(57)【要約】  【課題】小規模な現場においても、経済的に有利であり、駆動系を極力避け、一体的構成として小型化し、移動コストを低減でき、かつ、凝集剤の凝集作用を効果的に発揮させて、急速に赤土濁水などを沈殿分離することができる濁水処理装置を実現する。  【解決手段】処理濁水に、凝集剤を混合するための凝集剤注入手段が設けられた凝集剤混合部と、凝集剤の混合処理により生成されたフロックを沈殿分離処理するための沈殿槽と、凝集処理水を凝集剤混合部から沈殿分離槽へ移送するための送水手段と、凝集剤注入手段及び送水手段の制御手段とが単一架台に一体的に配置構成されていることを特徴とする濁水処理装置としたものであり、使用されるすべての電気機器は、単相１００Ｖ電源による電気機器であり、凝集剤混合部への還流経路及び凝集剤と処理水との急速混合を促進させるための渦流発生流路などが設けられている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
汚濁水に、凝集剤を混合するための凝集剤注入手段が設けられた凝集剤混合部と、凝集剤の混合処理により生成されたフロックを沈殿分離処理するための沈殿槽と、凝集処理水を凝集剤混合部から沈殿分離槽へ移送するための送水手段と、凝集剤注入手段及び送水手段の制御手段とが単一架台に一体的に配置構成されていることを特徴とする濁水処理装置。
【請求項２】
使用されるすべての電気機器は、単相１００Ｖ電源による電気機器であることを特徴とする請求項１に記載の濁水処理装置。
【請求項３】
前記の凝集剤混合部から沈殿槽までの送水流路において、その途中から凝集剤混合部への還流経路が設けられていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の濁水処理装置。
【請求項４】
前記の凝集剤混合部から沈殿槽までの送水流路の管内に、攪拌手段が設けられていることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれかの項に記載の濁水処理装置。
【請求項５】
前記の凝集剤混合部は、注入された凝集剤と処理水との急速混合を促進させるための渦流発生流路が設けられていることを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれかの項に記載の濁水処理装置。
【請求項６】
前記の凝集剤混合部は、液体凝集剤を混合するための液体凝集剤注入手段が設けられた一次凝集剤混合部と、該一次凝集処理水に、二次凝集剤を混合するための二次凝集剤注入手段が設けられた二次凝集剤混合部とから構成されることを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれかの項に記載の濁水処理装置。
【請求項７】
前記の凝集剤注入手段は、凝集剤貯留タンクと、注入ポンプと、凝集剤の注入管内の流れ状態を表示することで確認できる注入確認手段が設けられていることを特徴とする請求項１から請求項６までのいずれかの項に記載の濁水処理装置。
【請求項８】
前記の沈殿槽は、その槽内上部に、前記の渦流発生流路が設けられた凝集剤混合部が設けられていることを特徴とする請求項１から請求項７までのいずれかの項に記載の濁水処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建設土木工事において発生する赤土などによる濁水を凝集剤で反応させてフロックを形成させ、沈殿分離させて濁水を浄化する装置に関し、特に、小型で経済的でかつ効果的に浄化することができる濁水処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
沖縄などの亜熱帯の島々では、強い降雨や開発工事現場や農地などの土壌が侵食され川や海に流出し、環境へ悪影響を与えるだけでなく、川や海、特に沿岸海域のサンゴ礁生態系を破壊し、水産業や観光産業にも大きな影響を及ぼしている。
【０００３】
特に沖縄県では、赤土等汚染と称し、深刻な社会問題になっており、赤土等の流出防止条令により、開発工事などにより公共用水域に赤土などが流出しないように必要な処置を講ずることが義務づけられている。
【０００４】
沖縄県では、国頭マージとよばれる赤土が、県土の５５パーセントを占めており、この赤土は、土壌粒子の粘着力が弱くバラバラになりやすく、雨水が地中に浸透しにくいため、表流水が多くなり、地表が削られやすく、また、粒子が非常に細かく、沈殿しにくい性質がある。
【０００５】
このため、開発工事などでは、沈砂マス、沈砂池、砂防ダムなどが設置されている。
【０００６】
しかしながら、これらの対策では、赤土はほとんど沈殿せずに河川などに流出してしまうため、赤土濁水を確実にかつ、大量に浄化処理できる方法が強く望まれている。
【０００７】
この赤土は、前述のように、粒子が非常に小さいために、フィルターなどによる濾過方式では、目詰りを起こしやすく、適当でない。
【０００８】
このため、凝集剤などで赤土の粒子を団粒化して沈殿分離させる方法が開発されている。
【０００９】
この方法は、赤水濁水中に、凝集剤を混入することにより、凝集剤が土壌微粒子を団粒化し、沈殿分離させるようにしたものである。
【００１０】
従来の凝集剤を用いた沈殿分離方式の赤土濁水浄化処理システムでは、沈砂池に流入する赤土濁水の集水流路に凝集剤のホッパーを設置し、赤土濁水中に凝集剤を投入する。
【００１１】
赤土濁水は、集水流路中で凝集剤が作用し、赤土を団粒化しながら、沈砂池に流入する。
【００１２】
沈砂池で団粒化した赤土は沈殿し、上澄み水のみがオーバーフローして排水路に排出される。
【００１３】
このため、団粒化した赤土は河川に流出することはなく、赤土流出防止対策の一つとして活用されている。
【００１４】
このように、凝集剤による浄化方法は、赤土濁水中に凝集剤を投入するだけで赤土の微粒子を団粒化させ、沈殿分離することが可能である。
【００１５】
しかしながら、工事現場などでは、大量に赤土濁水が発生するため、団粒化速度が早くなければ処理することはできない。
【００１６】
凝集剤の効果を速める為には、すばやく、かつ完全に赤土濁水中に溶け込ませる必要があり、沈殿池に凝集剤を投入するだけでは、凝集速度は、それほど速くなく、効果的とは言えない。
【００１７】
公共工事をはじめ、比較的小規模な工事においても、経済的で小型の濁水処理装置が求められている。
【００１８】
特開平１１−１９２４９３号公報では、最小限度の駆動装置により処理できるとともに、容易に移動できるコンパクトな濁水処理装置が開示されている。
【００１９】
これは、攪拌槽及び沈澱槽を一体的に構成した処理タンクと、攪拌槽を複数に分割しつつ一部を連通させる仕切板と、この仕切板によって分割された各室ごとに設置された攪拌機と、該各室のうちの一室の上方に設けられた凝集剤投入部と、沈澱槽を複数に分割しつつ一部を連通させる仕切板と、この仕切板によって分割されたうちの一室に設けられた排水部と、攪拌槽の一室から沈澱槽の一室へフロック含有水を移すための流水部とを備えてなることを特徴とするものである。
【特許文献１】特開平１１−１９２４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
しかしながら、前記の特開平１１−１９２４９３号公報では、攪拌槽と沈殿槽の２槽を単純に並列に並べて配置しているものであり、攪拌槽は複数区画を必要とし、攪拌方法として、複数のプロペラ式攪拌機などが用いられている。
【００２１】
また、沈殿槽も仕切り板で複数区画設けられている。
【００２２】
これは、凝集剤と処理水との反応速度を高めることが十分でないために、反応時間がかかるために、複数区画を流動させて十分に反応させる必要があることによるものである。
【００２３】
本発明の技術的課題は、前記のような従来の問題点に鑑みてなされたものであり、小規模な現場においても、経済的に有利であり、駆動系を極力避け、一体的構成として小型化し、移動コストを低減でき、かつ、凝集剤の凝集作用を効果的に発揮させて、急速に赤土濁水などを沈殿分離することができる濁水処理装置を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
上記の課題を解決するために、本発明の請求項１では、処理濁水に、凝集剤を混合するための凝集剤注入手段が設けられた凝集剤混合部と、凝集剤の混合処理により生成されたフロックを沈殿分離処理するための沈殿槽と、凝集処理水を凝集剤混合部から沈殿分離槽へ移送するための送水手段と、凝集剤注入手段及び送水手段の制御手段とが単一架台に一体的に配置構成されていることを特徴とする濁水処理装置としたものである。
【００２５】
また、本発明の請求項２では、使用されるすべての電気機器が、単相１００Ｖ電源による電気機器であることを特徴とする濁水処理装置としたものである。
【００２６】
また、本発明の請求項３では、前記の凝集剤混合部から沈殿槽までの送水流路において、その途中から凝集剤混合部への還流経路が設けられていることを特徴とする濁水処理装置としたものである。
【００２７】
また、本発明の請求項４では、前記の凝集剤混合部から沈殿槽までの送水流路の管内に、攪拌手段が設けられていることを特徴とする濁水処理装置としたものである。該攪拌手段は、攪拌棒を流れ方向に直角に設けたものや、心棒に放射状に複数の攪拌棒を設けたもの、あるいは、攪拌板（羽根）などを管内に設置したものでも良い。
【００２８】
また、本発明の請求項５では、前記の凝集剤混合部は、注入された凝集剤と処理水との急速混合を促進させるための渦流発生流路が設けられていることを特徴とする濁水処理装置としたものである。該渦流発生流路は、渦流を発生させることができものであればいずれでも良く、円筒体の側壁部から注入ノズルで凝集剤と処理水を注入することにより渦流を発生させるものでも良い。
【００２９】
また、本発明の請求項６では、前記の凝集剤混合部は、液体凝集剤を混合するための液体凝集剤注入手段が設けられた一次凝集剤混合部と、該一次凝集処理水に、高分子凝集剤を混合するための高分子凝集剤注入手段が設けられた二次凝集剤混合部とから構成されることを特徴とする濁水処理装置としたものである。該液体凝集剤は、無機系凝集剤などが好ましく、例えば、ポリ塩化アルミニウム凝集剤（ＰＡＣ凝集剤）などが使用できる。該二次凝集剤は、天然鉱物を用いた凝集剤やアニオン系高分子凝集剤などが使用できる。
【００３０】
また、本発明の請求項７では、前記の凝集剤注入手段は、凝集剤貯留タンクと、注入ポンプと、凝集剤の注入管内の流れ状態を表示することで確認できる注入確認手段が設けられていることを特徴とする濁水処理装置としたものである。該注入確認手段は、流れを目視で確認できるものであればいずれでも良く、市販されているオリフィス式流れ計などでも良い。
【００３１】
また、本発明の請求項８では、前記の沈殿槽は、その槽内上部に、前記の渦流発生流路が設けられた凝集剤混合部が設けられていることを特徴とする濁水処理装置としたものである。該渦流発生流路は、上下が開放され、沈殿槽と連通状態となった方形筒体内に円筒体を設け、その側壁部に注入ノズルを設け、凝集剤と処理水とを注入し、円筒体内で渦流となり急速混合され、下部から沈殿槽に流出するものでも良い。
【発明の効果】
【００３２】
本発明では以下のような効果がある。
【００３３】
１）装置全体が一体的に構成され、効果的に配置され、単純な並列配置構成とは異なり、非常に小型化が可能となる。
【００３４】
２）電源が単相１００Ｖを用いているので、小規模現場などでも３相２００Ｖ電源などの特別な電源設備を必要とせずに設置ができる。
【００３５】
３）処理水の一部を凝集剤混合部へ還流させることで、攪拌機などを必要とせずに効果的に凝集剤を混合することができる。
【００３６】
４）送水流路の管内に、攪拌棒や板（羽根）などの攪拌手段が設けられていることにより、効果的に凝集剤を反応させることができ、反応時間の短縮となる。
【００３７】
５）凝集剤混合部に渦流発生流路が設けられていることにより、駆動系による攪拌装置を必要とせずに、省スペースで注入された凝集剤と処理水との急速混合を促進させることができる。
【００３８】
６）液体凝集剤を混合するための一次凝集剤混合部と、高分子凝集剤を混合するための二次凝集剤混合部との２段構成とすることで、各凝集剤に適した注入、混合ができ、より効果的に凝集作用を促進させることができる。
【００３９】
７）凝集剤の注入確認手段が設けられていることにより、凝集剤の注入状況を目視で確実に確認でき、装置の信頼性が高まる。
【００４０】
８）沈殿槽内上部に、渦流発生流路が設けられた凝集剤混合部が設けられていることにより、混合部から沈殿槽への送水流路の必要がなく、省スペース化となり、凝集剤混合部の排出口は沈殿槽の底部側となり、沈殿分離性も良くなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
本発明による実施の形態について、図面を用いて説明する。
【００４２】
図１は、本発明によるの濁水処理装置の実施例を示す斜視図であり、図２（１）は、左側面図であり、図２（２）は、平面図である。
【００４３】
本発明の濁水処理装置は、鉄骨架台１上に、凝集剤により生成したフロックを沈殿分離させるための上部が開放された沈殿槽２と、その沈殿槽の槽外底部に一体的に設けられた液体凝集剤による第１凝集剤混合部３と、前記の沈殿槽内の上部に一体的に設けられた高分子凝集剤による第２凝集剤混合部４とで構成されている。
【００４４】
また、沈殿槽２は、図２（２）に示すように、槽外周部に沈殿分離され浄化された処理水のオーバーフロー受け２ａが設けられ、排出口２ｃより、外部に排出される。
【００４５】
また、底部には、沈降した土砂を排出するためのドレン口２ｄが設けられている。
【００４６】
また、第１凝集剤混合部の液体凝集剤注入手段として、液体凝集剤貯留タンク５ａと、液体凝集剤注入用ポンプ５ｂと、注入管５ｃが設けられている。
【００４７】
また、第２凝集剤混合部の高分子凝集剤注入手段として、ミキサー６ｂが設けられた高分子凝集剤溶解貯留槽６ａと、高分子凝集剤注入用ポンプ６ｃと、注入管６ｄと、注入ノズル６ｅが設けられている。
【００４８】
また、汚濁水は、汚濁水ポンプ（図示しない）からの送水ホースをホース接続部７に接続することにより、第１凝集剤混合部３内に流入する。
【００４９】
また、第１凝集剤混合部３内には、図３（２）に示すように、水中ポンプ９が設けられており、該ポンプ９から送水管８で第２凝集剤混合部４まで送水される。
【００５０】
また、図３（１）に示すように、該送水管８の途中には、第１凝集剤混合部への還流管８ａが設けられている。
【００５１】
また、第２凝集剤混合部４は、図４に示すように、上下が開放された方形筒体４ａ内に、上下に貫通孔を有する円筒体よりなる渦流発生器４ｂが設けられたものであり、沈殿槽２の槽内上部に設けられている。
【００５２】
渦流発生器４ｂの円筒体には、第１凝集剤混合部からの送水管８及び攪拌管８ｂを経て、側壁部に接続される配管４ｃが設けられ、円筒体内部に凝集剤と処理水が注入される。
【００５３】
攪拌管８ｂは、図５に示すように、管内に流れ方向に直角に棒体８ｃが複数設けられており、高分子凝集剤ノズル６ｅから注入された高分子凝集剤を急速に攪拌混合されるための攪拌構造である。
【００５４】
４ｄは、４ｃのエアー抜き管である。
【００５５】
次に本発明による濁水処理装置の使用例について説明する。
【００５６】
１）装置起動  単相１００Ｖの電源にコンセントをさし、制御盤１０の電源を入れる。
【００５７】
２）第１凝集剤混合処理処理濁水を、外部ポンプにより第１凝集剤部３の槽内に送水する。
【００５８】
液体凝集剤５ａ内の液体凝集剤がポンプ５ｂにより、注入管５ｃを通り、第１凝集剤混合部３の槽内に注入される。
【００５９】
本実施例に使用した液体凝集剤は、従来、浄水場などで使用され、最も安価で安全性の高い凝集剤である、ポリ塩化アルミニウム（以下、ＰＡＣと呼ぶ。）を用いた。
【００６０】
注入量は、２０〜６０ｃｃ／ｍｉｎとした。
【００６１】
混合処理は、第１凝集剤混合部３内に設けられた原水ポンプ９から送水管８を経て第２凝集剤混合部４に送水される。
【００６２】
また、処理水の一部を還流管８ａで分岐させて戻し、還流させた処理水の循環により、混合処理を行なうものである。
【００６３】
これにより、特別な動力を必要とせず、経済的、効果的に攪拌を行なうことができる。
【００６４】
３）第２凝集剤混合処理  第１凝集剤混合部３でＰＡＣ凝集剤で凝集団粒化し、フロックを生成した処理水は、送水管８を通過し、攪拌管８ｂの直前で高分子凝集剤が注入される。
【００６５】
高分子凝集剤溶解貯留槽６ａから高分子凝集剤注入用ポンプ６ｃにより、注入管６ｄを通して、注入ノズル６ｅから攪拌管８ｂに注入される。
【００６６】
高分子凝集剤は、高分子凝集剤の中でも最も安全なアニオン系高分子凝集剤を使用した。
【００６７】
注入量は、制御盤により４００〜１，０００ｃｃ／ｍｉｎとした。
【００６８】
攪拌管８ｂでは、管内の攪拌棒８ｃにより、攪拌混合され、注入ノズル４ｃを通って、第２凝集剤混合部４の渦流発生器４ｂ内に送り込まれ、ここで渦流となり、完全に混合し反応が行なわれ、高分子凝集剤により、液体凝集剤で団粒化したフロックがさらに成長し、沈殿しやすくなる。
【００６９】
４）沈殿分離処理  前記の渦流発生器４ｂ内で発生した渦流はそのまま下方へ移動し、第２凝集剤混合部４の底部から沈殿槽２に流動する。
【００７０】
沈殿槽の底部を流動して沈殿が行われ、分離して浄化された上澄み水は、上部から越流して、オーバーフロー受け２ａにあふれ出て、排出口２ｃから槽外に排出される。
【００７１】
図６に示すように、第２凝集剤混合部４内の褐色となったいた赤土処理水は、沈殿槽２でフラックスが沈殿し、その上澄み水は、オーバーフロー受け２ａを流れている状態から解るように、略透明になった。
【００７２】
５）沈殿物の排出  分離槽２の底部にフロックが一定程度堆積した時点で、ドレン口２ｄから泥水の状態で排出する。
【００７３】
以上の操作により、経済的に、かつ効果的に濁水処理が行なわれる。
【００７４】
本濁水処理装置に使用される機器はすべて単相１００Ｖ電源によるものであり、その容量は、以下の通りであり、
【００７５】
原水ポンプ                ４８０Ｗ（２００リットル／ｍｉｎ）
ＰＡＣ添加用ポンプ          １５Ｗ（６０ｃｃ／ｍｉｎ）
高分子添加用ポンプ          ７０Ｗ（１リットル／ｍｉｎ）
高分子溶解ミキサー          ７０Ｗ（３６０ｒｐｍ）
合計６３５Ｗであり、非常に経済的に濁水処理が可能となった。
【００７６】
なお、本濁水処理装置の処理能力は、１０ｍ３／ｈｒであり、小規模な工事現場においては十分な処理能力であり、対応原水ＳＳ濃度が、３，０００〜５，０００ｍｇ／リットルに対して、処理水ＳＳ濃度は１０〜５０ｍｇ／リットル以下であった。
【００７７】
また、本濁水処理装置のサイズ（Ｗ×Ｌ×Ｈ）は、１．５ｍ×２．２ｍ×２．０ｍであり、総重量は、８７０ｋｇであった。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明による濁水処理装置の実施例を示す斜視図である。
【図２】本発明による濁水処理装置の側面図及び平面図である。
【図３】本発明による濁水処理装置の第１凝集剤混合部を示す拡大図である。
【図４】本発明による濁水処理装置の第２凝集剤混合部を示す拡大図である。
【図５】本発明による濁水処理装置の攪拌管の断面図である。
【図６】本発明による沈殿分離状況を示す図である。
【符号の説明】
【００７９】
１  架台
２  沈殿槽
２ａ  オーバーフロー受け
３  第１凝集剤混合部
４  第２凝集剤混合部
４ｂ  渦流発生器
８ａ  還流管
８ｂ  攪拌管
９  水中ポンプ
１０  制御盤
【図２】
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【図５】
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【図１】
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【図３】
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【図４】
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【図６】
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