JP2020185565A

JP2020185565A - 液処理装置および液処理方法

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Publication number: JP2020185565A
Application number: JP2019215987A
Authority: JP
Inventors: 章寛谷井; Akihiro Tanii
Original assignee: Sugino Machine Ltd
Current assignee: Sugino Machine Ltd
Priority date: 2019-05-10
Filing date: 2019-11-29
Publication date: 2020-11-19
Anticipated expiration: 2039-11-29
Also published as: KR20200130082A; KR102405527B1; JP6912550B2

Abstract

【課題】高比重液の廃棄量を減少する液処理装置および液処理方法を提供する。【解決手段】液処理装置１０は、タンク１１に貯留された処理液１３を送る給液ポンプ１５と、処理液１３が流入し、処理液１３の液面の近傍に配置され、処理液１３上に浮上した浮上物を排出する浮上物排出口２３ｂを有する気泡槽２３と、気泡槽２３の外部に配置され、給液ポンプ１５から送られた処理液１３に空気を混入させて微細気泡を発生する微細気泡発生器１７と、気泡槽２３と下部で接続する分離槽２９と、分離槽２９の液面から溢れ出す処理液１３をタンク１１へ戻す循環管３１と、を有する。【選択図】図１

Description

本発明は、液処理装置および液処理方法に関する。

槽と、槽内に設置されたマイクロバブル発生体と、液体をマイクロバブル発生体に供給する供給装置と、マイクロバブル発生体に空気等のガス体を供給するガス供給装置と、を有するエマルジョン解乳化装置が提案されている（特開２０１５−１５５０９２号公報）。従来のエマルジョン解乳化装置では、マイクロバブル発生体から出たマイクロバブルによって液中のエマルジョンを解乳化し、相互に親和性のない少なくとも２種類の液に分離し、一方の液体をマイクロバブルとともに浮上させる。

従来のエマルジョン解乳化装置では、除去する低比重液と共に高比重液が廃棄される。
本発明は、高比重液の廃棄量を減少する液処理装置および液処理方法を提供する。

本発明の第１の側面は、
タンクに貯留された処理液を送る給液ポンプと、
前記処理液が流入する気泡槽であって、
前記処理液の液面の近傍に配置され、前記処理液上に浮上した浮上物を排出する浮上物排出口を有する、気泡槽と、
前記気泡槽の外部に配置される微細気泡発生器であって、前記給液ポンプから送られた前記処理液に空気を混入させて微細気泡を発生する微細気泡発生器と、
前記気泡槽と下部で接続する分離槽と、
前記分離槽の液面から溢れ出す前記処理液を前記タンクへ戻す循環管と、
を有する液処理装置である。

本発明の第２の側面は、
タンクに貯留された、異物や油分を含む処理液に、気泡槽の外部で空気の微細気泡を混入し、
前記微細気泡が混入した前記処理液が前記気泡槽に流入し、
前記微細気泡が、前記異物や前記油分に付着して前記気泡槽内を浮上し、
前記処理液が前記気泡槽の下方から分離槽へ流入し、
前記分離槽から前記処理液を前記タンクへ循環させ、
前記気泡槽の液面の上方から前記浮上物を排出する、
液処理方法である。

気泡槽は、閉じられたタンクである。微細気泡発生器は、気泡槽の外部に設置される。微細気泡発生器は、タンクと気泡槽を接続する経路に配置される。気泡出口の下端は、処理液の液面から離間する。好ましくは、気泡出口の上端は、天板よりも低い。気泡槽の液面よりも上方に広がる空間を、気泡浮上槽と呼ぶ。排出口は、気泡槽に配置される。排出口の高さは、液面高さの近傍である。排出口の高さは、液面よりも上方でも良い。消泡ポンプは、減圧ポンプである。コアレッサは、処理液の液面下に配置される。

本発明の液処理装置および液処理方法によれば、高比重液の廃棄量を減少できる。

第１実施形態の液処理装置第１実施形態の処理槽の一部を切断した斜視図図２のＩＩＩ面による断面図第１実施形態の液処理方法を示すフローチャート第２実施形態の液処理装置第２実施形態の処理槽の一部を切断した斜視図

（第１実施形態）
図１に示すように、本実施形態の液処理装置１０は、給液ポンプ１５、発生器（微細気泡発生器）１７、処理槽２２を有する。液処理装置１０は、逆止弁１９、絞り２１、排出弁（浮上物排出弁）４７、消泡ポンプ４５及びドレンタンク４９を有しても良い。
液処理装置１０は、タンク１１に貯留された処理液１３に含まれる異物や油分を除去する。タンク１１は、例えば、工作機械や洗浄機のタンクである。処理液１３は、例えば、水系クーラントや水系洗浄液である。異物は、例えば、切りくず、繊維くずや砥粒である。油分は、例えば、オイル、グリースである。異物や油分は、処理液１３中に混濁している。

図２に示すように、処理槽２２は、気泡槽２３、分離槽２９、循環口３１ａ及び排出口（浮上物排出口）２３ｂを有する。処理槽２２は、天板３６、側壁３９、下方仕切り板２５、上方仕切り板２７、循環管３１、雄ねじ３１ｂ、流入口（第２の流入口）２３ａ、気泡出口４１、回収樋４３、戻し口４６及びコアレッサ２６を有しても良い。

処理槽２２は、略直方体であり、底面２２ａを有する。例えば、処理槽２２は、タンク１１の上方に設置される。底面２２ａは、気泡槽２３と分離槽２９が共有する。底面２２ａは、水平で良い。

分離槽２９は、上方から見て、処理槽２２の一隅に配置される。分離槽２９は、上方から見て、Ｌ字状の分離壁２９ａで気泡槽２３と分けられる。分離壁２９ａの下方は開口し、分離槽２９と気泡槽２３を接続する。

平面ＩＩＩは、循環管３１の中心線を含む。図３に示すように、循環管３１は、分離槽２９の中央に立てて配置される。循環管３１の上方の開口が、循環口３１ａとなる。処理槽２２内に流入した処理液１３は、循環口３１ａへ溢れ出して、タンク１１へ戻る。処理液１３の液面１４の高さは、循環口３１ａによって定まる。
循環管３１は、固定管３１ｅ、雄ねじ３１ｂ、調整口３１ｃを有しても良い。固定管３１ｅは、底面２２ａから立てて配置される。雄ねじ３１ｂは、固定管３１ｅの上端部に設けられる。調整口３１ｃは、内面に雌ねじ３１ｄを有する。雄ねじ３１ｂに調整口３１ｃがねじ込まれる。循環管３１は、タンク１１と接続する。液面調整口３１ｃは、ねじ込み量によって、分離槽２９内の液面１４の高さを調整する。

図２に示すように、気泡槽２３は、側板２３ｃ、２３ｄ、天板３６及び側壁３９を有する。側板２３ｃの上端は、天板３７より高くて良い。側板２３ｃの上端は、分離壁２９ａの上端より高くて良い。側壁３９の上端は、側板２３ｃの上端よりも低い。側壁３９は、気泡槽２３と、回収樋４３とを分離する。天板３６は、水平でも良い。天板３６の高さは、液面１４よりも確実に高い。気泡槽２３は、側板２３ｃ、側壁３９及び天板３６によって閉じられる。気泡槽２３は、液面１４の上方に、閉じられた空間である浮上室３３を有する。

気泡出口４１は、側壁３９の上部に配置される。気泡出口４１の下端は、液面１４より確実に上方に位置する。好ましくは、気泡出口４１の上端は、天板３６と離れている。１つ又は複数の気泡出口４１が配置されて良い。気泡出口４１は、上方から見て、分離槽２９から遠い一側面に配置されて良い。

上方仕切り板２７は、底面２２ａと隙間を開けて、気泡槽２３の内部に立てられる。上方仕切り板２７は、側板２３ｄと平行である。上方仕切り板２７の上端は、循環口３１ａより高い。上方仕切り板２７は、液面１４よりも上方まで延びる。
下方仕切り板２５は、底面２２ａに接して、気泡槽２３に立てられる。下方仕切り板２５は、側板２３ｄと上方仕切り板２７との間に、側板２３ｄと平行に配置される。下方仕切り板２５の上端は、循環口３１ａより低い。下方仕切り板２５の上端は、液面１４の下方に位置する。
一つ又は複数の上方仕切り板２７や一つ又は複数の下方仕切り板２５が配置されて良い。例えば、一つの下方仕切り板２５のみ配置されても良い。上方仕切り板２７と下方仕切り板２５は、交互に配置される。

回収樋４３は、側板２３ｄの上方端に接続し、気泡槽２３の外側に配置される。回収樋４３は、気泡出口４１に面して配置される。回収樋４３は、側板４３ｃ、底板４３ｂ及び回収口４３ａを有する。側板４３ｃは、側板２３ｃと連続する。側板４３ｃの上端は、側板２３ｃの上端と同じ高さでも良い。好ましくは、底板４３ｂは、回収口４３ａに向かって下方に傾斜する。回収口４３ａは、回収樋４３の底部に配置される。

排出口２３ｂは、循環口３１ａと実質的に同じ高さに配置される。排出口２３ｂは、循環口３１ａより若干高く配置されても良い。排出弁４７は、２方弁である。排出弁４７は、例えば、手動弁、ソレノイド弁である。排出口２３ｂは、排出弁４７の一方の口と接続する。排出弁４７の他方の口は、ドレンタンク４９と接続する。

流入口２３ａは、側板２３ｄの下方端部に設置される。流入口２３ａは、底面２２ａに配置されても良い。望ましくは、流入口２３ａは、上方から見て、分離槽２９から遠い位置に配置される。例えば、流入口２３ａは、下方仕切り板２５や上方仕切り板２７よりも分離槽２９から遠い位置に配置される。

戻し口４６は、天板３６に設置されても良い。戻し口４６は、上下方向に延びる。戻し口４６の下端は、循環口３１ａより下方に配置されても良い。望ましくは、上方から見て、戻し口４６は、分離槽２９から遠い位置に配置される。例えば、戻し口４６は、上方から見て、下方仕切り板２５や上方仕切り板２７よりも分離槽２９から遠い位置に配置される。

コアレッサ２６は、側板２３ｄ、上方仕切り板２７、下方仕切り板２５に沿って配置される。コアレッサ２６は、複数の小板２６ａ及び連結棒２６ｂを有する。小板２６ａは、例えば、細長い長方形であり、水平方向に延びる。小板２６ａの２つの長辺は、例えば、下方に向けて折り曲げられる。小板２６ａの断面は、Ｖ字状又はＵ字状でも良い。小板２６ａは、例えば、等間隔に上下方向に並ぶ。複数の小板は、連結棒２６ｂで連結される。

給液ポンプ１５は、給液口１５ａ及び吐出口１５ｂを有する。給液ポンプ１５は、例えば、渦巻きポンプ、空気圧駆動式のダイヤフラムポンプである。給液ポンプ１５は、タンク１１に配置されても良い。吐出口１５ｂは、発生器１７を介して、流入口２３ａに接続される。給液口１５ａは、タンク１１に接続する。

発生器１７は、例えば、既知の微細気泡発生器である。発生器１７は、例えば、空気せん断型である。望ましくは、発生器１７は、２０μｍないし５０μｍの気泡を生成する。発生器１７は、気泡槽２３の外部に配置される。発生器１７は、空気流入口１７ｅ、処理液流入口１７ｆ及び流出口（第２の流出口）１７ｇを有する。好ましくは、空気流入口１７ｅは、逆止弁１９及び絞り２１を介して、外気と接続する。逆止弁１９は、流入口（第１の流入口）１９ａ及び流出口（第１の流出口）１９ｂを有する。流入口１９ａは、絞り２１と接続する。流出口１９ｂは、空気流入口１７ｅと接続する。逆止弁１９は、空気流入口１７ｅから処理液が外気へ排出されないようにする。処理液流入口１７ｆは、吐出口１５ｂと接続する。流出口１７ｇは、流入口２３ａと接続する。

消泡ポンプ４５は、吸入口４５ａ及び吐出口４５ｂを有する。消泡ポンプ４５は、例えば、エジェクターポンプ、ダイヤフラムポンプ、ロータリーポンプである。吸入口４５ａは、回収口４３ａと接続する。吐出口４５ｂは、戻し口４６と接続する。
なお、気泡出口４１、回収樋４３、消泡ポンプ４５及び戻し口４６は、省いても良い。

図１及び図４に従って、液処理方法を説明する。
給液ポンプ１５は、タンク１１から処理液１３を発生器１７へ送る。発生器１７は、空気流入口１７ｅから空気を吸い込み、処理液１３に空気を微細気泡として混入する（Ｓ１）。
微細気泡が混入した処理液１３は、流入口２３ａから気泡槽２３に流入する（Ｓ２）。
微細気泡が処理液１３中の油分や異物に付着する（Ｓ３）。
処理液１３は、下方仕切り板２５の上方や上方仕切り板２７の下方をくぐりながら気泡槽２３を流れる。微細気泡が付着した油分や異物が、気泡槽２３内を浮上する（Ｓ４）。

気泡が付着した油分や異物が、互いに結合する（Ｓ５）。処理液１３がコアレッサ２６を通過するときに、処理液１３の流れが乱れる。気泡が付着した油分や異物が小板２６ａに衝突し、又は気泡が付着した油分や異物が互いに接触し、油分や異物の結合が促進される。
油分や異物は、気泡と共に浮上室３３に浮上物として浮遊する。浮上物が浮上室３３を満たすと、浮上物は気泡出口４１から溢れ出す。溢れた浮上物は、回収樋４３に回収される（Ｓ６）。
消泡ポンプ４５は、回収された浮上物を吸い込む。浮上物中の気泡は、減圧によって潰れ、消滅する。消泡された浮上物は、戻し口４６から気泡槽２３に流入する（Ｓ７）。

処理液１３は、分離壁２９ａの下方から分離槽２９へ流入する（Ｓ１１）。
処理液１３は、循環口３１ａへ溢れ出し、循環管３１を通ってタンク１１へ循環する（Ｓ１２）。
排出弁４７が開弁し、浮上物は排出口２３ｂから排出される（Ｓ２１）。排出弁４７は、例えば、５００時間毎に開弁し、浮上物を排出する。
ステップＳ１〜Ｓ７、Ｓ１１及びＳ１２は、連続して実行される。また、ステップＳ６、Ｓ７は、省略しても良い。

気泡出口４１から溢れ出した浮上物は、回収樋４３に回収され、消泡されて気泡槽２３に戻される。そのため、排出口２３ｂから排出される浮上物に含まれる処理液１３が減少する。
気泡槽２３が閉じられているため、気泡の消滅が促進される。側板２３ｃが天板３６より上方まで延びるため、気泡出口４１からあふれ出た気泡が処理槽２２から溢れ出すことが抑制される。

（第２実施形態）
図５及び６に示すように、本実施形態の液処理装置１００は、処理槽１２２を有する。処理槽１２２は、第１天板３５、第２天板３７、側板２３ｅ及び側壁１３９を有する。

側板２３ｅは、気泡槽２３と回収樋４３とを区画する。側板２３ｅの上端は、側板２３ｃの上端よりも低い。

第１天板３５と第２天板３７は、気泡槽２３の上方を覆う。
第１天板３５は、側板２３ｅの上端から、処理槽１２２の中央に向かって高くなるように傾斜する。第１天板３５は、側板２３ｅと接続する。
第２天板３７は、処理槽１２２の中央部において、第１天板３５よりも高く配置される。第２天板３７は、側板２３ｄから遠い地点が下方になるように傾斜して良い。第２天板３７は、分離壁２９ａと接続する。第２天板３７は、確実に液面１４と離間している。

気泡出口４１は、第１天板３５の上方、かつ、第２天板３７の下方に配置される。気泡出口４１は、循環口３１ａよりも上方に位置する。第１天板３５と第２天板の間に、側壁１３９が配置されてよい。気泡出口４１は、側壁１３９に配置されてよい。例えば、第１天板３５と第２天板３７の間に、上下に幅の狭い側壁１３９が配置され、側壁１３９に水平方向に長く延びる複数の気泡出口４１が配置される。側壁１３９は、第１天板３５と第２天板３７を保持する。
戻し口４６は、第１天板３５に設置されても良い。

図４を参照して、液処理方法を説明する。浮上した油分や異物は、気泡と共に液面１４の上方に浮上物として浮遊する。浮上物が浮上室３３を満たすと、浮上物は気泡出口４１から溢れ出す。溢れた浮遊物は、第１天板３５の上面を流れ落ち、回収樋４３に回収される（Ｓ６）。
その他のステップは、第１実施形態と同様である。

なお、本発明は前述した実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であり、特許請求の範囲に記載された技術思想に含まれる技術的事項の全てが本発明の対象となる。前記実施形態は、好適な例を示したものであるが、当業者ならば、本明細書に開示の内容から、各種の代替例、修正例、変形例あるいは改良例を実現することができ、これらは添付の特許請求の範囲に記載された技術的範囲に含まれる。

１０液処理装置
１１タンク
１３処理液
１７発生器（気泡発生器）
２３気泡槽
２３ｂ排出口（浮上物排出口）
２９分離槽
４３回収樋
４５消泡ポンプ
３１ａ循環口

Claims

タンクに貯留された処理液を送る給液ポンプと、
前記処理液が流入する気泡槽であって、
前記処理液の液面の近傍に配置され、前記処理液上に浮上した浮上物を排出する浮上物排出口を有する、気泡槽と、
前記気泡槽の外部に配置される微細気泡発生器であって、前記給液ポンプから送られた前記処理液に空気を混入させて微細気泡を発生する微細気泡発生器と、
前記気泡槽と下部で接続する分離槽と、
前記分離槽の前記液面から溢れ出す前記処理液を前記タンクへ戻す循環管と、
を有する液処理装置。
大気に解放される第１の流入口と、第１の流出口とを有する逆止弁を更に有し、
前記気泡槽は、下部に配置された第２の流入口を有し、
前記微細気泡発生器は、
前記給液ポンプと接続される処理液流入口と、
前記第１の流出口と接続される空気流入口と、
空気流入口及び前記第２の流入口と接続される第２の流出口と、を有する、
請求項１に記載の液処理装置。
前記浮上物排出口に接続する浮上物排出弁を更に有する、
請求項１又は２に記載の液処理装置。
前記気泡槽に配置される下方仕切り板であって、
前記気泡槽の底面と接する下端と、
前記気泡槽の前記液面の近傍で前記液面の下方に位置する上端と、
を有する下方仕切り板と、
前記気泡槽に配置される上方仕切り板であって、
前記液面の上方に位置する上端と、
前記底面の近傍で前記底面の上方に位置する下端と、
を有する上方仕切り板と、を更に有する、
請求項１〜３のいずれかに記載の液処理装置。
前記気泡槽に配置されるコアレッサであって、水平方向に延びて、互いに隙間を設けて上下方向に配置された複数の小板を有するコアレッサを更に有する、
請求項１〜４のいずれかに記載の液処理装置。
前記気泡槽は、上部に配置された気泡出口を有し、
前記気泡出口の下方に配置され、前記気泡出口から排出した前記浮上物を回収する回収樋と、
前記回収樋に接続される吸入口と、前記気泡槽に接続される吐出口を有する消泡ポンプと、を更に有する、
請求項１〜５のいずれかに記載の液処理装置。
前記気泡槽は、側壁を有し、
前記気泡出口は、前記側壁上に配置される、
請求項６に記載の液処理装置。
前記気泡出口は、前記液面から離間するように、前記気泡槽の上部に配置される、
請求項６又は７に記載の液処理装置。
前記回収樋は、前記回収樋の下方に配置され、前記吸入口と接続する回収口を有する、
請求項６〜８のいずれかに記載の液処理装置。
前記気泡槽は、
前記回収樋から前記気泡槽の中央に向かってせり上がる第１天板と、
前記回収樋の反対側に配置され、前記気泡槽の中央部で前記第１天板の上方に位置する第２天板と、を有し、
前記気泡出口は、前記第１天板と前記第２天板の間に配置される、
請求項６〜９のいずれかに記載の液処理装置。
タンクに貯留された、異物や油分を含む処理液に、気泡槽の外部で空気の微細気泡を混入し、
前記微細気泡が混入した前記処理液が前記気泡槽に流入し、
前記微細気泡が、前記異物や前記油分に付着して前記気泡槽内を浮上し、
前記処理液が前記気泡槽の下方から分離槽へ流入し、
前記分離槽から前記処理液を前記タンクへ循環させ、
前記気泡槽の液面の上方から浮上物を排出する、
液処理方法。
前記微細気泡が付着した前記異物や前記油分が小板に衝突して結合する、
請求項１１に記載の液処理方法。
浮上した前記微細気泡と、前記異物や前記油分と、前記処理液を含む前記浮上物が前記気泡槽を満たし、気泡出口から溢れ出し、
前記浮上物が回収樋に回収され、
前記回収樋で回収された前記浮上物の気泡が潰されて、前記気泡槽に戻される、
請求項１１又は１２に記載の液処理方法。