專利名稱：固液分離裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種固液分離裝置，在凈水廠的水處理過程中使用活性炭 來分離原水中的懸浮物質(zhì)。
背景技術(shù)：
在凈水廠中，通過與作為處理對象的原水相配合的各種方法來進(jìn)行水
處理。例如，在含有異味(2-MIB或土味素)、陰離子界面活性劑、酚類、衍 生甲垸及其先驅(qū)物、低沸點有機(jī)氯化物(三氯乙烯等)或者微量有害物質(zhì)(農(nóng) 藥等)等的水的水處理中，以吸附這些物質(zhì)等為目的而使用活性炭。
使用圖1對使用活性炭的凈水廠的水處理系統(tǒng)100的一個例子進(jìn)行說 明。從河川等水源取水的原水首先集中到水源附近的取水井1中。之后， 原水在集水井2臨時蓄水之后，被送到快速攪拌池3。
第1活性炭添加裝置10向取水井1添加活性炭A。并且，第2活性炭 添加裝置11向集水井2添加活性炭A。添加到取水井1或集水井2的活性 炭A對原水所含有的懸浮物質(zhì)進(jìn)行吸附。另外，在圖14所示的水處理系統(tǒng) 100中，具備向取水井1添加活性炭A的第1活性炭添加裝置10和向集水 井2添加活性炭A的第2活性炭添加裝置11這2臺活性炭添加裝置，但是 也可以構(gòu)成為僅具有第1活性炭添加裝置10或第2活性炭添加裝置11中 的任意一方。
第1藥品添加裝置12向快速攪拌池3添加藥品(凝集劑)。在快速攪拌 池3中，由第l攪拌機(jī)3a進(jìn)行攪拌，并通過凝集劑的效果使含有凝集劑以 及活性炭A的原水形成絮凝物B。在快速攪拌池3中被攪拌的原水被送到 絮凝物形成池4。
第2藥品添加裝置13向絮凝物形成池4添加藥品(凝集輔助劑)。在絮 凝物形成池4中，當(dāng)由第2攪拌機(jī)4a比第1攪拌機(jī)3a慢速地攪拌原水時， 通過凝集劑的效果而絮凝物B成長為較大。在絮凝物形成池4被攪拌的含 有絮凝物B的原水被送到凝集沉淀池5。在凝集沉淀池5沉降分離的污泥，在由污泥濃縮裝置6濃縮脫水后，
被作為工業(yè)廢棄物處理。并且，在凝集沉淀池5中絮凝物B沉降分離。被 除去了該絮凝物B后的原水，在砂濾裝置7的砂濾、氯消毒裝置8的氯消 毒的過程之后，被送到配水池9并向各供水所配水。
在圖1所示的例子中，示出了將活性炭添加到取水井1和集水井2的 情況，凈水廠使用的活性炭具有粒徑為約150iim以上的"粒狀活性炭"和 粒徑小于約150pm的"粉末活性炭"兩種，各自的粒徑和用途不同。
在凈水處理過程中一般在砂濾的后段利用"粒狀活性炭"，被利用于在 凝集沉淀中不能除去的分子量約1500以下的低分子量的著色成分、其它有 機(jī)化合物的回收。
粒狀活性炭為，隨著有機(jī)化合物的吸附而轉(zhuǎn)效(吸附速度和解吸速度均 衡而變得平衡、不顯示出吸附能力的狀態(tài))發(fā)展，在吸附了有機(jī)氯系化合物 時，轉(zhuǎn)效發(fā)展的速度變快。如此吸附能力下降了的粒狀活性炭通過再生處 理能夠使吸附力再生。吸附力的再生處理需要專用的接觸池，但是在需要 長時間地進(jìn)行活性炭處理的情況下，如果在水處理過程中加入再生處理， 則能夠有效地利用活性炭。
活性炭的吸附能力的再生方法有"水蒸汽活化法"，在900。C的高溫下 使用水蒸汽來進(jìn)行活性化；和"藥品活化法"，在將木質(zhì)材料浸漬在氯化鋅 或硫酸等藥品中后使其炭化。由于藥品活化法在處理水中溶出鋅等重金屬 和藥品，所以一般對凈水處理用的活性炭不使用藥品活化法，而使用水蒸 汽活化法。
并且，如圖1所示，"粉末活性炭" 一般在取水或集水等的凝集沉淀之 前的過程中添加，對于在枯水時或夏季發(fā)生的產(chǎn)生臭氣、稱作水華的浮游 植物的繁殖等取水水質(zhì)的暫時惡化，被利用于吸附除去懸浮物質(zhì)。其原因 是，混入了藻類等懸浮物質(zhì)的絮凝物的比重較小、容易破碎且沉降性較差， 所以需要投入大量的凝集劑，藥劑所需的成本上升，因此在取水水質(zhì)惡化 的情況下，利用粉末活性炭在凝集沉淀之前的過程預(yù)先除去懸浮物質(zhì)，由 此提高處理性能，減少用于凝集劑的運(yùn)營成本。
另一方面，在投入了粉末活性炭時，凝集劑及凝集輔助劑的添加量增 多，所以藥劑的成本增加，污泥的產(chǎn)生量也增加，而回收處理作業(yè)變困難。 并且，粉末活性炭的粒徑較小，所以難以進(jìn)行吸附能力的再生處理。因此，粉末活性炭通常并不常用，而被用作為緊急時的臨時對策。
除了利用重力沉降的凝集沉淀方法之外，作為水處理中使用的固液分離裝置，存在利用離心力的液體旋流器。液體旋流器能夠利用通過流入的液體的回轉(zhuǎn)力而產(chǎn)生的離心力，根據(jù)固體和液體的比重差來進(jìn)行固液分離。因此，在液體旋流器中沒有運(yùn)轉(zhuǎn)部分，能夠以簡單的構(gòu)成實現(xiàn)，并且具有單位占地面積的處理能力較大這種特征。
在凈水處理中，作為對活性炭和液體旋流器進(jìn)行并用的技術(shù)，有對使用過的粒狀活性炭進(jìn)行再生處理并重新投入到快速攪拌槽和混合槽的技術(shù)(例如參照專利文獻(xiàn)l)。在該專利文獻(xiàn)l所記載的技術(shù)中，再生處理了的粒狀活性炭吸附懸浮物質(zhì)，并且作為絮凝物的沉降促進(jìn)劑起作用，增加絮凝物的沉降速度。通過對活性炭進(jìn)行再生利用，減少了活性炭的廢棄量。
專利文獻(xiàn)1:日本特開2005-13892號公報
但是，在專利文獻(xiàn)1記載的技術(shù)中，在凝集沉淀之前的處理過程中投入粒狀活性炭，所以存在的問題為，要對含有粒狀活性炭的原水中添加凝集劑，凝集沉淀所需的凝集劑等藥品的量變得大量。并且，在專利文獻(xiàn)1記載的技術(shù)中，還存在的問題為，要將在沉淀池沉降的絮凝物中所包含的粒狀活性炭和其它絮凝物成分廢棄，產(chǎn)生的污泥量成為大量，廢棄困難。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述課題，本發(fā)明提供一種使用的藥品量少、產(chǎn)生的污泥量也少的固液分離裝置。
本發(fā)明的特征的固液分離裝置為，具有活性炭添加裝置，對凝集沉
淀前的原水添加吸附原水所含有的懸浮物質(zhì)的活性炭；液體旋流器，從含有上述活性炭的原水中分離吸附了懸浮物質(zhì)的活性炭；流入管，與上述液體旋流器連接，以使含有上述活性炭的凝集沉淀前的原水流入時，在上述液體旋流器內(nèi)部回轉(zhuǎn)；活性炭排出管，將在上述液體旋流器內(nèi)沉降的上述原水所含有的活性炭從上述液體旋流器排出；以及處理水排出管，將從上述原水排出了活性炭后的處理水從上述液體旋流器排出。
根據(jù)本發(fā)明，能夠減少使用的藥品量、也減少產(chǎn)生的污泥量。


6圖1是對一般的水處理系統(tǒng)進(jìn)行說明的圖。
圖2是對第1實施方式的水處理系統(tǒng)進(jìn)行說明的圖。
圖3是對水處理系統(tǒng)所使用的液體旋流器的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明的圖。
圖4是對第2實施方式的水處理系統(tǒng)進(jìn)行說明的圖。
圖5是對第2實施方式的第1變形例的水處理系統(tǒng)進(jìn)行說明的圖。
圖6是對第2實施方式的第2變形例的水處理系統(tǒng)進(jìn)行說明的圖。
圖7是對第3實施方式的水處理系統(tǒng)進(jìn)行說明的圖。
圖8是對第4實施方式的水處理系統(tǒng)進(jìn)行說明的圖。
圖9是對第5實施方式的水處理系統(tǒng)進(jìn)行說明的圖。
圖IO是對第5實施方式的第1變形例的水處理系統(tǒng)進(jìn)行說明的圖。
圖11是對第5實施方式的第2變形例的水處理系統(tǒng)進(jìn)行說明的圖。
圖12是對第6實施方式的水處理系統(tǒng)進(jìn)行說明的圖。
圖13是對第7實施方式的水處理系統(tǒng)進(jìn)行說明的圖。
圖14是對第8實施方式的水處理系統(tǒng)進(jìn)行說明的圖。
具體實施例方式
下面，使用附圖對各實施方式的水處理系統(tǒng)進(jìn)行說明。在以下的說明中，對于相同的構(gòu)成賦予相同的符號并省略說明。并且，對于與使用圖1而上述了的構(gòu)成相同的構(gòu)成也賦予相同的符號。
(第1實施方式)
使用圖2對具有第1實施方式的固液分離裝置51的水處理系統(tǒng)101進(jìn)行說明。第1實施方式的固液分離裝置51具有活性炭添加裝置10，向處理對象的原水中添加活性炭A;和液體旋流器20，從原水中分離吸附了原水中的懸浮物質(zhì)的活性炭A。
如圖2所示，水處理系統(tǒng)101為，除了具備活性炭添加裝置10和液體旋流器20的固液分離裝置51以外，還具有取水井1，對從河川等水源取水的原水進(jìn)行蓄水，并添加活性炭A;集水井2，從液體旋流器20供給分
離了活性炭A的原水；快速攪拌池3，從集水井2供給原水；第l藥品添
加裝置12，將凝集劑添加到快速攪拌池3中；第l攪拌機(jī)3a，攪拌快速攪拌池3內(nèi)的原水而生成絮凝物B;絮凝物形成池4，從快速攪拌池3供給原7K;第2藥品添加裝置13，將凝集輔助劑添加到絮凝物形成池4中；第2
7攪拌機(jī)4a，攪拌絮凝物形成池4內(nèi)的原水而使絮凝物B成長；凝集沉淀池5，從絮凝物形成池4供給原水，并進(jìn)行;疑集沉淀處理；以及泥污濃縮裝置6,回收在凝集沉淀池5沉降的絮凝物B。并且，第l實施方式的水處理系統(tǒng)101具有砂濾裝置7，被供給在凝集沉淀池5回收了絮凝物B后的處理水，而進(jìn)行砂濾處理；氯消毒裝置8， 3寸砂濾后的處理水進(jìn)行氯消毒；以及配水池9，在對被氯消毒之后的處理水進(jìn)行了臨時蓄水之后，向各供水所進(jìn)行酉己水。
活性炭添加裝置10向取水井1添加活性炭A，取水井1對從水源取水的原水進(jìn)行臨時蓄水。在取水井1內(nèi)，通過所添加的活性炭A來吸附原水中所含有的異味成分和微量有害物質(zhì)等。取水井1將含有活性炭A的原水送至液體旋流器20。
活性碳例如可以使用椰子殼、木材或者鋸屑等木質(zhì)活性炭或者泥炭等煤炭活性炭等。并且，作為活性炭優(yōu)選使用粒狀活性炭，但只要是能夠通過液體旋流器20從原水中分離的粒徑尺寸即可，如果粒徑比較大則也可以是粉末活性炭。活性炭的揀選能夠利用振篩、淘選。
如圖3所示，液體旋流器20以使流入的液體在內(nèi)部回轉(zhuǎn)的方式在比中心靠內(nèi)壁側(cè)連接有流入管20a，形成為一般的旋流器形狀。因此，在液體旋流器20內(nèi)，從取水井l流入的原水通過產(chǎn)生的回轉(zhuǎn)流而受到離心力，并通過水和活性炭的比重差，使活性炭A沉降，由此原水和活性炭A分離。液體旋流器20將沉降的活性炭A從設(shè)置在下方的活性炭排出管20b排出，并將除去了活性炭A的原水經(jīng)由配置在上方的處理水排出管20c送至集水井2。此時，當(dāng)在液體旋流器20中不是所有的活性炭A都被分離時，被送至集水井2的原水中有時還含有活性炭A。另外，從活性炭排出管20b排出的活性炭A被廢棄處分、或者在再生處理后被再利用。
集水井2在對從液體旋流器2供給的原水進(jìn)行臨時蓄水后，向快速攪拌池3送出。
在快速攪拌池3中，由第1攪拌機(jī)3a攪拌從集水井2供給的原水和由第1藥品添加裝置12添加的凝集劑，由此原水所含有的懸浮物質(zhì)和在液體旋流器20中未被分離的活性炭A凝集、絮凝物化。快速攪拌池3將含有絮凝物B的原水送至絮凝物形成池4。在由于取水水質(zhì)的變動而超出凝集劑的凝集pH值范圍時，需要通過由第1藥品添加裝置12添加的酸、堿等的藥劑來調(diào)整pH值。
在絮凝物形成池4中，由第2攪拌機(jī)4a對從快速攪拌池3供給的含有絮凝物B的原水和由第2藥品添加裝置13添加的凝集輔助劑進(jìn)行攪拌，由此原水所含有的絮凝物B成長為較大。
在絮凝物形成池4中攪拌原水的第2攪拌機(jī)4a，優(yōu)選以比第1攪拌機(jī)3a小的攪拌強(qiáng)度進(jìn)行攪拌。之后，絮凝物形成池4將含有成長為較大的絮凝物B的原水送至凝集沉淀池5。
另外，在上述例子中，對由第1藥品添加裝置12向快速攪拌池3添加凝集劑、由第2藥品添加裝置13向絮凝物形成池4添加凝集輔助劑的例子進(jìn)行了說明，但是即使在不添加凝集輔助劑的情況下也形成絮凝物B，所以第2藥品添加裝置13不是必須的構(gòu)成。SP，凝集輔助劑是通過高分子的交聯(lián)作用使絮凝物彼此結(jié)合、形成更大的難以破碎的絮凝物B的物質(zhì)，因此如果僅通過凝集劑就能夠形成大的絮凝物B，則僅向原水添加凝集劑即可。例如在冬季的低水溫時凝集效果降低，所以使用凝集輔助劑。這里，凝集劑和凝集輔助劑例如能夠使用無機(jī)凝集劑、無機(jī)高分子凝集劑、有機(jī)高分子凝集劑。
在凝集沉淀池5中，絮凝物B受到重力而沉降。凝集沉淀池5將沉降的絮凝物B排出到污泥濃縮裝置6，將除去了絮凝物B的原水送至砂濾裝置7。如果該凝集沉淀池5具有傾斜板，則能夠提高絮凝物B的沉降速度。
當(dāng)將在凝集沉淀池5中沉降的絮凝物B作為污泥進(jìn)行回收時，被污泥濃縮裝置6進(jìn)行脫水濃縮。濃縮的污泥被作為工業(yè)廢棄物處理。
從凝集沉淀池排出的原水在砂濾裝置7被砂濾、在氯消毒裝置8被氯消毒，并在配水池9蓄水之后被配水。
在具有第l實施方式的固液分離裝置51的水處理系統(tǒng)101中，在取水井1中添加活性炭A而吸附了原水中的對象物質(zhì)之后、通過液體旋流器20進(jìn)行回收，由此能夠大幅度減少流出到集水井2的活性炭A的量。BP，在水處理系統(tǒng)IOI中，與通過凝集劑使活性炭A和其它懸浮物質(zhì)一起凝集沉淀的方法相比，能夠減少成為凝集對象的物質(zhì)的量。
因此，在具有第1實施方式的固液分離裝置51的水處理系統(tǒng)101中，能夠減少凝集沉淀所使用的凝集劑的量。并且，在具有第1實施方式的固液分離裝置51的水處理系統(tǒng)101中，能夠縮短用于凝集的反應(yīng)時間，并且
9能夠減小快速攪拌池3、絮凝物形成池4以及凝集沉淀池5所需的容積，能 夠?qū)崿F(xiàn)小型化。并且，在具有第1實施方式的固液分離裝置51的水處理系 統(tǒng)101中，以較小的攪拌強(qiáng)度就能夠生成絮凝物B，能夠降低攪拌機(jī)3a、 4a的動力，而實現(xiàn)省電化。此外，通過減少成為凝集對象的物質(zhì)的量，在 具有第1實施方式的固液分離裝置51的水處理系統(tǒng)101中，還能夠減少成 為廢棄對象的污泥的量。
并且，在第1實施方式的固液分離裝置51中，液體旋流器20在固液 分離時利用比重力大的離心力，因此與以往的利用重力沉降方式的連續(xù)沉 降濃縮槽相比，能夠在短時間內(nèi)從原水中分離活性炭。因此，能夠使裝置 小型化，能夠適用于中小規(guī)模的凈水廠。
(第2實施方式)
使用圖4對具有第2實施方式的固液分離裝置52的水處理系統(tǒng)102進(jìn) 行說明。圖4所示的第2實施方式的固液分離裝置52與使用圖2說明的上 述第1實施方式的固液分離裝置51相比較，不同點在于第2實施方式的 固液分離裝置52具有兩臺活性炭添加裝置10、 11，并具有兩臺液體旋流器 20、 21。這里，使向取水井1添加活性炭的裝置為第1活性炭添加裝置10， 向集水井2添加活性炭A的裝置為第2活性炭添加裝置11。并且，使取水 井1后段所具有的液體旋流器為第1液體旋流器20，集水井2后段所具有 的液體旋流器為第2液體旋流器21。
具體來說，第2實施方式的固液分離裝置52與上述第1實施方式的固 液分離裝置51相比，不同點在于具有第2活性炭添加裝置11和第2液體 旋流器21。另外，在水處理系統(tǒng)102中，在凝集沉淀池5的凝集沉淀之后， 也與水處理系統(tǒng)101相同地具有砂濾裝置7、氯消毒裝置8以及配水池9， 但是省略圖示。
在集水井2中，將從第1液體旋流器20流入的原水臨時蓄水。第2活 性炭添加裝置11向在該集水井2蓄水的原水中添加活性炭A。在集水井2 內(nèi)，通過所添加的活性炭A，對未能由第1活性炭添加裝置IO添加的活性 炭A去除的、原水中所含有的異味成分和微量有害物質(zhì)等進(jìn)行吸附。該活 性炭A能夠使用第1活性炭添加裝置IO添加的那樣的木質(zhì)活性炭或煤炭活 性炭等，只要是能夠由第2液體旋流器21從原水中分離的活性炭A即可。
當(dāng)含有活性炭A的原水經(jīng)由流入管21a從集水井2流入時，第2液體
10旋流器21使原水在內(nèi)部回轉(zhuǎn)而將從原水中分離的活性炭A從活性炭排出管
21排出，并將分離了活性炭的原水從處理水排出管21c送至快速攪拌池3。 在具有第2實施方式的固液分離裝置52的水處理系統(tǒng)102中，在集水 井2中添加活性炭A，而將未能從第1液體旋流器20排出的、原水中的對 象物進(jìn)行吸附除去之后，在第2液體旋流器21進(jìn)行回收，而處理流出到快 速攪拌池3的原水。由此，在水處理系統(tǒng)102中，能夠減少凝集沉淀中作 為凝集對象的物質(zhì)的量。因此，在具有第2實施方式的固液分離裝置52的 水處理系統(tǒng)102中，能夠減少凝集沉淀所使用的凝集劑的量，能夠縮短用 于凝集的反應(yīng)時間，并能夠降低攪拌機(jī)3a、 4a的動力。 (第1變形例)
使用圖5對具有第2實施方式的第1變形例的固液分離裝置53的水處 理系統(tǒng)103進(jìn)行說明。圖5所示的第1變形例的固液分離裝置53與使用圖 4說明的上述第2實施方式的固液分離裝置52相比較，不同點在于在取 水井1后段沒有液體旋流器，而僅在集水井2后段具有液體旋流器21 。
因此，由第1活性炭添加裝置10向取水井1的原水中添加的活性炭A 以及由第2活性炭添加裝置11向集水井2的原水中添加的活性炭A這二者 的活性炭，都由集水井2后段的液體旋流器21進(jìn)行回收。
根據(jù)第2實施方式的第1變形例的固液分離裝置53，由集水井2后段 的液體旋流器21，對由第1活性炭添加裝置10向取水井1添加的活性炭進(jìn) 行回收，所以用于吸附的反應(yīng)時間變長。因此，根據(jù)第2實施方式的第1 變形例的固液分離裝置53，粒徑較小的活性炭彼此聚合成為粒徑較大的塊， 所以作用的離心力變大，液體旋流器21的回收率提高。
(第2變形例)
使用圖6對具有第2實施方式的第2變形例的固液分離裝置54的水處 理系統(tǒng)104進(jìn)行說明。圖6所示的第2變形例的固液分離裝置54與使用圖 4說明的上述第2實施方式的固液分離裝置52相比較，不同點在于沒有 向集水井2供給活性炭的活性炭添加裝置11，而僅具有向取水井1供給活 性炭A的活性炭添加裝置IO。
因此，由第1活性炭添加裝置10向取水井1的原水中添加的活性炭A， 由取水井1后段的第1液體旋流器20進(jìn)行回收，未被回收的活性炭由集水 井2后段的液體旋流器21進(jìn)行回收。根據(jù)第2實施方式的第2變形例的固液分離裝置54，由取水井1后段 的第1液體旋流器20和集水井2后段的第2液體旋流器21 ，對由第1活性 炭添加裝置10向取水井1添加的活性炭進(jìn)行回收，所以用于吸附的反應(yīng)時 間變長。因此，在第2實施方式的第2變形例的固液分離裝置54中，粒徑 較小的活性炭彼此聚合成為粒徑較大的塊，所以離心力變大，液體旋流器 20、 21的回收率提高。
(第3實施方式)
使用圖7對具有第3實施方式的固液分離裝置55的水處理系統(tǒng)105進(jìn) 行說明。圖7所示的第3實施方式的固液分離裝置55與使用圖4說明的上 述第2實施方式52的水處理系統(tǒng)102相比較，不同點在于第3實施方式 的固液分離裝置55為，從第1液體旋流器20排出活性炭的活性炭排出管 20b成為循環(huán)管路而與第1活性炭添加裝置10連接，從第2液體旋流器21 排出活性炭的活性碳排出管21b成為循環(huán)管路而與第2活性炭添加裝置11 連接。另外，在水處理系統(tǒng)105中，在凝集沉淀池5的凝集沉淀之后，也 與水處理系統(tǒng)101相同地具有砂濾裝置7、氯消毒裝置8以及配水池9，但 是省略圖示。
添加到原水中的活性炭，對原水中的異味成分和微量有害物質(zhì)進(jìn)行吸 附，并能夠在成為失去吸附能力的轉(zhuǎn)效狀態(tài)之前反復(fù)使用。因此，使從液 體旋流器20、 21排出的活性炭經(jīng)由活性炭排出管20b、 21b循環(huán)到活性炭 添加裝置IO、 11。
第1活性炭添加裝置10將從第1活性炭排出管20b供給的活性炭A再 次添加到取水井1。并且，第2活性炭添加裝置11將從第2活性炭排出管 21b供給的活性炭A再次添加到集水井2。這里，活性炭添加裝置10、 11 除再利用的活性炭A外，也可以向取水井1或集水井2添加新的活性炭A。
在第3實施方式的固液分離裝置55中，活性炭添加裝置10、 11將從 液體旋流器20、21排出的活性炭A添加到取水井1或集水井2中而進(jìn)行再 利用。因此，在第3實施方式的固液分離裝置55中，能夠不浪費(fèi)地使用活 性炭A，能夠降低運(yùn)營成本。
另外，即使如圖2和圖5所示那樣、在僅具有1臺液體旋流器的情況 下，或者如圖2和圖6所示那樣、在僅具有1臺活性炭添加裝置的情況下， 也同樣能夠?qū)囊后w旋流器排出的活性炭A循環(huán)到活性炭添加裝置10、11，而進(jìn)行再利用。
(第4實施方式)
使用圖8對具有第4實施方式的固液分離裝置56的水處理系統(tǒng)106進(jìn) 行說明。圖8所示的第4實施方式的固液分離裝置56與使用圖7說明的上 述第3實施方式的固液分離裝置55相比較，不同點在于具有第l循環(huán)管 路22和第2循環(huán)管路23，上述第1循環(huán)管路22使從第1液體旋流器20 經(jīng)由活性炭排出管20b排出的活性炭A的一部分循環(huán)到第1活性炭添加裝 置IO，上述第2循環(huán)管路23使從第2液體旋流器21經(jīng)由活性炭排出管21b 排出的活性炭A的一部分循環(huán)到第2活性炭添加裝置11。另外，在水處理 系統(tǒng)106中，在凝集沉淀池5的凝集沉淀之后，也與水處理系統(tǒng)101相同 地具有砂濾裝置7、氯消毒裝置8以及配水池9，但是省略圖示。
例如，活性炭排出管20b具有閥24，從第1液體旋流器20排出的活性 炭A，通過閥24的開閉，在能夠再利用的情況下經(jīng)由第1循環(huán)管路22供 給到第1活性炭添加裝置10，在通過多次使用而不能再利用的情況下不循 環(huán)到第1活性炭添加裝置10，而是從活性炭排出管20b排出。并且，活性 炭排出管21b具有閥25，從第2液體旋流器21排出的活性炭A，通過閥 25的開閉，在能夠利用的情況下經(jīng)由第2循環(huán)管路23供給到第2活性炭添 加裝置11，在通過多次使用而不能夠再利用的情況下不循環(huán)到第2活性炭 添加裝置ll，而是從活性炭排出管21b排出。
另外，作為活性炭A是否能夠再利用的判斷，能夠根據(jù)取水井l或集 水井2的被吸附物質(zhì)的濃度與轉(zhuǎn)效點的差來判斷，或者在液體旋流器20、 21或活性炭排出管20b、 21b設(shè)置傳感器等、而根據(jù)活性炭A的吸附能力 來判斷，或者設(shè)置對使活性炭循環(huán)的次數(shù)進(jìn)行計數(shù)的計數(shù)器、而根據(jù)循環(huán) 的次數(shù)來判斷。
活性炭的吸附特性根據(jù)原料、制造方法、被吸附物質(zhì)的種類或濃度的 不同而不同，所以需要預(yù)先進(jìn)行吸附實驗并決定轉(zhuǎn)效點和達(dá)到轉(zhuǎn)效點的條 件的大致值。
例如，用于對活性炭的適當(dāng)注入率和轉(zhuǎn)效時間進(jìn)行預(yù)測的因素、即單 位活性炭的吸附量qe，能夠通過下式(l)求得。 qe=aCe1/n …(1)
在該式(l)中，Ce是一定溫度下平衡時的被吸附物質(zhì)的濃度。并且，a是通過實驗等決定的吸附系數(shù)，n是通過實驗等決定的吸附指數(shù)。使用該式 (1)，能夠?qū)⒈晃轿镔|(zhì)濃度Ce成為一定的時刻的qe判斷為活性炭達(dá)到轉(zhuǎn)
效的吸附量。
在第4實施方式的固液分離裝置56中，由于活性炭添加裝置10、 11 僅對能夠再利用狀態(tài)的活性炭進(jìn)行再利用，所以能夠不浪費(fèi)地使用活性炭 A，并且能夠提高活性炭A對異味成分和微量有害物質(zhì)等的吸附能力。因 此，在第4實施方式的固液分離裝置56中，能夠減少凝集沉淀所使用的凝 集劑的量。
并且，在第4實施方式的固液分離裝置56中，由于對新的活性炭A和 再利用的活性炭A進(jìn)行并用，所以在向活性炭添加裝置10、 11投入新的活 性炭A時，不需要停止液體旋流器20、21 ，能夠連續(xù)地運(yùn)轉(zhuǎn)水處理系統(tǒng)106。
另外，即使如圖2和圖5所示那樣、在僅有l(wèi)臺液體旋流器的情況下， 或者如圖2或圖6所示那樣、在僅有1臺活性炭添加裝置的情況下，也同 樣能夠使從液體旋流器排出的活性炭A循環(huán)到活性炭添加裝置IO、 11，而 進(jìn)行再利用。
(第5實施方式)
使用圖9對具有第5實施方式的固液分離裝置57的水處理系統(tǒng)107進(jìn) 行說明。圖9所示的第5實施方式的固液分離裝置57與使用圖8說明的上 述第4實施方式的固液分離裝置56相比較，不同點在于在第l循環(huán)管路 22上具有第1再生裝置26,在第2循環(huán)管路23上具有第2再生裝置27。 另外，在水處理系統(tǒng)107中也與水處理系統(tǒng)101同樣，在凝集沉淀池5的 凝集沉淀之后具有砂濾裝置7、氯消毒裝置8以及配水池9，但是省略圖示。
第1再生裝置26對從第1液體旋流器20排出的活性炭A的吸附能力 進(jìn)行再生，并經(jīng)由第1循環(huán)管路22供給到第1活性炭添加裝置10。并且， 第2再生裝置27對從第2液體旋流器21排出的活性炭A的吸附能力進(jìn)行 再生，并經(jīng)由第2循環(huán)管路23供給到第2活性炭添加裝置11。此時，即使 再生也不能恢復(fù)吸附能力的活性炭A從活性炭排出管20b、 21b排出。這些 再生裝置26、27可認(rèn)為例如通過水蒸汽活化法來再生活性炭A的吸附能力。
在第5實施方式的固液分離裝置57中，由于活性炭添加裝置10、 11 對通過再生裝置26、 27恢復(fù)了吸附能力的活性炭A進(jìn)行再利用，所以能夠 無浪費(fèi)地使用活性炭A，并且能夠提高活性炭A對異味成分和微量有害物
14質(zhì)的吸附能力。因此，在具有第5實施方式的固液分離裝置57的水處理系 統(tǒng)107中，能夠減少凝集沉淀所使用的凝集劑的量。
另外，即使如圖2和圖5所示那樣、在僅有l(wèi)臺液體旋流器的情況下， 或者如圖2或圖6所示那樣、在僅有1臺活性炭添加裝置的情況下，也同 樣能夠使從液體旋流器排出的活性炭A循環(huán)到活性炭添加裝置10、 11，進(jìn) 行再利用。并且，再生裝置26、 27也可以為，在從液體旋流器20、 21供 給的活性炭A的吸附能力未降低的情況下不進(jìn)行再生處理，而僅在活性炭 的吸附能力降低了的情況下執(zhí)行再生處理并供給到活性炭添加裝置10、 11。
(第1變形例)
使用圖10對具有第5實施方式的第1變形例的固液分離裝置58的水 處理系統(tǒng)108進(jìn)行說明。圖10所示的第1變形例的固液分離裝置58與使 用圖9說明的上述第5實施方式的固液分離裝置57相比較，不同點在于 在第1液體旋流器20上設(shè)置第1泥漿傳感器28，在第2液體旋流器21上 設(shè)置第2泥漿傳感器29。
第1泥漿傳感器28檢測第1液體旋流器20中的原水所含有的活性炭 A的量。閥24根據(jù)第1泥槳傳感器28的測定結(jié)果(原水中活性炭A的含有 量)來決定從第1液體旋流器20的活性炭A的抽取量，并調(diào)整開閉。并且， 第2泥漿傳感器29檢測第2液體旋流器21中的原水所含有的活性炭A的 量。閥25根據(jù)第2泥漿傳感器29的測定結(jié)果(原水中活性炭A的含有量) 來決定從第2液體旋流器21的活性炭A的抽取量，并調(diào)整開閉
這里，泥漿傳感器28、 29例如能夠使用濁度計、熒光傳感器、測定電 導(dǎo)電光的電極等。
根據(jù)第5實施方式的第1變形例的固液分離裝置58，根據(jù)液體旋流器 20、 21內(nèi)的水質(zhì)來調(diào)整活性炭A的抽取量。因此，在第5實施方式的第1 變形例的固液分離裝置58中，由于能夠減少排出到快速攪拌池3的活性炭 A，所以能夠減少凝集沉淀所使用的凝集劑。
另外，即使如圖1和圖4所示那樣、在僅有1臺液體旋流器的情況下， 也同樣能夠根據(jù)液體旋流器內(nèi)的水質(zhì)來決定活性炭A的抽取量。
(第2變形例)
使用圖11對具有第5實施方式的第2變形例的固液分離裝置59的水 處理系統(tǒng)109進(jìn)行說明。圖11所示的第2變形例的固液分離裝置59與使
15用圖9說明的上述第5實施方式的固液分離裝置57相比較，不同點在于
從第1再生裝置26排出的活性炭A不是供給到第1活性炭添加裝置10、 而是供給到第2活性炭添加裝置11。因此，向第1活性炭添加裝置10添加 的活性炭A —直是新的活性炭A。
根據(jù)第5實施方式的第2變形例的固液分離裝置59，向含有較多需要 進(jìn)行吸附的異味成分和微量有害物質(zhì)等的取水井1的原水中添加新的活性 炭A，在第1液體旋流器20，向被回收了異味成分和有害物質(zhì)等之后的集 水井2的原水中添加一次再利用的活性炭。因此，在第5實施方式的第2 變形例的固液分離裝置59中，能夠高效地利用活性炭A。
(第6實施方式)
使用圖12對具有第6實施方式的固液分離裝置60的水處理系統(tǒng)110 進(jìn)行說明。圖12所示的第6實施方式的固液分離裝置60與使用圖9說明 的上述第5實施方式的固液分離裝置57相比較，不同點在于第6實施方 式的水處理系統(tǒng)110具有水質(zhì)傳感器30，該水質(zhì)傳感器30對從第2液體旋 流器21排出的原水的水質(zhì)進(jìn)行測定。另外，在水處理系統(tǒng)110中與水處理 系統(tǒng)101同樣，在凝集沉淀池5的凝集沉淀之后也具有砂濾裝置7、氯消毒 裝置8以及配水池9，但是省略圖示。
由水質(zhì)傳感器30測定的水質(zhì)被輸入到第1活性炭添加裝置10。第1 活性炭添加裝置10根據(jù)由水質(zhì)傳感器30測定的水質(zhì)，調(diào)節(jié)向取水井1添 加的活性炭A的量。g卩，當(dāng)?shù)?活性炭添加裝置10根據(jù)水質(zhì)傳感器30的 檢定結(jié)果而判斷為包含大量的懸浮物質(zhì)時，與當(dāng)前的活性炭A的添加量相 比增加添加量。例如，第1活性炭添加裝置IO根據(jù)圖表或公式來決定水質(zhì) 與添加的活性炭A的增加量的關(guān)系，在達(dá)到規(guī)定的水質(zhì)時，增加或減少活 性炭的添加量。
這里，水質(zhì)傳感器30例如可以使用濁度或?qū)щ姽獾劝盐赵|(zhì)的傳 感器，并且也可以利用熒光強(qiáng)度或紫外線吸光度(E260)等測定特定的物質(zhì) 的傳感器。
在第6實施方式的固液分離裝置60中，根據(jù)由水質(zhì)傳感器30測定的 從第2液體旋流器排出的處理水的水質(zhì)，來調(diào)節(jié)活性炭A的添加量。因此， 在第6實施方式的固液分離裝置60中，由于不添加過剩量的活性炭，所以 能夠使用最適量的活性炭A。另外，即使如圖2和圖5所示那樣、在僅有1臺液體旋流器的情況下， 也同樣能夠?qū)囊后w旋流器排出的處理水的水質(zhì)進(jìn)行測定，而決定活性炭
A的添加量。
(第7實施方式)
使用圖13對具有第7實施方式的固液分離裝置61的水處理系統(tǒng)111 進(jìn)行說明。圖13所示的第7實施方式的固液分離裝置61與使用圖12說明 的上述第6實施方式的固液分離裝置60相比較，不同點在于具有對第l 流入管20a的水質(zhì)進(jìn)行測定的水質(zhì)傳感器31 。這里，對第1流入管20a的 原水水質(zhì)進(jìn)行測定的水質(zhì)傳感器31為第1水質(zhì)傳感器，對第2處理水排出 管21c的處理水水質(zhì)進(jìn)行測定的水質(zhì)傳感器30為第2水質(zhì)傳感器。另外， 在水處理系統(tǒng)111中與水處理系統(tǒng)101同樣，在凝集沉淀池5的凝集沉淀 之后也具有砂濾裝置7、氯消毒裝置8以及配水池9，但是省略圖示。
由第1水質(zhì)傳感器31測定的水質(zhì)和由第2水質(zhì)傳感器30測定的水質(zhì)， 一起輸入到第1活性炭添加裝置10。第1活性炭添加裝置10根據(jù)由第1 水質(zhì)傳感器31測定的水質(zhì)和由第2水質(zhì)傳感器30測定的水質(zhì)的差，調(diào)整 向取水井1添加的活性炭A的量。即，第1活性炭添加裝置10為，在由第 1水質(zhì)傳感器31和第2水質(zhì)傳感器30測定的水質(zhì)的差較小時，視為相對于 被吸附物質(zhì)的濃度而活性炭量不足，并與當(dāng)前的活性炭A的添加量相比增 加添加量。
并且，閥24根據(jù)由第1水質(zhì)傳感器31測定的水質(zhì)和由第2水質(zhì)傳感 器30測定的水質(zhì)的差，決定從第1液體旋流器20的活性炭A的抽取量， 并調(diào)整開閉。即，第1活性炭添加裝置10為，當(dāng)由第1水質(zhì)傳感器31和 第2水質(zhì)傳感器30測定的水質(zhì)的差較小時，增加活性炭A的添加量，所以 抽取量也增加。
這里，第1水質(zhì)傳感器31也和第2水質(zhì)傳感器30相同，例如水質(zhì)傳 感器30可以使用濁度或?qū)щ姽獾劝盐赵|(zhì)的傳感器，并且也可以使用 熒光強(qiáng)度或紫外線吸光度(E260)等測定特定物質(zhì)的傳感器。
根據(jù)第7實施方式的固液分離裝置61，根據(jù)從取水井1排出的原水的 水質(zhì)和從第2液體旋流器21排出的原水的水質(zhì)，對向取水井1添加的活性 炭A的量和從第1液體旋流器20的活性炭A的抽取量進(jìn)行調(diào)整。因此， 在具有第7實施方式的固液分離裝置61的水處理系統(tǒng)ll中，能夠使供給到快速攪拌池3的原水的水質(zhì)為理想值，因此能夠減少凝集沉淀所使用的 凝集劑的量。
(第8實施方式)
使用圖14對具有第8實施方式的固液分離裝置62的水處理系統(tǒng)112 進(jìn)行說明。圖14所示的第8實施方式的固液分離裝置62與使用圖9說明 的上述第5實施方式的固液分離裝置57相比較，不同點在于具有對流入 管20a、 21a的水質(zhì)進(jìn)行測定的水質(zhì)傳感器30、 32。這里，對第1流入管 20a的原水水質(zhì)進(jìn)行測定的水質(zhì)傳感器31為第1水質(zhì)傳感器，對第2流入 管21a的原水水質(zhì)進(jìn)行測定的水質(zhì)傳感器32為第3水質(zhì)傳感器。另外，在 水處理系統(tǒng)111中與水處理系統(tǒng)101同樣，在凝集沉淀池5的凝集沉淀之 后也具有砂濾裝置7、氯消毒裝置8以及配水池9，但是省略圖示。
第1活性炭添加裝置10根據(jù)第1水質(zhì)傳感器31的水質(zhì)，調(diào)整向取水 井1添加的活性炭A的量。具體來說，第1活性炭添加裝置10為，當(dāng)根據(jù) 第1水質(zhì)傳感器31的測定結(jié)果而判斷為含有大量的懸浮物質(zhì)時，與當(dāng)前的 活性炭A的添加量相比增加添加量。
并且，第2活性炭添加裝置11根據(jù)第3水質(zhì)傳感器32的水質(zhì)，調(diào)整 向集水井2添加的活性炭A的量。具體來說，第2活性炭添加裝置11為， 當(dāng)根據(jù)第3水質(zhì)傳感器32的測定結(jié)果而判斷為含有大量的懸浮物質(zhì)時，與 當(dāng)前的活性炭A的添加量相比增加添加量。
這里，水質(zhì)傳感器31、 32例如可以使用濁度或?qū)щ姽獾劝盐赵|(zhì) 的傳感器，并且也可以使用檢測熒光強(qiáng)度或紫外線吸光度(E260)等測定特 定物質(zhì)的傳感器。
根據(jù)第8實施方式的固液分離裝置62,根據(jù)從取水井1排出的原水的 水質(zhì)來調(diào)整向取水井1添加的活性炭A的量，根據(jù)從排水井2排出的原水 的水質(zhì)來調(diào)整向集水井2添加的活性炭A的量。因此，在具有第8實施方 式的固液分離裝置62的水處理系統(tǒng)112中，能夠使供給到快速攪拌池3的 原水的水質(zhì)為理想值，所以能夠減少凝集沉淀所使用的凝集劑的量。
另外，即使如圖2和圖5所示那樣、在僅有1臺液體旋流器的情況下， 或者如圖2和圖6所示那樣、在僅有1臺活性炭添加裝置的情況下，也同 樣能夠測定添加了活性炭A后的原水的水質(zhì)，能夠控制活性炭A的添加量。
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權(quán)利要求
1.一種固液分離裝置，其特征在于，具有活性炭添加裝置，對凝集沉淀前的原水添加活性炭，該活性炭對原水所含有的懸浮物質(zhì)進(jìn)行吸附；液體旋流器，從含有活性炭的原水中分離吸附了懸浮物質(zhì)的活性炭；流入管，與上述液體旋流器連接，以使含有活性炭的凝集沉淀前的原水流入時、在上述液體旋流器內(nèi)部回轉(zhuǎn)；活性炭排出管，將在上述液體旋流器內(nèi)沉降的、原水所含有的活性炭從上述液體旋流器排出；以及處理水排出管，將從原水中排出了活性炭后的處理水，從上述液體旋流器排出。
2. 如權(quán)利要求1記載的固液分離裝置，其特征在于， 上述活性炭添加裝置向取水井添加活性炭，該取水井對從水源取水的原水進(jìn)行蓄水，上述流入管從上述取水井向上述液體旋流器供給含有活性炭的原水。
3. 如權(quán)利要求1記載的固液分離裝置，其特征在于， 上述活性炭添加裝置向取水井或集水井的至少任意一方添加活性炭，上述取水井對從水源取水的原水進(jìn)行蓄水，上述集水井在凝集沉淀之前對 原水進(jìn)行蓄水，上述流入管從上述集水井向上述液體旋流器供給含有活性炭的原水。
4. 如權(quán)利要求l記載的固液分離裝置，其特征在于， 上述活性炭添加裝置，與上述活性炭排出管連接，被供給從上述液體旋流器排出的活性炭，對所供給的活性炭進(jìn)行再利用。
5. 如權(quán)利要求1記載的固液分離裝置，其特征在于， 具有活性炭再生裝置，該活性炭再生裝置與上述活性炭排出管連接，對從上述液體旋流器排出的活性炭的吸附能力進(jìn)行再生，并將再生了吸附能力的活性炭供給到上述活性炭添加裝置。
6. 如權(quán)利要求1記載的固液分離裝置，其特征在于，具有對供給到上述液體旋流器的原水的水質(zhì)或從上述液體旋流器排出 的處理水的水質(zhì)的至少一方進(jìn)行測定的傳感器，上述活性炭添加裝置根據(jù)上述傳感器的測定結(jié)果，對添加的活性炭量 進(jìn)行調(diào)整。
7. 如權(quán)利要求1記載的固液分離裝置，其特征在于，具有對流入上述液體旋流器的原水的水質(zhì)進(jìn)行測定的第1傳感器和對從上述液體旋流器排出的處理水的水質(zhì)進(jìn)行測定的第2傳感器，上述活性炭添加裝置根據(jù)上述第1傳感器的測定結(jié)果與上述第2傳感 器的測定結(jié)果的差，對添加的活性炭量進(jìn)行調(diào)整。
8. 如權(quán)利要求1記載的固液分離裝置，其特征在于，具有 傳感器，對上述液體旋流器內(nèi)的原水的水質(zhì)進(jìn)行測定；和 調(diào)整機(jī)構(gòu)，設(shè)置在上述活性炭排出管上，根據(jù)上述傳感器的測定結(jié)果，對上述活性炭排出管的活性炭的排出量進(jìn)行調(diào)整。
9. 如權(quán)利要求l記載的固液分離裝置，其特征在于，具有 第1傳感器，對流入上述液體旋流器的原水的水質(zhì)進(jìn)行測定； 第2傳感器，對從上述液體旋流器排出的處理水的水質(zhì)進(jìn)行測定；以及閥，設(shè)置在上述活性炭排出管上，根據(jù)上述第1傳感器的測定結(jié)果與 上述第2傳感器的測定結(jié)果的差，對上述活性炭排出管的活性炭的排出量 進(jìn)行調(diào)整。
全文摘要
一種固液分離裝置，具有活性炭添加裝置(10、11)，對進(jìn)行凝集沉淀之前的原水添加吸附原水所含有的懸浮物質(zhì)的活性炭；液體旋流器(20、21)從含有活性炭的原水分離吸附了懸浮物質(zhì)的活性炭；流入管(20a、21a)，與液體旋流器連接，以便含有活性炭的凝集沉淀前的原水輸入時，在液體旋流器內(nèi)部回轉(zhuǎn)；活性炭排出管(20a、21b)，將在液體旋流器內(nèi)沉降的原水所含有的活性炭排出；以及處理水排出管(20c、21c)，將從原水排出了活性炭后的處理水排出；該固液分離裝置能夠減少使用的藥品量，還減少產(chǎn)生的污泥量。
文檔編號C02F1/40GK101654292SQ20091016670
公開日2010年2月24日 申請日期2009年8月14日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月22日
發(fā)明者山本泰, 早見德介, 有村良一, 松代武士, 毛受卓, 湯川敦司, 福田美意, 阿部法光, 青木一義, 黑川太 申請人:株式會社東芝