JP2022189209A - Different kind of liquid mixing device and water treatment facility - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、第1液体が流れる流れ経路中に第2液体を注入して混合する異種液体混合装置および異種液体混合装置を備えた水処理設備に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a dissimilar liquid mixing device for injecting and mixing a second liquid into a flow path through which a first liquid flows, and to a water treatment facility provided with the dissimilar liquid mixing device.
従来、この種の異種液体混合装置としては、例えば図18に示すように、水110に洗剤111を混合して洗浄液112を生成する洗浄液生成器101がある。この洗浄液生成器101は、器体102と、流入口103から流出口104にわたって器体102内に形成された第1流路105と、第1流路105の途中に設けられ且つ流路断面積が最小となるベンチュリー部106と、ベンチュリー部106の周壁部107に開設された注入口108と、注入口108に連通する第2流路109とを有している。
Conventionally, as this type of liquid mixing device, there is a cleaning
尚、注入口108はベンチュリー部106の周壁部107から径方向における内側へ突出した突部107aに形成されている。
The
水110は、流入口103から器体102内に流入し、第1流路105を流れる。また、洗剤111は第2流路109を通って注入口108から第1流路105に注入される。これにより、水110と洗剤111とが第1流路105において混合されて洗浄液112が生成され、洗浄液112が流出口104から器体102の外部に流出する。
この際、ベンチュリー部106において水110の流れが加速されるため、ベンチュリー部106の下流側において流速の高い流れが発生する。
At this time, since the flow of the
尚、上記のような洗浄液生成器101は例えば下記特許文献1に記載されている。
Incidentally, the cleaning
しかしながら上記の従来形式では、注入口108をベンチュリー部106に設けているため、注入口108から第1流路105に注入された洗剤111は、ベンチュリー部106で加速された水110の流れに乗って短時間で一気に下流側へ流れ、洗剤111を第1流路105内で十分に攪拌することができないといった問題がある。
However, in the above-described conventional type, since the
例えば、上記のような洗浄液生成器101を異種液体混合装置として用いて、懸濁物質を含む原水に凝集剤を注入して混合する場合、原水は、流入口103から器体102内に流入し、第1流路105を流れる。また、凝集剤は第2流路109を通って注入口108から第1流路105に注入される。
For example, when the cleaning
しかしながら、この場合においても、上記と同様に、注入口108から第1流路105に注入された凝集剤は、ベンチュリー部106で加速された原水の流れに乗って短時間で一気に下流側へ流れてしまうため、凝集剤を第1流路105内で十分に攪拌することができないといった問題がある。また、ベンチュリー部106の周壁部107に形成された突部107aによって、注入口108の下流側に原水の滞留域が生じ、注入口108から注入された凝集剤が滞留域に面する周壁部107や注入口108に析出してしまうことがある。
However, even in this case, similarly to the above, the flocculant injected from the
本発明は、注入口から流れ経路内に注入された第2液体を流れ経路内で十分に攪拌して第1液体と混合することができる異種液体混合装置および水処理設備を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a dissimilar liquid mixing apparatus and water treatment equipment capable of sufficiently agitating a second liquid injected into a flow path from an inlet into the flow path to mix it with the first liquid. and
上記目的を達成するために、本第1発明は、第1液体が流れる流れ経路中に第2液体を注入して混合する異種液体混合装置であって、
複数のラインミキサーが直列に接続され、
各ラインミキサーは、流れ経路の上流側から、第2直管部と、内径が下流側ほど拡大する拡径部と、第2直管部の内径よりも大きい内径の第3直管部とを順次有しており、
第2液体を第1液体中に注入する注入経路の先端の注入口が少なくとも最上流端のラインミキサー内へ突入して開口し、
注入口は、流れ経路の軸方向において第3直管部内に対応した位置で且つ流れ経路の径方向において第2直管部の内面と第3直管部の内面との中間近傍位置で、開口しているものである。
In order to achieve the above object, the first invention is a heterogeneous liquid mixing apparatus for injecting and mixing a second liquid into a flow path through which a first liquid flows, comprising:
Multiple line mixers are connected in series,
Each line mixer has, from the upstream side of the flow path, a second straight pipe portion, an enlarged diameter portion whose inner diameter increases toward the downstream side, and a third straight pipe portion whose inner diameter is larger than that of the second straight pipe portion. have sequentially,
the inlet at the tip of the injection path for injecting the second liquid into the first liquid projects into at least the line mixer at the most upstream end and opens;
The injection port is opened at a position corresponding to the inside of the third straight pipe portion in the axial direction of the flow path and at a position near the middle between the inner surface of the second straight pipe portion and the inner surface of the third straight pipe portion in the radial direction of the flow path. It is what we are doing.
これによると、第1液体は、各ラインミキサー内を流れる際、各ラインミキサーの第2直管部を通過して拡径部で流路が拡大される。このため、各ラインミキサーの拡径部の上流端部から下流の領域において、第1液体の流れが流れ経路の内面から剥離し、速度勾配が大きくなり、拡径部の内面および第3直管部の内面に沿って渦流が発生する。 According to this, when the first liquid flows through each line mixer, the first liquid passes through the second straight pipe portion of each line mixer and the flow path is expanded at the enlarged diameter portion. Therefore, in the area downstream from the upstream end of the enlarged diameter portion of each line mixer, the flow of the first liquid separates from the inner surface of the flow path, the velocity gradient increases, and the inner surface of the enlarged diameter portion and the third straight pipe A vortex is generated along the inner surface of the part.
この状態で、第2液体を注入経路の注入口から最上流端のラインミキサーの第3直管部内に注入することにより、第2液体は、拡径部内と第3直管部内とにわたって発生する渦流中に注入され、渦流によって攪拌される。これにより、第2液体は、最上流端のラインミキサーを流れる際、最上流端のラインミキサーの拡径部内から第3直管部内において速やかに広範囲に拡散する。 In this state, by injecting the second liquid from the inlet of the injection path into the third straight pipe portion of the line mixer at the most upstream end, the second liquid is generated throughout the enlarged diameter portion and the third straight pipe portion. Injected into a vortex and stirred by the vortex. As a result, when the second liquid flows through the line mixer at the most upstream end, the second liquid quickly diffuses widely in the third straight pipe portion from inside the expanded diameter portion of the line mixer at the most upstream end.
その後、第1液体と第2液体との混合液は、最上流端のラインミキサーの下流側に接続されたラインミキサー内を流れる際、上記下流側のラインミキサーの拡径部内と第3直管部内とにわたって発生する渦流によってさらに攪拌される。これにより、第2液体は、上記下流側のラインミキサーを流れる際、上記下流側のラインミキサーの拡径部内から第3直管部内において速やかに広範囲に分散する。 After that, when the mixed liquid of the first liquid and the second liquid flows through the line mixer connected to the downstream side of the line mixer at the most upstream end, the mixed liquid is It is further agitated by the eddy currents generated inside and across. Thereby, when the second liquid flows through the line mixer on the downstream side, the second liquid is quickly dispersed in a wide range from the inside of the expanded diameter portion of the line mixer on the downstream side to the inside of the third straight pipe portion.
従って、ラインミキサーを1台だけ用いて第1液体と第2液体とを混合する場合に比べて、第1液体と第2液体とを十分に且つ均一に混合することができる。 Therefore, the first liquid and the second liquid can be sufficiently and uniformly mixed as compared with the case where only one line mixer is used to mix the first liquid and the second liquid.
本第2発明は、第1液体が流れる流れ経路中に第2液体を注入して混合する異種液体混合装置であって、
複数のラインミキサーが直列に接続され、
各ラインミキサーは、流れ経路の上流側から、第2直管部と、内径が下流側ほど拡大する拡径部と、第2直管部の内径よりも大きい内径の第3直管部とを順次有しており、
第2液体を第1液体中に注入する注入経路の先端の注入口が少なくとも最上流端のラインミキサー内へ突入して開口し、
注入口は、流れ経路の軸方向において拡径部内に対応した位置で且つ流れ経路の径方向において第2直管部の内面と拡径部の内面の所定箇所との中間近傍位置で、開口しており、
拡径部の内面の所定箇所とは注入口から流れ経路の径方向における外方へ面した箇所であるものである。
A second aspect of the present invention is a heterogeneous liquid mixing device for injecting and mixing a second liquid into a flow path in which a first liquid flows,
Multiple line mixers are connected in series,
Each line mixer has, from the upstream side of the flow path, a second straight pipe portion, an enlarged diameter portion whose inner diameter increases toward the downstream side, and a third straight pipe portion whose inner diameter is larger than that of the second straight pipe portion. have sequentially,
the inlet at the tip of the injection path for injecting the second liquid into the first liquid projects into at least the line mixer at the most upstream end and opens;
The inlet is opened at a position corresponding to the inside of the enlarged diameter portion in the axial direction of the flow path, and at a position near the middle between the inner surface of the second straight pipe portion and the inner surface of the enlarged diameter portion in the radial direction of the flow path. and
The predetermined portion of the inner surface of the enlarged diameter portion is a portion facing outward in the radial direction of the flow path from the inlet.
これによると、第1液体は、各ラインミキサー内を流れる際、各ラインミキサーの第2直管部を通過して拡径部で流路が拡大される。このため、各ラインミキサーの拡径部の上流端部から下流の領域において、第1液体の流れが流れ経路の内面から剥離し、速度勾配が大きくなり、拡径部の内面および第3直管部の内面に沿って渦流が発生する。 According to this, when the first liquid flows through each line mixer, the first liquid passes through the second straight pipe portion of each line mixer and the flow path is expanded at the enlarged diameter portion. Therefore, in the area downstream from the upstream end of the enlarged diameter portion of each line mixer, the flow of the first liquid separates from the inner surface of the flow path, the velocity gradient increases, and the inner surface of the enlarged diameter portion and the third straight pipe A vortex is generated along the inner surface of the part.
この状態で、第2液体を注入経路の注入口から最上流端のラインミキサーの拡径部内に注入することにより、第2液体は、拡径部内と第3直管部内とにわたって発生する渦流中に注入され、渦流によって攪拌される。これにより、第2液体は、最上流端のラインミキサーを流れる際、最上流端のラインミキサーの拡径部内から第3直管部内において速やかに広範囲に拡散する。 In this state, by injecting the second liquid from the injection port of the injection path into the expanded diameter portion of the line mixer at the most upstream end, the second liquid flows into the vortex generated in the expanded diameter portion and the third straight pipe portion. is injected into and agitated by the vortex. As a result, when the second liquid flows through the line mixer at the most upstream end, the second liquid quickly diffuses widely in the third straight pipe portion from inside the expanded diameter portion of the line mixer at the most upstream end.
その後、第1液体と第2液体との混合液は、最上流端のラインミキサーの下流側に接続されたラインミキサー内を流れる際、上記下流側のラインミキサーの拡径部内と第3直管部内とにわたって発生する渦流によってさらに攪拌される。これにより、第2液体は、上記下流側のラインミキサーを流れる際、上記下流側のラインミキサーの拡径部内から第3直管部内において速やかに広範囲に分散する。 After that, when the mixed liquid of the first liquid and the second liquid flows through the line mixer connected to the downstream side of the line mixer at the most upstream end, the mixed liquid is It is further agitated by the eddy currents generated inside and across. Thereby, when the second liquid flows through the line mixer on the downstream side, the second liquid is quickly dispersed in a wide range from the inside of the expanded diameter portion of the line mixer on the downstream side to the inside of the third straight pipe portion.
従って、ラインミキサーを1台だけ用いて第1液体と第2液体とを混合する場合に比べて、第1液体と第2液体とを十分に且つ均一に混合することができる。 Therefore, the first liquid and the second liquid can be sufficiently and uniformly mixed as compared with the case where only one line mixer is used to mix the first liquid and the second liquid.
本第3発明における異種液体混合装置は、各ラインミキサーは、第2直管部の上流側に、第1直管部と、内径が下流側ほど縮小する縮径部とを順次有し、
第1直管部の内径が第2直管部の内径よりも大きいものである。
In the apparatus for mixing different types of liquids according to the third aspect of the present invention, each line mixer has a first straight pipe section upstream of the second straight pipe section and a reduced diameter section whose inner diameter decreases toward the downstream side in sequence,
The inner diameter of the first straight pipe portion is larger than the inner diameter of the second straight pipe portion.
これによると、第1液体は、各ラインミキサーを流れる際、第1直管部を流れ、縮径部を経て第2直管部を流れる際に加速され、拡径部で流路が拡大される。このように、第1直管部の内径を第2直管部の内径よりも大きくすることで、第1液体が各ラインミキサーの流れ経路を流れる時の圧力損失を低く抑えることができる。 According to this, when the first liquid flows through each line mixer, it flows through the first straight pipe portion, passes through the diameter-reduced portion, and is accelerated when flowing through the second straight pipe portion, and the flow path is expanded at the diameter-enlarged portion. be. Thus, by making the inner diameter of the first straight pipe portion larger than the inner diameter of the second straight pipe portion, it is possible to suppress the pressure loss when the first liquid flows through the flow path of each line mixer.
本第4発明における異種液体混合装置は、第1直管部と第3直管部とは同径であり、
上流側のラインミキサーの第3直管部と下流側のラインミキサーの第1直管部とが同径の接続管を介して接続されているものである。
In the device for mixing different liquids in the fourth aspect of the present invention, the first straight pipe portion and the third straight pipe portion have the same diameter,
The third straight pipe portion of the line mixer on the upstream side and the first straight pipe portion of the line mixer on the downstream side are connected via connecting pipes having the same diameter.
これによると、各ラインミキサーの拡径部の上流端部から下流の領域において、第1液体の流れが流れ経路の内面から剥離して、速度勾配が大きくなり、拡径部の内面および第3直管部の内面さらには接続管の内面に沿って渦流が発生する。 According to this, in the region downstream from the upstream end of the enlarged diameter portion of each line mixer, the flow of the first liquid separates from the inner surface of the flow path, the velocity gradient increases, and the inner surface of the enlarged diameter portion and the third A vortex is generated along the inner surface of the straight pipe portion and further along the inner surface of the connecting pipe.
これにより、接続管を介して上流側のラインミキサーの第3直管部と下流側のラインミキサーの第1直管部とを接続した方が、接続管を介さずに、上流側のラインミキサーの第3直管部と下流側のラインミキサーの第1直管部とを直に接続した場合に比べて、渦流の発生領域を流れ方向において長く確保することができる。このため、第1液体と第2液体とを十分に且つ均一に混合することができる。 As a result, it is preferable to connect the third straight pipe portion of the upstream line mixer and the first straight pipe portion of the downstream line mixer via the connecting pipe, without using the connecting pipe. A longer vortex generation region can be ensured in the flow direction than in the case where the third straight pipe portion of the line mixer is directly connected to the first straight pipe portion of the line mixer on the downstream side. Therefore, the first liquid and the second liquid can be sufficiently and uniformly mixed.
本第5発明における異種液体混合装置は、最上流端のラインミキサーの注入口から下流側のラインミキサーの拡径部の上流端部までの距離が1000mm以内であるものである。 In the apparatus for mixing different types of liquids according to the fifth aspect of the present invention, the distance from the injection port of the line mixer at the most upstream end to the upstream end of the expanded diameter portion of the line mixer on the downstream side is within 1000 mm.
これによると、速度勾配は、各ラインミキサーの拡径部において最大になり、拡径部から下流側へ離れるほど小さくなる。このため、攪拌力は各ラインミキサーの拡径部から下流側へ離れるほど減衰していく。 According to this, the velocity gradient is maximized at the enlarged diameter portion of each line mixer, and becomes smaller with increasing distance from the enlarged diameter portion toward the downstream side. For this reason, the stirring force is attenuated as the distance from the enlarged diameter portion of each line mixer increases toward the downstream side.
従って、最上流端のラインミキサーの攪拌力が大幅に減衰してしまう前に、下流側のラインミキサーの攪拌力が拡径部において最大になるため、攪拌力が長く持続し、これにより、第1液体と第2液体とを十分に且つ均一に混合することができる。 Therefore, before the stirring force of the line mixer at the most upstream end is significantly attenuated, the stirring force of the line mixer on the downstream side becomes maximum at the enlarged diameter portion, so the stirring force continues for a long time. The first liquid and the second liquid can be sufficiently and uniformly mixed.
本第6発明は、第1発明から第5発明のいずれかに記載の異種液体混合装置を備えた水処理設備であって、
第2液体は液体の凝集剤であり、
第1液体は凝集剤によって凝集される被凝集物を含む水であり、
最下流端のラインミキサーの下流側に凝集混和装置が接続され、
凝集混和装置は、下部の流入口と上部の流出口との間に上向流路が形成される少なくとも1台の混和槽を有しているものである。
A sixth invention is a water treatment facility comprising the device for mixing different liquids according to any one of the first to fifth inventions,
the second liquid is a liquid flocculant;
the first liquid is water containing a substance to be agglomerated by the aggregating agent;
A flocculating and mixing device is connected to the downstream side of the line mixer at the most downstream end,
The aggregating and mixing device has at least one mixing vessel in which an upward flow path is formed between a lower inlet and an upper outlet.
これによると、異種液体混合装置において、凝集剤が水に注入されて十分に攪拌混合され、水と凝集剤との混合液が異種液体混合装置から混和槽に供給され、混和槽の上向流路において緩速攪拌されることで、混合液中に形成された凝集フロックが成長して粗大化する。 According to this, in the heterogeneous liquid mixing device, the coagulant is injected into water and sufficiently stirred and mixed, the mixed liquid of water and coagulant is supplied from the heterogeneous liquid mixing device to the mixing tank, and the upward flow of the mixing tank Agglomerated flocs formed in the mixture grow and coarsen due to slow stirring in the passage.
この際、凝集剤と水とが異種液体混合装置において十分に且つ均一に攪拌混合されているため、少ない台数の混和槽で十分に粗大化した凝集フロックを得ることができる。 At this time, since the flocculant and water are sufficiently and uniformly stirred and mixed in the device for mixing different types of liquids, sufficiently coarse flocs can be obtained with a small number of mixing tanks.
以上のように本発明によると、注入口から流れ経路内に注入された第2液体を流れ経路内で十分に攪拌して第1液体と混合することができる。 As described above, according to the present invention, the second liquid injected from the inlet into the flow path can be sufficiently stirred in the flow path and mixed with the first liquid.
以下、本発明における実施の形態を、図面を参照して説明する。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(第1の実施の形態)
第1の実施の形態では、図1に示すように、1は浄水等の水処理設備であって、上流側から下流側にわたって、原水2(第1液体の一例)を貯留する原水貯留槽3と、異種液体混合装置4と、凝集混和装置5と、膜分離装置6(固液分離装置の一例)と、原水2を膜分離装置6で膜ろ過により固液分離することによって得られた処理水7を回収する処理水槽8とを有している。
(First embodiment)
In the first embodiment, as shown in FIG. 1, 1 is a water treatment facility such as water purification, and a raw
これら原水貯留槽3と異種液体混合装置4と凝集混和装置5と膜分離装置6と処理水槽8とはそれぞれ配管路11~14を介して接続されている。
The raw
図2,図3に示すように、異種液体混合装置4は、原水2が流れる流れ経路20中に液体の凝集剤16(第2液体の一例)を注入して混合するものである。尚、原水2は凝集剤16によって凝集される懸濁物質(被凝集物の一例)を含んでいる。また、凝集剤16は例えばポリ塩化アルミニウム等を溶解した液体である。
As shown in FIGS. 2 and 3, the dissimilar
異種液体混合装置4は直列に接続された2台(複数台)のラインミキサー9,10を有している。各ラインミキサー9,10はそれぞれ、管状の本体21と、本体21の両端に設けられたフランジ22,23とを有している。
The dissimilar
このうち、最上流側のラインミキサー9の入口側のフランジ22は配管路11に設けられたフランジ17に接合され、下流側に接続されたラインミキサー10の出口側のフランジ23は配管路12に設けられたフランジ18に接合されている。また、最上流側のラインミキサー9の出口側のフランジ23と下流側のラインミキサー10の入口側のフランジ22とが接合されている。
Of these, the inlet-
流れ経路20は、各ラインミキサー9,10の本体21内にそれぞれ形成されており、上流側端部に入口25を有し、下流側端部に出口26を有している。
A
また、各ラインミキサー9,10の本体21はそれぞれ、流れ経路20の上流側から、第1直管部30と、第1直管部30よりも内径が下流側ほど次第に縮小する縮径部31と、縮径部31の下流端部の内径と等しい第2直管部32と、第2直管部32の下流端部よりも内径が下流側ほど次第に拡大する拡径部33と、拡径部33の下流端部の内径と等しい第3直管部34とを順次有している。
The
第3直管部34の内径Dは第2直管部32の内径dよりも大きく、内径Dと内径dとの比率は約1.5:1~3:1の範囲に設定されている。また、第1直管部30の内径D´は、第2直管部32の内径dよりも大きく、第3直管部34の内径Dと同じである。
The inner diameter D of the third
また、拡径部33は第2直管部32の下流端部からなだらかなスロープを描いて拡大しており、流れ経路20の軸心50に対する拡径部33の傾斜角度αは30°~50°の範囲に設定されている。
Further, the
凝集剤16を原水2中に注入する注入管37(注入経路の一例)が最上流側のラインミキサー9の本体21に接続されている。注入管37の先端に形成された注入口38は、流れ経路20の軸方向Lにおいて第3直管部34内に面した位置にあり、且つ、流れ経路20の径方向Rにおいて第2直管部32の内面と第3直管部34の内面との中間近傍位置で開口している。
An injection pipe 37 (an example of an injection route) for injecting the
尚、注入口38から第3直管部34内への凝集剤16の注入方向は流れ経路20の軸心50に対して直角となる方向である。
The direction of injection of the
図4に示すように、上記径方向Rにおける注入管37の注入口38から第3直管部34の内面までの寸法をBとし、上記径方向Rにおける注入管37の注入口38から第2直管部32の内面までの寸法をCとすると、上記第2直管部32の内面と第3直管部34の内面との中間近傍位置とは以下の関係式[1][2]を同時に満足する位置である。
0.1×(D-d)≦B・・・関係式[1]
0.15×(D-d)≦C・・・関係式[2]
また、注入管37の注入口38は拡径部33の直後の位置で開口している。ここで、軸方向Lにおける第3直管部34の上流端部34aから第3直管部34の内径Dに相当する長さだけ下流側を下流限位置Eとすると、上記拡径部33の直後の位置とは、軸方向Lにおいて、第3直管部34の上流端部34aから下流限位置Eまでの領域F内にある位置と定義される。
As shown in FIG. 4, the dimension from the
0.1×(D−d)≦B Relational expression [1]
0.15×(D−d)≦C Relational expression [2]
An
図1,図2に示すように、凝集混和装置5は、異種液体混合装置4の下流側に設けられており、異種液体混合装置4によって混合された原水2と凝集剤16との混合液40中に形成された凝集フロックを成長させ粗大化させるための緩速攪拌装置の一種である。
As shown in FIGS. 1 and 2, the aggregation and mixing
凝集混和装置5は、2台(複数台)の混和槽51,52と、両混和槽51,52間に接続される接続管路53と、上下方向に蛇行した蛇行流路54とを有している。各混和槽51,52はそれぞれ、上下両端が閉鎖された縦長の円筒状の槽であり、下部に流入口55を有するとともに、上部に流出口56を有している。
接続管路53の上端は上流側の混和槽51の流出口56に接続され、接続管路53の下端は下流側の混和槽52の流入口55に接続されている。また、蛇行流路54は、混和槽51,52内に形成された上向流路58と、接続管路53内に形成された下向流路59とを有している。尚、上向流路58は流入口55と流出口56との間に形成される。各混和槽51,52の内径は接続管路53の内径よりも大きく、これにより、上向流路58の流路断面積は下向流路59の流路断面積よりも大きい。
The aggregation and mixing
The upper end of the connecting
また、下流側のラインミキサー10が配管路12を介して上流側の混和槽51の流入口55に接続されている。
Further, the
図1に示すように、膜分離装置6は、異種液体混合装置4によって混合された原水2と凝集剤16との混合液40を膜ろ過して固液分離するものである。
As shown in FIG. 1, the
以下、上記構成における作用を説明する。 The operation of the above configuration will be described below.
図1に示すように、原水2は、原水貯留槽3から、順次、異種液体混合装置4の上流側のラインミキサー9と下流側のラインミキサー10とに供給され、これらのラインミキサー9,10において原水2と凝集剤16とが混合されて混合液40となる。その後、混合液40は、凝集混和装置5の上流側の混和槽51に供給され、さらに上流側の混和槽51から接続管路53を通って下流側の混和槽52に供給される過程において、混合液40中に形成された凝集フロックが成長して粗大化する。その後、混合液40は混和槽52から膜分離装置6に供給されて固液分離され、膜分離装置6で得られた処理水7が処理水槽8に回収される。
As shown in FIG. 1, the
このような一連の水処理において、原水2と凝集剤16とは上流側のラインミキサー9で以下のように混合され攪拌される。
In such a series of water treatments, the
図3に示すように、原水貯留槽3から上流側のラインミキサー9に供給された原水2は、このラインミキサー9の入口25から流れ経路20に流れ込み、流れ経路20を流れた後、出口26から流れ出る。このとき、原水2は、第1直管部30を流れた後、縮径部31を経て第2直管部32を流れる際に加速され、拡径部33で漸拡される。このため、図5に示すように、拡径部33の上流端部から下流の領域において、原水2の流れが流れ経路20の内面から剥離して、速度勾配が大きくなり、拡径部33の内面および第3直管部34の内面に沿って渦流45が発生する。
As shown in FIG. 3, the
尚、点46は拡径部33の上流端部において原水2の流れが剥離する剥離点を示している。また、第2直管部32の下流側の中央部には、原水2が上流側から下流側へ速い流速で流れる本流47が形成されており、渦流45は本流47の周囲に発生する。
A
この状態で、凝集剤16を注入管37の注入口38から上流側のラインミキサー9の第3直管部34内に注入することにより、凝集剤16は、第3直管部34内の渦流45中に注入され、渦流45によって注入口38の上流側にも逆流する。これにより、凝集剤16が拡径部33から第3直管部34の全体にわたり分散されて供給され、攪拌がより促進されるため、原水2と凝集剤16とが第3直管部34内において十分に且つ均一に混合され、原水2に含まれる懸濁物質(被凝集物)が凝集剤16と速やかに反応して凝集が開始され、上流側のラインミキサー9の下流側において、凝集フロックが形成される。
In this state, by injecting the
これにより、凝集剤16が注入口38の下流側において第3直管部34内に析出するのを防止することができ、第3直管部34が析出した凝集剤16で閉塞されるといった不具合の発生を防ぐことができる。
As a result, it is possible to prevent the
また、注入管37の注入口38は、流れ経路20の軸方向Lにおいて、拡径部33の直後の位置で開口しているとともに、流れ経路20の径方向Rにおいて、第2直管部32の内面と第3直管部34の内面との中間近傍位置すなわち先述した関係式[1][2]を同時に満足する位置で開口しているため、凝集剤16を注入口38から第3直管部34内に発生する渦流45中に確実に注入することができる。
In addition, the
例えば、第3直管部34の内径Dを25mm、第2直管部32の内径dを13mmとすると、上記関係式[1]に基づいて注入管37の注入口38から第3直管部34の内面までの寸法Bは1.2mm以上に設定され、且つ、上記関係式[2]に基づいて注入口38から第2直管部32の内面までの寸法Cは1.8mm以上に設定されている。
For example, assuming that the inner diameter D of the third
下記表1は、内径Dを25mm、内径dを13mmとし、寸法Bを1mm、3mm、6mm、12.5mmの4段階に設定した時の上流側のラインミキサー9の下流側に流出される混合液40中の総粒子数および上流側のラインミキサー9の第3直管部34における凝集剤16の析出の有無を調べた実験結果を示している。
Table 1 below shows the mixture flowing out to the downstream side of the
尚、上記総粒子数とは、原水2と凝集剤16との混合液40中に含まれる微小粒子(0.1~0.4μmの粒子)の総数であり、基準となる一定の総粒子数をN個と表示している。上流側のラインミキサー9内で原水2と凝集剤16とが十分に且つ均一に混合されると、このラインミキサー9の下流側において、混合液40中の微小粒子が多数集合して粗大化するため、混合液40中に含まれる微小粒子の総粒子数が減少する。従って、総粒子数が少ないほど、凝集剤16が十分に攪拌混合され、凝集効果が高いことを意味している。
The total number of particles is the total number of fine particles (particles of 0.1 to 0.4 μm) contained in the
上記表1によると、寸法Bを3mmに設定した試験品S2の場合、寸法Cは3mmとなり、上記関係式[1][2](すなわち、1.2mm≦Bで、且つ、1.8mm≦C)を同時に満たすため、総粒子数が少なく、凝集剤16が析出せず、凝集効果が高い。この場合、図5に示すように、凝集剤16は、注入口38から渦流45の中心部分に注入されるため、渦流45によって注入口38の上流側および下流側へ速やかに拡散する。これにより、原水2と凝集剤16とが十分に且つ均一に混合される
また、寸法Bを1mmに設定した試験品S1の場合、寸法Cは5mmとなり、上記関係式[1][2](すなわち、1.2mm≦Bで、且つ、1.8mm≦C)を同時に満たさないため、注入された凝集剤16が原水2と十分に攪拌混合されず、総粒子数が多く検出されていることから、凝集効果が低いことがわかる。さらに、未反応の凝集剤16が注入口38の下流域に析出する現象も確認された。この場合、図6に示すように、凝集剤16は注入口38から第3直管部34の内面付近(近傍)に注入されるが、第3直管部34の内面付近における原水2の流速は非常に遅いので、凝集剤16の多くは、注入口38の周囲に滞留したまま、拡散し難い。
According to Table 1 above, in the case of the test sample S2 in which the dimension B is set to 3 mm, the dimension C is 3 mm, and the relational expressions [1] [2] (that is, 1.2 mm ≤ B and 1.8 mm ≤ Since C) is satisfied at the same time, the total number of particles is small, the aggregating
また、寸法Bを6mmに設定した試験品S3の場合、寸法Cは0mmとなり、上記関係式[1][2](すなわち、1.2mm≦Bで、且つ、1.8mm≦C)を同時に満たさないため、注入された凝集剤16が原水2と十分に攪拌混合されず、総粒子数が多く検出されていることから、凝集効果が低いことがわかる。さらに、未反応の凝集剤16が注入口38の下流域に析出する現象も確認された。この場合、図7に示すように、凝集剤16は渦流45の上流側から下流側へ向かう流れに注入されるため、凝集剤16の多くが、注入後、直ちに原水2の本流47に合流して注入口38の下流側へ流れてしまい、注入口38の上流側へ拡散し難い。
In addition, in the case of the test sample S3 in which the dimension B is set to 6 mm, the dimension C is 0 mm, and the above relational expressions [1] [2] (that is, 1.2 mm ≤ B and 1.8 mm ≤ C) are simultaneously satisfied. Since it is not satisfied, the injected
さらに、寸法Bを12.5mmに設定した試験品S4の場合、寸法Cは-6.5mmとなり、上記関係式[1][2](すなわち、1.2mm≦Bで、且つ、1.8mm≦C)を同時に満たさないため、注入された凝集剤16が原水2と十分に攪拌混合されず、総粒子数が多く検出されていることから、凝集効果が低いことがわかる。さらに、未反応の凝集剤16が注入口38の下流域に析出する現象も確認された。この場合、図8に示すように、注入口38から第3直管部34内に注入された凝集剤16の多くは、主に、第3直管部34内の渦流45ではなく、流速の速い本流47に注入されるため、第3直管部34内で十分に攪拌される間も無く、本流47に乗って短時間のうちに一気に下流側へ流されてしまう。これにより、上流側のラインミキサー9の下流側において混合液40中に形成される凝集フロックの数が少なくなり、多くの微小粒子が混合液40中に残ったままになるため、総粒子数が極端に多くなる。
Furthermore, in the case of the test sample S4 in which the dimension B is set to 12.5 mm, the dimension C is -6.5 mm, and the above relational expressions [1] [2] (that is, 1.2 mm ≤ B and 1.8 mm Since ≦C) is not satisfied at the same time, the injected
その後、混合液40は、上流側のラインミキサー9から下流側のラインミキサー10内を流れる際、下流側のラインミキサー10の拡径部33の内面および第3直管部34の内面に沿って発生する渦流45によってさらに攪拌される。これにより、凝集剤16は、下流側のラインミキサー10を流れる際、下流側のラインミキサー10の拡径部33内から第3直管部34内において速やかに広範囲に分散する。
After that, when the
従って、2台のラインミキサー9,10を用いた方が、ラインミキサーを1台だけ用いて原水2と凝集剤16とを混合する場合に比べて、原水2と凝集剤16とを十分に且つ均一に混合することができる。
Therefore, the use of two
その後、図2に示すように、原水2と凝集剤16との混合液40が混和槽51,52の上向流路58を流れる際、混合液40の平均流速が低下するので、混合液40が緩速攪拌され、混合液40中の粒子同士が会合し易くなり、凝集フロックが成長して粗大化する。これにより、図1に示すように、混合液40が膜分離装置6で固液分離される際、凝集フロックが膜分離装置6のろ過膜の膜面に付着しても、逆洗によってろ過膜を十分に洗浄し、ろ過性能を回復させることができる。
Thereafter, as shown in FIG. 2, when the
下記表2は凝集状態の評価を調べた結果を示している。このうち、条件(1)とは、ラインミキサー9を1台のみ単体で使用し、このラインミキサー9の下流側に2台の混和槽51,52を接続した形態のものである。また、条件(2)とは、第1の実施の形態のように2台のラインミキサー9,10を直結し、下流側のラインミキサー10の下流側に2台の混和槽51,52(図2参照)を接続した形態のものである。
Table 2 below shows the results of examining the evaluation of the state of aggregation. Of these, the condition (1) is a form in which only one
採水(1)の欄に記載されている数値は、上流側の混和槽51内の上部から採取した混合液40中に含まれる残留アルミニウムの量[mg/リットル]を示している。採水(2)の欄に記載されている数値は、下流側の混和槽52内の上部から採取した混合液40中に含まれる残留アルミニウムの量[mg/リットル]を示している。
The numerical value described in the column of water sampling (1) indicates the amount [mg/liter] of residual aluminum contained in the
尚、上記残留アルミニウムとは、凝集剤16に由来するアルミニウムの内、未反応のアルミニウム分を抽出したものである。
Incidentally, the residual aluminum is the unreacted aluminum extracted from the aluminum derived from the aggregating
残留アルミニウムの量が多いほど、未反応の凝集剤16が多く、凝集状態が悪いと判断される。反対に、残留アルミニウムの量が少ないほど、未反応の凝集剤16が少なく、凝集状態が良好であると判断される。
It is judged that the larger the amount of residual aluminum, the larger the amount of
上記表2によると、条件(1)のときの残留アルミニウム量と条件(2)のときの残留アルミニウム量との差は、採水(1)においては0%であるが、採水(2)においては-9.8%である。これらの数値は以下のようにして算出される。
(0.0252-0.0252)×100/0.0252=0[%]
(0.0193-0.0214)×100/0.0214=-9.8[%]
これにより、下流側の混和槽52内において残留アルミニウムの量が大幅に減少しているため、下流側の混和槽52内において凝集反応が良好に行われていることがわかる。これは、混和槽51,52の上流側において2台のラインミキサー9,10を直結しているため、1台のラインミキサーを単体で用いた場合に比べて、両ラインミキサー9,10において原水2と凝集剤16とが十分に且つ均一に混合されているためであると考えられる。
According to Table 2 above, the difference between the amount of residual aluminum under condition (1) and the amount of residual aluminum under condition (2) is 0% in water sampling (1), but the difference is 0% in water sampling (2). is -9.8%. These numerical values are calculated as follows.
(0.0252−0.0252)×100/0.0252=0 [%]
(0.0193−0.0214)×100/0.0214=−9.8[%]
As a result, since the amount of residual aluminum in the
上記第1の実施の形態では、径方向Rにおける注入口38の位置を、上記関係式[1][2]が同時に満足する位置に設定しているが、好ましくは寸法Bと寸法Cとが等しくなる位置に設定してもよい。
In the first embodiment, the position of the
(第2の実施の形態)
先述した第1の実施の形態では、図4に示すように、注入管37の注入口38は第3直管部34内にあるが、以下に説明する第2の実施の形態では、図9,図10に示すように、注入口38は拡径部33内にある。すなわち、注入口38は、流れ経路20の軸方向Lにおいて拡径部33内に面した位置にあり、且つ、流れ経路20の径方向Rにおいて第2直管部32の内面と拡径部33の内面の所定箇所Gとの中間近傍位置で開口している。
(Second embodiment)
In the above-described first embodiment, as shown in FIG. 4, the
尚、所定箇所Gとは、注入口38から流れ経路20の径方向Rにおける外方へ面した箇所である。
The predetermined point G is a point facing outward in the radial direction R of the
また、注入口38から拡径部33内への凝集剤16の注入方向は流れ経路20の軸心50に対して直角となる方向である。
The direction of injection of the
上記径方向Rにおける注入口38から拡径部33の内面の所定箇所Gまでの寸法をBとし、上記径方向Rにおける注入口38から第2直管部32の内面までの寸法をCとすると、上記第2直管部32の内面と拡径部33の内面の所定箇所Gとの中間近傍位置とは以下の関係式[1][2]を同時に満足する位置である。
0.1×(D-d)≦B・・・関係式[1]
0.15×(D-d)≦C・・・関係式[2]
以下、上記構成における作用を説明する。
Let B be the dimension from the
0.1×(D−d)≦B Relational expression [1]
0.15×(D−d)≦C Relational expression [2]
The operation of the above configuration will be described below.
図10に示すように、凝集剤16を注入口38から上流側のラインミキサー9の拡径部33内に注入することにより、凝集剤16は、上流側のラインミキサー9の拡径部33内と第3直管部34内とにわたって発生する渦流45中に注入され、渦流45によって十分に攪拌される。これにより、凝集剤16が拡径部33内から第3直管部34内において速やかに広範囲に拡散するため、原水2と凝集剤16とが第3直管部34内において十分に且つ均一に混合され、原水2に含まれる懸濁物質が凝集剤16と速やかに反応して凝集が開始され、上流側のラインミキサー9の下流側において、凝集フロックが形成される。
As shown in FIG. 10, by injecting the
また、注入口38は、流れ経路20の径方向Rにおいて、第2直管部32の内面と拡径部33の内面の所定箇所Gとの中間近傍位置すなわち先述した関係式[1][2]を同時に満足する位置で開口しているため、凝集剤16を注入口38から上流側のラインミキサー9の拡径部33内に発生する渦流45中に確実に注入することができる。
In addition, the
その後、原水2と凝集剤16との混合液40は、上流側のラインミキサー9から下流側のラインミキサー10内を流れる際、下流側のラインミキサー10の拡径部33の内面および第3直管部34の内面に沿って発生する渦流45によってさらに攪拌される。これにより、凝集剤16は、下流側のラインミキサー10を流れる際、下流側のラインミキサー10の拡径部33内から第3直管部34内において速やかに広範囲に分散する。
After that, when the
上記第1および第2の実施の形態では、2台のラインミキサー9,10を直列にして直結しているが、3台以上のラインミキサーを直列にして直結してもよい。
Although the two
(第3の実施の形態)
先述した第1の実施の形態では、図3に示すように、上流側のラインミキサー9と下流側のラインミキサー10とが直結されているが、以下に説明する第3の実施の形態では、図11,図12に示すように、上流側のラインミキサー9と下流側のラインミキサー10とが、接続管65を介して、所定の間隔をあけて接続されている。
(Third Embodiment)
In the above-described first embodiment, as shown in FIG. 3, the
接続管65は、直管部66と、直管部66の両端に設けられた接続フランジ67,68とを有している。直管部66の内径Daは両ラインミキサー9,10の第1直管部30の内径D´ならびに第3直管部34の内径Dと同じである。
The
上流側のラインミキサー9の出口側のフランジ23と接続管65の一方の接続フランジ67とが接合され、下流側のラインミキサー10の入口側のフランジ22と接続管65の他方の接続フランジ68とが接合されている。
The
最上流端のラインミキサー9の注入口38から下流側のラインミキサー10の拡径部33の上流端部33aまでの距離Aが1000mm以内に設定されている。尚、この距離Aは520mm~700mmが好ましい。
The distance A from the
また、凝集混和装置5は1台の混和槽51のみを有している。
In addition, the aggregation and mixing
以下、上記構成における作用を説明する。 The operation of the above configuration will be described below.
各ラインミキサー9,10の拡径部33の上流端部33aから下流の領域において、原水2の流れが流れ経路20の内面から剥離して、速度勾配が大きくなり、拡径部33の内面および第3直管部34の内面さらには接続管65の直管部66の内面に沿って渦流45が発生する。
In the area downstream from the
これにより、接続管65を介して上流側のラインミキサー9と下流側のラインミキサー10とを接続した方が、第1の実施の形態に示したように接続管65を介さずに上流側のラインミキサー9と下流側のラインミキサー10とを直に接続した場合に比べて、渦流45の発生領域を軸方向L(流れ方向)において長く確保することができる。このため、原水2と凝集剤16とを十分に且つ均一に混合することができる。
As a result, it is better to connect the
図13は、出入口の口径が50Aのラインミキサー9の速度勾配の分布を示すグラフであり、横軸はラインミキサー9の注入口38から下流側への距離[m]を示し、縦軸は流れ経路20の各断面の平均速度勾配[1/秒]を示す。尚、横軸の「0」の地点が注入口38の位置である。
FIG. 13 is a graph showing the velocity gradient distribution of the
これによると、速度勾配は、拡径部33において最大になり、拡径部33から下流側へ離れるほど次第に小さくなる。尚、速度勾配は攪拌力と同義であり、速度勾配が大きくなるほど攪拌力が増大し、速度勾配が小さくなるほど攪拌力が減少するといった相関関係を有している。このため、攪拌力は、速度勾配と同様に、ラインミキサー9の拡径部33から下流側へ離れるほど減衰していく。
According to this, the velocity gradient is maximized at the diameter-enlarged
従って、第3の実施の形態では、最上流端のラインミキサー9の攪拌力が大幅に減衰してしまう前に、下流側のラインミキサー10の攪拌力が拡径部33において最大になるため、攪拌力が長く持続し、これにより、原水2と凝集剤16とを十分に且つ均一に混合することができる。
Therefore, in the third embodiment, the stirring force of the
図14~図16は、各ラインミキサー9,10内の速度勾配の分布を示すグラフであり、横軸は最上流端のラインミキサー9の拡径部33の上流端部33a(図4,図11参照)から下流側への距離[mm]を示し、縦軸は流れ経路20の各断面の速度勾配[1/秒]を示す。このうち、図14のグラフG1はラインミキサー9を1台のみ単独で用いた場合を示しており、横軸のW1の領域がラインミキサー9の拡径部33の位置に相当し、矢印Pがラインミキサー9の注入口38の位置に相当する。これによると、速度勾配は、拡径部33において最大になり、拡径部33から下流側へ離れるほど次第に小さくなることがわかる。
14 to 16 are graphs showing the distribution of velocity gradients in the
また、図15のグラフG2は、先述した第1の実施の形態(図3参照)のように2台のラインミキサー9,10を直結して用いた場合を示しており、横軸のW1で示した領域が上流側のラインミキサー9の拡径部33の位置に相当し、矢印Pが上流側のラインミキサー9の注入口38の位置に相当し、W2で示した領域が下流側のラインミキサー10の拡径部33の位置に相当する。
Graph G2 in FIG. 15 shows a case where two
また、図16のグラフG3は、第3の実施の形態(図11参照)のように接続管65を介して2台のラインミキサー9,10を接合して用いた場合を示している。横軸のW3で示した領域が接続管65の位置に相当する。
Graph G3 in FIG. 16 shows a case where two
これによると、上流側のラインミキサー9の攪拌力(速度勾配と同義)が大幅に減衰してしまう前に、下流側のラインミキサー10の攪拌力が拡径部33において最大になるため、攪拌力が長く持続することがわかる。
According to this, the stirring force of the
下記表3は凝集状態の評価を調べた結果を示している。このうち、条件(1)とは先述した表2中の条件(1)と同じ形態のものである。また、条件(3)とは、第3の実施の形態のように接続管65を介して2台のラインミキサー9,10を接合し、下流側のラインミキサー10の下流側に2台の混和槽51,52(図2参照)を接続したものである。また、採水(1)および採水(2)の欄は表2と同じものである。
Table 3 below shows the results of examining the evaluation of the aggregation state. Among them, the condition (1) has the same form as the condition (1) in Table 2 described above. Further, the condition (3) is that the two
上記表3によると、条件(1)のときの残留アルミニウム量と条件(3)のときの残留アルミニウム量との差は、採水(1)においては-8.3%であり、採水(2)においては-10.6%である。これらの数値は以下のようにして算出される。
(0.0255-0.0278)×100/0.0278=-8.3[%]
(0.0219-0.0245)×100/0.0245=-10.6[%]
これにより、両方の混和槽51,52内においてそれぞれ残留アルミニウムの量が大幅に減少しているため、両方の混和槽51,52内においてそれぞれ凝集反応が良好に行われていることがわかる。これは、混和槽51,52の上流側において2台のラインミキサー9,10を接続管65を介して接合しているため、これらラインミキサー9,10および接続管65において原水2と凝集剤16とが十分に且つ均一に混合されているためであると考えられる。
According to Table 3 above, the difference between the amount of residual aluminum under condition (1) and the amount of residual aluminum under condition (3) is −8.3% in water sampling (1), and the water sampling ( 2) is -10.6%. These numerical values are calculated as follows.
(0.0255−0.0278)×100/0.0278=−8.3[%]
(0.0219−0.0245)×100/0.0245=−10.6[%]
As a result, the amounts of residual aluminum in both the mixing
また、条件(1)のときの採水(2)の残留アルミニウム量と条件(3)のときの採水(1)の残留アルミニウム量との差は4.1%である。この数値は以下のようにして算出される。
(0.0255-0.0245)×100/0.0245=4.1[%]
これによると、条件(3)のときの採水(1)の残留アルミニウム量は条件(1)のときの採水(2)の残留アルミニウム量とほとんど変わらないので、条件(3)の場合、2台の混和槽51,52を1台に減らしても、残留アルミニウム量を条件(1)とほぼ同等の値まで低下させることができる。
Moreover, the difference between the amount of residual aluminum in the water sample (2) under the condition (1) and the residual aluminum amount in the water sample (1) under the condition (3) is 4.1%. This numerical value is calculated as follows.
(0.0255−0.0245)×100/0.0245=4.1[%]
According to this, the amount of residual aluminum in water (1) under condition (3) is almost the same as the amount of residual aluminum in water (2) under condition (1). Even if the two mixing
これにより、図11,図12に示すように、上流側のラインミキサー9と下流側のラインミキサー10とを、接続管65を介して所定の間隔をあけて接続することにより、原水2と凝集剤16とが異種液体混合装置4において十分に且つ均一に攪拌混合されるため、1台の混和槽51のみで十分に成長して粗大化した凝集フロックを得ることができ、混和槽の台数を減らすことができる。
As a result, as shown in FIGS. 11 and 12, the
上記第3の実施の形態では、図11に示すように、接続管65は直管部66と接続フランジ67,68とを有しているが、直管部66の代わりに曲管部を有していてもよい。例えば90°に屈曲した曲管部を有する接続管65を介して、上流側のラインミキサー9と下流側のラインミキサー10とを接合することにより、上流側のラインミキサー9の向きと下流側のラインミキサー10の向きとを直交させてもよい。
In the third embodiment, as shown in FIG. 11, the connecting
上記第1~第3の実施の形態では、上流側のラインミキサー9と下流側のラインミキサー10とを同一形状にしているが、形状や大きさが異なっていてもよい。
In the first to third embodiments, the
(第4の実施の形態)
先述した第3の実施の形態では、図11に示すように、直管部66と接続フランジ67,68とを有する接続管65を用いて、両ラインミキサー9,10を接続しているが、以下に説明する第4の実施の形態では、図17に示すように、接続管65は、接続フランジ67,68を有さず、直管部66のみを有している。
(Fourth embodiment)
In the above-described third embodiment, as shown in FIG. 11, both
また、上流側のラインミキサー9は出口側のフランジ23を有しておらず、下流側のラインミキサー10は入口側のフランジ22を有していない。
Also, the
接続管65の直管部66は、上流側のラインミキサー9の第3直管部34の出口側端部と下流側のラインミキサー10の第1直管部30の入口側端部とに一体的に設けられている。
The
これによると、上記第3の実施の形態と同様の作用および効果を得ることができる。 According to this, it is possible to obtain the same actions and effects as those of the third embodiment.
上記第3および第4の実施の形態ではそれぞれ、図11,図17に示すように、1本の接続管65を介して、2台のラインミキサー9,10を間隔をあけて直列に接続しているが、複数本の接続管65を介して、3台以上のラインミキサーを間隔をあけて直列に接続してもよい。
In the third and fourth embodiments, as shown in FIGS. 11 and 17, two
上記各実施の形態では、図3,図11,図17に示すように、注入管37を最上流側のラインミキサー9のみに接続し、凝集剤16を最上流側のラインミキサー9のみに注入しているが、最上流側のラインミキサー9とこのラインミキサー9以外のラインミキサー10とにそれぞれ注入管37を接続して凝集剤16を注入してもよい。
In each of the above embodiments, as shown in FIGS. 3, 11, and 17, the
1 水処理設備
2 原水(第1液体)
4 異種液体混合装置
5 凝集混和装置
9,10 ラインミキサー
16 凝集剤(第2液体)
20 流れ経路
30 第1直管部
31 縮径部
32 第2直管部
33 拡径部
33a 拡径部の上流端部
34 第3直管部
37 注入管(注入経路)
38 注入口
51,52 混和槽
65 接続管
A 最上流端のラインミキサーの注入口から下流側のラインミキサーの拡径部の上流端部までの距離
D 第3直管部の内径
d 第2直管部の内径
D´ 第1直管部の内径
Da 直管部の内径
G 所定箇所
L 軸方向
R 径方向
1
4 Dissimilar
20
38
上記目的を達成するために、本第1発明は、第1液体が流れる流れ経路中に第2液体を注入して混合する異種液体混合装置であって、
複数のラインミキサーが直列に接続され、
各ラインミキサーは、流れ経路の上流側から、第2直管部と、内径が下流側ほど拡大する拡径部と、第2直管部の内径よりも大きい内径の第3直管部とを順次有しており、
第2液体を第1液体中に注入する注入経路の先端の注入口が少なくとも最上流端のラインミキサー内へ突入して開口し、
注入口は、流れ経路の軸方向において第3直管部内に対応した位置で且つ流れ経路の径方向において第2直管部の内面と第3直管部の内面との中間近傍位置で、開口しており、
第2直管部の内径をdとし、第3直管部の内径をDとし、流れ経路の径方向における注入口から第3直管部の内面までの寸法をBとし、流れ経路の径方向における注入口から第2直管部の内面までの寸法をCとすると、
中間近傍位置とは、0.1×(D-d)≦Bを満足し、且つ、0.15×(D-d)≦Cを満足する位置であるものである。
In order to achieve the above object, the first invention is a heterogeneous liquid mixing apparatus for injecting and mixing a second liquid into a flow path through which a first liquid flows, comprising:
Multiple line mixers are connected in series,
Each line mixer has, from the upstream side of the flow path, a second straight pipe portion, an enlarged diameter portion whose inner diameter increases toward the downstream side, and a third straight pipe portion whose inner diameter is larger than that of the second straight pipe portion. have sequentially,
the inlet at the tip of the injection path for injecting the second liquid into the first liquid projects into at least the line mixer at the most upstream end and opens;
The injection port is opened at a position corresponding to the inside of the third straight pipe portion in the axial direction of the flow path and at a position near the middle between the inner surface of the second straight pipe portion and the inner surface of the third straight pipe portion in the radial direction of the flow path. and
The inner diameter of the second straight pipe portion is d, the inner diameter of the third straight pipe portion is D, the dimension from the inlet to the inner surface of the third straight pipe portion in the radial direction of the flow path is B, and the radial direction of the flow path is Assuming that the dimension from the inlet to the inner surface of the second straight pipe portion is C,
The near-middle position is a position that satisfies 0.1×(D−d)≦B and 0.15×(D−d)≦C .
本第2発明は、第1液体が流れる流れ経路中に第2液体を注入して混合する異種液体混合装置であって、
複数のラインミキサーが直列に接続され、
各ラインミキサーは、流れ経路の上流側から、第2直管部と、内径が下流側ほど拡大する拡径部と、第2直管部の内径よりも大きい内径の第3直管部とを順次有しており、
第2液体を第1液体中に注入する注入経路の先端の注入口が少なくとも最上流端のラインミキサー内へ突入して開口し、
注入口は、流れ経路の軸方向において拡径部内に対応した位置で且つ流れ経路の径方向において第2直管部の内面と拡径部の内面の所定箇所との中間近傍位置で、開口しており、
拡径部の内面の所定箇所とは注入口から流れ経路の径方向における外方へ面した箇所であり、
第2直管部の内径をdとし、第3直管部の内径をDとし、流れ経路の径方向における注入口から拡径部の内面の所定箇所までの寸法をBとし、流れ経路の径方向における注入口から第2直管部の内面までの寸法をCとすると、
中間近傍位置とは、0.1×(D-d)≦Bを満足し、且つ、0.15×(D-d)≦Cを満足する位置であるものである。
A second aspect of the present invention is a heterogeneous liquid mixing device for injecting and mixing a second liquid into a flow path in which a first liquid flows,
Multiple line mixers are connected in series,
Each line mixer has, from the upstream side of the flow path, a second straight pipe portion, an enlarged diameter portion whose inner diameter increases toward the downstream side, and a third straight pipe portion whose inner diameter is larger than that of the second straight pipe portion. have sequentially,
the inlet at the tip of the injection path for injecting the second liquid into the first liquid projects into at least the line mixer at the most upstream end and opens;
The inlet is opened at a position corresponding to the inside of the enlarged diameter portion in the axial direction of the flow path, and at a position near the middle between the inner surface of the second straight pipe portion and the inner surface of the enlarged diameter portion in the radial direction of the flow path. and
The predetermined portion of the inner surface of the enlarged diameter portion is a portion facing outward in the radial direction of the flow path from the inlet ,
Let d be the inner diameter of the second straight pipe portion, D be the inner diameter of the third straight pipe portion, and B be the dimension from the inlet in the radial direction of the flow path to a predetermined point on the inner surface of the enlarged diameter portion, and the diameter of the flow path Assuming that the dimension from the inlet in the direction to the inner surface of the second straight pipe portion is C,
The near-middle position is a position that satisfies 0.1×(D−d)≦B and 0.15×(D−d)≦C .
Claims (6)
複数のラインミキサーが直列に接続され、
各ラインミキサーは、流れ経路の上流側から、第2直管部と、内径が下流側ほど拡大する拡径部と、第2直管部の内径よりも大きい内径の第3直管部とを順次有しており、
第2液体を第1液体中に注入する注入経路の先端の注入口が少なくとも最上流端のラインミキサー内へ突入して開口し、
注入口は、流れ経路の軸方向において第3直管部内に対応した位置で且つ流れ経路の径方向において第2直管部の内面と第3直管部の内面との中間近傍位置で、開口していることを特徴とする異種液体混合装置。 A heterogeneous liquid mixing device for injecting and mixing a second liquid into a flow path through which a first liquid flows,
Multiple line mixers are connected in series,
Each line mixer has, from the upstream side of the flow path, a second straight pipe portion, an enlarged diameter portion whose inner diameter increases toward the downstream side, and a third straight pipe portion whose inner diameter is larger than that of the second straight pipe portion. have sequentially,
the inlet at the tip of the injection path for injecting the second liquid into the first liquid projects into at least the line mixer at the most upstream end and opens;
The injection port is opened at a position corresponding to the inside of the third straight pipe portion in the axial direction of the flow path and at a position near the middle between the inner surface of the second straight pipe portion and the inner surface of the third straight pipe portion in the radial direction of the flow path. A device for mixing different types of liquids, characterized in that:
複数のラインミキサーが直列に接続され、
各ラインミキサーは、流れ経路の上流側から、第2直管部と、内径が下流側ほど拡大する拡径部と、第2直管部の内径よりも大きい内径の第3直管部とを順次有しており、
第2液体を第1液体中に注入する注入経路の先端の注入口が少なくとも最上流端のラインミキサー内へ突入して開口し、
注入口は、流れ経路の軸方向において拡径部内に対応した位置で且つ流れ経路の径方向において第2直管部の内面と拡径部の内面の所定箇所との中間近傍位置で、開口しており、
拡径部の内面の所定箇所とは注入口から流れ経路の径方向における外方へ面した箇所であることを特徴とする異種液体混合装置。 A heterogeneous liquid mixing device for injecting and mixing a second liquid into a flow path through which a first liquid flows,
Multiple line mixers are connected in series,
Each line mixer has, from the upstream side of the flow path, a second straight pipe portion, an enlarged diameter portion whose inner diameter increases toward the downstream side, and a third straight pipe portion whose inner diameter is larger than that of the second straight pipe portion. have sequentially,
the inlet at the tip of the injection path for injecting the second liquid into the first liquid projects into at least the line mixer at the most upstream end and opens;
The inlet is opened at a position corresponding to the inside of the enlarged diameter portion in the axial direction of the flow path, and at a position near the middle between the inner surface of the second straight pipe portion and the inner surface of the enlarged diameter portion in the radial direction of the flow path. and
A device for mixing different liquids, wherein the predetermined portion of the inner surface of the expanded diameter portion is a portion facing outward in the radial direction of the flow path from the injection port.
第1直管部の内径が第2直管部の内径よりも大きいことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の異種液体混合装置。 Each line mixer has a first straight pipe section on the upstream side of the second straight pipe section and a reduced diameter section whose inner diameter decreases toward the downstream side in sequence,
3. The device for mixing different liquids according to claim 1, wherein the inner diameter of the first straight pipe portion is larger than the inner diameter of the second straight pipe portion.
上流側のラインミキサーの第3直管部と下流側のラインミキサーの第1直管部とが同径の接続管を介して接続されていることを特徴とする請求項3に記載の異種液体混合装置。 The first straight pipe portion and the third straight pipe portion have the same diameter,
4. The heterogeneous liquids according to claim 3, wherein the third straight pipe portion of the line mixer on the upstream side and the first straight pipe portion of the line mixer on the downstream side are connected via connecting pipes having the same diameter. Mixing device.
第2液体は液体の凝集剤であり、
第1液体は凝集剤によって凝集される被凝集物を含む水であり、
最下流端のラインミキサーの下流側に凝集混和装置が接続され、
凝集混和装置は、下部の流入口と上部の流出口との間に上向流路が形成される少なくとも1台の混和槽を有していることを特徴とする水処理設備。 A water treatment facility comprising the device for mixing different liquids according to any one of claims 1 to 5,
the second liquid is a liquid flocculant;
the first liquid is water containing a substance to be agglomerated by the aggregating agent;
A flocculating and mixing device is connected to the downstream side of the line mixer at the most downstream end,
A water treatment facility, wherein the aggregating and mixing device has at least one mixing tank in which an upward flow path is formed between a lower inlet and an upper outlet.
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