(57)【要約】【課題】原水柱の汚泥の凝集・沈殿速度を向上させるとともに、凝集剤投入作業を容易にかつ安全に行うことができる浄化装置を提供する。【解決手段】原水池３００から第１の撹拌機２０に導入された原水には、凝集剤投入機１０により凝集剤粉末が投下され、混合、攪拌される。第１の撹拌機２０により攪拌された原水は揚水タンク４０に一時的に貯留された後、揚水管３２を介して、揚水タンク４０内に設けられた揚水ポンプＰ２により、凝集剤投入機１０より高い位置に設けられた第２の攪拌機３０まで揚水、再攪拌され、自然落下により第１の沈殿濾過槽５０に導入される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
原水池中の汚泥を除去することにより該原水池の浄化を行う浄化装置において、
凝集剤粉末を連続的に投入可能な凝集剤投入機と、
第１の攪拌容器と、この第１の攪拌容器の側壁に接合され、前記原水池から導入される原水が渦流を形成するように該第１の攪拌容器内に導入する原水導入管とを有し、この原水導入管を介して導入され、かつ前記凝集剤投入機により凝集剤粉末が投入された原水を攪拌する第１の攪拌機と、
前記第１の撹拌機から排出された原水を一時貯留する揚水タンクと、
前記凝集剤投入機より高い位置に設けられた第２の攪拌容器と、この第２の攪拌容器の対向する内壁に交互に設けられた複数の撹拌板を有し、前記揚水タンクから揚水された原水を前記複数の撹拌板を介して落下させ該内壁に衝突させることにより撹拌する第２の撹拌機と、
前記第２の撹拌機により撹拌された原水中の汚泥を沈殿濾過する沈殿濾過槽と、を備えることを特徴とする浄化装置。
【請求項２】
前記沈殿槽に汚泥配管を介して連結され、前記沈殿槽の中に沈殿した汚泥を貯留する汚泥タンクを備えることを特徴とする請求項１に記載の浄化装置。
【請求項３】
前記汚泥タンクから汚泥を搬出する汚泥コンベアと、
前記汚泥コンベアにより搬出された汚泥の脱水を行う脱水機と、を備えることを特徴とする請求項２に記載の浄化装置。
【請求項４】
前記脱水機は、一定の高さに固定され、複数の脱水孔が形成された脱水蓋と、
垂直方向に移動可能な基台と、
前記基台上に載置され、側面に排水管が接続された外殻筒と、
前記外殻筒内に収納可能であり、複数の脱水孔が設けられて前記脱水蓋を上端から垂直方向に嵌め込み可能な脱水筒と、を備え、前記脱水筒内に前記汚泥コンベアから汚泥が搬入されて、前記基台の上動により前記脱水蓋で汚泥が垂直方向に圧縮されることにより、汚泥中の水分が前記排水管から排出されるように構成されたことを特徴とする請求項３に記載の浄化装置。
【請求項５】
前記汚泥コンベアは、回転軸と、この回転軸の回転により汚泥を回転軸方向に送出するように設けられたスクリューと、を備えることを特徴とする請求項３または４に記載の浄化装置。
【請求項６】
前記沈殿槽に沈殿した汚泥を前記汚泥タンクに送出するための汚泥送出ポンプを備えることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の浄化装置。
【請求項７】
前記原水池内に設けられ、底部に複数の原水噴出孔を有する中空の原水噴出体と、この原水噴出体内に前記原水池の原水を注入することにより、前記原水噴出孔から前記原水池の底部に向けて原水を噴出させる原水注入ポンプと、前記原水噴出体を前記原水池の所定の深さに浮遊させるためのフロートと、を有する原水攪拌機と、
前記原水池の原水を前記第１の攪拌機に供給するための原水供給ポンプと、を備えることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、浄化装置に関し、特に凝集剤粉末を用いて原水中の汚泥を凝集、沈殿させる浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ゼオライト系の凝集剤粉末を原水に投入、攪拌することにより原水中の汚泥を凝集、沈殿させることで原水を浄化する浄化装置が開発されている。
【０００３】
この種の浄化装置は特許文献１に開示されている。この浄化装置は、凝集剤粉末を連続的に投入可能な凝集剤投入機、凝集剤粉末が投入された原水を渦流によって攪拌する第１の攪拌機、第１の攪拌機で攪拌された原水をその対面する内壁に交互に設けられた複数の撹拌板を介して落下させ、当該内壁に衝突させることにより撹拌する第２の撹拌機、及び第２の攪拌機で攪拌された原水が流れ落ち、原水中の汚泥を沈殿させる沈殿槽から構成されている。この浄化装置によれば、凝集剤粉末を原水に連続的に投下し、２つの攪拌機で攪拌した後に汚泥を沈殿させているので、汚泥の凝集・沈殿速度を向上させることができる。
【０００４】
この場合、原水は第１の攪拌機→第２の攪拌機→沈殿槽の経路で落下しながら攪拌されていくため、凝集剤投入機は装置内の最も高い上流位置、つまり第１の攪拌機の上に取り付けられていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−０９８０４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１の浄化装置では、凝集剤投入機は最も高い位置に設けられることから、凝集剤投入機の収納部に凝集剤粉末を収納する作業は危険を伴うという問題があった。
【０００７】
また、沈殿槽内に凝集・沈殿された汚泥を排出すると、当該汚泥は多量の水分を含んでいるので運搬、廃棄処理に不便があった。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上述の課題に鑑み、原水池中の汚泥を除去することにより該原水池の浄化を行う浄化装置において、凝集剤粉末を連続的に投入可能な凝集剤投入機と、第１の攪拌容器と、この第１の攪拌容器の側壁に接合され、前記原水池から導入される原水が渦流を形成するように該第１の攪拌容器内に導入する原水導入管とを有し、この原水導入管を介して導入され、かつ前記凝集剤投入機により凝集剤粉末が投入された原水を攪拌する第１の攪拌機と、前記第１の撹拌機から排出された原水を一時貯留する揚水タンクと、前記凝集剤投入機より高い位置に設けられた第２の攪拌容器と、この第２の攪拌容器の対向する内壁に交互に設けられた複数の撹拌板を有し、前記揚水タンクから揚水された原水を前記複数の撹拌板を介して落下させ該内壁に衝突させることにより撹拌する第２の撹拌機と、前記第２の撹拌機により撹拌された原水中の汚泥を沈殿濾過する沈殿濾過槽と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の浄化装置によれば、２つの攪拌機で凝集剤粉末が混合された原水を攪拌することで凝集させ、汚泥として沈殿させることで汚泥の凝集・沈殿速度を向上させるとともに、凝集剤投入機は第２の攪拌機より低い位置に設けられるので、従来に比して凝集剤投入作業を容易にかつ安全に行うことができる。また、汚泥の脱水を行う脱水機を備えることにより、運搬、廃棄処理を円滑に行うことができる。
【００１０】
特に、本発明の浄化装置は、原水池から放射性セシウムを含む汚泥を除去して原水の放射性セシウム濃度を大幅に低減することができるものであり、その処理能力は高く、同時に作業の安全を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態における浄化装置の全体構成図である。
【図２】凝集剤投入機及び第１の攪拌機の平面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線における断面図である。
【図４】図２のＢ−Ｂ線における断面図である。
【図５】第２の攪拌機及び沈殿濾過槽の断面図である。
【図６】脱水機の構成を示す斜視図である。
【図７】脱水機の動作を示す断面図である。
【図８】汚泥コンベアの構成を示す斜視図である。
【図９】原水攪拌機の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
＜浄化装置２００の全体構成＞
図１は、本発明実施形態における浄化装置２００の全体構成図である。浄化装置２００は、原水を貯留する原水池３００の原水中の汚泥を除去することにより原水池３００の浄化を行う浄化装置であって、ゼオライト系の凝集剤粉末を連続的に投入可能な凝集剤投入機１０、凝集剤粉末が投下された原水を渦流で攪拌する第１の攪拌機２０、内壁への衝突による再攪拌を行う第２の攪拌機３０、第１の攪拌機２０による攪拌後の原水を一時貯留する揚水タンク４０、２段階の沈殿濾過を行う第１の沈殿濾過槽５０及び第２の沈殿濾過層６０を含む。
【００１３】
浄化装置２００は、さらに、第１の沈殿濾過槽５０に沈殿した汚泥を一時貯留する汚泥タンク７０、汚泥タンク７０の汚泥を脱水機９０に搬送する汚泥コンベア８０、汚泥を脱水する脱水機９０、及び原水池３００内に設けられた原水攪拌機１１０を含んで構成されている。原水池３００には、プール、ため池、防火水槽などが含まれる。
【００１４】
原水池３００から第１の撹拌機２０に導入された原水には、凝集剤投入機１０により凝集剤粉末が投下され、混合、攪拌される。第１の撹拌機２０により攪拌された原水は揚水タンク４０に一時的に貯留された後、揚水管３２を介して、揚水タンク４０内に設けられた揚水ポンプＰ２により、凝集剤投入機１０より高い位置に設けられた第２の攪拌機３０まで揚水、再攪拌され、自然落下により第１の沈殿濾過槽５０に導入されるようになっている。
【００１５】
これにより、第１及び第２の攪拌機２０，３０という２つの攪拌機で、凝集剤粉末が混合された原水を攪拌することで汚泥を凝集させ沈殿させることで、汚泥の凝集・沈殿速度を向上させることができるとともに、凝集剤投入機１０の全体が第２の攪拌機３０より低い位置に設けられるので、人手による凝集剤投入作業を容易にかつ安全に行うことができるようになる。
【００１６】
以下、浄化装置２００の各要素の構成を詳述する。
＜凝集剤投入機１０及び第１の攪拌機２０の構成＞
図２は、凝集剤投入機１０及び第１の攪拌機２０の平面図である。図３は、図２のＡ−Ａ線における断面図である。図４は、  図２のＢ−Ｂ線における断面図である。
【００１７】
凝集剤投入機１０のすり鉢状の凝集剤粉末収納部１１の底部には、８角柱から成る攪拌部材１２が設けられている。攪拌部材１２は８角柱に限らず、６角柱や１２角柱、さらに多角柱であってもよいが、本発明者の実験によれば８角柱が攪拌に適している。
【００１８】
凝集剤粉末１００は凝集剤粉末収納部１１の上方から投入される。凝集剤粉末収納部１１の底部には凝集剤粉末投下孔１３が開口され、攪拌部材１２の回動に伴って凝集剤粉末が凝集剤粉末投下孔１３を通して連続的に、その下方に設置された第１の攪拌機２０に投入される。攪拌部材１２は回転軸１４に取り付けられており、回転軸１４にはさらに複数の攪拌片１５が取り付けられている。攪拌片１５はＬ字形状や、ループ形状のものが適している。攪拌部材１２及び攪拌片１５が回動することで、底部に収納された凝集剤粉末が攪拌されるため、いわゆるブリッジが発生して凝集剤粉末１００が連続的に投下できなくなるという不具合が防止される。
【００１９】
回転軸１４は凝集剤粉末収納部１１の側面に設けられた案内管１６を通されて外部に取り出され、その末端にモーターの回転軸を取り付けるか、あるいは手動ハンドルを取り付けることで回転駆動される。
【００２０】
第１の攪拌機２０は、円筒状の第１の攪拌容器２１と、第１の攪拌容器２１の円周に沿った方向から原水が導入されるように第１の攪拌容器２１の円筒側壁に接合された原水導入管２２を有している。また、第１の攪拌容器２１の上壁には落下口２３が形成されており、この落下口２３を通して凝集剤粉末投下孔１３から凝集剤粉末１００が第１の攪拌容器２１内に投下されるようになっている。これにより、凝集剤粉末１００が投下された原水は第１の攪拌容器２１内で渦流となって効率よく攪拌され、
原水中の汚泥が凝集される。攪拌された原水は第１の攪拌容器２１の底に接続された配管２４を介して排出され、揚水タンク４０に導入される。
【００２１】
＜第２の攪拌機３０及び沈殿濾過槽の構成＞
図５は、第２の攪拌機３０、第１の沈殿濾過槽５０及び第２の沈殿濾過槽６０の断面図である。揚水タンク４０の原水は揚水管３２を介して揚水ポンプＰ２により、凝集剤投入機１０より高い位置に設けられた第２の攪拌機３０まで揚水、再攪拌され、自然落下により第１の沈殿濾過槽５０に導入されるようになっている。
【００２２】
第２の攪拌機３０は、直方体状の第２の攪拌容器３１と、この第２の攪拌容器３１の対向する内壁に交互に設けられた例えば４枚の撹拌板３３ａ〜３３ｄを有し、揚水された原水を、撹拌板３３ａ〜３３ｄを介して落下させ該内壁に衝突させることにより攪拌する。この場合、攪拌板２３は第２の攪拌容器３１の内壁に斜め下方に傾けて取り付けられている。これにより、原水はこの攪拌版３３ａ〜３３ｄを加速されて流れ、第２の攪拌容器３１の内壁に勢い良く衝突することを繰り返す。これにより、更に効率よく攪拌が行われる。攪拌された原水は、第２の攪拌容器３１の底に形成された排出口３４を通して第１の沈殿濾過槽５０に導入される。攪拌板３３ａ〜３３ｄの枚数は４枚には限られず、浄化装置２００の処理能力に応じて適宜増減することができる。
【００２３】
第１の沈殿濾過槽５０は、その上壁から底部の上方まで延びた隔壁５１によって仕切られており、第２の攪拌機３０から第１の濾過槽５０内に落下した水は隔壁５１を回り込んで、隔壁５１の左側の空間に設けられた濾過層５２を下から上に通過するようになっている。これにより、原水は、濾過層５２で濾過されるとともに、原水に含まれた汚泥５３が第１の濾過槽５０の底部に沈殿する。沈殿した汚泥５３は第１の濾過槽５０の底に接続された汚泥管５４を通して汚泥タンク７０に送られる。汚泥タンク７０の底部７１には汚泥５３が貯まるが、上澄み水は配管７２を通して揚水タンク４０に戻される。
【００２４】
この場合、沈殿した汚泥は通常運転で汚泥タンク７０に送られるが、汚泥量が多い場合などを考慮して汚泥管５４のバイパス通水管に汚泥ポンプＰ３を設けておけば、この汚泥ポンプＰを作動させて汚泥を強制的に汚泥タンク７０に送ることができる。
【００２５】
濾過層５２は、濾過材の層から成り、例えば細かく砕石された火山石のように表面に多数の凹凸がある粒子を所定の厚さに積層したものが適当である。その厚さは例えば２０ｃｍ程度である。原水中の汚泥の一部はこの濾過層５２の中に取り込まれることで第１段階の濾過がなされる。濾過層５２を通過した原水は排出口５５からオーバーフローし、連結管５６を通して隣接する第２の沈殿濾過槽６０に導入される。
【００２６】
第２の沈殿濾過槽６０は、第１の沈殿濾過槽５０と同じ構成を採用することができるが、ここでは濾過機能を高めるために、第１及び第２の濾過層６１，６２という２段の濾過層を用いている。第１の隔壁６３は、第２の沈殿濾過槽６０の底から上壁の下方まで延び、第２の隔壁６４は、第２の沈殿濾過槽６０の上壁から底部の上方まで延びている。これにより、第２の沈殿濾過槽６０の側壁に接続された連結管５６を通して導入された原水は先ず第１の濾過層６１を下から上に通過し、オーバーフローし、第２の隔壁６４を下から上に回り込んで、第２の濾過層６２を下から上に通過する。第２の濾過層６２を通過して浄化された原水は、環流管６５を通して原水池３００に戻される。
【００２７】
この場合、第２の沈殿濾過槽６０の底部にも汚泥５３が多少は沈殿するので、配管６６、ポンプＰ４を介して第１の沈殿濾過槽５０に環流させる環流路を形成しておくことが好ましい。これにより、ほとんどの汚泥５３を第１の沈殿濾過槽５０内に沈殿させることができる。
【００２８】
＜脱水機９０の構成＞
図６は、脱水機９０の構成を示す斜視図である。図７は、脱水機９０の動作を示す断面図である。支持台９１の底面に支持棒９２が取り付けられ、その先端部に複数の脱水孔９３が形成された脱水蓋９４が取り付けられている。外殻筒９５は、その側面に排水管９６が接続され、垂直方向に移動可能な基台９７に載置される。脱水筒９８は、外殻筒９５内に収納可能であり、複数の脱水孔９９が設けられて脱水蓋９４をその上端から垂直方向に嵌め込み可能になっている。
【００２９】
そして、脱水筒９８内に汚泥コンベア８０から汚泥５３が搬入されて、基台９５の上動により脱水蓋９４で汚泥が垂直方向に圧縮されることにより、汚泥５３の水分が排水管９６から排出されるように構成されている。排水管９６から排出された水は、排水管９６を通して原水池３００に戻されることが好ましい。脱水されて粉末化した汚泥５３は小形軽量化されていることから袋などに詰め込んだ状態で運搬するのに適しており、脱水筒９７から取り出され、廃棄場所や仮置き場に運搬される。
【００３０】
＜汚泥コンベア８０の構成＞
図８は、汚泥コンベア８０の構成を示す斜視図である。汚泥コンベア８０は、回転軸８１、この回転軸８１に取り付けられ、回転軸８１の回転により汚泥を回転軸方向に送出するように、回転軸に取り付けられたスクリュー８２、及びこれらの部材を収納する細長円筒状の収納ケース８３を備える。収納ケース８３の一方の端部には汚泥注入部８４が設けられ、汚泥タンク７０からの汚泥が汚泥注入部８４を通して注入されるようになっている。回転軸８１はモーターによって所定の速度で回転制御される。注入された汚泥は回転軸８１の回転により送出され、他方の端部の汚泥排出部８５から排出され、脱水機９０に供給されるようになっている。
【００３１】
＜原水攪拌機１１０の構成＞
図９は、原水攪拌機１１０の構成を示す図である。原水攪拌機１１０は、原水池３００内に設けられ、底部に複数の原水噴出孔１１１を有する中空の原水噴出体１１２、この原水噴出体１１２内に原水池３００の原水を、原水注入管１１３を通して注入することにより、原水噴出孔１１１から原水池３００の底部に向けて原水を噴出させる原水注入ポンプＰ４、原水噴出体１１２を原水池３００の所定の深さに浮遊させるためのフロート１１４ａ，１１４ｂを含んで構成されている。
【００３２】
原水噴出体１１２は、中空四角柱、中空リングなどの形態を有しており、その上面にワイヤー１１５ａ，１１５ｂを介してフロート１１４ａ，１１４ｂが連結されている。そして、原水噴出体１１２はフロート１１４ａ，１１４ｂの浮力により、原水池３００の所定の深さに浮遊するようになっている。
【００３３】
原水攪拌機１１０は、原水池３００の底に堆積している汚泥を攪拌し、原水と混合する。また、原水池３００の中には、原水攪拌機１１０に隣接して、あるいは原水攪拌機１１０と一体化された原水供給ポンプＰ１が設けられ、汚泥が混合された原水は原水導入管２２を通して、原水供給ポンプＰ１により第１の攪拌機２０に供給される。こうして、原水池３００の浄化を促進することができる。
【００３４】
本実施形態の浄化装置２００は、プール、ため池、防火水槽などの原水池３００の浄化に広く適用することができるが、特に、原水池３００に放射性セシウムを含む汚泥が堆積されている場合に、汚泥とともに、放射性セシウム濃度を大幅に低減することができることが実験で確認された。
【００３５】
また、浄化装置２００は、処理量に応じて４〜１０ｔトラックに積載可能であり、現地で装置の荷下ろしをせずに積載したままで浄化処理を行うことができる。さらに、原水池３００の汚染された水を排水せずに循環させながら浄化することができるため、廃水処理用の一時貯留タンクを使用せずに原水中の放射性セシウム濃度を低減することができる。
【符号の説明】
【００３６】
１０  凝集剤投入機      １１  凝集剤粉末収納部
１２  攪拌部材１２      １３  凝集剤粉末投下孔
１４  回転軸            １５  攪拌片
１６  案内管            
２０  第１の攪拌機      ２１  第１の攪拌容器
２２  原水導入管        ２３  落下口
２４  配管              ３０  第２の攪拌機
３１  第２の攪拌容器    ３２  揚水管
３３ａ〜３３ｄ  撹拌板  ３４  排出口
４０  揚水タンク          ５０  第１の沈殿濾過槽
５１  隔壁                ５２  濾過層
５３  汚泥                ５４  汚泥管
５５  排出口              ５６  連結管
６０  第２の沈殿濾過層    ６１  第１の濾過層
６２  第２の濾過層        ６３  第１の隔壁
６４  第２の隔壁          ６５  環流管
７０  汚泥タンク          ７１  底部
７２  配管                ８０  汚泥コンベア
８１  回転軸              ８２  スクリュー
８３  収納ケース          ８４  汚泥注入部
８５  汚泥排出部          ９０  脱水機
９１  支持台              ９２  支持棒
９３  脱水孔              ９４  脱水蓋
９５  外殻筒              ９６  排水管
９７  基台                ９８  脱水筒
９９脱水孔                １００  凝集剤粉末
１１０  原水攪拌機        １１１  原水噴出孔
１１２  原水噴出体        １１３  原水注入管
１１４ａ，１１４ｂ  フロート
１１５ａ，１１５ｂ  ワイヤー
２００  浄化装置        ３００  原水池
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2014161823.tif 000006
【図５】
2014161823.tif 000007
【図６】
2014161823.tif 000008
【図７】
2014161823.tif 000009
【図８】
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【図９】
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