CN101795745B - 过滤装置及过滤方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种可短时间处理大流量且只通过物理处理就可对原水高水准地进行除菌的过滤装置及过滤方法。本发明的过滤装置和过滤方法的特征在于，具备：弹簧过滤器(2)、在其上游侧层叠有助滤剂(41)的第一预涂层A、层叠有助滤剂(42)的第二预涂层B，在原水从第二预涂层B侧流出进行过滤的过滤装置中，助滤剂(41)通过通水时的流动使粒子凝聚在间隙并具有多个覆盖该间隙进行架桥的粗的粒子主体的粒度分布，同时，助滤剂(42)具备比助滤剂(42)小且不能利用自身在间隙架桥的细的粒子主体的粒度分布，弹簧过滤器(2)的间隙和第二预涂层B的粒子的尺寸调节通过利用架桥现象而保持于弹簧过滤器(2)的第一预涂层A来进行。

Description

过滤装置及过滤方法

技术领域

本发明涉及一种不使用化学药品等就可进行除菌的过滤装置及过滤方法，特别是涉及一种对船舶的压舱水等进行除菌直至符合国际环境标准的水平的过滤装置和过滤方法。 

背景技术

以往，船舶装载由泵等抽汲到船底的水箱的海水作为压舱水进行航行，当到达目的地时，在装卸货物的时间内将该压舱水排放到外部。这是由于，不装载货物的船舶及货物的装载量小的船舶的吃水线下降，而不用保持压舱物。而且，由于如果该抽汲、排放需要所需以上的时间，则关系到运输成本的上升，因而应该将此掌握在装卸货物的时间内，通常以数百吨/小时～数千吨/小时的高速进行抽吸、排放。 

但是，一般抽吸压舱水的海域和排放压舱水的海域不同。由于抽吸海水的海域有可能混有浮游生物及细菌，当将其在目的地的沿岸及港湾内排放时，将会使这些有害的浮游生物及细菌人为地从取水海域运到排水海域。根据情况，在排放的海域它们或者进行异常繁殖而破坏生态系统，成为贝毒及赤潮的原因，或者引起海洋污染使渔业蒙受沉重打击。实际上已由许多这样的事例的报告。此外，还有可能使危害波及到公共卫生。 

这样，为了防止有害的浮游生物及细菌随着船舶的移动而搬运，2004年2月，国际海事组织(IMO：International Maritime Organization)通过了用于控制及管理船舶的压舱水及沉淀物的国际条约。在该条约中，设有被称为D2压舱水排放标准的针对压舱水的严格的排放标准，将可排放的分别控制为，在1吨压舱水中，超过50μm的浮游生物数为 10个/吨，10μm～50μm的浮游生物数为10个/ml，大肠菌类为不足250cfu(colouy forming unit)/100ml。因此，根据该排放标准，必须同时且基本上去除从超过50μm的大的浮游生物直至1μm左右的小的细菌的微生物，而且必须短时间对庞大的压舱水进行处理。 

现在，在澳大利亚及美国这样的国家已先行运用该严格的排放标准。去往这些国家的众多的船舶，为了满足该排放标准而在港湾等沿岸进行压舱水的交换。即，在靠港之前将装载的压舱水与远海的不存在洁净的问题的海水进行交换(リバラスト法)。 

但是，在进行压舱水的交换时保持船体的平衡成为问题，曾经因交换的次序的错误而引发倾覆事故，确保交换时的安全成为问题。而且，只是交换压舱水实质上不能解决该问题。在朝着比标准自身更为严格的方向，澳大利亚及美国这些国家正在研讨更为严格的标准的设定。 

现已报告的开发中的压舱水处理装置的实际情况是，基于使用G9这一化学方法的标准，利用氯等化学药品进行药品处理、及利用臭氧进行浮游生物、细菌的杀灭以进行杀菌的方法(化学处理法)为中心，只是为了达到D2压舱水排放标准而进行化学处理。另外，在本说明书中，所谓除菌是指去除浮游生物、细菌等直至达到目的的水准的意思。 

如上所述，压舱水的取水、排水由于在装卸时进行，因而当根据G9标准对压舱水进行杀菌时，被化学药品处理过的压舱水大量地排放到港湾，化学药品对港湾内的生物带来很大的影响，有可能破坏生态系统。因此，期待通过物理处理进行除菌或者杀菌、以与装置有关的G8标准为基准的方法。 

但是，在物理处理的代表即过滤中，主要利用的有：利用过滤器等过滤材料捕获比形成于此的空隙(开口)大的固形成分粒子的滤网 过滤现象、和利用滤渣及砂等立体重叠时形成的空隙捕获固形成分粒子的深层过滤现象、和利用与进行过滤同时成长的滤渣的表面分离大的固形成分粒子只是使清澈的液体流入滤渣内进行过滤的滤渣过滤现象。 

为了过滤掉1μm左右的小细菌而成为清澈的水，必须使过滤材料的孔眼变小。因此短时间孔眼堵塞。此时的过滤可考虑利用上述的滤渣过滤现象等，但是压力损失(流体阻力)立即变高，难以对以数百吨/小时或者数千吨/小时的流速流动的压舱水进行除菌。因此，无论如何都不得不进行利用上述的化学药剂的处理、热处理或者电处理。 

例如，如果在60℃以上对压舱水进行热处理，则可能设置成不适合大肠杆菌等生存的环境(热处理法)。作为其具体的方法，可考虑将发动机冷却用水注入到水箱，或者将热交换器配置于压舱水配管系统的中途的方法等。但是，利用这些方法不能说就能可靠地进行杀菌，另外，其能效也差。即，为了进行杀菌就需要庞大的热量、费用。此外，由于装载热水而对货物有影响，另外，由于热水的排放还有可能对海洋生物有影响。 

除了热杀菌之外，还有提案提出了通过臭氧或者臭氧和蒸汽的混合的杀菌(臭氧杀菌)、通过高电压脉冲来电性破坏微生物的杀菌、利用紫外线及光催化剂的杀菌(紫外线法)、电化学法等其它方法，但是，还没有在实用方面可全都满足的提案。 

而且，作为将以上的方法进行了组合的复合性的方法，有提案提出了将对过滤材料预涂助滤剂而进行的过滤和利用热处理或者电处理的杀菌进行组合的方法(例如，参照专利文献1)。由于在过滤材料的表面将助滤剂做成薄膜状，使过滤中的微生物集中于该层，因而在该集中的部位赋予热能、电能进行有效的杀菌。但是，这也难以处理大量的压舱水，很难说在成本方面具有实用性。 

另外，在过滤材料中，有以可过滤100μm以下的悬浊物的精密过滤为目的、和以进行超过此的尺寸的过滤的一般过滤为目的的材料。烧结过滤器用于精密过滤，弹簧过滤器用于一般过滤。弹簧过滤器可使压力损失比较低。另外，当用助滤剂预涂于过滤材料时，可成为利用滤渣过滤现象的过滤。作为这样的过滤装置，公知有在过滤材料上依次层叠有自小粒径至大粒径的预涂剂的过滤器(参照专利文献3)。 

其次，弹簧过滤器的线圈中，有的已在形成螺旋状的线圈的侧面按规定间隔设有突起并设线圈的间隔为恒定值的方式构成(例如，参照专利文献2)。但是，在除去小的细菌时不能使该间隔变得相当窄，难以避免此时流体阻力的增加。当扩大线圈的间隙时，则使助滤剂一方变小，造成随着水流从间隙流失。 

专利文献1：(日本)特开2006-102283号公报 

专利文献2：(日本)特开昭52-90871号公报 

专利文献3：(日本)实开平3-38117号公报 

正如以上说明的那样，为了对压舱水进行处理使其达到D2压舱水排放标准水平，迄今为止只有通过基于G9的药品处理来达到该标准。但是这对沿岸的海洋生物带来很大的影响，有可能破坏生态系统。与此相对，虽然根据物理性除菌可避免这样的影响，但是，迄今尚未有具有实用性的过滤装置及过滤方法的提案。 

专利文献1的过滤装置和过滤方法，利用微生物集中并存在于预涂层之中而有效地赋予热能、电能。但是，该过滤装置和过滤方法因预涂而易于引起孔眼堵塞，难以对大量的压舱水进行处理。另外，当考虑必须供给电能及热能的构成时，不但装备复杂，且即使从成本面来看，也难说具有实用性。 

这一点如专利文献2那样的弹簧过滤器在成本上具有实用性。但是，在使用弹簧过滤器的情况下，像超过100μm的浮游生物那样的微粒子有可能是粗的过滤，而难以达到D2标准那样的过滤。当去除1μm左右的小细菌时，压力损失大，事实上不适合每小时数百吨、数千吨那样的流量的处理。但是，当扩大弹簧过滤器的间隙时除菌是不可能的。 

但是，虽然也考虑像专利文献3那样对弹簧过滤器进行预涂直至过滤掉小的细菌，但是，该情况也不能对大量的水进行处理。假设为了使大量的水流动而单纯扩大间隙，则细的助滤剂从弹簧过滤器的孔眼(间隙)流失，而不能将其保持在弹簧过滤器上，从而不能进行连续的过滤。这样，就有使利用弹簧过滤器的过滤和压舱水大量且高速的处理相互矛盾的关系。 

迄今为止，还不存在具有实用性且不破坏生态系统等环境地通过物理处理而使压舱水可达到符合D2压舱水排放标准水平的过滤装置及过滤方法。而且，这并不只是原水(被处理水)为压舱水的情况。只要是对排放严格的标准即只要是用短时间需要大量处理的被处理水，就可以说与此同样。 

发明内容

因此，本发明的目的在于，提供一种可短时间进行大流量的处理且只通过物理处理就可高水准地对原水进行除菌的过滤装置及过滤方法。 

本发明的过滤装置具备：过滤材料，其通过开口对原水进行过滤；第一滤层，其通过多个第一助滤剂的粒子相连接以进行架桥的架桥现象，在过滤材料的上游侧被预涂了该第一助滤剂；第二滤层，其在第一滤层的上游侧层被预涂了该第二助滤剂，上述第一助滤剂具有比上述开口小、并且能够在通过预涂时的流动使其粒子凝聚在开口的时候 以多个相连接而在该开口进行架桥的大小，另一方面，上述第二助滤剂具有比上述第一助滤剂小且不能利用自身在开口进行架桥的大小，过滤材料的开口和上述第二助滤剂的粒子的尺寸调节通过上述第一助滤剂的架桥现象来进行，使原水从上述第二滤层侧流动到过滤材料，从而进行过滤，该过滤装置的特征在于，在第二滤层的上游侧设置有第三滤层，该第三滤层被预涂了粒径比上述第二助滤剂的粒径大的第三助滤剂，通过该第三滤层来抑制上述第二滤层的过滤过程中的压力损失的增加，其中，上述第二助滤剂的代表粒径为10μm附近。 

另外，在本发明的过滤方法中，选择具有比过滤材料的开口小、并且能够在通过预涂时的流动使粒子向开口凝聚且多个相连接而进行架桥的大小的第一助滤剂，利用该第一助滤剂在上述过滤材料的上游侧预涂第一滤层；并且选择具有比第一助滤剂小且不能利用自身在开口进行架桥的大小的第二助滤剂，利用该第二助滤剂在第一滤层的上游侧预涂第二滤层，并且通过第一助滤剂的架桥现象来进行过滤材料的开口和第二助滤剂的粒子的尺寸调节，使原水从第二滤层侧流动到过滤材料，从而进行过滤，过滤方法的特征在于，在第二滤层上，依次预涂一层或两层以上的滤层，将此时预涂的助滤剂的粒径设置为与已经被预涂的最上游侧的滤层的粒径相同或设置为更大的粒径，，其中，上述第二助滤剂的代表粒径为10μm附近。 

根据本发明的过滤装置及过滤方法，只通过物理处理就可以以99％左右的高水准对大量的原水进行除菌，同时，使得短时间过滤大量的原水成为可能，且可实现满足D2压舱水排放标准的过滤装置。可兼得精密过滤和防堵塞。可将用于反洗的期限延长到现在的10倍左右，使长时间的连续运转成为可能。此外，从防止流失的观点看，将进行预涂的助滤剂的粒径做成小粒径是有界限的，但可以超过该现有的界限做成小粒径。反洗本身不仅容易且可将使用过的助滤剂再利用，与其它方式相比成本极为低廉，设备不仅具有可靠性和实用性，且简单、小型。 

附图说明

图1是本发明实施方式1的过滤装置的说明图； 

图2(a)是本发明实施方式1的过滤装置的弹簧过滤器的主要部分放大图，(b)是本发明实施方式1的过滤装置的弹簧过滤器的分解图； 

图3是本发明实施方式1的过滤装置的过滤状态的说明图； 

图4(a)是具有无限长的狭缝的情况下的架桥情况的说明图，(b)是方形孔眼的情况下的架桥情况的说明图，(c)是圆形孔眼的情况下的架桥情况的说明图； 

图5是利用扫描型电子显微镜进行图像解析后的烧成硅藻土的粒度分布的说明图； 

图6是烧成硅藻土的粒度分布的说明图； 

图7是表示本发明实施方式1的过滤装置的除菌效果的第一实验结果的说明图； 

图8(a)是表示比较例的除菌效果的实验结果的说明图，(b)是表示本发明实施方式1的过滤装置的除菌效果的第二实验结果的说明图； 

图9是本发明实施方式1的过滤方法的工序图。 

符号说明 

1：过滤箱 

1a：原水室 

1b：处理水室 

2：弹簧过滤器 

3：线圈弹簧 

3a：突起 

3b：贯通开口 

4a：盖部件 

4b：固定部件 

4c：卡止件 

5：芯材 

5a：卡止槽 

5b：切槽 

6：隔板 

10：原水箱 

11：预涂箱 

12：处理水箱 

13：反洗水箱 

14：主体加料箱 

15：污泥箱 

16、17、18：泵 

19：增压器 

20：三通阀 

21：气阀 

22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33：阀门 

34、35、36、37：逆止阀 

41、42、43：助滤剂 

44：主体加料助滤剂 

46：微粒子 

具体实施方式

本发明的第一方式为一种过滤装置，其具备：过滤材料，其通过开口对原水进行过滤；第一滤层，其通过多个第一助滤剂的粒子相连接以进行架桥的架桥现象，在过滤材料的上游侧被预涂了该第一助滤剂；第二滤层，其在第一滤层的上游侧被预涂了第二助滤剂，第一助滤剂具有比开口小、并且能够在通过预涂时的流动使其粒子凝聚在开口的时候以多个相连接而在该开口进行架桥的大小，另一方面，第二助滤剂具有比第一助滤剂小且不能利用自身在开口进行架桥的大小，过滤材料的开口和第二助滤剂的粒子的尺寸调节通过第一助滤剂的架桥现象来进行，使原水从第二滤层侧流动到过滤材料，从而进行过滤，该过滤装置的特征在于，在第二滤层的上游侧设置有第三滤层，该第三滤层被预涂了粒径比第二助滤剂的粒径大的第三助滤剂，通过该第三滤层来抑制第二滤层的过滤过程中的压力损失的增加。 

根据该构成，在过滤材料的开口形成有第一助滤剂的桥，可以将不能利用自身在开口架桥的细的第二助滤剂保持于过滤材料上。由于第二助滤剂和过滤材料的尺寸调节(孔眼调节)由第一助滤剂执行，因而只通过物理处理就可高水准地对大量的原水进行除菌，另外，同时可短时间过滤大量的原水。可以兼得精密过滤和防堵塞。可以打破针对防流失的第一助滤剂的粒径的界限。反洗本身也容易，且可将使用过的助滤剂再利用，成本低廉，设备不仅具有可靠性和实用性，且简单、小型。第三滤层的第三助滤剂按由细的第二助滤剂构成的第二滤层不被堵塞的方式来过滤来自原水的大的固体含量粒子，例如浮游生物等，从而防止整体的压力损失的增加，能够防止过滤功能的降低。 

本发明第七方式从属于第一方式，其特征在于，在第三滤层的上游侧，或者助滤剂的粒子逐渐变大的滤层再层叠于第三滤层时在该最上游侧的滤层的上游层叠由主体加料助滤剂构成的主体加料层，通过该主体加料层抑制装置整体压力损失的增加。 

根据该构成，在第三滤层的上游侧层叠有更多的滤层，可使通过滤层的孔眼堵塞的可能性进一步分散，使得长时间的连续运转成为可能。 

本发明第八方式从属于第七方式，其特征在于，过滤材料为具备线圈体的弹簧过滤器，开口为缠绕有线圈体的线圈体间的间隙，其具备：预涂助剂供给系统通路，其为了预涂而可以分别供给第一～第三助滤剂中的任一助滤剂、进一步层叠的助滤剂；主体加料助剂供给系统通路，其向原水供给主体加料助滤剂。 

根据该构成，可使用弹簧过滤器和预涂助剂供给系统通路、主体加料助剂供给系统通路且只通过物理处理就可以以99％左右的高水准对大量的原水进行除菌，另外，同时，使短时间过滤大量的原水成为 可能。将用于反洗的期限延长到现有的10倍，使得长时间的连续运转成为可能。可以打破针对防流失的第一助滤剂的粒径的界限。反洗本身不仅容易，且可以再利用使用过的助滤剂，与其它方式相比，成本极为低廉，设备也具有可靠性和实用性，而且可达到简单、小型。 

本发明第九方式从属于第八方式，其特征在于，间隙为60μm～120μm，第一助滤剂、第二助滤剂、第三助滤剂以及主体加料助滤剂为硅藻土。 

根据该构成，成本极为低廉，且可以以99％左右的高水准对大量原水可靠地进行除菌，同时，可短时间过滤大量的原水。 

本发明第十方式从属于第七方式，其特征在于，原水为除杂质外还含有微生物的水，第二滤层主要过滤细菌类，第三滤层主要抑制因5μm～10μm级别大小的植物浮游生物及10μm～50μm级别大小的动物浮游生物带来的滤渣形成，主体加料层抑制主要因5μm～10μm级别大小的植物浮游生物和10μm～50μm级别大小的动物浮游生物带来的滤渣形成。 

根据该构成，即使原水为除杂质之外还含有微生物的水，也能够保护第二滤层主要过滤细菌类，第三滤层使浮游生物直接附着于第二滤层。即，抑制主要因5μm～10μm级别大小的植物浮游生物和10μm～50μm级别大小的动物浮游生物带来的滤渣形成，防止细的第二滤层的粒子层附着浮游生物引起压力上升致使流量下降。在主体加料层可抑制第三滤层的主要因10μm～50μm级别大小的浮游生物带来的滤渣形成，使得长时间的连续运转成为可能。反洗本身也容易且可再利用使用过的助滤剂，与其它方式相比，成本极为低廉，设备也具有可靠性和实用性，而且可达到简单、小型。 

本发明第十六方式是一种过滤方法，其是如下所述的方法：选择第一助滤剂，该第一助滤剂具有比过滤材料的开口小、并且能够在通 过预涂时的流动使粒子向开口凝聚且多个相连接而进行架桥的大小，利用该第一助滤剂来在过滤材料的上游侧预涂第一滤层，并且选择具有比第一助滤剂小且不能利用自身在开口进行架桥的大小的第二助滤剂，利用该第二助滤剂来在第一滤层的上游侧预涂第二滤层，并且通过第一助滤剂的架桥现象来进行过滤材料的开口和第二助滤剂的粒子的尺寸调节，使原水从第二滤层侧流动到过滤材料，从而进行过滤。该过滤方法的特征在于，在第二滤层上，依次预涂一层或两层以上的滤层，将此时预涂的助滤剂的粒径设置为与已经被预涂的最上游侧的滤层的粒径相同或设置为更大的粒径。 

根据该构成，在过滤材料的开口形成第一助滤剂的桥，从而可以将不能利用自身来在开口进行架桥的细的第二助滤剂保持在过滤材料上。因为通过第一助滤剂来进行第二助滤剂和过滤材料的孔眼调节，因此仅仅通过物理的处理就能够高水准地对大量的原水进行除菌。另外，同时可以在短时间内过滤大量的原水。能够同时实现精密的过滤和堵塞的防止。可以打破针对防流失的第一助滤剂的粒径的界限。反洗本身也容易，且可将使用过的助滤剂再利用，成本低廉，设备不仅具有可靠性和实用性，且简单、小型。而且，在第二滤层的上游侧还层叠有一层或者两层以上的滤层，可使在滤层的孔眼堵塞的可能性进一步分散，使得长时间的连续运转成为可能。 

本发明第十八方式从属于第十六方式，其特征在于，在过滤原水时，向该原水混合粒径为与动物性浮游生物同等大小的主体加料助滤剂并供给到最上游侧的滤层，通过该供给在滤层的更上游形成主体加料层，抑制滤层的压力损失的增加。 

根据该构成，可以抑制因第三滤层主要是5μm～10μm级别大小的植物浮游生物和10μm～50μm级别大小的植物性浮游生物带来的滤渣形成，使得长时间的连续运转成为可能。反洗本身也容易，且可以对使用后的助滤剂再利用，与其它方式相比，成本极为低廉，设备也具有可靠性和实用性，且简单、小型。 

(实施方式1) 

下面，说明本发明实施方式1的过滤装置和过滤方法。图1是本发明实施方式1的过滤装置的说明图，图2(a)是本发明实施方式1的过滤装置的弹簧过滤器的主要部分放大图，图2(b)是本发明实施方式1的过滤装置的弹簧过滤器的分解图，图3是本发明实施方式1的过滤装置的过滤状态的说明图，图4(a)是具有无限长的狭缝的情况下的架桥情况的说明图，图4(b)是方形孔眼的情况下的架桥情况的说明图，图4(c)是圆形孔眼的情况下的架桥情况的说明图，图5是利用扫描型电子显微镜进行图像解析后的烧成硅藻土的粒度分布的说明图，图6是烧成硅藻土的粒度分布的说明图，图7是表示本发明实施方式1的过滤装置的除菌效果的第一实验结果的说明图，图8(a)是表示比较例的除菌效果的实验结果的说明图，图8(b)是表示本发明实施方式1的过滤装置的除菌效果的第二实验结果的说明图，图9是本发明实施方式1的过滤方法的工序图。 

如图1、图2(a)、(b)所示，当原水(以下，有时也称为“被处理水”)时流入到过滤箱1时，该被处理水由配设于内部的多条弹簧过滤器2进行过滤而喷出过滤后的处理水。在各弹簧过滤器2的表面形成有多层预滤层。各弹簧过滤器2根据下面的构成而形成。 

即，弹簧过滤器2像图2(a)那样由将剖面大致圆形的线材卷成螺旋状的线圈弹簧3构成，沿线圈弹簧3的长度方向每隔规定间隔形成高度60μm～120μm左右的突起3a。通过该突起3a在线圈弹簧3密卷时沿线圈的轴方向每圈的间隔(一个间距)形成60μm～120μm左右的间隔，优选形成具有90μm～120μm左右的过滤功能的间隔(狭缝)。通过使原水流过该间隔能够进行过滤。该间隙为了将线圈弹簧2的两端关闭而成为极为细长的开口。另外，由于若该间隙在40μm以下则压力损失过大，因而做成至少比40μm宽的间隙比较合适。但是，由于所需以上过宽的间隙也不得不使进行预涂的助滤剂的粒子变大，作为整 体的过滤功能降低，因此优选尽可能做成90μm以上、90μm～120μm左右。 

然后，在设置于如图2(a)、(b)所示的线圈弹簧3的上端的固定部件4b上形成有用于喷出被弹簧过滤器2过滤后的处理水的贯通开口3b。该固定部件4b在隔板6上安装有线圈弹簧3，是用于构成弹簧过滤器2的部件，如图2(b)所示，是中央形成有通水用的贯通开口3b的螺栓状部件。在固定部件4b的外周刻设有外螺纹，通过使该外螺纹与形成于隔板6的内螺纹旋合，进行弹簧过滤器2向隔板6的安装。 

在固定部件4b的贯通开口3b上，使板状且大致∏字状的卡止件4c的管脚部分从固定部件4b的螺栓侧向内面密合插入，其头部分跨过贯通开口3b进行架桥，通过两侧的伸出部分和管脚部分卡止于隔板6。在该卡止件4c的上端嵌合有由长条板构成的芯材5的卡止槽5a，该卡止件4c的头部分卡合于该卡止槽5a内的规定位置。由此，在从上方看卡止件4c和芯材5时，板以彼此交叉成十字状的状态进行组合而安装于隔板6。另外，该卡止槽5a配置于靠近芯材5的上端而作为L字状的槽被形成。 

这样，由于当芯材5支承于固定部件4b时，芯材5成为悬吊于卡止件4c的状态，因而将线圈弹簧3从下侧(上游侧)穿过其周围。在芯材5的下端部形成有T字状的切槽5b，然后将连接件5c的头部插入该切槽5b内。另外，该连接件5c由螺栓和两个螺母构成。插入到切槽5b的连接件5c的螺栓的旋合部从盖部件4的穿过孔眼突出，当压入盖部件4a用螺母将其连接时，装配由盖部件4a和固定部件4b夹持螺栓弹簧3的弹簧过滤器2。另外，由于连接件5c由双螺母固定因而可以不松弛地水密连接，不致引发漏水等。 

隔板6以图1所示的方式将过滤箱1的内部平分，并在上方形成处理水室1b，在下方形成原水室1a。在隔板6上设置有与弹簧过滤器 2的数量相同的如图2(b)所示的内螺栓的插入孔，在该插入孔内旋合各弹簧过滤器2的固定部件4b的外螺纹且可以水密安装。由此，成为只有贯通开口3b连通处理水室1b和原水室1a的部位。由于固定部件4b与隔板6旋合且经由卡止件4c支承芯材5，因而弹簧过滤器2的安装容易，且可可靠地固定，可确保水密性。 

下面，参照图1说明过滤装置的整体结构。实施方式1的过滤装置设置于船体，其具备用于抽汲海水或者淡水的给水路和连接于压舱水箱的处理水路，在对压舱水进行抽汲或者排出时过滤海水或者淡水。通过将原水暂时贮藏于设置在给水路的原水箱10或者从船体的船舷水管直接取水，通过泵17并经由阀29、逆止阀35送到过滤箱1。在进行过滤处理/除菌处理时，在过滤箱1进行了过滤、已除菌的处理水经由三通阀20被送到处理水箱12并被其收容。 

在过滤装置的弹簧过滤器2的表面，如图3所示，形成有多层预涂层即形成由在实施方式1成为三层的第一预涂层A、第二预涂层B、第三预涂层C。另外，为了抑制过滤装置整体的压力损失防止各层的孔眼堵塞而将主体加料助滤剂4混合到原水进行供给，在第三预涂层C上形成有主体加料层。 

各预涂层通过按顺序分别将清水(或者处理水、原水)中混有预涂用的助滤剂41、42、43的粉末的预涂用的助滤剂的悬浊液供给到弹簧过滤器2而形成。各助滤剂悬浊液在预涂箱11按助滤剂41、42、43的顺序进行调制，通过泵16按第一预涂层A、第二预涂层B、第三预涂层C的顺序从预涂箱11以0.1MPa～0.03MPa左右进行压送，而在弹簧过滤器2的表面进行预涂。另外，也可以在分别独立的箱内调制各助滤剂41、42、43并进行供给。也可以将第一预涂层A、第二预涂层B、第三预涂层C做成分别独立的系统通路。 

主体加料层D为混入原水的主体加料助滤剂44重新堆积成预涂层 状的过滤材料，捕捉动物浮游生物及植物浮游生物、细小的垃圾等微粒子46，并防止堵塞水道(水通道)，由此可抑制压力损失的增加。主体加料助滤剂只要使用可除去动物浮游生物等那样的比较大的粒子直径的助剂即可，预先混合到主体加料箱14内的清水或者原水、处理水进行调制。调制后，以使主体加料助滤剂44不至于沉淀的方式边连续搅拌边混入原水而进行使用。 

主体加料层D在过滤原水时，通过泵17的作用使助滤剂的悬浊液从主体加料箱14经由阀31、逆止阀36并以0.2MPa～1MPa左右进行压送，混合送水中的原水，覆盖在预涂层的表面进行堆积。一边堆积一边同时以图3所示的方式捕捉动物浮游生物、植物浮游生物等的微粒子46。当动物浮游生物堵塞孔眼时，由于成为粘度高的滤渣，因而以往难以对策，但通过主体加料可以解除该问题。通过主体加料使滤渣分散，因而不会在第三预涂层C的表面因滤饼过滤现象而集中形成滤渣。 

另外，在上面进行了说明的实施方式1中，设有第三预涂层C，但是也可以在第二预涂层B上直接形成主体加料层D，且在第三预涂层C上再依次形成助滤剂的粒子变大的单独的预涂层。而且，在再次形成该单独的预涂层的情况下，在最上游的预涂层的上游层叠主体加料层。通过该主体加料层可抑制最上游的预涂层的压力损失的增加(滤渣集中生成)，此外，还可以抑制在过滤装置整体，换言之可抑制在多层预涂层整体使压力损失变高。 

但是，也有时只是从原水中去除浮游生物。该情况下只要在第一预涂层A上形成主体加料层D作为实施方式1的第二滤层即可。虽然由于不形成助滤剂42的层则难以进行除菌，但是，可以除去浮游生物等。在此，作为第一滤层的第一预涂层A为用于进行助滤剂间的孔眼调节而必须的层，为了进行与第二滤层的孔眼调节而设置。关于该孔眼调节将在后面进行详述。 

此外，第一预涂层A的助滤剂41，成为基于下述的理由而在线圈弹簧3的间隙可通过助滤剂41自身保持的特异的粒径的粒子。优选助滤剂41使用烧成硅藻土等。另外，第二预涂层B的助滤剂42是用于去除1μm左右的细菌类，在此也优选使用烧成硅藻土。第三预涂层C的助滤剂43也优选使用烧成硅藻土。主要过滤5μm～10μm级别大小的动物浮游生物和10μm～50μm级别大小的动物浮游生物。而且，主体加料助滤剂44也优选烧成硅藻土。 

硅藻土是太古界在地球上繁盛了数万年至数千万年的被称为硅藻的藻类(植物浮游生物)所形成的化石。将其燃烧后的烧成硅藻土的各粒子具备0.1μm～1.0μm的无数个细孔眼，据推测，当将烧成硅藻土作为助滤剂时，动物浮游生物、植物浮游生物被捕捉在粒子间，大肠杆菌等细菌类不仅进入粒子间还进入该无数的细孔眼。 

在此，对助滤剂41、42、43、预涂助滤剂44的各粒径所要求的特性进行简单说明。第一预涂层A的助滤剂41与线圈弹簧3的间隙的关系至为重要，粒子利用通水时的流动凝聚于线圈弹簧3的间隙，且必须具备可在该间隙中由多个连成的特定的粗的粒子主体的粒度分布。与此相对，第二预涂层B的助滤剂42为了过滤1μm左右的细菌而比助滤剂41小，且具有不能利用自身在线圈弹簧3的间隙进行架桥的细的粒度分布。另外，第三预涂层C的助滤剂43采用的是代表粒径比助滤剂42的粒度分布大的助滤剂。此外，在层叠更多的预涂层时，采用像代表粒径比助滤剂43逐渐变大那样尺寸的粒子。而且，主体加料助滤剂44必须具有在原水流入预涂层之前预先除去浮游生物、垃圾等的粒径的粒度分布，选择适应它们的大小的粒径的助滤剂，并进行预涂。 

接着，参照图1说明实施方式1的过滤装置的各流路。连接清水系统和阀26、预涂箱11、阀27、泵16、阀28、逆止阀34的流路为预涂助剂供给系统流路，连接清水系统和阀25、预涂箱14、阀31、逆止 阀36的流路为主体加料供给系统流路。主体加料供给系统流路通过驱动泵17而向原水供给助滤剂的悬浊液。在实施方式1中，将主体加料供给系统流路与预涂助剂供给系统流路分开构成，但是也可以共用主体加料供给系统流路和预涂助剂供给系统流路。 

另外，也可以替代与上述的清水系统连接的流路，由供给由三通阀20、阀22、预涂箱11、阀27、泵16、阀28、逆止阀34构成的处理水的流路构成预涂助剂供给系统流路，另外也可以由供给由三通阀20、阀24、主体加料箱14、阀31、逆止阀36构成的处理水的流路构成主体加料供给系统流路。而且，也可以替代这样的清水及处理水的流路，将原水导入预涂箱11，通过由阀27、泵16、阀28、逆止阀34构成的流路将用于预涂的助滤剂的悬浊液供给到原水室1a，同时，将原水导入主体加料箱14，将用于主体加料的助滤剂的悬浊液通过由阀31、逆止阀36构成的流路而混入原水。 

下面，说明反洗水供给系统流路。反洗水箱13为收容进行反洗时的反洗水的容器。在反洗时，通过泵18将反洗水经由阀30、逆止阀36而从处理水室1b侧供给到原水室1a侧。反洗水从第一预涂层A侧流入多层的预涂层，冲洗掉第二预涂层B、第三预涂层C、主体加料层D的滤渣。反洗后的反洗水通过阀32作为污泥而收容于污泥箱15。而且，过滤装置设有增压器19，经由气阀21、逆止阀37可以在反洗时将空气供给到过滤箱1的原水室1a内。被增压器19输送的空气从原水室1a的下方喷出并成为无数的气泡上升，通过泡的浮力从内面剥离附着于线圈弹簧3的内面的硅藻土和滤渣，并使其剥落。另外，反洗水供给系统流路既可以以来自三通阀20、阀23的处理水作为反洗水进行供给的流路，也可以设置将原水导入反洗水箱13的流路，做成以此为反洗水进行供给的流路。此外，使用过的助滤剂还可以再利用。 

此外，在实施方式1的过滤装置和过滤方法中，对本发明的特征性的构成进行说明。在直至过滤掉细菌时需要通过孔眼非常细的过滤 材料进行过滤。但是，至此还不能使用该过滤材料短时间过滤大量的原水。在短时间内有时堵塞孔眼而难以进行连续的运转。 

另外，在作为过滤材料采用孔眼比较大的弹簧过滤器2的情况下，为了进行精密的过滤需要对其预涂助滤剂，必须使预涂于该大的孔眼的助滤剂的粒径与弹簧过滤器2的孔眼成比例地变大。因此，为了将助滤剂做成小粒径要考虑到根据抑制压力损失的增加的需要事实上是有界限的。 

即，为了过滤掉细菌需要细的粒径，但是细的助滤剂从弹簧过滤器2的间隙流失而不能作为预涂层保持。为了避免该情况，当使弹簧过滤器2的孔眼变小做成狭窄的间隙时，压力损失高且不能短时间过滤数千吨/消失这样大量的原水。同时解决这一矛盾的课题是困难的，这是不存在对压舱水等进行物理除菌的过滤装置的理由之一。 

但是，在实施方式1中，通过以下的装置解决了该矛盾。即，在助滤剂和过滤材料的孔眼(具有过滤功能的开口即间隙、细孔眼、网眼、狭缝等)不匹配且前者过小而不能保持于后者的情况下，寻求夹在调节两者的大小的孔眼调节装置的手段。而且，作为该孔眼调节装置利用助滤剂。比如说可以使孔眼调节的功能与用于过滤的助滤剂的功能相分离。 

即，使弹簧过滤器2的间隙变大，同时预涂使该间隙多个连接且通过自身形成像桥那样大小的助滤剂41。而且，为了进行彻底除菌，而将第二预涂层B的助滤剂42规定为规定的细的粒径的助剂。此外，将层叠于该第二预涂层B的第三预涂层C规定为不堵塞第二预涂层B的孔眼的粒径的助滤剂43。 

当在图3的弹簧过滤器2上直接层叠细的助滤剂42时，该间隙过宽而使助滤剂42随着流动而流失。但是，在预涂有规定粒径的助滤剂 41的情况下，多个助滤剂连接成拱桥状并在该过滤材料的孔眼上架桥，通过自身支承自身层和上层，进而可以保持层叠状态。 

过滤材料如图4(a)所示的那样为平板，在此开设狭缝的情况下(将狭缝的间隔设为d)，若助滤剂41的代表粒径为a、当相对于助滤剂41的粒径赋予a/d＝0.25左右的值以上的值时，随着通水时的流动助滤剂41凝聚在狭缝，在凝聚中，多个、四个左右的粒子自然连接并使力合在一起，且在该间隙架桥，形成拱桥状的桥。另外，在a/d＞1的情况下，若是a/d具有1附近的值的情况，则易于堵塞过滤材料的孔眼，而当a/d比该1附近的值大时，则粒子间的间隙也随之变大，使小的助滤剂42不能作为滤层保持而流失。这作为进行孔眼调节的预涂层是不合适的。因此，优选至少a/d比1小(a/d＜1＝。而且，为了将助滤剂42尽可能做成小粒径以提高除菌作用，只要保持此的助滤剂41的粒径尽可能小即可，在a/d＜1中优选将助滤剂41做成粒径为a/d＝0.25附近的值那样的助滤剂。 

相反，当赋予比a/d＝0.25附近的值小的值时，则不能形成该桥。助滤剂41将随着流动而流失。在赋予a/d＝0.25附近的代表粒径的情况下，用4个、5个左右助滤剂41在该狭缝进行架桥。而且，在代表粒径超过a/d＝0.25的助滤剂41的情况下，用更少的个数进行架桥。 

在此，所谓附近值是指a/d大概在±0.02左右进行变动的范围。助滤剂具有不均匀的形状，不仅具有同一倾向且具有稍有个体差异的粒度分布。因此，在某参数(在此为a/d)的范围、值以达到规定的作用效果的核心的范围、即使是值也达到其作用效果的范围，值基于助滤剂的个体差异而变动。a/d优选的分为的下限的界限值大概在±0.02左右变大，在该范围附近出现表示大致均等的作用效果的附近区域。这与在以下说明的其它的过滤材料和助滤剂等中也应该是一样的。 

当对其在形成桥的情况进行说明时，a/d＝0.25为达到作用效果 的下限的界限值，但是由于助滤剂的形状不均匀且具有未必恒定的粒度分布，因而代表粒径a有2μm左右的变动。这样的情况下也会引起桥的形成。由于狭缝的间隔d大体为100μm左右，换言之以±0.02左右a/d的下限值产生变动。因此，虽然许多情况下只要将a/d＝0.25左右设为阈值即可，但是有时通过助滤剂将a/d＝(0.25-0.02)～(0.25+0.02)中的一个值设为下限值。这样，在本说明书中，当言及附近值时，是指某值、在某值范围的附近的该值、显示与该范围大致均等的作用效果的宽度的某值。 

在使用弹簧过滤器2的狭缝的情况下，由于如图3所示为剖面为圆形的线圈，因而与平板稍有不同，即使赋予a/d＝0.2附近的值以上的值也可形成拱桥状的桥。当比a/d＝0.2附近小时则不能形成桥。该情况下，也像a/d＞1那样的情况是不适当的。优选将保持助滤剂42的助滤剂41的粒径尽可能做小，且优选采用下限值为a/d＝0.2附近值那样的助滤剂。 

在该弹簧过滤器2的情况下用5个左右在间隙上进行架桥。但是，当可形成助滤剂41的桥的个数减小(使粒径变大)使a/d为1附近时，易于堵塞过滤材料的孔眼，该情况下压力损失变高且在短时间内堵塞孔眼，而难以进行连续的运转。另外，当使a/d从该1附近起开始变大时，则粒子间的间隙也变大，孔眼堵塞少。但是难以进行孔眼调节。 

因此，在过滤材料的孔眼为平板狭缝的情况下，优选对助滤剂赋予a/d＝0.25附近的代表粒径。另外，在狭缝为弹簧过滤器(为线圈的圆形剖面)的间隙的情况下，优选赋予a/d＝0.2附近的代表粒径。而且，即使为狭缝时，虽然过滤材料从近于平板直至为线圈的剖面形状多种多样，但是当至少将过滤材料的代表粒径设为a/d＝0.20～0.25附近的粒径，也可形成桥。通过选择这样的粒径，可以形成桥，同时可保持除菌优良的小粒径的助滤剂，进而抑制压力损失，可以在短时间内不堵塞孔眼地进行连续运转。 

另外，在第一预涂层A和第二预涂层B接触的部分，助滤剂41的彼此的间隙及凹凸之中混有小的助滤剂42，形成两者混杂的状态。由于该混杂，助滤剂42的孔眼和助滤剂41的孔眼的大小不会同时变化，在该混杂的范围内过滤材料的孔眼逐渐变化，进而防止因湍急的流体阻力的变化而形成的滤渣，并延迟孔眼堵塞。 

另外，图4(a)表示上述作了说明的过滤材料具有无限长的狭缝的情况下的架桥情况。与此相对，图4(b)表示过滤材料由有限长的四边构成的方形筛眼的情况下的架桥情况。该情况下，只要具有比a/d＝0.15附近大的代表粒径就可向图4(b)所示的那样形成桥。由6、7个左右的粒子形成拱桥状的桥。该情况下，也不优选a/d＞1那样的情况。当赋予比a/d＝0.15附近值小的值是，不能形成桥。助滤剂随着流动而流失。当减少可形成助滤剂的桥的个数(使粒径变大)使a/d成为1附近的值时，易堵塞过滤材料的孔眼，该情况下，压力损失变高，且在短时间内堵塞孔眼，而难以进行连续的运转。另外，当使a/d变得比1附近大时，虽然孔眼堵塞少，但是难以进行孔眼调节。而且，该助滤剂的粒径小的一方可保持除菌优良的小的助滤剂。因此，在过滤材料的孔眼为方向筛眼的情况下，优选对助滤剂赋予a/d＝0.15附近的代表粒径。 

同样，在如图4(c)所述为圆形筛眼的情况下，只要具有比a/d＝0.14附近大的代表粒径就可形成拱桥状的桥。可通过6、7个左右的粒子形成拱桥状的桥。该情况下也像a/d＞1那样的情况在孔眼调节时成为不适当的粒径。当为比a/d＝0.14的附近值小的值时，不能形成桥。助滤剂会随着流动而流失。虽然减少形成助滤剂的桥的个数，但是当a/d为1附近值时，压力损失上升，在短时间内堵塞孔眼，而不能进行连续的运转。在比1附近大的情况下，孔眼调节变得不合适。而且，该助滤剂的粒径小的一方可保持除菌用的助滤剂。因此，在过滤材料的孔眼为圆形筛眼的情况下，优选对助滤剂赋予a/d＝0.14附 近的代表粒径。 

如上所述，在由硅藻土构成的助滤剂的粒径分布中，作为表示最大度数的最频值的标准离差具有2μm左右的变动。而且，在最频值附近的分布中，作为特征，在大致偏离中央±2μm左右的范围具有并排的值(参照图5的“645”“600H”)，最大度数附近具有表述扁平地变宽的分布的趋势。因此，只要为a/d＝0.12附近以上，就可利用助滤剂充分地进行架桥。 

而且，在将过滤材料的孔眼形状做成椭圆及矩形或者狭缝和筛眼的中间的形状的情况、以及将各种形状的过滤材料的孔眼拼凑的情况等，在该形状为近于狭缝的形状的情况下近于a/d＝0.25，在为近于圆形筛眼的形状的情况下近于a/d＝0.12，只要近于狭缝的形状的数多就可近于a/d＝0.25、只要近于圆形筛眼的形状的数多就可近于a/d＝0.12。此外，在过滤材料像弹簧过滤器那样为圆的剖面的情况下，近于a/d＝0.2的值成为可否形成桥的阈值。据上述分析，助滤剂的粒径的参数a/d可根据过滤材料的孔眼(具有过滤功能的开口，即间隙、细孔、网眼、狭缝等)的形状从a/d＝(0.12～0.25)当中选择。 

此外，实施方式1的弹簧过滤器2具有大于40μm的间隙。考虑到与压力损失的平衡且为了提高除菌功能，尽可能具有60μm～120μm的间隙，优选90μm～120μm的间隙。因此，只要第一预涂层A的助滤剂41为18μm～24μm左右即可。在间隙为100μm的弹簧过滤器2的情况下只要选择20μm附近的代表粒径即可，在间隙为90μm的弹簧过滤器2的情况下只要选择18μm附近的代表粒径即可。但是，在90μm的情况下，使用具有比18μm稍大的20μm的代表粒径的烧成硅藻土也可以可靠地进行架桥。使两者的压力损失无差别，进而更可靠地形成桥。 

为了使第二预涂层B的助滤剂42进行除菌而优选做成代表粒径为10μm附近的硅藻土，且优选将第三预涂层C的助滤剂43做成代表粒 径为20μm～40μm附近的硅藻土。通过第三预涂层C防止主要是浮游生物直接附着于第二预涂层B而形成滤渣的孔眼堵塞，过滤5μm～10μm级别大小的植物浮游生物及10μm～50μm级别大小的动物浮游生物，抑制由此带来的滤渣形成。防止在细的第二预涂层B的助滤剂42的粒子层附着浮游生物而使压力上升流量降低。此外，优选将主体加料助滤剂做成代表粒径为20μm附近的硅藻土。主体加料层过滤超过5μm的大小的浮游生物(5μm～10μm级别大小的植物浮游生物和10μm～50μm级别大小的动物浮游生物)和杂质，抑制因这些浮游生物带来的滤渣形成，降低预涂层整体的压力损失。 

这样，在实施方式1中，设有进行孔眼调节的第一预涂层A，由此扩大了弹簧过滤器2的间隙，可以同时通过第二预涂层B过滤直至1μm左右的细菌。进行该孔眼调节的第一预涂层A主要由粗的粒径的粒径分布的助滤剂41构成，层叠于此的第二预涂层B由具有除菌作用的主要是细的粒径的粒径分布的助滤剂42构成。此外，第三预涂层C为用于在第二层过滤过程不堵塞孔眼的层，其上以不使这些预涂层堵塞孔眼的方式形成有主体加料层D。 

通过这些多个预涂层、主体加料层、弹簧过滤器的联合，可进行除菌和大量且短时间的过滤。实施反洗的期限延长到现有的10倍左右，使得长时间的连续运转成为可能。另外，虽然考虑到助滤剂粒径从防流失的观点看在做成小粒径时是有界限的，但是可以超过该现有的界限做成小粒径。只通过物理过滤就可达到99％左右的除菌，能够达到D2压舱水排放标准，反洗自身不仅容易且使用过的助滤剂还可以再利用，与其它方式相比，成本极为低廉，设备不仅简单且可以小型化，为了进行压舱水的处理可实现最佳的过滤装置。 

(实施例) 

在实施方式1中，为了测定其具体的作用效果，使用烧成硅藻土(硅石600H/硅石645，中央硅石株式会社制造)作为助滤剂41、43、 主体加料助滤剂44，使用烧成硅藻土(硅石100F，中亚硅石株式会社制造)作为助滤剂42进行了压舱水的过滤实验。弹簧过滤器2的间隙为90μm。 

图5是利用扫描型电子显微镜进行图像解析后的烧成硅藻土的粒度分布。图6是此时的烧成硅藻土的累积频度。用根据图像从粒子的面积将其换算成圆时的面积圆相当的直径(μm)表示烧成硅藻土的粒径。在实验中使用过的助滤剂41、43、主体加料助滤剂44(硅石600H/硅石645)的烧成硅藻土的粒径都在20μm附近且为最大度数的最频值，20μm为代表粒径。另外，在实验中使用过的助滤剂42的烧成硅藻土(硅石100F)为10μm附近且为最频值，10μm为代表粒径。 

根据图6的烧成硅藻土的累积频度，在助滤剂42的烧成硅藻土的情况下，近98％的粒子为粒径小于30μm的粒子，在助滤剂41、43、主体加料助滤剂44的情况下，近98％的粒子为粒径小于50μm的粒子。如图5、6所示，烧成硅藻土的助滤剂粒子的粒径不是具有像正态分布那样的分布，具有比较宽地含有比最大粒径大的粒径的粒子的分布。在对该硅藻土进行烧结的情况下，虽然硅藻土表面熔化成为固化的烧结体，但是该熔化物的多寡、粒子形状根据烧结而变动。该熔化是成为不均匀的粒径的原意之一，可看成是成为像图5、6那样的粒度分布的原因之一。但是，该烧成硅藻土的粒径的大部分在代表粒径的2～3倍的范围内，虽然因烧结的条件等而有一些差异，但是烧成硅藻土的粒度分布大多成为大致像图5那样的趋势的分布。 

图7表示显示该除菌效果的实验结果。根据图7可看出，不仅长时间的连续运转(至进行反洗的时间达到现在的约10倍)成为可能，而且可以除去达到99.5％。在A-2(0.21MPa)等的记载中，A-1表示原水A的样品，A-2、A-3、…等的编号2、3作为与A-1相对的各实验的名称而添加，括号内表示过滤箱1内的压力。是靠近原水室1a内的隔板6的侧的压力。在实验中实验的细菌数为培养普通细菌并 进行计数用1og表示。进行图7的实验的情况表明，施加0.2MPa以上的压力并通水，由此可充分除去细菌类。另外，压力不需要施加更高的压力。即使比较低的压力也可得到充分的除菌效果。而且，这验证了，只用该过滤装置就可达到上述国际条约的D1标准，即超过50μm的浮游生物数在1吨的压舱水中为10个体/吨，10μm～50μm的浮游生物数为10个体/1ml，大肠菌类不足250cfu(colony forming unit)/100ml这一标准。 

图8(a)、(b)是表示对于原水B-1样品分别进行通过本实施例和比较例的过滤实验对比的图。作为比较例是在弹簧过滤器上使用20μm的代表粒径的烧成硅藻土(硅石600H)进行过滤。将处理水进行24小时培养并进行普通细菌的菌数的检查。与此相对，实施例是使用烧成硅藻土(硅石600H)作为20μm的代表粒径的助滤剂41、43、主体加料层44，且使用烧成硅藻土(硅石100F)作为助滤剂42进行过滤。与图7同样，将过滤的压力记载于括号内。弹簧过滤器2的间隙为90μm。进行24小时培养且同样进行了检查。据此，在比较例的烧成硅藻土的情况下，0.038MPa、0.066MPa哪一种情况除菌数都超不过2.01logCFU/ml，除菌率也只有50％～57％，而在实施例的情况下，在0.060MPa下除菌数达到1.91logCFU/ml左右，除菌率高达99％。另外，在此所谓的除菌率99％是指在上述的样品、检查环境、条件下得到该结果的情况，当样品、检查环境、条件发生变化时还有增减的余地。考虑到这些情况，当使用本实施方式1的过滤装置时可以说能够实现除菌率99％左右。 

这样，在实施方式1的过滤装置中，只通过设置多层预涂层再形成主体加料层，就可实现除菌率99％左右。且可将直至进行反洗的时间延长到现有的约10倍。进而可以进行长时间的连续运转。 

下面，说明实施方式1的过滤方法。如图9所示，在进行过滤运转之前，对弹簧过滤器2的外周进行预涂处理。该预涂处理外，打开 阀26、27、28与清水系统连接。清水系统进行说明，也可以是处理水、原水。 

在该状态下，驱动泵16，通过搅拌装置使收纳于预涂箱11内的粉末状的助滤剂41与清水混合并向过滤箱1的原水室喷吐，形成第一预涂层A。然后，对助滤剂42按同样的顺序进行处理，由此形成第二预涂层B，再对助滤剂43按同样的顺序进行处理而形成第三预涂层C。按照该顺序形成多层的预涂层(第一工序)。其后，切换三通阀17，使处理水室1b与处理水箱12连接。 

然后，执行边进行主体加料边进行过滤的主体加料处理/过滤处理(第二工序)。主体加料处理/过滤处理按下述的方式进行。预先向收纳于主体加料箱14内的原水混合主体加料助滤剂44，调制主体加料用的悬浊液。调制后为了不引发沉淀而利用搅拌装置连续进行搅拌。在进行主体加料时，通过泵17将该悬浊液混合到供给中的原水，并向原水室1a喷出。由此而在第一预涂层A、第二预涂层B、第三预涂层C上形成主体加料层D。另外，也可以取代原水混合到处理水。 

主体加料层D成混合到原水的助滤剂44重新进行堆积的过滤材料并捕捉浮游生物等，既防止在第三预涂层C表面形成滤渣又防止水道(水通道)的闭塞。可以抑制过滤装置整体的压力损失的增加。通过多层的预涂层、主体加料层除去原水中的浮游生物、细菌类，将处理水导入处理水箱12。 

其后，当在弹簧过滤器2的外周压力损失变高时，进行反洗(第三工序)。此时，打开阀门30并通过泵18经由清水系统或者阀23将收容于反洗水箱13的反洗水送入过滤箱1，打开阀32进行排水。由此将被过滤装置捕捉的滤渣进行反洗。另外，在此也可以利用原水作为反洗水。此外，打开阀18驱动增压器19将空气供给到过滤箱1内。 

被增压器19压送的空气从原水室1a的下方作为无数的气泡喷出，通过气泡的浮力使附着于线圈弹簧3的内面的第一预涂层A、第二预涂层B、第三预涂层C、主体加料层D的硅藻土和滤渣与线圈弹簧3的内面剥离，将这些污泥收容于污泥箱15。另外，在弹簧过滤器2的间隙小于60μm的情况下，也可以使压缩空气从处理水室1b的一方喷出，将残留于过滤箱1内的水从线圈弹簧3的处理水室1b侧挤压出原水室1a。 

然后，再次返回到第一工序，对弹簧过滤器2的外周再次进行预涂处理。由助滤剂41形成第一预涂层A，对助滤剂42按同样的顺序进行处理形成第二预涂层B，再对助滤剂43也用同样的顺序进行处理形成第三预涂层C。只要通过该一系列的处理再次形成多层的预涂层，进行主体加料处理/过滤处理即可。 

这样，根据实施方式1的过滤装置好过滤方法，不使用化学药品而是只通过物理处理就可对压舱水进行高水准的除菌，装置不仅具有可靠性还具有实用性，不仅可进行长时间连续运转且性价比优良。 

通过多个预涂层、主体加料层、弹簧过滤器的联合可以除去直至微小的细菌，且可以短时间处理大量的原水，将实施反洗的期限延长到现在的10倍左右，使得长时间的连续运转成为可能。另外，虽然从防止流失的观点看，用于预涂的助滤剂的粒径在做成小粒径时是有界限的，但是可以超越该现有的界限做成小粒径。 

只通过物理处理就可实现99％左右的除菌，且可以达到D2压舱水排放标准，不仅可以进行长时间的连续运转，而且反洗自身也容易，同时可将使用后的助滤剂再利用，与其它方式相比，成本极为低廉，设备不仅简单且可实现小型化。而且，该过滤装置和过滤方法不限于压舱水的处理，还可以进行从所谓的被处理水中去除细菌和杂质的过滤。 

产业上的可利用性 

本发明可以适用于按符合国际标准的水准对压舱水等的生物进行除菌的过滤装置。 

Claims (9)

1.一种过滤装置，其具备：

过滤材料，其通过开口对原水进行过滤；

第一滤层，其通过多个第一助滤剂的粒子相连接以进行架桥的架桥现象，在所述过滤材料的上游侧被预涂了该第一助滤剂；

第二滤层，其在所述第一滤层的上游侧层被预涂了第二助滤剂，

所述第一助滤剂具有比所述开口小、并且能够在通过预涂时的流动使其粒子凝聚在开口的时候以多个相连接而在该开口进行架桥的大小，

另一方面，所述第二助滤剂具有比所述第一助滤剂小且不能利用自身在所述开口进行架桥的大小，

所述过滤材料的开口和所述第二助滤剂的粒子的尺寸调节通过所述第一助滤剂的架桥现象来进行，使原水从所述第二滤层侧流动到所述过滤材料，进行过滤，该过滤装置的特征在于，

在所述第二滤层的上游侧设置有第三滤层，该第三滤层被预涂了粒径比所述第二助滤剂的粒径大的第三助滤剂，通过该第三滤层来抑制所述第二滤层的过滤过程中的压力损失的增加，

所述第二助滤剂的代表粒径为10μm附近。

2.如权利要求1所述的过滤装置，其特征在于，在所述第三滤层的上游侧或者助滤剂的粒子依次变大的滤层再层叠于所述第三滤层时，在该最上游侧的滤层的上游，层叠由主体加料助滤剂构成的主体加料层，通过该主体加料层抑制装置整体的压力损失的增加。

3.如权利要求2所述的过滤装置，其特征在于，所述过滤材料为具备线圈体的弹簧过滤器，所述开口为缠绕有所述线圈体的线圈体间的间隙，其具备：预涂助剂供给系统通路，其为了预涂而可以分别供给所述第一～第三助滤剂中的任一助滤剂和进一步被层叠的助滤剂；主体加料助剂供给系统通路，其向原水供给所述主体加料助滤剂。

4.如权利要求3所述的过滤装置，其特征在于，所述间隙为60μm～120μm，所述第一助滤剂、所述第二助滤剂、所述第三助滤剂以及所述主体加料助滤剂是硅藻土。

5.如权利要求2所述的过滤装置，其特征在于，所述原水为除杂质外还含有微生物的水，所述第二滤层主要过滤细菌类，所述第三滤层主要抑制因5μm～10μm级别大小的植物浮游生物及10μm～50μm级别大小的动物浮游生物带来的滤渣形成，所述主体加料层主要抑制因5μm～10μm级别大小的植物浮游生物和10μm～50μm级别大小的动物浮游生物带来的滤渣形成。

6.如权利要求1所述的过滤装置，其特征在于，具有供给所述第一助滤剂和所述第三助滤剂的预涂箱。

7.如权利要求2所述的过滤装置，其特征在于，具有：

供给所述第一助滤剂和所述第三助滤剂中的至少一种助滤剂的预涂助剂供给系统通路；以及

向原水供给所述主体加料助滤剂的主体加料助剂供给系统通路，

所述主体加料助剂供给系统通路与所述预涂助剂供给系统通路共用同一通路。

8.一种过滤方法，选择第一助滤剂，该第一助滤剂具有比过滤材料的开口小、并且能够在通过预涂时的流动使粒子向所述开口凝聚且多个相连接而进行架桥的大小，利用该第一助滤剂来在所述过滤材料的上游侧预涂第一滤层，

并且选择具有比所述第一助滤剂小且不能利用自身在所述开口进行架桥的大小的第二助滤剂，利用该第二助滤剂来在所述第一滤层的上游侧预涂第二滤层，

通过所述第一助滤剂的架桥现象来进行所述过滤材料的开口和所述第二助滤剂的粒子的尺寸调节，使原水从所述第二滤层侧流动到所述过滤材料，从而进行过滤，

该过滤方法的特征在于，在所述第二滤层上，依次预涂一层或两层以上的滤层，将此时预涂的助滤剂的粒径设置为与已经被预涂的最上游侧的滤层的粒径相同或设置为更大的粒径，

所述第二助滤剂的代表粒径为10μm附近。

9.如权利要求8所述的过滤方法，其特征在于，在过滤原水时，向该原水混合粒径为与动物性浮游生物同等大小的主体加料助滤剂并供给到最上游侧的滤层，通过该供给在所述滤层的更上游形成主体加料层，以抑制滤层的压力损失的增加。

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