JP3331219B2 - 液体から不溶性粒子を分離する方法および装置 - Google Patents
液体から不溶性粒子を分離する方法および装置Info
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Description
【発明の詳細な説明】 発明の背景 ａ）発明の分野 本発明は、不溶性粒子を懸濁状態で含有している液体
からこれらの不溶性粒子を分離するための液体の処理方
法に関する。
からこれらの不溶性粒子を分離するための液体の処理方
法に関する。
本発明は、またこの処理方法の実施に使用する装置
（以下、清澄器という）に関する。
（以下、清澄器という）に関する。
以下の説明において、本発明の方法によって処理でき
る不溶性粒子を含有する液体の例として専ら廃水につい
て述べる。しかし、本発明は廃水の処理に限定されるも
のではなく、懸濁状態にある同じ固体粒子を除去するた
めに実際には他の如何なる種類の液体にも使用すること
ができると理解されたい。このような他の液体には石
油、油、化学製品などがある。
る不溶性粒子を含有する液体の例として専ら廃水につい
て述べる。しかし、本発明は廃水の処理に限定されるも
のではなく、懸濁状態にある同じ固体粒子を除去するた
めに実際には他の如何なる種類の液体にも使用すること
ができると理解されたい。このような他の液体には石
油、油、化学製品などがある。
多くの工業、とくにパルプおよび製紙工業において
は、廃水を排出および／または循環するのに先立って懸
濁している不溶性粒子を分離するためにプラントで発生
した廃水を処理するのが慣行である。
は、廃水を排出および／または循環するのに先立って懸
濁している不溶性粒子を分離するためにプラントで発生
した廃水を処理するのが慣行である。
通常このような処理は、“清澄器”または“溶解空気
−浮遊ユニット”と称する装置を１基または２基以上用
いて実施する。図１に“従来技術”として示されるよう
に、既知の清澄器はタンク１を備えており、この中に処
理すべき液体がダクト３を通して供給される。ダクト３
を流れる液体の一部はライン４を介して該管から抜き出
され、空気その他のガスを加圧下で飽和させた後にポン
プ５の手段によりダクト３に再注入される。または、タ
ンク１から出る清澄液の一部がライン４′を介してその
出口から抜き出されて空気飽和後注入されてダクト３内
で供給された液に混合される。いずれの場合も空気−飽
和液はダクト３に入り、減圧されてタンク内で数マイク
ロメーターの気泡が発生する。このような微−泡は液中
の懸濁粒子に付着して、浮力性の“フロックス”を形成
し、これによりスラッジ７のフローティング層を形成
し、スクレーパ９でタンクから機械的にすくい取られ
る。残りの“清澄”液はタンクの底部近くにのびている
パイプに設けられた複数の液出口11を介してタンクから
抜き取られる。
−浮遊ユニット”と称する装置を１基または２基以上用
いて実施する。図１に“従来技術”として示されるよう
に、既知の清澄器はタンク１を備えており、この中に処
理すべき液体がダクト３を通して供給される。ダクト３
を流れる液体の一部はライン４を介して該管から抜き出
され、空気その他のガスを加圧下で飽和させた後にポン
プ５の手段によりダクト３に再注入される。または、タ
ンク１から出る清澄液の一部がライン４′を介してその
出口から抜き出されて空気飽和後注入されてダクト３内
で供給された液に混合される。いずれの場合も空気−飽
和液はダクト３に入り、減圧されてタンク内で数マイク
ロメーターの気泡が発生する。このような微−泡は液中
の懸濁粒子に付着して、浮力性の“フロックス”を形成
し、これによりスラッジ７のフローティング層を形成
し、スクレーパ９でタンクから機械的にすくい取られ
る。残りの“清澄”液はタンクの底部近くにのびている
パイプに設けられた複数の液出口11を介してタンクから
抜き取られる。
清澄器の効率を高めるため、通常タンクには上方に傾
斜した複数のプレート又はじゃま板13を設けてタンクを
上方に傾斜した複数のチャンネルに分割する。各チャン
ネルは上端がスラッジ７のフローティング層の下から僅
かに離れ、下端は液出口11に近接しまたは直接開口して
いる。タンクに供給された液体をこのように複数の分離
したチャンネル内に分けると、清澄器の表面分離が増加
し、清澄器内の流量表面比（また、“溢流比”という）
が減少し、これにより粒子の分離が良くなる。
斜した複数のプレート又はじゃま板13を設けてタンクを
上方に傾斜した複数のチャンネルに分割する。各チャン
ネルは上端がスラッジ７のフローティング層の下から僅
かに離れ、下端は液出口11に近接しまたは直接開口して
いる。タンクに供給された液体をこのように複数の分離
したチャンネル内に分けると、清澄器の表面分離が増加
し、清澄器内の流量表面比（また、“溢流比”という）
が減少し、これにより粒子の分離が良くなる。
これに関連して、一対のプレートすなわち“上方”と
“下方”を有し、同じ傾斜角でのびるプレートで定義さ
れる各チャンネル内では、微−泡によって持ち上げられ
た小粒子は上方のプレート側に移動し、次いでこの上方
のプレートに沿って“スライド”して昇り、その間に集
合してより大きな粒子になる。一方、液体はゆっくりと
出口11側に下降する。各チャンネル内におけるこのよう
な向流運動は、図１の符号Ａで示した１つのチャンネル
内で粒子を表す点と矢印とで代表して示されている。
“下方”を有し、同じ傾斜角でのびるプレートで定義さ
れる各チャンネル内では、微−泡によって持ち上げられ
た小粒子は上方のプレート側に移動し、次いでこの上方
のプレートに沿って“スライド”して昇り、その間に集
合してより大きな粒子になる。一方、液体はゆっくりと
出口11側に下降する。各チャンネル内におけるこのよう
な向流運動は、図１の符号Ａで示した１つのチャンネル
内で粒子を表す点と矢印とで代表して示されている。
清澄器の効率を高めるため、タンク内供給された液体
に重合体添加物を加えて粒子を集合させてより大きな粒
子とし、これによりその浮力性を改善することも通常行
われている。
に重合体添加物を加えて粒子を集合させてより大きな粒
子とし、これによりその浮力性を改善することも通常行
われている。
実際には現在使用されている清澄器は効率がよく、懸
濁粒子を１％以上含み、かつ10〜80kg/m2・hrの粒子が
分離される廃水の処理に用いられている。
濁粒子を１％以上含み、かつ10〜80kg/m2・hrの粒子が
分離される廃水の処理に用いられている。
しかしながら、今までの清澄器は“水平”構造である
ために、相当広いスペースを要し、重くて扱い難く、構
内に据付けるのが難しいという欠点がある。
ために、相当広いスペースを要し、重くて扱い難く、構
内に据付けるのが難しいという欠点がある。
第２に、廃水をタンクに入れる前に注入される空気の
量及び圧力が如何なる値であっても、タンク内で微−泡
の発生を制御または調整するのは困難である。その理由
は、廃水がタンクの一端側から入るとすぐに圧力が急速
にまた突然に下がるためであり、これにより発生した気
泡の大部分が粒子に付着することなくタンクの一端側で
上方に移動し、以て清澄器の全体の効率が減少する。
量及び圧力が如何なる値であっても、タンク内で微−泡
の発生を制御または調整するのは困難である。その理由
は、廃水がタンクの一端側から入るとすぐに圧力が急速
にまた突然に下がるためであり、これにより発生した気
泡の大部分が粒子に付着することなくタンクの一端側で
上方に移動し、以て清澄器の全体の効率が減少する。
発明の要約 本発明の第１の目的は、不溶性粒子が懸濁している液
体を処理して不溶性粒子を分離するのに使用する清澄器
であって、その形状および構造のおかげで、接地面積が
従来の同じ能力をもつ清澄器の50％以下で、しかも内部
の廃水の流速が従来品と同等以下である清澄器を提供す
ることである。
体を処理して不溶性粒子を分離するのに使用する清澄器
であって、その形状および構造のおかげで、接地面積が
従来の同じ能力をもつ清澄器の50％以下で、しかも内部
の廃水の流速が従来品と同等以下である清澄器を提供す
ることである。
本発明の第２の目的は、粒子と気泡間の接触の可能性
を高めるために注入空気量が同じである場合に所望のサ
イズの微泡をより多く保持できる清澄器を提供するにあ
る。
を高めるために注入空気量が同じである場合に所望のサ
イズの微泡をより多く保持できる清澄器を提供するにあ
る。
本発明の第３の目的は、従来の清澄器で同じ量の重合
体添加物を用いたときに通常捕集されるよりも多くの粒
子を捕集、除去できる清澄器を提供することである。
体添加物を用いたときに通常捕集されるよりも多くの粒
子を捕集、除去できる清澄器を提供することである。
本発明によれば、これらの目的は不溶性粒子が懸濁し
ている液体を処理してこれらの粒子を分離するのに使用
する清澄器によって達成され、この清澄器は、 頂部分、底部分および側壁を有する所定の高さのタン
クと、 被処理液を前記タンクに供給するための供給手段と、 加圧下で供給ダクトに供給される液体の一部に気体を
注入して該液体を該気体で飽和させ、飽和液体がタンク
内で減圧されたときに気泡を発生させ、かくして発生し
た気泡が液中で懸濁している粒子に付着して上方に持ち
あげ、タンクの頂部分においてスラッジのフローティン
グ層を形成するようにした注入手段と、 前記タンクの頂部分においてスラッジが形成されてい
る間そのスラッジ層をすくいとるスクレーパ手段と、 前記タンク内である角度でのびる複数のプレートであ
って、これらのプレートが上向きに傾斜した一組のチャ
ンネルを区画し、各チャンネルが開口した上端と下端を
備えた複数のプレートと、 各チャンネルの下端に設けられて、タンク内で処理さ
れた液体を集めて抜き取るための液出口と、 を備えている。
ている液体を処理してこれらの粒子を分離するのに使用
する清澄器によって達成され、この清澄器は、 頂部分、底部分および側壁を有する所定の高さのタン
クと、 被処理液を前記タンクに供給するための供給手段と、 加圧下で供給ダクトに供給される液体の一部に気体を
注入して該液体を該気体で飽和させ、飽和液体がタンク
内で減圧されたときに気泡を発生させ、かくして発生し
た気泡が液中で懸濁している粒子に付着して上方に持ち
あげ、タンクの頂部分においてスラッジのフローティン
グ層を形成するようにした注入手段と、 前記タンクの頂部分においてスラッジが形成されてい
る間そのスラッジ層をすくいとるスクレーパ手段と、 前記タンク内である角度でのびる複数のプレートであ
って、これらのプレートが上向きに傾斜した一組のチャ
ンネルを区画し、各チャンネルが開口した上端と下端を
備えた複数のプレートと、 各チャンネルの下端に設けられて、タンク内で処理さ
れた液体を集めて抜き取るための液出口と、 を備えている。
本発明によれば、この清澄器は、 −タンクの底部分に位置する供給ダクトからなる供給手
段を備え、 −供給ダクトは複数のプレートの下方に位置してタンク
に供給された液体が複数のプレートの中の低い方のプレ
ートに接触し、次いでタンクの側壁に沿って昇るように
なっており、 −すべてのチャンネルの開口した上端はタンクの側壁か
ら僅かに離れており、タンクの側壁に沿って昇る液体が
開口した上端からチャンネル内に入るように開いてい
る、 という特徴がある。
段を備え、 −供給ダクトは複数のプレートの下方に位置してタンク
に供給された液体が複数のプレートの中の低い方のプレ
ートに接触し、次いでタンクの側壁に沿って昇るように
なっており、 −すべてのチャンネルの開口した上端はタンクの側壁か
ら僅かに離れており、タンクの側壁に沿って昇る液体が
開口した上端からチャンネル内に入るように開いてい
る、 という特徴がある。
タンクから出る液体を濾過するため、液出口には濾過
手段を設けるのが有利である。
手段を設けるのが有利である。
また、本発明は不溶性粒子が懸濁している液体を処理
して、この液体からこれらの粒子を分離する方法を提供
するものであり、これは既知の方法よりも効率がよく、
次の工程から成る。
して、この液体からこれらの粒子を分離する方法を提供
するものであり、これは既知の方法よりも効率がよく、
次の工程から成る。
頂部分、底部分および側壁を有する所定の高さのタン
クと、タンクに対してある角度でのびる複数の内部プレ
ートを備えており、これらのプレートが上向に傾斜して
開口した上端および下端を有する複数のチャンネルを区
画しており、 処理すべき液体に加圧下で気体を注入し、前記液体に
前記気体を飽和させ、 前記気体−飽和液体をタンクに供給し、供給された液
体を減圧し、これにより気泡が発生して液中に懸濁する
粒子に付着し、これらを浮上させ、タンクの頂部分でス
ラッジのフローティング層を形成し、 前記タンクの頂部分で生成している間にスラッジ層を
すくい取り、 タンク内で処理した液体を各チャンネルの下端から捕
集して抜き取る、 工程から成る。
クと、タンクに対してある角度でのびる複数の内部プレ
ートを備えており、これらのプレートが上向に傾斜して
開口した上端および下端を有する複数のチャンネルを区
画しており、 処理すべき液体に加圧下で気体を注入し、前記液体に
前記気体を飽和させ、 前記気体−飽和液体をタンクに供給し、供給された液
体を減圧し、これにより気泡が発生して液中に懸濁する
粒子に付着し、これらを浮上させ、タンクの頂部分でス
ラッジのフローティング層を形成し、 前記タンクの頂部分で生成している間にスラッジ層を
すくい取り、 タンク内で処理した液体を各チャンネルの下端から捕
集して抜き取る、 工程から成る。
この方法は、 −液体がタンクの底部分に位置する供給ダクトから供給
され、 −供給ダクトは複数のプレートの下方に位置して、タン
クに供給された液体が複数のプレートの中の低い方のプ
レートに接触し、次いでタンクの側壁に沿って昇るよう
になっており、 −すべてのチャンネルの開口した上端はタンクの側壁か
ら僅かに離れており、タンクの側壁に沿って昇る液体が
開口した上端からチャンネル内に入るように開いてい
る、 という特徴がある。
され、 −供給ダクトは複数のプレートの下方に位置して、タン
クに供給された液体が複数のプレートの中の低い方のプ
レートに接触し、次いでタンクの側壁に沿って昇るよう
になっており、 −すべてのチャンネルの開口した上端はタンクの側壁か
ら僅かに離れており、タンクの側壁に沿って昇る液体が
開口した上端からチャンネル内に入るように開いてい
る、 という特徴がある。
供給工程は、被処理液の減圧を制御してタンクの底部
分に隣接する内部のプレートに衝突するように、内部の
プレートの下方に位置するノズルを介して行うのが有利
である。
分に隣接する内部のプレートに衝突するように、内部の
プレートの下方に位置するノズルを介して行うのが有利
である。
また、本発明の方法は、 被処理液に依って処理のための最適溢流速度を選択
し、 選択した最適溢流速度を得るためにタンク内の前記プ
レートの数および各チャンネルの寸法比を選択する、工
程を含むことが有利である。
し、 選択した最適溢流速度を得るためにタンク内の前記プ
レートの数および各チャンネルの寸法比を選択する、工
程を含むことが有利である。
ここで、“溢流速度”とは流量（m3/hで表される）と
総分離表面積（m2で表される）の比を意味する。分離表
面積が大になる程（すなわちプレートの数が増える
程）、溢流速度は小さくなる。
総分離表面積（m2で表される）の比を意味する。分離表
面積が大になる程（すなわちプレートの数が増える
程）、溢流速度は小さくなる。
図面の簡単な説明 本発明とその利点は、添付の図面を参照してなされた
次の非制限的で一般的な記載を読むことによりよりよく
理解することができる。
次の非制限的で一般的な記載を読むことによりよりよく
理解することができる。
図１は現在市場で入手できる最もコンパクトな清澄器
の一例を示す略断面図である。
の一例を示す略断面図である。
図２は本発明による清澄器の基体構造を示す略断面図
である。
である。
図３は本発明の第１の好ましい実施形態を示す清澄器
の略断面図である。
の略断面図である。
図４は本発明の第２の好ましい実施形態を示す清澄器
の略縦断面図である。
の略縦断面図である。
図５は図４のＶ−Ｖ線に沿う断面図である。
発明の詳細な説明 図２に示されるように、本発明による清澄器は図１に
示される従来の清澄器と同じ基本構造要素を備えてい
る。
示される従来の清澄器と同じ基本構造要素を備えてい
る。
このようにして、既知の清澄器と同様に、 −供給ダクト103を通って被処理液が供給されるタンク1
01、 −ダクト103に連結され、ポンプ105に通じる図示しない
誘導ラインであって、その中で抜出した液がダクトに戻
される前に空気を加圧下で注入し、または図示のよう
に、前記と同じ目的のために清澄水出口に連結され、ポ
ンプ105に通じる誘導ライン104′、 −タンク内においてある角度でのび、かつ上向きに傾斜
したチャンネルを区画する複数のプレート113、 −前記チャンネルの下端部の液出口111、および −タンクの頂部に浮遊するスラッジ107を取り除くため
のスクレーパ109を備えている。
01、 −ダクト103に連結され、ポンプ105に通じる図示しない
誘導ラインであって、その中で抜出した液がダクトに戻
される前に空気を加圧下で注入し、または図示のよう
に、前記と同じ目的のために清澄水出口に連結され、ポ
ンプ105に通じる誘導ライン104′、 −タンク内においてある角度でのび、かつ上向きに傾斜
したチャンネルを区画する複数のプレート113、 −前記チャンネルの下端部の液出口111、および −タンクの頂部に浮遊するスラッジ107を取り除くため
のスクレーパ109を備えている。
既知の清澄器と本発明による清澄器との重要な相違点
は、 −水平ではなく垂直にのびるタンク101と、 −タンクの上記のオリエンテーションの結果として、供
給ダクト103がタンク101の横方向の一端ではなく底に位
置していて、 −プレート113がタンクの長さ方向に平行にのびる代り
にタンクの高さ方向に一方が他方の上に平行にのび、 −タンク頂部のスクレーパ109が供給ダクト103と隣接し
てのびる代りに反対側にあり、 −供給ダクト103が開口するタンク101の底部分115また
は供給ダクト自体の出口が上向きに傾斜して、外側に向
けてノズルを区画している、 点である。
は、 −水平ではなく垂直にのびるタンク101と、 −タンクの上記のオリエンテーションの結果として、供
給ダクト103がタンク101の横方向の一端ではなく底に位
置していて、 −プレート113がタンクの長さ方向に平行にのびる代り
にタンクの高さ方向に一方が他方の上に平行にのび、 −タンク頂部のスクレーパ109が供給ダクト103と隣接し
てのびる代りに反対側にあり、 −供給ダクト103が開口するタンク101の底部分115また
は供給ダクト自体の出口が上向きに傾斜して、外側に向
けてノズルを区画している、 点である。
これらの構造の違いが本発明による清澄器を同じ能力
をもつ既知の清澄器よりも次の理由で優れたものにして
いる。
をもつ既知の清澄器よりも次の理由で優れたものにして
いる。
第１に、タンク101が垂直なオリエンテーションであ
るために接地面積が大巾に減少する。これは大きな利点
である。
るために接地面積が大巾に減少する。これは大きな利点
である。
第２に、廃水（又は被処理液）の導入はタンク101の
底部で行われる。ここは水柱（water column）が最高
である。また、タンクの底部分115の形状が一種の“ノ
ズル”を区画している。これら２つの特徴により気体の
微泡の発生とサイズをよりよい方法で制御することがで
きる。もっと具体的にいうと、廃水をタンクの底部に導
入したことによる背圧と、タンクの底部分（又は供給ダ
クトの出口）の形状によって既知の清澄器と比較して注
入空気量を同じくしたときの所望のサイズの微泡の発生
をよりよく制御することができ、これによりフロック化
機構改善のためにしばしば要求される重合体添加物の使
用量と付随コストを減らすことが可能となる。
底部で行われる。ここは水柱（water column）が最高
である。また、タンクの底部分115の形状が一種の“ノ
ズル”を区画している。これら２つの特徴により気体の
微泡の発生とサイズをよりよい方法で制御することがで
きる。もっと具体的にいうと、廃水をタンクの底部に導
入したことによる背圧と、タンクの底部分（又は供給ダ
クトの出口）の形状によって既知の清澄器と比較して注
入空気量を同じくしたときの所望のサイズの微泡の発生
をよりよく制御することができ、これによりフロック化
機構改善のためにしばしば要求される重合体添加物の使
用量と付随コストを減らすことが可能となる。
第３に、微泡がタンクの底部で発生し、その高さ方向
にいっぱいに浮上するという事実により微泡の濃度およ
び分布が大巾に増加し、従ってこれらの気泡が液中に懸
濁している不溶性粒子と接触してこれらに付着し、浮上
するという機会も増加する。
にいっぱいに浮上するという事実により微泡の濃度およ
び分布が大巾に増加し、従ってこれらの気泡が液中に懸
濁している不溶性粒子と接触してこれらに付着し、浮上
するという機会も増加する。
第４に、注入された液体と微泡の流れは、供給ダクト
103のすぐ上にある清澄器の中で最下段のプレート113の
方に導かれ、実際にこれに当るという事実により、気泡
および／または不溶性粒子が互いに接触して浮力性を帯
びる“機会”が増える。
103のすぐ上にある清澄器の中で最下段のプレート113の
方に導かれ、実際にこれに当るという事実により、気泡
および／または不溶性粒子が互いに接触して浮力性を帯
びる“機会”が増える。
第５に、微泡がタンクの底部で発生し、このタンクは
既知の清澄器のタンクと比較して表面積がかなり小さい
という事実により、清澄器の頂部におけるスラッジの層
の浮遊とすくい取りは大巾に改善される。このスラッジ
の層は、タンクのサイズが小さくなったために頂部の全
表面積にわたって拡がり、しかも層が厚くなるからであ
る。さらに、既存の殆どの清澄器とは反対にスラッジの
層の下を横切る液流または流れがない。これは、スラッ
ジの浮遊を暗示するものである。
既知の清澄器のタンクと比較して表面積がかなり小さい
という事実により、清澄器の頂部におけるスラッジの層
の浮遊とすくい取りは大巾に改善される。このスラッジ
の層は、タンクのサイズが小さくなったために頂部の全
表面積にわたって拡がり、しかも層が厚くなるからであ
る。さらに、既存の殆どの清澄器とは反対にスラッジの
層の下を横切る液流または流れがない。これは、スラッ
ジの浮遊を暗示するものである。
第６に、清澄器の流速は、タンクの接地面積には何ら
手を加えずにタンクの高さおよびタンク内のプレートの
数を増やすことにより増加させることができる。
手を加えずにタンクの高さおよびタンク内のプレートの
数を増やすことにより増加させることができる。
最後に、微泡とこれに付着した固体粒子がタンクの側
壁と各プレート113の上端との間の制限された通路を通
って浮上するという事実は重大である。それは、これら
の微泡と粒子が一種の垂直なカーテン“C"を形成し、こ
れが各プレートの上端で下方に“流れる（turns）”液
体のフィルターとして作用し、液出口111の方へ移動さ
せるからである。
壁と各プレート113の上端との間の制限された通路を通
って浮上するという事実は重大である。それは、これら
の微泡と粒子が一種の垂直なカーテン“C"を形成し、こ
れが各プレートの上端で下方に“流れる（turns）”液
体のフィルターとして作用し、液出口111の方へ移動さ
せるからである。
これらの構造上の特徴がすべて一体になって本発明に
よる清澄器を工業的規模で現在使用されている既存の清
澄器に比べて据付けが容易で、効率が高いものにしてい
る。
よる清澄器を工業的規模で現在使用されている既存の清
澄器に比べて据付けが容易で、効率が高いものにしてい
る。
本発明による清澄器は図２に示されるように工業的観
点から数々の実施形態をとることができる。
点から数々の実施形態をとることができる。
図３は本発明の第１の好ましい実施態様を示す清澄器
の略図である。
の略図である。
この清澄器は垂直なタンク201を備え、その内部に複
数の漏斗212,212′,212″…が一方が他方の上に位置す
るように積み重ねられている。図示のように、漏斗は同
じ形状であり、タンクの中心に位置している。これらは
好ましくは90゜に等しい頂点と、好ましくはタンク201
に等しい断面形状を備えている。したがって、タンクの
水平断面が丸ければ、漏斗の水平断面も丸く、またタン
クの水平断面が矩形であれば漏斗の水平断面も矩形であ
る。
数の漏斗212,212′,212″…が一方が他方の上に位置す
るように積み重ねられている。図示のように、漏斗は同
じ形状であり、タンクの中心に位置している。これらは
好ましくは90゜に等しい頂点と、好ましくはタンク201
に等しい断面形状を備えている。したがって、タンクの
水平断面が丸ければ、漏斗の水平断面も丸く、またタン
クの水平断面が矩形であれば漏斗の水平断面も矩形であ
る。
供給ダクト203はタンク201の底部分215に開口してお
り、該底部分215はすぐその上の漏斗212と同様の水平断
面と頂点を有している。ポンプ205はライン204を介して
ダクト203から抜き出された液体に加圧下で空気その他
の気体を注入する。このようにして抜き出された液はタ
ンク201に通じるダクトに戻される。
り、該底部分215はすぐその上の漏斗212と同様の水平断
面と頂点を有している。ポンプ205はライン204を介して
ダクト203から抜き出された液体に加圧下で空気その他
の気体を注入する。このようにして抜き出された液はタ
ンク201に通じるダクトに戻される。
漏斗212,212′,212″…の壁は前述したプレート又は
じゃま板に等しいものであり、共に対応する複数の傾斜
したチャンネルを区画し、各チャンネルの上端はタンク
201の側壁から僅かに離れ、下端は漏斗の頂点で終って
いる。
じゃま板に等しいものであり、共に対応する複数の傾斜
したチャンネルを区画し、各チャンネルの上端はタンク
201の側壁から僅かに離れ、下端は漏斗の頂点で終って
いる。
捕集管217,217′,217″…は、処理中に漏斗内を浮上
しおよび沈降する重い粒子を集めるためのものである。
図示のように、各捕集管217は対応する漏斗212の頂点か
ら下方に突出している。これらの捕集管は同軸状に設け
てバルブで閉じられる同じ出口219に通じるようにする
のが好ましい。
しおよび沈降する重い粒子を集めるためのものである。
図示のように、各捕集管217は対応する漏斗212の頂点か
ら下方に突出している。これらの捕集管は同軸状に設け
てバルブで閉じられる同じ出口219に通じるようにする
のが好ましい。
液出口211,211′,211″…もタンク内で処理した液体
を集めてタンクから抜き取るためのものである。これら
の出口はそれぞれ漏斗の頂点、すなわち捕集管の上方に
おいて漏斗によって区画された傾斜したチャンネルの下
端部に設けられる。各液出口211はタンク201に隣接する
リザーバ219内に開口するのが好ましく、また制御弁又
は摺動スリーブ221のような流量調節手段を備えてお
り、該摺動スリーブ221はタンク内の液の高さを調節す
るために昇降可能であり、場合により単に出口の上方の
水柱の高さを調整することにより各出口211からリザー
バへ通る液体の流出量を制御する。このようなことによ
り対応するチャンネル内での流速を調節することができ
る。
を集めてタンクから抜き取るためのものである。これら
の出口はそれぞれ漏斗の頂点、すなわち捕集管の上方に
おいて漏斗によって区画された傾斜したチャンネルの下
端部に設けられる。各液出口211はタンク201に隣接する
リザーバ219内に開口するのが好ましく、また制御弁又
は摺動スリーブ221のような流量調節手段を備えてお
り、該摺動スリーブ221はタンク内の液の高さを調節す
るために昇降可能であり、場合により単に出口の上方の
水柱の高さを調整することにより各出口211からリザー
バへ通る液体の流出量を制御する。このようなことによ
り対応するチャンネル内での流速を調節することができ
る。
もちろん、タンク201の頂部には生成したスラッジの
層をすくい取るためのスクレープ手段209が設けられて
いる。このようなスクレープ手段は任意のタイプのもの
でよい。
層をすくい取るためのスクレープ手段209が設けられて
いる。このようなスクレープ手段は任意のタイプのもの
でよい。
使用の際には、タンク201に供給された液体の一部に
気体が注入される。重合体添加物すなわちフロック化剤
を添加することもできる。その混合液は供給ダクト203
からタンクの底に供給される。
気体が注入される。重合体添加物すなわちフロック化剤
を添加することもできる。その混合液は供給ダクト203
からタンクの底に供給される。
混合液がタンク内に入ると、その中に溶解した加圧気
体が遊離して気体の微泡が発生する。このような遊離は
タンクの底部分215のノズル形状によりうまく制御でき
る。このようにして発生した微泡は液中の不溶性粒子に
付着して、最下段の漏斗212の隣接する下面に沿って浮
上する。粒子はこの下面に沿ってスライドして、表面に
達する迄、カーテン“C"のように移動する。
体が遊離して気体の微泡が発生する。このような遊離は
タンクの底部分215のノズル形状によりうまく制御でき
る。このようにして発生した微泡は液中の不溶性粒子に
付着して、最下段の漏斗212の隣接する下面に沿って浮
上する。粒子はこの下面に沿ってスライドして、表面に
達する迄、カーテン“C"のように移動する。
混合物はタンクの側壁に沿って移動する間に等しく分
離し、図３における矢線で示されるように積み重ねられ
た漏斗212,212′,212″…で区画されたチャンネルに入
る。
離し、図３における矢線で示されるように積み重ねられ
た漏斗212,212′,212″…で区画されたチャンネルに入
る。
液体が各漏斗の頂点に向けて流下すると、その直ぐ上
にある漏斗の隣接する下面でまだ残っている粒子の分離
が起こる。次いで、粒子はこの下面に沿って移動し、漏
斗の外周に達する。上方の漏斗212″の場合には粒子は
タンクの表面に直接浮上する。
にある漏斗の隣接する下面でまだ残っている粒子の分離
が起こる。次いで、粒子はこの下面に沿って移動し、漏
斗の外周に達する。上方の漏斗212″の場合には粒子は
タンクの表面に直接浮上する。
液体は各漏斗の底部に向けて流下し、液出口211,21
1′,211″…で集められる。
1′,211″…で集められる。
各漏斗の底部に開口している捕集管217,217′,217″
…は、残っているより密集した粒子をぼろぼろ流下させ
て、最下段の漏斗212から突出している管217に集める。
…は、残っているより密集した粒子をぼろぼろ流下させ
て、最下段の漏斗212から突出している管217に集める。
タンク201の表面に生成したスラッジの非常に安定し
た層は周知のようにすくい取る。このスラッジ層の乾燥
固体含量を増加させるため、スクレープ手段209の下に
空気ディフューザ223を設けて、スラッジの層の下に空
気又は空気−飽和液を注入するようにしてもよい。
た層は周知のようにすくい取る。このスラッジ層の乾燥
固体含量を増加させるため、スクレープ手段209の下に
空気ディフューザ223を設けて、スラッジの層の下に空
気又は空気−飽和液を注入するようにしてもよい。
図４と図５は本発明の第２の好ましい実施態様の清澄
器の略図である。
器の略図である。
この清澄器は延長されたタンク301を備え、内部にタ
ンクの全長にわたってのびる複数の延長されたトローフ
（troughs）312,312′,312″…が積み重ねられている。
横断面（図５参照）を見ると、各トローフは同形であ
り、タンクの中心に位置しており、同じ頂点を有してい
る。
ンクの全長にわたってのびる複数の延長されたトローフ
（troughs）312,312′,312″…が積み重ねられている。
横断面（図５参照）を見ると、各トローフは同形であ
り、タンクの中心に位置しており、同じ頂点を有してい
る。
複数の供給ダクト303が、最下段のトローフ312のすぐ
下のタンク301の底部分に開口している。各ダクト303の
出口304はタンクに入る微泡の生成と発生を制御するた
めにノズルとして形成されている。もちろん、液体がダ
クト303を介してタンクに入る前に気体好ましくは空気
を注入するためにポンプ（図示せず）が設けられてい
る。
下のタンク301の底部分に開口している。各ダクト303の
出口304はタンクに入る微泡の生成と発生を制御するた
めにノズルとして形成されている。もちろん、液体がダ
クト303を介してタンクに入る前に気体好ましくは空気
を注入するためにポンプ（図示せず）が設けられてい
る。
前述の実施態様と同様にトローフ312,312′,312″…
の壁は前述のプレートまたはじゃま板と同じであり、互
いに対称形の複数の傾斜したチャンネル（図５参照）を
区画しており、共通の下端部を有し、該下端部には共通
の出口310に通じる直管状の共通の液出口311,311′,31
1″がのびている。
の壁は前述のプレートまたはじゃま板と同じであり、互
いに対称形の複数の傾斜したチャンネル（図５参照）を
区画しており、共通の下端部を有し、該下端部には共通
の出口310に通じる直管状の共通の液出口311,311′,31
1″がのびている。
図５に示されるように、供給ダクト303に近接して別
の傾斜したじゃま板321を設けて、注入された液体がチ
ャンネルの上端に沿ってタンク301の両側を上方に移動
しはじめる前にいくつかの流れに分けるようにしてもよ
い。
の傾斜したじゃま板321を設けて、注入された液体がチ
ャンネルの上端に沿ってタンク301の両側を上方に移動
しはじめる前にいくつかの流れに分けるようにしてもよ
い。
タンク301の頂部には、生成したスラッジの層をすく
い取るために既知の構造のスクレープ手段309が設けら
れている。
い取るために既知の構造のスクレープ手段309が設けら
れている。
この第２の好ましい実施態様の場合も第１の場合と全
く同様に作用する。
く同様に作用する。
図３に示すような清澄器を用いてパルプと紙工場で実
験を行った結果、処理可能な液量は同じ接地面積をもつ
清澄器に対して実質的に増加することがわかった。さら
に具体的に言うと、図３に示される清澄器の占有接地面
積当りの処理速度は約22m3/m2/hであり、図１の従来の
コンパクト型清澄器では13〜14m3/m2/hであった。固体
荷重（solid loading）は従来の70kg/m2/hに対して約15
0kg/m2/hであった。実験はパルプと紙の脱インキプラン
トからの同じ廃水を用いて行った。化学添加物の消費量
は同じであった。
験を行った結果、処理可能な液量は同じ接地面積をもつ
清澄器に対して実質的に増加することがわかった。さら
に具体的に言うと、図３に示される清澄器の占有接地面
積当りの処理速度は約22m3/m2/hであり、図１の従来の
コンパクト型清澄器では13〜14m3/m2/hであった。固体
荷重（solid loading）は従来の70kg/m2/hに対して約15
0kg/m2/hであった。実験はパルプと紙の脱インキプラン
トからの同じ廃水を用いて行った。化学添加物の消費量
は同じであった。
このように、本発明の清澄器は処理すべき流量および
除去される懸濁粒子という意味での廃水の処理能力を、
地面に対して同じ表面積（接地面積）を占める従来の清
澄器と比べて少なくとも50％増加させることができる。
除去される懸濁粒子という意味での廃水の処理能力を、
地面に対して同じ表面積（接地面積）を占める従来の清
澄器と比べて少なくとも50％増加させることができる。
さらに、本発明によれば装置の接地面積に何ら影響を
与えずに表面分離または流速を増加する機会が得られ、
既知の清澄器と比べてその内部の廃水の流速を同じまた
は低く維持することができる。
与えずに表面分離または流速を増加する機会が得られ、
既知の清澄器と比べてその内部の廃水の流速を同じまた
は低く維持することができる。
もちろん、以上説明した清澄器について添付の請求の
範囲で規定された本発明の背景を逸脱することなく種々
の変更を加えることができる。
範囲で規定された本発明の背景を逸脱することなく種々
の変更を加えることができる。
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 B01D 17/035
Claims (15)
- 【請求項１】不溶性粒子が懸濁している液体を処理し
て、この液体から不溶性粒子を分離するのに使用する清
澄器であって、 頂部分、底部分および壁を有するタンク（101、201、30
1）と、 被処理液を前記タンクに供給するための供給手段（10
3、203、303）と、 加圧下で少なくとも供給手段に供給される液体の一部に
気体を注入して気泡を発生させ、かくして発生した気泡
が液中で懸濁している粒子に付着して上方に持ちあげ、
タンクの頂部分においてスラッジのフローティング層を
形成するようにした注入手段（105、205）と、 前記タンクの頂部分において、スラッジが形成されてい
る間そのスラッジ層をすくいとるスクレープ手段（10
9、209、309）と、 前記タンク内である角度でのびて間隔をおいて存在する
少なくとも一対のプレート（113、212、312）によって
形成され、開口した上端と下端を有し、上方に傾斜して
いる、少なくとも一つのチャンネルと、 各チャンネルの下端に設けられて、タンク内で処理され
た液体を集めて抜き取るための液出口（111、211、31
1）と、 を備えてなる清澄器において、 前記供給手段がタンクの底部分に位置する少なくとも一
つの供給ダクト（103、203、303）から成り、該少なく
とも一つの供給ダクトは、前記少なくとも一つのチャン
ネルのうちどのチャンネル内にも出口を有せず、 前記少なくとも一つの供給ダクト（103、203、303）が
前記プレート（113、212、312）の下方に位置し、タン
クに供給された液体が前記プレートのうち低い方のプレ
ートに接触するようになっており、 前記少なくとも一つの各チャンネルの開口した上端はタ
ンクの前記壁から僅かに離れており、タンク内を昇る液
体が該開口した上端から前記少なくとも一つのチャンネ
ル内に入るように前記タンクに対して開いている、 ことを特徴とする清澄器。 - 【請求項２】前記清澄器は、一方が他方の上に積み重ね
られた複数のプレートを有しており、前記タンク内に複
数のチャンネルを形成していることを特徴とする請求項
１に記載の清澄器。 - 【請求項３】前記プレートは、前記チャンネルが前記タ
ンク内で垂直方向に一方が他方の上に存在するように、
装着され、配置されていることを特徴とする請求項２に
記載の清澄器。 - 【請求項４】前記タンクが所定の水平断面を有し、前記
プレート（212）がタンクの中心に位置する同様の漏斗
（図３）の形状をしており、前記漏斗はタンクと同様な
水平断面を有し、それぞれ同じ頂点を備えていることを
特徴とする請求項３に記載の清澄器。 - 【請求項５】前記タンク（201）の底部分（215）がその
上部に位置する漏斗（212）と同様な水平断面と頂点を
有しており、供給ダクト（203）が上記底部分の頂点に
開口し、これにより上記底部分がノズルを区画している
ことを特徴とする請求項４に記載の清澄器。 - 【請求項６】処理中に前記漏斗内に降下する重い粒子を
捕集するために、対応する液出口の下方で、さらに各漏
斗（212）の頂部から下方にのびる捕集管（217）を備え
ていることを特徴とする請求項５に記載の清澄器。 - 【請求項７】前記所定の水平断面が矩形であることを特
徴とする請求項４〜６のいずれかに記載の清澄器。 - 【請求項８】前記所定の水平断面が円形であることを特
徴とする請求項４〜６のいずれかに記載の清澄器。 - 【請求項９】前記各液出口がタンクに隣接するリザーバ
（219）に開口しており、前記液出口からリザーバへの
流出量を調整する手段（221）を備え、以て対応するチ
ャンネル内での流速を調整できるようにしたことを特徴
とする請求項１〜８のいずれかに記載の清澄器。 - 【請求項１０】さらに、タンクの頂部分においてスクレ
ープ手段（209）の下方に位置するエアディフューザー
（223）を備え、以てスラッジ層の下に空気または空気
−飽和液を注入して、前記スラッジ層の乾燥固体含量を
増加させるようにしたことを特徴とする請求項１〜９の
いずれかに記載の清澄器。 - 【請求項１１】前記タンクで捕集された液体を濾過する
ために前記液出口（111、211、311）にスクリーンが設
けられていることを特徴とする請求項１〜10のいずれか
に記載の清澄器。 - 【請求項１２】不溶性粒子が懸濁している液体を処理し
て、この液体から不溶性粒子を分離する処理方法であっ
て、 頂部分、底部分、壁および複数の内部プレート（111、2
12、312）を有するタンク（101、201、301）を備え、該
プレートはタンクに対してある角度でのび、上向きに傾
斜して開口した上端と下端を有する複数のチャンネルを
区画しており、 処理すべき液体に加圧下で気体を注入し、 気体が注入された前記液体をタンクに供給して、液中に
懸濁する粒子に付着する気泡を発生させ、これらを浮上
させてタンクの頂部分でスラッジのフローティング層を
形成し、 前記タンクの頂部分で生成している間にスラッジ層をす
くい取り、 タンク内で処理した液体を各チャンネルの下端から捕集
して抜き取る工程からなる処理方法において、 前記液体がタンクの底部分に位置する少なくとも一つの
供給ダクト（103、203、303）から供給され、該少なく
とも一つの供給ダクトは、前記少なくとも一つのチャン
ネルのうちどのチャンネル内にも出口を有せず、 前記供給ダクト（103、203、303）が前記プレート（11
3、212、312）の下方に位置し、タンクに供給された液
体が前記プレートのうち低い方のプレートに接触するよ
うになっており、 すべてのチャンネルの開口した上端はタンクの前記壁か
ら僅かに離れており、タンク内を昇る液体が該開口した
上端から前記チャンネル内に入るように前記タンクに対
して開いている ことを特徴とする処理方法。 - 【請求項１３】前記供給工程を前記下方のプレートの下
部に位置するノズル（215）を介して行い、処理すべき
液体の減圧を制御して、タンクの底部分に隣接する下方
のプレートに衝突するようにすることを特徴とする請求
項12に記載の処理方法。 - 【請求項１４】さらに、処理すべき液体に依って処理の
ための最適溢流速度を選択し、選択した最適溢流速度を
得るためにタンク内の前記プレート（113、212、312）
の数を選択する工程を含むことを特徴とする請求項12ま
たは13に記載の処理方法。 - 【請求項１５】前記タンク（101、201、301）によって
占められる表面積を変えずにタンクの高さおよび前記プ
レート（113、212、312）の数を増加することにより液
体の流量を増加させる工程を含むことを特徴とする請求
項12〜14のいずれかに記載の処理方法。
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