(57)【要約】【課題】容器下部に沈殿したフロックを上部の上澄み水中に舞い上がらせずに、上澄み水の大部分を効率良く排出する。【解決手段】フロック処理装置１０の容器１１には、汚濁水に凝集剤を添加することによりフロックとして凝集した固形分を含む懸濁液が貯留される。また容器１１内の固形分のフロックが沈降して上澄み水１３と分離した状態で、プレート１４が、上澄み水１３の上方から上澄み水１３中に水平に保たれながら下降可能であって、上澄み水１３とフロック沈殿層１２との境界面３６の直上に停止可能に構成される。更にプレート１４上に載置された上澄み水排出ポンプ１６が容器１１内の上澄み水１３を排出するように構成される。【選択図】図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
汚濁水に凝集剤を添加することによりフロックとして凝集した固形分を含む懸濁液を貯留する容器(11)と、
前記容器(11)内の前記固形分のフロックが沈降して上澄み水(13)と分離した状態で前記上澄み水(13)の上方から前記上澄み水(13)中に水平に保たれながら下降可能であって前記上澄み水(13)と前記フロック沈殿層(12)との境界面(36)の直上に停止可能に構成されたプレート(14)と、
前記プレート(14)上に載置され前記容器(11)内の前記上澄み水(13)を排出する上澄み水排出ポンプ(16)と
を備えたフロック処理装置。
【請求項２】
前記容器(11)が前記懸濁液中の前記フロックの通過を阻止しかつ前記懸濁液中の前記上澄み水(13)の通過を許容する濾過袋である請求項１記載のフロック処理装置。
【請求項３】
前記プレート(14)が前記上澄み水(13)と前記フロック沈殿層(12)との境界面(36)から０〜２０ｍｍ上方の位置で停止するように構成された請求項１記載のフロック処理装置。
【請求項４】
前記プレート(14)が前記上澄み水(13)中を下降する速度が１０〜２００ｍｍ／秒である請求項１記載のフロック処理装置。
【請求項５】
前記容器(11)が有底円筒状又は有底角筒状に形成されかつ前記プレート(14)が円形状又は角形状に形成され、前記容器(11)の底面積をＳ1とするとき、前記プレート(14)の面積Ｓ2が０．２５Ｓ1〜０．９Ｓ1の範囲内に設定される請求項１記載のフロック処理装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、汚濁水に凝集剤を添加することによりフロックとして凝集した固形分を上澄み水と分離処理する装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、固液分離機が網目状の濾過部を有し、この濾過部を通過した液状分が貯留槽に一時貯留され、更にこの貯留槽内で生成されたフロックをスラリーポンプが再び固液分離機に移送するように構成された排水の処理装置が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。このように構成された排水の処理装置では、微細な固形分を含んだ排水を、一旦、貯留槽に導いて貯留し、この貯留槽内に凝集剤を添加することで、微細な固形分にフロックを生成させ、貯留槽に沈殿させる。そして貯留槽に微細な固形分を含んだ排水を一定時間停留させた後、貯留槽内の上澄み水を外部に排水し、貯留槽に沈殿したフロックをスラリーポンプにより固液分離機に移送し、ここで固液分離する。このように外部に放出する排水に凝集剤を添加してフロックを生成させることにより、排水中に含まれる微細な固形分が大幅に減少し、環境に悪影響を及ぼす排水の汚染レベルを低減できるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−２８９７５号公報（請求項１、段落［００２０］、［００２１］、［００３１］、図１）
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記従来の特許文献１に示された排水の処理装置では、貯留槽に微細な固形分を含んだ排水を一定時間停留させた後、貯留槽内の上澄み水を外部に排水しているけれども、この貯留槽内の上澄み水を排出するために貯留槽にパイプをその先端が貯留槽下部のフロック直上に位置するまで挿入すると、即ちパイプの挿入深さが深いと、上澄み水がパイプに吸い込まれる流れの発生に伴って貯留槽下部のフロックが上澄み水中に舞い上がり、この舞い上がったフロックが上澄み水とともに排出されてしまう不具合があり、パイプをその先端が貯留槽下部のフロック上面から上方に大きく離れた位置に停止させると、即ちパイプの挿入深さが浅いと、上澄み水を殆ど排出できないという不具合があった。
【０００５】
本考案の目的は、容器下部に沈殿したフロックを上部の上澄み水中に舞い上がらせずに、上澄み水の大部分を効率良く排出できる、フロック処理装置を提供することにある。本考案の別の目的は、容器を濾過袋とすることにより、容器下部のフロック沈殿層の水分率を低減できる、フロック処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本考案の第１の観点は、図１に示すように、汚濁水に凝集剤を添加することによりフロックとして凝集した固形分を含む懸濁液を貯留する容器１１と、容器１１内の固形分のフロックが沈降して上澄み水１３と分離した状態で上澄み水１３の上方から上澄み水１３中に水平に保たれながら下降可能であって上澄み水１３とフロック沈殿層１２との境界面３６の直上に停止可能に構成されたプレート１４と、プレート１４上に載置され容器１１内の上澄み水１３を排出する上澄み水排出ポンプ１６とを備えたフロック処理装置である。
【０００７】
本考案の第２の観点は、第１の観点に基づく考案であって、更に図１に示すように、容器１１が懸濁液中のフロックの通過を阻止しかつ懸濁液中の上澄み水１３の通過を許容する濾過袋であることを特徴とする。
【０００８】
本考案の第３の観点は、第１の観点に基づく考案であって、更に図１に示すように、プレート１４が上澄み水１３とフロック沈殿層１２との境界面３６から０〜２０ｍｍ上方の位置で停止するように構成されたことを特徴とする。
【０００９】
本考案の第４の観点は、第１の観点に基づく考案であって、更に図１に示すように、プレート１４が上澄み水１３中を下降する速度が１０〜２００ｍｍ／秒であることを特徴とする。
【００１０】
本考案の第５の観点は、第１の観点に基づく考案であって、更に図１に示すように、容器１１が有底円筒状又は有底角筒状に形成されかつプレート１４が円形状又は角形状に形成され、容器１１の底面積をＳ1とするとき、プレート１４の面積Ｓ2が０．２５Ｓ1〜０．９Ｓ1の範囲内に設定されることを特徴とする。
【考案の効果】
【００１１】
本考案の第１の観点のフロック処理装置では、容器内の固形分のフロックが沈降して上澄み水と分離した状態で、プレートを上澄み水の上方から上澄み水中に水平に保ちながら下降させて、上澄み水とフロック沈殿層との境界面の直上に停止させ、この状態で上澄み水排出ポンプにより容器内の上澄み水を排出するので、容器下部に沈殿したフロックを上部の上澄み水中に舞い上がらせずに、上澄み水の大部分を効率良く排出できる。この結果、上澄み水排出ポンプにより濾過袋内の上澄み水を排出した後のフロック沈殿層の水分率を低減できる。
【００１２】
本考案の第２の観点のフロック処理装置では、容器が懸濁液中のフロックの通過を阻止しかつ懸濁液中の上澄み水の通過を許容する濾過袋であるので、濾過袋内に貯留されたフロック及び上澄み水の一部の静置から、プレートの下降後に上澄み水排出ポンプによる上澄み水の排出完了までに、フロック沈殿層に含まれる清浄水が濾過袋を通過する。この結果、フロック沈殿層の水分率を更に低減できるので、フロックを比較的短時間で乾燥させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本考案実施形態のフロック処理装置のプレートを上済み液とフロック沈殿層との境界面の直上まで下降させた状態を示す図３のＡ−Ａ線断面図である。
【図２】そのプレートを下降させる前の状態を示す図３のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】図５のＢ部拡大平面図である。
【図４】図１のＣ−Ｃ線断面図である。
【図５】そのフロック処理装置の平面図である。
【考案を実施するための形態】
【００１４】
次に本考案を実施するための形態を図面に基づいて説明する。図１及び図２に示すように、フロック処理装置１０は、汚濁水に凝集剤を添加することによりフロックとして凝集した固形分を含む懸濁液を貯留する有底円筒状の濾過袋１１と、濾過袋１１内の固形分のフロックが沈降して下部のフロック沈殿層１２が上部の上澄み水１３と分離した状態で上澄み水１３中に水平に保たれながら下降可能な円形状のプレート１４と、プレート１４上に載置された上澄み水排出ポンプ１６とを備える。汚濁水に添加する凝集剤は、天然鉱物を主原料とした無機系凝集剤であり、例えば三酸化硫黄、酸化カルシウム、酸化ナトリウム等が挙げられる。また濾過袋１１は、透水係数が１．０×１０-2ｃｍ／秒以上であって、目開きが０．４ｍｍ未満である可撓性を有する織布又は不織布により有底円筒状に形成される。これにより濾過袋１１は懸濁液中のフロックの通過を阻止しかつ懸濁液中の上澄み水１３の通過を許容するように構成される。なお、この実施の形態では、濾過袋を有底円筒状に形成し、プレートを円形状に形成したが、濾過袋を有底円筒状に形成し、プレートを角形状にしたり、或いは濾過袋を有底角筒状に形成し、プレートを円形状又は角形状に形成してもよい。この場合、プレートを濾過袋の底面形状に相応する形状に形成してもよいが、プレートを水平に保ちながら上澄み水中に沈降できれば、プレートを濾過袋の底面形状に相応する形状ではなく、円形状又は角形状（三角形状、四角形状又はその他の多角形状）に形成してもよい。
【００１５】
上記濾過袋１１は、格子で仕切られた略長方形枠状の第１架台２１に載置された円筒状の２つの枠体１７，１７と、格子で仕切られた略長方形枠状の第２架台２２に載置された円筒状の２つの枠体１７，１７とにそれぞれ収容される（図５）。これら４つの枠体１７は金属製の丸棒や丸パイプにより同一形状に形成される。また第１架台２１には略長方形状の第１ドレンパン３１が一体的に形成され、第２架台２２には略長方形状の第２ドレンパン３２が一体的に形成される。第１架台２１及び第１ドレンパン３１の一辺には外方に突出する略台形状の凸部２１ａ，３１ａが設けられ、第２架台２２及び第２ドレンパン３２の一辺には内方に引っ込む略台形状の凹部２２ａ，３２ａが設けられる。上記第１架台２１及び第１ドレンパン３１の凸部２１ａ，３１ａと第２架台２２及び第２ドレンパン３２の凹部２２ａ，３２ａとを係合することにより、第１及び第２ドレンパン３１，３２が略正方形状に形成されるとともに、第１及び第２架台２１，２２が格子で仕切られた略正方形枠状に形成される。なお、第１及び第２ドレンパン３１，３２は、濾過袋１１を通過した上澄み水１３やこの上澄み水１３と同質の清浄水（フロック沈殿層１２に含まれる清浄水）を受けるように構成される。また、第１及び第２ドレンパン３１，３２には、これらのドレンパンに貯留された上澄み水１３や清浄水を自然界に放流するための第１及び第２排出口（図示せず）がそれぞれ形成される。
【００１６】
一方、第１架台２１の凸部２１ａの形成された辺の長手方向中央には、プレート１４を回転可能に支持する支持手段１８が立設される（図３〜図５）。この支持手段１８は、第１架台２１に固着された略三角形状のロア支持板１８ａと、このロア支持板１８ａの上面のうち凸部２１ａの長手方向中央に位置するように鉛直方向に延びて立設されたロア支持パイプ１８ｂと、略三角形状の支持板１８ａの各コーナ部上面に立設された３本の補助パイプ１８ｃと、これらの補助パイプ１８ｃから突設された３枚の補助リブ１８ｄと、３本の補助リブ１８ｄの上面に載るように水平に延びて設けられた略三角形状のアッパ支持板１８ｅと、ロア支持パイプ１８ｂから所定の間隔をあけた上方に位置するように鉛直方向に延びて設けられ３本の補助パイプ１８ｃと３枚の補助リブ１８ｄとアッパ支持板１８ｅとにより保持されたアッパ支持パイプ１８ｆと、ロア支持パイプ１８ｂ及びアッパ支持パイプ１８ｆに回転可能に挿入された回転軸１８ｇと、基端が回転軸１８ｇの上部に嵌着され水平方向に延びて設けられた腕部１８ｈとを有する。ロア支持パイプ１８ｂ及びアッパ支持パイプ１８ｆの中心線と各枠体１７の中心線との距離が同一になるように、即ちロア支持パイプ１８ｂ及びアッパ支持パイプ１８ｆを中心とする同一円周上に各枠体１７の中心線が位置するように、ロア支持パイプ１８ｂ及びアッパ支持パイプ１８ｆが第１架台２１に立設される。また腕部１８ｈは回転軸１８ｇとともにロア支持パイプ１８ｂ及びアッパ支持パイプ１８ｆを中心に回転するように構成される。
【００１７】
一方、腕部１８ｈにはプレート１４が昇降手段２３を介して吊下げられる（図１〜図４）。昇降手段２３は、腕部１８ｈの先端下面に取付けられた手動ウインチ２４と、腕部１８ｈの中央下面に取付けられた定滑車２６と、手動ウインチ２４から繰出され定滑車２６を通って垂下されるワイヤ２４ａと、腕部１８ｈの中央上面に取付けられプレート１４と同一外径を有するガイド板２７（図１〜図３及び図５）と、下端がプレート１４の外周部近傍に所定の間隔をあけて（プレート１４の中心角で９０度毎）取付けられ上方に延びて設けられガイド板２７の外周部近傍に所定の間隔をあけて（ガイド板２７の中心角で９０度毎）形成された通孔２７ａ（図３）に摺動可能に挿通された４本のガイドロッド２８とを有する。手動ウインチ２４は、ハンドル２４ｂを正転させることによりワイヤ２４ａが繰出され、ハンドル２４ｂを逆転させることによりワイヤ２４ａが巻取られるように構成される。またワイヤ２４ａの先端は３方に分かれてプレート１４の外周部近傍に所定の間隔をあけて（プレート１４の中心角で１２０度毎）に取付けられ（図４）、プレート１４が水平に保たれた状態で保持されるように構成される。更に上澄み水排出ポンプ１６は、水中ポンプであり、その下部側面に上澄み水１３の吸入口（図示せず）が形成され、その上面に上澄み水１３の吐出口１６ａが形成される。このポンプ１６の吐出口１６ａには排水ホース３３の一端が接続され、この排水ホース３３は腕部１８ｈの下面に取付けられたフック３４を介して濾過袋１１の外部に配索される。なお、腕部１８ｈに取付けられたガイド板２７の通孔２７ａにガイドロッド２８を挿通することにより、ガイドロッド２８の下端に取付けられたプレート１４のブレ止めの機能を発揮するようになっている。また、図１及び図２中の符号１６ｂは、上澄み水排出ポンプ１６に電力を供給するためのケーブルである。
【００１８】
一方、プレート１４は、昇降手段２３により上澄み水１３中を下降して、上澄み水１３とフロック沈殿層１２との境界面３６の直上に停止可能に構成される。具体的には、プレート１４は、上澄み水１３とフロック沈殿層１２との境界面３６から０〜２０ｍｍ、好ましくは０〜５ｍｍ上方の位置で停止可能に構成される。また昇降手段２３によるプレート１４の上澄み水１３中における下降速度は、１０〜２００ｍｍ／秒、好ましくは６０〜１９０ｍｍ／秒に設定される。更に濾過袋１１の底面積をＳ1とするとき、プレート１４の上面又は下面における面積Ｓ2は、０．２５Ｓ1〜０．９Ｓ1、好ましくは０．５Ｓ1〜０．８Ｓ1の範囲内に設定される（図１）。ここで、プレート１４の停止位置を上澄み水１３とフロック沈殿層１２との境界面３６から０〜２０ｍｍ上方の範囲内に限定したのは、できるだけ多くの上澄み水１３を排出するためであり、上澄み水１３の下限レベルにプレート１４を配置することが最も有効であるからである。プレート１４の停止位置を境界面３６から０ｍｍ上方に設定しても、即ちプレート１４の位置が境界面３６と同一レベルであったとしても、プレート１４を適切な大きさ（面積）に設定することにより、上澄み水排出ポンプ１６による流速の影響を受けないので、上記境界面３６に存在するフロックの舞い上がりを防止できる。また、プレート１４の下降速度を１０〜２００ｍｍ／秒の範囲内に限定したのは、１０ｍｍ／秒未満ではプレート１４を下降させるのに多くの時間が掛かって作業効率が低下し、２００ｍｍ／秒を越えるとプレート１４の下降速度が速過ぎて上澄み水１３とフロック沈殿層１２との境界面に流れが発生してフロックが上澄み水１３中に舞い上がるおそれがあるからである。更に濾過袋１１の底面積をＳ1とするとき、プレート１４の面積Ｓ2を０．２５Ｓ1〜０．９Ｓ1の範囲内に限定したのは、０．２５Ｓ1未満では上澄み水排出ポンプ１６による上澄み水１３の排出時に上澄み水１３中に発生する流れがプレート１４の存在しない上澄み水１３とフロック沈殿層１２との境界面３６に達してフロック沈殿層１２中のフロックが上澄み水１３中に舞い上がるおそれがあり、０．９Ｓ1を越えるとプレート１４の下降に伴うプレート１４周囲からの上澄み水１３の上昇流速が速くなり過ぎてフロック沈殿層１２中のフロックが上澄み水１３中に舞い上がるおそれがあるからである。
【００１９】
このように構成されたフロック処理装置１０の動作を説明する。先ず工事現場、工場等から排出された汚濁水を反応槽（図示せず）に貯留し、この反応槽内で汚濁水に凝集剤を添加する。これにより反応槽内の汚濁水はフロックとして凝集した固形分を含む懸濁液となる。次にこの懸濁液を沈殿槽（図示せず）に移送して、フロックを沈殿させる。この沈殿槽内で沈殿したフロックをポンプ（図示せず）により、フロック処理装置１０の４つの枠体１７に収容された各濾過袋１１に投入する。このとき濾過袋１１内にはフロックとともに上澄み水の一部も流入する。そして５〜１２０分間静置すると、最初にフロックを上澄み水の一部とともに投入した濾過袋１１内の固形分のフロックが沈降して下部のフロック沈殿層１２と上部の上澄み水１３とに分離するので、この濾過袋１１の上方にプレート１４が位置するように支持手段１８の腕部１８ｈを回転軸１８ｇとともにロア支持パイプ１８ｂ及びアッパ支持パイプ１８ｆを中心に回転させる。この状態で手動ウインチ２４のハンドル２４ｂを正転させると、ワイヤ２４ａが繰出されて、プレート１４が上澄み水１３の上方から上澄み水１３中に水平に保たれながら下降し、プレート１４が上澄み水１３とフロック沈殿層１２との境界面３６の直上まで下降したときにプレートを停止させる。更に上澄み水排出ポンプ１６を作動させると、このポンプ１６により濾過袋１１内の上澄み水１３が排出される。このとき濾過袋１１下部に沈殿したフロックはプレート１４に遮られて上澄み水１３中に舞い上がらないので、フロックを全く含まない上澄み水１３の大部分を効率良く排出できる。この結果、フロック沈殿層１２（清浄水を含むフロック）の水分率を低減できる。
【００２０】
また濾過袋１１にフロック及び上澄み水１３の一部を投入し静置してから、プレート１４を下降させた後に、上澄み水排出ポンプ１６による上澄み水１３の排出完了までに、フロック沈殿層１２に含まれる清浄水が濾過袋１１を通過するので、フロック沈殿層１２（清浄水を含むフロック）の水分率を更に低減できる。上澄み水１３の排出が完了すると、上澄み排出ポンプ１６を停止し、手動ウインチ２４のハンドル２４ｂを逆転させてプレート１４を上昇させ、支持手段１８の腕部１８ｈを回転軸１８ｇとともにフロック及び上澄み水１３が分離している別の濾過袋１１の上方に回転させる。そして上記と同じ手順でプレート１４を下降させ、上澄み水１３を排出する。このように４つの濾過袋１１に懸濁液を順次貯留し、懸濁液がフロック及び上澄み水１３に分離した順にプレート１４を順次下降させて上澄み水１３を排出するため、作業効率を向上できる。
【００２１】
なお、上記実施の形態では、容器として濾過袋を挙げたが、懸濁液中のフロック及び上澄み水のいずれの通過も阻止するタンクであってもよい。また、上記実施の形態では、プレートを保持する支柱の周囲に４つの円筒状の枠体を設け、これらの枠体に濾過袋をそれぞれ収容したが、プレートを保持する支柱の周囲に１つ、２つ又は３つの円筒状又は角筒状の枠体を設け、各枠体に濾過袋をそれぞれ収容してもよい。
【符号の説明】
【００２２】
１０  フロック処理装置
１１  濾過袋（容器）
１２  フロック沈殿層
１３  上澄み水
１４  プレート
１６  上澄み水排出ポンプ
３６  上澄み水とフロック沈殿層との境界面
【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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