JP2015221399A - 固体粒子沈降分離方法、および、固体粒子沈降分離装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】固体粒子沈降分離方法は、固体粒子が懸濁された液体であり、液体中の固体粒子間のみかけの反発力が0以下である第1懸濁液に、第1懸濁液中の気泡の存在量が、固体粒子の密度と、第1懸濁液中の固体粒子の体積と、予め定められた係数とを積算した値である気泡導入上限値未満となるように気体を導入することで、固体粒子を凝集させて沈降を促進させる工程(気体導入工程S152)を含む。
【選択図】図2
Description
図1は、第1の実施形態にかかる固体粒子沈降分離装置100を説明するための図である。図1に示すように、固体粒子沈降分離装置100は、収容槽110と、懸濁液供給部120と、気体導入部130と、中央制御部140とを含んで構成される。なお、図1中、信号の流れを破線の矢印で示す。
まず、中央制御部140は、バルブ112aを開弁するとともに、バルブ114aを閉弁する。そして、中央制御部140は、バルブ124を開弁するとともに、ポンプ126を駆動して、第1懸濁液供給源から収容槽110へ第1懸濁液を供給する。なお、第1懸濁液が供給されると、収容槽110内の気体はガス抜き配管112を通じて外部に押し出されることとなる。収容槽110への第1懸濁液の供給が完了すると、中央制御部140は、バルブ124およびバルブ112aを閉弁するとともにポンプ126の駆動を停止する。
続いて、中央制御部140は、バルブ134を開弁するとともに、ポンプ136を駆動して気体を収容槽110に導入し、第1懸濁液(収容槽110内)を加圧状態(大気圧を上回る正圧状態)として気体を第1懸濁液に溶解させる。その後、中央制御部140は、バルブ134を閉弁するとともに、ポンプ136の駆動を停止し、さらに、バルブ112aを開弁して、第1懸濁液を大気圧とし、第1懸濁液中に気泡(微細気泡)を分散させる(加圧溶解方式)。
気体導入工程S152において、気体導入部130が第1懸濁液に気体を導入した後、固体粒子の沈降に要する期間、第1懸濁液を放置する。その後、固体粒子が沈降したら、中央制御部140は、バルブ114aを開弁して、固体粒子が濃縮された第1懸濁液を排出し、固体粒子を処理するための固体粒子処理装置(不図示)に送出する。そして、固体粒子が濃縮された第1懸濁液の排出が終了したら、一旦バルブ114aを閉弁し、液抜き配管114の接続先を、第1懸濁液から固体粒子が取り除かれた上澄を処理する上澄処理装置(不図示)に切り換える。その後、バルブ114aを開弁し、上澄を排出して、上澄処理装置に送出し、沈降分離工程S154の処理を終了する。
ここで、Aは、予め定められた係数であり、目的とする沈降速度に応じて決定される。具体的に説明すると、沈降速度を100%に設定する場合、係数Aは、0または0.445となり、沈降速度を200%に設定する場合、係数Aは、0.0375、または、0.403となり、沈降速度を300%に設定する場合、係数Aは、0.0903、または、0.350となり、沈降速度を400%に設定する場合、係数Aは、0.220となる。なお、上記数式(1)において、懸濁液中の固体粒子の密度(g/ml)は、懸濁液を構成する液体の密度よりも大きいものとする。
上述した第1の実施形態において、固体粒子沈降分離装置100の収容槽110には、液体中の固体粒子間のみかけの反発力が0以下の第1懸濁液が供給される構成を例に挙げて説明した。しかし、収容槽110において第1懸濁液を調整するとしてもよい。本実施形態では、収容槽110において第1懸濁液を調整する固体粒子沈降分離装置200について説明する。
まず、中央制御部250は、バルブ112aを開弁するとともに、バルブ114aを閉弁する。そして、中央制御部250は、バルブ224を開弁するとともに、ポンプ226を駆動して、第2懸濁液供給源から収容槽110へ第2懸濁液を導入する。なお、第2懸濁液が供給されると、収容槽110内の気体はガス抜き配管112を通じて外部に押し出されることとなる。収容槽110への第2懸濁液の導入が完了すると、中央制御部250は、バルブ224を閉弁するとともにポンプ226の駆動を停止する。
続いて、中央制御部250は、バルブ234を開弁するとともに、ポンプ236を駆動して、調整物質供給源から収容槽110へ、予め定められた量の調整物質を導入する。
中央制御部250は、攪拌装置210を駆動して、第2懸濁液と調整物質とを混合する。
S250 第2懸濁液導入工程
S252 調整物質導入工程
S254 攪拌工程
100、200 固体粒子沈降分離装置
110 収容槽
130 気体導入部
220 懸濁液導入部
230 調整物質導入部
Claims (6)
- 固体粒子が懸濁された液体であり、該液体中の該固体粒子間のみかけの反発力が0以下である第1懸濁液に、該第1懸濁液中の気泡の存在量が、該固体粒子の密度と、該第1懸濁液中の固体粒子の体積と、予め定められた係数とを積算した値である気泡導入上限値未満となるように気体を導入することで、該固体粒子を凝集させて沈降を促進させる工程を含むことを特徴とする固体粒子沈降分離方法。
- 前記沈降を促進させる工程を遂行する前に、固体粒子が懸濁された液体である第2懸濁液中の該固体粒子間のみかけの反発力を0以下に調整して、前記第1懸濁液を生成する工程をさらに含むことを特徴とする請求項1に記載の固体粒子沈降分離方法。
- 前記第1懸濁液を生成する工程は、前記固体粒子の凝集を促進する凝集剤を前記第2懸濁液に導入する工程であることを特徴とする請求項2に記載の固体粒子沈降分離方法。
- 前記第1懸濁液を生成する工程は、酸性化合物または塩基性化合物を前記第2懸濁液に導入して該第2懸濁液のpHを前記固体粒子の等電点にする工程であることを特徴とする請求項2に記載の固体粒子沈降分離方法。
- 前記沈降を促進させる工程は、前記第1懸濁液に前記気体を導入して、大気圧を上回る正圧状態とした後、該気体が導入された該第1懸濁液を大気圧とする工程であることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の固体粒子沈降分離方法。
- 固体粒子が懸濁された液体であり、該液体中の該固体粒子間のみかけの反発力が0以下である第1懸濁液を収容する収容槽と、
前記第1懸濁液中の気泡の存在量が、前記固体粒子の密度と、該第1懸濁液中の固体粒子の体積と、予め定められた係数とを積算した値である気泡導入上限値未満となるように、該第1懸濁液に気体を導入する気体導入部と、
を備えたことを特徴とする固体粒子沈降分離装置。
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