JP2003251336A - Floatation separation method and apparatus used for the same - Google Patents

Floatation separation method and apparatus used for the same

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JP2003251336A
JP2003251336A JP2002055049A JP2002055049A JP2003251336A JP 2003251336 A JP2003251336 A JP 2003251336A JP 2002055049 A JP2002055049 A JP 2002055049A JP 2002055049 A JP2002055049 A JP 2002055049A JP 2003251336 A JP2003251336 A JP 2003251336A
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JP
Japan
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bubbles
aqueous solution
tank
floating
ultrasonic
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Application number
JP2002055049A
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Japanese (ja)
Inventor
Tomoaki Omura
友章 大村
Yusuke Kawasaki
祐輔 川嵜
Ichiro Toyoda
一郎 豊田
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a floatation separation method in which time required for floating is short and separation efficiency is good even when ultrafine air bubbles are used, and also to provide a floatation separation apparatus used for the same. <P>SOLUTION: This apparatus is provided with a floatation separation tank 1 for storing a treatment liquid, a pump 5 for forming the ultrafine air bubbles which forms ultrafine air bubbles X that adsorb the object materials for separation in the treatment liquid within the floatation separation tank 1, an outlet port 10 for discharging the ultrafine air bubbles which discharges the ultrafine air bubbles X that the pump 5 forms into the treatment liquid, an ultrasonic transducer 21 for generating ultrasonic wave which is applied to the treatment liquid and air bubbles, and an ultrasonic source 22 for impressing a voltage to the ultrasonic transducer 21. The ultrafine air bubbles X are floated due to the buoyancy generated by the sound pressure through the ultrasonic wave and the treatment liquid, and the object materials for separation adsorbed to the ultrafine air bubbles X are separated from the treatment liquid. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、浮上分離方法およ
び浮上分離装置に関し、処理槽内に貯水した処理対象の
水溶液に気泡を供給して、水溶液中の分離対象物質を気
泡に吸着させ、水溶液から受ける浮力によって気泡を浮
上させて気泡に吸着した分離対象物質を水溶液から分離
させる浮上分離方法および浮上分離装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a flotation method and a flotation device, and supplies air bubbles to an aqueous solution to be treated stored in a treatment tank to adsorb the substance to be separated in the aqueous solution to the aqueous solution. TECHNICAL FIELD The present invention relates to a levitation separation method and a levitation separation device in which air bubbles are floated by buoyancy received from a material and a substance to be separated adsorbed on the air bubbles is separated from an aqueous solution.

【0002】[0002]

【従来の技術】図8は、従来の浮上分離装置の概略を説
明する図である。600は、浮上分離装置である。この
浮上分離装置600は、処理対象の水溶液(以下「処理
液」という。)に浮上分離処理を施して処理液内の分離
対象物質を微細気泡に吸着させて浮上分離させる浮上分
離槽1と、前記浮上分離槽1内へ処理液を投入する処理
液投入ライン2と、浮上分離処理を施した処理液を前記
浮上分離槽1から排出させる排出ライン3と、前記排出
ライン3から排出された処理液を再び浮上分離槽1に循
環させるための循環ライン4と、前記循環ライン4から
前記浮上分離槽1に循環させる処理液中に微細気泡を形
成する微細気泡形成ポンプ5とを有している。
2. Description of the Related Art FIG. 8 is a diagram for explaining the outline of a conventional flotation device. 600 is a floating separation device. The levitation separation apparatus 600 is a levitation separation tank 1 in which an aqueous solution to be treated (hereinafter referred to as a “treatment liquid”) is subjected to levitation separation treatment, and a substance to be separated in the treatment liquid is adsorbed by fine bubbles to be levitation-separated. A processing liquid charging line 2 for charging the processing liquid into the floating separation tank 1, a discharge line 3 for discharging the processing liquid which has been subjected to the floating separation processing from the floating separation tank 1, and a processing discharged from the discharge line 3. It has a circulation line 4 for circulating the liquid to the flotation separation tank 1 again, and a fine bubble formation pump 5 for forming fine bubbles in the treatment liquid circulating from the circulation line 4 to the flotation separation tank 1. .

【0003】また、この浮上分離装置600は、前記浮
上分離槽1の底に沈殿した汚泥を抜き出す汚泥抜き取り
ライン6と、前記汚泥抜き取りライン6を開閉する汚泥
抜き出しバルブ7と、前記浮上分離槽1の処理液の水面
に微細気泡Xに吸着されて浮上してきた浮上汚泥Yを排
出する浮上汚泥排出口8と、前記浮上汚泥排出口8から
排出される浮上汚泥Yを貯める浮上汚泥タンク9と、前
記微細気泡形成ポンプ5で形成された微細気泡を含む処
理液を前記浮上分離槽1内の処理液中に放出する微細気
泡放出口10と、前記微細気泡形成ポンプ5に微細気泡
を形成するための空気を吸入させる空気吸入ライン11
と、を有している。
The flotation / separation device 600 further comprises a sludge extraction line 6 for extracting sludge settling at the bottom of the flotation / separation tank 1, a sludge extraction valve 7 for opening / closing the sludge extraction line 6, and the flotation / separation tank 1 A floating sludge discharge port 8 for discharging the floating sludge Y adsorbed by the fine bubbles X on the surface of the treatment liquid and floating, and a floating sludge tank 9 for storing the floating sludge Y discharged from the floating sludge discharge port 8. In order to form fine bubbles in the fine bubble formation pump 5, and a fine bubble discharge port 10 for discharging the treatment liquid containing the fine bubbles formed by the fine bubble formation pump 5 into the treatment liquid in the floating separation tank 1. Air intake line 11 for inhaling air
And have.

【0004】この従来の浮上分離装置600では、微細
気泡形成ポンプ5によって形成された微細気泡Xを浮上
分離槽1内の処理液内へ微細気泡放出口10から放出し
て、処理液内の浮遊物質や溶解成分を微細気泡Xに吸着
させて、微細気泡Xの浮力によって浮上分離槽1内を浮
上させ、浮上汚泥Yとして浮上汚泥排出口8から浮上汚
泥タンク9内に排出するようになっている。
In this conventional flotation / separation device 600, the microbubbles X formed by the microbubble formation pump 5 are discharged into the treatment liquid in the flotation / separation tank 1 from the microbubble discharge port 10 to float in the treatment liquid. The substances and dissolved components are adsorbed to the fine bubbles X, and the buoyancy of the fine bubbles X causes the levitation separation tank 1 to float, and the levitation sludge Y is discharged from the levitation sludge discharge port 8 into the levitation sludge tank 9. There is.

【0005】図9は、従来の浮上分離方法の概念を説明
する図である。(a)に模式図、(b)に力のベクトル
図を示す。(a)に示すように、微細気泡Xは、浮遊物
質や溶解成分の分離対象物質Y1,Y2,Y3,Y4
5,Y6・・・を引き寄せて吸着しながら、浮力F
1(b)によって浮上していく。
FIG. 9 is a diagram for explaining the concept of a conventional floating separation method. A schematic diagram is shown in (a), and a vector diagram of force is shown in (b). As shown in (a), the fine air bubbles X are formed of the separation target substances Y 1 , Y 2 , Y 3 , Y 4 , Y 4 ,
Floating force F while attracting Y 5 , Y 6 ...
Ascend by 1 (b).

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】前記従来の浮上分離装
置は、浮遊物質や溶解成分を吸着した微細気泡を浮力に
よって浮上させ、浮上汚泥として排出するようになって
いる。また、一般に、微細気泡が小さくなるほど、微細
気泡が小さな浮遊物質や溶解成分を吸着しやすくなるた
め、浮上分離装置では微細気泡の径を出来る限り小さく
しようとする要請がある。
The above-mentioned conventional flotation / separation device is adapted to levitate fine air bubbles adsorbing suspended substances and dissolved components by buoyancy and discharge them as floating sludge. Further, in general, the smaller the fine bubbles, the easier the fine bubbles adsorb small floating substances and dissolved components. Therefore, there is a demand in the levitation separation device to make the diameter of the fine bubbles as small as possible.

【0007】しかしながら、従来の浮上分離装置では、
浮力のみによって浮上分離を行うため、微細気泡の径が
小さくなるほど浮力が小さくなって、浮上時間が長くな
り、浮上分離効率が悪くなる問題点がある。
However, in the conventional flotation device,
Since levitation separation is performed only by buoyancy, there is a problem that the smaller the diameter of the fine bubbles, the smaller the buoyancy, the longer the levitation time, and the lower the levitation separation efficiency.

【0008】そこで、本発明は、前記に鑑みてなされた
ものであって、超微細気泡を使用しても浮上時間が短く
浮上分離効率が良い浮上分離方法および浮上分離装置を
提供することを目的とする。
Therefore, the present invention has been made in view of the above, and an object thereof is to provide a levitation separation method and a levitation separation device in which the levitation time is short and the levitation separation efficiency is good even if ultrafine bubbles are used. And

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、本発明による浮上分離方法は、処理槽内に流入す
る処理対象の水溶液に気泡を供給して、水溶液中の分離
対象物質を気泡に吸着させ、水溶液および気泡に向けて
超音波を照射して、超音波による音圧力によって気泡の
浮上を促進させて気泡に吸着した分離対象物質を水溶液
から分離させる効率を高めたことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the floating separation method according to the present invention supplies air bubbles to an aqueous solution to be treated, which flows into a treatment tank, so as to remove a substance to be separated in the aqueous solution. Characterized by adsorbing to bubbles and irradiating ultrasonic waves toward the aqueous solution and the bubbles, and promoting the levitation of the bubbles by the acoustic pressure of the ultrasonic waves to enhance the efficiency of separating the substance to be separated adsorbed on the bubbles from the aqueous solution. And

【0010】この構成によれば、気泡は、水溶液から受
ける浮力だけでなく、超音波による大きな音圧力を受け
るため、浮力だけによって浮上するよりも速く、浮力よ
りも大きな音圧力によって押し上げられることになる。
そのため、処理対象の水溶液中の分離対象物質が、気泡
に吸着されて浮上し、水溶液から分離されることにな
る。また、超音波とは、狭義には、20[kHz]以上の
周波数の音波を指すが、ここでは、音圧力によって気泡
を押し上げることができる場合には20[kHz]以下の
周波数であってもよい。
According to this structure, the bubbles receive not only the buoyancy force received from the aqueous solution but also a large acoustic pressure due to the ultrasonic waves. Therefore, the bubbles are pushed up faster than the buoyancy force alone and above the buoyancy force. Become.
Therefore, the substance to be separated in the aqueous solution to be treated is adsorbed by the bubbles and floats, and is separated from the aqueous solution. In the narrow sense, the ultrasonic wave refers to a sound wave having a frequency of 20 [kHz] or higher, but here, even if the frequency is 20 [kHz] or lower, the bubbles can be pushed up by sound pressure. Good.

【0011】ところで、水溶液中の粒子間には、数1で
与えられる相互作用エネルギーが働く(例えば、分子間
力と表面張力 第2版J.N.イスラエルアチヴィリ著
朝倉書店 75P参照)。ここで、kはボルツマン定
数、Tは絶対温度、rは粒子間中心距離、εrは水溶液
の比誘電率(≒78)、εr1は気泡の比誘電率(≒
1)、εr2は分離対象物質の比誘電率、a1は気泡半
径、a2は溶解物質半径である。
By the way, an interaction energy given by the equation 1 works between particles in an aqueous solution (for example, refer to intermolecular force and surface tension, 2nd edition, JN Israel Achivili, Asakura Shoten 75P). Here, k is Boltzmann's constant, T is absolute temperature, r is center distance between particles, ε r is relative permittivity of aqueous solution (≈78), and ε r1 is relative permittivity of bubble (≈
1), ε r2 is the relative permittivity of the substance to be separated, a 1 is the bubble radius, and a 2 is the radius of the dissolved substance.

【0012】[0012]

【数1】 そこで、片方の粒子を気泡とすると、水溶液中の分離対
象物質と気泡との間には、数1で与えられる相互作用エ
ネルギーが働く。特に、水溶液の比誘電率(?78)よ
り小さい比誘電率の分離対象物質と気泡との間には、引
力が作用する。水溶液の比誘電率を78、気泡の比誘電
率を1、分離対象物質としての有機物質の比誘電率を1
0以下とすると、分離対象物質と気泡とは引き合うこと
になる。そのため、気泡が処理槽内に供給されると、分
離対象物質が気泡に吸着され、浮力によって浮上分離さ
れることになる。また、このように、分離対象物質を吸
着した気泡を浮力のみによって浮上分離させるよりも、
本発明のように超音波による音圧力によって気泡を押し
上げることによって、浮上分離にかかる時間を短くする
ことができるようになる。
[Equation 1] Therefore, when one of the particles is a bubble, the interaction energy given by the equation 1 works between the separation target substance in the aqueous solution and the bubble. In particular, an attractive force acts between the air bubbles and the separation target substance having a relative dielectric constant smaller than that of the aqueous solution (? 78). The relative permittivity of an aqueous solution is 78, the relative permittivity of bubbles is 1, and the relative permittivity of an organic substance as a separation target substance is 1
When it is 0 or less, the separation target substance and the bubbles are attracted to each other. Therefore, when the bubbles are supplied into the processing tank, the substance to be separated is adsorbed by the bubbles and floated and separated by the buoyancy. In addition, as described above, rather than floating and separating the bubbles adsorbing the separation target substance only by the buoyancy,
By pushing up the bubbles by the sound pressure of the ultrasonic waves as in the present invention, it becomes possible to shorten the time required for the floating separation.

【0013】図7は、本発明の浮上分離方法の概念を説
明する図である。(a)に模式図、(b)に力のベクト
ル図を示す。(a)に示すように、微細気泡Xは、分離
対象物質Y1,Y2,Y3,Y4,Y5,Y6・・・を引き寄
せて吸着しながら、浮力F1によって浮上していく。そ
こに、超音波振動子Zが超音波を照射すると、微細気泡
Xには音圧力F2が働く。すると、微細気泡Xは、浮力
1と音圧力F2との合力によって浮上する(b)。音圧
力F2は、超音波を強く照射することによって、浮力F1
よりも大きな力とすることができるため、本発明の浮上
分離方法によると、浮力F1だけによる従来の場合に比
べて強制的に微細気泡Xを浮上させることになる。
FIG. 7 is a diagram for explaining the concept of the floating separation method of the present invention. A schematic diagram is shown in (a), and a vector diagram of force is shown in (b). (A), the fine bubble X, while adsorption attract separation target substance Y 1, Y 2, Y 3 , Y 4, Y 5, Y 6 ···, floats by buoyancy F 1 Go. When the ultrasonic vibrator Z irradiates ultrasonic waves thereto, a sound pressure F 2 acts on the fine bubbles X. Then, the fine bubbles X float by the resultant force of the buoyancy F 1 and the sound pressure F 2 (b). The sound pressure F 2 is increased by applying strong ultrasonic waves to the buoyancy F 1
Therefore, according to the floating separation method of the present invention, the fine bubbles X are forcibly lifted as compared with the conventional case using only the buoyancy F 1 .

【0014】一方、浮上分離処理では、超微細気泡を処
理槽に供給するのが好ましい。気泡半径a1が小さい超
微細気泡は、分離対象物質との距離が近接して数1にお
けるa1/r6の値が大きくなるため、相互作用エネルギ
ーが大きくなって小さな分離対象物質までも吸着できる
からである。しかし、超微細気泡のように気泡半径が小
さくなると上昇速度が遅くなって、分離対象物質を吸着
した気泡がなかなか上昇しないため、分離効率が悪くな
ってしまう。たとえば、100[mm/min]程度の上
昇速度が欲しいにもかかわらず、気泡半径が20[μm]
程度での上昇速度は12〜24[mm/min]程度まで
小さくなってしまうため、分離効率が悪くなってしま
う。そのため、本発明の浮上分離方法は、上昇速度が遅
い超微細気泡を使用する場合に特に効果がある。
On the other hand, in the floating separation treatment, it is preferable to supply ultrafine bubbles to the treatment tank. Since ultrafine bubbles with a small bubble radius a 1 are close to the separation target substance and the value of a 1 / r 6 in Formula 1 becomes large, the interaction energy becomes large and even small separation target substances are adsorbed. Because you can. However, when the bubble radius becomes small like the ultrafine bubbles, the rising speed becomes slow, and the bubbles that have adsorbed the substance to be separated do not rise easily, so that the separation efficiency becomes poor. For example, the bubble radius is 20 [μm] even though the ascent rate is about 100 [mm / min].
Since the ascending speed is about 12 to 24 mm / min, the separation efficiency is deteriorated. Therefore, the floating separation method of the present invention is particularly effective when ultrafine bubbles having a slow rising speed are used.

【0015】つぎの発明による浮上分離方法は、超音波
の照射を、気泡の供給中に行うことを特徴とする。この
構成によれば、気泡の供給毎に超音波によって気泡を押
し上げるため、さらにすばやく分離作業を行うことがで
きる。このときには、気泡は、超音波によって押し上げ
られながら、分離対象物質を吸着していくことになる。
The levitation separation method according to the next invention is characterized in that the irradiation of ultrasonic waves is performed during the supply of bubbles. According to this configuration, the bubbles are pushed up by the ultrasonic waves every time the bubbles are supplied, so that the separation work can be performed more quickly. At this time, the bubbles adsorb the substance to be separated while being pushed up by the ultrasonic waves.

【0016】つぎの発明による浮上分離方法は、気泡の
供給を中止した後に、超音波を照射することを特徴とす
る。この構成によれば、気泡の供給を中止した後に超音
波を照射して気泡を浮上させるため、気泡が分離対象物
質を確実に吸着して浮上させることができる。
The levitation separation method according to the next invention is characterized by irradiating ultrasonic waves after stopping the supply of bubbles. According to this configuration, ultrasonic waves are applied to suspend the supply of the bubbles and then the bubbles are floated, so that the bubbles can surely adsorb and separate the substances to be separated.

【0017】つぎの発明による浮上分離方法は、超音波
を所定間隔で間欠照射することを特徴とする。この構成
によれば、超音波が照射されていないときに気泡が分離
対象物質を吸着し、超音波が照射されたときに分離対象
物質を確実に吸着した気泡を浮上させることになるた
め、浮上分離処理を効率よく行うことができる。なお、
照射する超音波の周波数は、分離対象物質を吸着した気
泡と水溶液とがともに振動する周波数としてもよい。こ
のようにすると、水溶液に対して分離対象物質を吸着し
た気泡が分散しやすいため、効率よく気泡を浮上させ、
水溶液から分離対象物質を浮上分離することができる。
The levitation separation method according to the next invention is characterized by intermittently irradiating ultrasonic waves at predetermined intervals. According to this configuration, the bubbles adsorb the substance to be separated when the ultrasonic wave is not applied, and the bubbles that surely adsorb the substance to be separated are floated when the ultrasonic wave is applied. The separation process can be performed efficiently. In addition,
The frequency of the ultrasonic waves to be applied may be a frequency at which the bubbles adsorbing the substance to be separated and the aqueous solution both vibrate. In this way, the bubbles adsorbing the substance to be separated are easily dispersed in the aqueous solution, so that the bubbles can be efficiently floated,
The substance to be separated can be floated and separated from the aqueous solution.

【0018】ここで、分離対象物質を吸着した気泡と水
溶液とがともに振動する周波数とは、Bramdt−H
iedemannの理論によると、前記気泡と水溶液の
振幅の比(位相差のコサイン値)が0.8よりも大きく
なる関係のときに、水溶液中の気泡が分散し、浮上しや
すくなるような周波数である。
Here, the frequency at which the bubbles adsorbing the substance to be separated and the aqueous solution both vibrate is Bramdt-H.
According to Iedemann's theory, when the ratio of the amplitude of the bubbles to the aqueous solution (the cosine value of the phase difference) is larger than 0.8, the bubbles in the aqueous solution are dispersed at a frequency such that they easily float. is there.

【0019】一般に、超音波音場内では、粒子が、Br
amdt−Hiedemannの理論(以下「B−H理
論」という。)にしたがって運動していることが知られ
ている(超音波技術便覧(新訂版)監修者:実吉純一他
発行所:日刊工業新聞社昭和62年8月10日新訂6
刷発行参照)。このB−H理論では、粒子と媒質との移
相差(φ)から超音波音場内での粒子の運動の状態が決
定されている。また、移相差(φ)は、粒子の振幅(x
p)と、媒質(液体)の振幅(xl)との振幅比(xp
l)に等しいため、振幅比(xp/xl)によって算出
することができる。この振幅比(xp/xl)は、粒子の
比重(ρ)と、振動数(f)と、粒子径(直径)(d)
と、媒質の粘性係数(液の粘度)(μ)との関係から次
式によって算出することができる。
Generally, in an ultrasonic sound field, particles are
It is known to be moving according to the amdt-Hiedemann theory (hereinafter referred to as "BH theory") (Ultrasonic Technical Handbook (new edition) Supervisor: Junichi Yoshiyoshi, etc. Publisher: Nikkan Kogyo Shimbun Company August 10, 1987 New revision 6
See printing). In this BH theory, the state of particle motion in the ultrasonic sound field is determined from the phase shift difference (φ) between the particle and the medium. In addition, the phase shift difference (φ) is the particle amplitude (x
and p), the amplitude ratio of the amplitude (x l) of the medium (liquid) (x p /
For equal to x l), it can be calculated by the amplitude ratio (x p / x l). This amplitude ratio (x p / x l ) is the specific gravity (ρ) of the particle, the frequency (f), and the particle diameter (diameter) (d)
And the viscosity coefficient (viscosity of the liquid) (μ) of the medium can be calculated by the following equation.

【0020】[0020]

【数2】 cosφ≒0.8〜0.2の場合には、粒子相互に衝突す
る機会が多く凝集する。cosφ>0.8の場合には、粒
子は、完全に液とともに振動するため分散する。cosφ
<0.2の場合には、粒子の振動による攪拌作用不足で
衝突の機会がなく凝集しない。
[Equation 2] In the case of cosφ≈0.8 to 0.2, there are many opportunities for particles to collide with each other and agglomerate. When cosφ> 0.8, the particles are completely vibrated with the liquid and thus dispersed. cosφ
In the case of <0.2, the stirring action due to the vibration of the particles is insufficient, and there is no opportunity for collision to cause aggregation.

【0021】ところで、B−H理論は、媒質に対する粒
子の運動を表しているが、水中の気泡も粒子と同様に運
動すると推察することができる。数1に当てはめてみる
と、次式のようになる。なお、水溶液の粘性係数(μ)
を1×10-3[Pa・sec]とし、空気(気泡)の比
重(ρ)を1.2×10-3[g/cm3]=1.2[k
g/m3]として計算した。
By the way, the BH theory expresses the movement of particles with respect to a medium, but it can be inferred that bubbles in water also move like particles. Applying to Equation 1, it becomes the following equation. The viscosity coefficient of the aqueous solution (μ)
Is 1 × 10 −3 [Pa · sec], and the specific gravity (ρ) of air (air bubbles) is 1.2 × 10 −3 [g / cm 3 ] = 1.2 [k
g / m 3 ].

【0022】[0022]

【数3】 図6は、数3の結果を表す周波数―粒子径の関係を示す
グラフである。図中、直線αは粒子のときにcosφ=
0.2の場合、直線βは粒子のときにcosφ=0.8の
場合、直線γは気泡のときにcosφ=0.2の場合、直
線δは気泡のときにcosφ=0.8の場合を示してい
る。このグラフによれば、気泡を大きくせず、効率的に
上昇させるためには、cosφ>0.8近傍の周波数を使
うことが望ましいことがわかる。粒子の場合、ρ=3×
103[kg/m3]で計算した場合も合わせて記載してあ
る。なお、実際には、気泡は粒子が付着して比重が大き
くなるため、気泡より若干粒子側に最適値があると推察
される。
[Equation 3] FIG. 6 is a graph showing the relationship between frequency and particle diameter, which represents the result of Equation 3. In the figure, the straight line α is cosφ =
In the case of 0.2, the straight line β is cosφ = 0.8 for particles, the straight line γ is cosφ = 0.2 for bubbles, and the straight line δ is cosφ = 0.8 for bubbles. Is shown. This graph shows that it is desirable to use a frequency in the vicinity of cos φ> 0.8 in order to efficiently increase the bubble size without increasing the bubble size. In case of particles, ρ = 3 ×
It is also shown when the calculation is performed at 10 3 [kg / m 3 ]. Note that, in reality, since bubbles adhere to particles and have a large specific gravity, it is presumed that the optimum value is slightly on the particle side of the bubbles.

【0023】従って、例えば20[μm]の気泡径を想定
した場合には、1[MHz]近傍の周波数を利用するのが
望ましいと考えられる。実際の実験では、200[kH
z]程度からでも効果があることがわかっている。ま
た、超音波の周波数は、超微細気泡が50[μm]〜20
0[μm]程度の径の場合には、使用する超音波周波数と
して20[kHz]〜1[MHz]が望ましく、また、超微
細気泡が3[μm]〜100[μm]程度の径の場合には、
使用する超音波周波数として100[kHz]〜5[MH
z]が望ましい。
Therefore, for example, assuming a bubble diameter of 20 [μm], it is considered desirable to use a frequency near 1 [MHz]. In an actual experiment, 200 [kh
It is known that it is effective even from z]. The frequency of ultrasonic waves is 50 [μm] to 20 for ultrafine bubbles.
When the diameter is about 0 [μm], the ultrasonic frequency to be used is preferably 20 [kHz] to 1 [MHz], and when the ultrafine bubbles have a diameter of about 3 [μm] to 100 [μm]. Has
Ultrasonic frequency used is 100 [kHz] to 5 [MH]
z] is desirable.

【0024】つぎの発明による浮上分離方法は、供給す
る気泡を、数ミクロン〜数十ミクロンの径の超微細気泡
を含む複数の泡としたことを特徴とする。
The floating separation method according to the next invention is characterized in that the supplied bubbles are a plurality of bubbles including ultrafine bubbles having a diameter of several microns to several tens of microns.

【0025】この構成のように、前記気泡を、数ミクロ
ン〜数十ミクロンの径の超微細気泡としても、超音波に
よる音圧力によってすばやく浮上させることができるた
め、すばやく浮上分離作業を行うことができるようにな
る。たとえば、超微細気泡に働く力が浮力だけの場合に
は数時間かかっていたとしても、超微細気泡に超音波に
よる音圧力を加えることによって数分程度で分離作業を
行うことができるようになる。
As in this structure, even if the bubbles are ultrafine bubbles having a diameter of several microns to several tens of microns, they can be quickly levitated by the sound pressure of ultrasonic waves, so that the levitating separation work can be performed quickly. become able to. For example, even if it takes several hours when the force acting on the ultrafine bubbles is only buoyancy, it becomes possible to perform the separation work in about several minutes by applying ultrasonic sound pressure to the ultrafine bubbles. .

【0026】つぎの発明による浮上分離装置は、処理対
象の水溶液を貯水する処理槽と、前記処理槽内の水溶液
中の分離対象物質を吸着させる気泡を発生する気泡発生
手段と、水溶液および気泡に向けて照射する超音波を発
生する超音波振動子と、前記超音波の発生を制御する超
音波発生手段と、を有し、超音波による音圧力によって
気泡の浮上を促進させて気泡に吸着した分離対象物質を
水溶液から分離させる効率を高めたことを特徴とする。
In the flotation separation apparatus according to the next invention, a treatment tank for storing an aqueous solution to be treated, a bubble generating means for generating bubbles for adsorbing a substance to be separated in the aqueous solution in the treatment tank, and the aqueous solution and the bubbles. It has an ultrasonic vibrator for generating ultrasonic waves to be radiated toward it, and an ultrasonic wave generating means for controlling the generation of the ultrasonic waves, and promotes the floating of the bubbles by the sound pressure of the ultrasonic waves to adsorb the bubbles. It is characterized in that the efficiency of separating the substance to be separated from the aqueous solution is increased.

【0027】この構成によれば、気泡は、水溶液から受
ける浮力だけでなく、超音波による大きな音圧力を受け
るため、浮力だけによって浮上するよりも速く、浮力よ
りも大きな音圧力によって押し上げられることになる。
そのため、処理対象の水溶液中の分離対象物質が、気泡
に吸着した後、音圧力によって浮上が促進されて浮上
し、水溶液からの分離効率が向上することになる。
According to this structure, the bubbles receive not only the buoyancy force received from the aqueous solution but also a large acoustic pressure due to the ultrasonic waves. Therefore, the bubbles are pushed up faster than the buoyancy force alone and above the buoyancy force. Become.
Therefore, after the substance to be separated in the aqueous solution to be treated is adsorbed by the bubbles, the acoustic pressure promotes the levitation to cause the levitation, and the efficiency of separation from the aqueous solution is improved.

【0028】つぎの発明による浮上分離装置は、前記超
音波発生手段は、気泡の供給中に、超音波を照射するこ
とを特徴とする。この構成によれば、気泡の供給毎に超
音波によって気泡を押し上げるため、さらにすばやく分
離作業を行うことができる。
The levitation separation device according to the next invention is characterized in that the ultrasonic wave generating means irradiates ultrasonic waves during the supply of bubbles. According to this configuration, the bubbles are pushed up by the ultrasonic waves every time the bubbles are supplied, so that the separation work can be performed more quickly.

【0029】つぎの発明による浮上分離装置は、前記超
音波発生手段が、気泡の供給を中止した後に、超音波を
照射することを特徴とする。この構成によれば、気泡の
供給を中止した後に超音波を照射して気泡を浮上させる
ため、気泡が分離対象物質を確実に吸着して浮上させる
ことができる。
The levitation separating apparatus according to the next invention is characterized in that the ultrasonic wave generating means irradiates ultrasonic waves after the supply of bubbles is stopped. According to this configuration, ultrasonic waves are applied to suspend the supply of the bubbles and then the bubbles are floated, so that the bubbles can surely adsorb and separate the substances to be separated.

【0030】つぎの発明による浮上分離装置は、前記超
音波発生手段が、超音波を所定間隔で間欠照射すること
を特徴とする。この構成によれば、超音波が照射されて
いないときに気泡が分離対象物質を吸着し、超音波が照
射されたときに分離対象物質を確実に吸着した気泡を浮
上させることになるため、浮上分離処理を効率よく行う
ことができる。
The levitation separation device according to the next invention is characterized in that the ultrasonic wave generating means intermittently irradiates ultrasonic waves at predetermined intervals. According to this configuration, the bubbles adsorb the substance to be separated when the ultrasonic wave is not applied, and the bubbles that surely adsorb the substance to be separated are floated when the ultrasonic wave is applied. The separation process can be performed efficiently.

【0031】つぎの発明による浮上分離装置は、前記超
音波振動子を、前記処理槽下部に設けたことを特徴とす
る。この構成によれば、処理槽下部の気泡も上部に浮上
させるため、処理槽下部の水溶液中の分離対象物質を効
率よく浮上分離することができる。
The levitation separating apparatus according to the next invention is characterized in that the ultrasonic transducer is provided in the lower portion of the processing tank. According to this configuration, the bubbles in the lower part of the processing tank are also floated to the upper part, so that the separation target substance in the aqueous solution in the lower part of the processing tank can be efficiently floated and separated.

【0032】つぎの発明による浮上分離装置は、前記超
音波振動子を、前記処理槽中段に設けたことを特徴とす
る。この構成によれば、処理槽中段近辺の気泡を効率よ
く浮上させることができる。特に、超音波振動子は、処
理槽中段と処理槽下部とともに複数段設けるのが好まし
い。処理槽中段近辺の気泡を効率よく浮上させるため、
処理槽下部の気泡も効率よく浮上させることができる。
The levitation separating apparatus according to the next invention is characterized in that the ultrasonic transducer is provided in the middle stage of the processing tank. According to this configuration, the bubbles near the middle stage of the processing tank can be efficiently floated. In particular, it is preferable to provide a plurality of ultrasonic transducers in the middle of the processing tank and the lower portion of the processing tank. In order to efficiently float the air bubbles near the middle stage of the processing tank,
Bubbles in the lower part of the processing tank can also be efficiently floated.

【0033】つぎの発明による浮上分離装置は、前記気
泡発生手段が、水溶液に空気を吸入させて気泡を発生さ
せる気泡形成ポンプと、気泡の混入した水溶液を前記処
理槽内に噴出させる噴出口と、を有することを特徴とす
る。この構成によれば、気泡形成ポンプが形成した気泡
を噴出口から処理槽内へ供給することができる。
In the flotation separation device according to the next invention, the bubble generating means includes a bubble forming pump for sucking air into the aqueous solution to generate bubbles, and an ejection port for ejecting the aqueous solution containing the bubbles into the processing tank. , Are included. According to this structure, the bubbles formed by the bubble forming pump can be supplied from the ejection port into the processing tank.

【0034】つぎの発明による浮上分離装置は、前記気
泡発生手段が、水溶液を処理槽内へ送り出す送出ポンプ
と、気泡の混入した水溶液を処理槽内に噴出させる噴出
口と、前記送出ポンプと前記噴出口との間に配置されて
水溶液に気泡を溶解させるバッファタンクと、を有する
ことを特徴とする。この構成によれば、バッファタンク
で水溶液に溶解した加圧空気は、水溶液が常圧である浮
上分離槽に供給されたとき、過飽和となった空気が形成
した気泡(特に、超微細気泡)を処理槽内へ供給するこ
とができる。特に、バッファタンクの圧力を制御するこ
とによって、形成される気泡径を調整することができる
ため、気泡を安定して発生させることができる。
In the flotation separation apparatus according to the next invention, the bubble generating means sends out an aqueous solution into the treatment tank, a delivery port for ejecting the aqueous solution containing bubbles into the treatment tank, the delivery pump and the above-mentioned delivery pump. A buffer tank which is disposed between the jet port and dissolves bubbles in the aqueous solution. According to this configuration, the pressurized air dissolved in the aqueous solution in the buffer tank, when the aqueous solution is supplied to the levitation separation tank at normal pressure, causes bubbles (particularly, ultrafine bubbles) formed by supersaturated air to be generated. It can be supplied into the processing tank. In particular, by controlling the pressure in the buffer tank, the diameter of bubbles formed can be adjusted, so that bubbles can be generated stably.

【0035】つぎの発明による浮上分離装置は、前記バ
ッファタンクでは、水溶液に加圧空気を溶解後、大気圧
に減圧させて、減圧時に水溶液中の過飽和空気成分を気
泡として発生させることを特徴とする。この構成によれ
ば、水溶液を加圧して飽和空気量よりやや過剰の空気を
混入して溶解させ、空気を溶解させた加圧水を処理槽の
水溶液に減圧弁を通して混合させることによって、減圧
によって過飽和になった空気が気泡となって析出し、そ
の気泡が処理槽内の水溶液の分離対象物質を付着して浮
上分離することができる。
In the flotation separation device according to the next invention, in the buffer tank, pressurized air is dissolved in the aqueous solution and then depressurized to the atmospheric pressure, so that the supersaturated air component in the aqueous solution is generated as bubbles during depressurization. To do. According to this configuration, the aqueous solution is pressurized to mix and dissolve a little excess air than the saturated air amount, and the pressurized water in which the air is dissolved is mixed with the aqueous solution in the treatment tank through the pressure reducing valve, so that the pressure is reduced to supersaturation. The resulting air is deposited as bubbles, and the bubbles can be floated and separated by adhering the separation target substance of the aqueous solution in the treatment tank.

【0036】つぎの発明による浮上分離装置は、前記バ
ッファタンクには、2枚の電極板と、前記電極板間に電
圧を印加する電源とを有し、前記電極板間への電圧の印
加による電気分解によって気泡を発生させることを特徴
とする。この構成によれば、バッファタンク内にて電気
分解によって発生した気泡を処理槽に供給することがで
きる。
In the levitation separating device according to the next invention, the buffer tank has two electrode plates and a power source for applying a voltage between the electrode plates, and the voltage is applied between the electrode plates. It is characterized in that bubbles are generated by electrolysis. According to this configuration, bubbles generated by electrolysis in the buffer tank can be supplied to the processing tank.

【0037】つぎの発明による浮上分離装置は、前記バ
ッファタンクには、2枚の電極板と、前記電極板間に電
圧を印加する電源とを有し、前記電極板間への電圧の印
加による電気分解によって気泡を発生させ、加圧空気が
溶解した水溶液を流出して大気圧に減圧させて過飽和空
気を微細な気泡として発生させることを特徴とする。
In the levitation separating device according to the next invention, the buffer tank has two electrode plates and a power source for applying a voltage between the electrode plates, and the voltage is applied between the electrode plates. It is characterized in that bubbles are generated by electrolysis, and an aqueous solution in which pressurized air is dissolved flows out to reduce the pressure to atmospheric pressure to generate supersaturated air as fine bubbles.

【0038】この構成によれば、水溶液が加圧されてい
るため、狭い表面積の電極板によっても必要な気泡を発
生させることができ、さらに減圧時に容易に超微細気泡
を発生させることができる。
According to this structure, since the aqueous solution is pressurized, it is possible to generate the necessary bubbles even with the electrode plate having a small surface area, and it is possible to easily generate the ultrafine bubbles when the pressure is reduced.

【0039】つぎの発明による浮上分離装置は、前記気
泡発生手段には、さらに、前記処理槽内から水溶液を排
出する排出ラインを有し、排出ラインから排出される水
溶液に空気を吸入させて気泡を発生させることを特徴と
する。この構成によれば、処理槽内の水溶液に直接気泡
を供給して処理槽内に還流させるため、新たに処理槽内
に気泡を含んだ水を供給する必要がなく低コストとな
る。
In the flotation separation device according to the next invention, the bubble generating means further has a discharge line for discharging the aqueous solution from the inside of the processing tank, and the aqueous solution discharged from the discharge line is sucked with air to generate bubbles. Is generated. According to this configuration, the bubbles are directly supplied to the aqueous solution in the treatment tank to be refluxed in the treatment tank, so that it is not necessary to newly supply the water containing the bubbles into the treatment tank, and the cost is reduced.

【0040】つぎの発明による浮上分離装置は、前記噴
出口を、前記処理槽下部に設けたことを特徴とする。こ
の構成によれば、処理槽の下部から気泡を供給するた
め、処理槽内の水溶液全体に渡って分離対象物質を気泡
に吸着させることができる。
A flotation device according to the next invention is characterized in that the jet port is provided in the lower portion of the processing tank. According to this configuration, since the bubbles are supplied from the lower portion of the treatment tank, the separation target substance can be adsorbed by the bubbles over the entire aqueous solution in the treatment tank.

【0041】つぎの発明による浮上分離装置は、前記気
泡発生手段は、前記処理槽内に設置した2枚の電極板
と、前記電極板間に電圧を印加する電源とを有し、前記
電極板間への電圧の印加による電気分解によって気泡を
発生させることを特徴とする。この構成によれば、処理
槽内で電気分解によって気泡を発生させることができる
ため、処理槽外から気泡を供給する必要がない。
In the flotation separation device according to the next invention, the bubble generating means has two electrode plates installed in the processing tank, and a power source for applying a voltage between the electrode plates. It is characterized in that bubbles are generated by electrolysis by applying a voltage between them. According to this configuration, bubbles can be generated by electrolysis in the processing tank, and therefore it is not necessary to supply the bubbles from outside the processing tank.

【0042】つぎの発明による浮上分離装置は、前記電
極板を、前記処理槽下部に設けたことを特徴とする。こ
の構成によれば、処理槽の下部から気泡を供給するた
め、処理槽内の水溶液全体に渡って分離対象物質を気泡
に吸着させることができる。
A levitation separator according to the next invention is characterized in that the electrode plate is provided in the lower portion of the processing tank. According to this configuration, since the bubbles are supplied from the lower portion of the treatment tank, the separation target substance can be adsorbed by the bubbles over the entire aqueous solution in the treatment tank.

【0043】つぎの発明による浮上分離装置は、前記気
泡発生手段が、前記処理槽内で水溶液を加圧後に減圧さ
せて、減圧時に水溶液中の空気成分を気泡として発生さ
せることを特徴とする。この構成によれば、処理槽内で
水溶液を加圧後に減圧させて、減圧時に水溶液中の空気
成分を気泡として発生させることができるため、処理槽
外から気泡を供給する必要がない。
In the flotation separation apparatus according to the next invention, the bubble generating means is characterized in that the aqueous solution is depressurized and then depressurized in the processing tank to generate air components in the aqueous solution as bubbles during depressurization. According to this configuration, the aqueous solution is depressurized and then depressurized in the processing tank, and the air component in the aqueous solution can be generated as bubbles at the time of depressurization, so that it is not necessary to supply the bubbles from outside the processing tank.

【0044】つぎの発明による浮上分離装置は、前記気
泡発生手段が、数ミクロン〜数十ミクロンの径の超微細
気泡を含む複数の気泡を供給することを特徴とする。
The flotation device according to the next invention is characterized in that the bubble generating means supplies a plurality of bubbles including ultrafine bubbles having a diameter of several microns to several tens of microns.

【0045】この構成のように、前記気泡を、数ミクロ
ン〜数十ミクロンの径の超微細気泡としても、超音波に
よる音圧力によってすばやく浮上させることができるた
め、すばやく浮上分離作業を行うことができるようにな
る。たとえば、超微細気泡に働く力が浮力だけの場合に
は数時間かかっていていたとしても、超微細気泡に超音
波による音圧力を加えることによって数分程度で分離作
業を行うことができるようになる。ここで、数ミクロン
〜数十ミクロン程度の径の超微細気泡は、浮力だけが加
わる場合に1[mm/s]以下の浮上速度となる気泡で
ある。
Even if the bubbles are ultrafine bubbles having a diameter of several microns to several tens of microns as in this structure, they can be quickly floated by the sound pressure of ultrasonic waves, so that the floating separation work can be performed quickly. become able to. For example, even if it takes several hours when the force acting on the ultrafine bubbles is only buoyancy, it is possible to perform separation work in a few minutes by applying ultrasonic sound pressure to the ultrafine bubbles. Become. Here, the ultrafine bubbles having a diameter of about several microns to several tens of microns are bubbles having a floating speed of 1 [mm / s] or less when only buoyancy is applied.

【0046】なお、上述のようにして、気泡に吸着され
て浮上した分離対象物質は、浮上汚泥として浮上汚泥排
出口から排出される。このとき、掻き集めるようにする
のが好ましい。
The substance to be separated that has been adsorbed by the bubbles and floated as described above is discharged from the floating sludge discharge port as floating sludge. At this time, it is preferable to scrape.

【0047】[0047]

【発明の実施の形態】以下、本発明につき図面を参照し
つつ詳細に説明する。なお、この実施の形態により本発
明が限定されるものではない。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention will now be described in detail with reference to the drawings. The present invention is not limited to this embodiment.

【0048】(実施の形態1)図1は、本発明の実施の
形態1の浮上分離装置の概略を説明する図である。10
0は、超音波による音圧力および水溶液から受ける浮力
によって気泡を浮上させて気泡に吸着した浮遊物や溶解
成分を水溶液から分離させるようにした浮上分離装置で
ある。
(Embodiment 1) FIG. 1 is a diagram for explaining the outline of a flotation device according to Embodiment 1 of the present invention. 10
Reference numeral 0 is a levitation separation device that floats bubbles by sound pressure due to ultrasonic waves and buoyancy received from the aqueous solution and separates suspended solids and dissolved components adsorbed by the bubbles from the aqueous solution.

【0049】この浮上分離装置100は、供給される水
溶液(以下「処理液」という。)に浮上分離処理を施し
て処理液内の分離対象物質を微細気泡に吸着させて浮上
分離させる浮上分離槽1と、前記浮上分離槽1内へ処理
液を投入する処理液投入ライン2と、処理液を前記浮上
分離槽1から排出させる排出ライン3と、前記排出ライ
ン3から排出された処理液を再び浮上分離槽1に循環さ
せるための循環ライン4と、前記循環ライン4から前記
浮上分離槽1に循環させる処理液中に微細気泡を形成す
る微細気泡形成ポンプ5とを有している。
The levitation separation apparatus 100 is a levitation separation tank in which a supplied aqueous solution (hereinafter referred to as "treatment liquid") is subjected to levitation separation treatment so that the substance to be separated in the treatment liquid is adsorbed by fine bubbles and levitation-separated. 1, a treatment liquid introduction line 2 for introducing the treatment liquid into the floating separation tank 1, a discharge line 3 for discharging the treatment liquid from the floating separation tank 1, and a treatment liquid discharged from the discharge line 3 again. It has a circulation line 4 for circulating it to the floating separation tank 1, and a fine bubble formation pump 5 for forming fine bubbles in the treatment liquid that is circulated from the circulation line 4 to the floating separation tank 1.

【0050】また、この浮上分離装置100は、前記浮
上分離槽1の底に沈殿した汚泥を抜き出す汚泥抜き取り
ライン6と、前記汚泥抜き取りライン6を開閉する汚泥
抜き出しバルブ7と、前記浮上分離槽1の処理液の水面
に微細気泡Xに吸着されて浮上してきた浮上汚泥Yを排
出する浮上汚泥排出口8と、前記浮上汚泥排出口8から
排出される浮上汚泥Yを貯める浮上汚泥タンク9と、前
記微細気泡形成ポンプ5で形成された微細気泡を含む処
理液を前記浮上分離槽1内の処理液中に放出する微細気
泡放出口10と、前記微細気泡形成ポンプ5に微細気泡
を形成するための空気を吸入させる空気吸入ライン11
と、を有している。
Further, the flotation / separation apparatus 100 includes a sludge extraction line 6 for extracting sludge deposited on the bottom of the flotation / separation tank 1, a sludge extraction valve 7 for opening / closing the sludge extraction line 6, and the flotation / separation tank 1 A floating sludge discharge port 8 for discharging the floating sludge Y adsorbed by the fine bubbles X on the surface of the treatment liquid and floating, and a floating sludge tank 9 for storing the floating sludge Y discharged from the floating sludge discharge port 8. In order to form fine bubbles in the fine bubble formation pump 5, and a fine bubble discharge port 10 for discharging the treatment liquid containing the fine bubbles formed by the fine bubble formation pump 5 into the treatment liquid in the floating separation tank 1. Air intake line 11 for inhaling air
And have.

【0051】さらに、この浮上分離装置100は、前記
浮上分離槽1の底から処理液内へ超音波を照射する2枚
の超音波振動子21と、前記超音波振動子21を振動さ
せる超音波電源22と、超音波振動子21と超音波電源
22とを電気的に接続する超音波電力ケーブル23とを
備えてある。
Further, the levitation separating apparatus 100 includes two ultrasonic vibrators 21 for irradiating ultrasonic waves from the bottom of the levitation separating tank 1 into the processing liquid, and ultrasonic waves for vibrating the ultrasonic vibrators 21. A power source 22 and an ultrasonic power cable 23 that electrically connects the ultrasonic transducer 21 and the ultrasonic power source 22 are provided.

【0052】前記浮上分離槽1は、断面円形状をした筒
形状とし、底部に溜まった汚泥を抜き出しやすいように
円錐形状としてある。前記処理液投入ライン2は、図示
しない制御部からの指示にしたがって廃水などの処理液
を浮上分離槽1内に供給する。前記排出ライン3は、図
示しない制御部の指示にしたがって浮上分離処理が終了
した処理液を次の図示しない処理装置に送る。前記排出
ライン3および前記循環ライン4は、図示しない制御部
の指示にしたがって浮上分離槽1から処理液を排出する
とともに微細気泡Xを発生させるために処理液の一部を
取り出す。前記微細気泡形成ポンプ5は、図示しない制
御部の指示にしたがって空気吸入ライン11から吸入さ
れる空気を前記循環ライン4から取り出される処理液に
混入して加圧後に減圧させて、減圧時に水溶液中の空気
成分を微細気泡として発生する。なお、この微細気泡形
成ポンプXは、数ミクロン〜数十ミクロン程度の径の超
微細気泡を形成するのが好ましい。この超微細気泡は、
浮力だけが加わる場合に1[mm/s]以下の浮上速度
となる気泡である。
The floating separation tank 1 has a cylindrical shape with a circular cross section, and has a conical shape so that sludge accumulated at the bottom can be easily extracted. The treatment liquid feeding line 2 supplies a treatment liquid such as waste water into the floating separation tank 1 according to an instruction from a control unit (not shown). The discharge line 3 sends the processing liquid, for which the floating separation processing has been completed, to the next processing device (not shown) in accordance with an instruction from a control unit (not shown). The discharge line 3 and the circulation line 4 discharge the processing liquid from the floating separation tank 1 and take out a part of the processing liquid in order to generate the fine bubbles X according to an instruction from a control unit (not shown). The fine bubble formation pump 5 mixes the air sucked from the air suction line 11 with the treatment liquid taken out from the circulation line 4 according to an instruction from a control unit (not shown), pressurizes it, and then depressurizes it. The air component is generated as fine bubbles. The fine bubble forming pump X preferably forms ultra fine bubbles having a diameter of several microns to several tens of microns. This ultrafine bubble
The bubbles have a floating speed of 1 [mm / s] or less when only buoyancy is applied.

【0053】前記汚泥抜き取りライン6は、図示しない
制御部の指示にしたがって浮上分離槽1内から底に溜ま
った汚泥を抜き取る。なお、抜き取った処理液の一部
は、再度、処理液投入ライン2側に戻すようにしてもよ
い。前記汚泥抜き出しバルブ7は、図示しない制御部か
らの指示で開閉動作して汚泥を抜き取る。前記浮上汚泥
排出口8は、図示しない制御部の指示によって開閉動作
して浮上汚泥タンク9に浮上汚泥Yを排出する。なお、
浮上分離槽1には、上部に図示しない掃き出し機構を設
け、浮上汚泥排出口8側に浮上汚泥Yを掃き出すように
するのが好ましい。前記浮上汚泥タンク9は、一定量浮
上汚泥Yが溜まった場合には、浮上汚泥Yをごみ捨て場
などに搬出させる。前記微細気泡放出口10は、浮上分
離槽1内の底側に設けてあり、処理液全体に分散する浮
遊物質や溶解成分を微細気泡が吸着しやすいようになっ
ている。前記空気吸入ライン11は、外気を吸入するよ
うになっている。
The sludge removal line 6 removes the sludge accumulated at the bottom from the inside of the flotation / separation tank 1 according to an instruction from a control unit (not shown). In addition, a part of the extracted processing liquid may be returned to the processing liquid input line 2 side again. The sludge extraction valve 7 opens and closes according to an instruction from a control unit (not shown) to extract the sludge. The floating sludge discharge port 8 is opened and closed according to an instruction from a control unit (not shown) to discharge the floating sludge Y to the floating sludge tank 9. In addition,
It is preferable that the floating separation tank 1 is provided with a sweeping mechanism (not shown) at the upper part so that the floating sludge Y can be swept out to the floating sludge discharge port 8 side. The floating sludge tank 9 discharges the floating sludge Y to a garbage dump when a certain amount of the floating sludge Y is accumulated. The fine bubble discharge port 10 is provided on the bottom side in the flotation separation tank 1 so that the fine bubbles can easily adsorb floating substances and dissolved components dispersed in the entire treatment liquid. The air suction line 11 is adapted to suck outside air.

【0054】前記超音波振動子21は、たとえば、圧電
効果によって超音波を発生する圧電素子や磁気歪み効果
によって超音波を発生する素子である。前者は、交流電
圧を印加すれば、その周波数でセラミクスが歪み、超音
波振動が励起される。また、後者は、交流磁界を印加す
れば、その周波数でセラミクスが歪み、超音波振動が励
起される。なお、圧搾空気による噴気発音器によって超
音波を発生させるものでもよい。以下の説明では、この
超音波振動子21は、圧電効果によって超音波を発生す
るものとする。
The ultrasonic vibrator 21 is, for example, a piezoelectric element for generating ultrasonic waves by the piezoelectric effect or an element for generating ultrasonic waves by the magnetostrictive effect. In the former, when an AC voltage is applied, the ceramics is distorted at that frequency and ultrasonic vibrations are excited. Further, in the latter, when an alternating magnetic field is applied, the ceramics is distorted at that frequency and ultrasonic vibrations are excited. It should be noted that it is also possible to generate ultrasonic waves by a fusible sounding device using compressed air. In the following description, this ultrasonic transducer 21 is assumed to generate ultrasonic waves by the piezoelectric effect.

【0055】また、前記超音波電源22は、前記超音波
振動子21を所定の周波数で振動させる交流電圧または
交流磁界を超音波電力ケーブル23を通して供給し、超
音波の発生を制御する超音波発生手段である。この超音
波電源22は、交流電圧や交流磁界の大きさや印加タイ
ミングなどを調整する。たとえば、この超音波電源22
は、超音波振動子21が微細気泡放出口10から微細気
泡Xを供給中に超音波を照射するように電源を供給す
る。また、この超音波電源22は、超音波振動子21が
微細気泡放出口10からの微細気泡Xの供給を中止した
後に超音波を照射するように電源を供給する。さらに、
この超音波電源22は、超音波振動子21が超音波を所
定間隔で間欠照射するように電源を供給する。また、交
流電圧や交流磁界の大きさや印加タイミングの設定は、
オペレータがその都度行っても、あらかじめ装置自体に
設定しておくようにしてもよい。
Further, the ultrasonic power source 22 supplies an AC voltage or an AC magnetic field for vibrating the ultrasonic vibrator 21 at a predetermined frequency through an ultrasonic power cable 23 to generate an ultrasonic wave. It is a means. The ultrasonic power source 22 adjusts the magnitude of the AC voltage and the AC magnetic field, the application timing, and the like. For example, this ultrasonic power source 22
Supplies power so that the ultrasonic transducer 21 irradiates ultrasonic waves while supplying the minute bubbles X from the minute bubble emitting port 10. Further, the ultrasonic power source 22 supplies power so that the ultrasonic oscillator 21 irradiates ultrasonic waves after stopping the supply of the fine bubbles X from the fine bubble discharge port 10. further,
The ultrasonic power source 22 supplies power so that the ultrasonic transducer 21 intermittently irradiates ultrasonic waves at predetermined intervals. Also, the setting of the magnitude of AC voltage and AC magnetic field and the application timing is
The operator may perform each time, or may set it in the apparatus itself in advance.

【0056】前記浮上分離装置100では、連続的に処
理液が浮上分離槽1に処理液投入ライン2から供給され
る。次に、微細気泡Xが、微細気泡形成ポンプ5によっ
て形成された微細気泡Xを浮上分離槽1内の処理液内に
微細気泡放出口10から放出される。すると、微細気泡
Xは、浮力によって浮上しながら、処理液内の浮遊物質
や溶解成分を吸着させていく。
In the levitation separation apparatus 100, the treatment liquid is continuously supplied to the levitation separation tank 1 from the treatment liquid charging line 2. Next, the fine bubbles X are discharged from the fine bubble discharge port 10 into the treatment liquid in the floating separation tank 1 by the fine bubbles X formed by the fine bubble forming pump 5. Then, the fine bubbles X adsorb floating substances and dissolved components in the treatment liquid while floating by the buoyancy.

【0057】そして、微細気泡Xが処理液内の浮遊物質
や溶解成分を吸着するのに十分な時間が経過した後に、
超音波振動子21が、超音波電源22の印加する交流電
圧によって超音波を発生する。すると、微細気泡Xは、
浮力とともに超音波によって押し上げられ、浮上して浮
上汚泥Yとして処理液表面に泡として溜まる。なお、微
細気泡Xが処理液内の浮遊物質や溶解成分を吸着するの
に十分な時間が経過する前であって、微細気泡Xを供給
中に超音波を発生させることによって、微細気泡Xを処
理液全体に行き渡らせる時間を短縮することができる。
また、超音波を間欠的に供給することによって、超音波
による浮上と、浮遊物質や溶解成分の吸着とを交互に行
うことができる。
Then, after a sufficient time has passed for the fine bubbles X to adsorb the suspended substances and dissolved components in the treatment liquid,
The ultrasonic transducer 21 generates ultrasonic waves by the AC voltage applied by the ultrasonic power source 22. Then, the fine bubbles X are
It is pushed up by ultrasonic waves along with the buoyancy, and floats up and accumulates as floating sludge Y on the surface of the treatment liquid as bubbles. It should be noted that by generating ultrasonic waves during the supply of the fine bubbles X before the time sufficient for the fine bubbles X to adsorb the suspended substances and dissolved components in the treatment liquid, the fine bubbles X are removed. It is possible to shorten the time taken to spread the whole processing solution.
Further, by intermittently supplying ultrasonic waves, it is possible to alternately levitate by ultrasonic waves and adsorb floating substances or dissolved components.

【0058】その後、浮上汚泥Yは、浮上汚泥排出口8
から排出され、浮上汚泥タンク9内に貯められていく。
また、沈殿した汚泥は、汚泥抜き出しバルブ7を開放し
て汚泥抜き出しライン6から抜き出す。これで、浮上分
離処理が終了し、浮上分離槽1内の処理液は排出ライン
3から次の図示しない処理装置に排出される。
After that, the floating sludge Y is discharged from the floating sludge discharge port 8
And is stored in the floating sludge tank 9.
The sludge that has settled is extracted from the sludge extraction line 6 by opening the sludge extraction valve 7. With this, the floating separation process is completed, and the processing liquid in the floating separation tank 1 is discharged from the discharge line 3 to the next processing device (not shown).

【0059】前記実施の形態1によれば、微細気泡が処
理液から受ける浮力だけでなく、超音波による大きな音
圧力を受けるため、浮力だけによって浮上するよりも速
く、浮力よりも大きな音圧力によって押し上げることが
できるようになる。そのため、気泡に吸着した処理液中
の浮遊物や溶解成分は、処理液から効率よく分離させる
ことができる。したがって、実施の形態1の浮上分離装
置によれば、浮上分離にかかる時間を短くして浮上分離
効率を上げることができるようになる。
According to the first embodiment, since not only the buoyancy force that the fine bubbles receive from the treatment liquid but also the large acoustic pressure due to the ultrasonic waves is applied, it is faster than the floating only by the buoyancy force and the sound pressure greater than the buoyancy force. You will be able to push up. Therefore, the suspended solids or dissolved components in the treatment liquid adsorbed in the bubbles can be efficiently separated from the treatment liquid. Therefore, according to the levitation separation apparatus of the first embodiment, it is possible to shorten the time required for levitation separation and improve the levitation separation efficiency.

【0060】(実施の形態2)図2は、本発明の実施の
形態2の浮上分離装置の概略を説明する図である。20
0は、超音波による音圧力および水溶液から受ける浮力
によって気泡を浮上させて気泡に吸着した浮遊物や溶解
成分を水溶液から分離させるようにした浮上分離装置で
ある。この実施の形態2の浮上分離装置200は、前記
浮上分離装置100に比べて、第二超音波振動子24を
設けて、さらに効率よく浮上分離できるようにした点が
相違する。
(Embodiment 2) FIG. 2 is a diagram for explaining the outline of a flotation device according to Embodiment 2 of the present invention. 20
Reference numeral 0 is a levitation separation device that floats bubbles by sound pressure due to ultrasonic waves and buoyancy received from the aqueous solution and separates suspended solids and dissolved components adsorbed by the bubbles from the aqueous solution. The levitation separation device 200 according to the second embodiment is different from the levitation separation device 100 in that the second ultrasonic transducer 24 is provided so that the levitation separation can be performed more efficiently.

【0061】この浮上分離装置200は、供給された処
理対象の水溶液(以下「処理液」という。)に浮上分離
処理を施して処理液内の分離対象物質を微細気泡に吸着
させて浮上分離させる浮上分離槽1と、前記浮上分離槽
1内へ処理液を供給する処理液投入ライン2と、処理液
を前記浮上分離槽1から排出させる排出ライン3と、前
記排出ライン3から排出された処理液を再び浮上分離槽
1に循環させるための循環ライン4と、前記循環ライン
4から前記浮上分離槽1に循環させる処理液中に微細気
泡を形成する微細気泡形成ポンプ5とを有している。
The levitation separating apparatus 200 performs levitation separation treatment on the supplied aqueous solution to be treated (hereinafter referred to as "treatment liquid") to adsorb the substance to be separated in the treatment liquid to fine bubbles to cause levitation separation. Flotation separation tank 1, treatment liquid input line 2 for supplying treatment liquid into the floatation separation tank 1, discharge line 3 for discharging treatment liquid from the floatation separation tank 1, and treatment discharged from the discharge line 3. It has a circulation line 4 for circulating the liquid to the flotation separation tank 1 again, and a fine bubble formation pump 5 for forming fine bubbles in the treatment liquid circulating from the circulation line 4 to the flotation separation tank 1. .

【0062】また、この浮上分離装置200は、前記浮
上分離槽1の底に沈殿した汚泥を抜き出す汚泥抜き取り
ライン6と、前記汚泥抜き取りライン6を開閉する汚泥
抜き出しバルブ7と、前記浮上分離槽1の処理液の水面
に微細気泡Xに吸着されて浮上してきた浮上汚泥Yを排
出する浮上汚泥排出口8と、前記浮上汚泥排出口8から
排出される浮上汚泥Yを貯める浮上汚泥タンク9と、前
記微細気泡形成ポンプ5で形成された微細気泡を含む処
理液を前記浮上分離槽1内の処理液中に放出する微細気
泡放出口10と、前記微細気泡形成ポンプ5に微細気泡
を形成するための空気を吸入させる空気吸入ライン11
と、を有している。
The flotation / separation device 200 also includes a sludge extraction line 6 for extracting sludge settling at the bottom of the flotation / separation tank 1, a sludge extraction valve 7 for opening / closing the sludge extraction line 6, and the flotation / separation tank 1 A floating sludge discharge port 8 for discharging the floating sludge Y adsorbed by the fine bubbles X on the surface of the treatment liquid and floating, and a floating sludge tank 9 for storing the floating sludge Y discharged from the floating sludge discharge port 8. In order to form fine bubbles in the fine bubble formation pump 5, and a fine bubble discharge port 10 for discharging the treatment liquid containing the fine bubbles formed by the fine bubble formation pump 5 into the treatment liquid in the floating separation tank 1. Air intake line 11 for inhaling air
And have.

【0063】さらに、この浮上分離装置200は、前記
浮上分離槽1の底から処理液内へ超音波を照射する2枚
の超音波振動子21と、前記浮上分離槽1の中段から処
理液内へ超音波を照射する2枚の第二超音波振動子24
と、前記超音波振動子21および前記第二超音波振動子
24とを振動させる超音波電源22と、超音波振動子2
1と超音波電源22とを電気的に接続する超音波電力ケ
ーブル23とを備えてある。なお、第二超音波振動子2
4と超音波電源22との間も図示しない超音波電力ケー
ブルによって電気的に接続されている。
Further, the levitation separation apparatus 200 includes two ultrasonic vibrators 21 for irradiating ultrasonic waves from the bottom of the levitation separation tank 1 into the treatment liquid, and the middle stage of the levitation separation tank 1 into the treatment liquid. Two second ultrasonic transducers 24 for irradiating ultrasonic waves to the
An ultrasonic power source 22 for vibrating the ultrasonic oscillator 21 and the second ultrasonic oscillator 24; and an ultrasonic oscillator 2
1 and an ultrasonic power source 22 are electrically connected to each other, and an ultrasonic power cable 23 is provided. The second ultrasonic transducer 2
4 and the ultrasonic power source 22 are also electrically connected by an ultrasonic power cable (not shown).

【0064】前記浮上分離槽1は、断面円形状をした筒
形状とし、底部に溜まった汚泥を抜き出しやすいように
円錐形状としてある。前記処理液投入ライン2は、図示
しない制御部からの指示にしたがって廃水などの処理液
を浮上分離槽1内に供給する。前記排出ライン3は、図
示しない制御部の指示にしたがって浮上分離処理が終了
した処理液を次の図示しない処理装置に送る。前記排出
ライン3および前記循環ライン4は、図示しない制御部
の指示にしたがって浮上分離槽1から処理液を排出する
とともに微細気泡Xを発生させるために処理液の一部を
取り出す。前記微細気泡形成ポンプ5は、図示しない制
御部の指示にしたがって空気吸入ライン11から吸入さ
れる空気を前記循環ライン4から取り出される処理液に
混入して加圧後に減圧させて、減圧時に水溶液中の空気
成分を微細気泡として発生する。なお、この微細気泡形
成ポンプXは、数ミクロン〜数十ミクロン程度の径の超
微細気泡を形成するのが好ましい。この超微細気泡は、
浮力だけが加わる場合に1[mm/s]以下の浮上速度
となる気泡である。
The floating separation tank 1 has a cylindrical shape with a circular cross section, and has a conical shape so that sludge accumulated at the bottom can be easily extracted. The treatment liquid feeding line 2 supplies a treatment liquid such as waste water into the floating separation tank 1 according to an instruction from a control unit (not shown). The discharge line 3 sends the processing liquid, for which the floating separation processing has been completed, to the next processing device (not shown) in accordance with an instruction from a control unit (not shown). The discharge line 3 and the circulation line 4 discharge the processing liquid from the floating separation tank 1 and take out a part of the processing liquid in order to generate the fine bubbles X according to an instruction from a control unit (not shown). The fine bubble formation pump 5 mixes the air sucked from the air suction line 11 with the treatment liquid taken out from the circulation line 4 according to an instruction from a control unit (not shown), pressurizes it, and then depressurizes it. The air component is generated as fine bubbles. The fine bubble forming pump X preferably forms ultra fine bubbles having a diameter of several microns to several tens of microns. This ultrafine bubble
The bubbles have a floating speed of 1 [mm / s] or less when only buoyancy is applied.

【0065】前記汚泥抜き取りライン6は、図示しない
制御部の指示にしたがって浮上分離槽1内から底に溜ま
った汚泥を抜き取る。なお、抜き取った処理液の一部
は、再度、処理液投入ライン2側に戻すようにしてもよ
い。前記汚泥抜き出しバルブ7は、図示しない制御部か
らの指示で開閉動作して汚泥を抜き取る。前記浮上汚泥
排出口8は、図示しない制御部の指示によって開閉動作
して浮上汚泥タンク9に浮上汚泥Yを排出する。なお、
浮上分離槽1には、上部に図示しない掃き出し機構を設
け、浮上汚泥排出口8側に浮上汚泥Yを掃き出すように
するのが好ましい。前記浮上汚泥タンク9は、一定量浮
上汚泥Yが溜まった場合には、浮上汚泥Yをごみ捨て場
などに搬出させる。前記微細気泡放出口10は、浮上分
離槽1内の底側に設けてあり、処理液全体に分散する浮
遊物質や融解成分を微細気泡が吸着しやすいようになっ
ている。前記空気吸入ライン11は、外気を吸入するよ
うになっている。
The sludge removal line 6 removes the sludge accumulated at the bottom from the flotation / separation tank 1 according to an instruction from a control unit (not shown). In addition, a part of the extracted processing liquid may be returned to the processing liquid input line 2 side again. The sludge extraction valve 7 opens and closes according to an instruction from a control unit (not shown) to extract the sludge. The floating sludge discharge port 8 is opened and closed according to an instruction from a control unit (not shown) to discharge the floating sludge Y to the floating sludge tank 9. In addition,
It is preferable that the floating separation tank 1 is provided with a sweeping mechanism (not shown) at the upper part so that the floating sludge Y can be swept out to the floating sludge discharge port 8 side. The floating sludge tank 9 discharges the floating sludge Y to a garbage dump when a certain amount of the floating sludge Y is accumulated. The fine air bubble discharge port 10 is provided on the bottom side in the flotation tank 1 so that the fine air bubbles can easily adsorb floating substances or molten components dispersed in the entire processing liquid. The air suction line 11 is adapted to suck outside air.

【0066】前記超音波振動子21および前記第二超音
波振動子24は、たとえば、圧電効果によって超音波を
発生する圧電素子や磁気歪み効果によって超音波を発生
する素子である。前者は、交流電圧を印加すれば、その
周波数でセラミクスが歪み、超音波振動が励起される。
また、後者は、交流磁界を印加すれば、その周波数でセ
ラミクスが歪み、超音波振動が励起される。なお、圧搾
空気による噴気発音器によって超音波を発生させるもの
でもよい。以下の説明では、前記超音波振動子21およ
び前記第二超音波振動子24は、圧電効果によって超音
波を発生するものとする。
The ultrasonic oscillator 21 and the second ultrasonic oscillator 24 are, for example, a piezoelectric element for generating ultrasonic waves by the piezoelectric effect or an element for generating ultrasonic waves by the magnetostrictive effect. In the former, when an AC voltage is applied, the ceramics is distorted at that frequency and ultrasonic vibrations are excited.
Further, in the latter, when an alternating magnetic field is applied, the ceramics is distorted at that frequency and ultrasonic vibrations are excited. It should be noted that it is also possible to generate ultrasonic waves by a fusible sounding device using compressed air. In the following description, the ultrasonic transducer 21 and the second ultrasonic transducer 24 are assumed to generate ultrasonic waves by the piezoelectric effect.

【0067】また、前記超音波電源22は、前記超音波
振動子21および前記第二超音波振動子24を所定の周
波数で振動させる交流電圧または交流磁界を超音波振動
子21に超音波電力ケーブル23を通して供給し、超音
波の発生を制御する超音波発生手段である。この超音波
電源22は、交流電圧や交流磁界の大きさや印加タイミ
ングなどを調整する。たとえば、この超音波電源22
は、超音波振動子21および第二超音波振動子24が微
細気泡放出口10から微細気泡Xを供給中に超音波を照
射するように電源を供給する。また、この超音波電源2
2は、超音波振動子21および第二超音波振動子24が
微細気泡放出口10からの微細気泡Xの供給を中止した
後に超音波を照射するように電源を供給する。さらに、
この超音波電源22は、超音波振動子21および第二超
音波振動子24が超音波を所定間隔で間欠照射するよう
に電源を供給する。また、交流電圧や交流磁界の大きさ
や印加タイミングの設定は、オペレータがその都度行っ
ても、あらかじめ装置自体に設定しておくようにしても
よい。
Further, the ultrasonic power source 22 supplies an ultrasonic power cable to the ultrasonic vibrator 21 with an AC voltage or an AC magnetic field for vibrating the ultrasonic vibrator 21 and the second ultrasonic vibrator 24 at a predetermined frequency. It is an ultrasonic wave generation means for controlling the generation of ultrasonic waves by supplying the ultrasonic wave through the reference numeral 23. The ultrasonic power source 22 adjusts the magnitude of the AC voltage and the AC magnetic field, the application timing, and the like. For example, this ultrasonic power source 22
Supplies power so that the ultrasonic oscillator 21 and the second ultrasonic oscillator 24 irradiate ultrasonic waves while the fine bubble X is being supplied from the fine bubble discharge port 10. Also, this ultrasonic power source 2
2 supplies power so that the ultrasonic oscillator 21 and the second ultrasonic oscillator 24 irradiate ultrasonic waves after stopping the supply of the fine bubbles X from the fine bubble discharge port 10. further,
The ultrasonic power source 22 supplies power so that the ultrasonic transducer 21 and the second ultrasonic transducer 24 intermittently emit ultrasonic waves at predetermined intervals. The magnitude of the AC voltage or the AC magnetic field and the application timing may be set by the operator each time, or may be set in the apparatus itself in advance.

【0068】前記浮上分離装置200では、連続的に処
理液が浮上分離槽1に処理液投入ライン2から供給され
る。次に、微細気泡Xが、微細気泡形成ポンプ5によっ
て形成された微細気泡Xを浮上分離槽1内の処理液内に
微細気泡放出口10から放出される。すると、微細気泡
Xは、浮力によって浮上しながら、処理液内の浮遊物質
や溶解成分を吸着させていく。
In the levitation separation apparatus 200, the treatment liquid is continuously supplied to the levitation separation tank 1 from the treatment liquid feeding line 2. Next, the fine bubbles X are discharged from the fine bubble discharge port 10 into the treatment liquid in the floating separation tank 1 by the fine bubbles X formed by the fine bubble forming pump 5. Then, the fine bubbles X adsorb floating substances and dissolved components in the treatment liquid while floating by the buoyancy.

【0069】そして、微細気泡Xが処理液内の浮遊物質
や溶解成分を吸着するのに十分な時間が経過した後に、
超音波振動子21および第二超音波振動子24が、超音
波電源22の印加する交流電圧によって超音波を発生す
る。すると、微細気泡Xは、浮力とともに超音波によっ
て押し上げられ、浮上して浮上汚泥Yとして処理液表面
に泡として溜まる。なお、微細気泡Xが処理液内の浮遊
物質や溶解成分を吸着するのに十分な時間が経過する前
であって、微細気泡Xを供給中に超音波を発生させるこ
とによって、微細気泡Xを処理液全体に行き渡らせる時
間を短縮することができる。また、超音波を間欠的に供
給することによって、超音波による浮上と、浮遊物質や
溶解成分の吸着とを交互に行うことができる。
Then, after a sufficient time has passed for the fine bubbles X to adsorb the suspended substances and dissolved components in the treatment liquid,
The ultrasonic oscillator 21 and the second ultrasonic oscillator 24 generate ultrasonic waves by the AC voltage applied by the ultrasonic power source 22. Then, the fine bubbles X are pushed up by the ultrasonic waves together with the buoyancy, and float up and accumulate as the floating sludge Y on the surface of the treatment liquid as bubbles. It should be noted that by generating ultrasonic waves during the supply of the fine bubbles X before the time sufficient for the fine bubbles X to adsorb the suspended substances and dissolved components in the treatment liquid, the fine bubbles X are removed. It is possible to shorten the time taken to spread the whole processing solution. Further, by intermittently supplying ultrasonic waves, it is possible to alternately levitate by ultrasonic waves and adsorb floating substances or dissolved components.

【0070】その後、浮上汚泥Yは、浮上汚泥排出口8
から排出され、浮上汚泥タンク9内に貯められていく。
また、沈殿した汚泥は、汚泥抜き出しバルブ7を開放し
て汚泥抜き出しライン6から抜き出す。これで、浮上分
離処理が終了し、浮上分離槽1内の処理液は排出ライン
3から次の図示しない処理装置に排出される。
Thereafter, the floating sludge Y is discharged from the floating sludge discharge port 8
And is stored in the floating sludge tank 9.
The sludge that has settled is extracted from the sludge extraction line 6 by opening the sludge extraction valve 7. With this, the floating separation process is completed, and the processing liquid in the floating separation tank 1 is discharged from the discharge line 3 to the next processing device (not shown).

【0071】前記実施の形態2によれば、微細気泡が処
理液から受ける浮力だけでなく、超音波による大きな音
圧力を受けるため、浮力だけによって浮上するよりも速
く、浮力よりも大きな音圧力によって押し上げることが
できるようになる。そのため、気泡に吸着した処理液中
の浮遊物や溶解成分を、処理液から効率よく分離させる
ことができる。また、さらに、浮上分離槽の中段に第二
超音波振動子を設けたため、その中段付近の微細気泡を
効率よく浮上させることができるため、底だけに超音波
振動子を設けるよりも効率よく微細気泡を浮上させるこ
とができるようになる。したがって、実施の形態2の浮
上分離装置によれば、浮上分離にかかる時間を短くして
浮上分離効率を上げることができるようになる。
According to the second embodiment, since not only the buoyancy force received from the treatment liquid by the microbubbles but also the large acoustic pressure due to the ultrasonic waves is applied, it is faster than the buoyancy force alone causes the surface to rise, and the sonic force larger than the buoyancy force causes the sound pressure to rise. You will be able to push up. Therefore, the suspended matter and dissolved components in the treatment liquid adsorbed in the bubbles can be efficiently separated from the treatment liquid. Further, since the second ultrasonic transducer is installed in the middle stage of the flotation tank, the fine bubbles near the middle stage can be efficiently levitated. You will be able to float the bubbles. Therefore, according to the levitation separation device of the second embodiment, it is possible to shorten the time required for levitation separation and improve the levitation separation efficiency.

【0072】(実施の形態3)図3は、本発明の実施の
形態3の浮上分離装置の概略を説明する図である。30
0は、超音波による音圧力および水溶液から受ける浮力
によって気泡を浮上させて気泡に吸着した浮遊物や溶解
成分を水溶液から分離させるようにした浮上分離装置で
ある。この実施の形態3の浮上分離装置300は、前記
浮上分離装置100または200に比べて、浮上分離槽
1内部で微細気泡を発生させる微細気泡発生手段とした
点が相違する。
(Embodiment 3) FIG. 3 is a diagram for explaining the outline of a floating separation device according to Embodiment 3 of the present invention. Thirty
Reference numeral 0 is a levitation separation device that floats bubbles by sound pressure due to ultrasonic waves and buoyancy received from the aqueous solution and separates suspended solids and dissolved components adsorbed by the bubbles from the aqueous solution. The levitation separation device 300 of the third embodiment is different from the levitation separation device 100 or 200 in that it is a fine bubble generation means for generating fine bubbles inside the levitation separation tank 1.

【0073】この浮上分離装置300は、処理対象の水
溶液(以下「処理液」という。)に浮上分離処理を施し
て処理液内の分離対象物質を微細気泡に吸着させて浮上
分離させる浮上分離槽1と、前記浮上分離槽1内へ処理
液を供給する処理液投入ライン2と、処理液を前記浮上
分離槽1から排出させる排出ライン3と、前記浮上分離
槽1の底に沈殿した汚泥を抜き出す汚泥抜き取りライン
6と、前記汚泥抜き取りライン6を開閉する汚泥抜き出
しバルブ7と、前記浮上分離槽1の処理液の水面に微細
気泡Xに吸着されて浮上してきた浮上汚泥Yを排出する
浮上汚泥排出口8と、前記浮上汚泥排出口8から排出さ
れる浮上汚泥Yを貯める浮上汚泥タンク9とを有してい
る。
The flotation / separation apparatus 300 is a flotation / separation tank for subjecting an aqueous solution to be treated (hereinafter referred to as a “treatment liquid”) to a flotation separation treatment so that the separation target substance in the treatment liquid is adsorbed by fine bubbles to be floated and separated. 1, a treatment liquid charging line 2 for supplying a treatment liquid into the flotation separation tank 1, a discharge line 3 for discharging the treatment liquid from the flotation separation tank 1, and a sludge settling on the bottom of the flotation separation tank 1. A sludge extraction line 6 to be extracted, a sludge extraction valve 7 for opening and closing the sludge extraction line 6, and a floating sludge for discharging the floating sludge Y adsorbed by the fine bubbles X on the water surface of the treatment liquid in the flotation separation tank 1. It has a discharge port 8 and a floating sludge tank 9 for storing the floating sludge Y discharged from the floating sludge discharge port 8.

【0074】さらに、この浮上分離装置300は、前記
浮上分離槽1の底から処理液内へ超音波を照射する2枚
の超音波振動子21と、前記超音波振動子21を振動さ
せる超音波電源22と、超音波振動子21と超音波電源
22とを電気的に接続する超音波電力ケーブル23と、
前記浮上分離槽1の底側から気泡を発生させる一対の電
極板31と、前記電極板31に供給する直流電圧を供給
する直流電源32と、前記各電極板31と前記直流電源
32とを電気的に接続する電源供給ライン33とを備え
てある。
Further, the levitation separation apparatus 300 includes two ultrasonic vibrators 21 for irradiating ultrasonic waves from the bottom of the levitation separation tank 1 into the processing liquid, and ultrasonic waves for vibrating the ultrasonic vibrators 21. A power source 22, an ultrasonic power cable 23 for electrically connecting the ultrasonic transducer 21 and the ultrasonic power source 22,
A pair of electrode plates 31 for generating bubbles from the bottom side of the levitation separation tank 1, a DC power supply 32 for supplying a DC voltage to the electrode plates 31, and an electrode plate 31 and a DC power supply 32 are electrically connected. And a power supply line 33 that is electrically connected.

【0075】前記浮上分離槽1は、断面円形状をした筒
形状とし、底部に溜まった汚泥を抜き出しやすいように
円錐形状としてある。前記処理液投入ライン2は、図示
しない制御部からの指示にしたがって廃水などの処理液
を浮上分離槽1内に供給する。前記排出ライン3は、図
示しない制御部の指示にしたがって浮上分離処理が終了
した処理液を次の図示しない処理装置に送る。前記汚泥
抜き取りライン6は、図示しない制御部の指示にしたが
って浮上分離槽1内から底に溜まった汚泥を抜き取る。
なお、抜き取った処理液の一部は、再度、処理液投入ラ
イン2側に戻すようにしてもよい。前記汚泥抜き出しバ
ルブ7は、図示しない制御部からの指示で開閉動作して
汚泥を抜き取る。前記浮上汚泥排出口8は、図示しない
制御部の指示によって開閉動作して浮上汚泥タンク9に
浮上汚泥Yを排出する。なお、浮上分離槽1には、上部
に図示しない掃き出し機構を設け、浮上汚泥排出口8側
に浮上汚泥Yを掃き出すようにするのが好ましい。前記
浮上汚泥タンク9は、一定量浮上汚泥Yが溜まった場合
には、浮上汚泥Yをごみ捨て場などに搬出させる。
The floating separation tank 1 has a cylindrical shape with a circular cross section, and has a conical shape so that sludge accumulated at the bottom can be easily extracted. The treatment liquid feeding line 2 supplies a treatment liquid such as waste water into the floating separation tank 1 according to an instruction from a control unit (not shown). The discharge line 3 sends the processing liquid, for which the floating separation processing has been completed, to the next processing device (not shown) in accordance with an instruction from a control unit (not shown). The sludge removal line 6 removes sludge accumulated at the bottom from the flotation / separation tank 1 according to an instruction from a control unit (not shown).
In addition, a part of the extracted processing liquid may be returned to the processing liquid input line 2 side again. The sludge extraction valve 7 opens and closes according to an instruction from a control unit (not shown) to extract the sludge. The floating sludge discharge port 8 is opened and closed according to an instruction from a control unit (not shown) to discharge the floating sludge Y to the floating sludge tank 9. In addition, it is preferable that the floating separation tank 1 is provided with a sweeping mechanism (not shown) in the upper part so as to sweep the floating sludge Y toward the floating sludge discharge port 8 side. The floating sludge tank 9 discharges the floating sludge Y to a garbage dump when a certain amount of the floating sludge Y is accumulated.

【0076】前記超音波振動子21は、たとえば、圧電
効果によって超音波を発生する圧電素子や磁気歪み効果
によって超音波を発生する素子である。前者は、交流電
圧を印加すれば、その周波数でセラミクスが歪み、超音
波振動が励起される。また、後者は、交流磁界を印加す
れば、その周波数でセラミクスが歪み、超音波振動が励
起される。なお、圧搾空気による噴気発音器によって超
音波を発生させるものでもよい。以下の説明では、この
超音波振動子21は、圧電効果によって超音波を発生す
るものとする。
The ultrasonic vibrator 21 is, for example, a piezoelectric element that generates ultrasonic waves by the piezoelectric effect or an element that generates ultrasonic waves by the magnetostrictive effect. In the former, when an AC voltage is applied, the ceramics is distorted at that frequency and ultrasonic vibrations are excited. Further, in the latter, when an alternating magnetic field is applied, the ceramics is distorted at that frequency and ultrasonic vibrations are excited. It should be noted that it is also possible to generate ultrasonic waves by a fusible sounding device using compressed air. In the following description, this ultrasonic transducer 21 is assumed to generate ultrasonic waves by the piezoelectric effect.

【0077】また、前記超音波電源22は、前記超音波
振動子21を所定の周波数で振動させる交流電圧または
交流磁界を超音波電力ケーブル23を通して供給し、超
音波の発生を制御する超音波発生手段である。この超音
波電源22は、交流電圧や交流磁界の大きさや印加タイ
ミングなどを調整する。たとえば、この超音波電源22
は、超音波振動子21が微細気泡放出口10から微細気
泡Xを供給中に超音波を照射するように電源を供給す
る。また、この超音波電源22は、超音波振動子21が
微細気泡放出口10からの微細気泡Xの供給を中止した
後に超音波を照射するように電源を供給する。さらに、
この超音波電源22は、超音波振動子21が超音波を所
定間隔で間欠照射するように電源を供給する。また、交
流電圧や交流磁界の大きさや印加タイミングの設定は、
オペレータがその都度行っても、あらかじめ装置自体に
設定しておくようにしてもよい。
The ultrasonic power source 22 supplies an AC voltage or an AC magnetic field for vibrating the ultrasonic vibrator 21 at a predetermined frequency through the ultrasonic power cable 23 to generate ultrasonic waves. It is a means. The ultrasonic power source 22 adjusts the magnitude of the AC voltage and the AC magnetic field, the application timing, and the like. For example, this ultrasonic power source 22
Supplies power so that the ultrasonic transducer 21 irradiates ultrasonic waves while supplying the minute bubbles X from the minute bubble emitting port 10. Further, the ultrasonic power source 22 supplies power so that the ultrasonic oscillator 21 irradiates ultrasonic waves after stopping the supply of the fine bubbles X from the fine bubble discharge port 10. further,
The ultrasonic power source 22 supplies power so that the ultrasonic transducer 21 intermittently irradiates ultrasonic waves at predetermined intervals. Also, the setting of the magnitude of AC voltage and AC magnetic field and the application timing is
The operator may perform each time, or may set it in the apparatus itself in advance.

【0078】また、2枚の前記電極板31間には、直流
電源32によって電源供給ライン33を通して直流電圧
が印加されて、電気分解によって微細気泡Xを発生す
る。なお、微細気泡Xは、数ミクロン〜数十ミクロン程
度の径の超微細気泡を形成するのが好ましい。この超微
細気泡は、浮力だけが加わる場合に1[mm/s]以下
の浮上速度となる気泡である。
A DC voltage is applied between the two electrode plates 31 by a DC power supply 32 through a power supply line 33 to generate fine bubbles X by electrolysis. The fine bubbles X preferably form ultrafine bubbles having a diameter of several microns to several tens of microns. The ultrafine bubbles are bubbles having a floating speed of 1 [mm / s] or less when only buoyancy is applied.

【0079】前記浮上分離装置300では、連続的に処
理液が浮上分離槽1に処理液投入ライン2から供給され
る。次に、微細気泡Xが、直流電源32によって直流電
圧が電極板31間に印加されると発生する。すると、微
細気泡Xは、浮力によって浮上しながら、処理液内の浮
遊物質や溶解成分を吸着させていく。
In the flotation / separation device 300, the treatment liquid is continuously supplied to the flotation / separation tank 1 from the treatment liquid charging line 2. Next, the fine bubbles X are generated when a DC voltage is applied between the electrode plates 31 by the DC power supply 32. Then, the fine bubbles X adsorb floating substances and dissolved components in the treatment liquid while floating by the buoyancy.

【0080】そして、微細気泡Xが処理液内の浮遊物質
や溶解成分を吸着するのに十分な時間が経過した後に、
超音波振動子21が、超音波電源22の印加する交流電
圧によって超音波を発生する。すると、微細気泡Xは、
浮力とともに超音波によって押し上げられ、浮上して浮
上汚泥Yとして処理液表面に泡として溜まる。なお、微
細気泡Xが処理液内の浮遊物質や溶解成分を吸着するの
に十分な時間が経過する前であって、微細気泡Xを供給
中に超音波を発生させることによって、微細気泡Xを処
理液全体に行き渡らせる時間を短縮することができる。
また、超音波を間欠的に供給することによって、超音波
による浮上と、浮遊物質や溶解成分の吸着とを交互に行
うことができる。
Then, after a sufficient time has passed for the fine bubbles X to adsorb the suspended substances and dissolved components in the treatment liquid,
The ultrasonic transducer 21 generates ultrasonic waves by the AC voltage applied by the ultrasonic power source 22. Then, the fine bubbles X are
It is pushed up by ultrasonic waves along with the buoyancy, and floats up and accumulates as floating sludge Y on the surface of the treatment liquid as bubbles. It should be noted that by generating ultrasonic waves during the supply of the fine bubbles X before the time sufficient for the fine bubbles X to adsorb the suspended substances and dissolved components in the treatment liquid, the fine bubbles X are removed. It is possible to shorten the time taken to spread the whole processing solution.
Further, by intermittently supplying ultrasonic waves, it is possible to alternately levitate by ultrasonic waves and adsorb floating substances or dissolved components.

【0081】その後、浮上汚泥Yは、浮上汚泥排出口8
から排出され、浮上汚泥タンク9内に貯められていく。
また、沈殿した汚泥は、汚泥抜き出しバルブ7を開放し
て汚泥抜き出しライン6から抜き出す。これで、浮上分
離処理が終了し、浮上分離槽1内の処理液は排出ライン
3から次の図示しない処理装置に排出される。
Thereafter, the floating sludge Y is discharged from the floating sludge discharge port 8
And is stored in the floating sludge tank 9.
The sludge that has settled is extracted from the sludge extraction line 6 by opening the sludge extraction valve 7. With this, the floating separation process is completed, and the processing liquid in the floating separation tank 1 is discharged from the discharge line 3 to the next processing device (not shown).

【0082】前記実施の形態3によれば、微細気泡が処
理液から受ける浮力だけでなく、超音波による大きな音
圧力を受けるため、浮力だけによって浮上するよりも速
く、浮力よりも大きな音圧力によって押し上げることが
できるようになる。そのため、気泡に吸着した処理液中
の浮遊物や溶解成分を、効率よく処理液から分離させる
ことができる。したがって、実施の形態3の浮上分離装
置によれば、浮上分離にかかる時間を短くして浮上分離
効率を上げることができるようになる。
According to the third embodiment, since not only the buoyancy force received from the processing liquid by the treatment liquid but also the large acoustic pressure due to the ultrasonic wave is applied, it is faster than the buoyancy force alone causes the surface to float, and the sonic force greater than the buoyancy force causes the fine air bubbles to rise. You will be able to push up. Therefore, the suspended matter and the dissolved components in the treatment liquid adsorbed in the bubbles can be efficiently separated from the treatment liquid. Therefore, according to the levitation separation apparatus of the third embodiment, it is possible to shorten the time required for levitation separation and increase the levitation separation efficiency.

【0083】(実施の形態4)図4は、本発明の実施の
形態4の浮上分離装置の概略を説明する図である。40
0は、超音波による音圧力および水溶液から受ける浮力
によって気泡を浮上させて気泡に吸着した浮遊物や溶解
成分を水溶液から分離させるようにした浮上分離装置で
ある。この浮上分離装置400は、前記浮上分離装置1
00に比べて、微細気泡を発生させる微細気泡発生手段
が相違する。
(Embodiment 4) FIG. 4 is a diagram for explaining the outline of a flotation device according to Embodiment 4 of the present invention. 40
Reference numeral 0 is a levitation separation device that floats bubbles by sound pressure due to ultrasonic waves and buoyancy received from the aqueous solution and separates suspended solids and dissolved components adsorbed by the bubbles from the aqueous solution. This levitation separation device 400 is the levitation separation device 1
Compared with No. 00, the fine bubble generating means for generating fine bubbles is different.

【0084】この浮上分離装置400は、処理対象の水
溶液(以下「処理液」という。)に浮上分離処理を施し
て処理液内の分離対象物質を微細気泡に吸着させて浮上
分離させる浮上分離槽1と、前記浮上分離槽1内へ処理
液を供給する処理液投入ライン2と、処理液を前記浮上
分離槽1から排出させる排出ライン3と、前記排出ライ
ン3から排出された処理液を再び浮上分離槽1に循環さ
せるための循環ライン4とを有している。
This levitation separation device 400 is a levitation separation tank for subjecting an aqueous solution to be treated (hereinafter referred to as "treatment liquid") to levitation separation treatment so that the separation target substance in the treatment liquid is adsorbed by fine bubbles and levitation-separated. 1, a treatment liquid introduction line 2 for supplying a treatment liquid into the floating separation tank 1, a discharge line 3 for discharging the treatment liquid from the floating separation tank 1, and a treatment liquid discharged from the discharge line 3 again. It has a circulation line 4 for circulating it to the floating separation tank 1.

【0085】また、この浮上分離装置400は、前記浮
上分離槽1の底に沈殿した汚泥を抜き出す汚泥抜き取り
ライン6と、前記汚泥抜き取りライン6を開閉する汚泥
抜き出しバルブ7と、前記浮上分離槽1の処理液の水面
に微細気泡Xに吸着されて浮上してきた浮上汚泥Yを排
出する浮上汚泥排出口8と、前記浮上汚泥排出口8から
排出される浮上汚泥Yを貯める浮上汚泥タンク9と、前
記微細気泡形成ポンプ5で形成された微細気泡を含む処
理液を前記浮上分離槽1内の処理液中に放出する微細気
泡放出口10とを有している。
The flotation / separation device 400 further comprises a sludge extraction line 6 for extracting sludge settling on the bottom of the flotation / separation tank 1, a sludge extraction valve 7 for opening / closing the sludge extraction line 6, and the flotation / separation tank 1 A floating sludge discharge port 8 for discharging the floating sludge Y adsorbed by the fine bubbles X on the surface of the treatment liquid and floating, and a floating sludge tank 9 for storing the floating sludge Y discharged from the floating sludge discharge port 8. It has a fine bubble discharge port 10 for discharging the treatment liquid containing fine bubbles formed by the fine bubble formation pump 5 into the treatment liquid in the floating separation tank 1.

【0086】さらに、この浮上分離装置400は、前記
浮上分離槽1の底から処理液内へ超音波を照射する2枚
の超音波振動子21と、前記超音波振動子21を振動さ
せる超音波電源22と、超音波振動子21と超音波電源
22とを電気的に接続する超音波電力ケーブル23と、
加圧空気を溶解するバッファタンク41と、前記バッフ
ァタンク41から流れる処理液の圧力を調整して微細気
泡放出口10から放出させる圧力調整弁42と、前記循
環ライン4からバッファタンク41と圧力調整弁42と
を介して前記浮上分離槽1に処理液を循環させる循環ポ
ンプ44とを備えてある。
Further, the levitation separating apparatus 400 includes two ultrasonic vibrators 21 for irradiating ultrasonic waves from the bottom of the levitation separating tank 1 into the processing liquid, and ultrasonic waves for vibrating the ultrasonic vibrators 21. A power source 22, an ultrasonic power cable 23 for electrically connecting the ultrasonic transducer 21 and the ultrasonic power source 22,
A buffer tank 41 that dissolves pressurized air, a pressure adjustment valve 42 that adjusts the pressure of the processing liquid flowing from the buffer tank 41 to release it from the fine bubble discharge port 10, and a buffer tank 41 and pressure adjustment from the circulation line 4. A circulation pump 44 that circulates the treatment liquid through the floating separation tank 1 via a valve 42.

【0087】前記浮上分離槽1は、断面円形状をした筒
形状とし、底部に溜まった汚泥を抜き出しやすいように
円錐形状としてある。前記処理液投入ライン2は、図示
しない制御部からの指示にしたがって廃水などの処理液
を浮上分離槽1内に供給する。前記排出ライン3は、図
示しない制御部の指示にしたがって浮上分離処理が終了
した処理液を次の図示しない処理装置に送る。前記排出
ライン3および前記循環ライン4は、図示しない制御部
の指示にしたがって浮上分離槽1から処理液を排出する
とともに微細気泡Xを発生させるために処理液の一部を
取り出す。
The floating separation tank 1 has a cylindrical shape with a circular cross section, and has a conical shape so that sludge accumulated at the bottom can be easily extracted. The treatment liquid feeding line 2 supplies a treatment liquid such as waste water into the floating separation tank 1 according to an instruction from a control unit (not shown). The discharge line 3 sends the processing liquid, for which the floating separation processing has been completed, to the next processing device (not shown) in accordance with an instruction from a control unit (not shown). The discharge line 3 and the circulation line 4 discharge the processing liquid from the floating separation tank 1 and take out a part of the processing liquid in order to generate the fine bubbles X according to an instruction from a control unit (not shown).

【0088】前記汚泥抜き取りライン6は、図示しない
制御部の指示にしたがって浮上分離槽1内から底に溜ま
った汚泥を抜き取る。なお、抜き取った処理液の一部
は、再度、処理液投入ライン2側に戻すようにしてもよ
い。前記汚泥抜き出しバルブ7は、図示しない制御部か
らの指示で開閉動作して汚泥を抜き取る。前記浮上汚泥
排出口8は、図示しない制御部の指示によって開閉動作
して浮上汚泥タンク9に浮上汚泥Yを排出する。なお、
浮上分離槽1には、上部に図示しない掃き出し機構を設
け、浮上汚泥排出口8側に浮上汚泥Yを掃き出すように
するのが好ましい。前記浮上汚泥タンク9は、一定量浮
上汚泥Yが溜まった場合には、浮上汚泥Yをごみ捨て場
などに搬出させる。前記微細気泡放出口10は、浮上分
離槽1内の底側に設けてあり、処理液全体に分散する浮
遊物質や融解成分を微細気泡が吸着しやすいようになっ
ている。
The sludge removal line 6 removes the sludge accumulated at the bottom from the inside of the flotation / separation tank 1 according to an instruction from a control unit (not shown). In addition, a part of the extracted processing liquid may be returned to the processing liquid input line 2 side again. The sludge extraction valve 7 opens and closes according to an instruction from a control unit (not shown) to extract the sludge. The floating sludge discharge port 8 is opened and closed according to an instruction from a control unit (not shown) to discharge the floating sludge Y to the floating sludge tank 9. In addition,
It is preferable that the floating separation tank 1 is provided with a sweeping mechanism (not shown) at the upper part so that the floating sludge Y can be swept out to the floating sludge discharge port 8 side. The floating sludge tank 9 discharges the floating sludge Y to a garbage dump when a certain amount of the floating sludge Y is accumulated. The fine air bubble discharge port 10 is provided on the bottom side in the flotation tank 1 so that the fine air bubbles can easily adsorb floating substances or molten components dispersed in the entire processing liquid.

【0089】前記超音波振動子21は、たとえば、圧電
効果によって超音波を発生する圧電素子や磁気歪み効果
によって超音波を発生する素子である。前者は、交流電
圧を印加すれば、その周波数でセラミクスが歪み、超音
波振動が励起される。また、後者は、交流磁界を印加す
れば、その周波数でセラミクスが歪み、超音波振動が励
起される。なお、圧搾空気による噴気発音器によって超
音波を発生させるものでもよい。以下の説明では、この
超音波振動子21は、圧電効果によって超音波を発生す
るものとする。
The ultrasonic vibrator 21 is, for example, a piezoelectric element which generates ultrasonic waves by the piezoelectric effect or an element which generates ultrasonic waves by the magnetostrictive effect. In the former, when an AC voltage is applied, the ceramics is distorted at that frequency and ultrasonic vibrations are excited. Further, in the latter, when an alternating magnetic field is applied, the ceramics is distorted at that frequency and ultrasonic vibrations are excited. It should be noted that it is also possible to generate ultrasonic waves by a fusible sounding device using compressed air. In the following description, this ultrasonic transducer 21 is assumed to generate ultrasonic waves by the piezoelectric effect.

【0090】また、前記超音波電源22は、前記超音波
振動子21を所定の周波数で振動させる交流電圧または
交流磁界を超音波電力ケーブル23を通して供給し、超
音波の発生を制御する超音波発生手段である。この超音
波電源22は、交流電圧や交流磁界の大きさや印加タイ
ミングなどを調整する。たとえば、この超音波電源22
は、超音波振動子21が微細気泡放出口10から微細気
泡Xを供給中に超音波を照射するように電源を供給す
る。また、この超音波電源22は、超音波振動子21が
微細気泡放出口10からの微細気泡Xの供給を中止した
後に超音波を照射するように電源を供給する。さらに、
この超音波電源22は、超音波振動子21が超音波を所
定間隔で間欠照射するように電源を供給する。また、交
流電圧や交流磁界の大きさや印加タイミングの設定は、
オペレータがその都度行っても、あらかじめ装置自体に
設定しておくようにしてもよい。
The ultrasonic power source 22 supplies an AC voltage or an AC magnetic field for vibrating the ultrasonic vibrator 21 at a predetermined frequency through an ultrasonic power cable 23 to generate ultrasonic waves. It is a means. The ultrasonic power source 22 adjusts the magnitude of the AC voltage and the AC magnetic field, the application timing, and the like. For example, this ultrasonic power source 22
Supplies power so that the ultrasonic transducer 21 irradiates ultrasonic waves while supplying the minute bubbles X from the minute bubble emitting port 10. Further, the ultrasonic power source 22 supplies power so that the ultrasonic oscillator 21 irradiates ultrasonic waves after stopping the supply of the fine bubbles X from the fine bubble discharge port 10. further,
The ultrasonic power source 22 supplies power so that the ultrasonic transducer 21 intermittently irradiates ultrasonic waves at predetermined intervals. Also, the setting of the magnitude of AC voltage and AC magnetic field and the application timing is
The operator may perform each time, or may set it in the apparatus itself in advance.

【0091】前記バッファタンク41は、所定の圧力下
で加圧空気を処理液に溶解するためのタンクである。処
理液は、浮上分離槽に供給されると常圧(大気圧)に戻
るため、過飽和になった空気が微細気泡として析出す
る。なお、微細気泡は、数ミクロン〜数十ミクロン程度
の径の超微細気泡を形成するのが好ましい。この超微細
気泡は、浮力だけが加わる場合に1[mm/s]以下の
浮上速度となる気泡である。
The buffer tank 41 is a tank for dissolving pressurized air in the processing liquid under a predetermined pressure. When the treatment liquid is supplied to the floating separation tank, it returns to normal pressure (atmospheric pressure), and thus supersaturated air is deposited as fine bubbles. It is preferable that the fine bubbles form ultrafine bubbles having a diameter of about several microns to several tens of microns. The ultrafine bubbles are bubbles having a floating speed of 1 [mm / s] or less when only buoyancy is applied.

【0092】前記浮上分離装置400では、連続的に処
理液が浮上分離槽1に処理液投入ライン2から供給され
る。次に、バッファタンク41で加圧空気が溶解された
処理液が循環ポンプ44を通して浮上分離槽1に供給さ
れる。その際、処理液は常圧に戻り、過飽和になった空
気が微細気泡Xとなって析出する。そして、微細気泡X
が微細気泡放出口10から放出される。すると、微細気
泡Xは、浮力によって浮上しながら、処理液内の浮遊物
質や溶解成分を吸着させていく。
In the flotation / separation device 400, the treatment liquid is continuously supplied to the flotation / separation tank 1 from the treatment liquid feeding line 2. Next, the treatment liquid in which the pressurized air is dissolved in the buffer tank 41 is supplied to the floating separation tank 1 through the circulation pump 44. At that time, the treatment liquid returns to normal pressure, and the supersaturated air is deposited as fine bubbles X. And fine bubbles X
Are discharged from the fine bubble discharge port 10. Then, the fine bubbles X adsorb floating substances and dissolved components in the treatment liquid while floating by the buoyancy.

【0093】そして、微細気泡Xが処理液内の浮遊物質
や溶解成分を吸着するのに十分な時間が経過した後に、
超音波振動子21が、超音波電源22の印加する交流電
圧によって超音波を発生する。すると、微細気泡Xは、
浮力とともに超音波によって押し上げられ、浮上して浮
上汚泥Yとして処理液表面に泡として溜まる。なお、微
細気泡Xが処理液内の浮遊物質や溶解成分を吸着するの
に十分な時間が経過する前であって、微細気泡Xを供給
中に超音波を発生させることによって、微細気泡Xを処
理液全体に行き渡らせる時間を短縮することができる。
また、超音波を間欠的に供給することによって、超音波
による浮上と、浮遊物質や溶解成分の吸着とを交互に行
うことができる。
Then, after a sufficient time has elapsed for the fine bubbles X to adsorb the suspended substances and dissolved components in the treatment liquid,
The ultrasonic transducer 21 generates ultrasonic waves by the AC voltage applied by the ultrasonic power source 22. Then, the fine bubbles X are
It is pushed up by ultrasonic waves along with the buoyancy, and floats up and accumulates as floating sludge Y on the surface of the treatment liquid as bubbles. It should be noted that by generating ultrasonic waves during the supply of the fine bubbles X before the time sufficient for the fine bubbles X to adsorb the suspended substances and dissolved components in the treatment liquid, the fine bubbles X are removed. It is possible to shorten the time taken to spread the whole processing solution.
Further, by intermittently supplying ultrasonic waves, it is possible to alternately levitate by ultrasonic waves and adsorb floating substances or dissolved components.

【0094】その後、浮上汚泥Yは、浮上汚泥排出口8
から排出され、浮上汚泥タンク9内に貯められていく。
また、沈殿した汚泥は、汚泥抜き出しバルブ7を開放し
て汚泥抜き出しライン6から抜き出す。これで、浮上分
離処理が終了し、浮上分離槽1内の処理液は排出ライン
3から次の図示しない処理装置に排出される。
Thereafter, the floating sludge Y is discharged from the floating sludge discharge port 8
And is stored in the floating sludge tank 9.
The sludge that has settled is extracted from the sludge extraction line 6 by opening the sludge extraction valve 7. With this, the floating separation process is completed, and the processing liquid in the floating separation tank 1 is discharged from the discharge line 3 to the next processing device (not shown).

【0095】前記実施の形態4によれば、微細気泡が処
理液から受ける浮力だけでなく、超音波による大きな音
圧力を受けるため、浮力だけによって浮上するよりも速
く、浮力よりも大きな音圧力によって押し上げることが
できるようになる。そのため、気泡に吸着した処理液中
の浮遊物や溶解成分は、効率よく処理液から分離させる
ことができる。また、バッファタンクの圧力を制御する
ことによって、気泡径を容易に調整することができる。
したがって、実施の形態4の浮上分離装置によれば、浮
上分離にかかる時間を短くして浮上分離効率を上げるこ
とができるようになる。
According to the fourth embodiment, since not only the buoyancy force received from the treatment liquid by the treatment liquid but also the large acoustic pressure due to the ultrasonic waves is applied, it is faster than the buoyancy force alone causes the surface to rise, and the sonic force greater than the buoyancy force causes the fine bubbles to rise. You will be able to push up. Therefore, the suspended matter and dissolved components in the treatment liquid adsorbed in the bubbles can be efficiently separated from the treatment liquid. Further, the bubble diameter can be easily adjusted by controlling the pressure in the buffer tank.
Therefore, according to the levitation separation apparatus of the fourth embodiment, it is possible to shorten the time required for levitation separation and increase the levitation separation efficiency.

【0096】(実施の形態5)図5は、本発明の実施の
形態5の浮上分離装置の概略を説明する図である。50
0は、超音波による音圧力および水溶液から受ける浮力
によって気泡を浮上させて気泡に吸着した浮遊物や溶解
成分を水溶液から分離させるようにした浮上分離装置で
ある。この浮上分離装置500は、前記浮上分離装置4
00に比べて、微細気泡を発生させる微細気泡発生手段
が相違する。
(Fifth Embodiment) FIG. 5 is a view for explaining the outline of a floating separation device according to a fifth embodiment of the present invention. Fifty
Reference numeral 0 is a levitation separation device that floats bubbles by sound pressure due to ultrasonic waves and buoyancy received from the aqueous solution and separates suspended solids and dissolved components adsorbed by the bubbles from the aqueous solution. The floating separation device 500 is the same as the floating separation device 4 described above.
Compared with No. 00, the fine bubble generating means for generating fine bubbles is different.

【0097】この浮上分離装置500は、処理対象の水
溶液(以下「処理液」という。)に浮上分離処理を施し
て処理液内の分離対象物質を微細気泡に吸着させて浮上
分離させる浮上分離槽1と、前記浮上分離槽1内へ処理
液を供給する処理液投入ライン2と、処理液を前記浮上
分離槽1から排出させる排出ライン3と、前記排出ライ
ン3から排出された処理液を再び浮上分離槽1に循環さ
せるための循環ライン4とを有している。
The levitation separation apparatus 500 is a levitation separation tank in which an aqueous solution to be treated (hereinafter referred to as "treatment liquid") is subjected to levitation separation treatment so that a substance to be separated in the treatment liquid is adsorbed by fine bubbles to be levitation-separated. 1, a treatment liquid introduction line 2 for supplying a treatment liquid into the floating separation tank 1, a discharge line 3 for discharging the treatment liquid from the floating separation tank 1, and a treatment liquid discharged from the discharge line 3 again. It has a circulation line 4 for circulating it to the floating separation tank 1.

【0098】また、この浮上分離装置500は、前記浮
上分離槽1の底に沈殿した汚泥を抜き出す汚泥抜き取り
ライン6と、前記汚泥抜き取りライン6を開閉する汚泥
抜き出しバルブ7と、前記浮上分離槽1の処理液の水面
に微細気泡Xに吸着されて浮上してきた浮上汚泥Yを排
出する浮上汚泥排出口8と、前記浮上汚泥排出口8から
排出される浮上汚泥Yを貯める浮上汚泥タンク9と、前
記微細気泡形成ポンプ5で形成された微細気泡を含む処
理液を前記浮上分離槽1内の処理液中に放出する微細気
泡放出口10とを有している。
The flotation / separation device 500 also includes a sludge extraction line 6 for extracting sludge settling at the bottom of the flotation / separation tank 1, a sludge extraction valve 7 for opening / closing the sludge extraction line 6, and the flotation / separation tank 1 A floating sludge discharge port 8 for discharging the floating sludge Y adsorbed by the fine bubbles X on the surface of the treatment liquid and floating, and a floating sludge tank 9 for storing the floating sludge Y discharged from the floating sludge discharge port 8. It has a fine bubble discharge port 10 for discharging the treatment liquid containing fine bubbles formed by the fine bubble formation pump 5 into the treatment liquid in the floating separation tank 1.

【0099】さらに、この浮上分離装置500は、前記
浮上分離槽1の底から処理液内へ超音波を照射する2枚
の超音波振動子21と、前記超音波振動子21を振動さ
せる超音波電源22と、超音波振動子21と超音波電源
22とを電気的に接続する超音波電力ケーブル23と、
微細気泡を発生する2枚の電極板43を配置したバッフ
ァタンク41と、前記バッファタンク41から流れる処
理液の圧力を調整して微細気泡放出口10から放出させ
る圧力調整弁42と、前記循環ライン4からバッファタ
ンク41と圧力調整弁42とを介して前記浮上分離槽1
に処理液を循環させる循環ポンプ44とを備えてある。
Further, the levitation separation device 500 is composed of two ultrasonic vibrators 21 for irradiating ultrasonic waves from the bottom of the levitation separation tank 1 into the processing liquid, and ultrasonic waves for vibrating the ultrasonic vibrators 21. A power source 22, an ultrasonic power cable 23 for electrically connecting the ultrasonic transducer 21 and the ultrasonic power source 22,
A buffer tank 41 in which two electrode plates 43 that generate fine bubbles are arranged, a pressure adjusting valve 42 that adjusts the pressure of the processing liquid flowing from the buffer tank 41 and discharges it from the fine bubble discharge port 10, and the circulation line. 4 through the buffer tank 41 and the pressure adjusting valve 42
And a circulation pump 44 for circulating the processing liquid.

【0100】前記浮上分離槽1は、断面円形状をした筒
形状とし、底部に溜まった汚泥を抜き出しやすいように
円錐形状としてある。前記処理液投入ライン2は、図示
しない制御部からの指示にしたがって廃水などの処理液
を浮上分離槽1内に供給する。前記排出ライン3は、図
示しない制御部の指示にしたがって浮上分離処理が終了
した処理液を次の図示しない処理装置に送る。前記排出
ライン3および前記循環ライン4は、図示しない制御部
の指示にしたがって浮上分離槽1から処理液を排出する
とともに微細気泡Xを発生させるために処理液の一部を
取り出す。
The floating separation tank 1 has a cylindrical shape with a circular cross section, and has a conical shape so that sludge accumulated at the bottom can be easily extracted. The treatment liquid feeding line 2 supplies a treatment liquid such as waste water into the floating separation tank 1 according to an instruction from a control unit (not shown). The discharge line 3 sends the processing liquid, for which the floating separation processing has been completed, to the next processing device (not shown) in accordance with an instruction from a control unit (not shown). The discharge line 3 and the circulation line 4 discharge the processing liquid from the floating separation tank 1 and take out a part of the processing liquid in order to generate the fine bubbles X according to an instruction from a control unit (not shown).

【0101】前記汚泥抜き取りライン6は、図示しない
制御部の指示にしたがって浮上分離槽1内から底に溜ま
った汚泥を抜き取る。なお、抜き取った処理液の一部
は、再度、処理液投入ライン2側に戻すようにしてもよ
い。前記汚泥抜き出しバルブ7は、図示しない制御部か
らの指示で開閉動作して汚泥を抜き取る。前記浮上汚泥
排出口8は、図示しない制御部の指示によって開閉動作
して浮上汚泥タンク9に浮上汚泥Yを排出する。なお、
浮上分離槽1には、上部に図示しない掃き出し機構を設
け、浮上汚泥排出口8側に浮上汚泥Yを掃き出すように
するのが好ましい。前記浮上汚泥タンク9は、一定量浮
上汚泥Yが溜まった場合には、浮上汚泥Yをごみ捨て場
などに搬出させる。前記微細気泡放出口10は、浮上分
離槽1内の底側に設けてあり、処理液全体に分散する浮
遊物質や融解成分を微細気泡が吸着しやすいようになっ
ている。
The sludge removal line 6 removes the sludge accumulated at the bottom from the inside of the flotation / separation tank 1 according to an instruction from a control unit (not shown). In addition, a part of the extracted processing liquid may be returned to the processing liquid input line 2 side again. The sludge extraction valve 7 opens and closes according to an instruction from a control unit (not shown) to extract the sludge. The floating sludge discharge port 8 is opened and closed according to an instruction from a control unit (not shown) to discharge the floating sludge Y to the floating sludge tank 9. In addition,
It is preferable that the floating separation tank 1 is provided with a sweeping mechanism (not shown) at the upper part so that the floating sludge Y can be swept out to the floating sludge discharge port 8 side. The floating sludge tank 9 discharges the floating sludge Y to a garbage dump when a certain amount of the floating sludge Y is accumulated. The fine air bubble discharge port 10 is provided on the bottom side in the flotation tank 1 so that the fine air bubbles can easily adsorb floating substances or molten components dispersed in the entire processing liquid.

【0102】前記超音波振動子21は、たとえば、圧電
効果によって超音波を発生する圧電素子や磁気歪み効果
によって超音波を発生する素子である。前者は、交流電
圧を印加すれば、その周波数でセラミクスが歪み、超音
波振動が励起される。また、後者は、交流磁界を印加す
れば、その周波数でセラミクスが歪み、超音波振動が励
起される。なお、圧搾空気による噴気発音器によって超
音波を発生させるものでもよい。以下の説明では、この
超音波振動子21は、圧電効果によって超音波を発生す
るものとする。
The ultrasonic vibrator 21 is, for example, a piezoelectric element which generates ultrasonic waves by the piezoelectric effect or an element which generates ultrasonic waves by the magnetostrictive effect. In the former, when an AC voltage is applied, the ceramics is distorted at that frequency and ultrasonic vibrations are excited. Further, in the latter, when an alternating magnetic field is applied, the ceramics is distorted at that frequency and ultrasonic vibrations are excited. It should be noted that it is also possible to generate ultrasonic waves by a fusible sounding device using compressed air. In the following description, this ultrasonic transducer 21 is assumed to generate ultrasonic waves by the piezoelectric effect.

【0103】また、前記超音波電源22は、前記超音波
振動子21を所定の周波数で振動させる交流電圧または
交流磁界を超音波電力ケーブル23を通して供給し、超
音波の発生を制御する超音波発生手段である。この超音
波電源22は、交流電圧や交流磁界の大きさや印加タイ
ミングなどを調整する。たとえば、この超音波電源22
は、超音波振動子21が微細気泡放出口10から微細気
泡Xを供給中に超音波を照射するように電源を供給す
る。また、この超音波電源22は、超音波振動子21が
微細気泡放出口10からの微細気泡Xの供給を中止した
後に超音波を照射するように電源を供給する。さらに、
この超音波電源22は、超音波振動子21が超音波を所
定間隔で間欠照射するように電源を供給する。交流電圧
や交流磁界の大きさや印加タイミングの設定は、オペレ
ータがその都度行っても、あらかじめ装置自体に設定し
ておくようにしてもよい。
Further, the ultrasonic power source 22 supplies an AC voltage or an AC magnetic field for vibrating the ultrasonic vibrator 21 at a predetermined frequency through an ultrasonic power cable 23 to generate an ultrasonic wave. It is a means. The ultrasonic power source 22 adjusts the magnitude of the AC voltage and the AC magnetic field, the application timing, and the like. For example, this ultrasonic power source 22
Supplies power so that the ultrasonic transducer 21 irradiates ultrasonic waves while supplying the minute bubbles X from the minute bubble emitting port 10. Further, the ultrasonic power source 22 supplies power so that the ultrasonic oscillator 21 irradiates ultrasonic waves after stopping the supply of the fine bubbles X from the fine bubble discharge port 10. further,
The ultrasonic power source 22 supplies power so that the ultrasonic transducer 21 intermittently irradiates ultrasonic waves at predetermined intervals. The operator may set the magnitude of the AC voltage or the AC magnetic field and the application timing each time, or may be set in the apparatus itself in advance.

【0104】前記バッファタンク41は、所定の圧力下
で加圧空気を処理液に溶解するためのタンクである。処
理液は、浮上分離槽に供給されると常圧(大気圧)に戻
るため、過飽和になった空気が微細気泡として析出す
る。また、このバッファタンク41には、2枚の電極板
43が配置されている。この電極板43は、図示しない
直流電源に電気的に接続されている。この電極板43
は、上述のようにバッファタンク41に加圧空気を溶解
させるときに、電気分解によって気泡を発生させる。そ
の気泡は、圧力調整弁42を通過して減圧されるときに
微細気泡として微細気泡放出口10から放出される。こ
の電極板43によると、圧力の高い処理液内で電気分解
させるため、狭い表面積でも十分な気泡を発生させるこ
とができる。なお、微細気泡Xは、数ミクロン〜数十ミ
クロン程度の径の超微細気泡を形成するのが好ましい。
この超微細気泡は、浮力だけが加わる場合に1[mm/
s]以下の浮上速度となる気泡である。また、加圧前
に、バッファタンク41内に空気を吸入させるようにし
てもよい。
The buffer tank 41 is a tank for dissolving pressurized air in the processing liquid under a predetermined pressure. When the treatment liquid is supplied to the floating separation tank, it returns to normal pressure (atmospheric pressure), and thus supersaturated air is deposited as fine bubbles. Further, two electrode plates 43 are arranged in this buffer tank 41. The electrode plate 43 is electrically connected to a DC power source (not shown). This electrode plate 43
Generates bubbles by electrolysis when the pressurized air is dissolved in the buffer tank 41 as described above. The bubbles are discharged from the fine bubble discharge port 10 as fine bubbles when the pressure is reduced by passing through the pressure control valve 42. Since the electrode plate 43 is electrolyzed in the treatment liquid having a high pressure, sufficient bubbles can be generated even with a small surface area. The fine bubbles X preferably form ultrafine bubbles having a diameter of several microns to several tens of microns.
This ultra-fine bubble is 1 [mm / mm when only buoyancy is applied.
s] is a bubble having a floating speed of the following. Further, air may be sucked into the buffer tank 41 before pressurization.

【0105】前記浮上分離装置500では、処理液が浮
上分離槽1の容量分だけ処理液投入ライン2から投入さ
れる。次に、バッファタンク41で加圧空気が溶解され
た処理液が循環ポンプ44を通して浮上分離槽1に供給
される。加圧空気が溶解するとき、電極板43に電圧を
印加するとバッファタンク41内で電気分解が生じる。
すると、電極板43近傍から微細気泡Xが発生する。そ
して、処理液を浮上分離槽1に供給すると処理液は常圧
に戻り、過飽和になった空気が微細気泡Xとなって析出
する。そして、微細気泡Xが微細気泡放出口10から放
出される。すると、微細気泡Xは、浮力によって浮上し
ながら、処理液内の浮遊物質や溶解成分を吸着させてい
く。
In the flotation separation apparatus 500, the treatment liquid is fed from the treatment liquid feed line 2 by the volume of the flotation separation tank 1. Next, the treatment liquid in which the pressurized air is dissolved in the buffer tank 41 is supplied to the floating separation tank 1 through the circulation pump 44. When voltage is applied to the electrode plate 43 when the pressurized air melts, electrolysis occurs in the buffer tank 41.
Then, fine bubbles X are generated near the electrode plate 43. Then, when the treatment liquid is supplied to the floating separation tank 1, the treatment liquid returns to normal pressure, and the supersaturated air is deposited as fine bubbles X. Then, the fine bubbles X are discharged from the fine bubble discharge port 10. Then, the fine bubbles X adsorb floating substances and dissolved components in the treatment liquid while floating by the buoyancy.

【0106】そして、微細気泡Xが処理液内の浮遊物質
や溶解成分を吸着するのに十分な時間が経過した後に、
超音波振動子21が、超音波電源22の印加する交流電
圧によって超音波を発生する。すると、微細気泡Xは、
浮力とともに超音波によって押し上げられ、浮上して浮
上汚泥Yとして処理液表面に泡として溜まる。なお、微
細気泡Xが処理液内の浮遊物質や溶解成分を吸着するの
に十分な時間が経過する前であって、微細気泡Xを供給
中に超音波を発生させることによって、微細気泡Xを処
理液全体に行き渡らせる時間を短縮することができる。
また、超音波を間欠的に供給することによって、超音波
による浮上と、浮遊物質や溶解成分の吸着とを交互に行
うことができる。
Then, after a time sufficient for the fine bubbles X to adsorb the suspended substances and dissolved components in the treatment liquid,
The ultrasonic transducer 21 generates ultrasonic waves by the AC voltage applied by the ultrasonic power source 22. Then, the fine bubbles X are
It is pushed up by ultrasonic waves along with the buoyancy, and floats up and accumulates as floating sludge Y on the surface of the treatment liquid as bubbles. It should be noted that by generating ultrasonic waves during the supply of the fine bubbles X before the time sufficient for the fine bubbles X to adsorb the suspended substances and dissolved components in the treatment liquid, the fine bubbles X are removed. It is possible to shorten the time taken to spread the whole processing solution.
Further, by intermittently supplying ultrasonic waves, it is possible to alternately levitate by ultrasonic waves and adsorb floating substances or dissolved components.

【0107】その後、浮上汚泥Yは、浮上汚泥排出口8
から排出され、浮上汚泥タンク9内に貯められていく。
また、沈殿した汚泥は、汚泥抜き出しバルブ7を開放し
て汚泥抜き出しライン6から抜き出す。これで、浮上分
離処理が終了し、浮上分離槽1内の処理液は排出ライン
3から次の図示しない処理装置に排出される。
Thereafter, the floating sludge Y is discharged from the floating sludge discharge port 8
And is stored in the floating sludge tank 9.
The sludge that has settled is extracted from the sludge extraction line 6 by opening the sludge extraction valve 7. With this, the floating separation process is completed, and the processing liquid in the floating separation tank 1 is discharged from the discharge line 3 to the next processing device (not shown).

【0108】前記実施の形態5によれば、微細気泡が処
理液から受ける浮力だけでなく、超音波による大きな音
圧力を受けるため、浮力だけによって浮上するよりも速
く、浮力よりも大きな音圧力によって押し上げることが
できるようになる。そのため、気泡に吸着した処理液中
の浮遊物や溶解成分は、効率よく処理液から分離させる
ことができる。また、バッファタンク内で加圧された処
理液に対して電極板によって電気分解するため、微細気
泡を容易に発生させることができる。したがって、実施
の形態5の浮上分離装置によれば、浮上分離にかかる時
間を短くして浮上分離効率を上げることができるように
なる。
According to the fifth embodiment, not only the buoyancy force received by the treatment liquid from the treatment liquid but also the large acoustic pressure due to the ultrasonic waves is applied, so that it is faster than the floating force by the buoyancy force alone, and the acoustic pressure is larger than the buoyancy force. You will be able to push up. Therefore, the suspended matter and dissolved components in the treatment liquid adsorbed in the bubbles can be efficiently separated from the treatment liquid. Further, since the electrode plate electrolyzes the treatment liquid pressurized in the buffer tank, it is possible to easily generate fine bubbles. Therefore, according to the levitation separation apparatus of the fifth embodiment, it is possible to shorten the time required for levitation separation and improve the levitation separation efficiency.

【0109】[0109]

【実施例】前記実施の形態1の浮上分離装置100を用
いて以下の条件下で実験を行った。実験条件は、処理液
としてのメタン発酵液に対して微細気泡を2分間供給
し、続いて、周波数が972[kHz]の超音波を1分間
照射した場合である。なお、超音波が照射されている時
間には、超微細気泡を発生させても停止させてもよい。
また、比較例は、処理液としてのメタン発酵液に対して
微細気泡を2分間供給した場合である。なお、S−TO
C(Suspended Total Organic
Carbon)は、浮遊する全有機炭素である。
EXAMPLE An experiment was conducted under the following conditions using the floating separation device 100 of the first embodiment. The experimental condition is a case where fine bubbles are supplied for 2 minutes to the methane fermentation liquid as a treatment liquid, and subsequently, ultrasonic waves having a frequency of 972 [kHz] are irradiated for 1 minute. Note that ultrafine bubbles may be generated or stopped during the time when ultrasonic waves are being applied.
Further, the comparative example is a case where fine bubbles were supplied for 2 minutes to the methane fermentation liquid as the treatment liquid. In addition, S-TO
C (Suspended Total Organic)
Carbon) is the total organic carbon that floats.

【0110】[0110]

【表1】 [Table 1]

【0111】なお、前記実施の形態1〜5では、超音波
振動子21を浮上分離槽1の底に設けた場合を説明した
が、浮上分離槽1内部に超音波を照射することができる
部分であれば、いずれの場所でもよく、また、浮上分離
槽1に密接させて設置せずに離して設置するようにして
もよい。たとえば、超音波振動子10は、浮上分離槽1
の上方から超音波を照射するように設けるようにしても
よい。
In the first to fifth embodiments, the case where the ultrasonic transducer 21 is provided at the bottom of the levitation separation tank 1 has been described, but the inside of the levitation separation tank 1 can be irradiated with ultrasonic waves. As long as it is located at any place, it may be installed separately without being in close contact with the flotation separation tank 1. For example, the ultrasonic transducer 10 is used in the floating separation tank 1
You may make it provide so that an ultrasonic wave may be irradiated from above.

【0112】また、前記実施の形態1〜5では、超音波
振動子21は、浮上分離槽1の底部に2枚貼り付けて設
置した場合を説明したが、その枚数は、2枚に限らず、
1枚でも、3枚以上であってもよい。また、その形状も
矩形状、円形状などいずれの形状でもよく、また、この
実施の形態1のように、浮上分離槽1が円筒形状の場合
には、リング形状や扇形状などの形状でもよい。
Further, in the first to fifth embodiments, the case where two ultrasonic transducers 21 are attached to the bottom of the flotation tank 1 has been described, but the number is not limited to two. ,
The number of sheets may be one or three or more. Further, the shape thereof may be any shape such as a rectangular shape and a circular shape, and when the floating separation tank 1 is cylindrical as in the first embodiment, it may be a ring shape or a fan shape. .

【0113】なお、前記実施の形態3〜5は、前記実施
の形態2の場合と同様に、第二超音波振動子を設けるよ
うにしてもよい。また、前記実施の形態1〜5では、超
音波振動子を浮上分離槽の底または中段に設けた場合を
説明したが、これに限らず、上部に設けても、また、浮
上分離槽の深さ方向に複数設けてもよい。
In the third to fifth embodiments, a second ultrasonic transducer may be provided as in the case of the second embodiment. Further, in the first to fifth embodiments, the case where the ultrasonic transducer is provided at the bottom or the middle stage of the flotation separation tank has been described, but the present invention is not limited to this, and the ultrasonic transducer may be provided at the top or the depth of the flotation separation tank. A plurality may be provided in the vertical direction.

【0114】また、前記実施の形態1、2,4、5で
は、微細気泡放出口10を底側に設けたが、中段や上部
側にも複数設けるのが好ましい。この構成によれば、効
率よく微細気泡を処理液の全体に分散させて、浮遊物質
や溶解成分を微細気泡に吸着させることができる。
Further, in the first, second, fourth, and fifth embodiments, the fine bubble discharge port 10 is provided on the bottom side, but it is preferable to provide a plurality of fine bubble discharge ports 10 on the middle stage and the upper side. With this configuration, it is possible to efficiently disperse the fine bubbles in the entire treatment liquid and to adsorb the suspended substances or dissolved components to the fine bubbles.

【0115】また、前記実施の形態3では、電極板31
を底側に設けたが、中段や上部側に複数設けてもよく、
さらに、底側から上側に渡る板としてもよい。この構成
によれば、効率よく微細気泡を処理液の全体に分散させ
て、浮遊物質や溶解成分を微細気泡に吸着させることが
できる。
In the third embodiment, the electrode plate 31
Although it is provided on the bottom side, a plurality may be provided on the middle or upper side,
Further, a plate extending from the bottom side to the upper side may be used. With this configuration, it is possible to efficiently disperse the fine bubbles in the entire treatment liquid and to adsorb the suspended substances or dissolved components to the fine bubbles.

【0116】また、前記実施の形態1〜5では、超音波
電源22が超音波発生を制御するようにした場合を説明
したが、外部から指令を入力して交流電圧や交流磁界を
調整するようにしてもよい。
Further, in the first to fifth embodiments, the case where the ultrasonic power source 22 controls the ultrasonic wave generation has been described. However, the command is input from the outside to adjust the AC voltage and the AC magnetic field. You may

【0117】また、前記実施の形態2では、浮上分離槽
1の外部から微細気泡放出口10を介して微細気泡を供
給するようにした場合を説明したが、前記実施の形態3
の場合と同様に、電極板を設け、電気分解によって微細
気泡を発生させるようにしてもよい。
In the second embodiment, the case where the fine bubbles are supplied from the outside of the flotation / separation tank 1 through the fine bubble discharge port 10 has been described.
Similar to the case, the electrode plate may be provided and the fine bubbles may be generated by electrolysis.

【0118】[0118]

【発明の効果】以上説明したように、本発明による浮上
分離方法によれば、処理槽内に貯水した処理対象の水溶
液に気泡を供給して、水溶液中の分離対象物質を気泡に
吸着させ、水溶液および気泡に向けて超音波を照射し
て、超音波による音圧力および水溶液から受ける浮力に
よって気泡を浮上させて気泡に吸着した分離対象物質を
水溶液から分離させるようにしたため、気泡は、水溶液
から受ける浮力だけでなく、超音波による大きな音圧力
を受けるため、浮力だけによって浮上するよりも速く、
浮力よりも大きな音圧力によって押し上げられる効果を
奏する。そのため、気泡に吸着した処理対象の水溶液中
の分離対象物質は、浮力と音圧力とによって浮上が促進
され、水溶液から分離される効果を奏する。
As described above, according to the floating separation method of the present invention, bubbles are supplied to the aqueous solution to be treated stored in the treatment tank, and the substance to be separated in the aqueous solution is adsorbed by the bubbles. Ultrasonic waves are radiated toward the aqueous solution and the bubbles, and the bubbles are floated from the aqueous solution because the bubbles are levitated by the sound pressure of the ultrasonic waves and the buoyancy received from the aqueous solution to separate the substance to be separated adsorbed in the bubbles from the aqueous solution. Not only the buoyancy received, but also a large sound pressure due to ultrasonic waves, so it is faster than floating only by buoyancy,
It has the effect of being pushed up by a sound pressure greater than buoyancy. Therefore, the substance to be separated in the aqueous solution to be treated adsorbed in the bubbles is promoted to float due to the buoyancy and the sound pressure, and is effectively separated from the aqueous solution.

【0119】つぎの発明による浮上分離方法によれば、
超音波の照射を、気泡の供給中に行うようにしたため、
気泡の供給毎に超音波によって気泡を押し上げるため、
さらにすばやく分離作業を行うことができる効果を奏す
る。
According to the floating separation method according to the following invention,
Since the irradiation of ultrasonic waves is performed during the supply of bubbles,
Since the bubbles are pushed up by ultrasonic waves every time the bubbles are supplied,
Further, there is an effect that the separation work can be performed more quickly.

【0120】つぎの発明による浮上分離方法によれば、
気泡の供給を中止した後に、超音波を照射するようにし
たため、気泡の供給を中止した後に超音波を照射して気
泡を浮上させるため、気泡が分離対象物質を確実に吸着
して浮上させることができる効果を奏する。
According to the floating separation method according to the following invention,
Since the ultrasonic waves are emitted after stopping the supply of the bubbles, the ultrasonic waves are emitted after the supply of the bubbles is stopped and the bubbles are floated, so that the bubbles surely adsorb and separate the substances to be separated. There is an effect that can.

【0121】つぎの発明による浮上分離方法によれば、
超音波を所定間隔で間欠照射するようにしたため、超音
波が照射されていないときに気泡が分離対象物質を吸着
し、超音波が照射されたときに分離対象物質を確実に吸
着した気泡を浮上させることになるため、浮上分離処理
を効率よく行うことができる効果を奏する。
According to the floating separation method according to the following invention,
Since ultrasonic waves are emitted intermittently at predetermined intervals, the bubbles adsorb the separation target substance when the ultrasonic waves are not irradiated, and the bubbles that securely adsorb the separation target substance float when the ultrasonic waves are irradiated. Therefore, the floating separation process can be efficiently performed.

【0122】つぎの発明による浮上分離方法によれば、
供給する気泡を、数ミクロン〜数十ミクロンの径の超微
細気泡を含む複数の泡としたため、前記気泡を、数ミク
ロン〜数十ミクロンの径の超微細気泡としても、超音波
による音圧力によってすばやく浮上させることができ、
すばやく浮上分離作業を行うことができる効果を奏す
る。
According to the floating separation method according to the following invention,
Since the bubbles to be supplied are a plurality of bubbles including ultrafine bubbles having a diameter of several microns to several tens of microns, even if the bubbles are ultrafine bubbles having a diameter of several microns to several tens of microns, the sound pressure by ultrasonic waves causes Can be quickly raised,
The effect that the floating separation work can be performed quickly is achieved.

【0123】以上説明したように、本発明による浮上分
離装置によれば、処理対象の水溶液を貯水する処理槽
と、前記処理槽内の水溶液中の分離対象物質を吸着させ
る気泡を発生する気泡発生手段と、水溶液および気泡に
向けて照射する超音波を発生する超音波振動子と、前記
超音波の発生を制御する超音波発生手段と、を有し、超
音波による音圧力および水溶液から受ける浮力によって
気泡を浮上させて気泡に吸着した分離対象物質を水溶液
から分離される。したがって、気泡は、水溶液から受け
る浮力だけでなく、超音波による大きな音圧力を受け、
浮力だけによって浮上するよりも速く、浮力よりも大き
な音圧力によって押し上げられることになる。そのた
め、処理対象の水溶液中の分離対象物質が、浮力と音圧
力とによって気泡に吸着されて浮上し、水溶液から分離
されることができる効果を奏する。
As described above, according to the flotation / separation device of the present invention, the treatment tank for storing the aqueous solution to be treated and the bubble generation for generating the bubbles for adsorbing the separation target substance in the aqueous solution in the treatment tank. Means, an ultrasonic transducer for generating ultrasonic waves to irradiate the aqueous solution and bubbles, and an ultrasonic wave generating means for controlling the generation of the ultrasonic waves, and sound pressure by the ultrasonic waves and buoyancy received from the aqueous solution. The bubbles are floated by and the substance to be separated adsorbed on the bubbles is separated from the aqueous solution. Therefore, the bubbles receive not only the buoyancy received from the aqueous solution but also a large sound pressure due to ultrasonic waves,
It will be faster than it will float by buoyancy alone, and will be pushed up by sound pressure greater than buoyancy. Therefore, the substance to be separated in the aqueous solution to be treated is adsorbed by the bubbles due to the buoyancy and the sound pressure, floats up, and is separated from the aqueous solution.

【0124】つぎの発明による浮上分離装置によれば、
前記超音波発生手段は、気泡の供給中に、超音波を照射
するようにしたため、気泡の供給毎に超音波によって気
泡を押し上げるため、さらにすばやく分離作業を行うこ
とができる。
According to the flotation separation device according to the next invention,
Since the ultrasonic wave generating means irradiates ultrasonic waves during the supply of the bubbles, the ultrasonic waves push up the bubbles each time the bubbles are supplied, so that the separation work can be performed more quickly.

【0125】つぎの発明による浮上分離装置によれば、
前記超音波発生手段は、気泡の供給を中止した後に、超
音波を照射するようにしたため、気泡の供給を中止した
後に超音波を照射して気泡を浮上させ、気泡が分離対象
物質を確実に吸着して浮上させることができる効果を奏
する。
According to the levitation separating apparatus according to the next invention,
Since the ultrasonic wave generation means is configured to irradiate the ultrasonic wave after stopping the supply of the bubbles, the ultrasonic waves are irradiated to suspend the supply of the bubbles to levitate the bubbles, and the bubbles ensure the separation target substance. The effect of being able to be adsorbed and floated is exhibited.

【0126】つぎの発明による浮上分離装置によれば、
前記超音波発生手段は、超音波を所定間隔で間欠照射す
るようにしたため、超音波が照射されていないときに気
泡が分離対象物質を吸着し、超音波が照射されたときに
分離対象物質を確実に吸着した気泡を浮上させ、浮上分
離処理を効率よく行うことができる効果を奏する。
According to the flotation separation device according to the next invention,
Since the ultrasonic wave generation means is adapted to intermittently irradiate ultrasonic waves at a predetermined interval, the bubbles adsorb the separation target substance when the ultrasonic wave is not radiated, and the separation target substance is radiated when the ultrasonic wave is radiated. The effect is that the bubbles that have been adsorbed can be floated up and the floating separation process can be efficiently performed.

【0127】つぎの発明による浮上分離装置によれば、
前記超音波振動子を、前記処理槽下部に設けるようにし
たため、処理槽下部の気泡も上部に浮上させるため、処
理槽下部の水溶液中の分離対象物質を効率よく浮上分離
することができる効果を奏する。
According to the levitation separating apparatus of the following invention,
Since the ultrasonic vibrator is provided in the lower part of the processing tank, the bubbles in the lower part of the processing tank are also floated upward, and thus the effect of efficiently floating and separating the separation target substance in the aqueous solution in the lower part of the processing tank is obtained. Play.

【0128】つぎの発明による浮上分離装置によれば、
前記超音波振動子を、前記処理槽中段に設けるようにし
たため、処理槽中段近辺の気泡を効率よく浮上させるこ
とができる効果を奏する。特に、超音波振動子は、処理
槽中段と処理槽下部とともに複数段設けるのが好まし
い。処理槽中段近辺の気泡を効率よく浮上させるため、
処理槽下部の気泡も効率よく浮上させることができる。
According to the flotation separation device according to the next invention,
Since the ultrasonic transducer is provided in the middle stage of the processing tank, there is an effect that bubbles near the middle stage of the processing tank can be efficiently levitated. In particular, it is preferable to provide a plurality of ultrasonic transducers in the middle of the processing tank and the lower portion of the processing tank. In order to efficiently float the air bubbles near the middle stage of the processing tank,
Bubbles in the lower part of the processing tank can also be efficiently floated.

【0129】つぎの発明による浮上分離装置によれば、
前記気泡発生手段は、水溶液に空気を吸入させて気泡を
発生させる気泡形成ポンプと、気泡の混入した水溶液を
前記処理槽内に噴出させる噴出口と、を有するようにし
たため、気泡形成ポンプが形成した気泡を噴出口から処
理槽内へ供給することができる効果を奏する。
According to the flotation device according to the next invention,
Since the bubble generating means has a bubble forming pump that sucks air into the aqueous solution to generate bubbles, and an ejection port that ejects the aqueous solution containing the bubbles into the processing tank, the bubble forming pump is formed. The effect that the generated bubbles can be supplied from the ejection port into the processing tank is exerted.

【0130】つぎの発明による浮上分離装置によれば、
前記気泡発生手段は、水溶液を処理槽内へ送り出す送出
ポンプと、気泡の混入した水溶液を処理槽内に噴出させ
る噴出口と、前記送出ポンプと前記噴出口との間に配置
されて水溶液に加圧空気を溶解させるバッファタンク
と、を有するようにしたため、バッファタンクが形成し
た気泡(特に、超微細気泡)を噴出口から処理槽内へ供
給することができる効果を奏する。特に、バッファタン
クの圧力を制御することによって、気泡径を調整し水溶
液中に含まれる溶解成分に応じて調整することができる
ため、気泡を安定して発生させることができる効果を奏
する。
According to the levitation separating apparatus according to the next invention,
The bubble generating means is disposed between the delivery pump for delivering the aqueous solution into the treatment tank, the jet port for ejecting the aqueous solution containing bubbles into the treatment tank, and the delivery pump and the jet port for adding the aqueous solution. Since it has the buffer tank which melt | dissolves pressurized air, it has the effect of being able to supply the bubble (especially super-fine bubble) which the buffer tank formed into an inside of a processing tank from a jet outlet. In particular, by controlling the pressure in the buffer tank, the bubble diameter can be adjusted and adjusted according to the dissolved component contained in the aqueous solution, so that there is an effect that bubbles can be stably generated.

【0131】つぎの発明による浮上分離装置によれば、
前記バッファタンクでは、加圧空気を溶解させた水溶液
を常圧に戻し、過飽和の空気を気泡として発生させるよ
うにした。このため、その気泡が処理槽内の水溶液の分
離対象物質を付着して浮上分離することができる効果を
奏する。
According to the levitation separating apparatus of the following invention,
In the buffer tank, the aqueous solution in which pressurized air is dissolved is returned to normal pressure, and supersaturated air is generated as bubbles. Therefore, there is an effect that the air bubbles can adhere to the substance to be separated of the aqueous solution in the processing tank and float and separate.

【0132】つぎの発明による浮上分離装置によれば、
前記バッファタンクには、2枚の電極板と、前記電極板
間に電圧を印加する電源とを有し、前記電極板間への電
圧の印加による電気分解によって気泡を発生させるよう
にしたため、バッファタンク内にて電気分解によって発
生した気泡を処理槽に供給することができる効果を奏す
る。
According to the levitation separating apparatus of the following invention,
The buffer tank has two electrode plates and a power source for applying a voltage between the electrode plates, and bubbles are generated by electrolysis by applying a voltage between the electrode plates. It is possible to supply bubbles generated by electrolysis in the tank to the processing tank.

【0133】つぎの発明による浮上分離装置によれば、
前記バッファタンクには、2枚の電極板と、前記電極板
間に電圧を印加する電源とを有し、流入する水溶液に加
圧空気を溶解させるとともに前記電極板間への電圧の印
加による電気分解によって気泡を発生させ、加圧された
水溶液を流出して減圧させて気泡をさらに微細な気泡を
発生させるようにしたため、狭い表面積の電極板によっ
ても必要な気泡を発生させることができ、さらに減圧時
に容易に超微細気泡を発生させることができる効果を奏
する。
According to the levitation separating apparatus according to the next invention,
The buffer tank has two electrode plates and a power source for applying a voltage between the electrode plates, and dissolves pressurized air in an inflowing aqueous solution, and at the same time, applies electricity by applying a voltage between the electrode plates. Bubbles are generated by decomposition, and the pressurized aqueous solution is discharged to reduce the pressure to generate finer bubbles, so that it is possible to generate the required bubbles even with an electrode plate having a small surface area. An effect that ultrafine bubbles can be easily generated at the time of depressurization is exerted.

【0134】つぎの発明による浮上分離装置によれば、
前記気泡発生手段には、さらに、前記処理槽内から水溶
液を排出する排出ラインを有し、排出ラインから排出さ
れる水溶液に空気を吸入させて気泡を発生させるように
したため、処理槽内の水溶液に直接気泡を供給して処理
槽内に還流させ、新たに処理槽内に気泡を含んだ水を供
給する必要がなく低コストとなる効果を奏する。
According to the levitation separating apparatus according to the next invention,
The bubble generating means further has a discharge line for discharging the aqueous solution from the inside of the treatment tank, and since the air is sucked into the aqueous solution discharged from the discharge line to generate bubbles, the aqueous solution in the treatment tank is discharged. Since it is not necessary to directly supply air bubbles to the treatment tank for reflux into the treatment tank and newly supply water containing air bubbles into the treatment tank, it is possible to reduce the cost.

【0135】つぎの発明による浮上分離装置によれば、
前記噴出口を、前記処理槽下部に設けるようにしたた
め、処理槽の下部から気泡を供給するため、処理槽内の
水溶液全体に渡って分離対象物質を気泡に吸着させるこ
とができる効果を奏する。
According to the flotation device according to the next invention,
Since the jet port is provided in the lower portion of the treatment tank, bubbles are supplied from the lower portion of the treatment tank, so that the substance to be separated can be adsorbed by the bubbles over the entire aqueous solution in the treatment tank.

【0136】つぎの発明による浮上分離装置によれば、
前記気泡発生手段は、前記処理槽内に設置した2枚の電
極板と、前記電極板間に電圧を印加する電源とを有し、
前記電極板間への電圧の印加による電気分解によって気
泡を発生させるようにしたため、処理槽内で電気分解に
よって気泡を発生させることができ、処理槽外から気泡
を供給する必要がなくなるという効果を奏する。
According to the levitation separating apparatus of the following invention,
The bubble generating means has two electrode plates installed in the processing tank, and a power source for applying a voltage between the electrode plates.
Since the bubbles are generated by the electrolysis by applying the voltage between the electrode plates, the bubbles can be generated by the electrolysis in the treatment tank, and it is not necessary to supply the bubbles from outside the treatment tank. Play.

【0137】つぎの発明による浮上分離装置によれば、
前記電極板を、前記処理槽下部に設けるようにしたた
め、処理槽の下部から気泡を供給するため、処理槽内の
水溶液全体に渡って分離対象物質を気泡に吸着させるこ
とができる効果を奏する。
According to the levitation separating apparatus of the following invention,
Since the electrode plate is provided in the lower portion of the treatment tank, bubbles are supplied from the lower portion of the treatment tank, so that the substance to be separated can be adsorbed by the bubbles over the entire aqueous solution in the treatment tank.

【0138】つぎの発明による浮上分離装置によれば、
前記気泡発生手段は、数ミクロン〜数十ミクロンの径の
超微細気泡を含む複数の気泡を供給するようにしたた
め、前記気泡を、数ミクロン〜数十ミクロンの径の超微
細気泡としても、超音波による音圧力によってすばやく
浮上させることができるため、すばやく浮上分離作業を
行うことができるようになる。たとえば、超微細気泡に
働く力が浮力だけの場合には数時間かかっていたとして
も、超微細気泡に超音波による音圧力を加えることによ
って数分程度で分離作業を行うことができる効果を奏す
る。
According to the levitation separating apparatus of the following invention,
Since the bubble generating means is configured to supply a plurality of bubbles including ultrafine bubbles having a diameter of several microns to tens of microns, even if the bubbles are ultrafine bubbles having a diameter of several microns to tens of microns, Since it is possible to quickly levitate by the sound pressure of the sound wave, it becomes possible to quickly perform the levitating separation work. For example, even if it takes several hours when the force acting on the ultrafine bubbles is only buoyancy, it is possible to perform the separation work in about several minutes by applying the sound pressure by the ultrasonic waves to the ultrafine bubbles. .

【0139】したがって、本発明によれば、超微細気泡
を使用しても浮上時間が短く浮上分離効率が良い浮上分
離方法および浮上分離装置を提供することができる。
Therefore, according to the present invention, it is possible to provide a levitation separation method and a levitation separation device in which the levitation time is short and the levitation separation efficiency is good even if ultrafine bubbles are used.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の実施の形態1の浮上分離装置の概略を
説明する図である。
FIG. 1 is a diagram illustrating an outline of a flotation device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施の形態2の浮上分離装置の概略を
説明する図である。
FIG. 2 is a diagram illustrating an outline of a flotation device according to a second embodiment of the present invention.

【図3】本発明の実施の形態3の浮上分離装置の概略を
説明する図である。
FIG. 3 is a diagram illustrating an outline of a flotation separation device according to a third embodiment of the present invention.

【図4】本発明の実施の形態4の浮上分離装置の概略を
説明する図である。
FIG. 4 is a diagram illustrating an outline of a flotation device according to a fourth embodiment of the present invention.

【図5】本発明の実施の形態5の浮上分離装置の概略を
説明する図である。
FIG. 5 is a diagram illustrating an outline of a flotation device according to a fifth embodiment of the present invention.

【図6】数3の結果を表す周波数―粒子径の関係を示す
グラフである。
FIG. 6 is a graph showing the relationship between frequency and particle diameter, which represents the result of Equation 3.

【図7】本発明の浮上分離方法の概念を説明する図であ
る。
FIG. 7 is a diagram illustrating the concept of the floating separation method of the present invention.

【図8】従来の浮上分離装置の概略を説明する図であ
る。
FIG. 8 is a diagram illustrating an outline of a conventional flotation device.

【図9】従来の浮上分離方法の概念を説明する図であ
る。
FIG. 9 is a diagram illustrating the concept of a conventional floating separation method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 浮上分離槽 2 処理液投入ライン 3 排出ライン 4 循環ライン 5 微細気泡形成ポンプ 6 ライン 7 バルブ 8 浮上汚泥排出口 9 浮上汚泥タンク 10 微細気泡放出口 11 空気吸入ライン 21 超音波振動子 22 超音波電源 23 超音波電力ケーブル 24 第二超音波振動子 31 電極板 32 直流電源 33 電源供給ライン 41 バッファタンク 42 圧力調整弁 43 電極板 44 循環ポンプ 100 浮上分離装置 200 浮上分離装置 300 浮上分離装置 400 浮上分離装置 500 浮上分離装置 600 浮上分離装置 1 floating separation tank 2 Processing liquid input line 3 discharge lines 4 circulation lines 5 Micro bubble formation pump 6 lines 7 valves 8 Flotation sludge discharge port 9 Floating sludge tank 10 Micro bubble outlet 11 Air suction line 21 Ultrasonic transducer 22 Ultrasonic power supply 23 Ultrasonic power cable 24 Second ultrasonic transducer 31 electrode plate 32 DC power supply 33 power supply line 41 buffer tank 42 Pressure control valve 43 electrode plate 44 Circulation pump 100 flotation device 200 flotation device 300 Flotation device 400 flotation device 500 flotation device 600 flotation device

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 豊田 一郎 横浜市金沢区幸浦一丁目8番地1 三菱重 工業株式会社基盤技術研究所内 Fターム(参考) 4D037 AA11 BA03 BA26 BB07 CA04 4D061 DA08 DB20 EA02 EB01 EB04 EB14 EB17 EB19 FA20    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Ichiro Toyota             1-8-1 Sachiura, Kanazawa-ku, Yokohama             Industrial Technology Research Institute F-term (reference) 4D037 AA11 BA03 BA26 BB07 CA04                 4D061 DA08 DB20 EA02 EB01 EB04                       EB14 EB17 EB19 FA20

Claims (22)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 処理槽内に流入する処理対象の水溶液に
気泡を供給して、水溶液中の分離対象物質を気泡に吸着
させ、水溶液および気泡に向けて超音波を照射して、超
音波による音圧力によって気泡の浮上を促進させて気泡
に吸着した分離対象物質を水溶液から分離させる効率を
高めたことを特徴とする浮上分離方法。
1. An air bubble is supplied to an aqueous solution to be treated which flows into a treatment tank so that a substance to be separated in the aqueous solution is adsorbed by the air bubble, and an ultrasonic wave is radiated toward the aqueous solution and the air bubble. A levitation separation method characterized in that the levitation of bubbles is promoted by sound pressure to increase the efficiency of separating the substance to be separated adsorbed on the bubbles from the aqueous solution.
【請求項2】 超音波の照射を、気泡の供給中に行うこ
とを特徴とする請求項1に記載の浮上分離方法。
2. The floating separation method according to claim 1, wherein the irradiation of ultrasonic waves is performed during the supply of bubbles.
【請求項3】 気泡の供給を中止した後に、超音波を照
射することを特徴とする請求項1または2に記載の浮上
分離方法。
3. The floating separation method according to claim 1, wherein the ultrasonic wave is irradiated after the supply of the bubbles is stopped.
【請求項4】 超音波を所定間隔で間欠照射することを
特徴とする請求項1〜3のいずれか一つに記載の浮上分
離方法。
4. The floating separation method according to claim 1, wherein the ultrasonic wave is intermittently irradiated at a predetermined interval.
【請求項5】 供給する気泡を、数ミクロン〜数十ミク
ロンの径の超微細気泡を含む複数の泡としたことを特徴
とする請求項1〜4のいずれか一つに記載の浮上分離方
法。
5. The floating separation method according to claim 1, wherein the supplied bubbles are a plurality of bubbles including ultrafine bubbles having a diameter of several microns to several tens of microns. .
【請求項6】 処理対象の水溶液を貯水する処理槽と、 前記処理槽内の水溶液中の分離対象物質を吸着させる気
泡を発生する気泡発生手段と、 水溶液および気泡に向けて照射する超音波を発生する超
音波振動子と、 前記超音波の発生を制御する超音波発生手段と、を有
し、 超音波による音圧力によって気泡の浮上を促進させて気
泡に吸着した分離対象物質を水溶液から分離させる効率
を高めたことを特徴とする浮上分離装置。
6. A treatment tank for storing an aqueous solution to be treated, a bubble generating means for generating bubbles for adsorbing a substance to be separated in the aqueous solution in the treatment tank, and an ultrasonic wave for irradiating the aqueous solution and the bubbles. An ultrasonic oscillator for generating and an ultrasonic wave generating means for controlling the generation of the ultrasonic wave are provided, and the separation target substance adsorbed to the bubble is separated from the aqueous solution by promoting the floating of the bubble by the sound pressure of the ultrasonic wave. A flotation separation device characterized by improved efficiency.
【請求項7】 前記超音波発生手段は、気泡の供給中
に、超音波を照射することを特徴とする請求項6に記載
の浮上分離装置。
7. The levitation separation device according to claim 6, wherein the ultrasonic wave generation means irradiates ultrasonic waves during the supply of bubbles.
【請求項8】 前記超音波発生手段は、気泡の供給を中
止した後に、超音波を照射することを特徴とする請求項
6または7に記載の浮上分離装置。
8. The levitation separation device according to claim 6, wherein the ultrasonic wave generator irradiates the ultrasonic wave after stopping the supply of the bubbles.
【請求項9】 前記超音波発生手段は、超音波を所定間
隔で間欠照射することを特徴とする請求項6〜8のいず
れか一つに記載の浮上分離装置。
9. The levitation separation device according to claim 6, wherein the ultrasonic wave generation means intermittently emits ultrasonic waves at predetermined intervals.
【請求項10】 前記超音波振動子を、前記処理槽下部
に設けたことを特徴とする請求項6〜9のいずれか一つ
に記載の浮上分離装置。
10. The levitation separation device according to claim 6, wherein the ultrasonic transducer is provided in a lower portion of the processing tank.
【請求項11】 前記超音波振動子を、前記処理槽中段
に設けたことを特徴とする請求項6〜10のいずれか一
つに記載の浮上分離装置。
11. The levitation separation device according to claim 6, wherein the ultrasonic transducer is provided in the middle stage of the processing tank.
【請求項12】 前記気泡発生手段は、水溶液に空気を
吸入させて気泡を発生させる気泡形成ポンプと、気泡の
混入した水溶液を前記処理槽内に噴出させる噴出口と、
を有することを特徴とする請求項6〜11のいずれか一
つに記載の浮上分離装置。
12. The bubble generating means comprises a bubble forming pump for sucking air into the aqueous solution to generate bubbles, and an ejection port for ejecting the aqueous solution containing the bubbles into the processing tank.
The levitation separation device according to any one of claims 6 to 11, further comprising:
【請求項13】 前記気泡発生手段は、水溶液を処理槽
内へ送り出す送出ポンプと、気泡の混入した水溶液を処
理槽内に噴出させる噴出口と、前記送出ポンプと前記噴
出口との間に配置されて水溶液に気泡を溶解させるバッ
ファタンクと、を有することを特徴とする請求項6〜1
1のいずれか一つに記載の浮上分離装置。
13. The bubble generating means is disposed between the delivery pump for delivering the aqueous solution into the processing tank, the ejection port for ejecting the aqueous solution containing bubbles into the processing tank, and the delivery pump and the ejection port. And a buffer tank for dissolving bubbles in the aqueous solution.
The flotation separation device according to any one of 1.
【請求項14】 前記バッファタンクでは、水溶液に加
圧空気を溶解後、大気圧に減圧させて、減圧時に水溶液
中の過飽和空気成分を気泡として発生させることを特徴
とする請求項13に記載の浮上分離装置。
14. The buffer tank according to claim 13, wherein pressurized air is dissolved in the aqueous solution and then depressurized to atmospheric pressure to generate supersaturated air components in the aqueous solution as bubbles during depressurization. Flotation device.
【請求項15】 前記バッファタンクには、2枚の電極
板と、前記電極板間に電圧を印加する電源とを有し、前
記電極板間への電圧の印加による電気分解によって気泡
を発生させることを特徴とする請求項13に記載の浮上
分離装置。
15. The buffer tank has two electrode plates and a power supply for applying a voltage between the electrode plates, and bubbles are generated by electrolysis by applying a voltage between the electrode plates. The flotation device according to claim 13, wherein
【請求項16】 前記バッファタンクには、2枚の電極
板と、前記電極板間に電圧を印加する電源とを有し、前
記電極板間への電圧の印加による電気分解によって気泡
を発生させ、加圧空気が溶解した水溶液を流出して大気
圧に減圧させて過飽和空気を微細な気泡として発生させ
ることを特徴とする請求項13に記載の浮上分離装置。
16. The buffer tank has two electrode plates and a power supply for applying a voltage between the electrode plates, and bubbles are generated by electrolysis by applying a voltage between the electrode plates. The levitation separation device according to claim 13, wherein the aqueous solution in which the pressurized air is dissolved flows out and is depressurized to atmospheric pressure to generate supersaturated air as fine bubbles.
【請求項17】 前記気泡発生手段には、さらに、前記
処理槽内から水溶液を排出する排出ラインを有し、排出
ラインから排出される水溶液に空気を吸入させて気泡を
発生させることを特徴とする請求項12〜16のいずれ
か一つに記載の浮上分離装置。
17. The air bubble generating means further has a discharge line for discharging the aqueous solution from the inside of the processing tank, and air is sucked into the aqueous solution discharged from the discharge line to generate bubbles. The floating separation device according to any one of claims 12 to 16.
【請求項18】 前記噴出口を、前記処理槽下部に設け
たことを特徴とする請求項12〜17のいずれか一つに
記載の浮上分離装置。
18. The flotation device according to claim 12, wherein the jet port is provided in a lower portion of the processing tank.
【請求項19】 前記気泡発生手段は、前記処理槽内に
設置した2枚の電極板と、前記電極板間に電圧を印加す
る電源とを有し、前記電極板間への電圧の印加による電
気分解によって気泡を発生させることを特徴とする請求
項6〜11のいずれか一つに記載の浮上分離装置。
19. The air bubble generating means has two electrode plates installed in the processing tank and a power source for applying a voltage between the electrode plates, and a voltage is applied between the electrode plates. The levitation separation device according to claim 6, wherein bubbles are generated by electrolysis.
【請求項20】 前記電極板を、前記処理槽下部に設け
たことを特徴とする請求項19に記載の浮上分離装置。
20. The flotation device according to claim 19, wherein the electrode plate is provided in a lower portion of the processing tank.
【請求項21】 前記気泡発生手段は、前記処理槽内で
水溶液を加圧後に減圧させて、減圧時に水溶液中の空気
成分を気泡として発生させることを特徴とする請求項6
〜11のいずれか一つに記載の浮上分離装置。
21. The air bubble generating means depressurizes the aqueous solution in the processing tank and then depressurizes the air solution to generate air components in the aqueous solution as bubbles during depressurization.
The levitation separation apparatus according to any one of 1 to 11.
【請求項22】 前記気泡発生手段は、数ミクロン〜数
十ミクロンの径の超微細気泡を含む複数の気泡を供給す
ることを特徴とする請求項6〜9のいずれか一つに記載
の浮上分離装置。
22. The levitation apparatus according to claim 6, wherein the bubble generating means supplies a plurality of bubbles including ultrafine bubbles having a diameter of several microns to several tens of microns. Separation device.
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