JP3631999B2 - Fine bubble feeder - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、気泡供給装置に係り、詳細には、気泡発生装置から発生される気泡から微細気泡を分離集泡して供給可能な気泡供給装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
汚濁水中の汚濁物質或は懸濁物質を分離するには、一般に浮上分離法や泡沫分離法を用いて行われる。そして、浮上分離法や泡沫分離法では、外気を気泡として汚濁水中に広く浮遊させる必要があった。
泡沫分離法は、汚濁水中に発生させた気泡と汚濁水との気液界面、即ち、気泡周囲に分離目的物質である溶解物質が濃縮されるので、界面活性物質や凝集剤を汚濁水に添加して溶解物質を分離する方法である。この方法は、主に排水中の界面活性物質を除去する目的で適用される。又、金属イオン等の不活性物質を除去する場合には、凝集剤を添加することで金属イオン等を活性化して分離する。
【0003】
浮上分離法は、汚濁水中における懸濁物質の分離方法の一つである。そして、浮上分離法では、汚濁水中の液体と懸濁物質との密度差が小さい場合には、分離を促進する手段として、水中に微細な気泡を導入し、懸濁質に気泡を付着させて分離する。例えば、工場廃水等の処理では、中和凝集されて粗大化したフロックが破壊されない程度の大きさの気泡を付着させて浮上分離させていた。
【0004】
そこで、従来、浮遊選別法や泡沫分離法に用いるための微細気泡の発生装置としては、種々の装置があった。例えば、出願人が発明した『微細気泡発生装置』(特願2001−157960)であり、
【0005】
『 (請求項1) 水槽底部に設けられ、複数の羽根板が回転軸に対し放射状に設けられて回転可能な攪拌部を形成してなる攪拌フィンと、
攪拌フィンの下部に設けられ、攪拌フィンを回転させる駆動部と、
一端が攪拌部の回転中心に位置されて開口され、他端が水槽内の攪拌部へ供給する気体に開口され、他端の開口した気体を攪拌部へ供給可能な供給管と、
からなることを特徴とする微細気泡発生装置。
(請求項2) 水槽外部に設けられ、水槽内部側に設けられる従動部に回転駆動力を提供する駆動部と、
水槽内部に設けられ、一端は駆動部から駆動力を受領して回転可能な従動部を形成し、他端は複数の羽根板からなる攪拌部を形成し、駆動部からの駆動力により水槽内で回転する攪拌フィンと、
一端が攪拌フィンの攪拌部中心に位置されて開口され、他端が水槽外に開口され、水槽外部の気体を水槽内の攪拌部へ供給可能な供給管と、
からなることを特徴とする微細気泡発生装置。
(請求項3) 一方の端部が閉塞され他方の端部が開口された円筒形状からなり、開口された側面には水槽底面に取付可能なフランジ部が設けられる蓋体と、
水槽底面の蓋体外部に設けられ、先端部には蓋体円筒面の円周方向に沿って磁極が交互になるよう複数の磁石が並設されるアウターマグネット部を形成し、基端部にはアウターマグネット部を蓋体円筒軸と回転軸を同じくして回転させるモータ部を形成する駆動部と、
基端部は蓋体内に設けられ、蓋体の円筒内面に沿って複数の磁石を磁極が交互になるよう複数設けられるインナーマグネット部を形成し、先端部は蓋体から水槽内に突設され、複数の羽根板からなる攪拌部を形成し、アウターマグネット部の回転に連れて回転される攪拌フィンと、
一端が開口されて攪拌フィンの攪拌部中心に位置され、他端は水槽外に開口され、気体を水槽内の攪拌部へ供給可能な供給管と、
からなることを特徴とする微細気泡発生装置。
(請求項4) 一方の端部が閉塞され他方の端部が開口された円筒形状からなり、開口された側面には水槽底面に取付可能なフランジ部を設けられる蓋体と、
水槽底面の蓋体外部に設けられ、先端部には蓋体円筒面の円周方向に沿って磁極が交互になるよう複数の磁石が並設されるアウターマグネット部を形成し、基端部にはアウターマグネット部を蓋体円筒軸と回転軸を同じくして回転させるモータ部を形成する駆動部と、
基端部は蓋体内に設けられ、蓋体の円筒内面に沿って複数の磁石を磁極が交互になるよう複数設けられるインナーマグネット部を形成し、先端部は蓋体から水槽内に突設され、複数の羽根板からなる攪拌部を形成し、アウターマグネット部の回転に連れて回転される攪拌フィンと、
一端が開口されて攪拌フィンの攪拌部中心に位置され、他端は水槽外に開口され、気体を水槽内の攪拌部へ供給可能な供給管と、
攪拌フィンの回転外方に設けられ、攪拌フィンの攪拌を邪魔する板状体を立設してなるステータと、
からなることを特徴とする微細気泡発生装置。』からなる。
【0006】
この『微細気泡発生装置』(特願2001−157960)では、攪拌フィンが回転して攪拌することで水槽外部の気体を水槽内部に引き込むと共に微細分解して微細気泡を発生させる。そして、発生した微細気泡によって、槽中で浮遊選別や泡沫分離を行っていた。
そして、液体中に存在する分離対象によっては、浮遊選別法や泡沫分離法を実施するに当り、界面活性物質や凝集剤を汚濁水に予め添加して特定の気体と反応させて除去する、若しくは特定の気体の気泡に付着させて除去するのが望ましいものもあった。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、浮遊選別法や泡沫分離法によって、液体中に存在する特定の分離対象を除去するために、その分離対象を集めるための気体を供給して微細気泡を発生し、分離対象に付着させ分離対象を除去するには、微細気泡以外の比較的大きな気泡があっては、反応槽内に上方への水流が発生してしまい、反応槽内の特定の箇所のみが他の箇所より反応が進んでしまい、均一な反応が望めないと言う問題点があるが、従来例に表す『微細気泡発生装置』(特願2001−157960)では、微細気泡を発生できるものの、気泡中には微細気泡と共に微細でない比較的大きな気泡も発生していたので、良好な分離が出来ないという問題点を有した。
【0008】
この発明は、発生された気泡中から微細気泡を効率よく集泡して槽内に供給可能な微細気泡供給装置を提供することを課題とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
そこでこの発明は、
【0010】
汚濁水が入れられる中空容器からなり、下部には吐出口が開口される気泡発生槽と、先端に汚濁水中で回転可能な攪拌フィンが設けられ、攪拌フィンと気泡発生槽外部とが通気筒によって連通され、攪拌フィンが汚濁水中で回転することで通気筒を経由した気泡発生槽外部からの気体によって微細気泡を含む気泡を発生可能なインペラ部と、インペラ部の下方にインペラ部の回転軸と同軸上に円盤が設けられ、円盤下面には複数の羽根が固定され、回転することで水流を発生するタービンと、タービン下方の気泡発生槽底面に開口され、気泡発生槽への吸水が可能な給水口と、からなることを特徴とする微細気泡供給装置、
【0011】
及び、
汚濁水が入れられる中空容器からなり、下部には吐出口が開口される気泡発生槽と、先端に汚濁水中で回転可能な攪拌フィンが設けられ、攪拌フィンと気泡発生槽外部とが通気筒によって連通され、攪拌フィンが汚濁水中で回転することで通気筒を経由した気泡発生槽外部からの気体によって微細気泡を含む気泡を発生可能なインペラ部と、インペラ部の下方にインペラ部の回転軸と同軸上に円盤が設けられ、円盤下面には複数の羽根が固定され、回転することで水流を発生するタービンと、板状体からなり、気泡発生槽内側面に螺旋状に固定される気泡ガイド板と、タービン下方の気泡発生槽底面に開口され、気泡発生槽への吸水が可能な給水口と、からなることを特徴とする微細気泡供給装置、
【0012】
及び、
汚濁水が入れられる中空容器からなり、下部には吐出口が開口される気泡発生槽と、先端に汚濁水中で回転可能な攪拌フィンが設けられ、攪拌フィンと気泡発生槽外部とが通気筒によって連通され、攪拌フィンが汚濁水中で回転することで通気筒を経由した気泡発生槽外部からの気体によって微細気泡を含む気泡を発生可能なインペラ部と、インペラ部の下方にインペラ部の回転軸と同軸上に円盤が設けられ、円盤下面には複数の羽根が固定され、回転することで水流を発生するタービンと、タービンの下方に設けられ、円筒形状からなり、下端開口が気泡発生槽への給水口を形成する整流筒と、からなることを特徴とする微細気泡供給装置、
【0013】
及び、
汚濁水が入れられる中空容器からなり、下部には吐出口が開口される気泡発生槽と、先端に汚濁水中で回転可能な攪拌フィンが設けられ、攪拌フィンと気泡発生槽外部とが通気筒によって連通され、攪拌フィンが汚濁水中で回転することで通気筒を経由した気泡発生槽外部からの気体によって微細気泡を含む気泡を発生可能なインペラ部と、インペラ部の下方にインペラ部の回転軸と同軸上に円盤が設けられ、円盤下面には複数の羽根が固定され、回転することで水流を発生するタービンと、タービンの下方に設けられ、円筒形状からなり、下端開口が気泡発生槽への給水口を形成する整流筒と、板状体からなり、気泡発生槽内側面に螺旋状に固定される気泡ガイド板と、からなることを特徴とする微細気泡供給装置、
【0014】
を提供する。そして、この発明の作用は以下の通りである。
即ち、供給口が気泡発生槽の底面に開口され整流筒を設けない場合には、気泡発生槽内でインペラ部が回転する。同様に、タービンも回転する。すると、気泡発生槽内のインペラ部周囲部に、インペラ部の回転によって微細気泡を含む大量の気泡が発生する。
この時、タービン下方の気泡発生槽底面に開口された供給口から、気泡発生槽の吐出口にかけて、タービンの回転によって汚濁水内に水流が発生する。この水流によって、インペラ部周囲部に発生した気泡中の微細気泡が水流によって吐出口から排出される。一方、インペラ部周囲部に発生した気泡中の比較的大きな気泡は、タービンによって発生した水流に流されることなく自身の浮力によって上方に浮上する。
【0015】
又、供給口が気泡発生槽の底面に開口され整流筒を設けない場合で、気泡発生槽内側面に気泡ガイド板を設けた場合には、水流によって吐出口へ運ばれる微細気泡は、気泡ガイド板に案内されて気泡ガイド板上及び気泡ガイド板下を吐出口へと向かい吐出口から排出される。
【0016】
更に、気泡発生槽内に整流筒を設けた場合には、気泡発生槽内でインペラ部が回転する。同様に、タービンも回転する。すると、気泡発生槽内のインペラ部周囲部に、インペラ部の回転によって微細気泡を含む大量の気泡が発生する。
この時、整流筒下端の供給口から整流筒上端の開口、気泡発生槽内の整流筒の外側を経由して気泡発生槽の吐出口にかけて、タービンの回転によって汚濁水内に水流が発生する。この水流によって、インペラ部周囲部に発生した気泡中の微細気泡が水流によって吐出口から排出される。一方、インペラ部周囲部に発生した気泡中の比較的大きな気泡は、タービンによって発生した水流に流されることなく自身の浮力によって上方に浮上する。
【0017】
又、気泡発生槽内に整流筒を設けた場合で、気泡発生槽内側面に気泡ガイド板を設けた場合には、水流によって吐出口へ運ばれる微細気泡は、気泡ガイド板に案内されて気泡ガイド板上を吐出口へと向かい吐出口から排出される。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下に、この発明の実施の形態を、図面に基づいて説明する。
図1はこの発明の第1の実施の形態である微細気泡発生装置の正面説明図であり、図2はこの発明の実施の形態である微細気泡供給装置を汚濁水槽に実施した状態を表す正面説明図であり、図3はこの発明の実施の形態である微細気泡発生装置の正面説明図の一部を拡大した側面説明図であり、図4は図3のA−A線説明図であり、図5は部品であるインペラ部の説明図であり、図6は同タービンの説明図であり、図7は第2の実施の形態を表す説明図であり、図8は第3の実施の形態である微細気泡発生装置の正面説明図である。
【0019】
1は、この発明の第1の実施の形態である微細気泡発生装置である。微細気泡発生装置1は、分離される液体が満たされる気泡発生槽2と、気泡発生槽2内に気泡を発生させるインペラ部3と、インペラ部3の下部に設けるタービン4と、タービン4の下方に設ける整流筒5と、気泡発生槽2の内側面である壁面に固定される気泡ガイド板6とからなる。そして、微細気泡発生装置1は、他に設ける反応槽Wに取付けられる。
【0020】
気泡発生槽2は、図1乃至図4に表すように、中空な角柱形状から成り、一側面の下部には吐出口21を形成する。吐出口21は、気泡発生槽2の側面幅と略同じ幅となるよう横長な開口として形成される。そして、気泡発生槽2の吐出口21周囲部外面には、微細気泡発生装置1が取付けられる反応槽Wとの間で内部に満たされる分離される液体が漏洩しないようにパッキング(図示せず)が施される。又、吐出口21には、開閉板22を設け、開口量を調整可能とする。
【0021】
インペラ部3は、図1及び図5に表すように、中空円筒体からなる通気筒であるミキシングシャフト32の基端部が気泡発生槽2の上部に固定したモータ31の回転軸に固定され、ミキシングシャフト32の先端は気泡発生槽2の中央より稍下部に位置される。そして、ミキシングシャフト32の先端には、攪拌フィンである攪拌用のインペラ33が固定される。インペラ33は、円盤状の板体34に複数の羽根35が放射状に取付けられてなる。更に、ミキシングシャフト32の基端部には、エア流入口36が穿設され、更に、ミキシングシャフト32の先端はインペラ33の羽根35に開口されており、モータ31が回転することによって、インペラ33が気泡発生槽2内の液体を攪拌し、攪拌に伴ってインペラ33の羽根35部分に発生した負圧によってエア流入口36からインペラ33へ外気(特定の気体、或は、空気)が導入されるよう形成されている。エア流入口36には、図示しないが、流量を制御可能なバルブを設けると共に、特定の気体を流入可能なように接続部を設け、特定の気体を流入可能とする。37はサポータであり、中空円筒体からなり、ミキシングシャフト32を覆うようにミキシングシャフト32の回転軸と同軸上に設け、上部を気泡発生槽2の上面22に固定されて形成される。更に、サポータ37の下端には、ステータ38が固定される。ステータ38は、円盤状の板体に小径な孔が複数穿設された多孔板39がインペラ33の回転する外周面を覆うように設置する。このようにステータ38をインペラ33の外周部に設置することで、インペラ33が回転することで発生する気泡発生槽2内の液体の連れ回りをステータ38が軽減し防止可能である。
【0022】
タービン4は、インペラ33の下端にインペラ33の回転軸と同軸となるよう設置される。即ち、ミキシングシャフト32の延長としてシャフト41を突設する。更にシャフト41の下端には、図6に表すように、円盤状の板体下面に羽根であるブレード42が複数固定されて形成されるタービン本体43を固定して形成する。ブレード42は、回転放射方向とは角度を持って固定され、回転されることで、回転中心から外側へ流れができるように固定される。
更に、タービン4の下部には、整流筒5が設置される。整流筒5は円筒形状からなり、上端がタービン本体43の直下に位置するよう気泡発生槽2の底面23に固定され、予め気泡発生槽2の底面23との間に穿設された孔が給水口52を形成する。そして給水口52は、吸水管51によって吐出口21の下部とを連結し、給水口52が反応槽Wに開口される。
【0023】
気泡ガイド板6は、図1乃至図4に表すように、複数の板状体61が気泡発生槽2の内壁面に傾斜させて設置して形成される。第1の実施の形態では、傾斜面を形成する板状体61は、両端部が気泡発生槽2の隣接する側面に設置された板状体61の間に成るように一側面の幅方向に亙って傾斜されて設置するが、各側面に設置する板状体61の両端を隣り合う側面に設けた板状体の端部と一体となるように連続して設け、気泡ガイド板6が螺旋状に1の傾斜面を連続形成するよう設けても良い。
【0024】
以下に、上述のように形成する第1の実施の形態の作用を説明する。
微細気泡発生装置1に隣接設置された反応槽Wに分離対象である分離する液体が満たされると、微細気泡発生装置1の中にも分離する液体が満たされる。この時、両槽の液面が少なくともインペラ33より上方となるように分離する液体を満たす。この実施の形態では、分離する対象である液体には、予めポリ塩化アルミニウム(PAC)を20mg/l程度の濃度で添加しておいたものである。このポリ塩化アルミニウム(PAC)は、汚濁水中に含まれるコロイド状成分の凝集を補助させる効果を有する。更には、汚濁水中の重金属の最適凝集pH領域を拡大する、汚濁水中の残存金属イオン濃度を下げる、汚濁水の清澄度を上げる等、重金属類を含む汚濁水に対しても処理効果を発揮する。
【0025】
この状態でモータ31が回転を開始すると、インペラ33及びタービン4が回転する。インペラ33が回転すると、インペラ33に設けた羽根35の回転によってインペラ33部分に負圧が生じ、インペラ33の回転数が上昇すると、やがてインペラ33部分に発生した負圧によって、エア流入口36からミキシングシャフト32を経由して気体がインペラ33部分へ引き込まれる。この時、インペラ33に設けた羽根35は、インペラ33部分に引き込まれた気体を分断して気泡Bを発生する。この時発生する気泡Bには、比較的大きな気泡B1と微細気泡B2とがある。詳細には、気泡Bは、液体中で分離対象を付着し、発生後も破壊されない微少な径からなる直径0.5mm以下の微細気泡B2を多く含むようにインペラ部3によって発生されるが、微細気泡B2は直径が略2mm以下であれば分離対象を付着する有効な気泡Bとして機能する。又、微細気泡B2より直径の大きな気泡は、比較的大きな気泡B1であり、分離対象を付着する有効な気泡Bではない。尚、微細気泡B2と比較的大きな気泡B1との直径の境は、略2mmとしたが、微細気泡B2はこれより小径で有るほど有効な気泡Bとして機能し、比較的大きな気泡B1も、略2mmに近ければ有る程度有効な気泡Bとして機能するが、直径5mmというような大きさになれば、殆ど有効ではない気泡Bとなってしまう。
【0026】
浮上分離法或は泡沫分離法に微細気泡が有効な理由は次の理由からも理解できる。即ち、径大な気泡が分散した汚濁水と、径小な気泡が分散した汚濁水とがあり、夫々液体中に分散した気泡の体積と液体の体積との比が同じ場合には、径小な気泡気泡が分散した汚濁水の方が径大な気泡が分散した汚濁水より、気体と液体との境界面積が大きくなることで、除去対象である物質の付着を促すのに有効である。更には、液相と固相との混合状体に機械的機能としての影響を及ぼすと共に、気泡径が小さいと、気泡同士の合体や吸収が起こらない。更に又、気泡径が小さいと、浮上速度がきわめて遅くなり水平方向等への分散性が増大する。そして、分散性が増大することで長時間滞留可能となるので、液相への気相の溶解性が増加し、例えば、酸素の溶解量が増すことによるpH変化や液相内での酸化速度の増大等が生じる。
【0027】
一方、タービン4は、回転することで、整流筒5下端の給水口52から整流5上端の開口、気泡発生槽2内の整流筒5の外側を経由して気泡発生槽2の吐出口21にかけて、液体内に水流を発生する。この時発生される水流は、反応槽Wの吐出口21及び給水口52付近の僅かな領域に影響を及ぼすが、反応槽Wの多くの液体には大きな影響を及ぼすことはない。
【0028】
このようにインペラ33及びタービン4が回転すると、気泡Bが発生して水流ができると、生成された気泡B中、比較的大きな気泡B1は上昇して破壊され、微細気泡B2は発生した吐出口21への水流によって破壊することなく吐出口21へ運ばれる現象が生じる。
この時、微細気泡B2は、気泡ガイド板6にガイドされながら下方の吐出口21へ移動されることとなる。この気泡ガイド板6による気泡B2のガイドは、気泡発生槽2内でタービン4が回転すると、タービン4の放射方向に汚濁水が移動され、移動された汚濁水とタービン4の上部でインペラ部3によって発生した気泡Bとが混合されて気泡ガイド板6の下方へ移動される。この時、比較的大きな気泡B1の多くは、浮力が大きいため発生直後にタービン4側ではなく上方へ移動される。すると、移動された微細気泡B2は更に気泡発生槽2の側面に沿って移動され続けるので、気泡ガイド板6が設置された螺旋に沿って下方へ移動され、やがて吐出口21へ移動される。又、一端は下方へ移動したが再び上方へ移動してしまった微細気泡B2も、上昇中に気泡ガイド板6の下面に当接し、下方へ案内されて吐出口21から反応槽W内へ吐出されることとなる。この時、吐出される気泡量は、開閉板22による吐出口21の開閉量によって調節可能である。
【0029】
そして、水流によって破壊することなく吐出口21から反応槽Wへ供給された微細気泡B2は、分離する液体中に広く分布して浮遊することとなる。
反応槽W内では、吐出口21から供給された微細気泡B2によって液体中の分離対象が付着されることとなる。
【0030】
尚、この実施の形態では、微細気泡発生装置1を反応槽Wに隣接するように設置したが、図7に表す第2の実施の形態のように、微細気泡発生装置1が反応槽Wの中に位置するように2重構造の槽を形成して微細気泡発生装置1を機能させても同等の効果を発揮可能である。この場合には、吸水管51を設置せずともよい。又、この実施の形態では、気泡発生槽2は筐体形状からなるが、円筒形状からなるように形成しても良く、形状は設置する反応槽Wに合わせて適宜選択可能である。更に又、第2の実施の形態による微細気泡発生装置1では、吐出口21に設ける開閉板22の開度を、吐出口21毎に異ならせることも可能であり、吐出口21毎に開度を異ならせることで、微細気泡をより多く必要としている側の反応槽W内により多くの微細気泡B2を供給可能である。
【0031】
更に、この実施の形態では、気泡ガイド板6を設けて微細気泡B2の吐出口21への移動をガイドするように形成したが、気泡ガイド板6を設けずに微細気泡B2が発生した水流によって直接吐出口21から反応槽Wへ供給されるように形成しても良い。
【0032】
次いで、第3の実施の形態を図8に基づき説明する。
第3の実施の形態では、微細気泡発生装置1は、気泡発生槽2と、気泡発生槽2内に気泡を発生させるインペラ部3と、インペラ部3の下部に設けるタービン4と、気泡発生槽2の内側面である壁面に固定される気泡ガイド板6とは、第1の実施の形態同様であるが、整流筒5は設置されない。
従って、第3の実施の形態では、給水口52は第1の実施の形態で整流筒5が設置されていた気泡発生槽2の底面22に開口されてなり、吸水管51を経由して供給されるよう形成する。
【0033】
このように形成される第3の実施の形態では、整流筒5を設けないので、タービン4が回転したときはタービン4の下方に渦が発生することとなるが、発生した渦が微細気泡B2の発生の妨げにならないタービン4の回転領域で使用することで微細気泡B2を発生可能である。
第3の実施の形態は、その他は第1の実施の形態同様である。
又、第3の実施の形態も、第2の実施の形態のように微細気泡発生装置1が反応槽Wの中に位置するように2重構造の槽を形成して微細気泡発生装置1を機能させても同等の効果を発揮可能である。
【0034】
【発明の効果】
この発明によれば、液体中に含まれる分離対象と長時間反応できるように液体中を長時間浮遊可能な微細気泡のみを選択的に取出すことが可能であり、分離を効率よく行えるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施の形態である微細気泡発生装置の正面説明図
【図2】同装置を汚濁水槽に実施した状態を表す正面説明図
【図3】同装置の正面説明図の一部を拡大した側面説明図
【図4】図3のA−A線説明図
【図5】部品であるインペラ部の説明図
【図6】同タービンの説明図
【図7】第2の実施の形態を表す説明図
【図8】第3の実施の形態である微細気泡発生装置の正面説明図
【符号の説明】
W 反応槽
B 気泡
B1 比較的大きな気泡
B2 微細気泡
1 微細気泡発生装置
2 気泡発生槽
21 吐出口
22 開閉板
3 インペラ部
31 モータ
32 ミキシングシャフト
33 インペラ
34 板体
35 羽根
36 エア流入口
37 サポータ
38 ステータ
39 多孔板
4 タービン
41 シャフト
42 ブレード
43 タービン本体
5 整流筒
51 吸水管
52 給水口
6 気泡ガイド板
61 板状体[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a bubble supply device, and more particularly, to a bubble supply device capable of separating and collecting fine bubbles from bubbles generated from a bubble generation device.
[0002]
[Prior art]
In order to separate the pollutant or suspended substance in the polluted water, a floating separation method or a foam separation method is generally used. In the levitation separation method and the foam separation method, the outside air has to be widely suspended in the contaminated water as bubbles.
In the foam separation method, the dissolved substance that is the target substance for separation is concentrated around the gas-liquid interface between the bubbles generated in the polluted water and the polluted water, that is, the surfactant is added to the polluted water. Thus, the dissolved substance is separated. This method is mainly applied for the purpose of removing surface active substances in waste water. In addition, when removing an inert substance such as a metal ion, the metal ion is activated and separated by adding a flocculant.
[0003]
The flotation separation method is one of the methods for separating suspended substances in polluted water. In the levitation separation method, when the density difference between the liquid in the polluted water and the suspended substance is small, as a means for promoting the separation, fine bubbles are introduced into the water and the bubbles are attached to the suspended matter. To separate. For example, in the treatment of factory wastewater or the like, air bubbles having a size that does not destroy the flocs that have been agglomerated by neutralization and agglomeration are attached and floated and separated.
[0004]
Therefore, conventionally, there have been various devices as a device for generating fine bubbles for use in the floating sorting method and the foam separation method. For example, the “microbubble generator” invented by the applicant (Japanese Patent Application No. 2001-157960),
[0005]
(Claim 1) A stirring fin provided at the bottom of the water tank, and having a plurality of blades provided radially with respect to the rotation shaft to form a rotatable stirring portion;
A drive unit provided at a lower portion of the stirring fin and rotating the stirring fin;
One end is located at the rotation center of the stirring unit and is opened, the other end is opened to the gas supplied to the stirring unit in the water tank, and a supply pipe capable of supplying the gas opened at the other end to the stirring unit,
A microbubble generator characterized by comprising:
(Claim 2) A drive unit that is provided outside the aquarium and provides a rotational driving force to a driven unit provided on the inside of the aquarium,
Provided inside the water tank, one end receives a driving force from the driving part to form a rotatable follower part, and the other end forms a stirring part made up of a plurality of blades. A stirring fin rotating at
One end is located at the center of the stirring portion of the stirring fin and opened, the other end is opened outside the water tank, and a supply pipe capable of supplying gas outside the water tank to the stirring section in the water tank,
A microbubble generator characterized by comprising:
(Claim 3) A lid body having a cylindrical shape in which one end is closed and the other end is opened, and a flange portion that can be attached to the bottom of the water tank is provided on the opened side surface;
An outer magnet is provided outside the lid on the bottom of the aquarium, and an outer magnet is formed at the distal end with a plurality of magnets arranged side by side so that the magnetic poles alternate along the circumferential direction of the lid cylindrical surface. Is a drive unit that forms a motor unit that rotates the outer magnet unit in the same manner as the lid cylindrical axis and the rotation axis;
The base end portion is provided in the lid body, and an inner magnet portion is provided in which a plurality of magnets are alternately provided along the cylindrical inner surface of the lid body so that the magnetic poles alternate, and the distal end portion projects from the lid body into the water tank. , Forming a stirring portion composed of a plurality of blades, and stirring fins rotated with the rotation of the outer magnet portion;
One end is opened and positioned at the center of the stirring portion of the stirring fin, the other end is opened outside the water tank, and a supply pipe capable of supplying gas to the stirring section in the water tank,
A microbubble generator characterized by comprising:
(Claim 4) A lid having a cylindrical shape in which one end is closed and the other end is opened, and a flange that can be attached to the bottom of the water tank is provided on the opened side surface;
An outer magnet is provided outside the lid on the bottom of the aquarium, and an outer magnet is formed at the distal end with a plurality of magnets arranged side by side so that the magnetic poles alternate along the circumferential direction of the lid cylindrical surface. Is a drive unit that forms a motor unit that rotates the outer magnet unit in the same manner as the lid cylindrical axis and the rotation axis;
The base end portion is provided in the lid body, and an inner magnet portion is provided in which a plurality of magnets are alternately provided along the cylindrical inner surface of the lid body so that the magnetic poles alternate, and the distal end portion projects from the lid body into the water tank. , Forming a stirring portion composed of a plurality of blades, and stirring fins rotated with the rotation of the outer magnet portion;
One end is opened and positioned at the center of the stirring portion of the stirring fin, the other end is opened outside the water tank, and a supply pipe capable of supplying gas to the stirring section in the water tank,
A stator that is provided outside the rotation of the stirring fin, and has a plate-like body standing upright that disturbs stirring of the stirring fin;
A microbubble generator characterized by comprising: It consists of.
[0006]
In this “fine bubble generating device” (Japanese Patent Application No. 2001-157960), the stirring fin rotates and stirs to draw gas outside the water tank into the water tank and finely decompose it to generate fine bubbles. Then, floating sorting and foam separation were performed in the tank by the generated fine bubbles.
And depending on the separation target present in the liquid, in carrying out the floating sorting method and the foam separation method, a surfactant or a flocculant is added to the contaminated water in advance and reacted with a specific gas to be removed, or Some were desirable to be removed by adhering to certain gas bubbles.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, in order to remove a specific separation target existing in the liquid by the floating sorting method or the foam separation method, a gas for collecting the separation target is supplied to generate fine bubbles, which are attached to the separation target and separated. In order to remove the target, if there are relatively large bubbles other than fine bubbles, an upward water flow is generated in the reaction tank, and the reaction proceeds only at a specific place in the reaction tank from the other places. However, the “fine bubble generator” (Japanese Patent Application No. 2001-157960) shown in the conventional example can generate fine bubbles, but in the bubbles, the fine bubbles are generated together with the fine bubbles. Since relatively large bubbles that were not fine were also generated, there was a problem that good separation could not be performed.
[0008]
This invention makes it a subject to provide the fine bubble supply apparatus which can collect fine bubbles efficiently from the produced | generated bubble, and can supply it in a tank.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
So this invention is
[0010]
It consists of a hollow container into which polluted water is placed, and a bubble generating tank with a discharge port opened at the bottom, and a stirring fin that can rotate in the polluted water at the tip, and the stirring fin and the outside of the bubble generating tank are connected by a cylinder An impeller portion that is capable of generating bubbles including fine bubbles by gas from outside the bubble generation tank via the passage cylinder by communicating and the stirring fin rotates in the polluted water, and a rotation shaft of the impeller portion below the impeller portion, A disk is provided on the same axis, and a plurality of blades are fixed to the lower surface of the disk. The turbine generates a water flow by rotating, and is opened at the bottom of the bubble generation tank below the turbine, and can absorb water into the bubble generation tank. A fine air bubble supply device comprising a water supply port,
[0011]
as well as,
It consists of a hollow container into which polluted water is placed, and a bubble generating tank with a discharge port opened at the bottom, and a stirring fin that can rotate in the polluted water at the tip, and the stirring fin and the outside of the bubble generating tank are connected by a cylinder An impeller portion that is capable of generating bubbles including fine bubbles by gas from outside the bubble generation tank via the passage cylinder by communicating and the stirring fin rotates in the polluted water, and a rotation shaft of the impeller portion below the impeller portion, A disk guide is provided on the same axis, and a plurality of blades are fixed to the lower surface of the disk. The bubble guide is formed of a turbine that generates a water flow by rotation and a plate-like body, and is fixed to the inner surface of the bubble generation tank in a spiral shape. A fine bubble supply device comprising: a plate, and a water supply opening that is opened at a bottom surface of the bubble generation tank below the turbine and capable of absorbing water into the bubble generation tank;
[0012]
as well as,
It consists of a hollow container into which polluted water is placed, and a bubble generating tank with a discharge port opened at the bottom, and a stirring fin that can rotate in the polluted water at the tip, and the stirring fin and the outside of the bubble generating tank are connected by a cylinder An impeller portion that is capable of generating bubbles including fine bubbles by gas from outside the bubble generation tank via the passage cylinder by communicating and the stirring fin rotates in the polluted water, and a rotation shaft of the impeller portion below the impeller portion, A disk is provided on the same axis, a plurality of blades are fixed on the lower surface of the disk, and a turbine that generates water flow by rotating, and is provided below the turbine, has a cylindrical shape, and has a lower end opening to the bubble generation tank. A fine air bubble supply device characterized by comprising a flow straightening cylinder that forms a water supply port,
[0013]
as well as,
It consists of a hollow container into which polluted water is placed, and a bubble generating tank with a discharge port opened at the bottom, and a stirring fin that can rotate in the polluted water at the tip, and the stirring fin and the outside of the bubble generating tank are connected by a cylinder An impeller portion that is capable of generating bubbles including fine bubbles by gas from outside the bubble generation tank via the passage cylinder by communicating and the stirring fin rotates in the polluted water, and a rotation shaft of the impeller portion below the impeller portion, A disk is provided on the same axis, a plurality of blades are fixed on the lower surface of the disk, and a turbine that generates water flow by rotating, and is provided below the turbine, has a cylindrical shape, and has a lower end opening to the bubble generation tank. A fine bubble supply device comprising a flow straightening cylinder that forms a water supply port, and a bubble guide plate that is formed of a plate-like body and is helically fixed to the inner surface of the bubble generation tank,
[0014]
I will provide a. The operation of the present invention is as follows.
That is, when the supply port is opened at the bottom surface of the bubble generation tank and no rectifying cylinder is provided, the impeller portion rotates in the bubble generation tank. Similarly, the turbine rotates. Then, a large amount of bubbles including fine bubbles are generated around the impeller portion in the bubble generation tank by the rotation of the impeller portion.
At this time, a water flow is generated in the polluted water by the rotation of the turbine from the supply port opened at the bottom of the bubble generation tank below the turbine to the discharge port of the bubble generation tank. By this water flow, fine bubbles in the bubbles generated around the impeller portion are discharged from the discharge port by the water flow. On the other hand, relatively large bubbles in the bubbles generated around the impeller portion float upward due to their own buoyancy without being caused to flow by the water flow generated by the turbine.
[0015]
In addition, when the supply port is opened at the bottom of the bubble generation tank and no rectifying cylinder is provided, and the bubble guide plate is provided on the inner surface of the bubble generation tank, the fine bubbles carried to the discharge port by the water flow are It is guided by the plate, and is discharged from the discharge port toward the discharge port on the bubble guide plate and below the bubble guide plate.
[0016]
Furthermore, when the flow straightening cylinder is provided in the bubble generation tank, the impeller portion rotates in the bubble generation tank. Similarly, the turbine rotates. Then, a large amount of bubbles including fine bubbles are generated around the impeller portion in the bubble generation tank by the rotation of the impeller portion.
At this time, a water flow is generated in the polluted water by the rotation of the turbine from the supply port at the lower end of the rectifying tube to the opening at the upper end of the rectifying tube and the outside of the rectifying tube in the bubble generating tank to the discharge port of the bubble generating tank. By this water flow, fine bubbles in the bubbles generated around the impeller portion are discharged from the discharge port by the water flow. On the other hand, relatively large bubbles in the bubbles generated around the impeller portion float upward due to their own buoyancy without being caused to flow by the water flow generated by the turbine.
[0017]
When a flow straightening cylinder is provided in the bubble generation tank and a bubble guide plate is provided on the inner surface of the bubble generation tank, the fine bubbles carried to the discharge port by the water flow are guided by the bubble guide plate It is discharged from the discharge port on the guide plate toward the discharge port.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is an explanatory front view of a fine bubble generator according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a front view showing a state where the fine bubble supply device according to the embodiment of the present invention is implemented in a contaminated water tank. 3 is an explanatory side view, FIG. 3 is an enlarged side explanatory view of a part of a front explanatory view of a fine bubble generating apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is an explanatory view taken along line AA of FIG. FIG. 5 is an explanatory view of an impeller part which is a part, FIG. 6 is an explanatory view of the turbine, FIG. 7 is an explanatory view showing a second embodiment, and FIG. 8 is an explanatory view of the third embodiment. It is front explanatory drawing of the microbubble generator which is a form.
[0019]
[0020]
As shown in FIGS. 1 to 4, the
[0021]
As shown in FIGS. 1 and 5, the
[0022]
The turbine 4 is installed at the lower end of the
Further, a rectifying
[0023]
As shown in FIGS. 1 to 4, the
[0024]
The operation of the first embodiment formed as described above will be described below.
When the liquid to be separated, which is a separation target, is filled in the reaction tank W installed adjacent to the fine
[0025]
When the
[0026]
The reason why fine bubbles are effective in the floating separation method or the foam separation method can be understood from the following reasons. That is, when there is polluted water in which large-sized bubbles are dispersed and contaminated water in which small-sized bubbles are dispersed, and the ratio of the volume of bubbles dispersed in the liquid to the volume of the liquid is the same, the small diameter is reduced. The polluted water in which the bubbles are dispersed has a larger boundary area between the gas and the liquid than the polluted water in which the larger bubbles are dispersed, which is effective in promoting the adhesion of the substance to be removed. In addition, the mixture of the liquid phase and the solid phase has an influence as a mechanical function, and when the bubble diameter is small, the bubbles do not coalesce or absorb. Furthermore, if the bubble diameter is small, the ascent rate is very slow and the dispersibility in the horizontal direction and the like increases. And since the dispersibility increases, it becomes possible to stay for a long time, so that the solubility of the gas phase in the liquid phase increases, for example, the pH change due to the increased amount of dissolved oxygen and the oxidation rate in the liquid phase Increase.
[0027]
On the other hand, the turbine 4 rotates from the
[0028]
When the
At this time, the fine bubbles B <b> 2 are moved to the
[0029]
The fine bubbles B2 supplied from the
In the reaction tank W, the separation target in the liquid is attached by the fine bubbles B2 supplied from the
[0030]
In this embodiment, the
[0031]
Furthermore, in this embodiment, the
[0032]
Next, a third embodiment will be described with reference to FIG.
In the third embodiment, the fine
Therefore, in the third embodiment, the
[0033]
In the third embodiment formed in this way, the rectifying
The third embodiment is the same as the first embodiment except for the above.
Also, in the third embodiment, a double-structured tank is formed so that the
[0034]
【The invention's effect】
According to the present invention, it is possible to selectively take out only the fine bubbles that can float in the liquid for a long time so as to be able to react with the separation target contained in the liquid for a long time, and the effect that the separation can be performed efficiently. Play.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front explanatory view of a fine bubble generating apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a front explanatory view showing a state in which the apparatus is applied to a polluted water tank. Fig. 4 is an explanatory diagram of a side surface in which the section is enlarged. Fig. 4 is an explanatory diagram of the AA line in Fig. 3. Fig. 5 is an explanatory diagram of an impeller part which is a part. FIG. 8 is a front view of a microbubble generator according to a third embodiment.
W Reaction tank B Bubble B1 Relatively large bubble
Claims (4)
先端に汚濁水中で回転可能な攪拌フィンが設けられ、攪拌フィンと気泡発生槽外部とが通気筒によって連通され、攪拌フィンが汚濁水中で回転することで通気筒を経由した気泡発生槽外部からの気体によって微細気泡を含む気泡を発生可能なインペラ部と、
インペラ部の下方にインペラ部の回転軸と同軸上に円盤が設けられ、円盤下面には複数の羽根が固定され、回転することで水流を発生するタービンと、
タービン下方の気泡発生槽底面に開口され、気泡発生槽への吸水が可能な給水口と、
からなることを特徴とする微細気泡供給装置。It consists of a hollow container in which polluted water is put, and a bubble generating tank with a discharge port opened at the bottom,
A stirring fin that can rotate in the polluted water is provided at the tip, the stirring fin and the outside of the bubble generation tank communicate with each other through the cylinder, and the stirring fin rotates from the outside of the bubble generation tank via the through cylinder by rotating in the polluted water. An impeller capable of generating bubbles containing fine bubbles by gas; and
A turbine is provided below the impeller portion and coaxially with the rotation shaft of the impeller portion, a plurality of blades are fixed to the lower surface of the disc, and a turbine that generates a water flow by rotating,
A water supply opening that is opened at the bottom of the bubble generation tank below the turbine and can absorb water into the bubble generation tank;
A fine bubble supply device comprising:
先端に汚濁水中で回転可能な攪拌フィンが設けられ、攪拌フィンと気泡発生槽外部とが通気筒によって連通され、攪拌フィンが汚濁水中で回転することで通気筒を経由した気泡発生槽外部からの気体によって微細気泡を含む気泡を発生可能なインペラ部と、
インペラ部の下方にインペラ部の回転軸と同軸上に円盤が設けられ、円盤下面には複数の羽根が固定され、回転することで水流を発生するタービンと、
板状体からなり、気泡発生槽内側面に螺旋状に固定される気泡ガイド板と、
タービン下方の気泡発生槽底面に開口され、気泡発生槽への吸水が可能な給水口と、
からなることを特徴とする微細気泡供給装置。It consists of a hollow container in which polluted water is put, and a bubble generating tank with a discharge port opened at the bottom,
A stirring fin that can rotate in the polluted water is provided at the tip, the stirring fin and the outside of the bubble generation tank communicate with each other through the cylinder, and the stirring fin rotates from the outside of the bubble generation tank via the through cylinder by rotating in the polluted water. An impeller capable of generating bubbles containing fine bubbles by gas; and
A turbine is provided below the impeller portion and coaxially with the rotation shaft of the impeller portion, a plurality of blades are fixed to the lower surface of the disc, and a turbine that generates a water flow by rotating,
A bubble guide plate made of a plate-like body and fixed in a spiral shape on the inner surface of the bubble generation tank,
A water supply opening that is opened at the bottom of the bubble generation tank below the turbine and can absorb water into the bubble generation tank;
A fine bubble supply device comprising:
先端に汚濁水中で回転可能な攪拌フィンが設けられ、攪拌フィンと気泡発生槽外部とが通気筒によって連通され、攪拌フィンが汚濁水中で回転することで通気筒を経由した気泡発生槽外部からの気体によって微細気泡を含む気泡を発生可能なインペラ部と、
インペラ部の下方にインペラ部の回転軸と同軸上に円盤が設けられ、円盤下面には複数の羽根が固定され、回転することで水流を発生するタービンと、
タービンの下方に設けられ、円筒形状からなり、下端開口が気泡発生槽への給水口を形成する整流筒と、
からなることを特徴とする微細気泡供給装置。It consists of a hollow container in which polluted water is put, and a bubble generating tank with a discharge port opened at the bottom,
A stirring fin that can rotate in the polluted water is provided at the tip, the stirring fin and the outside of the bubble generation tank communicate with each other through the cylinder, and the stirring fin rotates from the outside of the bubble generation tank via the through cylinder by rotating in the polluted water. An impeller capable of generating bubbles containing fine bubbles by gas; and
A turbine is provided below the impeller portion and coaxially with the rotation shaft of the impeller portion, a plurality of blades are fixed to the lower surface of the disc, and a turbine that generates a water flow by rotating,
A rectifying cylinder provided below the turbine, having a cylindrical shape, and having a lower end opening forming a water supply port to the bubble generation tank,
A fine bubble supply device comprising:
先端に汚濁水中で回転可能な攪拌フィンが設けられ、攪拌フィンと気泡発生槽外部とが通気筒によって連通され、攪拌フィンが汚濁水中で回転することで通気筒を経由した気泡発生槽外部からの気体によって微細気泡を含む気泡を発生可能なインペラ部と、
インペラ部の下方にインペラ部の回転軸と同軸上に円盤が設けられ、円盤下面には複数の羽根が固定され、回転することで水流を発生するタービンと、
タービンの下方に設けられ、円筒形状からなり、下端開口が気泡発生槽への給水口を形成する整流筒と、
板状体からなり、気泡発生槽内側面に螺旋状に固定される気泡ガイド板と、
からなることを特徴とする微細気泡供給装置。It consists of a hollow container in which polluted water is put, and a bubble generating tank with a discharge port opened at the bottom,
A stirring fin that can rotate in the polluted water is provided at the tip, the stirring fin and the outside of the bubble generation tank communicate with each other through the cylinder, and the stirring fin rotates from the outside of the bubble generation tank via the through cylinder by rotating in the polluted water. An impeller capable of generating bubbles containing fine bubbles by gas; and
A turbine is provided below the impeller portion and coaxially with the rotation shaft of the impeller portion, a plurality of blades are fixed to the lower surface of the disc, and a turbine that generates a water flow by rotating,
A rectifying cylinder provided below the turbine, having a cylindrical shape, and having a lower end opening forming a water supply port to the bubble generation tank,
A bubble guide plate made of a plate-like body and fixed in a spiral shape on the inner surface of the bubble generation tank,
A fine bubble supply device comprising:
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