JP3294434B2 - 固液分離装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、種々の粒径を有する固
体粒子を含む懸濁液を固体粒子と清澄水とに連続的に分
離する固液分離装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、懸濁液中の懸濁固形分を分離除去
する装置としては、横流式沈澱池、上向流式沈澱池等の
如く重力を利用した沈降分離方式や、液体サイクロンや
サイクロンピットの如く旋回流による遠心力を利用した
分離装置が一般的に利用されている。

【０００３】上記の懸濁液を旋回させて生じる遠心力を
利用して懸濁液中の固形分を分離する固液分離方法にお
いては、固形分の分離効率を高める目的で、円筒状の分
離槽を外筒及び内筒の二重構造とし、（１）懸濁液を外
筒と内筒との間の領域に流入させて懸濁液を旋回させ、
この旋回流による遠心力によって粗粒子の分離沈降を行
い、内筒部の整流効果により懸濁液の旋回を弱めて内筒
内で懸濁液中に残った微粒子を重力沈降させる方法、或
いは（２）内筒部に懸濁液を、旋回流を生じるように流
入させ、内筒部における旋回流による遠心力によって粗
粒子の分離沈降を行い、外筒部と内筒部の間の領域に旋
回流の影響を低減する目的で複数の放射状板壁を備えた
環状傾斜モジュールを設け、外筒部と内筒部の間の領域
において微粒子を重力沈降させる方法等が提案されてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記の方法は、夫々そ
れなりの効果を有するが、外筒部も内筒部も共に円筒形
をしており、以下のような問題点を有している。 （１）懸濁液の固液分離に有効な処理水表面積を大きく
するには外筒部の径を大きくする必要があり、限られた
面積の敷地内では限度がある、（２）装置の制作や施工
が複雑であり経費が掛り、装置が大型化し、鉄筋コンク
リート構造とするとより顕著となる、（３）環状傾斜モ
ジュールは、ドーナツ状に、或いは分割して扇状に加工
する必要があり、該モジュールの作製・加工及び据え付
けが煩雑となり、経費増となる。

【０００５】従って、本発明の目的は、旋回流を利用し
た固液分離法の上記の問題点を解決した新規な固液分離
装置を提供することにある。本発明者等は種々検討した
結果、懸濁液を旋回流とするために、内筒部の内壁は円
筒状である必要があるが、内筒部の外壁及び外筒の形状
は円筒以外の任意の形状であっても旋回流の低減に影響
せず、微粒子を沈降させることができ、限られた敷地面
積で懸濁液の固液分離に有効な処理水表面積を大きくす
ることができ、装置の制作や施工が容易となる形状を選
択すればよいことを見いだした。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、上端部
が解放された矩形筒形の外筒部とその中心に上下端部が
解放された円筒状内壁を有する矩形筒形の内筒部を有
し、内筒部内壁の所定の位置に内壁に添って旋回流を生
じるように懸濁液流入口が設けられ、外筒部内壁の上部
には内筒部の上端よりその上端が低い越流堰、清澄水を
集水する樋及び該樋内の清澄水の排出流路が設けられた
ことを特徴とする固液分離装置が提供される。

【０００７】

【作用】分離装置の内筒部の内面における旋回流によっ
て、懸濁液中の粗粒子が分離沈降され、粗粒子が除去さ
れた微粒子を含む懸濁液は内筒部と外筒部の間の領域に
送られ、自然に整流され微粒子が沈降し、粗粒子と共に
分離装置の底部に堆積する。有効処理水表面積が円筒形
状の分離装置よりも増加したことによって分離効率が向
上する。

【０００８】

【実施例】以下に好ましい実施例を挙げて本発明を更に
具体的に説明する。図１は、本発明の１実施例の横断面
図を示し、図２は図１のＡ−Ａ′線に沿った縦断面図を
示す。なお、図２のＢ−Ｂ′線に沿った断面図が図１で
ある。

【０００９】本発明の固液分離装置は、図示のように、
上端部が解放された矩形筒形の外筒部２とその中心に上
下端部が解放された円筒状内壁を有する矩形筒形の内筒
部３を有し、内筒部内壁の所定の位置に内壁に添って旋
回流を生じるような角度及び位置（内壁の深さ方向の高
さ）で開口した懸濁液流入口４を有する懸濁液流入管１
が設けられ、外筒部２の内壁の上部には内筒部３の上端
よりもその上端が低い越流堰５が設けられており、その
下部には越流堰５を越えて流入する清澄水を集める集水
樋６と集水された清澄水の排出流路８が設けられたこと
を特徴としている。

【００１０】上記固液分離装置において、外筒部２は通
常容量が約５〜５，０００ｍ² 程度の矩形筒形をした槽
であり、鉄、ステンレススチール、コンクリート等から
形成される。外筒部２の中心には、上下端が解放された
内面が円筒状、外面が矩形に形成された内筒部３が設け
られている。内筒部３の円筒状内面の直径は外筒部２の
内壁の平均対角線長の約２０〜５０％とし、外筒部２の
深さの約５０〜８０％程度の長さを有するように設計さ
れる。外筒部２の底部は特にコーン状に設計する必要は
なく、沈降したスラッジを一定量溜めることができる深
さがあれば平面状であっても特に障害となることはな
い。底部を四角錐あるいは四角錐台状にすることによ
り、沈降したスラッジの除去が容易となるので好まし
い。

【００１１】内筒部３には、内面に懸濁液が内壁に沿っ
て旋回流を生じるように接線方向に懸濁液を放流する懸
濁液流入管１の流入口４が設けられている。この流入口
４は外筒部２の容量に応じた流量で、懸濁液の性状を考
慮した最適な流速で供給するように設計されている。例
えば、外筒部１が、内壁の長さが１０ｍの正四角形であ
り、容量が５００ｍ² の場合には、懸濁液を流量４０〜
５０ｍ³ ／ｍｉｎ及び流速１〜５ｍ／ｓｅｃで導入され
るように設計されている。懸濁液流入管６は、通常の固
液分離装置で設置される傾斜板モジュールの位置よりも
上部で、あるいは、該モジュールを貫通して内筒部３へ
設置されても構わない。

【００１２】内筒部３内に供給された懸濁液は、内壁面
に沿って旋回しつつ、懸濁液中の比較的粒径の大きい或
いは比重の大きい粗粒子を遠心力によって分離及び沈降
させ、分離した粗粒子は内壁面に沿って下降し、外筒部
２の底部に集積する。粗粒子が分離し、微粒子を含有し
ている懸濁液は外筒部２と内筒部３の間に形成された領
域を旋回上昇し、自然と整流される。本発明においては
該領域に傾斜板モジュールを設置する必要はないが、傾
斜板モジュールの設置により整流が促進されるので該モ
ジュールの設置は好ましい。図１、２は傾斜板モジュー
ルを設置した例である。外筒部２と内筒部３の間に形成
された領域に傾斜板モジュール７を設置した場合には、
内筒部を旋回しながら下降した懸濁液は該領域の傾斜板
モジュールの方向に上昇する。傾斜板モジュール７を通
過する間に懸濁液は旋回流から上昇流に整流され、懸濁
液中の微粒子は重力沈降により効率的に沈降分離され
る。この微粒子も外筒部２の底部に集積する。

【００１３】傾斜板モジュール７は、平版状、ハニカム
状、その他の一般的に周知のものでよく、傾斜角度は３
０〜６０°程度で、幾つかのブロックに分けて設置す
る。傾斜板モジュール７の傾斜板の間隔及び上下方向の
厚みは、流入する原水中の懸濁物質の性状及び本装置に
要求される処理水質ー（懸濁物質濃度）により決定され
るが、一般的には傾斜板の間隔は、約１０〜２００ｍｍ
程度であり、傾斜板モジュール７の上下方向の厚みは５
００〜２，０００ｍｍ程度である。

【００１４】以上のようにして粗粒子及び微粒子が分離
除去された清澄水は、該区画の上部に溜まってくる。清
澄水は、外筒部２の内壁上部に内筒部３の上端よりその
上端が低い位置に設置された越流堰５を越えて集水樋６
に集水され、排出流路８を通って分離装置外に放流され
る。図１では、本発明の分離装置に隣接して設置された
処理水槽に排出流路８からの水を直接放流するようにし
た例を示している。

【００１５】外筒部２の底部に集泥された粗、微粒子は
内筒部３を経由して、例えばグラブバケット、バキュー
ムホース、排泥ポンプ等の任意の手段によって装置外に
排出され、シックーナ等の任意の手段により沈降濃縮及
び脱水された後に処分される。本発明装置の外筒部及び
内筒部の矩形は、正方形及び長方形のいずれでもよく、
装置を設置する敷地の形状に応じて有効処理水表面積が
最大となるように適宜選択する。

【００１６】以上説明した本発明の固液分離装置を使用
した場合と従来の円筒状固液分離装置を使用した場合
の、有効処理水表面積及び設置面積を比較すると以下の
ような結果となる。いずれの場合も外筒部の厚さは３０
ｃｍとする。 （１）敷地面積が、縦１０ｍ、横１０ｍの１００ｍ² の
場合 （ａ）本発明装置では、 （10-0.3×2 ）×（10-0.3×2 ）＝88.36 ｍ² （ｂ）従来の円筒状装置では、 （10-0.3×2 ）×（10-0.3×2 ）×π／4 ＝69.40 ｍ² 本装置の方が水有効表面積は２７％増加する。 （２）有効処理水表面積を１００ｍ² とした場合の必要
設置面積は （ａ）本発明装置では、 ( 100^1/2 ＋ 0.3×2 ) × ( 100^1/2 ＋ 0.3×2 ) ＝11
2.36ｍ² （ｂ）従来の円筒状装置では、 〔(100÷π/4）^1/2 ＋ 0.3×2 〕×〔(100÷π/4）^1/2
＋ 0.3×2 〕＝141.22ｍ² 本装置の方が設置面積は、約２０％少なくて済む。 （３）敷地面積が、縦１０ｍ、横８ｍの８０ｍ² の場合 （ａ）本装置の有効処理水表面積は69.56 ｍ² （ｂ）従来の円筒状装置では、43.01 ｍ² 本装置の方が、約６２％有効処理水表面積は増加する。

【００１７】

【発明の効果】本発明よれば、(1) 敷地面積をほぼ有効
処理水表面積として生かすことができ、従来の円筒形状
装置と比較して同一敷地面積での処理能力は大きくな
る、(2)円筒形状装置と比較して装置の制作、施工が非
常に容易となり経費の低減が大である。特に、傾斜板モ
ジュールを設ける場合にも、該モジュールを複雑に加工
する必要がなく、該モジュールの加工、据え付けが容易
となり経費低減効果は顕著である等の処理能力に優れ、
経費低減効果が大である経済的な固液分離装置が提供さ
れる。

【００１８】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明装置の横断面を図解的に説明する図。

【図２】本装置の縦断面を図解的に説明する図。

【符号の説明】

１：流入管 ２：外筒部 ３：内筒部 ４：流入口 ５：越流堰 ６：集水樋 ７：傾斜板モジュール ８：清澄水排出流路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 古宮 紀之 東京都千代田区東神田２−５−12 環境 エンジニアリング株式会社内 (56)参考文献 特開 昭56−166911（ＪＰ，Ａ) 特開 昭51−8171（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−15704（ＪＰ，Ａ) 特開 昭47−28561（ＪＰ，Ａ) 実開 昭50−25170（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B01D 21/26 B01D 21/02

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上端部が解放された矩形筒形の外筒部と
   その中心に上下端部が解放された円筒状内壁を有する矩
   形筒形の内筒部を有し、内筒部内壁の所定の位置に内壁
   に添って旋回流を生じるように懸濁液流入口が設けら
   れ、外筒部内壁の上部には内筒部上端よりもその上端が
   低い越流堰、清澄水を集水する樋及び該樋内の清澄水の
   排出流路が設けられことを特徴とする固液分離装置。
2. 【請求項２】 外筒部と内筒部で区画された領域に傾斜
   板モジュールが設けられた請求項１に記載の固液分離装
   置。
3. 【請求項３】 上記外筒部が四角錐又は四角錐台形のコ
   ーン状底部を有する請求項１に記載の固液分離装置。