(57)【要約】【課題】凝集剤と沈降促進材とを用いる凝集沈澱装置において、その時の条件に応じて常に最適な沈降促進材の濃度に制御できるようにする。【解決手段】原水中の懸濁物質を凝集剤と沈降促進材の添加により凝集させる凝集槽と、凝集槽からの凝集物を沈澱させ処理水と沈澱物とに分離する沈澱槽と、沈澱槽から沈澱物を引き抜き、汚泥と沈降促進材とに分離して分離された沈降促進材を凝集槽に戻すラインとを備えた凝集沈澱装置において、凝集槽内における沈降促進材の濃度を可変可能な手段を有する凝集沈澱装置。【選択図】  図１
2004290926.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原水中の懸濁物質を凝集剤と沈降促進材の添加により凝集させる凝集槽と、凝集槽から導入される被処理水中の凝集物を沈澱させ処理水と沈澱物とに分離する沈澱槽と、沈澱槽から沈澱物を引き抜き、引き抜かれた沈澱物を汚泥と沈降促進材とに分離して分離された沈降促進材を凝集槽に戻す引き抜き分離ラインとを備えた凝集沈澱装置において、前記凝集槽内における沈降促進材の濃度を可変可能な手段を有することを特徴とする凝集沈澱装置。
【請求項２】
前記沈降促進材の濃度を可変可能な手段が、前記引き抜かれた沈澱物を汚泥と沈降促進材とに分離する手段により分離された沈降促進材の少なくとも一部を凝集槽に添加するラインと、必要に応じて分離された沈降促進材の一部を一旦貯留槽に貯留し、要求される量だけ該貯留槽から凝集槽に添加するラインとを備えている、請求項１の凝集沈澱装置。
【請求項３】
前記凝集槽へと導入される原水の性状を検出する手段を有し、該手段により検出された原水の性状に応じて前記沈降促進材の濃度を可変可能な手段が制御される、請求項１または２の凝集沈澱装置。
【請求項４】
前記沈澱槽から導出される処理水の性状を検出する手段を有し、該手段により検出された処理水の性状に応じて前記沈降促進材の濃度を可変可能な手段が制御される、請求項１〜３のいずれかに記載の凝集沈澱装置。
【請求項５】
前記凝集槽に、該凝集槽内における沈降促進材の濃度を指示可能な凝集槽内における固形分濃度を検出する固形分濃度計が設けられている、請求項１〜４のいずれかに記載の凝集沈澱装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、浄水処理、工業用水処理、下水処理、排水処理等において、凝集剤と沈降促進材とを用いて凝集沈澱処理による水処理を行う凝集沈澱装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
原水中の懸濁物質を凝集剤と沈降促進材（例えば、粒状物、とくに砂）の添加によりフロック状に凝集させる凝集槽と、凝集槽から導入される被処理水中の凝集物を沈澱させ処理水と沈澱物とに分離する沈澱槽と、沈澱槽から沈澱物を引き抜き、引き抜かれた沈澱物を汚泥と沈降促進材とに分離して分離された沈降促進材を凝集槽に戻す引き抜き分離ラインとを備えた沈降促進材添加凝集沈澱装置が知られている（たとえば、特許文献１）。
【０００３】
このような凝集沈澱装置においては、凝集剤として例えば無機凝集剤と高分子凝集剤が用いられる。無機凝集剤は原水中の懸濁物質を効率よく凝集させ、高分子凝集剤は、無機凝集剤によって生成した微細な凝集フロックをさらにポリマーを絡めてより大きなフロックへと成長させる。この成長したフロック内に、比重の大きい砂等の粒状物からなる沈降促進材が混在され、全体として比重（密度）の大きい沈澱しやすいフロックが形成され、その状態で沈澱槽において沈澱処理が施される。このように凝集剤と沈降促進材を凝集槽内に添加することにより、効率のよい凝集沈澱処理を高速で行うことが可能になる。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−３１７２１５号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記のような高性能の凝集沈澱装置においては、凝集槽内に添加される沈降促進材の濃度に最適値があると考えられるが、従来装置では、その時の状態に応じて沈降促進材の濃度を可変する機構は設けられておらず、予め求められた最適と思われる濃度に調整し、その状態のまま運転を継続することとしていた。原水の性状、例えば濁度が変わらない場合には、適切な沈降促進材濃度で運転を継続しても別段問題は生じないが、原水の性状が変化した場合には最適な濃度も変わるため、そのままの状態での運転は必ずしも最適な条件とは言い難いことがある。例えば、原水の濁度が比較的低いにもかかわらず、沈降促進材を高濃度で添加すると、沈降促進材の濃度としてはオーバースペックとなり、沈降促進材を循環させるラインやポンプの磨耗をできるだけ抑えるという観点からは好ましくない。このようなことは、沈澱処理後の処理水側からも言えるかも知れない。つまり、十分に良好な水質の処理水が得られている場合に、敢えて沈降促進材の濃度を高くすることは、やはりオーバースペックになりかねない。
【０００６】
そこで本発明の課題は、凝集剤と沈降促進材とを用いる凝集沈澱装置において、その時の条件に応じて常に最適な沈降促進材の濃度に制御できるようにすることにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明に係る凝集沈澱装置は、原水中の懸濁物質を凝集剤と沈降促進材の添加により凝集させる凝集槽と、凝集槽から導入される被処理水中の凝集物を沈澱させ処理水と沈澱物とに分離する沈澱槽と、沈澱槽から沈澱物を引き抜き、引き抜かれた沈澱物を汚泥と沈降促進材とに分離して分離された沈降促進材を凝集槽に戻す引き抜き分離ラインとを備えた凝集沈澱装置において、前記凝集槽内における沈降促進材の濃度を可変可能な手段（以下、沈降促進材濃度可変手段と言うこともある。）を有することを特徴とするものからなる。
【０００８】
上記沈降促進材濃度可変手段としては、例えば、前記引き抜かれた沈澱物を汚泥と沈降促進材とに分離する手段により分離された沈降促進材の少なくとも一部を凝集槽に添加するラインと、必要に応じて分離された沈降促進材の一部を一旦貯留槽に貯留し、要求される量だけ該貯留槽から凝集槽に添加するラインとを備えたものに構成することができる。この貯留槽には、引き抜き分離ラインから回収された沈降促進材の一部に加え、新たな沈降促進材を補充しておくことも可能である。
【０００９】
また、凝集槽内における沈降促進材の濃度は、各種条件に応じて可変可能である。例えば、凝集槽へと導入される原水の性状（例えば、濁度や懸濁物質の主成分）を検出する手段を有し、該手段により検出された原水の性状に応じて前記沈降促進材濃度可変手段が制御される構成を採ることができる。また、処理水側からの情報に基づいて制御することも可能である。例えば、沈澱槽から導出される処理水の性状（例えば、濁度や電気伝導度）を検出する手段を有し、該手段により検出された処理水の性状に応じて沈降促進材濃度可変手段が制御される構成を採ることもできる。
【００１０】
さらに、凝集槽内における沈降促進材の濃度がより正確に目標とする濃度に制御されるように、そのときの濃度を検出する手段を設けておくこともできる。この凝集槽内における沈降促進材の濃度あるいはそれに対応する濃度は、たとえば、凝集槽内における固形分濃度として捉えることが可能である。つまり、凝集槽に、該凝集槽内における沈降促進材の濃度を指示可能な凝集槽内における固形分濃度を検出する固形分濃度計が設けられた構成とすることができる。
【００１１】
上記のような本発明に係る凝集沈澱装置においては、原水の濁度や水質が変動する場合にあっても、そのときの条件に応じて、最適な凝集槽内における沈降促進材濃度に制御することが可能になる。したがって、沈降促進材濃度に関して過少が生じることが防止されて処理水の良好な水質が常時確保されるとともに、過大になることも防止されて、沈降促進材循環系における磨耗等が抑制される。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施態様に係る凝集沈澱装置１を示している。凝集沈澱装置１は、原水供給ライン２を介して供給される原水３を受け入れる凝集槽４と、凝集槽４から導入される被処理水中の凝集物を沈澱させ処理水６と沈澱物７とに分離する沈澱槽５とを有している。本実施態様では、ラインミキサー１２の入口側の原水供給ライン２に、ポンプ２６を用いて無機凝集剤２７が注入ライン２８を介して注入され、ラインミキサー１２で攪拌混合され、次いで、凝集槽４の入口に一体に形成された注入部８にて、有機高分子凝集剤９がポンプ１０、注入ライン１１を介して注入されるようになっている。なお、無機凝集剤２７の攪拌混合に関しては、ラインミキサー１２に代えて攪拌機を備えた混和槽を設置してもよい。
【００１３】
凝集槽４には攪拌機１３が設けられており、槽内が攪拌機１３により攪拌されつつ、原水中の懸濁物質が、上記凝集剤の添加と、沈降促進材回収・供給装置１４からの沈降促進材１５の添加により、フロック状に凝集される。沈降促進材１５は、粒状物、とくに本実施態様では、粒径が所定の範囲に調整された砂からなる。この沈降促進材１５の添加量は、沈澱槽５から引き抜きポンプ１６、引き抜き分離ライン１７を介して送られてきた沈澱物７を砂・汚泥分離サイクロン１８で分離した沈降促進材１５（砂）を凝集槽４内へ添加するものと、必要に応じて貯留タンク１９から添加されるものからなる。貯留タンク１９は、サイクロン１８からの分離・回収沈降促進材１５のうち凝集槽４内へ添加しない余剰の沈降促進材１５（つまり、サイクロン１８で分離された沈降促進材１５の一部）を貯留するものである。余剰の沈降促進材１５の貯留タンク１９への供給は、コントロール弁２０によって制御され、貯留タンク１９から凝集槽４への添加は、コントロール弁２１によって制御される。なお、貯留タンク１９は新たな沈降促進材１５の補充タンクとしても併用される。砂・汚泥分離サイクロン１８で分離された汚泥は、汚泥排水管２２を介して排出される。なお、沈澱槽５には、傾斜板２３が設けられており、処理水６と沈澱物７との分離効率が高められているとともに、処理水６側への汚泥の流出が抑えられている。
【００１４】
本実施態様では、凝集槽４に、固形分濃度計２４が付設されており、実質的に凝集槽４内における沈降促進材１５の濃度を測定できるようになっている。固形分濃度計２４からの測定信号は、制御装置２５に送られる。制御装置２５からは、コントロール弁２０、２１に作動信号が送られ、それによって貯留タンク１９から凝集槽４内への沈降促進材１５の添加量が制御されるとともに、サイクロン１８から凝集槽４内への沈降促進材１５の添加量およびサイクロン１８から貯留タンク１９への沈降促進材１５の分岐供給量が制御され、この制御を介して凝集槽４内における沈降促進材１５の濃度が制御される。この沈降促進材１５の濃度制御には、例えば、原水３の性状（例えば、原水の濁度、懸濁物質の主成分など）の情報、または／および、沈澱槽５からの処理水６の性状（例えば、処理水の濁度、電気伝導度など）の情報が使用可能となっており、これらの情報が制御装置２５に入力可能となっている。
【００１５】
このように構成された凝集沈澱装置１においては、凝集槽４内における沈降促進材１５の濃度が、そのときの条件に応じて最適な濃度に制御される。例えば、原水３の濁度が設計基準値よりかなり低い場合、その設計基準値に対応させて定められた沈降促進材１５の濃度をそのままの濃度に維持しても処理効果には実質的に影響しないが、そのままにしておくと、引き抜きライン１７（循環ライン）や引き抜きポンプ１６（循環ポンプ）の磨耗を促進させることになるから、原水濁度に対して適正な沈降促進材１５の濃度に低下させることにより（つまり、最適な濃度に制御することにより）、循環ラインや循環ポンプの磨耗を低減することができる。
【００１６】
また、例えば、上記のようにして沈降促進材１５の濃度を低くした運転中に、設計基準値通りの濁度の原水となった場合には、沈降促進材１５の濃度を元の濃度に戻す必要があり、それによって良好な水質の処理水が安定して得られることになる。このような場合に本発明に係る濃度可変機構が必要になり、有効に機能する。
【００１７】
また、本発明に係る濃度可変機構は、原水３の水質変動に対しても、有効に使用できる。例えば、同じ濁度の原水であっても、有機性の濁質の割合が大きく変化すると、必要となる凝集剤の量も大きく変化し、それに伴い沈降促進材１５の最適濃度も変化する。したがって、このような原水３の水質変動に関する情報をフィードバックすることにより、より最適な凝集沈澱処理が可能になる。
【００１８】
さらに、本発明に係る濃度可変機構については、処理水６の性状に関する情報をフィードバックして沈降促進材１５の濃度を制御することも可能である。例えば、処理水６の濁度を若干下げたい場合等には、沈降促進材１５の濃度を不都合を生じない範囲内で若干上げることが有効な場合があるので、そのような要求に応じて処理水６側からの情報を沈降促進材１５の濃度制御機構にフィードバックし、より要求仕様に合致した処理水を得るようにすることが可能である。
【００１９】
上記のような沈降促進材１５の濃度の可変のために必要な情報は制御装置２５に入力し、入力情報を総合的に勘案して沈降促進材１５の濃度を制御すればよい。フィードバック情報としては、検出した、あるいは把握した情報を手動で入力してもよく、自動的に入力するようにしてもよい。
【００２０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る凝集沈澱装置によれば、凝集剤と沈降促進材とを用いて凝集沈澱処理を行うに際し、原水の濁度や水質に変動がある場合にあっても、その時の条件に応じて常に最適な沈降促進材の濃度に制御することができ、安定して良好な水質の処理水を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施態様に係る凝集沈澱装置の概略構成図である。
【符号の説明】
１  凝集沈澱装置
２  原水供給ライン
３  原水
４  凝集槽
５  沈澱槽
６  処理水
７  沈澱物
８  注入部
９  有機高分子凝集剤
１０  ポンプ
１１  凝集剤注入ライン
１２  ラインミキサー
１３  攪拌機
１４  沈降促進材回収・供給装置
１５  沈降促進材
１６  引き抜きポンプ
１７  引き抜き分離ライン
１８  砂・汚泥分離サイクロン
１９  貯留タンク
２０、２１  コントロール弁
２２  汚泥排水管
２３  傾斜板
２４  固形分濃度計
２５  制御装置
２６  ポンプ
２７  無機凝集剤
２８  注入ライン
【図１】
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