JP2002126475A

JP2002126475A - 固液分離方法

Info

Publication number: JP2002126475A
Application number: JP2000328472A
Authority: JP
Inventors: Toyozo Hamada; 豊三浜田; Nobuyuki Nakatsuka; 修志中塚
Original assignee: Daicel Chemical Industries Ltd
Current assignee: Daicel Corp
Priority date: 2000-10-27
Filing date: 2000-10-27
Publication date: 2002-05-08

Abstract

(57)【要約】【課題】高い透過液量とＳＳ分離性能を有する固液分
離方法を提供する。【解決手段】ダイナミック層の形成により固液分離を
行う水処理において、濾過材として、（ａ）平均孔径が
５０〜９０μｍで、孔径の最大幅が平均孔径の±２０％
以内、（ｂ）開口率が２０〜６０％、（ｃ）厚みが５０
〜１５０μｍ、の３つの要件を具備し、更に次亜塩素酸
ナトリウム水溶液耐性を有する材質からなるネットを用
いる固液分離方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高い透過液量とＳ
Ｓ（懸濁粒子）分離性能を長期間安定に発揮できる固液
分離方法に関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来、
懸濁物や汚泥等のＳＳを含む液体の固液分離処理におい
て、濾過材として高い透水速度を有しかつ安価な不織布
が用いられてきた。例えば、特開昭６１−１７４９１
２号公報には、合成繊維からなる立毛部を有する濾布
で、方向性指数が１．２〜１０、凹凸指数が０．５以
下、立毛している合成繊維の比表面積が９×１０３ｃｍ
²／ｇ以上である固液分離用濾布が開示されている。

【０００３】しかしながら、一般的に不織布を用いて懸
濁物や活性汚泥等のＳＳを高濃度で含む液体を固液分離
処理する場合、不織布繊維の孔径（間隙）が分離対象の
ＳＳ径に比べて大きいため、固液分離が不十分となって
透過液中のＳＳ濃度が増大するほか、不織布内部に侵入
したＳＳが目詰りを起こし、いわゆるファウリングが生
じて透過液量を著しく低下させる。

【０００４】一方、活性汚泥液を固液分離する際に、不
織布の目詰りを低減させる濾過方法として、ダイナミッ
ク濾過法が知られている。この濾過方法は、濾過材によ
り固液分離が達成されるのではなく、濾過面上に形成さ
れる活性汚泥からなるダイナミック層が実質的に固液分
離を行うものである。この方法を採用することにより、
高い透過液量と、優れたＳＳ除去が同時に達成できる。

【０００５】ダイナミック濾過法を採用したものとし
て、特許２８８５９８１号公報には、通水性シートから
なる袋状の濾過体を曝気槽内に曝気槽内に曝気槽の上方
に浸漬配置する固液分離方法が、特開平１０−１２８３
７５号公報には、周囲壁の少なくとも一部としての通水
性の支持材からなる流入部と開口としての流出部とを有
する分離粒径３０μｍ以上で、厚さが２ｍｍ以下である
中空状の濾過体を浸漬し、後続槽との水頭差により濾過
する汚水処理装置が開示されている。これらの先行技術
では、濾過体として不織布が用いられている。

【０００６】しかしながら、このようなダイナミック濾
過方式を採用しても、不織布は大小様々な繊維間隙を有
しているため、活性汚泥等の粒子による不織布内部での
目詰りが生じ易く、特に高濃度域においては顕著とな
る。このため、高い透過液量を有し、できるだけ目詰り
を起こさずに、初期の透過液量が長期的に維持できる固
液分離用濾材の出現が望まれる。

【０００７】木曽らは平成１０年土木学会５３回年次学
術講演会で目開き１００μｍ、１５０μｍのナイロンネ
ットを用いた活性汚泥液のダイナミック濾過について発
表している。このなかで、目開きが１００μｍのものが
最も優れていると結論付けている。しかしながら、透過
液中に含まれるＳＳ濃度をより低くするためには、更に
小さい目開きのネットが必要と考えられるが、目開きを
小さくすれば一般的に目詰りが生じ易くなる。

【０００８】また、一般的に活性汚泥液を長期的に濾過
する場合には、通常の水による逆圧洗浄や膜下方からの
エアーバブリングでは除去できない汚れ（バイオファウ
リング）が蓄積するため、次亜塩素酸ナトリウム水溶液
による薬液洗浄が行われる。このため、濾過材であるネ
ットの材質としては、次亜塩素酸ナトリウム水溶液等の
洗浄剤に対する耐久性、あるいは洗浄材の使用を極力抑
えるために抗菌・抗カビ性が望まれる。しかしながら、
前記ナイロンネットは、一般的に耐薬品性に乏しい。

【０００９】本発明は、目詰りが極度に生じにくいため
に高い透過液量や優れたＳＳ除去を長期間にわたって安
定に発揮することができ、かつ耐薬品性や抗菌・抗カビ
性に優れた濾過材を用いた固液分離方法を提供すること
を目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、濾過材と
してネットを用いた場合、濾過能力を調整する要件とし
て、平均孔径、開孔率及び厚みの３要件を選択し、これ
らの３要件を最大の濾過能力を発揮できるように互いに
関連づけると共に、ネットに次亜塩素酸ナトリウム水溶
液耐性という別の要件を付与することで、これらの要件
が相乗的に作用して、固液分離能力が大幅に向上できる
ことを見出した。

【００１１】即ち本発明は、ダイナミック層の形成によ
り固液分離を行う水処理において、濾過材として、
（ａ）平均孔径が５０〜９０μｍで、次式：（Ｌ−Ｍ）
／Ｍ×１００（Ｌは最小孔径、Ｍは平均孔径を示す）で
規定される孔径分布が±２０％以内、（ｂ）開口率が２
０〜６０％、（ｃ）厚みが５０〜１５０μｍ、の３つの
要件を具備し、更に次亜塩素酸ナトリウム水溶液耐性を
有するネットを用いる固液分離方法を提供するものであ
る。

【００１２】本発明でいう次亜塩素酸ナトリウム水溶液
耐性を有するネットとは、２ｃｍ×１０ｃｍ片のネット
を有効塩素濃度１質量％の次亜塩素酸ナトリウム水溶液
に１ヶ月間浸漬した後の引張強度の減少率が３０％未満
のものをいう。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明では濾過材として特定のネ
ットを用いるものであるが、その形状及び大きさ等は特
に限定されるものではなく、使用状況に応じて平板状、
袋状、スパイラル状及びチューブ状等に適宜改変するこ
とができる。

【００１４】本発明で用いる特定のネットは、下記の通
り、（ａ）平均孔径、（ｂ）開孔率及び（ｃ）厚みの３
つの要件を具備するものである。

【００１５】（ａ）の平均孔径は、５０〜９０μｍ、好
ましくは５０〜８０μｍであり、次式：（Ｌ−Ｍ）／Ｍ
×１００（Ｌは最小孔径、Ｍは平均孔径を示す）で規定
される孔径分布が±２０％以内、好ましくは±１５％以
内である。

【００１６】（ｂ）の開孔率は、３０〜６０％、好まし
くは３０〜５０％である。

【００１７】（ｃ）の厚みは、５０〜１５０μｍ、好ま
しくは６０〜１３０μｍである。

【００１８】本発明で用いる特定のネットは、更に要件
（ｄ）として線径が特定範囲内に規定されるものである
ことが好ましい。（ｄ）の線径は、好ましくは２５〜８
０μｍ、より好ましくは３０〜７０μｍである。

【００１９】本発明で用いる特定のネットは、上記した
要件（ａ）〜（ｃ）又は要件（ａ）〜（ｄ）に加えて、
更にネットが次亜塩素酸ナトリウム水溶液耐性を有する
との要件を具備するものである。

【００２０】本発明で用いる特定のネットは、金属繊維
又はプラスチック繊維からなるものであり、金属繊維と
しては、鉄、銀、銅、銅合金、チタン、ステンレス、基
材となる金属に銀や銅をメッキしたものからなるものが
挙げられるが、銅、ステンレスが好ましい。プラスチッ
ク繊維としては、ポリエステル、ポリスチレン、ポリ塩
化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリテトラフルオロエ
チレン、ポリ（メタ）アクリル酸エステル、ビスコース
レーヨン、酢酸セルロース、ポリエチレン、ポリプロピ
レンなどのポリオレフィン、ポリエーテル、ポリエーテ
ルエステル、更にこれらの共重合体、ブレンド物や架橋
物などが挙げられるが、ポリ塩化ビニリデン、ポリエス
テル、ポリエチレン、ポリプロピレンが好ましく、ポリ
エステル、ポリエチレンがより好ましい。

【００２１】本発明で用いる特定のネットは、抗菌性を
有していることが好ましい。ネットに抗菌性を付与する
方法としては、抗菌性を有する材質、例えば、銀、銅、
銅合金のほか、銀や銅をメッキしたものを使用する方
法、抗菌剤（抗カビ剤も含む）、例えば、イミダゾール
系、チアゾール系、ヨード系、ニトリル系、フェノール
系化合物、酸化チタンなどを繊維に練り込んだり、繊維
に含浸させたり又は塗布したりする方法を適用できる。

【００２２】本発明の固液分離方法を適用する固液分離
装置の形態としては、特定の固液分離用ネットを充填し
た膜モジュールを生物反応槽や活性汚泥処理排水槽等の
中に直接浸漬する浸漬型固液分離装置、生物処理槽等の
外部に設置した外部設置型固液分離装置でもよい。

【００２３】本発明の固液分離方法は、汚水処理場等に
おける活性汚泥等を含む排水、各種施設の排水及び家庭
排水の処理、その他懸濁物を含む排水、更には河川、湖
沼等の浄化処理等に適用することができる。

【００２４】

【実施例】以下に実施例により本発明を更に詳しく説明
するが、本発明はこれらにより限定されるものではな
い。なお、以下における各数値は、下記の各方法により
行った。（１）平均孔径、孔径分布の測定断面積２０ｃｍ²のネットの２００倍の光学顕微鏡写真
を撮影し、１００箇所の開口部の径を算出し、平均孔径
及び孔径分布を求めた。（２）耐薬品性評価各ネットの２ｃｍ×１０ｃｍ片を有効塩素濃度１質量％
の次亜塩素酸ナトリウム水溶液に１ヶ月間浸漬し、水洗
乾燥後、引張強度測定機（テンシロンRTA５００）にて
最大点荷重値を測定し、その減少率を算出した。減少率
が３０％未満の場合○、減少率が３０〜８０％の場合
△、減少率が８０％を超える場合×とした。（３）内部目詰り試験ネットを用いて作製した袋状モジュール（有効濾過面積
２８ｃｍ²）と、被処理液として下水処理場の活性汚泥
を含む排水（ＭＬＳＳ濃度１０，０００ｍｇ／リット
ル、粒子径３〜５００μｍ）を用い、濾過圧力１．５ｋ
Ｐａ、被処理液温度１８℃〜２３℃、膜面攪拌速度４，
０００ｒｐｍにて固液分離を行い、濾過開始直後からの
全透過液量を測定し、濾過体の耐汚染性を評価した。１
日間で透水速度が低下する場合×、１日では透水速度の
低下が見られない場合○とした。（４）汚泥剥離性試験ネットを用いて袋状モジュール（有効濾過面積３７ｃｍ
² ）を作製した。得られた袋状モジュールを容積２リッ
トルの槽に浸漬配置し、濾過圧力０．３ｋＰａで下水処
理場にて採取した活性汚泥の濾過を１５〜２０℃で１時
間行った。その後、濾過を１日間停止し、ネット表面上
に形成された活性汚泥層の剥離性を目視にて算出した。
剥離率が１０％未満の場合×、剥離率が２０〜５０％の
場合△、剥離率が５０％を超える場合○とした。（５）平均透過液ＳＳ濃度及び透水速度ネットを用いて袋状モジュール（膜面積３７ｃｍ²）を
作製した。得られた袋状モジュールを容積２リットルの
槽に浸漬配置し、濾過圧力０．３ｋＰａで下水処理場に
て採取した活性汚泥の濾過を１５〜２０℃で行った。な
お、１日に数回程度水による逆圧洗浄を行い、更に１ヶ
月に１回有効塩素濃度０．１質量％の次亜塩素酸ナトリ
ウム水溶液を袋状内部に保持し、洗浄を行った。また、
１日に１回、透過液ＳＳ濃度及び単位時間、単位面積当
たりに透過する液量（透水速度）を測定した。平均透過
液ＳＳ濃度とは透過液中のＳＳ濃度の平均値である。

【００２５】実施例１平織ポリエステル製ネット（平均孔径７９μｍ、孔径分
布５％、線径５５μｍ、開口率３９％、厚み８８μｍ）
を用いて、耐薬品性試験、内部目詰り試験、汚泥剥離性
試験、平均透過液ＳＳ濃度及び平均透水速度を求めた。
結果を表１に示す。

【００２６】実施例２平織ステンレス製ネット（平均孔径７７μｍ、孔径分布
７％、線径５５μｍ、開口率３７％、厚み１００μｍ）
を用いて、耐薬品性試験、内部目詰り試験、汚泥剥離性
試験、平均透過液ＳＳ濃度及び平均透水速度を求めた。
結果を表１に示す。

【００２７】実施例３平織ポリエチレン製ネット（平均孔径８０μｍ、孔径分
布１０％、線径５５μｍ、開口率３９％、厚み９０μ
ｍ）を用いて、耐薬品性試験、内部目詰り試験、汚泥剥
離性試験、平均透過液ＳＳ濃度及び平均透水速度を求め
た。結果を表１に示す。

【００２８】実施例４平織銅製ネット（平均孔径７７μｍ、孔径分布５％、線
径５５μｍ、開口率３６％、厚み９０μｍ）を用いて、
耐薬品性試験、内部目詰り試験、汚泥剥離性試験、平均
透過液ＳＳ濃度及び平均透水速度を求めた。結果を表１
に示す。

【００２９】比較例１平織ポリエステル製ネット（平均孔径１１４μｍ、孔径
分布１０％、線径５５μｍ、開口率４６％、厚み８８μ
ｍ）を用いて、耐薬品性試験、内部目詰り試験、汚泥剥
離性試験、平均透過液ＳＳ濃度及び平均透水速度を求め
た。結果を表１に示す。

【００３０】比較例２平織ステンレス製ネット（平均孔径１０４μｍ、孔径分
布１２％、線径５５μｍ、開口率４４％、厚み９５μ
ｍ）を用いて、耐薬品性試験、内部目詰り試験、汚泥剥
離性試験、平均透過液ＳＳ濃度及び平均透水速度を求め
た。結果を表１に示す。

【００３１】比較例３平織ナイロン６製ネット（平均孔径７５μｍ、孔径分布
４％、線径５２μｍ、開口率３４％、厚み９５μｍ）を
用いて、耐薬品性試験、内部目詰り試験、汚泥剥離性試
験、平均透過液ＳＳ濃度及び平均透水速度を求めた。結
果を表１に示す。

【００３２】

【表１】

【００３３】表１の結果から、実施例で用いたネット
は、要件（ａ）〜（ｃ）又は要件（ａ）〜（ｄ）と次亜
塩素酸ナトリウム水溶液耐性とを備えているため、各要
件の相乗作用によって、ダイナミック膜を形成させる固
液分離方法において、低い透過液ＳＳ濃度及び高い透水
速度を示した。

【００３４】

【発明の効果】本発明の特定のネットを用いた固液分離
方法によれば、低い透過液ＳＳ濃度かつ高い透水速度を
長期的に維持できる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｃ０２Ｆ 1/50 ５６０Ｃ０２Ｆ 1/50 ５６０Ｈ５６０Ｚ 3/12 3/12 ＳＦターム(参考） 4D006 GA02 HA41 KB22 MA03 MA22 MA23 MA26 MB11 MB20 MC02 MC22 MC23 MC27 MC48 PC62 4D028 BC17 BD17

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ダイナミック層の形成により固液分離を
行う水処理において、濾過材として、（ａ）平均孔径が
５０〜９０μｍで、次式：（Ｌ−Ｍ）／Ｍ×１００（Ｌ
は最小孔径、Ｍは平均孔径を示す）で規定される孔径分
布が±２０％以内、（ｂ）開口率が２０〜６０％、
（ｃ）厚みが５０〜１５０μｍ、の３つの要件を具備
し、更に次亜塩素酸ナトリウム水溶液耐性を有するネッ
トを用いる固液分離方法。
【請求項２】更に（ｄ）ネットの線径が２５〜８０μ
ｍである請求項１記載の固液分離方法。
【請求項３】ネットが抗菌性を有している請求項１又
は２記載の固液分離法。
【請求項４】ネットが、抗菌性を有する材質からなる
もの又は抗菌剤を含有させたものである請求項１、２又
は３記載の固液分離方法。