(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
懸濁水の移送配管と、該移送配管に連なる該移送配管よりも小径の細径配管と、該細径配管又はその上流側の移送配管に設けられた凝集剤供給手段と、水の流入口及び流出口を有し、該流入口に前記細径配管が直接連なる凝集反応用の一時滞留部とを備え、
該一時滞留部の流入口から流出口に向かう方向の少なくとも一部における流路断面積が、前記移送配管の断面積よりも大であり、
該一時滞留部の下流側に設けられた前記移送配管よりも小径の第２の細径配管と、該第２の細径配管が直接開口する、攪拌機を有する攪拌反応槽とを有することを特徴とする凝集反応装置。
【請求項２】
請求項１において、該一時滞留部は前記移送配管よりも大径の配管よりなることを特徴とする凝集反応装置。
【請求項３】
請求項１において、該一時滞留部は、円筒容器よりなり、該円筒容器に旋回流を発生させるように、前記細径配管は該円筒容器に対して概ね接線方向に接続されていることを特徴とする凝集反応装置。
【請求項４】
請求項３において、該一時滞留部に撹拌機が設けられていることを特徴とする凝集反応装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１項において、該凝集剤供給手段が無機凝集剤を供給する手段であることを特徴とする凝集反応装置。
【請求項６】
請求項１ないし４のいずれか１項において、該凝集剤供給手段が高分子凝集剤を供給する手段であることを特徴とする凝集反応装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、下水等の有機排水の生物処理工程から排出される余剰汚泥等の懸濁水を凝集処理するための凝集反応装置に係り、特に、凝集剤を有効に作用させることができ、凝集反応効率の向上、装置のコンパクト化が可能な凝集反応装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
下水等の有機排水の生物処理工程から排出される余剰汚泥を脱水処理する場合、一般的に、汚泥に高分子凝集剤を添加して凝集処理することによりフロックを形成させ、その後脱水処理が行われる。また、このような凝集処理において、より強固なフロックを形成して脱水性を高めるために、近年、ポリ硫酸第二鉄等の無機凝集剤を添加して汚泥の荷電を中和した後、両性高分子凝集剤を添加してフロック化する方法も多く採用されている。
【０００３】
図７（ａ）は、汚泥（原泥）に高分子凝集剤を添加して凝集処理する従来の凝集反応装置を示す模式的な断面図であり、原泥は原泥ポンプＰにより凝集反応槽１に導入され、この凝集反応槽１で高分子凝集剤が添加され、撹拌機１Ｍにより撹拌混合され、凝集汚泥が排出される。なお、高分子凝集剤は、原泥の導入配管に注入される場合もある。また、図７（ｂ）は原泥に無機凝集剤と両性高分子凝集剤を添加して凝集処理する従来の凝集反応装置を示す模式的な断面図であり、原泥はポンプＰにより第１反応槽２に導入され、無機凝集剤が添加されて撹拌機２Ｍにより撹拌混合された後、第２反応槽３に導入され、両性高分子凝集剤が添加されて撹拌機３Ｍにより撹拌混合され、凝集汚泥が排出される。
【０００４】
汚泥に高分子凝集剤を添加して凝集処理する場合、強い撹拌を行うとフロックが微細化するので、緩速撹拌を行う必要がある。しかし、高分子凝集剤の溶液は粘性があり、緩速撹拌では汚泥中に均一に分散させることは困難であり、フロックの微細化を防止するために、緩速撹拌とした場合には、高分子凝集剤の分散に長時間を要すると共に、高分子凝集剤の汚泥表面への付着状況にムラが生じ、十分な凝集作用を得ることができず、結果的に高分子凝集剤の添加量を多くする必要が生じる。高分子凝集剤の均一分散のためには急速撹拌が望ましいが、急速撹拌を行うと、フロックが微細化してフロックを成長させることができない。
【０００５】
また、汚泥と無機凝集剤とを効率的に反応させるためにも、強い撹拌が必要である。この場合には、高分子凝集剤による凝集処理時のように、フロックの微細化が問題となることはないが、撹拌のための動力を消費し、また、下水の混合生汚泥のように、汚泥中に夾雑物が含まれる原泥の場合には、撹拌羽根に夾雑物が絡み付いて、円滑な撹拌が阻害される場合もある。
【０００６】
従来、汚泥と高分子凝集剤との反応を促進するためにラインミキサーを用いた装置が提案されているが（実公平８−９６１号公報）、ラインミキサーを用いた場合、汚泥中の夾雑物が管内の撹拌羽根に絡み付き、経時により配管閉塞に到るおそれがある。
【０００７】
また、汚泥配管の途中部分に細径部を設け、細径部の乱流で凝集剤の均一分散を図る装置も提案されているが（特許第２９６５５８２号公報）、配管途中に細径部を設けるのみでは、凝集剤の均一分散は不完全であり、特に、高分子凝集剤を使用する場合には、フロック形成のためにある程度の処理時間が必要であるが、このように単に配管途中に細径部を設けたのみでは、十分な処理時間を確保し得ず、従って、良好なフロックを形成することができない。
【０００８】
【特許文献１】
実公平８−９６１号公報
【特許文献２】
特許第２９６５５８２号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記従来の問題点を解決し、汚泥等の懸濁水に凝集剤を添加して凝集処理するに当たり、懸濁水中に凝集剤を均一に分散させて凝集剤の凝集機能を有効に発揮させ、これにより凝集効率の向上、処理時間の短縮、装置のコンパクト化を可能とする凝集反応装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の凝集反応装置は、懸濁水の移送配管と、該移送配管に連なる該移送配管よりも小径の細径配管と、該細径配管又はその上流側の移送配管に設けられた凝集剤供給手段と、水の流入口及び流出口を有し、該流入口に前記細径配管が直接連なる凝集反応用の一時滞留部とを備え、該一時滞留部の流入口から流出口に向かう方向の少なくとも一部における流路断面積が、前記移送配管の断面積よりも大であり、該一時滞留部の下流側に設けられた前記移送配管よりも小径の第２の細径配管と、該第２の細径配管が直接開口する、攪拌機を有する攪拌反応槽とを有することを特徴とする。
【００１１】
通常の移送配管は、移送ポンプの吐出圧を抑えるために、圧力損失が大きくならない程度に、その径が設計される。このような移送配管内では、懸濁水の流れは層流になっており、撹拌効果は得られない。しかし、移送配管よりも小径の細径配管では、懸濁水の流れが乱流となるため、この細径配管或いはその上流側に注入された凝集剤は、この細径配管で懸濁水中に効率的に均一分散される。しかも、本発明の凝集反応装置は、この細径配管が一時滞留部に連結されているため、細径配管において均一分散された凝集剤による凝集反応がこの一時滞留部に流入することにより促進される。
【００１２】
即ち、例えば、凝集剤が高分子凝集剤である場合、懸濁水に添加された高分子凝集剤は細径配管内で懸濁水中に均一に分散し、高分子凝集剤が汚泥（ＳＳ）の表面に付着し、細径配管の後段の一時滞留部において、フロックが成長することにより良好な凝集処理が行える。
【００１３】
また、凝集剤が無機凝集剤である場合、細径配管において無機凝集剤を急速に均一撹拌すると共に、その後段の一時滞留部において更に無機凝集剤の拡散、反応を促進させることができる。
【００１４】
なお、本発明者は、無機凝集剤を添加して、汚泥（ＳＳ）表面のマイナス荷電を中和する反応は、非常に速く秒単位で進行することを確認した。また、この反応においては汚泥表面の荷電の全量を中和する必要はなく、５０％程度以上を中和すれば良く、この程度の中和を行うために必要な無機凝集剤を添加して撹拌・混合を行えば良いことを知見した。汚泥と無機凝集剤とを混合する場合、撹拌力が強く、無機凝集剤を均一に拡散できることができれば、平均して汚泥表面の荷電の５０％を中和することができるが、撹拌力が弱く無機凝集剤を十分に拡散させることができないときには、汚泥表面のある部分の荷電は中和されるが、十分に中和されない部分が生じ、その後、高分子凝集剤を添加したときに形成されるフロックの強度が弱くなる。
【００１５】
本発明の凝集反応装置では、細径配管において、無機凝集剤の急速な均一拡散を行うことができ、更に一時滞留部において、これを促進させることができることから、その後、高分子凝集剤を添加したときに強固なフロックを形成することができる。
【００１６】
本発明において、細径配管とこの細径配管が連結される後段の一時滞留部との組み合せは極めて重要であり、細径配管内での乱流による急速撹拌作用と、細径配管から一時滞留部へ流入する高速噴射流による混合、拡散作用と、一時滞留部内での均一混合作用とで良好な凝集処理を行える。
【００１７】
これに対して、一時滞留部を設けない場合、凝集剤の注入ポンプの脈動により凝集剤注入量が変動し、凝集剤の濃度差が生じる可能性がある。また、細径配管のみで凝集処理を行うためには、反応時間の確保のために長い細径配管が必要となり、この場合には、圧力損失が大きくなって、ポンプの吐出圧を大きくする必要が生じ、好ましくない。また、細径配管の後段を、再び移送配管と同等の径の配管とした場合には、この部分の流れは層流となるため、良好な混合効果は得られない。
【００１８】
本発明において、一時滞留部は、移送配管よりも大径の配管としても良い。また、一時滞留部は、円筒容器とし、この円筒容器内に旋回流を発生させるように、細径配管を円筒容器に対して概ね接線方向に接続したものであっても良く、この場合には、円筒容器内の旋回流で良好な混合、拡散効果を得ることができる。
【００１９】
また、一時滞留部には撹拌機を設けても良く、特に、高分子凝集剤によるフロックの粗大化を図る場合、細径配管及び細径配管から一時滞留部への噴射部における急速混合後に撹拌機で緩速撹拌することにより、良好な凝集処理効果を得ることができる。
【００２０】
また、本発明の凝集反応装置においては、一時滞留部の下流側に、攪拌機を有する攪拌反応槽を設ける。後述するように、一時滞留部下流側の攪拌反応槽には細径配管（第２の細径配管という）が直接開口して一時滞留部と連絡しており、一時滞留部から攪拌反応槽へ移送される間にも第２の細径配管の乱流で更に凝集剤の均一拡散が行われ、そして攪拌反応槽の緩速攪拌により凝集フロックが粗大化し、良好な凝集汚泥が得られる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して本発明の凝集反応装置の実施の形態を詳細に説明する。
【００２２】
まず、図１〜３を参照して凝集剤として高分子凝集剤を用いる場合に好適な本発明の凝集反応装置について説明する。
【００２３】
図１〜３は、高分子凝集剤による凝集処理に好適な凝集反応装置であり、図１は参考例に係る凝集反応装置を示し、図２，３は実施の形態を示す図である。図１，２において、各々、（ａ）図は模式的な正面図、（ｂ）図は模式的な断面図である。図２（ｃ）は配管部分を示す拡大断面図である。図３（ａ）は模式的な正面図、図３（ｂ）は同平面図である。
【００２４】
図１に示す凝集反応装置は、凝集反応槽１１に汚泥（原泥）を移送する原泥ポンプＰを有する移送配管１２に、この移送配管１２よりも小径の細径配管１３が連結され、細径配管１３が凝集反応槽１１に、図示の如く、直接連結されている。高分子凝集剤は移送配管１２と細径配管１３との連結部分の近傍に注入されている。凝集反応槽１１は撹拌機１１Ｍを備え、細径配管１３は円筒容器形の凝集反応槽１１に対して概ね接線方向に接続されている。
【００２５】
原泥は原泥ポンプＰにより移送配管１２及び細径配管１３を経て凝集反応槽１１に導入される間に、移送配管１２と細径配管１３との連結部近傍で高分子凝集剤が注入される。配管に注入された高分子凝集剤は、小径の細径配管１３内における乱流で汚泥中に均一に分散、混合され、この細径配管１３を経た高速の汚泥流が凝集反応槽１１内に流入するときの噴射流により、更に高分子凝集剤の混合、拡散が行われる。そして、細径配管１３から凝集反応槽１１へ接線方向に流入した汚泥流は、凝集反応槽１１内で旋回流となり、この凝集反応槽１１内の汚泥と混合されることにより、高分子凝集剤はより一層均一に混合、拡散されると共に、凝集反応槽１１内の緩速撹拌でフロックが成長し、良好な凝集処理効果を得ることができる。凝集反応槽１１で得られた凝集汚泥は、配管１４より排出され、次の脱水工程へ送給される。
【００２６】
図１に示す凝集反応装置は、凝集反応槽１１が一時滞留部として機能するものであるが、図２に示す凝集反応装置は、凝集反応槽１１の前段に一時滞留部としての大径配管部１５を設けた点が異なり、その他は同様の構成とされている。
【００２７】
図２の凝集反応装置では、図１の凝集反応装置と同様に移送配管１２と細径配管１３との連結部に注入された高分子凝集剤が細径配管１３内の乱流で汚泥中に均一に混合、拡散し、その後、細径配管１３から大径配管部１５に噴射、流入した汚泥流が大径配管部１５内で流動することにより更に高分子凝集剤の混合、拡散がなされる。大径配管部１５を流出した汚泥流は、攪拌反応槽（以下、凝集反応槽ともいう）１１に接線方向に流入して凝集反応槽１１内の旋回流で更に高分子凝集剤の均一拡散がなされ、凝集反応槽１１で緩速撹拌されることにより、凝集フロックが粗大化し、凝集汚泥は配管１４より排出される。図２の凝集反応装置では、この大径配管部１５から凝集反応槽１１への移送配管も、前段の移送配管１２と同等の径の移送配管１２ａと前段の細径配管１３と同等の径の細径配管（第２の細径配管）１３ａとで構成されるため、大径配管部１５から凝集反応槽１１へ移送される間にも、細径配管１３ａの乱流で高分子凝集剤の拡散が促進される。
【００２８】
凝集反応槽１１の前段に設ける一時滞留部は、図２に示すような大径配管部１５に限らず、円筒容器のような反応槽であっても良い。
【００２９】
図３は、凝集反応槽１１の前段に設ける一時滞留部として円筒容器状の滞留槽１６を示す図であり、図２と同一機能を奏する部材には同一符号を付してある。また、図３において、後段の凝集反応槽は図示を省略してある。
【００３０】
このような滞留槽１６を設ける場合、細径配管１３は滞留槽１６に対して接線方向に接続することが好ましく、このようにすることで、滞留槽１６内での旋回流により、良好な撹拌混合作用を得ることができる。
【００３１】
図３の凝集反応装置では、図２の凝集反応装置と同様に移送配管１２と細径配管１３との連結部に注入された高分子凝集剤が細径配管１３内の乱流で汚泥中に均一に混合、拡散し、その後、細径配管１３から滞留槽１６の下部に噴射、流入した汚泥流が滞留槽１６内で旋回しながら上昇することにより、更に高分子凝集剤の混合、拡散がなされる。滞留槽１６を流出した汚泥流は、移送配管１２ａ、細径配管１３ａを経る間に、細径配管１３ａで更に高分子凝集剤が均一拡散された後、図示しない凝集反応槽に接線方向に流入して凝集反応槽内の旋回流で更に高分子凝集剤の均一拡散がなされると共に、凝集反応槽で緩速撹拌されることにより、凝集フロックが粗大化し、良好な凝集汚泥が得られる。
【００３２】
図２，３は、凝集剤として高分子凝集剤を用いる場合の本発明の凝集反応装置の実施の形態を示すものであり、凝集剤として高分子凝集剤を用いる場合、フロックの粗大化のための撹拌反応槽が必要となる。この撹拌反応槽は図２，３に示す如く、一時滞留部の後段に設けられ、高分子凝集剤は細径配管における急速混合で、汚泥表面へ短時間で均一に付着し、高分子凝集剤が付着した汚泥が撹拌反応槽内で緩速撹拌されることにより、良好な凝集汚泥が得られる。
【００３３】
このように、フロックの粗大化のための緩速撹拌に先立ち、高分子凝集剤の均一拡散のための急速混合が細径配管、更には細径配管と撹拌反応槽との間の一時滞留部で行われるため、撹拌反応槽としての凝集反応槽での滞留時間を大幅に短縮することが可能となり、この結果、凝集反応槽の容量を小さくして装置のコンパクト化を図ることができる。また、高分子凝集剤の均一拡散により、注入した高分子凝集剤を汚泥の凝集に有効に作用させることが可能となり、高分子凝集剤の必要添加量を低減することができる。
【００３４】
このような凝集反応槽への汚泥の流入方向を凝集反応槽の接線方向とした場合には、流入した汚泥流が撹拌羽根により生じる旋回流により、槽内の流れを乱すことなく、円滑に均一撹拌され、フロックの成長が促進されるようになり、撹拌のための動力の低減も可能である。
【００３５】
一般に、高分子凝集剤による凝集処理の場合、細径配管を設けた本発明の凝集反応装置によれば、凝集反応槽１１の滞留時間を０．５〜３分程度と、従来の３〜１０分程度に比べて大幅に短縮することができる。
【００３６】
この凝集反応槽の前段に、図２，３に示す如く、一時滞留部としての大径配管部１５や滞留槽１６を設ける場合、細径配管と一時滞留部と凝集反応槽とで均一分散を図ることができるため、これらの一時滞留部の滞留時間はごく短時間で良く、例えば、図２の大径配管部１５の場合、滞留時間は０．５〜５．０秒程度、図３の滞留槽１６の場合、滞留時間は１〜１０秒程度で良い。従って、このような滞留時間を確保することができるように大径配管部１５の径や長さ、滞留槽１６の径や高さを設定すれば良い。
【００３７】
なお、図２，３の凝集反応装置において、一時滞留部としての大径配管部１５又は滞留槽１６から凝集反応槽１１に到る配管は、すべて細径配管と同等の径であっても良く、細径配管を設けることにより、より一層の均一拡散効果を得ることができるが、この細径配管部分の長さが長過ぎると圧力損失の増大や夾雑物による配管閉塞を招くおそれがあるため、図２，３に示す如く、移送配管１２ａと細径配管１３ａとの組み合わせとすることが好ましい。この場合、図２に示す如く、細径配管１３ａが凝集反応槽１１に直接開口している。
【００３８】
次に、図４〜６を参照して凝集剤として無機凝集剤と高分子凝集剤を用いる場合に好適な本発明の凝集反応装置について説明する。
【００３９】
図４〜６は、無機凝集剤と高分子凝集剤による凝集処理に好適な本発明の凝集反応装置の実施の形態を示す図であって、図４は凝集反応装置の模式的な断面図、図５（ａ）は図４の凝集反応装置の滞留槽部分を示す模式的な正面図、図５（ｂ）は同平面図である。図６は一時滞留部の他の実施例を示す模式的な断面図である。
【００４０】
図４の凝集反応装置は、一時滞留部としての滞留槽２１と凝集反応槽２２とを備え、原泥ポンプＰにより導入された原泥は、滞留槽２１の入口側で無機凝集剤が注入された後、滞留槽２１を経て凝集反応槽２２に導入され、この凝集反応槽２２に注入された両性高分子凝集剤により更に凝集処理される。
【００４１】
図５に示す如く、原泥ポンプＰを有する移送配管２３にこの移送配管２３よりも小径の細径配管２４が連結され、細径配管２４が滞留槽２１に連結されている。無機凝集剤は移送配管２３と細径配管２４との連結部分の近傍に注入されている。細径配管２４は円筒容器形の滞留槽２１に対して概ね接線方向に接続されている。
【００４２】
原泥は原泥ポンプＰにより移送配管２３及び細径配管２４を経て滞留槽２１に導入される間に、移送配管２３と細径配管２４との連結部近傍で無機凝集剤が注入される。配管１に注入された無機凝集剤は、小径の細径配管２４内における乱流で汚泥中に均一に分散、混合され、この細径配管２４を経た高速の汚泥流が滞留槽２１内に流入するときの噴射流により、更に無機凝集剤の混合、拡散が行われる。そして、細径配管２４から滞留槽２１へ接線方向に流入した汚泥流は、滞留槽２１内で旋回流となり、この滞留槽２１内の汚泥と混合されることにより、無機凝集剤はより一層均一に混合、拡散される。
【００４３】
このようにして無機凝集剤が混合、拡散された汚泥は配管２５から凝集反応槽２２に送給され、凝集反応槽２２内で両性高分子凝集剤が添加されて撹拌機２２Ｍにより緩速撹拌されることによりフロックが成長し、良好な凝集汚泥が得られる。得られた凝集汚泥は配管２６より排出され、次の脱水工程へ送給される。
【００４４】
図４，５に示す凝集反応装置は、一時滞留部としての滞留槽２１を設けたものであるが、この一時滞留部は図６に示したような大径配管部２７であっても良い。
【００４５】
この場合には、図４，５の凝集反応装置と同様に移送配管２３と細径配管２４との連結部に注入された無機凝集剤が細径配管２４内の乱流で汚泥中に均一に混合、拡散し、その後、細径配管２４から大径配管部２７に噴射、流入した汚泥流が大径配管部２７内で流動することにより更に無機凝集剤の混合、拡散がなされる。大径配管部２７を流出した汚泥流は、図４，５の凝集反応装置と同様に配管２５から凝集反応槽で両性高分子凝集剤が添加されて緩速撹拌されることにより、凝集フロックが粗大化し、良好な凝集汚泥が得られる。
【００４６】
この凝集反応槽２２への汚泥の導入配管は、図２に示す如く、円筒形状の凝集反応槽２２の接線方向に接続されていることが好ましい。
【００４７】
なお、図４の凝集反応装置では、両性高分子凝集剤は凝集反応槽２２に直接注入されているが、凝集反応槽２２の導入配管としての細径配管或いは細径配管の直前の移送配管に両性高分子凝集剤を注入するようにしても良い。更に、凝集反応槽２２の前段に両性高分子凝集剤の均一拡散のための一時滞留部を設けても良い。
【００４８】
凝集剤として無機凝集剤を添加する場合、前述の如く、無機凝集剤による中和反応は非常に速く進行する上に、汚泥表面の荷電の全量を中和する必要はなく、５０％程度の荷電を中和することができれば良い。一方で、無機凝集剤は細径配管で均一に混合され、その後一時滞留部に噴射されて更に均一混合、拡散されるため、一時滞留部としての図５に示す滞留槽２１や図６に示す大径配管部２７における滞留時間はごく短時間で良く、一般的には０．５〜２０秒、好ましくは１〜１０秒程度で良い。従って、一時滞留部はこの程度の滞留時間が確保されるように適宜設計される。
【００４９】
本発明において、細径配管の径は、その上流側の移送配管の径よりも小さければ良く、特に制限はないが、細径配管の径が大き過ぎると細径配管を設けたことによる混合、均一拡散作用を十分に得ることができず、細径配管の径が小さ過ぎると圧力損失が大きくなり、配管閉塞等のトラブルを生じ、好ましくない。細径配管の径は、細径配管から一時滞留部の流入口に流入する噴射流の流速（以下「噴射流速」と称す。）が１〜１０ｍ／ｓｅｃ、特に２〜５ｍ／ｓｅｃ程度となるような径であることが好ましい。通常の場合、細径配管の径は、図２（ｃ）に示す如く後述の細径配管１３の径一定の細径部１３Ｂの直径が、移送配管１２の直径の１／４〜１／２程度となるようにすることが好ましい。
【００５０】
また、この細径配管の長さは、長い方が細径配管の乱流による混合、均一拡散作用を得る上で好ましいが、細径配管が過度に長いと圧力損失の増大を招き、移送ポンプの吐出圧を大きくする必要が生じ、好ましくない。本発明では、細径配管の乱流による混合、均一拡散作用に加えて、細径配管から一時滞留部に到る噴射部の噴射流や一時滞留部内における混合流による作用で良好な混合、均一拡散効果を得ることができることから、細径配管の長さは過度に長くする必要はなく、細径配管の径、その縮径の程度にもよるが０．１〜１．０ｍ程度で良い。
【００５１】
なお、本明細書において、細径配管は、移送配管よりも径の小さい部分を指し、従って、例えば、図２（ｃ）において、移送配管１２から縮径する部分１３Ａと、径一定の細径部１３Ｂとを含めて細径配管１３と称す。細径配管１３のうち、移送配管１２に連なる縮径部１３Ａは、細径配管１３の全長の５〜５０％程度であることが好ましい。
【００５２】
凝集剤の供給手段はこのような細径配管又はその上流側の移送配管に設けられる。懸濁水中に注入された凝集剤は、直ちに強撹拌して均一拡散されることが好ましい。従って、凝集剤は、例えば、図２（ｃ）において、細径配管１３の上流側の基端部（細径配管１３と移送配管１２との連結部）Ｂ又は細径配管１３の縮径部１３Ａの途中部分Ｃ、細径配管１３の縮径部１３Ａと径一定の細径部１３Ｂとの境界部Ｄ、細径配管１３の一定の細径部１３Ｂの途中部分、或いは細径配管１３の直前の移送配管１２の部分Ａ、に注入することが考えられるが、特に、図２（ｃ）のＡ部、Ｂ部、Ｃ部、Ｄ部に注入することが好ましい。凝集剤は、細径配管又は移送配管に凝集剤注入配管を接続し、可変注入ポンプ等の薬注ポンプで配管内に圧入すれば良い。
【００５３】
本発明において、一時滞留部としての大径配管部や滞留槽、或いは凝集反応槽は、その流入口から流出口に向かう方向の少なくとも一部における流路断面積が移送配管の断面積よりも大きいことが必須であるが、例えば、図２、図６に示す大径配管部は、その最も径の大きい部分の直径が移送配管の直径の２〜４倍程度であることが好ましい。
【００５４】
本発明に係る細径配管とその後段の一時滞留部との組み合せによる凝集剤の混合、均一拡散のための手段は、複数組を直列に接続しても良く、これにより、凝集剤の混合、均一拡散をより一層確実に行うことが可能となる。また、場合によっては、複数組を並列に接続して用いることも可能である。
【００５５】
本発明の凝集反応装置により、汚泥等の懸濁水を凝集処理する場合、一時滞留部は、密閉容器状であることが好ましく、この場合には、臭気の発生、汚泥の飛散、次工程への送泥時の汚泥の溢流等を防止することができる。
【００５６】
図２〜６においては、本発明の凝集反応装置により、汚泥の凝集処理を行う場合を例示したが、本発明の凝集反応装置は、生物処理工程から排出される余剰汚泥のような懸濁固形物濃度の高い懸濁水の凝集処理に有効であるものの、このような高濃度懸濁水に限らず、工場排水や下水などの比較的固形物濃度の低い汚濁水の凝集処理にも好適に使用することができる。
【００５７】
【実施例】
以下に参考例、実施例及び比較例を挙げて本発明をより具体的に説明する。
【００５８】
参考例１，２
下水の生物処理工程から排出される余剰汚泥（濃度２％）を、図１に示す凝集反応装置に３．５ｍ３／ｈｒで供給して凝集処理した。
【００５９】
移送配管１２の直径、及び細径配管１３の直径及び長さと凝集反応槽１１への噴射流速は表１に示す通りである。また、凝集反応槽１１の寸法及び滞留時間は表１に示す通りとした。
【００６０】
高分子凝集剤としては、栗田工業（株）製「クリフィックスＣＰ６０４」を、細径配管１２と移送配管１３との連結部（図２（ｃ）のＢ部に相当する位置）に汚泥のＴＳに対して表１に示す量添加し、得られた凝集汚泥のフロック強度を下記基準で評価して結果を表１に示した。
【００６１】
◎：ベルトプレス脱水機で余裕を持って脱水可能
○：ベルトプレス脱水機で脱水可能
△：ベルトプレス脱水機での脱水困難
【００６２】
比較例１，２
図７（ａ）に示す従来の凝集反応装置を用い、表１に示す寸法の凝集反応槽で滞留時間３分で凝集処理を行ったこと以外は参考例１，２と同様にして凝集処理を行い、同様に得られた凝集汚泥のフロック強度を評価して結果を表１に示した。
【００６３】
【表１】
0003539428.tif 000002
【００６４】
表１より、図１の凝集反応装置によれば、従来の凝集反応槽の約１／３の容量の凝集反応槽で、優れた凝集効果を得ることができ、高分子凝集剤の必要添加率を低減することができることがわかる。
【００６５】
実施例１，２
下水の生物処理工程から排出される余剰汚泥（濃度２％）を、図４，５に示す本発明の凝集反応装置に３．５ｍ３／ｈｒで供給して凝集処理した。
【００６６】
移送配管２３の直径、及び細径配管２４の直径及び長さと滞留槽２１への噴射流速は表２に示す通りである。また、滞留槽２１の寸法及び滞留時間は表２に示す通りとした。凝集反応槽２２の寸法はφ４００ｍｍ×Ｈ８００ｍｍ（有効容量５８Ｌ）で、滞留時間は１分とした。
【００６７】
無機凝集剤としては、ポリ硫酸第二鉄を、細径配管２４と移送配管２３との連結部（図２（ｃ）のＢ部）に、汚泥のＴＳに対して表２に示す量添加し、高分子凝集剤としては、栗田工業（株）製「クリベストＥ８０２」を汚泥のＴＳに対して３．５％／ＴＳ添加した。得られた凝集汚泥のフロック強度を下記基準で評価して結果を表２に示した。
【００６８】
◎：ベルトプレス脱水機で余裕を持って脱水可能
○：ベルトプレス脱水機で脱水可能
△：ベルトプレス脱水機での脱水困難
【００６９】
比較例３，４
図７（ｂ）に示す従来の凝集反応装置を用い、表２に示す寸法の第１反応槽で滞留時間３３９秒で凝集処理を行ったこと以外は実施例１，２と同様にして凝集処理を行い、同様に得られた凝集汚泥のフロック強度を評価して結果を表２に示した。
【００７０】
【表２】
0003539428.tif 000003
【００７１】
表２より、本発明の凝集反応装置によれば、従来の第１反応槽の約１／４５の容量の滞留槽で、優れた凝集効果を得ることができ、装置を大幅にコンパクト化することができることがわかる。
【００７２】
【発明の効果】
以上詳述した通り、本発明の凝集反応装置によれば、
(1)  凝集剤を懸濁水に均一に分散混合させることができ、凝集剤の凝集効果を有効に得ることができる。
(2) (1)より凝集剤の必要添加量を低減することができる。
(3)  凝集剤の均一分散混合に要する時間を短縮することができ、これにより反応槽の必要容量を低減して装置をコンパクト化すると共に、設備コストを低減することができる。
(4)  凝集剤の混合のための撹拌機を不要化又は一部省略することができ、撹拌に要する動力を低減することができる。また、撹拌機の省略により、懸濁水中の夾雑物が絡みつくなどの撹拌機に由来するトラブルを解消することができる。
等の優れた効果が奏され、懸濁水の凝集処理を小型の装置で低コストにかつ効率的に行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１（ａ）は、本発明の凝集反応装置の実施の形態を示す模式的な正面図であり、図１（ｂ）は同断面図である。
【図２】図２（ａ）は、本発明の凝集反応装置の別の実施の形態を示す模式的な正面図であり、図２（ｂ）は同断面、図２（ｃ）は配管部分の拡大断面図である。
【図３】図３（ａ）は、本発明の凝集反応装置の他の実施の形態を示す模式的な正面図であり、図３（ｂ）は同平面図である。
【図４】図４は、本発明の凝集反応装置の異なる実施の形態を示す模式的な断面図である。
【図５】図５（ａ）は図４の凝集反応装置の滞留槽部分を示す模式的な正面図、図５（ｂ）は同平面図である。
【図６】一時滞留部の他の実施例を示す模式的な断面図である。
【図７】従来の凝集反応装置を示す模式的な断面図である。
【符号の説明】
１１，２２  凝集反応槽
１２，１２ａ，２３  移送配管
１３，１３ａ，２４  細径配管
１５，２７  大径配管部
１６，２１  滞留槽
【図１】
0003539428.tif 000004
【図２】
0003539428.tif 000005
【図３】
0003539428.tif 000006
【図４】
0003539428.tif 000007
【図５】
0003539428.tif 000008
【図６】
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【図７】
0003539428.tif 000010