(57)【要約】【課題】有機物を含む産業汚染原水を凝集剤と撹拌混和後、簡便な装置を使って効果的かつ連続的に急速分離を行い、河川に清水化した処理水を放流することが出来る浄水装置を提供する。【解決手段】有機物を含む産業汚染原水を（19）から流入し、凝集剤（15）(16)と混和させるために攪拌機（17）を用いて混合し、分離浄水装置（20）へ送り込む。分離浄水装置では、送り込まれた混合汚染原水を、らせん状に自然流下させ沈降分離を行ない、清水化し、流出口（21）から排出する。沈降した汚泥は、排出口（22）から排出する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
本発明は、汚水、汚泥の沈殿槽の沈殿角度を、上下中空体ともに傾斜勾配６０度としている浄水装置である。沈降装置を降下率とすれば、傾斜角度は０度が最も早いが、汚水とアルミニウム系凝集剤を自然に連続的にゆっくりと反応させるためには、沈降面積を広くし、所要時間を長くする必要がある。そのため、ある程度の傾斜角度が必要となり、６０度であれば、ほぼ支障なく汚水、汚泥ともに効果的に滑り落ちることが出来る事を特徴とする浄水装置である。
【請求項２】
本発明の上部中空円錐体は、隔壁を作るために、少しずつ大きさの違う３つの中空円錐体を重ねている。廃液の中の汚泥は粒子が小さく、沈降速度が遅く時間がかかるため、沈降面積を広くする必要がある。有効分離面積を大きくするために、隔壁を３重にしていることを特徴とした浄水装置である。
【請求項３】
本発明の浄水装置に使用しているスタティックミキサーは、汚水とアルミニウム系凝集剤を撹拌するためのものであるが、分割、転換、反転の作用をより効果的に繰り返すために、汎用化されているものに、改良を加えた攪拌機である。配管の直径に対しては１６〜２０倍の長さが、最も効果的な撹拌混和が得られる。エレメントの長さは配管の直径の1.５〜２倍必要とし、右エレメントと左エレメントを交互に数個、連結固定する。さらに、配管内で固定しない反対側のエレメントを中空に配し、その続きには、中空のエレメントとは反対側の右エレメントと左エレメントを交互に数個、連結固定する。すなわち、左右のエレメントを交互に並べ、中空に１個可動性のあるエレメントを配して、再度交互にエレメントを並べるという配置にする。そうすることで、混合の際に一定ではない不規則な、層流、乱流が発生し、迅速に混和されることを特徴とする浄水装置である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は産業汚染原水に対し薬剤を用いて、急速に清水と汚染物質に連続分離するための、浄水装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ひと昔前なら、日本のおおよその河川で、ホタルを観察することが出来た。こどもの唱歌になるぐらいポピュラーな生物だったのだが、最近ではツアーを組んで「ホタル保護河川」に行かなければ、見ることができなくなっている。産業汚染水を含む水環境が、ホタルの食物になる「ニナガイ」が住めない状況になっているからだ。
【０００３】
その産業汚染原水を浄水する方法は各種あり、近年の水処理技術の開発により河川の清水化もずいぶん進歩してきた。だが、その清水化には多くの手間と経費を必要としており、多大なエネルギーを費やしている。産業界においては今ひとつ満足できない状態が続いており、十分とは言えない。そこで簡単で諸経費が安く、各種の産業汚染原水の内容物や汚染程度に対応でき急速かつ連続して分離ができる方法で水環境を保護したいと考えた。
【０００４】
現在採用されている浄水方法は、緩速濾過法、急速濾過法などが中心である。緩速濾過法とは処理薬品をまったく使わず砂粒の表面に付着、増殖した微生物の生物化学的作用と砂の層のろ過作用によって水を浄化する方法である。また、急速濾過法は1880年代にアメリカで開発された水の浄化方法で、別名、薬品法ともいわれ、巨大なタンクに溜めた水に、アルミニウム系の凝集剤を入れて、有機物などを凝集、沈殿させたものを急速濾過池で濾過する方法である。
【０００５】
その他、鉱石、超音波、活性炭などを利用しているが、いずれも設備投資や設置面積に経費がかかりすぎ、浄水処理の能力が低く、改善が望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開2002ー18463  微生物
【特許文献２】特開2001-29708  濾過体
【特許文献３】特開平11-509  電気石鉱石
【特許文献４】特開2004-237190  超音波
【特許文献５】実登3018507  活性炭
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】日本デバイス工業株式会社「ハイパッキン」カタログ  意匠登録第９０２０３０
【非特許文献２】日本デバイス工業株式会社「ハイレース」カタログ
【非特許文献３】日本デバイス工業株式会社「バイオセルコーム」カタログ
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
汎用化されている薬品法は、多様な工夫が施されているが、アルミニウム系の凝集剤と産業汚染原水を完全に撹拌し、効率良く沈殿させることができていないので、無駄が生じるという課題がある。
【０００９】
設備の設計を見直し、各部の部品の形状を工夫することで、急速かつ連続して分離沈殿する装置を、従来設備よりも小型化し提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、沈殿槽の汚泥沈殿角度を上下とも６０度勾配とし、容体を上下中空円錐体とすることで、短時間に集中して多量の産業汚染原水を処理することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、多量の産業汚染原水を短時間に効率良く、かつ連続的に清水化することができ、河川の水環境を改善し、ホタルなどの生態系を守ることを推進する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は浄水システムの概略構成図である。
【図２】図２は浄水装置本体の縦断正面図である。
【図３】図３は浄水装置の攪拌機の羽根部分を、長手方向に対して直角方向から見た図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の浄水装置は、上部中空円錐体（１）、下部中空円錐体（２）を上下に重ね合わせて容体（３）を形成した。上部中空円錐体（１）の内側に流通路（４）（５）を介して隔壁円錐体（４）（５）と中央円錐体（６）を挿入し容体（３）の上部に原液導入管（８）を、下部に排水管（９）を各々連通させる。中央円錐体（６）の上端より上部中空円錐体（１）を貫通して排水管（９）を突出させた、形態である。
【実施例】
【００１４】
本発明を実施例により詳細に説明するが、その方式を越えない限り、これらに限定されることはなく、多種多様に応用できるものである。実際に、埋立地の排水、乳製品工場の排水、パン工場の処理水、牛舎場の廃液、親水公園の河川水、皮革工場の革なめし処理水、農業排水、宅地造成排水等の実施例がある。
【００１５】
一例として、牛舎場の廃液処理について説明する。まず、処理を開始する前に容体本部（３）の中に、排気口（10）から、あふれるまで清水を満たしておく。予め浄化剤貯槽（15）助剤貯留槽（16）のアルミニウム系の凝集剤と牛舎場の廃液を、改良を加えた攪拌機（17）を用いて混和しておく。
【００１６】
混和された廃液を、流入口（７）からそれぞれの流通路（４）（５）に、各上部中空円錐体隔壁（４、５）に沿って、らせん状にゆるやかに自然流下させる。この時、廃液中の固形物は廃液の流下に伴って傾斜した流通路（４）（５）に衝突し、ここで他の固形物と互いに衝突、凝集し比重を増大しながら廃液の流下力と自重によって、流通路と隔壁を通過、沈殿汚泥となって降下していく。
【００１７】
廃液の流下速度は上部中空円錐体（１）の下端の径大部に至るにつれ、流通路の距離が拡大されるため、流下速度は極めて低くなって、ほとんど静止状態となる。
【００１８】
凝集した沈殿物は流通路（４）（５）下端より、下部中空円錐体（２）の内壁に向かって放出され、この壁上に沿って沈下するため、内方の液の上昇流に巻き込まれることが無い。
【００１９】
前述の方法で分離された廃液は徐々に清水化され、隔壁（４）（５）で区分された上部中空円錐体（１）の中を押し上げられ、清水化された上澄み液は上端の流出口（８）から排出される。
【００２０】
また、凝集された沈殿汚泥は下部中空円錐体（２）の内壁面に沿って分離され、容体本部（３）の中央部には分散することは無いから、容体本部（３）には清水化された上澄み液が大量に貯留でき、短時間に集中して処理能力は高まることになる。
【００２１】
さらに、清水化された上澄み液と未処理廃液は隔壁（４）（５）によって分離されているので、形成された沈殿汚泥が、上澄み液と未処理廃液と混入することが無い。
【００２２】
一方、下部中空円錐体（２）の下方に沈殿した汚泥は排出口（９）を開き流出させる。上方で廃液の流入（７）と清水化した上澄み液の流出（８）を行ないながら、浄水作業中においても沈殿汚泥の排出（９）は可能である。
【００２３】
この、浄水装置では廃液の流下の方向と沈殿汚泥の凝集降下の方向が、同一方向であるから、流れによって一旦凝集した沈殿汚泥が崩壊したり、浮上することがない。流入しながら、排出を続行し、結果的に急速かつ連続的に、浄水作業を行うものとなっている。そして、排出作業は排出口（９）を開放するだけの、極めて簡便なるものである。
【００２４】
なお、処理能力は、上部中空円錐体の直径が１０６４ミリメートルで１時間に１.５〜３.０立方メートル、直径２１００ミリメートルで１時間に７.０〜１１.０立方メートル、直径３６００ミリメートルで１時間に３０.０〜６０.０立方メートルである。処理能力は処理する水質によるが、概ね前述の範囲で行えている。
【産業上の利用可能性】
【００２５】
小型化することで設置面積を少なくし、狭いスペースでも応用が可能である。２４時間継続的に浄水することで、町工場のような小企業から排出される産業廃棄水の清水化に適応でき、また大企業であっても、複数台設置することで、処理能力を向上拡大し調節は自在に可能である。
【符号の説明】
【００２６】
１  上部中空円錐体
２  下部中空円錐体
３   容体本部（１＋２）
４   流通路（隔壁円錐体）
５   流通路（隔壁円錐体）
６   中央円錐体
７   流入口（汚水）
８   流出口（清水）
９   排出口（汚泥）
10  排気口
11  左エレメント
12  右エレメント
13  左エレメント
14  右エレメント
15  浄化剤貯槽
16  助剤貯留槽
17  攪拌機（スタティックミキサー）
18  流量計
19  流入口（汚水）
20  分離浄水装置
21  流出口（清水）
22  排出口（汚泥）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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