JPS6034757A - 固形物の分離回収方法 - 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】 本発明は、液体中に混入している固形物を遠心力によっ
て効率よく分離し、固形物のみを回収する固型物等の分
離回収方法に関するもので、従来用いられている方法よ
りシステム的に一層簡略化し、固形物の回収効率ならび
に回収固形物の性状を飛躍的に向上させることを目的と
するものでろる。

さらに詳しくは、本発明は有機物及び砂分等を含んだ下
水等を処理するに当シ、液体サイクロンを用い固形物を
分離し、該サイクロン下部に゛液体サイクロンと気密に
直結させた分離貯留槽内に固形物を貯留し、前記分離貯
留槽内の負圧によシ大気下より吸引されるバブリング用
空気を分離貯留槽内に導入し、分離した固形物を洗滌し
、洗滌分離固形物を脱水すると共に系外に排出する方法
とからなり、固形物の回収効率の向上と、固形物の洗滌
ならびに液体サイクロンのアンダーフローｉ量を零とし
連続的に固形物等の分離回収を行うことを目的としたも
ので、その方法は簡単で、広範囲にわたる液体中の固形
物の分離、洗滌及び回収操作を連続的に可能にした方法
を提供するものである。

従来一般に用い゛られている汚泥中等の除砂方法を第１
図に基いて説明する。第１図は汚泥除砂装置の系統説明
図でるる。図において、１は液体サイクロンで、汚泥と
砂分を遠心力により分離する機能を備えている。２はあ
らかじめ木片、金属等の大きな夾雑物を除いた砂を含ん
だ汚泥、すなわち、砂分を除去しようとする原汚泥の入
口管でろる。この入口管２からの流入流分Ｑ、は液体サ
イクロン１の内部で遠心加速によシ砂分と泥分に分離、
分級式れ、そのうち比重の小嘔い泥分け、液体サイクロ
ン１の上部出口管６から流出流分Ｑ３となって系外の次
の工程へ排出される。他方、比重の大きい砂分け、液体
サイクロン１の下部出口管４から流入流分Ｑ４となって
アンダート２フ５にて回収される。このアンダートラフ
５Ｆｉ、下部流出流分Ｑ４に含有きれる泥分と砂分を再
度沈降分離する機能を有するが、泥分はアンダート２フ
５の上部出口管７から流出流分Ｑｙとなって、前段のプ
ロセスすなわち流入流分Ｑ２とほぼ同等の泥質を有する
箇所へ戻てれる。

一方、アンダートラフ５で沈降した砂分け、砂分搬出用
コンベア乙によって移送され、コンベア乙の運転諸元に
よって差１−ｔ、るるか、傾斜の有する位置エネルギー
によシめる程度の脱水機能が働き、コンベア６の上部に
設けた排出口８より回収砂Ｓとして回収される。

以上が従来固形物として砂等を含有する汚泥中より砂を
分離回収する方法の例でろるが、この場合の問題点を以
下に述べる。

前述の方法を用いた東京部内の某処理場の沈澱池引抜き
汚泥を用いた試験の典型的な処理結果では、円筒部の径
り、が１５２＋ｍ＋＋（６吋）の液体サイクロン１を用
いた場合、５０チ分離限界粒子径ｄ１゜が約１４０（μ
ｍ）＠度、液体サイクロン１の砂分回収率は７９４チと
比較的満足できるものでめった。しかしながら、この７
９４チの砂分と上部流出流分Ｑｓ以外の泥分は、サイク
ロン１の下部流出流分Ｑ４としてアンダート２フ５へ圧
送されるため、アンダートラフ５０面積、容量によって
はトラフの中が撹乱状態となシ、必ずしも希望する沈降
分離が行われず、満足する結果が得られない。

上記と同様の試験結果では、アンダートラフ５における
砂分回収率は５４．６　％と低いため、折角液体サイク
ロン１において砂分回収率７９４％と比較的満足できる
ものでめっても系全体、すなわち回収砂Ｓとして回収さ
れる砂量は、流入流分Ｑ。

によって液体サイクロン１に流入する砂分に対して７９
４％Ｘ　５４．６％＝　４３．４％と半分以下の砂回収
量であり、甚だ低くまた回収砂も良質なものとは云い難
い。さらにアンダートラフ５の上部流出流分Ｑ、がサイ
クロン１の下部流出流分Ｑ４とほぼ等しい量となり、こ
れが前段のプロセスに戻るため、処理容量が繰シ返しの
ため増大し、エネルギー的にもまた装置の大型化する場
合にも問題を生ずる。

斜上の如く液体サイクロンを用いる従来の固形物等の分
離回収方法においては、液体サイクロンの固形物回収率
は高いものの、分離回収された固形物の分離排出方法あ
るいは装置において固形物の回収率が著しく低下するた
め、系全体としての固形物回収率が５０％以下と低い。

そのため繰返し処理量が液体サイクロン流入流分に対し
て１０〜２０チ程度に増加し大規模の汚泥処理において
はエネルギー的にも問題があり、装置を大型化する上で
も複雑となって好ましくない１．更に良質な回収固形物
が得られない等の問題が内在しており、これらの問題点
を解決するための固形物の分離回収方法が望まれていた
。。

本発明は、上記のような従来方法の問題点を解決するた
めになされたものでろり、液体サイクロンを用い、良質
な固形物を高い回収率で回収しかつ大容量処理に好適な
固形物等の分離回収方法を提供するもので委るｃｌ 本発明は液体サイクロンを用い、固形物を分離回収する
方法において、該液体サイクロン下部流出口と分離物貯
留槽とを気密に設け、前記分離物貯留槽内に該分離物貯
留槽より高い位置に排出口を有する分離物排出手段を気
密に設け、前記排出口を大気中に開放してなり、前記分
離物貯留槽内の圧力を液体サイクロン入口圧力を調節す
ることによシ負圧とし、前記排出手段の水位面より空気
を前記分離物貯留槽内に吸入せしめ該分離１勿貯留槽内
の固形物を洗滌し前記排出手段により低水分の固形分離
物のみを系外に排出せしめることを特徴とする固形物等
の分離回収方法でめる１゜以下本発明を本発明の実施態
様例でめる説明図に基づき述べる、。

第２図は本発明方法の原理的説明図でるる、１なお、第
１図と同じ機能の部分は同じ符号で表示し説明を省略す
る。本発明の構成上の特徴は、第１図の従来装置で示し
たアンダートラフ５の容積および形状を変えて液体サイ
クロン１と気密に直結させ、液体サイクロン１によって
分離、分級された砂分のみを沈降堆積させる分離物貯留
槽９（以下貯留槽９と一つ）を気密に設けたことでろる
、。

一般的な液体サイクロンで運転を行う場合、液体サイク
ロンの入口管からの流入流分の圧力ｔＩ′！、１〜２（
ｋｇ／ｃｆ！ｌ）程度が普通である１、イま、第２図に
示す本発明の分離装置を運転した場合、流体は液体サイ
クロン１の上部出口管３からの今流出することから、貯
留槽９内に連通して設けた圧力計１１のゲージ圧力も、
液体サイクロン１の入口管２に設けた圧力計１ｏのゲー
ジ圧力とほぼ同様の値を示すことが懸念される１、シか
しながら、発明者等は、液体サイクロン１の内部の流体
の流れ状態に着目して研究の結果、通常の状態でもこの
流れが超乱流の渦を形成することがら、ある特殊な運転
条件下においては、渦流れ場の中心が特異的な真空状態
になり、この真空を伝達させる渦運動を貯留槽９の内部
と干渉させることにより、貯留槽９内の圧力を負圧域に
することが可能であることを見知した。。

この場合流体は、液体サイクロン１と貯留槽９の壁面付
近を渦運動を行いながら下降して下端に達し、その後中
心付近を上昇し、液体サイクロン１の上部流出口６がら
系外へ排出される。。

以上の前提にたち、発明者等は、第２図に示す本発明ｒ
基〈装置で、水による試験を行い、液体サイクロン１の
人口管２の流入圧力が通常使用する範囲の圧力の場合に
おいて、貯留槽９内の圧力を負圧域にする特殊な構成お
よび運転条件を見い出した１、すなわち、試験の結果に
よれば、液体サイクロン１の円筒部の径り、を３８０ｏ
ｎ（１５吋）人口管２の径Ｄ２を１０７ｍ、上部出口管
乙の径Ｄ３を１１５侶、下部出口管４の径り、を６０瓢
としたとき、液体サイクロン１の入口速度が５．６　ｍ
／ｓｅｅで流入圧力が２．０１ｋｇ／−の場合貯留槽９
内のゲージ圧力が−０，９０１ψ／Ｃ−という真空に近
い値が得られ、なおかつ、この貯留槽９内の圧力は、め
る程度の範囲内に設定し、調節することが可能であるこ
とがわかった。。

以上の結果をもとに、発明者等は本発明方法の実用化試
験を行うべく、第２図に示した原理的構成を発展１せ、
連続運転を可能とするために、前記液体サイクロンを用
い、分離物貯留槽容積１６５ｔ１回収砂排出口の高さＨ
＝　２　ｍの第６図に示すような実施例装置を完成し、
試験を行った。なお、第６図において符号１〜８で示す
部位は、第１図および第２図に示したものと同様でロ凱
砂分搬出用クローズドポット型スクリューコンベア６内
の水位面１２と回収砂排出口８までの高さＨが新たに書
き加えられている。、第２図の装置における試験結果を
第６図の装置に適用すれば、貯留槽９内の負圧の大小に
より１、砂分搬出用コンベア６内の水位面１２をゎる範
囲の適当な位置に設定することが可能でろる。、また貯
留槽９内の負圧々カにバランスする水位面１２より高い
位置に排出口８を設けているので、砂分搬出用コンベア
乙の上部排出口８からは、水の噴出を起させることなく
、脱水された砂分のみを回収することができ私。

この方法は、第１図で述べた従来装置と比較して、系全
体の砂分回収率は飛躍的に向上し、がっ、砂分を分離し
た泥分のほとんどは、液体サイクロン１の流出流分Ｑ３
として上部出口管６がら次工程へ送出されることになり
、第１図に示した従来方法による装置におけるアンダー
ト２フ上部流出流分Ｑ？を零にできることがら画期的な
ものでるる１゜更に本発明は、貯留槽９の負圧を高める
条件で装置を運転した場合、この負圧を利用し、貯留槽
９の内部圧力と砂分排出用コンベア６を介した大気圧と
のバランスを考慮して、排出口８の高−ＪＨを設定する
ことにより砂分排出用コンベア６内の空気を貯留槽９の
下部に導入することができる。

この空気混入によシ液体サイクロン１で分離、分級され
、貯留槽９に貯留されている砂分がバブリングされ、砂
粒子が衝突し合って砂粒子に付着している有機物を洗浄
する３、この結果、回収砂Ｓの有機物濃度が低下し、含
水率の低下、悪臭の低減等が行われ、回収砂Ｓの後処理
が容易になり、従来から行われている二次処理水等によ
る洗砂プロセスが省力化るるいは簡略化されるため、洗
砂工程を含んだ総合的な洗砂システムを実現できる。。

後述の実施例１の結果によれば、貯留槽内圧力ー０．０
４に９／４空気吸入量１．１　［Ｉ　Ｎｍ’／ｍｉｎの
ときに、砂分回収率は８７６チ、有機物の除去率は７３
、３　％の好成績を得ている。。

本発明に係る方法の応用分野は、上述の汚泥除砂用以外
に、下水処理場あるいはポンプ所における下水、雨水沈
砂池の代用、建設・土木等の各種スラリー輸送分野にお
ける後段のスラリー除去用としても使用することができ
る。

次に実施例について述べる１゜ 実施例１ 東京部内系処理場の汚泥（有機物濃度２４．５　％　。

砂分４．５　ｇ／　ｌ　）を第６図に示す実施例装置を
用いて処理試験を行ない第１表に示す試験成績を得た１
、すおこの場合の装置仕様は次の通りである１゜液体サ
イクロン　円筒部径（Ｄ＋　）　３８０−　（１５吋）
入口管径（Ｄｔ）　１０７ｍ 上部出口管径（Ｄｓ）１１５ｍ 下部出口管径（Ｄ４）６０１１５１ 分離物貯留槽　容量　１３５１ 実施例２ 下水処理場の下水に混入している砂分を下水二次処理水
で混合し、流入下水と同等の砂分濃度に調整したもの（
有機物濃度５０チ砂分３．８ｇ／ｌ固形物総量０．２％
）を流入原水として、実施例１と同じ装置で試験を行っ
た３、その結果を第１表に示す、、第１表に示す如く砂
分回収率、有機物濃度の除去率も高く回収砂の含水率は
低く良質の回収砂が得られ下水処理場沈砂池の砂として
再利用可能なものでβつだ、ｌ 第１表　固形物の分離回収試験成績 以上詳述したように、本発明方法は従来の液体サイクロ
ン利用による固形物の分離回収方法の問題点をすべて解
決したもので、システム的にも単純でるるために大量の
処理を可能にするものでろる。。

また本発明によれば下水処理等における回収砂の有機物
を効果的に除去できるので、悪臭の低減と相俟ってその
回収砂の利用範囲を大幅に拡大できる等、実施上の効果
が甚だ大である。。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の汚泥除砂装置の系統説明図、第２図は本
発明の詳細な説明図、第ろ図は本発明実施例の系統説明
図でめる。１ １・・・液体サイクロン、２・・・入口管、６・・・上
部出口管、４・・・下部出口管、６・・・砂分搬出用コ
ンベア、８・・・排出口、９・・・分離物貯留槽、１２
・・・水位面１゜第１図 ３ 第３図 １、事件の表示 特願昭５８＝２４５５８１ 、発明の名称 固形物等の分離回収方法 名　称　（４１２）日本鋼管株式会社（外１名）（氏　
名） ４、代理人 （発送日　昭和５９年７月６１日） 「願書に最初に添付した明細書の浄書 別紙のとおシ（内容に変更なし）」

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 液体サイクロンを用い、固形物を分離回収する方法にお
   いて、該液体サイクロン下部流出口と分離物貯留槽とを
   気密に設け、前記分離物貯留槽内に該分離物貯留槽よシ
   高い位置に排出口を有する分離排出手段を気密に設け、
   前記排出口を大気中に開放してなり、前記分離物貯留槽
   内の圧力を液体サイクロン入口圧力、即ち、サイクロン
   内の流体渦運動エネルギーの大小を調節し、前記渦運動
   中心部圧力を分離物貯留槽内に干渉式せることにより負
   圧とし、この負圧力のエネルギーを利用し、前記排出手
   段の水位面より空気を前記分離物貯留槽内に吸入せしめ
   該分離物貯留槽内の固形物を洗滌し前記排出手段によシ
   低水分の固形分離物のみを系外に排出せしめることを特
   徴とする固形物等の分離回収方法。