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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022024862
(43)【公開日】2022-02-09
(54)【発明の名称】処理装置及び処理袋
(51)【国際特許分類】
C02F 1/52 20060101AFI20220202BHJP
【ＦＩ】
C02F1/52 Z
【審査請求】未請求
【請求項の数】7
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2020127684
(22)【出願日】2020-07-28
(71)【出願人】
【識別番号】320006771
【氏名又は名称】樋口 進也
(74)【代理人】
【識別番号】100101340
【弁理士】
【氏名又は名称】丸山 英一
(74)【代理人】
【識別番号】100205730
【弁理士】
【氏名又は名称】丸山 重輝
(74)【代理人】
【識別番号】100213551
【弁理士】
【氏名又は名称】丸山 智貴
(72)【発明者】
【氏名】伊澤 義信
【テーマコード（参考）】
4D015
【Ｆターム（参考）】
4D015BA21
4D015BA28
4D015CA14
4D015CA20
4D015DA04
4D015DC08
4D015EA01
4D015EA14
4D015FA22
(57)【要約】 （修正有）
【課題】水処理や反応、混合、加温、保温等の各種処理が安定して迅速に行える処理装置及びそれに用いる処理袋の提供。
【解決手段】不透水性で可撓性を有するシートによって密閉状に形成され満液状態となったときに横型円筒形状であり水槽２内に貯留された漲水３００に浸漬される処理袋本体１０と、処理袋本体内に配置され処理対象液及び処理液の供給排出路となる中空シャフト１１と、中空シャフトに支持されて回転操作及び撹拌が可能な形状保持枠１３とを備える。
【選択図】図１
【解決手段】不透水性で可撓性を有するシートによって密閉状に形成され満液状態となったときに横型円筒形状であり水槽２内に貯留された漲水３００に浸漬される処理袋本体１０と、処理袋本体内に配置され処理対象液及び処理液の供給排出路となる中空シャフト１１と、中空シャフトに支持されて回転操作及び撹拌が可能な形状保持枠１３とを備える。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
不透水性で可撓性を有するシートによって密閉状に形成され、常時水位が保たれる漲水が貯留された水槽内に浸漬される横長形状の処理袋本体と、
前記処理袋本体の内部に配置され、前記処理袋本体の内部へ供給される処理対象液及び前記処理袋本体から外部へ排出される処理液の供給排出路となる中空シャフトと、
前記中空シャフトに支持されて前記処理袋本体の内部に配置され、撹拌及び回転操作可能である形状保持枠とを備え、
前記処理袋本体は、満液状態となったときに横型円筒形状であり、
且つ前記水槽内は、前記処理袋本体の内側空間と前記漲水が貯留される外側空間とに区画されていることを特徴とする処理装置。
前記処理袋本体の内部に配置され、前記処理袋本体の内部へ供給される処理対象液及び前記処理袋本体から外部へ排出される処理液の供給排出路となる中空シャフトと、
前記中空シャフトに支持されて前記処理袋本体の内部に配置され、撹拌及び回転操作可能である形状保持枠とを備え、
前記処理袋本体は、満液状態となったときに横型円筒形状であり、
且つ前記水槽内は、前記処理袋本体の内側空間と前記漲水が貯留される外側空間とに区画されていることを特徴とする処理装置。
【請求項2】
前記処理袋本体内から前記処理液を排出した際の液体減少分に相当する漲水を前記水槽内に供給する漲水供給手段を有することを特徴とする請求項１記載の処理装置。
【請求項3】
前記水槽に、前記処理袋本体内に処理対象液を供給した際の液体増加分に相当する漲水を排出するオーバーフロー口を有することを特徴とする請求項１又は２記載の処理装置。
【請求項4】
前記中空シャフトの一端部に、前記処理袋本体内の処理液を排出する処理液流出管及び汚泥流出管が接続されていることを特徴とする請求項１～３の何れかに記載の処理装置。
【請求項5】
不透水性で可撓性を有するシートによって密閉状に形成され満液状態となったときに円筒形状である処理袋本体と、
前記処理袋本体の内部に配置され、前記処理袋本体の内部へ供給される処理対象液及び前記処理袋本体から外部へ排出される処理液の供給排出路となる中空シャフトと、
前記中空シャフトに支持されて前記処理袋本体の内部に配置され、４枚の撹拌板を有し、回転操作可能である形状保持枠とを有し、
常時水位が保たれる漲水に横長にさせて浸漬させて用いる処理袋。
前記処理袋本体の内部に配置され、前記処理袋本体の内部へ供給される処理対象液及び前記処理袋本体から外部へ排出される処理液の供給排出路となる中空シャフトと、
前記中空シャフトに支持されて前記処理袋本体の内部に配置され、４枚の撹拌板を有し、回転操作可能である形状保持枠とを有し、
常時水位が保たれる漲水に横長にさせて浸漬させて用いる処理袋。
【請求項6】
前記中空シャフトは、両端部が前記処理袋本体の外側に突出しており、一端部が供給排出口となっていることを特徴とする請求項５記載の処理袋。
【請求項7】
前記処理袋本体内が満液状態となったことを検出する検出手段を有することを特徴とする請求項６記載の処理袋。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は安定した迅速な処理が可能な処理装置及び処理袋に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、水処理などの各種の処理を行うには、大掛かりな処理施設及びそれに関連する施設を設置する必要があり、広大な設備用地を必要としていた。
【0003】
本発明者は、先に、水処理装置に関して、設置面積を大幅に削減できる画期的な技術を提案している（特許文献１）。
【0004】
特許文献１は、水槽を上下２室に区画し、下室に水位調整用水を供給・排出して、仕切り壁を上下動させて、上室内で、処理対象水を出し入れして処理する技術を開示する。
【0005】
この技術は画期的な技術であるが、仕切り壁等の可動部材の耐久性をより向上させる点で、解決すべき課題が残されていた。
【0006】
なお、特許文献２には、非透水性で可撓性を有する処理袋が開示されているが、その処理袋をどのように使用するかについて開示がない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【特許文献1】特許第３４９２３００号公報
【特許文献2】特許第２６２５５９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
本発明は、設置面積を大幅に削減できるだけでなく、可動部材の耐久性をより向上させ、迅速な処理が行える処理装置及びそれに用いる処理袋を提供することを課題とする。
【0009】
また、本発明は、水処理や反応、混合、加温、保温等の各種処理に適用できる処理装置及びそれに用いる処理袋を提供することを課題とする。
【0010】
本発明の他の課題は、以下の記載により明らかとなる。
【課題を解決するための手段】
【0011】
上記課題は、以下の各発明によって解決される。
【0012】
請求項１記載の発明は、
不透水性で可撓性を有するシートによって密閉状に形成され、常時水位が保たれる漲水が貯留された水槽内に浸漬される横長形状の処理袋本体と、
前記処理袋本体の内部に配置され、前記処理袋本体の内部へ供給される処理対象液及び前記処理袋本体から外部へ排出される処理液の供給排出路となる中空シャフトと、
前記中空シャフトに支持されて前記処理袋本体の内部に配置され、撹拌及び回転操作可能である形状保持枠とを備え、
前記処理袋本体は、満液状態となったときに横型円筒形状であり、
且つ前記水槽内は、前記処理袋本体の内側空間と前記漲水が貯留される外側空間とに区画されていることを特徴とする処理装置である。
請求項２記載の発明は、
前記処理袋本体内から前記処理液を排出した際の液体減少分に相当する漲水を前記水槽内に供給する漲水供給手段を有することを特徴とする請求項１記載の処理装置である。
請求項３記載の発明は、
前記水槽に、前記処理袋本体内に処理対象液を供給した際の液体増加分に相当する漲水を排出するオーバーフロー口を有することを特徴とする請求項１又は２記載の処理装置である。
請求項４記載の発明は、
前記中空シャフトの一端部に、前記処理袋本体内の処理液を排出する処理液流出管及び汚泥流出管が接続されていることを特徴とする請求項１～３の何れかに記載の処理装置である。
請求項５記載の発明は、
不透水性で可撓性を有するシートによって密閉状に形成され満液状態となったときに円筒形状である処理袋本体と、
前記処理袋本体の内部に配置され、前記処理袋本体の内部へ供給される処理対象液及び前記処理袋本体から外部へ排出される処理液の供給排出路となる中空シャフトと、
前記中空シャフトに支持されて前記処理袋本体の内部に配置され、４枚の撹拌板を有し、回転操作可能である形状保持枠とを有し、
常時水位が保たれる漲水に横長にさせて浸漬させて用いる処理袋。
請求項６記載の発明は、
前記中空シャフトは、両端部が前記処理袋本体の外側に突出しており、一端部が供給排出口となっていることを特徴とする請求項５記載の処理袋である。
請求項７記載の発明は、
前記処理袋本体内が満液状態となったことを検出する検出手段を有することを特徴とする請求項６記載の処理袋である。
不透水性で可撓性を有するシートによって密閉状に形成され、常時水位が保たれる漲水が貯留された水槽内に浸漬される横長形状の処理袋本体と、
前記処理袋本体の内部に配置され、前記処理袋本体の内部へ供給される処理対象液及び前記処理袋本体から外部へ排出される処理液の供給排出路となる中空シャフトと、
前記中空シャフトに支持されて前記処理袋本体の内部に配置され、撹拌及び回転操作可能である形状保持枠とを備え、
前記処理袋本体は、満液状態となったときに横型円筒形状であり、
且つ前記水槽内は、前記処理袋本体の内側空間と前記漲水が貯留される外側空間とに区画されていることを特徴とする処理装置である。
請求項２記載の発明は、
前記処理袋本体内から前記処理液を排出した際の液体減少分に相当する漲水を前記水槽内に供給する漲水供給手段を有することを特徴とする請求項１記載の処理装置である。
請求項３記載の発明は、
前記水槽に、前記処理袋本体内に処理対象液を供給した際の液体増加分に相当する漲水を排出するオーバーフロー口を有することを特徴とする請求項１又は２記載の処理装置である。
請求項４記載の発明は、
前記中空シャフトの一端部に、前記処理袋本体内の処理液を排出する処理液流出管及び汚泥流出管が接続されていることを特徴とする請求項１～３の何れかに記載の処理装置である。
請求項５記載の発明は、
不透水性で可撓性を有するシートによって密閉状に形成され満液状態となったときに円筒形状である処理袋本体と、
前記処理袋本体の内部に配置され、前記処理袋本体の内部へ供給される処理対象液及び前記処理袋本体から外部へ排出される処理液の供給排出路となる中空シャフトと、
前記中空シャフトに支持されて前記処理袋本体の内部に配置され、４枚の撹拌板を有し、回転操作可能である形状保持枠とを有し、
常時水位が保たれる漲水に横長にさせて浸漬させて用いる処理袋。
請求項６記載の発明は、
前記中空シャフトは、両端部が前記処理袋本体の外側に突出しており、一端部が供給排出口となっていることを特徴とする請求項５記載の処理袋である。
請求項７記載の発明は、
前記処理袋本体内が満液状態となったことを検出する検出手段を有することを特徴とする請求項６記載の処理袋である。
【発明の効果】
【0013】
本発明によれば、設置面積を大幅に削減できるだけでなく、可動部材の耐久性をより向上させることができ、迅速な処理が行える処理装置及びそれに用いる処理袋を提供することができる。
【0014】
また、本発明によれば、水処理や反応、混合、加温、保温等の各種処理に適用できる処理装置及びそれに用いる処理袋を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図1】水処理装置の第１の実施形態を示す概略構成図
【図2】処理袋を示す概略構成図
【図3】形状保持枠を示す概略斜視図
【図4】第１の実施形態に係る水処理装置による処理対象液の処理方法を説明する図
【図5】第１の実施形態に係る水処理装置による処理対象液の処理方法を説明する図
【図6】第１の実施形態に係る水処理装置による処理対象液の処理方法を説明する図
【図7】第１の実施形態に係る水処理装置による処理対象液の処理方法を説明する図
【図8】水処理装置の第２の実施形態を示す概略構成図
【発明を実施するための形態】
【0016】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
【0017】
図１は、水処理装置の第１の実施形態を示す概略構成図である。
【0018】
水処理装置Ｔ１は、図１に示すように、処理袋１と、この処理袋１を内部に収容する水槽２とによって構成されている。
【0019】
処理袋１は、漲水３００が貯留された水槽２内に保持され、処理袋本体１０の全体が水面ＷＬよりも下位となるように漲水３００中に浸漬されている。このため、水槽２の内部は、処理袋本体１０の内側空間１０ｂと漲水３００が貯留される外側空間２ａとに区画されている。
【0020】
水槽２は、例えばステンレス、ＦＲＰ等によって、処理袋本体１０の容積よりも大きな内容積を有する箱状、タンク状等に形成されている。水槽２の上面は開放されている。
【0021】
水処理装置Ｔ１は、可撓性を有する処理袋１を水槽２の漲水３００中に浸漬させているため、処理袋１を自立させるための枠体や筐体等は不要であり、設置スペースを取らず、後述するように安価で構造簡単な処理袋１を用いて設備コストを大幅に低減できる利点を生かすことができる。
【0022】
【0023】
処理袋１は、図２に示すように、処理袋本体１０の内部で各種の液体の処理を行うために膨張・収縮する可動部材としての袋状容器である。ここで、本発明における処理とは、液体の混合、攪拌、凝集、反応、加熱、冷却、保温の少なくともいずれかを行うことである。
【0024】
本実施形態に示す処理袋１は、内部で処理対象液を凝集剤によって凝集攪拌、沈降分離して清明な処理水を取り出す水処理に好適に使用することのできる攪拌機能付きの処理袋１を例示している。
【0025】
この処理袋１は、処理袋本体１０内に、中空シャフト１１及び形状保持枠１３を有して構成されている。
【0026】
処理袋本体１０は、不透水性で可撓性を有するシートによって密閉状に形成され、満液状態となったときに横長形状となるように形成されている。
前記処理袋本体は、前述のように、横長形状を成しており、処理袋本体内部が満液状態となったときに横型円筒形状であることを特徴とする。後述するが、竪型の処理袋と比較すると、横型円筒形状の方が、凝集フロックの沈降速度がかなり上昇することが本発明者によって確認されている。
前記処理袋本体は、前述のように、横長形状を成しており、処理袋本体内部が満液状態となったときに横型円筒形状であることを特徴とする。後述するが、竪型の処理袋と比較すると、横型円筒形状の方が、凝集フロックの沈降速度がかなり上昇することが本発明者によって確認されている。
【0027】
横型円筒形状というのは、漲水に浸漬している状態で、水平方向に長く延びている状態にあり、断面形状は円形になるものである。円筒の径よりも円筒の長手方向の長さが、１．２倍～２．５倍程度が好ましい。
【0028】
処理袋本体１０の円筒形状の両端面は閉塞されている。不透水性で可撓性を有するシートとしては、例えば塩化ビニル、ポリエチレン、エチレン酢酸ビニル共重合体、ウレタン等の軟質合成樹脂シートやゴムシート等のいずれか１種を使用した単層シート又は２種以上を積層した積層シート、合成樹脂シートやゴムシートと布帛とを積層した複合シート等を用いることができる。
【0029】
中空シャフト１１は、好ましくは、例えばステンレス管、ＦＲＰ管等の剛性を有する管材によって構成される。中空シャフト１１の断面視形状は特に問わず、円形状、方形状、その他、六角形等の多角形状等とすることができる。この中空シャフト１１は、処理袋本体１０の中心軸上に、水平に配置されている。中空シャフト１１は、両端部分を処理袋本体１０の両端面部１０ｃ、１０ｄの中央部を貫通させて外方に臨ませている。処理袋本体１０は、両端面部１０ｃ、１０ｄの中央部において中空シャフト１１の外面部に固着されており、中空シャフト１１により保持されている。処理袋本体１０の内部は、密閉されている。
【0030】
本発明において、前記処理袋本体１０の内部には、撹拌及び回転操作可能である形状保持枠を備える。形状保持枠は、撹拌及び回転操作可能な機能を有するものであるが、かかる機能を発揮するには、形状保持枠の外縁を延出させてそれ自体に撹拌機能を担保させてもよいし、あるいは撹拌板を形状保持枠に固着して撹拌機能を担保させてもよい。
【0031】
図３は、形状保持枠を示す概略斜視図である。
形状保持枠１３は、ポリカーボネート板、ステンレス板、ＦＲＰ板等の剛性を有する板材によって構成される。形状保持枠１３は、図２及び図３に示すように、処理袋本体１０の一端面部１０ｃの近傍から他端面部１０ｄの近傍に亘る枠形状に構成されている。形状保持枠１３は、中空シャフト１１の両端側部分に固定された略長方形の一対の側板１３ｂ、１３ｃと、これら側板１３ｂ、１３ｃの両端部同士を繋いで枠形状を構成する一対の梁板１３ｄ、１３ｅとによって構成されている。一対の側板１３ｂ、１３ｃは、中央部において中空シャフト１１を貫通させており、この中空シャフト１１の外面部に固定されている。一対の梁板１３ｄ、１３ｅは、側板１３ｂ、１３ｃよりも幅広となっている。
形状保持枠１３は、ポリカーボネート板、ステンレス板、ＦＲＰ板等の剛性を有する板材によって構成される。形状保持枠１３は、図２及び図３に示すように、処理袋本体１０の一端面部１０ｃの近傍から他端面部１０ｄの近傍に亘る枠形状に構成されている。形状保持枠１３は、中空シャフト１１の両端側部分に固定された略長方形の一対の側板１３ｂ、１３ｃと、これら側板１３ｂ、１３ｃの両端部同士を繋いで枠形状を構成する一対の梁板１３ｄ、１３ｅとによって構成されている。一対の側板１３ｂ、１３ｃは、中央部において中空シャフト１１を貫通させており、この中空シャフト１１の外面部に固定されている。一対の梁板１３ｄ、１３ｅは、側板１３ｂ、１３ｃよりも幅広となっている。
【0032】
形状保持枠１３の一対の梁板１３ｄ、１３ｅには、計４枚の攪拌板１３ａが設けられている。各撹拌板１３ａは、平板状の部材であって、各梁板１３ｄ、１３ｅの両側縁部より、処理袋本体１０の中心軸に向けて、すなわち、中空シャフト１１に向けて、立設されている。各撹拌板１３ａは、一対の側板１３ｂ、１３ｃ間に亘る長さ、すなわち、一対の梁板１３ｄ、１３ｅに略等しい長さを有している。各撹拌板１３ａは、各梁板１３ｄ、１３ｅと中空シャフト１１との略中間位置に至る幅を有している。各撹拌板１３ａは、各梁板１３ｄ、１３ｅに一体的に曲げ加工により形成してもよいし、各梁板１３ｄ、１３ｅとは別体に形成して各梁板１３ｄ、１３ｅに取り付けてもよい。
【0033】
中空シャフト１１の一端部は、図１及び図２に示すように、液体の供給排出口１２となっている。この中空シャフト１１の一端部は、スイベルジョイント１２ａを介して、水槽２の外方に突出された供給排出管１４に回転可能に接続されている。中空シャフト１１は、供給排出管１４に対して軸回りに回転可能であって、供給排出管１４内との間で液体の供給及び排出が可能である。
【0034】
中空シャフト１１の他端側は、水槽２の外壁部に設けられたロータリージョイント１２ｂによって回転可能に支持され、水槽２の外方に突出されている。水槽２の外面部には、図１に示すように、中空シャフト１１の他端側に位置して、モータ１９が設置されている。このモータ１９は、中空シャフト１１と共に、形状保持枠１３及び攪拌板１３ａを軸回りに回転させる。なお、ロータリージョイント１２ｂは、スイベルジョイントとしてもよい。
【0035】
なお、中空シャフト１１の回転は、モータ１９ではなく、その他種々の回転駆動動力（燃焼エンジンや、水力、風力などの自然力も含む）によって行ってもよく、動物（牛馬など）や手動（人力）によって行ってもよい。
【0036】
中空シャフト１１内は、図２に示すように、中央部付近がフランジ１１ａによって閉蓋されている。中空シャフト１１内は、供給排出口１２からフランジ１１ａまでが供給排出路１１ｂとなっている。この供給排出路１１ｂは、フランジ１１ａの近傍において、供給排出ノズル１１ｃに連通されている。供給排出ノズル１１ｃは、中空シャフト１１に対して略垂直に立設され、形状保持枠１３の梁板１３ｅに向けて延在されている。供給排出ノズル１１ｃの先端部分は、梁板１３ｅの近傍において、Ｔ字型に分岐され、２方向の吐出吸入口１１ｄ、１１ｄを有している。
【0037】
供給排出ノズル１１ｃは、形状保持枠１３の梁板１３ｅに向けて延在されているので、処理袋本体１０が収縮して萎むときに、処理袋本体１０の内面に接触することがなく、処理袋本体１０の収縮を阻害することがない。
【0038】
供給排出管１４から供給された液体は、供給排出路１１ｂ及び供給排出ノズル１１ｃを経て、吐出吸入口１１ｄ、１１ｄから処理袋本体１０内に吐出される。また、処理袋本体１０内の液体は、吐出吸入口１１ｄ、１１ｄから吸入され、供給排出ノズル１１ｃ及び供給排出路１１ｂを経て、供給排出管１４に排出される。
【0039】
供給排出管１４は、供給管１４Ａ及び排出管１４Ｂに分岐されている。供給管１４Ａは、不図示の制御手段によって開閉制御される供給弁１５Ａによって開閉可能とされている。排出管１４Ｂは、制御手段によって開閉制御される排出弁１５Ｂによって開閉可能とされている。
【0040】
排出管１４Ｂからは、図１に示すように、排出弁１５Ｂが開放されているときに、排出ポンプ１８により、処理袋本体１０内の液体が排出される。排出管１４Ｂには、排出管１４Ｂ内を流れる液体の濁度を計測する濁度センサ１７が設けられている。
【0041】
濁度センサ１７及び排出ポンプ１８を経た排出管１４Ｂは、水槽２の上面まで延在された処理液流出管１４Ｃに、開閉弁１５Ｃを介して接続されている。したがって、処理袋本体１０の内側空間１０ｂは、排出管１４Ｂ及び処理液流出管１４Ｃによって、水槽２内の処理袋本体１０の外側空間２ａに処理水を供給できる。また、排出管１４Ｂは、汚泥排出管１４Ｄに、開閉弁１６を介して接続されている。開閉弁１５Ｃ、１６、排出ポンプ１８は、いずれも不図示の制御手段によって制御される。濁度センサ１７の検出値は、排出弁１５Ｂ及び開閉弁１５Ｃ、１６の制御のために制御手段に送られる。
【0042】
処理袋１には、処理袋本体１０内が満液状態となったことを検出する検出手段を有することが好ましい。検出手段としては、処理袋本体１０内の圧力を検出する圧力センサを用いることができる。処理袋本体１０内に液体が供給されると、処理袋本体１０が次第に膨張して内部の圧力が上昇する。圧力センサは、この処理袋本体１０内の圧力を検出して制御手段に送り、制御手段が予め設定された所定圧力となったことを検出した時に、供給弁１５Ａを閉じることで、処理袋本体１０の破裂、損傷を未然に防ぐことができる。
【0043】
また、検出手段としては、処理袋本体１０自体の膨らみ具合を直接検出するものであってもよい。例えば処理袋本体１０の周囲に紐又はベルトを巻き付け、処理袋本体１０内に液体が供給されて膨張し、外径が伸張した時の紐又はベルトの張り具合を張力センサ等の検出手段を用いて検出することで、処理袋本体１０内が満液状態となったことを検出することができる。この場合も、上記と同様に、張力センサの検出値に基づいて、制御手段によって供給弁１５Ａを閉じることで、処理袋本体１０の破裂、損傷を未然に防ぐことができる。
【0044】
なお、処理袋本体１０の過度の膨張を防止するため、処理袋本体１０の周囲には、適宜本数の膨れ防止用のテープ又はロープを架け渡して固定し、満液状態で膨張した処理袋本体１０の形状を維持させるようにすることも好ましい。
【0045】
処理袋１には、脱気管２０を設けて、満液状態に至る過程で処理袋本体１０内に空気がある場合に、この空気を抜くようにしてもよい。脱気管２０は、供給排出ノズル１１ｃの先端部に形成した脱気口２０ａから、供給排出路１１ｂ内及び供給排出管１４内を経て、処理袋１の外方まで延在させる。脱気口２０ａは、形状保持枠１３の梁板１３ｅとの間に空気の通る間隔を維持させる。脱気管２０の外方への出口近傍には、脱気バルブ２０ｂを設ける。
【0046】
このように脱気管２０を設けた場合には、処理袋本体１０内の液体と空気とをセンサによって検知し、脱気バルブ２０ｂを開放することによって脱気を行うことができる。脱気が完了したときには、脱気バルブ２０ｂを閉じる。
【0047】
図４は、第１の実施形態に係る水処理装置による処理対象液の処理方法を説明する図である。
【0048】
また、水処理装置Ｔ１は、図４に示すように、水槽２内に漲水３００を供給するための漲水貯留槽３を備えることが好ましい。漲水貯留槽３は、水槽２に並置される。この場合には、水槽２の上部側面には、漲水３００の水面ＷＬの位置に対応してオーバーフロー口２１を設ける。漲水貯留槽３の内部は、オーバーフロー管２１Ａによって、水槽２のオーバーフロー口２１と接続される。
【0049】
漲水貯留槽３には、供給ポンプ３１が設けられている。供給ポンプ３１は、内部の漲水を漲水供給管３２によって水槽２の外側空間２ａに供給する。漲水供給管３２は開閉弁３３を有している。この供給ポンプ３１の駆動は、不図示の制御手段によって制御される。
【0050】
【0051】
最初に、図４に示すように、供給弁１５Ａを開放し、排出弁１５Ｂを閉じた状態とし、供給管１４Ａ及び供給排出管１４（図１参照）を通して処理袋本体１０内に処理対象液２００を供給して内部を処理対象液で満たす。水槽２内は漲水３００で満たされている。処理袋１は漲水３００中に浸漬されているため、処理袋本体１０内を処理対象液で満液にしてもバランスが崩れる心配はない。
【0052】
処理袋本体１０内に処理対象液を注入する際、処理袋本体１０の破裂を防止するため、前述した処理袋本体１０内が満液状態となったことを検出する検出手段が処理袋本体１０の満液状態を検出し、制御手段によって供給弁１５Ａが閉制御される。また、このような検出手段に代えて、水槽２の内側面等に、処理袋本体１０が膨らんで満液状態となった時に接触して感知する検出センサを設け、この検出センサの検出信号に基づいて制御手段が供給弁１５Ａを閉制御するようにしてもよい。
【0053】
処理袋本体１０内が処理対象液で満たされた後、処理対象液中に凝集剤を混入させ、処理袋本体１０及び形状保持枠１３を回転させて攪拌板１３ａを回転させることで凝集剤と処理対象液とを反応させ、所定時間に亘って凝集攪拌処理を行う。凝集剤は、供給管１４Ａを通して混入させてもよいし、中空シャフト１１に凝集剤投入用の蓋付きの開口を設けておき、凝集剤の投入時のみ蓋をあけて投入してもよい。
【0054】
凝集攪拌処理の後、図５に示すように、処理袋本体１０及び形状保持枠１３を停止させて静止状態とする。このとき、中空シャフト１１は、供給排出ノズル１１ｃ（図１参照）が中空シャフト１１から上方に延在される位置で停止される。この静止状態においては、処理袋本体１０内の汚泥２０１が沈降して上澄みの処理水２０２と分離される。
【0055】
沈降分離の後、図６に示すように、排出弁１５Ｂ及び開閉弁１５Ｃを開放し、排出ポンプ１８を駆動させて、処理袋本体１０内の清明な上澄みの処理水２０２を排出管１４Ｂから外部に排出する。これにより処理袋本体１０は徐々に収縮して萎んでゆく。
【0056】
処理水２０２は、排出管１４Ｂから処理液流出管１４Ｃを通って水槽２内の外側空間２ａに流入し、新たに漲水３００となる。すなわち、水槽２内の水は、処理袋本体１０内の処理水２０２が排出されて減少するが、その排出された処理水２０２がそのまま水槽２内に戻され、水槽２内の外側空間２ａに移動しただけであるため、水槽２内の漲水３００の水位は常時一定に保たれ、水槽２自体の自重バランスに変化は生じない。
【0057】
また、排出ポンプ１８は、漲水３００の水面ＷＬ以下の供給排出管１４から水槽２の外側空間２ａに処理水２０２を移動させるだけでよいため、強力なポンプは必要なく、コストを大幅に低減できる。
【0058】
処理水２０２の排出時、濁度センサ１７は排出管１４Ｂ内を流れる液体の濁度を監視している。処理袋本体１０内の処理水２０２が排出し終わるころになると、汚泥２０１が混入するようになって濁度が変化する。このとき、図７に示すように、制御手段によって処理液流出管１４Ｃへの開閉弁１５Ｃを閉じ、汚泥排出管１４Ｄへの開閉弁１６を開いて、汚泥排出管１４Ｄから沈降した汚泥２０１を外部に排出する。したがって、水槽２内の外側空間２ａには、清明な処理水２０２のみを漲水３００として貯留させることができる。また、汚泥排出管１４Ｄは、排出管１４Ｂから分岐されているので、汚泥２０１の排出も供給排出口１２から行うことができ、処理袋本体１０に汚泥排出用の開口を別途設けなくても済む。
【0059】
このとき、汚泥２０１を排出した分の漲水３００の不足分を補うため、漲水貯留槽３から漲水供給管３２を介して水槽２内に漲水３００が補給される。これにより水槽２内の水位は一定に保たれる。
【0060】
次の処理対象液を処理するため、図４に示すように、再び供給弁１５Ａを開放して処理袋本体１０内に処理対象液２００を供給すると、それまで収縮状態にあった処理袋本体１０は徐々に膨張する。このとき、供給された処理対象液２００による液体増加分の水槽２内の漲水３００が、オーバーフロー口２１からオーバーフロー管２１Ａを通って漲水貯留槽３側に流出する。漲水貯留槽３内の余剰の漲水３００は、漲水排出口３４から外部に設けられた不図示の処理水タンク等に供給される。
【0061】
処理対象液を供給する際には、処理袋本体１０内に、先に処理した際に沈降した汚泥２０１を若干残留させておくと、凝集剤の投入量を低減することができ、ランニングコストの低減化を図ることができるために好ましい。
【0062】
この水処理装置Ｔ１は、処理袋１を水槽２内に浸漬させるだけで処理対象液を処理するための処理室を構成できる。このため、処理室を形成するために水槽２内に可撓性シート等によって仕切り壁を構築する必要がない。したがって、水槽２は単なる容器を使用することができ、構造簡単で安価な水処理装置を構築することができる。
【0063】
しかも、水槽２内の水位を一定に保つためのポンプを設ける必要がないので、それだけ構造を簡素化でき、コストも低減することができる。
【0064】
また、処理を行う処理袋本体１０は、水槽２内の漲水３００に浸漬されるため、従来の可撓性シートによる仕切り壁のように膨張・収縮の際に応力が集中してしまうような水槽２の内壁との固着部位を持たず、膨張・収縮の際には処理袋本体１０の全体が不規則且つ自由に膨張・収縮することができる。しかも、漲水３００の水圧が処理袋本体１０の全体に掛かり、処理袋本体１０の特定の部位に摩耗、消耗、屈折、屈曲が集中することが避けられるため、処理袋本体１０の耐久性がより向上して寿命が延び、経済性に優れる効果が得られる。
【0065】
さらに、処理を行う処理袋本体１０は、例えば円筒形状等の袋状で横長形状に形成されているので、円筒形状の縦長の袋に比べれば沈降分離を迅速化する効果を奏する。このことを立証するために、以下に実験例を挙げる。
【0066】
＜実験例＞
円筒形状の袋を縦長にして用いた処理袋および処理装置は、本発明者が特許第５４９８９４２号、第５７０５２９６として特許を取得している。本発明者は、同じ水量（容積）で、当該特許技術の沈降分離の完了時間と、本発明の円筒形状の袋を横長形状にした円筒横型処理袋の沈降分離の完了時間に明らかな差があることを発見した。
円筒形状の袋を縦長にして用いた処理袋および処理装置は、本発明者が特許第５４９８９４２号、第５７０５２９６として特許を取得している。本発明者は、同じ水量（容積）で、当該特許技術の沈降分離の完了時間と、本発明の円筒形状の袋を横長形状にした円筒横型処理袋の沈降分離の完了時間に明らかな差があることを発見した。
【0067】
この事実の発見に基づいて、ラボ実験を行って、(ア)沈降分離における進行速度の比較、(イ)沈降が終わった状態で、上澄みの清澄度に両者の差が無いかの確認を行った。
すなわち、このラボ実験は、沈降分離の円筒型処理槽を「縦に置いた状態のタンク」と「横に置いた状態のタンク」で沈降分離の処理速度と処理結果の成果を目視で計測して両者を比較検証するラボによる実験である。
すなわち、このラボ実験は、沈降分離の円筒型処理槽を「縦に置いた状態のタンク」と「横に置いた状態のタンク」で沈降分離の処理速度と処理結果の成果を目視で計測して両者を比較検証するラボによる実験である。
【0068】
（実験方法及び結果）
内部に突起物の無いシンプルな円筒型タンクに相当する１リットルのビーカーを２個用意した。
沈降分離に必要な同じ条件の薬剤、下記（ア）、（イ）、（ウ）、（エ）を投入して均一攪拌した実験の原水を用意した。
(ア)市販ＰＡＣ（ポリ塩化アルミニウム）１０％液は、３００ｐｐｍ投入
(イ)市販ＮａＯＨ １０％液は、ｐＨ７．０になるよう調整用として投入
(ウ)大阪ガス社の水分含有率５０％の水処理用粉末活性炭は、２ｇを投入
(エ)三菱ケミカル社のアニオン系ポリマー凝集剤１０００倍希釈液は２ｐｐｍ投入
上記で作成した原水を２個のビーカーに満水近くまで同等に満たし、縦に置く大気開放型１リットルのビーカーと、横に置くビーカーは上部に蓋をして漏水の無い状態に加工し、双方とも中の様子がよく見える状態で本実験セットを用意した。
内部に突起物の無いシンプルな円筒型タンクに相当する１リットルのビーカーを２個用意した。
沈降分離に必要な同じ条件の薬剤、下記（ア）、（イ）、（ウ）、（エ）を投入して均一攪拌した実験の原水を用意した。
(ア)市販ＰＡＣ（ポリ塩化アルミニウム）１０％液は、３００ｐｐｍ投入
(イ)市販ＮａＯＨ １０％液は、ｐＨ７．０になるよう調整用として投入
(ウ)大阪ガス社の水分含有率５０％の水処理用粉末活性炭は、２ｇを投入
(エ)三菱ケミカル社のアニオン系ポリマー凝集剤１０００倍希釈液は２ｐｐｍ投入
上記で作成した原水を２個のビーカーに満水近くまで同等に満たし、縦に置く大気開放型１リットルのビーカーと、横に置くビーカーは上部に蓋をして漏水の無い状態に加工し、双方とも中の様子がよく見える状態で本実験セットを用意した。
【0069】
大気開放のビーカーを縦に置き、密閉したビーカーは、水平に横に寝かせたまま双方を各々同時に沈降分離に適した攪拌を１分間行って停止した。
攪拌停止から沈降分離完了までを各々同時に複数人で観察した。
その結果、双方の沈降完結時間は、横に寝かせた方が明らかに早いことが解った。具体的に、この実験では縦のビーカーが３０秒で完成するのに対して、横にしたビーカーが５秒から６秒で終了したことを確認した。
攪拌停止から沈降分離完了までを各々同時に複数人で観察した。
その結果、双方の沈降完結時間は、横に寝かせた方が明らかに早いことが解った。具体的に、この実験では縦のビーカーが３０秒で完成するのに対して、横にしたビーカーが５秒から６秒で終了したことを確認した。
【0070】
両者の清澄度スラッジのフロック状態に目立った相違が無く、沈降分離効果に問題ないことを確認した。
結論は、横にしたビーカーは縦のビーカーよりおおよそ約５倍早い時間で沈降分離できる事を確認した。
以上の実験例から、本発明の円筒横型処理袋の場合には、円筒形状の袋を縦長にして用いた処理袋と比較し、処理時間を大幅に短縮できる効果を発揮する。
結論は、横にしたビーカーは縦のビーカーよりおおよそ約５倍早い時間で沈降分離できる事を確認した。
以上の実験例から、本発明の円筒横型処理袋の場合には、円筒形状の袋を縦長にして用いた処理袋と比較し、処理時間を大幅に短縮できる効果を発揮する。
【0071】
【0072】
この水処理装置Ｔ２では、排出管１４Ｂの終端に、汚泥排出管１４Ｄと同様に処理水排出管１４Ｅが下向きに分岐している。この処理水排出管１４Ｅからは、処理水２０２は、水槽２内には戻らずに外部に排出される。
【0073】
この水処理装置Ｔ２では、処理水２０２及び汚泥２０１の汚泥排出管１４Ｄ及び処理水排出管１４Ｅからの出口が、水槽２内の漲水３００の水面ＷＬよりも下方にあるので、処理水２０２及び汚泥２０１を、サイフォン効果によって容易に排出することができる。そのため、この水処理装置Ｔ２では、排出ポンプ１８は必須ではない。
【0074】
この水処理装置Ｔ２では、処理袋本体１０内の処理水２０２が水槽２内に戻されないので、水槽２内の漲水３００の水位を一定に維持するために、処理水２０２の排出時に、漲水貯留槽３内から供給ポンプ３１の駆動によって漲水供給管３２を介して漲水３００が水槽２内に補給される。水槽２内の漲水３００の水量は、不図示の液面計によって検出され、制御手段によって供給ポンプ３１の駆動及び漲水供給管３２に設けられた開閉弁３３の開閉が制御されるようになっている。このため、水槽２内の漲水３００の水位は常時一定に保たれる。
【0075】
水処理装置Ｔ２において、漲水３００として、処理対象液２００を使用することができる。すなわち、処理袋本体１０の全体が常に浸漬されるように処理対象液２００を水槽２に供給し、この処理対象液２００を図示しないポンプによって供給管１４Ａに供給することができる。
【0076】
なお、以上説明した水処理装置Ｔ１～Ｔ２において、漲水供給管３２の終端を水槽２内の漲水３００内に没入させておくことによって、漲水貯留槽３から水槽２への漲水３００の補給は、サイフォン効果によって自然流下させることができる。この場合、水槽２への漲水供給のための供給ポンプ３１を設ける必要はなく、また、漲水貯留槽３から水槽２への漲水３００の補給停止は、漲水供給管３２に設けた開閉弁３３の閉制御だけで行うことができるため、それだけ設備コストを低減することができる。
【0077】
また、水処理装置Ｔ１～Ｔ２において、漲水３００としては、処理水２０２及び処理対象液２００以外の液体、例えば水道水、海水、河川水、湖水等を使用することができる。漲水貯留槽３内で不足した漲水３００は、水槽２内の処理袋１での処理のタイミング（静止時）を利用して、水道水等を補充すればよい。このときの水量は、排出ポンプ１８の単位水量に比べて少ない単位水量でよいため、大型のポンプを用いる必要がない。したがって、ポンプを用いてもコストは低く抑えられる。
【0078】
以上説明した水処理装置Ｔ１～Ｔ２は、図２に示した処理袋１を用いたが、処理袋本体１０は不透水性で可撓性を有し、密閉状に形成し得るものであればよく、何ら図２に示す処理袋本体１０に限定されない。また、処理袋本体１０は、中空シャフト１１に固着されるものに限定されず、水槽２の内壁に固着されるものであってもよい。
【0079】
また、本発明に係る処理装置は、以上説明したように、水を凝集攪拌処理して処理水と汚泥とに分離する水処理装置に限らず、その他、水槽２内の漲水３００中に浸漬した処理袋１を用いて各種の処理対象液を処理し、処理後の処理液を排出する用途に広く適用することができる。
【0080】
本発明に係る処理装置は、処理袋１の全体を水槽２内の漲水３００中に浸漬するので、漲水３００を適宜の温度に加熱又は冷却することによって、処理袋１内を加熱、冷却又は保温することができる。例えば処理袋１内で反応処理を行う場合、水槽２の外側空間２ａ内の漲水３００を、反応に必要な温度に加熱又は冷却しておくことによって、最適な温度雰囲気で反応処理を行うことができる。
【0081】
水槽２内の漲水３００は処理袋１の全体を覆うため、水槽２外の環境温度に左右されることなく、最適な条件で効率良く加熱、冷却又は保温処理を行うことができる。この場合、漲水貯留槽３内又はその他の適宜の箇所に漲水３００を加熱又は冷却するための加熱又は冷却手段を設けておくことはもちろんである。また、水槽２内と漲水貯留槽３内との間を漲水３００が循環できるようにするための循環手段を設けることにより、水槽２内の処理袋の内部を長時間に亘って一定温度に維持できるようにすることも好ましい。
【0082】
本発明に係る処理袋は、図２に示した処理袋１を単独で使用することもできる。例えば、形状保持枠１３を取り付けた中空シャフト１１が水面よりも下位となるように、コンクリート等の水槽、プール、容器等に貯留された漲水の水中に横長にさせて浸漬し、水面上に架設した支柱等に吊り下げて使用することができる。支柱は、不図示の浮き袋等によって水上に浮かべて設置してもよいし、両端部を水上の構築物や陸上等に固定して水面上に設置してもよい。
【0083】
また、本発明に係る処理袋は、常時水位が保たれる漲水中に浸漬されるものであればよく、図２に示した処理袋１の形状保持枠１３及び中空シャフト１１を有しないものであってもよい。
【0084】
処理袋内の液体の排出は、ポンプによって行う他に、処理袋本体１０の可撓性を利用して、処理袋本体１０に対して外部から適宜の手段によって圧縮力を作用させることにより、処理袋本体１０が収縮する際の力を利用して内部の液体を排出させることもできる。
【符号の説明】
【0085】
１：処理袋
１０：処理袋本体
１０ｂ：内側空間
１１：中空シャフト
１２：供給排出口
１２ａ：スイベルジョイント
１２ｂ：ロータリージョイント
１３：形状保持枠
１３ａ：撹拌板
１４Ａ：供給管
１４Ｂ：排出管
１５Ａ：供給弁
１５Ｂ：排出弁
１９：モータ
２０：脱気管
２０ａ：脱気口
２０ｂ：脱気バルブ
２、２Ａ～２Ｃ：水槽
２ａ：外側空間
３：漲水貯留槽
２００：処理対象液
２０２：処理水
３００：漲水
Ｔ１～Ｔ２：水処理装置
ＷＬ：漲水の水面
１０：処理袋本体
１０ｂ：内側空間
１１：中空シャフト
１２：供給排出口
１２ａ：スイベルジョイント
１２ｂ：ロータリージョイント
１３：形状保持枠
１３ａ：撹拌板
１４Ａ：供給管
１４Ｂ：排出管
１５Ａ：供給弁
１５Ｂ：排出弁
１９：モータ
２０：脱気管
２０ａ：脱気口
２０ｂ：脱気バルブ
２、２Ａ～２Ｃ：水槽
２ａ：外側空間
３：漲水貯留槽
２００：処理対象液
２０２：処理水
３００：漲水
Ｔ１～Ｔ２：水処理装置
ＷＬ：漲水の水面
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】