JPH10216415A - わずかに負荷状態の水を浄化する装置 - Google Patents

わずかに負荷状態の水を浄化する装置

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JPH10216415A
JPH10216415A JP9343206A JP34320697A JPH10216415A JP H10216415 A JPH10216415 A JP H10216415A JP 9343206 A JP9343206 A JP 9343206A JP 34320697 A JP34320697 A JP 34320697A JP H10216415 A JPH10216415 A JP H10216415A
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Francois Pierre Navarre
フランソワ−ピエール・ナバール
Bernard Bossand
ベルナール・ボサン
Pierre Girard
ピエール・ジラール
Joseph Dussaud
ジヨセフ・デユソー
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Ahlstrom Industries SA
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Elf Antar France
Ahlstrom Industries SA
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 粒子および／または脂肪物質および／または
微生物を懸濁液中に含むわずかに負荷状態の水を浄化す
る装置を提供する。 【解決手段】 本発明の装置は、繊維ベースであり、有
機および／または無機粉末が充填された少なくとも一枚
のシートからなるフィルタ要素（３）がその上に配置さ
れるグリッド（１）を含むフィルタである。本発明は、
水を消費する全ての産業、とりわけ原油処理産業、なら
びに化学、製紙、および農食糧産業に適用される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、無機粒子、および
／または有機物、および／または炭化水素、および／ま
たは微生物を懸濁液中に含むわずかに負荷状態（ｌｉｇ
ｈｔｌｙ ｌａｄｅｎ）、即ちわずかになんらかの特質
を含む水を浄化する装置に関する。
【０００２】これは水を消費する全ての産業、とりわけ
原油を産出および処理する産業、ならびに化学、石油化
学、製紙、および農食糧産業に適用される。
【０００３】これはまた、河川および潟湖の水、地下
水、ならびに海水の浄化にも適用される。
【０００４】
【従来の技術】濾過装置が米国特許第３７９１５２７号
に記載されている。この装置は、濾過する懸濁液を入れ
る貯蔵容器中に配置された穴あきロータリドラムを有す
るフィルタ、および継続的に更新される、部分的にドラ
ムに巻き付けられた濾紙シートを含む。さらに、このシ
ートと穴あきドラムの表面との間にエンドレスプラスチ
ッククロスが配置される。
【０００５】ドラムの内側は低圧に保たれるが、これは
穴を通して液体をドラム中に吸入し、粒子を濾紙表面に
付着させる効果を有する。
【０００６】この装置では、液体の流速は遅く、濾紙は
非常に急速に阻止し、その結果濾紙の大きい面積を使用
して所与時間中に濾過すべき所与量の液体を処理するこ
とになる。
【０００７】濾紙の機械的強度はとりわけ湿っていると
きには低く、このことからフィルタ要素の前進運動とと
もにフィルタ中で確実にそれを継続的に巻き戻すために
引っ張る可能性は制限される。
【０００８】基本的に天然繊維または合成繊維からなる
濾紙は吸収容量が低く、幅広い範囲の懸濁液の濾過には
適さない特徴を有する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、厳密
にはこれらの欠点を克服すること、ならびにとりわけ無
機粒子、および／または有機物、および／または炭化水
素、および／または例えばウィルス、細菌、バクテリ
ア、藻類、酵母、プランクトンなどの微生物を懸濁液中
に含むわずかに負荷状態の水を浄化する装置を提供する
ことである。
【００１０】一般に、本発明の装置は、１００ｍｇ／リ
ットル未満の物質および／または微生物を懸濁液中に含
む水の浄化に特に適している。
【００１１】本発明の装置により、この量は、浄化後に
得られた水では３ｍｇ／リットル未満にまで低下する。
【００１２】さらに、装置内の水の流速は速く、阻止率
は低く、有機液体物質に対する吸収容量は非常に高い。
【００１３】本発明の装置は、とりわけ精油所および石
油産出プラットホームで、廃水を浄化して再利用するた
めに適用されるが、その場合には装置を腐食や異常摩耗
から保護するために純度の高い水を使用することが必要
となる。
【００１４】石油産出プラットホームの場合、地下水を
再利用するには、懸濁液中の物質のサイズ限度が２ミク
ロンを越えないきれいな水質が必要となる。自然環境へ
排出する場合には、できる限り炭化水素含有量を低くす
ることが要求される。
【００１５】ほとんどの産業で同様の特徴が必要とされ
る。
【００１６】
【課題を解決するための手段】この目的のために、本発
明は、無機粒子、および／または有機物、および／また
は炭化水素、および／または微生物を懸濁液中に含むわ
ずかに負荷状態の水を浄化するための装置であって、そ
の上にフィルタ要素が配置されるクロスを支持するグリ
ッドと、前記フィルタ要素を通過するようにフィルタ要
素と接触させてわずかに負荷状態の水を配置する手段
と、前記フィルタ要素を通過した後の水を受ける手段と
を含み、前記フィルタ要素が、繊維ベースで有機粉末お
よび／または無機粉末が充填された少なくとも一枚のシ
ートからなることを特徴とする装置を提供する。
【００１７】本発明の別の特徴によれば、フィルタ要素
は、重ね合わせたそれぞれ第一、第二、および第三の三
枚のフィルタシートからなり、フィルタクロスと接触す
る第一のフィルタシートには１ないし５ミクロンの粒子
サイズを有する粉末を充填し、第二のフィルタシートに
は５ないし３０ミクロンの粒子サイズを有する粉末を充
填し、第三のフィルタシートには５０ないし１５０ミク
ロンの粒子サイズを有する粉末を充填する。
【００１８】本発明の別の特徴によれば、繊維ベースの
少なくとも一枚のシートは、１ないし１５０ミクロンの
粒子サイズを有する有機および／または無機粉末で充填
される。
【００１９】本発明の別の特徴によれば、繊維ベースの
シートは、５０ないし７０％のセルロース、１０ないし
２０％の合成繊維、および少なくとも一つの結合剤から
作成される。
【００２０】本発明の別の特徴によれば、フィルタ要素
はさらに、湿った状態での機械的強度を改善する樹脂を
含む。
【００２１】本発明の別の特徴によれば、フィルタ要素
には、これを親油性にするための処理が事前に施されて
いる。
【００２２】本発明の別の特徴によれば、フィルタ要素
には、これを溌油性にするための硫化処理が事前に施さ
れている。
【００２３】本発明の別の特徴によれば、フィルタ要素
には、これを耐火性にするために処理が事前に施されて
いる。
【００２４】本発明の別の特徴によれば、フィルタ要素
には、炭化水素アルキル化装置で使用した酸による処理
が事前に施されている。
【００２５】本発明の別の特徴によれば、フィルタ要素
は、その機械的強度を改善するフィブリルをさらに含
む。
【００２６】本発明の別の特徴によれば、フィルタ要素
はさらに、静電荷の除去を容易にするために少なくとも
一つの導電性粉末を含む。
【００２７】本発明のその他の特徴および利点は、添付
の図面に関連して以下に与える説明を読めばさらに明ら
かになるであろう。
【００２８】
【発明の実施の形態】水を消費する工場、水処理プラン
トまたは自然環境で回収される水として挙げられるもの
としては、地下水、処理水、脱塩により生じる水、居住
プラットホームからの下水、海水および潟湖水、雨水た
まり、雨水、負荷状態の水流からの水、ふるい分け後の
未処理主水、生物学的池および水処理プラントからの池
の流出水からの負荷状態の水、および繊維、製紙、化
学、農食糧産業（屠殺場、乳製品工場、缶詰プラント）
からの排水、および機械加工流体を含む水がある。
【００２９】これら全ての水では共通して粒子の含有量
が低く、その一部は０．１ないし２０ミクロンという非
常に小さい粒子サイズである。本発明の目的は、懸濁物
質の含有量が１リットルあたり３ｍｇ未満、それらの粒
子直径が２ミクロン未満であり、流量が製紙工場で一日
あたり４００００ｍ3程度、精油所で一日あたり約１５
０００ｍ3である場合には、有機物質の含有量が１リッ
トルあたり０．１ｍｇ未満である水を提供することであ
る。
【００３０】さらに、これらの水は、阻止特性および／
または中練り程度のコンシステンシーを呈する物質を含
む。例えば、１ないし１００ミクロンのサイズのプラン
クトンや酵母や藻類などの微生物を含む水はこれに該当
する。
【００３１】これらの水はまた、２ないし２５０ミクロ
ン、とりわけ１０ないし５０ミクロンの小滴の形状をし
た炭化水素ミセルを懸濁液中に含むことができる。これ
らの滴が水ミセルを含むこともある。
【００３２】この目的のために、本発明の装置は図２に
概略を示す特定の実施形態に従って、浄化するわずかに
負荷状態の水を入れるタンク４と、タンク４に水を供給
する手段６と、エポキシ樹脂から作成した穴あきロータ
リドラム１と、ポリエステル繊維から作成した、ドラム
１の外壁を覆うクロス２と、有機および／または無機粉
末が充填された繊維ベースのシートからなるフィルタ要
素３と、フィルタ要素３を供給するロール９と、浄化す
る水の中で懸濁液中の物質が付着したフィルタ要素３を
回収するロール１０と、フィルタ要素３を通過した水を
回収する手段７とを含む。この装置は、図示はしていな
いがドラム１の内部部分を減圧する手段も含むことがで
きる。
【００３３】例えばシリカの粒子などの無機粒子、例え
ば動物性および／または植物性脂肪、炭化水素などの有
機物、ならびに例えばプランクトン、バクテリア、ウィ
ルス、酵母や藻類などの微生物を懸濁液中に含むわずか
に負荷状態の水は、タンク４の水位を制御する装置を含
むことができる供給手段６によってタンク４に送られ
る。
【００３４】ドラム４内部とフィルタ要素３の外面の圧
力差の影響により、水はフィルタ要素を通過し、懸濁液
中の物質はフィルタ要素上で保持され、浄化済みの水が
ドラム内部に流入し、これが手段７によりそこから取り
除かれる。
【００３５】本発明の主な利点は、セルロースまたは合
成繊維、および物質を含む水の源によって非常に多様な
特徴を呈する水中の懸濁液中の物質に対して最適な充填
用粉末を選択することができる点である。本発明のこの
利点については、以下の例を読めばより良く理解できる
であろう。
【００３６】有機および／または無機粉末を充填した繊
維ベースのフィルタ要素３を使用することのもう一つの
利点は、フィルタ要素の特徴が改善される点である。
【００３７】植物物質を充填した紙シートの特徴と故繊
維から製造した未充填の紙の特徴とを比較する表を、非
制限的な例示のために以下に示す。
【００３８】
【表１】
【００３９】ＷＰは故紙を意味する。
【００４０】ＶＦ１５０は粒子サイズが１５０μｍ未満
の植物充填材を意味する。
【００４１】Ｖ１は変量１を意味する。
【００４２】Δは差分を意味する。
【００４３】再生紙や植物充填材などの安価な材料で製
造したフィルタ要素のこのような特徴が得られること
が、本発明の装置を特に経済的なものにする。
【００４４】上記の表から分かるように、紙の単位面積
当たりの重量は、植物粉末を付加したことの影響を受け
ない。充填した紙の嵩は、単位面積当たりの重量に対す
る厚さの比で定義されるが、充填しない紙のそれよりも
高い。水滴の吸収を特徴づけるパラメータの値が減少す
ることは、有機粉末充填材によって紙が親水性になった
ことを示す。破壊長および破裂強さは有機粉末充填材の
増加とともに低下するが、構想した適用に対する許容値
は維持している。紙を通過した濾過水の流量を特徴づけ
る流水容量は、有機粉末を付加することにより非常に大
幅に増加する。植物粉末を４０％充填した紙の場合、流
水容量は充填しない紙の場合に得られるそれの十倍にな
る。このような顕著な結果は予期しないものであった。
【００４５】フィルタ要素の機械的強度は、例えばユリ
アホルマリン、メラミンホルマリン、またはエピクロロ
ヒドリンをベースとする樹脂をそれに組み込むことによ
り改善することができる。この特徴の全ての利点は、そ
の継続的な前進運動を確実にするためにフィルタ要素が
高い機械的引っ張り力にさらされる装置において見られ
る。
【００４６】本発明の装置によれば、フィルタ要素を適
当な処理にさらすことにより、これをある程度親油性お
よび／または親水性および／または耐火性にするように
フィルタ要素の特徴を適合することができる。
【００４７】例えば、酸で処理すればフィルタ要素は溌
油性になる、すなわち耐水性であって、かつそれほど多
孔性ではなくなる。
【００４８】炭化水素アルキル化装置で使用した酸を利
用すれば、この現行の酸と会合した炭化水素が粉末およ
び繊維に吸収されるので、この特徴はさらに改善され
る。
【００４９】この装置の別の特徴によれば、フィルタ要
素は、繊維および粉末に加えて、浄化する水の圧力およ
び流量の変化にフィルタ要素がより良く耐えるようにそ
のたわみ性および圧縮性を向上させる効果を有するフィ
ブリルを含む。
【００５０】繊維、粉末、およびフィブリルのそれぞれ
の割合は、浄化する水に最適な特徴が得られるように実
験に基づいて選択される。
【００５１】本発明の装置の別の特徴によれば、フィル
タ要素は、とりわけフィルタ要素がロールの形状をして
いる装置において、それを取り扱う間に摩擦によって生
じる静電気の除去を可能にする導電性粉末、例えば導電
金属塩を含む。
【００５２】この安全態様は、可燃性の生成物が大気中
に存在する結果として、スパークが爆発を引き起こす可
能性がある産業では特に必要とされる。炭化水素で負荷
状態になった水はこれに該当する。
【００５３】静電荷を除去することにより、フィルタ要
素のロールの巻き戻しも容易になる。
【００５４】導電性粉末が充填されたフィルタ要素を使
用することで、例えば導電性のシューやブラシなど静電
荷を除去する手段を設置する、またはフィルタ要素がリ
ールを出る際にこれを水で湿らせることが避けられ、全
ての場合に粉末は機械で利用する前に湿らされる。
【００５５】例１本発明の装置は、製紙工場から最終的
に流出したわずかに負荷状態の水を浄化するためのもの
である。
【００５６】浄化後、得られた水は生物学的水処理ステ
ーションの負荷になる。
【００５７】浄化する水は以下のような特徴を呈する。
【００５８】かすかな不快臭 灰色 比重が１に近い ４０℃での粘度：１０センチポイズ 懸濁液中の固体含有量が１リットルあたり約１ｇ 粒子サイズは３ないし１００μｍ 化学的酸素要求量：２７０ｍｇ／リットル 生物学的酸素要求量：７６ｍｇ／リットル この例で利用するフィルタ要素は紙の巻き戻しを伴うフ
ィルタであり、コンベヤグリッド、幅９０ｃｍの未使用
フィルタ要素のロール、不純物が付着したフィルタ要素
を回収するリール、真空ポンプ、および濾過水を回収す
るポンプを含む。浄化する水はこの装置の上部から導入
する。
【００５９】利用するフィルタ要素は、故紙から生成し
スプルース粉末を充填した紙である。これは故繊維を７
０％、１０ないし１５０μｍの粒子サイズを有する粉末
を３０％含み、以下の特徴を有する。
【００６０】単位面積当たりの重量：２００ｇ／ｍ2 厚さ：５００μｍ 破壊長：１８００ｍ 乾燥破裂長さ：１．２ｋＰａ ｍ2／ｇ 浄化する水中の懸濁液中のセルロースおよび無機物質の
粒子は、充填済みの紙に固着する。
【００６１】こうして形成される層は多孔性のままであ
る。このようにして約２０℃の温度で、一時間および充
填済みの紙１ｍ2あたり、３ｍ3までの水を処理すること
ができる。
【００６２】得られた濾過水は、無色、透明、かつ無臭
の水である。ＮＦＴ標準９０２０２に記載の方法により
決定される懸濁物質の含有量はゼロである。化学的酸素
要求量は、１２０ｍｇ／リットルであり、生物学的酸素
要求量は１８ｍｇ／リットルである。
【００６３】本発明の装置により得られる水は安定して
おり、再利用可能な水の全ての品質を呈する。
【００６４】この例では、製紙工場では年間に４３００
０Ｔの紙を製造し、一年あたり１２９００００ｍ3の水
を処理する必要がある。
【００６５】充填済みの紙の消費量は一時間あたり５０
ｍ2である。
【００６６】懸濁液中の物質の量は、一年あたり約２８
０００ｔである。
【００６７】負荷状態の紙は再利用し、ボール紙または
水の浄化用の充填済みの紙を製造する。
【００６８】消費する電気エネルギーは、浄化済みの水
一立方メートルあたり約１ｋＷ時であり、このためエネ
ルギーの観点から見てもこの装置は経済的に有利であ
る。
【００６９】例２ 原油処理装置の運転で使用された水は、排出基準を満た
さなければならない。そのために、それは一般に、とり
わけ化学的酸素要求量（ＣＯＤ）および生物学的酸素要
求量（ＢＯＤ）によって特徴づけられる生物学的負荷を
低下させることを目的とする生物学的タンク中で処理さ
れる。この処理に沈降操作を追加しても、この水を直接
自然環境中に排出することはできない。これをさらに負
荷状態の少ないその他の流出水で希釈しなければならな
いが、懸濁液中の排出物質の量は常に同じである。
【００７０】この水を処理する本発明の装置は、以下の
構成を有する充填済みの紙からなるフィルタ要素を備え
る、真空中で動作するベルトフィルタを含む。
【００７１】再生セルロース繊維：６０重量％ 有機粉末であるスプルース粉末：３９重量％ 添加剤であるエピクロロヒドリン：１重量％ スプルース粉末の粒子サイズは５ないし１５０ミクロン
である。
【００７２】紙の特徴は以下のようになる。
【００７３】単位面積当たりの重量：２７７ｇ／ｍ2 厚さ： ５２８μｍ 嵩： １．９μｍ3／ｇ 水滴吸収： ２ｓ 破壊長： １１０５ｍ 乾燥破裂強さ： ０．６９ｋＰａ ｍ2／ｇ 湿潤破裂強さ： ０．３５ｋＰａ ｍ2／ｇ ２５℃での流水容量： ７ｍ3／ｍ2／ｈ 充填済みの紙は巻き戻り、複数の真空チャンバを通過
し、懸濁液中の物質および微小汚染物質が付着する。
【００７４】濾過水は軽く、透明、かつ無臭である。
【００７５】以下の表は、本発明の装置により得られた
浄化する水の特徴、および浄化収率を示す表である。
【００７６】
【表２】
【００７７】処理速度は一時間および充填済みの紙１ｍ
2あたり負荷状態の水７ｍ3である。
【００７８】充填済みの紙が阻止しないこと、および１
ないし１０ミクロンの範囲の粒子サイズを有するバクテ
リアが、それほど流量を変化させることなく充填済みの
紙上で保持されることが分かっている。
【００７９】本発明の装置で得られる濾過水は、自然環
境中への排出が許容できる特徴を呈する水である。
【００８０】電気の使用は、浄化済みの水１トンあたり
０．８ｋＷ時である。
【００８１】水の負荷が年間に５１３０００ｔである場
合、４８００００ｔの浄化済みの水が回収される。従っ
て損失はわずか３３０００ｔである。
【図面の簡単な説明】
【図１】わずかに負荷状態の水を浄化する装置を示す図
である。
【図２】ロータリドラムを含む、特定の実施形態の本発
明の装置を示す図である。
【符号の説明】
１ グリッド ２ クロス ３ フィルタ要素 ４ 水を配置する手段 ５ 水を受ける手段 ６ 水を供給する手段 ７ 水を回収する手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 フランソワ−ピエール・ナバール フランス国、69260・シヤルボニエール・ レ・バン、シユマン・ドウ・バルテレミ ー、ロテイスマン・デ・セードル（番地な し) (72)発明者 ベルナール・ボサン フランス国、69360・コミユネ、アモー・ デ・シヤンテユリエール・84 (72)発明者 ピエール・ジラール フランス国、38330・サン・テイスミエ、 シユマン・ドユ・ロザ・７ (72)発明者 ジヨセフ・デユソー フランス国、38780・ポン−テベツク、リ ユ・フランシスク・カルタリエ・12

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 無機粒子、および／または有機物、およ
    び／または炭化水素、および／または微生物を懸濁液中
    に含むわずかに負荷状態の水を浄化するための装置であ
    って、その上にフィルタ要素（３）が配置されるクロス
    （２）を支持するグリッド（１）と、前記フィルタ要素
    （３）を通過するようにフィルタ要素（３）と接触させ
    てわずかに負荷状態の水を配置する手段（４）と、前記
    フィルタ要素（３）を通過した後の水を受ける手段
    （５）とを含み、前記フィルタ要素（３）が、有機粉末
    および／または無機粉末が充填された少なくとも一枚の
    紙シートからなることを特徴とする装置。
  2. 【請求項２】 フィルタ要素（３）が、重ね合わせたそ
    れぞれ第一、第二、および第三の三枚の紙シートからな
    り、フィルタクロスと接触する第一の紙シートには１な
    いし５ミクロンの粒子サイズを有する粉末が充填され、
    第二の紙シートには５０ないし１００ミクロンの粒子サ
    イズを有する粉末が充填され、第三の紙シートには５０
    ないし１５０ミクロンの粒子サイズを有する粉末が充填
    されることを特徴とする請求項１に記載の装置。
  3. 【請求項３】 少なくとも一枚の紙シートが、１ないし
    １５０ミクロンの粒子サイズを有する有機および／また
    は無機粉末で充填されることを特徴とする請求項１また
    は２に記載の装置。
  4. 【請求項４】 紙シートが、５０ないし７０％のセルロ
    ース、１０ないし２０％の合成繊維、および少なくとも
    一つの結合剤から作成されることを特徴とする請求項
    １、２、３のいずれか一項に記載の装置。
  5. 【請求項５】 フィルタ要素（３）が、湿った状態での
    機械的強度を改善する樹脂をさらに含むことを特徴とす
    る請求項１、２、３、４のいずれか一項に記載の装置。
  6. 【請求項６】 フィルタ要素（３）に、これを親油性に
    するための処理が事前に施されていることを特徴とする
    請求項１から５のいずれか一項に記載の装置。
  7. 【請求項７】 フィルタ要素（３）に、これを溌油性に
    するための硫化処理が事前に施されていることを特徴と
    する請求項１から５のいずれか一項に記載の装置。
  8. 【請求項８】 フィルタ要素（３）に、これを耐火性に
    するために処理が事前に施されていることを特徴とする
    請求項１から７のいずれか一項に記載の装置。
  9. 【請求項９】 フィルタ要素（３）に、炭化水素アルキ
    ル化装置で使用した酸による処理が事前に施されている
    ことを特徴とする請求項１から６、および８のいずれか
    一項に記載の装置。
  10. 【請求項１０】 フィルタ要素（３）が、その機械的強
    度を改善するフィブリルをさらに含むことを特徴とする
    請求項１から９のいずれか一項に記載の装置。
  11. 【請求項１１】 フィルタ要素（３）が、静電荷の除去
    を容易にするために少なくとも一つの導電性粉末をさら
    に含むことを特徴とする請求項１から１０のいずれか一
    項に記載の装置。
JP9343206A 1996-12-12 1997-12-12 わずかに負荷状態の水を浄化する装置 Withdrawn JPH10216415A (ja)

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