JPH0314517B2 - - Google Patents

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JPH0314517B2
JPH0314517B2 JP5307187A JP5307187A JPH0314517B2 JP H0314517 B2 JPH0314517 B2 JP H0314517B2 JP 5307187 A JP5307187 A JP 5307187A JP 5307187 A JP5307187 A JP 5307187A JP H0314517 B2 JPH0314517 B2 JP H0314517B2
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bubbles
wastewater
flotation
tank
fluid
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JP5307187A
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Inventor
Tooru Sano
Takayuki Mimuro
Shunji Kawahara
Hiroshi Nagasawa
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Nikko Engineering Co Ltd
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Nikko Engineering Co Ltd
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  • Physical Water Treatments (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

[産業上の利用分野] 本発明は、分散気泡と析出気泡の双方を利用
し、さらに有機高分子凝集剤を利用した廃水の凝
集浮上分離方法及び該方法に用いられる凝集浮上
分離装置に関するものである。本発明は、一般的
な廃水の処理はもちろん、各種の液体の凝集浮上
分離処理、例えば汚泥の濃縮処理等にも適用する
ことができる。また本発明で用いる気体は必ずし
も空気である必要はなく、例えばチツ素リツチな
空気(空気から酸素を選択的に取り出した残りの
気体)を用いることもできる。 [従来の技術] 廃水の浮上分離処理方法・装置として一般的に
用いられているのは、(a)析出気泡を利用する加圧
浮上分離方法・装置、(b)主として分散気泡を利用
する常圧浮上分離方法・装置である。この他にも
電解浮上分離方法・装置や散気管による浮上分離
方法・装置等が知られているが、これらの方法・
装置は特殊な用途に限定されている。 (a) 加圧浮上分離方法・装置 水と空気を圧力容器の中に滞留させ、過剰な
空気を排気しながら加圧下で空気を水に溶解さ
せ、この溶解液を抜き出して浮上分離槽の廃水
中に導入する。溶解していた空気は大気圧下で
気泡となり、廃水中の不純物(除去目的成分)
の凝集物に析出・付着するので、該不純物は析
出気泡の浮力によつて浮上分離される。即ちこ
の方法によれば、廃水中の不純物は主として析
出気泡の付着作用によつて分離される。圧力・
温度等の条件にもよるが、一般に本方法によれ
ば析出気泡の量は水に対してノルマル体積で2
〜3%である。また本方法によれば、凝集した
不純物と凝集していない不純物との双方に気泡
が析出するので、分離精度が高い。 (b) 常圧浮上分離方法・装置 水に空気を導入し、スタテイツクミキサを通
過させることによつて水の中に分散気泡を作
り、この分散気泡を含んだ水と廃水を混合し、
さらに有機高分子凝集剤を添加することにより
不純物を凝集させる。この時、廃水中に存在す
る分散気泡が、凝集していく不純物の中に抱き
込まれるので、該不純物は分散気泡の浮力によ
つて浮上分離される。即ちこの方法によれば、
廃水中の不純物は主として分散気泡の抱き込み
作用(包含作用)によつて分離される。一般に
本方法によれば、分散気泡の量は水に対してノ
ルマル体積で10〜30%となり、前記加圧浮上分
離方法に比べて気泡量が多いため、浮上分離速
度が早くなる。また本方法の装置は前記方法の
装置に比べて比較的小型・単純である。 [発明が解決しようとする問題点] 加圧浮上分離方法によれば、気泡量が比較的少
ないために浮上分離速度が遅く、大きな浮上分離
槽が必要になるという問題点がある。また大きな
加圧タンクや同タンク内のレベルコントロールを
行なうための装置等が必要になり、配管も複雑に
なる等、装置全体が大型化し、設置コストが高く
なると共に装置の運転・維持等の扱いが繁雑にな
るという問題点がある。 常圧浮上分離方法によれば、有機高分子凝集剤
によつて既に凝集してしまつた不純物や、有機高
分子凝集剤によつて凝集しない(又はしにくい)
不純物については、分散気泡の抱き込み作用が行
なわれにくくなる結果、前記加圧浮上分離方法に
比べて不純物の分離精度が劣るという問題点があ
つた。また分散気泡を機械的な操作によつて作る
限り、径の大きい気泡が液中に発生することは避
けられない。このような粗大な気泡(例えば約
100μm以上と考えられる。)は、付着作用や抱き
込み作用よりも攪拌作用の方が強く、分離精度を
悪くしている一要因になつていると考えられる。 [発明の目的] 本願発明者は、前記従来の浮上分離方法及び装
置が有する長所・短所を踏まえた上で、これらの
各装置について各種のテストを実施した結果、下
記(イ)〜(ハ)に示す事実を確認するに到つた。 (イ) 析出気泡と分散気泡の両方を用いて浮上分離
を行なうと、分離速度が大きくなり、分離精度
も高くなる傾向がある。 (ロ) 廃水の種類や処理目標水準によつて、両気泡
の有効性が異なる。例えば、製油所の含油廃水
に対しては析出気泡を多くした方がよく、食堂
廃水に対しては分散気泡を多くした方が好結果
が得られる。 (ハ) 分散気泡中の粗大な気泡を除去すると分離精
度が良くなる。 そこで本発明においては、分散気泡と析出気泡
を任意の量・割合で廃水中に発生させると共に廃
水中に有機高分子凝集剤を添加して除去目的成分
を凝集させ、気泡の付着作用及び抱き込み作用に
よつて種々の廃水を効果的に処理することのでき
る凝集浮上分離方法を提供することを目的とし、
さらに該方法に用いて有効な凝集浮上分離装置を
提供することを目的としている。 [問題点を解決するための手段] 本発明の凝集浮上分離方法は、浮上分離槽内の
廃水中に微細な分散気泡と析出気泡を任意の量・
割合で発生させると共に同廃水中に有機高分子凝
集剤を加えて除去目的成分を凝集させ、凝集した
除去目的成分に前記気泡を付着または包含させる
ことによつて前記除去目的成分を浮上分離させる
ことを特徴としている。また本発明の凝集浮上分
離装置は、廃水を処理するための浮上分離槽と、
前記浮上分離槽内の廃水中に微細な分散気泡と析
出気泡を任意の量・割合で発生させる気泡発生装
置と、前記浮上分離槽内の廃水中に有機高分子凝
集剤を添加するための薬剤添加口と、を具備する
ことを特徴としている。 [作 用] 気泡発生装置によつて、浮上分離槽内の廃水中
に微細な分散気泡と析出気泡を廃水の性質に合せ
た任意の量・割合で発生させる。そして薬剤添加
口から廃水中に有機高分子凝集剤を加え、気泡が
発生している浮上分離槽内において除去目的成分
を凝集させる。前記気泡は凝集した除去目的成分
中に包含され、または凝集した除去目的成分の表
面に析出・付着するので、凝集した除去目的成分
は気泡の浮力によつて浮上分離される。 [実施例] 本発明の一実施例を第1図〜第4図によつて説
明する。 第1図は本実施例に係る凝集浮上分離装置を示
す模式的構造図である。同図中1は、原廃水が供
給される2槽式の反応槽であり、該反応槽1に
は、薬注装置2、攪拌機3及び反応制御用センサ
4等が設けられている。反応槽1に供給された原
廃水は、これらの装置によつて薬注等の前処理を
施され、廃水W(被処理水)の入口5から配管P
1に入り、浮上分離槽6の補助槽6aに送られる
ように構成されている。また該配管P1の途中に
は弁V1を介して薬剤添加口7が設けられてお
り、浮上分離槽6内に送り込まれる廃水W中に有
機高分子凝集剤を添加できるようになつている。
浮上分離槽6の上部には回転羽根式のスカムスキ
マ8が設けられており、槽内に貯えられた廃水W
の水面に浮上してきた不純物を槽外に掻き出すこ
とができるようになつている。また浮上分離槽6
の下部には処理水の出口9が配管P2によつて接
続連通されている。また漏斗状に形成された浮上
分離槽6の最底部には配管P3が接続されてお
り、該配管P3はバルブV2を介して気泡発生装
置としてのポンプ10の吸引管11に接続連通さ
れている。従つて浮上分離槽6内にある処理済み
の水がポンプ10に供給されることになる。 次に前記ポンプ10は、浮上分離槽6内の廃水
W中に気泡を発生させるために設けられているも
ので、浮上分離槽6から引込んだ処理済みの水に
空気を分散・溶解させ、これらの流体を再び浮上
分離槽6の補助槽6aに送り込めるように接続構
成されている。このポンプ10は通常の渦巻ポン
プ(例えば、構造が単純・安価・取扱い易い片側
吸込式横型非自給式のポンプ)を改造して構成し
てもよいが、一般に、通常の渦巻ポンプでは、流
入する流体中に気体の占める割合が大になると、
振動・異音・回転羽根の異常摩耗等を起す他、流
体を吐出できなくなつたり、吐出が間欠的になつ
てしまう等の不都合を生じる場合がある。本発明
者は、このような不都合の生ずる原因がインペラ
部の流体通路の形状にあると考え、さらに流体通
路の断面積が入口側よりも出口側で大きいことに
原因があることを確認した。そこで本実施例にお
いては、後述するように、より多くの気体を液体
と共に圧送できるような構造のポンプを用いて、
装置全体の効果をより高いものとしている。 第2図に示す12は、駆動軸13が取付けられ
るボス14aを有する主盤14と、該主盤14の
一方の側面に設けられた複数の羽根15とによつ
て構成されるインペラ本体である。そして該イン
ペラ本体12の羽根15には、中央部に孔16a
が形成された円盤形の側板16が固着されてお
り、インペラ部17を構成している。第3図aに
示すように、前記羽根15は、円弧状にカーブし
た爪形の断面形状を有しており、各羽根15と主
盤14の側面と側板16の内面とによつて複数の
流体通路18が構成されている。通常の渦巻ポン
プにおける流体通路と異なり、この流体通路18
は、第3図bに示すように、楕円形状の入口19
側の断面積が大きく、楕円形状の出口20側の断
面積の方が小さくなつており、その壁面は角部の
ないなめらかな形状とされている。但し製作コス
ト等の都合によつては、流体通路18の断面形状
は、四角形状のような角部を有するものとしても
よい。また前記両断面積は、流体通路18内にお
ける流体の見掛け流速(一定時間内に流れる流体
の見掛け体積をその時間で除した値)が一定にな
るように、出口20での流体圧力と圧送しようと
する気・液の混合割合等によつて設定する。例え
ば、水6m3/h、空気2m3/hを混合移送しよう
とする場合、出口20での流体圧力を5Kgf/cm2
とすれば気体の体積は約1/5に圧縮されるので、
入口19側の断面積A及び出口20側の断面積
A′は次式によつて定めることができる。 6+2/A=6+0.4/A′ 次に、前記インペラ部17が収納されるケーシ
ング部について説明する。ケーシング部の外隔壁
21は略円錐台形状であり、小径の左端面部には
円盤形のフランジ22が固着されている。フラン
ジ22の中央には液体の供給孔22aが形成され
ており、該供給孔22aはフランジ22の内面中
央部に取付けられた吸引管11に連通している。
吸引管11は、外隔壁21の中心部に水平に設置
されており、供給孔22aと反対側の開口端部に
は円形の壁板23が設けられている。そして、こ
の壁板23及び吸引管11の開口端部には前記イ
ンペラ部17が回動自在に装置されている。外隔
壁21の大径の開口端部には蓋部材24が嵌着固
定されて外隔壁21の内部空間を第2の渦巻室S
2として区画している。また該蓋部材24の左端
面は、外隔壁21の内部で前記壁板23の外周縁
部に当接すると共にインペラ部17を壁板23と
の間に回動自在に保持している。第2図及び第3
図aに示すように、インペラ部17の外周部と前
記壁板23及び蓋部材24との間には、インペラ
部17の回転方向に沿つて徐々に拡大していく第
1の渦巻室S1としてのスパイラル空間が構成さ
れている。第1の渦巻室S1は前記第2の渦巻室
S2に開口・連通しており、第1の渦巻室S1で
付勢された流体が接線方向に沿つて第2の渦巻室
S2に流入するように構成されている。そして内
径が小さくなつている第2の渦巻室S2の左端部
には、円筒状の外隔壁21に対して接線方向に吐
出口25が設けられており、第2の渦巻室S2内
を周方向に回転しながら左端部に移動してきた一
部の流体が、外部に向けて接線方向に吐出される
ように構成されている。また外隔壁21には抜出
管26が貫設されている。抜出管26の開口端部
は、第2の渦巻室S2の中心部、即ち流体の回転
運動の中心に設けられた吸引管11の近傍であつ
て前記吐出口25からは離れた位置に設けられて
おり、当該位置に集まつた一部の流体を室内から
抜出せるように構成されている。また前記吸引管
11の内部には細径の供給管27が同軸に設けら
れており、該供給管27は吸引管11の周壁部及
びフランジ22を貫通して外部に連通している。 本実施例のポンプは以上のような構成である
が、第2の渦巻室S2のうち外隔壁21が中心軸
Cに平行な部分の空間S2′は、展開すると第7
図aのような形状である。即ち軸方向の寸法Aが
一定なので、第7図bに矢印で示すようにこの空
間S2′で流体は軸C方向に押し出される度合が
大きく、遠心力は減殺される傾向にある。そこで
第5図、第6図及び第8図に示すように、特にこ
の空間S2′の形状に改良を加えたポンプを本実
施例に用いてもよい。即ち、空間S2′の軸方向
の長さAは、第6図に示す断面図における0゜の位
置で最大であり、回転方向に沿つて徐々に減少し
て180゜の位置で前記最大長さのほぼ半分となり、
360゜の位置で0となるようにする。この空間S
2′を展開して斜視図で示したのが第8図aであ
り、軸方向の長さAと半径方向の長さが回転方向
に沿つて共に短くなつている。このため第8図b
に矢印で示すように、流体は遠心力を受けて回転
しながら軸C方向に徐々に押し出されていく。従
つてこのようなポンプを用いれば、第2の渦巻室
S2において流体により大きな遠心力を作用させ
ることができるので、同渦巻室S2内における流
体の撹拌をさらに効果的に行なうことができる。
なお、第5図のポンプには、第2図のような抜出
管26や各種バルブV3,V4等は記載していな
いが、実施例としてこのポンプを採用する場合に
は、第2図と同様の構成とすることは言うまでも
ない。さらに第9図に示すように、第1の渦巻室
S1の出口EX(即ち第2の渦巻室S2への入口)
を回転方向に関して互いに180゜離れた2箇所に設
けても良い。そして前記両出口EXに近い渦巻室
S2の各部の形状を、第8図aのように形成す
る。即ち、第9図における0゜の位置で、一方の出
口EXに近い渦巻室S2の一部については、その
軸方向及び半径方向の寸法が最大であり、回転方
向に沿つて減少して180゜の位置で0となる。もう
一方の出口EXに近い渦巻室S2の一部について
は、軸方向及び半径方向の寸法は180゜の位置で最
大であり、回転方向に沿つて減少して360゜の位置
で0となつている。このようにすれば、第2の渦
巻室S2の外径を小さくしても、流体の撹拌を効
率的に行なうことができる。 以上第5図〜第9図を参照して説明したポンプ
の改良例又は他の構造例においても、インペラ部
の流体通路の形状は第3図aに示したポンプと同
様に形成されている。即ち第3図bに示すよう
に、惰円形状の入口19側の断面積が大きく、惰
円形状の出口20側の断面積の方が小さくなつて
おり、その壁部は角部のないなめらかな形状とさ
れているが、製作条件等によつては角部があつて
もよい。 次に、外隔壁21の外部には、通過する流体の
運動エネルギによつて気体を吸引するインゼクタ
28が設けられている。第4図に示すように、イ
ンゼクタ28は、中央に流体の通過する径路が設
けられたポンプ形状の装置であり、流入口29か
ら絞り穴30のある中央部にかけては内径が絞り
こまれるテーパ状に形成され、中央部から流出口
31にかけては内径が拡大するテーパ状に形成さ
れている。そして中央部の外周面には、前記絞り
穴30に連通する吸引口32が形成されており、
流入口29から流出口31へ向けて通過する流体
の運動エネルギによつて、該吸引口32から気体
が吸込まれるように構成されている。また吸引口
32の内部には逆止弁33が設けられており、流
入口29から流出口31へ向う流体が吸引口32
から外部へ吐出しないようになつている。またイ
ンゼクタ28の流入口29には円盤形のひねり羽
根34が回動自在に設けられており、気体の吸引
力を安定させると共に、インゼクタ28内に吸込
んだ気体を効果的に微細化できるようになつてい
る。なお、このような円盤形のひねり羽根34の
かわりに、圧損の少ないプロペラ状の羽根を設け
てもよい。 次に、前記インゼクタ28の流入口29と前記
抜出管26とは弁V3を介して配管によつて接続
されており、配管の途中には圧力計35が設けら
れている。インゼクタ28の流出口31と前記供
給管27とは配管によつて接続されている。そし
てインゼクタ28の吸引口32は弁V4及び流量
計36を介して所定圧力の気体中に開放されてい
る。また前述したように、ポンプ10の吸引管1
1は、浮上分離槽6の最底部に接続されており、
前記インペラ部17には浮上分離槽6内にある処
理済みの水が供給されるようになつている。また
前記インペラ部17の駆動軸13は、蓋部材24
を貫通して軸受37に支えられており、その端部
はフランジ継手38によつてモータMの出力軸に
連動連結されている。 次に、前記浮上分離槽6の隣には、スカムスキ
マ8によつて掻き取られた除去目的成分を貯めて
おく貯留槽39が設けられている。この貯留槽3
9には薬剤の投入口が設けられており、矢印A1
で示すように槽内の汚泥に薬剤を添加できるよう
になつている。またこの貯留槽39には攪拌機4
0も設けられている。 次に、前記貯留槽39の隣には脱水機41が設
置されている。この脱水機41は、複数個のロー
ラ44,45に巻掛けられて循環駆動される無端
材42を有している。該無端材42は、回動
自在に設置された押圧ドラム43と、該押圧ドラ
ム43の周面に沿つて同軸に設けられた複数(図
示の例では5本)のローラ44によつて挟まれる
ようになつている。そして、前記貯留槽39で薬
剤処理された汚泥は、この無端材42に載せら
れて搬送され、押圧ドラム43とローラ44の間
で無端材42に押付けられる。汚泥が含む水分
は無端材42を介して分離され、下方の受皿4
6に貯められ、また脱水されてケーク状となつた
汚泥はスクレーバ47によつて掻き取られて搬送
車48の荷台に落下するように構成されている。 次に以上のように構成された装置を用いて行な
う廃水の凝集浮上分離方法の一実施例について説
明する。 モータMによつてポンプ10を駆動し、空気と
浮上分離槽6内の水をポンプ10に吸込ませる。
インペラ部17に吸込まれた液体と気体は、なめ
らかな形状の流体通路18を移動しながら加圧さ
れる。本実施例のポンプ10におけるインペラ部
17の流体通路18は、圧縮前の流体が通過する
入口19側の断面積が大きく、圧縮後の流体が通
過する出口20側の断面積を小さくしてある。従
つて、液体と圧縮性流体である気体とを一緒に圧
送すると、流体通路18内の入口19から出口2
0にかけて流体の見掛け流速(一定時間内に流れ
る流体の見掛け体積をその時間が除した値)が一
定になるので、流体通路18内に圧力の異なる領
域が生ずることはなく、流体通路18内に有害な
渦が発生する等の不都合がおきることはない。特
に本実施例においては、流体通路18の壁面は角
部のないなめらかな形状とされているので、壁面
と流体との抵抗はどの部分でも一様であつて、壁
面を摩耗させる可能性のある流体の渦が特定の部
分に発生する恐れもない。このように、インペラ
部17に吸入された気体及び液体は滑らかな形状
の流体通路18内を渦を発生させることなく一定
の流速で円滑に移送されるので、相当量の気体を
液体と共に圧送した場合でも、ポンプ10の運転
中に異音や振動等の障害が発生することはなく、
かつ流体通路18の壁面が異常に摩耗することは
ない。そしてインペラ部17において、吸入され
た気体は加圧されて細かく砕かれ、液体中に分
散・混合される。この流体は第1の渦巻室S1に
流入して攪拌され、一部の気体は液体中に溶解す
る。 次に、この流体は第1の渦巻室S1から接線方
向に吐出して第2の渦巻室S2内に流入する。該
渦巻室S2では、液体と細かく分散した気体とが
激しく回転運動し、攪拌・滞留によつて気体の溶
解がさらに進む。第2の渦巻室S2内において、
比較的比重の小さい流体、即ち未溶解の泡状の気
体をより多く含む液体は遠心力によつて第2の渦
巻室S2の中心部に多く集まる。また会合して体
積を増すことにより溶解しにくくなつた気体と始
めから粗大な気体も中心部に集まつてくる。即
ち、第2の渦巻室S2内では遠心力によつて気液
の分離と気気分離(粗大気泡と微細気泡の分離)
とが同時に行なわれている。他方、比較的比重の
大きい流体、即ちある程度の微細な分散気泡を含
むと共に気体の溶解した液体(溶解液)は、回転
しながら第2の渦巻室S2の左端部に移動してい
き、吐出口25を通つて弁V5へ送られる。この
場合、弁V5の開度等を適宜に調節することによ
つて吐出口25から出る溶解液の量は一定とされ
ているので、第2の渦巻室S2内の圧力は一定に
保たれている。そして、弁V5を通過した微細な
分散気泡を含む溶解液は、薬剤添加口7から有機
高分子凝集剤を添加された前処理済の廃水と合流
し、浮上分離槽6の補助槽6a内に送り込まれ
る。浮上分離槽6は大気圧下に開放されているの
で、液中に溶解していた気体は大気圧下の廃水中
で析出気泡となり、廃液中の不純物に付着してこ
れを浮上分離する。また他方では有機高分子凝集
剤によつて凝集した不純物中には分散気泡が抱き
込まれるので、この不純物も浮上分離されてい
く。このように本実施例の方法によれば、析出気
泡の付着作用と分散気泡の抱き込み作用とが相乗
作用をもたらし、廃水中の不純物を短時間で精度
よく効率的に浮上分離していく。そして浮上した
不純物はスカムスキマ8によつて槽外に掻き出さ
れた後脱水機41によつて水分を分離され、ケー
ク状になつて外部に搬出されていく。処理済みの
水は配管P2を通過して出口49から外部の所定
位置に放出される。 次に、前記未溶解の気泡をより多く含む水は、
抜出管26から抜出されてインゼクタ28の流入
口29に供給され、インゼクタ28内を流出口3
1に向けて通過していく。この時、通過していく
流体の運動エネルギによつて、インゼクタ28内
に吸引口32から空気が吸引される。空気の吸引
力は、通過していく流体の運動エネルギの大小、
即ち該流体が含む気泡の量によつて異なる。例え
ば抜出管26より抜出された流体が多くの気泡を
含む場合、該流体の運動エネルギは小さいので、
インゼクタ28内に吸引される空気の量は少くな
る。逆に該流体が空気をほとんど含まなければ、
その運動エネルギに対応する強い吸引力でインゼ
クタ28内には多量の空気が吸込まれる。このよ
うに本実施例のポンプ10では、気体の吸引量は
自己コントロールされている。そして、インゼク
タ28で吸込まれた空気は、液中に分散されて第
2の渦巻室S2から送られてきた未溶解の気体と
共に、このインゼクタ28内で微細化され、液中
に分散・混合される。また本実施例では、インゼ
クタ28にひねり羽根34が設けられているの
で、気体の吸引状態は安定している。 次に、インゼクタ28を通過した流体は、浮上
分離槽6から送られる水と合流してポンプ10の
吸引管11に吸入され再びインペラ部17へ送り
込まれる。 前述のように、ポンプ10から浮上分離槽6に
送り込まれる液体には、所定量の微細な分散気泡
が含まれると共に、大気圧下で析出気泡となる空
気が溶解している。浮上分離槽6内の廃水W中に
おける分散気泡と析出気泡の量・割合を、処理す
べき廃水Wの性質に応じて適宜に調節すれば、精
度の高い効率的な凝集浮上分離処理を様々な廃液
に対して行なうことができる。前記実施例におい
ては、バルブV4を操作してインゼクタ28の吸
引空気量を調節すれば、分散気泡の量を増減させ
ることができる。また水に対する空気の飽和溶解
量は圧力によつて決まり、第2の渦巻室S2内で
飽和に達するまでの滞留時間が装置系として定ま
るので、最高吐出圧力においてインペラ部17が
第2の渦巻室S2内に吐出する吐出量が、前記滞
留時間だけ第2の渦巻室S2内に滞留しうるよう
に、第2の渦巻室S2の容量を決定すればよい。
そして循環水量を増加させることによつてポンプ
10の吐出圧力を下げられるので、析出気泡の量
も調整することができる。 このように本実施例では、適当量の水を浮上分
離槽6から抜き出してポンプ10に供給すると共
に、未溶解の気体をより多く含む一部の流体を前
記ポンプ10の第2の渦巻室S2で遠心力によつ
て分離し、これを系内で循環させながらインゼク
タ28で吸気量の自己コントロールを行ない、気
体を液体に効率よく分散・溶解させている。即ち
本実施例の装置では、流体を循環させていること
から気・液の接触チヤンスが多く、また気体を各
所で繰返し微細化していることから気液の接触面
積が大きいので、空気の水に対する分散・溶解は
きわめて効率よく行なわれている。そして分散気
泡を含んだ溶解液をポンプ10の第2の渦巻室S
2から抜き出して浮上分離槽6に戻し、微細な分
散気泡と析出気泡に有機高分子凝集剤を併用して
廃水の凝集浮上分離処理を高精度かつ短時間で行
なつているものである。 次に、前記浮上分離装置を試験した結果につい
て具体例をあげて説明する。吐出量0.10m3
min、全揚程39mの水用片吸込渦巻ポンプに、前
記のような流体通路18を有するインペラ部17
を取付ける。第2の渦巻室S2を構成する略円錐
台形の外隔壁21は、内径がφ300×φ250、長さ
が250mm程度の寸法とする。インゼクタ28は、
出入口部の内径が10mm程度で、全長が約50mm、絞
り穴30の内径が3mm程度のものを用いた。この
インゼクタ28の自吸空気量は、インゼクタ28
の流入圧が4.0Kgf/cm2・同流入量が1/min
のとき10N/minであることを実験的に確認し
ている。 さて、ここで処理対象となる廃液にホテル厨介
廃液(厨介を粉砕・脱水した際に発生する廃液)
を選び、気体としては空気を用い、吸引空気量を
変化させて試験を行なつた。その結果を表1に実
施例(1)として示す。また表1中に示した実施例(2)
〜(6)のデータは、廃水をゼロとし、ポンプの流
量・吐出圧等を各バルブの操作によつて調整して
得たものである。また比較のために、ほぼ同一の
条件下で従来の装置を用いた結果を実施例(1)とと
もに表2、3に示した。表2、3において比較例
(A)は[従来の技術]の項で説明したような主とし
て分散気泡を用いる装置であり、比較例(B)は[従
来の技術]の項で説明したような主として析出気
泡を用いる装置である。
[Industrial Field of Application] The present invention relates to a method for coagulating flotation of wastewater that utilizes both dispersed bubbles and precipitated bubbles and further utilizes an organic polymer flocculant, and a coagulation flotation device used in the method. be. The present invention can be applied not only to general wastewater treatment but also to coagulation flotation separation treatment of various liquids, such as sludge concentration treatment. Furthermore, the gas used in the present invention does not necessarily have to be air; for example, nitrogen-rich air (the gas remaining after oxygen is selectively extracted from air) can also be used. [Prior art] Generally used flotation separation treatment methods and devices for wastewater include (a) pressurized flotation separation methods and devices that utilize precipitated bubbles, and (b) conventional methods and devices that primarily utilize dispersed bubbles. This is a pressure flotation separation method and device. In addition, electrolytic flotation separation methods and devices, flotation separation methods and devices using aeration tubes, etc. are known, but these methods and
The device is limited to special uses. (a) Pressure flotation separation method/equipment Water and air are retained in a pressure vessel, the air is dissolved in water under pressure while exhausting excess air, and this dissolved liquid is extracted to make waste water from the flotation tank. Introduce it inside. Dissolved air becomes bubbles under atmospheric pressure, and impurities (components to be removed) in wastewater are removed.
Since the impurities precipitate and adhere to the aggregates, the impurities are floated and separated by the buoyancy of the precipitated bubbles. That is, according to this method, impurities in wastewater are separated mainly by the adhesion action of precipitated bubbles. pressure·
Although it depends on conditions such as temperature, in general, according to this method, the amount of precipitated bubbles is 2 times the normal volume of water.
~3%. Furthermore, according to this method, bubbles are deposited in both aggregated impurities and non-agglomerated impurities, so separation accuracy is high. (b) Atmospheric pressure flotation separation method and device: Introducing air into water and passing it through a static mixer to create dispersed air bubbles in the water, and mixing the water containing these dispersed air bubbles with wastewater.
Furthermore, impurities are aggregated by adding an organic polymer flocculant. At this time, the dispersed bubbles present in the wastewater are trapped in the coagulating impurities, and the impurities are floated and separated by the buoyancy of the dispersed bubbles. That is, according to this method,
Impurities in wastewater are separated primarily by the entrainment effect of dispersion bubbles. Generally, according to this method, the amount of dispersed bubbles is 10 to 30% of the normal volume of water, and since the amount of bubbles is larger than that in the pressure flotation method, the flotation rate is faster. Furthermore, the apparatus of this method is relatively smaller and simpler than the apparatus of the previous method. [Problems to be Solved by the Invention] According to the pressure flotation method, there are problems in that the flotation speed is slow because the amount of bubbles is relatively small, and a large flotation tank is required. In addition, a large pressurized tank and a device to control the level within the tank are required, and the piping becomes complicated, making the entire device larger, increasing the installation cost, and handling the operation and maintenance of the device. The problem is that it becomes complicated. According to the normal pressure flotation separation method, impurities that have already been aggregated by the organic polymer flocculant and impurities that do not (or are difficult to aggregate) by the organic polymer flocculant
Regarding impurities, there was a problem in that as a result of the entrapment of dispersed bubbles being difficult to be carried out, the separation accuracy of impurities was inferior to that of the pressure flotation separation method. Furthermore, as long as dispersed bubbles are created by mechanical operations, it is inevitable that large diameter bubbles will be generated in the liquid. Such coarse bubbles (e.g. approx.
It is thought to be 100 μm or more. ), the agitation effect is stronger than the adhesion effect or the enveloping effect, and is thought to be one of the factors that deteriorates the separation accuracy. [Purpose of the Invention] Based on the advantages and disadvantages of the conventional flotation separation methods and devices, the inventor of the present application has conducted various tests on each of these devices, and has found the following (a) to (c). We have come to confirm the facts shown below. (a) When flotation separation is performed using both precipitated bubbles and dispersed bubbles, the separation speed tends to increase and the separation accuracy also tends to increase. (b) The effectiveness of both bubbles differs depending on the type of wastewater and treatment target level. For example, for oil-containing wastewater from an oil refinery, it is better to increase the number of precipitated bubbles, and for wastewater from a cafeteria, it is better to increase the number of dispersed bubbles to obtain better results. (c) Removal of coarse bubbles in the dispersed bubbles improves separation accuracy. Therefore, in the present invention, dispersed bubbles and precipitated bubbles are generated in wastewater in arbitrary amounts and ratios, and an organic polymer flocculant is added to the wastewater to coagulate the components to be removed. The purpose is to provide a coagulation flotation separation method that can effectively treat various wastewaters by
Furthermore, it is an object of the present invention to provide a coagulation flotation separation device that is effective for use in the method. [Means for Solving the Problems] The coagulation flotation separation method of the present invention allows fine dispersed air bubbles and precipitated air bubbles to be mixed in arbitrary amounts in wastewater in a flotation tank.
At the same time, an organic polymer flocculant is added to the wastewater to coagulate the target component to be removed, and the bubbles are attached to or included in the flocculated target component to be removed, so that the target component to be removed is floated and separated. It is characterized by Further, the coagulation flotation separation device of the present invention includes a flotation separation tank for treating wastewater;
A bubble generator that generates fine dispersed bubbles and precipitated bubbles in arbitrary amounts and proportions in the wastewater in the flotation separation tank, and a chemical agent for adding an organic polymer flocculant to the wastewater in the flotation separation tank. It is characterized by having an addition port. [Operation] The bubble generator generates fine dispersed bubbles and precipitated bubbles in the wastewater in the flotation separation tank in any amount and ratio that matches the properties of the wastewater. Then, an organic polymer flocculant is added to the wastewater through the chemical addition port, and the components to be removed are flocculated in the flotation tank where air bubbles are generated. Since the bubbles are included in the aggregated components to be removed or are deposited and attached to the surface of the aggregated components to be removed, the aggregated components to be removed are floated and separated by the buoyancy of the bubbles. [Example] An example of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 4. FIG. 1 is a schematic structural diagram showing a coagulation flotation separation apparatus according to this embodiment. In the figure, reference numeral 1 denotes a two-tank reaction tank to which raw wastewater is supplied, and the reaction tank 1 is provided with a chemical injection device 2, an agitator 3, a reaction control sensor 4, and the like. The raw wastewater supplied to the reaction tank 1 is subjected to pre-treatment such as chemical injection by these devices, and is then sent from the inlet 5 of the wastewater W (water to be treated) to the pipe P.
1 and sent to the auxiliary tank 6a of the flotation tank 6. Further, a chemical addition port 7 is provided in the middle of the pipe P1 via a valve V1, so that an organic polymer flocculant can be added to the wastewater W sent into the flotation separation tank 6.
A rotary vane type scum skimmer 8 is provided at the top of the flotation separation tank 6, and the wastewater W stored in the tank is
The impurities that have risen to the surface of the water can be scraped out of the tank. Also flotation separation tank 6
An outlet 9 for treated water is connected and communicated with the lower part of the pipe P2 through a pipe P2. Further, a pipe P3 is connected to the bottom of the funnel-shaped flotation separation tank 6, and the pipe P3 is connected to a suction pipe 11 of a pump 10 as a bubble generator via a valve V2. . Therefore, the treated water in the flotation tank 6 is supplied to the pump 10. Next, the pump 10 is provided to generate air bubbles in the waste water W in the flotation tank 6, and disperses and dissolves air in the treated water drawn from the flotation tank 6. The connection structure is such that these fluids can be sent to the auxiliary tank 6a of the flotation separation tank 6 again. This pump 10 may be configured by modifying a normal centrifugal pump (for example, a single-side suction horizontal non-self-contained pump with a simple, inexpensive, and easy-to-handle structure); however, in general, in a normal centrifugal pump, When the proportion of gas in the fluid increases,
In addition to causing vibrations, abnormal noises, and abnormal wear of the rotating blades, there may be other inconveniences such as the inability to discharge fluid or the fluid being discharged intermittently. The inventors of the present invention believe that the cause of such inconvenience lies in the shape of the fluid passage in the impeller section, and further confirmed that the cause is that the cross-sectional area of the fluid passage is larger on the outlet side than on the inlet side. Therefore, in this embodiment, as will be described later, a pump with a structure that can pump more gas together with liquid is used.
This makes the overall effectiveness of the device even higher. Reference numeral 12 shown in FIG. 2 is an impeller body composed of a main plate 14 having a boss 14a to which a drive shaft 13 is attached, and a plurality of blades 15 provided on one side of the main plate 14. . The blades 15 of the impeller body 12 have holes 16a in the center.
A disk-shaped side plate 16 having a shape formed thereon is fixed thereto, and constitutes an impeller portion 17. As shown in FIG. 3a, the blades 15 have a claw-shaped cross-sectional shape curved into an arc, and each blade 15, the side surface of the main plate 14, and the inner surface of the side plate 16 form a plurality of blades. A fluid passageway 18 is defined. Unlike the fluid passage in a normal centrifugal pump, this fluid passage 18
is an elliptical inlet 19 as shown in FIG. 3b.
The side cross-sectional area is large, and the cross-sectional area on the elliptical outlet 20 side is smaller, and its wall surface has a smooth shape with no corners. However, depending on the manufacturing cost and other considerations, the cross-sectional shape of the fluid passage 18 may be square, with corners. In addition, both cross-sectional areas are determined by the fluid pressure at the outlet 20 and the fluid pressure at the outlet 20 so that the apparent flow rate of the fluid in the fluid passage 18 (the value obtained by dividing the apparent volume of fluid flowing within a certain period of time by that time) is constant. It is set based on the mixing ratio of gas and liquid. For example, when trying to mix and transfer 6 m 3 /h of water and 2 m 3 /h of air, the fluid pressure at the outlet 20 is 5 Kgf/cm 2
Then, the volume of the gas will be compressed to about 1/5, so
Cross-sectional area A on the inlet 19 side and cross-sectional area on the outlet 20 side
A' can be determined by the following equation. 6+2/A=6+0.4/A' Next, the casing portion in which the impeller portion 17 is housed will be described. The outer partition wall 21 of the casing portion has a substantially truncated conical shape, and a disk-shaped flange 22 is fixed to the small diameter left end surface. A liquid supply hole 22a is formed in the center of the flange 22, and the supply hole 22a communicates with the suction pipe 11 attached to the center of the inner surface of the flange 22.
The suction tube 11 is installed horizontally in the center of the outer partition wall 21, and a circular wall plate 23 is provided at the open end opposite to the supply hole 22a. The impeller section 17 is rotatably mounted on the wall plate 23 and the open end of the suction tube 11. A lid member 24 is fitted and fixed to the large-diameter opening end of the outer partition wall 21, and the internal space of the outer partition wall 21 is converted into a second spiral chamber S.
It is divided as 2. Further, the left end surface of the lid member 24 contacts the outer peripheral edge of the wall plate 23 inside the outer partition wall 21 and rotatably holds the impeller portion 17 between it and the wall plate 23. Figures 2 and 3
As shown in FIG. A spiral space is constructed. The first vortex chamber S1 opens and communicates with the second vortex chamber S2, so that the fluid urged in the first vortex chamber S1 flows into the second vortex chamber S2 along the tangential direction. It is composed of A discharge port 25 is provided at the left end of the second volute chamber S2, which has a smaller inner diameter, in a tangential direction to the cylindrical outer partition wall 21. A portion of the fluid that has moved to the left end while rotating is configured to be discharged tangentially to the outside. Further, an extraction pipe 26 is provided through the outer partition wall 21 . The open end of the extraction pipe 26 is provided at a position near the suction pipe 11 provided at the center of the second swirl chamber S2, that is, at the center of rotational movement of the fluid, and away from the discharge port 25. It is configured so that some of the fluid that has collected at that location can be extracted from the room. A small-diameter supply pipe 27 is coaxially provided inside the suction pipe 11, and the supply pipe 27 penetrates the peripheral wall of the suction pipe 11 and the flange 22 to communicate with the outside. The pump of this embodiment has the above-described configuration, but when expanded, the space S2' in the part of the second spiral chamber S2 where the outer partition wall 21 is parallel to the central axis C becomes the seventh volume.
It has a shape as shown in figure a. That is, since the axial dimension A is constant, the fluid is pushed out to a large extent in the direction of the axis C in this space S2', as shown by the arrow in FIG. 7b, and the centrifugal force tends to be reduced. Therefore, as shown in FIGS. 5, 6, and 8, a pump in which the shape of this space S2' is particularly improved may be used in this embodiment. That is, the axial length A of the space S2' is maximum at the 0° position in the cross-sectional view shown in FIG. 6, and gradually decreases along the rotational direction until it reaches the maximum length at the 180° position. almost half of
Make it 0 at the 360° position. This space S
FIG. 8a shows an exploded perspective view of 2', in which both the axial length A and the radial length become shorter along the rotational direction. For this reason, Fig. 8b
As shown by the arrow in , the fluid is gradually pushed out in the direction of axis C while rotating under the influence of centrifugal force. Therefore, if such a pump is used, a larger centrifugal force can be applied to the fluid in the second volute chamber S2, so that the fluid in the second vortex chamber S2 can be stirred more effectively.
Note that the pump shown in Fig. 5 does not show the extraction pipe 26 and various valves V3, V4, etc. as shown in Fig. 2, but if this pump is used as an example, the pump shown in Fig. 2 and the like are not shown. Needless to say, they have a similar configuration. Furthermore, as shown in FIG.
may be provided at two locations 180° apart from each other in the direction of rotation. The shape of each part of the spiral chamber S2 near the two outlets EX is formed as shown in FIG. 8a. That is, at the 0° position in FIG. 9, the axial and radial dimensions of the part of the spiral chamber S2 near one outlet EX are maximum, and decrease along the rotational direction to 180°. It becomes 0 at the position. For the part of the vortex chamber S2 close to the other outlet EX, the axial and radial dimensions are maximum at 180° and decrease along the rotational direction to 0 at 360°. There is. In this way, even if the outer diameter of the second swirl chamber S2 is made small, the fluid can be efficiently stirred. In the improved examples or other structural examples of the pump described above with reference to FIGS. 5 to 9, the shape of the fluid passage in the impeller portion is formed similarly to that of the pump shown in FIG. 3a. That is, as shown in FIG. 3b, the cross-sectional area on the inlet 19 side of the circular shape is larger, and the cross-sectional area on the outlet 20 side of the circular shape is smaller, and the wall portion is smooth with no corners. However, depending on manufacturing conditions, corners may be provided. Next, an injector 28 is provided outside the outer partition wall 21 to suck in gas using the kinetic energy of the passing fluid. As shown in FIG. 4, the injector 28 is a pump-shaped device that has a passage in the center through which fluid passes, and has a tapered shape in which the inner diameter is narrowed from the inlet 29 to the center where the throttle hole 30 is located. It is formed in a tapered shape in which the inner diameter increases from the central part to the outlet 31. A suction port 32 communicating with the aperture hole 30 is formed on the outer circumferential surface of the central portion.
The structure is such that gas is sucked in from the suction port 32 by the kinetic energy of the fluid passing from the inflow port 29 toward the outflow port 31 . Also, a check valve 33 is provided inside the suction port 32 so that the fluid flowing from the inflow port 29 to the outflow port 31 is directed to the suction port 32.
It is designed to prevent it from being discharged to the outside. In addition, a disk-shaped twisted blade 34 is rotatably provided at the inlet 29 of the injector 28 to stabilize the gas suction force and to effectively atomize the gas sucked into the injector 28. It's summery. In addition, instead of such a disk-shaped twisting blade 34, a propeller-shaped blade with less pressure loss may be provided. Next, the inlet port 29 of the injector 28 and the outlet pipe 26 are connected by a pipe via a valve V3, and a pressure gauge 35 is provided in the middle of the pipe. The outlet 31 of the injector 28 and the supply pipe 27 are connected by piping. The suction port 32 of the injector 28 is opened to gas at a predetermined pressure via a valve V4 and a flow meter 36. Further, as described above, the suction pipe 1 of the pump 10
1 is connected to the bottom of the flotation separation tank 6,
The impeller section 17 is supplied with treated water in the flotation separation tank 6. Further, the drive shaft 13 of the impeller portion 17 is connected to the lid member 24.
It passes through and is supported by a bearing 37, and its end is operatively connected to the output shaft of the motor M by a flange joint 38. Next, a storage tank 39 is provided next to the flotation separation tank 6 to store the components to be removed that have been scraped off by the scum skimmer 8. This storage tank 3
9 is provided with a drug inlet, and arrow A1
As shown in the figure, it is now possible to add chemicals to the sludge in the tank. Also, this storage tank 39 has an agitator 4.
0 is also provided. Next, a dehydrator 41 is installed next to the storage tank 39. This dehydrator 41 has an endless material 42 that is wound around a plurality of rollers 44 and 45 and driven to circulate. The endless material 42 is sandwiched between a rotatably installed press drum 43 and a plurality of (five in the illustrated example) rollers 44 coaxially provided along the circumferential surface of the press drum 43. It's becoming like that. The sludge treated with chemicals in the storage tank 39 is carried on the endless material 42 and is pressed against the endless material 42 between the pressing drum 43 and the roller 44 . The water contained in the sludge is separated through the endless material 42 and placed in the lower saucer 4.
The sludge stored in the storage tank 6 and dehydrated into a cake shape is scraped off by a scraper 47 and falls onto the loading platform of a transport vehicle 48. Next, an embodiment of a method for coagulating flotation and separation of wastewater using the apparatus configured as described above will be described. A pump 10 is driven by a motor M, and air and water in the flotation separation tank 6 are sucked into the pump 10.
The liquid and gas sucked into the impeller section 17 are pressurized while moving through the fluid passage 18 having a smooth shape. The fluid passage 18 of the impeller part 17 in the pump 10 of this embodiment has a large cross-sectional area on the inlet 19 side through which the uncompressed fluid passes, and a small cross-sectional area on the outlet 20 side through which the compressed fluid passes. . Therefore, when a liquid and a gas, which is a compressible fluid, are pumped together, from the inlet 19 in the fluid passage 18 to the outlet 2
0, the apparent flow velocity of the fluid (the value obtained by dividing the apparent volume of fluid flowing within a certain period of time) becomes constant, so there are no regions with different pressures within the fluid passage 18, and No inconveniences such as generation of harmful vortices occur. In particular, in this embodiment, the wall surface of the fluid passage 18 has a smooth shape with no corners, so the resistance between the wall surface and the fluid is uniform in all parts, which may cause wear of the wall surface. There is also no fear that fluid vortices will occur in specific parts. In this way, the gas and liquid sucked into the impeller section 17 are smoothly transferred at a constant flow rate within the smooth-shaped fluid passage 18 without generating a vortex, so that a considerable amount of gas can be pumped together with the liquid. Even if the pump 10 is in operation, no disturbances such as abnormal noise or vibration will occur, and
Moreover, the wall surface of the fluid passage 18 will not be abnormally worn. Then, in the impeller section 17, the sucked gas is pressurized and pulverized into fine pieces, and dispersed and mixed into the liquid. This fluid flows into the first swirl chamber S1 and is stirred, and some of the gases dissolve into the liquid. This fluid then exits the first volute chamber S1 tangentially and flows into the second volute chamber S2. In the vortex chamber S2, the liquid and the finely dispersed gas rotate violently, and the dissolution of the gas further progresses due to stirring and retention. Inside the second swirl chamber S2,
A large amount of fluid with a relatively low specific gravity, that is, a liquid containing a large amount of undissolved bubble-like gas, gathers in the center of the second swirl chamber S2 due to centrifugal force. Additionally, gases that have become difficult to dissolve due to their association and increase in volume, and gases that are coarse from the beginning, also gather in the center. That is, in the second swirl chamber S2, centrifugal force causes gas-liquid separation and gas-gas separation (separation of coarse and fine bubbles).
are being done at the same time. On the other hand, a fluid with a relatively large specific gravity, that is, a liquid containing a certain amount of fine dispersed bubbles and dissolved gas (dissolved liquid), rotates and moves to the left end of the second swirl chamber S2, and passes through the discharge port. 25 to valve V5. In this case, since the amount of solution coming out of the discharge port 25 is kept constant by appropriately adjusting the opening degree of the valve V5, the pressure inside the second swirl chamber S2 is kept constant. There is. Then, the solution containing fine dispersed bubbles that has passed through the valve V5 joins the pretreated wastewater to which the organic polymer flocculant has been added from the drug addition port 7, and flows into the auxiliary tank 6a of the flotation tank 6. sent. Since the flotation separation tank 6 is open to atmospheric pressure, the gas dissolved in the liquid becomes precipitated bubbles in the wastewater under atmospheric pressure, adheres to impurities in the wastewater, and floats and separates them. On the other hand, since dispersed air bubbles are trapped in the impurities aggregated by the organic polymer flocculant, these impurities are also floated and separated. As described above, according to the method of this embodiment, the adhering action of the precipitated bubbles and the enclosing action of the dispersed bubbles have a synergistic effect, and impurities in wastewater are efficiently floated and separated in a short time with high accuracy. Then, the floating impurities are scraped out of the tank by the scum skimmer 8, and then the moisture is separated by the dehydrator 41, and the impurities are turned into a cake and transported to the outside. The treated water passes through the pipe P2 and is discharged from the outlet 49 to a predetermined position outside. Next, the water containing more undissolved air bubbles is
It is extracted from the extraction pipe 26 and supplied to the inflow port 29 of the injector 28, and flows through the injector 28 to the outlet port 3.
Passing towards 1. At this time, air is sucked into the injector 28 from the suction port 32 by the kinetic energy of the passing fluid. The suction force of air is determined by the magnitude of the kinetic energy of the fluid passing through it,
That is, it varies depending on the amount of bubbles contained in the fluid. For example, if the fluid extracted from the extraction tube 26 contains many bubbles, the kinetic energy of the fluid is small, so
The amount of air sucked into the injector 28 is reduced. Conversely, if the fluid contains almost no air,
A large amount of air is sucked into the injector 28 by a strong suction force corresponding to the kinetic energy. In this way, in the pump 10 of this embodiment, the amount of gas suction is self-controlled. The air sucked in by the injector 28 is dispersed in the liquid and is atomized in the injector 28 together with the undissolved gas sent from the second swirl chamber S2, and then dispersed and mixed in the liquid. Ru. Further, in this embodiment, since the injector 28 is provided with the twisted blades 34, the gas suction state is stable. Next, the fluid that has passed through the injector 28 joins the water sent from the flotation tank 6, is sucked into the suction pipe 11 of the pump 10, and is sent to the impeller section 17 again. As described above, the liquid sent from the pump 10 to the flotation tank 6 contains a predetermined amount of fine dispersed air bubbles, and also has dissolved air that becomes precipitated air bubbles under atmospheric pressure. By appropriately adjusting the amount and proportion of dispersed bubbles and precipitated bubbles in the wastewater W in the flotation separation tank 6 according to the properties of the wastewater W to be treated, highly accurate and efficient coagulation flotation separation treatment can be performed in various ways. This can be done for waste liquid. In the embodiment described above, the amount of dispersed bubbles can be increased or decreased by adjusting the amount of air sucked into the injector 28 by operating the valve V4. Furthermore, the saturated dissolution amount of air in water is determined by the pressure, and the residence time until reaching saturation in the second volute chamber S2 is determined by the device system. The capacity of the second swirl chamber S2 may be determined so that the discharge amount discharged into the second swirl chamber S2 can remain in the second swirl chamber S2 for the residence time.
Since the discharge pressure of the pump 10 can be lowered by increasing the amount of circulating water, the amount of precipitated bubbles can also be adjusted. In this embodiment, an appropriate amount of water is extracted from the flotation tank 6 and supplied to the pump 10, and a portion of the fluid containing more undissolved gas is transferred to the second swirl chamber S2 of the pump 10. The gas is separated by centrifugal force, and while being circulated within the system, the injector 28 self-controls the intake air amount, thereby efficiently dispersing and dissolving the gas in the liquid. In other words, in the device of this embodiment, since the fluid is circulated, there are many chances of contact between gas and liquid, and since the gas is repeatedly atomized in various places, the contact area of gas and liquid is large, so the air has a large contact area with water. Dispersion and dissolution are extremely efficient. Then, the solution containing dispersed bubbles is transferred to the second vortex chamber S of the pump 10.
2 and returned to the flotation tank 6, and the fine dispersed bubbles and precipitated bubbles are combined with an organic polymer flocculant to carry out coagulation and flotation treatment of wastewater with high precision and in a short time. Next, the results of testing the flotation and separation device will be explained using a specific example. Discharge amount 0.10m 3 /
An impeller part 17 having a fluid passage 18 as described above in a water single suction centrifugal pump with a total head of 39 m.
Install. The substantially truncated conical outer partition wall 21 constituting the second spiral chamber S2 has an inner diameter of φ300×φ250 and a length of about 250 mm. The injector 28 is
The inner diameter of the entrance and exit part was about 10 mm, the total length was about 50 mm, and the inner diameter of the throttle hole 30 was about 3 mm. The self-suction air amount of this injector 28 is
The inflow pressure is 4.0Kgf/cm 2 and the inflow rate is 1/min.
It has been experimentally confirmed that it is 10N/min when . Now, the waste liquid to be treated here is hotel chusuke waste liquid (waste liquid generated when chusuke is crushed and dehydrated).
The test was conducted using air as the gas and varying the amount of suction air. The results are shown in Table 1 as Example (1). Also, Example (2) shown in Table 1
The data in ~(6) were obtained by setting the waste water to zero and adjusting the pump flow rate, discharge pressure, etc. by operating each valve. For comparison, the results obtained using the conventional apparatus under almost the same conditions are shown in Tables 2 and 3 together with Example (1). Comparative examples in Tables 2 and 3
(A) is an apparatus that mainly uses dispersed bubbles as explained in the [Prior Art] section, and comparative example (B) is an apparatus that mainly uses precipitated bubbles as explained in the [Prior Art] section. be.

【表】【table】

【表】【table】

【表】 表1の実施例(2)〜(6)に示すように、本実施例の
装置及び方法によれば、分散気泡及び析出気泡を
任意の量・割合で得ることができる。従つて処理
すべき廃水の性質等に対応した凝集浮上分離処理
を行なうことができる。表3からわかるように、
本実施例では浮上分離槽における流体の滞留時間
は12分間であり、比較例(A)と同じであるが、表2
に示す処理水の分析値からみて、凝集浮上分離精
度は比較例(A)よりも実施例(1)の方が高い。比較例
(B)は実施例(1)よりも相当長い滞留時間を要してい
るが、分析値からみて凝集浮上分離精度は実施例
(1)よりもかなり劣る。このように本実施例によれ
ば、凝集浮上分離速度が相当高いと共に、その精
度が非常に優れており、廃液の種類にあわせた効
果的な凝集浮上分離処理を効率よく行なえること
が確認された。 以上説明した一実施例では、浮上分離槽6から
抜き出した処理済の水をポンプ10に導き、この
水に気泡を分散・溶解させて浮上分離槽6に戻し
ていた。気泡発生装置としてのポンプ10と、浮
上分離槽6との接続関係は上記の構成に限定され
るものではなく、例えば第1図bに示すように、
反応槽1と浮上分離槽6との間にポンプ10を設
け、反応槽1から送られてくる前処理済みの廃水
の全量をポンプ10に通して空気と共に加圧し、
浮上分離槽6に送り込むようにしてもよい。また
第1図bに示した管路構成に加えて、第1図cに
示すように、反応槽1と浮上分離槽6を直接連通
するバイパス管路PBを設け、反応槽1から送ら
れてくる前処理済みの廃水の内、ほぼ半量をポン
プ10において空気と共に加圧して浮上分離槽6
に送り込むようにしてもよい。また、前記一実施
例では、反応槽1と浮上分離槽6を連通させてい
る配管P1の中央部に薬剤添加口7が設けられて
いたが、ポンプ10の吐出口25と浮上分離槽6
を連通させている配管の途中に薬剤添加口を設け
るようにしてもよい。 [発明の効果] 本発明に係る凝集浮上分離方法及び装置によれ
ば、浮上分離槽内の廃液中に任意の量・割合で微
細な分散気泡及び析出気泡を発生させると共に有
機高分子凝集剤を用いて除去目的成分を凝集させ
ることができるので、小型・単純な構成の装置を
用いて、様々な種類の廃液に対して精度の良い凝
集浮上分離処理を効率的に行なうことができると
いう効果がある。
[Table] As shown in Examples (2) to (6) in Table 1, according to the apparatus and method of this example, dispersed bubbles and precipitated bubbles can be obtained in arbitrary amounts and ratios. Therefore, it is possible to carry out coagulation flotation separation treatment that corresponds to the properties of the wastewater to be treated. As can be seen from Table 3,
In this example, the residence time of the fluid in the flotation tank was 12 minutes, which is the same as in Comparative Example (A).
Judging from the analytical values of the treated water shown in , the coagulation flotation separation accuracy is higher in Example (1) than in Comparative Example (A). Comparative example
(B) requires considerably longer residence time than Example (1), but from the analytical values, the agglomeration flotation separation accuracy is better than that of Example (1).
Considerably inferior to (1). As described above, according to this example, the coagulation flotation separation rate is considerably high, and the accuracy is very excellent, and it has been confirmed that effective coagulation flotation separation treatment can be performed efficiently depending on the type of waste liquid. Ta. In the embodiment described above, the treated water extracted from the flotation tank 6 is led to the pump 10, and the water is returned to the flotation tank 6 after air bubbles are dispersed and dissolved therein. The connection relationship between the pump 10 as a bubble generator and the flotation separation tank 6 is not limited to the above configuration, for example, as shown in FIG. 1b,
A pump 10 is provided between the reaction tank 1 and the flotation separation tank 6, and the entire amount of pretreated wastewater sent from the reaction tank 1 is passed through the pump 10 and pressurized together with air.
Alternatively, it may be fed into the flotation separation tank 6. In addition to the pipe configuration shown in FIG. 1b , as shown in FIG. Approximately half of the pretreated wastewater is pressurized together with air in a pump 10 and sent to a flotation separation tank 6.
You may also send it to Further, in the above embodiment, the chemical addition port 7 was provided in the center of the pipe P1 that communicates the reaction tank 1 and the flotation tank 6, but the discharge port 25 of the pump 10 and the flotation tank 6
A drug addition port may be provided in the middle of the pipe that communicates with the drug. [Effects of the Invention] According to the coagulation flotation separation method and apparatus according to the present invention, fine dispersed bubbles and precipitated bubbles can be generated in arbitrary amounts and proportions in the waste liquid in the flotation tank, and an organic polymer flocculant can be added to the waste liquid in the flotation tank. Since the components to be removed can be agglomerated using a compact device, the effect is that accurate coagulation flotation separation can be performed efficiently on various types of waste liquids using a small and simple device. be.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図aは本発明に係る装置の一実施例を示す
模式的構成図、第1図b,cは同実施例におい
て、ポンプと浮上分離槽と反応槽との接続構造の
別態様を示す模式図、第2図は同実施例における
ポンプの断面図、第3図aは、第2図の−切
断線における断面図、同図bは同ポンプにおける
流体通路の形状を示す図、第4図は前記一実施例
におけるインゼクタの断面図、第5図は前記一実
施例におけるポンプの改良例を示す断面図、第6
図は第5図の−切断線における断面図、第7
図aは前記一実施例のポンプの空間S2′を展開
した斜視図、同図bはこのポンプの空間S2′に
おける流体の運動を示す図、第8図aは前記改良
例のポンプの空間S2′を展開した斜視図、同図
bは同ポンプの空間S2′における流体の運動を
示す図、第9図は前記一実施例におけるポンプの
他の構造例を示す断面図である。 6……浮上分離槽、7……薬剤添加口、10…
…気泡発生装置としてのポンプ、28……インゼ
クタ、W……廃水。
Figure 1a is a schematic block diagram showing one embodiment of the device according to the present invention, and Figures 1b and c show another embodiment of the connection structure between the pump, flotation tank, and reaction tank in the same embodiment. 2 is a sectional view of the pump in the same embodiment; FIG. 3a is a sectional view taken along the - cutting line in FIG. 2; FIG. The figures are a sectional view of the injector in the embodiment, FIG. 5 is a sectional view showing an improved example of the pump in the embodiment, and FIG.
The figure is a cross-sectional view taken along the - section line in Figure 5, and Figure 7.
Figure 8a is an exploded perspective view of the space S2' of the pump according to the embodiment, Figure b is a diagram showing the movement of fluid in the space S2' of the pump, and Figure 8a is the space S2 of the pump according to the improved example. FIG. 9 is a perspective view showing the movement of fluid in the space S2' of the pump, and FIG. 9 is a sectional view showing another structural example of the pump in the embodiment. 6...flotation separation tank, 7...drug addition port, 10...
... Pump as a bubble generator, 28... Injector, W... Waste water.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 浮上分離槽内の廃水中に微細な分散気泡と析
出気泡を任意の量・割合で発生させると共に同廃
水中に有機高分子凝集剤を加えて除去目的成分を
凝集させ、凝集した除去目的成分に前記気泡を付
着または包含させることによつて前記除去目的成
分を浮上分離させることを特徴とする廃水の凝集
浮上分離方法。 2 廃水を処理するための浮上分離槽と、前記浮
上分離槽内の廃水中に微細な分散気泡と析出気泡
を任意の量・割合で発生させる気泡発生装置と、
前記浮上分離槽内の廃水中に有機高分子凝集剤を
添加するための薬剤添加口と、を具備することを
特徴とする凝集浮上分離装置。
[Claims] 1. Fine dispersed bubbles and precipitated bubbles are generated in arbitrary amounts and proportions in wastewater in a flotation separation tank, and an organic polymer flocculant is added to the wastewater to aggregate the components to be removed. A method for coagulation and flotation of wastewater, characterized in that the agglomerated components to be removed are floated and separated by adhering to or including the air bubbles in the components to be removed. 2. A flotation separation tank for treating wastewater; a bubble generator that generates fine dispersed bubbles and precipitated bubbles in arbitrary amounts and ratios in the wastewater in the flotation separation tank;
A coagulation flotation separation device comprising: a chemical addition port for adding an organic polymer flocculant to wastewater in the flotation tank.
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