(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
珪藻土を含む懸濁液から珪藻土を分離する固液分離装置であって、
前記懸濁液から遠心分離により珪藻土濃度の高い分離液と珪藻土濃度の低い排液とに分離する液体サイクロンと、
前記液体サイクロンへ前記懸濁液を給液するポンプと、
前記液体サイクロンより排出された前記分離液が供給される回収容器と、
前記回収容器に圧縮エアーを供給する圧縮エアー供給手段と、
前記回収容器内を脱圧させるためのバルブと、
前記回収容器下部に設け前記回収容器を開閉可能な通水性部材とを備えており、
前記回収容器内に前記分離液を回収した状態で、前記圧縮エアーの供給により、前記分離液から前記通水性部材を通して水を強制的に排除し、
前記バルブにより前記回収容器内を脱圧した後、前記通水性部材を開いて前記分離液中の珪藻土を脱水ケーキとして回収することを特徴とする固液分離装置。
【請求項２】
前記懸濁液及び前記排液を溜める液貯留容器をさらに備え、前記ポンプにより前記液貯留容器と前記液体サイクロンとの間で前記液貯留容器中の液体を循環させる経路を設けている請求項１に記載の固液分離装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固形物を含む懸濁液から固形物を分離する固液分離装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
懸濁液から固形物を分離する固液分離装置として、液体サイクロンが使われてきた（例えば特許文献１参照）。液体サイクロンに供給された懸濁液は、遠心分離により固形物濃度の高い分離液と固形物濃度の低い排液とに分離される。固形物濃度の低い排液は、液体サイクロンの上部から排出され、固形物濃度の高い分離液は、液体サイクロンの下部から排出される。通常、液体サイクロンの下部から排出された分離液は、液体サイクロンの下部に設けた容器に回収される。例えば、特許文献１に記載の固液分離装置は、液体サイクロンの下部に懸濁粒子が流れ込む沈殿部を備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−７８９６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記のような従来の固液分離装置は、液体サイクロンの下部の容器には、懸濁粒子と水が混ざった分離液が回収されるので、懸濁粒子を固形の状態で回収するには、分離液から水を排除する必要があった。このため、容器に回収した分離液より水を排除するために別途専用の脱水装置が必要であった。
【０００５】
本発明は前記のような従来の問題を解決するものであり、液体サイクロンから回収した分離液から固形物を専用の脱水装置を追加することなく容易に回収することができる固液分離装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的を達成するために、本発明の固液分離装置は、固形物を含む懸濁液から固形物を分離する固液分離装置であって、前記懸濁液から遠心分離により固形物濃度の高い分離液と固形物濃度の低い排液とに分離する液体サイクロンと、前記液体サイクロンへ前記懸濁液を給液するポンプと、前記液体サイクロンより排出された前記分離液が供給される回収容器と、前記回収容器に圧縮エアーを供給する圧縮エアー供給手段と、前記回収容器下部に設けた通水性部材とを備えており、前記回収容器内に前記分離液を回収した状態で、前記圧縮エアーの供給により、前記分離液から前記通水性部材を通して水を強制的に排除し、前記分離液中の固形物を脱水ケーキとして回収することを特徴とする。この構成によれば、液体サイクロンから排出された固形物濃度の高い分離液から水を強制的に排除し、固形物は回収容器内から脱水ケーキとして回収されるので、別途専用の脱水装置を追加することなく、懸濁液から固形物を分離して回収することができる。
【０００７】
本発明の固液分離装置においては、前記懸濁液及び前記排液を溜める液貯留容器をさらに備え、前記ポンプにより前記液貯留容器と前記液体サイクロンとの間で前記液貯留容器中の液体を循環させる経路を設けていることが好ましい。この構成によれば、液貯留容器中の液体を液体サイクロンへ繰り返し供給しながら循環させることができるので、固形物の回収率を高めることができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、液体サイクロンから排出された固形物濃度の高い分離液から水を強制的に排除し、固形物は回収容器内から脱水ケーキとして回収されるので、別途専用の脱水装置を追加することなく、懸濁液から固形物を分離して回収することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態に係る固液分離装置の概略構成図。
【図２】本発明の一実施形態に係る固液分離装置の運転開始直後を示す図。
【図３】本発明の一実施形態に係る固液分離装置の運転開始から数秒経過した状態を示す図。
【図４】本発明の一実施形態に係る固液分離装置の回収容器内全体に分離液が充満した状態を示す図。
【図５】本発明の一実施形態に係る固液分離装置が脱水工程に移行した状態をを示す図。
【図６】本発明の一実施形態に係る固液分離装置が脱水開始から所定時間経過した状態を示す図。
【図７】本発明の一実施形態に係る固液分離装置の脱水ケーキの回収工程を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の一実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は本発明の一実施形態に係る固液分離装置１の概略構成図を示している。最初に本図を参照しながら、固液分離装置１の構成について説明する。固液分離装置１は、液体サイクロン２を用いて、固形物を含む懸濁液から固形物を分離する装置である。懸濁液としては、例えば珪藻土濾過装置の洗浄工程で発生する排水が挙げられ、この排水は、固形物である珪藻土と水が懸濁したものである。液体サイクロン２は、懸濁液から遠心分離により固形物濃度の高い分離液と固形物濃度の低い排液とに分離する装置である。
【００１１】
液貯留容器４には、懸濁液が貯えられている。この懸濁液は、例えば珪藻土濾過装置（図示せず）からの排水を供給したものである。液貯留容器４と液体サイクロン２との間は給液流路６で接続されている。給液流路６にはポンプ５が介在しており、液貯留容器４の懸濁液は、ポンプ５により、液体サイクロン２へ給液される。バルブ１０は、液貯留容器４に貯えた懸濁液を流出させるためのバルブであり、ポンプ５の運転中は開いている。
【００１２】
液体サイクロン２へ給液された懸濁液は、前記のとおり、遠心分離により固形物濃度の高い分離液と固形物濃度の低い排液とに分離される。分離液は回収容器３に供給される。回収容器３には、圧縮エアー供給源１３、バルブ１４及び圧縮エアー供給流路１５で構成される圧縮エアー供給手段１６が接続されている。また、回収容器３の下部には通水性部材１７を設けており、分離液中の水が通過するようになっている。詳細は後に説明するとおり、回収容器３に供給された分離液中の固形物は脱水ケーキとして回収される。
【００１３】
一方、液体サイクロン２で分離された排液は還流流路７を経て液貯留容器４に戻され、液貯留容器４には、懸濁液と共に排液が貯えられる。液貯留容器４中の液体は、給液流路６を経て液体サイクロン２へ給液され、再び液体サイクロン２で分離液と排液とに分離される。そして、分離液は回収容器３に供給され、排液は還流流路７を経て液貯留容器４に戻される。すなわち、給液流路６及び還流流路７により、液貯留容器４と液体サイクロン２との間で液貯留容器４中の液体を循環させる循環経路８を構成している。
【００１４】
以下、図２〜７を参照しながら、固液分離装置１の動作を工程順に説明する。図２〜７に示した固液分離装置１は、図１に示した固液分離装置１と同一構成であり、便宜のため線で図示した各流路は、流体が流動している部分を太線で示しており、バルブ１０〜１２及び１４は、閉じた状態にあるときは塗りつぶして図示している。また、実施例（数値例）を適宜挙げながら説明するが一例であり、これに限定されるものではない。
【００１５】
図２は、固液分離装置１の運転開始直後を示す図である。バルブ１０は開いており、ポンプ５により液貯留容器４内の懸濁液が液体サイクロン２へ給液されている。液貯留容器４には、水３００Ｌに珪藻土８ｋｇが混合された懸濁液が貯留されている。ポンプ５の吐出圧力の最大値は０．３ＭＰａである。
【００１６】
図３は、固液分離装置１の運転開始から数秒経過した状態を示している。本図の状態では、液体サイクロン２内へ懸濁液が給液されており、懸濁液は、遠心分離により固形物濃度の高い分離液と固形物濃度の低い排液とに分離される。バルブ１１は開いており、回収容器３（容量３８Ｌ）には分離液が供給されている（矢印ａ）。排液は還流流路７を経て液貯留容器４に戻され、液貯留容器４には、懸濁液と共に排液が貯えられる。
【００１７】
回収容器３内において、運転初期は分離液中の水だけでなく、通水性部材１７のメッシュの目開きよりも小さな固形物も通水性部材１７を通過して落下するが、所定時間経過後は通水性部材１７上に固形物の層が形成され、ほぼ水だけが落下するようになる。このため、回収容器３内に溜まっている分離液中の固形物の濃度は徐々に高くなっていく。運転初期に通水性部材１７を通過する固形物を含む液体は液貯留容器４に戻してもよい。通水性部材１７は、ステンレス製メッシュであり、メッシュ面積は０．１２６ｍ２、メッシュの目開きは８９μｍである。
【００１８】
図４は、固液分離装置１の回収容器３内全体に分離液２０が充満した状態を示している。運転開始から約２分後にこの状態になる。これ以降も液体サイクロン２への給液を継続し、運転開始からの経過時間（例えば１５分）を目安に、ポンプ５を停止し、バルブ１１を閉じ、圧縮エアー供給手段１６のバルブ１４を開く。このことにより、固液分離装置１は脱水工程に移行する。
【００１９】
図５は、固液分離装置１が脱水工程に移行した状態を示している。脱水工程では、圧縮エアー供給手段１６により、圧縮エアーが回収容器３内に供給される。エアー供給圧力は０．１ＭＰａである。このときバルブ１１は閉じているので、圧縮エアーの供給により、分離液２０から通水性部材１７を通して水が強制的に排除される。図６は、脱水開始から所定時間（約２分）経過した状態を示している。図５の分離液２０は脱水されて、図６では含水率約６０％の脱水ケーキ２１になっている。
【００２０】
図７は、脱水ケーキ２１の回収工程を示している。本図の状態では、バルブ１４は閉じて圧縮エアーの供給を停止させており、脱水工程で閉じたバルブ１１は閉じた状態を維持させている。この回収工程では、バルブ１２を開き、回収容器３内を脱圧させる。通水性部材１７は、ボルト等で回収容器３に固定された円環状の枠体と一体になって回収容器３の下部に設けられている。通水性部材１７は、円環状の枠体に設けたヒンジ等（図示せず）により開閉できる構造であり、図７では開いている。このことにより、回収容器３から脱水ケーキ２１を回収することができる。本実施形態では、回収容器３の内周面は、下側が広くなるテーパー形状にしており、このことにより脱水ケーキ２１を回収容器３の内周面に沿って下側に滑り易くし、脱水ケーキ２１の回収が容易になるようにしている。
【００２１】
前記の適宜数値例を挙げた実施例において、脱水ケーキ２１より固形分重量を算出し、投入した珪藻土重量と比較したところ、回収率は９５％であった。また、液貯留容器４内の液体は固形物量が少ないので、そのまま固液分離装置１の外部に排水することも可能である。
【００２２】
以上のように、固液分離装置１を使用することにより、液体サイクロン２に供液された懸濁液は、液体サイクロン２から固形物濃度の高い分離液として排出され、この分離液から水を強制的に排除し、固形物は回収容器３内から脱水ケーキ２１として回収される。すなわち、別途専用の脱水装置を追加することなく、懸濁液から固形物を分離して回収することができる。
【００２３】
前記実施形態においては、給液流路６及び還流流路７により、液貯留容器４と液体サイクロン２との間で液貯留容器４中の液体を循環させる循環経路８を構成している。この構成によれば、液貯留容器４中の液体を液体サイクロン２へ繰り返し供給しながら循環させることができるので、固形物の回収率を高めることができる。一方、液貯留容器４と液体サイクロン２との間で液体を循環させない構成であってもよい。この構成の場合は、還流流路７からの排液は、再度液体サイクロン２へ給液されることなく処理される。この場合、回収率は８０％となり、この回収率の値は、液体を循環させる方法と比較すれば低い値ではあるが、良好な回収率であることには変わりはない。
【符号の説明】
【００２４】
１  固液分離装置
２  液体サイクロン
３  回収容器
４  液貯留容器
６  給液流路
７  還流流路
８  循環経路
１６  圧縮エアー供給手段
１７  通水性部材
２０  分離液
２１  脱水ケーキ
【図１】
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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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【図７】
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