JP2014128777A - Apparatus and method for flocculating, separating and recovering particle - Google Patents

Apparatus and method for flocculating, separating and recovering particle Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an apparatus and a method for flocculating, separating and recovering particles where impurity solid particles contained in the slurry of a drainage, polluted water and the like are flocculated without applying a direct-current electric field and the floc of the impurity solid particles is continuously recovered from the slurry by performing solid-liquid separation without using a flocculant and a complex device.SOLUTION: An apparatus for flocculating, separating and recovering particles is equipped with a separation vessel and a pair of electrodes applying an electric field to at least a part of the inside of the separation vessel. The separation vessel has a slurry inflow port, a sediment outflow port to flow out the sediment of flocculated particles where the particles are flocculated by applying the electric field, and a supernatant outflow port to flow out separated supernatant. The sediment outflow port is arranged at a lower part of the separation vessel in a vertical direction and the supernatant outflow port is arranged at an upper part of the separation vessel in a vertical direction.

Description

本発明は、粒子凝集分離回収装置及び粒子凝集分離回収方法に関する。特に、凝集剤を使用することなく、排水、汚水等のスラリーに含まれる不純物固体粒子を、直流電場を印加することにより凝集させ、スラリーから不純物固体粒子の凝集体を固液分離して、連続的に回収する粒子凝集分離回収装置、及び粒子凝集分離回収方法に関するものである。   The present invention relates to a particle aggregation separation and recovery apparatus and a particle aggregation separation and recovery method. In particular, without using a flocculant, impregnated solid particles contained in a slurry such as drainage and sewage are agglomerated by applying a direct current electric field, and the solid agglomerates of the impure solid particles are solid-liquid separated from the slurry. The present invention relates to a particle aggregating and collecting apparatus and a particle aggregating and recovering method.

排水、汚水処理では、沈降濃縮、濾過等により、排水、汚水から不純物固体粒子を除去することが実施されている。また、不純物固体粒子の除去を容易にするために、排水、汚水に凝集剤を投入し、不純物固体粒子を高濃度濃縮物として分離、回収されている。   In wastewater and sewage treatment, removal of impurity solid particles from wastewater and sewage is carried out by sedimentation, filtration, and the like. Further, in order to facilitate the removal of the impurity solid particles, a flocculant is introduced into the waste water and sewage, and the impurity solid particles are separated and recovered as a high concentration concentrate.

このような凝集剤として、例えば、硫酸バンド(硫酸アルミニウム)、PAC(ポリ塩化アルミニウム)、ポリ鉄(ポリ硫酸第二鉄)、塩化アルミ、塩化第二鉄等の無機凝集剤や、ポリアクリルアミド、ポリアミン、DADMAC(塩化ジアリルジメチルアンモニウム)、PDADMAC(ポリ塩化ジアリルジメチルアンモニウム)等の有機凝集剤が使用されている。   Examples of such flocculants include inorganic flocculants such as sulfate band (aluminum sulfate), PAC (polyaluminum chloride), polyiron (polyferric sulfate), aluminum chloride, ferric chloride, polyacrylamide, Organic flocculants such as polyamines, DADMAC (diallyldimethylammonium chloride), PDADMAC (polydiallyldimethylammonium chloride) are used.

しかしながら、このような凝集剤を使用した場合、不純物固体粒子の凝集体は、凝集剤により汚染(コンタミネーション)されてしまい、凝集体のpH等の性状が既定値を逸脱することがある。また、凝集剤自体が有害物質である場合、凝集体も有害となる。そのため、不純物固体粒子を再利用、再資源化する場合、凝集剤を除去する必要があり、更なる処理作業、コストを要することになる。   However, when such an aggregating agent is used, the aggregate of the impurity solid particles is contaminated by the aggregating agent, and the properties such as pH of the aggregate may deviate from a predetermined value. Moreover, when the flocculant itself is a harmful substance, the aggregate is also harmful. Therefore, when reusing and recycling the impurity solid particles, it is necessary to remove the flocculant, which requires further processing work and cost.

凝集剤を使用しない分離方法として、例えば、二液分離方法及びその装置に関する技術が報告されている(特許文献1参照)。この技術では、まず、処理対象である二液混合液中の不純物液体粒子のゼーター電位を中和させる大きさの電界を印加し、不純物液体粒子を分子間引力により凝集粗粒化させる。そして、粗粒化した比重差により浮上若しくは沈降した分離液を収集排出する。このようにして、上記技術は、油と水、フロンと水、フロンと油等、混合状態にある比重の異なる二液を効率よく分離することが報告されている。   As a separation method that does not use a flocculant, for example, a technique relating to a two-component separation method and an apparatus therefor has been reported (see Patent Document 1). In this technique, first, an electric field having a magnitude that neutralizes the zeta potential of the impurity liquid particles in the two-component liquid mixture to be treated is applied, and the impurity liquid particles are aggregated and coarsened by intermolecular attractive force. Then, the separated liquid that floats or settles due to the coarsened specific gravity difference is collected and discharged. Thus, it is reported that the above technique efficiently separates two liquids having different specific gravity in a mixed state, such as oil and water, Freon and water, and Freon and oil.

また、交流電界を利用した油中粒子の凝集促進に関する研究が報告されている(非特許文献1参照)。この研究では、静電フィルタの高性能化の方法の有効性を示すことを目的として、交流高電界を印加して凝集を促進する技術が説明されている。さらに、凝集した粒子を捕捉する静電フィルタにより、絶縁性液体である油を用いた実験結果が報告されている。   In addition, research on the promotion of aggregation of particles in oil using an alternating electric field has been reported (see Non-Patent Document 1). In this research, for the purpose of demonstrating the effectiveness of a method for improving the performance of an electrostatic filter, a technique for promoting aggregation by applying an alternating high electric field is described. Furthermore, an experimental result using oil that is an insulating liquid has been reported by an electrostatic filter that captures the aggregated particles.

特開平3−77603号公報JP-A-3-77603

柳田秀記著、「交流電解を利用した油中粒子の凝集促進に関する研究」、新東技報出版、第21号、2003年11月発行、第70から第74頁Hideki Yanagida, “Study on Aggregation Promotion of Particles in Oil Using AC Electrolysis”, Shinto Technical Report, 21st, November 2003, pp. 70-74

しかしながら、特許文献1や非特許文献1の技術は、二液分離に特化されており、スラリー中の固体粒子の固液分離へ単純に応用することはできない。また、特許文献1及び非特許文献1の技術は、交流電圧を用いるものであるが、不純物固体粒子を凝集させる場合には、交流電圧では不純物固体粒子を充分に凝集できないことが判明している。   However, the techniques of Patent Document 1 and Non-Patent Document 1 are specialized for two-liquid separation, and cannot be simply applied to solid-liquid separation of solid particles in a slurry. Moreover, although the technique of patent document 1 and nonpatent literature 1 uses an alternating voltage, when making an impurity solid particle aggregate, it turns out that an impurity solid particle cannot fully aggregate with an alternating voltage. .

更に、特許文献1、非特許文献1には、複雑な装置を使用することなくスラリーから不純物固体粒子を、連続的に凝集、分離、回収する技術は開示されていない。   Further, Patent Document 1 and Non-Patent Document 1 do not disclose a technique for continuously agglomerating, separating, and collecting impurity solid particles from a slurry without using a complicated apparatus.

本発明は、このような従来技術の有する問題点に鑑みてなされたものであり、その課題とするところは、凝集剤や複雑な装置を使用することなく、排水、汚水等のスラリーに含まれる不純物固体粒子を、直流電場を印加することにより凝集させ、スラリーから不純物固体粒子の凝集体を固液分離して、連続的に回収する粒子凝集分離回収装置、及び粒子凝集分離回収方法を提供することにある。   This invention is made | formed in view of the problem which such a prior art has, and the place made into the subject is contained in slurries, such as drainage and sewage, without using a flocculant and a complicated apparatus. Provided are a particle agglomeration separation and recovery device and a particle agglomeration separation and recovery method for agglomerating impurity solid particles by applying a direct current electric field, solid-liquid separation of the agglomerates of impurity solid particles from a slurry, and continuously recovering There is.

本発明によれば、以下に示す粒子凝集分離回収装置及び粒子凝集分離回収方法が提供される。   According to the present invention, the following particle aggregating and collecting apparatus and particle aggregating and recovering method are provided.

[1] 粒子及び分散媒を含むスラリーを連続的に流入させるスラリー流入口、前記スラリーに電場が印加されることにより、複数の前記粒子が凝集した凝集粒子の沈降によって形成される沈降物を流出させる沈降物流出口、及び、前記スラリーから前記粒子が凝集し、沈降することにより分離された前記分散媒を上澄みとして連続的に流出させる上澄み流出口を有し、前記スラリーを前記粒子と前記分散媒とに連続的に固液分離する分離容器と、前記分離容器の内部の少なくとも一部に電場を印加する一対の電極と、を備え、前記沈降物流出口が前記分離容器の鉛直方向下部に配設され、前記上澄み流出口が前記分離容器の鉛直方向上部に配設されている粒子凝集分離回収装置。 [1] A slurry inlet for continuously flowing a slurry containing particles and a dispersion medium, and by applying an electric field to the slurry, a sediment formed by sedimentation of agglomerated particles in which a plurality of the particles are aggregated flows out. And a supernatant outlet for continuously flowing out the dispersion medium separated as a result of aggregation of the particles from the slurry and settling, and the slurry and the dispersion medium. And a pair of electrodes for applying an electric field to at least a part of the inside of the separation container, and the sedimentation outlet is disposed at a lower part in the vertical direction of the separation container. A particle agglomeration separation / recovery device, wherein the supernatant outlet is disposed at an upper part in the vertical direction of the separation container.

[2] 前記分離容器が、一方の端部から他方の端部へ伸びる細長形状であり、前記一方の端部と前記他方の端部とを繋ぐ側面の少なくとも一部に、前記一対の電極を備えるものである前記[1]に記載の粒子凝集分離回収装置。 [2] The separation container has an elongated shape extending from one end portion to the other end portion, and the pair of electrodes is formed on at least a part of a side surface connecting the one end portion and the other end portion. The particle agglomeration separation and recovery apparatus according to [1], which is provided.

[3] 前記細長形状が、前記一方の端部及び前記他方の端部において、対向する一方の端面及び他方の端面を、それぞれ有する直方体形状であり、前記一方の端面及び前記他方の端面を繋ぐ、対向する2つの側面に、前記一対の電極が配設されたものである前記[2]に記載の粒子凝集分離回収装置。 [3] The elongated shape is a rectangular parallelepiped shape having one end surface and the other end surface facing each other at the one end portion and the other end portion, and connects the one end surface and the other end surface. The particle agglomeration separation / recovery device according to [2], wherein the pair of electrodes are disposed on two opposing side surfaces.

[4] 前記分離容器が、前記細長形状の長手方向が水平方向に平行であり、前記一方の端部側に前記スラリー流入口を有し、前記他方の端部側の鉛直方向下部に前記沈降物流出口を有し、前記他方の端部側の鉛直方向上部に前記上澄み流出口を有するものである前記[2]又は[3]に記載の粒子凝集分離回収装置。 [4] The separation container has the elongated shape having a longitudinal direction parallel to a horizontal direction, the slurry inlet on the one end side, and the settling on a lower portion in the vertical direction on the other end side. The particle agglomeration separation / recovery device according to [2] or [3], which has a distribution outlet and has the supernatant outlet at the upper part in the vertical direction on the other end side.

[5] 前記分離容器が、前記一方の端部が前記他方の端部よりも高くなるように傾斜しており、前記一方の端部側に前記スラリー流入口を有し、前記他方の端部側の鉛直方向下部に前記沈降物流出口を有し、前記他方の端部側の鉛直方向上部に前記上澄み流出口を有するものである前記[2]又は[3]に記載の粒子凝集分離回収装置。 [5] The separation container is inclined so that the one end is higher than the other end, and has the slurry inlet on the one end, and the other end The particle agglomeration separation / recovery device according to [2] or [3], wherein the sedimentation flow outlet is provided at a lower portion in the vertical direction on the side, and the supernatant outlet is provided at an upper portion in the vertical direction on the other end side. .

[6] 前記沈降物流出口が、前記他方の端部側の底面に配設されたものである前記[2]〜[5]のいずれかに記載の粒子凝集分離回収装置。 [6] The particle agglomeration separation and recovery device according to any one of [2] to [5], wherein the sedimentation flow outlet is disposed on the bottom surface on the other end side.

[7] 前記スラリー流入口が、前記一方の端部の鉛直方向上部に配設されたものである前記[2]〜[6]のいずれかに記載の粒子凝集分離回収装置。 [7] The particle agglomeration separation / recovery device according to any one of [2] to [6], wherein the slurry inlet is disposed at an upper part in the vertical direction of the one end.

[8] 前記分離容器が、筒が伸びる方向に平行な中心軸が鉛直方向と平行に配置された外筒と、前記外筒の前記中心軸と中心軸を共通にし、少なくとも下端部が前記外筒に挿入されている内筒と、を備えるものである前記[1]に記載の粒子凝集分離回収装置。 [8] The separation container has an outer cylinder in which a central axis parallel to a direction in which the cylinder extends is arranged in parallel with a vertical direction, and the central axis and the central axis of the outer cylinder are common, and at least a lower end portion is the outer cylinder. The particle agglomeration separation and recovery device according to [1], further including an inner cylinder inserted into the cylinder.

[9] 前記内筒の周面の少なくとも一部に前記一対の電極の一方を備え、前記外筒の周面であって、前記内筒が前記一対の電極の前記一方を備える部分と少なくとも対向する部分に、前記一対の電極の他方を備えるものである前記[8]に記載の粒子凝集分離回収装置。 [9] At least a part of the peripheral surface of the inner cylinder is provided with one of the pair of electrodes, and is a peripheral surface of the outer cylinder, and the inner cylinder is at least opposite to a portion including the one of the pair of electrodes. The particle agglomeration separation and recovery device according to [8], wherein the part to be provided is provided with the other of the pair of electrodes.

[10] 粒子及び分散媒を含むスラリーを、前記分散媒で充填された分離容器内に、連続的に流入させるとともに、前記分離容器内に流入された前記スラリーに電場を印加することにより、前記スラリー中の複数の前記粒子が凝集した凝集粒子を前記分離容器の底部に沈降させ、前記分散媒を上澄みとして連続的に流出させるとともに、前記凝集粒子を沈降物として、前記上澄みとは別経路で連続的に流出させて、固液分離することを含む粒子凝集分離回収方法。 [10] The slurry containing particles and a dispersion medium is continuously allowed to flow into the separation container filled with the dispersion medium, and an electric field is applied to the slurry that has flowed into the separation container. Aggregated particles in which a plurality of the particles in the slurry are aggregated are settled at the bottom of the separation container, and the dispersion medium is continuously discharged as a supernatant, and the aggregated particles are used as a sediment in a separate path from the supernatant. A particle agglomeration separation and recovery method comprising continuously flowing out and solid-liquid separation.

[11] 前記分離容器の少なくとも一部に配設されるとともに、前記分離容器内に流入された前記スラリーを挟むように配設された一対の電極に電圧を印加することにより、前記電場を印加する前記[10]に記載の粒子凝集分離回収方法。 [11] The electric field is applied by applying a voltage to a pair of electrodes that are disposed in at least a part of the separation container and sandwich the slurry flowing into the separation container. The particle agglomeration separation and recovery method according to [10] above.

[12] 前記電場を、0.25〜5V/cmの電場強度で直流電圧により印加する前記[10]又は[11]に記載の粒子凝集分離回収方法。 [12] The particle aggregation separation and recovery method according to [10] or [11], wherein the electric field is applied by a direct current voltage with an electric field strength of 0.25 to 5 V / cm.

[13] 前記スラリーの流入速度が、前記沈降物の流出速度よりも大きい前記[10]〜[12]のいずれかに記載の粒子凝集分離回収方法。 [13] The particle agglomeration separation and recovery method according to any one of [10] to [12], wherein an inflow rate of the slurry is larger than an outflow rate of the sediment.

本発明の粒子凝集分離回収装置及び本発明の粒子凝集分離回収方法は、凝集剤や複雑の装置を使用することなく、排水、汚水等のスラリーに含まれる不純物固体粒子を、直流電場を印加することにより凝集させ、スラリーから不純物固体粒子の凝集体を固液分離して、連続的に回収することを可能にするものである。   The particle aggregation separation and recovery apparatus of the present invention and the particle aggregation separation and recovery method of the present invention apply a DC electric field to impurity solid particles contained in a slurry such as drainage and sewage without using a flocculant or a complicated apparatus. Thus, it is possible to agglomerate, to separate solid-liquid aggregates of impurity solid particles from the slurry, and to continuously collect them.

本発明の粒子凝集分離回収装置の一実施形態を模式的に示す斜視図である。It is a perspective view showing typically one embodiment of the particle aggregation separation recovery device of the present invention. 本発明の粒子凝集分離回収装置の一実施形態を模式的に示す側面図である。It is a side view showing typically one embodiment of the particle aggregation separation recovery device of the present invention. 本発明の粒子凝集分離回収装置の他の実施形態を模式的に示す斜視図である。It is a perspective view which shows typically other embodiment of the particle aggregation separation collection | recovery apparatus of this invention. 実施例1における固体粒子濃度の測定結果を示すグラフである。4 is a graph showing measurement results of solid particle concentration in Example 1. 実施例1における粒子径の測定結果を示すグラフである。4 is a graph showing the measurement results of particle diameter in Example 1. 実施例2における固体粒子濃度の測定結果を示すグラフである。6 is a graph showing measurement results of solid particle concentration in Example 2.

以下、本発明の実施の形態について説明するが、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、当業者の通常の知識に基づいて、以下の実施の形態に対し適宜変更、改良等が加えられたものも本発明の範囲に入ることが理解されるべきである。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described. However, the present invention is not limited to the following embodiments, and based on ordinary knowledge of those skilled in the art without departing from the spirit of the present invention. It should be understood that modifications, improvements, and the like appropriately added to the embodiments described above fall within the scope of the present invention.

説明の都合上、まずは、本発明の粒子凝集分離回収方法の一実施形態について説明し、その後、本発明の粒子凝集分離回収装置の実施形態について説明する。   For convenience of explanation, first, an embodiment of the particle agglomeration separation and recovery method of the present invention will be described, and then an embodiment of the particle agglomeration separation and recovery apparatus of the present invention will be described.

1.粒子凝集分離回収方法(第一の実施形態)
本発明の粒子凝集分離回収方法は、粒子及び分散媒を含むスラリーを、前記分散媒で充填された分離容器内に、連続的に流入させるとともに、前記分離容器内に流入された前記スラリーに電場を印加することにより、前記スラリー中の複数の前記粒子が凝集した凝集粒子を前記分離容器の底部に沈降させ、前記分散媒を上澄みとして連続的に流出させるとともに、前記凝集粒子を沈降物として、前記上澄みとは別経路で連続的に流出させて、固液分離することを含む方法である。
1. Particle aggregation separation and recovery method (first embodiment)
In the particle agglomeration separation and recovery method of the present invention, a slurry containing particles and a dispersion medium is continuously allowed to flow into a separation container filled with the dispersion medium, and an electric field is applied to the slurry that has flowed into the separation container. Is applied to the bottom of the separation vessel, the dispersion medium is continuously discharged as a supernatant, and the aggregated particles are used as a sediment. It is a method including continuously flowing out by a separate path from the supernatant and performing solid-liquid separation.

このような粒子凝集分離回収方法により、凝集剤や複雑な装置を使用することなく、排水、汚水等のスラリーに含まれる不純物固体粒子を、直流電場を印加することにより凝集させ、スラリーから不純物固体粒子の凝集体を固液分離して、連続的に回収することが可能となる。以下、本発明の粒子凝集分離回収方法の一実施形態(第一の実施形態)について説明する。   By such a particle agglomeration separation and recovery method, impurity solid particles contained in a slurry such as drainage and sewage can be aggregated by applying a direct current electric field without using a flocculant or a complicated device, and the impurity solids from the slurry Particle aggregates can be continuously collected by solid-liquid separation. Hereinafter, an embodiment (first embodiment) of the particle aggregation separation and recovery method of the present invention will be described.

本実施形態は、スラリー中の個体粒子に電場を印加することにより、個体粒子を誘電分極させて生じた凝集粒子を沈降して分離するものである。即ち、電場を印加した各個体粒子には、プラス電荷を有する部分と、マイナス電荷を有する部分とが生じ、1つの個体粒子のプラス電荷を有する部分と、別の個体粒子のマイナス電荷を有する部分とがクーロン力により引き合うことになる。この作用により、誘電分極された個体粒子は、互いに引き合い、凝集し、凝集粒子を形成する。この凝集粒子は、スラリー中を沈降し、分離容器の底部に堆積する。そして、分離容器の底部に沈降した凝集粒子(沈降物)と、分散媒(上澄み)とを、それぞれ別経路で流出させることにより、沈降物と、上澄みとを固液分離し、別々に回収する。   In this embodiment, by applying an electric field to the solid particles in the slurry, the aggregated particles generated by dielectric polarization of the solid particles are settled and separated. That is, each solid particle to which an electric field is applied has a portion having a positive charge and a portion having a negative charge. A portion having a positive charge of one solid particle and a portion having a negative charge of another solid particle Will be attracted by Coulomb force. By this action, the dielectrically polarized solid particles attract each other and aggregate to form aggregated particles. The aggregated particles settle in the slurry and accumulate at the bottom of the separation container. Then, the agglomerated particles (sediment) that have settled at the bottom of the separation container and the dispersion medium (supernatant) are caused to flow out in separate paths, so that the sediment and the supernatant are separated into solid and liquid and recovered separately. .

本実施形態は、上述の電場の印加に加え、分離容器内を分散媒で充填しておき、この分散媒で充填された分離容器内に、スラリーを流入させるものである。このように、分離容器を予め分散媒で充填しておくことにより、スラリーの流入開始直後であっても、分散媒と凝集粒子とを効果的に分離することが可能である。即ち、分離容器内が分散媒で充填されているため、スラリーの流入開始直後であっても、分散媒の上面と分散媒の下面との間の距離が確保され、分散媒の下面近傍に沈降した凝集粒子と、上面近傍の分散媒とが混在し難く、上澄みと沈降物とを効果的に分離することが可能である。   In this embodiment, in addition to the application of the electric field described above, the inside of the separation container is filled with a dispersion medium, and the slurry is allowed to flow into the separation container filled with the dispersion medium. Thus, by filling the separation container with the dispersion medium in advance, the dispersion medium and the aggregated particles can be effectively separated even immediately after the start of the inflow of the slurry. That is, since the inside of the separation container is filled with the dispersion medium, a distance between the upper surface of the dispersion medium and the lower surface of the dispersion medium is secured even immediately after the start of the inflow of the slurry, and settles near the lower surface of the dispersion medium. It is difficult for the agglomerated particles and the dispersion medium in the vicinity of the upper surface to coexist, and it is possible to effectively separate the supernatant and the sediment.

本実施形態においては、分離容器内へのスラリーの流入と、分散媒の上澄みの流出(「オーバーフロー」ともいう)と、凝集粒子の沈降物の流出とを同時に行うため、個体粒子の凝集、分離、回収を、長時間、連続的に行うことが可能である。更に、本実施形態では、個体粒子と分散媒との分離のためにフィルタ等を用いないため、フィルタの目詰まり、劣化の問題が無く、交換、再生等の必要もない。また、フィルタ等を用いないため、装置の構成を簡単なものとすることが可能である。   In this embodiment, since the inflow of the slurry into the separation container, the outflow of the supernatant of the dispersion medium (also referred to as “overflow”), and the outflow of the sediment of the aggregated particles are performed simultaneously, the solid particles are aggregated and separated. The recovery can be performed continuously for a long time. Furthermore, in this embodiment, since a filter or the like is not used for separating the solid particles and the dispersion medium, there is no problem of clogging or deterioration of the filter, and there is no need for replacement or regeneration. In addition, since no filter or the like is used, the configuration of the apparatus can be simplified.

1−1.スラリー
本発明の粒子凝集分離回収方法において、処理対象であるスラリーは粒子と、分散媒とを含むものであれば、特に制限はない。例えば、排水や汚水等を処理対象とすることができる。排水や汚水としては、上下水道から排出される排水、汚水、畜産業等で排出される屎尿、建設汚泥等が含まれる。
1-1. Slurry In the particle aggregation separation and recovery method of the present invention, the slurry to be treated is not particularly limited as long as it contains particles and a dispersion medium. For example, wastewater or sewage can be treated. Examples of drainage and sewage include drainage discharged from water and sewage systems, sewage, manure discharged from livestock industry, construction sludge, and the like.

本実施形態においてスラリーに含まれる個体粒子は、電場の印加により、誘電分極し、複数の個体粒子が凝集して凝集体を形成し得るものであれば、特に限定されない。例えば、排水や汚水に含まれる粘土、有機物等や、アルミナ、ベントナイト、チタン酸バリウム(BaTiO)等の固体粒子を挙げることができる。 In the present embodiment, the solid particles contained in the slurry are not particularly limited as long as they are dielectrically polarized by application of an electric field, and a plurality of solid particles can aggregate to form an aggregate. For example, solid particles such as clay, organic matter, etc. contained in drainage and sewage, alumina, bentonite, barium titanate (BaTiO 3 ), and the like can be given.

本実施形態においては、例えば、0.01〜1μm程度の個体粒子を、スラリー中から効率良く分離することができる。また、スラリー中の個体粒子の濃度としては、例えば、100ppm〜1vol%程度のスラリーを効率良く処理することができる。   In this embodiment, for example, solid particles of about 0.01 to 1 μm can be efficiently separated from the slurry. Moreover, as a density | concentration of the solid particle in a slurry, the slurry of about 100 ppm-1 vol% can be processed efficiently, for example.

本実施形態においてスラリーに含まれる分散媒は、上記個体粒子を分散させ得るものであり、上述の誘電分極を阻害しないものであれば、特に限定されない。例えば、排水や汚水等の場合、分散媒は、水とすることができ、分離容器には、蒸留水等を充填しておけば良い。   In the present embodiment, the dispersion medium contained in the slurry is not particularly limited as long as it can disperse the solid particles and does not inhibit the above-described dielectric polarization. For example, in the case of drainage or sewage, the dispersion medium can be water, and the separation container may be filled with distilled water or the like.

1−2.分離容器
本実施形態において用いる分離容器の形状は、スラリーを流入させるスラリー流入口と、凝集粒子の沈降物を流出させる沈降物流出口と、分散媒の上澄みを流出させる上澄み流出口とを有し、分散媒を充填し得るものであれば、特に限定されない。
1-2. Separation container The shape of the separation container used in the present embodiment has a slurry inflow port through which slurry flows in, a sediment flow outlet through which sediment of aggregated particles flows out, and a supernatant outflow port through which the supernatant of the dispersion medium flows out. There is no particular limitation as long as the dispersion medium can be filled.

分離容器の材質としては、分離容器内部のスラリーに印加する電場に影響を与えにくいものが好ましい。例えば、アクリル、ポリプロピレン等の樹脂や、ガラス、絶縁皮膜処理したステンレス鋼等を用いることができる。   The material of the separation container is preferably a material that does not easily affect the electric field applied to the slurry inside the separation container. For example, resins such as acrylic and polypropylene, glass, stainless steel treated with an insulating film, and the like can be used.

1−3.電場印加
本実施形態においては、スラリーに電場を印加することにより、スラリー中の固体粒子を凝集させ、凝集粒子として分離容器の底部に沈降させる。
1-3. Application of electric field In this embodiment, an electric field is applied to the slurry to agglomerate solid particles in the slurry and settle as aggregated particles at the bottom of the separation vessel.

スラリーに電場を印加するためには、例えば、一対の電極を、分離容器の少なくとも一部に配設するとともに、分離容器内のスラリーを挟むように配設し、この一対の電極に電圧を印加すれば良い。例えば、直方体形状の分離容器の場合、対向する2つの側面の一方に陽極、他方に陰極を配設すれば良く、個体粒子の凝集をより促進させるために、陽極及び陰極が、それぞれ、側面の全面に配設されていることが好ましい。   In order to apply an electric field to the slurry, for example, a pair of electrodes is disposed on at least a part of the separation container, and the slurry in the separation container is sandwiched, and a voltage is applied to the pair of electrodes. Just do it. For example, in the case of a rectangular parallelepiped-shaped separation container, an anode may be disposed on one of two opposing side surfaces, and a cathode may be disposed on the other side. In order to further promote the aggregation of solid particles, It is preferable to be disposed on the entire surface.

電極は、特に制限されない。例えば、板状、金網状等の電極を用いることができる。電極の材質も、ステンレス、カーボン等一般的に用いられるものであって良い。   The electrode is not particularly limited. For example, a plate-like or wire mesh-like electrode can be used. The material of the electrode may also be a commonly used material such as stainless steel or carbon.

スラリーに印加する電場は、0.25〜5V/cmの電場強度であることが好ましく、2.5〜5V/cmであることが更に好ましく、3.75〜4V/cmであることが特に好ましい。また、スラリーに印加する電場は、直流電圧によるものであることが好ましい。スラリーに印加する電場の電場強度が0.25V/cm未満である場合、スラリー中の個体粒子を充分に誘電分極させ、凝集させることができないおそれがある。一方、スラリーに印加する電場の電場強度が5V/cm超であると、必要以上のエネルギーを投入することになるだけでなく、スラリーが加熱されてしまい、分散媒が蒸発してしまう等の問題が生じるおそれがある。また、スラリーに印加する電場が、交流電圧によるものである場合には、誘電分極による個体粒子の凝集の効果が得られ難く、効果的に凝集粒子を沈降させることができず、上澄みと沈降物との分離が不充分となるおそれがある。   The electric field applied to the slurry preferably has an electric field strength of 0.25 to 5 V / cm, more preferably 2.5 to 5 V / cm, and particularly preferably 3.75 to 4 V / cm. . Moreover, it is preferable that the electric field applied to the slurry is a direct current voltage. When the electric field strength of the electric field applied to the slurry is less than 0.25 V / cm, the solid particles in the slurry may not be sufficiently dielectrically polarized and aggregated. On the other hand, if the electric field strength of the electric field applied to the slurry is more than 5 V / cm, not only the energy more than necessary is input, but also the slurry is heated and the dispersion medium evaporates. May occur. In addition, when the electric field applied to the slurry is based on an alternating voltage, it is difficult to obtain the effect of aggregation of solid particles due to dielectric polarization, and the aggregated particles cannot be effectively settled. May be insufficiently separated.

1−4.スラリーの流入、沈降物及び上澄みの流出
スラリーを分離容器内へ流入させ、沈降物及び上澄みを分離容器外へ流出させる手段は、特に限定されない。例えば、スラリーを貯留したスラリータンクからスラリーをくみ上げ、スラリー流入口から分離容器内へ送り出すポンプを用いることができる。また、沈降物流出口、上澄み流出口、又はその両方に、活栓を設け、流出速度を調節しても良い。なお、沈降物流出口から流出される沈降物には、少量の分散媒が含まれていても良い。
1-4. Inflow of slurry, outflow of sediment and supernatant The means for allowing the slurry to flow into the separation container and outflow of the sediment and supernatant out of the separation container is not particularly limited. For example, it is possible to use a pump that draws up the slurry from a slurry tank that stores the slurry and feeds the slurry from the slurry inlet into the separation container. Further, a stopcock may be provided at the sedimentation outlet, the supernatant outlet, or both to adjust the outflow rate. A small amount of a dispersion medium may be contained in the sediment flowing out from the sediment distribution outlet.

本実施形態においては、分離容器内部への、スラリーの流入速度、沈降物の流出速度、及び上澄みの流出速度を調節することにより、長時間、連続的に、スラリーから、凝集粒子と、分散媒とを分離することができる。ここで、スラリーの流入速度は、凝集粒子が沈降し濃縮された沈降物の流出速度と上澄みの流出速度の合計と等しくなっている。本実施形態において、定常運転(スラリーと沈降物との界面位置が変化しないで分離を続けられる状態)するためには、上澄み中には粒子は全く入っていないとすると、スラリーの流入速度と沈降物の流出速度の比(スラリー流入速度/沈降物流出速度)は、濃縮比(沈降物の濃度/スラリーの濃度)と等しくなっている必要がある。例えば、スラリーから、凝集粒子が10倍の濃度で濃縮された凝集粒子を含む沈降物を分離する場合、スラリーの流入速度は沈降物の流出速度の10倍とする必要がある。これよりスラリーの流入速度が速いと、スラリーと沈降物との界面が上昇し上澄みに粒子が入る可能性がある。逆に、スラリーの流入速度が沈降物の流出速度の10倍よりも遅いと、沈降物の濃度が低下していくおそれがある。   In this embodiment, by adjusting the inflow speed of the slurry, the outflow speed of the sediment, and the outflow speed of the supernatant into the separation container, the agglomerated particles and the dispersion medium are continuously and continuously from the slurry. And can be separated. Here, the inflow speed of the slurry is equal to the sum of the outflow speed of the sediment in which the aggregated particles settle and concentrate, and the outflow speed of the supernatant. In this embodiment, in order to perform a steady operation (a state in which separation can be continued without changing the interface position between the slurry and the sediment), assuming that no particles are contained in the supernatant, the inflow rate of the slurry and the sedimentation The ratio of the product outflow rate (slurry inflow rate / sediment outflow rate) should be equal to the concentration ratio (sediment concentration / slurry concentration). For example, when separating a sediment containing aggregated particles in which the aggregated particles are concentrated at a concentration of 10 times from the slurry, the inflow rate of the slurry needs to be 10 times the outflow rate of the sediment. If the inflow speed of the slurry is faster than this, the interface between the slurry and the sediment may rise and particles may enter the supernatant. On the other hand, if the inflow rate of the slurry is slower than 10 times the outflow rate of the sediment, the concentration of the sediment may decrease.

2.粒子凝集分離回収装置(第二及び第三の実施形態)
本発明の粒子凝集分離回収装置は、分離容器と、分離容器の内部の少なくとも一部に電場を印加する一対の電極と、を備えるものである。分離容器は、粒子及び分散媒を含むスラリーを連続的に流入させるスラリー流入口、スラリーに電場が印加されることにより、複数の粒子が凝集した凝集粒子の沈降によって形成される沈降物を流出させる沈降物流出口、及び、スラリーから粒子が凝集し、沈降することにより分離された分散媒を上澄みとして連続的に流出させる上澄み流出口を有する。更に、沈降物流出口が分離容器の鉛直方向下部に配設され、上澄み流出口が分離容器の鉛直方向上部に配設されている。以下、上述の粒子凝集分離回収方法を実現する本発明の粒子凝集分離回収装置の実施形態(第二及び第三の実施形態)について、図面を参照しながら、説明する。
2. Particle aggregating and collecting apparatus (second and third embodiments)
The particle aggregation separation and recovery apparatus of the present invention includes a separation container and a pair of electrodes for applying an electric field to at least a part of the inside of the separation container. The separation container is a slurry inflow port through which slurry containing particles and a dispersion medium is continuously flowed in, and an electric field is applied to the slurry to discharge sediment formed by sedimentation of aggregated particles in which a plurality of particles are aggregated. It has a sedimentation outlet and a supernatant outlet through which the dispersion medium separated by aggregation and settling of particles from the slurry is continuously discharged as a supernatant. Furthermore, the sedimentation outlet is disposed in the lower part of the separation container in the vertical direction, and the supernatant outlet is disposed in the upper part of the separation container in the vertical direction. Hereinafter, embodiments (second and third embodiments) of the particle agglomeration separation and recovery apparatus of the present invention for realizing the above-described particle agglomeration separation and recovery method will be described with reference to the drawings.

2−1.粒子凝集分離回収装置(第二の実施形態)
本発明の粒子凝集分離回収装置の一実施形態(第二の実施形態)は、上述の粒子凝集分離回収装置において、分離容器が一方の端部から他方の端部へ伸びる細長形状であり、一方の端部と他方の端部とを繋ぐ側面の少なくとも一部に、一対の電極を備えるものである。
2-1. Particle aggregating and collecting apparatus (second embodiment)
One embodiment (second embodiment) of the particle agglomeration separation and recovery apparatus of the present invention is an elongated shape in which the separation container extends from one end to the other end in the above-described particle aggregation separation and recovery apparatus, A pair of electrodes is provided on at least a part of the side surface connecting the end of the first end and the other end.

本実施形態の粒子凝集分離回収装置は、例えば、図1及び図2のような構成とすることができる。図1は、本発明の粒子凝集分離回収装置の一実施形態を模式的に示す斜視図であり、図2は、本発明の粒子凝集分離回収装置の一実施形態を模式的に示す側面図である。   The particle agglomeration separation and recovery apparatus of the present embodiment can be configured as shown in FIGS. 1 and 2, for example. FIG. 1 is a perspective view schematically showing an embodiment of the particle agglomeration separation and recovery apparatus of the present invention, and FIG. 2 is a side view schematically showing an embodiment of the particle agglomeration separation and recovery apparatus of the present invention. is there.

図1及び図2では、細長形状が、一方の端部及び他方の端部において、対向する一方の端面13及び他方の端面14をそれぞれ有する直方体形状であり、一方の端面13及び他方の端面14を繋ぐ、対向する2つの側面12a、12bに、一対の電極51a、51bが配設されている構成を示している。更に、分離容器10が、細長形状の長手方向が水平方向に平行であり、一方の端部(一方の端面13)側にスラリー流入口15を有し、他方の端部(他方の端面14)側に沈降物流出口16、及び上澄み流出口17を有する構成を示している。   1 and 2, the elongated shape is a rectangular parallelepiped shape having one end surface 13 and the other end surface 14 facing each other at one end and the other end, respectively, and one end surface 13 and the other end surface 14. A configuration is shown in which a pair of electrodes 51a and 51b are arranged on two opposing side surfaces 12a and 12b that connect the two. Further, the separation container 10 has an elongated shape whose longitudinal direction is parallel to the horizontal direction, has a slurry inlet 15 on one end (one end face 13) side, and the other end (the other end face 14). The structure which has the sediment distribution outlet 16 and the supernatant outlet 17 in the side is shown.

本実施形態の粒子凝集分離回収装置においては、一方の端面13に配設されたスラリー流入口15から、スラリーが分離容器10内へ流入する。流入したスラリーは、分離容器10の側面12a、12bに配設された電極51a、51bに挟まれた領域に到達する。この領域において、電極51a、51bに印加された電圧により発生した電場により、スラリー内の個体粒子は誘電分極され、凝集粒子が形成される。ここで形成された凝集粒子は、スラリー中を浮遊することができず、沈降し、分離容器10の底部に堆積し、底面に配設された沈降物流出口16から、分離容器10の外部へ流出し、沈降物として回収される。一方、分散媒は、スラリー流入口15から順次流入されるスラリーにより押し出され、他方の端面14に配設された上澄み流出口17から、上澄みとして流出し、回収される。   In the particle agglomeration separation and recovery apparatus of the present embodiment, the slurry flows into the separation container 10 from the slurry inlet 15 disposed on one end surface 13. The inflowing slurry reaches a region sandwiched between the electrodes 51a and 51b disposed on the side surfaces 12a and 12b of the separation container 10. In this region, the solid particles in the slurry are dielectrically polarized by the electric field generated by the voltage applied to the electrodes 51a and 51b, and aggregated particles are formed. The agglomerated particles formed here cannot float in the slurry, settle, deposit on the bottom of the separation vessel 10, and flow out of the separation vessel 10 from the sedimentation outlet 16 disposed on the bottom surface. And recovered as sediment. On the other hand, the dispersion medium is pushed out by the slurry that sequentially flows from the slurry inlet 15, and flows out as a supernatant from the supernatant outlet 17 disposed on the other end face 14 and is collected.

本実施形態の粒子凝集分離回収装置は、このような構成を有することにより、凝集剤や複雑な装置を用いることなく、スラリーから個体粒子を、連続的に凝集、分離、回収することが可能である。   By having such a configuration, the particle agglomeration separation and recovery apparatus of the present embodiment can continuously agglomerate, separate, and recover individual particles from the slurry without using a flocculant or a complicated apparatus. is there.

2−1−1.分離容器
本実施形態において、分離容器10は、直方体形状である。この直方体形状は、水平方向又は略水平方向に対向する一方の端面13及び他方の端面14を有する。また、この直方体形状は、水平方向に対向し、一方の端面13と他方の端面14とを繋ぐ一対の側面12(側面12a、及び側面12b)を有する。
2-1-1. Separation container In this embodiment, the separation container 10 has a rectangular parallelepiped shape. This rectangular parallelepiped shape has one end face 13 and the other end face 14 that face each other in the horizontal direction or the substantially horizontal direction. Moreover, this rectangular parallelepiped shape has a pair of side surface 12 (side surface 12a and side surface 12b) which opposes a horizontal direction and connects one end surface 13 and the other end surface 14. As shown in FIG.

本実施形態において、直方体形状は、一方の端面13及び他方の端面14を結ぶ軸方向に長いことが好ましい。当該軸方向に長い形状とすることで、電場の印加により固体粒子が凝集した凝集粒子が沈降できる領域を広くすることができ、沈降物と上澄みの固液分離をより効果的なものとすることが可能となる。   In the present embodiment, the rectangular parallelepiped shape is preferably long in the axial direction connecting the one end surface 13 and the other end surface 14. By making the shape long in the axial direction, it is possible to widen the region where aggregated particles in which solid particles are aggregated by application of an electric field can settle, and to make solid-liquid separation of sediment and supernatant more effective. Is possible.

分離容器10は、スラリーを分離容器10内に流入させるため、一方の端面13側にスラリー流入口15を有する。このスラリー流入口15には、スラリーを貯留したスラリータンク9からスラリーをくみ上げ、スラリー流入口15から分離容器10内へスラリーを送り出すポンプ8を接続することができる。   The separation container 10 has a slurry inlet 15 on one end face 13 side in order to allow the slurry to flow into the separation container 10. The slurry inlet 15 can be connected to a pump 8 that pumps the slurry from the slurry tank 9 storing the slurry and sends the slurry from the slurry inlet 15 into the separation container 10.

スラリー流入口15は、一方の端面13の鉛直方向上部に形成されていることが好ましい。スラリー流入口15が一方の端面13の上部に形成されていることにより、分離容器10内の底部に凝集粒子が堆積した場合、堆積した凝集粒子をスラリー流入口15から流入するスラリーの液圧により凝集粒子が再拡散するのを抑制することができる。   The slurry inflow port 15 is preferably formed at the upper part in the vertical direction of the one end face 13. Since the slurry inlet 15 is formed at the upper portion of the one end face 13, when aggregated particles are deposited on the bottom of the separation container 10, the accumulated aggregated particles are caused by the hydraulic pressure of the slurry flowing from the slurry inlet 15. It is possible to suppress re-diffusion of the aggregated particles.

分離容器10は、一対の電極51に電圧を印加して、前記分離容器10内の前記スラリーに電場を印加することにより複数の前記粒子が凝集して沈降した沈降物を流出するため、他方の端面14側の鉛直方向下部に、沈降物流出口16を有する。この沈降物流出口16には、沈降物の流出速度を調節するために、活栓等を接続しても良い。なお、沈降物流出口16から流出される沈降物には、少量の分散媒が含まれていても良い。   Since the separation container 10 applies a voltage to the pair of electrodes 51 and applies an electric field to the slurry in the separation container 10, a plurality of the particles are aggregated to flow out the settled sediment. A sediment distribution outlet 16 is provided at the lower end in the vertical direction on the end face 14 side. A stopcock or the like may be connected to the sedimentation outlet 16 in order to adjust the sediment flow rate. The sediment flowing out from the sediment distribution outlet 16 may contain a small amount of a dispersion medium.

沈降物流出口16は、分離容器10の他方の端面14近傍の底面に配設されていることが好ましい。このように構成することで、分離容器10中、最も沈降物が堆積する領域の底部から、順次凝集粒子の沈降物を分離容器10の外部へ流出させることができるため、沈降物と上澄みの固液分離をより効果的なものとすることが可能となる。   The sedimentation outlet 16 is preferably disposed on the bottom surface in the vicinity of the other end surface 14 of the separation container 10. By configuring in this way, the sediment of aggregated particles can be sequentially flowed out of the separation vessel 10 from the bottom of the region in the separation vessel 10 where sediment is accumulated most. Liquid separation can be made more effective.

分離容器10は、スラリーから粒子が沈降して分離された上澄みを流出するため、他方の端面14側の鉛直方向上部に、上澄み流出口17を有する。この上澄み流出口17には、上澄みの流出速度を調節するために、活栓等を接続しても良い。   The separation container 10 has a supernatant outlet 17 in the upper part in the vertical direction on the other end face 14 side in order to flow out the supernatant from which particles have settled and separated from the slurry. A stopcock or the like may be connected to the supernatant outlet 17 in order to adjust the outflow speed of the supernatant.

上澄み流出口17は、分離容器10の他方の端面17の鉛直方向上部に配設されていることが好ましい。このように構成することで、分離容器10中、最も凝集粒子が沈降し、沈降物流出口16により順次沈降物が流出されることにより、凝集粒子が最も分離除去されている領域の上澄みを効率的に分離容器10の外部へ流出させることできるため、沈降物と上澄みの固液分離をより効果的なものとすることが可能となる。   It is preferable that the supernatant outlet 17 is disposed at the upper part in the vertical direction of the other end face 17 of the separation container 10. By configuring in this way, the most agglomerated particles settle in the separation container 10 and the sediment is sequentially discharged from the sedimentation flow outlet 16 to efficiently remove the supernatant from the region where the agglomerated particles are most separated and removed. Therefore, it is possible to make the solid-liquid separation of the sediment and the supernatant more effective.

分離容器の材質としては、分離容器内部のスラリーに印加する電場に影響を与えにくいものが好ましい。例えば、アクリル、ポリプロピレン等の樹脂や、ガラス、絶縁皮膜処理したステンレス鋼等を用いることができる。   The material of the separation container is preferably a material that does not easily affect the electric field applied to the slurry inside the separation container. For example, resins such as acrylic and polypropylene, glass, stainless steel treated with an insulating film, and the like can be used.

分離容器10は、一方の端面13側が、他方の端面14側よりも高くなるように傾斜していることが好ましい。傾斜角度としては、例えば、1〜15°程度とすることができる。このように分離容器10を傾斜させることにより、沈降物を他方の端面14側の底部に堆積させ易くなる。   The separation container 10 is preferably inclined so that one end surface 13 side is higher than the other end surface 14 side. As an inclination angle, it can be set as about 1-15 degrees, for example. By tilting the separation container 10 in this way, it becomes easy to deposit sediment on the bottom of the other end face 14 side.

2−1−2.電極
分離容器10の両側面12a、12bの少なくとも一部には、電極51a、51bが配設されている。これら電極51a、51bは、電圧を印加するために、例えば、電源5に接続することができる。
2-1-2. Electrodes 51 a and 51 b are disposed on at least a part of both side surfaces 12 a and 12 b of the electrode separation container 10. These electrodes 51a and 51b can be connected to a power source 5, for example, in order to apply a voltage.

電源5は、特に限定されないが、一対の電極51a、51b間に、0.25〜5V/cmの電場強度で電場を印加することができるものであることが好ましい。この電場強度としては、2.5〜5V/cmが更に好ましく、3.75〜4V/cmが特に好ましい。また、電源5としては、直流電圧印加することが可能であるものが好ましい。スラリーに印加する電場の電場強度が0.25V/cm未満である場合、スラリー中の個体粒子を充分に誘電分極させ、凝集させることができないおそれがある。一方、スラリーに印加する電場の電場強度が5V/cm超であると、必要以上のエネルギーを投入することになるだけでなく、スラリーが加熱されてしまい、分散媒が蒸発してしまう等の問題が生じるおそれがある。また、スラリーに印加する電場が、交流電圧によるものである場合には、誘電分極による個体粒子の凝集の効果が得られ難く、効果的に凝集粒子を沈降させることができず、上澄みと沈降物との分離が不充分となるおそれがある。   The power source 5 is not particularly limited, but it is preferable that an electric field can be applied between the pair of electrodes 51a and 51b with an electric field strength of 0.25 to 5 V / cm. The electric field strength is more preferably 2.5 to 5 V / cm, and particularly preferably 3.75 to 4 V / cm. The power source 5 is preferably one that can be applied with a DC voltage. When the electric field strength of the electric field applied to the slurry is less than 0.25 V / cm, the solid particles in the slurry may not be sufficiently dielectrically polarized and aggregated. On the other hand, if the electric field strength of the electric field applied to the slurry is more than 5 V / cm, not only the energy more than necessary is input, but also the slurry is heated and the dispersion medium evaporates. May occur. In addition, when the electric field applied to the slurry is based on an alternating voltage, it is difficult to obtain the effect of aggregation of solid particles due to dielectric polarization, and the aggregated particles cannot be effectively settled. May be insufficiently separated.

電極の正負は限定されるものではなく、電極51aが正極、電極51bが負極であっても良く、電極51aが負極、電極51bが正極であっても良い。個体粒子の凝集効果を向上させるために、これら電極51a、51bは、分離容器10の各側面12a、12bの全面に配設されていることが好ましい。このように構成することにより、分離容器10内の全域にわたって電極51a、51bにより電場が印加され、凝集粒子の生成を促進させることができる。   The polarity of the electrode is not limited, and the electrode 51a may be a positive electrode, the electrode 51b may be a negative electrode, the electrode 51a may be a negative electrode, and the electrode 51b may be a positive electrode. In order to improve the aggregation effect of the solid particles, these electrodes 51a and 51b are preferably disposed on the entire surfaces of the side surfaces 12a and 12b of the separation container 10. By comprising in this way, an electric field is applied by electrode 51a, 51b over the whole region in the separation container 10, and the production | generation of an aggregated particle can be promoted.

電極は、特に制限されない。例えば、板状、金網状等の電極を用いることができる。電極の材質も、ステンレス、カーボン等一般的に用いられるものであって良い。   The electrode is not particularly limited. For example, a plate-like or wire mesh-like electrode can be used. The material of the electrode may also be a commonly used material such as stainless steel or carbon.

2−2.粒子凝集分離回収装置(第三の実施形態)
本発明の粒子凝集分離回収装置の他の実施形態(第三の実施形態)は、上述の粒子凝集分離回収装置において、分離容器が、筒が伸びる方向に平行な中心軸が鉛直方向に平行配置された外筒と、外筒の中心軸と中心軸を共通にし、少なくとも下端部が外筒に挿入されている内筒と、を備えるものである。この分離容器は、内筒の下端部に、外筒の内部において開口しているスラリー流入口を有し、外筒の底部に沈降物流出口を有し、外筒の上端部に上澄み流出口を有する。
2-2. Particle aggregating and collecting apparatus (third embodiment)
Another embodiment (third embodiment) of the particle agglomeration separation and recovery apparatus of the present invention is the above-described particle agglomeration separation and recovery apparatus, in which the separation container has a central axis parallel to the direction in which the cylinder extends, arranged parallel to the vertical direction And an inner cylinder in which the central axis and the central axis of the outer cylinder are common and at least the lower end portion is inserted into the outer cylinder. This separation container has a slurry inlet opening at the bottom of the inner cylinder at the lower end of the inner cylinder, a sediment flow outlet at the bottom of the outer cylinder, and a supernatant outlet at the upper end of the outer cylinder. Have.

本実施形態の粒子凝集分離回収装置は、例えば、図3のような構成とすることができる。図3は、本発明の粒子凝集分離回収装置の他の実施形態を模式的に示す斜視図である。   The particle agglomeration separation and recovery apparatus of the present embodiment can be configured as shown in FIG. 3, for example. FIG. 3 is a perspective view schematically showing another embodiment of the particle aggregating and collecting apparatus of the present invention.

図3では、内筒の周面の少なくとも一部にリング状に配設された一対の電極の一方を備え、外筒の周面であって、内筒が一対の電極の一方を備える部分と少なくとも対向する部分に、リング状に配設された一対の電極の他方を備える構成を示している。   In FIG. 3, at least a part of the peripheral surface of the inner cylinder is provided with one of a pair of electrodes arranged in a ring shape, and the outer cylinder is a peripheral surface, and the inner cylinder includes one of the pair of electrodes. A configuration is shown in which the other of the pair of electrodes arranged in a ring shape is provided at least in the facing portion.

本実施形態の粒子凝集分離回収装置においては、内筒23の下端部に配設されたスラリー流入口25から、スラリーが分離容器20内へ流入し、分離容器20内に拡散する。拡散したスラリーの一部は、内筒23と外筒24に配設された電極52a、52bに挟まれた領域に到達する。この領域において、電極52に印加された電圧により発生した電場により、スラリー内の個体粒子は誘電分極され、凝集粒子が形成される。ここで形成された凝集粒子は、スラリー中を浮遊することができず、沈降していき、外筒24の下端部に配設された沈降物流出口26から、分離容器20の外部へ流出し、沈降物として回収される。一方、分散媒は、スラリー流入口25から順次流入されるスラリーにより押し出され、外筒24の上端部に配設された上澄み流出口27から、上澄みとして流出し、回収される。なお、本実施形態において、分離容器20の内部とは、内筒23の外周面及び底面と、外筒24の内周面、上面、及び底面とにより区画される空間を意味するものとする。   In the particle agglomeration separation and recovery apparatus of this embodiment, the slurry flows into the separation container 20 from the slurry inlet 25 disposed at the lower end of the inner cylinder 23 and diffuses into the separation container 20. A part of the diffused slurry reaches a region sandwiched between the electrodes 52 a and 52 b disposed in the inner cylinder 23 and the outer cylinder 24. In this region, the solid particles in the slurry are dielectrically polarized by the electric field generated by the voltage applied to the electrode 52, and aggregated particles are formed. The agglomerated particles formed here cannot float in the slurry, settle down, and flow out from the sedimentation outlet 26 disposed at the lower end of the outer cylinder 24 to the outside of the separation container 20, Collected as sediment. On the other hand, the dispersion medium is pushed out by the slurry that sequentially flows from the slurry inlet 25, flows out as a supernatant from the supernatant outlet 27 disposed at the upper end of the outer cylinder 24, and is collected. In the present embodiment, the inside of the separation container 20 means a space defined by the outer peripheral surface and the bottom surface of the inner cylinder 23 and the inner peripheral surface, the upper surface, and the bottom surface of the outer cylinder 24.

本実施形態の粒子凝集分離回収装置は、このような構成を有することにより、凝集剤や複雑な装置を用いることなく、スラリーから個体粒子を、連続的に凝集、分離、回収することが可能である。   By having such a configuration, the particle agglomeration separation and recovery apparatus of the present embodiment can continuously agglomerate, separate, and recover individual particles from the slurry without using a flocculant or a complicated apparatus. is there.

2−2−1.分離容器
本実施形態において、分離容器20は、同軸の、即ち、中心軸を共通にする外筒24と内筒23とを備え、当該中心軸が鉛直方向に平行である。そして、内筒23の、少なくとも下端部は、外筒24に挿入されている。即ち、内筒23が外筒24に挿入され、内筒23と外筒24に挟まれている領域では、内筒23及び外筒24に配設された一対の電極52に電圧を印加することにより電場が生成され、当該領域に進入したスラリー中の個体粒子は誘電分極されて凝集し、凝集粒子となって外筒24の底部へ沈降していく。
2-2-1. Separation Container In this embodiment, the separation container 20 includes an outer cylinder 24 and an inner cylinder 23 that are coaxial, that is, have a common central axis, and the central axis is parallel to the vertical direction. At least the lower end portion of the inner cylinder 23 is inserted into the outer cylinder 24. That is, in a region where the inner cylinder 23 is inserted into the outer cylinder 24 and is sandwiched between the inner cylinder 23 and the outer cylinder 24, a voltage is applied to the pair of electrodes 52 disposed on the inner cylinder 23 and the outer cylinder 24. As a result, an electric field is generated, and solid particles in the slurry that have entered the region are dielectrically polarized and agglomerate to become aggregated particles and settle to the bottom of the outer cylinder 24.

分離容器20の内筒23の下端部には、スラリーを分離容器20内に流入させるため、スラリー流入口25が配設されている。即ち、スラリーは、内筒23の上端部から内筒23の内部を通過し、内筒23の下端部のスラリー流入口25から、分離容器20内へ流入するよう構成されている。内筒23の上端部へは、スラリーを貯留したスラリータンク9からスラリーをくみ上げ、スラリー流入口25から分離容器20内へスラリーを送り出すポンプ8を接続することができる。   A slurry inlet 25 is disposed at the lower end of the inner cylinder 23 of the separation container 20 in order to allow the slurry to flow into the separation container 20. That is, the slurry passes through the inner cylinder 23 from the upper end of the inner cylinder 23 and flows into the separation container 20 from the slurry inlet 25 at the lower end of the inner cylinder 23. A pump 8 can be connected to the upper end of the inner cylinder 23 to pump up the slurry from the slurry tank 9 storing the slurry and send the slurry from the slurry inlet 25 into the separation container 20.

外筒24の底部には、電場を印加することにより個体粒子が凝集して沈降した凝集粒子の沈降物を分離容器20の外部へ流出するため、沈降物流出口26が配設されている。この沈降物流出口26には、沈降物の流出速度を調節するために、活栓等を接続しても良い。なお、沈降物流出口26から流出される沈降物には、少量の分散媒が含まれていても良い。   At the bottom of the outer cylinder 24, a sedimentation flow outlet 26 is provided to allow the sediment of aggregated particles that have been aggregated and settled by applying an electric field to flow out of the separation container 20. A stopcock or the like may be connected to the sedimentation outlet 26 in order to adjust the sediment flow rate. The sediment flowing out from the sediment distribution outlet 26 may contain a small amount of a dispersion medium.

外筒24の上端部には、スラリーから固体粒子が沈降して分離された上澄みを流出するために、上澄み流出口27が配設されている。この上澄み流出口27は、外筒24の筒状部の上端面であって良く、特別な被覆部材等を必要としない。即ち、スラリー流入口25から順次流入するスラリーに押し出され、外筒24の上端部の上澄み流出口27から、上澄みがあふれ出るよう構成されていて良い。この上澄み流出口27からあふれ出た上澄みは、外筒24の外壁面をつたって流下させ、沈降物流出口26から流出した凝集粒子と混じり合わないように分離して、回収すれば良い。   A supernatant outlet 27 is disposed at the upper end of the outer cylinder 24 in order to flow out the supernatant from which the solid particles have settled and separated from the slurry. The supernatant outlet 27 may be the upper end surface of the cylindrical portion of the outer cylinder 24 and does not require a special covering member or the like. In other words, the slurry may be configured to be pushed out by the slurry flowing in from the slurry inlet 25 and overflow from the supernatant outlet 27 of the upper end portion of the outer cylinder 24. The supernatant overflowing from the supernatant outlet 27 may be collected by flowing down the outer wall surface of the outer cylinder 24 and separating it so as not to be mixed with the agglomerated particles flowing out from the sedimentation outlet 26.

外筒24の下部は、テーパ状に細くなっていても良い。即ち、外筒24としては、シックナーを用いることができる。   The lower portion of the outer cylinder 24 may be tapered. That is, as the outer cylinder 24, a thickener can be used.

2−2−2.電極
分離容器20の外筒24の周面の少なくとも一部にリング状に配設された一対の電極52の一方(電極52a)、前記内筒23の周面の少なくとも一部にリング状に配設された一対の電極52の他方(電極52b)を備え、且つ、一対の電極52がスラリーを挟むように対向して配設されている。これら電極52a、52bは、電圧を印加するために、例えば、電源5に接続することができる。
2-2-2. One of the pair of electrodes 52 (electrode 52 a) disposed in a ring shape on at least a part of the peripheral surface of the outer cylinder 24 of the electrode separation container 20, and arranged in a ring shape on at least a part of the peripheral surface of the inner cylinder 23. The other of the provided pair of electrodes 52 (electrode 52b) is provided, and the pair of electrodes 52 are disposed to face each other so as to sandwich the slurry. These electrodes 52a and 52b can be connected to a power source 5, for example, in order to apply a voltage.

電源5は、特に限定されないが、一対の電極52a、52b間に、0.25〜5V/cmの電場強度で電場を印加することができるものであることが好ましい。この電場強度としては、2.5〜5V/cmが更に好ましく、3.75〜4V/cmが特に好ましい。また、電源5としては、直流電圧印加することが可能であるものが好ましい。スラリーに印加する電場の電場強度が0.25V/cm未満である場合、スラリー中の個体粒子を充分に誘電分極させ、凝集させることができないおそれがある。一方、スラリーに印加する電場の電場強度が5V/cm超であると、必要以上のエネルギーを投入することになるだけでなく、スラリーが加熱されてしまい、分散媒が蒸発してしまう等の問題が生じるおそれがある。また、スラリーに印加する電場が、交流電圧によるものである場合には、誘電分極による個体粒子の凝集の効果が得られ難く、効果的に凝集粒子を沈降させることができず、上澄みと沈降物との分離が不充分となるおそれがある。   The power source 5 is not particularly limited, but it is preferable that an electric field can be applied between the pair of electrodes 52a and 52b with an electric field strength of 0.25 to 5 V / cm. The electric field strength is more preferably 2.5 to 5 V / cm, and particularly preferably 3.75 to 4 V / cm. The power source 5 is preferably one that can be applied with a DC voltage. When the electric field strength of the electric field applied to the slurry is less than 0.25 V / cm, the solid particles in the slurry may not be sufficiently dielectrically polarized and aggregated. On the other hand, if the electric field strength of the electric field applied to the slurry is more than 5 V / cm, not only the energy more than necessary is input, but also the slurry is heated and the dispersion medium evaporates. May occur. In addition, when the electric field applied to the slurry is based on an alternating voltage, it is difficult to obtain the effect of aggregation of solid particles due to dielectric polarization, and the aggregated particles cannot be effectively settled. May be insufficiently separated.

電極の正負は限定されるものではなく、電極52aが正極、電極52bが負極であっても良く、電極52aが負極、電極52bが正極であっても良い。個体粒子の凝集効果を向上させるために、これら電極52a、52bは、分離容器20の内筒23の周面と外筒24の周面が対向している領域において、全面に配設されていることが好ましい。このように構成することにより、分離容器20内の上記領域の全域にわたって電極52a、52bにより電場が印加され、凝集粒子の生成を促進させることができる。   The polarity of the electrode is not limited, and the electrode 52a may be a positive electrode, the electrode 52b may be a negative electrode, the electrode 52a may be a negative electrode, and the electrode 52b may be a positive electrode. In order to improve the agglomeration effect of the solid particles, these electrodes 52a and 52b are disposed on the entire surface in a region where the peripheral surface of the inner cylinder 23 of the separation container 20 and the peripheral surface of the outer cylinder 24 are opposed to each other. It is preferable. By comprising in this way, an electric field is applied by electrode 52a, 52b over the said whole area | region in the separation container 20, and the production | generation of an aggregated particle can be promoted.

電極は、特に制限されない。例えば、円筒状、金網状等の電極を用いることができる。電極の材質も、分離容器20の内筒23及び外筒24の円筒状の周面に配設することが可能であれば、ステンレス、カーボン等一般的に用いられるものであって良い。   The electrode is not particularly limited. For example, a cylindrical or wire mesh electrode can be used. As long as the material of the electrode can be disposed on the cylindrical peripheral surfaces of the inner cylinder 23 and the outer cylinder 24 of the separation container 20, stainless steel, carbon, or the like may be generally used.

以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated concretely based on an Example, this invention is not limited to these Examples.

(実施例1)
本発明の第二の実施形態の粒子凝集分離回収装置の性能を、図1の装置を用いて評価した。
Example 1
The performance of the particle agglomeration separation and recovery apparatus of the second embodiment of the present invention was evaluated using the apparatus of FIG.

分離対象の試料として、蒸留水中に易焼結アルミナ(住友化学社製の商品名「AES−12」、平均粒子径0.5μm)を、体積濃度300ppmで分散させたスラリーを用いた。調製したスラリーのpHは、7.5であった。なお、pH測定には、堀場製作所社製のコンパクトpHメータ(型式「Twin pH B−212形」)を用いた。実験開始前には、スラリーを超音波攪拌しておいた。   As a sample to be separated, a slurry obtained by dispersing easily sintered alumina (trade name “AES-12” manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd., average particle size 0.5 μm) in distilled water at a volume concentration of 300 ppm was used. The pH of the prepared slurry was 7.5. For the pH measurement, a compact pH meter (model “Twin pH B-212”) manufactured by HORIBA, Ltd. was used. Before starting the experiment, the slurry was ultrasonically stirred.

分離容器としては、両端面(図1の一方の端面13及び他方の端面14)の一辺の長さが100mm、両端面間の長さが500mmの直方体形状のアクリル製の分離容器を用いた。この分離容器の両側面には、金網状のステンレス製電極が、一方の側面が正極、他方の側面が負極となるように、各側面の全面に配設した。分離容器の内部には、分散媒としての蒸留水を充填しておいた。   As a separation container, a rectangular parallelepiped acrylic separation container having a side length of 100 mm and a length between both end faces of 500 mm was used for both end faces (one end face 13 and the other end face 14 in FIG. 1). On both side surfaces of this separation container, a wire mesh-like stainless steel electrode was disposed on the entire surface of each side so that one side surface was a positive electrode and the other side surface was a negative electrode. The inside of the separation container was filled with distilled water as a dispersion medium.

次いで、この分離容器内に、スラリー流入口から、ポンプを用いてスラリーを流入させ、電極に20Vの直流電圧を印加した。スラリー流入速度は5.8ml/分であり、沈降物流出速度は2.0ml/分であった。   Next, the slurry was introduced into the separation container from the slurry inlet using a pump, and a DC voltage of 20 V was applied to the electrodes. The slurry inflow rate was 5.8 ml / min and the sediment outflow rate was 2.0 ml / min.

沈降物流出口から回収した凝集粒子の沈降物、及び、上澄み流出口から回収した上澄みについて、それぞれの個体粒子濃度を測定した。濁度の測定には、KRK製の濁度計(型番TR55)を用いた。結果を図4に示す。図4中、横軸は、電場印加開始時点からの経過時間(分)であり、縦軸は、個体粒子の体積濃度(ppm)である。   The solid particle concentration of each of the aggregated particles collected from the sedimentation flow outlet and the supernatant collected from the supernatant outlet was measured. A turbidity meter (model number TR55) manufactured by KRK was used for turbidity measurement. The results are shown in FIG. In FIG. 4, the horizontal axis represents the elapsed time (minutes) from the start of electric field application, and the vertical axis represents the volume concentration (ppm) of the solid particles.

また、凝集粒子の沈降物について、時間経過に対する粒子径の推移を評価した。結果を図5に示す。図5中、横軸は、電場印加開始時点からの経過時間(分)であり、縦軸は、個体粒子のメディアン径(μm)である。なお、メディアン径の測定には、堀場製作所製の動的光散乱粒子径測定装置(型番LB550NT)を用いた。   Moreover, the transition of the particle diameter with respect to time was evaluated about the sediment of the aggregated particle. The results are shown in FIG. In FIG. 5, the horizontal axis represents the elapsed time (minutes) from the start of electric field application, and the vertical axis represents the median diameter (μm) of the individual particles. For measuring the median diameter, a dynamic light scattering particle diameter measuring device (model number LB550NT) manufactured by HORIBA, Ltd. was used.

(比較例1)
電極に電圧を印加しなかった(電圧0Vとした)こと以外は、実施例1と同様に評価した。結果を図4及び図5に示す。
(Comparative Example 1)
Evaluation was performed in the same manner as in Example 1 except that no voltage was applied to the electrode (the voltage was set to 0 V). The results are shown in FIGS.

図4及び図5に示された実施例1と比較例1との比較から、電場を印加することにより、長時間経過後も、上澄み中の個体粒子濃度は10ppm以下と低く抑えられており、本発明の装置により、スラリーから連続的に個体粒子を凝集、分離、回収できることが示された。   From comparison between Example 1 and Comparative Example 1 shown in FIG. 4 and FIG. 5, by applying an electric field, the solid particle concentration in the supernatant was kept low at 10 ppm or less even after a long period of time. It was shown that the solid particles can be continuously aggregated, separated and recovered from the slurry by the apparatus of the present invention.

(実施例2)
本発明の第三の実施形態の粒子凝集分離回収装置の性能を、図3の装置を用いて評価した。
(Example 2)
The performance of the particle agglomeration separation and recovery apparatus of the third embodiment of the present invention was evaluated using the apparatus of FIG.

分離対象の試料として、蒸留水中に易焼結アルミナ(住友化学社製の商品名「AES−12」、平均粒子径0.5μm)を、体積濃度1000ppmで分散させて調製したスラリーを用いた。調製したスラリーのpHは、7.5であった。なお、pH測定には、堀場製作所社製のコンパクトpHメータ(型式「Twin pH B−212形」)を用いた。実験開始前には、スラリーを超音波攪拌しておいた。   As a sample to be separated, a slurry prepared by dispersing easily sintered alumina (trade name “AES-12” manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd., average particle size of 0.5 μm) in distilled water at a volume concentration of 1000 ppm was used. The pH of the prepared slurry was 7.5. For the pH measurement, a compact pH meter (model “Twin pH B-212”) manufactured by HORIBA, Ltd. was used. Before starting the experiment, the slurry was ultrasonically stirred.

分離容器としては、上端部の内径が80mmであり、高さが120mmである外筒と、直径が40mmであり、高さが150mmである内筒とを備え、内筒の下端部から100mmの部分が、外筒に挿入されている分離容器を用いた。この分離容器には、内筒の外周面が陽極、外筒の内周面が負極となるように、それぞれ、金網状のステンレス製電極を配設した。外筒の内部には、分散媒としての蒸留水を充填しておいた。   The separation container includes an outer cylinder having an inner diameter of 80 mm at the upper end and a height of 120 mm, and an inner cylinder having a diameter of 40 mm and a height of 150 mm, and is 100 mm from the lower end of the inner cylinder. A separation container having a portion inserted into the outer cylinder was used. The separation container was provided with a metal mesh-like stainless steel electrode so that the outer peripheral surface of the inner cylinder was an anode and the inner peripheral surface of the outer cylinder was a negative electrode. The outer cylinder was filled with distilled water as a dispersion medium.

次いで、この分離容器内に、スラリー流入口から、ポンプを用いてスラリーを流入させ、電極に20Vの直流電圧を印加した。スラリー流入速度は7.0ml/分であり、沈降物流出速度は1.5ml/分であった。   Next, the slurry was introduced into the separation container from the slurry inlet using a pump, and a DC voltage of 20 V was applied to the electrodes. The slurry inflow rate was 7.0 ml / min and the sediment outflow rate was 1.5 ml / min.

沈降物流出口から回収した凝集粒子の沈降物、及び、上澄み流出口から回収した上澄みについて、それぞれの個体粒子濃度を測定した。濁度の測定には、KRK製の濁度計(型番TR55)を用いた。結果を図6に示す。図6中、横軸は、電場開始時点からの経過時間(分)であり、縦軸は、個体粒子の体積濃度(ppm)である。   The solid particle concentration of each of the aggregated particles collected from the sedimentation flow outlet and the supernatant collected from the supernatant outlet was measured. A turbidity meter (model number TR55) manufactured by KRK was used for turbidity measurement. The results are shown in FIG. In FIG. 6, the horizontal axis represents the elapsed time (minutes) from the start of the electric field, and the vertical axis represents the volume concentration (ppm) of the solid particles.

(比較例2)
電極に電圧を印加しなかった(電圧0Vとした)こと以外は、実施例2と同様に評価した。結果を図6に示す。
(Comparative Example 2)
Evaluation was performed in the same manner as in Example 2 except that no voltage was applied to the electrode (the voltage was set to 0 V). The results are shown in FIG.

図6に示された実施例2と比較例2との比較から、電場を印加することにより、長時間経過後も、上澄み中の個体粒子濃度は10ppm以下と低く抑えられており、本発明の装置により、スラリーから連続的に個体粒子を凝集、分離、回収できることが示された。   From the comparison between Example 2 and Comparative Example 2 shown in FIG. 6, by applying an electric field, the solid particle concentration in the supernatant was kept low at 10 ppm or less even after a long period of time. It was shown that solid particles can be continuously aggregated, separated and recovered from the slurry by the apparatus.

本発明の粒子凝集分離回収装置は、凝集剤を用いずに、排水、汚水等から不純物個体粒子を効率的に濃縮分離できるため、濃縮物、上澄み液、又はその両方を再利用、再資源化することが可能である。更に、フィルタや複雑な装置を必要としないため、作業の単純か、効率化を図ることができる。   The particle agglomeration separation and recovery apparatus of the present invention can efficiently concentrate and separate impurity solid particles from waste water, sewage, etc. without using a flocculant, so that the concentrate, supernatant liquid, or both can be reused and recycled. Is possible. Furthermore, since a filter and a complicated apparatus are not required, the operation can be simplified or the efficiency can be improved.

1、2:粒子凝集分離回収装置、5:電源、8:ポンプ、9:スラリータンク、10、20:分離容器、12、12a、12b:側面、13:一方の端面、14:他方の端面、15、25:スラリー流入口、16、26:沈降物流出口、17、27:上澄み流出口、23:内筒、24:外筒、51、51a、51b、52、52a、52b:電極。 1, 2: Particle aggregation separation and recovery device, 5: Power source, 8: Pump, 9: Slurry tank, 10, 20: Separation container, 12, 12a, 12b: Side surface, 13: One end surface, 14: The other end surface, 15, 25: Slurry inlet, 16, 26: Sediment flow outlet, 17, 27: Supernatant outlet, 23: Inner cylinder, 24: Outer cylinder, 51, 51a, 51b, 52, 52a, 52b: Electrode.

Claims (13)

粒子及び分散媒を含むスラリーを連続的に流入させるスラリー流入口、
前記スラリーに電場が印加されることにより、複数の前記粒子が凝集した凝集粒子の沈降によって形成される沈降物を流出させる沈降物流出口、及び、
前記スラリーから前記粒子が凝集し、沈降することにより分離された前記分散媒を上澄みとして連続的に流出させる上澄み流出口を有し、
前記スラリーを前記粒子と前記分散媒とに連続的に固液分離する分離容器と、
前記分離容器の内部の少なくとも一部に電場を印加する一対の電極と、
を備え、
前記沈降物流出口が前記分離容器の鉛直方向下部に配設され、前記上澄み流出口が前記分離容器の鉛直方向上部に配設されている粒子凝集分離回収装置。
A slurry inlet for continuously flowing a slurry containing particles and a dispersion medium,
By applying an electric field to the slurry, a sediment flow outlet for discharging sediment formed by sedimentation of aggregated particles in which a plurality of the particles are aggregated, and
A supernatant outlet for continuously flowing out the dispersion medium separated as a result of agglomeration and sedimentation of the particles from the slurry;
A separation container for continuously solid-liquid separating the slurry into the particles and the dispersion medium;
A pair of electrodes for applying an electric field to at least a portion of the interior of the separation vessel;
With
The particle agglomeration separation and recovery device, wherein the sedimentation outlet is disposed at a lower part in the vertical direction of the separation container, and the supernatant outlet is disposed at an upper part in the vertical direction of the separation container.
前記分離容器が、
一方の端部から他方の端部へ伸びる細長形状であり、
前記一方の端部と前記他方の端部とを繋ぐ側面の少なくとも一部に、前記一対の電極を備えるものである請求項1に記載の粒子凝集分離回収装置。
The separation container is
It is an elongated shape that extends from one end to the other end,
The particle agglomeration separation and recovery apparatus according to claim 1, wherein the pair of electrodes are provided on at least a part of a side surface connecting the one end and the other end.
前記細長形状が、
前記一方の端部及び前記他方の端部において、対向する一方の端面及び他方の端面を、それぞれ有する直方体形状であり、
前記一方の端面及び前記他方の端面を繋ぐ、対向する2つの側面に、前記一対の電極が配設されたものである請求項2に記載の粒子凝集分離回収装置。
The elongated shape is
The one end portion and the other end portion have a rectangular parallelepiped shape each having one end surface and the other end surface facing each other,
The particle agglomeration separation and recovery device according to claim 2, wherein the pair of electrodes are disposed on two opposing side surfaces connecting the one end surface and the other end surface.
前記分離容器が、
前記細長形状の長手方向が水平方向に平行であり、
前記一方の端部側に前記スラリー流入口を有し、
前記他方の端部側の鉛直方向下部に前記沈降物流出口を有し、
前記他方の端部側の鉛直方向上部に前記上澄み流出口を有するものである請求項2又は3に記載の粒子凝集分離回収装置。
The separation container is
The longitudinal direction of the elongated shape is parallel to the horizontal direction;
The slurry inlet is provided on the one end side,
The sediment distribution outlet is provided in the lower vertical direction on the other end side,
The particle agglomeration separation and recovery device according to claim 2 or 3, wherein the supernatant outlet is provided in the upper part of the other end side in the vertical direction.
前記分離容器が、前記一方の端部が前記他方の端部よりも高くなるように傾斜しており、
前記一方の端部側に前記スラリー流入口を有し、
前記他方の端部側の鉛直方向下部に前記沈降物流出口を有し、
前記他方の端部側の鉛直方向上部に前記上澄み流出口を有するものである請求項2又は3に記載の粒子凝集分離回収装置。
The separation container is inclined such that the one end is higher than the other end;
The slurry inlet is provided on the one end side,
The sediment distribution outlet is provided in the lower vertical direction on the other end side,
The particle agglomeration separation and recovery device according to claim 2 or 3, wherein the supernatant outlet is provided in the upper part of the other end side in the vertical direction.
前記沈降物流出口が、前記他方の端部側の底面に配設されたものである請求項2〜5のいずれか一項に記載の粒子凝集分離回収装置。   The particle agglomeration separation and recovery device according to any one of claims 2 to 5, wherein the sedimentation outlet is disposed on a bottom surface on the other end side. 前記スラリー流入口が、前記一方の端部の鉛直方向上部に配設されたものである請求項2〜6のいずれか一項に記載の粒子凝集分離回収装置。   The particle agglomeration separation and recovery apparatus according to any one of claims 2 to 6, wherein the slurry inflow port is disposed at an upper part in the vertical direction of the one end portion. 前記分離容器が、
筒が伸びる方向に平行な中心軸が鉛直方向と平行に配置された外筒と、
前記外筒の前記中心軸と中心軸を共通にし、少なくとも下端部が前記外筒に挿入されている内筒と、
を備えるものである請求項1に記載の粒子凝集分離回収装置。
The separation container is
An outer cylinder in which a central axis parallel to the direction in which the cylinder extends is arranged parallel to the vertical direction;
An inner cylinder in which the central axis and the central axis of the outer cylinder are common and at least a lower end portion is inserted into the outer cylinder;
The apparatus for aggregating and collecting particles according to claim 1.
前記分離容器が、
前記内筒の周面の少なくとも一部に前記一対の電極の一方を備え、
前記外筒の周面であって、前記内筒が前記一対の電極の前記一方を備える部分と少なくとも対向する部分に、前記一対の電極の他方を備えるものである請求項8に記載の粒子凝集分離回収装置。
The separation container is
One of the pair of electrodes is provided on at least a part of the peripheral surface of the inner cylinder,
The particle aggregation according to claim 8, wherein the outer cylinder is provided with the other of the pair of electrodes at a portion at least facing the portion of the outer cylinder that includes the one of the pair of electrodes. Separation and recovery device.
粒子及び分散媒を含むスラリーを、前記分散媒で充填された分離容器内に流入させるとともに、
前記分離容器内に流入された前記スラリーに電場を印加することにより、前記スラリー中の複数の前記粒子が凝集した凝集粒子を前記分離容器の底部に沈降させ、前記分散媒と前記凝集粒子とを、それぞれ上澄みと沈降物として固液分離することを含む粒子凝集分離回収方法。
A slurry containing particles and a dispersion medium is allowed to flow into a separation container filled with the dispersion medium,
By applying an electric field to the slurry that has flowed into the separation container, the aggregated particles in which the particles in the slurry are aggregated are allowed to settle at the bottom of the separation container, and the dispersion medium and the aggregated particles are , A particle agglomeration separation and recovery method including solid-liquid separation as supernatant and sediment, respectively.
前記分離容器の少なくとも一部に配設されるとともに、前記分離容器内に流入された前記スラリーを挟むように配設された一対の電極に電圧を印加することにより、前記電場を印加する請求項10に記載の粒子凝集分離回収方法。   The electric field is applied by applying a voltage to a pair of electrodes disposed in at least a part of the separation container and sandwiching the slurry flowing into the separation container. 10. The particle aggregating and collecting method according to 10. 前記電場を、0.25〜5V/cmの電場強度で直流電圧により印加する請求項10又は11に記載の粒子凝集分離回収方法。   The particle aggregation separation and recovery method according to claim 10 or 11, wherein the electric field is applied by a DC voltage at an electric field strength of 0.25 to 5 V / cm. 前記スラリーの流入速度が、前記凝集粒子の流出速度よりも大きい請求項10〜12のいずれか一項に記載の粒子凝集分離回収方法。   The particle aggregation separation and recovery method according to any one of claims 10 to 12, wherein an inflow rate of the slurry is larger than an outflow rate of the aggregated particles.
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