JP2005185874A - 混濁汚水浄化装置 - Google Patents

Abstract

【目的】 混濁汚水から汚染物質を除去して、水を浄化する装置を提供する。
【解決手段】 混濁汚水を吸引するポンプ１の部分に、当該ポンプから送出される混濁汚水を再びポンプの吸引側に誘導するバイパス流路が存在し、バイパス流路中の凝集剤混入器２内で、貯蔵タンク３から供給される凝集剤が混濁汚水に混入され、ポンプの送出側には、混濁汚水が流入する流入口から対向位置にある流出口に向かって２以上の分岐流路を有するループ状の攪拌器５が２つ以上、隣接する上流側の攪拌器の流出口と下流側の攪拌器の流入口とが接続されて直列に連結されており、凝集剤を含む混濁汚水が、上流側の攪拌器の流入口へ誘導され、流入口近傍の分岐部で混濁汚水が分流して各分岐流路を流れた後、流出口近傍の合流部で合流して下流側の攪拌器へ誘導され、最も下流側の攪拌器の下流側に、固液分離のためのサイクロン分離器が少なくとも１つ設けられている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、有機系汚水、有機系汚泥、無機系汚水、無機系汚泥、油脂含有汚泥などの混合汚水の中から汚染物質（重金属、有機化合物、油類など）を除去するのに適した構造を有する装置（混濁汚水浄化装置）に関するものである。

汚染物質に汚染された土壌を洗浄する方法として最も一般的なものは、汚染土壌を水で洗浄することによって汚染物質を自発的に溶出させるものであるが、このような方法では、土壌粒子に弱い力で付着している汚染物質だけしか洗浄できず、強い力で付着した汚染物質を取り除くことが困難であった。
そこで、最近では、効果的に洗浄でき、多様な汚染物質に対応できる汚染土壌の洗浄方法がいくつか開発されてきている（例えば下記の特許文献１）。
特開２００３−３４０４２１号公報

この特許文献１に記載される汚染土壌の洗浄方法は、汚染物質に汚染された土壌を水と共に遠心分離機にかけ、汚染物質を含む土壌と汚染物質を含まない土壌に分離する工程を少なくとも２回以上行うことを特徴とするものであるが、この公報の図１に示された概要図からもわかるように、処理現場に各装置を設置して処理を行わなければならず、複数の槽を必要とするバッチ処理であるために処理装置が大型化して処理を行うのに広いスペースが必要であり、一つの槽から次の槽へ汚染土壌を移送するために各槽にポンプを設けなければならないという問題点があった。

本発明は、上述の問題点を解決し、装置内に設けられた一つのポンプによって連続処理が可能で、複数個の槽（タンク）が不要であることによって装置が小型化でき、処理現場でなくても場所を移動して処理を行うことが可能な連続汚水処理装置（混濁汚水浄化装置）を提供することを課題とする。

前記課題を解決可能な本発明の混濁汚水浄化装置は、汚染物質を含有した混濁汚水の中から汚染物質を除去することによって水の浄化を図るための装置であって、当該装置においては、前記混濁汚水を装置内に吸引するためのポンプの部分に、当該ポンプから送出される混濁汚水を再びポンプの吸引側に誘導するためのバイパス流路が設けられており、前記バイパス流路の途中には、当該バイパス流路を流れる混濁汚水に、当該混濁汚水中の汚染物質を凝集させることが可能な凝集剤を混入させるための凝集剤混入器が設けられており、前記凝集剤が、当該凝集剤を内部に貯蔵した凝集剤貯蔵タンクから凝集剤定量供給器を経て前記凝集剤混入器内へ定量供給されるようになっていること、前記ポンプの送出側には、前記混濁汚水が流入する流入口から対向する位置に設けられた流出口に向かって２以上の分岐流路を有するループ状の攪拌器が２つ以上、隣接する上流側の攪拌器の流出口と下流側の攪拌器の流入口と接続されるようにして直列に連結されており、前記凝集剤混入器内で混濁汚水と凝集剤とが混合された後に再び前記ポンプ内を通過した混濁汚水が、最も上流側に位置する前記攪拌器の流入口へ誘導され、当該流入口近傍に設けられた分岐部にて前記混濁汚水が分流して前記分岐流路をそれぞれ流れ、前記流出口近傍に設けられた合流部では当該混濁汚水が互いに衝突して合流し、その後、順次下流側の攪拌器の流入口に誘導されるようになっていること、及び、最も下流側に位置する攪拌器の下流側には、固液分離を行うためのサイクロン分離器が少なくとも１つ接続されていることを特徴とする。

又、本発明は、上述の構造を有した装置において、前記攪拌器における分岐流路の合流部側にそれぞれ、先細り形状の放出ノズルが設けられており、各分岐流路を流れた混濁汚水が前記放出ノズルの先端開口から加速されて放出されて互いに衝突するようになっていることを特徴とするものでもある。
更に、本発明は、上述の構造を有した装置において、前記ポンプの吸引側に、当該ポンプを通過しない大きさの異物を取り除くための真空タンクと、前記混濁汚水のｐＨ値を調整するための中和剤を前記真空タンクに注入するための中和剤供給器が設けられていることを特徴とするものである。

本発明の混濁汚水浄化装置を用いることによって、有機系汚水、有機系汚泥、無機系汚水、無機系汚泥、油脂含有汚泥などの混合汚水中に含まれる重金属、有機化合物、油類などの汚染物質を効率良く除去することができる。また、本発明の装置の場合は、装置内に設けられた一つのポンプによって連続処理が可能である構造であるために、バッチ式処理装置のような複数個のタンクが不要で、装置を小型化することができる。
更に、本発明の混濁汚水浄化装置の攪拌器には２以上の分岐流路が設けられていて、各分岐流路を流れた混濁汚水が出口側の合流部において衝突攪拌するようになっていることで、より一層高い凝集効果が得られる。

まず、本発明の混濁汚水浄化装置の好ましい一例における概要図を図面に示して、本発明を詳細に説明する。
図１は、本発明の混濁汚水浄化装置の好ましい一例における構成を示す概要図であり、図２は、図１の装置における攪拌器５の内部構造を示す図で、流入口１１から流出口１５までの混濁汚水の流動方向が矢印によって示されている。
図１に示されるように、本発明の混濁汚水浄化装置においては、混濁汚水を装置の内部に吸引し圧送するためのポンプ１の部分に、ポンプ１の排出側（下流側）から送出される混濁汚水が再びポンプの吸引側（上流側）に誘導されるようにバイパス流路が設けられており、このバイパス流路に設けられた凝集剤混入器２内で、汚染物質を含む混濁汚水と、凝集剤貯蔵タンク３から凝集剤定量供給器４を経て定量的に供給される凝集剤とが機械的に混合攪拌されるようになっている。本発明における凝集剤混入器（イジェクター）２の内部はオリフィス構造（管の内径が一部分において小さくなっている構造）を有しており、凝集剤混入器２の管内を通過する際の混濁汚水の流速が変化し、装置内の他のどの部分よりも速くなるので吸引能力が高まり、又、加圧された状態の流路内に凝集剤が混入されることで汚染物質と凝集剤との混合効率も高くなる。凝集剤混入器２へ供給される凝集剤は一般に粒径が２０μｍ〜５００μｍ程度の顆粒状であり、その種類については、処理の対象となる汚染物質の種類に応じて適宜選択されるが、重金属やダイオキシンなどの汚染物質を凝集させるための一般的な凝集剤としては、無機系凝集剤等が好ましく、上記の凝集剤はいずれも、撹拌を効果的に行うほど凝集効果の上がる凝集剤である。

そして、本発明の混濁汚水浄化装置にあっては、図１に示されるようにして、ポンプ１の送出側に、混濁汚水が流入する流入口から対向する位置に設けられた流出口に向かって２以上の分岐流路を有するループ状の攪拌器５が２つ以上、隣接する上流側の攪拌器５の流出口と下流側の攪拌器５の流入口と接続されるようにして直列に連結されており、パイパス流路を通過した凝集剤を含む混濁汚水が再びポンプ内を通過した後、最も上流側に位置する攪拌器５の流入口へ誘導され、流入口近傍に設けられた分岐部において混濁汚水が複数の分岐流路に分流し、各分岐流路を流れた混濁汚水が、流出口近傍に設けられた合流部において互いに衝突して合流した後、下流側の攪拌器５の流入口に誘導され、凝集剤が混入された混濁汚水の分岐・合流が繰り返されて攪拌されるようになっている。

図２には、図１の装置における好ましい攪拌器５の外観及び内部構造が示されており、この図２の攪拌器は２つの分岐流路を有するものであるが、本発明はこれに限定されるものではなく、３つ又はそれ以上の数の分岐流路を有した構造であっても良い。但し、攪拌器５での攪拌効率を高めるためには、各分岐流路を流れる混濁汚水の単位時間当たりの量（容積）がほぼ等しくなるようにして分岐流路は設ける必要がある。図２に例示した攪拌器５の場合には、図面左側に位置する流入口１１から流入した混濁汚水が、分岐部１２において矢印で示されるように１８０度逆方向に２つに分岐され、各分岐流路を流れた後、流出口１５附近に設けられた合流部１３で衝突して合流するようになっている。この際、凝集剤と混濁汚水を効果的に撹拌混合するためには、図２の点線で示されるようにして、合流部１３内に、各分岐流路を流れた混濁汚水が勢いよくぶつかり合うように、先端が先細り状になった放出ノズル１４を対向して設け、各分岐流路を流れた混濁汚水が放射ノズル１４で加速されて衝突する構造とすることが好ましい。本発明の浄化装置には、このような構造の攪拌器５が複数個直列に連結されているので、各攪拌器での分流衝突撹拌により、効果的な撹拌が達成され、汚染物質の凝集効果が高くなるという利点がある。

更に、本発明の浄化装置においては、最も下流側に位置する攪拌器５の流出口側に、固液分離を行うためのサイクロン分離器６が少なくとも１つ設けられており、一般的には図１に示されるように、複数のサイクロン分離器６が直列に接続され、このサイクロン分離器６によって混濁汚水が汚染物質と浄化水とに分離された後、装置外に排出される。本発明では、このようなサイクロン式の分離器が使用され、汚染物質の凝集が促進された後に固液分離が行われるため、混濁汚水が流れる流路内で流速を一定に保つことができる。本発明の浄化装置におけるサイクロン分離器６としては、土壌洗浄の分野において一般に使用されているものを利用することができる。

尚、本発明では、図１に示されるようにして、ポンプ１を通過しない大きさの異物を取り除くために、ポンプ１の吸込側に真空タンク７を設けることが好ましく、この真空タンク７には、ポンプ１へ送られる混濁汚水のｐＨ値を調整し、凝集剤の効果を高めるための中和剤が注入されるように中和剤供給器８を設けることが好ましい。中和剤供給器８から供給される中和剤としては、硫酸バンドや炭酸ガスなどが一般的である。

ところで、本発明の浄化装置の流路は、金属製（ＳＵＳ、ブロンズ、鉄等）とプラスチック及びゴム製のホースで構成されており、流路内を流れる混濁汚水によって流路内壁の磨耗が極力おさえられるように、混濁汚水の各部の流速が６ｍ／ｓｅｃ以下になるよう設計されており、なおかつ、流路最下流のサイクロン分離器内での分離効果を確保するための流速とサイクロン分離器内の圧力損失、一般的にはサイクロン分離器内の圧力損失はその定格流量を流した場合、０．０５ＭＰａ〜０．２ＭＰａを考慮した構造となっている。つまり本発明の装置内のサイクロン分離器を除く主流路は、ポンプ出口より吐出された圧力をできるだけ損失せずに凝集剤と汚水を混合し凝集効果を得る構造となっている。他の方法、例えば加圧流路内で、水車等の構造の物を回転させる方法で攪拌した場合、汚水の研摩される可能性が高く配管内での圧力損失は大きくなることは明白である。よって本発明の浄化装置は、ポンプによって加速された流体そのものの運動エネルギーを最大限に利用して凝集剤との攪拌を行うのに適した構造を有している。

本発明の混濁汚水浄化装置を使用することによって、有機系汚水、有機系汚泥、無機系汚水、無機系汚泥、油脂含有汚泥などの混合汚水の中から重金属、有機化合物、油類などの汚染物質を効果的に除去することができる。

本発明の混濁汚水浄化装置の好ましい一例における構成を示す概要図である。 図１の装置における攪拌器５の内部構造を示す図である。

符号の説明

１ ポンプ（吸引・圧送ポンプ）
２ 凝集剤混入器
３ 凝集剤貯蔵タンク
４ 凝集剤定量供給器
５ 攪拌器
６ サイクロン分離器
７ 真空タンク
８ 中和剤供給器
１１ 流入口
１２ 分岐部
１３ 合流部
１４ 放出ノズル
１５ 流出口

Claims (3)

1. 汚染物質を含有した混濁汚水の中から汚染物質を除去することによって水の浄化を図るための装置であって、当該装置においては、前記混濁汚水を装置内に吸引するためのポンプの部分に、当該ポンプから送出される混濁汚水を再びポンプの吸引側に誘導するためのバイパス流路が設けられており、前記バイパス流路の途中には、当該バイパス流路を流れる混濁汚水に、当該混濁汚水中の汚染物質を凝集させることが可能な凝集剤を混入させるための凝集剤混入器が設けられており、前記凝集剤が、当該凝集剤を内部に貯蔵した凝集剤貯蔵タンクから凝集剤定量供給器を経て前記凝集剤混入器内へ定量供給されるようになっていること、前記ポンプの送出側には、前記混濁汚水が流入する流入口から対向する位置に設けられた流出口に向かって２以上の分岐流路を有するループ状の攪拌器が２つ以上、隣接する上流側の攪拌器の流出口と下流側の攪拌器の流入口と接続されるようにして直列に連結されており、前記凝集剤混入器内で混濁汚水と凝集剤とが混合された後に再び前記ポンプ内を通過した混濁汚水が、最も上流側に位置する前記攪拌器の流入口へ誘導され、当該流入口近傍に設けられた分岐部にて前記混濁汚水が分流して前記分岐流路をそれぞれ流れ、前記流出口近傍に設けられた合流部では当該混濁汚水が互いに衝突して合流し、その後、順次下流側の攪拌器の流入口に誘導されるようになっていること、及び、最も下流側に位置する攪拌器の下流側には、固液分離を行うためのサイクロン分離器が少なくとも１つ接続されていることを特徴とする混濁汚水浄化装置。
2. 前記攪拌器における分岐流路の合流部側にそれぞれ、先細り形状の放出ノズルが設けられており、各分岐流路を流れた混濁汚水が前記放出ノズルの先端開口から加速されて放出されて互いに衝突するようになっていることを特徴とする請求項１に記載の混濁汚水浄化装置。
3. 前記ポンプの吸引側に、当該ポンプを通過しない大きさの異物を取り除くための真空タンクと、前記混濁汚水のｐＨ値を調整するための中和剤を前記真空タンクに注入するための中和剤供給器が設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の混濁汚水浄化装置。

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