(57)【要約】【課題】装置全体をコンパクト化して、限られた設備設置用スペースや面積であっても目標とする性能を発揮させることが可能な凝集分離装置を提供する。【解決手段】被処理液に薬剤を添加して攪拌することにより凝集フロックを生成する反応部と、反応部からの凝集フロックを粗大化する凝集部と、凝集部からの粗大化した凝集フロックを分離する分離部とを有し、反応部を下位に、凝集部を上位に配置して両部を実質的に一体的な槽構造に構成した凝集分離装置。【選択図】  図４
2004230212.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理液に薬剤を添加して攪拌することにより凝集フロックを生成する反応部と、該反応部からの凝集フロックを粗大化する凝集部と、該凝集部からの粗大化した凝集フロックを分離する分離部とを有する凝集分離装置において、前記反応部を下位に、前記凝集部を上位に配置して両部を実質的に一体的な槽構造に構成したことを特徴とする凝集分離装置。
【請求項２】
前記反応部が密閉型、前記凝集部が開放型の槽構造に構成されている、請求項１の凝集分離装置。
【請求項３】
前記反応部に横型攪拌機が設けられている、請求項１または２の凝集分離装置。
【請求項４】
前記反応部内にバッフルプレートが設けられている、請求項１〜３のいずれかに記載の凝集分離装置。
【請求項５】
前記一体的な槽構造に、反応部から凝集部への通路が設けられている、請求項１〜４のいずれかに記載の凝集分離装置。
【請求項６】
前記反応部への入口が反応部下部に、反応部からの出口が入口とは反対側の反応部上部に、それぞれ設けられている、請求項１〜５のいずれかに記載の凝集分離装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、凝集フロックを生成する反応部と、該反応部からの凝集フロックを粗大化する凝集部と、該凝集部からの粗大化した凝集フロックを分離する分離部とを有する凝集分離装置に関し、とくに、装置全体をコンパクト化して、限られた設備設置用スペースや面積であっても所望の性能を発揮させることが可能な凝集分離装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、被処理液に薬剤を添加して攪拌することにより凝集フロックを生成する反応部と、該反応部からの凝集フロックを粗大化する凝集部と、該凝集部からの粗大化した凝集フロックを分離する分離部とを有する凝集分離装置が知られている。このような従来の凝集分離装置は、通常、たとえば図５に示すような基本構造に構成されている。すなわち、被処理水（原水）が導入され、凝集剤（たとえば、無機凝集剤）が添加されるとともに必要に応じて酸やアルカリのｐＨ調整剤が添加される反応部としての反応槽１０１と、その後段に設けられ、反応槽１０１からの凝集フロックを粗大化するために凝集助剤あるいは凝集促進剤としての高分子凝集剤が添加される凝集部としての凝集槽１０２と、その後段に設けられ、凝集槽１０２からの粗大化した凝集フロックを分離する分離部としての凝集沈殿槽１０３とを備えた凝集分離装置に構成されている。分離された凝集フロックは、たとえば脱水機能や乾燥機能を有する汚泥処理設備１０４に送られ、凝集フロックが除去された液は、たとえば濾過器１０５等により処理された後、放流等に供される。上記凝集沈殿槽１０３に代えて、浮上気体を利用して凝集フロックを分離する浮上分離装置を用いることも可能であり、凝集沈殿機能を備えた装置と浮上分離機能を備えた装置を組み合わせることも可能である。
【０００３】
上記のようなシステムにおける凝集分離装置部には、たとえば図６に示すように、攪拌機１０６を備えた反応槽１０１、攪拌機１０７を備えた凝集槽１０２、掻き寄せ機１０８を備えた凝集沈殿槽１０３の３つの槽が設置されることになり、反応槽１０１と凝集槽１０２は別々に設置されるとともに、凝集槽１０２から凝集沈殿槽１０３への移送は重力差を利用して行われるため、反応槽１０１と凝集槽１０２はスカート部または脚部１０９、１１０等により嵩上げして凝集沈殿槽１０３よりも高位に設置されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−６６２０８号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、図６に示したような構成では、反応槽１０１や凝集槽１０２におけるスカート部または脚部１０９、１１０は、実質的に空洞構造とされるため、それらの内部は所定の処理には全く有効利用されず、単に槽高さをかせぐ機能を担っているにすぎないことになる。
【０００６】
上記のようなシステムを設置する場合、通常、設置スペースや面積に制約があることが多く、とくに老朽化に伴う設備更新や増設、設備容量の増量等の場合、既設の限られたスペース、面積内に設置することを要求されることが多い。したがって、目標とする性能を満足させながら、装置全体をコンパクトに構成することが求められている。
【０００７】
そこで本発明の課題は、このような要望を満たすために、装置全体をコンパクト化して、限られた設備設置用スペースや面積であっても目標とする性能を発揮させることが可能な凝集分離装置の構造を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明に係る凝集分離装置は、被処理液に薬剤を添加して攪拌することにより凝集フロックを生成する反応部と、該反応部からの凝集フロックを粗大化する凝集部と、該凝集部からの粗大化した凝集フロックを分離する分離部とを有する凝集分離装置において、前記反応部を下位に、前記凝集部を上位に配置して両部を実質的に一体的な槽構造に構成したことを特徴とするものからなる。
【０００９】
この一体的な槽構造においては、前記反応部が密閉型、前記凝集部が開放型の槽構造に構成されることが好ましい。また、この反応部には攪拌機が設置されるが、凝集部と反応部が上下に配置されるので、攪拌機としては横型攪拌機が設けられることが好ましい。さらに、反応部内での攪拌効果を高めるためには、反応部内の適切な位置にバッフルプレートが設けられることが好ましい。
【００１０】
この一体的な槽構造には、反応部から凝集部への通路が設けられ、反応部からの被処理液がこの通路を介して凝集部へ送られる。通路の形態は特に限定されないが、一体的な槽構造の外部側に延びる通路形態とすれば、実質的に何ら制約を受けずに所望の通路が容易に形成される。反応部への入口を反応部下部に、反応部からの出口を入口とは反対側の反応部上部に、それぞれ設けるようにすれば、より容易に反応部内での攪拌効果や凝集効果を高めることが可能になるので、とくに好ましい。
【００１１】
このような本発明に係る凝集分離装置においては、従来別々に配置されていた反応部（反応槽）と凝集部（凝集槽）が、反応部を下位に、凝集部を上位に配置した一体的な槽構造に構成されているので、設置に際しては、実質的に一つの槽設置面積で足り、しかも、従来、凝集槽のスカート部や脚部が設けられていた部分を反応部の設置用スペースとして有効に活用できるので、設置スペースとしても一つの槽分で足りることになる。つまり、とくに反応部と凝集部が設置用スペースおよび面積的にコンパクトに構成され、凝集分離装置全体としてコンパクトに構成されることになる。
【００１２】
この反応部を下位に、凝集部を上位に配置した一体的な槽構造においては、後述の実施形態に示すように、反応部が実質的に密閉型に構成されるが、密閉型の槽において懸念されるメンテナンス性については、たとえばマンホールを設けておく等により十分に確保できるため、別段問題はなく、また、内部状態の確認についても、凝集フロック形成の確認は開放型に構成される上位の凝集部で行うことができるため、別段問題は生じない。また、密閉型に構成される反応部での攪拌についても、横型攪拌機を設置すれば、問題なく目標とする攪拌を行うことができる。さらに、凝集部から重力差を利用して分離部に被処理物を移送する場合にも、凝集部を一体的な槽構造の上位に配置することにより、凝集部を容易に従来と同等の高さに設置できる。したがって、反応部および凝集部に目標とする性能を発揮させつつ、凝集分離装置全体をコンパクトに構成することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の望ましい実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明に係る凝集分離装置を適用した処理システムの基本構成の一例を示しており、とくに、被処理水としての原水を、凝集沈殿処理するシステムの一例を示している。なお、本発明は、凝集沈殿による分離装置に限らず、他の形態、たとえば、浮上気体を利用して凝集フロックを分離する浮上分離形態や凝集フロックを直接、濾過器で分離する形態に適用することも可能であり、凝集沈殿処理と浮上分離処理を組み合わせた形態に対して適用することも可能である。
【００１４】
図１において、１は、反応部と凝集部が一体化された反応・凝集槽を示しており、この反応・凝集槽１に原水が導入される。反応・凝集槽１には、必要に応じてｐＨ調整剤としての酸やアルカリが添加されるとともに、凝集剤（たとえば、無機凝集剤）が添加され、生成された凝集フロックを粗大化するための凝集助剤あるいは凝集促進剤として、たとえば高分子凝集剤が添加される。粗大化された凝集フロックは、被処理水とともに、分離部としての凝集沈殿槽２に送られ、凝集フロックが沈殿される。沈殿された凝集フロックは、汚泥として脱水や乾燥等を行う汚泥処理設備３に送られる。凝集沈殿槽２で分離された上澄水は、濾過器４に送られ、濾過処理を施された後、放流等に供される。
【００１５】
このような基本構成を有するシステムにおいて、本発明に係る凝集分離装置の一体化された反応・凝集槽部分は、具体的には、たとえば図２、図３に示すように構成される。図２において、反応・凝集槽１は、反応部としての反応槽１１が下位に配置され、その上方に直接連結された形態で、凝集部としての凝集槽１２が配置され、反応槽１１と凝集槽１２が実質的に一体化された槽構造を有する。反応槽１１の下部には、原水を導入するための入口１３が設けられており、該入口１３には原水導入管１４が接続されている。本実施態様では、原水導入管１４のいずれかの部位に、あるいは原水導入管１４の途中に設けられた、開放された注入部１５にて、凝集フロックを生成するための無機凝集剤と、必要に応じて酸やアルカリのｐＨ調整剤が添加された後、原水が反応槽１１内に導入されるようになっている。原水は原水ポンプにより原水導入管１４から送られる。ｐＨ調整剤は、原水の流入量やその水質の変動に応じて、調整しながら添加すればよい。これら薬剤は、反応槽１１内に直接注入することも可能である。反応槽１１の容量は、凝集フロックの生成やｐＨ調整のための十分な滞留時間を有する容量に設定されればよい。
【００１６】
反応槽１１には、主としてメンテナンス用にマンホール１６が設けられており、通常処理時には閉じられて、実質的に密閉型の槽に構成されている。この反応槽１１に対しては、上記添加された凝集剤を原水とともに攪拌、混合して、所望の凝集フロックを生成するために、攪拌機１７が設けられている。反応槽１１が密閉型の槽に構成されており、凝集槽１２の下部側に設置されているので、攪拌機１７としては、横型の攪拌機が設けられている。この横型の攪拌機１７は、反応槽１１内において良好な攪拌状態が得られるように、設置位置および姿勢が最適化されることが好ましい。たとえば図３に示すように、反応槽入口１３から槽円周方向に３０度程度ずれた位置に、槽中心に向かう方向に対して１０度程度傾斜した姿勢で設置されることが好ましい。
【００１７】
また、反応槽１１内においてさらに良好な攪拌状態が得られるように、反応槽１１内にバッフルプレート１８を設けることが好ましい。バッフルプレート１８により、槽内攪拌流に乱流を生じさせて攪拌効果を向上できる。このバッフルプレート１８の設置位置も最適化されることが好ましく、たとえば図３に示すように、反応槽出口１９から槽円周方向に４５度程度ずれた位置に、槽内で上下方向に延びる邪魔板形態のバッフルプレートとして設置することが好ましい。
【００１８】
なお、図２に示す実施態様では、反応槽１１の頂部に、初期に反応槽１１内に水を導入する際のエア抜きのために、大気開放されたエア抜き管２０が接続されている。
【００１９】
反応槽出口１９は、本実施態様では反応槽入口１３とは反対側の位置に、実質的に該入口１３から円周方向に１８０度離れた位置に、かつ、反応槽１１の上部に、設けられている。このように反応槽入口１３とは反対側の位置に設けることで、流体のショートパス流の発生が抑制される。
【００２０】
反応槽出口１９からの凝集フロックを含む原水は、槽外部に設置された通路２１を介して凝集槽１２の入口２２へと送られ、そこから凝集槽１２内に導入される。凝集槽１２は、開放型の槽に構成され、凝集槽入口２２は、凝集槽１２の上部に設けられている。この凝集槽１２には、上方から攪拌機２３が挿入されており、凝集槽１２内に添加された凝集助剤あるいは凝集促進剤としての高分子凝集剤と攪拌、混合することにより、導入された凝集フロックをさらに粗大化されたフロックへと成長させる。したがって、凝集槽１２の容量は、凝集フロックの粗大化に十分な滞留時間を有する容量に設定されている。
【００２１】
このように一体化された反応・凝集槽１を備えた凝集分離装置は、全体として、たとえば図４に示すように構成される。ただし、この図４においては、説明の便宜上、反応槽１１の横型攪拌機１７および反応槽出口１９は、図２、図３に示したものとは異なる位置に描かれている。凝集槽１２で粗大化された凝集フロックは、被処理水とともに、重力差を利用して凝集沈殿槽２に送られる。凝集沈殿槽２には、掻き寄せ機２４が設けられており、沈殿された凝集フロックが掻き寄せられ、底部から汚泥として引き抜かれて汚泥処理設備３に送られる。凝集沈殿槽２で分離された上澄水は、前述の如く濾過器４に送られ、濾過処理を施された後、放流等に供される。
【００２２】
上記のような一体化された反応・凝集槽１および凝集沈殿槽２を備えた凝集分離装置においては、従来別々に配置されていた反応槽と凝集槽が、反応部を下位に、凝集部を上位に配置した一体化された反応・凝集槽１として構成され、かつ、従来の凝集槽のスカート部や脚部に相当する位置に反応槽１１が設けられるので、反応槽１１および凝集槽１２の設置スペースおよび設置面積が、従来のそれらに比べ大幅に縮小される。また、凝集分離装置全体としてもコンパクトに構成できるので、装置全体としての設置スペースおよび設置面積も小さくなる。したがって、スペースや面積に制約がある場合にあっても、所定の装置全体を納めることが可能になる。
【００２３】
また、反応槽１１を下位に、凝集槽１２を上位に配置した一体的な槽構造であるから、凝集槽１２の凝集沈殿槽２に対する高さは、従来と同様に高く確保することができ、重力差を利用した凝集槽１２から凝集沈殿槽２への移送も問題なく行われる。
【００２４】
さらに、反応槽１１は実質的に密閉型に構成されているが、マンホール１６が設けられているので、必要なときにはマンホール１６を開けて容易にメンテナンスすることができる。また、凝集フロックの生成状態、粗大化状態は、開放型の凝集槽１２で容易に確認できるので、密閉型の反応槽１１での凝集フロック生成状態は敢えて確認する必要はない。凝集フロック生成のための攪拌は、横型攪拌機１７によって十分に行うことができ、バッフルプレート１８を設ければさらに攪拌効果を向上できる。さらに、横型攪拌機１７やバッフルプレート１８の設置位置、反応槽１１の入出口の位置を最適化すれば、攪拌効果をさらに向上できるとともに、槽内でのショートパス流の発生を抑制できる。
【００２５】
このように、従来の凝集分離装置に比べ、性能的には何ら損なわれることなく、反応槽１１および凝集槽１２の構成、設置部分を大幅にコンパクトに構成でき、凝集分離装置全体としてもコンパクトに構成できる。したがって、所定の凝集処理、分離システムを設置するに際し、設置スペースや面積に制約がある場所に新設する場合、あるいは、老朽化に伴う設備更新や増設、設備容量の増量等の場合、限られたスペース、面積内に、目標とする性能を満足させながら、コンパクトに構成した装置全体を効率よく納めることができるようになる。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る凝集分離装置によれば、目標とする性能を満足させながら装置全体をコンパクトに構成でき、限られたスペース、面積内に所定の凝集分離装置を設置することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る凝集分離装置を用いたシステムの基本構成図である。
【図２】図１のシステムにおける反応・凝集槽部の概略構成図である。
【図３】図２の反応・凝集槽部における反応槽部分の横断面図である。
【図４】図２の反応・凝集槽部を用いた凝集分離装置の全体概略構成図である。
【図５】従来の凝集分離装置を用いたシステムの基本構成図である。
【図６】図５のシステムにおける凝集分離装置部の概略構成図である。
【符号の説明】
１  反応・凝集槽
２  凝集沈殿槽
３  汚泥処理設備
４  濾過器
１１  反応部としての反応槽
１２  凝集部としての凝集槽
１３  反応槽入口
１４  原水導入管
１５  注入部
１６  マンホール
１７  横型攪拌機
１８  バッフルプレート
１９  反応槽出口
２０  エア抜き管
２１  通路
２２  凝集槽入口
２３  攪拌機
２４  掻き寄せ機
【図１】
2004230212.tif 000003
【図２】
2004230212.tif 000004
【図３】
2004230212.tif 000005
【図４】
2004230212.tif 000006
【図５】
2004230212.tif 000007
【図６】
2004230212.tif 000008