(57)【要約】【課題】本発明は、部品点数が少なく、かつマイナスイオン化水を調製するための混合装置を提供することを目的とする。【解決手段】供給ホッパーと、内部軸方向に中央通路を有する本体と前記本体を収納する内部室を有するハウジングからなり、混合物質と混合するための流体を前記ハウジングの側壁を通して前記内部室と前記本体との間に環状空間が形成されるように設けて、前記中央通路部を通過して落下する混合物質と液体とを合流混合させる混合装置において、前記供給ホッパーの排出管を前記本体の中央通路に挿入し、その供給ホッパーの排出口に少なくとも上部に棒状体を垂直に設けた震動弁を設け、ハウジングの内部室の壁面に湾曲した凹み部を設け、前記本体の外壁面に垂直状あるいは傾斜状の溝を設けたことを特徴とする混合装置およびその混合装置を用いた汚濁水の処理方法。【選択図】図１
2006159175.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
供給ホッパーと、内部軸方向に中央通路を有する本体と、前記本体を収納する内部室を有するハウジングからなり、混合物質と混合するための液体を前記ハウジングの側壁を通して前記内部室と前記本体との間に環状空間が形成されるように設けて、前記中央通路部を通過して落下する混合物質と流体とを合流混合させる混合装置において、前記供給ホッパーの排出管を前記本体の中央通路に挿入し、その供給ホッパーの排出口に、少なくとも上部に棒状体を垂直に設けた震動弁を設け、ハウジングの内部室の壁面に湾曲した凹み部を設け、前記本体の外壁面に垂直状あるいは斜線状の溝を設けたことを特徴とする混合装置。
【請求項２】
噴霧状のフラッシュ水を供給ホッパーに供給することを特徴とする混合装置。
【請求項３】
排出管を有する供給ホッパーの排出口に、少なくとも上部に棒状体を垂直又は傾斜に設けた震動弁を設けたことを特徴とする供給ホッパー。
【請求項４】
請求項１または２の混合装置を用い、供給ホッパーから懸濁粒子水と凝集剤とを供給し、接続管から水を供給することを特徴とする汚濁水の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、液体、粉体等の混合物質を流体と混合するための混合装置およびその混合装置を用いた汚濁水の処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】  従来、特に水等の液体に溶解し難い難溶性の混合物質を溶解する装置として、例えば被溶解物質の供給ホッパーの下端に取外し自在に装着され且つその内部軸方向に被溶解物質を通過させるための中央通路を有する本体と、前記本体を部分的に収納する内部室およびこの内部室に連通して軸方向に伸び前記被溶解物質を通過させるための落下通路を有するハウジングとからなり、前記被溶解物質を溶解するための溶媒を前記ハウジングの側壁を通して前記内部室の前記本体との間に形成される環状空間に導いて落下せしめ前記中央通路を通過して落下する被溶解物質と合流混合して溶解する溶解装置において、前記本体の下部には前記中央通路を形成する環状内壁と、前記環状内壁の外側に同心的にエアカーテン形成用環状空間を残して環状外壁とを形成し、前記エアカーテン形成用環状空間は本体の軸方向に伸びる複数個の管路を介して大気と連結している、溶解装置が知られている（特許文献１参照）。【０００３】  特許文献１  実公昭５０−３４２８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
【０００５】  前記した溶解装置は、被溶解物質を溶解するためには満足し得るものではあるが、被溶解物質の供給ホッパーと被溶解物質を通過させるための本体と被溶解物質を通過させるための落下通路を有するハウジングからなるが、部品点数が多いために解体、組立に時間を要し、装置が高価になるという欠点があった。
そこで本発明者は、混合物質を流体と均一に混合でき、装置の部位点数も少なく、解体、組立が容易で、かつ混合した後の流体をマイナスイオン化（酸化還元電位が低い）させることのできる混合装置について種々検討した結果本発明を完成するに至った。【０００６】  すなわち、本発明は、供給ホッパーと、内部軸方向に中央通路を有する本体と、前記本体を収納する内部室を有するハウジングからなり、混合物質と混合するための流体を前記ハウジングの側壁を通して前記内部室と前記本体との間に環状空間が形成されるように設けて、前記中央通路部を通過して落下する混合物質と流体とを合流混合させる混合装置において、前記供給ホッパーの排出管を前記本体の中央通路に挿入し、その供給ホッパーの排出口に、少なくとも上部に棒状体を垂直に設けた震動弁を設け、ハウジングの内部室の壁面に湾曲した凹み部を設け、前記本体の外壁面に垂直状あるいは斜線状の溝を設けたことを特徴とする混合装置である。
【発明の効果】
【０００７】  本発明の混合装置は、部品点数が少なく、かつ解体、組立が容易で、また解体、組立の頻度を少なくすることができ、混合物質と流体を混合するだけでなく、溶解或いは分散させ、さらに混合した後の流体をマイナスイオン化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】  次に本発明を図面を参照しながら説明するが、本発明は、以下の説明のみに限定されるものではない。
図１は、本発明の混合装置の断面図である。
１は、供給ホッパーすなわち液体、粉体等の混合物質の受槽で、供給ホッパー１の排出口２には下部に排出管３が設けられている。この供給ホッパー１の排出口２には図２に示す震動弁４が設けられている。【０００９】  この震動弁４は、球形又は紡重形、楕円形等の弁本体５に、少なくとも上部に棒状体６を一体に設ける。また弁本体５の表面全体に突起状物を設けることによって、粉末状の混合物質を供給するときに排出口２にブリッジを形成するのを防止することができる。棒状体６の形状は、直線状であっても螺線状であっても良い。また棒状体６の形状は横断面形状が丸形、三角形、四角形、楕円形等の種々の形状のものが使用でき、これらの棒状体６は中空体であってもよい。【００１０】  球形又は紡重形、楕円形等の弁本体５は、内部に偏心プーリーを設けた小型モーターを内蔵させることによって震動弁４を躍動させることができる。小型モーターを駆動する電源は、弁本体５内に電池等を内蔵するか、中空棒状体６の中空部内にも電線を配して外部より取ることもできる。【００１１】  図３は、本発明の混合装置の本体側面図である。
７は、本体であり、本体７には内部軸方向に中央通路８を有している。本体７の中央通路８を構成する環状円筒体９の外壁面には、図３に示すように直線状あるいは非直線状あるいは非直線状と直線状の組み合わされた溝１０を設けることが好ましい。そして非直線状と直線状の組み合わされた溝の場合、後述する、本体７の円筒体９とハウジング１４の内部室１２との間に形成される環状空間１３を流体が流れる方向と逆に非直線状にして設けることにより均一流とすることができるので、好ましい。【００１２】  図４は、本発明の混合装置のハウジングの断面図である。
本体７を収納する内部室１２を有するハウジング１４には、その内部室１２の壁面に環状の湾曲した形状の凹み部又は直線の間隙１５を設けてある。また、ハウジング１４には、その内部室１２に流体を導入するための流体源に通じている接続管１６が設けられて、内部室１２の環状空間１３に開口しており、その流入口１７の軸線は内部室１２の中心軸線に偏倚している。【００１３】  本発明の混合装置は、ハウジング１４の内部室１２に本体７の環状円筒体９を挿入し、例えば図１に示すようにボルト１８によって一体に構成する。このように構成することにより、内部室１２と、本体７の環状円筒体９との間に環状空間１３が形成される。【００１４】  この環状空間１３の形状としては、湾曲形状の半円形等、角形状の四角・三角等の多角形状が挙げられる。中でも頂角が１２０°の三角形状が好ましく、流体のエネルギーを減少させること無く溝１０へ通すことが出来る。【００１５】  次に、本体７の中央通路８に供給ホッパー１の排出管３を挿入する。供給ホッパー１の固定は、例えば本体７と供給ホッパー１の排出管３とを螺合等することによって行うことができる。排出管３の長さは、供給ホッパー１を挿入したときに排出管３の先端部が本体７の中央通路８の先端部との面と同一となるか、中央通路８の先端部面より突出するように調整することが好ましい。尚、本体７の中央通路８に供給ホッパー１の排出管３を挿入する構造で、中央通路８と排出管３は絶縁され、被溶解物質が本体に付着しないので、排出管３を取り外すだけの簡単な清掃で済む。【００１６】  供給ホッパー１の排出管３の口径を調整するためには、供給ホッパー１内に供給ホッパー１と同型の小型化したホッパーを排出口２に設けることによって可能である（図示せず）。【００１７】  次に本発明の混合装置を用いて粒体・粉体（ＣＭＣ、高分子凝集剤、活性炭等）等を水と混合する場合について説明する。
震動弁４を停止させて、粉体を供給ホッパー１内に入れ貯留し、震動弁４を作動させると、震動弁４は震動しながら跳動回動運動を行う。震動弁４の跳動回動運動に伴い、震動弁４に設けられた上部の棒状体６が供給ホッパー１の壁面に伴うように跳動回動するため、供給ホッパー１内の粉体の供給ホッパー１内でのブリッジを防止することができる。また震動弁４に設けられた下部の棒状体６は排出口２内を回動することによって、粉体が排出管３内での閉塞を防止することができる。震動弁４は粉体の弁機能・ブリッジ防止機能の他に粉体の微調節、定量注入等の多様な機能を有するものである。【００１８】  震動弁４は、供給ホッパー１の排出口２を閉鎖する弁体と震動駆動部が一体となり、オフの状態で弁本体５は重力弁（ゴム・金属、合成樹脂、セラミック・紙材製など）として閉まり、電動、電磁気操作等の震動により震動弁４が上下に振動し、左右に回転して跳動運動する事によって、ホッパー１の排出口２や排出管３および被溶解物質等に震動を与え、震動弁４がオン・オフを繰り返しながら、ブリッジや閉塞が起きない装置である。【００１９】  図５は、本発明の混合装置の震動弁４の１実施態様を示す断面図である。
供給ホッパーから混合物質の落下量を調整するためには、棒状体の長さを調整し、その棒状体６の先端部を供給ホッパー上縁部を供給ホッパー上縁部１１に適当な手段で掛り止めすることによっておこなうことができる。【００２０】  一方ハウジング１４に設けられた接続管１６から、内部室１２と本体７によって形成された環状空間１３に流体（液体・気体等）が導入されると、流体は環状空間１３内を旋回するように流れる。この時ハウジング１４の内部室１２に設けられた環状の湾曲した形状の凹み部１５があることから、旋回が早くなると共に環状空間１３内の圧力を高めることができる。流体はこの環状空間１３内から本体７の直線状あるいは非直線状あるいは非直線状と直線状の組み合わされた溝１０を通り外部に高圧噴出されると流体が交差衝突し、マイナスイオン化現象が生じる。【００２１】  この噴出された流体と供給ホッパー１の排出管３から落下した粉体はハウジング１４の出口部において一瞬にして混合され混合装置外に排出される。【００２２】  流体エネルギーを環状空間１３と凹み部１５があることから旋回流で加速、加圧し円周上の前方位に切削された本体７の直線状あるいは非直線状あるいは非直線状と直線状の組み合わされた溝１０から下部中央に流体が噴流し集中で交差して、強い衝突エネルギーを持つ高圧ジェット流と成る。ホッパー１の排出口２から排出管３を経由して、機器本体中央部から落下する粉体・液体等の被溶解物質が前述の高圧ジェット流により、空中間で瞬間的に溶解、混合、攪拌などが行われる。なお高圧ジェット流により細粒化された流体は、マイナスイオン化し、溶解物質の鮮度保持並びに添加混合物質の電気・化学反応、物理的等の多様効果を得ることができる。【００２３】  被溶解物質は、高圧ジェット流と成った流体の中心部に落下させると、瞬間圧力で捻じ込まれ、難溶解性の粉末においても、空中間で混合・溶解され、ママコ状態にならない。【００２４】  本発明の混合装置を用いれば炭酸カルシウム、硫酸バンド、硫酸鉄、高分子凝集剤、活性炭等の難溶解物質を粉末あるいは粒体で搬送させ、搬入先で本発明の混合装置を用いて水溶液にすることにより、出荷元で溶液状態にしたものを運搬していたローリー車等のコストを下げる事が出来る。【００２５】  次の本発明の他の形態として、本発明の混合装置を用いて汚濁水を処理する方法を説明する。
予め凝集剤を溶解した凝集剤の水溶液をパイプ等から供給ホッパー１に供給する。一方これと同時に懸濁粒子水をパイプ等により供給ホッパー１に供給する。またこれらと同時に接続管１６から加圧水を供給すると、供給ホッパー１から導入された凝集剤水溶液と汚濁水は排出口２で混合され、接続管１６から供給加圧水は溝１０を通り外部に高圧ジェット水となって落下し、ハウジング１４の出口部において一瞬にして、高圧ジェット水と混合されて排出される。このように本発明の混合装置のハウジング１４の出口部から排出された水溶液は排出前の水溶液に比べて酸化還元電位が低くなる特長を有する。
更に、他の態様として、噴霧状のフラッシュ水をノズル等から供給ホッパー１に供給することによって、供給ホッパー１から導入されたフラッシュ水と凝集剤水溶液と懸濁粒子水は混合され、ハウジング１４の出口部から、加圧水と混合されて排出される。このように本発明の混合装置のハウジング１４の出口部から排出された水溶液は排出前の水溶液に比べて酸化還元電位が低く、凝集効果の高い中和反応を促進する特長を有する。
加圧水及びフラッシュ水に使用される水としては、水道水、工業用水、酸化還元電位を低くした水、排水を処理した水、濾過水等が挙げられる。
供給ホッパー１に供給する懸濁粒子水としては、沈殿池で沈殿したスラリー、スラリーを濃縮槽で濃縮した濃縮スラリー排水、スラリーを乾燥したものやベントナイト・カオリン・酸化チタン・ドラバイト等の粒子状物質を水に溶かした水溶液等が挙げられる。【００２６】  供給ホッパー１にフラッシュ水をノズル等から供給することによって、供給ホッパー１を洗浄することが出来る。【００２７】  本発明の混合装置から排出された処理水は、懸濁粒子水中の汚濁粒子が凝集剤の作用によってフロック化されている。このように調製された処理水は、例えば、横流式沈殿池のフロック形成部に導入することによって、汚濁水の処理効率を高めることができる。
本発明の混合装置から排出された処理水は、フロック形成部に流入する前の汚濁水に比べて酸化還元電位が低く、フロック形成部において凝集効果の高い中和反応を促進する特長を有する。【００２８】また他の態様としてノズル等からフラッシュ水を横流式沈殿池のフロック形成部に供給し、またこれと同時に予め凝集剤を溶解した凝集剤の水溶液を各パイプ等により横流式沈殿池のフロック形成部に供給することによって汚濁水の処理効率を高めることができる。【００２９】  次の本発明の他の形態として、本発明の混合装置を用いて凝集沈殿処理水を処理し、急速濾過の損失水頭が低く、濾材の洗浄頻度を下げることができる方法を説明する。
供給ホッパー１に凝集剤水溶液を供給する。これと同時に接続管１６から加圧水を供給すると、供給ホッパー１から導入された凝集剤水溶液はハウジング１４の出口部において一瞬にして、加圧水と混合されて排出される。このように本発明の混合装置のハウジング１４の出口部から排出された水溶液は排出前の水溶液に比べて酸化還元電位が低くなる特長を有する。凝集沈殿処理水に凝集剤を混合させ、急速濾過する際に、酸化還元電位が低い凝集剤水溶液を使用することで、凝集沈殿処理水に含まれる微量の残留物（フロックや微粒子、バクテリア、細菌等）の酸化還元電位を下げることによって短時間でフロック化させ、除去され易いようにして急速濾過することで損失水頭が低く、濾材の洗浄頻度を下げることができる
本発明方法によれば、接続管１６から加圧水を供給すると供給ホッパー１から導入された液体・粉体を細かい粒子にして、混ざり合う時間を短くし、反応時間を短くすることが出来る。【００３０】  本発明方法によれば、従来アルミ系凝集剤を用いた場合イオン化したアルミニウムが処理されずに沈殿池から排出されることを防止することができる。
本発明方法によれば、処理する汚濁水は、例えば水道水の原水（ダム水、河川水、湖沼水）工業用水の原水、製造水の原水、下水排水、工場排水、製造排水等の汚濁水を好適に処理することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の混合装置の断面図。
【図２】本発明の混合装置の震動弁の１例を示す側面図。
【図３】本発明の混合装置の本体の側面図。
【図４】本発明の混合装置のハウジングの断面図。
【図５】本発明の混合装置の震動弁の１実施態様を示す断面図。
【符号の説明】
【００３２】  １‥‥供給ホッパー
２‥‥排出口
３‥‥排出管
４‥‥震動弁
５‥‥弁本体
６‥‥棒状体
７‥‥本体
１０‥‥溝
１２‥‥内部室
１３‥‥環状空間
１４‥‥ハウジング
【図１】
2006159175.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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