JPH1147516A

JPH1147516A - ろ過布による水処理方法

Info

Publication number: JPH1147516A
Application number: JP9204311A
Authority: JP
Inventors: Akiko Isoi; 晶子礒井; Kunitaka Jiyou; 邦恭城; Manabu Terao; 学寺尾
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 1997-07-30
Filing date: 1997-07-30
Publication date: 1999-02-23

Abstract

(57)【要約】【課題】繊維を用いた布帛からなるろ過布を用いて水を
浄化するにあたり、問題となっている有機性溶解物質お
よびそれらのコロイド、懸濁物質を除去するための新た
なろ過布による水処理方法を提供する。【解決手段】繊維を用いた布帛からなるろ過布を用い
て、有機物を含む原水を逆洗および／または表洗を行い
つつろ過処理するにあたり、微細粒子を原水に添加する
ことを特徴とするろ過布による水処理方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ろ過布を用いたろ
過機により水をろ過するろ過布による水処理方法に関す
る。さらに詳しくは、水のろ過において透水性に優れ、
懸濁物質の分離に好適に使用できるろ過布による水処理
方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】水には様々な不純物が存在しており、こ
れらは懸濁物質、コロイド成分、溶解成分、酸素などの
ガス成分に大別される。コロイド成分、溶解成分を除去
するにあたり、従来は凝集剤を用いての凝集・凝析・フ
ロック形成などで溶解成分の不溶化、ならびに懸濁粒子
の粗大化をはかり、通常のろ過操作を行うことで懸濁物
質とともに浄化を行ってきた。しかしこれらの方法では
適切な処理を行うために凝集剤および凝集助剤添加量の
最適化が必要とされ、フロック形成施設や沈殿池、砂濾
過設備などの設備が必要であった。

【０００３】このような凝集沈殿法の持つ欠点を克服
し、コンパクトな設備で安定した水質を得るために、繊
維を用いた布帛からなるろ過布が使用されてきている。
例えば平、綾、朱子の３元織組織を基本とする格子構造
の織物が広く知られている。特公平２−４７２４４号公
報には、緯糸に極細繊維を用いた織物を起毛加工し、表
面に極細繊維の立毛を形成した濾過布が、また表面に繊
維束を有する濾材として特開平８−１５５２２８号公報
に記載されたろ過布が知られている。これらは極細繊維
と起毛によって懸濁物質を凝集なしでろ過するろ過布と
して提案されている。

【０００４】しかしながら、これらの方法では２〜３μ
ｍ以下の懸濁物質やコロイド成分ならびに溶解成分の除
去が不十分であるといった問題点を有していた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、繊維を用い
た布帛からなるろ過布を用いて水を浄化するにあたり、
問題となっている有機性溶解物質およびそれらのコロイ
ド、懸濁物質を除去するための新たなろ過布による水処
理方法を提供することを課題としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の事
情に鑑み、種々の検討を重ねた結果、以下の方法で目的
を達成し得ることを見出だした。すなわち、繊維を用い
た布帛からなるろ過布を用いて有機物を含む原水を逆表
洗を行いつつろ過処理するにあたり、微細粒子を添加剤
として原水に添加することにより、原水中の有機物成分
が無添加時よりも多く除去されることを見出だした。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明における使用し得るろ過布
としては、繊維を用いた布帛、特に、ろ過層が極細繊維
よりなるろ過布を用いることが好ましい。ここで、ろ過
層とは、ろ過布において、懸濁物質を捕捉する機能を有
する部分のことである。このようなろ過布としては、緯
糸に極細繊維を用いた織物を起毛加工し、表面に極細繊
維の立毛を形成したろ過布や、さらに好ましくは表面に
繊維束を有するろ過布が挙げられる。表面に繊維束を有
するろ過布としては例えば、織物からなるベース層に極
細繊維束の一端もしくは一部が根元部としてベース層に
一体化されたろ過布が挙げられる。極細繊維束とベース
層との一体化の方法としては、接着剤による接着、熱融
着、超音波接着、ベース層の糸と繊維束との交絡および
これらの組み合わせなどが挙げられるがこれらに限定さ
れるものではない。

【０００８】本発明において、ろ過層を構成する極細繊
維に使用しうる繊維は、繊維形成能を有する高分子物質
からなり、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン１２、
共重合ナイロンなどのポリアミド、芳香族ポリアミド、
ポリエチレンテレフタレート、共重合ポリブチレンテレ
フタレートなどのポリエステル、全芳香族ポリエステ
ル、ポリエチレ、ポリプロピレンなどのポリオレフィ
ン、ポリウレタン、ポリアクリロニトリル、ポリ塩化ビ
ニル、ポリビニルアルコール、ビニル重合体、ポリ塩化
ビニリデン、ポリハイドロサルファイト、ポリフッ化エ
チレン、共重合ポリフッ化エチレン、ポリオキシメチレ
ンなどが挙げられる。また、これらの高分子物質を複数
組み合わせた芯鞘構造、多重芯鞘構造、海島構造、バイ
メタル構造などの複合繊維や、繊維の種類の組み合わせ
にも目的に応じて用いられる。繊維の太さとしては、比
較的細い１０μｍ以下がより好ましいが、微細粒子の捕
捉性能を向上させるには０．１〜１０μｍがより好まし
く、繊維の耐久性を高く維持しつつ微粒子の捕捉性能を
向上させるには、１．０〜９μｍがさらに好ましい。

【０００９】本発明において、原水に添加する微細粒子
としては、布帛に目詰まりを起こさず、また布帛によっ
て除去される大きさのものであることが重要である。例
えば、岩石由来の微細鉱物や、シリカ、アルミナ、酸化
鉄、ケイソウ土などの無機系微粒子、活性炭、カーボン
ブラックやホルマジンなどの有機系微粒子が挙げられ
る。岩石由来の微細鉱物としては、例えばカオリナイ
ト、デツカイト、ナクライト、ハロイサイト、その他の
カンダイト群の微細な粘土、モンモリロナイト、フラー
土、ベントナイト、サポナイトその他のスメクタイト群
の微細な粘土、タルク、マイカおよびこれら粘土の実質
的な割合を占める鉱物残滓が挙げられる。無機系微粒子
としては、シリカ、アルミナ、硫酸バリウム、炭酸カル
シウム、水酸化アルミニウムなどが挙げられる。有機系
微粒子としては、活性炭やカーボンブラック、ラテック
ス粒子などが挙げられるが、これらに限定されるもので
はない。

【００１０】微細粒子の添加方法としては、直接添加す
る方法、水に懸濁させて添加する方法などがあるが、特
に限定されない。使用量としては原水中に含まれるＳＳ
成分量に応じて決定すればよい。ここで、ＳＳ成分と
は、懸濁物質（Suspended Solids）の略で、一般的に１
μｍカットのろ紙でろ過し、ろ紙に残る成分をいう。添
加量が多すぎると布帛の目詰まりが生じるほかコスト高
となる。原水中のＳＳ成分量にもよるが、５００ｐｐｍ
以下であることが好ましい。

【００１１】ろ過布を逆洗および／または表洗しながら
ろ過するとは、布帛の表面および／または裏面に水流を
あてながらろ過することであり、通常の水処理において
も布帛の耐久性および透水性を維持するための手段とし
て用いられる。本発明においては、積極的に微細粒子を
添加するので布帛の目詰まりが生じやすい条件となって
いるが、逆表洗することで、原水中の浮遊物または添加
微粒子およびその他の汚れ成分が、積層または目詰まり
を起こすことを抑制することができる。

【００１２】本発明における水浴用施設とは、各種プー
ルなどの水泳用施設、あるいは温泉や風呂などの入浴用
施設などを指す。これらの施設の水は微細な粒子が低濃
度で懸濁している。水泳用施設では粘土、砂、土壌など
の無機系物質の他、発生藻類、唾液、糞便、皮膚剥離
分、化粧品など人体から発生する有機系物質が懸濁物質
として存在する。中でもオイル、整髪料、クリームなど
の化粧品や人体由来の有機性排出物は水質悪化の主要因
の一つであり、これらの有機成分の除去がクリーンな水
質維持の鍵の一つとなっているが、数μｍ以下の粒子あ
るいはコロイド状で存在しているためにその除去が問題
であった。布帛を用いて水浴用施設の水を処理する際に
おいても、これらの有機成分が布帛の繊維間を擦抜ける
ために除去効率が低いものとなっていた。しかし、処理
時に前述の微細粒子を添加すると除去効率が著しく向上
することが判明した。おそらく布帛表面において、微細
粒子が有機成分の透過を阻止するバリア層状のものが形
成されているか、、もしくは有機成分を吸着しているも
のと推測されるが、詳細な理由は不明である。添加した
微細粒子は逆表洗排水として系外に排出されるが、その
一部を原水供給側に戻すことで、再利用が可能である。

【００１３】有機物を含む原水として油分を含む原水で
あっても本発明が適用できる。油分濃度としては１００
０ｐｐｍ以下の原水であるものが好ましく、０．１〜１
００ｐｐｍの原水であるものがさらに好ましい。油分と
しては炭化水素類、芳香族炭化水素類、ハロゲン化炭化
水素類、その他の非水溶性化合物が挙げられる。油分も
水中で懸濁粒子として存在しており、本発明を好適に実
施できる。

【００１４】以下に実施例を用いて本発明をより具体的
に説明するが、これに限定されるものではない。

【００１５】

【実施例】

（実施例）ベース層の糸（Ｆ１）として、ポリエチレン
テレフタレートからなる２５０デニール、４８フィラメ
ントの糸を経糸および緯糸に用いて織物を構成し、ろ過
層の繊維束（Ｆ２）として、ポリエチレンテレフタレー
トからなる２４０デニール、５７６フィラメントの糸に
仮撚加工を行って、２７％の捲縮率を有する仮撚加工糸
を用いた。経糸Ｆ１の本数に対して一定の割合でＦ２を
配置して、上下２枚の同じ織物からなる２重織物を造っ
た。この織物は一定間隔をおいて離れた上下２枚の織物
の間をＦ２が往復を繰り返して構成された２重織物であ
る。Ｆ２は上と下の織物の緯糸と交互に交絡点を持て両
者を一体化しているものである。

【００１６】得られた一体化２重織物について、厚さ方
向の指定した位置で織物の表面と平行にＦ２の糸をカッ
トすることにより、ろ過層の表面がＦ２の繊維束の自由
端となった織物を得た。このときの繊維束の長さは８．
０ｍｍであった。

【００１７】次にこれらの織物を回転しているブラシロ
ールとバックロールの間に通して、繊維束が自然にやや
傾斜している方向に合わせて繊維束をブラッシングして
開繊させ、ろ過層の表面に繊維をくまなく展開させると
同時に繊維の方向を揃えた。引き続き、開繊した繊維束
の面を加熱した金属ロールの表面に張力をかけて押し当
てて、繊維束をセットしてろ過布をつくった。こうして
得られたろ過布について、ろ過性能を評価した。なお評
価はろ過前後のＳＳ重量変化から算出した阻止率（ＳＳ
阻止率と呼ぶ）で行った。具体的にはＪＩＳ工場排水試
験方法、ＪＩＳ−Ｋ０１０２を参考にして測定した。

【００１８】評価装置は、図１に示すろ過機を用いた。

【００１９】図１は、本発明の実施例において採用した
水処理評価装置（ろ過機）の概略図である。本装置は図
１に示すように、回転するドラム８の円周上にろ過層を
内側にしてろ過布１をつけ、原水２を一方の側面中心部
よりドラム内部に供給し、ドラム内・外部の水面の水頭
差９で内側から外側へろ過する仕組みの回転ドラム式連
続ろ過機である。ろ過布はドラムの回転とともに上部へ
導き、ろ過水をノズルから噴射させて洗浄する。この
時、ドラム外側から逆洗６と内側からの表洗７を行い、
洗浄廃液はホッパーで中心パイプに集め、濃縮液として
回収するようになっている。

【００２０】微細粒子１０としてはケイソウ土（ラヂオ
ライト＃１００昭和化学工業（株）製））を次の様に調
整して添加した。ケイソウ土を１０ｇを精製水１．５リ
ットル中で５分間よく攪拌し、更に１０リットルに希釈
した後１０分間放置し、上澄液を取り出して平均粒径が
７．６μｍの懸濁液を得た。この懸濁液を原水に濃度が
５ｐｐｍになるように調整しながら添加した。評価原水
には水泳プールの水を用いた。この水のＳＳ濃度は０．
６０ｐｐｍ、平均ＳＳ粒子径は９．０μｍであった。ま
たろ過機の運転条件として、損失水頭９圧が１９５ｍｍ
Ｈ２０、洗浄水圧は表洗圧が１．０ｋｇｆ／ｃｍ²、逆
洗圧が３．０ｋｇｆ／ｃｍ²、ドラムの回転数を１．０
ｒｐｍ、原水供給水量を２．１ｍ³／Ｌとした。得られ
たろ過水３のＳＳ濃度は０．１０ｐｐｍ以下、ろ過水中
のＳＳ成分の平均粒径は１．９μｍ、ろ過機から排出さ
れるろ過水量は１．９ｍ³／Ｌであった。

【００２１】注）（１）捲縮率次の手順で測定する。

【００２２】Ａ．標準条件下で測定する糸について、カ
セ巻機でカセの周長４０ｃｍ、巻き数１０回のカセを作
る。

【００２３】Ｂ．カセをフックに掛け、摂氏２０度の水
を入れた透明の容器の中に入れる。

【００２４】Ｃ．２つ合わせにした２０本分の糸につ
き、１デニール辺り０．００２ｇｆの初荷重をカセにか
け、２分後に２つ合わせにしたカセの長さＬ0 を水柱で
測定する。

【００２５】Ｄ．初荷重に追加して、１デニールあたり
０．１ｇｆの定荷重をカセにかけ、２分後に２つ合わせ
にしたカセの長さＬ1 を測定する。

【００２６】Ｅ．次式により捲縮率を求める。

【００２７】捲縮率（％）＝｛（Ｌ1 −Ｌ0 ）／Ｌ1 ｝×１００（２）繊維束の長さベース層の上端部（ベース層が織物で表面が凹凸の場合
は凸部の上端）からろ過層の繊維束の自由端までの構成
繊維の長さの平均値とする。

【００２８】（３）浮遊物濃度（ＳＳ濃度）ＪＩＳＫ０１０２に基づき測定する。

【００２９】（４）ＳＳ阻止率原水およびろ過水の浮遊物濃度がそれぞれＣ1 ，Ｃ2 の
時、ＳＳ阻止率Ｒは下式で求められる。

【００３０】Ｒ＝｛（Ｃ1 −Ｃ2 ）／Ｃ1 ｝×１００（％）（５）損失水頭ロータリードラム内の原水の水位とろ過水の水位の差を
損失水頭とする。

【００３１】（６）平均粒子径コールター・カウンターII試薬アイソトンII（等張性血
球計算器希釈液、コールタ社製）に粒子懸濁液の濃度が
５％前後になるように希釈しながら添加して評価液を調
整し、コールターマルチサイザー（コールター社製）を
用いて測定する。

【００３２】（比較例）実施例と同様の方法で微細粒子
を添加せずに原水をろ過処理したところ、ろ過水のＳＳ
濃度は０．２５ｐｐｍ、ＳＳ粒子の平均径は４．２μｍ
であった。

【００３３】

【発明の効果】凝集剤を使用せずに、ろ過布の目詰まり
を防止するために逆表洗を行いながら、微細な粒子を原
水側に添加剤として少量加えるだけで、２〜３μｍ以下
の懸濁物質やコロイド成分の除去性能を高めることがで
きる。また、現行のろ過装置に本発明の方法を適用する
ことにより、水中に懸濁している有機性の粒子を効率よ
く除去することができ、コンパクトで低コストな処理が
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例において採用した水処理評価装
置（ろ過機）の概略図である。

【符号の説明】

１：ろ過布２：原水３：ろ過水４：濃縮水５：洗浄水用ポンプ６：逆洗スプレー７：表洗スプレー８：ロータリードラム９：損失水頭１０：微細粒子

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】繊維を用いた布帛からなるろ過布を用い
て、有機物を含む原水を逆洗および／または表洗を行い
つつろ過処理するにあたり、微細粒子を原水に添加する
ことを特徴とするろ過布による水処理方法。
【請求項２】前記微細粒子として、岩石由来の微細孔物
や、シリカ、アルミナ、酸化鉄、ケイソウ土などの無機
系微粒子、あるいは活性炭、カーボンブラックやホルマ
ジンなどの有機系微粒子を使用することを特徴とする請
求項１記載のろ過布による水処理方法。
【請求項３】前記ろ過布が、０．１〜１０μｍの極細繊
維からなるろ過層を有するものであることを特徴とする
請求項１または２記載のろ過布による水処理方法。
【請求項４】有機物を含む原水が、水浴用施設の水であ
ることを特徴とする請求項１〜３のいずれか記載のろ過
布による水処理方法。
【請求項５】水浴用施設の水が、水泳用施設または入浴
用施設の水であることを特徴とする請求項４記載のろ過
布による水処理方法。
【請求項６】有機物を含む原水が、１０００ｐｐｍ以下
の油脂を含むものであることを特徴とする請求項１〜５
のいずれか記載のろ過布による水処理方法。