JPH0657353B2 - 液体処理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、油分やゴミなどの浮遊物や土砂などの比重
の大きい固形物を多量に含み、しかも処理対象量が大き
く変動する液体から浮遊物と固形物を効率的に除去する
のに好適な液体処理装置に関する。

〔従来の技術〕

浮遊物や固形物を液体から分離する装置としては、例え
ば特公昭５２−４７１８５号公報、特開昭６１−２７８
３１１号公報、特開平１−２１５３１５号公報等に記載
されるものが知られている。

この内、特開昭６１−２７８３１１号公報及び特開平１
−２１５３１５号公報それぞれの技術は、閉鎖的な装置
内で液体に旋回流を生じさせ、この旋回流に伴って発生
する上下方向の二次流に乗せて固形物の分離を行うと共
に、旋回中の液体の液面（自由表面）に浮遊してくる浮
遊物を自由表面の表面勾配を利用して一定の範囲に集積
させて除去するか（特開昭６１−２７８３１１号）、あ
るいは自由表面から遠心方向に取り出して除去するよう
にしている（特開平１−２１５３１５号）。つまり、こ
の両技術は、閉鎖的な装置内での液体の旋回を利用する
ことにより、浮遊物と固形物をそれぞれの特性に応じて
液体から分離するようにしたものである。

しかし、これら従来の技術には以下のような欠点があ
る。即ち、両技術は、何れも装置内への液体の流入力を
利用して旋回流を生じさせるようにしているので、その
処理状態に液体の流入量の変化が常に影響することにな
り、処理状態が不安定になり易い。

また、液体の流入力だけの旋回流であると自由表面の表
面勾配状態は、本願発明者の知見によると、外側では十
分な傾斜を生じるものの、中心部では旋回力の弱まりと
共に水平状態になってしまい、この結果、浮遊物が旋回
流の中心と外周との中間付近でリング状に集積してしま
い、例えば特開昭６１−２７８３１１号が意図するよう
に中心部のオーバーフロー管に浮遊物を効果的に集める
ことは実際的に不可能になってしまう。

また、固形物分離のための二次流についても、この二次
流の状態が表面勾配の状態と比例的な関係にあることか
ら、中心部において二次流の流速が弱まり、この結果、
固形物も中心部の周辺にリング状に堆積してしまい、従
って、特開昭６１−２７８３１１号のように装置の底に
大きな傾斜を与えて固形物を中心部に集める必要が生じ
る。そして、このことは装置の深さを底の傾斜分だけ深
くする必要に結びついて装置の大型化を招くし、また装
置の設計や設置工事の複雑化を招くことになる。

さらにまた、本願発明者が発明者であり、その内容を熟
知している特開平１−２１５３１５号には、二次流強制
回転体を設け、液体の流入力による旋回力に加えて、二
次流強制回転体による旋回力を与える技術が示されてい
るが、この技術の場合は、浮遊物を遠心方向外側に取り
出す考え方を採っており、二次流強制回転体による旋回
力の機能を有効に利用しておらず、結果として分離効率
を十分に向上させ得ていない。

一方、特公昭５２−４７１８５号公報の技術は、同じく
液体に旋回力を加えるようにしているが、この場合は加
えた旋回力で下方に吸引的な流れを生させる渦流を形成
し、この吸引的な流れに沿って浮遊物を一定の範囲に集
めて除去するようにしたもので、その原理からして固形
物の除去はなし得ないものである。さらに、羽根の回転
で渦流を形成するようにしているので、羽根の裏側に減
圧状態を生じ、これにより水から分離された溶存空気の
気泡が肥大化して破れ、その結果浮遊物を飛散させてし
まい、効率的な連続的除去をなし得ないということが既
に分かっている。

以上のように従来の技術はそれぞれ欠点を持っており、
例えば洪水時に下水処理場の能力を越えるために止むな
く放流される合流式下水道水のように、浮遊物や固形物
を多量に含み、またその処理対象量も大きく変動する汚
水の処理については、有効に機能させ得ないものであ
る。また、上記各従来技術では何れも分離した浮遊物や
固形物、特に油分を多く含むなどしてその処理がとかく
面倒になりがちな浮遊物の後処理についての技術が示さ
れておらず、この点でも前記のような汚水の処理などに
対し問題を残している。

〔発明が解決しようとする課題〕

本願発明は、以上のような従来の事情を背景になされた
もので、浮遊物や固形物を多量に含み、またその処理対
象量が大きく変動する液体についても浮遊物及び固形物
の分離を効率的に行え、しかも油分を多く含むなどして
その処理がとかく面倒になりがちな浮遊物の分離後の後
処理も有効に行える液体処理装置の提供を目的としてい
る。

〔課題を解決するための手段〕

具体的には、本発明による液体処理装置は、処理対象の
液体を接線方向から流入させる流入口が設けられた円筒
状の回転分離槽、及び上端部に浮遊物溜りが設けられ且
つ回転分離槽の中心部に回転自在に立設された回転円筒
を備えてなり、流入口からの流入に伴う回転分離槽内で
の液体の自力旋回力に加えて、回転円筒の回転による強
制旋回力を液体に与え、この両旋回力に基づいて液体を
回転分離槽内で旋回させることにより、回転分離槽の内
周面から回転円筒の外周面に向かう表面勾配を液面に形
成しつつ、回転円筒に沿った上昇と回転分離槽の内周面
に沿った下降を伴う上下方向の循環的な二次流を形成さ
せ、そして液面に浮遊する浮遊物を液面の表面勾配を利
用して回転円筒に向けて集積させつつ回転円筒上端部の
浮遊物溜りに一時的に収容すると共に、高比重固形物を
前記二次流を利用して回転分離槽の底の中心部に堆積さ
せるようにしてなる主処理装置と、主処理装置の浮遊物
溜りに一時的に収容された浮遊物を混ざった液体と共に
取り出して貯留させ、この貯留状態で液体からの浮遊物
の浮上分離と液体中の高比重固形物の沈降分離をなした
後、中間層の液体を補助処理装置外に排出できるように
した補助処理装置と、主処理装置の浮遊物溜りから浮遊
物を混ざった液体と共に取り出して補助処理装置に移す
ための取出し手段とを備えてなっている。

この液体処理装置の主処理装置は、上記特開平１−２１
５３１５号の技術をさらに改良したものとして本願出願
人が先に提案した特願平１−８５７３８号の技術を利用
したもので、流入に伴う自力旋回力に加えて回転円筒の
回転による強制旋回力を液体に与えるようにすると共
に、この両強制旋回力を有効に利用して固形物の底中心
部への分離集積と同時に浮遊物も中心部に集積させるよ
うにした点、及びこの中心部に集積する浮遊物を回転円
筒の先端部に設けた浮遊物溜りに一時的に収容するよう
にした点を主な特徴としている。そしてこのような構造
故に、旋回流及びこれに伴う二次流を処理対象液体の流
入量の変動に関係なく常に安定的に形成することがで
き、また表面勾配を回転分離槽の内周面から回転円筒の
外周面にわたってほぼ均一状にに傾斜すると共に回転円
筒の外周面に接する部分で急角度となるような状態とな
る状態で形成することができ、この結果、浮遊物や固形
物を多量に含み、またその処理対象量が大きく変動する
液体についても浮遊物及び固形物の分離・集積、さらに
は中心部に集まって来る浮遊物を回転円筒の上端部の浮
遊物溜りの外周に接する部分に生じる急角度な表面勾配
により加速させた状態で浮遊物溜りに効果的に収容する
ことができる。

また、この液体処理装置では、回転円筒の先端部の浮遊
物溜りに浮遊物を一時的に収容するようにしたのに伴っ
て、補助処理装置を設け、この補助処理装置により浮遊
物溜りの浮遊物を処理するようにしているので、油分を
多く含むなどしてその処理がとかく面倒になりがちな浮
遊物の分離後の後処理も比較的面倒なく行える。

本発明では上記のような液体処理装置の補助処理装置
を、所定高さの側壁を全周に有すると共に一定方向に傾
斜させて形成された底部を有し、さらに底部に連続的に
立設した区画壁で蛇行状態に形成され且つ底面の全面に
わたって乱流形成用の凸体が複数立設された導流路を有
してなるものとしている。

このような構造を補助処理装置に与えたのは、液体と混
ざった浮遊物及び固形物の液体との分離を終えて補助処
理装置内に蓄積した浮遊物や固形物を取り除く最終的な
後処理についての便宜を図ったものである。即ち、液体
を排出し終わった状態で導流路に洗浄水を流すと、導流
路の蛇行構造及び乱流形成用の凸体により激しく乱流状
態が洗浄水に発生し、この乱流状態により浮遊物や固形
物を簡単且つ効率的に流去することができ、最終的な後
処理も極めて楽に行える。

〔実施例〕 以下、本発明の実施例を説明する。

この実施例は、主処理装置Ａと補助処理装置Ｃからなる
液体処理装置にさらに補助液体処理装置Ｂを付加する複
合構造とした例である。

先ず、第１図乃至第４図を参照して、主処理装置Ａを説
明する。

図中１は回転分離槽で、その側壁２は略円形に形成され
ている。３は流入口で、回転分離槽１内に略接線方向か
ら液体４を供給するために回転分離槽１の側壁２に設け
られている。この流入口３より回転分離槽１内へ導入さ
れた液体４は、回転分離槽１内に接線方向から導入され
るため、後述のような旋回流５の形成に寄与する旋回力
を受ける。回転分離槽１の底面７には、後述のようにし
て液体４中に含まれている土砂６を沈降堆積させるため
の凹み形状の土砂溜り２０が形成され、そこに土砂吸出
し用のパイプ２１が臨ませてあり、回転分離槽１外へと
土砂６の取り出しを容易としている。パイプ２１の終端
は後述する補助処理装置Ｃの貯留分離槽３４に、又は図
示せぬ既知の液体サイクロンを利用する沈降分離式の固
液分離装置に、接続することができる。８は流出口で、
処理後の液体２２を回転分離槽１外へと排出するための
ものである。尚、流入口３及び流出口８は、各々開閉自
在なゲートとしてある。

このような回転分離槽１の中央部には浮遊物溜り１３を
上端部に備える回転円筒９が設けてある。回転円筒９
は、その底部が回転分離槽１の底面７より若干浮いた状
態に垂設され、またその回転軸２３が可撓性のある自在
継手１０を介して駆動源であるモータ１１に接続され、
この駆動源により回転させられる。そして、この回転円
筒９の回転により生じる旋回力が上記流入口３からの液
体の流入に伴う旋回力と協働的に作用することにより、
土砂６を回転分離槽１の中心部に効率的に沈降堆積させ
るのに有効に働く上下方向の循環的な二次流１２が形成
される。つまり、回転分離槽１の内周面に沿った下降と
回転円筒９の外周面に沿った上昇を伴なって液体４の旋
回断面の外周全体にわたる状態で循環するような二次流
１２が形成される。一方、旋回状態にある液体４の表面
には回転分離槽１の内周面から回転円筒９の外周面近傍
にかけてほぼ均一状に傾斜すると共に回転円筒９の外周
面に接する部分で急角度となるような表面勾配が生じ、
この表面勾配により矢印Ｘの如き薄い表層流が生じる。
そして、この表層流に乗る状態で浮遊物が回転円筒９に
向けて集まり、浮遊物溜り１３に収容される。

浮遊物溜り１３は、回転円筒９の上部で液面１４よりや
や下側に設けてあり、液面１４に浮かんでいる浮遊物１
５を収容し易くしている。即ち、回転円筒９の上端に突
出させた状態の仕切り円筒部２４の内側に、回転円筒９
の直径より小さな直径の仕切り筒１８を配し、仕切り円
筒部２４と仕切り筒１８間を水平状の仕切り盤１９で固
定して、仕切り円筒部２４、仕切り筒１８そして仕切り
盤１９とで区画する区域を浮遊物溜り１３としたもので
ある。

１６は導流板で、液体４の表層流に乗っている浮遊物１
５の浮遊物溜り１３への導入の助けとしたもので、液面
１４よりやや下側に下端が位置し、且つ旋回流５の表面
流を回転円筒９側に流れるように傾斜させて回転円筒９
と側壁２間に二枚配置させてある。

１７は浮遊物吸出し用のパイプで、浮遊物溜り１３内に
一端を位置させ浮遊物溜り１３に滞留する浮遊物１５を
吸引して外部へ、具体的には補助処理装置Ｃの貯留分離
槽３４へ取り出させるようにしてある。

以上の如き構成の主処理装置Ａによれば、流入口３から
回転分離槽１内に導入された液体４は、その流入の際の
接線力により主に回転分離槽１の内周に近いほど大きく
なる旋回力を与えられると同時に回転円筒９の回転によ
り回転円筒９の外周面に近いほど大きくなる旋回力を与
えられ、この両旋回力により回転分離槽１内を旋回流５
となって旋回する。そして、この旋回に伴って上記の如
き二次流１２を生じ、この二次流１２により、液体４中
に含まれている土砂６が回転分離槽１の底部中心部、つ
まり土砂溜り２０に沈降堆積する。また、同時に浮遊物
は上記の如く液体４の表面勾配による表層流に乗る状態
で回転円筒９上端部の浮遊物溜り１３に収容される。

次に補助液体処理装置Ｂを第１図乃至第３図により説明
する。

この補助液体処理装置Ｂは、断面Ｕ字状を有し、処理対
象となる液体２２、つまり回転分離槽１に接続した本実
施例の場合には、浮遊物・有機物や土砂を第１次的に分
離除去した後の液体２２を導入・排出自在とする滞留分
離槽２６内に、液体２５の流れ方向に向き合う状態で棚
状の浮遊物溜り２７を設けている。この浮遊物溜り２７
の棚部２７ａより上位に液面２８の高さを調整するため
の放流堰２９を高さ調整自在にして滞留分離槽２６の排
出側Ｏに配したものである。放流堰２９には高さ調整自
在な堰板３０が配してあり、また浮遊物溜り２７の一番
奥まった位置には開閉自在なゲート３１が設けてありこ
こより浮遊物３２を取り出し容易としてある。尚、この
ゲート３１は後述する貯留分離槽３４の導入側Ｉのゲー
ト４２と接続することができるものである。

この補助液体処理装置Ｂによれば、液体２５は導入側Ｉ
より排出側Ｏへと流れるが、その間に液面２８に浮かん
でいる浮遊物３２は流れに乗って浮遊物溜り２７に入り
込み、恰も掻きこまれるようにして受け止められ且つ其
処に集められた浮遊物３２はゲート３１から滞留分離槽
２６外へと容易に取り出される。この間、堰板３０は液
体２５の表面流が滞留分離槽２７の棚部２７ａより上方
位置に来るよう液面２８の高さ位置の調整を行うもので
ある。尚、浮遊物３２を除去した後の液体２５は堰板３
０を越えて排出側Ｏよりそのまま放流・排出されてゆく
ことになる。

次に、補助処理装置Ｃにつき第１図、第２図及び第３図
を参照して説明する。

この補助処理装置Ｃは、主処理装置Ａの浮遊物溜り１３
に液体４が混ざった状態で一時的に収容された浮遊物１
５を液体４から分離し、また同時に液体４から固形物も
分離するためのもので、所定高さの側壁を全周に有する
貯留分離槽３４を有している。この貯留分離槽３４は、
所定の勾配が与えられた底面３５を有し、この底面３５
には区画壁３６が蛇行的な導流路４１を底面３５のほぼ
全面にわたって形成するように立設され、且つこの導流
路４１の底面は乱流形成用の凸体（図示せず）が複数立
設され全体として凹凸となるようにされている。また、
導流路４１の導入側Ｉ及び排出側Ｏには、それぞれ開閉
自在なゲート４２、４３が設けられている。尚、この排
出側Ｏのゲート４３は先に述べた滞留分離槽２６の排出
側Ｏと接続することができる。

更に導流路４１の最下流部には土砂、浮遊物等の吸出し
を行い易くするための溜部３７を設け、浮遊物３８や土
砂３９の吸出し用のパイプ４０を臨ませている。Ｐはポ
ンプを示しパイプ４０と接続されている。

この補助処理装置Ｃは、前述のように主処理装置Ａの浮
遊物溜り１３から液体４に混ざった状態で移した浮遊物
１５や固形物を液体４から分離するためのもので、具体
的には、浮遊物吸出し用のパイプ１７により浮遊物溜り
１３からそこに収容されている浮遊物１５や固形物を液
体４と混ざった状態で貯留分離槽３４に移して静止状態
で貯留しつつ、浮遊物の浮上分離と固形物の沈降分離を
行う。そして、中間層の液体は処理済み水Ｓとして取り
出し放流され、また浮遊物も適宜に掻き集めるなどして
大部分が取り出され、必要な廃棄処分にかけられる。

一方、この処理済み水Ｓの放流により最終的に貯留分離
槽３４内に残留した浮遊物や固形物を処理する、つまり
貯留分離槽３４の清掃を行う必要があるが、これは以下
のようにしてなされる。即ち、導入側Ｉのゲート４２を
開いて補助液体処理装置Ｂの滞留分離槽２６を介して洗
浄水を貯留分離槽３４内に流すと、この洗浄水は、導流
路４１に沿って流下し、その際に導流路４１の蛇行構造
及び上記乱流形成用の凸体により乱流状態を生じる。そ
して、残留している浮遊物や固形物は、たとえ導流路４
１にこびりつくような状態になっていても、この乱流状
態により効率的に流去されて溜部３７に集まり、そこで
パイプ４０及びポンプを介して槽外へ取り出され、必要
な処分を施される。

〔発明の効果〕

本発明による液体処理装置は、以上説明した如きもので
あるので、浮遊物や固形物を多量に含み、またその処理
対象量が大きく変動する液体についても浮遊物及び固形
物の分離を効率的に行え、しかも油分を多く含むなどし
てその処理がとかく面倒になりがちな浮遊物の分離後の
後処理も有効に行える。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例による複合構造の液体処理装
置の全体配置図、 第２図は、第１図の液体処理装置における各装置の接続
状態を示す全体の概略断面図、 第３図は、第２図の装置全体の概略平面図、そして 第４図は、回転円筒の要部を破断した状態の側面図であ
る。 Ａ……主処理装置 Ｃ……補助処理装置 １……回転分離槽 ３……流入口 ９……回転円筒 １３……浮遊物溜り ３６……区画壁 ４１……導流路

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】処理対象の液体を接線方向から流入させる
   流入口が設けられた円筒状の回転分離槽、及び上端部に
   浮遊物溜りが設けられ且つ回転分離槽の中心部に回転自
   在に立設された回転円筒を備えてなり、流入口からの流
   入に伴う回転分離槽内での液体の自力旋回力に加えて、
   回転円筒の回転による強制旋回力を液体に与え、この両
   旋回力に基づいて液体を回転分離槽内で旋回させること
   により、回転分離槽の内周面から回転円筒の外周面に向
   かう表面勾配を液面に形成しつつ、回転円筒に沿った上
   昇と回転分離槽の内周面に沿った下降を伴う上下方向の
   循環的な二次流を形成させ、そして液面に浮遊する浮遊
   物を液面の表面勾配を利用して回転円筒に向けて集積さ
   せつつ回転円筒上端部の浮遊物溜りに一時的に収容する
   と共に、高比重固形物を前記二次流を利用して回転分離
   槽の底の中心部に堆積させるようにしてなる主処理装置
   と、主処理装置の浮遊物溜りに一時的に収容された浮遊
   物を混ざった液体と共に取り出して貯留させ、この貯留
   状態で液体からの浮遊物の浮上分離と液体中の高比重固
   形物の沈降分離をなした後、中間層の液体を補助処理装
   置外に排出できるようにした補助処理装置と、主処理装
   置の浮遊物溜りから浮遊物を混ざった液体と共に取り出
   して補助処理装置に移すための取出し手段とを備えてな
   る液体処理装置。
2. 【請求項２】補助処理装置は、所定高さの側壁を全周に
   有すると共に、一定方向に傾斜させて形成された底部を
   有し、さらに底部に連続的に立設した区画壁で蛇行状態
   に形成され且つ底面の全面にわたって乱流形成用の凸体
   が複数立設された導流路を有してなるものである請求項
   １に記載の液体処理装置。