(57)【要約】【課題】懸濁物質の浮上分離効率が極めて良好な加圧浮上装置を提供する。【解決手段】原水と加圧水との混合水は、供給管１４からセンターケージ１２に導入され、ディストリビュータ１５の開口１６から回転方向後流側へ流出する。このディストリビュータ１５からは後流方向へ案内板１７が突設されているので、開口１６から流出した混合水が周壁１ａへ向って流れることが抑制され、殆ど乱れることなく槽体１内を静かに周方向に流れる。そして、加圧水から生じた気泡が懸濁物質に付着し、懸濁物質が水面上に浮上して浮上スカムとなる。この浮上スカムは、掻寄板２１，２２によって周壁１ａの近傍へ掻き寄せられ、次いでスキマ２４によってスカムボックス６へ落し込まれ、排出口７から排出される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円環形の周壁を有した槽体と、
該槽体の中央部から放射方向に延在しており、該中央部を中心として該槽体内を旋回可能なディストリビュータと、
該ディストリビュータ内へ原水と加圧水との混合水を供給する手段と、
該ディストリビュータに設けられ、回転方向後流側に向って開口する混合水流出用の開口と、
該槽体内において浮上したスカムを槽体の周壁側に掻き寄せるためのスキマと、
該槽体の周壁に設けられたスカム排出部と、
を備えてなる加圧浮上装置において、
板面を上下方向とすると共に、該ディストリビュータから回転方向後流側に向って延出している、前記開口からの流出水を回転方向後流側へ導くための案内板を設けたことを特徴とする加圧浮上装置。
【請求項２】
請求項１において、前記案内板は前記ディストリビュータの長手方向に間隔をおいて複数個設けられていることを特徴とする加圧浮上装置。
【請求項３】
請求項１又は２において、該ディストリビュータに、該ディストリビュータの回転方向前方側の浮上スカムを周壁側に掻き寄せるための第１の掻寄板を設けたことを特徴とする加圧浮上装置。
【請求項４】
請求項３において、該第１の掻寄板は該ディストリビュータの回転方向前面側に沿って延設されているか、又は、ディストリビュータの放射方向先端側からディストリビュータの回転方向前方かつ周壁から離反する方向へ向って延出していることを特徴とする加圧浮上装置。
【請求項５】
請求項３又は４において、ディストリビュータの先端側から回転方向後流方向かつ周壁に接近する方向に向って延出する、浮上スカムを周壁側に掻き寄せるための第２の掻寄板を設けたことを特徴とする加圧浮上装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、懸濁物質を含んだ水から該懸濁物質を浮上分離処理するための加圧浮上装置に係り、特に旋回するディストリビュータによって原水と加圧水との混合水を槽体内に供給するようにした加圧浮上装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
円筒形の槽体内にディストリビュータを旋回可能に設け、このディストリビュータを旋回させながら該ディストリビュータから槽体内に原水と加圧水との混合水を流出させ、懸濁物質を該槽体内で浮上分離させるようにした加圧浮上装置として、特開２０００−９３９４２号公報に記載のものがある。この加圧浮上装置においては、ディストリビュータの開口から原水と加圧水の混合水がディストリビュータの旋回方向の後流側に向って流出する。そして、加圧水から生じた気泡が懸濁物質に付着し、懸濁物質が水面上に浮上して浮上スカムとなり、スキマによって掻き寄せられてスカム排出部へ送り出される。
【特許文献１】特開２０００−９３９４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記特開２０００−９３９４２号公報の加圧浮上装置は、ディストリビュータから原水と加圧水との混合水をディストリビュータの旋回方向後流側へ流出させるので、旋回方向前方側へディストリビュータから該混合水を流出させる場合に比べて、混合水の流れが乱れることが少なく、気泡が懸濁物質から分離しにくく、浮上分離効率が良好である。
【０００４】
しかしながら、同号公報の加圧浮上装置にあっては、ディストリビュータから流出する混合水に対し、ディストリビュータの旋回による遠心力が加えられるため、ディストリビュータから流出した混合水が放射方向（槽体の周壁に近づく方向）へ流れようとする。しかも、この遠心力はディストリビュータ先端側ほど大きくなるため、ディストリビュータ先端側の開口から流出した混合水と旋回中心側の開口から流出した混合水とで放射方向流れ速度に差異が生じ、ディストリビュータ流出後の混合水に若干乱れが生じ易い。また、ディストリビュータ先端側から流出した混合水が槽体の周壁に当ることによっても混合水流れに若干乱れが生じる。このように混合水流れに乱れが生じると、それにより懸濁物質の浮上分離効率が低くなるおそれがある。
【０００５】
本発明は、かかる課題を解決し、懸濁物質の浮上分離効率が極めて良好な加圧浮上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】
本発明の加圧浮上装置は、円環形の周壁を有した槽体と、該槽体の中央部から放射方向に延在しており、該中央部を中心として該槽体内を旋回可能なディストリビュータと、該ディストリビュータ内へ原水と加圧水との混合水を供給する手段と、該ディストリビュータに設けられ、回転方向後流側に向って開口する混合水流出用の開口と、該槽体内において浮上したスカムを槽体の周壁側に掻き寄せるためのスキマと、該槽体の周壁に設けられたスカム排出部と、を備えてなる加圧浮上装置において、板面を上下方向とすると共に、該ディストリビュータから回転方向後流側に向って延出している、前記開口からの流出水を回転方向後流側へ導くための案内板を設けたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の加圧浮上装置においては、ディストリビュータの開口から原水と加圧水の混合水がディストリビュータの旋回方向の後流側に向って流出する。そして、加圧水から生じた気泡が懸濁物質に付着し、懸濁物質が水面上に浮上して浮上スカムとなり、スキマによって掻き寄せられてスカム排出部へ送り出される。本発明では、板面を上下方向とした案内板をディストリビュータから回転方向後流側へ延出させているので、ディストリビュータから流出する混合水が放射方向に流れることが抑制され、混合水の流れに乱れが生じにくくなる。この結果、懸濁物質の浮上分離効率が向上する。
【０００８】
請求項２のように、案内板を複数個設けることにより、混合水の乱れが一層少ないものとなり、浮上分離効率が向上する。
【０００９】
請求項３のように、ディストリビュータの回転方向前方側の浮上スカムを周壁側に掻き寄せるための第１の掻寄板を設けることにより、浮上したスカムがディストリビュータに当ることが防止されると共に、該スカムが速やかに排出されることにより、浮上分離効率が向上する。
【００１０】
この第１の掻寄板を、請求項４の通り、ディストリビュータの回転方向前面側に沿って延設するか、又はディストリビュータの放射方向先端側からディストリビュータの回転方向前方かつ周壁から離反する方向へ向って延出させることにより、浮上したスカムを速やかに排出することができる。
【００１１】
請求項５の通り、ディストリビュータの先端側から回転方向後流方向かつ周壁に接近する方向に向って延出する、浮上物を周壁側に掻き寄せるための第２の掻寄板を設けることにより、浮上したスカムがディストリビュータの先端側を回り込んで回転方向後流側へ流れ込むことが防止されるので、スカムの排出効率が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を参照して本発明についてさらに詳細に説明する。図１は実施の形態に係る加圧浮上装置の縦断面図、図２は同平面図である。図３は図２のIII−III線断面図、図４はディストリビュータの構成を示す斜視図である。なお、図４では掻寄板の図示は省略されている。
【００１３】
槽体１は、軸心方向を鉛直方向とした円筒形である。この槽体１の周壁１ａの内周面に沿って円筒形の隔壁２が設けられている。この隔壁２の下端は、槽体１の底部１ｂよりも上方に位置している。槽体１内の処理水は、この隔壁２の下端を回り込み、隔壁２と周壁１ａとの間の上昇流路３を経て処理水トラフ４へ流出するよう構成されている。この処理水トラフ４は、槽体１の上部から外方に張り出すように設けられている。処理水トラフ４には処理水流出口５が設けられている。
【００１４】
槽体１の上部には、該処理水トラフ４と反対側にスカムボックス６が設けられ、スカム排出口７が該スカムボックス６に設けられている。このスカムボックス６は、上面が開放しており、上縁部が槽体１の水面位よりも若干上方に突出している。
【００１５】
槽体１の底部１ｂにはスカムが沈殿した場合の対策として排泥バルブ８付きの排泥管９が接続されている。なお、図１では、槽体１の底部１ｂは平坦となっているが、中央ほど底位となる漏斗形（逆円錐形）とされてもよい。
【００１６】
この槽体１の中心部の上方にモータ等の回転駆動装置１０が設置されている。この回転駆動装置１０は、支持部材（図示略）を介して槽体１に支持されている。この回転駆動装置１０から鉛直下方に駆動軸１１が延設されている。この駆動軸１１に対し筒形のセンターケージ１２が取り付けられている。このセンターケージ１２は、軸心方向を鉛直方向として配置され、軸受け部材（図示略）を介して槽体１に対し回転可能に支持されている。なお、センターケージ１２の上面は天板で封じられており、駆動軸１１はこの天板に連結されている。
【００１７】
このセンターケージ１２の底面には底板が設けられており、この底板中央に差し込まれた水の受入筒１３に対し原水と加圧水との混合水の供給管１４が接続されている。受入筒１３は、上方が開放し、下面が閉鎖された無蓋有底形の筒状部材である。受入筒１３は、センターケージ１２の底板中央の差込孔に差し込まれている。受入筒１３の外周と該差込孔の内周との間隙は極く小さなものとなっており、混合水は該間隙からは流出しないように構成されている。
【００１８】
センターケージ１２の上部からは放射方向にディストリビュータ１５が延設されている。この実施の形態では、ディストリビュータ１５は直径方向に２個設けられているが、１本又は３本以上（例えば３〜８本）設けられてもよい。センターケージ１２の重量バランスをとるためには、ディストリビュータ１５は複数本、周方向に等分に配設されるのが好ましい。
【００１９】
このディストリビュータ１５は、前記駆動装置１０によって駆動軸１１回りに回転（旋回）される。ディストリビュータ１５には、この回転方向の後流側に向って開放する開口１６が設けられている。この実施の形態では、該開口１６はディストリビュータ１５の長手方向に向って延在する１個の長孔よりなるものであるが、円形等の開口をディストリビュータ１５の長手方向に間隔をおいて複数個設けてもよい。
【００２０】
ディストリビュータ１５は、水中に没するように配置されている。
【００２１】
ディストリビュータ１５には、回転方向後流側へ向って複数の案内板１７が延設されている。案内板１７は、板面を上下方向（この実施の形態では鉛直方向）として、ディストリビュータ１５の長手方向に複数個設けられている。この実施の形態では、案内板１７は、ディストリビュータの先端側及び基端側において開口１６の縁部に沿って設けられると共に、これら両端側の案内板１７，１７の間に１枚の案内板１７が設けられている。ただし、案内板１７の数はこれよりも多くてもよく、また、開口１６が小さい場合には、開口１６を挟んで２枚のみ設けられてもよい。また、場合によっては、開口１６よりも先端側の案内板１７のみが設けられてもよい。
【００２２】
ディストリビュータ１５の先端側の上部には掻寄板が取り付けられている。この掻寄板は、ディストリビュータ１５の先端からディストリビュータ１５の回転方向前方且つ周壁１ａから離隔する方向へ延出する第１の掻寄板２１と、ディストリビュータ１５の先端からディストリビュータ１５の回転方向後方且つ周壁１ａに接近する方向に延出する第２の掻寄板２２とからなる。この実施の形態では、第１の掻寄板２１と第２の掻寄板２２とは、１枚の長板を途中で曲げた構造の１枚物よりなるが、別体とされてもよい。
【００２３】
掻寄板２１，２２は、下部が水中に没し、上部が水面から上方へ突出している。
【００２４】
この実施の形態では、センターケージ１２の上面部の中心付近から水面上方にまで立ち上がり、次いで外方へ向って延在する棒状の支持部材２３が設けられ、この支持部材２３の先端にスキマ２４が設けられている。このスキマ２４は周壁１ａの内周に沿ってセンターケージ１２と一体に回転する。このスキマ２４は支持部材２３に対し、上下動自在あるいはスキマ２４の移動方向へ傾動自在に取り付けられている。スキマ２４は、その下部が槽体１の水中に没し、上部が水面より上方に突出している。センターケージ１２の回転に伴ってスキマ２４が回転し、スカムボックス６に達した場合、このスキマ２４はスカムボックス６の上に乗り上げてその上面と摺動しながら通過する。この際、スキマ２４によって掻き送られてきたスカムがスカムボックス６の上縁を乗り越えて該スカムボックス６内へ落し込まれる。
【００２５】
このように構成された加圧浮上装置の作動について次に説明する。
【００２６】
駆動装置１０によってセンターケージ１２、ディストリビュータ１５及びスキマ２４はいずれも図２の矢印θ方向に回転（旋回）している。
【００２７】
原水と加圧水（空気等を加圧して過飽和となるように溶け込ませた水）との混合水は、供給管１４からセンターケージ１２に導入され、ディストリビュータ１５の開口１６から回転方向後流側へ流出する。このディストリビュータ１５からは後流方向へ案内板１７が突設されているので、開口１６から流出した混合水が周壁１ａへ向って流れることが抑制され、殆ど乱れることなく槽体１内に静止状となるか、又はゆっくりと周方向に流れる。そして、加圧水から生じた気泡が懸濁物質に付着し、懸濁物質が水面上に浮上して浮上スカムとなる。この浮上スカムは、掻寄板２１，２２によって周壁１ａの近傍へ掻き寄せられ、次いでスキマ２４によってスカムボックス６へ落し込まれ、排出口７から排出される。懸濁物質が除去された処理水は、槽体１内を下降し、隔壁２の下端から上昇流路３内を上昇し、処理水トラフ４へ流入し、流出口５から槽体１外へ流出する。
【００２８】
この実施の形態では、上記の通り、第１の掻寄板２１がディストリビュータ１５の回転方向前方に設けられているので、浮上したスカムがディストリビュータ１５に当ることなくスムーズに周壁１ａ近傍へ掻き寄せられる。また、第２の掻寄板２２が設けられているので、ディストリビュータ１５の先端側を通過したスカムがディストリビュータ１５の後流側へ回り込むことが防止される。このため、スキマ２４によってスカムが効率よくスカムボックス６へ落し込まれる。
【００２９】
上記実施の形態では、第１の掻寄板２１をディストリビュータ１５に対し斜交するように設けているが、第１の掻寄板はディストリビュータ１５の前面に沿って設けられてもよい。
【００３０】
その他、本発明装置の好適な構成材料あるいは寸法等について次に説明する。
【００３１】
槽体１の底部から水面までの高さは２〜１０ｍ特に４〜５ｍ程度が好適である。槽体１の直径は１ｍ以上例えば１ｍ〜３０ｍ程度が好適であるが、それよりも大きくてもよい。槽体１の構成材料は、例えば鋼板に耐食塗装を施したものを用いることができるが、中に水を張り、処理対象に含まれる物質に侵されず強撹拌に耐え得る構造が形成できる素材であれば何でもよく、強度と形状保持のための補強材が入っていてもよい。
【００３２】
センターケージ１２内の水の上昇流速は０．０３〜０．３ｍ／ｓｅｃ程度が好適である。
【００３３】
ディストリビュータ１５は、基端から先端まで等径であってもよく、先端ほど小径となるテーパ状であってもよい。ディストリビュータ１５の長さは、ディストリビュータ１５の先端とスカムボックス６との間隔が槽体１の半径の２０％以下例えば５〜２０％となる程度が好適である。ディストリビュータ１５内の水の流速は０．０３〜０．３ｍ／ｓｅｃ程度が好適である。ディストリビュータ１５の開口１６から後方への水の流出速度は０．０３〜０．３ｍ／ｓｅｃ程度が好適である。開口１６の開口面積は、ディストリビュータ１５の旋回方向への投影面積の２０％以上、例えば２０〜８０％程度が好適である。ディストリビュータ１５の回転数は０．０５〜０．５ｒｐｍ程度が好適である。
【００３４】
案内板１７は、板面が鉛直であることが好ましいが、若干傾斜していてもよい。案内板１７は平板状であってもよく、平面視形状が槽体１の中心に対し略等半径となるように湾曲していてもよい。
【００３５】
案内板１７の上下幅は、ディストリビュータ１５の上下方向の寸法（例えば直径）の０．５〜１．５倍程度が好適である。案内板１７の水平方向長さは５０ｍｍ以上が好ましく、また槽体の半径の半分以下であることが好ましい。案内板１７を複数個設ける場合、その間隔はディストリビュータ１５の長さの３０％以上が好ましい。この間隔は一定であってもよく、一定でなくてもよい。案内板１７の厚みは５０ｍｍ以下例えば５〜５０ｍｍ程度が好適である。案内板１７は、混合水の流れや浮上スカムに対し変形しない、例えばステンレス鋼板等の剛性板であってもよい。また流れをスムーズにするために、自然に変形する天然ゴム板などでもよい。各案内板１７の材質が異なっていてもよい。
【００３６】
掻寄板２１，２２の上下幅は１００〜５００ｍｍ程度が好適である。掻寄板２１，２２は、その上下方向の中心付近が水面となるように設置されるのが好適である。掻寄板２１，２２はディストリビュータ１５に固定されてもよく、上下方向に位置調整可能とされてもよい。掻寄板２１，２２の下縁と開口１６の上縁との上下方向の距離は０〜５００ｍｍ程度が好適である。
【００３７】
第１の掻寄板２１とディストリビュータ１５との交角は４５゜以下特に３０゜以下が好適である。第１の掻寄板２１の長さは、第１の掻寄板２１をディストリビュータ１５に投影したときの長さがディストリビュータ１５の全長の２／３以上となるようにするのが好適である。
【００３８】
第２の掻寄板２２の長さは１０ｍｍ以上が好適である。第１の掻寄板２１と第２の掻寄板２２とは、前述の通り、１枚の長尺板を曲げたものが好適である。この曲げ部分の形状は任意であり、例えば階段状に曲げたものであってもよく、湾曲させたものであってもよい。
【００３９】
掻寄板２１，２２の材質は、自身の旋回による水の抵抗や浮上スカムに対して変形しない程度の強度を持つ、例えば耐食塗装を施した鋼板などとするのが好適である。
【００４０】
スキマ２４の上下幅は１００ｍｍ以上例えば１００〜３００ｍｍ程度が好適である。スキマ２４は、第２の掻寄板２２との間隔がなるべく小さくなるように近接して設置されることが好ましい。
【００４１】
スキマ２４の材質は、旋回による水の抵抗や浮上スカム、更にはスカムボックス６との干渉に対して変形しない程度の強度を持つ、例えば耐食塗装を施した鋼に対し、スカムボックスと干渉する恐れのある部分を天然ゴムなどで保護したものなどがよい。
【００４２】
上記実施の形態は本発明の一例であり、本発明は図示以外の形態をもとりうる。例えば、本発明では、図５，６に示すように、案内板１７を跨ぐように略水平な整流板３０をディストリビュータ１５から後方に延設してもよい。この整流板３０を設けると、開口１６から流出した水が直ちに上昇することが防止されるようになり、浮上分離効率がさらに向上する。
【００４３】
本発明では、隔壁２を省略し、代りに槽体１内の下部に集水管を設けて処理水を取り出すようにしてもよい。
【００４４】
本発明では、センターケージ１２の上部のみを回転可能とし、この上部にディストリビュータを取り付けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】実施の形態に係る加圧浮上装置の断面図である。
【図２】実施の形態に係る加圧浮上装置の平面図である。
【図３】図２のIII−III線断面図である。
【図４】実施の形態に係る加圧浮上装置のディストリビュータの斜視図である。
【図５】別の実施の形態に係る加圧浮上装置のディストリビュータの斜視図である。
【図６】図５のVI−VI線断面図である。
【符号の説明】
【００４６】
１  槽体
２  隔壁
３  上昇流路
４  処理水トラフ
６  スカムボックス
１０  回転駆動装置
１２  センターケージ
１５  ディストリビュータ
１６  開口
１７  案内板
２１  第１の掻寄板
２２  第２の掻寄板
２４  スキマ
【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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