JP2009056426A - 固液分離装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】分離槽内の原水から、原水に含まれる懸濁物質を容易かつ短時間で分離する固液分離装置を提供する。
【解決手段】流入した原水が分離槽１１内で旋回するように、分離槽１１内の中心より外側に設置される流入管１３と、水よりも比重が小さく分離槽３３内で浮上した懸濁物質を排出するフロス排出口１４ａを有し、フロス排出口１４ａが分離槽１１内で原水の水面近くに位置するフロス排出管１４と、原水から懸濁物質が除去された処理水を分離槽１１から排出する処理水排出管１６とを備える。
【選択図】 図１
【解決手段】流入した原水が分離槽１１内で旋回するように、分離槽１１内の中心より外側に設置される流入管１３と、水よりも比重が小さく分離槽３３内で浮上した懸濁物質を排出するフロス排出口１４ａを有し、フロス排出口１４ａが分離槽１１内で原水の水面近くに位置するフロス排出管１４と、原水から懸濁物質が除去された処理水を分離槽１１から排出する処理水排出管１６とを備える。
【選択図】 図１
Description
本発明は、水処理プロセスにおいて、懸濁物質含有原水を固体と液体とに分離する固液分離装置に関する。
水処理プロセスの一例として、重力沈降、凝集沈澱または加圧浮上等の固液分離処理が利用されている。
重力沈降や凝集沈澱では、原水に含まれる懸濁物質と水との比重を利用して沈降槽内に原水を流入し、水よりも比重の大きい懸濁物質を沈降させた後に上澄みを処理水とすることで、原水から懸濁物質と処理水とを分離している。この場合、沈降速度は懸濁物質の比重や粒子の大きさによって異なる。
沈降速度の遅い懸濁物質の場合、沈降槽の容積を大きくして沈降効率を上げたり、傾斜管や傾斜板を利用して沈降効率を上げることで、処理速度の向上を図ることもある。一方、このようにして沈降効率を上げたとしても、依然として１時間以上の滞留時間が必要である等のように滞留時間の減少には限界があり、容積も大きい点が問題である。
また、加圧浮上では、比重が小さい固形物質や油脂等のように浮上性がある懸濁物質の場合、分離液の循環水等に空気を加圧溶解して分離槽に流入させ、発生した微細気泡を懸濁物質に付着させて浮上分離することで、原水から懸濁物質と処理水とを分離している。この加圧浮上では、気泡を付着させた固形物質や油脂等の懸濁物質の上昇速度は、速くても２００mm／min程度である。したがって、加圧浮上でも多くの処理時間が必要な点が問題である。
上述したように、従来の重量沈降や加圧浮上で問題であった処理速度を短縮するため、浮上性の固体粒子に凝集剤を添加し、この固体粒子に分離対象である懸濁物質を付着させ、旋回流によって懸濁物質を中心に収集して分離する方法もある（例えば、特許文献１参照）。また、旋回流の遠心力によって土砂等の比重の大きい固形物質を分離除去する技術もある（例えば、特許文献２参照）。
特開２００３−２５１３４５号公報
特開２０００−１６７４３２号公報
しかしながら、旋回流で生じる遠心力のみを利用して原水から懸濁物質（固体）と処理水（液体）とに分離することは不十分であった。すなわち、特許文献１に記載の技術は原水に凝集剤を添加することを前提とした処理に対応するものである。また、特許文献２に記載の技術は固体と液体の分離ではなく土砂の分離に関するものである。
上記課題に鑑み、本発明は、容易かつ短時間で原水を懸濁物質（固体）と処理水（液体）とに分離し、回収する固液分離装置を提供する。
本発明に係る固液分離装置は、分離槽内の原水を懸濁物質と処理水とに分離する固液分離装置であって、流入した原水が分離槽内で旋回するように、分離槽内の中心より外側に設置される流入管と、水よりも比重が小さく分離槽内で浮上した懸濁物質を排出するフロス排出口を有し、フロス排出口が分離槽内で原水の水面近くに位置するように設置されたフロス排出管と、原水から懸濁物質が除去された処理水を分離槽から排出する処理水排出管とを備えることを特徴とする。
本発明によれば、容易かつ短時間で原水を懸濁物質（固体）と処理水（液体）とに分離し、回収することができる。
本発明に係る固液分離装置は、水処理プロセスにおいて用いられる装置であって、懸濁物質を含む原水を懸濁物質と処理水とに分離する。以下に図面を用いて各実施形態に係る固液分離装置について説明する。
〈第１の実施形態〉
図１に示すように、本発明の第１の実施形態に係る固液分離装置１ａでは、分離槽１１と、分離槽１１に懸濁物質Mを含む原水を送水する送水ポンプ１２と、この原水を分離槽１１に流入する流入管１３と、水よりも比重が小さく分離槽１１内で浮上した懸濁物質M1を排出するフロス排出管１４と、水よりも比重が大きく分離槽１１内で沈殿した懸濁物質M2を排出するスラッジ排出管１５と、原水から懸濁物質M（M1およびM2）が除去された処理水を分離槽１１から排出する処理水排出管１６を備えている。
図１に示すように、本発明の第１の実施形態に係る固液分離装置１ａでは、分離槽１１と、分離槽１１に懸濁物質Mを含む原水を送水する送水ポンプ１２と、この原水を分離槽１１に流入する流入管１３と、水よりも比重が小さく分離槽１１内で浮上した懸濁物質M1を排出するフロス排出管１４と、水よりも比重が大きく分離槽１１内で沈殿した懸濁物質M2を排出するスラッジ排出管１５と、原水から懸濁物質M（M1およびM2）が除去された処理水を分離槽１１から排出する処理水排出管１６を備えている。
この固液分離装置１ａでは、分離槽１１に流入した原水が分離槽１１内で旋回するように、分離槽１１内の中心より外側に流入管１３が設置されている。分離槽１１および流入管１３と、流入管１３から分離槽１１に流入した原水の旋回について、図２を用いて具体的に説明する。
図２（ａ）は、分離槽１１の上面からの概略図であり、図２（ｂ）は、分離槽１１の側面からの概略図である。分離槽１１は、例えば、図２（ｂ）に示すような一般的な液体サイクロンと同様の形状であって、分離槽１１内では、図２に示すように、例えば内壁に設置される流入管１３から分離槽１１に流入した原水が矢印Fで示す方向（流れF）に旋回する。このとき、分離槽１１内で働く遠心力（力P）は外側に向くことになる。
分離槽１１内において、図２で上述した流れFで原水が旋回しているとき、水より比重の小さい懸濁物質M1は、図３に示すように、矢印F1で示す方向（動きF1）で移動しながら浮上する。また、分離槽１１内において、図２で上述した流れFで原水が旋回しているとき、水より比重の大きい懸濁物質M2は、図４に示すように、矢印F2で示す方向（動きF2）で移動しながら沈降する。したがって、固液分離装置１ａは、フロス排出管１４から水より比重の小さく浮上した懸濁物質M1（フロス）を排出し、スラッジ排出管１５から水より比重の大きく沈澱した懸濁物質M2（スラッジ）を排出することで、原水中から懸濁物質Mを分離することができる。
図５を用いて、固液分離装置１ａが有するフロス排出管１４、スラッジ排出管１５および処理水排出管１６の構成について説明する。
分離槽１１内で原水が旋回すると、図３で上述したように原水に含まれる水よりも比重が小さい懸濁物質M1は旋回しながら浮上する。固液分離装置１ａでは、分離槽１１内に所定量の原水が流入されるとともに、その原水が所速度で旋回するときに懸濁物質M1が浮上する高さに、懸濁物質M1を排出するフロス排出管１４のフロス排出口１４ａが設けられている。すなわち、分離槽１１内で旋回する原水の表面は、分離槽１１内の中央が低く、中央から分離槽１１の側面に向けて徐々に高くなるが、原水の量が一定であって旋回速度も一定であるとき、懸濁物質Ｍ1の性質が分かれば、分離槽１１内で懸濁物質Ｍ1の存在する位置や高さを特定することができる。したがって、固液分離装置１ａでは、原水の流入量と旋回速度によって予め特定された位置にフロス排出口１４ａを設置している。フロス排出口１４ａからフロス排出管１４に流入した懸濁物質M1は、図１で示したフロス槽１８に流出される。なお、フロス排出口１４ａは流入量など運転条件にあわせて上下に高さを調節できる機能を持っていても良い。
また、分離槽１１内で原水が旋回すると、図４で上述したように原水に含まれる水よりも比重が大きい懸濁物質M2は旋回しながら沈澱する。図５で示す分離槽１１は、中央が最も深い形状であり、懸濁物質M2は中央に沈澱するため、分離槽１１の底面中央にスラッジ排出口１５ａが位置するようにスラッジ排出管１５が設置されている。スラッジ排出口１５ａからスラッジ排出管１５に流入した懸濁物質M2は、図１で示したスラッジ槽１９に流出される。
分離槽１１内で原水が旋回すると、上述したように、水よりも比重の小さい懸濁物質M1は浮上し、比重の大きい懸濁物質M2は沈澱する。すなわち、分離槽１１内では原水が旋回しながら三層に分離され、上層に懸濁物質M1、下層に懸濁物質M2、中間層に処理水が存在することになる。したがって、固液分離装置１ａでは、図５に示すように分離槽１１の中間層に処理水排出口１６ａが位置するように処理水排出管１６が設置されている。原水から懸濁物質Mが除去されて処理水排出管１６に流入した処理水は、図１で示した処理水槽２０に流出される。なお、処理水排出管１６は固液分離装置１ａ内の液面高さを調節するための機能を備えていても良い。
ここで、図５に示すように、処理水排出口の上に傘型形状の遮蔽手段１７を設置することにより、仮に懸濁物質M2が中間層で中央に寄せられたとしても処理水排出管１６に流入することを防ぐことができる。
上述したように、第１の実施形態に係る固液分離装置１ａによれば、原水を分離槽１１内で旋回させることを利用し、原水を固体（懸濁物質）と液体（処理水）とに分離している。したがって、従来の重力沈降等と比較して容易かつ短時間で原水の固液分離ができるとともに、分離槽１１として必要な容積を低減することもできる。また、この場合、水より比重の小さい懸濁物質M1であっても比重の大きい懸濁物質M2であっても水と分離し、回収することができる。なお、懸濁固形物質Ｍ２の沈澱を促進する為に凝集剤等を原水に添加しても良い。
〈第１の実施形態の変形例〉
図６を用いて、第１の実施形態の変形例に係る固液分離装置１ｂが有する懸濁物質をかき寄せるかき寄せ機２２，２３について説明する。固液分離装置１ｂでは、分離槽１１内にフロスかき寄せ機２２およびスラッジかき寄せ機２３を備えているが、他の構成については図１乃至図５を用いて上述した固液分離装置１ａと同一であるため説明を省略する。
図６を用いて、第１の実施形態の変形例に係る固液分離装置１ｂが有する懸濁物質をかき寄せるかき寄せ機２２，２３について説明する。固液分離装置１ｂでは、分離槽１１内にフロスかき寄せ機２２およびスラッジかき寄せ機２３を備えているが、他の構成については図１乃至図５を用いて上述した固液分離装置１ａと同一であるため説明を省略する。
図６に示すように、第１の実施形態の変形例に係る固液分離装置１ｂの分離槽１１では、フロス排出口１４ａの上方にフロス排出口１４ａの周囲に浮上した懸濁物質M1を集めてフロス排出管１４に導入するフロスかき寄せ機２２を備えている。フロスかき寄せ機２２は、回転軸２２ａを中心としてモータ（図示せず）の制御によって回転して集めた懸濁物質M1をフロス排出管１４に導入する。
また、図６に示すように、固液分離装置１ｂの分離槽１１では、スラッジ排出口１５ａの上方にスラッジ排出口１５ａの周囲に沈澱した懸濁物質M2を集めてスラッジ排出管１５に導入するスラッジかき寄せ機２３を備えている。スラッジかき寄せ機２３は、回転軸２３ａを中心としてモータ（図示せず）の制御によって回転して集めた懸濁物質M2をスラッジ排出管１５に導入する。
なお、かき寄せ機２２，２３の大きさや形状は限定されず、固液分離装置１ｂが対象とする原水に含まれる懸濁物質Mの性質に応じ、懸濁物質Mの排出に有効な大きさや形状に自由に設定することができる。また、固液分離装置は、図６に示すようにフロスかき寄せ機２２とスラッジかき寄せ機２３の両者を必須の構成とせず、処理対象である原水に含まれる懸濁物質Mの性質に応じ、一方のかき寄せ機２２又は２３のみを備える構成であってもよい。
上述したように、第１の実施形態の変形例に係る固液分離装置１ｂによれば、かき寄せ機２２，２３によって懸濁物質Mの排出を促進し、処理速度をさらに短縮することができる。
〈第２の実施形態〉
図７に示すように、本発明の第２の実施形態に係る固液分離装置１ｃは、微細気泡発生装置２４を備えている点で、図１乃至図５を用いて上述した固液分離装置１ａと異なる。
図７に示すように、本発明の第２の実施形態に係る固液分離装置１ｃは、微細気泡発生装置２４を備えている点で、図１乃至図５を用いて上述した固液分離装置１ａと異なる。
微細気泡発生装置２４は、マイクロバブルやナノバブル等の微細気泡を生成し、分離槽１１に流入する原水に供給する。この微細気泡発生装置２４の構成については詳述を省略するが、従来の水処理でも利用されている微細気泡発生装置と同様の構成である。微細気泡のサイズは、例えば直径がマイクロサイズやナノサイズ等の微細なサイズである。微細気泡が水よりも比重の小さい懸濁物質M1に付着することで、懸濁物質M1の浮上を促進する。
ここで、微細気泡発生装置２４は、空気によって微細気泡を生成してもよいし、空気以外の気体との混合ガスによって微細気泡を生成してもよい。例えば、オゾンを含む混合ガスによって微細気泡を生成した場合、オゾンによって酸化や殺菌の効果を得ることができる。また、二酸化炭素を含む混合ガスによって微細気泡を生成した場合、二酸化炭素によってｐＨ調整などの効果を得ることができる。
上述したように、第２の実施形態に係る固液分離装置１ｃによれば、原水に微細気泡を供給して懸濁物質Ｍ1に付着させることで、懸濁物質Ｍ1の浮上を促進し、処理速度の短縮を図ることができる。なお、微細気泡発生装置２４は流入管１３の途中に設置してあっても良い。
〈第２の実施形態の変形例１〉
図８を用いて、第２の実施形態の変形例１に係る固液分離装置１ｄが有する旋回速度を調整する攪拌翼２１について説明する。固液分離装置１ｄでは、図７を用いて上述した第２の実施形態に係る固液分離装置１ｃの分離槽１１内に攪拌翼２１を備えているが、他の構成については図１乃至図５を用いて上述した固液分離装置１ａと同一であるため説明を省略する。
図８を用いて、第２の実施形態の変形例１に係る固液分離装置１ｄが有する旋回速度を調整する攪拌翼２１について説明する。固液分離装置１ｄでは、図７を用いて上述した第２の実施形態に係る固液分離装置１ｃの分離槽１１内に攪拌翼２１を備えているが、他の構成については図１乃至図５を用いて上述した固液分離装置１ａと同一であるため説明を省略する。
図８に示すように、第２の実施形態の変形例１に係る固液分離装置１ｄの分離槽１１では、フロス排出管１４と遮蔽手段１７との間に、回転軸２１ａを中心として旋回流の流れFと同一の方向に回転する攪拌翼２１が設置されている。固液分離装置１ｄでは、モータ（図示せず）の制御によって攪拌翼２１が回転することによって、旋回流が加速される。
上述したように、第２の実施形態の変形例１に係る固液分離装置１ｄによれば、攪拌翼２１の回転によって旋回の速度を調整することができる。したがって、例えば、原水に微細気泡を供給することによって旋回の速度が下がった場合であっても、攪拌翼２１の回転によって必要な速度に調整することができる。
なお、ここでは、攪拌翼２１は、原水に微細気泡を供給する第２の実施形態に係る固液分離装置１ｃに攪拌翼２５を有するものとして説明したが、第１の実施形態に係る微細気泡を供給しない固液分離装置１ａの分離槽１１内に攪拌翼２１を設けても、旋回の速度を調整することができる。
〈第２の実施形態の変形例２〉
図９を用いて、第２の実施形態の変形例２に係る固液分離装置１ｅが有する加速水配管２６について説明する。固液分離装置１ｅでは、図７を用いて上述した第２の実施形態に係る固液分離装置１ｃに加え、ポンプ２６ａを有する加速水配管２６を有しているが、他の構成については図１乃至図５を用いて上述した固液分離装置１ａと同一であるため説明を省略する。
図９を用いて、第２の実施形態の変形例２に係る固液分離装置１ｅが有する加速水配管２６について説明する。固液分離装置１ｅでは、図７を用いて上述した第２の実施形態に係る固液分離装置１ｃに加え、ポンプ２６ａを有する加速水配管２６を有しているが、他の構成については図１乃至図５を用いて上述した固液分離装置１ａと同一であるため説明を省略する。
図９（ａ）に示すように、固液分離装置１ｅでは、分離槽１１から原水の一部を取得して再び分離槽１１に供給する。このとき、固液分離装置１ｅでは、ポンプ２６ａによって圧力を与えた原水を加速水配管２６から分離槽１１に供給することで、分離槽１１内の旋回流が加速される。
なお、図９（ｂ）に示す固液分離装置１ｆのように、処理水槽２０に貯留される処理水の一部を取得し、ポンプ２７ａによって圧力を与えた処理水を加速水配管２７から分離槽１１に供給する方法であってもよい。
上述したように、第２の実施形態の変形例２に係る固液分離装置１ｅによれば、分離槽１１に加速用の原水や処理水を供給することで、旋回の速度を調整することができる。したがって、例えば、原水に微細気泡を供給することによって旋回の速度が下がった場合であっても、ポンプ２６ａ，２７ａによって加圧された原水や処理水の流入によって、必要な速度に調整することができる。
なお、ここでは、原水に微細気泡を供給する第２の実施形態に係る固液分離装置１ｃにポンプ２６ａ，２７ａによって加圧された原水や処理水を流入するものとして説明したが、第１の実施形態に係る微細気泡を供給しない固液分離装置１ａであっても分離槽１１に加圧した原水や処理水を供給して、旋回の速度を調整することができる。
〈第２の実施形態の変形例３〉
図１０を用いて、第２の実施形態の変形例３に係る固液分離装置１ｇが有する吸着剤供給装置２８について説明する。固液分離装置１ｇは、図７を用いて上述した第２の実施形態に係る固液分離装置１ｃに加え、吸着剤供給装置２８およびラインミキサ２９を有しているが、他の構成については図１乃至図５を用いて上述した固液分離装置１ａと同一であるため説明を省略する。
図１０を用いて、第２の実施形態の変形例３に係る固液分離装置１ｇが有する吸着剤供給装置２８について説明する。固液分離装置１ｇは、図７を用いて上述した第２の実施形態に係る固液分離装置１ｃに加え、吸着剤供給装置２８およびラインミキサ２９を有しているが、他の構成については図１乃至図５を用いて上述した固液分離装置１ａと同一であるため説明を省略する。
図１０に示す固液分離装置１ｇの吸着剤供給装置２８は、流入管１３から分離槽１１に流入する原水に懸濁物質を吸着する性質をもつ吸着剤を供給する。この吸着剤は、例えば、ＮＯｘを還元する銀や酸化アルミのボール（直径１〜２mm程度）、油分や色素、臭気物質などを吸着する粉末活性炭、粒状活性炭等である。また、固液分離装置１ｇでは、原水に供給された吸着剤に懸濁物質Mを吸着させ、吸着剤とともに回収する。
また、図１０に示す固液分離装置１ｇのように、吸着剤が供給された原水を分離槽１１に流入する際、ラインミキサ２９によって原水中の吸着剤を攪拌してから分離槽１１に供給することが望ましい。ラインミキサ２９は、流入管１３に沿って設けられるライン形状の攪拌機であって、従来の水処理でも用いられているようなラインミキサと同様の構成である。
上述したように、第２の実施形態の変形例３に係る固液分離装置１ｇによれば、原水に吸着剤を供給することで、原水中の懸濁物質を吸着剤に吸着させて回収することができる。したがって、回収に要する時間を短縮することが可能であり、回収が困難な懸濁物質や溶解性物質であっても、対応する吸着剤を供給して容易に回収することができる。すなわち、懸濁物質Mが原水に溶け込んでおり、分離槽１１内で浮上したり沈澱したりすることがない場合等でも、懸濁物質Mを吸着剤に吸着させて回収することができる。
また、固液分離装置１ｇでは、ラインミキサ２９によって原水中の吸着剤を攪拌することで、吸着剤による懸濁物質の吸着および懸濁物質の回収を促進させることができる。
なお、ここでは、原水に微細気泡を供給する第２の実施形態に係る固液分離装置１ｃに吸着剤を供給するものとして説明したが、第１の実施形態に係る微細気泡を供給しない固液分離装置１ｃであっても吸着剤を供給することができる。
〈第３の実施形態〉
図１１に示すように、本発明の第３の実施形態に係る固液分離装置１ｈは、磁気装置３０を備えている点で、図１乃至図５用いて上述した固液分離装置１ａと異なる。
図１１に示すように、本発明の第３の実施形態に係る固液分離装置１ｈは、磁気装置３０を備えている点で、図１乃至図５用いて上述した固液分離装置１ａと異なる。
磁気装置３０は、分離槽１１の外周に設置され、磁力を発生する装置である。この磁気装置３０は、コントローラ（図示せず）によるコントロールによって、磁力を発生するとともに、設置位置が移動される。
図１２は、磁気発生装置３０が磁力を発生した状態で流入管１３の設置位置からスラッジ排出管１５の設置位置の方向へ移動される一例を示している。図１２に示す例の場合、水よりも比重の大きい懸濁物質M2が磁力に引き寄せられる性質があれば、磁気発生装置３０の移動とともに懸濁物質M2も移動するため、磁気発生装置３０が磁力を発生していない場合と比較して、懸濁物質M2の沈殿を促進することができる。
また、水よりも比重の小さい懸濁物質M1が磁力に引き寄せられる性質のとき、図１２とは反対の方向、すなわち、スラッジ排出管１５の設置位置から流入管１３の設置位置の方向へ移動させるようにすることで、懸濁物質M1の浮上を促進することもできる。
すなわち、懸濁物質M1が磁力に引き寄せられる性質がある場合、磁気発生装置３０が下から上に移動する際に磁力を発生させ、水面高さに移動した際に磁力の発生を中止するように制御することで、懸濁物質M1の浮上および回収を促進する。また、懸濁物質M2が磁力に引き寄せられる性質がある場合、磁気発生装置３０が上から下に移動する際に磁力を発生させ、底面に移動した際に磁力の発生を中止するように制御することで、懸濁物質M2の沈澱および回収を促進することができる。懸濁物質M1，M2ともに、磁力に引き寄せられる性質がある場合には、利用出来ないが、いずれか一方の懸濁物質M1，M2に磁力に引き寄せられる性質がある場合には磁気発生装置３０を利用して懸濁物質Mの回収を促進することができる。
なお、磁気発生装置３０の大きさや形状は限定されず、分離槽１１内に発生した磁力が伝わるものであれば、分離槽１１の形状や分離槽１１の周囲に設置される排出管１４，１５等を考慮して自由に設定することができる。
上述したように、第３の実施形態に係る固液分離装置１ｈによれば、原水に磁力に引き寄せられる懸濁物質が含まれているとき、磁力を利用して懸濁物質を回収する。したがって、回収が困難な懸濁物質であっても、容易かつ短時間で回収することができる。
〈第３の実施形態の変形例１〉
図１３を用いて、第３の実施形態の変形例１に係る固液分離装置１ｉが有するマグネタイト担体供給装置３１、ラインミキサ３２およびマグネタイト担体回収装置３３について説明する。固液分離装置１ｉは、図１１で上述した磁気装置３０を有する固液分離装置１ｈにマグネタイト担体供給装置３１、ラインミキサ３２およびマグネタイト担体回収装置３３を加えた構成であり、他の構成については図１乃至５を用いて上述した固液分離装置１ａと同一であるため説明を省略する。
図１３を用いて、第３の実施形態の変形例１に係る固液分離装置１ｉが有するマグネタイト担体供給装置３１、ラインミキサ３２およびマグネタイト担体回収装置３３について説明する。固液分離装置１ｉは、図１１で上述した磁気装置３０を有する固液分離装置１ｈにマグネタイト担体供給装置３１、ラインミキサ３２およびマグネタイト担体回収装置３３を加えた構成であり、他の構成については図１乃至５を用いて上述した固液分離装置１ａと同一であるため説明を省略する。
図１３に示す固液分離装置１ｉのマグネタイト担体供給装置３１は、流入管１３から分離槽１１に流入する原水に、特定の懸濁物質を吸着するとともに、磁力に引き寄せられる性質のあるマグネタイト担体を供給する。このマグネタイト担体は、具体的にはＦｅ３Ｏ４で示される酸化鉄の鉱石で、疎水化することでフッ素や油分、環境ホルモンなどを吸着する。
このとき、マグネタイト担体供給装置３１によって供給されたマグネタイト担体や懸濁物質の性質によって、磁気発生装置３０の制御をコントロールする。例えば、マグネタイト担体と吸着された懸濁物質とが浮上性を有する場合、磁気発生装置３０が上方向に移動する際に磁気を発生するように制御する。また、マグネタイト担体と吸着された懸濁物質とが沈降性を有する場合、磁気発生装置３０が下方向に移動する際に磁気を発生するように制御する。
また、図１３に示す固液分離装置１ｉのように、マグネタイト担体が供給された原水を分離槽１１に流入する際、ラインミキサ３２によって原水中のマグネタイト担体を攪拌してから分離槽１１に供給することが望ましい。このラインミキサ３２も、従来の水処理で攪拌に利用されているラインミキサと同様の構成である。すなわち、マグネタイト担体供給装置３１は、流入管１３を通過する原水にマグネタイト担体を供給する他、分離槽１１に直接供給したり、ポンプ１２を通過する前の原水に供給することも可能であるが、マグネタイト担体を供給した後でラインミキサ３２によって攪拌することで、原水中でマグネタイト担体を均一にすることができる。
さらに、図１３に示す固液分離装置１ｉのように、懸濁物質M2とともにマグネタイト担体がスラッジ排出管１５からスラッジ槽１９に排出されると、スラッジ槽１９からマグネタイト担体から懸濁物質M2を除去してマグネタイト担体を回収してもよい。マグネタイト担体を回収してマグネタイト担体供給装置３１で再利用することができれば、マグネタイト担体を無制限に用意する必要がなく、有限なマグネタイト担体を有効に利用することができる。
上述したように、第３の実施形態の変形例１に係る固液分離装置１ｉによれば、原水に含まれる懸濁物質が磁力に引き寄せられる性質でないときでもマグネタイト担体を原水に供給し、磁力に引き寄せられるマグネタイト担体を利用して懸濁物質を回収する。したがって、回収が困難であるとともに磁力に引き寄せられない性質の懸濁物質であってもマグネタイト担体に吸着させて容易に回収することができる。
また、固液分離装置１ｉでは、ラインミキサ３２によって原水に供給されたマグネタイト担体を攪拌することで、原水に供給されたマグネタイト担体が均一にされる。したがって、原水中の件濁物をマグネタイト担体にむらなく吸着させ、懸濁物質の回収を促進させることができる。さらに、固液分離装置１ｉでは、マグネタイト担体を回収して再利用することにより、マグネタイト担体を有効に利用することができる。
〈第３の実施形態の変形例２〉
図１４を用いて、第３の実施形態の変形例２に係る固液分離装置１ｊが有する凝集剤供給装置３４およびラインミキサ３５について説明する。固液分離装置１ｊは、図１１で上述した磁気装置３０を有する固液分離装置１ｈに凝集剤供給装置３４およびラインミキサ３５を加えた構成であり、他の構成については図１乃至５を用いて上述した固液分離装置１ａと同一であるため説明を省略する。
図１４を用いて、第３の実施形態の変形例２に係る固液分離装置１ｊが有する凝集剤供給装置３４およびラインミキサ３５について説明する。固液分離装置１ｊは、図１１で上述した磁気装置３０を有する固液分離装置１ｈに凝集剤供給装置３４およびラインミキサ３５を加えた構成であり、他の構成については図１乃至５を用いて上述した固液分離装置１ａと同一であるため説明を省略する。
図１４に示す固液分離装置１ｊの凝集剤供給装置３４は、流入管１３から分離槽１１に流入する原水に磁力に引き寄せられる性質のある凝集剤を供給する。この凝集剤は、具体的には、ポリ硫酸鉄、ポリ塩化第二鉄（Fe3+）等である。したがって、固液分離装置１ｊの分離槽１１では懸濁物質のフロックが生成され、排出管１４，１５からは懸濁物質のフロックが排出される。
このとき、原水に含まれる懸濁物質の性質によって、磁気発生装置３０の制御をコントロールする。例えば、懸濁物質のフロックが浮上性を有する場合、磁気発生装置３０が上方向に移動する際に磁気を発生するように制御する。また、懸濁物質のフロックが沈降性を有する場合、磁気発生装置３０が下方向に移動する際に磁気を発生するように制御する。
また、図１４に示す固液分離装置１ｊのように、凝集剤が供給された原水を分離槽１１に流入する際、ラインミキサ３５によって原水中の凝集剤を攪拌してから分離槽１１に供給することが望ましい。このラインミキサ３５も、従来の水処理で攪拌に利用されているラインミキサと同様の構成である。すなわち、凝集剤供給装置３４は、流入管１３を通過する原水に凝集剤を供給する他、分離槽１１に直接供給したり、ポンプ１２を通過する前の原水に供給することも可能であるが、凝集剤を供給した後でラインミキサ３５によって攪拌することで、原水中で凝集剤を均一にすることができる。
上述したように、第３の実施形態の変形例２に係る固液分離装置１ｊによれば、原水に含まれる懸濁物質が磁力に引き寄せられる性質でないときでも凝集剤を原水に供給し、凝集剤によって懸濁物質を凝集して回収する。したがって、回収が困難であるとともに磁力に引き寄せられない性質の懸濁物質であっても容易に回収することができる。
また、固液分離装置１ｊでは、ラインミキサ３５によって原水に供給された凝集剤を攪拌することで、原水中に供給された凝集剤が均一にされる。したがって、原水中では懸濁物質のフロックの生成が促進されるとともに、懸濁物質の回収を促進させることができる。
１ａ〜１ｉ…固液分離装置
１１…分離槽
１２…送水ポンプ
１３…流入管
１４…フロス排出管
１４ａ…フロス排出口
１５…スラッジ排出管
１５ａ…スラッジ排出口
１６…処理水排出管
１６ａ…処理水排出口
１７…遮蔽手段
１８…フロス槽
１９…スラッジ槽
２０…処理水槽
２１…攪拌翼
２１ａ…回転軸
２２，２３…かき寄せ機
２２ａ〜２３ａ…回転軸
２４…微細気泡発生装置
２６…加速水配管
２６ａ…ポンプ
２７…加速水配管
２７ａ…ポンプ
２８…吸着剤供給装置
２９…ラインミキサ
３０…磁気装置
３１…マグネタイト担体供給装置
３２…ラインミキサ
３３…マグネタイト担体回収装置
３４…凝集剤供給装置
３５…ラインミキサ
１１…分離槽
１２…送水ポンプ
１３…流入管
１４…フロス排出管
１４ａ…フロス排出口
１５…スラッジ排出管
１５ａ…スラッジ排出口
１６…処理水排出管
１６ａ…処理水排出口
１７…遮蔽手段
１８…フロス槽
１９…スラッジ槽
２０…処理水槽
２１…攪拌翼
２１ａ…回転軸
２２，２３…かき寄せ機
２２ａ〜２３ａ…回転軸
２４…微細気泡発生装置
２６…加速水配管
２６ａ…ポンプ
２７…加速水配管
２７ａ…ポンプ
２８…吸着剤供給装置
２９…ラインミキサ
３０…磁気装置
３１…マグネタイト担体供給装置
３２…ラインミキサ
３３…マグネタイト担体回収装置
３４…凝集剤供給装置
３５…ラインミキサ
Claims (9)
- 分離槽内の原水を懸濁物質と処理水とに分離する固液分離装置であって、
流入した原水が前記分離槽内で旋回するように、前記分離槽内の中心より外側に設置される流入管と、
水よりも比重が小さく前記分離槽内で浮上した前記懸濁物質を排出するフロス排出口を有し、前記フロス排出口が前記分離槽内で前記原水の水面近くに位置するように設置されたフロス排出管と、
前記原水から前記懸濁物質が除去された処理水を前記分離槽から排出する処理水排出管と、
を備えることを特徴とする固液分離装置。 - 水よりも比重が大きく前記分離槽内で沈殿した前記懸濁物質を排出するスラッジ排出口を有し、前記スラッジ排出口が前記分離槽の底面に位置するように設置されたスラッジ排出管を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の固液分離装置。
- 前記水よりも比重が小さい懸濁物質に付着するサイズの微細気泡を発生し、前記原水に前記微細気泡を供給する微細気泡発生装置を更に備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の固液分離装置。
- 前記分離槽内から採取した原水の一部又は前記処理水排出管から排出された処理水の少なくともいずれかに、前記分離槽内の前記旋回を加速させる圧力を与える加圧ポンプと、
圧力が与えられた前記原水又は前記処理水を前記分離槽内に流入する加速水排管と、
を更に備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１に記載の固液分離装置。 - 前記微細気泡に二酸化炭素又はオゾンの少なくともいずれかを含む混合ガスを用いることを特徴とする請求項３又は４に記載の固液分離装置。
- 前記分離槽の外部に設置され、制御されたタイミングで磁力を発生するとともに、前記分離槽の外壁面に沿って上下方向に移動する磁気装置を更に備えることを特徴とする請求項２に記載の固液分離装置。
- 前記懸濁物質を吸着するマグネタイト担体を前記原水に供給するマグネタイト担体供給装置を更に備えることを特徴とする請求項６に記載の固液分離装置。
- 前記スラッジ排出管から排出された前記マグネタイト担体を含むスラッジを回収するとともに、前記スラッジから前記マグネタイト担体を回収するマグネタイト担体回収装置を更に備えることを特徴とする請求項７に記載の固液分離装置。
- 磁気によって引き寄せられる凝集剤を前記原水に供給する凝集剤供給装置を更に備えることを特徴とする請求項６に記載の固液分離装置。
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