JP2006297239A - Pressure floatation separation apparatus in waste water treatment, sludge concentration system and pressure floatation separation method - Google Patents

Pressure floatation separation apparatus in waste water treatment, sludge concentration system and pressure floatation separation method Download PDF

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Hidetaka Okada
秀隆 岡田
Kenichi Maeda
憲一 前田
Kensuke Tomimori
健助 冨森
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To enhance a solid content recovery rate by generating finer bubbles in a pressure floatation separation apparatus for waste water treatment. <P>SOLUTION: The pressure floatation separation apparatus 1 is provided with a floatation separation tank 5 configured to keep an airtight state blocking the gas phase part 51 in the tank from the air outside or substantially blocked. Then, the pressure floatation separation apparatus 1 is configured so as to generate bubbles under the gas phase part 51 having a higher pressure than an atmospheric pressure in the floatation separation tank 5. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、廃水処理における加圧浮上分離装置、汚泥濃縮システム及び加圧浮上分離方法に関する。
更に詳しくは、廃水処理における加圧浮上分離装置において、より微細な気泡を発生させることにより、固形分回収率を向上させることができるようにしたもの等に関する。
The present invention relates to a pressurized flotation separation device, a sludge concentration system, and a pressurized flotation separation method in wastewater treatment.
More specifically, the present invention relates to a pressurized flotation separation apparatus for wastewater treatment that can improve the solid content recovery rate by generating finer bubbles.

従来より、廃水処理の分野において「浮上分離方法」と呼ばれる固液分離法が知られている。この方法は、廃液に含まれている固体粒子に微細気泡を付着させ、付着した気泡の浮力によって懸濁物質を浮上濃縮させるものである。この微細気泡は、加圧条件下で空気を液体に溶解させ、この液体を外気に開放されている浮上分離槽内で廃液中に開放し、大気圧に戻すことによって発生させることができる(例えば非特許文献1参照)。
岩井重久等 編者、「廃水・廃棄物処理 廃水編」、講談社、1980年9月1日、p.113
Conventionally, a solid-liquid separation method called “flotation separation method” is known in the field of wastewater treatment. In this method, fine bubbles are attached to solid particles contained in a waste liquid, and suspended substances are floated and concentrated by the buoyancy of the attached bubbles. The fine bubbles can be generated by dissolving air in a liquid under pressure, releasing the liquid into waste liquid in a floating separation tank that is open to the outside air, and returning to atmospheric pressure (for example, Non-patent document 1).
Editor, Shigehisa Iwai, “Wastewater / Waste Treatment Wastewater”, Kodansha, September 1, 1980, p.113

しかしながら、従来の浮上分離方法では、浮上させる微細気泡の大きさが十分に小さいとは言い切れず、微細気泡よりも小さな固体粒子まで浮上濃縮させることは困難であった。このため、浮上分離槽に小さな固形粒子が残留し、その結果、固形分の回収率の低下を招いていた。また気泡が浮上する際には、気泡の周りに付着した水分も一部同伴して浮上してしまうが、気泡が大きいと付着する水分量が多くなり、その結果、浮上分離した後の固形分濃度が低下することになる。   However, in the conventional levitation separation method, it cannot be said that the size of the fine bubbles to be floated is sufficiently small, and it has been difficult to float and concentrate to solid particles smaller than the fine bubbles. For this reason, small solid particles remained in the floating separation tank, and as a result, the recovery rate of the solid content was reduced. In addition, when bubbles rise, some of the water adhering around the bubbles also floats, but if the bubbles are large, the amount of water adhering increases, and as a result, the solid content after floating The concentration will decrease.

このようなことから、実際の現場では、浮上濃縮前や浮上濃縮時に高分子凝集剤を添加して、固形粒子の粒径を大きくすることが一般的に行われている。しかし、分離後の濃縮汚泥を堆肥化する場合には、化学合成物質である高分子凝集剤を添加することはできないため、依然として上記したような課題が残っていた。   For this reason, in actual sites, it is common practice to increase the particle size of solid particles by adding a polymer flocculant before or during levitation concentration. However, when composting concentrated sludge after separation, a polymer flocculant that is a chemically synthesized substance cannot be added, and thus the above-described problems still remain.

(本発明の目的)
そこで本発明の目的は、廃水処理における加圧浮上分離装置において、より微細な気泡を発生させることにより、固形分回収率を向上させることにある。
(Object of the present invention)
Accordingly, an object of the present invention is to improve the solid content recovery rate by generating finer bubbles in a pressurized flotation separation apparatus in wastewater treatment.

本発明の他の目的は、廃水処理における加圧浮上分離装置において、より微細な気泡を発生させることにより、気泡に付着する水分量を少なくして、分離した固形分濃度の低下を防止することにある。   Another object of the present invention is to reduce the amount of water adhering to the bubbles and prevent a decrease in the concentration of the separated solids by generating finer bubbles in the pressurized flotation separation apparatus in wastewater treatment. It is in.

本発明の他の目的は、高分子凝集剤を使用することなく、原水中の懸濁物質を浮上濃縮させることによって、分離後の濃縮汚泥をコンポスト施設等で堆肥化できるようにした加圧浮上分離装置を提供することにある。   Another object of the present invention is to increase the suspended solids in raw water without using a polymer flocculant so that the concentrated sludge after separation can be composted in a compost facility or the like. It is to provide a separation device.

更に本発明の他の目的は、上記した目的を達成できる加圧浮上分離装置を備えた汚泥濃縮システム及び加圧浮上分離方法を提供することにある。   Still another object of the present invention is to provide a sludge concentration system and a pressurized flotation separation method provided with a pressurized flotation separation device that can achieve the above-mentioned object.

上記目的を達成するために本発明が講じた手段は次のとおりである。
なお、後述する作用の説明の理解を助けるため、図面において使用した符号を括弧を用いて記載しているが、各構成要件を図面記載のものに限定するものではない。
Means taken by the present invention to achieve the above object are as follows.
In addition, although the code | symbol used in drawing is described using the parenthesis in order to help the understanding of description of the effect | action mentioned later, each component is not limited to the thing of drawing description.

第1の発明にあっては、
廃水処理における加圧浮上分離装置であって、
槽内の気相部(51)が外気と遮断されたまたは本質的に遮断された気密状態になるように構成された浮上分離槽(5)を備えていることを特徴とする、
加圧浮上分離装置である。
In the first invention,
A pressure flotation separation apparatus for wastewater treatment,
The gas phase section (51) in the tank is provided with a floating separation tank (5) configured to be in an airtight state in which the outside air is blocked or essentially blocked,
This is a pressure floating separator.

第2の発明にあっては、
廃水処理における加圧浮上分離装置であって、
槽内の気相部(51)が外気と遮断されたまたは本質的に遮断された気密状態になるように構成された浮上分離槽(5)を備え、
該浮上分離槽(5)内において、大気圧よりも高い圧力状態の気相部(51)の下で気泡が発生するように構成されていることを特徴とする、
加圧浮上分離装置である。
In the second invention,
A pressure flotation separation apparatus for wastewater treatment,
A floating separation tank (5) configured to be in an airtight state in which the gas phase part (51) in the tank is blocked or essentially blocked from outside air,
In the levitation separation tank (5), it is configured so that bubbles are generated under the gas phase part (51) in a pressure state higher than atmospheric pressure,
This is a pressure floating separator.

第3の発明にあっては、
加圧下で液体中に気体を混合して第一気液混合流体を得る気液混合手段(6)と、
浮上分離槽(5)内に第二気液混合流体を供給して気泡を発生させる微細気泡発生装置(7)と、
を備え、
該微細気泡発生装置(7)は、上記気液混合手段(6)で得られた第一気液混合流体に更に気体を取り込ませることができるエゼクタ式のノズル(71)を備えていることを特徴とする、
第1または第2の発明に係る加圧浮上分離装置である。
In the third invention,
A gas-liquid mixing means (6) for mixing a gas in a liquid under pressure to obtain a first gas-liquid mixed fluid;
A fine bubble generator (7) for generating bubbles by supplying a second gas-liquid mixed fluid into the floating separation tank (5);
With
The fine bubble generating device (7) is provided with an ejector-type nozzle (71) capable of further incorporating gas into the first gas-liquid mixed fluid obtained by the gas-liquid mixing means (6). Features
It is a pressure levitation separator according to the first or second invention.

第4の発明にあっては、
エゼクタ式のノズル(71)は第一気液混合流体を噴出させる気液流体噴出部(712)と、該第一気液混合流体の噴出によって発生した負圧により、第一気液混合流体に吸引される気体を連通させる気体連通部(715)とを有し、
該気体連通部(715)は、気液流体噴出部(712)の外周全体に渡って連通する空間部(716)を備えていることを特徴とする、
第3の発明に係る加圧浮上分離装置である。
In the fourth invention,
The ejector-type nozzle (71) has a gas-liquid fluid ejection part (712) for ejecting the first gas-liquid mixed fluid and a negative pressure generated by the ejection of the first gas-liquid mixed fluid to the first gas-liquid mixed fluid. A gas communication part (715) for communicating the sucked gas,
The gas communication part (715) includes a space part (716) communicating over the entire outer periphery of the gas-liquid fluid ejection part (712),
It is a pressurization flotation separation device concerning the 3rd invention.

第5の発明にあっては、
第1,2,3または第4の発明に係る浮上分離装置(1)を備えたことを特徴とする、
汚泥濃縮システムである。
In the fifth invention,
Characterized in that it is equipped with a flotation separator (1) according to the first, second, third or fourth invention,
This is a sludge concentration system.

第6の発明にあっては、
廃水処理における加圧浮上分離方法であって、
浮上分離槽における槽内の気相部を外気と遮断または本質的に遮断して気密状態にすることにより、大気圧よりも高い圧力状態の気相部(51)の下で上記浮上分離槽内で気泡を発生させるようにしたことを特徴とする、
加圧浮上分離方法である。
In the sixth invention,
A pressure flotation separation method in wastewater treatment,
By blocking or essentially blocking the gas phase part in the levitation separation tank from outside air to make it airtight, the inside of the levitation separation tank is under the gas phase part (51) in a pressure state higher than atmospheric pressure. It is characterized by generating bubbles with
This is a pressure levitation separation method.

(作 用)
本発明に係る加圧浮上分離装置(1)は次のように作用する。
浮上分離槽(5)における槽内の気相部(51)が外気と遮断されたまたは本質的に遮断された気密状態になっているので、外気に開放されている従来の浮上分離槽と相違して、廃水の液面上から気相部(51)へに浮上した気泡は外気へ逃げず、気相部(51)内は大気圧(外気)よりも高い圧力状態に保たれる。その結果、廃水中の液圧も、通常の液圧(浮上分離槽が外気に開放されている場合の廃水の液圧)よりも高い状態におかれる。そうして、加圧された気液混合流体は、浮上分離槽(5)内の廃水中に開放されることで圧力低下状態になり気泡化するが、上記したように通常の液圧よりも高い圧力状態下で気泡化するため、大気圧下の浮上分離槽で発生する気泡よりも微細な気泡が発生する。
(Work)
The pressurized flotation separation device (1) according to the present invention operates as follows.
Since the gas phase part (51) in the levitation separation tank (5) is in an airtight state where it is blocked or essentially blocked from the outside air, it is different from the conventional levitation separation tank opened to the outside air. Thus, the bubbles that have floated from the liquid level of the waste water to the gas phase portion (51) do not escape to the outside air, and the inside of the gas phase portion (51) is maintained at a pressure higher than the atmospheric pressure (outside air). As a result, the hydraulic pressure in the wastewater is also higher than the normal hydraulic pressure (the wastewater hydraulic pressure when the floating separation tank is open to the outside air). Then, the pressurized gas-liquid mixed fluid is released into the waste water in the floating separation tank (5) and becomes a pressure drop state and bubbles, but as described above, it is higher than the normal hydraulic pressure. Since bubbles are formed under a high pressure state, bubbles that are finer than bubbles generated in a floating separation tank under atmospheric pressure are generated.

また発生後、浮上分離槽(5)内を浮上する微細気泡は、通常の液圧よりも高い圧力状態におかれているため、上昇に伴って大きくなることが防止され、その大きさを本質的に維持しながら浮上する。   In addition, after the occurrence, the fine bubbles that float in the floating separation tank (5) are kept in a pressure state higher than the normal hydraulic pressure, so that they are prevented from becoming larger as they rise, and their size is essential. Ascend while maintaining.

このように、上記した浮上分離槽(5)の気密構造によって、より微細な気泡を発生させると共に、発生後の微細気泡の大きさを本質的に維持した状態で浮上させることが可能となるため、従来法では困難であった小さな固体粒子までも浮上濃縮させることができる。   As described above, the airtight structure of the above-described levitation separation tank (5) allows the generation of finer bubbles and the levitation in a state where the size of the generated fine bubbles is essentially maintained. Even small solid particles, which were difficult with the conventional method, can be levitated and concentrated.

加圧下で液体中に気体を混合して第一気液混合流体を得る気液混合手段(6)と、浮上分離槽(5)内に第二気液混合流体を供給して気泡を発生させる微細気泡発生装置(7)と、を備え、該微細気泡発生装置(7)が上記気液混合手段(6)で得られた第一気液混合流体に更に気体を取り込ませることができるエゼクタ式のノズル(71)を備えている加圧浮上分離装置(1)では、次のように作用する。
気液混合手段(6)により、加圧下で液体中に気体が混合され第一気液混合流体が得られる。更に、微細気泡発生装置(7)のエゼクタ式のノズル(71)により、上記気液混合手段(6)で得られた第一気液混合流体に更に多くの量の気体が取り込まれ、第一気液混合流体は第二気液混合流体となる。そして、微細気泡発生装置(7)によって、この多くの量の気体を取りこんだ第二気液混合流体が浮上分離槽(5)内に供給され、大量の微細気泡が発生する。
Gas-liquid mixing means (6) that obtains the first gas-liquid mixed fluid by mixing gas into the liquid under pressure, and the second gas-liquid mixed fluid is supplied into the floating separation tank (5) to generate bubbles. A fine bubble generator (7), and the fine bubble generator (7) is an ejector type capable of further incorporating gas into the first gas-liquid mixed fluid obtained by the gas-liquid mixing means (6). The pressurized flotation separation device (1) having the nozzle (71) operates as follows.
The gas-liquid mixing means (6) mixes gas in the liquid under pressure to obtain a first gas-liquid mixed fluid. Further, the ejector-type nozzle (71) of the fine bubble generator (7) takes in a larger amount of gas into the first gas-liquid mixed fluid obtained by the gas-liquid mixing means (6), The gas-liquid mixed fluid becomes the second gas-liquid mixed fluid. Then, the second gas-liquid mixed fluid that has taken in this large amount of gas is supplied into the floating separation tank (5) by the fine bubble generating device (7), and a large amount of fine bubbles are generated.

エゼクタ式のノズル(71)が第一気液混合流体を噴出させる気液流体噴出部(712)と、該第一気液混合流体の噴出によって発生した負圧により、第一気液混合流体に吸引される気体を連通させる気体連通部(715)とを有し、該気体連通部(715)は、気液流体噴出部(712)の外周全体に渡って連通する空間部(716)を備えているものでは、次のように作用する。
即ち、エゼクタ式のノズル(71)に送られた第一気液混合流体は、気液流体噴出部(712)から噴出する。この第一気液混合流体の噴出によって気液流体噴出部(712)の出口近傍に負圧(低圧)が発生する。この負圧により気体連通部(715)から気体が吸引され、噴出している第一気液混合流体に更に気体が混合または混合溶解されることによって、第一気液混合流体は第二気液混合流体となる。そして、気体連通部(715)が気液流体噴出部(712)の外周全体に渡って連通する空間部(716)を備えているので、気体連通部(715)が気液流体噴出部(712)の外周の一部と連通している場合と比べて、気液流体噴出部(712)から噴出する第一気液混合流体に対する気体の接触面積が広い。これにより、第一気液混合流体により多くの気体が混合または混合溶解し、その結果、大量の微細気泡が発生する。
The ejector-type nozzle (71) ejects the first gas-liquid mixed fluid to the first gas-liquid mixed fluid by the gas-liquid fluid ejection part (712) and the negative pressure generated by the ejection of the first gas-liquid mixed fluid. A gas communication part (715) for communicating the sucked gas, and the gas communication part (715) includes a space part (716) communicating over the entire outer periphery of the gas-liquid fluid ejection part (712). It works as follows.
That is, the first gas-liquid mixed fluid sent to the ejector-type nozzle (71) is ejected from the gas-liquid fluid ejection section (712). Due to the ejection of the first gas-liquid mixed fluid, a negative pressure (low pressure) is generated in the vicinity of the outlet of the gas-liquid fluid ejection portion (712). Due to this negative pressure, gas is sucked from the gas communication part (715), and further gas is mixed or mixed and dissolved in the ejected first gas-liquid mixed fluid, whereby the first gas-liquid mixed fluid becomes the second gas-liquid mixed It becomes a mixed fluid. And since the gas communication part (715) is provided with the space part (716) which communicates over the outer periphery of the gas-liquid fluid ejection part (712), the gas communication part (715) is provided with the gas-liquid fluid ejection part (712 ) Has a wider contact area of the gas with the first gas-liquid mixed fluid ejected from the gas-liquid fluid ejecting portion (712). Thereby, many gases are mixed or mixed and dissolved in the first gas-liquid mixed fluid, and as a result, a large amount of fine bubbles are generated.

本発明は上記構成を備え、次の効果を有する。
(a)本発明に係る加圧浮上分離装置及び加圧浮上分離方法によれば、浮上分離槽における槽内の気相部が外気と遮断されたまたは本質的に遮断された気密状態となっているので、大気圧下の浮上分離槽で発生する気泡よりも微細な気泡を発生させることができる。これにより、外気に開放されている浮上分離槽を使用した従来の浮上分離方法では困難だった小さな固体粒子まで浮上濃縮させることができる。その結果、固形分回収率が向上するため、高分子凝集剤を使用する必要がなく、分離後の濃縮汚泥はコンポスト施設等で堆肥化することができる。
The present invention has the above-described configuration and has the following effects.
(A) According to the pressurized flotation separation apparatus and the pressurized flotation separation method according to the present invention, the gas phase portion in the tank in the flotation separation tank is shut off from the outside air or is essentially airtight. Therefore, finer bubbles can be generated than bubbles generated in the floating separation tank under atmospheric pressure. As a result, it is possible to float and concentrate even small solid particles that have been difficult to achieve by the conventional floating separation method using the floating separation tank open to the outside air. As a result, since the solid content recovery rate is improved, it is not necessary to use a polymer flocculant, and the concentrated sludge after separation can be composted in a compost facility or the like.

(b) また、本発明に係る加圧浮上分離装置及び加圧浮上分離方法によれば、より微細な気泡を発生させることにより、気泡に付着する水分量も少なくなり、分離した固形分濃度が低下することを防止できる。 (B) Further, according to the pressurized flotation separation apparatus and the pressurized flotation separation method according to the present invention, by generating finer bubbles, the amount of water adhering to the bubbles is reduced, and the separated solid content concentration is reduced. It can be prevented from decreasing.

(c)加圧下で液体中に気体を混合して第一気液混合流体を得る気液混合手段と、 浮上分離槽内に第二気液混合流体を供給して気泡を発生させる微細気泡発生装置と、を備え、該微細気泡発生装置が上記気液混合手段で得られた第一気液混合流体に更に気体を取り込ませることができるエゼクタ式のノズルを備えているものでは、気液混合手段とエゼクタ式のノズルを採用することにより、浮上分離槽に供給する気液混合流体により多くの量の気体を混合または混合溶解させることができるので、より微細な気泡を浮上分離槽内に大量に発生させることができる。その結果、固形分回収率をより向上させることができる。 (C) Gas-liquid mixing means for mixing a gas into a liquid under pressure to obtain a first gas-liquid mixed fluid, and generating fine bubbles for generating bubbles by supplying a second gas-liquid mixed fluid into a floating separation tank A gas-liquid mixing apparatus in which the fine bubble generating apparatus includes an ejector-type nozzle that can further introduce gas into the first gas-liquid mixed fluid obtained by the gas-liquid mixing means. By adopting the means and ejector type nozzle, a large amount of gas can be mixed or mixed and dissolved in the gas-liquid mixed fluid supplied to the floating separation tank. Can be generated. As a result, the solid content recovery rate can be further improved.

(d)エゼクタ式のノズルが第一気液混合流体を噴出させる気液流体噴出部と、該第一気液混合流体の噴出によって発生した負圧により、該第一気液混合流体に吸引される気体を連通させる気体連通部とを有し、該気体連通部が気液流体噴出部の外周全体に渡って連通する空間部を備えているものでは、気体連通部が気液流体噴出部の外周の一部と連通している場合と比べて、気液流体噴出部から噴出する第一気液混合流体に対する気体の接触面積が広い。これにより、浮上分離槽に供給する第一気液混合流体により多くの気体を混合または混合溶解させることができ、その結果、微細気泡を大量に発生させることができる。 (D) The ejector-type nozzle is sucked into the first gas-liquid mixed fluid by the gas-liquid fluid ejecting portion for ejecting the first gas-liquid mixed fluid and the negative pressure generated by the ejection of the first gas-liquid mixed fluid. A gas communication part that communicates over the entire outer periphery of the gas-liquid fluid ejection part, the gas communication part is a gas-liquid fluid ejection part. Compared with the case where it communicates with a part of the outer periphery, the contact area of the gas with respect to the first gas-liquid mixed fluid ejected from the gas-liquid fluid ejecting portion is wide. As a result, a large amount of gas can be mixed or mixed and dissolved in the first gas-liquid mixed fluid supplied to the floating separation tank, and as a result, a large amount of fine bubbles can be generated.

(e)上記した効果を奏する加圧浮上分離装置を備えた汚泥濃縮システムによれば、加圧浮上分離装置によって固形回収率が向上し、高分子凝集剤の使用が不要となるので、分離後の濃縮汚泥はコンポスト施設等で堆肥化することができる。 (E) According to the sludge concentration system equipped with the pressurized flotation separator having the above-described effects, the solid recovery rate is improved by the pressurized flotation separator and the use of a polymer flocculant is not required. The concentrated sludge can be composted at compost facilities.

本発明に係る加圧浮上分離装置の実施の形態を図面に基づき説明する。
[実施の形態]
図1は、本発明に係る加圧浮上分離装置を備えた汚泥濃縮システムの実施の形態を説明するための概略説明図である。
図1に示す汚泥濃縮システムは、破線で囲んだ部分で示される加圧浮上分離装置1と、加圧浮上分離装置1に導入する廃水が貯留される廃水槽2及び貯留槽3と、加圧浮上分離装置1で浮上分離させた懸濁物質(SS)を更に濃縮汚泥と分離水に分ける分離タンク4とを備えている。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of a pressurized flotation separation apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings.
[Embodiment]
FIG. 1 is a schematic explanatory diagram for explaining an embodiment of a sludge concentration system equipped with a pressurized flotation separator according to the present invention.
The sludge concentration system shown in FIG. 1 includes a pressurized flotation separation apparatus 1 indicated by a portion surrounded by a broken line, a wastewater tank 2 and a storage tank 3 in which wastewater to be introduced into the pressurized flotation separation apparatus 1 is stored, and a pressurization A suspension tank (SS) floated and separated by the floating separator 1 is further provided with a separation tank 4 that separates the concentrated sludge into separated water.

加圧浮上分離装置1は、一次浮上分離槽5と、二次浮上分離槽8と、二点鎖線で囲んだ部分で示される気液混合装置6と、一次浮上分離槽5内に設けてある微細気泡発生装置7と、消泡装置9とを備えている。   The pressurized flotation separation apparatus 1 is provided in a primary flotation separation tank 5, a secondary flotation separation tank 8, a gas-liquid mixing device 6 indicated by a portion surrounded by a two-dot chain line, and a primary flotation separation tank 5. A fine bubble generating device 7 and a defoaming device 9 are provided.

一次浮上分離槽5には、被処理水である廃水が導入される。気液混合装置6は、微細気泡発生装置7に供給する第一気液混合流体を得るための気液混合手段を構成する。微細気泡発生装置7は、上記気液混合装置6で得られた第一気液混合流体に更に気体を取りこませて第二気液混合流体を得ることができるエゼクタ式のノズル71(以下、単に「エゼクタノズル」と略す。)を備えている。微細気泡発生装置7は、この第二気液混合流体を一次浮上分離槽5内に供給して気泡を発生させる装置である。   Waste water which is treated water is introduced into the primary levitation separation tank 5. The gas-liquid mixing device 6 constitutes a gas-liquid mixing means for obtaining a first gas-liquid mixed fluid to be supplied to the fine bubble generating device 7. The fine bubble generating device 7 is an ejector-type nozzle 71 (hereinafter referred to as “the second gas-liquid mixed fluid”) that can further take in the gas into the first gas-liquid mixed fluid obtained by the gas-liquid mixing device 6. Simply abbreviated as “ejector nozzle”). The fine bubble generator 7 is a device that generates bubbles by supplying the second gas-liquid mixed fluid into the primary levitation separation tank 5.

以下、加圧浮上分離装置1を備えた汚泥濃縮システムの各構成部分について、順を追って詳しく説明する。
一次浮上分離槽5に導入される廃水は、上記した廃水槽2に予め貯留されている。そして、廃水は廃水槽2内に設けられた揚水ポンプ21により、沈殿物等の固形分が除かれた状態で貯留槽3に送られ、一時的に貯留される。
Hereinafter, each component part of the sludge concentration system provided with the pressurized flotation separation apparatus 1 will be described in detail step by step.
The waste water introduced into the primary levitation separation tank 5 is stored in the waste water tank 2 in advance. And wastewater is sent to the storage tank 3 in the state from which solid content, such as a deposit, was removed by the pumping pump 21 provided in the wastewater tank 2, and is stored temporarily.

貯留槽3は、廃水導入管31を介して一次浮上分離槽5と連結されている。符号312は、廃水導入管31の基端部に設けてあるフランジを備えた接続部を示している。この接続部312に貯留槽3から延びた廃水を送るための配管が接続されている。廃水導入管31には吸込ポンプ32と定量供給器33が設けられ、所定量の廃水が連続的に一次浮上分離槽5に送られるようになっている。廃水導入管31の先端は、一次浮上分離槽5に入れられた廃水の内部(液相部)に導出されている。   The storage tank 3 is connected to the primary levitation separation tank 5 through a wastewater introduction pipe 31. Reference numeral 312 denotes a connecting portion provided with a flange provided at the proximal end portion of the wastewater introduction pipe 31. A pipe for sending waste water extending from the storage tank 3 is connected to the connecting portion 312. The waste water introduction pipe 31 is provided with a suction pump 32 and a quantitative supply device 33 so that a predetermined amount of waste water is continuously sent to the primary flotation separation tank 5. The tip of the waste water introduction pipe 31 is led out to the inside of the waste water (liquid phase part) put in the primary flotation separation tank 5.

一次浮上分離槽5は、槽内の気相部51が外気と遮断されたまたは本質的に遮断された気密構造で構成されている。一次浮上分離槽5は、連結管52によって二次浮上分離槽8と連通している。二次浮上分離槽8も、一次浮上分離槽5と同様に、槽内の気相部81が外気と遮断されたまたは本質的に遮断された気密構造で構成されている。   The primary levitation separation tank 5 has an airtight structure in which the gas phase portion 51 in the tank is blocked or essentially blocked from the outside air. The primary levitation separation tank 5 communicates with the secondary levitation separation tank 8 through a connecting pipe 52. Similarly to the primary levitation separation tank 5, the secondary levitation separation tank 8 also has an airtight structure in which the gas phase portion 81 in the tank is blocked or essentially blocked from the outside air.

気液混合装置6は、上記したように微細気泡発生装置7に供給する第一気液混合流体を得るための装置である。気液混合装置6は、液体中に空気を加圧混合する加圧ポンプ61と、空気溶解槽62を備えている。   The gas-liquid mixing device 6 is a device for obtaining the first gas-liquid mixed fluid supplied to the fine bubble generating device 7 as described above. The gas-liquid mixing device 6 includes a pressurizing pump 61 that pressurizes and mixes air into the liquid, and an air dissolution tank 62.

一次浮上分離槽5から加圧ポンプ61への液体の取り込みは給水管53によって行われ、その液体として一次浮上分離槽5で分離操作が行われた後の分離水(処理水)が使用される。給水管53の基端側は、取込口531が一次浮上分離槽5の底部よりもやや上方に位置するように、一次浮上分離槽5の底部から上方にやや立ち上げて設けてある。これにより、仮に一次浮上分離槽5の底に浮上濃縮させることが不可能な程の大きな固形物が沈殿していた場合でも、この固形物が給水管53を通って加圧ポンプ61に混入することを防いで、加圧ポンプ61が故障することを防止できる。加圧ポンプ61によって空気が加圧混合された分離液は、連結管64を通って空気溶解槽62を通り、例えば3kgf/cmに加圧された第一気液混合流体となる。 The liquid is taken into the pressure pump 61 from the primary levitation separation tank 5 by the water supply pipe 53, and the separated water (treated water) after the separation operation is performed in the primary levitation separation tank 5 is used as the liquid. . The proximal end side of the water supply pipe 53 is provided so as to rise slightly upward from the bottom of the primary levitation separation tank 5 so that the intake port 531 is located slightly above the bottom of the primary levitation separation tank 5. As a result, even if a large solid that cannot be floated and concentrated at the bottom of the primary flotation separation tank 5 is precipitated, the solid is mixed into the pressure pump 61 through the water supply pipe 53. This can prevent the pressurization pump 61 from failing. The separated liquid in which air is pressurized and mixed by the pressure pump 61 passes through the connecting pipe 64 and the air dissolution tank 62 to become a first gas-liquid mixed fluid pressurized to, for example, 3 kgf / cm 2 .

第一気液混合流体は、気液混合装置6から圧送管63を通って一次浮上分離槽5内に設けてある微細気泡発生装置7に送られる。そして、第一気液混合流体はエゼクタノズル71によって更に気体が取りこまれて第二気液混合流体となった後、一次浮上分離槽5に供給されて微細気泡を大量に発生させる。この微細気泡は廃水中の懸濁物質に付着し、付着した微細気泡の浮力によって懸濁物質は浮上濃縮される。   The first gas-liquid mixed fluid is sent from the gas-liquid mixing device 6 through the pressure feed pipe 63 to the fine bubble generating device 7 provided in the primary levitation separation tank 5. Then, after the gas is further taken in by the ejector nozzle 71 to become the second gas-liquid mixed fluid, the first gas-liquid mixed fluid is supplied to the primary levitation separation tank 5 to generate a large amount of fine bubbles. The fine bubbles adhere to suspended substances in the wastewater, and the suspended substances are floated and concentrated by the buoyancy of the attached fine bubbles.

図2は微細気泡発生装置7を示す側面視説明図、図3は図2に示す微細気泡発生装置7の底面視説明図である。
図2及び図3を参照して、微細気泡発生装置7の構造について説明する。微細気泡発生装置7は、第二気液混合流体を気泡化する略円筒状のエゼクタノズル71を所要数(本実施例では四箇所)備えている。
2 is a side view explanatory view showing the fine bubble generating device 7, and FIG. 3 is a bottom view explanatory view of the fine bubble generating device 7 shown in FIG.
With reference to FIG.2 and FIG.3, the structure of the microbubble generator 7 is demonstrated. The fine bubble generating device 7 is provided with a required number (four in this embodiment) of substantially cylindrical ejector nozzles 71 for bubbling the second gas-liquid mixed fluid.

図1に示すように、微細気泡発生装置7は一次浮上分離槽5内の底部寄りに設けてあり、気泡がより底部側から浮上するように、複数のエゼクタノズル71の噴出口が底部側に向けられた状態で配置されている。エゼクタノズル71は、微細気泡発生装置本体72の先端面721から噴出口を外部へ突出した状態で設けてある。微細気泡発生装置本体72の基部側には、上記したように第一気液混合流体が送られる圧送管63が接続されている。なお、微細気泡発生装置7は第二気液混合流体を一次浮上分離槽5に供給できる構造となっていれば、一次浮上分離槽5の外に設置しても良い。   As shown in FIG. 1, the fine bubble generating device 7 is provided near the bottom in the primary levitation separation tank 5, and the ejection ports of the plurality of ejector nozzles 71 are located on the bottom side so that the bubbles rise from the bottom side. Arranged in a directed state. The ejector nozzle 71 is provided in a state in which the ejection port protrudes from the front end surface 721 of the fine bubble generating device main body 72 to the outside. A pressure feeding pipe 63 to which the first gas-liquid mixed fluid is fed as described above is connected to the base side of the fine bubble generating device main body 72. The fine bubble generator 7 may be installed outside the primary levitation separation tank 5 as long as the second gas-liquid mixed fluid can be supplied to the primary levitation separation tank 5.

図3に示すように、微細気泡発生装置本体72の先端面721は底面視で円形であり、エゼクタノズル71はその先端面721の中央部を中心とする円周上に等間隔で四箇所配置されている。そして、図2に示した圧送管63から送られた第一気液混合流体は、加圧された状態で微細気泡発生装置本体72の気液流体流通部722を通って各エゼクタノズル71から一次浮上分離槽5側へ高速で噴出する。   As shown in FIG. 3, the front end surface 721 of the microbubble generator main body 72 is circular in bottom view, and the ejector nozzles 71 are arranged at four equal intervals on the circumference centered on the central portion of the front end surface 721. Has been. Then, the first gas-liquid mixed fluid sent from the pressure feeding pipe 63 shown in FIG. 2 passes through the gas-liquid fluid circulation part 722 of the fine bubble generating device main body 72 in a pressurized state, and is primary from each ejector nozzle 71. It spouts at high speed to the floating separation tank 5 side.

図4は、図2に示す微細気泡発生装置7に設けてあるエゼクタノズル71を拡大した側面視断面図である。
エゼクタノズル71は略円筒状に形成されている。エゼクタノズル71は、その基部側(図4で左端側)に図2で示した気液流体流通部722と接続される気液流体通路711を備えている。気液流体通路711の先端部中央は、基端部の孔径が約3〜10mmの気液流体噴出部である気液流体噴出孔712と繋がっている。本実施例では、気液流体通路711は同じ内径を保ちながら気液流体噴出孔712と繋がっているが、その先部側(図4で右側)を気液流体噴出孔712に向かってすぼまるようにテーパー状に形成することもできる。
FIG. 4 is an enlarged side sectional view of the ejector nozzle 71 provided in the fine bubble generating device 7 shown in FIG.
The ejector nozzle 71 is formed in a substantially cylindrical shape. The ejector nozzle 71 includes a gas-liquid fluid passage 711 connected to the gas-liquid fluid circulation portion 722 shown in FIG. 2 on the base side (left end side in FIG. 4). The center of the distal end portion of the gas-liquid fluid passage 711 is connected to a gas-liquid fluid ejection hole 712 which is a gas-liquid fluid ejection portion having a base end portion with a hole diameter of about 3 to 10 mm. In the present embodiment, the gas-liquid fluid passage 711 is connected to the gas-liquid fluid ejection hole 712 while maintaining the same inner diameter, but the front side (right side in FIG. 4) is recessed toward the gas-liquid fluid ejection hole 712. It can also be formed in a tapered shape.

上記したように、気液流体噴出孔712の基部側(図4で左側)は孔径が約3〜10mmであるが、先部側(図4で右側)はその孔径が約5〜12mmと気液流体噴出孔712よりも拡がった噴出拡張部713を構成している。この噴出拡張部713は、後述する気体連通経路715から吸引される空気と、気液流体通路711から噴出される第一気液混合流体とを混合または混合溶解させる混合部を構成する。   As described above, the base side (left side in FIG. 4) of the gas-liquid fluid ejection hole 712 has a hole diameter of about 3 to 10 mm, but the front side (right side in FIG. 4) has a hole diameter of about 5 to 12 mm. A jet expansion portion 713 that is wider than the liquid fluid jet hole 712 is formed. The jet expansion part 713 constitutes a mixing part that mixes or mixes and dissolves air sucked from a gas communication path 715 described later and a first gas-liquid mixed fluid jetted from the gas-liquid fluid passage 711.

そして、気液流体噴出孔712の先部側である噴出拡張部713は、エゼクタノズル71の先部側に設けてある気泡噴出部である気泡噴出孔714と繋がっている。気泡噴出孔714は、その内径が噴出拡張部713から先端側に向かって拡がるようにテーパー状に形成され、一次浮上分離槽5内へ微細気泡を噴出させる。   And the jet expansion part 713 which is the front part side of the gas-liquid fluid jet hole 712 is connected with the bubble jet hole 714 which is a bubble jet part provided in the front part side of the ejector nozzle 71. The bubble ejection hole 714 is formed in a tapered shape so that its inner diameter expands from the ejection expansion portion 713 toward the tip side, and ejects fine bubbles into the primary levitation separation tank 5.

気液流体噴出孔712の途中には、第一気液混合流体の噴出によって発生した負圧により、第一気液混合流体に吸引される気体を連通させる気体連通手段である気体連通経路715が繋がっている。気体連通経路715は、エゼクタノズル71の外から導出された空気流通部である空気流通管716が接続されている。   In the middle of the gas-liquid fluid ejection hole 712, there is a gas communication path 715 which is a gas communication means for communicating the gas sucked into the first gas-liquid mixed fluid by the negative pressure generated by the ejection of the first gas-liquid mixed fluid. It is connected. The gas communication path 715 is connected to an air circulation pipe 716 that is an air circulation portion led out of the ejector nozzle 71.

図3に示すように、空気流通管716の先端部は、各エゼクタノズル71の気体連通経路715とそれぞれ繋がっている。そして、空気流通管716の基端側は、他の空気流通管716に接続され、微細気泡発生装置本体72の外から導かれた空気通気部である通気管73の先端部と接続されている。通気管73の基端側は、図1に示す一次浮上分離槽5の外へ導出され外気と連通している。   As shown in FIG. 3, the tip of the air flow pipe 716 is connected to the gas communication path 715 of each ejector nozzle 71. The proximal end side of the air circulation pipe 716 is connected to the other air circulation pipe 716 and is connected to the distal end portion of the ventilation pipe 73 that is an air ventilation section guided from the outside of the fine bubble generating device main body 72. . The base end side of the vent pipe 73 is led out of the primary levitation separation tank 5 shown in FIG. 1 and communicates with the outside air.

図4に示すように、エゼクタノズル71の気体連通経路715は、気液流体噴出孔712の外周全体に渡って連通する空間部718を備えている。空間部718は、第一気液混合流体の流れ方向に所要の厚さ(例えば約5mm)を有する正面視円形状の空間である。気液流体噴出孔712と連通する空間部718の連通部717は、空間部718の厚さ約5mmよりも狭い隙間から構成されている。連通部717は、上記した気液流体噴出孔712の基部側よりもやや広がった噴出拡張部713に繋がっている。   As shown in FIG. 4, the gas communication path 715 of the ejector nozzle 71 includes a space portion 718 that communicates with the entire outer periphery of the gas-liquid fluid ejection hole 712. The space portion 718 is a space having a circular shape when viewed from the front and having a required thickness (for example, about 5 mm) in the flow direction of the first gas-liquid mixed fluid. The communication portion 717 of the space portion 718 that communicates with the gas-liquid fluid ejection hole 712 includes a gap that is narrower than the thickness of the space portion 718 of about 5 mm. The communication part 717 is connected to an ejection expansion part 713 that is slightly wider than the base part side of the gas-liquid fluid ejection hole 712 described above.

図5はエゼクタノズル71から発生する微細気泡の発生メカニズムを模式的示す拡大断面説明図である。
以上のような構成により、図1に示す気液混合装置6で混合された第一気液混合流体は、加圧された状態で微細気泡発生装置7に導入され、エゼクタノズル71に送られる。図5に示すエゼクタノズル71に送られた第一気液混合流体は、気液流体通路711を通って気液流体噴出孔712から高速で噴出する。
FIG. 5 is an enlarged cross-sectional explanatory view schematically showing a generation mechanism of fine bubbles generated from the ejector nozzle 71.
With the above configuration, the first gas-liquid mixed fluid mixed by the gas-liquid mixing device 6 shown in FIG. 1 is introduced into the fine bubble generating device 7 in a pressurized state and sent to the ejector nozzle 71. The first gas-liquid mixed fluid sent to the ejector nozzle 71 shown in FIG. 5 is ejected from the gas-liquid fluid ejection hole 712 through the gas-liquid fluid passage 711 at a high speed.

この第一気液混合流体の高速噴出によって気液流体噴出孔712の出口近傍に負圧(低圧)が発生し、この負圧により気体連通経路715から噴出拡張部713へ空気が吸引される。これにより、第一気液混合流体に更に空気を取りこませて第二気液混合流体となる。更に空気が多く混合または混合溶解された第二気液混合流体は、噴出拡張部713を抜けて気泡噴出孔714から一次浮上分離槽5内の廃水中へ噴出される。そうして、加圧された第二気液混合流体は一次浮上分離槽5に開放されることで圧力低下状態におかれ(加圧状態から開放され)、大量の微細気泡を発生させる。   A negative pressure (low pressure) is generated in the vicinity of the outlet of the gas-liquid fluid ejection hole 712 due to the high-speed ejection of the first gas-liquid mixed fluid, and air is sucked from the gas communication path 715 to the ejection expansion portion 713 by this negative pressure. As a result, air is further taken into the first gas-liquid mixed fluid to become the second gas-liquid mixed fluid. Further, the second gas-liquid mixed fluid in which a large amount of air is mixed or dissolved is discharged from the bubble expansion hole 713 into the wastewater in the primary levitation separation tank 5 through the bubble expansion hole 714. Thus, the pressurized second gas-liquid mixed fluid is released to the primary levitation separation tank 5 to be in a pressure drop state (released from the pressurized state), and generates a large amount of fine bubbles.

この微細気泡発生の詳細なメカニズムは定かではないが、一応次のように考えられる。
即ち、第一気液混合流体Aは気液流体噴出孔712から直進方向に噴出する。この第一気液混合流体の噴流によって、一次浮上分離槽5側からエゼクタノズル71内に逆流水Bが気泡噴出孔714の内壁に沿って逆流してくる。
Although the detailed mechanism of the generation of fine bubbles is not clear, it can be considered as follows.
That is, the first gas-liquid mixed fluid A is ejected from the gas-liquid fluid ejection hole 712 in the straight direction. Due to the jet of the first gas-liquid mixed fluid, the backflow water B flows back into the ejector nozzle 71 from the primary floating separation tank 5 side along the inner wall of the bubble ejection hole 714.

そして、気体連通経路715の狭い連通部717を抜けて高速状態で吸引される空気Cは、第一気液混合流体Aの噴流の周りを取り囲んだ状態で気液流体噴出孔712から気泡噴出孔714へ引きずり込まれていく。そして、第一気液混合流体Aと上記した逆流水Bの間に挟まれた状態で空気Cは吸引され、この空気Cの噴流と第一気液混合流体Aの噴流の摩擦によって空気Cが剪断され、より微細な気泡が大量に発生する。   Then, the air C sucked in a high speed state through the narrow communication portion 717 of the gas communication path 715 is surrounded by the first gas-liquid mixed fluid A around the jet flow of the gas-liquid fluid jet holes 712. It will be dragged into 714. The air C is sucked between the first gas-liquid mixed fluid A and the backflow water B described above, and the air C is caused by friction between the jet of the air C and the jet of the first gas-liquid mixed fluid A. Shears and a lot of finer bubbles are generated.

しかも、上記したように、図1に示す一次浮上分離槽5は、槽内の気相部51が外気と遮断されたまたは本質的に遮断された気密構造で構成されているので、外気に開放されている従来の浮上分離槽と相違して、廃水の液面上から気相部51へに浮上した気泡は外気へ逃げず、気相部51内は大気圧(外気)よりも高い圧力状態に保たれる。その結果、廃水中の液圧も、通常の液圧(浮上分離槽が外気に開放されている場合の廃水の液圧)よりも高い状態におかれる。そうして、加圧された第二気液混合流体は、浮上分離槽5内の廃水中に開放されることで圧力低下状態になり気泡化するが、上記したように通常の液圧よりも高い圧力状態下で気泡化するため、大気圧下の浮上分離槽で発生する気泡よりも微細な気泡が発生する。   Moreover, as described above, the primary levitation separation tank 5 shown in FIG. 1 has an airtight structure in which the gas phase portion 51 in the tank is blocked or essentially blocked from the outside air, and thus is open to the outside air. Unlike the conventional levitation separation tank, the bubbles that have floated from the liquid level of the wastewater to the gas phase portion 51 do not escape to the outside air, and the pressure in the gas phase portion 51 is higher than the atmospheric pressure (outside air). To be kept. As a result, the hydraulic pressure in the wastewater is also higher than the normal hydraulic pressure (the wastewater hydraulic pressure when the floating separation tank is open to the outside air). Then, the pressurized second gas-liquid mixed fluid is released into the waste water in the floating separation tank 5 and becomes a pressure drop state and becomes a bubble, but as described above, it is higher than the normal hydraulic pressure. Since bubbles are formed under a high pressure state, bubbles that are finer than bubbles generated in a floating separation tank under atmospheric pressure are generated.

また発生後、一次浮上分離槽5内を浮上する微細気泡は、通常の液圧よりも高い圧力下におかれているため、上昇に伴って大きくなることはなく、その大きさを本質的に維持しながら浮上する。   In addition, after the occurrence, the fine bubbles that float in the primary levitation separation tank 5 are placed under a pressure higher than the normal hydraulic pressure, so that they do not become larger as they rise, and the size is essentially reduced. Ascend while maintaining.

このように、微細気泡発生装置7と一次浮上分離槽5の気密構造によって、より微細な気泡を大量に発生させることができるので、従来法では浮上濃縮させることが困難であった小さな固体粒子まで浮上濃縮させることができる。その結果、固形分回収率が向上するため、高分子凝集剤を使用する必要がなく、分離後の濃縮汚泥はコンポスト施設等で堆肥化することができる。また、より微細な気泡を発生させることにより、気泡に付着する水分量も少なくなり、分離した固形分濃度の低下も防止できる。   In this way, the airtight structure of the fine bubble generating device 7 and the primary levitation separation tank 5 can generate a large amount of finer bubbles, so that even small solid particles that have been difficult to be floated and concentrated by the conventional method can be obtained. It can be floated and concentrated. As a result, since the solid content recovery rate is improved, it is not necessary to use a polymer flocculant, and the concentrated sludge after separation can be composted in a compost facility or the like. In addition, by generating finer bubbles, the amount of water adhering to the bubbles is reduced, and a decrease in the solid content concentration can be prevented.

図1を参照する。
微細気泡によって水面上に浮上分離された懸濁物質は、水面付近に配置された逆円錐形状の集泥器54によって集められる。そして、排出管541を通って消泡装置9に送られる。消泡装置9は、所要数の撹拌羽根91を備えた回転軸92を有している。そして、モータ等の動力源によって撹拌羽根91を回転させることで、懸濁物質に含まれる微細気泡を物理的に破壊して消泡させる。符号94は一次浮上分離槽5の気相部51及び後述の二次浮上分離槽8の気相部81の内圧を調整する圧力調整弁を示している。
Please refer to FIG.
The suspended matter floated and separated on the water surface by the fine bubbles is collected by an inverted conical mud collector 54 disposed near the water surface. Then, it is sent to the defoaming device 9 through the discharge pipe 541. The defoaming device 9 has a rotating shaft 92 provided with a required number of stirring blades 91. Then, by rotating the stirring blade 91 by a power source such as a motor, the fine bubbles contained in the suspended substance are physically destroyed and defoamed. Reference numeral 94 denotes a pressure adjusting valve for adjusting the internal pressure of the gas phase part 51 of the primary levitation separation tank 5 and the gas phase part 81 of the secondary levitation separation tank 8 described later.

上記したように、一次浮上分離槽5は、二次浮上分離槽8と連結管52によって連通している。そして、連結管52からは、一次浮上分離槽5で分離操作が行われた後の分離水が送られる。一次浮上分離槽5で分離した懸濁物質が二次浮上分離槽8に流れないように、連結管52の基端側は一次浮上分離槽5の水面下よりも低い位置に接続されている。   As described above, the primary levitation separation tank 5 is communicated with the secondary levitation separation tank 8 by the connecting pipe 52. Then, the separation water after the separation operation is performed in the primary levitation separation tank 5 is sent from the connection pipe 52. The base end side of the connecting pipe 52 is connected to a position lower than the lower surface of the primary levitation separation tank 5 so that the suspended substance separated in the primary levitation separation tank 5 does not flow into the secondary levitation separation tank 8.

また連結管52には、微細気泡発生装置7から発生した微細気泡の一部が分離水と一緒に二次浮上分離槽8へ流れ込むようになっている。これにより、二次浮上分離槽8側でも、微細気泡による懸濁物質の浮上分離が行われる。そして、この微細気泡が二次浮上分離槽8の底部側から浮上するように、連結管52の先端部は二次浮上分離槽8の底部側まで導入されている。また、二次浮上分離槽8で分離操作が行われた後の分離水(処理水)は、排出管83を通って外へ排出される。排出管83の先端には、フランジを備えた接続部831が設けてあり、この接続部831に分離水を貯留するタンク等に送るための配管(図示省略)が接続される。   Further, a part of the fine bubbles generated from the fine bubble generating device 7 flows into the secondary floating separation tank 8 together with the separation water into the connecting pipe 52. Thereby, the floating separation of the suspended matter by the fine bubbles is also performed on the secondary floating separation tank 8 side. The leading end of the connecting pipe 52 is introduced to the bottom side of the secondary levitation separation tank 8 so that the fine bubbles float from the bottom side of the secondary levitation separation tank 8. Further, the separated water (treated water) after the separation operation is performed in the secondary levitation separation tank 8 is discharged to the outside through the discharge pipe 83. A connecting portion 831 having a flange is provided at the tip of the discharge pipe 83, and a pipe (not shown) for sending to a tank or the like for storing separated water is connected to the connecting portion 831.

二次浮上分離槽8の水面上にも同様に逆円錐形状の集泥器82が設けてある。そして、集泥器82から導出された排出管821は、一次浮上分離槽5側の排出管541と連結し、上記した消泡装置9に接続されている。   Similarly, an inverted conical mud collector 82 is provided on the water surface of the secondary flotation separation tank 8. The discharge pipe 821 led out from the mud collector 82 is connected to the discharge pipe 541 on the primary levitation separation tank 5 side, and is connected to the defoaming device 9 described above.

なお、本実施例では微細気泡発生装置7を二次浮上分離槽8側には設けていないが、一次浮上分離槽5の処理能力によっては、二次浮上分離槽8側にも微細気泡発生装置7を設けても良い。   In this embodiment, the fine bubble generator 7 is not provided on the secondary levitation separation tank 8 side. However, depending on the processing capacity of the primary levitation separation tank 5, the fine bubble generator is also provided on the secondary levitation separation tank 8 side. 7 may be provided.

消泡装置9で処理された懸濁物質は、排出管93を通って分離タンク4に送られる。分離タンク4では、更に上層の濃縮汚泥と下層の分離水とに分けられ、濃縮汚泥は既存のコンポスト施設等で堆肥化される。符号931は、排出管93の先端部に設けてあるフランジを備えた接続部931を示しており、この接続部931に分離タンク4から延びた配管が接続されている。   The suspended substance treated by the defoaming device 9 is sent to the separation tank 4 through the discharge pipe 93. The separation tank 4 is further divided into an upper layer of concentrated sludge and a lower layer of separated water, and the concentrated sludge is composted at an existing compost facility or the like. Reference numeral 931 indicates a connection portion 931 having a flange provided at the tip of the discharge pipe 93, and a pipe extending from the separation tank 4 is connected to the connection portion 931.

なお、一次浮上分離槽5には、開閉弁501を備えたドレーン管502が接続されている。二次浮上分離槽8にも同様に、開閉弁801を備えたドレーン管802が接続されている。各ドレーン管502,802は連結管503に連結されている。連結管503の先端部分には、フランジを備えた接続部504が設けてあり、この接続部504に排水用の配管(図示省略)が接続される。   Note that a drain pipe 502 including an on-off valve 501 is connected to the primary levitation separation tank 5. Similarly, a drain pipe 802 including an on-off valve 801 is connected to the secondary levitation separation tank 8. Each drain pipe 502 and 802 is connected to a connecting pipe 503. A connecting portion 504 having a flange is provided at the distal end portion of the connecting pipe 503, and a drain pipe (not shown) is connected to the connecting portion 504.

[実施例]
図6ないし図9は、図1で破線で囲んだ部分で示される加圧浮上分離装置1を一体型に構成した場合の説明図である。
図6は加圧浮上分離装置1を示す正面視説明図、
図7は図6に示す加圧浮上分離装置1の平面視説明図、
図8は図6に示す加圧浮上分離装置1の背面視説明図、
図9は図6に示す加圧浮上分離装置1の左側面視説明図である。
[Example]
6 to 9 are explanatory diagrams when the pressurized levitation separator 1 shown by a portion surrounded by a broken line in FIG. 1 is configured as an integral type.
FIG. 6 is a front view explanatory view showing the pressurized flotation separation apparatus 1,
FIG. 7 is an explanatory diagram in plan view of the pressurized levitation separator 1 shown in FIG.
FIG. 8 is a rear view explanatory view of the pressurized levitation separator 1 shown in FIG.
FIG. 9 is a left side explanatory view of the pressurized levitation separator 1 shown in FIG.

図6ないし図9に示す加圧浮上分離装置1の各構成部材の作用は、図1を基に既に説明しているため、ここではその説明を省略する。また、図6ないし図9には図1で付した符号と同一符号を付している。なお、本実施例で示す加圧浮上分離装置1の左右方向及び正面・背面方向は、図6を基に説明している。   Since the operation of each component of the pressurized levitation separator 1 shown in FIGS. 6 to 9 has already been described with reference to FIG. 1, the description thereof is omitted here. 6 to 9 are denoted by the same reference numerals as those in FIG. In addition, the left-right direction and the front / rear direction of the pressure levitation separator 1 shown in the present embodiment are described based on FIG.

以下、図1及び図6ないし図9を参照しながら、加圧浮上分離装置1について説明する。
加圧浮上分離装置1の大きさは、図6において横が約1460mm、高さが1650mm、奥行きが約750mmである。この大きさは、あくまでも一例にすぎず、要求される廃水の処理能力に応じて適宜設定される。
Hereinafter, the pressurized levitation separator 1 will be described with reference to FIG. 1 and FIGS. 6 to 9.
The size of the pressure levitation separator 1 is about 1460 mm in width, 1650 mm in height, and about 750 mm in depth in FIG. This size is merely an example, and is set as appropriate according to the required wastewater treatment capacity.

加圧浮上分離装置1は、一次浮上分離槽5及び二次浮上分離槽8を載置する台部材10を備えている。台部材10は、図7に示すように、その上面に平面視長方形の天板101を備えている。この天板101上に、平面視円形状で樽のような形をした一次浮上分離槽5と二次浮上分離槽8が並設されている。   The pressurized flotation separation apparatus 1 includes a base member 10 on which the primary flotation separation tank 5 and the secondary flotation separation tank 8 are placed. As shown in FIG. 7, the base member 10 includes a top plate 101 having a rectangular shape in plan view on the upper surface thereof. On the top plate 101, a primary levitation separation tank 5 and a secondary levitation separation tank 8 having a circular shape in plan view and shaped like a barrel are arranged side by side.

図6に示すように、一次浮上分離槽5及び二次浮上分離槽8の上方には、左右方向に伸びた定量供給器33を有する廃水導入管31の先部側が配設されている。廃水導入管31の先端側は、図9に示すように、導入口311を下に向けた状態で一次浮上分離槽5内の廃水中に導入されている。   As shown in FIG. 6, above the primary levitation separation tank 5 and the secondary levitation separation tank 8, a front side of a wastewater introduction pipe 31 having a quantitative supply device 33 extending in the left-right direction is disposed. As shown in FIG. 9, the distal end side of the waste water introduction pipe 31 is introduced into the waste water in the primary levitation separation tank 5 with the introduction port 311 facing downward.

更に図6に示すように、廃水導入管31の基部側(図6で右端側)は下方に曲げられた後、二次浮上分離槽8の背面側を通って台部材10の中に入り、更に図7に示すように、台部材10内の底部側で水平方向に曲げられて、最後は台部材10の左側面部から外へ突出している。そして、その突出部分にフランジを備えた接続部312が設けてあり、この接続部312に廃水槽2や貯留槽3から延びた廃水を送るための配管(図示省略)が接続される。   Further, as shown in FIG. 6, the base side (the right end side in FIG. 6) of the waste water introduction pipe 31 is bent downward, and then enters the base member 10 through the back side of the secondary levitation separation tank 8, Further, as shown in FIG. 7, the base member 10 is bent in the horizontal direction on the bottom side, and finally protrudes outward from the left side surface portion of the base member 10. And the connection part 312 provided with the flange in the protrusion part is provided, and piping (illustration omitted) for sending the wastewater extended from the wastewater tank 2 or the storage tank 3 is connected to this connection part 312.

気液混合装置6を構成する加圧ポンプ61と空気溶解槽62は、台部材10の内部に収容されている。一次浮上分離槽5から下方の加圧ポンプ61へ分離水を送る給水管53と、加圧ポンプ61と空気溶解槽62を繋ぐ連結管64についても、台部材10の内部に収容されている。   The pressurization pump 61 and the air dissolution tank 62 constituting the gas-liquid mixing device 6 are accommodated in the base member 10. A water supply pipe 53 that sends separated water from the primary levitation separation tank 5 to the lower pressure pump 61 and a connection pipe 64 that connects the pressure pump 61 and the air dissolution tank 62 are also accommodated in the base member 10.

空気溶解槽62から第一気液混合流体を一次浮上分離槽5に送る圧送管63は、台部材10の上部から一次浮上分離槽5と二次浮上分離槽8の間(図7及び図9参照)を上方へ抜け、更に一次浮上分離槽5の天井部から一次浮上分離槽5内に導出されている。そして、圧送管63の先端側に図2に示した微細気泡発生装置7が接続されている。   The pressure feed pipe 63 for sending the first gas-liquid mixed fluid from the air dissolution tank 62 to the primary levitation separation tank 5 is located between the primary levitation separation tank 5 and the secondary levitation separation tank 8 from above the base member 10 (FIGS. 7 and 9). (Refer to above) and further led out from the ceiling of the primary levitation separation tank 5 into the primary levitation separation tank 5. And the fine bubble generator 7 shown in FIG. 2 is connected to the front end side of the pressure feeding pipe 63.

一次浮上分離槽5で分離した懸濁物質を消泡装置9へ排出する排出管541(図7参照)は、一次浮上分離槽5の正面側から台部材10の長さ方向(図7で右方向)へ約90度の角度で曲げられた後、消泡装置9の正面側に接続されている。   A discharge pipe 541 (see FIG. 7) for discharging the suspended solids separated in the primary levitation separation tank 5 to the defoaming device 9 is the length direction of the base member 10 from the front side of the primary levitation separation tank 5 (right in FIG. 7). Direction) and is connected to the front side of the defoaming device 9 after being bent at an angle of about 90 degrees.

消泡装置9は、一次浮上分離槽5と二次浮上分離槽8で挟まれた正面側の隣接スペースS(図7参照)に配置されている。二次浮上分離槽8で分離した懸濁物質を排出する排出管821も同様に、二次浮上分離槽8の正面側から台部材10の長さ方向(図7で左方向)へ約90度の角度で曲げられた後、消泡装置9の正面側に接続されている。   The defoaming device 9 is arranged in a front side adjacent space S (see FIG. 7) sandwiched between the primary levitation separation tank 5 and the secondary levitation separation tank 8. Similarly, the discharge pipe 821 for discharging the suspended matter separated in the secondary levitation separation tank 8 is also about 90 degrees from the front side of the secondary levitation separation tank 8 in the length direction of the base member 10 (left direction in FIG. 7). After being bent at an angle of, it is connected to the front side of the defoaming device 9.

消泡装置9には圧力調整弁94が設けられている。消泡装置9で処理された懸濁物質を排出する排出管93(図1参照)は、消泡装置9の下部から台部材10の中に入り、更に台部材10内の天井部側で水平方向(左方向)に曲げられて、最後は台部材10の左側面部から外へ突出している。そして、その突出部分にフランジを備えた接続部931が設けてあり、この接続部931に分離タンク4等から延びた懸濁物質を排出するための配管(図示省略)が接続される。   The defoaming device 9 is provided with a pressure adjusting valve 94. A discharge pipe 93 (see FIG. 1) for discharging suspended substances treated by the defoaming device 9 enters the base member 10 from the lower part of the defoaming device 9 and is further horizontal on the ceiling side in the base member 10. It is bent in the direction (left direction) and finally protrudes outward from the left side surface portion of the base member 10. And the connection part 931 provided with the flange in the protrusion part is provided, and piping (illustration omitted) for discharging the suspended solids extended from the separation tank 4 grade | etc., Is connected to this connection part 931.

二次浮上分離槽8で得られた分離水を排出する排出管83は、二次浮上分離槽8の正面側から下方に伸びて台部材10の中に入り、更に台部材10内の底部側で水平方向(左方向)に曲げられて、最後は台部材10の左側面部から外へ突出している。そして、その突出部分にフランジを備えた接続部831が設けてあり、この接続部831に分離水を貯留するタンク等に送るための配管(図示省略)が接続される。   The discharge pipe 83 for discharging the separated water obtained in the secondary levitation separation tank 8 extends downward from the front side of the secondary levitation separation tank 8 and enters the base member 10, and further on the bottom side in the base member 10. Is bent in the horizontal direction (left direction) and finally protrudes outward from the left side surface portion of the base member 10. And the connection part 831 provided with the flange in the protrusion part is provided, and piping (illustration omitted) for sending to the tank etc. which store separation water in this connection part 831 is connected.

図8に示すように、一次浮上分離槽5の背面側には、開閉弁501を備えたドレーン管502が接続されている。二次浮上分離槽8の背面側にも同様に、開閉弁801を備えたドレーン管802が接続されている。各ドレーン管502,802は連結管503に連結されている。連結管503は、下方に伸びて台部材10の中に入り、更に台部材10内の底部側でL字状に二回曲げられて、最後は台部材10の左側面部の略中央(図7参照)から外へ突出している。そして、その突出部分にフランジを備えた接続部504が設けてあり、この接続部504に排水用の配管(図示省略)が接続される。   As shown in FIG. 8, a drain pipe 502 having an on-off valve 501 is connected to the back side of the primary levitation separation tank 5. Similarly, a drain pipe 802 including an on-off valve 801 is connected to the back side of the secondary levitation separation tank 8. Each drain pipe 502 and 802 is connected to a connecting pipe 503. The connecting pipe 503 extends downward and enters the base member 10, and is bent twice in the L shape on the bottom side in the base member 10. Finally, the connection pipe 503 is substantially centered on the left side surface of the base member 10 (FIG. 7). (See below). And the connection part 504 provided with the flange in the protrusion part is provided, and piping for drainage (illustration omitted) is connected to this connection part 504.

また図8に示すように、台部材10の内部には、加圧浮上分離装置1の各ポンプを制御する制御盤102が収容されている。制御盤102によって加圧浮上分離装置1を自動運転と手動運転に切り替えることができる。   As shown in FIG. 8, a control panel 102 that controls each pump of the pressurized levitation separator 1 is accommodated in the base member 10. The pressure levitation separator 1 can be switched between automatic operation and manual operation by the control panel 102.

(実験例)
図6に示す加圧浮上分離装置1を使用して、家畜舎の糞尿貯留施設から発生した活性汚泥を浮上濃縮し、処理前の廃水と処理後の分離液の水質検査を行った。下記表1にその水質検査の結果と、その分析結果から算出した除去率(%)を示す。
(Experimental example)
Using the pressurized flotation separation apparatus 1 shown in FIG. 6, activated sludge generated from a manure storage facility in a livestock house was levitated and concentrated, and the water quality of the waste water before treatment and the separated liquid after treatment was examined. Table 1 below shows the results of the water quality test and the removal rate (%) calculated from the analysis results.

Figure 2006297239
Figure 2006297239

表1の結果から明らかなとおり、非常に高い除去率で活性汚泥の濃縮分離が可能なことが分かる。   As is clear from the results in Table 1, it can be seen that the activated sludge can be concentrated and separated with a very high removal rate.

なお、本明細書で使用している用語と表現はあくまで説明上のものであって、限定的なものではなく、上記用語、表現と等価の用語、表現を除外するものではない。また、本発明は図示の実施例に限定されるものではなく、技術思想の範囲内において種々の変形が可能である。   Note that the terms and expressions used in this specification are merely explanatory and are not restrictive, and do not exclude terms and expressions equivalent to the above terms and expressions. The present invention is not limited to the illustrated embodiment, and various modifications can be made within the scope of the technical idea.

更に、特許請求の範囲には、請求項記載の内容の理解を助けるため、図面において使用した符号を括弧を用いて記載しているが、特許請求の範囲を図面記載のものに限定するものではない。   Further, in the claims, the reference numerals used in the drawings are described in parentheses in order to facilitate understanding of the contents of the claims, but the claims are not limited to those described in the drawings. Absent.

本発明に係る加圧浮上分離装置を備えた汚泥濃縮システムの実施の形態を説明するための概略説明図。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Schematic explanatory drawing for demonstrating embodiment of the sludge concentration system provided with the pressurized flotation separation apparatus which concerns on this invention. 微細気泡発生装置7を示す側面視説明図。Side view explanatory drawing which shows the microbubble generator 7. FIG. 図2に示す微細気泡発生装置7の底面視説明図。The bottom view explanatory drawing of the microbubble generator 7 shown in FIG. 図2に示す微細気泡発生装置7に設けてあるエゼクタノズル71を拡大した側面視断面図。The side view sectional drawing to which the ejector nozzle 71 provided in the microbubble generator 7 shown in FIG. 2 was expanded. エゼクタノズル71から発生する微細気泡の発生メカニズムを模式的示す拡大断面説明図。Explanatory cross-sectional explanatory drawing which shows typically the generation | occurrence | production mechanism of the fine bubble generated from the ejector nozzle 71. FIG. 加圧浮上分離装置1を示す正面視説明図。Front view explanatory drawing which shows the pressurization floating separator 1. FIG. 図6に示す加圧浮上分離装置1の平面視説明図。FIG. 7 is a plan view explanatory diagram of the pressure levitation separator 1 shown in FIG. 6. 図6に示す加圧浮上分離装置1の背面視説明図。FIG. 7 is a rear view explanatory view of the pressurized flotation separation apparatus 1 shown in FIG. 6. 図6に示す加圧浮上分離装置1の左側面視説明図。FIG. 7 is a left side explanatory view of the pressurized flotation separation apparatus 1 shown in FIG. 6.

符号の説明Explanation of symbols

1 加圧浮上分離装置
2 廃水槽
3 貯留槽
4 分離タンク
5 一次浮上分離槽
6 気液混合装置
7 微細気泡発生装置
8 二次浮上分離槽
9 消泡装置
10 台部材
21 揚水ポンプ
31 廃水導入管
32 吸込ポンプ
33 定量供給器
51 気相部
52 連結管
53 給水管
54 集泥器
61 加圧ポンプ
62 空気溶解槽
63 圧送管
64 連結管
71 エゼクタノズル
72 微細気泡発生装置本体
73 通気管
81 気相部
82 集泥器
83 排出管
91 撹拌羽根
92 回転軸
93 排出管
94 圧力調整弁
101 天板
102 制御盤
311 導入口
312 接続部
501 開閉弁
502 ドレーン管
802 ドレーン管
503 連結管
504 接続部
531 取込口
541 排出管
711 気液流体通路
712 気液流体噴出孔
713 噴出拡張部
714 気泡噴出孔
715 気体連通経路
716 空気流通管
717 連通部
718 空間部
721 先端面
722 気液流体流通部
801 開閉弁
802 ドレーン管
821 排出管
831 接続部
931 接続部
A 一次気液混合流体
B 逆流水
C 空気
S 隣接スペース
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Pressure levitation separator 2 Wastewater tank 3 Storage tank 4 Separation tank 5 Primary levitation separation tank 6 Gas-liquid mixing device 7 Fine bubble generator 8 Secondary levitation separation tank 9 Defoaming device 10 Base member 21 Lifting pump 31 Wastewater introduction pipe 32 Suction pump 33 Metering feeder 51 Gas phase section 52 Connection pipe 53 Water supply pipe 54 Mud collector 61 Pressure pump 62 Air dissolution tank 63 Pressure feed pipe 64 Connection pipe 71 Ejector nozzle 72 Fine bubble generator main body 73 Vent pipe 81 Gas phase Part 82 Mud collector 83 Discharge pipe 91 Stirrer blade 92 Rotating shaft 93 Discharge pipe 94 Pressure adjustment valve 101 Top plate 102 Control panel 311 Inlet 312 Connection part 501 Open / close valve 502 Drain pipe 802 Drain pipe 503 Connection pipe 504 Connection part 531 Inlet 541 Discharge pipe 711 Gas-liquid fluid passage 712 Gas-liquid fluid ejection hole 713 Ejection expansion part 714 Bubble ejection hole 715 Gas communication path 16 air flow pipe 717 communicating portion 718 space 721 distal surface 722 gas-liquid fluid circulation portion 801 closing valve 802 drain pipe 821 discharging pipe 831 connecting portions 931 connecting portions A primary gas-liquid mixed fluid B backflow water C air S adjacent space

Claims (6)

廃水処理における加圧浮上分離装置であって、
槽内の気相部(51)が外気と遮断されたまたは本質的に遮断された気密状態になるように構成された浮上分離槽(5)を備えていることを特徴とする、
加圧浮上分離装置。
A pressure flotation separation apparatus for wastewater treatment,
The gas phase section (51) in the tank is provided with a floating separation tank (5) configured to be in an airtight state in which the outside air is blocked or essentially blocked,
Pressure floating separator.
廃水処理における加圧浮上分離装置であって、
槽内の気相部(51)が外気と遮断されたまたは本質的に遮断された気密状態になるように構成された浮上分離槽(5)を備え、
該浮上分離槽(5)内において、大気圧よりも高い圧力状態の気相部(51)の下で気泡が発生するように構成されていることを特徴とする、
加圧浮上分離装置。
A pressure flotation separation apparatus for wastewater treatment,
A floating separation tank (5) configured to be in an airtight state in which the gas phase part (51) in the tank is blocked or essentially blocked from outside air,
In the levitation separation tank (5), it is configured so that bubbles are generated under the gas phase part (51) in a pressure state higher than atmospheric pressure,
Pressure floating separator.
加圧下で液体中に気体を混合して第一気液混合流体を得る気液混合手段(6)と、
浮上分離槽(5)内に第二気液混合流体を供給して気泡を発生させる微細気泡発生装置(7)と、
を備え、
該微細気泡発生装置(7)は、上記気液混合手段(6)で得られた第一気液混合流体に更に気体を取り込ませることができるエゼクタ式のノズル(71)を備えていることを特徴とする、
請求項1または2記載の加圧浮上分離装置。
A gas-liquid mixing means (6) for mixing a gas in a liquid under pressure to obtain a first gas-liquid mixed fluid;
A fine bubble generator (7) for generating bubbles by supplying a second gas-liquid mixed fluid into the floating separation tank (5);
With
The fine bubble generating device (7) is provided with an ejector-type nozzle (71) capable of further incorporating gas into the first gas-liquid mixed fluid obtained by the gas-liquid mixing means (6). Features
The pressurized flotation separator according to claim 1 or 2.
エゼクタ式のノズル(71)は第一気液混合流体を噴出させる気液流体噴出部(712)と、該第一気液混合流体の噴出によって発生した負圧により、第一気液混合流体に吸引される気体を連通させる気体連通部(715)とを有し、
該気体連通部(715)は、気液流体噴出部(712)の外周全体に渡って連通する空間部(716)を備えていることを特徴とする、
請求項3記載の加圧浮上分離装置。
The ejector-type nozzle (71) has a gas-liquid fluid ejection part (712) for ejecting the first gas-liquid mixed fluid and a negative pressure generated by the ejection of the first gas-liquid mixed fluid to the first gas-liquid mixed fluid. A gas communication part (715) for communicating the sucked gas,
The gas communication part (715) includes a space part (716) communicating over the entire outer periphery of the gas-liquid fluid ejection part (712),
The pressurized flotation separator according to claim 3.
請求項1,2,3または4記載の浮上分離装置(1)を備えたことを特徴とする、
汚泥濃縮システム。
A floating separation device (1) according to claim 1, 2, 3 or 4,
Sludge concentration system.
廃水処理における加圧浮上分離方法であって、
浮上分離槽における槽内の気相部を外気と遮断または本質的に遮断して気密状態にすることにより、大気圧よりも高い圧力状態の気相部(51)の下で上記浮上分離槽内で気泡を発生させるようにしたことを特徴とする、
加圧浮上分離方法。
A pressure flotation separation method in wastewater treatment,
By blocking or essentially blocking the gas phase part in the levitation separation tank from outside air to make it airtight, the inside of the levitation separation tank is under the gas phase part (51) in a pressure state higher than atmospheric pressure. It is characterized by generating bubbles with
Pressure floating separation method.
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