(57)【要約】【課題】フィードウェルを有する浮上槽にＳＳを含んだ原水を供給してＳＳを加圧浮上処理するに当り、マイクロエアへのＳＳの吸着効率を高めて良好な水質の処理水を安定かつ確実に得る。【解決手段】浮上槽の槽体１の内周に沿って内槽２が設けられ、槽体１と内槽２との間を処理水が上昇可能となっている。この槽体１の中央にフィードウェル３Ａが立設されており、このフィードウェル３Ａに原水流入管４が接続され、この原水流入管４に加圧水流入管５が接続されている。フィードウェル３Ａは、全体が上方ほど拡径するテーパ形状となっている。原水と加圧水は流入管４，５よりフィードウェル３Ａを通って浮上槽内に流入し、固液分離が行われる。処理水は内槽２の下端を回り込んで内槽２と槽体１との間を上昇し、処理水トラフ６より排出される。テーパ状部分の鉛直線に対する傾き角度αは２〜１０°特に２．５〜５°程度が好適である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィードウェルを有する浮上槽によって加圧浮上処理する加圧浮上装置であって、
溶存気体を含んだ水が該フィードウェルの下部に供給され、該フィードウェル内を上昇し、該フィードウェルの上部から該浮上槽内に流出する加圧浮上装置において、
該フィードウェルが下部から上端に向って次第に拡径する形状であることを特徴とする加圧浮上装置。
【請求項２】
請求項1において、フィードウェルは上端から８０％以上の範囲にわたって、上部ほど拡径するテーパ形状であることを特徴とする加圧浮上装置。
【請求項３】
請求項２において、鉛直線に対するテーパ角度αが２〜１０°であることを特徴とする加圧浮上装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は懸濁物質（ＳＳ）を含んだ水から該ＳＳを加圧浮上分離処理する装置に係り、特に微小気泡（マイクロエア）へのＳＳの吸着効率を高めて、良好な水質の処理水を安定かつ確実に得る方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＳＳを含んだ水の処理装置として、原水に加圧水を混合して浮上槽に供給し、槽内で原水中のＳＳをマイクロエアに吸着させて水面に浮上させ、これをスカムレーキ（スキーマ）によって掻き寄せて排出する加圧浮上装置がある。この加圧浮上装置に用いられる浮上槽には角型と丸型とがあるが、多くの場合、設置面積の低減や浮上スカムの排泥効率の向上等の面から、丸型が採用されている。
【０００３】
丸型加圧浮上装置においては、原水と加圧水との混合水（以下、単に「混合水」ということがある。）は、浮上槽底部から、槽内部に設けられたフィードウェルを通して槽上部に供給される。このフィードウェルには、上部が開放したオープンタイプのものと、上部がディストリビュータに連結され、回転するディストリビュータによって混合水が槽内に均一に分配されるように構成されたものとがある。
【０００４】
加圧浮上装置により良好な水質の処理水を安定かつ確実に得るためには、加圧水から発生するマイクロエアに原水中のＳＳが効率的に吸着し、大きな浮上速度で効果的に浮上できることが重要な条件となる。フィードウェル内での混合水の上昇流速が過度に大きいと、混合水の流れは乱流攪拌状態となりマイクロエアとＳＳとの解離が起こり、ＳＳの浮上性が悪くなって、処理水質は悪化する。一方、フィードウェル内の混合水の上昇流速が過度に小さいと、マイクロエアとＳＳとの接触確率が低下し、浮上性の高いマイクロエアがＳＳを吸着することなく先に浮上するようになり、ＳＳの浮上効率が悪くなって、処理水水質が悪化する。
【０００５】
このようなことから、浮上槽内における混合水の流速は、処理水水質の向上及び安定化のために重要な要件となる。そこで、特開２０００−１４０８２５号公報には、フィードウェル内の水の平均上昇流速を０．０５〜０．２２ｍ／ｓｅｃとすることにより、ＳＳが吸着したマイクロエアからのＳＳの解離を防止すると共に、マイクロエアとＳＳとが接触する確率を高く維持することが提案されている。
【０００６】
第４図は同号公報に記載の加圧浮上装置を示している。この加圧浮上装置では、浮上槽の槽体１の内周に沿って内槽２が設けられ、槽体１と内槽２との間を処理水が上昇可能となっている。この槽体１の中央にフィードウェル３が立設されており、このフィードウェル３に原水流入管４が接続され、この原水流入管４に加圧水流入管５が接続されている。フィードウェル３は、上部のみが上方に向って拡径する形状となっている。
【０００７】
原水と加圧水は流入管４，５よりフィードウェル３を通って浮上槽内に流入し、固液分離が行われる。処理水は内槽２の下端を回り込んで内槽２と槽体１との間を上昇し、処理水トラフ６より排出される。一方、浮上スカムはスカムレーキ７により掻き寄せられてスカムボックス８に送り出され、排出口から排出される。９はスカムレーキ７の駆動用のモータ、９ａは軸受を示す。
【０００８】
スカムボックス８は処理水トラフ６を切り取り、ここにボックスを埋め込む形で設置されている。この槽体１とスカムボックス８との間には仕切りがないため両者の水位は同じである。スカムボックス８の出口は仕切板１０とゲート板１１とで仕切られており、このゲート板１１はラック１２及びピニオン１３を介してモータ（図示せず）によって昇降される。
【０００９】
この加圧浮上装置において、フィードウェル内を流れる水、即ち、原水と加圧水との混合水の平均上昇流速が０．２２ｍ／ｓｅｃを超えると乱流による攪拌でマイクロエアに付着したＳＳが再び解離するようになり、ＳＳの浮上分離性が悪くなって、処理水の低下が起こる。この平均上昇流速が０．０５ｍ／ｓｅｃを大きく下回るとマイクロエアとＳＳとの接触効率が悪くなって処理水の水質が低下する。
【００１０】
なお、同号公報のフィードウェルは上部のみが上方に向って拡径する形状であるが、フィードウェルが全体として等径筒状である加圧浮上装置も公知である（例えば特開２００１−３４７２５９号公報）。
【００１１】
なお、同号公報には、フィードウェルの上端と水面との間に、水平なバッフルプレート（遮蔽板）を該フィードウェル上端に対峙させて設けることが記載されている。
【特許文献１】特開２０００−１４０８２５号公報
【特許文献２】特開２００１−３４７２５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
フィードウェルが全体として等径筒状である加圧浮上装置にあっては、フィードウェル内の上昇流速を適正に保つのが難しい。この上昇流速が過大になった場合には、前述の通り乱流による撹拌作用によりマイクロエアに付着したＳＳがマイクロエアから解離し、ＳＳの浮上分離性が低下する。
【００１３】
フィードウェル内の上昇流速が小さいと、マイクロエアとＳＳとの接触効率が低下し、やはりＳＳの分離特性が悪くなる。
【００１４】
特開２０００−１４０８２５号公報のように、フィードウェルの上部のみを上方に向って拡径させた場合、フィードウェル下部での上昇流速が大きくなりフィードウェル下部においてマイクロエアからＳＳが解離するおそれがある。
【００１５】
本発明は、上記従来技術の問題点を解決し、マイクロエアとＳＳとの接触効率及び付着性に優れ、良好な水質の処理水を得ることができる加圧浮上装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明（請求項１）の加圧浮上装置は、フィードウェルを有する浮上槽によって加圧浮上処理する加圧浮上装置であって、溶存気体を含んだ水が該フィードウェルの下部に供給され、該フィードウェル内を上昇し、該フィードウェルの上部から該浮上槽内に流出する加圧浮上装置において、該フィードウェルが下部から上端に向って次第に拡径する形状であることを特徴とするものである。
【００１７】
請求項２の加圧浮上装置は、請求項1において、フィードウェルは上端から８０％以上の範囲にわたって、上部ほど拡径するテーパ形状であることを特徴とするものである。
【００１８】
請求項３の加圧浮上装置は、請求項２において、鉛直線に対するテーパ角度αが２〜１０°であることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の加圧浮上装置においては、フィードウェル内の上昇流速は下部において大きく、上部になるほど次第に小さくなる。このフィードウェル下部においてマイクロエアとＳＳとが会合接触するが、この際の上昇流速が比較的大きいのでマイクロエアとＳＳとの接触効率が高い。
【００２０】
この上昇流速がフィードウェル上部になるほど次第に小さくなるので、フィードウェル上部におけるマイクロエアからのＳＳの解離が防止、抑制される。これにより、ＳＳが効率よく浮上分離され、良好な水質の処理水が得られるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、図面を参照して本発明の好ましい形態について説明する。第１図及び第２図はそれぞれ本発明の実施の形態に係る加圧浮上装置の概略的な縦断面図である。なお、第１，２図において、前記第４図と同一又は相当部分には同一符号を付してある。
【００２２】
第１図（ａ）の加圧浮上装置では、浮上槽の槽体１の内周に沿って内槽２が設けられ、槽体１と内槽２との間を処理水が上昇可能となっている。この槽体１の中央にフィードウェル３Ａが立設されており、このフィードウェル３Ａに原水流入管４が接続され、この原水流入管４に加圧水流入管５が接続されている。フィードウェル３Ａは、全体が上方ほど拡径するテーパ形状となっている。
【００２３】
原水と加圧水は流入管４，５よりフィードウェル３Ａを通って浮上槽内に流入し、固液分離が行われる。処理水は内槽２の下端を回り込んで内槽２と槽体１との間を上昇し、処理水トラフ６より排出される。一方、浮上スカムはスカムレーキ（図示略）により掻き寄せられてスカムボックス８に送り出され、排出口から排出される。
【００２４】
なお、第１図（ｂ）のように、フィードウェル３Ａの上端と水面との間に、水平なバッフルプレート（遮蔽板）２０を該フィードウェル３Ａの上端に対峙させて設置してもよい。またバッフルプレートは、逆さの陣笠形状でもよい。
【００２５】
本発明では、フィードウェル３Ａは下端即ち原水流入管４の接続部から上端に至るまで徐々に拡径するテーパ形であることが好ましいが、下端付近は等径であり、それよりも上側がテーパ形であってもよい。フィードウェル３Ａに対する原水流入管４の接続部からフィードウェル３Ａの上端までの全高Ｈ０に対するテーパ状部分の高さＨ１の割合Ｈ１／Ｈ０は８０〜１００％特に９０〜１００％であることが好ましい。
【００２６】
このテーパ状部分の鉛直線に対する傾き角度αは２〜１０°特に２．５〜５°程度が好適である。
【００２７】
第２図の加圧浮上装置では、内槽２Ａは、上下方向の途中部２ａが小径となるようにくびれた形状であり、この途中部２ａから上方及び下方に向って次第に拡径する形状となっている。このくびれた途中部２ａの位置の内槽２Ａ上端からの距離は、内槽２Ａの全高の１５〜３５％特に２０〜３０％程度であることが好ましい。
【００２８】
第２図中の符号θは、この内槽２Ａの下部の鉛直線からの傾き角を示している。この角度θは２０°以下であることが好ましい。
【００２９】
本発明では、フィードウェル内の平均の上昇流速は、５〜１５ｃｍ／ｓｅｃ特に約８ｃｍ／ｓｅｃ程度が好適である。
【００３０】
フィードウェル上端からの上向きの流出速度は、３〜６ｃｍ／ｓｅｃ特に約４ｃｍ／ｓｅｃ程度が好適である。
【００３１】
フィードウェル上端での上昇流速は、フィードウェル下端での上昇流速の７５％以下例えば２５〜７５％であることが好ましい。
【００３２】
フィードウェル上端の位置は、内槽の水面下３００〜１０００ｍｍ特に約５００ｍｍ程度であることが好ましい。
【００３３】
上記の説明においては、原水に空気等の気体を圧入した加圧水を混合してフィードウェルに供給する方法を例示したが、本発明においては、原水に直接空気等の気体を加圧溶解させたものをフィードウェルに供給しても良い。
【実施例】
【００３４】
以下に実施例及び比較例を挙げて本発明をより具体的に説明する。
【００３５】
実施例１
第１図の加圧浮上装置を使用して河川水を浮上処理した。槽体１の直径は５．０ｍ、高さは４．０ｍ、容積は７５ｍ３である。内槽２の直径は４．０ｍ、高さは４．５ｍである。
【００３６】
第３図（ａ）に示すように、フィードウェル３Ａの高さは４．５ｍ、テーパ角度αは０．４５°、フィードウェル下端直径は０．８ｍ、上端直径は１．５ｍである。
【００３７】
河川水にＰＡＣ（ポリ塩化アルミニウム）を２０ｐｐｍ注入し、ｐＨ６．５で凝集処理して得られたＳＳ１２．８ｐｐｍの凝集処理水を原水として加圧浮上処理を行った。
【００３８】
この原水２００ｍ３／ｈｒに対して、３．５ｋｇｆ／ｃｍ２の加圧水３５ｍ３／ｈｒを混合して浮上槽のフィードウェル下部から流入させた。
【００３９】
フィードウェル３Ａ内の下端部での上昇流速は０．１３ｍ／ｓｅｃ、上端部での上昇流速は０．０４ｍ／ｓｅｃである。処理水のＳＳ及びＳＳ除去率を表１に示す。
【００４０】
実施例２
第２図に示す加圧浮上装置を用いたこと以外は実施例１と同一条件にて処理を行い、結果を表１に示した。なお、くびれた部分２ａの内槽上端からの距離は０．４ｍ、内槽の傾斜角度θは７°である。
【００４１】
比較例１，２，３
フィードウェル３Ａの代わりに、第３図（ｂ），（ｃ），（ｄ）の通り、上端から下端まで等径のフィードウェルを設置したこと以外は実施例１と同一の条件にて処理を行い、結果を表１に示した。
【００４２】
なお、第３図（ｂ），（ｃ），（ｄ）に示すように、比較例１では、フィードウェルの直径を前記フィードウェル３Ａの下端の直径と同一とし、比較例２では前記フィードウェル３Ａの平均の直径と同一とし、比較例３では前記フィードウェル３Ａの上端の直径と同一とした。フィードウェルの高さは実施例１，２と同一である。
【００４３】
比較例４
フィードウェル３Ａの代わりに、第３図（ｅ）の通り、フィードウェル上部のみがテーパ形であり、中部から下部は等径であるフィードウェルを設置したこと以外は実施例１と同一の条件にて処理を行い、結果を表１に示した。なお、テーパ形の部分の上下方向長さはフィードウェルの全高の１１％である。フィードウェルの全高は実施例１，２と同一である。
【００４４】
【表１】
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【００４５】
表１より明らかな通り、実施例１，２によると処理水水量が良好なものとなる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】実施の形態に係る加圧浮上装置の断面図である。
【図２】別の実施の形態に係る加圧浮上装置の断面図である。
【図３】実施例及び比較例におけるフィードウェルの寸法図である。
【図４】従来例に係る加圧浮上装置の断面図である。
【符号の説明】
【００４７】
１  槽体
２，２Ａ  内槽
３，３Ａ  フィードウェル
４  原水流入管
５  加圧水流入管
６  処理水トラフ
７  スカムレーキ
８  スカムボックス
９  モータ
【図１】
2005185996.tif 000004
【図２】
2005185996.tif 000005
【図３】
2005185996.tif 000006
【図４】
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