JPH11502761A - 液体から不溶性粒子を分離する方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 不溶性粒子の懸濁液を処理してこれらの粒子を分離するのに用いる清澄器が開示されている。これは、タンク、タンクの底部分に開口する液体の供給ダクト供給ダクトに供給された液体の一部に加圧下で気体を注入して該液体を気体で飽和させるインジェクタを備え、飽和液体がタンク内で減圧されたときに気泡を発生させるようになっている。発生した気泡は液中の懸濁粒子に付着して、これを持ち上げタンクの頂部分にスラッジのフローティング層を形成する。タンクの頂部分にはスラッジの層をすくい取るためのスクレーパが設けられている。複数のプレートがタンク内の前記供給ダクトの上方である角度でのびている。これらのプレートは上方に傾斜する複数のチャンネルを区画しており、各チャンネルは開口した上端を有し、ここから供給された液体がチャンネル内に入るようになっている。各チャンネルの下端にはタンク内で処理された液を集めて除去する液出口が設けられている。その形状と構造により、この清澄器は同じ能力をもつ従来の清澄器と比べて接地面積が５０％以下である。また、その構造により注入された同一の空気量に対して所望のサイズの微泡をより多く確保して粒子と気泡の接触の可能性を高めることができる。

Description

【発明の詳細な説明】 液体から不溶性粒子を分離する方法および装置発明の背景 ａ）発明の分野 本発明は、不溶性粒子を懸濁状態で含有している液体からこれらの不溶性粒子 を分離するための液体の処理方法に関する。 本発明は、またこの処理方法の実施に使用する装置（以下、清澄器という）に 関する。 以下の説明において、本発明の方法によって処理できる不溶性粒子を含有する 液体の例として専ら廃水について述べる。しかし、本発明は廃水の処理に限定さ れるものではなく、懸濁状態にある同じ固体粒子を除去するために実際には他の 如何なる種類の液体にも使用することができると理解されたい。このような他の 液体には石油、油、化学製品などがある。 多くの工業、とくにパルプおよび製紙工業においては、廃水を排出および／ま たは循環するのに先立って懸濁している不溶性粒子を分離するためにプラントで 発生した廃水を処理するのが慣行である。 通常このような処理は、“清澄器”または“溶解空気−浮遊ユニット”と称す る装置を１基または２基以上用いて実施する。図１に“従来技術”として示され るように、既知の清澄器はタンク１を備えており、この中に処理すべき液体がダ クト３を通して供給される。ダクト３を流れる液体の一部はライン４を介して該 管から抜き出され、空気その他のガスを加圧下で飽和させた後にポンプ５の手段 によりダクト３に再注入される。または、タンク１から出る清澄液の一部がライ ン４′を介してその出口から抜き出されて空気飽和後注入されてダクト３内で供 給された液に混合される。いずれの場合も空気−飽和液はダクト３に入り、減圧 されてタンク内で数マイクロメーターの気泡が発生する。このような微−泡は液 中の懸濁粒子に付着して、浮力性の“フロックス”を形成し、これによりスラッ ジ７のフローティング層を形成し、スクレーパ９でタンクから機械的にすくい取 られる。残りの“清澄”液はタンクの底部近くにのびているパイプに設けられた 複数の液出口１１を介してタンクから抜き取られる。 清澄器の効率を高めるため、通常タンクには上方に傾斜した複数のプレート又 はじゃま板１３を設けてタンクを上方に傾斜した複数のチャンネルに分割する。 各チャンネルは上端がスラッジ７のフローティング層の下から僅かに離れ、下端 は液出口１１に近接しまたは直接開口している。タンクに供給された液体をこの ように複数の分離したチャンネル内に分けると、清澄器の表面分離が増加し、清 澄器内の流量表面比（また、“溢流比”という）が減少し、これにより粒子の分 離が良くなる。 これに関連して、一対のプレートすなわち“上方”と“下方”を有し、同じ傾 斜角でのびるプレートで定義される各チャンネル内では、微−泡によって持ち上 げられた小粒子は上方のプレート側に移動し、次いでこの上方のプレートに沿っ て“スライド”して昇り、その間に集合してより大きな粒子になる。一方、液体 はゆっくりと出口１１側に下降する。各チャンネル内におけるこのような向流運 動は、図１の符号Ａで示した１つのチャンネル内で粒子を表す点と矢印とで代表 して示されている。 清澄器の効率を高めるため、タンク内供給された液体に重合体添加物を加えて 粒子を集合させてより大きな粒子とし、これによりその浮力性を改善することも 通常行われている。 実際には現在使用されている清澄器は効率がよく、懸濁粒子を１％以上含み、 かつ１０〜８０kg／ｍ²・hrの粒子が分離される廃水の処理に用いられている。 しかしながら、今までの清澄器は“水平”構造であるために、相当広いスペー スを要し、重くて扱い難く、構内に据付けるのが難しいという欠点がある。 第２に、廃水をタンクに入れる前に注入される空気の量及び圧力が如何なる値 であっても、タンク内で微−泡の発生を制御または調整するのは困難である。そ の理由は、廃水がタンクの一端側から入るとすぐに圧力が急速にまた突然に下が るためであり、これにより発生した気泡の大部分が粒子に付着することなくタン クの一端側で上方に移動し、以て清澄器の全体の効率が減少する。発明の要約 本発明の第１の目的は、不溶性粒子が懸濁している液体を処理して不溶性粒子 を分離するのに使用する清澄器であって、その形状および構造のおかげで、接地 面積が従来の同じ能力をもつ清澄器の５０％以下で、しかも内部の廃水の流速が 従来品と同等以下である清澄器を提供することである。 本発明の第２の目的は、粒子と気泡間の接触の可能性を高めるために注入空気 量が同じである場合に所望のサイズの微泡をより多く保持できる清澄器を提供す るにある。 本発明の第３の目的は、従来の清澄器で同じ量の重合体添加物を用いたときに 通常捕集されるよりも多くの粒子を捕集、除去できる清澄器を提供することであ る。 本発明によれば、これらの目的は不溶性粒子が懸濁している液体を処理してこ れらの粒子を分離するのに使用する清澄器によって達成され、この清澄器は、 頂部分と底部分を有する所定の高さのタンクと、 被処理液を前記タンクに供給するためにタンクの底部分に開口している供給ダ クトと、 加圧下で供給ダクトに供給される液体の一部に気体を注入して該液体を該気体 で飽和させ、飽和液体がタンク内で減圧されたときに気泡を発生させ、かくして 発生した気泡が液中で懸濁している粒子に付着して上方に持ちあげ、タンクの頂 部分においてスラッジのフローティング層を形成するようにした注入手段と、 前記タンクの頂部分においてスラッジが形成されている間そのスラッジ層をす くいとるスクレーパ手段と、 前記タンク内の供給ダクトの上方である角度でのびる複数のプレートであって 、これらのプレートが上向きに傾斜した一組のチャンネルを区画し、各チャンネ ル は上端が開口し、ここからタンクに供給された液体がチャンネルに入ると共に、 下端を備えた複数のプレートと、 各チャンネルの下端に設けられて、タンク内で処理された液体を集めて抜き取 るための液出口と、 を備えている。 タンクから出る液体を濾過するため、液出口にはスクリーンを設けるのが有利 である。 また、本発明は不溶性粒子が懸濁している液体を処理して、この液体からこれ らの粒子を分離する方法を提供するものであり、これは既知の方法よりも効率が よく、次の工程から成る。 頂部分と液体の供給ダクトの付いた底部分を有する所定の高さのタンクと、タ ンクに対してある角度でのびる複数の内部プレートを備えており、これらのプレ ートが上向に傾斜して開口した上端および下端を有する複数のチャンネルを区画 しており、 処理すべき液体に加圧下で気体を注入し、前記液体に前記気体を飽和させ、 前記気体−飽和液体をタンクの底部分で前記プレートの下方でダクト内に供給 し、供給した液体を減圧し、これにより気泡が発生して液中に懸濁する粒子に付 着し、これらを浮上させ、タンクの頂部分でスラッジのフローティング層を形成 し、 前記タンクの頂部分で生成している間にスラッジ層をすくい取り、 タンク内で処理した液体を各チャンネルの下端から捕集して抜き取る、 工程から成る。 供給工程は、被処理液の減圧を制御してタンクの底部分に隣接する内部のプレ ートに衝突するように、内部のプレートの下方に位置するノズルを介して行うの が有利である。 また、本発明の方法は、 被処理液に依って処理のための最適溢流速度を選択し、 選択した最適溢流速度を得るためにタンク内の前記プレートの数および各チャ ンネルの寸法比を選択する、工程を含むことが有利である。図面の簡単な説明 本発明とその利点は、添付の図面を参照してなされた次の非制限的で一般的な 記載を読むことによりよりよく理解することができる。 図１は現在市場で入手できる最もコンパクトな清澄器の一例を示す略断面図で ある。 図２は本発明による清澄器の基体構造を示す略断面図である。 図３は本発明の第１の好ましい実施形態を示す清澄器の略断面図である。 図４は本発明の第２の好ましい実施形態を示す清澄器の略縦断面図である。 図５は図４のＶ−Ｖ線に沿う断面図である。発明の詳細な説明 図２に示されるように、本発明による清澄器は図１に示される従来の清澄器と 同じ基本構造要素を備えている。 このようにして、既知の清澄器と同様に、 −供給ダクト１０３を通って被処理液が供給されるタンク１０１、 −ダクト１０３に連結され、ポンプ１０５に通じる図示しない誘導ラインであ って、その中で抜出した液がダクトに戻される前に空気を加圧下で注入し、また は図示のように、前記と同じ目的のために清澄水出口に連結され、ポンプ１０５ に通じる誘導ライン１０４′、 −タンク内においてある角度でのび、かつ上向きに傾斜したチャンネルを区画 する複数のプレート１１３、 −前記チャンネルの下端部の液出口１１１、および −タンクの頂部に浮遊するスラッジ１０７を取り除くためのスクレーパ１０９ を備えている。 既知の清澄器と本発明による清澄器との重要な相違点は、 −水平ではなく垂直にのびるタンク１０１と、 −タンクの上記のオリエンテーションの結果として、供給ダクト１０３がタン ク１０１の横方向の一端ではなく底に位置していて、 −プレート１１３がタンクの長さ方向に平行にのびる代りにタンクの高さ方向 に一方が他方の上に平行にのび、 −タンク頂部のスクレーパ１０９が供給ダクト１０３と隣接してのびる代りに 反対側にあり、 −供給ダクト１０３が開口するタンク１０１の底部分１１５または供給ダクト 自体の出口が上向きに傾斜して、外側に向けてノズルを区画形している、 点である。 これらの構造の違いは重要であり、本発明による清澄器を同じ能力をもつ既知 の清澄器よりも次の理由で優れたものにしている。 第１に、タンク１０１が垂直なオリエンテーションであるために接地面積が大 巾に減少する。これは大きな利点である。 第２に、廃水（又は被処理液）の導入はタンク１０１の底部で行われる。ここ は水柱（ｗａｔｅｒ ｃｏｌｕｍｎ）が最高である。また、タンクの底部分１１ ５の形状が一種の“ノズル”を区画している。これら２つの特徴により気体の微 泡の発生とサイズをよりよい方法で制御することができる。もっと具体的にいう と、廃水をタンクの底部に導入したことによる背圧と、タンクの底部分（又は供 給ダクトの出口）の形状によって既知の清澄器と比較して注入空気量を同じくし たときの所望のサイズの微泡の発生をよりよく制御することができ、これにより フロック化機構改善のためにしばしば要求される重合体添加物の使用量と付随コ ストを減らすことが可能となる。 第３に、微泡がタンクの底部で発生し、その高さ方向にいっぱいに浮上すると いう事実により微泡の濃度および分布が大巾に増加し、従ってこれらの気泡が液 中に懸濁している不溶性粒子と接触してこれらに付着し、浮上するという機会も 増加する。 第４に、注入された液体と微泡の流れは、供給ダクト１０３のすぐ上にある清 澄器の中で最下段のプレート１１３の方に導かれ、実際にこれに当るという事実 により、気泡および／または不溶性粒子が互いに接触して浮力性を帯びる“機会 ”が増える。 第５に、微泡がタンクの底部で発生し、このタンクは既知の清澄器のタンクと 比較して表面積がかなり小さいという事実により、清澄器の頂部におけるスラッ ジの層の浮遊とすくい取りは大巾に改善される。このスラッジの層は、タンクの サイズが小さくなったために頂部の全表面積にわたって拡がり、しかも層が厚く なるからである。さらに、既存のすべての清澄器とは反対にスラッジの層の下を 横切る液流または流れがない。これは、スラッジの浮遊を暗示するものである。 第６に、清澄器の流速は、タンクの接地面積には何ら手を加えずにタンクの高 さおよびタンク内のプレートの数を増やすことにより増加させることができる。 最後に、微泡とこれに付着した固体粒子がタンクの側壁と各プレート１１３の 上端との間の制限された通路を通って浮上するという事実は重大である。それは 、これらの微泡と粒子が一種の垂直なカーテン“Ｃ”を形成し、これが各プレー トの上端で下方に“流れる(turns)”液体のフィルターとして作用し、液出口１ １１の方へ移動させるからである。 これらの構造上の特徴がすべて一体になって本発明による清澄器を工業的規模 で現在使用されている既存の清澄器に比べて据付けが容易で、効率が高いものに している。 本発明による清澄器は図２に示されるように工業的観点から数々の実施形態を とることができる。 図３は本発明の第１の好ましい実施態様を示す清澄器の略図である。 この清澄器は垂直なタンク２０１を備え、その内部に複数の漏斗２１２，２１ ２′，２１２″…が一方が他方の上に位置するように積み重ねられている。図示 のように、漏斗は同じ形状であり、タンクの中心に位置している。これらは好ま しくは９０°に等しい頂点と、好ましくはタンク２０１に等しい断面形状を備え ている。したがって、タンクの断面が丸ければ、漏斗の断面も丸く、またタンク の断面が矩形であれば漏斗の断面も矩形である。 供給ダクト２０３はタンク２０１の底部分２１５に開口しており、該底部分２ １５はすぐその上の漏斗２１２と同じ断面形状と頂点を有している。ポンプ２０ ５はライン２０４を介してダクト２０３から抜き出された液体に加圧下で空気そ の他の気体を注入する。このようにして抜き出された液はタンク２０１に通じる ダクトに戻される。 漏斗２１２，２１２′，２１２″…の壁は前述したプレート又はじゃま板に等 しいものであり、共に対応する複数の傾斜したチャンネルを区画し、各チャンネ ルの上端はタンク２０１の側壁から僅かに離れ、下端は漏斗の頂点で終っている 。 捕集管２１７，２１７′，２１７″…は、処理中に漏斗内を浮上しおよび沈降 する重い粒子を集めるためのものである。図示のように、各捕集管２１７は対応 する漏斗２１２の頂点から下方に突出している。これらの捕集管は同軸状に設け てバルブで閉じられる同じ出口２１９に通じるようにするのが好ましい。 液出口２１１，２１１′，２１１″…もタンク内で処理した液体を集めてタン クから抜き取るためのものである。これらの出口はそれぞれ漏斗の頂点、すなわ ち捕集管の上方において漏斗によって区画された傾斜したチャンネルの下端部に 設けられる。各液出口２１１はタンク２０１に隣接するリザーバ２１９内に開口 するのが好ましく、また制御弁又は摺動スリーブ２２１のような流量調節手段を 備えており、該摺動スリーブ２２１はタンク内の液の高さを調節するために昇降 可能であり、場合により単に出口の上方の水柱の高さを調整することにより各出 口２１１からリザーバへ通る液体の流出量を制御する。このようなことにより対 応するチャンネル内での流速を調節することができる。 もちろん、タンク２０１の頂部には生成したスラッジの層をすくい取るための スクレープ手段２０９が設けられている。このようなスクレープ手段は任意のタ イプのものでよい。 使用の際には、タンク２０１に供給された液体の一部に気体が注入される。重 合体添加物すなわちフロック化剤を添加することもできる。その混合液は供給ダ クト２０３からタンクの底に供給される。 混合液がタンク内に入ると、その中に溶解した加圧気体が遊離して気体の微泡 が発生する。このような遊離はタンクの底部分２１５のノズル形状によりうまく 制御できる。このようにして発生した微泡は液中の不溶性粒子に付着して、最下 段の漏斗２１２の隣接する下面に沿って浮上する。粒子はこの下面に沿ってスラ イドして、表面に達する迄、カーテン“Ｃ”のように移動する。 混合物はタンクの側壁に沿って移動する間に等しく分離し、図３における矢線 で示されるように積み重ねられた漏斗２１２，２１２′，２１２″…で区画され たチャンネルに入る。 液体が各漏斗の頂点に向けて流下すると、その直ぐ上にある漏斗の隣接する下 面でまだ残っている粒子の分離が起こる。次いで、粒子はこの下面に沿って移動 し、漏斗の外周に達する。上方の漏斗２１２″の場合には粒子はタンクの表面に 直接浮上する。 液体は各漏斗の底部に向けて流下し、液出口２１１，２１１′，２１１″…で 集められる。 各漏斗の底部に開口している捕集管２１７，２１７′， ２１７″…は、残っ ているより密集した粒子をぼろぼろ流下させて、最下段の漏斗２１２から突出し ている管２１７に集める。 タンク２０１の表面に生成したスラッジの非常に安定した層は周知のようにす くい取る。このスラッジ層の乾燥固体含量を増加させるため、スクレープ手段２ ０９の下に空気ディフューザ２２３を設けて、スラッジの層の下に空気又は空気 −飽和液を注入するようにしてもよい。 図４と図５は本発明の第２の好ましい実施態様の清澄器の略図である。 この清澄器は延長されたタンク３０１を備え、内部にタンクの全長にわたって のびる複数の延長されたトローフ（ｔｒｏｕｇｈｓ）３１２，３１２′，３１２ ″…が積み重ねられている。横断面（図５参照）を見ると、各トローフは同形で あり、タンクの中心に位置しており、同じ頂点を有している。 複数の供給ダクト３０３が、最下段のトローフ３１２のすぐ下のタンク３０１ の底部分に開口している。各ダクト３０３の出口３０４はタンクに入る微泡の生 成と発生を制御するためにノズルとして形成されている。もちろん、液体がダク ト３０３を介してタンクに入る前に気体好ましくは空気を注入するためにポンプ （図示せず）が設けられている。 前述の実施態様と同様にトローフ３１２，３１２′，３１２″…の壁は前述の プレートまたはじゃま板と同じであり、互いに対称形の複数の傾斜したチャンネ ル（図５参照）を区画しており、共通の下端部を有し、該下端部には共通の出口 ３１０に通じる直管状の共通の液出口３１１，３１１′，３１１″がのびている 。 図５に示されるように、供給ダクト３０３に近接して別の傾斜したじゃま板３ ２１を設けて、注入された液体がチャンネルの上端に沿ってタンク３０１の両側 を上方に移動しはじめる前にいくつかの流れに分けるようにしてもよい。 タンク３０１の頂部には、生成したスラッジの層をすくい取るために既知の構 造のスクレープ手段３０９が設けられている。 この第２の好ましい実施態様の場合も第１の場合と全く同様に作用する。 図３に示すような清澄器を用いてパルプと紙工場で実験を行った結果、処理可 能な液量は同じ接地面積をもつ清澄器に対して実質的に増加することがわかった 。さらに具体的に言うと、図３に示される清澄器の占有接地面積当りの処理速度 は約２２ｍ³／ｍ²／ｈであり、図１の従来のコンパクト型清澄器では１３〜１４ ｍ³／ｍ²／ｈあった。固体荷重(solid loading)は従来の７０kg／ｍ²／ｈに対し て約１５０kg／ｍ²／ｈであった。実験はパルプと紙の脱インキプラントからの 同じ廃水を用いて行った。化学添加物の消費量は同じであった。 このように、本発明の清澄器は処理すべき流量および除去される懸濁粒子とい う意味での廃水の処理能力を、地面に対して同じ表面積（接地面積）を占める従 来の清澄器と比べて少なくとも５０％増加させることができる。 さらに、本発明によれば装置の接地面積に何ら影響を与えずに表面分離または 流速を増加する機会が得られ、既知の清澄器と比べてその内部の廃水の流速を同 じまたは低く維持することができる。 もちろん、以上説明した清澄器について添付の請求の範囲で規定された本発明 の背景を逸脱することなく種々の変更を加えることができる。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】１９９７年３月６日 【補正内容】 の理由は、廃水がタンクの一端側から入るとすぐに圧力が急速にまた突然に下が るためであり、これにより発生した気泡の大部分が粒子に付着することなくタン クの一端側で上方に移動し、以て清澄器の全体の効率が減少する。 米国特許第３，７５４，６５６号明細書（１９７３年８月２８日発行、栗田工 業（株））は廃水処理用の清澄器を開示している。これは垂直に配置された複数 のプレートがある角度でのび、複数の平行なチャンネルを形成したタンクを備え ている。各チャンネルはその上端付近に処理すべき廃水の入口を備え、下端付近 に処理した液の出口がある。この発明のきわめて重要な特徴によれば、各チャン ネルはそれ自体の廃水入口をもたなければならず、低い方のチャンネルで廃水か ら分離した泡は上方のチャンネルへ流れたり、入ったりしてはならず、これは各 チャンネルに設けられた独立の泡浮遊路により達成される。発明の要約 本発明の第１の目的は、不溶性粒子が懸濁している液体を処理して不溶性粒子 を分離するのに使用する清澄器であって、その形状および構造のおかげで、接地 面積が従来の同じ能力をもつ清澄器の５０％以下で、しかも内部の廃水の流速が 従来品と同等以下である清澄器を提供することである。 本発明の第２の目的は、粒子と気泡間の接触の可能性を高めるために注入空気 量が同じである場合に所望のサイズの微泡をより多く保持できる清澄器を提供す るにある。 本発明の第３の目的は、従来の清澄器で同じ量の重合体添加物を用いたときに 通常捕集されるよりも多くの粒子を捕集、除去できる清澄器を提供することであ る。 本発明によれば、これらの目的は不溶性粒子が懸濁している液体を処理してこ れらの粒子を分離するのに使用する清澄器によって達成され、この清澄器は、 頂部分、底部分および側壁を有する所定の高さのタンクと、 被処理液を前記タンクに供給するための供給手段と、 加圧下で供給ダクトに供給される液体の一部に気体を注入して該液体を該気体 で飽和させ、飽和液体がタンク内で減圧されたときに気泡を発生させ、かくして 発生した気泡が液中で懸濁している粒子に付着して上方に持ちあげ、タンクの頂 部分においてスラッジのフローティング層を形成するようにした注入手段と、 前記タンクの頂部分においてスラッジが形成されている間そのスラッジ層をす くいとるスクレーパ手段と、 前記タンク内である角度でのびる複数のプレートであって、これらのプレート が上向きに傾斜した一組のチャンネルを区画し、各チャンネル が開口した上端と下端を備えた複数のプレートと、 各チャンネルの下端に設けられて、タンク内で処理された液体を集めて抜き取 るための液出口と、 を備えている。 本発明によれば、この清澄器は、 −タンクの底部分に位置する供給ダクトからなる供給手段を備え、 −供給ダクトは複数のプレートの下方に位置してタンクに供給された液体が複 数のプレートの中の低い方のプレートに接触し、次いでタンクの側璧に沿って昇 るようになっており、 −すべてのチャンネルの開口した上端はタンクの側壁から僅かに離れており、 タンクの側壁に沿って昇る液体が開口した上端からチャンネル内に入るように開 いている、 という特徴がある。 タンクから出る液体を濾過するため、液出口には濾過手段を設けるのが有利で ある。 また、本発明は不溶性粒子が懸濁している液体を処理して、この液体からこれ らの粒子を分離する方法を提供するものであり、これは既知の方法よりも効率が よく、次の工程から成る。 頂部分、底部分および側壁を有する所定の高さのタンクと、タンクに対してあ る角度でのびる複数の内部プレートを備えており、これらのプレートが上向に傾 斜して開口した上端および下端を有する複数のチャンネルを区画しており、 処理すべき液体に加圧下で気体を注入し、前記液体に前記気体を飽和させ、 前記気体−飽和液体をタンクに供給し、供給された液体を減圧し、これにより 気泡が発生して液中に懸濁する粒子に付着し、これらを浮上させ、タンクの頂部 分でスラッジのフローティング層を形成し、 前記タンクの頂部分で生成している間にスラッジ層をすくい取り、 タンク内で処理した液体を各チャンネルの下端から捕集して抜き取る、 工程から成る。 この方法は、 −液体がタンクの底部分に位置する供給ダクトから供給され、 −供給ダクトは複数のプレートの下方に位置して、タンクに供給された液体が 複数のプレートの中の低い方のプレートに接触し、次いでタンクの側壁に沿って 昇るようになっており、 −すべてのチャンネルの開口した上端はタンクの側壁から僅かに離れており、 タンクの側壁に沿って昇る液体が開口した上端からチャンネル内に入るように開 いている、 という特徴がある。 供給工程は、被処理液の減圧を制御してタンクの底部分に隣接する内部のプレ ートに衝突するように、内部のプレートの下方に位置するノズルを介して行うの が有利である。 また、本発明の方法は、 被処理液に依って処理のための最適溢流速度を選択し、 選択した最適溢流速度を得るためにタンク内の前記プレートの数および各チャ ンネルの寸法比を選択する、工程を含むことが有利である。 ここで、“溢流速度”とは流量（ｍ³／ｈで表される）と総分離表面積（ｍ²で 表される）の比を意味する。分離表面積が大になる程（すなわちプレートの数が 増える程）、溢流速度は小さくなる。図面の簡単な説明 本発明とその利点は、添付の図面を参照してなされた次の非制限的で一般的な 記載を読むことによりよりよく理解することができる。 図１は現在市場で入手できる最もコンパクトな清澄器の一例を示す略断面図で ある。 図２は本発明による清澄器の基体構造を示す略断面図である。 図３は本発明の第１の好ましい実施形態を示す清澄器の略断面図である。 図４は本発明の第２の好ましい実施形態を示す清澄器の略縦断面図である。 図５は図４のＶ−Ｖ線に沿う断面図である。発明の詳細な説明 図２に示されるように、本発明による清澄器は図１に示される従来の清澄器と 同じ基本構造要素を備えている。 このようにして、既知の清澄器と同様に、 −供給ダクト１０３を通って被処理液が供給されるタンク１０１、 −ダクト１０３に連結され、ポンプ１０５に通じる図示しない誘導ラインであ って、その中で抜出した液がダクトに戻される前に空気を加圧下で注入し、また は図示のように、前記と同じ目的のために清澄水出口に連結され、ポンプ１０５ に通じる誘導ライン１０４′、 −タンク内においてある角度でのび、かつ上向きに傾斜したチャンネルを区画 する複数のプレート１１３、 −前記チャンネルの下端部の液出口１１１、および −タンクの頂部に浮遊するスラッジ１０７を取り除くためのスクレーパ１０９ を備えている。 既知の清澄器と本発明による清澄器との重要な相違点は、 −水平ではなく垂直にのびるタンク１０１と、 −タンクの上記のオリエンテーションの結果として、供給ダクト１０３がタン ク１０１の横方向の一端ではなく底に位置していて、 −プレート１１３がタンクの長さ方向に平行にのびる代りにタンクの高さ方向 に一方が他方の上に平行にのび、 −タンク頂部のスクレーパ１０９が供給ダクト１０３と隣接してのびる代りに 反対側にあり、 −供給ダクト１０３が開口するタンク１０１の底部分１１５または供給ダクト 自体の出口が上向きに傾斜して、外側に向けてノズルを区画している、 点である。 これらの構造の違いが本発明による清澄器を同じ能力をもつ既知の清澄器より も次の理由で優れたものにしている。 第１に、タンク１０１が垂直なオリエンテーションであるために接地面積が大 巾に減少する。これは大きな利点である。 第２に、廃水（又は被処理液）の導入はタンク１０１の底部で行われる。ここ は水柱（ｗａｔｅｒ ｃｏｌｕｍｎ）が最高である。また、タンクの底部分１１ ５の形状が一種の“ノズル”を区画している。これら２つの特徴により気体の微 泡の発生とサイズをよりよい方法で制御することができる。もっと具体的にいう と、廃水をタンクの底部に導入したことによる背圧と、タンクの底部分（又は供 給ダクトの出口）の形状によって既知の清澄器と比較して注入空気量を同じくし たときの所望のサイズの微泡の発生をよりよく制御することができ、これにより フロック化機構改善のためにしばしば要求される重合体添加物の使用量と付随コ ストを減らすことが可能となる。 第３に、微泡がタンクの底部で発生し、その高さ方向にいっぱいに浮上すると いう事実により微泡の濃度および分布が大巾に増加し、従ってこれらの気泡が液 中に懸濁している不溶性粒子と接触してこれらに付着し、浮上するという機会も 増加する。 第４に、注入された液体と微泡の流れは、供給ダクト１０３のすぐ上にある清 澄器の中で最下段のプレート１１３の方に導かれ、実際にこれに当るという事実 により、気泡および／または不溶性粒子が互いに接触して浮力性を帯びる“機会 ”が増える。 第５に、微泡がタンクの底部で発生し、このタンクは既知の清澄器のタンクと 比較して表面積がかなり小さいという事実により、清澄器の頂部におけるスラッ ジの層の浮遊とすくい取りは大巾に改善される。このスラッジの層は、タンクの サイズが小さくなったために頂部の全表面積にわたって拡がり、しかも層が厚く なるからである。さらに、既存の殆どの清澄器とは反対にスラッジの層の下を横 切る液流または流れがない。これは、スラッジの浮遊を暗示するものである。 第６に、清澄器の流速は、タンクの接地面積には何ら手を加えずにタンクの高 さおよびタンク内のプレートの数を増やすことにより増加させることができる。 最後に、微泡とこれに付着した固体粒子がタンクの側壁と各プレート１１３の 上端との間の制限された通路を通って浮上するという事実は重大である。それは 、これらの微泡と粒子が一種の垂直なカーテン“Ｃ”を形成し、これが各プレー トの上端で下方に“流れる(turns)”液体のフィルターとして作用し、液出口１ １１の方へ移動させるからである。 これらの構造上の特徴がすべて一体になって本発明による清澄器を工業的規模 で現在使用されている既存の清澄器に比べて据付けが容易で、効率が高いものに している。 本発明による清澄器は図２に示されるように工業的観点から数々の実施形態を とることができる。 図３は本発明の第１の好ましい実施態様を示す清澄器の略図である。 この清澄器は垂直なタンク２０１を備え、その内部に複数の漏斗２１２，２１ ２′，２１２″…が一方が他方の上に位置するように積み重ねられている。図示 のように、漏斗は同じ形状であり、タンクの中心に位置している。これらは好ま しくは９０°に等しい頂点と、好ましくはタンク２０１に等しい断面形状を備え ている。したがって、タンクの水平断面が丸ければ、漏斗の水平断面も丸く、ま たタンク の水平断面が矩形であれば漏斗の水平断面も矩形である。 供給ダクト２０３はタンク２０１の底部分２１５に開口しており、該底部分２ １５はすぐその上の漏斗２１２と同様の水平断面と頂点を有している。ポンプ２ ０５はライン２０４を介してダクト２０３から抜き出された液体に加圧下で空気 その他の気体を注入する。このようにして抜き出された液はタンク２０１に通じ るダクトに戻される。 漏斗２１２，２１２′，２１２″…の壁は前述したプレート又はじゃま板に等 しいものであり、共に対応する複数の傾斜したチャンネルを区画し、各チャンネ ルの上端はタンク２０１の側壁から僅かに離れ、下端は漏斗の頂点で終っている 。 捕集管２１７，２１７′，２１７″…は、処理中に漏斗内を浮上しおよび沈降 する重い粒子を集めるためのものである。図示のように、各捕集管２１７は対応 する漏斗２１２の頂点から下方に突出している。これらの捕集管は同軸状に設け てバルブで閉じられる同じ出口２１９に通じるようにするのが好ましい。 液出口２１１，２１１′，２１１″…もタンク内で処理した液体を集めてタン クから抜き取るためのものである。これらの出口はそれぞれ漏斗の頂点、すなわ ち捕集管の上方において漏斗によって区画された傾斜したチャンネルの下端部に 設けられる。各液出口２１１はタンク２０１に隣接するリザーバ２１９内に開口 するのが好ましく、また制御弁又は摺動スリーブ２２１のような流量調節手段を 備えており、該摺動スリーブ２２１はタンク内の液の高さを調節するために昇降 可能であり、場合により単に出口の上方の水柱の高さを調整することにより各出 口２１１からリザーバへ通る液体の流出量を制御する。このようなことにより対 応するチャンネル内での流速を調節することができる。 もちろん、タンク２０１の頂部には生成したスラッジの層をすくい取るための スクレープ手段２０９が設けられている。このようなスクレープ手段は任意のタ イプのものでよい。 使用の際には、タンク２０１に供給された液体の一部に気体が注入される。重 合体添加物すなわちフロック化剤を添加することもできる。その混合液は供給ダ 請求の範囲 １．不溶性粒子が懸濁している液体を処理して、この液体から不溶性粒子を分離 するのに使用する清澄器であって、 頂部分、底部分および側壁を有する所定の高さのタンク（１０１，２０１， ３０１）と、 被処理液を前記タンクに供給するための供給手段（１０３，２０３，３０３ ）と、 加圧下で少なくとも供給ダクトに供給される液体の一部に気体を注入して該 液体を該気体で飽和させ、飽和液体がタンク内で減圧されたときに気泡を発生さ せ、かくして発生した気泡が液中で懸濁している粒子に付着して上方に持ちあげ 、タンクの頂部分においてスラッジのフローティング層を形成するようにした注 入手段（１０５，２０５）と、 前記タンクの頂部分においてスラッジが形成されている間そのスラッジ層を すくいとるスクレープ手段（１０９，２０９，３０９）と、 前記タンク内である角度でのびる複数のプレートであって、該複数のプレー トが上向きに傾斜した一組のチャンネルを区画し、各チャンネルは開口した上端 と下端を有する複数のプレート（１１３，２１２，３１２）と、 各チャンネルの下端に設けられて、タンク内で処理された液体を集めて抜き 取るための液出口（１１１，２１１，３１１）と、 を備えてなる清澄器において、 前記供給手段がタンクの底部分に位置する供給ダクト（１０３，２０３，３ ０３）から成り、 前記供給ダクト（１０３，２０３，３０３）が前記複数のプレート（１１３ ，２１２，３１２）の下方に位置し、タンクに供給された液体が前記複数のプレ ートの中の低い方のプレートに接触し、次いでタンクの側壁に沿って昇るように なっており、 すべての前記チャンネルの開口した上端はタンクの側壁から僅かに離れてお り、タンクの側壁に沿って昇る液体が開口した上端からチャンネル内に入るよう に前記タンクに対して開いている、 ことを特徴とする清澄器。 ２．前記プレートが、タンク内で一方が他方の上に積み重ねられて上方が開口し たトローフ（２１２，３１２）を区画するように装着されており、重ねられた各 一対のトローフが前記チャンネルを区画していることを特徴とする請求項１記載 の清澄器。 ３．前記タンクが所定の水平断面を有し、前記トローフ（２１２）がタンクの中 心に位置する同様の漏斗（図３）の形状をしており、前記漏斗はタンクと同様な 水平断面を有し、それぞれ同じ頂点を備えていることを特徴とする請求項２記載 の清澄器。 ４．前記タンク（２０１）の底部分（２１５）がその上部に位置する漏斗（２１ ２）と同様な水平断面と頂点を有しており、供給ダクト（２０３）が上記底部分 の頂点に開口し、これにより上記底部分がノズルを区画していることを特徴とす る請求項３記載の清澄器。 ５．処理中に前記漏斗内に降下する重い粒子を捕集するために、対応する液出口 の下方で、さらに各漏斗（２１２）の頂部から下方にのびる捕集管（２１７）を 備えていることを特徴とする請求項４記載の清澄器。 ６．前記所定の水平断面が矩形であることを特徴とする請求項３乃至５のいずれ か記載の清澄器。 ７．前記所定の水平断面が円形であることを特徴とする請求項３乃至５のいずれ か記載の清澄器。 ８．前記各液出口がタンクに隣接するリザーバ（２１９）に開口しており、前記 液出口からリザーバへの流出量を調整する手段（２２１）を備え、以て対応する チャンネル内での流速を調整できるようにしたことを特徴とする請求項１乃至７ のいずれか記載の清澄器。 ９．さらに、タンクの頂部分においてスクレープ手段（２０９）の下方に位置す るエアディフューザー（２２３）を備え、以てスラッジ層の下に空気または空気 −飽和液を注入して、前記スラッジ層の乾燥固体含量を増加させるようにしたこ とを特徴とする請求項１乃至８のいずれか記載の清澄器。 １０．前記タンクで捕集された液体を濾過するために前記液出口（１１１，２１ １，３１１）にスクリーンが設けられていることを特徴とする請求項１乃至９の いずれか記載の清澄器。 １１．不溶性粒子が懸濁している液体を処理して、この液体から不溶性粒子を分 離する処理方法であって、 頂部分、底部分、側壁および複数の内部プレート（１１３，２１２，３１２ ）を有する所定の高さのタンクを備え、該プレートはタンクに対してある角度で のび、上向に傾斜して開口した上端と下端を有する複数のチャンネルを区画して おり、 処理すべき液体に加圧下で気体を注入し、前記液体に前記気体を飽和させ、 前記気体−飽和液体をタンクに供給し、供給した液体を減圧し、これにより 気泡が発生して液中に懸濁する粒子に付着し、これらを浮上させ、タンクの頂部 分でスラッジのフローテイング層を形成し、 前記タンクの頂部分で生成している間にスラッジ層をすくい取り、 タンク内で処理した液体を各チャンネルの下端から捕集して抜き取る 工程からなる処理方法において、 前記液体がタンクの底部分に位置する供給ダクト（１０３，２０３，３０３ ）から供給され、 前記供給ダクト（１０３，２０３，３０３）は複数のプレート（１１３，２ １２，３１２）の下方に位置して、タンクに供給された液体が複数のプレート（ １１３，２１２，３１２）の中の低い方のプレートに接触してタンクの側壁に沿 って昇るようになっており、 すべてチャンネルの開口した上端はタンクの側璧から僅かに離れており、タ ンクの側璧に沿って昇る液体が開口した上端からチャンネル内に入るように前記 タンクに対して開いている ことを特徴とする処理方法。 １２．前記供給工程を前記下方のプレートの下部に位置するノズル（２１５）を 介して行い、処理すべき液体の減圧を制御して、タンクの底部分に隣接する下方 のプレートに衝突するようにすることを特徴とする請求項１１記載の処理方法。 １３．さらに、処理すべき液体に依って処理のための最適溢流速度を選択し、選 択した最適溢流速度を得るためにタンク内の前記プレート（１１３，２１２，３ １２）の数を選択する工程を含むことを特徴とする請求項１１または１２記載の 処理方法。 １４．前記タンク（１０１，２０１，３０１）によって占められる表面積を変え ずにタンクの高さおよび前記プレート（１１３，２１２，３１２）の数を増加す ることにより流速を増加させる工程を含むことを特徴とする請求項１１，１２ま たは１３記載の処理方法。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ)，ＵＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ， ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ， ＡＵ，ＡＺ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＨ，ＣＮ，Ｃ Ｚ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ， ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，Ｍ Ｎ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ， ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ 【要約の続き】 して所望のサイズの微泡をより多く確保して粒子と気泡 の接触の可能性を高めることができる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．不溶性粒子が懸濁している液体を処理して、この液体から不溶性粒子を分離 するのに使用する清澄器であって、該清澄器が、 頂部分と底部分を有する所定の高さのタンク（１０１，２０１，３０１）と 、 被処理液を前記タンクに供給するためにタンクの底部分に開口している供給 ダクト（１０３，２０３，３０３）と、 加圧下で少なくとも供給ダクトに供給される液体の一部に気体を注入して該 液体を該気体で飽和させ、飽和液体がタンク内で減圧されたときに気泡を発生さ せ、かくして発生した気泡が液中で懸濁している粒子に付着して上方に持ちあげ 、タンクの頂部分においてスラッジのフローティング層を形成するようにした注 入手段（１０５，２０５）と、 前記タンクの頂部分においてスラッジが形成されている間そのスラッジ層を すくいとるスクレープ手段（１０９，２０９，３０９）と、 前記タンク内の供給ダクトの上方である角度でのびる複数のプレートであっ て、該複数のプレートが上向きに傾斜した一組のチャンネルを区画し、各チャン ネルは上端を有し、そこが開口し、ここからタンクに供給された液体がチャンネ ルに入ると共に、下端を有する複数のプレート（１１３，２１２，３１２）と、 各チャンネルの下端に設けられて、タンク内で処理された液体を集めて抜き 取るための液出口（１１１，２１１，３１１）と、 を備えてなる清澄器。 ２．前記プレートが、タンク内で一方が他方の上に積み重ねられて上方が開口し たトローフ（２１２，３１２）を区画し、重ねられた各一対のトローフが少なく とも２個の前記チャンネルを区画するように装着され、前記少なくとも２個のチ ャンネルは互いに対称形であり、共通の下端と共通の液出口（２１１，３１１） を有する請求項１記載の清澄器。 ３．前記タンクが所定の水平断面を有し、前記トローフ（２１２）がタンクの中 心に位置する同様の漏斗（図３）の形状をしており、前記漏斗はタンクと同じく 所定の水平断面を有し、それぞれ同じ頂点を備えている請求項２記載の清澄器。 ４．前記タンク（２０１）の底部分（２１５）がその上部に位置する漏斗（２１ ２）と同じ水平断面と頂点を有しており、供給ダクト（２０３）が上記底部分の 頂点に開口し、これにより上記底部分がノズルを区画している請求項３記載の清 澄器。 ５．処理中に前記漏斗内に降下する重い粒子を捕集するために、対応する液出口 の下方で、さらに各漏斗（２１２）の頂部から下方にのびる捕集管（２１７）を 備えている請求項４記載の清澄器。 ６．前記所定の水平断面が矩形である請求項５記載の清澄器。 ７．前記所定の水平断面が円形である請求項５記載の清澄器。 ８．前記各液出口がタンクに隣接するリザーバ（２１９）に開口しており、前記 液出口からリザーバへの流出量を調整する手段（２２１）を備え、以て対応する チャンネル内での流速を調整できるようにした請求項５記載の清澄器。 ９．さらに、タンクの頂部分においてスクレープ手段（２０９）の下方に位置す るエアディフューザー（２２３）を備え、以てスラッジ層の下に空気または空気 −飽和液を注入して、前記スラッジ層の乾燥固体含量を増加させるようにした請 求項５記載の清澄器。 １０．前記タンクで捕集された液体を濾過するために前記液出口（１１１，２１ １，３１１）にスクリーンが設けられている請求項５記載の清澄器。 １１．不溶性粒子が懸濁している液体を処理して、この液体から不溶性粒子を分 離する処理方法であって、 頂部分、液体の供給ダクト（１０３，２０３，３０３）の付いた底部分、お よび複数の内部プレート（１１１，２１２，３１２）を有する所定の高さのタン クを備え、該プレートはタンクに対してある角度でのび、上向に傾斜して上 端が開口して下端が閉じた複数のチャンネルを区画しており、 処理すべき液体に加圧下で気体を注入し、前記液体に前記気体を飽和させ、 前記気体−飽和液体をタンクの底部分で前記プレートの下方でダクト内に供 給し、供給した液体を減圧し、これにより気泡が発生して液中に懸濁する粒子に 付着し、これらを浮上させ、タンクの頂部分でスラッジのフローティング層を形 成し、 前記タンクの頂部分で生成している間にスラッジ層をすくい取り、 タンク内で処理した液体を各チャンネルの下端から捕集して抜き取る 工程からなる処理方法。 １２．前記供給工程を前記内部プレートの下方に位置するノズル（２１５）を介 して行い、処理すべき液体の減圧を制御して、タンクの底部分に隣接する内部プ レートに衝突するようにする請求項１１記載の処理方法。 １３．さらに、処理すべき液体に依って処理のための最適溢流速度を選択し、選 択した最適溢流速度を得るためにタンク内の前記プレートの数および各チャンネ ルの寸法比を選択する工程を含む請求項１２記載の処理方法。