JPH0755313B2 - 加圧浮上型の固液分離装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、工業用水や廃水（以下これらを総称して廃水
という）の固液分離を行なう加圧浮上型の装置に関する
ものである。

（従来の技術） 工業用水や廃水の固液分離を行なう加圧浮上型の固液分
離装置については、従来よりいくつかの装置について実
施，提案がされている。これら装置の構成は通常次のよ
うになっている。すなわち、第５図に示されるように、
固液分離槽101の中央の円筒（以下廃水導入円筒102と称
する）の下部に対し、空気を加圧下で溶解させた加圧水
と共に未浄化の廃水を導入させ、この未浄化廃水を、縦
長の前記廃水導入円筒102の上端縁を越えて、その外周
を囲むように設けられている固液分離ゾーン105に流
し、該廃水導入円筒102の外周の固液分離ゾーン105で浮
遊物（スカム）を掬い取る構成である。

このような加圧浮上型の固液分離装置のうち、比較的槽
深の浅い槽を用いた装置としては、例えば特開昭56−16
8877号公報に記載のものが知られている。同公報記載の
装置は代表的には前記第５図に示される構造を有するも
のであり、固液分離槽101の中央部に位置した廃水導入
円筒102の下部から、前記のように加圧水と共に未浄化
廃水（通常必要量の凝集剤が添加されている）を導入さ
せ、該廃水導入円筒102の上部を水面近くまで延長して
形成した第１環状隔壁120の内部で、前記導入廃水を旋
回させながら凝集フロックを形成させ、更にこの第１環
状隔壁120の上端縁、次いでその外周に同芯異径に形成
した複数の第2,第３環状隔壁121,122を乗越え又はもぐ
って周囲の固液分離ゾーン105に廃水を流出させ、該固
液分離ゾーン105の廃水の表面に浮遊したスカムを、該
水面上から掬いとるようにした方式のものである。前記
凝集フロックを形成させるための凝集ゾーン104を内部
に形成している前記第１〜第３の環状隔壁120〜122は、
上記第５図に示された複数の組合せ構造である場合の
他、未浄化廃水が導入される廃水導入円筒の上方への延
長部分（第１環状隔壁120）だけとして設けられている
構造の場合のものもある。

しかし、上記のような構造の加圧浮上型の固液分離装置
においては、次のような問題があった。

その第１は、上記複数の環状隔壁を有する形式の装置に
あっては、固液分離槽中央部の第１環状隔壁120の内側
に、外周の環状水路（第１環状隔壁と第２環状隔壁の
間、更には第２環状隔壁と第３環状隔壁の間）に、固液
分離ゾーンに流出しないスカムが残り、このスカムの掬
い取り除去は、掬い取り装置の構造上難しいというとこ
ろにある。第１環状隔壁120の内側にスカムが残る理由
は次のことによる。すなわち、廃水導入円筒102に導入
された廃水は前述の加圧水が導入配管の途中で混合され
て、加圧下に溶解されていた空気が前記廃水導入円筒10
2に導入された時に大気圧に開放されるために、凝集フ
ロックに気泡が付着して浮上する。この浮上したスカム
に対しては水面近傍に配置された第１環状隔壁120が障
害となって前記径外方への流出が阻害される。

第２の問題は、前記環状水路から固液分離ゾーン105に
流出される廃水の流れが放射流となり、かつこの放射流
が円周方向に関して平均的でないというところにある。
実験的には円周方向の極く狭い領域に限定されて前記放
射流の流速に大小の大きなバラツキを示すことが観察さ
れ、この流速のバラツキによりスカムの流れも偏よって
（流入方向に対し90°及び270°の方向に）部分的なリ
ークが現われた（第６図参照）。そしてこのようなスカ
ムの部分的なリークは該スカムの破壊，処理水中への混
入等をもたらして処理効果の低下を招いている。

そしてこの第２の問題は、前記廃水導入円筒に対し通常
接線方向に沿ってその一部の位置に与えられる廃水の導
入が、該廃水導入円筒を上昇する間に必ずしも円周方向
に関して平均化されていないことに起因するためと考え
られる。

前記した難点に対しては、環状水路の径を大きくするこ
と、処理水量を少なくすること、等々によってその悪影
響を低減化できるとも考えられるところであるが、しか
し前記第１の問題点と第２の問題点は、環状隔壁の数，
寸法等によって必ずしも同じ改善傾向を示すものではな
いし、また装置の大型化，設備費用の高騰，処理量の低
下等のために実際上の装置として取用することが適当で
ない場合が多い。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明者等は上記のような問題点に鑑み、固液分離の槽
内部においてのスカムの偏在をなくし、スカムの効率の
よい除去、処理水中へのスカムの混入の防止等を実現し
た加圧浮上型の固液分離装置を提供するためになされた
ものである。

而して本発明者等は、上記目的を実現するために、加圧
浮上型の固液分離装置における槽中の廃水の流れの調整
に対する考え方を基本的に変更し、前記廃水導入円筒か
らその外周の固液分離ゾーンに流出する廃水の流れを、
前記従来例における放射流から旋回流に変え、これによ
って円周方向についてのスカムの分布を可及的に平均化
させることを可能とした本発明を開発するに至ったので
ある。

（問題点を解決するための手段） 而して、かかる目的の実現のためになされた本発明より
なる加圧浮上型の固液分離装置の特徴は、エアの加圧混
入された廃水の導入口が縦形円筒の下部に対して接線方
向をなすように接続された廃水導入円筒と、この廃水導
入円筒の上部に一重又は同芯多重に設けられた環状のバ
ッフル隔壁と、このバッフル隔壁の外側を囲む円形の槽
として設けられ、かつ該槽内の低部の水を外側に排出す
る固液分離ゾーンと、固液分離ゾーンで浮遊したスカム
を掬い取り除去するスカム掻取機とを有していて、前記
バッフル隔壁は、その内側より外側への廃水の通水を許
容，整流するように設けられた加圧浮上型の固液分離装
置であって、前記バッフル隔壁は、内側から外側に流れ
る廃水通流水の通水を許す開口及び該通流水がぶつかる
流水抵抗体とからなることで流水の圧と方向を調整する
流水抵抗ユニットを、周方向に連続して多数設けること
で形成され、これらの流水抵抗体は、バッフル隔壁の内
側から外側への通流水圧が大きい領域に在るものが、同
通流水圧の小さい領域に在るものに比べて相対的に大き
な流水抵抗を作用するように設けられているところにあ
る。

（作用） 本発明は、前記した廃水導入円筒の内側の凝集ゾーンと
その外側を囲む固液分離ゾーンとを、バッフル隔壁によ
り区画し、このバッフル隔壁は、周方向に関して夫々独
立して隔設された流水抵抗ユニットの複数のものの組合
せから構成させることによって、内側から外側への廃水
の通水流圧を該隔壁周方向に関し平均化させ、また該通
水の流れを放射方向から旋回方向に変更させるという本
発明の特徴的な作用を実現することとなる。

したがってかかる作用をもたらすバッフル隔壁の具体的
構造としては、例えば、全体としては概ね縦筒構造をな
す該バッフル隔壁の周方向に関し、その円周を等間隔に
分割した複数の位置に支柱を立設し、この各支柱にフラ
グ状の流水抵抗板（以下フラグ板という）を固定的に組
付け、これら支柱及び流水抵抗板を含む単位構造（以下
流水抵抗ユニットという）のものが、廃水の通水路であ
る開口を形成する形式として与えられる。

このような形式によれば、前記流水抵抗ユニットのフラ
グ板の姿勢（廃水の流れを旋回流とするために要する隔
壁周方向に対する傾斜の度合）を、各流水抵抗ユニット
毎に設定することで、バッフル隔壁の周方向に関して、
廃水の通水抵抗を任意に選択して与えることが可能とな
る。なお、前記支柱に指示されるフラグ板の姿勢を水平
面内、更には必要により垂直面内および傾斜面内で調整
可能とすることも特に実用上好ましく取用される。

前記バッフル隔壁は上記構成により、周面は部分的に開
口（通水路）をもった隔壁としての構造を提供すること
になり、この通水路の面積割合は、導入される廃水の流
速、流量、装置の規模、更には廃水の水質等々によって
設定されるものとなるが、一般的に固液分離槽全周面積
の２〜８％程度、好ましくは３〜５％程度とされる。

バッフル隔壁の周方向に隔設される流水抵抗ユニットの
個数あるいは後記する各ユニットの構造は、廃水の通水
量、装置の規模、特にバッフル隔壁の径寸法、等々に応
じて種々に変化するものであるが、基本的には廃水の通
水流圧を該隔壁周方向に関して平均化させるという目的
に従って、例えば経験的にあるいは実験的な確認作業を
行ないながら設計，変更，改良等して構成することがで
きる。一般的には流水抵抗ユニットの個数の多い方が上
記平均化のために有利である。

また前記バッフル隔壁の各流水抵抗ユニットの構造は、
前記の他、くし歯状の環状板，開口を有する環状板等、
あるいは該環状板と共にその外側にこれとは独立して位
置される傾斜した整流板等との組合せとして構成するこ
とも可能である。

更にまた、前記バッフル隔壁は、該隔壁内側から外側へ
の廃水の通水の流圧，流向を、本発明の目的に従って平
均化，変更，調整するためのものであるから、この目的
に沿ってバッフル隔壁を荷重ないしそれ以上の多重に設
けるようにしてもよいし、隔壁の上下方向について、流
水抵抗ユニットを二又はそれ以上の独立した部分の組合
せとして構成してもよい。

本発明におけるバッフル隔壁と、槽内水位の関係につい
て考えると、このバッフル隔壁は水面から上方に出てい
てもよいし、水没していてもよく、また更に槽の底面か
ら水面の間で途中間欠した構成としてもよい。これらは
上記廃水の通水を平均化等する目的に沿って適当な構成
が選択される。

このようなバッフル隔壁を代表的な一例として述べる
と、該バッフル隔壁が一重である場合に槽内水深を0.5
〜0.8m程度としたときに、隔壁高さを水深の70〜80％と
して構成するのが好ましい場合が多い。

（実施例） 以下本発明を図面に示す実施例に基づいて説明する。

第１図は本発明よりなる固液分離装置の構成概要一例を
示した図である。

この図において固液分離槽１は、平面円形の比較的浅い
槽をなし、その外周付近に環状の集水路６を外壁1aと内
壁1bとの間に形成している。1cは槽底、1dは内壁1bの下
部近傍に形成された処理水導出孔であり、周方向に離隔
して多数形成されている。

２は廃水導入円筒であり、前記槽１の略中央部の槽底か
ら下側に筒部2bが延出するように形成接続されていて、
その一部には接線方向から廃水（原水）を導入する廃水
導入口2aが設けられている。この廃水導入口に接続され
ている不図示の廃水導入管には、途中加圧水が流入され
るようになっている。

３はバッフル隔壁であり、前記廃水導入円筒２の上部に
実質的に接続する形式で、縦筒構造をなすように設けら
れている。なおその詳細構造は下記第２図及び第３図に
より説明する。

４は前記バッフル隔壁の内部の領域としての凝集ゾーン
を示している。また５はバッフル隔壁の外周（前記内壁
1bの内側）の領域である固液分離ゾーンを示している。

７は固液分離ゾーン５において浮遊したスカムを掬い取
り除去するための回転式掻取機を示しており、この構
造，機能は従来のものと同様である。

８は前記回転式掻取機７からの汚泥が投入される汚泥投
入口、９は該汚泥投入口８に接続されている汚泥排出筒
である。

10は前記集水路６からの処理水を外部に導びく径路の途
中に介設されているオーバーフロータンクである。

次に第２図〜第４図によって本例のバッフル隔壁３の詳
細構造について説明する。

本例のバッフル隔壁３の構造は、該隔壁位置の周方向
に、18個の支柱31を周方向等間隔に立設させ、この支柱
31に対し、上下２段に流水抵抗板としてのフラグ板32,3
3を該支柱回り回転可能に組付けさせてなっている。こ
れらフラグ板32,33は、不図示のロックボルトを用いて
支柱に対する回転位置を固定させることができるように
設けられていて、本例では第４図に示す如く上フラグ板
32は隔壁円周に対し若干外向きに固定され、他方下フラ
グ板33は隔壁円周に対し若干内向きに固定されている。
したがってこれらフラグ板32,33の一対からなる流水抵
抗ユニットの隣接するもの同志の間には、各フラグ板の
姿勢に応じて通水路が形成されることになる。なお前記
構成において、流水抵抗板等は廃水に対し出来るだけ平
滑な表面を提供することが、付着物の発生防止等の観点
から望ましく、このために前記フラグ板固着用のロック
ボルト等は、突起として形成されないようにするとか、
仮に突起となる場合には袋ナットあるいはボルト等を用
いことで、出来るだけ通水の障害とならないように工夫
されることが実用上望ましい。

実施例 第１図に示した構造の固液分離装置を用いて廃水の加圧
浮上処理を行なった。実施に用いた装置の寸法、処理条
件等は下記の通りである。

固液分離槽： 外壁径 10.6mφ 内壁径 9.8mφ 水深 0.7m 廃水導入円筒： 内径 2.0mφ 汚泥排出筒内径 0.4mφ 廃水導入管内径 0.5mφ バッフル隔壁： 隔壁高さ 0.7m 支柱31立設円の径 2.15mφ 上フラグ板32: 高さ 400mm 幅 300mm 下フラグ板33: 高さ 200mm 幅 300mm 支柱間の面積Ａ 0.249m² 上，下フラグ板面積Ｂ 0.18m² 面積比B/A×100 約70％ 各フラグ板の姿勢 隣接する支柱31を直線で結んだ線上に対して、各上フラ
グ板32は径外側に向かって５〜20°の範囲で調整し、各
下フラグ板33は径内側に向かって５〜30°の範囲で調整
した。

固液分離ゾーン： 有効浮上面積 71.86m² 運転条件： 白水 444m³/h 加圧水 160m³/h 加圧水比 36％ 加圧タンク圧力 4.5kg/cm² 廃水SS 1124mg/l 処理水SS 5.8mg/l 除去率 99.5％ 運転時間 24時間（連続） 上記運転と共に、その際のスカムの固液分離ゾーンにお
ける現れ方を観察したが、外部の環状集水路に対するス
カムの部分的なリークは認められなかった。また凝集ゾ
ーン，固液分離ゾーン，および集水路の第２図及び第３
図に示した位置における流水の流速と流向を調べ、その
結果を第２図の図中に示した（図中の測定データの単位
はcm/sec）。

（発明の効果） 以上述べたように、本発明よりなる加圧浮上型の固液分
離装置によれば、固液分離ゾーンにおいてのスカムの偏
在が解消され、スカムの効率のよい除去、処理水中への
スカムの混入の防止等が実現されて、処理効率が向上す
るという効果が得られるものとなった。

また、バッフル隔壁を構成する流水圧抵抗体をその姿勢
が調整可能であるように設けることで、実際の装置稼動
状況を勘案しながら通水流圧，流向の平均化を具体的に
設定することが可能であり、本発明装置の適応性の向上
が得られるという効果もある。

【図面の簡単な説明】

図面第１図は本発明よりなる加圧浮上型の固液分離装置
の構成概要一例を示す正面図、第２図は本発明の一実施
例により得られた廃水の流れの状態を測定した場合の説
明図、第３図は同第２図の縦断正面図、第４図は同バッ
フル隔壁の流水抵抗ユニットの具体的構成一例を示した
斜視図である。 第５図は従来例の加圧浮上型の固液分離装置の構成概要
一例を示した正面図、第６図は該第５図の装置によって
生ずるスカムの部分的なリークの状態を説明する図であ
る。 1:固液分離槽、1a:外壁 1b:内壁、1c:槽底 1d:処理水導出孔 2:廃水導入円筒、2a:廃水流入口 2b:廃水上昇円筒 3:バッフル隔壁、31:支柱 32:上フラグ板、33:下フラグ板 4:凝集ゾーン、5:固液分離ゾーン 6:集水路、7:回転式掻取機 8:汚泥投入口、9:汚泥排出筒 10:オーバーフロータンク 101:固液分離槽、101a:外壁 101b:内壁、101c:槽底 101d:処理水導出孔 102:廃水導入円筒、104:凝集ゾーン 105:固液分離ゾーン、106:集水路 108:汚泥投入口、109:汚泥排出筒 120:第１環状隔壁、121:第２環状隔壁 122:第３環状隔壁

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高橋 言武 青森県八戸市大字河原木字青森谷地３番地 三菱製紙株式会社八戸工場内 (72)発明者 奥寺 進 青森県八戸市大字河原木字青森谷地３番地 三菱製紙株式会社八戸工場内 (72)発明者 市川 清隆 青森県八戸市大字河原木字青森谷地３番地 三菱製紙株式会社八戸工場内 (72)発明者 川越 邦美 青森県八戸市大字河原木字青森谷地３番地 三菱製紙株式会社八戸工場内 (56)参考文献 特開 昭59−90687（ＪＰ，Ａ)

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】エアの加圧混入された廃水の導入口が縦形
   円筒の下部に対して接線方向をなすように接続された廃
   水導入円筒と、この廃水導入円筒の上部に一重又は同芯
   多重に設けられた環状のバッフル隔壁と、このバッフル
   隔壁の外側を囲む円形の槽として設けられ、かつ該槽内
   の低部の水を外側に排出する固液分離ゾーンと、固液分
   離ゾーンで浮遊したスカムを掬い取り除去するスカム掻
   取機とを有していて、前記バッフル隔壁は、その内側よ
   り外側への廃水の通水を許容，整流するように設けられ
   た加圧浮上型の固液分離装置であって、 前記バッフル隔壁は、内側から外側に流れる廃水通流水
   の通水を許す開口及び該通流水がぶつかる流水抵抗体と
   からなることで流水の圧と方向を調整する流水抵抗ユニ
   ットを、周方向に連続して多数設けることで形成され、
   これらの流水抵抗体は、バッフル隔壁の内側から外側へ
   の通流水圧が大きい領域に在るものが、同通流水圧の小
   さい領域に在るものに比べて相対的に大きな流水抵抗を
   作用するように設けられていることを特徴とする加圧浮
   上型の固液分離装置。
2. 【請求項２】特許請求の範囲第(1)項において、バッフ
   ル隔壁の流水抵抗ユニットを構成する流水抵抗体は、該
   バッフル隔壁を通して内側から外側に流がれる廃水の流
   水方向を略接線方向とするように、該バッフル隔壁の周
   方向に対し傾斜して配置されたフラグ板によって形成さ
   れていることを特徴とする加圧浮上型の固液分離装置。
3. 【請求項３】特許請求の範囲第(2)項において、バッフ
   ル隔壁の流水抵抗ユニットを構成するフラグ板は、その
   姿勢が三次元的に傾動調整可能に設けられていることを
   特徴とする加圧浮上型の固液分離装置。