JPS5845714A - 濾過方法 - 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】 本発明は一般懸渇粒子及び磁性粒子からなる懸濁物質（
以下濁質と記す。）を含有する液体の浄化に適した濾過
方法に関するものである。

従来濁質を含有する液体の濾過方法としては。

濾布、砂、アンスフサイト等を濾材とする方法が用いら
れて来た。これらの濾材はいずれも通水孔として、ａ細
な網目状面を多数有する構造のため。

濾過効率等を考えると、数μｍ以下の粒子を除去するこ
とは困難であった。

また磁性粒子をｉ着分離する方法として９強磁性体を均
一な充填率で充填した磁場中で゛濾過することにより、
磁性粒子を吸着分離する方法がある。

いわゆる磁気分離装置といわれているものであるが、こ
の方法は磁性粒子のみを吸着するため、一般の懸濁粒子
を含む液体を濾過するには不適当である。しかも、磁性
粒子中の数μｍ以上の比較的大きな粒子及びそれ、以下
の微小な粒子も、全く磁気分離装置内の強磁性体にて吸
着させるため９強磁性体の充填率□を高める必要があり
、また比較的大きな粒子は良く吸着゛されるが鑵小な粒
子は吸゛着されにくい欠点を有していた。

したがって、濁質を完全に除去するためには。

−布、砂、アンスフサイト等の濾材による濾過方法と強
磁性体により磁場中で磁性粒子を除去する濾過方法とを
併用しなければならず４．その場合強磁性体を均一に充
填するための構造が問題であり。

設備規模も大きくなるという問題点を有していた。

本発明の目的とするところは、上記従来技術の欠点を解
消し、濁質を効率よく処理でき、長時間の連続使用に耐
え、かつ、再生特性のすぐれた濾過方法を提供すること
にある。

本発明者は、上記目的を達成するために、鋭意研究した
結果、有機繊維と強磁性金属繊維とからなる繊維集合体
を濾材として用い、磁場中で濾過することにより、濁質
を効率よく、かつ、経済的に除去しうろことを見出し９
本発明を完成した。

本発明の方法によれば、一般懸濁粒子及び比較的大きな
磁性粒子は濾材中の有機ｌＲ雑の部分により除去され、
また微小な数μｍ以下の磁性粒子は。

強磁性金属繊維により選択的に同時に除去されるため、
非常にすぐれた濾過効果が得られる。

本発明でいう有機繊維としては、天然繊維、再生繊維９
合成繊維等がある。特にポリエステル。

ナイロン、ビニロン等の合成繊維が耐久性の点ですぐれ
ている。

また強磁性金属繊維としては、フェライト系ステンレス
鋼ａｍ、マルテンサイト系ステンレス鋼繊維、オーステ
ナイト系とフェライト系の２相を有するステンレス鋼繊
維、鉄、ニッケル及びコバルトを主体とする非晶質金属
繊維等がある。特に強磁性金属繊維として高透磁率−低
保磁力（ＩＱ’ＯｍＱ６以下）の耐腐蝕性非晶質金属繊
維を使用すれば、従来問題となっていた結晶質金属繊維
９例えばステンレス鋼繊維の残留磁化による濾材の再生
不良の問題も解決でき、かつ耐腐蝕性がすぐれているた
め錆の発生もな（、長期間の連続使用に好適である。耐
腐蝕性、かつ高透磁率、低保磁力を有した代表的な非晶
質金属繊維は、　　Ｆｅ−Ｃｒ、　Ｆｅ７Ｏｒ　−Ｎｉ
、　Ｆ’ｅ−Ｏｒ−Ｎｉ−Ｍｏ、Ｆｅ　−Ｃｒ−Ｍｏ、
　Ｎｉ−Ｃｒ−ＭｏにＳｉ。

Ｂ、　Ｐ、　Ｃの少なくとも一種を２０重量％程度添加
した合金からなるものが好ましい。

有機繊維と強磁性金属繊維との配合の割合は。

原液の性状、特に磁性粒子の大きさ、濃度などにより必
要に応じて任意に選定することができるが。

強磁性金属繊維を少なくとも５重量％以上存在させる必
要がある。

次に線維集合体としては、有機繊維と強磁性金属繊維と
がランダム混合状態又は積層状態で複合された。マット
、布帛、不織布、網、短繊維をからみ合わせた繊維塊又
は有機繊維の繊維塊に強磁−性金属繊維を４着又は植込
んだ形状のものを用し・°うる。特に短繊維がランダム
にからみあった繊維塊は濾材洗浄時の流動化が容易で、
かつ繊維の流出がないために、再生特性が非常にすぐれ
ている。

しかも個々の繊維塊の中に強磁性金属繊維がランダムに
混入しているため、逆洗を行っても常に均一な充填率を
保持することができる。

さらに、磁性粒子の除去効率を高め―かつ再生特性を向
上させるためには、有機繊維により形成された繊維塊・
に強磁性金属繊維を付着又は植込んだ構成からなる濾材
を用いることが有効である。

一般に有機繊維はもつれやすく、非常に複雑な構造の集
合体を形成し得る特性を持っており、もつれあいの状態
は繊維の太さ、長さ、ヤング率。

剛性、密度、摩擦傷−等の繊維の物理的性質や表面構造
によって定まる。したがって必要に応じて所望の物理的
性質と構造をもった繊維を選択すれば、使用目的に応じ
た種々の繊維塊を容易に得ることができる。

繊維塊は次のような方法により作製することができる。

すなわち、水を満たした攪拌槽、内へ短繊維を供給して
分散させ、攪拌槽内を乱流状態にするべく、気体吹込み
、あるいは機械的に攪拌して繊維群を浮遊、流動させれ
ば、攪拌作用により繊維は曲げられ、互いにからまり合
い、＃＆維塊が形成される。短繊維は繊維長が５〜戸Ｏ
ｆｆの長さで。

直、径が１０〜１００μｍ程度のものが好ましい。繊維
塊の形状は球状あるいは楕円球状で、最大直径部分が５
〜１００１１ｇのものが望ましい。

−下図面に基づいて本発明の詳細な説明する。

第１図は有機繊維と強磁性金属繊維からなる繊維集合体
の濾材の一例について示すもので、（イ）は積層マット
状、（ロ）は繊維塊状、（ハ）は有機繊維からなる繊維
塊に強磁性金属繊維を植込んだ構成からなるものである
。図中（Ａ）は有機繊維、（Ｂ）は強磁性金属繊維であ
る。

第゛２図は本発明に係る濾過方法の実施に使用する装置
の一例を示すものである。適宜の径を有する濾過塔（１
）内の上部に散水用多孔板（２）、下部に濾材（３）の
径より小さい孔の濾材支持用多孔板（４）を設け、該濾
材支持用多孔板（４）上に濾材（３）を堆積させて濾材
層（５）を形成するとともに、濾材洗浄時に濾材（３）
を展開させる空間として、濾材展開部（６）を設ける。

なお第２図では、濾材（３）として繊維塊を用いた例を
示す。また−過塔（１）上部に開閉弁を有する原液供給
管（７）、及び濾過塔（１）下端部にそれぞれ開閉弁を
有する処理水管（８）及び洗浄水供給管（９）を接続す
る。また前記−材支持用多孔板（４）の下側に空気吹込
み管叫を配設し、濾過塔（１）の外部に磁場を与えるた
めの電磁石（ロ）を設−、する。に）は洗浄排水排水管
である。

第２図の濾過装置において濾過塔（１）内の上部笈び下
部に設ける多孔板の孔径は濾材層（５）を構成する濾材
（３）が液流とともに通過流出しない程度の細かさであ
ることが望ましい。また濾材層（５）の厚さは必要に応
じて任意に設定することができるが。

濾過の精度、洗浄後の濾材（３）の再堆積にょる濾材層
（５）の再形成が十分行わ・れるためには、３０１以上
が望ましい。また濾材展開部（６）の高さも必要に応じ
て適宜選定すればよいが、濾材洗浄時に前記濾材（３）
が自由に展開しうるための場所を確保するには、濾材層
厚さの１７２以上の高さを必要とする。

電磁石（ロ）によって加える磁場は５　ＫＯｅ以下で十
分である。

次に第２図に示す濾過装置による濾過操作について説明
する。

まず、空気吹込み管ＱＯ，洗浄排水排出管曲、及び洗浄
水供給管（９）の開閉弁を閉じ、電磁石０υに電流を流
し、原液供給管（７）及び処理水管（８）の開閉弁をそ
れぞれ開く。

供給された原液は原液の供給圧により濾材支持用多孔板
（４）に圧縮された濾材層（５）により一般＠−粒子及
び比較的粒径の大きな磁性粒子は有機繊維に、微小な磁
性粒子は強磁性金属繊維に同時に捕捉され、処理水とし
て処理水管（８）から系外へ取り出される。

また、濾材洗浄操作では、原液供給管（７）及び処理水
管（８）の開閉弁を閉じ、電磁石＠の電流を切る。

空気吹込み管曽、洗浄排水排出管（２）及び洗浄水供給
管（９）の開閉弁を開放し、圧縮空気を供給するととも
に送液ボンデ（図示せず。）Ｉｃより洗浄水を濾過時と
は逆方向に通水する。空気吹込み管（至）カーら圧送さ
れる空気、と洗浄水供給管（９）から供給される洗浄水
とが濾過塔内で混合されて、濾材層（５）を下方から崩
しつつ、濾材（３）の間隙を流動し９個々の濾材（３）
を徐々に濾材展開部（６）に移動展開させ。

捕捉されていた濁質を剥離しつつ流動して、洗浄水供給
管四から系外に排出される。ｍ質の排出が十分終わった
時点で、濾過操作に入り、濾過を再開する。

以上のごとく９本発明の濾過方法は構成及び操作が簡単
！９通常の懸ｍ饋粒子は濾材中の膚機繊維により除去さ
れ、また有機繊維では除去し得ない微少磁性粒子は強磁
性金属繊維に吸着されるため、高性能な濾過ができる。

また濾材を繊維塊の状態で用いる場合洗浄も容易で、洗
浄によっても繊維塊として存在しているため再生使用が
繰り返し行える。また再生によっても強磁性体の充填率
を一定に保つことができるなどのすぐれた効果を奏する
ものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法で用いる濾材や外＃ｉ４模式図で
あり、第２図は本発明の方法で用いる濾過装置の概略図
である。 （Ａ）−・有機繊維 （匈・・・強磁性金属繊維 （１）　・・・濾過塔 （２）−散水用多孔板 （３）−・濾材 （４）　・・・濾材支持用多孔板 （５）−・・濾材層 （６）・−・濾材展開部 （υ−・原液供給管 （８）・・・処理水管 （９）・・・洗浄水供給管 （ト）・・・空気吹込み管 （ロ）−電磁石 （２）・・・洗浄排水排出管 特許出願人　ユニチカ株式会社 埠　＋　　１’ＺＪ 茅　２Ｉ￥Ｊ 手続補正書 ・　　　昭和５７年ｌＯ月１９日 特許庁長官　殿 １、事件の表示 特願昭　５６−１３１０４６号 ２、発明の名称 濾過方法 ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 住　所　尼崎市東本町１丁目５０醤地 〒５４１ 住・所　　大阪市東区北久太部町４丁目−６８番地名称
　ユニチカ株式会社　特許部 電話　０６−２８１　＋　５２”５８　　（ダイヤルイ
ン）毛　補正の対象 ５、補正の内容 （１）明細書第７頁１１行目を次のとおり補正する。 「ける、なお第２図では、濾材（３）セして高透磁率、
低保磁力の耐腐蝕性非晶質金属繊維を植込んだ繊維塊を
用」 （２）同一１０頁の７行目と８行目の間に次の文を挿入
する。 を施例１．２ 第２図に示す濾過装置において、散水用多孔板は）から
濾材支持多孔板（４）マでの距離を２２００■、内径３
００　ｍｌｌ　Ｉｔのガラス製円筒濾過塔（１）を用い
濾材支持多孔板（４）からｔｏｏｏ　ｍの高さまで濾材
（３）を堆積させて濾材層（５）を形成し、該濾材層（
５）と散水用多孔板（２）の間を濾材展開部（６）とし
た、また電磁石（ロ）は内径３５０１ｍメ、高さ１０５
０膨とし３　ＫＯｅの磁場を発生させた。被濾過液は粒
径１０〜３０μＭの一般粉塵を１００　’Ｉｌｌ　ｓ粒
径１０〜３０μＭと１〜５μ層の磁性粒子をそれぞれ１
００ｑ／ｊ’を含んだ液を用いＳ　Ｏｖｍ／ｋｒの定速
で濾過し濾液中の濁質濃度を重量法にて測定した。 濾材（３）として一番目に直径４５μ清の長さ１５腸の
ダリエステＡ／短繊維を水中に攪拌してできた平均直径
２０■の球状繊維塊に直径１３０μ婿、長さ２２鱈の合
金組成Ｆｅａｔ　−８ｉｓｓ　−Ｂｔｓ　＝Ｃ’ｌ”ｓ
　（小数子は原子％）からなる非晶質合金繊維を、繊維
塊１個当り４００本植込んだ濾材を用いた（実施例１）
。 ２番目の濾材【３）として上記１０エステル短繊維に直
径１３０μ層、長さ１０１１ｇに切断した上記非晶質合
金繊維を混合させ、水中にて攪拌し、できあがった平均
直径２０鱈の球状繊維塊からなる濾材を用いた（！ＪＩ
施例２）。 また比較例として、上記ダリエステル短繊維のみで作成
した平均直１１２０ｍの球状繊維塊からなる濾材（比較
例１）及び直径５＋ｗのコルク玉に直径１３０μ鯉、長
さ２２鱈の上記非晶質合金繊維を４００零植込んだ濾材
（比較例２）についても実施した。゛ 各濾材による濾過結果を表に示す。 本発明による濾過方法である実施例１及び２は非常に優
れた濾過効果が得られた。特に実施例１は有機繊維塊に
非晶質合金繊維を植込んだ濾材を用いた為、磁性粒子除
去に優れた効果が得られた。 しかしながら比較例１では磁性粒子の小さなものが除去
できずまた比較例２では一般粉塵がほとんど除去できな
い。 実施例３ 実施例１と同じ装Ｗにて被濾過液として高炉集塵水を用
いた。高炉集塵水はマグネタイト・ヘマタイト−鉄−石
英その他の微小物質を５００　ＭＩＮ含むものである。 これを実施例１で用いた濾材を用い４５　ｍｌ／ｈの流
量で処理した。濾液中の濁質濃度は５　＃／Ｉに減少し
た（除去率９９％）。 比較の為Ｆｅａｒ　−８１ｚ＊　−Ｂｓｓ−Ｃｒｓ、直
径１５０　＃　禦ノ非晶質合金繊維を充填率７０優ラン
ダムに堆積させた濾材で同様に濾過した濾液中の濁質濃
度は４５＊／ｌであり９本発明による方法が非常に濾過
効率が良いことが判る。　　　　　　　　　　　　　」
６

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）有機繊維と強磁性金属繊維からなる繊維集合体を
   濾材として用い、磁場中で液体中の懸濁粒子を除去する
   ことを特徴とする濾過方法。
2. （２）強磁性金属繊維が耐腐蝕性非晶質金属繊維である
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の方法。
3. （３）繊維集合体が短繊維が互いにからまり合った繊維
   塊であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   方法。
4. （４）繊維集合体が有機繊維の繊維塊に強磁性金属ｌ＆
   維を植込ん紺ものであることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載の方法。