(57)【要約】【課題】多孔板の噴流作用を利用して十分な攪拌機能が得られ、かつ簡易な構造のフロキュレータを提供する。【解決手段】フロック形成池１の原水中において原水の水流方向に間隔をおいて複数配設され、水流方向と直交する方向を板面方向とし、この板面に多数の貫通孔４が穿設された多孔板３と、この多孔板３を水流方向に沿って往復移動させる駆動手段５と、を備え、多孔板３を往復移動させることにより原水を噴流攪拌するフロキュレータ２とした。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フロック形成池の原水中において原水の水流方向に間隔をおいて複数配設され、水流方向と直交する方向を板面方向とし、この板面に多数の貫通孔が穿設された多孔板と、
この多孔板を水流方向に沿って往復移動させる駆動手段と、
を備え、
前記多孔板を往復移動させることにより原水を噴流攪拌する構成としたことを特徴とするフロキュレータ。
【請求項２】
前記複数の多孔板の内で少なくとも隣接し合う２枚の多孔板を同期的に互いに逆方向に移動させ、この２枚の多孔板間の距離を繰り返し変化させる構成としたことを特徴とする請求項１に記載のフロキュレータ。
【請求項３】
前記多孔板の下部に設けられ、この多孔板が上流側に移動するときには上方に退避し、下流側に移動するときには下方に位置してフロック形成池の底部の汚泥を掻き寄せる掻き寄せ板を備えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のフロキュレータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、浄水処理施設等において使用されるフロキュレータ（緩速攪拌機）に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
浄水処理施設においては、原水に含まれる濁質の除去として、薬剤投与により濁質の粒子を凝集させてかたまり（フロック）として除去処理する、いわゆる凝集処理が行われており、通常、フロックの成長を促進させる目的で薬剤投与の他にフロキュレータが併用されることが多い。フロキュレータの形式は各種あるが、代表的なものとしては特許文献１の図３に示されるような横軸パドル形が挙げられる。しかし、この横軸パドル形は部品点数が多く、構造が複雑になりやすいという問題があり、図示はしないが、その他の従来形式のフロキュレータについても同様のことが言える。
【０００３】
一方、フロキュレータを用いずに攪拌作用を得る方法として、フロック形成池に多孔板を固定し、原水がその孔を通過した際に生じる噴流を利用したものがある。この方法では、多孔板を設置するだけで済むので、駆動源を要せず構造も極めて簡易になるという利点がある。しかし、原水の状態が変化した場合、例えば流量が減少すると、多孔板の孔を通過する原水の噴流速度が低下して十分な攪拌力が得にくくなったり、逆に流量が増加するとフロックの沈降が妨げられるなど、性能が原水の状態に左右されやすいという問題がある。
【０００４】
この問題に対して特許文献２には、原水の状態に合わせて、複数の多孔板の間隔を調整したり、多孔板における孔の数を調整することで、所定のフロック形成の性能を維持する技術が開示されている。
【特許文献１】特開平１１−１９７４８２号公報（段落０００２、図３）
【特許文献２】特開２０００−３３４２１３号公報（段落００１７、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献２の技術においても、一時的な調整用として可動に構成されているものの、多孔板はあくまで固定されて使用されることから、例えば原水が微流速で流れる場合、孔における原水の噴流速度が足りず、十分な攪拌作用が得られないという問題が起こり得る。
【０００６】
本発明は、多孔板の噴流作用を利用して十分な攪拌機能が得られ、かつ簡易な構造のフロキュレータを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、前記課題を解決するため、フロック形成池の原水中において原水の水流方向に間隔をおいて複数配設され、水流方向と直交する方向を板面方向とし、この板面に多数の貫通孔が穿設された多孔板と、この多孔板を水流方向に沿って往復移動させる駆動手段と、を備え、前記多孔板を往復移動させることにより原水を噴流攪拌する構成からなるフロキュレータとした。
【０００８】
このフロキュレータによれば、多孔板が往復移動することにより、貫通孔周りの噴流速度が速くなるので攪拌の度合いが強くなり、また、多孔板の両面側において噴流攪拌の作用が生じるので、フロックの成長がより促進される。流入する原水の流速や流量が変化した場合であっても、多孔板の移動速度を調整することで、貫通孔周りの噴流速度を変えることができ、最適なフロック形成の条件を維持できる。
【０００９】
また、本発明は、前記複数の多孔板の内で少なくとも隣接し合う２枚の多孔板を同期的に互いに逆方向に移動させ、この２枚の多孔板間の距離を繰り返し変化させる構成からなるフロキュレータとした。
【００１０】
このフロキュレータによれば、多孔板間の容積の変動に伴って貫通孔を通過する原水の流速がより速くなるので、貫通孔周りの噴流速度が速くなり、フロックの成長がより促進される。
【００１１】
また、本発明は、前記多孔板の下部に設けられ、この多孔板が上流側に移動するときには上方に退避し、下流側に移動するときには下方に位置してフロック形成池の底部の汚泥を掻き寄せる掻き寄せ板を備えるフロキュレータとした。
【００１２】
このフロキュレータによれば、簡易な構造で汚泥を掻き寄せることができ、かつ多孔板を往復移動させる駆動源を共用できる構造となるため、別途に汚泥の掻き寄せ装置及び該装置専用の駆動源を設ける必要がなく、経済的となる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、簡易な構造で十分な攪拌機能が得られ、原水の状態が変化しても最適なフロック形成の条件を維持できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１は本発明に係るフロキュレータの説明図であり、（ａ）、（ｂ）はそれぞれ側面図、平面図、図２は多孔板の説明図であり、（ａ）、（ｂ）はそれぞれ部分斜視図、部分断面図である。フロック形成池１は、流入壁１ａ、側壁１ｂ、１ｂ、流出壁１ｃによって水流方向に長手となる直方体状の空間として形成され、原水は流入壁１ａに穿設された複数の流入孔からフロック形成池１に微流速で流入し、流出壁１ｃに穿設された複数の流出孔を介して例えば次の工程池（沈殿池等）に流れる。
【００１５】
フロキュレータ２は、フロック形成池１の原水中において原水の水流方向に間隔をおいて複数配設され、水流方向と直交する方向を板面方向とし、この板面に多数の貫通孔４（図２も参照）が穿設された多孔板３と、この多孔板３を水流方向に沿って往復移動させる駆動手段５とを備えており、本発明は、多孔板３を往復移動させることにより原水を噴流攪拌することを主な特徴とするものである。なお、多孔板３の移動速度は原水の流速よりも速い方が良い。また、本発明では、複数の多孔板３の全てを往復移動させる場合に限定されず、一部の多孔板３のみを往復移動させる場合をも包含する。
【００１６】
多孔板３は、その幅寸法がフロック形成池１の幅寸法よりも若干小さい程度の矩形状の板材からなり、本実施例では５枚配設されている。貫通孔４は例えば千鳥格子状に穿設され、孔径寸法や穿設間隔は適宜に決定される。
【００１７】
従来のように多孔板３が固定式の場合であっても、原水自体の流れにより各貫通孔４周りには図２（ｂ）に示すように渦状に噴流攪拌の作用が及ぶのであるが、本発明のように多孔板３を往復移動させれば、貫通孔４周りの噴流速度が速くなるので攪拌の度合いが強くなり、また、多孔板３の両面側において噴流攪拌の作用が生じるので（基本的に、多孔板３が上流側に移動するときには、原水が図２（ｂ）のように貫通孔４を上流側から下流側に流れることにより噴流が貫通孔４の下流側で生じ、多孔板３が下流側に移動するときには、原水が貫通孔４を下流側から上流側に流れることにより噴流が貫通孔４の上流側で生じる）、フロックの成長がより促進されることになる。
【００１８】
また、流入する原水の流速や流量が変化するなど、原水の状態が変わった場合であっても、多孔板３の移動速度を調整することで、貫通孔４周りの噴流速度を変えることができるので、最適なフロック形成の条件を維持できる。
【００１９】
複数の多孔板３を往復移動させる態様としては、全てを同期的に同方向に移動させる態様の他に、少なくとも隣接し合う２枚の多孔板３に関して、同期的に互いに逆方向に移動させる態様が挙げられる。本実施形態は後者の態様を用いた場合を示しており、図１において、５枚の多孔板３について上流側から順に３Ａ〜３Ｅの符号を付すと、多孔板３Ａと多孔板３Ｂ、多孔板３Ｂと多孔板３Ｃ、多孔板３Ｃと多孔板３Ｄの各関係が、同期的に互いに逆方向に移動する関係を有している。なお、請求項に記載の「複数の多孔板の内で少なくとも隣接し合う２枚の多孔板を同期的に互いに逆方向に移動させ」とは、本実施形態の場合、多孔板３Ａと多孔板３Ｂ、多孔板３Ｂと多孔板３Ｃ、多孔板３Ｃと多孔板３Ｄの各関係の内の少なくとも一つの関係をいうものである。
【００２０】
多孔板３Ａ〜３Ｅを往復移動させる駆動手段５の一構造例としては例えば図３（駆動手段の概略斜視図）に記載したものが挙げられる。フロック形成池１（図１参照）よりも上方において、フロック形成池１の幅方向に離間して同軸上に配設された２枚の回転円板６、７は、駆動源であるモータＭにより、減速機構８を介してフロック形成池１の幅方向の軸回りに一体的に同方向に回転する。回転円板６、７にはその回転軸から偏心した位置に連結部９、１０が形成されており、クランクアーム１１、１２の各一端がこの連結部９、１０を介して回転円板６、７に対してフロック形成池１の幅方向の軸回りに回転可能に連結されている。連結部９、１０は、回転円板６、７の回転軸方向から見て、同回転軸を挟んで互いに１８０度正対する位置関係にある。クランクアーム１１、１２はフロック形成池１の長手方向に沿って略横向きに延出され、各他端は支持フレーム１３、１４に連結される。当該構造は、多孔板３を同期的に逆方向に移動させるに当たり、部品点数が少なく、１つの駆動源（モータＭ）で済むため、経済的なフロキュレータ２を実現できる。
【００２１】
支持フレーム１３、１４は、例えば円管材や丸棒材等からなり、図１（ｂ）に示すように、各中央辺部１３ａ、１４ａがフロック形成池１の幅方向に沿い、側辺部１３ｂ、１４ｂが同長手方向に沿うコの字状の部材として構成されており、図１（ａ）に示すように、フロック形成池１の上方において、干渉しないように互いに上下方向に離間して水平状に配設されている。支持フレーム１３、１４の各中央辺部１３ａ、１４ａには図３に示すようにクランクアーム１１、１２の各他端が回転可能に連結される。そして、図１に示すように、支持フレーム１３の一対の側辺部１３ｂ間には多孔板３Ｂ、３Ｄ、３Ｅが垂設され、支持フレーム１４の一対の側辺部１４ｂ間には多孔板３Ａ、３Ｃが垂設される。支持フレーム１３、１４に対する多孔板３の連結方法は、固定式であっても良いし、フロック形成池１の幅方向の軸回りに回転可能となるように連結しても良い。但し、後者の場合の方が、多孔板３が往復移動して板面に水圧を受けた際、回転することで連結部位に無理な力が加わりにくくなるので有利である。
【００２２】
以上の構造からなるフロキュレータ２の作用について説明する。図３のモータＭの駆動により回転円板６、７が回転すると、クランクアーム１１、１２のクランク運動により、支持フレーム１３、１４が図示しないガイド部材にガイドされてフロック形成池１の長手方向に沿って往復直線移動する。その際、クランクアーム１１、１２の各一端は回転円板６、７の回転軸を挟んで互いに１８０度正対する位置関係にあるので、支持フレーム１３と支持フレーム１４とは同期的に互いに逆方向に移動する。
【００２３】
図１（ａ）は、移動途中の５枚の多孔板３が等間隔となった瞬間の状態を示しており、この状態から例えば支持フレーム１３が下流側に移動し、支持フレーム１４が上流側に移動するものとすると、図４（ａ）に示すように、多孔板３Ａと多孔板３Ｂとの距離及び多孔板３Ｃと多孔板３Ｄとの距離は広がり、多孔板３Ｂと多孔板３Ｃとの距離は縮まる。そして、図４（ｂ）に示すように、支持フレーム１３が上流側に移動し、支持フレーム１４が下流側に移動すると、多孔板３Ａと多孔板３Ｂとの距離及び多孔板３Ｃと多孔板３Ｄとの距離は縮まり、多孔板３Ｂと多孔板３Ｃとの距離は広がる。この図４の（ａ）と（ｂ）の状態が繰り返されることで原水が攪拌される。
【００２４】
このように、多孔板３間の距離を繰り返し変化させる構成、つまり、多孔板３間の空間容積を繰り返し変化させる構成とすれば、容積の変動に伴って貫通孔４を通過する原水の流速がより速くなるので、貫通孔４周りの噴流速度が速くなり、フロックの成長がより促進されるという効果が奏される。また、多孔板３間の容積が変化することによる攪拌効果も期待できる。
【００２５】
次に、図５に示すように、多孔板３の下部に設けられ、多孔板３が上流側に移動するときには上方に退避し、下流側に移動するときには下方に位置してフロック形成池１の底部の汚泥を掻き寄せる掻き寄せ板１５を備えた場合の形態について説明する。図５はその側面作用説明図である。なお、掻き寄せ板１５周り以外のフロキュレータ２の構成は前述の形態と同一であり、同一の符号を付している。
【００２６】
図５（ａ）は、支持フレーム１３及びこれに連結された多孔板３Ｂ、３Ｄ、３Ｅが上流側に移動し、支持フレーム１４及びこれに連結された多孔板３Ａ、３Ｃが下流側に移動している途中の状態を示している。本図から、各多孔板３の下部に設けられた掻き寄せ板１５は、上流側に移動している多孔板３Ｂ、３Ｄ、３Ｅについてはフロック形成池１の底部から離れるように上方に退避して汚泥と干渉せず、下流側に移動している多孔板３Ａ、３Ｃについてはフロック形成池１の底部に近接するように鉛直状に位置して汚泥を下流側に掻き寄せている様子が判る。
【００２７】
（ａ）の状態から（ｂ）に示すストロークエンド地点に達すると、今度は多孔板３Ａ、３Ｃの各掻き寄せ板１５が上方に退避し、それまで上方に退避していた多孔板３Ｂ、３Ｄ、３Ｅの各掻き寄せ板１５が下方に位置する。これにより、多孔板３Ａ、３Ｃの掻き寄せ板１５によって掻き寄せられている汚泥は、多孔板３Ｂ、３Ｄの掻き寄せ板１５により引き継がれ、（ｃ）のように、多孔板３Ｂ、３Ｄ、３Ｅが下流側に移動し、多孔板３Ａ、３Ｃが上流側に移動することで、汚泥が順次下流側に掻き寄せられる。多孔板３Ｄによって掻き寄せられた汚泥は多孔板３Ｅに引き継がれ、最終的にフロック形成池１の底部に凹状に形成されたピットＰに流れ落ちて、図示しない排泥管を介して処理される。
【００２８】
なお、（ｂ）の図から判るように、ストロークエンドであっても例えば多孔板３Ａと多孔板３Ｂとは若干距離を隔てており、したがって両者間のフロック形成池１の底部には汚泥が若干残ることになる。しかし若干量であれば、原水自体の流れによって下流側に流れるのでさほど問題はない。
【００２９】
掻き寄せ板１５の可動機構の一具体例を図６に示す。図６において（ａ）、（ｂ）はそれぞれこの可動機構を示す側面説明図、正面説明図である。掻き寄せ板１５は多孔板３と同程度の幅寸法であり、その上縁に固設されたブラケット１６と多孔板３の下縁とが回転軸部１７により連結されている。掻き寄せ板１５は、この回転軸部１７により多孔板３に対してフロック形成池１の幅方向の軸周りに回転可能に構成される。掻き寄せ板１５の端部にはこの掻き寄せ板１５と一体に回転するアーム１８が固設されており、アーム１８の先端にはウエイト１９が設けられている。
【００３０】
図６（ａ）に実線で示すように、ウエイト１９が多孔板３よりも下流側に位置しているときには、その自重により図における時計回りの付勢力を受けて、かつ図示しないストッパに当接して回転規制されることで掻き寄せ板１５が鉛直状に位置し、仮想線で示すように、ウエイト１９が多孔板３よりも上流側に位置しているときには、その自重により図における反時計回りの付勢力を受けて、かつ図示しない別のストッパに当接して回転規制されることで掻き寄せ板１５は仮想線で示すように上方において略横向きの状態で退避状態となる。
【００３１】
多孔板３に対するウエイト１９（掻き寄せ板１５）の位置の切り替えは、フロック形成池１の側壁１ｂに突設した一対の切り替え用押圧部２０、２１で例えばアーム１８を押圧する構成とすれば良い。図６（ａ）において多孔板３が下流側に移動しているときを想定すると、このときウエイト１９は多孔板３よりも下流側に位置して掻き寄せ板１５が鉛直状に位置している。そして、この多孔板３が下流側のストロークエンドに達する若干手前で、一方の切り替え用押圧部２０にてアーム１８を上流側に押圧し、多孔板３が下流側のストロークエンドに達したときにはウエイト１９を多孔板３よりも上流側に位置させ、掻き寄せ板１５を上方に退避させる。上流側における切り替えもこれと同様であり、多孔板３が上流側のストロークエンドに達する若干手前で、他方の切り替え用押圧部２１にてアーム１８を下流側に押圧し、多孔板３が上流側のストロークエンドに達したときにはウエイト１９を多孔板３よりも下流側に位置させ、掻き寄せ板１５を鉛直状に位置させる。掻き寄せ板１５の可動機構及び位置の切り替え機構を以上のように構成すれば、簡易な構造で済むため、経済的なフロキュレータ２を実現できる。
【００３２】
以上のように、多孔板３の下部に設けられ、多孔板３が上流側に移動するときには上方に退避し、下流側に移動するときには下方に位置してフロック形成池１の底部の汚泥を掻き寄せる掻き寄せ板１５を備える構成とすれば、簡易な構造で汚泥を掻き寄せることが可能となり、かつ多孔板３を往復移動させる駆動源（図３に示すモータＭ）を共用できる構造となるため、別途に汚泥の掻き寄せ装置及び該装置専用の駆動源を設ける必要がなく、経済的となる。
【００３３】
以上、本発明について好適な実施形態を説明した。フロック形成池１に対する多孔板３の大きさや配設数、位置、さらには貫通孔４の形状、穿設数等は原水の流速や流量、濁度等の条件を勘案して適宜に設定されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明に係るフロキュレータの説明図であり、（ａ）、（ｂ）はそれぞれ側面図、平面図である。
【図２】多孔板の説明図であり、（ａ）、（ｂ）はそれぞれ部分斜視図、部分断面図である。
【図３】駆動手段の概略斜視図である。
【図４】フロキュレータの側面作用説明図である。
【図５】掻き寄せ板を備えたフロキュレータの側面作用説明図である。
【図６】掻き寄せ板の可動機構の説明図であり、（ａ）、（ｂ）はそれぞれ側面説明図、正面説明図である。
【符号の説明】
【００３５】
１      フロック形成池
２      フロキュレータ
３      多孔板
４      貫通孔
５      駆動手段
１５    掻き寄せ板
【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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【図６】
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