JP2010005520A - Floatation separation apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、被処理水中の被処理物質に気泡を付着させ、被処理物質を浮上物として分離する浮上分離装置の技術に関する。 The present invention relates to a technique of a levitation separation device that attaches bubbles to a substance to be treated in water to be treated and separates the substance to be treated as a floating substance.
従来、被処理水中に含まれるSS成分、油分等の被処理物質を除去する方法として、被処理水と気泡とを混合して、浮上槽に供給し、被処理物質に気泡を付着させて浮上槽の水面に浮上させ、被処理物質を分離する浮上処理が知られている。なお、処理効率を上げるために、被処理水を浮上槽に供給する前に、凝集剤を添加して、被処理水中に含まれる被処理物質をフロック化させることも行われている。 Conventionally, as a method of removing SS components, oils, and other substances to be treated contained in the water to be treated, the water to be treated and bubbles are mixed and supplied to the levitation tank. A levitation process is known that floats on the surface of a tank and separates a substance to be treated. In addition, in order to raise processing efficiency, before supplying to-be-processed water to a levitation tank, a flocculant is added and the to-be-processed substance contained in to-be-processed water is made to flock.
図11は、従来の浮上分離装置の構成を示す模式図である。この浮上分離装置5において、浮上槽70には、槽体を構成する外周壁72の内側には、下端が槽内中間部に至る内周壁74が外周壁72の内周に沿って設けられている。外周壁72及び内周壁74は円筒形である。外周壁72と内周壁74との間は、内周壁74によって浮上物が進入するのが防止され、処理水が集水される処理水室76が形成されている。浮上槽70内の中央部分には、上部および下部が開放されたガイド筒78が設けられ、このガイド筒78内には、浮上槽70の底部70aの中央から延設され、ガイド筒78内で開口する導入管80が設けられている。導入管80には、浮上槽70外にて被処理水流入管82が接続されている。また、被処理水流入管82には、加圧水流入管84が接続され、ここから加圧タンク等で高圧下で空気が溶解した加圧水が供給されている。
FIG. 11 is a schematic diagram showing a configuration of a conventional floating separation apparatus. In the
浮上分離装置5の運転方法を説明する。例えば、加圧水流入管84を介して、処理水に高圧下おいて空気を溶解させた加圧水を被処理水流入管82に供給し、加圧水と被処理水が混合された混合液が被処理水流入管82を通り、導入管80を介し、浮上槽70のガイド筒78内に供給される。浮上槽70内では、加圧水中に溶解していた気体が気泡として析出し、被処理水中に含まれる被処理物質に付着し、被処理物質が浮上分離される。被処理物質が除去された処理水は、処理水室76の下端部76aから処理水室76を通り、浮上槽70の外周壁72の上端の越流堰をオーバーフローして調整槽86に供給され、ここに接続されている処理水排出管88により系外に排出される。
A method for operating the
ここで、図11に示す浮上分離装置5では、導入管80、ガイド筒78を通って浮上槽70内に流入した被処理水は、浮上槽70の内周壁74に向かって流れ、内周壁74に達すると、内周壁74に沿って、下降する。この下降流の流速が速いと、浮力が十分でない被処理物質が、下降流に伴い内周壁74の下端を越え処理水室76に流れ込んで、処理水の水質を悪化させる。このように、内周壁74に沿った下降流が早くなるのは、浮上槽70内に、浮上分離処理に使用されていない部分(例えば、図11に示す網掛け部)が、多く存在するからであり、被処理物質の除去において、浮上槽70全体を有効に使用することができないと、浮上分離が効率的に行えないという問題がある。
Here, in the
図11に示す浮上分離装置5の一般的な水面積負荷(浮上槽70の水平断面積に対する処理水量(線速度LV))は、5〜10m/hである。図11に示す浮上分離装置5では、LVを上記範囲より高くすると、処理水の水質が悪化しやすい。
The general water area load (the amount of treated water (linear velocity LV) with respect to the horizontal sectional area of the levitation tank 70) of the
また、特許文献1には、図11に示す浮上分離装置5より、LVを高くすることが可能な浮上分離装置が提案されている。図12は、特許文献1の浮上分離装置の構成を示す模式図である。図12に示す浮上分離装置6において、浮上槽90の周壁90aは矩形であり、浮上槽90内は、上部開放の隔壁92a、下部開放の隔壁92bにより、被処理水が縦方向に迂回して流れる三つの室、第1の室94、第2の室96、第3の室98に区画されている。また、第2の室96の隔壁92aと隔壁92bとの間には、整流板100が水平に設置されている。整流板100には、複数の整流孔100aが形成されており、第2の室96から第3の室98に至る水は整流板100を通過する。第1の室94には、被処理水流入管102に接続されている。また、加圧水流入管104の一端は第1の室94に接続され、他端は空気溶解タンク105の出口に接続されている。第3の室98には、処理水排出管106が接続されている。空気溶解タンク105と処理排出管106との間には、ポンプ110を介して連通管111が接続され、処理水排出管106を通る処理水の一部が連通管111を通り、空気溶解タンク105に供給される。空気溶解タンク105では、処理水に空気を溶解させ、加圧水が製造される。
Further,
このような浮上分離装置6において、被処理水流入管102から第1の室94に流入した被処理水、空気溶解タンク105から加圧水流入管104を通り第1の室94に流入した加圧水は、液面に向かって上昇して、隣接する第2の室96に流入する。第2の室96では、被処理水中の被処理物質が浮上物として液面上に浮かび、下部に処理水が得られる。このような浮上分離処理された処理水は、整流板100の整流孔100aを通り、第3の室98から排出される。
In such a levitation separator 6, the water to be treated that has flowed into the
図12に示す浮上分離装置6でも、第2の室96の隔壁92bに沿って下降する被処理水の下降流の流速は速くなる。しかし、図12に示す浮上分離装置6には、整流板100が設けられているため、整流板100の整流効果により、隔壁92bに沿って下降する被処理水の下降流がそのままの勢いで、第3の室98側へ流れることが防止される。その結果、被処理物質が下降流と共に第3の室98側へ流れ込むこと等が抑制され、図12に示す浮上分離装置6は、図11に示す浮上分離装置5より高容積負荷での処理が可能となる。
Also in the floating separation apparatus 6 shown in FIG. 12, the flow rate of the downflow of the water to be treated that descends along the
図12に示す浮上分離装置6は、浮上槽90の周壁90aが矩形であって、周壁90aの一端側に設けられる第1の室94から被処理水が供給され、他端側に設けられる第3の室98から処理水が排出される構造である。このような構造において、第1の室94から隔壁92bへ流れる被処理水の流れ(すなわち、浮上槽の液面を流れる被処理水の流れ)は、図11に示す浮上分離装置5において、ガイド筒78から内周壁74に向かって拡がりながら流れる被処理水の流れ(すなわち、浮上槽の液面を流れる被処理水の流れ)より速い流速となる。
In the levitation separation apparatus 6 shown in FIG. 12, the
また、浮上分離装置の負荷を上げれば、浮上槽90の液面を流れる被処理水の流速はさらに速くなると共に、隔壁92bに沿って下降する下降流の流速も速くなる。その結果、隔壁92b側の整流板100に、速い流速の下降流が衝突することになり、整流板100の整流効果を充分に得ることが難しくなり、被処理物質が下降流と共に第3の室98側へ流れ込むこと等を充分に抑制することができず、処理水の水質が悪化しやすくなる。したがって、図12に示すような浮上分離装置6でも、処理水の水質を悪化させることなく処理量を増加するには、装置を大型化する必要がある。
Further, when the load of the floating separation device is increased, the flow rate of the water to be treated flowing on the liquid surface of the
そこで、本発明の目的は、小型な装置設備で高速処理が可能な浮上分離装置を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a floating separation apparatus capable of high-speed processing with a small apparatus.
本発明は、被処理水中の被処理物質に気泡を付着させ、被処理物質を浮上物として分離する浮上分離装置であって、浮上室と、前記浮上室に被処理水を流入させる流入部と、前記被処理物質が分離された処理水を集水する集水口を有する集水部とを有し、前記浮上室は、前記集水部により垂直方向上部及び下部に区画されると共に、前記上部と前記下部との間を前記処理水が通水する通水部を有し、前記集水部に設けられる集水口は、前記浮上室の周壁から中央に亘って複数形成され、前記流入部は、前記上部で開口し、当該開口部から前記上部に被処理水を流入させる。 The present invention is a levitation separation device that attaches bubbles to a material to be treated in the water to be treated and separates the material to be treated as a levitated substance, and includes a floating chamber and an inflow portion for allowing the water to be treated to flow into the levitation chamber; And a water collection part having a water collection port for collecting treated water from which the material to be treated is separated, and the floating chamber is partitioned into an upper part and a lower part in the vertical direction by the water collection part, and the upper part And the lower part has a water flow part through which the treated water flows, and a plurality of water collection ports provided in the water collection part are formed from the peripheral wall of the floating chamber to the center, and the inflow part is The upper portion is opened, and water to be treated is allowed to flow into the upper portion from the opening.
また、前記浮上分離装置において、前記通水部の水平断面積/前記浮上室の水平断面積が0.24〜0.75の範囲であることが好ましい。 Moreover, in the said levitation separator, it is preferable that the horizontal cross-sectional area of the said water flow part / the horizontal cross-sectional area of the said levitation chamber is the range of 0.24-0.75.
また、前記浮上分離装置において、前記被処理物質のうち前記浮上室の底部に沈殿した沈殿物を掻き寄せる沈殿物掻き寄せ機を備えることが好ましい。 Moreover, it is preferable that the levitation separation apparatus further includes a sediment scraper that scrapes the sediment that has settled at the bottom of the levitation chamber among the substances to be treated.
また、前記浮上分離装置において、前記被処理物質のうち前記集水部上に沈殿した沈殿物を前記通水部から下方に排出する集水部スクレーパーを備えることが好ましい。 Moreover, it is preferable that the floating separation apparatus further includes a water collection unit scraper that discharges a sediment precipitated on the water collection unit out of the material to be treated from the water flow unit downward.
また、前記浮上分離装置において、前記浮上室は円筒状であり、前記流入部は、前記浮上室の中心を軸として回転可能に設けられ、前記沈殿物掻き寄せ機及び前記集水部スクレーパーは、前記流入部に取り付けられ、前記流入部と一体に回転されることが好ましい。 Further, in the levitation separation apparatus, the levitation chamber is cylindrical, and the inflow portion is provided to be rotatable about the center of the levitation chamber, and the sediment scraper and the water collecting portion scraper are It is preferable to attach to the inflow part and rotate integrally with the inflow part.
本発明の浮上分離装置では、小型な装置設備で高速処理が可能である。 In the floating separation apparatus of the present invention, high-speed processing is possible with small equipment.
本発明の実施の形態について以下説明する。本実施形態は本発明を実施する一例であって、本発明は本実施形態に限定されるものではない。 Embodiments of the present invention will be described below. This embodiment is an example for carrying out the present invention, and the present invention is not limited to this embodiment.
図1は、本実施形態に係る浮上分離装置の構成の一例を示す模式斜視図である。図2は、本実施形態に係る浮上分離装置の構成の一例を示す模式断面図である。図1に示す浮上分離装置1は、浮上槽10、流入部12、排出部14、集水部22を備える。
FIG. 1 is a schematic perspective view showing an example of the configuration of the levitation separation apparatus according to the present embodiment. FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing an example of the configuration of the levitation separator according to this embodiment. A
図1及び図2に示すように、浮上槽10の周壁10aは円筒形とされ、浮上槽10の底部10bは中央に向かって低位となるホッパ状とされている。浮上槽10内は、流入部12から供給された被処理水の浮上分離処理が行われる浮上室16となる。また、底部10bの中央には、被処理物質のうちの沈殿物を溜めるピット18が設けられている。ピット18には、不図示の沈殿物排出口が設けられ、沈殿物排出管19が接続されている。浮上槽10の周壁10aは、矩形とされてもよい。しかし、浮上槽10の周壁10aを円筒形とすることにより、浮上室16の中心部に配置される流入部12の開口部(開口部については後述する)から周壁10aまで、被処理水が拡がりながら流れることになる。従って、流入部12から出るときの流速は比較的速いが、周壁10aに当たる際の表面部の流れは比較的遅くなる。その結果、周壁10aのある一部分で急速な下降流が生じることもなく、急速な下降流により生じる処理水の水質の悪化を効果的に抑制することができる。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
また、浮上槽10には、被処理物質のうち、液面に浮上した浮上物23(いわゆるスカム)を排出するための浮上物ポット24(図2においては不図示)が設けられている。浮上槽10には、液面に浮上した浮上物23を掻き寄せる浮上物スキマー20が設けられている。浮上物スキマー20は、モータ26のシャフトに固定され、モータ26が駆動することにより、浮上物スキマー20が回転される。浮上物スキマー20は、羽根、螺旋羽根等のスクレーパー部を有しており、水面の流れ及びスクレーパー部の移動により浮上物23が半径方向外側に移動させられ、浮上物ポット24に集められる。また、浮上物ポット24は、掻き寄せられてくる浮上物23が水面上から浮上物ポット24内に落下するように、その浮上槽10側の境界部分に水面下から水面上に至るスロープを有することが好適である。
The
図3は、本発明の実施形態に係る浮上分離装置の構成の一例を示す模式上面図である。図3では、集水部22の構造を明らかにするため、モータ26、浮上物スキマー20、浮上物ポット24等を不図示としている。図2及び図3に示すように、浮上室16(浮上槽10内)は、集水部22により垂直方向上部28a及び下部28bに区画されると共に、図3に示すように上部28aと下部28bとの間を処理水が通水する通水部33を有している。集水部22には、処理水を集水する集水口22aが形成されている。本実施形態における集水口22aは、下部28b側に形成されている。また、集水部22は排出部14を構成する処理水取出管38に接続されている。
FIG. 3 is a schematic top view showing an example of the configuration of the floating separation apparatus according to the embodiment of the present invention. In FIG. 3, the
集水部22は、浮上室16を上部28a及び下部28bで通水可能なように区画する構造である。例えば、図3に示すように、集水部22は、下部28b側に形成された集水口22aを有する環状の集水管29を浮上室16の径方向に所定の間隔をあけて複数配置させることにより、形成される。集水管29同士の隙間、集水管29と周壁10aとの隙間、集水管29とガイド筒30との隙間が、上部28aと下部28bとの間を処理水が通水する通水部33となる。図4は、本発明の他の実施形態に係る浮上分離装置の構成の一例を示す模式上面図である。図4に示すように、下部28b側に形成された集水口22aを有する直線上の集水管29を所定の間隔をあけて複数配置させることにより、集水部22が形成されてもよい。図3,4に示す集水管29は処理水取出管38と連通しており、集水口22aから集水された処理水は、集水管29内を通り、処理水取出管38へ排出される。
The
ここで、集水部22を形成するために使用される集水管29の形状は特に制限されるものではない。図5(A)〜(C)は、集水部を構成する集水管の径方向断面の形状の一例を示す模式図である。図5(A),(B)に示すように、集水部22を構成する集水管29の径方向断面の形状は、円形、三角形等の多角形等が挙げられる。また、図5(C)に示すように、集水部22を構成する集水管29の上部、すなわち浮上室16の上部28a側には、集水管29上に被処理物質が堆積することを防止する堆積防止板32を設けてもよい。堆積防止板32は、集水管29上に被処理物質が堆積し難い形状となっていればよく、例えば、図5(C)に示すように、浮上室の下部28b側に向けてテーパ状に広がっている形状等が挙げられる。
Here, the shape of the
上記説明したように集水部22により、浮上室16は上部28a及び下部28bに区画されるが、集水部22が液面付近に設置されると、液面に浮上した浮上物23が処理水と共に集水口22aから取り込まれ、処理水の水質を悪化させる虞がある。また、集水部22が浮上室16の底部(浮上槽10の底部10b)付近に設置されると、底部に沈殿した沈殿物が処理水と共に集水口22aから取り込まれ、処理水の水質を悪化させる虞がある。したがって、集水部22は、浮上物23及び沈殿物が集水口22aから取り込まれない位置に設置されることが好ましい。
As described above, the floating
図2〜4に示すように、集水部22に形成される集水口22aは、浮上室16の周壁から中央(浮上槽10の周壁10aから中央)に亘って複数設けられている。上記構成によって、浮上室16の上部28aから下部28bへ流れる処理水の下降流は、浮上室16の周壁(浮上槽10の周壁10a)に沿って流れる下降流だけでなく、周壁10a上方から浮上室16の中央下方に向かって流れる下降流も形成されるため、浮上室16全体を浮上処理に使用することが可能となる。
As shown in FIGS. 2 to 4, a plurality of
また、集水口22aの開口方向は、浮上室16の上部28a側、下部28b側等いずれの方向であってもよい。しかし、集水口22aの開口方向を上部28a側にすると、集水部22上に沈殿する沈殿物が、集水口22aから取り込まれ易くなり、処理水の水質を悪化させる虞がある。したがって、集水口22aの開口方向は、浮上室16の下部28b側であることが好ましい。集水口22aの形状は、処理水を集水することができれば特に制限されるものではなく、例えば、円形、多角形、スリット状等が挙げられる。
The opening direction of the
流入部12は、ガイド筒30と、ガイド筒30内に設けられる導入管31と有する。導入管31には、被処理水流入管34が接続され、導入管31は浮上槽10の底部10bの中央に形成されたピット18から浮上槽10内に延設されている。被処理水流入管34には加圧水流入管36が接続されている。浮上槽10内に設けられるガイド筒30は、底部10bや、周壁10aにフレームなどで固定される。また、ガイド筒30を上方から吊り下げてもよい。ガイド筒30を設けることにより、導入管31から供給される被処理水及び加圧水を浮上槽10の中央部分から均一に流入させることができる。
The
本実施形態の流入部12は、浮上室16の上部28aで開口し、当該開口部から浮上室16の上部28aに(加圧水を混合させた)被処理水を供給させる。ここで、本実施形態のように流入部12が、ガイド筒30と導入管31とから構成されている場合、少なくともガイド筒30の開口部30aが上部28aで開口していればよい。本実施形態の流入部12は、必ずしもガイド筒30を備える必要はない。例えば、流入部12が導入管31のみから構成されていてもよい。この場合、導入管31の開口部31aが上部28aで開口している必要がある。
The
流入部12の開口部(図1ではガイド筒30の開口部30a)の位置は、浮上室16の上部28a、すなわち集水部22より垂直方向上方であれば特に制限されるものではない。しかし、流入部12の開口部の位置が液面付近にあると、流入部12の開口部から供給される被処理水が液面に噴き上げて、液面を乱し、液面に浮上した浮上物23の再沈降を招く虞がある。
The position of the opening of the inflow portion 12 (in FIG. 1, the
排出部14は、処理水取出管38、水位調整槽40、処理水排出管42を備える。処理水取出管38の一端は、集水部22に接続されており、処理水取出管38の他端は、水位調整槽40の入口に接続されている。また、水位調整槽40の出口には処理水排出管42が接続されている。
The
次に、本実施形態に係る浮上分離装置による運転方法の一例を説明する。まず、被処理水流入管34から被処理水を流入させると共に、加圧水流入管36から高圧下で気体を溶解させた加圧水を流入させる。加圧水は、処理水の一部を加圧タンクに導入し、ここにおいて高圧下で空気を溶解させて生成する。
Next, an example of the operation method by the levitation separator according to the present embodiment will be described. First, water to be treated is caused to flow in from the water to be treated
加圧水流入管36を通る加圧水は、被処理水流入管34を通る被処理水に混合される。被処理水及び加圧水からなる混合液は被処理水流入管34から、導入管31に供給される。被処理水及び加圧水は導入管31を介し、導入管31の開口部31aからガイド筒30内に供給される。ガイド筒30内に供給された(浮上室16の液面に向かって上昇する)被処理水及び加圧水は、ガイド筒30の開口部30aから浮上室16の上部28aに流入する。浮上室16の上部28a(及びガイド筒30内)は、大気圧状態であるため、加圧水に溶解していた気体が気泡として析出し、被処理水中の被処理物質(SS成分、油分等)に付着し、被処理物質が浮上分離される。このようにして浮上した被処理物質(浮上物23)は、浮上物スキマー20により浮上物ポット24に収集される。浮上物ポット24に収集された浮上物23は、浮上物ポット24の排出口に接続された浮上物排出管44(図1に示す)から排出される。気泡の発生方法としては、上記のように加圧水を用いる方法に制限されるものではなく、その他に、例えば、界面活性剤等の気泡発生剤を被処理水に添加する方法等であってもよい。また、被処理水自体を空気溶解タンクに導入し、ここで被処理水に直接空気を溶解する全量加圧方式を採用してもよい。
The pressurized water that passes through the pressurized
ガイド筒30の開口部30aから浮上槽10の上部28aに供給された被処理水が、浮上室16の周壁(浮上槽10の周壁10a)に達すると、周壁10aに沿って流れる下降流となる。そこで、本実施形態では、ガイド筒30の開口部30aを浮上室16の上部28aの中心部において垂直方向上方に開口させるとともに、周壁10aを円筒状にすることが好ましい。上記構成によって、被処理水は放射状に拡がりながら流れる分散流れとなって、周壁10aに達する。その結果、開口部30aから供給された被処理水の流れは、浮上槽10の周壁10aに到達するまでに緩やかになり、周壁10aに沿って流れる被処理水の下降流も緩やかになる。したがって、急速な下降流によって生じる処理水の水質の悪化は抑制される。
When the water to be treated supplied from the
ここで、流入部12の開口部(図1ではガイド筒30の開口部30a)の形状は特に制限されるものではないが、流入部12の開口部から供給される被処理水が放射状に分散し易くなる点で、その上部において上方に向けてテーパ状に広がっていることが好ましい。また、流入部12の開口部の水平断面積は、特に制限されるものではないが、流入部12を流れる被処理水の流速を適切に制御することができる点で、好ましくは浮上室16の水平断面積の1/30〜1/3の範囲、より好ましくは浮上室16の水平断面積の1/20〜1/8の範囲とするのがよい。流入部12の開口部の水平断面積が浮上室16の水平断面積の1/30より小さいと、流入部12から出る際の被処理水の流速が速くなるため、被処理水は浮上室16の表層部を流れ、開口部から周壁10aに向かって流れる被処理水の流速も速くなり、浮上室16の液面に乱れが生じやすく、液面に浮上した浮上物23の再沈降を招く虞がある。また、流入部12の開口部の水平断面積が浮上室16の水平断面積の1/3より大きいと、浮上室16の面積を確保することが難しくなり、浮上分離装置の水面積負荷が大きくなり、効率的な浮上処理が行えなくなる。
Here, the shape of the opening of the inflow portion 12 (in FIG. 1, the
本実施形態において、浮上室16の上部28aに存在する処理水は、浮上室16の周壁から中央に亘って形成された集水口22aに向かって流れる。そのため、上部28aから下部28bへ流れる処理水の下降流は、浮上室16の周壁(浮上槽10の周壁10a)に沿って流れる下降流だけでなく、周壁10a上方から中央下方に向かって流れる下降流も形成される。その結果、浮上室16の上部28a全体を浮上分離処理に使用することが可能となり、処理能力を向上させることができる。また、気泡が付着しても浮上することが出来ない比重の重い被処理物質(沈殿物)や、気泡が十分付着しなかった被処理物質が、周壁10a下方の底部に局所的に沈殿することがなく、底部全体に沈殿する。このように、被処理物質の除去において、浮上室16全体を有効に使用することができるため、装置の小型化、浮上分離装置の高速処理が可能となる。
In the present embodiment, the treated water existing in the
浮上室16の上部28aの処理水が集水口22aから集水される際には、通水部33を通り、浮上室16の下部28bに供給される。なお、集水口22aが上部28a側に形成されている場合には、浮上室16の上部28aの処理水の一部は、通水部33を通過することなく、集水口22aから集水される。ここで、通水部33の水平断面積と通水部33が形成されている浮上室16の水平断面積との比(通水部33の水平断面積/浮上室16の水平断面積)は、0.24〜0.75の範囲であることが好ましく、0.4〜0.6の範囲であることがより好ましい。通水部33の水平断面積/浮上室16の水平断面積が、0.24より小さいと、浮上分離装置の水面積負荷を上げた場合、通水部33を通る処理水の流速が速くなりすぎるため、上部28a側の被処理物質が下部28b側へ流れ込み、集水口22aに取り込まれ、処理水の水質を悪化させる場合がある。また、通水部33の水平断面積/浮上室16の水平断面積が、0.75より大きいと、浮上分離装置の水面積負荷を上げた場合、上部28aから下部28bへ流れる処理水の下降流のうち、周壁10a上方から中央下方に向かって流れる下降流が形成され難くなるため、浮上室16全体を浮上分離処理に使用することが困難となり、処理能力が低下する場合がある。
When the treated water in the
集水口22aから集水された処理水は、集水管29内を通り、処理水取出管38に供給される。そして、処理水は、処理水取出管38を通り、水位調整槽40に供給される。水位調整槽40には可動堰41が設けられている。この可動堰41の高さを調整することで、浮上室16における水位を調整でき、浮上槽10の水位が浮上物23の浮上物ポット24への排出に適した水位に調整される。そして、処理水が水位調整槽40の出口から処理水排出管42へ排出される。なお、可動堰41を間欠的に上昇させ、これによって浮上室16の液面にある浮上物23を浮上物ポット24へオーバーフローさせることも可能である。
The treated water collected from the
図6は、本発明の他の実施形態に係る浮上分離装置の構成の一例を示す模式断面図である。図7は、本発明の他の実施形態に係る浮上分離装置の構成の一例を示す模式上面図である。図6に示す浮上分離装置2において、浮上槽50の周壁50aは矩形であり、浮上槽50内は、上部開放の隔壁50bにより、流入室52(流入部)、浮上室54に区画されている。図6に示すように、浮上室54は、集水部56により垂直方向上部28a及び下部28bに区画されると共に、図7に示すように上部28aと下部28bとの間を処理水が通水する通水部58を有する。流入室52には、被処理水流入管34が接続されている。浮上室54の底部には、被処理物質のうちの沈殿物を溜めるピット18が設けられており、ピット18の沈殿物排出口には沈殿物排出管19が接続されている。排出部14は、処理水取出管38、水位調整槽40、処理水排出管42を備えており、処理水取出管38の一端は、集水部56に接続され、処理水取出管38の他端は、水位調整槽40の入口に接続されている。また、水位調整槽40の出口には処理水排出管42が接続されている。
FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing an example of the configuration of a levitation separator according to another embodiment of the present invention. FIG. 7 is a schematic top view showing an example of the configuration of a flotation separation apparatus according to another embodiment of the present invention. In the
集水部56は、下部28b側に形成された集水口56aを有する直線上の集水管60を浮上室54の長手方向に所定の間隔をあけて複数配置させることにより、形成される。集水管60同士の隙間、集水管60と周壁50aとの隙間が、上部28aと下部28bとの間を処理水が通水する通水部58となる。集水部56は、集水管60内を通る処理水を集合させる集合管62を備えており、該集合管62に処理水取出管38が接続されている。集水管60は、浮上槽50外から浮上槽50内に延設され、浮上槽50外で集合管62に接続されているが、集合管62を浮上槽50内、すなわち浮上室54に設けて、浮上室54で集水管60と集合管62とが接続されていてもよい。なお、上記でも説明したように、集水部56は、浮上室54を上部28a及び下部28bで通水可能なように区画する構成であれば、集水部56の構成は上記に制限されるものではない。
The
図6に示す浮上分離装置2には、浮上室54の底部に沈殿した沈殿物を掻き寄せる沈殿物掻き寄せ機63、不図示であるが集水部上に沈殿した沈殿物を掻き取り通水部から下方に排出する集水部スクレーパー、浮上物スキマーが設けられる。
In the
図6に示すように、沈殿物掻き寄せ機63は、浮上室54の底部で所定の間隔を隔てて配置される2つのローラ65a,65bと、これらのローラ65a,65bに掛けられる無端ベルト66と、無端ベルト66上に形成される羽根等のスクレーパー部とを備える。また、2つのローラ65a,65bのうちの一方のローラには、不図示のモータが接続される。モータが駆動することにより、ローラ65a,65b、無端ベルト66が回転される。そして、無端ベルト66上に形成されたスクレーパー部により、浮上室54の底部に沈殿した沈殿物が、ピット18に掻き寄せされる。不図示の集水部スクレーパー、浮上物スキマーは、上記説明した沈殿物掻き寄せ機63と同様の構成を有するものが、それぞれ集水部上、浮上室の液面上に設置されている。なお、沈殿物掻き寄せ機63は、浮上室54の底部を掻き寄せることができるもの、集水部スクレーパーは、集水部56上の沈殿物を掻き寄せ、通水部58から下方に排出することができるもの、浮上物スキマーは、浮上物を掻き寄せることができるものであれば、必ずしも上記構成に制限されるものではない。
As shown in FIG. 6, the
従来は、沈殿物を清掃するため定期的なメンテナンスが必要であったが、沈殿物掻き寄せ機63、不図示の集水部スクレーパーを備えることにより、浮上室54の底部、集水部56上に沈殿した沈殿物を清掃するためのメンテナンス回数を減らし、装置の長期連続運転が可能となる。
Conventionally, periodic maintenance is required to clean the sediment. However, by providing the
次に、本実施形態に係る浮上分離装置による運転方法の一例を説明する。浮上分離装置2において、被処理水流入管34から流入室52に流入した加圧水及び被処理水は、液面に向かって上昇して、流入室52の開口部52aから、隣接する浮上室54の上部28aに流入する。浮上室54の上部28aでは、被処理水中の被処理物質が浮上物として液面上に浮かび、浮上物が除去された処理水は集水部56に設けられた集水口56aに向かって流れる。
Next, an example of the operation method by the levitation separator according to the present embodiment will be described. In the
浮上室54の上部28aに存在する処理水は、浮上室54の周壁(浮上槽50の周壁50a)から中央に亘って形成された集水口56aに向かって流れる。そのため、上部28aから下部28bへ流れる処理水の下降流は、隔壁50bと反対側の周壁50aに沿って流れる下降流だけでなく、隔壁50bと反対側の周壁50a上方から中央下方、周壁50a上方から隔壁50b下方に向かって流れる下降流も形成される。その結果、浮上室54の上部28a全体を浮上分離処理に使用すること、沈殿物を下部28bの底部全体に沈殿させることができることにより、被処理物質の除去において、浮上槽50全体を有効に使用することができるため、装置の小型化、浮上分離装置の高速処理が可能となる。
The treated water present in the
図8は、本発明の他の実施形態に係る浮上分離装置の構成の一例を示す模式断面図である。図8に示す浮上分離装置3は、図1に示す浮上分離装置1に沈殿物掻き寄せ機64、集水部スクレーパー68を設けたものである。図8に示す浮上分離装置3において、図1に示す浮上分離装置1と同様の構成については、同一の符合を付し、その説明を省略する。
FIG. 8 is a schematic cross-sectional view showing an example of the configuration of a flotation separation apparatus according to another embodiment of the present invention. The floating
沈殿物掻き寄せ機64は、浮上室16の底部(浮上槽10の底部10b)に沈殿した沈殿物を掻き寄せるためのものである。沈殿物掻き寄せ機64はガイド筒30に取り付けられると共に、支持体69により沈殿物掻き寄せ機64の角度調整、補強がなされている。そして、ガイド筒30は、モータ26のシャフトに取り付けられ、モータ26の駆動により回転される。すなわち、沈殿物掻き寄せ機65はモータ26の駆動により、ガイド筒30と一体に回転される。沈殿物掻き寄せ機64が回転することにより、底部10bに沈殿した沈殿物が掻き寄せられ、ピット18に集められ、沈殿物排出管19から排出される。なお、この沈殿物掻き寄せ機64は、羽根、螺旋羽根等のスクレーパー部を有しており、このスクレーパー部によって内側方向に沈殿物を掻き寄せる。
The
ここで、従来は、沈殿物を清掃するため定期的なメンテナンスが必要であったが、沈殿物掻き寄せ機64を設けることにより、沈殿物を効率的に排出することができるため、メンテナンス回数を減らし、装置の長期連続運転が可能となる。
Here, in the past, periodic maintenance was required to clean the sediment. However, by providing the
集水部スクレーパー68は、集水部22上に沈殿した沈殿物を掻き取り、通水部から下方に落下排出するためのものである。集水部スクレーパー68は、ガイド筒30に取り付けられており、モータ26の駆動により、ガイド筒30と一体に回転される。集水部スクレーパー68が回転することにより、集水部22上に沈殿した沈殿物が掻き取られ、通水部から沈殿物が排出される。集水部スクレーパー68を設けることにより、集水部22を清掃するためのメンテナンス回数を減らし、装置の長期連続運転が可能となる。集水部スクレーパー68も羽根等を有するが、この羽根は、沈殿物を半径方向に輸送する必要はない。なお、浮上物スキマー20、沈殿物掻き寄せ機64、集水部スクレーパー68の回転数は同一でなく、それぞれ異ならせてもよい。しかし、同一回転数とすれば、減速機構等が不要で、駆動機構を簡単にできる。特に、対象物に応じて、羽根の傾斜を適切なものに設定することが好適である。
The water
以下、実施例および比較例を挙げ、本発明をより具体的に詳細に説明するが、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, although an example and a comparative example are given and the present invention is explained more concretely in detail, the present invention is not limited to the following examples.
下記の実施例及び比較例で使用した試験装置の構成を説明する。図9は、実施例及び比較例で用いた試験装置の構成を示す模式断面図である。図10は、実施例及び比較例で用いた試験装置の構成を示す模式上面図である。図9,10に示す試験装置4の浮上室54、流入室52、集水部56、排出部14の構成は、図6,7に示す浮上分離装置2と同様の構成である。集水部56を構成する集水管60の数は、実施例及び比較例で異なるが、浮上室54の長手方向に沿って、等間隔で最大13本配置させることができる。
The configuration of the test apparatus used in the following examples and comparative examples will be described. FIG. 9 is a schematic cross-sectional view showing a configuration of a test apparatus used in Examples and Comparative Examples. FIG. 10 is a schematic top view showing the configuration of the test apparatus used in Examples and Comparative Examples. The structure of the floating
(実施例1)
図9,10の試験装置4において、集水管60のNo.1,6,11(図10に示す)に集水管60を配置し、下記の条件で被処理水の浮上分離処理を行い、浮上分離後の処理水のSS濃度(mg/L)を測定した。浮上分離装置に供給する被処理水は、予め凝集処理槽(サイズ:1000L、1000mmΦ×高さ1400mm)で凝集処理したものを用いた。実施例1で使用した集水管の数、通水部の水平断面積/浮上室の水平断面積、各LVに基づくSS濃度の結果を表1にまとめた。
<浮上分離装置サイズ>
浮上室:長さ(D):1200mm、幅(W):500mm、高さ(H)1500mm
上部:高さ(H1)800mm、下部:高さ(H2)500mm
集水管:65A(外径=76mm)
集水口:10mmΦ (集水口の個数は集水口1個あたり0.75m3/hrとなるように調整した)
<試験条件>
被処理水:戸田市工業用水にカオリンを10mg/L、フミンを1mg/L添加したもの
凝集処理時に用いた凝集剤:ポリ塩化アルミニウム(PAC)を30mg/L添加
凝集時の被処理水pH:7(pH調整剤としてHCl、NaOHを添加)
被処理水流量:6〜18m3/hr
水平断面積に対する処理水量(線速度LV):10、20、30m/h
Example 1
In the
<Floating separator size>
Floating chamber: Length (D): 1200 mm, Width (W): 500 mm, Height (H) 1500 mm
Upper part: Height (H1) 800mm, Lower part: Height (H2) 500mm
Catch pipe: 65A (outer diameter = 76mm)
Water collection port: 10 mmΦ (The number of water collection ports was adjusted to be 0.75 m 3 / hr per water collection port)
<Test conditions>
Water to be treated: Toda City industrial water added with 10 mg / L of kaolin and 1 mg / L of humin Coagulant used at the time of coagulation treatment: 30 mg / L of polyaluminum chloride (PAC) pH of water to be treated at the time of coagulation: 7 (Addition of HCl and NaOH as pH adjusters)
Water to be treated: 6-18m 3 / hr
Amount of treated water with respect to horizontal cross-sectional area (linear velocity LV): 10, 20, 30 m / h
(実施例2〜7)
実施例2は、集水管60のNo.2,5,8,11、実施例3は、集水管60のNo.1,3,5,7,9,11、実施例4は、集水管60のNo.1,3,5,7,8,9,11,12、実施例5は、集水管60のNo.1,3,5,6,7,8,9,10,11,12、実施例6は、集水管60のNo.1〜12、実施例7は、集水管60のNo.1〜13に集水管60を配置したこと以外は、実施例1と同様の条件で試験を行った。実施例2〜6で使用した集水管の数、通水部の水平断面積/浮上室の水平断面積、各LVに基づくSS濃度の結果を表1にまとめた。
(Examples 2 to 7)
In Example 2, the
(比較例1,2)
比較例1は、集水管60のNo.1、比較例2は、集水管60のNo.6に管を配置した試験装置を用いたいこと以外は、実施例1と同様の条件で試験を行った。
(Comparative Examples 1 and 2)
Comparative Example 1 is the No. of the
実施例1〜6のように、浮上室を垂直方向上部及び下部で通水可能なように区画し、集水口が浮上室の周壁(例えば、管No.1〜4、10〜13)から中央(例えば、管No.5〜9)に向かって複数形成されている装置の方が、比較例1,2のように、集水口が浮上室の周壁(管No.1)のみ又は中央(管No.6)のみに形成されている装置より、処理水のSS濃度を低下させることができた。通水部の水平断面積/浮上室の水平断面積の比が0.24〜0.75である実施例2〜6は、LVを増加させても、低いSS濃度を確保することができた。特に、通水部の水平断面積/浮上室の水平断面積の比が、0.49、0.62である実施例3,4は、LVを30に上げてもSS濃度を1未満に抑えることができた。 As in Examples 1 to 6, the floating chamber is partitioned so that water can flow through the upper and lower parts in the vertical direction, and the water collecting port is located in the center from the peripheral wall of the floating chamber (for example, pipes Nos. 1 to 4 and 10 to 13). (For example, in the case of a plurality of devices formed toward pipes Nos. 5 to 9, the water collecting port is only the peripheral wall (tube No. 1) of the floating chamber or the center (tube) as in Comparative Examples 1 and 2. The SS concentration of treated water could be reduced from the apparatus formed only in No. 6). In Examples 2 to 6 in which the ratio of the horizontal cross-sectional area of the water flow portion / the horizontal cross-sectional area of the floating chamber was 0.24 to 0.75, a low SS concentration could be secured even when the LV was increased. . In particular, in Examples 3 and 4 in which the ratio of the horizontal cross-sectional area of the water flow portion / the horizontal cross-sectional area of the floating chamber is 0.49 and 0.62, the SS concentration is suppressed to less than 1 even when the LV is increased to 30. I was able to.
下記の実施例及び比較例で使用した試験装置は、図9,10の試験装置4に図6に示す沈殿物掻き寄せ機63を設けたものである。
The test apparatus used in the following examples and comparative examples is the
(実施例8〜14)
実施例8は、集水管60のNo.1,6,11、実施例9は、集水管60のNo.2,5,8,11、実施例10は、集水管60のNo.1,3,5,7,9,11、実施例11は、集水管60のNo.1,3,5,7,8,9,11,12、実施例12は、集水管60のNo.1,3,5,6,7,8,9,10,11,12、実施例13は、集水管60のNo.1〜12、実施例14は、集水管60のNo.1〜13に集水管60を配置し、沈殿部掻き寄せ機を稼働させ、浮上室の底部に沈殿した沈殿物を排出させたこと以外は、実施例1と同様の条件で試験を行った。実施例8〜14で使用した集水管の数、通水部の水平断面積/浮上室の水平断面積、各LVに基づくSS濃度の結果を表2にまとめた。
(Examples 8 to 14)
In Example 8, no. Nos. 1, 6 and 11 and Example 9 show the No. of the
実施例1〜7と実施例8〜14を比較すると、通水部の水平断面積/浮上室の水平断面積が同じでも、実施例8〜14のように沈殿物掻き寄せ機を設けることにより、さらに処理水のSS濃度を低下させることができた。 When Examples 1-7 are compared with Examples 8-14, even if the horizontal cross-sectional area of the water flow section / the horizontal cross-sectional area of the floating chamber are the same, by providing a sediment scraper as in Examples 8-14 Furthermore, the SS concentration of treated water could be lowered.
1,2,3,5,6 浮上分離装置、4 試験装置、10,50,70,90 浮上槽、10a,50a,90a 周壁、10b,70a 底部、12 流入部、14 排出部、16,54 浮上室、18 ピット、19 沈殿物排出管、20 浮上物スキマー、22,56 集水部、22a,56a 集水口、23 浮上物、24 浮上物ポット、26 モータ、28a 上部、28b 下部、29,60 集水管、30,78 ガイド筒、30a,31a,52a 開口部、31,80 導入管、32 堆積防止板、33,58 通水部、34,82,102 被処理水流入管、36,84,104 加圧水流入管、38 処理水取出管、40 水位調整槽、41 可動堰、42,88,106 処理水排出管、44 浮上物排出管、50b,92a,92b 隔壁、52 流入室、62 集合管、63,64 沈殿物掻き寄せ機、65a,65b ローラ、66 無端ベルト、68 集水部スクレーパー、69 支持体、72 外周壁、74 内周壁、76 処理水室、76a 下端部、86 調整槽、94 第1の室、96 第2の室、98 第3の室、100 整流板、100a 整流孔、105 空気溶解タンク、110 ポンプ、111 連通管。 1, 2, 3, 5, 6 Levitation separation device, 4 Test device, 10, 50, 70, 90 Levitation tank, 10a, 50a, 90a Perimeter wall, 10b, 70a Bottom portion, 12 Inflow portion, 14 Discharge portion, 16, 54 Floating chamber, 18 pits, 19 Sediment discharge pipe, 20 Floating matter skimmer, 22, 56 Water collecting part, 22a, 56a Water collecting port, 23 Floating object, 24 Floating substance pot, 26 Motor, 28a upper part, 28b lower part, 29, 60, water collecting pipe, 30, 78 guide tube, 30a, 31a, 52a opening, 31, 80 introduction pipe, 32 accumulation prevention plate, 33, 58 water passing part, 34, 82, 102 treated water inflow pipe, 36, 84, 104 Pressurized water inflow pipe, 38 Treated water take-out pipe, 40 Water level adjustment tank, 41 Movable weir, 42, 88, 106 Treated water discharge pipe, 44 Floating matter discharge pipe, 50b, 92a, 92b Partition wall, 52 Inflow chamber, 62 Collecting pipe, 63, 64 Sediment scraper, 65a, 65b Roller, 66 Endless belt, 68 Water collecting portion scraper, 69 Support, 72 Outer peripheral wall, 74 Inner peripheral wall, 76 Treated water chamber , 76a lower end, 86 adjustment tank, 94 first chamber, 96 second chamber, 98 third chamber, 100 rectifying plate, 100a rectifying hole, 105 air dissolution tank, 110 pump, 111 communication pipe.
Claims (5)
浮上室と、前記浮上室に被処理水を流入させる流入部と、前記被処理物質が分離された処理水を集水する集水口を有する集水部とを有し、
前記浮上室は、前記集水部により垂直方向上部及び下部に区画されると共に、前記上部と前記下部との間を前記処理水が通水する通水部を有し、
前記集水部に設けられる集水口は、前記浮上室の周壁から中央に亘って複数形成され、
前記流入部は、前記上部で開口し、当該開口部から前記上部に被処理水を流入させることを特徴とする浮上分離装置。 A levitation separation device that attaches bubbles to a material to be treated in water to be treated, and separates the material to be treated as a floating material
A levitation chamber, an inflow portion for allowing treated water to flow into the levitation chamber, and a water collection portion having a water collection port for collecting treated water from which the material to be treated is separated,
The levitation chamber is partitioned into a vertical upper part and a lower part by the water collecting part, and has a water flow part through which the treated water flows between the upper part and the lower part,
A plurality of water collection ports provided in the water collection unit are formed from the peripheral wall of the floating chamber to the center,
The inflow portion is opened at the upper portion, and the water to be treated is caused to flow into the upper portion from the opening portion.
前記沈殿物掻き寄せ機及び前記集水部スクレーパーは、前記流入部に取り付けられ、前記流入部と一体に回転されることを特徴とする浮上分離装置。 The levitation separation apparatus according to claim 4, wherein the levitation chamber is cylindrical, and the inflow portion is provided to be rotatable about the center of the levitation chamber,
The sediment separator and the water collecting unit scraper are attached to the inflow part and rotated integrally with the inflow part.
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