JPS63166406A - 濾過装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は１発電所等の冷却用水として或は海水淡水化用
水として取水する海水の中に浮遊生息するプランクトン
を当腋海水から濃縮分離し、海洋生物保護のため海洋へ
返還したシ、あるいは養殖魚に与える天然飼料として利
用するとともに一過海水を前記用水として供給するろ過
装置に関するものである。

〔従来技術〕

火力発電や原子力発電では、タービン回転用の蒸気を復
水器によって水に戻すため大量の冷却水を使用する。こ
の冷却水の供給源としては、量的に安定している海水が
最も多く利用されるが、海水中には植々の形態、形状、
大きさの海洋生物や浮遊夾雑物が存在するため、沈砂池
やストレーナ−等を通過させて是等を除去した後に、冷
却用媒体として導水管から復水器へ供給されるのが一般
的である。第３図（ａ）はこの導入海水の前処理工程の
ブロックフローチャートで、取水口１から取シ入れた海
水は、その中に浮遊混入する砂、貝等が沈砂池２で沈降
分離され、次いで粗大夾雑物がパースクリーン３で、比
較的小さい夾雑物がロータリースクリーン４で分離除去
された後、導水管８を経て復水器６へ供給されるもので
ある。しかしながらこの従来の前処理工程では、海水中
に浮遊生息するプランクトン類の如き微小海洋生物は捕
獲分離できないため、これらが導水管８を通り復水器６
へと送られ、プランクトン類中のムラサキイガイや７ジ
ツゲ等の幼生が導水管８あるいは復水器６の内壁面に着
生・付着し、場合によっては霊なシ合って２０３もの厚
みに達する。従ってこれにより水路が挟まり、導水量と
熱交換効率の低下をきたし、また剥がれた貝が熱交換／
４イブを詰らせ、発電効率悪化の原因となる。そこで定
期的なメンテナンス手段として、着生具を遊離塩素を含
む薬剤を使って弱らせ、剥離作業によって除去する方法
がとられてきた。また、導水管８の内壁及び復水器６の
内壁に毒性を有する亜鉛化鋼や有機錫化合物を含んだ防
汚塗料を塗布して、貝の着生を防止する手段もとられて
きた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上述した実操業に於けるメンテナンスは、導水ポ／グを
停止して犬がかりに行われるため莫大な費用がかかるほ
か、海洋生物を死滅させるおそれがあるという問題があ
った。また防汚塗料を塗布する方法では、塗料濃度、塗
装厚さに限界があって有効期間が短く、塗膜の強度や接
着強度も十分でないため、必ずしも十分な効果をもたら
さない。

さらに魚介類、藻類など海洋生物に対する悪影響や環境
汚染の問題があり、近年解決しなければならない課題と
して提起されている。

また、ムラサキイガイ等の幼生の付着機構が。

幼生の足糸からの分泌物の硬化によって形成される粘着
盤によって行われるものであるため、粘着盤の付着しな
い例えばシリコンやテフロン等の界面張力の小さい基質
からなるマイクロストレーナ−を用いることも付着防止
策として考えられているが、これもスライム等の付着に
よって表面特性が維持できず１着生が起こりストレーナ
−の目詰シを生ずる欠点があった。一方、２００海里漁
場の制約によって魚介類の養殖が海洋蛋白資源確保のた
めに普及せざるを得ない時代にある中、これら魚介類の
人工飼育に必要な生きた天然飼料を安価に確保すること
が従来困難であった点も解決課題であった。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は上記従来技術の問題点を解決するためになされ
たもので、＠３図（ｂ）に示す如く取水口１から沈砂池
２、パースクリーン３．ロータリースクリーン４を経て
夾雑物が除去された海水は、次いで本発明に係る濾過装
置５に送られる。微小夾雑物や微小海洋生物が炉別分離
された炉水は導水管８を通シ復水器６に供給される一方
、濾過装置５の原水側容器中で濃縮されたブランクトン
は濃縮微小生物取出ロアから取り出され、海洋へ生きた
まま返還させたシ、養殖魚介類への生きた天然飼料とし
て供給されるものである。

〔実施例〕

本発明Ｏ濾過装置５に適用される濾過エレメントの例を
第１図に示す。同図（、）のろ過エレメント１０は、多
孔１１１ｇ有する芯体１２の表面に均一な間隙を保持し
次螺旋体１３を有する分離部１４と該濾過エレメント１
０のろ端に設けた開口部１５と他端の封止部１６からな
シ、上記間隙（スリット）によシ戸遇された炉水を上記
開口部１５より取り出すものである。芯体１２は円筒状
管や多角管あるいは単に螺旋体を支持するだけのリプ状
骨組でもよい。ま九芯体の表面に巻回される螺旋体１３
を構成する線材は、断面が円形の丸線のほかワエッジワ
イヤや異形線も用いらｎる。螺旋体１３の隣接線間のス
リットは、１，０００μｍ以下望ましくは３００μｍ以
下の範囲で均一に保持される。同図（ｂ）は濾過エレメ
ント１０の他の態様を示し、三角棒状の芯体１２に厚さ
方向に複数の突起１７ｔ−有するリング１８を多数枚重
ねて装着して分離部１４とし、開口部１５を有するネジ
止め式取付金具１９を装着したものである。濾過エレメ
ント１０としては、上記の如くスリットにより一過する
もののほか、細線を網状に編成した網体を網目の大きさ
を異ならせて複数枚重ねて焼結した円筒状積層網体部材
、金属粉末若しくは金属小片を焼結して得られる多孔性
円筒状部材又は金属短繊維を綿状体に焼結した多孔性円
筒状部材の如く、多数の空孔により濾過するものも用い
られる。同図（ｃ）はその−例で、積層網体２ノからな
る分離部１４を有するリーフ型袋状濾過エレメント１０
である。

なお、−過エレメント１０には望ましくは管板取付部近
傍にスリット又は空孔が形成されない非ろ過部２０即ち
濾過流通のない閉鎖管部を設ける。

第２図は本発明のろ過装置の実施例を示すものである。

第１図に示す濾過エレメント１ｏは濾過容器２２内の仕
切板２３に、開口部１５を上方に封止端１６を下方に向
けて垂直に所要数装着される。なお、仕切板２３によυ
濾過容器２２は、原水側容器２４とｐ水側容器２５に隔
てられている。

沈砂池２、パースクリーン３、ロータリースクリーン４
を経て夾雑物が除去された原水２６は、ポンプ２７によ
って汲上げられ、弁２８及び弁３１を開くことで導水管
８を通り矢印２９方向に原水側容器２４中に導入される
。導入された原水２６は、濾過エレメント１０の分離部
１４表面に平行な水流３０として供給されることが必要
で、この分離部１４表面と平行な水流３００原水２６の
供給により、分離部Ｊ４を通し濾過が継続される間に原
水側容器２４の仕切板２３近傍に滞留部４９が形成され
る。原水２６中のプランクトン類は、原水側容器２４中
を浮遊し、分離部１４表面に平行な水流３０（図の場合
は上向流）に乗って、上記滞留部４９に集合濃縮される
。そして仕切板２３近傍に設けられた濃縮微小生物取出
ロアから取り出され、養殖魚介類への生きた天然飼料と
して供給されるものである。原水側容器２４中のプラン
クトン類は、このように仕切板２３近傍に形成される原
水２６の滞留部４９に濃縮されるものであるため、仕切
板２３に取シ付けられた濾過エレメント１０の仕切板２
３に近い部分は、非濾過部２０即ち濾過流通のない閉鎖
管部２０としておけば、濃縮効果が上が９、取シ出し捕
集が容易となる。スライム等の微小夾雑物が濾過エレメ
ント１０の表面で分離除去された炉水は、弁３１を経て
矢印３２方向に導水管８を通って、冷却用媒体として復
水器６へ送られる。この分離ν過操作が進むに従って濾
過エレメント１００表面には微小夾雑物が集積し、濾過
抵抗が大きくなってくる。原水側容器２４内がある設定
圧力になったとき、或は一定の時間を経た後に弁２８及
び弁３ノを閉じ、ｐ過エレメント１０の分離部１４表面
に滞積した微小夾雑物の逆洗操作を行なう。逆洗用水タ
ンク３３及び逆洗用エアタンク３４の弁３５及び３６を
開けると、気液混相タンク３７において気液混相が行わ
れ、弁３８及び弁４０を開くことによね、矢印３９の方
向に気液混相体が送られる。濾過エレメント１０の分離
部１４０表面の微小夾雑物は、弁４０を経て気液混相体
とともに矢印４１方向に押し流され、排水管４２を通っ
て廃棄される。なおＰ水のろ部は、逆洗用水として導管
４３を介して逆洗用水タンク３３に供給される。４４は
その仕切シ弁である。このように、濾過装置への取水を
停止し、ｐ過エレメント１０に設けた開口部１５から逆
に液体又は気液混相体を送って、濾過エレメント１０の
分離部１４表面の微小夾雑物を除去する機構を具備する
ものである。又、本発明のろ過装置は装置の長期間の運
転によシ発生する原水側容器２４内の壁面や濾過エレメ
ント１０の非濾過部２０表面等の着生生物を定期的に清
掃しメ／テナ／スを行うに際し、着生生物を容易に剥離
除去できるよう着生生物除去手段を具備するものである
。４５は、原水側容器２４に設けた駆除液導入口、４６
は仕切弁、４７は駆除液の貯留タンク、４８は導管であ
る。駆除液に東海洋環境を汚染することなく着生生物を
除去することのできる、例えば４０℃以上の温水もしく
は水蒸気等が用いられる。通常の駆除薬品を用いた場合
では着生貝は口を閉じた状態で付着したまま死に到シ剥
離除去がやっかいであるのに対し、４０℃以上の温水も
しくは水蒸気等を用いた場合は着生貝は開口状態で死に
到るので剥離除去が容易であるという効果がある。原水
側容器２４内の着生生物の除去、清掃は次の手順により
行われる。−過装置の運転を停止し、濾過容器２２を空
にした後、仕切弁４６を開き、駆除液タンク４７内の駆
除液を駆除液導入口４５より原水側容器２４内へ導入す
る。駆除液が原水側容器２４を満すまで注入した後、仕
切弁４６を閉じ、その状態で所定時間保持する。しかる
後、前記のろ過エレメントの逆洗操作と同一の手順に従
い、原水側容器２４内の駆除液を排出し逆洗を行うこと
により、原水側容器２４内の着生生物は剥離除去され、
排出される。

本発明の効果を確認するため下記の実験を行なったＯ く実験例１〉 長さ７５０１１．外径１２關で多孔を有するステンレス
鋼製六角波釘管芯体の表面Ｋ、同一材質で外径が０．６
　ｆｌの断面円形の線材を７０μｍスリットの均一間隙
で芯体のろ側より６００１ＩＪＩ長の位置まで巻回し、
残部約１５０闘を非濾過部とした濾過エレメントを作成
した。このろ過エレメントのろ端を封止し、非濾過部側
の他端に開口部を取り付けて、分離部が６００ＩＩ１１
で分離のろ過表面積が０．０２２ｍ”のろ過エレメント
を得た。容量１０Ｊの透明ガラス製円筒濾過容器内の仕
切板に、このろ過エレメントを７本垂直につり下げ濾過
実験装置とじ九。

海洋から原水をポンプで取水し、このろ過実験装置で海
水濾過及びプランクトン類の濃縮分離を行なった。この
時のろ過条件は、−過圧（ΔＰ）０．０５Ｋｆｆ／ＩＩ
”　、　濾過速度７．２ｍ’／ｍ”Ｈｒで、９０分間に
１７ｍ３のろ過流輩である。ムラサキイガイおよびフジ
ツメの幼生を含むプランクトンは、すべて仕切板近傍の
原水滞留部に濃縮分離状態となった。炉水の浄化度を評
価するため、プランクトンネットを用いて全戸水を通過
させ、生物顕微鏡にて視たところ一匹のエレメント／も
観察され々かった。また、仕切板近傍の原水滞留部に濃
縮されたプランクトンは微小生物取出口から生きたまま
全て回収することができた。

〈実験例■〉 長さ８５０１１１．外径３０１１１で多孔を有するＣｕ
−１０％Ｎ１合金製の１２角波打管芯体上に同一材質か
らなる外径が０．６５１ＥＩＩの断面円形の線材を５０
μｍの均一間隙で芯体のろ端より７ＱＱｍ長の位置まで
巻回して分離部とし、残部１５０ｆｉは間隙のないよう
線材を密接巻回して非Ｆ退部とした濾過エレメントを作
成した。このろ過エレメントの非濾過部側端に開口部を
設け、他端を封止し分離部のろ過表面積が０．０６５ｍ
’のろ過エレメントを得た。

このろ過エレメント４本を約２０１の円筒状濾過容器内
の仕切板に垂直に取シつけ、−過実験装置とした。

またこのろ過実験装置には流量が１．６２ｍ”／Ｈｒに
なると自動的に濾過エレメントが逆洗により再生される
自動逆洗機構と濾過自動再起機構、管板近傍に濃縮され
たプランクトン類を生きたまま採取するための取り出し
口、及び濾過容器の原海水側内に着生した生物を駆除す
るための着生生物駆除手段が設けられている。

海洋から原液水をＩングで取水し上記濾過実験装置を通
過した濾過海水路とその対照区として原海水そのままの
水路とを設けて、両水路に同量が同速度で流れるように
調整し、それぞれの水路中に０．２５ｍ”の面積を有す
る付着板を設けてプランクトン中のムラサキイガイ及び
フジツがの着生期幼生のろ過による除去効果を付着板へ
の着生の有無によって判定した。

実験は宮城県仙台湾に於て行ない、４月から６月にかけ
ての７５日間の結果を見た。７５日間に於けるそれぞれ
の水路の海水通過量は約４０００ｍ”であった。

表−１にそれぞれの付着板に着生した貝の数を示した。

この結果ではムラサキイガイが原海水側付着板に着生し
ているのが見られたが濾過海水側の付着板には全く着生
していなかった。

フジツメは今だ着生期に至っていなかったためか原海水
側の付着板にも濾過海水側の付着板にも着生はみられな
かった。しかし７ジツーの着生期幼生の大きさは６００
〜１０００％とムラサキイガイの着生期幼生の大きさ３
００〜４００μ肩よりも大きいのでムラサキイガイの着
生期幼生が濾過エレメントのスリットを通過することは
ないと考えられ、着生期のフジツメ幼生が濾過海水側へ
もれでて来ることはないといえる。

又濾過容器の原海水側に着生した稚貝の駆除実験として
、駆除液に６０℃の熱湯を用い、これを濾過容器の原海
水側に満し、１時間経過後に容器内の着生稚貝の生死の
状況を観察したところ、全ての着生稚貝が死滅している
ことが確認され駆除効果が認められた。

表　　−１ なお、下記表−２に原海水中およびｐ過海水中のプラン
クトンの数をそれぞれ示す。

表　　−２ 〔作用及び効果〕 本発明のろ過装置によれば、従来簡単に捕獲することが
困難であった海水中に浮遊生息する微小海洋生物を、濾
過容器内の原水の滞留部において濃縮し生きたまま直接
捕獲することができる。特に濾過エレメントのスリット
寸法又は空孔径を３００μｍ以下としておくことにより
、着生により影響を与えるプランクトン類はすべて分離
し得る。

従って、従来のように導水管あるいは復水器の内壁面に
着生・付着した微小海洋生物を死滅除去するのではなく
、分離捕獲したプランクトンを魚介類の人工飼育に必要
な生きた天然飼料として利用できる効果がある。微小海
洋生物は生きたまま再び海洋へ回帰させることもできる
ので、海洋生物系の環境保全に寄与する効果は大きなも
のがある。

また海洋環境に有害な毒性の薬物、有機塗料等を使用し
ないので、海洋生物に対する悪影響や環境汚染がなく、
海洋環境の保全に有効に作用する。

さらに、従来定期的メンテナンスに要した莫大な費用を
本装置の設備費及びメンテナンス費用のみに節減できる
効果がある。

なお本文においては、濾過容器内に仕切板を介して濾過
エレメントを垂直に吊架した縦型のろ過装置の例を示し
たが、横型としても同じ効果が得られる。また海水濾過
のみでなく、淡水のプランクトン類の濃縮分離にも適用
できることはいうまでもない。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）　、　（ｂ）及び（ｃ）は本発明に係る濾
過装置に適用される濾過エレメントの具体例を示す斜視
図、第２図は本発明のろ過装置を用いて原水を濾過する
経路を示す工程図である。第３図は海水を冷却用媒体と
して導水管から復水器へ供給する前処理工程のブロック
フローチャートで、同図（、）は従来のもの、同図（ｂ
）は本発明のものを示す。 ５・・・濾過装置、６・・・復水器、７・・・濃縮微小
生物取出口、ＪＯ・・・濾過エレメント、１４・・・分
離部、１５・・・開口部、１６・・・封止部、２０・・
・非濾過部、２２・・・ν過容器、２３・・・仕切板、
２４・・・原水側容器、２５・・・テ水側容器、２６・
・・原水、３７・・・逆洗用気液混相タンク、４５・・
・駆除液導入口、４７・・・駆除液タンク、４９・・・
原水滞留部。 出願人代理人　　弁理士　鈴　江　武　彦（ａ）　　　
　　　（ｂ）　　　　　　（Ｃ）第１図

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. （１）プランクトン類を含む淡水又は海水から該プラン
   クトン類をろ過するためのろ過装置であって、 複数の透孔を穿設した仕切板によって原液側容器とろ液
   側容器とに区分され、原液側容器およびろ液側容器の各
   遠端部および原液側容器の上記仕切板近傍にそれぞれ口
   部を設けてなるろ過容器と、一端が開口し、他端が閉塞
   され、周壁に多数の微細なスリット又は透孔からなる分
   離部を有し、開口端部が上記仕切板の透孔に嵌入支持さ
   れ、閉塞端部が原液側容器の遠端部の口部方向に向けて
   延出された複数のろ過エレメントと、 を具備してなり、原液中の上記プランクトン類を上記原
   液側容器の仕切板近傍に濃縮させ、これを上記仕切板近
   傍の口部を介して排出させるようにしたことを特徴とす
   るろ過装置。
2. （２）原液側容器内に延出するろ過エレメントの仕切板
   近傍部をスリット又は透孔の形成されていない非ろ過部
   として形成したことを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載のろ過装置。
3. （３）ろ過エレメントのスリット間隙又は透孔径が３０
   ０μｍ以下であることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載のろ過装置。
4. （４）ろ過エレメントが円筒状をなし、スリットがこの
   円筒体に巻回されたワイヤ相互間の間隙により形成され
   ていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のろ
   過装置。
5. （５）ろ過エレメントが角柱と、該角柱に挿通されるよ
   うにして積層された多数の環状体とによって構成され、
   スリットがこの環状体相互間に形成されていることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載のろ過装置。
6. （６）ろ過エレメントが箱型をなし、その少なくとも両
   側面に多数の透孔が形成されていることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載のろ過装置。
7. （７）プランクトン類を含む淡水又は海水から該プラン
   クトン類をろ過するためのろ過装置であって、 複数の透孔を穿設した仕切板によって原液側容器とろ液
   側容器とに区分され、原液側容器およびろ液側容器の各
   遠端部および原液側容器の上記仕切板近傍にそれぞれ口
   部を設けてなるろ過容器と、一端が開口し、他端が閉塞
   され、周壁に多数の微細なスリット又は透孔からなる分
   離部を有し、開口端部が上記仕切板の透孔に嵌入支持さ
   れ、閉塞端部が原液側容器の遠端部の口部方向に向けて
   延出された複数のろ過エレメントと、 上記ろ液側容器と連通するようにして設けられた逆洗用
   流体タンクと、 を具備してなり、原液中の上記プランクトン類を上記原
   液側容器の仕切板近傍に濃縮させ、これを上記仕切板近
   傍の口部を介して排出させるとともに、ろ過エレメント
   の分離部表面に滞積した夾雑物を逆洗用流体で除去する
   ようにしたろ過装置。
8. （８）逆洗用流体タンクが逆洗用液体タンクと逆洗用エ
   アタンクと具備していることを特徴とする特許請求の範
   囲第７項記載のろ過装置。
9. （９）プランクトン類を含む淡水又は海水から該プラン
   クトン類をろ過するためのろ過装置であって、 複数の透孔を穿設した仕切板によって原液側容器とろ液
   側容器とに区分され、原液側容器およびろ液側容器の各
   遠端部および原液側容器の上記仕切板近傍にそれぞれ口
   部を設けてなるろ過容器と、一端が開口し、他端が閉塞
   され、周壁に多数の微細なスリット又は透孔からなる分
   離部を有し、開口端部が上記仕切板の透孔に嵌入支持さ
   れ、閉塞端部が原液側容器の遠端部の口部方向に向けて
   延出された複数のろ過エレメントと、 上記原液側容器と連通するようにして設けられた駆除液
   タンクと、 を具備してなり、原液中の上記プランクトン類を上記原
   液側容器の仕切板近傍に濃縮させ、これを上記仕切板近
   傍の口部を介して排出させるとともに、原液側容器に着
   生した生物を駆除するようにしたろ過装置。
10. （１０）駆除液が４０℃以上の温水もしくは水蒸気であ
    ることを特徴とする特許請求の範囲第９項記載のろ過装
    置。