(57)【要約】  懸濁した、コロイド状の、または溶解した不純物を含有する被処理流体の凝集および分離による処理方法であって、被処理流体を凝集試薬と共に凝集槽内で循環させ、凝集された混合物を分離領域内で循環させ、完全に沈めたフローガイド管により凝集槽内で中央領域を画定し、この中央領域で、被処理流体と凝集剤とからなる混合物の軸方向の乱流の流れを発生し（８）、前記流れの回転を妨げる静的装置によりこの流れを角方向に分配し（５）、前記混合物を周辺領域（３）で循環させ、混合物の一部を分離領域に移行させることを特徴とする。
2007515284.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
−被処理流体を凝集試薬と共に凝集槽内で循環させて、不純物がフロックを形成する凝集混合物を得るようにし、
−前記凝集混合物を分離領域内で循環させて、この凝集混合物を、浄化した排出液と前記フロックを含む沈殿物とに分離する、
懸濁した、コロイド状の、または溶解した不純物を含有する被処理流体を凝集および分離により処理する方法であって、
・  完全に沈めたフローガイド管により凝集槽内で中央領域を画定し、この中央領域で、前記フローガイド管の軸方向に、前記被処理流体と凝集剤とからなる混合物の軸方向の乱流の流れを攪拌（８）により発生し、
・  前記フローガイド管の出口に配置されて前記流れの回転を妨げる静的装置により、この流れを角方向に分配し（５）、
・  前記中央領域を囲む周辺領域（３）で、中央領域の入口まで反対方向に前記混合物を循環させ、
・  前記混合物の一部を分離領域に移行させることを特徴とする、方法。
【請求項２】
中央領域における流れを、被処理流体の流入量の１倍から２０倍の流量に保持することを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
周辺領域を、凝集槽内の被処理流体の入口に連通する少なくとも一つの上流の周辺領域と、凝集された混合物の出口に連通する下流の周辺領域とに分割し、凝集槽に入る被処理流体が、中央領域を少なくとも一回通ってから分離領域に移行するようにされたことを特徴とする、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
垂直方向に混合物の軸方向の乱流の流れを発生することを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
中央領域の高さの半ばのところで攪拌（８）により垂直の軸方向の乱流の流れを発生することを特徴とする、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
混合物の軸方向の乱流の流れを下降運動で発生し、中央領域の出口のレベルと凝集槽の底のレベルとの間の高さの少なくともほぼ三分の二のところで、混合物を角方向に配分することを特徴とする、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
中央領域のレベルと凝集槽の底のレベルとの間の高さのほぼ全体で、混合物を軸方向に配分することを特徴とする、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
中央領域を画定するフローガイド管は、出口を形成するこのフローガイド管の下端が、フローガイド管の平均幅の１／３から２／３の距離のところで凝集槽の底と向かい合うように配置されることを特徴とする、請求項６または７に記載の方法。
【請求項９】
中央領域を画定するフローガイド管は、入口を形成するこのフローガイド管の上端が、フローガイド管の平均幅の１／３から２／３の距離のところで凝集槽の内容物の自由面レベルと向かい合うように配置されることを特徴とする、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記周辺領域を、その高さの上部で、凝集槽内の被処理流体の入口に連通する少なくとも一つの上流の周辺領域と、凝集混合物の出口に連通する下流の周辺領域とに分割し、凝集槽に入る被処理流体が少なくとも一回中央領域を通過してから分離領域に移行するようにしたことを特徴とする、請求項６から９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
前記高さのほぼ上半分で前記分割を実施することを特徴とする、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
被処理流体を入れ、ほぼフローガイド管の入口領域のレベルで凝集混合物を出すことを特徴とする、請求項４から１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
凝集剤が、天然、無機、または合成のポリマーであることを特徴とする、請求項１から１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
凝集槽内で被処理流体を一緒に混合する凝集試薬が、凝集槽の上流で被処理流体に投入されたものであることを特徴とする、請求項１から１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
被処理流体を一緒に混合する凝集試薬が、凝集槽内に投入されることを特徴とする、請求項１から１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１６】
凝集試薬が、凝集槽の入口とフローガイド管の入口との間で投入されることを特徴とする、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
凝集試薬が中央領域に投入されることを特徴とする、請求項１５に記載の方法。
【請求項１８】
凝集試薬が中央領域の境界に投入されることを特徴とする、請求項１５に記載の方法。
【請求項１９】
中央領域の入口周辺で、フローガイド管と同軸で環状に、凝集試薬の少なくとも一部を投入することを特徴とする、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
さらに、凝集槽内で粉末材料を被処理流体に混合することを特徴とする、請求項１から１９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２１】
粉末材料が、被処理流体よりも重い不溶性の顆粒材料からなるバラストであることを特徴とする、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
バラストが、粒度２０ミクロンから３００ミクロンの細かい砂から構成されることを特徴とする、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
分離領域の出口で得た沈殿物を処理し、バラストをそこから回収し、凝集槽で再利用することを特徴とする、請求項２１または２２に記載の方法。
【請求項２４】
被処理流体が、凝集槽への投入前に凝固剤と混合されていることを特徴とする、請求項１から２３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２５】
主要流体が、被処理水であることを特徴とする、請求項１から２４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２６】
被処理水が、凝集槽への投入前に、鉄塩またはアルミニウム塩等の無機塩を含む凝固剤と混合されていることを特徴とする、請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
分離が、上澄水排出により行われることを特徴とする、請求項１から２６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２８】
分離が、浮上法により行われることを特徴とする、請求項１から２６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２９】
分離が、プレート、ブレード、または傾斜管もしくは垂直管等の、分離補助品を用いて実施されることを特徴とする、請求項２７または２８に記載の方法。
【請求項３０】
凝集混合物が、分離領域に接線方向に導入され、上澄水排出作用に渦作用を付加するようにしたことを特徴とする、請求項２７から２９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３１】
懸濁した、コロイド状の、または溶解した不純物を含有する被処理流体の凝集による処理のためのリアクタであって、流体の少なくとも一つの入口および流体の少なくとも一つの出口を備えた槽（１０、１０’、１０”）と、被処理流体が凝集剤と混合される溶液内部の少なくとも一つの凝集領域とを含み、
−両端が開いており、槽の底から距離を置きながら槽の溶液に完全に沈められるように垂直に配置されたフローガイド管（２Ａ）であって、周辺領域（３）に向かい合う中央領域（２）を画定し、前記中央領域および周辺領域が該フローガイド管の二端で互いに連通して、周辺領域が流体の入口および出口と連通するフローガイド管と、
−垂直方向に沿った軸方向の乱流運動を発生するように前記フローガイド管内に配置された、垂直軸を持つ攪拌機（８）と、
−攪拌機の下流でその軸のほぼ延長線上に配置された共通エッジ（７）から複数の垂直壁が水平に延びて、フローガイド管から出る流れを周辺領域に角方向に配分するように構成された、十字板（５）とを含む、リアクタ。
【請求項３２】
フローガイド管が一定の断面を有することを特徴とする、請求項３１に記載のリアクタ。
【請求項３３】
フローガイド管が円筒形であることを特徴とする、請求項３２に記載のリアクタ。
【請求項３４】
攪拌機が、フローガイド管の高さのほぼ半ばのところに配置されることを特徴とする、請求項３１から３３のいずれか一項に記載のリアクタ。
【請求項３５】
フローガイド管の直径が攪拌機の直径の１０２％から１２０％であることを特徴とする、請求項３１から３４のいずれか一項に記載のリアクタ。
【請求項３６】
中央領域の流体直径が、中央領域と周辺領域とからなる凝集領域の平均幅の４０％から６０％であることを特徴とする、請求項３１から３５のいずれか一項に記載のリアクタ。
【請求項３７】
攪拌機が、フローガイド管内で垂直下降運動を発生するように配置されて動きを制御され、十字板が、フローガイド管の下部と槽の底との間に配置されることを特徴とする、請求項３１から３６のいずれか一項に記載のリアクタ。
【請求項３８】
フローガイド管の下端が、その直径の１／３から２／３の距離のところで、槽の底に向かい合って配置されることを特徴とする、請求項３７に記載のリアクタ。
【請求項３９】
フローガイド管の上端が、その直径の１／３から２／３の距離のところで、槽に入っている溶液表面のレベルと向かい合って配置されることを特徴とする、請求項３８に記載のリアクタ。
【請求項４０】
フローガイド管の下端と槽の底との距離と、フローガイド管の上端と溶液のレベルとの距離が、フローガイド管の直径の少なくとも約５０％に相当することを特徴とする、請求項３７から３９のいずれか一項に記載のリアクタ。
【請求項４１】
十字板の高さが、フローガイド管の下端と槽の底との距離の少なくとも２／３にほぼ等しいことを特徴とする、請求項３７から４０のいずれか一項に記載のリアクタ。
【請求項４２】
十字板の高さが、フローガイド管の下端と槽の底との距離にほぼ等しいことを特徴とする、請求項４１に記載のリアクタ。
【請求項４３】
十字板の垂直壁が、フローガイド管の半径のほぼ３／４から５／４の距離にわたって水平に延びていることを特徴とする、請求項３７から４２のいずれか一項に記載のリアクタ。
【請求項４４】
十字板の垂直壁が、フローガイド管の半径にほぼ等しい距離にわたって水平に延びていることを特徴とする、請求項４３に記載のリアクタ。
【請求項４５】
十字板が、フローガイド管の軸を中心として９０°オフセットされた４つの壁を含むことを特徴とする、請求項３７から４４のいずれか一項に記載のリアクタ。
【請求項４６】
２個の壁は、被処理流体が凝集槽に到着する方向に対して横断方向に配置されることを特徴とする、請求項４５に記載のリアクタ。
【請求項４７】
垂直壁が、入口領域と出口領域との間で、凝集槽の底と溶液の表面とを隔てる高さ全体の少なくとも一部にわたって、周辺領域を分割することを特徴とする、請求項３７から４６のいずれか一項に記載のリアクタ。
【請求項４８】
前記垂直壁が、前記高さ全体の４０％から６０％に相当する垂直距離にわたって延びていることを特徴とする、請求項４７に記載のリアクタ。
【請求項４９】
リアクタは、フローガイド管と流体の入口との間またはフローガイド管と流体の出口との間で、凝集槽のほぼ上半分に延びる少なくとも２個の垂直隔壁を含んで、被処理流体が、流体の入口と流体の出口との間の中央領域を少なくとも一回は通過するようにされることを特徴とする、請求項４７または４８に記載のリアクタ。
【請求項５０】
前記垂直壁が、主要流体の入口のレベルと攪拌機のレベルとの間の一定の高さにわたって延びることを特徴とする、請求項４７から４９のいずれか一項に記載のリアクタ。
【請求項５１】
垂直壁が、周辺領域の周囲からフローガイド管まで延びることを特徴とする、請求項４７から５０のいずれか一項に記載のリアクタ。
【請求項５２】
入口領域および出口領域が表面のレベル付近に配置され、入口または出口の正面に横断方向に配置されたプレートをそれぞれ備え、サイフォン（ｓｉｐｈｏｎ）を形成するようにされていることを特徴とする、請求項３７から５１のいずれか一項に記載のリアクタ。
【請求項５３】
さらに、凝集試薬供給源に接続される凝集試薬の投入管を含むことを特徴とする、請求項３１から５２のいずれか一項に記載のリアクタ。
【請求項５４】
前記凝集試薬の投入管が、被処理流体の入り口とフローガイド管の入口との間に配置されることを特徴とする、請求項５３に記載のリアクタ。
【請求項５５】
フローガイド管の入口と同軸に配置される凝集試薬投入用の環状管を含むことを特徴とする、請求項５３に記載のリアクタ。
【請求項５６】
さらに、粉末材料供給源に接続される粉末材料の投入管を含むことを特徴とする、請求項３１から５５のいずれか一項に記載のリアクタ。
【請求項５７】
前記粉末材料供給源が、細かい砂の供給源であることを特徴とする、請求項５６に記載のリアクタ。
【請求項５８】
凝集槽が、フローガイド管を備えた単一の凝集領域を含むことを特徴とする、請求項３１から５７のいずれか一項に記載のリアクタ。
【請求項５９】
請求項３１から５７のいずれか一項に記載のリアクタと、前記リアクタの凝集槽の出口に接続される分離領域とを含む、流体処理プラント。
【請求項６０】
リアクタが、粉末材料供給源に接続された粉末材料の噴射管を含み、分離領域が、フロックを含む沈殿物を回収するように構成された出口を含み、この出口が、粉末材料の回収装置に接続され、前記粉末材料供給源が前記回収装置に接続されることを特徴とする、請求項５９に記載のプラント。
【請求項６１】
分離領域が、凝集槽の下流に配置される上澄水排出装置であることを特徴とする、請求項５９または６０に記載のプラント。
【請求項６２】
分離領域が、凝集槽の周囲に配置される上澄水排出装置であることを特徴とする、請求項５９から６１のいずれか一項に記載のプラント。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に工業プロセスの水処理、飲用水の処理、および市町村または工業的な汚水処理の分野で使用可能な、被処理流体（ｆｌｕｉｄｅ  ｂｒｕｔ  ａ  ｔｒａｉｔｅｒ）の凝集（ｆｌｏｃｕｌａｔｉｏｎ）処理方法とリアクタとに関する。
【背景技術】
【０００２】
特に水を処理する分野における各種の流体処理は、被処理流体と、一定の流体すなわち二次流体とを混合して、主要流体の成分と二次流体とを反応させる。二次流体は、実際には、大抵は顆粒材料である凝集剤を含み、被処理流体の不純物と凝集剤との作用によってフロックが形成される。これは、実際には、バラストフロックによる物理化学処理である。流体同士のこうした混合および反応は、一般に、垂直シャフトを備える軸方向フロー攪拌機を備えた、完全混合式の開放リアクタで実施されている。
【０００３】
物理化学反応の処理は、一般に、被処理流体に一つ（または複数）の二次流体を分散し、強く混合してから、（できるだけ短い）反応時間で、（強い混合ステップに比べて）弱い攪拌強度で攪拌することからなる。これらのステップでは、一般に、複数の槽またはリアクタが直列して（ｅｎ  ｓｅｒｉｅ）使用される。
【０００４】
槽の入口と出口との間にバイパス（「ｂｙ−ｐａｓｓ」）が存在する可能性があり、また、数学的なモデル化と物理的なモデルとの組み合わせから容易に判明するように槽の実際の容積利用が不完全であることから、一般に、リアクタのサイズが大型化し、および／または追加攪拌電力が使用される。しかし、そのために、投資コストと機能コストが跳ね上がる。従来は、所定の槽の入口と出口を互いにできるだけ離して配置し、たとえば槽の一端にある下方位置に入口を、他端の上方位置に出口を配置しようとすることがよく行われていたが、これは、複数槽の直列接続が必要なときは妨げになることが分かっている。
【０００５】
さらに、混合物の性能に有害であるとみなされた、一般に渦と呼ばれる液体全体の回転を回避するために、垂直隔壁（バッフル）を側壁に配置することが既に提案されている（ＳｔｅｒｂａｃｅｋおよびＴａｕｓｋ著「Ｍｉｘｉｎｇ  ｉｎ  ｔｈｅ  ｃｈｅｍｉｃａｌ  ｉｎｄｕｓｔｒｙ」（Ｐｅｒｇａｍｏｎ  Ｐｒｅｓｓ、１９６５年、２７８−３０１ページ）参照）。この文献によれば、垂直隔壁の付加により、邪魔板（ｃｈｉｃａｎｅｓ）の幅が攪拌機の直径の０．０５６から０．１２であるという条件で乱流（従って混合）を増やすことができ、これらの隔壁が、側壁に接するよりもむしろ流れの中にあることが好ましい。実際、この文献は、また、年代的な理由から、攪拌機付近で底に取り付けられた２個の垂直壁からなる十字板について言及しているが、プロセス制御が難しく、循環する液体からの固体粒子でたちまち詰まってしまうことを指摘している。さらに、これらの垂直壁によってエネルギー消費が多くなることも指摘している。
【０００６】
非常に深い槽の場合、槽の容積内で攪拌シャフトに沿って複数の動体を配置し、乱流になる容積部分を増やすことが知られている。しかしながら、動体の周囲に同心の管（フローガイド管）を配置し、この管の出口に動体を取り付けることによって、このような重なり合う動体を付加しなくてもよいことが分かった（１９６５年の上記文献）。こうしたフローガイド管は、攪拌される容積部分を増す役割をする吸入管式に作用し、内部還流を可能にするという長所を有する。しかし、こうした吸入効果は、渦型の回転運動としばしば組み合わされる。
【０００７】
水処理の分野では、特に凝集ステップに関して、たとえば仏国特許第２５５３０８２号明細書では、軸方向上昇フロー翼（ｈｅｌｉｃｅ）を備えた中央領域と、この中央領域を中心とする周辺領域とを備えた反応チャンバを構成することが既に提案されている。被処理水は、場合によっては必要な試薬を添加され、処理時に予め得られた沈殿物と混合され、中央領域の底に投入される一方で、ポリマー等の補助剤が中央領域に投入される。内部還流が形成され、周辺領域が緩慢な凝集領域を構成する。中央領域は、平行六面体の槽に配置された垂直管により画定されるので、この中央領域は二重であるということができる。その後、混合物は、中間槽に移ってから分離領域に移行する。このような構造は、多数の領域を介在させることが分かる。
【０００８】
さらに、国際公開第９８／１４２５８号パンフレットによれば、内部還流を行う中央槽は、軸方向上昇運動をする一つまたは複数の翼が内部に配置される中央管と、顆粒材料の供給口と、凝集剤の供給口とを含む。被処理流体は、中央管の底に導入され、溢流口（ｓｕｒｖｅｒｓｅ）から中央領域の環状エリアに入り、次いで、フロックの大きさに応じて還流用の管内または浄化用の周辺領域で上昇する。翼は、固体を切断せずに懸濁保持するのにちょうど十分な乱流をもたらすので、緩慢な混合が可能になり、従って各種の性能が損なわれない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、設備または機能の観点から小型化、効率化、低価格化を組み合わせた改良を目的とする。
【００１０】
そのため、本発明は、一つ（または複数）の攪拌機と、攪拌レベルの異なる領域の画定とにより、被処理流体と凝集剤（と、場合によっては、凝集バラストを形成する顆粒材料）との反応速度特性を改善し、バイパスの危険性（すなわち攪拌レベルが異なる様々な領域で循環が行われない危険性）を低減しながらリアクタの有効容積部分を増やし、攪拌レベルに用いられる電力レベルを抑制する凝集リアクタを目的とする。
【００１１】
本発明の別の目的は、単一槽の容積内で、攪拌レベルの異なる２つの領域を結合し、所定のエネルギーレベルと所定の接触時間とに対して乱流を最大化する、被処理流体の凝集分離処理方法にある。
【００１２】
本発明の別の補足的な目的は、同型であってもなくても、同寸であってもなくても、製造時または後段で、複数のリアクタの連携を容易にすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
このため、本発明は、最初に、懸濁、コロイド状、または溶解した不純物を含有する被処理流体の凝集による処理方法を提案する。この方法によれば、
−被処理流体を凝集試薬と共に凝集槽内で循環させて、不純物がフロックを形成する凝集混合物を得るようにし、
−前記凝集混合物を分離領域内で循環させて、この凝集混合物を、浄化した排出液と前記フロックを含む沈殿物とに分離し、
・  完全に沈めたフローガイド管により凝集槽内で中央領域を画定し、この中央領域で、前記フローガイド管の軸方向に、前記被処理流体と凝集剤とからなる混合物の軸方向の乱流の流れを攪拌（８）により発生し、
・  前記フローガイド管の出口に配置されて前記流れの回転を妨げる静的装置により、この流れを角方向に分配し（５）、
・  前記中央領域を囲む周辺領域（３）で、中央領域の入口まで反対方向に前記混合物を循環させ、
・  前記混合物の一部を分離領域に移行させる、ことを特徴とする。
【００１４】
このように、本発明は、高レベルの攪拌を行う中央領域を、攪拌レベルがそれほどでない周辺領域に向かい合わせて画定することと、フローガイド管の出口で流体の回転を妨げる静的装置により中央領域から出る流れを角方向に分配することとを組み合わせて、乱流を最大化し、中央領域および周辺領域の容積に導入される循環から逃れる停滞領域（ｚｏｎｅｓ  ｍｏｒｔｅｓ）を最小化するよう提案していることに留意できる。ところで、前述のように、流れを回転させないようにする静的装置の使用は制御が難しいために断念され、攪拌機との組み合わせだけが提案されてきた。そのため、当業者は、このような静的な部材が技術的な問題を解決する役割を果たせるとは考えもしなかった。また、凝集領域でフローガイド管を使う公知の解決方法を思いついたとしても、フローガイド管との組み合わせでこのような静的装置を使用する長所がありうることは考えつかなかった。
【００１５】
場合によっては組み合わされる本発明の好適な構成によれば、
−中央領域における流れを被処理流体の流入量の１倍から２０倍の流量に保持する。これは、バイパス（ｂｙ−ｐａｓｓ）の危険性を低減して、エネルギーの過剰消費が不要な適切な混合に申し分のない乱流を導入するのに十分な還流に相当する。
−周辺領域を、凝集槽内の被処理流体の入口に連通する少なくとも一つの上流の周辺領域と、凝集された混合物の出口に連通する下流の周辺領域とに分割し、凝集槽に入る被処理流体が、中央領域を少なくとも一回通ってから分離領域に移行するようにする。これによって、当然のことながら、著しいエネルギーを消費せず、また、多数の還流サイクルを介在させずに、バイパスが回避される。
−垂直方向に混合物の軸方向の乱流の流れを発生させる。これは、適切に制御された、それ自体公知の構成に対応する。
−中央領域の高さの半ばのところで攪拌により垂直の軸方向の乱流の流れを発生する。これにより、中央領域の入口で適切な吸入運動が得られ、また、中央領域の出口で適切な抑圧（ｒｅｆｏｕｌｅｍｅｎｔ）が得られるので、この出口で角方向に分配が行われる。しかし、１個以上の攪拌機が要求されることはない。
−混合物の軸方向の乱流の流れを下降運動で発生し、中央領域の出口のレベルと凝集槽の底のレベルとの間の高さの少なくともほぼ三分の二のところで、混合物を角方向に配分する。これは、凝集領域で内部還流がある場合に今日使用されている方向と逆方向であることに留意されたい。しかし、当業者が考え出したものとは違って、最近のモデル化研究から、角方向の配分を行う静的装置との組み合わせで下降運動を実施することは全く現実的であり、そのために、生成中または成長中のフロックによって静的装置が不都合に詰まることはない。ところで、下降方向を選択することで、導入される乱流の結果、表面にさざ波が立たないようにされ、槽の底を利用して、中央領域と周辺領域との間の混合物の流れの中で速やかな方向変換が行われる。
【００１６】
こうした下降運動の場合、好適には、
−中央領域のレベルと凝集槽の底のレベルとの間の高さのほぼ全体で、混合物を軸方向に配分し、それによって、フローガイド管から出る流れ全体を確実に角方向に配分する。
−中央領域を画定するフローガイド管は、出口を形成するこのガイド管の下端が、ガイド管の平均幅の１／３から２／３の距離のところで凝集槽の底と向かい合うように配置される。これにより、流れが不都合に減速する大きなリスクを負わずに流れの方向が反転される。
−中央領域を画定するフローガイド管は、入口を形成するこのガイド管の上端が、ガイド管の平均幅の１／３から２／３の距離のところで凝集槽の内容物の自由面レベルと向かい合って位置するように配置される。これにより、不都合な表面運動を導入せずにフローガイド管が有効に確実に供給される。
−前記周辺領域を、その高さの上部で、凝集槽内の被処理流体の入口に連通する少なくとも一つの上流の周辺領域と、凝集混合物の出口に連通する下流の周辺領域とに分割し、凝集槽に入る被処理流体が少なくとも一回中央領域を通過してから分離領域に移行するようにする。これにより、このような分割の一般使用について先に述べた長所を特に簡単に得られる。
−前記高さのほぼ上半分で前記分割を実施する。これは、中央領域を迂回する恐れを最小化するのに十分な高さである。
【００１７】
本発明の方法の別の好適な特徴によれば、
−被処理流体を入れ、ほぼフローガイド管の入口領域のレベルで凝集混合物を出す。これにより、この方法を実施するためのプラントの直列接続が可能になり、被処理流体は中央領域に、循環される混合物は周辺領域に、有効にガイドされる。
−凝集剤が、天然、無機、または合成のポリマーである。
−凝集槽内で被処理流体を一緒に混合する凝集試薬が、凝集槽の上流で被処理流体に投入済みである。
−変形実施形態では、被処理流体を一緒に混合する凝集試薬が、凝集槽内で、たとえば凝集槽の入口とフローガイド管の入口との間に投入される。しかし、凝集試薬は、中央領域に投入し、好適には中央領域の境界に投入することが勧められる。これにより被処理流体との混合が非常に早くなる。この効果は、中央領域の入口周辺で凝集試薬の少なくとも一部をフローガイド管と同軸かつ環状に投入するときに、いっそう高まる。
−さらに、凝集槽内で粉末材料を被処理流体に混合し、粉末材料は、好ましくは被処理流体よりも重い不溶性の顆粒材料からなるバラストであって、生成中または成長中のフロックに対しておもり（ｌｅｓｔ）の役割を果たすようにする。これは、有利には、原価が特に安価な、粒度２０ミクロンから３００ミクロンの細かい砂から構成される。
−分離領域の出口で得た沈殿物を処理し、バラストをそこから回収し、凝集槽で再利用する。これにより、分離領域の出口で廃棄物にされる沈殿物内の粉末材料を損失せずにすみ、これらの廃棄物の容量を減らせる。
−被処理流体が、凝集槽への投入前に凝固剤と混合される。これにより、被処理流体が被処理水であるだけにますます最終分離の効率が高くなる。この場合、好適には、被処理水が、凝集槽への投入前に、鉄塩またはアルミニウム塩等の無機塩を含む凝固剤と混合されている。
−分離は、上澄水排出（ｄｅｃａｎｔａｔｉｏｎ）により行われ、あるいは変形実施形態では浮上法（ｆｌｏｔｔａｔｉｏｎ）により行われ、有利には、プレート、ブレード、または傾斜管もしくは垂直管等の、分離補助品を用いて実施される。さらに有利には、凝集混合物が分離領域に接線方向に導入され、上澄水排出作用に渦作用を付加する。所定の処理時間に対して分離は改善され、すなわち所定の分離レベルに対して加速される。
【００１８】
本発明の別の特徴によれば、発明は、好適な実施形態による方法を実施するために、懸濁、コロイド状、または溶解した不純物を含有する被処理流体の凝集および分離による処理用のリアクタを提案し、このリアクタは、流体の少なくとも一つの入口および流体の少なくとも一つの出口を備えた槽と、被処理流体が凝集剤と混合されてフロックを形成する溶液（ｂａｉｎ）内の少なくとも一つの凝集領域とを含み、さらに、
−両端が開いており、槽の底から距離を置きながら槽の溶液に完全に沈められるように垂直に配置されたフローガイド管であって、周辺領域に向かい合う中央領域を画定し、前記中央領域および周辺領域が該フローガイド管の二端で互いに連通して、周辺領域が流体の入口および出口と連通するフローガイド管と、
−垂直方向に沿った軸方向の乱流運動を発生するように前記フローガイド管内に配置された、垂直軸を持つ攪拌機と、
−フローガイド管から出る流れを周辺領域に角方向に配分するように、攪拌機の下流でその軸のほぼ延長線上に配置された共通エッジから水平に延びる複数の垂直壁からなる十字板と、を含む。
【００１９】
このようなリアクタは、垂直な下降乱流運動でこの方法を実施する場合、先に述べた長所を有する。
【００２０】
本発明の好適な構成によれば、本発明の方法に関する上記の構成と時には同じではあるが、以下の通りである。
・  フローガイド管が一定の断面を有し、これにより混合物が迅速に流れる。
・  フローガイド管が円筒形であり（この用語の限定的な意味による。すなわち断面が円形である）、それは特に単純な構造に対応している。変形実施形態では、断面が正多角形等である。
・  攪拌機がフローガイド管の高さのほぼ半ばのところに配置される。
・  フローガイド管の直径が攪拌機の直径の１０２％から１２０％であり、これにより、フローガイド管の断面全体で適切な攪拌が行われる。
・  中央領域の流体直径が、中央領域と周辺領域とからなる凝集領域の平均幅の４０％から６０％である。
・  攪拌機が、フローガイド管内で垂直下降運動を発生するように配置されて動きを制御され、十字板（ｃｒｏｉｓｉｌｌｉｏｎ）が、フローガイド管の下部と槽の底との間に配置される。
・  フローガイド管の下端が、その直径の１／３から２／３の距離のところに槽の底に向かい合って配置される。
・  フローガイド管の上端が、その直径の１／３から２／３の距離のところで、槽に含まれる溶液表面水位に向かい合って配置される。
・  フローガイド管の下端と槽の底との距離と、フローガイド管の上端と溶液のレベルとの距離が、フローガイド管の直径の少なくとも約５０％に相当する。
・  十字板の高さが、フローガイド管の下端と槽の底との距離の少なくとも２／３にほぼ等しい。
・  十字板の高さが、フローガイド管の下端と槽の底との距離にほぼ等しい。
・  十字板の垂直壁が、フローガイド管の半径のほぼ３／４から５／４の距離にわたって水平に延びる。これにより、凝集混合物の全体またはほぼ全体が角方向に配分される。好適には、十字板の垂直壁が、フローガイド管の半径にほぼ等しい距離にわたって水平に延びる。
・  十字板は、フローガイド管の軸を中心として９０°オフセットされた４つの壁を含み、これは、特に簡単な構造に対応する（２個のプレートが直角に交差する）。
・  ２個の壁は、被処理流体が凝集槽に到着する方向に対して横に配置される。これにより、流れが適切に分配される。
・  垂直壁が、入口領域と出口領域との間で、凝集槽の底と溶液の表面とを隔てる高さ全体の少なくとも一部にわたって、周辺領域を分割する。これによって、被処理流体がフローガイド管を少なくとも一回通過する。
・  前記垂直壁が、前記高さ全体の４０％から６０％に相当する垂直距離にわたって延びており、そのため、高さに対して適切な妥協がなされ、隔壁表面をそれほど使わずに効率が高められる。
・  リアクタは、フローガイド管と流体の入口との間またはフローガイド管と流体の出口との間で、凝集槽のほぼ上半分に延びる少なくとも２個の垂直隔壁を含んで、被処理流体が、流体の入口と流体の出口との間の中央領域を少なくとも一回は通過するようにする。実際、垂直壁が最も有効であるのは、上部のフローガイド管の入口位置である。
・  前記垂直壁が、主要流体の入口のレベルと攪拌機のレベルとの間の一定の高さにわたって延びている。
・  垂直壁が、周辺領域からフローガイド管まで延び、これによって、周辺領域が適切に分割される。
・  入口領域および出口領域が表面の水位付近に配置され、入口または出口の正面に横に配置されたプレートをそれぞれ備え、サイフォンを形成するようにしている。これによって、被処理流体が定期的に供給され、また、溶液表面での不都合な運動が回避される。
・  さらに、凝集試薬供給源に接続される凝集試薬の投入管を含む。
・  前記凝集試薬の投入管が、被処理流体の入口とフローガイド管の入口との間に配置される。好適には、リアクタが、フローガイド管の入口と同軸に配置される凝集試薬投入用の環状管を含む。
・  さらに、粉末材料供給源に接続される粉末材料の投入管を含む。
・  前記粉末材料供給源が、細かい砂の供給源である。
・  凝集槽が、フローガイド管を備えた単一の凝集領域を含む。しかし、本発明は、また、同一の槽が、並置された複数の凝集領域を含む場合にも適用される。
【００２１】
本発明は、また、上記タイプのリアクタと、このリアクタの凝集槽の出口に接続される分離領域とを含む流体処理プラントに関する。
【００２２】
好適には、
・  リアクタが、粉末材料供給源に接続された粉末材料の噴射管を含み、分離領域が、フロックを含む沈殿物を回収するように構成されて、粉末材料の回収装置に接続された出口を含み、前記粉末材料供給源が、前記回収装置に接続される。
・  分離領域が、凝集槽の下流に配置される上澄水排出装置である。
・  分離領域が、凝集槽の周囲に配置される上澄水排出装置である。
【００２３】
このようにして、本発明による特に有効な組み合わせによれば、フローガイド管が十字板の上に配置され、この２個の装置の直径が有利には同じであり、少なくともほぼ同じである。一つまたは複数の流体または二次流体を表面に導入可能にし、それらの噴射を常時制御するように、下降方向へのポンピングが推奨されている。十字板により槽の下部で発生する著しい速度勾配（乱流運動エネルギーの発生）は、当業者が、堆積領域の形成を回避するために、このような底の水平壁を除外すべきであると推定する場合でも、こうした堆積領域が形成されないという長所を有する。
【００２４】
これらの装置の組み合わせ効果によって、攪拌機の翼の半径方向の成分の大部分が軸方向の成分に変換され、吸収パワーが同じでもポンピング流量が一段と増加する。
【００２５】
本発明の好適な実施形態に関して、次のような様々な考察を行う価値がある。
・完全に画定されて根本的に異なる混合度を有する二つの領域の存在により、通常は混合度が異なる二つの槽を必要とする様々な機能を同じ槽で果たせる。
・混合強度が異なる上記の二つの領域を含む単一槽の使用により、２個ではなく単独の攪拌機で二つの機能を果たせる。
・有効容積が同じ場合、混合強度とその均質性とがいっそう適切に制御されるために停滞領域が減少し、単一槽の全体容積は、２個の槽を結合した容積よりも、はるかに小さくできる。
・処理効率が同じであって、試薬の消費量が同じでポンピング流量が同じ場合、半径方向のフローの大部分が軸方向フローに変えられるので、エネルギー消費が少なくてすむ。
・通常は複数の動体の積層を使用する深い槽では、フローガイド管と十字板とを組み合わせることで、追加動体に固有の消費がなくなり、この新しい設計で効率が高くなるので、単一の動体を用いて少ない電力で同じ流体効果が得られる。
・垂直隔壁は、単に全部で２個とし、フローガイド管と槽との間に含まれるスペースを完全に覆うことができ、液体の高さの上半分にのみ配置できる。従って、この場合、垂直隔壁は、従来文献に記載されているものよりもずっと広幅でずっと短い。水平面では、垂直隔壁が入口壁に平行であり、そのため出口壁にも平行である。
・十字板の直径は、好適にはフローガイド管の直径に等しく、高さは、フローガイド管と槽の底との間に含まれる。
・フローガイド管、表面隔壁および十字板と、供給および排出領域と、攪拌機の配置と、二次流体の投入方式との、有利な組み合わせに基づくこのリアクタにより、性能の最適利得が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
本発明の目的、特徴、長所は、添付図面に関して限定的ではなく例として挙げられた以下の説明から明らかになるであろう。
【００２７】
（リアクタの形状）
図１、図２に参照符号１０で示したリアクタは、同型の複数のリアクタの直列配置を容易にするために矩形である。図示されていない変形実施形態では、このリアクタを正方形にすることができ、これは、中央領域の対称性を考慮すると都合がよい場合がある（上記の説明参照）。
【００２８】
後述する構成の大部分は、本発明により同様にカバーされる円形リアクタ（図５参照）にも適用可能であり、得られる結果は、ほぼ同じであることに留意されたい。
【００２９】
一般に、リアクタ１０は、ここで好適とみなされる実施例では、
・適切なあらゆるタイプの公知の凝固剤等の第一の試薬を投入しておくことが可能な被処理流体が、しばしば乱流に沿って供給される、流体の入口領域１と、
・フローガイドの役割を果たす管２Ａの内部にあって、攪拌機８が発生する強い散逸エネルギーを有し、少なくとも一つの凝集剤と被処理流体とを分散させて完全に混合させ、延長部分に十字板５を配置した、中央領域２と、
・所望の凝集が完遂される低エネルギーの（フローガイド管外部の）周辺領域３と、
・有利には、攪拌エネルギーの散逸と、ここでは槽の全幅にわたって出る凝集混合流体の一様な分布とを可能にし、場合によっては存在する下流の分離リアクタで固体と液体との分離を促す、流体出口領域４と、
・入口と出口との間でバイパスを最小化して混合の効率を高める偏向板を形成する垂直隔壁６Ａ、６Ｂのアセンブリとを含む。
【００３０】
この同じ原理に基づく複数の処理ステップの（初期または後段の）連携を容易にするために、各リアクタの入口および出口は、好適には上部の同一レベルで、ここでは面状の管の入口レベルに配置される。さらに、こうした配置により、ダイナミックバイパスを最小化することができ、たとえば流体出口が含む排水口の上の溶液水位の上昇によって、あるいは、これらの排水口の位置変更によって、場合によっては浮遊物を下流に排出できる。
【００３１】
（吸入領域１）
排出液とも呼ばれる被処理流体は、各リアクタに、（図１に示したように）面状に導入され、（実際には、リアクタの壁で入口を画定するスリットの下縁からなる含浸排水口または非含浸排水口１Ａから）全幅にわたって分配される。あるいは、（図に示されない変形例として）沈降式（ｓｏｕｓｖｅｒｓｅ）または局部的に（自由表面または充填面で）導入される。
【００３２】
一般に、局部的な導入は、単一リアクタの場合または直列になった中の第一のリアクタの場合に選択可能であり、２個の連続するリアクタ間の連絡は、好適には流出によって行われる。
【００３３】
サイフォン状の隔壁１Ｂ（またはサイフォン作用を引き起こす活栓プレート）は、リアクタの他の部分に対して流入領域または吸入領域を画定することができる。こうしたサイフォン状の隔壁により、主に局部的な流入の場合に上流の乱流の運動エネルギーを散逸し、流れの方向を（水平ではなく垂直に）変えることができる。
【００３４】
発散を容易にするために、第一の試薬、たとえば凝固剤（たとえば鉄塩またはアルミニウム塩等の無機塩など）を、こうした強い乱流領域に導入できる。この試薬（または場合によっては他の試薬）の導入方式は、被処理流体の導入方式すなわち局部的な投入か吸入領域の全幅にわたる多数の箇所からの投入かに応じて決まる。
【００３５】
（中央領域２）
中央領域は、様々な成分が密接に混合されるフローガイド管内部の最大乱流領域である。
【００３６】
フローガイド管の使用により、液体の深さとは無関係にシャフトによる単一の攪拌機８だけを使用できる。
【００３７】
管は、対称軸ｚ−ｚを有し、好適には断面が一定で有利には円筒形であり、ここでは円形である（すなわちこの用語の一般の意味で円筒形である）が、たとえば多角形などの他の形状にしてもよい。
【００３８】
フローガイド管は、溶液に完全に沈められ、たとえ傾斜方向（または水平方向）が可能であっても、入口／出口を含めたリアクタ全体の一般構成からそれが望ましい場合には、垂直である（従って対称軸ｚ−ｚが垂直である）ことが好ましい。
【００３９】
図４に示したように、必要に応じて、槽の長手方向および横方向の寸法から可能であれば、フローガイド管を備えた複数の攪拌機を同じ槽に設置可能である。各方向（長手方向および横方向）に配置される攪拌機の数の選択は、これらの攪拌機の動体の直径と、対応する側面との比に依存し、最大直径は、それ自体、液体の高さによって決定される。
【００４０】
特に有利には、この攪拌機は、下降垂直流を発生するように制御される。
【００４１】
攪拌機全体により汲み上げられる流量は、有利には横方向の流量（入口と出口との間）の１倍から２０倍であり、管２Ａ（または筒状鞘管）の上部で吸入され、リアクタの底側に、すなわち下降方向に吐出される。この構成により、一つまたは複数の試薬を面状に、または局部的に、あるいは、管と同軸で管の上部入口に配置された穿孔環状管１４を介して、投入することができる。ここでは、この穿孔管から凝集剤が投入されるが、変形実施形態では、入口で、または入口と中央領域との間で、さらには管の入口で、投入を実施できる。
【００４２】
攪拌機８は、有利には、管の高さの半ばのところに配置され、管の直径は、好適には攪拌機の直径の１０２％から１２０％である。
【００４３】
直径は、有利には、周辺領域の最大水平寸法に対して多くても６０％、少なくとも４０％であり、好適には約５０％である。この中央領域の流体直径は、槽の平均側面の４０％から６０％である。
【００４４】
管の下端は、有利には、管の直径の１／３から２／３の距離のところで槽の底に向かい合って配置され、表面と管の上端位置との距離についても同様である。有利には、これらの距離が、管の直径の約５０％である。
【００４５】
フローガイド管の下に配置される十字板５は、攪拌機の軸Ｚ−Ｚのほぼ延長線上に配置される共通エッジ７から延びる複数の垂直壁５Ａからなる。これは、フローガイド管から出る流れの回転保持を妨げる静的装置である。この装置は、流れを方向付け、複数の等しい部分に角方向に分割し、槽の底で円形流が形成されないようにする。円形流の原因となる半径方向の作用をなくすことにより、消費電力を増加せずに、軸方向の作用を平行して増大し、従ってポンピング流量を増やす。これによって、また、十字板から形成される隅に粒子が集まらないようにされる。
【００４６】
有利には、十字板の直径は、管の直径の７５％から１２５％である。十字板の壁は、槽の底と管の出口との間の高さの大部分（少なくとも２／３）にわたって延びており、好適には、この高さのほぼ全体に延びている。
【００４７】
十字板は、ここでは、直角（従って９０°）に接続される４個の壁からなり、好適にはそのうちの２個が、槽の入口と出口との間の流れの方向に対して横断方向に配置されている。図示されていない変形実施形態では、十字板が含むことができる隔壁数が異なっていてもよく、３個だけ、あるいは反対に５個またはそれ以上を含むことができる。
【００４８】
（周辺領域３）
フローガイド管の外部に配置されるこの周辺領域は、汲み上げられる流体が上昇運動し（適切に混合されるが、凝集中だけである）、低速で乱流が少なく、均質性が高いことを特徴とする。これによって、最短時間で所望のプロセスを達成できる。
【００４９】
隔壁（偏向板、または「バッフル」）６Ａ、６Ｂを面状に、横流と交差するように配置することによって、表面に形成される回転運動がなくなり、フローガイド管に入る流体全体の進路が優先されるので、被処理流体がフローガイド管を少なくとも一回通過し、還流および投入された試薬と混合される。
【００５０】
これらの垂直隔壁は、中央領域の高さの一部、従って溶液の高さの一部だけに延びており、有利には溶液の上半分で（図示されている事例のように入口と出口とが上部にある場合は特に）、好適には前記高さの４０％から６０％にわたって延びている。垂直隔壁は有利には、表面と、管の攪拌機が配置された高さとの間にわたって延びている。
【００５１】
図示されていない変形実施形態では、これらの壁の数をもっとふやして、たとえば全部で３個（さらには４個（またはそれ以上））とし、これらの壁を、入口と出口との間で規則正しく、または不規則に角方向に配置および分配することができる。
【００５２】
（排出領域４）
この領域は、流入領域の反対側で、好適には同じ高さに配置され、有利には、サイフォン状の隔壁４Ｂと、一般にはリアクタの全幅に延びる沈んだ排水口４Ａとを含む。
【００５３】
適切な含浸深さで最適な距離に配置された上記装置により、適切な上昇速度を選択することによって、バイパスを最小化し、リアクタの下流での処理に好ましくない乱流を分散できる（たとえば相の分離が望ましい場合）。
【００５４】
サイフォン状の隔壁と下流壁（図示せず）との間に含まれる空間を適切に分割することによって、排水口の全長で同様に一定流量を分配できる。
【００５５】
（特別な構成）
有利には、図１、図２のリアクタには分離領域が続く。様々な使用構成が考えられる。
【００５６】
図３は、このような分離領域１００に続くリアクタ１０を示している。
【００５７】
必要に応じて、図１、図２のような複数のリアクタを直列接続できることを理解しなければならない。
【００５８】
図３では、周辺領域部分を示す斜線（ｇｒｉｓｅ）領域で、場合によっては凝固剤投入ライン１１の後に、左側から流入が行われる。周辺領域部分では、隔壁６Ａ、６Ｂにより上昇流が閉じ込められ、供給される被処理流体と混合される。白（ｃｌａｉｒｅ）の中央領域では、（凝集剤供給源１４Ａからの）凝集剤の投入１４と、場合によっては（顆粒材料供給源１５Ａからの）粉末材料の投入１５とが示されている。凝集後、斜線で示した周辺領域の右側部分から流体が出て分離領域に入る。分離領域では、凝集流体が浄化排出液とリアクタ１０に形成されるフロックを含む沈殿物とに分離される。
【００５９】
被処理流体は、好適には水であり、この水は、原則として、鉄塩またはアルミニウム塩等の凝固剤をライン１１すなわち上流槽で投入することによって、予め凝固されている。槽内への供給は、溢流式（ｓｕｒｖｅｒｓｅ）または沈降式で導入される。
【００６０】
有利には、粉末材料が、被処理流体に含まれる懸濁した、コロイド状の、または溶解した不純物からのフロックの形成を促すように投入される。粉末材料は、好適には、水に溶けない（または殆ど溶けない）顆粒材料からなるバラストであり、被処理流体よりも重い。この材料は、有利には粒度２０ミクロンから３００ミクロンの砂であることが好ましい。
【００６１】
図４は、もはや１個ではない同じ槽に、図１、図２の十字板のような静的装置と組み合わせた３個のフローガイド管を含む別のリアクタ１０’を示している。管により画定される各中央領域と、中央領域を囲む周辺領域とから一緒に形成される領域を、「凝集領域」と呼ぶことにより、図４のリアクタが、入口（図の上部）と出口（同図の下部）との間に平行に配置される複数の凝集領域を含むということができる。
【００６２】
図５は、図１、図２と同様の別のリアクタ１０”を示しているが、但し、槽の壁は円筒形であり、凝集流体は、その周辺の大部分で溢流口からこの槽を出る。側面の偏向隔壁は、ここでは全部で４個であり、参照符号６”Ａから６”Ｄで示され、周辺領域の上部で４つの区画を画定し、そのうちの１区画（図の上部にある区画）が被処理流体の流入専用であり、他の３区画が凝集流体を排出可能にする。
【００６３】
一般に、強い混合によって形成されるフロックは、上澄水排出領域に最終的に送る前のガイド管での部分的な還流により攪拌が強くない周辺領域で、大型化する。
【００６４】
図６の実施形態では、上澄水排出領域が、凝集リアクタ１０とは別の分離層１００’である。さらに、この槽は、ここでは傾斜ブレードからなる上澄水補助装置１１０を含む（変形実施形態では、これらの部材は省略される）。最後に、実際には分離槽の沈降（ｓｏｕｓｖｅｒｓｅ）によって排出される浄化排出液から沈殿物が分離され、沈殿物は、ここでは、部材１１３にラインにより接続されたポンプ１１２により汲み上げられる。この部材は、実際には、ハイドロサイクロン、または、分離を実施可能で、これらの沈殿物に含まれる顆粒材料の大部分を回収可能な、他のあらゆるシステムである。この場合、部材１１３は、粉末材料供給源の一部をなす（当然のことながら、凝集リアクタに投入される材料は、一部がこの回収材料からなり、一部が新しい材料から構成される）。
【００６５】
バラストを形成するこうした粉末材料は、完全に不活性であり（砂、柘榴石など）、あるいは活性材料（粉末活性炭または樹脂など）であって、このため、たとえ砂に関与する場合でも、粉末材料が時には汚水処理の「試薬」という言い方をされていることが説明される。先に述べたように、粉末材料は、予め凝固された流体と一緒に入口に投入してもよいし、あるいは攪拌動体の上流領域で、好適には攪拌動体と同軸のフローガイド管の上部で投入してもよい。バラストの投入によって、二つの有効領域を備えた単一槽で、たとえば仏国特許出願第２６２７７０４号明細書および第２７１９２３４号明細書の特許で推奨されているバラスト凝集処理を実現可能である（ブレード付きまたはブレード無しの「Ａｃｔｉｆｌｏ」とも呼ばれる方法に対応する）。これによって、攪拌エネルギーの需要を最小限にしながら製造コスト全体を下げられる。同様に、本発明で提案される十字板は、出願人が実施した試験によれば、当業者の予想に反して、攪拌効率をいっそう高めたことにより攪拌槽の底のバラスト砂の堆積を最小化できる。
【００６６】
図７は、被処理流体の処理、一般には水処理の別のプラントを示す。このプラントと図６のプラントとの主な相違点は、ここでは分離領域が、もはや下流ではなく凝集槽１０の周囲にある槽１００”であることにある。リアクタ１０の構成は図６と同じであり、粉末材料の投入は、図６と同様に、槽１００”の底で汲み上げた沈殿物から回収される材料を使用している。この例では、ブレード等の上澄水排出補助装置はないが、この装置を設けることもできる。
【００６７】
図示されていない変形実施形態では、分離領域は、上澄水排出（すなわち浄化排出液が、排出沈殿物よりも軽い）ではなく、フローティングの原理、すなわち廃棄物（ｒｅｂｕｓ）が浄化排出液の表面に浮いている原理を用いる。ここでもまた、分離補助装置を設けることができる。
【００６８】
分離領域への凝集流体の流入は、また、有利には接線方向に行って、渦効果と上澄水排出効果との組み合わせを利用することができる。
【００６９】
（モデル化による新しい構成と従来構成との比較調査）
流体の機械シミュレーションソフトＦｌｕｅｎｔ（ｖ．５、Ｆｌｕｅｎｔ  Ｉｎｃ．）を用いて、速度場、乱流勾配の場、および停滞時間の分布の調査により、本発明の長所を推定した。
【００７０】
同じ操作条件に基づいて、次のように区別される二つの構成を検討した。
【００７１】
（１−面状の入口／出口、短い回転シャフトと十字板を利用した場合の長所の説明）
表１は、沈降および／または溢流により排出液の流入排出を行う従来構成Ａから、本発明の幾つかの特徴に適合する構成Ｂ、すなわち入口と出口が同高で、活栓プレートとサイフォン状の隔壁とが存在し、回転シャフトがより短く、隔壁が槽の底に配置された構成にした場合に得られる長所を示している。新しい構成Ｂでは、速度場と乱流勾配の場の最大値および平均値がより大きく、いっそう均質である。
【００７２】
新しい構成の長所は次の通りである。
−同じエネルギー消費で混合効率が上がる。
−槽の容積を最大利用できる。
−バイパスが減少する。
−連続接続が容易である。
−長さを短くしたので回転シャフトの振動問題が除去される。
−停滞時間が短縮される。
−出口に運動エネルギー散逸領域を形成したので、槽の優先経路の危険性がなくなる。
【００７３】
（２−十字板、フローガイド管、および場合によってバッフルを結合した場合の長所の説明）
表２は、連続動作時に、単一の攪拌機を備える従来構成Ｃから、動体と、十字板と、十字板で保持されるフローガイド管と、フローガイド管を支持する２個のバッフルとを備えた槽を有する構成Ｄに移行すべきであることを示す長所を示している。
【００７４】
流体の機械シミュレーションソフトウェアＦｌｕｅｎｔを用いた速度場および乱流勾配場の分析により、同じ操作条件に対して、
−速度場および乱流勾配の場の最大値および平均値は、新しい構成Ｄでずっと大きく、また、いっそう均質である。
−フローガイド管の内部および十字板の位置で速度レベルおよび速度勾配が非常に大きい強い攪拌領域と、フローガイド管の外で攪拌がずっと弱い領域との、明白に異なる二つの領域が形成される。
【００７５】
新しい構成の長所は次の通りである。
−同じエネルギー消費で混合効率が上がる。
−混合レベルに関して異なる二つの混合領域が形成される。これにより、強い攪拌領域で試薬と流体とを有効かつ迅速に混合可能であり、また、試薬の作用のために弱く攪拌される領域で循環時間が最適化される。
−十字板の位置で強い攪拌領域が形成される。これにより、上澄水を排出した固体粒子を再び懸濁化でき、あるいは、気体と液体とが流れる場合の中間エリアをふやすことができる。
−バイパスが減少する。
−停滞時間が減少する。
【００７６】
（３−フローガイド管を中心とする輪環状の投入による試薬添加で得られる長所の説明（図３の参照符号１４））
試薬供給のグラフによるシミュレーションによれば、局部的な投入よりも環状投入の方が、分散が良好でずっと早いことが分かる。
【表１】
2007515284.tif 000003
【表２】
2007515284.tif 000004
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明の好適な実施形態によるリアクタの原理を示す斜視図である。
【図２】このリアクタの上面図である。
【図３】図１、図２によるリアクタを用いた水処理プラントの原理図である。
【図４】図１、図２によるリアクタの変形実施形態による別のリアクタの原理を示す上面図である。
【図５】図１、図２によるリアクタのさらに別の変形実施形態による、さらに別のリアクタの原理を示す上面図である。
【図６】図３のプラントの実施例を示す概略図である。
【図７】図３のプラントの別の実施例を示す概略図である。
【図１】
2007515284.tif 000005
【図２】
2007515284.tif 000006
【図３】
2007515284.tif 000007
【図４】
2007515284.tif 000008
【図５】
2007515284.tif 000009
【図６】
2007515284.tif 000010
【図７】
2007515284.tif 000011
【国際調査報告】
2007515284.tif 000012
2007515284.tif 000013
2007515284.tif 000014
2007515284.tif 000015
2007515284.tif 000016
2007515284.tif 000017
2007515284.tif 000018
2007515284.tif 000019