JP2004503368A - 廃棄物浄化プラント - Google Patents

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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Abstract

本発明は廃棄物浄化装置に関するものであり、廃棄物浄化装置は;清澄容器(2)と、清澄タンク(2)の上面に配置されたチャンバ(20)の中に、不純物の規則的な供給を行うポンプ(21、50)と;廃棄物凝固または凝集反応物を、前記チャンバに加えるための少なくとも一つの定量ポンプ(22、23、24)と;加えられた(一つ以上の)反応物と共に廃棄物を、前記チャンバから清澄タンクの内部に配置された凝集容器(12)の底部に、送る導管(25)とを具備し、容器内ではスラッジベッドが形成し、それを介して廃棄物が頂部から下流へ流れ、ベッドに接触する時に清澄される。

Description

【0001】
(技術分野)
本発明の目的は、水の物理化学的及び細菌学的な浄化用のプラントである。
【0002】
(背景技術)
殆どの産業廃棄物は現在、処理及び浄化のため、浄化ステーションに排出されている。
【0003】
この目的のため、契約書が、廃棄物を排出する工業会社と水処理企業との間で、作成されている。
【0004】
この廃棄物の処理のコストは、工業会社にとって非常に高く、場合によって水消費コストが限度を越え得る。
【0005】
廃棄物処理に関する責任が、従って工業会社に帰するならば、消費廃棄物を処理する独自の手段を、会社に設置することは明らかであろう。
【0006】
しかし、消費廃棄物を処理する従来のプラントは、例えば地域社会に比べて少量の水を排出する事業の規模に関して、消費廃棄物の処理に関して充分に適してはいない。
【0007】
これは、従来のプラントが、廃棄物の均質化、脱脂、凝固及び凝集動作を連続して行う幾つかの要素から構成されているからである。それらのプラントは、高価且つ大きな範囲の土地を占有する。
【0008】
それらの理由のため、工業会社にとって、その廃棄物を浄化するため独自の設備を備えることは、困難である。
【0009】
本発明の目的は、小さな空間を占め且つ低い設備及び動作コストで、高度な浄化を達成する廃棄物処理プラントを提供することである。
【0010】
(発明の開示)
この目的のため、本発明による廃棄物浄化プラントは、
清澄タンクと;
不純物を規則的に清澄タンクの上面に配置されたチャンバの中に、送るポンプと;
廃棄物凝固または凝集反応物を、前記チャンバに加えるための少なくとも一つの定量ポンプと;
反応物と共に廃棄物を、前記チャンバから清澄タンクの内部に配置された凝集容器の底部に、運ぶパイプとを具備し、容器内にはスラッジベッドが形成し、廃棄物が前記ベッドを介して上方へ流れ、ベッドに接触する時に清澄される。
【0011】
廃棄物をスラッジベッドの基部の中に導くことによって、スラッジベッドを構成するフロック上において、廃棄物に存在する有機及び無機の汚染物質の集合が、最大まで増える。加えて、規則的な廃棄物の流入が、フロックを活動させ始め、それらの集合能力を増やすことができる。従って、このプラントは短時間で非常に効果的な凝集ができる。
【0012】
当然、凝集プロセスが最高になるので、化学反応物の消費は減る。
【0013】
本発明によるプラントは、70%以上のBOD減少度に達し、材料の優秀な濾過を達成する。
【0014】
廃棄物の汚染物に関する主な特徴の一つは、BODまたは生物学的酸素要求量であり、それはこの廃棄物における有機物を同化するため、廃棄物に存在する微生物の酸素消費量である。
【0015】
特に有利には、凝集容器が円筒状の下部まで伸長する切頭円錐形の上部を備え、その中にパイプが延びる。
【0016】
凝集容器のこの特別有利な形態により、反応物と共に廃棄物が領域に導びかれ、その体積は相対的に、すなわち凝集容器の円筒状部分に限定される。この限定された体積において、凝集が特に強くなる。
【0017】
更に、切頭円錐形部分の傾斜表面により、フロックの蓄積によって形成されたスラッジが、負荷の増加による影響により、凝集容器からあふれ出てもよい。
【0018】
凝集は活動的になって、自己調整される。これはプラントに対して負荷を受けようと、凝集が常に任意に生じるからで、一方で円筒状部分における強い凝集を確実なものとし、他方で凝集容器の外に過剰なスラッジをあふれさせる。
【0019】
本発明による得に有利な一つのポイントによると、送りパイプは、第一管と第二管とを備え、第一管はその一方の端部がチャンバの中に延び、他方の端部が切頭円錐形容器の表面の上に、放射状の均質化開口部を備え、第二管はその直径が第一管よりも大きく、上方端部が第一管の放射状に配置した均質化開口部を覆い、下方端部が切頭円錐形容器の底部分の中に延びる。
【0020】
送りパイプの形態は、廃棄物及び反応物を、凝集容器の底部分の中に導かれる前に、均質的に混合することができる。
【0021】
有利には、清澄タンクの底部分が、凝集容器を溢れ出るスラッジを受ける切頭円錐形部分と、清澄容器の切頭円錐形部分に集められたスラッジを抽出するポンプを有する。
【0022】
清澄タンクの底部分の切頭円錐形状により、切頭円錐形容器の外にあふれ出たスラッジが、清澄タンクの基部の画定した表面上に集められる。このスラッジは、ポンプによって簡単に抽出することができる。従って負荷の変化が、難なく吸収され得、スラッジベッドが自主的に調整される。
【0023】
好ましくは、寸法規制された開口部が清澄タンクの上部に配置され、清澄タンクを取り囲む貯蔵タンクに、清澄された排出物を流入することができる。
【0024】
貯蔵タンクは清澄タンクを取り囲み、それによって特別小型のプラントを得ることが可能で、占める基本的な空間は従来技術のプラントよりも著しく少ない。
【0025】
有利には、送りパイプの下端部が、末広がりの切頭円錐形断面を有し、スラッジベッドにおける廃棄物の散布を改善するようにしている。
【0026】
本発明の好ましい実施形態によると、濾過材料が清澄タンクと貯蔵タンクとの間に配置され、清澄された廃棄物が、貯蔵タンクの底部分に蓄積される前に、前記濾過材料を介して流れる。
【0027】
有利な特徴によると定量ポンプが、廃棄物供給パイプに配置された静電ミキサーの上流の混合チャンバの底部分の中と、切頭円錐形容器の円筒状部分の底部の中の各々に、反応物を導く。従って反応物は、その反応が最適なポイントになるプラントの中に導かれる。
【0028】
本発明が有し得る有利な特徴によると、廃棄物清澄プラントは、
チャンバと凝集容器との間に配置された濾過材料を具備した濾過容器と;
凝集容器と濾過容器との間に配置された壁と;
送りパイプよりも直径が大きく且つそれと同軸で、壁と濾過容器との間に延びるパイプと;
を備える。
【0029】
好ましくは、凝集容器の切頭円錐形部分の上縁部が、タンクの内面に接触する。
【0030】
好ましくは濾過容器が、その下面に、こし器によって保護され、濾過された水を流出できる開口部を有する。
【0031】
濾過物質は、清澄容器の出口における余分な廃棄物を、減らすことができる。
【0032】
本発明による一つの特別有利な実施形態によると、ポンプが貯蔵タンクの外で清澄された廃棄物を吸い込み、それを、貯蔵タンクの外面に配置され、細菌学的な要素を固定する粒状物を収容した、少なくとも一つの環状チャンバの中に導く。
【0033】
清澄された廃棄物を、細菌学的な要素を固定する粒状物を収容した環状チャンバにおいて、活動させ始める。環状チャンバにおける廃棄物によってうける渦状流が、そこで粒状物と廃棄物との間を、かなり良好に接触させることでき、細菌の固定を早める。BOD減少度は、95%以上に達する。
【0034】
好ましくは、環状チャンバは個数が四つで、その各々が導管を介して互いに連結している。
【0035】
各環状チャンバは、特別な細菌を固定する特性を有した粒状物を収容しており、廃棄物が四つのチャンバを介して連続的に通過し、非常に良好な生物学的処理が達成される。
【0036】
有利には回収ポンプが、上方環状チャンバにおける清澄廃棄物を吸い上げ、それを複数の下方チャンバの中に再注入する。
【0037】
回収ポンプが、廃棄物の規則的な環状速度を維持し、粒状物が浮遊状態になる。
【0038】
好ましくは、貯蔵タンク、清澄タンク、凝集タンク、及び複数の環状チャンバが、プラスチックで作られる。
【0039】
(発明を実施するための最良の形態)
本発明を理解するため、廃棄物除去プラントの好ましい実施形態を示した添付図面を参照して、以下で本発明を説明する。
【0040】
図1に示された断面図のように、廃棄物浄化プラントが円筒状貯蔵タンク1を備えている。円筒状清澄タンク2は、タンク1の内部で同軸に配置されている。浄化タンク2は、その上部に、規則的に配置された寸法規制円形開口部3を有し、その下部に切頭円錐形部4を有している。同軸のタンク1及び2は、環状プラットフォーム5によって結合されており、そこにフィルター8が載っている。環状プラットフォーム5は、規則的に配置した開口部6によって貫通されている。開口部6は各々こし器7によって覆われている。
【0041】
凝集容器12は、タンク2の内部に配置されている。容器12は下方へ小さくなる横断面を有し、円筒状下部14によって延びる、切頭円錐形上部13から成る。凝集容器12は、その下面に、タンク2の底部に載る足部15を備えている。
【0042】
抽出パイプ17が、凝集容器12の足部15の間に延びており、ポンプ18が抽出を行う。
【0043】
チャンバ20が、タンク2の上面に配置されている。チャンバ20には、ポンプ21によって処理される廃棄物が供給される。
【0044】
供給パイプ10は処理される廃棄物を、チャンバ20の中に運び、その移動はポンプ21によって実行される。
【0045】
供給パイプがチャンバ20に正接するように入っており、その様な方法で、廃棄物が反渦効果と正接的にチャンバの中に導かれる。
【0046】
静電ミキサー11が、チャンバ20の上流の供給パイプに配置されている。
【0047】
定量ポンプ22、23、24は、凝集または凝固反応物をチャンバ20の底部分の中と、静電ミキサー11の上流の供給パイプ10の中と、凝集ベース12の円筒状部分の底部の中の各々に注入する。
【0048】
垂直送りパイプ25が、チャンバ20から凝集容器12の円筒状部分14の中に延びている。送りパイプ25は、管26の直径よりも大きな直径の第二管27の中に延びる、第一管26を備えている。その上端部において、管26がチャンバ20の中に延びており、その下端部に、放射状の開口部28を備えている。半球要素29は、管26の下端部を塞いでいる。管27は、管26の開口部28を覆い、凝集容器12の円筒状部分に延び下がっている。
【0049】
その外面では、タンク1が四つの重なり合った環状チャンバ31、32、33、34を受容している。
【0050】
各チャンバは、導管35を介して隣接したチャンバと連結している。
【0051】
ポンプ36は、パイプ37を介してタンク1の底部から取り入れ、下方管状チャンバ31の中に排出するために備えられている。
【0052】
回収ポンプ39は、上方環状チャンバ34から取り入れ、二つの中間チャンバ32及び33の中に運ぶためのものである。
【0053】
空気循環路38は、圧縮空気を各環状チャンバ31、32、33及び34の中と、各こし器7の中に導く。
【0054】
この導入は、コンプレッサ(図示せず)によって行われている。
【0055】
環状チャンバは各々、チャンバの内部に出入りできるマンホール41を設けている。
【0056】
上方環状チャンバ34は、貯蔵タンク1の頂部まで延び、外部に開いた開口部43を備えている。
【0057】
上記のプラントの動作は、以下のように:最初に処理される廃棄物は、物理化学的な処理を受け、そして細菌学的な処理を受ける。
【0058】
貯蔵領域45から出る廃棄物は、ポンプ21によって吸い上げられ、チャンバ20の中に導かれる。反応物は、静電ミキサーの上流の廃棄物の中に導かれ、静電ミキサーが確実に、廃棄物と反応物を非常に早く混合する。ポンプ21による廃棄物の吸引は、例えば15〜60秒の停止時間の後に15〜30秒の吸引のように、断続的に行い、廃棄物が規則的な方法でチャンバ20の中に導かれる。チャンバ20において、ポンプ22が凝固または凝集反応物を、廃棄物の中に注入する。それら反応物は、塩化第二鉄、硫酸アルミニウムまたは、重合体であり得、それらは処理される廃棄物のタイプに依存している。ポンプ22及び23の作動は、廃棄物脈流周期(effluent pulsation period)に対応している。
【0059】
ポンプ21による規則的な移送の効果により、反応物と共に廃棄物が、チャンバ20の外に流れ出て、垂直パイプ25を介して出る。
【0060】
パイプの上方管26に形成された開口部28は、廃棄物/反応物の溶液を均質化することができる。
【0061】
送りパイプ25の底部において、廃棄物は、フロックから成るスラッジベッドに接触させられる。フロックは廃棄物を活動させ始める脈流によって、懸濁液の中に入れられる。スラッジベッドを形成するフロックに接触すると、有機または無機汚染物質が、それらフロック上に集合し、廃棄物が次第にスラッジベッドを通過して、清澄される。ポンプ24により凝集反応物を入れることによって、凝集を強めることが可能である。
【0062】
負荷が増加すると、過剰なスラッジが凝集容器の外にあふれ、清澄タンク2の切頭円錐形部分4の中心部に収集する。それはポンプ18によって抽出される。
【0063】
清澄された廃棄物が、スラッジベッドを形成するフロックよりも低密度なため、その廃棄物は清澄タンクの外に、そこに形成された開口部3を介して、溢れ出す。
【0064】
清澄された廃棄物が、清澄タンクを取り囲む貯蔵タンク1の下部の中にあふれ出て、濾過物質8を介して流れる。
【0065】
この濾過物質は、石英、ポラゾン、活性炭、珪藻土または、軽石の粒状物から成り得、清澄後に廃棄物の余分な負荷を減らすことが可能である。
【0066】
濾過物質は、水/空気混合物をノズル9を介して逆流方向に導くことによって、洗浄され得る。この混合物の導入は、ポンプ18によって過剰なスラッジの抽出と同時、且つ同じ量で行い、清澄力を妨げない。
【0067】
このポイントで、廃棄物は物理化学的処理を受け、それゆえ清潔になる。それは貯蔵タンクの下部に蓄えられる。
【0068】
そして廃棄物は、ポンプ36によって吸い上げられ、空気を加えた後、それは環状チャンバ31の中へ正接方向に排出され、このチャンバの内部に渦を形成させる。チャンバ31は、廃棄物内に存在する細菌を固定する粒状物を収容しており、粒状物は懸濁液に入れられ、渦流の効力により揺り動かされる。この粒状物を懸濁液に入れて、それを揺り動かすことによって、廃棄物内に存在する細菌学的汚染物質が、かなり良好に固定される。
【0069】
ポンプ39は、導管35を介して連結した環状チャンバ32、33及び34の中に、廃棄物を吸い上げる。それは、上方チャンバ34から中間チャンバ32及び33の中に吸い上げられた廃棄物を再注入することによって、前記環状チャンバにおいて、一定の速度を維持する。各チャンバ31、32及び33は、特別な細菌に作用する、特別な粒状物(活性炭、砂または寸法規制されたポリスチレンビーズ)を収容しており、廃棄物が環状チャンバ34から開口部43を介して抽出されると、それによって完全な細菌学的処理を受ける。
【0070】
廃棄物が、後処理、例えば図2において参照符号45によって示された殺菌剤の追加される。
【0071】
図3は、隔離された場所にあって、飲料水を運ぶことを目的とした本発明による実施形態を示している。
【0072】
本発明によるプラントは、ハンドポンプ50を介して供給されている。
【0073】
タンク2は、二つの水平壁51及び52によって、上部47、中間部48、下部49に分割されている。
【0074】
上部は、チャンバ20を有し、その中にパイプ25が壁53に作られた開口部を介して延びている。
【0075】
送りパイプ25は、チャンバ20を、タンク2の下部に配置された凝集容器12に接続されている。
【0076】
パイプ25の下端部は、末広がりの切頭円錐形断面部分57を有している。
【0077】
凝集容器12は、タンクの底部上に載っており、その切頭円錐形上部13は、タンク2の内壁に結合している。
【0078】
凝集容器の切頭円錐形上部13では、溢れ出し開口部55が貫通している。
【0079】
壁51は円形開口部によって貫通され、そこには送りパイプ25と同心の排出パイプ56が接続されている。
【0080】
排出パイプ56は、その上端部に放射状の溢れ出し開口部59を有し、砂のような濾過材料を充填した濾過タンク60で終端している。
【0081】
パイプ66は、タンク60を濾過材料で充填できる。
【0082】
濾過タンク60の底部は、こし器62によって保護された開口部を備えている。
【0083】
各こし器62は、ポンプ50に接続された洗浄ノズル65を備えている。
【0084】
タンク2の上部、中間部、下部の各々は、排水弁61、62、63を備えている。
【0085】
手動三方弁67により、ハンドポンプ50が壁68から出るか、またはタンク2の中間部から出る流体を、吸い上げることができる。手動三方弁68によって、このポンプがタンク2の上部か、または洗浄ノズル65につながるパイプ70の中に運ぶ。
【0086】
本発明による実施形態の動作を説明する。
【0087】
弁67及び68は、壁68からの飲用不可能な水を吸い上げ、この水をタンク2の上部の中に運ぶようにセットされている。
【0088】
水の沈殿動作が行われ、粒子が壁52上に蓄積される。
【0089】
凝集または凝固反応物が、ポンプ(図示せず)によってチャンバ20の中に導かれる。
【0090】
充分な量の水が上部47に導かれると、水がチャンバ20の中と、凝集容器12の中に延びる送りパイプ25の中に溢れる。
【0091】
送りパイプ25の底部では、水をフロックから成るスラッジベッドと接触させる。送りパイプ25の末広がり切頭円錐形断面部分により、スラッジベッドに、水の優れた散布をできる。従って、水が流動化スラッジベッドと接触して清澄される。
【0092】
過剰なスラッジが、凝集容器12から開口部55を介して放出し、タンク2の底部の中に溢れ出る。このスラッジは、弁63を介して抽出され得る。
【0093】
ポンプ50による規則的な運搬の効果により、清澄された水が排出パイプ56を介して底部49から出て、開口部59を介して濾過タンク60の中へ溢れ出る。
【0094】
タンクが砂のような濾過材料で充填されているので、清澄された水が濾過動作を受ける。水は、こし器62によって保護された開口部61を介して、タンク60を出て、中間部48に蓄積される。
【0095】
水を使い果たすため、弁62を介して抜き取ってもよい。
【0096】
また水は弁67及び68をセッティングすることによって、第二清澄サイクルも受け、その様な方法で、ポンプ60が中間部48から第一清澄サイクルを受けた水を吸い上げ、更なる清澄サイクルを受けるため、この水を上部47の中に運ぶ。
【0097】
弁67及び68は、水が中間部49から吸い上げられ、パイプ70を介して洗浄ノズル65の中に運ばれる。洗浄ノズル65は、こし器62の中に開いて、逆流方向に送られる水が濾過媒体を洗浄する。この動作の間、弁63が開いている。
【0098】
ゆえに本発明は、低い設置コストの特に小型の廃棄物清澄プラントを提供し、優れた物理化学的且つ細菌学的な浄化を実行することができる。
【0099】
言うまでもなく、本発明は上記で説明した実施形態に制限されることはなく、むしろそのずべての実施変形例を含んでいる。ゆえに、この浄化プラントは、種々のポンプを制御する電子装置を組み込み、且つ運搬可能なプラットフォーム上に載った、モジュールの形式で設置され得る。
【図面の簡単な説明】
【図1】
本発明によるプラントの断面図。
【図2】
処理設備に組み込まれた本発明による廃棄物浄化プラント。
【図3】
隔離された場所にあって飲料水を運ぶことを目的とした本発明の別の実施形態。

Claims (16)

  1. 清澄タンク(2)を具備した廃棄物浄化プラントは、
    不純物を清澄タンク(2)の上面に配置されたチャンバ(20)の中に、規則的に送るポンプ(21、50)と;
    廃棄物凝固または凝集反応物を、前記チャンバに加えるための少なくとも一つの定量ポンプ(22、23、24)と;
    (一つ以上の)反応物と共に廃棄物を、前記チャンバから清澄タンクの内部に配置された凝集容器(12)の底部に、搬送するパイプとを具備し、容器内にはスラッジベッドが形成し、廃棄物が前記ベッドを介して上方へ流れ、ベッドに接触する時に清澄されること、
    を特徴とする廃棄物浄化プラント。
  2. 凝集容器(12)が、円筒状の下部まで伸長する切頭円錐形の上部(13)を備え、その中にパイプ(25)が延びることを特徴とする請求項1に記載の廃棄物浄化プラント。
  3. パイプ(25)は、第一管(26)と第二管(27)とを備え、第一管はその一方の端部がチャンバ(20)の中に延び、他方の端部が、放射状の均質化開口部(28)を備え、第二管はその直径が第一管よりも大きく、その上方端部が第一管の放射状に配置した均質化開口部(28)を覆い、下方端部が切頭円錐形容器(12)の底部分の中に延びることを特徴とする請求項1または2に記載の廃棄物浄化プラント。
  4. 清澄タンク(2)の底部分が、凝集容器を溢れ出るスラッジを受ける切頭円錐形部分(4)を有することを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の廃棄物浄化プラント。
  5. ポンプ(8)が、清澄容器の切頭円錐形部分に集められたスラッジを抽出することを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の廃棄物浄化プラント。
  6. 寸法規制された開口部(3)が清澄タンク(2)の上部に配置され、清澄タンク(2)を取り囲む貯蔵タンクに、清澄された排出物を流入することができることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の廃棄物浄化プラント。
  7. 送りパイプ(25)の下端部が、末広がりの切頭円錐形断面を有することを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載の廃棄物浄化プラント。
  8. 濾過材料(8)が、清澄タンク(1)と貯蔵タンク(1)との間に配置され、清澄された廃棄物が、貯蔵タンク(1)の底部分に蓄積される前に、前記濾過材料を介して流れることを特徴とする請求項1〜7のいずれか一項に記載の廃棄物浄化プラント。
  9. 定量ポンプ(22、23、24)が、廃棄物供給パイプ(10)に配置された静電ミキサー(11)の上流の混合チャンバの底部分(2)の中と、切頭円錐形容器の円筒状部分の底部の中の各々に、反応物を導くことを特徴とする請求項1〜8のいずれか一項に記載の廃棄物浄化プラント。
  10. チャンバ(20)と凝集容器(12)との間に配置された濾過材料を具備した濾過容器(60)と;
    凝集容器(12)と濾過容器(20)との間に配置された壁と;
    送りパイプ(25)よりも直径が大きく且つそれと同軸で、壁(51)と濾過容器(20)との間に延びる排出パイプ(56)と;
    を備えることを特徴とする請求項1〜9のいずれか一項に記載の廃棄物浄化プラント。
  11. 凝集容器(12)の切頭円錐形部分(13)の上縁部が、タンク(12)の内面に隣接することを特徴とする請求項10に記載の廃棄物浄化プラント。
  12. 濾過容器(60)が、その下面に、こし器(62)によって保護され、濾過された水を流出できる開口部(61)を有することを特徴とする請求項10または11に記載の廃棄物浄化プラント。
  13. ポンプ(36)が、貯蔵タンク(1)の外で清澄された廃棄物を吸い込み、それを、貯蔵タンクの外面に配置され、細菌学的な要素を固定する粒状物を収容した、少なくとも一つの環状チャンバ(31)の中に導くことを特徴とする請求項1〜12のいずれか一項に記載の廃棄物浄化プラント。
  14. 環状チャンバは四個(31、32、33、34)で、その各々が導管(35)を介して互いに連結していることを特徴とする請求項13に記載の廃棄物浄化プラント。
  15. 回収ポンプ(39)が、上方環状チャンバ(34)における清澄廃棄物を吸い上げ、それを複数の下方チャンバ(31、32、33)の中に再注入することを特徴とする請求項13または14に記載の廃棄物浄化プラント。
  16. 貯蔵タンク(1)、清澄タンク(2)、凝集タンク(12)、及び複数の環状チャンバが、プラスチックで作られることを特徴とする請求項1〜15のいずれか一項に記載の廃棄物浄化プラント。
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