JPS6049894A - 固液分離方法 - 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】 この発明は固液分離方法に関し、さらに詳しくは、転写
ドラムとプレスロールとからなる圧搾部に固液を載せた
エンドレス濾布を走行させ、固液を圧搾して液成分を絞
り取り、形成されたケークを転写ドラムに転写し、掻き
取って回収うる、いわゆる濾布走行式固液分離方法に関
ヅる。

従来、転写ドラムとブレスト１−ルどからなる月搾部に
固液を載せたエンドレス濾布を走行させ、上記圧搾部で
液成分を絞り取るとともに、この圧搾によって形成され
たケークを転写トラｌ＼に転写し、スクレーパで掻き取
って回収する、いわゆる濾布定行式固液分離が、いろい
ろな分野でｉ−ｊわれでいる。

そのような固液分離においては、当然のこと４１から固
形成分と液成分の脱離が良好であることが必要で、圧搾
部に至ってもなおかなりの液成分を含むようであると、
固液は高い流動性を示して濾布の端縁から食み出し、固
形成分の回収率か低トしてしまう。かかる現象は、固液
が、平均濾過比抵抗が１０”Ｃｌ１ｌ／ｇ以上であるよ
うな、いわゆる難濾過性の固液である場合に特に茗しい
。また、濾布上のケーク厚みにむらがあるど、転写ドラ
ムへの転写率が低下し、やはり回収率が低くなってしま
う。さらに、濾布の目が十分に小さくないと、小さな固
形成分が簡単に通り抜けてしまい、これもまた回収率を
低下さゼる原因になる。

ところで、上述したような固液分離においては、従来、
■織物基材の表面に太さ３０〜１００μの太い短繊維を
接着剤で植毛し、一方向に傾斜した立毛を形成した濾布
や、■織物基材の表面にその基材を起毛してなる太さ数
十ミクロンの太い立毛を形成してなる濾布が使われてい
る。これらの濾布は、織物基材によって濾布として必要
な強度を得るとともに、表面の立毛によって固形成分を
阻止するものである。つまり、立毛が濾層を形成してい
るわけである。しかしながら、かかる濾布を使用して固
形成分の高い回収率を得るのはなかなか難しい。

づ−なわち、上記濾布■は、接着剤による植毛によって
立毛を形成しており、基材の目が接着剤によって埋まら
ないようにするためには立毛密度をそう高くとれず、か
つ立毛の太さが３０〜１００μと大変太いので、立毛間
に形成されるすき間、つまり目がかなり大きく、微細な
固形成分が簡単にそのすき間を通り扱けてしまう。つま
り、阻止率が低い。

また、上記濾布■は、立毛が太さ３０〜１００μと大変
太いので、剛直で、基材表面に横たわりにくい。そのた
め、立毛間に形成されるずき間が大変深く、そのすき間
に固形成分がはいり込むとなかなか抜【ノ出さないので
転写性が悪い。

上述したような理由から、上記■のような濾布を使用し
たのでは、液成分中に固形成分が大量に○まれることに
なるばかりか、回収できる固形成分の量が少ない。つま
り、固形成分の回収率が大変低い。

一方、上記濾布■は、濾布■はどでにＬないが、やはり
立毛間のずき間がかなり大きく、また深い。

そのため、この濾布■を使用した揚合しまた、同様に回
収率が低い。

一方、この発明の発明者らは、先に、特願１１ｆｊ　５
７、−９３５９１号および特願昭５７−２２６３８４号
出願の明細書において、新しいタイプの濾布を提案した
。これらの濾布は、基材表面の、いわゆるｉ１１層を、
太さ０．１〜１０μという、極ａｌｌ紺の立毛で形成し
ている。

上記濾布は、太さ０．１〜１０μの極細繊維の立毛Ｃａ
層を形成しているので、立毛間に形成されるすぎ間が大
変小さく、微細な固形成分でも阻止することができる。

また、極細繊維の立毛は大変しなやかで横たわりやすい
ので、立毛間のすき間が浅く、そのＪ−き間に固形成分
が変形しながらはいり込んで抜は出しにくくなるといっ
たことも少ない。さらに、立毛間のすき間が小さくてそ
のり゛き間に固形成分がはいりにくいこと、および立毛
がしなやかで固形成分への食い込みが防止されることか
ら、転写性も良好である。

このように、上記両出願で提案した濾布を使用すると、
上述した濾布■、■を使用する場合にくらべて固形成分
の高い回収率が得られるが、平均濾過比抵抗がｉＱＴＯ
ｃｍ／ＣＩであるような、高い難濾過性の固液に対して
は、使用条件が適当でないと十分な回収率が得られない
。

この発明の目的は、平均濾過比抵抗が１０　”　ｃａＩ
ｌ／ｇ以上であるような高い難濾過性の固液を分出１１
Ｊ′る場合でも、固形成分の高い回収率を得ることがで
きる方法を提供するにある。

上記目的を達成するために、この発明においＣは、転写
ドラムとプレスロールとからなる圧搾部を通って一方向
に走行、周回りるエンドレス濾イＩの表面に、平均濾過
化抵抗が１０１０ＣＩＩｌ／ｇ以上である固液を供給し
、その固液を、瀘イｌｉ　Ｏ）端縁から食み出さないよ
うに圧搾して液成分を絞り取り、この圧搾によって形成
されたケークを転写ドラムに転写した後掻き取って回収
するに際し、前記濾布として、織物または編物基材の表
面に、ぞの基材を起毛してなる太さ０．１〜１５Ｌｌの
極細繊純の立毛′ｄ１１層を有する濾布を使用し、かつ
転写前のケーク厚みを１０〜ｉ、ｏｏｏμにづることを
特徴とする固液分離方法が提供される。

この発明の方法をざらに詳細に説明するに、第１図は、
この発明の方法を実施している様子を示す概略側面図で
ある。

第１図において、矢印方向に一定速度で回転する転写ド
ラム１と、プレスロール２．８とからなる圧搾部に、平
均濾過比抵抗が１０”Ｃ１ｎ／ｇ以上である、いわゆる
［１過性の固液３を載せたエンドレス波布４を走行させ
、その固液３を濾布４の端縁から食み出さないように圧
搾して液成分を絞り取るとともに、この圧搾によって形
成された濾布４上のケークを転写ドラム１に転写し、ス
クレーパー５で掻き取って回収する。この場合、波布４
の駆動は、一方のプレスロール８によって行う。

つまり、プレスロール８は波布４の駆動ロールを兼ねて
いる。そして、濾布４の駆動速度は１０〜１００ｍ／分
と比較的速い。なお、符号６は転写後の濾布をその表裏
面から洗浄するための水スプレーノズルである。また、
７は、吸気管９を介して濾布４の裏面側を水柱で５００
ｍｍ以上の減圧状態に維持し、濾布４上に供給され１＝
固液３を減圧吸引して液成分の通過を促進するとともに
、通過した液成分を排液管１０から排出するするための
減圧吸引槽である。

上記において、波布は、合成繊維の織物や編物からなる
基材の表面を、それら基材を直接起毛して得た太さ０．
１〜１５μ、好ましｌＪ、０．３−・１０μの極細繊維
の立毛で覆い、その立毛によって波層を形成してなるも
のである。

上記織物は、太さ０．１〜１５μの極細繊維の双糸よた
（、１三子の紡績糸やマルチフィシメン１〜糸からなる
単糸数２００〜５０，０００本の緯糸を、経糸に対して
、好ましくは３〜８本浮かせた、りｒましくは朱子織物
からなっている。そして、緯糸を２０〜１００本／ａｍ
の密度で、かつ波布の幅方向に配置し、経糸は長手方向
に配置して、主として上記緯糸を経糸方向に起毛し−Ｃ
いる。そのため、立毛は方向性をもっている。しかして
、使用に際しては、第１図に示りように、その立〔の／
ｊ向が瀘層Ｉの走行方向に対して逆方向になるＪ、うに
張設ηる。なお、主として緯糸を起毛しＣいるのは、経
糸には大ぎな展張力が加わるので、これを起毛づると波
布の強度が低くなるからである。また、経糸は、太さ１
０〜３０μの繊維を１０〜１５０本束ねたものを、緯糸
の密度の０．７〜３倍の密度で配置している。浮き組織
を採っているのは、そうすると緯糸と経糸との交錯数が
減り、織物の凹凸が少なくなって表面凹凸の少ない濾布
が得られるからである。上記において、緯糸および経糸
に４〜１５・回／ｃｍ程度の撚を有するものを使用する
と、織密度が高くても基材の流路を確保することができ
、また緯糸にあっては立毛の保持性が向上して抜りにく
くなるので好ましい。

編物基材としては、上記織物と同様の糸を使用した、リ
ブ編、両面編などに代表される丸編や、ハーフ糾、クイ
ンズコード編などに代表される経編などを用いることが
できる。なかでも、立毛を比較的形成しやすいという理
由で、ハーフ編の、それもトリコットであるのが好まし
い。

織物や編物を構成している合成繊維は、主として耐久性
の面から、ポリアミド繊維、ポリエステル繊維、ポリビ
ニルアルコール繊維、ポリフルオロエチレンＩＩＩ、ポ
リプロピレンｌＢＮ、ポリアクリルニトリル繊維などで
あるのが好ましい。固液の種類によっては、これらのＭ
ＮＩＩに親水加］−や疎水加工を施したものを使用する
と好ましい場合が。

ある。

上述しｌＣＪ、うな濾布は、目イ」が１００−／１００
ｇ　／　ｒｎ　２で′あるのが好ましい。ずなわら、目
イー」が１００（Ｊ／ｒＴ１２未満であると、走行時の
張力ににり濾布が伸びやすくなり、走行安定性が低くな
る。

また、目イ４が４００Ｃ１／ｍ２を越えるような９１）
布は、洗浄時の水圧を高くする必要がでてくるので経済
的でない。

また、この発明で使用する瀘層１ｊは、瀘層ｌｉの表面
に、温度２０±２°Ｃ１相対湿度６５±！５％という条
件下で２４０（］／Ｃｍ２の荷車をか（）たときの空隙
率が５０〜７５％であるのが好ましい。りなわち、空隙
率か５０％未満では、流路抵抗が大きくなって処理量か
少なくなるので実用的でない１．また、７５％を越える
と、瀘層［ＪｉＪ＜油成分を多く含みやＪ’　＜なり、
固液分離に要づるｌ）間か良くかかるようになって長い
波布を使用り−る必要が（・（くるので好ましくない。

この発明において使用する濾布は、いろいろな方法によ
って製造する口とができる。次にその好ましい一例を示
１′。

すなわち、緯糸として、高分子物質、好ましくはポリエ
ステルで島成分を、また高分子物質、好ましくはポリス
チレンで海成分を構成してなり、かつ島成分を３５〜７
５％含有する、いわゆる多芯複合繊維や、極細繊雇を発
生する！！維を８０％以上含む混合紡糸繊維の双糸また
は玉子の紡績糸やマルチフィラメント糸を用い、経糸と
して仮撚加工糸や複合潜在捲縮糸を用い、それら緯糸お
よび経糸を所望の密度で、かつ所望の浮き組織を有りる
ように朱子織する。

次に、緯糸の海成分を適当な溶媒、たとえばトリクロル
エチレンで除去し、乾燥した後、その緯糸を起毛して立
毛を形成し、いわゆる躍層を構成する。

他の方法としては、異なる高分子物質を貼り合せ紡糸し
て得た複合Ｉｌｌで織物や編物を作り、上記貼り合せを
剥離し、かつ起毛して立毛を形成する。貼り合わせる高
分子物質としては、ポリアミドと、ポリエステル共重合
体であるのが好ましい。

剥離方法としては、熱水中で激しく揉み、その後風乾す
るのが好ましい。

立毛を形成する方法としては、１１布、リントベーパ、
→ノンドクロス、サンドネッ１へ、砥石、スチールブラ
シ、研磨ブラシ、ザンドロール、刀−ネット、ザンドボ
ーニングなどがある。なか（″も、釧イＩによるのが最
も好ましい。

さて、濾布の立毛の太さは、上述したＪ：うに０゜１〜
１５μである必要がある。１１なわら、０．１μよりも
細いと、立毛の密度を高くづることはｕＪ能であっても
強度が低くてり゛ぐ切れＣしまい、実用に耐える濾布が
得られない。まｌこ、連層の流路抵抗が著しく増大し、
能率が大ぎ（低下りるばかりか固液分離効率も低下する
。一方、１５μを越えるＪ：うな太いものは、剛直にな
って立毛が立−）でくるので層状の躍層を形成づること
がＣ″きなくなり、また立毛間のすき間が大きくなって
微細４ｆ固形成分が通り扱けてしまい、固形成分のＩＩ
Ｉ　ＪＪ　’４４が低下りる。また、表面の凹凸も大き
くなり、その深みにはまり込んだ固形成分が、剛直な立
毛が突き刺さることとあいまって抜けだしにくくなり、
転写性が大きく低下する。

第２図に点線で示すグラフは、第１図に示した装置を使
用し、固液として化学工場の活性汚泥処理出回から排出
される余剰汚泥（平均−退化抵抗４、、　’５Ｘ　１０
Ｉｏｃｍ／ｇ、固形成分濃度：８，０００ｍａ／リット
ル）を使用して、立毛の太さｄ（μ）と固形成分の阻止
率Ｋ（％）との関係を調べたものである。阻止率には、
固液中に含まれる固形成分の重量に対する回収固形成分
の重量の百分率として表わし、いずれの固形成分に゛つ
いても水分を加熱蒸発させた後に重量を測定する。この
第２図から、立毛の太さが１５μを越えると阻止率が大
きく低下し、もはや濾布として機能していないことがわ
かる。すなわら、立毛の太さが１５μを越えるような濾
布は、平均濾過比抵抗が１０１００ｍ／ｇ以上であるよ
うな固液の閉止率に関して、はとんどグ）果がない。好
ましい立毛の太さの上限は１２μである。なお、この実
験においＣは、転写前のケーク厚みを約１００μとした
。

立毛の太さが０．１〜１５μであることにＪ：るもうひ
とつの利点は、繊維のしなやかさは太さの４乗に反比例
するから、立毛が大変しなやかになり、転写ドラムへの
転写時に立毛が順次スムーズに引ぎ起こされてケークか
ら離れ、ケークを’６ＸＪ４５側に引き戻す力が弱くな
って転写性が向、［することである。

上記立毛は、極端に短いと基材表面の被覆を１−分に行
うことができなくなるので、基Ｈの緯糸を２〜６本橋渡
しできる程度の良さであるのが’）Ｉ　１゜しい。立毛
長さを上記のようにすると、基（イ艮１■当りの立毛数
が１００〜４０，０００本であるような、極めて好まし
い躍層を形成ηることがぐきる。

さて、この発明の方法においては、転写時にａ３ける濾
布上のケーク厚みを１０〜１．０００μの箱間にする必
要がある。

第２図に実線で示すグラフは、上記阻止率と同様の条件
の下で測定した、ケーク厚みＴ（μ）と転写ドラムへの
転写率Ｐ（％）との関係を示すものであるが、ケーク厚
みが１０μ以下では転写率が大変低く、また１、０００
μを越えると転写率が大きく低下し、もはやこの発明の
目的を達成Ｊることができないことがわかる。しかして
、１０〜１．０００μという上記固形酸分厚みは、固液
の種類に応じて、固液の供給量、濾布の種類や走行スピ
ード、転写ドラムとプレスロール間の間隙などを適宜調
整することによって得ることができる。換言寸れば、上
述した条件を適当に選定することにより、濾布の端縁か
ら固液が食み出ずことなく、かつ転写時のケーク厚みが
１０〜１，０００μになるようにする。

さて、この発明の方法は、平均濾過比抵抗が１０１°Ｃ
ｍ／　（］以上である固液に適用する。ここにおいて、
平均濾過比抵抗は次のようにして測定し、定義される。

■　まず、ＪＩＳ　Ｍ　０２．０２−１９７４「ＳＳ測
定法」に規定されるセパレート形波過器を用意する。濾
過器は、下部漏」十での有効−過面積を９．６２ｃｍ２
　（直径３５ｍｍ）とし、上部漏斗は、高さが２００ｍ
ｍで、濾過面から上端まで同一直径のものを使用づる。

また、濾過される液成分の吊を測定りるＩこめに、吸引
びんの中にメスシリンダーを配置しておく。さらに、下
部漏斗とゴム栓との間には、測定開始時の誤差を少なく
するため、カラス製のコックを取り付け、吸引σｋｒの
減ＩＴ度を水柱で１０００ｍｍに維持しくからコックを
開き、測定が開始できるようにしくおく。

一方、濾紙として、米国ミリボアー社製のグラスファイ
バーフィルターペーパーＡ１〕４０　０４７　０５を用
意する。

まｌこ、測定する固液は、固形成分の濃度が０．５〜１
．０重間％になるように調整して６３＜。濃度が上記範
囲をはずれるものに゛ついては、濃縮あるいは希釈して
調整づる。希釈づる場合には、同一の固液を濾過しく得
に波成分を使用する。調整した固液は、２０℃に維持し
ておく。

■　次に、濾過器に濾紙を装填し、コックを閉じ、吸引
びん内を１，０００ｍｍ水柱に保つ。

■　次に、上部漏斗に、■で用意した固液１００ｍ１を
入れ、コックを開き、メスシリンダーにより、一定の濾
過ｆｆｌ（５ｍｌが適当）ごとに、かつ濾過量が５０ｍ
１になるまで、コックを開いた時点からの時間計を読み
取る。

■　次に、固形成分の質乾質量比ｎを算出するため、■
で用意した固液１０ｍ１について、上記■、■と同様の
操作を行う。ただし、このときは濾過量の測定は不要で
ある。法紙上に固形成分が形成され、その表層部にＴｉ
離液成分がなくなった時点、つまり固形成分の表面が現
われた時点から３０秒後にコックを閉じる。

■　次に、濾過器から濾紙を取りはずし、それに付着し
ている固形成分の含水率γをＪＩＳ　Ｋ　０１０２−１
９８１　ＩＩ場排水試験方法」の第１４．２項により測
定する。

■　次に、次の式から質乾貿ω比ｊ１をｆ、）出りる。

ｎ＝１／（１−γ） ■　次に、上記濾過量ｖと時間しから、■を横軸とし、
ｄｔ／ｄＶを縦軸どＪるグフフを描き、その傾きｋをめ
る。

■　次に、次式から、固液の平均−透化抵抗αをめる。

α＝に１ｇｃ−△ｐ−Ａ２　（１−ｎ・ｓ）／δ・ρ・
Ｓ ただし、 ｇＣＣ二重挽換算係数９８０（ａ−ａｍ／ｓｅｃ　２　
・ｇ−ｆｏｒｃｅ　）　］△ρ：瀘過圧力［１００（Ｑ
−ｆｏｒｃｅ１０ｍ２　）コ Ａ：濾過面積［９，６２（ｃｍ２　）　］δ：ＭＭ液粘
度（ｇ／ｃｍ−ｓｅｃ　）ρ：ｉｌｌ液密度（Ｑ／ｃｍ
３） Ｓ：固形成分子１４度（ｃ＋／ｇ）ノ この発明の方法は、平均濾過比抵抗１３＜　１０　”　
ｃｍ７ｇ以上であるような難濾過性の固液について、固
形成分の高い回収率が得られることから、いろいろな固
液の分離に使用−リ−ることかできる。たとえば、いわ
ゆる懸濁系の汚泥や、生物膜処理装置から排出される、
いわゆる固着系の汚泥など、廃水処理によって生ずる汚
泥、スカム、フロック、洗浄水、濃縮スラッジなどの濃
縮、脱水を行う場合に使用することができる。具体的に
は、たとえば上下水処理によって生ずる汚泥、浄化槽か
ら発生する余剰汚泥、し尿処理から発生する汚泥、加圧
浮上操作から生ずるスカム、産業廃水の処理によって生
ずる凝集フロックやその凝集沈澱フロック、砂濾過装置
などの各種濾過装置の逆洗水、スクリーン装置などで濃
縮したスラッジなどである。

また、たとえば紙パルプ製造業、食品製造業、酒造業、
味噌などの醸造業など、各種製造業において固形成分を
回収づ−る場合に使用することかできる。さらに、池や
川の水を浄化するような場合にも使用することかできる
。

以上説明したように、この発明の濾布は、織物または編
物基拐の表面に、その基材を起工してなる太さ０．１〜
１５μの極細繊維の立毛４１層を有する濾布を使用し、
固液が濾布の端縁から食み出さないように圧搾し、かつ
転写時のケーク厚みを１０・〜１，０００μにするもの
であるからして、平均濾過比抵抗が１０１００ｍ／Ｑ以
上であるｆｆ１１１　濾過性の固液に対して、固形成分
の高い回収率を１（することかで・きる。以下、実施例
に基いてこれをＵＡ体的に説明Ｊる。

実施例 ポリニスデルを島成分とし、ボリスヂレンを）ｆ６成分
どり−る１６芯の多芯型複合繊組（太さ２０μ）を紡績
しでなる２０／２３の紡績糸をにｆ１１糸どし、太さ２
０μのポリエステル繊組を４８本末ねた１−）のを経糸
として、緯糸が３０本／ｃｍ、経糸が４０本／ｃｍであ
る５枚朱子織物を得１．：。

次に、トリクロルエチレンを溶媒とし−（−１記綾糸の
７ｌＩ７成分を取り除き、緯糸が太さ約２．５μの極細
繊維の約２，０００本の束からなる織物を１ｑた。

次に、上記織物を起毛機にかけ、経糸方向に２０回の起
毛操作を行い、さらに反対方向に１０回起毛操作を行っ
て主として緯糸を起毛し、立工数が約ｉ、ｏｏｏ本、’
ｍｍである濾布を得た。

次に、上記濾布を、その経糸方向を長手方向どして幅３
Ｑｃｍ、長さ２．３ｍに裁断し、裁断端を縫合してエン
ドレス濾布を得た。

次に、上記エンドレス濾布を第１図に示す脱水機にか（
プ、濾布の走行速度を１４．５’ｍ／分、減圧吸引槽の
減圧度を約６００ｎｖ水柱、転写ドラムへの押付力を約
６０Ｋ（］として脱水試験をした。

固液としては、化学工場の活性汚泥処理装置から排出さ
れる余剰汚泥（平均濾過比抵抗：約４．５ｘ１０”ｃｍ
／ｃ＋、固形成分濃度：約８．ＯＯＯｍ（］／リットル
））を使用し、それを１０リットル／分で供給した。転
写時のケーク厚みは約１００μとした。

試験の結果、濾布の端縁からの固液の食み出しは全く認
められなかった。固形成分の阻止率は約９８％であった
。また、転写ドラムへの転写率は約９７％であった。さ
らに、固形成分の回収率は約９５％と極めて高かった。

さらにまた、回収した固形成分中の液成分は約８２．７
％であり、液成分がよ＜　１１１８　ｌｌ１ｌＩされて
いた。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の方法を実施している様子を示ず概
略側面図、第２図は、立毛の人さｄ（μ）と固形成分の
阻止率Ｋ（％）との関係Ｊ３よびケーク厚みＴ（μ）と
転写率Ｐ（％）どの関係を承りグラフである。 １：転写ドラム ２．８ニブレスロール ３：固液 ４：濾布 ５ニスクレーパー ６：水スプレーノズル ７：減圧吸引槽 ９：吸気管 １０　：　Ｊ′Ｊｌ液管 特許出願人　東し株式会社 第１図 第２図 −ｄψ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 転写ドラムとプレスロールとからなる圧搾部を通って一
   方向に走行、周回するエンドレス濾布の表面に、平均濾
   過比抵抗が１０”ｃｍ／９以上である固液を供給し、そ
   の固液を、濾布の端縁から食み出さないように圧搾して
   液成分を絞り取り、この圧搾によって形成されたケーク
   を転写ドラムに転写した後掻き取って回収するに際し、
   前記濾布として、織物または編物基材の表面に、その基
   材を起毛してなる太さ０．１−１’５μの極細繊維の立
   毛濾層を有する濾布を使用し、かつ転写時のケーク厚み
   を１０〜１．０００μにすることを特徴とする固液分離
   方法。