JP2013208574A - 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と共に、固液分離槽１１内のフィルタ浮上側１１Ａにおける固形物濃度の濃縮を防止する。
【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、固液分離槽１１内におけるフィルタ没入側１１Ｂの深部とフィルタ浮上側１１Ａの浅部とを移送手段５を介して連通させ、この移送手段５によってフィルタ没入側１１Ｂの深部とフィルタ浮上側１１Ａの浅部の間で処理対象液を移送可能とした。
【選択図】図２

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８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９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９における（Ａ）は、フィルタ１０２ａが、図８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８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９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９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９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、粗大化した汚泥などを含む固液分離対象水によっては、固液分離ドラム１０２のフィルタ１０２ａに含水率の高い固形物が厚く堆積することがある。このような場合は、固液分離ドラム１０２に堆積した固形物が回収装置１０３の転写ローラ１０３ａにより押しつぶされることで、その一部が、図８に符号Ｆで示すようにフィルタ浮上側の槽内に滑り落ちることがある。このため、固液分離槽１０１内のフィルタ浮上側における固形物濃度の濃縮が進み、場合によってはフィルタ浮上側では固液分離槽１０１内の水位とは関係なく浮遊固形物Ｆが盛り上がり、最終的に槽外に浮遊固形物Ｆが流出するおそれがあった。

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と共に、固液分離槽内のフィルタ浮上側における固形物濃度の濃縮を防止することにある。

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、前記固液分離槽内におけるフィルタ没入側の深部とフィルタ浮上側の浅部とを移送手段を介して連通させ、この移送手段によって前記フィルタ没入側の深部とフィルタ浮上側の浅部の間で前記処理対象液を移送可能とした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・堆積した層を形成させ、これを回収手段によって回収するものである。そしてこの種の固液分離装置は、固液分離槽内のフィルタ浮上側の浅部では固形物濃度が上昇しやすいが、フィルタ没入側の深部とフィルタ浮上側の浅部の間で前記処理対象液を移送可能としたことによって、フィルタ浮上側の浅部の固形物濃度上昇を抑制することができる。

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、移送手段が固液分離槽内のフィルタ浮上側の浅部に生じる高濃度の処理対象液をフィルタ没入側の深部へ移送するものであ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に記載の構成において、移送手段が固液分離槽内のフィルタ没入側の深部に生じる低濃度の処理対象液をフィルタ浮上側の浅部へ移送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３に記載の構成において、移送手段の下流端部に水平方向への分散供給手段を設けた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、固液分離槽内のフィルタ浮上側の処理対象液の濃縮進行による懸濁粒子の回収率低下を防止し、かつ浮遊固形物が固液分離槽から流出するといったおそれを防止することができる。

本発明に係る固液分離装置の第一の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第一の実施の形態において、固液分離対象水移送装置によるフィルタ浮上側の配管端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第二の実施の形態を概略的に示す説明図である。 第二の実施の形態において、固液分離対象水移送装置による低濃度水の流入を水平方向へ分散させるため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第三の実施の形態を概略的に示す説明図である。 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第一の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と、固液分離対象水移送装置５とを備える。

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（固形物）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６が設けられ、排水口１１ｂを通じて濾水貯留室Ｓから排水槽６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。なお、参照符号２５は原水Ｗ_０のｐＨを計測するｐＨ電極である。

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、配管３１などによって前記固液分離槽１１へ自然流下させ、水面付近で水平方向へ分散供給す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。また、水面付近で水平方向へ分散供給することによって、粗大化固形物ＳＳｂや微小懸濁粒子ＳＳａなどの固形物を略均一に供給することができる。

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２に示す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を水平方向に分散供給するための三角堰４３が設けられている。この三角堰４３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４３ａが形成されている。

図２に示す固液分離対象水移送装置５は、固液分離槽１１内のフィルタ浮上側１１Ａの浅部（例えば10cm以浅）に設けた引き抜き部５１と、この引き抜き部５１から延びて下流端部５２ａがフィルタ没入側１１Ｂの深部（例えば10cm以深）に開口した送水管５２と、この送水管５２に設けられて引き抜き部５１から送水管５２を介して濃縮水Ｗ_４（固液分離対象水Ｗ_１）をフィルタ没入側１１Ｂの深部へ送水するポンプＰ６からなる。なお、固液分離対象水移送装置５は請求項１に記載された移送手段に相当するものである。

固液分離対象水移送装置５における引き抜き部５１としては、例えば図４に示すように、略水平方向へ延び、粗大化固形物ＳＳｂの径よりも大きな開口径の多数の穴５１ａが開設された多孔管や、あるいは不図示の多岐管（マニホールド）を用いることができる。

また、粗大化固形物供給部３において、固液分離対象水Ｗ_１を固液分離槽１１へ自然流下させて水平方向へ分散供給するための手段は、先に説明した図４と同様の多孔管や多岐管を用いるなど、種々の構成が考えられる。

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の底板によって水平方向へ広がり、長孔状の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。

また、固液分離槽１１内におけるフィルタ浮上側１１Ａでは、凝集撹拌槽２１から粗大化固形物供給部３を介して固液分離対象水Ｗ_１が供給されていることや、微小懸濁粒子ＳＳａは固液分離ドラム１２の回転に伴い発生する上昇流に逆らって沈下しにくいことや、あるいは固液分離ドラム１２のフィルタ１２１に含水率の高い固形物が厚く堆積した固形物（プレコート層ＰＣ）が回収装置１３の転写ローラ１３１により押しつぶされ、その一部が図２に符号Ｆで示すように滑り落ちて水面に浮遊することなどによって、固液分離槽１１内のフィルタ浮上側１１Ａの浅部における固形物濃度の濃縮が進みやすい。

一方、固液分離槽１１内におけるフィルタ没入側１１Ｂでは、粗大化固形物分画装置４によって、固液分離槽１１の底部の粗大化固形物溜まり４１に沈降分画した粗大化固形物ＳＳｂを水面近傍に導入していることから、浅部では比較的粗大化固形物ＳＳｂの濃度が高いが、すぐに固液分離ドラム１２のフィルタ１２１に濾過作用により捕捉されるため、フィルタ没入側１１Ｂの中層以深では濃度が低くなる。

そこで、上述の第一の実施の形態では、固液分離対象水移送装置５のポンプＰ６を駆動させることによって、固液分離槽１１内のフィルタ浮上側１１Ａの浅部に設けた多孔管からなる引き抜き部５１で水面の浮遊固形物Ｆや固形物濃度の高い固液分離対象水（濃縮水Ｗ_４）を引き抜いて、送水管５２を介してフィルタ没入側１１Ｂの深部へ移送可能としている。そしてこのようにすることで、フィルタ浮上側１１Ａの浅部における固形物濃度の上昇や浮遊固形物Ｆの増加を防止すると共に、引き抜いた濃縮水Ｗ_４や固形物をフィルタ没入側１１Ｂの中層以深に供給することで、従来は低濃度になりやすかったこの付近が所要の固形物濃度に維持されるので、プレコート層ＰＣの形成が促進される。

したがって、先に説明したように、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へ供給することで、プレコート層ＰＣの形成が促進されることに加え、固液分離対象水移送装置５によりフィルタ没入側１１Ｂの中層以深でも懸濁粒子ＳＳａなどの捕捉が効率良く行われる。そしてその結果、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。

次に図５は、本発明に係る固液分離装置の第二の実施の形態を概略的に示すものである。この第二の実施の形態において、上述した第一の実施の形態と異なるところは、固液分離対象水移送装置５が、固液分離装置本体１における固液分離槽１１内のフィルタ没入側１１Ｂの深部（例えば10cm以深）に設けた引き抜き部５３と、この引き抜き部５３から延びて下流端部５４ａがフィルタ浮上側１１Ａの浅部（例えば10cm以浅）に開口した送水管５４と、この送水管５４に設けられて引き抜き部５３から送水管５４を介して低濃度の固液分離対象水（以下、低濃度水という）Ｗ_５をフィルタ浮上側１１Ａの浅部へ送水するポンプＰ７からなる点にある。その他の部分は、第一の実施の形態と同様に構成される。

なお、引き抜き部５３は第一の実施の形態における引き抜き部５１と同様の多孔管からなるものとすることができる。

また、図６に示すように、固液分離槽１１内のフィルタ浮上側１１Ａの浅部には水平方向へ延びる三角堰５５を設け、送水管５４の下流端部５４ａを、この三角堰５５の内側空間に開口させることが好ましい。詳しくは、三角堰５５は固液分離槽１１の内面に取り付けられた樋状の板からなり、上縁に沿って多数のＶ字形切欠５５ａが所定間隔で形成されたものである。このようにすれば、フィルタ没入側１１Ｂの深部から引き抜かれた低濃度水Ｗ_５が三角堰５５へ流れ込み、この三角堰５５に形成された多数のＶ字形切欠５５ａ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。なお、三角堰５５は請求項４に記載された分散流入手段に相当するものである。

上述のように構成された第二の実施の形態によれば、固液分離対象水移送装置５のポンプＰ７を駆動させることによって、固液分離槽１１内のフィルタ没入側１１Ｂの深部に生じる低濃度水Ｗ_５を引き抜いて、固形物濃度が高くなっているフィルタ浮上側１１Ａの浅部へ移送することができる。そしてこのようにすることで、フィルタ浮上側１１Ａの浅部における固液分離対象水Ｗ_１が希釈されるので、その固形物濃度の上昇が防止される。しかも、引き抜いた低濃度水Ｗ_５をフィルタ浮上側１１Ａの浅部へ導入することで、フィルタ浮上側１１Ａから固液分離ドラム１２の下側を廻ってフィルタ没入側１１Ｂへ向かう固液分離対象水Ｗ_１の循環流が惹起され、フィルタ没入側１１Ｂの深部へフィルタ浮上側１１Ａの固形物が補給されるので、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へ供給することで、プレコート層ＰＣの形成が促進されることに加え、固液分離対象水移送装置５によりフィルタ浮上側１１Ａの浅部を希釈して固形物濃度の上昇を防止すると共に、フィルタ没入側１１Ｂへ向かう固液分離対象水Ｗ_１の循環流によってフィルタ没入側１１Ｂの中層以深でも懸濁粒子ＳＳａの捕捉が効率良く行われる。そしてその結果、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。

なお、固液分離槽１１内のフィルタ没入側１１Ｂの深部からフィルタ浮上側１１Ａの浅部への低濃度水Ｗ_５の流量を多くし過ぎると、粗大化固形物分画装置４によってフィルタ没入側１１Ｂの浅部に供給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を引き込んでしまうおそれがあるので、ポンプＰ７による流量は適切に管理することが望ましい。

さらに図７は、本発明に係る固液分離装置の第三の実施の形態を概略的に示すものである。この第三の実施の形態は、固液分離装置本体１の固液分離槽１１のフィルタ浮上側１１Ａへ、図１又は図３に示す粗大化固形物生成部２の凝集撹拌槽２１から多くの粗大化固形物ＳＳｂが含まれる固液分離対象水Ｗ_１を供給する粗大化固形物供給部３が、固液分離槽１１におけるフィルタ浮上側１１Ａの水面近傍の壁面に取り付けられた三角堰３２と、この三角堰３２で仕切られた空間内に、凝集撹拌槽２１から自然流下によって固液分離対象水Ｗ_１を供給する配管３１からなる。三角堰３２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３２ａが形成されており、この三角堰３２には、第二の実施の形態と同様の希釈方式による固液分離対象水移送装置５の三角堰５５が一体的に設けられている。その他の部分は、第二の実施の形態と同様に構成される。

上記構成において、粗大化固形物生成部２の凝集撹拌槽２１から固液分離装置本体１における固液分離槽１１のフィルタ浮上側１１Ａへ供給される固液分離対象水Ｗ_１は、粗大化固形物供給部３の三角堰３２のＶ字形切欠３２ａによって水平方向へ分散流入するため、固液分離対象水Ｗ_１中の粗大化固形物ＳＳｂ等を均一な密度で供給することができる。

また、固液分離槽１１のフィルタ浮上側１１Ａでは、凝集剤により懸濁粒子を凝集して粗大化させた粗大化固形物ＳＳｂによって、固液分離ドラム１２のフィルタ１２１に含水率の高い固形物（プレコート層ＰＣ）が厚く堆積し、このプレコート層ＰＣが回収装置１３の転写ローラ１３１により押しつぶされて水面に滑り落ち、濃縮化が生じやすいが、図７に示す第三の実施の形態では、フィルタ没入側１１Ｂの深部からフィルタ浮上側１１Ａの浅部へ低濃度水Ｗ_５を供給する固液分離対象水移送装置５の三角堰５５を、粗大化固形物供給部３の三角堰３２に一体的に設けて複合化することで、濃縮化を有効に防止することができる。

なお、固液分離対象水移送装置５として、第一の実施の形態のように、固液分離槽１１内のフィルタ浮上側１１Ａの浅部から濃縮水Ｗ_４を引き抜いて、フィルタ没入側１１Ｂの深部へ移送する方式を採用するか、あるいは第二又は第三の実施の形態のように、フィルタ没入側１１Ｂの深部から低濃度水Ｗ_５を引き抜いて、フィルタ浮上側１１Ａの浅部へ移送する方式を採用するかについては、固液分離対象水の物性によって、試験を行い、効果的な方式を選択するのが望ましい。

なお、上述した実施の形態では、固液分離装置本体１として、粗大化固形物により形成されたプレコート層の濾過機能を利用して、フィルタ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するプレコート式の固液分離装置を用いるものとして説明したが、本発明は、微小なメッシュサイズのフィルタを用いた固液分離ドラムによって、プレコートせずにそのまま粒子を捕集する固液分離装置についても適用可能である。

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
３ 粗大化固形物供給部
４ 粗大化固形物分画装置
５ 固液分離対象水移送装置（移送手段）
５５ 三角堰（分散流入手段）
ＰＣ プレコート層
Ｓ 濾水貯留室（濾液貯留室）
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
Ｗ_４ 濃縮水
Ｗ_５ 低濃度水

Claims (4)

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、前記固液分離槽内におけるフィルタ没入側の深部とフィルタ浮上側の浅部とを移送手段を介して連通させ、この移送手段によって前記フィルタ没入側の深部とフィルタ浮上側の浅部の間で前記処理対象液を移送可能としたことを特徴とする固液分離装置。
2. 移送手段が固液分離槽内のフィルタ浮上側の浅部に生じる高濃度の処理対象液をフィルタ没入側の深部へ移送するものであることを特徴とする請求項１に記載の固液分離装置。
3. 移送手段が固液分離槽内のフィルタ没入側の深部に生じる低濃度の処理対象液をフィルタ浮上側の浅部へ移送するものであることを特徴とする請求項１に記載の固液分離装置。
4. 移送手段の下流端部に水平方向への分散流入手段を設けたことを特徴とする請求項３に記載の固液分離装置。

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