JP3616880B2

JP3616880B2 - 流体処理法と装置

Info

Publication number: JP3616880B2
Application number: JP15725892A
Authority: JP
Inventors: 治郎笹岡
Original assignee: 治郎笹岡
Priority date: 1992-05-06
Filing date: 1992-05-06
Publication date: 2005-02-02
Anticipated expiration: 2020-02-02
Also published as: JPH05309384A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は気体または液体の処理、即ち洗浄、吸収、衝突、瀘過等による脱臭、脱塵、ミスト分離、有害物除去、上下水、河川、池、水槽、湖沼等の浄化、営業または生活排水、ごみ又は屑、泥等の不定形物または廃棄物の処理時、生ごみの使い捨てまたはリサイクル収納容器への充填処理時の汚水処理に適した方法および機器に関するもので、大量処理装置の小型化、家庭または業務で発生する小規模処理に適した低コスト、コンパクト、軽量化を目的とする。
【０００２】
【従来の技術】
気体または液体の処理には流動法、充填層法、気泡塔法、スプレー塔法等がある。ガス、空気、水、液の処理はコストが高く、低コスト、簡易で効率、能力を自由に選択できる処理法が無かった。特に小型装置は問題であった。水処理における汚濁成分の除去には、活性汚泥法、浄化槽、充填物曝気法、活性炭吸着法、オゾンまたは次亜塩素酸酸化法これらの併用法等、種々の方法があり広く利用されているが、一般にコスト高で、特に家庭や小規模事業用排水、有害成分、粉塵、臭気を含む空気、排気の小型簡便な再生、使い捨て可能なもの、効率的なものは少なく、少量の排気、水などは処理せずに放出するのが多かった。
特開昭６２−１３６２９３、特開昭６０−１４７２９０、特開昭５８−４５７９４、実願４９−２９４７５，等のように所定間隔を保って固定した隔壁を設けている。隔壁は水中に沈設した仕切り板、充填板材を水流と平行させ、水中に散気管を設け浮上する気泡の合体を避け、微生物付着表面を増大し効率を改善しているが可撓性板でも機能維持のために固定して設置する必要があった。また、ハニカム通路で接触とエアリフトを兼ねるもの、余剰の微生物膜、ゴミ等の閉塞を水力洗浄するものがあるが比較的複雑な難点がある。水槽底部から空気を吹き込む曝気槽は空気の加圧吹き込みを要し電力費がかかる。水流路に邪魔隔壁を設けるものは混合により浄化効率は改善されるが曝気しないものは改善は限定される。洗浄集塵装置において特開昭５０−２４８３６があるが集塵板を所定間隙をおいて傾斜積層し集塵板上に水膜形成するものは板間隔を固定している。実開昭５１−６１３１９は縦型であるが固定隔壁を流下する薄い液膜と煙が乱流接触できる。実開昭４８−８９０６６は傾斜して固定した接触用有孔板隔壁を重ねて固定し、液は流入路と重ねた有孔隔壁の流路入り口付近に噴霧して気液接触する。実開昭３５−１１４７２は網板を重ねて斜めに充填して網の縦方向に空気を通過するもので網面で接触面積を増大し、網末端を曲げて衝突効果を与える。いずれも隔壁或いは網充填物は固定し、浮動しないように間隔を保持している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
粉塵を含む気体の充填塔や瀘過材による処理、微生物を使う充填型の曝気処理装置等は接触表面積を大にして効率を上げようとすると粉塵、微生物その他の付着物によって偏流や閉塞を生じ易く効率の向上、用途の拡大に限界があった。また、空気、排気の処理装置は大型で圧損失が大きく、水処理における微生物流動活性炭装置は産業用、大量下水処理には比較的効率がよいが大型で管理は簡単でなく、空気吹き込み圧は高く、改善は難かしい。脱塵またはガス吸収用気液流動型ガス洗浄塔は小型高性能であるが圧損失が大きく、従って消費動力の少ない装置が必要であった。家庭用の浄化槽は高価で、設置が難しく、高い空気吹き込み圧や水位差のため送風機、散布汚水のポンプ、曝気円盤回転等の動力消費が大きく、設備費、運転費高で排水処理の普及の障害になっていた。一方、生ごみ処理でディスポーザー方式で下水負荷が増加するものは原則使用禁止である。圧力をかけて生ごみを圧縮減容脱水しようとする場合に加圧して水を分離すると分離水の処理が必要な場合がある。少量の汚水の処理は既に述べた理由から従来法ではコスト的に難しく、従ってデイスポーザー排水の個別処理や生ごみを脱水しつつ廃牛乳パックに充填する新しい処理方法の実用化の障害になっていた。そこで、流しや調理台への組み込み、あるいは床下、庭等の狭い空間に置くためにそれら処理装置と水処理装置の小型化が必要であった。さらに処理時にゴミや汚泥蓄積で詰れば簡単に除去できるか、瀘紙のように廃棄処分できる使い捨て装置、低コストで廃棄時に汚水滴下、粉塵飛散、臭気放散、外見不良等の恐れの少ない処理を行うことが好ましいものであった。空調空気の浄化、調湿、排煙、排気の浄化装置も分離効率がよいものは圧損失が大きいか、粒子閉塞が起こり易く、設備費が安いものは運転動力費が高く、特に少量、簡易な浄化に適する装置が必要であった。従来の充填物、立体的繊維組み構造の充填層は低圧損失、大接触面積であるが、粒子や汚物、微生物成長層等により処理層、分配機構閉塞鋼製装置では錆び発生の難点があった。
本発明はこれらの問題を解決し、高能率、低圧損失、低動力消費でしかも在来型の充填物装置と異なり、横型の低落差簡易型も可能になり、微生物成長や粒子による閉塞の恐れが少なく、掃除が容易で大型化が容易であるとともに家庭用ごみ処理装置または家屋に取付け可能なコンパクトかつ軽量の分散型水処理、空気、排気処理にも適する装置の提供を目的とする。
【０００４】
【問題を解決するための手段】
本発明は実質的に仕切りができる可動性または可撓性あるいは柔軟性の薄板、フイルム、薄膜、布、紙状薄板あるいは繊維構造体の薄い隔壁からなる薄い処理室を設け、必要により薄い充填材を全室または部分的に充填して、隔壁または薄い挿入物の表面または内表面に流体膜を作り、あるいは充填物と見做せる薄板、薄フイルム間にサンドイッチ状流体薄膜を保持し、または気液分散を行うもので、従来の粒子層、充填層の欠点であった固結、偏流を回避し、比較的低圧損失、低水位差の操作を可能にし、小型化をはかる。隔壁、充填材は孔やスリットがあってもよく、空間、充填物を２次元に近い薄い層に分割すること、分割された層に液またはガスを分割し、好ましくは均一に供給すること、分割された層間の物質交換を断ちまたは制約して偏流を防止し、仕切られた薄い層間に形成され、したがって脱離し易い閉塞物を必要に応じ流速増、機械的掃除、振動等により強制的に除去すること、同様手段で流体分配機構の閉塞を防止し、時に操作中または間歇的な隔壁のゆらぎ、はためき、振動、流速変動等を利用し、薄層内の短い拡散距離、隔壁や充填物表面、多孔体表面の大表面積と自然通気または低圧でよい強制通気により、空気、排気または酸素と充填材、液あるいは微生物との接触表面積を拡大し、処理能力を増大する。特に柔軟性ある薄い板、薄いフイルムを可動的、柔軟性がある状態で支持し、狭い流路を好ましくは開閉可能に密接して形成し、薄い流れと静止、振動あるいは浮動する隔壁、充填材を利用しての流体の分配、分散改善、境膜抵抗の減少を計ることに成功した。薄い軟質または可撓性薄板の耐食性金属板、箔、プラスチックフイルムは経時変形の影響が少ない利点がある。液体水が通過し難い小孔を多数開けたものは特に水膜への空気強制供給に好都合である。流体の渦や乱れを発生させる障害物挿入例えば格子は隔壁等の振動を助ける。狭い通路間隙、もしくは密接した流路の弛緩、閉鎖操作は、液相、気相処理ともに比的低差圧の逆洗と効率改善になる。面圧を低く制御し、低い処理圧、逆洗圧とすることができる。薄膜を多数、並列連結し液流出部に液深を付けないことにより気相に高い圧をかけないで気液接触することも可能である。気相を流動層の様に上向流とする時には液の溢流口を設け液深を制約して水面より上では隔壁面、充填物等により気液接触を行うことができる。これは多孔体やプラスチック球充填物を流動させる流動洗浄機に相当するが、より低圧損失、大接触面積で処理できる。気液の偏流は各室への分配を入り口分配装置で強制分割することによりして防止できる。本発明では水平または斜面で隔壁面を水膜または水滴と共に浮動させることによって、流動洗浄機と同様の効果を低い圧力損失で実現できる。これは凧や翼のように大面積の浮揚力を剥離力として利用できるためである。このように低流速から高流速の任意の操作範囲で、下向流、斜流、横流、上向流を含め任意の姿勢で隔壁表面を流し、振動、揺動させ、または振動機構による強制振動により、流動層同様の効果を挙げることができる。強制振動は重ねた面の端面、任意枚毎または各面の流体振動または振動体振動として伝えてもよい。
操作条件は隔壁、充填物、隔壁間隔、流体の相の種類、流量、操作目的によって異なるが、実験的に容易に定めることができる。隔壁間隔は０．０５−１０ｍｍ特に０．２−２ｍｍ程度と薄いのが有利で、幅はｃｍ単位から１０ｍ単位程度、奥行きあるいは長さはｃｍ単位から数ｍないし数十ｍまでが適当である。このようにして撹乱状態、単位体積当りの接触表面積等を流動層に匹敵するように定めることができるものである。自然の多少凹凸のある床、天井、屋根を利用して設置することもできる。横または斜め型装置の圧損失は薄い隔壁等の使用により多数重ねても軽量である。たとえば２０μｍのプラスチックフイルムを利用すると、処理室ｍ^２当りフイルム使用量約２０グラムでこれは１００枚重ねて流路を構成しこれに毛細管現象あるいは付着現象による滞留水重量を入れてもても水柱１０ー２０ｍｍ程度の圧または水位に過ぎない。金属薄板では厚み、比重によってこれより増加するが構成法により同様に低圧にできる。他の薄板はこの中間になる。
一定枚数重ねる毎に剛性板、殻構造板あるいは水槽の水であってもよい重石、空気圧、バネ等による加圧または分配手段を設けることができる。これにより流体の流路内分布を助け、処理室位置即ち水位差による流量偏りを少なくできる。またこれにより流動層と異なって、流速による撹乱の強度と処理量を任意に定めることができる利点がある。水処理の場合、隔壁は薄い水膜と連通または分散気相によって上記のように液深がかからず、緩傾斜で小型低圧ポンプを使用でき、しかも気相処理同様、低圧送風機または自然通風で足りる。空気浄化の場合液膜との接触室で風量を増すと隔壁が浮動し、あるいは水膜が乱れて気液の良好な接触状態になり、新しい流動状態が得られる。勿論これは水の低圧曝気、蒸発、冷却に使用してもよい。
流体の線速度は０−２０ｍ／秒程度で特に０−３ｍ／秒が接触時間、薄い流路に対する圧損失、膜強度の点から適している。低流速でも実質的に殆ど閉じた流路を薄膜で流れ、境膜抵抗は小であり、比較的大流速では狭い固体壁、充填材の摩擦、乱れ、振動効果によって、高い接触、凝集または捕集効果が得られる。
汚物の付着は偏流、層厚み増加の見地から装置の円滑な運転を妨げる。この汚物付着は微生物の繁殖、粉塵と油分の付着が主原因である。充填物の閉塞はそれが３次元充填時、架橋効果によって詰り除去は困難になるが、本発明は凹凸、波があってもよいが実質的平面または平滑面を隔壁面とし、充填物を２次元に近付けることによって、構成単位を薄くかつ大表面積とし、剥離できしかも接触、捕捉の効率を保持することに成功したものである。薄い小波あるいは大波や部分的切れ目があってもよいが付着物が変形剥離し易い面、可動的隔壁組立て構造は、水流、部分的加熱、同じく部分的薬品処理による剥離と必要により振動を併用して付着物あるいは閉塞物押し流しを容易にし、また部品の弛緩、各面毎の張った線による掃引具の組込、引出し、取外し、分解等掃除の容易な組立て構造とすることもでき、清潔の保持に役立つ。１枚の板の表面に液の流下膜を形成することは公知であるが、単数の室または多数の接近して重ねた薄い膜または幕表面あるいは膜間に多数の液膜や分散滴群を形成して種々の方向に流体を流しガスとの接触表面積を増加することは知られていない。さらに本発明では薄板または膜に酸素ガス透過性のものを利用する場合、通常は閉鎖面である微生物付着面から分解用の補給酸素が供給されることになり処理表面積が増加し、薄い酸素透過性隔壁に薄い水膜の片面または両面が接し、水処理室と気室が隣接して配置され、遊離酸素が水処理室を実質的に好気性雰囲気に保持するに足る遊離酸素が隔壁を介して水処理室に供給され、または直接接触する気液界面から供給され処理能力を増大し、しかも微生物自身の消化を促進し余剰泥の固着を減少できる特徴を生ずる。隔壁材料としてはポリオレフインが適当であるが、安価かつ水膜を支えるに足る強度を持つ薄く酸素透過性良好な４−４０μｍ程度のポリプロピレン、ポリエチレン、架橋ポリエチレンフイルム、あるいはシリコーン系プラスチックが最も適している。炭素、カルシウム炭酸塩または硫酸塩等の充填剤入りも使用でき焼却が容易でこれらは適度の強度を持つので使い易い。このような薄い膜は従来充填物として使用されたことはなかった。その性質上もっと厚いが柔軟で自立性のない膜あるいはフイルムも使用でき、吊り下げ、張り、斜めまたは水平の積み重ねによって、形態を持たせて使用すると区画または分割構造により絡みあい、折れによる偏流や閉塞の障害を防止する。これらプラスチックフイルムまたは薄板は撥水性のため保水能力が乏しく大きな接触面積を得るのは難しいものと考えられていた。しかし２面間距離を大面積で接近させ可撓性または可動性とすることにより付着力を利用し保水し、同時に気液接触面積、活性汚泥または触媒物質との接触、またはガス透過、拡散面積を拡大するものである。また大面積薄膜あるいは薄膜に被覆した多孔体、布、不織布の利用は膜自体と流体膜の拡散抵抗を小にし酸素供給量を増加し、しかも菌体付着と剥離の制御を可能にする。フイルムはポリエステル、含フッソフイルムのように高強度、耐熱の材質も使用できる。表面加工、クリンプ加工等をしてもよい。耐水加工した紙、例えば牛乳パック容器、新聞紙、新聞故紙の使用もできる。薄い安価なもの少量で製作できるので、機能低下の時、余剰汚泥、粉塵と共に、瀘紙のように使い捨て可能である。また、使い捨てとする時には薄く大面積のものを平面あるいは壁面のように使用することにより据付け場所制約が少なく、機構、交換共に簡単になり、低コスト、小容量の水処理または空気処理装置が正負の低水位差で可能で、しかも吸引流上あるいは水平流式処理装置も可能になった。また小容量では低落差条件の場所は多く、利用範囲が広い。
この装置が能力を発揮するには処理する流体の装置内分配が重要で各単位に供給口を確保する。供給、分配は隔壁間の分配と各処理室面内の制御された分配の両方の考慮が必要である。スリット、格子、山型または多孔分配機構、多孔質瀘過抵抗その他が推奨できる。分解可能構造、弛みを与える構造が組立て、掃除のために便利である。液分配は分配機構たとえば散布、噴霧、多孔板または管、溢流堰、スリット、等も使用できる。支持、分配の両者を兼ねることができる。薄い隔壁を幕状または折畳んだ幕状に支持するために入り口側または他端の支持構造が必要で、隔壁端は折り曲げて管、異型断面、櫛型、台型ねじ等であってもよい細い梁、緊張線等に懸けて、構成することができる。薄い隔壁を密接し、しかも供給口を開けて、重ねて配置する点に本発明が解決する問題の一つがある。薄い層を重ねて作るために支持構造は多段に重ね、あるいは雁行、千鳥、斜め配置から選ばれた配置にすると容易になる。垂下膜、水平または斜面とも同様である。また傾斜が途中で変化してもよい。室間分配機構と各斜面断面内への均一分配機構を別につけるか斜面に薄膜で過剰に流して兼用分配することもできる。隔壁は単にはさみ込む構造では留めている部分でのフイルム強度が問題になる。しかも狭い部分に支持、分配機構を組込む必要があり、従ってフイルムの接着、折り込み、懸架、補強の選択と組合せが適当で、支持、分配、間隔規制機構を別に設けてもよいし、若しくは異型プレス材、段違い、斜め配置によるピッチ増大等により支持構造の厚み増加もできる。取付け、取外し容易な支持梁、線等の補強構造、スペーサーを設けることができる。これらは気、液の分配とともに、隔壁の間隔維持にも利用できる。隔壁枚数が少なく液深を隔壁高さ差に比し十分大に取れる場合には予備分配機構を省略できる。気相分配と液相分配の機構は別であってよいし、向流、並流とも可能である。適度の制御された偏流は微生物処理の場合、菌体の同時剥離による全滅を予防し、自然再生を促進する。従来、斜面を密接して重ねること、このための分配原則が知られていなかったので、本発明のような装置はなかった。
薄板あるいは膜の姿勢は垂下型、傾斜型から水平型あるいはそれらの併用型まで可能である。いずれの場合でも本発明では簡単で、充填物なしで使用しても、膜間の濡れ現象を利用し、液を静的、動的いずれでも保持することができる。薄い充填物も隔壁同様の膜間の液保持性と従来充填物同様の液と空間接触能を保持する。勿論微生物処理の場合好気性分解を優勢に保持する程度の薄い酸素あるいは空気透過性または多孔性充填物（例えば発泡体、繊維集合体）の併用は多機能化を容易にし、従って良好な空気との接触状態で長時間微生物による好気的分解処理を可能にする。家庭における汚水処理に利用する時、汚濁成分は微生物により速やかに分解が始まるが、高濃度で菌体を保持した本発明によるフイルム充填装置は処理を促進することとができる。装置内の液膜厚みは０．０５−０．５ｍｍの程度で、従って５０−５００ｇ／ｍ^２程度の表面積当り液保持量であり、隔膜間距離０．１−１０ｍｍにとれば２００ｍｍ角で２０−２００ｍｍ厚みの小型の排水処理装置あるいは排気処理装置が可能になつた。
水を傾斜面に流下する流下膜の場合、２枚の薄板あるいはプラスチックフイルムを重ね、その間に水を分散して注入すると条件により、１０−１００ｌ／時・ｍ程度の流量で比較的均一な薄膜が形成される。このような組み合わせとこの水膜に各壁を介して隣接する通気性のスペーサー付き空気室を設けると、水を止めてもフイルム隔壁または充填物間に水が薄膜状に保持され空気が供給される。酸素透過膜や空気透過膜あるいは多孔フイルムを利用すると、曝気がなくても酸素供給作用が生じる。また、水膜と共に気泡または気流を供給でき、この場合には必ずしも通気または透過膜を要しないが併用により効果が大になる。０．０１ｍｍポリエチレン薄膜では架橋、非架橋の条件によるが２００−１０００ｃｃ（０．３−１．３ｇ）／ｍ^２・２４時間の酸素透過率を有しほとんど無圧または低風圧送風で曝気と同等の効果を有し、好気性雰囲気を維持する。これは１ｍ角の中に５００枚（５００ｍ^２）の通気隔壁を入れると１００−５００ｇ程度のＢＯＤまたはＣＯＤの処理が可能である。この時の液のホールドアップは５０−１００ｋｇ／ｍ^２程度に相当し、循環槽とポンプを併用してもよいが、０．２−１ｍ^２／２４時間以上の処理を可能にする。装置高を低くすると循環ポンプの揚程も低くなり、低動力の処理装置が可能である。処理を必要とする家庭汚水が１−１０ｌ／日なら処理装置容積は１−５０ｌと小型でよい。
本発明の構造はフイルム、薄い可撓性の充填物あるいはシートの選択からなるがいずれにせよ薄板または薄膜、充填物充填層に属すると見られ、送風しても低風圧の送風機構で済み、動力費は少ない利点がある。隔壁に比較的平滑のものを使用し、区画毎に分割されていると、架橋的閉塞は起き難く、閉塞しても除去が容易である。家庭の調理排水の処理では炊事あるいは調理の間隔が３−１２時間あるので汚濁成分の微生物分解に要する時間がとれる。分解終了後、次の汚水が流入すると略ピストン型流れで順次処理水が押し出されて、新しい汚水が装置内に滞留する。このような流れを安定にするために、錘または緊張装置付き垂下幕、斜面平板あるいは流れ方向に曲率を付けた殻構造の支持体を使用することができる。支持体は隔壁を傾斜して重ねる時の各壁支持に使用することができ、スペーサーを重ねると１枚の支持体で複数枚の隔壁と流路を支持できる。縦区画をすることも有効であり、フイルム間に縦線を入れ、または格子または液分配のための斜め格子網状スペーサーを挿入しあるいは面をおさえてもよい。これらは微生物付着を安定化する。このスペーサーはまた活性炭含有または付着の、あるいは活性炭繊維の線、，布、紙等であってもよい。あるいはまた、各種材質の線等、薄い立体の線構造物，等であってもよい。活性炭は吸着除去と微生物分解により、再生なしで長期間使用でき、効果が減じたら、酸化剤等による薬品処理、熱水あるいは加熱再生、微生物の補給等で能力回復ができる。支持板は平面あるいは補強平面、折れ面、簾状面を使えるが、曲面にすると殻構造は線を張って膜やスペーサーを留めたり、装置組立てに便利である。
従来流動層は上向き送風が普通で高い送風圧が問題であった。充填体である粒子等が定常条件を維持し、低風圧で異物の蓄積を防止または簡単な除去ができれば好都合である。流下膜装置の研究によれば、流下膜の均一流れを維持できる制御面圧は水柱数ｍｍ−数十ｍｍで足りることがわかった。従ってこの程度の面圧に流路抵抗がなる程度に充填物の弾性、隔壁重量等を抑えることにより低圧送風機あるいはポンプで流動層と同程度の効果が得られる。このような低圧を低落差として水側でも実現できるので、ポンプは小型で済み従って従来装置で難しかった小型装置の液循環が容易になり、ガス処理においても低圧フアンが使用でき、小型分散型処理装置を可能にする。これら、低圧化によって大型装置でも動力消費が小になり、本発明では、高さ別の循環ポンプの設置にをすれば動力消費はより少なくなる。流体の側方への漏れは幅が流れ方向に比べ充分大にとることによって、開放でも無視できる。しかし問題になる場合には、側壁ケースにラビリンスを入れたり、薄い各処理室を連続または複数の袋状、または筒状に構成することにより解決ができる。本発明の機能部分は比較的柔構造であるが、振動を適用して流動層同様の利点を持たせることができる。これは分配機構構造、有効な枚数毎に振動用の比較的硬質の支持板を設けてよいこと、面振動を利用して各面が相互に接していることにより、固体振動または液薄膜の振動伝達により効率よく振動を伝達し、粒子、土砂、余剰汚泥等の捕集、剥離、排出を促進する。
小型の装置では量産型の強化紙容器、ブラスチック容器を装置ケースに使用するのが便利であるが、これをさらに枠あるいは保持箱におさめることができる。これは接触改善、詰り除去のための振動を与えるために役立つ。
【０００５】
【実施例１】
図１は横型のガス洗浄または汚水処理に適した装置で粉塵、汚泥等による閉塞の障害が少ない装置の例である。蓋１９は通常閉じられている。含塵ガスの洗浄の場合、ガスは入口２から送入され水槽３３の水面に衝突して粉塵の一部を分離し、水面に沿い分配室３４に入り、分配構造３５を経て、留め具３１で間隔を保って保持されている支持部３６の各流路入り口を構成する支持部品６で支持されている２つ折りあるいは袋状のプラスチックフイルム７、９により仕切られ、充填材である多孔質薄板、布あるいは網８を挟んで形成された単数または複数の処理室を通過し、洗滌水と共に並流接触して出口室３７に出、飛沫分離板または誘導板３８を通過して吸引フアンにより吸引され清浄ガスとして排出される。流速を上げ隔壁を浮動させる時には面圧調整のため送風機の使用が適している。また隔壁、充填材は比較的強度の高いものを使用し耐久性を上げることができる。処理室は正圧、負圧いずれでも操作できる。吸引圧高流速の場合仕切り壁３０の位置を上流側においてシールすれば面圧に大気圧が加わることを防止できる利点がある。圧送風では逆になり、シール部の位置選択は隔壁面圧に大気圧または差圧を加重するか否かの選択により、これがシール３０を設ける特徴である。
支持部３６の間隔はガスまたは液分配構造３５または別に設けることができるスペーサー４３の突起を挟んで保持してもよい。洗浄水は水槽３３から溢流分配器４から流下して一部は含塵ガスと共に薄い処理室に入り、粉塵を洗い流した後、ガスと分離し、斜面２７を流下し、下部水槽４０におちる。水槽にはガスシール２２が垂下し、２４は仕切りである。本の残部は入口部を流下し同様下部水槽に溜る。水槽内で合流した水はポンプ２５で管３２で上部水槽に戻り循環使用される。２０は水のバイパス流で、多孔管１５から吹き出して粉塵、汚泥の沈積を防止する。３９は分離機で瀘過器、遠心分離機、沈降槽等粉塵の性質、量によって選択できる。弾性ある多孔性充填材９を充填した処理室空間は支持部品６と相当位置にに開けた孔４１から流体が分配されて流入し同様処理される。
１３は処理室群の支持用剛性板であって、桁１４で強化された平板、波板、流れ方向に曲率を持つ曲面殻構造、簾の子、ガラス、セメント等の剛性無機板等であってもよい。小型のものでは特に精度、コストの点から無機板が便利である。これは支柱１６、２３で支持されている。
図２はＡ−Ａ断面である。流路の両側面は支持面１３の両側縁に突起を付け、堤状にし、気液の側方への漏れ止めにしている。また図示のように流路両側４２は筒状または袋状に閉じられ大流量の時有効である。この閉じはプラスチック筒状ブロー連続成型の形状のまま利用することができる利点がある。開放部は接着によって閉じてもよい。４３は伸縮できる、たとえばアコーデオン蛇腹状カバーで同じく漏れ止めである。これらは目的操作条件によって取捨選択できる。
図３は支持部を蓋１９側から見たものである。スペーサー４６は支持部間に間隙あるいは流路入り口の分配孔形成部品を兼ねている。４４はスペーサーをルーズに貫通拘束し、しかも弛緩を与えることができる棒あるいは線である。５０はその押さえバネで調節ができる。下流出口側にも支持部材やスペーサーを設けることができる。開口比等は上流側と異なっていてもよい。
図４は連結具４５で固定しているスペーサー４６の例である。図５は４６を横方向に連結したもので、隔壁フイルムのための流体供給部の例である。間隙は歯型のスペ−サーで分配抵抗を付け、折返し部付近はほぼそれに相当する抵抗を持つ複数の穴５６をあけている。４７は４４を差し込む穴で、５１は支持ぐ３６を留める貫通棒３１のための穴である。図６は薄い網状の充填材を示し、このような配置は一種のスタティックミキサー、再分散器の作用を持つ。従って他の充填材の表面に張ってもよいし網目に他の充填材をはめこんでもよい。図７は図６の網状充填材８で上下を押さえまたは要所を接着したポリプロピレン・スプリットヤーンの不織布または細かい簾状の薄い充填材５８である。
同様の装置を生物化学的または物理化学的もしくは触媒化学的汚水処理あるいは脱臭処理、吸収処理に使用できる。生物化学的汚水処理の場合、処理室の壁、充填材に微生物を付着馴養した後汚水を流通しまたは滞留させる。空気は空気室１２からの透過のほか、循環汚水または同伴空気により処理室に供給できる。もちろんどちらかを選択してもよい。流通する空気を生化学的に脱臭することもできる。液は複数であってもよい噴霧ノズル６４から供給することもできる。
（１）本発明ガスの洗浄集塵において幅０．３ｍ、長さ０．６ｍ厚み２０μｍの高密度ポリエチレンフイルムを１００枚その間に厚み０．２ｍｍのポリエステル布を使用した。供給口ピッチ０．６ｍｍ、供給口全断面高さ６ｃｍ、液滞在量１．６ｋｇ、粘土質砂塵２１ｇ／ｍ^３含む塵煙道ガス流量１１ｍ^３／時、洗浄水流量４００ｌ／時の条件で運転した。出口ガスは白色瀘紙の着色はなく、黄色煙が目視で無色透明になった。次に流動層相当の運転条件をとった。洗浄水２ｍ^３／時、ガス流量４５ｍ^３／時とし、洗浄水は噴霧ノズルで供給口斜面に噴霧し、ガスに同伴させた。隔壁は浮動し、低速時と同様の結果が得られた。
（対照例）フイルム、充填材を外し他は同じ装置を同条件で試験した。
瀘紙着色あり、出口ガスは黄色が残り、含塵量１２ｇ／ｍ^３であった。流量増加し噴霧洗浄水使用の場合でも、黄色煙は消失しなかった。
（２）本発明（１）と同じ装置で生活汚水を処理した。下水汚泥を馴養後
ＣＯＤ３６０ｐｐｍの汚水を７０ｌ／日処理し、５０ｐｐｍできた。分解率８６％であった。図１の空気室１２は分配部連通口５６を塞ぎ、側方開口から空気を流通させた。
（対照例）フイルム、充填材を取外して、同様に操作したがＣＯＤは３２０ｐｐｍと約１０％の減少にとどまった。
【０００６】
【実施例２】
図８は台所の少量の排水を微生物処理してＢＯＤを除去する装置の例である。
実施例１を小型化した横型のもので隔壁材は２０μｍの高密度ボリエチレンフイルムを入り口支持部に二つ折に懸けたものを使用した。隔壁薄板、充填材等処理部寸法は小型で台所、流し台あるいは床下に収納できる大きさが可能である。牛乳の紙バックに入る大きさで多孔性あるいは繊維性のものが適している。１ｌの原水（ＢＯＤ３４０ｐｐｍ）を１０時間回分的に処理して７５ｐｐｍにした。２４時間で１８ｐｐｍになった。図９は流下面を竪型にして配置し、空気室は粗な充填材にし、隔壁を多孔フイルムとして自然通気と小型ポンプによる循環潅水処理し、同様の結果が得られた。処理能力は単位装置の並列または直列連結で増加できる。閉塞物は外箱または強化枠に付けた振動機２８または水流により防止あるいは除去できる。横姿勢のパツク容器はポンプ揚程が小ですむ利点がある。（対照例）比較するまでもなく、単に在来型充填物を紙パック容器に充填しても水は浄化されず、汚物閉塞のため繰返し長期使用は難かしかった。
【０００７】
【実施例３】
図１０は筒状のプラスチックフイルムを長手方向に折畳み、その折り返し部分の流通を確保しつつ一端から流体を送入し、他端から排出し、処理するもので流れ側方を閉じる手数を省くことができる。図１１は折り返し部分の例を示す。流通を円滑に保つため支持部品６１は凹凸を付け流路閉鎖を防止している。別法として同図にバイバス開口による閉鎖防止対策を示している。５６がバイパス口である。勿論バイパス口を完成した後、側面または折り返し部を閉じて流路を完成してもよい。
【０００８】
【実施例４】
図１２は下部が棚板塔分散板７４で液深を持ち、上部が区画されたフイルム充填部６６を持つガス洗浄塔である。ガスは７５から入りグリッド７４で分配されつつ７１から供給される洗浄液と接触し、強制的に第一段の密接した薄い接触室の集合６６、ついで第二段と接触しつつ通過し、噴霧７０からの滴を同伴して第三段で接触とミスト分離の後出口７６から出る。洗浄水は棚段の付いた６６については供給、排出とも水位を均一にするために連通溝７３を使用するのが好ましい。粉塵分離において実施例１同様の性能を持つ。８０は洗浄塔本体の振動を防止する振動機支持体である。棚板なしでも使用できる。、水は雨下分配でもよい。
【０００９】
【実施例５】
図１３は水面に浮子８２で浮かして、汚水の曝気、低湿汚泥の曝気浄化、水面油膜除去に使用できる装置である。吸引フアンを出口室３７に設け、図１６に示した隔壁構造で、低消費動力の曝気ができる。８４は必要によりとりつけるフィルターあるいは沈降分離機である。吸引圧で流上膜とすることによってポンプ３９を省略できる。これは低差圧、低水位差可能な本発明の利点の一つである。水面のゴミ、油分、底質の沈殿汚泥除去は手数がかかるものであったが、低差圧、大表面積の本発明によって循環浄化が容易になりしかも汚物処理も簡単になった。
【００１０】
【実施例６】
図１４は比較的細幅の長ぃ筒状プラスチックを複数本使用した処理装置である。図１の処理部の平面的または立体的集合体である。
【００１１】
【実施例７】
図１５は隔壁表面流に加え、充填材厚み方向に流体が通過する流れを持つ例である。充填材透過の下流は比較的粗なスペ−サーを挿入して浸透流れを促進することができる。瀘過あるいは接触が従来の機作とことなり流れ方向と流れの交差方向の２方向になるので閉塞、劣化、被毒等による障害が起きにくい。
【００１２】
【実施例８】
図１６は気室、気室の下面、または上面の空気穴６７の吸引圧運転における流れの様子を示している。穴は公知の種々の方法であけることができる。
【００１３】
【発明の効果】
本発明は薄い板乃至フイルムまたは薄い充填材を重ねてなる薄い処理室を単数または複数平面に並べまたは立体に重ね、もしくは幕状に垂下して処理室を形成し、面を自重、重石、流体、加圧ガス、大気圧、吸引圧、弾性体等を利用して圧迫し、その室に間隙を形成しつつ流体を継続的または断続的あるいは回分的に流して処理するもので、比較的軽量、低圧、大接触面積、間隙の開閉が自力または強制的に容易な閉塞除去性能を付与でき、従来単位体積当り、大接触表面積かつ高性能の処理装置における大きい圧損失従って大消費動力または閉塞し易い難点を解決し、しかも比較的低コストの薄い材料を使用できるので、安価、時に使い捨ての生物化学処理または接触、吸着型汚水処理装置を可能にする。集塵あるいは瀘過装置においても瀘過方向と同方向または交差方向の圧を加減圧できること、必要により加減圧しつつ自由に洗浄または逆洗することができることにより、従来行われていた汚水、汚泥、排気、空気、ガスの浄化はもとより従来困難であった処理、操作を経済的に可能にし、充填層または流動層類似の機能を持ち、簡易に使用てきる。しかも従来、装置は形状、大きさ、用途が限定されていたのに対し、薄型、コンパクト化が可能で、従来なかった薄い平板あるいは曲面に構成でき、設置空間の制約が少ないので、壁面、壁懸け、天井、床下等任意の場所への設置を可能にする利点を生ずる。
【図面の簡単な説明】
【図１】横型のガス中粉塵洗浄、汚水処理、脱臭、気液接触に適した装置の正面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面。
【図３】図１の分配部の側面視。
【図４】スペ−サーの見取り図である。台所の少量の排水を微生物処理してＢ０Ｄを除去する装置の例である。
【図５】スペーサーの他の例の平面図。歯型のスペーサー、分配抵抗、折返し部に抵抗を持つ複数の穴をあけた隔壁フイルム流体供給部の例である。
【図６】隔壁と千鳥配置にした網充填材の位置関係を示す平面図。
【図７】スブリット・ヤーンの簾状薄板の表裏を網で被覆した充填材の断面図。キルティング、接着被覆であり得る。
【図８】装置を紙パック容器に差し込みさらに補強枠または箱に納めた装置の断面図。
【図９】竪型流路の曝気装置の断面図。図８の別形態の例。
【図１０】折り返しがある時には隔壁に相当する穴がある流路、充填材の断面図である。
【図１１】筒状のプラスチックフイルムを折畳み、折り返し部分の流通を確保する平面図。。
【図１２】下部が棚板で液深を持ち、上部が区画されたフイルム充填塔である。
【図１３】水面の浮子に載せた水浄化装置の説明図である。
【図１４】比較的細幅の長い筒状プラスチックを複数本使用した配置例の説明図である。
【図１５】薄膜流れと充填材透過流れの両方を利用する場合の説明断面図。
【図１６】空気室から処理室へ空気が吸引され、または透過する説明断面図。
【符号の説明】
１液配管
４分配堰
５流下液
６支持具
７、９隔壁
８充填材
２５ポンプ
３０気密仕切り
３３、４０水槽
５３流路入り口

Claims

流体処理において、薄い可撓性または柔軟性板状体隔壁で相互の流通を制限した１つまたは複数の仕切られた薄い処理室を水平ないし垂直に重ね、しかもこの隔壁、または隔壁間の挿入物が静置状態では相互に接触または接触に近い状態で保持され浮動あるいは振動できるように重ね、流体は処理室に分配して連続または回分通過させる流体の処理法。
フイルム、シート、ガス透過性膜、多孔性板または多孔質膜から選ばれた１つまたは組み合わせ隔壁または挿入物間に形成された処理室あるいは挿入物を保有してもよい隔壁間の処理室または隔壁間に形成された給気室の１つまたは各室にガス、空気または酸素含有ガスが自然通気または強制通気で供給される請求項１記載の流体の処理法。
隔壁または挿入物を集塵用表面、微生物担体または触媒担持物の１つまたは組合せとして選び、単一または複合作用で流体処理をする請求項１記載の流体処理法。