(57)【要約】【課題】接触材集積槽の残留率（ろ過率）の飛躍的な向上によって、無機凝集剤の使用量を限定した状態にて、微フロック及びフロックの高密度化及び微小化を実現化しながら、砂ろ過層に至る前記微フロックの流入の程度を低減化し得る被処理水の凝集処理方法の構成を提供すること。【解決手段】微フロック化工程と砂ろ過工程に、接触材集積槽１２を介在させ、当該接触材集積槽１２の入口及び／又は当該入口付近において、粒径７．０μｍ以上のフロックを予め充填することによって、被処理水１の通過開始段階から、前記接触材集積槽１２における粒径７．０μｍ以上のフロックの残留率（ろ過率）を８０％以上とすることに基づき、前記課題を達成することができる被処理水の凝集処理方法。【選択図】図１
2010201381.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理水に無機凝集剤を注入する無機凝集剤注入工程と、前記無機凝集剤が注入された前記被処理水を急速攪拌槽中にて混合攪拌して前記被処理水中の微細な懸濁粒子をあらかじめ微フロック化する微フロック化工程と、最終段階における砂のろ過工程とを採用している被処理水の凝集処理方法において、微フロックのフロック化を促進し、かつ当該微フロック及び当該フロックを残留させることができる接触材を集積している接触材集積槽を前記微フロック化工程と前記砂ろ過工程との間に介在させたうえで、当該接触材集積槽の入口及び／又は接触材集積槽内における前記入口付近に粒径７．０μｍ以上のフロックを含有するフロックを予め充填することによって、被処理水が当該接触材集積槽の通過を開始する段階における粒径７．０μｍ以上のフロックの接触材集積槽内における残留率（ろ過率）を８０％以上とすることに基づく被処理水の凝集処理方法。
【請求項２】
微フロック化工程と砂ろ過工程との間に、前記微フロックの既存フロックとの接触によってフロック化を促進するフロック化工程と、当該フロックを沈澱分離する沈澱分離工程が介在しており、接触材集積槽を、フロック化工程及び沈澱分離工程の前段階及び／又は後段階に設置していることを特徴とする請求項１記載の被処理水の凝集処理方法。
【請求項３】
微フロック化工程の直後の段階において、接触材集積槽を複数単位採用していることを特徴とする請求項１、２の何れか一項に記載の被処理水の凝集処理方法。
【請求項４】
微フロック化工程の直後の段階において、接触材集積槽の次に、入口及び／又は当該入口の付近に粒径７．０μｍ以上のフロックを含有するフロックを予め充填していない接触材集積槽を設けていることを特徴とする請求項１、２、３の何れか一項に記載の被処理水の凝集処理方法。
【請求項５】
砂ろ過工程の直前の段階において、砂ろ過層の上側に位置しており、かつ貯溜によって形成される池中に、接触材集積槽を設置していることを特徴とする請求項１、２、３、４の何れか一項に記載の被処理水の凝集処理方法。
【請求項６】
フロック化工程及び沈澱分離工程として、スランジ・ブランケット方式、又はコンベンショナル方式に基づく攪拌槽に沈殿池を後続させる方式の何れかを採用していることを特徴とする請求項１、２、３、４、５の何れか一項に記載の被処理水の凝集処理方法。
【請求項７】
接触材集積槽において、被処理水を下側から上側に流通させることを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６の何れか一項に記載の被処理水の凝集処理方法。
【請求項８】
被処理水が接触材集積槽に流入する前段階において、濁度を２０度以下とするように、無機凝集剤の注入量を調整することを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６、７の何れか一項に記載の被処理水の凝集処理方法。
【請求項９】
微フロック化工程が、２以上の区画に分割された急速攪拌槽を被処理水が順次移行し得るような直列に接続した状態にて備え、
微フロック化工程の第１区画に至るまでの全て又は一部の段階にある被処理水に対し無機凝集剤を注入する第１凝集剤注入工程と、微フロック化工程の第２区画からフロック化工程に至るまでの全て又は一部の段階にある被処理水に対し、無機凝集剤を注入する第２凝集剤注入工程とを設け、第１凝集剤注入工程及び第２凝集剤注入工程による注入量をそれぞれ調整することを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６、７、８の何れか一項に記載の被処理水の凝集処理方法。
【請求項１０】
凝集集塊物残留量を示す指標として、微フロック化工程が終了した段階における被処理水のＳＴＲ（Suction Time Ratio：被処理水と同温・等量の蒸留水を、同一の吸引の程度によって同一のろ紙を吸引させた場合に、被処理水の吸引時間をＴsとし、蒸留水の吸引時間をＴvとした場合、Ｔs／Ｔvによって表現される指標による比率）が４．０以下であり、好ましくは、２．５０以下であり、１．０５以上であることを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９の何れか一項に記載の被処理水の凝集処理方法。
【請求項１１】
接触材集積槽から流出し、砂ろ過層に流入する被処理水に対し、凝集剤を再注入することを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０の何れか一項に記載の被処理水の凝集処理方法。
【請求項１２】
接触材集積槽の入口及び／又は接触材集積槽内における前記入口付近に、粒径７．０μｍ以上のフロックを含有するフロックを、被処理水の流入前段階において予め充填するに際し、前記入口付近の上限の位置にある排出口から余分な前記フロックを排出し、被処理水の流入段階において当該排出口におけるバルブを閉鎖することを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１の何れか一項に記載の被処理水の凝集処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、河川水，雨水，工場の用排水などの被処理水に無機凝集剤を注入し、被処理水中に含まれる微細な懸濁粒子を集塊化して微フロックを形成する微フロック化工程と、当該微フロックのフロック化を促進しながら、当該フロックに対する接触材集積槽及び砂ろ過層による残留（ろ過）工程を経ることによる被処理水の凝集処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
被処理水の凝集処理は、砂ろ過の前処理として採用されているが、当該凝集方法においては、被処理水に無機凝集剤を注入し、被処理水中に含まれる微細な懸濁粒子である微フロックを可能な限り凝集させることによってフロックと化し、かつ当該フロックの残留（ろ過）を不可欠な工程としている。
従来技術による凝集処理方法においては、より大きな径のフロックを形成するために必要な凝集剤及び凝集補助剤の種類及び量を探索することが主たる技術的課題とされていた。
【０００３】
現行の凝集処理方法は、スモルコウスキーによって示されている下記の一般式に立脚している。
【数１】
2010201381.tif 000003
（Ｎ：単位体積中の微細な懸濁粒子及び微フロックの個数
α：衝突効率（２粒子の衝突の際の付着率を表しており、無機凝集剤によって左右される）
β：２粒子の衝突頻度
ｎｉ：単位体積中に流入する粒子の数
ｎｊ：単位体積中における既存粒子の数
尚、前記一般式によって表現されているｄＮ／ｄｔは、単位時間当たりの微細な懸濁粒子、及び微フロックの減少速度を示しており、フロック形成速度と称されている）
ところで、前記スモルコウスキー方程式に立脚している凝集理論においては、例えば非特許文献１に示すように、コンベンショナルプロセスを対象に、集塊化の過程を２つに区分し、被処理水中に含まれる微細な懸濁粒子の荷電中和と該懸濁粒子が概ね径３．０μｍの微フロックに集塊化される微フロック化工程はブラウン運動に依存し、一方径３．０μｍ以上の微フロックが沈澱分離可能な径のフロックにまで集塊化されるフロック化工程の成否は、所定以上の攪拌力を伴う攪拌が行われているか否かによって左右されると説明されていた。
ところが、他方では、非特許文献２のように、強い急速攪拌を行うとフロックの破壊を招くと報告されたことで、フロック破壊は剪断力によってフロック表面が劣化するためと説明されたことによる影響を受け、フロック形成工程においては、比較的攪拌強度の低い緩速攪拌が採用されていた。
現に、高速凝集沈澱池の大半は、米国で開発されていたが、上記のように、非特許文献２の影響を受け、微フロック化工程には攪拌強度の弱い水流攪拌が採用されてきた。
一方、非特許文献３に示すように、スモルコウスキー式において、前記衝突頻度βの上昇、つまり攪拌強度の上昇が集塊化に有効であることを示しており、例えばスラッジ・ブランケット型高速凝集沈澱池を対象に、急速攪拌強度を上昇する試みがなされている。しかしながら、同報告の結論は、微フロック化工程で強い攪拌を長時間持続させた場合、すなわち急速攪拌強度であるＧＲ値、及び急速攪拌時間であるＴＲ値を上昇させた場合、母フロックが破壊されて沈澱水濁度が上昇するという従来の報告と同じであったことから、前記のような急速攪拌方式は、殆ど採用されていない。
【０００４】
このように、これまでのろ過水質の向上要求に対して、前段に位置する凝集処理において、懸濁粒子の集塊化の促進とフロック破壊の抑制を前提としたうえで、無機凝集剤注入率の上昇に強く依存した運転法が採用されてきた。特に急速攪拌を具備していない高速凝集沈澱池の運転では、最早改善の余地が残されていない程度まで無機凝集剤注入率を上昇している。
【０００５】
しかしながら、無機凝集剤注入率の上昇に強く依存する運転法は、沈澱処理についてはほぼ満足できる結果を得ることができるものの、沈澱処理に後続するろ過処理及び汚泥処理の段階にて他の技術上の問題を惹起させている。
即ち、無機凝集剤注入率を上昇することによって、フロックの容積が上昇することを原因として、ろ過池に流入する微フロックの粗粒・低密度化、及び沈澱水中における凝析集塊物残留量が上昇し、その結果、ろ過池の洗浄頻度を高くせざるを得ないという問題点が生じている。
更には、汚泥処理については、同じく無機凝集剤の増加に伴って、汚泥の発生量自体が増加し、加えて、汚泥の濃縮・脱水性が低下することによって汚泥処置が困難となっていた。
【０００６】
このような従来技術における問題点は、凝集、沈澱、ろ過及び汚泥処理が、１つのシステムとして運用されるにもかかわらず、ろ過及び汚泥処理の最適化を殆ど考慮することなく、沈澱処理の最適化のために大きな径のフロックの形成のみを重視した運転法を採用してきたこと、具体的には、フロック破壊に伴う沈澱水濁度の上昇を懸念して、極めて非効率な低い攪拌強度による集塊化処理方法を選択しており、その後の良質なろ過処理を実現することを考慮していないことに基本的原因が存在する。
【０００７】
このような状況を反映して、特許文献１においては、複数段の急速攪拌槽を設け、しかも最初の第１槽については、攪拌強度の下限値を設定し、第２槽以下については、攪拌強度の上限値を設定したうえで、各急速攪拌槽に対し、無機凝集剤を分割して注入することによって、粒子分離効率の向上、残留する無機凝集剤濃度の低減化の向上を図ることが提唱されている（特許請求の範囲の請求項６及び明細書の請求項６に関連する記載事項参照）。
【０００８】
しかしながら、特許文献１が提供している上記構成の場合には、第２槽以下の攪拌強度を必要以上に限定している点において、上記効果において不十分であり、しかも全体としての無機凝集剤の注入の程度を調整し、かつ当該調整に関する基準が設定されている訳ではなく、上記目的を達成し得る程度は、極めて不十分である旨の評価を免れることができない。
【０００９】
特許文献２においては、中空接触材層を配することによって細粒・高密な微フロックが分離可能であることを説明しているが、微フロックの抑留に伴って接触材層の閉塞が進行することを原因として洗浄を余儀なくされるため、連続処理を前提とする沈澱処理には適用することができない。
【００１０】
即ち、前記のような細粒・高密な微フロックの形成によって、一方では、残留する無機凝集剤濃度の低減化の可能性が生じているが、連続処理という基本的な技術上の要請に適用し得ないため、被処理水の凝集処理方法としては、致命的な欠陥を有する旨の評価を免れることができない。
【００１１】
非特許文献４においては、従来の低攪拌強度に無機凝集剤注入率を上昇する凝集処理法に替えて、低い無機凝集剤注入率と高い攪拌強度による凝集処理法を採用することが好ましいことが記載されている。しかしながら該凝集処理法で形成されるフロックは細粒・高密化することによって、沈澱水中に微フロックが多量に残留するという基本的問題点が発生しているにも拘らず、当該微フロックを分離し、前記基本的問題点を回避するための具体的な構成は全く不明であるため、技術的に未完成である旨の評価を免れることができない。
【００１２】
このような状況を考慮し、特願２００８−１５８７４３出願の発明（以下「先願発明」と略称する。）においては、無機凝集剤の使用量を従来技術の場合よりも限定したうえで、残留する微フロック及びフロックの高密度化及び微小化を実現化する一方、上記フロックの微小化によって、砂ろ過層のろ過機能の低下を防ぐために、沈澱池内においてピッチの狭い傾斜板を採用し、微フロックを効率的に分離する構成を提唱している。
しかしながら、前記のように、無機凝集剤の使用量を限定し、かつ砂ろ過層のろ過機能の低下を防止する方法として、先願発明のような傾斜板を採用する構成に限定される訳ではない。
即ち、非特許文献５によって紹介されている接触材集積槽、即ち微フロック及びフロックと接触することによってフロックを残留ろ過させる接触材（ラシヒリング）を集積させている粗粒ろ過層のろ過機能を積極的に活用することが可能であるにも拘らず、従来技術においては、積極的に接触材集積槽の機能を活用することによって無機凝集剤の使用量を低下させ得るような構成を、全く開示及び示唆していない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２００７−２０３１３３
【特許文献２】特開平６−３０４４１１
【非特許文献】
【００１４】
【非特許文献１】丹保憲仁：水処理における凝集機構の基礎的研究（１）〜（４）、水道協会雑誌、第３６１号、３６３号、３６５号、３６７号、（１９６４．１０，１９６４．１２、１９６５．２、１９６５．４）．
【非特許文献２】Ｃｏｍｍｉｔｔｅｅ  Ｒｅｐｏｒｔ  ：Ｃａｐａｃｉｔｙ  ａｎｄ  Ｌｏａｄｉｎｇｓ  ｏｆ  Ｓｕｓｐｅｎｄｅｄ  Ｓｏｌｉｄｓ  Ｃｏｎｔａｃｔ  Ｕｎｉｔｓ，  Ｊ．  ＡＷＷＡ，  Ａｐｒｉｌ，１９５１．
【非特許文献３】角田省吾・片岡克之：スラリーブランケット型高速凝集沈澱装置の研究（２）−スラリーブランケット層へおよぼす凝集かくはん条件の影響について−工業用水、第１３３号、ｐｐ．３９〜４７、昭４４．１０.
【非特許文献４】水道施設設計指針、日本水道協会、平成１２年発行
【非特許文献５】丹保憲仁・小林三樹：高容量ろ過池の研究（水道協会雑誌、第５７１号、ｐｐ．３７〜５０、昭５７.４）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明は、接触材集積槽内における残留率（ろ過率）を飛躍的に向上させることによって、先願発明と同様に、無機凝集剤の使用量を限定した状態にて、微フロック及びフロックの高密度化及び微小化を実現化しながら、砂ろ過層に至る前記微フロックの流入の程度を低減化し得る被処理水の凝集処理方法の構成を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
前記課題を解決するため、本発明の基本構成は、
（１）被処理水に無機凝集剤を注入する無機凝集剤注入工程と、前記無機凝集剤が注入された前記被処理水を急速攪拌槽中にて混合攪拌して前記被処理水中の微細な懸濁粒子をあらかじめ微フロック化する微フロック化工程と、最終段階における砂のろ過工程とを採用している被処理水の凝集処理方法において、微フロックのフロック化を促進し、かつ当該微フロック及び当該フロックを残留させることができる接触材を集積している接触材集積槽を前記微フロック化工程と前記砂ろ過工程との間に介在させたうえで、当該接触材集積槽の入口及び／又は接触材集積槽内における前記入口付近に粒径７．０μｍ以上のフロックを含有するフロックを予め充填することによって、被処理水が当該接触材集積槽の通過を開始する段階における粒径７．０μｍ以上のフロックの接触材集積槽内における残留率（ろ過率）を８０％以上とすることに基づく被処理水の凝集処理方法、
（２）微フロック化工程と砂ろ過工程との間に、前記微フロックの既存フロックとの接触によってフロック化を促進するフロック化工程と、当該フロックを沈澱分離する沈澱分離工程が介在しており、接触材集積槽を、フロック化工程及び沈澱分離工程の前段階及び／又は後段階に設置していることを特徴とする請求項１記載の被処理水の凝集処理方法、
からなる。
【発明の効果】
【００１７】
前記基本構成に係る本発明においては、被処理水の通過する当初の段階において、粒径７．０μｍ以上のフロックの残留率（ろ過率）を８０％以上とすることによって、当該粒径７．０μｍ以上のフロックだけでなく、粒径７．０μｍ以下のフロック及び微フロックについても高い割合によって、接触材集積槽内に残留させる（ろ過する）ことが可能であることに基づき、無機凝集剤の使用量を限定した状態にて、砂ろ過層に至る微フロックの程度を僅少とすることによって砂ろ過層の機能を更に向上させることができ、その結果、清澄水中に残留する微フロックが、従来技術の場合よりも微細であり、かつ高密度化しているため、良質な清澄水を得ることができる一方、無機凝集剤の使用に伴う汚泥の発生量を減少させ、更には当該減少に基づいて汚泥処理の煩雑さを低下させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】被処理水が、接触材集積槽を通過した段階のフロックの残留率（ろ過率）を示しており、（ａ）はフロック化工程及び沈澱分離工程が介在していない場合において、接触材集積槽の入口又はその付近に粒径が７．０μｍ以上のフロックを含むフロックを充填していない場合の変化状況を示しており、（ｂ）はフロック化工程及び沈澱分離工程が介在していない実施形態の場合（図４（ａ）の配置関係の場合）において、前記充填を行った場合の変化状況を示しており、（ｃ）はフロック化工程及び沈澱分離工程が介在していない実施形態の場合（図４（ａ）の配置関係の場合）において、接触材集積槽の入口又はその付近に、前記充填を行っていない場合と行った場合との粒径０．５〜１．０μｍのフロックの数の変化状況及び濁度の変化状況を示す。
【図２】微フロック化工程と、フロック化工程及び沈澱分離工程との間に、入口又はその付近に粒径が７．０μｍ以上のフロックを含むフロックを充填した実施形態の場合（図４（ｂ）の配置関係の場合）の接触材集積槽における各粒径範囲を有しているフロックの残留率（ろ過率）の変化状況を示す。
【図３】砂ろ過層を経た段階の濁度の時間変化を示すグラフであって、（α）はフロック化工程及び沈澱分離工程を採用するも、傾斜板及び接触材集積槽の何れをも採用していない場合を示しており、（β）はフロック化工程及び沈澱分離工程を経た後に、傾斜板を採用することによる先願発明の場合を示しており、（γ）はフロック化工程及び沈澱分離工程を採用していない本願発明における実施形態の場合（図４（ａ）の配置状態の場合）を示す。
【図４】本発明の接触材集積槽の配置に関する実施形態を示しており、（ａ）はフロック化工程及び沈澱分離工程が介在せずに、急速攪拌槽による微フロック化工程と砂ろ過工程との間に直接接触材集積槽が介在する実施形態を示し、（ｂ）はフロック化工程及び沈澱分離工程と砂ろ過工程との間に接触材集積槽が介在する実施形態を示し、（ｃ）は微フロック化工程とフロック化工程及び沈殿分離工程との間に接触材集積槽が介在する実施形態を示し、（ｄ）はフロック化及び沈澱分離工程の前後の双方に、接触材集積槽が介在する実施形態を示す。
【図５】複数段の急速攪拌槽による微フロック化工程の次の段階として、フロック化工程及び沈澱分離工程を採用した場合の実施形態を示しており、（ａ）はスラッジ・ブランケット方式を採用した実施形態を示しており、（ｂ）はコンベンショナル方式によるフロック化工程の後に沈澱池による沈澱分離工程を採用した実施形態を示す。
【図６】接触材集積槽内において粒径７．０μｍ以上のフロックを含有するフロックを充填する上限の位置に、余分な前記フロックを排出口から排出し、かつ被処理水の流入段階において当該排出口におけるバルブを閉鎖する場合の断面図に基づく実施例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
前記基本構成（１）においては、図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）に示すように、無機凝集剤の注入工程及び急速攪拌槽１０中における混合攪拌に基づく微フロック化工程、最終段階である砂ろ過層１４を経ることによる砂ろ過工程の存在を不可欠の前提としたうえで、相互の工程の間に接触材集積槽１２が介在することを不可欠の要件としているが、本願における「微フロック」とは、急速攪拌槽１０を経た段階の粒子の状態を指しており、「フロック」とは、前記微フロックが相互の衝突によって凝集し、その粒径が増大した状態を指している。
最初に、無機凝集剤の使用量とフロック化との関係について、背景技術の項において述べたスモルコウスキーの方程式に即して説明する。
前記方程式は、下記のような別の表現を採用することができる。
【数２】
2010201381.tif 000004
（Ｎ：単位体積当たりの粒子（微フロック又はフロック）の個数
α：無機凝集剤の影響に基づく衝突効率
Ｇ：速度勾配、Φ：単位体積における粒子（微フロック又はフロック）の平均容積）
前記初等微分方程式の一般解は、Ｎ＝Ａexp(−ｋｔ)  と表現することができる（但し、Ａは、ｔ＝０の段階における単位体積当たりの粒子（微フロック又はフロック）の個数であり、ｋ＝α（４ＧΦ／π）である。）。
【００２０】
微フロック化が終了した段階において、本発明のように、無機凝集剤の使用量を限定した場合の一般解をＮaとし、従来技術の場合のように、無機凝集剤の使用量を前記限定した場合よりも多い場合の一般解をＮ’aとした場合、無機凝集剤の影響に基づく衝突効率であるα及び単位体積におけるフロック又は微フロックの平均容積Φは、ＮaよりもＮ’aの方が大きい以上、Ｎa＞Ｎ’a 
という関係にある。
【００２１】
本願発明は、微フロック化工程と砂ろ過工程との間に、接触材集積槽１２を介在させることによって、微フロックのフロック化を促進し、かつ当該微フロック及び当該フロックは、接触材集積槽１２中に残留されることになる。
具体的には、パイプ状の接触材中に渦流が形成され、当該渦流中の微フロックは相互に衝突しており（ろ過されており）、フロック化し、パイプ状の接触材中に沈澱し、微フロック及びフロックの残留が生ずることになる。
【００２２】
このように、接触材集積槽１２を通過することによって、微フロック及びフロックの粒子の数が低減化する以上、接触材集積槽１２に至る前段階において、微フロック又はフロックの数（Ｎａ）が従来技術の場合の数（Ｎａ’）よりも多いとしても、接触材集積槽１２を通過した後の段階においては、微フロック又はフロックは残留されており（ろ過されており）、砂ろ過層１４によって更にろ過された段階では、最終的に形成されているフロック及び微フロックの数Ｎを従来技術の場合と概略等しい状態、更には、より少ない状態とすることが可能である。
【００２３】
のみならず、無機凝集剤の使用量を限定することによって、フロック及び微フロックを高密度化した場合には、清澄水中に残留している微フロックの沈澱の頻度が高まり、ひいては、良質な清澄水を得ることができると共に、これまで指摘したように、汚泥の発生量を少なくすることが可能となる。
【００２４】
前記のように、接触材集積槽１２自体、微フロックのフロック化を促進すること、接触材集積槽１２中に微フロック及びフロックを沈澱させるという機能を有している。
但し、前記基本構成（１）において、接触材集積槽１２が微フロック化工程と砂ろ過工程との間に介在するケースとしては、相互の工程間に他の工程が介在しない場合と、相互の間に微フロックのフロック化を促進するフロック化工程、及びフロックを沈澱分離する沈澱分離工程が介在しており、接触材集積槽１２を当該フロック化工程及び沈澱分離工程の前段階、後段階、及び双方の段階に介在させる実施形態の何れをも採用することができる。
具体的には、図４（ａ）に示すように、フロック化工程及び沈澱分離工程を採用せずに、接触材集積槽１２が介在している実施形態、図４（ｂ）に示すように、フロック化及び沈澱分離工程の前段階に接触材集積槽１２を介在させる工程、図４（ｃ）に示すように、フロック化工程及び沈澱分離工程の後段階であって、砂ろ過層１４の前段階に接触材集積槽１２を介在させる実施形態、図４（ｄ）に示すように、沈殿池２１におけるフロック化及び沈澱分離工程の前段階及び後段階の双方に接触材集積槽を介在させる実施形態を採用することができる。
【００２５】
そして、フロック化工程及び前記沈澱分離工程を行う方式としては、図５（ａ）に示すように、被処理水１をフロック化及び沈澱分離用装置５内において順次上昇させながら、前記フロック化及び沈澱分離を行うスラッジ・ブランケット方式、及び図５(ｂ)に示すように、緩速攪拌機２０の攪拌による前記フロック化工程としてコンベンショナル方式の後に、沈澱池２１によって沈澱分離を行う方式を典型例として採用することができる。
【００２６】
先願発明においては、前記砂ろ過層１４における支障に対する対策として、沈澱池２１内においてピッチの狭い傾斜板８を採用し、微フロックの効率的な分離を行ったうえで、良好な沈澱を確保しているが、前記基本構成（１）においては、接触材集積槽１２の入口又はその付近の位置に粒径７．０μｍ以上のフロックを含有するフロックを充填することによって、接触材集積槽１２を被処理水１が通過する当初の段階における粒径７．０μｍ以上のフロックの残留率（ろ過率）を８０％以上に設定することによって、フロック及び微フロックの効率的な残留（ろ過）を実現しているが、その根拠は、以下のとおりである。
【００２７】
図１（ａ）は、図４（ａ）に示すように、微フロック化工程と砂ろ過工程との間に、ストレートに接触材集積槽１２を介在させているが、前記（１）のような粒径７．０μｍ以上のフロックを含有するフロックを入口又はその付近に充填しない状態にて、被処理水１を、高さ３５ｃｍであって、水平方向の断面積が３０ｃｍ2の接触材集積槽１２を通過させた場合において、接触材集積槽１２の複数の各位置の粒径７．０μｍ以上のフロックの接触材集積槽１２内における残留率（○によって示す）及び粒径０．５〜１．０μｍのフロックの残留率（◆によって示す）の時間変化を示す（尚、被処理水１の接触材集積槽１２を通過する通水速度は、４．０ｍ／ｈである。）。
【００２８】
図１（ａ）のグラフからも明らかなように、粒径７．０μｍ以上のフロックの平均残留率が８０％に至った場合には、粒径０．５〜１．０μｍのフロックの平均残留率もまた、約６０％程度に至っていることが判明する。
図１（ａ）のグラフからも明らかなように、粒径７．０μｍ以上のフロックの残留率（ろ過率）によって、粒径７．０μｍ以下のフロックの残留率（ろ過率）もまた向上する傾向にある。
【００２９】
図１（ｂ）は、図１（ａ）の場合と同様に、図４（ａ）に示すような配置状態であって、同一の規格による接触材集積槽１２を採用したうえで、粒径７．０μｍ以上のフロックを含有するフロックを約24000個／ｍＬ含有しているフロックの水溶液約１０Ｌを、接触材集積槽１２の入口に充填した場合について、各粒径の範囲のフロックが接触材集積槽１２を通過した場合の接触材集積槽１２内における残留率（ろ過率）の時間変化を示す。
【００３０】
図２（ｂ）からも明らかなように、粒径７．０μｍ以上のフロックの残留率（ろ過率）は、当初１００％に近い状態にあり、時間経過後、順次残留率（ろ過率）が低下し、約８２％程度に至っていることが判明する。
【００３１】
これに対し、粒径０．５〜１．０μｍという殆ど凝集が生じていないか又は凝集の程度が少ない微フロック又はフロックの場合には、当初約６４％の残留率（ろ過率）を示すも、順次残留率（ろ過率）は上昇し、最終段階では、約８５％の残留率（ろ過率）を示している。
【００３２】
図１（ｂ）は、図４（ａ）のように、接触材集積槽１２を、微フロック化工程と砂ろ過工程との間にストレートに介在させており、微フロック化工程の後に、沈澱池２１を採用したフロック化工程及び沈澱分離工程を経ないため、接触材集積槽１２に被処理水１が流入する段階の濁度は、２０度である。
【００３３】
しかしながら、図１（ｂ）に示すような残留率（ろ過率）の下に、被処理水１が接触材集積槽１２を通過した後には、当該濁度は十分低下した状態となっている。
【００３４】
図１（ａ）と図１（ｂ）との対比からも明らかなように、接触材集積槽１２の入口又はその付近に粒径７．０μｍ以上のフロックを含有するフロックを予め充填することによって、フロックの残留率（ろ過率）が向上することが客観的事実であることを裏付けている。
図１（ｃ）は、急速攪拌による微フロック化工程の後に、被処理水１を、４ｍ／ｈの流速にて、高さ４０ｃｍ、水平方向の断面積を３０ｃｍ2とする接触材集積槽１２に流入する段階において、粒径７．０μｍ以上のフロックを、24000個／ｍＬ含有しているフロックの水溶液約１０Ｌを前記接触材集積槽１２の入口に充填した前後における接触材集積槽１２を経た後の段階における粒径０．５〜１．０μｍのフロックの単位面積当りの数及び濁度の変化状況を示しており、当該変化によって、前記充填による作用効果を客観的に証明している。
即ち、前記充填の前段階では、高さ４０ｃｍの接触材集積槽１２を経た後の前記粒径のフロックは、約４８万個／ｍＬであったのに対し、前記充填後によって、約１４万〜１２万２０００個／ｍＬと変化し、約７０％以上の低減化が実現されており、他方、濁度についても、約０．７から０．２と変化しており、同様に７０％以上の低減化が実現されている。
【００３５】
既に説明したように、図１（ｂ）は、何れも図４（ａ）に示すように、微フロック化工程と砂ろ過工程との間に接触材集積槽１２が介在するも、フロック化工程及び沈澱分離工程が介在していない場合の実施形態を示すが、図４(ｃ)に示すような実施形態、即ち接触材集積槽１２を微フロック化工程の後であって、フロック化工程及び沈澱分離工程の前段階に介在させる場合においても、微フロック化直後の状態に対するフロックの残留状況を呈することから、図１（ｂ）と同様の時間変化を示し、かつ濁度も同様の低減化を示すことになる。
【００３６】
図２は、図４（ｂ）に示す実施形態、即ち接触材集積槽１２をフロック工程及び沈澱分離工程（実際には、スラッジ・ブランケット方式を採用している）と砂ろ過工程との間に介在させた実施形態において、図１（ａ）、（ｂ）と同様に、被処理水１を４ｍ／ｈの流速にて、高さ８０ｃｍ、水平方向の断面積を３０ｃｍ2とする接触材集積槽１２を採用したうえで、粒径７．０μｍ以上の微フロックを3000個／ｍＬ含有している水溶液約１０Ｌを接触財集積槽１２の入口に充填し、かつ接触材集積槽１２に流入する段階の被処理水１の濁度が０．１度である場合につき、各粒径の範囲のフロックの残留率（ろ過率）の時間的変化を示している。
【００３７】
図２からも明らかなように、接触材集積槽１２における粒径７．０μｍ以上のフロックの残留率（ろ過率）は、当初８０％であるが、速やか（３０分以内）に約１００％の状態に至っている。
【００３８】
前記変化に対応して、粒径が０．５〜１．０μｍの微フロック及びフロックの残留率（ろ過率）は、当初から６０％を超えており、その後、順次増加することによって、後の砂ろ過工程によって十分残留（ろ過）され得る状態に至っていることが判明する。
そして、粒径７．０μｍ以上のフロックと、粒径０．５〜１．０μｍのフロックの中間の粒径、即ち１．０〜７．０μｍのフロックは、前記７．０μｍ以上の場合と、前記０．５〜１．０μｍの場合との中間的な時間的変化を呈している。
尚、図２に示す粒径０．５〜１．０μｍのフロックの残留率（ろ過率）が、図１（ｂ）に示す場合よりも上昇の程度が低いのは、フロック化工程及び沈澱分離工程を既に経ることによって、接触材集積槽１２に残留（ろ過）している粒径７．０μｍ以上のフロックの数量が、粒径７．０μｍ以下の微フロック及びフロックの数量に比し減少していることに由来しているものと解される。
【００３９】
このように、図４（ｂ）に示す実施形態は、全体として、図４（ａ）の実施形態よりも良好な残留率（ろ過率）を示しているが、図４（ｄ）の実施形態、即ちフロック化工程及び沈澱分離工程の前段階、及び後段階の双方に接触材集積槽１２を介在させていることから、図４（ｂ）の実施形態よりも、更に良好な残留（ろ過）作用を期待することができる。
【００４０】
図１（ｂ）と図２との対比からも明らかなように、微フロック化工程の直後に、前記基本構成（１）の接触材集積槽１２を介在させる場合には、フロック化工程及び沈澱分離工程を経た後に介在させる場合よりも、全体の残留率（ろ過率）が時間の経過と共に低下しているが、その原因は、接触材集積槽１２がフロック化及び当該フロックの沈澱分離の機能を発揮する一方、残留したフロック及び微フロックが接触材集積槽１２に順次飽和に近い状態に至り、更なる残留（ろ過）機能を十分発揮し得なくなることにある。
【００４１】
このような状況を考慮し、微フロック化工程の直後の段階において、接触材集積槽１２を複数単位採用していることを特徴とする実施形態によって、微フロック化工程に最も近い接触材集積槽１２が飽和状態に至っても、後続する接触材集積槽１２が飽和しない状態にて良好な残留（ろ過）機能を発揮させることができる。
【００４２】
微フロック化工程に後続する接触財集積槽１２を複数単位介在させる場合において、全ての接触材集積槽１２の入口及び／又はその付近に粒径７．０μｍ以上のフロックを含有するフロックを充填することが必要とされている訳ではない。
即ち、微フロック化工程の直後の段階において、接触材集積槽１２の次に、入口及び／又は当該入口の付近に粒径７．０μｍ以上のフロックを含有するフロックを予め充填していない接触材集積槽１２を設けていることを特徴とする実施形態は、言わば、前記充填を行っていない接触材集積槽１２については、基本構成（１）の接触材集積槽１２を延長させるような機能を発揮しており、前記飽和を低減化させる機能を発揮することになる。
【００４３】
このように、図４（ａ）、（ｃ）の実施形態、及び図４（ｄ）の実施形態のうちの微フロック化工程の直後の段階においては、複数単位の接触材集積槽１２を設ける実施形態が好適に採用されるのに対し、図４（ｃ）の実施形態、及び図４（ｄ）のフロック化工程及び沈澱分離工程を経た後の段階においては、接触材集積槽１２において、前記のような飽和状態の危険が存在しないことから、接触材集積槽１２を複数単位採用することは、通常採用されていない。
但し、砂ろ過工程直前の接触材集積槽１２の場合には、コンパクトなスペースを考慮し、砂ろ過工程の直前の段階において、砂ろ過層１４の上側に位置しており、かつ貯溜によって形成される池中に、接触材集積槽を設置していることを特徴とする実施形態が好適に採用されている。
尚、上記説明からも明らかなように、砂ろ過工程は、被処理水１が砂ろ過層１４を通過する段階において開始され、前記池は、砂ろ過槽１３の構成部分ではあっても、砂ろ過工程に寄与する構成要素ではない。
【００４４】
以上の説明からも明らかなように、前記基本構成（１）において、接触材集積槽１２の入口又はその付近において、粒径７．０μｍ以上のフロックを含有しているフロックを充填することを前提としたうえで、接触材集積槽１２を経た後の段階における粒径７．０μｍ以上のフロックに対する残留率（ろ過率）につき、被処理水１の通過の開始段階から８０％以上としているのは、図１（ｂ）及び図２に示すように、接触剤集積槽１２の前段階として、フロック化工程及び沈澱分離工程の存否を問わず、その余の粒径７．０μｍ以下のフロックについても、十分なろ過機能を発揮することができ、その結果、後の砂ろ過層のろ過機能の補充によって、被処理水１に対し、必要な浄化を実現することが可能であるからに他ならない。
【００４５】
このように、前記基本構成（１）においては、接触材集積槽１２によって、粒径７．０μｍ以上のフロックはもとより、粒径７．０μｍ以下のフロックについても、良好な残留（ろ過）機能を発揮し得ることから、無機凝集剤注入工程における無機凝集剤の注入量を低減化し、微フロック化工程において、粒径が小さい微フロックの割合が増大したとしても、砂ろ過工程に至るまでに良好な残留（ろ過）機能を発揮することが可能となる。
【００４６】
のみならず、前記効果の項に記載したように、処理後の清澄水中に残留する微フロックが従来技術の場合よりも微細であり、かつ高密度化しているため、濁度の小さい清澄水を得ることが可能となる一方、無機凝集剤の使用に伴う汚泥の発生量を減少させ、当該汚泥処理の煩雑さを低下させることができる。
【００４７】
図４（ａ）の実施形態に立脚している図１（ｂ）の残留率（ろ過率）の変化状態は、濁度が２０度である場合に、そのような被処理水１が接触材集積槽１２中に流入しているが、濁度が大きいほど、接触材集積槽１２における微フロック及びフロックの残留量が飽和して、残留率（ろ過率）が低下する危険性がある。
【００４８】
このような状況を考慮し、被処理水が接触材集積槽に流入する前段階において、濁度を２０度以下とするように、無機凝集剤の注入量を調整する実施形態が好ましい。
もとより、濁度を２０度以下とすることは、無機凝集剤の使用量を所定量以下とすることを意味しているが、濁度を２０度とすることは、決して従来技術のような多量の無機凝集剤を使用することを意味する訳ではなく、急速攪拌槽１０の急速攪拌機能を十分保証すること（レベルアップすること）によって、前記のように、高密度化した微フロックを実現することは、十分可能である。
【００４９】
前記基本構成（１）における前記８０％以上の数値要件の技術的意義について更に立ち入って説明するに、急速攪拌槽１０に流入する以前の段階にて濁度が２０度の被処理水１に対し、無機凝集剤を９ｍｇ／Ｌ注入し、急速攪拌を伴う微フロック化工程、スラッジ・ブランケット方式によるフロック化工程及び沈澱分離工程を経た後、傾斜板８及び接触材集積槽１２を経ずに、直接砂ろ過層１４を経た場合の濁度が図２（α）に示すような変化を呈しているが、図５（ａ）に示すように、先願発明に立脚して、前記スラッジ・ブランケット方式によるフロック化工程及び沈澱分離工程、最終段階において、取付ピッチ１０ｍｍの傾斜板８を２段設置し、かつ接触材集積槽１２を設けずに砂ろ過層１４を通過させた場合の濁度は、図２（β）に示すような状態であった。
【００５０】
これに対し、前記基本構成（１）のうち、図４（ａ）の実施形態、即ちフロック化工程及び沈澱分離工程を経ずに微フロック化工程と砂ろ過工程との間に高さ４０ｃｍ、水平方向の断面積３０ｃｍ2の接触材集積槽１２を介在させたうえで、粒径が７．０μｍ以上のフロックを24000個／ｍＬ含有しているフロック含有水約１０Ｌを、予め接触材集積槽１２の入口に充填することによって、前記フロックの残留率（ろ過率）を８０％と設定し、かつ傾斜板８を設けない場合の濁度は、図３（γ）のような変化状況を呈した。
そして、図３（α）（β）（γ）に示すろ過継続時間（ｈ）及び平均濁度は、以下のような表に示すとおりである。
【表１】
2010201381.tif 000005
前記表の結果は、図４（ａ）に示す実施形態においてさえ、先願発明以上の被処理水１に対する浄化が可能であることを証明する一方、図４（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）の各実施形態の場合には、更に良好な浄化が可能であることを裏付けている。
【００５１】
前記基本構成（１）において採用される接触材集積槽１２は、通常、入口を底部とし、出口を頂部とすることによって、被処理水１を下側から上側に流通させているが、接触材集積槽１２の高さが大きいほど、フロックの残留（ろ過）の程度に寄与することができる。
即ち、入口又はその付近において充填された粒径７．０μｍ以上のフロックが所定の形状（通常はパイプ状）の接触材集積槽１２中のフロック貯溜部分（通常はパイプ状の内側部分）に貯溜され、接触材集積槽１２に流入してきた被処理水１におけるフロック（粒径７．０μｍ以上のフロック及び粒径７．０μｍ以下のフロックの双方を含む）に対し、当該貯溜部位を通過して流動することを防止し、前記貯溜作用を更に増強するという残留（ろ過）機能を発揮するためには、接触材集積槽１２の高さが大きいほど増加することになる。
【００５２】
このような状況を反映して、接触材集積槽１２の高さを３５ｃｍ以上とする実施形態が好適に採用されている。
【００５３】
高密度化した微フロックを形成することは、急速攪拌槽１０における攪拌の程度を所定レベル以上とすることによっても実現可能である。
【００５４】
このような急速攪拌の作用に着目して、微フロック化工程が、２以上の区画に分割された急速攪拌槽１０を被処理水１が順次移行し得るような直列に接続した状態にて備え、
微フロック化工程の第１区画に至るまでの全て又は一部の段階にある被処理水１に対し無機凝集剤を注入する第１凝集剤注入工程と、微フロック化工程の第２区画からフロック化工程に至るまでの全て又は一部の段階にある被処理水１に対し、無機凝集剤を注入する第２凝集剤注入工程とを設け、第１凝集剤注入工程及び第２凝集剤注入工程による注入量をそれぞれ調整することを特徴とする実施形態を好適に採用することができる。
【００５５】
前記実施形態の基本的原理について前記スモルコウスキーの方程式に基づく一般解に即して説明するに、無機凝集剤を当初から（ｔ＝０の段階から）Ｖだけ投与し、かつ微フロック化工程を前記基本構成のように、２以上に区分けしない場合において、微フロック化のための平均処理時間をｔ＝ｔ1＋ｔ2とした場合の単位時間当たりの粒子数Ｎ1+2は、
Ｎ1+2＝Ａexp(−ｋｔ1−ｋｔ2)  
と表現することができる。
【００５６】
これに対し、前記基本構成のように、微フロック化工程を２以上に区画し、しかも無機凝集剤の注入工程を第１凝集剤注入工程と第２凝集剤注入工程とに区分けし、前者における注入量をＶ−ΔＶとし、後者における注入量をΔＶとした場合（ΔＶは、Ｖに比し、一桁以上少ない量であることを示す。）、被処理水１の第１区画における微フロック化のための平均処理時間をｔ1とし、第２凝集剤注入工程における微フロック化のための平均処理時間をｔ2とした場合には、第１凝集剤注入工程の最終段階における単位体積当たりの粒子数をＮ1’とし、第２凝集剤注入工程の最終段階における単位体積当たりの粒子数をＮ’1+2とした場合には、
Ｎ1'＝Ａ'exp(−ｋ1ｔ1)
（但し、Ａ'は、ｔ＝０の段階におけるＮ1'、即ち微フロックの数であり、ｋ1＝α1(４ＧΦ／π)であって、α1は、無機凝集剤を単位体積当たりＶ−ΔＶだけ投与したことに対応する凝集効率を示す。）
Ｎ'1+2＝Ｎ1'exp(−ｋ2ｔ2)=Ａ'exp(−ｋ1ｔ1−ｋ2ｔ2)
と表現することができる（但し、Ａ'は、ｔ＝０の段階におけるＮ1'、即ち微フロックの数であり、ｋ2＝α2(４ＧΦ／π)であって、α2は、第２凝集剤注入工程において、ΔＶだけ、無機凝集剤が注入されたことに対応する凝集効率を示しており、Φ’は、被処理水１が第１区画から第２区画に流入した段階における平均フロック容積を示す。）。
【００５７】
上記Ｎ1+2とＮ'1+2との大小関係を考察するに、被処理水１が当初の時間から所定時間（ｔ＝ｔ1に至るまでの時間）においては、被処理水１中に存在している微フロックは、当然無機凝集剤の影響の下に凝集するが、投与された無機凝集剤の全てが微フロック化に寄与している訳ではなく、順次微フロック中に吸収されながら凝集作用を発揮していることに帰する。
【００５８】
このような場合には、当初投与した無機凝集剤の単位体積当たりの量がＶである場合と、Ｖ−ΔＶ（但し、ΔＶはＶよりも桁違いに小さな量を示す。）である場合とにおいて、凝集作用に対する影響に殆ど相違は生じない。
したがって、上記ｋ及びｋ1の各要素であるαと、α1との間では、α≒α1が成立しており、それ故に、ｋ≒ｋ1が成立する。
【００５９】
同様の根拠に基づき、α≒α2が成立し、Ａ≒Ａ'が成立する。
【００６０】
しかるに、第２区画に至った段階では、第１区画における急速攪拌によって微フロックの平均容積は減少している以上、Φ’＜Φが成立する。
したがって、ａ2＜ａが成立することから、結局、ａ（ｔ1＋ｔ2）＞ａ1ｔ1＋ａ2ｔ2が成立し、Ｎ'1+2＞Ｎ1+2が成立する。即ち、単位体積当たり同じ量の無機凝集剤を投与した場合には、第１区画と第２区画以降の区画に区分しない場合と区分した場合とでは、後者の方が凝集し、かつ除去の対象となる粒子数が多くなり、結局、効率的な凝集が行われていることに帰する。
したがって、前記実施形態のように、急速攪拌槽１０について、２以上に区画し、かつ第２区画以降において、無機凝集剤を補充する場合には、全体として少ない無機凝集剤の配合を以って、同程度の凝集効果、即ち同程度の単位体積当たりの凝集粒子数を確保することが可能となる。
【００６１】
前記実施形態においては、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、２以上の区画において急速攪拌槽１０を採用しているが（尚、図５（ａ）、（ｂ）においては、３区画１０１、１０２、１０３に急速攪拌槽１０を採用した場合を示す。）、当該急速攪拌槽１０の採用によって、沈澱池２１において沈澱する粒子及び沈澱せずに、沈澱水３中に残留する粒子の平均粒子径は極小化し、沈澱水３をろ過した段階においてろ過される粒子の径は、極小化することから、残留する微フロックの微小化を実現することができる。
しかも、前記実施形態においては、配合する無機凝集剤の量につき、凝析集塊物残留量を所定レベル以下とするように、第１凝集剤注入工程、及び第２凝集剤注入工程の各工程において調整（限定）していることから、従来技術の場合のように、無機凝集剤を介して粒子同士が結合する頻度が減少しており、微フロックが高密度化する一方、無機凝集剤の使用に伴う汚泥の発生量自体を減少させ、ひいては汚泥の濃縮・脱水性を向上させ、汚泥処理を容易化することが可能となる。
【００６２】
尚、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、第２凝集剤注入位置２０１としては、単に第２区画１０２以降の急速攪拌槽１０の段階だけでなく、急速攪拌槽１０による攪拌を終了し、フロック化工程の前段階においても、採用することが可能である。
【００６３】
凝集集塊物残留量を示す指標として、微フロック化工程が終了した段階における被処理水のＳＴＲ（Suction Time Ratio：被処理水１と同温・等量の蒸留水を、同一の吸引の程度によって同一のろ紙を吸引させた場合に、被処理水１の吸引時間をＴsとし、蒸留水の吸引時間をＴvとした場合、Ｔs／Ｔvによって表現される指標）は、前記基本構成（１）の接触材集積槽１２におけるフロックの残留率（ろ過率）に相当の影響を与えている。
被処理水１の良好な浄化状態を得るためには、ＳＴＲが４．０以下であり、好ましくは、２．５０以下とし、かつ１．０５以上とする実施形態が好適に採用されている。
【００６４】
ＳＴＲの分かり易い定義は、前記のとおりであるが、厳密には、試料水５００ｍＬ及びこれと同温・等量の蒸留水をそれぞれ合計４５ｍｍのメンブランろ紙（平均孔径０．４５μｍ、多孔度３８％であるＡＤＶＡＮＴＥＣ社製のろ紙）を装着した吸引装置（具体的には減圧容器、フィルターフォルダー、真空到達度２６．７ｋＰａである吸引ポンプを備えた装置）にて吸引する時間をそれぞれＴS（ｓｅｃ）及びＴV（ｓｅｃ）とした場合のＳＴＲ＝ＴS／ＴVの比率によって定義されている。
但し、前記実施形態は、上記のような厳密な定義によるＳＴＲではなく、前記のような定義によるＳＴＲを以って、十分前記基本構成に係る無機凝集剤の使用の程度の調整（限定）を行うことができる。
【００６５】
前記実施形態のように、ＳＴＲを４．０以下となるように、第１凝集剤注入工程及び第２凝集剤注入工程における注入量を調整（限定）した場合には、被処理水１中に含まれる微細な懸濁粒子の低減化と同時に、フロックの破壊を低減化することが可能となるが、前記基本構成（１）のように、粒径が７．０μｍ以上の粒子の残留率（ろ過率）を８０％以上とすることによって、粒径が７．０μｍ以下のフロック（微フロックをも含む）の残留率（ろ過率）を向上させ、ひいては砂ろ過層１４を経た段階では、極めて低い濁度のろ過水４を得ることができる。
【００６６】
特に、フロック化工程入口のＳＴＲを２．５以下となるように無機凝集剤注入率を調整した場合には、微細であり、かつ高密度化した微フロック性状を反映し、かつ維持しつつ、例えば３０μｍ以上の大型微フロックへと成長させることも可能となる。
従って、大型微フロックは、従来のフロックに比べると径は小さいものの、高密度化しているため、大きな沈降速度を有するので、沈澱池２１における沈澱分離、更には沈澱水３の濁度の低下を助長することができる。
【００６７】
上記のようなＳＴＲを４．０以下、又は好ましくは２．５０以下のように上限値を設定する一方、１．０５以上という下限値を設定するのは、ＳＴＲが１．０５以下の場合には、沈澱池２１における沈澱が終了した段階の濁度を２０度以下とすることを保証し得ることに立脚している。
以下、実施例に従って説明する。
【実施例１】
【００６８】
実施例１は、接触材集積槽１２において、被処理水１を下側から上側に流通させることを特徴としている。
【００６９】
上記のように、被処理水１を下方から上方に移動させた場合には、フロックは、接触材との衝突又は接触に伴って沈澱池２１内の場合と同様に、沈澱する現象が生じ、被処理水１を上方から下方に移動させる場合よりも、粗ろ過効率が向上する。
このような粗ろ過効率の効率は、粒径７．０μｍ以上のフロックの接触材集積槽１２内の残留（ろ過）の程度を上昇させ、ひいては、全体としてのろ過率の程度を上昇させることに他ならない。
【実施例２】
【００７０】
実施例２は、接触材集積槽１２から流出し、砂ろ過層１４に流入する被処理水１に対し、凝集剤を再注入することを特徴としている。
【００７１】
上記のように、０．５ｍｇ／Ｌ以上の凝集剤を砂ろ過層１４内において再注入した場合には、砂ろ過層１４内における微粒子のフロック化が発生し、砂ろ過層１４内のろ過効率が向上する。
特に、砂ろ過層１４を経た被処理水１を浄化水として使用するのではなく、捨水とする場合、事前に砂ろ過層１４内の表層部においても、粒径の大きなフロックが捕捉されることによって、濁度の小さな浄水を得ることが可能となり、その場合の０．５ｍｇ／Ｌ以上の凝集剤の再注入は、捨水の効果を促進することになる。
【実施例３】
【００７２】
実施例３は、図６に示すように、接触材集積槽１２内において粒径７．０μｍ以上のフロックを含有するフロックを充填する上限の位置に、余分な前記フロックを排出口１６から排出し、かつ被処理水１の流入段階において当該排出口１６におけるバルブ１５を閉鎖することを特徴としている。
粒径７．０μｍ以上のフロックを含有するフロックが接触材集積槽１２の入口及び／又は前記入口付近に充填する場合において、当該フロックの充填量については、自ずと適切な量が存在する。
即ち、充填量が過大である場合には、微フロック及びフロックに対するろ過率は急激に向上するが、逆に接触材集積槽１２における微フロック及びフロックの残留（ろ過）が急激に行われ、残留（ろ過）を可能とする接触材集積槽１２が機能する時間が短くならざるを得ない。
したがって、前記フロックの充填量を適切に選択し、前記フロックの残留率（ろ過率）を８０％以上とするように調節するためには、被処理水１の通水の前段階において、余分に充填された前記フロックを排出することが好ましい。
実施例３においては、被処理水１の通水の前段階における前記充填に際し、バルブ１５を開いた状態とすることによって、余分な前記フロックをバルブ１５及びパイプを通じて外側に排出し、バルブ１５よりも上側の位置に前記フロックは充填されないように調整し、前記フロックについて適切な充填量が得られるような調整を行っている。
このような調整によって、過大な前記フロックの充填量を避け、接触材集積槽１２が機能し得る時間を適切に設定することができる。
尚、図６は、接触材集積槽１２内部における入口付近において、前記フロックをメッシュ１７の上側に充填した状態を示しているが（実際には、接触材と共存した状態にて充填されている。）、前記フロックが入口にまで充填されている場合には、当該メッシュ１７は不要である。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
本発明は、無機凝集剤を使用した汚水、及び汚泥処理産業の全分野において利用することが可能である。
【符号の説明】
【００７４】
１      被処理水
２      第１凝集剤注入工程における無機凝集剤（第１の無機凝集剤）の第１注入位置
３      沈澱水
４      ろ過水
５      フロック化及び沈澱分離用装置（スラッジ・ブランケット槽、及びコンベンショナル方式の攪拌槽＋沈澱池）
７      清澄ゾーン
８      フロック形成用傾斜板
１０    急速攪拌槽
１１    急速攪拌機
１２    接触材集積槽
１３    砂ろ過槽
１４    砂ろ過層
１５    バルブ
１６    排出口
１７    メッシュ
２０    緩速攪拌機
２１    沈澱池
１０１  急速攪拌槽の第１区画
１０２  急速攪拌槽の第２区画
１０３  急速攪拌槽の第３区画
１９１  緩速攪拌機の第１区画
１９２  緩速攪拌機の第２区画
１９３  緩速攪拌機の第３区画
２０１  第２凝集剤注入工程における注入位置
【図１】
2010201381.tif 000006
【図２】
2010201381.tif 000007
【図３】
2010201381.tif 000008
【図４】
2010201381.tif 000009
【図５】
2010201381.tif 000010
【図６】
2010201381.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成21年3月9日(2009.3.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
前記課題を解決するため、本発明の基本構成は、
（１）被処理水に無機凝集剤を注入する無機凝集剤注入工程と、前記無機凝集剤が注入された前記被処理水を急速攪拌槽中にて混合攪拌して前記被処理水中の微細な懸濁粒子をあらかじめ微フロック化する微フロック化工程と、最終段階における砂のろ過工程とを採用している被処理水の凝集処理方法において、微フロックのフロック化を促進し、かつ当該微フロック及び当該フロックを残留させることができる接触材を集積している接触材集積槽を前記微フロック化工程と前記砂ろ過工程との間に介在させたうえで、当該接触材集積槽の入口及び／又は接触材集積槽内における前記入口付近に粒径７．０μｍ以上のフロックを含有するフロックを予め充填することによって、被処理水が当該接触材集積槽の通過を開始する段階における粒径７．０μｍ以上のフロックの接触材集積槽内における残留率（ろ過率）を８０％以上とすることに基づく被処理水の凝集処理方法、
（２）微フロック化工程と砂ろ過工程との間に、前記微フロックの既存フロックとの接触によってフロック化を促進するフロック化工程と、当該フロックを沈澱分離する沈澱分離工程が介在しており、接触材集積槽を、フロック化工程及び沈澱分離工程の前段階及び／又は後段階に設置していることを特徴とする前記（１）の被処理水の凝集処理方法、
からなる。
【手続補正書】
【提出日】平成21年4月24日(2009.4.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項６】
フロック化工程及び沈澱分離工程として、スランジ・ブランケット方式、又はコンベンショナル方式に基づく攪拌槽に沈殿池を後続させる方式の何れかを採用していることを特徴とする請求項２、３、４、５の何れか一項に記載の被処理水の凝集処理方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１０】
凝集集塊物残留量を示す指標として、微フロック化工程が終了した段階における被処理水のＳＴＲ（Suction Time Ratio：被処理水と同温・等量の蒸留水を、同一の吸引の程度によって同一のろ紙を吸引させた場合に、被処理水の吸引時間をＴsとし、蒸留水の吸引時間をＴvとした場合、Ｔs／Ｔvによって表現される指標による比率）が４．０以下であることを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９の何れか一項に記載の被処理水の凝集処理方法。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６７】
上記のようなＳＴＲを４．０以下であって、欲に２．５０以下のように上限値を設定する一方、１．０５以上という下限値を設定するのは、ＳＴＲが１．０５以下の場合には、沈澱池２１における沈澱が終了した段階の濁度を２０度以下とすることを保証し得る点において好ましいことに立脚している。
以下、実施例に従って説明する。
【手続補正書】
【提出日】平成21年5月25日(2009.5.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６７】
上記のようなＳＴＲを４．０以下であって、特に２．５０以下のように上限値を設定する一方、１．０５以上という下限値を設定するのは、ＳＴＲが１．０５以下の場合には、沈澱池２１における沈澱が終了した段階の濁度を２０度以下とすることを保証し得る点において好ましいことに立脚している。
以下、実施例に従って説明する。