JPH08229543A

JPH08229543A - 排水処理装置

Info

Publication number: JPH08229543A
Application number: JP6509295A
Authority: JP
Inventors: Masakazu Kashiwa; 雅一柏
Original assignee: Idec Izumi Corp
Current assignee: Idec Izumi Corp
Priority date: 1995-02-27
Filing date: 1995-02-27
Publication date: 1996-09-10

Abstract

(57)【要約】【目的】簡単な構成であって、小型で効率良く迅速に
排水中の微粒子等を浮上分離させる。【構成】被処理液２２を流す流路の一部を絞った絞り
部５８と、絞り部５８に続いて下流側に設けられ流路５
６方向に断面積の等しい気体流入部６０を設け、この気
体流入部６０に外部から空気を流入させる気体流入口６
６を形成し、気体流入口６６の下流側に流路５６を徐々
に広げた広がり部６２を設ける。広がり部６２の下流に
流路５６中の被処理液２２と気体流入口６６から流入し
た気体とを加圧下で混合する加圧混合部２８を設け、加
圧混合部２８の出口側に凝集剤を注入する薬剤注入部３
０を接続し、その下流に薬剤混合部３２を形成し、その
下流にノズル部３４と、浮上分離槽３８を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、各種工場や事業所あ
るいは家庭等から排出される排水中の微粒子や溶解成分
を凝集させて浮上分離する排水処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の排水処理装置は、例えば図８に示
すように、被処理液２と凝集剤４が注入される急速撹拌
槽６と緩速撹拌槽８、及び浮上分離槽１２を有したもの
がある。この排水処理装置は、先ず、被処理液２と凝集
剤４を急速撹拌槽６に注入し、プロペラ５により、凝集
剤４と被処理液２を均一に混ぜ合わせ、その後フロック
を成長させるために緩速撹拌槽８で、プロペラ７により
緩やかに撹拌する。そして、成長したフロックを含む被
処理液２に、気泡水製造装置１０で製造した微細気泡を
含んだ処理液１４を混合し、浮上分離槽１２で汚染物質
の浮上分離を行っていた。そして、汚染物質の分離が行
われた処理液１４は、処理液槽１６に溜められ、排出さ
れるとともに、気泡水製造装置１０にも送られる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の技術の方法
では急速撹拌槽６、緩速撹拌層８、気泡水製造装置１０
等が装置全体としてで大きな体積を占め、装置が大がか
りなものとなっていた。従って、小規模な事業所等での
設置が難しいという問題があった。

【０００４】この発明は、上記従来技術の問題点に鑑み
て成されたもので、簡単な構成であって、小型で効率良
く迅速に排水中の微粒子等を浮上分離させることができ
る排水処理装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明は、事業所や家
庭等から排出される排水である被処理液を送る圧送装置
と、上記被処理液を流す流路の一部を絞ったベンチュリ
管やオリフィス等の絞り部と、上記絞り部に続いて下流
側に設けられ上記流路方向に断面積の等しい気体流入部
を設け、この気体流入部に外部から空気を流入させる気
体流入口を形成し、上記気体流入口の下流側に上記流路
を徐々に広げた広がり部を設け、上記広がり部の下流に
上記流路中の被処理液と上記気体流入口から流入した気
体とを加圧下で混合する加圧混合部を設け、この加圧混
合部の出口側に凝集剤を注入する薬剤注入部を接続し、
その下流に薬剤混合部を形成し、その下流に可変または
固定の絞りからなるノズル部を備え、このノズル部から
の管路を浮上分離槽に接続した排水処理装置である。

【０００６】またこの発明は、被処理液が流れる流路の
途中でその流路が並列に複数分岐した分岐点を形成し、
この並列に分岐した複数の流路の少なくとも一部の流路
に絞り部を設け、この絞り部に引き続いてその流路の下
流側に設けられこの絞り部よりわずかに内径が大きく流
体の流れ方向に所定長さ断面積が一定である気体流入部
を形成し、この気体流入部へ外部から気体を流入させる
気体流入口を設け、上記気体流入部の下流に流路を徐々
に広げた広がり部を設け、この広がり部又はその下流に
上記並列に複数分岐した流路を再び合流させる合流点を
形成し、この合流点の下流に流路中の被処理液と上記気
体流入口から流入した気体を加圧し混合する加圧混合部
を設け、この加圧混合部の出口側に凝集剤を注入する薬
剤注入部と薬剤混合部とを接続し、その下流に可変また
は固定の絞りからなるノズル部を備え、このノズル部か
らの管路を浮上分離槽に接続した排水処理装置である。

【０００７】また、この加圧混合部は、上記広がり部の
下流側に設けられ緩急を繰り返す勾配に形成され、上か
ら下へ上記被処理液及び上記気体が流れるものである。
さらに、上記ノズル部の下流又は上流の管路に、上記凝
集剤による凝集を助ける凝集助剤を注入する助剤注入部
を接続したものである。また、上記加圧混合部の下流側
であって上記ノズル部の上流側に、溶解しきれなかった
気体を排気するために上方に突き出した形の分岐流路を
設け、その分岐流路の先に絞りを設けたものである。さ
らに、上記薬剤混合部を構成する管路等が、蛇行又は湾
曲して形成されているものである。

【０００８】

【作用】この発明の排水処理装置は、絞り部のわずか下
流側の気体流入口から空気を被処理液の流れの中に流入
させ、流れが遅くなる広がり部及び加圧混合部で、気体
と被処理液を混合させつつ、流入した空気を被処理液中
に加圧溶解させて気液混合流を形成し、さらに、薬剤注
入部から凝集剤をこの気液混合流に注入し、薬剤混合部
で凝集剤を被処理液中に混合し、その下流のノズル部
で、加圧溶解していた空気が微細気泡となって被処理液
中に析出し、被処理液中の汚染物質の凝集体であるフロ
ック表面及び内部に気泡が付着し、このフロックを浮上
分離させるものである。また、必要に応じて、被処理液
中に溶解しきらなかった空気を逃がす分岐流路を形成
し、微小気泡のみにより凝集したフロックを浮上させる
ものである。

【０００９】

【実施例】以下この発明の排水処理装置の実施例につい
て図面を基にして説明する。図１〜図３はこの発明の第
一実施例を示すもので、この実施例の排水処理装置は、
図１に示すように、被処理液２２を溜めた被処理液槽２
０に、管路２１を介して圧送装置である圧送ポンプ２４
が接続され、圧送ポンプ２４には、管路２３を経て吸引
器２６が接続されている。吸引器２６には、気体管路４
４を介して、ボンベや気体ポンプ等の気体供給源４２が
接続されている。また、気体供給源が大気圧下の空気で
良い場合は、大気圧下に開放しても良い。さらに、吸引
器２６の下流側には、段階的に緩急を繰り返し流れ落ち
る流路を形成し、被処理液中に気体を加圧混合する加圧
混合部である気液混合槽２８が設けられている。

【００１０】この混合槽２８の下流には、凝集剤を注入
する凝集剤注入部３０が設けられている。凝集剤注入部
３０には、凝集剤タンク４６に接続された凝集剤注入管
路４８の先端部が、凝集剤圧送手段である図示しない薬
注ポンプを介して接続されている。この凝集剤注入部３
０の下流側は、薬剤混合部である混合管路３２に接続さ
れ、混合管路３２の下流側端部が、ノズル部３４に接続
されている。この混合管路３２は、凝集剤の混合を効率
よく行うために、湾曲させ、または蛇行させておくと良
い。そして、ノズル部３４の下流側に、助剤注入管路５
２が接続された助剤注入部３６が設けられている。この
助剤注入部３６に接続された助剤注入管路５２は、圧送
手段である図示しない薬注ポンプを介して、助剤タンク
５０と接続されている。助剤注入部３６の下流側には、
相対的に太めの管路３７が接続され、この管路３７の先
端部が、浮上分離槽３８の底部に開口している。また、
浮上分離送３８の上部には、浮上してきたフロックを回
収するスキーマ等の回収装置を取り付けることが望まし
い。

【００１１】この実施例の吸引器２６には、図２に示す
ように、絞り部である喉部５８が中央に設けられたベン
チュリ管状の流路５６が形成されている。このベンチュ
リ管状の流路５６の入口部５４に、管路２３の先端部が
接続され、出口部６４に、混合槽２８が管路を介して接
続される。喉部５８の下流側には、喉部５８よりわずか
に内径が大きい円筒状の気体流入部６０形成され、この
気体流入部６０の下流側には、なめらかにテーパ状に広
がった広がり部６２が形成されている。さらに、気体流
入部６０には、気体を流路５６内に導くための気体流入
口６６が形成されている。ここで、気体流入部６０の内
径が喉部５８よりわずかに大きいのは、気体が流入しや
すいようにするためであり、円筒状に形成されているの
は、気体流入を安定させるためである。また、喉部５８
から噴出してきた被処理液２２の流れは、喉部５８を通
過の後、コーン状に拡大するため、気体流入部６０の長
さには制限がある。即ち、喉部５８から流れが所定の角
度で広がり、その流れが気体流入部６０の壁面に当たる
までの長さが最大値である。

【００１２】また、気液混合槽２８は、図３に示すよう
に、箱型に組まれて水平部８０ａと垂直部８０ｂとが交
互に段階的に設けられ、段階的に緩急を繰り返し流れ落
ちる流路８０を有している。流路８０に気液混合流を流
すと、流路８０内では、その上部に気体、下部に液体が
流れる状態になり、気液の接触面積の広い流れが得られ
るものである。また、気液混合流の入口７６より出口７
８の位置が低いため、流路８０内に密度の低い気体が滞
るようになり、流入の段階では比較的気体の割合が低い
場合でも、気液混合槽７４内部では気体の比率が高くな
る。このため、流路８０内部で高効率な気体溶解が行わ
れる。

【００１３】この実施例の排水処理装置は、被処理液２
２が、圧送ポンプ２４で汲み上げられ、管路２３を経て
吸引器２６に圧送される。そして、吸引器２６の入口部
５４に流入した被処理液２２は、喉部５８で加速され
て、一旦静圧が低くなり気体流入部６０、広がり部６２
を経て減速し再び静圧が上昇する。この時、気体流入部
６０に設けられた気体流入口６６は、喉部５８の下流で
あり、この部分の静圧も十分低い状態になっていて、こ
の気体流入口６６から気体が気体流入部６０内に流入す
る。

【００１４】気体流入口６６から流入した気体は、気泡
となって流路５６中を液体とともに混合槽２８に流れ、
混合槽２８の静圧も十分に高い状態となっているので、
ここで気体が被処理液２２に溶解していく。そして、気
体の溶解した被処理液２２は、凝集剤注入部３０で凝集
剤と混合され、混合管路３２で、流れの乱れにより凝集
剤と被処理液２２が均一に混合される。この混合管路３
２の長さは凝集剤と被処理液が均一に混じり合うための
十分な時間が得られれば良く、その時間は７秒以上であ
ることが望ましい。

【００１５】混合管路３２から出た被処理液２２の気液
混合流は、ノズル部３４を通過する際に再び加速される
ので、その静圧が低くなり、液体中に加圧溶解していた
気体が、気泡径が数μｍから数十μｍの微細気泡として
析出する。尚、ノズル部３４はバルブ等の可変の絞りで
も、単数または複数のノズル孔からなる固定の絞りでも
良い。ノズル部３４からでた被処理液２２は、凝集助材
注入部３６で助剤が注入され、その後浮上分離槽３８に
流入する。浮上分離槽３８では、凝集剤が被処理液中の
汚れ成分を凝集させフロックを形成する。そして、この
フロックは、液中に生じている微細気泡によって浮上さ
せられ、被処理液２２中の汚染物質の浮上分離が行われ
る。浮上分離槽３８につながる管路３７は、フロックを
効率よく形成させるために、相対的に太めの内径のもの
を選択し、０．２ｍ／ｓ以下のゆっくりとした流速で浮
上分離槽３８内に被処理液２２を放出することが望まし
い。また浮上分離槽３８もフロックをもれなく浮上させ
るために、滞留時間１０分以上、被処理液２２の放出箇
所３８ａの深さが０．７ｍ以上であることが望ましい。

【００１６】この実施例において、助剤注入部３６をノ
ズル部３４と浮上分離槽３８の間に設けたが、混合管路
３２とノズル部３４の間に設けても良い。また、この実
施例では助材注入部３６を１箇所だけ設けたが、複数種
類の助材を用いる場合においては、複数の助材注入部を
設けてもよい。

【００１７】この実施例の排水処理装置では、吸引器２
６の気体流入部６０と、ノズル部３４のノズル孔の各々
の断面積の関係は以下の式を満たすものであれば良い。ＰＡ ₁＜ＰＧ（１）ＰＡ₁＝（１−ＳＣ²／ＳＢ² ₁）Ｐ₁＋（δＰ＋ＰＢ）ＳＣ² ／ＳＢ² ₁ （２）ここで、ＰＧは気体供給源４２から流入する気体の圧
力、ＰＡ₁は流体力学上のベルヌーイの定理と連続の式
から、上記式（２）により与えられる気体流入部６０の
静圧である。ＳＢ₁は気体流入部６０の断面積、ＳＣは
ノズル部３４のノズル孔の断面積の総和、Ｐ₁は気体流
入部６０の総圧、δＰは気体流入部６０からノズル部３
４までの圧力損失、ＰＢはノズル部３４の出口の静圧で
ある。

【００１８】この実施例の排水処理装置によれば、被処
理液２２を連続的に処理することができ、しかも、凝集
剤は、混合管路３２で混合され、大きな攪拌槽を必要と
せず、装置全体を小さいものにすることができる。

【００１９】次にこの発明の第二実施例について図４を
基にして説明する。ここで、上述の実施例と同様の部材
は同一符号を付して説明を省略する。この実施例の吸引
器６８は、内部の分岐点７０で液体流路５６が２つに分
岐している。この吸引器６８では、分岐点７０で２つに
分岐させたが３つ以上の流路に分岐させてもかまわな
い。分岐後の各流路には、各々絞り部を形成する喉部５
８が中央に設けられたベンチュリ管５６が形成されてい
る。喉部５８の下流には、各々気体流入部６０が設けら
れ、各気体流入部６０に各々気体流入口６６が設けられ
ている。分岐していた各流路は、気体流入部６０の後、
各広がり部６２を経て合流点７２で合流している。そし
て、各気体流入部６０には、図示しないボンベや大気等
の気体供給源に図示しない管路を介して接続されてい
る。また、各気体流入部６０は、同一の気体供給源に接
続されていても、異なる気体供給源に接続されていても
良い。

【００２０】次に、この実施例の吸引器６８の、分岐し
た各流路における喉部５８の断面積の総和、気体流入部
６０とその下流のノズル部３４のノズル孔の各々の総断
面積の関係は以下の式を満たすものであれば良い。ＰＡｎ＜ＰＧｎ（３）ＰＧｎ（ｎは自然数で、各気体流入部６０に対応する）
は、気体供給源４２から流入する気体の圧力。ＰＡｎは
流体力学上の連続の式及びベルヌーイの定理から、以下
の式により与えられる各気体流入部６０の静圧である。ＰＡｎ＝｛１−（ＳＡｎ²ＳＣ）／（ＳＡ²ＳＢｎ²）｝Ｐ１＋（δＰ＋ＰＢ）｛（ＳＡｎ²ＳＣ²）／（ＳＡ²ＳＢｎ²）｝（４）ここで、ＳＡは喉部５８の断面積の総和、ＳＡｎは各喉
部５８の断面積、ＳＢｎは各気体流入部６０の断面積、
ＳＣはノズル部３４のノズル孔の断面積の総和、Ｐ１は
気体流入部６０の総圧、δＰは吸引器６８の気体流入部
６０からノズル部３４までの圧力損失、ＰＢはノズル部
３４の出口の静圧である。

【００２１】従って、上記式（３）、（４）を満たすよ
うにそれぞれの気体流入部６０及びノズル部３４のノズ
ル孔の大きさを設定することにより、被処理液２２中に
効率的に気体を混合し溶解させる最適な条件が得られる
ものである。

【００２２】この実施例の排水処理装置を用いると、気
液が溶解混合するのに最適な流量の液体を各流路ごとに
流すことができ、効率よく空気やその他の気体を液体中
に混合させることができるものである。従って、一つの
吸引器６８で混合可能な気体の絶対量を増大させること
ができ、処理可能な被処理液２２の量も増大させること
が可能となる。また、一体の吸引器６８に複数の流路を
形成したので、構造が簡単であり、取扱や設置も容易な
ものである。

【００２３】次にこの発明の第三実施例について図５を
基にして説明する。ここで、上述の実施例と同様の部材
は同一符号を付して説明を省略する。この実施例の排水
処理装置は、吸引器２６に、混合部を兼ねる管路７４が
接続されたものである。管路７４の下流側の先端部は、
凝集剤注入管路４８と合流する凝集剤注入部３０に接続
され、凝集剤注入部３０以降は、上記第一実施例と同様
に、混合管路３２等が接続されている。

【００２４】この実施例では、吸引器２６の入口部５４
に流入した被処理液２２は、気体流入口６６で流入した
気体とともに気液混合流となって、加圧混合部を兼ねる
管路２８に流れる。管路７４はその内径が喉部５８より
も十分大きくとってあるために、管路７４の静圧が十分
に高い状態となっているので、ここで気体が被処理液２
２に溶解していく。気体の溶解した被処理液２２は、凝
集剤注入部３０で凝集剤と混合され、混合管路３２で、
流れの乱れにより凝集剤と被処理液が均一に混合され
る。尚、この管路７４は、湾曲または蛇行している方が
好ましく、上方から下方に流れ落ちるように配置する
と、上記混合槽２８と同様の効果により、より好まし
い。

【００２５】この実施例の排水処理装置によれば、吸引
器２６とノズル部３４に、管路を接続するだけで排水処
理装置を形成することができ、簡単な構造とすることが
できる。

【００２６】次にこの発明の第四実施例について図６、
図７を基にして説明する。ここで、上述の実施例と同様
の部材は同一符号を付して説明を省略する。この実施例
の排水処理装置は、上記第一実施例のノズル部３４の手
前に、余剰な気体を抜くための分岐流路である余剰気体
抜き８２を設けたものである。図７は、この実施例の余
剰気体抜き８２の内部構成の詳細を示しているもので、
余剰気体抜き８２内部では、入口８８と出口９０の間に
上方に突き出した管路９４が構成されている。管路９４
の先端部の開口部９２には、図６に示すように、バルブ
８４を経て排気管路８６が取り付けられている。

【００２７】この実施例の余剰気体抜き８２の作用は、
余剰気体抜き８２に流入した気液混合流のうち、余剰気
体が、上方に突き出した管路９４から上方に向かって流
れていく。その後、気体はバルブ８４を通って排気管路
８６から排気される。ここでバルブ８４の絞りを適当に
調節することによって、混合槽２８等の流路内部の圧力
を落とさずに排気することができる。この余剰気体抜き
８２を設けることにより被処理液中の大きな気泡を取り
除き、数μｍから数十μｍの間の気泡径の気泡のみにす
ることができる。

【００２８】尚、この発明の排水処理装置は、吸引器
は、ベンチュリ管状の他、絞り部をオリフィス状に急激
に絞ったものでも良く、絞り部等の形状は問わないもの
である。さらに、ノズル部の形状やノズル孔の数も上述
の所定の条件に一致させて適宜設定できるものであり、
流路が絞ってあるものであれば良い。また、吸引器の絞
り部が形成された流路は、１又は複数の流路であっても
良く、その形態や数は問わない。また、この装置の気体
供給源をオゾン発生装置等に接続すると、加圧溶解によ
る気泡の生成と同時に、オゾン処理等の気液反応による
処理を同時に行うことができる。

【００２９】

【発明の効果】この発明の排水処理装置は、装置を小型
化することができ、しかも、工場排水や家庭排水その他
の排水である被処理液中に、効率よく大量の気泡を混合
させることができ、排水中の汚染物質である微粒子等を
凝集させて迅速に浮上させることができるものである。
さらに、凝集剤の混合も、連続的に効率よく行うことが
でき、少ないエネルギーで多くの排水処理が可能となる
ものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第一実施例の排水処理装置を示す概
略図である。

【図２】この発明の第一実施例の排水処理装置の吸引器
の正面図（Ａ）と縦断面図（Ｂ）である。

【図３】この発明の第一実施例の排水処理装置の混合槽
の縦断面図である。

【図４】この発明の第二実施例の排水処理装置の吸引器
の正面図（Ａ）と縦断面図（Ｂ）である。

【図５】この発明の第三実施例の排水処理装置を示す概
略図である。

【図６】この発明の第四実施例の排水処理装置を示す概
略図である。

【図７】この発明の第四実施例の排水処理装置の余剰気
体抜きの縦断面図である。

【図８】従来の排水処理装置を示す概略図である。

【符号の説明】

２２被処理液２４ポンプ（圧送装置）２６吸引器２８混合槽（加圧混合部）３０凝集剤注入部３２混合管路（薬剤混合部）３６助剤注入部３８浮上分離槽

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被処理液を送る圧送装置と、上記被処理
液を流す流路の一部を絞った絞り部と、上記絞り部に続
いて下流側に設けられ上記流路方向に断面積の等しい気
体流入部と、この気体流入部に外部から空気を流入させ
る気体流入口と、上記気体流入口の下流側に設けられ上
記流路を徐々に広げた広がり部と、上記広がり部の下流
で上記流路中の被処理液と上記気体流入口から流入した
気体とを加圧下で混合する加圧混合部と、この加圧混合
部の出口側に凝集剤を注入する薬剤注入部と、この薬剤
注入部の下流に設けられたノズル部と、このノズル部に
接続された浮上分離槽とを備えた排水処理装置。
【請求項２】被処理液を送る圧送装置と、被処理液が
流れる流路の途中でその流路が並列に複数分岐した分岐
点と、この並列に分岐した複数の流路の少なくとも一部
の流路に設けられた絞り部と、この絞り部に引き続いて
その流路の下流側に設けられこの絞り部よりわずかに内
径が大きく流れ方向に断面積が一定である気体流入部
と、この気体流入部へ外部から気体を流入させる気体流
入口と、上記気体流入部の下流に設けられ流路を徐々に
広げた広がり部と、この広がり部又はその下流に設けら
れ上記並列に複数分岐した流路を再び合流させる合流点
と、この合流点の下流に設けられ流路中の被処理液と上
記気体流入口から流入した気体を加圧し混合する加圧混
合部と、この加圧混合部の出口側に設けられ凝集剤を注
入する薬剤注入部と、その下流に設けられたノズル部
と、このノズル部に接続された浮上分離槽とを備えた排
水処理装置。
【請求項３】上記加圧混合部は、上記広がり部の下流
側に設けられ緩急を繰り返す勾配に形成され、上から下
へ上記被処理液及び気体が流れるものである請求項１又
は２記載の排水処理装置。
【請求項４】上記絞り部、上記気体流入部、上記気体
流入口、及び上記広がり部とを一体の吸引器に形成した
請求項１，２又は３記載の排水処理装置。
【請求項５】上記加圧混合部下流の薬剤注入部の下流
側には、被処理液と気体との混合流に上記凝集剤を混ぜ
合わせる薬剤混合部が設けられている請求項１，２，３
又は４記載の排水処理装置。
【請求項６】上記薬剤混合部は、管路により形成さ
れ、この管路が蛇行又は湾曲している請求項５記載の排
水処理装置。
【請求項７】上記ノズル部の下流又は上流の管路に、
上記凝集剤による凝集を助ける凝集助剤を注入する助剤
注入部を接続したものである請求項１又は２記載の排水
処理装置。
【請求項８】上記加圧混合部の下流側であって上記ノ
ズル部の上流側に、溶解しきれなかった気体を排気する
ために上方に突き出した形の分岐流路を設け、その分岐
流路の先に絞りを設けた請求項１又は２記載の排水処理
装置。