JP4894243B2 - Pressure levitation device - Google Patents
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Description
本発明は、懸濁物質を含んだ水から該懸濁物質を浮上分離処理するための加圧浮上装置に係り、特に旋回するディストリビュータによって原水と加圧水との混合水を槽体内に供給するようにした加圧浮上装置に関する。 The present invention relates to a pressurized flotation device for flotation-separating a suspended substance from water containing the suspended substance, and in particular, supplying a mixed water of raw water and pressurized water into a tank body by a rotating distributor. It is related with the pressurized levitation device.
円筒形の槽体内にディストリビュータを旋回可能に設け、このディストリビュータを旋回させながら該ディストリビュータから槽体内に原水と加圧水との混合水を流出させ、懸濁物質を該槽体内で浮上分離させるようにした加圧浮上装置として、特開2000−93942号公報に記載のものがある。この加圧浮上装置においては、ディストリビュータの開口から原水と加圧水の混合水がディストリビュータの旋回方向の後流側に向って流出する。そして、加圧水から生じた気泡が懸濁物質に付着し、懸濁物質が水面上に浮上して浮上スカムとなり、スキマによって掻き寄せられてスカム排出部へ送り出される。
上記特開2000−93942号公報の加圧浮上装置は、ディストリビュータから原水と加圧水との混合水をディストリビュータの旋回方向後流側へ流出させるので、旋回方向前方側へディストリビュータから該混合水を流出させる場合に比べて、混合水の流れが乱れることが少なく、気泡が懸濁物質から分離しにくく、浮上分離効率が良好である。 The pressurized levitation device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-93942 causes the mixed water of raw water and pressurized water to flow out from the distributor to the downstream side in the swirling direction of the distributor. Compared to the case, the flow of the mixed water is less disturbed, the bubbles are difficult to separate from the suspended matter, and the floating separation efficiency is good.
しかしながら、同号公報の加圧浮上装置にあっては、ディストリビュータから流出する混合水に対し、ディストリビュータの旋回による遠心力が加えられるため、ディストリビュータから流出した混合水が放射方向(槽体の周壁に近づく方向)へ流れようとする。しかも、この遠心力はディストリビュータ先端側ほど大きくなるため、ディストリビュータ先端側の開口から流出した混合水と旋回中心側の開口から流出した混合水とで放射方向流れ速度に差異が生じ、ディストリビュータ流出後の混合水に若干乱れが生じ易い。また、ディストリビュータ先端側から流出した混合水が槽体の周壁に当ることによっても混合水流れに若干乱れが生じる。このように混合水流れに乱れが生じると、それにより懸濁物質の浮上分離効率が低くなるおそれがある。 However, in the pressurized flotation device of the same publication, since the centrifugal force due to the turning of the distributor is applied to the mixed water flowing out from the distributor, the mixed water flowing out from the distributor is in the radial direction (on the peripheral wall of the tank body). Try to flow in the direction of approach. Moreover, since this centrifugal force increases toward the distributor tip side, the radial flow velocity differs between the mixed water flowing out from the opening on the distributor tip side and the mixed water flowing out from the opening on the swivel center side. The mixed water tends to be slightly disturbed. Moreover, the mixed water flow is slightly disturbed by the mixed water flowing out from the front end side of the distributor hitting the peripheral wall of the tank body. If the mixed water flow is disturbed as described above, the floating separation efficiency of the suspended substance may be lowered.
本発明は、かかる課題を解決し、懸濁物質の浮上分離効率が極めて良好な加圧浮上装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to solve the above problems and to provide a pressurized flotation device with very good flotation separation efficiency of suspended solids.
本発明の加圧浮上装置は、円環形の周壁を有した槽体と、該槽体の中央部から放射方向に延在しており、該中央部を中心として該槽体内を旋回可能なディストリビュータと、該ディストリビュータ内へ原水と加圧水との混合水を供給する手段と、該ディストリビュータに設けられ、回転方向後流側に向って開口する混合水流出用の開口と、該槽体内において浮上したスカムを槽体の周壁側に掻き寄せるためのスキマと、該槽体の周壁に設けられたスカム排出部と、を備えてなる加圧浮上装置において、板面を上下方向とすると共に、該ディストリビュータから回転方向後流側に向って延出している、前記開口からの流出水を回転方向後流側へ導くための案内板を設けたことを特徴とするものである。 A pressurized levitation device according to the present invention includes a tank body having an annular peripheral wall, a distributor extending radially from a central portion of the tank body, and capable of turning in the tank body around the central portion. And means for supplying mixed water of raw water and pressurized water into the distributor, an opening for flowing out of the mixed water that is provided in the distributor and opens toward the downstream side in the rotational direction, and a scum that floats in the tank body In the pressurization levitating apparatus comprising a clearance for scraping the water toward the peripheral wall side of the tank body, and a scum discharge part provided on the peripheral wall of the tank body, the plate surface is set in the vertical direction, and A guide plate is provided for guiding the outflow water from the opening to the downstream side in the rotational direction, extending toward the downstream side in the rotational direction.
本発明の加圧浮上装置においては、ディストリビュータの開口から原水と加圧水の混合水がディストリビュータの旋回方向の後流側に向って流出する。そして、加圧水から生じた気泡が懸濁物質に付着し、懸濁物質が水面上に浮上して浮上スカムとなり、スキマによって掻き寄せられてスカム排出部へ送り出される。本発明では、板面を上下方向とした案内板をディストリビュータから回転方向後流側へ延出させているので、ディストリビュータから流出する混合水が放射方向に流れることが抑制され、混合水の流れに乱れが生じにくくなる。この結果、懸濁物質の浮上分離効率が向上する。 In the pressurized levitation device of the present invention, the mixed water of the raw water and the pressurized water flows out from the opening of the distributor toward the downstream side in the swirling direction of the distributor. Then, bubbles generated from the pressurized water adhere to the suspended substance, and the suspended substance floats on the surface of the water to form a floating scum, which is scraped by the gap and sent to the scum discharge part. In the present invention, since the guide plate having the plate surface in the vertical direction is extended from the distributor to the downstream side in the rotation direction, the mixed water flowing out from the distributor is suppressed from flowing in the radial direction, and the mixed water flows. Disturbance is less likely to occur. As a result, the floating separation efficiency of the suspended substance is improved.
請求項2のように、案内板を複数個設けることにより、混合水の乱れが一層少ないものとなり、浮上分離効率が向上する。
By providing a plurality of guide plates as in
請求項3のように、ディストリビュータの回転方向前方側の浮上スカムを周壁側に掻き寄せるための第1の掻寄板を設けることにより、浮上したスカムがディストリビュータに当ることが防止されると共に、該スカムが速やかに排出されることにより、浮上分離効率が向上する。 As described in claim 3, by providing the first scraping plate for scraping the floating scum on the front side in the rotational direction of the distributor to the peripheral wall side, the floating scum is prevented from hitting the distributor, As the scum is discharged quickly, the floating separation efficiency is improved.
この第1の掻寄板を、請求項4の通り、ディストリビュータの回転方向前面側に沿って延設するか、又はディストリビュータの放射方向先端側からディストリビュータの回転方向前方かつ周壁から離反する方向へ向って延出させることにより、浮上したスカムを速やかに排出することができる。 As described in claim 4, the first scraping plate extends along the front surface side in the rotational direction of the distributor, or faces from the radial front end side of the distributor toward the front in the rotational direction of the distributor and away from the peripheral wall. By extending the scum, the floating scum can be quickly discharged.
請求項5の通り、ディストリビュータの先端側から回転方向後流方向かつ周壁に接近する方向に向って延出する、浮上物を周壁側に掻き寄せるための第2の掻寄板を設けることにより、浮上したスカムがディストリビュータの先端側を回り込んで回転方向後流側へ流れ込むことが防止されるので、スカムの排出効率が向上する。
As described in
以下、図面を参照して本発明についてさらに詳細に説明する。図1は実施の形態に係る加圧浮上装置の縦断面図、図2は同平面図である。図3は図2のIII−III線断面図、図4はディストリビュータの構成を示す斜視図である。なお、図4では掻寄板の図示は省略されている。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a pressure levitation apparatus according to an embodiment, and FIG. 2 is a plan view thereof. 3 is a cross-sectional view taken along the line III-III in FIG. 2, and FIG. 4 is a perspective view showing the configuration of the distributor. In FIG. 4, the scraping plate is not shown.
槽体1は、軸心方向を鉛直方向とした円筒形である。この槽体1の周壁1aの内周面に沿って円筒形の隔壁2が設けられている。この隔壁2の下端は、槽体1の底部1bよりも上方に位置している。槽体1内の処理水は、この隔壁2の下端を回り込み、隔壁2と周壁1aとの間の上昇流路3を経て処理水トラフ4へ流出するよう構成されている。この処理水トラフ4は、槽体1の上部から外方に張り出すように設けられている。処理水トラフ4には処理水流出口5が設けられている。
The tank body 1 has a cylindrical shape whose axial direction is a vertical direction. A
槽体1の上部には、該処理水トラフ4と反対側にスカムボックス6が設けられ、スカム排出口7が該スカムボックス6に設けられている。このスカムボックス6は、上面が開放しており、上縁部が槽体1の水面位よりも若干上方に突出している。
A
槽体1の底部1bにはスカムが沈殿した場合の対策として排泥バルブ8付きの排泥管9が接続されている。なお、図1では、槽体1の底部1bは平坦となっているが、中央ほど底位となる漏斗形(逆円錐形)とされてもよい。
A mud pipe 9 with a
この槽体1の中心部の上方にモータ等の回転駆動装置10が設置されている。この回転駆動装置10は、支持部材(図示略)を介して槽体1に支持されている。この回転駆動装置10から鉛直下方に駆動軸11が延設されている。この駆動軸11に対し筒形のセンターケージ12が取り付けられている。このセンターケージ12は、軸心方向を鉛直方向として配置され、軸受け部材(図示略)を介して槽体1に対し回転可能に支持されている。なお、センターケージ12の上面は天板で封じられており、駆動軸11はこの天板に連結されている。
A
このセンターケージ12の底面には底板が設けられており、この底板中央に差し込まれた水の受入筒13に対し原水と加圧水との混合水の供給管14が接続されている。受入筒13は、上方が開放し、下面が閉鎖された無蓋有底形の筒状部材である。受入筒13は、センターケージ12の底板中央の差込孔に差し込まれている。受入筒13の外周と該差込孔の内周との間隙は極く小さなものとなっており、混合水は該間隙からは流出しないように構成されている。
A bottom plate is provided on the bottom surface of the
センターケージ12の上部からは放射方向にディストリビュータ15が延設されている。この実施の形態では、ディストリビュータ15は直径方向に2個設けられているが、1本又は3本以上(例えば3〜8本)設けられてもよい。センターケージ12の重量バランスをとるためには、ディストリビュータ15は複数本、周方向に等分に配設されるのが好ましい。
A
このディストリビュータ15は、前記駆動装置10によって駆動軸11回りに回転(旋回)される。ディストリビュータ15には、この回転方向の後流側に向って開放する開口16が設けられている。この実施の形態では、該開口16はディストリビュータ15の長手方向に向って延在する1個の長孔よりなるものであるが、円形等の開口をディストリビュータ15の長手方向に間隔をおいて複数個設けてもよい。
The
ディストリビュータ15は、水中に没するように配置されている。
The
ディストリビュータ15には、回転方向後流側へ向って複数の案内板17が延設されている。案内板17は、板面を上下方向(この実施の形態では鉛直方向)として、ディストリビュータ15の長手方向に複数個設けられている。この実施の形態では、案内板17は、ディストリビュータの先端側及び基端側において開口16の縁部に沿って設けられると共に、これら両端側の案内板17,17の間に1枚の案内板17が設けられている。ただし、案内板17の数はこれよりも多くてもよく、また、開口16が小さい場合には、開口16を挟んで2枚のみ設けられてもよい。また、場合によっては、開口16よりも先端側の案内板17のみが設けられてもよい。
The
ディストリビュータ15の先端側の上部には掻寄板が取り付けられている。この掻寄板は、ディストリビュータ15の先端からディストリビュータ15の回転方向前方且つ周壁1aから離隔する方向へ延出する第1の掻寄板21と、ディストリビュータ15の先端からディストリビュータ15の回転方向後方且つ周壁1aに接近する方向に延出する第2の掻寄板22とからなる。この実施の形態では、第1の掻寄板21と第2の掻寄板22とは、1枚の長板を途中で曲げた構造の1枚物よりなるが、別体とされてもよい。
A scraper plate is attached to the upper part of the distal end side of the
掻寄板21,22は、下部が水中に没し、上部が水面から上方へ突出している。
The
この実施の形態では、センターケージ12の上面部の中心付近から水面上方にまで立ち上がり、次いで外方へ向って延在する棒状の支持部材23が設けられ、この支持部材23の先端にスキマ24が設けられている。このスキマ24は周壁1aの内周に沿ってセンターケージ12と一体に回転する。このスキマ24は支持部材23に対し、上下動自在あるいはスキマ24の移動方向へ傾動自在に取り付けられている。スキマ24は、その下部が槽体1の水中に没し、上部が水面より上方に突出している。センターケージ12の回転に伴ってスキマ24が回転し、スカムボックス6に達した場合、このスキマ24はスカムボックス6の上に乗り上げてその上面と摺動しながら通過する。この際、スキマ24によって掻き送られてきたスカムがスカムボックス6の上縁を乗り越えて該スカムボックス6内へ落し込まれる。
In this embodiment, a rod-
このように構成された加圧浮上装置の作動について次に説明する。 Next, the operation of the pressure levitation apparatus configured as described above will be described.
駆動装置10によってセンターケージ12、ディストリビュータ15及びスキマ24はいずれも図2の矢印θ方向に回転(旋回)している。
The
原水と加圧水(空気等を加圧して過飽和となるように溶け込ませた水)との混合水は、供給管14からセンターケージ12に導入され、ディストリビュータ15の開口16から回転方向後流側へ流出する。このディストリビュータ15からは後流方向へ案内板17が突設されているので、開口16から流出した混合水が周壁1aへ向って流れることが抑制され、殆ど乱れることなく槽体1内に静止状となるか、又はゆっくりと周方向に流れる。そして、加圧水から生じた気泡が懸濁物質に付着し、懸濁物質が水面上に浮上して浮上スカムとなる。この浮上スカムは、掻寄板21,22によって周壁1aの近傍へ掻き寄せられ、次いでスキマ24によってスカムボックス6へ落し込まれ、排出口7から排出される。懸濁物質が除去された処理水は、槽体1内を下降し、隔壁2の下端から上昇流路3内を上昇し、処理水トラフ4へ流入し、流出口5から槽体1外へ流出する。
Mixed water of raw water and pressurized water (water that has been melted so as to be supersaturated by pressurizing air or the like) is introduced from the
この実施の形態では、上記の通り、第1の掻寄板21がディストリビュータ15の回転方向前方に設けられているので、浮上したスカムがディストリビュータ15に当ることなくスムーズに周壁1a近傍へ掻き寄せられる。また、第2の掻寄板22が設けられているので、ディストリビュータ15の先端側を通過したスカムがディストリビュータ15の後流側へ回り込むことが防止される。このため、スキマ24によってスカムが効率よくスカムボックス6へ落し込まれる。
In this embodiment, as described above, since the
上記実施の形態では、第1の掻寄板21をディストリビュータ15に対し斜交するように設けているが、第1の掻寄板はディストリビュータ15の前面に沿って設けられてもよい。
In the embodiment described above, the
その他、本発明装置の好適な構成材料あるいは寸法等について次に説明する。 In addition, suitable constituent materials or dimensions of the apparatus of the present invention will be described below.
槽体1の底部から水面までの高さは2〜10m特に4〜5m程度が好適である。槽体1の直径は1m以上例えば1m〜30m程度が好適であるが、それよりも大きくてもよい。槽体1の構成材料は、例えば鋼板に耐食塗装を施したものを用いることができるが、中に水を張り、処理対象に含まれる物質に侵されず強撹拌に耐え得る構造が形成できる素材であれば何でもよく、強度と形状保持のための補強材が入っていてもよい。 The height from the bottom of the tank body 1 to the water surface is preferably about 2 to 10 m, particularly about 4 to 5 m. The diameter of the tank body 1 is preferably 1 m or more, for example, about 1 m to 30 m, but may be larger than that. The constituent material of the tank body 1 can be, for example, a steel plate with a corrosion-resistant coating, but can be formed with a structure that can withstand strong agitation without being affected by the substance contained in the treatment target by filling it with water. Any material may be used, and a reinforcing material for strength and shape retention may be included.
センターケージ12内の水の上昇流速は0.03〜0.3m/sec程度が好適である。
The rising speed of water in the
ディストリビュータ15は、基端から先端まで等径であってもよく、先端ほど小径となるテーパ状であってもよい。ディストリビュータ15の長さは、ディストリビュータ15の先端とスカムボックス6との間隔が槽体1の半径の20%以下例えば5〜20%となる程度が好適である。ディストリビュータ15内の水の流速は0.03〜0.3m/sec程度が好適である。ディストリビュータ15の開口16から後方への水の流出速度は0.03〜0.3m/sec程度が好適である。開口16の開口面積は、ディストリビュータ15の旋回方向への投影面積の20%以上、例えば20〜80%程度が好適である。ディストリビュータ15の回転数は0.05〜0.5rpm程度が好適である。
The
案内板17は、板面が鉛直であることが好ましいが、若干傾斜していてもよい。案内板17は平板状であってもよく、平面視形状が槽体1の中心に対し略等半径となるように湾曲していてもよい。
The
案内板17の上下幅は、ディストリビュータ15の上下方向の寸法(例えば直径)の0.5〜1.5倍程度が好適である。案内板17の水平方向長さは50mm以上が好ましく、また槽体の半径の半分以下であることが好ましい。案内板17を複数個設ける場合、その間隔はディストリビュータ15の長さの30%以上が好ましい。この間隔は一定であってもよく、一定でなくてもよい。案内板17の厚みは50mm以下例えば5〜50mm程度が好適である。案内板17は、混合水の流れや浮上スカムに対し変形しない、例えばステンレス鋼板等の剛性板であってもよい。また流れをスムーズにするために、自然に変形する天然ゴム板などでもよい。各案内板17の材質が異なっていてもよい。
The vertical width of the
掻寄板21,22の上下幅は100〜500mm程度が好適である。掻寄板21,22は、その上下方向の中心付近が水面となるように設置されるのが好適である。掻寄板21,22はディストリビュータ15に固定されてもよく、上下方向に位置調整可能とされてもよい。掻寄板21,22の下縁と開口16の上縁との上下方向の距離は0〜500mm程度が好適である。
The vertical width of the
第1の掻寄板21とディストリビュータ15との交角は45゜以下特に30゜以下が好適である。第1の掻寄板21の長さは、第1の掻寄板21をディストリビュータ15に投影したときの長さがディストリビュータ15の全長の2/3以上となるようにするのが好適である。
The angle of intersection between the
第2の掻寄板22の長さは10mm以上が好適である。第1の掻寄板21と第2の掻寄板22とは、前述の通り、1枚の長尺板を曲げたものが好適である。この曲げ部分の形状は任意であり、例えば階段状に曲げたものであってもよく、湾曲させたものであってもよい。
The length of the
掻寄板21,22の材質は、自身の旋回による水の抵抗や浮上スカムに対して変形しない程度の強度を持つ、例えば耐食塗装を施した鋼板などとするのが好適である。
The material of the
スキマ24の上下幅は100mm以上例えば100〜300mm程度が好適である。スキマ24は、第2の掻寄板22との間隔がなるべく小さくなるように近接して設置されることが好ましい。
The vertical width of the
スキマ24の材質は、旋回による水の抵抗や浮上スカム、更にはスカムボックス6との干渉に対して変形しない程度の強度を持つ、例えば耐食塗装を施した鋼に対し、スカムボックスと干渉する恐れのある部分を天然ゴムなどで保護したものなどがよい。
The material of the
上記実施の形態は本発明の一例であり、本発明は図示以外の形態をもとりうる。例えば、本発明では、図5,6に示すように、案内板17を跨ぐように略水平な整流板30をディストリビュータ15から後方に延設してもよい。この整流板30を設けると、開口16から流出した水が直ちに上昇することが防止されるようになり、浮上分離効率がさらに向上する。
The above embodiment is an example of the present invention, and the present invention may take forms other than those shown in the drawings. For example, in the present invention, as shown in FIGS. 5 and 6, a substantially
本発明では、隔壁2を省略し、代りに槽体1内の下部に集水管を設けて処理水を取り出すようにしてもよい。
In the present invention, the
本発明では、センターケージ12の上部のみを回転可能とし、この上部にディストリビュータを取り付けてもよい。
In the present invention, only the upper part of the
1 槽体
2 隔壁
3 上昇流路
4 処理水トラフ
6 スカムボックス
10 回転駆動装置
12 センターケージ
15 ディストリビュータ
16 開口
17 案内板
21 第1の掻寄板
22 第2の掻寄板
24 スキマ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (5)
該槽体の中央部から放射方向に延在しており、該中央部を中心として該槽体内を旋回可能なディストリビュータと、
該ディストリビュータ内へ原水と加圧水との混合水を供給する手段と、
該ディストリビュータに設けられ、回転方向後流側に向って開口する混合水流出用の開口と、
該槽体内において浮上したスカムを槽体の周壁側に掻き寄せるためのスキマと、
該槽体の周壁に設けられたスカム排出部と、
を備えてなる加圧浮上装置において、
板面を上下方向とすると共に、該ディストリビュータから回転方向後流側に向って延出している、前記開口からの流出水を回転方向後流側へ導くための案内板を設けたことを特徴とする加圧浮上装置。 A tank body having an annular peripheral wall;
A distributor extending in a radial direction from the central portion of the tank body, and capable of swiveling the tank body around the central portion;
Means for supplying mixed water of raw water and pressurized water into the distributor;
An opening for mixing water outflow provided in the distributor and opening toward the downstream side in the rotational direction;
A gap for scraping the scum that has floated in the tank to the peripheral wall side of the tank;
A scum discharge portion provided on the peripheral wall of the tank body;
In a pressurized levitation apparatus comprising:
A guide plate is provided to guide the effluent water from the opening to the downstream side in the rotational direction, the plate surface being in the vertical direction and extending from the distributor toward the downstream side in the rotational direction. Pressurized levitation device.
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