WO1991011243A1 - Device for purifying sewage - Google Patents

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WO1991011243A1
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Yasuyuki Sakurada
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Yasuyuki Sakurada
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Definitions

  • the present invention is a device for purifying polluted water such as polluted rivers, lakes and marshes, harbor water, domestic wastewater, industrial waste liquid, slaughterhouse waste liquid, sewage, refuse waste liquid, refuse incineration waste liquid, livestock manure, pesticides, bactericides, kitchen wastewater, etc. with high purity. It is related to.
  • the conventional sewage treatment equipment creates a concrete pond in a huge site or building, and installs a pond that breeds aerobic bacteria in the water of this pond to constantly replenish it.
  • air was pumped into the water to activate it, and the wastewater diluted with several times more water was brought into contact with the bacteria while digesting the dirt contained in the wastewater to the microorganisms for purification.
  • the wastewater diluted with several times more water was brought into contact with the bacteria while digesting the dirt contained in the wastewater to the microorganisms for purification.
  • it took months, a large amount of equipment, a large amount of money, and an infinitely large site and equipment. It was diluted with water and discharged. This has polluted rivers, lakes and the sea. It was very uneconomical because the cost of the dog was so high that it was purified by filtering with sand, activated carbon, a membrane, etc.
  • the sewage generated was pumped into a large tank installed on the highest mountain or oka in the vicinity.
  • the sewage was mixed with the aggregating agent, stirred and then stopped for 6-24 hours.
  • the inorganic substances were coagulated and separated, and the still cloudy supernatant was transferred to a septic tank with one step below, and the coagulant alone was mixed and stirred for 6 hours to 24 hours.
  • the process of transferring the cloudy supernatant into the container provided in the lower Oka was repeated several times. Then, the above process was repeated 6 to 10 times or more and finally became transparent. It is a method of discharging into the river, and iron chloride, sulphate band, etc. are still used at the construction site even now. . (However, BOD, COD, etc. of sewage and purified water are irrelevant at all.) Therefore, even if it was transparently purified, it was contaminated in high concentration.
  • an object of the present invention is to provide a device for efficiently purifying sewage over a wide range of fields to highly purified clean water at low cost and recycling it.
  • the device of the present invention is roughly classified into a continuous type and an intermittent type.
  • the continuous type purification device continuously purifies the wastewater while continuously supplying it to the septic tank.
  • This continuous purification device is a mixer that mixes sewage and purification agents, and a mixture that receives the mixture from this mixer and separates it into organic matter, organic levitated matter, sink matter, and purification solution. It is made up of reeds, a purification liquid piping system for taking out the supernatant liquid in the cleaning liquid, and a drain piping system for taking out the levitated matter / sinking liquid.
  • the intermittent purification device intermittently supplies sewage into the septic tank, purifies the sewage in the sewage tank to some extent, and then intermittently exchanges the purified water with the sewage.
  • This intermittent purifier is a mixer that mixes sewage and a purifying agent, a septic tank that receives this mixture and separates it into inorganic and organic levitated matter, sludge and purifying liquid, and the side wall of the septic tank.
  • an ultrasonic oscillator In order to promote the agitation of the mixture in the septic tank, it is possible to install an ultrasonic oscillator, stirring blades, and an injector at the bottom of the septic tank, or an injector at the tip of the mixer.
  • the injector has the function of injecting gas and liquid at high pressure and high speed.
  • the window mechanism opens a square window on the side wall of the septic tank and moves it up and down with a square door, or opens a triangular window on the side wall of the septic tank and puts a square door on the window. It may be moved sideways.
  • the window mechanism may be singular or plural.
  • Exhaust gas can be purified by flowing it into the injector.
  • the septic device may be a single septic tank, but a plurality of septic tanks can be connected in series horizontally or vertically if necessary.
  • sewage purification method can be carried out using the apparatus of the present invention.
  • the first step of the wastewater purification method is to mix at least two types of flocculants into the wastewater and stir to stir the inorganic and organic materials to float *
  • At least one of the first and second steps above is sequentially repeated multiple times. In this way, tap water, tap water, and ultrapure water can be obtained from sewage.
  • substances containing calcium eg, lime, advanced bleaching powder
  • polyaluminium chloride e.g., polyaluminium chloride
  • ferric chloride e.g., ferric chloride
  • aluminum sulfate e.g., aluminum sulfate
  • alum e.g., sodium silicate, hydrochloric acid, caustic soda, detergent, polymer flocculant, etc., and one or more of them.
  • the coagulant used in the second step is composed mainly of a substance containing calcium and alum, and is composed of one or more of the above-mentioned polyaluminum chlorides. Be done.
  • FIG. 1 is a schematic configuration explanatory view of an embodiment of a continuous type sewage purification device of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic structural explanatory diagram of another embodiment shown in FIG.
  • FIG. 3 is a schematic configuration explanatory view of an embodiment of the intermittent sewage treatment apparatus of the present invention.
  • FIG. 4 is a schematic structural explanatory diagram of another embodiment shown in FIG.
  • FIG. 5 is a schematic vertical sectional view of a mixer used in the apparatus of the present invention.
  • Fig. 6 is a schematic diagram of the structure of the connector attached to the tip of the mixer in Fig. 5.
  • FIG. 7 is an explanatory diagram of other various modifications of the injector of FIG.
  • FIG. 8 is a vertical sectional view of an injector used in the device of the present invention.
  • Fig. 9 is a vertical cross-sectional view of another injector.
  • Figure 10 is an enlarged view of part of Figure 9.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view taken along the line XI-XI of FIG.
  • FIG. 12 is a side view showing an arrangement example of the indicators shown in FIG.
  • FIG. 13 is a plan view of FIG. 12 (B).
  • FIG. U is an explanatory view of various embodiments of the window mechanism used in the device of the present invention.
  • FIG. 15 is a schematic diagram showing the construction of another embodiment of the apparatus of the present invention.
  • FIG. 16 is an explanatory diagram showing a usage example of the device of the present invention.
  • FIG. 17 is an explanatory diagram showing an application example of the device of the present invention.
  • FIG. 18 is a vertical sectional view of a modified example of the injector shown in FIG.
  • Figure 19 shows various modifications of the gas injection nozzle used in the inductor.
  • the device of the present invention is roughly classified into a continuous type and an intermittent type.
  • the continuous type purifier has a septic tank 1 with dirty water. Purification is continuously performed while continuously supplying.
  • This continuous slagging device consists of a mixer 2 that mixes sewage and a purification agent, and a septic tank 1 that receives the mixture from this mixer 2 and separates it into inorganic / organic levitated matter / precipitate and purification solution. And a drainage piping system 3 for removing the supernatant in the cleaning fluid, and a drain piping system 4 for removing the float and sediment.
  • a motor 22 is fixed to one end of a main body 21, and a screw shaft 23 is attached to an output shaft 221 of the motor.
  • the tip of the screw shaft 23 is rotatably supported by the main body 21.
  • a flow meter 24 is installed near the end of the screw shaft.
  • the necessary purifying chemicals are supplied to the respective partition chambers 252.
  • a sewage introduction pipe 5 is connected to the lower part of the main body 21 through a pump 51.
  • a connection pipe 31 of the purification liquid piping system 3 is connected to the dirty water introduction pipe 5 through a valve 32.
  • the output pipe 33 of the purification liquid piping system 3 is mounted above the septic tank 1 through the valve 34.
  • the drain piping system 4 is composed of an upper pipe 41 for sucking and removing floating substances and a lower pipe 42 for removing sediments.
  • the lower pipe 42 has valves 421,
  • a guide pipe 26 extends to the lower part of the septic tank 1 and guides the mixture of sewage and chemicals into the septic tank 1.
  • the screw shaft 23 rotates, mixes the waste water and the chemical, and pushes it into the guide tube 26.
  • an ultrasonic oscillator 7 and an injector 8 are installed at the bottom of the septic tank as shown in Fig. 2 in addition to the agitation blade 6, and the tip of the mixer 2 is installed.
  • Injector 9 (Fig. 6) can be installed.
  • the injectors 8 and 9 have the function of injecting gas and liquid at high pressure and high speed. These will be described in detail later.
  • the septic tank 1 can also use a large diameter pipe.
  • the intermittent purifier is designed to intermittently supply sewage into the purification slag 1 to purify the sewage in the septic tank 1 to some extent, and then to disperse the purified water and sewage intermittently.
  • This intermittent cleaning device is composed of a mixer 2 for mixing sewage and a cleaning agent, a septic tank 1 that receives this mixture and separates it into an inorganic matter, an organic effluent, a precipitate and a purification solution, and a septic tank.
  • a window mechanism 11 provided at a predetermined position on the side wall for sequentially overflowing the supernatant liquid in the purification liquid to the outside of the purification tank 1 and a supernatant liquid provided at the lower peripheral surface of the purification tank 1 for receiving the overflowed supernatant liquid. It consists of a chamber 12, a cleaning liquid piping system 3 for taking out the supernatant from the gutter 12, and a draining piping system 4 for taking out the floating material and sediment.
  • an ultrasonic oscillator 7 and an injector 8 are installed at the bottom of the septic tank, as shown in Fig. 4, in addition to the stirring blade 6, or at the tip of the mixer 2.
  • Injector 9 (Fig. 6) can be provided. Inductors 8 and 9 have the function of injecting gas and liquid at high pressure and high speed. These will be described in detail later.
  • the window mechanism 11 has a rectangular shape on the side wall 13 of the septic tank 1. Open the window 131 and put a square door 132 on the window 131 and move it up and down with the cylinder 133, or open a triangular window 134 on the side wall 13 of the septic tank 1 and open the square door on the window 134. It may be moved laterally with the cylinder 133 by applying 132. In the latter case, the door 132 may be triangular and the window 134 may be square.
  • the door 132 may be opened and closed by detecting the degree of purification (for example, transparency) of the mixture in the septic tank by the detector 14 and operating the cylinder 133 based on the detection signal.
  • the detector 14 may be a conventional optical type, electric type, magnetic type, or mechanical type.
  • the window mechanism 111 may be single or plural.
  • a mixing nozzle 27 is provided near the tip of the guide pipe 26 attached to the outlet of the mixer 2, and a jacket pipe 28 is provided with a space around the guide pipe 26.
  • the mixing nozzle 27 is provided with a plurality of holes 271 leading to the inside of the septic tank 1. Purification liquid can flow in through this hole 271.
  • a large number of small holes 272 are provided near the tip of the nozzle 27, and the tip is open to the outside.
  • the lower tip of the jacket tube 28 is connected to the nozzle 27 to close the tip.
  • a bulge 281 is attached to the upper end of the jacket pipe 28 to suck outside air (air) or gas such as exhaust gas.
  • the sucked gas passes through the jacket pipe 28, enters the nozzle through the small hole 271 of the nozzle 27, mixes the sewage and drug mixture with the cleaning liquid sucked through the hole 271, and forms fine bubbles.
  • Liquid mixture consisting of It becomes a flow and is injected into the septic tank 1.
  • the small holes 272 provided at the tip of the nozzle are provided around the entire circumference of the nozzle 27 (A) or whether a streamlined elongated porous injector 273 is provided inside the tip of the nozzle 27. (B), or, alternatively, the airfoil cross injector 274 may be provided in the tip of the nozzle 27 (C).
  • the guide pipe 26 may be arranged outside and the jacket pipe 28 may be arranged inside.
  • Fig. 19 shows various modifications of the nozzle 27.
  • the pressure and velocity of the gas-liquid mixed flow can be controlled by changing the number of revolutions of the blower 281.
  • the injector 8 provided at the bottom of the septic tank 1 will be described with reference to FIGS. 8 to 13.
  • the injector 8a shown in FIG. 8 has a structure in which a gas transport pipe 82 is inserted near the tip of the liquid transport pipe 81.
  • the tip of the gas transport pipe 82 is closed, and a large number of small holes 821 are provided in the vicinity thereof.
  • the liquid is sewage, purified liquid, chemicals, etc.
  • the gas is air, exhaust gas, etc.
  • the gas and the liquid are mixed in the injector 8a, and the aforementioned gas-liquid mixed fluid is jetted.
  • the liquid transport pipe 81 is arranged facing the inlet 831 of the mixing pipe 83, and the tip of the gas transport pipe 82 is provided downstream of the inlet 831 of the mixing pipe 83. It has a plug-in configuration. In addition to the liquid from the pipe 81, the surrounding cleaning liquid is also sucked into the inlet 831.
  • the gas is sucked out from the small hole 821 of the pipe 82 and transformed into innumerable ultrafine bubbles, which are injected from the injector 8b into the septic tank 1.
  • the flow of bubbles dissolves the purified water in the septic tank 1 while rotating it, and the substances contained therein are absorbed in the purified water, and the exhaust gas is purified.
  • the tip of the gas transport pipe 82 is streamlined so as not to give resistance to the flow of fluid.
  • the injector 8 may be arranged in either the vertical direction (A) or the horizontal direction (B) and may be T.
  • FIG. 15 shows an embodiment of a device for purifying one or both of sewage and exhaust gas.
  • the hopper 25 is divided into an appropriate number of parts, and a single or a mixture of flocculants consisting of various drugs is put therein.
  • the switch of the control panel 10 is put in, and the pump '101 is activated to inject the purified water from the septic tank 1 into the mixer 2 through the connecting pipe 31.
  • the flow meter installed in the mixer 2 when the purified water is sent while being rotated by the screw 23 that rotates in synchronization with the rotation of the motor 22.
  • the amount of water passing through mixer 2 is calculated by 24. According to an instruction from the control panel 10, various necessary types of coagulant purifying agents for each ton of the purifying liquid are dropped into the mixer 2 through the supply pipe 251.
  • the mixed liquid of the coagulant and the cleaning liquid is pressurized and purified downward in the guide pipe 26. It is injected into the septic tank 1 by a high pressure from the injector 8 installed in the chemical reactor 1.
  • the exhaust gas is sucked at a high speed from the pipe 82, mixed with the cleaning liquid from the injector 8, becomes a myriad of ultrafine powder bubbles, and is ejected from the injector 8 to rotate in the cleaning tank 1 to rotate the cleaning liquid. Is mixed in contact with.
  • the C 0, 3 , S 0, — 3 , N 0, — 5 contained in the bubbles are absorbed and decomposed in the purification liquid at the time. Decomposes dissolved in a liquid of the same volume, SO -! S is changed to dilute sulfuric acid was dissolved, N 0, - 5 varies rarely nitrate dissolved.
  • the valves 421 : 422 are opened and taken out to the outside for removal.
  • the exhaust gas at the same time or only the sewage, it is injected into the mixer 2 from the sewage pipe 5 through the valve 55 and subjected to the above-mentioned purification treatment, and the supernatant water is purified from the pipe 33 in the next process.
  • Sent to the device The floating material generated during the purification process is sucked and removed by the upper suction pipe 41, and the precipitate is removed from the bottom of the slaking tank 1.
  • the septic device may be a single septic tank, but as shown in FIG. 16, a plurality of septic tanks 1 can be connected in series horizontally (A) or vertically (B) as required.
  • the wastewater source 200 for example, fire Power plant turbine cooling water, air conditioning wastewater, etc.
  • high temperature dirty water for example, fire Power plant turbine cooling water, air conditioning wastewater, etc.
  • This sewage is considerably hot even after being purified in septic tank 1. Therefore, this high-temperature purified water can be passed through the heat exchanger 300 and the like, and the waste heat can be effectively used in the utilization facility 400.
  • the utilization equipment 400 may be, for example, a hot water pool (A) or a seawater desalination device (B).
  • the present invention not only purifies sewage and exhaust gas, but also purifies water in various recreational facilities such as swimming pools, baths, hot springs, and the air in factories, theaters, sports arenas, gathering venues, exhibition halls, etc. It can also be used for purification of. 'In addition, the following is a specific list of these possibilities.
  • waste liquid waste waste liquid waste
  • incinerator waste liquid dyes, detergents, kitchens, slaughterhouses, meat, fish meat, food processing.
  • Cooling water for nuclear power, thermal power, boilers, combustion engines, heat engines Heated water, hot water, seawater that has been sucked in large amounts, and cooling water are purified and desalted to be converted to clean water, intermediate water, and industrial water.

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Description

明 細 書
汚水の浄化:装 ¾
〔技術分野〕
本発明は、 汚濁河川 · 湖沼 · 港湾 水、 生活排水、 工業廃液、 屠場廃液、 下水、 塵芥廃液、 塵芥焼却廃液、 家畜屎尿、 農薬、 殺菌剤、 厨房排水等の汚水を高純度に浄化する装置に関するも のである。
〔背景技術〕
従来の污水処理設備は、 膨大な敷地や建物中にコ ンク リー ト の池をつく り、 この池の水中に好気性菌を繁殖させた装寧を設 けて、 これに絶えず菌を補給すると共に、 ポンプで水中に空気' を送って活性化させたも 0に、 数倍以上の水で稀釈した汚水を 菌に接触させながら、 汚水中に含まれた汚物を微生物に消化さ せて浄化していた。 しかし完全に浄化させるためには何か月も の時間と大規模な設備と、 多大な費用とを要するばかりか無限 に大きな敷地と設備が必要になつてしまうので、 中途でやむな く何倍もの水で薄めて放流していた。 そのため、 河川、 湖沼、 海が汚れた。 砂、 活性炭、 膜その他等の装置で濾過して浄化す るほどぼう犬な経費が嵩み、 非常に'不経済であつた。
従来、 汚水中より汚泥や無機物を凝集除去して水を透明にす るために各種凝集剤の単体が使われてきた。 凝集剤には、 硫酸 アルミ ニウム、 塩化第二鉄、 硫酸バン ド、 高分子凝集剤等がそ れぞれ単体で使われている。 汚水や汚水中に凝集剤の単体を混 合攪拌した後、 停止して凝集沈澱させると 6時間〜 24時間かか つても小石や砂が凝集して容器の底に堆積するだけで、 水は透 明にならない。 そこで、 土木工事では汚水が透明になるまで橾 り返したが工事費の 30 %もの費用をかけても水中に溶けた不純 物の除去は不可能であつた。
工事現場では発生した汚水をポンプで付近で一番高い山や岡 の上に設けた大きなタ ンク中に汚水を入れ、 この中に凝集剤単 体を混合攪拌した後、 停止して 6〜24時間経過後、 無機物を凝 集沈毅分離してまだ濁った上澄を一段下に設けた浄化槽中に移 し、 又、 中に凝集剤の単体を混合攪拌後停止して 6時間〜 24時 間後、 濁った上澄を一段下の岡に設けた容器中に移す工程を何 画も繰返していた。 , 上記行程を 6〜1 0回以上桑返して最後に透明になつたも'のを. 河川に放流する方法で、 現在も工事現場では塩化鉄、 硫酸バン ド等の単体が使われている。 （但し、 汚水や浄化水の B O D、 C O D等は一切関係ない。 ） そのために透明には浄化されても 高濃度に汚染されていた。
現在、 学会や産業界では、 いかなる凝集剤を使っても、 汚水 中に舍有する汚物は分離除まして汚水を浄化することは絶対に 不可能であるとされている。 そのために、 汚水処理や下水処理 場では、 汚水中の固形物や無機物を緩速沈澱やフ ィ ルターや凝 集剤の単体 （塩化第二鉄） を混合攪拌して後、 時間を掛けて沈 毂分離させて後、 24時簡〜 5 日間活性汚泥法によつてパクテリ ャと接触させ汚物を眼に見えない程度の微小な微生物に空気を 送って繁殖させて消化させて処理していたために広大な敷地と 設備と費用と時間を要しても完全に浄化できないので P H調整後、 これを濾過して河川に濁水のまま放流していた。 屎尿処理では 5〜？ 日間活性汚泥法で汚水をバクテリ ャと接 触させた後、 1 m 2当り 2 , 000万円もする高分子膜を通過させて も C 0 Dは 90〜95 m g / までしか下らない。 そこでこれに塩化 第二鉄を混合攪拌して舍まれた汚 ¾Uを凝集沈澱させた後、 さら に活性炭の層中を通過させて C O O 3 Q mg / ίίの透明な水にして 河川に放流することが限界であり、 浄化設備は 1 ト ン当り 2 , 000 万円、 処理費は 1 ト ン当り 2 , 500円〜 6 , 000円と高価であった。 〔発明の開示〕
したがって、 本発明の目的は、 広範囲の分野にわたる污水を 効率よ く安価に高純度の清浄水まで浄化し、 リ サイ クルしう る 装置を提供するこ とにある。
本発明の装置は、 大別して連続式と間欠式のものに分けられ る。
連続式の浄化装置は、 浄化槽に汚水を連続して供給しながら 浄化を連続して行う。 この連続式の浄化装置は、 汚水と浄化薬 剤とを混合する混合機と、 この混合機からの混合物を受けて無 機質 · 有機質の浮上物 · 沈鏢物と浄化液とに分離する浄化楦と、 浄化液中の上澄液を取り出す浄化液配管系と、 浮上物 · 沈殺 ¾ を取り出すドレイ ン配管系とからできている。
間欠式の浄化装置は、 浄化槽内に汚水を間欠的に供給し、 浄 化槽内の汚水をある程度まで浄化した後、 浄化水と汚水とを間 欠的に入れ替える。 この間欠式の浄化装置は、 汚水と浄化薬剤 とを混合する混合機と、 この混合物を受けて無機質 · 有機質の 浮上物 · 沈殺物と浄化液とに分離する浄化槽と、 該浄化槽の側 壁の所定位置に設けられていて浄化液中の上澄液を順次浄化槽 外にオーバフローさせる窓機構と、 前記浄化槽の下方周囲に設 けられていてオーバフローされた上澄液を受ける樋と、 該樋か ら上澄液を取り出す浄化液配管系と、 浮上物 · 沈澱物を取り出 すドレイ ン配管系とからできている。
浄化槽内の混合物の攪拌を促進させるために、 浄化槽底部に 超音波発振機、 攪拌羽根、 ィ ンジ クタを設けたり、 混合機の 先端にイ ンジヱクタを設けることも.できる。 イ ンジェクタは気 液を高圧高速で噴射する機能をもっている。
前記窓機構は浄化槽側壁に方形の窓を明けて、 その窓に方形 の扉を当てて上下に移動させるか、 または浄化槽側壁に三角形 状の窓を明けて、 その窓に方形の扉を当てて横に移動させるも のでもよい。 窓機構は単数、 複数のいずれでもよい。
前記ィ ンジ クタに排気ガスを流入して、 排気ガスの浄化を することもできる。
浄化装置は、 単独の浄化槽のみでもよいが、 必要に応じて横 に直列にまたは縦に直列に複数の浄化槽を連結することができ る。
汚水発生源によっては （例えば、 火力発電所タービン冷却水、 空調用排水等） 、 高温の汚水がある。 この汚水は浄化された後 にも、 相当に高温になっている。 したがって、 この高温浄化水 を熱交換機等に流して、 排熱を有効利用することもできる。 本発明の装置を用いて、 例えば、 下記の汚水浄化方法を実施 することができる。
その汚水浄化方法は、 第 1工程として、 少なく とも 2種類の 凝集剤を汚水中に混入攪拌して無機物 · 有機物を浮上 * 沈毂さ せる。 次いで、 第 2工程として少な く とも 3種類の凝集剤を上 記工程で得られた上澄水中に混入攪拌して残留無機物 · 有機物 を浮上 ' 沈殺させる。
上記第 1 および第 2工程のう ちの少な く とも一方を順次複数 回操り返す。 このようにして、 汚水から中水、 上水、 超純水を 得ることができる。
第 1工程で用いられる凝集剤としては、 カ ルシゥムを舍有す る物質 （例えば、 石灰、 高度晒粉等） と、 ポリ塩化アルミニゥ ム、 塩化第二鉄、 硫酸アル ミ ニゥ ム、 ミ ヨ ウバン、 硅酸ナ ト リ ゥム、 塩酸、 カ セイ ソーダ、 洗剤、 高分子凝集剤等のう ちの 1 種または 2種以上とから構成される。
第 2工程で用いられる凝集剤としては、 カルシウ ムを含有す る物質にミ ョ ゥバンを加えたものを主成分として、 さらに前述 したポリ塩化アルミ ニウ ムの 1種または 2種以上とから構成さ れる。
〔図面の簡単な説明〕
第 1図は本発明の連続式汚水浄化装置の一実施例の概略構成 説明図である。
第 2図は第 1図に示す別の実施例の概略構成説明図である。 第 3図は本発明の間欠式汚水浄化装置の一実施例の概略構成 説明図である。
第 4図は第 3図に示す別の実施例の概略構成説明図である。 第 5図は本発明の装置に用いる混合機の概略縦断面図である。 第 6図は第 5図の混合機の先端に取り付けたィ ンジュ ク タ の 概略構成説明図である。 第 7図は第 6図のィ ンジ クタの別の各種変更例の説明図で ある。
第 8図は本発明の装置に用いるィ ンジュクタの縦断面図であ る。
第 9図はさらに別のイ ンジヱクタの縦断面図である。
第 10囪は第 9図の一部の拡大図である。
第 11図は第 10図の XI— X I線からみた横断面図である。
第 12図は第 9図に示すイ ンジ クダの配置例を示す側面図で ある。
第 13図は第 12図 （ B ) の平面図である。
第 U図は本発明の装置に用いる窓機構の各種実施例の説明図 ' である。
第 15図は本発明の装置の別の実施例の概赂構成説明図である。 第 16図ば本発明の装置の使用例を示す説明図である。
第 17図は本発明の装置の応用例を示す説明図である。
第 18図は第 6図に示すィ ンジ クタの変更例の縦断面図であ る。
第 19図はィ ンジュ ク タに用いる気体噴射ノ ズルの各種変形例 を示す。
〔発明の実施するための最良の形態〕
図面を参照して、 本発明の汚水の浄化装置の実施例について 説明する。
本発明の装置は、 大別して連続式と間欠式のものに分けられ る。
連続式の浄化装置は、 第 1図に示すように、 浄化槽 1 に汚水 を連繞して供給 ながら浄化を連続して行う。 この連続式の净 化装置は、 汚水と浄化薬剤とを混合する混合機 2 と、 この混合 機 2からの混合物を受けて無機質 · 有機質の浮上物 · 沈澱物と 浄化液とに分離する浄化槽 1 と、 浄化液中の上澄液を取り出す 浄化液配管系 3 と、 浮上物 · 沈澱物を取り出す ドレイ ン配管系 4 とからできている。
混合機 2 は、 第 1図および第 5図に示すように、 本体 21の一 端にモータ 22が固定され、 モータの出力軸 221にスク リ ュ . シ ャフ ト 23が取り付けられる。 スク リ ュ · シャフ ト 23の先端は本 体 21に回転自在に支持されている。 スク リ ュ ' シャフ ト先端付 近には流量計 24が取り付けられている。
本体 21の中央部には複数に仕切られたホ ッパ 25が固定され、 各弁 251をかいして仕切室 252が本体 21内に連通される。 各仕切 室 252にはそれぞれ必要な浄化薬剤が供給される。
本体 21の下部には汚水導入管 5がポンプ 51をかいして連結さ れている。 汚水導入管 5 には、 浄化液配管系 3 の連結管 31が弁 32をかいして連結されている。 浄化液配管系 3 の出力管 33は弁 34をかいして浄化槽 1 の上方に取り付けられている。
ドレイ ン配管系 4 は、 浮上物を吸引除去する上方管 41と沈澱 物を除去する下方管 42とからできている。 下方管 42には弁 421 ,
422が取り付けられている。
混合機 2の出口には誘導管 26が浄化槽 1内下方まで延びてい て、 汚水と薬剤との混合物を浄化槽 1内に誘導する。 モータ 22 が始動すると、 スク リ ュ · シャフ ト 23が回転し、 汚水と薬剤と を混合し、 誘導管 26へ押し出す。 浄化槽 1内の混合物の攪拌を促進させるために、 浄化檀底部 には攪拌羽根 6 の外に、 第 2図に示すように超音波発振機 7、 ィ ンジヱクタ 8を設けたり、 混合機 2の先端にィ ンジヱク タ 9 (第 6図） を設けることもできる。 イ ンジヱクタ 8 , 9 は気液 を高圧高速で噴射する機能をもっている。 これらについては後 に詳述する。
浄化槽 1 は大径管を用いることもできる。
間欠式の浄化装置は、 第 3図に示すように、 '浄化橹 1 内に汚 水を間欠式に供給し、 浄化槽 1 内の汚水をある程度まで浄化し た後、 浄化水と汚水とを間欠的に入れ替える。 この間欠式の浄 化装置は、 汚水と浄化薬剤とを混合する混合機 2 と、 この混合 物を受けて無機質 · 有機質の淳上物 · 沈澱物と浄化液とに分離 する浄化槽 1 と、 浄化槽側壁の所定位置に設けられていて浄化 液中の上澄液を順次浄化槽 1外にオーバフ π—させる窓機構 11 と、 浄化槽 1 の下方周面に設けられていてオーバフローされた 上澄液を受ける楗 12と、 樋 12から上澄液を取り出す浄化液配管 系 3 と、 浮上物 · 沈毅物を取り出すドレイ ン配管系 4 とからて きている。
浄化槽内 1 の混合物の攪拌を促進させるために、 浄化槽底部 には攪拌羽根 6 の外に、 第 4図に示すように超音波発振機 7、 ィ ンジヱクタ 8を設けたり、 混合機 2 の先端にイ ンジヱクタ 9 (第 6図） を設けることもできる。 イ ンジュクタ 8 , 9 は気液 を高圧高速で噴射する機能をもっている。 これらについては後 に詳述する。
第 14図に示すように、 窓機構 11は浄化槽 1 の側壁 13に方形の 窓 131を明けて、 その窓 131に方形の扉 132を当ててシリ ンダ 133 により上下に移動せるか、 または浄化槽 1 の側壁 13に三角形状 の窓 134を明けて、 その窓 134に方形の扉 132を当ててシリ ンダ 133により横に移動させてもよい。 後者の場合、 扉 132を三角形 状にし、 窓 134を方形にしてもよい。
扉 132の開閉は、 浄化槽内の混合物の浄化度合 （例えば透明 度） を検出器 14によって検出し、 その検出信号にもとづいてシ リ ンダ 133を作動させればよい。 検出器 14は、 慣用の光学式、 電気式、 磁気式、 機械式のものを利用するこ とができる。
窓機構 111は、 単数または複数のいずれでもよい。
次に、 第 6図および第 7図を参照して、 混合機 2の先端にィ ンジヱクタ 9 の構成および作用について説明する。
混合機 2 の出口に取り.付けられている誘導管 26の先端部付近 に混合ノ ズル 27を設け、 また、 誘導管 26の外周を間隔をあけて 外被管 28を設ける。 混合ノズル 27には浄化槽 1内に通じる穴 271 を複数個設ける。 この穴 271からは浄化液が流入できるように なっている。
ノズル 27の先端付近には多数の小孔 272が設けられ、 また、 その先端は外部に開口している。 外被管 28の下方先端はノ ズル 27に連結してその先端を閉じている。 外被管 28の上端にはブ π ヮ 281が取り付けられ、 外気 （空気） または排気ガス等の気体 が吸引される。
吸引された気体は、 外被管 28を通り、 ノ ズル 27の小孔 271か らノ ズル内に入り、 汚水と薬剤の混合物と、 穴 271から吸引さ れた浄化液と混合し、 微細気泡および微粒子からなる気液混合 流となって浄化槽 1内に噴射される。
ノズル先端に設ける小孔 272は、 第 7図に示すように、 ノ ズ ル 27の全周に設けるか （A ) 、 ノ ズル 27の先端内に流線形の細 長い多孔噴射体 273を設けるか （ B ) ,、 または、 同じく ノ ズル 27の先端内に翼形十字噴射体 274を設けてもよい （ C ) 。
上述したイ ンジヱクタ 9の構成において、 第 18図に示すよう に、 誘導管 26を外側に、 外被管 28を内側に配置してもよい。 ま た、 ノ ズル 27の各種変形例を第 19図に示す。
ブロワ 281の画転数を変えるこ とにより、 気液混合流の圧力 および速度を制御することができる。
第 8図から第 13図までを参照して、.浄化槽 1 の下部に設ける ィ ンジェクタ 8 について説明する。
第 8図に示すイ ンジェクタ 8aは、 液体輸送管 81の先端付近に 気体輸送管 82を差し込んだ構成になっている。 気体輸送管 82の 先端は閉じられ、 その付近に多数の小孔 821が設けられている。
ここで、 液体には汚水、 浄化液、 薬剤等を舍み、 また、 気体 には空気、 排気ガス等を舍む。
気体と液体とはイ ンジ クタ 8a内で混合され、 前述した気液 混合流体を噴射する。
第 9 , 10 , 11図に示すイ ンジヱクタ 8bは、 混合管 83の入口 831 に対向離隔させて液体輸送管 81を配置し、 混合管 83の入口 831 の下流側に気体輸送管 82の先端を差し込んだ構成になつている。 入口 831には管 81からの液体の外に周囲の浄化液をも吸引する。
このイ ンジヱクタ 8bにおいては、 液体輸送管 82から噴射され る液体量の約 2倍の流量の浄化槽 1内の浄化液が混合管 83内に 吸い込まれ、 強圧で吹き飛ばされるとき、 管 82の小孔 821より 気体を吸出して無数の超微粒気泡に変ってィ ンジ クタ 8 bから 浄化槽 1 内に噴射される。 このとき、 気泡の流れは浄化槽 1 内 の浄化水を回転させながら溶解して含まれた物質は浄化水中に 吸収され、 排気ガスは浄化される。
第 10 , 11図に示すように、 気体輸送管 82の先端は流線形にな つていて流体の流れに抵抗を与えないようになつている。
イ ンジヱクタ 8 は、 第 12図に示すように、 縦方向 （ A ) また は横方向 （ B ) のいずれの方向に配置し Tもよい。
また、 第 13図に^:すように、 気液混合流は、 浄化槽 1 の側壁
13に一旦衝突させてから側壁 13にそわせて流れさせるか （ Α ) 、' 最初から側壁 13にそわせて流れさせてもよい （ Β ) 。
第 15図は汚水と排気ガスとのうちの一方または両方を浄化す る装置の実施例を示す。
ホ ッパ 25内を適数に仕切つてその中に各種薬剤からなる凝集 剤の単体または混合物を入れる。 制御盤 10のスィ ツチを入れ、 ポンフ' 101が稼動して浄化槽 1 内より浄化水を連結管 31をかい して混合機 2内に圧入する。
モータ 22の回転に連動して画転するスク リ ュ 23によって浄化 水が回転されながら先に送られると混合機 2内に設けた流量計
24によって混合機 2内を通過する水量が計算される。 制御盤 10 の指示により浄化液 1 ト ンに対して定量の各種必要な種類の凝 集浄化剤が供給管 251をかいして混合機 2内に投下される。
スク リ ュ 23によつて浄化液と適数の凝集剤が混合されると .、 凝集剤と浄化液の混合液は加圧されて誘導管 26内を下向して浄 化橹 1内に設けたイ ンジュクタ 8より強圧で浄化槽 1 内に噴.射 される。
一方、 排気ガスは管 82から高速で吸引されてィ ンジェクタ 8 から浄化液と混合されて、 無数の超微粒粉末気泡体となってィ ンジュクタ 8から噴射され、 浄化槽 1内を回転して浄化液と接 触混合される。 気泡中に含まれた C 0卜 3 , S 0 ,— 3 , N 0 ,— 5 は 遂時浄化液中に吸収分解される。 は同体積の液体中に 溶解して分解し、 S O ! - s は溶解して稀硫酸に変り、 N 0 ,— 5 は溶解して稀硝酸に変る。
これらの酸は遂ち各種浄化剤の混合液中で中和して浄化分解 される。 同時に、 気体は浄化液中を上昇しながら浄化槽 1 中'に 設けた適数のパンチングメタル Πや他の障害物に当って面転や 分解しながら浄化を繰り返し、 遂に排気管 18より無害になって 空気中に放出される。
各種酸を中和した ドレイ ンは浄化槽 1 の底に沈殺して堆積す ると、 バルブ 421 : 422を開いて外部に取出して除去される。 排気ガスと同時または汚水のみを浄化する場合には、 汚水 管 5から弁 55をかいして混合機 2内に注入され、 前述した浄化 処理を受け、 その上澄水は管 33から次工程の浄化装置に送られ る。 浄化工程中に発生した浮上物は上方の吸引管 41によって吸 引除去され、 また、 沈澱物は净化槽 1 の底から除まされる。 浄化装置は、 単独の浄化槽のみでもよいが、 第 16図に示すよ うに、 必要に応じて横に直列に （ A ) または縦に直列に ( B ) 複数の浄化槽 1 を連結することができる。
第 17図に示すように、 汚水発生源 200によって （例えば、 火 力発電所タービン冷却水、 空調用排水等） 、 高温の汚.水がある。 この汚水は浄化槽 1 で浄化された後にも、 相当に高温になって いる。 したがって、 この高温浄化水を熱交換機 300等に流して、 排熱を利用設備 400で有効利用するこ とができる。 第 17図にお いては、 利用設備 400は例えば温水プール （ A ) であったり、 海水真水化装置 （ B ) であってもよい。
〔産業上の利用可能性〕
本発明は、 汚水や排気ガスの浄化のみならず、 水泳用プール、 浴場、 温泉等の各種娯楽施設内の水の浄化、 あるいは、 工場、 劇場、 競技'場、 集会場、 展示会場等の空気の浄化にも利用でき る。 ' さらに、 これらの利用可能性を具体的に列挙すれば、 次のと おりである。
(1) 地上や宇宙での汚水や、 利用して棄てた大量の水を廉価に 浄化して再利用したり、 排気を浄化したり して環境汚染防止 を目的として開発した人畜無害な水や空気の浄化方法と装置。
(2) 生活排水、 雑排水、 産業排水、 工場排水、 原子力、 火力、 ボイ ラ、 空調機器等の冷却水の排水の浄化。
(3) 各種廃液、 塵芥廃液、 焼却場廃液、 染料、 洗剤、 厨房、 屠 場、 食肉、 魚肉、 食品加工。
(4) 青子、 赤潮、 藻類、 海水、 泥水の浄化。
(5) 家畜、 屎尿、 細菌、 大腸菌、 コ レラ菌、 サルモネラ蘭の殺
(6) 璘、 窒素、 二酸化炭素、 シア ン、 薬品、 重金属、 農薬、 殺 菌剤の製造。 (7) 河川、 湖沼、 池、 海、 泥の浄化。
(8) 上水、 中水、 下水の浄化。
(9) 工事現場の高濁度水の浄化 （ダム、 ト ンネル、 河川、 土地 造成、 地下道、 ビル、 橋梁、 し ゅ せつ、 海洋開発、 隧道ェ 事、 大深度地下工事） 。
00) 環境汚染防止、 水不足や災害時の緊急飲料水確保。
(ID I Cや電子部品の洗浄水、 超純水の手前迄浄化後最終膜の 浄化だけで超純水の製造並に再利用。
02) 原子力、 火力、 ボイ ラ、 燃焼機関、 熱機関の冷却水 · 加熱 水、 湯や大量に吸上げた海水、 冷却水を浄化脱塩して上水、 中水、 産業用水に変換。
03) 砂漠に大きな湖を作り これに連る運河を作って海水を浄化 脱塩して、 淡水化して湖に送り砂漠の緑地化。

Claims

3¾ 求 の
1 . 汚水と浄化薬剤とを混合する混合機と、 この混合機からの 混合物を受けて無機質 · 有機質の浮上物 * 沈澱物と浄化液とに 分離する浄化槽と、 浄化液中の上澄液を取り出す浄化液配管系 と、 浮上物 · 沈殺物を取り出す ドレイ ン配管系とからなり、 浄 . 化槽に汚水を連続して供給しながら浄化を連続して行う汚水の 淨化装置。
2 . 浄化槽底部に、 超音波発振機、 攪拌羽根、 および気体と液 体とを混合して高圧高速で噴射するィ ンジュクタのう ちの少な く とも 1つを取り付けたことを特徴とする請求項 1記載の装置。
3 . 気体と液体とを混合して噴射するイ ンジ ク タを前記混合 機の先端部付近に取り付け、 前記浄化槽内下方に配置すること を特徴とする請求項 1 または 2記載の装置。
4 . 前記イ ンジヱクタに供給する記載が排気ガスであることを 特徴とした請求項 2または 3記載の装置。
5 . 汚水と浄化薬剤とを混合する混合機と、 この混合機を受け て無機質 * 有機質の浮上物 · 沈籙物と浄化液とに分離する浄化 槽と、 該浄化槽の側壁の所定位置に設けられていて浄化液中の 上澄液を順次浄化槽外にオーバフローさせる窓機構と、 前記浄 化槽の下方周囲に設けられていてオーバフローされた上澄液を 受ける樋と、 該樋から上澄液を取り出す浄化液配管系と、 浮上 物 · 沈澱物を取り出すドレイ ン配管系とからなり、 浄化槽内に 汚水を間欠的に供給し、 浄化槽内の汚水をある程度まで浄化し た後、 浄化水と汚水とを間欠的に入れ替える汚水の浄化装置。
6 . 浄化槽底部に、 超音波発振機、 攪拌羽根、 および気体と液 体とを混合して高圧高速で噴射するィ ンジュク タ のうちの少な く とも 1 つを取り付けたことを特徴とする請求項 5記載の装置。
7 . 気体と液体とを混合して噴射するイ ンジ クタを前記混合 機の先端部付近に取り付け、 前記浄化,槽内下方に配置すること を特徴とする請求項 5または 6 己載の装置。
8 . 前記イ ンジヱクタに供給する気体が排気ガスであることを 特徴とした請求項 6または 7記載の装置。
9 . 前記窓機構は、 浄化橹側壁に方形の窓を明けて、 その窓に 方形の扉を当てて上下に移動させるように構成されていること を特徵した請求項 5記載の装置。
10. 前記窓機構は浄化槽側壁に三角形状の窓を明けて、 その窓 ' に方形の扉を当てて横に移動させるように構成されていること を特徴した請求項 5記載の装置。
11 . 高温汚水を浄化した高温浄化水を熱交換機等の利用設備に 供給することを特徴とした請求項 1 または 5記載の装置。
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