JP6470117B2 - 塗料汚水処理システム - Google Patents

Description

本発明は、汚水に含まれる塗料粕を凝集して気泡入りフロックを生成し、水に浮かせた状態に分離させる塗料汚水処理システムに関する。

従来、この種の塗料汚水処理システムでは、塗料粕の気泡入りのフロックを生成するために、送給ポンプにより汚水を撹拌槽に送給すると共に、撹拌槽内にエアー供給管を沈めて気泡を発生させた状態とし、粉体の凝集剤を投下しながら撹拌を行っていた（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１５−２７６３７号公報（段落［００２５］，［００２７］、図５）

しかしながら、上述した従来の塗料汚水処理システムでは、撹拌槽が嵩張るという問題があった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、従来より省スペース化が図られる塗料汚水処理システムの提供を目的とする。

上記目的を達成するためになされた請求項１の発明は、塗料粕を含む汚水を送給ポンプにて分離槽へと送給しかつ凝集剤及び空気と混合して、前記塗料粕を凝集させた気泡入りフロックを生成し、前記分離槽内で水に浮いた状態に分離させる塗料汚水処理システムにおいて、前記送給ポンプとして設けられ、前記汚水を取り込む第１取込口と、上方に開放した第２取込口とを有し、前記第１取込口から取り込んだ前記汚水に前記第２取込口から取り込んだ凝集剤及び空気を混合して前記分離槽へと排出する混合ポンプと、前記第２取込口から上方に向かって拡径したホッパーと、前記凝集剤を含む凝集剤液を前記ホッパーの内面に沿って中空の渦流状に流下させて前記第２取込口へと供給する凝集剤液供給装置と、を備える塗料汚水処理システムである。

請求項２の発明は、前記凝集剤液供給装置は、前記凝集剤液の溶媒を前記ホッパーの内面に沿って噴出して渦流状に流下させる溶媒供給部と、前記渦流状の前記溶媒に向けて前記凝集剤液の溶質である粉体状の前記凝集剤を落下させる溶質供給部とからなる請求項１に記載の塗料汚水処理システムである。

請求項３の発明は、前記溶媒供給部は、脈動ポンプを駆動源として備えている請求項２に記載の塗料汚水処理システムである。

請求項４の発明は、前記脈動ポンプが、前記溶媒を途切れさせずに噴出する請求項３に記載の塗料汚水処理システムである。

請求項５の発明は、前記ホッパーの内面には、前記凝集剤液が渦流状に流下するように案内するガイド凸条が形成されている請求項１乃至４の何れか１の請求項に記載の塗料汚水処理システムである。

請求項１の塗料汚水処理システムでは、分離槽に汚水を送給する送給ポンプとして、上方に開放した第２取込口を有する混合ポンプを使用し、その第２取込口から混合ポンプ内に凝集剤及び空気を取り込んで汚水と混合するので、従来、それらを混合していた撹拌槽をなくすことができ、省スペース化が図られる。しかも、混合ポンプの第２取込口の上方にホッパーを備え、凝集剤を含む凝集剤液をホッパーの内面に沿った中空の渦流状に流下させて第２取込口に取り込むので、渦流の中空部分を通して空気が確実に混合ポンプ内の汚水に取り込まれる。これにより、汚水全体に凝集剤と空気とを効率良く行き渡らせることができる。さらに、送給ポンプと分離槽とを連絡するパイプが設けられている場合には、パイプ内でも、汚水と凝集剤とが混合される。

ここで、液体の凝集剤は予め溶媒に溶かしてタンクに貯留しておき、そこからホッパーに向けて噴出させてもよいし、請求項２の発明のように凝集剤液を溶媒と溶質とに分け、渦流状に流下させた溶媒に溶質（粉体状の凝集剤）を添加して凝集剤液にしてもよい。粉体の凝集剤の場合は、水と触れるとすぐに反応が始まってしまうが、請求項２の発明のように、粉体の凝集剤をホッパー内で溶媒に添加することで、高い凝集効果を得ることができる。

請求項３の塗料汚水処理システムでは、凝集剤液の溶媒が脈流になって流量が変化しながら流下するので一定流量で流下する場合に比べ、溶質（粉体状の凝集剤）がホッパーに付着した場合にそれを容易に洗い流すことができる。

請求項４の塗料汚水処理システムでは、脈動ポンプが溶媒を途切れさせずに噴出するので溶質（粉体状の凝集剤）がホッパーに付着し難くなる。

請求項５の塗料汚水処理システムでは、凝集剤液がホッパーの内面のガイド凸条に案内されて、安定した渦流になって流下する。

本発明の一実施形態に係る塗料汚水処理システムの概念図 送給ポンプの斜視図 第２実施形態に係る塗料汚水処理システムの概念図 従来の塗料汚水処理システムの概念図

［第１実施形態］
以下、本発明の一実施形態を図１及び図２に基づいて説明する。図１には、本実施形態の塗料汚水処理システム１０と塗装設備５０とが示されている。この塗装設備５０には、塗装ブース５１と貯液槽５２とが備えられ、塗装ブース５１内で発生する未塗着の塗料ミストを貯液槽５２内の水を使用して回収する。その結果、貯液槽５２内の水は、塗料粕を含んだ汚水になっている。

塗料汚水処理システム１０は、貯液槽５２から汚水を取り込んで塗料粕を除去し、水だけを貯液槽５２に返送する。そのために、塗料汚水処理システム１０には、分離槽１１、水切槽１２、脱水機１４、送給ポンプ２０及び返送ポンプ１５が備えられている。

分離槽１１は、送給ポンプ２０から送給される汚水を上方から受け入れる。また、分離槽１１には、上端縁の一部を切り欠いてフロック排出部１７が形成されている。そして、分離槽１１内で浮遊している塗料粕のフロックＦが水と共にフロック排出部１７からオーバーフローして水切槽１２へと排出される。なお、分離槽１１の底部には、図示しないバルブにて開閉される排水口１６が備えられている。

水切槽１２には、フロック回収笊１３が上方から装着されていて、分離槽１１からオーバーフローしたフロックＦがフロック回収笊１３に受容されて水切りされる。そして、フロック回収笊１３がフロックＦで満杯になると、別の空のフロック回収笊１３と交換され、フロックＦで満杯になったフロック回収笊１３が脱水機１４へと搬送される。そこで、フロック回収笊１３内のフロックＦが脱水機１４に移されて脱水されてから、図示しない廃棄用の容器に詰められて廃棄される。また、分離槽１１、水切槽１２及び脱水機１４内で塗料粕から分かれた水は、返送ポンプ１５によって貯液槽５２へと戻される。

さて、送給ポンプ２０は、図２に示すように、略円筒形のインペラケース２１を、その中心軸が水平になった状態にして備えている。インペラケース２１の内部には、羽根車（インペラ：図示せず）が備えられ、インペラケース２１の一端面に取り付けられたモータ２６によって羽根車が回転駆動される。

インペラケース２１の外周面のうち最上部から一方にずれた位置からは出力管２２が起立する一方、最上部から他方にずれた位置からは入力管２３が起立している。また、出力管２２の先端の排出口２０Ｃには、分離槽１１から延びたパイプ９０が接続されている。

入力管２３のうち上下方向の中間位置からは出力管２２と反対側に吸引管２４が延びていて、その先端が本発明に係る第１取込口２０Ａになっていて、その第１取込口２０Ａに、貯液槽５２から延びたパイプ９１が接続されている。即ち、貯液槽５２と分離槽１１とを連絡するパイプ９０，９１の間に送給ポンプ２０が取り付けられている。

入力管２３の上端部は、本発明に係る第２取込口２０Ｂになっていて、そこには、上方に向かって拡径したホッパー２５が取り付けられている。そして、凝集剤液供給装置２７により凝集剤液がホッパー２５を通して送給ポンプ２０に供給されて、汚水に混合される。即ち、送給ポンプ２０は、所謂、混合ポンプになっている。

詳細には、凝集剤液供給装置２７は、凝集剤液の溶媒である水をホッパー２５へと供給する脈動ポンプ３２（本発明に係る「溶媒供給部」に相当する）と、凝集剤液の溶質である粉体状の凝集剤をホッパー２５へと供給する溶質供給装置３０（本発明に係る「溶質供給部」に相当する）とからなる。脈動ポンプ３２の取込口には分離槽１１から延びた給水パイプ３２Ｃが接続され、脈動ポンプ３２の排出口には、ホッパー２５まで延びた排水パイプ３２Ａが接続されている。そして、分離槽１１の底部の水が脈動ポンプ３２により吸引されて排水パイプ３２Ａの先端のノズル部３２Ｂから噴出される。そのノズル部３２Ｂは、ホッパー２５の上部における内面周方向に向けて水を噴出するように設置されている。これにより、凝集剤液の溶媒としての水が、ホッパー２５内を流下する中空の渦流になる。また、その渦流を安定させるために、ホッパー２５の内面には、渦巻き状に湾曲した図示しないガイド凸条が形成されている。さらに、脈動ポンプ３２は、途切れずに水を噴出する設定になっている。

溶質供給装置３０は、装置本体３０Ｈから略水平に延びた供給パイプ３０Ａを備えると共に、装置本体３０Ｈの上面に溶質受容ホッパー３０Ｂを備えている。また、溶質供給装置３０には、溶質受容ホッパー３０Ｂの下方位置から供給パイプ３０Ａ内の先端寄り位置に亘って延びた図示しないスクリューが備えられ、そのスクリューが図示しないモータによって回転駆動されて、溶質受容ホッパー３０Ｂ内の粉体状の凝集剤が供給パイプ３０Ａの先端から排出される。そして、ホッパー２５内を流れる水の渦流における下流寄り位置に凝集剤が降り注がれるように供給パイプ３０Ａの先端が配置されている。

本実施形態の塗料汚水処理システム１０の構成に関する説明は以上である。次に、この塗料汚水処理システム１０の作用効果について説明する。塗料汚水処理システム１０を起動すると、送給ポンプ２０が作動して貯液槽５２内の塗料粕を含んだ汚水が第１取込口２０Ａから送給ポンプ２０に取り込まれる。そして、ホッパー２５を通して第２取込口２０Ｂから送給ポンプ２０に凝集剤液と空気とが取り込まれ、送給ポンプ２０の図示しない羽根車（インペラ）によって汚水の塗料粕に凝集剤液と空気とが混ぜ込まれて送給ポンプ２０の排出口２０Ｃから排出されると共に、パイプ９０内を流れることでさらに混合されて、分離槽１１へと送給される。これにより、貯液槽５２からの汚水が分離槽１１内へと注がれたときには、塗料粕の一部が既に気泡入りのフロックＦになって分離槽１１の液面上に浮き、これが分離槽１１内で更に大きなフロックＦに成長する。そして、分離槽１１に汚水が継続して流れ込むことにより、その分離槽１１の液面上のフロックＦが水切槽１２へとオーバーフローする。その水切槽１２では、フロックＦがフロック回収笊１３に受容されて水切りされる。そして、水切りされたフロックＦが、脱水機１４で脱水されて廃棄される。また、水切槽１２及び脱水機１４で塗料粕から分離した水は、返送ポンプ１５によって貯液槽５２に戻され、分離槽１１内で塗料粕と分けられた水も、所定のタイミングで返送ポンプ１５により貯液槽５２に戻される。

ところで、本実施形態のように粉体で比重が小さい凝集剤を使用する場合、液面に浮かないように凝集剤を沈めて汚水全体と混ぜるために、従来は撹拌槽を用いていたため、その撹拌槽を設置するための広いスペースが必要であった。これに対し、上述した本実施形態の塗料汚水処理システム１０では、分離槽１１に汚水を送給する送給ポンプ２０を、上方に開放した第２取込口２０Ｂを有する混合ポンプとして使用し、その第２取込口２０Ｂから送給ポンプ２０内に凝集剤及び空気を取り込んで汚水と混合するので、従来の撹拌槽をなくすことができ、省スペース化が図られる。

しかも、送給ポンプ２０の第２取込口２０Ｂの上方にホッパー２５を備え、凝集剤を含む凝集剤液をホッパー２５の内面に沿った中空の渦流状に流下させて第２取込口２０Ｂに取り込むので、渦流の中空部分を通して空気が確実に送給ポンプ２０内の汚水に取り込まれる。これにより、圧縮エアーを供給しなくても、汚水全体に凝集剤と空気とを効率良く行き渡らせることがきる。さらに、送給ポンプ２０と分離槽１１とを連絡するパイプ９０内でも、汚水と凝集剤とが混合される。

また、凝集剤液は、溶質である水と溶媒である粉体状の凝集剤とに分けられ、その水がホッパー２５内で渦流となって流下する部分に粉体状の凝集剤が添加されて凝集剤液になるので、予め凝集剤を水に溶かして凝集剤液としておいたものより、高い凝集効果を得ることができる。さらに、渦流となる水は、脈動ポンプ３２から途切れずに供給されるので凝集剤がホッパー２５の内面に付着することが防がれる。しかも、渦流となる水は脈流になって流量を変化させながら流下するので、ホッパー２５の内面に凝集剤が仮に付着しても容易に洗い流すことができる。

［第２実施形態］
以下、本発明の第２実施形態を図３及び図４に基づいて説明する。図３に示された本実施形態の塗料汚水処理システム１０Ｖは、撹拌槽１０２と成長槽１０３とを併設して備えた従来の塗料汚水処理システム１００（図４参照）を改良したものである。

塗料汚水処理システム１０Ｖは、前記第１実施形態と同様に、混合ポンプとしての送給ポンプ２０を備えていて、送給ポンプ２０によりフロックＦを含んだ汚水が成長槽６０に送給される。成長槽６０は、従来の成長槽１０３と同様の構成となっていて、内部にプロペラを有するが、そのプロペラの回転速度は、従来の撹拌槽１０２と比べると、極めて遅い。これにより、成長槽６０内には、汚水の穏やかな流れが生じていて、フロックＦが大きく成長する。そして、これらのフロックＦを含んだ汚水は、成長槽６０から分離槽１１へと供給される。他の構成については、前記第１実施形態と同様である。

本実施形態の構成によれば、前記第１実施形態と同様にして、撹拌槽をなくすことができるので、撹拌槽１０２と成長槽１０３とを両方備えた従来の塗料汚水処理システム１００に比べ、省スペース化が図られる。

［他の実施形態］
本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下に説明するような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。

（１）前記実施形態では、凝集剤液を溶媒である水と溶質である粉体状の凝集剤とに分けておいてホッパー２５に供給して、そのホッパー２５内で凝集剤液を生成していたが、液体の凝集剤を予め溶媒に溶かしてタンクに貯留しておき、そこから凝集剤液をホッパー２５に供給する構成にしてもよい。

（２）塗料汚水処理システムが、脈動ポンプ３２からｐＨ調整液を供給するように構成されていてもよい。このようにして、汚水のｐＨを調整することにより、ホッパー２５、送給ポンプ２０、分離槽１１等の汚水が流れる部位における錆の発生を抑制することが可能となる。

［その他］
本発明の技術的範囲には含まれないが、「所定の処理対象液を送給ポンプにて貯留槽へと送給して薬剤と混合する処理を行うシステムにおいて、前記処理対象液を取り込む第１取込口と、上方に開放した第２取込口とを有し、前記第１取込口から取り込んだ前記処理対象液に前記第２取込口から取り込んだ薬剤を混合して前記貯留槽へと排出する混合ポンプを前記送給ポンプとして設けると共に、前記第２取込口から上方に向かって拡径したホッパーを備え、前記薬剤を含む薬剤液を前記ホッパーの内面に沿って中空の渦流状に流下させて前記第２取込口へと供給する」構成にしてもよい。

１０，１０Ｖ 塗料汚水処理システム
１１ 分離槽
２０ 送給ポンプ（混合ポンプ）
２０Ａ 第１取込口
２０Ｂ 第２取込口
２５ ホッパー
２７ 凝集剤液供給装置
３０ 溶質供給装置（溶質供給部）
３２ 脈動ポンプ（溶媒供給部）
Ｆ フロック

Claims (5)

1. 塗料粕を含む汚水を送給ポンプにて分離槽へと送給しかつ凝集剤及び空気と混合して、前記塗料粕を凝集させた気泡入りフロックを生成し、前記分離槽内で水に浮いた状態に分離させる塗料汚水処理システムにおいて、
   前記送給ポンプとして設けられ、前記汚水を取り込む第１取込口と、上方に開放した第２取込口とを有し、前記第１取込口から取り込んだ前記汚水に前記第２取込口から取り込んだ凝集剤及び空気を混合して前記分離槽へと排出する混合ポンプと、
   前記第２取込口から上方に向かって拡径したホッパーと、
   前記凝集剤を含む凝集剤液を前記ホッパーの内面に沿って中空の渦流状に流下させて前記第２取込口へと供給する凝集剤液供給装置と、を備える塗料汚水処理システム。
2. 前記凝集剤液供給装置は、前記凝集剤液の溶媒を前記ホッパーの内面に沿って噴出して渦流状に流下させる溶媒供給部と、前記渦流状の前記溶媒に向けて前記凝集剤液の溶質である粉体状の前記凝集剤を落下させる溶質供給部とからなる請求項１に記載の塗料汚水処理システム。
3. 前記溶媒供給部は、脈動ポンプを駆動源として備えている請求項２に記載の塗料汚水処理システム。
4. 前記脈動ポンプが、前記溶媒を途切れさせずに噴出する請求項３に記載の塗料汚水処理システム。
5. 前記ホッパーの内面には、前記凝集剤液が渦流状に流下するように案内するガイド凸条が形成されている請求項１乃至４の何れか１の請求項に記載の塗料汚水処理システム。

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