JPH06142420A - 固液分離システム - Google Patents

固液分離システム

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JPH06142420A
JPH06142420A JP30115692A JP30115692A JPH06142420A JP H06142420 A JPH06142420 A JP H06142420A JP 30115692 A JP30115692 A JP 30115692A JP 30115692 A JP30115692 A JP 30115692A JP H06142420 A JPH06142420 A JP H06142420A
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晴彦 安田
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 原水に寒天様の生物スライムが含まれていて
も、目詰まり少なく操業できる。 【構成】 上流側に、織物または編物の基材が起毛さ
れ、太さ0.1〜10μmの極細繊維の立毛が横たわっ
て基材の表面を覆ってなるろ過材を装着した回転ドラム
式固液分離装置と、下流側に中空糸膜ろ過装置と、回転
ドラム式固液分離装置のろ過液を中空糸膜ろ過装置の供
給水側に送入する送液ポンプとを有する。送液ポンプを
制御するために、回転ドラム内液面とろ過液面との液面
差を測定する手段を装着することが望ましい。中空糸膜
ろ過装置の排水を、回転ドラム式固液分離装置の原水供
給側に循環すると浄水の取得率が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、湖沼や用水池、プー
ル、ならびに工業用水、生活用水などの浄化装置に関
し、とくに、プランクトンやバクテリアなどが原因とな
って発生する寒天様の物質、すなわち生物系スライムを
含む原水の浄化に好適である。
【0002】
【従来の技術】長年の間、多くの水処理は、砂ろ過装置
および沈殿装置を中心に行われてきた。しかし、最近、
水質の悪化とその原因の多様化が進み、また水の循環使
用が図られ、従来の水処理システムだけでは対処できな
い場合があり、各種の原水浄化方法が提案されるように
なった。中でも、技術開発の著しい有機高分子分離膜を
利用したろ過装置は、バクテリアなどの微粒子に対して
すぐれた分離能を有するので、各分野で利用されるよう
になった。とくに、ポリスルフォンなどの有機高分子の
中空糸膜は0.1μm以上の物質を効率的に分離する能
力を有する上に、コンパクトに装置に組入れることが可
能、かつ取扱いが簡便なため、中空糸膜ろ過装置として
広く利用されるている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところが、中空糸膜ろ
過装置は、すべての水処理に対して安定、かつ長期間使
用できるわけではなく、比較的大きな粒子を含む水処理
に際し単独で使用すると、頻繁に目詰まりを起こし、そ
の度に逆洗しなければならない。そこで、原水に大きな
粒子が含まれる場合には、もっぱら砂ろ過装置と組合わ
せて目詰まりを防いでいたが、砂ろ過装置は、設置のた
めに大きなスペースを要し、逆洗にも時間を要する欠点
があった。また、近年、河川や湖沼においては、富栄養
化現象により、季節や条件によって、しばしば原水中に
プランクトンやバクテリアなどが大量に発生し、前記の
生物系スライムが発生する。生物系スライムは、中空糸
膜を簡単に目詰まりさせる上、剥離しにくく、しばしば
中空糸膜ろ過装置を使用不能にさせる。たとえ、砂ろ過
装置と組合わせていても、砂ろ過装置にも目詰まりを起
こさせ、強固なろ過材閉塞現象を起こし、事実上固液分
離を不可能にさせていた。この問題解決には、湖沼や用
水池、工業用水、水道用水、プールなどの水の浄化に携
わる者の期待が寄せられていた。本発明は、かかる期待
に応え、生物系スライムを分離し、長期の連続使用が可
能な、高性能でコンパクトな固液分離システムを提供す
るものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、上流側に、織
物または編物の基材が起毛され、太さ0.1〜10μm
の極細繊維の立毛が横たわって基材の表面を覆ってなる
ろ過材を装着した回転ドラム式固液分離装置と、下流側
に、中空糸膜ろ過装置と、回転ドラム式固液分離装置の
ろ過液を中空糸膜ろ過装置の供給水側に送入する送液ポ
ンプと、を有することを特徴とする固液分離システムを
提供する。
【0005】この固液分離システムにおいては、送液ポ
ンプを制御するために、回転ドラム式固液分離装置の回
転ドラム内の液面とろ過液面との液面位置の差を測定す
る手段が装着されていることが好ましく、さらに中空糸
膜ろ過装置の排水を、回転ドラム式固液分離装置の原水
供給側に循環する手段を設けるとよい。なお、本発明に
おいて、上流側は原水供給側を、下流側はろ過水吐出側
のことをいう。
【0006】
【作用と実施態様例】本発明の固液分離システムについ
て、実施態様例を示す図面を参照しつつ説明する。図1
は、本発明の固液分離システムの実施態様例を示す概略
フローシート図である。本発明は、特別なろ過材3を装
着した第1段の回転ドラム式固液分離装置1と第2段の
中空糸膜ろ過装置2とを有機的にリンケージし、従来甚
だ困難であった生物系のスライムを含む水の固液分離を
も行うものである。
【0007】第1段の回転ドラム式固液分離装置1は、
たとえば、その一例が特公平4−9081号公報に記載
されている。図1を参照して説明すると、ろ過材3を装
着した円筒状のろ過ドラム4の内側に、原水配管5を通
して原水を送入し、ろ過ドラム4を回転させながら、ろ
過ドラム4内の液面14とこれよりも低い受槽8のろ過
液面15との差圧Δpをもって原水をろ過材3を通過さ
せ、ろ過水を受槽8側に導出する。ろ過ドラム4の内壁
に付着した固形物は、循環ポンプ6でノズル7に送られ
たろ過水の一部で逆洗され、固形物を含む排水として排
水配管9を径て系外に排出される。
【0008】本発明において回転ドラム式固液分離装置
1に使用するろ過材3は、織物または編物からなる基材
の表面に、その基材を起毛してなる太さ0.1〜10μ
mの極細繊維の立毛が一方向に横たわってろ過層を形成
するものである。横たわってとは、直立していない、あ
るいは寝かせてというほどの意味である。ろ過材3とな
る織物または編物は、通常、太さが0.1〜10μmの
ポリアミド、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリビニ
ルアルコール系、ポリフルオロエチレン、ポリアクリロ
ニトリルなどの合成繊維の極細繊維で構成されたものを
使用する。織成や編成の種類はとくに問わないが、織物
では朱子織物が、編物ではハーフ編のトリコット生地が
起毛しやすく好ましい。太さが0.1μm以下の極細繊
維は強度が不足し、10μm以上の繊維は起毛後、直立
しやすく、良好なろ過層を形成しにくい難点がある。起
毛方法は、従来からの公知の手段を用いればよい。この
ようなろ過材を使用するのは、このろ過材が単に微細な
固形成分を分離し、アオコなどの分離に好適であるとい
う理由からだけではない。本発明者が研究の結果、この
ようなろ過材が単にアオコだけではなく、従来から課題
になっていた寒天様の生物系のスライムを効率よく分離
し、かつ、その様なろ過物がろ布表面から剥離しやすく
逆洗が容易で、長期にわたって目詰りせず、ろ過水量が
低下しないという事実を見出だしたことによる。
【0009】本発明の固液分離システムにおいては、回
転ドラム式固液分離装置1の下流に、送液ポンプ10を
介して中空糸膜ろ過装置2を設け、回転ドラム式固液分
離装置1のろ過液を送入して、含有する細かい粒子をろ
過分離する。中空糸膜としては、たとえば、特開昭61
−238834号公報に記載のポリスルホン系樹脂多孔
膜の中空糸が、機械的強度が高く、目詰まりや耐汚染性
に優れて好適であり、中空糸膜ろ過装置2としては、た
とえば特願平4−270581号願書に添付された明細
書に記載のものがコンパクトで便利である。中空糸膜ろ
過装置2のろ過水は、浄水として配管11から取り出さ
れ貯槽12に貯留される。浄水の一部は、逆洗ポンプ1
3により、中空糸膜ろ過装置2の逆洗に使用される。送
液ポンプ10は、前記の両装置1および2の仕様に適合
する送水量と揚程を有する公知のポンプを使用すればよ
い。19は、中間槽であるが必ずしも必要ではない。
【0010】また、万一、ろ過材3が破損すると原水が
中空糸膜ろ過装置2に到達し、回復不可能な目詰まりを
引起こすおそれがある。このような事態に備え、本発明
では、回転ドラム式固液分離装置1には、回転ドラム内
液面14とろ過液面15との液面差Δpを測定する手段
16を装着し、送液ポンプ10を制御することが好まし
い。Δpが異常に減少した場合には、送液ポンプ10を
停止して、中空糸膜ろ過装置2を保護することができ
る。測定手段には公知の手段を利用すればよく、たとえ
ば、差圧計を用い直接Δpを測定しても、センサーでそ
れぞれの液面を測定してΔpを求めてもよい。さらに、
中空糸膜ろ過装置の排水を、還流配管17を通し回転ド
ラム式固液分離装置の原水供給側に循環することによっ
て、原水からの浄水取得率を向上することができる。1
8および20は逆洗用配管である。
【0011】以上には、中空糸膜ろ過装置2の全ろ過方
式の操業例を示したが、クロスフロー方式として構成
し、操業することもできる。
【0012】
【実施例と比較例】温水プールを対象に、図1に示した
のと同様の本発明の固液分離システムを用いて固液分離
を行い、従来から実施していた方法と比較して本発明の
効果を確かめた。まず、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18芯の太さが20μmの複
合繊維を紡糸した。この複合繊維を紡績して得られた2
0/2Sの紡績糸を緯糸とし、太さが10μm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3
0本/cm、経糸が40本/cmの5枚朱子織物を織成
した。さらに、この織物からトリクロルエチレンを溶媒
として緯糸のポリスチレンを除去し、太さ約2.4μm
の極細繊維約2000本を緯糸とする織物に加工した。
加工された織物を起毛機を用いて、経糸方向に20回、
反対方向に10回の起毛操作を行って、主に緯糸を起毛
し、2.4μmの立毛を有し立毛数が約1000本/m
mの立毛朱子織物を製造した。
【0013】この立毛朱子織物をろ過材として回転ドラ
ム式固液分離装置(“トレローム”RD−250−B1
型(東レ(株)製))に取付けた。また、中空糸膜ろ過
装置には、内径0.3mm、外径0.46mmのポリス
ルホン中空糸膜カートリッジ8本入りのトレキューブ
(東レ(株)製)を使用し、全ろ過方式で実施した。
【0014】比較例は、前記のろ過材を装着した回転ド
ラム式固液分離装置の代りに、砂ろ過装置を用いた従来
の固液分離システムであって、その主な仕様は表1の中
に示した。
【0015】また、固液分離システムの性能評価には、
懸濁物質濃度(SSと略称する)をJIS−K0101
(ろ紙法)に準拠し、かマンガン酸カリウム消費量(K
−消費量と略称する)を上水試験方法12(日本水道協
会)に準拠して測定した。その他の使用した装置の仕様
と操作条件とを表1に示す。
【0016】
【表1】 6日間連続操業した結果を表2に示す。
【0017】
【表2】 この結果から、第1に、本発明の固液分離システムは、
従来の同類の固液分離システムに比べてK−消費量を低
減させる性能が極めて高いことが判る。これは本発明の
固液分離システムにおいては、原水中にプランクトンや
バクテリアなど、およびこれらが発生する生物系のスラ
イムを効率よく分離している結果と考えられる。とくに
意外なことには、中空糸膜ろ過装置でのK−消費量除去
率に両者間の差がみられることである。回転ドラム式固
液分離装置に使用したろ過材が、単にK−消費量を低下
させるだけではなく、中空糸膜ろ過装置でのK−消費量
除去効果にプラスに働く、特異な作用を有するものと考
えられる。第2に、本発明の固液分離システムは、長期
に亘ってろ過水量が低下しないことである。目詰まりに
対する抵抗力に格段の差が認められるのである。
【0018】
【発明の効果】本発明の固液分離システムにおいては、
上流側に特殊なろ過材を装着した回転ドラム式固液分離
装置を設け、中空糸膜ろ過装置を回復不可能に目詰まり
させる虞のある寒天様の生物スライムをはじめとする比
較的大きな粒子を、大きな目詰まりを引起こすことなく
効率よく分離しているので、下流側に設けた中空糸膜ろ
過装置は、その特性を十分に生かし、微細な粒子を効率
よく安定して分離することができる。従来中空糸膜ろ過
装置に多く組合わせて使用していた砂ろ過装置に比較す
ると、目詰まりがはるかに少なく、長時間に亘って安定
した量のろ過水が得られる。回転ドラム内液面とろ過液
面との液面差を監視し、差圧異状があれば送液ポンプを
制御することによって、異常事態に対し、速やかな対応
が可能で、中空糸膜ろ過装置の中空糸膜の損傷を防止で
きる。また、両装置がともにコンパクトに構成されてい
るので、本発明の固液分離システムは、あまり場所を選
ぶことなく使用できる。また、中空糸膜ろ過装置の排水
を、回転ドラム式固液分離装置の原水供給側に循環すれ
ば浄水の取得率を向上させることができる。
【0019】従って、本発明の固液分離システムは、湖
沼、用水池、プールなどの浄化、河川などから取水する
水道用水や工業用水の浄化、ビル、マンションなどで注
目されるようになったリサイクル水の中水道用水への浄
化などに広い範囲で、簡単な操作により、長期に安定し
て利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の固液分離システムの実施態様例を示
す概略フローシート。
【符号の説明】
1:回転ドラム式固液分離装置 2:中空糸膜ろ過装
置 3:ろ過材 4:ろ過ドラム 5:原水配管
6:循環ポンプ 7:ノズル 8:受槽 9:排水配管 10:送
液ポンプ 11:浄水配管 12:貯槽 13:逆
洗ポンプ 14:回転ドラム内液面 15:ろ過液面 16:液面差Δpを測定する手段
17:還流配管 18:逆洗用配管 19:中間槽 20:逆洗用配

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】上流側に、織物または編物の基材が起毛さ
    れ、太さ0.1〜10μmの極細繊維の立毛が横たわっ
    て基材の表面を覆ってなるろ過材を装着した回転ドラム
    式固液分離装置と、 下流側に、中空糸膜ろ過装置と、 回転ドラム式固液分離装置のろ過液を中空糸膜ろ過装置
    の供給水側に送入する送液ポンプと、を有することを特
    徴とする固液分離システム。
  2. 【請求項2】送液ポンプを制御するために、回転ドラム
    式固液分離装置の回転ドラム内の液面とろ過液面との液
    面位置の差を測定する手段が装着されていること特徴と
    する、請求項1に記載の固液分離システム。
  3. 【請求項3】中空糸膜ろ過装置の排水を、回転ドラム式
    固液分離装置の原水供給側に循環する手段が設けられて
    いることを特徴とする、請求項1または2に記載の固液
    分離システム。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006192343A (ja) * 2005-01-12 2006-07-27 Mitsubishi Heavy Industries Food & Packaging Machinery Co Ltd 洗壜機用濾過装置の運転方法及び洗壜機用濾過装置
JP2010115576A (ja) * 2008-11-11 2010-05-27 Suido Kiko Kaisha Ltd 水処理システム
JP2012254389A (ja) * 2011-06-07 2012-12-27 Meidensha Corp 水処理システム及び水処理システムの洗浄制御方法

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JP2012254389A (ja) * 2011-06-07 2012-12-27 Meidensha Corp 水処理システム及び水処理システムの洗浄制御方法

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