(57)【要約】      （修正有）【課題】有機性スラッジ等を含む被処理水の凝集沈殿処理において、腐敗等によるＳＳの浮上に係る不具合を抑制し、良好な処理水が得られる凝集沈殿処理装置、システム及びその運転方法の提供。【解決手段】スラッジがブランケット状に形成された箇所に被処理水Ｗを導入するスラッジブランケット部３と、スラッジブランケット部３からの流出スラッジを濃縮する濃縮部４と、これらを区画する仕切り板とを備える凝集沈殿処理装置１００Ａ、及びそのシステム並びに運転方法であって、スラッジブランケット部３では、被処理水Ｗ中のＳＳの腐敗を抑制でき、濃縮部４ではＳＳの腐敗が生じても、仕切り板により浮上ＳＳがスラッジブランケット部３側に流入しないため、凝集沈殿処理が安定して進行し、良好な処理水が得られる。【選択図】図１
2020157284.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理水に含まれる有機性スラッジを凝集沈殿により分離する凝集沈殿処理装置であって、
スラッジがブランケット状に形成された箇所を有し、当該箇所に対して被処理水が導入され、前記被処理水中の有機性スラッジを分離するスラッジブランケット部と、
前記スラッジブランケット部下に設けられ、前記スラッジが濃縮される濃縮部と、
前記スラッジブランケット部及び前記濃縮部を区画するための仕切り板と、を備えることを特徴とする、凝集沈殿処理装置。
【請求項２】
前記被処理水を導入するための回転式のディストリビュータを、前記スラッジブランケット部内に設けることを特徴とする、請求項１に記載の凝集沈殿処理装置。
【請求項３】
前記濃縮部からのスラッジの引き抜きに係る制御を行う制御部を備えることを特徴とする、請求項１又は２に記載の凝集沈殿処理装置。
【請求項４】
被処理水に含まれる有機性スラッジを凝集沈殿処理する凝集沈殿処理システムであって、
請求項１〜３のいずれか一項に記載された凝集沈殿処理装置と、
前記凝集沈殿処理装置の前段に反応槽と、を備え、
前記反応槽で前記有機性スラッジの凝集度合いを調整することを特徴とする、凝集沈殿処理システム。
【請求項５】
被処理水に含まれる有機性スラッジを凝集沈殿により分離する凝集沈殿処理装置の運転方法であって、
前記凝集沈殿処理装置は、スラッジがブランケット状に形成された箇所を有するスラッジブランケット部と、
前記スラッジブランケット部下に設けられる濃縮部と、
前記スラッジブランケット部及び前記濃縮部を区画するための仕切り板と、を備えており、
前記スラッジブランケット部に対し、被処理水を導入して前記被処理水中の有機性スラッジを分離する工程と、
前記スラッジブランケット部の余剰スラッジを前記濃縮部に濃縮する工程とを備えることを特徴とする、凝集沈殿処理装置の運転方法。
【請求項６】
処理過程においてガスを発生する成分を含む被処理水中の懸濁物質を凝集沈殿により分離する凝集沈殿処理装置であって、
スラッジがブランケット状に形成された箇所を有し、当該箇所に対して被処理水が導入され、前記被処理水中の懸濁物質を分離するスラッジブランケット部と、
前記スラッジブランケット部下に設けられ、前記スラッジが濃縮される濃縮部と、
前記スラッジブランケット部及び前記濃縮部を区画するための仕切り板と、を備えることを特徴とする、凝集沈殿処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、凝集沈殿処理装置、凝集沈殿処理システム及び凝集沈殿処理装置の運転方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、排水処理の手段の一つとして、排水中の固形物などの不純物を除去する固液分離処理が行われている。
このような固液分離処理としては、排水に対して凝集剤を添加することで不純物である懸濁物質等（以下、「ＳＳ」ともいう。）を凝集沈殿させて分離する凝集沈殿を行う凝集沈殿処理装置を用いた処理が挙げられる。例えば、凝集剤を添加した被処理水が上昇するに伴ってフロックが成長するブランケット状のフロック成長ゾーンを形成するスラッジブランケット型（「フロックゾーン型」や「フロックブランケット型」と呼ばれることもある。）の凝集沈殿槽を備える凝集沈殿処理装置が知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、沈殿槽内にフロック成長ゾーン（汚泥ゾーン）が形成されるスラッジブランケット型の凝集沈殿処理装置が記載されている。また、特許文献１には、スラッジブランケット型の凝集沈殿処理装置として、レーキ（集泥部材）とディストリビュータ（原水供給部材）とを一体化させたものが記載されており、レーキとディストリビュータを同時に回転させ、沈殿槽内でフロックの生成及び成長を促進し、濃縮スラッジ（沈降したフロック）は沈殿槽の中央から排泥管によって槽外に排出されることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−２０２００９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載されるようなスラッジブランケット型の凝集沈殿処理装置は、ＳＳを含む被処理水の処理に広く用いられている。また、特許文献１には、処理対象である被処理水の種類については特に記載されていない。
【０００６】
一方、スラッジブランケット型の凝集沈殿処理装置を用い、ＳＳとして有機性スラッジを含む被処理水に対して凝集沈殿処理を行う場合、凝集沈殿槽内で有機性スラッジが堆積すると、有機性スラッジの腐敗が生じることがある。特に、特許文献１に記載された凝集沈殿処理装置のように、沈殿槽内でフロック成長ゾーンを形成する箇所と、濃縮スラッジを排出する箇所が分離されていない場合、被処理水はフロック成長ゾーンと濃縮スラッジの間から上方に向かって供給されるため、濃縮スラッジ側に新しい被処理水の供給がなく、有機性スラッジの腐敗が進行しやすいという問題がある。
【０００７】
また、凝集沈殿槽内で堆積した有機性スラッジが腐敗すると、ガスの発生等により濃縮スラッジが浮上することがある。このとき、特許文献１に記載された凝集沈殿処理装置のように、沈殿槽内でフロック成長ゾーンを形成する箇所と、濃縮スラッジを排出する箇所が分離されていない場合、浮上した腐敗スラッジによりフロック成長ゾーンが乱れ、被処理水に対する濾過作用が十分に働かずに処理効率が低下し、良好な処理水を得ることができないという問題が生じる。
【０００８】
本発明の課題は、有機性スラッジ等のように処理過程において被処理水内で浮上するＳＳを含む被処理水の凝集沈殿処理において、腐敗等によるＳＳの浮上を抑制し、ＳＳが浮上した場合にはフロック成長ゾーンが乱れることを抑制して、良好な処理水を得ることができる凝集沈殿処理装置、凝集沈殿処理システム及び凝集沈殿処理装置の運転方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者は、上記の課題について鋭意検討した結果、スラッジブランケット型の凝集沈殿処理装置において、フロック成長ゾーンを備えるスラッジブランケット部と濃縮スラッジが堆積する濃縮部を仕切り板により区画することで、有機性スラッジの腐敗等を抑制し、有機性スラッジの腐敗等により濃縮スラッジが浮上してもスラッジブランケット部内のフロック成長ゾーンを適切に維持し、良好な処理水が得られることを見出して、本発明を完成した。
すなわち、本発明は、以下の凝集沈殿処理装置、凝集沈殿処理システム及び凝集沈殿処理装置の運転方法である。
【００１０】
上記課題を解決するための本発明の凝集沈殿処理装置は、被処理水に含まれる有機性スラッジを凝集沈殿により分離する凝集沈殿処理装置であって、スラッジがブランケット状に形成された箇所を有し、当該箇所に対して被処理水が導入され、被処理水中の有機性スラッジを分離するスラッジブランケット部と、スラッジブランケット部下に設けられ、スラッジが濃縮される濃縮部と、スラッジブランケット部及び濃縮部を区画するための仕切り板とを備えることを特徴とするものである。
【００１１】
本発明の凝集沈殿処理装置によれば、スラッジがブランケット状に形成された箇所（フロック成長ゾーン）を形成し、そこに被処理水を導入するスラッジブランケット部を備え、また、スラッジブランケット部から流出したスラッジを濃縮する濃縮部を仕切り板で分離して設けることで、フロック成長ゾーンには新しい被処理水を常に供給することができる。これにより、スラッジブランケット部では被処理水中の有機性スラッジの腐敗を抑制することができる。また、濃縮部にはスラッジブランケット部から流出したスラッジのみが堆積するため、濃縮部で堆積するスラッジの量を低減させることができ、濃縮部における有機性スラッジの腐敗も抑制することができる。さらに、濃縮部で有機性スラッジの腐敗が生じ、濃縮スラッジが浮上しても、仕切り板により濃縮スラッジがスラッジブランケット部側に流入することがなく、スラッジブランケット部内のフロック成長ゾーンを適切に維持することができる。これにより、フロック成長ゾーンにおける被処理水中のＳＳの分離が十分に進行し、良好な処理水を得ることが可能となる。
【００１２】
また、本発明の凝集沈殿処理装置の一実施態様としては、被処理水を導入するための回転式のディストリビュータを、スラッジブランケット部内に設けるという特徴を有する。
この特徴によれば、スラッジブランケット部内に回転式のディストリビュータを設けることで、フロック成長ゾーンに対して被処理水を均等に導入することができる。また、仕切り板上に堆積するスラッジを流動化させることが可能となる。これにより、スラッジブランケット部におけるフロック成長ゾーンの形成及び維持を容易とし、スラッジブランケット部内のスラッジ腐敗を抑制し、より良好な処理水を得ることが可能となる。
【００１３】
また、本発明の凝集沈殿処理装置の一実施態様としては、濃縮部からのスラッジの引き抜きに係る制御を行う制御部を備えるという特徴を有する。
この特徴によれば、濃縮部に堆積したスラッジを適宜引き抜くことで、有機性スラッジが堆積する時間及び量を短くすることができ、濃縮部において有機性スラッジの腐敗が進行することを抑制できる。これにより、腐敗スラッジによる凝集沈殿処理効率の悪化を抑制し、より良好な処理水を得ることが可能となる。
【００１４】
上記課題を解決するための本発明の凝集沈殿処理システムは、被処理水に含まれる有機性スラッジを凝集沈殿処理する凝集沈殿処理システムであって、上述したいずれか一つの凝集沈殿処理装置と、該凝集沈殿処理装置の前段に反応槽とを備え、反応槽で有機性スラッジの凝集度合いを調整するという特徴を有する。
【００１５】
本発明の凝集沈殿処理システムによれば、凝集沈殿処理装置の前段に設けた反応槽でスラッジの凝集度合いを調整することで、被処理水中のＳＳ濃度が低濃度であるものについても、凝集沈殿処理装置における処理が効率的に進行し、良好な処理水を得ることが可能となる。
【００１６】
上記課題を解決するための本発明の凝集沈殿処理装置の運転方法は、被処理水に含まれる有機性スラッジを凝集沈殿により分離する凝集沈殿処理装置の運転方法であって、凝集沈殿処理装置は、スラッジがブランケット状に形成された箇所を有するスラッジブランケット部と、スラッジブランケット部下に設けられる濃縮部と、スラッジブランケット部及び前記濃縮部を区画するための仕切り板とを備えており、スラッジブランケット部に対し、被処理水を導入して被処理水中の有機性スラッジを分離する工程と、スラッジブランケット部の余剰スラッジを濃縮部に濃縮する工程とを備えるという特徴を有する。
【００１７】
本発明の凝集沈殿処理装置の運転方法によれば、スラッジブランケット部、濃縮部、及びスラッジブランケット部と濃縮部を区画する仕切り板を備える凝集沈殿処理装置において、被処理水中の有機性スラッジを分離する工程と余剰スラッジを濃縮する工程を別々に行うことができる。これにより、フロック成長ゾーンには新しい被処理水を常に供給することができ、スラッジブランケット部では被処理水中の有機性スラッジの腐敗を抑制することができる。また、濃縮部にはスラッジブランケット部から流出した余剰スラッジのみが堆積するため、濃縮部で堆積するスラッジの量を低減させることができ、濃縮部における有機性スラッジの腐敗も抑制することができる。さらに、濃縮部で有機性スラッジの腐敗が生じ、濃縮スラッジが浮上しても、仕切り板により濃縮スラッジがスラッジブランケット部側に流入することがなく、スラッジブランケット部内のフロック成長ゾーンを適切に維持することができる。これにより、フロック成長ゾーンにおける被処理水中のＳＳの分離が十分に進行し、良好な処理水を得ることが可能となる。
【００１８】
上記課題を解決するための本発明の凝集沈殿処理装置は、処理過程においてガスを発生する成分を含む被処理水中の懸濁物質を凝集沈殿により分離する凝集沈殿処理装置であって、スラッジがブランケット状に形成された箇所を有し、当該箇所に対して被処理水が導入され、被処理水中の懸濁物質を分離するスラッジブランケット部と、スラッジブランケット部下に設けられ、スラッジが濃縮される濃縮部と、スラッジブランケット部及び濃縮部を区画するための仕切り板とを備えるという特徴を有する。
【００１９】
本発明の凝集沈殿処理装置によれば、フロック成長ゾーンを形成し、そこに被処理水を導入するスラッジブランケット部を備え、また、スラッジブランケット部から流出したスラッジを濃縮する濃縮部を仕切り板で分離して設けることで、フロック成長ゾーンには新しい被処理水を常に供給することができる。また、濃縮部にはスラッジブランケット部から流出したスラッジのみが堆積するため、濃縮部で堆積するスラッジの量を低減させることができ、濃縮部において懸濁物質からのガスの発生を抑制することができる。さらに、濃縮部で懸濁物質からガスが発生し、濃縮スラッジが浮上しても、仕切り板により濃縮スラッジがスラッジブランケット部側に流入することがなく、スラッジブランケット部内のフロック成長ゾーンを適切に維持することができる。これにより、フロック成長ゾーンにおける被処理水中のＳＳの分離が十分に進行し、良好な処理水を得ることが可能となる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、有機性スラッジ等のように処理過程において被処理水内で浮上するＳＳを含む被処理水の凝集沈殿処理において、腐敗等によるＳＳの浮上を抑制し、ＳＳが浮上した場合にはフロック成長ゾーンが乱れることを抑制して、良好な処理水を得ることができる凝集沈殿処理装置、凝集沈殿処理システム及び凝集沈殿処理装置の運転方法を提供することである。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第１の実施態様の凝集沈殿処理装置を示す概略説明図である。
【図２】本発明の第１の実施態様の凝集沈殿処理装置における凝集沈殿槽の構造を示す概略説明図である。
【図３】本発明の第１の実施態様の凝集沈殿処理システムを示す概略説明図である。
【図４】本発明の第２の実施態様の凝集沈殿処理装置を示す概略説明図である。
【図５】本発明の第２の実施態様の凝集沈殿処理装置に係る別の態様を示す概略説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明の凝集沈殿処理装置、凝集沈殿処理システム及び凝集沈殿処理装置の運転方法は、有機性スラッジ等のように処理過程において被処理水内で浮上するＳＳを含む被処理水の凝集沈殿処理に利用されるものである。
【００２３】
本発明における被処理水Ｗとしては、処理過程において被処理水内で浮上するＳＳを含むものであればよく、ＳＳの具体例としては有機性スラッジを含む場合や被処理水に硝酸性窒素などを含む場合が挙げられる。このような被処理水の具体的な例としては、例えば、工場排水、生活排水等の排水のほか、河川水、湖沼（ダム湖を含む）水などの用水などが挙げられる。
【００２４】
以下、図面を参照しつつ本発明に係る凝集沈殿処理装置、凝集沈殿処理システム及び凝集沈殿処理装置の運転方法の実施態様を詳細に説明する。なお、本発明の凝集沈殿処理装置の運転方法については、以下の凝集沈殿処理装置の構造及び作動の説明に置き換えるものとする。また、実施態様に記載する凝集沈殿処理装置及び凝集沈殿処理システムの構造については、本発明に係る凝集沈殿処理装置及び凝集沈殿処理システムを説明するために例示したにすぎず、これに限定されるものではない。
【００２５】
［第１の実施態様］
（凝集沈殿処理装置）
図１は、本発明の第１の実施態様の凝集沈殿処理装置１００Ａの概略説明図である。
本実施態様に係る凝集沈殿処理装置１００Ａは、いわゆるスラッジブランケット型と呼ばれる凝集沈殿槽を有している。一般に、スラッジブランケット型凝集沈殿槽は、槽内に上昇水流によるスラッジ（凝集フロック）の流動層を形成し、その流動層内に新たに生成したフロックを通過させるものである。このとき、小さなフロックは流動層における大きなフロックに捕捉されて大きくなり、沈降速度が速まる。これにより、スラッジブランケット型凝集沈殿槽へ導入された被処理水Ｗは、処理水Ｗ１と濃縮されたフロック（汚泥）に分離され、それぞれ槽外に排出される。
【００２６】
本実施態様に係る凝集沈殿処理装置１００Ａは、図１に示すように、ラインＬ１から凝集沈殿槽１内に被処理水Ｗを導入する被処理水導入部２、被処理水Ｗ中の懸濁物質を分離するためのスラッジがブランケット状に浮遊した状態で形成されたスラッジブランケット部３、スラッジブランケット部３を通過することにより凝集したフロックがスラッジブランケット部３下に沈殿し濃縮される濃縮部４、被処理水Ｗに凝集剤を添加する凝集剤添加部５を備えている。スラッジブランケット部３の上方には上澄みである清澄層Ｃが形成され、清澄された処理水Ｗ１は、凝集沈殿槽１の上部側に位置する処理水排出部６により排出される。また、濃縮部４に沈殿し濃縮されたフロックは、凝集沈殿槽１の底部中央から汚泥排出部７を介して排出される。なお、汚泥排出部７には、排出されたフロックを処理するための汚泥処理設備を別途設けるものとしてもよい。
【００２７】
図２は、本発明の第１の実施態様の凝集沈殿処理装置１００Ａにおける凝集沈殿槽１の概略説明図である。
凝集沈殿槽１は、有底円筒状の外壁部１１と、この外壁部１１より小径でかつ高さも小さい円筒状の内壁部１２とを備える。図２に示すように、内壁部１２は、外壁部１１の内側に、外壁部１１と同心になるように立設されている。また、内壁部１２の底部側に、開口部１３ａを有する仕切り板１３が設けられている。これにより、内壁部１２の内側には、後述するスラッジブランケット部３が形成される。また、仕切り板１３は外壁部１１の底部から上方に所定長離隔しており、スラッジブランケット部３と濃縮部４を区画している。また、外壁部１１及び内壁部１２の軸線Ｌ上には、モーターＭにより回転駆動するセンターシャフト１４が配置されている。センターシャフト１４は、ラビリンス構造等のロータリージョイント１５により仕切り板１３と接続されている。なお、外壁部１１、内壁部１２は円筒状に限定されず、角筒状であってもよい。また、内壁部１２を有底円筒状とし、内壁部１２底部を仕切り板１３とするものであってもよい。
【００２８】
被処理水導入部２は、被処理水Ｗを凝集沈殿槽１内に導入するための導入管２１と、導入管２１から導入された被処理水Ｗを内壁部１２内に供給するフィードパイプ２２を備えている。
【００２９】
図２に示すように、導入管２１は、外壁部１１の側壁を挿通して、槽外部に突き出しており、被処理水Ｗの供給源とラインＬ１を介して接続されている。
また、図２に示すように、フィードパイプ２２は、導入管２１と通水可能に連結しており、センターシャフト１４の外側にセンターシャフト１４を囲むように設けられている。本実施態様における凝集沈殿処理装置は、外壁部１１、内壁部１２、センターシャフト１４、フィードパイプ２２の軸線は全て共通の軸線Ｌになっている。
【００３０】
フィードパイプ２２は、上下方向で上部２２ａと下部２２ｂとに分けられており、上部と下部との間はラビリンス構造等のロータリージョイント２３により接続されている。フィードパイプ２２の上部２２ａ側面に導入管２１が接続されており、フィードパイプ２２の下部２２ｂにはディストリビュータ２４が設けられている。ディストリビュータ２４は内壁部１２の下部に配置されるとともに、複数の被処理水吐出口２４ａが形成されている。センターシャフト１４の回転とともにフィードパイプ２２の下部が回転し、このとき、ディストリビュータ２４は被処理水吐出口２４ａを内壁部１２の底部側（仕切り板１３側）に向けた状態で回転する。なお、フィードパイプ２２の上端部は閉じられていてもよく、上方に向かって開放されていてもよい。
【００３１】
スラッジブランケット部３は、被処理水導入部２から供給される被処理水Ｗ中のＳＳを、ブランケット状に浮遊するスラッジによって捕捉して凝集し、凝集フロックと処理水Ｗ１に分離するものである。
【００３２】
スラッジブランケット部３は、図２に示すように、凝集沈殿槽１内の円筒状の内壁部１２と仕切り板１３により形成される内側領域を指すものである。また、スラッジブランケット部３は、スラッジがブランケット状に形成される箇所（以下、「フロック成長ゾーンＺ１」という。）を有している。フロック成長ゾーンＺ１は、被処理水導入部２により内壁部１２の内側に流入する被処理水Ｗの上昇水流によって凝集フロックの流動層を形成している。
【００３３】
被処理水Ｗは、被処理水導入部２のディストリビュータ２４から内壁部１２内の下部方向（仕切り板１３の方向）に一様に噴出され、スラッジブランケット部３内に形成されたフロックはスラッジブランケット部３の底部に堆積しようとするが、さらに供給される被処理水Ｗによりフロック成長ゾーンＺ１内に流動層が形成されていく。
被処理水Ｗに含まれる小さなフロックは、流動層を上昇する過程で先に生成されたフロックに接触して捕捉されることで、スラッジブランケット部３内のフロック粒子径が大きく成長する。このように、フロック成長ゾーンＺ１内で被処理水Ｗ中のＳＳを分離する。
【００３４】
このとき、ディストリビュータ２４を回転式とすることで、スラッジブランケット部３内に被処理水Ｗを均等に導入することができるとともに、仕切り板１３上に堆積するスラッジを流動化させることが可能となる。これにより、スラッジブランケット部３におけるフロック成長ゾーンＺ１の形成及び維持を容易とすることが可能となる。
【００３５】
そして、スラッジブランケット部３内のフロックは一定程度まで成長すると、上昇しなくなる。よって、図２に示すように、スラッジブランケット部３の上部には、より大きく、かつ重くなったフロックが集積し続ける。スラッジブランケット部３の上部に集まったフロックは、被処理水Ｗによる流動層により内壁部１２の上端縁部から外壁部１１側に越流する。
【００３６】
また、図２に示すように、スラッジブランケット部３を通過した処理水は、被処理水Ｗの上昇流によって上昇し、スラッジブランケット部３の上方に、処理水Ｗ１からなる清澄層Ｃが形成される。清澄層Ｃの処理水Ｗ１は、凝集沈殿槽１上部に設けられた処理水排出部６を介して槽外に排出される。
【００３７】
濃縮部４は、スラッジブランケット部３から流出したフロックＦを濃縮するためのものである。また、濃縮部４は、前述した仕切り板１３によって区画されて、スラッジブランケット部３の下に位置しており、フロックＦが内壁部１２と外壁部１１との間を通って沈降して濃縮されるフロック濃縮ゾーンＺ２を形成している。
【００３８】
図２に示すように、スラッジブランケット部３から流出し、内壁部１２と外壁部１１の間に流入したフロックＦは、比重が水より大きいため、自然に濃縮部４に向けて沈降する。これにより、フロック成長ゾーンＺ１から流出したフロックＦは、スラッジブランケット部３側に逆流することがなく、清澄層Ｃの処理が安定する。
濃縮部４に沈降して堆積した濃縮フロック（汚泥）は、凝集沈殿槽１の底部に設けられた汚泥排出部７から排出される。なお、汚泥排出部７の構造は、濃縮フロックを排出することができるものであれば特に限定されない。例えば、図１に示すように、汚泥排出部７として、濃縮フロックを引き抜くためのポンプＰ及びラインＬ２を備えるものとすることなどが挙げられる。
【００３９】
また、仕切り板１３を貫通して濃縮部４内に延在したセンターシャフト１４の下端部に、濃縮汚泥掻寄機４１を取り付けるものとしてもよい。この濃縮汚泥掻寄機４１は、濃縮部４に沈降した濃縮フロックを凝集沈殿槽１内の底面中央に掻き寄せて、汚泥排出部７から回収するために設けられるものである。
なお、センターシャフト１４の下端部に取り付ける濃縮汚泥掻寄機４１としては、センターシャフト１４の回転に伴って回転し、凝集沈殿槽１の底面中央部に濃縮フロックを掻き寄せることができる構造であれば、特に限定されない。例えば、図２に示すように、センターシャフト１４に対して垂直に掻き取り部材を設けるもの以外に、センターシャフト１４に対して垂直に交差した支持体に複数の掻き取り部材（レーキ）を設けるものとしてもよく、曲面を有する掻き取り部材を槽上方から見た際にＳ字を形成するようにセンターシャフト１４に設けるものとしてもよい。
【００４０】
凝集剤添加部５は、被処理水Ｗに凝集剤を添加し、被処理水Ｗ中のＳＳのフロック形成を促進するためのものである。
凝集剤添加部５は、被処理水Ｗに凝集剤を添加することができるものであれば特に限定されない。例えば、図１には、ラインＬ１上に凝集剤を供給する凝集剤供給ライン５１を設けるものを例示しているが、これに限定されるものではない。例えば、後述する凝集沈殿処理システム２００のように、凝集沈殿槽１の上流側に反応槽Ｔを設け、被処理水Ｗの供給源からの原水Ｗ０と凝集剤をあらかじめ混合することで得られた被処理水Ｗを導入管２１に供給するものとしてもよい。
【００４１】
被処理水Ｗに混合される凝集剤としては、特に限定されない。例えば、無機凝集剤及び高分子凝集剤が挙げられる。凝集剤は、無機凝集剤あるいは高分子凝集剤のみを用いるものであってもよく、無機凝集剤と高分子凝集剤を併用するものであってもよい。なお、無機凝集剤及び高分子凝集剤を併用する場合、無機凝集剤、高分子凝集剤の順に被処理水Ｗに添加することが好ましい。これにより、安定したフロック形成が可能となる。
【００４２】
凝集剤の具体例としては、例えば、無機凝集剤としては、硫酸バンドやＰＡＣ等のＡｌ系無機凝集剤や、ポリ硫酸鉄等のＦｅ系無機凝集剤が挙げられる。あるいは、ＮａＯＨ、Ｃａ（ＯＨ）２等のアルカリ又はＨ２ＳＯ４、ＨＣｌ等の酸によるｐＨ調整剤や、Ｃａ、Ａｌ、Ｆｅ系化合物の添加や、酸化剤・還元剤の添加等により結晶を析出させるものとしてもよい。また、高分子凝集剤としては、ポリアミノアルキルメタクリレート、ポリエチレンイミン、ハロゲン化ポリジアリルアンモニウム、キトサン、尿素−ホルマリン樹脂等のカチオン性高分子凝集剤、ポリアクリル酸ナトリウム、ポリアクリルアミド部分加水分解物、部分スルホメチル化ポリアクリルアミド、ポリ（２−アクリルアミド）−２−メチルプロパン硫酸塩等のアニオン性高分子凝集剤、ポリアクリルアミド、ポリエチレンオキシド等のノニオン性高分子凝集剤、アクリルアミドとアミノアルキルメタクリレートとアクリル酸ナトリウムの共重合体等の両性高分子凝集剤が挙げられる。
【００４３】
（凝集沈殿処理装置による被処理水の処理）
本実施態様の凝集沈殿処理装置１００Ａを用い、被処理水Ｗとして有機性スラッジを含む被処理水を処理する場合について説明する。
【００４４】
被処理水Ｗ中の有機性スラッジは、沈殿処理槽１内に堆積した際、時間経過とともに腐敗が進行することがある。特に、有機性スラッジに対して新規に被処理水Ｗが供給されず、有機性スラッジの流動性が低い状態で維持される場合において、有機性スラッジの腐敗が進行する。有機性スラッジの腐敗によりガスが発生すると、そのガスによってスラッジが浮上してしまう。このとき、浮上したガス及びスラッジがフロック成長ゾーンＺ１に混入すると、フロック成長ゾーンＺ１の形成及び維持に不具合が生じてしまい、良好な処理水を得ることが困難となる。
【００４５】
ここで、本実施態様のスラッジブランケット部３においては、ディストリビュータ２４により常に新しい被処理水Ｗをフロック成長ゾーンＺ１に導入するものとなっている。このため、スラッジブランケット部３においては、有機性スラッジの腐敗の進行を抑制することが可能となる。
【００４６】
一方、本実施態様の濃縮部４に堆積する有機性スラッジを含む濃縮スラッジは、スラッジブランケット部３における余剰スラッジであるため、大量に発生するものではない。したがって、堆積する時間及び量を短くすることができ、濃縮スラッジの腐敗の進行を抑制することが可能となる。また、仮に濃縮部４において濃縮スラッジの腐敗によりガスが発生し、濃縮スラッジの浮上が起こっても、仕切り板１３が設けられていることにより、フロック濃縮ゾーンＺ２からフロック成長ゾーンＺ１に濃縮スラッジが混入することが抑制される。
【００４７】
したがって、本実施態様の凝集沈殿処理装置１００Ａのように、スラッジブランケット部３と濃縮部４を仕切り板１３で区画した凝集沈殿処理装置を用いることによって、有機性スラッジを含む被処理水Ｗを処理した場合において、フロック成長ゾーンＺ１の形成及び維持に対する不具合を生じることなく、良好な処理水を安定して得ることが可能となる。
【００４８】
（凝集沈殿処理システム）
図３は、本発明の第１の実施態様の凝集沈殿処理装置１００Ａを備える凝集沈殿処理システム２００の構造を示す概略説明図である。なお、図３における凝集沈殿処理装置１００Ａの凝集沈殿槽１内については、前述した図２と同内容の構造を用いるものとして説明を省略する。
【００４９】
図３に示すように、本実施態様の凝集沈殿処理システム２００は、凝集沈殿処理装置１００Ａと反応槽Ｔを備えている。
反応槽Ｔは、被処理水Ｗの供給源からの原水Ｗ０を導入するラインＬ３、原水Ｗ０に凝集剤を添加する凝集剤添加部５、凝集剤と混合した原水Ｗ０を被処理水Ｗとして排出するラインＬ４を備えている。また、ラインＬ４は、凝集沈殿処理装置１００Ａの導入管２１に接続されている。なお、反応槽Ｔには、原水Ｗ０と凝集剤を撹拌混合するための撹拌機構を備えるものとしてもよい（不図示）。
【００５０】
反応槽Ｔは、原水Ｗ０と凝集剤を反応させ、被処理水Ｗ（原水Ｗ０）中のＳＳの凝集度合いを制御するためのものである。
反応槽ＴにおけるＳＳの凝集度合いを制御する手段は特に限定されない。例えば、撹拌機構の駆動を制御することで、原水Ｗ０と凝集剤の撹拌時間や撹拌速度を制御することが挙げられる。また、反応槽Ｔに対する原水Ｗ０及び凝集剤の導入量をそれぞれ制御することや、原水Ｗ０をラインＬ３から導入した後、被処理水ＷとしてラインＬ４から排出する時間や量を制御することなどが挙げられる。
【００５１】
このように反応槽Ｔを設け、反応槽Ｔ内でＳＳの凝集度合いを制御することで、被処理水Ｗを、凝集沈殿処理装置１００Ａでの凝集沈殿処理に適した状態にすることが可能となる。特に、被処理水Ｗ（原水Ｗ０）に含まれるＳＳ濃度が低い場合などにおいて、反応槽Ｔ内でＳＳの凝集度合いを高めることで、凝集沈殿処理装置１００Ａにおける凝集沈殿処理を効率的に進行させることが可能となる。
【００５２】
以上のように、本実施態様の凝集沈殿処理装置１００Ａは、スラッジがブランケット状に形成された箇所（フロック成長ゾーンＺ１）を形成し、そこに被処理水Ｗを導入するスラッジブランケット部３を備え、また、スラッジブランケット部３から流出したスラッジを濃縮する濃縮部４を仕切り板１３で分離して設けることで、フロック成長ゾーンＺ１には新しい被処理水Ｗを常に供給することができる。これにより、スラッジブランケット部３では被処理水Ｗ中の有機性スラッジの腐敗を抑制することができる。また、濃縮部４にはスラッジブランケット部３から流出したスラッジのみが堆積するため、濃縮部４で堆積するスラッジの量を低減させることができ、濃縮部４における有機性スラッジの腐敗も抑制することができる。さらに、濃縮部４で有機性スラッジの腐敗が生じ、濃縮スラッジが浮上しても、仕切り板１３により濃縮スラッジがスラッジブランケット部３側に流入することがなく、スラッジブランケット部３内のフロック成長ゾーンＺ１を適切に維持することができる。これにより、フロック成長ゾーンＺ１における被処理水Ｗ中のＳＳの分離が十分に進行し、良好な処理水Ｗ１を得ることが可能となる。
【００５３】
また、本実施態様の凝集沈殿処理システム２００は、本実施態様の凝集沈殿処理装置１００Ａの前段に反応槽Ｔを備えることで、被処理水Ｗ中のＳＳ濃度が低いものについても、反応槽Ｔ内で凝集剤と反応する十分な時間を確保して、被処理水Ｗ中のＳＳの凝集度合いを制御することができる。これにより、被処理水Ｗを凝集沈殿処理装置１００Ａで処理を行うのに適した状態とすることができ、凝集沈殿処理を効率的に進行させることが可能となる。
【００５４】
［第２の実施態様］
図４は、本発明の第２の実施態様の凝集沈殿処理装置１００Ｂの概略説明図である。
本実施態様に係る凝集沈殿処理装置１００Ｂは、図４に示すように、第１の実施態様における凝集沈殿槽１の底部に設けた汚泥排出部７に対して制御部８を設け、汚泥排出部７を介して引き抜く濃縮部４の濃縮スラッジの量を制御するものである。
なお、本実施態様における凝集沈殿処理装置１００Ｂの構成のうち、第１の実施態様の凝集沈殿処理装置１００Ａの構成と同じものについては、説明を省略する。
【００５５】
制御部８は、濃縮部４に堆積した濃縮スラッジを引き抜く量を制御するためのものである。
制御部８は、例えば、図４に示すように、汚泥排出部７のポンプＰに対して制御可能に接続されるものが挙げられる。また、このとき、制御部８により、ポンプＰの駆動を制御し、濃縮部４から引き抜く濃縮スラッジの量を制御するものとしている。これにより、濃縮部４内の濃縮スラッジが凝集沈殿槽１内に滞留する時間及び量を制御することが容易となり、濃縮スラッジが凝集沈殿槽１内で腐敗することを抑制することが容易となる。
【００５６】
制御部８は、凝集沈殿槽１内の濃縮スラッジの量を推測又は測定する手段を備え、その結果に基づき、濃縮スラッジの引き抜きを制御するものとしてもよい。例えば、図４に示すように、導入管２１上に被処理水Ｗ中のＳＳ濃度を測定するＳＳ濃度検出器８１を設け、ＳＳ濃度検出器８１と制御部８を入力可能に接続し、ＳＳ濃度検出器８１の測定結果に応じて制御部８により汚泥排出部７のポンプＰの駆動を制御し、濃縮スラッジの引き抜き量を制御することが挙げられる。なお、ＳＳ濃度検出器８１としては、特に限定されない。例えば、ＳＳ濃度計や濁度計として公知の検出器を用いることが可能である。
【００５７】
制御部８における制御の一例としては、例えば、ＳＳ濃度検出器８１により測定された被処理水Ｗ中のＳＳ濃度に応じて、濃縮部４に濃縮スラッジが一定量堆積するまでの時間を予測し、その予測結果に基づき、汚泥排出部７のポンプＰの駆動を制御することなどが挙げられる。これにより、濃縮部４における濃縮スラッジの滞留時間を適切にすることができ、有機性スラッジの腐敗による不具合を抑制することが可能となり、良好な処理水を安定して得ることが可能となる。
【００５８】
なお、制御部８における凝集沈殿槽１内の濃縮スラッジの量を推測又は測定する手段は、ＳＳ濃度検出器８１に限定されるものではない。
図５は、本実施態様の凝集沈殿処理装置１００Ｂにおける制御部８の別の態様を示すものである。
図５に示すように、制御部８の凝集沈殿槽１内の濃縮スラッジの量を推測又は測定する手段として、凝集沈殿槽１の底部に濃縮スラッジが堆積する空間Ａを設け、この空間Ａに堆積した濃縮スラッジ量を測定するＳＳ堆積量検出部８２を設けることが挙げられる。また、図５に示したものについても、図４に示したものと同様に、ＳＳ堆積量検出器８２と制御部８を入力可能に接続し、ＳＳ堆積量検出器８２の測定結果に応じて制御部８により汚泥排出部７のポンプＰの駆動を制御し、濃縮スラッジの引き抜き量を制御するものとしてもよい。
なお、ＳＳ堆積量検出器８２としては、濃縮スラッジが濃縮されることによる比重や圧力の変化を検知するものや、空間Ａに堆積した濃縮スラッジの堆積層の厚さを検知するものなどが挙げられる。具体的な検出器の種類としては、例えば、比重計、差圧計、レベルセンサなどが挙げられる。
【００５９】
以上のように、本実施態様の凝集沈殿処理装置１００Ｂにより、濃縮部４に堆積した濃縮スラッジを適宜引き抜くことで、有機性スラッジが堆積する時間及び量を短くすることができ、濃縮部４において有機性スラッジの腐敗が進行することを抑制できる。これにより、腐敗スラッジによる凝集沈殿処理効率の悪化を抑制し、より良好な処理水を得ることが可能となる。
【００６０】
また、本実施態様の凝集沈殿処理装置１００Ｂを、第１の実施態様における凝集沈殿処理システム２００における凝集沈殿処理装置として用いるものとしてもよい。これにより、有機性スラッジを含む被処理水Ｗの凝集沈殿処理を効率的に進行させることが可能となる。
【００６１】
［第３の実施態様］
本発明の第３の実施態様として、上述した凝集沈殿処理装置１００Ａを用い、被処理水Ｗとして処理過程においてガスを発生する成分を含む被処理水を処理する場合について説明する。なお、本実施態様で用いる凝集沈殿処理装置１００Ａに係る説明は、第１の実施態様と同内容であるため、省略する。
【００６２】
本実施態様の被処理水Ｗとしては、処理過程においてガスを発生する成分を含むものであれば特に限定されない。例えば、硝酸性窒素を含む被処理水等が挙げられる。また、このような被処理水Ｗの具体的な例としては、工場排水のうち、酸洗の工程から排出される排水などが挙げられる。
【００６３】
被処理水Ｗ中の硝酸性窒素は、沈殿処理槽１内に導入した際、時間経過とともに脱窒が進行し、窒素ガスが発生することがある。このように処理過程においてガスが発生すると、そのガスによってスラッジが浮上してしまう。このとき、浮上したスラッジがフロック成長ゾーンＺ１に混入すると、フロック成長ゾーンＺ１の形成及び維持に不具合が生じてしまい、良好な処理水を得ることが困難となる。
【００６４】
ここで、本実施態様の凝集沈殿処理装置１００Ａでは、濃縮部４において濃縮スラッジからガスが発生し、濃縮スラッジの浮上が起こっても、仕切り板１３が設けられていることにより、フロック濃縮ゾーンＺ２からフロック成長ゾーンＺ１に濃縮スラッジが混入することが抑制される。
【００６５】
したがって、本実施態様の凝集沈殿処理装置１００Ａのように、スラッジブランケット部３と濃縮部４を仕切り板１３で区画した凝集沈殿処理装置を用いることによって、処理過程においてガスを発生する成分を含む被処理水Ｗを処理した場合において、フロック成長ゾーンＺ１の形成及び維持に対する不具合を生じることなく、良好な処理水を安定して得ることが可能となる。
【００６６】
また、本実施態様の被処理水Ｗは、上述した凝集沈殿処理システム２００において処理を行うものとしてもよい。これにより、処理過程においてガスを発生する成分を含む被処理水Ｗの凝集沈殿処理を効率的に進行させることが可能となる。
【００６７】
なお、上述した実施態様は凝集沈殿処理装置、凝集沈殿処理システム及び凝集沈殿処理装置の運転方法の一例を示すものである。本発明に係る凝集沈殿処理装置、凝集沈殿処理システム及び凝集沈殿処理装置の運転方法は、上述した実施態様に限られるものではなく、要旨を変更しない範囲で、上述した実施態様に係る凝集沈殿処理装置、凝集沈殿処理システム及び凝集沈殿処理装置の運転方法を変形してもよい。
【００６８】
例えば、本実施態様の凝集沈殿処理装置は、外壁部及び内壁部による二重構造式の凝集沈殿槽を用いているが、スラッジブランケット部と濃縮部を独立した構成として備えるものであれば特に限定されない。例えば、凝集沈殿槽内に水平に配置された底板と、底板の外周の端部の一部から上方に向かって突出して延び、凝集沈殿槽周壁に連結された側壁とによって、底板の上方及び側壁の内周側に画成された区画内にフロックの流動層（スラッジブランケット部）を形成させ、一方で、底板の下方及び側壁の外周側に画成された区画を濃縮部とするものとしてもよい。
【００６９】
また、例えば、本実施態様の凝集沈殿処理装置は、スラッジブランケット部にフロックを引き抜く引き抜きラインを設け、引き抜いたフロックを導入管側に返送するものとしてもよい。これにより、引き抜いたフロックを種晶として良好なスラッジ（凝集フロック）を形成させることが可能となり、良好な処理水を得ることが可能となる。
【００７０】
また、例えば、本実施態様の凝集沈殿処理装置は、導入管に、被処理水の供給量（通水量）を制御するための被処理水供給量制御手段を設けるものとしてもよい。被処理水供給量制御手段としては、凝集沈殿槽内に導入される被処理水の供給量を制御できるものであればよく、特に限定されない。例えば、導入管に被処理水を送液するためのポンプや、導入管内の流量を制御するためのバルブなどの流量制御機構を設け、さらに流量制御機構の駆動を制御する制御部を設けることなどが挙げられる。これにより、スラッジブランケット部におけるフロック成長ゾーンの形成及び維持を容易に行うことが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
本発明の凝集沈殿処理装置、凝集沈殿処理システム及び凝集沈殿処理装置の運転方法は、有機性スラッジを含む被処理水の処理に好適に用いられる。また、本発明の凝集沈殿処理装置、凝集沈殿処理システム及び凝集沈殿処理装置の運転方法は、処理過程において発生するガスにより被処理水中の懸濁物質が浮上してしまうような懸濁物質を含む被処理水の処理に好適に用いられる。
【符号の説明】
【００７２】
１００Ａ，１００Ｂ  凝集沈殿処理装置、２００  凝集沈殿処理システム、１  凝集沈殿槽、１１  外壁部、１２  内壁部、１３  仕切り板、１３ａ  開口部、１４  センターシャフト、１５  ロータリージョイント、２  被処理水導入部、２１  導入管、２２  フィードパイプ、２２ａ  上部、２２ｂ  下部、２３  ロータリージョイント、２４  ディストリビュータ、２４ａ  被処理水吐出口、３  スラッジブランケット部、４  濃縮部、４１  濃縮汚泥掻寄機、５  凝集剤添加部、５１  凝集剤供給ライン、６  処理水排出部、７  汚泥排出部、８  制御部、８１  ＳＳ濃度検出器、８２  ＳＳ堆積量検出器、Ａ  空間、Ｃ  清澄層、Ｆ  フロック、Ｌ  軸線、Ｌ１〜Ｌ４  ライン、Ｍ  モーター、Ｐ  ポンプ、Ｗ  被処理水、Ｗ０  原水、Ｗ１  処理水、Ｚ１  フロック成長ゾーン、Ｚ２  フロック濃縮ゾーン
【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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