JPS586538B2 - 液体中にけん濁する物質を分離する方法および装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、物質、たとえば綿状凝集物質をけん濁して含
む液体、たとえば水を、重力の作用のもとに動いてけん
濁物質を連行する粒子、とくに気体の粒子で処理するこ
とからなる液体中にけん濁する物質を分離する方法およ
び装置に関する。

粒子が気体であるとき、それは処理すべき液体と混合し
た、気体を含む高い圧縮下の液体から一般に得られる。

しかしながら、これらの種々の方法はある欠点を有する
。

なかでも、粒子を含有する液体は処理すべき液体と混合
し、これを希釈する。

これは効率を低下させる。

次いで、スラツジと処理すべき液体とを混合する操作お
よび処理すべき液体中の高い圧縮下の液体の急な到達、
ならびにそれらから生ずる乱流は、けん濁物質を破壊す
る傾向があり、このためこの物質の分離は非常に問題と
なる。

本発明の目的は、これらの欠点を軽減することにある。

この目的は、処理すべき液体と該粒子を含む同じ密度の
流体を２つの重なった、明確なかつ平行の流れで循環さ
せて、このようにして該流体中に含まれる粒子を該処理
すべき液体中に重力の作用のもとに通すことを特徴とす
る分離法によって達成される。

〔他方、〕問題がこの同じ液体を気体粒子で処理するこ
とにあるとき、処理すべき液体は上部の流れを形成し、
下部の流れは気体、とくに空気を高い圧縮下の水である
。

この後者の圧力解放は徴細なあわを形成し、このあわは
けん濁する綿状凝集物質に付着し、このようにしてその
物質の密度を減少させる。

この後者の方法を実施する浮揚装置は、処理室からなり
、処理室はその一端に乱流せずに循環する処理すべき液
体の入口と、他端に処理された液体の出口とを有し、気
体を含む高い圧縮下の作用水の入口管は該処理室の下部
に配置されており、高い圧縮下の水の該入口管は処理室
中で処理すべき液体の入口の下にかつその付近に位置し
、作用水の出口管は処理室の下部に処理された液体の出
口の下にかつその付近に配置されており、高い圧縮下の
水から生ずる微細なあわの通行を許す手段がさらに設置
されていて、処理室の２つの端の間に、２つの明確な、
重なったかつ平行の流れをつくり、それらの流れのうち
上部は処理すべき液体の流れであり、そして下部は高い
圧縮下の水であることを特徴とする。

この配置のため、作用液は処理された液体と混合しない
。

その上、乱流はこの後者において処理全体を通じて生じ
ないので、けん濁物質は到着すると気体の微細なあわと
結合し、次いで容易にそのあわによって連行されつづけ
る。

本発明の好ましい態様によれば、２つの明確な、重なっ
たかつ平行の流れをつくる手段は、高い圧縮下の水の流
れを調整して、この水の流量を処理すべき液体の流量と
等しくするための装置を含む。

この場合において、高い圧縮下の水の入口管は、高い圧
縮下の水が供給される、その軸が処理すべき液体の動く
方向に対して垂直である管によって形成され、この管は
その全長にわたって割れていて、高い圧縮下の水がそこ
から処理すべき液体の動く方向に対して実質的に平行な
方向に流れるようになっていることが好ましい。

有利には、この管は断面が四角であり、割れ目は管の上
のへりの高さの真下に存在し、この管の上壁は可能なら
ば短かい距離で延びていて割れ目の上におおいを形成し
ている。

この配置によると、高い圧縮下の水は管内であらかじめ
部分的に膨張したのち、そこから乱流を生じないような
減少された速度で流れ出る。

このようにして、乱流を形成しないで、処理室中へ入り
込みかつ同じ密度の２つの重なった液体の流れが形成さ
れる。

経験によれば、これらの液体の流れは、それらの速度が
等しいとき、一方が上に他方が下になって出口まで循環
し、その際認めうる相互の侵入はない、すなわち互にそ
れらの通路に沿って分離した状態にとどまることが示さ
れた。

そのため、作用水は処理すべき水中に乱流を発生せず、
一方作用水によって遊離された微細なあわは処理すべき
水を通して漸進的かつ均一に移動することが明らかであ
る。

本発明の他の態様によれば、２つの明確な、重なったか
つ平行の流れをつくる手段は処理すべき液体の流れと高
い圧縮下の水の流れとの間に配置された格子からなる。

好ましくは、格子を形成する針金の直径は数１０分の１
ミリメートル程度であり、網の開口は数ミリメートル程
度である。

試験によれば、このような格子を設けることにより、ひ
じように満足に、２つの液体の流れは独立性を確保し、
同時に微細なあわはそれを通過できることが示された。

本発明の範囲にまた入る改良によれば、浮揚装置は処理
室の出口における処理した液体の均一な流れを確保する
装置を備える。

浮揚装置は、さらに、出口における処理水の均一な流れ
を確保する装置を備える。

同じ方法で、その上、作用水として、乱流を起こさずに
入口から出口付近へすでに循環した処理した水は、乱流
を起こさずにその出口まで再び循環する。

これはこの場所で除去すべき綿状凝集物質をまだいくら
か含有する場合に有利であることがわかった。

さらに、この配置のため、ことに処理水の入口は処理す
べき水の入口の下位でかつその近傍にあるという事実の
ため、高い圧縮下の作用水によって解放された微細なあ
わの量は処理の開始時にはかなりな量であるが、処理室
の長さに沿って徐々に減少する。

次いで、微細なあわの量は処理すべき水中に存在する綿
状凝集物質の量に常に比例し、その綿状凝集物質の量も
入口の付近でまた非常に多いが、処理室の全長に沿って
だんだん減少する。

本発明の一態様を添付図面を参照しながら説明する。

図示された装置は、平行六面体の処理室１によって形成
される。

処理室１はその上部が開いており、その側壁のほかに、
入口壁２、出口壁３と底４から形成されている。

入口壁２は処理すべき水の入口５を有する。

入口５は、たとえば、平行六面体の管から形成され、そ
の上にとい６が存在する。

とい６は入口壁２の上部、入口５の上部と横板７によっ
て形成されている。

このといはその両端の１つが閉じている。その下部にお
いて、入口５は水平板８によって延長され、その下に一
連のノズル１０を有する高い圧縮下の水の入口９が配置
されている。

出口壁３は上流に流れ板１１を有する。

流れ板１１は底４上に静置され、壁自体と２つの水平分
離壁１２および１３とともに、２つの出口室１４および
１５を形成する。

それ自体知られている方法で、板１１は複数の孔を有し
、それらの孔の寸法は、それらの高さを考慮して、それ
らの孔のおのおのを同じ量の液体流が通過するように、
決定されている。

出口室１４は出口管１６と出口室１５とによって再循環
管１７へ接続されている。

最後に、板８の延長部において、処理室を２つに分割す
る格子１８が配置されている。

この格子は直径が２０分の１ミリメートルの針金から形
成され、たとえば２ミリメートルの開口をもつ網からな
る金属格子であることができる。

このように説明した装置は、次のように運転する。

矢印Ｆ１の方向で入口５から来る処理すべき液体は、処
理室１へ左から右へ入り込む。

図面によれば、液体は板１１の孔を通って処理室１を去
り、そして矢印Ｆ２の方向に装置を去る。

作用液は、数バール、たとえば７バール程度の圧力下に
、ノズル１０により矢印Ｆ３の方向に注入される。

作用液は圧力を解放されて、それに含まれる気体は微細
なあわの形で放出される。

次いで、この液体は右向きに動いて板１１、出口室１５
に到達し、次いで再循環管１７に、最後に矢印Ｆ４の方
向に再循環装置へ到達する。

格子１８のため、本発明者の発見によれば、前述の液体
の２つの流れは両方とも互に干渉せずに左から右に動く
。

しかしながら、２つの流れの流量は互に関して不釣合い
でありすぎないことが好ましい。

その上、処理すべき水は乱流せずに到達し、板１１のた
め乱流せずに去り、その結果この処理すべき水は装置全
体を通じていささかの乱流をも起こさずに循環する。

一方、作用水から放出される微細なあわの量はノズル１
０の付近で多く、次いで処理室の長さに沿って徐々に減
少することが明らかである。

格子１８を自由に通過するこれらのあわは、次いで入日
付近において水中にけん濁する大量の綿状凝集物質を連
行し、したがって綿状凝集物質の量は残留する除去すべ
きその物質の数に常に比例するであろう。

このようにして微細なあわによって連行されるこれらの
綿状凝集物質は、処理室１の上の液面に到達して、スラ
ツジ１９を形成する。

スラツジ１９は入口壁２の上のへりを越えて流れる。

その結果、とい６中に堆積物２０が生じ、この堆積物は
装置のいずれかの側から除去される。

ふつうの方法で、スラツジの除去を促進する可動スクレ
ーパーを、必要に応じて、設けることができる。

同様に、下流の水を乱流を起こさずに除去できる既知の
系を板１１の代わりに使用できる。

すべてのことを考慮すると、このようにして処理すべき
水からけん濁する綿状凝集物質のすべては除去される。

その理由は、一方において、乱流が存在しないため、綿
状凝集物質は決して破壊されず、他方において、各レベ
ルにおいて活性な微細なあわの量は除去すべき綿状凝集
物質の量に対応するからである。

最後に、処理すべき水は作用水と分離された状態にあり
、このため作用水を再循環することができ、そして希釈
が避けられるので、効率を改良できる。

試験によれば、このようにして水の処理速度をかなり増
加することができ、そのため処理された水の同量を、大
きさを非常に小さくした装置で処理できることが明らか
にされた。

水平地面１ｍ２当り８〜１５ｍ３／時の速度は、本発明
に従って構成した装置を用いて容易に得ることができる
。

本発明の他の態様によると、格子１８を省略できる。

この態様に従うと、再循環管１７を作用水の入口９へ接
続する配管Ｃ中に流れ調整器Ｒを配置する。

しかしながら、格子１８を省略するとき、入口９からか
なりの高速度で放出される高い圧縮下の水は、処理すべ
き液体の流れへのはね返りを含む乱流を多少生ずる傾向
があることがわかった。

その理由は、ノズル１０を有する高い圧縮下の水の入口
９の代わりに、その前部にその全長にわたって割れ目を
有する管によって形成された入口を使用することが好ま
しい。

この管は、たとえば、断面が四角であり、この場合割れ
目はこの管の右上のへりの高さの真下に存在することが
有利であり、そしてこの管の土壁は可能ならば多少延長
させて割れ目の一種のおおいを形成するようにする。

このようにして、前に指摘したように、高い圧縮下の水
は該管内で部分的にあらかじめ膨張したのち、そこから
乱流を起さないような減少した速度で出る。

配管Ｃは、もちろん、水を圧縮し、これに微細なあわを
生成するための空気を含有させるための装置Ｐを含む。

この装置は、ひじようにありふれたものであるので、説
明を要しないであろう。

調整器Ｒの目的は、高い圧縮下の水の入口から流れる処
理水の量を２つの断面Ｓ１およびＳ２の間の比に等しい
循環する処理された水の量の一部分とすることにある。

断面Ｓ１およびＳ２とは、入口５の下部およびそれを延
長する板８とによって定められた水平面のそれぞれ上と
下の断面であると理解される。

この調整器の作用により、液体は処理室の２つの部分を
互いに干渉しないで循環する。

経験により、処理室１の入口から出口まで、２つの液体
の流れは明確な状態にあり、そのため格子１８を省略す
ることができ、そして作用水によって放出された微細な
あわをなんら制動させずに上と同じ利益を得ることがで
きることがわかった。

本発明の装置、特に製紙工業に用いられる浮揚装置の実
施例を示すと次のとおりである。

処理チャンバのフォーム：平行パイプ型 チャンバの長さ：４ｍ チャンバの幅：０．９ｍ 処理すべき水の流量：３５ｍ３／時 処理すべき水の含有固体物質の量： １０００〜２５０
０ｍｇ／ｌ 処理水の流量：３〜３．５ｍ３／時 処理後の含有固体の量：２０〜４０ｍｇ／ｌ

【図面の簡単な説明】

図は、本発明の浮揚装置の略断面図である。 １・・・・・・処理室、５・・・・・・処理すべき水の
入口、９・・・・・・高い圧縮下の水の入口、１０・・
・・・・ノズル、１１・・・・・・流れ板、１６・・・
・・・出口管、１７・・・・・・再循環管、１８・・・
・・・格子。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 重力作用のもとに動くことによってけん濁液を処理
   することから成るけん濁液中の物質を分離するための浮
   揚方法において、処理すべき液体が上部の流れを形成す
   るようにしてこの処理すべき液体と上記気体粒子を含む
   同じ密度の作用液とを２つの重ねられた、明確かつ平行
   な流れで循環させて、下部の流れを形成する作用液中に
   含有された気体粒子が重力作用のもとに上記処理される
   べき液体を通過することを特徴とする方法。 ２ 上記下部の流れを形成する作用液が高圧縮のもとに
   気体がチャージされた水である特許請求の範囲第１項記
   載の方法。 ３ 上記処理されるべき液体が、綿状凝集物質をけん濁
   して含む水である特許請求の範囲第１項または第２項記
   載の方法。 ４ その一端に乱流せずに循環する処理すべき液体の入
   口を有しかつ他端に処理された液体の出口を有する処理
   室と、この処理室外ではこの処理室の下部に配置されか
   つこの処理室中では処理すべき液体の下部に位置した気
   体を含む高圧縮下の作用水の入口管と、上記処理室の下
   部でかつ処理された液体の出口の下部でかつその付近に
   位置した作用水の出口管と、高圧縮下の作用水の流れを
   調整してこの作用水の流れを処理すべき液体の流量と等
   しくするために上記作用水の入口管に接続された流れ調
   整手段と、からなる浮揚装置。 ５ 上記高圧縮下の作用水の入口管は、その軸線が処理
   すべき液体の動く方向に対して垂直である管によって形
   成され、この管はその全長にわたって割れていて、高圧
   縮下の作用水がそこから処理すべき液体の動く方向に対
   して実質的に平行な方向に流れるようになっている特許
   請求の範囲第４項記載の浮揚装置。 ６ 上記作用水の入口管は断面が四角であり、割れ目は
   この管の上のへりの高さの真下に設けられてなる特許請
   求の範囲第５項記載の浮揚装置。 ７ 上記作用水の入口の土壁は短かい距離で延びていて
   割れ目の上におおいを形成している特許請求の範囲第６
   項記載の浮揚装置。 ８ その一端に乱流せずに循環する処理すべき液体の入
   口を有しかつ他端に処理された液体の出口を有する処理
   室と、この処理室外ではこの処理室の下部に配置されか
   つこの処理室中では処理すべき液体の下部に位置した気
   体を含む高圧縮下の作用水の入口管と、上記処理室の下
   部でかつ処理された液体の出口の下位でかつその付近に
   位置した作用水の出口管と処理すべき液体の流れと高い
   圧縮下の水の流れとの間に配置された格子とからなる浮
   揚装置。 ９ 上記格子を形成する針金の直径はほぼ数１０分の１
   ミリメートルであり、上記網の開口は数ミリメートルで
   ある特許請求の範囲第８項記載の浮揚装置。