(57)【要約】【課題】最小限の凝集剤の注入量によって濁度を所定レベル以下に設定し、かつ被処理水における懸濁粒子又は濁度の増加に対し、速やかな対処を可能とする凝集処理方法を提供すること。【解決手段】急速攪拌槽２を通過する前後の領域における０．５〜１μｍ径の懸濁粒子の単位体積当りの数、又は濁度を測定する一方、事前の実験によって、砂ろ過池５における所定レベルの濁度を実現するために必要な凝集剤の注入量を最小限度に設定し、かつその場合の上記単位体積当りの数、又は濁度の最大値を測定したうえで、処理段階にて、上記単位体積当りの数又は濁度につき、前記事前の実験と同一位置における測定値が上記最大値を超えた場合に、上記測定値が上記最大値に戻るまで凝集剤の更なる追加注入及び／又は攪拌強度並びに／若しくは攪拌時間の増加を行うことによって、上記課題を達成する凝集処理方法。【選択図】図４
2015136648.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
急速攪拌槽、凝集沈澱池、砂ろ過池を通過する被処理水に対し、急速攪拌槽の入口以前の流通段階、又は最初の攪拌室における上記入口の近傍にて凝集剤を注入することによって、砂ろ過池の最終処理段階における濁度を所定レベル以下に設定する凝集処理方法において、急速攪拌槽の中途部位、又は出口若しくはその近傍の何れかの位置にて０．５〜１μｍ径の懸濁粒子の単位体積当りの数、又は濁度を測定する一方、事前の実験によって、予め設定した急速攪拌槽の攪拌強度の下に、上記所定レベルの濁度を実現するために必要な凝集剤の注入量を最小限度に設定すると共に、当該最小限度の凝集剤の注入量による注入を行った場合の上記測定位置における上記単位体積当りの数、又は濁度の最大値を予め測定したうえで、上記事前の実験より後の処理段階にて、上記何れかの測定位置における上記単位体積当りの数又は濁度の測定値が上記最大値を超えた場合に、凝集剤を、上記測定の位置よりも上流側にて更に追加して注入し、上記測定値が上記最大値に戻るまで当該追加注入を継続する凝集処理方法。
【請求項２】
急速攪拌槽、凝集沈澱池、砂ろ過池を通過する被処理水に対し、急速攪拌槽の入口以前の流通段階、又は最初の攪拌室における上記入口の近傍にて凝集剤を注入することによって、砂ろ過池の最終処理段階における濁度を所定レベル以下に設定する凝集処理方法において、急速攪拌槽の中途部位、又は出口若しくはその近傍の何れかの位置にて０．５〜１μｍ径の懸濁粒子の単位体積当りの数、又は濁度を測定する一方、事前の実験によって、予め設定した急速攪拌槽の攪拌強度の下に、上記所定レベルの濁度を実現するために必要な凝集剤の注入量を最小限度に設定すると共に、当該最小限度の凝集剤の注入量による注入を行った場合の上記測定位置における上記単位体積当りの数、又は濁度の最大値を予め測定したうえで、上記事前の実験より後の処理段階にて、上記何れかの測定位置における上記単位体積当りの数又は濁度の測定値が上記最大値を超えた場合に、急速攪拌槽における攪拌強度及び／又は攪拌時間を増加し、当該増加を上記測定値が上記最大値に戻るまで継続する凝集処理方法。
【請求項３】
請求項１による凝集剤の追加注入の継続と請求項２の攪拌強度及び／又は攪拌時間の増加の継続とを併用することを特徴とする凝集処理方法。
【請求項４】
事前の実験において、急速攪拌槽の入口以前の流通段階、又は最初の攪拌室における上記入口の近傍の位置にて予め０．５〜１μｍ径の懸濁粒子の単位体積当りの数又は濁度を測定したうえで最小限度の凝集剤の注入量を設定することを特徴とする請求項１、２、３の何れか一項に記載の凝集処理方法。
【請求項５】
事前の実験段階において、最小限度の凝集剤の注入量による注入を行った場合につき、凝集剤の注入位置、又は当該位置よりも下流近傍の位置における０．５〜１μｍ径の懸濁粒子の単位体積当りの数、又は濁度の最大値を予め測定したうえで、上記事前の実験より後の処理段階にて、上記位置における上記単位体積当りの数又は濁度の測定値が上記最大値を超えた場合に、凝集剤の追加注入量を、最大値を超えた程度に即して設定することを特徴とする請求項１、３、４の何れか一項に記載の凝集処理方法。
【請求項６】
事前の実験段階において、最小限度の凝集剤の注入量による注入を行った場合につき、凝集剤の注入位置、又は当該位置よりも下流近傍の位置における０．５〜１μｍ径の懸濁粒子の単位体積当りの数、又は濁度の最大値を予め測定したうえで、上記事前の実験より後の処理段階にて、上記位置における上記単位体積当りの数又は濁度の測定値が上記最大値を超えた場合に、攪拌強度及び／又は攪拌時間の増加の程度を、最大値を超えた程度に即して設定することを特徴とする請求項２、３、４の何れか一項に記載の凝集処理方法。
【請求項７】
０．５〜１μｍ径の懸濁粒子の単位体積当りの数、又は濁度が所定のレベルを超えることによって、被処理水における測定が困難又は不可能な場合に、懸濁粒子を含まない水によって被処理水を希釈し、当該希釈液において上記単位体積当りの数又は濁度の測定を行うことを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６の何れか一項に記載の凝集処理方法。
【請求項８】
前記事前の実験に際し、凝集剤によって形成された３μｍ以上の微フロックの単位体積当りの数を、急速攪拌槽の中途部位、出口又はその近傍の何れかの位置にて測定することによって、上記微フロックの単位体積当りの数の最大値を予め測定したうえで、上記事前の実験より後の処理段階にて、上記微フロックの単位体積当りの数の測定値が上記最大値を超えた場合には、０．５〜１μｍ径の懸濁粒子の単位体積当りの数、又は濁度の測定値が事前の実験によって測定された最大値を超えていない場合であっても、凝集剤の更なる追加注入及び／又は攪拌強度及び／又は攪拌時間の増加を行うことを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６の何れか一項に記載の凝集処理方法。
【請求項９】
事前の実験において、砂ろ過池の最終処理段階における濁度を０．０６とするために必要な凝集剤の注入量の最小限度の注入量を、急速攪拌槽の入口にて１８．２ｍｇ／Ｌの濃度となるように設定すると共に、攪拌室を６個備えた急速攪拌槽における攪拌強度につき、下記によるＧＲ値を４５０ｓ−１と設定したうえで、上記事前の実験より後の処理段階にて、０．５〜１μｍ径の懸濁粒子の単位体積当りの数、又は濁度の測定値が事前の実験によって測定された前記最大値を超えた場合に、凝集剤を４番目の攪拌室に対し、６０ｍｇ／Ｌの濃度となるように更に追加して注入することを特徴とする請求項１、４、５、７、８の何れか一項に記載の凝集処理方法。
記
【数１】
2015136648.tif 000006
（Ｃ：攪拌係数、Ａ：攪拌翼の面積（ｍ２）、ｖ：攪拌翼の周辺速度（ｍ／ｓ）、γ：同粘性係数（ｍ２／ｓ）、Ｖ：攪拌槽の体積（ｍ３））
【請求項１０】
事前の実験において、砂ろ過池の最終処理段階における濁度を０．０６とするために必要な凝集剤の注入量の最小限度の注入量を、急速攪拌槽の入口にて２０．０ｍｇ／Ｌの濃度に設定すると共に、攪拌室を６個備えた急速攪拌槽における攪拌強度につき、下記によるＧＲ値を１５０ｓ−１と設定したうえで、上記事前の実験より後の処理段階にて、０．５〜１μｍ径の懸濁粒子の単位体積当りの数、又は濁度の測定値が事前の実験によって測定された前記最大値を超えた場合に、急速攪拌槽のＧＲ値を１５０ｓ−１から４５０ｓ−１又は６５０ｓ−１に増加していることを特徴とする請求項２、４、６、７、８の何れか一項に記載の凝集処理方法。
記
【数２】
2015136648.tif 000007
（Ｃ：攪拌係数、Ａ：攪拌翼の面積（ｍ２）、ｖ：攪拌翼の周辺速度（ｍ／ｓ）、γ：同粘性係数（ｍ２／ｓ）、Ｖ：攪拌槽の体積（ｍ３））
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生活及び産業分野の用水および排水処理に不可欠である固液分離を伴う凝集処理方法を技術分野としている。
【背景技術】
【０００２】
用水および排水処理に対する凝集処理方法においては、通常、急速攪拌槽、凝集沈澱池、砂ろ過池の３段階の処理において、懸濁粒子に対する凝集剤の加水分解作用によってフロック粒子を形成した後、更に固液分離を行っており、必要に応じて、凝集沈澱液と砂ろ過池との間に粗粒ろ過池を設置している。
【０００３】
現行の沈澱処理方法は、下記のスモルコウスキーによる一般式によって説明されている。
【０００４】
【数１】
2015136648.tif 000003
【０００５】
但し、Ｎ：単位体積中の微細な懸濁粒子及び微フロックの個数
α：衝突効率（２個の懸濁粒子の衝突の際の付着率を表しており、無機凝集剤の注入量が多いほど大きな数値を示す）
β：２個の懸濁粒子の衝突頻度（急速攪拌槽による２個の懸濁粒子間の衝突の確率に依拠しており、攪拌強度及び／又は攪拌時間が増加するに従って大きな数値を示す）
ｎｉ：単位体積中に流入する懸濁粒子の数
ｎｊ：単位体積中における既存懸濁粒子の数
そして、前記ｄＮ／ｄｔは、単位時間当りの微細な懸濁粒子の減少速度を示しており、フロック形成速度と称されている。
【０００６】
従来技術においては、無機凝集剤注入率を上昇させることに依存した運転法が採用されているが、その根拠は、無機凝集剤の注入率を大きく設定することによって、前記（ａ）式の衝突効率αの数値を大きくし、ｄＮ／ｄｔによって表現されるフロック化の程度を促進しようというにある。
【０００７】
しかしながら、無機凝集剤注入率の上昇に依存する運転法は、沈澱処理についてはほぼ満足できる結果を得ることができるが、沈澱処理に後続するろ過処理及び汚泥処理の段階にて技術上の問題を惹起させている。
【０００８】
即ち、無機凝集剤注入率を上昇することによって、フロックの容積が上昇することを原因として、砂ろ過池に流入する微フロックの粗粒・低密度化、及び沈澱水中における凝析集塊物残留量が上昇し、その結果、砂ろ過池の洗浄頻度を高くせざるを得ないという問題点が生じている。
【０００９】
更には、汚泥処理については、同じく無機凝集剤の増加に伴って、汚泥の発生量自体が増加し、加えて、汚泥の濃縮・脱水性が低下することによって汚泥処置が困難となっていた。
【００１０】
出願人の発明による特許文献１においては、凝集剤の注入量を可能な限り限定し、かつ急速攪拌槽の攪拌強度を所定以上とした場合には、必然的に細粒・高密な微フロックが形成され、当該微フロックは、凝集沈澱槽、即ちスラッジ・ブランケット槽内において相互に凝集することによってフロック化し、後続して流入してくる微フロックを更に吸着することによって、フロック化を一層促進している。
【００１１】
しかしながら、特許文献１発明においては、実際に流入してくる原水、即ち急速攪拌槽に流入する被処理水における懸濁粒子の数又は濁度が増加することによって、上記のように限定した凝集剤の注入量では、砂ろ過池の最終段階における濁度が上昇する場合があるが、このような上昇に対する対処は講じられていない。
【００１２】
特許文献２においては、凝集剤によってフロックを形成したうえで、沈澱池にて所定の大きさ以上の粒径を有するフロックを分離した後の段階にある上澄水の懸濁粒子の径及び数の測定データに基づいて、凝集剤注入量を制御する処理方法を提案している。
【００１３】
しかしながら、被処理水の懸濁粒子の数又は濁度が増加していることを察知することについては、凝集沈澱池における固液分離が行われた後の段階まで待つ必要はない。
【００１４】
即ち、急速攪拌槽を通過する段階にて前記上昇を察知した場合には、上記固液分離が行われた後の段階にて察知する場合よりも被処理水における濁度の増加を速やかに防止することが可能となる。
【００１５】
このように、従来の沈澱処理方法においては、最小限の凝集剤の注入量によって砂ろ過池の最終段階における濁度を所定レベル以下に設定したうえで、急速攪拌槽を通過する前後の段階にて、被処理水における懸濁粒子の数又は濁度の増加に対し、速やかな対処を実現可能とする凝集処理方法は何ら開示及び示唆されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】特許４３１６６７１号公報
【特許文献２】特開２００４−１４１７８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
本発明は、最小限の凝集剤の注入量によって砂ろ過池の最終段階における濁度を所定レベル以下に設定したうえで、被処理水における懸濁粒子又は濁度の増加に対し、速やかな対処を可能とするような凝集処理方法の構成を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
前記課題を解決するため、本発明の基本構成は、
（１）急速攪拌槽、凝集沈澱池、砂ろ過池を通過する被処理水に対し、急速攪拌槽の入口以前の流通段階、又は最初の攪拌室における上記入口の近傍にて凝集剤を注入することによって、砂ろ過池の最終処理段階における濁度を所定レベル以下に設定する凝集処理方法において、急速攪拌槽の中途部位、又は出口若しくはその近傍の何れかの位置にて０．５〜１μｍ径の懸濁粒子の単位体積当りの数、又は濁度を測定する一方、事前の実験によって、予め設定した急速攪拌槽の攪拌強度の下に、上記所定レベルの濁度を実現するために必要な凝集剤の注入量を最小限度に設定すると共に、当該最小限度の凝集剤の注入量による注入を行った場合の上記測定位置における上記単位体積当りの数、又は濁度の最大値を予め測定したうえで、上記事前の実験より後の処理段階にて、上記何れかの測定位置における上記単位体積当りの数又は濁度の測定値が上記最大値を超えた場合に、凝集剤を、上記測定の位置よりも上流側にて更に追加して注入し、上記測定値が上記最大値に戻るまで当該追加注入を継続する凝集処理方法、
（２）急速攪拌槽、凝集沈澱池、砂ろ過池を通過する被処理水に対し、急速攪拌槽の入口以前の流通段階、又は最初の攪拌室における上記入口の近傍にて凝集剤を注入することによって、砂ろ過池の最終処理段階における濁度を所定レベル以下に設定する凝集処理方法において、急速攪拌槽の中途部位、又は出口若しくはその近傍の何れかの位置にて０．５〜１μｍ径の懸濁粒子の単位体積当りの数、又は濁度を測定する一方、事前の実験によって、予め設定した急速攪拌槽の攪拌強度の下に、上記所定レベルの濁度を実現するために必要な凝集剤の注入量を最小限度に設定すると共に、当該最小限度の凝集剤の注入量による注入を行った場合の上記測定位置における上記単位体積当りの数、又は濁度の最大値を予め測定したうえで、上記事前の実験より後の処理段階にて、上記何れかの測定位置における上記単位体積当りの数又は濁度の測定値が上記最大値を超えた場合に、急速攪拌槽における攪拌強度及び／又は攪拌時間を増加し、当該増加を上記測定値が上記最大値に戻るまで継続する凝集処理方法、
（３）前記（１）による凝集剤の追加注入の継続と前記（２）の攪拌強度及び／又は攪拌時間の増加の継続とを併用することを特徴とする凝集処理方法、
（４）事前の実験において、急速攪拌槽の入口以前の流通段階、又は最初の攪拌室における上記入口の近傍の位置にて予め０．５〜１μｍ径の懸濁粒子の単位体積当りの数又は濁度を測定したうえで最小限度の凝集剤の注入量を設定することを特徴とする前記(１)、(２)、(３)の何れか一項に記載の凝集処理方法、
（５）事前の実験段階において、最小限度の凝集剤の注入量による注入を行った場合につき、凝集剤の注入位置、又は当該位置よりも下流近傍の位置における０．５〜１μｍ径の懸濁粒子の単位体積当りの数、又は濁度の最大値を予め測定したうえで、上記事前の実験より後の処理段階にて、上記位置における上記単位体積当りの数又は濁度の測定値が上記最大値を超えた場合に、凝集剤の追加注入量を、最大値を超えた程度に即して設定することを特徴とする前記(１)、(３)、(４)の何れか一項に記載の凝集処理方法、
（６）事前の実験段階において、最小限度の凝集剤の注入量による注入を行った場合につき、凝集剤の注入位置、又は当該位置よりも下流近傍の位置における０．５〜１μｍ径の懸濁粒子の単位体積当りの数、又は濁度の最大値を予め測定したうえで、上記事前の実験より後の処理段階にて、上記位置における上記単位体積当りの数又は濁度の測定値が上記最大値を超えた場合に、攪拌強度及び／又は攪拌時間の増加の程度を、最大値を超えた程度に即して設定することを特徴とする前記(２)、(３)、(４)の何れか一項に記載の凝集処理方法、
からなる。
【発明の効果】
【００１９】
前記(１)、(２)、(３)、(４)、(５)、(６)を基本構成とする本発明においては、事前の実験によって、砂ろ過池における最終段階の濁度を所定レベル以下に維持するために必要な凝集剤の注入量を最小限としていることから、大量の凝集剤を使用している従来技術の場合に比し、強度及び密度の高い微フロックを形成することができ、その結果、高速凝集沈澱池における高い沈澱効率を可能とする一方、急速攪拌槽の中途部位、又は出口若しくはその近傍の何れかの位置にて、０．５〜１μｍの懸濁粒子の単位体積当りの数又は濁度を測定することによって、被処理水における懸濁粒子の数又は濁度の増加に速やかに対処することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の方法を実現するシステムのブロック図を示しており、特に測定機が急速攪拌槽の出口に設置された場合を示す。
【図２】懸濁粒子においては、０．５〜１μｍ径の懸濁粒子が９割以上を占めていることを示すグラフであり、（ａ）は、全懸濁粒子の１ｍＬ当りの数と前記径の懸濁粒子の存在割合との関係を示しており、（ｂ）は、被処理水が図１のシステムを通過する各段階において、０．５〜１μｍ径の懸濁粒子と他の懸濁粒子の存在割合の状態を示している。
【図３】濁度と０．５〜１μｍ径の懸濁粒子の単位体積当りの数との関係を示すグラフである。
【図４】基本構成（１）を裏付ける実施形態を示すグラフである。
【図５】基本構成（２）を裏付ける実施形態を示すグラフである。
【図６】基本構成（４）の凝集剤の注入位置又は当該注入位置の下流近傍における濁度の測定値に対応して、凝集剤の注入量を調整する場合の具体例を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明の凝集処理方法においては、従来技術の場合と同様に、図１に示すように、単数又は複数個の攪拌槽を備えた急速攪拌槽２、微フロック及びフロックをろ過するスラッジ・ブランケット層及び微フロック並びにフロックが衝突する傾斜板を備えた高速凝集沈澱池３、最終的に微フロック、フロック及び懸濁粒子をろ過する砂ろ過池５を備えている。
【００２２】
前記３段階の処理だけでなく、ろ過を効率的に推進するためには、図１に示すように、高速凝集沈澱池３と砂ろ過池５との間に粗粒ろ過池４を設置することが好ましい。
【００２３】
本発明においては、図１のような各処理段階のシステムを前提としたうえで、砂ろ過池５の最終段階における濁度を所定のレベルに維持するために必要な急速攪拌槽２の入口における凝集剤の注入量を、事前の実験によって最小限度に設定しており、当該設定によって、前記のような強度及び密度の高い微フロックを形成し、かつ高速凝集沈澱池３における高い沈澱効率の確保という効果を発揮している。
【００２４】
未処理段階にある原水の懸濁粒子においては、０．５〜１μｍ径の懸濁粒子の数が圧倒的に多いことを、以下のとおり明らかにする。
【００２５】
図２（ａ）は、３グループの用水および排水処理における原水につき、全懸濁粒子の１ｍＬ当りの数と、０．５〜１μｍ径の懸濁粒子の占める割合を示すが、全懸濁粒子の９割以上は、上記径の懸濁粒子によって占められることが判明する。
【００２６】
図２（ｂ）は、図１に示す各段階において、全懸濁粒子のうち、０．５〜１μｍ径の懸濁粒子と他の懸濁粒子の存在割合が変化した状態を示すが、何れの段階においても、０．５〜１μｍ径の懸濁粒子が圧倒的な割合を示しており、急速攪拌を伴う懸濁粒子の凝縮に伴って、１μｍの粒径を超える粒子の存在割合がやや増加するが、その後の沈澱及びろ過処理によって、上記のような凝縮した懸濁粒子は順次減少し、砂ろ過が行われた最終段階においては、再び圧倒的多数が０．５〜１μｍ径の懸濁粒子が占めるという傾向にある。
【００２７】
図３は、前記３グループにおいて、原水の濁度と、０．５〜１μｍ径の懸濁粒子の１ｍＬ当りの数との関係を示すが、図３に示すように、被処理水の濁度と０．５〜１μｍ径の懸濁粒子の単位体積当りの数とは基本的に比例関係、又は当該比例関係に近い一次の近似式によって表現される関係にある。
しかも、急速攪拌を伴う凝集処理の進行に伴って、図２（ｂ）に示すように、１μｍを超える懸濁粒子の割合が増加するとしても、０．５〜１μｍ径の懸濁粒子の数が多いほど、濁度の程度も大きいという関係にあることに変わりはない。
【００２８】
このように、０．５〜１μｍ径の懸濁粒子の数の大小関係と濁度の大小関係とが基本的に一致していることを考慮し、基本構成(１)、(２)、(３)、(４)、(５)、(６)においては、０．５〜１μｍ径の懸濁粒子の単位体積当りの数と濁度とを同等かつ選択可能な測定対象としている。
【００２９】
本発明においても、急速攪拌槽２の入口以前の流通段階、又は最初の攪拌室における上記入口の近傍にて凝集剤を注入しているが、基本構成(１)、(２)、(３)の何れにおいても、急速攪拌槽２の中途部位、出口又はその近傍の何れかの上記単位体積当りの数又は濁度の測定位置は、凝集剤を注入する位置よりも下流側に存在しているが、上記何れかの測定位置における測定によって、凝集剤を注入した場合の急速攪拌槽内における懸濁の程度を把握することができる。
【００３０】
基本構成(１)、(２)、(３)、(４)、(５)、(６)の何れにおいても、事前の実験によって、砂ろ過池５の最終処理段階における濁度を所定レベル以下とするために必要な凝集剤の注入量を最小限度に設定すると共に、上記事前の実験期間中において、当該最小限度の凝集剤の注入による上記単位体積当りの数又は濁度の最大値を予め測定しており、上記最大値は、砂ろ過後の最終処理段階における濁度の上記所定レベルの上限値に対応している。
【００３１】
そして、事前の実験の期間が長いほど、事後の処理段階において、急速攪拌槽２に流入する被処理水の懸濁粒子の数又は濁度が変動しても、上記単位体積当りの数又は濁度が事前の実験によって測定された最大値を超える頻度は少ないという関係にある。
【００３２】
事前の実験の期間としては、通常１週間を選択する場合が多いが、懸濁粒子の単位体積当りの数又は濁度が変動し易いような排水路の場合には、上記期間として１ヵ月程度を設定すると良い。
【００３３】
後の処理段階における上記単位体積当りの数又は濁度の変動幅が事前の実験における変動幅を超えるか否かは、事前の実験の期間の長さ及び排水路の変動状態によっても左右されるが、上記変動幅を超えた場合には、実験より後の処理段階において、急速攪拌槽２に流入する被処理水における前記単位体積当りの数又は濁度の測定値が、事前の実験において測定された最大値を超えることを意味している。
【００３４】
上記最大値を超えるような流動状態が生じた場合に、当該流動状態に対し、上記単位体積当りの数又は濁度につき、上記最大値の状態に戻すために、基本構成（１）においては、上記測定の位置よりも上流側、具体的には最小限度の凝集剤を注入している位置又は急速攪拌槽２の上記測定位置よりも上流側の位置にて凝集剤を更に追加して注入しており、基本構成（２）においては、急速攪拌槽２の攪拌強度及び／又は攪拌時間を増加している。
【００３５】
基本構成（３）は、基本構成（１）による追加注入の継続と、基本構成（２）による攪拌強度及び／又は攪拌時間の増加の継続とを併用しているが、測定値を元の最大値に戻すまでに何れを主たる要因とするかは、任意に選択することができる。
【００３６】
そして、基本構成(１)、(２)、(３)の何れにおいても、上記最大値を上回るような被処理水の流動状態は、急速攪拌槽２を通過する前後の段階にて、上記最大値の状態に戻す結果、砂ろ過池５の最終段階における濁度の上昇を速やかに防止することができる。
【００３７】
基本構成（４）は、基本構成(１)、(２)、(３)を前提としたうえで、事前の実験において、急速攪拌槽２の入口以前の流通段階、又は最初の攪拌室における上記入口の近傍の位置にて予め０．５〜１μｍ径の懸濁粒子の単位体積当りの数又は濁度を測定したうえで最小限度の凝集剤の注入量を設定することを特徴としている。
【００３８】
即ち、最小限度の凝集剤を注入する部位における前記単位体積当りの数又は濁度を測定している。
【００３９】
このような測定によって、事前の実験に際し、砂ろ過池５の最終処理段階における濁度を所定レベル以下に設定するために必要な最小限度の凝集剤の注入量を概略予測することが可能となり、当該最小限度の凝集剤の注入量の設定を効率的に実現することが可能となる。
【００４０】
基本構成（５）は、基本構成(１)、(３)を前提としたうえで、事前の実験段階において、最小限度の凝集剤の注入量による注入を行った場合につき、凝集剤の注入位置、又は当該位置よりも下流近傍の位置における０．５〜１μｍ径の懸濁粒子の単位体積当りの数、又は濁度の最大値を予め測定したうえで、上記事前の実験より後の処理段階にて、上記位置における上記単位体積当りの数又は濁度の測定値が上記最大値を超えた場合に、凝集剤の追加注入量を、最大値を超えた程度に即して設定することを特徴としている。
【００４１】
即ち、基本構成（５）の場合には、凝集剤の注入位置又はその下流近傍にて、上記にて測定された前記最大値を後の処理段階においてどの程度超えているかの量的な判断の下に、追加注入する凝集剤の量を選択することが可能となる。
【００４２】
基本構成（６）は、基本構成(２)、(３)を前提としたうえで、事前の実験段階において、最小限度の凝集剤の注入量による注入を行った場合につき、凝集剤の注入位置、又は当該位置よりも下流近傍の位置における０．５〜１μｍ径の懸濁粒子の単位体積当りの数、又は濁度の最大値を予め測定したうえで、上記事前の実験より後の処理段階にて、上記位置における上記単位体積当りの数又は濁度の測定値が上記最大値を超えた場合に、攪拌強度及び／又は攪拌時間の増加の程度を、最大値を超えた程度に即して設定することを特徴としている。
【００４３】
即ち、基本構成（６）の場合には、凝集剤の注入位置又はその下流近傍にて、上記にて測定された前記最大値を後の処理段階においてどの程度超えているかの量的な判断の下に、攪拌強度及び／又は攪拌時間の増加の程度を選択することが可能となる。
【００４４】
基本構成（５）における追加注入する凝集剤の量、及び基本構成（６）における攪拌強度及び／又は攪拌時間をどの程度に選択するかは、各排水路によって左右されるが、何れの場合においても、実験データの蓄積によって適切な基準を設定すると良い。
但し、最大値を超える程度と、追加注入する凝集剤の量、攪拌強度及び／又は攪拌時間の増加の程度とは、何れも概略比例関係にある。
【００４５】
図４は、前記基本構成（１）の実施形態に基づくデータを示しており、事前の実験において、砂ろ過池５の最終処理段階における濁度を０．０６とするために必要な凝集剤の注入量の最小限度の注入量を、急速攪拌槽２の入口にて１８．２ｍｇ／Ｌの濃度となるように設定すると共に、攪拌室を６個備えた急速攪拌槽２における攪拌強度につき、下記によるＧＲ値を４５０ｓ−１と設定したうえで、上記事前の実験より後の処理段階にて、０．５〜１μｍ径の懸濁粒子の単位体積当りの数、又は濁度の測定値が事前の実験によって測定された上記最大値を超えた場合に、凝集剤を４番目の攪拌室に対し、６０ｍｇ／Ｌの濃度となるように更に追加して注入することを特徴としている。
【００４６】
【数２】
2015136648.tif 000004
【００４７】
（Ｃ：攪拌係数、Ａ：攪拌翼の面積（ｍ２）、ｖ：攪拌翼の周辺速度（ｍ／ｓ）、γ：同粘性係数（ｍ２／ｓ）、Ｖ：攪拌槽の体積（ｍ３））
尚、図４の横軸は、攪拌時間ＴＲをパラメータとしているが、当該攪拌時間は、急速攪拌槽２における各攪拌室を通過する距離にも対応すると共に、双方は概略比例関係にある。
【００４８】
上記実施形態の事前の実験における急速攪拌槽２の入口、１段目〜６段目の各攪拌室及び出口における０．５〜１μｍ径の懸濁粒子の１ｍＬ当りの数として測定された各最大値は、黒い実線上の◆印に示すとおりである。
【００４９】
図４のデータによれば、４段目の急速攪拌室において、特に凝集剤を６６．６ｍｇ／Ｌの濃度となるように注入した場合には、４段目の攪拌室以下の各測定位置における上記最大値は、点線における◇印に示すように明らかに下降している。
【００５０】
現実に急速攪拌槽２に流入する被処理水における懸濁粒子の数又は濁度が事前の実験の段階よりも多い場合には、図４の◆印に示すような最大値に対し、０．５〜１μｍ径の懸濁粒子の単位体積当りの測定値は、各測定位置において当然超える状態に至る。
【００５１】
然るに、図４の◇印に示す実験データは、急速攪拌槽２の入口又はその近傍、又は急速攪拌槽２内であって、上記測定の位置よりも上流側にて、更に凝集剤を追加注入した場合には、上記単位体積当りの数の測定値を下降させ、しかも当該追加注入を継続した場合には、前記単位体積当りの数の測定値が上記最大値を超えた状態から当該最大値に戻すことが可能であることを裏付けている。
【００５２】
言うまでもなく、測定値が上記最大値に戻った場合には、砂ろ過池５における最終的な濁度の上昇を速やかに防止することができる。
【００５３】
図５は、基本構成（２）の事前の実験において、砂ろ過池５の最終処理段階における濁度を０．０６とするために必要な凝集剤の注入量の最小限度の注入量を、急速攪拌槽２の入口にて、２０．０ｍｇ／Ｌの濃度となるように設定すると共に、攪拌室を６個備えた急速攪拌槽２における攪拌強度につき、下記によるＧＲ値を１５０ｓ−１と設定したうえで、上記事前の実験より後の処理段階にて、０．５〜１μｍ径の懸濁粒子の単位体積当りの数、又は濁度の測定値が事前の実験によって測定された前記最大値を超えた場合に、急速攪拌槽２のＧＲ値を１５０ｓ−１から４５０ｓ−１又は６５０ｓ−１に増加していることを特徴としている。
【００５４】
【数３】
2015136648.tif 000005
【００５５】
（Ｃ：攪拌係数、Ａ：攪拌翼の面積（ｍ２）、ｖ：攪拌翼の周辺速度（ｍ／ｓ）、γ：同粘性係数（ｍ２／ｓ）、Ｖ：攪拌槽の体積（ｍ３））
尚、図５の横軸は、攪拌時間ＴＲをパラメータとしているが、当該攪拌時間は、急速攪拌槽２における各攪拌室を通過する距離にも対応していることは、図４の場合と変わりはない。
【００５６】
事前の実験における急速攪拌槽２の入口、１段目〜６段目の各攪拌室にて、０．５〜１μｍ径の懸濁粒子の１ｍＬ当りの数として測定された各最大値は、黒い実線上の◆印に示すとおりである。
【００５７】
図５に示すように、攪拌強度のＧＲ値が１５０ｓ−１、４５０ｓ−１、６５０ｓ−１と変化させた場合には、入口以外の各測定位置における上記最大値は順次下降している。
【００５８】
事前の実験段階におけるＧＲ値を１５０ｓ−１に設定した場合に、現実に急速攪拌槽２に流入する被処理水における懸濁粒子の数又は濁度が事前の実験段階よりも多い場合には、図５のＧＲ値が１５０ｓ−１の場合の各測定位置における上記最大値に対し、０．５〜１μｍ径の懸濁粒子の単位体積当りの数の測定値は、各測定位置において当然超える状態に至る。
【００５９】
然るに、図５の◆印に示すデータは、急速攪拌槽２におけるＧＲ値を４５０ｓ−１、６５０ｓ−１のように、１５０ｓ−１から順次増加させることによって、入口以外の位置における上記単位体積当りの数の測定値を下降させ、しかも当該攪拌強度の増加を継続した場合には、前記のように上昇した測定値が上記最大値を超えた状態から当該最大値に戻すことが可能であることを裏付けている。
【００６０】
言うまでもなく、測定値が上記最大値に戻った場合には、砂ろ過池５における最終的な濁度の上昇を速やかに防止することができる。
【００６１】
図５においては、基本構成（２）のうち、攪拌強度であるＧＲ値を増加する構成のみを示しているが、攪拌時間（ＴＲ）の増加によっても、ＧＲ値の増加の場合と全く同様の作用効果の発生が可能であることは、図５の横軸に示す攪拌時間の増加によって上記単位体積当りの数の測定値が順次下降することによっても十分理解し得るところである。
【００６２】
実際の攪拌時間の増加方法としては、例えば、事前の実験では、４個の攪拌室を採用したうえで、後の処理段階において、４個よりも多い攪拌室（例えば、６個以上の攪拌室）を採用することによって４個の攪拌室を通過する段階では、上記単位体積当りの数又は濁度が上記最大値を超えていたとしても、最終段階の攪拌室を通過するに至るまでに、上記単位体積当りの数につき、上記最大値に戻すことは当然可能である。
【００６３】
図４及び図５の各データは、それぞれ基本構成（１）及び基本構成（２）に対応しているが、基本構成（３）は、例えば、図４に示すような４番目の攪拌室における凝集剤の追加注入量を６６．６ｍｇ／Ｌの濃度の一部（例えば、その１／２である３３．３ｍｇ／Ｌ）とし、図５に示す攪拌強度の増加を一部の攪拌室（例えば、１番目から３番目までの３個の攪拌室）に限定することにより、双方の増加を併用することによって実現することができる。
【００６４】
図６は、原水の濁度と急速攪拌槽２の入口直前における凝集剤注入率（ｍｇ／Ｌ）との関係を示すが、大抵の浄水場においては、凝集剤注入率につき、原水の濁度をＸとした場合には、Ｘｋに比例するという基準によって凝集剤注入率を採用している（但し、ｋ＜０．３）。
現に図６の場合には、凝集剤注入率ｙ（ｍｇ／Ｌ）＝10.5ｘ0.261という関係式を採用している。
【００６５】
基本構成（４）において、事前の実験に際し、予め測定された凝集剤の注入位置における濁度をＮとした場合、当該測定段階では、砂ろ過池５における濁度もＮの値を呈している。
【００６６】
そして、砂ろ過池５において設定すべき所定レベルの濁度との差をΔＮとした場合、図６において、濁度Ｎ−ΔＮに対応する注入量を目安として、凝集剤の最小限度の注入量の設定を効率的に実現することが可能となる。
【００６７】
基本構成（５）において、凝集剤の注入位置又はその下流近傍における事前の実験によって測定された最大値Ｍに対し、その後の処理段階において最大値Ｍを超えた濁度と最大値Ｍとの差をΔＸとした場合、図６において、濁度Ｍに対応する注入量と濁度Ｍ＋ΔＸに対応する注入量との差を考慮しながら、追加注入量を設定することになる。
即ち、ΔＹ＝（Ｍ＋ΔＸに対応する注入率）−（Ｍに対応する注入率）
を基準として追加注入量を設定する。
【００６８】
但し、強度及び密度の高い微フロックの形成を考慮し、実際には、上記ΔＹに概略比例するも、ΔＹの値よりも小さな追加注入量を選択すると良い。
【００６９】
上記の追加注入量の選択においては、追加注入を行う位置が急速攪拌槽２の入口から離れるに従って多く設定することになる。
【００７０】
図４及び図５の各データを実現している図１のシステムの各段階の設計上の規格は、以下のとおりである。
但し、本発明は、このような設計規格に限定される訳ではない。
【００７１】
急速攪拌槽：鋼板製角槽(0.25ｍの縦幅×0.25ｍの横幅×0.50ｍの高さ)を６槽直列に配し、0.90m3/ｈの処理水量に対する急速攪拌時間(ＴＲ値)を９．０分とし、攪拌機については、攪拌軸に等間隔にて三段の攪拌翼(25ｍｍの幅×75ｍｍの長さ×2枚×3段)を具備した状態にて作動させた。
【００７２】
高速凝集沈澱池：鋼板製角槽(0.6ｍの縦幅×0.47ｍの横幅、断面積：0.282ｍ2）及び高さ1.8ｍのスラッジ・ブランケット層を採用し、0.90ｍ3／ｈの処理水量に対する上昇流速として3.2ｍ／ｈを選択し、清澄分離ゾーンに、11ｍｍの取付間隔であって、52ｍｍの高さを有し、かつ３段の上向流傾斜板を設置し、コンセントレータ（0.078m2の断面積×1.8ｍの高さ)からの排泥については、自然流下にて間欠的に作動させた。
【００７３】
粗粒ろ過池：鋼板製角槽(0.45ｍの幅×1.25ｍの高さによる直線部、0.203ｍ2のろ過面積)を採用し、処理水量を0.90ｍ3／ｈとし、ろ過速度を107ｍ／日とし、中空接触材(4ｍｍの外径及び3.5ｍｍの内径×4ｍｍの長さ)に対する充填量を0.162ｍ3としたうえで、0.8ｍの層高状態とし、かつ80％の空隙率の下に作動した。
【００７４】
砂ろ過池：鋼板製角槽(0.3ｍの縦幅×0.7ｍの横幅、ろ過面積：0.21ｍ2)を採用し、0.90ｍ3／ｈの処理水に対するろ過速度を103ｍ／日とし、ろ床に高密度ポリエチレン製の多孔板を備えた集水装置を採用し、珪砂(0.65ｍｍの有効径、1.4の均等係数)を0.73ｍ充填した状態にて作動させた。
【００７５】
図４に示す実施形態と図５に示す実施形態とは、事前の実験及び処理の対象となる被処理水が相違しているが、何れの場合にも、凝集剤として、ポリ塩化アルミニウム（[Ａｌ2(ＯＨ)mＣｌ6-m]n、但し、１≦ｎ≦５、ｍ≦１０）を採用した。
【００７６】
基本構成(１)、(２)、(３)の何れの場合においても、終了段階における前記単位体積当りの数又は濁度の測定は、１箇所を選択することによって、基本構成(１)、(２)、(３)を実現することができ、このような１箇所の測定はシンプルな制御に適合する。
但し、測定位置を２箇所以上の位置を選択することによる実施形態も採用可能である。
【００７７】
このような２箇所以上の測定による実施形態の場合には、１箇所の位置の測定機１に支障が生じても、他の位置の測定機１の測定によって、上記支障をカバーすることが可能となる。
尚、上記実施形態においては、事前の実験によって測定される上記最大値及び処理段階における測定値は、各測定位置によって相違しており、しかも各位置における測定値が必ずしも同時に各最大値を超える訳ではないが、何れかの位置において、測定値が上記最大値を超えた場合には、基本構成(１)、(２)、(３)に基づき、凝集剤の更なる追加注入及び／又は攪拌強度及び／又は攪拌時間の増加を講じている。
【００７８】
以下、実施例に即して説明する。
【実施例１】
【００７９】
実施例１は、１ｍＬ当りの前記懸濁粒子の数の測定値が１０万個を超える場合、又は超えることが予測し得る場合には、測定の対象となる被処理水を採取する容器において当該測定値が１０万個以下となるように、懸濁粒子を含まない水によって被処理水を希釈し、当該希釈液において上記数の測定を行うことを特徴としている。
【００８０】
通常、１ｍＬ当りの前記懸濁粒子の数の測定値が１０万個を超える場合には、光の透過によって、上記数を測定することは不可能又は極めて困難である。
【００８１】
実施例１は、このような場合に備えて、懸濁粒子を含まない水によって被処理水を希釈することによって、被処理水における１ｍＬ当りの前記懸濁粒子の数が１０万個を超える場合であっても、当該数の測定を実現可能としている。
【実施例２】
【００８２】
実施例２は、前記事前の実験に際し、凝集剤によって形成された３μｍ以上の微フロックの単位体積当りの数を、急速攪拌槽２の入口又はその近傍、中途部位、出口又はその近傍の何れかの位置であると共に、上記凝集剤を注入する位置よりも下流側の位置において測定することによって、上記微フロックの単位体積当りの数の最大値を予め測定したうえで、上記事前の実験より後の処理段階にて、上記微フロックの単位体積当りの数の測定値が上記最大値を超えた場合には、０．５〜１μｍ径の懸濁粒子の単位体積当りの数、又は濁度の測定値が事前の実験によって測定された最大値を超えていない場合であっても、凝集剤の更なる追加注入及び／又は攪拌強度及び／又は攪拌時間の増加を行うことを特徴としている。
【００８３】
実施例２は、前記単位体積当りの数又は濁度の測定とは別に、凝集剤の注入量を最小限度に設定している事前の実験によって、３μｍ以上の微フロックの単位体積当りの数の最大値をも測定基準としているが、このような二重の測定基準によって、実施例１の場合と同様に、被処理水における１ｍＬ当りの前記懸濁粒子の数の測定値が１０万個を超えることによって、実際には、前記単位体積当りの数又は濁度の測定が不可能又は極めて困難であった場合においても、このような支障に対処することを可能としている。
【産業上の利用可能性】
【００８４】
本願発明は、最小限度の凝集剤の使用量の下に、密度の高い微フロックによって、沈澱効率を向上させ、しかも正確な濁度の制御を可能とすることによって、広範な用水および排水処理技術分野に利用することができる。
【符号の説明】
【００８５】
１  微粒子の数又は濁度の測定機
２  急速攪拌槽
３  高速凝集沈澱池
４  粗粒ろ過池
５  砂ろ過池
【図１】
2015136648.tif 000008
【図２】
2015136648.tif 000009
【図３】
2015136648.tif 000010
【図４】
2015136648.tif 000011
【図５】
2015136648.tif 000012
【図６】
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