JPS5938006B2 - 液体から汚染物質を分離する方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 水を清浄化するための分離法において大部分の都市廃水
及び多くの工業廃水は水から汚染物質を効果的に分離す
るために分離法中の清浄化工程において沈殿／フロキュ
レーション（ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ／ ｆｌｏｃ
ｃｕｌａｔｉｏｎ）に付されなければならない。

公知技術によれば化学的清浄化と呼ばれる工程にはこれ
に関して攪拌機を備えた１個又は数個のフロキュレーシ
ョンタンク及び１個又は数個の沈降槽が含まれ、・化学
薬品はこの化学的清浄化工程の初期に添加される。

このような清浄化工程を有することにおける欠点はフロ
キュレーションタンク及び沈降槽によって占められる大
きな空間及び容積である。

其他の欠点はフロキュレーションタンク並びに沈降槽中
の水に必要な滞留時間の長いことである。

化学的清浄化工程中のフロキュレーションタンク及び沈
降槽のみを使用することは更に多くの適用において清浄
度を不充分にする。

これらの適用においては砂濾過器を清浄化工程の末端部
分に配置することによって清浄化度が増加されている。

砂濾過器中の砂は比較的に短い間隔で再洗浄によって清
浄化されなければならないから中断を避けるためには多
（の場合に各沈降槽に少くとも２個の砂濾過器を備えて
その１個が再洗浄されている間に他の１個を作動させ得
るようにすることが必要である。

上記の欠点を克服することが本発明の目的である。

上記の分離法のみならず其他の方法において適用され得
る本発明はこの点で液体から汚染物質を分離する方法に
関しこの方法においては分離法中の−清浄化工程中で清
浄化工程中の沈殿及び（又は）フロキュレーション及び
分離を行うために清浄化工程に供給される液体に薬品が
添加される。

本発明の特徴としては薬品を添加された液体が沈殿、／
フロキュレーション、濾過及び濾過されだ液相の清浄化
工程からの排出を行っている間に濾過によって汚染され
た濾過媒体を洗浄操作の工程へ輸送し洗浄され清浄化さ
れた後にこの濾過媒体を炉床に戻し、且つ洗浄によって
汚染された洗浄液体を清浄化工程から排出させるように
する態様において、連続的に作動する炉床を形成する粒
子状の濾過媒体の帯を上記の液体が通過して沈殿／フロ
キュレーション及び分離の間に該液体が供給され及び流
動されることである。

本発明方法によって例えば上記の公知技術に比較して装
置の容積を約１７１０’に減少させることが可能になり
それは明らかに大きな経済的な利点を意味する。

更に清浄化工程中にフロキュレーションタンク及び沈降
槽を使用する該公知技術に比較すると可成り高い清浄度
少くとも沈降槽の次に砂濾過器を有するが上記のように
再洗浄のために中断する必要によって多くの場合に２個
備えなければならない公知技術によって得られる清浄度
を得ることができる。

更に本発明の方法によって少（とも同じ高さの清浄度を
得るために必要な時間が１０〜１５倍も短いという先行
技術にまさる利点が得られる。

更に他のフロキュレーション、綿状沈殿の生長が排出洗
浄液体中に起り、このことは凝集物質が容易に分離され
得るようになる利点を有する。

本発明によって連続的に作動する炉床中で分離を行う本
質的な重要性を更に観察すべきである。

炉床が連続的に作動しない場合にはこれは可成りの欠点
の原因及び困難になる筈である。

多くの場合の清浄化工程中の汚染物質の高含有率のため
にこのような炉床の再洗浄は必然的に短い間隔で行われ
なげればならない。

このことのために有効作動時間は減少しそれによって濾
過器の能率も減少する。

これらの問題は炉床が連続的に作動する本発明方法を使
用すれば解消される。

炉床を形成する粒子状の濾過媒体は連続的に洗浄され且
つ炉床に戻されるので濾過器は再洗浄の目的のために中
断される必要なしに汚染流入及び（又は）炉床中の可成
りの沈殿を受入れ得る。

本発明の好適な方法においてその濾過の間に液体は炉床
帯を通って上方に流れ且つ濾過媒体は濾過の間に液体の
炉床への流入の後に液体に対して向流的に炉床を通り下
方に流れる。

この方法は大部分の汚染された濾過媒体を先ず床から取
り出して洗うので炉床中には可成の時間濾過のために使
用されている物質があるという利点を与える。

このことのために非連続作動濾過器中に存在する他の問
題が避けられ上記の濾過器は再洗浄を必要とする。

事実は新しく洗浄された濾過器物質は再洗浄の後の比較
的に長時間例えば砂のためには３０分までの時間だけ貧
弱な濾過効果を与えることである。

更に上記のように清浄化工程中で処理される液体中の汚
染物質の含有率は多くの場合に高いので非連続的に作動
する濾過器の再洗浄をしばしば行わなければならないこ
とは分離法に対する短い作動時間を意味し同時に新しく
洗浄された濾過器物質のために清浄化効果は減少する。

本発明によれば好適には増加された沈殿及び（又は）フ
ロキュレーションを得るためには薬品を添加される液体
の均質化を炉床に流入する前に行う。

このことによって未濾過器の近（に化学的混合物を存在
させることが可能になる。

本発明の更に他の特性及び利点は特許請求の範囲から及
び添付の図面を参照する以下の説明から明らかになる。

第１図は使用中の下水処理プラントを示す。

点線りはＰ１〜Ｐ６に示される選ばれた数の方法工程中
で行われる清浄化又は分離法のための装置を有する上部
の清浄化部分及び８１〜Ｓ７に示される選ばれた数の工
程において分離操作から分離された汚泥を処理するため
の装置を有する下部の汚泥処理部分に分離する。

下水の入口は■で示され分離法の後に得られる清浄化さ
れた水の出口はＯＷで示され汚泥処理をされた後の汚泥
の出口はＯ８で示される。

入って来る下水は先ず棒ぷるいＰｌを通りその中で粗い
か又は厚い物質例えばぼろは矢印Ｐ１０で示されるよう
に分離及び除去される。

棒ふるいを通されたのちに下水は砂トラップＰ２に通っ
て流され砂トラップからかき出された砂は矢印Ｐ２０で
示されたように除去される。

次に下水は第１沈降槽Ｐ３、通気槽Ｐ４及び第２沈降槽
Ｐ５をこの順序に通って流される。

沈降槽Ｐ３中で分離された沈降物又は汚泥は矢印Ｐ３０
で示されるように汚泥処理部分に輸送される。

通常沈降槽Ｐ５中で分離された汚泥の大部分は矢印Ｒで
示されるように再循環され過剰の汚泥は汚泥処理部分に
輸送される（矢印Ｐ、０）。

最後に下水は最終清浄化工程Ｐ６中で清浄化され該工程
には薬品混合Ｐ６Ｔ、攪拌機（図示されていない）を有
する少くとも１個のフロキュレーションタンクＰ６Ｆ及
び少くとも１個の沈降槽Ｐ６Ｓが含まれる。

沈降槽Ｐ６Ｓから排出された汚泥は矢印Ｐ６０で示され
るように汚泥処理部分に輸送される。

図示されているように汚泥処理部分にはその処理コース
中に汚泥濃厚化器Ｓ１、蒸煮がまＳ２゜Ｓ３及びＳ４、
更に汚泥濃厚化器Ｓ５及びＳ６並び［７０キユレーシヨ
ンを起させるための薬品混合を有する遠心分離機及び水
を排出するための出口Ｓ７０が含まれる。

第１沈降工程Ｐ３からの汚泥は図面のように建造された
汚泥処理部分の汚泥濃厚化器Ｓ１ にか又は点線で示さ
れたように直接に第１蒸煮がまに供給される。

第２沈降工程Ｐ。からの汚泥濃厚化器Ｓ１へ供給され最
終沈降工程からの汚泥は汚泥濃厚化器Ｓ６に供給される
。

フロキュレーションタンク及び沈降槽中の沈殿／フロキ
ュレーション及び分離による清浄化最終工程Ｐ６を含む
第１図による下水処理プラントにおいては通常排出され
る清浄化水ＯＷ中に３〜１０■／ｌの懸濁物質が得られ
る。

沈降槽Ｐ６Ｓの後の最終清浄化工程中に砂濾過器（図示
されていない）を配置すれば更に高い清浄化能率が得ら
れるが、上記のように再洗浄のために中断する必要があ
るために多（の場合に少くとも２個の濾過器を配置しな
ければならない。

砂濾過器を使用するならば排出される清浄化された水の
中の懸濁物質を０〜２■／ｌまで下げることができる。

第２図は分離法中の最終清浄化工程Ｐ６が本発明方法を
利用するために建造されている以外は第１図に同じ下水
処理プラントを示す。

床炉過器の型の連続作動濾過装置が薬品混合Ｐ６Ｔの後
の最終清浄化工程中に配置される。

薬品を添加される懸濁液は炉床を形成する粒子状の濾過
媒体の帯を通過する沈殿／フロキュレーション及び分離
の間に供給され且つ流される。

炉床は濾過及び濾過によって清澄化された水（矢印ＯＷ
）の清浄化工程Ｐ８からの排出が行われている間ＶＣ濾
過によって汚された濾過媒体は洗浄操作の工程へ送られ
洗浄後に清浄となり濾過器に戻され更にこの洗浄によっ
て汚染された洗浄液体は清浄化工程Ｐ６から排出される
（矢印Ｐ６０）。

本発明のこの方法はフロキュレーションタンク及び沈降
槽を含む第１図による方法に比較すると清浄化工程Ｐ６
において装置の容積が約１／１０に減少する。

更に約１０〜１５倍も短い滞留時間の間に清浄化の結果
は改善されている。

これと同じ清浄結果即ち清浄化水中０〜２７ｎｇ／ｌの
懸濁物質は第１図の清浄化工程Ｐ６が砂濾過器をも含む
時に得られる。

廃水中の水酸化物及び燐化合物を沈殿させるために薬品
が添加される。

通常は混合用薬品として硫酸アルミニウムが使用される
が別の塩、例えば鉄又はカルシウムの塩も使用され得る
。

ゲル形状を有する水酸化アルミニウムは多孔質であり大
きな表面積を有するので汚染物質を大いに吸着する能力
を有する。

更にそれらは粒子状の濾過媒体に極めてよ（吸着する。

これらは同時に軽量でありこのことは沈降槽中の分離の
ために必要な比較的に長い滞留時間を与える。

工業廃水においては成る場合には金属塩が見出される。

これらの場合には酸又は苛性アルカリ液を加えて適当な
ｐＨに達した時に床炉過器において沈殿、／フロキュレ
ーションが行われ得る。

フロキュレーションのみが所望の場合には例えば有機ポ
リマーが添加され得る。

図示されていないが、炉床への入口において例えば定位
混合機（５ｔａｔｉｃ ｍ１ｘｅｒ ）を配置すること
によって流れを部分流に分割し該部分流を再び濾過器の
手前で合併させるか又は攪拌機によって流れにエネルギ
ーを強制することによって均質化を行うことが適当であ
る。

同様に本発明による清浄化工程は上文中に説明され図面
に示されたものとは異る他の分離法に使用され得るもの
であり床炉過器型の異る型の連続作動濾過装置が実際の
分離法に適合され得る。

しかし連続的に作動する濾過装置の適当な態様は第３図
中に示されている。

第３図中に示された装置■において粒子状の濾過媒体は
壁２及びロート型の底３を有するタンク中に内包される
。

円錐又はピラミド３０基底は好適には壁２によって規定
されるようなタンクの形状に一致する。

濾過媒体としては砂が適している。

しかし異能の物質例えばプラスチック又はいくつかの物
質の混合物が使用され得る。

いくつかの粒度分画の混合物が従来の技術に反して本発
明による連続作動濾過器中に使用され得るが何が濾過さ
れるべきなのか及び如何に効果的に濾過が行われるべき
かにもとづく。

当業熟練技術者は試験したのちにおのおのの特殊な場合
における最も適当な物質及び粒度を見出す。

濾過及び薬品添加（Ｐ６Ｔ）されるべき懸濁液又は乳濁
液は入口４を通ってタンクに供給され好適には図示され
ているようにタンクの底を通る。

炉床中への懸濁液の流入は管孔６を有する多くの管５を
経て炉床の下部に対して行われる。

各管孔の上に屋根７を配置して濾過媒体が直接に管孔に
接触することを防ぎ且つ供給された懸濁液に濾過媒体の
更に大きな表面を露出させるようにする。

このことによって管孔に近い濾過媒体の実質的に瞬間的
な汚染によって濾過器のつまる危険は減少される。

Ｖ字型の横断面を有する屋根はこのこと及び管孔と屋根
との配置によって下方への濾過媒体の運動を可成り減少
させる。

炉床の下部における入口管孔６の配置には最も汚染され
る濾過媒体即ち屋根及び管孔を通過する濾過媒体の下方
への運動をつづけそれを最早濾過には利用しない利点が
含まれる。

このことによって入口においてつまることは阻止され新
しい濾過媒体は常に流入する懸濁液に露出される。

流入懸濁液は炉床の帯を通って上方に濾過媒体に対し向
流的に流れ更に清浄な濾過媒体に向って流れる。

炉床帯を通って上方に懸濁液が流れる間に得られたろ液
相は炉床の上の涙液相の帯８として保たれその表面水準
は図示された態様においては濾過装置からせき９を経て
出口（矢印ＯＷ）へろ液相を排出することによって固定
される。

汚染された濾過媒体がその中に流下するタンク底３にお
いては成る適合された巻上機１０の孔が設置される。

図示された態様から知られるように巻上機は装置の中心
を通って延び例えばマンモスポンプからなる。

このようなポンプは輸送媒体としての空気によって作動
されその空気は巻上機の１部分を形成する輸送管１２に
沿って延びる管１１中を上方から下方に供給される。

空気は管の下部における孔（図示されていない）を通っ
て輸送管１２に供給される。

濾過媒体は管１２を通る空気によって炉床の上に位置す
る洗浄器１３まで輸送される（矢印Ａ）。

この洗浄器については以下に詳述する。

マンモスポンプ中に導入された空気が成る理由から輸送
管１２の下部を通って押出され濾過媒体中に滲透するな
らば濾過媒体の局部的な流動化が′濾過器の濾過能力を
実質的に減少させる危険を生ずる。

このような混乱を防ぐためにさかさまにされた漏斗１４
を底の孔から上のマンモスポンプのまわりに設置する。

この漏斗は誤って洩れた空気をできるだけ捕捉し捕捉さ
れた空気は漏斗の上端中の孔を通って輸送管に沿って延
びる管１５に排出される。

この漏斗は又下方への濾過媒体の流れに対する誘動手段
として役立つので装置の断面にわたって均一な流動側面
図（流動特性）が得られる。

入口６の上に設置される上記の屋根７は漏斗１４と同じ
ように所望の流動側面図が達成されることに寄与する。

図示されていないがこのような屋根は所望の流動側面図
を更によく確保するために他の適当な位置に懸濁液の入
口と合同されることな（配置され得る。

洗浄器１３を以下に説明する。

洗浄されるべき濾過媒体は輸送管１２の上端から到着し
輸送管１２及びその外側の管の間に形成される洗浄通路
に転じ（矢印Ｂ）且つ下方に流れる。

外側管１６は好適には輸送管１２に対して同心的である
。

濾過媒体はその汚染によって互いに固まった凝集体を含
み得る。

このような可能な凝集体は濾過媒体の流動通路中に位置
する板又は類似物１７に衝突する時に破壊され同時に濾
過媒体の落下速度は減速される。

濾過媒体はその後に洗浄通路の更に下方で孔１９を有す
る中間の仕切１８に衝突し好適にはつづいて類似の形状
の多くの追加の仕切に衝突する。

図示された態様においては５個の中間仕切がある。

２個の隣接する仕切の孔１９は好適には互いの関係にお
いて交換配置されて濾過媒体に対する垂直な自由通行を
阻止する。

このことによって濾過媒体が洗浄器を通って動く間にそ
の速度はしばしば減速される。

濾過媒体は常に洗浄液と向流的に遭遇し中間仕切の孔に
おいて洗浄液の速度が瞬間的に高くなるので諷過媒体を
洗浄するための特に有利な条件が得られる。

炉床の上に位置する帯８中の戸液相は洗浄液として使用
される。

洗浄器はこの点では帯８中のろ液相中に浸漬され図示さ
れた態様中の矢印Ｃで示されるように洗浄液即ちろ液相
は外側管１６の下端及び輸送管１２０間の開口部２０を
通って洗浄通路に供給され洗浄通路に沿って上方に流れ
る。

洗浄の間に汚染された洗浄液即ち廃液は矢印りで示され
るように洗浄通路から排出されせき２１をこえ矢印Ｐ６
０ によって示されるように装置から排出される。

このせきはその高さ及び巾の位置について調整され得る
ので洗浄液の量を制御し得る。

例えばせきを下げれば洗浄液の量が増加する。

洗浄液の量は又ろ液の水準が例えば濾過装置への負荷の
増加によって炉床の上に上昇する時に自動的に増加する
。

輸送管１２から排出された濾過媒体を下方に洗浄通路に
導（ために且つ流入濾過媒体から廃物質を分離するため
に外側管１６及び輸送管１２０間に管２２が配置され肢
管２２は輸送管の上端を過ぎた少し下方まで下げられる
。

管２２は外側管１６に突出ており空気供給管１１及び空
気排出管１５は管２２を通って延びる。

管２２は又濾過媒体を含有する輸送管１２からの空気を
捕捉するための装置２３を内蔵する。

図示態様においてはこの捕捉装置は別に配置されて下方
に向いた円錐及び上方に向いた切頭円錐からなる。

図示されていないがＰ液相の１部分は所望によりろ液相
に対する出口管を好適には入口管孔６の上に実質的に垂
直方向に配置することによって炉床内のその上端面の下
に取出される。

更にこれらの出口管孔は好適には入口管孔６の上の屋根
７と一致して屋根を備えている。

炉床帯内でその上端面の下に位置するこのような出口管
孔を通ってろ液相を取出すことによって充分なろ液相が
確保され又例えば洗浄器中の可能な閉鎖においても確保
されこの場合には炉床の上に存在するろ液相は汚染され
得る筈である。

洗浄器の底端の下に円錐２４を配置して洗浄器から出て
来る濾過物質を炉床の上端面上にひろげる。

更に円錐２４には適当な数の孔２５が備えられ濾過媒体
粒子を円錐の下に位置する炉床の表面に供給する。

上記の洗浄液の量の自動的制御以外に洗浄器（図示され
ていない）へ供給される濾過媒体の量の自動制御も又達
成される。

懸濁液のための供給管中に量感知手段又は圧力感知手段
を設置することによって変化例えば炉床中の懸濁物質の
蓄積による圧力の増加を示す信号が得られる。

この信号はそれ自体公知の態様において巻上機１０の容
量の制御に使用されて洗浄器へ輸送される濾過媒体の量
を増加又は減少させ得る。

上記の図示された態様において洗浄器はろ液相の帯８中
に浸漬されろ液相はこの帯から洗浄液として開口部２０
を通って洗浄器の中に入れられる。

しかし洗浄器に利用されるろ液相は別法として外側管中
でその下部における１個又は数個の開口部を通って横方
向から入り得る。

基地の別の態様（図示されていない）においては同様に
帯８からのろ液相は洗浄液として利用され洗浄器の少（
とも１部分は炉床中に浸漬され且つ炉床に対して分離配
置されており１個又は数個の管が帯８から洗浄器の下部
に引かれて洗浄液をこのような位置の洗浄器に供給する
。

上記の図示された濾過装置は可能な比較的に小さい大き
さの構造を有するので装置の扱いが容易であり運転し易
いという利点が達成される。

更に連続作動装置に必要なすべての要素は装置内に位置
し更に或種の装置例えば洗浄器及び巻上機は単位を形成
し得ることによってこの装置は基準（ｍｏｄｕｌｅ ）
として建造されることによく適している。

１個の単一装置より大きい濾過容量が要求される場合に
はこのことがらい（つかの装置を簡単及び有利な方法で
一緒にして大きな濾過プラントを建造することが可能で
ある。

【図面の簡単な説明】

（１）第１図は公知の下水処理プラントについてのブロ
ック図を例示する。 （２）第２図は第１図によるが本発明方法を利用するプ
ラントについてのブロック図を示す。 （３）第３図は本発明方法に使用されるために適する濾
過装置の一態様の垂直断面図である。 Ｌ・・・・・・上部（清浄化帯）と下部（汚泥処理帯）
との分離線；Ｐ、・・・・・・棒ぶるい；Ｐ２・・・・
・・砂トラップ；Ｐ３・・・・・・第１沈降槽；Ｐ４・
・・・・・通気槽；Ｐ５・・・・・・第２沈降槽；Ｐ６
・・・・・・清浄化工程；Ｐｌｏ・・・・・・分離除去
路；Ｐ２Ｏ・・・・・・除去路；Ｐ２Ｏ・・・・・・輸
送路；Ｐ、０・・・・・・輸送路；Ｐ２Ｏ・・・・・・
輸送路；Ｐ６Ｔ・・・・・・薬品混合；Ｐ６Ｆ・・・・
・・フロキュレーションタンク；Ｐ６Ｓ・・・・・・沈
降槽；Ｓｌ。 Ｓ２ 、Ｓ３ 、Ｓ４・・・・・・蒸煮がま；Ｓ５ 、
Ｓ６・・・・・・汚泥濃厚化器；Ｓ７０・・・・・・排
水出口：ＯＷ・・・・・・清浄化水出口：Ｏ８・・・・
・・汚泥出口；■・・・・・・本発明で使用される濾過
装置；２・・・・・・壁；３・・・・・・底；４・・・
・・・被濾過液入口；５・・・・・・管；６・・・・・
・管孔；７・・・・・・屋根；８・・・・・・ろ液；９
・・・・・・せき；１０・・・・・・巻上機：１１・・
・・・・管；１２・・・・・・輸送管：１３・・・・・
・洗浄器；１４・・・・・・漏斗；１６・・・・・外側
管；１７・・・・・・板又は類似物：１８・・・・・・
仕切：１９・・・・・・孔；２０・・・・・・開口；２
１・・・・・・せき；２２・・・・・・管；２３・・・
・・・空気捕捉装置；２４・・・・・・円錐；２５・・
・・・・孔；Ｐ２Ｏ・・・・・・排出口っ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 高濃度の汚染物質粒子を含有する液体を連続的に清
   浄化するために液体が炉床を通って流れている間に該液
   体に対し化学薬品を添加して沈殿及び（又は）フロキュ
   レーションを起させる工程、及びその後に、濾過装置内
   で炉床を形成している粒子状の濾過媒体から成る帯へ該
   液体を供給し炉床通過させ流出させて該液体をろ液相と
   して炉床から排出させる工程の組合せから成る液体から
   汚染物質を連続的に分離する方法に蒔いて、濾過が行わ
   れている間に該濾過媒体を炉床から分離させてこれを洗
   浄操作行程へ輸送し、かようにして濾過の際に汚染され
   た濾過媒体を洗浄し、゛その後に該洗浄済みの濾過媒体
   を戸床帯表面へ戻し、該洗浄によって活況された洗浄液
   を洗浄操作行程から排出させることを特徴とする上記の
   方法。