JP6413343B2 - 固体粒子沈降分離方法、および、固体粒子沈降分離装置 - Google Patents

Description

本発明は、固体粒子が懸濁された懸濁液から固体粒子を沈降分離する固体粒子沈降分離方法、および、固体粒子沈降分離装置に関する。

固体粒子が懸濁された懸濁液から固体粒子を沈降分離する技術が、上下水処理施設等の様々な分野で利用されている。このような沈降分離処理においては、固体粒子を凝集させるための凝集剤を懸濁液に添加することが一般的に行われている（例えば、特許文献１）。

また、近年、放射性セシウム等の放射性物質に汚染された土壌や、放射性物質に汚染された廃棄物を焼却して得られた焼却灰等の固形物を減容化する技術の開発が進められている。例えば、汚染された固形物を水で洗浄して放射性物質を水へ溶解させ、洗浄された固形物と、放射性物質が含まれる水溶液とを固液分離により分離し、当該水溶液にプルシアンブルー等のフェロシアン化金属を添加することで水溶液中の放射性物質をフェロシアン化金属に吸着させる技術が開発されている。このように放射性物質を吸着したフェロシアン化金属を水溶液から沈降分離する際にも、凝集剤を添加して放射性物質を吸着したフェロシアン化金属を凝集させている（例えば、特許文献２）。

特開２００３−１１７５６２号公報 特開２０１３−１０１０９８号公報

しかし、上記凝集剤を添加する技術では、凝集剤に多大なコストを要してしまう。また、放射性物質の減容化を目的とした場合、沈降分離された沈降物に凝集剤が残存して、放射性物質を吸着したフェロシアン化金属のみと比較して沈降物の体積が大きくなってしまい十分な減容化ができない。

ここで、凝集剤を添加しなければ、凝集剤に要するコストを削減でき、また、減容化を進めることが可能となるが、沈降速度を向上させることができず、沈降分離処理に長時間を要してしまうといった課題がある。

そこで、本発明は、このような課題に鑑み、沈降分離する際に、凝集剤の添加を抑制することができ、また、沈降分離処理に要する時間を短縮することが可能な固体粒子沈降分離方法および固体粒子沈降分離装置を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明の固体粒子沈降分離方法は、固体粒子が懸濁された液体であり、液体中の固体粒子間のみかけの反発力が０以下である第１懸濁液に、第１懸濁液中のマイクロバブルおよびナノバブルのうちいずれか一方または両方の存在量が、固体粒子の密度と、単位体積の第１懸濁液あたりの固体粒子の体積と、予め定められた係数とを積算した値である気泡導入上限値未満となるように気体を導入することで、固体粒子を凝集させて沈降を促進させる工程を含むことを特徴とする。

また、沈降を促進させる工程を遂行する前に、固体粒子が懸濁された液体である第２懸濁液中の固体粒子間のみかけの反発力を０以下に調整して、第１懸濁液を生成する工程をさらに含むとしてもよい。

また、第１懸濁液を生成する工程は、固体粒子の凝集を促進する凝集剤を第２懸濁液に導入する工程であるとしてもよい。

また、第１懸濁液を生成する工程は、酸性化合物または塩基性化合物を第２懸濁液に導入して第２懸濁液のｐＨを固体粒子の等電点にする工程であるとしてもよい。

また、沈降を促進させる工程は、第１懸濁液に気体を導入して、大気圧を上回る正圧状態とした後、気体が導入された第１懸濁液を大気圧とする工程であるとしてもよい。

また、上記課題を解決するために、本発明の固体粒子沈降分離装置は、固体粒子が懸濁された液体であり、液体中の固体粒子間のみかけの反発力が０以下である第１懸濁液を収容する、密閉された収容槽と、第１懸濁液を収容槽に供給する懸濁液供給部と、収容槽に気体を導入する気体導入部と、第１懸濁液中のマイクロバブルおよびナノバブルのうちいずれか一方または両方の存在量が、固体粒子の密度と、単位体積の第１懸濁液あたりの固体粒子の体積と、予め定められた係数とを積算した値である気泡導入上限値未満となるように、気体導入部を制御する中央制御部と、を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、沈降分離する際に、凝集剤の添加を抑制することができ、また、沈降分離処理に要する時間を短縮することが可能となる。

第１の実施形態にかかる固体粒子沈降分離装置を説明するための図である。 第１の実施形態にかかる固体粒子沈降分離方法の処理の流れを説明するためのフローチャートである。 懸濁液中の固体粒子の沈降速度と、気泡の存在量との関係を説明するための図である。 第２の実施形態にかかる固体粒子沈降分離装置を説明するための図である。 第２の実施形態にかかる固体粒子沈降分離方法の処理の流れを説明するためのフローチャートである。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、発明の理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。

（第１の実施形態：固体粒子沈降分離装置１００）
図１は、第１の実施形態にかかる固体粒子沈降分離装置１００を説明するための図である。図１に示すように、固体粒子沈降分離装置１００は、収容槽１１０と、懸濁液供給部１２０と、気体導入部１３０と、中央制御部１４０とを含んで構成される。なお、図１中、信号の流れを破線の矢印で示す。

収容槽１１０は、密閉された容器であり、固体粒子が懸濁された液体である懸濁液が収容される。ここで、収容槽１１０に収容される懸濁液は、液体中の固体粒子間のみかけの反発力が０以下（凝集条件下）の第１懸濁液である。液体中の固体粒子間のみかけの反発力が０以下である第１懸濁液は、例えば、固体粒子の表面電荷が０である懸濁液や、ＤＬＶＯ（Derjaguin-Landau-Verwey-Overbeek）理論における全ポテンシャルエネルギーの極大値が０以下である懸濁液や、液体のｐＨが固体粒子の等電点である懸濁液と同義である。

また、収容槽１１０の上面には、収容槽１１０内の気体（例えば、空気、窒素）を抜き出すためのガス抜き配管１１２が設けられており、ガス抜き配管１１２にはバルブ１１２ａが設けられている。さらに、収容槽１１０の底面には、収容槽１１０内の液体（例えば、固体粒子が濃縮された第１懸濁液、第１懸濁液から固体粒子が取り除かれた上澄液）を外部に排出するための液抜き配管１１４が設けられており、液抜き配管１１４にはバルブ１１４ａが設けられている。

懸濁液供給部１２０は、第１懸濁液の供給源である第１懸濁液供給源と収容槽１１０とを接続する配管１２２と、配管１２２に設けられたバルブ１２４と、配管１２２におけるバルブ１２４よりも第１懸濁液供給源側に設けられたポンプ１２６とを含んで構成される。そして、後述する中央制御部１４０による制御指令に応じて、バルブ１２４が開弁されるとともに、ポンプ１２６が駆動されることで、第１懸濁液供給源から収容槽１１０へ第１懸濁液が供給されることとなる。

気体導入部１３０は、気体の供給源である気体供給源と収容槽１１０とを接続する配管１３２と、配管１３２に設けられたバルブ１３４と、配管１３２におけるバルブ１３４よりも気体供給源側に設けられたポンプ１３６とを含んで構成される。そして、中央制御部１４０による制御指令に応じて、バルブ１３４が開弁されるとともに、ポンプ１３６が駆動されることで、気体供給源から収容槽１１０へ気体が導入されることとなる。

本実施形態において気体導入部１３０は、第１懸濁液中の気泡の存在量が、気泡導入上限値未満となるように気体（気泡）を導入する。ここで、気泡導入上限値は、固体粒子の密度と、第１懸濁液中の固体粒子の体積と、予め定められた係数とを積算した値である。気泡導入上限値の設定、および、気体導入部１３０による気体導入処理の具体的な流れについては、後に詳述する。

中央制御部１４０は、ＣＰＵ（中央処理装置）を含む半導体集積回路で構成され、ＲＯＭからＣＰＵ自体を動作させるためのプログラムやパラメータ等を読み出し、ワークエリアとしてのＲＡＭや他の電子回路と協働して固体粒子沈降分離装置１００全体を管理および制御する。本実施形態において、中央制御部１４０は、バルブ１１２ａ、１１４ａ、懸濁液供給部１２０（バルブ１２４、ポンプ１２６）、気体導入部１３０（バルブ１３４、ポンプ１３６）を制御する。中央制御部１４０によるバルブ１１２ａ、１１４ａ、１２４、１３４の開閉制御、および、ポンプ１２６、１３６の駆動制御については、後に詳述する。

続いて、固体粒子沈降分離装置１００を用いた固体粒子沈降分離方法について説明する。

図２は、第１の実施形態にかかる固体粒子沈降分離方法の処理の流れを説明するためのフローチャートである。図２に示すように、固体粒子沈降分離方法は、第１懸濁液収容工程Ｓ１５０と、気体導入工程Ｓ１５２と、沈降分離工程Ｓ１５４とを含む。以下、第１懸濁液収容工程Ｓ１５０、気体導入工程Ｓ１５２、沈降分離工程Ｓ１５４について詳述する。

（第１懸濁液収容工程Ｓ１５０）
まず、中央制御部１４０は、バルブ１１２ａを開弁するとともに、バルブ１１４ａを閉弁する。そして、中央制御部１４０は、バルブ１２４を開弁するとともに、ポンプ１２６を駆動して、第１懸濁液供給源から収容槽１１０へ第１懸濁液を供給する。なお、第１懸濁液が供給されると、収容槽１１０内の気体はガス抜き配管１１２を通じて外部に押し出されることとなる。収容槽１１０への第１懸濁液の供給が完了すると、中央制御部１４０は、バルブ１２４およびバルブ１１２ａを閉弁するとともにポンプ１２６の駆動を停止する。

（気体導入工程Ｓ１５２）
続いて、中央制御部１４０は、バルブ１３４を開弁するとともに、ポンプ１３６を駆動して気体を収容槽１１０に導入し、第１懸濁液（収容槽１１０内）を加圧状態（大気圧を上回る正圧状態）として気体を第１懸濁液に溶解させる。その後、中央制御部１４０は、バルブ１３４を閉弁するとともに、ポンプ１３６の駆動を停止し、さらに、バルブ１１２ａを開弁して、第１懸濁液を大気圧とし、第１懸濁液中に気泡（微細気泡）を分散させる（加圧溶解方式）。

気体導入工程Ｓ１５２において、気体導入部１３０（ポンプ１３６）は、第１懸濁液を加圧状態から大気圧としたときに、第１懸濁液中の気泡の存在量が気泡導入上限値未満となるように気体を導入する。これにより、固体粒子の沈降速度を向上させることができる。気泡導入上限値未満の気泡の存在による、固体粒子の沈降速度の向上については、後に詳述する。

（沈降分離工程Ｓ１５４）
気体導入工程Ｓ１５２において、気体導入部１３０が第１懸濁液に気体を導入した後、固体粒子の沈降に要する期間、第１懸濁液を放置する。その後、固体粒子が沈降したら、中央制御部１４０は、バルブ１１４ａを開弁して、固体粒子が濃縮された第１懸濁液を排出し、固体粒子を処理するための固体粒子処理装置（不図示）に送出する。そして、固体粒子が濃縮された第１懸濁液の排出が終了したら、一旦バルブ１１４ａを閉弁し、液抜き配管１１４の接続先を、第１懸濁液から固体粒子が取り除かれた上澄を処理する上澄処理装置（不図示）に切り換える。その後、バルブ１１４ａを開弁し、上澄を排出して、上澄処理装置に送出し、沈降分離工程Ｓ１５４の処理を終了する。

続いて、気泡の存在による、固体粒子の沈降速度の向上について説明する。本願発明者は、懸濁液に気体を導入して、懸濁液中の気泡の存在量を気泡導入上限値未満とすると、固体粒子の沈降速度が向上することを見出した。

図３は、懸濁液中の固体粒子の沈降速度と、気泡の存在量との関係を説明するための図である。図３中、縦軸に沈降速度（％）を示し、横軸に気泡の存在量（μｌ／ｇ）を示す。なお、ここでは、気泡を存在させない場合（存在量が０μｌ／ｇ）の沈降速度を基準沈降速度（１００％）とし、基準沈降速度の２倍の沈降速度を２００％、基準沈降速度の３倍の沈降速度を３００％、基準沈降速度の４倍の沈降速度を４００％として説明する。

また、ここでは、一例として、密度が１．８（ｇ／ｃｍ^３）である固体粒子を使用し、固体粒子の体積が０．００１１１２ｃｍ^３／ｍｌである懸濁液を用いた場合の、固体粒子の沈降速度と、気泡の存在量との関係について検討した。

かかる懸濁液では、図３に示すように、気泡の存在量を増加させていくと、徐々に沈降速度が上昇し、気泡の存在量が約０．０７５０μｌ／ｇでは沈降速度が約２００％に、約０．１８１μｌ／ｇでは約３００％に上昇することを見出した。そして、気泡の存在量を約０．４４１μｌ／ｇとすると沈降速度が最大（約４００％）となり、さらに気泡の存在量を増加させると、沈降速度が徐々に低下し、約０．７０１μｌ／ｇでは約３００％に、約０．８０７μｌ／ｇでは約２００％に、約０．８９０μｌ／ｇでは約１００％まで低下することを確認した。

つまり、密度が１．８（ｇ／ｃｍ^３）である固体粒子であって、固体粒子の体積が０．００１１１２ｃｍ^３／ｍｌである懸濁液において、気泡の存在量が、０．８９０μｌ／ｇ以上になると、固体粒子が浮上することが分かった。固体粒子が沈降する場合、気泡の密度が０ｇ／ｍｌと仮定すると、懸濁液中の固体粒子の密度、懸濁液中の固体粒子の体積、および、気泡の存在量の関係は、下記数式（１）で表すことができる。

気泡の存在量（ｍｌ／ｇ）＝懸濁液中の固体粒子の密度（ｇ／ｍｌ）×懸濁液中の固体粒子の体積（ｍｌ）×Ａ …数式（１）
ここで、Ａは、予め定められた係数であり、目的とする沈降速度に応じて決定される。具体的に説明すると、沈降速度を１００％に設定する場合、係数Ａは、０または０．４４５となり、沈降速度を２００％に設定する場合、係数Ａは、０．０３７５、または、０．４０３となり、沈降速度を３００％に設定する場合、係数Ａは、０．０９０３、または、０．３５０となり、沈降速度を４００％に設定する場合、係数Ａは、０．２２０となる。なお、上記数式（１）において、懸濁液中の固体粒子の密度（ｇ／ｍｌ）は、懸濁液を構成する液体の密度よりも大きいものとする。

以上の結果から、気体導入部１３０（ポンプ１３６）が、第１懸濁液中の気体の存在量が、以下に示す気泡導入上限値未満となるように、すなわち、０．８９０μｌ／ｇ未満となるように、気体を導入することで、固体粒子を凝集させて沈降速度を向上させる、すなわち、沈降を促進させることが可能となる。なお、気体導入部１３０（ポンプ１３６）が、第１懸濁液中の気体の存在量を、好ましくは０．０７５０μｌ／ｇから０．８０７μｌ／ｇの間の予め定められた存在量となるように、より好ましくは０．１８１μｌ／ｇから０．７０１μｌ／ｇの間の予め定められた存在量となるように、さらに好ましくは０．４４１μｌ／ｇとなるように気体を導入することで、固体粒子の沈降をさらに促進させることが可能となる。

換言すれば、係数Ａを０．４４５未満となるように、好ましくは、０．０３７５から０．４０３の間の予め定められた値となるように、より好ましくは、０．０９０３から０．３５０の間の予め定められた値となるように、さらに好ましくは０．２２０となるように設定して、上記数式（１）を用いて気泡導入上限値（気泡の存在量）を算出し、当該算出された気泡導入上限値となるように、気体を導入することで、固体粒子を凝集させて沈降速度を向上させる、すなわち、沈降を促進させることが可能となる。

以上説明したように、本実施形態にかかる固体粒子沈降分離装置１００およびこれを用いた固体粒子沈降分離方法によれば、懸濁液に気体を導入して、気泡を存在させるといった簡易な構成で、固体粒子の沈降を促進することができる。これにより、気泡を存在させない場合と比較して、凝集剤の量を維持したまま、固体粒子の沈降（沈降分離処理）に要する時間を短縮することが可能となる。また、気泡を存在させない場合と比較して、沈降分離処理に要する時間を維持したまま、凝集剤の量を削減することが可能となる。

（第２の実施形態：固体粒子沈降分離装置２００）
上述した第１の実施形態において、固体粒子沈降分離装置１００の収容槽１１０には、液体中の固体粒子間のみかけの反発力が０以下の第１懸濁液が供給される構成を例に挙げて説明した。しかし、収容槽１１０において第１懸濁液を調整するとしてもよい。本実施形態では、収容槽１１０において第１懸濁液を調整する固体粒子沈降分離装置２００について説明する。

図４は、第２の実施形態にかかる固体粒子沈降分離装置２００を説明するための図である。図４に示すように、固体粒子沈降分離装置２００は、収容槽１１０と、攪拌装置２１０と、懸濁液導入部２２０と、調整物質導入部２３０と、気体導入部１３０と、中央制御部２５０とを含んで構成される。なお、図４中、信号の流れを破線の矢印で示す。

また、上述した第１の実施形態の構成要素と実質的に等しい構成要素については、同一の符号を付して説明を省略し、ここでは、攪拌装置２１０、懸濁液導入部２２０、調整物質導入部２３０、中央制御部２５０について詳述する。

攪拌装置２１０は、収容槽１１０に収容された懸濁液（第２懸濁液と調整物質との混合液）を攪拌する。

懸濁液導入部２２０は、第２懸濁液の供給源である第２懸濁液供給源と収容槽１１０を接続する配管２２２と、配管２２２に設けられたバルブ２２４と、配管２２２におけるバルブ２２４よりも第２懸濁液供給源側に設けられたポンプ２２６とを含んで構成される。そして、後述する中央制御部２５０による制御指令に応じて、バルブ２２４が開弁されるとともに、ポンプ２２６が駆動されることで、第２懸濁液供給源から収容槽１１０へ第２懸濁液が導入されることとなる。

ここで、第２懸濁液は、上記第１懸濁液とは異なり、液体中の固体粒子間のみかけの反発力が０以下ではない懸濁液である。

調整物質導入部２３０は、調整物質（例えば、液体）の供給源である調整物質供給源と収容槽１１０とを接続する配管２３２と、配管２３２に設けられたバルブ２３４と、配管２３２におけるバルブ２３４よりも調整物質供給源側に設けられたポンプ２３６とを含んで構成される。中央制御部２５０による制御指令に応じて、バルブ２３４が開弁されるとともに、ポンプ２３６が駆動されることで、調整物質供給源から収容槽１１０へ調整物質が導入されることとなる。ここで、調整物質は、固体粒子の凝集を促進する凝集剤、もしくは、酸性化合物または塩基性化合物である。

なお、中央制御部２５０は、調整物質導入部２３０を制御して、予め定められた量の調整物質を収容槽１１０に導入する。ここで、調整物質導入部２３０によって導入される調整物質の量は、第２懸濁液体中の固体粒子間のみかけの反発力を０以下とすることができる量であり、事前に凝集試験を実施することで決定される。

中央制御部２５０は、ＣＰＵ（中央処理装置）を含む半導体集積回路で構成され、ＲＯＭからＣＰＵ自体を動作させるためのプログラムやパラメータ等を読み出し、ワークエリアとしてのＲＡＭや他の電子回路と協働して固体粒子沈降分離装置２００全体を管理および制御する。本実施形態において、中央制御部２５０は、攪拌装置２１０、バルブ１１２ａ、１１４ａ、懸濁液導入部２２０（バルブ２２４、ポンプ２２６）、調整物質導入部２３０（バルブ２３４、ポンプ２３６）、気体導入部１３０（バルブ１３４、ポンプ１３６）を制御する。中央制御部２５０による攪拌装置２１０の駆動制御、バルブ１１２ａ、１１４ａ、１３４、２２４、２３４の開閉制御、および、ポンプ１３６、２２６、２３６の駆動制御については、後に詳述する。

続いて、固体粒子沈降分離装置２００を用いた固体粒子沈降分離方法について説明する。

図５は、第２の実施形態にかかる固体粒子沈降分離方法の処理の流れを説明するためのフローチャートである。図５に示すように、固体粒子沈降分離方法は、第２懸濁液導入工程Ｓ２５０と、調整物質導入工程Ｓ２５２と、攪拌工程Ｓ２５４と、気体導入工程Ｓ１５２と、沈降分離工程Ｓ１５４とを含む。上述した第１の実施形態の処理と実質的に等しい処理については、同一の符号を付して説明を省略し、ここでは、第２懸濁液導入工程Ｓ２５０、調整物質導入工程Ｓ２５２、攪拌工程Ｓ２５４について詳述する。

（第２懸濁液導入工程Ｓ２５０）
まず、中央制御部２５０は、バルブ１１２ａを開弁するとともに、バルブ１１４ａを閉弁する。そして、中央制御部２５０は、バルブ２２４を開弁するとともに、ポンプ２２６を駆動して、第２懸濁液供給源から収容槽１１０へ第２懸濁液を導入する。なお、第２懸濁液が供給されると、収容槽１１０内の気体はガス抜き配管１１２を通じて外部に押し出されることとなる。収容槽１１０への第２懸濁液の導入が完了すると、中央制御部２５０は、バルブ２２４を閉弁するとともにポンプ２２６の駆動を停止する。

（調整物質導入工程Ｓ２５２）
続いて、中央制御部２５０は、バルブ２３４を開弁するとともに、ポンプ２３６を駆動して、調整物質供給源から収容槽１１０へ、予め定められた量の調整物質を導入する。

（攪拌工程Ｓ２５４）
中央制御部２５０は、攪拌装置２１０を駆動して、第２懸濁液と調整物質とを混合する。

以上説明したように、本実施形態にかかる固体粒子沈降分離装置２００およびこれを用いた固体粒子沈降分離方法によれば、固体粒子間のみかけの反発力が０以下ではない第２懸濁液であっても、調整物質を用いて第１懸濁液とすることができる。

また、本実施形態においても、第１懸濁液に気体を導入して、気泡を存在させるといった簡易な構成で、固体粒子の沈降を促進することができる。これにより、気体を存在させない場合と比較して、凝集剤の量を維持したまま、沈降分離処理に要する時間を短縮することが可能となる。また、気泡を存在させない場合と比較して、沈降分離処理に要する時間を維持したまま、凝集剤の量を削減することが可能となる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

例えば、上記実施形態の気体導入工程Ｓ１５２において、気体導入部１３０が第１懸濁液中に気泡を存在させる構成として、気体を収容槽１１０に導入し、収容槽１１０内（第１懸濁液）を、大気圧を上回る正圧状態とした後、第１懸濁液を大気圧とする構成について説明した。しかし、気体導入部１３０は、第１懸濁液中に気泡を存在させることができれば、気泡導入手段に限定はない。例えば、別の容器において、気体で正圧状態とした液体を製造し、当該液体を大気開放して液体中に微細気泡（例えば、マイクロバブル、ナノバブル）を存在させた状態で収容槽１１０に導入してもよい。また、例えば、気液混合を遂行するノズルを通して、収容槽１１０に懸濁液を供給することで、ノズルを通過させる際に、懸濁液に微細気泡を存在させるとしてもよい。

また、上記実施形態の沈降分離工程Ｓ１５４において、気体導入部１３０が第１懸濁液に気体を導入した後、固体粒子の沈降に要する期間、第１懸濁液を放置することで、固体粒子を沈降分離する構成について説明した。しかし、沈降分離する手段に限定はなく、例えば、遠心分離を行って固体粒子を沈降分離してもよい。

また、上記第２の実施形態において、調整物質が液体である場合について説明したが、調整物質は固体、または、気体、もしくは、固体、液体、気体の群から選択される複数の混合物であってもよい。

また、上記実施形態において、密度が１．８（ｇ／ｃｍ^３）である固体粒子を例に挙げて説明した。しかし、他の密度の固体粒子であっても、上記数式（１）から沈降に要する気泡の存在量（ｍｌ／ｇ）を導出することができる。

なお、本明細書の固体粒子沈降分離方法の各工程は、必ずしもフローチャートとして記載された順序に沿って時系列に処理する必要はなく、並列的な処理を含んでもよい。

本発明は、固体粒子が懸濁された懸濁液から固体粒子を沈降分離する固体粒子沈降分離方法、および、固体粒子沈降分離装置に利用することができる。

Ｓ１５２ 気体導入工程
Ｓ２５０ 第２懸濁液導入工程
Ｓ２５２ 調整物質導入工程
Ｓ２５４ 攪拌工程
１００、２００ 固体粒子沈降分離装置
１１０ 収容槽
１３０ 気体導入部
２２０ 懸濁液導入部
２３０ 調整物質導入部

Claims (6)

1. 固体粒子が懸濁された液体であり、該液体中の該固体粒子間のみかけの反発力が０以下である第１懸濁液に、該第１懸濁液中のマイクロバブルおよびナノバブルのうちいずれか一方または両方の存在量が、該固体粒子の密度と、単位体積の該第１懸濁液あたりの固体粒子の体積と、予め定められた係数とを積算した値である気泡導入上限値未満となるように気体を導入することで、該固体粒子を凝集させて沈降を促進させる工程を含むことを特徴とする固体粒子沈降分離方法。
2. 前記沈降を促進させる工程を遂行する前に、固体粒子が懸濁された液体である第２懸濁液中の該固体粒子間のみかけの反発力を０以下に調整して、前記第１懸濁液を生成する工程をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の固体粒子沈降分離方法。
3. 前記第１懸濁液を生成する工程は、前記固体粒子の凝集を促進する凝集剤を前記第２懸濁液に導入する工程であることを特徴とする請求項２に記載の固体粒子沈降分離方法。
4. 前記第１懸濁液を生成する工程は、酸性化合物または塩基性化合物を前記第２懸濁液に導入して該第２懸濁液のｐＨを前記固体粒子の等電点にする工程であることを特徴とする請求項２に記載の固体粒子沈降分離方法。
5. 前記沈降を促進させる工程は、前記第１懸濁液に前記気体を導入して、大気圧を上回る正圧状態とした後、該気体が導入された該第１懸濁液を大気圧とする工程であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の固体粒子沈降分離方法。
6. 固体粒子が懸濁された液体であり、該液体中の該固体粒子間のみかけの反発力が０以下である第１懸濁液を収容する、密閉された収容槽と、
   前記第１懸濁液を前記収容槽に供給する懸濁液供給部と、
   前記収容槽に気体を導入する気体導入部と、
   前記第１懸濁液中のマイクロバブルおよびナノバブルのうちいずれか一方または両方の存在量が、前記固体粒子の密度と、単位体積の該第１懸濁液あたりの固体粒子の体積と、予め定められた係数とを積算した値である気泡導入上限値未満となるように、前記気体導入部を制御する中央制御部と、
   を備えたことを特徴とする固体粒子沈降分離装置。

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