(57)【要約】【課題】主に人為的な汚染に由来する用水源を簡易な浄化設備と簡易な運転操作で、汚濁物を取り除き、飲用水として自家消費するか、工業廃水の場合には、簡便な操作で、小型水量より中ほどの水量までを、幅広い汚染種に対応して、好ましい除去効果を発揮させる。【０２９】【解決の手段】特に除去すべき異なる汚染源に対して、幅広い、吸着、凝固特性を発揮させると考慮して配合された複合系鉱物質の粉末を、凝集剤として適応することは、特に汚染源が異なる産業廃水に適した汚染物除去機能を準備するには、簡便な設備で、他に補助薬剤の添加の必要なく、清浄な処理水を得ることを特徴とする。【特許請求の範囲】
【請求項１】
出来るだけ簡便な設備で、除去すべき汚染源が持つ除去操作特性に合わせて操作機能を発揮させる，鉱物種などを中心に複合（可溶性カルシューム塩および溶出シリカ化合物等を含む）的に配合された鉱物質を主に配合された粉末および液体状物を利用し、強力なる対象処理水との混合操作により、効果的な汚濁物の凝集捕捉効果を引き出させた凝集分離物を、相反する（沈降分離操作と微細気泡による吸着浮上分離操作）分離操作特性を大型化させることなく、同一設備の中に有効に組み合わせることで、
一般的には併用が常識化している補助薬剤（有機系高分子、ＰＡＣ系等のアルミ系凝集剤等）の外部よりの追加設備を設置する事無く、清浄浄化処理水を得るための濾過、殺菌，脱臭，設備等を準備することなく、多機能な分離機能を組み合わせたと同等な処理機能発揮させることを特徴とする浄化設備。
【請求項２】
前記【請求項１】に記載の浄化操作設備内における第一混合槽での混合操作は、強力な撹拌混合効果を得るために、イ）揺動反転運動機構による撹拌器、ロ）高速回転型  二枚羽根以上を設置したプロペラ羽根、ハ）撹拌強度：４以上（送風空気量が、撹拌容積の４倍の体積の空気量／時間）を得る空気吹き込み混合効果等のどれかの、一つ以上の混合、撹拌機能機器を用いられることを特徴とする設置が簡単で、操作が簡便な、多機能を発揮出来る浄化設備。
【請求項３】
前記【請求項１】に記載の移動可能なサイズにまとめられた浄化設備を、駆動商用電源設備が、準備されて居ない場所においての駆動操作が要望された場合でも、即に、移動可能な小型設備容量の自然エネルギーの回収設備能力のみでも、駆動可能とすることを事前に配慮し、選別された機器類物を搭載されていることを特徴として，自然エネルギーを高効率で利用できる様に、自然エネルギー回収設備を含め、総合的な建設費を安価で準備することを目的に設計されていることを特徴とする省エネ化移動式な浄化設備。
【発明の詳細な説明】
【００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、清浄な液を得ようとして、各種の汚染源種により汚染された汚濁水を貯溜された所より、連続的に供給される液を連続的に浄化する作業に適応させる有効な機器であり、この様な操作が適応される用水および産業部門の系内の循環水の利用より系外に排出される廃水処理に応用する。
【００２】
【従来の技術】
「特開昭５１−１４１４５７  貝化石を使用して水質を改良する方法」で記載されている無機系の凝集機能を用いて、分離した目的の汚濁物は、凝集核となる無機系の重い微細な凝集剤に囲まれて成長させることで沈降速度を増して、清浄液とその下部に分離された沈降物とに分離させて浄化操作が終了していた。
更に、汚染種の違いにより、添加すべく薬剤の種類を選別し、共沈を開始するｐＨ条件の変動させるなどの複雑な操作を必要となり、更には、処理対象液に含まれることが、明確に掲示されて居なければ、最適な共沈効果を期待することは出来ない。
【００３】
しかし、産業廃水の処分に際しては、含有物が明確化されることは非常に難しいことで、その含有濃度が明確にすることは不可能であり、この濃度に比例した最適な添加量の維持が必要である。
この様な管理が旨く行くのが当然であると判断されて、この様な管理を行はれるようとしているが、現実は、想定した発生状況とは異なり、期待する様な安定した処理水が得られていない。
この問題点を解決するためには、単一機能の凝集剤の適応でなく、幅広い処理特性を同時に発揮する素材の適応が望まれるが、多分に別途の独立した設備の追加が要求される可能性が高く、装置の運営に煩雑さが加わることとなる。
【００４】
更に適応される無機金属イオンを、その溶解している状態より、不溶解な状態に移行させることで、金属水酸化物の沈殿物を形勢させ際に、共存する汚濁物のイオン種を中和操作の巻き込み現象を利用して、同時に沈降させて、汚濁物の除去操作がなされて来たのが主流であったが、こ時の除去操作に発揮する機能は少なく、更なる幅広い吸着機能も加えることができないか？の期待もつよかった。
【００５】
【発明が解決しようとする課題】
期待する共存汚濁物を系外に排除しようとするためには、最も簡単には小さな可溶性汚濁物は吸着操作と大きな粒子は、汚濁物の持つ価電子と反対の価電子で中和させ凝集成長効果を発揮させる機能をより有効に発揮させる素材の選択が重要作業となってくる。
この価電子の供給先は、主に可溶性金属イオン種を必要な系に添加し、周辺のｐＨの変化により、水酸化物に変化する時に放出される電子を用いて周辺の汚染物が持つ価電子を中和してきた。
【００６】
しかし、可溶性金属イオン種に代えて、無機性の鉱物種を粉砕化することで、この粉末を対象水に分散すると、不溶性の固体の表面の一部が可溶化してイオン化し、可溶性金属イオンと同等の働きをすると同時に、沈降性を速めと同時に、無機性の幅広い多機能な吸着特性機能を発揮するなどの、可溶性金属イオンだけでは発揮出来なかった、幅広い、各種の選択的な分離機能を伴う、各種の複合機能を発揮するものが存在する。
【００７】
しかし、無機の凝集剤の凝集効果は、適応させる鉱物質の品質のバラツキとか、製品粒度分布とかで、処理対象汚染物への凝集効果かが均等でないために、得られる処理水に残留する浮遊物が検出されるなどの、処理の不十分さが目立つなどの問題があることが指摘されている。
更に、これらの問題解決のためには、不足する機能を満たすための、設備の追加が必要になって来ているが、設置させるための空間と操作を可能とする為の組み合わせなど、かなりの面積を必要になると同時に、操作の煩雑さが指摘きされている。
【００８】
適応させる無機系の鉱物質の粉末で、優れた凝集機能を発揮させる鉱物質については特許出願受付番号２０３００７７０１８４に記載されており、特に貝化石より抽出された無機系の凝集剤が最も有効であると言える。
有力な無機系の鉱物質としては、貝化石を粉末化したものは、優れた凝集力を発揮はするが、先ず鉱物の粉末が濡れきるまでの時間が必要で、その後に、内部よりミネラル成分が抽出されて、反応を開始する傾向があり、薬剤物の添加と反応開始に時間のずれを感じ取れる場合が多い。
【００９】
この様な現象を含め、添加凝集剤物と対象物の接触時間の不均等を組み合わせると、最も好ましい反応条件が得られる処理水質の状況との差は顕著なものがあることは十分に想定される。
これらの様な現実に起きている不具合の現象を解決させるためには、凝集剤の対象水への添加のタイミングと、対象水との接触率を向上させるための混合操作の為に適合させる機種の選別に焦点を当てる必要がある。
【０１０】
更に、凝集物によっては、沈降性の速度が速いもの遅い物とがあり、沈降槽より流出する処理水の得られ水質には、このままでは不十分なものがあり、次に追加すべき対応処理設備についても検討の余地は十分にあることが、対象水質の違いと、水質の変動により、十分に対応させる必要があった。
【０１１】
【課題を解決するための手段】
先ず、第一に、無機剤の持つ凝集機能を分離し、水に浸漬後の抽出物が発揮する機能を効果的に利用する場合は、複合されていた薬剤を分離して、前段での浸漬時間を稼ぎ、後に、抽出液と対象液とを混合し、先に対象液中の除去すべき汚濁物との、吸着反応を先行させて置き、次に吸着した汚濁物を凝集させ、粗大化を達成し、粒子の破砕化を抑制させる働きの第二の薬剤を注入させる考えもある。
【０１２】
次に、除去すべき汚濁物を、適応する鉱物質の混合物の選択により凝集機能剤を旨く使いこなし、沈降性を高めることは、あるものについては出来るが、全てに制御できる訳ではない。
【０１３】
更には、凝集操作の効果は認められるが、粗大化成長操作が旨くいかず、沈降操作には適さない対象汚濁微粒子物が、次の工程へ流出される可能性がある。
【０１４】
また、油性の微粒子汚濁物は凝集沈降分離をさせず浮上操作で、汚濁物を分離させる方法が提案される場合もある。
【０１５】
これらの要望に答える効果的な操作法の適応が考えられるが、特に狭い領域内で、確実に浮上分離させるとなると、確実に（微細粒子物：＞３μも）、格段と速い（一般的な気泡１００〜１５０μに比して、約２〜１．５倍）と速い浮上速度で、分離させるためには微細気泡を多濃度に含ませる浮上分離操作法が適していると判断される。
【０１６】
微細気泡を発生させるためには、押し込み空気を溶解させる環境気圧がより高い方が、溶解空気量を増すと同時に、溶解した水と合わせて大気圧に放出させた場合の、水中での溶解空気気泡が発生させることで放出圧により気泡径が決定される。
【０１７】
この粒子径を３μ前後に設定すれば、分離出来る油滴は更に１／１０を上廻ると想定されるので、水中に残留する油成分の可能はない。
更に捕捉出来る水中に分散する粒子最少径値の限界は、３〜５ミクロンであり、膜分離濾過に相当する精度が得られることとなる。
【０１８】
この分離操作性より、多層砂濾過により得られる精度より高く、前段の沈殿分離操作処理水中に残留する浮遊物の性格なる分離操作を兼ねることが可能となる。
【０１９】
また、この様な微細気泡は、微細な気泡が弾ける時に発生する活性酸素による殺菌作用があり、更に酸化機能なども十分に期待することができ、特に処理水中にアンモニア化合物が存在する場合には、アンモニア成分を酸化物に変換の後に、塩素殺菌剤などの添加効果を期待することが出来る。
【０２０】
同時に微細気泡の持つ酸化力により、臭気成分おも酸化させて、脱臭機能を付与させるなどの多機能を同時に持ち合わせており、第一段の荒い沈降分離操作の後に、より精密な分離機能を付加させることで、数々の多機能が付与させる殊により、期待する効果は多く、十分なる付加価値が付与される。
【０２１】
無機性の天産化石物を応用し、特に飲用化用水処理に適応させるためには、人口的に加工させた化学薬品物を用いず、清浄な用水を手にすることが出来る。
更に、人為的に汚染された用水源であっても、無機系の天産化石物を応用する強い吸着力を利用して、夾雑有機物汚染源を除去させる機能は十分にある。
【０２２】
さらには、アンモニア成分が残留することは、飲用用水として最も重要な大腸菌を殺菌させる、塩素殺菌剤の注入作業が問題になってくる。
殺菌操作の酸化剤は逆に残留アンモニア成分の酸化反応に消費され、逆に消費された塩素は逆に毒性の発癌物質を新しく生成させることとなり毒物を増加させるなどの問題を発生させる。
従って、残留アンモニア成分は浮上分離処理の微細気泡による酸化処理で亜硝酸化合物、硝酸に変化させ、有機物との化合物と結合させて、吸着処理で除去することが考えられる。
また、工業排水処理に適応させるなら、アンモニア成分の残留は、放流先での河川の富栄養価の問題点を、逆に新しい問題点を提起する事となる。
【０２３】
この問題点の解消には、遊離アンモニア形態での排出は、数々の問題点を、特に小さな河川に放流された後に引き起す場合が増して来る。
従って、運搬可能な、空気酸化を伴う処理効果な、排水処理設備を設置すれば、格段と河川の浄化がなされることが期待される。
【０２４】
実施例１：河川水を飲用水として応用すべく下記表１：に示す水質の河川水を、処理水量１ｍ３／ｈｒの割りで、小型移動型処理設備（下記表２に仕様を示す）を用いて、凝集剤として、貝化石を中心とした鉱物質を粉末化した、凝集剤を用いて、第一段の凝集沈降分離処理を終え、直結する第二段の微細気泡を用いた精密浮上分離処理を施し、得られた処理水の結果を、下記表１に示す。
得られた処理水中のアンモニア成分濃度は、微細気泡を用いた酸化処理で、亜硝酸化合物に変化し、更に酸化を受けて、硝酸根に変化していた。
【０２５】
この様に、安定した酸化物に変化してしまった化合物になれば、殺菌の為に添加した塩素が、変質せずに、大腸菌の消滅に有効に作用していることが判明している。
【表１】
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【表２】
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【０２７】
実施例２
処理対象水を染色工場の濃厚系の廃水を、処理対象水とした。
排液は、奈染染色の油分を含む、濃厚処理液であり、糊剤などが混じるなどの非常に処置が難儀な排液であり、従来の設備では、脱色処理が十分に出来ず、かなり強い着色が残る排液を放流せざるをえなかった。
本処理では、前期実施例１で述べた設備を適応し、汚染原水を０．７４ｍ３／ｈｒの割りで注入し、浄化処置を施した。
第一段の反応槽で、吸着能が大きい貝化石を、５００ｍｇ／ｌの割りで注入、強撹拌を１５分間行い、沈降槽に移行させると、沈降槽よりの上澄み液は、うっすら着色はしているが、濃厚色は取れ、残留する油分（１．５〜３ｍｇ／ｌ）に巻き込まれた色素と判断した。
第二段に進んだ処理水は、精密微細気泡による浮上分離により、確実油分は浮上分離され、着色成分は完全に除去され、放流口には、完全透明な処理水がえられた。
処理水のＣＯＤ値は、＜５ｍｇ／ｌと河川放流に見合う水質が得られ、放流するにも支障がないが、更に再度生産工程に再度利用しても、支障がない様な、清浄な処理水を得た。