JPH07124552A - 浮上分離物掻寄せ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 液体に懸濁した固形分や油脂を気泡の表面に
付着させ、気泡の浮力により液体と固形物及び油脂分を
分離する浮上分離装置において、その気泡の掻寄せ系外
に排出するための掻寄板の移動操作を簡易かつ省エネル
ギーに実施する装置を提供する。 【構成】 浮上分離槽１の上のガイドレール２と、レー
ル２に沿って案内移動する掻寄板支持金物４を有し、支
持金物４に掻寄板12を設けると共にレール２のガイド方
向に沿って牽引材５を対設し、牽引材５の一方にフロー
ト槽７に設けられ下向きに内腔を開放したフロート８を
連結し、他方の牽引材９には重り11を連結し、フロート
８に対しフロート８の内腔における空気量を変化させる
手段を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は浮上分離物掻寄せ装置に
係り、液体に懸濁した固形分や油脂を気泡の表面に付着
させ、気泡の浮力によって液体と固形物および油脂分を
分離する、所謂浮上分離装置において、その気泡の掻き
寄せ系外に排出するための掻寄板の移動掻寄せ操作を電
動機その他の原動機構を使用することなく少量の低圧空
気を用い簡易、省エネルギー方式により円滑且つ的確に
実施せしめようとするものである。

【０００２】

【従来の技術】廃水処理などにおいて、液体中に懸濁し
ている固形物ならびに油脂分などを微細気泡の表面に付
着させ気泡の浮力によって液体から分離するいわゆる浮
上分離装置は従来から知られている。即ち近時において
廃水の浄化に関しては各方面において広く検討が重ねら
れていて、固形分や油脂分を含有した廃水を浄化する１
つの手法として浮上分離法が普及しており、斯かる手法
によるものにおいては液面に分離した気泡を掻き寄せて
排出することが必要である。

【０００３】然して斯かる浮上物掻寄板の駆動機構は第
５図に示した如くであって、浮上分離槽５１の上方両側
に設置された複数個のスプロケットホイル５５ａ、５５
ｂ、５５ｃ─に掛けられたエンドレスチェーン５６に等
間隔に固定された複数個の掻寄板５３ａ、５３ｂ、５３
ｃはチェーン５６の一端を掛けてあるスプロケットホイ
ル５５ｃ（これらは図には片側だけを示してあるが浮上
分離槽の両側に対設されている。）の軸を伝動大スプロ
ケットホイル５７、伝動チェーン５８および伝動小スプ
ロケットホイル５９を介し減速電動機６０によって駆動
され、それぞれの掻寄板５３ａ〜５３ｃは浮上分離槽５
１の上方両側に設置されたガイドレール５２に沿って滑
るガイドシュー５４に案内されて移動するようになって
いる。

【０００４】浮上分離装置の運転については、原水槽６
１よりの原水を加圧水ポンプ６２により吸引加圧（水圧
は、1.５〜2.５kg／cm² 程度）し、これに空気圧縮機６
３から送給された圧縮空気を混合し配管中に生じた気泡
を細分化して空気と水の接触面積を増加させ、加圧状態
による空気分圧の上昇は飽和濃度を上昇し短時間に空気
を溶解可能とする装置（一例としてスタティックミキサ
ー）６４を経て細分化した気泡を溶解するに必要な滞留
時間を与える加圧タンク６５に導入して溶解せしめる。
その後、空気を溶存している原水は管６６を経て浮上分
離槽５１内の管６６の末端に設けてある絞りノズル６７
より減圧噴出せしめられ、このような減圧噴出の際に溶
存空気は微細気泡を発生し同伴原水中の浮遊固形物に付
着し、また油分を気泡表面に吸着して浮上分離槽５１の
水面に浮上する。

【０００５】上記のような浮上物は掻寄板５３ａ、５３
ｂ、５３ｃによって掻き寄せられ、傾斜排出路６８を掻
き揚げられて、ホッパー６９に落ち管７０を経て系外に
排出される。浮上物を分離された水は処理水となって管
７２より流出せしめられる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記したような従来の
浮上分離装置においては掻寄せのために特別な駆動機構
を必要とし、その設備費、運転費が嵩む。このことは石
油精製工場における如き大規模な浮上分離装置において
はやむを得ないとしても、１日当り数十ｍ³ 〜数百ｍ³
程度の比較的小規模の廃水処理設備においても大規模な
浮上分離装置と同様に減速電動機、スプロケットホイ
ル、チェーン等を使用して掻き出し作業せざるを得ず、
これらの設備上、運転上の価格が全装置に占める割合
は、処理量が小さくなるほど割高となり、また機械部分
の保守点検を大規模装置と同様の必要とする不利があっ
た。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は上記したような
従来技術における技術的課題を解決することについて検
討を重ね、空気を用いた浮力と重りのバランス作用関係
を利用することによって簡易且つ軽微な設備ないし操作
力により円滑な掻取り操作を実施し得るようにしたもの
であって、以下の如くである。

【０００８】（１） 浮上分離槽上に設けられたガイド
手段と、該ガイド手段にそって案内移動される掻き寄せ
板支持体を有し、該支持体に掻き寄せ板を設けると共に
前記ガイド手段のガイド方向にそって牽引材を対設し、
それら牽引材の一方にフロート槽に設けられ下向きに内
腔を開放したフロートを連結すると共に他方の牽引材に
は重りを連結し、前記フロートに対し該フロートの内腔
における空気量を可変させるための手段を形成したこと
を特徴とする浮上分離物掻き寄せ装置。

【０００９】（２） フロートの内腔における空気量を
可変するための手段がフロート槽の底部に設けられた圧
縮空気放出機構とその放出制限バルブおよびフロートに
設けられた内腔の空気を放出する小孔とから成ることを
特徴とした前記（１）項に記載の浮上分離物掻寄せ装
置。

【００１０】（３） フロートの内腔における空気量を
可変するための手段がフロート槽の底部に設けられた圧
縮空気放出機構とフロート槽内水位より下方に設けられ
た連通管より成り、該連通管の中間に逆止弁と絞り弁を
並列に設けたことを特徴とする前記（１）項に記載の浮
上分離物掻寄せ装置。

【００１１】（４） 掻き寄せ板支持体に設けた掻き寄
せ板にバランスウェートを設けると共にそれら掻き寄せ
板とバランスウェートの中間を前記した掻き寄せ板支持
体に枢着し、ガイド手段におけるガイド方向両端部に前
記バランスウェートを反転操作するためのストッパーを
対設したことを特徴とする前記（１）〜（３）項に記載
の浮上分離物掻寄せ装置。

【００１２】

【作用】浮上分離槽上に設けられたガイド手段と、該ガ
イド手段にそって案内移動される掻き寄せ板支持体を有
し、該支持体に掻き寄せ板を設けると共に前記ガイド手
段のガイド方向にそって牽引材を対設し、それら牽引材
の一方にフロート槽に設けられ下向きに内腔を開放した
フロートを連結すると共に他方の牽引材には重りを連結
したことによりフロートと重りのバランス条件によって
支持体に設けられた掻き寄せ板をガイド手段にそい浮上
分離槽に対し掻取り操作する。

【００１３】前記フロートに対し該フロートの内腔にお
ける空気量を可変させるための手段を形成したことによ
り、その空気量如何で重りとの間のバランス関係を切換
えて掻取り板の移動方向を反転させる。

【００１４】フロートの内腔における空気量を可変する
ための手段がフロート槽の底部に設けられた圧縮空気放
出機構とその放出制限バルブおよびフロートに設けられ
た内腔の空気を放出する小孔とから成ることにより放出
制限バルブの閉塞または閉塞状態でフロート内腔におけ
る空気量の低減を図り、また該制限バルブの開放でフロ
ート内腔における空気量増大を得しめて対設されたウエ
ートとの間における作動方向反転切換えを自動的に行わ
しめる。

【００１５】フロートの内腔における空気量を可変する
ための手段がフロート槽の底部に設けられた圧縮空気放
出機構とフロート槽内水位より下方に設けられた連通管
より成り、該連通管の中間に逆止弁と絞り弁を並列に設
けたことにより支持体に設けられた掻き寄せ板の移動速
度をそれら弁の調整操作によって可変する。

【００１６】掻き寄せ板支持体に設けた掻き寄せ板にバ
ランスウェートを設けると共にそれら掻き寄せ板とバラ
ンスウェートの中間を前記した掻き寄せ板支持体に枢着
し、ガイド手段におけるガイド方向両端部に前記バラン
スウェートを反転操作するためのストッパーを対設した
ことによりガイド手段にそった掻寄せ板の移動過程終端
部で該掻寄せ板に対するバランスウェートの作用状態を
切換え、浮上分離槽内液面に対する掻き取り状態とこの
掻き取り状態から退避した状態とを自動的に切換え、掻
取り板に夫々の作動に好ましい状態を採らせる。

【００１７】

【実施例】上記したような本発明によるものの具体的な
実施態様を添附図面に示すものについて説明すると、本
発明によるものの浮上分離装置全般の状態は図１に示す
如くであって、浮上分離槽１の上方両側に設置されたガ
イドレール２、２の上に両端を車輪３またはガイドシュ
ー（図では車輪）により支持された掻き寄せ板支持体４
が位置せしめられ、該掻き寄せ板支持体４の前後にロー
プのような牽引材５を接続してある。

【００１８】掻き寄せ板支持体４の牽引材５の他端側は
滑車６を介して浮上分離槽１の一端側に設置されたフロ
ート槽７中に導かれてフロート８を吊り下げ、また支持
体４後方の牽引材９は別の滑車１０を介して重り１１を
吊り下げてある。図３において掻き寄せ板支持体４の下
端には掻寄板支持金物の一部である固定軸２９の廻りに
自由に回転し得る２個の円筒部体３０を設け、これらの
円筒部体３０、３０に掻寄せ板１２が取付けられている
が、また円筒部体３０にはその斜め上方に向かって取付
けられたレバー３１の先端にバランスウェート３２が取
付けられている。即ち、掻寄せ板１２とレバー３１、お
よびバランスウェート３２は一体となっており、またレ
バー３１は枠３３により垂直に対し約４５度以上倒れな
いようになっている。

【００１９】フロート８は図３に示すようにその頂板に
過剰空気を逃がす小孔２７があり、またその底面には大
きな開口部が形成され、即ち図３、図４などに示すよう
に全く底板がなくてもよい。頂板における小孔２７には
フロート槽７の上方部より垂直に釣り下げられたガイド
棒２８が緩く貫通している。即ちガイド棒２８はフロー
ト８の回転を防止すると同時にフロート槽７内の水中に
発生する微生物や藻などで小孔２７が閉塞するのを予防
するためのものである。フロート槽７の底部には図１に
示すように圧縮空気管１７が空気弁１８を経て開口して
おり、また前記重り１１の重量は掻寄せ板１２を後退す
るに必要な力より重く、フロート８の自重は重り１１の
重量と掻寄せ板１２を前進させるのに必要な力の合計よ
り重くしてあり、フロート８の浮力はフロート自重より
大きくされている。

【００２０】本発明によるフロート８の周側とフロート
７槽内壁との間隙は浮沈運動に支障のない程度で極めて
狭くしておくことが必要である。即ちフロート８の周囲
とフロート槽７内壁が接触して摩擦力が生ずることはい
たずらに重り１１、フロート８の自重、フロート８の浮
力を大きくする必要を生じ好ましくない。

【００２１】浮上分離装置の操作については、図２にお
いて原水槽１３よりの原水は加圧水ポンプ１４により吸
引加圧（水圧1.５〜2.５kg／cm² ）され、スタティック
ミキサー１９に送給し、加圧水ポンプ吐出管１５の途中
に空気圧縮機１６から送給された圧縮空気を混合しスタ
ティックミキサーにて気泡を細分化して加圧タンク２０
に送り、該タンク２０において空気を溶解し浮上分離槽
１へ管２１を経て加圧原水を導入する。然して浮上分離
槽１内の管２１の末端に設けてある絞りノズル２２より
減圧噴出する際溶存空気は微細気泡を発生し同伴原水中
の浮遊固形物に付着し、また油分を気泡表面に吸着し浮
上分離槽１の水面に浮上する。

【００２２】なお予め満水したフロート槽７において空
気管１７の空気弁１８を開いたままにしておくと空気圧
縮機１６から空気管１７、弁１８を経て送給された圧縮
空気はフロート槽７に入りそのごく一部はフロート８頂
板の小孔２７から逃げるがフロート８は水面まで浮上
し、同時に重り１１に引かれて掻寄せ板１２は後退し図
１の左端まで移動して停止している。

【００２３】この状態に於て空気弁１８を閉じるとフロ
ート８内にはもはや空気は供給されず頂板の小孔２７か
ら逃げるだけとなりフロート８は沈み、フロート自重に
より掻寄板１２は曳かれて浮上物を掻寄せ、さらに傾斜
掻出面２３を掻揚げられてホッパー２４に落ち、管２５
を経て系外に排出される。浮上物掻寄せ速度は廃水の種
類によって異なるが食品加工製造廃水のような場合は１
〜２ｍ／min （１６〜３２mm／sec ）とすることが好ま
しい。

【００２４】以上のようにして浮上物を分離された水は
処理済み水となって管２６より流出する。掻寄せ板１２
が図示右端に来るとストッパー３４が図３のレバー３１
に当たり掻寄せ板１２、レバー３１、バランスウェート
３２は固定軸２９の廻りを時計方向に回転し掻寄せ板１
２は後退時に水面の上方に出るようになって戻り行程を
水面上で後退する。同様に掻寄せ板１２が後退し左端に
くるとレバー３１はストッパー３５に当たり掻寄せ板１
２、レバー３１、バランスウェート３２は旧位置に戻
る。

【００２５】以上の説明のように本発明によるものは空
気弁１８の開閉だけの操作によりフロート８の浮沈を反
復させ掻寄せ板１２を前進後退することにより従来の浮
上分離装置の複数枚に対し唯１枚の掻寄板１２で浮上物
の掻寄せ動作が可能である。また空気弁１８を自動弁と
し、原水中の懸濁物、油分などの質と量に応じ反復の間
隔をタイマーで設定し、その発信で適正間隔で自動弁の
開閉ができる。

【００２６】更に本発明によるものは、図３と図４に示
すように、フロート槽７におけるフロート８の浮上と沈
降とを異った速度によって制御することができる。即
ち、フロート槽７の水面より低い部分にバイパス管３９
を設け、このバイパス管３９の一部において絞り弁３７
と逆止弁３８とを並列に設けたもので、図３では空気管
１７の空気弁１９が開き管１７を経てフロート槽７の底
部より空気が送給されフロート８がフロート槽７の最上
部に浮上静止している状態を示している。

【００２７】この図３の状態で空気弁１８を閉じるとフ
ロート８は沈みはじめる。フロート８が沈むためにはフ
ロートの下側の水がフロート８の上に移動しなければな
らないがこの作用はフロート８の頂板における小孔２７
とフロート８とフロート槽７の間隙であるから水の移動
量は小さくフロートの沈降速度はごく遅い。管３６、管
３９はバイパス管でフロート槽７下部と連通している。

【００２８】上記のようにしてフロート８が沈降し、そ
の頂板が管３６のレベルＡ以下に下がるとフロート槽７
下部のレベルＣより管３６、絞り弁３７、管３９を上昇
して水はフロート８の上に流動し沈降速度は早くなる
が、このとき逆止弁３８は図の矢印の方向にしか流れる
ことが出来ないから絞り弁３７だけを通過し、従ってそ
の流速は絞り弁３７で加減できることとなり、フロート
沈降速度を制御出来る。

【００２９】図４はフロート８が沈降して最低部に到達
する直前の状態と、浮上して最高位置に到達する直前の
状態を示すが、前記したバイパス管３９の下部は最低部
に到達する直前のレベルＣにてフロート槽７に連通して
いるからフロート８がレベルＣ以下に沈降すると当初と
同様フロート下の水の経路はフロート８の頂板における
小孔２７と、フロート８とフロート槽７の間隙だけとな
り沈降速度は遅くなる。フロート８が上昇し最高位置に
到達する直前のレベルＡを超えると、レベルＣ以下に沈
降した場合と同様浮上速度は遅くなる。

【００３０】従って、図１において、前記したようなフ
ロート８と連動する掻寄せ板１２は、その移動ストロー
ク両端で移動速度が遅くなり両端にあるストッパー３
４、３５との衝突の衝撃は小さくなるという利点が得ら
れる。

【００３１】次に前述したように、別途に設置された部
分バイパス管４１はレベルＢとレベルＣを連通してい
る。レベルＢはレベルＡとレベルＣの中間にあり弁３７
より口径の大きい弁４０により流量を調節出来る。弁４
０が全開してあり、フロート８が下降時レベルＢより下
にくるとフロート下方の水は管３９よりも管４１を多量
に流れ絞り弁３７の効果はなくなりフロート８の沈降速
度は早くなり、レベルＢを適正に決めることにより掻寄
板１２が傾斜路２３を通過する速度を早くすることが出
来る。フロート槽７の水は管４２より常時補給され、水
位を一定に保つためレベルＡに設けた溢流管４３より過
剰水は流出する。

【００３２】なお、上記したような説明においては掻寄
せ板１２の移動距離はフロート８の浮沈の移動距離に等
しいが動滑車を組合わせて採用することにより掻寄せ板
１２とフロート８の移動距離を変え得ることは云うまで
もない。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したような本発明によるときは
従来の浮上分離物掻き寄せ設備において不可欠的な減速
電動機、複数個のスプロケットホイル、チェーン、複数
枚の掻寄板を必要とせず、この種の浮上分離装置で一般
的に広く使用されている空気圧縮機からフロートを浮か
すための僅かの圧縮空気を分岐使用するだけで新たに動
力を用いるようなことなく、平易に掻き寄せ操作せしめ
得るものであるから工業的にその効果の大きい発明であ
る。また、上記したような本発明のものは、従来の浮上
物掻寄機構で無段変速機を使用するところを維持管理の
簡単な空気弁を自動弁としこれと連動するタイマーを設
置するだけで掻寄せ板を往復運動可能とし、更にフロー
トとフロート槽の外部バイパス管との巧みな組み合わせ
により何等特別な電気制御機器などを使用することなく
掻寄せ板の速度制御が可能となり原水中の懸濁物、油分
などの質と量に応じた運転が可能であるという効果もあ
る。特に本発明によるものは、例えば１日の処理量が２
００ｍ³ 程度以下のような比較的小規模な廃水処理浮上
分離装置の如きにおいて優れた効果を発揮し得るもので
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による装置の全般的構成関係を示した説
明図である。

【図２】その浮上分離物掻き寄せ装置についての斜面図
である。

【図３】掻取板を移動させるフロートとそのフロート槽
についての説明図で、フロートがフロート槽の最上部に
浮上静止した状態を示すものである。

【図４】同じくフロートとフロート槽についての説明図
で、フロートが沈降しフロート槽の底部に到達する直前
の状態を示したものである。

【図５】従来の掻取板移動装置についての代表例を示し
た説明図である。

【符号の説明】 １ 浮上分離槽 ２ ガイドレール ３ 車輪 ４ 掻寄せ板支持金物 ５ ロープのような牽引材 ６ 滑車 ７ フロート槽 ８ フロート ９ ロープ １０ 滑車 １１ 重り １２ 掻き寄せ板 １３ 原水槽 １４ 加圧水ポンプ １５ 加圧水ポンプ吐出管 １６ 空気圧縮機 １７ 空気管 １８ 空気弁 １９ スタティックミキサー ２０ 加圧タンク ２１ 加圧水導入管 ２２ 絞りノズル ２３ 傾斜掻出面 ２４ ホッパー ２５ 浮上物排出用管 ２６ 処理水管 ２７ フロート頂面の小孔 ２８ ガイド棒 ２９ 固定軸 ３０ 円筒部体 ３１ レバー ３２ バランスウェート ３３ 枠 ３４ ストッパー ３５ ストッパー ３６ バイパス管 ３７ 絞り弁 ３８ 逆止弁 ３９ バイパス管 ４０ 絞り弁 ４１ バイパス管 ４２ 給水管 ４３ 溢流管 ５１ 従来技術の浮上分離槽 ５２ そのガイドレール ５３ａ〜５３ｂ その掻寄板 ５４ そのガイドシュー ５５ａ〜５５ｃ そのスプロケットホイール ５６ そのエンドレスチエーン ５７ その大スプロケットホイール ５８ その伝動チエーン ５９ その小スプロケットホイール ６０ その減速電動機 ６１ その原水槽 ６２ その加圧水ポンプ ６３ その空気圧縮機 ６４ スタティックミキサー ６５ その加圧タンク ６６ その管 ６７ その絞りノズル ６８ その傾斜排出路 ６９ そのホッパー ７０、７１ その管

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 浮上分離槽上に設けられたガイド手段
   と、該ガイド手段にそって案内移動される掻き寄せ板支
   持体を有し、該支持体に掻き寄せ板を設けると共に前記
   ガイド手段のガイド方向にそって牽引材を対設し、それ
   ら牽引材の一方にフロート槽に設けられ下向きに内腔を
   開放したフロートを連結すると共に他方の牽引材には重
   りを連結し、前記フロートに対し該フロートの内腔にお
   ける空気量を可変させるための手段を形成したことを特
   徴とする浮上分離物掻き寄せ装置。
2. 【請求項２】 フロートの内腔における空気量を可変す
   るための手段がフロート槽の底部に設けられた圧縮空気
   放出機構とその放出制限バルブおよびフロートに設けら
   れた内腔の空気を放出する小孔とから成ることを特徴と
   した請求項１に記載の浮上分離物掻寄せ装置。
3. 【請求項３】 フロートの内腔における空気量を可変す
   るための手段がフロート槽の底部に設けられた圧縮空気
   放出機構とフロート槽内水位より下方に設けられた連通
   管より成り、該連通管の中間に逆止弁と絞り弁を並列に
   設けたことを特徴とする請求項１に記載の浮上分離物掻
   寄せ装置。
4. 【請求項４】 掻き寄せ板支持体に設けた掻き寄せ板に
   バランスウェートを設けると共にそれら掻き寄せ板とバ
   ランスウェートの中間を前記した掻き寄せ板支持体に枢
   着し、ガイド手段におけるガイド方向両端部に前記バラ
   ンスウェートを反転操作するためのストッパーを対設し
   たことを特徴とする請求項１〜３に記載の浮上分離物掻
   寄せ装置。