JP2007229670A - 排水の晶析処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】攪拌機が停止し、晶析物が晶析反応槽の底部に沈降圧密し固くしまっても攪拌機を大きな動力を必要とすることなく、再起動できる排水の晶析処理装置を提供すること。
【解決手段】晶析対象成分を含む排水１００を収容する晶析反応槽１と、該晶析反応槽１内の排水１００を攪拌する縦型攪拌機３と、該縦型攪拌機３を搭載し支持する攪拌機搭載架台５を備えた排水の晶析処理装置において、晶析反応槽１にバッフル板２を設けると共に、縦型攪拌機３を昇降する昇降装置４を設けた。
【選択図】図１

Description

本発明は、晶析対象成分を含む排水、例えば下水、し尿、浄化槽汚泥、一般廃棄物処理場浸出水、工場排水、またはこれらを生物処理した排水の晶析処理、特に、炭酸カルシウム、又はリン酸ヒドロキシアパタイトの晶析処理装置に関するものである。

従来のこの種の排水の晶析処理装置として、排水を収容する晶析反応槽を備え、該晶析反応槽に晶析対象成分を含む排水を収容し、縦型攪拌機で薬品を添加しながら攪拌混合して、炭酸カルシウム又はリン酸ヒドロキシンアパタイト等の晶析種晶を晶析する晶析処理装置がある。
特開２００４−３２１９９２号公報

上記従来の排水の晶析処理装置において、攪拌機が停止すると、晶析物が晶析反応槽の底部に沈降圧密し固くしまってしまう。この後、攪拌機を再起動しようとすると、攪拌機の攪拌羽根がこの沈降圧密して固まった晶析物に拘束され、起動に非常に大きな動力が必要となったり、再起動ができなくなるという問題があった。

本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、上記問題点を除去し、攪拌機が停止し、晶析物が晶析反応槽の底部に沈降圧密し固くしまっても攪拌機を大きな動力を必要とすることなく、再起動できる排水の晶析処理装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため請求項１に記載の発明は、晶析対象成分を含む排水を収容する晶析反応槽と、該晶析反応槽内の排水を攪拌する攪拌機と、該攪拌機を搭載し支持する攪拌機搭載架台を備えた排水の晶析処理装置において、前記攪拌機を昇降する昇降装置を設けたことを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の排水の晶析処理装置において、前記昇降装置は前記攪拌機搭載架台に設置され、前記攪拌機自体を昇降できるようになっていることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の排水の晶析処理装置において、前記攪拌機搭載架台は前記昇降装置に設置され、該攪拌機搭載架台を昇降することにより、前記攪拌機を昇降するようになっていることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の排水の晶析処理装置において、前記晶析反応槽内の内側側面に沿って筒状のバッフル板を設けたことを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の排水の晶析処理装置において、前記バッフル板の下部が前記晶析反応槽内側面寄りに傾斜していることを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の排水の晶析処理装置において、晶析物の流動を、前記攪拌機による攪拌と、上向水流攪拌又は空気攪拌の併用としたことを特徴とする。

請求項７に記載の発明は、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の排水の晶析処理装置において、前記晶析反応槽の下部に晶析物を排出する排出管を設けたことを特徴とする。

請求項８に記載の発明は、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の排水の晶析処理装置において、前記攪拌機は回転軸を備え、該回転軸下方に１ヶ所又は該回転軸の上下方向の２ヶ所以上に設けた攪拌羽根を備えていることを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、攪拌機を昇降する昇降装置を設けたので、攪拌機が停止し、晶析物が圧密した場合、攪拌機の攪拌羽根を沈降し固く圧密した晶析物の上に位置するように上昇させることにより、攪拌羽根が沈降し固く圧密した晶析物により拘束されることなく、再起動の際、小さい動力で攪拌羽根を回転させて水流を発生させることができ、この水流を固く圧密した晶析物に与えながら、攪拌羽根を除々に降下させることで、沈降晶析物全体を流動化させることが可能となる。

請求項２に記載の発明によれば、昇降装置は前記攪拌機搭載架台に設置され、攪拌機自体を昇降できるようになっているので、攪拌機の攪拌羽根を晶析反応槽の上下方向の所定の位置に移動させることができる。

請求項３に記載の発明によれば、昇降装置は攪拌機搭載架台を昇降して攪拌機を昇降するようになっているので、攪拌機の攪拌羽根を晶析反応槽の上下方向の所定の位置に移動させることができる。

請求項４に記載の発明によれば、晶析反応槽内の内側側面に沿って筒状のバッフル板を設けたので、このバッフル板に囲まれた領域に晶析対象成分を含む排水を供給し、該バッフル板内の排水を攪拌機で攪拌することにより、バッフル板の外側にある処理水に影響を与えることなく、排水とバッフル板の内側の晶析物のみを攪拌できる。

請求項５に記載の発明によれば、バッフル板の下部が晶析反応槽内側面寄りに傾斜して下部の径が拡大しているので、バッフル板の内側の晶析反応部容積を大きくすることができ、またバッフル板の外側を沈降していく晶析物がバッフル板の外側に堆積するのを防止できる。バッフル板の下部の傾斜角度Ｂは、図１に示す示すように５０度〜７０度とするのが好適である。

請求項６に記載の発明によれば、攪拌機が停止した際に、水流又は空気攪拌が継続されるため、晶析物の圧密が軽減される。

請求項７に記載の発明によれば、晶析反応槽の下部に晶析物を排出する排出管を設けたので、晶析反応槽の下部に流動している晶析物を流動性のある晶析物と水の混合状態で晶析反応槽外に排出できるので、排出管内の晶析物詰まりを防止できる。

請求項８に記載の発明によれば、攪拌機または回転軸の下方に１ヶ所又は上下方向に２ヶ所以上に設けた攪拌羽根を備えているので、晶析反応槽内の排水を上下方向むら無く攪拌でき、晶析対象成分を効率よく晶析処理できる。

以下、本発明の実施の図面に基づいて説明する。図１は本発明に係る排水の晶析処理装置の構成例を示す図である。図示するように、晶析処理装置は晶析対象成分を含む排水１００を収容する円筒状の晶析反応槽１を備え、該晶析反応槽１の内側に円筒状のバッフル板２を側面に沿って設けている。該バッフル板２の下部２ａはが晶析反応槽１内側面寄りに傾斜している。３は縦型攪拌機であり、該縦型攪拌機３は回転軸６を具備し、該回転軸６に上下方向に所定の間隔で複数ヶ所（図では２ヶ所）の攪拌羽根７−１、７−２が水平面内で回転できるように取り付けられている。なお、図示は省略するが攪拌羽根は該回転軸下方１ヶ所設けてもよい。

縦型攪拌機３はチェーンやロープ等の吊り下げ部材４ａを介して昇降装置４に吊り下げられ、該昇降装置４は攪拌機搭載架台５に取り付けられいる。該昇降装置４はチェーンブロック等の巻上機からなり、吊り下げ部材４ａを巻き取り巻き戻すことにより、縦型攪拌機３はガイド部材１０に沿って上下に昇降するようになっている。これにより、縦型攪拌機３の攪拌羽根７−１、７−２を晶析反応槽１の上下方向に任意の位置に移動させることができる。また、モータや減速機からなる駆動機８により回転軸６を回転させることにより、攪拌羽根７−１、７−２は水平面内で回転し、回転晶析対象成分を含む排水１００が攪拌されるようになっている。

晶析対象成分を含む排水１００は、排水流入管１１を通って晶析反応槽１内のバッフル板２の内側に流入し、攪拌羽根７−１、７−２で攪拌され、排水１００は流動する。ここで排水１００に、例えば晶析対象成分としてＣａが含まれている場合、晶析に必要な薬品として炭酸ナトリウム１０４を薬品供給管１２を通してバッフル板２の内側の排水１００に添加されると、新たな晶析物である炭酸カルシウムが流動晶析物の表面に生成される。この晶析物析出により、晶析対象成分が除去された処理水１０１は、矢印Ａに示すように、バッフル板２の下端をくぐり、バッフル板２と晶析反応槽１の間の領域に流入し、この領域で、晶析物と処理水に固液分離する。この処理水１０１は晶析反応槽１の上部に設けた処理水排出管１４を通って槽外に流出する。また、晶析反応槽１内を流動する流動晶析物１０２は、晶析反応槽１に設けた流動晶析物排出管１３を通って流動晶析物１０２が排出される。

図２は攪拌羽根７−２の構成を示す図で、図２（ａ）平面図、図２（ｂ）は側面図である。図示するように攪拌羽根７−２は回転軸６の下端部に４枚の羽根板７−２ａを同一水平面上に取り付けた形状で、各羽根板７−２ａは水平面に対して所定角度θ傾けて配置されている。該攪拌羽根７−２を回転軸６を中心に水平面上で回転させることにより、晶析反応槽１内の排水や流動晶析物に水流を発生させ、攪拌することができる。なお、撹拌羽根７−１も略同一構成であり、攪拌羽根７−１の羽根板７−１ａ（図示せず）と攪拌羽根７−２の羽根板７−２ａは水平位置をずらして配置するのが良い。また、羽根板７−１ａ、７−２ａは４枚に限定されるものではなく、例えば２枚、３枚、それ以上でもよい。

上記構成の排水の晶析処理装置において、停電等により縦型攪拌機３が停止すると、流動晶析物が晶析反応槽１の底部に沈降する。ここで、炭酸カルシウム又はリン酸ヒドロキシアパタイトなどの晶析物は、砂のように沈降後固く圧密し、図３に示すように晶析反応槽１の底部に堆積して沈降圧密晶析物１０３となってしまう。沈降圧密晶析物１０３の中に攪拌羽根７−２が存在すると、該沈降圧密晶析物１０３よって攪拌羽根７−２が拘束される。その後、縦型攪拌機３を再起動しようとしても、攪拌羽根７−２に大きな抵抗がかかり、起動できない場合がある。

そこで、停電等により縦型攪拌機３が停止し、図３の状態になった後、図４に示すように、昇降装置４により、縦型攪拌機３を上昇（引き上げ）させ、攪拌羽根７−２を沈降圧密晶析物１０３の上になるように上昇させ、その位置に保持する。縦型攪拌機３の再起動の際、この状態で駆動機８を起動して、縦型攪拌機３を再起動させると、攪拌羽根７−２は沈降圧密晶析物１０３の上の排水１００中にあるから、小さい動力で再起動し、排水１００の攪拌により水流が起こり、沈降圧密晶析物１０３の上部の晶析物が巻き上がる。一旦巻き上がり流動した晶析物は、排水１００と同程度の攪拌抵抗しかかからないため、この状態で除々に、縦型攪拌機３を降下させ、その攪拌羽根７−２を下げ、所定の位置に戻し、沈降晶析物全体を流動化させることができる。

上記のように、縦型攪拌機３を昇降装置４により昇降できるようにすることにより、晶析反応槽１の底部に沈降圧密する沈降圧密晶析物１０３に対しても、容易に縦型攪拌機３を再起動させることができる。なお、上記例では、縦型攪拌機３の上部に昇降装置４を介して攪拌機搭載架台５に取り付けられ、該昇降装置４により縦型攪拌機３自体を昇降装置４で昇降するように構成したが、図５に示すように、攪拌機搭載架台５を昇降装置９に搭載し、該昇降装置９で攪拌機搭載架台５を昇降させることにより、間接的に縦型攪拌機３を昇降するようにしてもよい。

円筒状のバッフル板２の下部２ａを晶析反応槽１内側面寄りに傾斜させていることにより、即ちバッフル板２の下端２ａをラッパ型に拡径することにより、バッフル板内側の晶析反応部容積を大きくすることができ、バッフル板２の外側を沈降していく晶析物がバッフル板外側に堆積するのを防止できる。

なお、図示は省略するが、晶析物の流動を、縦型攪拌機３による攪拌と、上向水流攪拌又は空気攪拌との併用とすることもできる。これにより縦型攪拌機３が停止した際に、水流又は空気攪拌が継続されるため、晶析物の圧密が軽減される。

また、上記例では、縦型攪拌機３は、上下方向に２個の攪拌羽根７−１、７−２を設けた構成としたが、攪拌羽根の個数はこれに限定されるものではなく、下方に１ヶ所又は上下方向に３ヶ所以上設けてもよい。

図１に示す構成の排水の晶析処理装置において、晶析対象成分のＣａを含む最終処分場浸出水に、炭酸ナトリウムを加え、炭酸カルシウムの晶析物を析出させ、Ｃａを除去する試験を行った。図６に示すように、昇降装置４がある場合を実施例１（本発明）とし、ない場合を比較例（従来例）としている。その試験条件は図７に示すように、晶析槽（晶析反応槽１）の容量：１００Ｌ、原水（排水１００）：最終処分場浸出水、晶析物：炭酸カルシウム、晶析物平均粒径：７０μｍ、晶析物沈降堆積高さ（沈降圧密晶析物１０３の堆積高さ）：１２０ｍｍである。

この条件で運転している縦型攪拌機３を一旦停止し、実施例１（本発明）では図４に示すように、昇降装置４により縦型攪拌機３を上昇させ、攪拌羽根７−２を沈降圧密晶析物１０３上に位置させ、比較例（従来例）では図３に示すように、沈降圧密晶析物１０３中に攪拌羽根７−２を位置させている。この状態で縦型攪拌機３を再起動させようとした場合、比較例（従来例）では、過負荷で縦型攪拌機３を再起動できなかった。これに対し、実施例１（本発明）では、縦型攪拌機３を再起動でき、再起動後、縦型攪拌機３を除々に下げその攪拌羽根７−２を除々に下げることにより、晶析物が沈降圧密晶析物１０３の上部から除々に巻き上がり流動化し、通常の動力で問題なく、最終的に沈降圧密晶析物１０３全体を流動化させることができた。

以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。なお直接明細書及び図面に記載のない何れの形状・構造・材質であっても、本願発明の作用・効果を奏する以上、本願発明の技術的思想の範囲内である。例えば、昇降装置４は縦型攪拌機３を安定して昇降できる攪拌羽根７−２を上下方向の任意の位置に安定して維持できるものであれば、どのような構成のものでも良い。また、昇降装置９も攪拌機搭載架台５を安定して昇降させ、縦型攪拌機３の攪拌羽根７−２を上下方向の任意の位置に安定して維持できるものであれば、どのような構成のものでも良い。

本発明に係る排水の晶析処理装置の構成例を示す図である。 本発明に係る排水の晶析処理装置の攪拌羽根の構成例を示す図である。 本発明に係る排水の晶析処理装置の攪拌機の攪拌羽根が沈降圧密晶析物中に位置する状態を示す図である。 本発明に係る排水の晶析処理装置の攪拌機の攪拌羽根を沈降圧密晶析物上に位置させた状態を示す図である（縦型攪拌機のみを吊り上げる構成）。 本発明に係る排水の晶析処理装置の攪拌機の攪拌羽根を沈降圧密晶析物上に位置させた状態を示す図である（縦型攪拌機と攪拌機搭載架台の両方を上げる構成）。 本発明に係る排水の晶析処理装置の攪拌機再起動の試験結果を示す図である。 本発明に係る排水の晶析処理装置の攪拌機再起動の試験条件を示す図である。

符号の説明

１ 晶析反応槽
２ バッフル板
３ 縦型攪拌機
４ 昇降装置
５ 攪拌機搭載架台
６ 回転軸
７−１ 攪拌羽根
７−２ 攪拌羽根
８ 駆動機
９ 昇降装置
１０ ガイド部材
１１ 排水流入管
１２ 薬品供給管
１３ 流動晶析物排出管
１４ 処理水流出管

Claims (8)

1. 晶析対象成分を含む排水を収容する晶析反応槽と、該晶析反応槽内の排水を攪拌する攪拌機と、該攪拌機を搭載し支持する攪拌機搭載架台を備えた排水の晶析処理装置において、
   前記攪拌機を昇降する昇降装置を設けたことを特徴とする排水の晶析処理装置。
2. 請求項１に記載の排水の晶析処理装置において、
   前記昇降装置は前記攪拌機搭載架台に設置され、前記攪拌機自体を昇降できるようになっていることを特徴とする排水の晶析処理装置。
3. 請求項１に記載の排水の晶析処理装置において、
   前記攪拌機搭載架台は前記昇降装置に設置され、該攪拌機搭載架台を昇降することにより、前記攪拌機を昇降するようになっていることを特徴とする排水の晶析処理装置。
4. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載の排水の晶析処理装置において、
   前記晶析反応槽内の内側側面に沿って筒状のバッフル板を設けたことを特徴とする排水の晶析処理装置。
5. 請求項４に記載の排水の晶析処理装置において、
   前記バッフル板の下部が前記晶析反応槽内側面寄りに傾斜していることを特徴とする排水の晶析処理装置。
6. 請求項１乃至５のいずれか１項に記載の排水の晶析処理装置において、
   晶析物の流動を、前記攪拌機による攪拌と、上向水流攪拌又は空気攪拌の併用としたことを特徴とする排水の晶析処理装置。
7. 請求項１乃至６のいずれか１項に記載の排水の晶析処理装置において、
   前記晶析反応槽の下部に晶析物を排出する排出管を設けたことを特徴とする排水の晶析処理装置。
8. 請求項１乃至７のいずれか１項に記載の排水の晶析処理装置において、
   前記攪拌機は回転軸を備え、該回転軸下方に１ヶ所又は該回転軸の上下方向の２ヶ所以上に設けた攪拌羽根を備えていることを特徴とする排水の晶析処理装置。

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