JP2652613B2 - 浄化装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は廃水液中の溶存物質、懸
濁性物質、沈降性物質などを浮上分離させる浄化装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、廃水中の溶存物質、懸濁性物質、
沈降性物質等の分離除去方法としては、濾過、凝集、沈
澱、電解、加圧浮上等の各種の方法があるが、それぞれ
技術的、経済的、処理能力的、あるいは立地条件的に問
題が多い。

【０００３】この対策として先に本発明者は、特願昭第
５７−１２７２３５号（特開昭５９−１６５８５号公
報）において浮上分離サイクロンによる浄化装置を提案
した。

【０００４】この特願昭第５７−１２７２３５号（特開
昭５９−１６５８５号公報）の浄化装置は次のように構
成されている。即ち、条件付与槽において、処理すべき
原水に、フロックを生じさせるための薬剤を注入攪拌し
た後、条件付与槽からの原水に、低圧の気体を注入し、
且つ、ポンプで攪拌しつつ、浮上分離サイクロンの螺旋
パイプへと低速で送り出すと共に、このポンプの前段又
は後段で各種フロックのスカム化を促進させるための薬
剤を注入する。すると、螺旋パイプ内を低速で進む間
に、原水中から泡沫スカムが生成する。そして、浮上分
離サイクロンのサイクロン本体内に螺旋パイプから吐出
された泡沫スカムはサイクロン本体内を気泡の浮力によ
って上昇し、順次螺旋パイプから送り込まれてくる泡沫
スカムによって液面へと押し上げられる。このようにし
て、サイクロン本体の液面から押し上げられた泡沫スカ
ムは重力によって液体が下方へ流下し、次第に含水率の
低い泡沫スカムとなる。この泡沫スカムをサイクロン本
体の上面開口部から掻き落として廃棄物として廃棄し、
サイクロン本体内で泡沫スカムと分離されて浄化された
液体は、河川又は下水道へと放流する。

【０００５】この方式によれば、従来の凝集、沈澱、加
圧浮上等の諸方式に比べて、設置面積を格段に小さくで
き、且つ浄化処理能力も格段に大きくなる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかして、この特願昭
第５７−１２７２３５号（特開昭５９−１６５８５号公
報）の浄化装置では、浮上分離サイクロン装置で浮上分
離した泡沫スカムをそのまま廃棄していたため、これら
の薬剤の持つフロックの生成作用及び凝集作用が充分生
かされないまま泡沫スカムに含まれたまま廃棄されてし
まうという問題があった。また、廃棄物の廃棄が社会的
問題となっており、あまり多量に廃棄することには問題
があった。本発明は、これらの問題を解決した浄化装置
を提供することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明の浄化装置では、ポンプによって条件付与槽
からの原水と気体供給装置から注入された気体とを混合
攪拌して、浮上分離サイクロン装置の螺旋管内を泡沫ス
カムを生成させつつ上面のほぼ全体に開口部が形成され
たサイクロン本体内に送り込んで、互いに集合付着した
泡沫スカムを浮上させ、前記サイクロン本体の上面開口
部から泡沫スカムを排除する浄化装置において、前記条
件付与槽に植物性短繊維を含む吸着捕集助剤を注入して
前記泡沫スカムの泡沫の外周に該植物性短繊維をメッシ
ュ状に付着させると共に、前記サイクロン本体で浮上分
離した泡沫スカムの少なくとも一部を前記条件付与槽に
戻すようにしたことを特徴としている。

【０００８】

【作用】このようにしたため、本発明の浄化装置では、
植物性短繊維を含む吸着捕集助剤のために、植物性短繊
維がメッシュ状にからみあって泡沫の外周に付着した、
破壊されにくい安定した泡沫スカムが生成されるため、
原水の浄化作用が一段と強力となり、また廃棄すべきス
カムに植物性短繊維が多量に含まれているため、スカム
を焼却処理できる。また、浮上分離サイクロンで浮上分
離した泡沫スカムが、条件付与槽に戻されて、再び浮上
分離サイクロンへの流過経路において注入された気体と
共に攪拌されて細分化された泡沫となって、汚濁物質と
の接触及び吸着の確率がさらに大きくなるばかりでな
く、植物性短繊維が付着した泡沫スカムが細分化された
核分子となって汚濁物質の吸着捕集の核となるため、螺
旋パイプ中を進む間に泡沫スカムにさらに原水中のフロ
ックが吸着されて、さらに大きな泡沫スカムに成長して
サイクロン本体内で浮上分離する。このように浮上分離
した泡沫スカムの一部は条件付与槽に戻され、泡沫によ
る汚濁物質の吸着捕集作用が反復して徹底的に利用され
る。また、泡沫スカムの一部が常に条件付与槽へ戻され
るため、廃棄すべきスカムの量も減少する。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説
明する。図１中、１は処理すべき廃水（以下原水と記
す。）を貯溜する原水槽、２は原水槽内の原水Ａを条件
付与槽１０へ送出するポンプ、３はパイプ、４は弁であ
る。

【００１０】１０は条件付与槽で、仕切板１１ａ、１１
ｂ及び１２ａ、１２ｂによって第１の槽１３、第２の槽
１４、第３の槽１５に仕切られ、各槽はそれぞれ仕切板
１１ａと１１ｂ及び１２ａと１２ｂの開路によって連通
となっている。第１の槽１３には、水位が設定水位高を
超すと原水槽１へ原水を戻すオーバーフロー装置１６が
設けられている。

【００１１】１７、１８はモータ１７ａ、１８ａとプロ
ペラ１７ｂ、１８ｂを備えた攪拌装置である。１９、２
０はｐＨ計である。

【００１２】３７は、多量の繊維と薬剤とを混合攪拌し
た吸着捕集助剤を蓄える薬剤槽で、ポンプ３８によって
条件付与槽１０へ注入する。なお、この繊維としては、
植物性短繊維が好適である。

【００１３】なお、この薬剤槽３７の他に薬剤槽３１、
３２を設けて処理すべき原水の種類に応じて、他の薬剤
を蓄えておき、ポンプ３３、３４によって条件付与槽１
０へ注入する。

【００１４】４０は浮上分離サイクロン装置である。４
１は上面が開口した有底円筒状のサイクロン本体であ
る。４２は、サイクロン本体４１の外周に螺旋状に配置
された螺旋パイプであって、ポンプ５０、５１によって
条件付与槽１０からの原水は螺旋パイプ４２を通ってか
らサイクロン本体４１内へ円周方向に送り出される。５
２、５３、５４は流量調整弁である。５５は条件付与槽
１０の第３の槽１５内の液体を浮上分離サイクロン４０
へ導くパイプである。

【００１５】５１は、パイプ５５に設けられ、条件付与
槽１０からの原水と、後述するエアポンプ６０から注入
される低圧のエアーと、浮上分離系薬剤供給装置７０か
ら注入される薬剤とを攪拌しつつ低速で浮上分離サイク
ロン装置４０の螺旋パイプ４２へ送り出すポンプであ
る。なお、このポンプ５１は、原水を浮上分離サイクロ
ン本体４１内へ螺旋パイプ４２で発生した泡沫スカムが
破壊されないように低速で送り出すために、前記攪拌さ
え充分に遂行できるに足る充分に低圧のものを用いる。

【００１６】４３はサイクロン本体４１の上部に設けら
れ、サイクロン本体４１内を浮上してさらに液面から上
へ浮上した泡沫スカムを回転しつつ外周方向へ掻き落と
すスキマーである。

【００１７】４４は、サイクロン本体４１の下部から泡
沫スカムと分離された液体の一部を取り出して再びサイ
クロン本体４１内へ円周方向へ戻す循環パイプ、４５は
循環パイプ４４からの液体と後述するエアポンプから注
入される低圧のエアーとを攪拌しつつ低速でサイクロン
本体４１内へ送り出すパイプである。４６は流量調整弁
である。

【００１８】６０は気体供給装置をなすエアポンプであ
って、電磁弁６１、６２を介してポンプ５１、４５の吸
込み直前のパイプ５０、４４へ低圧のエアーを注入する
ものである。

【００１９】７０は浮上分離系薬剤供給装置で、条件付
与槽１０内での各種フロックをスカム化するための薬剤
（これをＺＫ剤、ＺＡ剤と記す。）をそれぞれ貯溜した
薬剤槽７１、７２とを備え、薬剤槽７１内のＺＫ剤はポ
ンプ７３により、パイプ５０のポンプ５１の吸込み直前
に、薬剤槽７２内のＺＡ剤はポンプ７４により、ポンプ
５１の吐出直後に注入される。なお、この吐出前後にお
けるＺＫ剤、ＺＡ剤の注入を、前記の逆にすることもあ
る。なお、７５、７６は攪拌装置である。

【００２０】８０はサイクロン本体４１の下部と連通さ
れた連通管８１を介してサイクロン本体４１で泡沫スカ
ムから分離された液体を貯溜し排出するレベル調整槽で
あって、レベル調整槽８０内には上端が開口した排出管
８２が設けられ、この排出管８２の開口部８２ａから液
体は流れ落ちて外部に排出される。従って、この上端の
開口部８２ａの高さを調節することによって、互いに連
通したサイクロン本体４１の液面レベルを調整する。

【００２１】４７はスキマー４３によって掻き落とされ
た泡沫スカムを受けて傾斜面に沿って自然落下させる排
出シュート、４８は排出シュート４７から落下する泡沫
スカムの一部を受けて傾斜面に沿って条件付与槽１０へ
自然落下させる循環シュートである。

【００２２】９０は排出シュート４７から落下した泡沫
スカムを受けてベルトコンアで搬送しつつ挟圧して泡沫
スカムからさらに脱水させるスカム脱水装置であって、
このベルトは例えば金網に濾布を張ったものから成る。
９１はスカム脱水装置９０で脱水された液体を原水槽１
へ戻すパイプである。なお、１００〜１０４は、各薬剤
槽に設けられた攪拌装置である。

【００２３】次に上記浄化装置の作動を説明する。先
ず、原水槽１内の原水Ａはポンプ２によって条件付与槽
１０の第１の槽１３へ送られる。

【００２４】第１の槽１３に貯溜された原水は仕切板１
１ａ〜１１ｂから成る連通路から第２の槽１４へ流入す
る。原水が例えばエマルジョン含油廃水の場合、薬剤槽
３１からＸ剤が注入され攪拌装置１７で攪拌される。こ
のＸ剤により原水中のエマルジョンは破壊される。破壊
されたエマルジョン含油廃水は仕切板１２ａ〜１２ｂか
ら成る連通路から第３の槽１５へ流入し、ここで、薬剤
槽３２からＯＨ剤が注入され、攪拌装置１８で攪拌さ
れ、分解遊離された油等はＸ剤とＯＨ剤とから生成され
るコロイダルフロックに吸着される。

【００２５】そして、多量の微細な植物性短繊維と薬剤
とを混合した吸着捕集助剤が薬剤槽３７から注入され、
短繊維が泡沫の外周にメッシュ状に付着して、この短繊
維に原水中の各種の汚濁物質などが付着するため、一層
強力且つ安定的にフロックの吸着捕集が行われる。

【００２６】また、この植物性短繊維を含んだ吸着捕集
補助剤は各種物質の吸着性に富み、油や色素を吸収する
ため吸油性、脱色性に優れているので、廃液の浄化に一
層効果的である。

【００２７】以上の処理をされた条件付与原水は、ポン
プ５０によってパイプ５５へ送られ、ポンプ５１によっ
て、螺旋パイプ４２を通ってサイクロン本体４１内へ送
られる。

【００２８】この際、ポンプ５１の直前にエアポンプ６
０から低圧エアーが注入されるため、ポンプ５１によっ
てエアーが分散攪拌されて微細な気泡が多量に液体中に
生じる。そして、これと共に、スカム化を促進するため
に、浮上分離系薬剤供給装置７０からポンプ５１の吸込
み側に薬剤槽７１のＺＫ剤が注入され、吐出側に薬剤槽
７２のＺＡ剤が注入される（ＺＫ剤、ＺＡ剤は逆にする
こともある。）ため、微細な気泡にフロックが接着し
て、これによって、螺旋パイプ４２内で浮上し易く且つ
壊れ難い特殊組成をもつスカムが生成されつつ、低速で
進み、円筒状のサイクロン本体４１内へ螺旋パイプ４２
の先端から円周方向に送り込まれる。

【００２９】条件付与原水は円筒状のサイクロン本体４
１へ円周方向に送入されると、円運動で回遊し、遠心分
離作用によって、比重の大きい液体が半径方向の外側
に、比重の小さい泡沫スカムが回転の中心部にと分離さ
れ、この結果、泡沫スカムがサイクロンの中心部に集ま
り、泡沫スカム同士が互いに付着し合って塊り（集合
体）となり、泡沫スカムの塊りは気泡の浮力によって上
方へ浮上する。そして、下から次々と後続して浮上する
後続の泡沫スカムによって、次第に液面より上方へ押し
上げられ、泡沫スカムはサイクロン本体４１の上方に液
面から浮いた状態で維持される結果、泡沫スカムからは
自然に脱水され、脱水性の極めて良い状態となり、順次
下から浮上してくる後続の泡沫スカムによって持ち上げ
られて次第に圧密される。

【００３０】なお、サイクロン本体４１の下部からは、
液体の一部が循環パイプ４４からエアーポンプ６０から
のエアーと共にポンプ４５で攪拌されて多量の微細な泡
沫を発生し、パイプ４４内で泡沫が生成されてサイクロ
ン本体４１内に戻されるため、原水の浄化が一層促進さ
れると共に、この泡沫が上方の泡沫スカムをさらに押し
上げる働きをする。

【００３１】このようにサイクロン本体４１の液面から
上方へ浮上した泡沫スカムは、回転するスキマー４３で
掻き落とされて、一部は排出シュート４７から循環シュ
ート４８を経て条件付与槽１０へ戻される。従って、廃
棄すべきスカムの絶対量が減少する。他はスカム脱水装
置９０に落下してコンベヤで上下から挟圧されて脱水さ
れる。また、スカムには多量の植物性繊維が含まれてい
るので、脱水後に焼却処理することができ、焼却後の灰
を廃棄すればよい。

【００３２】なお、このように泡沫スカムは植物性短繊
維を多量に含んでいるので、植物性短繊維がメッシュ状
にからみあっているため、排出シュート４７から排出し
たスカムを脱水装置９０で挟圧して脱水する際にスカム
が固形状になって型くずれしにくく脱水装置９０から外
方へはみ出したりすることもなく、またコンベヤに設け
た濾布の隙間（布の目）内にもからみ合った繊維のため
入り込まないので、濾布からの剥離性も抜群である。

【００３３】サイクロン本体４１内の泡沫スカムから分
離された液体は、連通管８１を経てレベル調整槽８０の
排出管８２の上端の開口部８２ａから流れ込んで排出さ
れる。

【００３４】循環シュート４８によって条件付与槽１０
へ戻された泡沫スカムは、条件付与槽１０からの原水と
共にパイプ５５から螺旋パイプ４２へとポンプ５１によ
ってエアーと共に攪拌されて進むが、この攪拌によって
細分化された泡沫となるため、フロックの吸着捕集の機
会が増大し、また泡沫スカムが細分化された核分子とな
って汚濁物質の吸着捕集の核となるため、また、泡沫ス
カムには多量の植物性短繊維がメッシュ状にからみあっ
て付着しているので、破壊されにくいため、螺旋パイプ
４２を進む間に、泡沫スカムは植物性短繊維のもつ吸着
捕集力によってさらにフロックを吸着して雪ダルマ式に
次第に大きくなって再びサイクロン本体４１内へ送り込
まれて浮上する。

【００３５】このようにして、浮上分離サイクロン４０
で原水から浮上分離して次々と生成する泡沫スカムは、
一部がスカム脱水装置９０を介して焼却廃棄され、一部
が条件付与槽１０へ戻されてさらにフロックの吸着、凝
集に繰り返えし再利用されつつ、原水の浄化が行われ
る。このように泡沫スカムをリサイクル利用することに
よって、一層効率的な原水の浄化が可能となる。

【００３６】本発明者が、某ホテルの厨房廃水を原水と
して、従来の特願昭第５７−１２７２３５号の浄化装置
で浄化処理した結果と、本発明の植物性短繊維を含む吸
着捕集助剤を用い且つ泡沫スカムをリサイクルする本発
明の浄化装置で浄化処理した結果を比較すると、表１の
とおりであった。

【００３７】

【表１】

【００３８】また、従来方法による廃棄すべきスカム発
生量を１００とすると、本発明では３７．５となり、著
しく減少した。また、某向上の工場廃水を原水とした場
合は、表２のとおりであった。

【００３９】

【表２】

【００４０】また、従来方法による廃棄すべきスカム発
生量を１００とすると、本発明では７５となり、著しく
減少した。また、泡沫スカムを条件付与槽１０に戻すに
は、前記循環シュート４８で自然落下させる方法以外に
も種々の方法が可能であり、例えば排出シュート４７か
ら直接戻してもよく、あるいはコンベヤで移送してもよ
い。

【００４１】なお、浮上分離サイクロンを複数段設けた
場合には、各浮上分離サイクロンからの泡沫スカムの一
部を条件付与槽１０へ戻すようにすればよい。あるい
は、２つの浮上分離サイクロンの中間に設けた第２の条
件付与槽（図示せず）へ戻すようにすればよい。

【００４２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の浄化装置
では、 （イ）植物性短繊維を含む吸着捕集助剤を条件付与槽で
原水に注入して、植物性短繊維を泡沫の外周にメッシュ
状に付着させるので、破壊されにくい安定した泡沫スカ
ムが生成され、しかも、この植物性短繊維に原水中の各
種の汚濁物質などが付着するため、一層強力且つ安定的
にフロックの吸着捕集が行われ、このため原水の浄化が
一段と向上する。

【００４３】（ロ）この植物性短繊維を含んだ吸着捕集
補助剤は各種物質の吸着性に富み、油や色素を吸収する
ため吸油性、脱色性に優れているので、原水の浄化が一
段と向上する。

【００４４】（ハ）泡沫スカムは植物性短繊維を多量に
含んでいるので、植物性短繊維がメッシュ状にからみあ
っているため、排出シュート４７から排出したスカムを
脱水装置９０で挟圧して脱水する際に、スカムが固形状
になって型くずれしにくく脱水装置９０から外方へはみ
出したりすることがなく、コンベヤ濾布からの剥離性も
抜群である。

【００４５】（ニ）スカムには多量の植物性繊維が含ま
れているので、脱水後に焼却処理することができ、焼却
後の灰を廃棄すればよいので、廃棄物の量を格段に減量
化できる。

【００４６】（ホ）浮上分離サイクロン装置で浮上分離
したスカムを条件付与槽に戻してその吸着捕集力を再利
用しているため、原水の効率的浄化が著しく促進され
る。なお、スカムを循環させて再びポンプで攪拌移送し
ても、植物性短繊維がメッシュ状にからみあって泡沫ス
カムに付着しているため、泡沫スカムは破壊されにく
く、循環経路において汚濁物質を捕捉して雪ダルマ式に
増大するから、原水の浄化効率が格段に向上する。

【００４７】（ヘ）浮上分離した泡沫スカムの一部を常
に条件付与槽へ戻すため、廃棄すべきスカムの絶対量が
著しく減少する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の概略構成図

【符号の説明】

１ 原水槽 １０ 条件付与槽 ３０ 条件付与系薬剤供給装置 ４０ 浮上分離サイクロン装置 ４１ サイクロン本体 ４２ 螺旋パイプ ４７ 排出シュート ４８ 循環シュート ５１ ポンプ ６０ エアポンプ ７０ 浮上分離系薬剤供給装置 ８０ レベル調整槽 ８２ 排出管 ８２ａ 開口部 ９０ スカム脱水装置

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ポンプによって条件付与槽からの原水と気
   体供給装置から注入された気体とを混合攪拌して、浮上
   分離サイクロン装置の螺旋管内を泡沫スカムを生成させ
   つつ上面のほぼ全体に開口部が形成されたサイクロン本
   体内に送り込んで、互いに集合付着した泡沫スカムを浮
   上させ、前記サイクロン本体の上面開口部から泡沫スカ
   ムを排除する浄化装置において、 前記条件付与槽に植物性短繊維を含む吸着捕集助剤を注
   入して前記泡沫スカムの泡沫の外周に該植物性短繊維を
   メッシュ状に付着させると共に、前記サイクロン本体で
   浮上分離した泡沫スカムの少なくとも一部を前記条件付
   与槽に戻すようにしたことを特徴とする浄化装置。