WO2015104950A1 - 水処理装置および水処理方法 - Google Patents

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WO2015104950A1
WO2015104950A1 PCT/JP2014/082941 JP2014082941W WO2015104950A1 WO 2015104950 A1 WO2015104950 A1 WO 2015104950A1 JP 2014082941 W JP2014082941 W JP 2014082941W WO 2015104950 A1 WO2015104950 A1 WO 2015104950A1
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water
treated
water treatment
flow path
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PCT/JP2014/082941
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French (fr)
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守屋　知巳
金澤　進一
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住友電気工業株式会社
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B01D33/00—Filters with filtering elements which move during the filtering operation
    • B01D33/06—Filters with filtering elements which move during the filtering operation with rotary cylindrical filtering surfaces, e.g. hollow drums
    • B01D33/067—Construction of the filtering drums, e.g. mounting or sealing arrangements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
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    • B01D33/06—Filters with filtering elements which move during the filtering operation with rotary cylindrical filtering surfaces, e.g. hollow drums
    • B01D33/073—Filters with filtering elements which move during the filtering operation with rotary cylindrical filtering surfaces, e.g. hollow drums arranged for inward flow filtration
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B01D—SEPARATION
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    • B01D33/44—Regenerating the filter material in the filter
    • B01D33/46—Regenerating the filter material in the filter by scrapers, brushes nozzles or the like acting on the cake-side of the filtering element
    • B01D33/463—Regenerating the filter material in the filter by scrapers, brushes nozzles or the like acting on the cake-side of the filtering element nozzles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63J—AUXILIARIES ON VESSELS
    • B63J4/00—Arrangements of installations for treating ballast water, waste water, sewage, sludge, or refuse, or for preventing environmental pollution not otherwise provided for
    • B63J4/002—Arrangements of installations for treating ballast water, waste water, sewage, sludge, or refuse, or for preventing environmental pollution not otherwise provided for for treating ballast water
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/001—Processes for the treatment of water whereby the filtration technique is of importance
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B13/00—Conduits for emptying or ballasting; Self-bailing equipment; Scuppers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2103/00—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
    • C02F2103/008—Originating from marine vessels, ships and boats, e.g. bilge water or ballast water

Definitions

  • the present invention relates to a water treatment apparatus and a water treatment method, and more particularly, to a water treatment apparatus and a water treatment method for filtering water to be treated using a filter.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 2010-64162 discloses the following technique. That is, the filter device includes a support shaft that is fixed upright on the base, and a both-end-closed vertical cylindrical filter that is detachably attached to the support shaft. In addition, a filtered fluid passage is formed on the support shaft to communicate the inside and outside of the filter.
  • the present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to provide a water treatment apparatus and a water treatment method capable of obtaining a higher cleaning effect on a filter.
  • a water treatment apparatus includes a filter that can be rotated so that the filtration surface moves in the circumferential direction, and from the outside of the filter toward the filtration surface.
  • the treated water outflow part for flowing out the treated water, the filtered water flow path for deriving the filtered water that has passed through the filter from the inside of the filter, and the treated water outflow in a state where the filter is rotating The treated water flows out toward the filtration surface by the section, the filtration operation in which the filtrate is led out from the filtrate water flow path, the filter is rotating, and the filtrate water flow path is closed
  • a control unit that switches between a cleaning operation in which the treated water flows out toward the filtration surface by the treated water outflow unit.
  • a water treatment method includes a filter that can be rotated so that a filtration surface moves in a circumferential direction, and water to be treated flows out toward the filtration surface.
  • a water treatment method in a water treatment apparatus comprising a treated water outflow portion and a filtered water flow path for deriving filtered water that has passed through the filter from the inside of the filter, the step of starting rotation of the filter And, in a state where the filter is rotating, a filtration operation in which the treated water flows out toward the filtration surface by the treated water outflow portion, and the filtered water is led out from the filtered water flow path, In a state where the filter is rotating and the filtered water flow path is closed, the cleaning water flow is switched to the cleaning operation in which the treated water flows out toward the filtration surface by the treated water outflow portion. And a step.
  • the present invention can be realized as a semiconductor integrated circuit that controls part or all of a water treatment apparatus including such a characteristic treatment unit.
  • the present invention can be realized not only as a water treatment apparatus including such a characteristic processing unit, but also as a program for causing a computer to execute such characteristic processing.
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a water treatment system including a water treatment apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a vertical sectional view showing the configuration of the water treatment apparatus according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a horizontal sectional view showing the configuration of the section taken along the line III-III shown in FIG.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining the flow of operation of the water treatment apparatus according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a diagram showing a comparison result between a temporal change in the differential pressure ⁇ P of the filter in the water treatment apparatus according to the embodiment of the present invention and a temporal change in the differential pressure ⁇ P of the filter in another water treatment apparatus. is there.
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a water treatment system including a water treatment apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a vertical sectional view showing the configuration of the water treatment apparatus according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a diagram showing a part of the configuration of Modification 1 (No. 1) of the water treatment treatment according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a configuration of the treated water outflow portion illustrated in FIG. 6.
  • FIG. 8 is a diagram showing a part of the configuration of Modification 1 (No. 2) of the water treatment treatment according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a diagram showing a part of the configuration of Modification Example 1 (No. 3) of the water treatment treatment according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a horizontal cross-sectional view showing a part of the configuration of Modification 2 (No. 1) of the water treatment apparatus according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 Modification 1
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a configuration of the treated water outflow portion illustrated in FIG. 6.
  • FIG. 8 is a diagram showing a part of the configuration of Modification 1 (No. 2) of the water treatment treatment according to the embodiment of the present invention
  • FIG. 11 is a vertical cross-sectional view showing a part of the configuration of Modification 2 (No. 2) of the water treatment apparatus according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a vertical cross-sectional view showing a configuration of Modification 3 of the water treatment device according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a vertical direction sectional view which shows the structure of the modification 4 of the water treatment apparatus which concerns on embodiment of this invention.
  • a water treatment apparatus includes a filter that is rotatable so that a filtration surface moves in a circumferential direction, and a treatment that flows out water to be treated from the outside of the filter toward the filtration surface.
  • the treated water flows out.
  • a controller that switches a cleaning operation in which the water to be treated flows out toward the filtration surface.
  • the filtered water flow path is closed, so that the filtered water is accumulated in the filter without being guided to the filtered water flow path, and the inside of the filter is filled with the filtered water. Further, when the treated water flows out from the treated water outflow portion toward the filtration surface, the possibility that the treated water hits the filtration surface and then flows outside the filter without passing through the filter is increased. . As a result, it is possible to prevent plankton or turbid components that cause clogging of the filter from adhering to the filter.
  • the water treatment apparatus is configured to switch between the filtering operation for filtering the water to be treated and the cleaning operation for efficiently cleaning the filter. A higher cleaning effect can be obtained.
  • the water treatment apparatus further includes a drive unit that rotates the filter, and the control unit controls the drive unit to thereby rotate the filter in the filtration operation, and The rotational speed of the filter in the cleaning operation is made different.
  • the higher the rotation speed of the filter the wider the contact area between the water to be treated and the filtration surface per unit time, and a larger amount of water to be treated that can be filtered per unit time can be secured.
  • the rotational speed of the filter increases, there is a possibility that a region where the water to be treated does not sufficiently contact will be generated in the filter, and the filter cannot be sufficiently cleaned.
  • the water treatment device has a configuration in which the rotation speed of the filter in the filtration operation is different from the rotation speed of the filter in the cleaning operation, for example, in the filtration operation.
  • a configuration is adopted in which the rotational speed of the filter is increased and the rotational speed of the filter in the cleaning operation is decreased.
  • an opening for flowing out the treated water is formed in the treated water outflow portion, and the treated water from the opening further hits the filtration surface in the water treatment device.
  • a discharge channel for discharging water existing outside the filter at a position within a predetermined range from the region and on the opening side with respect to the filter, and an inlet of the discharge channel is Directed to the area.
  • Such a configuration increases the possibility that the deposits peeled off from the filter are guided to the drainage flow path together with the water to be treated, so that the deposits can be prevented from reattaching to the filter.
  • the water treatment apparatus further includes a cleaning liquid outflow part for flowing out the cleaning liquid toward the filtration surface, and the control unit is configured such that the filter is rotating and the filtered water flow path is closed. And a cleaning liquid outflow operation in which the cleaning liquid flows out toward the filtration surface by the cleaning liquid outflow portion in a state where the outflow of the treated water is not performed by the treated water outflow portion, and the filtering operation And the cleaning operation are switched.
  • the cleaning effect of the filter can be further enhanced by performing the cleaning liquid outflow operation as a separate process from the filtering operation and the cleaning operation.
  • control unit applies a pressure to the inside of the filter by controlling a pump in the cleaning operation.
  • the cleaning effect of the filter can be further enhanced by the configuration in which pressure is applied to the inside of the filter.
  • the filtration surface is formed in a pleated shape bent along the radial direction of the rotation circle of the filter.
  • Such a configuration ensures a large contact area between the water to be treated and the filtration surface per unit time without increasing the size of the entire filter, and increases the amount of water to be treated that can be filtered per unit time. be able to.
  • the water treatment method according to the embodiment of the present invention includes a filter that is rotatable so that the filtration surface moves in the circumferential direction, and a treated water outflow portion that flows the treated water toward the filtration surface.
  • a water treatment method in a water treatment device comprising a filtered water flow path for deriving filtered water that has passed through the filter from the inside of the filter, the step of starting the rotation of the filter, and the rotation of the filter
  • the filtration operation in which the filtered water is led out from the filtrate water flow path, the filter is rotating, And, in a state where the filtered water flow path is closed, a step of switching between a cleaning operation in which the treated water flows out toward the filtration surface by the treated water outflow portion.
  • the filtered water flow path is closed, so that the filtered water is accumulated in the filter without being guided to the filtered water flow path, and the inside of the filter is filled with the filtered water. Further, when the treated water flows out from the treated water outflow portion toward the filtration surface, the possibility that the treated water hits the filtration surface and then flows outside the filter without passing through the filter is increased. . As a result, it is possible to prevent plankton or turbid components that cause clogging of the filter from adhering to the filter.
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a water treatment system including a water treatment apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the water treatment system 201 performs filtration of, for example, ballast water loaded on a ship or ballast water discharged from a ship.
  • the water treatment system 201 includes a water treatment device 101, an ultraviolet irradiation device 102, a pump 103, a valve 104, a seawater intake 105, a tank 106, and pipes 121, 122, 123, and 124.
  • the water treatment system 201 shown in FIG. 1 includes a plurality of water treatment apparatuses 101
  • the water treatment system 201 is not limited to the configuration including the plurality of water treatment apparatuses 101, and the water treatment system 201 includes one water treatment apparatus.
  • the structure provided with the processing apparatus 101 may be sufficient.
  • seawater flows as seawater to be treated from the seawater intake 105, and the water to be treated is pushed out by the pump 103 and supplied to the water treatment apparatus 101 through the pipe 121.
  • the water treatment apparatus 101 filters the water to be treated using a filter in order to remove plankton or turbid components contained in the water to be treated supplied from the pump 103. Then, the water treatment apparatus 101 supplies filtered water to the ultraviolet irradiation apparatus 102 via the pipe 122.
  • the ultraviolet irradiation device 102 sterilizes microorganisms contained in the filtered water by irradiating the filtered water supplied from the water treatment device 101 with ultraviolet rays. Then, the ultraviolet irradiation device 102 supplies filtered water after irradiation with ultraviolet rays to the tank 106 via the pipe 123. As a result, the ballast water after filtration and sterilization is stored in the tank 106.
  • plankton or turbid components removed in the water treatment apparatus 101 are discharged to the outside of the ship or the like via the pipe 124.
  • the water treatment system 201 may be used for filtering water to be treated other than ballast water loaded on a ship or ballast water discharged from a ship.
  • FIG. 2 is a vertical sectional view showing the configuration of the water treatment apparatus according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a horizontal sectional view showing the configuration of the section taken along the line III-III shown in FIG.
  • the water treatment apparatus 101 includes a cartridge 11, a rotating shaft 12, a case 13, a motor (drive unit) 14, a control unit 15, a treated water channel 16, A treated water outflow portion 17, a filtered water flow path 18, a discharge flow path 19, and a valve 20 are included.
  • the cartridge 11 is detachable from the case 13 and includes a filter 21, an upper lid portion 22, and a lower lid portion 23. In addition, an opening 24 through which the treated water flows out is formed in the treated water outflow portion 17.
  • the filter 21 has a cylindrical shape, and is formed using, for example, a polyethylene nonwoven fabric.
  • the filter 21 is rotatably attached so that the filtration surface moves in the circumferential direction around the rotation shaft 12. Further, the filter surface of the filter 21 is formed in a pleated shape that is bent so as to repeat a mountain and valley along the radial direction of the rotating circle.
  • the upper lid part 22 closes the upper part of the filter 21, and the lower lid part 23 closes the lower part of the filter 21.
  • the case 13 is provided so as to cover the entire cartridge 11.
  • the motor 14 is connected to the rotating shaft 12 and rotates the filter 21 around the rotating shaft 12. *
  • the treated water flow path 16 supplies the treated water pushed out by the pump 103 to the treated water outflow portion 17.
  • the treated water outflow portion 17 extends from the treated water flow path 16 toward the inside of the case 13, and the treated water supplied from the treated water flow path 16 is directed from the opening 24 toward the filtration surface of the filter 21. Leaked.
  • the opening 24 is formed, for example, in a rectangular shape extending thinly in the vertical direction.
  • the control unit 15 controls driving of the motor 14, opening / closing of the valve 20, and driving of the pump 103.
  • control unit 15 opens the valve 20 and drives the motor 14 and the pump 103.
  • the water to be treated that flows out from the opening 24 of the water to be treated outflow portion 17 toward the filtration surface is filtered by permeating from the outside to the inside of the filter 21.
  • the filtered water is guided to the filtered water flow path 18 provided inside the filter 21 and supplied from the filtered water flow path 18 to the other water treatment apparatus 101 or the ultraviolet irradiation apparatus 102 via the valve 20.
  • Such an operation by the water treatment apparatus 101 is hereinafter referred to as a “filtration operation”.
  • deposits that cause clogging of the filter 21 may be peeled off from the filter 21 when the water to be treated hits the filter 21. That is, in the filtration operation of the water treatment apparatus 101, the filter 21 may be cleaned in parallel with the filtration of the water to be treated. In such a case, the peeled off deposits flow to the bottom of the case 13 together with the water to be treated that has not passed through the filter 21. Then, the water to be treated that has flowed to the bottom of the case 13 and the deposits separated from the filter 21 are discharged to the outside of the water treatment apparatus 101 via the discharge flow path 19 and the pipe 124.
  • control unit 15 closes the valve 20 and drives the motor 14 and the pump 103.
  • the to-be-processed water which flowed out toward the filtration surface from the opening 24 of the to-be-processed water outflow part 17 is filtered by permeate
  • cleaning operation Such an operation by the water treatment apparatus 101, that is, an operation for cleaning the deposits on the filter 21 without filtering the water to be treated is hereinafter referred to as a “cleaning operation”.
  • the motor 14 does not necessarily have to be provided in the water treatment apparatus 101, but considering the relationship between the filtration speed and the cleaning effect of the filter 21 as described above, the water treatment apparatus 101 causes the motor 14 to operate. It is preferable that the rotational speed of the motor 14 is controllable.
  • the control unit 15 of the water treatment apparatus 101 sets the flow rate of the water to be treated pushed out by the pump 103 and the rotation speed of the motor 14 to different values in each of the filtration operation and the washing operation. can do.
  • control unit 15 controls the rotation speed of the motor 14 to be 50 rpm in the filtering operation. Moreover, the control part 15 is controlled so that the flow rate of the to-be-processed water pushed out by the pump 103 may be 7 m / s in filtration operation
  • control unit 15 controls the rotation speed of the motor 14 to be 25 to 35 rpm in the cleaning operation. Further, the control unit 15 sets the flow rate of the water to be treated pushed out by the pump 103 in the cleaning operation so as to be about 10% faster than the flow rate of the water to be treated pushed out by the pump 103 in the filtration operation, that is, 7. Control to be about 7 m / s.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining the flow of operation of the water treatment apparatus according to the embodiment of the present invention.
  • the water treatment apparatus 101 alternately repeats the filtering operation and the cleaning operation. For example, when the control unit 15 in the water treatment apparatus 101 drives the motor 14, the filter 21 starts rotating. Thereafter, the water treatment apparatus 101 repeats the operation flow of performing the filtering operation for 10 hours, switching to the cleaning operation, performing the cleaning operation for 1 hour, and switching to the filtering operation again to perform the filtering operation for 10 hours.
  • control unit 15 in the water treatment apparatus 101 detects, for example, a differential pressure ⁇ P between the pressure outside the filter 21 and the pressure inside the filter 21.
  • the control unit 15 is configured to switch from the filtering operation to the cleaning operation when the differential pressure ⁇ P exceeds a predetermined value, and to switch from the cleaning operation to the filtering operation when the differential pressure ⁇ P becomes less than the predetermined value. Also good.
  • control unit 15 in the water treatment apparatus 101 detects, for example, the turbidity of filtrate water flowing through the filtrate water flow path 18.
  • the control unit 15 may be configured to switch from the filtering operation to the cleaning operation when the detected turbidity is equal to or higher than a predetermined value, and to switch from the cleaning operation to the filtering operation when the turbidity becomes less than the predetermined value.
  • the water treatment apparatus 101 may be configured to perform, for example, a filtering operation during the daytime and a cleaning operation at nighttime.
  • FIG. 5 is a diagram showing a comparison result between a temporal change in the differential pressure ⁇ P of the filter in the water treatment apparatus according to the embodiment of the present invention and a temporal change in the differential pressure ⁇ P of the filter in another water treatment apparatus. is there.
  • Graph A in FIG. 5 relates to an embodiment of the present invention in which, for example, after filtering operation is performed for 10 hours, switching to cleaning operation is performed for 1 hour, switching to filtering operation is performed again and filtering operation is performed for 10 hours.
  • voltage (DELTA) P of the filter 21 in the water treatment apparatus 101 is shown.
  • Graph B in FIG. 5 shows an operation of washing the filter by flowing water from the inside of the filter to the outside after performing the filtering operation for 10 hours (hereinafter referred to as “backwashing operation”) for 1 hour.
  • backwashing operation shows the temporal change of the differential pressure ⁇ P of the filter in the water treatment apparatus X that performs the filtration operation for 10 hours by switching to the filtration operation again.
  • the graph C of FIG. 5 shows the time change of the differential pressure
  • DELTA differential pressure
  • the water treatment apparatus 101, the water treatment apparatus X, and the water treatment apparatus Y are provided with the same filter capable of filtering at 40 t / min in a state where clogging does not occur, for example.
  • the differential pressure ⁇ P increases as time passes.
  • the increase in the differential pressure ⁇ P is slower in the filter of the water treatment device X than in the filter of the water treatment device Y.
  • the increase in the differential pressure ⁇ P is slower in the filter 21 of the water treatment apparatus 101 than in the filter of the water treatment apparatus X.
  • the time required for differential pressure ⁇ P to reach from 0 [kPa] to 10 [kPa] is approximately 1 in comparison with the time required for differential pressure ⁇ P to increase from 0 [kPa] to 10 [kPa] in graph B. .5 times to about twice as long.
  • the water flow concentrates in an area where there is little clogging in the filter, so that only a part of the adhered matter on the filter is peeled off. There is a possibility that more deposits that are not formed remain.
  • the water treatment apparatus X that alternately switches between the filtration operation and the backwash operation by alternately switching the filtration operation and the washing operation, and the washing Compared with the water treatment apparatus Y which does not perform any operation
  • FIG. 6 is a diagram showing a part of the configuration of Modification 1 (No. 1) of the water treatment treatment according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a figure which shows the structure of the to-be-processed water outflow part shown in FIG.
  • the opening 24 formed in the to-be-processed water outflow part 17 is rectangular shape,
  • the length of the perpendicular direction is It is shorter than the length of the filter 21 in the vertical direction. More preferably, the opening 24 has a length in the vertical direction that is short enough to form a flow path of the water to be treated after the water to be treated hits the filter 21.
  • the opening 24 is provided at a height approximately at the center of the filter 21 in the vertical direction.
  • the water to be treated flowing out from the opening 24 intensively hits the substantially central position in the vertical direction of the filter 21, and circulates in the filter 21 from the central position toward the upward and downward directions.
  • a flow path is formed.
  • the opening 24 only needs to be provided at such a height that a flow path that flows upward and a flow path that flows downward after the water to be treated hits the filter 21 are formed. Centering on the height of the center of the filter 21 in the vertical direction, the filter 21 is provided within a range of 10% above and below the length of the filter 21 in the vertical direction.
  • the opening 24 shown in FIG. 7 is preferably formed to have the same area as the opening 24 shown in FIG. Thereby, the to-be-processed water which flows out from the opening 24 shown in FIG. 7 can be made into the same flow velocity as the to-be-processed water which flows out from the opening 24 shown in FIG. Further, the opening 24 may have a shape other than a rectangle.
  • FIG. 8 is a diagram showing a part of the configuration of Modification 1 (No. 2) of the water treatment treatment according to the embodiment of the present invention.
  • the shape of opening 24 is the same as that of opening 24 shown in FIG.
  • the opening 24 is provided at a height that faces the lower side of the filter 21 in the vertical direction.
  • the water to be treated flowing out from the opening 24 intensively hits the position on the lower side of the filter 21 in the vertical direction, and a flow path is formed from the lower position to the upper direction.
  • attachment of the filter 21 can be made easy to flow out outside.
  • FIG. 9 is a diagram showing a part of the configuration of Modification Example 1 (No. 3) of the water treatment treatment according to the embodiment of the present invention.
  • the shape of opening 24 is the same as that of opening 24 shown in FIG.
  • the opening 24 is provided at a height facing the upper side of the filter 21 in the vertical direction.
  • the water to be treated flowing out from the opening 24 intensively hits the position on the upper side in the vertical direction of the filter 21, and a flow path is formed from the upper position to the lower direction.
  • attachment of the filter 21 can be made easy to flow out outside.
  • FIG. 10 is a horizontal cross-sectional view showing a part of the configuration of Modification 2 (No. 1) of the water treatment apparatus according to the embodiment of the present invention.
  • Modification 2 (No. 1) of water treatment device 101 for example, a position within a predetermined range from region R where water to be treated from opening 24 hits the filtration surface, with respect to filter 21.
  • the discharge channels 25 and 26 are provided on the opening 24 side, that is, in the direction of the arrow D opposite to the filter 21 with respect to the straight line L. These discharge flow paths 25 and 26 are provided on both sides of the treated water outflow portion 17 in the horizontal direction, for example.
  • the inlet 25E of the discharge channel 25 and the inlet 26E of the discharge channel 26 are directed to the region R. That is, the inlets 25 ⁇ / b> E and 26 ⁇ / b> E are directed in the flow direction of the water to be treated when the water to be treated that has flowed out from the opening 24 circulates in the filter 21 after flowing into the filter 21 and flows to the outside of the filter 21. ing.
  • the discharge flow paths 25 and 26 are connected to a discharge flow path 19 shown in FIG. 2, for example.
  • the deposits peeled off from the filter 21 flow into the discharge channels 25 and 26 together with the water to be treated that is outside the filter 21 and is present in the case 13 without passing through the filter 21, and the like. Is discharged to the outside of the water treatment apparatus 101 through the discharge channel 19.
  • FIG. 11 is a vertical cross-sectional view showing a part of the configuration of Modification 2 (No. 2) of the water treatment apparatus according to the embodiment of the present invention.
  • Modification 2 (No. 2) of water treatment apparatus 101, for example, a position within a predetermined range from region R where water to be treated from opening 24 hits the filtration surface, and with respect to filter 21.
  • the discharge channels 27 and 28 are provided on the opening 24 side, that is, in the direction of the arrow D opposite to the filter 21 with respect to the straight line L.
  • These discharge flow paths 27 and 28 are respectively provided on the upper side and the lower side of the treated water outflow portion 17 in the vertical direction, for example.
  • the opening 24 is provided at a substantially central height in the vertical direction of the filter 21, and the inlet 27 ⁇ / b> E of the discharge channel 27 and the inlet 28 ⁇ / b> E of the discharge channel 28 are directed to the region R. That is, the inlets 27 ⁇ / b> E and 28 ⁇ / b> E are directed in the flow direction of the water to be treated when the water to be treated that has flowed out from the opening 24 circulates in the filter 21 after flowing into the filter 21 and flows to the outside of the filter 21. ing.
  • the water treatment apparatus 101 may have a configuration in which either the discharge channel 27 or the discharge channel 28 is provided. Further, the water treatment apparatus 101 is provided with a combination of at least one of the discharge flow path 25 and the discharge flow path 26 shown in FIG. 10 and at least one of the discharge flow path 27 and the discharge flow path 28 shown in FIG. It may be configured as described above.
  • the discharge flow paths 27 and 28 are connected to, for example, a discharge flow path 19 shown in FIG.
  • the deposits peeled off from the filter 21 flow into the discharge passages 27 and 28 together with the water to be treated existing outside the filter 21 and in the case 13 without passing through the filter 21. Is discharged to the outside of the water treatment apparatus 101 through the discharge channel 19.
  • FIG. 12 is a vertical cross-sectional view showing a configuration of Modification 3 of the water treatment device according to the embodiment of the present invention.
  • modification 3 of water treatment device 101 further includes chemical flow path 31, chemical outflow portion (cleaning liquid outflow portion) 32, and pump as compared with water treatment device 101 shown in FIG. 2. 33, a filter 34, a neutralization flow path 35, a neutralization processing unit 36, and valves 125, 126, and 127.
  • the neutralization flow path 35 is connected to the discharge flow path 19 and the filtrate water flow path 18.
  • the valve 125 is used to open and close the pipe 124
  • the valve 126 is used to open and close the neutralization flow path 35
  • the valve 127 is used to open and close the flow path from the discharge flow path 19 to the neutralization flow path 35. It is.
  • the control unit 15 further controls driving of the pump 33 and opening / closing of the valves 125, 126, 127.
  • control unit 15 drives the pump 33 so that the cleaning liquid containing the chemical that flows out from the chemical outflow unit 32 passes through the chemical channel 31, the treated water channel 16, and the treated water outflow unit 17 in the case 13.
  • Such chemicals include sodium hypochlorite, chlorine dioxide or limonene.
  • the control unit 15 closes the valve 20, stops driving the pump 103, and further drives the motor 14. Further, the control unit 15 closes the valve 125, the valve 126, and the valve 127.
  • the chemical supplied into the case 13 is also transmitted into the filter 21 of the cartridge 11, and the deposit on the filter 21 is washed from the outside of the filter 21. Then, the cleaning liquid containing the chemical and the deposits separated from the filter 21 stay outside the filter 21 and are guided to the chemical flow path 31 by the pump 33. Then, the cleaning liquid and the adhering matter are filtered by the filter 34 and then refluxed into the case 13 via the chemical outflow portion 32 and the chemical flow path 31.
  • the control device of the water treatment apparatus 101 monitors the chemical concentration and adjusts the monitored concentration. It may be configured to add chemicals accordingly.
  • the time for performing the chemical circulation operation varies depending on the concentration of the chemical. For example, when the chemical concentration is about 300 ppm, the chemical circulation operation is performed for 5 hours or more.
  • control unit 15 stops the driving of the pump 33 and terminates the chemical circulation operation, the chemical cannot be discharged as it is to the outside of the water treatment apparatus 101, so it is necessary to neutralize the cleaning liquid containing the chemical. There is. Therefore, the control unit 15 opens the valve 126 and the valve 127 and keeps the valve 20 and the valve 125 closed.
  • the cleaning liquid that has passed through the filter 21 and accumulated in the filter 21, the cleaning liquid that has not permeated into the filter 21, and the deposits that have separated from the filter 21 and flowed to the outside of the filter 21 are neutralized.
  • the water is supplied to the neutralization processing section 36 via the use flow path 35 or the discharge flow path 19, neutralized in the neutralization processing section 36, and then discharged to the outside of the water treatment apparatus 101.
  • the water treatment procedure 101 according to the modified example 3 is switched from a filtering operation or a cleaning operation to a chemical circulation operation at a predetermined time, for example. And the water treatment apparatus 101 performs filtration operation
  • the control unit 15 closes the valve 126 and the valve 127 and opens the valve 20 and the valve 125.
  • FIG. 13 is a vertical direction sectional view which shows the structure of the modification 4 of the water treatment apparatus which concerns on embodiment of this invention.
  • Modification 4 of the water treatment apparatus 101 further includes a pressure increasing path 41 and a pump 42 as compared with the water treatment apparatus 101 illustrated in FIG. 2.
  • the pressure increasing path 41 is connected to the filtered water flow path 18.
  • the control unit 15 further controls the driving of the pump 42 in addition to the driving of the motor 14, the opening / closing of the valve 20, and the driving of the pump 103.
  • control unit 15 further drives the pump 42 in the cleaning operation, that is, in the state where the valve 20 is closed and the motor 14 and the pump 103 are driven.
  • gas or liquid flows from the pump 42 into the filter 21 via the pressure increasing path 41 and the filtered water flow path 18, and the pressure inside the filter 21 increases.
  • the controller 15 is not limited to the cleaning operation, and can apply pressure to the inside of the filter 21 by driving the pump 42 even in the chemical circulation operation described in the third modification, for example.
  • the filter 21 is rotatable so as to move the filtration surface in the circumferential direction.
  • the to-be-processed water outflow part 17 flows out to-be-processed water from the exterior of the filter 21 toward a filtration surface.
  • the filtrate water flow path 18 guides filtrate water that has passed through the filter 21 from the inside of the filter 21.
  • the control unit 15 performs a filtration operation in which the treated water is discharged toward the filtration surface by the treated water outflow unit 17 and the filtered water is led out from the filtered water flow path 18 in a state where the filter 21 is rotating. In the state where the filter 21 is rotating and the valve 20 is closed and the filtered water flow path 18 is closed, the cleaning operation in which the water to be treated flows out toward the filtration surface by the water to be treated 17 is switched.
  • the filtered water flow path 18 is closed, so that the filtered water accumulates inside the filter 21 without being guided to the filtered water flow path 18, and the inside of the filter 21 is filled with the filtered water. . Further, when the treated water flows out from the treated water outflow portion 17 toward the filtration surface, the treated water can flow outside the filter 21 without passing through the filter 21 after hitting the filtration surface. Therefore, it is possible to prevent plankton or turbid components that cause clogging of the filter 21 from adhering to the filter 21.
  • the inside of the filter 21 is filled with filtered water, turbid components already attached to the filter 21 are easily separated from the filter 21.
  • the water treatment apparatus 101 has a higher cleaning effect on the filter 21 by switching between the filtering operation for filtering the water to be treated and the cleaning operation for efficiently cleaning the filter 21. Obtainable.
  • control unit 15 controls the motor 14 that rotates the filter 21, so that the rotation speed of the filter 21 in the filtering operation and the filter 21 in the cleaning operation are controlled. Different rotation speed.
  • the rotational speed of the filter 21 is higher, there is a possibility that a region where the water to be treated does not sufficiently hit is generated in the filter 21 and the filter 21 cannot be sufficiently cleaned.
  • the water treatment apparatus 101 has a configuration in which the rotation speed of the filter 21 in the filtering operation is different from the rotation speed of the filter 21 in the cleaning operation, for example, The rotation speed of the filter 21 in the filtering operation is increased, and the rotation speed of the filter 21 in the cleaning operation is decreased.
  • the filter 21 can ensure a large amount of water to be treated that can be filtered per unit time in the filtering operation, and can sufficiently clean the filter in the cleaning operation.
  • the rotation speed can be controlled appropriately.
  • the treated water outflow portion 17 is formed with an opening 24 for flowing out the treated water.
  • at least one of the discharge flow paths 25, 26, 27, and 28 for discharging water existing outside the filter 21 is within a predetermined range from the region R where the water to be treated from the opening 24 hits the filtration surface. Which is provided at a position on the opening 24 side with respect to the filter 21. Further, the inlets of the discharge channels 25, 26, 27, 28 are directed to the region R.
  • Such a configuration increases the possibility that the deposits separated from the filter 21 are guided to the drainage channel together with the water to be treated, so that the deposits can be prevented from adhering to the filter 21 again.
  • the chemical outflow part 32 flows out the cleaning liquid toward the filtration surface.
  • medical agent outflow part 32 is the state in which the control part 15 is rotating the filter 21, the filtered water flow path 18 is closed, and the to-be-processed water outflow part 17 is not flowing out.
  • the chemical circulation operation in which the cleaning liquid flows out toward the filtration surface, the filtration operation, and the cleaning operation are switched.
  • the cleaning effect of the filter 21 can be further enhanced by performing the chemical circulation operation as a separate process from the filtering operation and the cleaning operation.
  • control unit 15 applies pressure to the inside of the filter 21 by controlling the pump 42 in the cleaning operation.
  • the filtration surface is formed in a pleat shape that is bent along the radial direction of the rotation circle of the filter 21.
  • Such a configuration ensures a large contact area between the water to be treated and the filtration surface per unit time without enlarging the entire filter 21, and increases the amount of water to be treated that can be filtered per unit time. can do.
  • [Appendix 1] A filter rotatable so that the filtration surface moves in the circumferential direction; To-be-treated water outflow part for flowing out the to-be-treated water from the outside of the filter toward the filtration surface, A filtrate flow path for deriving filtered water that has passed through the filter from the inside of the filter; In a state where the filter is rotating, a filtration operation in which the treated water is discharged toward the filtration surface by the treated water outflow portion, and the filtered water is led out from the filtered water flow path; A control unit that switches between a washing operation in which the treated water flows out toward the filtration surface by the treated water outflow part in a state where the filtered water flow path is closed, and
  • the said filter is a water treatment apparatus which is cylindrical shape, is formed using a polyethylene nonwoven fabric, and performs the filtration of the ballast water loaded into a ship, or the ballast water discharged

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Abstract

水処理装置は、濾過面が周方向に移動するように回転可能なフィルタと、前記濾過面に向けて前記フィルタの外部から被処理水を流出する被処理水流出部と、前記フィルタを透過した濾過水を前記フィルタの内部から導出するための濾過水流路と、前記フィルタが回転している状態において、前記被処理水流出部によって前記濾過面に向けて前記被処理水が流出され、前記濾過水流路から前記濾過水が導出される濾過動作と、前記フィルタが回転しており、かつ前記濾過水流路が閉じられた状態において、前記被処理水流出部によって前記濾過面に向けて前記被処理水が流出される洗浄動作とを切り替える制御部とを備える。

Description

水処理装置および水処理方法
　本発明は、水処理装置および水処理方法に関し、特に、フィルタを用いて被処理水の濾過を行う水処理装置および水処理方法に関する。
　従来、フィルタを用いて被処理水の濾過を行うフィルタ装置が開発されている。たとえば、特許文献１（特開２０１０－６４１６２号公報）には、以下のような技術が開示されている。すなわち、フィルタ装置は、ベースに直立状に固定されている支持軸と、支持軸に着脱自在に取付られている両端閉鎖垂直円筒状フィルタとを備えている。また、支持軸に、フィルタの内外を連通させる濾過済流体通路が形成されている。
特開２０１０－６４１６２号公報 特開２０１１－１９４３９６号公報
　上記のような特許文献１に記載のフィルタ装置では、被濾過流体がフィルタの外面に当たることにより、フィルタの目詰まりの要因である付着物をフィルタから剥離して、当該フィルタを洗浄することができる。しかしながら、被濾過流体がフィルタに当たるだけではフィルタから付着物が剥離できない場合またはフィルタから剥離した付着物が再びフィルタに付着する場合などがある。これらのような場合、十分な洗浄効果を得ることができず濾過の性能が低下するという問題がある。
　この発明は、上述の課題を解決するためになされたもので、その目的は、フィルタに対するより高い洗浄効果を得ることのできる水処理装置および水処理方法を提供することである。
　（１）上記課題を解決するために、この発明のある局面に係わる水処理装置は、濾過面が周方向に移動するように回転可能なフィルタと、前記濾過面に向けて前記フィルタの外部から被処理水を流出する被処理水流出部と、前記フィルタを透過した濾過水を前記フィルタの内部から導出するための濾過水流路と、前記フィルタが回転している状態において、前記被処理水流出部によって前記濾過面に向けて前記被処理水が流出され、前記濾過水流路から前記濾過水が導出される濾過動作と、前記フィルタが回転しており、かつ前記濾過水流路が閉じられた状態において、前記被処理水流出部によって前記濾過面に向けて前記被処理水が流出される洗浄動作とを切り替える制御部とを備える。
　（７）上記課題を解決するために、この発明のある局面に係わる水処理方法は、濾過面が周方向に移動するように回転可能なフィルタと、前記濾過面に向けて被処理水を流出する被処理水流出部と、前記フィルタを透過した濾過水を前記フィルタの内部から導出するための濾過水流路とを備える水処理装置における水処理方法であって、前記フィルタの回転を開始するステップと、前記フィルタが回転している状態において、前記被処理水流出部によって前記濾過面に向けて前記被処理水が流出され、前記濾過水流路から前記濾過水が導出される濾過動作と、前記フィルタが回転しており、かつ前記濾過水流路が閉じられた状態において、前記被処理水流出部によって前記濾過面に向けて前記被処理水が流出される洗浄動作とを切り替えるステップとを含む。
　本発明は、このような特徴的な処理部を備える水処理装置の一部または全部を制御する半導体集積回路として実現することができる。また、本発明は、このような特徴的な処理部を備える水処理装置として実現することができるだけでなく、かかる特徴的な処理をコンピュータに実行させるためのプログラムとして実現したりすることができる。
　本発明によれば、フィルタに対するより高い洗浄効果を得ることができる。
図１は、本発明の実施の形態に係る水処理装置を含む水処理システムの構成を示す図である。 図２は、本発明の実施の形態に係る水処理装置の構成を示す垂直断面図である。 図３は、図２に示すＩＩＩ－ＩＩＩ線断面の構成を示す水平断面図である。 図４は、本発明の実施の形態に係る水処理装置の動作の流れを説明する図である。 図５は、本発明の実施の形態に係る水処理装置におけるフィルタの差圧ΔＰの時間的変化と、他の水処理装置におけるフィルタの差圧ΔＰの時間的変化との比較結果を示す図である。 図６は、本発明の実施の形態に係る水処理処置の変形例１（その１）の構成の一部を示す図である。 図７は、図６に示す被処理水流出部の構成を示す図である。 図８は、本発明の実施の形態に係る水処理処置の変形例１（その２）の構成の一部を示す図である。 図９は、本発明の実施の形態に係る水処理処置の変形例１（その３）の構成の一部を示す図である。 図１０は、本発明の実施の形態に係る水処理装置の変形例２（その１）の構成の一部を示す水平方向断面図である。 図１１は、本発明の実施の形態に係る水処理装置の変形例２（その２）の構成の一部を示す垂直方向断面図である。 図１２は、本発明の実施の形態に係る水処理装置の変形例３の構成を示す垂直方向断面図である。 図１３は、本発明の実施の形態に係る水処理装置の変形例４の構成を示す垂直方向断面図である。
　１１　カートリッジ
　１２　回転軸
　１３　ケース
　１４　モータ（駆動部）
　１５　制御部
　１６　被処理水流路
　１７　被処理水流出部
　１８　濾過水流路
　１９，２５，２６，２７，２８　排出流路
　２５E, ２６E，２７E，２８E　入口
　２０，１０４，１２５，１２６，１２７　バルブ
　２１　フィルタ
　２２　上蓋部
　２３　下蓋部
　２４　開口
　３１　薬品流路
　３２　薬品流出部（洗浄液流出部）
　３３，４２，１０３　ポンプ
　３４　フィルタ
　３５　中和用流路
　３６　中和処理部
　４１　昇圧用経路
　１０１　水処理装置
　１０２　紫外線照射装置
　１０５　海水取入口
　１０６　タンク
　１２１，１２２，１２３，１２４　配管
　２０１　水処理システム
　Ｒ　領域
　Ｌ　直線
　Ｄ　矢印
　最初に、本発明の実施形態の内容を列記して説明する。
　（１）本発明の実施の形態に係る水処理装置は、濾過面が周方向に移動するように回転可能なフィルタと、前記濾過面に向けて前記フィルタの外部から被処理水を流出する被処理水流出部と、前記フィルタを透過した濾過水を前記フィルタの内部から導出するための濾過水流路と、前記フィルタが回転している状態において、前記被処理水流出部によって前記濾過面に向けて前記被処理水が流出され、前記濾過水流路から前記濾過水が導出される濾過動作と、前記フィルタが回転しており、かつ前記濾過水流路が閉じられた状態において、前記被処理水流出部によって前記濾過面に向けて前記被処理水が流出される洗浄動作とを切り替える制御部とを備える。
　ここで、洗浄動作においては、濾過水流路が閉じられていることにより、濾過水が濾過水流路に導かれることなくフィルタの内部に蓄積し、フィルタの内部は濾過水で満たされる。そして、さらに被処理水流出部から濾過面に向けて被処理水が流出されると、当該被処理水が濾過面に当たった後、フィルタを透過することなくフィルタの外部に流れる可能性が高まる。その結果として、フィルタの目詰まりの要因となるプランクトンまたは濁質分などがフィルタに付着することを防ぐことができる。
　また、フィルタの内部が濾過水で満たされることにより、既に付着している濁質分等がフィルタから剥離されやすくなる。
　すなわち、本発明の実施の形態に係る水処理装置は、上記のように、被処理水を濾過するための濾過動作と、フィルタの洗浄を効率良く行うための洗浄動作と切り替える構成により、フィルタに対するより高い洗浄効果を得ることができる。
　（２）好ましくは、前記水処理装置は、さらに、前記フィルタを回転させる駆動部を備え、前記制御部は、前記駆動部を制御することにより、前記濾過動作における前記フィルタの回転速度と、前記洗浄動作における前記フィルタの回転速度とを異ならせる。
　ここで、フィルタの回転速度が速いほど、単位時間当たりの被処理水と濾過面との接触面積が広くなり、単位時間当たりに濾過することのできる被処理水の量を多く確保することができる。しかしながら、フィルタの回転速度が速いほど、フィルタにおいて被処理水が十分に当たらない領域が生じてフィルタの洗浄を十分に行うことができなくなる可能性がある。
　これに対して、上記のように、本発明の実施の形態に係る水処理装置は、濾過動作におけるフィルタの回転速度と、洗浄動作におけるフィルタの回転速度とを異ならせる構成、たとえば、濾過動作におけるフィルタの回転速度を速くし、洗浄動作におけるフィルタの回転速度を遅くする構成をとる。これにより、濾過動作においては単位時間当たりに濾過することのできる被処理水の量を多く確保することができ、かつ、洗浄動作においてはフィルタの洗浄を十分に行うことができるように、フィルタの回転速度を適切に制御することができる。
　（３）好ましくは、前記被処理水流出部には、前記被処理水を流出するための開口が形成され、前記水処理装置は、さらに、前記開口からの前記被処理水が前記濾過面に当たる領域から所定範囲内の位置であって、前記フィルタに対して前記開口側の位置に、前記フィルタの外部に存在する水を排出するための排出流路を備え、前記排出流路の入口は、前記領域に向けられている。
　このような構成により、フィルタから剥離された付着物が被処理水と共に排水流路に導かれる可能性が高まるため、当該付着物がフィルタに再付着することを防ぐことができる。
　（４）好ましくは、前記水処理装置は、さらに、前記濾過面に向けて洗浄液を流出する洗浄液流出部を備え、前記制御部は、前記フィルタが回転しており、前記濾過水流路が閉じられており、かつ前記被処理水流出部による前記被処理水の流出が行われていない状態において、前記洗浄液流出部によって前記濾過面に向けて前記洗浄液が流出される洗浄液流出動作と、前記濾過動作と、前記洗浄動作とを切り替える。
　このように、濾過動作および洗浄動作とは別の工程として洗浄液流出動作を行うことにより、フィルタの洗浄効果を一層高めることができる。
　（５）好ましくは、前記制御部は、前記洗浄動作において、ポンプを制御することにより、前記フィルタの内部に圧力を加える。
　ここで、フィルタの内部に圧力が加わることによってフィルタの内部の圧力がフィルタの外部の圧力よりも大きくなると、フィルタの内部から外部に向かって気体または液体が流れる。その結果、フィルタの付着物がフィルタの外部に向かって剥離しやすくなる。すなわち、上記のように、フィルタの内部に圧力を加える構成により、フィルタの洗浄効果を一層高めることができる。
　（６）好ましくは、前記濾過面は、前記フィルタの回転円の径方向に沿って折り曲げられたプリーツ状に形成されている。
　このような構成により、フィルタ全体を大きくすることなく、単位時間当たりの被処理水と濾過面との接触面積を広く確保し、単位時間当たりに濾過することのできる被処理水の量を多くすることができる。
　（７）本発明の実施の形態に係る水処理方法は、濾過面が周方向に移動するように回転可能なフィルタと、前記濾過面に向けて被処理水を流出する被処理水流出部と、前記フィルタを透過した濾過水を前記フィルタの内部から導出するための濾過水流路とを備える水処理装置における水処理方法であって、前記フィルタの回転を開始するステップと、前記フィルタが回転している状態において、前記被処理水流出部によって前記濾過面に向けて前記被処理水が流出され、前記濾過水流路から前記濾過水が導出される濾過動作と、前記フィルタが回転しており、かつ前記濾過水流路が閉じられた状態において、前記被処理水流出部によって前記濾過面に向けて前記被処理水が流出される洗浄動作とを切り替えるステップとを含む。
　ここで、洗浄動作においては、濾過水流路が閉じられていることにより、濾過水が濾過水流路に導かれることなくフィルタの内部に蓄積し、フィルタの内部は濾過水で満たされる。そして、さらに被処理水流出部から濾過面に向けて被処理水が流出されると、当該被処理水が濾過面に当たった後、フィルタを透過することなくフィルタの外部に流れる可能性が高まる。その結果としてフィルタの目詰まりの要因となるプランクトンまたは濁質分などがフィルタに付着することを防ぐことができる。
　また、フィルタの内部が濾過水で満たされることにより、既に付着している濁質分等がフィルタから剥離されやすくなる。
　すなわち、本発明の実施の形態に係る水処理方法では、上記のように、被処理水を濾過するための濾過動作と、フィルタの洗浄を効率良く行うための洗浄動作と切り替えることにより、フィルタに対するより高い洗浄効果を得ることができる。
　以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。また、以下に記載する実施の形態の少なくとも一部を任意に組み合わせてもよい。
　［構成および基本動作］
　（水処理システム全体の構成）
　図１は、本発明の実施の形態に係る水処理装置を含む水処理システムの構成を示す図である。
　図１を参照して、水処理システム２０１は、たとえば船舶に積み込まれるバラスト水、または船舶から排出されるバラスト水の濾過を行う。水処理システム２０１は、水処理装置１０１と、紫外線照射装置１０２と、ポンプ１０３と、バルブ１０４と、海水取入口１０５と、タンク１０６と、配管１２１，１２２，１２３，１２４とを備える。
　なお、図１に示す水処理システム２０１は複数の水処理装置１０１を備えているが、このように複数の水処理装置１０１を備えている構成に限定されず、水処理システム２０１は１つの水処理装置１０１を備える構成であっても良い。
　バラスト水が船舶に積み込まれる際、被処理水として海水が海水取入口１０５から流入し、この被処理水が、ポンプ１０３により押し出され、配管１２１を経て水処理装置１０１に供給される。水処理装置１０１は、ポンプ１０３から供給された被処理水に含まれるプランクトンまたは濁質分などを除去するため、フィルタを用いて当該被処理水の濾過を行う。そして、水処理装置１０１は、濾過水を配管１２２経由で紫外線照射装置１０２へ供給する。
　紫外線照射装置１０２は、水処理装置１０１から供給された濾過水に対して紫外線を照射することにより、当該濾過水に含まれる微生物の殺菌などを行う。そして、紫外線照射装置１０２は、紫外線を照射した後の濾過水を、配管１２３経由でタンク１０６へ供給する。これにより、濾過および殺菌処理が行われた後のバラスト水がタンク１０６に蓄えられる。
　また、水処理装置１０１において除去されたプランクトンまたは濁質分などは、配管１２４を経由して船舶等の外部へ排出される。
　なお、水処理システム２０１は、船舶に積み込まれるバラスト水、または船舶から排出されるバラスト水以外の被処理水の濾過に用いられても良い。
　（水処理装置の構成）
　図２は、本発明の実施の形態に係る水処理装置の構成を示す垂直断面図である。また、図３は、図２に示すＩＩＩ－ＩＩＩ線断面の構成を示す水平断面図である。
　図２および図３を参照して、水処理装置１０１は、カートリッジ１１と、回転軸１２と、ケース１３と、モータ（駆動部）１４と、制御部１５と、被処理水流路１６と、被処理水流出部１７と、濾過水流路１８と、排出流路１９と、バルブ２０とを含む。
　カートリッジ１１は、ケース１３に対して着脱可能であり、フィルタ２１と、上蓋部２２と、下蓋部２３とを有する。また、被処理水流出部１７には、被処理水が流出するための開口２４が形成されている。
　フィルタ２１は、円筒形状であり、たとえばポリエチレン不織布を用いて形成されている。フィルタ２１は、回転軸１２を中心として濾過面が周方向に移動するように回転可能に取り付けられている。また、フィルタ２１の濾過面は、回転円の径方向に沿って山谷を繰り返すように折り曲げられたプリーツ状に形成されている。
　上蓋部２２は、フィルタ２１の上部を塞ぎ、下蓋部２３は、フィルタ２１の下部を塞いでいる。また、ケース１３は、カートリッジ１１全体を覆うように設けられている。モータ１４は、回転軸１２に連結され、回転軸１２を中心としてフィルタ２１を回転させる。　
　被処理水流路１６は、ポンプ１０３により押し出された被処理水を被処理水流出部１７まで供給する。被処理水流出部１７は、被処理水流路１６からケース１３の内部へ向かって延設されており、被処理水流路１６から供給された被処理水を開口２４からフィルタ２１の濾過面に向けて流出する。なお、開口２４は、たとえば鉛直方向に細く延びた矩形状に形成されている。
　制御部１５は、モータ１４の駆動、バルブ２０の開閉、およびポンプ１０３の駆動を制御する。
　たとえば、制御部１５は、バルブ２０を開け、かつモータ１４およびポンプ１０３を駆動させる。この場合、被処理水流出部１７の開口２４から濾過面に向けて流出された被処理水は、フィルタ２１の外部から内部へ透過することにより濾過される。そして、濾過水は、フィルタ２１の内部に設けられた濾過水流路１８に導かれ、濾過水流路１８からバルブ２０を経由して、他の水処理装置１０１または紫外線照射装置１０２へ供給される。
　水処理装置１０１によるこのような動作を、以下「濾過動作」と称する。
　なお、水処理装置１０１による濾過動作において、被処理水がフィルタ２１に当たることにより、フィルタ２１の目詰まりの要因である付着物がフィルタ２１から剥離されることがある。すなわち、水処理装置１０１の濾過動作において、被処理水の濾過と並行して、フィルタ２１の洗浄を行えることがある。このような場合、剥離された当該付着物は、フィルタ２１を透過しなかった被処理水などと共にケース１３の底部に流れる。そして、ケース１３の底部に流れた被処理水およびフィルタ２１から剥離された付着物等は、排出流路１９および配管１２４を経由して水処理装置１０１の外部へ排出される。
　また、たとえば、制御部１５は、バルブ２０を閉め、かつモータ１４およびポンプ１０３を駆動させる。この場合、被処理水流出部１７の開口２４から濾過面に向けて流出された被処理水は、上述した濾過動作の場合と同様に、フィルタ２１の外部から内部へ透過することにより濾過される。
　しかしながら、バルブ２０が閉じていることにより、濾過水は濾過水流路１８に導かれることなくフィルタ２１の内部に蓄積し、フィルタ２１の内部は濾過水で満たされる。そして、さらに被処理水流出部１７の開口２４から濾過面に向けて被処理水が流出されると、当該被処理水が濾過面に当たった後、フィルタ２１を透過することなくケース１３の底部に流れる可能性が高まる。
　この結果、フィルタ２１の付着物を剥離するだけでなく、フィルタ２１に新たな付着物が付着することを防ぎ、フィルタ２１が効率良く洗浄される。そして、ケース１３の底部に流れた被処理水およびフィルタ２１から剥離された付着物等は、排出流路１９および配管１２４を経由して水処理装置１０１の外部へ排出される。
　水処理装置１０１によるこのような動作、すなわち、被処理水の濾過を行うことなく、フィルタ２１の付着物の洗浄を行う動作を、以下「洗浄動作」と称する。
　（制御部による制御の詳細）
　ここで、ポンプ１０３により押し出される被処理水の流速が速いほど、フィルタ２１のプリーツが広がり、フィルタ２１の洗浄効果が高まることが期待される。しかしながら、当該流速が速いほど、フィルタ２１が破損する可能性が高まる。このため、ポンプ１０３により押し出される被処理水の流速を適切に設定することが求められる。
　また、モータ１４の回転速度が速いほど、単位時間当たりにおける被処理水と濾過面との接触面積が広くなるため、単位時間当たりに濾過することのできる被処理水の量が多くなることが期待される。しかしながら、当該回転速度が速いほど、フィルタ２１において被処理水が十分に当たらない領域が生じてフィルタ２１の洗浄を十分に行うことができなくなる可能性がある。このため、モータ１４の回転速度を適切に設定することが求められる。
　なお、モータ１４は、必ずしも水処理装置１０１に設けられていなくても良いが、上述のように濾過のスピードと、フィルタ２１の洗浄効果との関係を考慮すると、水処理装置１０１がモータ１４を備え、当該モータ１４の回転速度が制御可能であることが好ましい。
　本発明の実施の形態に係る水処理装置１０１の制御部１５は、濾過動作および洗浄動作のそれぞれにおいて、ポンプ１０３により押し出される被処理水の流速、および、モータ１４の回転速度を異なる値に設定することができる。
　たとえば、制御部１５は、濾過動作において、モータ１４の回転速度が５０ｒｐｍとなるように制御する。また、制御部１５は、濾過動作において、ポンプ１０３により押し出される被処理水の流速が７ｍ／ｓとなるように制御する。
　また、制御部１５は、洗浄動作において、モータ１４の回転速度が２５～３５ｒｐｍとなるように制御する。また、制御部１５は、洗浄動作において、ポンプ１０３により押し出される被処理水の流速が、濾過動作においてポンプ１０３により押し出される被処理水の流速と比べて１０％程度速くなるように、すなわち７．７ｍ／ｓ程度となるように制御する。
　これにより、濾過動作および洗浄動作のそれぞれにおいて、ポンプ１０３により押し出される被処理水の流速、および、モータ１４の回転速度を適切に設定することができる。　
　［動作の流れ］
　次に、本発明の実施の形態に係る水処理装置１０１の動作の流れについて説明する。
　図４は、本発明の実施の形態に係る水処理装置の動作の流れを説明する図である。
　図４を参照して、水処理装置１０１は、濾過動作と、洗浄動作とを交互に繰り返す。たとえば、水処理装置１０１における制御部１５がモータ１４を駆動させることにより、フィルタ２１が回転を開始する。その後、水処理装置１０１が、濾過動作を１０時間行った後、洗浄動作に切り替えて洗浄動作を１時間行い、再び濾過動作に切り替えて濾過動作を１０時間行うという動作の流れを繰り返す。
　なお、水処理装置１０１における制御部１５は、たとえば、フィルタ２１の外部の圧力と、フィルタ２１の内部の圧力との差圧ΔＰを検出する。そして制御部１５は当該差圧ΔＰが所定値以上となった場合に濾過動作から洗浄動作に切り替え、当該差圧ΔＰが所定値未満となった場合に洗浄動作から濾過動作に切り替える構成であっても良い。
　また、水処理装置１０１における制御部１５は、たとえば、濾過水流路１８を流れる濾過水の濁度を検出する。そして制御部１５は検出した濁度が所定値以上である場合に濾過動作から洗浄動作に切り替え、当該濁度が所定値未満となった場合に洗浄動作から濾過動作に切り替える構成であっても良い。
　また、水処理装置１０１は、たとえば、昼間に濾過動作を行い、夜間に洗浄動作を行う構成であっても良い。
　（比較結果）
　ここで、フィルタにプランクトンまたは濁質分などが付着して目詰まりが生じると、フィルタの外部から内部への被処理水の透過が円滑に行われなり、フィルタの外部の圧力と、フィルタの内部の圧力との差圧ΔＰは徐々に大きくなる。以下、フィルタの差圧ΔＰの時間的変化について、本発明の実施の形態に係る水処理装置１０１と、他の水処理装置とを比較して説明する。
　図５は、本発明の実施の形態に係る水処理装置におけるフィルタの差圧ΔＰの時間的変化と、他の水処理装置におけるフィルタの差圧ΔＰの時間的変化との比較結果を示す図である。
　図５のグラフＡは、たとえば、濾過動作を１０時間行った後、洗浄動作に切り替えて洗浄動作を１時間行い、再び濾過動作に切り替えて濾過動作を１０時間行う本発明の実施の形態に係る水処理装置１０１におけるフィルタ２１の差圧ΔＰの時間的変化を示す。
　また、図５のグラフＢは、濾過動作を１０時間行った後、フィルタの内部から外部に向けて水を流出することによりフィルタを洗浄する動作（以下「逆洗動作」と称する）を１時間行い、再び濾過動作に切り替えて濾過動作を１０時間行う水処理装置Ｘにおけるフィルタの差圧ΔＰの時間的変化を示す。また、図５のグラフＣは、濾過動作を継続して行い、洗浄動作および逆洗動作のいずれも行わない水処理装置Ｙにおけるフィルタの差圧ΔＰの時間的変化を示す。
　なお、水処理装置１０１、水処理装置Ｘおよび水処理装置Ｙには、たとえば目詰まりが生じていない状態において毎分４０ｔの濾過が可能な同一のフィルタが設けられていることとする。
　この場合、グラフＡ、グラフＢおよびグラフＣに示すように、水処理装置１０１、水処理装置Ｘおよび水処理装置Ｙの各フィルタは、いずれも時間の経過に従って差圧ΔＰが上昇する。しかし水処理装置Ｙのフィルタよりも水処理装置Ｘのフィルタの方が差圧ΔＰの上昇が緩やかである。
　さらに、水処理装置Ｘのフィルタよりも水処理装置１０１のフィルタ２１の方が、差圧ΔＰの上昇は緩やかである。たとえばグラフＡにおいて差圧ΔＰが０［ｋＰａ］から１０［ｋＰａ］までに至る時間は、グラフＢにおいて差圧ΔＰが０［ｋＰａ］から１０［ｋＰａ］までに至る時間と比較して、約１．５倍～約２倍の長さになる。
　このような結果の原因としては、たとえば、水処理装置Ｘにより行われる逆洗動作では、フィルタにおいて目詰まりの少ない領域に水流が集中することでフィルタにおける一部の付着物のみが剥離し、剥離できていない付着物がより多く残っているなどの可能性が考えられる。
　すなわち、本発明の実施の形態に係る水処理装置１０１によれば、濾過動作と洗浄動作とを交互に切り替えることにより、濾過動作と逆洗動作とを交互に切り替える水処理装置Ｘ、および、洗浄動作および逆洗動作のいずれも行わない水処理装置Ｙと比較して、フィルタに対するより高い洗浄効果を得ることができる。
　（変形例１）
　（ａ）その１
　図６は、本発明の実施の形態に係る水処理処置の変形例１（その１）の構成の一部を示す図である。また、図７は、図６に示す被処理水流出部の構成を示す図である。
　図６および図７を参照して、水処理装置１０１の変形例１（その１）では、被処理水流出部１７に形成されている開口２４は矩形状であって、鉛直方向の長さはフィルタ２１の鉛直方向の長さよりも短い。より好ましくは、当該開口２４は、被処理水がフィルタ２１に当たった後の当該被処理水の流路が形成されやすい程度に鉛直方向の長さが短く形成されている。また、当該開口２４は、フィルタ２１の鉛直方向略中央の高さに設けられている。
　このような構成の場合、開口２４から流出される被処理水はフィルタ２１の鉛直方向略中央の位置に集中的に当たり、この中央の位置からフィルタ２１内を循環して上方向および下方向へ向かう流路が形成される。これにより、フィルタ２１の付着物が外部へ流出しやすくすることができる。なお、開口２４は、被処理水がフィルタ２１に当たった後に上方向へ流れる流路および下方向へ流れる流路が形成されるような高さに設けられていれば良く、たとえば開口２４は、フィルタ２１の鉛直方向中央の高さを中心として、フィルタ２１の鉛直方向の長さの上下１０％の範囲内に設けられる。
　なお、図７に示す開口２４は、図２に示す開口２４と、同じ面積となるように形成されていることが好ましい。これにより、図７に示す開口２４から流出される被処理水を、図２に示す開口２４から流出される被処理水と同じ流速にすることができる。また、開口２４は、矩形以外の形状であっても良い。
　（ｂ）その２
　図８は、本発明の実施の形態に係る水処理処置の変形例１（その２）の構成の一部を示す図である。
　図８を参照して、水処理装置１０１の変形例１（その２）では、開口２４の形状は、図７に示す開口２４と同様の形状である。また、開口２４は、フィルタ２１の鉛直方向の下側と対向する高さに設けられている。このような構成の場合、開口２４から流出される被処理水はフィルタ２１の鉛直方向下側の位置に集中的に当たり、この下側の位置から上方向へ向かう流路が形成される。これにより、フィルタ２１の付着物が外部へ流出しやすくすることができる。
　（ｃ）その３
　図９は、本発明の実施の形態に係る水処理処置の変形例１（その３）の構成の一部を示す図である。
　図９を参照して、水処理装置１０１の変形例１（その３）では、開口２４の形状は、図７に示す開口２４と同様の形状である。開口２４は、フィルタ２１の鉛直方向の上側と対向する高さに設けられている。このような構成の場合、開口２４から流出される被処理水はフィルタ２１の鉛直方向上側の位置に集中的に当たり、この上側の位置から下方向へ向かう流路が形成される。これにより、フィルタ２１の付着物が外部へ流出しやすくすることができる。
　（変形例２）
　（ａ）その１
　図１０は、本発明の実施の形態に係る水処理装置の変形例２（その１）の構成の一部を示す水平方向断面図である。
　図１０を参照して、水処理装置１０１の変形例２（その１）では、たとえば、開口２４からの被処理水が濾過面に当たる領域Ｒから所定範囲内の位置であって、フィルタ２１に対して開口２４側、すなわち直線Ｌに対してフィルタ２１の反対側である矢印Ｄの方向に排出流路２５，２６が設けられている。これら排出流路２５，２６は、たとえば水平方向において被処理水流出部１７の両側にそれぞれ設けられている。
　より好ましくは、排出流路２５の入口２５Ｅおよび排出流路２６の入口２６Ｅは、領域Ｒに向けられている。すなわち、入口２５Ｅ，２６Ｅは、開口２４から流出した被処理水がフィルタ２１に当たった後にフィルタ２１内を循環し、フィルタ２１の外部方向へ流れる際の当該被処理水の流路方向に向けられている。
　なお、排出流路２５または排出流路２６のいずれか一方が設けられている構成であっても良い。
　排出流路２５，２６は、たとえば図２に示す排出流路１９に連結されている。排出流路２５，２６には、フィルタ２１から剥離された付着物が、フィルタ２１を透過せずフィルタ２１の外部であってケース１３内に存在する被処理水などと共に流入し、当該付着物などが排出流路１９を経由して水処理装置１０１の外部へ排出される。
　（ｂ）その２
　図１１は、本発明の実施の形態に係る水処理装置の変形例２（その２）の構成の一部を示す垂直方向断面図である。
　図１１を参照して、水処理装置１０１の変形例２（その２）では、たとえば、開口２４からの被処理水が濾過面に当たる領域Ｒから所定範囲内の位置であって、フィルタ２１に対して開口２４側、すなわち直線Ｌに対してフィルタ２１の反対側である矢印Ｄの方向に排出流路２７，２８が設けられている。これら排出流路２７，２８は、たとえば鉛直方向おいて被処理水流出部１７の上側および下側にそれぞれ設けられている。
　より好ましくは、開口２４は、フィルタ２１の鉛直方向略中央の高さに設けられ、排出流路２７の入口２７Ｅおよび排出流路２８の入口２８Ｅは、領域Ｒに向けられている。すなわち、入口２７Ｅ，２８Ｅは、開口２４から流出した被処理水がフィルタ２１に当たった後にフィルタ２１内を循環し、フィルタ２１の外部方向へ流れる際の当該被処理水の流路方向に向けられている。
　なお、水処理装置１０１は排出流路２７または排出流路２８のいずれか一方が設けられている構成であっても良い。また、水処理装置１０１は図１０に示す排出流路２５および排出流路２６の少なくともいずれか一方と、図１１に示す排出流路２７および排出流路２８の少なくともいずれか一方との組合せが設けられている構成であっても良い。
　排出流路２７，２８は、たとえば図２に示す排出流路１９に連結されている。排出流路２７，２８には、フィルタ２１から剥離された付着物が、フィルタ２１を透過せずフィルタ２１の外部であってケース１３内に存在する被処理水などと共に流入し、当該付着物などが排出流路１９を経由して水処理装置１０１の外部へ排出される。
　（変形例３）
　図１２は、本発明の実施の形態に係る水処理装置の変形例３の構成を示す垂直方向断面図である。
　図１２を参照して、水処理装置１０１の変形例３は、図２に示す水処理装置１０１と比較して、さらに、薬品流路３１と、薬品流出部（洗浄液流出部）３２と、ポンプ３３と、フィルタ３４と、中和用流路３５と、中和処理部３６と、バルブ１２５，１２６，１２７とを備える。中和用流路３５は、排出流路１９および濾過水流路１８に接続されている。　
　バルブ１２５は、配管１２４の開閉用であり、バルブ１２６は、中和用流路３５の開閉用であり、バルブ１２７は、排出流路１９から中和用流路３５への流路の開閉用である。また、制御部１５は、モータ１４の駆動、バルブ２０の開閉、およびポンプ１０３の駆動に加えて、さらにポンプ３３の駆動、およびバルブ１２５，１２６，１２７の開閉を制御する。
　たとえば、制御部１５は、ポンプ３３を駆動させることにより、薬品流出部３２から流出される薬品を含む洗浄液を薬品流路３１、被処理水流路１６および被処理水流出部１７経由でケース１３内へ供給する。この薬品は、次亜塩素酸ナトリウム、二酸化塩素またはリモネンなどである。また、このとき制御部１５は、バルブ２０を閉め、ポンプ１０３の駆動を停止し、さらにモータ１４を駆動させる。また、制御部１５は、バルブ１２５、バルブ１２６およびバルブ１２７を閉める。
　この場合、ケース１３内へ供給された薬品は、カートリッジ１１のフィルタ２１内へも透過し、フィルタ２１の付着物をフィルタ２１の外から洗浄する。そして、当該薬品を含む洗浄液およびフィルタ２１から剥離した付着物は、フィルタ２１の外に滞留し、ポンプ３３により薬品流路３１に導かれる。そして、当該洗浄液および付着物は、フィルタ３４において濾過され、その後、薬品流出部３２および薬品流路３１経由でケース１３内へ還流する。
　すなわち、バルブ２０，１２５，１２６，１２７が閉じていることにより、薬品を含む洗浄液がフィルタ２１を洗浄しながらケース１３内、ポンプ３３、フィルタ３４および薬品流出部３２を循環することになる。水処理装置１０１による上記のような動作を、以下「薬品循環動作」（洗浄液流出動作）と称する。
　なお、このような薬品循環動作において、薬品とフィルタ２１の付着物とが反応することにより薬品の濃度が低下するため、水処理装置１０１の制御装置は薬品の濃度をモニタし、モニタした濃度に応じて薬品を追加する構成であっても良い。
　また、薬品循環動作を行う時間は、薬品の濃度に応じて異なり、たとえば薬品の濃度が３００ｐｐｍ程度である場合には薬品循環動作を５時間以上行う。
　また、制御部１５がポンプ３３の駆動を停止させて薬品循環動作を終了させたあと、薬品をそのまま水処理装置１０１の外部へ排出することは出来ないため、薬品を含む洗浄液を中和する必要がある。このため、制御部１５は、バルブ１２６およびバルブ１２７を開けて、バルブ２０およびバルブ１２５を閉めたままとする。
　これにより、フィルタ２１を透過してフィルタ２１の内部に溜まった洗浄液、フィルタ２１の内部に透過しなかった洗浄液、および、フィルタ２１から剥離してフィルタ２１の外部へ流れた付着物は、中和用流路３５または排出流路１９を経由して中和処理部３６に供給され、中和処理部３６において中和された後、水処理装置１０１の外部へ排出される。
　変形例３に係る水処理処置１０１は、たとえば、所定時刻に濾過動作または洗浄動作から薬品循環動作に切り替える。そして、水処理装置１０１は、薬品循環動作を所定時間行った後、再び濾過動作または洗浄動作を行う。なお、再び濾過動作に戻る時には、制御部１５は、バルブ１２６およびバルブ１２７を閉じて、バルブ２０およびバルブ１２５を開ける。
　（変形例４）
　図１３は、本発明の実施の形態に係る水処理装置の変形例４の構成を示す垂直方向断面図である。
　図１３を参照して、水処理装置１０１の変形例４は、図２に示す水処理装置１０１と比較して、さらに、昇圧用経路４１と、ポンプ４２とを備える。昇圧用経路４１は、濾過水流路１８に接続されている。また、制御部１５は、モータ１４の駆動、バルブ２０の開閉、およびポンプ１０３の駆動に加えて、さらにポンプ４２の駆動を制御する。
　たとえば、制御部１５は、洗浄動作において、すなわちバルブ２０を閉め、モータ１４およびポンプ１０３を駆動させた状態において、さらにポンプ４２を駆動させる。これにより、ポンプ４２からフィルタ２１の内部へ、気体または液体が昇圧用経路４１および濾過水流路１８経由で流入し、フィルタ２１の内部の圧力が上昇する。
　そして、フィルタ２１の内部の圧力が、フィルタ２１の外部の圧力よりも大きくなると、カートリッジ１１においてフィルタ２１の内部から外部に向かって気体または液体が流れる。その結果、フィルタ２１の付着物がフィルタ２１の外部に向かって剥離し、排出流路１９および配管１２４を経由して水処理装置１０１の外部へ排出される。
　なお、制御部１５は、洗浄動作の際に限らず、たとえば変形例３において説明した薬品循環動作の際においても、ポンプ４２を駆動させてフィルタ２１の内部に圧力を加えることが可能である。
　ところで、上述した特許文献１に記載のフィルタ装置では、被濾過流体がフィルタの外面に当たることにより、フィルタの目詰まりの要因である付着物をフィルタから剥離して、当該フィルタを洗浄することができる。しかしながら、被濾過流体がフィルタに当たるだけではフィルタから付着物が剥離できない場合またはフィルタから剥離した付着物が再びフィルタに付着する場合などがある。これらのような場合、十分な洗浄効果を得ることができず濾過の性能が低下するという問題がある。
　これに対して、本発明の実施の形態に係る水処理装置１０１では、フィルタ２１が、濾過面を周方向に移動させるように回転可能である。また、被処理水流出部１７が、濾過面に向けてフィルタ２１の外部から被処理水を流出する。また、濾過水流路１８が、フィルタ２１を透過した濾過水をフィルタ２１の内部から導出する。さらに、制御部１５が、フィルタ２１が回転している状態において、被処理水流出部１７によって濾過面に向けて被処理水が流出され、濾過水流路１８から濾過水が導出される濾過動作と、フィルタ２１が回転しており、かつバルブ２０が閉じ濾過水流路１８が閉じられた状態において、被処理水流出部１７によって濾過面に向けて被処理水が流出される洗浄動作とを切り替える。
　ここで、洗浄動作においては、濾過水流路１８が閉じられていることにより、濾過水が濾過水流路１８に導かれることなくフィルタ２１の内部に蓄積し、フィルタ２１の内部は濾過水で満たされる。そして、さらに被処理水流出部１７から濾過面に向けて被処理水が流出されると、当該被処理水が濾過面に当たった後、フィルタ２１を透過することなくフィルタ２１の外部に流れる可能性が高まり、フィルタ２１の目詰まりの要因となるプランクトンまたは濁質分などがフィルタ２１に付着することを防ぐことができる。
　また、フィルタ２１の内部が濾過水で満たされることにより、既に付着している濁質分等がフィルタ２１から剥離されやすくなる。
　すなわち、水処理装置１０１は、上記のように、被処理水を濾過するための濾過動作と、フィルタ２１の洗浄を効率良く行うための洗浄動作と切り替える構成により、フィルタ２１に対するより高い洗浄効果を得ることができる。
　また、本発明の実施の形態に係る水処理装置１０１では、制御部１５が、フィルタ２１を回転させるモータ１４を制御することにより、濾過動作におけるフィルタ２１の回転速度と、洗浄動作におけるフィルタ２１の回転速度とを異ならせる。
　ここで、フィルタ２１の回転速度が速いほど、単位時間当たりの被処理水と濾過面との接触面積が広くなり、単位時間当たりに濾過することのできる被処理水の量を多く確保することができる。しかしながら、フィルタ２１の回転速度が速いほど、フィルタ２１において被処理水が十分に当たらない領域が生じてフィルタ２１の洗浄を十分に行うことができなくなる可能性がある。
　これに対して、上記のように、本発明の実施の形態に係る水処理装置１０１は、濾過動作におけるフィルタ２１の回転速度と、洗浄動作におけるフィルタ２１の回転速度とを異ならせる構成、たとえば、濾過動作におけるフィルタ２１の回転速度を速くし、洗浄動作におけるフィルタ２１の回転速度を遅くする構成とする。これにより、濾過動作においては単位時間当たりに濾過することのできる被処理水の量を多く確保することができ、かつ、洗浄動作においてはフィルタの洗浄を十分に行うことができるように、フィルタ２１の回転速度を適切に制御することができる。
　また、本発明の実施の形態に係る水処理装置１０１では、被処理水流出部１７には、被処理水を流出するための開口２４が形成されている。また、フィルタ２１の外部に存在する水を排出するための排出流路２５，２６，２７，２８のうち少なくともいずれか一つが、開口２４からの被処理水が濾過面に当たる領域Ｒから所定範囲内の位置であって、フィルタ２１に対して開口２４側の位置に設けられている。また、排出流路２５，２６，２７，２８の入口は、領域Ｒに向けられている。
　このような構成により、フィルタ２１から剥離された付着物が被処理水と共に排水流路に導かれる可能性が高まるため、当該付着物がフィルタ２１に再付着することを防ぐことができる。
　また、本発明の実施の形態に係る水処理装置１０１では、薬品流出部３２が、濾過面に向けて洗浄液を流出する。また、制御部１５が、フィルタ２１が回転しており、濾過水流路１８が閉じられており、かつ被処理水流出部１７による被処理水の流出が行われていない状態において、薬品流出部３２によって濾過面に向けて洗浄液が流出される薬品循環動作と、前記濾過動作と、前記洗浄動作とを切り替える。
　このように、濾過動作および洗浄動作とは別の工程として薬品循環動作を行うことにより、フィルタ２１の洗浄効果を一層高めることができる。
　また、本発明の実施の形態に係る水処理装置１０１では、制御部１５が、洗浄動作において、ポンプ４２を制御することにより、フィルタ２１の内部に圧力を加える。
　ここで、フィルタ２１の内部に圧力が加わることによってフィルタ２１の内部の圧力がフィルタ２１の外部の圧力よりも大きくなると、フィルタ２１の内部から外部に向かって気体または液体が流れる。その結果、フィルタ２１の付着物がフィルタ２１の外部に向かって剥離しやすくなる。すなわち、上記のように、フィルタ２１の内部に圧力を加える構成により、フィルタ２１の洗浄効果を一層高めることができる。
　また、本発明の実施の形態に係る水処理装置１０１では、濾過面は、フィルタ２１の回転円の径方向に沿って折り曲げられたプリーツ状に形成されている。
　このような構成により、フィルタ２１全体を大きくすることなく、単位時間当たりの被処理水と濾過面との接触面積を広く確保し、単位時間当たりに濾過することのできる被処理水の量を多くすることができる。
　上記実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記説明ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
　以上の説明は、以下に付記する特徴を含む。
［付記１］
　濾過面が周方向に移動するように回転可能なフィルタと、
　前記濾過面に向けて前記フィルタの外部から被処理水を流出する被処理水流出部と、
　前記フィルタを透過した濾過水を前記フィルタの内部から導出するための濾過水流路と、
　前記フィルタが回転している状態において、前記被処理水流出部によって前記濾過面に向けて前記被処理水が流出され、前記濾過水流路から前記濾過水が導出される濾過動作と、前記フィルタが回転しており、かつ前記濾過水流路が閉じられた状態において、前記被処理水流出部によって前記濾過面に向けて前記被処理水が流出される洗浄動作とを切り替える制御部とを備え、
　前記フィルタは、円筒形状であって、ポリエチレン不織布を用いて形成され、船舶に積み込まれるバラスト水または船舶から排出されるバラスト水の濾過を行う、水処理装置。

Claims (7)

  1. 　濾過面が周方向に移動するように回転可能なフィルタと、
    　前記濾過面に向けて前記フィルタの外部から被処理水を流出する被処理水流出部と、
    　前記フィルタを透過した濾過水を前記フィルタの内部から導出するための濾過水流路と、
    　前記フィルタが回転している状態において、前記被処理水流出部によって前記濾過面に向けて前記被処理水が流出され、前記濾過水流路から前記濾過水が導出される濾過動作と、前記フィルタが回転しており、かつ前記濾過水流路が閉じられた状態において、前記被処理水流出部によって前記濾過面に向けて前記被処理水が流出される洗浄動作とを切り替える制御部とを備える、水処理装置。
  2. 　前記水処理装置は、さらに、
    　前記フィルタを回転させる駆動部を備え、
    　前記制御部は、前記駆動部を制御することにより、前記濾過動作における前記フィルタの回転速度と、前記洗浄動作における前記フィルタの回転速度とを異ならせる、請求項１に記載の水処理装置。
  3. 　前記被処理水流出部には、前記被処理水を流出するための開口が形成され、
    　前記水処理装置は、さらに、
    　前記開口からの前記被処理水が前記濾過面に当たる領域から所定範囲内の位置であって、前記フィルタに対して前記開口側の位置に、前記フィルタの外部に存在する水を排出するための排出流路を備え、
    　前記排出流路の入口は、前記領域に向けられている、請求項１または請求項２に記載の水処理装置。
  4. 　前記水処理装置は、さらに、
    　前記濾過面に向けて洗浄液を流出する洗浄液流出部を備え、
    　前記制御部は、前記フィルタが回転しており、前記濾過水流路が閉じられており、かつ前記被処理水流出部による前記被処理水の流出が行われていない状態において、前記洗浄液流出部によって前記濾過面に向けて前記洗浄液が流出される洗浄液流出動作と、前記濾過動作と、前記洗浄動作とを切り替える、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の水処理装置。
  5. 　前記制御部は、前記洗浄動作において、ポンプを制御することにより、前記フィルタの内部に圧力を加える、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の水処理装置。
  6. 　前記濾過面は、前記フィルタの回転円の径方向に沿って折り曲げられたプリーツ状に形成されている、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の水処理装置。
  7. 　濾過面が周方向に移動するように回転可能なフィルタと、
    　前記濾過面に向けて被処理水を流出する被処理水流出部と、
    　前記フィルタを透過した濾過水を前記フィルタの内部から導出するための濾過水流路とを備える水処理装置における水処理方法であって、
    　前記フィルタの回転を開始するステップと、
    　前記フィルタが回転している状態において、前記被処理水流出部によって前記濾過面に向けて前記被処理水が流出され、前記濾過水流路から前記濾過水が導出される濾過動作と、前記フィルタが回転しており、かつ前記濾過水流路が閉じられた状態において、前記被処理水流出部によって前記濾過面に向けて前記被処理水が流出される洗浄動作とを切り替えるステップとを含む、水処理方法。
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