JP3783880B2

JP3783880B2 - Contact material for water purification

Info

Publication number: JP3783880B2
Application number: JP06286496A
Authority: JP
Inventors: 伸一古田; 忠男中村; 重和山下
Original assignee: 高島織物工業協同組合
Priority date: 1996-03-19
Filing date: 1996-03-19
Publication date: 2006-06-07
Anticipated expiration: 2016-03-19
Also published as: JPH09253680A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は水質浄化用接触材に関し、より詳しくは、汚水処理、河川及び湖沼の浄化に使用する水質浄化用接触材に関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
従来、水質浄化用接触材としては、プラスチックの成形品や繊維製品が提案されてきた。しかしながら、プラスチックの成形品は、ネット状、ハニコーム状、マット状等々に成形されているが、いずれも重くて取り付けや保守が容易ではなかった。また、接触面積が小さいために、浄化能力に問題があった。
【０００３】
繊維製品による水質浄化用接触材は、表面積が大きいために多量の微生物が付着できるメリットがあり、従来から、中空管の芯に巻き付けた紐状の接触材などが知られている。しかしながら、汚水処理の流速が大きくなって乱流となると、接触材が動かされ、その表面に付着していた有用微生物が離脱し、汚水処理能力が低下してしまうという問題があった。また、上記紐状の接触材では、送り込まれる空気との接触が過度になりやすく、好気性菌ばかりが繁殖し、嫌気性菌が繁殖しにくいという問題もあった。
【０００４】
本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解決しようとするものであって、高い処理能力を備え、汚水処理の流速が比較的大きくても処理能力が安定している水質浄化用接触材を提供しようとするものである。さらに、取り付けや保守作業の容易な水質浄化用接触材を提供しようとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記の課題を解決するため、次の手段を取るものである。すなわち、本発明に係る水質浄化用接触材の要旨とするところは、立体織物からなり、処理水の流れ方向と平行に、筒状の空間部分を形成したことにある。
【０００６】
また、かかる水質浄化用接触材において、立体織物を、経２重・緯３重からなる織物としたことにあり、更に、立体織物を、収縮糸の収縮を利用して立体化された織物としたことにある。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明に用いる立体織物は、三次元に製織された織物や、高収縮糸を用いた織物を熱処理することによって製造された嵩高織物等々であるが、その製造方法は特に限定されない。立体織物の厚さは、５ｍｍ以上、望ましくは１０ｍｍ以上である。
【０００８】
本発明の立体織物を構成する繊維は、天然繊維や合成繊維であり特に限定されない。例えば、綿糸、麻糸、ガラス繊維、炭素繊維、ポリアミド繊維、ポリエステル繊維、ポリプロピレン繊維、ポリエチレン繊維、塩化ビニル系繊維、等々を用いることができる。
【０００９】
本発明の立体織物を構成する繊維には、経糸または緯糸の少なくともどちらかに、剛性のあるモノフィラメントを用いるのが好ましい。水質浄化用接触材として用いる時には、立体織物としての形状が維持されていなければならず、処理水の流れによって変形されないだけの剛性が要求される。モノフィラメントとして用いる繊維は、ポリエステル系、ポリアミド系、ポリオレフィン系等々のいずれでもよいが、耐薬品性の大きいポリプロピレンモノフィラメントを用いるのが望ましい。モノフィラメントの太さは５０〜２０００デニールが好ましく、さらに好ましくは１００〜１０００デニールである。
【００１０】
処理水の流れに平行に設けられる筒状の空間部は、立体織物の内部に予め形成しておくことができる。例えば、ダンボールに似た構造として、２面の平らな表面の間に筒状の空間部を形成しておくことができる。あるいは、円柱状の筒状空間部を、経糸方向又は緯糸方向に断続的に並べて形成しておくこともできる。円柱状空間の形状は、必ずしも全てを同一にする必要はない。大小の組み合わせを適当に設計することによって、立体織物内の流れや隣接する立体織物間の流れに乱れをおこさせ、汚水処理の均一性を向上させることもできるのである。筒状空間部の断面積は、少なくとも１ｃｍ²、好ましくは５ｃｍ²以上が必要である。
【００１１】
筒状の空間部は、積層された立体織物間の間隙に形成されてもよい。例えば、波板状に成形された立体織物を、位相をずらして重ね合わせれば立体織物の間に円柱状の空間が形成される。あるいは、互いに曲率の異なる波板状の立体織物を、位相を合わせて重ねれば、断面半月状の筒状空間部が形成されるのである。立体織物の形状と重ね合わせの方法を適当に組み合わせることにより、筒状空間部の形状を自由に設計できるのである。
【００１２】
汚水処理の実施に当たっては、立体織物は並べられ、あるいは重ねられ、あるいは丸められて使用される。処理水の流れ方向と筒状空間部の方向が一致するように汚水処理槽あるいは河川の中に取り付けられなければならない。支持部材を用いることによって、立体織物を水平方向または鉛直方向に並べた状態に固定することができる。あるいは、立体織物を丸めて俵状にしたものを積み重ねたりして用いることもできる。
【００１３】
立体織物を予め積層体に成形しておけば取り付けの作業性が簡便になる。立体織物を重ね合わせて、接着又は縫製又は溶着等の手段によって、立体織物の多数枚からなる積層体を製造することができる。筒状空間部の方向を揃えるように積層されるが、必ずしも全ての筒状空間部が平行である必要はない。例えば、一部の立体織物を直角に置き換えて筒状空間部が交差する部分を設ければ、処理水の流れが横方向に混じり合う効果が生じ、汚水処理の均一性向上が期待できるのである。
【００１４】
収縮糸を用いて立体織物を製造することも可能である。経糸または緯糸の一部に収縮糸を用いて製織した織物を熱処理することにより、収縮糸は収縮し、その他の繊維で構成される部分はループ状に浮き出ることになる。熱処理は収縮糸のガラス転移点以上の温度で行われるが、乾熱処理または湿熱処理のどちらによってもよい。収縮糸の種類、混入量、織組織等々により、様々の立体織物を製造することができる。用いる収縮糸としては、ポリエステル、ポリアミド、ポリエチレン、塩化ビニル等々が適当であるが、これらに限定されるものではない。
【００１５】
収縮糸としては、繊維自身が収縮して短くなるものと、巻縮して見かけ上短くなるものとがある。潜在巻縮糸を熱処理して巻縮を発現させ、織物に局所的な収縮を起こさせることにより、織物を嵩高な立体織物にすることができる。
【００１６】
経２重、緯３重の織物において、緯糸に高収縮糸を用いれば、水質浄化用接触材に最適の立体織物を製造することができる。すなわち、経糸方向に連続して長い、断面がほぼ円形に近い筒状空間部が形成された立体織物を得ることができる。経糸に収縮糸を用いて、緯糸方向に平行な畝状凸部を形成した立体織物の例は知られているが、経糸方向に平行な畝状突起を形成した立体織物の例は知られていない。本例のように、経糸方向に長い筒状空間部が設けられた接触材は、河川や湖沼の浄化用途において特に有用である。何故なら、河川や湖沼の浄化には長い接触材を必要とするが、緯糸方向に平行な筒状空間部を形成した立体織物では、織機の機械幅が接触材の最大長さとなるために、長い接触材を製造することができない。そのため、どうしても、複数個の寄せ集めとなり、取り付けや保守の作業性が悪くなってしまうのである。
【００１７】
本発明の水質浄化用接触材は嵩高である。このため、保管や流通には広い収容スペースが必要となる。嵩の小さい、熱処理前の状態で保管や流通を行い、使用の直前に熱処理して嵩高にすることにより、流通コストの低減をはかることも可能である。使用者が処理し易いように、出来るだけ低い温度での熱処理が望ましく、１００°Ｃ以下の乾熱または湿熱によって収縮する収縮糸を用いると便利である。
【００１８】
次に、本発明に係わる水質浄化用接触材の実施の形態を図面に基づいて詳しく説明する。
【００１９】
図１は、本発明の水質浄化用接触材となる立体織物の例であるが、経２重、緯３重の多重織物として製織した後、熱処理を行って立体織物１２としたものである。断面がほぼ円形の筒状空間部１４が経糸方向に平行に形成されていて、その表層１６及び裏層１８は、それぞれ経糸と緯糸からなる織物組織となっているが、断面を横切る中間層２０は、収縮された緯糸だけからなる糸条の引き揃え体である。結合部２２は、経糸及び緯糸の全てから構成された１枚の織物となっている。
【００２０】
図２を用いてさらに詳しく説明する。図２（ａ）と（ｂ）に示されているように、熱処理前の織物は、袋織部２４と結合部２２とからなる。緯糸には高収縮糸と剛性の高いモノフィラメントとを用い、経糸にはモノフィラメントとスパン糸を用いてある。袋織部２４の表層１６及び裏層１８を構成する緯糸はモノフィラメントだけであり、中間層２０は高収縮糸だけからなっている。また、結合部２２は、１枚の織組織になっている。
【００２１】
熱処理を受けると、図２（ａ）で示された断面は、図２（ｃ）のように変化する。すなわち、中間層２０が収縮することによって、その長さが短くなり、収縮の起こらない表層１６と裏層１８とは、膨らまされてループ状になって筒状空間部１４を形成するようになる。表層１６及び裏層１８は、それぞれに含まれているモノフィラメントの反発弾性によって円弧状の曲面を形作り、外からの変形応力に対して変形しにくい形状となっている。したがって、表層１６と裏層１８で囲まれた円柱状の空間部は、処理水の通路として安定に機能するのである。熱処理によって、結合部２２の経糸２６の間隔は狭まり織物組織は密になるが、袋織部２４が変形した表層１６、裏層１８における経糸２６の間隔は、変化しないで適当な大きさの間隙が保たれたままになっている。したがって、処理水の一部は、表層１６または裏層１８を通って、筒状空間部１４を出入りすることが出来るのである。
【００２２】
上述したように、モノフィラメントは立体織物の剛性を高め、全体の形状を維持するために必要な構成要素であるが、一方、経糸に用いたスパン糸は、汚水処理に必要な活性菌の付着面積を増やすためのものである。重量当たりの表面積は、繊維が細いほど大きくなるから、、通常衣料用途に用いられている比較的細い繊維を用いるのがよい。剛性と表面積とのバランスを考慮して、モノフィラメントと細い繊維との割合を設計することになる。
【００２３】
汚水処理の実際に当たっては、立体織物１２を図３または図４のように組み立てて使用する。支持部材３０に立体織物を予め固定してから、汚水処理槽に取り付けてもよいし、汚水処理槽に取り付けた支持部材３０に立体織物１２を逐次固定していってもよい。矢印で示した処理水の流れ方向に対して、筒状空間部１４が平行になるように取り付けられる。筒状空間部１４及び隣接する立体織物１２の間に形成される空間部を通って流れるあいだに、汚水は活性菌によって浄化される。
【００２４】
立体織物１２は丸めて俵状にして用いることもできる。すなわち、図５に示すように丸めたものを、必要なら紐等で縛って、俵積みしたり縦積みしたりして汚水処理槽に投入して使用する。筒状空間部１４の方向と処理水の流れ方向とは一致させなければならない。重りを用いるだけで特別の支持部材を必要としない使用方法も可能である。
【００２５】
活性菌には好気性菌と嫌気性菌との２種類があるが、両者がバランス良く存在しなくてはならない。本発明の水質浄化用接触材を使用する場合には、汚水処理槽の底部から空気を供給して好気性菌の繁殖を助けるのが有効な方法であるが、筒状空間部１４の中にある中間層２０には空気が接触しずらいため、嫌気性菌が優先的に繁殖する。すなわち、立体織物１２の表面層１６、裏層１８、結合部２２には好気性菌が繁殖し、中間層２０には嫌気性菌が繁殖することになり、両者のバランスが適度に保たれることになって、高い汚水浄化力を発揮できるのである。
【００２６】
活性菌の付着・繁殖が局所的に不均一な場合がある。したがって、上下左右の方向にも適当に流れるようにして処理水を混ぜ合わせ、浄化の均一性を向上させる必要がある。筒状空間部１４は織物組織になっているので、処理水は組織の間隙を通って出入りし易い。すなわち、矢印方向に流れる処理水の一部は、表面層１６または裏層１８を通り抜け、上下左右方向に移動し、混ざり合うことができて、浄化の均一性を高めるのである。立体織物を水質浄化用接触材に用いることのメリットの一つである。
【００２７】
筒状空間部の形状を工夫して、処理水の流れを適度に乱すことによって浄化の均一性を向上させることができる。図６に示すように、断面積の異なる筒状空間部１４の組み合わせとしたり、図７に示すように、長さ方向に断面形状が異なる筒状空間部１４としたりすることによって、図３又は図４のように構成して用いる時の流れの状態を変化させて適度の乱れを生じさせることができる。その結果、処理水が混ぜられて平均化され、局所的な不均一性を解消することができる。
【００２８】
立体織物を積層して成形したブロック体を、水質浄化用接触材に用いることもできる。図８に示す、片面が波板状の立体織物１２を位相をずらして積層し、積層面を接着剤を用いて接着すれば、図９に示すように、立体織物の間に円柱状の空間が形成され、全体として、ハニコーム状構造の強固なブロック体３２を得ることができる。また、図１に示すような立体織物１２を積層すれば、図１０に示すようなブロック体３２を成形することができる。このブロック体３２には、立体織物１２にすでに形成されていた円柱状空間部３３に加えて、六角柱状の筒状空間部３５が新たに形成され、処理水の流路となって、浄水効果を一段と高めることが出来るのである。
【００２９】
図１０に示すブロック体３２は、円柱状空間部３３の方向を揃えて積層されたものであるが、図１１に示すように、一部の立体織物１２を直角方向に置き変えてもよい。筒状空間部の交差する部分で処理水の流れを適度に乱し、浄化の均一性を向上させることが出来る。
【００３０】
その他、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲内で、当業者の知識に基づき種々なる改良、修正、変形を加えた態様で実施し得るものである。
【００３１】
【実施例】
次に、本発明に係る水質浄化用接触材の実施の形態を図面に基づいて詳しく説明する。
【００３２】
【実施例１】
経糸にポリプロピレンスパン糸２４／４（綿番手）及びポリプロピレンモノフィラメント１０００デニール、緯糸にポリプロピレンモノフィラメント１０００デニール及びポリエステルマルチフィラメント高収縮糸５００デニールを使用して、図１２の組織図により経２重・緯３重の織物を製織した。イ、ロ、ハはそれぞれ、表層、裏層、結合部の経糸であり、上述の２種類の繊維からなる。また、Ａ、Ｂ、Ｃはそれぞれ、表層、中間層、裏層を構成する緯糸である。ＡとＣは、ポリプロピレンモノフィラメント、Ｂはポリエステルマルチフィラメント高収縮糸である。製織した織布を１００℃で１５分間、熱風乾燥機を用いて熱処理したところ、図１に示す外観の立体織物１２を得ることができた。筒状空間部１４は直径が約６０ｍｍの円柱状であり、結合部２２の幅は約２０ｍｍであった。この織布を河川に浸漬したところ、短期間で微生物の付着が見られた。
【００３３】
本例の立体織物を用いて生活排水の浄化テストを行った。装置の概要を図１３
に示す。容積１０リットルの汚水処理槽３４の中に処理原水８リットルを入れ、予め微生物を付着させてある立体織物１２を充填率が６０％となるように取り付けた。処理液はタンク３７の中に溜めておき、ポンプ３６を用いて汚水処理層３４の上方から供給した。供給量は２５ミリリットル／分であり、排水はオーバーフローによって行った。また、散気管３８から１６７ミリリットル／分の流量で空気を吹き込み好気状態を維持した。
【００３４】
処理期間１週間の後に、水質を分析した結果を表１に示す。比較には市販のマット状水質浄化用接触材を用いた。ＣＯＤ及びＢＯＤの低下が顕著であり、本発明の水質浄化用接触材の高い浄化機能を確認することが出来た。
【００３５】
【表１】

【００３６】
【発明の効果】
本発明の水質浄化用接触材は、織物から構成されているために比表面積が大きく空隙率も大きい。このため、多量の微生物を付着固定でき、生物が付着しても有効な表面積はほとんど変わることはないし、菌体の生育による目詰まりも起きないので、高い浄化機能を維持することができる。また、筒状の空間部を処理水が流れるので、処理水の流動抵抗が小さく、菌体も剥離しにくい。さらに、本発明の水質浄化用接触材によれば、織物組織の間隙を横切る流れによって、処理水の流れが適当に乱されて混じり合い、均一な浄化結果を得ることができる。さらにまた、立体織物の外側には好気性菌を、内側には嫌気性菌を優先的に繁殖させることによって浄化機能を高め、水質の異なる汚水の浄化にも幅広く対応できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる水質浄化用接触材の一例を説明する斜視図である。
【図２】本発明に係わり、図１に示す水質浄化用接触材の成形法を説明するものであり、図（ａ）は熱処理前の断面図、図（ｂ）はその平面図、図（ｃ）は熱処理後の断面図である。
【図３】本発明に係わる水質浄化用接触材の使用状態の例を模式的に示す斜視図である。
【図４】本発明に係わる水質浄化用接触材の使用状態の他の例を模式的に示す斜視図である。
【図５】本発明に係わる水質浄化用接触材の使用状態の他の例を模式的に示す斜視図である。
【図６】本発明に係わる質浄化用接触材の他の一例を示す断面説明図である。
【図７】本発明に係わる水質浄化用接触材の筒状空間部の一例を示す断面説明図である。
【図８】本発明に係わり、水質浄化用接触材を構成する立体織物の一例を示す斜視図である。
【図９】本発明に係わる水質浄化用接触材の他の一例を示す斜視図である。
【図１０】本発明に係わる水質浄化用接触材の他の一例を示す斜視図である。
【図１１】本発明に係わる水質浄化用接触材の他の一例を示す斜視図である。
【図１２】本発明に係わり、水質浄化用接触材を構成する立体織物の組織を示す説明図である。
【図１３】本発明に係わり、浄化機能評価テストの装置を示す説明図である。
【符号の説明】
１２：立体織物
１４，３５：筒状空間部
１６：表面層
１８：裏層
２０：中間層
２２：結合部
２４：袋織部
２６：経糸
２８：緯糸
３０：支持部材
３２：ブロック体
３３：円柱状空間部
３４：汚水処理槽
３６：循環ポンプ
３７：タンク
３８：散気管[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a contact material for water purification, and more particularly to a contact material for water quality purification used for sewage treatment, purification of rivers and lakes.
[0002]
[Problems to be solved by the invention]
Conventionally, plastic contact products and textile products have been proposed as contact materials for water purification. However, plastic molded products are molded in a net shape, a hanikome shape, a mat shape, etc., but all of them are heavy and are not easy to install and maintain. Further, since the contact area is small, there is a problem in the purification capability.
[0003]
The contact material for water purification using a textile product has a merit that a large amount of microorganisms can adhere due to its large surface area, and conventionally, a string-like contact material wound around the core of a hollow tube has been known. However, when the flow rate of sewage treatment increases and becomes turbulent, the contact material is moved, and there is a problem that useful microorganisms attached to the surface are detached and the sewage treatment capability is reduced. In addition, the above-mentioned string-like contact material has a problem that contact with the air that is fed tends to be excessive, only aerobic bacteria propagate, and anaerobic bacteria hardly propagate.
[0004]
An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, and has a high treatment capacity and has a stable treatment capacity even when the flow rate of sewage treatment is relatively large. Is to provide. Furthermore, the present invention intends to provide a contact material for water purification that is easy to install and maintain.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
The present invention takes the following means in order to solve the above problems. That is, the gist of the contact material for water purification according to the present invention is that it is made of a three-dimensional woven fabric and has a cylindrical space portion parallel to the flow direction of the treated water.
[0006]
Further, in the water purification contact material, the three-dimensional woven fabric is a woven fabric composed of warp double and weft triple, and the three-dimensional woven fabric is made into a three-dimensional woven fabric utilizing shrinkage of shrink yarns. It is to have done.
[0007]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The three-dimensional woven fabric used in the present invention is a three-dimensional woven fabric, a bulky woven fabric manufactured by heat-treating a woven fabric using a high shrinkage yarn, and the manufacturing method is not particularly limited. The thickness of the three-dimensional fabric is 5 mm or more, desirably 10 mm or more.
[0008]
The fibers constituting the three-dimensional fabric of the present invention are natural fibers and synthetic fibers and are not particularly limited. For example, cotton yarn, hemp yarn, glass fiber, carbon fiber, polyamide fiber, polyester fiber, polypropylene fiber, polyethylene fiber, vinyl chloride fiber, and the like can be used.
[0009]
For the fibers constituting the three-dimensional fabric of the present invention, it is preferable to use a rigid monofilament for at least one of the warp and the weft. When used as a contact material for water purification, the shape as a three-dimensional woven fabric must be maintained, and a rigidity sufficient not to be deformed by the flow of treated water is required. The fiber used as the monofilament may be any of polyester, polyamide, polyolefin, etc., but it is desirable to use a polypropylene monofilament with high chemical resistance. The thickness of the monofilament is preferably 50 to 2000 denier, more preferably 100 to 1000 denier.
[0010]
The cylindrical space provided in parallel with the flow of treated water can be formed in advance in the three-dimensional fabric. For example, as a structure similar to a cardboard, a cylindrical space can be formed between two flat surfaces. Alternatively, the cylindrical cylindrical space portion can be formed by being intermittently arranged in the warp direction or the weft direction. The shape of the columnar space does not necessarily have to be the same. By appropriately designing the combination of large and small, the flow in the three-dimensional fabric and the flow between adjacent three-dimensional fabric can be disturbed, and the uniformity of the sewage treatment can be improved. The cross-sectional area of the cylindrical space portion needs to be at least 1 cm ² , preferably 5 cm ² or more.
[0011]
The cylindrical space portion may be formed in a gap between the stacked three-dimensional fabrics. For example, if a three-dimensional fabric formed in a corrugated shape is overlapped with a phase shifted, a cylindrical space is formed between the three-dimensional fabric. Alternatively, if corrugated sheet-like three-dimensional fabrics having different curvatures are overlapped with each other in phase, a cylindrical space portion having a semicircular cross section is formed. By appropriately combining the shape of the three-dimensional fabric and the method of superposition, the shape of the cylindrical space can be freely designed.
[0012]
In carrying out the sewage treatment, the three-dimensional fabrics are used by being arranged, stacked or rolled. It must be installed in the sewage treatment tank or river so that the flow direction of the treated water matches the direction of the cylindrical space. By using the support member, the three-dimensional fabric can be fixed in a state of being arranged in the horizontal direction or the vertical direction. Alternatively, three-dimensional fabrics rolled up into a bowl shape can be stacked and used.
[0013]
If the three-dimensional fabric is previously formed into a laminate, the workability of attachment becomes simple. A laminated body composed of a large number of three-dimensional fabrics can be manufactured by superimposing the three-dimensional fabrics and using means such as adhesion, sewing or welding. Although the layers are stacked so that the directions of the cylindrical spaces are aligned, it is not always necessary that all the cylindrical spaces are parallel. For example, if a part of the three-dimensional fabric is replaced with a right angle and a portion where the cylindrical space portion intersects is provided, an effect of mixing the flow of the treated water in the lateral direction is generated, and improvement in the uniformity of the sewage treatment can be expected. .
[0014]
It is also possible to produce a three-dimensional fabric using shrink yarn. By heat-treating a woven fabric using a shrink yarn as a part of warp or weft, the shrink yarn shrinks, and the portion composed of other fibers is raised in a loop shape. The heat treatment is performed at a temperature equal to or higher than the glass transition point of the shrink yarn, and may be either dry heat treatment or wet heat treatment. Various three-dimensional fabrics can be manufactured depending on the type of shrink yarn, the amount of mixture, the woven structure, and the like. As the shrink yarn used, polyester, polyamide, polyethylene, vinyl chloride, and the like are suitable, but are not limited thereto.
[0015]
There are two types of shrinkable yarns: one that contracts and shortens the fiber itself, and one that contracts and shortens apparently. The woven fabric can be made into a bulky three-dimensional woven fabric by heat-treating the latently-contracted yarn to develop the crimping and causing local contraction of the woven fabric.
[0016]
If a highly shrinkable yarn is used as the weft in a warp double or weft triple fabric, a three-dimensional fabric optimal for a water purification contact material can be produced. That is, it is possible to obtain a three-dimensional woven fabric having a cylindrical space portion that is continuously long in the warp direction and has a substantially circular cross section. An example of a three-dimensional woven fabric is known in which shrinkable yarn is used as a warp and a ridge-like convex portion parallel to the weft direction is formed. However, an example of a three-dimensional woven fabric having a ridge-like projection parallel to the warp direction is known. Absent. As in this example, the contact material provided with a cylindrical space portion that is long in the warp direction is particularly useful for purifying rivers and lakes. This is because long contact materials are required to purify rivers and lakes, but in three-dimensional fabrics that form a cylindrical space parallel to the weft direction, the machine width of the loom is the maximum length of the contact materials. Long contact materials cannot be produced. For this reason, a plurality of items are inevitably collected, and workability of installation and maintenance is deteriorated.
[0017]
The contact material for water purification according to the present invention is bulky. For this reason, a large accommodation space is required for storage and distribution. It is also possible to reduce the distribution cost by storing and distributing in a state of small bulk before heat treatment and making it bulky by heat treatment just before use. A heat treatment at a temperature as low as possible is desirable so that the user can easily treat it, and it is convenient to use a shrink yarn that shrinks by dry heat or wet heat of 100 ° C. or less.
[0018]
Next, an embodiment of a water purification contact material according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0019]
FIG. 1 shows an example of a three-dimensional woven fabric that is a contact material for water purification according to the present invention. The three-dimensional woven fabric 12 is formed by weaving as a multi-woven fabric of warp double and weft triple and then heat-treating. A cylindrical space 14 having a substantially circular cross section is formed in parallel to the warp direction, and the surface layer 16 and the back layer 18 have a woven fabric structure composed of warp and weft, respectively, but an intermediate layer 20 crossing the cross section. Is an alignment body of yarns composed only of contracted wefts. The coupling portion 22 is a single woven fabric composed of all warps and wefts.
[0020]
This will be described in more detail with reference to FIG. As shown in FIGS. 2 (a) and 2 (b), the fabric before heat treatment includes a bag weaving portion 24 and a coupling portion 22. A high shrinkage yarn and a highly rigid monofilament are used for the weft, and a monofilament and a spun yarn are used for the warp. The wefts constituting the surface layer 16 and the back layer 18 of the bag weaving portion 24 are only monofilaments, and the intermediate layer 20 is made of only high shrinkage yarns. Further, the coupling portion 22 has a single woven structure.
[0021]
When subjected to heat treatment, the cross section shown in FIG. 2 (a) changes as shown in FIG. 2 (c). That is, when the intermediate layer 20 contracts, the length thereof is shortened, and the surface layer 16 and the back layer 18 that do not contract are inflated to form a cylindrical space portion 14 in a loop shape. . The surface layer 16 and the back layer 18 form an arcuate curved surface by the rebound resilience of the monofilaments contained therein, and have a shape that is not easily deformed against external deformation stress. Accordingly, the columnar space surrounded by the surface layer 16 and the back layer 18 functions stably as a passage for treated water. By the heat treatment, the distance between the warp yarns 26 of the joint portion 22 is narrowed and the fabric structure is dense. However, the gap between the warp yarns 26 in the surface layer 16 and the back layer 18 where the bag weave portion 24 is deformed is not changed, and an appropriate gap is provided. It is kept preserved. Therefore, a part of the treated water can enter and leave the cylindrical space portion 14 through the surface layer 16 or the back layer 18.
[0022]
As described above, the monofilament is a necessary component for increasing the rigidity of the three-dimensional fabric and maintaining the overall shape. On the other hand, the spun yarn used for the warp is an area for attaching active bacteria necessary for sewage treatment. Is to increase. Since the surface area per weight increases as the fibers become thinner, it is preferable to use relatively thin fibers that are usually used for clothing. In consideration of the balance between rigidity and surface area, the ratio of monofilament to thin fiber is designed.
[0023]
In actual wastewater treatment, the three-dimensional fabric 12 is assembled and used as shown in FIG. The solid fabric may be fixed to the support member 30 in advance and then attached to the sewage treatment tank, or the solid fabric 12 may be sequentially fixed to the support member 30 attached to the sewage treatment tank. It attaches so that the cylindrical space part 14 may become parallel with respect to the flow direction of the treated water shown by the arrow. While flowing through the space formed between the cylindrical space 14 and the adjacent three-dimensional fabric 12, the sewage is purified by active bacteria.
[0024]
The three-dimensional fabric 12 can be rolled and used in the shape of a bowl. That is, as shown in FIG. 5, what is rounded is tied with a string etc. if necessary, piled up or stacked vertically, and put into a sewage treatment tank for use. The direction of the cylindrical space portion 14 and the flow direction of the treated water must be matched. A use method is also possible in which only a weight is used and no special support member is required.
[0025]
There are two types of active bacteria, aerobic bacteria and anaerobic bacteria, but both must exist in good balance. When the contact material for water purification of the present invention is used, it is effective to supply air from the bottom of the sewage treatment tank to help the growth of aerobic bacteria. Since some intermediate layers 20 are difficult to contact with air, anaerobic bacteria preferentially propagate. That is, aerobic bacteria propagate on the surface layer 16, the back layer 18, and the joint portion 22 of the three-dimensional fabric 12, and anaerobic bacteria propagate on the intermediate layer 20, and the balance between the two is maintained appropriately. As a result, a high sewage purification power can be exhibited.
[0026]
In some cases, the adherence and propagation of active bacteria are locally uneven. Therefore, it is necessary to improve the uniformity of purification by mixing the treated water so that it flows appropriately in the vertical and horizontal directions. Since the cylindrical space portion 14 has a woven structure, the treated water easily enters and exits through the gaps in the structure. That is, part of the treated water flowing in the direction of the arrow passes through the surface layer 16 or the back layer 18, moves in the vertical and horizontal directions, and can be mixed together, thereby improving purification uniformity. This is one of the advantages of using a three-dimensional fabric as a contact material for water purification.
[0027]
The uniformity of purification can be improved by devising the shape of the cylindrical space and appropriately disturbing the flow of treated water. As shown in FIG. 6, by combining the cylindrical space portions 14 having different cross-sectional areas, or by forming the cylindrical space portions 14 having different cross-sectional shapes in the length direction as shown in FIG. It is possible to change the flow state when configured and used as shown in FIG. As a result, treated water is mixed and averaged, and local non-uniformity can be eliminated.
[0028]
A block body formed by stacking three-dimensional fabrics can also be used as a contact material for water purification. As shown in FIG. 9, a cylindrical space between three-dimensional fabrics can be obtained by laminating three-dimensional fabrics 12 each having a corrugated plate shape as shown in FIG. 8 while shifting the phases and bonding the laminated surfaces using an adhesive. As a whole, a strong block body 32 having a honeycomb structure can be obtained. Moreover, if the three-dimensional fabric 12 as shown in FIG. 1 is laminated, the block body 32 as shown in FIG. 10 can be formed. In this block body 32, in addition to the columnar space portion 33 already formed in the three-dimensional fabric 12, a hexagonal columnar cylindrical space portion 35 is newly formed to serve as a flow path for treated water, thereby providing a water purification effect. Can be further enhanced.
[0029]
The block body 32 shown in FIG. 10 is laminated with the direction of the cylindrical space portion 33 aligned, but as shown in FIG. 11, a part of the three-dimensional fabric 12 may be replaced in a right angle direction. The flow of treated water is moderately disturbed at the intersecting portion of the cylindrical space, and the purification uniformity can be improved.
[0030]
In addition, the present invention can be carried out in a mode in which various improvements, modifications, and variations are added based on the knowledge of those skilled in the art without departing from the spirit of the present invention.
[0031]
【Example】
Next, an embodiment of the water purification contact material according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0032]
[Example 1]
Polypropylene spun yarn 24/4 (cotton count) and polypropylene monofilament 1000 denier for warp yarn, polypropylene monofilament 1000 denier and polyester multifilament high shrink yarn 500 denier for weft yarn, warp double and weft 3 according to the organization chart of FIG. Heavy fabric was woven. A, B, and C are the warp yarns of the surface layer, the back layer, and the joint portion, respectively, and are composed of the two types of fibers described above. A, B, and C are wefts constituting the surface layer, the intermediate layer, and the back layer, respectively. A and C are polypropylene monofilaments, and B is a polyester multifilament high shrinkage yarn. When the woven fabric was heat-treated at 100 ° C. for 15 minutes using a hot air dryer, a three-dimensional fabric 12 having the appearance shown in FIG. 1 could be obtained. The cylindrical space portion 14 was a columnar shape having a diameter of about 60 mm, and the width of the coupling portion 22 was about 20 mm. When this woven fabric was immersed in a river, microbial adhesion was observed in a short period of time.
[0033]
A purification test of domestic wastewater was conducted using the three-dimensional fabric of this example. The outline of the apparatus is shown in FIG.
Shown in 8 liters of treated raw water was placed in a 10 liter sewage treatment tank 34, and the three-dimensional fabric 12 to which microorganisms were attached in advance was attached so that the filling rate would be 60%. The treatment liquid was stored in a tank 37 and supplied from above the sewage treatment layer 34 using a pump 36. The supply amount was 25 ml / min, and drainage was performed by overflow. In addition, air was blown from the air diffuser 38 at a flow rate of 167 ml / min to maintain an aerobic state.
[0034]
Table 1 shows the results of water quality analysis after a treatment period of 1 week. For comparison, a commercially available matte water purification contact material was used. The reduction of COD and BOD was remarkable, and the high purification function of the contact material for water purification of the present invention could be confirmed.
[0035]
[Table 1]

[0036]
【The invention's effect】
Since the water purification contact material of the present invention is composed of a woven fabric, it has a large specific surface area and a high porosity. For this reason, a large amount of microorganisms can be adhered and fixed, and even if living organisms adhere, the effective surface area hardly changes, and clogging due to the growth of bacterial cells does not occur, so that a high purification function can be maintained. Further, since the treated water flows through the cylindrical space, the flow resistance of the treated water is small, and the bacterial cells are difficult to peel off. Further, according to the water quality purification contact material of the present invention, the flow of the treated water is appropriately disturbed and mixed by the flow across the gap of the fabric structure, and a uniform purification result can be obtained. Furthermore, aerobic bacteria are propagated preferentially on the outside of the three-dimensional fabric, and anaerobic bacteria are preferentially propagated on the inside, so that the purification function is enhanced, and it is possible to widely deal with purification of sewage with different water quality.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view illustrating an example of a water purification contact material according to the present invention.
FIG. 2 relates to the present invention and explains a method for forming the water purification contact material shown in FIG. 1, wherein FIG. 2 (a) is a sectional view before heat treatment, FIG. 2 (b) is a plan view thereof, FIG. c) is a cross-sectional view after the heat treatment.
FIG. 3 is a perspective view schematically showing an example of a usage state of the water purification contact material according to the present invention.
FIG. 4 is a perspective view schematically showing another example of the usage state of the water purification contact material according to the present invention.
FIG. 5 is a perspective view schematically showing another example of the usage state of the water purification contact material according to the present invention.
FIG. 6 is an explanatory cross-sectional view showing another example of the quality purification contact material according to the present invention.
FIG. 7 is an explanatory cross-sectional view showing an example of a cylindrical space portion of the water purification contact material according to the present invention.
FIG. 8 is a perspective view showing an example of a three-dimensional woven fabric constituting a water purification contact material according to the present invention.
FIG. 9 is a perspective view showing another example of the water purification contact material according to the present invention.
FIG. 10 is a perspective view showing another example of the water purification contact material according to the present invention.
FIG. 11 is a perspective view showing another example of the water purification contact material according to the present invention.
FIG. 12 is an explanatory diagram showing a structure of a three-dimensional fabric constituting a water quality purification contact material according to the present invention.
FIG. 13 is an explanatory diagram showing a purification function evaluation test apparatus according to the present invention.
[Explanation of symbols]
12: Three-dimensional woven fabric 14, 35: cylindrical space portion 16: surface layer 18: back layer 20: intermediate layer 22: coupling portion 24: bag weaving portion 26: warp yarn 28: weft 30: support member 32: block body 33: cylindrical shape Space 34: Sewage treatment tank 36: Circulation pump 37: Tank 38: Air diffuser

Claims

It is made of a three-dimensional woven fabric including a bag weaving portion , a plurality of parallel cylindrical space portions are formed, and the space portions are surrounded by the three-dimensional woven fabric structure including the woven tissue of the bag weaving portion. Characteristic contact material for water purification.

The water-purifying contact material according to claim 1, wherein the three-dimensional woven fabric is a woven fabric composed of warp double and weft triple.

The contact material for water purification according to claim 1 or 2, wherein the three-dimensional fabric is a three-dimensional fabric using the shrinkage of shrink yarn.