(57)【要約】【課題】凝集剤を濁水又は廃水に投入して撹拌する部分の構造をコンパクト化し、装置全体を小型化する。【解決手段】第１処理槽２０には被処理水導入部２３から被処理水が順次導入され、第１処理槽２０内には被処理水が貯留される。貯留された被処理水に対して凝集剤を高圧にて噴出供給することによって、被処理水と凝集剤とが効率的に混合されると共に噴出力によって被処理水が第１処理槽２０内で渦を巻くように流動するので、凝集剤が被処理水に効率的に撹拌されるようになり、被処理水に対する凝集作用が飛躍的に促進されるようになる。凝集作用によって発生した沈殿物や浮遊物は、効率的に外部に排出される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理水導入手段から導入され、第１の処理槽手段内に貯留された被処理水に対して凝集剤を高圧にて噴出供給することによって、前記被処理水と前記凝集剤とを第１の処理槽手段内で混合させると共に撹拌させ、前記凝集剤の投入と撹拌を同時に行い、沈降する沈殿物及び／又は浮上する浮遊物を効率的に排出することを特徴とする水処理方法。
【請求項２】
請求項１に記載の水処理方法において、
前記第１の水処理槽手段が、第１筒部からなる本体と、前記第１筒部の下側に接続され、前記第１筒部の直径よりも小さな径の排出口となる開口を備えるように形成された第１テーパー部とから構成され、
さらに、前記第１の水処理槽手段の外側を取り囲むように設けられた第２の水処理槽手段であって、前記第１の筒部の外側に形成される第２筒部と、前記第２筒部の下側に接続されて、前記第２筒部の直径よりも小さな径となる開口を備えるように形成される第２テーパー部と、前記テーパー部の下側の開口に接続される第２筒部とから構成される第２の水処理槽手段を備えたことを特徴とする水処理方法。
【請求項３】
請求項２に記載の水処理方法において、
前記被処理水と前記凝集剤とが混合撹拌されることによって少なくとも前記浮遊物が発生する場合には、
前記浮遊物を排出する浮遊物排出口を、前記第１水処理槽手段の第１筒部及び／又は前記第２水処理槽手段の前記第２筒部の前記被処理水の水面位置に設け、
処理済の水を排水する処理済排出口を、前記第２水処理槽手段の前記浮遊物排出口と前記第１排出口との間に設けることとし、
前記被処理水と前記凝集剤とが混合撹拌されることによって前記沈殿物のみが発生する場合には、
処理済の水を排水する処理済排出口を、前記第２水処理槽手段の第２筒部の前記被処理水の水面位置又は前記水面位置と前記第１排出口との間に設けることを特徴とする水処理方法。
【請求項４】
請求項２又は３に記載の水処理方法において、
前記沈殿物排出口に蓋をし、
前記第３筒部内で圧縮スクリュー手段のスクリュー羽根を回転駆動させることによって、前記沈殿物を加圧脱水し、
前記圧縮スクリュー手段の回転によって前記沈殿物が加圧脱水されると共に圧縮固形化され、前記圧縮スクリュー手段が上方向に移動した際に、前記圧縮スクリュー手段を下方向に加圧移動させることによって前記圧縮固形化された前記沈殿物を排出することを特徴とする水処理方法。
【請求項５】
請求項１、２、３又は４に記載の水処理方法において、
前記混合撹拌手段が、両端部の開放された筒部材と、前記筒部材の外周面から内周面に貫通し、前記筒部材の内面側近くの偏心した位置に、前記凝集剤を含有する高圧水を噴出する噴出手段であって、前記筒部の中心軸と前記噴出手段の噴出方向との成す角度が９０度よりも小さく設定された噴出手段とを備え、
前記噴出手段から前記高圧水を噴出させることによって、前記筒部材の第１開放部から他端の第２開放部に向かって進行する螺旋状の渦巻きが形成され、前記第１水処理槽手段内の前記凝集剤と前記被処理水とを効率的に混合撹拌処理するようになることを特徴とする水処理方法。
【請求項６】
請求項３、４又は５に記載の水処理方法において、
前記浮遊物排出口及び前記沈殿物排出口の少なくとも前記浮遊物排出口に、前記浮遊物排出口から排出される水分を含んだ排出物から水分だけを除去し、その容積を減少させて固形化する容量減少手段を接続したことを特徴とする水処理方法。
【請求項７】
被処理水導入手段から導入される被処理水を一時的に貯留する第１の処理槽手段と、
前記第１の処理槽手段に導入される前記被処理水に対して、凝集剤を溶融させた液体状の凝集水、又は粉末状の凝集剤を高圧にて噴出供給することによって、前記被処理水と前記凝集剤とを前記第１の処理槽手段内で混合させると共に撹拌させる混合撹拌手段と、
前記凝集剤によって沈降する沈殿物及び／又は浮上する浮遊物を前記第１の処理槽手段から排出する排出手段と、
を備えたことを特徴とする水処理装置。
【請求項８】
請求項７に記載の水処理装置において、
前記第１水処理槽手段が、前記混合撹拌手段を内部に備える第１筒部と、前記第１筒部の下側に接続され、前記第１筒部の直径よりも小さな径の前記沈殿物の第１排出口を備えた第１テーパー部とから構成され、
さらに、前記第１水処理槽手段の外側を取り囲むように設けられた第２水処理槽手段であって、前記第１筒部の外側に形成される第２筒部と、前記第２筒部の下側に接続され、前記第２筒部の直径よりも小さな径の前記沈殿物の第２排出口を備えた第２テーパー部と、前記第２テーパー部の下側の前記第２排出口に接続され、前記沈殿物を排出する沈殿物排出口となる第３筒部とから構成される第２水処理槽手段と、
を備えたことを特徴とする水処理装置。
【請求項９】
請求項８に記載の水処理装置において、
前記被処理水と前記凝集剤とが混合撹拌されることによって少なくとも前記浮遊物が発生する場合には、
前記浮遊物を排出する浮遊物排出口が前記第１水処理槽手段の第１筒部及び／又は前記第２水処理槽手段の前記第２筒部の前記被処理水の水面位置に設けられ、
処理済の水を排水する処理済排出口が前記第２水処理槽手段の前記浮遊物排出口と前記第１排出口との間に設けられ、
前記被処理水と前記凝集剤とが混合撹拌されることによって前記沈殿物のみが発生する場合には、
処理済の水を排水する処理済排出口が前記第２水処理槽手段の第２筒部の前記被処理水の水面位置又は前記水面位置と前記第１排出口との間に設けられることを特徴とする水処理装置。
【請求項１０】
請求項８又は９に記載の水処理装置において、
前記沈殿物排出口の蓋をする蓋手段と、
前記第３筒部内でスクリュー羽根を回転駆動させることによって、前記沈殿物を加圧脱水する圧縮スクリュー手段と、
前記圧縮スクリュー手段の回転によって前記沈殿物が加圧脱水されると共に圧縮固形化され、前記圧縮スクリュー手段が上方向に移動した際に、前記圧縮スクリュー手段を下方向に加圧移動させる加圧移動手段とを備えたことを特徴とする水処理装置。
【請求項１１】
請求項７、８、９又は１０に記載の水処理装置において、
前記混合撹拌手段が、両端部の開放された筒部材と、前記筒部材の外周面から内周面に貫通し、前記筒部材の内面側近くの偏心した位置に、前記凝集剤を含有する高圧水を噴出する噴出手段であって、前記筒部の中心軸と前記噴出手段の噴出方向との成す角度が９０度よりも小さく設定された噴出手段とを備え、
前記噴出手段から噴出される前記高圧水によって、前記筒部材の第１開放部から他端の第２開放部に向かって進行する螺旋状の渦巻きが形成されることによって、前記第１水処理槽手段内の前記凝集剤と前記被処理水とは効率的に混合撹拌処理されることを特徴とする水処理装置。
【請求項１２】
請求項９、１０又は１１に記載の水処理装置において、
前記浮遊物排出口及び前記沈殿物排出口の少なくとも前記浮遊物排出口に接続され、前記浮遊物排出口から排出される水分を含んだ排出物から水分だけを除去し、その容積を減少させて固形化する容量減少手段を備えたことを特徴とする水処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被処理水である濁水又は廃水（排水）に凝集剤を投入し浄水処理を行う水処理方法及び水処理装置に係り、特に濁水又は廃水に連続的に凝集剤を投入すると共に攪拌を同時に行うことのできる水処理方法及び水処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、濁水を浄水する処理装置は、濁水を容器内に収容し、そこに凝集剤を添加し、濁水の原因となる懸濁浮遊物質を凝集させることによって容器底部に沈降堆積させ、上部の清澄水と堆積した凝集物とを分離している。
このような水処理装置として、特許文献１，２に記載のものが知られている。
特許文献１には、濁水を、火山灰（シラス）を主原料とした無機質系凝集剤を用いて浄水するようにした清澄・殺菌水の製造方法が記載されている。
特許文献２には、排水中の濁度の変化に応じて無機質系粉末凝集剤の添加量を調整して、６価クロムといった重金属も同時に凝集させて除去することが可能な濁水処理装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−００４５３９号公報
【特許文献２】特開２００２−３３６６０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
濁水又は廃水には、湖、河川、沼又は溜池のヘドロ水、湖沼などのアオコ水、赤土等流出泥水、水性塗料洗浄排水、メッキ処理排水、セラミック研磨排水、染色排水、焼却炉高圧洗浄排水、車輌塗装ブース廃水、洗車排水、塗装ブース排水、コンプレッサードレン排水、上下水道汚泥排水、ダイオキシン類排水、ヒ素・リン・重金属排水、でんぷん排水、焼酎廃液、食肉加工排水、食品洗浄排水、浄化槽汚泥排水、工事現場の汚泥排水、浚渫汚泥、セメント、コンクリート排水、路面切削排水、ベントナイト汚泥排水、トンネル推進工法からの泥水、放射能物質（セシウム）を含む汚染水、土木工事泥水（セシウム除染水）、バイオエタノール廃水、ビルメンテナンンス廃水、ボンドエマルション廃水、野菜洗浄廃水、家畜排水、金属イオン・重金属廃水などが存在する。
【０００５】
特許文献１に記載してある火山灰（シラス）を主原料とした無機質系凝集剤を用いることによって、上述の各種の濁水又は廃水から凝集作用によって凝集体（フロック）を生成して浄水を効率的に行うことができる。粉末状の無機質系凝集剤を所定量だけ投入する技術は、特許文献２に記載してあるように、周部に複数の穴が設けられた円盤を回転させることによって実現している。
一方、特許文献１，２には、投入された無機質系凝集剤を撹拌する技術として、撹拌羽根付き撹拌機が記載されている。
【０００６】
従来の水処理装置では、粉末状の凝集剤を濁水又は廃水に投入する添加装置と撹拌用の羽根付き撹拌機とを別々に設け、凝集剤の投入と撹拌をそれぞれ別々の装置で処理している。そのために、特許文献２に記載の添加装置は、無機系粉末凝集剤を充填する充填容器、この充填容器の底部に設けられた計量装置、充填容器および計量装置に連結される空気圧縮機、充填容器内に充填した無機系粉末凝集剤に挿入されるバイブレータを備えている。そして、この添加装置が濁水又は廃水を貯留する容器の上部に設置されている。
従って、水処理装置において、凝集剤を投入して撹拌する部分が大型化してしまい、撹拌によって生成された凝集体を排出処理する部分を加えると、水処理装置全体がかなり大型化してしまうという問題を有していた。
【０００７】
本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、凝集剤を被処理水である濁水又は廃水に投入して撹拌する部分の構造をコンパクト化し、装置全体を小型化することのできる水処理方法及び水処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る水処理方法の第１の特徴は、被処理水導入手段から導入され、第１の処理槽手段内に貯留された被処理水に対して凝集剤を高圧にて噴出供給することによって、前記被処理水と前記凝集剤とを第１の処理槽手段内で混合させると共に撹拌させ、前記凝集剤の投入と撹拌を同時に行い、沈降する沈殿物及び／又は浮上する浮遊物を効率的に排出することにある。
これは、第１の処理槽手段内の被処理水に対して、凝集剤を溶融させた液体状の凝集水、又は粉末状の凝集剤を空気及び高圧水と共に噴出供給するようにしたものである。凝集剤を高圧にて噴出することによって、被処理水と凝集剤とが効率的に混合されると共に噴出力によって被処理水が第１の処理槽手段内で渦を巻くように流動するので、凝集剤が被処理水に効率的に撹拌されるようになり、被処理水に対する凝集作用が飛躍的に促進されるようになる。これによって、羽根付き撹拌機などを設ける必要がないので、装置全体を小型化することができる。
【０００９】
本発明に係る水処理方法の第２の特徴は、前記第１の特徴に記載の水処理方法において、前記第１の水処理槽手段が、第１筒部からなる本体と、前記第１筒部の下側に接続され、前記第１筒部の直径よりも小さな径の排出口となる開口を備えるように形成された第１テーパー部とから構成され、さらに、前記第１の水処理槽手段の外側を取り囲むように設けられた第２の水処理槽手段であって、前記第１の筒部の外側に形成される第２筒部と、前記第２筒部の下側に接続されて、前記第２筒部の直径よりも小さな径となる開口を備えるように形成される第２テーパー部と、前記テーパー部の下側の開口に接続される第３筒部とから構成される第２の水処理槽手段を備えたことにある。
これは、第１水処理槽手段の外側を取り囲むように相似形をした第２水処理槽手段を設け、第１テーパー部の下側から沈殿物を第２水処理槽手段に排出し、第２水処理槽手段の第２テーパー部の下側に設けられた第２筒部から沈殿物を排出するようにしたものである。筒部は、円筒と角筒を含む概念であり、第１筒部が円筒の場合、第２筒部も円筒が好ましい。なお、第１筒部が円筒の場合、第２筒部が角筒であってもよく、この逆でもよい。
【００１０】
本発明に係る水処理方法の第３の特徴は、前記第２の特徴に記載の水処理方法において、前記被処理水と前記凝集剤とが混合撹拌されることによって少なくとも前記浮遊物が発生する場合には、前記浮遊物を排出する浮遊物排出口を、前記第１水処理槽手段の第１筒部及び／又は前記第２水処理槽手段の前記第２筒部の前記被処理水の水面位置に設け、処理済の水を排水する処理済水排出口を、前記第２水処理槽手段の前記浮遊物排出口と前記第１排出口との間に設けることとし、前記被処理水と前記凝集剤とが混合撹拌されることによって前記沈殿物のみが発生する場合には、処理済の水を排水する処理済水排出口を、前記第２水処理槽手段の第２筒部の前記被処理水の水面位置又は前記水面位置と前記第１排出口との間に設けることにある。
これは、被処理水と凝集剤とが混合撹拌されることによって沈殿物と浮遊物の両方が発生する場合及び浮遊物のみが発生する場合には、浮遊物排出口を、第１水処理槽手段の第１筒部や第２水処理槽手段の第２筒部の被処理水の水面位置に設け、処理済水排出口を、第２水処理槽手段の浮遊物排出口と第１水処理槽手段のテーパー部の先端である第１排出口との間であって、ほぼ中間付近の高さに設けるようにしたものである。また、浮遊物は発生せずに、沈殿物のみが発生する場合は、処理済水排出口を、第２水処理槽手段の第２筒部の被処理水の水面位置に設けるようにしたものである。なお、浮遊物が発生する場合と同様に、処理済水排出口を、水面位置と第１排出口との間のほぼ中間付近の高さに設けてもよい。さらに、浮遊物排出口は、第１水処理槽手段の第１筒部と第２水処理槽手段の第２筒部の両方に設けることが好ましい。なお、浮遊物が第１水処理槽手段の第１筒部で多く発生する場合には、浮遊物排出口は、第１水処理槽手段の第１筒部にのみ設けてもよい。また、浮遊物が第２水処理槽手段の第２筒部で多く発生する場合には、浮遊物排出口は、第２水処理槽手段の第２筒部にのみ設けてもよい。
【００１１】
本発明に係る水処理方法の第４の特徴は、前記第２又は第３の特徴に記載の水処理方法において、前記第３筒部の前記沈殿物排出口に蓋をし、前記第３筒部内で圧縮スクリュー手段のスクリュー羽根を回転駆動させることによって、前記沈殿物を加圧脱水し、前記圧縮スクリュー手段の回転によって前記沈殿物が加圧脱水されると共に圧縮固形化され、前記圧縮スクリュー手段が上方向に移動した際に、前記圧縮スクリュー手段を下方向に加圧移動させることによって前記圧縮固形化された前記沈殿物を排出することにある。
第３筒部の沈殿物排出口に蓋をして、第３筒部内で圧縮スクリュー手段のスクリュー羽根を回転駆動することによって、スクリュー羽根の回転によるせん断力に加え、スクリュー羽根に加わるスラスト力によって、第３筒部内で沈殿物は加圧脱水されると共に固形化される。沈殿物が固形化されると、スクリュー羽根には上方向のスラスト力が加わり、圧縮スクリュー手段の回転軸が上方向に移動するようになる。圧縮スクリュー手段の回転軸の上方向への移動量が所定長Ｌとなった時点で、油圧シリンダなどで圧縮スクリュー手段を加圧移動することによって、長さＬの沈殿物の塊である廃棄物を連続的に生成し排出することができる。
【００１２】
本発明に係る水処理方法の第５の特徴は、前記第１、第２、第３又は第４の特徴に記載の水処理方法において、前記混合撹拌手段が、両端部の開放された筒部材と、前記筒部材の外周面から内周面に貫通し、前記筒部材の内面側近くの偏心した位置に、前記凝集剤を含有する高圧水を噴出する噴出手段であって、前記筒部の中心軸と前記噴出手段の噴出方向との成す角度が９０度よりも小さく設定された噴出手段とを備え、前記噴出手段から前記高圧水を噴出させることによって、前記筒部材の第１開放部から他端の第２開放部に向かって進行する螺旋状の渦巻きが形成され、前記第１水処理槽手段内の前記凝集剤と前記被処理水とを効率的に混合撹拌処理するようになることにある。
これは、混合撹拌手段の構成をより具体的にしたものである。この混合撹拌手段の配置としては、第１水処理槽手段の第１筒部の高さ（縦方向）方向のほぼ中央付近であって、第１水処理槽手段の第１筒部の中心から第１筒部の内側（内壁面側）に偏心した位置に設けられることが好ましい。この位置に設けることで、筒部材の第１開放部から他端の第２開放部に向かって進行する螺旋状の渦巻き流が効率的に発生するようになる。発生した渦巻き流によって、第１水処理槽手段の第１筒部の内面に沿って、時計方向又は反時計方向の渦巻きが発生するようになり、凝集剤と被処理水とが効率的に混合され、撹拌が促進されるようになる。なお、この筒部材についても、円筒と角筒を含む概念である。実施の形態では円筒を例に説明するが、角筒で構成してもよい。
【００１３】
本発明に係る水処理方法の第６の特徴は、前記第３、第４又は第５の特徴に記載に記載の水処理方法において、前記浮遊物排出口及び前記沈殿物排出口の少なくとも前記浮遊物排出口に、前記浮遊物排出口から排出される水分を含んだ排出物から水分だけを除去し、その容積を減少させて固形化する容量減少手段を接続したことにある。
浮遊物排出口から排出されるのは、水分を多く含んだ浮遊物である。そこで、浮遊物排出口に、本願の出願人が先に出願した特願２０１６−０２４２６２号に記載された容積減少手段を接続し、浮遊物排出口から排出される浮遊物から水分だけを除去し、その容積を減少させて固形化させ、固形化された浮遊物だけを廃棄物として廃棄するようにした。また、フロックやスラッジ等の沈殿物の性状によっては、水分を多く含んでおり、圧縮スクリュー手段の加圧力によって第２水処理槽手段の第３筒部の先端部で固形化することが困難な場合がある。このように水分を多く含む沈殿物が第２水処理槽手段の第３筒部の先端部から排出される場合には、同様に沈殿物排出口に先に出願の容積減少手段を接続し、沈殿物から水分を除去し、その容積を減少させて固形化して廃棄処分する。
【００１４】
本発明に係る水処理装置の第１の特徴は、被処理水導入手段から導入される被処理水を一時的に貯留する第１の処理槽手段と、前記第１の処理槽手段に導入される前記被処理水に対して、凝集剤を溶融させた液体状の凝集水、又は粉末状の凝集剤を高圧にて噴出供給することによって、前記被処理水と前記凝集剤とを前記第１の処理槽手段内で混合させると共に撹拌させる混合撹拌手段と、前記凝集剤によって沈降する沈殿物及び／又は浮上する浮遊物を前記第１の処理槽手段から排出する排出手段とを備えたことにある。
これは、水処理方法の第１の特徴に対応した水処理装置の発明である。
【００１５】
本発明に係る水処理装置の第２の特徴は、前記第１の特徴に記載の水処理装置において、前記第１水処理槽手段が、前記混合撹拌手段を内部に備える第１筒部と、前記第１筒部の下側に接続され、前記第１筒部の直径よりも小さな径の前記沈殿物の第１排出口を備えた第１テーパー部とから構成され、さらに、前記第１水処理槽手段の外側を取り囲むように設けられた第２水処理槽手段であって、前記第１筒部の外側に形成される第２筒部と、前記第２筒部の下側に接続され、前記第２筒部の直径よりも小さな径の前記沈殿物の第２排出口を備えた第２テーパー部と、前記第２テーパー部の下側の前記第２排出口に接続され、前記沈殿物を排出する沈殿物排出口となる第３筒部とから構成される第２水処理槽手段とを備えたことにある。
これは、水処理方法の第２の特徴に対応した水処理装置の発明である。
【００１６】
本発明に係る水処理装置の第３の特徴は、前記第２の特徴に記載の水処理装置において、前記被処理水と前記凝集剤とが混合撹拌されることによって少なくとも前記浮遊物が発生する場合には、前記浮遊物を排出する浮遊物排出口が前記第１水処理槽手段の第１筒部及び／又は前記第２水処理槽手段の前記第２筒部の前記被処理水の水面位置に設けられ、処理済の水を排水する処理済排出口が前記第２水処理槽手段の前記浮遊物排出口と前記第１排出口との間に設けられ、前記被処理水と前記凝集剤とが混合撹拌されることによって前記沈殿物のみが発生する場合には、処理済の水を排水する処理済排出口が前記第２水処理槽手段の第２筒部の前記被処理水の水面位置又は前記水面位置と前記第１排出口との間に設けられることにある。
これは、水処理方法の第３の特徴に対応した水処理装置の発明である。
【００１７】
本発明に係る水処理装置の第４の特徴は、前記第２又は第３の特徴に記載の水処理装置において、前記沈殿物排出口の蓋をする蓋手段と、前記第３筒部内でスクリュー羽根を回転駆動させることによって、前記沈殿物を加圧脱水する圧縮スクリュー手段と、前記圧縮スクリュー手段の回転によって前記沈殿物が加圧脱水されると共に圧縮固形化され、前記圧縮スクリュー手段が上方向に移動した際に、前記圧縮スクリュー手段を下方向に加圧移動させる加圧移動手段とを備えたことにある。
これは、水処理方法の第４の特徴に対応した水処理装置の発明である。
【００１８】
本発明に係る水処理装置の第５の特徴は、前記第１、第２、第３又は第４の特徴に記載の水処理装置において、前記混合撹拌手段が、両端部の開放された筒部材と、前記筒部材の外周面から内周面に貫通し、前記筒部材の内面側近くの偏心した位置に、前記凝集剤を含有する高圧水を噴出する噴出手段であって、前記筒部の中心軸と前記噴出手段の噴出方向との成す角度が９０度よりも小さく設定された噴出手段とを備え、前記噴出手段から噴出される前記高圧水によって、前記筒部材の第１開放部から他端の第２開放部に向かって進行する螺旋状の渦巻きが形成されることによって、前記第１水処理槽手段内の前記凝集剤と前記被処理水とは効率的に混合撹拌処理されることにある。
これは、水処理方法の第５の特徴に対応した水処理装置の発明である。
【００１９】
本発明に係る水処理装置の第６の特徴は、前記第３、第４又は第５の特徴に記載の水処理装置において、前記浮遊物排出口及び前記沈殿物排出口の少なくとも前記浮遊物排出口に接続され、前記浮遊物排出口から排出される水分を含んだ排出物から水分だけを除去し、その容積を減少させて固形化する容量減少手段を備えたにある。
これは、水処理方法の第６の特徴に対応した水処理装置の発明である。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、凝集剤を被処理水である濁水又は廃水に投入して撹拌する部分の構造をコンパクト化し、装置全体を小型化できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の水処理装置の一実施の形態の概略構成を示す図である。
【図２】粉末状の凝集剤を含有する高圧水を噴射し、その噴出力を利用して凝集剤と被処理水とを効率的に撹拌処理する撹拌部の詳細構成を示す図である。
【図３】図１の水処理装置において、軸摺動式の圧縮スクリューが上方向に移動した状態を示す図である。
【図４】水処理装置の第２の実施の形態例を示す図である。
【図５】水処理装置の第３の実施の形態を示す図である。
【図６】水処理装置の第４の実施の形態を示す図である。
【図７】先に出願した容積減少装置の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の水処理装置の実施の形態を図面に従って説明する。本発明の水処理装置は、被処理水の一例として、土砂及び汚泥を含む濁水を処理対象物とし、この濁水に粉末状の凝集剤を含有する高圧水を噴射することによって凝集剤の供給と撹拌を同時に行うようにしたものである。
【００２３】
図１は、本発明の水処理装置の一実施の形態の概略構成を示す図である。図１（Ａ）は、図１（Ｂ）の水処理装置を上から見た上面図であり、図１（Ｂ）は、図１（Ａ）の水処理装置のＸ−Ｘ線の一部断面を示す図である。水処理装置１０は、第１処理槽２０、第２処理槽３０、蓋部４０及び駆動部５０から構成される。
【００２４】
第１処理槽２０は、上側が開放状態にある第１円筒部２１と、この第１円筒部２１の下側に接続されて、第１円筒部２１の直径よりも小さな径を排出口とする開口を備えるように形成された第１テーパー部２２とから構成される。第１円筒部２１の上側及び側面には、処理前の被処理水（濁水又は廃水）を第１円筒部２１の高さ方向（縦方向）のほぼ中央付近に導入するように配管されたＺ状管から構成される被処理水導入部２３が設けられている。図１（Ａ）に示すように、被処理水導入部２３は、第１処理槽２０の第１円筒部２１の中心から第１円筒部２１内側（内壁面側）に偏心した位置（図１（Ａ）において第１処理槽２０の下側）に設けられている。第１処理槽２０の第１テーパー部２２の下側には開口部が存在するので、この開口部から撹拌処理によって発生したフロックやスラッジ等の沈殿物が沈降水と共に排出されるようになっている。
【００２５】
さらに、第１処理槽２０の第１円筒部２１内には、粉末状の凝集剤を含有する高圧水を噴射し、その噴出力を利用して凝集剤と被処理水とを効率的に混合すると共に撹拌するための混合撹拌部が設けられている。混合撹拌部は、粉末状の凝集剤を供給する凝集剤供給部２４と、粉末状の凝集剤を高圧水と共に噴出させる噴出部２５と、噴出された凝集剤と被処理水とを効率的に混合させ撹拌を促進するための撹拌促進部２６とから構成される。この混合撹拌部の詳細については後述する。
【００２６】
第２処理槽３０は、上側が開放状態にある第２円筒部３１と、この第２円筒部３１の下側に接続されて、第２円筒部３１の直径よりも小さな径となる開口を備えるように形成された第２テーパー部と、この第２テーパー部の下側の開口に接続される第３円筒部３３とから構成される。すなわち、第２処理槽３０は、第１処理槽２０の外側を取り囲むように設けられており、第１処理槽２０を一回り大きくした相似形をしている。第３円筒部３３は、沈殿物を排出するための沈殿物排出口であり、その下側に第３円筒部３３内に沈殿物を堆積させるための蓋部４０が設けられている。
【００２７】
第２円筒部３１の上面開口部には、第２円筒部３１の直径方向に沿って、その外側から挟むように設けられた駆動部固定部材（メインフレーム）５１が設けられている。この駆動部固定部材５１に駆動部５０が取り付けられている。駆動部固定部材５１は、第２円筒部３１の直径方向に延びた中空角管から構成される。駆動部固定部材５１の両端は、第２円筒部３１の側面であって下方向に延びた直線状の係合部３４，３５にネジ止め固定されている。係合部３４，３５は、第２円筒部３１の側面に溶接固定されている。なお、これらの固定については、ネジ止め又は溶接に限定されることなく、これ以外の方法にて固定してあればよい。
【００２８】
駆動部固定部材５１には、圧縮スクリュー５２、スクリュー回転用減速機付モータ５３及び油圧シリンダ５４，５５から構成される駆動部５０が設けられている。圧縮スクリュー５２は、駆動部固定部材５１のほぼ中央付近を貫通し、第１処理槽２０及び第２処理槽３０のほぼ中心軸に沿って設けられた回転軸と、この回転軸の下側先端部を設けられたスクリュー羽根５６とから構成される。圧縮スクリュー５２は、軸摺動式のスクリュープレス方式の脱水機として機能する。すなわち、圧縮スクリュー５２の回転軸は、駆動部固定部材５１の中央付近を貫通して、上下移動可能となっている。圧縮スクリュー５２の回転軸は、油圧シリンダ５４，５５によって、下側に圧縮可能となっている。この軸摺動式の圧縮スクリュー５２は、フロックやスラッジ等の沈殿物の性状に合わせて、スクリュー羽根５６の回転駆動によるせん断力に加え、スクリュー羽根５６に加わるスラスト力により圧縮力を受け、沈殿物を加圧脱水する。また、スクリュー羽根５６に加わるスラスト力によって、圧縮スクリュー５２の回転軸は上方向に移動するようになる。
【００２９】
油圧シリンダ５４，５５は、駆動部固定部材５１の上側にベースフレームを介して固定的に取り付けられており、圧縮スクリュー５２及びスクリュー回転用減速機付モータ５３を同時に圧縮スクリュー５２の回転軸の軸方向（上下方向）に移動させる。油圧シリンダ５４，５５は、圧縮スクリュー５２の回転によって固形化された沈殿物を排出する場合に、下側に向かって圧縮スクリュー５２及びスクリュー回転用減速機付モータ５３を移動させる。これによって、水分の除去された圧縮固形化された沈殿物（廃棄物）が第２処理槽３０の第３円筒部３３の先端部から順次排出廃棄されるようになる。
【００３０】
第２処理槽３０の第３円筒部３３の先端部側面には、初期状態として、沈殿物が圧縮固形化するまでの間、第３円筒部３３の下側の第３円筒部３３内に沈殿物を堆積させるために、第３円筒部３３の先端部に蓋をする蓋部４０が設けられている。この蓋部４０は、抑え用ネジハンドル４１、ゴムパッキン４２、センターピン４３、待機位置用抜き替えピン穴４４、作業時位置抜き替えピン穴４５及び抜き替えピン（図示せず）からなる。この蓋部４０は、抑え用ネジハンドル４１の先端に、第３円筒部３３の先端部に蓋となるゴムパッキン４２を備えている。抑え用ネジハンドル４１及びゴムパッキン４２は、センターピン４３を回動中心として、図１において反時計方向に１８０度回動する。待機位置用抜き替えピン穴４４に抜き替えピン（図示せず）がセットされている場合には、抑え用ネジハンドル４１及びゴムパッキン４２は図１に示すような待機位置にある。
【００３１】
これによって、抑え用ネジハンドル４１及びゴムパッキン４２は、回動しなくなる。そして、沈殿物が圧縮固形化される初期状態においては、待機位置用抜き替えピン穴４４から抜き替えピン（図示せず）を抜いて、抑え用ネジハンドル４１及びゴムパッキン４２を反時計方向に１８０度回動し、作業時位置抜き替えピン穴４５に抜き替えピン（図示せず）をセットする。これによって、ゴムパッキン４２が第３円筒部３３の先端部に接触して先端部開口は蓋をされた状態となる。この状態で抑え用ネジハンドル４１を手動にて回転駆動することによって、ゴムパッキン４２を第３円筒部３３の先端部開口に圧接する固定することができる。第３円筒部３３の先端部開口が蓋をされた状態で、第３円筒部３３内に沈殿物が混合撹拌によって順次沈殿物が堆積し、スクリュー羽根５６からの圧縮力によって、沈殿物が加圧脱水された圧縮固形化された沈殿物（廃棄物）が形成された時点で、この蓋部４０を図１に示すような待機位置にセットすることで、その後は、第２処理槽３０の第３円筒部３３の先端部からは圧縮固形化された沈殿物が順次排出廃棄されるようになる。
【００３２】
第２処理槽３０の第２円筒部３１の外周面の上部には、第２円筒部３１の内周面に接続されるように処理済排出口３６が設けられている。この処理済排出口３６は円筒排出口からなり、この排出口の中心付近が第１処理槽２０の被処理水の水面高さ２７及び第２処理槽３０内の処理済水の水面高さ３７と一致するようになっている。従って、第１処理槽２０の第１円筒部２１の外周面と第２処理槽３０の第２円筒部３１の内周面に存在する処理済水が処理済排出口３６から順次排出される。
【００３３】
水分の除去された圧縮固形化された沈殿物（廃棄物）は、第２処理槽３０の第３円筒部３３の先端部から順次排出され、排出容器７０内に収納され、廃棄処理されるようになる。このとき、第２処理槽３０の第３円筒部３３の先端部から排出される沈殿物の塊である廃棄物６１は、鋼細線移動切断部６０によって、所定の長さＬとなるように切断処理される。切断処理された廃棄物は６１〜６３のように、排出容器７０に順次格納される。なお、鋼細線移動切断部６０は、粘土質成形体を細線等の線条材により切断するものであるが、これ以外の方法で切断してもよい。
【００３４】
図２は、粉末状の凝集剤を含有する高圧水を噴射し、その噴出力を利用して凝集剤と被処理水とを効率的に撹拌処理する混合撹拌部の詳細構成を示す図である。混合撹拌部は、粉末状の凝集剤を供給する凝集剤供給部２４と、粉末状の凝集剤を高圧水と共に噴出させる噴出部２５と、噴出された凝集剤と被処理水とを効率的に混合させ撹拌を促進するための撹拌促進部２６とから構成される。
【００３５】
凝集剤供給部２４は、粉末状の凝集剤を供給する凝集剤入口２４１と、この凝集剤入口２４１に供給された粉末状の凝集剤を噴出部２５に導入する空気導入口２４２とから構成される。凝集剤入口２４１は、コンプレッサーの少量の圧縮空気を作動源（供給）として、強力な吸引・吐出流を創出して粉粒体を搬送する株式会社ブレスの粉粒体搬送装置（商品名：ブレスライダー）に接続される。粉粒体搬送装置は、別途配置された粉末状の無機質系凝集剤収納部から所定量の凝集剤を凝集剤入口２４１に順次搬送する。空気調整バルブハンドル２４２は、側面の空気入口から噴出部２５に流入される空気量を調整するバルブであり、上側の回転ハンドルの回転量に対応して空気流量を調整する。
【００３６】
噴出部２５は、粉末状の凝集剤を含有する高圧水を撹拌促進部２６に導入案内するための円筒からなる導入部２５１と、この導入部２５１の上側端部に設けられた蓋部材２５２と、高圧水を噴出する高圧ノズル２５３とから構成される。図４（Ｄ）では、高圧ノズル２５３の図示は省略してある。高圧ノズル２５３は、蓋部材２５２のほぼ中央付近に設けられた貫通穴を介して、円筒の導入部２５１内に高圧水２５４を噴出するように構成されている。一方、凝集剤入口２４１及び空気導入口２４２は、蓋部材２５２の側面から導入部２５１に直角に曲がるように設けられた導入口にそれぞれ接続されている。従って、凝集剤入口２４１に搬送された粉末状の凝集剤は、空気導入口２４２から導入された空気と共に、高圧ノズル２５３から噴出される高圧水２５４に吸引混合されて、導入部２５１の開放端２５５から噴出されるようになる。
【００３７】
撹拌促進部２６は、両端部の開放された円筒部材で構成される。撹拌促進部２６は、第１処理槽２０の第１円筒部２１の高さ（縦方向）方向のほぼ中央付近であって、図１（Ａ）に示すように、第１処理槽２０の第１円筒部２１の中心から第１円筒部２１内側（内壁面側）に偏心した位置（図１（Ａ）において第１処理槽２０の下側）に、取り付け部材２５６によって、第１円筒部２１の上縁に設置されている。撹拌促進部２６は、その円筒の一方の開放部２６１が被処理水導入部２３に対向するように設けられているので、被処理水導入部２３から導入された被処理水は、撹拌促進部２６の開放部２６１から開放部２６２に向かって流れるようになる。
【００３８】
図２（Ｃ）に示すように、噴出部２５の円筒の導入部２５１の先端は、撹拌促進部２６の円筒部の外周面から内周面に貫通し、円筒の導入部２５１の外周面と撹拌促進部２６の円筒部の内周面とが互いに接するように設けられている。すなわち、噴出部２５の円筒の導入部２５１の先端が、撹拌促進部２６の円筒部の内面側に近い（偏心した）位置に存在するように設けられている。さらに、撹拌促進部２６の円筒部の中心軸２６３と、噴出部２５の導入部２５１の円筒の中心軸２５７（噴出部２５から噴出される高圧水の噴出方向）とが成す角度θは９０度よりも小さく設定されている。これによって、噴出部２５の円筒の導入部２５１の先端から噴出された（粉末状の凝集剤を含有する）高圧水は、撹拌促進部２６の円筒部の内周面に沿って所定の角度θで噴出されるようになる。
【００３９】
撹拌促進部２６の円筒部の内周面に沿って所定の角度θで噴出された高圧水は、撹拌促進部２６の円筒部の内周面に沿って渦を巻くと共に撹拌促進部２６の開放部２６１から開放部２６２に向かって進行する螺旋状の渦巻きとなる。この撹拌促進部２６の円筒部内に発生する螺旋状の渦巻きによって、凝集剤と被処理水とが効率的に混合され、撹拌が促進するようになる。また、被処理水導入部２３から導入された被処理水が、撹拌促進部２６の開放部２６１から開放部２６２に向かって流れるようになることによって、第１処理槽２０の第１円筒部２１内には、第１円筒部２１の内周面に沿って、図１（Ａ）において反時計方向の渦巻きが発生するようになる。この第１円筒部２１の内周面に発生する渦巻きによって、さらに凝集剤と被処理水とが効率的に混合され、撹拌が促進するようになる。
【００４０】
図示していないが、撹拌促進部２６の円筒部の内壁面に無軸スクリューの羽根のみを設けることによって、螺旋状の渦巻きを効率的に発生させるようにしてもよい。スクリュー羽根には、外径・内径・ピッチが一定の寸法に統一されたスタンダードスクリュー，ピッチを変化させたバリアブルピッチスクリュー，羽根に切欠きを入れたカットフライトスクリュー，パドルスクリュー，羽根にテーパー加工を施したテーパースクリュー，羽根に肉盛溶接を施工したハードフェーシングスクリューなどの各タイプの羽根を設けてもよい。さらに、撹拌促進部２６の取り付け位置は、第１処理槽２０の第１円筒部２１の中心から第１円筒部２１内側（内壁面側）に偏心した位置に限定されるものではない。例えば、図１（Ａ）において、撹拌促進部２６を第１円筒部２１の中央付近、すなわち駆動部固定部材５１の長手方向に沿って設けることによって、撹拌促進部２６の両側（図１（Ａ）の上下）２個所であって、第１円筒部２１の内周面にそれぞれ別々の渦流を発生させるようにしてもよい。撹拌促進部２６は１個に限定されるものではなく、図１（Ａ）における駆動部固定部材５１を上下から挟むように、対称位置に２個またはこれ以上設けてもよい。これは、第１処理槽２０が大きい場合、撹拌促進部２６を複数設ける方がより効率的に混合撹拌を促進することができる。
【００４１】
図３は、図１の水処理装置において、軸摺動式の圧縮スクリューが上方向に移動した状態を示す図である。図３において、図１と同じ構成のものには同一の符号が付してあるので、その説明は省略する。上述したように、軸摺動式の圧縮スクリュー５２は、脱水機として機能するので、フロックやスラッジ等の沈殿物が第２処理槽３０の第３円筒部３３の先端部で圧縮力を受け、沈殿物が加圧脱水することによって、スクリュー羽根５６の回転軸が上方向に移動する。スクリュー羽根５６の回転軸が上方向に移動すると、スクリュー回転用減速機付モータ５３も同時に上方向に移動し、油圧シリンダ５４，５５のピストンロッドが伸長し、油圧シリンダ５４，５５は上方に移動する。なお、このピストンロッドの伸長量は上述の長さＬと等しい。このように圧縮スクリュー５２の回転によって固形化された沈殿物を排出する場合に、油圧シリンダ５４，５５に油圧を掛けることによって、ピストンロッドを収縮させて、圧縮スクリュー５２及びスクリュー回転用減速機付モータ５３を下側に向かって移動させる。これによって、長さＬの沈殿物の塊である廃棄物６１〜６３を生成することができる。
【００４２】
図１の水処理装置の動作について説明する。処理前の被処理水（濁水又は廃水）は被処理水導入部２３から撹拌促進部２６の開放部２６１に向かって順次供給される。このとき、噴出部２５の導入部２５１からは、粉末状の凝集剤を含有した高圧水が、撹拌促進部２６内に噴出されている。この高圧水の噴出によって、開放部２６１に供給された被処理水は、撹拌促進部２６の開放部２６１から開放部２６２に向かう螺旋状の渦巻きに巻き込まれる。螺旋状の渦巻きに巻き込まれることによって、被処理水と凝集剤が効率的に混合撹拌される。さらに、第１処理槽２０の第１円筒部２１内の内周面に沿って、渦巻き流が発生しているので、この渦巻き流に従って、さらに凝集剤と被処理水とが効率的に混合撹拌されるようになる。
【００４３】
凝集剤と被処理水とが第１処理槽２０の第１円筒部２１内で混合撹拌されることによって、フロックやスラッジ等の沈殿物が沈降して、第１処理槽２０の第１テーパー部２２の下側の開口部から下側の第２処理槽３０の第２テーパー部３２に向かって順次排出される。排出された沈殿物は、さらに沈降して、スクリュー羽根５６側の上部に到達する。スクリュー羽根５６に到達した沈殿物は、圧縮スクリュー５２の回転によって、第２処理槽３０の第３円筒部３３の先端部で圧縮固形化される。このとき、抑え用ネジハンドル４１及びゴムパッキン４２によって、第３円筒部３３の先端部は蓋がされているので、スクリュー羽根５６の回転によるせん断力に加え、スクリュー羽根５６に加わるスラスト力によって、沈殿物は加圧脱水されると共に固形化される。
【００４４】
沈殿物が加圧脱水され、固形化されると、スクリュー羽根５６には上方向のスラスト力が加わり、圧縮スクリュー５２の回転軸は上方向に移動する。圧縮スクリュー５２の回転軸の移動量が所定長Ｌとなった時点で、油圧シリンダ５４，５５に油圧を掛け、ピストンロッドを収縮させて、圧縮スクリュー５２及びスクリュー回転用減速機付モータ５３を下側に向かって移動させる。圧縮スクリュー５２の上方向の移動と、下方向の移動を繰り返すことによって、長さＬの沈殿物の塊である廃棄物６１〜６３を順次生成することができる。
【００４５】
図４は、水処理装置の第２の実施の形態例を示す図である。図４において、図１と同じ構成のものには同一の符号が付してあるので、その説明は省略する。図４の水処理装置が図１のものと異なる点は、圧縮スクリュー５２の回転軸が第１処理槽２０の第１テーパー部２２の傾斜角に対して平行となるように、すなわち、斜めに設けられている点である。このように、圧縮スクリュー５２の回転軸が斜めに設けられていることによって、圧縮スクリュー５２及びスクリュー回転用減速機付モータ５３を含む全体的な高さを図１の水処理装置よりも低くできるようにした。なお、図４の変形例では、圧縮スクリュー５２の回転軸を斜め、すなわち垂直方向に対して３０度の傾斜で設ける場合について説明したが、圧縮スクリュー５２の回転軸を垂直方向に対して直交するように、すなわち圧縮スクリュー５２の回転軸を水平方向に設けることによって、全体的な高さを最大限小さくすることができる。この場合、水処理装置全体の横方向の大きさが拡大することは止むを得ない。
【００４６】
図５は、水処理装置の第３の実施の形態を示す図である。図５において、図１と同じ構成のものには同一の符号が付してあるので、その説明は省略する。図５の水処理装置は、図１の第１処理槽２０を第３処理槽３００内に含んで構成される。図５では、第１処理槽２０と、この中に設置される撹拌促進部２６とが点線で示してあり、これ以外の凝集剤供給部２４、噴出部２５などについて図示及びその説明は省略してある。
【００４７】
図５（Ａ）は、水処理装置を横から見た図であり、図５（Ｂ）は、水処理装置を左側から見た左側面図であり、図５（Ｃ）は、水処理装置を右側から見た右側面図である。図５の水処理装置が図１のものと異なる点は、図１の水処理装置の第２処理槽３０に替えて、沈殿物を横方向に移動させる第３処理槽３００を設け、移動した沈殿物を圧縮スクリュー５２で圧縮するように構成した点である。
【００４８】
第３処理槽３００は、第１処理槽２０の下側開口から順次沈降する沈殿物を搬送する底部３０１を有し、この底部３０１は逆三角形の頂点部分で構成される。第１処理槽２０の下側開口から沈降する沈殿物は、この順次底部３０１に堆積する。第３処理槽３００の底部３０１には、高圧水を噴出して、沈殿物を横方向に搬送するノズル部３０２〜３０５が設けられている。ノズル部３０２〜３０５からは、高圧水が点線三角状に示すように右方向に噴出するので、沈殿物は順次右方向に移動する。
【００４９】
第３処理槽３００を右方向に移動した沈殿物は、ノズル部３０５から噴出される高圧水によって、沈殿物、水、空気の混合液を運ぶ連結管３０６（図では一点鎖線で示してある）を介して、空気排出部３０７に流入される。空気排出部３０７に流入した混合液からは空気が上部へ排出され、沈殿物と水は流入管３０８を経由して、圧縮スクリュー５２の円筒部３０９の側面から円筒部３０９内に流入する。円筒部３０９の上側側面には、沈殿後の水を第３処理槽３００に戻すための戻り水配管３１０が結合されている。第３処理槽３００の側面には沈殿後の上水を排水するための配管３１１が設けられている。この配管３１１の取り付け位置（高さ）が第３処理槽３００内の被処理水の水面高さ３１２を決定する。
【００５０】
駆動部５００は、駆動部固定部材５０１〜５０４、圧縮スクリュー５２、スクリュー回転用減速機付モータ５３及び油圧シリンダ５４から構成される。図１の駆動部５０は、２本の油圧シリンダ５４，５５で構成されているが、図５の駆動部５００は１本の油圧シリンダ５４で構成される。また、駆動部固定部材５０１〜５０４は、２本の支持棒からなる駆動部固定部材５０１，５０２と、この２本の支持棒を両端で固定する支持板からなる駆動部固定部材５０３，５０４とで構成される。駆動部固定部材５０３は、シリンダ受け板金具であり、円筒部３０９に溶接にて固着される。この駆動部固定部材５０１〜５０４で囲まれる空間内に、油圧シリンダ５４のピストンロッドと、ピストンロッドに連結されたスクリュー回転用減速機付モータ５３とが設けられている。なお、図５（Ａ）では、駆動部固定部材５０１，５０２等の図示を省略してある。図５（Ｂ）では、配管３１１、駆動部５００等の図示を省略してある。
【００５１】
油圧シリンダ５４に油圧を掛けることによって、円筒部３０９の先端部で圧縮力を受けた固形化された沈殿物は、ピストンロッドによって押し出される。押し出された長さＬの沈殿物の塊である廃棄物６１は、リング６５とシリンダ６６によって切断される。リング６５は、シリンダ６６に接続されており、シリンダ６６に高速で押し引きすることによって、押し出された長さＬの沈殿物の塊は、長さＬの柱状物として剪断される。
【００５２】
図５の水処理装置では、第３処理槽３００の底部３０１を右方向に移動した沈殿物を、連結管３０６、空気排出部３０７、流入管３０８を経由させて、円筒部３０９に流入させているが、第３処理槽３００の底部３０１から連結管を経由させて直接円筒部３０９に流入させるようにしてもよい。また、図５の水処理装置では、沈殿物を横方向に搬送するノズル部３０２〜３０５を使用しているが、これに替えて搬送用スクリューを横方向に配置してもよい。
【００５３】
上述の実施の形態では、粉末状の凝集剤を空気及び高圧水と共に噴出する場合について説明したが、凝集剤を溶融させた液体状の凝集水を高圧水として噴出させてもよい。図５の実施の形態では、沈殿物を横方向に搬送するノズル部３０２〜３０５から高圧水を噴出させる場合について説明したが、この高圧水に替えて、凝集剤を溶融させた液体状の凝集水を噴出させるようにしてもよい。これによってノズル部３０２〜３０５から噴出される凝集剤でも混合撹拌を効率的に実行することができる。また、ノズル部３０２〜３０５は、第３処理槽３００の底部３０１に直線状に設ける場合について説明したが、ノズル部を逆三角形の傾斜部に下向き、搬送方向に所定の角度を付けるようにして複数配置してもよいし、その場合にノズル部を交互に千鳥状に配置してもよい。
【００５４】
図６は、本発明に係る水処理装置の第４の実施の形態を示す図である。図６において、図１と同じ構成のものには同一の符号が付してあるので、その説明は省略する。図１〜図５の実施の形態では、土砂及び汚泥などの濁水に凝集剤を投入して、沈降したフロックやスラッジ等の沈殿物を排出処理する場合について説明したが、濁水又は廃水（排水）の中には、凝集剤を投入することによって、沈降するフロックヤスラッジもあれば、沈降するものと浮遊（浮上）するもの（浮遊物）が混在する場合がある。
【００５５】
図６の第４の実施の形態では、図１及び図３の処理済排出口３６を、浮遊物を排出するための浮遊物排出口３６１，３６２とし、別途処理済排出口３６３を設けるようにした。この浮遊物排出口３６１，３６２の口径は、浮遊物の大きさ等に合わせて処理済排出口３６よりも大きくすることが望ましい。また、浮遊物排出口３６１は、第１処理槽２０の第１円筒部２１の周囲に設けられ、浮遊物排出口３６２は、第２処理槽３０の第２円筒部３１の周囲に設けられる。なお、浮遊物排出口３６１，３６２は、１個所ではなく、第１処理槽２０及び第２処理槽３０の周囲の複数個所に設けてもよい。この浮遊物排出口３６１，３６２の取り付け位置が、第１処理槽２０の被処理水の水面高さ２７及び第２処理槽３０内の処理済水の水面高さ３７を決定する。
【００５６】
図６に示すような浮遊物排出口３６１，３６２を設けた場合には、処理済排出口３６３を別途設ける必要がある。図６では、処理済排出口３６３は、被処理水導入部２３のようなＺ状の配管とし、この配管を第２処理槽３０の第２円筒部３１の外周面であって、被処理水導入部２３の導入口すなわち撹拌促進部２６の導入部２５１とほぼ同じ高さ位置に設ける。Ｚ状配管からなる処理済排出口３６３の取り付け位置は、第１処理槽２０の第１テーパー部２２の下側の開口部よりも上側であって、浮遊物排出口３６１，３６２よりも下側であればよい。これは、第１処理槽２０の第１テーパー部２２の下側の開口部から沈殿物が沈降するので、沈降する沈殿物が処理済排出口３６３に吸い込まれないようにするためである。図６に示す水処理装置のように、処理済排出口３６３を、第１処理槽２０の第１テーパー部２２の下側の開口部よりも上側であって、浮遊物排出口３６１，３６２よりも下側に設けることによって、沈降するフロックヤスラッジ及び浮遊（浮上）するフロックヤスラッジが混在する濁水又は廃水（排水）に対して水処理を有効に実施することが可能となる。
【００５７】
図７は、先に出願した容積減少装置の一例を示す図である。上述のように浮遊物排出口３６１，３６２を設けた場合、浮遊物排出口３６１，３６２から排出されるのは、水分を多く含んだ浮遊物である。そこで、図７に示すような容積減少装置を水分除去装置として用いて、浮遊物排出口３６１，３６２から排出される浮遊物から水分だけを除去し、その容積を減少させて固形化させ、固形化された浮遊物だけを廃棄物として廃棄するようにした。図７の容積減少装置は、本願の出願人が先に出願した特願２０１６−０２４２６２号にその詳細が記載されているので、ここではその概略のみ説明する。
【００５８】
容積減少装置７００には、網目（ネット）状素材からなる、いわゆるフレコン７０１（フレキシブルコンテナバッグ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  Ｃｏｎｔａｉｎｅｒｓ）と称される袋状の包材）が備えられている。土砂及び汚泥を処理対象物とする場合、フレコン７０１は、通常のフレコンバッグと比べて編み方を粗くした０．２〜０．５［ｍｍ」の網目のものを使用し、水切り効率を上げたものを使用する。０．２〜０．５［ｍｍ」の網目の隙間から水・油などの流体成分が染み出る。土砂及び汚泥を処理対象物とする場合は、０．２〜０．５［ｍｍ」の網目のものを用いることが望ましいが、本発明の水処理装置の場合は、浮遊物を処理対象物とするので、フレコン７０１の網目を約０．０５〜０．１［ｍｍ」と細かいフレコン、すなわち濾過能力の高いフレコンを用いる。また、網目の大きさが互いに異なる、すなわち濾過能力の異なる２以上のフレコンを重ねて使用してもよい。
【００５９】
パイプ７０４は、バルブ６２ａを介して浮遊物排出口３６１，３６２に接続されている。フレコン７０１の口は、このパイプ７０４の排出口に紐などの結束部材７０３で結束される。フレコン７０２は、フレコン７０１の全体を覆うように収容するものであり、防湿・漏れ防止機能（防水性）及び気密性を備え、かつ可撓性のある柔軟な素材からなる袋状の包材である。フレコン７０１，７０２の形状は、丸型又は角形のいずれでもよいが、同じ形状のものを使用することが好ましい。フレコン７０２の下側には、排水金具からなる吸出口４１ａが設けられ、真空ポンプ７０５を用いて吸出口４１ａからフレコン７０２内の空気や液体（水・油などの流体成分）を吸い出されるようになっている。フレコン７０２は、底面に水勾配の設けられた全体的に円筒状の容器４１ｂ内に収納されている。容器４１ｂの形状は、フレコン７０１，７０２の外形（丸型又は角形）に対応した形状のものが使用される。容器４１ｂの下側中央には排水金具からなる吸出口４１ａを通過させる穴が開けられている。吸出口４１ａにはパイプ４１を介して真空ポンプ７０５が取り付けられている。パイプ７０４の上部はバルブ６２ａを介してさらに上方のパイプを介して浮遊物排出口３６１，３６２に繋がっている。
【００６０】
フレコン７０１の外周部及び底辺部と、フレコン７０２との間には、気体や液体（水・油などの流体成分）を吸い出すための流路を確保するためのプラスチック立体網状成形品６１１〜６１４が設けられている。プラスチック立体網状成形品（ヘチマロン（登録商標））に代えて硬質スポンジを設けてもよい。図７では、プラスチック立体網状成形品６１１，６１２は、フレコン７０１の左右に設けられている場合を示しているが、フレコン７０１の前後にも同様のプラスチック立体網状成形品を設け、フレコン７０１を囲むようにしてもよい。図では、フレコン７０１の下側に設けられたプラスチック立体網状成形品６１３，６１４は、分離しているかのように示されているが、フレコン７０１，７０２の形状に合わせて、円板状、正方形板状、長方形板状のプラスチック立体網状成形品によって一体的に構成してあってもよい。
【００６１】
なお、プラスチック立体網状成形品６１３，６１４は、フレコン７０１，７０２が縮んだときに、プラスチック立体網状成形品６１１，６１２の収縮方向への動きを妨げることのない位置に設けることが望ましい。また、プラスチック立体網状成形品を、フレコン７０１を囲むように設ける場合には、互いのプラスチック立体網状成形品が収縮方向へ動くのを妨げることのないような形状のものを１又は複数配置することが望ましい。例えば、１枚のプラスチック立体網状成形品でフレコン７０１の外周を囲む場合には、フレコン７０１の収縮によってプラスチック立体網状成形品の端部が互いに接触しないような長さにすることが望ましい。また、複数枚のプラスチック立体網状成形品でフレコン７０１の外周を囲む場合には、フレコン７０１の収縮によって複数枚のプラスチック立体網状成形品同士が接触しないようにそれぞれ間隔を設けて配置することが望ましい。
【００６２】
上述のような容積減少装置７００を２台以上設置して、これらを交互に利用することによって、全自動制御を可能にすることができる。なお、２台設置する場合の詳細についても先の出願（特願２０１６−０２４２６２号）に記載してあるので説明は省略する。
【００６３】
第２処理槽３０の第３円筒部３３の先端部から排出廃棄される沈殿物（廃棄物）が水分の除去された圧縮固形化されたものの場合は、上述のように、第２処理槽３０の第３円筒部３３の先端部から排出される沈殿物の塊である廃棄物を鋼細線移動切断部などによって、所定の長さＬとなるように切断処理することができる。しかしながら、フロックやスラッジ等の沈殿物の性状によっては、水分を多く含んでおり、第２処理槽３０の第３円筒部３３の先端部で固形化することが困難なものが存在する。このように水分を多く含む沈殿物が第２処理槽３０の第３円筒部３３の先端部から排出される場合には、図７に示すような容積減少装置７００の２台を第２処理槽３０の第３円筒部３３の先端部に取り付け、交互に水分除去処理を行うことによって、水分を多く含んだ沈殿物を効率的に固形化して全自動で廃棄処分することが可能となる。
【００６４】
上述の実施の形態において、油圧シリンダ５４，５５を動作させることなく、圧縮スクリュー５２及びスクリュー回転用減速機付モータ５３だけを動作させ、その回転力によって圧縮固形化してもよい。また、切断時の長さＬを変化することで、抵抗を付け押しがしていこうで圧力が上がることで固い廃棄物を生成することも可能である。また、第２処理槽３０の第３円筒部３３の先端部すなわち排出部の面積を小さくして抵抗を付け、固い廃棄物を生成してもよい。
【００６５】
図１、図３及び図４の実施の形態では、第１処理槽２０及び第２処理槽３０を円筒で構成する場合について説明したが、円筒を角筒（断面形状が正方形、長方形などの四角形、五角形等）で構成してもよい。また、第１処理槽２０を円筒、第２処理槽３０を角筒で構成してもよいし、第１処理槽２０を角筒、第２処理槽３０を円筒で構成してもよい。なお、角筒で構成した場合、テーパー部も同様に角筒に対応した形状とすることが好ましい。さらに、第２処理槽３０を角筒で構成した場合、第３円筒部３３のみを円筒のままとしてもよいし、第３円筒部３３も同様に角筒で構成してもよい。この場合、角筒内の最小幅内にスクリュー羽根５６が納まるようにすることで、同様の沈殿物の加圧脱水は可能となる。例えば、図４（Ａ）に示すように第３処理槽３００は横方向に長い長尺状の場合を示しているが、この第３処理槽３００の横方向長さを、第１処理槽２０の周囲を覆うような形状、すなわち上面から見て正方形状とすることによって、第１処理槽２０を円筒とし、第３処理槽３００を角筒とすることができる。同様に、撹拌促進部２６についても、円筒部材で構成される場合について説明したが、円筒部材を角筒部材（断面形状が正方形、長方形などの四角形、五角形等）で構成してもよい。
【符号の説明】
【００６６】
１０…水処理装置
２０…第１処理槽
２１…第１円筒部
２２…第１テーパー部
２３…被処理水導入部
２４…凝集剤供給部
２４１…凝集剤入口
２４２…空気調整バルブハンドル
２４２…空気導入口
２５…噴出部
２５１…導入部
２５２…蓋部材
２５３…高圧ノズル
２５４…高圧水
２５５…開放端
２５６…取り付け部材
２５７…中心軸
２６…撹拌促進部
２６１，２６２…開放部
２６３…中心軸
３０…第２処理槽
３００…第３処理槽
３０１…底部
３０２〜３０５…ノズル部
３０６…連結管
３０７…空気排出部
３０８…流入管
３０９…円筒部
３１…第２円筒部
３１０…戻り水配管
３１１…配管
３２…第２テーパー部
３３…第３円筒部
３４…係合部
３６…処理済排出口
３６１…浮遊物排出口
３６２…浮遊物排出口
３６３…処理済排出口
４０…蓋部
４１…パイプ
４１…用ネジハンドル
４１ａ…吸出口
４１ｂ…容器
４２…ゴムパッキン
４３…センターピン
４４…待機位置用抜き替えピン穴
４５…作業時位置抜き替えピン穴
５０，５００…駆動部
５０１〜５０４…駆動部固定部材
５１…駆動部固定部材
５２…圧縮スクリュー
５３…スクリュー回転用減速機付モータ
５４…油圧シリンダ
５６…スクリュー羽根
６０…鋼細線移動切断部
６１〜６３…廃棄物
６１１〜６１４…プラスチック立体網状成形品
６２ａ…バルブ
６５…リング
６６…シリンダ
７０…排出容器
７００…容積減少装置
７０１，７０２…フレコン
７０３…結束部材
７０４…パイプ
７０５…真空ポンプ
【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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【図７】
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