(57)【要約】      （修正有）【課題】沈殿槽流入直前で高分子凝集剤を添加する場合に装置の複雑化を避けつつ高分子凝集剤を被処理水中に良好に分散させる、被処理水を汚泥と処理水に分離する水処理装置の提供。【解決手段】沈殿槽と、被処理水を沈殿槽に供給する機構（沈殿槽内部に設けられたセンターウェル（ＣＷ）４２、ＣＷ４２から沈殿槽に被処理水を分配して供給するディストリビュータ、ＣＷ４２内側に配され鉛直方向に延在する支持体４１、及び、ＣＷ４２内壁と支持体４１とに固定され鉛直方向に延在する板状部材４８を備える）と、被処理水をＣＷ４２に導入する流路Ｌ３と、流路Ｌ３又はＣＷ４２において、高分子凝集剤を被処理水に添加する手段とを含み、流路Ｌ３の出口の少なくとも一部はＣＷ４２内の被処理水の液面より下方に位置し、流路Ｌ３から流出した被処理水が板状部材４８の鉛直方向に延在する２つの面のうちの１つに衝突するよう構成される、水処理装置。【選択図】図４
2019198803.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理水を汚泥と処理水に分離する水処理装置であって、
被処理水中の凝集フロックを沈降分離させる沈殿槽と、
該被処理水を該沈殿槽に供給する被処理水供給機構であって、該沈殿槽の内部に設けられたセンターウェル、該センターウェルから沈殿槽に被処理水を分配して供給するディストリビュータ、該センターウェルの内側に配され鉛直方向に延在する支持体、及び、該センターウェルの内壁と該支持体とに固定され鉛直方向に延在する板状部材を備える被処理水供給機構と、
該被処理水を該センターウェルに導入する被処理水導入流路と、
該被処理水導入流路においてもしくはセンターウェルにおいて、高分子凝集剤を被処理水に添加する高分子凝集剤添加手段と、
を含み、
該被処理水導入流路の出口の少なくとも一部は、該センターウェル内の被処理水の液面より下方に位置し、
該被処理水導入流路から流出した被処理水が、該板状部材の鉛直方向に延在する２つの面のうちの１つの面に衝突するよう構成された、水処理装置。
【請求項２】
前記センターウェルが、鉛直方向に延在する円筒形の側壁を有し、
前記被処理水導入流路からの被処理水の、水平方向の流出方向が、該円筒形の直径方向に対して略直交する、請求項１に記載の水処理装置。
【請求項３】
前記センターウェルが、前記支持体を回転軸として、前記１つの面が進行方向後ろ側になるように回転するよう構成された、請求項１または２に記載の水処理装置。
【請求項４】
前記高分子凝集剤添加手段が、高分子凝集剤を開放系で被処理水に添加するよう構成された、請求項１〜３のいずれか一項に記載の水処理装置。
【請求項５】
前記高分子凝集剤添加手段が、前記被処理水導入流路の、前記沈殿槽の内部に位置する部分において、高分子凝集剤を被処理水に添加するよう構成された、請求項４に記載の水処理装置。
【請求項６】
前記沈殿槽が、造粒型の凝集沈殿槽である、請求項１〜５のいずれか一項に記載の水処理装置。
【請求項７】
被処理水を汚泥と処理水に分離する水処理方法であって、
被処理水中の凝集フロックを沈降分離させる沈殿槽と、
該被処理水を該沈殿槽に供給する被処理水供給機構であって、該沈殿槽の内部に設けられたセンターウェル、該センターウェルから沈殿槽に被処理水を分配して供給するディストリビュータ、該センターウェルの内側に配され鉛直方向に延在する支持体、及び、該センターウェルの内壁と該支持体とに固定され鉛直方向に延在する板状部材を備える被処理水供給機構と、
該被処理水を該センターウェルに導入する被処理水導入流路と、
該被処理水導入流路においてもしくはセンターウェルにおいて、高分子凝集剤を被処理水に添加する高分子凝集剤添加手段と、
を含む水処理装置を用い、
該被処理水導入流路の出口の少なくとも一部を、該センターウェル内の被処理水の液面より下方に位置させ、
該被処理水導入流路から流出した被処理水を、該板状部材の鉛直方向に延在する２つの面のうちの１つの面に衝突させる工程を含む、水処理方法。
【請求項８】
前記センターウェルが、鉛直方向に延在する円筒形の側壁を有し、
前記被処理水導入流路からの被処理水の、水平方向の流出方向を、該円筒形の直径方向に対して略直交させる、請求項７に記載の水処理方法。
【請求項９】
前記センターウェルを、前記支持体を回転軸として、前記１つの面が進行方向後ろ側になるように回転させる、請求項７または８に記載の水処理方法。
【請求項１０】
前記高分子凝集剤添加手段によって、高分子凝集剤を開放系で被処理水に添加する、請求項７〜９のいずれか一項に記載の水処理方法。
【請求項１１】
前記高分子凝集剤添加手段によって、前記被処理水導入流路の、前記沈殿槽の内部に位置する部分において、高分子凝集剤を被処理水に添加する、請求項１０に記載の水処理方法。
【請求項１２】
前記沈殿槽が、造粒型の凝集沈殿槽である、請求項７〜１１のいずれか一項に記載の水処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原水を汚泥と処理水とに分離する水処理方法及び水処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
水処理装置の１つとして、用水処理や排水処理などに凝集沈殿装置が広く用いられている。凝集沈殿装置では、被処理水に鉄塩やアルミニウム塩等の無機凝集剤を添加することによって、被処理水に含まれる懸濁物質（ＳＳ）を凝結させて微細フロックを形成させ、その後、高分子凝集剤を添加することで粗大化した凝集フロックを形成し、沈殿槽内で汚泥と処理水とに固液分離する。
【０００３】
沈殿槽流入直前で高分子凝集剤を添加し、沈殿槽内で高分子凝集剤による凝集反応を行う凝集沈殿法がある。ここで、沈殿槽流入直前で高分子凝集剤を添加することは、高分子凝集剤を被処理水に添加し、その被処理水を反応槽や凝集槽などの攪拌槽で攪拌することなく、沈殿槽に供給することを意味する。このような方法において、高分子凝集剤を被処理水に良好に分散させるための技術が、特許文献１及び２に開示される。
【０００４】
特許文献１には、無機凝集剤を添加した後、沈殿槽に流入する前の被処理水に、高分子凝集剤の溶液を、被処理水の移送路の流れ方向において複数の位置から分割して注入する凝集沈殿法が開示される。分割注入は、高分子凝集剤溶液をいったん分配槽に貯めた後、被処理水の移送路の複数の点に分岐して接続された複数の分配配管を通して行われる。
【０００５】
特許文献２には、ディストリビュータが接続されたミキシングチャンバ（センターウェル）内に、高分子凝集剤を分割注入する凝集沈殿装置が開示される。分割注入は、ヘッダ管、複数の配管及び複数の注入ノズルを通して行われる。また、センターウェル内に、被処理水と高分子凝集剤とを混合し機械攪拌するためのミキサ装置が内蔵される。
【０００６】
一方、特許文献３には、凝集沈殿槽に設けられたセンターウェルに、消泡剤が添加された被処理水を供給して、センターウェルの周壁に沿った旋回流を形成することにより、脱泡を促進することが開示される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開昭５６−０５６２８８号公報
【特許文献２】特開２００１−２８６７０５号公報
【特許文献３】特開２０１７−８７０９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
前述のように、沈殿槽流入直前で高分子凝集剤を添加する装置では、当該高分子凝集剤が添加された被処理水を、凝集槽などの攪拌槽を用いて攪拌することはしない。そのため、被処理水が沈殿槽に流入するまでに高分子凝集剤が被処理水中に良好に分散されない場合がある。その場合、高分子凝集剤がそのまま処理水中に漏出してしまう可能性がある。また、凝集沈殿が良好に行われず、処理水の清澄さが損なわれる可能性もある。
【０００９】
特許文献１及び２では、高分子凝集剤を被処理水に良好に分散させることが目的とされている。しかし、特許文献１及び２では、高分子凝集剤を分割注入するために、分配槽や、多数の注入管及びバルブが必要になる。また、特許文献２に開示されるように、高分子凝集剤の分散のために機械攪拌を行う場合は、攪拌機とその駆動装置（例えばモーター）も必要となる。したがって、装置が複雑化してしまう。
【００１０】
本発明の目的は、沈殿槽流入直前で高分子凝集剤を添加する場合に、装置の複雑化を避けつつ、高分子凝集剤を被処理水中に良好に分散させることのできる水処理装置及び方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の一態様によれば、
被処理水を汚泥と処理水に分離する水処理装置であって、
被処理水中の凝集フロックを沈降分離させる沈殿槽と、
該被処理水を該沈殿槽に供給する被処理水供給機構であって、該沈殿槽の内部に設けられたセンターウェル、該センターウェルから沈殿槽に被処理水を分配して供給するディストリビュータ、該センターウェルの内側に配され鉛直方向に延在する支持体、及び、該センターウェルの内壁と該支持体とに固定され鉛直方向に延在する板状部材を備える被処理水供給機構と、
該被処理水を該センターウェルに導入する被処理水導入流路と、
該被処理水導入流路においてもしくはセンターウェルにおいて、高分子凝集剤を被処理水に添加する高分子凝集剤添加手段と、
を含み、
該被処理水導入流路の出口の少なくとも一部は、該センターウェル内の被処理水の液面より下方に位置し、
該被処理水導入流路から流出した被処理水が、該板状部材の鉛直方向に延在する２つの面のうちの１つの面に衝突するよう構成された、水処理装置が提供される。
【００１２】
本発明の別の態様によれば、
被処理水を汚泥と処理水に分離する水処理方法であって、
被処理水中の凝集フロックを沈降分離させる沈殿槽と、
該被処理水を該沈殿槽に供給する被処理水供給機構であって、該沈殿槽の内部に設けられたセンターウェル、該センターウェルから沈殿槽に被処理水を分配して供給するディストリビュータ、該センターウェルの内側に配され鉛直方向に延在する支持体、及び、該センターウェルの内壁と該支持体とに固定され鉛直方向に延在する板状部材を備える被処理水供給機構と、
該被処理水を該センターウェルに導入する被処理水導入流路と、
該被処理水導入流路においてもしくはセンターウェルにおいて、高分子凝集剤を被処理水に添加する高分子凝集剤添加手段と、
を含む水処理装置を用い、
該被処理水導入流路の出口の少なくとも一部を、該センターウェル内の被処理水の液面より下方に位置させ、
該被処理水導入流路から流出した被処理水を、該板状部材の鉛直方向に延在する２つの面のうちの１つの面に衝突させる工程を含む、水処理方法が提供される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、沈殿槽流入直前で高分子凝集剤を添加する場合に、装置の複雑化を避けつつ、高分子凝集剤を被処理水中に良好に分散させることのできる水処理装置及び方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一形態に係る水処理装置の構成を示す模式図である。
【図２】本発明の別の形態に係る水処理装置の構成を示す模式図である。
【図３】凝集沈殿装置の一例の模式的断面図である。
【図４】図３に示した凝集沈殿装置の、センターウェル４２の一部及び被処理水導入流路の一部を含む部分の構成例を示す部分模式図である。
【図５】図３に示した凝集沈殿装置の、センターウェル４２の一部及び被処理水導入流路の一部を含む部分の別の構成例を示す部分模式図である。
【図６】図５に示した例の、被処理水導入流路の詳細を示す模式図である。
【図７】実施例及び比較例の結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
〔原水〕
水処理装置に供給する被処理水（原水）については、特に制限はなく、凝集沈殿の分野で公知の原水を、適宜使用できる。原水として、例えば、電子産業等でのエッチング工程で排出されるフッ素含有排水、めっき工場のめっき排水、発電所の排煙脱硫排水、工場から排出されるボイラーブロー排水や、染色工場の染色排水などの排水が挙げられる。
【００１６】
〔無機凝集剤〕
無機凝集剤としては、硫酸アルミニウムやポリ塩化アルミニウム（ＰＡＣ）などのアルミニウム塩、塩化第二鉄やポリ硫酸第二鉄などの第二鉄塩の酸性溶液など、凝集沈殿の分野で公知の無機凝集剤を使用できる。
【００１７】
〔高分子凝集剤〕
沈殿槽流入直前で添加する高分子凝集剤として、凝集沈殿の分野で公知のものを適宜使用することができる。具体的には、アニオン系高分子凝集剤、例えば、アクリルアミドとアクリル酸の重合物を使用することができる。また、カチオン系高分子凝集剤、例えば、ジメチルアミノエチルアクリレート・塩化メチル四級塩（ＤＡＡ）とアクリルアミドの共重合体、もしくはジメチルアミノエチルメタアクリレート塩化メチル４級塩（ＤＡＭ）とアクリルアミドの共重合体を使用することができる。その他、ノニオン系高分子凝集剤、両性高分子凝集剤などの公知のものを適宜使用することができる。
【００１８】
〔水処理装置〕
図１に水処理装置の一形態を示す。この水処理装置は、反応槽１０、凝集槽（一次凝集槽）２０、凝集沈殿装置３０を有する。図中の「カチオンポリマー」及び「アニオンポリマー」は、それぞれカチオン系高分子凝集剤及びアニオン系高分子凝集剤を意味する。特に断りの無い限り、本明細書において「上流」及び「下流」は、被処理水の流れ方向を基準とする。
【００１９】
・反応槽
反応槽１０に、ラインＬ１から原水が供給される。反応槽１０において、被処理水に、ラインＬ６からＰＡＣなどの無機凝集剤を添加する。反応槽１０に備わる攪拌機１１によって、攪拌を行う。
【００２０】
・凝集槽
反応槽１０から抜き出された被処理水は、ラインＬ２を経て、後段の凝集槽２０に送られる。凝集槽２０に流入した被処理水には、ラインＬ７からカチオン系高分子凝集剤が添加され、凝集物（一次凝集フロック）が形成される。ラインＬ７から添加する高分子凝集剤は、添加後の被処理水が攪拌されるため、沈殿槽流入直前で被処理水に添加する添加剤に該当しない。凝集槽２０において、攪拌機２１を用いて撹拌を行うことができる。凝集槽２０から被処理水をラインＬ３に抜き出す。
【００２１】
・沈殿槽流入直前での凝集剤添加
ラインＬ３は、凝集沈殿装置３０のセンターウェル４２に被処理水を導入する被処理水導入流路を形成している。この被処理水導入流路Ｌ３において、すなわち、凝集槽２０からセンターウェル４２までの被処理水の流路において、ラインＬ８からアニオン系高分子凝集剤が添加される。あるいは、ラインＬ３でアニオン系高分子凝集剤を添加する替わりに、アニオン系高分子凝集剤をセンターウェル４２において添加してもよい（図２参照）。ラインＬ８から添加する高分子凝集剤が、沈殿槽流入直前で被処理水に添加する添加剤に該当する。
【００２２】
ラインＬ７及びＬ８から添加する高分子凝集剤の種類は、いずれも限定されない。ラインＬ７からアニオン系高分子凝集剤を添加し、ラインＬ８からカチオン系高分子凝集剤を添加してもよい。また、アニオン系高分子凝集剤もしくはカチオン系高分子凝集剤に替えて、ノニオン系高分子凝集剤もしくは両性高分子凝集剤を用いてもよい。
【００２３】
凝集沈殿装置３０が造粒型沈殿装置の場合、すなわち、沈殿槽３１が造粒型の凝集沈殿槽である場合、沈殿槽中の既存ペレットに高分子凝集剤（図１、２の例ではアニオン系高分子凝集剤）を被覆させる形で凝集反応を起こすことが好ましい。そのため、当該高分子凝集剤の被処理水への添加は、被処理水導入流路Ｌ３の沈殿槽３１に近い位置で行うことが好ましく、図１に示すように、被処理水導入流路Ｌ３の沈殿槽内部に位置する部分で行うことが特に好ましい。
【００２４】
・凝集沈殿
センターウェル４２、ディストリビュータ４５、沈殿槽３１を経て、ラインＬ４から処理水が得られ、さらに汚泥濃縮槽３２を経てラインＬ５から濃縮汚泥が得られる。板状部材４８については後に詳述する。
【００２５】
・水処理装置の別の形態
図２に水処理装置の別の形態を示す。この形態が図１の形態と異なる点は、沈殿槽流入直前で添加する高分子凝集剤（アニオン系高分子凝集剤）だけを使用し、それ以外の高分子凝集剤（カチオン系高分子凝集剤）は使用しないことである。したがって、反応槽１０から被処理水がラインＬ３（センターウェル４２に被処理水を導入する被処理水導入流路）に抜き出される。別の相違点として、図２に示す形態では、アニオン系高分子凝集剤がセンターウェル４２内に添加される。ただし、アニオン系高分子凝集剤だけを使用する場合でも、図１に示したように被処理水導入流路Ｌ３においてアニオン系高分子凝集剤を添加してもよい。また、ラインＬ８から添加する高分子凝集剤の種類は限定されず、アニオン系高分子凝集剤に替えて、カチオン系高分子凝集剤、ノニオン系高分子凝集剤もしくは両性高分子凝集剤を用いてもよい。
【００２６】
〔高分子凝集剤の開放添加〕
沈殿槽流入直前で添加する高分子凝集剤を、配管またはセンターウェルにおいて被処理水中に圧入する（高分子凝集剤の被処理水への注入点を、被処理水中に位置させる）と、注入点が凝集物で塞がることがあり、そのためにメンテナンス作業が必要となることがある。そこで当該高分子凝集剤は、圧入させずに、開放系で被処理水に添加することが好ましい。例えば、被処理水導入流路Ｌ３の一部をトラフ（上部が開放された流路）状とし、トラフ状流路において、高分子凝集剤を被処理水に添加することが好ましい。もしくは図２に示したようにセンターウェルより上部からセンターウェル内の被処理水に添加することもできる。このように開放系で高分子凝集剤を添加することで、注入点が凝集物で閉塞することを防ぐことが容易となる。また、トラフは、配管と比較して清掃が容易である。
【００２７】
特に好ましくは、被処理水導入流路Ｌ３の沈殿槽３１内部に位置する部分において、沈殿槽流入直前で添加する高分子凝集剤を、開放系で被処理水に添加する。そのために、被処理水導入流路Ｌ３の沈殿槽３１内部に位置する部分の一部（ただし、センターウェル内の被処理水に浸漬しない部分）をトラフ状とし、その部分において、高分子凝集剤を被処理水に添加することができる。
【００２８】
〔凝集沈殿装置〕
図３は、凝集沈殿装置の一例の模式的断面図である。凝集沈殿装置３０は、被処理水中の凝集フロックを沈降分離させる沈殿槽３１と、沈殿槽３１に取り囲まれ、凝集フロックを収集し濃縮する汚泥濃縮槽３２と、を有している。沈殿槽３１の内部において、ラインＬ８から、被処理水導入流路Ｌ３中の被処理水に、アニオン系高分子凝集剤が添加される。
【００２９】
沈殿槽３１と汚泥濃縮槽３２とセンターウェル４２は円筒形状を有し、沈殿槽３１と汚泥濃縮槽３２とセンターウェル４２の鉛直方向の中心線ＣＬは一致している。沈殿槽３１、汚泥濃縮槽３２及びセンターウェル４２のうちの１つ以上が多角筒の形状を有していてもよい。凝集フロックが沈殿槽３１から越水して汚泥濃縮槽３２に収集されるように、汚泥濃縮槽３２の頂部は沈殿槽３１の頂部より低くされている。汚泥濃縮槽３２の側面の下部に、汚泥の取出し用のラインＬ５が接続される。汚泥濃縮槽３２の底面が沈殿槽３１の底面より低い位置にあるため、汚泥の取出しラインＬ５を沈殿槽３１の外部に設けることができる。このため、沈殿槽３１の内部を横断する汚泥取出しラインを設ける必要がない。沈殿槽３１の頂部には清澄水の取出しラインＬ４が設けられている。沈殿槽３１の側壁３３の外部に環状の受け槽３４が設けられ、清澄水の取出しラインＬ４は受け槽３４に接続されている。側壁３３を越水した清澄水がいったん受け槽３４に収集された後、ラインＬ４から排出されるため、処理水として、沈殿槽３１の最上部の清澄水を効率よく収集することができる。
【００３０】
凝集沈殿装置３０には、被処理水を沈殿槽３１に供給する被処理水供給機構４０が設けられている。被処理水供給機構４０は、次の構成要素［１］〜［４］を有する。
［１］沈殿槽３１の内部に設けられたセンターウェル４２、
［２］センターウェル４２から沈殿槽３１に被処理水を分配して供給するディストリビュータ４５、
［３］センターウェル４２の内側に配され鉛直方向に延在する支持体（特には回転軸）４１、及び、
［４］センターウェル４２の内壁と支持体４１とに固定され、鉛直方向に延在する板状部材４８。
【００３１】
ディストリビュータ４５は、センターウェル４２に接続され、汚泥濃縮槽３２の上方を中心線ＣＬから径方向外側且つ下側に延びる複数の第１の配管部４３と、各第１の配管部４３に接続され、それぞれの被処理水供給口４６まで鉛直方向に延びる第２の配管部４４と、を有している。被処理水供給口４６は沈殿槽３１の内部空間下部に開口し、被処理水を沈殿槽３１に供給する。被処理水供給口４６は沈殿槽３１の底面と対向する下向きの開口であるが、斜め下向きの開口であってもよい。あるいは、第２の配管部４４の端部をＬ字形状に形成し、被処理水供給口４６から横向きの被処理水が吐出されるようにしてもよい。図３に示した例では、２つの第１の配管部４３が１８０度の間隔で配置されているが、第１の配管部４３の個数は、３個以上であってもよい。複数の第１の配管部４３を設けることで、被処理水を沈殿槽３１に、より均一に供給することができる。
【００３２】
図３に示した例では、前記支持体は、回転軸（心棒）４１である。回転軸４１は、中心線ＣＬと同軸とされる。回転軸４１は汚泥濃縮槽３２に挿入され、回転軸４１の上部はモータＭに接続されている。回転軸４１の下端は汚泥濃縮槽３２の底板に支持された軸受（不図示）で回転支持されている。センターウェル４２は、回転軸４１に沿って鉛直方向に延び、回転軸４１の外周面の一部を内包するように回転軸４１に支持されている。
【００３３】
センターウェル４２が回転軸４１に固定されているので、被処理水供給機構４０全体が中心線ＣＬの周りを旋回ないし回転する。これは、被処理水を均等に分散するために効果的である。
【００３４】
センターウェル４２に供給された被処理水は、複数の第１の配管部４３で分流し、第２の配管部４４の被処理水供給口４６から沈殿槽３１に供給される。被処理水供給口４６と沈殿槽３１の底面との間隔は小さいため、被処理水供給機構４０から供給された被処理水は沈殿槽３１の底面に当たり上昇流となる。沈殿槽３１内の凝集フロックは重力による下向きの力と、被処理水供給口４６から供給された被処理水の上昇流による上向きの力を受けて、沈殿槽３１の内部を浮遊する。新たに供給された被処理水に含まれる凝集フロックは沈殿槽３１の内部を浮遊する凝集フロックに捕捉され、合体する。これによって、凝集フロックの一部またはすべてが除去された清澄水だけが上昇流となって沈殿槽３１の上部に達する。
【００３５】
この結果、沈殿槽３１の下部に凝集フロックの層（スラッジブランケットＺ１）が形成され、上部にスラッジブランケットＺ１から分離した清澄水の層Ｚ２が形成される。スラッジブランケットＺ１の頂部界面は徐々に上昇していく。スラッジブランケットＺ１の頂部界面が汚泥濃縮槽３２の側壁の頂部に達すると、凝集フロックは汚泥濃縮槽３２の側壁３５を越水して汚泥濃縮槽３２に収集される。以降、被処理水の通水中はスラッジブランケットＺ１の界面から凝集フロックの越水が続き、スラッジブランケットＺ１は一定の高さを保つ。スラッジブランケットＺ１の上部では沈降速度が遅く細かな凝集フロックが浮遊しているため、細かな凝集フロックが汚泥濃縮槽３２に越水し、沈降速度の高い大きな凝集フロックでスラッジブランケットＺ１を形成することができる。これにより沈殿槽３１の通水線速度を増加させることが可能となる。汚泥濃縮槽３２は被処理水の上昇流がないため、凝集フロックは重力で汚泥濃縮槽３２内を沈降して濃縮汚泥Ｚ３となる。濃縮汚泥はその取出しラインＬ５からポンプＰを経て取り出される。
【００３６】
上述の構成では、汚泥濃縮槽３２を沈殿槽３１の内側に同心配置しているが、その限りではない。例えば、スラッジブランケットの下方に汚泥濃縮部を設けることができ、あるいは、沈殿槽３１と汚泥濃縮槽３２を横方向に隣接配置することもできる。
【００３７】
被処理水供給機構４０の第２の配管部４４の外側側面には、被処理水を攪拌する攪拌翼４７が設けられている。攪拌翼４７は平板の形状を有し、１８０度の間隔で鉛直方向に複数個設けられている。沈殿槽３１内が撹拌翼４７で撹拌されることにより、攪拌翼４７と凝集フロック、あるいは凝集フロック同士の衝突によって、凝集フロックが機械的に脱水され、より密度、沈降速度の高い凝集フロック（ペレット）が形成される。
【００３８】
また、未反応の高分子凝集剤はスラッジブランケットＺ１中の微細フロックの再凝集を引き起こし、スラッジブランケットＺ１を強固なものにし、清澄水の水質を高める。攪拌翼４７は被処理水供給機構４０に設けられているため、駆動のための動力源や動力の伝達機構を独立して設ける必要がない。
【００３９】
沈殿槽は、上述のような構成に限定されず、センターウェルと、その下部に被処理水を分散するためのディストリビュータを備えるものであれば適宜使用することができる。センターウェル自体は回転しなくてもよいし、図３に示したように回転していてもよい。センターウェルが回転しない場合、例えば、回転軸４１に替えて、回転しない心棒を用いることができる。
【００４０】
沈殿槽としては、図３に示したような、沈殿槽内で緩速攪拌を行い、沈殿槽内で凝集と造粒操作を行う造粒型の凝集沈殿槽が好ましい。造粒型の凝集沈殿槽は、高密度で沈降速度の高いペレット状の凝集物を形成させることができるため、被処理水線速度（ＬＶ）を高くして水処理を行う場合に特に好ましい。
【００４１】
〔被処理水導入流路からセンターウェルへの被処理水の流入〕
図３に示した凝集沈殿装置の一部（センターウェル４２の上部と、被処理水導入流路Ｌ３の一部を含む）の構成例を図４に模式的に示す。図４（ａ）は上面図、（ｂ）はＡ−Ａ断面図（中心線ＣＬを含む鉛直面で切断した断面図）である。板状部材４８が、４枚、回転軸４１の周りに等間隔（９０°毎）に設けられている。各板状部材４８はセンターウェル４２の内壁と回転軸４１とに固定され、鉛直方向に延在するとともに、センターウェル４２の円筒形の直径方向に延在する。センターウェル４２は、中心線ＣＬを中心として、矢印Ｒ方向（紙面時計回り）に回転する。被処理水導入流路Ｌ３は、配管（円管）で構成される。
【００４２】
・被処理水導入流路出口の水封
被処理水導入流路Ｌ３の出口５１の少なくとも一部は、センターウェル４２内の被処理水の液面５２より下方に位置する。出口５１の全部が液面５２より下方に位置すること、すなわち、出口５１がセンターウェル４２内の被処理水内に水封される位置に配されることが好ましい。センターウェル４２とともに板状部材４８が回転するので、板状部材４８と被処理水導入流路Ｌ３とが干渉しないように、板状部材４８より上方に出口５１を設ける。板状部材４８が回転しない場合は、出口５１の鉛直方向の位置は、板状部材４８より上方でなくてもよく、例えば、出口５１の少なくとも一部の位置が板状部材の位置と鉛直方向で重なっていてもよい。
【００４３】
上記のような水封構造を形成するために、被処理水導入流路Ｌ３の一部がトラフである場合でも、被処理水導入流路Ｌ３の出口５１は管（トラフではない）で形成する。その管状部の一端がセンターウェル４２内の被処理水の内部に位置し、他端はセンターウェル４２内の被処理水の外部に位置する。
【００４４】
出口５１を水封することにより、被処理水導入流路Ｌ３からセンターウェル４２内に被処理水が流入する際に、飛沫が発生することを防止することができる。したがって、この飛沫（被処理水）が、沈殿槽内の清澄水に混入し、処理水に混入することを防止することができる。
【００４５】
・被処理水の板状部材への衝突
また、被処理水導入流路Ｌ３から流出した被処理水を、板状部材４８の鉛直方向に延在する２つの面のうちの１つの面５４に衝突させる。この衝突によってセンターウェル４２内の被処理水に乱流が発生し、その結果、沈殿槽流入直前で被処理水に添加した高分子凝集剤の分散状態が良好になる。すなわち、高分子凝集剤の分割注入を行わなくても、さらには高分子凝集剤の分散のための機械攪拌を行わなくても、沈殿槽流入直前で高分子凝集剤を添加した後に上記衝突を行うことによって、被処理水中に高分子凝集剤を良好に分散させることができる。また、センターウェル４２において、すなわち、ディストリビュータ４５に被処理水が流入する前に、高分子凝集剤の分散状態を良好にすることができる。したがって、第１の配管部４３が複数存在する場合に、複数の第１の配管部４３のそれぞれに供給される被処理水中の高分子凝集剤（沈殿槽流入直前で添加したもの）の濃度を同じにすることができる。その結果、沈殿槽が大型であっても高分子凝集剤を沈殿槽内に均等に分散することが容易であり、清澄な処理水を得ることが容易である。
【００４６】
以下、被処理水導入流路Ｌ３からセンターウェル４２への、被処理水の水平方向の流出方向（図４において矢印Ｖｈで表される）を「方向Ｖｈ」ということがある。方向Ｖｈは、出口５１における被処理水導入流路Ｌ３の軸（例えば管やトラフの中心線）が向かう方向の、水平方向の成分である。被処理水導入流路Ｌ３から被処理水が水平に流出してもよいし、あるいは斜め下方に流出してもよいが、鉛直方向には流出させない。したがって、被処理水導入流路Ｌ３から、被処理水を真下に流出させることはしない。被処理水導入流路Ｌ３からの被処理水の流出方向が、鉛直方向である場合、方向Ｖｈは定まらない。
【００４７】
センターウェル４２が円筒状で、すなわち鉛直方向に延在する円筒形（詳しくは、円筒の周面の形状）の側壁を有する場合、上記の衝突を行うために、方向Ｖｈが当該円筒形の直径方向から外れているようにすることが好ましい。つまり図４において、方向Ｖｈは、中心線ＣＬに向かず、中心線ＣＬに向かう方向の反対方向にも向かない。特には、方向Ｖｈが、当該円筒形の直径方向に略直交することが好ましい。例えば方向Ｖｈが、当該円筒形の直径方向に対して、８０〜１００°程度の角度を持つことができる。図４に示す構造では、方向Ｖｈが、当該円筒形の直径方向に直交する。
【００４８】
図４に示す構造では、被処理水導入流路Ｌ３が、沈殿槽３１内で（特には高分子凝集剤添加口５３と出口５１との間で）、曲がっている。しかし、被処理水導入流路Ｌ３がこのように曲がっている必要はない。沈殿槽３１内で、被処理水導入流路Ｌ３が出口５１まで一直線状であってもよい。また、沈殿槽３１内で、被処理水導入流路Ｌ３が鉛直方向には曲がっており、水平方向には曲がっていない構成を採用してもよい（この場合でも、被処理水導入流路Ｌ３の鉛直方向の曲がりは、被処理水導入流路Ｌ３からの被処理水の流出方向が真下にならないようにする）。
【００４９】
・高分子凝集剤添加口
図４に示す構造では、沈殿槽３１内で、被処理水導入流路Ｌ３を構成する配管（円管）の一部の上部が開口し、その開口が高分子凝集剤添加口５３として使用される。被処理水導入流路Ｌ３を流れる被処理水に、高分子凝集剤添加口５３から高分子凝集剤が添加される。この高分子凝集剤添加のために、前述のラインＬ８を形成する配管の出口を、高分子凝集剤添加口５３の上方に設けることができる。
【００５０】
・旋回流
上述のように、方向Ｖｈがセンターウェル４２の側壁の円筒形の直径方向から外れていることによって、特には方向Ｖｈが当該円筒形の直径方向に略直交することによって、センターウェル４２内上部（板状部材４８より上の部分）において被処理水に旋回流（回転軸４１の周りを旋回する）を生じさせることができる。このために、液面５２と板状部材４８との間に適度な距離をとることができる。このような旋回流は、高分子凝集剤の被処理水中への分散をさらに良好にするために有効である。
【００５１】
センターウェル４２が回転する場合、センターウェル４２が一回転する間に、一時的にでも、被処理水導入流路Ｌ３から流出した被処理水が、前記面５４に衝突すればよい。すなわちセンターウェル４２の位置（回転方向の位置）によって、被処理水導入流路Ｌ３から流出した被処理水が、一時的に前記面５４に衝突しないことがあってもよい。センターウェル４２が回転する場合、センターウェル４２の回転方向の位置によらず被処理水導入流路Ｌ３から流出した被処理水を前記面５４に衝突させる観点から、板状部材４８を、円筒形の周方向に均等な間隔で（すなわち等角度毎に）４枚以上設けることが好ましい。板状部材４８の枚数は、例えば４〜８枚程度が好ましい。
【００５２】
・センターウェルの回転方向
センターウェル４２が回転する場合、特にはセンターウェル４２の支持体を回転軸４１として回転する場合、前記面５４が進行方向後ろ側になるように回転することが好ましい。例えば、センターウェル４２内に旋回流が生じる場合、旋回流の旋回方向と、センターウェル４２の回転方向が一致する（図４（ａ）においては、いずれも紙面時計回り）ことが好ましい。センターウェル４２の回転によって旋回流が妨げられず、その結果、高分子凝集剤の分散状態がより良好となるからである。なお、図３に示したような沈殿槽３１においては、例えば、沈殿槽３１内の凝集及び造粒の観点から攪拌翼４７の先端周速度が０．０５〜０．１５ｍ／ｓｅｃになるように、センターウェル４２を回転させることができる。
【００５３】
・被処理水導入流路Ｌ３の他の形態
図４に示した構成の代替形態について、図５及び図６を用いて説明する。図５（ａ）は上面図、（ｂ）はＢ−Ｂ断面図（中心線ＣＬを含む鉛直面で切断した断面図）である。図６は、図５に示される被処理水導入流路の詳細を示す模式図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）はＣ−Ｃ断面図、（ｃ）は側面図である。
【００５４】
この形態は、被処理水導入流路Ｌ３の構造を除いて、図４に示した形態と同じである。この形態では、被処理水導入流路Ｌ３の沈殿槽３１内部の部分が、トラフとなっている。このトラフは、直線状部５５と、それに接続された注ぎ口部５６とを有する。直線状部５５及び注ぎ口部５６の上面は、開放されている。注ぎ口部５６の底面は、被処理水の流れ方向に沿って、下方に傾斜して延在した後、水平に延在する。トラフの先端は、開口（被処理水導入流路Ｌ３の出口５１）を有する端面板５７によって、閉じられている。出口５１がセンターウェル４２内の被処理水の液面５２より下に配置され、したがって出口５１は水封される。
【００５５】
なお、高分子凝集剤は、トラフ（直線状部５５でも注ぎ口部５６でもよい）の上方から、トラフ内の被処理水に添加することができる。
【００５６】
図５に示した構造においても、被処理水導入流路Ｌ３からの被処理水の、水平方向の流出方向が、センターウェル４２側壁の円筒形の直径方向に対して直交する。
【００５７】
なお、いずれの形態においても、被処理水導入流路Ｌ３においてもしくはセンターウェル４２において、高分子凝集剤を被処理水に添加する高分子凝集剤添加手段は、上述のラインＬ８と、ラインＬ８に接続された適宜のタンク（高分子凝集剤を貯めておく）や、高分子凝集剤を移送するためのポンプなどによって、適宜構成することができる。
【実施例】
【００５８】
〔実施例１〜４〕
図２に示す構成を有する水処理装置を用いて水処理を行った。ただしアニオン系高分子凝集剤は、被処理水導入流路Ｌ３の、沈殿槽３１内に位置する部分において、被処理水に添加した。凝集沈殿装置３０は図３及び図４に示す構成を有していた。方向Ｖｈは、円筒形のセンターウェル４２の直径方向に直交する方向（図４（ａ）において紙面下方に向かう方向）であった。
【００５９】
処理条件を以下に示す。実施例１〜４で、原水通水量以外の条件は共通とした。
原水：カオリン模擬排水（カオリンを濃度１００ｍｇ／Ｌで含む水）。
原水通水量（沈殿槽３１における通水線速度ＬＶ）：
実施例１：３．０ｍ３／ｈ（ＬＶ  ３．２ｍ／ｈ）、
実施例２：６．０ｍ３／ｈ（ＬＶ  ６．４ｍ／ｈ）、
実施例３：１２ｍ３／ｈ（ＬＶ  １３ｍ／ｈ）、
実施例４：１８ｍ３／ｈ（ＬＶ  １９ｍ／ｈ）。
ＰＡＣ添加量：１２０ｍｇ／Ｌ（添加後の被処理水中の濃度）。
アニオン系高分子凝集剤添加量：３．０ｍｇ／Ｌ（添加後の被処理水中の濃度）。
沈殿槽径：直径１１００ｍｍ。
センターウェル４２の回転速度：１．８ｒｐｍ（攪拌翼４７の先端周速度：０．１ｍ／ｓｅｃ）。
【００６０】
〔比較例１〜４〕
実施例１〜４で用いた装置の、被処理水導入流路Ｌ３の高分子凝集剤添加口５３より下流側の形状を変更し、被処理水導入流路Ｌ３からセンターウェル４２への被処理水の流入方向を鉛直下方とした（円形の出口５１の中心の位置は、実施例１〜４と同じである）。それ以外は、実施例１〜４とそれぞれ同様にして水処理を行った。
【００６１】
上記各実施例及び比較例でラインＬ４から得られた処理水のＳＳ（懸濁物質）濃度を測定し、図６に示した。図６において、横軸の「通水ＬＶ」は、沈殿槽３１における通水線速度を意味する。
【００６２】
目視によりセンターウェル４２内の被処理水を観察したところ、実施例１〜４では、被処理水導入流路Ｌ３から流出した被処理水が、板状部材４８の一方の面５４に衝突しているとともに、センターウェル４２内の板状部材４８より上の領域で被処理水が回転軸４１の周りを旋回していた。比較例１〜４では、被処理水導入流路Ｌ３から流出した被処理水が、板状部材４８の一方の面５４に衝突しておらず、また、旋回流は生じていなかった。なお、被処理水導入流路Ｌ３から流出した被処理水が、板状部材４８に衝突すると、板状部材４８付近で液面５２が盛り上がる動きが観察される。
【００６３】
図６に示すように、比較例１〜４では、実施例１〜４に比べて処理水ＳＳが高い傾向にあった。これは、実施例１〜４では、被処理水導入流路Ｌ３から流出した被処理水が、板状部材４８の面５４に衝突したため、高分子凝集剤がセンターウェル４２内で均一に分散され、一方比較例１〜４では、高分子凝集剤が均一に分散されず、沈殿槽３１内で高分子凝集剤と接触することなく未凝集のまま処理水中に流出した懸濁物質が多かったと考えられる。
【００６４】
比較例１〜４と実施例１〜４との処理水ＳＳの差は、沈殿槽３１における通水線速度が高いほど小さくなる。これは、比較例においても被処理水の流入量が増加することによって、センターウェル内に高分子凝集剤を分散させ得る乱流が発生し、それによって高分子凝集剤の分散が進み、懸濁物質の凝集が進んだためと考えられる。本発明によれば、通水線速度が低い場合であっても、高分子凝集剤を良好に分散させることができる。
【００６５】
本発明は、例えば沈殿槽における通水線速度が１８ｍ／ｈ以下、さらには１２ｍ／ｈ以下の場合に、特に効果的である。この通水線速度の下限値は特に限定されないが、例えば３ｍ／ｈ以上とすることができる。
【符号の説明】
【００６６】
１０  反応槽
２０  凝集槽
３０  凝集沈殿装置
３１  沈殿槽
３２  汚泥濃縮槽
４０  被処理水供給機構
４１  支持体（回転軸）
４２  センターウェル
４５  ディストリビュータ
４８  板状部材
５１  被処理水導入流路の出口
５２  センターウェル内の被処理水の液面
５３  凝集剤添加口
５４  板状部材の鉛直方向に延在する１つの面
５５  トラフの直線状部
５６  トラフの注ぎ口部
５７  トラフの端面板
Ｌ３  被処理水導入流路
【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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