(57)【要約】【課題】工場で製作して容易に搬送することができ、現地での据付工期を大幅に短縮することができるとともに、沈殿槽本体底部に沈澱・濃縮された懸濁物質を、動力機付き掻取機を要することなく容易に排出することができ、沈殿槽本体内部に多数の傾斜板や充填材を設ける必要のない小型で低コストの沈澱装置を提供すること。【解決手段】内部に隔壁を持たない矩形体状の沈殿槽本体２と、該沈殿槽本体２の一側面上部に設けられた入口トラフ（原水流入口）３と、同沈殿槽本体２の他側面上部に設けられた出口トラフ（処理水排出口）４とを有する沈澱装置１において、前記沈殿槽本体２の底部に、前記入口トラフ３から出口トラフ４の方向に複数のスラッジピット７を設ける。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に隔壁を持たない矩形体状の沈殿槽本体と、該沈殿槽本体の一側面上部に設けられた原水流入口と、同沈殿槽本体の他側面上部に設けられた処理水排出口とを有する沈澱装置において、
前記沈殿槽本体の底部に、前記原水流入口から前記処理水排出口の方向に複数のスラッジピットを設けたことを特徴とする沈澱装置。
【請求項２】
前記各スラッジピットは、前記原水流入口側から前記処理水排出口側に向かって下る第１の傾斜部と、前記処理水排出口から前記原水流入口に向かって下る第２の傾斜部を有することを特徴とする請求項１記載の沈澱装置。
【請求項３】
前記各スラッジピットの前記第１の傾斜部と前記第２の傾斜部の傾斜角度を３０°〜７０°に設定したことを特徴とする請求項２記載の沈澱装置。
【請求項４】
前記各スラッジピットの深さｈを前記沈殿槽本体内の水位Ｈに対してｈ＝（０．２〜０．８）Ｈに設定したことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の沈澱装置。
【請求項５】
何れかのスラッジピットの前記第２の傾斜部の上端部に、汚泥の乗り越えを防ぐための返し部を設けたことを特徴とする請求項２〜４の何れかに記載の沈澱装置。
【請求項６】
前記各スラッジピットの底部に、汚泥を引き抜くための汚泥引抜管をそれぞれ接続し、前記原水流入口に近い汚泥引抜管ほど汚泥引き抜き量が多くなるよう制御することを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の沈澱装置。
【請求項７】
前記各汚泥引抜管にバルブを設け、各バルブの開度を前記原水流入口に近いものほど大きく設定したことを特徴とする請求項６記載の沈澱装置。
【請求項８】
前記各汚泥引抜管の口径を前記原水流入口に近いものほど大きく設定したことを特徴とする請求項６記載の沈澱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、凝集剤が添加された原水に含まれる懸濁物質（汚泥、スラッジ等）を沈澱させてこれを分離するための沈澱装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
下水処理設備や化学工場等における廃水処理設備においては、工場廃水、河川水、湖沼水、井戸水等の原水を処理して清浄な水とし、その水を再利用したり、河川等に放流すること等が行われている。その処理工程の一部には、原水に凝集剤を添加し、該原水中に含まれる懸濁物質を沈澱させてこれを分離する沈澱装置が用いられる。
【０００３】
ところで、従来の沈澱装置としては、縦長の円筒部の底部に逆円錐状のスラッジピットを取り付けて成る沈殿槽本体のスラッジピットの少し上の側部から原水を供給し、上澄水を処理水として沈殿槽本体上部から排出する形式のものが一般的である。
【０００４】
又、立方体状や直方体状の矩形体形状の沈殿槽本体の一側面から原水を供給し、上澄水を処理水として同沈殿槽本体の他側面から排出する沈澱装置も提案されている（特許文献１〜３参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−０１９４０３号公報
【特許文献２】特開２００３−０２４７０９号公報
【特許文献３】特開２００１−２３９１０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、縦長の円筒状に成形された従来の沈澱装置においては、原水負荷量にもよるが、沈殿槽本体の円筒部の長さが４ｍ以上、全体の高さが４〜６ｍ以上となり、高さが高いために沈殿槽本体を工場で製作すると、これの容易な搬送手段がなかった。このため、装置を現地で製作してこれを据え付ける建設工事が必要となり、工期が長くなる他、本体形状が円筒形であるために現地の平面スペースを活用することができない等の問題があった。
【０００７】
他方、矩形体形状の沈殿槽本体を備える沈澱装置においても、原水負荷量によっては幅が４ｍ以上、高さが４〜６ｍ程度となり、又、懸濁物質の沈澱効率を高めるために槽内部に多数の傾斜板を設けたり、充填材を充填する必要がある他、槽内底部に沈澱・濃縮される懸濁物質を排出するための動力機付き掻取機が必要となり、装置全体の大型化やコストアップを招くという問題があった。
【０００８】
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、工場で製作して容易に搬送することができ、現地での据付工期を大幅に短縮することができるとともに、沈殿槽本体底部に沈澱・濃縮された懸濁物質を、動力機付き掻取機を要することなく容易に排出することができ、沈殿槽本体内部に多数の傾斜板や充填材を設ける必要のない小型で低コストの沈澱装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、内部に隔壁を持たない矩形体状の沈殿槽本体と、該沈殿槽本体の一側面上部に設けられた原水流入口と、同沈殿槽本体の他側面上部に設けられた処理水排出口とを有する沈澱装置において、前記沈殿槽本体の底部に、前記原水流入口から前記処理水排出口の方向に複数のスラッジピットを設けたことを特徴とする。
【００１０】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記各スラッジピットは、前記原水流入口側から前記処理水排出口側に向かって下る第１の傾斜部と、前記処理水排出口から前記原水流入口に向かって下る第２の傾斜部を有することを特徴とする。
【００１１】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の発明において、前記各スラッジピットの前記第１の傾斜部と前記第２の傾斜部の傾斜角度を３０°〜７０°に設定したことを特徴とする。
【００１２】
請求項４記載の発明は、請求項１〜３の何れかに記載の発明において、前記各スラッジピットの深さｈを前記沈殿槽本体内の水位Ｈに対してｈ＝（０．２〜０．８）Ｈに設定したことを特徴とする。
【００１３】
請求項５記載の発明は、請求項２〜４の何れかに記載の発明において、何れかのスラッジピットの前記第２の上端部に、汚泥の乗り越えを防ぐための返し部を設けたことを特徴とする。
【００１４】
請求項６記載の発明は、請求項１〜５の何れかに記載の発明において、前記各スラッジピットの底部に、汚泥を引き抜くための汚泥引抜管をそれぞれ接続し、前記原水流入口に近い汚泥引抜管ほど汚泥引き抜き量が多くなるよう制御することを特徴とする。
【００１５】
請求項７記載の発明は、請求項６記載の発明において、前記各汚泥引抜管にバルブを設け、各バルブの開度を前記原水流入口に近いものほど大きく設定したことを特徴とする。
【００１６】
請求項８記載の発明は、請求項６記載の発明において、前記各汚泥引抜管の口径を前記原水流入口に近いものほど大きく設定したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１記載の発明によれば、沈殿槽本体を立方体状や直方体状の矩形体形状としたため、これを工場で製作して現地まで容易に搬送することができるとともに、現地の平面スペースを活用して短期間でこれを据え付けることができ、工期を大幅に短縮することができる。又、沈殿槽本体内に多数の傾斜板や充填材を設ける必要がないため、沈殿槽本体の構造が単純化し、その小型化とコストダウンが図られる。更に、沈殿槽本体の底部に、原水流入口から処理水排出口の方向に沿って設けられた複数のスラッジピットの各底部に沈澱・濃縮された懸濁物質を各スラッジピットの底部からそれぞれ排出することができるため、動力機付き掻取機を要することなく懸濁物質を容易に排出することができる。
【００１８】
請求項２記載の発明によれば、沈殿槽本体の各スラッジピットにおいては、原水流入口側から処理水排出口側に向かって下る第１の傾斜部によって、入口部での懸濁物質の沈降距離が短縮されるため、懸濁物質の沈澱時間も短縮されて沈澱効率が高められる。又、処理水排出口から原水流入口に向かって下る第２の傾斜部によって、出口部での懸濁物質の該第２の傾斜部との衝突が促され、懸濁物質のキャリーオーバーが防がれて沈澱効率が高められる。そして、各スラッジピットの入口部の第１の傾斜部と出口部の第２の傾斜部によって、懸濁物質をスラッジピットの底部中央に自然沈降濃縮させることができるため、各スラッジピットの底部に沈殿した懸濁物質を容易且つ効率良く排出することができる。
【００１９】
請求項３記載の発明によれば、各スラッジピットの第１の傾斜部と第２の傾斜部の傾斜角度を３０°〜７０°に設定したため、沈澱槽本体の高さを抑えつつ、懸濁物質の沈澱濃縮を良好に行うことができる。尚、傾斜角度が小さ過ぎると懸濁物質の自然沈降濃縮が良好になされず、逆に大き過ぎると槽の高さを高くする必要がある。従って、傾斜角度としては、３０°〜７０°が好ましく、４０°〜６０°であることがより好ましい。
【００２０】
請求項４記載の発明によれば、各スラッジピットの深さｈを沈殿槽本体の水位Ｈに対してｈ＝（０．２〜０．８）Ｈに設定したため、懸濁物質のキャリーオーバーを抑えつつ、各スラッジピットへの懸濁物質の沈澱量の偏りを防ぐことができる。尚、スラッジピットの深さｈの沈殿槽本体の水位Ｈに対する比率ｈ／Ｈが小さ過ぎると、懸濁物質のキャリーオーバーが発生し易く、逆に大き過ぎると第２の傾斜部の上端部と水面との間が狭くなるため、第２の傾斜部を乗り越える水の線速度が大きくなり、懸濁物質が巻き込まれてキャリーオーバーが発生し易くなる。従って、比率ｈ／Ｈとしては０．２〜０．８が好ましく、０．３〜０．５であることがより好ましい。
【００２１】
請求項５記載の発明によれば、スラッジピットの第２の傾斜部の上端部に返し部を設けたため、懸濁物質のキャリーオーバーが抑えられて沈澱効率が高められる。
【００２２】
請求項６記載の発明によれば、原水流入口に近い汚泥引抜管、つまり懸濁物質の沈澱量が多いスラッジピットに接続された汚泥引抜管ほど汚泥の引抜量が多くなるよう制御するため、各スラッジピットに沈澱する懸濁物質を確実に引き抜いて排出することができる。
【００２３】
請求項７記載の発明によれば、各汚泥引抜管にバルブを設け、各バルブの開度を原水流入口に近いものほど大きく設定し、請求項８記載の発明によれば、各汚泥引抜管の口径を原水流入口に近いものほど大きく設定したため、各スラッジピットにおける懸濁物質の沈澱量に応じた引抜量を確保することができ、各スラッジピットに沈澱する懸濁物質を確実に引き抜いて排出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００２５】
図１は本発明に係る沈澱装置の側断面図、図２は同沈澱装置の沈殿槽本体の平面図、図３（ａ）〜（ｉ）は返し部の種々の形態を示す斜視図である。
【００２６】
図１に示す沈澱装置１は、内部に隔壁を持たない直方体状の沈殿槽本体２と、該沈殿槽本体２の一側面上部（図１及び図２の左側面上部）に設けられた原水流入口としての入口トラフ３と、同沈殿槽本体２の他側面上部（図１及び図２の右側面上部）に設けられた処理水排出口としての出口トラフ４を備えている。そして、図１に示すように、沈殿槽本体２の前記入口トラフ３には原水供給管５が接続され、前記出口トラフ４には処理水排出管６が接続されている。
【００２７】
ところで、本実施の形態に係る沈澱装置１においては、前記沈殿槽本体２の底部に、前記入口トラフ３から前記出口トラフ４の方向（図１及び図２の左から右方向）に３つのスラッジピット７が並設されており、沈殿槽本体２は三槽型沈澱槽を構成している。
【００２８】
上記各スラッジピット７は、下方に向かって先細に成形され、その入口側（図１の左側）には、入口側から平坦な底部７ｃに向かって（図１の左から右に向かって）下がる第１の傾斜部７ａが設けられ、出口側（図１の右側）には、底部７ｃから出口側に向かって（図１の左から右に向かって）立ち上がる（出口から入口（図１の右から左）に向かって下がる）第２の傾斜部７ｂが設けられている。
【００２９】
ここで、各スラッジピット７の第１の傾斜部７ａの傾斜角度θ１と第２の傾斜部７ｂの傾斜角度θ２は、共に３０°〜７０°に設定されている。又、各スラッジピット７の深さｈは、沈殿槽本体２内の水位Ｈに対してｈ＝（０．２〜０．８）Ｈに設定されている。
【００３０】
又、何れかのスラッジピット７の第２の傾斜部７ｂの上端部には、懸濁物質（以下、「汚泥」と称する）のキャリーオーバーを防ぐための返し部８が設けられている。図１においては、出口トラフ４に最も近いスラッジピット７の第２の傾斜部７ｂの上端部においても、出口トラフ４への汚泥のキャリーオーバーを防ぐための返し部８が設けられており、処理水へのキャリーオーバーの防止を確実に行うようにしている。
【００３１】
ここで、本実施の形態では、各返し部８として、図３（ａ）に示すような屋根型の物を使用した（但し、出口トラフ４に最も近いスラッジピット７の第２の傾斜部７ｂの上端部においては、図３（ａ）に示すような屋根型のものを側面視で左右半分にして成る図３（ｉ）に示すものを使用した）が、返し部８としては、汚泥が第２の傾斜部７ｂを乗り越えるのを阻止することができる構造のものであれば良く、図３（ｂ）に示すような円柱型のもの、同図（ｃ）及び（ｄ）に示すような楕円柱型のもの、同図（ｅ）及び（ｆ）に示すような角柱型のもの、同図（ｇ）に示すような傾斜板型のもの、同図（ｈ）に示すような輪切型のもの等が採用される。一方、出口トラフ４に最も近いスラッジピット７の第２の傾斜部７ｂの上端部に設ける返し部８としては、図３（ｉ）に示すものの他、図３（ａ）〜（ｈ）に示した構造のものを側面視で左右半分にした形状のものを用いることができる。
【００３２】
他方、沈殿槽本体２の各スラッジピット７の底部７ｃには汚泥引抜管９がそれぞれ接続されており、各汚泥引抜管９にはバルブＶ１，Ｖ２，Ｖ３と流量計１０がそれぞれ設けられている。そして、各スラッジピット７の底部７ｃから下方へ延びる計３本の汚泥引抜管９は、排泥管１１に合流し、この排泥管１１の途中にはポンプ１２が設けられている。尚、本実施の形態では、３本の汚泥引抜管９としては同一口径のものが使用されている。
【００３３】
次に、以上の構成を有する沈澱装置１の作用を説明する。
【００３４】
凝集剤が添加されて混和された工場廃水や河川水等の原水は、原水供給管５から沈澱装置１の入口トラフ３を経て沈殿槽本体２内に供給され、出口トラフ４に向かって流れる間に、これに含まれる汚泥が重力によって自然沈降し、沈殿槽本体２の底部に並設された３つのスラッジピット７に沈澱濃縮されていく。
【００３５】
即ち、各スラッジピット７においては、自然沈降する汚泥が入口側の第１の傾斜部７ａと出口側の第２の傾斜部７ｂに沿って底部７ｃの中央に集められて沈殿し、この沈殿した汚泥は、ポンプ１２が駆動されることによって各汚泥引抜管９からそれぞれ引き抜かれて排出される。そして、計３本の汚泥引抜管９によって引き抜かれた各汚泥は排泥管１１へと流れて合流し、排泥管１１から不図示の汚泥処理施設へと送られて処理に供される。
【００３６】
他方、汚泥が分離除去された原水は、処理水として沈殿槽本体２の出口トラフ４から処理水排出管６へと排出されて再利用されたり、河川に放流されたりする。
【００３７】
ところで、汚泥の沈澱量は、入口トラフ３に近い（即ち、原水の流れ方向に対して上流側の）スラッジピット７ほど多いため、本実施の形態では、汚泥引抜管９からの単位時間当たりの汚泥引抜量も入口トラフ３に近い汚泥引抜管９ほど多くなるように制御している。具体的には、汚泥引抜管９にそれぞれ設けられたバルブＶ１，Ｖ２，Ｖ３の開度を入口トラフ３に近いものほど大きく設定した。つまり、バルブＶ１，Ｖ２，Ｖ３の開度をこの順に次第に小さくなるよう設定した。このように設定することによって、各スラッジピット７における汚泥の沈澱量に応じた引抜量を確保することができ、各スラッジピット７に沈澱する汚泥を確実に引き抜いて排出することができる。
【００３８】
尚、汚泥引抜管９からの単位時間当たりの汚泥引抜量を入口トラフ３に近い汚泥引抜管９ほど多くなるように制御する他の形態としては、例えば図４、図５に示すようなものが考えられる。図４及び図５においては、図１に示したものと同一要素には同一符号を付している。
【００３９】
図４に示す形態では、各汚泥引抜管９−１，９−２，９−３の口径φｄ１，φｄ２，φｄ３を入口に近いものほど大きく設定している（φｄ１＞φｄ２＞φｄ３）。尚、図４において、Ｖはバルブである。
【００４０】
又、図５に示す形態では、各汚泥引抜管９にポンプＰ１，Ｐ２，Ｐ３とバルブＶ１，Ｖ２，Ｖ３及び流量計１０をそれぞれ設け、バルブＶ１，Ｖ２，Ｖ３の開度を入口トラフ３に近いものほど大きく設定し、或はポンプＰ１，Ｐ２，Ｐ３の容量を入口トラフ３に近いものほど大きく設定している。
【００４１】
而して、図４及び図５に示す形態によっても、各スラッジピット７における汚泥の沈澱量に応じた引抜量を確保することができ、各スラッジピット７に沈澱する汚泥を確実に引き抜いて排出することができる。
【００４２】
又、図１及び図５に示す構成においては、各スラッジピット７からの汚泥の引抜量を制御するために、各スラッジピット７内にそれぞれ汚泥界面計（図示せず）を設置することができる。汚泥界面計により各スラッジピット７内の沈降汚泥量を計測し、計測された沈降汚泥量に応じて、バルブＶ１，Ｖ２，Ｖ３の開度を調節することができ、各スラッジピット７内の汚泥量を効率的に制御することができる。
【００４３】
更に、各スラッジピット７においては、第１の傾斜部７ａによって、入口部での汚泥の沈降距離が短縮されるため、汚泥の沈澱時間も短縮されて沈澱効率が高められる。又、第２の傾斜部７ｂによって、出口部での汚泥の該第２の傾斜部７ｂとの衝突が促されるため、汚泥のキャリーオーバーが防がれ、これによっても沈澱効率が高められる。
【００４４】
そして、本実施の形態では、隣接するスラッジピット７の第２の傾斜部７ｂと第１の傾斜部７ａとの接続部（頂部）に返し部８を設けたため、汚泥のキャリーオーバー（乗り越え）が該返し部８によって抑えられ、このことによっても沈澱効率が高められる。
【００４５】
ところで、各スラッジピット７の第１の傾斜部７ａと第２の傾斜部７ｂの傾斜角度θ１，θ２が小さ過ぎると汚泥の自然沈降濃縮が良好になされず、逆に大き過ぎると沈澱槽本体２の高さを高くする必要がある。従って、傾斜角度θ１，θ２としては、３０°〜７０°が好ましく、４０°〜６０°であることがより好ましい。本実施の形態では、傾斜角度θ１，θ２を３０°〜７０°に設定したため、沈澱槽本体２の高さを抑えつつ、汚泥の沈澱濃縮を良好に行うことができた。
【００４６】
又、スラッジピット７の深さｈの沈殿槽本体２内の水位Ｈに対する比率ｈ／Ｈが小さ過ぎると、汚泥のキャリーオーバーが発生し易く、逆に大き過ぎると第２の傾斜部７ｂの上端部と水面との間が狭くなるため、第２の傾斜部７ｂを乗り越える水の線速度が大きくなり、汚泥が巻き込まれてキャリーオーバーが発生し易くなる。従って、比率ｈ／Ｈとしては０．２〜０．８が好ましく、０．３〜０．５であることがより好ましい。本実施の形態では、比率ｈ／Ｈを０．２〜０．８に設定したため、汚泥のキャリーオーバーを抑えて、良好な水質の処理水を得ることができた。
【００４７】
更に、本実施の形態においては、沈殿槽本体２を直方体状の矩形体形状としたため、これを工場で製作して現地まで容易に搬送することができるとともに、現地の平面スペースを活用して短期間でこれを据え付けることができ、工期を大幅に短縮することができる。尚、本実施の形態では、沈殿槽本体２の形状を直方体状としたが、立方体状としても良いことは勿論である。
【００４８】
又、本発明に係る沈澱装置１においては、沈殿槽本体２内に多数の傾斜板や充填材を設ける必要がないため、沈殿槽本体２の構造が単純化し、その小型化とコストダウンが図られる。
【００４９】
更に、沈殿槽本体２の底部に、入口トラフ３から出口トラフ４の方向に沿って設けられた３つのスラッジピット７の各底部に沈澱・濃縮された汚泥を各スラッジピット７の底部７ｃから汚泥引抜管９によってそれぞれ引き抜いて排出することができるため、動力機付き掻取機を要することなく、汚泥を容易に排出することができる。
【００５０】
尚、本実施の形態では、沈殿槽本体２の底部に３つのスラッジピット７を設けた三槽型の沈殿槽について説明したが、スラッジピット７の数は任意であって、４つ以上並設しても良い。
【００５１】
又、本実施の形態では、各スラッジピット７の底部７ｃに１つの孔を形成し、この孔に汚泥引抜管９を接続したが、複数の孔を形成し、或はスラッジピット７の底部７ｃ全体を孔とし、これらの孔に落下した汚泥を汚泥引抜管９に導くようにしても良い。
【００５２】
次に、具体的な実施例について概説する。
【実施例１】
【００５３】
図１及び図２に示す三槽型の沈殿槽本体を備える沈澱装置において、無機系の懸濁物質を濃度１９０［ｍｇ／Ｌ］程度含む原水を５４［ｍ３
／ｈ］の流量で処理した結果、出口トラフでの処理水中に含まれる懸濁物質の濃度を安定して１５［ｍｇ／Ｌ］以下にすることができた。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明は、原水中の懸濁物質を重力による自然沈降によって分離するための沈澱装置全般に対して適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明に係る沈澱装置の側断面図である。
【図２】本発明に係る沈澱装置の沈殿槽本体の平面図である。
【図３】（ａ）〜（ｉ）は本発明に係る沈澱装置における返し部の種々の形態を示す斜視図である。
【図４】本発明に係る沈澱装置の別形態を示す側断面図である。
【図５】本発明に係る沈澱装置の別形態を示す側断面図である。
【符号の説明】
【００５６】
１          沈澱装置
２          沈殿槽本体
３          入口トラフ（原水流入口）
４          出口トラフ（処理水排出口）
５          原水供給管
６          処理水排出管
７          スラッジピット
７ａ        第１の傾斜部
７ｂ        第２の傾斜部
７ｃ        底部
８          返し部
９          汚泥引抜管
１０        流量計
１１        排泥管
１２        ポンプ
ｈ          スラッジピットの高さ
Ｈ          沈殿槽本体内の水位
Ｐ１〜Ｐ３  ポンプ
Ｖ１〜Ｖ３  バルブ
θ１        第１の傾斜部の傾斜角度
θ２        第２の傾斜部の傾斜角度
【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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