JP2013208573A - 固液分離装置 - Google Patents

Abstract

【課題】固液分離装置において、処理対象の懸濁液から固形物を効率良く回収する。
【解決手段】固形物で懸濁した処理対象液Ｗ_１が供給される固液分離槽１１と、この固液分離槽１１内に処理対象液Ｗ_１に一部浸漬された状態で循環移動可能に配置されて固液分離槽１１内に濾液貯留室Ｓを画成するフィルタ１２１と、フィルタ１２１の外周面に付着・堆積した固形物を剥離回収する回収手段１３を備える固液分離装置において、液中の懸濁粒子を凝集して粗大化固形物を生成する粗大化固形物生成部２と、固液分離槽１１へ、前記粗大化固形物を供給する粗大化固形物供給部３を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、外周面に固液分離処理対象液中の固形物による濾過層を形成する無端のフィルタを用いて前記固形物を分離回収する固液分離装置に関するものである。

昨今、廃棄物の減量や再利用による資源の循環及び有効利用の重要性が高まっており、液体に含まれる微小固形物やその溶媒においても例外ではない。

懸濁液は微小な固形物と液体とで構成され、微小固形物が有用物であれば、これを液体から分離して効率的に回収することで資源として再利用することができる。また、液体分が有用であれば、微小固形物を効率的に除去することで液体を資源として再利用することができる。

例えば、有機性の懸濁液として、洗米排水やでんぷん排水などの食品工場排水が挙げられる。これらの排水中には微小な有機固形物が高濃度で含有されており、固形物を効率的に回収することでメタン発酵などのバイオガス化によるエネルギー回収を見込むことができる。また、回収物によっては飼料化やバイオプラスチック化、堆肥化などが可能となる。一方で、焼酎工場排水などは液体中に高濃度の有機物を含むため、液体用のメタン発酵（ＵＡＳＢ法）によるエネルギー回収が見込めるが、固形物が多いと処理が阻害されることがあり、メタン発酵の前段でこのような固形物を除去することが望ましい。

一方、無機性の懸濁液としては、金属加工排水、シリコン系排水、セメント排水などが挙げられる。これらの排水についても、固形物を回収することで固形物もしくは液体分のリサイクルが可能となる。

しかしながら、これら有機性あるいは無機性の固形物は、粒径が150μm以下の微小粒子の占める割合が大きいことから、その回収が難しく、従来は凝集剤を用いて微小な粒子を凝集してフロック化し、沈降もしくは浮上分離していることが多い。ところが、このような浮遊フロックや沈降汚泥は、含水率が98%〜99%と高いことから有効利用は難しく、汚泥として産業廃棄物処理されているのが現状である。このため有効利用というよりも、むしろ懸濁排水処理に莫大な水処理コストがかかることが問題となっている。

ところで、このような懸濁液から微小固形物を分離回収する固液分離装置としては、下記の特許文献１に開示されているような、回転ドラム型の固液分離装置が知られており、製紙業界において、パルプの濃縮や白水処理に用いられている。

図１１は、従来の固液分離装置を示すもので、懸濁液である固液分離対象水Ｗ_１を貯留する固液分離槽１０１と、この固液分離槽１０１内に水平軸心を中心として回転可能に配置され、外周壁がワイヤクロスや濾布などによる円筒状のフィルタ１０２ａからなる固液分離ドラム１０２と、前記フィルタ１０２ａの外周面に付着・堆積した懸濁粒子からなるプレコート層ＰＣを剥離回収する転写ローラ１０３ａ及びスクレーパ１０３ｂ又はカッタからなる回収装置１０３とを備える。

すなわち、この固液分離装置１００は、固液分離槽１０１内へ固液分離対象水Ｗ_１を供給する一方、回転する固液分離ドラム１０２内へ濾過された水（濾水Ｗ_２）を、排水口１０４を通じて排出することによって、固液分離ドラム１０２のフィルタ１０２ａの外周面に固液分離対象水Ｗ_１中の微小固形物（懸濁粒子）が付着・堆積したプレコート層ＰＣを形成させ、このプレコート層ＰＣ自体の濾過機能を利用して、フィルタ１０２ａのメッシュサイズより粒径の細かい懸濁粒子を分離可能としている。そしてこのようにして固液分離ドラム１０２のフィルタ１０２ａの外周面にプレコート層ＰＣとして付着・堆積された固形物は、回収装置１０３によって剥離・回収される。また、固液分離ドラム１０２の回転速度によって、排水（濾水Ｗ_２）の処理量、プレコート層ＰＣの厚さ、及び濾水Ｗ_２の水質を調整することができる。

図１２は、固液分離ドラム１０２のフィルタ１０２ａにプレコート層が形成されて行く過程を模式的に示すものである。まず図１２における（Ａ）は、フィルタ１０２ａが、図１１においてプレコート層ＰＣが回収装置１０３により剥離回収された直後の位置にある状態を示している。そして図１１における反時計方向へ固液分離ドラム１０２が回転して行くのに伴って、フィルタ１０２ａが固液分離対象水Ｗ_１の水面下に没入して行くと、没入直後の位置では、固液分離対象水Ｗ_１がフィルタ１０２ａを通過する際に、まず図１２の（Ｂ）のように、フィルタ１０２ａのメッシュサイズよりも粒径の大きな粗大化固形物ＳＳ_１が捕捉されると、この捕捉された粗大化固形物ＳＳ_１による目詰まり現象で、捕捉された粗大化固形物ＳＳ_１自体が濾過作用を奏するようになるので、図１２の（Ｃ）のように、メッシュサイズよりも粒径の小さな懸濁粒子ＳＳ_２も捕捉され、さらに図１２の（Ｄ）のように、微小な粒径の懸濁粒子ＳＳ_３も捕捉されるようになって、徐々に懸濁粒子によるプレコート層ＰＣが形成されて行くのである。

しかしながら、この種の固液分離装置１００では、微小な懸濁粒子を回収するにあたり、固液分離対象水Ｗ_１に珪藻土などの濾過助剤を添加するため、廃棄物の量が増大し、しかも回収物のリサイクルが困難になるといった問題があった。

また、固液分離装置の特性として、懸濁粒子の粒径が非常に小さい対象水において、懸濁粒子の高い回収率（除去率）を実現するには、固液分離槽１０１内における固液分離ドラム１０２の没入方向において、プレコート層ＰＣの形成を十分に図る必要がある。すなわち懸濁粒子の粒径が非常に小さい対象水の場合、濾水Ｗ_２の高い清澄性を確保し、言い換えれば固液分離対象水Ｗ_１からの微小懸濁粒子の高い回収率を確保するには、固液分離ドラム１０２の回転を低速にする必要があり、このため処理速度が低下する問題があった。

特開２００６−３３４４７４号公報

本発明は、以上のような点に鑑みてなされたものであって、その技術的課題は、固液分離装置において、処理対象の懸濁液から固形物を効率良く回収することにある。

上述した技術的課題を有効に解決するための手段として、請求項１の発明に係る固液分離装置は、固形物で懸濁した処理対象液が供給される固液分離槽と、この固液分離槽内に前記処理対象液に一部浸漬された状態で循環移動可能に配置されて前記固液分離槽内に濾液貯留室を画成するフィルタと、前記フィルタの外周面に付着・堆積した固形物を剥離回収する回収手段を備える固液分離装置において、処理対象液中の懸濁粒子を凝集して粗大化固形物を生成する粗大化固形物生成部と、前記固液分離槽へ、前記粗大化固形物を供給する粗大化固形物供給部を備えることを特徴とするものである。

上記構成の固液分離装置は、固液分離槽内へ処理対象液を供給すると共に、回転する固液分離ドラムの内部空間から、この固液分離ドラム内へ濾過された濾液を排出することによって、固液分離槽内を循環移動するフィルタの外周面に処理対象液中の固形物が付着・堆積した濾過層を形成させ、この濾過層自体による濾過機能を利用して、フィルタの目開きサイズより粒子の細かい懸濁粒子を捕捉し、回収手段によって回収するものである。そして懸濁粒子を凝集した粗大化固形物を固液分離槽へ供給することで、この粗大化固形物がフィルタの外周面に直ちに付着・堆積するので、濾過層の形成及びこの濾過層自体による濾過作用の発現が促されると共に、懸濁粒子の凝集によって微小懸濁粒子が減少するので、清澄性の高い濾液を得ることができる。

請求項２の発明に係る固液分離装置は、請求項１に記載の構成において、固液分離槽内で沈殿した粗大化固形物を前記固液分離槽内におけるフィルタ没入側へ供給する粗大化固形物分画装置を備えることを特徴とするものである。

請求項３の発明に係る固液分離装置は、請求項１又は２に記載の構成において、粗大化固形物供給部が、粗大化固形物を固液分離槽におけるフィルタ浮上側の液面近傍へ供給するものであることを特徴とするものである。

請求項４の発明に係る固液分離装置は、請求項１〜３のいずれかに記載の構成において、粗大化固形物供給部による固液分離槽への処理対象液の流入部に、水平方向への処理対象液の分散手段を設けたことを特徴とするものである。

請求項５の発明に係る固液分離装置は、請求項１〜４のいずれかに記載の構成において、粗大化固形物生成部が、撹拌機及び凝集剤添加部を有する凝集撹拌槽からなるものであることを特徴とするものである。

本発明に係る固液分離装置によれば、処理速度を低下させることなく懸濁粒子の高い回収率（除去率）を実現することができる。

本発明に係る固液分離装置の好ましい実施の形態を概略的に示す平面図である。 図１におけるII−II’断面図である。 図１におけるIII−III’断面図である。 本発明に係る固液分離装置の実施の形態において、粗大化固形物供給部による固液分離槽への固液分離対象水の流入部の形状例を示す説明図である。 本発明に係る固液分離装置の実施の形態において、粗大化固形物供給部による固液分離槽への固液分離対象水の流入を水平方向へ分散させるための形状をＴ字形とした例を示す説明図である。 本発明に係る固液分離装置の実施の形態において、粗大化固形物供給部による固液分離槽への固液分離対象水の流入を水平方向へ分散させるために多孔管を用いた例を示す説明図である。 本発明に係る固液分離装置の実施の形態において、粗大化固形物供給部による固液分離槽への固液分離対象水の流入を水平方向へ分散させるための他の形状例を示す説明図である。 図７におけるVIII−VIII’断面図である。 本発明に係る固液分離装置の実施の形態において、粗大化固形物供給部による固液分離槽への固液分離対象水の流入を水平方向へ分散させるための他の形状例を示す説明図である。 図９におけるＸ−Ｘ’断面図である。 従来の技術による固液分離装置の概略構成を示す断面図である。 固液分離ドラムのフィルタにプレコート層が形成されて行く過程を模式的に示す説明図である。

以下、本発明に係る固液分離装置の好ましい実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

まず図１は、本発明に係る固液分離装置の好ましい実施の形態を概略的に示す平面図、図２は、図１におけるII−II’断面図、図３は、図１におけるIII−III’断面図である。これらの図に示す固液分離装置は、固液分離装置本体１と、粗大化固形物生成部２と、粗大化固形物供給部３と、粗大化固形物分画装置４を備える。

固液分離装置本体１は、懸濁水からなる固液分離対象水Ｗ_１を貯留する固液分離槽１１と、この固液分離槽１１内に配置された固液分離ドラム１２と、この固液分離ドラム１２の円筒状のフィルタ１２１の外周面に固液分離対象水Ｗ_１中の懸濁粒子により形成されたプレコート層ＰＣを剥離回収する固形物回収装置１３を備える。なお、固液分離対象水Ｗ_１は、請求項１に記載された処理対象液に相当するものであり、濾水Ｗ_２は、請求項１に記載された濾液に相当するものであり、固形物回収装置１３は、請求項１に記載された回収手段に相当するものである。

固液分離装置本体１における固液分離ドラム１２は、固液分離槽１１内の固液分離対象水Ｗ_１に上部を除く部分が浸漬された状態で、不図示の電動モータ及び減速装置により与えられる駆動力によって、不図示の水平軸を中心として低速回転されるものであって、軸方向一側が開放された形状となっている。そして固液分離ドラム１２の円筒状の外周壁はワイヤクロスなどのフィルタ１２１からなり、開放された側の端部に設けられたシール部材１２３（図１）が、固液分離槽１１の一方の側壁１１ａの内側面に摺動可能に密接されることによって、この側壁１１ａとの間に濾水貯留室Ｓが画成されている。濾水貯留室Ｓは請求項１に記載の濾液貯留室に相当する。

固液分離ドラム１２のフィルタ１２１としては、メッシュサイズが150μm以下のものが採用される。これは、メッシュサイズが150μmを超えるものでは、初期の固液分離工程においてフィルタ１２１に予めプレコート剤による層を形成しておかないと、フィルタ１２１の外周面に固形物の付着・堆積が起こりにくく、すなわちプレコート層ＰＣが形成されにくいからである。また、フィルタ１２１の材質としては、ステンレス、亜鉛、真鍮、アルミ等の金属からなるワイヤクロス、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリ塩化ビニル、ナイロン、ポリテトラフルオロエチレン等の合成樹脂繊維、障子紙などのパルプ繊維、ガラス繊維、炭素繊維及びそれらの繊維素材から構成される濾布を使用することが可能である。

固液分離槽１１には、その一方の側壁１１ａにおける固液分離ドラム１２との対向面の下部に位置して排水口１１ｂが開設され、この排水口１１ｂを介して固液分離ドラム１２の内周の濾水貯留室Ｓと連通する排水槽５が設けられ、排水口１１ｂを通じて濾水貯留室Ｓから排水槽５へ流れ込んだ濾水Ｗ_２を、排水ポンプＰ１によって排出するようになっている。また、参照符号１４は固液分離槽１１の水位を検出する水位センサである。

固液分離ドラム１２は図２における反時計方向へ回転するものであり、したがってこの固液分離ドラム１２の外周のフィルタ１２１は、固液分離槽１１における参照符号１１Ａで示される側（以下、フィルタ浮上側１１Ａという）で固液分離対象水Ｗ_１の水面から浮上する一方、参照符号１１Ｂで示される側（以下、フィルタ没入側１１Ｂという）で固液分離対象水Ｗ_１の水面下へ没入するように、水面下と水面上を経由して反時計方向へ循環移動される。

固液分離装置本体１における固形物回収装置１３は、固液分離ドラム１２のフィルタ１２１の外周面に形成されたプレコート層ＰＣの表面に、固液分離槽１１における固液分離対象水Ｗ_１の水位より上方で接触しながら、固液分離ドラム１２と逆方向へ回転されることによって、前記フィルタ１２１からプレコート層ＰＣを転写・付着させる転写ローラ１３１と、この転写ローラ１３１に転写・付着された回収固形物Ｃを掻き取るスクレーパ１３２からなる。

粗大化固形物生成部２は、原水供給口２１ａ及び固液分離対象水流出口２１ｂを有する凝集撹拌槽２１を備える。この凝集撹拌槽２１には、図３に示すように原水供給口２１ａから供給される原水Ｗ_０を撹拌する撹拌機２２と、原水Ｗ_０に凝集剤を添加するための凝集剤添加部２３及びｐＨ調整剤を添加するためのｐＨ調整剤添加部２４が設けられている。凝集剤添加部２３は、図１に示すように、凝集剤貯留槽２３ａと、この凝集剤貯留槽２３ａに貯留された凝集剤を凝集撹拌槽２１へ送るポンプＰ２からなり、ｐＨ調整剤添加部２４も同様に、ｐＨ調整剤貯留槽２４ａと、この凝集剤貯留槽２４ａに貯留されたｐＨ調整剤を凝集撹拌槽２１へ送るポンプＰ３からなる。すなわちこの粗大化固形物生成部２は、原水供給口２１ａから凝集撹拌槽２１内に供給された原水Ｗ_０に凝集剤を添加すると共に、撹拌機２２で撹拌することによって、原水Ｗ_０に含まれる懸濁粒子ＳＳａを凝集させて粗大化固形物（フロック）ＳＳｂを生成するものである。

凝集撹拌槽２１の容積は、小さすぎると凝集剤との反応が不十分となり、大きすぎると凝集により粗大化した固形物（フロック）が再分散する恐れがある。このため、凝集撹拌槽２１の容積は、滞留時間が１〜１０分となるように設定することが望ましい。したがって、例えば固液分離速度が１０Ｌ/ｍｉｎの場合には、凝集撹拌槽２１の容積は１０〜１００Ｌに設定する。

凝集剤添加部２３により原水Ｗ_０に添加する凝集剤としては、無機凝集剤又は高分子凝集剤（一般的にポリマーと言われている）が知られているが、発明者らの試験によれば、高分子凝集剤は高粘性のため、固液分離ドラム１２のフィルタ１２１での固液分離速度（濾過速度）が減少することが確認されていることから、無機凝集剤の方が望ましい。

凝集剤の最適な種類や添加量は、原水Ｗ_０中に含まれる懸濁粒子の種類や濃度等の条件によって異なる。少なくとも発明者らは、下水処理場や食品廃水処理、し尿処理などで発生する余剰汚泥の固液分離手段としては、凝集剤としてＰＡＣ（ポリ塩化アルミニウム）もしくはポリ鉄（ポリ硫酸第二鉄）のみを添加し、ポリマーを添加しないことが、高い固形物回収率と回収速度を実現可能であった。

また、凝集剤ごとに凝集に適したｐＨの範囲があり、例えばＰＡＣではｐＨ６〜８、ポリ鉄ではｐＨ９〜１１である。原水Ｗ_０の懸濁粒子濃度や凝集剤の添加量によっては、そのままではｐＨがこのような適正範囲外になってしまい凝集効果が発揮されないおそれがある。したがって、図示した実施の形態ではｐＨ電極２５によって原水Ｗ_０のｐＨを計測し、計測されたｐＨの値に応じて、ｐＨ調整剤添加部２４により酸やアルカリなどのｐＨ調整剤を添加可能としている。

凝集撹拌槽２１への原水Ｗ_０の供給（流入）は、通常は、併設した固液分離槽１１の水位を水位センサ１４によって検出し、原水Ｗ_０を凝集撹拌槽２１へ送るポンプＰ４や電動弁ＭＶの駆動を制御すれば良い。しかしながら、凝集撹拌槽２１から固液分離槽１１への流出配管の閉塞等、何らかの原因によって固液分離槽１１の水位と凝集撹拌槽２１の水位が連動せずに、凝集撹拌槽２１の水位が上昇し、槽外部へ原水Ｗ_０（固液分離対象水Ｗ_１）がオーバーフローするおそれも考えられる。このため、凝集撹拌槽２１には水位センサ２６を設置し、異常水位が検出された時には前記ポンプＰ４や電動弁ＭＶにより供給を停止させる制御系を導入することが望ましい。またこの場合、撹拌機２２の駆動によって原水Ｗ_０に生じる撹拌流によって、水位センサ２６の検出精度に狂いを生じることがないように、凝集撹拌槽２１内に、固液分離対象水流出口２１ｂ側へ向かう水流が底部を迂回するように整流板２１ｃを設置し、整流板２１ｃの下流側に水位センサ２６を設置する。

また、粗大化固形物生成部２の凝集撹拌槽２１は固液分離装置本体１の固液分離槽１１と隣接して配置し、凝集撹拌槽２１における固液分離対象水流出口２１ｂの下流端部すなわち粗大化固形物供給部３は、粗大化固形物ＳＳｂを含んだ原水（固液分離対象水Ｗ_１）を、前記固液分離槽１１へ自然流下させるものであることが望ましい。凝集撹拌槽２１を固液分離槽１１から離れた位置に設置して、固液分離対象水Ｗ_１をポンプで固液分離槽１１へ移送することも可能ではあるが、この場合は、凝集撹拌槽２１内で原水Ｗ_０中の懸濁粒子ＳＳａを凝集して生成させた粗大化固形物（フロック）ＳＳｂが壊れてしまうおそれがあるからである。

なお、粗大化固形物供給部３による固液分離槽１１への固液分離対象水Ｗ_１の供給は、フィルタ浮上側１１Ａでもフィルタ没入側１１Ｂでも構わないが、固液分離対象水Ｗ_１には粗大化固形物ＳＳｂだけでなく微小な懸濁粒子ＳＳａも残っているため、フィルタ浮上側１１Ａへ導入し、沈殿した粗大化固形物ＳＳｂを、後述する粗大化固形物分画装置４によって分画し、フィルタ没入側１１Ｂへ供給することが有効である。

図４〜図１０は、粗大化固形物生成部２の凝集撹拌槽２１から、固液分離対象水Ｗ_１が固液分離装置本体１の固液分離槽１１におけるフィルタ浮上側１１Ａの水面近傍へ自然流下により流入するようにした粗大化固形物供給部３の種々の形状例を示すものである。

このうち図４に示す粗大化固形物供給部３は、凝集撹拌槽２１における固液分離対象水流出口２１ｂからオーバーフロー配管３１によって固液分離対象水Ｗ_１を固液分離槽１１におけるフィルタ浮上側１１Ａの水面近傍へ流下させるものである。この場合、オーバーフロー配管３１の先端は固液分離槽１１における水面上に開口していても良いが、固液分離対象水Ｗ_１中の粗大化固形物ＳＳｂをなるべく壊さないようにする観点からは、図中に一点鎖線で示すように、水面下で開口しているものが好ましい。

さらにこの場合、図５に示すように、オーバーフロー配管３１の先端が水面下で水平方向へ開口したＴ字形などの分岐形状とすれば、このオーバーフロー配管３１から流入する固液分離対象水Ｗ_１中の粗大化固形物ＳＳｂを水平方向へ分散させることができる。

また、図６に示すように、粗大化固形物生成部２の凝集撹拌槽２１における固液分離対象水流出口２１ｂを水面下に開口させ、そこから粗大化固形物供給部３としての多孔管３２を固液分離槽１１におけるフィルタ浮上側１１Ａの水面下へ延在させた構造としても良い。なお、この場合は、多孔管３２の穴３２ａの開口径を粗大化固形物ＳＳｂの径よりも大きくすることが必要である。しかもこの場合、凝集撹拌槽２１から固液分離槽１１への固液分離対象水Ｗ_１の流入は、両槽２１，１１間の水頭差に依存されることから、配管径を比較的大きくしないと原水供給口２１ａから凝集撹拌槽２１への原水Ｗ_０の供給量より固液分離槽１１への固液分離対象水Ｗ_１の供給量が小さくなって両槽２１，１１の水頭差が大きくなり、凝集撹拌槽２１からオーバーフローするおそれがあるので、配管径や穴３２ａの開口径の設計には流量を十分考慮する必要がある。

また、図７及び図８は、粗大化固形物供給部３として、連続した三角堰３３を用いた例を示すものである。この三角堰３３は、固液分離槽１１の内面に水平に取り付けられた樋状の板からなるものであって、上縁に沿って多数のＶ字形切欠３３ａが形成されており、水平方向の一端が凝集撹拌槽２１の上部に開口した固液分離対象水流出口２１ｂに連通している。

この構成によれば、凝集撹拌槽２１の固液分離対象水流出口２１ｂから、粗大化固形物ＳＳｂを含む固液分離対象水Ｗ_１が三角堰３３による粗大化固形物供給部３へ流れ込み、この三角堰３３に形成された多数のＶ字形切欠３３ａから固液分離槽１１におけるフィルタ浮上側１１Ａへ水平方向に分散流入することになる。

また、図９及び図１０は、粗大化固形物供給部３として、送水管３４と、水平方向へ細長く延びる長孔状の開口部３５ａが固液分離ドラム１２のフィルタ１２１の外周面と対向するように開設された樋状の仕切り板３５を用いた例を示すものである。

この構成でも、凝集撹拌槽２１の固液分離対象水流出口２１ｂから送水管３４を介して仕切り板３５内に流入する粗大化固形物ＳＳｂを含む固液分離対象水Ｗ_１は、仕切り板３５の底板３５ｂによって水平方向へ広がり、長孔状の開口部３５ａから固液分離槽１１におけるフィルタ浮上側１１Ａへ分散流入することになる。

上述した図４〜図１０に示す粗大化固形物供給部３は、どれを採用しても良いが、図９及び図１０に示すものが最も好ましい。その理由は、固液分離対象水Ｗ_１が固液分離槽１１へ流入する際に下降流が生じにくく、しかも粗大化固形物ＳＳｂを壊さずに供給できるからである。なお、仕切り板３５の開口部開口部３５ａの高さは小さすぎると粗大化固形物ＳＳｂが詰まりやすくなるため、５〜３０ｍｍとするのが望ましい。

説明を図２に戻すと、粗大化固形物分画装置４は、固液分離装置本体１における固液分離槽１１の底部に形成した粗大化固形物溜まり４１と、この粗大化固形物溜まり４１に沈殿した粗大化固形物ＳＳｂにより濃縮された濃縮水Ｗ_３を固液分離槽１１におけるフィルタ没入側１１Ｂの水面近傍へ供給する配管４２及びポンプＰ５を備える。

固液分離槽１１におけるフィルタ没入側１１Ｂの水面近傍には、粗大化固形物ＳＳｂを水平方向に分散流入させるための三角堰４３が設けられている。この三角堰４３は、先に説明した図７及び図８に示す粗大化固形物供給部３の三角堰３３と同様、固液分離槽１１の内面に水平に取り付けられた樋状の板からなるものであって、上縁に沿って多数のＶ字形切欠４３ａが形成されている。

以上のように構成された固液分離装置は、粗大化固形物生成部２の凝集撹拌槽２１から粗大化固形物供給部３を介して固液分離装置本体１の固液分離槽１１に供給された固液分離対象水Ｗ_１を、この固液分離対象水Ｗ_１に浸漬された固液分離ドラム１２の内周の濾水貯留室Ｓにおける濾水Ｗ_２との水頭差によって固液分離ドラム１２の円筒状フィルタ１２１で濾過し、この濾過作用によって前記フィルタ１２１に捕捉されて堆積した懸濁粒子の層（プレコート層ＰＣ）を、固形物回収装置１３で回収固形物Ｃとして回収する一方、濾水貯留室Ｓへ流入した濾水Ｗ_２を処理済み水として排出するものである。

粗大化固形物供給部３により固液分離槽１１に供給される固液分離対象水Ｗ_１には、粗大化固形物生成部２の凝集撹拌槽２１において、原水供給口２１ａから凝集撹拌槽２１内に供給された原水Ｗ_０に凝集剤を添加すると共に撹拌機２２で撹拌することによって、原水Ｗ_０に含まれる懸濁粒子ＳＳａが凝集した多くの粗大化固形物（フロック）ＳＳｂが含まれており、水より比重が大きい物質からなる同じ成分の固形物の場合、粒子径が大きいほど比表面積が小さくなることによって、沈降速度が速くなるため、固液分離槽１１におけるフィルタ浮上側１１Ａに供給された固液分離対象水Ｗ_１に含まれる粗大化固形物ＳＳｂは徐々に沈下し、固液分離槽１１の底部に形成した粗大化固形物溜まり４１に溜まる。

粗大化固形物溜まり４１への粗大化固形物ＳＳｂの沈降によって得られた粗大化固形物濃縮水Ｗ_３は、粗大化固形物分画装置４のポンプＰ５の駆動によって、固液分離槽１１のフィルタ没入側１１Ｂの水面近傍へ供給される。このため、フィルタ没入側１１Ｂの固液分離対象水Ｗ_１中における粗大化固形物ＳＳｂの密度が高く保持される。

また、粗大化固形物分画装置４によって固液分離槽１１のフィルタ没入側１１Ｂへ供給される粗大化固形物濃縮水Ｗ_３は、三角堰４３に形成された多数のＶ字形切欠４３ａから前記フィルタ没入側１１Ｂの水面近傍へ分散流入するため、水面近傍における粗大化固形物ＳＳｂの分布を均一化させることができる。

そしてこのような粗大化固形物ＳＳｂの分画供給によって、固液分離槽１１におけるフィルタ没入側１１Ｂでは、粗大化固形物ＳＳｂの密度が著しく高くなるため、水面上で固形物回収装置１３によってプレコート層ＰＣが剥離回収された（プレコート層ＰＣが未形成の）フィルタ１２１が、図２における反時計方向への固液分離ドラム１２の回転に伴って、固液分離対象水Ｗ_１の水面下に没入して行くと、このプレコート層未形成のフィルタ１２１の外周面へ速やかに粗大化固形物ＳＳｂが捕捉され、プレコート層ＰＣの形成が促される。

このため、フィルタ１２１に付着した粗大化固形物ＳＳｂ（プレコート層ＰＣ）による濾過作用が速やかに発現されるので、メッシュサイズよりも粒径の小さな懸濁粒子が濾水Ｗ_２中へ流出してしまうのを有効に抑制することができ、すなわち、微小な懸濁粒子ＳＳａの捕捉が効率良く行われ、これら粗大化固形物ＳＳｂ及び微小懸濁粒子ＳＳａによるプレコート層ＰＣの形成が促進される。

したがって、固液分離槽１１の粗大化固形物溜まり４１で固液分離対象水Ｗ_１から沈降分離（分画）された粗大化固形物ＳＳｂを高密度で含む粗大化固形物濃縮水Ｗ_３を、粗大化固形物分画装置４によって、固液分離槽１１におけるフィルタ没入側１１Ｂへ供給することによって、プレコート層ＰＣの形成が促進される結果、濾水Ｗ_２の清澄性を向上させ、かつ固形物の回収率を高めることができ、また固液分離ドラム１２の回転速度も、従来よりも上昇させることができる。すなわち、装置規模あたりの固液分離対象水Ｗ_１の処理速度が高まるため、処理コストを大幅に削減することができる。

１ 固液分離装置本体
１１ 固液分離槽
１１Ａ フィルタ浮上側
１１Ｂ フィルタ没入側
１２ 固液分離ドラム
１２１ フィルタ
１３ 固形物回収装置（回収手段）
２ 粗大化固形物生成部
２１ 凝集撹拌槽
２２ 撹拌機
３ 粗大化固形物供給部
４ 粗大化固形物分画装置
ＰＣ プレコート層
Ｓ 濾水貯留室（濾液貯留室）
ＳＳｂ 粗大化固形物
Ｗ_０ 原水
Ｗ_１ 固液分離対象水（処理対象液）
Ｗ_２ 濾水（濾液）
Ｗ_３ 粗大化固形物濃縮水

Claims (5)

1. 固形物で懸濁した処理対象液が供給される固液分離槽と、この固液分離槽内に前記処理対象液に一部浸漬された状態で循環移動可能に配置されて前記固液分離槽内に濾液貯留室を画成するフィルタと、前記フィルタの外周面に付着・堆積した固形物を剥離回収する回収手段を備える固液分離装置において、処理対象液中の懸濁粒子を凝集して粗大化固形物を生成する粗大化固形物生成部と、前記固液分離槽へ、前記粗大化固形物を供給する粗大化固形物供給部を備えることを特徴とする固液分離装置。
2. 固液分離槽内で沈殿した粗大化固形物を前記固液分離槽内におけるフィルタ没入側へ供給する粗大化固形物分画装置を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。
3. 粗大化固形物供給部が、粗大化固形物を固液分離槽におけるフィルタ浮上側の液面近傍へ供給するものであ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。
4. 粗大化固形物供給部による固液分離槽への処理対象液の流入部に、水平方向への処理対象液の分散手段を設けたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の固液分離装置。
5. 粗大化固形物生成部が、撹拌機及び凝集剤添加部を有する凝集撹拌槽からなるものであることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の固液分離装置。

Images