JP2008505755A

JP2008505755A - 液体からスカムを分離するための方法および装置

Info

Publication number: JP2008505755A
Application number: JP2007520616A
Authority: JP
Inventors: ミュレィ，ブラッドリー，デズモンド，レスリー
Original assignee: ミュレィ，ブラッドリー，デズモンド，レスリー
Priority date: 2004-07-13
Filing date: 2005-07-13
Publication date: 2008-02-28
Also published as: CN100564268C; NZ553121A; CN101023031A; WO2006005132A1; EP1784361A4; US20080296235A1; EP1784361A1; US7662297B2; CA2614515A1; CA2614515C

Abstract

相隔たる関係の２つの側壁および前記側壁の間に配置されたスクレーパ壁を組み込んだハウジング（２２）を含む、液体からスカムを分離するための装置。ハウジング（２２）に取り付けられた回転装置（１２）は、１つ以上の水平軸を中心とする回転運動をもたらす。回転装置（１２）は、回転軸に対して外向きに延びて、ハウジングの側壁の対向する内面との略密封係合を形成する、１つ以上のパドル（１３乃至１６）を含む。スクレーパ壁および回転装置は、水中に浸漬されたときに、パドル（１３乃至１６）が回転して少なくとも部分的に水中に沈み、かつ外周がスクレーパ壁と係合して、水およびスカムの一部分を水の自然レベルより上に上昇させるように、構成される。

Description

本発明は、液体からスカムを分離するための方法および装置に関する。本発明は、廃水の好気性消化によって生成されるスカムの分離に特定の用途を有する。本発明はまた、例えば廃水処理で使用される分散または溶解空気浮上によって形成される泡またはフロス相の分離にも用途を有するかもしれない。本発明は廃水の処理に限定されないことは理解されるであろう。また、本発明は水以外の液体にも適用可能であることも理解されるであろう。

液体の表面における泡沫またはスカムの形成は、好気性消化および他の液体処理作業から放出される水のますます大きい問題になってきている。分散空気は、酸素化を促進し、それによって水の滞留を回避するために、廃水の処理に時々使用される。そのようなプロセスは、水上に浮遊するスカムを発生する。スカムの除去後に残る水は時々、集水池に排出するのに適している。除去されたスカムは、廃棄場所に移送される前に、時々生物学的処理を含め、さらに処理されて汚泥を形成する。廃棄場所の位置は、廃水処理プラントからかなり遠方とすることができる。その結果、輸送コストが不必要に高くなり得、かつ／または脱水および／または乾燥などによって汚泥の嵩を低減しない限り、汚泥の消化はより困難になり得る。汚泥自体は時々、取扱いが難しい物質であり、排水路表面に固着したり、廃水の曝気から多量の空気が持ち越されるなど、それ自体の問題を引き起こす。

スカムが排出される場合、スカムの比較的高い個体含有量のため、それは問題を引き起こし得る。浄化段階に進む水に含まれるスカムが多すぎる場合、最終浄化がより困難になるかもしれない。スカムの泡沫構造を分解することが、望ましいプロセスとして時々提案されるが、通常、別のプロセスステップおよびその付随コストの追加を必要とする。

用語「汚泥」は当業界では時々液体の表面に浮遊するスカムを指し、かつ時々濃縮または脱水されたスカムを指すのに使用される。泡または泡立ちのような他の用語を使用することができるが、この明細書では、用語「汚泥」は、文脈上他の意味と解釈すべき場合を除き、スカムを脱水する結果として形成される濃縮スカムを指す。

英国特許第２，１９３，１１３号は、２つの略平行に走る無端チェーンの間に取り付けられた一連のパドルによって、水から浮き草またはスカムのような浮遊物質を収穫するための収穫機を開示する。しかし、開示された収穫機は、水中に浸漬される比較的複雑な機械的要素を有し、その結果維持費が比較的高くなる。

本発明は、先行技術の不利点の１つ以上を軽減する、液体からスカムを分離するための方法および装置を提供することを目的とする。本発明の他の目的および利点は、以下の説明から明らかになるであろう。

以上を考慮して、本発明は一態様では概して、液体からスカムを分離するための装置であって、
相隔たる関係にあって各々が他方の側壁の内面と対面する内面を有して成る相互に略平行な２つの側壁と、前記側壁の間に配置されたスクレーパ壁とを組み込んだハウジングと、
１つ以上の略水平軸を中心に略回転運動を提供するために前記ハウジングに取り付けられた回転装置と、
を含み、
前記回転装置は前記１つ以上の軸に対して外向きに延びる１つ以上のパドルを含み、各々の前記パドルはハウジングの側壁の対向する内面との略密封係合を達成するように形成され、該または各パドルは外周で終端し、前記回転装置は回転軌跡を中心にパドルの回転を達成するように回転可能であり、
前記スクレーパ壁は前記パドルの軌跡の一部分に対して相隔たる関係に対応する軌跡を形成するように配設され、かつ前記側壁の間に延在し、
ハウジングに対する回転装置の相対的配置は、ハウジング内のパドルの回転により該または各パドルの外周が前記スクレーパ壁の内面と係合して、それらとの選択された密封係合を達成するように行なわれ、
スクレーパ壁および回転装置は、スカムが水面に浮遊している水中に浸漬されると単数または複数のパドルが回転して少なくとも部分的に水中に沈み、且つその単数又は複数の外周がスクレーパ壁と係合して水およびスカムの一部分を水の自然レベルより上に上昇させるように配設され、選択された密封係合は、使用中のパドルの回転による側壁の対向する内面間の該または各パドルによって上昇するスカムおよび水の少なくとも部分的脱水を達成するように選択される、
装置に存する。

好ましくは、回転軌跡は、使用中に上昇するときに、水の深さが増大するように選択される。

別の態様では、本発明は概して、液体からスカムを分離するための装置であって、
相互に略平行であって各々が相互に対面する内面を有する２つの側壁と、
前記側壁の間に配置されたスクレーパ壁と、
を組み込んだハウジングと、
１つ以上の略水平軸を中心に略回転運動を提供するために前記ハウジングに取り付けられた回転装置と、
を含み、
前記回転装置は前記単数または複数の軸に対して外向きに延びる１つ以上のパドルを含み、各々の前記パドルはハウジングの側壁の対向する内面との略密封係合を達成するように形成され、該または各パドルは外周で終端し、前記回転装置は回転軌跡を中心にパドルの回転を達成するように回転可能であり、
前記スクレーパ壁は前記パドルの軌跡の一部分に対して相隔たる関係に対応する軌跡を形成するように配設され、かつ前記側壁の間に延在し、
ハウジングに対する回転装置の相対的配置は、ハウジング内のパドルの回転により該または各パドルの外周が前記スクレーパ壁の内面と係合して、それらとの選択された密封係合を達成するように行なわれ、
スクレーパ壁および回転装置は、スカムが水面に浮遊している水中に浸漬されると、単数または複数のパドルが回転して少なくとも部分的に水中に沈み、且つその単数または複数の外周がスクレーパ壁と係合して水およびスカムの一部分を水の自然レベルより上に上昇させるように配設され、回転軌跡は、使用中に上昇するときに水の深さが増大するように選択される、
装置に存する。

好ましくは、略密封係合は、使用中のパドルの回転による側壁の対向する内面間の該または各パドルによって上昇するスカムおよび水の少なくとも部分的脱水を達成するように選択される。

好ましくは、回転装置はロータによって構成され、スクレーパ壁は、ロータの軸に対して周方向配置状態に構成された円弧状の湾曲壁によって構成される。

好ましくは、湾曲壁の円弧は、脱水されたスカムを自然重力落下によってパドルの上の空間から排出させることが可能な位置で終端する。好適な形態では、一部のパドルの外周は、略半径方向に延びるが弾力的に可撓性であるかあるいは湾曲壁の手前で終端する、櫛状体または複数のフィンガを備え、残りのパドルは湾曲壁の湾曲面と係合するように延びる可撓性シートを備える。そのような形態では、可撓性シートの少なくとも片面は、選択されたドレナージをもたらすように輪郭形成(contoured)される。可撓性櫛状体または櫛歯が設けられる場合、櫛状体の歯または櫛歯またはフィンガの大きさは、それらが湾曲壁と係合することによって偏向して、選択された密封係合を集合的に達成する程度である。したがって、好適な形態では、一部のパドルには他より高度の密封が提供される。好ましくは、２つまたは３つのパドルに櫛状先端が設けられ、その後に、より限定された漏れを有する、輪郭形成された可撓性シートを有するパドルが続く。

ロータの代替物として、回転装置は外向きに延びるパドルを有するベルトによって構成することができ、ベルトは２つ以上のローラの周りを回転可能である。スクレーパ壁は、ローラの周りのベルトの経路に沿ったパドルの軌跡に対し間隔をおいて配置されるように形成される。

別の態様では、本発明は概して、液体からスカムを分離する方法であって、
固定壁および移動壁を有する分離装置に液体およびスカムを向けるステップと、
前記液体およびスカムの一部分を分離装置の固体壁と移動壁との間で液体およびスカムの自然レベルより上に上昇させるステップと、
液体の一部を単数または複数の固定壁と単数または複数の移動壁との間の液体およびスカムから落下させて、液体が少なくとも部分的に脱水された脱水スカムを提供するステップと、
少なくとも部分的に脱水したスカムを分離装置から取り除くステップと、
を含む方法に存する。

液体およびスカムの一部を固定壁と１つ以上の移動壁との間で、他の１つ以上の移動壁より大幅に落下させることが好ましい。前述の通り、分離装置の固定壁および移動壁は、ハウジングおよびパドルのそれぞれの部分を形成することが好ましい。
別の態様では、本発明は概して、液体からスカムを分離する方法であって、
固定壁および移動壁を有する分離装置に液体およびスカムを向けるステップと、
前記液体およびスカムの一部分を分離装置の固体壁と移動壁との間で液体およびスカムの自然レベルより上に上昇させるステップと、
液体の一部を単数または複数の固定壁と単数または複数の移動壁との間の液体およびスカムから落下させて、液体が少なくとも部分的に脱水された脱水スカムを提供するステップと、
前記液体およびスカムの一部分を調整された形状に制約することによって、前記一部分の深さを増大させるステップと、
少なくとも部分的に脱水されたスカムを前記液体の部分から取り除くステップと、
を含む方法に存する。

スカムは、脈動圧変化を有するチャンバに通すことによって脱気することが好ましい。例えば、該方法は、ダイヤフラムポンプまたは類似物を介してスカムを供給するステップを含むことができる。

本発明をより容易に理解して実施することができるようにするため、ここに本発明の好適な実施形態を図示する図面を参照する。

図では、分かり易くするために、たとえ特定の図にそのような要素が図示されていても、装置の様々な要素の参照番号は必ずしも示されていない。図１乃至７に示す分離装置１０用のロータ１２は、複数のパドルを含み、そのうちの４つが図１乃至３に参照番号１３、１４、１５、および１６付きで示される。パドルは、パドルの内縁が矢印３４で示される回転方向で外周縁に先行するように、周方向成分に対し半径方向に傾斜した角度に配設される。パドルの面は軸方向に略一定の周方向成分を有し、かつ略平面状である。

ロータは、各パドルの先導面とその前のパドルの後面との間にスカムを捕捉するため、湾曲壁２０と係合するために図示した方向に回転する。図乃至３の各々で、ロータは、参照矢印３２で示すように、それぞれ前の回転位置にある４つのパドルと共に示される。４つのパドルで１組を形成し、「Ｒ」と標記されたパドル（すなわち参照番号１４、１５、および１６を有するもの）は、外周に沿ってレーキと同種の固定されたフィンガまたは櫛歯を有する「レーキ」型パドルであり、「Ｓ」と標記されたパドル（すなわち参照番号１３のパドル）は、その外周に沿って輪郭形成された可撓性シートを有する「スクレーパ」型パドルである。スカム１７は、液体１８の表面から掬い上げられ、回転中にパドル間に保持される液状体の幾何学的形状の変化のおかげで、パドルが湾曲壁に沿って移動するにつれて、スカムは濃縮され、パドルおよび湾曲壁によって画定される容積の深さが大きくなる。

さらに、水の少なくとも一部分、通常は全部、およびおそらくスカムの一部も、矢印３１で示されるように、予め定められた速度で各パドルの周縁と湾曲壁との間から漏出し、該漏出はレーキ型パドルの場合、スクレーパ型パドルの場合より大きい。ロータがパドルと共に回転すると、特に機器の故障または停止によりスカムがプロセス中に下流に除去されない場合に、図３に１４で示すパドルの位置をちょうど過ぎるまで、過剰な物質が内縁から後続パドルの背後および間の空間内に溢れ出る。パドルはパドル１５付近に示す位置を通過すると、湾曲壁の上部範囲に到達し、その中に維持されたスカムは、矢印３３によって示す方向にパドルの先導面から滑り落ちることができる。

図１乃至４に示されるスカム収集チャンバ２５は、ロータが取り付けられるハウジング２２（図１乃至４には図示せず）の一部を形成する。パドルは２つの平行な円形側板の間に取り付けられる。間にパドルが取り付けられたロータの円形側板の外周とハウジングの湾曲壁との間に間隙があり、パドルはロータの側板の外周を過ぎて延びるので、ロータの外周先端の一部分だけを湾曲壁およびハウジングの側面の一部に対して密封する必要があることが分かる。

さらに、前方リップ２４は、各パドルの外周縁に取り付けられた可撓性フィンガと係合するように、湾曲壁の先導縁から約４５度以下に設けることが好ましい。

特に湾曲壁を示す図５を参照すると、スカムは矢印３５の方向に壁を登るように誘導される一方、水はそこから排出して、矢印３６で表わすように湾曲壁を流下することができる。排水は矢印３７で示されるように残りの水と共に続き、スカムは矢印３８で表わされるように湾曲壁の上縁から放出される。特に図６を参照すると、分離装置はロータの軸レベル付近までハウジング２２内に密閉され、ロータの上部は、スカム収集チャンバの頂部全体に延在するカバー２３内に密閉される。カバーは２つの部分、つまり上部カバー２６および下部カバー２７に分割され、ロータにアクセスするために、上部カバーは下部カバーから取外し可能である。

加えて、本発明の分離装置用の供給口に通じるチャネル内で、スカムを側壁上で収集することができることが明らかになった。しかし、スカムの下から側壁に水を散布する散布システムを設けると、驚くべきことに、スカムが側壁から分離され、側縁が供給チャネルの側壁から間隔をおいて配置された状態で、スカムを滑らかに流動させることが可能になる。有利なことに、これは、下部の水と共にスカムのより優れた流動を可能にし、本発明の分離装置がスカムを水の表面から掬い取り、水の大部分（およびおそらくスカムの一部）を供給流に戻す機会を与え、ロータが回転するにつれて動的平衡が実質的に確立され、スカムのロータ内へのそのような流入が能率化される。そのような構成は、スカム収集チャンバから比較的脱水されたスカムを効率的に提供することを可能にすると考えられる。

一形態では、散布は液体レベルより上のチャネルに沿って軸方向に走る穿孔管によって達成することができ、穿孔は、液体がチャネルの側面に衝当したときに、チャネルの側面全体にそれを分散させることができるように、間隔をおいて配置される。より少ない液量を使用するので好適な別の形態では、散布は、半径方向に下方に延びるフランジを有し、且つ管に沿ってフランジの近位縁に近接して管に沿って穿孔を有する２つの管、チューブ、またはホースを持ち、液をフランジの下方に誘導させることによって達成される。使用中に、チューブは、フランジがチャネルの側面と係合してそれを湿潤させ、スカム除去作用を果たすように取り付けられる。

使用中に、スカム収集チャンバからのスカムの排出も、ダイヤフラムポンプを使用して有利に実行されることも明らかになった。脈動作用または何らかの他の機構が、スカムを脱気させてより濃縮された形、すなわち空気を減量した形にすることが明らかになった。

本発明を特定の実施例に関連して説明したが、添付の特許請求の範囲によって画定される本発明の広義の範囲内に該当する他の形態でも実施することができることを、当業熟練者は理解されるであろう。

本発明に係る分離装置用のパドルアセンブリの略側面図である。パドルアセンブリの向きが異なる状態の図１の装置の略側面図である。パドルアセンブリの向きが図１および２のそれとは異なる状態の図１および２の装置の略側面図である。図１乃至３のパドルアセンブリを組み込んだ装置のハウジングの構成を示す略側面図。図１乃至４の装置の一部の略透視図である。本発明に係る分離装置の透視図である。図６の分離装置用の図１乃至４に示すパドルアセンブリの透視図である。

Claims

液体からスカムを分離するための装置であって、
相隔たる関係にあって各々が他方の側壁の内面と対面する内面を有して成る相互に略平行な２つの側壁と、前記側壁の間に配置されたスクレーパ壁とを組み込んだハウジングと、
１つ以上の略水平軸を中心に略回転運動を提供するために前記ハウジングに取り付けられた回転装置と、
を含み、
前記回転装置は前記１つ以上の軸に対して外向きに延びる１つ以上のパドルを含み、各々の前記パドルは前記ハウジングの側壁の対向する内面との略密封係合を達成するように形成され、前記または各パドルは外周で終端し、前記回転装置は回転軌跡を中心に前記パドルの回転を達成するように回転可能であり、
前記スクレーパ壁は前記パドルの軌跡の一部分に対して相隔たる関係に対応する軌跡を形成するように配設され、かつ前記側壁の間に延在し、
前記ハウジングに対する前記回転装置の相対的配置は、前記ハウジング内の前記パドルの回転により前記または各パドルの外周が前記スクレーパ壁の内面と係合して、それらとの選択された密封係合を達成するように行なわれ、
前記スクレーパ壁および回転装置は、スカムが水面に浮遊している水中に浸漬されると、単数または複数のパドルが回転して少なくとも部分的に水中に沈み、且つその単数または複数の外周が前記スクレーパ壁と係合して水およびスカムの一部分を水の自然レベルより上に上昇させるように配設され、前記選択された密封係合は、使用中の前記パドルの回転による側壁の対向する内面間の前記または各パドルによって上昇するスカムおよび水の少なくとも部分的脱水を達成するように選択される、
装置。
前記回転軌跡は、使用中に上昇するときに、水の深さが増大するように選択される、請求項１に記載の装置。
液体からスカムを分離するための装置であって、
相互に略平行であって、各々が相互に対面する内面を有する２つの側壁と、
前記側壁の間に配置されたスクレーパ壁と、
を組み込んだハウジングと、
１つ以上の略水平軸を中心に略回転運動を提供するために前記ハウジングに取り付けられた回転装置と、
を含み、
前記回転装置は前記１つ以上の軸に対して外向きに延びる１つ以上のパドルを含み、各々の前記パドルは前記ハウジングの側壁の対向する内面との略密封係合を達成するように形成され、前記または各パドルは外周で終端し、前記回転装置は回転軌跡を中心に前記パドルの回転を達成するように回転可能であり、
前記スクレーパ壁は前記パドルの軌跡の一部分に対して相隔たる関係に対応する軌跡を形成するように配設され、かつ前記側壁の間に延在し、
前記ハウジングに対する前記回転装置の相対的配置は、ハウジング内のパドルの回転により該または各パドルの外周が前記スクレーパ壁の内面と係合して、それらとの選択された密封係合を達成するように行なわれ、
前記スクレーパ壁および回転装置は、スカムが水面に浮遊している水中に浸漬されると、単数または複数のパドルが回転して少なくとも部分的に水中に沈み、且つその単数または複数の外周がスクレーパ壁と係合して水およびスカムの一部分を水の自然レベルより上に上昇させるように配設され、前記回転軌跡は使用中に上昇するときに水の深さが増大するように選択される、
装置。
前記略密封係合は、使用中のパドルの回転による側壁の対向する内面間の前記または各パドルによって上昇するスカムおよび水の少なくとも部分的脱水を達成するように選択される、請求項３に記載の装置。
前記回転装置はロータによって構成され、前記スクレーパ壁は、ロータの軸に対して周方向に配置された円弧状の湾曲壁によって構成される、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の装置。
一部の前記パドルには他より高度の密封が提供される、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の装置。
一部の前記パドルの外周には略半径方向に延びかつ弾力的に可撓性である複数のフィンガが設けられ、前記パドルの残りには前記湾曲壁の湾曲面と係合するように延びる可撓性シートが設けられる、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の装置。
前記一部の前記パドルの外周には略半径方向に延びるが、前記湾曲壁の手前で終端する複数のフィンガが設けられ、前記パドルの残りには前記湾曲壁の湾曲面と係合するように延びる可撓性シートが設けられる、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の装置。
２つまたは３つのパドルに櫛状先端が設けられ、その後により限定された漏れを有するパドルが続く、請求項６乃至８のいずれか１項に記載の装置。
液体からスカムを分離する方法であって、
固定壁および移動壁を有する分離装置に液体およびスカムを向けるステップと、
前記液体およびスカムの一部分を前記分離装置の前記固体壁と前記移動壁との間で液体およびスカムの自然レベルより上に上昇させるステップと、
液体の一部を単数または複数の固定壁と単数または複数の移動壁との間の液体およびスカムから落下させて、液体が少なくとも部分的に脱水された脱水スカムを提供するステップと、
少なくとも部分的に脱水したスカムを分離装置から取り除くステップと、
を含む方法。
前記液体およびスカムの一部を前記固体壁および１つ以上の移動壁との間で、他の１つ以上の移動壁より大幅に落下させる、請求項１０に記載の方法。
前記分離装置の前記固定壁および前記移動壁が、請求項１または請求項３に係る前記ハウジングおよび単数または複数のパドルのそれぞれの一部を形成する、請求項１１に記載の方法。
液体からスカムを分離する方法であって、
固定壁および移動壁を有する分離装置に液体およびスカムを向けるステップと、
前記液体およびスカムの一部分を前記分離装置の前記固体壁と前記移動壁との間で液体およびスカムの自然レベルより上に上昇させるステップと、
前記液体の一部を単数または複数の固定壁と単数または複数の移動壁との間の液体およびスカムから落下させて、液体が少なくとも部分的に脱水された脱水スカムを提供するステップと、
前記液体およびスカムの一部分を調整された形状に制約することによって、前記一部分の深さを増大させるステップと、
少なくとも部分的に脱水したスカムを分離装置から取り除くステップと、
を含む方法。