(57)【要約】【課題】  濁水の凝集反応工程と排水作業を同一の装置で効率よく処理すること。【解決手段】  濁水Ａを供給する兼用槽１０と、兼用槽１０内に凝集剤を供給する凝集剤供給装置２０と、兼用槽１０の側面の一部に配設した排水装置５０とを具備し、兼用槽１０内で凝集反応させて凝集固結物Ｃと固液分離させた浄水Ｂを、排水装置５０を通じて槽外へ排水する構成とする。【選択図】  図１
2006334523.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
濁水に凝集材を混合して濁水の凝集反応工程と排水作業を兼用して行う濁水の固液分離装置であって、
濁水を供給する兼用槽と、
兼用槽内に凝集剤を供給する凝集剤供給装置と、
兼用槽の側面の一部に配設した排水装置とを具備し、
前記兼用槽内で凝集反応させて凝集固結物と固液分離させた浄水を、前記排水装置を通じて槽外へ排水させる構成としたことを特徴とする、
濁水の固液分離装置。
【請求項２】
兼用槽内を撹拌する撹拌機を追加して設けたことを特徴とする、請求項１に記載の濁水の固液分離装置。
【請求項３】
兼用槽の一部に排水装置を追加して設けたことを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載の濁水の固液分離装置。
【請求項４】
前記排水装置が兼用槽の水平に向けて回転自在に枢支された回転軸と、回転軸に嵌挿して一体化した複数の回転板と、各回転板の間に介装したスクリーンとを具備し、兼用槽の一側に開設した窓穴に止水性を保って組み込んで構成することを特徴する、請求項３に記載の濁水の固液分離装置。
【請求項５】
前記排水装置の兼用槽の内側に窓穴を封鎖可能な遮蔽板を設け、前記遮蔽板をスライドさせて窓穴を開放及び閉鎖可能に構成したことを特徴する、請求項３又は請求項４に記載の濁水の固液分離装置。
【請求項６】
兼用槽の一部に補助排水装置を追加して設けたことを特徴とする、請求項１乃至請求項５の何れかに記載の濁水の固液分離装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は海洋、港湾、湖沼、若しくは河川の浚渫ヘドロや各種土木工事で発生する泥水、上下水道、またはし尿処理の水処理過程で発生する排水、または汚泥、および汚濁物質を含む工業排水や一般排水等の多量の液体を含むスラリー状物（以下「濁水」という）に凝集剤を混合して、浄水とフロック化させた凝集固形物を夫々分離して排出する、濁水の固液分離装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
浚渫ヘドロ等の濁水を固液分離処理するには、タンク等に貯留しておいた濁水を凝集装置に供給し、凝集装置内でポリ塩化アルミニウム等の凝集剤を混合させて濁水中の固形物をフロック化させる。そして、フロック化させた濁水を固液分離装置に移し変えて浄水と凝集固形物に固液分離処理していた。
従来はフロック化した濁水のＳＳ（懸濁固形分）の粒径の大きさが１ｍｍ以下の比較的小径であることや、再溶解性が高いことにより、細かいろ過膜を通過させてさらに固液分離を行う必要があり、高圧フィルタープレス等により強力な圧縮力を利用して固液分離を行っていた。
【特許文献１】特許第３３１７９４９号公報
【０００３】
高圧フィルタープレスの処理コストが高くつくことに伴い、浚渫事業のコストアップを招き、浚渫事業の促進化を阻害する大きな要因になっている。
また濁水のフロック工程と固液分離工程を夫々個別の装置で行う必要があるため、これらの装置の設置スペース確保の問題や各工程を個々の専用装置で行うことによる処理効率改善の必要性が指摘されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は以上の点に鑑みて成されたもので、その目的とするところは少なくとも次のひとつの濁水の固液分離装置を提供することにある。
（１）濁水の凝集反応工程と排水作業を同一の装置で行うこと。
（２）濁水の固液分離の処理効率を改善すること。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を達成するため、本願の第１発明は、濁水に凝集材を混合して濁水の凝集反応工程と排水作業を兼用して行う固液分離装置であって、濁水を供給する兼用槽と、兼用槽内に凝集剤を供給する凝集剤供給装置と、兼用槽の側面の一部に配設した排水装置とを具備し、前記兼用槽内で凝集反応させて凝集固結物と固液分離させた浄水を、前記排水装置を通じて槽外へ排水させる構成としたことを特徴とするものである。
本願の第２発明は、前記第１発明において、兼用槽内を撹拌する撹拌機を追加して設けたことを特徴とするものである。
本願の第３発明は、前記第１発明又は第２発明において、兼用槽の一部に排水装置を追加して設けたことを特徴とするものである。
本願の第４発明は、前記第３発明において、前記排水装置が兼用槽の水平に向けて回転自在に枢支された回転軸と、回転軸に嵌挿して一体化した複数の回転板と、各回転板の間に介装したスクリーンとを具備し、兼用槽の一側に開設した窓穴に止水性を保って組み込んで構成することを特徴するものである。
本願の第５発明は、前記第３発明又は第４発明において、前記排水装置の兼用槽の内側に窓穴を封鎖可能な遮蔽板を設け、前記遮蔽板をスライドさせて窓穴を開放及び閉鎖可能に構成したことを特徴するものである。
本願の第６発明は、前記第３発明乃至第５発明の何れかにおいて、兼用槽の一部に補助排水装置を追加して設けたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００６】
本発明は少なくとも次のひとつの効果を得ることができる。
（１）濁水の凝集反応工程と浄水の固液分離作業を同一の装置を使用して行えると共に、その作業もフロック化した濁水を他の装置に移し変えることなく連続して行えるので、従来と比べて処理効率を大幅に改善できる。
（２）排水作業は、排水装置と補助排水装置の併用により、大量の浄水を排水することが可能となり、排水作業自体の作業の効率化は勿論のこと、固液分離処理を効率よく行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下に図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。
【０００８】
（１）固液分離装置の概要
図１に固液分離装置のモデル図を示し、図２〜図５に固液分離装置の各部を示す。
この固液分離装置は、濁水Ａの凝集反応工程と排水作業を兼用して行う兼用槽１０と、兼用槽１０の上部に配置し、槽１０内に凝集剤を供給する凝集剤供給装置２０と、兼用槽１０の上部に配置し、濁水Ａ中に含まれた固形物のフロック化を促進させるために槽１０内の濁水Ａを撹拌する撹拌機３０を備えている。
さらに固液分離装置は、兼用槽１０の側面の一部に夫々配設した排水装置５０および補助排水装置６０を具備し、固液分離された浄水Ｂの上澄を槽外へ排水し得るようになっている。
以下、各部について詳述する。
【０００９】
（２）兼用槽
兼用槽１０は断面形状が矩形または円形を呈した有底構造体で、その容量や形状は使途や規模に応じて適宜選択するものとする。兼用槽１０の底部の排出口となる開口にシュート１１が設けられ、シュート１１の開扉および閉扉作動により排出口を開閉操作して固液分離された凝集固形物Ｃを槽１０外へ排出できるようになっている。
【００１０】
兼用槽１０の上部には濁水供給管が接続していて、図示しない濁水供給ポンプの稼動により所定量の濁水Ａを兼用槽１０内に供給することができる。
また兼用槽１０に図示しない給水管を追加して設け、水道水又は井戸水等の水を任意に供給することで濁水の希釈や槽内洗浄を行うようにしてもよい。
【００１１】
（３）凝集剤供給装置
兼用槽１０の上部に設けた凝集剤供給装置２０は公知の構成からなる装置で、兼用槽１０内に向けて濁水の供給量に見合った量の凝集剤を調整して供給し得る機能を有する装置であればよく、各種公知の装置が適用可能である。
また凝集反応に使用する凝集剤としては、フロック化した濁水のＳＳ（懸濁固形分）の粒径の大きさが１ｍｍ以上の大径であると共に、再溶解性が従来より低い以下に例示する凝集剤を用いる。
【００１２】
この種の凝集剤としては、例えばジプサンダー，アクアリファインなどが使用可能である。
【００１３】
（４）撹拌機
撹拌機３０は兼用槽１０の上部に搭載したモータ３１と、兼用槽１０の上部を貫通し槽内に縦向きに配置された撹拌羽根３３を一体に形成した回転軸３２とを有する。
撹拌羽根３３は回転軸３２の上下段の複数箇所に設けて、兼用槽１０内の全域をほぼ全域を均一に撹拌する。
本例では二台の撹拌機３０を配置した場合を示すが、撹拌機３０の設置台数は兼用槽１０の容量に応じて適宜選定するものとする。
また上下段の各撹拌羽根３３の形状はプロペラ形状に限らず、全体形状がＬ形を呈する羽根であってもよく、また上下段の各撹拌羽根３３の組み合わせは、同形又は異形の組合せとしてもよく、或いは回転軸３２を複数軸を同軸上に配置した多軸重合構造として多段的に位置させた各羽根３３の回転速度を夫々異なる組み合わせとしてもよい。
羽根３３の形状や長さ、或いは羽根３３の設置段数を適宜選択することで、槽１０の内周壁に付着しようと浮遊する凝集固形物を槽中央に向けて偏向させるようにしたり、上下流を発生させたり、任意の底部に沈下して滞積しようとするフロックや固形物を上昇し得るようにしてもよい。
【００１４】
（５）排水装置
兼用槽１０の一側には、側面の複数箇所を排水口として開設した各窓穴１０ａに複数の排水装置５０が組み込まれている。
図６、７を参照して、回転円板型脱水方式の排水装置５０について説明する。
この排水装置５０は静止時に遮水機能を維持し、回転時に槽１０外への排水機能を発揮する装置で、兼用槽１０の水平に向けて回転自在に枢支された回転軸５１と、回転軸５１を回転駆動するモータ５２と、回転軸５１に嵌挿して一体化した複数の回転板５３と、各回転板５３の間に介装したスクリーン５４とを有する。
【００１５】
本例では図２に示すように、兼用槽１０の側面の上下に二段に亘り、かつ千鳥状に開設した各窓穴１０ａ（図８参照）に対応させて複数の排水装置５０を夫々組み付けると共に、横列単位（横一列）で複数の排水装置５０の回転軸５１とモータ５２を共有させて構成した形態を示すが、回転軸５１とモータ５２は独立した形態であってもよい。
また排水装置５０の配置形態は、本例の如く兼用槽１０の側面横断長より短い長さの排水装置５０を千鳥状に配置することの他に、兼用槽１０の側面横断長を有する複数の排水装置５０を多段的に配置するようにしてもよい。
何れの配置形態にあっても、兼用槽１０の側面の縦方向に沿って複数の排水装置５０が連続的に配置してあり、兼用槽１０内の浄水Ｂの水位変化に追従して排水できるように、各排水装置５０のモータ５２の稼動を個別に制御できるように構成されている。上位側から下位側に平行に並べて枢支した全ての回転軸５１は、同一方向に正転又は逆転するように構成する。
【００１６】
回転軸５１に複数の回転板５３を嵌挿するに際し、回転軸５１にリング状のスペーサ５５を嵌挿して、各回転板５３間の隙間が正確にかつ均一に設定されている。
また隣り合う各回転板５３の側面間と、両端の回転板５３と槽１０の間には、隙間を埋めるための板状のスクリーン５４が介装してある。
図７では理解し易くするため回転板５３の径に対する回転板３４とスクリーン５４の板厚を大きくして表示しているが、実際は図６に示すように回転板５３とスクリーン５４の板厚は１ｍｍ前後の薄い板厚である。
スクリーン５４は前記したリング状のスペーサ５５より僅かに薄い厚さを有し、かつ排水装置５０を組み込み予定の窓穴１０ａを縦断可能な長さの板体または棒体で、各回転板５３の両側に縦向きに収容され、その上下端が兼用槽１０に固定される。
上下に隣り合う回転板５３の隙間を封鎖するため、スクリーン５４の前面は、回転軸５１を避けてその下方に張り出すように至るように、各回転軸５１の対応位置が等間隔で切り欠いて形成されている。
【００１７】
上下方向に隣接した各排水装置５０はその回転板５３の円周面間に、濁水のＳＳの径より小さい寸法の微小な隙間を形成していて、回転板５３の回転時にこの微小な隙間を通じて槽１０外へ浄水Ｂを排水し得るようになっている。
またスペーサ５５の幅をスクリーン５４の幅より大きく形成することで、回転板５３の側面とスクリーン５４の側面との間に微小な隙間を形成し、この微小な隙間から濁水中の凝集固形物の濾過を防止しつつ、槽１０外へ浄水Ｂを排水し得るようになっている。
【００１８】
兼用槽１０の各窓穴１０に組み付けた排水装置５０はスクリーン５４と多数の回転板５３群により封鎖されるが、完全な遮水性を保持することは難しいしい。
そこで、図８に示すように、兼用槽１０の内側に各窓穴１０ａを封鎖可能なサイズのスライド式の遮蔽板５６を設け、これらの遮蔽板５６により各窓穴１０ａを内側から高い止水性を保って封鎖し、排水時に遮蔽板５６を昇降操作することにより各窓穴１０ａを開放するように構成する。
各遮蔽板５６は図６に拡大して示すようにその両側が縦向きで互いに平行に設けたガイドレール１２に止水性を保って係合している。そして、兼用槽１０の上部に配設したシリンダ５７の伸縮作動に伴い昇降作動することで濁水の凝集反応工程時に窓穴１０ａを閉鎖し、また排水作業時に窓穴１０ａを開放することが可能となる。
【００１９】
また兼用槽１０の側面には複数の排水装置５０を下方から囲繞するように集水樋５８が設けてあり、集水樋５７で浄水Ｂを回収し得るようになっている。
【００２０】
（６）補助排水装置
前記排水装置５０を設けた以外の兼用槽１０の側面には、側面を排水口として開設した各窓穴１０ｂに補助排水装置６０が組み込まれている。
補助排水装置６０は取り外し自在のメッシュ状のフィルタ６１と、窓穴１０ｂを封鎖及び開放可能な遮蔽板６２と、遮蔽板６２を昇降させるシリンダ６３と、窓穴１０ｂの外方にフィルタ６１を下方から囲繞するように設けた集水樋６４を具備する。
メッシュ体６１は濁水のＳＳの径より小さい寸法の微小な開口を形成した有孔構造体で、たとえば公知の金網を適用でき、周囲に枠体を設けた兼用槽１０にボルト止めして取り付ける。
遮蔽板６２は図９に示すように窓穴１０ｂを封鎖可能な大きさを有し、その両側が縦向きで互いに平行に設けたガイドレール１２に止水性を保って係合している。
そして、兼用槽１０の上部に配設したシリンダ６３の伸縮作動に伴い昇降作動することで濁水の凝集反応工程時は窓穴１０ｂを閉鎖し、また排水作業時は窓穴１０ｂを開放する。したがって、窓穴１０ｂの形成範囲が排水区間となるので、兼用槽１０の上半部に形成することが望ましい。
尚、補助排水装置６０は装置の必須の要素ではなく、補助排水装置６０が省略される場合もある。
【００２１】
（７）固液分離処理
次に濁水の固液分離処理方法について説明する。
図１において、遮蔽板５６，６２で各窓穴１０ａ，１０ｂを封鎖した状態の兼用槽１０内に所定量の濁水を供給する。
つぎに兼用槽１０内に凝集剤供給装置２０を通じて濁水Ａの供給量に見合った量の凝集剤を供給した後、撹拌機３０を稼動して撹拌混合する。
凝集剤が濁水Ａに撹拌混合されることにより、濁水Ａ中の固形物が凝集を開始し、経時的にフロック化が促進される結果、大きな粒径にフロック化した凝集固形物が形成される。
これにより、兼用槽１０内で浄水Ｂと凝集固形物Ｃの固液分離作用が進行する。
【００２２】
所定の凝集時間の経過を待って、排水装置５０の回転板５３群の回転を開始すると同時に、遮蔽板５６，６２をスライド操作して各窓穴１０ａ，１０ｂを開放する。
その結果、排水装置５０を構成する回転板５３群の周面間とスクリーン５４の間の微小な隙間を通じて濾過された浄水Ａが槽１０外へ排水され、集水樋５８に集水される。兼用槽１０に多段的に配設した複数の排水装置５０のうち、上段から下段へ向けて任意の範囲に亘って順次排水装置５０を稼動させることで、浄水Ｂの上澄を排水する。
【００２３】
排水装置５０による排水作業中において、槽１０内で浮遊するフロック化した凝集固結物が回転板５３の隙間を目詰まりさせるおそれがある。
回転板５３が回転することでフロック化した凝集固結物を除去できるので、目詰まりすることなく円滑に浄水Ｂの排水作業が行える。
【００２４】
一方、補助排水装置６０を構成するフィルタ６１に濾過された浄水Ａが槽１０外へ排水され、排水された浄水Ｂは集水樋６４に集水される。
【００２５】
排水装置５０および補助排水装置６０による浄水Ｂの排水に伴い、兼用槽１０内に固液分離された凝集固形物Ｃが残存する。
最終的に兼用槽１０の底部に残った凝集固形物Ｃは、シュート１１を開扉することで槽１０外へ自重落下により排出される。
【００２６】
以上のように、濁水Ａを凝集する工程と、浄水Ｂの排水作業を同一の兼用槽１０を使用して行えると共に、その作業もフロック化した濁水Ａを他の装置に移し変えることなく連続して行えるので、従来と比べて処理効率を大幅に改善できる。
また排水作業は、排水装置５０と補助排水装置６０の併用により、大量の浄水Ｂを廃水処理することが可能となり、排水作業自体の作業の効率化は勿論のこと、固液分離処理を効率よく行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明に係る固液分離装置の断面モデル図
【図２】排水装置を配設した側における固液分離装置の側面図
【図３】補助排水装置を配設した側における固液分離装置の側面図
【図４】図２におけるＩＶ−ＩＶの断面図
【図５】図２におけるＶ−Ｖの断面図
【図６】一部を省略した排水装置の水平断面図
【図７】一部を省略した排水装置の斜視図
【図８】兼用槽の内部から排水装置側を見た断面図
【図９】兼用槽の内部から補助排水装置側を見た断面図
【符号の説明】
【００２８】
Ａ・・・・・・濁水
Ｂ・・・・・・浄水
Ｃ・・・・・・凝集固形付設
１０・・・・・兼用槽
１１・・・・・シュート
１２・・・・・ガイドレール
２０・・・・・凝集剤供給装置
３０・・・・・撹拌機
３１・・・・・モータ
３２・・・・・回転軸
３３・・・・・撹拌羽根
５０・・・・・排水装置
５１・・・・・回転軸
５２・・・・・モータ
５３・・・・・回転板
５４・・・・・スクリーン
５５・・・・・スペーサ
５６・・・・・遮蔽板
５８・・・・・集水樋
６０・・・・・補助排水装置
６１・・・・・フィルタ
６２・・・・・遮蔽板
６３・・・・・シリンダ
６４・・・・・集水樋
【図１】
2006334523.tif 000003
【図２】
2006334523.tif 000004
【図３】
2006334523.tif 000005
【図４】
2006334523.tif 000006
【図５】
2006334523.tif 000007
【図６】
2006334523.tif 000008
【図７】
2006334523.tif 000009
【図８】
2006334523.tif 000010
【図９】
2006334523.tif 000011