JPS6193814A - 精密濾過装置 - 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】 本発明は水中に懸濁するａ＆ｉ［ｌＩな固体粒子（以下
コロイド粒子と称す）を除去するために用いる繊維を利
用した高性能で洗浄容易な精密濾過装置に関するもので
ある。

従来、水中のコロイド粒子を濾過する目的で使用されて
いる繊維構造物を濾材とする濾過媒体としては、網或い
は編織物等所謂炉布と称されるシート状成形物や、この
ようなシート状成形物を筒状にしたもの、更には短繊維
を堆積して溶融やバインダー等で一体化したスポンジ状
繊維堆積層体や、短繊維スパン糸を筒状に巻上げた積層
体や、メンブランフィルタ−ｔアコーディオン状Ｋｓい
たもの等が知られている〇 これらの濾過媒体の内、炉布、メンブランフィルタ−１
筒状繊維濾過体による濾過は炉は層の厚みが薄過ぎるた
め、被ｐ過物が枦は層表面に捕捉されることになり、表
面濾過が支配的となって、コロイド粒子を含む多量の稀
薄懸濁液の処理を目的とする精密−過には不適当である
。一方、従来のスポンジ状繊維堆積層体においては、コ
ロイド粒子が濾材層内部で捕捉される深層−過が支配的
で、精密濾過に適するが、濾材利１孔が固定化されてい
るため通常の洗浄方式では捕捉物質を剥は除去すること
が困難で、濾材の再生利用が難かしかった。

従来、繊維を堆積した濾過層によシル過するものとして
、例えば特開昭５６−４３３３２号公報に示される発明
が知られておシ、この発明のように比浄可能な濾過では
繊維堆積層を：Ｐ材としているが、単水 繊維を使用しているため、しばしば処Ｗ、に単繊維が混
入する欠点を有する。又従来の濾過装置でコロイド粒子
の除去を行なう場合、前述の如く表面濾過や深層−過に
より捕捉するコロイド粒子は濁度として２ｍｇ／ｌ程度
の精度であり、この処理水によるイオン交換膜や逆浸透
膜に直接使用した場合膜の閉塞が速く、精度的に充分で
ない。

本発明は上記従来の問題を解消するもので、コロイド粒
子の除去率を向上させ高精度な処理水が得られ、捕捉物
質によシ繊維に目詰りが生じた場合でも容易に洗浄でき
るようにすることを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の精密−過装置は、無
敗の繊維を炉はとして使用して水中の致細な固体粒子を
濾過する装置であって、濾過塔内に繊維直径が１００ミ
クロン以下の長繊維けん縮加工糸の無撚糸から成る濾材
層を挿入し、この濾材層！　　　　を昇降手段により圧
縮させて成るものでおる。

以下、本発明の実施例について、図面に基づいて説明す
る。

第１図に装置の全体構成を示し、図において（１ンは断
面が円形〔又は多角形でも可〕の濾過塔で、この濾過塔
（１）の下部に多孔板又は格子板等から成る濾材支持体
（２）が設けられている。（３）は前記濾材支持体（２
）上に設けられたＰｖｒ層で、これは第２図、第３図に
示すような炉はや第４図に示すような濾材を圧縮させて
形成される。即ち第２図、第３図に示す濾材は多孔板又
は格子板等の板体（４）に繊維直径が１００ミクロン以
下の長繊維けん縮加工糸の無撚糸（５）　ｔ−房状に取
り付けてあり、第４図に示す濾材はクロス状の板体（４
）から四方に束状の上記と同様の長繊維けん縮加工糸の
無撚糸（５）を突出させである。更に：１Ｆ５財として
上記のもの以外に棒を放射状にしたものに長繊維けん縮
加工糸を房状に収り付けたもの等も考えられ、前記濾過
塔（１）内で１Ｆ５材を圧縮したとき、均一な濾材層（
３）ができればどのような取付方法でも良い。又、第１
図において（６）は長繊維けん縮加工糸の無撚糸（５）
を収り付けた板体（４）の中央から上方に設けた回転軸
で、この回転軸（６）の上端には回転装置（力が収９付
けられ、この回転装置（７）は前記濾過塔（１）の外面
に上方に突出するように設けたガイド（８）に沿って水
平伏忠で上下動する支持部材（９）に支持されている。

叫は前記支持部材（９）を上下動させるべくガイド（８
）の上端に設けｆｃ昇降駆動装置である。（６）は前記
濾過塔（１）の上端内に一端が開口するように設けられ
た配管で、この配管（ロ）の一端側から濾過塔（１）の
外側において圧力コントローラー＠、洗浄液供給管（至
）、開閉弁ｑ４が設けられ、前記洗浄液供給管αＪには
開閉弁（至）が設けられている。ｆｎｌｎｌ開開閉弁α
０じ、開閉弁α４を開いた通常の状態では配管（ロ）の
一端より濾過塔（１）内に被濾過液が供給され、濾過塔
（１〕内の圧力が一定圧に上昇したことを圧力コントロ
ーラー（６）で検知したときに圧力コントローラー（ロ
）によって前記開閉弁Ｑ４が閉じ、開閉弁（至）が開い
て洗浄液が配管（６）の一端よシ濾過塔（１）内に供給
され、自動的に洗浄工程（詳細は後述する）が行なわれ
るようＫなっている。尚濾過塔（１）の上端には濾過塔
（１）内の圧力が一定圧に上昇したときにエアーを抜く
ためのエアー抜き管αＱが設けられ、このエアー抜き管
ＯＱの途中には開閉弁（ロ）が設けられている。（ト）
は濾過塔（１）内の被濾過液で、その水面は前記濾材層
（３）よシも上方に位置している。第１図における被濾
過液（至）の水面は後述する洗浄時の水面を示している
。四は前記−過塔（１ンの下端部に２方向に液体が流れ
るように連設された配管で、一方の配管（１９ａ）は゛
群過液収出用として、他方の配管（１９ｂ）は洗浄排液
排出用として使用され、両配管（１９ａＸ１９ｂ）途中
には夫々開閉弁（２０ａ）（２０ｂ）が設けられている
。

ところで前記濾材層（３）を構成する長繊維けん縮加工
糸の無撚糸（５）は繊維直径が小さい程良いが、１００
ミクロン以下が良い。この無撚糸（５）の材料としてポ
リエステルでは約９８デニール（５０ミクロン）、ポリ
プロピレンでは約６４デニール（５０ミクロン）、ポリ
アミドでは約８１デニール（５０ミクロン）の単糸デニ
ールのマルチフィラメント糸で、特にポリエステルでハ
約２４デニール（２５ミクロン）、ポリプロピレンでは
約１６デニール（２５ミクロン）、ポリアミドでは約２
０デニール（２５ミクロン）以下の単糸デニールを用い
たけん縮加工糸が良い結果を生む。ここで繊維直径が１
００ミクロン以上のけん縮加工糸の無撚糸では単繊維の
剛性が大きくなるため、フィルターに適した微細なけん
線加工が困難であシ、仮にけん絹加工ができても繊維間
の空間が大きいため、濾材性能が大幅に低下することに
なる。尚長繊維としてけん線加工を行なっていないもの
を濾材として使用すると、濾材層に繊維間の連続した直
線状の水路を形成し、コロイド粒子の捕捉が困難となる
。又捕捉しても表面−過が支配的なため閉塞が激しく再
生頻度が大きくなるという欠点がある。

次に以上述べた装置の動作について説明する。

先ず開閉弁α５　（２０ａＸ２０ｂ）　を閉じ、開閉弁
α４αηを開にした状態で、送水ポンプ（図示せず）に
より被濾過液を配管（Ｉｌｌから濾過塔（１）内に満水
になる迄供給する。次に前記昇降駆動装置αＱによって
ＰＲ層（３）を下降させて圧縮させるのであるが、水質
等に応じて濾材層（３）を前記回転装置（７）によシ回
転させ乍ら圧縮させるようにしても良い。このようにし
て形成された濾材層（３）は従来のものよ勺単位濾材体
積当シ、通液接触面積、接触時間が大幅に増大する。そ
の後被沖過液を濾過するのであるが、そのときは前記開
閉弁αυ叩（２０ｂ）を閉じ、開閉弁圓（２０ａ）を開
いた伏恵にしておき、前記配管圓から濾過塔（１）内に
被濾過液を連続的に供給する。これにより被濾過液中の
コロイド粒子は濾材層（３）の濾材に捕捉され、水質が
良好な濾過液となって配管（１９ａ）よ°シ収シ出され
る。尚濾過能力は濾材層（３）の圧制の程度によって調
整が可能で、圧縮による空隙率の変化により目的に合っ
た濾過液水質を得ることができる。又ｆＰ濾材層３）の
厚さも濾過効率等に影響し、必要に応じて任意に設定で
きる。その厚さは濾過効率と濾過液水質及び後述する洗
浄後の濾材の再形成等の点から、一般的に５０１１以上
が好ましい。　　　□以上のようにして被−過液の濾過
を行ない、濾材層（３）の濾材にコロイド粒子が多く付
着すると目詰りを生じ、同時にＶ過塔（１）内の圧力が
異常に上昇する。そこで濾過塔（１）内の圧力が一定圧
に上昇したことを前記圧カコントローラーロで検知した
、１に圧力コントローラー□□□によって前記開閉弁α
４（２０ａ）が閉じ、開閉弁α＄が開いて洗浄液が配管
α刀の一端より濾過塔（１）内に一定量供給され、自動
的に濾材層（３）の濾材の洗浄が行なわれる。即ち前記
濾過塔（１）内のエアーを前記開閉弁Ｑ７）を開いてエ
アー抜き管σＱから抜き、前記昇降駆動装置αＱによっ
て濾材層（３）を持ち上げつつ、同時に回転装置（７）
が濾材層（３）の圧縮時とは逆方向に駆動して濾材層（
３）を回転させる。濾材層（３）の上端が第１図に示す
被濾過液（ト）の水面迄くると、昇降駆動装置（ＩｃＩ
が停止し、回転装置（７）によって濾材層（３）を正方
向、逆方向に一定時間毎に回転させる。これによって濾
材層（３）の濾材は圧縮が解除された状態で洗浄され、
濾材に付着するコロイド粒子は除去される。一定時間経
過後、前記開閉弁（２０ｂ）を開いて配管（１９ｂ）よ
１’過塔（１）内の液を排出する。この液が排出された
ならば、前記開閉弁（２０ｂ）を閉じ、開閉弁（ロ）を
開いて第１図における水面迄水張りを行ない、更に必要
に応じて洗浄液供給管叫よシ洸浄液を加える等して上記
と同様の洗浄を繰シ返すのである。尚図面に示す実施例
では洗浄を圧力コントローラー（６）によシ自動的に行
なうようにしている力；、タイマー設定により行なうよ
うにしても良い。又前記濾材層（３）は洗浄時に、一定
高さ迄持ち上げられた状態で正逆回転させているが、上
下動を繰り返し乍ら回転させるようにしても良い。

更に上記実施例では濾過を下向流としたが、上向流とす
ることも可能である。

ところで以上述べた一過装置において、炉ｆｆＭ圧が極
めて低く、例えば濾材層１００ｆｌ　、圧絹率１５％、
空隙率９３％の−は層で、ＬＶ＝５０ｍ／Ｈの流速にお
いて濾過性能テストを行なった結果、初期圧力は０１ｋ
ｇ／ｄ以下であった。従って送液ポンプの動力力；極め
て低く、省エネルギーの観点から見ても優れた一過装置
であると言える。又、従来の１Ｆ５過装置と比較しても
一過速度を高くすることができると共に設置面積を少な
くでき、且つ濾過性能においても極めて良好である。こ
れは濾材として１００ミクロン以下の和い繊維を選択し
ていることにもよる。

更に被−過液中のコロイド粒子の種類にもよる力（、濾
過された液中のコロイド粒子を温度表示で２ｍｇ／ｌ以
下とすることができ、０５ｎｔｇ／ｌ　以下の水質も困
難でない。

本発明精密濾過装置は以上述べたように実施し得るもの
で、大きな通液抵抗を生ずることなく高性度の濾過を連
続的に行なうことができ、しかも通常の精密濾過の分野
で困難とされていた濾材の洗浄も容易で、繊維の流出も
全く認められず、繰シ返し長期間使用できる。又、種々
の目的のｐ過装置として使用でき、例えばカートリッジ
フィルターの代シに利用できる。更に本発明の精密濾過
装置の用途も広く、特に逆浸透膜、イオン交換膜、ＵＦ
（ウルトラフィルター）膜等の前処理用として優れた性
能を示す。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すもので、第１図は全体縦断
面図、第２図は濾材層の正面図、第３図は同平面図、第
４図は枦は層の別の例を示す平面図である。 （１）・・・濾過塔、（２）・・・濾材支持体、（３）
・・・濾材層、（４）・・・板体、（５戸・・無撚糸、
（６）・・・回転軸、（７）・・・回転装置、（８）・
・・ガイド、（９）・・・支持部材、叫・・・昇降駆動
装置、αト・・配管、Ｕ・・・圧力コントローラー、（
２）・・・洸１’？液供給管、００ト・・開閉弁、頭・
・・エアー抜き管、（１７）・・・開閉弁、ｍ　・・・
被濾過液、α’Ｊ　（１９ａＸ１９ｂ）　−Ｏｔｄ管、
（２０ａ）（２０ｂ）・・・開閉弁 代理人　　　　森　　　本　　　義　　　弘第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、無数の繊維を濾材として使用して水中の微細な固体
   粒子を濾過する装置であって、濾過塔内に繊維直径が１
   ００ミクロン以下の長繊維けん縮加工糸の無撚糸から成
   る濾材層を挿入し、この濾材層を昇降手段により圧縮さ
   せてなる精密濾過装置。