(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
原水が導入された浮上分離槽に加圧された気水混合流体を供給して該気水混合流体に由来する微細気泡を発生させ、前記原水に含まれていた浮遊物質を前記微細気泡に随伴浮上させることで固液分離する加圧浮上装置において、
前記浮上分離槽の底部の中央部に立設され下端は閉鎖されているフィードウェルと、
前記浮上分離槽の側面に開口して前記原水を前記浮上分離槽内に噴出する原水供給ノズルと前記フィードウェルとの間の前記底部に立設されたバッフル（２７ａ）と、
前記浮上分離槽の底部を貫通して立設されて上端の開口から前記浮上分離槽の中層の水を流出させる取出ノズルと前記フィードウェルとの間の前記底部に立設されたバッフル（２７ｂ）と、
サクション側は前記フィードウェルの外側にて前記浮上分離槽に接続されデリバリ側が前記フィードウェルの内側にて前記浮上分離槽に接続される循環ポンプと、
該循環ポンプのサクション側に気体を供給する気体供給手段と、
前記循環ポンプのデリバリ側から前記浮上分離槽に至るデリバリ配管に介装されたラインミキサとを
備えたことを特徴とする加圧浮上装置。
【請求項２】
請求項１記載の加圧浮上装置において、
前記気体供給手段からはオゾン発生装置によって生成されたオゾンが供給されることを特徴とする加圧浮上装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、加圧浮上装置の技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
原水が導入された浮上分離槽に加圧された気水混合流体を供給して気水混合流体に由来する微細気泡を発生させ、原水に含まれていた浮遊物質を微細気泡に随伴浮上させることで固液分離する加圧浮上装置が知られている。
【０００３】
例えば特開平１０−８５７２２号公報には、浮上分離槽、サクション側が原水の水源に接続されデリバリ側が浮上分離槽に接続された原水取水用ポンプ、サクション側が原水の水源に接続されデリバリ側が空気飽和槽（加圧タンク）に接続された取水用ポンプ、空気飽和槽内の原水に空気を送り込むコンプレッサ及び空気を過飽和に溶解した水を空気飽和槽から浮上分離槽に噴出する配管を備えた加圧浮上装置が記載されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の加圧浮上装置にあっては、少なくとも加圧タンクとコンプレッサが必要であり、装置の大型化が避けられなかった。また、特開平１０−８５７２２号公報には開示されていないが、原水に凝集剤やｐＨ調整剤を添加することがあり、その場合には取水用ポンプと原水の水源との間に薬剤槽を設置しなければならず、さらに装置が大型化していた。
【０００５】
しかも、原水の状態や処理量などに応じて加圧タンクから浮上分離槽に噴出する流量や圧力を調整しなければならないが、これを自動制御するのはきわめて困難で、専属のオペレータを必要としていた。
つまり、従来の加圧浮上装置は大型で、操作性及びランニングコストに問題があった。
【０００６】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
上記課題を解決するための請求項１記載の加圧浮上装置は、原水が導入された浮上分離槽に加圧された気水混合流体を供給して該気水混合流体に由来する微細気泡を発生させ、前記原水に含まれていた浮遊物質を前記微細気泡に随伴浮上させることで固液分離する加圧浮上装置において、
前記浮上分離槽の底部の中央部に立設され下端は閉鎖されているフィードウェルと、前記浮上分離槽の側面に開口して前記原水を前記浮上分離槽内に噴出する原水供給ノズルと前記フィードウェルとの間の前記底部に立設されたバッフル（２７ａ）と、前記浮上分離槽の底部を貫通して立設されて上端の開口から前記浮上分離槽の中層の水を流出させる取出ノズルと前記フィードウェルとの間の前記底部に立設されたバッフル（２７ｂ）と、サクション側は前記フィードウェルの外側にて前記浮上分離槽に接続されデリバリ側が前記フィードウェルの内側にて前記浮上分離槽に接続される循環ポンプと、該循環ポンプのサクション側に気体を供給する気体供給手段と、前記循環ポンプのデリバリ側から前記浮上分離槽に至るデリバリ配管に介装されたラインミキサと
を備えたことを特徴とする。
【０００７】
この加圧浮上装置は循環ポンプによって浮上分離槽から吸出した水（原水）に気体供給手段からの気体例えば空気を添加し吐出する。
循環ポンプから吐出される循環水は気体と水との気水混合流体となっているが、その気水混合流体をラインミキサで攪拌することにより気体の気泡径をきわめて小さく（例えば０．５〜３μｍ程度に）できる。気水混合流体が浮上分離槽内に吐出されると、そこに含まれていた気体が気泡となって上昇し浮上分離槽内の原水に含まれていた微細な浮遊物質（いわゆるＳＳ）を随伴浮上させる。浮上したＳＳは水面上を浮遊し互いに凝集するのでほとんど再沈降しない。それを例えば掻き寄せて浮上分離槽から取り出せばよい。
【０００８】
気体を混合した循環水を浮上分離槽に送り込むだけであるから、気体供給手段とラインミキサが新規に必要となるにしても（循環ポンプは従来技術の取水用ポンプに対応）、加圧タンク及びコンプレッサは必要としない。よって、加圧浮上装置の小型化が可能になる。ラインミキサは配管の一部になるから装置の大型化にはならない。
【０００９】
気体供給手段は、例えば循環ポンプのサクション側配管に設けられた枝管にニードルバルブ等のバルブを取り付け、そのバルブを介して気体を流入させる構成とすればよく、装置の大型化にはならない。特に、気体として空気を用いる場合には、バルブの一端を大気開放しておけば循環ポンプによる負圧で空気を吸入するので、きわめて簡単な構成となる。なお、バルブはグローブバルブやゲートバルブでも構わないが、気体の流入量を調整するにはニードルバルブが最適である。
【００１０】
循環ポンプによって水を循環させるだけであり、特別な圧力制御や流量制御は必要としないから自動運転が可能となり、専属のオペレータを張り付けておく必要もない。
このように装置の小型化が可能になり、操作性及びランニングコストはきわめて優れたものになる。
【００１１】
循環ポンプのサクション側に供給する気体には特に限定はなく、上述のように空気を用いれば構成は簡単になり、気体供給のためのランニングコストもかからない。
ただし、化学的な水質改善が要求される場合には、空気では不十分なことがある。請求項２記載の構成はこれに対処するもので、請求項１記載の加圧浮上装置において、前記気体供給手段からはオゾン発生装置によって生成されたオゾンが供給されることを特徴とする。
【００１２】
循環ポンプのサクション側からオゾンを供給することにより、原水に溶け込んだオゾンが原水に含まれている有機化合物などを分解するので、水質が改善される。オゾンを採用することにより、化学的な水質改善（例えばＣＯＤの改善）が可能になり、そのための薬剤の注入を不要にしたり減量できる。
【００１３】
オゾン発生装置は、コンプレッサや加圧タンクに比べればきわめて小型であり、製品価格も安い。また、オゾンは空気中の酸素を原料とするので、オゾン発生装置の稼働電力は必要としても、原材料を購入する必要はない。
【００１４】
また、請求項１の加圧浮上装置は、浮上分離槽の底部の中央部に立設され下端は閉鎖されているフィードウェルを備えていて、循環ポンプのサクション側はフィードウェルの外側にて浮上分離槽に接続されデリバリ側がフィードウェルの内側にて浮上分離槽に接続されているので、微細気泡による上昇水流を形成して浮上分離槽内の循環を良好に行える。またフィードウェルの寸法や形状を適宜に選択することにより、微細気泡の上昇速度をＳＳの吸着効率が良好な速度にできる等のメリットがある。
しかも、循環ポンプによる循環水がフィードウェル内に吐出されることで従来同様のフィードウェルによる効果を得ることができるだけでなく、フィードウェルの外側から水を取り込んでフィードウェル内に吐出することでＳＳの分離及び化学的な水質改善の効果をさらに向上させることができる。
さらに、浮上分離槽の側面に開口して原水を浮上分離槽内に噴出する原水供給ノズルとフィードウェルとの間の底部に立設されたバッフル（２７ａ）は、原水供給ノズルから噴出する原水が直接的にフィードウェル側に進入するのを防止し、浮上分離槽の底部を貫通して立設されて上端の開口から浮上分離槽の中層の水を流出させる取出ノズルとフィードウェルとの間の底部に立設されたバッフル（２７ｂ）は、フィードウェル側における水の動きが取出ノズル付近の水に影響するのを緩和する。
【００１５】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施例により発明の実施の形態を説明する。
【００１６】
【実施例】
図１に示すように、加圧浮上装置１０は、浮上分離槽２１と処理水槽２２とからなる浮上分離装置２０、オゾン混合ポンプ５０、オゾン発生装置６０、ラインミキサ７０等により構成されている。
【００１７】
図２に詳細を示すように、浮上分離槽２１の底部にはフィードウェル２３が立設され、上部には掻出機２４が設置されている。浮上分離槽２１の一側面には原水供給ノズル２５が設けられ、内部には取出ノズル２６が配されている。この取出ノズル２６は浮上分離槽２１の底を貫通して処理水槽２２の達しており、取出ノズル２６の上端レベルすなわち浮上分離槽２１の中層の水を処理水槽２２に流出させることができる。
【００１８】
また、原水供給ノズル２５及び取出ノズル２６とフィードウェル２３の間にはバッフル２７ａ、２７ｂが配されている。バッフル２７ａは原水供給ノズル２５から噴出する原水が直接的にフィードウェル２３側に進入するのを防止するもので、バッフル２７ｂはフィードウェル２３側における水の動きが取出ノズル２６付近の水に影響するのを緩和するものである。
【００１９】
掻出機２４には図示省略する掻出板が多数備わっており、図２における時計回り方向に回転することにより、上層を浮遊しているＳＳの凝集物を掻き出すことができる。浮上分離槽２１の内側には、この掻き出し位置に対応して傾斜板２８が設けられており、その外側には掻き出された凝集物を受けるスカム受２９が備えられている。
【００２０】
図１に示すように処理水槽２２にはポンプ３３が備わっており、このポンプ３３によって処理水を送り出して消泡配管３４からスカム受２９にスプレーすることができる。この水スプレーはスカム受２９内の消泡に用いられる。スカム受２９からの排出物は下水に放出される。
【００２１】
この実施例は本発明をスクリーン製版の洗浄水処理に適用した例であるので、処理水槽２２の水は洗浄工程へ送られて洗浄水として使用されるが、処理水槽２２からオーバーフローした水は原水槽８０に戻される。
図３に示すように、浮上分離槽２１の底からは循環水吸入配管３１が引き出されてオゾン混合ポンプ５０のサクション側に接続されている。図３には示されないが循環水吸入配管３１のチーズ３１ａにはニードルバルブ３１ｂが装着されており、図１に示すように、このニードルバルブ３１ｂを介してオゾン発生装置６０からの配管が接続されている。これにより、オゾン発生装置６０からのオゾンがオゾン混合ポンプ５０のサクション側に供給される。なお、チーズ３１ａとニードルバルブ３１ｂにて気体供給手段が構成されている。
【００２２】
一方、オゾン混合ポンプ５０のデリバリ側にはフィードウェル２３に至る循環水吐出配管３２が接続されており、その配管３２の一部にはラインミキサ（スタティックミキサ）７０が組み込まれている。
こうした構成であるので、浮上分離槽２１に水を入れておいてオゾン混合ポンプ５０を稼働させれば、浮上分離槽２１の水を循環水吸入配管３１から吸入して循環水吐出配管３２からフィードウェル２３内に吐出することができる。
【００２３】
その際にオゾン発生装置６０を稼働させれば、オゾン混合ポンプ５０のサクション側にオゾンが供給され、そのオゾンと水とをオゾン混合ポンプ５０内で混合し、さらにラインミキサ７０にて攪拌、混合することで、オゾンの気泡径をごく小さく（本実施例の場合１μｍ程度）できる。すなわち、フィードウェル２３内に吐出される水にオゾンの微細気泡が含まれる。
【００２４】
なお、図３に示すとおりオゾン混合ポンプ５０、循環水吸入配管３１及びラインミキサ７０を含む循環水吐出配管３２による循環系は２系統あるが、図１には１系統のみ示している。
図１に示すように、原水槽８０には原水送出ポンプ８１が設置されており、原水送出ポンプ８１にて送出された原水は原水配管８２を経て浮上分離槽２１の原水供給ノズル２５に送り込まれる。また、原水槽８０の底部には汚泥引抜ポンプ８３が設置されていて、原水槽８０に蓄積された汚泥を下水へ送り出すことができる。
【００２５】
この加圧浮上装置１０はオゾン混合ポンプ５０によって、浮上分離槽２１から吸出した水（原水）にオゾン発生装置６０からのオゾンを添加し、ラインミキサ７０で攪拌することによりオゾンの気泡径をきわめて小さくして、フィードウェル２３に吐出する。
【００２６】
フィードウェル２３から吐出される循環水はオゾンと水との気水混合流体（オゾン混合水）となっているが、ラインミキサ７０での攪拌によりオゾンの気泡径をきわめて小さい（本実施例では１μｍ前後）。フィードウェル２３に吐出されると、オゾンの気泡が上昇し浮上分離槽２１内の原水に含まれていた微細な浮遊物質（いわゆるＳＳ）を随伴浮上させる。浮上したＳＳは水面上を浮遊し互いに凝集するのでほとんど再沈降しない。それを掻出機２４で掻き寄せてスカム受２９から下水に排出する。これにより原水からＳＳが除去されて水質が改善される。
【００２７】
また、循環水に溶け込んだオゾンが原水に含まれている有機化合物などを分解するので、水質が改善される。
オゾンを混合した循環水を浮上分離槽２１に送り込むだけであるから、オゾン発生装置６０とラインミキサ７０が新規に必要となるにしても、従来の加圧浮上装置における加圧タンク及びコンプレッサは必要としない。よって、加圧浮上装置１０の小型化が可能になる。なお、オゾン発生装置６０はコンプレッサや加圧タンクに比べればきわめて小型であり、製品価格も安い。また、ラインミキサ７０は配管の一部になるから装置の大型化にはならない。
【００２８】
オゾン混合ポンプ５０によって水を循環させるだけであり、特別な圧力制御や流量制御は必要としないから自動運転が可能となり、専属のオペレータを張り付けておく必要もない。
しかも、従来の空気に代えてオゾンを採用することにより、化学的な水質改善（例えばＣＯＤの改善）が可能になり、そのための薬剤の注入を不要にしたり減量できる。また、オゾンは空気中の酸素を原料とするので、オゾン発生装置６０の稼働電力は必要としても、原材料を購入する必要はない。
【００２９】
このように装置の小型化が可能になり、操作性及びランニングコストはきわめて優れたものになる。
また、フィードウェル２３を備えることにより、微細気泡による上昇水流を形成して浮上分離槽２１内の循環を良好に行える。またフィードウェル２３の寸法や形状を適宜に選択することにより、微細気泡の上昇速度をＳＳの吸着効率が良好な速度にできる等のメリットがある。
【００３０】
そして、オゾン混合ポンプ５０のサクション側となる循環水吸入配管３１はフィードウェル２３の外側に接続され、循環ポンプによる循環水はフィードウェル２３の内側に吐出されるのでＳＳの分離及び化学的な水質改善の効果をさらに向上させることができる。
【００３１】
以上、実施例に従って、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこのような実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲でさまざまに実施できることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例の加圧浮上装置のプロセスフローチャート。
【図２】実施例の加圧浮上装置の断面構造の説明図。
【図３】実施例の加圧浮上装置の側面図。
【符号の説明】
１０ 加圧浮上装置
２０ 浮上分離装置
２１ 浮上分離槽
２２ 処理水槽
２３ フィードウェル
３１ 循環水吸入配管
３１ａ チーズ（気体供給手段）
３１ｂ ニードルバルブ（気体供給手段）
３２ 循環水吐出配管
５０ オゾン混合ポンプ
６０ オゾン発生装置
７０ ラインミキサ
８０ 原水槽
【図１】
0003548105.tif 000002
【図２】
0003548105.tif 000003
【図３】
0003548105.tif 000004