JP2000320483A - 渦流ポンプ - Google Patents

渦流ポンプ

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JP2000320483A
JP2000320483A JP11134227A JP13422799A JP2000320483A JP 2000320483 A JP2000320483 A JP 2000320483A JP 11134227 A JP11134227 A JP 11134227A JP 13422799 A JP13422799 A JP 13422799A JP 2000320483 A JP2000320483 A JP 2000320483A
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JP
Japan
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pump
sewage
passage
vortex pump
impeller
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JP11134227A
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Inventor
Hiroshi Hattori
弘志 服部
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JES KK
Original Assignee
JES KK
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 工場排水、汚染地下水などの汚水の汚水処理
システムにおいて、汚水を効率よくイオン分離するのに
最適な渦流ポンプを提供する。 【解決手段】 汚水処理システムに採用した渦流ポンプ
10において、そのハウジング本体11内に収納した羽
根車12の外周には吸入ポート11aと吐出ポート11
bに連通する昇圧通路Sが形成されている。羽根車12
の両側に露呈するハウジング本体11及びエンドプレー
トの各内壁面に異なる磁極面を平行に対向させて固定し
た一対の環状の永久磁石体16が、その外周部分にて昇
圧通路Sに対して垂直な磁場を形成している。上記汚水
処理システムにおいては、汚水が渦流ポンプ10の昇圧
通路Sを通過する過程にて、同通路S内に形成される磁
場の作用により、陽イオン、陰イオンなどの不純物を覆
っている水分子集団が細分化されて、同不純物が露出状
態なって分離される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、工場排水、汚染地
下水などの被処理水を処理する汚水処理システムに適用
する渦流ポンプに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の渦流ポンプとして、吸入
ポートと吐出ポートに連通する環状のポンプ室をその内
部に形成するポンプハウジングと、該ポンプハウジング
に軸支した駆動軸に一体回転可能に組み付けられその外
周にて前記ポンプ室を規定し同ポンプ室を昇圧通路とす
る羽根車を備えていて、前記吸入ポートから吸入した流
体を前記羽根車の回転により昇圧して前記吐出ポートか
ら流出させる渦流ポンプが各種の用途に採用されてき
た。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
の渦流ポンプを有効に活用して被処理水を処理する汚水
処理システムにおいて、被処理水のイオン分離を促進す
るのに最適な渦流ポンプを提供することにある。
【0004】
【発明の概要】上記目的を達成するために、本発明の特
徴は、吸入ポートと吐出ポートに連通する環状のポンプ
室をその内部に形成するポンプハウジングと、該ポンプ
ハウジングに軸支した駆動軸に一体回転可能に組み付け
られその外周にてポンプ室を規定し同ポンプ室を昇圧通
路とする羽根車を備えて、吸入ポートから吸入した流体
を羽根車の回転により昇圧して吐出ポートから流出させ
る渦流ポンプにおいて、羽根車の両側に露呈するポンプ
ハウジングの両内壁面に一対の永久磁石体を異なる磁極
面が対向するように固定し、これら永久磁石体の外周部
分が昇圧通路に対して垂直な磁場を形成するように配置
されていることにある。
【0005】本発明の実施にあたっては、前記永久磁石
体を環状の平板プレート、又は円板プレートにより構成
してもよい。また、前記ハウジングの吸入ポートの上壁
部分にオゾン導入管を設けて、この導入管を通してオゾ
ン供給源から供給されるオゾンをポンプ室に導入しても
よく、この場合、オゾン導入管の内端を吸入ポートの内
部にて羽根車の外周に近接して配置することが望まし
い。
【0006】本発明の渦流ポンプを採用した汚水処理シ
ステムにおいては、当該渦流ポンプに導入した汚水が同
ポンプの昇圧通路を通過する過程にて、互いに対向して
配置した一対の永久磁石体により形成される磁場の作用
により、汚水に含まれた不純物の陽イオン、陰イオンな
どを覆っている水の分子集団が細分化されて、陽イオ
ン、陰イオンなどが露出状態となり、オゾンなどの酸化
還元剤と反応させたとき、水、二酸化炭素などの無害な
物質となる。特に、本発明の渦流ポンプにおいては、汚
水が高圧下にて攪拌されて同汚水中の水の分子集団が不
安定状態になるので磁場の作用を受けやすくなり、不純
物のイオン分離効率が高められる。
【0007】
【発明の実施の形態】以下、本発明による渦流ポンプの
一実施形態を採用した汚水処理システムを図1を参照し
て説明する。この汚水処理システムは、工場排水、汚染
地下水などの汚水を処理するため処理システムであっ
て、渦流ポンプ(混合ポンプ)10を備えている。
【0008】渦流ポンプ10は、図2及び図3に示すよ
うに、円筒状の金属製(例えば、ステンレス製)ハウジ
ング本体11と同ハウジング本体11に収納した羽根車
12を有している。ハウジング本体11は吸入ポート1
1aと吐出ポート11bを有し、その開口端11cには
エンドプレート13が液密的に固定されている。羽根車
12は、ハウジング本体11に軸支した駆動軸14の内
端に一体回転可能に固定され、その外周部には複数の溝
12aが形成されている。羽根車12の外周とハウジン
グ本体11の内周壁の間には、吸入ポート11aと吐出
ポート11bに連通する環状のポンプ室が昇圧通路Sと
して形成されている。なお、吸入ポート11aと吐出ポ
ート11bの間には隔壁部材15が組み付けられてい
て、吸入ポート11aから吸入された流体は昇圧通路S
を流れ羽根車12の回転により昇圧されて吐出ポート1
1bから流出する。
【0009】羽根車12の両側に露呈するハウジング本
体11及びエンドプレート13の各内壁面には、一対の
永久磁石体16が異なる磁極面(N極面とS極面)が平
行に対向するように固定されている。永久磁石体16
は、羽根車12より大径に形成した環状の平板プレート
により構成されていて、その外周部分が昇圧通路Sに対
して垂直な磁場を形成するように位置決めされ、永久磁
石体16より小径に形成した環状の押さえリング17と
共にハウジング本体11及びエンドプレート13の各内
壁面にネジ止めされている。
【0010】なお、ハウジング本体11の吸入ポート1
1aの上壁部分には、オゾンを導入するオゾン導入管1
8がその内端を吸入ポート11aの内部にて羽根車12
の外周に近接して配置するように設けられている。
【0011】上記のように構成した渦流ポンプ10は、
その吸入ポート11aにて図1に示した汚水処理システ
ムの第1イオン分離装置21、第1及び第2フィルタ2
2,23を介して汚水沈殿槽24に接続され、そのオゾ
ン導入管18にてオゾン発生装置25に接続され、その
吐出ポート11bにて第2イオン分離装置26に接続さ
れている。しかして、渦流ポンプ10は、汚水沈殿槽2
4から第1フィルタ22、第2フィルタ23及び第1イ
オン分離装置21を介して導入した汚水にオゾン発生装
置25から導入したオゾンを混合させて第2イオン分離
装置26に排出している。
【0012】第2イオン分離装置26は、第1反応槽2
7、第3イオン分離装置28及び第2反応槽29を介し
て第3フィルタ31に接続されており、第1反応槽27
と第3イオン分離装置28の間及び第2反応槽29と第
3フィルタ31の間には圧送ポンプ32がそれぞれ設け
られている。なお、第2フィルタ23と第1イオン分離
装置21の間には流量計41が設けられ、第3フィルタ
31の流出口には、第3フィルタ31から排出された被
処理水の不純物濃度を測定する濃度計42が設けられて
いる。濃度計42の下流には切換バルブ43が設けられ
ており、この切換バルブ43の排出口の一つは外部に開
放され、他の一つの排出口は第2フィルタ23と第1イ
オン分離装置21の間に接続されている。
【0013】オゾン発生装置25は、酸素発生装置51
と冷却装置52に接続されていて、酸素発生装置51か
ら供給される酸素によりオゾンを発生させ、同発生させ
たオゾンを電磁バルブ53及び逆止弁54aを介して渦
流ポンプ10に供給している。また、渦流ポンプ10と
第2イオン分離装置26の間には、加圧ポンプ56の作
動によりオゾン発生装置25から電磁バルブ53及び逆
止弁54bを介してオゾンが供給されている。なお、逆
止弁54a,54bの下流には、それぞれ流量計55
a,55bが接続されている。
【0014】次に、上述した汚水処理システムによる汚
水の処理工程について説明する。処理工程を説明する前
に、処理される汚水について詳述すると、同汚水は電気
伝導度の高い液体であって下記表1に示すような陽イオ
ン物質、陰イオン物質、ガス体、非イオン物質などの不
純物を含んでいる。
【0015】
【表1】陽イオン物質 Ca2+,Mg2+,Na+,K+,Fe
2+,Mn2+,Zn2+,NH+ 陰イオン物質 HCO3 -,Cl-,SO4 2-,NO3 -,C
3 -,HSiO3 - 2BO3 -,HPO4 -,H2PO4 -,F-,NO2 -,HS- ガス体 CO2,SO2,NH3,H2S,CH4 非イオン物質 植物性色素,有機性廃物 陽イオン物質、陰イオン物質、ガス体、非イオン物質な
どの不純物の周りには、不純物自体が帯電していたり極
性を有していたりするので、極性を有する水分子が不純
物に多数引き寄せられて互いに水素結合し、不純物を覆
うように水分子の集団(水分子集団)が形成されてい
る。
【0016】汚水の処理工程の説明に戻ると、汚水沈殿
槽24に貯められた工場排水、汚染地下水などの汚水
は、取水ポンプP1により第1フィルタ22に取り込ま
れた後、渦流ポンプ10の作動により第2フィルタ23
及び第1イオン分離装置21を介して同渦流ポンプ10
に取り込まれる。このとき、第1フィルタ22及び第2
フィルタ23においては、汚水に含まれたゴミ、浮遊性
物質などが除去され、濾過された汚水は第1イオン分離
装置21にてイオン分離される。すなわち、汚水に含ま
れた不純物を覆っている水分子集団が細分化され同集団
から不純物が分離され、イオン分離された不純物とイオ
ン分離されていない不純物を含む汚水が渦流ポンプ10
に取り込まれる。
【0017】渦流ポンプ10に取り込まれた汚水には、
同渦流ポンプ10内にて、オゾン発生装置25から供給
されるオゾンが混合される。このとき、イオン分離され
て露出状態となった汚水に含まれた不純物がオゾンと化
学反応して、下記に示すような水に不溶性の物質、酸
素、二酸化炭素、水、水素イオンなどが生じる。 (1) 2Fe2++O3+5H2O→2Fe(OH)3↓+O2
↑+4H+ (2) Mn2++O3+H2O→Mn(OH)2↓+O2↑+2
+ (3) CNO-+2H2O→2CO2↑+N2↑+4H+ (4) NO2+O3→NO3+O2↑ (5) CO+O3→CO2↑+O2↑ (6) H2S+O3→H2O+S+O2↑ (7) C64(CH3)2+7O3→5H2O+8CO2↑ (8) C65CH3+6O3→4H2O+7CO2↑ (9) C25OH+2O3→3H2O+2CO2↑ (10) CH3(CH2)4CH3+19O3→7H2O+6CO
2↑ (11) 3CH3CO4CH3+8O3→9H2O+9CO2↑ 一方、イオン分離されてなかった不純物を含む水分子集
団は、汚水が渦流ポンプ10の昇圧通路Sを通過する過
程にて、互いに対向して配置した一対の永久磁石体16
により形成された磁場の作用により、各水分子の水素結
合が切断されて細かく分離され不純物を露出させる。こ
れにより、渦流ポンプ10の昇圧通路Sにおいて汚水の
イオン分離が促進される。特に、昇圧通路S内において
は、汚水が高圧下にて攪拌されて同汚水中の水分子集団
が不安定状態になるので磁場の作用を受けやすくなり、
不純物のイオン分離効率が高められる。
【0018】渦流ポンプ10内にて、オゾンとの混合に
より生じた水に不溶性の物質、酸素、二酸化炭素、水、
水素イオンなどと未反応の不純物を含む汚水は、圧送ポ
ンプ32の作動により第2イオン分離装置26に給送さ
れ、第1イオン分離装置21におけると同様な作用によ
り、未反応の不純物を含む水分子集団が細かく分離さ
れ、同不純物が露出される。
【0019】第2イオン分離装置26を通過した汚水が
第1反応槽27に取り込まれると、第1反応槽27に取
り込まれた汚水は所定時間だけ貯留され、紫外線照射に
より殺菌消臭されるとともに同汚水に含まれている未反
応の不純物が渦流ポンプ10及びその下流に付与された
オゾンと化学反応して上記と同様に水に不溶性の物質、
酸素、二酸化炭素、水、水素イオンなどを生じさせる。
【0020】さらに、この汚水処理システムにおいて
は、第1反応槽27から排出される汚水が、圧送ポンプ
32の作動により第3イオン分離装置28、第2反応槽
29、第3フィルタ31及び切換バルブ43を介して浄
水となって外部に排出される。このとき、第3イオン分
離装置28においては、第1イオン分離装置21におけ
ると同様な作用により、未反応の不純物を含む水分子集
団が細かく分離され、同不純物が露出される。第2反応
槽29においては、汚水は所定時間だけ貯留され、同汚
水に含まれている未反応の不純物が上記と同様にオゾン
と化学反応して水に不溶性の物質、酸素、二酸化炭素、
水、水素イオンなどを生じさせる。第3フィルタ31に
おいては、汚水に含まれた不溶性物質が除去される。切
換バルブ43においては、濾過された汚水を濃度計42
で測定した結果、その測定値が所定値より小さければ切
換バルブ43は外部に接続されるので、濾過された汚水
は浄水となって外部に排出される。なお、その測定値が
所定値より大きければ切換バルブ43は第3フィルタ3
1を第1イオン分離装置21に接続するように切り換え
られ、濾過された汚水は第1イオン分離21に還流され
る。
【0021】なお、上記実施形態においては、羽根車1
2の両側に露呈するハウジング本体11及びエンドプレ
ート13の各内壁面の対向した位置に固定した一対の永
久磁石体16を環状の平板プレートにより構成したが、
羽根車12より大径に形成した円板プレートにより構成
してもよい。これによっても、上記実施形態と同様な作
用及び効果を期待することができる。
【0022】また、上記実施形態及び変形例において
は、羽根車12をその内端に一体回転可能に固定した駆
動軸14をハウジング本体11にのみ軸支して片持ち構
造にしたが、ハウジング本体11とエンドプレート13
の両方に軸支するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施形態に係る渦流ポンプを適用
した汚水処理システムの概略図である。
【図2】 図1に示す渦流ポンプの概略断面図である。
【図3】 図2に示す渦流ポンプの3−3線に沿った断
面図である。
【符号の説明】
10…渦流ポンプ(混合ポンプ)、11…ハウジング本
体、11a…吸入ポート、11b…吐出ポート、11c
…開口端、12…羽根車、12a…溝、13…エンドプ
レート、14…駆動軸、15…隔壁部材、16…永久磁
石体、17…押さえリング、18…オゾン導入管、21
…第1イオン分離装置、22…第1フィルタ、23…第
2フィルタ、24…汚水沈殿槽、25…オゾン発生装
置、26…第2イオン分離装置、27…第1反応槽、2
8…第3イオン分離装置、29…第2反応槽、31…第
3フィルタ、32…圧送ポンプ、41,55a,55b
…流量計、42…濃度計、43…切換バルブ、51…酸
素発生装置、52…冷却装置、53…電磁バルブ、54
a,54b…逆止弁、56…加圧ポンプ、S…昇圧通
路。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 吸入ポートと吐出ポートに連通する環状
    のポンプ室をその内部に形成するポンプハウジングと、
    該ポンプハウジングに軸支した駆動軸に一体回転可能に
    組み付けられその外周にて前記ポンプ室を規定し同ポン
    プ室を昇圧通路とする羽根車を備えて、前記吸入ポート
    から吸入した流体を前記羽根車の回転により昇圧して前
    記吐出ポートから流出させる渦流ポンプにおいて、 前記羽根車の両側に露呈する前記ポンプハウジングの両
    内壁面に一対の永久磁石体を異なる磁極面が対向するよ
    うに固定し、これら永久磁石体の外周部分が前記昇圧通
    路に対して垂直な磁場を形成するように配置されている
    ことを特徴とする渦流ポンプ。
  2. 【請求項2】 前記永久磁石体を環状の平板プレートに
    より構成したことを特徴とする請求項1に記載の渦流ポ
    ンプ。
  3. 【請求項3】 前記永久磁石体を円板プレートにより構
    成したことを特徴とする請求項1に記載の渦流ポンプ。
  4. 【請求項4】 前記ポンプハウジングの吸入ポートの上
    壁部分にオゾンを前記ポンプ室に導入するオゾン導入管
    を設けたことを特徴とする請求項1に記載の渦流ポン
    プ。
  5. 【請求項5】 前記オゾン導入管の内端を前記吸入ポー
    トの内部にて前記羽根車の外周に近接して配置したこと
    を特徴とする請求項4に記載の渦流ポンプ。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2381998C1 (ru) * 2008-12-09 2010-02-20 Анатолий Петрович Аганин Система комплексной обработки жидкости
KR101372831B1 (ko) 2013-07-15 2014-03-11 이응수 슬러지 고착방지 수단이 구비된 펌프
CN109092088A (zh) * 2018-09-27 2018-12-28 嘉善佳佳豆制品有限公司 一种用于食品加工生产用的污水处理设备
CN113090538A (zh) * 2021-03-30 2021-07-09 上海安得利节能科技集团股份有限公司 一种自旋磁场防垢除垢节能环保水泵及水循环系统

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