(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水又は排水を処理するための、システムであって、
２つ以上の溶解空気浮上法チャンバであって、それぞれのチャンバは、接触チャンバに入る水を前記溶解空気浮上チャンバの表面に方向付けるための、浸漬式接触チャンバを含む、溶解空気浮上法チャンバと、
前記２つ以上の溶解空気浮上チャンバに連結する浮上材料用の第１の放出配管と、
給送ラインを介して所定の圧力下で前記接触チャンバ内に水又は排水を移動させるように適合されたポンプ手段であって、前記給送ラインを介して前記接触チャンバに入る前記水又は排水は、浮遊物を含み、前記給送ラインは、前記接触チャンバに入る前に前記水又は排水を少なくとも凝集させる手段を含む、ポンプ手段と、
空気で水を飽和させるための外部加圧式溶解器と、
再循環ポンプ手段であって、前記再循環ポンプ手段は、処理済み水を、再循環ラインを介して前記溶解空気浮上チャンバから前記外部加圧式溶解器に、その後、前記接触チャンバ内に戻るように移動させるように適合され、それにより、前記溶解器からの空気で飽和した水は、前記接触チャンバに入ると脱気され、前記浮遊物に付着する気泡を形成し、前記浮遊物を各チャンバの表面まで浮上させ、それにより、浮上材料の層を形成する、再循環ポンプ手段と、および、
前記２つ以上の溶解空気浮上チャンバに連結する処理済み水用の第２の放出配管であって、前記第２の放出配管は制御弁を含み、前記制御弁は、閉鎖すると、所定の時間の間、前記溶解空気浮上チャンバからの処理済み水の流れを阻止し、それにより、前記チャンバのうちの１つ又は複数のチャンバ内の液体レベルを上昇させ、前記浮上材料を前記第１の放出配管を通して放出させる、第２の放出配管とを含む、システム。
【請求項２】
前記給送ラインは、各接触チャンバ内に給送する別個のラインに分岐する、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
それぞれの前記分岐は、各接触チャンバ内への一様な流れを保証する背圧デバイスを含む、請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記背圧デバイスはオリフィスプレート組立体である、請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
それぞれの前記分岐は、閉鎖すると前記対応する接触チャンバ内への水又は排水の流れを阻止する入口制御弁を含む、請求項２に記載のシステム。
【請求項６】
それぞれの前記分岐は、閉鎖すると前記対応する接触チャンバ内への水又は排水の流れを阻止する入口制御弁、それに続いて、各接触チャンバ内への一様な流れを保証する背圧デバイスを含む、請求項２に記載のシステム。
【請求項７】
前記第２の放出配管に連結する前記制御弁が閉鎖すると、前記対応する給送ライン分岐に閉鎖した入口制御弁を有する各チャンバ内の液体レベルを上昇させない、請求項２又は請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
給送ライン分岐に連結する各入口制御弁は、プリセット時間に前記弁を開口及び閉鎖するための自動タイマを含む、請求項５から７のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項９】
前記第２の放出ラインに連結する前記制御弁は、プリセット時間に前記弁を開口及び閉鎖するための自動タイマを含む、請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
前記自動タイマは、処理サイクルの開始時に、第１の、第２の、及び任意の更なる溶解空気浮上チャンバ（複数可）に連結する給送ライン分岐の前記入口制御弁が開口し、処理済み水用の前記第２の放出配管に連結する前記制御弁が開口するように構成される、請求項９に記載のシステム。
【請求項１１】
前記自動タイマは、プリセット時間後に、前記第２の放出配管に連結する前記制御弁が閉鎖し、前記第２の及び任意の更なるチャンバの給送ライン分岐に連結する前記入口制御弁が、プリセット時間の間、閉鎖し、前記第１のチャンバ内の液体レベルを上昇させ、前記第１のチャンバ内の浮上材料を前記第１の浮上放出配管を通して放出させるように構成される、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１２】
前記自動タイマは、更なるプリセット時間後に、前記第２のチャンバの前記給送ライン分岐に連結する前記入口制御弁が開口し、その後、前記第１のチャンバの前記給送ライン分岐に連結する前記入口制御弁が、プリセット時間の間、閉鎖し、前記第２のチャンバ内の液体レベルを上昇させ、前記第２のチャンバ内の浮上材料を前記第１の浮上放出配管を通して放出させるように構成される、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記自動タイマは、更なるプリセット時間後に、任意の更なるチャンバの前記給送ライン分岐に連結する前記入口制御弁が開口し、その後、前記直前に開口したチャンバの前記給送ライン分岐に連結する前記入口制御弁が、プリセット時間の間、閉鎖し、前記更なるチャンバ内の液体レベルを上昇させるように構成され、前記プロセスはそれぞれの更なるチャンバについて繰返される、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１４】
前記自動タイマは、更なるプリセット時間後に、全てのチャンバの前記給送ライン分岐に連結する前記入口制御弁が開口し、処理済み水用の前記第２の放出配管に連結する前記制御弁が開口するように構成される、請求項１２又は請求項１３に記載のシステム。
【請求項１５】
前記ポンプ手段は、水又は排水を前記チャンバに圧送するための第１の容積型ポンプの形態であり、前記再循環ポンプ手段は、処理済み水を、前記再循環ラインを介して前記溶解空気浮上チャンバから前記溶解器を介して前記接触チャンバ内に再循環させるための第２の容積型ポンプの形態である、請求項１０から１４のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１６】
前記処理サイクルは、運転を停止する信号が前記容積型ポンプに送信されるまで繰返し、前記ポンプが運転を停止する前に、処理済み水用の前記第２の放出配管に連結する前記制御弁が閉鎖し、全てのチャンバ内の液体レベルは上昇させられ、全てのチャンバ内の浮上材料は前記第１の浮上放出配管を通して放出させられる、請求項１５に記載のシステム。
【請求項１７】
前記水を少なくとも凝集させる前記手段は凝集チャンバの形態である、請求項１から１６のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１８】
前記再循環ラインは、空気で飽和した水を各接触チャンバに給送する個々のラインに分岐する、請求項１から１７のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１９】
それぞれの前記再循環分岐は、各接触チャンバ内への一様な流れを保証する背圧デバイスを含む、請求項１８に記載のシステム。
【請求項２０】
それぞれの再循環分岐に連結するそれぞれの前記背圧デバイスはオリフィスプレート組立体である、請求項１９に記載のシステム。
【請求項２１】
前記第１の放出配管は、各溶解空気浮上チャンバからの個々の分岐を含み、前記個々の分岐は、単一放出ラインを形成するように結合する、請求項１又は請求項２に記載のシステム。
【請求項２２】
各チャンバの上側端は、浮上材料を前記個々の浮上放出配管分岐を通して方向付けるため逆漏斗形状を有する、請求項２１に記載のシステム。
【請求項２３】
前記個々の浮上放出配管分岐は、通気され、各チャンバの頂点から実質的に垂直に、その後、外方にそして下方に伸長して、結合して前記単一ラインになる前に前記放出を可能にし、前記分岐の外方への伸長部は、浮上材料がそこで放出される最低レベルを規定する、請求項２１又は請求項２２に記載のシステム。
【請求項２４】
各垂直伸長部は、出口制御弁であって、出口制御弁が閉鎖され、かつ、前記第２の放出配管に連結する前記制御弁が同様に閉鎖されているとき、前記対応する浮上放出配管分岐において開口した出口制御弁を有するチャンバだけが、結果的に浮上材料を放出するような、出口制御弁に連結している、請求項２３に記載のシステム。
【請求項２５】
処理済み水用の前記第２の放出配管は、大気に通気される実質的に垂直な分岐、及び、前記チャンバ内で液体レベルを規定する、前記第２の放出配管の上側端から延在する実質的に水平な分岐を含む、請求項１から２４のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項２６】
水又は排水用の、方法であって、
処理される水を凝集させる工程、
汚染物質を含む水又は排水を、給送ラインを介して２つ以上の溶解空気浮上チャンバに圧送する工程であって、それぞれの前記チャンバは処理済み水を含む、圧送する工程、
前記処理済み水を、外部加圧式溶解器に、そして、前記２つ以上の溶解空気浮上チャンバ内に圧送する工程であって、それより、前記チャンバに前記溶解器からの空気で飽和した水を給送し、そのことが、前記汚染物質を各チャンバ内の水の上部表面に向かって浮上させ、それにより、浮上材料の層を形成し、各チャンバは、上昇する浮上材料が、そこで各チャンバを出て第１の放出配管に入ることになる高さを規定し、水の上部表面を超える最低放出レベルを含む、圧送する工程、
処理済み水用の第２の放出配管を介して各チャンバから処理済み水を放出する工程、
処理済み水用の前記第２の放出配管に自動弁を設けることによって前記浮上材料を放出する工程であって、前記弁は、前記処理サイクル中に或る期間の間、自動的に、閉鎖し、前記２つ以上のチャンバの少なくとも１つのチャンバからの処理済み水の前記放出を阻止し、それにより、前記少なくとも１つのチャンバ内の水レベルを、前記最低放出レベルを超えて上昇させ、所定の浮上材料放出期間後に自動的に開口するように構成される、放出する工程、を含むことを特徴とする、方法。
【請求項２７】
処理サイクルの開始時に、第１の、第２の、及び任意の更なる溶解空気浮上チャンバに連結する給送ライン分岐の入口制御弁を開口し、処理済み水用の前記第２の放出配管に連結する制御弁を開口する工程を更に含む、請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
プリセット時間後に、前記第２の放出配管に連結する前記制御弁を閉鎖し、プリセット時間の間、前記第２の及び任意の更なるチャンバの給送ライン分岐の前記入口制御弁を閉鎖し、前記第１のチャンバ内の液体レベルを上昇させ、前記第１のチャンバ内の浮上材料を前記第１の浮上放出配管を通して放出させること、を更に含む、請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
更なるプリセット時間後に、前記第２のチャンバの前記給送ライン分岐に連結する前記入口制御弁を開口し、その後、プリセット時間の間、前記第１のチャンバの前記給送ライン分岐に連結する前記入口制御弁を閉鎖し、前記第２のチャンバ内の液体レベルを上昇させ、前記第２のチャンバ内の浮上材料を前記第１の浮上放出配管を通して放出させること、を更に含む、請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
更なるプリセット時間後に、更なるチャンバの前記給送ライン分岐に連結する前記入口制御弁を開口し、その後、プリセット時間の間、前記直前に開口したチャンバの前記給送ライン分岐に連結する前記入口制御弁を閉鎖し、前記更なるチャンバ内の液体レベルを上昇させ、及び、任意の更なるチャンバについて前記ステップを繰返すことを更に含む、請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】
更なるプリセット時間後に、全てのチャンバの前記給送ライン分岐に連結する前記入口制御弁を開口し、処理済み水用の前記第２の放出配管に連結する前記制御弁を開口することを更に含む、請求項３０に記載の方法。
【請求項３２】
水又は排水を前記チャンバに圧送することを担当する第１の容積型ポンプ及び前記溶解器を介して水を再循環させることを担当する第２の容積型ポンプに、前記ポンプの運転を停止する信号が送信されるときまで前記処理サイクルを繰返すことを更に含む、請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】
前記信号が前記容積型ポンプに送信されるときでかつ前記ポンプが運転を停止する前に、処理済み水用の前記第２の放出配管に連結する前記制御弁を閉鎖し、それにより、全てのチャンバ内の液体レベルを上昇させ、全てのチャンバ内の浮上材料を前記第１の浮上放出配管を通して放出させ、その後、前記給送ポンプの運転を停止することを更に含む、請求項３２に記載の方法。
【請求項３４】
水又は排水を処理するための、システムであって、
２つ以上の溶解空気浮上法チャンバであって、それぞれのチャンバは、接触チャンバに入る水を前記溶解空気浮上チャンバの表面に方向付けるための、浸漬式接触チャンバを含む、溶解空気浮上法チャンバと、
前記２つ以上の溶解空気浮上チャンバに連結する浮上材料用の第１の放出配管と、
給送ラインを介して実質的に各接触チャンバ内に一様な流れで水又は排水を移動させるような再循環ポンプ手段であって、前記給送ラインを介して前記接触チャンバに入る前記水又は排水は、浮遊物を含む、再循環ポンプ手段と、
空気で水を飽和させるための加圧式溶解器と、
再循環ポンプ手段であって、前記再循環ポンプ手段は、処理済み水を、再循環ラインを介して実質的に一様な流れで各前記溶解空気浮上チャンバから前記加圧式溶解器に、その後、前記接触チャンバ内に戻るように移動させ、それにより、前記溶解器からの空気で飽和した水は、前記接触チャンバに入ると脱気され、前記浮遊物に付着する気泡を形成し、前記浮遊物を各チャンバの表面まで浮上させ、それにより、浮上材料の層を形成する、再循環ポンプ手段と、および、
前記２つ以上の溶解空気浮上チャンバに連結する処理済み水用の第２の放出配管であって、前記第２の放出配管は制御弁を含み、前記制御弁は、閉鎖すると、所定の時間の間、前記溶解空気浮上チャンバからの処理済み水の流れを阻止し、それにより、前記チャンバのうちの１つ又は複数のチャンバ内の液体レベルを上昇させ、前記浮上材料を前記第１の放出配管を通して放出させる、第２の放出配管と、
再循環ラインは空気で飽和した水を各接触チャンバに給送する個々のラインに分岐し、各分岐された前記再循環ラインは各接触チャンバ内への一様な流れを可能にする背圧デバイスを含む、ことを特徴とする、システム。
【請求項３５】
水又は排水用の、方法であって、
汚染物質を含む水又は排水を、給送ラインを介して各２つ以上の溶解空気浮上チャンバに実質的に一様な流れで圧送する工程であって、それぞれの前記チャンバは処理済み水を含む、圧送する工程、
前記処理済み水を、再循環ラインを介して各２つ以上の溶解空気浮上チャンバから加圧式溶解器に実質的に一様な流れで、その後、前記２つ以上の溶解空気浮上チャンバ内に戻るように圧送する工程であって、それより、前記チャンバに前記溶解器からの空気で飽和した水を給送し、そのことが、前記汚染物質を各チャンバ内の水の上部表面に向かって浮上させ、それにより、浮上材料の層を形成し、各チャンバは、上昇する浮上材料が、そこで各チャンバを出て第１の放出配管に入ることになる高さを規定し、水の上部表面を超える最低放出レベルを含む、圧送する工程、
処理済み水用の第２の放出配管を介して各チャンバから処理済み水を放出する工程、
処理済み水用の前記第２の放出配管に少なくとも１つの放出制御弁を設けることによって前記浮上材料を放出し、前記処理サイクル中に或る期間の間、少なくとも１つの放出制御弁を閉鎖し、前記チャンバからの処理済み水の前記放出を阻止し、それにより、チャンバ内の水レベルを、前記最低放出レベルを超えて上昇させ、前記浮上材料を第１の放出配管を通して放出させる工程、を含み、
前記再循環ラインは空気で飽和した水を各接触チャンバに給送する個々のラインに分岐し、各分岐された前記再循環ラインは各接触チャンバ内への一様な流れを可能にする背圧デバイスを含む、ことを特徴とする、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水又は排水を処理するための、処理システム、装置、組立体、設備、サイクル、及び／又は方法、特に、一連の２つ以上の溶解空気浮上チャンバを通して高い流量（約２００Ｌ／分を超える値を含む）で受取られる水又は排水を処理するための、システム、装置、組立体、設備、サイクル、及び／又は方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
排水処理の分野において、川、湖、地表水源、及び地下水源等に放出される汚染物質の量及び濃度を減少させるために多大の努力が継続して払われている。これは、排水処理プロセス及び放出に関連するより多くのかつより厳しい政府の規制及び要求によって裏付けられる。処理を必要とする人間の廃棄物の量は、絶えずかつ急速に増えつつある。飲用水浄化の分野において、利用可能な地表水源及び地下水源は、汚染された流出によって引起される汚染、増大する人口によって生成される汚染物質、水の不注意な使用、及び廃棄生成物の不適切な処置によって急速に劣化している。
【０００３】
例えば、現在の関心事の１つのエリアは、オーストラリア水系への家庭雑排水の放出である。ハウスボート及び他の船舶は、家族及び休日を楽しむ人用の一般に使用されるレクリエーショナルビークルである。一部の規制下で、家庭雑排水は、川に放出される可能性があるが、一部の新しい規制は、家庭雑排水の適切な処理又は貯留を要求する。人間が消費するための水の処理は、同様に、本発明がそこで用途を見出す重量なエリアである。中小企業（食品加工産業等）からの排水が処理を必要とする産業用排水業界も存在する。
【０００４】
本出願人は、参照により本明細書に組込まれる取得済みオーストラリア特許第２０１０２９１８８２号の所有者であり、オーストラリア特許第２０１０２９１８８２号は、上述した用途を含む、水及び排水を処理するときに有効であることがわかっている水を処理するための装置及び方法に関する。こうした装置の例示的な実施形態は、図１（ａ）〜１（ｄ）に示され、図は、数字１００で示す装置を使用する処理サイクルのシーケンシャルなステップを説明する。
【０００５】
図示する例において、装置１００は、所定の圧力下で水又は排水を凝固コイル１０４（それぞれのポンプ１０６及び１０８を使用して凝固剤及び凝集剤が添加される）を介して溶解空気浮上（ＤＡＦ：ｄｉｓｓｏｌｖｅｄ  ａｉｒ  ｆｌｏｔａｔｉｏｎ）チャンバ１１０に移送するための給送ポンプ１０２を含み、ＤＡＦチャンバ１１０は、浸漬式接触チャンバ１１２及び浸漬式接触チャンバ１１２に連結された外部加圧式溶解器１１４を有する。
【０００６】
処理される水又は排水は、溶解器１１４（再循環ポンプ１１６を使用してチャンバ１１０から処理済み水を受取る）からの、空気で飽和した水と共に接触チャンバ内に圧送され、空気で飽和した水は、接触チャンバ１１２に入ると、脱気し、水又は排水内の浮遊物に付着する気泡を形成し、浮遊物をチャンバの表面まで浮上させる。これは、図１ａ及び１ｂに示される。処理済み流出液は、図１ａ及び１ｂにおいて開口している流出液弁１２０に連結している出口管路１１８を離れる。弁１２０が閉鎖すると、チャバ１１０内の水レベルは上昇し、浮上材料は、図１ｃに示すように、上側放出ライン１２２を通って廃棄物タンク（図示せず）内に放出される。ＤＡＦチャンバ１１０の上部における頂点形状は、浮上材料を、放出ライン１２２に入るように上方に、その後、放出ライン１２２の外側伸長部に沿って外方に方向付ける。こういた流れは「収束効果（ｆｕｎｎｅｌｌｉｎｇ  ｅｆｆｃｔ）」と呼ばれる。図１ｄに示すように弁１２０が再び開口すると、流出液は、出口管路１１８を通して放出し続け、サイクルが再び開始する。
【０００７】
この例において、出口管路１１８は、水を、出口配管１２６の入口１２４に流入させ、入口の高さは、弁１２０が開口するときのチャンバ１１０内の液体レベルを左右する。
【０００８】
図１ａ〜１ｄに示すような装置は、或る流量までの排水の流れを処理するのに適切である。処理される可能性がある流量は、チャンバ１１０の断面表面積によって決定される。排水流量が著しく高くなると、タンク幾何形状は、ＤＡＦチャンバ高さが、ほとんどの実用的な用途について著しく高くなることを要求する。更に、断面積（したがって、高さ）を増加させることで、断面積が著しく大きくなるため、「収束効果」が効率的でなくなる。したがって、ＤＡＦチャンバ１１０の断面積及び高さを必ず増加させることなく、より高い流量を扱うことが可能な水又は排水処理装置についての必要性が存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】オーストラリア特許第２０１０２９１８８２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
したがって、上述した問題の少なくとも一部を克服する、又は、有用な代替法を一般大衆に提供することが本発明の目的である。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
一態様によれば、本発明は、水又は排水処理システム又は装置を提供し、水又は排水処理システム又は装置は、２つ以上の溶解空気浮上チャンバを特徴とし、それぞれのチャンバは、浸漬式接触チャンバであって、接触チャンバに入る水を溶解空気浮上チャンバの表面に方向付けるための、浸漬式接触チャンバを含み、前記２つ以上の溶解空気浮上チャンバに連結する浮上材料用の第１の放出配管と、給送ラインを介して所定の圧力下で接触チャンバ内に水又は排水を移動させるように適合されたポンプ手段とを特徴として、給送ラインを介して接触チャンバに入る水又は排水は、浮遊物を含み、前記給送ラインは、前記接触チャンバに入る前に前記水又は排水を少なくとも凝集させる手段を含み、空気で水を飽和させるための外部加圧式溶解器と、再循環ポンプ手段とを特徴とし、再循環ポンプ手段は、処理済み水を、再循環ラインを介して溶解空気浮上チャンバから外部加圧式溶解器に、その後、接触チャンバ内に戻るように移動させるように適合され、それにより、溶解器からの、空気で飽和した水は、接触チャンバに入ると脱気され、前記浮遊物に付着する気泡を形成し、浮遊物を各チャンバの表面まで浮上させ、それにより、浮上材料の層を形成し、前記２つ以上の溶解空気浮上チャンバに連結する処理済み水用の第２の放出配管を特徴とし、前記第２の放出配管は制御弁を含み、制御弁は、閉鎖すると、所定の時間の間、溶解空気浮上チャンバからの処理済み水の流れを阻止し、それにより、チャンバのうちの１つ又は複数のチャンバ内の液体レベルを上昇させ、前記浮上材料を前記第１の放出配管を通して放出させる。
【００１２】
一実施形態において、給送ラインは、各接触チャンバ内に給送する別個のラインに分岐する。
【００１３】
一実施形態において、それぞれの前記分岐は、各接触チャンバ内への一様な流れを保証する背圧デバイスを含み、前記背圧デバイスはオリフィスプレート組立体である。
【００１４】
一実施形態において、それぞれの前記分岐は、閉鎖すると、対応する接触チャンバ内への水又は排水の流れを阻止する入口制御弁を含む。代替的に、それぞれの前記分岐は、閉鎖すると、対応する接触チャンバ内への水又は排水の流れを阻止する入口制御弁、それに続いて、各接触チャンバ内への一様な流れを保証する背圧デバイスを含む。
【００１５】
一実施形態において、第２の放出配管に連結する前記制御弁が閉鎖すると、対応する給送ライン分岐に閉鎖した入口制御弁を有する各チャンバ内の液体レベルを上昇させない。
【００１６】
一実施形態において、給送ライン分岐に連結する各入口制御弁は、プリセット時間に弁を開口及び閉鎖するための自動タイマを含む。
【００１７】
一実施形態において、第２の放出ラインに連結する制御弁は、プリセット時間に前記弁を開口及び閉鎖するための自動タイマを含む。
【００１８】
一実施形態において、自動タイマは、処理サイクルの開始時に、第１の、第２の、及び任意の更なる溶解空気浮上チャンバ（複数可）に連結する給送ライン分岐の入口制御弁が開口し、処理済み水用の第２の放出配管に連結する制御弁が開口するように構成される。
【００１９】
一実施形態において、自動タイマは、プリセット時間後に、第２の放出配管に連結する制御弁が閉鎖し、第２の及び任意の更なるチャンバの給送ライン分岐に連結する前記入口制御弁が、プリセット時間の間、閉鎖し、第１のチャンバ内の液体レベルを上昇させ、第１のチャンバ内の浮上材料を第１の浮上放出配管を通して放出させるように構成される。
【００２０】
一実施形態において、自動タイマは、更なるプリセット時間後に、第２のチャンバの給送ライン分岐に連結する入口制御弁が開口し、その後、第１のチャンバの給送ライン分岐に連結する入口制御弁が、プリセット時間の間、閉鎖し、第２のチャンバ内の液体レベルを上昇させ、第２のチャンバ内の浮上材料を第１の浮上放出配管を通して放出させるように構成される。
【００２１】
一実施形態において、自動タイマは、更なるプリセット時間後に、任意の更なるチャンバの給送ライン分岐に連結する入口制御弁が開口し、その後、直前に開口したチャンバの給送ライン分岐に連結する入口制御弁が、プリセット時間の間、閉鎖し、更なるチャンバ内の液体レベルを上昇させるように構成され、このプロセスはそれぞれの更なるチャンバについて繰返される。
【００２２】
一実施形態において、自動タイマは、更なるプリセット時間後に、全てのチャンバの給送ライン分岐に連結する入口制御弁が開口し、処理済み水用の第２の放出配管に連結する制御弁が開口するように構成される。
【００２３】
一実施形態において、前記ポンプ手段は、水又は排水を前記チャンバに圧送するための第１の容積型ポンプの形態であり、前記再循環ポンプ手段は、処理済み水を、再循環ラインを介して溶解空気浮上チャンバから溶解器を介して前記接触チャンバ内に再循環させるための第２の容積型ポンプの形態である。
【００２４】
一実施形態において、前記処理サイクルは、容積型ポンプの運転を停止する信号がポンプに送信されるまで繰返し、ポンプが運転を停止する前に、処理済み水用の第２の放出配管に連結する制御弁が閉鎖し、全てのチャンバ内の液体レベルは上昇させられ、全てのチャンバ内の浮上材料は第１の浮上放出配管を通して放出させられる。
【００２５】
一実施形態において、前記水を少なくとも凝集する手段は凝集チャンバの形態である。
【００２６】
一実施形態において、前記再循環ラインは、空気で飽和した水を各接触チャンバに給送する個々のラインに分岐する。
【００２７】
一実施形態において、それぞれの前記再循環分岐は、各接触チャンバ内への一様な流れを保証する背圧デバイスを含み、それぞれの前記背圧デバイスはオリフィスプレート組立体である。
【００２８】
一実施形態において、第１の放出配管は、各溶解空気浮上チャンバからの個々の分岐を含み、個々の分岐は、単一放出ラインを形成するように結合する。
【００２９】
一実施形態において、各チャンバの上側端は、浮上材料を前記個々の浮上放出配管分岐を通して方向付けるため逆漏斗形状を有する。
【００３０】
一実施形態において、前記個々の浮上放出配管分岐は、通気され、各チャンバの頂点から実質的に垂直に、その後、外方にそして下方に伸長して、結合して前記単一ラインになる前に前記放出を可能にし、前記分岐の外方への伸長部は、浮上材料がそこで放出される最低レベルを規定する。
【００３１】
一実施形態において、各垂直伸長部は、出口制御弁であって、出口制御弁が閉鎖され、かつ、第２の放出配管に連結する制御弁が同様に閉鎖されているとき、対応する浮上放出配管分岐において開口した出口制御弁を有するチャンバ（複数可）だけが、放出される浮上材料を見るような、出口制御弁に連結している。
【００３２】
一実施形態において、処理済み水用の前記第２の放出配管は、大気に通気される実質的に垂直な分岐、及び、チャンバ内で液体レベルを規定する、第２の放出配管の上側端から延在する実質的に水平な分岐を含む。
【００３３】
別の態様において、本発明は、水又は排水用の方法又は処理サイクルを提供し、前記方法又は処理サイクルは、処理される水を凝集すること、汚染物質を含む水又は排水を、給送ラインを介して２つ以上の溶解空気浮上チャンバに圧送することであって、それぞれの前記チャンバは処理済み水を含む、圧送すること、前記処理済み水を、外部加圧式溶解器に、そして、２つ以上の溶解空気浮上チャンバ内に圧送することであって、それより、前記チャンバに溶解器からの空気で飽和した水を給送し、そのことが、前記汚染物質を各チャンバ内の水の上部表面に向かって浮上させ、それにより、浮上材料の層を形成し、各チャンバは、上昇する浮上材料が、そこで各チャンバを出て第１の放出配管に入ることになる高さを規定する、水の上部表面を超える最低放出レベルを含む、圧送すること、処理済み水用の第２の放出配管を介して各チャンバから処理済み水を放出すること、処理済み水用の前記第２の放出配管に自動弁を設けることによって前記浮上材料を放出することであって、前記弁は、前記処理サイクル中に或る期間の間、自動的に、閉鎖し、２つ以上のチャンバの少なくとも１つのチャンバからの処理済み水の前記放出を阻止し、それにより、前記少なくとも１つのチャンバ内の水レベルを、前記最低放出レベルを超えて上昇させ、所定の浮上材料放出期間後に自動的に開口するように構成される、放出することを特徴とする。
【００３４】
一実施形態において、水又は排水用の方法又は処理サイクルは、処理サイクルの開始時に、第１の、第２の、及び任意の更なる溶解空気浮上チャンバに連結する給送ライン分岐の入口制御弁を開口し、処理済み水用の第２の放出配管に連結する制御弁を開口することを更に含む。
【００３５】
一実施形態において、水又は排水用の方法又は処理サイクルは、プリセット時間後に、第２の放出配管に連結する前記制御弁を閉鎖し、プリセット時間の間、第２の及び任意の更なるチャンバの給送ライン分岐の入口制御弁を閉鎖することであって、第１のチャンバ内の液体レベルを上昇させ、第１のチャンバ内の浮上材料を第１の浮上放出配管を通して放出させる、閉鎖することを更に含む。
【００３６】
一実施形態において、水又は排水用の方法又は処理サイクルは、更なるプリセット時間後に、第２のチャンバの給送ライン分岐に連結する入口制御弁を開口し、その後、プリセット時間の間、第１のチャンバの給送ライン分岐に連結する入口制御弁を閉鎖することであって、第２のチャンバ内の液体レベルを上昇させ、第２のチャンバ内の浮上材料を第１の浮上放出配管を通して放出させる、開口し、その後閉鎖することを更に含む。
【００３７】
一実施形態において、水又は排水用の方法又は処理サイクルは、更なるプリセット時間後に、更なるチャンバの給送ライン分岐に連結する入口制御弁を開口し、その後、プリセット時間の間、直前に開口したチャンバの給送ライン分岐に連結する入口制御弁を閉鎖することであって、更なるチャンバ内の液体レベルを上昇させる、開口し、その後閉鎖すること、及び、任意の更なるチャンバについてこのステップを繰返すことを更に含む。
【００３８】
一実施形態において、水又は排水用の方法又は処理サイクルは、更なるプリセット時間後に、全てのチャンバの給送ライン分岐に連結する入口制御弁を開口し、処理済み水用の第２の放出配管に連結する前記制御弁を開口することを更に含む。
【００３９】
一実施形態において、水又は排水用の方法又は処理サイクルは、水又は排水を前記チャンバに圧送することを担当する第１の容積型ポンプ及び前記溶解器を介して水を再循環させることを担当する第２の容積型ポンプに、ポンプの運転を停止する信号が送信されるときまで処理サイクルを繰返すことを更に含む。
【００４０】
一実施形態において、水又は排水用の方法又は処理サイクルは、前記信号が容積型ポンプに送信されるときでかつポンプが運転を停止する前に、処理済み水用の第２の放出配管に連結する制御弁を閉鎖し、それにより、全てのチャンバ内の液体レベルを上昇させ、全てのチャンバ内の浮上材料を第１の浮上放出配管を通して放出させ、その後、給送ポンプの運転を停止することを更に含む。
【００４１】
本明細書に組込まれ、かつ、その一部を構成する添付図面は、本発明の幾つかの実装を示し、説明と共に、本発明の利点及び原理を説明するのに役立つ。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１ａ】図１ａは、単一の溶解空気浮上チャンバを含む従来技術の水又は排水処理装置のサイクル段を概略的に示す図である。
【図１ｂ】図１ｂは、単一の溶解空気浮上チャンバを含む従来技術の水又は排水処理装置のサイクル段を概略的に示す図である。
【図１ｃ】図１ｃは、単一の溶解空気浮上チャンバを含む従来技術の水又は排水処理装置のサイクル段を概略的に示す図である。
【図１ｄ】図１ｄは、単一の溶解空気浮上チャンバを含む従来技術の水又は排水処理装置のサイクル段を概略的に示す図である。
【図２】図２は、本発明の一実施形態による、２つ以上の溶解空気浮上チャンバを含む高流量排水を処理するためのシステムを概略的に示す図である。
【図３】図３は、一実施形態による、各溶解空気浮上チャンバに対する給送ライン入口分岐の入口制御弁を含む図２のシステムを概略的に示す図である。
【図４】図４は、一実施形態による、各溶解空気浮上チャンバからの浮上放出ライン分岐の出口制御弁を含む図２のシステムを概略的に示す図である。
【図５】図５は、一実施形態による、各溶解空気浮上チャンバに対する給送ライン入口分岐の背圧デバイスを含む図２のシステムを概略的に示す図である。
【図６】図６は、一実施形態による、各溶解空気浮上チャンバに対する給送ライン入口分岐の入口制御弁及び背圧デバイスを含む図２のシステムを概略的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
本発明の以下の詳細な説明は添付図面を参照する。説明は例示的な実施形態を含むが、他の実施形態が可能であり、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、述べる実施形態に対して変更を行うことができる。可能である場合はいつでも、同じ参照数字が、実施形態及び以下の説明を通して使用されて、同じでかつ同様な部品を参照することになる。
【００４４】
一態様において、本発明は、水又は排水１２等の液体を処理するための、また、本発明の背景で述べた溶解空気浮上（ＤＡＦ）の原理に基づいて働く、プラント、装置、及び／又はシステム１０に関する。別の態様において、本発明は、水又は排水等の液体を処理するための方法及び／又は処理サイクルに関する。本発明は、限定はしないが、４００〜１６００リットル／分のオーダの高い液体流量を処理するときの特定の使用を意図される。比較すると、本発明の背景において参照され述べられる出願人の単一チャンバ処理が使用されて、約２００リットル／分の水又は排水流量を処理する。本明細書における「高い液体流量（ｈｉｇｈ  ｌｉｑｕｉｄ  ｆｌｏｗｒａｔｅ）」に対する言及が、約２００リットル／分を超える流量を規定することを意図され、その流量において、図１ａ〜１ｄに示すような単一チャンバ処理設備が、本発明の背景で既に述べた理由で、扱うのに困難を有する可能性があることが理解される。
【００４５】
一実施形態によるシステム１０の略図が図２に示される。システム１０の構成要素は、処理される水又は排水を、システムを通して給送するための給送ポンプ１２（一実施形態によれば容積型ポンプである）、水又は排水を受取るための、また、凝固剤及び凝集剤（図示せず）を導入するように構成される少なくとも１つの加圧式凝集チャンバ１４、及び、それぞれが、対応する浸漬式接触チャンバ２２、２４、及び２６を含む複数の溶解空気浮上（ＤＡＦ）チャンバ又はタンク（図示する実施形態では３つのチャンバ１６、１８、及び２０）を含むことができる。図３に示すように、各接触チャンバは、連結した入力制御弁２８、３０、及び３２を有することができる。システム１０は、処理済み水を、各ＤＡＦチャンバの底部から加圧式溶解器３６（別途、「空気飽和器（ａｉｒ  ｓａｔｕｒａｔｏｒ）」として知られる）を通って再循環させる（空気で飽和した水が背圧デバイス３８、４０、及び４２を介して各接触チャンバ内にフィードバックされる）ための第２の容積型ポンプ３４、各ＤＡＦチャンバの底部からの処理済み水が、逆止め弁４６、４８、及び５０を介してそこを通って放出される流出液ライン４４、流出液ラインに連結する更なる制御弁５２、及び、各ＤＡＦチャンバからの浮上材料がそこを通って放出される各ＤＡＦチャンバの上部にわたって接続される廃棄物浮上ライン５４を更に含むことができる。本明細書全体を通して時々、廃棄物浮上ライン５４は第１の放出配管と呼ばれ、流出液ライン４４は第２の放出配管と呼ばれることになる。
【００４６】
３つの別個のＤＡＦチャンバが図２のシステムにおいて示されるが、２つ以上の任意の数のＤＡＦチャンバが利用される可能性があることが理解される。入口ライン上の図３の実施形態において示す入口制御弁２８、３０、及び３２が、出口制御弁６０、６２、及び６４であって、図４の実施形態に示すように、通気ラインの前でかつ出口制御弁が結合して単一共通浮上放出ラインになる前に、廃棄物浮上放出ライン５４上に代替物として取付けられる、出口制御弁６０、６２、及び６４によって置換される可能性があることが同様に留意されるべきである。なお更に、入口制御弁又は出口制御弁の使用を必要とするのではなく、図５に示すように各チャンバへの均一な流れを保証するため、各接触チャンバに対する分岐した入口ライン上の背圧デバイス６６、６８、及び７０の使用を必要とする場合がある用途が存在する場合がある。実際には、これらの特徴部の組合せを、特定の用途に従って十分に利用でき、図６の実施形態は、例として、入口制御弁２８、３０、及び３２と背圧デバイス６６、６８、及び７０の両方を使用しているものを示す。背圧デバイスが溶解器３６の入口及び出口に存在するように見えるが、これらは、背圧デバイスではなく、単にフランジ接続を意味するためのものであり、したがって、参照されず又は詳細に述べられない。
【００４７】
本発明の溶解空気浮上法は、ＤＡＦチャンバ１６、１８、及び２０から処理済み流出液を取得し、流出液を溶解器３６内で空気を用いて飽和させ、その後、空気で飽和した流出液を接触チャンバ２２、２４、及び２６に戻るように導入することを含む。加圧済みで溶解済みの空気がチャンバに入ると、加圧済みで溶解済みの空気は脱気し、接触チャンバ内での小さな気泡の形成をもたらす（例によって図１ａ〜１ｄに示す）。気泡は、水又は排水給送物内で浮遊物に付着し、浮遊物を各ＤＡＦチャンバの上部まで浮上させ、浮きかす又は泡の形態である場合がある浮上材料の層を形成する。
【００４８】
浮上材料を、流出液ライン４４上の弁５２を使用して放出できる。この弁５２が閉鎖し、水がＤＡＦチャンバ１６、１８、及び２０のうちのいずれか１つのＤＡＦチャンバ内に圧送され続けると、弁５２の下流に水がもはや流れられないため、各ＤＡＦチャンバ内の水のレベルは上昇することになることを当業者は認識するであろう。そのため、処理サイクルの開始時に、自動弁５２が、以下でより詳細に述べるように閉鎖でき、タイマが、プリセット時間後に弁５２を開口するため始動されて、処理済みの水又は排水が放出されることを可能にできる。弁５２は、この点に関して、自動弁であるとすることができる。或る期間の間、弁を閉鎖しているとき、ＤＡＦチャンバ内の水レベルは上昇し、浮上材料は同様にライン５４を通して放出される。その後、弁５２が再び開口すると、ＤＡＦチャンバ内の水レベルは、流出液が再び弁５２を超えて流れるにつれてゆっくり低下することになる。すなわち、ついには、元の水レベルに再び達する。一実施形態において、各タンク内の水レベルは、通気水がそこを通って流れる放出ライン４４内の配管の一番上のセクションによって設定される。図２〜６において、このセクションは、数字５６を使用して参照され、垂直配管から水平に方向を変える管路を示す。しかし、各チャンバ内の水のレベルを設定するための他の配管配置構成を利用できる。上述した配管の物理的外観は、図２〜６に示されないが、入口１２４が本システム１０のセクション５６と同等である従来技術の図１ａ〜１ｄにおいて認識される可能性がある。
【００４９】
図２に示す各チャンバの上部の頂点又は漏斗形状が組込まれて、各チャンバ内の液体レベルが上昇するにつれて、浮上材料を、各チャンバの上部から延在する各垂直分岐を通って上に廃棄物浮上放出ライン５４まで方向付けるのを補助できる。廃棄物浮上放出ラインは、同様に、空気閉塞を回避するため通気できる。この「漏斗効果（ｆｕｎｎｅｌ  ｅｆｆｅｃｔ）」の利点は、全ての浮きかすを、表面に固着するのではなく、上昇する水によって上部から押流し、浮上材料の下で水を流れさせられることである。本発明において具現化される２つ以上のＤＡＦチャンバを使用するとき、「漏斗効果」の有効性は、単一ＤＡＦタンクの断面積及び高さを増加させるとき普通なら低下するのだが、低下しない。
【００５０】
本発明の一実施形態による処理サイクルは、図３に示す物理的実施形態を参照してここで述べられる。
【００５１】
サイクルの開始時に、ＤＡＦチャンバ１６、１８、及び２０への給送ライン上の入口制御弁２８、３０、及び３２を開口できる。流出液ライン４４上の制御弁５２を開口でき、給送ポンプ１２は信号を受信し、ターンオンできる。これは、流出液が、流出液ライン４４を介して各ＤＡＦタンク１６、１８、及び２０から放出することを可能にする。
【００５２】
プリセット時間後、ＤＡＦタンク１８及び２０への給送ライン上の入口制御弁３０及び３２を、流出液ライン制御弁５２と同時に、プリセット時間の間、閉鎖できる。これは、ＤＡＦチャンバ１６内の水レベルの上昇をもたらし、そのチャンバ内の浮上材料を、浮上放出管路５４を通してＤＡＦチャンバ１６の上部から押流させる。
【００５３】
更なるプリセット時間後、ＤＡＦチャンバ１８への給送ライン上の入口制御弁３０を開口でき、ＤＡＦチャンバ１６への給送ライン上の入口制御弁２８を、プリセット時間の間、開口できる。これは、ＤＡＦチャンバ１８内の水レベルの上昇をもたらし、そのチャンバ内の浮上材料を、浮上放出管路５４を通してＤＡＦチャンバ１８の上部から押流させる。
【００５４】
更なるプリセット時間後、ＤＡＦチャンバ２０への給送ライン上の入口制御弁３２を開口でき、ＤＡＦチャンバ１８への給送ライン上の入口制御弁３０を、プリセット時間の間、開口できる。浮上材料を、浮上放出管路５４を通してＤＡＦチャンバ２０の上部から押流させる。
【００５５】
更なるプリセット時間後、ＤＡＦタンク１６及び２０への給送ライン上の入口制御弁２８及び３２を開口し、流出液ライン制御弁５２を開口できる。これは、サイクルの開始時に起こったのと  同じ方法で流出液が各ＤＡＦタンク１６、１８、及び２０から放出することを可能にする。
【００５６】
更なるプリセット時間後、上述した入口制御弁２８、３０、及び３２の閉鎖及び開口を繰返すことができる。このシーケンスを、給送ポンプ１２及び再循環ポンプ３４をターンオフする信号が受信されるときまで継続でき、受信されると、流出液ライン上の制御弁５２が閉鎖し、浮上材料が、プリセット時間の間、３つのＤＡＦチャンバ１６、１８、及び２０の上部から押流され、その後、ポンプをターンオフできる。
【００５７】
一実施形態において、入口制御弁２８、３０、及び３２並びに制御弁５２は、制御されたシーケンスで前記弁を自動的に開口し閉鎖するための自動タイマを含む。
【００５８】
上記節が浮上放出の考えられる１つだけのシーケンスを述べること、及び、本発明が、述べる実施形態の放出シーケンスに限定されることを意図されないことが理解される。
【００５９】
処理サイクル中のプリセット時間に、各チャンバ内の水レベルが上昇させられ、浮上材料を押流すように構成される２つ以上の溶解空気浮上チャンバの使用は、単一ＤＡＦチャンバ処理設備のサイズ又は高さを増加させる必要性なしに、高い給送流量を扱うことが可能な効率的な水／排水処理システムをもたらす。これは、高さ及び空間制限を有する、また、水又は排水が高い流量での処理を必要とする環境において使用するためにシステムを理想的にする。
【００６０】
先に述べた背圧デバイス３８、４０、及び４２は、その機能が溶解器３６内に背圧をもたらすことであるオリフィスプレート組立体の形態であるとすることができ、また、図２〜６に示すように、主再循環ラインから外れた分岐上で溶解空気浮上タンク１６、１８、及び２０の前に取付けることができる。これは、各ＤＡＦチャンバ１６、１８、及び２０内への脱気用の水の一様な流れを保証し、また同様に、脱気が早期に起こらないことを保証する。上述した背圧デバイス６６、６８、及び７０は、同様の利益を提供するが、到来する水又は排水の一様な流れを提供するためのものである。
【００６１】
逆止弁４６、４８、及び５０が、流出液制御弁５２に接続された主流出液ライン４４に結合する前に、それぞれ、各ＤＡＦチャンバ１６、１８、及び２０からの流出液ライン上に位置付けられて、押出しサイクル中に１つのタンクから他のタンクに水が逆流することを防止できる。
【００６２】
水又は排水を、収集チャンバからタンクに供給でき、収集チャンバは、用途に応じて、別個のタンク、示す実施形態による凝集チャンバ、或は、川又はリザーバであるとすることができる。
【００６３】
凝集チャンバは、硫酸アルミニウム等の適した凝固剤がその中で注入される凝集コイルの形態であるとすることができる。更に、適したポリマーが注入されて、水又は排水中の浮遊物を凝集できる。
【００６４】
システム１０は、塩素注入器等（図示せず）の他の水処理ファシリテータを更に含む場合がある。
【００６５】
図示しないが、システム１０は、自動運転を必要とする場合があるシステム内の、ポンプ、弁５２、及び任意の他のデバイスのそれぞれの運転を制御するための適した制御手段を含むことができる。
【００６６】
当業者は、ここで、本発明を具現化するシステム１０の種々の利点を認識するであろう。システム１０は、システムの断面サイズ及び高さを低下させることなく、また、効率を低下させることなく、高流量で水又は排水を処理する手段を提供する。
【００６７】
更なる利点及び改善を、本発明の範囲から逸脱することなく本発明に対して非常にうまく行うことができる。本発明は、最も実用的でかつ好ましい実施形態であると考えられるものにおいて示され述べられたが、そこからの逸脱が、本発明の範囲及び精神内で行うことができ、本発明の範囲及び精神が、本明細書で開示される詳細に限定されるのではなく、任意のまた全ての等価なデバイス及び装置を包含するため特許請求項の全範囲を与えられることが認識される。
【００６８】
添付の任意の特許請求項においてまた本発明の要約において、言葉又は必要な含蓄を表現するため別途文脈が必要としない限り、語「を備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」は、「を含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」の意味で使用される。すなわち、指定される特徴を、本発明の種々の実施形態において更なる特徴に関連付けることができる。
【図１ａ−１ｄ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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