(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を加圧して液体中に空気を溶解させたのち、液体を減圧して液体中に微細気泡を発生させる加圧水生成装置において、
所定の静水圧が得られる深さを有する密閉された密閉槽と、
前記密閉槽内に液体を供給する液体供給口と、
前記密閉槽内に形成され、前記液体供給口から供給される液体を所定の静水圧が得られる深さまで下降させる下降流路と、
前記下降流路を下降する液体中に空気を噴出する空気噴出手段と、
前記密閉槽内に形成され、前記下降流路から流れ出た液体を上昇させる上昇流路と、
前記上昇流路を上昇した液体を前記密閉槽外に取り出す液体取出口と、
前記液体取出口に設けられた流量調整弁と、
からなることを特徴とする加圧水生成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は加圧水生成装置に係り、特に工場排水等を浄化処理する加圧式浮上分離装置に用いられる加圧水生成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図５は、従来の加圧水生成装置を用いた加圧式浮上分離装置の構成を示す全体構成図である。同図に示すように、加圧式浮上分離装置１００は、浮上分離槽１０２に懸濁物を含む原水を供給するとともに、微細気泡を含む加圧水を供給し、その加圧水に含まれる微細気泡に原水中の懸濁物を付着させることにより、懸濁物を水面に浮上させて、原水から懸濁物を分離する装置である。
【０００３】
この浮上分離槽１０２に供給する加圧水は加圧水生成装置１０４で生成され、浮上分離槽１０２で懸濁物が分離された処理水の一部を処理水槽１０６から循環水ポンプ１０８で循環供給することにより生成されている。
【０００４】
ところで、一般に加圧水生成装置は、処理水を加圧し、その加圧した処理水に空気を過飽和状態になるまで溶解させ、その後、その処理水を減圧することにより、溶解している空気を析出させて処理水中に微細気泡を発生させているが、図５に示す加圧水生成装置１０４では、この加圧水の生成に際して静水圧を利用している。
【０００５】
この加圧水生成装置１０４は、十分な深さを有する深層式加圧水槽１１０の内部に外筒管１１２と内筒管１１４とを挿入して下降流路１１６と上昇流路１１８、１２０を形成し、その下降流路１１６によって処理水を所定の静水圧が得られる深さまで導き、その導いた処理水中に空気圧縮機１２２から圧縮空気を噴射することにより、処理水中に空気を溶解させている。そして、その空気を溶解させた処理水を上昇流路１１８、１２０で上昇させることにより減圧し、溶解した空気を析出させて、処理水中に微細気泡を発生させている（特開平９−５７２４５号公報）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、一般に加圧水生成装置１００では、浮上分離槽１０２に供給される原水の量に応じて浮上分離槽１０２に循環供給する加圧水の量を調整する必要があるが、従来の加圧水生成装置１００では、そのコントロールを循環水ポンプ１０８で行っているため、そのコントロールが難しく、空気の溶解性が低下したりするという欠点があった。
【０００７】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、安定した加圧水の生成、供給が可能な加圧水生成装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記目的を達成するために、液体を加圧して液体中に空気を溶解させたのち、液体を減圧して液体中に微細気泡を発生させる加圧水生成装置において、所定の静水圧が得られる深さを有する密閉された密閉槽と、前記密閉槽内に液体を供給する液体供給口と、前記密閉槽内に形成され、前記液体供給口から供給される液体を所定の静水圧が得られる深さまで下降させる下降流路と、前記下降流路を下降する液体中に空気を噴出する空気噴出手段と、前記密閉槽内に形成され、前記下降流路から流れ出た液体を上昇させる上昇流路と、前記上昇流路を上昇した液体を前記密閉槽外に取り出す液体取出口と、前記液体取出口に設けられた流量調整弁と、からなることを特徴とする加圧水生成装置を提供する。
【０００９】
本発明によれば、密閉槽とすることにより、液体中に溶解されなかった空気が密閉槽の上部に溜まり、密閉槽内の液体を加圧する作用をもたらす。これにより、空気の溶解性が向上する。また、密閉槽から取り出される液体の量は流量調整弁の開度によってコントロールされるので、極めて容易に加圧水の取出量をコントロールすることができる。この場合において、加圧水の取出量を減少させると、密閉槽内の液量は増えるが、密閉槽は密閉されているため、圧縮作用が高まり、空気の溶解性が向上する。これにより、安定した加圧水の生成、供給が可能になる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に従って本発明に係る加圧水生成装置の好ましい実施の形態について詳説する。
【００１１】
図１は、本発明に係る加圧水生成装置が適用された加圧式浮上分離装置の全体構成図である。同図に示すように、この加圧式浮上分離装置１０は、浮上分離槽１２と処理水槽１４と加圧水生成装置１６とで構成されている。
【００１２】
浮上分離槽１２には、図示しない凝集タンクから懸濁物を含有した原水と、加圧水生成装置１６から微細気泡を含有した加圧水とが供給される。浮上分離槽１２に供給された原水中の懸濁物は、処理水に含まれる微細気泡に付着して水面に浮上し、これにより原水が懸濁物と処理水とに分離される。
【００１３】
処理水槽１４には、浮上分離槽１２で懸濁物が分離された処理水が流入する。この処理水槽１４に流入した処理水は、一部が循環水ポンプ２０で加圧水生成装置１６に送水され、残りが図示しないポンプで次の処理工程に送水される。
【００１４】
加圧水生成装置１６は、主として密閉槽２２と空気供給装置２４と流量調整弁２６とで構成されている。
【００１５】
密閉槽２２は、図２、図３に示すように、加圧水取出管２８と外筒管３０と内筒管３２と密閉蓋３４とで構成されている。
【００１６】
加圧水取出管２８は上端が開口した円筒状に形成されており、所定の深さをもって形成されている。すなわち、その底部近傍において空気を溶解させるのに十分な水圧が得られる深さをもって形成されている。また、この加圧水取出管２８の上端部近傍には加圧水取出口３６が形成されており、この加圧水取出口３６には浮上分離槽１２に通じる循環水パイプ３８が連通されている。
【００１７】
外筒管３０は両端が開口した円筒状に形成されており、加圧水取出管２８の内側に配置されている。この外筒管３０は加圧水取出管２８と同軸上に設置されており、上下に所定の隙間をもって設置されている。
【００１８】
内筒管３２は両端が開口した円筒状に形成されており、外筒管３０の内側に配置されている。この内筒管３２は外筒管３０と同軸上に設置されており、上下に所定の隙間をもって設置されている。また、この内筒管３２の上端近傍には処理水供給口４０が形成されており、この処理水供給口４０には処理水槽１４に通じる循環水パイプ４２が連結されている。
【００１９】
密閉蓋３４は、加圧水取出管２８の上端開口部を閉塞するように取り付けられており、これにより加圧水取出管２８の内部が密閉される。この密閉蓋３４には安全弁４４が取り付けられており、加圧水取出管２８の内部が所定圧以上になると、開いて圧を逃がすように作用する。
【００２０】
ところで、前記のごとく構成された密閉槽２２の内部には、内筒管３２の内側に下降流路４６が形成されるとともに、内筒管３２と外筒管３０との間に第１上昇流路４８が形成され、さらに外筒管３０と加圧水取出管２８との間に第２上昇流路５０が形成される。
【００２１】
そして、その下降流路４６の略中央にはエアノズル５２が設置され、このエアノズル５２からは圧縮空気が加圧水取出管２８の下方に向けて噴射される。また、第１上昇流路４８の下端部近傍にも一対のエアノズル５４、５４が設置され、このエアノズル５４、５４からは圧縮空気が加圧水取出管２８の上方に向けて噴射される。
【００２２】
これにより、密閉槽２２内には、下降流路４６を処理水が下向きに流れる下降流と、第１上昇流路４８及び第２上昇流路５０を処理水が上向きに流れる上昇流とが形成される。そして、処理水が下降流路４６を下降する過程でエアノズル５２から噴射された圧縮空気が処理水中に溶解し、第２上昇流路５０を上昇する過程で溶解された空気が析出されて微細気泡となる。そして、微細気泡を含んだ処理水は、加圧水として加圧水取出口３６から取り出される。
【００２３】
なお、処理水中に溶解されなかった空気は、第１上昇流路４８を流れて浮上し、第２上昇流路５０に流れ出ることはない。したがって、加圧水取出口３６からは微細気泡のみを含んだ加圧水が取り出される。
【００２４】
また、第１上昇流路４８を浮上した空気は密閉槽２２の上部に溜まり、この溜まった空気が密閉槽２２内の処理水を加圧し、空気の溶解性を高める。
【００２５】
空気供給装置２４は、図１に示すように、空気圧縮機５６、減圧弁５８、流量計６０及び流量調整弁６２、６２で構成されており、空気圧縮機５６で生成した圧縮空気を前記エアノズル５２、５４に供給する。
【００２６】
流量調整弁２６は、加圧水取出口３６に連通された循環水パイプ３８に設置されており、この流量調整弁２６の開度を調整することにより、浮上分離槽１２に供給する加圧水の量を調整する。
【００２７】
次に、以上のように構成された加圧式浮上分離装置１０の作用について説明する。
【００２８】
浮上分離槽１２で懸濁物が分離された処理水は、処理水槽１４に流入し、その一部が循環水ポンプ２０によって密閉槽２２に送水される。密閉槽２２に送水された処理水は、処理水供給口４０から下降流路４６内に流入し、その下降流路４６を下降して密閉槽２２の底部まで導かれる。
【００２９】
また、空気供給装置２４からは、空気圧縮機５６で生成した圧縮空気がエアノズル５２、５４に供給される。エアノズル５２に供給された圧縮空気は、下降流路４６内を下側に向かって噴射され、これにより下降流路４６内に下降流が強制的に形成される。一方、エアノズル５４、５４に供給された圧縮空気は、第１上昇流路４８内を上方に向かって噴射され、これにより、第１上昇流路４８内に強制的に上昇流が形成される。
【００３０】
ここで、密閉槽２２は、十分な深さをもって形成されており、その底部近傍では、空気が溶解するのに十分な水圧が得られている。したがって、エアノズル５２から噴射された圧縮空気は、密閉槽２２の底部近傍において、下降流路４６を流れる処理水中に溶解する。
【００３１】
空気が溶解された処理水は下降流路４６を流れ出て、第１上昇流路４８と第２上昇流路５０に流入し、その第１上昇流路４８と第２上昇流路５０を通って上昇する。そして、その上昇過程で減圧されることにより、溶解された空気が析出して、処理水中に微細気泡が発生する。
【００３２】
この第１上昇流路４８と第２上昇流路５０を上昇した処理水のうち、第２上昇流路５０を上昇した処理水のみが加圧水として加圧水取出口３６から取り出され、循環水パイプ３８を介して浮上分離槽１２へと供給される。
【００３３】
一方、第１上昇流路４８を上昇した処理水は、処理水供給口４０から新たに供給された処理水とともに下降流路４６に流入し、再び密閉槽２２の底部まで導かれる。
【００３４】
ところで、エアノズル５２から噴射された圧縮空気は、全てが処理水中に溶解するわけではなく、溶解されなかった空気は大きな気泡となって処理水中を浮上する。
【００３５】
ここで、第１上昇流路４８には、エアノズル５４、５４から噴射された圧縮空気によって強制的に上昇流が生じているので、不溶解空気は全てこの第１上昇流路４８を通って浮上する。したがって、第２上昇流路５０には、不溶解空気が流れ出ることはない。これにより、加圧水取出口３６からは、微細気泡を含んだ加圧水のみが取り出されるようになる。
【００３６】
また、加圧水取出管２８の上端部は密閉蓋３４によって密閉されているため、浮上した不溶解空気は密閉槽２２内の上部に溜まる。この溜まった空気は密閉槽２２内を加圧し、これにより密閉槽２２の処理水が加圧されて、空気の溶解性が向上する。
【００３７】
ところで、この加圧水生成装置１６から浮上分離槽１２に供給する加圧水の量は、凝集タンク（不図示）から浮上分離槽１２に供給する原水の量に応じて調整する必要がある。この加圧水の供給量の調整は、流量調整弁２６の開度を調整することによって行われる。すなわち、供給する原水の量が減少した場合には、流量調整弁２６を絞って加圧水の供給量を減らし、供給する原水の量が増えた場合には、流量調整弁２６を開いて加圧水の供給量を増やす。
【００３８】
このように、流量調整弁２６の開度を調整して加圧水の供給量をコントロールすることによって、加圧水の供給量を所望の値に簡易かつ迅速にコントロールすることができる。
【００３９】
この場合において、流量調整弁２６を絞って加圧水の供給量を減少させると、密閉槽２２内の処理水の量が増すが、密閉槽２２は密閉されているため、処理水の量が増すと、内部に溜まった空気が圧縮され、より加圧効果が高まる。これにより、空気の溶解性が更に向上する。
【００４０】
このように、本実施の形態の加圧水生成装置１６によれば、密閉槽２２を用いることにより、空気の溶解性を向上させることができ、さらに、流量調整弁２６によって加圧水の供給量をコントロールすることにより、加圧水の供給量を所望の値に簡易かつ迅速にコントロールすることができる。これにより、安定した加圧水の生成、供給が可能になる。
【００４１】
図４は、密閉槽の他の実施の形態の構成を示す断面図である。この密閉槽７０は、外筒管７２と内筒管７４と密閉蓋７６とで構成されている。
【００４２】
外筒管７２は上端が開口した円筒状に形成されており、所定の深さをもって形成されている。この外筒管７２の上端部近傍には加圧水取出口７８が形成されており、この加圧水取出口７８には浮上分離槽に通じる循環水パイプ３８が連通されている。
【００４３】
内筒管７４は上端が密閉されるとともに下端が開口された円筒状に形成されており、外筒管７２の内側に配置されている。この内筒管７４の上端近傍には処理水供給口８０が形成されており、この処理水供給口８０には処理水槽に通じる循環水パイプ４２が連結されている。
【００４４】
密閉蓋７６は、外筒管７２の上端開口部を閉塞するように取り付けられており、これにより外筒管７２の内部が密閉される。この密閉蓋７６には安全弁８２が取り付けられており、外筒管７２の内部が所定圧以上になると、開いて圧を逃がすように作用する。
【００４５】
以上のように構成された密閉槽７０の内部には、内筒管７４の内側に下降流路８４が形成されるとともに、内筒管７４と外筒管７２との間に上昇流路８６が形成される。そして、その下降流路８４の略中央にはエアノズル５２が設置され、このエアノズル５２からは圧縮空気が下方に向けて噴射される。また、上昇流路８６の下端部近傍にも一対のエアノズル５４、５４が設置され、このエアノズル５４、５４からは圧縮空気が上方に向けて噴射される。
【００４６】
以上のように構成された密閉槽７０によれば、処理水供給口８０から処理水が供給されると、その処理水は下降流路８４を下降して、密閉槽７０の底部へと導かれる。そして、その下降流路８４を下降する過程でエアノズル５２から噴射された圧縮空気が溶解される。下降流路８４を流れ出た処理水は、上昇流路８６に流入し、その上昇流路８６を上昇する過程で減圧され、溶解された空気が析出して微細気泡となる。そして、その微細気泡を含んだ処理水が加圧水として加圧水取出口７８から取り出される。
【００４７】
ここで、この密閉槽７０は内部が密閉されているため、不溶解空気は浮上して、密閉槽７０内の上部に溜まる。この密閉槽７０内に溜まった空気は、上述した実施の形態の密閉槽２２と同様に処理水を加圧するように作用し、これにより空気の溶解性が向上する。
【００４８】
この実施の形態の密閉槽７０によれば、加圧水取出管２８が不要になることから、装置の構成を簡素化できるとともに、吹き込み空気量の低減効果を得ることができる。
【００４９】
なお、この他、密閉槽内部を多重管構造としてもよく、この場合においても上記と同等以上の効果を得ることができる。
【００５０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、密閉槽とすることにより、不溶解空気を密閉槽の上部に溜めて密閉槽内の液体を加圧することができ、これにより、空気の溶解性を向上させることができる。また、密閉槽から取り出される液体の量は流量調整弁の開度によってコントロールすることにより、極めて容易に加圧水の取出量をコントロールすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る加圧水生成装置が適用された加圧式浮上分離装置の全体構成図
【図２】密閉槽の構成を示す断面図
【図３】密閉槽の構成を示す平面図
【図４】密閉槽の他の実施の形態の構成を示す断面図
【図５】従来の加圧水生成装置が適用された加圧式浮上分離装置の全体構成図
【符号の説明】
１０…加圧式浮上分離装置、１２…浮上分離槽、１４…処理水槽、１６…加圧水生成装置、２０…循環水ポンプ、２２…密閉槽、２４…空気供給装置、２６…流量調整弁、２８…加圧水取出管、３０…外筒管、３２…内筒管、３４…密閉蓋、３６…加圧水取出口、３８…循環水パイプ、４０…処理水供給口、４２…循環水パイプ、４４…安全弁、４６…下降流路、４８…第１上昇流路、５０…第２上昇流路、５２…エアノズル、５４…エアノズル、５６…空気圧縮機、５８…減圧弁、６０…流量計、６２…流量調整弁、７０…密閉槽、７２…外筒管、７４…内筒管、７６…密閉蓋、７８…加圧水取出口、８０…処理水供給口、８２…安全弁、８４…下降流路、８６…上昇流路
【図１】
0003840885.tif 000002
【図２】
0003840885.tif 000003
【図３】
0003840885.tif 000004
【図４】
0003840885.tif 000005
【図５】
0003840885.tif 000006