JPS5857237B2 - 浮上分離装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、一般には、懸濁性又は沈降性の被分離特定物
質を含有した廃液から該特定物質を浮上分離する装置に
関するものであり、更に詳しく言えば該特定物質を浮上
分離する際に、該特定物質を適当な手段により循環液中
に分散させた空気泡に接着或は付着させて浮上分離する
装置に関するものである。

液中に分散させた空気泡に特定物質を接着或は付着させ
て浮上分離する形式の装置は従来種々提案されている。

このような形式の浮上分離装置において最も重要な要件
は（１）浮上槽内あるいは槽外に隔室あるいは補助槽が
あること、（２）薬剤（即ち、有機高分子凝集剤）添カ
ロを廃液に微細空気が分散した状態のとき行なうこと、
（３）薬剤添加量が少量ですむこと、（４）廃液に分散
される空気は微細気泡とされること、（５）単純、小型
であること、（６）製作費が安価であること、（７）間
欠運転が可能であること、（８）該特定物質負荷量およ
び水量の変動に対応できるなどであり、上記諸要件のう
ち一つでも欠けると適切な処理を行なうことはできない
。

所が従来の浮上分離装置にあっては、上記諸要件を同時
に二つ以上満足するものはなく、従って有効な分離成績
が得られないかもしくは装置が煩雑となったり、過大と
なったり、あるいは薬剤添加を多く必要としているのが
現状である。

更に浮上分離装置に要求される前記要件に関連して説明
すると、より詳しくは後述されるように、種々の実験の
結果、隔室或は補助槽がない場合、該補助槽の断面が円
形若しくは正方形でない場合、循環液と空気泡の吐出口
が補助槽の内方へと幾分深入りした位置まで挿入されて
いない場合、及び薬剤添加を廃液に微細空気が分散した
状態のときに行なわない場合には、浮上分離装置の処理
効果が特に悪いことが分った。

又微細空気泡の発生及び供給手段に関して考察するに、
循環液に微細空気泡を吸引或は吹込む代わりに、循環液
を用いないで直接廃液中に空気を吸引或は吹込む形式の
浮上分離装置においては、該装置の運転休止時に浮上ス
カムが槽内に再び沈殿してしまい、次の始動時に該スカ
ムが処理液と共に流出するという欠点を有し、さらに後
述するように廃液−空気量比を一定限度以上にすること
が困難のため汎用性の点および該特定物質負荷量が変動
した場合に問題がある。

廃液と循環液を合併しこれに空気を吸引或は吹込む形式
のものもあるが、廃液量、循環水量、空気量が連動する
ため設備を調整する作業が困難であり、又調整を行なわ
ない場合には原水量の変動が廃液量、循環水量に影響を
与えるため外環が不安定になるという欠点を有する。

従って、本発明の目的は、従来の装置が有する諸欠点を
解決した改良された浮上分離装置を提供することである
。

本発明の他の目的は、微細な空気泡を発生せしめ、廃液
を極めて有効に処理し得る浮上分離装置を提供する。

ことである。本発明の更に他の目的は、補助槽を浮上槽
の内方又は外方に所望に応じて配設せしめ、極めて構成
の簡単な且つ小型の浮上分離装置を提供することである
。

本発明の他の目的は、所要薬剤添加量を最小限とし、父
方離さるべき被分離特定物質の負荷量及び水量の変動に
も迅速に対処し得る浮上分離装置を提供することである
。

本願発明を要約すると、本願発明は、廃液中に存する懸
濁性又は沈降性の物質を循環液中に分散させた空気泡に
接着或は付着させてスカムとして浮上分離する気泡接触
型の浮上分離装置であって、スカムを浮上させる浮上槽
と、細長の胴部を有した補助槽とを具備し、 （１）補助槽は ■ 浮上槽で処理された微細空気泡含有循環液と原廃液
とを混合し、懸濁性又は沈降性物質と微細空気泡とを混
合する混合帯域（Ｉ）と、■ 混合帯域（Ｉ）にて形成
された空気泡と懸濁性又は沈降性物質との混合液中に高
分子凝集剤を注入し、空気泡と懸濁性又は沈降性物質と
の凝集体（フロック）を生成する凝集反応帯域■）と、 ０ 凝集反応帯壊用）で形成された浮遊性フロックを、
浮上速度の遅いフロックをも浮上せしめるべく、循環液
の噴流作用を効果的ならしめるための上昇流付与帯域側
と、 を有するように構成されていること。

従って（２）原廃液を供給するための原産液流入管と、
有機高分子凝集剤を添カロするための有機高分子凝集剤
冷力ロ管と、微細空気泡含有循環液を供給するための循
環液吐出管とが各々別体として補助槽に設けられること
。

（３）有機高分子凝集剤添加管の補助槽への開口部は原
産液流入管の補助槽への開口部及び循環液吐出管の補助
槽への吐出開口に対しより補助槽の浮上槽開放端部に近
接して設けられていること。

更に又（４）微細空気泡含有循環液を循環液吐出管を介
して浮上槽から補助槽へと供給する循環手段は、浮上槽
から循環液吐出管へと送給する循環ポンプと、周囲大気
より空気を吸引し循環液中に流入させるエジェクタと、
エジェクタにより循環液中に吸引された空気を微細気泡
とするための固定式パイプミキサとを具備すること を特徴とする。

次に本発明に係る浮上分離装置を図面に則して詳しく説
明する。

第１図は本発明に係る浮上分離装置の一実施態様を表わ
す。

該実施態様における浮上分離装置１ａは浮上槽３と、該
浮上槽３の外方に配置された補助槽２と、前記浮上槽３
から前記補助槽２へと循環液を送出して循環せしめるた
めの循環手段１０とを具備する。

補助槽２は好ましくは横断面が円形か又は正方形とされ
る細長の胴部４を有し、該胴部の一端、即ち上部６は上
方に拡散した漏斗形状とされ、前記浮上槽に開放されて
前記補助槽２と浮上槽３とは流体連通状態とされる。

又前記補助槽２の他端、即ち底部５には、循環液送出ポ
ンプ１σを具備した前記循環手段１０に流体連通しそし
て浮上槽３からの循環液を前記補助槽２内へと吐出せし
めるための循環液吐出管路７が設けられる。

該循環液吐出管路７は、その吐出開口部７′を補助槽２
の内方へと底部５から離間した位置に位置せしめるべく
補助槽２内に突出挿入して取付けるのが好ましい。

補助槽２の胴部４には、底部５に近接して原反液流入管
路８と、該原反液流入管路８より上部６により近づいた
位置に薬剤添加管路９が配設される。

更に補助槽２の構成について詳しく説明すると、第２図
を参照すると理解されるように、補助槽２の細長胴部４
は、原廃液と浮上槽からの微細空気泡含有循環液とを混
合する混合帯域■と、該混合帯域に連接し、該混合帯域
にて形成された空気泡と懸濁性又は沈降性物質との混合
液から有機高分子凝集剤の働きにより空気泡と懸濁性又
は沈降性物質との凝集体を生成せしめる凝集反応帯域■
と、該凝集反応帯域と細長胴部の浮上槽への開放端部と
の間にて垂直方向に延在し該凝集反応帯域で形成された
浮遊性凝集体を浮上槽へと浮上せしめるための上昇流付
与帯域■とを有している。

従って前記循環液吐出管路７及び原反液流入管路８は補
助槽２の混合帯域■に連結され、有機高分子凝集剤添加
管路９は凝集反応帯域■に連結されている。

上記の如き構成された浮上分離装置１ａにおいて、分散
した微細気泡を含む循環液は循環ポンプ１０′の圧力に
より補助槽底部５に設げた管路７を介して補助槽胴部４
に圧入される。

一方原廃液は好ましくは送出ポンプを使用することなく
適所に設けられた廃液タンクより管路８を介して胴部４
に流入し、循環液圧入によって起る乱流により攪拌、混
合される。

次いで薬剤が図示しない薬注ポンプにより管路９を介し
て補助槽胴部４に圧入され、薬剤の作用により混合液中
の被分離特定物質と気泡は接着あるいは付着し補助槽上
部６より浮上槽３に液とともに開放される。

次で浮上槽３で浮上スカムと液とが分離する。

胴部１の断面は前述のように円形又は正方形となってお
り、この形状は後述するように重要である。

胴部４の流速は上記の混合時間と薬剤が作用する時間と
に関連しており、前者を比較的短時間とし後者を比較的
長時間とすることが好ましい。

混合時間が長ずざると気泡の会合が起り浮上効果を悪化
させる。

吐出口の圧力も同様に時間と関連するので０．３ｋｇ／
ｃｒＡ以上とするのが好ましい。

薬剤添力目は廃液中に微細気泡が分散した状態で添加す
るのが重要で、後述するように廃液に直接添加した場合
、循環液に直接添加した場合には処理効果が悪くなる。

なお原廃液の流入には圧入ポンプは不要である。

図示されるように、循環液吐出管路７を胴部４へと挿入
し補助槽２内における循環液の吐出ロア′が底部５より
胴部４の内方へと離間した位置に設けられるようにし且
つ該吐出ロア′が胴部４の径より小とされることが重要
であり、このように構成することにより、原液の吸引並
びに原液・循環液の混合及び薬作の作用に有効な流体の
乱流状態をつくることができる。

前記の如くに構成されない場合には原液の流量変動に対
応できず、また処理効果が悪くなる。

本発明に係る浮上分離装置１ａは上記の如き構成の簡単
な且つ小型の補助槽を具備することにより極めて有効に
作動される。

第３図は、補助槽２が浮上槽３の内部に配設された、本
発明の他の実施態様に係る浮上分離装置１ｃを表わす。

該浮上分離装置１Ｃは第１図に示す浮上分離装置１ａと
は、概略同様の構成とされるが、補助槽２が浮上槽３内
に設けられている点及び循環手段１０が循環ポンプ１０
′と循環液吐出管路７との間に静止型流体（液及び空気
）剪断・混合手段、即ち、固定式パイプミキサ１３及び
エジェクタ１２を具備するように構成されている点で相
違している。

該浮上分離装置１ｃについてその作動を説明すれば、循
環液は浮上槽３の底部３′から流量調節バルブ２０及び
管路１４を介して循環ポンプ１０′に至り、該ポンプ１
０′によってエジェクタ１２に圧入される。

該エジェクタ１２においては該エジェクタに設けられた
流入管路１１から、調整バルブ２１を介して流動する圧
縮空気が該エジェクタ機構１２内へと圧入される。

空気は次でパイプミキサ１３にて循環液中に分散され且
つ微細化され、管路７を介して補助槽２に圧入される。

浮上槽で浮上したスカムはスカムかき取り装置１７によ
り糸外に排出され、処理液は溢流機構１８より排出され
る。

１５，１６は薬注ポンプ、薬剤タンクを示す。

後で詳しく述べるように、パイプミキサ１３を用いるこ
とにより、パイプミキサを使用しない場合に比較し、気
泡は極めて微細化され、廃液の処理効果が著しく向上す
ることが分った。

又パイプミキサ１３内の流速は比較的速くするのが好ま
しく、流速が遅いと気泡が粗大化し浮上効果を悪くし、
更に又圧入空気量はノルマル体積で循環液量の７０％以
内とするのが好ましく、これ以上圧入すると補助槽２内
で攪乱し処理効果を悪くするということが種々の実験の
結果分った。

第４図は、第３図に図示された浮上分離装置１ｃと概略
同じ構成を持った本発明に係る浮上分離装置１ｄを表わ
す。

該浮上分離装置１ｄにおいては、循環手段１０は浮上槽
３の底壁３′と循環ポンプ１０′との間にエジェクタ１
２が設けられ、該ポンプ１０′と循環液吐出管路７との
間にパイプミキサ１３が設けられ、調整バルブ２１及び
エジェクタ流入管路１１を介してのエジェクタ１１内へ
の空気の流入は、循環ポンプ１０′の吸引力により行な
うように構成される。

即ち、空気を圧入しないように構成した点において第３
図の浮上分離装置１ｃと異なる。

パイプミキサ内の流速は１．５ｍ／ｓｅｃ以上とし、空
気量は循環水量の６０％以内とするのが好ましく又、パ
イプミキサを使用しない場合には気泡径のばらつきが犬
で良好な結果が得られないことが分った。

本実施態様においては空気量が若干異なる以外は圧縮空
気を用いないので、第３図に示す浮上分離装置１Ｃより
はその機構が簡単となり、又処理効果の面では通常の操
業条件下においては、後述するように、前記浮上分離装
置１ｃと同等の良好な成積が得られた。

しかしながら、空気量に差があるために極限状態におい
ては処理効果に差がでると思われる。

以上説明したように、本発明はパイプミキサ１３を使用
することにより分散した微細気泡を発生せしめ処理効果
を著しく向上せしめることができる。

次に、更に具体的に実施例を掲げて本発明を説明する。

実施例 １ 第３図に図示した浮上分離装置において、浮上槽３の実
内容積を１５０．ｇ、縦形補助槽２を使用し、胴部４の
断面の形状は円形で、その寸法を８０ｍｍφ×４００ｍ
ｒｎとし、循環水吐出ロア′の口径１６．１ｍｍφ、吐
出口挿入深さＨを５０ｍｍ、原液流入管路８の流入口８
′を補助槽底部５より２５關の位置とし、薬剤添加管路
９の孔９′の位置を補助槽底部５より２００ｍｍの位置
とした装置を用いた。

パイプミキサ１３は通路管内に混合エレメントが３個入
ったものを使用した。

さらに原液量を２０、ｌ、／ｍｉｎで供給し、循環液量
を２０１／ｍｉｘ、吹込空気量を１２ ｔ／ｍｉ！Ｉと
しそのときの循環ポンプ１０′の吐出圧は０．８ ｋｇ
／ｃｙｓｔ、圧縮空気圧は０．３ ｋｇ／ｃｖｔ、、パ
イプミキサ内流速は２６ ｍ／ ｓｅｃであった。

なお原液の供給は定ヘッドタンクで行なった。

廃液として亜鉛ダイカスト工場廃水を選び、原廃液に前
処理としてＬＡＳ （商品名）を３００■／ｌ、硫酸を
１２０即／ｌ、ＰＡＣを１０００■／ｌの割合で添加し
そして１０分間攪拌し、さらに苛性ソーダ２５５１ｒＩ
？／、ｇを添カロしそして５分間攪拌した。

前処理後の廃液を上記の装置に上記運転条件で供給し、
同時に薬注ポンプにより有機高分子・・イモロックＭ−
３６６（商品名）０．１％溶液を１００ ｃｃ ／ｍｉ
ｎの割合（乾量として５ｍ９／７）で連続添加し第１表
に示す結果が得られた。

これによると、第１図〜第３図に図示される本発明に係
る※※浮上分離装置は実用機として使えることが判明し
た。

実施例 ２ 実施例１における装置の補助槽２を浮上槽３より取り外
した以外は実施例１と同条件で処理した。

結果を第１表に示す。

これにより補助槽が有効であることが判明した。

実施例 ３ 実施例１における装置の補助槽胴部４の断面を１７０ｍ
ｍＸ ３０ｍｒｎの長方形とする以外は実施例１と同条
件で処理した。

結果を第１表に示す。これにより補助槽断面の形状が浮
上効果を左右することが判明した。

補助槽内での混合あるるは薬剤の作用効果から考え、円
形もしくは正方形が好ましと考えられた。

実施例 ４ 循環液吐出管路の補助槽２内への挿入部を取りはづし他
は実施例１と同条件で処理した。

結果を第１表に示す。

なお観察事項として補助槽開放部で液面の動揺が見られ
た。

これにより吐出口の挿入の効果が判明した。

実施例 ５ バイモロツクＭ−３６６の添加孔９′を原液流入管８に
取り付ける以外は実施例１と同条件で処理し、さらにバ
イモロツクＭ−３６６の添加量を２倍として処理し、処
理水１および２を得た。

第１表より薬剤の添カロ位置が浮上成績に影響すること
および廃液に直接添カ目すると添加量を多く必要とする
ことが判った。

循環水に直接添力日する場合も同様であった。

なお、観察事項としてフロックが処理水に連行される現
象が見られた。

実施例 ６ 廃液として航空気洗浄廃水を選び、原廃液に前処理とし
てＰＡＣを１． ＯＯ０ｍ９／を添加しそして１０分間
攪拌した後苛性ソーダを１００■／ｌを添加しそして１
０分間攪拌した。

前処理後の廃液を実施例１の装置に、同じ運転条件で供
給し、ただし薬注については薬注ポンプによりノ・イモ
ロック５Ｓ−５００（商品名）０．１％溶液を２００ｃ
ｃ／ｍｉｎの割合（乾量として１０ｍ９／ｌ）で連続添
加し第２表に示す良好な結果が得られた。

実施例 ７ 実施例６の装置からパイプミキサを取り外し、同径の管
路で同箇所を連絡する以外は実施例６と同条件で処理し
た。

結果を第２表に示す。表が示す通り、結果は悪く実用に
は不適と考えられ、パイプミキサの使用が有効であるこ
とが確かめられた。

観察事項として補助槽開放部では水が沸騰する、ときに
見られるような液面の激しい動揺が見られた。

実施例 ８ 廃液としてガソリンスタンド廃水を選び、原廃液に前処
理としてＰＡＣを３０■／を添加し、力※※チオンＢＢ
（商品名）を３０■／を添加しそして１０分間攪拌し
た。

装置では実施例６の装置からエジェクタを取りはづし、
口部を管路で連結し、エジェクタを循環ポンプ流入口側
に取りつげ吸引空気量１０ 、ｌ、／ｍｉｎに調節した
。

その他薬剤としてバイモロツクＭ−３６６を５ｍにｉ／
／を添加する以外は実施例６と同様の装置、運転条件で
上記前処理済の廃液処理をした。

ただしパイプミキサ内の流速は吸込空気量の減少分だけ
遅くなった。

処理結果を第３表に示す。

表に示すように良好な処理効果が得られることが判った
。

実施例 ９ 実施例８の装置からパイプミキサを取りはづし同径の管
路で同箇所を連絡する以外は実施例８と同条件で処理し
た。

表が示す通り結果は実施例８より若干悪く、これはパイ
プミキサの使用による効果の差と考えられた。

観察事項として、補助槽胴部中間部より気泡を含む混合
液を軟質ビニールホースで迅速に取り出しホースに取り
つげた２枚の透明ガラス板の間隙に導入し肉眼で気泡径
を観察したところ、実施例８に比べ直径１間以上の粗大
な気泡の含有割合が多かった。

本浮上処理において粗大な気泡は該特定物質の浮上除去
にほとんど効果がないかもしくは逆効果をなすものと考
え、気泡性のばらつき（即ち粗大気泡の含有率）が、浮
上効果の差になって現われたものと考えられる。

以上のように本発明に係る浮上分離装置によれば従来の
技術では威し得なかった浮上分離効果が得られるばかり
でなく、その機構は単純であり、これにより装置の実用
性、経済性を向上させる効果が大きい。

又、本願発明は以上の如くに構成することにより、 ■ 所要有機高分子凝集剤添加量を最小限とし、■ 微
細な空気泡を多量発生せしめ、 ■ 原反液中の懸濁性又は沈降性物質のフロック化を増
長せしめ、且つ ■ 例え浮上速度の遅いフロックでさえも浮上槽へと上
昇浮上せしめ、 ■ それにより、廃液を極めて有効に効率よく処理し得
る、極めて構成の簡単な且つ小型の装置を提供すること
ができる。

という作用効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る縦型の浮上分離装置の一実施態様
を表わす概略断面図である。 第２図は本発明に係る浮上分離装置の補助槽の概略拡大
図である。 第３図は補助槽が浮上槽内に設げられた本発明に係る浮
上分離装置のτ実施態様を表わす概略断面図である。 第４図は第３図と同様に補助槽が浮上槽内に設げられた
本発明に係る浮上分離装置の他の実施態様を表わす概略
断面図である。 １ （１ａ 、１ ｃ 、１ ｄ ） ：浮上分離装置
、２：補助槽、３；浮上槽、４：補助槽胴部、７；循環
液吐出管路、８：原廃水流入管路、９：薬剤添加管路、
１０；循環手段、１０′：循環ポンプ、１２：エジェク
タ、１３：パイプミキサ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 廃液中に存する懸濁性又は沈降性の物質を循環液中
   に分散させた空気泡に接着或は付着させてスカムとして
   浮上分離する気泡接触型の浮上分離装置であって、スカ
   ムを浮上させる浮上槽と；細長の胴部を有し、該細長胴
   部は原廃液と浮上槽からの微細空気泡含有循環液とを混
   合する混合帯域と、該混合帯域に連接し、該混合帯域に
   て形成された空気泡と懸濁性又は沈降性物質との混合液
   から有機高分子凝集剤の働きにより空気泡と懸濁性又は
   沈降性物質との凝集体を生成せしめる凝集反応帯域と、
   該凝集反応帯域と細長胴部の浮上槽への開放端部との間
   にて垂直方向に延在し該凝集反応帯域で形成された浮遊
   性凝集体を浮上槽へと浮上せしめるための上昇流付与帯
   域とを有した補助槽と、前記浮上槽から前記補助槽へと
   微細空気泡を含有した循環液を送り出すための循環手段
   と；前記循環手段と前記補助槽との間に配設され且つ吐
   出口が前記補助槽の混合帯域に位置するように前記補助
   槽に連結された循環液吐出管と、前記補助槽に原廃液を
   供給するために前記補助槽の混合帯域に連結された原産
   液流入管と；前記補助槽に有機高分子凝集剤を添加する
   ために前記補助槽の凝集反応帯域に連結された有機高分
   子凝集剤添加管とを具備し、前記循環手段は前記浮上槽
   から前記補助槽に連結された循環液吐出管へと浮上槽で
   処理された懸濁性又は沈降性物質の極めて少ない循環液
   を送給する循環ポンプと、周囲大気より空気を吸引し前
   記循環液中に流入させるエジェクタと、前記エジェクタ
   により前記循環液中に吸引された空気を微細気泡とする
   ための固定式パイプミキサーとを具備することを特徴と
   する浮上分離装置。 ２ 補助槽は垂直方向に延在して配置され、上端部が浮
   上槽へと開放し、上端部から下端部へと上昇流付与帯域
   、凝集反応帯域及び混合帯域が順番に配列されて成る特
   許請求の範囲第１項記載の装置。 ３ 循環手段はエジェクタ装置に流入する空気をさらに
   圧入するための装置を有することを特徴とする特許請求
   の範囲第１項又は第２項記載の装置。 ４ 循環ポンプをエジェクタと固定式パイプミキサーと
   の間に設けたことを特徴とする特許請求の範囲第１項、
   第２項又は第３項記載の装置。 ５ 循環ポンプをエジェクタと浮上槽との間に設けたこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項、第２項又は第４
   項記載の装置。 ６ エジェクタにはエジェクタに吸引される空気量を調
   整する調整バルブが設けられて成る特許請求の範囲第１
   項〜第５項のいずれかの項に記載の装置。 ７ 補助槽の胴部の横断面積は、該胴部の端部に設けた
   循環液吐出管路の吐出開口面積より犬とされて成る特許
   請求の範囲第１項又は第２項記載の装置。