JPH09509610A - ガスバブル浮選装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は方形浮選タンク（１ａ、１ｂ）と、浮遊物質含有液体と、ガスバブルを加えた液体のための少なくとも１つの液体入口（２ａ、２ｂ）をもつガスバブル浮選装置に関する。浮選タンクの少なくとも１つのコーナーの領域には少なくとも１つの液体入口（２ａ、２ｂ）が配置されている。浮選タンクは好適には正方形横断面をもつ。これによって、利用可能なスペースを最大限有効に使用でき、連続的に減少する流速を、それ故改良された浮選効果を提供する。

Description

【発明の詳細な説明】 ガスバブル浮選装置 本発明は固体を液体から分離するためのガスバブル浮選装置に関するものであ る。先行技術の説明 ガスバブル浮選は固体と液体の分野、特に水処理や廃水処理の分野で使用され ている。これは第１に、いわゆる溶解−ガス浮選を適用することを含む。これは 固体又は浮遊物質を含む液体に加えて、圧力ガスで飽和した液体が添加されそし て減圧され、それ故、減圧の結果としてガスバブルが発生し、前記ガスバブルは それ自体が分離すべき浮遊物質に付着し、それを浮選タンク中の表面に搬送する 。その結果、それはそこですくい取られることができる。浮遊物質の無くなった 清澄液体は浮選タンクの底領域で排出される。 ガスバブル浮選用の装置は実質上空気−溶解装置を含み、この装置では高圧下 でガスが液体媒体中に溶解される。或る保持時間経過後、ガス−液体混合物が或 る低圧に減圧され、その結果液体媒体はガスで過飽和した状態となり、ガスはも はや溶解されず、微細な微小バブルの形をなして放出される。分離すべき物質を 凝集形態に変化させるため、固体−含有液体は好適には浮選タンクに通される前 に、沈殿又は凝集促進剤(aid)と混合される。 浮選タンクは円形か又は方形の何れかである。方形の浮選タンクでは、方形の 一側面は通常、他側面より明確に長く、浮遊物質を含む液体の流入は通常は正面 で行われて、方形の短い方の側面に分配される。流れは該システムを長手方向に 通して起こり、清澄水は流入側とは反対の位置にある第２の短い方の側面で抜き 取られる。 それを通る流れが長手方向に起こる従来既知の方形の浮選システムでの流速は 、一様であり、事実上は一定である。大容積によって低い流速をえるために、浮 選タンクは比較的深くなるよう構成される。この既知のシステムの重大な欠点は 円形浮選タンクに比して、容量を大きくする必要があると同時に、該システムの 特定の負荷−取扱い能力が低いことにある。斜めの薄層(lamellae)を取付けるこ れによってかかる方形システムの能力を増すことができる型式のシステム形態は 既知であるが、これは汚れに対する感度が高くなるという欠点を生じる。発明の要約 従って、本発明の目的は、全体の寸法が小さく、同時に分離効率が高い点に特 徴を有する請求項１の前文に記載した型式のガスバブル浮選装置を提供すること にある。更に、本発明の装置は利用可能のスペースを出来るだけ有効に使用する 点に特徴を有する。 本発明によれば上記目的は、角張った浮選タンクと、浮遊物を含む液体及びガ スバブルと混合した液体のための少なくとも１つの液体入口を含み、前記少なく とも１つの液体入口が少なくとも１つの浮選タンクコーナーの近くに配置された ことを特徴とするガスバブル浮選装置によって達成される。本発明思想の有利な 改良は従属項の記載から明らかになるであろう。 本発明の本質的利点は、浮選タンクの構造が角張った、好適には直角三角形又 は方形形状である結果、利用可能スペースの最適利用が可能となる点にある。該 システムに利用できるスペースは通常は方形であるという事実のため、円形タン クに比して、これは浮選タンクの横断面積を増すことになる。浮遊物質含有液体 がコーナー領域を流れるようにするため、流速は連続的に減少し、その結果、好 適には、通常の方形タンクに比して浮選効果が改善される。これに関して言えば 、本発明は一方では、中心流入をなす円形浮選タンクと、他方では、１側壁に沿 って流入する方形浮選タンクの従来の２つの概念の利点を組み合わせたものとな る。 本発明は特に固体相と液体相を分離するのに適し、特に、固体と脂肪親和性物 質を懸濁液の如き液体相から分離するのに適する。 本発明の好適実施例によれば、浮選タンクは実質上正方形又は菱形をなし、２ つの対向するコーナーの各々に少なくとも１つの液体入口をもつよう設計する。 同時に、浮選タンク内の浮選物をすくい取るためのすくい取り装置を備え、前記 すくい取り装置は液体入口を備えていない２つのコーナーによって規定される斜 め方向に配列される。この設計によれば、利用可能なスペースの可能な最良の利 用と有効な浮選が組み合わされる。浮選タンクの正方形のデザインは実際上の立 場から好適であるが、菱形のデザインも所望に応じて使用可能である。 本発明の代案としての改良例によれば、浮選タンクは実質上二等辺三角形又は 直角三角形の水平突出部をもつ。この三角形は頂点コーナーに浮遊物質含有液体 を導入させることができ、減速する流れが対向する側壁の方向に起こり、そこで 浮選物のすくい取りを行うことができる。この改良例は、該システムのために利 用できるスペースを有効利用するために、本発明による２つ又はそれ以上の三角 形浮選タンクを一緒に組み合わせることができるという他の利点をもつ。 もし２つの三角形浮選タンクが、液体入口が互いに向き合って位置するよう配 置されるならば、浮選物と清澄化した液体のための共用の取り出し装置を備える のが好適である。 好適には、掃除装置は互いに平行に２つの逆回転する複式水掻き状掃除器とし て設計され、それらの間に浮選物排出溝が配置される。この配置では、その溝は 排出溝の下に配置される清澄−液体取り出しラインとして好適である。 本発明の他の好適実施例によれば、すくい取り溝の下に隔壁を備え、前記隔壁 は浮選タンクを２つの三角形の浮選副タンクに分割する。従って、僅かな努力を するのみで、異なった液体又は浮遊物質の割合と組成が異なっている液体の浮選 に適する２つの浮選装置を組み立てることができる。浮選物の取り出し又は浮遊 物質の無い液体の取り出しは所望に応じて、個別の又は共用の取り出し装置を経 て行うことができる。 本発明の更に他の実施例によれば、浮選タンクの底に少なくとも１つの沈殿物 掻き取り器を備える。この配置では、好適にはタンク底にスラッジ溝があり、少 なくとも１つの回動可能の沈殿物掻き取り器が沈殿物スラッジを前記溝内に搬入 する。好適には、垂直軸の回りに回動可能の２つの沈殿物掻き取り器が各液体入 口と関連しており、その掻き取り器の旋回軸は他方の容器コーナーの近くに位置 しており、その旋回範囲は液体入口の近くまで延在する。 本発明では好適には、タンクコーナーに、浮遊物質含有の液体のため液体入口 があり、その下には、ガスバブル含有液体のための別個の入口があり、ガスバブ ル含有液体用の前記入口は減圧弁として設計される。加圧されたガス飽和した液 体のこの直接減圧に起因して、形成されたガスバブルの凝集が好適には回避され るので、ガスバブルの最適利用が達成される。というのはガスバブルは小さけれ ば小さい程、浮選効果は良くなることが見出されているからである。 液体入口の上方に水平に旋回可能のそらせ体を配置するよう改良することによ って、液体流をすべての方向に一様に差し向けることが可能となる。図面の簡単な説明 以下、本発明を添付図面に基づき詳細に説明する。 図１は本発明の浮選装置の平面図である。 図２は浮選タンクの対角線上の概略垂直断面図である。 図３は図１の線III-III上の概略断面図である。 図４は液体入口を示す２つの線図である。 図５は浮選装置の代案としての実施例を示す断面図である。 図６は図５の浮選タンクの複数からなる選択可能なシステム例を示す図である 。好適実施例の説明 以下、原則的に浮選プロセスの過程を廃水処理へ適用する本発明の好適例を１ １〜５を参照して説明する。しかし本発明はこの適用例に限定されるものではな く、浮選物質、脂肪親和性物質又は固体の如き液体、非液体及び非ガス相を分離 するためのすべての用途に適している。特に、本発明は醸造分野に使用すること ができる。 実質上図１に示す浮選装置は方形の浮選タンク１ａを含み、このタンクは２つ の対向するコーナーの近くに各々１つの液体入口２ａ、２ｂを夫々もち、前記入 口は夫々供給パイプ３を経て浮選物質を含む液体を供給される。 ２つの他方のコーナーの近くには、２つの支持体５ａ、５ｂが配置されており 、前記支持体は水掻き状掃除器の形をなす掃除装置６ａ、６ｂを支持し、前記掃 除器は浮選タンク１ａを斜め方向に延びて互いに隣接して平行に位置する。２つ の水掻き状掃除器６ａ、６ｂは夫々、長手方向軸の周囲に沿って分配された複数 のほぼ径方向に突出する移送リップを含み、前記リップはタンク内容物の表面に 出来る浮選物層１０内に突っ込んで、浮選物(flotate)を水掻き状掃除器６ａ、 ６ｂ間に配置した浮選物排出溝７内にすくい入れる。水掻き状掃除器６ａ、６ｂ は個別に駆動モータ８ａ、８ｂによって回転させる。 図２に示すように、浮選物のための浮選物排出溝７は２つの溝状そらせ体９ａ 、９ｂをもち、前記そらせ体は浮選物層内に突っ込んでおり、前記そらせ体を経 て浮選物は水掻き状掃除器６ａ、６ｂによって溝７内に搬入される。 図３には、粘性の浮選物１１を確実に排出するために、浮選物排出溝７の底が 斜め下方に延在している状態が示されている。浮選物排出溝７は浮選物取り出し ライン２７に連結される。 図２、３に示すように、浮選物排出溝７の下にあるのは清澄水流出パイプ１２ である。前記パイプは浮選タンク１ａ内にあるその延在部分に沿って複数の通路 １３を備え、清澄水はこの通路に入って、浮選タンク１ａから取り出される。 本発明の実施例によれば、浮選タンク１ａは図３に示す斜め隔壁１４によって ２つの分離した副タンクに分けられる。隔壁１４は浮選物排出溝７の下からタン ク底まで延びる。この配置では、各副タンク内に２つの分離した清澄水流出パイ プを備えることもできる。又は、図３に示すように、１つの共用の清澄水流出パ イプ１２を使用することもできる。 浮遊物質を含む水は本発明の図示の好適実施例では、タンクコーナーにある液 体入口２ａ、２ｂを経て送入される。特に図４に示す如く、浮遊物質を含む液体 用の入口１５はガス飽和した加圧液体用の入口１６の上方に備え、入口１６は減 圧素子１７を含むか又はそれ自身減圧素子として設計される。水流は、水平方向 に出来るだけ有利に分配して２つの流体流を混合するために、適当なそらせ体１ ８、１９によって案内される。処理量、汚染レベル又はその他のパラメータのフ ァンクションとして流れ過程を最適条件に設定することができるようにするため 、浮遊物質を含む液体用の入口１５の上方に配置しているのは好適には回動可能 の流入スクリーン２０である。 好適実施例では、浮選タンク１ａの底には複数の沈殿物掻き取り器２１を備え る。前記掻き取り器は、液体入口２ａ、２ｂを備えていないタンクコーナーの近 くに垂直軸の回りに回動可能に配置されている。例えば、図３は駆動ユニット２ ２を示し、このユニットはシャフト２３を介して関連する沈殿物掻き取り器２１ を図１に参照記号２４で示す旋回範囲に沿って旋回させる。沈殿物掻き取り器は タンク底に沈殿した沈殿物を押して、清澄水流出パイプ１２の下方にタンク底の 凹所として形成した沈殿物ホッパーに入れる働きをする。図３に示すように、沈 殿物ホッパー２５は好適には、Ｖ形の断面輪郭をもち、沈殿物取り出しライン２ ６に連絡する出口をもつ。隔壁１４（図３）が浮遊タンク１ａ内に設けられる限 りでは、隔壁は好適には、沈殿物ホッパー２５で終端し、隔壁１４の両側から沈 殿物質を沈殿物掻き取り器２１によって押し込むことができる。 図５は本発明の代案としての実施例を示す。この実施例は、図１〜４に示した 実施例に実質上対応しているので、その詳細な説明は必要ないだろう。他の図面 中のものと同じ記号は同じ部品を示している。 この実施例が上記のものと異なる本質的相違点は浮選タンク１ｂにある。この タンクは三角形の水平突出部をもちかつ唯一の水掻き状掃除器６を備える。 図６から明らかなように、浮選タンク１ｂの図５に示す実施例は複数の浮選タ ンクの多くの多様な組み合わせを自由選択することが可能であり、可能な最大タ ンク表面積と組み合わせて、制限されたシステム面積に有効に適用することが可 能である。 本発明装置を使用する浮選プロセスを以下詳細に説明する。 固体を分離すべき生水がポンプ（図示せず）によって浮選タンク１ａ、１ｂに 夫々汲み込まれ、前記タンク内で固体と液体相が分離され、その結果、２つの分 岐流、即ち液体の、最終的に固体−無しとなる清澄相３０と、固体相が形成され る。前記固体相は浮選物とも称され、固体の大部分を含む。次いで、この浮選物 は浮選物層１０に集まる。このプロセスにおいて、夫々浮選タンク１ａ、１ｂ内 への導入に先立って、適当な化学薬品を沈殿及び／又は凝集の目的で添加するこ とができ、前記化学薬品は溶解状の又は部分溶解状の、コロイド状の、かつ遊離 した固体を凝集形態に変化させる働きをする。 ガスバブルを形成するために、適当なガス、例えば空気が或る装置（図示せず ）内で或る圧力下において溶解させられる。この圧力は好適には明確に周囲空気 圧力より高い。溶解ガスを含む前記液体相は入口１５によって、高圧を維持した 状態で、浮選タンク１ａ内に又は予め減圧して流入パイプ内に導入される。前記 減圧の結果として微小バブルが形成される。 ガスバブル混合物の減圧と流路は浮選タンク１ａ又は１ｂ内に好適には２−層 型式の水平の流れが夫々形成されるように設計される。この流れは浮選タンク１ 内の下部領域にガスバブル流が、そして凝集形態の固体を含む上部領域に生水の 流れを含む。代案として、分岐流が浮選タンクに入る前に混合されてもよい。 形成されたガスバブルは分離すべき固体凝集物に付着することができ、従って 凝集した固体組成物の浮選による分離が行われる。 タンク１ａのケース内への流入は図１に従って、２つの対向するコーナーの各 々から中心に向かって行われ、この流入は、夫々中心に向かって整列する浮選タ ンク１ａ又は１ｂの下部領域への水平流入が行われるように、設計される。 主流入パイプの上方に位置しているのは可動状に取付けられた流入スクリーン ２０である。この流入スクリーン２０は、９０°の角度にわたって一様な流入が 可能となるように設計される。流入は基本的な正方形の１つのコーナーから起こ るので、流速は直ちに急激に低下し、これによって、浮選プロセスにとっての理 想的条件が生じる。流速が低いため、ガスバブルは固体／凝集物の複合物に付着 して、これらを浮上させることができる。 ２つの対向する流入点間の中心で、正方形に関して斜め方向に実質上固体−無 しの清澄相のための清澄水流出パイプ１２と、生成した浮選物スラッジのための 掃除装置６の両方が配置されている。前記中心に向かって移動する浮選物／スラ ッジ相は２つの逆回転する水掻き状掃除器６ａ、６ｂによって取り上げられる。 前記水掻き状掃除器６ａ、６ｂの回転の結果、浮選物層１０は斜め方向に沿って 一方に又は両方に傾斜した浮選物排出溝７内に搬入され、それ故スラッジ１１は 流出し、浮選物取り出しライン２７を経て抜き取られる。 清澄相の排出は浮選タンク１ａ、１ｂのボトムサード(bottom third)に斜め方 向に配置されかつオリフィス横断面が好適には変化する通路１３を備えた水平清 澄相流出パイプ１２を経て行われ、従って全長にわたって一様な排出が可能であ る。 浮遊しない重いごみ又は沈殿物はタンク底に集まる。これらの沈殿物を浮選タ ンク１ａ又は１ｂから夫々除去するために、沈殿物は、タンク底に同様に斜め方 向に配置した沈殿物ホッパー２５内に沈殿物掻き取り器２１によって押し入れら れる。正方形の斜め方向で分割された浮選タンク１ａの各半部は２つの沈殿物掻 き取り器２１をもち、前記掻き取り器は垂直軸の回りに回転する。前記軸は流入 が行われない正方形のコーナー近くのタンク外壁上に配置される。回転シャフト ２３の軸受装置はタンク外壁に取付けられる。沈殿物掻き取り器２１自体は一端 が垂直掻き取り器軸に取付けられていて、ゴム製リップが底に集められた沈殿物 を沈殿物ホッパー２５に押し込むよう設計されている。掻き取りプロセスは用途 に応じて必要とされる時間間隔を置いて行われる。掻き取り器軸は歯車付きモー タ２２によって駆動される。掻き取りプロセスは、沈殿物ホッパー２５に達した 後沈殿物掻き取り器２１が直ちにその出発位置へ戻るような仕方で行われる。 この装置では、一方のタンク半部内で互いに対向している沈殿物掻き取り器２ １は或る時間間隔をおいて交互に作動されて、２つの沈殿物掻き取り器２１が接 触しないようになされる。 必要に応じて、該システムへの流入は、生水やガスバブル流が個別に夫々浮選 タンク１ａ又は１ｂ内に入るような仕方で行われる。ガスバブル流の供給は原則 的に、生水流の下で、同じ速度又はそれより大きな速度で、行われるべきである 。加圧されかつ飽和した液体−ガス混合物の減圧は浮選タンク１ａ又は１ｂ内に 夫々流入する前とタンク自体内の両方で行われる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ)， ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，Ｃ Ｈ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ ，ＧＥ，ＨＵ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ， ＬＫ，ＬＲ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＮ，Ｍ Ｗ，ＭＸ，ＮＬ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＴ，ＵＡ， ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．角張った浮選タンクと、浮遊物を含む液体及びガスバブルを混合された液体 のための少なくとも１つの液体入口を含み、前記少なくとも１つの液体入口が少 なくとも１つの浮選タンクコーナーの近くに配置されていることを特徴とするガ スバブル浮選装置。 ２．浮選タンクの横断面は実質上正方形又は菱形をなし、２つの対向するコーナ ーの各々に少なくとも１つの液体入口をもつことを特徴とする請求項１に記載の 装置。 ３．浮選タンク内の浮選物をすくい取るためのすくい取り装置を備え、前記すく い取り装置は液体入口を備えていない２つのコーナーによって規定される斜め方 向に配列されていることを特徴とする請求項２に記載の装置。 ４．すくい取り装置は２つの複式水掻き状掃除器として構成され、前記掃除器は 互いに平行でありかつそれらの間に浮選物排出溝が配置されていることを特徴と する請求項３に記載の装置。 ５．浮選物排出溝の下には清澄−液体流出パイプが配置されていることを特徴と する請求項４に記載の装置。 ６．浮選物排出溝の下に隔壁を備え、前記隔壁は浮選タンクを２つの分離した浮 選タンクに分割することを特徴とする請求項５に記載の装置。 ７．浮選タンクの横断面は実質上二等辺三角形であることを特徴とする請求項１ に記載の装置。 ８．浮選タンクは直角三角形デザインを有することを特徴とする請求項７に記載 の装置。 ９．浮選物をすくい取るためのすくい取り装置は液体入口に向き合って位置する タンク壁に沿って配置されていることを特徴とする請求項７に記載の装置。 10．複数の三角形浮選タンクは互いに隣り合って配置されていることを特徴とす る請求項１に記載の装置。 11．少なくとも２つの浮選タンクを備え、液体入口に向き合って位置するそれら のタンク壁が互いに隣り合って位置しており、２つの浮選タンクが１つの共用 の浮選物排出溝をもつことを特徴とする請求項１０に記載の装置。 12．浮選タンクの底に少なくとも１つの沈殿物掻き取り器を備えたことを特徴と する請求項１に記載の装置。 13．タンク底に沈殿物流出溝を形成されており、少なくとも１つの回動可能の沈 殿物掻き取り器が沈殿物スラッジを前記溝に搬入することを特徴とする請求項１ ２に記載の装置。 14．液体入口が浮遊物質を含有する液体のための入口と、その下にありかつガス バブルを含有する液体のための別個の入口を含むことを特徴とする請求項１に記 載の装置。 15．ガスバブルを含有する液体のための入口が減圧素子を含むか、又は減圧素子 として設計されていることを特徴とする請求項１４に記載の装置。 16．液体入口の上方に、水平に回動可能の流入スクリーンを配置していることを 特徴とする請求項１５に記載の装置。