JP4783165B2 - 栽培システム - Google Patents

Description

本発明は、栽培システムに関し、特に、殺菌力の低下、養分の酸化による沈殿及びコストの増大を防止できる栽培システムに関するものである。

一般に、栽培システムとは、植物を育成する培地への灌水を自動化したものであり、作業者が不在であっても、定期的に灌水することができるので、植物の育成において作業者の負担を軽減することができる。

ここで、栽培システムでは、培地に対する水の浸透性を考慮して、植物に必要な水量に約３割増量した水量が灌水される。そして、過剰の水を培地から回収することで、養分を含む排液が周辺の水系に流出することを防止して環境汚染を防止している。更に、回収した排液を再度灌水することで、コストの低減を図っている。

なお、このような回収した水を再度灌水する循環式の栽培システムでは、水媒伝染性の病原菌の拡散を防ぐため、水の殺菌を行う必要がある。

そこで、特開平１１−２７５９８８号公報に開示されているように、回収した排液に紫外線を照射することで、回収した排液を殺菌し、植物が病気に感染することを抑制できる。
特開平１１−２７５９８８号公報（段落［００１０］、図１など）

しかしながら、上述した紫外線を照射して殺菌を行う方法では、流速が早い場合や排液の濁度が高い場合に、紫外線が排液全体に十分に照射されないので、紫外線が照射されない植物病原菌が残存する、即ち、殺菌力が低下するという問題点があった。

また、紫外線を照射した場合では、排液中に混入する養分が酸化されて沈殿するおそれがあるという問題点があった。

更に、排液全体に紫外線を照射するためには、大型の紫外線ランプが必要となるが、かかる大型の紫外線ランプは非常に高価であるため、栽培システム全体のコストが増大するという問題点があった。

本発明は上述した問題点を解決するためになされたものであり、殺菌力の低下、養分の酸化による沈殿及びコストの増大を防止できる栽培システムを提供することを目的としている。

この目的を達成するために、請求項１記載の栽培システムは、植物を栽培する栽培槽と、その栽培槽から排水される液体を回収する回収装置と、その回収装置により回収された前記液体を貯留する回収タンクと、その回収タンクから延設される回収供給路と、原水の供給源である水源から延設される水源供給路と、前記回収供給路および前記水源供給路に連結されると共に前記回収供給路または前記水源供給路により前記液体または前記原水が給送される第１合流供給路と、それら第１合流供給路、水源供給路および回収供給路の連結部位に設けられ内設されるバルブの切り替えにより、前記水源供給路および前記回収供給路のうちいずれか一方を前記第１合流供給路と連通させつついずれか他方を前記第１合流供給路と遮断させる第１三方弁と、前記原水中の成分を酸化させる試薬が貯留される酸化タンクと、その酸化タンクから延設されると共に前記水源供給路に接続され前記酸化タンクに貯留された前記試薬を前記水源供給路に送出する酸化供給路と、前記第１合流供給路に連結されると共に前記第１合流供給路から導入される前記液体または前記原水を濾過する濾過膜を有する濾過装置と、その濾過装置に接続されると共に前記濾過装置から排出される前記原水または前記液体が送出される濾液供給路と、その濾液供給路に連結され前記原水が流入される原水供給路と、前記濾液供給路に連結され前記液体が流入される排液供給路と、その排液供給路、前記原水供給路および前記濾液供給路の連結部位に設けられ内設されるバルブの切り替えにより、前記濾液供給路を前記原水供給路および前記排液供給路のうちいずれか一方と連通させつついずれか他方を遮断させる第２三方弁と、前記排液供給路および前記原水供給路に連結されると共に前記排液供給路または前記原水供給路から前記液体または前記原水が流入される第２合流供給路と、その第２合流供給路、前記原水供給路および前記排液供給路の連結位置に設けられ内設されるバルブの切り替えにより、前記原水供給路および前記排液供給路のうちいずれか一方を前記第２合流供給路と連通させつついずれか他方を前記第２合流供給路と遮断させる第６三方弁と、内設されるバルブの開閉より、前記原水供給路から供給される前記原水に対しては液肥の原液である養分を養分タンクから混入することで、前記原水を媒体として前記養分を混入した水溶液を製造すると共に、前記排液供給路から供給される前記液体に対しては前記養分の前記養分タンクからの混入を休止する混入電磁弁を有し、前記第２合流供給路に接続される養分混入装置と、その養分混入装置に連結される水溶液供給路を介して前記養分混入装置から供給される前記水溶液を前記植物槽に滴下する滴下装置と、前記第１三方弁により前記水源供給路と前記第１合流供給路とを連通させつつ前記第２三方弁により前記濾液供給路と前記原水供給路とを連通させることで前記水源から前記原水供給路までの流路を形成して前記原水を前記濾過装置によって濾過すると共に前記第６三方弁により前記原水供給路と前記第２合流供給路とを連通させつつ前記混入電磁弁を開放することで前記原水に前記養分を混入させて製造した前記水溶液を前記滴下装置へ供給する原水供給処理手段、および、前記第１三方弁により前記回収供給路と前記第１合流供給路とを連通させつつ前記第２三方弁により前記濾液供給路と前記排液供給路とを連通させることで前記回収タンクから前記排液供給路までの流路を形成して前記液体を前記濾過装置によって濾過すると共に前記第６三方弁により前記排液供給路と前記第２合流供給路とを連通させつつ前記混入電磁弁を閉塞し前記液体を前記滴下装置に供給する排液供給処理手段を有する制御装置とを備え、前記濾過膜は、前記濾過膜の膜孔径が０．５ｎｍ以上、かつ、０．５μｍ以下の範囲内に設定され、前記液体に含まれる養分は通過させ、前記液体に含まれる植物病原菌は除去可能に構成されている。
請求項２記載の栽培システムは、植物を栽培する栽培槽と、その栽培槽から排水される液体を回収する回収装置と、その回収装置により回収された前記液体を貯留する回収タンクと、その回収タンクから延設される回収供給路と、原水の供給源である水源から延設される水源供給路と、前記回収供給路および前記水源供給路に連結されると共に前記回収供給路または前記水源供給路により前記液体または前記原水が給送される第１合流供給路と、それら第１合流供給路、水源供給路および回収供給路の連結部位に設けられ内設されるバルブの切り替えにより、前記水源供給路および前記回収供給路のうちいずれか一方を前記第１合流供給路と連通させつついずれか他方を前記第１合流供給路と遮断させる第１三方弁と、前記原水中の成分を酸化させる試薬が貯留される酸化タンクと、その酸化タンクから延設されると共に前記水源供給路に接続され前記酸化タンクに貯留された前記試薬を前記水源供給路に送出する酸化供給路と、前記第１合流供給路に連結されると共に前記第１合流供給路から導入される前記液体または前記原水を濾過する濾過膜を有する濾過装置と、その濾過装置に接続されると共に前記濾過装置から排出される前記原水または前記液体が送出される濾液供給路と、その濾液供給路に連結され前記原水が流入される原水供給路と、前記濾液供給路に連結され前記液体が流入される排液供給路と、その排液供給路、前記原水供給路および前記濾液供給路の連結部位に設けられ内設されるバルブの切り替えにより、前記濾液供給路を前記原水供給路および前記排液供給路のうちいずれか一方と連通させつついずれか他方を遮断させる第２三方弁と、前記原水供給路に連結されると共に前記原水供給路から前記原水が送出される第２合流供給路と、その第２合流供給路に接続され液肥の原液である養分を養分タンクから混入することで、前記原水を媒体として前記養分を混入した水溶液を製造する養分混入装置と、前記原水供給路および前記第２合流供給路の間に介設され内設されるバルブが開放されることで前記原水が前記養分混入装置へ送出される原水電磁弁と、前記排液供給路に連結されると共に前記排液供給路から前記液体が送出される短縮供給路と、その短縮供給路および前記排液供給路の間に介設され内設されるバルブが開放されることで前記液体が前記滴下装置へ送出される排液電磁弁と、前記短縮供給路および前記第２合流供給路に連結される水溶液供給路を介して前記短縮供給路または前記第２合流供給路から送出される前記液体または前記水溶液を前記植物槽に滴下する滴下装置と、前記第１三方弁により前記水源供給路と前記第１合流供給路とを連通させつつ前記第２三方弁により前記濾液供給路と前記原水供給路とを連通させることで前記水源から前記原水供給路までの流路を形成して前記原水を濾過すると共に前記原水電磁弁を開放することで前記原水に前記養分を混入させて製造した前記水溶液を前記滴下装置へ供給する原水供給処理手段、および、前記第１三方弁により前記回収供給路と前記第１合流供給路とを連通させつつ前記第２三方弁により前記濾液供給路と前記排液供給路とを連通させることで前記回収タンクから前記排液供給路までの流路を形成して前記液体を濾過するすると共に前記排液電磁弁を開放することで前記液体を前記滴下装置に供給する排液供給処理手段を有する供給処理制御装置とを備え、前記濾過膜は、前記濾過膜の膜孔径が０．５ｎｍ以上、かつ、０．５μｍ以下の範囲内に設定され、前記液体に含まれる養分は通過させ、前記液体に含まれる植物病原菌は除去可能に構成されていることを特徴とする栽培システム。

請求項３記載の栽培システムは、請求項１又は２に記載の栽培システムにおいて、前記濾過膜は、親水性材料で構成されている。

請求項４記載の栽培システムは、請求項１から３のいずれかに記載の栽培システムにおいて、前記濾過膜は、中空糸膜で構成されている。

請求項５記載の栽培システムは、請求項４記載の栽培システムにおいて、前記回収装置により回収された前記液体を濾過する濾過方向とは逆方向に洗浄水を流して前記濾過膜を洗浄する逆洗装置を備え、前記濾過装置は、複数配設され、前記複数の濾過装置の内の一の濾過装置が洗浄されている場合には、前記一の濾過装置を除く前記複数の濾過装置の内の少なくとも１つが前記回収装置により回収された前記液体を濾過可能に構成されている。

請求項６記載の栽培システムは、請求項１から５のいずれかに記載の栽培システムにおいて、前記水源から前記原水を取得する取得手段と、その取得手段により取得された前記原水の成分を酸化させる酸化手段とを備え、前記取得手段により取得された前記原水は、前記酸化手段により酸化された後に前記濾過装置により濾過される。

請求項７記載の栽培システムは、請求項１又は３から６のいずれかに記載の栽培システムにおいて、前記水源から前記原水を取得する取得手段と、前記原水に前記養分を混入する養分混入装置と、前記取得手段により取得された前記原水及び前記回収装置により回収された前記液体を前記養分混入装置にそれぞれ供給する供給手段とを備え、前記養分混入装置は、前記原水に対して養分を混入し、かつ、前記液体に対して養分の混入を休止する混入制御手段を備えている。

請求項８記載の栽培システムは、請求項２から６のいずれかに記載の栽培システムにおいて、前記水源から原水を取得する取得手段と、前記原水に前記養分を混入する養分混入装置と、前記濾過装置と前記栽培槽との間において前記養分混入装置を非経由とする短縮経路とを備え、前記取得手段により取得された前記原水は、前記養分混入装置により前記養分が混入された後に前記栽培槽に供給され、前記回収装置により回収された前記液体は、前記短縮経路を経由して前記栽培槽に供給される。

請求項１又は２に記載の栽培システムによれば、栽培槽から排水される液体が回収装置に回収され、その回収された液体が濾過装置の濾過膜により濾過されて、循環装置により栽培槽に戻される。ここで、濾過膜の膜孔径は、０．５μｍ以下の範囲内に設定されているので、０．５μｍよりも大きな寸法値である植物病原菌を除去して、植物病原菌により植物が病気に感染することを防止できるという効果がある。

また、濾過膜の膜孔径は、０．５ｎｍ以上の範囲内に設定されているので、０．５ｎｍよりも小さな寸法値である養分が濾過膜を通過することを可能として、濾過後の濾液中の養分濃度を濾過前の液体中の養分濃度と同一に保つことができる。

その結果、濾液に養分を再度混入することを不要として、その分、コストの低減を図ることができるという効果がある。

更に、濾液に養分を再度混入する作業が不要となるので、その分、作業能率の向上を図ることができるという効果がある。

更に、膜孔径が０．５ｎｍ以上の範囲内に設定されているので、膜孔径が０．５ｎｍより小さい範囲内に設定されている場合と比較して、濾過能率の向上を図り、濾液の流量を確保することができるという効果がある。

また、上述したように、濾過膜は、液体に含まれる植物病原菌を濾し分けることによって除去可能に構成されているので、紫外線を照射して殺菌するタイプの栽培システムのように排液の流速が早い場合や濁り等により殺菌力が低下するといったことがなく、液体に含まれる植物病原菌を確実に除去することができるという効果がある。

また、濾過膜は、液体に含まれる養分を通過させるように構成されているので、紫外線を照射して殺菌するタイプの栽培システムのように、紫外線の照射により養分が酸化されて沈殿することなく、濾過後の濾液中の養分濃度を濾過前の液体中の養分濃度と同一に保つことができるという効果がある。

また、濾過膜を有する濾過装置を配設することにより植物病原菌を除去することができるので、紫外線を照射して殺菌するタイプの栽培システムのように、高価な大型の紫外線ランプを配設することを不要として、装置コストの低減を図ることができるという効果がある。
さらに、請求項１記載の栽培システムによれば、養分混入装置２が原水に対しては養分を混入し、また、液体に対しては養分の混入を休止し、養分混入装置から導出される水溶液又は液体が滴下装置に供給されるので、養分の混入実行と非実行（混入電磁弁の開閉）とを判断するだけでよく、原水と液体との混合割合を算出する制御を不要として、その分、制御装置の制御を容易にすることができるという効果がある。
また、請求項２記載の栽培システムによれば、排液供給路が短縮供給路を介して水溶液供給路に連結され、排液が養分混入装置を経由せずに滴下装置へ供給されるので、原水か液体かを判断する判断手段および原水か液体かに応じて混入電磁弁を制御する制御手段を不要として、その分、制御装置の制御を容易にすることができるという効果がある。

請求項３記載の栽培システムによれば、請求項１又は２に記載の栽培システムの奏する効果に加え、濾過膜が親水性材料で構成されているので、タンパク質が吸着することを防止する、即ち、濾過膜に対してタンパク質を通過させて、タンパク質が濾過膜に吸着することによる濾過能率の低下を抑制できるという効果がある。

請求項４記載の栽培システムによれば、請求項１から３のいずれかに記載の栽培システムの奏する効果に加え、濾過膜が中空糸膜で構成されているので、強度を確保して、濾過膜に対して濾過方向と逆方向に洗浄水を流して洗浄する逆洗を行うことができる。

ここで、濾過膜が薄い板状の平膜で構成される場合には、圧力を加えると平膜が損傷してしまうため、逆洗を行うことができない。

これに対し、濾過膜が中空糸膜で構成される場合には、逆洗を行うことができるので、濾過膜上の残さを除去できる。その結果、残さの蓄積により濾過能率が低下した場合には、逆洗を行うことで、濾過能率の回復を図り、濾液の流量を確保することができるという効果がある。

請求項５記載の栽培システムによれば、請求項４記載の栽培システムの奏する効果に加え、複数の濾過装置の内の一の濾過装置が逆洗されている場合には、一の濾過装置を除く複数の濾過装置の内の少なくとも１つが回収装置により回収された液体を濾過可能に構成されているので、一の濾過装置が逆洗されている場合においても、他の濾過装置が液体を濾過することで連続的に濾過処理を可能として、作業能率が低下することを防止できるという効果がある。

請求項６記載の栽培システムによれば、請求項１から５のいずれかに記載の栽培システムの奏する効果に加え、植物の生育に悪影響を及ぼしたり、灌水チューブの目詰まりなど栽培システムの障害の要因となるような原水中の成分は、酸化手段に酸化されて酸化物となり、その酸化物の粒径は、酸化される前の成分と比較して大きくなる。

これにより、酸化物は濾過装置により濾過されるので、植物の生育に悪影響を及ぼしたり、灌水チューブの目詰まりなど栽培システムの障害の要因となるような原水中の成分を除去して、植物の育成が阻害されることや灌水チューブの目詰まりなどを防止できるという効果がある。

更に、植物の生育に悪影響を及ぼしたり、灌水チューブの目詰まりなど栽培システムの障害の要因となるような原水中の成分は、濾過装置により濾過されるので、上記成分を除去するための除去装置を別途配設することを不要として、その分、装置コストの低減を図ることができるという効果がある。

請求項７記載の栽培システムによれば、請求項１又は３から６のいずれかに記載の栽培システムの奏する効果に加え、取得手段により取得された原水及び回収装置に回収された液体は、供給手段により養分混入装置にそれぞれ供給され、養分混入装置は、混入制御手段により原水に対して養分を混入し、かつ、液体に対して養分の混入を休止する。

ここで、回収装置により回収された液体は、既に養分混入装置により養分が混入されている。そのため、原水及び液体が混合された状態で養分混入装置に供給される場合では、養分混入装置は、原水と液体との混合割合を算出し、その算出値に基づいて養分の混入量を設定する必要がある。

これに対し、原水及び液体が養分混入装置にそれぞれ供給される場合では、養分の混入実行と非実行とを判断するだけでよく、原水と液体との混合割合を算出する制御を不要として、その分、養分混入装置の制御を容易にすることができるという効果がある。

請求項８記載の栽培システムによれば、請求項２から６のいずれかに記載の栽培システムの奏する効果に加え、取得手段により取得された原水は、養分混入装置により養分が混入された後に栽培槽に供給され、回収装置により回収された液体は、養分混入装置を非経由とする短縮経路を経由して栽培槽に供給される。

ここで、回収装置により回収された液体は、既に養分混入装置により養分が混入されている。そのため、回収装置により回収された液体が養分混入装置を介して栽培槽に供給される場合では、養分混入装置は、液中の養分割合を一定に保つために、回収装置により回収された液体に対して養分の混入を休止する必要がある。その結果、養分混入装置は、回収装置により回収された液体か否かを判断する判断手段と、その判断手段に応じて養分を混入するか否かを判断する混入判断手段とが必要となる。

これに対し、回収装置により回収された液体が短縮経路を経由して栽培槽に供給される、即ち、回収装置により回収された液体が養分混入装置を介さずに供給される場合では、上述した判断手段及び混入判断手段を不要として、その分、養分混入装置の制御を容易にすることができるという効果がある。

以下、本発明の好ましい実施の形態について、添付図面を参照して説明する。図１は、本発明の第１実施の形態における栽培システム１０１を模式的に示す全体図である。

図１に示すように、栽培システム１０１は、原水及び排液を自動的に灌水するための装置であり、井戸ポンプ１１により供給される原水及び回収ポンプ１６により供給される排液を濾過する濾過装置５と、その濾過装置５の下流側に配設されて濾過後の原水を貯留する原水タンク６と、濾過装置５の下流側に配設されて濾過後の排液を貯留する排液タンク７と、その排液タンク７及び原水タンク６の下流側に配設されて原水に養分を混入して水溶液を製造する養分混入装置２と、その養分混入装置２の下流側に配設されて水溶液を栽培槽３ａに灌水する灌水装置３と、その灌水装置３から排水される排液を回収する回収タンク４と、濾過装置５及び原水タンク６に連結されるコンプレッサ１３とを備えており、また、流路の連通及び遮断（切替）を行う三方弁２０（第１〜第５三方電磁弁２１〜２５）、第６三方弁２６や、電磁弁３０（第１〜第７電磁弁３１〜３７）、第１〜第ｎライン電磁弁２ｂなどが各所に配設されている。

なお、本実施の形態において、請求項１から８に記載の「液体」とは、水を溶媒として養分を混入した水溶液を示すものである。また、本実施形態において、水溶液は、原水を溶媒として新たに生成されたもののみならず、「排液」もこの水溶液に含まれる。

水源１７は、栽培システム１０１において原水として供給される井戸水や水道水などの供給源である。この水源１７からは、原水を給送するための水源供給路１７ａが延設されており、水源供給路１７ａの先端（下流側の端部）には第１三方弁２１を介して第１合流供給路１７ｂが連結されている。また水源供給路１７ａの経路上には、井戸ポンプ１１が配設されており、この井戸ポンプ１１により水源１７から取得された原水が水源供給路１７ａを経由して第１合流供給路１７ｂ側へ送出される。

また、水源供給路１７ａには、酸化タンク８から延設される酸化供給路８ａが接続されている。酸化タンク８は、次亜塩素酸ナトリウム水溶液を貯留するタンクである。酸化供給路８ａの経路上には、電磁定量ポンプ１２が配設されており、酸化タンク８に貯留される次亜塩素酸ナトリウム水溶液は、電磁定量ポンプ１２により酸化供給路８ａを介して水源供給路１７ａに送出される。従って、水源供給路１７ａを流れる原水は、次亜塩素酸ナトリウム水溶液が混合された状態で、濾過装置５に導入される。

なお、次亜塩素酸ナトリウムは、原水中の鉄イオン（Ｆｅ^２＋）及びマンガンイオン（Ｍｎ^２＋）を酸化するための試薬であり、その供給位置、即ち、酸化供給路８ａと水源供給路１７ａとの接続位置は、かかる位置から濾過装置５までの原水の流動時間が所定の反応時間となるように、濾過装置５上流側の特定の位置に規定されている。

一方、本栽培システム１０１では、原水を使用する系以外に、排液を用いて灌水を実行するように構成されており、上記したように、栽培槽３ａに対して供給する排液を貯留する回収タンク４が設けられている。この回収タンク４には、回収タンク４内に貯留された排液を送出する回収ポンプ１６が配設されている。回収ポンプ１６からは、排液を給送する回収供給路４ｂが延設されており、回収供給路４ｂの先端（下流側の端部）には第１三方弁２１を介して第１合流供給路１７ｂが連結されている。回収ポンプ１６により回収タンク４から汲み上げられた排液は、この回収供給路４ｂを経由して第１合流供給路１７ｂ側へ送出される。

かかる水源供給路１７ａと回収供給路４ｂとに連結される第１合流供給路１７ｂは、水源供給路１７ａにより給送された原水または回収供給路４ｂにより給送された排液を濾過装置５に導入する管であり、濾過装置５に連結されている。

この水源供給路１７ａと回収供給路４ｂと第１合流供給路１７ｂとの連結部位に設けられた第１三方弁２１は、本栽培システム１０１に設けられる三方弁２０の１つである。三方弁２０（第１〜第５三方弁２１〜２５）は、供給路が略Ｔ字状に分岐する部位に配設されるものであり、内設されるバルブの切り替えにより各供給路の連通及び遮断を選択的に切り替えることができるように構成された弁である。この三方弁２０により、Ｔ字状に接続された３つの供給路の内、選択された２の供給路が連通して、残りの１の供給路を遮断することができる。また、この三方弁２０により、３つの供給路のいずれもが互いに連通されずに３の供給路全てを閉塞することができる。

従って、第１三方弁２１の動作により、水源供給路１７ａと第１合流供給路１７ｂとが連通した場合、原水が濾過装置５に導入される。また、第１三方弁２１の動作により、回収供給路４ｂと第１合流供給路１７ｂとが連通した場合、排液が濾過装置５に導入される。

また、第１合流供給路１７ｂは、濾過装置５と後述する外部供給路５ｃとに連結するように分岐して構成されており、その分岐位置の手前（上流側）に、第１合流供給路１７ｂを開閉可能に閉塞する第１電磁弁３１が配設されている。第１電磁弁３１は、本栽培システム１０１に設けられる電磁弁３０の１つである。電磁弁３０（第１〜第７電磁弁３１〜３７）は、供給路の連通及び遮断を行うためのものであり、電磁弁に内設されるバルブの開閉により各供給路の連通及び遮断を選択的に切り替えるものである。

第１合流供給路１７ｂの一方の分岐部である外部供給路５ｃ側への分岐部は、その先端において外部供給路５ｃに連結されており、後述する逆洗処理において第１合流供給路１７ｂへ排出される水を外部供給路５ｃへ導出することができるようになっている。この第１合流供給路１７ｂの外部供給路５ｃ側への分岐部には、第１合流供給路１７ｂと外部供給路５ｃとの連通及び遮断を行う第３電磁弁３３が配設されている。通常の濾過処理が行われる場合には、第３電磁弁３３によって第１合流供給路１７ｂと外部供給路５ｃとは遮断されており、第１合流供給路１７ｂに供給された原水や排液が、外部供給路５ｃへ導出されることはない。

第１合流供給路１７ｂの他方の分岐部である濾過装置５側の分岐部は、その先端側（濾過装置５の手前）において更に二方向に分岐し、一方の先端部は濾過装置５の濾過タンク５Ａ（流入口５Ａ１、図２参照）に接続され、他方の先端部は濾過装置５の濾過タンク５Ｂ（流入口５Ｂ１、図２参照）に接続されている。また、その分岐点には、第３三方弁２３が配設されており、原水または排液の流路は、第３三方弁２３の動作によって、濾過タンク５Ａ，５Ｂのいずれか一方に規制される。つまり、水源１７または回収タンク４から送出された原水または排液は、濾過装置５に設けられた濾過タンク５Ａ，５Ｂのいずれか一方に流入される。また、第１合流供給路１７ｂの濾過装置５側の分岐部には、分岐元から濾過装置５手前の分岐点までの間の位置において、コンプレッサ１３からの圧縮空気を供給する空気供給路１３ｄの一端が連結されている。

濾過装置５は、上記した第１合流供給路１７ｂに接続されており、水源１７から取得される井戸水又は水道水等の原水と回収タンク４に貯留される排液とを濾過するためのものであり、２つの濾過タンク５Ａ，５Ｂを備えて構成され、それら濾過タンク５Ａ，５Ｂは、原水及び排液を濾過するための濾過膜５ａ（図２参照）を備えている。

この濾過装置５の濾過タンク５Ａ，５Ｂのそれぞれの流出口５Ａ２、５Ｂ２（図２参照）には、濾液供給路５ｂの一端が接続されている。この濾液供給路５ｂは、各流出口５Ａ２、５Ｂ２のそれぞれから延設された２の供給路が、第４三方弁２４を介して連結されて１の供給路に集約された後、第４三方弁２４から更に先方へと延設されている。濾液供給路５ｂにおいて、濾過タンク５Ａ，５Ｂ近傍であって、且つ、第４三方弁２４より下流側には、濾液供給路５ｂを開閉可能に閉塞する第２電磁弁３２が配設されている。この第２電磁弁３２が開放されることにより、濾過タンク５Ａ，５Ｂから排出された濾液（原水または排液）が、濾液供給路５ｂの下流側へと送出される。

濾液供給路５ｂの終端には、第２三方弁２２が配設され、かかる第２三方弁２２を介して、濾液供給路５ｂと、第１原水供給路６ｂと、第１排液供給路７ｂとが連結されている。従って、第２三方弁２２の動作により、濾液供給路５ｂと第１原水供給路６ｂとが連通されると、濾液（原水）が第１原水供給路６ｂに流入され、その第１原水供給路６ｂの先端に配設された原水タンク６に濾液（原水）が供給される。また、第２三方弁２２の動作により、濾液供給路５ｂと第１排液供給路７ｂとが連通されると、濾液（排液）が第１排液供給路７ｂに流入され、その第１排液供給路７ｂの先端に配設された排液タンク７に濾液（排液）が供給される。

原水タンク６は、濾過装置５の下流側に配設されると共に、濾過装置５により濾過された濾液であって濾過された原水を貯留するためのものである。この原水タンク６には、タンク内に貯留される原水の量を検出するための原水タンク液面センサ６ａが備えられている。

原水タンク６からは、原水タンク６に貯留される原水を、養分混入装置２に導出するための第２原水供給路６ｃが延設されている。この第２原水供給路６ｃの供給経路上には、第１送水ポンプ１４が配設されており、原水タンク６に貯留される原水は、第１送水ポンプ１４により、第２原水供給路６ｃを経由して養分混入装置２側へ送出される。

一方、排液タンク７は、濾過装置５の下流側に配設されると共に、濾過装置５により濾過された濾液であって、濾過された排液を貯留するためのものである。この排液タンク７には、タンク内に貯留される排液の量を検出するための排液タンク液面センサ７ａが備えられている。

排液タンク７からは、排液タンク７に貯留される排液を、養分混入装置２に導出するための第２排液供給路７ｃが延設されている。この第２排液供給路７ｃの供給経路上には、第２送水ポンプ１５が配設されており、排液タンク７に貯留される排液は、第２送水ポンプ１５により、第２排液供給路７ｃを経由して養分混入装置２側へ送出される。

第２原水供給路６ｃおよび第２排液供給路７ｃの下流側の各終端は、第６三方弁２６を介して、養分混入装置２に接続される第２合流供給路２ｃにそれぞれ連結されている。第６三方弁２６は、第２合流供給路２ｃに連通させる供給路を切り替えるためのものであり、上記した三方弁２０と同様に構成されている。この第６三方弁２６によって、第２原水供給路６ｃおよび第２排液供給路７ｃの内のいずれか一方が、第２合流供給路２ｃに連通される。

かかる第６三方弁２６の動作により、第２合流供給路２ｃに第２原水供給路６ｃが連通されると、原水タンク６からの原水が、第２合流供給路２ｃに流入され、第２合流供給路２ｃの先端に配設された養分混入装置２に原水が供給される。逆に、第６三方弁２６の動作により、第２合流供給路２ｃに第２排水供給路７ｃが連通されると、排液タンク７からの排液が、第２合流供給路２ｃに流入されて養分混入装置２に排液が供給される。

養分混入装置２は、上述したように、原水に養分を混入して水溶液を製造するためのものであり、養分タンク（図示せず）の連通及び遮断を行う混入電磁弁２ａを備え、その混入電磁弁２ａが開放することで原水タンク６から供給される原水に対して養分の混入を行い、混入電磁弁２ａが閉塞することで排液タンク７から供給される排液に対して養分の混入を休止する。なお、詳細については後述する（図９参照）。この養分混入装置２には、水溶液供給路２ｄを介して、灌水装置３が接続されている。

なお、本実施の形態における養分混入装置２は、混入電磁弁２ａの開閉により養分の混入を制御するように構成されているが、必ずしもこれに限られるものではなく、例えば、電磁定量ポンプの駆動により養分の混入を制御するように構成してもよい。

灌水装置３は、養分混入装置２から供給される水溶液を植物に与えるためのものであり、植物を栽培する栽培槽３ａと、その栽培槽３ａに水溶液を滴下する滴下装置３ｂと、その滴下装置３ｂにより滴下された水溶液を栽培槽３ａから排液として回収する回収装置３ｃとを備えて構成されている。

栽培槽３ａは、植物を栽培する土壌を備えて構成され、かかる土壌によって植物を植える複数（ｎ個）の畝（ベット）が形成されている。各畝には、栽培する植物が、所定間隔で整列するように配置されている。

なお、本実施の形態における栽培槽３ａは、土壌で構成されているが、必ずしもこれに限られるものではなく、例えば、寒天状の培養地や繊維状の培養地等で構成してもよい。

滴下装置３ｂは、供給される水溶液を栽培槽３ａに植えられた植物に向けて滴下する滴下チューブ（図示せず）を備えて構成されている。滴下チューブは、各畝に沿ったラインに分岐された（畝の数（ｎ）に分岐する）複数の配管を備えており、各配管のそれぞれには、電磁弁３０と同様に構成された第１〜第ｎライン電磁弁２ｂ（図５参照）が設けられている。

この第１〜第ｎライン電磁弁２ｂは、滴下チューブのｎ本の各配管をそれぞれ個別に開閉するものである。滴下チューブの最上流側は、水溶液供給路２ｄに接続されており、滴下チューブの各配管と水溶液供給路２ｄとは、第１〜第ｎライン電磁弁２ｂを開放することによって連通される。従って、第１〜第ｎライン電磁弁２ｂが開放（オン）された配管にのみ水溶液の給液が実行される。

回収装置３ｃは、栽培槽３ａの下方に配設されて栽培槽３ａから排水される排液を回収するためのものであり、回収された排液は、回収装置３ｃに連設される排液供給路４ｃを介して回収タンク４に貯留される。

回収タンク４は、灌水装置３の下流側に配設されると共に回収装置３ｃにより回収された排液を貯留するためのものであり、回収タンク４内に貯留される水溶液の量を検出するための回収タンク液面センサ４ａが備えられている。

かかる構成により、水源１７から取得される原水から生成された水溶液を、栽培槽３ａに供給（灌水）した後、余剰の水溶液を排液として回収し、更に、その回収した排液を、再び、栽培槽３ａに供給する循環供給を実現することができる。

コンプレッサ１３は、空気を圧縮するためのものであり、加圧供給路１３ａに圧縮空気を送出するように構成されている。加圧供給路１３ａは、一端をコンプレッサ１３に接続すると共に、その他端は、上下に連結された逆洗供給路１３ｂとバブリング供給路１３ｃとの連結位置側面にＴ字状となるように接続されている。尚、加圧供給路１３ａの接続位置を挟んで上下に各１ずつ電磁弁が設けられている。具体的には、上方の逆洗供給路１３ｂ側には第６電磁弁３６が配設され、下方のバブリング供給路１３ｃ側には第７電磁弁３７が配設されている。このため、かかる第６電磁弁３６，第７電磁弁３７の開閉によって、逆洗供給路１３ｂとバブリング供給路１３ｃとの一方の方向にのみ圧縮空気を流通させることができる。

該加圧供給路１３ａとの接続位置から延設される逆洗供給路１３ｂの先端は、上記した濾液供給路５ｂに接続されている。ここで、濾液供給路５ｂは、濾過タンク５Ａ，５Ｂの流出口５Ａ２，５Ｂ２から延設されているので、（第２電磁弁３２が閉塞されていれば）コンプレッサ１３からの圧縮空気を、加圧供給路１３ａ、逆洗供給路１３ｂ、濾液供給路５ｂ、流出口５Ａ２，５Ｂ２を介して、濾過タンク５Ａ，５Ｂへ導入することができる。尚、逆洗供給路１３ｂと濾液供給路５ｂとの接続位置には、第４電磁弁３４が設けられており、第４電磁弁３４が開放されない限り、逆洗供給路１３ｂと濾液供給路５ｂとが連通されないように構成されている。従って、第４電磁弁３４が閉塞されている場合には、圧縮空気は、流出口５Ａ２，５Ｂ２から濾過タンク５Ａ，５Ｂへは導入されない。

また、逆洗供給路１３ｂには、加圧供給路１３ａとの接続位置から濾液供給路５ｂに接続するまでの区間において、更に、空気供給路１３ｄの一端が接続されている。かかる空気供給路１３ｄの他端は、上記したように、濾過タンク５Ａ，５Ｂの流入口５Ａ１，５Ｂ１手前において第１合流供給路１７ｂに接続されており、この第１合流供給路１７ｂは、濾過タンク５Ａ，５Ｂの流入口５Ａ１，５Ｂ１に接続されているので、コンプレッサ１３からの圧縮空気を、加圧供給路１３ａ、逆洗供給路１３ｂ、空気供給路１３ｄ、第１合流供給路１７ｂ、流入口５Ａ１，５Ｂ１を介して濾過タンク５Ａ，５Ｂへ導入することができる。尚、空気供給路１３ｄには、第１合流供給路１７ｂとの接続位置の手前において、第５電磁弁３５が設けられており、第５電磁弁３５が開放されない限り、空気供給路１３ｄと第１合流供給路１７ｂとが連通されないように構成されている。従って、第５電磁弁３５が閉塞されている場合には、圧縮空気は、流入口５Ａ１，５Ｂ１から濾過タンク５Ａ，５Ｂへは導入されない。

加圧供給路１３ａとの接続位置から下方側へ延設されるバブリング供給路１３ｃの先端は、原水タンク６の下方に挿入されている。従って、コンプレッサ１３からの圧縮空気を原水タンク６に導入し、原水タンク６に貯留される原水に対しバブリングを行うことができる。

また、濾過タンク５Ａ，５Ｂの側面に配設された排出口５Ａ３，５Ｂ３（図２参照）のそれぞれには、濾過タンク５Ａ，５Ｂと外部とを連結する外部供給路５ｃの一端が接続されている。この外部供給路５ｃは、各排出口５Ａ３，５Ｂ３のそれぞれから延設された２の供給路が、第５三方弁２５を介して連結されて１の供給路に集約された後、第５三方弁２５から更に先方へと延設されている。また、第５三方弁２５より下流側の所定位置には、上記したように、第１合流供給路１７ｂの一方の分岐部が、この外部供給路５ｃに連結されている。

この外部供給路５ｃは、逆洗処理後に各濾過タンク５Ａ，５Ｂ内から除去される空気や水などを、栽培システム１０１の系外に排出するためのものであり、逆洗処理において濾過タンク５Ａ，５Ｂの各流入口５Ａ１，５Ｂ１及び各排出口５Ａ３，５Ｂ３から排出された空気や水などは、この外部供給路５ｃから系外に放出される。

また、本栽培システム１０１には、かかる給液系統を制御する２の制御装置が設けられている。一方の制御装置は、中央制御装置１であり、養分混入装置２に配設されている。この中央制御装置１は、養分混入装置２の混入電磁弁２ａを制御して所定濃度の水溶液を生成すると共に、栽培槽３ａへの給液系統（灌水動作）全体を制御する装置である。他方の制御装置は、濾過制御装置１００であり、濾過装置５に配設されている。この濾過制御装置１００は、濾過対象が原水であるか排液であるかに応じて三方弁２０や電磁弁３０などを動作させ、原水および排水に応じて異なる濾過動作を制御する装置である。これら中央制御装置１および濾過制御装置１００により、本栽培システム１０１にて、各所に備えられた各デバイスが制御され、適切に濾過と灌水とが実行される。

次に、本栽培システム１０１における原水および排液の流れを、中央制御装置１および濾過制御装置１００により制御される各電磁弁および三方弁の動作に基づいて説明する。

まず、原水が濾過される場合のシステムの動作について説明する。原水が濾過される場合は、井戸ポンプ１１と電磁定量ポンプ１２との駆動と共に、第１三方弁２１が、水源供給路１７ａと第１合流供給路１７ｂとが連通するように切り替えられる。また、第１電磁弁３１が開放されると共に、第３三方弁２３が任意の濾過タンク５Ａ，５Ｂと連通するように切り替えられる。これにより、水源１７から、水源供給路１７ａと第１合流供給路１７ｂとを経由して、濾過タンク５Ａ，５Ｂの一方に原水が導入される。そして、更に、原水が導入された側の濾過タンク５Ａ，５Ｂと濾液供給路５ｂとが連通するように第４三方弁２４が切り替えられる。また、第２電磁弁３２が開放され、濾液供給路５ｂと第１原水供給路６ｂとが連通するように第２三方弁２２が切り替えられる。これにより、濾過タンク５Ａ，５Ｂにて濾過された原水が、濾液供給路５ｂ、第１原水供給路６ｂを経由して原水タンク６に貯留される。

次に、排液が濾過される場合のシステムの動作について説明する。排液が濾過される場合は、回収ポンプ１６の駆動と共に、第１三方弁２１は、回収供給路４ｂと第１合流供給路１７ｂとが連通するように切り替えられる。また、原水濾過と同様に、第１電磁弁３１が開放され、第３三方弁２３が任意の濾過タンク５Ａ，５Ｂと連通するように切り替えられる。これにより、回収タンク４から、回収供給路４ｂと第１合流供給路１７ｂとを経由して、濾過タンク５Ａ，５Ｂの一方に排液が導入される。そして、更に、排液が導入された側の濾過タンク５Ａ，５Ｂと濾液供給路５ｂとが連通するように第４三方弁２４が切り替えられる。また、第２電磁弁３２が開放され、濾液供給路５ｂと第１排液供給路７ｂとが連通するように第２三方弁２２が切り替えられる。これにより、濾過タンク５Ａ，５Ｂにて濾過された排液が、濾液供給路５ｂ、第１排液供給路７ｂを経由して排液タンク７に貯留される。

次に、原水に基づいた水溶液が栽培槽３ａに供給される場合のシステムの動作について説明する。かかる場合には、まず、第１送水ポンプ１４の駆動と共に、第６三方弁２６が第２原水供給路６ｃと第２合流供給路２ｃとを連通するように切り替えられる。また、混入電磁弁２ａが開放され、第２原水供給路６ｃから第２合流供給路２ｃを経由して養分混入装置２に導入された原水に養分が混入される。また、灌水装置３の滴下チューブの配管毎に設けられた第１〜第ｎライン電磁弁２ｂが順番に開閉され、養分混入装置２から水溶液供給路２ｄを経由して、ライン電磁弁が開放された滴下チューブの配管に、原水から製造された水溶液が給液される。

最後に、排液が栽培槽３ａに供給される場合のシステムの動作について説明する。かかる場合には、まず、第２送水ポンプ１５の駆動と共に、第６三方弁２６が第２排液供給路７ｃと第２合流供給路２ｃとを連通するように切り替えられる。ここで、混入電磁弁２ａは閉塞されたままとされ、第２排液供給路７ｃから第２合流供給路２ｃを経由して養分混入装置２に導入された排液には養分は混入されない。また、灌水装置３の滴下チューブの配管毎に設けられた第１〜第ｎライン電磁弁２ｂが順番に開閉され、養分混入装置２から水溶液供給路２ｄを経由して、ライン電磁弁が開放された滴下チューブの配管に、排液が給液される。

このように本栽培システム１０１では、原水または排液の濾過と、原水または排液の給液（灌水）の４つのシステム動作を円滑に実行することができ、排液を使用する循環型の給液システムを良好に稼働させることができる。

次に、図２を参照して、濾過タンク５Ａ，５Ｂの詳細について説明する。図２（ａ）は、濾過タンク５Ａ，５Ｂを模式的に示す断面図であり、図２（ｂ）は、濾過膜５ａを模式的に示す拡大断面図である。なお、図２（ａ）では、理解を容易とするために、濾過膜５ａが正面から図示されており、断面の図示が省略されている。

図２（ａ）に示すように、濾過タンク５Ａ，５Ｂは、略円筒状のケース体であり、長手方向一端側（図２（ａ）下側）に開口形成される流入口５Ａ１，５Ｂ１と、その流入口５Ａ１，５Ｂ１に対して対向配置されると共に開口形成される流出口５Ａ２，５Ｂ２と、側面に開口形成される排出口５Ａ３，５Ｂ３と、内部に配設される濾過膜５ａとを備えて構成されている。

流入口５Ａ１，５Ｂ１は、第１合流供給路１７ｂ（図１参照）から供給される原水又は排液が流入する開口部であり、濾過タンク５Ａ，５Ｂの長手方向一端側に穿設されると共に第１合流供給路１７ｂに連結されている。

流出口５Ａ２，５Ｂ２は、濾過膜５ａにより濾過された原水又は排液を濾液供給路５ｂ（図１参照）へ流出させる開口部であり、濾過タンク５Ａ，５Ｂの長手方向他端側（図２（ａ）上側）に穿設されると共に濾液供給路５ｂに連結されている。

排出口５Ａ３，５Ｂ３は、濾過タンク５Ａ，５Ｂ内の原水又は排液及び空気を外部供給路５ｃ（図１参照）に排出するための開口部であり、後述する隔壁部材５ａ３よりも流入口５Ａ１，５Ｂ１側（図２（ａ）下側）に配置されると共に濾過タンク５Ａ，５Ｂの側面に穿設されている。

濾過膜５ａは、ストロー状の中空糸膜で構成されるものであり、その濾過膜５ａを複数束ねたモジュールが濾過タンク５Ａ，５Ｂのケース体内に内包されている。このモジュールは、その長手方向一端側（図２（ａ）上側）の外周に上側支持部材５ａ１が固着されると共に長手方向他端側（図２（ａ）下側）の端部に下側支持部材５ａ２が固着され、上側支持部材５ａ１及び隔壁部材５ａ３を介して濾過タンク５Ａ，５Ｂ内に固定されている。

なお、濾過タンク５Ａ，５Ｂ内には、常時原水又は排液が貯留されており、濾過膜５ａを常に湿潤させるように設定されている。

上側支持部材５ａ１は、モジュールを束縛するためのものであり、モジュールの長手方向一端側の外周に配設され、モジュールの長手方向一端側を開口させた状態でモジュールを束縛する。

下側支持部材５ａ２は、モジュールを保持するためのものであり、モジュールの長手方向他端側の端部に配設され、モジュールの長手方向他端側を閉塞させた状態でモジュールを保持する。

隔壁部材５ａ３は、外径寸法が濾過タンク５Ａ，５Ｂの内径寸法と略同等に設定された板状部材であり、その中央に上側支持部材５ａ１を固着した状態で外周部が濾過タンク５Ａ，５Ｂに固定され、濾過タンク５Ａ，５Ｂ内に濾過膜５ａを固定すると共に、流入口５Ａ１，５Ｂ１から流入される原水又は排液が濾過膜５ａを経由せずに流出口５Ａ２，５Ｂ２から流出されることを防止している。

図２（ｂ）に示すように、濾過膜５ａは、親水性ポリマーで覆われた繊維５ａ４が絡み合って形成されるストロー状の中空糸膜であり、中央に断面略円形状の中空孔５ａ５が軸方向（図２（ｂ）上下方向）に沿って形成されている。

これにより、流入口５Ａ１，５Ｂ１（図２（ａ）参照）から流入された原水又は排液は、濾過膜５ａの外壁の繊維５ａ４間に形成される微細孔から進入し、繊維５ａ４により濾過される。その結果、繊維５ａ４により濾過された原水又は排液は、中空孔５ａ５を通りつつ、開口形成された濾過膜５ａの流出口５Ａ２，５Ｂ２側（図２（ｂ）上側）から流出される。

また、濾過膜５ａの膜孔径は、０．１μｍに設定されている。なお、膜孔径とは、バブルポイント測定方法（日本工業規格（ＪＩＳ）Ｋ３８３２参照）により測定した値が該当する。

また、濾過膜５ａは、上述したように、ストロー状の中空糸膜で構成されているので、強度を確保して、後述する逆洗処理（図７参照）を行うことができる。

ここで、濾過膜５ａが薄い板状の平膜で構成される場合には、圧力を加えると平膜が損傷してしまうため、逆洗処理を行うことができない。

これに対し、濾過膜５ａが中空糸膜で構成される場合には、逆洗処理を行うことができるので、濾過膜５ａに蓄積した残さを除去できる。その結果、残さの蓄積により濾過能率が低下した場合には、逆洗処理を行うことで、濾過能率の向上を図り、濾液の流量を確保することができる。

また、本実施の形態における濾過装置５は、２つの濾過タンク５Ａ，５Ｂ（図２（ａ）参照）を備えて構成されているので、例えば一の濾過タンク５Ａが逆洗処理されている場合においても、他の濾過タンク５Ｂが原水又は排液を濾過することができる。その結果、逆洗処理を行っている場合においても連続的に濾過処理を行うことができ、逆洗処理による作業能率の低下を防止できる。

次に、図３を参照して、濾過膜５ａの性能を調べるために行った２種類の濾過試験（以下、それぞれ「捕捉試験」及び「吸着試験」と称す）による評価結果について説明する。

まず、図３（ａ）を参照して、捕捉試験による評価結果について説明する。捕捉試験は、濾過膜５ａの膜孔径を変化させて、植物病原菌（青枯菌、フザリウム菌）及び養分（Ｎ、Ｃａ^２＋）の捕捉変化を比較したものであり、所定濃度の植物病原菌及び養分を含有する水溶液を濾過膜５ａに通過させて、濾過前の水溶液の菌体密度及び養分濃度と濾液の菌体密度及び養分濃度とを比較した。

捕捉試験の詳細諸元は、濾過モジュール：２０ｍ^２、濾過差圧：１．０ｋｇ／ｃｍ^２、流量：１０ｌ／ｍｉｎ、濾過前菌体密度（青枯菌）：７．０×１０^７ＣＦＵ／ｍｌ、濾過前菌体密度（フザリウム菌）：１．０×１０^４ＣＦＵ／ｍｌである。

図３（ａ）は、捕捉試験の試験結果を示した図である。なお、図３（ａ）中の「×」とは、濾液中に植物病原菌又は養分が検出されなかったことを示すものである。また、図３（ａ）中の「△」とは、濾液中の菌体密度及び養分濃度が濾過前の水溶液中の菌体密度及び養分濃度と比較して減少したことを示すものである。また、図３（ａ）中の「○」とは、濾液中の菌体密度及び養分濃度が濾過前の水溶液中の菌体密度及び養分濃度と比較して変化がないことを示すものである。

なお、青枯菌とは、植物の病気を引き起こす植物病原菌の内で最も小さい部類のものであり、フザリウム菌は、植物の病気を引き起こす植物病原菌の内で最も大きな部類のものである。

また、Ｎ及びＣａ^２＋とは、代表的な養分である。

まず、濾過膜の膜孔径が０．２ｎｍに設定された場合の捕捉試験の試験結果について説明する。膜孔径が０．２ｎｍに設定された場合では、濾液中に植物病原菌及び養分が検出されなかったことから、植物病原菌及び養分は濾過膜に捕捉されたことが示されている。

次に、濾過膜５ａの膜孔径が０．５ｎｍに設定された場合では、濾液中に植物病原菌が検出されなかったことから、植物病原菌は濾過膜５ａに捕捉されたことが示されている。また、濾液中の養分密度が濾過前の水溶液中の養分密度と変化がなかったことから、養分は濾過膜５ａに捕捉されずに通過したことが示されている。

次に、濾過膜５ａの膜孔径が０．１μｍに設定された場合では、膜孔径が０．５ｎｍに設定された場合と同様に、植物病原菌は濾過膜５ａに捕捉され、かつ、養分は濾過膜５ａに捕捉されずに通過したことが示されている。

次に、濾過膜５ａの膜孔径が０．５μｍに設定された場合では、膜孔径が０．５ｎｍ及び０．１μｍに設定された場合と同様に、植物病原菌は濾過膜５ａに捕捉され、かつ、養分は濾過膜５ａに捕捉されずに通過したことが示されている。

次に、濾過膜の膜孔径が０．６μｍに設定された場合では、濾液中の青枯菌の菌体密度が３．５×１０^７ＣＦＵ／ｍｌであり、濾液中のフザリウム菌の菌体密度が５．０×１０^３ＣＦＵ／ｍｌであったことから、約半分の植物病原菌が濾過膜に捕捉され、約半分の植物病原菌が捕捉されずに通過したことが示されている。また、濾液中の養分濃度が濾過前の水溶液中の養分濃度と変化がなかったことから、養分は濾過膜に捕捉されずに通過したことが示されている。

最後に、濾過膜の膜孔径が０．７μｍに設定された場合では、濾液中の菌体密度及び養分濃度が濾過前の水溶液中の菌体密度及び養分濃度と変化がなかったことから、植物病原菌及び養分は濾過膜に捕捉されずに通過したことが示されている。

以上のことから、濾過膜５ａの膜孔径を０．５μｍ以下の範囲内に設定することで、植物病原菌を捕捉して、植物病原菌により植物が病気に感染することを防止できる。

更に、濾過膜５ａの膜孔径を０．５ｎｍ以上の範囲内に設定することで、養分を通過させ、濾液中の養分濃度と濾過後の液体中の養分濃度とを同一に保つことができる。

その結果、濾液に養分を再度混入することを不要として、その分、コストの低減を図ることができる。更に、濾液に養分を再度混入する作業が不要となるので、その分、作業能率の向上を図ることができる。

また、濾過膜５ａの膜孔径を０．５ｎｍ以上の範囲内に設定することで、膜孔径が０．５ｎｍより小さい範囲内に設定される場合と比較して、濾過能率の向上を図り、濾液の流量を確保することができる。

更に、濾過膜５ａは、水溶液中の植物病原菌を濾し分けることによって除去可能に構成されているので、紫外線を照射して殺菌するタイプの栽培システムのように、排液の流速が早い場合や濁り等により殺菌力が低下するといったことがなく、水溶液中に含まれる植物病原菌を確実に除去することができる。

また、濾過膜５ａを有する濾過装置５を配設することにより植物病原菌を除去可能に構成されているので、し凱旋を照射して殺菌するタイプの栽培システムのように、高価な大型の紫外線ランプを配設することを不要として、装置コストの低減を図ることができる。

また、濾過膜５ａは、水溶液中の養分を通過させるように構成されているので、紫外線を照射して殺菌するタイプの栽培システムのように、紫外線の照射により養分が酸化されて沈殿することなく、濾液中の養分濃度と濾過後の養分濃度を同一に保つことができる。

次に、図３（ｂ）を参照して、濾過膜５ａの吸着性能について説明する。なお、本実施の形態における濾過膜５ａは、親水性のものが用いられている。また、吸着性能は、所定濃度のタンパク質（アルブミン、γグロブリン及びβリポプロテイン）を含む水溶液を疎水性の濾過膜及び親水性の濾過膜５ａに通過させて、疎水性の濾過膜及び親水性の濾過膜５ａに吸着したタンパク質の量で示している。

吸着試験の詳細諸元は、濾過モジュール：１００ｃｍ^２、流量：２０ｃｃ／ｍｉｎ、膜孔径：０．１μｍ、濾過前濃度（アルブミン）：０．０３％水溶液、濾過前濃度（γグロブリン）：０．０３％水溶液、濾過前濃度（βリポプロテイン）：０．０１％水溶液である。

図３（ｂ）は、吸着試験の試験結果を示した図である。なお、図３（ｂ）中の吸着量とは、濾過膜１ｃｍ^２当たりに吸着したタンパク質の量（μｇ）を示すものである。

まず、疎水性の濾過膜を用いた場合の吸着試験について説明する。疎水性濾過膜を用いた場合では、アルブミンが約１００μｇ吸着し、γグロブリンが約１７０μｇ吸着し、βリポプロテインが約９０μｇ吸着した。

次に、親水性の濾過膜５ａを用いた場合では、アルブミン及びγグロブリンが約２５μｇ吸着し、βリポプロテインが約３０μｇ吸着した。

以上のことから、親水性の濾過膜５ａは、疎水性の濾過膜よりもタンパク質の吸着量が少ないことが示される。これにより、親水性の濾過膜５ａを用いた場合では、疎水性の濾過膜を用いた場合と比較して、タンパク質の吸着による濾過膜５ａの目詰まりが軽減されるので、濾過膜５ａの目詰まりにより濾過能率が低減することを抑制できる。

次に、図４を参照して、栽培システム１０１における給液系統全体のシステムの動作について説明する。図４（ａ）は、原水に対する栽培システム１０１の動作を示す図であり、図４（ｂ）は、排液に対する栽培システム１０１の動作を示す図である。

図４（ａ）に示すように、原水を利用する給液系では、最初に、水源１７から原水が取得される（Ｓ１）。

次に、水源１７から取得された原水に対して電磁定量ポンプ１２により次亜塩素酸ナトリウムが注入される（Ｓ２）。これにより、原水中の鉄イオン（Ｆｅ^２＋）及びマンガンイオン（Ｍｎ^２＋）が酸化されて水酸化第二鉄（２Ｆｅ（ＯＨ）_３）及び水酸化第二マンガン（２Ｍｎ（ＯＨ）_３）となる。かかる水酸化第二鉄及び水酸化第二マンガンの粒径は、鉄イオン及びマンガンイオンの粒径と比較して大きくなり、濾過膜５ａで除去できる大きさとなる。

その後、水酸化第二鉄及び水酸化第二マンガンを含有する原水が濾過装置５により濾過される（Ｓ３）。これにより、粒径の大きな水酸化第二鉄及び水酸化第二マンガンが濾過膜５ａにより除去される、即ち、鉄イオン及びマンガンイオンが原水中から除去されるので、鉄イオン及びマンガンイオンが植物の生育に悪影響を及ぼしたり、滴下チューブ（図示せず）を目詰まりさせることを防止できる。

続いて、水酸化第二鉄及び水酸化第二マンガンが除去された原水は、原水タンク６に貯留される（Ｓ４）。

次に、コンプレッサ１３により圧縮空気が原水タンク６に供給され、原水タンク６に貯留される原水に対しバブリングが行われる（Ｓ５）。これにより、原水タンク６に貯留された原水に含まれる未反応の次亜塩素酸ナトリウムが分解される。

その後、次亜塩素酸ナトリウムが分解された原水は、養分混入装置２へ送出され、養分混入装置２により養分が混入されて水溶液が製造される（Ｓ６）。

続いて、養分混入装置２により製造された水溶液は、滴下装置３ｂへ送出され、滴下装置３ｂにより栽培槽３ａへ滴下される（Ｓ７）。

そして、栽培槽３ａから排出された排液は、回収タンク４に回収される（Ｓ８）。

一方、図４（ｂ）に示すように、排液を利用する給液系では、栽培槽３ａから排出された排液が貯留される回収タンク４から、排液が取得される。（Ｓ１１）。

次に、回収タンク４から取得された排液が濾過装置５により濾過される。これにより上述したように、排液中の養分は通過し、植物病原菌は除去される（Ｓ１２）。

その後、濾過装置５により濾過された排液は、排液タンク７に貯留される（Ｓ１３）。

続いて、排液タンク７に貯留された排液は、養分混入装置２に送出される（Ｓ１４）。なお、排液中の養分は、濾過装置５により除去されていないため、養分混入装置２は、混入電磁弁２ａを閉塞し、排液に対して養分の混入を休止する。

次に、養分混入装置２を経由した排液は、滴下装置３ｂへ送出され、滴下装置３ｂにより栽培槽３ａへ滴下される（Ｓ１５）。

その後、栽培槽３ａから排出された排液は、再度回収タンク４に回収される（Ｓ１５）。

ここで、栽培システム１０１では、栽培槽３ａ内の土壌に対する水溶液の浸透性を考慮して、植物に必要な水溶液量に約３割増量した水溶液量が灌水される。そのため、通常の灌水方法では、余剰分の水が周辺の水系に流出して、周辺環境を汚染してしまう。

そこで、上述したように、栽培槽３ａから排出される排液を回収タンク４に回収することで、養分が周辺の水系に流出することを防止して、周辺環境が汚染されることを防止している。

図５は、栽培システム１０１の電気回路構成の概略を示すブロック図である。図５に示すように、栽培システム１０１は、中央制御装置１と、濾過制御装置１００とを備えている。この中央制御装置１は、上記したように、栽培槽３ａへの給液系統（灌水動作）全体を制御する装置であり、装置内に記憶される給液条件に基づいて給液を制御するものである。かかる給液条件として、中央制御装置１には、滴下チューブの配管数、給液回数、給液時刻、給液量などが記憶されている。また、この給液条件は、中央制御装置１内に、デフォルト値として記憶（初期設定）されると共に、操作パネル４１の操作により、ユーザによって新たに登録および変更することができるようになっている。

この中央制御装置１は、演算装置であるＣＰＵ５１、ＲＯＭ５２、ＲＡＭ５３、ＥＥＰＲＯＭ５４、時計回路５５、入出力ポート５７、操作パネル４１、表示装置４２、警報装置４３、ドライバ回路４４、Ａ／Ｄコンバータ４５を備えている。

ＲＯＭ５２は、ＣＰＵ５１により実行される各種の制御プログラムや固定値データを記憶した書き換え不能な不揮発性のメモリである。図８と図９とのフローチャートのプログラムは、制御プログラムの一部としてこのＲＯＭ５２に記憶されている。ＲＡＭ５３は、各種のデータ等を一時的に記憶するためのメモリである。

ＥＥＰＲＯＭ５４は、書き換え可能な不揮発性のメモリであり、設定フラグ５４ａ、ディフォルト値メモリ５４ｂ、入力値メモリ５４ｃ、原水時刻メモリ５４ｄ、排液時刻メモリ５４ｅを備えている。ＥＥＰＲＯＭ５４は、不揮発性のメモリであるので、記憶された情報は、電源断後も保持される。

設定フラグ５４ａは、栽培槽３ａへの水溶液の給液を、原水から生成した水溶液と回収タンク４に貯留される排液との両者で行う場合に、中央制御装置１にデフォルト値として記憶されている給液量で行うか否かを示すためのフラグである。本栽培システム１０１は、栽培槽３ａへの給液を、原水から生成した水溶液および排液のいずれによっても実行することができるようになっている。このため、原水から生成した水溶液および排液についてそれぞれの給液量（原水供給量および排液供給量）が設定され、デフォルト値として中央制御装置１に記憶されている。一方で、中央制御装置１は、操作パネル４１の操作により、ユーザ所望の給液条件（給液量）を入力（設定）することができるようになっている。設定フラグ５４ａは、入力された給液量により給液を行うことが、ユーザによる操作パネル４１の操作によって指定されるとオンされ、逆に、デフォルト値の給液量による給液が指定されるとオフされる。尚、初期設定においては、設定フラグ５４aはオフされている。

ＣＰＵ５１は、給液の実行に際してこの設定フラグ５４ａを参照し、設定フラグ５４ａがオフであれば、デフォルト値として記憶されている給液量で、原水から生成された水溶液と排液とを栽培槽３ａに供給する。また、設定フラグ５４ａがオンであれば、ユーザにより入力された給液量で、原水から生成された水溶液と排液とを栽培槽３ａに供給する。

ディフォルト値メモリ５４ｂは、出荷時に初期設定された給液条件を記憶するメモリである。このディフォルト値メモリ５４ｂには、原水から生成された水溶液による給液量を示す原水供給量と、排液による給液量を示す排液供給量と、原水供給量と排液供給量とが合計された合計給液量との３つの給液量が記憶されている。尚、本実施形態においては、各給液量は、１回の給液当たりに１のラインに供給する量で設定されている。

入力値メモリ５４ｃは、ユーザの入力操作により入力された給液条件を記憶するメモリであり、ディフォルト値メモリ５４ｂと同様に原水供給量と、排液供給量と、合計給液量との３つの給液量が記憶されている。かかる３つの給液量は、ユーザによる操作パネル４１の操作により、それぞれ入力される。入力された給液量は、この入力値メモリ５４ｃに各給液量の項目に対応して書き込まれ記憶される。また、新たに入力操作が実行された場合には、新たに入力された値（給液量）で、先に記憶される対応する値が更新される。

原水時刻メモリ５４ｄは、栽培槽３ａへ給液を行う給液時刻であって、その給液を原水に養分を混合することによって新たに生成される水溶液のみで実行する原水給液時刻を記憶するメモリである。原水給液時刻は、ユーザによる操作パネル４１の操作によってユーザ所望の値で入力され、入力された値（時刻）が、この原水時刻メモリ５４ｄに記憶される。

ＣＰＵ５１は、常時、時刻の管理を行っており、この原水時刻メモリ５４ｄに記憶される原水給液時刻の到来を契機として、新たに生成された水溶液を栽培槽３ａに給液して灌水を実行する。尚、原水時刻メモリ５４ｄに記憶される原水給液時刻において実行される給液では、排液による給液は実行されない。従って、新たに生成された水溶液が、デフォルト値メモリ５４ｂまたは入力値メモリ５４ｃに記憶される合計の給液量で、栽培槽3ａに給液される。

本栽培システム１０１は、栽培槽３ａに対し必要量の３割増で給液を実行し、余剰の給液を排液として回収するものである。従って、栽培槽３ａへの給液は、主に、原水から新たに生成される水溶液によって実行される。要求される給液の総量を排液のみでまかなうことはできないからである。ここで、給液形態としては、各回の給液を原水からの水溶液と排液とで行うパターンと、給液全体の内の一部を原水からの水溶液と排液とによって行うと共に残りを原水からの水溶液のみで行うパターンがある。本栽培システム１０１では、両パターンのいずれによっても給液が実行できるように、この原水時刻メモリ５４ｄが設けられている。これにより、給液形態にバリエーションを持たせることができ、個々のユーザの要望に適応した形態で、排液の再利用を行う栽培システム１０１を提供することができる。

排液時刻メモリ５４ｅは、栽培槽３ａへの給液を行う給液時刻であって、その給液を原水から生成された水溶液と排液との両者によって実行する排液給液時刻を記憶するメモリである。原水時刻メモリ５４ｄと同様、ユーザによる操作パネル４１の操作によってユーザ所望の排液供給時刻が入力され、入力された値（時刻）が、この排液時刻メモリ５４ｅに記憶される。

ＣＰＵ５１により、この排液時刻メモリ５４ｅに記憶される排液供給時刻の到来が認識されると、デフォルト値メモリ５４ｂまたは入力値メモリ５４ｃの内の設定フラグ５４ａにて示されるメモリに記憶される給液量に基づいて、排液と新たに生成された水溶液とが栽培槽３ａに給液され灌水が実行される。

時計回路５５は、時刻の計時を行うためのものであり、時計回路５５によって計時された時刻は、ＣＰＵ５１によって読み出され、各処理に使用される。上記したように、時計回路５５から読み出された時刻により、登録された給液時刻（原水給液時刻、排液給液時刻）の到来であるとＣＰＵ５１によって判断された場合には、中央制御装置１に接続される各デバイスの内、駆動対象のデバイスに対しＣＰＵ５１からドライバ回路４４に動作が指示され、栽培槽３ａに対する給液が実行される。

かかるＣＰＵ５１、ＲＯＭ５２、ＲＡＭ５３、ＥＥＰＲＯＭ５４、時計回路５５は、データバス、アドレスバスにより構成されるバスライン５６を介して互いに接続されている。また、バスライン５６は、入出力ポート５７に接続されている。入出力ポート５７には、バスライン５６以外に、操作パネル４１、表示装置４２、警報装置４３、ドライバ回路４４、Ａ／Ｄコンバータ４５が接続されている。

操作パネル４１は、テンキーや各種コマンドを入力するためのコマンドキーなどを備えた入力装置である。ユーザはこの操作パネル４１を操作することにより、給液条件やパラメータのデータを入力することができる。この操作パネル４１から入力されたデータやコマンドは、表示装置４２に表示される。表示装置４２は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）で構成され、中央制御装置１で実行される処理内容や手順、入力されたデータなどを視覚的に確認するために、文字や画像などを表示するものである。

ドライバ回路４４は、中央制御装置１に接続される各デバイスを動作させるための回路であり、井戸ポンプ１１、電磁定量ポンプ１２、第１送水ポンプ１４、第２送水ポンプ１５、回収ポンプ１６、混入電磁弁２ａ、第１〜第ｎライン電磁弁２ｂ、第６三方弁２６などの各デバイスのそれぞれに接続されている。

このドライバ回路４４は、接続されるデバイスを動作させるための回路であり、上記したＣＰＵ５１からなされる各指示に応じて、各デバイスに対応した電圧を生成し、生成した電圧を指示された時間、対応するデバイスに供給する。

具体的には、原水から新たに生成した水溶液を灌水装置３へ給液する場合には、ＣＰＵ５１により、第１送水ポンプ１４の所定時間の駆動と、第６三方弁２６の第２原水供給路６ｃと養分混入装置２とを連通させる方向への稼働と、混入電磁弁２ａの所定時間の開放動作とが、ドライバ回路４４に指示される。ドライバ回路４４は、かかるＣＰＵ５１からの指示に応じて第１送水ポンプ１４、第６三方弁２６、混入電磁弁２ａに対し通電を行う。これにより、原水タンク６に貯留される原水が、第１送水ポンプ１４により養分混入装置２に送出され、混入電磁弁２ａから液肥（養分）が添加されて所定濃度の水溶液が生成されると共に、その生成された水溶液が灌水装置３ａに導入される。

また、排液を灌水装置３へ給液する場合には、ＣＰＵ５１により、第２送水ポンプ１５の所定時間の駆動と、第６三方弁２６の第２排液供給路７ｃと養分混入装置２とを連通させる方向への稼働とが、ドライバ回路４４に指示される。ドライバ回路４４は、かかるＣＰＵ５１からの指示に応じて第２送水ポンプ１５、第６三方弁２６に対し通電を行う。これにより、排液タンク７に貯留される排液が、第２送水ポンプ１５により、養分混入装置２に送出され、養分混入装置２を経由して灌水装置３に導入される。尚、排液の給液時には、混入電磁弁２ａへの通電はなされず、混入電磁弁２ａは閉塞されたままとなる。従って、新たな液肥添加などの濃度調整を行うことなく、排液はそのまま栽培槽３ａに供給される。

Ａ／Ｄコンバータ４５は、アナログデータをデジタルデータに変換する装置であり、回収タンク液面センサ４ａ、原水タンク液面センサ６ａ、排液タンク液面センサ７ａに接続されている。回収タンク液面センサ４ａ、原水タンク液面センサ６ａ、排液タンク液面センサ７ａから入力されるアナログの検出信号（入力値）は、Ａ／Ｄコンバータ４５によりデジタルデータに変換されて中央制御装置１に入力される。

更には、中央制御装置１には、入出力ポート５７を介して濾過制御装置１００が接続されている。中央制御装置１は、濾過制御装置１００との間で、有線または無線によって情報通信可能に接続されており、濾過制御装置１００から情報（信号）を受信した場合、その受信した情報に応じた処理が実行される。

井戸ポンプ１１、電磁定量ポンプ１２、第１送水ポンプ１４、第２送水ポンプ１５、回収ポンプ１６、混入電磁弁２ａ、第１〜第ｎライン電磁弁２ｂ、第６三方弁２６は、上記したように、ドライバ回路４４を介して中央制御装置１に接続されるデバイスである。

井戸ポンプ１１、電磁定量ポンプ１２、第１送水ポンプ１４、第２送水ポンプ１５、回収ポンプ１６は、定量ポンプであり、中央制御装置１により、その駆動が制御される。井戸ポンプ１１、電磁定量ポンプ１２、回収ポンプ１６は、濾過制御装置１００からの駆動要求信号を中央制御装置１が受信することを契機として中央制御装置１により制御される。即ち、濾過制御装置１００によって間接的に制御されるポンプである。濾過制御装置１００からは、井戸からの原水を濾過装置５によって濾過するタイミングで、中央制御装置１に井戸ポンプ１１および電磁定量ポンプ１２の駆動を要求する駆動要求信号が送信される。また、濾過制御装置１００からは、排液を濾過装置５によって濾過するタイミングで、中央制御装置１に回収ポンプ１６の駆動を要求する駆動要求信号が送信される。そして、かかる駆動要求信号に基づいて中央制御装置１からドライバ回路４４に指示（駆動信号）が出力され、井戸ポンプ１１および電磁定量ポンプ１２、または回収ポンプ１６が駆動される。尚、井戸ポンプ１１、電磁定量ポンプ１２、回収ポンプ１６を濾過制御装置１００に接続して濾過制御装置１００にて直接的に制御するように本栽培システム１０１を構成しても良い。

混入電磁弁２ａは、上記したように養分混入装置２に設けられ、液肥の原液（養分）を養分タンクから原水に供給する供給口の開閉バルブとして機能する装置である。この混入電磁弁２ａは、通電量に比例して弁の開放量が調整される比例制御電磁弁で構成されている。つまり、この混入電磁弁２ａの開放量が変更されることにより、養分混入装置２で製造される養分量が調整され、水溶液中の養分濃度を変更することができるようになっている。中央制御装置１には、給液する水溶液の養分濃度が記憶されており、その養分濃度に応じた通電量で混入電磁弁２ａは動作される。よって、設定された濃度の水溶液が生成される。

第１〜第ｎライン電磁弁２ｂは、滴下チューブの各配管のそれぞれに１ずつ設けられる弁であり、中央制御装置１によりその開閉動作が個別に制御される。尚、本実施の形態では、１のライン（配管）毎に給液が実行されるように、各第１〜第ｎライン電磁弁２ｂは動作される。

第６三方弁２６は、中央制御装置１によって制御される弁であり、第２原水供給路６ｃと第２合流供給路２ｃとが連通される連通状態と、第２排液供給路７ｃと第２合流供給路２ｃとが連通される連通状態とは、中央制御装置１からの指示に基づいて切り替えられる。

回収タンク液面センサ４ａ、原水タンク液面センサ６ａ、排液タンク液面センサ７ａは、電気抵抗の変化によって液面を検出する電極棒方式のセンサである。各センサ４ａ，６ａ，７ａのそれぞれには、各タンク４，６，７の上面から下方に向かって下垂する長さの異なる３つのプローブを備えており、かかるプローブ先端に１対の電極が配設されており、その電極間に流れる電流値（電極間の電圧値）が検出値（信号）として出力される。電極が液体に接触している場合と否である場合とにおいて、電極間に流れる電流値（電極間の電圧値）が変化するため、電極間の電気抵抗の変化が、電圧値或いは電流値の変化として検知される。即ち、該電極が液体に非接触である場合には、接触時に比べて電気抵抗値が増大するので、各センサ４ａ，６ａ，７ａから出力される検出値（電圧値或いは電流値）が所定の判定値以上か未満かにより、各センサ４ａ，６ａ，７ａのプローブ先端が液体に浸漬されているか否かが示される。

各センサ４ａ，６ａ，７ａには、長さの異なる３つのプローブが設けられているので、各センサ４ａ，６ａ，７ａからは各プローブに対応した３つの信号が出力される。従って各タンク４，６，７において、３段階で液面レベルを検出することができる。最も長いプローブからの検出値により、液面がタンクの下方（渇水位置）まで降下していること、即ち渇水を検出することができ、最も短いプローブからの検出値により、液面がタンク上面近傍まで上昇していること、即ち満水を検出することができる。従って、ＣＰＵ５１，７１は、各センサ４ａ，６ａ，７ａからの検出値（信号）を所定の判定値と比較することにより、各タンク４，６，７の満水および渇水を判断することができる。

濾過制御装置１００は、原水および排液の濾過を制御する装置である。また、濾過制御装置１００は、中央制御装置１と有線または無線によって接続されており、中央制御装置１と情報通信を実行し得るように構成されている。

この濾過制御装置１００は、演算装置であるＣＰＵ７１、ＲＯＭ７２、ＲＡＭ７３、ＥＥＰＲＯＭ７４、時計回路７５、入出力ポート７７、操作パネル６１、表示装置６２、警報装置６３、ドライバ回路６４、Ａ／Ｄコンバータ６５を備えている。

ＲＯＭ７２は、ＣＰＵ７１により実行される各種の制御プログラムや固定値データを記憶した書き換え不能な不揮発性のメモリである。図６と図７とのフローチャートのプログラムは、制御プログラムの一部としてこのＲＯＭ７２に記憶されている。ＲＡＭ７３は、各種のデータ等を一時的に記憶するためのメモリである。

ＥＥＰＲＯＭ７４は、書き換え可能な不揮発性のメモリであり、濾過条件や各種のパラメータ値などを記憶するためのものである。濾過制御装置１００は、操作パネル６１の操作により、ユーザによって濾過条件や各種のパラメータを登録および変更することができるようになっている。ユーザにより入力された濾過条件や各種のパラメータ値は、電源断後も、このＥＥＰＲＯＭ７４に保持される。また、新たに濾過条件等が入力された場合には、先に記憶される値が、入力された値に更新される。

このＥＥＰＲＯＭ７４は、原水濾過時刻メモリ７４ａと排液濾過時刻メモリ７４ｂとを備えている。原水濾過時刻メモリ７４ａは、原水の濾過を行う原水濾過時刻を記憶するメモリである。原水濾過時刻は、ユーザによる操作パネル６１の操作によってユーザ所望の値で入力され、入力された値（時刻）が、この原水濾過時刻メモリ７４ａに記憶される。

ＣＰＵ７１は、常時、時刻の管理を行っており、この原水濾過時刻メモリ７４ａに記憶される原水濾過時刻の到来がＣＰＵ７１にて認識されると、後述する濾過処理（Ｓ２２）によって、井戸ポンプ１１の駆動や対応する電磁弁３０の開閉および三方弁２０の切替が行われ、濾過装置５へ原水が送出されてその濾過が実行される。尚、原水濾過時刻メモリ７４ａに記憶される原水濾過時刻が到来した場合に、原水タンク６が満水状態にある場合には、ＣＰＵ７１により濾過不能と判断され、原水の濾過は実行されない。

排液濾過時刻メモリ７４ｂは、排液の濾過を行う排液濾過時刻を記憶するメモリである。排液濾過時刻は、原水濾過時刻同様、ユーザによる操作パネル６１の操作によってユーザ所望の値で入力され、入力された値（時刻）が、この排液濾過時刻メモリ７４ｂに記憶される。ＣＰＵ７１により、この排液濾過時刻メモリ７４ｂに記憶される排液濾過時刻の到来が認識されると、回収ポンプ１６の駆動や対応する電磁弁３０の開閉および三方弁２０の切替が行われ、濾過装置５へ排液が送出されてその濾過が実行される。尚、排液濾過時刻メモリ７４ｂに記憶される排液濾過時刻が到来した場合に、排液タンク７が満水状態にある場合には、ＣＰＵ７１により濾過不能と判断され、排液の濾過は実行されない。

尚、本実施形態においては、濾過膜５ａの目詰まりを解消するために、定期的に上記した濾過膜５ａの洗浄操作（逆洗処理）が実行される。この逆洗処理は、濾過タンク５Ａ，５Ｂにおける濾過の実行回数が所定回数に達したことを契機として実行される。図示を省略しているが、ＥＥＰＲＯＭ７４には、この濾過の実行回数をカウントするカウンタが設けられており、濾過の実行毎に、その値が１ずつ更新される。また、逆洗処理が実行されると、該カウンタ値は、０クリアされる。

時計回路７５は、時刻の計時を行うためのものであり、時計回路７５によって計時された時刻は、ＣＰＵ７１によって読み出され、各処理に使用される。上記したように、時計回路７５から読み出された時刻により、ＥＥＰＲＯＭ７４に記憶された濾過時刻（原水濾過時刻、排液濾過時刻）の到来であるとＣＰＵ７１によって判断された場合には、濾過制御装置１００に接続される各デバイスの内、駆動対象の各デバイスに対し、ＣＰＵ７１からドライバ回路４４に動作が指示される。更に、原水の濾過である場合には、井戸ポンプ１１と電磁定量ポンプ１２の駆動を要求する駆動要求信号が中央制御装置１に送信され、排液の濾過である場合には、回収ポンプ１６の駆動を要求する駆動要求信号が中央制御装置１に送信される。

かかるＣＰＵ７１、ＲＯＭ７２、ＲＡＭ７３、ＥＥＰＲＯＭ７４、時計回路７５は、データバス、アドレスバスにより構成されるバスライン７６を介して互いに接続されている。また、バスライン７６は、入出力ポート７７に接続されている。入出力ポート７７には、バスライン７６以外に、操作パネル６１、表示装置６２、警報装置６３、ドライバ回路６４、Ａ／Ｄコンバータ６５が接続されている。

操作パネル６１は、テンキーや各種コマンドを入力するためのコマンドキーなどを備えた入力装置である。ユーザは、かかる操作パネルを操作することにより、データやコマンドを濾過制御装置１００に入力することができる。操作パネル６１から入力されたデータやコマンドは、表示装置６２に表示される。表示装置６２は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）で構成され、濾過御装置１００で実行される処理内容や手順、入力されたデータなどを視覚的に確認するために、文字や画像などを表示するものである。

ドライバ回路６４は、濾過御装置１００に接続される各デバイスを動作させるための回路であり、コンプレッサ１３、電磁弁２０（第１〜第７電磁弁３１〜３７）、三方弁３０（第１〜第５三方弁２１〜２５）などの各デバイスのそれぞれに接続されている。

このドライバ回路６４は、接続されるデバイスを動作させるための回路であり、上記したＣＰＵ７１からなされる各指示に応じて、各デバイスに対応した電圧を生成し、生成した電圧を指示された時間、対応するデバイスに供給する。

具体的には、原水を濾過する場合には、ＣＰＵ７１により、第１三方弁２１、第２三方弁２４、第３三方弁２３、第４三方弁２４のそれぞれの稼働と、第１、第２電磁弁３１，３２の所定時間の開放動作（オン）とがドライバ回路６４に指示される。尚、各第１〜第４三方弁２１〜２４については、原水の流路を形成する所定の位置への稼働（切替え）が指示される。ドライバ回路６４は、かかるＣＰＵ７１からの指示に応じて第１〜第４三方弁２１〜２４と第１、第２電磁弁３１，３２に対し通電を行う。これにより、水源１７から原水タンク６までの原水の流路が形成される。

また、排液を濾過する場合においても、ＣＰＵ７１により、第１三方弁２１、第２三方弁２４、第３三方弁２３、第４三方弁２４のそれぞれの稼働と、第１、第２電磁弁３１，３２の所定時間の開放動作（オン）とがドライバ回路６４に指示される。尚、各第１〜第４三方弁２１〜２４については、排液の流路を形成する所定の位置への稼働（切替え）が指示される。かかる指示に基づいたドライバ回路６４からの各デバイスへの通電により、回収タンク４から排液タンク７までの排液の流路が形成される。

Ａ／Ｄコンバータ６５は、アナログデータをデジタルデータに変換する装置であり、缶体差圧センサ５ｄに接続されている。缶体差圧センサ５ｄから入力されるアナログの検出信号（入力値）は、Ａ／Ｄコンバータ６５によりデジタルデータに変換されて濾過制御装置１００に入力される。

また、濾過制御装置１００には、入出力ポート７７を介して中央制御装置１が接続されており、上記したように、中央制御装置１との間で情報通信を実行するように構成されている。本濾過制御装置１００から中央制御装置１には、デバイスの駆動を要求する駆動要求信号が送信される。本栽培システム１０１では、原水および排液の濾過に際して駆動するべきデバイスの一部（井戸ポンプ１１、電磁定量ポンプ１２、回収ポンプ１６）は、中央制御装置１に接続され、かかるデバイスの直接的な制御は中央制御装置１によってなされる。濾過制御装置１００は、濾過の実行に際し、かかる井戸ポンプ１１、電磁定量ポンプ１２、回収ポンプ１６を駆動する必要があるので、その駆動を要求する駆動要求信号を中央制御装置１に送信する。中央制御装置１は、駆動要求信号を受信した場合、駆動要求された対応するデバイスを駆動させる。

また、回収タンク液面センサ４ａ、原水タンク液面センサ６ａ、排液タンク液面センサ７ａのそれぞれから中央制御装置１に入力された入力値が、中央制御装置１から濾過制御装置１００に送信され、濾過制御装置１００にて受信される。濾過制御装置１００では、かかる中央制御装置１から受信した信号に応じて、濾過処理（Ｓ２２）の実行と非実行とが判断される。

コンプレッサ１３、三方弁２０、電磁弁３０は、上記したように、ドライバ回路６４を介して濾過制御装置１００に接続されるデバイスである。

コンプレッサ１３は、圧縮空気を製造する装置であり、その駆動は濾過制御装置１００によって制御されている。このコンプレッサ１３は、濾過タンク５Ａ，５Ｂを逆洗するタイミングおよび原水の濾過を行うタイミングで駆動される。製造された圧縮空気は、濾過タンク５Ａ，５Ｂを逆洗するタイミングであれば、濾過装置５へと送出され、濾過装置５内に備えられた濾過膜５ａの洗浄に用いられる。また、原水濾過のタイミングであれば、製造された圧縮空気は原水タンク６へと送出され、原水タンク６に貯留された濾過後の原水に対するバブリング（残留次亜塩素酸の分解）に用いられる。

三方弁２０は、複数の供給路の組み合わせによって複数の流路形成を可能に構成された本栽培システム１０１において、１の流路を規定するための弁であり、第１〜第５三方弁２１〜２５の５つの三方弁を備えている。第１〜第５三方弁２１〜２５は、濾過制御装置１００によりそれぞれ個別に制御される。本栽培システム１０１は、原水の濾過および排液の濾過、更には、濾過タンク５Ａ，５Ｂの逆洗など複数の作業動作を実行するものである。ここで、実行する作業動作が異なる場合には、異なる流路を形成する必要がある。故に、第１〜第５三方弁２１〜２５は、実行する作業内容に応じて駆動される。

電磁弁３０は、供給路の連通及び遮断を行うものであり、第１〜第７電磁弁３１〜３７を備えている。各第１〜第７電磁弁３１〜３７は、濾過制御装置１００によりそれぞれ個別に制御され、実行する作業内容に応じて各第１〜第７電磁弁３１〜３７の内の必要な電磁弁３０が通電されることとなる。この各第１〜第７電磁弁３１〜３７の各動作（開閉と遮断）と、第１〜第５三方弁２１〜２５の連通方向とにより、実行する作業内容に応じた流路が形成されることとなる。

缶体差圧センサ５ｄは、濾過タンク５Ａ，５Ｂのそれぞれに各１ずつ設けられている。この缶体差圧センサ５ｄは、濾過膜５ａを挟んで上流側と下流側との圧力の差（差圧）を検出し、検出した差圧を電気信号に変換して出力する装置である。濾過膜５ａの目詰まりの程度が増大すると差圧が増加する。

この缶体差圧センサ５ｄからの電気信号（検出値）は、上記したようにＡ／Ｄコンバータ６５を介して濾過制御装置１００に入力される。濾過制御装置１００では、この缶体差圧センサ５ｄからの入力値が監視されており、その入力値（即ち差圧）が所定値を超えた場合は信号異常と判断され、濾過膜５ａの目詰まりが限界に達した旨が報知される。

次に、濾過制御装置１００において実行される各制御処理を図６及び図７のフローチャートを参照しながら説明する。図６は、濾過制御装置１００において実行されるメイン処理のフローチャートである。

図６に示すように、濾過制御装置１００におけるメイン処理は、電源投入により開始され、まず、時計回路７５の時刻に基づいて、原水及び排液濾過時刻メモリ７４ａ，７４ｂに記憶される原水及び排液濾過時刻の到来か否かを確認し（Ｓ２１）、原水及び排液濾過時刻の到来でなければ（Ｓ２１：Ｎｏ）、Ｓ２２の処理をスキップして、Ｓ２３の処理へ移行する。一方、原水及び排液濾過時刻の到来であれば（Ｓ２１：Ｙｅｓ）、原水及び排液を濾過する濾過処理（Ｓ２２）を実行する。

原水及び排液濾過時刻の到来でない場合（Ｓ２１：Ｎｏ）又は濾過処理（Ｓ２２）を実行した後は、各処理を実行する（Ｓ２３）。この各処理（Ｓ２３）では、例えば、原水及び排液濾過時刻の設定処理や各種パラメータの設定処理、報知されている警報装置６３のキャンセル処理や、濾過制御装置１００で行われるその他の各処理を実行する。そして、各処理（Ｓ２３）を実行した後は、この処理をＳ２１の処理に移行し、電源が断されるまでＳ２１〜Ｓ２３の処理を繰り返す。

図７は、図６のメイン処理において実行される濾過処理（Ｓ２２）のフローチャートである。濾過処理（Ｓ２２）は、原水又は排液に対して濾過を行うための処理である。

図７に示すように、濾過処理（Ｓ２２）では、まず、缶体差圧センサ５ｄから入力される信号が異常を示すか否かを確認し（Ｓ４１）、信号が異常である、即ち、濾過膜５ａが目詰まりを起こしている場合であれば（Ｓ４１：Ｙｅｓ）、警報装置６３により報知を行い（Ｓ４７）、この濾過処理（Ｓ２２）を終了する。一方、信号が異常でない、即ち、濾過膜５ａが目詰まりを起こしてなければ（Ｓ４１：Ｎｏ）、濾過処理（Ｓ２２）を継続可能と判断して、時計回路７５の時刻に基づいて、排液濾過時刻メモリ７４ｂに記憶される排液濾過時刻の到来か否かを確認する（Ｓ４２）。

ここで、排液濾過時刻の到来でない（Ｓ４２：Ｎｏ）、即ち、原水濾過時刻である場合には、中央制御装置１から送信された原水タンク液面センサ６ａの信号に基づいて、原水タンク６が満水か否かを確認する（Ｓ４３）。そして、該信号が原水タンク６が満水であることを示している場合には（Ｓ４３：Ｙｅｓ）、除鉄濾過処理（Ｓ４４）できないと判断して、警報装置６３により報知を行い（Ｓ５２）、濾過処理（Ｓ２２）を終了する。

一方、該信号が原水タンク６が満水でないことを示している場合には（Ｓ４３：Ｎｏ）、除鉄濾過処理を実行する（Ｓ４４）。この除鉄濾過処理（Ｓ４４）は、上述したように、酸化タンク８に貯留された次亜塩素酸ナトリウム水溶液を水源供給路１７ａ内の原水に注入し、水源供給路１７ａと第１合流供給路１７ｂとを連通させて、原水中の鉄イオン及びマンガンイオンが酸化されて生成した水酸化第二鉄及び水酸化第二マンガンを濾過装置５により除去する原水の濾過処理を実行するものであり、第１及び第３三方弁２１，２３の切替え、第１電磁弁３１の開放、電磁定量ポンプ１２の駆動などを実行する処理である。

除鉄濾過処理（Ｓ４４）を実行した後は、逆洗を行うタイミングである逆洗タイミングか否かを判断し（Ｓ４５）、逆洗タイミングでなければ（Ｓ４５：Ｎｏ）、Ｓ４６の処理をスキップして、この濾過処理（Ｓ２２）を終了し、一方、逆洗タイミングであれば（Ｓ４５：Ｙｅｓ）、逆洗処理（Ｓ４６）を実行する。

なお、本実施の形態における逆洗タイミングは、定期的に到来する、即ち、所定回数の濾過処理を実行した場合に到来するように設定されているが、これに加えて、缶体差圧センサ５ｄから入力される信号が異常を示す場合、即ち、濾過膜５ａが目詰まりを起こした場合を契機として逆洗を行うように濾過制御装置１００を制御してもよい。

ここで、逆洗処理（Ｓ４６）とは、濾過膜５ａに詰まった残さを除去するための処理であり、まず、第４及び第６電磁弁３４，３６を開放し、任意の濾過タンク５Ａ，５Ｂと逆洗供給路１３ｂとが連通するように第４三方弁２４を切り替え、加圧供給路１３ａ及び逆洗供給路１３ｂを介してコンプレッサ１３と任意の濾過タンク５Ａ，５Ｂとを連通させる。

そして、コンプレッサ１３を所定時間駆動する。これにより、濾過タンク５Ａ，５Ｂ内を加圧し、濾過膜５ａに詰まった残さが剥離されやすくなる。

次に、第４及び第６電磁弁３４，３６、第４三方弁２４を上述した状態で保持したまま、加圧された濾過タンク５Ａ，５Ｂと外部供給路５ｃとが連通するように第５三方弁２５を切り替える。これにより、外部供給路５ｃを介して濾過タンク５Ａ，５Ｂと外部とが連通され、加圧された濾過タンク５Ａ，５Ｂ内がリークされる。

次に、第４及び第６電磁弁３４，３６、第４及び第５三方弁２４，２５を上述した状態で保持したまま、第５電磁弁３５を開放し、任意の濾過タンク５Ａ，５Ｂと空気供給路１３ｄとが連通するように第３三方弁２４，２５を切り替える。

そして、コンプレッサ１３を所定時間駆動する。これにより、濾過タンク５Ａ，５Ｂ内に空気が供給されて濾過タンク５Ａ，５Ｂ内に貯留した原水又は排液が泡立てられる、即ち、スクラビングが実行され、濾過膜５ａに詰まった残さが取り除かれる。

次に、第４、第５及び第６電磁弁３４，３５，３６、第３及び第４三方弁２３，２４を上述した状態で保持したまま、濾過タンク５Ａ，５Ｂと外部供給路５ｃとの連通が遮断されるように第５三方弁２５を切り替え、第３電磁弁３３を開放する。

これにより、残さを含有する濾過タンク５Ａ，５Ｂ内の水が、第１合流供給路１７ｂ及び外部供給路５ｃを介して、外部に排出される。

次に、第５電磁弁３５、第３及び第５三方弁２３，２５を上述した状態で保持したまま、第３及び第４電磁弁３３，３４を閉塞し、濾過タンク５Ａ，５Ｂと濾液供給路５ｂとの連通が遮断されるように第４三方弁２４を切り替え、第１電磁弁３１を開放する。

そして、次の濾過処理が除鉄濾過処理（Ｓ４４）の場合には、水源供給路１７ａと第１合流供給路１７ｂとが連通するように第１三方弁２１を切り替え、井戸ポンプ１１を駆動して濾過タンク５Ａ，５Ｂ内に原水を供給する。

次に、第１電磁弁３１、第１及び第３三方弁３１，３３上述した状態で保持したまま、第５電磁弁３５を閉塞し、濾過タンク５Ａ，５Ｂと外部供給路５ｃとの連通が遮断されるように第５三方弁２５を切り替える。また、任意の濾過タンク５Ａ，５Ｂと濾液供給路５ｂとが連通するように第４三方弁３４を切り替え、第２電磁弁３２を開放する。更には、濾液供給路５ｂと第１原水供給路６ｂとが連通するように第２三方弁２２を切り替える。これにより、濾過タンク５Ａ，５Ｂ内に貯まった空気が原水タンク６に排出される。

一方、次の濾過処理が排液濾過処理（Ｓ５０）の場合には、回収供給路４ｂと第１合流供給路１７ｂとが連通するように第１三方弁２１を切り替える。また、回収ポンプ１６を駆動して濾過タンク５Ａ，５Ｂ内に排液を供給する。

次に、第１電磁弁３１、第１及び第３三方弁３１，３３上述した状態で保持したまま、第５電磁弁３５を閉塞し、濾過タンク５Ａ，５Ｂと外部供給路５ｃとの連通が遮断されるように第５三方弁２５を切り替える。また、任意の濾過タンク５Ａ，５Ｂと濾液供給路５ｂとが連通するように第４三方弁３４を切り替え、第２電磁弁３２を開放する。更には、濾液供給路５ｂと第１排液供給路７ｂとが連通するように第２三方弁２２を切り替える。これにより、濾過タンク５Ａ，５Ｂ内に貯まった空気が排液タンク７に排出される。

このような逆洗処理（Ｓ４６）の実行後は、この濾過処理（Ｓ２２）を終了する。

また、Ｓ４２の処理において、排液濾過時刻の到来であれば（Ｓ４２：Ｙｅｓ）、中央制御装置１から送信された回収タンク液面センサ４ａの信号に基づいて、回収タンク４が渇水か否かを確認する（Ｓ４８）。そして、該信号が回収タンク４が渇水であることを示している場合には（Ｓ４８：Ｙｅｓ）、排液濾過処理（Ｓ５０）するための排液が回収タンク４に貯留されていないと判断して、警報装置６３により報知を行い（Ｓ５１）、濾過処理（Ｓ２２）を終了する。

一方、回収タンク４が渇水でないことが示されている場合には（Ｓ４８：Ｎｏ）、中央制御装置１から送信された排液タンク液面センサ７ａの信号に基づいて、排液タンク７が満水か否かを確認する（Ｓ４９）。そして、該信号が排液タンク７が満水であることを示している場合には（Ｓ４９：Ｙｅｓ）、排液濾過処理（Ｓ５０）できないと判断して、警報装置６３により報知を行い（Ｓ５１）、濾過処理（Ｓ２２）を終了する。

一方、該信号が排液タンク７が満水でないことを示している場合には（Ｓ４９：Ｙｅｓ）、排液濾過処理（Ｓ５０）を実行する（Ｓ５０）。この排液濾過処理（Ｓ５０）は、上述したように、回収供給路４ｂと第１合流供給路１７ｂとを連通させ、回収タンク４に貯留された排液中の養分を通過させつつ植物病原菌を除去する排液の濾過処理を実行するものであり、第１及び第３三方弁２１，２３の切替え、第１電磁弁３１の開放などを実行する処理である。

そして、排液濾過処理（Ｓ５０）を実行した後、その処理をＳ４５の処理に移行する。

次に、中央制御装置１において実行される各制御処理を図８及び図９のフローチャートを参照しながら説明する。図８は、中央制御装置１において実行されるメイン処理のフローチャートである。

図８に示すように、中央制御装置１におけるメイン処理は、電源投入により開始され、まず、時計回路５５の時刻に基づいて、原水及び排液時刻メモリ５４ｄ，５４ｅに記憶される原水及び排液給液時刻の到来か否かを確認し（Ｓ３１）、原水及び排液給液時刻の到来でなければ（Ｓ３１：Ｎｏ）、Ｓ３２の処理をスキップして、Ｓ３２の処理へ移行する。一方、原水及び排液給液時刻の到来であれば（Ｓ３１：Ｙｅｓ）、原水及び排液を給液する給液処理を実行する（Ｓ３２）。

原水及び排液給液時刻の到来でない場合（Ｓ３１：Ｎｏ）又は給液処理（Ｓ３２）を実行した後は、各処理を実行する（Ｓ３３）。この各処理（Ｓ３３）では、例えば、原水及び排液給液時刻の設定処理や各種パラメータの設定処理、報知されている警報装置４３のキャンセル処理や、中央制御装置１で行われるその他の各処理を実行する。そして、各処理（Ｓ３３）を実行した後は、この処理をＳ３１の処理に移行し、電源が断されるまでＳ３１〜Ｓ３３の処理を繰り返す。

図９は、図８のメイン処理において実行される給液処理（Ｓ３２）のフローチャートである。給液処理（Ｓ３２）は、栽培槽３ａに対する原水又は排液の給液を制御する処理である。

図９に示すように、給液処理（Ｓ３２）では、まず、時計回路５５の時刻を読み取る（Ｓ６１）。次に、読み取った時計回路５５の時刻に基づいて、排液時刻メモリ５４ｅに記憶される排液給液時刻の到来か否かを確認し（Ｓ６２）、排液給液時刻の到来であれば（Ｓ６２：Ｙｅｓ）、回収タンク液面センサ４ａからの入力値が渇水を示す値か否かを確認する（Ｓ６３）。

次に、回収タンク液面センサ４ａからの入力値が渇水を示す値でない（Ｓ６３：Ｎｏ）、即ち、回収タンク４に排液が所定量以上貯留されていれば、設定フラグ５４ａがオンか否かを確認する（Ｓ６４）。

設定フラグ５４ａがオンである場合は（Ｓ６４：Ｙｅｓ）、原水及び排液の給液をユーザーによって入力された条件で行うために、入力値メモリ５４ｃに記憶される排液供給量を読み出す（Ｓ６５）。一方、設定フラグ５４ａがオンでない場合は（Ｓ６４：Ｎｏ）、原水及び排液の給液を予め初期設定された条件で行うために、ディフォルト値メモリ５４ｂに記憶されている排液供給量を読み出す（Ｓ７４）。Ｓ６５、Ｓ７４の処理の後は、その読み出した排液供給量に配管数（ｎ）を乗算して総排液供給量を算出する（Ｓ６６）。

なお、配管数とは、滴下装置３ｂに設けられた滴下チューブの配管の数である。

次に、排液タンク液面センサ７ａから入力される値に基づいて、総排液供給量が排液タンク７の排液貯留量よりも多いか否かを確認し（Ｓ６７）、排液貯留量が総排液供給量よりも多い（Ｓ６７：Ｎｏ）、即ち、総排液供給量以上の排液が排液タンク７に貯留されている場合には、読み出した排液供給量をＲＡＭ５３の所定エリアに記憶する（Ｓ６８）。

次に、設定フラグ５４ａにて示されるメモリ５４ｂ，５４ｃにおいて記憶されている原水供給量を読み出してＲＡＭ５３の所定エリアに記憶した後（Ｓ６９）、排液供給処理を実行する（Ｓ７０）。

排液供給処理（Ｓ７０）では、まず、排液タンク７と養分混入装置２とが連通するように第６三方弁２６を切り替え、第２送水ポンプ１５により排液タンク７に貯留された排液を養分混入装置２に送出する。この際、混入電磁弁２ａは、閉塞した状態、即ち、排液タンク７から送出された排液に対して養分の混入を休止する。そして、養分混入装置２を経由して滴下装置３ｂへ供給される排液を、第１〜第ｎライン電磁弁２ｂの開放により滴下装置３ｂの各配管に供給する。その後、原水供給処理を行う（Ｓ７１）。

原水供給処理（Ｓ７１）では、まず、原水タンク６と養分混入装置２とが連通するように第６三方弁２６を切り替え、第１送水ポンプ１５により原水タンク６に貯留された原水を養分混入装置２に送出する。この際、混入電磁弁２ａは、開放した状態、即ち、原水タンク６から送出された原水に対して養分を混入し、水溶液を製造する。そして、養分混入装置２により製造され滴下装置３ｂへ供給される水溶液を、第１〜第ｎライン電磁弁２ｂの開放により滴下装置３ｂの各配管に供給し、この給液処理（Ｓ３２）を終了する。

一方、Ｓ６２の処理において確認した結果、排液給液時刻の到来でなければ（Ｓ６２：Ｎｏ）、原水時刻メモリ５４ｄに記憶される原水給液時刻の到来か否かを確認する（Ｓ７２）。

そして、原水給液時刻の到来でなければ（Ｓ７２：Ｎｏ）、給液処理（Ｓ３２）を終了し、一方、原水給液時刻の到来であれば（Ｓ７２：Ｙｅｓ）、原水のみを用いて給液を行うと判断し、設定フラグ５４ａにて示されるメモリ５４ｂ，５４ｃにおいて記憶されている合計給液量を読み出してＲＡＭ５３の所定エリアに記憶し（Ｓ７３）、その処理をＳ７１の処理に移行する。

また、Ｓ６３の処理において確認した結果、回収タンク液面センサ４ａからの入力値が渇水を示す値であれば（Ｓ６３：Ｙｅｓ）、回収タンク４内に排液が貯留されていないため、原水のみを用いて給液を行うと判断し、設定フラグ５４ａにて示されるメモリにおいて記憶されている合計給液量を読み出してＲＡＭ５３の所定エリアに記憶し（Ｓ７３）、その処理をＳ７１の処理に移行する。

また、Ｓ６７の処理において確認した結果、総排液供給量が排液貯留量よりも多い（Ｓ６７：Ｙｅｓ）、即ち、総排液供給量の排液が排液タンク７に貯留されていない場合には、排液貯留量／配管数（ｎ）により実際に供給できる１配管あたりの排液供給量を算出した後（Ｓ７５）、その算出された排液供給量を設定フラグ５４ａの示すメモリ５４ｂ，５４ｃに記憶される合計給液量から減算し、今回供給する原水供給量を算出する（Ｓ７６）。

例えば、配管数が１０本、総排液供給量が１０リットル、排液貯留量が５リットルの場合には、まず、各配管に排液タンク７に貯留された排液を均等配分するため、５（リットル）／１０（本）により排液供給量を０．５リットルと算出する。

次に、設定フラグ５４ａの示すメモリ５４ｂ，５４ｃに記憶される合計給液量、即ち、各配管に供給される原水及び排液の総量が２リットルの場合では、２（リットル）から０．５（リットル）減算し、原水供給量を１．５リットルと算出する。

そして、算出された排液供給量および原水供給量をＲＡＭの所定エリアに記憶した後（Ｓ７７）、その処理をＳ７０の処理に移行する。

以上のように、本栽培システム１０１では、養分混入装置２が原水に対しては養分を混入し、また、排液に対しては養分の混入を休止し、養分混入装置２から導出される水溶液又は排液は、滴下装置３ｂの各配管にそれぞれ供給される。

ここで、排液は、既に養分混入装置２により養分が混入されている。そのため、原水及び排液が混合された状態で養分混入装置２に導入される場合では、原水と排液との混合割合を算出し、その算出値に基づいて養分の混入量を設定する必要がある。

これに対し、原水及び排液が養分混入装置２にそれぞれ供給される場合では、養分の混入実行と非実行（混入電磁弁２ａの開閉）とを判断するだけでよく、原水と排液との混合割合を算出する制御を不要として、その分、中央制御装置１の制御を容易にすることができる。

なお、本実施の形態における給液処理（Ｓ３２）では、排液供給処理（Ｓ７０）により排液供給量の排液を全ての配管に供給した後に、原水供給処理（Ｓ７１）を実行して原水供給量の原水を全ての配管に供給するように構成されている。しかしながら、各配管にそれぞれ供給する、即ち、排液供給量の排液を一の配管に供給した後に、原水供給量の原水を一の配管に供給し、これらの作業を配管数分繰り返すように構成しても良い。

次に、図１０を参照して、第２実施の形態について説明する。第１実施の形態では、第２排液供給路７ｃが第２合流供給路２ｃを介して養分混入装置２に連結するように構成される場合を説明したが、第２実施の形態では、第２排液供給路７ｃが短縮供給路２０２ｄを介して水溶液供給路２ｄに連結するように構成されている。なお、上記した第１実施の形態と同一の部分には同一の符号を付して、その説明は省略する。

図１０は、第２実施の形態における栽培システム２０１を模式的に示す全体図である。

図１０に示すように、原水タンク６に貯留される原水は、第２原水供給路６ｃと第２合流供給路２ｃとの間に介設される原水電磁弁１４ａが開放した状態で、第１送水ポンプ１４により養分混入装置２へ送出される。

一方、排液タンク７に貯留される排液は、第２排液供給路７ｃと短縮供給路２０２ｄとの間に介設される排液電磁弁１５ａが開放した状態で、第２送水ポンプ１５により養分混入装置２を経由せずに滴下装置３ｂへ直接送出される。

更に、本実施の形態では、第２送水ポンプ１５は、濾過制御装置１００に接続され、濾過制御装置１００により直接制御可能に構成されている。

ここで、排液タンク７に貯留される排液は、既に養分混入装置２により養分が混入されている。そのため、排液タンク７に貯留される排液が養分混入装置２を経由して滴下装置３ａに供給される場合では、養分混入装置２は、排液中の養分割合を一定に保つために、混入電磁弁２ａの制御を行い排液に対して養分の混入を休止する必要がある。その結果、中央制御装置１は、原水か排液かを判断する判断手段と、原水か排液かに応じて混入電磁弁２ａを制御する制御手段とが必要となる。

これに対し、排液タンク７に貯留される排液が養分混入装置２を経由せずに滴下装置３ｂへ供給される場合では、上述した判断手段及び制御手段を不要として、その分、中央制御装置１の制御を容易にすることができる。

また、濾過装置５を有さずに構築された栽培システムに対して濾過装置５を導入する場合において、上述したように、養分混入装置２に供給されるのが原水のみであるので、図９のＳ７０の処理において、排液に対する混入電磁弁２ａの休止制御が不要となる。その結果、中央制御装置１に排液に対する混入電磁弁２ａの制御プログラムを追加することが不要となるので、濾過装置５を有さない既存の栽培システムに対して濾過装置５の導入を容易とすることができる。

次に、図１１を参照して、第３実施の形態について説明する。第１実施の形態では、濾過装置５が２つの濾過タンク５Ａ，５Ｂを備えて構成される場合を説明したが、第３実施の形態では、濾過装置３０５が１つの濾過タンク３０５Ａを備えて構成されている。なお、上記した第１実施の形態と同一の部分には同一の符号を付して、その説明は省略する。

図１１は、第３実施の形態における栽培システム３０１を模式的に示す全体図である。

図１１に示すように、濾過装置３０５は、水源１７から取得される原水と回収タンク４に貯留される排液とを濾過するためのものであり、１つの濾過タンク３０５Ａを備えて構成され、その濾過タンク３０５Ａは、原水及び排液を濾過するための濾過膜５ａ（図２参照）を備えて構成されている。

この濾過装置３０５の一端側（図１１下側）には、第１合流供給路１７ｂ及び空気供給路１３ｄが接続されている。そして、第１三方弁２１の動作及び第１電磁弁３１の開放により水源供給路１７ａ又は回収供給路４ｂと濾過タンク３０５Ａとが連通される。また、第３電磁弁３３の開放により第１合流供給路１７ｂと外部供給路５ｃとが連通した場合には、濾過タンク３０５Ａと外部とが連通される。また、第５電磁弁３５が開放した場合には、空気供給路１３ｄと濾過タンク３０５Ａとが連通される。

一方、濾過装置３０５の他端側（図１１上側）には、濾液供給路５ｂ及び逆洗供給路１３ｂの一端が接続されている。そして、第２電磁弁３２の開放により濾液供給路５ｂと濾過タンク３０５Ａとが連通される。また、第４電磁弁３４の開放により逆洗供給路１３ｂと濾過タンク３０５Ａとが連通される。

また、濾過タンク３０５の側面には、外部供給路５ｃの一端が接続され、その外部供給路５ｃに設けられる第８電磁弁３３８の開閉により、外部と濾過タンク３０５Ａとの連通及び遮断が選択的に切り替えられる。

第８電磁弁３３８は、外部供給路５ｃの連通及び遮断を行うためのものであり、内設されるバルブの開閉により外部と濾過タンク３０５Ａとの連通及び遮断が選択的に切り替えられる。

なお、濾過タンク３０５の逆洗時には、第１電磁弁３１は常に閉塞され、水源からの原水供給又は回収タンク４からの排液供給が停止される。その結果、濾過タンク３０５の逆洗時に、濾過タンク３０５内に原水又は排液が混入することを防止している。

以上のように、濾過装置３０５を１つの濾過タンク３０５Ａで構成することにより、濾過タンクを２つ以上で構成する場合と比較して、装置コストの低減を図ることができる。

また、２つ以上の濾過タンクを備えて構成される場合のように、各濾過タンクとの連通を選択的に切り替えるための三方弁が不要となり、その分、装置コストの低減を図ることができる。

以上、実施の形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変形が可能であることは容易に推察できるものである。

例えば、第１及び第２実施の形態における栽培システム１０１，２０１では、濾過装置５が２つの濾過タンク５Ａ，５Ｂを備えて構成され、第３実施の形態における栽培システム３０１では、濾過装置３０５が１つの濾過タンク３０５Ａを備えて構成されていたが、必ずしもこれに限られるものではなく、濾過タンクを３つ以上配設してもよい。

また、本実施の形態における栽培システム１０１，２０１，３０１では、水源供給路１７ａに次亜塩素酸ナトリウム水溶液を注入して原水中の鉄及びマンガンを除去するように構成されているが、必ずしもこれに限られるものではなく、回収供給路４ｂに次亜塩素酸ナトリウム水溶液を注入して回収タンク４内に貯留される排液中の鉄及びマンガンを除去できるように構成してもよい。

なお、かかる場合には、コンプレッサ１３と排液タンク７とを連結する供給路を配設し、その供給路を介してコンプレッサ１３により供給される空気が未反応の次亜塩素酸ナトリウムを分解するように構成することが望ましい。

また、本実施の形態における濾過膜５ａは、その膜孔径が０．５ｎｍ以上、かつ、０．５μｍ以下の範囲内に設定されているが、０．５ｎｍ以上、かつ、０．１μｍ以下の範囲内に設定することが更に好ましい。これにより、濾過膜５ａの膜孔径が０．１μｍより大きい場合と比較して、植物病原菌を確実に除去することができる。

本発明の第１実施の形態における栽培システムを模式的に示す全体図である。 （ａ）は、濾過タンクを模式的に示す断面図であり、（ｂ）は、濾過膜を模式的に示す拡大断面図である。 （ａ）は、捕捉試験の試験結果を示した図であり、（ｂ）は、吸着試験の試験結果を示した図である。 （ａ）は、原水に対する栽培システムの動作を示す図であり、（ｂ）は、排液に対する栽培システムの動作を示す図である。 栽培システムの電気回路構成の概略を示すブロック図である。 濾過制御装置において実行されるメイン処理のフローチャートである。 図６のメイン処理において実行される濾過処理のフローチャートである。 中央制御装置において実行されるメイン処理のフローチャートである。 図８のメイン処理において実行される給液処理のフローチャートである。 第２実施の形態における栽培システムを模式的に示す全体図である。 第３実施の形態における栽培システムを模式的に示す全体図である。

１ 中央制御装置（制御装置の一部）
２ 養分混入装置
２ａ 混入電磁弁（混入制御手段）
２ｃ 第２合流供給路
２ｄ 水溶液供給路
３ａ 栽培槽
３ｂ 滴下装置
３ｃ 回収装置
４ 回収タンク
４ｂ 回収供給路
５，３０５ 濾過装置
５Ａ，５Ｂ，３０５Ａ 濾過タンク（濾過装置の一部）
５ａ 濾過膜
５ｂ 濾液供給路
６ａ 原水タンク（原水供給路の一部）
６ｂ 第１原水供給路（原水供給路の一部）
６ｃ 第２原水供給路（原水供給路の一部）
７ａ 排液タンク（排液供給路の一部）
７ｂ 第１排液供給路（排液供給路の一部）
７ｃ 第２排液供給路（排液供給路の一部）
８ 酸化タンク（酸化手段の一部）
８ａ 酸化供給路
１１ 井戸ポンプ（取得手段の一部、供給手段の一部）
１２ 電磁定量ポンプ（酸化手段の一部）
１３ コンプレッサ（逆洗装置）
１４ 第１送水ポンプ（供給手段の一部）
１４ａ 原水電磁弁
１５ 第２送水ポンプ（供給手段の一部）
１５ａ 排液電磁弁
１６ 回収ポンプ（供給手段の一部）
１７ 水源
１７ａ 水源供給路
１７ｂ 第１合流供給路
２１ 第１三方弁
２２ 第２三方弁
２６ 第６三方弁
１００ 濾過制御装置（制御装置の一部）
１０１，２０１，３０１ 栽培システム
２０２ｄ 短縮供給路（短縮経路）

Claims (8)

1. 植物を栽培する栽培槽と、
   その栽培槽から排水される液体を回収する回収装置と、
   その回収装置により回収された前記液体を貯留する回収タンクと、
   その回収タンクから延設される回収供給路と、
   原水の供給源である水源から延設される水源供給路と、
   前記回収供給路および前記水源供給路に連結されると共に前記回収供給路または前記水源供給路により前記液体または前記原水が給送される第１合流供給路と、
   それら第１合流供給路、水源供給路および回収供給路の連結部位に設けられ内設されるバルブの切り替えにより、前記水源供給路および前記回収供給路のうちいずれか一方を前記第１合流供給路と連通させつついずれか他方を前記第１合流供給路と遮断させる第１三方弁と、
   前記原水中の成分を酸化させる試薬が貯留される酸化タンクと、
   その酸化タンクから延設されると共に前記水源供給路に接続され前記酸化タンクに貯留された前記試薬を前記水源供給路に送出する酸化供給路と、
   前記第１合流供給路に連結されると共に前記第１合流供給路から導入される前記液体または前記原水を濾過する濾過膜を有する濾過装置と、
   その濾過装置に接続されると共に前記濾過装置から排出される前記原水または前記液体が送出される濾液供給路と、
   その濾液供給路に連結され前記原水が流入される原水供給路と、
   前記濾液供給路に連結され前記液体が流入される排液供給路と、
   その排液供給路、前記原水供給路および前記濾液供給路の連結部位に設けられ内設されるバルブの切り替えにより、前記濾液供給路を前記原水供給路および前記排液供給路のうちいずれか一方と連通させつついずれか他方を遮断させる第２三方弁と、
   前記排液供給路および前記原水供給路に連結されると共に前記排液供給路または前記原水供給路から前記液体または前記原水が流入される第２合流供給路と、
   その第２合流供給路、前記原水供給路および前記排液供給路の連結位置に設けられ内設されるバルブの切り替えにより、前記原水供給路および前記排液供給路のうちいずれか一方を前記第２合流供給路と連通させつついずれか他方を前記第２合流供給路と遮断させる第６三方弁と、
   内設されるバルブの開閉より、前記原水供給路から供給される前記原水に対しては液肥の原液である養分を養分タンクから混入することで、前記原水を媒体として前記養分を混入した水溶液を製造すると共に、前記排液供給路から供給される前記液体に対しては前記養分の前記養分タンクからの混入を休止する混入電磁弁を有し、前記第２合流供給路に接続される養分混入装置と、
   その養分混入装置に連結される水溶液供給路を介して前記養分混入装置から供給される前記水溶液を前記植物槽に滴下する滴下装置と、
   前記第１三方弁により前記水源供給路と前記第１合流供給路とを連通させつつ前記第２三方弁により前記濾液供給路と前記原水供給路とを連通させることで前記水源から前記原水供給路までの流路を形成して前記原水を前記濾過装置によって濾過すると共に前記第６三方弁により前記原水供給路と前記第２合流供給路とを連通させつつ前記混入電磁弁を開放することで前記原水に前記養分を混入させて製造した前記水溶液を前記滴下装置へ供給する原水供給処理手段、および、前記第１三方弁により前記回収供給路と前記第１合流供給路とを連通させつつ前記第２三方弁により前記濾液供給路と前記排液供給路とを連通させることで前記回収タンクから前記排液供給路までの流路を形成して前記液体を前記濾過装置によって濾過すると共に前記第６三方弁により前記排液供給路と前記第２合流供給路とを連通させつつ前記混入電磁弁を閉塞し前記液体を前記滴下装置に供給する排液供給処理手段を有する制御装置とを備え、
   前記濾過膜は、前記濾過膜の膜孔径が０．５ｎｍ以上、かつ、０．５μｍ以下の範囲内に設定され、前記液体に含まれる養分は通過させ、前記液体に含まれる植物病原菌は除去可能に構成されていることを特徴とする栽培システム。
2. 植物を栽培する栽培槽と、
   その栽培槽から排水される液体を回収する回収装置と、
   その回収装置により回収された前記液体を貯留する回収タンクと、
   その回収タンクから延設される回収供給路と、
   原水の供給源である水源から延設される水源供給路と、
   前記回収供給路および前記水源供給路に連結されると共に前記回収供給路または前記水源供給路により前記液体または前記原水が給送される第１合流供給路、
   それら第１合流供給路、水源供給路および回収供給路の連結部位に設けられ内設されるバルブの切り替えにより、前記水源供給路および前記回収供給路のうちいずれか一方を前記第１合流供給路と連通させつついずれか他方を前記第１合流供給路と遮断させる第１三方弁と、
   前記原水中の成分を酸化させる試薬が貯留される酸化タンクと、
   その酸化タンクから延設されると共に前記水源供給路に接続され前記酸化タンクに貯留された前記試薬を前記水源供給路に送出する酸化供給路と、
   前記第１合流供給路に連結されると共に前記第１合流供給路から導入される前記液体または前記原水を濾過する濾過膜を有する濾過装置と、
   その濾過装置に接続されると共に前記濾過装置から排出される前記原水または前記液体が送出される濾液供給路と、
   その濾液供給路に連結され前記原水が流入される原水供給路と、
   前記濾液供給路に連結され前記液体が流入される排液供給路と、
   その排液供給路、前記原水供給路および前記濾液供給路の連結部位に設けられ内設されるバルブの切り替えにより、前記濾液供給路を前記原水供給路および前記排液供給路のうちいずれか一方と連通させつついずれか他方を遮断させる第２三方弁と、
   前記原水供給路に連結されると共に前記原水供給路から前記原水が送出される第２合流供給路と、
   その第２合流供給路に接続され液肥の原液である養分を養分タンクから混入することで、前記原水を媒体として前記養分を混入した水溶液を製造する養分混入装置と、
   前記原水供給路および前記第２合流供給路の間に介設され内設されるバルブが開放されることで前記原水が前記養分混入装置へ送出される原水電磁弁と、
   前記排液供給路に連結されると共に前記排液供給路から前記液体が送出される短縮供給路と、
   その短縮供給路および前記排液供給路の間に介設され内設されるバルブが開放されることで前記液体が前記滴下装置へ送出される排液電磁弁と、
   前記短縮供給路および前記第２合流供給路に連結される水溶液供給路を介して前記短縮供給路または前記第２合流供給路から送出される前記液体または前記水溶液を前記植物槽に滴下する滴下装置と、
   前記第１三方弁により前記水源供給路と前記第１合流供給路とを連通させつつ前記第２三方弁により前記濾液供給路と前記原水供給路とを連通させることで前記水源から前記原水供給路までの流路を形成して前記原水を濾過すると共に前記原水電磁弁を開放することで前記原水に前記養分を混入させて製造した前記水溶液を前記滴下装置へ供給する原水供給処理手段、および、前記第１三方弁により前記回収供給路と前記第１合流供給路とを連通させつつ前記第２三方弁により前記濾液供給路と前記排液供給路とを連通させることで前記回収タンクから前記排液供給路までの流路を形成して前記液体を濾過すると共に前記排液電磁弁を開放することで前記液体を前記滴下装置に供給する排液供給処理手段を有する供給処理制御装置とを備え、
   前記濾過膜は、前記濾過膜の膜孔径が０．５ｎｍ以上、かつ、０．５μｍ以下の範囲内に設定され、前記液体に含まれる養分は通過させ、前記液体に含まれる植物病原菌は除去可能に構成されていることを特徴とする栽培システム。
3. 前記濾過膜は、親水性材料で構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の栽培システム。
4. 前記濾過膜は、中空糸膜で構成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の栽培システム。
5. 前記回収装置により回収された前記液体を濾過する濾過方向とは逆方向に洗浄水を流して前記濾過膜を洗浄する逆洗装置を備え、
   前記濾過装置は、複数配設され、前記複数の濾過装置の内の一の濾過装置が洗浄されている場合には、前記一の濾過装置を除く前記複数の濾過装置の内の少なくとも１つが前記回収装置により回収された前記液体を濾過可能に構成されていることを特徴とする請求項４記載の栽培システム。
6. 前記水源から前記原水を取得する取得手段と、
   その取得手段により取得された前記原水の成分を酸化させる酸化手段とを備え、
   前記取得手段により取得された前記原水は、前記酸化手段により酸化された後に前記濾過装置により濾過されることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の栽培システム。
7. 前記水源から前記原水を取得する取得手段と、
   前記原水に前記養分を混入する養分混入装置と、
   前記取得手段により取得された前記原水及び前記回収装置により回収された前記液体を前記養分混入装置にそれぞれ供給する供給手段とを備え、
   前記養分混入装置は、前記原水に対して養分を混入し、かつ、前記液体に対して養分の混入を休止する混入制御手段を備えていることを特徴とする請求項１又は３から６のいずれかに記載の栽培システム。
8. 前記水源から原水を取得する取得手段と、
   前記原水に前記養分を混入する養分混入装置と、
   前記濾過装置と前記栽培槽との間において前記養分混入装置を非経由とする短縮経路とを備え、
   前記取得手段により取得された前記原水は、前記養分混入装置により前記養分が混入された後に前記栽培槽に供給され、
   前記回収装置により回収された前記液体は、前記短縮経路を経由して前記栽培槽に供給されることを特徴とする請求項２から６のいずれかに記載の栽培システム。

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