JP3274685B2

JP3274685B2 - 水処理方法と装置

Info

Publication number: JP3274685B2
Application number: JP52052595A
Authority: JP
Inventors: ライグレン，エイビンド
Original assignee: プラクアクティーゼルスカブ
Priority date: 1994-02-07
Filing date: 1995-02-06
Publication date: 2002-04-15
Anticipated expiration: 2017-04-15
Also published as: MY111818A; NO180744B; NZ279921A; EP0743926B1; CA2182802A1; JO1827B1; MA23444A1; AU677898B2; CN1139913A; TW374754B; ZA95830B; EG22476A; US5814229A; PE22595A1; WO1995021134A1; FI963099A; JPH09508314A; NO313045B1; CN1077866C; KR100310673B1

Description

【発明の詳細な説明】本発明は水を処理するための方法と装置に関する。よ
り詳しくは本発明は欧州特許公報第0448597号に開示さ
れる方法と装置の発展である。

前記特許公報において説明されているように、水処理
は水溜池の底にある散気装置から生成される様々な寸法
の気泡に基づく浮揚と物理的吸着とによって主として行
われる。従って、浮揚プロセスは約0.03mmから約0.12mm
までの範囲にわたる寸法の気泡が粒子に付着してそれら
の浮力を増大することによって遂行され、前記粒子はそ
の結果として水面にスラリを形成する。吸着プロセスは
コロイド状または溶解された分極物質と結合して気泡と
共にかさの大きいバブル泡を水面に形成する寸法約0.8m
mの気泡の媒介で起こる。

前記特許によれば、前記散気装置は仕切壁によって溜
池の残余部分から部分的に分離されている室にして前記
部分の容積より実質的に小さい容積を有する室のなかに
配置されている。従って、吸着プロセスは実質的に前記
室の内部で起こる一方、浮揚プロセスは実質的に溜池自
体の内部で起こり、そして水は、散気装置のバブルに基
づくポンプ作用によって、前記室を通って上昇しそして
そこから離れて前記仕切壁の反対側において溜池のなか
へと循環する。前記バブル泡はそれが前記室の水面にお
いて生ずるにつれて連続的に除去される一方、途中で溜
池内で形成されるスラリは前記室と反対側の溜池の縁に
おいて除去される。いずれの場所においても除去は泡と
スラリがそれぞれ最上層の水と一緒に堰を越えて流れる
のを可能にすることによって遂行される。

前記欧州特許による技術は従来の水処理方法に比べて
実質的な改善を提供するが、それはまたある欠点と不利
を免れ得ない。従って、前記室の水面におけるバブル泡
を、使用される堰技術によって十分急速に除去するよう
にすることが問題である。前記特許において言及されて
いるように、この泡をそれが分解して不純物を水中に落
とし戻す前に除去することが重要である。別の不利は前
記堰技術によって比較的大きな水の流れが溜池から前記
泡とスラリを随伴する事実である。

本発明によれば前記欧州特許に開示されたプロセスの
これら欠点と不利は特に簡単な方法によって回避され得
ることが今や見出された。

かくして、驚くべきことに、たとえ前記室を在来の溜
池の残余部分から部分的に分離する壁が除去されても、
もし、散気装置のポンプ作用に基づいて溜池内に起こる
横方向に指向される水循環に加えて、縦方向に循環する
流れも溜池の水に生じさせられるならば、重要な利点が
達成され得ることが見出された。その場合には水面上の
ほとんど全ての泡とスラリは溜池の周縁流路内に漸次集
まりそして該流路に沿った１つまたは複数の場所から容
易に除去され得る。泡は粘性でありそしてスラリは泡と
互いに混合してそれに付着しかくして安定した泡スラリ
混合物を形成する。本発明の好適実施例によれば、前記
泡スラリ混合物は真空源と連通している吸引装置によっ
て流路から効果的に除去される。

本発明による方法と装置は添付請求の範囲に限定され
ている。

本発明によるシステムが、前記欧州特許第0448597号
に記載されているそれとは反対に、水溜池に室を形成す
るいかなる仕切壁も有しない事実は、泡が除去される前
の短縮された泡滞留時間に帰着する。さらに泡はそれが
分解しがちである散気装置上方の乱流帯域から迅速に除
去される。このことは不純物のより低い再懸濁に帰着
し、増大された浄化効果を通じる。さらに、前記室仕切
壁の除去は、吸着プロセスからの泡がそれと相互に作用
する浮揚プロセスからの浮遊スラリと一緒に安定した混
合物を生成しそれが真空技術により効果的に除去され得
る中央区域へ流れによって向けられることを可能にす
る。さらにまた、真空技術は前記泡を分解しそしてさら
にそれを前記スラリと混合して均質のスラッジを形成
し、該スラッジな懸濁物質が、効果的な方法ですなわち
簡単な沈降によってスラッジの水含有量がほぼ２オーダ
ー減少されるように、水相から分離されることを可能に
する。このことは先の特許において処理プラントの総費
用の相当な部分を占めていたスラッジ処理における大き
な費用削減に帰着する。

以下本発明は図面を参照してより詳細に説明され、該
図面において：第１図は本発明による方法と装置に基づくプラントの
平面図であり、第２図は第１図の線II−II上で取られた拡大横断面図
であり、第３図は線III−III上で取られた横断面図であり、第４図は第２図に示される横断面の様々な深さにおけ
る相対流量を示すベクトル線図であり、第５図は第１図の線IV−IV上で取られた別の拡大横断
面図であり、第６図は本発明による装置を備えた溜池の他の実施例
の平面図である。

図面に示されるプラントは主として、しかし非排他的
に、魚の肥育のために建造される。それは第１図に示さ
れる例においては側壁４と端壁６を含む縦長の長方形周
壁を備えた水溜池２を有する。この溜池は、例えば、約
10m×50mの溜池表面を有しそして約3mの標準水深用に建
造され得る。

側壁４間の中央に設けられて、第１図に示される実施
例の溜池は溜池２内に周囲水路10を形成するのに役立つ
縦内壁８を有する。好ましくは、この内壁は溜池の大部
分に沿って延在しそして、水が過度の圧力降下なしに通
過できるように、その一方の端壁６から少し離れて終わ
っている。他方の端部には、のちに説明される理由か
ら、流れ発生装置16が存在する。流れ発生装置16は、例
えば、第３図に示されるように内壁８内のそれぞれの開
口13に取付けられた１つまたは複数のプロペラ12の形態
であり得る。

溜池の底には、内壁８に隣接してかつ溜池の縦軸線と
並行して該内壁の両側に欧州特許第0448597号に開示さ
れるタイプの、すなわち約0.03mmから約1mmの範囲の気
泡を発生することができる多数の小孔が穿たれた縦管状
散気装置14であって、前記欧州特許公報第0448597号に
詳細に記述されているようにより大きい泡が物理的吸着
によって該散気装置14の事実上真上の水面上に汚染泡を
形成しそして微粒子と共に作用する残りのより小さい泡
が溜池の水面15に微小不純物を含有する浮揚スラリを形
成するように作用するものが存在する。

第１図に示すような最も近い溜池コーナーにおけるが
如く、流れ発生装置16の上流にかつそれに隣接して、の
ちにいっそう十分に記明および記述される泡およびスラ
リ除去装置18が存在する。

上記欧州特許によるプラントにおける如く、上に記述
されたプラントの作動の際には、縦散気装置14は該散気
装置14の縦軸線に対して横方向に、すなわち溜池の横方
向に、該溜池の水の循環を生じさせる流れ発生装置とし
ても作用する。水は第２図の断面図の左部分に矢印Ａで
表されているように上昇気泡によって引張られて、内壁
８に沿って上昇し水面15において側壁４へ向かって外方
へ流れ該側壁に沿って降下しそして底19に沿って戻る流
れを生じる。また、流れ発生装置を兼ねる散気装置14に
よって生じさせられる溜池内の流れ状態をよりよく可視
化するために第２図の右部分には、溜池の縦方向と横方
向の様々な水層におけるそれぞれの相対流速を示す２つ
のベクトルV_zとV_xの線図が描かれている。ここでは以下
の記述においても同様に、それはｘ、ｙ、ｚ座標系につ
いて言及され、該座標系においてｚとｘはそれぞれ溜池
の深さ方向と横方向すなわち横断方向とを示し、そして
ｙはその縦方向すなわち第２図の紙面に対し垂直な方向
を示している。前記線図から明らかなように、水路10内
の相対流速は、ｚ方向とｘ方向の双方において、それぞ
れ対向する壁4,8および底19と水面15の近くでの最大か
ら該水路の中心軸線に沿っての概ね零まで減少してい
る。

同時に水路10内の流れ発生装置16は、第１図に矢印Ｂ
で示されるように、溜池内の水を溜池の周方向に水路10
をめぐって循環させる。第１図にはさらなるベクトルV_y
の線図が描かれていて、流れ発生装置16によって発生さ
れる水路10の縦方向における流速が少なくとも水面15に
隣接する水層においては水路横断面を横切って実質的に
一定であることを表している。

かくて、散気装置14とプロペラ12とによってそれぞれ
発生される２つの前述せる循環流A,Bは、第４図のベク
トル線図に示される様々な深さ（第２図において“レベ
ル"a−ｆで表されている）におけるｘ−ｙ方向の流れ成
分を生じさせる。第４図には各流れ成分の合成流r_a−r_f
も示されている。

散気装置に基づく浮揚プロセスと物理的吸着プロセス
とによって溜池２内の水の表面15に形成される汚染され
た泡とスラリは、それらが上に説明された横および縦流
れ成分ｘ、ｙの合成流r_aに従ってそれぞれ表面の水流に
追従するにつれて相互作用して泡スラリと呼ばれる安定
した混合物を形成する。第１図においてこのことは散気
装置14の上方の水面に汚染粒子が現われる点Ｐからの、
泡スラリによって同伴される汚染粒子の径路を示すこと
によって可視化されている。概略的に示されているよう
に、汚染粒子はr_aに従って溜池の側壁４に向かって斜め
に浮上しそして次ぎに溜池をめぐる周縁または周囲流路
Ｓに追従する。同じことが水面上の泡スラリ内の実際上
いかなる汚染粒子についても起こり、それらの全ては溜
池の縁に沿う周縁流路Ｓ内に比較的急速に集まってき
て、泡スラリ除去装置18によって溜池から容易に除去さ
れ得る。

本発明によるプラントの好適実施例において、泡スラ
リ除去装置18は例えばマウスピース20の形態をした真空
装置を有する。第５図に詳細に示されているように、マ
ウスピース20の吸引口22は水面15のレベルにおいて配置
されておりそして泡スラリを吸引口22に向けて案内する
ように作用するスクリーンまたはスキマ24によって包囲
されることが有利である。マウスピース20は管路26およ
び真空室28（第１図）介してファンの如き真空源30と連
通している。真空室28と真空源30は前記吸引マウスピー
スに近い隣室32内に適当に配置される。作動の際には、
泡スラリと表面水の比較的極少部分とがマウスピースを
通じて管路内に引き入れられてそこで分解して薄いスラ
ッジになって真空室28に入りそこから隣接脱水容器34へ
送らされそのなかでスラッジは任意の便利な方法によっ
て脱水され得る。水部分は第１図に概略的に示されてい
る堰36を介して、矢印Ｃで示されるように転送されて溜
池２へ戻され得るか、またはそれは放水管路へ転送され
得る。

溜池への水の補充は堰36から水が入る区域で有利に行
われる。このことはプラントが、廃水、下水または他の
汚水の処理の如き、魚などの肥育以外の目的のために使
用される場合にも当てはまり、その場合には処理された
水はマウスピース20と流れ発生装置16間の区域内の水柱
の中心において流入汚水の量と等しい量で出される。も
し、浮揚および物理的吸着プロセスに加えて、ノールウ
ェー特許第172487号に言及されているものの如き生物フ
ィルタを通して溜池の水を濾過させることが望ましいま
たは必要ならば、このことは生物フィルタが組込まれて
いる外部循環回路（図示せず）を通って溜池の水が流れ
るのを可能にすることによって在来方法で有利に行われ
る得る。

第１図に示す如き本発明による水処理装置を備えた水
溜池の長方形縦長形状は特に魚の肥育プラントとしての
用途に関して最も便利なものであることが見出されてい
るが、意図された用途に対して便利である円形または楕
円形の如き任意の他の形状を溜池に与えることは本発明
の範囲内にある。

そのような円形の溜池２′の例が第６図に示されてい
る。ここでは散気装置14′は溜池の底の中心にいかなる
内壁もなしに配置されている。プロペラなどの形態をし
た流れ発生装置16′は溜池の壁４′の近くに配置されそ
して泡スラリ除去装置18′は前記流れ発生装置に比較的
近接してその上流に配置されている。その他の点では吸
引システム20,24,26,28,30などは先の例の場合と同じで
ある。ここでは、散気装置14′は水面において半径方向
外方に指向された流れ成分を生じさせ、その結果として
汚染粒子は散気装置の上方区域内の点Ｐ′から溜池周壁
４′へ向かって曲線状に浮揚しそしてそこから、泡スラ
リ除去装置18′内に引き込まれるまで、溜池２′をめぐ
る周縁流路Ｓ′に追従する。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C02F 1/24 C02F 1/40

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】処理されるべき水が溜池（２）内に導入さ
れそして水面（15）に向かって水不純物を運ぶように作
用する様々な寸法の気泡を発生させると共に散気装置
（14）から外方へ向けられる第１の流れ（Ａ）として前
記溜池内の水を循環させるべく該溜池の底に配置された
散気装置（14）によって通気され、そして前記散気装置
の気泡の作用によって前記水面に形成される汚染された
泡とスラリが該水面から除去される水処理方法であっ
て、水を前記溜池（２）内で周方向に第２の流れ（Ｂ）
として循環させ、前記２つの循環流（A,B）が前記水面
に形成された前記泡とスラリを周縁流路（Ｓ）に集める
ように協働し、該周縁流路において前記泡とスラリが泡
スラリと呼ばれる安定した混合物を形成するように互い
に作用し、そして前記周縁流路に沿った１つまたは複数
の場所で前記溜池から前記泡とスラリを除去し、前記泡
スラリが管路で運搬される際に分解され次いで脱水され
る薄いスラッジを形成し、前記水を隣接脱水容器から堰
を介して前記主溜池へ戻すことを特徴とする水処理方
法。
【請求項２】請求項１に記載の方法であって、前記泡ス
ラリを前記周縁流路から吸引によって除去することを特
徴とする方法。
【請求項３】処理されるべき水のための溜池（２）と、
該溜池の底に接近して配置された散気装置（14）にして
水面に向かって水不純物を運ぶように作用する様々な寸
法の気泡を発生させると共に該散気装置からの外方向の
第１の流れ（Ａ）として前記溜池内の水を循環させるべ
く設計されている散気装置と、該散気装置の気泡の効果
によって水面（15）に形成される汚染された泡とスラリ
を除去する装置（18）とを有する水処理装置であって、
前記溜池（２）内に配置されておりかつそのなかの水を
第２の流れ（Ｂ）として該溜池内で周方向に循環させる
ようにされている流れ発生装置を（16）有し、前記２つ
の循環流（A,B）が水面（15）上の前記泡とスラリが集
まる周縁流路（Ｓ）を形成するように協働し、そして前
記泡とスラリを除去する前記装置（18）が前記周縁流路
（Ｓ）に沿った１つまたは複数の場所に配置されてお
り、前記溜池が側壁（４）と端壁（６）を有する長方形
のものであって、内壁（８）が前記溜池の側壁（４）間
の中心において該溜池内に周囲水路（10）を形成するよ
うに作用し、前記流れ発生装置が前記端壁（６）に近い
前記内壁内の開口（13）に配置され、そして前記散気装
置（14）が前記内壁（８）に沿って配置されていること
を特徴とする水処理装置。
【請求項４】前記溜池（２′）が円形の周壁（４′）を
有する請求項３に記載の装置であって、前記散気装置
（14′）が前記溜池の底において中心に配置されている
一方、前記流れ発生装置（16′）が前記溜池の前記周壁
に配置されていることを特徴とする装置。
【請求項５】請求項３または４に記載の装置であって、
前記泡スラリ除去装置（18）が真空源（30）と連通して
いる吸引装置（20）の形態をしていることを特徴とする
装置。
【請求項６】請求項３または４に記載の装置であって、
前記吸引装置（20）が前記泡スラリを前記吸引装置へ向
かって案内するようにされたスキマ（24）によって包囲
されていることを特徴とする装置。