ろ過装置、ろ過器及びろ過方法
【課題】縣濁物質を多く含むサンプル液であっても簡易な構成で逆洗の頻度を抑制して連続的にろ過することが可能なろ過器、ろ過装置及びろ過方法を提供する。
【解決手段】ろ過器１は、サンプル液が供給されるサンプル入口２１と、ろ液を排出するろ液出口４１と、供給されたサンプル液のうちろ過されなかったサンプル液を排出するドレイン出口４２と、を有する。サンプル入口２１から所定の圧力をもって供給されたサンプル液は、ケース２の内部空間Ａに導かれる。サンプル液は、その一部がディスクフィルタ３によりろ過されてろ液としてカバー４のろ液出口４１から排出される。ケース２の内部空間Ａに供給されたサンプル液の一部は、貫通穴３７からドレイン出口４２の方向へ所定の流速で流れる。この流れにより、ディスクフィルタ３の外周面に付着した縣濁物質が速やかに剥離される。剥離された縣濁物質は、サンプル液と共にドレイン出口４２から排出される。
【解決手段】ろ過器１は、サンプル液が供給されるサンプル入口２１と、ろ液を排出するろ液出口４１と、供給されたサンプル液のうちろ過されなかったサンプル液を排出するドレイン出口４２と、を有する。サンプル入口２１から所定の圧力をもって供給されたサンプル液は、ケース２の内部空間Ａに導かれる。サンプル液は、その一部がディスクフィルタ３によりろ過されてろ液としてカバー４のろ液出口４１から排出される。ケース２の内部空間Ａに供給されたサンプル液の一部は、貫通穴３７からドレイン出口４２の方向へ所定の流速で流れる。この流れにより、ディスクフィルタ３の外周面に付着した縣濁物質が速やかに剥離される。剥離された縣濁物質は、サンプル液と共にドレイン出口４２から排出される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被ろ過水をろ過するろ過装置、ろ過器及びろ過方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
排水や環境水の成分のオンライン分析を行う場合に、サンプル液中のゴミ等の縣濁物質が分析装置に混入して測定値の精度が落ちたり、分析装置の配管が目詰まりして測定が困難になったりする問題が発生する。その対策として、従来では、サンプル液をフィルタ等によりろ過をして縣濁物質を取り除き、分析装置に導入する構成が採用されている。その場合に用いるフィルタとして、ろ過面積を広く確保可能で洗浄が容易である等の理由により、いわゆるディスクフィルタが採用される場合がある。
【０００３】
このディスクフィルタは、半径方向に延びる複数の溝が形成された樹脂製の薄いディスクを複数枚重ね合わせて構成されたものである。そして、重ね合わされた複数枚のディスク同士が互いに密着するように押し付けることにより、ディスクの溝よりも大きな縣濁物質がろ過される。すなわち、ディスクフィルタの外周面にサンプル液が圧力をもって搬送されると、サンプル液に含まれる縣濁物質のうち互いに密着したディスク間の隙間を通過できない縣濁物質が外周面に残存する。このように、搬送されたサンプル液は全量ろ過されてディスクフィルタの内周面へ進み、更に所定の流路を経て分析装置にろ液として供給される。
【０００４】
このようにディスクフィルタを用いてサンプル液をろ過すると、ディスクフィルタの表面に縣濁物質が付着する。そして、継続的なろ過により縣濁物質が蓄積されてゆくと、ろ過効率が低下し、分析装置へのろ液の供給量が減少する。このため、ディスクフィルタのろ過方向とは反対の方向に高圧空気（高圧エア）及び水道水を流すことによって、ディスクフィルタの表面に蓄積している縣濁物質を除去するいわゆる逆洗（逆洗浄）を定期的に行う必要がある。このような逆洗を行うことが可能なろ過装置は、従来から提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
この特許文献１には、逆流フィルタ洗浄サイクルのための装置と共に一群の円筒状フィルタ部材ディスクを具えた型式の液体ろ過装置が開示されている。すなわち、特許文献１に開示の液体ろ過装置は、筒状のノズル付き導管を具えた一体形成のフィルタコア部材が設けられ、水が導管内の圧力によりフィルタディスクの自由回転を可能にするようにジェットの形態で吐出されるように構成されている。これにより、じょうご形のゴムスリーブ形態の一方向弁は、出口ポートへのろ過水の流れを許容するが、出口ポートからフィルタ部材を通って入口ポートの方向への洗浄水の流れを妨げている。
【０００６】
【特許文献１】特表２００２−５０８２３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ここで、このような逆洗は、サンプル液に含まれる縣濁物質の量に応じて定期的に行われる。したがって、サンプル液が縣濁物質を多く含むときには、逆洗を頻繁に行わなければならなくなる。更には、縣濁物質を大量に含むサンプル液をろ過するときには、逆洗を頻繁に行っても十分に洗浄することができず、ディスクフィルタを取り外して洗浄しなければならないことも考えられる。このような逆洗や洗浄の際には、サンプル液をろ過することができず、したがって、サンプル液に縣濁物質が大量に含まれると、サンプル液をろ過したろ液を分析装置へ連続的に供給することが困難になる。また、逆洗直後には供給量が回復するものの、急激に供給量が低下してしまい、分析装置へろ液を安定的に供給することが困難になる。
また、大量に縣濁物質を含むサンプル液に対応するために、ディスクフィルタを並列配置する構成も考えられるが、ろ過装置の大型化やコストアップになってしまい、好ましくない場合がある。
【０００８】
本発明は、以上のような技術的課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、縣濁物質を多く含むサンプル液であっても簡易な構成で逆洗の頻度を抑制して連続的にろ過することが可能なろ過器、ろ過装置及びろ過方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
かかる目的のもと、本発明が適用されるろ過装置は、被ろ過液である液体を供給する第１流路と、当該第１流路により供給される液体をフィルタでろ過してろ液を排出するろ過器と、当該ろ過器から排出されるろ液を搬送する第２流路と、を含むろ過装置であって、前記フィルタは、薄板円盤の中心に形成された貫通穴と当該薄板円盤の少なくとも片方の面に形成されたろ過用の溝とを有する溝付き部材を整列して積み重ねて隣り合う当該溝付き部材を互いに密着させて構成されたディスクフィルタであり、前記ろ過器は、前記第１流路と接続されて液体が供給される液体入口と、前記第２流路に接続され、前記ディスクフィルタを使用して当該液体をろ過してろ液を排出するろ液出口と、当該液体の一部を当該ディスクフィルタを使用したろ過を行わずに排出する液体出口と、を備え、前記ろ過器の前記液体出口に接続され、当該ろ過器から排出される液体を搬送する第３流路を更に含むことを特徴とするものである。
【００１０】
ここで、前記ディスクフィルタの前記溝付き部材の積み重ね方向が上下方向となるように当該ディスクフィルタが前記ろ過器に配設され、前記ろ過器の液体入口が前記ディスクフィルタの下方に位置することを特徴とすることができる。また、前記ろ過器は、前記ディスクフィルタの前記溝付き部材の円周方向に沿って略等間隔になるように配設された複数の通水穴を前記液体入口の近傍に有し、前記液体入口は、前記複数の通水穴を介して前記ろ過器の内部に連通することを特徴とすることができる。また、前記ディスクフィルタを洗浄するための高圧空気及び／又は洗浄水を前記液体入口から前記ろ過器に供給する第４流路を含むことを特徴とすることができる。
【００１１】
他の観点から捉えると、本発明が適用されるろ過器は、薄板円盤の中心に貫通穴を有する溝付きのフィルタ部材を保持部材に整列して積み重ねて構成されたディスクフィルタが容器の内部に設置されるろ過器であって、前記ディスクフィルタは、隣り合う前記フィルタ部材同士が互いに密着するための付勢力を受けると共に、隣り合う当該フィルタ部材の間を液体が通過することにより当該液体をろ過するものであり、ろ過される液体を前記容器の内部に供給する供給路に接続される第１開口部を備え、前記第１開口部から供給される液体を前記ディスクフィルタでろ過して生成されるろ液を排出するろ液排出路に接続される第２開口部を備え、前記第１開口部から供給される液体の一部を前記ディスクフィルタでろ過せずに排出する液体排出路に接続される第３開口部を備えることを特徴とするものである。
【００１２】
ここで、前記第１開口部は、前記ディスクフィルタに対して前記フィルタ部材の厚さ方向の延長線上に位置することを特徴とすることができる。また、前記ディスクフィルタを構成する前記フィルタ部材の円周方向に沿って略等間隔になるように配設された複数の通水穴を前記第１開口部の近傍に有し、前記第１開口部は、前記複数の通水穴を介して前記容器の内部に連通することを特徴とすることができる。
【００１３】
更に他の観点から捉えると、本発明が適用されるろ過方法は、溝付きのフィルタ部材を整列して積み重ねると共に隣り合う当該フィルタ部材同士が互いに密着するディスクフィルタを使用して液体をろ過するろ過方法であって、供給される液体の一部が前記ディスクフィルタを通過してろ液としてろ液出口から排出し、前記液体の残部を前記ディスクフィルタでろ過せずに液体出口から排出することを特徴とするものである。
【００１４】
ここで、前記ディスクフィルタの下方から液体を供給することを特徴とすることができる。また、前記ディスクフィルタの前記フィルタ部材の円周方向に略均等な流量となるように液体を供給することを特徴とすることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、縣濁物質を多く含むサンプル液であっても従来の場合と比べて簡易な構成で逆洗の頻度を抑制して連続的にろ過することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は、本実施の形態に係るろ過器１を示す概略構成図である。図２は、図１のろ過器１の分解斜視図である。
図１に示すように、ろ過器１は、縣濁物質（縣濁物、水中に浮遊する粒子状物質、浮遊物質(Suspended Solids)）が含まれるサンプル液（サンプル、被ろ過液、試料水）をろ過してろ液（ろ過水）を生成するためのものであり、後述するように、サンプル液が供給されるサンプル入口（液体入口、第１開口部）２１と、ろ液を排出するろ液出口（第２開口部）４１と、供給されたサンプル液のうちろ過されなかったサンプル液を排出するドレイン出口（液体出口、第３開口部）４２と、を有する。更に説明すると、ろ過器１は、供給されたサンプル液の全量をろ過する構造（全量ろ過の構造）を採用しておらず、供給されたサンプル液の一部をろ過する一方で、残りのサンプル液をろ過せずに排出する構造（部分ろ過の構造）を採用している。
【００１７】
ろ過器１は、図１又は図２に示すように、主要な構成部品として、内部空間Ａを有するケース２と、ケース２の内部空間Ａに設置されるディスクフィルタ３と、ケース２に取り付けられるカバー４と、を備えている。
【００１８】
ケース２は、ろ過器本体としての部品である。このケース２は、サンプル液を内部空間Ａに導き入れるためのサンプル入口２１を備えている。このサンプル入口２１は、ケース２の下側に形成されている。
また、ケース２は、ディスクフィルタ３をケース２の内部空間Ａ内に取り付ける際に用いられると共にディスクフィルタ３に付勢力を与えるバネ５を取り付けるための取付部（図１参照）２２を備えている。この取付部２２は、サンプル入口２１に連通する両端開放の管形状であり、その外周には、バネ５が取り付けられる。
【００１９】
ディスクフィルタ３は、サンプル液をろ過する機能を有する部品である。このディスクフィルタ３は、図２に示すように、中心に１つの貫通穴が形成された薄板円盤状のディスク（溝付き部材、フィルタ部材）３１と、複数のディスク３１が整列して積み重ねて取り付けられるホルダ３２と、ホルダ３２に取り付けられたディスク３１を押さえる押さえ部材３３と、を備えている。更に説明すると、ディスクフィルタ３は、後述するホルダ３２の保持部３４に複数枚のディスク３１を挿入して後述するホルダ３２のフランジ部３５上に複数枚のディスク３１を積み重ねた後に押さえ部材３３を載せて構成されている。後述するように、ディスクフィルタ３は、ディスク３１の積み重ね方向が上下方向となるように、ケース２に配設される。
【００２０】
ディスク３１の少なくとも片方の面には、半径方向に延びる図示しない溝が複数形成されている。この溝の大きさにより、ろ過するサンプル液の縣濁物質の大きさが決定される。すなわち、隣り合う溝付きのディスク３１同士を密着させると、ディスク３１の外周面から中心に向けて延びる所定の大きさの流路が形成される。この流路を通過できないサンプル液の縣濁物質がディスク３１の外周面に残り、サンプル液がろ過される。
【００２１】
ホルダ３２は、ディスク３１の貫通穴に対応する形状の保持部３４と、保持部３４の一端に形成されたフランジ部３５と、保持部３４とは反対側のフランジ部３５の面に位置してケース２の取付部２２と係合する管形状の係合部３６と、係合部３６に半径方向に延在するように形成され、係合部３６の円周方向に関して略均等間隔で位置する複数の貫通穴（通水穴）３７と、を備えている。
【００２２】
更に説明すると、ディスクフィルタ３がケース２の取付部２２に取り付けられると、サンプル入口２１がディスクフィルタ３の下方に位置する。言い換えると、サンプル入口２１は、ディスクフィルタ３のディスク３１の厚さ方向の延長線上に位置する。
また、ディスクフィルタ３がケース２の取付部２２に取り付けられると、取付部２２はフランジ部３５により閉塞される一方で、取付部２２により画定された入口領域Ｂは、貫通穴３７を介してケース２の内部空間Ａと連通する。したがって、サンプル入口２１は、取付部２２及び係合部３６から貫通穴３７を通じてケース２の内部空間Ａと接続される。
また、ディスクフィルタ３がケース２の取付部２２に取り付けられると、係合部３６は、取付部２２に取り付けられているバネ５と当接する。したがって、ディスクフィルタ３は、係合部３６を介してバネ５による付勢力を受ける。ディスクフィルタ３がそのような付勢力を受けると、隣り合うディスク３１同士が互いに密着し、これにより、ディスクフィルタ３はろ過機能を発揮する。
【００２３】
押さえ部材３３は、ディスク３１とほぼ同じ形状であり、中心に１つの貫通穴が形成された円盤状の部材である。押さえ部材３３は、ホルダ３２のフランジ部３５と共に複数枚のディスク３１を束ねる部材である。すなわち、押さえ部材３３がホルダ３２に取り付けられると、押さえ部材３３は、保持部３４に対して軸方向に相対移動可能である。そして、押さえ部材３３とフランジ部３５とが互いに近づく方向の付勢力を係合部３６を介してバネ５から受けることで、押さえ部材３３とフランジ部３５との間に挟まれた複数枚のディスク３１は互いに密着し、これにより、ディスクフィルタ３のろ過機能が確保される。
【００２４】
カバー４は、サンプル入口２１から供給されたサンプル液の一部がディスクフィルタ３によりろ過されたろ液を排出するろ液出口４１と、ろ過されないサンプル液の残りをそのまま排出するドレイン出口４２と、ディスクフィルタ３の押さえ部材３３が当接する当接部４３と、を備えている。
【００２５】
このように構成されたろ過器１において、ケース２のサンプル入口２１から所定の圧力をもって供給されたサンプル液は、ケース２の取付部２２そしてディスクフィルタ３の係合部３６からディスクフィルタ３の貫通穴３７を通ってケース２の内部空間Ａに導かれる。その後、サンプル液は、その一部がディスクフィルタ３によりろ過されてろ液としてカバー４のろ液出口４１から排出される。サンプル液がろ過されると、ディスクフィルタ３の外周面にサンプル液の縣濁物質が付着する。
【００２６】
ろ過に伴って付着した縣濁物質の処理について更に説明すると、ケース２の内部空間Ａに供給されたサンプル液の一部は、貫通穴３７からドレイン出口４２の方向へ所定の流速で流れる。すなわち、貫通穴３７からディスクフィルタ３の外側を通ってドレイン出口４２へのサンプル液の流れが形成される。そして、上述したように、貫通穴３７が円周方向に略均等間隔で位置しているため、サンプル液は、ディスクフィルタ３の外周面に関して略均等に分散されて流れる。かかるサンプル液の水流により、ディスクフィルタ３の外周面に付着した縣濁物質が速やかに剥離される。すなわち、サンプル液に含まれる縣濁物質がディスクフィルタ３の外周面に蓄積しにくくなる。剥離された縣濁物質は、サンプル液と共にドレイン出口４２から排出される。
【００２７】
このように、本実施の形態に係るろ過器１は、ろ過されたろ液が排出される流路とろ過されずに排出される流路とを有する構造であることから、逆洗を行わなくてもディスクフィルタ３の外周面に付着した縣濁物質を洗い流す自浄作用を有する。したがって、例えば、製紙工場での排水処理前の廃水（縣濁物質が多いサンプル液）をろ過してろ液を分析装置に供給する設備においても、連続的なろ過を行うことが可能になる。また、自浄作用のために、逆洗を行う時間間隔を長くすることができ、ろ過器１を並列配置しなくてもろ液の安定的な供給という要求に対応することが可能になる。
また、ドレイン出口４２から排出されるサンプル液の量を調整することにより、必要な量のろ液をろ液出口４１から排出することができ、必要以上にろ液を採取しないため、ディスクフィルタ３の詰まりを防止することが可能になる。
【００２８】
なお、本実施の形態では、サンプル入口２１からサンプル液を供給し、その一部をドレイン出口４２から排出する場合を説明したが、ドレイン出口４２からサンプル液を供給し、その一部をサンプル入口２１から排出する場合であっても良い。すなわち、２つの出口を備え、そのうちの一方の出口は、供給されたサンプル液がろ過されてろ液として排出される排出口であり、他方の出口は、供給されたサンプル液がろ過されずに排出される排出口である構成を備えるように構成することが考えられ、その中の一態様としてろ過器１を図示して説明したものである。
【００２９】
ここで、逆洗について付言する。本実施の形態に係るろ過器１では、上述したようにディスクフィルタ３の外周面への縣濁物質の付着・蓄積を防止することが可能であるが、サンプル液に極めて多量の縣濁物質が含まれているときには、定期的に逆洗を行う必要がある。
【００３０】
本実施の形態に係るろ過器１で逆洗を行うときには、ろ液出口４１からろ過器１に高圧空気及び水道水を供給する。すると、ディスクフィルタ３のフランジ部３５がバネ５の付勢力に抗してケース２のサンプル入口２１の方向に移動し、それまで互いに密着していたディスクフィルタ３のディスク３１の隙間が拡がる。このため、ディスクフィルタ３の外周面に蓄積した縣濁物質が除去される。そして、除去された縣濁物質は、サンプル入口２１ないしドレイン出口４２から排出される。
【００３１】
また、逆洗の他の態様としては、高圧空気及び水道水をろ液出口４１から供給すると共にサンプル入口２１からも、高圧空気及び／又は水道水を供給する。すなわち、サンプル入口２１から、高圧空気と水道水を供給する方式、高圧空気を供給する方式又は水道水を供給する方式を採用することが考えられる。このようにすることにより、ディスクフィルタ３の外周面に蓄積した縣濁物質がより確実に除去され、かつ、ケース２内の洗浄も行うことが可能になる。
【００３２】
図３は、本実施の形態に係るろ過装置６の構成を示す概略構成図である。
図３に示すろ過装置６は、上述したろ過器１を組み込んで構成されている。具体的に説明すると、ろ過装置６は、ユーザの操作に従って制御する操作・制御部６１と、サンプル液をろ過するろ過器１と、ろ過器１から排出されたろ液が収容される受水槽６２と、ろ過器１から排出されたろ液が供給される計測器６３と、を備えている。
【００３３】
また、ろ過装置６は、ろ過器１のサンプル入口２１に接続され、ろ過器１にサンプル液を供給するための流路（第１流路、供給路）７１と、ろ過器１のろ液出口４１に接続され、ろ過器１から排出されたろ液を排水するための流路（第２流路、ろ液排出路）７２と、ろ過器１のドレイン出口４２に接続され、ろ過器１でろ過されずにろ過器１から排出されたサンプル液を排水するための流路（第３流路、液体排出路）７３と、を備えている。また、ろ過装置６は、逆洗を行う際に高圧空気をろ過器１に供給する流路７４と、逆洗を行う際に水道水をろ過器１に供給する流路７５と、を備えている。これらの流路７１，７２，７３，７４，７５の各々は、配管で構成されている。
【００３４】
流路７２の途中には、計測器６３への流路部分と受水槽６２への流路部分とに分岐する分岐点Ｃ１が設けられている。すなわち、分岐点Ｃ１では、ろ過器１からのろ液が計測器（分析計）６３へ流れ、また、ろ過器１からのろ液が受水槽６２へ流れるように構成されている。このように、流路７２は、ろ過器１から計測器６３にろ液を搬送するように構成されている。計測器６３については後述する。
【００３５】
ろ過装置６には、流路７２と流路７４及び流路７５とが互いに接続する接続点Ｃ２が配設されている。また、ろ過装置６には、流路７１と流路７４とが互いに接続する接続点Ｃ３が配設されている。このように、流路７４は、流路７２と接続点Ｃ２で接続するように構成され、かつ、流路７１と接続点Ｃ３で接続するように構成されている。すなわち、接続点Ｃ２では、流路７４からの高圧空気及び流路７５からの水道水を流路７２に供給することが可能であり、また、接続点Ｃ３では、流路７４からの高圧空気を流路７１に供給することが可能である。付言すると、接続点Ｃ２は、分岐点Ｃ１のろ液流れ方向上流側に位置している。
【００３６】
流路７２には、接続点Ｃ２と分岐点Ｃ１との間に電磁弁８１が設置されている。流路７２には、分岐点Ｃ１と受水槽６２との間に電磁弁８２が設置されている。また、流路７３には、流量調整弁（ボールバルブ）８３が設置されている。電磁弁８１，８２は、開状態と閉状態とを切り替え可能に構成されている。流量調整弁８３は、ろ過器１から排出されるサンプル液の流量を変えることができるように流量可変に構成されている。
【００３７】
また、流路７４には、高圧空気を減圧する減圧弁８４が設置されている。また、減圧弁８４と接続点Ｃ２との間の流路７４には、高圧空気を接続点Ｃ２に供給したり供給を中止したりするための電磁弁８５が設置されている。また、流路７５には、水道水を接続点Ｃ２へ供給したり供給を中止したりするための電磁弁８６が設置されている。電磁弁８５，８６は、開状態と閉状態とを切り替え可能に構成されている。
【００３８】
また、流路７４には、減圧弁８４と電磁弁８５との間に分岐点Ｃ４が設けられている。この分岐点Ｃ４は、接続点Ｃ２への高圧空気の流路部分の途中で接続点Ｃ３への流路部分に分岐するためのものである。すなわち、分岐点Ｃ４は、流路７４からの高圧空気を、接続点Ｃ３を介してろ過器１のサンプル入口２１に供給するためのものである。
そして、分岐点Ｃ４と接続点Ｃ３との間の流路７４には、高圧空気を接続点Ｃ３に供給したり供給を中止したりするための電磁弁８７が設置され、かつ、電磁弁８７と接続点Ｃ３との間の流路７４には、流量調整弁（ボールバルブ）８８が設置されている。電磁弁８７は、開状態と閉状態とを切り替え可能に構成され、流量調整弁８８は、ろ過器１へ供給する高圧空気の流量を変えることができるように流量可変に構成されている。
【００３９】
上述した電磁弁８１，８２，８５，８６，８７及び流量調整弁８３，８８の各々は、操作・制御部６１によりその作動が制御されている。すなわち、操作・制御部６１は、サンプル液のろ過を行う時（サンプリング時）とろ過に伴うディスクフィルタ３（図１又は図２参照）の詰まりを除去する逆洗時とで、予め定められた処理手順に基づいて、これらの電磁弁８１，８２，８５，８６，８７の開閉の切り替え動作や流量調整弁８３，８８の開度調整動作を行う。
以下、サンプリング時及び逆洗時の場合の各々の作動について以下、具体的に説明する。
【００４０】
サンプリング時には、操作・制御部６１は、電磁弁８１，８２を開状態にし、かつ、電磁弁８５，８６，８７を閉状態にする。また、操作・制御部６１は、流量調整弁８３を所定の開度にする。この状態で、流路７１からろ過器１のサンプル入口２１にサンプル液を供給する。上述したように、ろ過器１にてサンプル液がろ過されたろ液がろ液出口４１から排出されると、ろ液は、流路７２を流れて計測器６３に供給される。また、ろ液の一部は、受水槽６２に流れ、オーバーフロー分として排出される。
【００４１】
そして、サンプル入口２１から供給されたサンプル液の一部は、ディスクフィルタ３（図１又は図２参照）によりろ過されず、かつ、ディスクフィルタ３の外周面に付着した縣濁物質が速やかに外周面から離れるような流れを形成して、そのままドレイン出口４２から排出され、流路７３を流れて排出される。流路７３を流れるサンプル液の流量は、流量調整弁８３により調整可能である。更に説明すると、サンプル入口２１から供給されるサンプル液流量に対してドレイン出口４２から排出されるサンプル液流量の割合が大きくなると、ろ過する量が減り、ディスクフィルタ３のろ過に伴う汚れの程度が少なくなる一方で、ろ液出口４１から排出されるろ液の量が減少する。また、ドレイン出口４２から排出されるサンプル液流量の割合が小さくなると、ろ液出口４１から排出されるろ液の量が増大する一方で、ディスクフィルタ３のろ過に伴う汚れの程度が多くなる。ユーザは、このような事情と計測器６３に供給すべき必要量を考慮して、流量調整弁８３を制御することになる。
【００４２】
逆洗時には、操作・制御部６１は、電磁弁８１を閉状態にした後に電磁弁８５，８６を開状態にする。また、操作・制御部６１は、流量調整弁８３を所定の開度にする。この状態で、流路７４及び流路７５から接続点Ｃ２を介して流路７２のろ液流れ方向とは逆の方向に高圧空気及び水道水を流してろ液出口４１に供給する。すると、ディスクフィルタ３に付着・蓄積した縣濁物質がディスクフィルタ３から剥離してサンプル入口２１ないしドレイン出口４２から排出される。
【００４３】
なお、逆洗時に、操作・制御部６１は、電磁弁８７を開状態にし、かつ、流量調整弁８８を所定の開度にする制御も考えられる。この場合には、流路７５からの高圧空気が、分岐点Ｃ４から接続点Ｃ３へ流れた後に流路７１を介してろ過器１のサンプル入口２１から供給される。供給された高圧空気により、ディスクフィルタ３（図１又は図２参照）の外周面が洗浄される。したがって、より確実にディスクフィルタ３の外側に付着した汚れを洗浄することが可能になる。
【００４４】
上述した逆洗は、定期的に行われるものであり、その時間間隔は、計測器６３の要求するサンプリングのタイミングによるが、サンプル液の汚れ度合いやディスクフィルタ３の目詰まり度合いにより、適切に設定することになる。すなわち、操作・制御部６１は、計測器６３との測定タイミングにより、連動して電磁弁８１等を自動的に制御する。
【００４５】
ろ過器１でサンプル液がろ過されたろ液が流路７２を介して供給される計測器６３について説明する。この計測器６３は、ろ液について所定の事項を計測するためのものであり、計測器６３としては、その図示を省略するが、例えば、ＣＯＤ(Chemical Oxygen Demand)計測器やＴＯＣ(Total Organic Carbon)計測器、ＵＶ(UltraViolet)計測器（紫外線吸光度計測器）を挙げることができる。
【００４６】
更に説明すると、事業所や工場からの排水に含まれる汚濁物質の監視は、水質汚濁防止法および水質総量規制などの観点から重要になってきている。特に、排水量の多い製紙・石油化学・鉄鋼などの大規模工場においては、最終放流よりも上流の複数箇所でのモニタリングを行い、総合排水処理管理システムを構築している。排水処理工程ごとに水質監視を行うことで最終放流の水質汚濁事故を未然に防止している。その際、有機汚濁物質の監視用計測器としては、上述したＣＯＤ計測器、ＴＯＣ計測器又はＵＶ計測器等の連続測定機器が使用されている。なお、ここにいう総量規制とは、東京湾・伊勢湾・瀬戸内海などの閉鎖性水質保全対策として、ＣＯＤを指定項目とする汚濁負荷量の総量を削減するために定められた規制をいう。
【００４７】
以上説明したように、本実施の形態では、ろ過器１に供給されるサンプル液の一部をろ過する部分ろ過の構造を採用し、かつ、ろ過器１内では、ろ過されないサンプル液がディスクフィルタ３の外周面に向かった後にドレイン出口４２から排出される流れを形成することで、サンプル液のろ過に伴うディスクフィルタ３の外周面の汚れを洗浄している。このため、縣濁物質が多く含まれているサンプル液をろ過する場合であっても、簡易な構成によりディスクフィルタ３の目詰まりを防止することが可能になる。したがって、逆洗の時間間隔を長くすることが可能になり、逆洗の頻度を抑制することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本実施の形態に係るろ過器を示す概略構成図である。
【図２】図１のろ過器の分解斜視図である。
【図３】本実施の形態に係るろ過装置の構成を示す概略構成図である。
【符号の説明】
【００４９】
１…ろ過器、２…ケース、２１…サンプル入口、２２…取付部、３…ディスクフィルタ、３１…ディスク、３２…ホルダ、３３…押さえ部材、３４…保持部、３５…フランジ部、３６…係合部、３７…貫通穴、４…カバー、４１…ろ液出口、４２…ドレイン出口、４３…当接部、５…バネ、６…ろ過装置、６１…操作・制御部、６２…受水槽、６３…計測器、７１，７２，７３，７４、７５…流路、８１，８２，８５，８６，８７…電磁弁、８３，８８…流量調整弁、８４…減圧弁、Ａ…内部空間、Ｂ…入口領域、Ｃ１，Ｃ４…分岐点、Ｃ２，Ｃ３…接続点
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被ろ過水をろ過するろ過装置、ろ過器及びろ過方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
排水や環境水の成分のオンライン分析を行う場合に、サンプル液中のゴミ等の縣濁物質が分析装置に混入して測定値の精度が落ちたり、分析装置の配管が目詰まりして測定が困難になったりする問題が発生する。その対策として、従来では、サンプル液をフィルタ等によりろ過をして縣濁物質を取り除き、分析装置に導入する構成が採用されている。その場合に用いるフィルタとして、ろ過面積を広く確保可能で洗浄が容易である等の理由により、いわゆるディスクフィルタが採用される場合がある。
【０００３】
このディスクフィルタは、半径方向に延びる複数の溝が形成された樹脂製の薄いディスクを複数枚重ね合わせて構成されたものである。そして、重ね合わされた複数枚のディスク同士が互いに密着するように押し付けることにより、ディスクの溝よりも大きな縣濁物質がろ過される。すなわち、ディスクフィルタの外周面にサンプル液が圧力をもって搬送されると、サンプル液に含まれる縣濁物質のうち互いに密着したディスク間の隙間を通過できない縣濁物質が外周面に残存する。このように、搬送されたサンプル液は全量ろ過されてディスクフィルタの内周面へ進み、更に所定の流路を経て分析装置にろ液として供給される。
【０００４】
このようにディスクフィルタを用いてサンプル液をろ過すると、ディスクフィルタの表面に縣濁物質が付着する。そして、継続的なろ過により縣濁物質が蓄積されてゆくと、ろ過効率が低下し、分析装置へのろ液の供給量が減少する。このため、ディスクフィルタのろ過方向とは反対の方向に高圧空気（高圧エア）及び水道水を流すことによって、ディスクフィルタの表面に蓄積している縣濁物質を除去するいわゆる逆洗（逆洗浄）を定期的に行う必要がある。このような逆洗を行うことが可能なろ過装置は、従来から提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
この特許文献１には、逆流フィルタ洗浄サイクルのための装置と共に一群の円筒状フィルタ部材ディスクを具えた型式の液体ろ過装置が開示されている。すなわち、特許文献１に開示の液体ろ過装置は、筒状のノズル付き導管を具えた一体形成のフィルタコア部材が設けられ、水が導管内の圧力によりフィルタディスクの自由回転を可能にするようにジェットの形態で吐出されるように構成されている。これにより、じょうご形のゴムスリーブ形態の一方向弁は、出口ポートへのろ過水の流れを許容するが、出口ポートからフィルタ部材を通って入口ポートの方向への洗浄水の流れを妨げている。
【０００６】
【特許文献１】特表２００２−５０８２３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ここで、このような逆洗は、サンプル液に含まれる縣濁物質の量に応じて定期的に行われる。したがって、サンプル液が縣濁物質を多く含むときには、逆洗を頻繁に行わなければならなくなる。更には、縣濁物質を大量に含むサンプル液をろ過するときには、逆洗を頻繁に行っても十分に洗浄することができず、ディスクフィルタを取り外して洗浄しなければならないことも考えられる。このような逆洗や洗浄の際には、サンプル液をろ過することができず、したがって、サンプル液に縣濁物質が大量に含まれると、サンプル液をろ過したろ液を分析装置へ連続的に供給することが困難になる。また、逆洗直後には供給量が回復するものの、急激に供給量が低下してしまい、分析装置へろ液を安定的に供給することが困難になる。
また、大量に縣濁物質を含むサンプル液に対応するために、ディスクフィルタを並列配置する構成も考えられるが、ろ過装置の大型化やコストアップになってしまい、好ましくない場合がある。
【０００８】
本発明は、以上のような技術的課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、縣濁物質を多く含むサンプル液であっても簡易な構成で逆洗の頻度を抑制して連続的にろ過することが可能なろ過器、ろ過装置及びろ過方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
かかる目的のもと、本発明が適用されるろ過装置は、被ろ過液である液体を供給する第１流路と、当該第１流路により供給される液体をフィルタでろ過してろ液を排出するろ過器と、当該ろ過器から排出されるろ液を搬送する第２流路と、を含むろ過装置であって、前記フィルタは、薄板円盤の中心に形成された貫通穴と当該薄板円盤の少なくとも片方の面に形成されたろ過用の溝とを有する溝付き部材を整列して積み重ねて隣り合う当該溝付き部材を互いに密着させて構成されたディスクフィルタであり、前記ろ過器は、前記第１流路と接続されて液体が供給される液体入口と、前記第２流路に接続され、前記ディスクフィルタを使用して当該液体をろ過してろ液を排出するろ液出口と、当該液体の一部を当該ディスクフィルタを使用したろ過を行わずに排出する液体出口と、を備え、前記ろ過器の前記液体出口に接続され、当該ろ過器から排出される液体を搬送する第３流路を更に含むことを特徴とするものである。
【００１０】
ここで、前記ディスクフィルタの前記溝付き部材の積み重ね方向が上下方向となるように当該ディスクフィルタが前記ろ過器に配設され、前記ろ過器の液体入口が前記ディスクフィルタの下方に位置することを特徴とすることができる。また、前記ろ過器は、前記ディスクフィルタの前記溝付き部材の円周方向に沿って略等間隔になるように配設された複数の通水穴を前記液体入口の近傍に有し、前記液体入口は、前記複数の通水穴を介して前記ろ過器の内部に連通することを特徴とすることができる。また、前記ディスクフィルタを洗浄するための高圧空気及び／又は洗浄水を前記液体入口から前記ろ過器に供給する第４流路を含むことを特徴とすることができる。
【００１１】
他の観点から捉えると、本発明が適用されるろ過器は、薄板円盤の中心に貫通穴を有する溝付きのフィルタ部材を保持部材に整列して積み重ねて構成されたディスクフィルタが容器の内部に設置されるろ過器であって、前記ディスクフィルタは、隣り合う前記フィルタ部材同士が互いに密着するための付勢力を受けると共に、隣り合う当該フィルタ部材の間を液体が通過することにより当該液体をろ過するものであり、ろ過される液体を前記容器の内部に供給する供給路に接続される第１開口部を備え、前記第１開口部から供給される液体を前記ディスクフィルタでろ過して生成されるろ液を排出するろ液排出路に接続される第２開口部を備え、前記第１開口部から供給される液体の一部を前記ディスクフィルタでろ過せずに排出する液体排出路に接続される第３開口部を備えることを特徴とするものである。
【００１２】
ここで、前記第１開口部は、前記ディスクフィルタに対して前記フィルタ部材の厚さ方向の延長線上に位置することを特徴とすることができる。また、前記ディスクフィルタを構成する前記フィルタ部材の円周方向に沿って略等間隔になるように配設された複数の通水穴を前記第１開口部の近傍に有し、前記第１開口部は、前記複数の通水穴を介して前記容器の内部に連通することを特徴とすることができる。
【００１３】
更に他の観点から捉えると、本発明が適用されるろ過方法は、溝付きのフィルタ部材を整列して積み重ねると共に隣り合う当該フィルタ部材同士が互いに密着するディスクフィルタを使用して液体をろ過するろ過方法であって、供給される液体の一部が前記ディスクフィルタを通過してろ液としてろ液出口から排出し、前記液体の残部を前記ディスクフィルタでろ過せずに液体出口から排出することを特徴とするものである。
【００１４】
ここで、前記ディスクフィルタの下方から液体を供給することを特徴とすることができる。また、前記ディスクフィルタの前記フィルタ部材の円周方向に略均等な流量となるように液体を供給することを特徴とすることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、縣濁物質を多く含むサンプル液であっても従来の場合と比べて簡易な構成で逆洗の頻度を抑制して連続的にろ過することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は、本実施の形態に係るろ過器１を示す概略構成図である。図２は、図１のろ過器１の分解斜視図である。
図１に示すように、ろ過器１は、縣濁物質（縣濁物、水中に浮遊する粒子状物質、浮遊物質(Suspended Solids)）が含まれるサンプル液（サンプル、被ろ過液、試料水）をろ過してろ液（ろ過水）を生成するためのものであり、後述するように、サンプル液が供給されるサンプル入口（液体入口、第１開口部）２１と、ろ液を排出するろ液出口（第２開口部）４１と、供給されたサンプル液のうちろ過されなかったサンプル液を排出するドレイン出口（液体出口、第３開口部）４２と、を有する。更に説明すると、ろ過器１は、供給されたサンプル液の全量をろ過する構造（全量ろ過の構造）を採用しておらず、供給されたサンプル液の一部をろ過する一方で、残りのサンプル液をろ過せずに排出する構造（部分ろ過の構造）を採用している。
【００１７】
ろ過器１は、図１又は図２に示すように、主要な構成部品として、内部空間Ａを有するケース２と、ケース２の内部空間Ａに設置されるディスクフィルタ３と、ケース２に取り付けられるカバー４と、を備えている。
【００１８】
ケース２は、ろ過器本体としての部品である。このケース２は、サンプル液を内部空間Ａに導き入れるためのサンプル入口２１を備えている。このサンプル入口２１は、ケース２の下側に形成されている。
また、ケース２は、ディスクフィルタ３をケース２の内部空間Ａ内に取り付ける際に用いられると共にディスクフィルタ３に付勢力を与えるバネ５を取り付けるための取付部（図１参照）２２を備えている。この取付部２２は、サンプル入口２１に連通する両端開放の管形状であり、その外周には、バネ５が取り付けられる。
【００１９】
ディスクフィルタ３は、サンプル液をろ過する機能を有する部品である。このディスクフィルタ３は、図２に示すように、中心に１つの貫通穴が形成された薄板円盤状のディスク（溝付き部材、フィルタ部材）３１と、複数のディスク３１が整列して積み重ねて取り付けられるホルダ３２と、ホルダ３２に取り付けられたディスク３１を押さえる押さえ部材３３と、を備えている。更に説明すると、ディスクフィルタ３は、後述するホルダ３２の保持部３４に複数枚のディスク３１を挿入して後述するホルダ３２のフランジ部３５上に複数枚のディスク３１を積み重ねた後に押さえ部材３３を載せて構成されている。後述するように、ディスクフィルタ３は、ディスク３１の積み重ね方向が上下方向となるように、ケース２に配設される。
【００２０】
ディスク３１の少なくとも片方の面には、半径方向に延びる図示しない溝が複数形成されている。この溝の大きさにより、ろ過するサンプル液の縣濁物質の大きさが決定される。すなわち、隣り合う溝付きのディスク３１同士を密着させると、ディスク３１の外周面から中心に向けて延びる所定の大きさの流路が形成される。この流路を通過できないサンプル液の縣濁物質がディスク３１の外周面に残り、サンプル液がろ過される。
【００２１】
ホルダ３２は、ディスク３１の貫通穴に対応する形状の保持部３４と、保持部３４の一端に形成されたフランジ部３５と、保持部３４とは反対側のフランジ部３５の面に位置してケース２の取付部２２と係合する管形状の係合部３６と、係合部３６に半径方向に延在するように形成され、係合部３６の円周方向に関して略均等間隔で位置する複数の貫通穴（通水穴）３７と、を備えている。
【００２２】
更に説明すると、ディスクフィルタ３がケース２の取付部２２に取り付けられると、サンプル入口２１がディスクフィルタ３の下方に位置する。言い換えると、サンプル入口２１は、ディスクフィルタ３のディスク３１の厚さ方向の延長線上に位置する。
また、ディスクフィルタ３がケース２の取付部２２に取り付けられると、取付部２２はフランジ部３５により閉塞される一方で、取付部２２により画定された入口領域Ｂは、貫通穴３７を介してケース２の内部空間Ａと連通する。したがって、サンプル入口２１は、取付部２２及び係合部３６から貫通穴３７を通じてケース２の内部空間Ａと接続される。
また、ディスクフィルタ３がケース２の取付部２２に取り付けられると、係合部３６は、取付部２２に取り付けられているバネ５と当接する。したがって、ディスクフィルタ３は、係合部３６を介してバネ５による付勢力を受ける。ディスクフィルタ３がそのような付勢力を受けると、隣り合うディスク３１同士が互いに密着し、これにより、ディスクフィルタ３はろ過機能を発揮する。
【００２３】
押さえ部材３３は、ディスク３１とほぼ同じ形状であり、中心に１つの貫通穴が形成された円盤状の部材である。押さえ部材３３は、ホルダ３２のフランジ部３５と共に複数枚のディスク３１を束ねる部材である。すなわち、押さえ部材３３がホルダ３２に取り付けられると、押さえ部材３３は、保持部３４に対して軸方向に相対移動可能である。そして、押さえ部材３３とフランジ部３５とが互いに近づく方向の付勢力を係合部３６を介してバネ５から受けることで、押さえ部材３３とフランジ部３５との間に挟まれた複数枚のディスク３１は互いに密着し、これにより、ディスクフィルタ３のろ過機能が確保される。
【００２４】
カバー４は、サンプル入口２１から供給されたサンプル液の一部がディスクフィルタ３によりろ過されたろ液を排出するろ液出口４１と、ろ過されないサンプル液の残りをそのまま排出するドレイン出口４２と、ディスクフィルタ３の押さえ部材３３が当接する当接部４３と、を備えている。
【００２５】
このように構成されたろ過器１において、ケース２のサンプル入口２１から所定の圧力をもって供給されたサンプル液は、ケース２の取付部２２そしてディスクフィルタ３の係合部３６からディスクフィルタ３の貫通穴３７を通ってケース２の内部空間Ａに導かれる。その後、サンプル液は、その一部がディスクフィルタ３によりろ過されてろ液としてカバー４のろ液出口４１から排出される。サンプル液がろ過されると、ディスクフィルタ３の外周面にサンプル液の縣濁物質が付着する。
【００２６】
ろ過に伴って付着した縣濁物質の処理について更に説明すると、ケース２の内部空間Ａに供給されたサンプル液の一部は、貫通穴３７からドレイン出口４２の方向へ所定の流速で流れる。すなわち、貫通穴３７からディスクフィルタ３の外側を通ってドレイン出口４２へのサンプル液の流れが形成される。そして、上述したように、貫通穴３７が円周方向に略均等間隔で位置しているため、サンプル液は、ディスクフィルタ３の外周面に関して略均等に分散されて流れる。かかるサンプル液の水流により、ディスクフィルタ３の外周面に付着した縣濁物質が速やかに剥離される。すなわち、サンプル液に含まれる縣濁物質がディスクフィルタ３の外周面に蓄積しにくくなる。剥離された縣濁物質は、サンプル液と共にドレイン出口４２から排出される。
【００２７】
このように、本実施の形態に係るろ過器１は、ろ過されたろ液が排出される流路とろ過されずに排出される流路とを有する構造であることから、逆洗を行わなくてもディスクフィルタ３の外周面に付着した縣濁物質を洗い流す自浄作用を有する。したがって、例えば、製紙工場での排水処理前の廃水（縣濁物質が多いサンプル液）をろ過してろ液を分析装置に供給する設備においても、連続的なろ過を行うことが可能になる。また、自浄作用のために、逆洗を行う時間間隔を長くすることができ、ろ過器１を並列配置しなくてもろ液の安定的な供給という要求に対応することが可能になる。
また、ドレイン出口４２から排出されるサンプル液の量を調整することにより、必要な量のろ液をろ液出口４１から排出することができ、必要以上にろ液を採取しないため、ディスクフィルタ３の詰まりを防止することが可能になる。
【００２８】
なお、本実施の形態では、サンプル入口２１からサンプル液を供給し、その一部をドレイン出口４２から排出する場合を説明したが、ドレイン出口４２からサンプル液を供給し、その一部をサンプル入口２１から排出する場合であっても良い。すなわち、２つの出口を備え、そのうちの一方の出口は、供給されたサンプル液がろ過されてろ液として排出される排出口であり、他方の出口は、供給されたサンプル液がろ過されずに排出される排出口である構成を備えるように構成することが考えられ、その中の一態様としてろ過器１を図示して説明したものである。
【００２９】
ここで、逆洗について付言する。本実施の形態に係るろ過器１では、上述したようにディスクフィルタ３の外周面への縣濁物質の付着・蓄積を防止することが可能であるが、サンプル液に極めて多量の縣濁物質が含まれているときには、定期的に逆洗を行う必要がある。
【００３０】
本実施の形態に係るろ過器１で逆洗を行うときには、ろ液出口４１からろ過器１に高圧空気及び水道水を供給する。すると、ディスクフィルタ３のフランジ部３５がバネ５の付勢力に抗してケース２のサンプル入口２１の方向に移動し、それまで互いに密着していたディスクフィルタ３のディスク３１の隙間が拡がる。このため、ディスクフィルタ３の外周面に蓄積した縣濁物質が除去される。そして、除去された縣濁物質は、サンプル入口２１ないしドレイン出口４２から排出される。
【００３１】
また、逆洗の他の態様としては、高圧空気及び水道水をろ液出口４１から供給すると共にサンプル入口２１からも、高圧空気及び／又は水道水を供給する。すなわち、サンプル入口２１から、高圧空気と水道水を供給する方式、高圧空気を供給する方式又は水道水を供給する方式を採用することが考えられる。このようにすることにより、ディスクフィルタ３の外周面に蓄積した縣濁物質がより確実に除去され、かつ、ケース２内の洗浄も行うことが可能になる。
【００３２】
図３は、本実施の形態に係るろ過装置６の構成を示す概略構成図である。
図３に示すろ過装置６は、上述したろ過器１を組み込んで構成されている。具体的に説明すると、ろ過装置６は、ユーザの操作に従って制御する操作・制御部６１と、サンプル液をろ過するろ過器１と、ろ過器１から排出されたろ液が収容される受水槽６２と、ろ過器１から排出されたろ液が供給される計測器６３と、を備えている。
【００３３】
また、ろ過装置６は、ろ過器１のサンプル入口２１に接続され、ろ過器１にサンプル液を供給するための流路（第１流路、供給路）７１と、ろ過器１のろ液出口４１に接続され、ろ過器１から排出されたろ液を排水するための流路（第２流路、ろ液排出路）７２と、ろ過器１のドレイン出口４２に接続され、ろ過器１でろ過されずにろ過器１から排出されたサンプル液を排水するための流路（第３流路、液体排出路）７３と、を備えている。また、ろ過装置６は、逆洗を行う際に高圧空気をろ過器１に供給する流路７４と、逆洗を行う際に水道水をろ過器１に供給する流路７５と、を備えている。これらの流路７１，７２，７３，７４，７５の各々は、配管で構成されている。
【００３４】
流路７２の途中には、計測器６３への流路部分と受水槽６２への流路部分とに分岐する分岐点Ｃ１が設けられている。すなわち、分岐点Ｃ１では、ろ過器１からのろ液が計測器（分析計）６３へ流れ、また、ろ過器１からのろ液が受水槽６２へ流れるように構成されている。このように、流路７２は、ろ過器１から計測器６３にろ液を搬送するように構成されている。計測器６３については後述する。
【００３５】
ろ過装置６には、流路７２と流路７４及び流路７５とが互いに接続する接続点Ｃ２が配設されている。また、ろ過装置６には、流路７１と流路７４とが互いに接続する接続点Ｃ３が配設されている。このように、流路７４は、流路７２と接続点Ｃ２で接続するように構成され、かつ、流路７１と接続点Ｃ３で接続するように構成されている。すなわち、接続点Ｃ２では、流路７４からの高圧空気及び流路７５からの水道水を流路７２に供給することが可能であり、また、接続点Ｃ３では、流路７４からの高圧空気を流路７１に供給することが可能である。付言すると、接続点Ｃ２は、分岐点Ｃ１のろ液流れ方向上流側に位置している。
【００３６】
流路７２には、接続点Ｃ２と分岐点Ｃ１との間に電磁弁８１が設置されている。流路７２には、分岐点Ｃ１と受水槽６２との間に電磁弁８２が設置されている。また、流路７３には、流量調整弁（ボールバルブ）８３が設置されている。電磁弁８１，８２は、開状態と閉状態とを切り替え可能に構成されている。流量調整弁８３は、ろ過器１から排出されるサンプル液の流量を変えることができるように流量可変に構成されている。
【００３７】
また、流路７４には、高圧空気を減圧する減圧弁８４が設置されている。また、減圧弁８４と接続点Ｃ２との間の流路７４には、高圧空気を接続点Ｃ２に供給したり供給を中止したりするための電磁弁８５が設置されている。また、流路７５には、水道水を接続点Ｃ２へ供給したり供給を中止したりするための電磁弁８６が設置されている。電磁弁８５，８６は、開状態と閉状態とを切り替え可能に構成されている。
【００３８】
また、流路７４には、減圧弁８４と電磁弁８５との間に分岐点Ｃ４が設けられている。この分岐点Ｃ４は、接続点Ｃ２への高圧空気の流路部分の途中で接続点Ｃ３への流路部分に分岐するためのものである。すなわち、分岐点Ｃ４は、流路７４からの高圧空気を、接続点Ｃ３を介してろ過器１のサンプル入口２１に供給するためのものである。
そして、分岐点Ｃ４と接続点Ｃ３との間の流路７４には、高圧空気を接続点Ｃ３に供給したり供給を中止したりするための電磁弁８７が設置され、かつ、電磁弁８７と接続点Ｃ３との間の流路７４には、流量調整弁（ボールバルブ）８８が設置されている。電磁弁８７は、開状態と閉状態とを切り替え可能に構成され、流量調整弁８８は、ろ過器１へ供給する高圧空気の流量を変えることができるように流量可変に構成されている。
【００３９】
上述した電磁弁８１，８２，８５，８６，８７及び流量調整弁８３，８８の各々は、操作・制御部６１によりその作動が制御されている。すなわち、操作・制御部６１は、サンプル液のろ過を行う時（サンプリング時）とろ過に伴うディスクフィルタ３（図１又は図２参照）の詰まりを除去する逆洗時とで、予め定められた処理手順に基づいて、これらの電磁弁８１，８２，８５，８６，８７の開閉の切り替え動作や流量調整弁８３，８８の開度調整動作を行う。
以下、サンプリング時及び逆洗時の場合の各々の作動について以下、具体的に説明する。
【００４０】
サンプリング時には、操作・制御部６１は、電磁弁８１，８２を開状態にし、かつ、電磁弁８５，８６，８７を閉状態にする。また、操作・制御部６１は、流量調整弁８３を所定の開度にする。この状態で、流路７１からろ過器１のサンプル入口２１にサンプル液を供給する。上述したように、ろ過器１にてサンプル液がろ過されたろ液がろ液出口４１から排出されると、ろ液は、流路７２を流れて計測器６３に供給される。また、ろ液の一部は、受水槽６２に流れ、オーバーフロー分として排出される。
【００４１】
そして、サンプル入口２１から供給されたサンプル液の一部は、ディスクフィルタ３（図１又は図２参照）によりろ過されず、かつ、ディスクフィルタ３の外周面に付着した縣濁物質が速やかに外周面から離れるような流れを形成して、そのままドレイン出口４２から排出され、流路７３を流れて排出される。流路７３を流れるサンプル液の流量は、流量調整弁８３により調整可能である。更に説明すると、サンプル入口２１から供給されるサンプル液流量に対してドレイン出口４２から排出されるサンプル液流量の割合が大きくなると、ろ過する量が減り、ディスクフィルタ３のろ過に伴う汚れの程度が少なくなる一方で、ろ液出口４１から排出されるろ液の量が減少する。また、ドレイン出口４２から排出されるサンプル液流量の割合が小さくなると、ろ液出口４１から排出されるろ液の量が増大する一方で、ディスクフィルタ３のろ過に伴う汚れの程度が多くなる。ユーザは、このような事情と計測器６３に供給すべき必要量を考慮して、流量調整弁８３を制御することになる。
【００４２】
逆洗時には、操作・制御部６１は、電磁弁８１を閉状態にした後に電磁弁８５，８６を開状態にする。また、操作・制御部６１は、流量調整弁８３を所定の開度にする。この状態で、流路７４及び流路７５から接続点Ｃ２を介して流路７２のろ液流れ方向とは逆の方向に高圧空気及び水道水を流してろ液出口４１に供給する。すると、ディスクフィルタ３に付着・蓄積した縣濁物質がディスクフィルタ３から剥離してサンプル入口２１ないしドレイン出口４２から排出される。
【００４３】
なお、逆洗時に、操作・制御部６１は、電磁弁８７を開状態にし、かつ、流量調整弁８８を所定の開度にする制御も考えられる。この場合には、流路７５からの高圧空気が、分岐点Ｃ４から接続点Ｃ３へ流れた後に流路７１を介してろ過器１のサンプル入口２１から供給される。供給された高圧空気により、ディスクフィルタ３（図１又は図２参照）の外周面が洗浄される。したがって、より確実にディスクフィルタ３の外側に付着した汚れを洗浄することが可能になる。
【００４４】
上述した逆洗は、定期的に行われるものであり、その時間間隔は、計測器６３の要求するサンプリングのタイミングによるが、サンプル液の汚れ度合いやディスクフィルタ３の目詰まり度合いにより、適切に設定することになる。すなわち、操作・制御部６１は、計測器６３との測定タイミングにより、連動して電磁弁８１等を自動的に制御する。
【００４５】
ろ過器１でサンプル液がろ過されたろ液が流路７２を介して供給される計測器６３について説明する。この計測器６３は、ろ液について所定の事項を計測するためのものであり、計測器６３としては、その図示を省略するが、例えば、ＣＯＤ(Chemical Oxygen Demand)計測器やＴＯＣ(Total Organic Carbon)計測器、ＵＶ(UltraViolet)計測器（紫外線吸光度計測器）を挙げることができる。
【００４６】
更に説明すると、事業所や工場からの排水に含まれる汚濁物質の監視は、水質汚濁防止法および水質総量規制などの観点から重要になってきている。特に、排水量の多い製紙・石油化学・鉄鋼などの大規模工場においては、最終放流よりも上流の複数箇所でのモニタリングを行い、総合排水処理管理システムを構築している。排水処理工程ごとに水質監視を行うことで最終放流の水質汚濁事故を未然に防止している。その際、有機汚濁物質の監視用計測器としては、上述したＣＯＤ計測器、ＴＯＣ計測器又はＵＶ計測器等の連続測定機器が使用されている。なお、ここにいう総量規制とは、東京湾・伊勢湾・瀬戸内海などの閉鎖性水質保全対策として、ＣＯＤを指定項目とする汚濁負荷量の総量を削減するために定められた規制をいう。
【００４７】
以上説明したように、本実施の形態では、ろ過器１に供給されるサンプル液の一部をろ過する部分ろ過の構造を採用し、かつ、ろ過器１内では、ろ過されないサンプル液がディスクフィルタ３の外周面に向かった後にドレイン出口４２から排出される流れを形成することで、サンプル液のろ過に伴うディスクフィルタ３の外周面の汚れを洗浄している。このため、縣濁物質が多く含まれているサンプル液をろ過する場合であっても、簡易な構成によりディスクフィルタ３の目詰まりを防止することが可能になる。したがって、逆洗の時間間隔を長くすることが可能になり、逆洗の頻度を抑制することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本実施の形態に係るろ過器を示す概略構成図である。
【図２】図１のろ過器の分解斜視図である。
【図３】本実施の形態に係るろ過装置の構成を示す概略構成図である。
【符号の説明】
【００４９】
１…ろ過器、２…ケース、２１…サンプル入口、２２…取付部、３…ディスクフィルタ、３１…ディスク、３２…ホルダ、３３…押さえ部材、３４…保持部、３５…フランジ部、３６…係合部、３７…貫通穴、４…カバー、４１…ろ液出口、４２…ドレイン出口、４３…当接部、５…バネ、６…ろ過装置、６１…操作・制御部、６２…受水槽、６３…計測器、７１，７２，７３，７４、７５…流路、８１，８２，８５，８６，８７…電磁弁、８３，８８…流量調整弁、８４…減圧弁、Ａ…内部空間、Ｂ…入口領域、Ｃ１，Ｃ４…分岐点、Ｃ２，Ｃ３…接続点
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被ろ過液である液体を供給する第１流路と、当該第１流路により供給される液体をフィルタでろ過してろ液を排出するろ過器と、当該ろ過器から排出されるろ液を搬送する第２流路と、を含むろ過装置であって、
前記フィルタは、薄板円盤の中心に形成された貫通穴と当該薄板円盤の少なくとも片方の面に形成されたろ過用の溝とを有する溝付き部材を整列して積み重ねて隣り合う当該溝付き部材を互いに密着させて構成されたディスクフィルタであり、
前記ろ過器は、前記第１流路と接続されて液体が供給される液体入口と、前記第２流路に接続され、前記ディスクフィルタを使用して当該液体をろ過してろ液を排出するろ液出口と、当該液体の一部を当該ディスクフィルタを使用したろ過を行わずに排出する液体出口と、を備え、
前記ろ過器の前記液体出口に接続され、当該ろ過器から排出される液体を搬送する第３流路を更に含むことを特徴とするろ過装置。
【請求項２】
前記ディスクフィルタの前記溝付き部材の積み重ね方向が上下方向となるように当該ディスクフィルタが前記ろ過器に配設され、
前記ろ過器の液体入口が前記ディスクフィルタの下方に位置することを特徴とする請求項１に記載のろ過装置。
【請求項３】
前記ろ過器は、前記ディスクフィルタの前記溝付き部材の円周方向に沿って略等間隔になるように配設された複数の通水穴を前記液体入口の近傍に有し、
前記液体入口は、前記複数の通水穴を介して前記ろ過器の内部に連通することを特徴とする請求項２に記載のろ過装置。
【請求項４】
前記ディスクフィルタを洗浄するための高圧空気及び／又は洗浄水を前記液体入口から前記ろ過器に供給する第４流路を含むことを特徴とする請求項３に記載のろ過装置。
【請求項５】
薄板円盤の中心に貫通穴を有する溝付きのフィルタ部材を保持部材に整列して積み重ねて構成されたディスクフィルタが容器の内部に設置されるろ過器であって、
前記ディスクフィルタは、隣り合う前記フィルタ部材同士が互いに密着するための付勢力を受けると共に、隣り合う当該フィルタ部材の間を液体が通過することにより当該液体をろ過するものであり、
ろ過される液体を前記容器の内部に供給する供給路に接続される第１開口部を備え、
前記第１開口部から供給される液体を前記ディスクフィルタでろ過して生成されるろ液を排出するろ液排出路に接続される第２開口部を備え、
前記第１開口部から供給される液体の一部を前記ディスクフィルタでろ過せずに排出する液体排出路に接続される第３開口部を備えることを特徴とするろ過器。
【請求項６】
前記第１開口部は、前記ディスクフィルタに対して前記フィルタ部材の厚さ方向の延長線上に位置することを特徴とする請求項５に記載のろ過器。
【請求項７】
前記ディスクフィルタを構成する前記フィルタ部材の円周方向に沿って略等間隔になるように配設された複数の通水穴を前記第１開口部の近傍に有し、
前記第１開口部は、前記複数の通水穴を介して前記容器の内部に連通することを特徴とする請求項６に記載のろ過器。
【請求項８】
溝付きのフィルタ部材を整列して積み重ねると共に隣り合う当該フィルタ部材同士が互いに密着するディスクフィルタを使用して液体をろ過するろ過方法であって、
供給される液体の一部が前記ディスクフィルタを通過してろ液としてろ液出口から排出し、
前記液体の残部を前記ディスクフィルタでろ過せずに液体出口から排出することを特徴とするろ過方法。
【請求項９】
前記ディスクフィルタの下方から液体を供給することを特徴とする請求項８に記載のろ過方法。
【請求項１０】
前記ディスクフィルタの前記フィルタ部材の円周方向に略均等な流量となるように液体を供給することを特徴とする請求項９に記載のろ過方法。
【請求項１】
被ろ過液である液体を供給する第１流路と、当該第１流路により供給される液体をフィルタでろ過してろ液を排出するろ過器と、当該ろ過器から排出されるろ液を搬送する第２流路と、を含むろ過装置であって、
前記フィルタは、薄板円盤の中心に形成された貫通穴と当該薄板円盤の少なくとも片方の面に形成されたろ過用の溝とを有する溝付き部材を整列して積み重ねて隣り合う当該溝付き部材を互いに密着させて構成されたディスクフィルタであり、
前記ろ過器は、前記第１流路と接続されて液体が供給される液体入口と、前記第２流路に接続され、前記ディスクフィルタを使用して当該液体をろ過してろ液を排出するろ液出口と、当該液体の一部を当該ディスクフィルタを使用したろ過を行わずに排出する液体出口と、を備え、
前記ろ過器の前記液体出口に接続され、当該ろ過器から排出される液体を搬送する第３流路を更に含むことを特徴とするろ過装置。
【請求項２】
前記ディスクフィルタの前記溝付き部材の積み重ね方向が上下方向となるように当該ディスクフィルタが前記ろ過器に配設され、
前記ろ過器の液体入口が前記ディスクフィルタの下方に位置することを特徴とする請求項１に記載のろ過装置。
【請求項３】
前記ろ過器は、前記ディスクフィルタの前記溝付き部材の円周方向に沿って略等間隔になるように配設された複数の通水穴を前記液体入口の近傍に有し、
前記液体入口は、前記複数の通水穴を介して前記ろ過器の内部に連通することを特徴とする請求項２に記載のろ過装置。
【請求項４】
前記ディスクフィルタを洗浄するための高圧空気及び／又は洗浄水を前記液体入口から前記ろ過器に供給する第４流路を含むことを特徴とする請求項３に記載のろ過装置。
【請求項５】
薄板円盤の中心に貫通穴を有する溝付きのフィルタ部材を保持部材に整列して積み重ねて構成されたディスクフィルタが容器の内部に設置されるろ過器であって、
前記ディスクフィルタは、隣り合う前記フィルタ部材同士が互いに密着するための付勢力を受けると共に、隣り合う当該フィルタ部材の間を液体が通過することにより当該液体をろ過するものであり、
ろ過される液体を前記容器の内部に供給する供給路に接続される第１開口部を備え、
前記第１開口部から供給される液体を前記ディスクフィルタでろ過して生成されるろ液を排出するろ液排出路に接続される第２開口部を備え、
前記第１開口部から供給される液体の一部を前記ディスクフィルタでろ過せずに排出する液体排出路に接続される第３開口部を備えることを特徴とするろ過器。
【請求項６】
前記第１開口部は、前記ディスクフィルタに対して前記フィルタ部材の厚さ方向の延長線上に位置することを特徴とする請求項５に記載のろ過器。
【請求項７】
前記ディスクフィルタを構成する前記フィルタ部材の円周方向に沿って略等間隔になるように配設された複数の通水穴を前記第１開口部の近傍に有し、
前記第１開口部は、前記複数の通水穴を介して前記容器の内部に連通することを特徴とする請求項６に記載のろ過器。
【請求項８】
溝付きのフィルタ部材を整列して積み重ねると共に隣り合う当該フィルタ部材同士が互いに密着するディスクフィルタを使用して液体をろ過するろ過方法であって、
供給される液体の一部が前記ディスクフィルタを通過してろ液としてろ液出口から排出し、
前記液体の残部を前記ディスクフィルタでろ過せずに液体出口から排出することを特徴とするろ過方法。
【請求項９】
前記ディスクフィルタの下方から液体を供給することを特徴とする請求項８に記載のろ過方法。
【請求項１０】
前記ディスクフィルタの前記フィルタ部材の円周方向に略均等な流量となるように液体を供給することを特徴とする請求項９に記載のろ過方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００９−１４２７４６（Ｐ２００９−１４２７４６Ａ）
【公開日】平成２１年７月２日（２００９．７．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−３２２４８１（Ｐ２００７−３２２４８１）
【出願日】平成１９年１２月１３日（２００７．１２．１３）
【出願人】（０００２１９４５１）東亜ディーケーケー株式会社 (204)
【公開日】平成２１年７月２日（２００９．７．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１２月１３日（２００７．１２．１３）
【出願人】（０００２１９４５１）東亜ディーケーケー株式会社 (204)
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