(57)【要約】【課題】  晶析槽に設けられている薬液注入ノズルに結晶が付着することを防止することができ、晶析用薬液の注入を円滑かつ均一に行うことができる晶析槽の薬液注入ノズルを提供する。【解決手段】  薬液注入管から供給される晶析用薬液を晶析槽内の原水と晶析材との混合液中に注入するための薬液注入ノズル２２の噴出口３１に、晶析用薬液の注入圧力によって開状態となる逆流防止手段を設ける。逆流防止手段は、噴出口３１を覆うように筒状弾性部材３２を装着することによって形成できる。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
薬液注入管から供給される晶析用薬液を晶析槽内の原水と晶析材との混合液中に注入するノズルであって、該ノズルの噴出口に、晶析用薬液の注入圧力によって開状態となる逆流防止手段を設けたことを特徴とする晶析槽の薬液注入ノズル。
【請求項２】
前記逆流防止手段は、前記ノズルの噴出口を覆う弾性材料により形成されていることを特徴とする請求項１記載の晶析槽の薬液注入ノズル。
【請求項３】
前記薬液注入管の管壁にノズルを形成する噴出口を開口させるとともに、該噴出口を含む薬液注入管外周を筒状弾性部材で覆ったことを特徴とする請求項１記載の晶析槽の薬液注入ノズル。
【請求項４】
前記筒状弾性部材は、一端を管壁に固定し、他端を弾性変形可能な状態として前記管外周に設けられており、該弾性変形可能な状態の筒状弾性部材の他端と前記開口との距離を変更することによって逆流防止手段が開状態となる晶析用薬液の注入圧力を調節可能としたことを特徴とする請求項３記載の晶析槽の薬液注入ノズル。
【請求項５】
前記噴出口の開口面積を変更することによって逆流防止手段が開状態となる晶析用薬液の注入圧力を調節可能としたことを特徴とする請求項３記載の晶析槽の薬液注入ノズル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、晶析槽の薬液注入ノズルに関し、詳しくは、晶析槽内の原水と晶析材との混合液中に晶析用薬液を注入するための薬液注入ノズルの構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
液中に溶解している晶析対象成分を晶析材(種結晶)の表面に析出させることによって前記液中から前記晶析対象成分を除去する晶析法が広く知られている。この晶析法を行うための反応装置（晶析装置）の一つに、リンを含有する下排水からリンを除去して回収するため、珪酸カルシウム水和物を主体とした脱リン材（晶析材）が充填又は流動された反応槽（晶析槽）と、この反応槽に又はこの反応槽に供給されるリンを含む原水中にカルシウムイオン及び水酸基イオンを含む晶析用薬液を添加する添加手段とを備えたリン除去装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開平９−３０８８８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
このようなリン除去装置をはじめとする晶析装置では、晶析槽内の液全体に晶析材を十分に分散させるとともに、液全体に十分な濃度の晶析用薬液を添加することが晶析効率を高めるために重要である。このため、晶析槽に液循環手段を設けるとともに、晶析用薬液を液中に注入するためのノズルを複数箇所に設置し、晶析槽全体で晶析反応が十分に進行するようにしている。
【０００４】
ところが、薬液の注入を一時的に中断すると、薬液注入用のノズル（薬液注入ノズル）の部分における流れが止まるため、この部分で晶析対象成分と晶析用薬液との反応が発生し、生成した結晶が薬液注入ノズルに付着することがある。さらに、この結晶に新たに生成した結晶や晶析材が付着すると、薬液注入ノズルの開口面積が減少して注入再開時に晶析用薬液の注入量が不足したり、さらには、薬液注入ノズルが閉塞状態となって晶析用薬液の注入が行えなくなってしまうことがある。このようにして晶析用薬液の注入量が減少したり、全体の注入バランスが崩れると、晶析槽内における反応が十分に進行しなくなり、晶析効率が大きく低下してしまうことになる。
【０００５】
そこで本発明は、晶析槽に設けられている薬液注入ノズルに結晶が付着することを防止することができ、晶析用薬液の注入を円滑かつ均一に行うことができる晶析槽の薬液注入ノズルを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明の晶析槽の薬液注入ノズルは、薬液注入管から供給される晶析用薬液を晶析槽内の原水と晶析材との混合液中に注入するノズルであって、該ノズルの噴出口に、晶析用薬液の注入圧力によって開状態となる逆流防止手段を設けたことを特徴とし、前記逆流防止手段が前記ノズルの噴出口を覆う弾性材料により形成されていることを特徴としている。具体的構造として、前記薬液注入管の管壁にノズルを形成する噴出口を開口させるとともに、該噴出口を含む薬液注入管外周を筒状弾性部材で覆ったことを特徴としている。
【０００７】
前記筒状弾性部材は、一端を管壁に固定し、他端を弾性変形可能な状態として前記管外周に設けられており、該弾性変形可能な状態の筒状弾性部材の他端と前記開口との距離を変更することによって逆流防止手段が開状態となる晶析用薬液の注入圧力を調節可能とすることができ、また、前記噴出口の開口面積を変更することによって逆流防止手段が開状態となる晶析用薬液の注入圧力を調節可能とすることができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の晶析槽の薬液注入ノズルによれば、晶析用薬液の注入を停止しても噴出口に結晶が付着することがなくなるので、所定量の晶析用薬液を晶析槽内に確実に注入することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図１及び図２は、本発明の薬液注入ノズルの第１形態例を示すもので、図１はノズルの噴出口を閉塞した状態の断面図、図２は晶析用薬液の注入圧力によってノズルの噴出口が開口した状態の断面図である。図３は晶析装置の一例を示すもので、排水中に溶解しているリンを除去して回収するためのリン回収装置の系統図である。
【００１０】
まず、図３に示すように、このリン回収装置は、受水槽１１、調整槽１２、第１晶析槽１３及び第２晶析槽１４を有している。受水槽１１から調整槽１２に流入した原水は、ｐＨ調整剤添加経路１５から添加されたｐＨ調整剤、例えば水酸化ナトリウムによってｐＨ調整された後、原水導入経路１６を通って第１晶析槽１３に送られる。原水導入経路１６の原水は、第１晶析槽１３に設けられている第１循環経路１７を循環する循環水と合流して槽底部に導入され、第１晶析槽１３内に上昇流を形成する。この上昇流によって晶析材（脱リン材）１８を流動化させることにより、脱リン材１８の接触効率を高めるようにしている。
【００１１】
第１晶析槽１３には、晶析用薬液を添加する第１薬液添加経路１９が設けられており、第１晶析槽１３内の原水と晶析材との混合液全体にカルシウムイオン及び水酸基イオンを含む晶析用薬液、例えば消石灰（水酸化カルシウム）の水溶液を注入するようにしている。
【００１２】
薬液添加経路１９は、薬液注入主管２０と、この薬液注入主管２０から分岐した複数の薬液注入管２１と、この薬液注入管２１の先端部に設けられた薬液注入ノズル２２とにより形成されており、この薬液注入ノズル２２の部分に逆流防止手段がそれぞれ設けられている。
【００１３】
原水中のリンは、所定のｐＨ範囲でカルシウムイオンと反応してヒドロキシアパタイトとなり、脱リン材１７の表面に晶析して原水中から除去される。第１晶析槽１３で処理された水は、第１処理水経路２３を通って第２晶析槽１４に供給される。この第２晶析槽１４においても、槽内の水を第２循環経路２４で循環させるとともに、薬液添加経路１９から晶析用薬液を水中に添加することにより、前記第１晶析槽１３と同様の処理が行われ、第１処理水中に残存するリンとカルシウムイオンとが反応し、脱リン材１８に晶析して水中から除去される。このようにして脱リン処理された水は、第２処理水導出経路２５から導出される。
【００１４】
一方、所定量のヒドロキシアパタイトが晶析した状態の脱リン材１８は、各ポンプＰを停止させて水の流れを止めることにより、第１晶析槽１３及び第２晶析槽１４の槽底部に沈降させた後、槽底部に設けたリン回収経路２６からそれぞれ槽外に引き抜かれて回収される。
【００１５】
図１及び図２に示すように、前記薬液注入ノズル２２は、先端が閉塞された薬液注入管２１の管壁に設けられた噴出口３１と、該噴出口３１を覆うように装着された逆流防止手段を構成する筒状弾性部材３２とにより形成されている。筒状弾性部材３２は、使用する環境で耐性を有し、弾力性を失わない材料、例えば、ゴム等によって形成されるものであって、その一端３３ａは、薬液注入管２１の管壁に固定され、他端３３ｂは、管外周方向に向かって弾性変形可能な状態、即ち径方向に伸縮可能な自由端となっている。
【００１６】
筒状弾性部材３２は、装着前には薬液注入管２１の外径より小さな内径を有しており、薬液注入管２１に筒状弾性部材３２を装着したときには、図１に示すように、その内周面が管壁外周面に密着した状態となるようにしている。この状態で薬液添加経路１９に晶析用薬液、例えば消石灰（水酸化カルシウム）の水溶液が所定圧力で注入されると、図２に示すように、この晶析用薬液Ａの注入圧力によって筒状弾性部材３２が管外周方向に向かって弾性変形する。これにより、筒状弾性部材３２における自由端３３ｂの内径が拡大して噴出口３１が開口するとともに、薬液注入管２１の外周面と筒状弾性部材３２の内周面との間が開いて流路３５が形成され、この流路３５を通って晶析用薬液Ａが槽内に注入される。
【００１７】
晶析用薬液の注入を停止すると、薬液注入管２１の圧力の低下によって筒状弾性部材３２が、その弾性によって元の形状、すなわち、噴出口３１を含む薬液注入管２１の外周を覆う形状に復元する。これにより、噴出口３１の付近に反応により生じた結晶が付着することがなくなるので、注入再開時に各薬液注入ノズル２２から槽内全体に所定量の晶析用薬液を確実に注入添加することができる。このとき、筒状弾性部材３２の外周面に結晶が付着しても、筒状弾性部材３２の弾性変形によってある程度取り除かれるので、大量に結晶が付着して筒状弾性部材３２の変形が妨げられることはない。
【００１８】
また、この構造の逆流防止手段は、噴出口３１の開口径や設置数を調節したり、筒状弾性部材３２の弾力性を調節したり、噴出口３１の位置に対する筒状弾性部材３２の自由端３３ｂの距離を調節したりすることにより、噴出口３１が開口して前記流路３５が形成される圧力を任意に設定することができる。例えば、図４及び図５の断面図に示すように、薬液注入ノズル２２における噴出口３１と筒状弾性部材３２の自由端３３ｂとを近付けることにより、前記図１及び図２の薬液注入ノズルに比べて低い注入圧力で流路３５が形成されることになる。
【００１９】
したがって、各薬液注入ノズル２２における薬液注入管２１及び筒状弾性部材３２に同じものを使用し、それぞれ同じ噴出口３１を形成した場合でも、筒状弾性部材３２の固定位置を僅かに調節することにより、晶析用薬液の注入圧力に対する流路３５の開口量を変化させることができるので、各薬液注入ノズル２２における晶析用薬液の注入バランスを適切に設定することができる。
【００２０】
なお、前記構造の噴出口及び筒状弾性部材からなる薬液注入ノズルは、薬液注入主管２０や薬液注入管２１の中間部に設けることも可能である。さらに、本発明における逆流防止手段は、図６の断面図に示すように、薬液注入管２１の先端や管壁に形成した噴出口３１を、一端を固定した板状弾性部材３６で開閉可能に形成することもでき、図７の断面図に示すように、下向きに開口した噴出口３１を上下動可能なフロート３７で開閉可能に形成することもできる。
【産業上の利用可能性】
【００２１】
本発明は、槽内に薬液を注入する経路を備えたリン除去装置等の晶析装置に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の薬液注入ノズルの第１形態例を示すもので、ノズルの噴出口を逆流防止手段が閉塞した状態の断面図である。
【図２】同じく晶析用薬液の注入圧力によってノズルの噴出口が開口した状態の断面図である。
【図３】晶析装置の一例を示す系統図である。
【図４】第１形態例における変形例を示す噴出口が閉塞された状態の断面図である。
【図５】第１形態例における変形例を示す噴出口が開口した状態の断面図である。
【図６】本発明の薬液注入ノズルの第２形態例を示す断面図である。
【図７】本発明の薬液注入ノズルの第３形態例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００２３】
１１…受水槽、１２…調整槽、１３…第１晶析槽、１４…第２晶析槽、１５…ｐＨ調整剤添加経路、１６…原水導入経路、１７…第１循環経路、１８…晶析材（脱リン材）、１９…第１薬液添加経路、２０…薬液注入主管、２１…薬液注入管、２２…薬液注入ノズル、２３…第１処理水経路、２４…第２循環経路、２５…第２処理水導出経路、２６…リン回収経路、３１…噴出口、３２…筒状弾性部材、３３ｂ…自由端、３５…流路、３６…板状弾性部材、３７…フロート
【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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