(57)【要約】【課題】汚濁水の浄化装置の大きさ及び設置スペースを小さくでき、また製作コストを安くでき、さらに浄化装置の維持費も安くすることができる、汚濁水の浄化方法及びその装置を提供する。【解決手段】汚濁水に凝集剤を加えてフロック生成槽（６）によってフロックを生成し、フロックの生成された汚濁水をサイクロン（１０）の遠心力によってフロック汚水と浄水とに分離し、このフロック汚水を脱水手段（１２）によって脱水しフロックを捕捉し、汚濁水を浄化する。【選択図】        図１
2004148185.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
汚濁水に凝集剤を加えてフロックを生成し、フロックの生成された汚濁水をサイクロンの遠心力によってフロック汚水と浄水とに分離し、フロック汚水を脱水してフロックを捕捉し、汚濁水を浄化する、ことを特徴とする汚濁水の浄化方法。
【請求項２】
サイクロンを少なくとも２個用い、フロックの生成された汚濁水から、一方のサイクロンによって水よりも比重の大きいフロック汚水を分離し、他方のサイクロンによって水よりも比重の小さいフロック汚水を分離する、請求項１記載の汚濁水の浄化方法。
【請求項３】
汚濁水に凝集剤を投入しフロックを生成するフロック生成槽と、フロックの生成された汚濁水を遠心力によってフロック汚水と浄水とに分離するサイクロンと、分離されたフロック汚水を脱水してフロックを捕捉する脱水手段とを備えている、ことを特徴とする汚濁水の浄化装置。
【請求項４】
汚濁水の原水槽と、この原水槽の汚濁水の一部を取出して凝集剤と攪拌し原水槽に戻す凝集剤供給槽と、凝集剤の投入により生成されたフロックを含む原水槽の汚濁水を遠心力によってフロック汚水と浄水とに分離するサイクロンと、分離されたフロック汚水を脱水してフロックを捕捉し脱水した浄水を原水槽に戻す脱水手段とを備えている、ことを特徴とする汚濁水の浄化装置。
【請求項５】
該サイクロンを少なくとも２個備え、一方のサイクロンのフロック汚水又は浄水の取出口に他方のサイクロンの流入口を接続し、いずれか一方のサイクロンによって水よりも比重の大きいフロック汚水を取出し、他方のサイクロンによって水よりも比重の小さいフロック汚水を取出す、請求項３又は４記載の汚濁水の浄化装置。
【請求項６】
該脱水手段は、上方の開口したフロック収容器と、この収容器の開口に取付けられ、該サイクロンからのフロック汚水が投入される投入口及びこの収容器からの溢水の放出口を有した蓋体とを備えている、請求項３又は４記載の汚濁水の浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、汚濁水の浄化方法及びその装置、さらに詳しくは、土粒、金属粉、塗料ミストなどの微粒子を含む汚濁水を浄化するのに好適な浄化方法及びその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
土粒、金属粉、塗料ミストなどの微粒子を含む汚濁水の浄化には、従来より沈殿槽が用いられている。周知のこの方法は、汚濁水に凝集剤を加えて粒子集合体であるフロックを生成し、生成されたフロックを含む汚濁水を沈殿水槽によって沈殿させ、土粒、金属粉、塗料ミストなどの微粒子と浄水とに分離する（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−３１２８０５（第１図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながらこの沈殿水槽を用いる汚濁水の浄化には、次のとおりの解決すべき問題がある。
【０００５】
（１）装置の大きさ、設置スペース：
沈殿水槽を用いる方法は、フロックを沈殿処理するために、処理量、処理に要する時間などからして十分な容積の水槽を必要とする。したがって、浄化装置の全体サイズが大きくなり、また大きな設置スペースが必要になる。さらに、浄化装置の全体サイズが大きく、また重くなるので、移動を可能にする装置の場合には、輸送に多くの労力と、相応の大型の輸送トラックが必要になる。
【０００６】
（２）製作コスト：
浄化装置が大型になることにより製作コストが高くなる。
【０００７】
（３）浄化装置の維持：
大きな容量の沈殿水槽及び汚泥を沈殿させて処理することにより、清掃などの装置の維持費がかさむ。
【０００８】
本発明は上記事実に鑑みてなされたもので、その技術的課題は、浄化装置の大きさ及び設置スペースを小さくすることができ、また製作コストを安くでき、さらに浄化装置の維持費も安くすることができる、汚濁水の浄化方法及びその装置を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載された発明は、汚濁水に凝集剤を加えてフロックを生成し、フロックの生成された汚濁水をサイクロンの遠心力によってフロック汚水と浄水とに分離し、フロック汚水を脱水してフロックを捕捉し、汚濁水を浄化する、ことを特徴とする汚濁水の浄化方法である。
【００１０】
そして、サイクロンを用い汚濁水を連続的にフロックと浄水とに分離することにより、浄化装置の大きさ及び設置スペースを小さくし、また製作コストを安くし、さらに浄化装置の維持費も安くする。
【００１１】
請求項２に記載された発明は、請求項１記載の汚濁水の浄化方法において、サイクロンを少なくとも２個用い、フロックの生成された汚濁水から、一方のサイクロンによって水よりも比重の大きいフロック汚水を分離し、他方のサイクロンによって水よりも比重の小さいフロック汚水を分離するものである。
【００１２】
そして、汚濁水に軽いフロックと重いフロックが混在する場合、これらを効果的に分離する。
【００１３】
請求項３に記載された発明は、汚濁水に凝集剤を投入しフロックを生成するフロック生成槽と、フロックの生成された汚濁水を遠心力によってフロック汚水と浄水とに分離するサイクロンと、分離されたフロック汚水を脱水してフロックを捕捉する脱水手段とを備えている、ことを特徴とする汚濁水の浄化装置である。
【００１４】
そして、汚濁水の浄化装置にサイクロンを用いて汚濁水を連続的にフロックと浄水とに分離し、浄化装置の大きさ及び設置スペースを小さくし、また製作コストを安くし、さらに浄化装置の維持費も安くする。
【００１５】
請求項４に記載された発明は、汚濁水の原水槽と、この原水槽の汚濁水の一部を取出して凝集剤と攪拌し原水槽に戻す凝集剤供給槽と、凝集剤の投入により生成されたフロックを含む原水槽の汚濁水を遠心力によってフロック汚水と浄水とに分離するサイクロンと、分離されたフロック汚水を脱水してフロックを捕捉し脱水した浄水を原水槽に戻す脱水手段とを備えている、ことを特徴とする汚濁水の浄化装置である。
【００１６】
そして、汚濁水の浄化装置にサイクロンを用いて原水槽の汚濁水を連続的にフロックと浄水とに分離し、かつこの浄水を原水槽に循環させることにより、汚濁水が流入する原水槽の清浄度を一定レベルに維持することができ、そして浄化装置の大きさ及び設置スペースを小さく、また製作コストを安く、さらに浄化装置の維持費も安くすることができる。
【００１７】
請求項５に記載された発明は、請求項３又は４記載の汚濁水の浄化装置において、該サイクロンを少なくとも２個備え、一方のサイクロンのフロック汚水又は浄水の取出口に他方のサイクロンの流入口を接続し、いずれか一方のサイクロンによって水よりも比重の大きいフロック汚水を取出し、他方のサイクロンによって水よりも比重の小さいフロック汚水を取出すものである。
【００１８】
そして、軽いフロックと重いフロックが混在する場合、これらを効果的に分離することができる浄化装置を提供する。
【００１９】
請求項６に記載された発明は、請求項３又は４記載の汚濁水の浄化装置において、該脱水手段は、上方の開口したフロック収容器と、この収容器の開口に取付けられ、該サイクロンからのフロック汚水が投入される投入口及びこの収容器からの溢水の放出口を有した蓋体とを備えているものである。
【００２０】
そして、蓋体をフロック収容器から取外すことにより、脱水されたフロックを収容器ごと取出すことができるようにする。
【００２１】
なお、本発明において「フロック汚水」とは、水分率の低い流体状のフロック含有水を意味している。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に従って構成された汚濁水の浄化装置及び浄化方法について、好適実施形態を図示している添付図面を参照して、さらに詳細に説明する。
【００２３】
第１の実施形態においては土粒や金属粉などの微粒子を含む汚濁水の浄化に好適な浄化装置について、第２の実施形態においては塗装ブースにおいて塗料ミストなどの微粒子を収集し循環する汚濁水の浄化に好適な浄化装置について説明する。
【００２４】
図１を参照して第１の実施形態である土粒や金属粉などの微粒子を含む汚濁水の浄化に好適な浄化装置について説明する。この浄化装置は、原水槽２から水中ポンプ４により送られた汚濁水に凝集剤を投入し粒子集合体であるフロックを生成するフロック生成槽６と、ポンプ８により圧送されたフロックの生成された汚濁水を遠心力によってフロック汚水と浄水とに分離するサイクロン１０と、分離されたフロック汚水を脱水してフロックを捕捉する脱水手段である脱水袋１２とを備えている。
【００２５】
さらに詳述すると、フロック生成槽６においては、原水槽２から送られた汚濁水は凝集剤が加えられ攪拌翼７によって攪拌され、フロックが生成される。本実施の形態における土粒や金属粉を含むフロックの比重は水よりも大きい。
【００２６】
サイクロン１０について図１とともに図２を参照して説明する。サイクロン１０は上蓋円筒部１０ａと円錐部１０ｂとを備えている。上蓋円筒部１０ａは、側面に汚濁水の流入口１０ｃを備え、閉じられた上面の中央には分離したフロック汚水又は浄水の一方の取出口１０ｄを備えている。円錐部１０ｂは、上蓋円筒部１０ａの下端から下方に先細に延び下端にフロック汚水又は浄水の他方の取出口１０ｅを備えている。取出口１０ｄには上蓋円筒部１０ａ内を中央下方に延びた上昇管１０ｆが接続されている。流入口１０ｃは、汚濁水が上蓋円筒部１０ａに切線方向に流入するように配設されている。
【００２７】
ポンプ８により送られたフロックの生成された汚濁水は、流入口１０ｃから上蓋円筒部１０ａに流入し、流入速度を利用して旋回され回転流となって下方の円錐部１０ｂへ進む。このとき汚濁水の中の水より重いフロックは、遠心力によって周壁部に集められ下端の取出口１０ｅからフロック汚水の状態で連続的に排出される。残りの浄水はサイクロン中央付近の渦部を上昇して上昇管１０ｆを通り上蓋円筒部１０ａの取出口１０ｄを経て連続的に流出する。
【００２８】
サイクロン１０の下方の取出口１０ｅから流出する、本実施の形態においては水の比重よりも重い、フロック汚水は脱水袋１２に流入し、脱水されてフロックが捕捉され、脱水により生成された浄水は、サイクロン１０の上方の取出口１０ｄを経て流出した浄水とともに排水あるいは回収される。
【００２９】
かくして、汚濁水の浄化方法として、汚濁水に凝集剤を加えてフロックを生成し、フロックの生成された汚濁水をサイクロンの遠心力によってフロック汚水と浄水とに分離し、フロック汚水を脱水してフロックを捕捉し、汚濁水を浄化する汚濁水の浄化方法が提供される。
【００３０】
図３を参照して第２の実施形態である、塗装ブースにおいて塗料ミストなどの微粒子を収集して循環される汚濁水の浄化に好適な浄化装置について説明する。
【００３１】
この浄化装置は、汚濁水の原水槽１６と、原水槽１６の汚濁水の一部を水中ポンプ１８によって取出して凝集剤と攪拌し原水槽１６に戻す凝集剤供給槽２０と、凝集剤の投入により生成され水中ポンプ１８によって圧送される原水槽１６のフロックを含む汚濁水を遠心力によってフロック汚水と浄水とに分離するサイクロン１０と、分離されたフロック汚水を脱水してフロックを捕捉し、脱水した浄水を原水槽１６に戻す脱水手段であるオーバフロー脱水器２２とを備えている。
【００３２】
この原水槽１６は塗装ブース２４に連結され、原水槽１６に貯留された水が塗装ブース２４との間を循環している。周知の塗装ブース２４においては循環する水によって塗料ミストなどが吸収、収集される。したがって、原水槽１６に流入する塗料ミストは塗装ブース２４の稼働時間とともに増加する。
【００３３】
凝集剤供給槽２０には攪拌翼２１が備えられ原水槽１６の原水と凝集剤が攪拌されて凝集剤溶液が生成される。また、凝集剤供給槽２０に原水槽１６の原水を供給する管路及び原水槽１６に凝集剤溶液を供給する管路には、それぞれ開閉弁２６、２６が備えられ、原水槽１６への凝集剤溶液の投入を必要に応じて断続することができるようになっている。
【００３４】
凝集剤溶液が原水槽１６に導入されると、原水槽１６の原水である汚濁水の中でフロックが生成される。フロックを含んだ汚濁水は水中ポンプ１８によりサイクロン１０に導入されフロック汚水と浄水に分離される。サイクロン１０は前述の第１の実施の形態におけるものと実質的に同一である。
【００３５】
そして、水よりも比重の大きいフロック汚水は、サイクロン１０（図２）の下方の取出口１０ｅから排出されてオーバフロー脱水器２２に導かれ、上方の取出口１０ｄからの浄水は原水槽１６に戻される。
【００３６】
オーバフロー脱水器２２について図３とともに図４を参照して説明する。オーバフロー脱水器２２は、上方が開口したフロック収容器２２ａと、この収容器２２ａの開口に取付けられてサイクロン１０からのフロック汚水が投入される投入口２２ｃ及び収容器２２ａの開口からオーバフローする溢水の放出口２２ｄを有した蓋体２２ｂとを備えている。収容器２２ａとしては、例えば塗料使用後空になった不要のドラム缶を利用することができる。そして、蓄積されたフロックはドラム缶ごと廃棄することができる。放出口２２ｄの溢水は原水槽１６に戻される。
【００３７】
かくして、汚濁水の浄化方法として、汚濁水に凝集剤を加えてフロックを生成し、フロックの生成された汚濁水をサイクロンの遠心力によってフロック汚水と浄水とに分離し、フロック汚水を脱水してフロックを捕捉し、汚濁水を浄化する汚濁水の浄化方法が提供される。この第２の実施形態においては、サイクロン１０から排出される浄水は原水槽１６に戻され、また原水槽１６への凝集剤溶液の投入を必要に応じて断続できるので、ある一定レベルで原水槽１６の清浄度を維持することができる。この浄化方法によれば原水槽１６の清掃は実質上不要である。
【００３８】
上述の第１及び第２の実施形態においてフロック汚水の比重が水よりも軽い場合には、浄水はサイクロン１０（図２）の下方の取出口１０ｅから排出され、フロック汚水はサイクロン１０の上方の取出口１０ｄから排出される。したがってそれに対応した機器配置、配管、あるいは配管切換手段を備えるようにすればよい。
【００３９】
フロック汚水に比重が水より大きいフロックと水より小さいフロックが混在してこれを分離する必要がある場合には、少なくとも２個のサイクロンを備え、一方のサイクロンの２個の取出口の一方に他方のサイクロンの流入口を接続し、いずれか一方のサイクロンによって水よりも比重の大きいフロック汚水を取出し、他方のサイクロンによって水よりも比重の小さいフロック汚水を取出すようにすればよい。
【００４０】
すなわち、図５（ａ）に示すように、第１のサイクロン１１ａにおいて水より重いフロックとその他の汚水に分離し、この分離された汚水の取出口に第２のサイクロン１１ｂの流入口を接続し、第２のサイクロン１１ｂにおいて水より軽いフロックと浄水に分離する。あるいは図５（ｂ）に示すように、第１のサイクロン１１ａにおいて水より軽いフロックとその他の汚水に分離し、この分離された汚水の取出口に第２のサイクロン１１ｂの流入口を接続し、第２のサイクロン１１ｂにおいて水より重いフロックと浄水に分離する。
【００４１】
上述したとおりの形態の汚濁水の浄化方法及びその装置の作用について説明する。
【００４２】
（１）小型化：
浄化装置を小型化することができる。本発明者等の実験によれば、例えば建設現場において発生する土粒を含んだ汚濁水を処理する場合、２．５ｍ３／ｈの処理に必要な従来の沈殿水槽の大きさが縦横１ｍ、深さ１ｍの１ｍ３であるのに対し、サイクロンの場合は上蓋円筒部直径１８ｃｍ、円錐部下端まで全高５０ｃｍの０．０１３ｍ３であった。すなわち水とフロックを分離する部分の大きさは約１／８０である。
【００４３】
これは、沈殿水槽の場合は、水中に分散しているフロックが重力によって自然沈降するのを待って上澄み水を排出するために時間がかかるので、水槽を大きくして時間当たりの処理量を大きくする必要があるのに対し、サイクロンの場合は、サイクロンの大きさをむしろ小さくして内部流速を増し内部に強い渦流を発生させその遠心力でフロックを強制的に連続的に分離させるので、短時間で大きな処理量を得ることができるためである。
【００４４】
さらに他の構成要素も含めた浄化装置全体としては、従来の沈殿水槽を用いたものが、３０００Ｘ１１００Ｘ１６００ｍｍ、重さ７００Ｋｇ（水を含まず）に対して、サイクロンを用いた場合は、２０００Ｘ１１００Ｘ１６００ｍｍ、重さ６００Ｋｇとなった。
【００４５】
したがって、この小型化により、本装置の設置に必要なスペースはその分少なくて済み、また浄化装置を移動可能にした場合、装置を輸送するためのトラックは従来装置で２ｔ車が必要であったのに対し１ｔ車で済むようになった。
【００４６】
かくして、本発明に係る汚濁水の浄化方法及び装置によれば、構造を単純にでき、汚濁水の処理能力を大きくでき、かつ据付面積を小さくすることができる。
【００４７】
（２）コスト低減：
浄化装置を小型化できるので、製作に必要な材料が少なくて済み製作コストを低減することができる。また、凝集剤により生成されたフロックは粗大化された粒子であるので、高精度のサイクロンは不要である。したがって、サイクロンの製作精度は機械製作の一般公差のレベルで十分でありサイクロンの製作コストを極めて安価にすることができる。
【００４８】
（３）浄化装置の維持：
従来のような清掃の必要な大きな容量の沈殿水槽が要らないので、清掃などの装置の維持費が少なくて済む。
【００４９】
【発明の効果】
本発明に従って構成された汚濁水の浄化方法及び装置によれば、浄化装置の大きさ及び設置スペースを小さくすることができ、また製作コストを安くでき、さらに浄化装置の維持費も安くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に従って構成された汚濁水の浄化装置の第１の実施形態を示す構成図。
【図２】サイクロンの構造及び作用を示した説明図。
【図３】本発明に従って構成された汚濁水の浄化装置の第２の実施形態を示す構成図。
【図４】図３に示すオーバフロー脱水器の拡大側面図。
【図５】複数個のサイクロンを接続した形態の説明図。
【符号の説明】
２：原水槽
６：フロック生成槽
１０：サイクロン
１０ｃ：流入口
１０ｄ：取出口
１０ｅ：取出口
１１ａ：サイクロン
１１ｂ：サイクロン
１２：脱水袋（脱水手段）
１６：原水槽
２０：凝集剤供給槽
２２：オーバフロー脱水器（脱水手段）
２２ａ：フロック収容器
２２ｂ：蓋体
２２ｃ：投入口
２２ｄ：放出口
【図１】
2004148185.tif 000003
【図２】
2004148185.tif 000004
【図３】
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【図４】
2004148185.tif 000006
【図５】
2004148185.tif 000007