(57)【要約】【目的】原水中に浮遊する微粒子状の細かな汚濁物であっても速やかに分離回収することができる汚濁物浮上分離回収方法及び装置を提供する。【構成】無機凝集剤によりフロック化した汚濁物を含む原水が導水及び／又は貯溜される処理槽内に、原水の循環流や気泡が下方から上方へ通過可能なスリット状及び／又は細管状の複数の通路を有してなるフロック浮上促進装置と、原水中に気泡を発生する気泡発生装置と、を配設し、  発生する気泡をフロック浮上促進装置のスリット状及び／又は細管状の複数の通路の下方域で発生させることにより、発生した気泡の一部乃至は全部をスリット状及び／又は細管状の複数の通路を通過させて浮上又は循環させることでフロック化した汚濁物への気泡の付着とフロック化すると共に気泡の付着した汚濁物同士の結合を促進し、気泡が付着して浮上したフロック化した汚濁物を回収することを特徴とする汚濁物浮上分離回収方法及び装置である。【選択図】        図１
2010012370.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理水である原水中に無機凝集剤を投入して該原水中の汚濁物をフロック化し、該フロック化した汚濁物にマイクロバブル又はエアバブルの如き気泡を付着させることで前記原水中から前記汚濁物を浮上分離させて回収する汚濁物浮上分離回収方法であって、
前記原水が導水及び／又は貯溜される処理槽内に、原水の循環流や気泡が下方から上方へ通過可能なスリット状及び／又は細管状の複数の通路を有してなるフロック浮上促進装置と、原水中に気泡を発生する気泡発生装置と、を配設し、
前記気泡発生装置から発生する気泡を前記フロック浮上促進装置の前記スリット状及び／又は細管状の複数の通路の下方域で発生させることにより、発生した気泡の一部乃至は全部を前記スリット状及び／又は細管状の複数の通路を通過させて浮上又は循環させることで前記フロック化した汚濁物への気泡の付着とフロック化すると共に気泡の付着した汚濁物同士の結合を促進し、気泡が付着して浮上したフロック化した汚濁物を回収することを特徴とする汚濁物浮上分離回収方法。
【請求項２】
前記原水が、凝集沈殿施設で処理された一次処理済み水であることを特徴とする請求項１に記載の汚濁物浮上分離回収方法。
【請求項３】
前記原水中に高分子凝集剤を投入することを特徴とする請求項１又は２に記載の汚濁物浮上分離回収方法。
【請求項４】
被処理水である原水中に無機凝集剤を投入して前記原水中の汚濁物をフロック化し、該フロック化した汚濁物にマイクロバブル又はエアバブルの如き気泡を付着させることで前記原水中から前記汚濁物を浮上分離させて回収する汚濁物浮上分離回収装置であって、
前記汚濁物浮上分離回収装置は、前記原水が導水及び／又は貯溜される処理槽と、原水の循環流や気泡が下方から上方へ通過可能なスリット状及び／又は細管状の複数の通路を有してなるフロック浮上促進装置と、前記処理槽内に配設されて前記フロック浮上促進装置の前記スリット状及び／又は細管状の複数の通路の下方域で気泡を発生させる気泡発生装置と、を有し、
前記気泡発生装置により発生された気泡の一部乃至は全部を前記フロック浮上促進装置の前記スリット状及び／又は細管状の複数の通路を通過させて浮上又は循環させることで前記原水中の汚濁物への気泡の付着とフロック化すると共に気泡の付着した汚濁物同士の結合を促進し、気泡の付着によって浮上したフロック化した汚濁物を回収する構成であることを特徴とする汚濁物浮上分離回収装置。
【請求項５】
前記フロック浮上促進装置の前記スリット状及び／又は細管状の複数の通路の前記気泡発生装置に近い側が高く、且つ遠い側が低くなるように、該フロック浮上促進装置を傾斜状態に配設したことを特徴とする請求項４に記載の汚濁物浮上分離回収装置。
【請求項６】
前記フロック浮上促進装置が、複数のハニカム孔群を有してなるハニカム構造体からなることを特徴とする請求項４又は５に記載の汚濁物浮上分離回収装置。
【請求項７】
前記処理槽が、フロック化した汚濁物を浮上分離させる分離槽と汚濁物分離済みの処理済水を放流又は次槽へ送水する放流槽とに分離されており、該分離槽と該放流槽とが底面近傍乃至は低層域に設けた導水部を介して連通した構成であることを特徴とする請求項４〜６のいずれかに記載の汚濁物浮上分離回収装置。
【請求項８】
前記分離槽と前記放流槽とが、一槽構成の処理槽内に配設した仕切板によって分離された構成であることを特徴とする請求項７に記載の汚濁物浮上分離回収装置。
【請求項９】
前記導水部の手前に、スリット状及び／又は細管状の複数の通路を有してなる気泡浸入抑制体を配設した構成であることを特徴とする請求項７又は６に記載の汚濁物浮上分離回収装置。
【請求項１０】
前記気泡浸入抑制体を、該気泡浸入抑制体の前記スリット状及び／又は細管状の複数の通路の導水部側の孔口が他方の孔口より低い位置となるように傾斜状態に配設したことを特徴とする請求項９に記載の汚濁物浮上分離回収装置。
【請求項１１】
前記気泡進入抑制体が、複数のハニカム孔群を有してなるハニカム構造体からなることを特徴とする請求項９又は１０に記載の汚濁物浮上分離回収装置。
【請求項１２】
前記仕切板の導水部の上方で且つ分離槽側に、前記分離槽内の循環流を制御する循環流調整板を配設したことを特徴とする請求項７〜１１のいずれかに記載の汚濁物浮上分離回収装置。
【請求項１３】
浮上分離した汚濁物を液面を越流させることで回収する構成であることを特徴とする請求項４〜１２のいずれかに記載の汚濁物浮上分離回収装置。
【請求項１４】
浮上分離した汚濁物を液面部分に回収部を配設した回収装置で回収する構成であることを特徴とする請求項４〜１２のいずれかに記載の汚濁物浮上分離回収装置。
【請求項１５】
処理槽内への原水の導水が、ポンプ等の送水手段によって処理槽外から配管を介して導水する構成であることを特徴とする請求項４〜１４のいずれかに記載の汚濁物浮上分離回収装置。
【請求項１６】
前記原水の導水位置が、前記気泡発生装置の気泡吐出口の吐出方向に正対視する位置であることを特徴とする請求項１５に記載の汚濁物浮上分離回収装置。
【請求項１７】
処理槽内への原水の導水が、前記気泡発生装置の稼動用の給水管を介して気泡発生と共に導水する構成であることを特徴とする請求項４〜１５のいずれかに記載の汚濁物浮上分離回収装置。
【請求項１８】
前記無機凝集剤の投入位置が、前記気泡発生装置の気泡吐出口の吐出方向に正対視する位置であることを特徴とする請求項４〜１７のいずれかに記載の汚濁物浮上分離回収装置。
【請求項１９】
前記無機凝集剤の投入位置が、前記気泡発生装置の稼動用の給水管内であることを特徴とする請求項１７に記載の汚濁物浮上分離回収装置。
【請求項２０】
前記原水中に高分子凝集剤を投入する高分子凝集剤投入手段を設けたことを特徴とする請求項４〜１９のいずれかに記載の汚濁物浮上分離回収装置。
【請求項２１】
前記高分子凝集剤の投入位置が、前記気泡発生装置の気泡吐出口の吐出方向に正対視する位置であることを特徴とする請求項２０に記載の汚濁物浮上分離回収装置。
【請求項２２】
前記高分子凝集剤の投入位置が、前記気泡発生装置の稼動用の給水管内であって、前記無機凝集剤の投入位置より下流位置であることを特徴とする請求項２０に記載の汚濁物浮上分離回収装置。
【請求項２３】
前記原水が、凝集沈殿施設で処理された一次処理済み水であることを特徴とする請求項４〜２２のいずれかに記載の汚濁物浮上分離回収装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は汚濁物浮上分離回収方法及び装置に関し、詳しくは、マイクロバブル又はエアバブルの如き気泡を利用して原水中の汚濁物をフロック化し、浮上分離させて回収する方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
土木・建設工事では地盤を掘削する際に地中から流出する水によって大量の濁水が発生する。発生した濁水をポンプ等で排水しながら工事は行われるが、排水される濁水には大量の土砂が含まれているため、環境保全の面からそのままの状態での排水は例規上許されておらず、濁水の浄化処理を施して、土等と水とを分離する水処理作業が必要である。
【０００３】
土木・建設工事での水処理に限らず一般に行われている水処理は、濁水中に懸濁している土等を凝集剤を用いてフロック化し、凝集沈殿させて固液分離を行い、沈殿したフロックを廃棄することで処理を行うものである。凝集沈殿に用いられる凝集剤としては、例えば、無機凝集剤（ＰＡＣ：ポリ塩化アルミニウム）や高分子凝集剤（ポリアクリルアミド）が挙げられる。
【０００４】
上記した凝集沈殿施設で処理された原水（一次処理済み水）には、沈降し切れなかった細かな汚濁物（鉱物質微粒子と凝集剤が混合したもの等）が浮遊状態で含まれており、かかる細かな汚濁物を含むフロックの沈降には時間を要するため、更なる浄化が必要な場合には処理に時間（滞留時間）が掛かってしまうという不都合を有している。
【０００５】
そこで、例えば、特許文献１では、処理槽内にハニカム構造体を配設することで沈殿処理を促進させる技術が記載されている。
【０００６】
特許文献１の技術は、ハニカム構造体を該ハニカム構造体のハニカム孔が被処理水の流れ方向に対して下方に傾斜状態となるように配設することで、被処理水がハニカム孔を通過することで該被処理水に含まれている汚泥物の沈殿処理が促進される技術である。
【０００７】
【特許文献１】特許第３７９２５７７号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし特許文献１の技術では、ある程度の大きさまでの汚濁物については沈降速度が速くなることで沈殿処理が促進されるが、沈降することなく被処理水中に浮遊していた細かな微粒子状の汚濁物についてはハニカム孔を通過してもその一部乃至は多くは沈降することなく被処理水中を浮遊したままであり、かかる細かな汚濁物の沈殿処理による分離回収は変わらず困難のままであるという欠点を有している。
【０００９】
そこで本発明の課題は、原水中に浮遊する微粒子状の細かな汚濁物であっても速やかに分離回収することができる汚濁物浮上分離回収方法及び装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決する本発明は、下記構成を有する。
【００１１】
１．被処理水である原水中に無機凝集剤を投入して該原水中の汚濁物をフロック化し、該フロック化した汚濁物にマイクロバブル又はエアバブルの如き気泡を付着させることで前記原水中から前記汚濁物を浮上分離させて回収する汚濁物浮上分離回収方法であって、
前記原水が導水及び／又は貯溜される処理槽内に、原水の循環流や気泡が下方から上方へ通過可能なスリット状及び／又は細管状の複数の通路を有してなるフロック浮上促進装置と、原水中に気泡を発生する気泡発生装置と、を配設し、
前記気泡発生装置から発生する気泡を前記フロック浮上促進装置の前記スリット状及び／又は細管状の複数の通路の下方域で発生させることにより、発生した気泡の一部乃至は全部を前記スリット状及び／又は細管状の複数の通路を通過させて浮上又は循環させることで前記フロック化した汚濁物への気泡の付着とフロック化すると共に気泡の付着した汚濁物同士の結合を促進し、気泡が付着して浮上したフロック化した汚濁物を回収することを特徴とする汚濁物浮上分離回収方法。
【００１２】
２．前記原水が、凝集沈殿施設で処理された一次処理済み水であることを特徴とする上記１に記載の汚濁物浮上分離回収方法。
【００１３】
３．前記原水中に高分子凝集剤を投入することを特徴とする上記１又は２に記載の汚濁物浮上分離回収方法。
【００１４】
４．被処理水である原水中に無機凝集剤を投入して前記原水中の汚濁物をフロック化し、該フロック化した汚濁物にマイクロバブル又はエアバブルの如き気泡を付着させることで前記原水中から前記汚濁物を浮上分離させて回収する汚濁物浮上分離回収装置であって、
前記汚濁物浮上分離回収装置は、前記原水が導水及び／又は貯溜される処理槽と、原水の循環流や気泡が下方から上方へ通過可能なスリット状及び／又は細管状の複数の通路を有してなるフロック浮上促進装置と、前記処理槽内に配設されて前記フロック浮上促進装置の前記スリット状及び／又は細管状の複数の通路の下方域で気泡を発生させる気泡発生装置と、を有し、
前記気泡発生装置により発生された気泡の一部乃至は全部を前記フロック浮上促進装置の前記スリット状及び／又は細管状の複数の通路を通過させて浮上又は循環させることで前記原水中の汚濁物への気泡の付着とフロック化すると共に気泡の付着した汚濁物同士の結合を促進し、気泡の付着によって浮上したフロック化した汚濁物を回収する構成であることを特徴とする汚濁物浮上分離回収装置。
【００１５】
５．前記フロック浮上促進装置の前記スリット状及び／又は細管状の複数の通路の前記気泡発生装置に近い側が高く、且つ遠い側が低くなるように、該フロック浮上促進装置を傾斜状態に配設したことを特徴とする請求項４に記載の汚濁物浮上分離回収装置。
【００１６】
６．前記フロック浮上促進装置が、複数のハニカム孔群を有してなるハニカム構造体からなることを特徴とする上記４又は５に記載の汚濁物浮上分離回収装置。
【００１７】
７．前記処理槽が、フロック化した汚濁物を浮上分離させる分離槽と汚濁物分離済みの処理済水を放流又は次槽へ送水する放流槽とに分離されており、該分離槽と該放流槽とが底面近傍乃至は低層域に設けた導水部を介して連通した構成であることを特徴とする上記４〜６のいずれかに記載の汚濁物浮上分離回収装置。
【００１８】
８．前記分離槽と前記放流槽とが、一槽構成の処理槽内に配設した仕切板によって分離された構成であることを特徴とする上記７に記載の汚濁物浮上分離回収装置。
【００１９】
９．前記導水部の手前に、スリット状及び／又は細管状の複数の通路を有してなる気泡浸入抑制体を配設した構成であることを特徴とする請求項７又は６に記載の汚濁物浮上分離回収装置。
【００２０】
１０．前記気泡浸入抑制体を、該気泡浸入抑制体の前記スリット状及び／又は細管状の複数の通路の導水部側の孔口が他方の孔口より低い位置となるように傾斜状態に配設したことを特徴とする請求項９に記載の汚濁物浮上分離回収装置。
【００２１】
１１．前記気泡進入抑制体が、複数のハニカム孔群を有してなるハニカム構造体からなることを特徴とする上記９又は１０に記載の汚濁物浮上分離回収装置。
【００２２】
１２．前記仕切板の導水部の上方で且つ分離槽側に、前記分離槽内の循環流を制御する循環流調整板を配設したことを特徴とする上記７〜１１のいずれかに記載の汚濁物浮上分離回収装置。
【００２３】
１３．浮上分離した汚濁物を液面を越流させることで回収する構成であることを特徴とする上記４〜１２のいずれかに記載の汚濁物浮上分離回収装置。
【００２４】
１４．浮上分離した汚濁物を液面部分に回収部を配設した回収装置で回収する構成であることを特徴とする上記４〜１２のいずれかに記載の汚濁物浮上分離回収装置。
【００２５】
１５．処理槽内への原水の導水が、ポンプ等の送水手段によって処理槽外から配管を介して導水する構成であることを特徴とする上記４〜１４のいずれかに記載の汚濁物浮上分離回収装置。
【００２６】
１６．前記原水の導水位置が、前記気泡発生装置の気泡吐出口の吐出方向に正対視する位置であることを特徴とする上記１５に記載の汚濁物浮上分離回収装置。
【００２７】
１７．処理槽内への原水の導水が、前記気泡発生装置の稼動用の給水管を介して気泡発生と共に導水する構成であることを特徴とする上記４〜１５のいずれかに記載の汚濁物浮上分離回収装置。
【００２８】
１８．前記無機凝集剤の投入位置が、前記気泡発生装置の気泡吐出口の吐出方向に正対視する位置であることを特徴とする上記４〜１７のいずれかに記載の汚濁物浮上分離回収装置。
【００２９】
１９．前記無機凝集剤の投入位置が、前記気泡発生装置の稼動用の給水管内であることを特徴とする上記１７に記載の汚濁物浮上分離回収装置。
【００３０】
２０．前記原水中に高分子凝集剤を投入する高分子凝集剤投入手段を設けたことを特徴とする上記４〜１９のいずれかに記載の汚濁物浮上分離回収装置。
【００３１】
２１．  前記高分子凝集剤の投入位置が、前記気泡発生装置の気泡吐出口の吐出方向に正対視する位置であることを特徴とする上記２０に記載の汚濁物浮上分離回収装置。
【００３２】
２２．前記高分子凝集剤の投入位置が、前記気泡発生装置の稼動用の給水管内であって、前記無機凝集剤の投入位置より下流位置であることを特徴とする上記２０に記載の汚濁物浮上分離回収装置。
【００３３】
２３．前記原水が、凝集沈殿施設で処理された一次処理済み水であることを特徴とする上記４〜２２のいずれかに記載の汚濁物浮上分離回収装置。
【発明の効果】
【００３４】
請求項１又は請求項４に示す発明によれば、原水中に浮遊する微粒子状の細かな汚濁物であっても速やかに分離回収することができる汚濁物浮上分離回収方法及び装置を提供することができる。
【００３５】
原水中に浮遊する微粒子状の汚濁物は凝集してフロック化し、更にフロック化した汚濁物に気泡が付着することで該気泡が付着した汚濁物は気泡の浮力によって浮上することになる。かかる浮上により液面にまで浮上したフロック化した汚濁物は液面に溜まる。液面に溜まったフロック化した汚濁物には、処理槽中を循環する原水中に浮遊する汚濁物が接触した際に更に付着することで汚濁物を原水中から、より分離することができる。
【００３６】
特に、フロック化し、更に気泡の付着した汚濁物は、フロック浮上促進装置のスリット状及び／又は細管状の複数の通路の中を原水と共に通過する際に、該スリット状及び／又は細管状の複数の通路の内壁面に次々に付着し、フロック化すると共に気泡の付着した汚濁物同士が結合して大型化することで更に浮力が増大するので、大型化による浮力の増大によって前記内壁面から離脱したフロック化した汚濁物は浮上速度が速い。従って、汚濁物を原水から速やかに分離して回収することができる。
【００３７】
また、気泡発生装置から発生する気泡をフロック浮上促進装置の下方域で発生させることにより、気泡発生時に生じる乱流がフロック浮上促進装置によって妨げられると共に該フロック浮上促進装置のスリット状及び／又は細管状の複数の通路によって整流されるので、該フロック浮上促進装置の上方域の撹乱を抑制することができる。従って、原水中から浮上分離して液面に溜まったフロック化した汚濁物が再沈降したり散乱したりすることなく容易に回収を行うことができる。
【００３８】
請求項２又は請求項２３に示す発明によれば、既にある程度の大きさの汚濁物が分離回収され、原水中に浮遊する細かな微粒子状の汚濁物を浮上分離して回収することで一次処理済みの原水の更なる浄化が可能となる。
【００３９】
請求項３又は請求項２０に示す発明によれば、高分子凝集剤を投入することで原水中の汚濁物が凝集剤の高分子によってより付着し易くなるので浮上分離が更に促進されることになる。
【００４０】
請求項５に示す発明によれば、スリット状及び／又は細管状の複数の通路を有してなるフロック浮上促進装置を傾斜状態に配設することで、フロック化すると共に気泡の付着した汚濁物が該スリット状及び／又は細管状の複数の通路の内壁面に、より付着し易くなるため、汚濁物同士の結合機会が増大することになり、より速やかに汚濁物同士が結合して大型化して浮力が増大するので、汚濁物の浮上速度をより速めることができる。従って、汚濁物を原水から更に速やかに分離して回収することができる。
【００４１】
また、小さめにフロック化した汚濁物は浮力が小さく浮上速度が遅いことから、気泡発生装置から遠い位置まで低層域に留まり易いため、フロック浮上促進装置の気泡発生装置から遠い側を低い位置に配設することで、小さめにフロック化した汚濁物を該フロック浮上促進装置で捉えることで小さめのフロック同士を結合させることで、或いは大きなフロックに結合させることで、浮力を増大させて浮上速度を速めることができる。従って、小さめにフロック化した汚濁物であっても原水から速やかに分離して回収することができる。
【００４２】
請求項６に示す発明によれば、ハニカム孔群は複数の細管状の通路が整然と規則正しく並ぶ構成を有していることから、フロック化すると共に気泡の付着した汚濁物が複数のハニカム孔群の各通路の内壁面に、より付着し易くなるため、汚濁物同士の付着機会が増大することになり、より速やかに汚濁物同士が付着して浮力が増大するので、汚濁物の浮上速度をより速めることができる。従って、汚濁物を原水から更に速やかに分離して回収することができる。
【００４３】
請求項７に示す発明によれば、分離槽と放流槽との導水部を底面近傍乃至は低層域に設けたことにより、浮上途中のフロック及び／又は分離槽中で分離浮上して該分離槽の液面に溜まった汚濁物が前記導水部から放流槽への浸入を防ぐことができる。
【００４４】
請求項８に示す発明によれば、一槽構成であっても仕切板を配設することで処理槽を分離層と放流槽の二槽構成とすることができる。
【００４５】
請求項９に示す発明によれば、分離槽中の浮上途中にある小さめにフロック化した汚濁物が、液面に到達する以前に放流槽へ浸入してしまうことを効果的に防ぐことができる。
【００４６】
請求項１０に示す発明によれば、分離槽中の浮上途中にある小さめにフロック化した汚濁物が、液面に到達する以前に放流槽へ浸入してしまうことをより効果的に防ぐことができる。
【００４７】
請求項１１に示す発明によれば、ハニカム孔群は複数の細管状の通路が整然と規則正しく並ぶ構成を有していることから、分離槽中の浮上途中にある小さめにフロック化した汚濁物が、液面に到達する以前に放流槽へ浸入してしまうことをより確実に効果的に防ぐことができる。
【００４８】
請求項１２に示す発明によれば、導水部への流れを導水部から離れる方向への循環流に制御することができるので、浮力が小さな小さめにフロック化した汚濁物が循環流によって導水部から放流槽側へ侵入してしまうことを抑制したり、既に液面に浮上して溜まっているフロック化した汚濁物と結合することができる。
【００４９】
請求項１３に示す発明によれば、フロック化し、気泡が付着して原水中から浮上分離して液面に溜まった汚濁物を容易に回収することができる。
【００５０】
請求項１４に示す発明によれば、フロック化し、気泡が付着して原水中から浮上分離して液面に溜まった汚濁物を容易に回収することができる。
【００５１】
請求項１５に示す発明によれば、処理槽への原水の導水を処理装置の導水手段として一般的な手段であるポンプ等の送水手段によって行うことができる。この場合、気泡発生装置の稼動用の給水は処理槽内の原水を用いる槽内循環とすることができる。
【００５２】
請求項１６に示す発明によれば、気泡発生装置の気泡吐出口から吐出される気泡の旋回流の中に原水を導水することができるので、発生した気泡と導水された原水とが充分に撹拌混合されることになる。特に旋回流の中心は負圧状態となっているので、引き込まれるように混合するので撹拌混合効果が高い。
【００５３】
請求項１７に示す発明によれば、気泡発生装置の稼動用の給水と処理槽への原水の導水とを一緒に行うことができる。従って、処理槽へ原水を導水するのみのポンプ等の送水手段を不要とすることができる。
【００５４】
請求項１８に示す発明によれば、気泡発生装置の気泡吐出口から吐出される気泡の旋回流の中に無機凝集剤を投入することができるので、発生した気泡と導水された原水と無機凝集剤とが充分に撹拌混合されることになる。特に旋回流の中心は負圧状態となっているので、引き込まれるように混合するので撹拌混合効果が高い。
【００５５】
請求項１９に示す発明によれば、気泡発生装置の稼動用の給水管内部で原水と無機凝集剤とを撹拌混合することができ、更に気泡吐出時には原水と無機凝集剤と気泡とを充分に撹拌混合することができる。
【００５６】
請求項２１に示す発明によれば、気泡発生装置の気泡吐出口から吐出される気泡の旋回流の中に原水を導水することができると共に高分子凝集剤を投入することができるので、発生した気泡と導水された原水と投入された高分子凝集剤とが充分に撹拌混合されることになる。
【００５７】
請求項２２に示す発明によれば、気泡発生装置内部で原水と無機凝集剤と高分子凝集剤とを撹拌混合することができ、更に気泡吐出時には原水と無機凝集剤と高分子凝集剤と気泡とを充分に撹拌混合することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５８】
以下、本発明に係る汚濁物浮上分離回収方法及び装置について図面に基づき詳細に説明する。
【００５９】
図１は本発明に係る汚濁物浮上分離回収装置の一実施例を示す概略構成図、図２は導水部及び気泡浸入抑制体の配設例を示す要部概略構成図、図３は原水の導水位置の実施例を示す要部概略構成図、図４は無機凝集剤及び高分子凝集剤の投入位置の実施例を示す要部概略構成図である。
【００６０】
図１に示すように、本発明に係る汚濁物浮上分離回収装置（以下、単に回収装置ということもある。）１は、被処理水である原水中にＰＡＣ（ポリ塩化アルミニウム）に代表される無機凝集剤を投入して該原水中の汚濁物をフロック化し、該フロック化した汚濁物にマイクロバブル又はエアバブルの如き気泡（以下、単に気泡ということもある。）を付着させることで前記原水中から前記汚濁物を浮上分離させて回収するものであり、原水が導水及び／又は貯溜される処理槽２と、該処理槽２内に配設されるフロック浮上促進装置３と、前記処理槽２内に配設されて前記フロック浮上促進装置３の下方域で気泡を発生させる気泡発生装置４と、を有して構成されている。
【００６１】
処理槽２は、汚濁物が含まれる原水が導水され、処理のために貯溜される槽であり、この種の水処理槽として公知公用の材質や大きさ等の構成のものを特別の制限なく用いることができる。処理槽２への原水の導水は、土木・建設工事などで地中から流出発生した濁水をポンプ等で排水したものをそのまま直接或いは貯溜槽等を介して間接的に配管を通して処理槽２外から導水されるが、好ましくは凝集沈殿施設等である程度の汚濁物を分離回収した後の一次処理済み水を導水することである。本発明は、凝集沈殿施設等での一次処理によっても回収し切れなかった細かな微粒子状の汚濁物の分離回収に特に有効に用いられるものである。尚、図１、図３の（Ａ）及び（Ｂ）、図４の（Ｂ）及び（Ｃ）に示す実施例は、原水を貯溜する原水貯溜槽８から導水した場合の構成例を示す。
【００６２】
前記処理槽２は本実施例では、図１に示すように処理槽２内の任意の位置に配設した仕切板２０によって、汚濁物を浮上分離する槽である分離槽２１と汚濁物分離済みの処理済水を放流又は次槽へ送水する槽である放流槽２２との二槽に分割すると共に、処理槽２の底面近傍乃至は低層域（図１に示す本実施例では最低層域）に設けた導水部２３を介して連通した構成となっている。
【００６３】
気泡発生装置４は、処理槽２外から気体を導入し、処理槽２内でマイクロバブル又はエアバブルの如き気泡を発生するものであり、この種の水処理技術に用いられる公知公用のマイクロバブル発生手段やエアバブル発生手段を特別の制限なく用いることができる。尚、図１に示す該気泡発生装置４の稼動用の給水は、処理槽２内の原水を用いる槽内循環によって行われる。
【００６４】
前記気泡発生装置４によって発生する気泡は、下記にて詳説するフロック浮上促進装置３の下方に向かって発生させることで、原水中のフロック化した汚濁物に付着し、該気泡が付着したフロック化した汚濁物を気泡の浮力によって液面に向かって浮上させることになる。フロック化した汚濁物への気泡の付着は、フロック化した汚濁物の周囲に単に付着する場合だけでなく、マイクロバブル又はエアバブルの如き微細気泡の場合には気泡の周囲に汚濁物が付着して該気泡を内部に封入するように内包状態となる場合もあり、本発明では、前記した付着のみならず、内包状態となった場合も「付着」と言うこととする。
【００６５】
フロック浮上促進装置３は、プロペラ体や回転羽根体等の動的撹拌手段を有する混合器ではなく、原水の循環流や気泡が下方から上方へ通過可能なスリット状及び／又は細管状の複数の通路を有してなる。前記気泡発生装置４によって発生した気泡が付着したフロック化した汚濁物が浮上の際に原水と共に、前記スリット状及び／又は細管状の複数の通路の中を通過するが、この通過の際に、該スリット状及び／又は細管状の複数の通路の内壁面に汚濁物が次々に付着し、付着した汚濁物同士が結合して大型化することになる。汚濁物同士の結合によって大型化することで更に浮力が増大し、浮力が前記内壁面に対する付着力を上回った時点で前記内壁面から離脱し、液面に向かって浮上することになる。大型化によって浮力が増大したフロック化した汚濁物は浮上速度が速いため、原水から速やかに分離することができる。
【００６６】
フロック浮上促進装置３は、気泡発生装置４から発生した気泡が気泡吐出時の吐出流及び原水の循環流に乗ると共に該気泡の浮上力によって浮上する際にスリット状及び／又は細管状の複数の通路内を通過できる向き、即ち、各通路の孔口の一方が下向きに、他方が上向きの状態で分離槽２１内に配設されるが、好ましくは、図１に示すように、気泡発生装置４に近い側が高く、且つ遠い側が低くなる傾斜状態に配設することである。フロック浮上促進装置３を傾斜状態に配設することで、各孔をフロック化すると共に気泡の付着した汚濁物が通過する際に、各通路の内壁面により付着し易くなるため、汚濁物同士の結合機会が増大することになり、より速やかに汚濁物同士が結合して大型化して浮力が増大するので、汚濁物の浮上速度をより速めることができる。
【００６７】
フロック浮上促進装置３のスリット状及び／又は細管状の複数の通路の具体的構成としては、例えば、複数枚の邪魔板を任意の間隔で並列させることで各邪魔板間の間隙がスリット状の複数の通路として形成される構成、複数枚の波板を任意の間隔で並列させることで各波板間の間隙が波形のスリット状の複数の通路として形成される構成、角管又は丸管等の管体を複数本束ねることで細管状の複数の通路が形成される構成、ハニカム構造体の複数のハニカム孔群が通路となる構成、これらの混合混成、等を挙げることができ、中でもハニカム構造体を用いることで形成される構成が好ましい。
【００６８】
スリット状及び／又は細管状の複数の通路内を通過し、液面に向かって浮上したフロック化した汚濁物は、液面に溜まることになる。液面に溜まった汚濁物は該液面を越流（オーバーフロー）させるか、該液面から吸引手段やスクレーパー等の掻取手段等の回収手段によって回収する。図１に示す本実施例では、液面に吸引管５１を接触乃至は浸漬した回収装置５によって回収する構成を示す。
【００６９】
汚濁物が分離除去された原水は、分離槽２１内を循環し、導水部２３を通って放流槽２２へ導水される。放流槽２２に導水された汚濁物分離済みの水（処理済水）は、放流（排水）されるか、又は次処理等が必要な場合には次槽等へ送水される。
【００７０】
導水部２３は、前述したように処理槽２の底面近傍乃至は低層域に設けられているため、気泡が付着したフロック化した汚濁物は前述したように浮上分離して液面に溜まった状態となるので、汚濁物が該導水部２３を通過して放流槽２２に浸入するのを抑制することができる。
【００７１】
また、小さめにフロック化した汚濁物は付着する気泡も小さく浮力が弱いため、液面まで浮上することなく或いは一旦浮上した後に循環流によって下降して導水部２３方向に向かう場合がある。かかる場合に該導水部２３を通って放流槽２２へ浸入してしまうことをより有効に防ぐために、図１に示すように、前記導水部２３の手前に、スリット状及び／又は細管状の複数の通路を有してなる気泡浸入抑制体６を配設することが好ましい。導水部２３の手前に気泡浸入抑制体６を配設することで、分離槽２１中に浮遊する小さめにフロック化した汚濁物の放流槽２２への浸入を効果的に防ぐことができる。
【００７２】
更に、気泡浸入抑制体６は、図２に示すように、該気泡浸入抑制体６の通路の導水部２３側の孔口が他方の孔口より低い位置となるように傾斜状態に配設することがより好ましい。気泡浸入抑制体６を配設することで、気泡が付着したフロック化した汚濁物は浮力を有しているため、各通路内を下降して通過することはできず放流槽２２への浸入を防ぐことができる。また、分離槽２１内の原水中に浮遊している小さめにフロック化した汚濁物についても、該汚濁物が気泡浸入抑制体６の通路内に入ったとしても、該通路内で汚濁物同士が結合することで浮力が増大し、増大した浮力によって通路内を下降して通過することはできなくなるので、放流槽２２側へ浸入することはできず放流槽２２への浸入をより効果的に防ぐことができる。
【００７３】
気泡進入抑制体６のスリット状及び／又は細管状の複数の通路の具体的構成としては、前記下フロック浮上促進装置３と同様に、例えば、複数枚の邪魔板を任意の間隔で並列させることで各邪魔板間の間隙がスリット状の複数の通路として形成される構成、複数枚の波板を任意の間隔で並列させることで各波板間の間隙が波形のスリット状の複数の通路として形成される構成、角管又は丸管等の管体を複数本束ねることで細管状の複数の通路が形成される構成、ハニカム構造体の複数のハニカム孔群が通路となる構成、これらの混合混成、等を挙げることができ、中でもハニカム構造体を用いることで形成される構成が好ましい。
【００７４】
また、前記仕切板２０の導水部２３の上方で且つ分離槽２１側に、前記分離槽２１内の循環流を制御する循環流調整板７を配設することが好ましい。循環流調整板７を配設することで、導水部２３への流れを該導水部２３から離れる方向への循環流に制御することができるので、気泡が付着した汚濁物が循環流によって導水部２３から放流槽２２側へ侵入してしまうことを抑制したり、或いは、浮上途中のフロック化した汚濁物が他の汚濁物と接触して結合する機会を増やすことで浮上分離を促進することができる。
【００７５】
以上、本発明に係る汚濁物浮上分離回収の方法及び装置について実施例に基づき説明したが、本発明は上記実施例に限定されず、本発明の範囲内において他の態様を採ることもできる。
【００７６】
例えば、処理槽２に導水される原水の導水位置としては、図１に示す上記実施例では処理槽２外の原水貯溜槽８から分離槽２１内に単に導水した構成としているが、図３の（Ａ）に示すように、気泡発生装置４の気泡吐出口の吐出方向に正対視する位置とすることもできる。かかる位置に導水することで、気泡発生装置４の気泡吐出口から吐出される気泡の旋回流の中に原水を導水することができるので、発生した気泡と導水された原水とが充分に撹拌混合されることになる。特に、旋回流の中心は負圧状態となっているので、引き込まれるように混合するので撹拌混合効果が高く好ましい。
【００７７】
また、図３（Ｂ）に示すように、原水を気泡発生装置４を稼動させるための給水ポンプ（図示せず）を用いて給水管４１を介して気泡の発生と共に原水の導水を行う構成とすることもできる。
【００７８】
尚、図１に示す実施例や図３（Ａ）に示す実施例のように、原水の導水を気泡発生装置４による給水によって行わない構成の場合、該気泡発生装置４の稼動用の給水は処理槽２内に貯溜された原水を循環させること、即ち、槽内循環流による給水によって稼動する構成となる。
【００７９】
尚また、原水の導水及び気泡発生装置４の給水は上記した各構成に限らずに他の構成とすることもでき、
例えば、
（１）処理槽２外（例えば、原水貯溜槽８等）から導水すると共に、別配管で気泡発生装置４による給水によって気泡を発生する構成、
（２）処理槽２外（例えば、原水貯溜槽８等）から導水すると共に、別配管で気泡発生装置４による給水によって気泡を発生し、更に該気泡発生装置４は槽内循環流による給水も行って気泡を発生する構成、
（３）気泡発生装置４の給水管４１を介して処理槽２外（例えば、原水貯溜槽８等）から導水すると共に気泡を発生し、更に該気泡発生装置４は槽内循環流による給水も行って気泡を発生する構成、
等の各構成であってもよい。
【００８０】
汚濁物浮上分離回収の処理に際しては、汚濁物のより凝集性を高めることでフロック化をより促進するために、高分子投入手段を設けることで、無機凝集剤に加えて高分子凝集剤を投入することが好ましい。高分子凝集剤の投入手段としては、この種の水処理技術に用いられる公知公用の手段が特別の制限なく挙げられ、投入される高分子凝集剤としては、この種の水処理技術に用いられる公知公用のものが特別の制限なく挙げられ、例えば、ポリアクリルアミドが好ましい。
【００８１】
また高分子凝集剤の投入位置、及び前記した無機凝集剤の投入位置としては、処理槽２の分離槽２１内に単に投入するだけでもよいが、図４の（Ａ）又は（Ｂ）に示すように、前記気泡発生装置４の気泡吐出口の吐出方向に正対視する位置であることが好ましい。図４の（Ａ）は、気泡発生装置４の気泡吐出口の吐出方向に正対視する位置に原水を導水すると共に無機凝集剤及び高分子凝集剤を投入する構成であり、図４の（Ｂ）は、気泡発生と共に原水を導水する気泡発生装置４の気泡吐出口の吐出方向に正対視する位置に無機凝集剤及び高分子凝集剤を投入する構成である。図４の（Ａ）又は（Ｂ）のいずれの構成によっても、気泡発生装置４の気泡吐出口から吐出される気泡の旋回流の中に無機凝集剤及び高分子凝集剤を投入することができるので、気泡と原水と無機凝集剤と高分子凝集剤とが充分に撹拌混合されることになる。
【００８２】
また、無機凝集剤及び高分子凝集剤の投入位置としては、図４の（Ｃ）に示すように、気泡発生装置４の稼動用の給水管４１内に投入する構成であることも好ましく、更に、図４の（Ｄ）に示すように、槽内循環による給水によって稼動する気泡発生装置４に投入する構成であることも好ましい。図４の（Ｃ）に示す構成の場合、高分子凝集剤の投入位置は無機凝集剤の投入位置より下流位置であることがより好ましい。
【００８３】
無機凝集剤の投入位置と高分子凝集剤の投入位置は、図４の（Ａ）〜（Ｄ）に示す実施例では同じ位置としているが、本発明は異なる位置であってもよい。具体的には、無機凝集剤は気泡発生装置４の吐出方向に正対視する位置に投入して高分子凝集剤は気泡発生装置４の給水管４１内に投入する構成や、或いは、無機凝集剤は気泡発生装置４の給水管４１内に投入して高分子凝集剤は気泡発生装置４の吐出方向に正対視する位置に投入する構成等である。
【００８４】
また、高分子凝集剤を投入しない構成の場合、即ち、無機凝集剤のみ投入する場合の投入位置は図４の（Ａ）〜（Ｄ）に示す各実施例に示す位置のままとすることができる。
【００８５】
また処理槽２は、上記した図１に示す実施例では一槽構成の処理槽２内に配設した仕切板２０によって分離槽２１と放流槽２２とに分離した構成であったが、本発明はこれに限定されず、分離槽２１と放流槽２２の各々が独立した槽を有する二槽構成の処理槽２であってもよい。かかる構成の場合、導水部２３は二槽構成の分離槽２１と放流槽２２とを底面近傍乃至は低層域で連通状態で接続する配管によって構成することができる。尚、かかる構成の場合、当然のことながら仕切板２０は不要となる。
【００８６】
更に、本発明が適用される水処理分野も土木・建設現場で発生する濁水の浄化処理に限らず、河川・湖沼・池・海等の水域における水浄化処理等、本発明の範囲内で適用可能な水浄化処理に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】本発明に係る汚濁物浮上分離回収装置の一実施例を示す概略構成図
【図２】導水部及び気泡浸入抑制体の配設例を示す要部概略構成図
【図３】原水の導水位置の実施例を示す要部概略構成図
【図４】無機凝集剤及び高分子凝集剤の投入位置の実施例を示す要部概略構成図
【符号の説明】
【００８８】
１  汚濁物浮上分離回収装置
２  処理槽
２０  仕切板
２１  分離槽
２２  放流槽
２３  導水部
３  フロック浮上促進装置
４  気泡発生装置
４１  給水管
５  回収装置
５１  吸引管
６  気泡浸入抑制体
７  循環流調整板
８  原水貯溜槽
【図１】
2010012370.tif 000003
【図２】
2010012370.tif 000004
【図３】
2010012370.tif 000005
【図４】
2010012370.tif 000006