JPH01127005A - 水に含まれる塩素系溶剤の分離方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は水に含まれている塩素系溶剤を分離する方法に
関する。

〔従来の技術〕

水に含まれている塩素系溶剤を分離する技術は公害防止
、地下水汚染防止、塩素系溶剤の回収再利用等の分野で
、その要請は大きい。例えば、ドライクリーニング及び
洗浄機等塩素系溶剤を使用する施設での排水中に含まれ
る塩素系溶剤と水の分離においては、その排液の公共用
水域への排出規制はテトラクロロエチレンで０．１■／
２以下、１．１．１−　トリクロロエタンで３■／ｌで
ある。

これらの塩素系溶剤と水の分離技術としては、比重差に
よる水分離器がある。これでは、溶解度以上の分離は出
来ず、排液中の溶剤濃度を排出基準値以下に出来ないの
で、この水分離器を通した液を吸着法、曝気法等で処理
している。

吸着法とは、排液を活性炭等の吸着剤により塩素系溶剤
を吸着分離させる方法である。吸着剤は溶解している塩
素系溶剤のみならず、浮遊している溶剤も吸着してしま
う為、その寿命が短く常に規制値以下に濃度を保ってお
くためには、大量の吸着剤が必要である。曝気法とは、
溶剤を含む水に細かい気泡を送り排水中の塩素系溶剤を
揮発させ溶剤濃度を暫次低減させる方法である。この方
法は、排液中の溶剤の濃度が高いか、あるいは浮遊した
溶剤の量が多い場合には強力な曝気を行わなければなら
ない。さらに、気化した溶剤の回収装置も必要となる為
に、装置が大がかりで高いものになる。

〔発明が解決しようとする問題点］ 本発明の目的は、上述の様な従来技術のもつ欠点を克服
して、水に含まれている塩素系溶剤を分離するに際し、
吸着層の前処理段階で水中の溶剤濃度を溶解度まで、低
減させ、溶解度以上の浮遊している塩素系溶剤を除去す
る事により、吸着剤の寿命を延長し、かつ分離精度の高
い分離方法を提供することにある。

〔問題を解決する為の手段］ すなわち、上述の目的を達成するための本発明の分離方
法は、水に含まれている塩素系溶剤を分離するに際し、
下記条件を満足する塩素系溶剤の分離方法である。

該含塩素系溶剤水を単繊維直径０．１〜ＩＯμｍ繊維を
主体とする繊維充填率１０〜７０％、厚み０．１〜７０
μｍでかつ、繊維表面の臨界表面張力が３５ｄｙｎｅ／
ｃｎ以上の繊維状シートに接触して塩素系溶剤を粗粒化
分離し、さらに水に溶解した塩素系溶剤を吸着剤によっ
て吸着分離することである。

本発明でいう塩素系溶剤とは、１，１．１−）リクロル
エタン、トリクロルエチレン、パークロルエチレン、メ
チレンクロライド、フロン１１３等が挙げられるが、こ
れらの溶剤に限定されるものではない。

本発明でいう「水」には、メタノール、エタノール、イ
ソプロピルアルコール等のアルコール類、界面活性剤を
含有した水も含まれる。

本発明の方法に用いる「繊維状シート」は繊布、編布、
不織布のいずれでもよいが、一つの空孔の大きさが小さ
くかつ全体として高い空孔率が得られ易い不織布形態の
ものが塩素系溶剤の分離精度が良好で透過速度が大きい
ので好ましい。

本発明の方法に於いて、繊維表面の臨界表面張力は、３
５　ｄｙｎｅ／ｃｍ以上であり、望ましくは５０ｄｙｎ
ｅ／ｃｍ以上である。本発明でいう水の表面張力は、不
純物が溶解している場合を含めて、５０〜７３　ｄｙｎ
ｅ／ｃｍの範囲にある。繊維の臨界表面張力が３５　ｄ
ｙｎｅ／ｃｍ未満の場合には、繊維状シートが水で濡れ
にくく保水性が小さくなる為、繊維状シート表面で塩素
系溶剤が水より先に繊維状シートを濡らす結果となり、
塩素系溶剤の分離精度が低下する。

繊維表面の臨界表面張力が３５　ｄｙｎｅ／ｃｉｔ以上
の繊維状シートを製造する方法としては、繊維自身のも
つ繊維表面の臨界表面張力が３５　ｄｙｎｅ／ｃｍ以上
である繊維を素材として繊維構造体を作る方法、および
、繊維自身のもつ繊維表面の臨界表面張力が３５　ｄｙ
ｎｅ／ｃｍ未満である繊維を素材として繊維状シートを
作り、次いで繊維表面を親水化する事によって臨界表面
張力を３５　ｄｙｎｅ／Ｃｍ以上にする方法がある。

表面を親水化する方法は、なんら限定されるものではな
いが、例えば、水酸基、カルボキシル基、アミノ基、ケ
トン基やスルホン基といった親水性のある官能基を化学
反応により繊維高分子に導入したり、グラフト重合によ
ってアクリル酸のような、アルカリ処理を施すことで親
水性となる化合物を側鎖に導入する方法が挙げられる。

また、ポリエチレングリコールやポリカルボン酸、ポリ
イソシアネート、ヒニル基、グリシジルエーテ／Ｌ４、
ポリアミン、Ｎ−メトキシメチロールなどを含有したポ
リアルキレンオキサイドや高分子電解質、親水性をもっ
たセルロース系物質などの親水性を有する加工剤によっ
て繊維表面を親水化処理する方法が挙げられる。

従って、本発明の繊維状シートを構成する繊維の種類は
何ら限定されるものではないが、例えば、ポリエチレン
テレフタレート、ポリエチレンテレフタレートアジペー
ト、ポリエチレンテレフタレート・インフタレート、ポ
リエチレンテレフタレート・セバケート、ポリエチレン
テレフタレート・ドデカンジオエート、ポリブチレンテ
レフタレートなどのポリエステル系共重合体の繊維、ポ
リヘキサメチレンアジパミド、ポリへキサメチレンセバ
カミド、ポリへキサメチレンへキサミド、ポリカプラミ
ド、ポリオクタミド、ポリノナミド、ポリデカミド、ポ
リテトラミドなどのボリアミドの繊維、ポリアミド・イ
ミド繊維、芳香族ポリアミド繊維、ポリパラオキシベン
ゾエートなどのポリエステルエーテルの繊維、ポリ塩化
ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリフッ化ビニリデン、
ポリテトラフルオロエチレンなどのハロゲン含有重合体
の繊維、ポリプロピレン、ポリエチレンなどのポリオレ
フィンの繊維、各種アクリル繊維及びポリビニルアルコ
ール系繊維、再生セルロース、アセテート、木綿、麻、
絹、羊毛などの天然繊維が挙げられる。これらの繊維は
単独あるいは組み合わせて使用される。

本発明でいう「粗粒化」とは、通常０．１μｍ〜５０μ
園の径を持つ微小液滴が０．１Ｍ以上の液滴となる現象
を言う。こうして粗粒化された液滴は、水との比重差等
により容易に分離される。

本発明の方法に於ては、繊維状シートを構成している繊
維の主体が単繊維直径　０．１　μｍ〜１０．！／Ｉｍ
を有するものであることが必要である。単繊維直径が１
０μｍを超えると塩素径溶剤と相分離する水中に微細に
分散した塩素径溶剤滴（１０ａｍ以内の溶剤液）が繊維
状シートを透過しやすくなるため充分な分離精度が得ら
れず好ましくない。０．１μｍ未満の繊維は工業上均一
に生産するのが困難である。望ましくは、単繊維直径が
０．３〜７μｍのものを主体とする。「主体とする」と
は繊維状シートを構成する繊維の総重量に対して、上述
の単繊維直径を有する繊維の重量が５０％以上であるこ
と、望ましくは７０％以上であることを意味する。例え
ば、直径がその長さ方向で均一な繊維である場合、種々
の直径を有する繊維を混合して得られた繊維状シートに
ついても、その繊維状シート中の単繊維のうち０．１〜
１０μｍの直径を有する繊維の重量が５０％以上であれ
ばよい。

単繊維゛直径０．１　μｍ　＝　Ｉ　０μｍの繊維を主
体とした親水性を有する繊維状シートの繊維充填率は１
０〜７０％の範囲にある必要がある。ここで、「繊維充
填率」は下記式で定義される。

繊維充填率が１０％以下の場合には溶剤と相分離する水
中に微小に分散した溶剤滴が、繊維状シートを透過して
しまうため塩素系溶剤の分離精度が悪く、繊維状シート
のへたりによって繊維充填率が大きくなり、水の透過速
度が大きく変化してしまうという問題がある。また、７
０％以上の場合には事実上工業的に使用可能な水の透過
速度が得られない。繊維状シートの繊維充填率は望まし
くは２０〜６０％の範囲である。

繊維状シートの厚みは通常は０．１〜７０ＩＩＩＩ１１
の範囲で用いられるが、厚みはこの範囲であれば、目的
とする粗粒化性能及び透過速度が得られる様な厚みに設
定すればよい。

本発明の方法における分離方法は特に限定されるもので
はなく、バッチ式、叉は連続式で縦型、横型、多段型等
の各種濾過方式が適用可能である。

繊維状シートの形態も何ら限定されるものではなく、平
膜状、円筒状、細管状、スパイラル状、ジャバラ状、プ
リーツ状等任意の形態で用いることができるが、処理効
率の面からはプリーツ状のカートリッジ形態で用いるの
が好ましい。

また、液体の透過方式としては、重力による透過法、加
圧して圧送により透過する方法、一定流量を送液して透
過させる方法等任意の方法を採ることができ何ら限定さ
れるものではない。

本発明でいう吸着剤とは、木炭、のこくずをベースとす
る活性炭、コールタールベースの活性炭、ヤシガラ活性
炭、カーボンブラック、ゼオライト、カオリン、モンモ
リナイト、アルミナ等の無機物、ポリプロピレン、ウレ
タン等の高分子樹脂等が挙げられる。その性能から活性
炭が好ましい。

特にドライクリーニングの排液のように、樹脂酸、アル
コール、界面活性剤等を含む液では吸着剤による精製が
有効である。

吸着弁１の形態も何ら限定されるものではなく、袋状、
筒状、板状等任意の形で用いることが出来る。

本発明の方法による分離装置の１例を第１図、第２図お
よび第３図に示す。第１図は重力透過の場合でこの場合
の液の流れは０１ｌＴ−ＩＮである。同図において、■
の弁を通じて流入してきた水中に溶解ないし微分散した
塩素系溶剤の混合液２は、本発明の方法に用いる繊維状
“シートを装着した円筒状のエレメント３によって粗粒
化分離される。そして、粗粒化された溶剤と水は静置槽
４に流入し、比重差分離される。流入した水は排水口５
を通じて活性炭層６および７を通過する間にその濃度が
排水規準値以下までに低減される。繊維状シートを装着
したエレメント３によって粗粒化分離された溶剤８は下
部にたまり、弁９を通って回収される。

また、第２図は圧力透過の場合で、この場合の液の流れ
はｌＮ−０ＵＴである。同図において、ポンプにより圧
送された水中に溶解ないし微分散した塩素系溶剤の混合
液２は、本発明の方法に用いる繊維状シートを装着した
円筒状のエレメント３によって粗粒化分離される。そし
て、粗粒化分離された溶剤はただちに比重差分離され沈
降し、透過した水は排水口４を通じて活性炭槽５および
６を通過する間にその濃度が排水規準値以下までに低減
される。また、繊維状シート装置したエレメント３によ
って粗粒化分離された溶剤７は下部にたまり、弁８を通
って回収される。

第３図は重力透過の粗粒化分離と活性炭吸着の場合であ
り、この場合の液の流れはエレメントに対して０ＵＴ−
ＩＮである。同図においてドライクリーナーの水分離器
から排出された液は、１の弁を通じて流入する。流入し
てきた水中に微分散した塩素系溶剤の大きな溶剤滴はエ
レメントを透過せずに３の溶剤排出弁にて回収される。

微分散した塩素系溶剤はエレメント２によって粗粒化さ
れ、溶解度以上の塩素系溶剤は静止槽４に流入し比重差
分離され５の溶剤排出弁を通じ回収される。静止槽より
排出される液６は常に塩素系溶剤は水への溶解度以下の
濃度で活性炭層７および８を通過する間にその濃度が排
水規準値以下にまで低減される。

（発明の効果） 本発明の方法によれば、極細繊維からなる親水性繊維状
シートによって、水中に含まれている塩素系溶剤を高い
分離精度で粗粒化分離し、さらに活性炭により水中の塩
素系溶剤の濃度を排水規準値以下に低減することが可能
となると同時に、従来の活性炭吸着法に比べて、活性炭
の寿命を延長出来る為、ランニングコストが安価となり
、工業的に有利に適用することができる。

本発明の方法による分離技術の適用範囲としては例えば
、ドライクリーニング排水中に含まれる溶剤の分離、半
導体製造工程に用いられる超音波洗浄機排水中に含まれ
る溶剤の分離、塩素系溶剤を用いた各種洗浄機の排水中
の溶剤の分離等が代表的なものであるが、塩素系溶剤を
用いた工程の排水中の溶剤の分離に利用することが出来
る。

〔実施例〕

次に、本発明を以下の実施例について具体的に説明する
。以下の実施例において、溶剤濃度は（島津社製）ガス
クロマトグラフィーを用いて測定した。

実施例１〜４、および比較例１〜２ 単繊維直径０．５〜１５．６μｍポリエチレンテレフタ
レート繊維からなる６種の繊維状シートを製造した。（
繊維充填率２５％、厚み０．１７ｍｍ）単繊維直径０．
５および１．７μｍの２種の繊維状シートは、メルトブ
ロー法により得た。また、単繊維直径３．５〜１５．６
μｍの４種の繊維状シートは直接紡糸法によって得られ
た繊維を５閣の長さに切断した後、湿式抄造法にて得た
。このようにして得られた単繊維直径が相違する繊維状
シートを下記の条件で親水化処理を行った。改質後の繊
維表面の臨界表面張力°は５０ｄｙｎｅ／ｃｍ以上であ
った。

処理条件：加工剤 Ｓ　Ｒ−１０００（高松油脂社製吸水加工剤） 濃　度　４重量％−溶液 乾燥１００°ＣＸ３分 熱処理　１７０°ＣＸＩ分 パッドドライキュア法 上記６種繊維状シートをプリーツ状に成型して外径７５
ｍｍφ、高さ２５０ｍｍの円筒状のエレメントを試作し
く有効濾過面＝　０．４ｒＴ′ｒ）　、第１図に示した
様な装置に装着して下記の条件で作成した分離対象液を
０．ＦＭ！／ｗｉｎの速度で５時間（全量１５０１）送
液し、第１図で・エレメント通過後及び、活性炭層通過
後の塩素系溶剤の濃度の測定を行なった。

また、活性炭Ｎ６．７に用いた活性炭はダイヤホープ（
三菱化成工業社製）であり、その量は、活性炭Ｎ６．７
共に５００ｇである。

分離対象液の作成条件：水１５０Ｉｌの中にテトラクロ
ルエチレンを５０ｐｐｍ添加し、攪拌用ポンプヲ用いて
、水の中にテトラクロルエチレンが分散した混合物をバ
ッチ式で作った。

以下余白 実施例３〜８、および比較例３〜４ メルトブロー法によって単繊維直径２．１μｍ、厚み０
．１ｎｍ、繊維充填率５％のポリエチレンテレフタレー
ト不織布を得た。次に、この不織布をプレス処理して繊
維充填率８〜８０％の不織布６種を作成した。すなわち
、プレス処理は１〜１５０ｋｇ　／　ｃＪの範囲であり
、これに加えてプレス温度及び時間によって繊維充填率
が相違する不織布を作成した０次に、同一繊維充填率の
不織布を何枚か重ね合わせて厚みが０．２５ｍｍとなる
様な繊維状シートを作成した。

このようにして得られた繊維状シート６種を実施例１と
同様の方法で親水化処理を行った。ａ水化処理後の繊維
状シートを実施例１と同様に、プリーツ状に成型し、円
筒状エレメントを試作し実施例１と同様な方法、条件で
実験を行ない溶剤の分離精度及び透過速度を評価した。

また、ここで活性炭層の活性炭の種類、量についても実
施例１と同様である。結果を第２表に示す。

以下余白 第２表の結果より明らかな様に１０％未満の繊維充填率
の繊維状シートでは溶剤の分離精度が悪く、活性炭の寿
命が短い、繊維充填率が７０％をこえた繊維状シートの
場合は、透過速度が著しく遅く工業上の利用価値が低い
。

実施例９〜１２、および比較例５〜６ 直接紡糸法によって得られた単繊維直径５．０μ鋼のポ
リエチレンテレフタレート繊維を５１１ＩＩＩの長さに
切断した後、湿式抄造法によって厚み０．０５ｍａ＋、
繊維充填率１５％の繊維状シート（不織布）を得た。こ
の繊維状シートを実施例１と同様な条件で処理したとこ
ろ、繊維表面の臨界表面張力５０ｄｙｎｅ／ｃｍ以上と
なった。この繊維状シートをうずまき状にして密に巻き
上げ、直径４５ａａｍ、高さ１０００ｍｍの繊維状構造
物を作成した。このものの繊維充填率は３２％であった
。

次に、この構造物を厚みがそれぞれ５０．７０．１００
■になるようにスライスして３種の繊維状シートｌを作
った。また一方、表面改質後の０．０５鴫の厚みの繊維
状シートを用いて厚みがそれぞれ０．０５．１．５、ｌ
ｏｍｎ＋となるようにこれを重ね合わせて繊維状シート
２を作成した。繊維状シート１の３種は、４５ｍｍθで
入口と出口を備えたステンレス製の容器の中に入れて円
筒状の繊維状シートの上部から下記の条件で作成した液
を、５０ｍｆｌ／分の速度で一定量送液し、下部から処
理後の液を得るようにした。繊維状シート２はガラス製
フィルターホルダーに装着し、上記の繊維状シート１の
場合と同様の方法で処理を行った。そしてさらに繊維状
シート１及び２で処理した液はヤシ殻活性炭を備えた入
口と出口を有するステンレス製の円筒状の容器の中を通
すことにより処理した。測定は実施例２と同様の方法で
行った。結果を第３表に示す′。

第３表より明らかなように、本発明の実施例によるもの
は、活性炭層通過後の溶剤の分離精度及び活性炭の寿命
ともに良好であり、この範囲外では活性炭の寿命が短く
、処理速度も工業的に利用価値が低いことが解かる。

実施例１３、および比較例７ メルトブロー法によって単繊維直径１．７μｍ、厚み２
．５ｍ、繊維充填率１５％のポリエチレンテレフタレー
トの不織布を得た。この不織布を実施例２のプレス条件
内で処理して、繊維充填率５５％、厚み０．３＋ｍｓの
繊維状シートを作成した。すなわち、プレス処理は、１
０ｋｇ／ｃ＋ａ、１００’Ｃ１１５秒で行った。そして
、この繊維状シートを下記の条件で処理し、２種の繊維
状シート３．４を得た。

繊維状シート３：信越シリコン社製Ｐｏ１ｏｎ　ＭＲ４
重量％とキャタワス０フ４重景％の混合溶液に上記繊維
状シートを浸漬後、脱液し、１００’ＣＸａ分、１７０
°ｃｘｘ分の熱処理を行った。

繊維状シート４：実施例１と同一処理 繊維状シート３．４を実施例１と同様にプリーツ状のエ
レメントにし、第１図に示した様な装置に装着して実施
例１と同一の条件で作成した分離対象液を０．ｉ／ｒｄ
の速度で５時間（全量１５０１）送液し、第１図でエレ
メント通過後及び、活性炭層通過後の塩素系溶剤の濃度
の測定を行った。

活性炭層に用いた活性炭の量、種類は実施例１と同様で
ある。なお、繊維状シートの特性は第４表に示す。

第４表 ＊臨界表面張力は、協和化学社製ＣＡ−Ｄ型の接触角測
定装置を用いて測定した。

結果を第５表に示す。

第５表の結果より明らかな様に本発明の方法によるもの
は塩素系溶剤の分離精度、活性炭の寿命ともに良好であ
ったが、比較例のものでは、水が殆んど透過しないこと
が解かる。

実施例１４、および比較例８ 実施例４で作成した単繊維直径１．７μ鴨、繊維充填率
４０％、厚み０．４閣の親水化処理の繊維状シート４を
プリーツ状に成型して実施例１と同様のエレメントを試
作し、第１図に示した様な装置に装着して実施例１と同
様の方法、条件で分離性能及び寿命の評価をし、第１図
でエレメントが無い場合との比較を行った。分離対象液
の溶剤濃度は７５０ｐｐｍであった。結果を第６表に示
す。

第６表 第６表の結果より明らかな様に、本発明のエレメントを
装着したものは１５０１処理後も分離性能は良好であっ
た。

【図面の簡単な説明】

第１図は重力透過による分離装置の概念図であり、付号
は下記のものを示す。 １：入口弁 ２：　分離対象液 ３：　繊維状シートを装着したエレメント４：透゛過液 ５：排水口 ６：　活性炭層 ７：　活性炭層 ８　：　　：ｌ容　　　　　　剤 ９：　溶剤排出弁 第２図は圧力透過による分離装置の概念図であり、付号
は下記のものを示す。 １：　送液ポンプ ２：　分離対象液 ３：　繊維状シートを装着したエレメント４：排水口 ５：　活性炭層 ６：　活性炭層 ７　；　、）容　　　　　剤 ８：排水弁 第３図は重力透過の粗粒化分離と活性炭吸着の概念図で
あり、付号は下記のものを示す。 １：大口弁 ２：　繊維状シートを装着したエレメント３：　溶剤排
出弁 ４：透過液 ５：　溶剤排出弁 ６：排出口 ア：　活性炭層 ８：　活性炭層 特許出願人　旭化成工業株式会社 第１　図 第２図 第３ＴＩ！Ｊ ５ｒ　　　　　８

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 水に含まれている塩素系溶剤を単繊維直径０．１〜１０
   μｍ繊維を主体とする繊維充填率１０〜７０％、厚み０
   ．１〜７０ｍｍでかつ繊維表面の臨界表面張力が３５ｄ
   ｙｎｅ／ｃｍ以上の繊維状シートに接触して塩素系溶剤
   を粗粒化分離し、さらに水に溶解した塩素系溶剤を吸着
   剤によって吸着分離することを特徴とする塩素系溶剤の
   分離方法