JP2022186300A - ろ過装置及び灌水設備 - Google Patents

Abstract

【課題】灌水部材の散水孔の目詰まりを抑制することができるろ過装置を提供することを課題とする。【解決手段】原水をろ過処理して農業用水とするろ過装置であって、前記原水を通過させつつ前記原水に含まれる異物を捕捉するフィルタと、該フィルタに捕捉されることによって該フィルタ上にろ過層を形成するろ過助剤とを有し、前記ろ過助剤が、セルロース系ろ過助剤を含む、ろ過装置。【選択図】図１

Description

本発明は、ろ過装置及び灌水設備に関し、より具体的には、地下水等の原水をろ過処理して農業用水とするためのろ過装置及び該ろ過装置を備える灌水設備に関する。

従来、農業用の灌水設備では、地下水等の原水をろ過装置によってろ過処理して得られる農業用水が農作物等への散水に用いられている。また、農作物等に農業用水を散水するために、農業用水を散水可能な散水孔が形成された灌水部材が用いられている。該灌水部材としては、灌水チューブ、スプリンクラー、又はシャワー等が広く用いられている。

例えば、特許文献１には、ろ過装置と、該ろ過装置のろ過処理によって得られる農業用水を散水する灌水チューブとを備える灌水設備が記載されている。また、該ろ過装置は、原水を通過させつつ原水に含まれる異物を捕捉するフィルタを備え、該フィルタが合成繊維により形成された布や不織布等によって構成されたものとなっている。かかるフィルタによれば、原水として利用する地下水や河川水に含まれる砂や藻等の比較的大きな異物を捕捉することができ、このような異物による散水孔の目詰まりが抑止される。

特開２００６－３２０３１７号公報

しかしながら、従来の灌水設備では、灌水部材の散水孔に目詰まりが生じる場合がある。本発明者らの検討によれば、この目詰まりは、灌水部材の内壁に被膜が形成することによって生じることがわかっており、また、該被膜には、鉄やマンガン等の金属成分が含まれることがわかっている。すなわち、従来のろ過装置では原水に含まれる鉄やマンガン等の金属成分を捕捉することが困難であり、これらの金属成分が散水停止中の散水装置の中で空気に接触して酸化物に変換される等して灌水部材の内壁に被膜を形成し、散水孔に目詰まりを生じさせるという問題点がある。

上記問題点に鑑み、本発明は、灌水部材の散水孔の目詰まりを抑制することができるろ過装置を提供することを課題とする。

本発明に係るろ過装置は、原水をろ過処理して農業用水とするろ過装置であって、
前記原水を通過させつつ前記原水に含まれる異物を捕捉するフィルタと、該フィルタに捕捉されることによって該フィルタ上にろ過層を形成するろ過助剤とを有し、
前記ろ過助剤が、セルロース系ろ過助剤を含む。

ここで、セルロース系ろ過助剤は、珪藻土系ろ過助剤等と比較して、金属成分を捕捉する性能に優れている。よって、上記構成によれば、原水に含まれる鉄やマンガンなどの金属成分がセルロース系ろ過助剤に捕捉されるため、これらの金属成分が原因となる、灌水部材の内壁における被膜の形成が抑制され、延いては、散水孔の目詰まりが抑制される。

また、本発明に係るろ過装置は、好ましくは、
前記フィルタは、上下方向に沿うように配されたろ過面を有し、該ろ過面上に前記ろ過層を形成させるように構成されており、
前記上下方向において前記ろ過面よりも下方に配され、前記ろ過面から落下する前記ろ過助剤を受け入れる受部をさらに備える。

斯かる構成によれば、原水の供給を一時的に停止させて、ろ過面上にろ過層を形成していたろ過助剤を、捕捉した泥や砂利等の異物とともにろ過面から落下させ、受部に受け入れさせることができる。その後、再度原水を供給すると、その水流によって、泥や砂利等と比較して軽いセルロース系ろ過助剤を優先して上方へ浮遊させつつろ過面に到達させることができる。よって、上記構成によれば、原水の供給が間欠的に行われる間欠運転時において、内部に溜まった泥や砂利等の異物によるフィルタの閉塞を抑制することができる。

また、本発明に係るろ過装置は、好ましくは、
前記フィルタの上流側の位置にて流路の外部と内部とを連通させる連通路が形成された連通部と、前記連通路を開閉可能にする開閉部とをさらに備えている。

ここで、ろ過助剤を交換する際には、フィルタ（具体的にはろ過面）からろ過助剤の方向に向かって水を流すことによって、フィルタに付着したろ過助剤をこれが捕捉した異物とともに剥離させつつ外部に排出させる洗浄方法（逆洗浄）を採用することが、フィルタを外部に取り出しての洗浄（分解洗浄）と比較して、手間がかからず好ましい。この点、上記構成によれば、連通部を開閉部によって開状態とすることによって、連通部から逆洗浄時の水を排出させることが可能となるため、逆洗浄を容易に実施することができる。また、逆洗浄後には、開状態の連通部からセルロース系ろ過助剤を投入し且つ連通部を開閉部によって閉状態とすることによって、原水の水流によってセルロース系ろ過助剤をフィルタに到達させフィルタ上にろ過層を形成させることが可能となる。すなわち、上記構成によれば、ろ過層の再形成を容易に実施することも可能となる。

以上の通り、本発明によれば、灌水チューブの散水孔の目詰まりを抑制することができるろ過装置を提供することができる。

図１は、一実施形態に係るろ過装置を備える灌水設備の概略図である。 図２は、図１のろ過装置の内部を示す図である。 図３は、図１のろ過装置の断面図である。 図４は、図１のろ過装置が備えるフィルタの正面図である。 図５は、図４のフィルタが有するディスクの平面図である。 図６は、図４のフィルタの概略的な一部拡大図である。 図７は、布帛によって構成されたフィルタの概略的な正面図である。 図８は、一実施形態に係るろ過装置が備える配管部及び連通部を示す概略図である。 図９は、配管部及び連通部の別の形態を示す概略図である。 図１０は、より好ましい形態のろ過装置を示す概略図である。 図１１は、図１の灌水チューブの一部拡大図であり、通水されていないときの状態を示す。 図１２は、図１の灌水チューブの一部拡大図であり、通水されているときの状態を示す。 図１３は、別の実施形態に係るろ過装置を示す図である。

以下、図面を参照しつつ、本発明の一実施形態に係るろ過装置ついて、該ろ過装置が灌水設備に用いられる場合を例示して説明する。

図１に示されるように、灌水設備１００は、地下水等の原水Ａを汲み上げる給水ポンプ１と、給水ポンプ１によって汲み上げられた原水Ａをろ過処理して農業用水Ｂとするろ過装置２と、ろ過装置２のろ過処理によって得られた農業用水Ｂを農作物等に散水する灌水部材としての灌水チューブ３とを備えている。灌水チューブ３には、農業用水Ｂを散水するための散水孔３０３が複数形成されている。灌水設備１００の各構成要素は、配管４を介してつながっている。本実施形態の灌水設備１００は、ろ過装置２が地面に設置されている。よって、以下では、地面から離れる方向を上方、地面に近付く方向を下方、これらを合わせて上下方向などと称することがある。

地下水等の原水Ａは、通常、泥や砂利等の粒状の異物、及び、藻等の繊維状の異物を含んでおり、これらは水に懸濁した状態となる不溶性の異物である。また、原水Ａは、鉄やマンガン等の金属成分を含む。該金属成分は、水に溶解した状態となる溶解性の成分（具体的にはＦｅ^２＋、Ｆｅ^３＋、Ｍｎ^２＋）、及び、酸化物等に変換されて析出した状態の不溶性の成分（具体的にはＦｅ（ＯＨ）_３、Ｍｎ（ＯＨ）_２）を含む。

給水ポンプ１は、特に限定されず、従来公知のものを使用することができる。

図２～３に示されるように、本実施形態のろ過装置２は、原水Ａを通過させつつ原水Ａに含まれる異物を捕捉する円筒状のフィルタ２１と、フィルタ２１を支持する支持部２２と、支持部２２とともにフィルタ２１を収容するカプセル型のハウジング部２３と、原水Ａをフィルタ２１に通過させるように原水Ａをハウジング部２３の内部に供給する給水部２４と、フィルタ２１を通過して得られる農業用水Ｂをハウジング部２３の外部に排出するろ液排出部２５とを備えている。

フィルタ２１は、所定の大きさの目開きが形成されたろ過面２１１を有しており、ろ過面２１１にろ過助剤を捕捉させてろ過面２１１上にろ過層を形成するように構成されている。そして、ろ過助剤がセルロース系ろ過助剤を含むことが重要である。珪藻土系ろ過助剤と比較してセルロース系ろ過助剤は金属成分を捕捉する性能に優れるため、ろ過助剤がセルロース系ろ過助剤を含むことによって、灌水チューブ３の内壁における被膜の形成が抑制され、延いては、散水孔３０３の目詰まりが抑制される。より具体的には、農業用水Ｂに上記のような金属成分が含まれると、灌水停止中において、灌水チューブ３に残存した農業用水Ｂに含まれる金属成分が空気と接触することによって灌水チューブ３の内壁に被膜を形成し、これによって、散水孔３０３に目詰まりが生じるおそれがある。これに対して、セルロース系ろ過助剤を用いることによって農業用水Ｂにおける金属成分の含有量が低減されるため、このような目詰まりを抑制することができる。また、珪藻土系ろ過助剤と比較して、セルロース系ろ過助剤は、廃棄処分が容易であるという利点も有する。

本実施形態のフィルタ２１は、ろ過面２１１が上下方向に沿って延びるように配されている。フィルタ２１は、外側面又は内側面のいずれか一方がろ過面２１１を構成するものである。本実施形態では、フィルタ２１の外側面がろ過面２１１を構成している。ろ過面２１１の垂直方向に対する傾斜角度は±１０°の範囲内であることが好ましい。

フィルタ２１は、下方に開口した下端部２１２と、上方に開口した上端部２１３とを有している。

フィルタ２１のメッシュサイズは、２０メッシュ以上であることが好ましく、８０メッシュ以上であることがより好ましく、１２０メッシュ以上であることがさらに好ましい。これによって、フィルタ２１が前記セルロース系ろ過助剤を確実に捕捉することができるようになる。

ここで、前記異物には、通常、散水孔３０３の目詰まりには影響しないような微細な不溶性の異物も含まれている。このような異物を捕捉可能なメッシュサイズを有するフィルタ２１を用いると、フィルタ２１に目詰まりが生じ易くなるため、フィルタ２１の洗浄を頻繁に実施する必要が生じる。また、洗浄回数が多くなるほど、フィルタ２１の寿命も短くなる。このようなことから、フィルタ２１のメッシュサイズは４００以下が好ましく、２００以下であることがさらに好ましい。

図４～６に示されるように、本実施形態のフィルタ２１は、円環状の複数のディスク２１４がこれらの間に複数の開口２１５を形成しつつ積層されることによって構成されたディスクフィルタ２１である。各ディスク２１４の両表面（上面及び下面）には複数の溝２１６が放射状に形成されている。各溝２１６は、径方向に延びるように各表面に形成されている。言い換えれば、各溝２１６は、ディスク２１４の内側面から外側面にまで延びるように形成されている。また、図６に示されるように、各溝２１６は、側面視において三角形状に形成されている。これによって、ディスクフィルタ２１は、隣接するディスク２１４の間に、側面視において四角形状の開口２１５が複数形成されたものとなっている。すなわち、ディスクフィルタ２１は、四角形状の開口２１５が複数形成されたろ過面２１１を有するものとなっている。

ディスク２１４の径（内側面から外側面までの長さ）の大きさは、１０～５０ｍｍであることが好ましい。

ディスク２１４は、樹脂製であることが好ましい。ディスク２１４を構成する樹脂としては、ポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリプロピレンなどのポリオレフィン系樹脂が好ましい。

フィルタ２１は、図７に示されるような、化学繊維や天然繊維により形成された布帛によって構成されていてもよい。また、フィルタ２１は、上記のようなディスクフィルタのろ過面が該布帛によりさらに被覆されることによって構成されていてもよい。このような二重構造を有するフィルタ２１の場合、フィルタ２１のメッシュサイズは、より細かくメッシュが形成された部材のメッシュサイズを意味するものとする。

ディスクフィルタ２１が用いられる場合、比較的大きな不溶性の異物（砂利等）が開口２１５に目詰まりを生じさることが問題となる。また、開口２１５に詰まった砂利などの異物は、逆洗浄によっては取り除くことが困難である。このため、開口２１５から該異物を取り除くためには、ディスクフィルタ２１を取り出して分解洗浄する必要があるが、かかる分解洗浄は、ディスク２１４の数等を勘案すると非常に手間のかかる操作を要する。また、上記のような二重構造のフィルタ２１を使用することによって、ディスクフィルタの目詰まりは抑制されることとなる一方で、ディスクフィルタを被覆する布帛に目詰まりが生じることとなるため、結局のところ分解洗浄が必要となる。これに対して、ディスクフィルタ２１のろ過面２１１にセルロース系ろ過助剤によるろ過層が形成されることによって、開口２１５の閉塞が抑制され、しかも、異物を捕捉したろ過層は、逆洗浄によって比較的容易に剥離させることができるため、分解洗浄の回数を顕著に低減させることが可能となる。さらに、水に分散された際に繊維状となるセルロース系ろ過助剤は、上記のようなメッシュサイズのフィルタ２１に十分に捕捉されろ過層を形成することができる。一方、珪藻土系ろ過助剤のような粒子状のろ過助剤は、平均粒子径が５０μｍ以下の微粒子から構成されており、上記のようなメッシュサイズのフィルタ２１では十分に捕捉されず、ろ過層を形成することが困難となる。

前記化学繊維としては、例えば、ナイロン等のポリアミド繊維、ポリエステル繊維、ポリエチレン繊維やポリプロピレン繊維等のポリオレフィン繊維、及びポリビニルアルコール繊維等が挙げられる。

本実施形態の前記セルロース系ろ過助剤は、微細な粒子のセルロース繊維が集合した粉末状、又はセルロース繊維が綿状に絡まったろ過助剤である。該セルロース系ろ過助剤は、通常、水に添加されると（分散前は粒子状であっても）セルロース繊維が繊維状となって均一に分散する。なお、前記セルロース系ろ過助剤は、レーヨンのような再生セルロース繊維によって構成されていてもよい。

前記セルロース系ろ過助剤の平均繊維長は、５０～５０，０００μｍであることが好ましく、１５０～２,０００μｍであることがより好ましい。また、前記セルロース系ろ過助剤の平均繊維径は、１～２０μｍであることが好ましい。これによって、前記セルロース系ろ過助剤が上記のようなメッシュサイズのフィルタ２１により確実に捕捉され、且つ、前記セルロース系ろ過助剤が形成するろ過層によって不溶性の異物の通過がより確実に阻止される。

なお、前記平均繊維長は質量加重平均繊維長を意味し、前記平均繊維径は長さ加重平均繊維幅を意味し、これらはバルメット社製の測定装置（Ｖａｌｍｅｔ ＦＳ－５）を用いて測定することができる。

前記セルロース系ろ過助剤は、これに含まれるセルロース分子が有する一部の水酸基が化学修飾されることによって変性した変性セルロース系ろ過助剤を含むことが好ましい。なお、以下では、化学修飾されていないセルロース分子からなるセルロース系ろ過助剤を未変性セルロース系ろ過助剤と称することがある。

前記変性セルロース系ろ過助剤に含まれるセルロース分子は、前記金属成分との配位結合等の化学結合を形成し得る官能基であれば特に限定されないが、カルボキシル基、アミノ基、チオール基、及びリン酸基を有していることが好ましい。また、該セルロース分子は、カルボキシル基及びアミノ基のいずれか一方を有することが好ましく、カルボキシル基及びアミノ基の両方を有することがより好ましい。

カルボキシル基を有するセルロース分子としては、一部の水酸基にカルボキシメチル基（－ＣＨ_２ＣＯＯＨ）が導入されたカルボキシメチルセルロースが好ましい。

アミノ基を有するセルロース分子としては、一部の水酸基にアミノエチル基（－ＣＨ_２ＣＨ_２ＮＨ_２）等の第１級アミノアルキル基が導入されたアミノセルロースが好ましい。

カルボキシル基及びアミノ基の両方を有するセルロース分子としては、例えば、一部の水酸基に下記化学式（１）で表されるイミノジ酢酸基が導入されたアミノポリカルボン酸セルロースであることが好ましい。イミノジ酢酸基は鉄やマンガンとキレートを形成することによってこれらを捕捉することができるため、前記変性セルロース系ろ過助剤がアミノポリカルボン酸セルロースを含むことによって、原水に含まれる鉄やマンガンをより捕捉し易くなる。

上記の他、前記アミノポリカルボン酸セルロースとしては、例えば、一部の水酸基に下記化学式（２）で表される、イミノジ酢酸構造を末端に有するセルロースが挙げられる。

さらに、前記変性セルロース系ろ過助剤に含まれるセルロース分子は、一部の水酸基がグラフト化されることによってグラフト部が形成され、該グラフト部に上記のような官能基が導入されたグラフト化セルロースであることがより好ましい。該グラフト化セルロースとしては、例えば、下記化学式（３）又は化学式（４）で表されるものが挙げられる。グラフト部を介して結合した前記官能基は、セルロース分子の表面に表出し易くなるため、前記変性セルロース系ろ過助剤がグラフト化セルロースを含むことによって、鉄やマンガンの吸着性能（特に吸着速度）がより向上する。

前記グラフト部は、セルロース分子の水酸基に、例えば、メタクリル酸グリシジル、アクリル酸グリシジル、アリルグリシジルエーテル等をレドックス触媒存在下にて作用させることによって形成することができる。また、形成したグラフト部に、イミノジ酢酸、エチレンジアミン二酢酸、エチレンジアミン三酢酸、チオグリコール酸、又はリン酸等を作用させることによって、前記グラフト部に前記官能基を導入させ、前記グラフト化セルロースを調製することができる。

原水Ａに含まれる金属成分の含有量は地域により大きくバラツキがある。従って、前記ろ過助剤の総質量に対する前記セルロース系ろ過助剤の質量割合は、原水Ａに含まれる金属成分の濃度や、セルロース系ろ過助剤のコスト等により０～１００質量％まで適宜調整することが可能である。同様に、前記セルロース系ろ過助剤の総質量に対する前記変性セルロース系ろ過助剤の質量割合も、上記事情に鑑みて、０～１００質量％まで適宜調整することが可能である。

図３に示されるように、本実施形態の支持部２２は、フィルタ２１の下端部２１２と接するようにフィルタ２１を載置し且つ下端部２１２の開口と連通する開口を有するように円環状に形成された下側フランジ部２２１と、フィルタ２１の内側面を支持するように上下方向及び水平方向に延びる骨格を複数ずつ有するメッシュ状の骨格部２２２と、フィルタ２１における上端部２１３の開口を閉塞するように形成された上側フランジ部２２３とを有している。また、支持部２２は、上側フランジ部２２３を下側フランジ部２２１に向かって付勢可能に構成されたねじ部２２４を有している。このように構成された支持部２２は、内部に円柱状の空間Ｉを形成するものとなる。

支持部２２は、下側フランジ部２２１及びフィルタ２１における下端部２１２の間に配され得るリング状の第１シール材２２５と、フィルタ２１の上端部２１３及び上側フランジ部２２３の間に配され得るリング状の第２シール材２２６とを有している。

支持部２２は、各構成要素が分離可能に構成されていることが好ましい。具体的には、支持部２２は、少なくとも、ねじ部２２４、上側フランジ部２２３、及び第２シール材２２６が分離可能に構成されていることが好ましい。これによって、フィルタ２１の支持部２２からの着脱が容易になる。

ハウジング部２３は、フィルタ２１及び支持部２２との間に空間Ｏを形成しつつ、これらを全体的に覆うように形成されている。空間Ｏは、フィルタ２１のろ過面２１１及び支持部２２の骨格部２２２を介して、空間Ｉと流体的に（水が往来可能なように）つながっている。

本実施形態のハウジング部２３は、上下に分割可能なカプセル状に形成されている。具体的には、ハウジング部２３は、上端部が閉塞し且つ下端部が開口した上側ハウジング部２３１と、下端部が閉塞し且つ上端部が開口した下側ハウジング部２３２とを有している。また、上側ハウジング部２３１の下端部と、下側ハウジング部２３２の上端部とは、それぞれが密着するように係合可能に構成されている。本実施形態では、上側ハウジング部２３１がその下端部の外壁に雌ねじ部２３３を有し、下側ハウジング部２３２がその上端部の内壁に雄ねじ部２３４を有し、雌ねじ部２３３と雄ねじ部２３４とが螺合可能となっている。

給水部２４は、内部に原水Ａの流入路２４１を形成するように管状に形成されている。給水部２４は、ハウジング部２３を基端として外方に向かって延びている。流入路２４１は、ハウジング部２３とフィルタ２１との間の空間Ｏに直接的につながっている。給水部２４は、ハウジング部２３におけるフィルタ２１よりも下方の部分につながっていることが好ましい。これによって、給水部２４に導入された原水Ａの水流によって、セルロース系ろ過助剤が下方から上方に向かって移動し易くなるため、ろ過面２１１の上下方向にわたってろ過層を形成させ易くなる。

ろ液排出部２５は、内部に水の排水路２５１を形成するように管状に形成されている。ろ液排出部２５は、支持部２２の底部から外方に向かって延びている。また、排水路２５１は、フィルタ２１内の空間Ｉと直接的につながっている。

給水部２４の流入路２４１とろ液排出部２５の排水路２５１とは、フィルタ２１を介して間接的につながっている。

上記構成に加えて、本実施形態のろ過装置２は、ろ過面２１１よりも下方に配され、ろ過面２１１から落下し得るろ過助剤を受け入れる受部２６を備えている。本実施形態では、ろ過面２１１よりも下方に配された下側ハウジング部２３２の底面部が受部２６を構成している。また、フィルタ２１（の下端部２１２）と受部２６との間には、空間Ｒが形成されている。原水Ａの供給が間欠的に行われる間欠運転においては、原水Ａの供給停止中、ろ過助剤がろ過面２１１から自然に剥離して落下し得る。また、使用者によりろ過装置２に意図的に加えられる振動によって、ろ過助剤がろ過面２１１から剥離して落下し得る。このとき、受部２６が受け皿のように機能し、落下したろ過助剤を受け入れる。その後、原水Ａの供給が再開されると、受部２６に受け入れられたセルロース系ろ過助剤が泥や砂利等の異物よりも優先的に下方から上方に向かって移動することとなり、ろ過面２１１に優先的に到達する。よって、間欠運転において、泥や砂利等がろ過面２１１に突き刺さる等して生じるフィルタ２１の性能の低下が抑制される。特に、ディスクフィルタ２１においては、開口２１５の閉塞が抑制されることとなり好ましい。

受部２６は、空間Ｒを外部と連通させる排出部２６１を有していることが好ましい。これによって、受け入れたろ過助剤や異物を排出することが容易になる。

また、本実施形態のろ過装置２は、図２に示されるように、給水部２４から供給された水の流れ方向を空間Ｏ内において上方旋回させる旋回発生部２７を備えている。旋回発生部２７は、フィルタ２１よりも下方に配され、水平方向に対して傾斜するように配された板状の傾斜部２７１を複数有している。旋回発生部２７を通過した水は、空間Ｏ内において上方に旋回するように流れることとなるため、ろ過面２１１上の特定の位置にろ過助剤や異物が偏在することが抑制される。

本実施形態の旋回発生部２７は、支持部２２における下側フランジ部２２１の側面に密着している円環状の内側枠部２７２、及び、下側ハウジング部２３２の内壁に密着している円環状の外側枠部２７３を有しており、内側枠部２７２と外側枠部２７３とを接続するように、板状の複数の傾斜部２７１が一定の隙間を空けつつ且つ互いの傾斜方向が並行するように周方向（フィルタ２１の周方向）に沿って並んでいる。

図８に示されるように、ろ過装置２は、給水部２４に直接的に接続された配管部２８と、配管部２８から分岐して設けられフィルタ２１の上流側の位置にて流路の外部と内部とを連通させる連通路２９１が形成された連通部２９と、連通路２９１を開閉可能にする開閉部３０とを有していることが好ましい。

連通部２９は、配管部２８を基端として上方に延びるように形成された筒状部２９２と、筒状部２９２を基端として下方から上方に向かうにつれて拡径するように形成され且つ上方に開口した拡径部２９３とを有している。また、連通部２９は、拡径部２９３における開口を閉塞する蓋部２９４を有していることが好ましい。蓋部２９４は、拡径部２９３の先端部にヒンジを介して取り付けられている。このような連通部２９が設けられることによって、ろ過装置２における流路の内部へのろ過助剤の投入作業が容易になる。

連通部２９は、フィルタ２１の上流側に設けられていればよく、例えば、給水部２４から分岐するように設けられていてもよく、ハウジング部２３（好ましくは上側ハウジング部２３１の上面部）を基端として上方に延びるように設けられていてもよい。

開閉部３０としては、例えば、連通路２９１を開閉可能にするボールバルブ等が挙げられる。

また、配管部２８及び連通部２９は、図９に示されるように構成されてもよい。図９では、配管部２８は、連通部２９に直接的に接続されていることによって連通部２９に投入されたろ過助剤が投入されるろ過助剤配管部２８１と、連通部２９よりも上流側の位置にてろ過助剤配管部２８１から分岐し且つ連通部２９よりも下流側の位置にてろ過助剤配管部２８１に再接続している迂回配管部２８２とを有していることが好ましい。この場合、ろ過助剤配管部２８１は、迂回配管部２８２との上流側接続部分と連通部２９との接続部分との間に配された第１バルブ部２８３、及び、連通部２９との接続部分と迂回配管部２８２との下流側接続部分との間に配された第２バルブ部２８４を有していることが好ましい。これによって、原水Ａをフィルタ２１によってろ過処理しながら、ろ過助剤を流路に投入することが可能となる。

ろ過助剤の流路への投入方法としては、ろ過助剤を水に懸濁させた状態で投入することが好ましく、これによって、ろ過助剤の周囲への飛散が抑制される。このような投入が容易になるように、連通部２９は、開閉部３０（第１開閉部３１）の下方に、空気及び水抜き用の第２開閉部３２を有していることが好ましい。

ここで、セルロース系ろ過助剤を用いるその他の利点としては、該セルロース系ろ過助剤が劣化した場合に、ろ過装置２を分解せずともろ過装置２へ水を供給することにより、劣化したセルロース系ろ過助剤をろ過装置２の外部に容易に排出させることができることが挙げられる。具体的には、フィルタ２１からろ過助剤の方向に向かって水を流す逆洗浄によって、フィルタ２１に付着したろ過助剤をこれが捕捉した異物とともに剥離させつつ外部に排出させることができる。

このような逆洗浄を容易にする上では、ろ過装置２は、図１０のように構成されることが好ましい。具体的には、ろ過装置２は、給水部２４に直接的に接続された第３バルブ部２８５と、ろ液排出部２５に直接的に接続された第４バルブ部２８６と、第３バルブ部２８５の上流側にて第３バルブ部２８５に直接的に接続された配管部から分岐し且つろ液排出部２５に接続している第２迂回配管部２８７と、第２迂回配管部２８７の流路の開閉を操作するための第５バルブ部２８８と、排出部２６１に直接的に接続された第３開閉部３３とを有していることが好ましい。このような構成において、第５バルブ部２８８及び第３開閉部３３を開状態とし、且つ、第３バルブ部２８５及び第４バルブ部２８６を閉状態とすることによって、灌水設備１００の各構成要素を分解せずとも、原水Ａを用いて、容易に逆洗浄を実施することが可能となる。

また、図１０のろ過装置２によれば、給水部２４から供給される原水Ａによってろ過面２１１に沿った水流を発生させることにより、フィルタ２１からセルロース系ろ過助剤及び捕捉した異物を剥離する順洗浄を実施することも容易になる。具体的には、第３バルブ部２８５及び第３開閉部３３を開状態とし、且つ、第４バルブ部２８６及び第５バルブ部２８８を閉状態とすることによって、灌水設備１００の各構成要素を分解せずとも、原水Ａを用いて、容易に順洗浄を実施することが可能となる。また、水及び空気抜きのために、ろ過装置２の内部空間と外部とを開閉可能に連通させる第４開閉部（図示せず）が、フィルタ２１よりも上方に（より具体的には上側ハウジング部２３１の上面部に）設けられていることが好ましく、この場合、該第４開閉部が開状態にされることが好ましい。これによって、比較的軽いセルロース系ろ過助剤は、該第４開閉部から排出され易くなり、比較的重い砂利等の異物は、第３開閉部３３から排出され易くなる。さらに、順洗浄の実施後に際しては、該第４開閉部を閉状態とし且つ原水Ａの供給を停止させると、開状態の第３開閉部３３を通ってろ過装置２の内部に空気が導入されることとなる。該空気は気泡となって上昇し、ろ過装置２の内部（具体的には空間Ｏ内）の水を撹拌するように作用する。これによって、フィルタ２１が捕捉したセルロース系ろ過助剤や異物を比較的容易に剥離させることができる。

なお、図１０のろ過装置２の通常運転時には、第３バルブ部２８５及び第４バルブ部２８６を開状態とし、第５バルブ部２８８及び第３開閉部３３を閉状態とすればよい。

図１１～１２に示されるように、灌水チューブ３は、長片状の対をなす樹脂シートを備えている。また、灌水チューブ３は、前記対をなす樹脂シートにおける長さ方向の両側端部どうしがヒートシールにより接着された接着部３０１と、非接着により内部に通水可能な非接着部３０２とを有している。非接着部３０２には、内部の水を外部に排出させる複数の散水孔３０３が形成されている。本実施形態の灌水チューブ３は、通水されていない自然状態では、非接着部３０２が平坦な状態（図１１）となり、通水された状態においては、水圧によって非接着部３０２が円筒状に膨らむような（図１２）可撓性を有している。

一般的な灌水チューブ３の散水孔３０３の孔径は、１００～２，０００μｍである。

なお、本発明に係るろ過装置は、上記実施形態の構成に限定されるものではない。また、本発明に係るろ過装置は、上記した作用効果により限定されるものでもない。本発明に係るろ過装置は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

例えば、上記実施形態では、フィルタ２１のろ過面２１１が上下方向に沿って延びるように配されているが、これに限定されず、フィルタ２１のろ過面２１１は、垂直方向に対して例えば４５°程度傾斜するように配されていてもよく、水平方向に沿って配されていてもよい。

また、上記実施形態は、フィルタ２１の外側面がろ過面２１１を構成するものであるが、これに限らず、フィルタ２１の内側面がろ過面２１１を構成してもよい。この場合、給水部２４をろ液排出部２５とし、ろ液排出部２５を給水部２４として用いればよい。

また、上記実施形態では、灌水部材として灌水チューブを例示したが、上記のような散水孔３０３が形成されている灌水部材であればよく、例えば、スプリンクラーやシャワー等であってもよい。また、円筒状ゴムホース等に散水孔を形成したものや、該散水孔に点滴ノズルや散水ノズルが装着されたものであってもよい。

また、上記実施形態では、ディスクフィルタ２１等を例示したが、これに限定されず、フィルタ２１は、ウェッジワイヤによって構成されたウェッジワイヤスクリーン２１であってもよい。ウェッジワイヤスクリーン２１は、例えば、１本のウェッジワイヤが隙間を空けつつコイル状に巻回されることによって形成される。該ウェッジワイヤとしては、上流側から下流側に向かって先細りとなる三角形状に形成されているものが好ましい。上記のようなセルロース系ろ過助剤の通過を阻止する上では、該隙間の大きさは３００μｍ以下であることが好ましく、１５０μｍ以下であることがより好ましい。また、該隙間の大きさは１０μｍ以上であることが好ましい。

また、図１３に示されるような別の実施形態のろ過装置２であってもよい。具体的には、本実施形態のろ過装置２は、灌水チューブ３に直接的に接続されるろ過装置２であって、灌水チューブ３の上流側端部に接続可能な灌水チューブ接続部２８９を有する配管部２８と、灌水チューブ３の内部に配され得るフィルタ２１とを備えている。なお、図１３は、ろ過装置２が灌水チューブ３に接続される前の取り付けの段階を示している。フィルタ２１は、上流側端部が開口した袋状に形成されており、灌水チューブ接続部２８９よりも下流側に配された部分がろ過面２１１を形成することとなる。また、フィルタ２１は、灌水チューブ３における上流側端部の内壁と灌水チューブ接続部２８９の外壁との間の隙間に配され得る厚みを有している。

次に、実施例を示し、本発明をさらに具体的に説明する。

［実施例１］
塩化鉄（ＩＩＩ）六水和物（富士フィルム和光純薬製、試薬特級）を超純水に溶解し、１．０×１０^－３ｍｏｌ／ＬのＦｅ（ＩＩＩ）水溶液を調製した。Ｆｅ（ＩＩＩ）水溶液２０ｍＬに未変性セルロース系ろ過助剤（日本製紙株式会社製ＫＣフロック、Ｗ－５０、質量加重平均繊維長３１６μｍ、長さ加重平均繊維径１３μｍ）０．５ｇを添加し、振とう後、シリンジフィルタ（孔径０．４５μｍ）を用いて上澄み液をろ過した。得られたろ液におけるＦｅ濃度をフレーム原子吸光法によって測定した。なお、ろ液の調製は（ろ過助剤の添加から）３回行い、各ろ液におけるＦｅ濃度の測定値を平均することによって平均Ｆｅ濃度を求め、該平均Ｆｅ濃度について評価した。

［比較例１］
セルロース系ろ過助剤に代えて珪藻土系ろ過助剤（巴工業株式会社製、ＦＷ－５０）を用いた以外は、実施例１と同様にしてろ液を調製し、そのＦｅ濃度を測定した。

表１に示されるように、セルロース系ろ過助剤を用いた場合には、Ｆｅ濃度が５０％以上低下していることが認められた。一方、珪藻土系ろ過助剤を用いた場合には、Ｆｅ濃度の減少率は１０％程度であった。この結果から、セルロース系ろ過助剤は金属成分を捕捉する性能に優れており、延いては、灌水チューブにおける散水孔の目詰まりを抑制可能であることが示唆された。

１：給水ポンプ、２：ろ過装置、２１：フィルタ、２１１：ろ過面、２１２：下端部、２１３：上端部、２１４：ディスク、２１５：開口、２１６：溝、２２：支持部、２２１：下側フランジ部、２２２：骨格部、２２３：上側フランジ部、２２４：ねじ部、２２５：第１シール材、２２６：第２シール材、２３：ハウジング部、２３１：上側ハウジング部、２３２：下側ハウジング部、２３３：雌ねじ部、２３４：雄ねじ部、２４：給水部、２４１：流入路、２５：ろ液排出部、２５１：排水路、２６：受部、２６１：排出部、２７：旋回発生部、２７１：傾斜部、２７２：内側枠部、２７３：外側枠部、２８：配管部、２８１：ろ過助剤配管部、２８２：迂回配管部、２８３：第１バルブ部、２８４：第２バルブ部、２８５：第３バルブ部、２８６：第４バルブ部、２８７：第２迂回配管部、２８８：第５バルブ部、２８９：灌水チューブ接続部、２９：連通部、２９１：連通路、２９２：筒状部、２９３：拡径部、２９４：蓋部、３０：開閉部、３１：第１開閉部、３２：第２開閉部、３３：第３開閉部、３：灌水チューブ、３０１：接着部、３０２：非接着部、３０３：散水孔、１００：灌水設備、Ａ：原水、Ｂ：農業用水、Ｉ：空間、Ｏ：空間、Ｒ：空間

Claims (4)

1. 原水をろ過処理して農業用水とするろ過装置であって、
   前記原水を通過させつつ前記原水に含まれる異物を捕捉するフィルタと、該フィルタに捕捉されることによって該フィルタ上にろ過層を形成するろ過助剤とを有し、
   前記ろ過助剤が、セルロース系ろ過助剤を含む、ろ過装置。
2. 前記フィルタは、上下方向に沿うように配されたろ過面を有し、該ろ過面上に前記ろ過層を形成させるように構成されており、
   前記上下方向において前記ろ過面よりも下方に配され、前記ろ過面から落下する前記ろ過助剤を受け入れる受部をさらに備える、請求項１に記載のろ過装置。
3. 前記フィルタの上流側の位置にて流路の外部と内部とを連通させる連通路が形成された連通部と、前記連通路を開閉可能にする開閉部とをさらに備える、請求項１又は２に記載のろ過装置。
4. 農業用の灌水設備であって、
   請求項１乃至３のいずれか１項に記載のろ過装置と、該ろ過装置のろ過処理によって得られる前記農業用水を散水可能な散水孔が形成された灌水部材とを備える、灌水設備。

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