上することができる。
【0014】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図1は本実施形態に係る液体処理装置の1例を示した一部切欠断面図、図2は図1に於けるA−A線断面図である。液体処理装置1は、ベース2上に並べて設置した粗取り処理タンク3と濾過処理タンク11とから構成される。粗取り処理タンク3の側壁には被処理液体の流入口4が形成され、該流入口4には被処理液体の供給配管(図示せず)を連結するための連結管5が取り付けられている。粗取り処理タンク3の上端開口を水密に塞ぐ天井蓋6には、流出口7が形成され流出配管8が連結されている。天井蓋6の下面には流出口7を囲んで、目開き0.5mmのステンレス製網を袋状に形成した粗取り網袋9が吊持されている。粗取り網袋9は、本発明の粗取り濾過層の一例をなすものである。
【0015】
濾過処理タンク11には、側壁に流出口12が形成され、該流出口12には処理済液体の送出配管(図示せず)を連結するための連結管13が取り付けられている。また、濾過処理タンク11の上端開口を水密に塞ぐ天井蓋14の中央には流入口15が形成され、該流入口15には粗取り処理タンク3に連結した流出配管8が連結されている。濾過処理タンク11の中心軸の回りには、高さ寸法を該濾過処理タンク11の高さ寸法に略一致させた3個の円筒形の金網籠16,17,18が同心状で挿抜可能に配置されている。最内の金網籠16の内径は、流入口15の外径よりも大きくして、金網籠16の内側に被処理液体が満たされるようになっている。また、最外の金網籠18外周と濾過処理タンク11の内周との間には間隔が形成され、濾過処理された被処理液体が流出口12からスムーズに流出するようになっている。
【0016】
3個の金網籠16,17,18は、何れも目開き0.5mmのステンレス製網により形成されている。最内の金網籠16内には、濾過精度10μmのフェルトタイプフィルターを挿入充填した濾過層19が形成されている。真中の金網籠17内には、高比表面積を有する平均粒子径3mmの椰子殻活性炭(比表面積950m2/g)を充填した吸着濾過層20が形成されている。また、最外の金網籠18内には、平均粒子径0.5mmの酸化アルミニウム粉末に対して、無機銀系抗菌剤を分散したケイ酸ソーダガラスをコーティングし750℃にて2時間保持して作成した抗菌砂を充填した抗菌濾過層21が形成されている。これら濾過層19、吸着濾過層20及び抗菌濾過層21により濾過処理層22が構成される。各濾過層19、吸着濾過層20及び抗菌濾過層21の被処理液体が通過する濾過体積は、全て同一の1500cm3とした。
【0017】
上記構成の液体処理装置1によれば、粗取り処理タンク3の粗取り網袋9により、0.5mm以上の粒子が捕捉されて取り除かれた被処理液体は、流出配管8を経て、流入口12から濾過処理タンク11に流入する。濾過処理タンク11では、上記濾過層19、吸着濾過層20、最外の抗菌濾過層21の順に通過して濾過処理され流出口12から流出する。
【0018】
上記構成の実施形態の液体処理装置1(以下実施例装置という)と、比較例1〜6に示した液体処理装置との性能比較試験を行った。
【0019】
比較例1の液体処理装置は、濾過処理タンク11内に4500cm3の濾過体積の抗菌濾過層21のみを配置した以外は、実施例装置と同一とした。
【0020】
比較例2の液体処理装置は、濾過処理タンク11内に4500cm3の濾過体積の吸着濾過層20のみを配置した以外は、実施例装置と同一とした。
【0021】
比較例3の液体処理装置は、濾過処理タンク11内に4500cm3の濾過体積の濾過層19のみを配置した以外は、実施例装置と同一とした。
【0022】
そして、実施例装置と各比較例1〜3に示した構成の液体処理装置を、それぞれ作付け面積10m2のエブ&フロー方式水耕栽培システムに組み込むとともに、使用する原水を根腐病菌の遊走子(Pythium属菌)を105個/lに調整して経時的に菌数測定を実施した。その測定結果を図3に示す。
【0023】
図3に示すように、実施例装置については、抗菌効果とその持続性が確認できた。比較例1の液体処理装置は抗菌濾過層のみを配置したため、初期の抗菌効果は得られるが持続性に問題が出た。比較例2,3のものについては、十分な抗菌効果が得られなかった。
【0024】
また、比較例4の液体処理装置は、最外の金網籠18内に平均粒子径0.5mmの酸化アルミニウム粉末に対して、無機銀系抗菌剤を分散した硼酸ガラスをコーティングし750℃にて2時間保持して作成した抗菌砂を充填した抗菌濾過層21を形成した以外は、実施例装置と同様にし銀成分の溶出量を測定した。その測定結果を表1に示す。
【0025】
【表1】
【0026】
銀成分の50ppbを超える溶出量は、長期間の使用により環境汚染の原因となりうるほか、抗菌成分の減少により抗菌効果の低下も否めない。従って、比較例4のものは、液体処理装置として不適格である。
【0027】
比較例5の液体処理装置は、濾過槽19に使用する濾過材の濾過精度を100μmとした以外は、実施例装置と同一とした。また、比較例6液体処理装置は、粗取り処理タンク3を設けない以外は、実施装置例と同一とした。そして、実施例装置と比較例5及び6の液体処理装置について、経時的通水量を測定した。その測定結果を図4に示す。
【0028】
図4に示すように、実施例装置では、長時間に亘って目詰まりによる通水量の減少が緩やかであるが、濾過材を100μmに変更した比較例5の液体処理装置では、通水量の減少率が200時間を越えると大きくなる。また、粗取り処理タンク3を設けない比較例6の液体処理装置に至っては急速に通水量が減少している。
【0029】
以上説明したように液体処理装置1によれば、原水や栽培環境から侵入する病害菌の繁殖を、粗取り処理タンク3と濾過処理タンク11とを配置したコンパクトな装置で効率的に防除することが可能となる。また、粗取り処理タンク3の下流に濾過処理タンク11を配置したから、濾過層19、吸着濾過層20、抗菌濾過層21の目詰まりを遅らせることができるとともに、各濾過層19,20,21を構成する3個の円筒形の金網籠14,15,16を同心状で挿抜可能に配置したから、各濾過層19,20,21の交換等のメンテナンス性も良好でその頻度も低減することができる。
【0030】
そして、濾過層19は、濾過精度10μmのフェルトタイプフィルターを挿入充填したものであるから、被処理液体から10μm以上の粒子を90%以上捕捉できる。吸着濾過層20は、高比表面積を有する平均粒子径3mmの椰子殻活性炭(比表面積950m2/g)を充填したものであるから、液体中の有機物質や病害菌を高効率で吸着することができる。高比表面積を有する物質としては、活性炭やゼオライト等を用いることができる。また、抗菌濾過層21は、平均粒子径0.5mmの酸化アルミニウム粉末に対して、無機銀系抗菌剤を分散したケイ酸ソーダガラスをコーティングし750℃にて2時間保持して作成した抗菌砂を充填したものであるから、抗菌成分である銀成分の溶出量が、50ppb以下となり長期間に亘って使用しても環境に悪影響を及ぼすことがない。さらに、環境に大きな影響を及ぼす薬剤等を使用することもないから、安価に病害を防除することができる等の利点を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 液体処理装置の一部切欠断面図である。
【図2】 図1におけるA−A線断面図である。
【図3】 抗菌効果を比較したグラフである。
【図4】 経時的通水量を比較したグラフである。
【符号の説明】
1...液体処理装置
3...粗取り処理タンク
9...粗取り網袋
11...濾過処理タンク
12...流出口
15...流入口
16,17,18...金網籠
19...濾過層
20...吸着濾過層
21...抗菌濾過層
22...濾過処理層
Claims (5)
- 被処理液体の流入口と流出口との間に、抗菌濾過層、吸着濾過層及び濾過層からなる濾過処理層を設けた液体処理装置において、
前記抗菌濾過層に使用する抗菌剤を、平均粒子径0.5mmの酸化アルミニウム粉末に対して、無機銀系抗菌剤を分散したケイ酸ソーダガラスをコーティングして加熱保持した、抗菌成分である銀成分の溶出量が50ppb以下の抗菌砂としたことを特徴とする液体処理装置。 - 前記流入口と濾過処理層との間に、前記被処理液体に含まれる0.5mm以上の粒子を捕捉できる粗取り濾過層を配置したことを特徴とする請求項1に記載の液体処理装置。
- 前記吸着濾過層にて使用する吸着材が、高比表面積を有する物質であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の液体処理装置。
- 前記濾過層にて使用する濾過材が、10μm以上の粒子を90%以上捕捉可能な材料であることを特徴とする請求項1〜請求項3の何れかに記載の液体処理装置。
- 前記抗菌濾過層、吸着濾過層、濾過層のそれぞれの濾過層が、独立して着脱可能な構造となっていることを特徴とする請求項1〜請求項4の何れかに記載の液体処理装置。
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