JPH07213827A - 固液分離装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 一連の小規模の装置を用い、水量、水質変動
に左右されず、被処理液中の利用可能な資源の回収と、
一般的に容認され得る低含水率の脱水ケーキの回収を可
能とする固液分離装置を提供する。 【構成】 粗い莢雑物を除去するための、第１のスクリ
ーン付単筒回転体を具備する第１次固液分離機構と、該
第１次固液分離機構を出た分離液を電磁流量計等による
定量供給の下に、最適量の凝集反応剤と反応させてフロ
ックを形成するための、分離液及び凝集反応剤の供給口
を備えた堅型単管と、機械的撹拌手段及び気泡による撹
拌手段を併用した撹拌混合機とを具備する凝集反応機構
と、該凝集反応機構を出た含フロック液を清澄な分離水
と凝集塊とに分離するための、スクリューを備えた固定
管と、第２のスクリーン付単筒回転体とを具備する第２
次固液分離機構とｐＨ計、固形物濃度計、水位計、コン
ピユータ等を具備する固液分離装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、砂、礫等の無機物質類
や腐植等を含む泥水、河川、湾、ダム等の底質汚泥並び
に下水や食品廃水等有機廃水の浮遊物質類、余剰汚泥等
の固液分離を、コンパクトな一連の独特な装置類で連続
的、経済的に実施するための装置を提供する。

【０００２】本発明により、被処理液中の利用可能な資
源の回収並びに固液分離の工程で従来的な脱水機の省略
の下に、一般的に容認され得る低含水率の所謂脱水ケー
キと清澄な分離水を回収することができる。

【０００３】

【従来の技術、問題点】泥水加圧シールド工法による下
水管の埋設或いは鑿井、基礎工事その他土壌掘削に起因
する泥水処理の問題は、処理装置を設置する場所的制
約、作業の長時間化や騒音等々の物理的諸困難さのみで
なく、その不完全な装置的、技術的手段に基づく分離水
の不透明さ等現行の処理装置並びに処理方法の改善が強
く望まれている。

【０００４】一例として、泥水加圧シールド工法による
下水管の埋設工事に伴う余剰泥水処理に言及すれば、本
工事では泥水により切羽の安定を計ると共に地盤の沈下
を防ぐため、常に所定の比重と粘性をもった泥水を安定
的に供給することが必要である。

【０００５】この場合一般的には、系内循環経路より排
出される泥水の循環使用のために、先ず粗目の振動篩に
よる砂や礫等の除去、次いでその通過泥水を湿式サイク
ロン及び細目の振動篩によって７４μ以上の莢雑物と泥
水に分離し、分離泥水の特性を回復させて循環使用する
方法が実施されている。

【０００６】この泥水循環使用の作業において困難な問
題は、循環泥水の高濃度化であり、そのために遂には泥
水の循環が不可能となり、所謂余剰泥水の処理が必須と
なる。

【０００７】この余剰泥水は、粘土、シルト等１００ｍ
μ以下の無機質超微粒子を主体とし、それに腐植等の有
機物質が所謂粘土腐植複合体として水と共存し、含水率
６０％にも及ぶ自然沈降し難いシャーベット状の泥状物
となることである。

【０００８】この循環泥水特性を失った泥水は、余剰泥
水として何らかの処理又は処分されねばならないが、こ
の泥状物の一処理方法として、従来はプールした余剰泥
水を工事終了後ＰＡＣ等の無機高分子凝集剤或いは有機
高分子凝集剤添加の下、フィルタープレスや遠心分離機
等の仰々しい機械を中核とした装置によって固液分離し
ている。

【０００９】この一連の前記前処理装置と脱水装置との
機械的組み合わせの欠点は次のようなものである。

【００１０】（ａ）少なくとも二基の振動篩の振動や騒
音、網状篩の閉塞や液体サイクロンの磨耗。

【００１１】（ｂ）遠心分離機採用の場合は、超高速回
転に伴う固形物掻き取りスクリューの磨耗と現場補修の
至難さ及び機械の高価格であり、（ｃ）フィルタープレ
スの場合は、バッチ式であり、ろ布の目詰まりと洗浄、
相対的に広い設置面積が必要であること等処理の時間
的、設置面積的制約と高価格が問題視されている（殊に
高濃度泥水の場合顕著である）。

【００１２】（ｄ）その他莢雑物の除去のための重力沈
降槽や加圧浮上装置等の比較的設置面積の大な前処理装
置等とロール加圧脱水機、真空濾過機或いはロータリー
キルンに類似した外部回転ロール駆動型の低速回転横型
湿式造粒機（０．０５〜１．０ ＲＰＭ）等との組み合
わせプラントが試みられているが、機械的問題、設置面
積、処理能力並びにそれに起因する処理コスト等に問題
があり、廃棄物処理業者に余剰泥水の処分を委託せざる
を得ない場合が多々ある。

【００１３】更に、凝集反応機構に関する従来技術とし
て、炭酸ガス、アルカリ、酸等或いは各種の高分子凝集
剤等との併用が実施されているが、複数の薬品類を使用
せざるを得ない場合、ポンプ等のサクション側に無機薬
品を、その吐出側の管中に高分子凝集剤を注入するか、
又は撹拌機付きの複数の反応槽を必要としている。

【００１４】これらの方法の問題点は、被処理液のｐＨ
や濃度変化に薬品注入量が自動的に追従し難いことから
連続処理が不可能であり、最適なフロック形成のために
一定量の被処理液のプール、その水質の測定、薬品種及
び量の選択と必要量の決定等その都度毎の煩瑣な作業と
それに要する無駄な時間が処理に伴う経済性にも悪影響
を及ぼす。

【００１５】これらの問題は殊に固形物濃度その他の水
質が変動勝ちな河川その他の浚渫や単位時間内に大量の
被処理液を処理しなければならない場合、場所的、時間
的問題だけでなく、例えば被処理液水槽の水質の均質化
や粒子の沈殿防止のための技術的困難さやエネルギーの
浪費を余儀なくされよう。

【００１６】これら諸問題解決の部分的一方法として、
本出願人が平成４年１０月９日付けで出願した新しい固
液分離装置の提案があるが、本提案の趣旨の具現化には
種々な構造的補正が必要である。

【００１７】本発明は、上記のような従来の問題点を解
決する固液分離装置を提供する。本発明の基本理念は、
小規模装置群による大容量被処理液の処理に関し、回転
体の適度な相対的低回転速度と経験的数値に基づく回転
体の径と長さ、それに設備されたスクリーンの開孔率と
必要面積並びに非スクリーン部とのコンビネーション、
凝集反応工程における分離液と添加薬剤類の同時注入に
よる相互の反応時間前の一次混合と続く短管中での機械
的及び気泡群併用による連続的なフロキュレーションに
よる低含水率の凝結塊の生成とその小粒化、それに伴な
う乾燥表面積の増大に伴う乾燥速度の促進等による目的
達成を実現することである。

【００１８】

【問題点を解決するための手段】本発明は、無機質及び
／又は有機質固体を含む被処理液を固液分離するための
装置にして、約７４μ以上の粗い莢雑物を除去するため
の、第１のスクリーン付単筒回転体を具備する第１次固
液分離機構と、該第１次固液分離機構を出た分離液を
酸、アルカリ、界面活性剤や高分子凝集剤等の添加によ
って、大きくて硬いフロックを形成するための手段とし
て、分離液及び添加薬品類の供給口を備えた竪型単管
と、機械的撹拌手段並びに気泡群の圧入を併用した横型
凝集反応機構並びに、供給される被処理液の流量の自動
コントロールによる定量性の管理、及びｐＨと固形物濃
度の計器類による連続的検知により、水質変動に対応し
た最適な薬品類の注入量を自動制御するコンピユータ機
構と、該凝集反応機構を出た含フロック液を清澄な分離
水と低含水率の凝結塊とに分離するための第２のスクリ
ーン付単筒回転体を具備する第２次固液分離機構とを具
備することを特徴とする固液分離装置を提供する。

【００１９】本発明の好ましい態様において、前記第１
及び第２の単筒回転体の構造共通点として、毎分の回転
速度が遠心効果３以下であること、回転体内に供給され
る被処理液の吐出方向が主として下方向の内部挿入型固
定管であること、他端に分離固形物の排出口を有するこ
と、液受入れ口と分離固形物の排出口間に回転体半径の
四分の三以下の弧の範囲にわたる複数のスクリーン部
（開孔径＜０.６mm、脱着交換可、軸方向に随意の長さ
を設定し得る）を有し、更にスクリーンの内面が回転体
の内壁と面一である構造のものであること、回転体内に
固定され、回転体と一体的に回転するスクリューその他
の圧密、移送手段（１回店の最大送り幅或いはスクリュ
ーの場合は１ピッチ＜５０mm）を備えること、スクリー
ンより回転体外に離脱する分離液と分離固形物の再混合
阻止のための鍔状ストッパー、分離液飛散防止用カバー
等を具備することであるが、異なる点は、第２の単筒回
転体の場合、含フロック液受入固定管に定量供給用スク
リューを有すること、前記複数のスクリーン部がスクリ
ーン部−直筒部−スクリーン部の組み合わせからなる、
更に毎分の回転速度が第１よりも速く設定されることで
ある。

【００２０】また、第１の単筒回転体からの分離液が、
その末端に溢流堰を備える水槽或いは流路を経て流出す
る経路中に、水位計、ｐＨ計、固形物濃度計及び攪拌兼
送液用のポンプを配備することができる。

【００２１】更に、本発明の好ましい態様において、該
分離液の前記凝集機構への送水経路に計量槽または電磁
流量計等を設けて送液量の定量性を保持、管理し得る機
能を有することが自動コントロールの点から好ましい。

【００２２】尚、前記凝集反応機構における攪拌混合手
段が、分離液及び凝集反応剤類の（粉体薬剤を含）供給
口を備えた竪型単管の下端に連結された横型固定筒と、
該固定筒を貫通する回転軸に固定された攪拌混合専用の
１ピッチのスクリュー類似のものと、主として他端の吐
出口方向へ混合液を押しやる可変羽根とからなり、前記
気泡群の圧入位置が該固定筒中の液のレベルより下に設
けられており、最適な気泡径を液中に形成させるための
孔径からなる気体用フイルターと、気体流量計付きブロ
ワー等からなることが好ましい。

【００２３】更にまた、前記凝集反応剤類の自動供給の
ために、送液量の定量性の保持、管理の下に、前記ｐＨ
計、固形物濃度計、反応剤類の定量供給ポンプ並びにそ
の吐出側に複数の自動弁を設置し、予めコンピューター
にインプットされたデータに基づき、水質変動に対応し
た最適な薬品類の注入量を自動制御するコンピュータ機
構の具備が好ましい。

【００２４】

【作用・効果】本発明は、前記の泥水加圧シールド工法
による下水管の埋設工事遂行に伴う循環泥水特性の保持
及び余剰泥水の処理に関し、第一段階として、７４μ以
上の粗い砂や礫及び腐植等の無機質並びに有機質の莢雑
物を小さな単一の特殊回転円筒体によって連続的に分離
し、引き続く凝集反応−固液分離装置によって清澄な分
離液と脱水機不必要の下、低含水率の脱水ケーキを回収
する。

【００２５】掘削泥水その他類似の泥水の場合、種々な
形状、大きさ、特性等を持つ無機質並びに有機質の莢雑
物を含有するが、これを除去することは循環泥水特性の
保持と凝集反応−固液分離にとって極めて重要である。
特に凝集反応の場合、砂類はフロック形成時点或いは形
成直後の凝結力の妨害または破壊による小フロック化、
非フロック化をもたらす。従って本発明は、この悪影響
因子の除去手段として、必要な場合には処理前の被処理
液に所定の処理を施した後、被処理液を両端に回転軸を
有する低回転（遠心効果＜３）の単一円筒体内に固定管
を介して供給し、他端の分離莢雑物排出口との間に配置
された半径の四分の三以下の孤の範囲にわたり回転軸に
対して対照的な脱着可能な複数のスクリーン（孔径＜
０．６ｍｍ）部によって、一次的固液分離を行う。この
際、スクリーンを経て分離水は系外に離脱、それによっ
て洗浄された筒内部の分離莢雑物は、回転体内壁に密着
的に固定されたスクリューその他の移送手段と供給液と
によって排出口方向に移行し、系外に排出される。

【００２６】回転体カバーに誘導された分離水は、オー
バーフロー用堰をもつ分離水槽に落下、一定長の流路を
へて次の槽にオーバーフローする。この間に孔径＜０．
６ｍｍのスクリーンを通過した比重の大きい物質は沈降
し、概ね７５μ以下の微細な懸濁物を含む泥水となる。

【００２７】この単筒回転体は、排出部が上になるよう
に水平から僅かに傾斜して設置されており、またスクリ
ーンの半分長は圧力水で間欠的に洗浄され、これによっ
てスクリーンの閉塞が防止される。

【００２８】一般に、小さな装置で大容量の固液分離
（濃縮）をしようとする場合、超高速の遠心分離機が採
用され勝ちであるが、本発明による低速回転の単筒回転
体を中核とする莢雑物分離装置は、極めて簡単な構造で
これに続く凝集反応−固液分離に支障のない分離液を提
供する。即ち、オーバーフロー水の粒度分布をミクロン
・フォート・サイザー（光透過率で測定）で測定した結
果、平均粒子径はμオーダーであることが分かった。

【００２９】次にこの分離水は、被処理液、単数或いは
複数の薬剤類を注入するための配管が接続されており、
撹拌機構を有する横型円筒に垂直（水平でも可）に固定
された短円筒部に定量的に圧送されると共にｐＨ計、固
形物濃度計で自動コントロールされた適正量の薬品類の
注入をうける。

【００３０】短円筒部での混合液は、回転軸に固定され
た羽根とスクリュー或いは類似の撹拌機構を持つ接続さ
れた横型円筒部で撹拌混合されると共に、その落下位置
の液中に円筒下部から吹き込まれる制御された気泡径か
らなる気泡群によってより効率的に強力に撹拌され、そ
の結果極めて短時間（１０秒以下）に適切なフロックが
形成され得る。

【００３１】制御された気泡径からなる気泡群を発生さ
せる機構は、被処理液の種類によって交換し得る孔径の
フィルターを気泡の吐出口と圧縮ガスの吐出口との間に
設置し、しかもフィルター及びガスの出口が被処理液の
液中に常に存在するように工夫されている。

【００３２】機械的撹拌と気泡群による撹拌の併用によ
って得られる相乗効果は、反応物質類の接触度数の増
加、気泡群による固体の接着や見掛け比重の減少化並び
に管内壁上での轉動効果等であり、これによってフロッ
ク間の空隙率がより小さくなり比較的硬いフロック塊を
実現し得る。特に例えば、含水率１５％〜４０％、真比
重１．２〜１．３程度の高濃度泥水の場合、機械的な撹
拌混合で急速に形成されるフロックの団塊は、円筒内底
部に沈殿し勝ちとなり、その時点で未だ液中に懸濁する
微細な粒子を接着し難い傾向が生じ、適正な薬剤注入に
も拘わらず、清澄な分離水を得られない可能性が生じる
が、かかる場合に、両撹拌の併用が効果的である。気泡
混入の効果は補助的ではあるが、固形物の見掛け比重の
低減による浮上傾向をもたらし、機械的撹拌力との相乗
効果によって粒子間の衝突の度合を増進し、単なる機械
撹拌効果よりも非常に効果的である。

【００３３】このような機構の下に極めて短時間に形成
されるフロック塊と清澄な分離水は連続的に排出され、
続いて撹拌装置を備えた堅型円筒体の底部に流入、その
上部流出口を経て第２次固液分離器に導かれる。

【００３４】第２次固液分離器は、前記の砂や礫等を除
くための第１次分離器とほぼ類似の構造からなる単筒回
転体であるが、異なる点はフロックと分離水からなる被
処理混合液の受入部に複数のピッチからなるスクリュー
を有し、他端の分離固形物を吐出する開口部との間に脱
着可能に設けられる半径の四分の三以下の孤の範囲にわ
たる複数のスクリーン（孔径＜０．６ｍｍ）が円筒部−
スクリーン部−円筒部スクリーン部−円筒部の繰返しの
形状からなること、更に毎分の回転速度が第１次のもの
より速いことである（遠心効果＜３）。

【００３５】フロックと分離水からなる被処理混合液
は、受入部の前記スクリューの回転数制御によって定量
的に前記機能を備える第２の単筒回転体内に送入され
る。この際フロックは団塊の圧縮傾向を示し、更に遠心
効果の数値が約３以下の低速回転で回転する単筒回転体
内の下方半径部を轉動しながら排出口方向に移動し、そ
の間両面のスクリーン部から分離水を離脱、極めて低含
水率原水含水率８５％〜７０％、ケーキ含水率（約４０
％〜５０％）の脱水ケーキとなる。

【００３６】全面的なスクリーン形状の回転円筒体でな
く、半径の四分の三以下の孤の範囲にわたる複数のスク
リーン（孔径＜０．６ｍｍ）部（従って複数のスクリー
ン部は、円筒体の複数の残存部によって隔てられてい
る）−円筒体（スクリーンなし）−同状スクリーン部の
組み合わせの構造は特に重要な意義をもつものである。
即ち、被処理混合液の固液分離は、清澄な分離水の速や
かな筒外離脱と低含水率の分離固形物の獲得の二つを同
時に、しかも極力小さい手段で行うことにある。一般的
に、脱水のためには外部からの機械的その他のエネルギ
ーを必要とするが、本単筒回転体は、第一次の複数のス
クリーン部で分離水を急速に筒外離脱させつつ、分離す
べき固形物を主として円筒内底部で轉動、圧密させなが
ら前記移送手段によって排出口方向に移動させるがこの
段階でのスクリーン部と非スクリーン部の機能は、前者
が分離水の筒外離脱、後者が轉動、圧密を主任務とす
る。含水固形物はこのような同時作用の下第二次の非ス
クリーン円筒部底部においてより強い轉動、圧密を繰り
返し、それによって残存液分が押し出され、粒子間の空
隙率が小となる結果粒子同志の接着が生ずる。第三次の
複数のスクリーン部は、第二次迄の工程において未だ残
存する分離水がある場合、例えば回転円筒体の長さと径
を被処理混合液量に対してよりコンパクトと化するよう
な場合効果的となる。

【００３７】この装置の場合、８０ＲＰＭ以下の回転で
は、圧密固形物は棒状となって連続的に排出され、回転
数が高くなるにつれて棒状から粒状に変化し、所謂轉動
造粒法の領域に近い状態のものとなる。

【００３８】この造粒過程に於いて極めて興味ある効果
は、分離固形物が気泡群或いは泡沫を包含することであ
る。この理念は泡沫浮遊選鉱法や加圧浮上濃縮法として
古くから知られ、現在も活用されているものに近似して
いるが、本法では飽くまでも補助的手段であり、しかも
前記の通り極めて小さな円筒回転体の構造の下に、連続
的な分離水の離脱と圧密された低含水率のフロック塊の
回収が同時的に行われる際、分離水離脱後のフロック塊
の一層の轉動が効果的な回転数の下で行われる場合、包
含されている気泡群或いは泡沫の消滅或いは破壊の工程
において、間隙水の離脱等の作用により単なる機械的な
固液分離よりも促進的効果が期待出来る。更にフロック
塊の系外排出工程或いは排出後の気泡群或いは泡沫の破
壊は小フロック塊の表面積増大を招来し、乾燥速度の向
上が期待されうる。

【００３９】この一連のコンパクトな固液分離法は、単
なる機械的組み合わせに依存するのみでなく、硬いフロ
ックを形成するのに最適な薬剤類品種の選択と被処理液
の水質の変動に追従する薬剤量の添加が極めて重要であ
ることは申す迄もないことである。本発明においては、
予め被処理液の水質変動をチェック、それに対応する薬
剤類の品種と量の決定、パソコンへのインプット、計量
槽または電磁流量計等による分離液の定量供給、ｐＨ
計、濁度計、等の計器類による連続的検知、薬剤定量ポ
ンプ、定量ポンプ配管に設定された弁等によって最適の
固液分離が保持される自動コントロール−システムの下
で運転される（但し、水質変動のない場合は、パソコン
の使用は必ずしも必要ではない）。

【００４０】有機質廃水処理と余剰汚泥処理への本発明
の適用分野は、廃水中に含有する砂や莢雑物の同時除
去、高ＢＯＤ、ＣＯＤ、ＳＳ含有廃水の微生物処理前の
負荷軽減、脱色、余剰汚泥処理の簡易化その他である。

【００４１】砂や莢雑物の除去に関し現行法では、沈砂
池とバースクリーンの二機種の使用が支配的であるが、
前記単一回転体を使用することによって、設置面積の縮
小、分離水で洗浄された分離莢雑物の回収、水質改善等
が期待される。

【００４２】漬物その他の食品加工廃水、養豚し尿廃水
その他の有機廃水処理で困難な問題の一つは、酵母等含
有の加工材料の使用に起因する糸状菌類の曝気槽内での
異常発生によるフロックのバルキング現象、ＢＯＤ、Ｃ
ＯＤ、ＳＳ、ｐＨ等の時間的変動が著しいこと等による
微生物処理装置の運転の追従性の欠如等であるが、本発
明を適用することによって、それらの困難さを低減し得
よう。

【００４３】更にこれに類似の諸種の着色廃水の場合、
前記の効果と共に脱色をも同時或いは処理系内で容易に
達成し得よう。

【００４４】下水処理廃水等の有機質余剰汚泥の処理に
際し現在、沈殿池での活性汚泥の沈降分離、汚泥濃縮
槽、汚泥貯槽の工程を経て凝集反応、脱水機による固液
分離の方法が一般的である。この工程の問題点は、脱水
機による固液分離迄に時間が空き過ぎるため濃縮汚泥水
の腐敗が進行しＢＯＤ、ＣＯＤ、ＳＳ、ｐＨが異常な高
値を呈する状態に変化すること、そのための貯留場所が
必要であること、分離水が汚く、操作を誤れば長時間の
貯留による汚泥の微細化、悪臭発生等の不必要な諸問題
が発生する。しかも派生的に適切なフロック形成に必要
な薬剤種と量を事前テストで決定する迄に不必要な時間
を浪費することが多い。このような場合、本発明を使用
すれば、若しある量の返送汚泥が必要な場合でも不必要
な量の処理を腐敗後に実施するのでなく、放流水質と同
レベルで簡単且つ容易に実施し得よう。殊に分離水の再
利用が望まれる場合或いは資源として回収が希望される
場合、本発明は極めて有効である。

【００４５】以上の説明から理解し得るように、本発明
は、無機質並びに有機質リッチな被処理液の処理に関
し、スクリュー付帯の回転体と特殊な凝集反応機構との
有機的組み合わせによって、極めてコンパクトな一連の
装置類によって、その連続処理を可能とするのみなら
ず、低含水率の脱水ケーキの回収を可能とし、あわせて
清澄な分離水をも同時的に得ることを実現し得る画期的
な装置である。

【００４６】

【実施例】次に、図面を参照して本発明を一層詳しく説
明する。

【００４７】図１は本発明の装置を使用した固液分離工
程のフローチャートである。図１において、第１次固液
分離機構１０、凝集反応機構３０及び第２次固液分離機
構５０が示されている。被処理液Ｔは第１次固液分離機
構に供給され、ここで砂、礫、腐植等の粗い莢雑物Ｂは
除去され、莢雑物から分離した分離液Ｃは電磁流量計Ｊ
により定量的に凝集反応機構３０に送られ、同時にｐＨ
計、濃度計による諸検知の下、自動的に最適な注入量の
凝集反応剤Ｄ₁〜Ｄ₄との撹拌混合によりフロックＦが形
成される。フロックＦと分離水Ｅとからなる被処理液は
次いで第２次固液分離機構５０に送られ、ここで清澄な
分離処理液Ｇと低含水率の脱水ケーキＨとに分離され、
夫々回収される。なお、凝集反応機構では、機械的撹拌
と同時に気泡Ｉの導入による気泡撹拌が併用される。

【００４８】図２は、第１次固液分離機構の詳細を示す
断面図である。第１次固液分離機構は、ほぼ水平の回転
軸の周りを回転する第１次単筒回転体１１を含む。回転
体１１には回転軸に対して対称的に複数のスクリーン１
２、１２が回転体１１の半径の四分の三以下の孤の範囲
にわたって設けられている。ここで半径の二分の一の場
合を例示すると半径の二分の一以下の孤の範囲とは、図
３に示すように、スクリーンの孤の中心点ａを通る半径
がスクリーンの弦と交差する点をｂとすると、ａ−ｂ間
の長さｌが回転体の半径γの二分の一以下であることを
意味する。

【００４９】スクリーン１２の開口径は０．６ｍｍ以下
である。スクリーン１２の軸方向長さは、回転体１１の
軸方向の長さよりも短かくし、回転体の被処理液供給側
及び莢雑物吐出側に夫々短かい直筒部１３及び１４が存
在するようにする。スクリーン１２を交換可能とし、こ
れによってスクリーンの軸方向長さ及びスクリーンの孤
の寸法を随時選択できるようにする。スクリーン１２の
内面は回転体１１の内面と面一になっている。また回転
体１１の回転速度は遠心効果３以下であるのが好まし
い。

【００５０】図８に示すように、回転体１１の内面に固
着され、回転体と一緒に回転するスクリュー１６が設け
られ、これによって分離莢雑物は回転体の吐出側へ移送
される。

【００５１】回転体１１は、その吐出し側が上になるよ
うに水平位置から僅かに傾斜せしめるのが好ましい。た
とえば、ラック・ギア機構１７の作動によって回転体を
固定した基台１８を軸１９の周りを回転せしめることに
より、回転体の軸を水平位置から傾斜せしめることがで
きる。

【００５２】被処理液は、回転体１１と共軸の固定管１
５を通って回転体内に供給され、この中で第１次固液分
離が行なわれる。被処理液は回転体の軸方向ではなく、
軸と直角の方向に吐出されるのが好ましい。第１次固液
分離工程で生じた分離水はスクリーン１２を通って系外
に離脱し、オーバフロー用堰２２を有する水槽２１中に
落下する。図示してないが堰２２を複数設け、分離水が
一定長の流路をへて次の堰をオーバフローするようにす
るのが好ましい。水槽２１内を移動する間に孔径０．６
ｍｍ以下のスクリーンを通過した比重の大きい物質は沈
降し、概ね７５μ以下の微細な懸濁液を含む泥水とな
る。この泥水は水槽に設置した水位計２３、ｐＨ計２
４、固形物濃度計２５等によって諸特性が検知された
後、定量的に次の凝集反応工程に移送される。

【００５３】スクリーン１２の後端と回転体の直筒部１
４との境部にストッパ２６を設け、これによって分離水
の分離莢雑物が再度混合するのを防止することが好まし
い。また、図示してないが、回転体１１の外側に分離液
の飛散を防止するためのカバーが設けられている。

【００５４】図４は、凝集反応機構の詳細を示す断面図
である。図４において、、横型撹拌円筒３１の内部に回
転軸３２の固定された撹拌羽根３３と送り羽根４９が設
けられている。横型撹拌筒３１の分離液供給側端部の上
方に堅型円筒３４が連結されており、この円筒３４は第
１次固液分離機構からの分離液を供給するための供給口
３５、及び凝集反応剤供給口３６、３７、３８、３９を
有する。また、横型撹拌筒３１の分離液供給側の底部に
気泡吹出し口４０が設けられている。

【００５５】電磁流量計等による定量的液供給の下に凝
集反応剤の投入量は、前述のｐＨ計２４、固形物濃度計
２５から得られた値により、予めコンピューターに設定
された注入量カーブに従って複数の弁及び定量供給ポン
プを作動して自動コントロールすることができる。

【００５６】図４において、凝集反応剤供給口３９にエ
ゼクター４１が連結されている。スクリュー式の粉体薬
剤供給器４２からエゼクター４１に供給された粉体薬剤
は圧力水供給口４３から導入される圧力水によって堅型
円筒３４内に噴射される。

【００５７】気泡吹出し口４０に圧力空気用導管４４が
連結され、導管４４内に所定の孔径を有するフイルター
４５が設けられている。フイルター４５は交換可能であ
り、種々の孔径を有するフイルターを使用することによ
って、撹拌筒３３内に導入される気泡の径を随時コント
ロールすることができる。気泡吹出し口４０及びフイル
ター４５は常に被処理液の液中に存在するようにする。
圧力空気用導管４４に圧力空気を導入し、フイルター４
５を径て吹出し口４０から撹拌筒内へ噴出せしめる。こ
れによって所定の大きさの泡による撹拌が行なわれる。
この泡による撹拌と、撹拌羽根３３による機械的撹拌と
の相乗作用により、非常に効果的な撹拌が行なわれ、極
めて短時間にフロックが形成される。

【００５８】形成されたフロックと清澄な分離水は横型
撹拌筒３１から排出され、次いで撹拌装置４７を備えた
竪型円筒体４６の底部に流入し、その上部流出口４８を
径て、第２次固液分離機構に送られる。堅型円筒体４６
に透明な材料を使用し、この中の被処理液を監視できる
ようにするのが好ましい。

【００５９】図５は第２次固液分離機構の詳細を示す断
面図である。第２次固液分離機構は、ほぼ水平の回転軸
の周りを回転する第２次単筒回転体５１を含む。回転体
５２には、第１次単筒回転体１１と同様に、回転軸に対
して対称的に複数のスクリーン５２、５２が回転体５１
の半径の四分の三以下の孤の範囲にわたって設けられて
おり、スクリーンの開口径は０．６ｍｍ以下であり、ス
クリーン５２の内面は回転体５１の内面と面一である。
また回転体５１の回転速度は遠心効果３以下であり、ま
た回転体５２の内面に固定したスクリュー５６が設けら
れており、更に、回転体５１は、ラック機構５７の作動
により軸５９の周りを回動可能であり、そしてその吐出
側が上になるように水平位置から僅かに傾斜しているの
が好ましい。

【００６０】しかしながら、第２次固液分離機構５０は
第１次固液分離機構１０と次の点において相違してい
る。即ち、第１に、第１次固液分離機構のスクリーン１
２は図６に示すように全体が一枚のスクリーンからなっ
ているのに対して、第２次固液分離機構のスクリーン５
２は図７に示すように軸方向に直筒部（スクリーンな
し）−スクリーン部−直筒部−スクリーン部の繰り返し
からなっている。また毎分の回転速度が第１より速い。
更にまた、回転５１の被処理液受入れ側に回転体５１と
共軸に設けられた固定管５５に複数のピッチからなるス
クリュー６２が設けられている。

【００６１】このように、第２次固液分離機構が第１次
固液分離機構と異なる構造を有することの技術的意及び
それによって得られる作用効果は前述したとおりであ
る。

【００６２】回転体５１の回転数が８０ ＲＰＭ以下の
場合は、フロックからの圧密固形物は棒状となって連続
的に排出され、回転数がそれよりも高くなるにつれて、
轉動造粒法に類似した状態となり、固形物は棒状から粒
状に変化する。かくして連続的な分離水の離脱と、低含
水率のケーキの回収が同時に円滑に効果的に行なわれ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の装置を使用した固液分離工程のフロー
チャートである。

【図２】本発明の固液分離装置における第１次固液分離
機構の一例を示す断面図である。

【図３】第１次単筒回転体の軸に垂直に切った断面図で
あるが、但しスクリューは省略されている。

【図４】本発明の固液分離装置における凝集反応機構の
一例を示す断面図である。

【図５】本発明の固液分離装置における第２次分離機構
の一例を示す断面図である。

【図６】第１次単筒回転体におけるスクリーンの一例を
示す斜視図である。

【図７】第２次単筒回転体におけるスクリーンの一例を
示す斜視図である。

【図８】第２次の単筒回転体におけるスクリーン及びス
クリュー型移送手段の一例を示す斜視図である。

【符号の説明】

１０ 第１次固液分離機構 １１ 第１次単筒回転体 １２ スクリーン ２１ 水槽 ２２ 堰 ３０ 凝集反応機構 ３１ 横型撹拌円筒 ３３ 撹拌羽根 ４０ 気泡吹出し口 ４１ エゼクター ４２ 粉体薬剤供給器 ４４ 圧力空気用導管 ５０ 第２次固液分離機構 ５１ 第２次単筒回転体 ５２ スクリーン ５６ スクリュー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ０１Ｄ 24/38 33/70 Ｃ０２Ｆ 1/52 ＺＡＢ Ｂ 8616−4Ｄ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 無機質及び／又は有機質固体を含む被処
   理液を固液分離するための装置にして、 約７４μ以上の粗い莢雑物を除去するための、第１のス
   クリーン付単筒回転体を具備する第１次固液分離機構
   と、 該第１次固液分離機構を出た分離液を酸、アルカリ、界
   面活性剤や高分子凝集剤等の添加によって、大きく硬い
   フロックを形成するための手段として、分離液及び添加
   薬品類の供給口を備えた竪型単管と、機械的撹拌手段並
   びに気泡群の圧入を併用した横型凝集反応機構並びに、
   供給される被処理液の流量の自動コントロールによる定
   量性の管理、及びｐＨと固形物濃度の計器類による連続
   的検知により、水質変動に対応した最適な薬品類の注入
   量を自動制御するコンピユータ機構と、 該凝集反応機構を出た含フロック液を清澄な分離水と低
   含水率の凝結塊とに分離するための第２のスクリーン付
   単筒回転体を具備する第２次固液分離機構とを具備する
   ことを特徴とする固液分離装置。
2. 【請求項２】 毎分の回転速度が遠心効果３以下、回転
   体内の原水吐出方向が主として下方向の内部挿入型固定
   管、スクリューその他の圧密、移送手段（１回転の最大
   送り幅或いはスクリューの場合は１ビッチ＜５０mm）と
   他端に分離固形物の排出口を有し、その間に回転体半径
   の四分の三以下の弧の範囲にわたる複数のスクリーン部
   （開孔径＜０.６mm、脱着交換可、軸方向に随意の長さ
   を設定し得る）等からなる前記第１の単筒回転体からの
   分離液が、その末端に溢流堰を備える水槽或いは流路を
   経て流出する経路中に、水位計、ｐＨ計、固形物濃度計
   及び攪拌兼送液用のポンプを配備した請求項１に記載の
   装置。
3. 【請求項３】 前記凝集反応機構における攪拌混合手段
   が、分離液及び凝集反応剤類の（粉体薬剤を含）供給口
   を備えた竪型単管の下端に連結された横型固定筒と、該
   固定筒を貫通する回転軸に固定された攪拌混合専用の１
   ピッチのスクリュー類似のものと、主として他端の吐出
   口方向へ混合液を押しやる可変羽根とからなり、前記気
   泡群の圧入位置が該固定筒中の液のレベルより下に設け
   られており、最適な気泡径を液中に形成させるための孔
   径からなる気体用フイルターと、気体流量計付きブロワ
   ー等からなる請求項１に記載の装置。
4. 【請求項４】 前記凝集反応剤類の自動供給に関し、
   （１） 原水の状態（ｐＨ、固形物濃度）を検知する第
   １手段、（２） 被処理液の定量供給を管理する第２手
   段、（３） 第１と第２手段から反応剤類の注入量を決
   定する第３手段、（４） 放流水のｐＨを検知する第４
   手段、（５） 第４手段の検知によるｐＨの補正を決定
   する第５手段、（６） 第３と第５手段から反応剤類の
   最適注入量を決定する第６手段を具備する（場合によっ
   ては、第４と第５手段の省略可）請求項１に記載の装
   置。
5. 【請求項５】 前記第２の単筒回転体は、前記第１の単
   筒回転体類似の構成からなるが、遠心効果３以下の範囲
   において前記第１の単筒回転体の回転速度よりも速く、
   且つ含フロック液受入固定管部に定量供給用スクリュー
   を有し、更に複数のスクリーン部−直筒部−スクリーン
   部の組み合わせからなる請求項１に記載の装置。