JPH0688019B2

JPH0688019B2 - 加圧浮上分離装置

Info

Publication number: JPH0688019B2
Application number: JP2031188A
Authority: JP
Inventors: 政勝尾沢
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1990-02-09
Filing date: 1990-02-09
Publication date: 1994-11-09
Anticipated expiration: 2009-11-09
Also published as: JPH03238080A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明、微細な気泡を利用して被処理水中に含まれる浮
遊物質である固体粒子を浮上分離させて固液の分離を行
うようにした加圧浮上分離装置に関するものである。

（従来の技術）加圧浮上分離は、浮遊物質である固体が粒子となって含
まれる被処理水を加圧することにより空気を被処理水内
に溶解し、加圧された被処理水を常圧に戻すときに被処
理水に溶け込んでいた空気が微細気泡となって遊離する
ので、この微細気泡を被処理水中の粒子に付着させて浮
上させることにより固液の分離を行う方法である。

従来技術による加圧浮上分離方法は、被処理水のすべて
を加圧する全量加圧方法、被処理水の一部を加圧する部
分加圧方法、固液分離がされた処理水の一部を加圧して
被処理水に供給する循環水加圧方法が知られている。

第５図は、従来技術のうちの循環水加圧方法の具体例で
あり、浮上分離は浮上分離槽の液内に被処理原水を供給
して液内にて浮上分離を行う。

１は浮上槽、２は被処理水吐出管であって、前記浮上槽
１内に設置されている。３は集水管で前記浮上槽１の底
部近くに設置され、浮上槽１内で固液分離された処理水
を排出するためのものである。４は処理水槽で内部に前
記集水管３と連結した水位管５を収容し、この水位管５
の上面高さが前記浮上槽１の水位を決定する。

６は処理原水槽、７はミキサー、８は加圧タンクであっ
て、処理原水槽６とミキサー７はポンプ９を介して接続
され、加圧タンク８は前記処理水槽４とポンプ10を介し
て接続されると共にミキサー７と接続されている。又、
前記ミキサー７は前記被処理水吐出管２と接続されてい
る。なお、11は前記加圧タンク８に空気を取り入れる空
気取入口である。

12は前記浮上槽１の液面に集積した浮上物を掻き集める
ためのスキムレーキで、モータ13の駆動軸と連結されて
いて回転可能に設置されている。14は前記浮上槽１の上
部に設けた浮上物排出口、15は前記浮上槽１内に沈殿し
た沈殿物を掻き集めるための沈殿物レーキである。

上記のように構成された分離装置において、処理原水槽
６の被処理水はポンプ９によってミキサー７へ供給され
る。又、分離処理された処理水の一部はポンプ10によっ
て加圧タンク８へ供給され、加圧タンク８において空気
取入口11から供給された空気と共に加圧されてミキサー
７に供給される。ミキサー７に供給された処理原水は加
圧された処理水と混合されて加圧状態で被処理水吐出管
２へ送られる。

被処理水吐出管２から浮上槽１内に加圧状態で供給され
た被処理水は、常圧の液内に放出されることによって常
圧に戻るが、このとき、被処理水に溶け込んでいた空気
が微細な気泡となって遊離し、被処理水中の粒子を伴っ
て浮上する。

浮上槽の液面上に浮上した浮上物はスキムレーキ12によ
って掻き集められて浮上物排出口14から取り出される。
固液分離された処理水は処理水槽４に送られ、一部は排
出され、一部は前記したように加圧されて浮上槽１に再
び分離処理のために供給される。

第５図の従来技術および他の従来技術による分離方法
は、いずれも浮上槽の液内に被処理水および加圧水など
を供給して浮上分離させるようにしているために、被処
理水が浮上槽内で対流現象を起し、このため浮上槽内に
供給される被処理水は対流現象によって攪拌されてい
た。前記したように浮上分離は微細気泡に粒子を付着さ
せて浮上させることによって固液の分離を行っているの
で、被処理水が浮上槽内で攪拌されていると、粒子がい
ったん浮上槽の底部近く達した後に浮上するので、粒子
全部が浮上し終るまでに長時間を要することになる。こ
のため、被処理水の分離効率を高める唯一の方法は浮上
槽を大きくすることである。

従来技術においては、分離処理する被処理水の水量が多
くなると規模の大きな浮上槽を設ける必要があり、設備
の投資効率が悪くなるなどの問題があった。

（発明が解決しようとする課題〕本発明は、被処理水を浮上槽の液面上に供給することに
より、浮上槽内で被処理水による対流現象の発生を防止
し処理性能を格段に向上させる加圧浮上分離装置を提供
することを目的としている。

（課題を解決するための手段）本発明において課題を解決するための手段は、浮遊物を
含有する水を収容する円筒状の浮上槽20と、該浮上槽20
の中央部に配設され浮遊物含有水と加圧水を混合する筒
状の混合室21と、該混合室21の底部に設けられ浮遊物含
有水及びこれと混合される加圧水を当該混合室21に取り
込むための処理原水供給口22及び加圧水供給口23と、前
記浮上槽20内に当該浮上槽20の軸に対して放射状に延設
され浮遊物含有水の所定高さよりも高い位置に配設され
かつ前記混合室21と連通していると共に長手に沿って散
布口41が開口形成されている分配散布管40と、前記浮上
槽20内の水の表面に浮上した浮上物を掻き集めるために
当該浮上槽20の軸に対して放射状に延設されかつ掻き集
められた浮上物を吸引するための吸引カップ52を有し該
吸引カップ52に対して浮上物を寄せ集めるように当該吸
引カップ52に向って傾斜させたスキムレーキ51と、前記
分配散布管40及び前記スキムレーキ51の取り付け角度を
分配散布管40の回転方向後方に向ってスキムレーキ51を
設け前記浮上槽20の軸周を同時に回転するように取り付
けた逆カップ状の回転筒38と、該回転筒38を回転するた
めの回転駆動装置と、処理された水を収集するため前記
浮上槽20に設けられた排水管58と、前記浮上槽20内の水
位を所定高さに保持するためのゲージ管57とを具備する
ことを特徴とするものである。

（作用）混合室21の底部に供給された処理原水と加圧水は混合室
21内で混合されるが混合室21内が大気圧なのでこの中で
気泡を析出しつつ次第に上方に向って流れる。析出した
気泡が被処理水に含まれている浮遊物質である粒子に付
着して混合室21の上部から浮上槽20の液面上に供給され
る。

従って、浮上槽20の液面には気泡の付着によって比重が
小さくなった粒子が浮上するので、これら浮上分離され
た粒子は、スキムレーキ51により吸引カップ52まで掻き
集められて浮上物排出ポンプ59により吸引排除される。

又、混合室21から流出した被処理水を分配散布管40によ
って浮上槽20の液面に供給するようにしているために、
供給された被処理水による浮上槽20内の対流現象は生じ
ない。このため、浮上槽20内における処理滞留時間が短
縮できるので浮上槽20の単位容積あたりの処理量を大幅
に増加させることができる。

（実施例）第１図は本発明装置全体を組み立てた縦断面図、第２図
は同じく平面図である。

この実施例は循環水加圧方式による処理装置である。こ
れらの図において、浮上槽20は平面円形形状に形成され
ており、槽の中央部分に円筒状の混合室21を設け、この
混合室21の底部に処理原水供給口22および加圧水供給口
23を設けている。前記処理原水供給口22は処理原水槽24
と接続され、前記加圧水供給口23は加圧タンク25と接続
されている。

前記処理原水槽24はポンプ26ならびに流量調整弁27及び
流量計28を介して前記処理原水供給口22に接続すること
により、前記処理原水槽24に貯溜されている処理原水と
前記加圧タンク25に貯溜されている加圧水とそれぞれ前
記混合室21の底部に供給するようにしている。

なお、前記加圧タンク25には前記浮上槽20の外部に設け
た処理水槽29から取り出された処理水が空気とともに加
圧水ポンプ30で加圧されて貯溜されている。又、前記加
圧水供給口23と加圧タンク25との通路に減圧弁31、流量
計32、流量調整弁33が設けられている。さらに前記減圧
弁31と流量計32との間に凝集剤等の薬剤を貯溜した薬剤
槽34が薬剤供給ポンプ35を介して接続されている。36は
薬剤槽34の薬剤攪拌手段である。37は前記処理水槽29と
加圧水ポンプ30との間に設けた空気吸入口であり、処理
水の流量を調整できるようにしている。

前記混合室21の上端には底部を上方に向けたカップ状の
回転筒38が回転自在に設けられている。前記回転筒38に
は流出口39が形成されると共に、この流出口39に連通さ
せた状態でかつ水平方向の分配散布管40を固定してい
る、又、前記分配散布管40には管に沿って開口する散布
口41を形成し、前記流出口39から流出（オーバフロー）
した被処理水（処理原水と加圧水が混合されたもの）を
分配散布管40を経て前記浮上槽20内の液面に上方から散
布供給するようにしている。

又、前記回転筒38には前記浮上槽20の上面を覆うフレー
ム42から垂直方向に突出させ、かつ回転自在な駆動軸43
が固定されると共に、前記フレーム41に設けた回転駆動
装置44の駆動歯車45と前記駆動軸43の上端部に設けた従
動歯車46とをチェーン47により連動させている。

なお、48は前記混合室21と前記回転筒38との間に装着し
たシール構造、49は前記フレーム42と前記駆動軸43との
間に装着したベアリングである。

さらに、前記浮上槽20の内部には前記回転筒39の回転に
伴って浮上槽の液面に浮上分離された浮上物50を掻き集
めるためのスキムレーキ51及びこのスキムレーキ51で掻
き集められた浮上物50を吸引する吸引カップ52が設けら
れている。

このスキムレーキ51は前記回転筒38に固定した取付棒51
aに設けられており、前記吸引カップ52に対して浮上物5
0を寄せ集めるように当該吸引カップ52に向って傾斜さ
せている。

この他、前記浮上槽20の底部に沈殿した沈殿物を沈殿物
除去口53にかき集める沈殿物レーキ54を設けている。前
記沈殿物レーキ54は前記混合室21を中心に放射方向に設
けられ、前記回転筒39に連結されていて回転筒39の回転
に伴って回転するようになっている。

そして、前記浮上槽20の底部近傍に設けた仕切板55の下
面に集水管56を設け、この集水管56に接続したゲージ管
57を前記処理水槽29に立ち上げて開口させることによ
り、前記浮上槽20の水面高さをこのゲージ管57の立ち上
げ寸法と一致させるようにしている。58は前記処理水槽
29に設けた排水管、59は前記フレーム41に設置した浮上
物排出ポンプであり、この浮上物排出ポンプ59と前記吸
引カップ49とを吸引管60及び自在継手61を介して接続し
ている。62は前記沈殿物除去口53に接続した排出管であ
って、バルブ63により開閉操作され、常時は閉塞されて
いる。

なお、前記分配散布管40は第２図に示すように前記浮上
槽20の半径方向に沿って設けられて駆動装置44により図
中時計方向に回転駆動され、その回転方向後方にスキム
レーキ51及び吸引カップ52を配設している。又、前記ス
キムレーキ51は前記吸引カップ52に向って浮上物50をか
き集めるように吸引カップ52から離れるに従って回転方
向前方に傾斜している。

以上のように構成された加圧浮上分離装置において、処
理水槽29に貯溜されている処理水が処理原水中に含まれ
る粒子に対して重量比で1/10〜1/50の空気とともに加圧
水ポンプ30により例えば２〜4Kg/cm²に加圧されて加圧
タンク25に供給される。従って、この加圧タンク25には
多量の空気が溶解した処理水が貯溜されている。

実施例では加圧水ポンプ30の吸入側に空気を混入させて
これを処理水とともに加圧させることにより、空気の圧
縮手段を省略するようにしているが、処理水と空気をそ
れぞれ独自で圧縮した後に前記加圧タンク25に供給する
こともできる。

前記加圧タンク25に貯溜されている処理水は、流量調整
弁33により流量を制御され、薬剤タンク34から薬剤供給
ポンプ35を経て送り出された薬剤と共に減圧弁31及び加
圧水供給口23を経て混合室21の底部に供給される。又、
処理原水槽24に貯溜されている処理原水は、ポンプ26、
流量調整弁27により流量を制御されて処理原水供給口22
から混合室21の底部に供給され、加圧水供給口23から供
給された加圧水と混合されて（被処理水となって）混合
室21内を次第に上昇する。

混合室21は大気圧に保持されているために、加圧水供給
口23から供給された高圧の処理水に溶解していた空気が
微小な気泡となって析出され、被処理水に含まれている
粒子に付着する。

そして、混合室21の上端に至った被処理水は気泡が付着
した粒子と共に回転筒38に形成されている流出口39から
流出し、浮上槽20内を時計方向に回転している分配散布
管40の散布口41から浮上槽20内の液面に均一に供給され
る。

浮上槽20の液面に供給された被処理水に含まれている粒
子は、気泡が付着することによる比重の減少補正が行な
われているので速やかに浮上分離され、前記分配散布管
40と共に回転しているスキムレーキ51により吸引カップ
52まで掻き集められて浮上物排出ポンプ59により吸引排
除される。

又、水より比重が大きい沈殿物は浮上槽20の底部に沈殿
し、沈殿物レーキ54による掻き寄せ作用で沈殿物除去口
53にかき集められる。従って、集水管56には浮上物及び
沈殿物を含まない水（処理水）のみが流入し、ゲージ管
57を経て処理水槽29に供給される。なお、処理水槽29に
供給された処理水の一部は前記したように加圧水ポンプ
30による加圧作用を受けて空気と共に浮上槽20に循環供
給されるが、残りの処理水は排水管58から排出される。

実施例の加圧浮上分離装置においては、被処理水に含ま
れる固体粒子と気泡との結合が行なわれる混合室21を浮
上槽20と実質的に独立させ、この混合室21から流出した
被処理水を浮上槽20の液面に上方から供給するようにし
ている。従って、浮上槽20内においては被処理水の供給
に伴う沈下が見られるのみで従来のように攪拌が行なわ
れず、気泡の沈下も極めて浅いものであった。このた
め、浮上槽20の必要水深も沈下に見合ったものであれば
よく、しかも攪拌が行なわれないので必要面積も最小限
で充分である。

一例として、表面積が1m²の浮上槽において、毎時2m³の
加圧処理水を循環させかつ毎時5m³の被処理水を混合室
に供給した場合における気泡の沈下深さは最大で0.3mで
あった。従って、安全率を２倍にとったとしても浮上槽
の有効水深を最大で0.6mにすれば充分である。

又、計算上の必要水深0.6mは、次式で与えられる。

このために、処理に必要な滞留時間は次式から明らかな
ようにとなる。

これを換言すれば、表面積が1m²、有効水深が0.6m、滞
留時間が５分の浮上槽を用いて総量で毎時7m³の処理が
可能となる。このために、同一処理能力のものを得よう
とすれば、従来例に比較して浮上槽の有効水深を４分の
１から５分の１の深さとすることができ、浮上槽を大幅
に小型化することができる。

実施例では分配散布管40の回転方向後方に約270゜の角
度でスキムレーキ51および吸引カップ52を配設している
が、この角度を例えば315〜340゜程度まで大きくして被
処理水の散布から浮上物の排除までのタイムラグを大き
くして処理能力を増大させることもできる。

又、実施例では処理水の一部を空気とともに加圧して浮
上槽に循環供給することにより、加圧ポンプの摩耗など
を予防するようにしている。

第３図、第４図は他の実施例であって、第３図は装置全
体を組み立てた縦断面図、第４図は同じく平面図であ
る。

この実施例も循環水加圧方式であり、浮上槽は角形とし
ている。平面長方形状に形成された浮上槽20の側面部に
混合室21を設け、この混合室21から流出した被処理水を
浮上槽20の液面に一端からガイド板70を用いて供給し、
前記混合室21と反対側の端部に処理水流出口71及び浮上
物排出口72を設けている。そして、無端帯のベルトで構
成され回動可能なコンベア73に設けた第２のスキムレー
キ74を浮上槽20の上部に設けることにより、水面に浮上
した浮上物を前記第２のスキムレーキ74で前記浮上物排
出口72にかき集めるようにしている。

なお、この他の部分は上記実施例と実質的に同一の構成
であるので、同一の機能を奏する部分に同一の符号を付
してその説明を省略した。

（発明の効果）本発明は、混合室から流出した被処理水を浮上槽の液面
に供給するようにしているために、供給された被処理水
による浮上槽内の攪拌が行なわれず、このために、浮上
槽内における浮上分離効率が向上し、浮上槽の必要表面
積及び必要水深を小さくできると共に、処理滞留時間を
も短縮できるので浮上槽の単位容積あたりの処理水量を
大幅に増加させることができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置を組み立てた全体の縦断面図、第２図は第１図の平面図、第３図は他の実施例による装置全体の縦断面図、第４図は第３図の平面図、第５図は従来技術による装置の説明図。 20……浮上槽、21……混合室、22……処理原水供給口 23……加圧水供給口、24……処理原水槽、25……加圧タ
ンク 26……ポンプ、27……流量調整弁、28……流量計 29……処理水槽、30……加圧水ポンプ、31……減圧弁 32……流量計、33……流量調整弁、34……薬剤槽 35……薬剤供給ポンプ、36……薬剤攪拌手段、37……空
気吸入口 38……回転筒、39……流出口、40……分配散布管 41……散布口、42……フレーム、43……駆動軸 44……回転駆動装置、45……駆動歯車、46……従動歯車 47……チェーン、48……シール構造、49……ベアリング 50……浮上物、51……スキムレーキ、52……吸引カップ 53……沈殿物除去口、54……沈殿物レーキ、55……仕切
板 56……集水管、57……ゲージ管、58……排水管 59……浮上物排出ポンプ、60……吸引管、61……自在継
手 63……バルブ、62……排出管、70……ガイド板 71……処理水流出口、72……浮上物排出口、73……コン
ベア 74……第２のスキムレーキ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】浮遊物を含有する水を収容する円筒状の浮
上槽（20）と、該浮上槽（20）の中央部に配設され浮遊
物含有水と加圧水を混合する筒状の混合室（21）と、該
混合室（21）の底部に設けられ浮遊物含有水及びこれと
混合される加圧水を当該混合室（21）に取り込むための
処理原水供給口（22）及び加圧水供給口（23）と、前記
浮上槽（20）内に当該浮上槽（20）の軸に対して放射状
に延設され浮遊物含有水の所定高さよりも高い位置に配
設されかつ前記混合室（21）と連通していると共に長手
に沿って散布口（41）が開口形成されている分配散布管
（40）と、前記浮上槽（20）内の水の表面に浮上した浮
上物を掻き集めるために当該浮上槽（20）の軸に対して
放射状に延設されかつ掻き集められた浮上物を吸引する
ための吸引カップ（52）を有し該吸引カップ（52）に対
して浮上物を寄せ集めるように当該吸引カップ（52）に
向って傾斜させたスキムレーキ（51）と、前記分配散布
管（40）及び前記スキムレーキ（51）の取り付け角度を
分配散布管（40）の回転方向後方に向ってスキムレーキ
（51）を設け前記浮上槽（20）の軸周を同時に回転する
ように取り付けた逆カップ状の回転筒（38）と、該回転
筒（38）を回転するための回転駆動装置と、処理された
水を収集するため前記浮上槽（20）に設けられた排水管
（58）と、前記浮上槽（20）内の水位を所定高さに保持
するためのゲージ管（57）とを具備することを特徴とす
る加圧浮上分離装置。
【請求項２】分配散布管（40）とスキムレーキ（51）と
の取り付け角度が、分配散布管（40）の回転方向後方に
270゜以上の角度でスキムレーキ（51）が配設されてい
ることを特徴とする請求項第１項に記載の加圧浮上分離
装置。