本発明の第1の形態は、開口を通して原水 を濾過する濾材と、濾材の上流側に第1濾過� �剤が積層された第1濾層と、第1濾層の上流側 に第2濾過助剤が積層された第2濾層とを備え� ��第2濾層の側から濾材に原水を流して濾過を 行う濾過装置において、第1濾過助剤が、開� �の代表寸法より小さい代表粒径を有すると� �に、通水時の流れで開口に粒子が凝集して� �数個がこの開口を覆って架橋する粗い粒子� �体の粒度分布を備えている一方、第2濾過助� ��が、第1濾過助剤より小さく自身では開口に 架橋できない細かな粒子主体の粒度分布を備 え、濾材の開口と第2濾層の粒子のサイズ調� �が、架橋現象によって濾材に保持される第1� ��層によって行われることを特徴とする濾過� ��置である。

 この構成によって、濾材の開口に第1濾過 助剤のブリッジが形成され、自分自身では開 口に架橋できない細かな第2濾過助剤を濾材� �に保持することができる。第2濾過助剤と濾� ��のサイズ調整(目調整)を第1濾過助剤によっ� ��行うので、物理的処理のみによって大量の� ��水を高レベルに除菌することができ、また� ��時に、大量の原水を短時間に濾過すること� ��可能にする。精密な濾過と詰まり防止を両� ��させることができる。流失防止に対する第1 濾過助剤の粒径の限界を取り払うことができ る。逆洗自体も容易で、使用した濾過助剤は 再利用することができ、コスト的に安価であ り、設備も信頼性と実用性があり、簡単、コ ンパクトにできる。

 本発明の第2の形態は、第1の形態に従属� �る形態であって、濾材が代表寸法dの開口を� ��えているとき、第1濾過助剤が開口の形状に 応じて定まる(0.12~0.25)×d近傍の代表粒径を有� ��ていることを特徴とする濾過装置である。

 この構成によって、第1濾過助剤が濾材の 開口の形状に応じて定まる(0.12~0.25)×d近傍の� ��表粒径を有しているため、濾材の開口に合� ��せて第1濾過助剤のブリッジを形成すること ができ、自分自身では開口に架橋できない細 かな第2濾過助剤を濾材上に保持することが� �きる。第2濾過助剤と濾材の目調整が第1濾過 助剤によって行われるので、物理的処理のみ によって大量の原水を高レベルに除菌するこ とができ、また同時に、大量の原水を短時間 に濾過することを可能にする。流失防止に対 する第1濾過助剤の粒径の限界を取り払うこ� �ができる。第1濾過助剤自身も濾過に寄与す� ��。

 本発明の第3の形態は、第1又は第2の形態� ��従属する形態であって、第2濾層の上流側に 第2濾過助剤より大きな粒径の第3濾過助剤が� ��層された第3濾層が設けられ、この第3濾層� �より第2濾層の濾過過程における圧力損失の� ��加が抑制されることを特徴とする濾過装置� ��ある。

 この構成によって、第3濾層の第3濾過助� �は細かな第2濾過助剤からなる第2濾層が目詰 まりしないように原水から大きな固形分粒子 、例えばプランクトン等を濾過し、全体とし ての圧力損失の増加を抑制し、濾過機能の低 下を防ぐことができる。

 本発明の第4の形態は、第2の形態に従属� �る形態であって、開口の代表寸法dが90μm以� �の大きさをもつことを特徴とする濾過装置� �ある。

 この構成によって、圧力損失の増加を抑� ��、また必要以上に濾材の目を広すぎたとき� ��生じる濾過機能の低下を防ぐことができる� ��物理処理のみにより大量の原水を99%程度の� ��レベルに除菌することができ、また同時に� ��大量の原水を短時間に濾過することを可能� ��し、D2バラスト水排出基準を満たす濾過装� �を実現することができる。逆洗するための� �間を従来の10倍に延ばし、長時間の連続運転 を可能にする。

 本発明の第5の形態は、第2の形態に従属� �る形態であって、開口がスリットの場合に� �第1濾過助剤の代表粒径がこのスリットの間� ��を代表寸法dとして(0.20~0.25)×d近傍の粒径を� ��していることを特徴とする濾過装置である� ��

 この構成によって、第1濾過助剤が濾材の スリットの形状に応じて定まる(0.20~0.25)×d近� ��の代表粒径を有しているため、スプリング� ��ィルタなどの濾材の開口に合わせて第1濾過 助剤のブリッジを形成することができ、自分 自身では開口に架橋できない細かな第2濾過� �剤を濾材上に保持することができる。第2濾� ��助剤と濾材の目調整が第1濾過助剤によって 行われるので、物理的処理のみによって大量 の原水を高レベルに除菌することができ、ま た同時に、大量の原水を短時間に濾過するこ とを可能にする。流失防止に対する第1濾過� �剤の粒径の限界を取り払うことができる。� �1濾過助剤自身も濾過に寄与する。

 本発明の第6の形態は、第1の形態に従属� �る形態であって、第2濾層の上流側にボディ� ��ィード濾過助剤が積層されたボディフィー� ��層を備え、このボディフィード層により装� ��全体の圧力損失の増加が抑制されることを� ��徴とする濾過装置である。

 この構成によって、第2濾層の上流側に濾 滓が形成されて目詰まりを起し、大量の原水 の短時間濾過が行えなくなるのを防止し、長 時間の連続運転を可能にする。

 本発明の第7の形態は、第3の形態に従属� �る形態であって、第3濾層の上流側、若しく� ��順に濾過助剤の粒子が大きくなる濾層が第3 濾層に更に積層されるときにはこの最も上流 側の濾層の上流にボディフィード濾過助剤か らなるボディフィード層が積層され、このボ ディフィード層により装置全体の圧力損失の 増加が抑制されることを特徴とする濾過装置 である。

 この構成によって、第3濾層の上流側に更 に多くの濾層を積層し、濾層での目詰まりの 可能性をさらに分散することができ、長時間 の連続運転を可能にすることができる。

 本発明の第8の形態は、第7の形態に従属� �る形態であって、濾材がコイル体を備えた� �プリングフィルタであって、開口がコイル� �を巻回したコイル体間の間隙であり、プリ� �ートのために第1~第3濾過助剤の何れかの濾� �助剤,更に積層される濾過助剤をそれぞれ供� ��することができるプリコート助剤供給系路� ��、原水にボディフィード濾過助剤を供給す� ��ボディフィード助剤供給系路とを備えたこ� ��を特徴とする濾過装置である。

 この構成によって、スプリングフィルタ� ��プリコート助剤供給系路、ボディフィード� ��剤供給系路を使って物理的処理のみにより� ��量の原水を99%程度の高レベルに除菌するこ� ��ができ、また同時に、大量の原水を短時間� ��濾過することを可能にすることができる。� ��洗するための期間を従来の10倍に延ばし、� �時間の連続運転を可能にする。流失防止に� �する第1濾過助剤の粒径の限界を取り払うこ� ��ができる。逆洗自体も容易で、使用した濾� ��助剤は再利用することができ、他方式と比� ��てコスト的にきわめて安価であり、設備も� ��頼性と実用性があり、簡単、コンパクトに� ��きる。

 本発明の第9の形態は、第8の形態に従属� �る形態であって、間隙が60μm~120μmで、第1濾� ��助剤が代表粒径20μm~40μm近傍の珪藻土、第2� ��過助剤が代表粒径10μm近傍の珪藻土、第3濾� ��助剤が代表粒径20μm~40μm近傍の珪藻土、ボ� �ィフィード濾過助剤が代表粒径20μm近傍の珪 藻土であることを特徴とする濾過装置である 。

 この構成によって、コスト的にきわめて� ��価で、確実に大量の原水を99%程度の高レベ� ��に除菌することができ、同時に、大量の原� ��を短時間に濾過することができる。

 本発明の第10の形態は、第7の形態に従属� ��る形態であって、原水が異物のほか微生物� ��含む水であって、第2濾層では主として細菌 類を濾過し、第3濾層は主として5μm~10μmクラ� ��の大きさの植物プランクトン及び10μm~50μm� �ラスの大きさの動物プランクトンに由来す� �濾滓形成を抑え、ボディフィード層では主� �して5μm~10μmクラスの大きさの植物プランク� ��ンと10μm~50μmクラスの大きさの動物プラン� �トンに由来する濾滓形成を抑えることを特� �とする濾過装置である。

 この構成によって、原水が異物のほか微� ��物を含む水であっても、第2濾層では主とし て細菌類を濾過し、第3濾層では第2濾層にプ� ��ンクトンが直接付着するのを保護する。す� ��わち主として5μm~10μmクラスの大きさの植物 プランクトン及び10μm~50μmクラスの大きさの� ��物プランクトンに由来する濾滓形成を抑え� ��細かな第2濾層の粒子層にプランクトンが付 着して圧力が上昇して流量低下するのを防止 する。ボディフィード層では第3濾層におけ� �主として10μm~50μmクラスの大きさのプランク トンに由来する濾滓形成を抑えることができ 、長時間の連続運転を可能にする。逆洗自体 も容易で、使用した濾過助剤は再利用するこ とができ、他方式と比べてコスト的にきわめ て安価であり、設備も信頼性と実用性があり 、簡単、コンパクトにできる。

 本発明の第11の形態は、第1乃至第10の何� �かの形態に従属する形態であって、船体に� �置されると共に、海水又は淡水を汲み上げ� �ための給水路と、バラストタンクに接続さ� �る処理水路とを備え、この海水又は淡水を� �過してバラスト水を供給することを特徴と� �る濾過装置である。

 この構成によって、物理的処理のみによ� ��大量の原水を99%程度の高レベルに除菌する� ��とができ、また同時に、大量の原水を短時� ��に濾過することを可能にし、D2バラスト水� �出基準を満たす濾過装置を物理的方法で実� �することができる。他方式と比べてコスト� �にきわめて安価であり、設備も信頼性と実� �性があり、簡単、コンパクトにできる。

 本発明の第12の形態は、開口が形成され� �濾材の上流側に第1濾過助剤からなる第1濾層 を積層し、第1濾層の上流側に第2濾過助剤か� ��なる第2濾層を積層して、第2濾層の側から� �材に原水を流して濾過を行う濾過方法であ� �て、第1濾層を積層するときには、前記開口� ��代表寸法より小さい代表粒径を有すると共� ��、通水時の流れにより開口へ粒子を凝集さ� ��、複数個でこの開口を覆って架橋する粗い� ��子主体の粒度分布をもつ第1濾過助剤を選択 する一方、第2濾層を積層するときには、第1� ��過助剤より小さく自身では開口に架橋でき� ��い細かな粒子主体の粒度分布をもつ第2濾過 助剤を選択し、第1濾過助剤の架橋現象によ� �て濾材に第1濾層を保持し、濾材の開口と第2 濾層の粒子のサイズ調整を第1濾層によって� �うことを特徴とする濾過方法である。

 この構成によって、濾材の開口に第1濾過 助剤のブリッジが形成され、自分自身では開 口に架橋できない細かな第2濾過助剤を濾材� �に保持することができる。第2濾過助剤と濾� ��の目調整を第1濾過助剤で行うので、物理的 処理のみによって大量の原水を高レベルに除 菌することができ、また同時に、大量の原水 を短時間に濾過することを可能にする。精密 な濾過と詰まり防止を両立させることができ る。流失防止に対する第1濾過助剤の粒径の� �界を取り払うことができる。逆洗自体も容� �で、使用した濾過助剤は再利用することが� �き、コスト的に安価であり、設備も信頼性� �実用性があり、簡単、コンパクトにできる� �

 本発明の第13の形態は、第12の形態に従属 する形態であって、第1濾層を積層するとき� �、濾材が代表寸法dの開口を備えている場合� ��この開口の形状に応じて定まる(0.12~0.25)×d� �傍の代表粒径をもつ第1濾過助剤を選択する� ��とを特徴とする濾過方法である。

 この構成によって、第1濾過助剤が濾材の 開口の形状に応じて定まる(0.12~0.25)×d近傍の� ��表粒径を有しているため、濾材の開口に合� ��せて第1濾過助剤のブリッジを形成すること ができ、自分自身では開口に架橋できない細 かな第2濾過助剤を濾材上に保持することが� �きる。第2濾過助剤と濾材の目調整が第1濾過 助剤によって行われるので、物理的処理のみ によって大量の原水を高レベルに除菌するこ とができ、また同時に、大量の原水を短時間 に濾過することを可能にする。流失防止に対 する第1濾過助剤の粒径の限界を取り払うこ� �ができる。第1濾過助剤自身も濾過に寄与す� ��。

 本発明の第14の形態は、第13の形態に従属 する形態であって、開口の代表寸法dが90μm以 上の大きさをもつことを特徴とすることを特 徴とする濾過方法である。

 この構成によって、濾材の目、及びこの� ��きさから定まる第1濾過助剤が小さくなり過 ぎることなく、圧力損失の増加を抑え、また 必要以上に濾材の目を広すぎたときに生じる 濾過機能の低下を防ぐことができる。物理処 理のみにより大量の原水を99%程度の高レベル に除菌することができ、また同時に、大量の 原水を短時間に濾過することを可能にし、D2� ��ラスト水排出基準を満たす濾過装置を実現� ��ることができる。逆洗するための期間を従� ��の10倍に延ばし、長時間の連続運転を可能� �する。

 本発明の第15の形態は、第14の形態に従属 する形態であって、開口がスリットの場合に 、このスリットの間隙を代表寸法dとして、� �1濾過助剤が(0.20~0.25)×d近傍の代表粒径を有� �ていることを特徴とする濾過方法である。

 この構成によって、第1濾過助剤が濾材の スリットの形状に応じて定まる(0.20~0.25)×d近� ��の代表粒径を有しているため、スプリング� ��ィルタなどの濾材の開口に合わせて第1濾過 助剤のブリッジを形成することができ、自分 自身では開口に架橋できない細かな第2濾過� �剤を濾材上に保持することができる。第2濾� ��助剤と濾材の目調整が第1濾過助剤で行われ るので、物理的処理のみによって大量の原水 を高レベルに除菌することができ、また同時 に、大量の原水を短時間に濾過することを可 能にする。流失防止に対する第1濾過助剤の� �径の限界を取り払うことができる。第1濾過� ��剤自身も濾過に寄与する。

 本発明の第16の形態は、第12の形態に従属 する形態であって、第2濾層の上に1層又は2層 以上の濾層を順に積層すると共に、このとき 積層する濾過助剤の粒径を既に積層されてい る最も上流側の濾層の粒径と同一又はより大 きい粒径にすることを特徴とする濾過方法で ある。

 この構成によって、第2濾層の上流側に更 に1層又は2層以上の濾層を積層し、濾層での� ��詰まりの可能性をさらに分散することがで� ��、長時間の連続運転を可能にすることがで� ��る。

 本発明の第17の形態は、第12の形態に従属 する形態であって、原水の濾過時に、この原 水にボディフィード濾過助剤を混合して第2� �層に供給し、この供給により第2濾層の更に� ��流にボディフィード層を形成して、濾層に� ��ける圧力損失の増加を抑制することを特徴� ��する濾過方法である。

 この構成によって、第2濾層の上流側に濾 滓が形成されて目詰まりを起し、大量の原水 の短時間濾過が行えなくなるのを防止し、長 時間の連続運転を可能にする。

 本発明の第18の形態は、第16の形態に従属 する形態であって、原水の濾過時に、この原 水に動物性プランクトンと同等な大きさの粒 径のボディフィード濾過助剤を混合して最も 上流側の濾層に供給し、この供給により濾層 の更に上流にボディフィード層を形成して、 濾層における圧力損失の増加を抑制すること を特徴とする濾過方法である。

 この構成によって、第3濾層における主と して5μm~10μmクラスの大きさの植物プランク� �ンと10μm~50μmクラスの大きさの動物性プラン クトンに由来する濾滓形成を抑えることがで き、長時間の連続運転を可能にする。逆洗自 体も容易で、使用した濾過助剤は再利用する ことができ、他方式と比べてコスト的にきわ めて安価であり、設備も信頼性と実用性があ り、簡単、コンパクトにできる。

 (実施の形態1)
 以下、本発明の実施の形態1における濾過装 置と濾過方法について説明をする。本発明の 実施の形態1の被処理水はバラスト水である� �図1は本発明の実施の形態1における濾過装置 の説明図、図2(a)は本発明の実施の形態1にお� ��る濾過装置のスプリングフィルタの要部拡� ��図、図2(b)は本発明の実施の形態1における� �過装置のスプリングフィルタの分解図、図3� ��本発明の実施の形態1における濾過装置の濾 過状態の説明図、図4(a)は無限長のスリット� �有する場合の架橋の様子の説明図、図4(b)は� ��形オリフィスの場合の架橋の様子の説明図� ��図4(c)は円形オリフィスの場合の架橋の様子 の説明図、図5は走査型電子顕微鏡で画像解� �した焼成珪藻土の粒度分布の説明図、図6は� ��成珪藻土の粒度分布の説明図、図7は本発明 の実施の形態1における濾過装置の除菌効果� �示す第1の実験結果の説明図、図8(a)は比較例 の除菌効果を示す実験結果の説明図、図8(b)� �発明の実施の形態1における濾過装置の除菌� ��果を示す第2の実験結果の説明図、図9は本� �明の実施の形態1における濾過方法の工程図� ��ある。

 図1、図2(a)(b)に示すように、濾過タンク1� ��原水(以下、被処理水ともいう)が流入する� �、この被処理水を内部に複数本配設された� �プリングフィルタ2で濾過し、濾過された処� ��水を吐出する。各スプリングフィルタ2には 多層のプリフィルタ層が表面に形成される。 各スプリングフィルタ2は次の構成から形成� �れている。

 すなわち、スプリングフィルタ2は図2(a)� �ように断面が略円形の線材を螺旋状に巻回� �たコイルスプリング3から構成され、コイル� ��プリング3の長手方向、所定間隔ごとに高さ 60μm~120μm程度の突起3aが形成されている。こ� ��突起3aによって、コイルスプリング3は密巻� ��されたときコイルの軸方向に1巻の間隔(1ピ� ��チ)が60μm~120μm程度の、好適には90μm~120μm程 度の濾過機能を有する間隙(スリット)を形成� ��る。この間隙に原水を流すことによって濾� ��が可能になる。この間隙はコイルスプリン� ��2の両端が閉止されるためきわめて細長い開 口になる。なお、この間隙は40μm以下では圧� ��損失が大きくなるすぎるため、少なくとも4 0μmより広い間隙にするのが適当である。し� �し、必要以上に広すぎる間隙はプリコート� �る濾過助剤の粒子も大きくせざるを得ず、� �体としての濾過機能が低下するので、でき� �ば90μm以上で、90μm~120μm程度にするのがよい 。

 次に、図2(a)(b)に示すコイルスプリング3� �上端に設けられる固定部材4bには、スプリン グフィルタ2で濾過された処理水を吐出する� �めの貫通開口3bが形成されている。この固定 部材4bは仕切り板6にコイルスプリング3を取� �付け、スプリングフィルタ2として構成する� ��めの部材であって、図2(b)に示すように中央 に通水用の貫通開口3bが形成されたボルト状� ��部材である。固定部材4bの外周には雄ネジ� �刻設されており、この雄ネジが仕切り板6に� ��成された雌ネジと螺合することによって、� ��プリングフィルタ2の仕切り板6への取り付� �を行う。

 固定部材4bの貫通開口3bには、板状で略π� ��状の係止具4cの脚部分が固定部材4bのネジ側 から内面に密着して挿入され、その頭部分が 貫通開口3bを横断して架橋し、両側の張り出� ��た部分と脚部分で仕切り板6に係止される。 この係止具4cの上端に、長尺の板で構成され� ��芯材5の係止溝5aが引っ掛けられ、係止具4c� �頭部分がこの係止溝5a内の所定位置に係合さ れる。これにより、係止具4cと芯材5は上方か らみたとき板が互いに十字状に交差した状態 で組み合わされて、仕切り板6に取り付けら� �る。なお、この係止溝5aは芯材5の上端近く� �配設されL字状の溝として形成される。

 このように芯材5が固定部材4bに支持され� ��と、芯材5は係止具4cに吊り下げられたよう� ��状態となるから、この周囲にコイルスプリ� ��グ3を下側(上流側)から挿通する。芯材5の下 端部にはT字状の切り込み5bが形成されており 、次に締結具5cの頭部をこの切り込み5b内に� �入する。なお、この締結具5cはボルトと2個� �ナットから構成される。切り込み5bに挿入し た締結具5cのボルトの螺合部をキャップ部材4 の挿通孔から突出させ、キャップ部材4aを押� ��み、これをナットで締め付けると、コイル� ��プリング3をキャップ部材4aと固定部材4bで� �持したスプリングフィルタ2が組み上がる。� ��お、締結具5cはダブルナットで固定するの� �緩みがなく、水密に締め付けることができ� �水漏れなど起さない。

 仕切り板6は、図1のように濾過タンク1の� ��部を2分して上方に処理水室1b、下方に原水� ��1aを形成する。仕切り板6にはスプリングフ� ��ルタ2の数だけ図2(b)に示すような雌ネジが� �成された挿入孔が設けられ、この挿入孔内� �各スプリングフィルタ2の固定部材4bの雄ネ� �を螺合して水密に装着することができる。� �れにより、貫通開口3bだけが処理水室1bと原� ��室1aとを連通する部位となる。固定部材4bを 仕切り板6に螺合し係止具4cを介して芯材5を� �持するから、スプリングフィルタ2の組み立� ��が容易で、確実に固定でき、水密性を確保� ��ることができる。

 次に、図1に基づいて濾過装置の全体構成 を説明する。実施の形態1の濾過装置は、船� �に設置され、海水あるいは淡水を汲み上げ� �ための給水路と、バラストタンクに接続さ� �る処理水路とを備えたものであり、バラス� �水を汲み上げたり、排出したりするとき海� �又は淡水を濾過する。原水は給水路に設け� �れた原水タンク10に一旦貯めたり、船体のシ ーチェストから直接取水することで、ポンプ 17によって弁29、逆止弁35経由で濾過タンク1� �送水される。濾過処理/除菌処理時には、濾� ��タンク1で濾過、除菌された処理水は三方弁 20を介して処理水タンク12に送水されて収容� �れる。

 濾過装置のスプリングフィルタ2の表面に は、図3に示すように多層のプリコート層、� �なわち実施の形態1では3層をなす第1プリコ� �ト層A、第2プリコート層B、第3プリコート層C が形成される。また、濾過装置全体の圧力損 失抑え、各層での目詰まりを防ぐためにボデ ィフィード濾過助剤44が原水に混合されて供� ��され、第3プリコート層Cの上にボディフィ� �ド層が形成される。

 各プリコート層は、プリコート用の濾過� ��剤41,42,43の粉末を清水(あるいは処理水、原� ��)に混入したプリコート用の濾過助剤の懸濁 液をそれぞれスプリングフィルタ2に順に供� �することで形成される。各助剤懸濁液はプ� �コートタンク11で濾過助剤41,42,43の順に調製� ��れ、ポンプ16によって第1プリコート層A、第 2プリコート層B、第3プリコート層Cの順でプ� �コートタンク11から0.01MPa~0.03MPa程度で圧送さ れ、スプリングフィルタ2の表面をプリコー� �する。なお、各濾過助剤41,42,43をそれぞれ別 のタンクで調製して供給するのでもよい。第 1プリコート層A、第2プリコート層B、第3プリ� ��ート層Cをそれぞれ独自の系路にすることも できる。

 ボディフィード層Dは、原水に混入される ボディフィード濾過助剤44がプリコート層状� ��新たに堆積する濾材となって、動物プラン� ��トンや植物プランクトン、細かなゴミ等の� ��粒子46を捕捉し、水道(みずみち)が閉塞する のを防ぐものであり、これにより圧力損失の 増加が抑えられる。ボディフィード濾過助剤 44は動物プランクトン等を除去できるような� ��較的大きな粒子径の助剤を使用するのがよ� ��、予め、ボディフィードタンク14内の清水� �るいは原水、処理水に混合して調製してお� �。調製後はボディフィード濾過助剤44が沈殿 しないように撹拌を続けながら原水に混入し て使用する。

 ボディフィード層Dは、原水を濾過する時 に、ポンプ17の作用で濾過助剤の懸濁液がボ� ��ィフィードタンク14から弁31、逆止弁36を経� ��0.2MPa~1MPa程度で圧送され、送水中の原水に� �合されて、プリコート層の表面を覆って堆� �する。堆積しながら同時に動物プランクト� �、植物プランクトン等の微粒子46を図3に示� �ように捕捉する。動物プランクトンは目詰� �りすると粘度の高い濾滓となるため、従来� �ら対策が難しいとされているが、ボディフ� �ードすることによってこれを解消できる。� �ディフィードによって濾滓が分散するので� �3プリコート層Cの表面にケーク濾過現象で濾 滓が集中的に形成されることはない。

 なお、以上説明した実施の形態1では第3� �リコート層Cを設けているが、第2プリコート 層Bの上に直接ボディフィード層Dを形成する� ��とも、また、第3プリコート層Cの上に更に� �過助剤の粒子が大きくなる別のプリコート� �を順に積層することもできる。そして、こ� �別のプリコート層を更に形成する場合は最� �流のプリコート層の上流にボディフィード� �を積層する。このボディフィード層により� �上流のプリコート層における圧力損失の増� �(濾滓の集中的な生成)を抑え、さらに濾過装 置全体、言い換えれば多層のプリコート層全 体で圧力損失が高くなるのを抑えることがで きる。

 ところで、原水からプランクトンだけを� ��り除くような場合もある。この場合は第1プ リコート層Aの上に、実施の形態1の第2濾層と してボディフィード層Dを形成すればよい。� �過助剤42の層が形成されていないため除菌ま でするのは難しいが、プランクトン等を除去 することはできる。ここで、第1濾層となる� �1プリコート層Aは濾過助剤間の目調整を行う ために必要な層であり、第2濾層との目調整� �ために設置される。この目調整については� �で詳述する。

 さて、第1プリコート層Aの濾過助剤41は、 後述する理由からコイルスプリング3の間隙� �濾過助剤41自身で保持が可能な特異な粒径の 粒子になっている。濾過助剤41には焼成珪藻� ��などを使うのが好適である。また、第2プリ コート層Bの濾過助剤42は1μm前後の細菌類を� �り除くためのもので、これも焼成珪藻土な� �を使うのが好適である。第3プリコート層Cの 濾過助剤43も焼成珪藻土などが好適である。� ��として5μm~10μmクラスの大きさの植物プラン クトンと10μm~50μmクラスの大きさの動物プラ� ��クトンを濾過する。そして、ボディフィー� ��濾過助剤44も焼成珪藻土とするのがよい。

 珪藻土は、数万年乃至数千万年の太古の� ��球上に繁茂した珪藻と呼ばれる藻類(植物プ ランクトン)が化石となったものである。こ� �を焼いた焼成珪藻土の各粒子は0.1μm~1.0μmの� ��数の細孔を備えており、焼成珪藻土を濾過� ��剤としたときには、動物プランクトン、植� ��プランクトンが粒子間に捕えられ、大腸菌� ��どの細菌類は粒子間だけでなく、この無数� ��細孔に取り込まれるものと推測される。

 ここで濾過助剤41,42,43、ボディフィード� �過助剤44の各粒径に求められる特性について 簡単に説明する。第1プリコート層Aの濾過助� ��41はコイルスプリング3の間隙との関係が重� ��で、通水時の流れでコイルスプリング3の間 隙に粒子が凝集して、この間隙中に複数個で 連なることが可能な特定の粗い粒子主体の粒 度分布を備えていなければならない。これに 対し、第2プリコート層Bの濾過助剤42は1μm前� ��の細菌を濾過するために、濾過助剤41より� �さく、自身だけではコイルスプリング3の間� ��に架橋できない細かな粒度分布を有するも� ��である。また、第3プリコート層Cの濾過助� �43は濾過助剤42の粒径分布より代表粒径が大� ��いものが採用される。更に多くのプリコー� ��層を積層するときには、代表粒径が濾過助� ��43より徐々に大きくなるようなサイズの粒� �を採用する。そして、ボディフィード濾過� �剤44は原水がプリコート層に流入する前に予 備的にプランクトン、ゴミ等を取り除く粒径 の粒度分布を有している必要があり、これら の大きさに応じた粒径の濾過助剤を選んで、 ボディフィードする。

 続いて、図1に基づいて実施の形態1の濾� �装置の各流路について説明する。清水系と� �26、プリコートタンク11、弁27、ポンプ16、弁 28、逆止弁34を接続する流路がプリコート助� �供給系路であり、清水系と弁25、ボディフィ ードタンク14、弁31、逆止弁36を接続する流路 がボディフィード供給系路である。ボディフ ィード供給系路はポンプ17を駆動することに� ��って原水に濾過助剤の懸濁液を供給する。� ��施の形態1においては、ボディフィード供給 系路をプリコート助剤供給系路と別構成にし ているが、ボディフィード供給系路の構成と プリコート助剤供給系路を共用することもで きる。

 また、上記した清水系とつながる流路に� ��えて、プリコート助剤供給系路を三方弁20� �弁22、プリコートタンク11、弁27、ポンプ16、 弁28、逆止弁34からなる処理水を供給する流� �で構成するのでも、また、ボディフィード� �給系路を三方弁20、弁24、ボディフィードタ� ��ク14、弁31、逆止弁36からなる処理水を供給� ��る流路で構成するのでもよい。そして、さ� ��にこのような清水や処理水の流路に代えて� ��原水をプリコートタンク11に導き、弁27、ポ ンプ16、弁28、逆止弁34からなる流路でプリコ ートのための濾過助剤の懸濁液を原水室1aに� ��給することも、また、原水を一部ボディフ� ��ードタンク14に導き、ボディフィードのた� �の濾過助剤の懸濁液を弁31、逆止弁36からな� ��流路で原水に混合することもできる。

 次に、逆洗水供給系路について説明する� ��逆洗水タンク13は逆洗するときの逆洗水を� �容するものである。逆洗時にはポンプ18によ り弁30、逆止弁36を介して処理水室1b側から原 水室1a側に逆洗水が送水される。第1プリコー ト層A側から逆洗水が多層のプリコート層に� �れ込み、第2プリコート層B、第3プリコート� �C、ボディフィード層Dの濾滓を洗い流す。逆 洗後の逆洗水は、弁32を通って汚泥として汚� ��タンク15に収容される。そして、濾過装置� �はブロア19が設けられており、ガスバルブ21� ��逆止弁37経由で逆洗時に空気を濾過タンク1� ��原水室1a内に供給することもできる。ブロ� �19によって送られた空気は原水室1aの下方か� ��噴出されて無数の気泡になって上昇し、泡� ��浮力によってコイルスプリング3の内面に付 着している珪藻土と濾滓を内面から剥がし、 剥落させる。なお、逆洗水供給系路も、三方 弁20、弁23からの処理水を逆洗水として供給� �る流路を採用することができるし、原水を� �洗水タンク13に導く流路を設け、これを逆洗 水として供給する流路にすることもできる。 さらに、使用した濾過助剤は再利用すること ができる。

 さて、実施の形態1の濾過装置と濾過方法 において、本発明の特徴的な構成について説 明する。細菌まで濾過するには非常に目の細 かい濾材で濾過する必要がある。しかし、こ れではこの濾材を使って大量の原水を短時間 に濾過することはできない。短時間で目詰ま りし、連続的な運転は困難である。

 また、濾材として比較的目の大きなスプ� ��ングフィルタ2を採用した場合、精密な濾過 をするためにはこれに濾過助剤をプリコート することが必要であり、この大きな目にプリ コートする濾過助剤の粒径はスプリングフィ ルタ2の目に比例して大きくしなければなら� �い。このため、濾過助剤を小粒径にするに� �圧力損失の増加を抑える必要から事実上限� �があるように考えられていた。

 すなわち、細菌まで濾過するには細かい� ��径であることが必要であるが、細かい濾過� ��剤はスプリングフィルタ2の間隙から流失し 、プリコート層として保持できないのである 。これを避けるためスプリングフィルタ2の� �を小さくして狭い間隙にすると、圧力損失� �高く、数千トン/時といった大量の原水を短� ��間に濾過することができなくなる。こうし� ��矛盾する課題を同時に解決するのは困難で� ��り、これがバラスト水などを物理的に除菌� ��る濾過装置が存在しない理由の1つであった 。

 しかし、実施の形態1においては以下の手 段でこの矛盾を解決した。すなわち、濾過助 剤と濾材の目(濾過機能を有する開口、すな� �ち間隙、細孔、メッシュ、スリット等)が不� ��合で前者が小さすぎ、後者に保持できない� ��うな場合に、両者のサイズを調整する目調� ��手段を介在させるという手段を講じた。そ� ��て、この目調整手段として濾過助剤を利用� ��る。いわば目調整の機能を濾過のための濾� ��助剤の機能から分離させたことになる。

 すなわち、スプリングフィルタ2の間隙を 広くすると共に、この間隙を複数個連なって 自身でブリッジを形成するような大きさの濾 過助剤41をプリコートする。そして、除菌を� ��底して行うため、第2プリコート層Bの濾過� �剤42を所定の細かい粒径の助剤とする。さら にこの第2プリコート層Bに積層される第3プリ コート層Cを第2プリコート層Bが目詰まりしな いような粒径の濾過助剤43とする。

 図3のスプリングフィルタ2に直接細かい� �過助剤42を積層しようとすると、その間隙が 広すぎ、濾過助剤42は流れに乗って流失する� ��しかし、所定の粒径の濾過助剤41をプリコ� �トした場合は、複数個の濾過助剤41がアーチ 状に連なってこの濾材の目にブリッジを架け 、自分自身で自分の層と上層を支え、積層状 態を保持できるようになる。

 濾材が図4(a)に示すように平板であって、 ここにスリットが開けられているような場合 (スリットの間隔をdとする)、濾過助剤41の代� ��粒径をaとすると、濾過助剤41の粒径に対し� ��a/d=0.25近傍の値以上の値を与えると、通水� �の流れに乗って濾過助剤41がスリットで凝集 し、凝集の中で複数個、4個程度の粒子が自� �に連なって力を及ぼし合い、このスリット� �架橋し、アーチ状のブリッジを形成する。� �お、a/d>1となるような場合は、a/dが1の近� �の値をもつ場合だと濾材の目を塞ぎ易く、� �たa/dがこの1の近傍の値より大きくなると粒� ��間の間隙も大きくなって、小さな濾過助剤4 2を濾層として保持できず流失させてしまう� �これは目調整を行うプリコート層としては� �当でない。従って、少なくともa/dが1の近傍� ��り小さいこと(a/d<1)が好ましい。そして、 濾過助剤42をできるだけ小径にして除菌作用� ��向上させるには、これを保持する濾過助剤4 1はできるだけ粒径が小さい方がよく、a/d<1 の中でも濾過助剤41は代表粒径がa/d=0.25の近� �値となるような濾過助剤とするのが好適で� �る。

 逆にa/d=0.25の近傍値より小さい値を与え� �と、このブリッジは形成されない。濾過助� �41は流れに乗って流失する。a/d=0.25近傍の代� ��粒径を与えた場合、4個、5個程度で濾過助� �41はこのスリットに架橋する。そして、a/d=0. 25を越える代表粒径の濾過助剤41の場合は、� �っと少ない個数で架橋する。

 ここで、近傍値というのは、a/dがおおむ� ��±0.02程度で変動する範囲である。濾過助剤� ��不均一な形状と、同一の傾向はもつものの� ��少し個体差のある粒度分布を有している。� ��のため、あるパラメータ(ここではa/d)の範� �、値が所定の作用効果を奏する中核となる� �囲、値であっても、その作用効果を奏する� �囲、値は濾過助剤の個体差に基づいて変動� �る。a/dが好適となる範囲の下限の限界値も� �おむね±0.02程度で変動し、この範囲の近く� �ほぼ均等な作用効果を示す近傍領域が出現� �る。これは以下説明する他の濾材と濾過助� �等においてもすべて同様である。

 これをブリッジ形成の場合で説明すると� ��a/d=0.25が作用効果を奏する下限の限界値で� �あるが、濾過助剤の形状が不均一で必ずし� �一定しない粒度分布をもつため、代表粒径a� ��2μm程度変動する。このような場合にもブリ ッジが形成されるようなことが起こる。スリ ットの間隔dは大体100μm程度であるため、言� �換えると±0.02程度でa/dの下限値に変動が生� �る。従って、多くの場合はa/d=0.25程度を閾値 とすればよいが、濾過助剤によってはa/d=(0.25 -0.02)~(0.25+0.02)の中の1つの値が下限値となる� �合もある。このように本明細書で近傍値と� �うときは、ある値、ある範囲の傍でこの値� �範囲とほぼ均等な作用効果を示す幅のある� �を意味する。

 スプリングフィルタ2のスリットを使った 場合、図3に示すように断面が円形のコイル� �あるため、平板とはやや異なって、a/d=0.2近� ��の値以上の値を与えた場合でもアーチ状の� ��リッジを形成する。a/d=0.2の近傍より小さい とブリッジは形成されない。この場合もa/d> ;1となるような場合は適当ではない。濾過助� ��42を保持する濾過助剤41はできるだけ粒径が 小さい方がよく、下限値のa/d=0.2の近傍値と� �るような濾過助剤を採用するのがよい。

 このスプリングフィルタ2の場合は5個程� �で間隙に架橋する。しかし、濾過助剤41のブ リッジを形成可能な個数が減って(粒径が大� �くなる)a/dが1の近傍だと、濾材の目を塞ぎ易 くなり、この場合圧力損失が高くなって、短 時間で目詰まりし、連続的な運転が難しくな る。またa/dがこの1の近傍から大きくなると� �子間の間隙も大きくなって、目詰まりは少� �くなる。しかし、目調整は難しくなる。

 従って、濾材の目が平板のスリットの場� ��には濾過助剤に対してa/d=0.25近傍の代表粒� �を与えるのがよい。また、スリットがスプ� �ングフィルタ(コイルの円形断面)の間隙の場 合は、a/d=0.2近傍の代表粒径を与えるのが好� �である。そして、スリットにも、濾材が平� �に近いものからコイルの断面形状のものま� �様々あるが、少なくとも濾過助剤の代表粒� �aをa/d=0.20~0.25近傍の粒径とすることでブリッ ジが形成可能になる。このような粒径を選択 することにより、ブリッジを形成すると共に 、除菌に優れた小粒径の濾過助剤を保持でき 、圧力損失を抑え、短時間で目詰まりせず、 連続運転が可能になる。

 なお、第1プリコート層Aと第2プリコート� ��Bが接触している部分では、濾過助剤41の互� ��の間隙や凹凸の中に小さな濾過助剤42が入� �込み、両者が混じった状態が形成される。� �の混在のため、濾過助剤42の目と濾過助剤41� ��目のサイズが一挙に変化するのではなく、� ��の混じり合った範囲で徐々に濾材の目が変� ��し、急激な流体抵抗の変化で形成される濾� ��を防止して、目詰まりを遅らせる。

 さて、図4(a)は以上説明した濾材が無限長 のスリットを有する場合の架橋の様子を示し ている。これに対し、図4(b)は濾材が有限長� �四辺からなる方形オリフィスを有する場合� �架橋の様子を示している。この場合、a/d=0.15 近傍より大きい代表粒径をもてば図4(b)に示� �ようにブリッジが形成される。6、7個程度の 粒子でドーム状のブリッジが形成される。こ の場合も、a/d>1となるような場合は好適で� ��ない。a/d=0.15の近傍値より小さい値を与え� �と、ブリッジは形成されない。濾過助剤は� �れに乗って流失する。濾過助剤のブリッジ� �形成可能な個数が減って(粒径が大きくなる) a/dが1の近傍の値になると、濾材の目を塞ぎ� �く、この場合圧力損失が高くなって、短時� �で目詰まりし、連続的な運転が難しくなる� �またa/dがこの1の近傍より大きくなると、目� ��まりは少なくなるが、目調整が困難になる� ��そしてこの濾過助剤は粒径が小さい方が除� ��に優れた小さな濾過助剤を保持できる。従� ��て、濾材の目が方形オリフィスの場合には� ��濾過助剤に対してa/d=0.15近傍の代表粒径を� �えるのが好適である。

 同様に、図4(c)に示すように円形オリフィ スの場合、a/d=0.14近傍より大きい代表粒径を� ��てばドーム状のブリッジが形成される。6、 7個程度の粒子でドーム状のブリッジが形成� �れる。この場合も、a/d>1となるような場合 は目調整には不適当な粒径となる。a/d=0.14の� ��傍値より小さい値だと、ブリッジは形成さ� ��ない。濾過助剤は流れに乗って流失する。� ��過助剤のブリッジを形成する個数は少なく� ��るが、a/dが1の近傍値になると、圧力損失が 上がり、短時間で目詰まりし、連続的な運転 ができなくなる。1の近傍より大きくなる場� �は目調整が不適当になる。そしてこの濾過� �剤は粒径が小さい方が小さな除菌用の濾過� �剤を保持できる。従って、濾材の目が円形� �リフィスの場合には、濾過助剤に対してa/d=0 .14近傍の代表粒径を与えるのが好適である。

 上述したように、珪藻土からなる濾過助� ��の粒径分布には最大の度数を示す最頻値の� ��ラツキとして2μm程度の変動がある。そして 、最頻値付近の分布にも特徴があり、中央か ら大体±2μm程度の範囲で横並びの値を有し(� �5の「645」「600H」参照)、最大度数付近が扁� �に広がる分布を示す傾向がある。このためa/ d=0.12近傍以上であれば濾過助剤によっては十 分に架橋できる。

 そして、濾材の目の形状が楕円や矩形に� ��ったりして、スリットとオリフィスの中間� ��な形状の場合や、様々な形状の濾材の目が� ��せ集まっている場合などにおいては、この� ��状がスリットに近い形状の場合はa/d=0.25に� �づき、円形オリフィスに近い形状の場合はa/ d=0.12に近づき、スリットに近い目の形状の数 が多ければa/d=0.25に近づき、円形オリフィス� ��近い形状の数が多ければa/d=0.12に近づく。� �らに濾材がスプリングフィルタのように丸� �断面の場合は、a/d=0.2に近い値がブリッジ形� ��の可否の閾値になる。以上のことから、濾� ��助剤の粒径のパラメータa/dは濾材の目(濾過 機能を有する開口、すなわち間隙、細孔、メ ッシュ、スリット等)の形状に応じてa/d=(0.12~0 .25)の中から選ぶことができる。

 さて、実施の形態1のスプリングフィルタ 2は、40μmよりも大きい間隙を有している。圧 力損失とのバランスを考えながら除菌機能を 向上させるためには、できれば60μm~120μm、好 適には90μm~120μmの間隙がよい。従って、第1� �リコート層Aの濾過助剤41は18μm~24μm程度であ ればよい。間隙が100μmのスプリングフィルタ 2の場合は20μm近傍の代表粒径を選び、90μmの� ��プリングフィルタ2の場合は18μm程度の代表� ��径を選べばよい。ただ、90μmの場合に、18μm よりやや大きめの20μmの代表粒径をもつ焼成� ��藻土を用いて確実に架橋するのもよい。両� ��の圧力損失に差はなく、ブリッジの形成が� ��り確実になる。

 第2プリコート層Bの濾過助剤42は除菌する ために代表粒径10μm近傍の珪藻土とし、第3プ リコート層Cの濾過助剤43は代表粒径が20μm~40� �m近傍の珪藻土にするのがよい。第3プリコー ト層Cでは主として第2プリコート層Bにプラン クトンが直接付着して濾滓形成することによ る目詰まりを防ぎ、5μm~10μmクラスの大きさ� �植物プランクトン及び10μm~50μmクラスの大き さの動物プランクトンを濾過し、これに由来 する濾滓形成を抑える。細かな第2プリコー� �層Bの濾過助剤42の粒子層にプランクトンが� �着して圧力が上昇し流量低下するのを防止� �る。さらに、ボディフィード濾過助剤は代� �粒径20μm近傍の珪藻土とするのがよい。ボデ ィフィード層は5μmを越える大きさのプラン� �トン(5μm~10μmクラスの大きさの植物プランク トンと10μm~50μmクラスの大きさの動物プラン� ��トン)と異物を濾過するものであり、これら プランクトンに由来する濾滓形成を抑え、プ リコート層全体の圧力損失を低下させる。

 このように実施の形態1においては、目調 整を行う第1プリコート層Aを設け、これによ� ��てスプリングフィルタ2の間隙を広くし、あ わせて第2プリコート層Bで1μm前後の細菌まで 濾過できるようにしている。この目調整を行 う第1層プリコート層Aは主として粗い粒径の� ��径分布の濾過助剤41からなり、これに積層� �れる第2層プリコート層Bは除菌作用を有する 主として細かい粒径の粒径分布の濾過助剤42� ��ら構成する。さらに第3プリコート層Cは第2� ��が濾過過程で目詰まりしないようにするた� ��の層であり、この上にこれらのプリコート� ��全体が目詰まりしないようにボディフィー� ��層Dが形成される。

 これら複数のプリコート層、ボディフィ� ��ド層、スプリングフィルタの連携によって� ��除菌と大量、短時間の濾過を可能にする。� ��洗を実施する期間は従来の10倍程度に延び� �長時間の連続運転を可能にする。また、濾� �助剤の粒径は流失防止の観点から小粒径に� �るには限界があると思われていたが、この� �来の限界を越えて小粒径にすることができ� �。物理的な濾過だけで、99%程度の除菌を達� �でき、D2バラスト水排出基準を達成すること が可能であり、逆洗自体も容易で、使用した 濾過助剤は再利用することができ、他方式と 比べてコスト的にきわめて安価であり、設備 も簡単、コンパクトにでき、バラスト水の処 理を行うのに最適な濾過装置を実現できる。

 (実施例)
 実施の形態1においては、その具体的な作用 効果を測定するため、濾過助剤41,43、ボディ� ��ィード濾過助剤44として焼成珪藻土(シリカ6 00H/シリカ645;中央シリカ株式会社製)を用い、 濾過助剤42として焼成珪藻土(シリカ100F;中央� ��リカ株式会社製)を用いてバラスト水の濾過 実験を行った。スプリングフィルタ2の間隙� �90μmである。

 図5は走査型電子顕微鏡で画像解析した焼 成珪藻土の粒度分布である。図6はこのとき� �焼成珪藻土の累積頻度である。焼成珪藻土� �粒径は画像から粒子の面積からこれを円に� �算したときの面積円相当径(μm)で表している 。実験で使用した濾過助剤41,43、ボディフィ� ��ド濾過助剤44(シリカ600H/シリカ645)の焼成珪� ��土の粒径は何れも20μm近傍に最大度数の最� �値があり、20μmが代表粒径であることが分か る。また、実験で使用した濾過助剤42の焼成� ��藻土(シリカ100F)は10μm近傍に最頻値があり� �10μmが代表粒径である。

 図6の焼成珪藻土の累積頻度によれば、濾 過助剤42の焼成珪藻土の場合、98%近い粒子が� ��径30μmより小さい粒子であり、濾過助剤41,43 、ボディフィード濾過助剤44の場合、98%近い� ��子が粒径50μmより小さい粒子であることが� �かる。図5,6が示すように、焼成珪藻土の濾� �助剤粒子は粒径が正規分布をもつような分� �ではなく、最大粒径より大きい粒径の粒子� �比較的幅広く含む分布を有している。珪藻� �を焼結した場合、珪藻土表面が溶融して固� �ったような焼結体となるが、この溶融物の� �寡、粒子形状は焼結により変動する。この� �融が不均一な粒径となる原因の1つであり、� ��5,6のような粒度分布になる原因の1つと考え られる。しかし、この焼成珪藻土の粒径は大 部分が代表粒径の2~3倍の範囲内に存在してお り、焼結する条件などで多少の差があるが、 焼成珪藻土の粒度分布はおおむね図5のよう� �傾向の分布になるものが多い。

 図7はこの除菌効果を示す実験結果を示す 。図7によれば、長時間の連続運転(逆洗を行� ��までの時間が従来の約10倍となった)を可能� ��するだけでなく、99.5%まで除去可能である� �とを示す。A-2(0.21Mpa)等の表記において、A-1� �原水Aのサンプルであることを示し、A-2,A-3,� �・・等の番号2,3等はサンプルA-1に対する各� �験の名称として付したものであり、括弧内� �濾過タンク1内の圧力を示している。原水室1 a内における仕切り板6に近い側の圧力である� ��実験で用いた細菌数は一般細菌を培養して� ��ウントしlog表示したものである。図7の実験 の場合、0.2MPa以上の圧力をかけて通水するこ とで細菌類が十分に除菌できていることが分 かる。なお、圧力はとくに高圧を加える必要 はなく、比較的低い圧力でも十分除菌効果が 得られる。そして、これは上記国際条約のD2� ��準、50μm超のプランクトン数は1トンのバラ� ��ト水中に10個体/トン、10μm-50μmのプランク� �ン数は10個体/1ml、大腸菌類250cfu(colony forming� �unit)/100ml未満、という基準をこの濾過装置だ けでクリアできることを実証するものである 。

 図8(a)(b)は原水BのサンプルB-1に対して、� �実施例と比較例による濾過をそれぞれ実験� �て比較したものである。比較例としては、20 μmの代表粒径の焼成珪藻土(シリカ600H)をスプ リングフィルタに施して濾過したものである 。処理水を24時間培養して一般細菌の菌数の� ��査を行った。これに対し、実施例は、20μm� �代表粒径の濾過助剤41,43、ボディフィード濾 過助剤44として焼成珪藻土(シリカ600H)を使い� ��濾過助剤42として焼成珪藻土(シリカ100F)を� �用して濾過したものである。図7同様、濾過� ��圧力は括弧内に記載されている。スプリン� ��フィルタ2の間隙は90μmである。24時間培養� �て同じ検査を行った。これによれば、比較� �の焼成珪藻土の場合、0.038MPa,0.066MPaの何れの 場合も除菌数は2.0logCFU/ml程度にすぎず、除菌 率も50%から57%であるが、実施例の場合は0.060M Paで除菌数は1.9logCFU/ml程度になり、除菌率は9 9%にまでなっているのが分かる。なお、ここ� ��除菌率99%と言うのは、上記のサンプル、検� ��環境、条件においてこの結果が得られたと� ��うことであって、サンプル、検査環境、条� ��が変われば増減する余地を残すものである� ��こうしたことを考慮し、本実施の形態1の濾 過装置を使用すれば除菌率99%程度を実現でき ると言い直すことができる。

 このように実施の形態1の濾過装置におい ては、プリコート層を複数層設け、さらにボ ディフィード層を形成するだけで、除菌率99% 程度を実現できる。逆洗を行うまでの時間を 従来の約10倍に延ばすことができ、長時間の� ��続運転ができるようになった。

 続いて、実施の形態1における濾過方法に ついて説明する。図9に示すように、濾過運� �をする前に、スプリングフィルタ2の外周を� ��リコート処理する。このプリコート処理は� ��弁26、27,28を開放し、清水系に接続する。清 水系について説明するが、処理水、原水でも よい。

 この状態でポンプ16を駆動し、プリコー� �タンク11内に収納された粉末状の濾過助剤41� ��撹拌装置により清水と混ぜて濾過タンク1の 原水室1aに吐出し、第1プリコート層Aを形成� �る。次に濾過助剤42に対して同じ手順で処理 を行い、これによって第2プリコート層Bを形� ��し、さらに濾過助剤43に対しても同じ手順� �処理し、第3プリコート層Cを形成する。この 手順で多層のプリコート層を形成する(第1工� ��)。その後、三方弁17が切り換えられ、処理� ��室1bが処理水タンク12に接続される。

 次に、ボディフィードしながら濾過を行� ��ボディフィード処理/濾過処理を行う(第2工� ��)。ボディフィード処理/濾過処理は次のよ� �に行う。予め、ボディフィードタンク14内に 収納された原水にボディフィード濾過助剤44� ��混合し、ボディフィード用の懸濁液を調製� ��ておく。調製後は沈殿を起さないように撹� ��装置により継続して撹拌を行う。ボディフ� ��ードするときには、この懸濁液をポンプ17� �供給中の原水に混合し、原水室1aに吐出する 。これにより第1プリコート層A、第2プリコー ト層B、第3プリコート層Cの上にボディフィー ド層Dが形成される。なお、原水に代え処理� �に混合するのでもよい。

 ボディフィード層Dは、原水に混入された 濾過助剤44が新たに堆積する濾材となってプ� ��ンクトンなどを捕捉し、第3プリコート層C� �面に濾滓が形成されるのを防止して水道(み� ��みち)の閉塞を防ぐ。濾過装置全体の圧力損 失の増加を抑制することができるものである 。多層のプリコート層、ボディフィード層で 原水中のプランクトン、細菌類が除去され、 処理水が処理水タンク12に導かれる。

 その後、スプリングフィルタ2の外周で圧 力損失が高くなると、逆洗を行う(第3工程)。 このとき、清水系若しくは弁23を介して逆洗� ��タンク13に収容された逆洗水を濾過タンク1� ��弁30を開いてポンプ18で送り込み、弁32を開� ��て排水する。これにより、濾過装置で捕捉� ��れた濾滓が逆洗される。なお、ここで逆洗� ��として原水を利用することもできる。さら� ��弁18を開放し、ブロア19を駆動して、空気を 濾過タンク1内に供給する。

 ブロア19によって送られた空気は原水室1a の下方から無数の気泡として噴出され、泡の 浮力によってコイルスプリング3の内面に付� �している第1プリコート層A、第2プリコート� �B、第3プリコート層C、ボディフィード層Dの� ��藻土と濾滓をコイルスプリング3の内面から 剥がし、これらの汚泥を汚泥タンク15に収容� ��る。なお、スプリングフィルタ2の間隙が60� �mより小さいような場合には、圧縮空気を処� ��水室1bの方から噴出して、濾過タンク1内に� ��っている水をコイルスプリング3の処理水室 1b側から原水室1a側に押し出すのもよい。

 続いて、再び第1工程に戻って、スプリン グフィルタ2の外周を再プリコート処理する� �濾過助剤41で第1プリコート層Aを形成し、濾� ��助剤42に対して同じ手順で処理を行い、第2� ��リコート層Bを形成し、さらに濾過助剤43に� ��しても同じ手順で処理し、第3プリコート層 Cを形成する。この一連の処理で再び多層の� �リコート層を形成し、ボディフィード処理/� ��過処理を行えばよい。

 このように実施の形態1の濾過装置と濾過 方法によれば、化学薬品を使用せず、物理的 処理だけでバラスト水を高レベルに除菌する ことができ、装置に信頼性があり、実用的で あって、長時間連続運転が可能でコストパフ ォーマンスに優れたものとなる。

 複数のプリコート層、ボディフィード層� ��スプリングフィルタの連携によって、微小� ��細菌まで除菌すると同時に、大量の原水を� ��時間に濾過することを可能にし、逆洗を実� ��する期間は従来の10倍程度にまで延び、長� �間の連続運転を可能にする。また、プリコ� �トするための濾過助剤の粒径は、流失防止� �観点から小粒径にするには限界があると思� �れていたが、この従来の限界を越えて小粒� �にすることができる。

 物理的な濾過だけで、99%程度の除菌を達� ��でき、D2バラスト水排出基準を達成するこ� �が可能であり、長時間の連続運転が可能な� �かりでなく、逆洗自体も容易で、使用した� �過助剤は再利用することができ、他方式と� �べてコスト的にきわめて安価であり、設備� �簡単、コンパクトにできる。そして、この� �過装置と濾過方法は、バラスト水の処理に� �られず、あらゆる被処理水から除菌と異物� �取り除く濾過を行うことができる。