JPH11290884A

JPH11290884A - 濾過体

Info

Publication number: JPH11290884A
Application number: JP10094651A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Daido; 均大同; Eiji Aso; 栄治麻生; Kazuo Suzuki; 和夫鈴木; Shigeki Sawada; 繁樹澤田; Toshiyuki Shibata; 敏幸柴田; Morio Sakata; 守生坂田; Tetsuo Hasegawa; 哲夫長谷川; Mutsuro Nagai; 睦郎永井
Original assignee: Hitachi Metals Ltd; Kurita Water Industries Ltd; Nippon Steel Corp
Current assignee: Kurita Water Industries Ltd; Nippon Steel Corp; Proterial Ltd
Priority date: 1998-04-07
Filing date: 1998-04-07
Publication date: 1999-10-26
Anticipated expiration: 2018-04-07
Also published as: JP3637765B2

Abstract

(57)【要約】【課題】濾過水が清澄になるまでの時間が短く、早期
に濾過水の採水を行うことができ、かつ、清澄な濾過水
を安定に得ることができる活性汚泥用濾過体を提供す
る。【解決手段】目開きが５ｍｍ以下の目が細かいネット
スペーサ３の外面に沿って活性汚泥を濾過するための不
織布４を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は活性汚泥を濾過する
ための濾過体に係り、特に、活性汚泥濾過装置に浸漬配
置され、活性汚泥を効率的に分離して生物処理水を得る
ための活性汚泥用濾過体に関する。

【０００２】

【従来の技術及び先行技術】生物反応により水中の有機
物を分解処理する活性汚泥などの生物処理装置では、生
物汚泥を固液分離するために沈殿池等の沈降分離手段を
用いることがあるが、生物反応槽の後段に沈殿池を設け
た従来の生物処理装置では、次のような問題がある。

【０００３】比重差により汚泥を沈降分離する沈殿
処理では汚泥の分離性能に限界があり、流入負荷の変動
時やバルキング発生時等に処理水質が悪化する。このた
め、高度な処理水質が要求される場合には沈殿池の後段
に更に急速濾過機やストレーナー等の設備が必要であ
る。最終沈殿池で分離した生物汚泥を生物反応槽に返送
する操作も必要とされる。汚泥返送操作や汚泥濃度管理を行っても、最終沈殿
池でスカムが発生したり、汚泥が浮上したりする等のト
ラブルが発生し、水質が悪化する場合が多い。沈殿池は、大きな設置スペースを必要とする。

【０００４】上記の沈降分離の代りに、生物汚泥を限外
濾過膜や精密濾過膜により膜分離する場合もある。この
膜分離処理によれば、沈殿池のような大きなスペースを
必要とすることなく、ＳＳが高度に除去された高水質処
理水を得ることができる。

【０００５】しかしながら、限外濾過膜や精密濾過膜に
よる膜分離処理では、消費動力が大きい上に、膜で阻止
した物質（この膜汚染物質は、高分子状の微生物代謝産
物などが主体となっている。）により膜が汚染され、膜
孔の閉塞で濾過性能が低下するため、定期的な薬品洗浄
が必須であり、また、膜素材が高価であるという欠点が
ある。

【０００６】このような膜分離処理における問題を解決
するものとして、濾布を備える濾過体を生物反応槽に浸
漬配置し、この濾過体の濾布を通過した濾過水を処理水
として取り出すことで、生物汚泥を固液分離することが
考えられている。

【０００７】この濾過体による濾過は、実際には、濾過
の進行により濾過体の濾布表面に形成された活性汚泥粒
子の付着物層（ダイナミック濾過層。以下、単に「濾過
層」と称する場合がある。）によって行われている。即
ち、濾過体の濾布は、実質的には活性汚泥粒子を通過さ
せる、金属や高分子繊維の不織布よりなる厚み２ｍｍ以
下のものであるが、濾過の駆動圧が小さい条件下におい
て、濾布の表面に活性汚泥粒子の付着物層が形成され、
この付着物層により活性汚泥粒子の通過を阻止すること
ができるようになる。

【０００８】本出願人らは、このような濾過体で濾過を
継続して行うことにより、濾布を通過してきた活性汚泥
粒子や濁質が濾過体内に徐々に沈積し、濾過性能が低下
してくるという問題を解決し、活性汚泥を長期に亘り安
定かつ効率的に分離することができる活性汚泥用濾過体
として、活性汚泥を濾過するための濾過体であって、支
持体と、該支持体の外面に沿って設けられた不織布と、
該不織布を透過してきた濾過水の流通路と、該濾過水流
通路からの濾過水の取出と該流通路への洗浄水の供給と
を行う流路とを備えてなるものを提案した（特願平９−
１７７１９９号。以下「先願」という。）。

【０００９】先願の濾過体では、不織布を透過してきた
濾過水の流通路とこの流通路から濾過水を取り出すため
の流路が確保されているため、濾過水を安定に取り出す
ことができる。また、濾過を継続することにより、濾過
体内に濁質や活性汚泥粒子が蓄積して濾過性能が低下し
てきた場合には、洗浄水の流路及び濾過水流通路を経て
洗浄水を供給して濾過体内を洗浄することによりこれを
排除し、濾過性能を回復させることができる。

【００１０】この濾過体においては、特に、支持体の不
織布と対面する部分が空洞又は凹部となっており、不織
布はこの空洞又は凹部を塞ぐように設けられた通水性支
持部材に支持されていることが好ましく（以下、このよ
うな構造の濾過体を「中抜型濾過体」と称す場合があ
る。）、このような構成とすることにより、濾過水流通
路側に侵入した活性汚泥粒子や濁質が支持体と不織布と
の間に滞留して安定濾過を阻害することが防止される。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】上記先願の中抜型濾過
体は、濾過性能の長期持続性に優れ、また、構造が簡易
で安価に製造できるという利点がある反面、濾過水が清
澄になるまでの時間が長く、また、清澄な濾過水が得ら
れるようになった後も濾過水の濁度にムラがあり、清澄
な濾過水を安定して得ることができないという不具合が
あった。

【００１２】本発明は上記先願の問題点を解決し、濾過
水が清澄になるまでの時間が短く、早期に濾過水の採水
を行うことができ、かつ、清澄な濾過水を安定に得るこ
とができる濾過体を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明の濾過体は、活性
汚泥を濾過するための濾過体であって、目開きが５ｍｍ
以下の網状体と、該網状体の外面に沿って設けられた不
織布とを特徴とする。

【００１４】濾過体で使用される不織布は薄く、目開き
が大きいため、濾過の抵抗が殆ど無い。このため、濾過
体の不織布面での濾過流束は不織布面のどこでも均一と
いうわけでは無く、一次側（原水（被濾過水）側）の条
件等でダイナミック濾過層の形成の程度に差ができる場
合がある。このダイナミック濾過層の形成の程度の差の
ために、不織布面の場所によって濾過流束に差ができて
しまう。そして、高濾過流束の部分では、ダイナミック
濾過層が形成され難いので、濾過水と共に濁質が濾過体
の二次側（濾過水側）へ流入し、これが濾過水質の安定
性を阻害し、水質の悪化を招くと共に、濾過体の二次側
に蓄積して長期的には濾過体の閉塞を起こし、濾過流束
を低下させる。

【００１５】この不織布面での濾過流束の不均一を防止
するためには、不織布の二次側に若干の抵抗をつけるの
が簡便かつ有効である。

【００１６】本発明では、この抵抗体としての機能を付
与するために、不織布の支持材として目開き５ｍｍ以下
の目の細かい網状体を設ける。

【００１７】この網状体の好適な目開きは、５ｍｍ以下
の範囲において、汚泥性状や膜面流束等の条件によって
も異なるが、濾過流束の安定化の面では細かい程良い。
しかし、過度に細かいと、濾過水中の濁質で目詰りし易
く、また、網状体と一体化された不織布の場合、網状体
による不織布の有効濾過面積の低下等で濾過効率が悪く
なるため、０．４〜１．７ｍｍ程度の範囲とするのが好
ましい。

【００１８】なお、活性汚泥の分離での濾過流束は、Ｍ
Ｆ膜やＵＦ膜を用いる膜濾過において１ｍ³／ｍ²／ｄａ
ｙ以下であり、一方、不織布を用いるダイナミック濾過
法では１〜２ｍ³／ｍ²／ｄａｙと高濾過流束とするが、
その不織布面での濾過速度は２ｍ³／ｍ²／ｄａｙでも
０．１４ｃｍ／ｍｉｎと遅いため、網状体の目開きを小
さくすることによる抵抗が問題となることはない。

【００１９】本発明において、不織布は網状体に、接
着、溶着又はキャスティングにより一体化されているこ
とが好ましく、このように不織布と網状体を一体化する
ことで、不織布が網状体により補強され、十分な強度を
得ることができるという利点が得られる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の濾
過体の実施の形態について説明する。

【００２１】図１〜４は本発明の濾過体の実施の形態を
示す図であって、各々、（ａ）図は一部切欠正面図、
（ｂ）図は（ａ）図のＢ−Ｂ線に沿う模式的な断面図で
ある。

【００２２】図１の濾過体１は、支持体２の両面にネッ
トスペーサ（網状体）３を介して不織布４を取り付け、
取付枠５で固定したものである。この支持体２は、その
不織布４に対面する部分が空洞部２Ｂとなる枠状部材か
らなり、この空洞部２Ｂを塞ぐようにネットスペーサ３
を介して不織布４が取り付けられ、取付枠５で固定され
ている。また、支持体２の上部の端面側から支持体２の
空洞部２Ｂに連通する洗浄水流入管２２Ａが２本設けら
れ、支持体２の底部の端面側から支持体２の空洞部２Ｂ
に連通する濾過水取出管２２Ｂが２本設けられている。

【００２３】図２に示す濾過体１Ａは、板状の支持体２
Ａの両面に、不織布４と支持体２との間の濾過体の流路
を確保するためのハニカムスペーサ６及びネットスペー
サ３を介して不織布４を取り付け、取付枠５で固定した
ものである。この支持体２Ａにはその厚さ方向に両板面
に連通する連通管２１が２箇所に設けられ、この連通管
２１に支持体２の底部の端面側から連通する、洗浄水流
入管を兼ねる濾過水取出管２２が設けられている。ま
た、支持体２Ａにはその表面に格子状等の集水用の溝を
掘り、濾過水が流れやすくしてもよい。

【００２４】支持体２，２Ａとしては、濾過部材として
の不織布を支持し、活性汚泥濾過装置内に浸漬配置され
た際の水圧に耐え得る十分な剛性を有するものであれば
良く、特に制限はないが、例えば鉄、ステンレス等の金
属、ポリ塩化ビニル、ＡＢＳ樹脂、ポリエステル等の合
成樹脂、或いは、酸化アルミニウム等のセラミックスな
どで構成された板状体又は枠状体が好適である。

【００２５】不織布４としては、ポリエステル、ポリプ
ロピレン等の高分子又は銅、ステンレス等の金属材料よ
りなるものであって、分離粒径３０μｍ以上、好ましく
は３０〜１０００μｍの目開きを有し、厚さが２ｍｍ以
下、特に０．１〜１ｍｍのものが不織布の目詰りを防止
して安定な濾過を行う上で好ましい。

【００２６】ネットスペーサ３としては、その目開きが
５ｍｍ以下、好ましくは０．４〜１．７ｍｍのものであ
れば良く、種々のものを用いることができる。

【００２７】このような目開きの細かいネットスペーサ
３で不織布４を裏打ちすることにより、不織布４面の濾
過流束が均一化され、ダイナミック濾過層が不織布４面
に均等に形成されるようになり、清澄な濾過水を安定し
て得ることができるようになる。

【００２８】本発明において、このネットスペーサ３と
不織布４とは接合されて一体化されていることが好まし
く、このようにネットスペーサ３と不織布４とを一体化
することで、不織布４の強度を高めることができる。

【００２９】なお、不織布とスペーサとの接合は、両者
の全体を接合するのが濾過性能及び強度等の面より望ま
しいが、格子状や端末部のみ等の部分的な接合でもかま
わない。

【００３０】この場合、接合方法としては、接着剤や
熱、圧力、機械的な方法が挙げられ、例えば、接着剤と
してはポリアミド系、ポリエステル系等がある。

【００３１】また、複数の接合方法を組み合わせ、例え
ば、接着剤で不織布とスペーサを接着し、熱（例えば１
００〜２００℃）をかけながらローラー間を圧力をかけ
ながら通すことにより接合する方法等もある。

【００３２】なお、図１に示す濾過体１の如く、支持体
２に空洞部２Ｂを設ける場合、支持体が大型になると、
金網状のスペーサ３のみでは不織布４の平面性を保持で
きない場合がある。この場合には、図３に示す如く、ネ
ットスペーサ３の下に目幅が広く且つ剛性のある例えば
金網状スペーサ７を設け、不織布４及びネットスペーサ
３を支持するようにするのが好ましい。また、図４に示
す如く、濾過や濾過水流路を阻害しない程度の支持体や
支持棒８を用いて不織布４及びネットスペーサ３を支持
するようにしても良い。なお、図３，４に示す濾過体１
Ｂ，１Ｃでは、支持体２の不織布取付面側に段部２Ｃ又
は凹部２Ｄを凹設し、この段部２Ｃ又は凹部２Ｄに支持
用の金網状スペーサ７や支持板又は支持棒８を嵌め込ん
で取り付けている。その他の符号は図１と同一部分を示
している。

【００３３】このような濾過体１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃで
は、不織布４を通過した濾過水は、支持体２の空洞部２
Ｂ及び取出管２２Ｂを経て、或いは、連通管２１及び取
出管２２を経て取り出される。

【００３４】このとき、濾過体に使用される不織布４は
活性汚泥粒子より目開きが大きいものであるので、微量
の濁質や活性汚泥粒子は濾過水中に混入する。これらの
濁質、活性汚泥粒子は下方に沈降する傾向が強い。従っ
て、これが濾過体内で沈積するのを防止して濾過水と共
に排出するために、濾過水取出管は濾過体の下部に設け
るのが好ましい。

【００３５】このように濾過水取出管を濾過体の下部に
設け、濾過体内での濁質や微生物粒子の沈積を防止して
濾過を行っていても、濾過を継続することにより、濾過
体内のうち濾過水の流れの悪い部分に少しずつ濁質や活
性汚泥粒子が蓄積され、濾過性能が悪くなる。このた
め、これらを濾過体内から排除するために、洗浄水を供
給して濾過体内を洗浄する。

【００３６】図１，３に示す濾過体１，１Ｂ，１Ｃで
は、洗浄水を流入管２２Ａより供給し、取出管２２Ｂよ
り排出することで濾過体１，１Ｂ，１Ｃ内の濁質等を洗
い出す。この濾過体１，１Ｂ，１Ｃでは、状況に応じ
て、上記とは逆に、取出管２２Ｂから洗浄水を供給して
流入管２２Ａから排出する洗浄を取り入れても良い。こ
の洗浄の間に、洗浄水の大部分は、不織布４を通過し、
濾過体１，１Ｂ内に蓄積された濁質等を不織布４を通し
て活性汚泥濾過装置の反応液側へ排出する。

【００３７】また、図２の濾過体１Ａでは、洗浄水を取
出管２２から供給し、連通管２１を経て不織布４を通過
させることにより、取出管２２、連通管２１やスペーサ
３，６或いはスペーサ３，６と支持体２Ａ又は不織布４
との間の濁質等を不織布４を通して活性汚泥濾過装置の
反応液側へ排出する。

【００３８】この洗浄水としては、処理水である濾過水
を用いても良く、別途清浄な水を導入して用いても良
い。

【００３９】本発明の濾過体は、図１〜４に示すような
構成の濾過体を複数連設して濾過ユニットとして用いて
も良い。

【００４０】

【実施例】以下に実施例及び比較例を挙げて本発明をよ
り具体的に説明する。

【００４１】実施例１〜４，比較例１図５に示す如く、図１に示す構成の濾過体１を１２個連
結してユニット化したものを濾過用水槽１０に浸漬した
濾過装置を用いて、Ａ下水処理場の曝気層内液の濾過を
行った。濾過体１のユニットは濾過用水槽１０の一側部
に浸漬配置され、この濾過用水槽１０の他側部には曝気
管１１が設けられている。また、濾過体１のユニットの
下方には空気洗浄用の散気管１２が設けられている。１
３は原水（曝気槽内液）の導入管、１４は濾過水の取出
管、１５はオーバーフロー管（曝気槽への返送管）であ
る。濾過用水槽の容量は４３ｍ³で、濾過用水槽内のＭ
ＬＳＳは１５００〜２５００ｍｇ／Ｌであった。

【００４２】また、濾過体ユニットの各濾過体の各部の
仕様は次の通りであり、この濾過体ユニットの濾過有効
面積は濾過体１枚当り約３．６ｍ²であった。

【００４３】支持体：塩化ビニル製外寸１ｍ×２ｍ×２５ｍｍ厚さ空洞部の大きさ０．９４ｍ×１．９４ｍスペーサ：目開き１０ｍｍ又は５ｍｍのＳＵＳ３０４製
金網状スペーサ、或いは、目開き０．４ｍｍ，０．８ｍ
ｍ又は１．７ｍｍのプラスチック製スペーサ不織布：ユニチカ製ポリエステル不織布（品番２０１５
７ＷＴＤ）目付量１５ｇ／ｍ² 分離粒径１００μｍ厚さ０．１１ｍｍ濾過運転に当っては、不織布表面のケーキ層の生成を防
止するために３時間に１回の頻度で濾過体下部より曝気
（空気洗浄）した。その曝気時間は、約３分間／回と
し、その間は濾過水の取り出しを停止した。また、濾過
水の取り出しは、濾過体の下部より行い、濾過水引抜き
高さは、濾過流束２ｍ³／ｍ²／ｄａｙになるような高さ
に調節して固定した。このときの水槽液位との水位差
は、配管の長さによって多少異なり、約２００〜２５０
ｍｍであった。

【００４４】空気洗浄後の濾過水濁度の経時変化を図６
（ａ），（ｂ）に示す。

【００４５】図６（ａ），（ｂ）より明らかなように、
ネットスペーサの目開きが広い場合（比較例１）の濾過
水の濁度は、空気洗浄後で高く、安定するまでに１０〜
３０分を要し不織布面に安定したダイナミック濾過層が
形成し難い。しかも、安定後の濾過水濁度も、ネットス
ペーサの目開きが細かい場合（実施例１〜４）に比較し
高いものである。

【００４６】これに対して、ネットスペーサの目開きを
細かくするに従い（実施例１〜４）、濾過水濁度は空気
洗浄直後から良好なものが得られており、かつ、安定後
の濁度も極めて低く、清澄なものが得られている。

【００４７】このように、ネットスペーサの目開きを細
かくすることにより、空気洗浄直後より、速やかに不織
布面に安定したダイナミック濾過層を形成させることが
でき、これにより清澄な濾過水を早期にかつ安定して得
ることが可能となる。

【００４８】

【発明の効果】以下詳述した通り、本発明の濾過体によ
れば、活性汚泥の濾過に当り、濾過水が清澄になるまで
の時間が短く、早期に濾過水の採水を行うことができ、
かつ、清澄な濾過水を安定に得ることができる。このた
め、このような濾過体を活性汚泥濾過装置に浸漬して用
いることにより、生物処理の固液分離を、沈殿池や膜分
離手段を必要とすることなく、低動力で安定かつ確実に
行うことができ、処理効率の向上と省エネルギー及び省
スペース化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の活性汚泥用濾過体の実施の形態の一例
を示す図であって、（ａ）図は一部切欠正面図、（ｂ）
図は（ａ）図のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。

【図２】本発明の活性汚泥用濾過体の実施の形態の他の
例を示す図であって、（ａ）図は一部切欠正面図、
（ｂ）図は（ａ）図のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。

【図３】本発明の活性汚泥用濾過体の実施の形態の別の
例を示す図であって、（ａ）図は一部切欠正面図、
（ｂ）図は（ａ）図のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。

【図４】本発明の活性汚泥用濾過体の実施の形態の異な
る例を示す図であって、（ａ）図は一部切欠正面図、
（ｂ）図は（ａ）図のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。

【図５】実施例で用いた活性汚泥濾過装置を示す断面図
である。

【図６】図６（ａ）は実施例１〜４及び比較例１におけ
る濾過水の濁度の経時変化を示すグラフであり、図６
（ｂ）は図６（ａ）のスケールを拡大して示すものであ
る。

【符号の説明】

１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ濾過体２，２Ａ支持体３ネットスペーサ４不織布５取付枠６ハニカムスペーサ７金網状スペーサ８支持板又は支持棒１０濾過用水槽１１曝気管１２散気管

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 000006655 新日本製鐵株式会社東京都千代田区大手町２丁目６番３号 (71)出願人 000005083 日立金属株式会社東京都千代田区丸の内２丁目１番２号 (72)発明者大同均東京都新宿区西新宿二丁目８番１号東京都下水道局内 (72)発明者麻生栄治東京都新宿区西新宿二丁目８番１号東京都下水道局内 (72)発明者鈴木和夫東京都新宿区西新宿３丁目４番７号栗田工業株式会社内 (72)発明者澤田繁樹東京都新宿区西新宿３丁目４番７号栗田工業株式会社内 (72)発明者柴田敏幸東京都千代田区大手町二丁目６番３号新日本製鐵株式會社内 (72)発明者坂田守生東京都千代田区大手町二丁目６番３号新日本製鐵株式會社内 (72)発明者長谷川哲夫埼玉県熊谷市三ケ尻5200番地日立金属株式会社内 (72)発明者永井睦郎埼玉県熊谷市三ケ尻5200番地日立金属株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】活性汚泥を濾過するための濾過体であっ
て、目開きが５ｍｍ以下の網状体と、該網状体の外面に沿って設けられた不織布と、を備えて
なる濾過体。
【請求項２】請求項１において、該網状体の目開きが
０．４〜１．７ｍｍであることを特徴とする濾過体。
【請求項３】請求項１又は２において、該不織布は該
網状体に接合されて一体化されていることを特徴とする
濾過体。