(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉末状高分子凝集剤を収容するホッパーと、該ホッパーから導入される凝集剤を下流側に供給する上部ロータ及び下部ロータが配置された給粉機と、該給粉機から凝集剤が撒布される分散器と、該分散器から供給される凝集剤を溶解する溶解槽とを備え、上部ロータの上方に該上部ロータの外周面とクリアランスを設けてバッフル板が配置され、上部ロータの回転軸の下方と下部ロータの外周部の間に互いに対向する一対の下部シール部材及び一対のサイドシールが配置されると共に、上部ロータは導電性樹脂で構成され、下部ロータは摩擦係数が０．３以下の樹脂材料で構成されることを特徴とする高分子凝集剤の供給装置。
【請求項２】
前記クリアランスを調整することが可能なダンパーが、バッフル板に取り付けられることを特徴とする請求項１記載の供給装置。
【請求項３】
複数のスリットが穿設された上方部と下方に傾斜する傾斜部とから構成される水膜整流板が前記分散器に配置され、該水膜整流板の上方部に対向する分散器の外壁に給水口が設けられると共に、水膜整流板は撥水性の樹脂で構成されるかまたは撥水性材料で被覆されることを特徴とする請求項１又は２記載の供給装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水処理場に設置された溶解槽に高分子凝集剤を供給する高分子凝集剤の供給装置に関する。より詳細には、本発明は、粉末状の高分子凝集剤の供給が安定し、かつ吸湿性の高分子凝集剤が給粉機内部に配置された下部ロータやその周辺部材に付着するのを未然に防止することが可能な高分子凝集剤の供給装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
下水処理場、上水処理場、汚水処理場等の水処理施設においては、汚染された水に含まれる懸濁物質の凝集及び凝集した懸濁物質の沈降を促進させるために、被処理水に凝集剤が添加される。凝集剤としては、種々のものが使用されているが、近年高分子凝集剤が多用されている。高分子凝集剤は、粉末状態でホッパーに収容され、そこから給粉機及び分散器内を通過した後、溶解槽に供給される。溶解槽では、所定の時間攪拌して高分子凝集剤を水に溶解させる。
高分子凝集剤は吸湿性が非常に高く、吸水すると、供給装置の内部に凝集剤が付着するようになる。そのため、ホッパーに例えば乾燥剤を存在させるなどして凝集剤を乾燥状態に保持し、給粉機に配置された下部ロータをシール部材でシールさせて、下方の溶解槽から給粉機の内部に湿気ができるだけ侵入しないようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、乾燥状態に保持された粉末状の高分子凝集剤をホッパーから給粉機に導入する際、凝集剤を所定量供給するために給粉機の上部に配置された上部ロータとの摩擦によって、凝集剤が帯電してその供給が不安定になるという問題がある。また、給粉機の下部に配置された下部ロータの外周部には一対のシール部材及びサイドシールが配置されているが、下部ロータの回転時に揺動するシール部材及び固定式のサイドシールと下部ロータとの隙間から湿気が侵入して、吸水した凝集剤が下部ロータ等に付着するという問題が依然としてある。
そこで、本発明の目的は、上述の従来技術の問題点を解消することにあり、粉末状の高分子凝集剤の帯電を抑制して凝集剤を安定に供給することが可能であり、凝集剤が吸湿しても下部ロータ及びその周辺部材への凝集剤の付着を防止することが可能な高分子凝集剤の供給装置を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上述の従来技術の問題点を解決すべく、鋭意検討を重ねてきたところ、上部ロータを導電性樹脂で構成することによって凝集剤の帯電が抑制され、更に、下部ロータを摩擦係数が０．３以下の樹脂材料で構成することによって下部ロータ及びその周辺部材への凝集剤の付着が防止されることを確認して、上述の問題点を解決するに至ったものである。
【０００５】
即ち、本発明の高分子凝集剤の供給装置は、粉末状高分子凝集剤を収容するホッパーと、該ホッパーから導入される凝集剤を下流側に供給する上部ロータ及び下部ロータが配置された給粉機と、該給粉機から凝集剤が撒布される分散器と、該分散器から供給される凝集剤を溶解する溶解槽とを備え、上部ロータの上方に該上部ロータの外周面とクリアランスを設けてバッフル板が配置され、上部ロータの回転軸の下方と下部ロータの外周部の間に互いに対向する一対の下部シール部材及び一対のサイドシールが配置されると共に、上部ロータは導電性樹脂で構成され、下部ロータは摩擦係数が０．３以下の樹脂材料で構成されることを特徴とする。
本発明においては、上部ロータの外周面とのクリアランスを調整可能に、ダンパーを上記バッフル板に取り付けることが好ましい。
また、本発明においては、複数のスリットが穿設された上方部と下方に傾斜する傾斜部とから構成される水膜整流板を上記分散器に配置し、この水膜整流板の上方部に対向する分散器の外壁に給水口を設け、水膜整流板を撥水性の樹脂で構成するかまたは撥水性材料で被覆することが好ましい。
【０００６】
【作用】
本発明の作用を説明すると、次の通りである。
まず、ホッパーから粉末状の高分子凝集剤が給粉機に導入される。給粉機には上部ロータがバッフル板と所定のクリアランスを設けて配置され、このクリアランスに依存して、上部ロータの回転により単位時間当たり所定量の凝集剤が下部ロータに送られる。上部ロータは導電性樹脂で構成されているため、凝集剤が乾燥していても帯電するようなことがない。従って、粉末状の高分子凝集剤同士が静電気により吸引し合うことがないので、上部ロータは凝集剤を安定して供給することができ、ホッパーから上部ロータへの供給も安定する。
給粉機の下部に配置される下部ロータは、凝集剤がだまの状態で分散器に撒布されるのを抑制する。サイドシールは、上部ロータから送られる凝集剤がショートパスして直接分散器に撒布されるのを防止する。また、下部ロータの回転により下部シール部材が揺動され、下部ロータと下部シール部材の間から凝集剤が分散器に撒布される。
この間、下部シール部材及びサイドシールと下部ロータとの隙間から、湿気が給粉機内部に侵入してくるのは避け難いものであり（特に雨期や夏期の期間）、凝集剤は下部ロータ及びその周辺機器に付着する傾向にある。しかし、下部ロータは、摩擦係数が０．３以下の滑り特性に優れた樹脂材料で構成されているので、凝集剤がたとえ水分を吸収して下部ロータに付着しようとしても、下部ロータから容易に剥離される。従って、凝集剤は塊が生じないので、給粉機から分散器を経て、溶解槽に供給される凝集剤を溶解槽内の被処理水に比較的速やかに溶解させることができる。
【０００７】
請求項２に係る発明によれば、バッフル板に前記ダンパーを取り付けたものであるから、上部ロータの外周面とダンパーとのクリアランスを調整することにより、凝集剤の供給量を容易に調整することができる。
請求項３に係る発明によれば、分散器に前記水膜整流板を配置したものであるから、給粉機から撒布される凝集剤は、分散器の外壁に設けられた給水口から水膜整流板のスリットを介して導入される水と一緒になって薄膜状の水層を形成し、水膜整流板の傾斜部に沿って下方の溶解槽に流下する。その際、水膜整流板が撥水性の樹脂で構成されるかあるいは撥水性材料で被覆されているので、凝集剤が水膜整流板に付着するようなことはない。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明を具体的に説明する。
図１において、符号１は溶解槽を省略した本発明の高分子凝集剤の供給装置である。供給装置１は、粉末状の凝集剤を収容するホッパー２と、凝集剤を所定量供給するための給粉機３と、凝集剤が撒布される分散器４と、凝集剤を溶解する後述の溶解槽とからなる。ホッパー２の上端部には、ヒンジ５を介して把手６付きの蓋７が開閉自在に取り付けられる。ヒンジ５に対向するホッパー２の上端部には、蓋７を閉状態に維持する係止金具８が取り付けられる。なお、９はパドル式粉面計であり、１０は粉面窓である。
給粉機３のケーシング１１内部には、上部ロータ１２及び下部ロータ１３が配置される。ケーシング１１の一側面に隣接して側板を回動自在に取り付けたモータカバー１４が配置され、カバー１４の内部にモータ１５及び減速機１６が台座上に設置される。下端外周面に載置片が形成されたケーシング１１は架台１７の上面に載置され、ケーシング１１の上端とホッパー２の下端とは互いのフランジ１８同士が接合される。また、減速機１６の出力軸にはスプロケット１９が嵌着され、カバー２０で覆われる。なお、２１は上部ロータ１２に対向するケーシング１１の別の側面に被着された点検窓である。
【０００９】
上部ロータ１２及び下部ロータ１３の各回転軸にもスプロケット２２，２３が嵌着され、上記スプロケット１９及び２２，２３に無端チェーン２４が巻架される。図２(Ａ)に示すように、モータ１５の駆動により減速機１６が回転され、上部ロータ１２及び下部ロータ１３も回転する。
上部ロータ１２の上方には、一対のバッフル板２５ａ，２５ｂが配置される。一方のバッフル板２５ａは例えば３０°の傾斜角でケーシング１１に取り付けられ、その下部に上部ロータ１２の外周面に当接する上部シール部材２６が取着される。このシール部材２６は、バッフル板２５ａの下端と上部ロータ１２外周面との間隙から凝集剤が下流側に漏洩するのを防止するために取着される。
他方のバッフル板２５ｂは、その下端と上部ロータ１２外周面との間に適宜のクリアランスを設けて、例えば４５°の傾斜角でケーシング１１に取り付けられる。バッフル板２５ｂの下端を上部ロータ１２の垂直中心軸線より対向するケーシング１１側に位置させて、凝集剤の自然落下を防止することが好ましい。また、バッフル板２５ｂの下部には、上部ロータ１２外周面に接近及び離反することが可能なダンパー２７を取り付けて、クリアランスを調整自在にすることが好ましい（図２(Ｂ)参照）。調整可能な手段としては、例えばバッフル板２５ｂの下部に縦長の穴を形成し、この穴にボルトを挿通させてダンパー２７を締結させるなどの手段が挙げられる。
【００１０】
ホッパー２から供給される粉末状の高分子凝集剤は、給粉機３において、一旦上部ロータ１２の外周面と一対のバッフル板２５ａ，２５ｂとで形成される空間に滞留し、上部ロータ１２の回転により、上記クリアランスから下方の下部ロータ１３に切り出される。従って、凝集剤は、クリアランス及び上部ロータ１２の回転速度に依存して所定量供給されることになる。
上部ロータ１２の回転軸の下方と下部ロータ１３の外周部の間には、互いに対向する一対の下部シール部材２８及び一対のサイドシール２９が配置される。下部ロータ１３の回転により、下部シール部材２８が揺動され、上部ロータ１２から切り出された凝集剤は、下部ロータ１３と下部シール部材２８の隙間から下方の分散器４に撒布される。
【００１１】
上部ロータ１２は、図３に示すように、その回転軸３０がケーシング１１外側に取り付けられた軸受３１に軸支され、軸受３１と離間して前記スプロケット２２が軸３０に嵌着される。また、上部ロータ１２の両端に形成された凹段部にＮＢＲ製のＶリング３２が嵌着され、ケーシング１１をシールする。
上部ロータ１２は導電性樹脂で構成される。この導電性樹脂は、ポリ−ｐ−フェニレン、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリアニリン、ポリフェニレンビニレン等の導電性高分子をドーピング処理したものの他に、樹脂に導電性フィラーを分散させることにより得られる。導電性フィラーとしては、銅、銀、錫、アルミニウム等の金属、ＩＴＯ（酸化インジウム−酸化錫）等の複合酸化物、カーボンブラックなどが挙げられる。市販のフィラーの中でも、粒径、堅さ等を勘案すると、カーボンブラックが好適である。これらの導電性フィラーは、２種以上を組み合わせて使用することもできる。また、樹脂としては、ナイロン、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、超高分子量ポリエチレン、ポリエステル、ポリフッ化ビニリデン、ポリアセタール、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）などが挙げられる。中でも、ナイロン６、ナイロン１１、ナイロン１２、ナイロン６６等の各種ナイロンが好ましく用いられる。
導電性樹脂の体積固有抵抗値は、１０7Ω・cm 以下、更に１０6Ω・cm 以下であることが好ましく、特に１０4Ω・cm 以下であることがより好ましい。その下限値は一般に０.１Ω・cm 程度である。
【００１２】
図２(Ａ)に図示された下部ロータ１３は断面三角形をなし、その角部はアール状または鋭角状をなす。しかし、下部ロータ１３の断面形状は、三角形に限られるものではなく、四角形、五角形、六角形等の多角形であってもよい。下部ロータ１３は、図４に示すように、その回転軸３３がケーシング１１の外側に取り付けられた軸受部３４に軸支され、軸受部３４と離間して前記スプロケット２３が軸３３に嵌着される。
下部ロータ１３は摩擦係数が０．３以下の樹脂材料で構成される。この摩擦係数は、０．２以下であることが好ましく、０．１５以下であることが特に好ましい。下部ロータ１３を構成する樹脂材料としては、ナイロン、ポリイミド、ポリアミドイミド、超高分子量ポリエチレン、ポリエステル、ポリアセタール、ＰＥＥＫ等が挙げられる。これらの樹脂は、機械的強度及び耐磨耗性にも優れている。上記樹脂の中でも、超高分子量ポリエチレン（Ｕ−ＰＥ１００，Ｕ−ＰＥ３００：共に日本ポリペンコ株式会社製）が好ましく用いられる。
【００１３】
下部ロータ１３の周囲には、前述した一対の下部シール部材２８及び一対のサイドシール２９が配置される。下部シール部材２８は、下流側の溶解槽更には分散器４から給粉機３内に侵入してくる湿気をできるでけ防止するために配置される。また、サイドシール２９は、上部ロータ１２によって切り出される凝集剤がショートパスして、直接分散器４に撒布されるのを防止するために配置される。
下部シール部材２８は、矩形状のＮＢＲから構成され、その上端部がケーシング１１に固着される。また、下部シール部材２８は、その裏面に重合された板バネによって下部ロータ１３側に付勢され、その下端部が下部ロータ１３に当接する。サイドシール２９は、下辺が下部ロータ１３の回転面と僅かな間隙を設けた円弧状をなす略台形状のＮＢＲから構成される。サイドシール２９の裏面に、その両側部及び背面中間部が押さえ付けられる押え部材３５が配置され、ボルト３６とナット３７でサイドシール２９及び押え部材３５がケーシング１１に固着される。
【００１４】
下部ロータ１３の回転により凝集剤が撒布される分散器４は、給粉機３に連通していて、水平断面が四角形の筒体３８からなる。また、分散器４は、筒体３８の両側壁に細長い載置片３９が固設され、架台１７の下部に取り付けられたブラケット４０上に載置される。筒体３８の前面壁にはヒンジ４１を介して点検蓋４２が開閉自在に取り付けられ、係止手段４３によって点検蓋４２の上端部が筒体３８に係止される。筒体３８の背面壁には給水口４４が形成され、給水ソケット４５が給水口４４に接続する。
分散器４は水膜整流板４６を備えていて、その略上半分が分散器４の筒体３８内に配置される。水膜整流板４６は、複数のスリット４７が穿設された上方部４８と下方に傾斜する傾斜部４９とから構成され、上方部４８の両側部が筒体３８に支持される。水膜整流板４６の上方部４８は、筒体３８の背面壁と間隔を介して給水口４４に対向する位置に配設される。また、傾斜部４９は大部分が筒体３８から突出していて、その下端部は分散器４の下方に設置された溶解槽に臨む。
【００１５】
前記下部ロータ１３の断面形状に応じて、凝集剤が水膜整流板４６の傾斜部４９上に高さ方向に幅をもって撒布される。この際、下部シール部材２８は板バネによって下部ロータ１３側に付勢されているので、凝集剤は分散状態で傾斜部４９上に撒布される。傾斜部４９上に撒布された凝集剤は、上方部４８のスリット４７を介して給水口４４から噴射される水によって溶解槽に洗い流される。
水膜整流板４６は、吸湿性の高分子凝集剤が付着しないように、撥水性材料で被覆される。また、水膜整流板４６を撥水性の樹脂で形成してもよい。
撥水性材料または撥水性の樹脂としては、シリコーンゴムまたは樹脂や、フッ素系樹脂などが挙げられるが、価格等の点から後者のフッ素系樹脂が好ましく用いられる。シリコーンゴムまたは樹脂としては、メチル基、エチル基、ブチル基、フェニル基、ビニル基、パーフルオロプロピル基等が同一の珪素原子に１個または２個置換したポリシロキサンが例示される。具体的には、ポリジメチルシロキサン、ポリジエチルシロキサン、ポリメチルフェニルシロキサン、ポリメチルビニルシロキサン、ポリメチルパーフルオロプロピルシロキサン、ポリジパーフルオロプロピルシロキサン等がある。また、フッ素系樹脂としては、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、四フッ化エチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合樹脂（ＰＦＡ）、四フッ化エチレン−六フッ化プロピレン共重合体（ＰＦＥＰ）、エチレン−四フッ化エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、エチレン−クロロトリフルオロエチレン共重合体（ＥＣＴＦＥ）、四フッ化エチレン−パーフルオロジオキソラン共重合体（ＴＦＥ／ＰＤＤ）、ポリフッ化ビニル（ＰＶＦ）等が挙げられる。これらのフッ素系樹脂の中でも、特にＰＴＦＥが好適である。
【００１６】
図５は、本発明の高分子凝集剤の供給装置１を示し、図１に示す本発明の主要機器に凝集剤溶解槽５０及び関連機器を図示したものである。
溶解槽５０上に据付台５１が設置され、その上に前述の分散器４、給粉機３及びホッパー２が立設されている。分散器４における筒体３８の背面壁に接続された前記給水ソケット４５には、手動弁５２、給水用電磁弁５３及び定流量弁５４を介して給水管５５が接続され、水源からの水が給水口４４より噴射される。
溶解槽５０の上壁には、水膜整流板４６の傾斜部４９下端部に対応する箇所に開口が形成される。溶解槽５０の側壁には、上部及び下部にオーバフロー管５６及びドレン管５７がそれぞれ取り付けられる。また、上記据付台５１上には、更に攪拌機５８及び操作盤５９が立設される。なお、図示しない軸流ファンが据付台５１上に設置され、溶解槽５０からの湿気を外部に逃して、給粉機３内に湿気が侵入しないようにしている。
攪拌機５８は、その攪拌羽根６０を回転させることにより、噴射水と一緒に層状に流下する凝集剤を溶解槽５０内の被処理水に溶解させる。また、操作盤５９は、減速機１６付きのモータ１５及び攪拌機５８の回転及び攪拌時間、給水用電磁弁５３の開閉などを制御し、これらに関する数値データや、溶解槽５０内の被処理水の水位（即ち水量）、被処理水中の凝集剤の濃度など、被処理水の処理状況が操作盤５９に表示されるようになっている。
なお、本発明の供給装置１（構成機器２〜４，５０）の外観形状は水平断面が四角形であるとして説明したが、これに限定されるものではない。
【００１７】
【発明の効果】
本発明によれば、給粉機内に配置された上部ロータが導電性樹脂で構成されているので、上部ロータの回転時に凝集剤が帯電するようなことがなく、ホッパーから導入される凝集剤を安定して供給することができる。また、給粉機の下部に配置される下部ロータが摩擦係数０．３以下の樹脂材料で構成されているので、吸湿性の高分子凝集剤は、下部ロータ及びその周辺部材に付着するようなことがなく、たとえ付着しても容易に剥離され、しかも、溶解槽において被処理水に速やかに溶解する。
請求項２に係る発明によれば、上部ロータの外周面とクリアランスを設けて配置されるバッフル板にダンパーを取り付けたので、上記クリアランスを調整することにより、凝集剤の供給量を容易に調整することができる。また、請求項３に係る発明によれば、分散器に配置される水膜整流板が撥水性の樹脂で構成されるかまたは撥水性材料で被覆されているので、凝集剤が水膜整流板に付着するようなことはなく、凝集剤の溶解槽への供給がスムーズに行われる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  (Ａ)は溶解槽を省略した本発明の高分子凝集剤の供給装置の一実施例を示す正面図であり、(Ｂ)は同供給装置の要部を截断した側面図である。
【図２】  (Ａ)は図１に示す供給装置における給粉機の側断面図であり、  (Ｂ)は別の給粉機の要部側断面図である。
【図３】  上部ロータの縦断面図である。
【図４】  (Ａ)は下部ロータ部分の平面図であり、(Ｂ)は下部ロータの要部とサイドシールの取付構造を示す縦断面図であり、(Ｃ)はその側断面図である。
【図５】  (Ａ)は本発明の供給装置を示す正面図であり、(Ｂ)はその側面図である。
【符号の説明】
１・・・ 凝集剤供給装置、２・・・ ホッパー、３・・・ 給粉機、４・・・ 分散器、１１・・・ ケーシング、１２・・・ 上部ロータ、１３・・・ 下部ロータ、２５ｂ・・・ バッフル板、２７・・・ ダンパー、２８・・・ 下部シール部材、２９・・・ サイドシール、３０・・・ 上部ロータの回転軸、４６・・・ 水膜整流板、４７・・・ スリット、４８・・・ 上方部、４９・・・ 傾斜部、５０・・・ 溶解槽。
【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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