(57)【要約】【課題】簡易な構成で、かつ、ランニングコストが安く、なおかつ、効率的に濁水と凝集剤とを撹拌することを可能とした濁水処理装置を提案する。【解決手段】パイプ２内で濁水と凝集剤とを撹拌する濁水処理装置１であって、パイプ２は、複数の角部２１，２１，…が形成されていて、角部２１同士の間隔が小さく、かつ、内径が小さい急速撹拌区間２ａと、角部２１同士の間隔が急速撹拌区間２ａよりも大きく、かつ、内径が急速撹拌区間２ａの内径よりも大きい緩速撹拌区間２ｂとを有している。【選択図】図１
2015077560.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パイプ内で濁水と凝集剤とを撹拌する濁水処理装置であって、
前記パイプは、
複数の角部が形成されていて、
前記角部同士の間隔が小さい急速撹拌区間と、
前記角部同士の間隔が前記急速撹拌区間よりも大きい緩速撹拌区間と、を有していることを特徴とする、濁水処理装置。
【請求項２】
パイプ内で濁水と凝集剤とを撹拌する濁水処理装置であって、
前記パイプは、
前記パイプの内径が拡径する拡径部および前記パイプの内径が縮径する縮径部のいずれか一方を複数有していて、
当該パイプの内径が小さい急速撹拌区間と、
前記パイプの内径が前記急速撹拌区間の内径よりも大きい緩速撹拌区間と、を有していることを特徴とする、濁水処理装置。
【請求項３】
パイプ内で濁水と凝集剤とを撹拌する濁水処理装置であって、
前記パイプは、
複数の角部が形成されていて、
前記角部同士の間隔が小さく、かつ、内径が小さい急速撹拌区間と、
前記角部同士の間隔が前記急速撹拌区間よりも大きく、かつ、内径が前記急速撹拌区間の内径よりも大きい緩速撹拌区間と、を有していることを特徴とする、濁水処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、濁水処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
建設工事等において発生した濁水は、環境保護の観点から、水中の浮遊物等を除去して清浄化させてから排水する。
濁水を清浄化する方法として、濁水に対して凝集剤を添加・混合し、水中の浮遊物等と凝集剤とを反応させることで生じた沈降物を除去する方法が知られている。
【０００３】
このような濁水処理方法では、撹拌翼を利用した機械撹拌が主流となっている。
ところが、撹拌翼を利用する方法では、撹拌翼の周囲では水中の乱れにより濁水と凝集剤とが効率的に接触するものの、撹拌翼から離れた場所では水中の乱れが少なく凝集効果が発揮されないという問題点を有している。
【０００４】
そのため、特許文献１には、濁水と凝集剤とを効率的に混合させる濁水処理装置として、らせん状の流れを形成する邪魔板が内壁に設けられたタンク（湿潤部）と、中心部に撹拌羽根が設けられた複数のパイプ（反応部）とを備えたものが開示されている。
この濁水処理装置は、湿潤部に濁水と凝集剤とを投入し、邪魔板により形成された渦状の水流により濁水と凝集剤とを混合した後、反応部において濁水と凝集剤とを反応させるものである。
【０００５】
また、特許文献２には、動力を要することなく濁水と凝集剤とを混合させる濁水処理装置として、らせん状の配管内に濁水と凝集剤とを自然流下させることで、配管内の乱流を利用して濁水と凝集剤とを反応させるものが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第４５１６８９９号公報
【特許文献２】特許第５１７２２９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載の濁水処理装置は、撹拌羽根の動力が必要となるため、ランニングコストがかかる。また、装置も大型になってしまう。
【０００８】
また、特許文献２に記載の濁水処理装置は、配管がらせん状で形状が複雑なため、製造コストが高い。
【０００９】
このような観点から、本発明は、簡易な構成で、かつ、ランニングコストが安く、なおかつ、効率的に濁水と凝集剤とを撹拌することを可能とした濁水処理装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記課題を解決するために、第一の発明は、パイプ内で濁水と凝集剤とを撹拌する濁水処理装置であって、前記パイプは、複数の角部が形成されていて、前記角部同士の間隔が小さい急速撹拌区間と前記角部同士の間隔が前記急速撹拌区間よりも大きい緩速撹拌区間とを有していることを特徴としている。
【００１１】
また、第二の発明は、パイプ内で濁水と凝集剤とを撹拌する濁水処理装置であって、前記パイプは、前記パイプの内径が拡径する拡径部および前記パイプの内径が縮径する縮径部のいずれか一方を複数有していて、当該パイプの内径が小さい急速撹拌区間と前記パイプの内径が前記急速撹拌区間の内径よりも大きい緩速撹拌区間とを有していることを特徴としている。
【００１２】
さらに、第三の発明は、パイプ内で濁水と凝集剤とを撹拌する濁水処理装置であって、前記パイプは、複数の角部が形成されていて、前記角部同士の間隔が小さく、かつ、内径が小さい急速撹拌区間と、前記角部同士の間隔が前記急速撹拌区間よりも大きく、かつ、内径が前記急速撹拌区間の内径よりも大きい緩速撹拌区間とを有していることを特徴としている。
【００１３】
かかる濁水処理装置によれば、パイプの角部で生じる乱流やパイプの内径の変化により生じる乱流を利用して濁水と凝集剤とを撹拌するため、動力を要することなく、効率的に混合させることができる。
なお、急速撹拌区間では濁水中に凝集剤が行き渡りフロックの核が形成され、緩速撹拌区間ではフロックが成長するようになる。
【００１４】
また、パイプにより急速撹拌区間と緩速撹拌区間とを連続して形成しているため、従来の濁水処理装置と比較して、省スペース化が可能である。
さらに、パイプを利用しているため、構造が簡易となり、製造コストが安価である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の濁水処理装置によれば、簡易な構成で、安価かつ効率的に、濁水と凝集剤とを撹拌することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本実施形態の濁水処理装置の概要を示す斜視図である。
【図２】図１に示す濁水処理装置の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本実施形態の濁水処理装置１は、図１に示すように、パイプ２と、定量ポンプ３と、原水ポンプ４と、補助定量ポンプ５とを備えている。
【００１８】
パイプ２は、原水タンク６と沈降槽７との間に配設されている。原水タンク６からパイプ２の流入口２３に供給された濁水は、パイプ２を通流する間に凝集剤と撹拌された後、沈降槽７へ投入される。
【００１９】
パイプ２は、複数の角部２１，２１，…と、角部２１同士を結ぶ複数の直線部２２とを有していて、逆四角錐台の空間を取り囲むように配置されている。すなわち、角部２１を介して連なる４つの直線部２２は、平面視矩形状に形成されている（図２参照）。なお、パイプ２の平面形状は、例えば三角形や五角形等でもよく、多角形であれば限定されるものではない。
【００２０】
パイプ２を構成する材料は限定されるものではないが、本実施形態では、塩化ビニル管により形成する。つまり、パイプ２は、塩化ビニル製の曲がり管（Ｌ字管）と直管とを交互に連結することにより形成されている。なお、曲がり管の角度は限定されない。
【００２１】
角部２１同士の間隔（各直線部２２の長さ）は、流入口２３側から流出口２４側に向かうに従って長くなるように形成されている。つまり、パイプ２は、中心部から徐々に遠ざかるように、渦巻状に形成されている。
【００２２】
また、パイプ２は、流入口２３側の内径が流出口２４側の内径よりも小さくなるように構成されている。すなわち、本実施形態では、流入口２３から流出口２４に向かって、角部（拡径部）２１を通過する毎にパイプ２の内径が大きくなるように構成されている。
【００２３】
なお、パイプ２は、必ずしも全ての角部２１において（角部２１毎に）内径を変化させる必要はない。パイプ２の拡径箇所は１カ所以上であれば限定されない。
また、パイプ２は、流入口２３側から流出口２４側に向かうに従って内径を徐々に拡径させてもよいし、直線部２２において拡径させてもよい。
【００２４】
図１に示すように、本実施形態のパイプ２は、流入口２３が流出口２４よりも低くなるように形成されていて、逆四角錐台状を呈している。つまり、流入口２３からパイプ２に供給された液体（濁水）は、下から上に向かって流れて流出口２４から排出される。
【００２５】
パイプ２の流入口２３には、送水管４０（第一送水管４１）を介して原水ポンプ４が接続されている。原水ポンプ４から圧送された濁水は、流入口２３から流出口２４に向けてパイプ２内を通流する。
【００２６】
送水管４０は、パイプ２と原水ポンプ４との間において、第一送水管４１と第二送水管４２との二股に分かれている。なお、送水管４０は必ずしも二股に分かれている必要ななく、第二送水管４２は省略してもよい。
【００２７】
第一送水管４１は、流入口２３に接続しており、原水ポンプ４から圧送された液体を流入口２３に誘導する。
第一送水管４１は、締切バルブ４３を有している。締切バルブ４３により流入口２３と原水ポンプ４との間において送水管４０を開閉することができる。
【００２８】
また、第一送水管４１には、締切バルブ４３と流入口２３との間に排水管８が接続されている。なお、排水管８は、排水管８を開閉する締切バルブ８１を有している。
【００２９】
第二送水管４２は、流出口２４の近傍においてパイプ２に接続していて、原水ポンプ４により圧送された液体を、パイプ２の流出口２４側に誘導する。
第二送水管４２は、締切バルブ４４を有している。締切バルブ４４によりパイプ２（流出口２４）と原水ポンプ４との間において送水管４０を開閉することができる。
【００３０】
パイプ２の流入口２３の近傍には、パイプ２に凝集剤を供給する定量ポンプ３が管路３０を介して接続されている。
管路３０は、締切バルブ３１を有していて、開閉可能である。
【００３１】
また、本実施形態では、パイプ２の中間部には管路５０が接続されている。管路５０には、パイプ２に凝集剤を供給する補助定量ポンプ５が接続されている。
管路５０は、締切バルブ５１を有していて、開閉可能である。
なお、補助定量ポンプ５および管路５０は、必要に応じて配置すればよく、省略してもよい。
【００３２】
濁水処理装置１により濁水処理を行う場合には、原水ポンプ４を駆動させて原水タンク６に貯留された濁水をパイプ２へ供給するとともに、定量ポンプ３を駆動させて凝集剤をパイプ２へ供給する。
このとき、締切バルブ４４，８１は閉じた状態とし、締切バルブ３１，４３は開けた状態とする。
【００３３】
パイプ２に供給された濁水と凝集剤は、各角部２１において生じる乱流、および、パイプの内径の変化により生じる乱流によって撹拌される。
【００３４】
パイプ２の中間部（管路５０の取付部）よりも流入口２３側の急速撹拌区間２ａでは、角部２１同士の間隔を小さくしているとともにパイプの内径を小さくしているので、乱れの量を増幅させて、急速撹拌を行っている。そのため、濁水中に凝集剤が行き渡り、フロックの核が形成される。
【００３５】
パイプ２の中間部（管路５０の取付部）よりも流出口２４側の緩速撹拌区間２ｂでは、急速撹拌区間２ａにおいて濁水と凝集剤とを撹拌することにより生成されたフロック（小フロック）を、大フロックに成長させる。
【００３６】
このとき、締切バルブ５１を開けた状態とし、補助定量ポンプ５から管路５０を介して凝集剤をパイプ２（緩速撹拌区間２ｂ）に供給する。
【００３７】
緩速撹拌区間２ｂでは、角部２１同士の間隔（直線部２２）を長くするとともに管径を大きくすることで、流体の乱れの量を少なくしている。そのため、緩速撹拌区間２ｂでは、凝集剤等の架橋効果を利用して小フロック同士を接触させて大フロックに成長させるとともに、大フロックが破壊することがないように適度に撹拌することが可能となる。
【００３８】
パイプ２内で生成されたフロックおよび浄化水（濁水）は、流出口２４から排出されて、沈降槽７に投入される。沈降槽７では、フロックと浄化水とに分離される。
なお、パイプ２内における濁水の流れは、原水ポンプ４の動力のみで行うものとする。
【００３９】
濁水処理装置１の利用により、パイプ２の内面にはフロックが付着するため、パイプ２は、定期的に清掃する必要がある。
パイプ２の清掃は、締切バルブ４４，８１を開いた状態にするとともに、締切バルブ３１，４３，５１を閉じた状態として、原水ポンプ４から清水を圧送することにより行う。
【００４０】
原水ポンプ４により圧送された清水は、第二送水管４２を介して、流出口２４側からパイプ２に供給される。
パイプ２に供給された清水は、パイプ２の内面に付着したフロック等を除去しながら流出口２４側から流入口２３に向かって流れ、除去したフロックとともに排水管８を介して排水される。
【００４１】
以上、本実施形態の濁水処理装置によれば、パイプ２（管路）内に濁水を流すことにより生じる乱流と、角部２１で生じる乱流の効果を利用して、濁水と凝集剤との撹拌を行うため、部分的に混ざり合わない箇所が生じることなく、効率的に濁水と凝集剤とを混ぜ合わせることができる。
【００４２】
また、濁水の流れで生じる乱流のみで撹拌し、フロックを成長させることができるため、撹拌翼等を利用して機械的に撹拌する場合と比較して、少ない動力で効率的に濁水と凝集剤の撹拌およびフロックを成長させることができる。そのため、省力化によるランニングコストの低減化を図ることができる。
【００４３】
また、濁水と凝集剤との撹拌混合とフロックの成長とを連続的に実施することで、濁水処理に要する時間の短縮化を図ることができる。
また、緩速撹拌区間２ｂにおいてフロックの成長を促進させるため、効率的である。
【００４４】
さらに、本実施形態では、急速撹拌区間２ａと緩速撹拌区間２ｂとを上下に配置しているので、省スペース化が可能となった。
また、従来の濁水処理装置と比較して、構造が簡易であるため、製造コストの低減化が可能である。また、パイプ２は、塩化ビニル管等の安価な材料により構成することができる。
【００４５】
また、パイプ２の流入口２３が流出口２４よりも低い位置に配置されているため、濁水が下から上向きに流して空気を取り込ませてプラグ流を発生させ、撹拌効率がより向上させることができる。
【００４６】
また、パイプ２の清掃は、清水を流すのみで行うことが可能なため、メンテナンスが容易である。
【００４７】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、前述の実施形態に限られず、前記の各構成要素については、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変更が可能である。
【００４８】
本実施形態の濁水処理装置の用途は限定されるものではない。例えば、トンネル工事等や、除染作業等において発生した濁水の処理に使用可能である。
【００４９】
また、前記実施形態では、パイプの内径が、流入口側から流出口側に向かうに従って拡径する場合について説明したが、パイプの内径は必ずしも変化する必要はない。また、パイプの内径は縮径してもよい。
また、前記実施形態では、複数の角部を有している場合について説明したが、パイプは、必ずしも複数の角部を有している必要はない。
【００５０】
また、前記実施形態では、角部同士の間隔が、流入口側から流出口側に向かうに従って、徐々に長くなる場合について説明したが、角部同士の間隔は、急速撹拌区間よりも緩速撹拌区間の方が長ければよく、必ずしも徐々に長くする必要はない。
【００５１】
また、流入口は、必ずしも流出口よりも低い位置に配置されている必要はない。
また、パイプの一部に上向きに流れる区間を設けてプラグ流を発生させてもよいし、パイプに空気を送り込むことでプラグ流を発生させてもよい。
【００５２】
前記実施形態では、流入口側に急速撹拌区間を設け、流出口側に緩速撹拌区間を設けた場合について説明したが、急速撹拌区間と緩速撹拌区間との順序（位置関係）は限定されない。
【符号の説明】
【００５３】
１    濁水処理装置
２    パイプ
２ａ  急速撹拌区間
２ｂ  緩速撹拌区間
２１  角部
２２  直線部
２３  流入口
２４  流出口
３    定量ポンプ
４    原水ポンプ
５    補助定量ポンプ
【図１】
2015077560.tif 000003
【図２】
2015077560.tif 000004