JPS6363311B2

JPS6363311B2 -

Info

Publication number: JPS6363311B2
Application number: JP58156528A
Authority: JP
Priority date: 1983-08-29
Filing date: 1983-08-29
Publication date: 1988-12-07
Also published as: JPS6049894A

Description

【発明の詳細な説明】この発明は固液分離方法に関し、さらに詳しく
は、転写ドラムとプレスロールからなる圧搾部に
固液を載せたエンドレス濾布を走行させ、固液を
圧搾して液成分を絞り取り、形成されたケークを
転写ドラムに転写し、掻き取つて回収する、いわ
ゆる濾布走行式固液分離方法に関する。

従来、転写ドラムとプレスロールとからなる圧
搾部に固液を載せたエンドレス濾布を走行させ、
上記圧搾部で液成分を絞り取るとともに、この圧
搾によつて形成されたケークを転写ドラムに転写
し、スクレーパで掻き取つて回収する、いわゆる
濾布走行式固液分離が、いろいろな分野で行われ
ている。

そのような固液分離においては、当然のことな
がら固形成分と液成分の脱離が良好であることが
必要で、圧搾部に至つてもなおかなりの液成分を
含むようであると、固液は高い流動性を示して濾
布の端縁から食み出し、固形成分の回収率が低下
してしまう。かかる現象は、固液が、平均濾過比
抵抗が10¹⁰cm／ｇ以上であるような、いわゆる難
濾過性の固液である場合に特に著しい。また、濾
布上のケーク厚みにむらがあると、転写ドラムへ
の転写率が低下し、やはり回収率が低くなつてし
まう。さらに、濾布の目が十分に小さくないと、
小さな固形成分が簡単に通り抜けてしまい、これ
もまた回収率を低下させる原因になる。

ところで、上述したような固液分離において
は、従来、織物基材の表面に太さ30〜100μの
太い短繊維を接着剤で植毛し、一方向に傾斜した
立毛を形成した濾布や、織物基材の表面にその
基材を起毛してなる太さ数十ミクロンの太い立毛
を形成してなる濾布が使われている。これらの濾
布は、織物基材によつて濾布として必要な強度を
得るとともに、表面の立毛によつて固形成分を阻
止するものである。つまり、立毛が濾層を形成し
ているわけである。しかしながら、かかる濾布を
使用して固形成分の高い回収率を得るのはなかな
か難しい。

すなわち、上記濾布は、接着剤による植毛に
よつて立毛を形成しており、基材の目が接着剤に
よつて埋まらないようにするためには立毛密度を
そう高くとれば、かつ立毛の太さが30〜100μと
大変太いので、立毛間に形成されるすき間、つま
り目がかなり大きく、微細な固形成分が簡単にそ
のすき間を通り抜けてしまう。つまり、阻止率が
低い。

また、上記濾布は、立毛が太さ30〜100μと
大変太いので、剛直で、基材表面に横たわりにく
い。そのため、立毛間に形成されるすき間が大変
深く、そのすき間に固形成分がはいり込むとなか
なか抜け出さないので転写性が悪い。

上述したような理由から、上記のような濾布
を使用したのでは、液成分中に固形成分が大量に
含まれることになるばかりか、回収できる固形成
分の量が少ない。つまり、固形成分の回収率が大
変低い。

一方、上記濾布は、濾布ほどではないが、
やはり立毛間のすき間がかなり大きく、また深
い。そのため、この濾布を使用した場合もま
た、同様に回収率が低い。

一方、この発明の発明者らは、先に、特願昭57
−93591号（特公昭63−14644号公報）および特願
昭57−226384号出願（特公昭62−13046号公報）
の明細書において、新しいタイプの濾布を提案し
た。これらの濾布は、基材表面の、いわゆる濾層
を、太さ0.1〜10μという、極細繊維の立毛で形成
している。

上記濾布は、太さ0.1〜10μの極細繊維の立毛で
濾層を形成しているので、立毛間に形成されるす
き間が大変小さく、微細な固形成分でも阻止する
ことができる。また、極細繊維の立毛は大変しな
やかで横たわりやすいので、立毛間のすき間が浅
く、そのすき間に固形成分が変形しながらはいり
込んで抜け出しにくくなるといつたことも少な
い。さらに、立毛間のすき間が小さくてそのすき
間に固形成分がはいりにくいこと、および立毛が
しなやかで固形成分への食い込みが防止されるこ
とから、転写性も良好である。

このように、上記両出願で提案した濾布を使用
すると、上述した濾布，を使用する場合にく
らべて固形成分の高い回収率が得られるが、平均
濾過比抵抗が10¹⁰cm／ｇであるような、高い難濾
過性の固液に対しては、使用条件が適当でないと
十分な回収率が得られない。

この発明の目的は、平均濾過比抵抗が10¹⁰cm／
ｇ以上であるような高い難濾過性の固液を分離す
る場合でも、固形成分の高い回収率を得ることが
できる方法を提供するにある。

上記目的を達成するために、この発明において
は、転写ドラムとプレスロールとからなる圧搾部
を通つて一方向に走行、周回するエンドレス濾布
の表面に、平均濾過比抵抗が10¹⁰cm／ｇ以上であ
る固液を供給し、その固液を、濾布の端縁から食
み出さないように圧搾して液成分を絞り取り、こ
の圧搾によつて形成されたケークを転写ドラムに
転写した後掻き取つて回収するに際し、前記濾布
として、織物または編物基材の表面に、その基材
を起毛してなる太さ0.1〜15μの極細繊維の立毛濾
層を有する濾布を使用し、かつ転写時のケーク厚
みを10〜1000μにすることを特徴とする固液分離
方法が提供される。

この発明の方法をさらに詳細に説明するに、第
１図は、この発明の方法を実施している様子を示
す概略側面図である。

第１図において、矢印方向に一定速度で回転す
る転写ドラム１と、プレスロール２，８とからな
る圧搾部に、平均濾過比抵抗が10¹⁰cm／ｇ以上で
ある、いわゆる難濾過性の固液３を載せたエンド
レス濾布４を走行させ、その固液３を濾布４の端
縁から食み出さないように圧搾して液成分を絞り
取るとともに、この圧搾によつて形成された濾布
４上のケークを転写ドラム１に転写し、スクレー
パー５で掻き取つて回収する。この場合、濾布４
の駆動は、一方のプレスロール８によつて行う。
つまり、プレスロール８は濾布４の駆動ロールを
兼ねている。そして、濾布４の駆動速度は10〜
100m／分と比較的速い。なお、符号６は転写後
の濾布をその表裏面から洗浄するための水スプレ
ーノズルである。また、７は、吸気管９を介して
濾布４の裏面側を水柱で500mm以上の減圧状態に
維持し、濾布４上に供給された固液３を減圧吸引
して液成分の通過を促進するとともに、通過した
液成分を排液管１０から排出するするための減圧
吸引槽である。

上記において、濾布は、合成繊維の織物や編物
からなる基材の表面を、それら基材を直接起毛し
て得た太さ0.1〜15μ、好ましくは0.3〜10μの極細
繊維の立毛で覆い、その立毛によつて濾層を形成
してなるものである。

上記織物は、太さ0.1〜15μの極細繊維の双糸ま
たは三子の紡績糸やマルチフイラメント糸からな
る単糸数200〜50000本の緯糸を、経糸に対して、
好ましくは３〜８本浮かせた、好ましくは朱子織
物からなつている。そして、緯糸を20〜100本／
cmの密度で、かつ濾布の幅方向に配置し、経糸は
長手方向に配置して、主として上記緯糸を経糸方
向に起毛している。そのため、立毛は方向性をも
つている。しかして、使用に際しては、第１図に
示すように、その立毛の方向が濾布の走行方向に
対して逆方向になるように張設する。なお、主と
して緯糸を起毛しているのは、経糸には大きな展
張力が加わるので、これを起毛すると濾布の強度
が低くなるからである。また、経糸は、太さ10〜
30μの繊維を10〜150本束ねたものを、緯糸の密
度の0.7〜３倍の密度で配置している。浮き組織
を採つているのは、そうすると緯糸と経糸との交
錯数が減り、織物の凹凸が少なくなつて表面凹凸
の少ない濾布が得られるからである。上記におい
て、緯糸および経糸に４〜15回／cm程度の撚を有
するものを使用すると、織密度が高くても基材の
流路を確保することができ、また緯糸にあつては
立毛の保持性が向上して抜けにくくなるので好ま
しい。

編物基材としては、上記織物と同様の糸を使用
したリブ編、両面編などに代表される丸編や、ハ
ーフ編、クインズコード編などに代表される経編
などを用いることができる。なかでも、立毛を比
較的形成しやすいという理由で、ハーフ編の、そ
れもトリコツトであるのが好ましい。

織物や編物を構成している合成繊維は、主とし
て耐久性の面から、ポリアミド繊維、ポリエステ
ル繊維、ポリビニルアルコール繊維、ポリフルオ
ロエチレン繊維、ポリプロピレン繊維、ポリアク
リルニトリル繊維などであるのが好ましい。固液
の種類によつては、これらの繊維に親水加工や疎
水加工を施したものを使用すると好ましい場合が
ある。

上述したような濾布は、目付が100〜400g／m²
であるのが好ましい。すなわち、目付が100g／
m²未満であると、走行時の張力により濾布が伸び
やすくなり、走行安定性が低くなる。また、目付
が400g／m²を越えるような濾布は、洗浄時の水
圧を高くする必要がでてくるので経済的でない。

また、この発明で使用する濾布は、濾布の表面
に、温度20±２℃、相対湿度65±５％という条件
下で240g／cm²の荷重をかけたときの空隙率が50
〜75％であるのが好ましい。すなわち、空隙率が
50％未満では、流路抵抗が大きくなつて処理量が
少なくなるので実用的でない。また、75％を越え
ると、濾布が液成分を多く含みやすくなり、固液
分離に要する時間が長くかかるようになつて長い
濾布を使用する必要がでてくるので好ましくな
い。

この発明において使用する濾布は、いろいろな
方法によつて製造することができる。次にこの好
ましい一例を示す。

すなわち、緯糸として、高分子物質、好ましく
はポリエステルで島成分を、また高分子物質、好
ましくはポリスチレンで海成分を構成してなり、
かつ島成分を35〜75％含有する、いわゆる多芯複
合繊維や、極細繊維を発生する繊維を80％以上含
む混合紡糸繊維の双糸または三子の紡績糸やマル
チフイラメント糸を用い、経糸として仮撚加工糸
や複合潜在捲縮糸を用い、それら緯糸および経糸
を所望の密度で、かつ所望の浮き組織を有するよ
うに朱子織する。

次に、緯糸の海成分を適当な溶媒、たとえばト
リクロルエチレンで除去し、乾燥した後、その緯
糸を起毛して立毛を形成し、いわゆる濾層を構成
する。

他の方法としては、異なる高分子物質を貼り合
せ紡糸して得た複合繊維で織物や編物を作り、上
記貼り合せ剥離し、かつ起毛して立毛を形成す
る。貼り合わせる高分子物質としては、ポリアミ
ドと、ポリエステル共重合体であるのが好まし
い。剥離方法としては、熱水中で激しく揉み、そ
の後風乾するのが好ましい。

立毛を形成する方法としては、針布、サンドペ
ーパ、サンドクロス、サンドネツト、砥石、スチ
ールブラシ、研磨ブラシ、サンドロール、ガーネ
ツト、サンドホーニングなどがある。なかでも、
針布によるのが最も好ましい。

さて、濾布の立毛の太さは、上述したように
0.1〜15μである必要がある。すなわち、0.1μより
も細いと、立毛の密度を高くすることは可能であ
つても強度が低くてすぐ切れてしまい、実用に耐
える濾布が得られない。また、濾層の流路抵抗が
著しく増大し、能率が大きく低下するばかりか固
液分離効率も低下する。一方、15μを越えるよう
な太いものは、剛直になつて立毛が立つてくるの
で層状の濾層を形成することができなくなり、ま
た立毛間のすき間が大きくなつて微細な固形成分
が通り抜けてしまい、固形成分の阻止率が低下す
る。また、表面の凹凸も大きくなり、その深みに
はまり込んだ固形成分が、剛直な立毛が突き刺さ
ることとあいまつて抜けだしにくくなり、転写性
が大きく低下する。

第２図に点線で示すグラフは、第１図に示した
装置を使用し、固液として化学工場の活性汚泥処
理装置から排出される余剰汚泥（平均濾過比抵
抗：4.5×10¹⁰cm／ｇ、固形成分濃度：8000mg／
リツトル）を使用して、立毛の太さｄ（μ）と固
形成分の阻止率Ｋ（％）との関係を調べたもので
ある。阻止率Ｋは、固液中に含まれる固形成分の
重量に対する回収固形成分の重量の百分率として
表わし、いずれの固形成分についも水分を加熱蒸
発させた後に重量を測定する。この第２図から、
立毛の太さが15μを越えると阻止率が大きく低下
し、もはや濾布として機能していないことがわか
る。すなわち、立毛の太さが15μを越えるような
濾布は、平均濾過比抵抗が10¹⁰cm／ｇ以上である
ような固液の阻止率に関して、ほとんど効果な
い。好ましい立毛の太さの上限は12μである。な
お、この実験においては、転写時のケーク厚みを
約100μとした。

立毛の太さが0.1〜15μであことによるもうひと
つの利点は、繊維のしなやかさは太さの４乗に反
比例するから、立毛が大変しなやかになり、転写
ドラムへの転写時に立毛が順次スムーズに引き起
こされてケークから離れ、ケークを濾布側に引き
戻す力が弱くなつて転写性が向上することであ
る。

上記立毛は、極端に短いと基材表面の被覆を十
分に行うことができなくなるので、基材の緯糸を
２〜６本橋渡しできる程度の長さであるのが好ま
しい。立毛長さを上記のようにすると、基材長１
mm当りの立毛数が100〜40000本であるような、極
めて好ましい濾層を形成することができる。

さて、この発明の方法においては、転写時にお
ける濾布上のケーク厚みを10〜1000μの範囲にす
る必要がある。

第２図に実線で示すグラフは、上記阻止率と同
様の条件の下で測定した、ケーク厚みＴ（μ）と、
転写ドラムへの転写率Ｐ（％）との関係を示すも
のであるが、ケーク厚みが10μ以下では転写率が
大変低く、また1000μを越えると転写率が大きく
低下し、もはやこの発明の目的を達成することが
できないことがわかる。しかして、10〜1000μと
いう上記固形成分厚みは、固液の種類に応じて、
固液の供給量、濾布の種類や走行スピード、転写
ドラムとプレスロール間の間隙などを適宜調整す
ることによつて得ることができる。換言すれば、
上述した条件を適当に選定することにより、濾布
の端縁から固液が食み出すことなく、かつ転写時
のケーク厚みが10〜1000μになるようにする。

さて、この発明の方法は、平均濾過比抵抗が
10¹⁰cm／ｇ以上である固液に適用する。ここにお
いて、平均濾過比抵抗は次のようにして測定し、
定義される。

まず、JIS Ｍ 0202−1974「SS測定法」に規
定されるセパレート形濾過器を用意する。濾過
器は、下部漏斗上での有効濾過面積を9.62cm²
（直径35mm）とし、上部漏斗は、高さが200mm
で、濾過面から上端まで同一直径のものを使用
する。また、濾過される液成分の量を測定する
ために、吸引びんの中にメスシリンダーを配置
しておく。さらに、下部漏斗とゴム栓との間に
は、測定開始時の誤差を少なくするため、ガラ
ス製のコツクを取り付け、吸引びんの減圧度を
水柱で1000mmに維持してからコツクを開き、測
定が開始できるようにしておく。

一方、濾紙として、米国ミリポアー社製のグ
ラスフアイバーフイルターペーパーAP40 047
05を用意する。

また、測定する固液は、固形成分の濃度が
0.5〜1.0重量％になるように調整しておく。濃
度が上記範囲をはずれるものについては、濃縮
あるいは希釈して調整する。希釈する場合に
は、同一の固液を濾過して得た液成分を使用す
る。調整した固液は、20℃に維持しておく。

次に、濾過器に濾紙を装填し、コツクを閉
じ、吸引びん内を1000mm水柱に保つ。

次に、上部漏斗に、で用意した固液100ml
を入れ、コツクを開き、メスシリンダーによ
り、一定の濾過量（５mlが適当）ごとに、かつ
濾過量が50mlになるまで、コツクを開いた時点
からの時間ｔを読み取る。

次に、固形成分の質乾質量比ｎを算出するた
め、で用意した固液10mlについて、上記，
と同様の操作を行う。ただし、このときは濾
過量の測定は不要である。濾紙上に固形成分が
形成され、その表層部に遊離液成分がなくなつ
た時点、つまり固形成分の表面が現われた時点
から30秒後にコツクを閉じる。

次に、濾過器から濾紙を取りはずし、それに
付着している固形成分の含水率γをJIS Ｋ
0102−1981「工場排水試験方法」の第１４．２
項により測定する。

次に、次の式から質乾質量比ｎを算出する。

ｎ＝１／（１−γ）次に、上記濾過量Ｖと時間ｔから、Ｖを横軸
とし、dt／dVを縦軸とするグラフを描き、そ
の傾きｋを求める。

次に、次式から、固液の平均濾過比抵抗αを
求める。

α＝ｋ・gc・△ｐ・A²（１−ｎ・ｓ）／δ・
ρ・ｓただし、 gc：重力換算係数［980（ｇ・cm／sec²・ｇ−
force）］ △ｐ：濾過圧力［100（ｇ−force／cm²）］Ａ：濾過面積［9.62（cm²）］ δ：濾液粘度（ｇ／cm・sec） ρ：濾液密度（ｇ／cm³）ｓ：固形成分濃度（ｇ／ｇ）この発明の方法は、平均濾過比抵抗が10¹⁰cm／
ｇ以上であるような難濾過性の固液について、固
形成分の高い回収率が得られることから、いろい
ろな固液の分離に使用することができる。たとえ
ば、いわゆる懸濁系の汚泥や、生物膜処理装置か
ら排出される、いわゆる固着系の汚泥など、廃水
処理によつて生ずる汚泥、スカム、フロツク、洗
浄水、濃縮スラツジなどの濃縮、脱水を行う場合
に使用することができる。具体的には、たとえば
上下水処理によつて生ずる汚泥、浄化槽から発生
する余剰汚泥、し尿処理から発生する汚泥、加圧
浮上操作から生ずるスカム、産業廃水の処理によ
つて生ずる凝集フロツクやその凝集沈澱フロツ
ク、砂濾過装置などの各種濾過装置の逆洗水、ス
クリーン装置などで濃縮したスラツジなどであ
る。また、たとえば紙パルプ製造業、食品製造
業、酒造業、味噌などの醸造業など、各種製造業
において固形成分を回収する場合に使用すること
ができる。さらに、池や川の水を浄化するような
場合にも使用することができる。

以上説明したように、この発明の濾布は、織物
または編物基材の表面に、その基材を起毛してな
る太さ0.1〜15μの極細繊維の立毛濾層を有する濾
布を使用し、固液が濾布の端縁から食み出さない
ように圧搾し、かつ転写時のケーク厚みを10〜
1000μにするものであるからして、平均濾過比抵
抗が10¹⁰cm／ｇ以上である難濾過性の固液に対し
て、固形成分の高い回収率を得ることができる。
以下、実施例に基いてこれを具体的に説明する。

実施例ポリエステルを島成分とし、ポリスチレンを海
成分とする16芯の多芯型複合繊維（太さ20μ）を
紡績してなる20/2Ｓの紡績糸を緯糸とし、太さ
20μのポリエステル繊維を48本束ねたものを経糸
として、緯糸が30本／cm、経糸が40本／cmである
５枚朱子織物を得た。

次に、トリクロルエチレンを溶媒として上記緯
糸の海成分を取り除き、緯糸が太さ2.5μの極細繊
維の約2000本の束からなる織物を得た。

次に、上記織物を起毛機にかけ、経糸方向に20
回の起毛操作を行い、さらに反対方向に10回起毛
操作を行つて主として緯糸を起毛し、立毛数が
1000本／mmである濾布を得た。

次に、上記濾布を、その経糸方向を長手方向と
して幅30cm、長さ2.3mに裁断し、裁断端を縫合
してエンドレス濾布を得た。

次に、上記エンドレス濾布を第１図に示す脱水
機にかけ、濾布の走行速度を14.5m／分、減圧吸
引槽の減圧度を600mm水柱、転写ドラムへの押付
力を60Kgとして脱水試験をした。固液としては、
化学工場の活性汚泥処理装置から排出される余剰
汚泥（平均濾過比抵抗：約4.5×10¹⁰cm／ｇ、固
形成分濃度：約8000mg／リツトル）を使用し、そ
れを10リツトル／分で供給した。転写時のケーク
厚みは100μとした。

試験の結果、濾布の端縁からの固液の食み出し
は全く認められなかつた。固形成分の阻止率は約
98％であつた。また、転写ドラムへの転写率は97
％であつた。さらに、固形成分の回収率は約95％
と極めて高かつた。さらにまた、回収したケーク
中の液成分は82.7％であり、液成分がよく脱離さ
れていた。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の方法を実施している様子
を示す概略側面図、第２図は、立毛の太さｄ（μ）
と固形成分の阻止率Ｋ（％）との関係およびケー
ク厚みＴ（μ）と転写率Ｐ（％）との関係を示すグ
ラフである。１…転写ドラム、２，８…プレスロール、３…
固液、４…濾布、５…スクレーパー、６…水スプ
レーノズル、７…減圧吸引槽、９…吸気管、１０
…排液管。

Claims

【特許請求の範囲】

１転写ドラムとプレスロールとからなる圧搾部
を通つて一方向に走行、周回するエンドレス濾布
の表面に、平均濾過比抵抗が10¹⁰cm／ｇ以上であ
る固液を供給し、その固液を、濾布の端縁から食
み出さないように圧搾して液成分を絞り取り、こ
の圧搾によつて形成されたケークを転写ドラムに
転写した後掻き取つて回収するに際し、前記濾布
として、織物または編物基材の表面に、その基材
を起毛してなる太さ0.1〜15μの極細繊維の立毛濾
層を有する濾布を使用し、かつ転写時のケーク厚
みを10〜1000μにすることを特徴とする固液分離
方法。