JP6588291B2 - Solid-liquid separator - Google Patents
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Description
本発明は、固形物を含む懸濁液から固形物を分離する固液分離装置に関する。 The present invention relates to a solid-liquid separation device for separating a solid from a suspension containing the solid.
懸濁液から固形物を分離する固液分離装置として、液体サイクロンが使われてきた(例えば特許文献1参照)。液体サイクロンに供給された懸濁液は、遠心分離により固形物濃度の高い分離液と固形物濃度の低い排液とに分離される。固形物濃度の低い排液は、液体サイクロンの上部から排出され、固形物濃度の高い分離液は、液体サイクロンの下部から排出される。通常、液体サイクロンの下部から排出された分離液は、液体サイクロンの下部に設けた容器に回収される。例えば、特許文献1に記載の固液分離装置は、液体サイクロンの下部に懸濁粒子が流れ込む沈殿部を備えている。
A liquid cyclone has been used as a solid-liquid separation device for separating a solid from a suspension (see, for example, Patent Document 1). The suspension supplied to the hydrocyclone is separated into a separated liquid with a high solid concentration and a drained liquid with a low solid concentration by centrifugation. The drained liquid having a low solid concentration is discharged from the upper portion of the liquid cyclone, and the separating liquid having a high solid concentration is discharged from the lower portion of the liquid cyclone. Usually, the separation liquid discharged from the lower part of the liquid cyclone is collected in a container provided at the lower part of the liquid cyclone. For example, the solid-liquid separation device described in
しかしながら、前記のような従来の固液分離装置は、液体サイクロンの下部の容器には、懸濁粒子と水が混ざった分離液が回収されるので、懸濁粒子を固形の状態で回収するには、分離液から水を排除する必要があった。このため、容器に回収した分離液より水を排除するために別途専用の脱水装置が必要であった。 However, in the conventional solid-liquid separation apparatus as described above, since the separated liquid in which the suspended particles and water are mixed is collected in the container below the liquid cyclone, the suspended particles are collected in a solid state. Needed to remove water from the separation. For this reason, in order to exclude water from the separated liquid collected in the container, a separate dedicated dehydrator is required.
本発明は前記のような従来の問題を解決するものであり、液体サイクロンから回収した分離液から固形物を専用の脱水装置を追加することなく容易に回収することができる固液分離装置を提供することを目的とする。 The present invention solves the conventional problems as described above, and provides a solid-liquid separation device that can easily recover solids from a separation liquid recovered from a liquid cyclone without adding a dedicated dehydration device. The purpose is to do.
前記目的を達成するために、本発明の固液分離装置は、固形物を含む懸濁液から固形物を分離する固液分離装置であって、前記懸濁液から遠心分離により固形物濃度の高い分離液と固形物濃度の低い排液とに分離する液体サイクロンと、前記液体サイクロンへ前記懸濁液を給液するポンプと、前記液体サイクロンより排出された前記分離液が供給される回収容器と、前記回収容器に圧縮エアーを供給する圧縮エアー供給手段と、前記回収容器下部に設けた通水性部材とを備えており、前記回収容器内に前記分離液を回収した状態で、前記圧縮エアーの供給により、前記分離液から前記通水性部材を通して水を強制的に排除し、前記分離液中の固形物を脱水ケーキとして回収することを特徴とする。この構成によれば、液体サイクロンから排出された固形物濃度の高い分離液から水を強制的に排除し、固形物は回収容器内から脱水ケーキとして回収されるので、別途専用の脱水装置を追加することなく、懸濁液から固形物を分離して回収することができる。 In order to achieve the above object, a solid-liquid separation device of the present invention is a solid-liquid separation device that separates solid matter from a suspension containing solid matter, and the concentration of solid matter is separated from the suspension by centrifugation. A liquid cyclone that separates into a high separation liquid and a drainage liquid with a low solids concentration, a pump that supplies the suspension to the liquid cyclone, and a recovery container to which the separation liquid discharged from the liquid cyclone is supplied And a compressed air supply means for supplying compressed air to the recovery container, and a water-permeable member provided at the lower part of the recovery container, and the compressed air is recovered in the state where the separation liquid is recovered in the recovery container. By supplying the water, water is forcibly removed from the separated liquid through the water-permeable member, and the solid matter in the separated liquid is recovered as a dehydrated cake. According to this configuration, water is forcibly removed from the separation liquid with a high concentration of solid matter discharged from the hydrocyclone, and the solid matter is recovered as a dehydrated cake from the collection container. Without separation, the solid matter can be separated and recovered from the suspension.
本発明の固液分離装置においては、前記懸濁液及び前記排液を溜める液貯留容器をさらに備え、前記ポンプにより前記液貯留容器と前記液体サイクロンとの間で前記液貯留容器中の液体を循環させる経路を設けていることが好ましい。この構成によれば、液貯留容器中の液体を液体サイクロンへ繰り返し供給しながら循環させることができるので、固形物の回収率を高めることができる。 The solid-liquid separation device of the present invention further includes a liquid storage container for storing the suspension and the drainage liquid, and the pump stores the liquid in the liquid storage container between the liquid storage container and the liquid cyclone. It is preferable to provide a circulation path. According to this configuration, since the liquid in the liquid storage container can be circulated while being repeatedly supplied to the liquid cyclone, the solids recovery rate can be increased.
本発明によれば、液体サイクロンから排出された固形物濃度の高い分離液から水を強制的に排除し、固形物は回収容器内から脱水ケーキとして回収されるので、別途専用の脱水装置を追加することなく、懸濁液から固形物を分離して回収することができる。 According to the present invention, water is forcibly removed from the separated liquid with a high solid concentration discharged from the hydrocyclone, and the solid is recovered as a dehydrated cake from the collection container. Without separation, the solid matter can be separated and recovered from the suspension.
以下、本発明の一実施形態について図面を参照しながら説明する。図1は本発明の一実施形態に係る固液分離装置1の概略構成図を示している。最初に本図を参照しながら、固液分離装置1の構成について説明する。固液分離装置1は、液体サイクロン2を用いて、固形物を含む懸濁液から固形物を分離する装置である。懸濁液としては、例えば珪藻土濾過装置の洗浄工程で発生する排水が挙げられ、この排水は、固形物である珪藻土と水が懸濁したものである。液体サイクロン2は、懸濁液から遠心分離により固形物濃度の高い分離液と固形物濃度の低い排液とに分離する装置である。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a schematic configuration diagram of a solid-
液貯留容器4には、懸濁液が貯えられている。この懸濁液は、例えば珪藻土濾過装置(図示せず)からの排水を供給したものである。液貯留容器4と液体サイクロン2との間は給液流路6で接続されている。給液流路6にはポンプ5が介在しており、液貯留容器4の懸濁液は、ポンプ5により、液体サイクロン2へ給液される。バルブ10は、液貯留容器4に貯えた懸濁液を流出させるためのバルブであり、ポンプ5の運転中は開いている。
The liquid storage container 4 stores a suspension. This suspension is, for example, supplied with drainage from a diatomaceous earth filtration device (not shown). A
液体サイクロン2へ給液された懸濁液は、前記のとおり、遠心分離により固形物濃度の高い分離液と固形物濃度の低い排液とに分離される。分離液は回収容器3に供給される。回収容器3には、圧縮エアー供給源13、バルブ14及び圧縮エアー供給流路15で構成される圧縮エアー供給手段16が接続されている。また、回収容器3の下部には通水性部材17を設けており、分離液中の水が通過するようになっている。詳細は後に説明するとおり、回収容器3に供給された分離液中の固形物は脱水ケーキとして回収される。
As described above, the suspension supplied to the
一方、液体サイクロン2で分離された排液は還流流路7を経て液貯留容器4に戻され、液貯留容器4には、懸濁液と共に排液が貯えられる。液貯留容器4中の液体は、給液流路6を経て液体サイクロン2へ給液され、再び液体サイクロン2で分離液と排液とに分離される。そして、分離液は回収容器3に供給され、排液は還流流路7を経て液貯留容器4に戻される。すなわち、給液流路6及び還流流路7により、液貯留容器4と液体サイクロン2との間で液貯留容器4中の液体を循環させる循環経路8を構成している。
On the other hand, the drained liquid separated by the
以下、図2〜7を参照しながら、固液分離装置1の動作を工程順に説明する。図2〜7に示した固液分離装置1は、図1に示した固液分離装置1と同一構成であり、便宜のため線で図示した各流路は、流体が流動している部分を太線で示しており、バルブ10〜12及び14は、閉じた状態にあるときは塗りつぶして図示している。また、実施例(数値例)を適宜挙げながら説明するが一例であり、これに限定されるものではない。
Hereinafter, the operation of the solid-
図2は、固液分離装置1の運転開始直後を示す図である。バルブ10は開いており、ポンプ5により液貯留容器4内の懸濁液が液体サイクロン2へ給液されている。液貯留容器4には、水300Lに珪藻土8kgが混合された懸濁液が貯留されている。ポンプ5の吐出圧力の最大値は0.3MPaである。
FIG. 2 is a view immediately after the start of operation of the solid-
図3は、固液分離装置1の運転開始から数秒経過した状態を示している。本図の状態では、液体サイクロン2内へ懸濁液が給液されており、懸濁液は、遠心分離により固形物濃度の高い分離液と固形物濃度の低い排液とに分離される。バルブ11は開いており、回収容器3(容量38L)には分離液が供給されている(矢印a)。排液は還流流路7を経て液貯留容器4に戻され、液貯留容器4には、懸濁液と共に排液が貯えられる。
FIG. 3 shows a state in which several seconds have elapsed from the start of operation of the solid-
回収容器3内において、運転初期は分離液中の水だけでなく、通水性部材17のメッシュの目開きよりも小さな固形物も通水性部材17を通過して落下するが、所定時間経過後は通水性部材17上に固形物の層が形成され、ほぼ水だけが落下するようになる。このため、回収容器3内に溜まっている分離液中の固形物の濃度は徐々に高くなっていく。運転初期に通水性部材17を通過する固形物を含む液体は液貯留容器4に戻してもよい。通水性部材17は、ステンレス製メッシュであり、メッシュ面積は0.126m2、メッシュの目開きは89μmである。
In the
図4は、固液分離装置1の回収容器3内全体に分離液20が充満した状態を示している。運転開始から約2分後にこの状態になる。これ以降も液体サイクロン2への給液を継続し、運転開始からの経過時間(例えば15分)を目安に、ポンプ5を停止し、バルブ11を閉じ、圧縮エアー供給手段16のバルブ14を開く。このことにより、固液分離装置1は脱水工程に移行する。
FIG. 4 shows a state in which the
図5は、固液分離装置1が脱水工程に移行した状態を示している。脱水工程では、圧縮エアー供給手段16により、圧縮エアーが回収容器3内に供給される。エアー供給圧力は0.1MPaである。このときバルブ11は閉じているので、圧縮エアーの供給により、分離液20から通水性部材17を通して水が強制的に排除される。図6は、脱水開始から所定時間(約2分)経過した状態を示している。図5の分離液20は脱水されて、図6では含水率約60%の脱水ケーキ21になっている。
FIG. 5 shows a state where the solid-
図7は、脱水ケーキ21の回収工程を示している。本図の状態では、バルブ14は閉じて圧縮エアーの供給を停止させており、脱水工程で閉じたバルブ11は閉じた状態を維持させている。この回収工程では、バルブ12を開き、回収容器3内を脱圧させる。通水性部材17は、ボルト等で回収容器3に固定された円環状の枠体と一体になって回収容器3の下部に設けられている。通水性部材17は、円環状の枠体に設けたヒンジ等(図示せず)により開閉できる構造であり、図7では開いている。このことにより、回収容器3から脱水ケーキ21を回収することができる。本実施形態では、回収容器3の内周面は、下側が広くなるテーパー形状にしており、このことにより脱水ケーキ21を回収容器3の内周面に沿って下側に滑り易くし、脱水ケーキ21の回収が容易になるようにしている。
FIG. 7 shows a process for collecting the
前記の適宜数値例を挙げた実施例において、脱水ケーキ21より固形分重量を算出し、投入した珪藻土重量と比較したところ、回収率は95%であった。また、液貯留容器4内の液体は固形物量が少ないので、そのまま固液分離装置1の外部に排水することも可能である。
In the above-mentioned examples that give numerical examples as appropriate, the solid content weight was calculated from the dehydrated
以上のように、固液分離装置1を使用することにより、液体サイクロン2に供液された懸濁液は、液体サイクロン2から固形物濃度の高い分離液として排出され、この分離液から水を強制的に排除し、固形物は回収容器3内から脱水ケーキ21として回収される。すなわち、別途専用の脱水装置を追加することなく、懸濁液から固形物を分離して回収することができる。
As described above, by using the solid-
前記実施形態においては、給液流路6及び還流流路7により、液貯留容器4と液体サイクロン2との間で液貯留容器4中の液体を循環させる循環経路8を構成している。この構成によれば、液貯留容器4中の液体を液体サイクロン2へ繰り返し供給しながら循環させることができるので、固形物の回収率を高めることができる。一方、液貯留容器4と液体サイクロン2との間で液体を循環させない構成であってもよい。この構成の場合は、還流流路7からの排液は、再度液体サイクロン2へ給液されることなく処理される。この場合、回収率は80%となり、この回収率の値は、液体を循環させる方法と比較すれば低い値ではあるが、良好な回収率であることには変わりはない。
In the embodiment, the liquid
1 固液分離装置
2 液体サイクロン
3 回収容器
4 液貯留容器
6 給液流路
7 還流流路
8 循環経路
16 圧縮エアー供給手段
17 通水性部材
20 分離液
21 脱水ケーキ
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記懸濁液から遠心分離により珪藻土濃度の高い分離液と珪藻土濃度の低い排液とに分離する液体サイクロンと、
前記液体サイクロンへ前記懸濁液を給液するポンプと、
前記液体サイクロンより排出された前記分離液が供給される回収容器と、
前記回収容器に圧縮エアーを供給する圧縮エアー供給手段と、
前記回収容器内を脱圧させるためのバルブと、
前記回収容器下部に設け前記回収容器を開閉可能な通水性部材とを備えており、
前記回収容器内に前記分離液を回収した状態で、前記圧縮エアーの供給により、前記分離液から前記通水性部材を通して水を強制的に排除し、
前記バルブにより前記回収容器内を脱圧した後、前記通水性部材を開いて前記分離液中の珪藻土を脱水ケーキとして回収することを特徴とする固液分離装置。 A solid-liquid separator for separating diatomaceous earth from a suspension containing diatomaceous earth ,
A liquid cyclone that is separated from the suspension into a separated solution having a high diatomaceous earth concentration and an effluent having a low diatomaceous earth concentration by centrifugation;
A pump for feeding the suspension to the hydrocyclone;
A recovery container to which the separation liquid discharged from the hydrocyclone is supplied;
Compressed air supply means for supplying compressed air to the collection container;
A valve for depressurizing the inside of the collection container;
A water-permeable member provided at the lower part of the recovery container and capable of opening and closing the recovery container ;
With the separation liquid recovered in the recovery container, by supplying the compressed air, water is forcibly removed from the separation liquid through the water-permeable member,
After depressurizing the inside of the recovery container by the valve, the water-permeable member is opened to recover the diatomaceous earth in the separated liquid as a dehydrated cake.
The liquid storage container which stores the said suspension liquid and the said waste liquid is further provided, The path | route which circulates the liquid in the said liquid storage container between the said liquid storage container and the said liquid cyclone with the said pump is provided. The solid-liquid separator described in 1.
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