JP6187858B2 - 流体浄化装置 - Google Patents
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Description
まず、実施形態に係る流体浄化装置の基本的な構成について説明する。図1は、実施形態に係る流体浄化装置を示す概略構成図である。実施形態に係る流体浄化装置は、原水タンク1、攪拌機2、原水供給ポンプ3、原水入口弁4、予備加熱器5、酸化剤圧送ポンプ6、酸化剤タンク7、酸化剤入口弁8、予熱部9などを備えている。また、反応槽(10A、10B)、第1加熱器12、第2加熱器15、貯留部開放弁16、昇圧ポンプ17、冷却部30、熱交換ポンプ32、フィルター33、出口弁35、気液分離器36、図示しない制御部なども備えている。なお、反応槽10は、第1反応槽10Aと、第2反応槽10Bとを有している。また、第1反応槽10Aは、搬送部11と弁部13と固形物貯留部14とに別れている。
図2は、予熱部9と、第1反応槽10Aとを示す縦断面図である。予熱部9、第1反応槽10Aは、何れも管状の構造をしており、鉛直方向に延在する姿勢で配設されている。第1反応槽10Aは、鉛直方向において、上段に配設された搬送部11と、中段に配設されたゲート弁からなる弁部13と、下段に配設された固形物貯留部14とを有している。そして、予熱部9を構成している管状部材の下端側は、搬送部11の上端部に挿入されている。
実施例に係る流体浄化装置の反応槽10は、実施形態に係る流体浄化装置の反応槽10における第1反応槽10Aと第2反応槽10Bとのうち、第1反応槽10Aだけを具備しており、第2反応槽10Bを具備していない。1つの反応槽だけからなるので、第1反応槽10Aにおける「第1」という文言は本来であれば適切ではないが、実施形態に係る流体浄化装置との比較を容易にするために、あえて「第1」という文言を残して説明する。
図7は、具体例に係る流体浄化装置を示す概略構成図である。具体例に係る流体浄化装置は、実施例に係る流体浄化装置と同様に、反応槽10に第1反応槽10Aだけを具備している。第1反応槽10Aの構成だけが、実施例に係る流体浄化装置と異なっている。より詳しくは、図8に示されるように、第1反応槽10Aは、弁部を具備しておらず、固形物貯留部14が継手を介して第3搬送部11Cに接続されている。
[第1詳細例]
図9は、第1詳細例に係る流体浄化装置の反応槽10を示す拡大構成図である。第1反応槽10Aの導入管11cは、図示のように、予熱部(9)とは別体になっている。そして、予熱部の廃水受入部9aや酸化剤受入部9bが、第1反応槽10Aの第1搬送部11Aに直接接続されている。廃水Wと酸化剤Hとは、第1搬送部11A内に圧送されてから互いに混合されて混合流体になる。このように、第1反応槽10Aへの導入後に、廃水Wと酸化剤Hとを混合してもよい。
第2詳細例に係る流体浄化装置は、以下に特筆する点の他が、第1詳細例と同様の構成になっている。
図10は、第2詳細例に係る流体浄化装置の反応槽10を示す拡大構成図である。同図において、第1反応槽10Aは、触媒層を具備していない。その代わりに、複数の粒状触媒11dや、触媒保持用メッシュ11fを具備している。
第3詳細例に係る流体浄化装置は、以下に特筆する点の他が、第2詳細例と同様の構成になっている。
図11は、第3詳細例に係る流体浄化装置の反応槽10を示す拡大構成図である。同図において、導入管11cの長さは、第2詳細例に比べて長くなっており、その分、第2搬送部11Bの容積が増大しているとともに、第3搬送部11Cの容積が減少している。但し、触媒保持用メッシュ11fの配設位置(管長手方向の位置)は、第2詳細例と同じである。これにより、混合流体Mが第2搬送部11B内に進入してから、触媒保持用メッシュ11fとの接触位置に至るまでの距離(以下、「メッシュ前距離」という)が第2詳細例に比べて大きくなっている。
第4詳細例に係る流体浄化装置は、以下に特筆する点の他が、第2詳細例と同様の構成になっている。
図12は、第4詳細例に係る流体浄化装置の反応槽10を示す拡大構成図である。同図において、第1反応槽10Aは、導入管を具備していない。その代わりに、仕切板11gを具備している。仕切板11gは、搬送部11の管部材の長手方向に延在するように管部材の蓋部に固定された状態で、搬送部11の長手方向における上部側を2つの空間に仕切っている。これにより、搬送部11の上部側には、第1搬送部11Aと第2搬送部11Bとが形成されている。
第5詳細例に係る流体浄化装置は、以下に特筆する点の他が、第2詳細例と同様の構成になっている。
図13は、第5詳細例に係る流体浄化装置の反応槽10を示す拡大構成図である。第1反応槽11Aの導入管11cは、円筒状ではなく、裁頭円錐状の形状になっている。これにより、第1搬送部11Aの空間は、円柱状ではなく、裁頭円錐状の形状になっており、流体搬送方向の上流側から下流側に向かうにつれて、横断面積が広くなっている。
第6詳細例に係る流体浄化装置は、以下に特筆する点の他が、第5詳細例と同様の構成になっている。
図14は、第6詳細例に係る流体浄化装置の反応槽10を示す拡大構成図である。同図において、第1反応槽10Aは、導入管の代わりに、導出管11hを具備している。この導出管11hは、逆裁頭円錐状の形状をしており、搬送部11の上部側の空間を2つに仕切っている。但し、それら2つの空間の位置関係が第5詳細例とは逆になっている。具体的には、第1搬送部11Aは、導出管11hの外壁と、搬送部11の管部材の内壁との間に形成されている。また、第2搬送部11Bは、導出管11hの内側に形成されている。
第7詳細例に係る流体浄化装置は、以下に特筆する点の他が、第1詳細例と同様の構成になっている。
図15は、第7詳細例に係る流体浄化装置の反応槽10を示す拡大構成図である。図示のように、この反応槽10では、導入管11dの内周面にも、触媒層11c−2が設けられている。
[態様A]
態様Aは、有機物を含む浄化対象流体を加熱及び加圧しながら酸化剤と混合して前記有機物を分解することで反応槽(例えば反応槽10)内で浄化対象流体を浄化する流体浄化装置において、前記反応槽における鉛直方向の少なくとも上部を、外部から受け入れた浄化対象流体を加熱及び加圧しながら混合して鉛直方向上方から下方に向けて搬送する第1搬送部(例えば第1搬送部11A)と、該第1搬送部を経由した後の浄化対象流体を受け入れて鉛直方向下方から上方に向けて搬送する第2搬送部(例えば第2搬送部11B)とに仕切るための仕切り部材(例えば導入管11c)を設けるとともに、前記仕切部材よりも鉛直方向の下方に、前記第1搬送部及び前記第2搬送部の両方に連通し、前記第1搬送部や前記第2搬送部で搬送される浄化対象流体中の固形物を沈降によって受け入れて貯留する固形物貯留部を設けたことを特徴とするものである。
態様Bは、態様Aにおいて、有機物の酸化分解を促進する触媒を、前記第1搬送部内と前記第2搬送部内とのうち、少なくとも何れか一方に配設したことを特徴とするものである。
態様Cは、態様A又はBにおいて、有機物の酸化分解を促進する触媒を、前記第2搬送部内に配設したことを特徴とするものである。かかる構成では、第2搬送部内でより確実に浄化対象流体中の有機物を酸化分解することができる。
態様Dは、態様A〜Cの何れかにおいて、前記固形物貯留部を反応槽本体に対して着脱可能に構成したことを特徴とするものである。かかる構成では、装置の運転を停止させることなく、反応槽の清掃作業を行うことができる。
態様Eは、態様A〜Dの何れかにおいて、浄化対象流体を前記第1搬送部の内部に導入するために、前記第1搬送部の内部における上端壁から鉛直方向下方に向けて突出する姿勢で配設された導入管(例えば導入管11c)を設け、前記第2搬送部内で搬送される浄化対象流体を前記第2搬送部から排出するための排出口を、前記第1搬送部内における前記導入管の下端よりも上側の位置に設けたことを特徴とするものである。かかる構成では、実施例で説明したように、反応槽の全体を、鉛直方向に一直線状に延在するシンプルな形状にして、レイアウト自由度を向上させることができる。更には、搬送部11内では、導入管11cにより、混合流体を固形物貯留部に向けて鉛直方向上方から下方に向けて移動させた後、固形物貯留部の付近で、その進行方向を急激に転換させて、混合流体からの無機固形物の分離を促すことができる。
態様Fは、態様Dにおいて、前記固形物貯留部を鉛直方向に延在する管状の形状にするとともに、前記固形物貯留部を継手によって反応槽本体に接続したことを特徴とするものである。かかる構成では、継手を操作することで、無機固形物が堆積した固形物貯留部を反応槽本体から容易に取り外すことができる。
態様Gは、態様Fにおいて、前記反応槽本体と前記固形物貯留部とを、弁部を介して接続したことを特徴とするものである。かかる構成では、実施形態で説明したように、装置を運転したままの状態で、下端部を取り外して清掃することができる。
態様Hは、態様Gにおいて、前記固形物貯留部内の圧力を減少させる減圧手段(例えば、開放管14b及び貯留部開放弁16)と、前記固形物貯留部内の圧力を上昇させる昇圧手段(例えば、開放管14b、貯留部開放弁16及び昇圧ポンプ17)とを設けたことを特徴とするものである。かかる構成では、弁部によって搬送部から遮断した固形物貯留部内の圧力を迅速に増減して清掃作業時間の短縮化を図ることができる。
態様Iは、態様A〜Hの何れかにおいて、前記固形物貯留部内における無機固形物の堆積高さを検知する堆積高さ検知手段を設けたことを特徴とするものである。かかる構成では、堆積高さ検知手段による検知結果に基づいて、反応槽の適切な清掃タイミングを把握することができる。
態様Jは、態様G又はHにおいて、前記反応槽本体と前記弁部との間、及び、前記弁部と前記固形物貯留部との間に、それぞれ気密性を高めるためのガスケット(例えばガスケットG)として、メタルガスケットを介在させたことを特徴とするものである。かかる構成では、高温で運転される反応槽においても、長期に渡ってガスケットで気密性を高めることができる。
H:過酸化水素水(酸化剤)
M:混合流体
G:ガスケット
10:反応槽
11:導入部
11A:第1搬送部
11B:第2搬送部
11C:第3搬送部
11a:排出口
11b:排出口
11c:導入管
13:弁部
14:固形物貯留部
14a:底面
14b:開放管14b(減圧手段や昇圧手段の一部)
16:貯留部開放弁(減圧手段や昇圧手段の一部)
17:昇圧ポンプ(昇圧手段の一部)
Claims (9)
- 有機物を含む浄化対象流体を加熱及び加圧しながら酸化剤と混合して前記有機物を分解することで反応槽内で浄化対象流体を浄化する流体浄化装置において、
前記反応槽における鉛直方向の少なくとも上部を、外部から受け入れた浄化対象流体を加熱及び加圧しながら酸化剤と混合して鉛直方向上方から下方に向けて搬送する第1搬送部と、該第1搬送部を経由した後の浄化対象流体を受け入れて鉛直方向下方から上方に向けて搬送する第2搬送部とに仕切るための仕切り部材を設けるとともに、
前記仕切り部材よりも鉛直方向の下方に、前記第1搬送部及び前記第2搬送部の両方の直下で前記両方に連通し、前記第1搬送部や前記第2搬送部で搬送される浄化対象流体中の固形物を沈降によって受け入れて貯留する固形物貯留部を設け、
前記第1搬送部及び前記第2搬送部を具備する搬送部と、前記固形物貯留部とを弁部を介して接続し、
前記弁部に対して前記固形物貯留部を着脱可能にしたことを特徴とする流体浄化装置。 - 請求項1の流体浄化装置において、
前記搬送部の内径と、前記弁部の内径と、前記固形物貯留部の内径とを互いに同じにしたことを特徴とする流体浄化装置。 - 請求項1又は2の流体浄化装置において、
有機物の酸化分解を促進する触媒を、前記第1搬送部内と前記第2搬送部内とのうち、少なくとも何れか一方に配設したことを特徴とする流体浄化装置。 - 請求項3の流体浄化装置において、
有機物の酸化分解を促進する触媒を、前記第2搬送部内に配設したことを特徴とする流体浄化装置。 - 請求項1乃至4の何れか一項に記載の流体浄化装置において、
浄化対象流体を前記第1搬送部の内部に導入するために、前記第1搬送部の内部における上端壁から鉛直方向下方に向けて突出する姿勢で配設された導入管を設け、前記第2搬送部内で搬送される浄化対象流体を前記第2搬送部から排出するための排出口を、前記第1搬送部内における前記導入管の下端よりも上側の位置に設けたことを特徴とする流体浄化装置。 - 請求項1乃至5の何れか一項に記載の流体浄化装置において、
前記固形物貯留部を鉛直方向に延在する管状の形状にしたことを特徴とする流体浄化装置。 - 請求項1乃至6の何れか一項に記載の流体浄化装置において、
前記固形物貯留部内の圧力を減少させる減圧手段と、前記固形物貯留部内の圧力を上昇させる昇圧手段とを設けたことを特徴とする流体浄化装置。 - 請求項1乃至7の何れか一項に記載の流体浄化装置において、
前記固形物貯留部内における無機固形物の堆積高さを検知する堆積高さ検知手段を設けたことを特徴とする流体浄化装置。 - 請求項1乃至8の何れか一項に記載の流体浄化装置において、
前記搬送部と前記弁部との間、及び、前記弁部と前記固形物貯留部との間に、それぞれ気密性を高めるためのガスケットとして、メタルガスケットを介在させたことを特徴とする流体浄化装置。
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