JP2009142748A - ろ過装置及びろ過方法 - Google Patents

Abstract

【課題】小型かつ低コストで、縣濁物質が多いサンプル液を連続的にろ過することが可能なろ過装置及びろ過方法を提供する。
【解決手段】サンプリング時には、操作・制御部１１は電磁弁３１，３２を開状態、電磁弁３５，３６，３７を閉状態、流量調整弁３３，３４を所定の開度状態にする。そして、流路２１からろ過器４のサンプル入口４２にサンプル液を供給すると、ろ過器４にてサイクロン方式でサンプル液がろ過され、中間ろ液としてろ液出口４３から排出された後に流路２２を流れてろ過器５のサンプル入口５２１に供給される。ろ過器５に供給された中間ろ液は、ディスクフィルタ方式で更にろ過され、ろ液としてろ液出口５４１から排出される。ろ液は、流路２４を流れて計測器１３に供給される。
【選択図】図１

Description

本発明は、被ろ過水をろ過するろ過装置及びろ過方法に関するものである。

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。そのため、サンプル液をフィルタ等によりろ過して縣濁物質を取り除いたろ液を分析装置に導入する構成が採用されている。サンプル液が極めて多くの縣濁物質を含有している場合には、ろ過に伴ってフィルタ等に目詰まりが発生してしまう。

ところで、サンプル液のろ過の場合に限らず、異物を含む液体から異物を除去する技術としては、液体をろ過する際にフィルタ等の目詰まりが発生しないようにする構成が従来から提案されている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１には、各種の工作機械から排出される切り屑、切粉、砥粒などの加工チップ等が混入した使用済みのクーラントから、上記加工チップ等を独立した撹拌装置を使用することなく、従って装置のコストを低減し、且つ動力のランニングコストを必要とせず、連続的に、時間をかけず、しかも完全に分離、除去し、クーラントを循環使用するための構成が開示されている。具体的に説明すると、この特許文献１には、加工チップを含んで工作機械から排出される使用済みのクーラントを貯溜するダーティタンクを円形槽にし、その中心底部にポンプの吸上口を開口すると共に該ポンプの吐出管をサイクロンに接続し、この吐出管の途中に分岐管の一端を接続し、分岐管の先端を前記ダーティタンクの円形槽内に接線方向に開口させる構造が開示されている。

特開２００１−１３７７４３号公報

ここで、サンプル液をろ過してろ液を分析装置に供給するろ過装置には、設置場所等の制約によって、小型化が求められ、また、低コスト化が求められる。また、ろ過装置には、分析装置へろ液を連続して供給することも求められる。しかしながら、従来の技術では、ろ過すべき縣濁物質が多いサンプル液をろ過して連続的にろ液を分析装置に供給するろ過装置について小型化及び低コスト化を実現することが困難である。

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、小型かつ低コストで、縣濁物質が多いサンプル液を連続的にろ過することが可能なろ過装置及びろ過方法を提供することにある。

かかる目的のもと、本発明が適用されるろ過装置は、縣濁物質を含む液体が供給され、旋回流により当該液体から当該縣濁物質を遠心分離するサイクロン方式によりろ過して排出する第１ろ過器を備えるろ過装置であって、前記第１ろ過器の下流に配設され、供給される液体を前記サイクロン方式以外の方式によりろ過して排出する第２ろ過器を備えることを特徴とするものである。

ここで、前記第２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整列して積み重ねて構成されたディスクフィルタを使用してろ過することを特徴とすることができる。この場合には、前記第２ろ過器は、液体が供給される液体入口と、前記ディスクフィルタを使用して当該液体をろ過して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、を有することを特徴とすることができる。
また、前記第１ろ過器と前記第２ろ過器とで構成される第１ろ過器群と、前記第１ろ過器と前記第２ろ過器とで構成される第２ろ過器群と、前記第１ろ過器群でろ過されたろ液又は前記第２ろ過器群でろ過されたろ液のいずれか一方を選択的に装置外に排出する排出手段と、を含むことを特徴とすることができる。また、前記第１ろ過器にて前記サイクロン方式でろ過された液体が供給され、当該液体を当該サイクロン方式によりろ過して前記第２ろ過器に排出する第３ろ過器を更に備え、前記第１ろ過器と前記第３ろ過器のいずれか一方は、水よりも比重の大きな縣濁物質を除去するものであり、かつ、他方は、水よりも比重の小さな縣濁物質を除去するものであることを特徴とすることができる。

他の観点から捉えると、本発明が適用されるろ過方法は、供給される縣濁物質含有の液体を旋回流して当該液体から当該縣濁物質を遠心分離するサイクロン方式により当該液体を一次ろ過し、前記サイクロン方式によりろ過された前記液体を当該サイクロン方式以外の方式により最終ろ過することを特徴とするものである。

ここで、前記最終ろ過は、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前記液体の一部について行われ、前記液体の残部を前記ディスクフィルタでろ過せずに排出することを特徴とすることができる。また、前記最終ろ過の前に、前記一次ろ過した前記液体を前記サイクロン方式により二次ろ過し、前記一次ろ過と前記二次ろ過のいずれか一方は、水よりも比重の大きな縣濁物質を除去し、かつ、他方は、水よりも比重の小さな縣濁物質を除去することを特徴とすることができる。

本発明によれば、従来の場合よりも、小型かつ低コストで、縣濁物質が多いサンプル液を連続的にろ過することが可能になる。

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。
〔第１の実施の形態〕
図１は、第１の実施の形態に係るろ過装置１の構成を示す概略構成図である。
図１に示すろ過装置１は、ユーザの操作に従って制御する操作・制御部１１と、サンプル液（サンプル、被ろ過液、試料水）をサイクロン方式でろ過するろ過器（サイクロンフィルタ、第１ろ過器）４と、ろ過器４にろ過された中間ろ液をディスクフィルタ方式で更にろ過するろ過器（第２ろ過器）５と、ろ過器５から排出されたろ液（ろ過水）が収容される受水槽１２と、を備え、ろ過器５から排出されたろ液が外部の計測器１３に供給されている。
このように、ろ過装置１では、２つのろ過器４，５を直列的に配置している。言い換えると、ろ過装置１は、サイクロン方式のろ過器４をプレフィルタとし、ディスクフィルタ方式のろ過器５で最終ろ過を行うように構成されている。
なお、ろ過器４による中間ろ液は更にろ過器５でろ過されることから、中間ろ過をサンプル液と言うことがある。図１では、操作・制御部１１が制御するために用いられる信号線を破線で示している。また、図１でのろ過器４，５の各々の上下関係は、同図での上下関係と同じである。すなわち、ろ過器４は、ろ液出口４３が上に位置するように配設され、また、ろ過器５は、ろ液出口５４１が上に位置するように配設される。

ろ過装置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をろ過器４に供給するための流路２１と、ろ過器４にてサンプル液から縣濁物質が分離された中間ろ液をろ過器５に供給するための流路２２と、ろ過器４で分離された縣濁物質を排出するための流路２３と、を備えている。また、ろ過装置１は、ろ過器５にて中間ろ液から更に縣濁物質がろ過されたろ液を排水するための流路２４と、ろ過器５でろ過されずにろ過器５から排出された中間ろ液を排水するための流路２５と、を備えている。また、ろ過装置１は、逆洗を行う際に高圧空気をろ過器５に供給する流路２６と、逆洗を行う際に水道水をろ過器５に供給する流路２７を備えている。これらの流路２１，２２，２３，２４，２５，２６，２７の各々は、配管で構成されている。

流路２４の途中には、外部の計測器（分析計）１３への流路部分と受水槽１２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５からのろ液が外部の計測器１３へ流れ、また、ろ過器５からのろ液が受水槽１２へ流れるように構成されている。このように、流路２４は、ろ過器５から外部の計測器１３にろ液を搬送するように構成されている。

ろ過装置１には、流路２４と流路２６，２７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１には、流路２２と流路２６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２６及び流路２７は、流路２４と接続点Ｃ２で接続するように構成され、かつ、流路２６は、流路２２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２６からの高圧空気及び流路２７からの水道水を流路２４に供給することが可能であり、また、接続点Ｃ３では、流路２６からの高圧空気を流路２２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。

流路２４には、接続点Ｃ２と分岐点Ｃ１との間に電磁弁３１が設置されている。流路２４には、分岐点Ｃ１と受水槽１２との間に電磁弁３２が設置されている。また、流路２５には、流量調整弁（ボールバルブ）３３が設置されている。また、流路２３には、流量調整弁（ボールバルブ）３４が設置されている。
電磁弁３１，３２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３３は、ろ過器５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。流量調整弁３４は、ろ過器４から排出される縣濁物質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。

また、流路２６には、高圧空気を減圧する減圧弁１４が設置されている。また、減圧弁１４と接続点Ｃ２との間の流路２６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３５が設置されている。また、流路２７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３６が設置されている。電磁弁３５，３６は、開状態と閉状態とを切り替え可能に構成されている。

また、流路２６には、減圧弁１４と電磁弁３５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２６からの高圧空気を、接続点Ｃ３及び流路２２を介してろ過器５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２６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３７が設置され、かつ、電磁弁３７と接続点Ｃ３との間の流路２６には、流量調整弁（ボールバルブ）３８が設置されている。電磁弁３７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３８は、ろ過器５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。

上述した電磁弁３１，３２，３５，３６，３７及び流量調整弁３３，３４，３８の各々は、操作・制御部１１によりその作動が制御されている。すなわち、操作・制御部１１は、サンプル液をろ過器４，５によりろ過する時（サンプリング時）とろ過器５の逆洗時とで、予め定められた処理手順に基づいて、これらの電磁弁３１，３２，３５，３６，３７の開閉の切り替え動作や流量調整弁３３，３４，３８の開度調整動作を行う。詳細は後述する。

図２は、図１のろ過器４を示す概略構成図である。
図２に示すろ過器４は、縣濁物質（例えば、砂、ゴミ、泥等）が含まれるサンプル液をサイクロン方式でろ過してろ液を生成するためのものである。このサイクロン方式とは、遠心分離の原理を応用した方式であり、より具体的には、縣濁物質を含むサンプル液をポンプ等でろ過器４に送液し、ろ過器４内での渦の回転による遠心力を利用して縣濁物質を分離するものである。

ろ過器４は、ろ過器本体である分離器４１と、流路２１（図１参照）に接続されてサンプル液が供給されるサンプル入口４２と、流路２２（図１参照）に接続され、サンプル液から縣濁物質を分離したろ液を排出するろ液出口４３と、流路２３に接続され、サンプル液から分離された縣濁物質を排出するドレイン出口４４と、を有する。

分離器４１は、縦断面が逆三角形状であり、上側の横断面よりも下側の横断面が狭くなるように内壁４１ａが形成されている。付言すると、内壁４１ａは、一定の傾斜角度をもって形成されている。

サンプル入口４２及びろ液出口４３は、分離器４１の上側に位置し、また、ドレイン出口４４は、分離器４１の下側に位置している。すなわち、分離器４１にサンプル入口４２からサンプル液が供給され、ろ過された中間ろ液がろ液出口４３から排出され、下方に沈んでいった縣濁物質がドレイン出口４４から排出される。

このように構成されたろ過器４の作用を説明する。ろ過器４のサンプル入口４２からサンプル液が供給されると、分離器４１の内部をサンプル液が流れる。その際に、サンプル液は、渦を巻くように流れるため、サンプル液に含まれる縣濁物質は、その過程で渦の回転による遠心力により、分離器４１の内壁４１ａにぶつかり、拡散して下降する。一方、縣濁物質が除去されたサンプル液は、分離器４１内の上部のろ液出口４３から流出する。したがって、ろ過器４では、縣濁物質を取り除いたろ液をろ液出口４３で採取することが可能になる。

このようにして、サイクロン方式によるろ過器４は、縣濁物質のうち水よりも比重の大きなものを取り除くことが可能である。また、サイクロン方式は、フィルタを用いた方式ではないため、ろ過器４での目詰まりが発生せず、その保守も容易である。なお、ろ過器４で一次ろ過が行われることでサンプル液に含まれる縣濁物質のうち比重の大きいものが除去されるが、比重の小さな縣濁物質は、ディスクフィルタ方式のろ過器５で二次ろ過が行われることにより、取り除くことが可能である。

図３は、図１のろ過器５を示す概略構成図であり、図４は、図１のろ過器５の分解斜視図である。
図３に示すろ過器５は、縣濁物質が含まれるサンプル液をろ過してろ液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）５２１と、ろ液を排出するろ液出口５４１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）５４２と、を有する。更に説明すると、ろ過器５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。

ろ過器５は、図３又は図４に示すように、主要な構成部品として、内部空間Ｘを有するケース５２と、ケース５２の内部空間Ｘに設置されるディスクフィルタ５３と、ケース５２に取り付けられるカバー５４と、を備えている。

ケース５２は、ろ過器本体としての部品である。このケース５２は、サンプル液を内部空間Ｘに導き入れるためのサンプル入口５２１を備えている。このサンプル入口５２１は、ケース５２の下側に形成されている。
また、ケース５２は、ディスクフィルタ５３をケース５２の内部空間Ｘ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５３に付勢力を与えるバネ５５を取り付けるための取付部（図３参照）５２２を備えている。この取付部５２２は、サンプル入口５２１に連通する両端開放の管形状であり、その外周には、バネ５５が取り付けられる。

ディスクフィルタ５３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５３は、図４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）５３１と、複数のディスク５３１が整列して積み重ねて取り付けられるホルダ５３２と、ホルダ５３２に取り付けられたディスク５３１を押さえる押さえ部材５３３と、を備えている。更に説明すると、ディスクフィルタ５３は、後述するホルダ５３２の保持部５３４に複数枚のディスク５３１を挿入して後述するホルダ５３２のフランジ部５３５上に複数枚のディスク５３１を積み重ねた後に押さえ部材５３３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５３は、ディスク５３１の積み重ね方向が上下方向となるように、ケース５２に配設される。

ディスク５３１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５３１同士を密着させると、ディスク５３１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５３１の外周面に残り、サンプル液がろ過される。

ホルダ５３２は、ディスク５３１の貫通穴に対応する形状の保持部５３４と、保持部５３４の一端に形成されたフランジ部５３５と、保持部５３４とは反対側のフランジ部５３５の面に位置してケース５２の取付部５２２と係合する管形状の係合部５３６と、係合部５３６に半径方向に延在するように形成され、係合部５３６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）５３７と、を備えている。

更に説明すると、ディスクフィルタ５３がケース５２の取付部５２２に取り付けられると、サンプル入口５２１がディスクフィルタ５３の下方に位置する。言い換えると、サンプル入口５２１は、ディスクフィルタ５３のディスク５３１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５３がケース５２の取付部５２２に取り付けられると、取付部５２２はフランジ部５３５により閉塞される一方で、取付部５２２により画定された入口領域Ｙは、貫通穴５３７を介してケース５２の内部空間Ｘと連通する。したがって、サンプル入口５２１は、取付部５２２及び係合部５３６から貫通穴５３７を通じてケース５２の内部空間Ｘと接続される。
また、ディスクフィルタ５３がケース５２の取付部５２２に取り付けられると、係合部５３６は、取付部５２２に取り付けられているバネ５５と当接する。したがって、ディスクフィルタ５３は、係合部５３６を介してバネ５５による付勢力を受ける。ディスクフィルタ５３がそのような付勢力を受けると、隣り合うディスク５３１同士が互いに密着し、これにより、ディスクフィルタ５３はろ過機能を発揮する。

押さえ部材５３３は、ディスク５３１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５３３は、ホルダ５３２のフランジ部５３５と共に複数枚のディスク５３１を束ねる部材である。すなわち、押さえ部材５３３がホルダ５３２に取り付けられると、押さえ部材５３３は、保持部５３４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５３３とフランジ部５３５とが互いに近づく方向の付勢力を係合部５３６を介してバネ５５から受けることで、押さえ部材５３３とフランジ部５３５との間に挟まれた複数枚のディスク５３１は互いに密着し、これにより、ディスクフィルタ５３のろ過機能が確保される。

カバー５４は、サンプル入口５２１から供給されたサンプル液の一部がディスクフィルタ５３によりろ過されたろ液を排出するろ液出口５４１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５４２と、ディスクフィルタ５３の押さえ部材５３３が当接する当接部５４３と、を備えている。

このように構成されたろ過器５において、ケース５２のサンプル入口５２１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５２の取付部５２２そしてディスクフィルタ５３の係合部５３６からディスクフィルタ５３の貫通穴５３７を通ってケース５２の内部空間Ｘ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５３によりろ過されてろ液としてカバー５４のろ液出口５４１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５３の外周面にサンプル液の縣濁物質が付着する。

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５２の内部空間Ｘに供給されたサンプル液の一部は、貫通穴５３７からドレイン出口５４２の方向へ所定の流速で流れる。すなわち、貫通穴５３７からディスクフィルタ５３の外側を通ってドレイン出口５４２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５３７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５３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５３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５３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５４２から排出される。

このように、ろ過器５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５３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５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５４２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５４１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５３の詰まりを防止することが可能になる。

なお、本実施の形態では、サンプル入口５２１からサンプル液を供給し、その一部をドレイン出口５４２から排出する場合を説明したが、ドレイン出口５４２からサンプル液を供給し、その一部をサンプル入口５２１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５を図示して説明したものである。

また、本実施の形態のろ過器５では、ディスクフィルタ５３を使用しているが、他の種類のフィルタを用いることが考えられる。例えば、金網フィルタ、樹脂製網で構成されたフィルタ、セルロース系の材料で形成されたフィルタ、焼結金属フィルタ等を挙げることができる。列挙した各種のフィルタとしては、従来から公知のものを使用することが可能である。

ここで、ろ過器５での逆洗について付言する。ろ過器５では、上述したようにディスクフィルタ５３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。

ろ過器５で逆洗を行うときには、ろ液出口５４１からろ過器５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５３のフランジ部５３５がバネ５５の付勢力に抗してケース５２のサンプル入口５２１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５３のディスク５３１の隙間が拡がる。このため、ディスクフィルタ５３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５２１ないしドレイン出口５４２から排出される。

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５４１から供給すると共にサンプル入口５２１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５２１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５３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５２内の洗浄も行うことが可能になる。

次に、図１を用いて、ろ過器４，５によるサンプリング時の電磁弁３１，３２，３５，３６，３７及び流量調整弁３３，３４，３８の各々の作動と、ろ過器５での逆洗時の電磁弁３１，３２，３５，３６，３７及び流量調整弁３３，３４，３８の各々の作動について、以下具体的に説明する。

サンプリング時には、操作・制御部１１は、電磁弁３１，３２を開状態にし、かつ、電磁弁３５，３６，３７を閉状態にする。また、操作・制御部１１は、流量調整弁３３，３４を所定の開度にする。
操作・制御部１１がこのような制御を行った後に、流路２１からろ過器４のサンプル入口４２にサンプル液が供給される。上述したように、ろ過器４にてサイクロン方式でサンプル液がろ過され、中間ろ液としてろ液出口４３から排出され、その後は、流路２２を流れてろ過器５のサンプル入口５２１に供給される。
中間ろ液が、流路２２からサンプル入口５２１を介してろ過器５に供給されると、ろ過器５ではディスクフィルタ方式で更にろ過され、ろ液としてろ液出口５４１から排出される。そして、ろ液は、流路２４を流れて外部の計測器１３に供給される。また、ろ液の一部は、受水槽１２に流れ、オーバーフロー分として排出される。

そして、サンプル入口５２１からろ過器５に供給された中間ろ液の一部は、ディスクフィルタ５３（図３又は図４参照）によりろ過されず、かつ、ディスクフィルタ５３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５４２から排出され、流路２５を流れて排出される。流路２５を流れる中間ろ液の流量は、流量調整弁３３により調整可能である。更に説明すると、サンプル入口５２１から供給される中間ろ液流量に対してドレイン出口５４２から排出される中間ろ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５３のろ過に伴う汚れの程度が少なくなる一方で、ろ液出口５４１から排出されるろ液の量が減少する。また、ドレイン出口５４２から排出される中間ろ液流量の割合が小さくなると、ろ液出口５４１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５３のろ過に伴う汚れの程度が多くなる。ユーザは、このような事情と外部の計測器１３に供給すべき必要量を考慮して、流量調整弁３３を制御することになる。

逆洗時には、操作・制御部１１は、電磁弁３１を閉状態にした後に電磁弁３５，３６を開状態にする。また、操作・制御部１１は、流量調整弁３３を所定の開度にする。この状態で、流路２６，２７から接続点Ｃ２を介して流路２４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過器５のろ液出口５４１に供給する。すると、ディスクフィルタ５３（図３又は図４参照）に付着・蓄積した縣濁物質がディスクフィルタ５３から剥離してサンプル入口５２１ないしドレイン出口５４２から排出される。

なお、逆洗時に、操作・制御部１１は、電磁弁３７を開状態にし、かつ、流量調整弁３８を所定の開度にする制御も考えられる。この場合には、高圧空気が、分岐点Ｃ４から接続点Ｃ３へ流れた後に流路２２を介してろ過器５のサンプル入口５２１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５３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５３の外側に付着した汚れを洗浄することが可能になる。

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、外部の計測器１３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５３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１１は、外部の計測器１３との測定タイミングにより、連動して電磁弁３１等を自動的に制御する。

ろ過器４，５によるろ液が流路２４を介して供給される外部の計測器１３について説明する。この外部の計測器１３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、外部の計測器１３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。

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。

〔第２の実施の形態〕
図５は、第２の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５に示すろ過装置６は、第１の実施の形態に係るろ過装置１が備えるろ過器４，５（図１参照）の組み合わせを２組備えている。すなわち、ろ過装置６は、ろ過装置１が備える構成を１つ又は複数備えている。このため、ろ過装置１と同じ構成については、同じ符号ないし末尾にａ又はｂを追加した符号を用いることとし、その説明を省略することがある。また、図５では、操作・制御部１１が制御の際に用いる信号線の図示を省略している。

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１１と、サンプル液をサイクロン方式でろ過するろ過器４ａ，４ｂと、ろ過器４ａ，４ｂにろ過された中間ろ液をディスクフィルタ方式で更にろ過するろ過器５ａ，５ｂと、ろ過器５ａ，５ｂから排出されたろ液が収容される受水槽１２と、を備え、ろ過器５ａ，５ｂから排出されたろ液が外部の計測器１３に供給されている。

言い換えると、ろ過装置６では、ろ過器４ａ及びろ過器５ａを直列的に配置したろ過器群（第１ろ過器群）Ａと、ろ過器４ｂ及びろ過器５ｂを直列的に配置したろ過器群（第２ろ過器群）Ｂと、を備えている。そして、ろ過装置６は、ろ過器群Ａとろ過器群Ｂの各々が受水槽１２及び外部の計測器１３にろ液を供給可能に構成されている。すなわち、ろ過器群Ａ及びろ過器群Ｂは、受水槽１２及び外部の計測器１３に対して並列的に配置されている。

操作・制御部１１が電磁弁３１ａを開状態にし、かつ、電磁弁３１ｂを閉状態にすると、ろ過器群Ａからのろ液が受水槽１２及び外部の計測器１３に供給される。その一方で、操作・制御部１１が電磁弁３１ａを閉状態にし、かつ、電磁弁３１ｂを開状態にすると、ろ過器群Ｂからのろ液が受水槽１２及び外部の計測器１３に供給される。

このように、ろ過装置６は、外部の計測器１３へのろ液の供給を、ろ過器群Ａ，Ｂのいずれかを選択することができるように構成されている。このため、ろ過器群Ａ，Ｂのいずれか一方でサンプル液をろ過してろ液を外部の計測器１３に供給している間に、他方で逆洗することが可能になる。例えば、ろ過器群Ａからろ液を外部の計測器１３に供給している際に、ろ過器群Ｂではサンプル液をろ過する必要がなく、ろ過器５ｂの逆洗を実行することが可能である。したがって、外部の計測器１３へのろ液の供給を、逆洗等によって中断することがなく、連続的に行うことが可能になる。

操作・制御部１１による制御を具体的に説明すると、ろ過器群Ａでのサンプリング時には、操作・制御部１１は、電磁弁３５ａ，３５ｂ，３６ａ，３６ｂ，３７ａ，３７ｂを閉状態にするほか、電磁弁３１ａを開状態にし、電磁弁３１ｂを閉状態にする。また、ろ過器群Ｂでのサンプリング時には、操作・制御部１１は、電磁弁３５ａ，３５ｂ，３６ａ，３６ｂ，３７ａ，３７ｂを閉状態にするほか、電磁弁３１ａを閉状態にし、電磁弁３１ｂを開状態にする。

そして、ろ過器群Ａでの逆洗時には、操作・制御部１１は、電磁弁３１ａを閉状態にし、かつ、電磁弁３５ａ，３６ａを開状態にする。操作・制御部１１は、必要に応じて、電磁弁３７ａを開状態にすると共に流量調整弁３８ａを所定の開度にする。
また、ろ過器群Ｂでの逆洗時には、操作・制御部１１は、電磁弁３１ｂを閉状態にし、かつ、電磁弁３５ｂ，３６ｂを開状態にする。操作・制御部１１は、必要に応じて、電磁弁３７ｂを開状態にすると共に流量調整弁３８ｂを所定の開度にする。

〔第３の実施の形態〕
図６は、第３の実施の形態に係るろ過装置７の構成を示す概略構成図である。
図６に示すろ過装置７は、第１の実施の形態に係るろ過装置１が備えるろ過器４（図１参照）を２つ備え、かつ、ろ過装置１が備えるろ過器５を１つ備えている。このため、ろ過装置１と同じ構成については、同じ符号を用いることとし、その説明を省略することがある。また、図６では、操作・制御部１１が制御の際に用いる信号線の図示を省略している。

具体的に説明すると、ろ過装置７は、ユーザの操作に従って制御する操作・制御部１１と、サンプル液をサイクロン方式でろ過して中間ろ液を排出するろ過器４と、ろ過器４から排出された中間ろ液をサイクロン方式で更にろ過して中間ろ過を排出するろ過器（第３ろ過器）８と、ろ過器８から排出された中間ろ液をディスクフィルタ方式で更にろ過するろ過器５と、ろ過器５から排出されたろ液が収容される受水槽１２と、を備え、ろ過器５から排出されたろ液が外部の計測器１３に供給されている。

言い換えると、ろ過装置７では、サイクロン方式のろ過器４の下流側にサイクロン方式のろ過器８を配置し、ろ過器８の下流側にディスクフィルタ方式のろ過器５を配置している。すなわち、ろ過装置７は、サイクロン方式のろ過器４とディスクフィルタ方式のろ過器５との間に、サイクロン方式のろ過器８を配置して構成されている。すなわち、ろ過装置７において、ろ過器４、ろ過器８及びろ過器５を直列的に配置されている。付言すると、本実施の形態に係るろ過装置７は、第１の実施の形態に係るろ過装置１にろ過器８及び流量調整弁３９を追加して構成されているということができる。

ろ過器４は、第１の実施の形態の場合と同一の構成であり、分離器４１、サンプル入口４２、ろ液出口４３及びドレイン出口４４と、を有する。サンプル入口４２は流路２１に接続され、ろ液出口４３は流路２２１に接続され、ドレイン出口４４は流路２３に接続されている。

ろ過器８は、ろ過器４と同じ構成であり、ろ過器４の分離器４１に相当する分離器８１と、ろ過器４のサンプル入口４２に相当するサンプル入口８２と、ろ過器４のろ液出口４３に相当するろ液出口８３と、ろ過器４のドレイン出口４４に相当するドレイン出口８４と、を有する。サンプル入口８２は流路２２１に接続され、ろ液出口８３は流路２２２に接続され、ドレイン出口４４は流路２２３に接続されている。

このように、流路２２１は、ろ過器４のろ液出口４３とろ過器８のサンプル入口８２とを互いに接続している。また、流路２２２は、ろ過器８のろ液出口８３とろ過器５のサンプル入口５２１とを互いに接続している。
流路２２３には、操作・制御部１１により制御される流量調整弁（ボールバルブ）３９が設置されている。この流量調整弁３９は、ろ過器８のドレイン出口８４から排出される縣濁物質の流量を調整するものである。したがって、流量調整弁３９は、ろ過器４のドレイン出口４４から排出される縣濁物質の流量を調整する流量調整弁３４に相当するものであると言える。

更に説明すると、ろ過器８の分離器８１に対するろ液出口８３とドレイン出口８４との相対的な位置関係は、ろ過器４の分離器４１に対するろ液出口４３とドレイン出口４４との相対的な位置関係とは逆である。すなわち、ろ過器４のろ液出口４３は分離器４１の上側に位置し、ドレイン出口４４は分離器４１の下側に位置している。その一方で、ろ過器８のろ液出口８３は分離器８１の下側に位置し、ドレイン出口８４は分離器８１の上側に位置している。
すなわち、ろ過器８の分離器８１にサンプル入口８２から中間ろ液が供給され、更にろ過された中間ろ液がろ液出口８３から排出され、上方に浮いている縣濁物質がドレイン出口８４から排出される。

このように、ろ過器４では、サンプル液に含まれる縣濁物質のうち水よりも比重の大きなものを取り除き、そして、ろ過器８では、サンプル液に含まれる縣濁物質のうち水よりも比重の小さなものを取り除く。したがって、ろ過装置７では、ろ過器４，８を組み合わせることで、水よりも比重の大きな縣濁物質と水よりも比重が小さな縣濁物質とを有効に除去することが可能である。しかも、ろ過器４，８は、同じ構成のものであるので、コストの上昇を抑制することが可能になる。

なお、ろ過装置７でのサンプリング時及び逆洗時での電磁弁３１，３２，３５，３６，３７及び流量調整弁３３，３４，３８，３９の各々の作動については、既に説明した第１の実施の形態に係るろ過装置１の場合と基本的に同じものゆえ、その説明を省略する。

第１の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。 図１のろ過器を示す概略構成図である。 図１の別のろ過器を示す概略構成図である。 図１のろ過器の分解斜視図である。 第２の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。 第３の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

１，６，７…ろ過装置、１１…操作・制御部、１２…受水槽、１３…計測器、１４…減圧弁、２１，２２，２２１，２２２，２２３，２３，２４，２５，２６，２７…流路、３１，３２，３５，３６，３７…電磁弁、３３，３４，３８，３９…流量調整弁、４，５，８…ろ過器、４１，８１…分離器、４１ａ…内壁、４２，５２１，８２…サンプル入口、４３，５４１，８３…ろ液出口、４４，５４２，８４…ドレイン出口、５２…ケース、５２２…取付部、５３…ディスクフィルタ、５３１…ディスク、５３２…ホルダ、５３３…押さえ部材、５３４…保持部、５３５…フランジ部、５３６…係合部、５３７…貫通穴、５４…カバー、５４３…当接部、５５…バネ、Ａ，Ｂ…ろ過器群、Ｃ１，Ｃ４…分岐点、Ｃ２，Ｃ３…接続点、Ｘ…内部空間、Ｙ…入口領域

Claims (8)

1. 縣濁物質を含む液体が供給され、旋回流により当該液体から当該縣濁物質を遠心分離するサイクロン方式によりろ過して排出する第１ろ過器を備えるろ過装置であって、
   前記第１ろ過器の下流に配設され、供給される液体を前記サイクロン方式以外の方式によりろ過して排出する第２ろ過器を備えることを特徴とするろ過装置。
2. 前記第２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整列して積み重ねて構成されたディスクフィルタを使用してろ過することを特徴とする請求項１に記載のろ過装置。
3. 前記第２ろ過器は、液体が供給される液体入口と、前記ディスクフィルタを使用して当該液体をろ過して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、を有することを特徴とする請求項２に記載のろ過装置。
4. 前記第１ろ過器と前記第２ろ過器とで構成される第１ろ過器群と、
   前記第１ろ過器と前記第２ろ過器とで構成される第２ろ過器群と、
   前記第１ろ過器群でろ過されたろ液又は前記第２ろ過器群でろ過されたろ液のいずれか一方を選択的に装置外に排出する排出手段と、
   を含むことを特徴とする請求項１に記載のろ過装置。
5. 前記第１ろ過器にて前記サイクロン方式でろ過された液体が供給され、当該液体を当該サイクロン方式によりろ過して前記第２ろ過器に排出する第３ろ過器を更に備え、
   前記第１ろ過器と前記第３ろ過器のいずれか一方は、水よりも比重の大きな縣濁物質を除去するものであり、かつ、他方は、水よりも比重の小さな縣濁物質を除去するものであることを特徴とする請求項１に記載のろ過装置。
6. 供給される縣濁物質含有の液体を旋回流して当該液体から当該縣濁物質を遠心分離するサイクロン方式により当該液体を一次ろ過し、
   前記サイクロン方式によりろ過された前記液体を当該サイクロン方式以外の方式により最終ろ過することを特徴とするろ過方法。
7. 前記最終ろ過は、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前記液体の一部について行われ、
   前記液体の残部を前記ディスクフィルタでろ過せずに排出することを特徴とする請求項６に記載のろ過方法。
8. 前記最終ろ過の前に、前記一次ろ過した前記液体を前記サイクロン方式により二次ろ過し、
   前記一次ろ過と前記二次ろ過のいずれか一方は、水よりも比重の大きな縣濁物質を除去し、かつ、他方は、水よりも比重の小さな縣濁物質を除去することを特徴とする請求項６に記載のろ過方法。

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