JP2002204911A - 水処理用積層構造体、それを用いた水処理用フィルター及び水処理用装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 水中の浮遊微粒子等の除去、オゾンを含む水
の処理、または気液分離など他の用途において使用する
のに適した水処理用積層構造体及び水処理用フィルター
を提供することにある。 【解決手段】 このフィルターエレメント１は、基布３
と、ウェブ層５とを備えている。基布３はガラス織布ま
たは不織布からなる。ウェブ層５は、ポリテトラフルオ
ロエチレンからなり、基布の少なくとも一方の表面に交
絡により基布と結合して積層されるとともに、少なくと
も一方の表面が平滑化処理されている。また、静水圧を
かけたときに、水が通過するのに必要な最小圧力が５ｋ
ｐａ以上０．５Ｍｐａ以下である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、水処理用積層構造
体、特に、水中の浮遊微粒子、生物等を取り除くため
に、またはオゾンを含む水を処理するために使用される
積層構造体に関する。また、本発明は、そのような積層
構造体を用いた水処理用フィルターに関する。

【０００２】

【従来の技術】水処理用の固液分離の手段として、重力
沈降分離方法である沈殿槽が主に用いられているが、分
離対象となる物質の粒子径が小さい高度の排水処理の場
合には、沈降速度が遅いために、沈殿槽は大きくなり実
用的でない。また、活性汚泥処理の最終沈殿槽にあって
も、分離対象が微生物のため、水との比重差がほとんど
無く、従来から大きな容積を持つ沈殿槽を必要としてい
た。また、近年の水需給等から、下水排水、工場排水の
放流水質の向上を図り、中水道として利用することが望
まれている。

【０００３】放流水質を高めたり、分離装置を小型化す
る手段として、濾過分離方法が使用される。濾過方法に
は、砂濾過装置などの立体濾過とメンブレン膜濾過装置
のような表面濾過の方法がある。いずれも、捕集された
粒子が堆積すること（堆積物）で濾過抵抗が増大する。
これを防止するために、定期的または不定期に、濾過運
転時の通水方向と逆方向に通水して濾材面の堆積物を排
除（逆洗浄）する。砂濾過などの立体濾過の場合は堆積
物の保持量を多く取れて逆洗浄時間間隔を長くできる利
点があるが、濾過抵抗が大きくなること、逆洗浄が困難
であることから、捕集性能に優れた膜利用の表面濾過方
式の実用化が図られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】洗浄性に優れた膜を用
いた表面濾過でも、微生物の存在により、濾過膜表面に
生物層が成長し、この中に無機物が取り込まれる形で、
逆洗浄困難な堆積物が生じる。この結果、濾過抵抗が増
大して処理流量が低下するので、殺菌・酸化分解等の処
理を必要とし、この処理に耐える膜材料が要望されてい
る。近年は、取扱の安全性利便性から、コロナ放電で製
造できるオゾンにより殺菌酸化分解する方法が積極的に
検討されており、耐オゾン性に優れた材料の表面濾過方
式の濾材が切望されている。

【０００５】耐オゾン性や耐薬品性に優れた材料として
セラミックスやフッ素樹脂があげられる。セラミック
は、容積当たりの表面積を大きく取れないこと、脆いた
めに、欠けたりひび割れが生じる加工上の問題がある。
これに対して、フッ素樹脂ではセラミックにない加工性
により、容積当たり重量当たりの表面積を大きくでき、
セラミックのような脆性に伴う欠陥も生じない。

【０００６】濾過機能を有するフッ素樹脂製の膜状成形
体を得る方法には、未焼成または半焼成フッ素樹脂フィ
ルムを２軸延伸してなる多孔膜がエアフィルターとして
利用されているが、膜強度が小さく排水処理のような大
きな濾過圧力には耐えられない。これに対して、半焼成
または焼成したフッ素樹脂フィルムを解繊して製作した
繊維でできたウェブをガラス繊維からなる基材に交絡複
層し、これを加圧加熱成形することで、連通した細孔を
持ち高い濾過圧に耐える濾過膜を得られることが本発明
者らの研究により見出された。この濾過膜は表層のウェ
ブ層が加圧加熱により微細な連通孔を持つ平滑化された
膜であり、しかもガラス繊維と交絡したフッ素樹脂が溶
融状態で結合一体化した複層品で、フィルターとしての
用途だけでなく、他の用途にも使用しうることも本発明
者らの研究により見出された。

【０００７】本発明の目的は、水中の浮遊微粒子等の除
去、オゾンを含む水の処理、または気液分離などその他
の用途において使用するのに適した水処理用積層構造体
および水処理用フィルターを提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の水処理
用積層構造体は、基布と、ウェブ層とを備えている。基
布はガラス織布または不織布からなる。ウェブ層は、ポ
リテトラフルオロエチレン（以下、ＰＴＦＥ）からな
り、基布の少なくとも一方の表面に水流交絡により基布
と結合して積層されるとともに、少なくとも一方の表面
が平滑化処理されている。また、静水圧をかけたとき
に、水が通過するのに必要な最小圧力が５ｋｐａ以上
０．５Ｍｐａ以下である。

【０００９】この積層構造体では、基布とウェブ層とが
一体加熱加圧成形されると、基布ガラス繊維と交絡した
ＰＴＦＥ繊維が溶融変形してガラス繊維との結合を強固
にし、ＰＴＦＥ繊維同士は熱融着による空隙の減少と同
時にみかけ孔径の減少を生じ、またウェブ表面は平滑化
される。この結果、加圧加熱条件により、濾過に用いる
上で必要なその最大孔径を制御できる積層構造体を得ら
れることが発明者らの研究により明らかとなった。

【００１０】また、このような積層構造体を、例えば水
中の懸濁物質を除去する水処理用濾過装置の濾材として
使用する場合、水中の浮遊微粒子等は、積層構造体内部
に入り込まずウェブ層表面で捕集される。このため、積
層構造体が目詰まりを起こすのを抑えられるとともに、
ウェブ層表面の洗浄時に堆積した微粒子等の除去が容易
になる。

【００１１】さらに、ウェブ層は、耐オゾン性に優れた
ＰＴＦＥからなり、オゾン等による洗浄にも耐えうるこ
とから、濾材表面に生物膜が形成される装置等の濾材と
して用いることで、オゾン洗浄が適用できる。

【００１２】また、ここでは、ウェブ層が基布と一体的
に加圧加熱成形されることで、ガラス繊維とフッ素繊維
との結合強度（耐剥離強度）が成形前よりも向上し、ま
たウェブ層とガラス織布等との密着積層により、剛性の
大きい基布層に応力が作用する構造が得られる。これに
より、濾過圧の大きな用途にも基布との組み合わせによ
り柔軟に対応できる。

【００１３】請求項２に記載の水処理用積層構造体は、
請求項１の水処理用積層構造体において、ウェブ層の表
面は、３００℃以上３８０℃以下で、０．２ＭＰａ〜５
ＭＰａで加圧熱成形されることにより平滑化処理されて
いる。

【００１４】ウェブ層の表面は、前述のように、加圧熱
成形されることにより、表面が平滑化されて所定の耐水
圧を有するようになるが、このような加圧熱成形の条件
として、３００℃〜３８０℃の温度でかつ０．２ＭＰａ
〜５ＭＰａの圧力が好ましいことが本発明者らの研究に
より明らかとなった。

【００１５】そこで、この積層構造体では、このような
条件でウェブ層を加圧熱成形することとし、濾過対象に
応じた孔径を有する水処理用積層構造体が得られるよう
にしている。

【００１６】請求項３に記載の水処理用積層構造体は、
請求項１の水処理用積層構造体において、ウェブ層の表
面は、新たなウェブ層が加圧熱成形によりさらに積層さ
れることにより平滑化処理されている。

【００１７】ウェブ層と基布とを例えばウォ−タージェ
ットニードル等の方法で交絡させると、ウェブ層は交絡
の影響を受けて表面に凹凸を生じるが、この部分は加熱
加圧成形を行っても局部的に密度が低下した状態とな
る。このため、積層構造体として所望の耐水圧が得られ
ない場合がある。

【００１８】そこで、この積層構造体では、このような
ウェブ層表面の凹凸が原因で生ずる不具合を、交絡によ
り基布に積層されたウェブ層の上にさらにウェブ層を積
層し、これを加圧熱成形することにより解消して、ウェ
ブ層の耐水圧を向上させることとしている。

【００１９】請求項４に記載の水処理用積層構造体は、
請求項１の水処理用積層構造体において、ウェブ層に、
ＰＴＦＥからなる延伸多孔膜またはＰＴＦＥからなる繊
維抄紙多孔シートが積層されている。

【００２０】ウェブ層は、平滑化処理により耐水圧を増
大させると、ウェブ層単体では、繊維密度が上がり、孔
数の減少傾向とさらに見掛け孔径の減少とにより、通気
度が急激に低下してしまう。

【００２１】そこで、この水処理用積層構造体では、Ｐ
ＴＦＥ延伸多孔膜等の相対的に小孔径かつ細孔面積の大
きい多孔体膜を、低い耐水圧を有するウェブ層に積層す
ることにより、この問題を解決できるようにしている。

【００２２】なお、本発明のウェブ層には、焼成された
ＰＴＦＥフィルム及び／または半焼成されたＰＴＦＥフ
ィルムから得られた繊維を用いるのが好ましい。繊維の
材質としては、ＰＴＦＥの他に、ビニール変性ＰＴＦＥ
樹脂、ＥＴＦＥ樹脂等が挙げられる。これらの繊維は混
紡されてもよい。また、これらの繊維の組み合わせと融
着加工条件の組み合わせとにより、耐水圧に特性を持た
せることや種々のフィルター形状への加工が可能とな
る。

【００２３】請求項５に記載の水処理用フィルターは、
筒状体と、水処理用積層構造体とを備えている。筒状体
は、内周部に水が通るための流路が形成され、流路と外
方とを連通する複数の貫通孔が外周部に形成されてい
る。水処理用積層構造体は、複数の貫通孔を覆うよう筒
状体の外周に装着される請求項１から４のいずれかに記
載のものである。

【００２４】この水処理用フィルターを用いて例えば下
水等の放流水の水質改善をはかる場合、水処理用フィル
ターは、活性汚泥処理装置の最終沈殿槽の内部等に配置
される。そして、被処理水は、積層構造体の外側から、
ウェブ層、基布を順に通過し、さらに筒状体の貫通孔を
通過してポンプサクションに吸入される。このとき、被
処理水中の浮遊微粒子はウェブ層表面に捕集される。

【００２５】この水処理用フィルターでは、積層構造体
としてウェブ層表面が平滑化されて所定の耐水圧を有す
るものを用いているため、所定の水質を得られるととも
に、円筒構造により比較的高い圧力で逆洗浄を行える。
また、比較的固形分濃度の高い排水処理に適している。

【００２６】請求項６に記載の水処理用フィルターは、
複数の筒状体と、２つの水処理用積層構造体とを備えて
いる。複数の筒状体は平行に並べて配置される。２つの
水処理用積層構造体は、複数の筒状体のそれぞれを狭持
するよう複数の筒状体の外周に対向するように装着され
る請求項１から４のいずれかに記載のものである。

【００２７】この水処理用フィルターでは、複数の筒状
体を備えた面状フィルター構造を対象としており、構造
上、請求項５の水処理用フィルターと比べて相対的に濾
過面積を大きく取れる。

【００２８】請求項７に記載の水処理用フィルターは、
請求項６の水処理用フィルターにおいて、２つの積層構
造体は、平滑化処理されたウェブ層同士が向かい合うよ
う複数の筒状体に装着されるとともに、平滑化処理され
たウェブ層同士は熱融着により貼り付けられている。

【００２９】この水処理用フィルターでは、積層構造体
は、ウェブ層同士が向かい合って配置されているため、
加熱することによりウェブ層同士を熱融着させ、接着剤
を用いずに貼り付けることができる。このため、接着不
良が生じた場合、ウェブ層同士を再度加圧熱融着させる
ことにより接着させることができるため、補修作業が容
易になり、歩留まりがよくなる。

【００３０】請求項８に記載の水処理用フィルターは、
複数の濾過モジュールと、連通管とを備えている。複数
の濾過モジュールは、請求項１から４のいずれかに記載
の２つの水処理用積層構造体が対向して配置され、２つ
の積層構造体の全端縁は互いに貼り付けられてなるもの
であって、２つの積層構造体の間に外圧により閉塞され
ないよう多孔性体（例えば金属バネ）で流路が形成され
ている。このモジュールを、連通管を介して、厚み方向
に並んで配置してフィルターを構成することで、配管接
続が容易で容積当たりに大きな濾過面積を持つフィルタ
ーを構築できる。

【００３１】この水処理用フィルターを用いて例えば下
水等を処理する場合、水処理用フィルターは、下水処理
装置の沈殿槽の内部等に配置される。下水は、濾過モジ
ュールの外側で濾過され、この処理液はモジュール内
部、連通管を経て、ポンプにより放流される。逆洗浄時
は、オゾンを含む洗浄水がポンプにより連通管を経て各
モジュール内に圧送され、表層に付着した生物膜等は酸
化分解・殺菌洗浄される。

【００３２】この水処理用フィルターでは、所定の耐水
圧を有した積層構造体を最小必要限度の空間を隔てて並
列に多数配置できるため、容積当たりの濾過面積を大き
くでき、さらにウェブ表層間にオゾンガス気泡が吹き込
まれる形態で気泡による洗浄効果も期待でき長時間の連
続運転が期待できる。

【００３３】請求項９に記載の水処理用フィルターは、
請求項８の水処理用フィルターにおいて、水処理用積層
構造体は、基布はガラス織布または不織布からなるとと
もに、ウェブ層は基布の両面に積層されている。２つの
水処理用積層構造体はそれぞれ、少なくとも他方の水処
理用積層構造体に貼り付けられる部分が、ＰＴＦＥ繊
維、変性ポリテトラフルオロエチレン繊維及びエチレン
−テトラフルオロエチレン共重合体（以下、ＥＴＦＥ）
繊維からなる群から選択された少なくとも１種以上の繊
維で形成されている。

【００３４】この水処理用フィルターでは、２つの積層
構造体は、互いに貼り付けられる部分が外部から加熱す
ることにより熱融着されるため、接着剤を用いずに貼り
合わされる。

【００３５】また、積層構造体の互いに貼り付けられる
部分は、耐オゾン性、耐薬品性を有する材質の繊維から
なるため、接合部分がオゾンにより劣化して剥離しやす
くなることを抑制できる。

【００３６】請求項１０に記載の水処理用フィルター
は、請求項８の水処理用フィルターにおいて、水処理用
積層構造体はそれぞれ、基布はガラス織布または不織布
からなるとともに、ウェブ層は基布の片面に積層されて
いる。２つの水処理用積層構造体はそれぞれ、ウェブ層
が外側に配置されるとともに、溶融性フッ素樹脂フィル
ムまたはパーフルオロビニルエーテル−テトラフルオロ
エチレン共重合体フィルムを介して貼り付けられてい
る。

【００３７】この水処理用フィルターでは、積層構造体
のウェブ層は基布の外側にのみ配置されているが、基布
同士は熱溶融性を有するフッ素樹脂を介して配置されて
いるため、外部から加熱されると、２つの積層構造体は
これらの樹脂を介して熱融着される。したがって、耐オ
ゾン性等を有するフッ素樹脂により接着されているた
め、オゾンにより劣化して剥離しやすくなることを抑制
できる。

【００３８】

【発明の実施の形態】［フィルターエレメント］図１に
本発明の一実施形態が採用されたフィルターエレメント
１を示す。

【００３９】このフィルターエレメント１は、基布３
と、ウェブ層５とを備えている。基布３は、ガラス織布
または不織布からなるが、ウェブ層５が積層された場合
にフィルターエレメント１の強度をより大きくすること
ができる点で、ガラス織布が好ましい。

【００４０】ウェブ層５は、ＰＴＦＥからなる繊維（ス
テープルファイバー）の集合体である。ここで用いられ
るステープルファイバーとしては、テトラフルオロエチ
レン（以下、ＴＦＥ）を乳化重合して得られる水性分散
体をエマルジョン紡糸工程、焼成工程等を経て得られた
もの、ＰＴＦＥフィルムを焼成工程、延伸工程、擦過工
程等を経て得たもの、またはＰＴＦＥフィルムを焼成工
程、延伸工程、スプリット工程、裁断工程等を経て得た
もの等が挙げられる。

【００４１】また、ステープルファイバーは、分岐、ル
ープ等を有しているものが交絡性、耐脱毛性に優れてい
るため、これらが生じるような製法により得られるもの
が望ましい。すなわち、ＰＴＦＥフィルムから焼成工
程、延伸工程、高速で回転する針刃ロールによる擦過、
解繊工程等を経て得られるものが好ましい。

【００４２】ウェブ層５は、基布３の両面または片面に
交絡により基布３と結合して積層されている。交絡の方
法としては、ウォ−タージェットニードル、ニードルパ
ンチ等の周知の方法が用いられる。

【００４３】ウェブ層５は、基布３との結合をより強固
にし、繊維密度を上げてウェブ層５内の空隙を減少させ
耐水圧を上げ、さらに、形状を安定化させるために、基
布３に積層された状態で加圧加熱処理される結果、表面
が平滑化される。この平滑化処理は、ウェブ層５を、３
００℃〜３８０℃で、０．２ＭＰａ〜５ＭＰａで加圧熱
成形することにより行われるが、３５０℃〜３８０℃
で、１ＭＰａ〜２ＭＰａで加圧熱成形するのが好まし
い。また、水流交絡により基布３に積層されたウェブ層
５の表面に、新たなウェブ層を積層しこれらを同時に加
圧熱融着してウェブを平滑化処理してもよい。

【００４４】また、ウェブ層５には、ＰＴＦＥ延伸多孔
膜またはＰＴＦＥ繊維抄紙多孔シートが積層されてもよ
い。この場合、多孔体であるＰＴＦＥ延伸フィルムを平
滑処理と同時または平滑処理の後に加圧熱融着により積
層する。これにより、ウェブの平滑化処理により耐水圧
を上げた場合と比べて、空孔面積の広い多孔体を用いる
ことで通気度の低下を抑えることができる。

【００４５】このように平滑化処理されたフィルターエ
レメント１は、所定の耐水圧を有しており、フィルター
エレメント１に静水圧をかけた場合、水がフィルターエ
レメント１を通過するのに必要な最小圧力は５ｋＰａ〜
１００ｋＰａである。なお、この最小圧力は、ポンプの
吸圧を利用する濾過方式にあっては、１０ｋＰａ〜５０
ｋＰａであるのが望ましい。

【００４６】このように構成されたフィルターエレメン
ト１では、平滑化処理時に加圧加熱成形されることによ
り、極めて小さい孔径を有する孔が多数形成されるとと
もに、ウェブ層５表面は平滑化される。この結果、ウェ
ブ層５は所定の耐水圧を有するようになる。したがっ
て、このようなフィルターエレメント１を、例えば、後
述するモジュールフィルター１１やパイプフィルター３
１，４１等に用いた場合、フィルターエレメント１の内
外に作用する水圧が耐水圧以下であれば、エレメントは
水を透過させない機能を有している。

【００４７】また、このフィルターエレメント１では、
基布の持つ空孔径に比べてウェブ層５表面の孔径が極め
て小さいため、除去対象粒子はウェブ層５表面で捕集さ
れて基布内部へ浸透堆積しにくいので、逆洗水による捕
集粒子の洗浄でフィルターは容易に再生できる。

【００４８】さらに、ウェブ層５は、耐オゾン性に優れ
たＰＴＦＥからなり、オゾン洗浄にも耐えうることか
ら、逆洗水のみでの濾材再生が困難な生物膜が形成され
る用途にあっても、オゾンガスの併用による洗浄を適用
できる。この場合、オゾンガスによるバブリング洗浄、
オゾンガス含有水による逆洗などの洗浄方法が使用でき
る。

【００４９】なお、本発明のフィルターエレメント１
は、下水処理装置等のフィルターとして使用する以外
に、後述するように、散気装置の散気部や気液反応装置
の分離膜としても使用可能である。

【００５０】［モジュールフィルター］図２に本発明の
一実施形態が採用されたモジュールフィルター１１を示
す。このモジュールフィルター１１は、厚み方向に等間
隔で並べられた複数の濾過モジュール１３と、２つの連
通管１５（一方のみ図示）と、スペーサ１７とを備えて
いる。

【００５１】１つの濾過モジュール１３は、２枚のフィ
ルターエレメント１と、流路形成部材１９とを備えてい
る。フィルターエレメント１としては、前述のものが用
いられる。２枚のフィルターエレメント１は、各基布３
が対向して配置されるとともに、全端縁１ａが互いに貼
り付けられている。

【００５２】フィルターエレメント１として、基布３の
両面にウェブ層５が積層されたものを用いた場合、全端
縁１ａの部分のウェブ層５には、ＰＴＦＥ繊維、変性Ｐ
ＴＦＥ繊維、ＥＴＦＥ繊維等の繊維、或いはこれらの繊
維を組み合わせてなる混合繊維たもの、またはこれらの
繊維と他の繊維との組み合わせてなる混合繊維を用いる
のが好ましく、また、対向するウェブ層５の間に、変性
ＰＴＦＥ、ＥＴＦＥ、ＰＦＡ等の材質からなるフィルム
または樹脂粉末等を介在させるのが好ましい。

【００５３】これは、これらの樹脂が熱溶融性を有する
ため加熱されると、対向するウェブ層５同士が熱融着さ
れるため、接着剤を用いずにウェブ層５同士を貼り合わ
せることができるとともに、これらの樹脂が耐オゾン
性、耐薬品性等を有しているために、従来の接着剤で貼
り合わせる方法では剥がれやすかった部分の接着状態を
強固に保つことができるからである。

【００５４】また、フィルターエレメント１として基布
３の片面にのみウェブ層５が積層されたものを用いた場
合であって、ウェブ層５が外側に配置されるよう２枚フ
ィルターエレメント１が配置されている場合、全端縁１
ａの部分のウェブ層５には、対向するウェブ層５の間
に、ＰＦＡ、ＥＴＦＥ等の溶融性フッ素樹脂からなるフ
ィルムを介在させるのが好ましい。

【００５５】この場合も、接着剤が不要となること、耐
オゾン性等により剥がれ易さが改善されることの他に、
全端縁１ａの部分のウェブ層５がＰＴＦＥ繊維のままで
よいこと等のメリットがある。

【００５６】２枚のフィルターエレメント１の間には、
図３に示すような水の通り道となる流路１６が形成され
た流路形成部材１９が配置されている。流路形成部材１
９は、通水性を有する部材であって、濾過モジュール１
３の外側の水が流路１６内に出入り可能となるととも
に、外圧により流路が閉塞されないよう、金属バネ状
物、金属多孔体、セラミック多孔体等、通水性を有しか
つ圧縮変形しない材料を単一または複合して構成され
る。流路形成部材１９を連続または不連続にエレメント
内に包含させることで、葛折り状に畳み込まれた１本の
流路１６が形成されている。これにより、流路１６の径
を小径に形成できて、濾過モジュール１３の内圧によっ
て熱融着部分が剥がれようとするのが抑えられている。
なお、この融着部分には、ＰＴＦＥ繊維からなるウェブ
層５が用いられるが、より接着性が高められる点で、Ｐ
ＦＡ繊維、ＥＴＦＥ繊維が好ましく、融着部分のみにＰ
ＦＡ、ＥＴＦＥ等の溶融性フッ素樹脂のフィルムまたは
樹脂粉末を併用して接着してもよい。

【００５７】流路１６の両端部には、２枚のフィルター
エレメント１を厚み方向に貫通する導水孔１２が形成さ
れている。連通管１５には、各濾過モジュール１３の流
路１６に連結される複数の開口部１４が形成されてお
り、これにより、連通管１５を導水孔１２内に配置した
場合に複数の流路１６が連通される。

【００５８】スペーサ１７は、複数の濾過モジュール１
３を厚み方向に並べて連結し、各濾過モジュール１３の
厚み方向間の間隙を保持するための部材であり、各濾過
モジュール１３の端部に取り付けられている。

【００５９】下水処理装置の浄化用フィルター等として
の使用 このモジュールフィルター１１を、例えば、下水処理装
置装置内で使用する場合は、例えば、モジュールフィル
ター１１を沈殿槽等の水中に配置し、一方の連通管１５
側に連結されたポンプ等を作動させてモジュールフィル
ター１１の流路１６内の水を吸引させ内部の圧力を下げ
ることで、モジュールフィルター１１外側の下水が濾過
モジュール１３表面のフィルターエレメント１で濾過さ
れ、濾液は流路形成部材１９透過して流路１６を経て上
記ポンプから放流される。

【００６０】なお、他方の連通管１５は、ここでは、流
路１６のエア抜き用孔として使用される。この場合、モ
ジュールフィルター１１は、他方の連通管１５が一方の
連通管１５より高い位置に配置されるよう、下水処理装
置内等に装着されるのが好ましい。

【００６１】一方、フィルターエレメント１表面に捕集
された微粒子等が堆積してきた場合は、濾液の流れとは
逆方向にオゾンガスまたはオゾンガス含有水をモジュー
ルフィルター１１に流すことにより行う。このとき、オ
ゾンガスによりフィルターエレメント１表面に付着した
生物膜が酸化分解され、その生物膜に含有されていた無
機物も同時に除去され濾材は再生される。

【００６２】散気装置の散気部としての使用 このモジュールフィルター１１は、水中でオゾン殺菌を
行うオゾン散気装置の散気部（図示せず）としても用い
ることができる。

【００６３】散気部として使用する場合、表面のＰＴＦ
Ｅウェブ層の耐水圧により、例えば、耐水圧２ｍの場
合、概ね１．５ｍ以下の水中であれば、散気しない状態
でも水の浸透を抑えられる。従って、水の浸透が無いの
で、水中の粒子によるウェブ閉塞は生じない効果を有す
る。

【００６４】気液反応装置の分離膜としての使用 このモジュールフィルター１１は、気液反応装置の分離
膜（図示せず）としても使用できる。前述の散気部と同
様に、ＰＴＦＥの撥水性を利用し内部に原料ガスを供給
し膜表面で気液反応を起こさせる反応装置にも適用でき
る。

【００６５】また、気液分離膜としても同様に適用でき
る。 ［パイプフィルター］単体型パイプフィルター 図４に本発明の一実施形態が採用されたパイプフィルタ
ー３１を示す。

【００６６】パイプフィルター３１は、多孔パイプ３３
と、フィルターエレメント１とを備えている。多孔パイ
プ３３は、流路３５が軸方向に貫通して形成され、多孔
パイプ３３の外周と内周の流路３５とを連通する多数の
貫通孔（図示せず）が放射状に多数形成されメッシュ状
になっている。

【００６７】フィルターエレメント１としては、既述の
ものが用いられる。フィルターエレメント１は、多孔パ
イプ３３の外周面を覆うようこれに貼り付けられてお
り、図４（ａ）〜（ｃ）に示すような種々の貼り付け方
が考えられる。

【００６８】図４（ａ）では、１枚のフィルターエレメ
ント１を、多孔パイプ３３に巻き付けるように装着する
とともに、一方の端部１ｂを他方の端部１ｃの内周側に
配置させている。

【００６９】図４（ｂ）では、１枚のフィルターエレメ
ント１の端部１ｄ同士が、互いの内面に貼り付けられて
いる。図４（ｃ）では、２枚のフィルターエレメント１
が貼り合わされている。

【００７０】フィルターエレメント１は、特に図４
（ｂ），（ｃ）の場合は、ウェブ層５同士を熱融着によ
り接着させることができるため、ウェブ層５が内周側に
配置されるのが好ましい。

【００７１】このように構成されたパイプフィルター３
１も、前述のモジュールフィルター１１と同様に、下水
処理装置、散気装置、気液反応装置等に用いることがで
きる。

【００７２】複合体型パイプフィルター 図５に本発明の他の実施形態が採用されたパイプフィル
ター４１を示す。このパイプフィルター４１は、複数の
多孔パイプ４３と、２枚のフィルターエレメント１とを
備えている。

【００７３】複数の多孔パイプ４３は、前述の単体型パ
イプフィルター３１と同様のものが用いられ、ここで
は、一平面上に各多孔パイプ４３の径方向に並べて配置
されている。

【００７４】２枚のフィルターエレメント１は、既述の
ものが用いられ、複数の多孔パイプ４３を一平面の両側
から狭持するよう各多孔パイプ４３に貼り付けられてい
る。ウェブ層５同士が接着されている部分では、フィル
ターエレメント１の厚み方向に貫通する貫通孔３７が複
数箇所に設けられている。また、２枚のフィルターエレ
メント１は、ここでも、ウェブ層５同士が向かい合うよ
う配置され、熱融着により接着剤を用いずに貼り合わさ
れている。

【００７５】ここで説明したパイプフィルター３１，４
１は、前記モジュールフィルター１１と同様に、散気装
置の散気部、気液反応装置の分離膜等としても使用可能
である。

【００７６】［活性汚泥式廃水処理装置］図６に、前記
フィルターエレメント１が使用される下水処理等に用い
られる活性汚泥式廃水処理装置５１を示す。

【００７７】この廃水処理装置５１は、初期沈殿槽５３
と、曝気槽（生物処理槽）５５と、最終沈殿槽５７と、
膜分離濾過装置５９とを備えている。これらの槽５３，
５５，５７及び装置５９はこの順で連結されている。

【００７８】初期沈殿槽５３は、廃水中の比較的大きな
有機無機物を沈殿させるための槽であり、内部に本発明
の前述のモジュールフィルター１１が配置されている。
曝気槽５５は、初期沈殿槽５３からの水を曝気、生物処
理するための槽である。

【００７９】沈殿槽５７は、曝気槽５５から流出する微
生物を沈殿回収することを主目的とする分離装置であ
り、沈降分離された微生物は曝気槽へ返送される。膜分
離濾過装置５９は沈殿槽５７から微生物と水を膜分離す
るための装置であり、初期沈殿槽５３と同様に、モジュ
ールフィルター１１が配置されている。

【００８０】このように構成された活性汚泥処理装置５
１により有機汚濁物を多く含む廃水を処理する場合、廃
水はまず初期沈殿槽５３に集められ、所定時間放置する
ことにより比較的大きな有機無機汚濁物を沈降分離させ
る。汚濁物が取り除かれた廃水は、初期沈殿槽５３から
モジュールフィルター１１を通過させて曝気槽５５に移
送される。このとき、廃水中の浮遊微粒子等がモジュー
ルフィルター１１表面に捕集され、モジュールフィルタ
ー１１で濾過された廃水が曝気槽に移送される。

【００８１】廃水は、曝気槽５５で曝気下での溶存有機
物が生物酸化処理により除去された後、沈殿槽５７に移
送され、微生物の沈降分離後、膜分離濾過装置５９に移
送される。膜分離濾過装置５９では、モジュールフィル
ター１１により浮遊微粒子が除去された放流水が、工業
用または商業用の中水として再利用される。

【００８２】この廃水処理装置５１では、本発明のモジ
ュールフィルター１１が用いられているため、良好な放
流水質が得られ、さらに沈降分離よりも大きな分離性能
・分離速度を有しているので、浮遊微粒子等の効率的除
去と同時に、装置のコンパクト化が図れるというメリッ
トがある。

【００８３】また、この廃水処理装置５１では、モジュ
ールフィルター１１表面に微粒子等が堆積した場合は、
前述したモジュールフィルター１１のオゾン洗浄と同様
に、オゾンガスまたはオゾン含有水をモジュールフィル
ター１１の内部から外側に向けて流すことによる濾材の
再生で、長時間の安定運転が望める。

【００８４】［他の実施形態］ （ａ）本発明のフィルターエレメント１は、上述のモジ
ュールフィルター１１等に用いられるものではなく、他
の水処理用フィルターにも適用可能である。

【００８５】（ｂ）本発明のモジュールフィルター１１
及びパイプフィルター３１，４１は、上述の活性汚泥式
廃水処理装置５１等での使用に限定されるものではな
く、他の水処理装置にも適用可能である。

【００８６】

【発明の効果】本発明の水処理用積層構造体は、加圧熱
成形による平滑化処理により、極めて細かい孔径を有す
る孔が多数形成されるとともに、基布とウェブの結合強
度に優れており機械的強度の大きい構造体が得られる。
またフッ素樹脂の優れた耐オゾン性、耐薬品性、耐熱性
も併せ持つこの積層構造体は、所定の耐水圧を有する強
度に優れた膜材として、様々な環境での濾過・分離用途
に適用できる。

【００８７】また、本発明の水処理用フィルターは、こ
のような水処理用積層構造体を備えているため、種々の
水処理装置等において使用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態が採用されたフィルターエ
レメントを示す縦断面図。

【図２】本発明の一実施形態が採用されたモジュールフ
ィルターを示す立側面図。

【図３】前記モジュールフィルターの濾過モジュール内
部の説明図。

【図４】本発明の一実施形態が採用されたパイプフィル
ターを示す斜視図。

【図５】前記パイプフィルターの他の実施形態を示す斜
視図。

【図６】本発明の一実施形態が採用された下水処理装置
の模式図。

【符号の説明】

１ 積層構造体 １ａ 端部 ３ 基布 ５ ウェブ層 １１ モジュールフィルター １２ 導水孔 １３ フィルターエレメント １５ 連通管 １６，３５ 流路 ３１，４１ パイプフィルター ３３，４３ 筒状体 ５１ 下水処理装置

───────────────────────────────────────────────────── 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） Ｂ０１Ｄ 29/04 ５１０Ｆ ５３０Ａ (72)発明者 茶圓 伸一 大阪府摂津市西一津屋１番１号 ダイキン 工業株式会社淀川製作所内 (72)発明者 浅野 純 大阪府摂津市西一津屋１番１号 ダイキン 工業株式会社淀川製作所内 (72)発明者 小西 智久 大阪府摂津市西一津屋１番１号 ダイキン 工業株式会社淀川製作所内 Ｆターム(参考） 4D019 AA03 BA13 BB04 BB10 BD04 CA03 DA01 4F100 AG00A AK18B AK18C AK18D AK18E BA02 BA03 BA04 BA05 BA06 BA07 BA10B BA10C BA10D BA10E BA13 DG01B DG01C DG01D DG01E DG03 DG10E DG12A DG15A DJ06E EC09 EJ17B EJ17C EJ17D EJ42B EJ42C EJ42D GB56 JB01 JB07 JJ03 JK01 JK15B JK15C JK15D YY00

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ガラス織布または不織布からなる基布と、 ポリテトラフルオロエチレンからなり、前記基布の少な
   くとも一方の表面に交絡により前記基布と結合して積層
   されるとともに、少なくとも一方の表面が平滑化処理さ
   れているウェブ層とを備え、 静水圧をかけたときに、水が通過するのに必要な最小圧
   力が５ｋＰａ以上０．５ＭＰａ以下である、水処理用積
   層構造体。
2. 【請求項２】前記ウェブ層の表面は、３００℃以上３８
   ０℃以下で、０．２Ｍｐａ以上５Ｍｐａ以下で加圧熱成
   形されることにより平滑化処理されている、請求項１に
   記載の水処理用積層構造体。
3. 【請求項３】前記ウェブ層の表面は、新たなウェブ層が
   加圧熱成形によりさらに積層されることにより平滑化処
   理されている、請求項１に記載の水処理用積層構造体。
4. 【請求項４】前記ウェブ層に、ポリテトラフルオロエチ
   レンからなる延伸多孔膜またはポリテトラフルオロエチ
   レンからなる繊維抄紙多孔シートが積層されている、請
   求項１に記載の水処理用積層構造体。
5. 【請求項５】内周部に水が通るための流路が形成され、
   前記流路と外方とを連通する複数の貫通孔が外周部に形
   成された筒状体と、 複数の前記貫通孔を覆うよう前記筒状体の外周に装着さ
   れる請求項１から４のいずれかに記載の水処理用積層構
   造体と、を備えた水処理用フィルター。
6. 【請求項６】平行に並べて配置される複数の筒状体と、 複数の前記筒状体のそれぞれを狭持するよう前記複数の
   筒状体の外周に対向するように装着される２つの請求項
   １から４のいずれかに記載の水処理用積層構造体と、を
   備えた水処理用フィルター。
7. 【請求項７】２つの前記積層構造体は、平滑化処理され
   た前記ウェブ層同士が向かい合うよう複数の前記筒状体
   に装着されるとともに、平滑化処理された前記ウェブ層
   同士は熱融着により貼り付けられている、請求項６に記
   載の水処理用フィルター。
8. 【請求項８】請求項１から４のいずれかに記載の２つの
   水処理用積層構造体が対向して配置され、２つの前記積
   層構造体の全端縁は互いに貼り付けられてなる濾過モジ
   ュールであって、２つの前記積層構造体の間に水が通る
   ための流路が形成され、前記流路に流体を導入または導
   出するための孔が形成され、厚み方向に並んで配置され
   た複数の濾過モジュールと、 複数の前記濾過モジュールの孔を連通する連通管と、を
   備えた水処理用フィルター。
9. 【請求項９】前記水処理用積層構造体は、前記基布はガ
   ラス織布または不織布からなるとともに、前記ウェブ層
   は前記基布の両面に積層されており、 ２つの前記水処理用積層構造体はそれぞれ、少なくとも
   他方の水処理用積層構造体に貼り付けられる部分が、ポ
   リテトラフルオロエチレン繊維、変性ポリテトラフルオ
   ロエチレン繊維及びエチレン−テトラフルオロエチレン
   共重合体繊維からなる群から選択された少なくとも１種
   以上の繊維で形成されている、請求項８に記載の水処理
   用フィルター。
10. 【請求項１０】前記水処理用積層構造体はそれぞれ、前
    記基布はガラス織布または不織布からなるとともに、前
    記ウェブ層は前記基布の片面に積層されており、 ２つの前記水処理用積層構造体はそれぞれ、前記ウェブ
    層が外側に配置されるとともに、溶融性フッ素樹脂フィ
    ルムまたはパーフルオロビニルエーテル−テトラフルオ
    ロエチレン共重合体フィルムを介して貼り付けられてい
    る、請求項８に記載の水処理用フィルター。