(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理液に凝集剤を添加する上部開放型の凝集混和槽と、凝集混和槽の下流に設けられ、槽上部に設けられた接触材集積層内を上向流で被処理液を流して被処理液中の懸濁物を凝集、沈殿させる上部開放型の凝集沈殿槽とを有し、流入管を介して凝集混和槽から被処理液を凝集沈殿槽に導入し、接触材集積層上の凝集沈殿槽の上部から流出管を介して被処理液より濁度の低い処理液を処理液槽に流出させる凝集沈殿装置において、
凝集沈殿槽が、上部開放型に代えて密閉型容器として形成され、かつ凝集沈殿槽内を真空吸引し、内部圧力を減圧状態にする真空吸引手段を槽頂部に備え、
凝集混和槽から流入管、凝集沈殿槽及び流出管を経て処理液槽に到る流路が、サイフォン管として構成され、被処理液を凝集混和槽から凝集沈殿槽に導水開始する際、真空吸引手段によって凝集沈殿槽を減圧下に維持しつつ圧力差によって凝集混和槽から被処理液を、あるいは処理液槽から処理液を導水して凝集沈殿槽を満水にし、次いでサイフォン現象によって流路内に被処理液を通水するようにしたことを特徴とする凝集沈殿装置。
【請求項２】
被処理液に凝集剤を添加する上部開放型の凝集混和槽と、凝集混和槽の下流に設けられ、槽上部に設けられた接触材集積層内を上向流で被処理液を流して被処理液中の懸濁物を凝集、沈殿させる上部開放型の凝集沈殿槽とを有し、流入管を介して凝集混和槽から被処理液を凝集沈殿槽に導入し、接触材集積層上の凝集沈殿槽の上部から流出管を介して被処理液より濁度の低い処理液を処理液槽に流出させる凝集沈殿装置において、
凝集沈殿槽が、上部開放型に代えて密閉型容器として形成され、かつ処理液を導入して槽内を満水にする処理液導入手段を備え、
凝集混和槽から流入管、凝集沈殿槽及び流出管を経て処理液槽に到る流路が、サイフォン管として構成され、被処理液を凝集混和槽から凝集沈殿槽に導水開始する際、処理液導入手段によって処理液を導入して凝集沈殿槽を満水にし、次いでサイフォン現象によって流路内に被処理液を通水するようにしたことを特徴とする凝集沈殿装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、凝集沈殿装置に関し、更に詳細には、建設費及び運転費を節減できる構成を備え、しかも濁度の低い処理液を流出できるようにした凝集沈殿装置にに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
公共下水及び工場排水の排水等を河川、海等に排水する際には、排水を基準の水質レベルまで水処理して排水することが必要である。
このような公共下水及び工場排水等の排水の水処理装置として、凝集沈殿性能及び濾過性能が高く、しかも運転が容易である等の理由から、いわゆる上昇流式凝集沈殿装置が、多数、採用されている。
上昇流式凝集沈殿装置は、原水（排水を含めて処理する被処理水を原水と言う）に凝集剤を添加する添加手段と、添加手段の下流に設けられ、空隙率の大きな小片接触材を堆積させてなる接触材集積層を有し、接触材集積層内を上向流で原水を流して、原水中の懸濁物を凝集、沈殿させる凝集沈殿手段とから構成されている。
【０００３】
ところで、発電所からの排水、或いは各種産業プラント等からの排水は、排水に含まれる懸濁物の凝集性が悪いので、排水中の懸濁物の凝集性、沈殿性を高めて処理を容易にするために、凝集剤として、無機凝集剤に加えて有機高分子凝集剤を併用して原水に添加している。
ここで、図３から図５を参照して、無機凝集剤と有機高分子凝集剤とを併用している、従来の上昇流式凝集沈殿装置の構成及び運転方法を説明する。図３は従来の上昇流式凝集沈殿装置の構成を示すフローシート、図４は凝集沈殿槽の構成を示す模式図、及び図５は接触材の構成を示す斜視図である。
従来の上昇流式凝集沈殿装置１０は、図３に示すように、原水槽１２と、原水槽１２から原水を汲み出し、送水する原水ポンプ１４と、２系列の凝集剤添加装置１６Ａ及び１６Ｂと、２個の直列に接続配置された薬品混和槽１８Ａ及び１８Ｂと、凝集沈殿槽２０とを備えている。
【０００４】
原水ポンプ１４の吐出側に接続された原水供給管２２には、原水の濁度を測定する濁度計２４が設けてある。
凝集剤添加装置１６Ａは、ポリ塩化アルミニウム（ＰＡＣ）等の無機凝集剤を収容する無機凝集剤槽２６Ａと、濁度計２４の下流の原水供給管２２に無機凝集剤槽２６Ａから無機凝集剤を注入する凝集剤ポンプ２８Ａとを備えて、無機凝集剤を原水に注入する。
凝集剤混和槽１８Ａは、攪拌機２９Ａを備えた容器であって、無機凝集剤が注入された原水を一時的に滞留させ、攪拌機２９Ａにより原水を攪拌して、原水と無機凝集剤とを急速混和する。
【０００５】
凝集剤添加装置１６Ｂは、ポリアクリル酸塩等の有機高分子凝集剤を収容する有機凝集剤槽２６Ｂと、有機凝集剤槽２６Ｂから有機凝集剤を汲み出し、凝集剤混和槽１８Ｂに注入する凝集剤ポンプ２８Ｂとを備え、所定量の有機凝集剤を原水に注入する。
凝集剤混和槽１８Ｂは、攪拌機２９Ｂを備え、凝集剤混和槽１８Ａの下流に設置された容器であって、無機凝集剤が混和された原水と有機高分子凝集剤とを緩速混和した後に、流入管３０を介して原水を凝集沈殿槽２０に流入させる。
【０００６】
ところで、原水を凝集剤と混和した後、遠心ポンプ、渦巻きポンプ、水中ポンプ等のポンプによって凝集沈殿槽に送水すると、凝集混和槽で生成したフロックが、ポンプの作用によって破壊されて微細化し、フロックの沈降性が悪化する。その結果、微細なフロックは、凝集沈殿槽２０内で沈降することなく、原水、更には処理水と共に槽内を上昇し、接触材集積層４４をも通過して集水ゾーン３６にリークし、水質を悪化させる。
そこで、従来は、凝集混和槽１８Ａ、Ｂを凝集沈殿槽２０の頂部より高所に配置し、ポンプを使用することなく、凝集混和槽１８Ａ、Ｂで凝集剤と混和した原水を高低差によって凝集沈殿槽２０に送水している。
【０００７】
凝集沈殿槽２０は、原水中の懸濁物が凝集剤によってフロック化した凝集フロックを凝集、濾過、分離する槽であって、図４に示すように、下から上に、順次、区画された原水の流入ゾーン３２、接触材集積ゾーン３４、及び集水ゾーン３６から構成されている。
【０００８】
接触材集積ゾーン３４は、ゾーンの上部及び下部に設けられた網目状、目板状等の多孔性隔板である流出防止板３８、４０で区画され、その間の領域に、空隙率の大きな小片接触材、例えば、図５に示すような短尺チューブ形状の比較的比重の小さいプラスチック製小片接触材４２を多数収容している。
原水の通水時には、接触材４２は原水の上向流により浮上して上部流出防止板３８の下に堆積して接触材集積層４４を形成する一方、接触材集積層４４と流出防止板４０との間には接触材４２が存在しない流水領域部４５が形成される。
【０００９】
集水ゾーン３６は、接触材集積ゾーン３４を流過して処理された処理水を集水する領域であって、接触材集積ゾーン３４の流出防止板３８の直ぐ上に設けられた集水部４６と、集水部４６の上端から溢流する処理水を集める集水トラフ４８と、集水トラフ４８に接続されて、処理水を流出させる流出管５０とから構成され、処理水を処理水槽５２（図３参照）に送水する。
【００１０】
流水ゾーン３２には、薬品混和槽１８Ｂから出た原水が流入管３０を介して流入する。
流入管３０は、流入ゾーン３２の中央に貫入して下向きの開口を先端に備えている。流入管３０の開口の下方には、下向きに流入した原水の向きを上方に変えるために、傘を逆にした形状の変流板５４が設けてある。また、流入管３０には、アルカリ剤注入管５６が接続され、必要に応じてアルカリ溶液を注入して原水のｐＨを調整するようになっている。
【００１１】
流入ゾーン３２の底部、即ち変流板５４の下方は、汚泥を堆積するために逆円錐状の汚泥貯留ゾーン５８になっていて、汚泥を排出する排泥管６０がその最下部に接続されている。
また、流入ゾーン３２の上部には、上方に向け空気を噴射する空気ノズルを多数備えた空気供給管６２が設けられ、空気ブロア６４で送入された空気を噴出して、接触材集積ゾーン３４の接触材４２を攪拌洗浄するようになっている。
【００１２】
凝集沈殿槽２０では、凝集剤が添加された原水が、先ず、流入ゾーン３２に流入する。流入ゾーン３２では、原水中の懸濁物が凝集して形成されたフロックのうち比較的大きなフロックが、先ず、沈降分離する。
次いで、原水は接触材集積ゾーン３４に流入する。そこでは、原水中の残りの微小フロックが、接触材外表面及び接触材内表面に付着したり、あるいは接触材４２同士の間隙に捕捉されたりして、分離される。
一方、原水は、接触材４２の空隙、或いは接触材４２と接触材４２との間を流れて、空隙内或いは接触材間に形成されたフロック層により濾過されると共に、原水中の微小フロックがフロック層に捕捉される。
【００１３】
接触材４２に付着した、あるいは接触材４２間に捕捉されたフロックは、後続する微小フロックとの接触等によって徐々に成長し、フロック径が大きくなる。そして、原水の上昇流速より沈降速度が大きいフロックが形成されるにつれて、このフロックが、原水の流れによって接触材４２から剥離し、更には原水の流れに逆らって沈降して、汚泥貯留ゾーン５８に堆積する。
このように、原水中の懸濁物は、懸濁物フロックの凝集作用、原水に対する濾過作用、フロックの分離及び沈殿作用等により、原水から分離され、汚泥貯留ゾーン５８に沈殿する。一方、原水は、処理水となって上部の集水ゾーン３６から処理水槽５２に流出する。
【００１４】
本上昇流式凝集沈殿装置は、粗大化した凝集フロックの密度が高く、大きな沈降速度を有することから、原水の高速処理が可能になるので、設備がコンパクトになって、設備面積が小さくなり、しかも薬品使用量も少なく、発生汚泥の処理処分が容易であると評価されている。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来の凝集沈殿装置では、前述したように、高低差によって原水を凝集混和槽から凝集沈殿槽に送水しているので、凝集混和槽を凝集沈殿槽より高い位置に設置せざるを得なかった。
しかし、凝集剤混和槽を高所に配置するには、背の高い架台、例えば高い鉄架構が必要であるために、架台の建設費が嵩むという問題があった。特に、処理量の大きな凝集沈殿装置では、凝集剤混和槽が大型化し、荷重が大きくなって、そのために建設費が嵩み、凝集沈殿装置全体の建設費が高くなるという問題が生じている。また、運転に際し、凝集混和槽の点検、監視を行う必要があるので、高所作業が増えて、安全上から好ましくないという問題もあった。
以上の説明では、２個の凝集混和槽を直列に接続した凝集沈殿装置を例にして従来の凝集沈殿装置の問題点を指摘しているが、凝集混和槽が１個の場合であっても、程度の差こそあれ、同じ問題がある。
【００１６】
そこで、本発明の目的は、凝集剤混和槽を高所に配置しなくて済むような構成の凝集沈殿装置を提供することである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、凝集剤混和槽と凝集沈殿槽と処理水槽の間の経路をサイフォン管として構成することにより、凝集剤混和槽を高所に配置しなくて済むようにすることを着想し、実験の末に、本発明を完成するに到った。
【００１８】
上記目的を達成するために、本発明に係る凝集沈殿装置（以下、第１の発明と言う）は、被処理液に凝集剤を添加する上部開放型の凝集混和槽と、凝集混和槽の下流に設けられ、槽上部に設けられた接触材集積層内を上向流で被処理液を流して被処理液中の懸濁物を凝集、沈殿させる上部開放型の凝集沈殿槽とを有し、流入管を介して凝集混和槽から被処理液を凝集沈殿槽に導入し、接触材集積層上の凝集沈殿槽の上部から流出管を介して被処理液より濁度の低い処理液を処理液槽に流出させる凝集沈殿装置において、
凝集沈殿槽が、上部開放型に代えて密閉型容器として形成され、かつ凝集沈殿槽内を真空吸引し、内部圧力を減圧状態にする真空吸引手段を槽頂部に備え、
凝集混和槽から流入管、凝集沈殿槽及び流出管を経て処理液槽に到る流路が、サイフォン管として構成され、被処理液を凝集混和槽から凝集沈殿槽に導水開始する際、真空吸引手段によって凝集沈殿槽を減圧下に維持しつつ圧力差によって凝集混和槽から被処理液を、あるいは処理液槽から処理液を導水して凝集沈殿槽を満水にし、次いでサイフォン現象によって流路内に被処理液を通水するようにしたことを特徴としている。
【００１９】
第１の発明で使用する真空吸引装置は、凝集混和槽から流入管、凝集沈殿槽及び流出管を経て処理液槽に到る流路でサイフォン現象を確立するために、凝集混和槽の被処理液の液面と凝集沈殿槽の頂部との間の圧力差が所定圧力差になるように、凝集沈殿槽内を真空吸引して内部圧力を減圧できる限り、その種類及び構成に制約はなく、例えば真空ポンプ、エジェクタを使用できる。
【００２０】
第１の発明及び後述の第２の発明では、凝集混和槽から流入管、凝集沈殿槽及び流出管を経て処理液槽に到る流路が、サイフォン管として構成されるので、凝集混和槽の底部と凝集沈殿槽の頂部との高低差は最大１０ｍである。
また、第１及び第２の発明では、凝集混和槽は、凝集沈殿槽の頂部より低く、かつ、サイフォン現象により被処理液を凝集沈殿槽に導水するとき、流入管、凝集沈殿槽及び流出管からなる流路の圧力損失に見合う水頭差を維持できるように、及び、処理液槽の処理液が凝集沈殿槽を経て凝集混和槽に逆流しないように、凝集混和槽の被処理液水位が、処理液槽の処理液水位より高い位置に設置されている。
【００２１】
第１の発明では、被処理液を凝集混和槽から凝集沈殿槽に導水開始する際、真空吸引装置によって凝集沈殿槽を減圧下に維持しつつ圧力差によって凝集混和槽から被処理液を、あるいは処理液槽から処理液を導水して凝集沈殿槽を満水にし、次いでサイフォン現象によって流路内に被処理液を通水して、被処理液を処理する。
第１の発明では、サイフォン現象を利用することにより、従来の凝集沈殿装置ように、高い架台を建設して凝集混和槽を高所に設置する必要がなく、かつ被処理液を被処理液槽から高所の凝集混和槽に汲み上げる必要がないので、凝集沈殿装置の建設費及び被処理液ポンプの動力費を節減することができる。
【００２２】
また、本発明に係る別の凝集沈殿装置（以下、第２の発明と言う）は、被処理液に凝集剤を添加する上部開放型の凝集混和槽と、凝集混和槽の下流に設けられ、槽上部に設けられた接触材集積層内を上向流で被処理液を流して被処理液中の懸濁物を凝集、沈殿させる上部開放型の凝集沈殿槽とを有し、流入管を介して凝集混和槽から被処理液を凝集沈殿槽に導入し、接触材集積層上の凝集沈殿槽の上部から流出管を介して被処理液より濁度の低い処理液を処理液槽に流出させる凝集沈殿装置において、
凝集沈殿槽が、上部開放型に代えて密閉型容器として形成され、かつ処理液を導入して槽内を満水にする処理液導入手段を備え、
凝集混和槽から流入管、凝集沈殿槽及び流出管を経て処理液槽に到る流路が、サイフォン管として構成され、被処理液を凝集混和槽から凝集沈殿槽に導水開始する際、処理液導入手段によって処理液を導入して凝集沈殿槽を満水にし、次いでサイフォン現象によって流路内に被処理液を通水するようにしたことを特徴としている。
【００２３】
第２の発明では、被処理液を凝集混和槽から凝集沈殿槽に導水開始する際、処理液導入手段によって凝集沈殿槽を満水にし、次いでサイフォン現象によって流路内に被処理液を通水して、被処理液を処理する。
第２の発明では、サイフォン現象を利用することにより、従来の凝集沈殿装置ように、高い架台を建設して凝集沈殿槽を高所に設置する必要がなく、かつ被処理液を被処理液槽から高所の凝集混和槽に汲み上げる必要がないので、凝集沈殿装置の建設費及び被処理液ポンプの動力費を節減することができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下に、添付図面を参照し、実施形態例を挙げて本発明の実施の形態を具体的かつ詳細に説明する。
以下に、添付図面を参照して、実施形態例に基づいて本発明をより詳細に説明する。
実施形態例１
本実施形態例は、第１発明に係る凝集沈殿装置の実施形態の一例であって、図１は本実施形態例の凝集沈殿装置の要部の構成を示すフローシートである。
本実施形態例の凝集沈殿装置７０は、図１に示すように、凝集沈殿槽７２が接触材集積層４４の上の槽最上部に処理水溜め部７４を有し、処理水溜め部７４を含めて密閉型容器として形成されていること、処理水溜め部７４の頂部には、凝集沈殿槽７２内を真空吸引して内部圧力を減圧状態にする真空吸引機構７６が接続されていること、並びに、凝集混和槽１８Ａ、Ｂが凝集沈殿槽７２の処理水溜め部７４より低い位置に設置され、凝集混和槽１８Ｂから流入管３０、凝集沈殿槽７２及び流出管５０を経て処理水槽５２に到る流路がサイフォン管として構成されていることを除いて、図３に示す従来の凝集沈殿装置１０と同じ構成を備えている。
【００２５】
処理水溜め部７４は、図１に示すように、従来の凝集沈殿槽２０の集水トラフ４８の側壁を上方に延長し、かつ上部を天井板７８で覆って密閉した形状に形成されている。これによって、凝集沈殿槽７２は、密閉縦型容器として形成されることになる。
真空吸引機構７６は、吸引管８０を介して処理水溜め部７４の天井板７８に接続された真空ポンプ８２と、処理水溜め部７４の水位が所定位置に到達したことを検出する液面計８４と、第１自動開閉弁８６を備え、天井板７８に接続されたベント管８８と、流入管３０に設けられた第２自動開閉弁９０と、流出管５０に設けられた第３自動開閉弁９２と、液面計８４の水位検出と連動して第１から第３の自動開閉弁８６、９０、９２の開閉を制御する制御装置９４とを備えている。
凝集混和槽１８Ｂから流入管３０、凝集沈殿槽７２及び流出管５０を経て処理液槽５２に到る流路は、密閉型流路で形成され、処理水溜め部７４を最上部とするサイフォン管として構成されている。
【００２６】
詳しくは後の手順で説明するが、制御装置９４は、次のように液面計８４の水位検出と連動する。例えば、サイフォン現象を確立するために、凝集沈殿槽７２を原水で満水にする際には、制御装置９４は、先ず、ベント管８８の第１自動開閉弁８６及び流出管５０の第３自動開閉弁９２を閉止し、かつ流入管３０の第２自動開閉弁９０を開放して、真空ポンプ８２を起動する。
液面計８４は、原水の水位が所定位置に到達したことを検出すると、その旨の信号を制御装置９４に出力する。制御装置９４は、その出力信号に基づいて、真空ポンプ８２を停止し、第２自動開閉弁９０を閉止し、第１自動開閉弁８６を開放する。続いて、制御装置９４は、所定時間が経過した時点（即ち、槽内の圧力が大気圧になった時点）で、第３自動開閉弁９２を開放する。次いで、短い所定時間が経過した時点（即ち、流出管５０が満水になり、サイフォン流れが切れない時点）で、第１自動開閉弁８６を閉止し、第２自動開閉弁９０を開放して、サイフォン現象を確立する。
凝集沈殿槽７２を処理水で満水にする際には、第２自動開閉弁９０と第３自動開閉弁９２の開閉動作が反対になる。
【００２７】
凝集混和槽１８Ａ、Ｂは、凝集沈殿槽７２の処理水溜め部７４より低く、かつサイフォン現象により原水を凝集沈殿槽７２に導水するとき、流入管３０、凝集沈殿槽７２及び流出管５０からなる流路の圧力損失に見合う高低差を維持できるように、及び処理水槽５２の処理水が凝集沈殿槽７２を経て凝集混和槽１８Ｂに逆流しないように、凝集混和槽１８Ａ、Ｂの原水水位が処理水槽５２の処理水水位より高い位置に設置されている。
【００２８】
凝集混和槽１８Ｂの原水の水位に対して処理水槽５２の処理水の水位を制御するためには、例えば、上部開口型の処理水槽５２を、槽壁の上端縁が凝集混和槽１８Ａ、Ｂの底板より低くなるような位置に設置し、処理水槽５２内の処理水の水位が上昇すると、槽壁の上部に設けられたオーバーフロー管５３からオーバーフローするようになっている。これ以外にも、液面計による制御、ボールタップを用いる制御等の処理水の水位制御方法を用いて、原水の水位と処理水の水位との間で所定の高低差を維持する。
また、本実施形態例では、原水の通水流量は、第３自動開閉弁９２の開度を調整することにより、調節することができる。
【００２９】
本実施形態例の凝集沈殿装置７０で、サイフォン現象によって原水を凝集沈殿槽７２に送水する手順を説明する。
サイフォン現象によって原水を凝集沈殿槽７２に送水するには、先ず、凝集沈殿槽７２を満水にする必要がある。凝集沈殿槽７２を満水にするには、原水で満水にする方法と、処理水で満水にする方法とがある。
【００３０】
（１）原水による凝集沈殿槽の満水化
第１のステップとして、ベント管８８の第１自動開閉弁８６及び流出管５０の第３自動開閉弁９２を閉止し、流入管３０の第２自動開閉弁９０を開放する。次いで、真空ポンプ８２を起動して凝集沈殿槽７２を減圧して、圧力差によって凝集混和槽１８Ｂから原水を吸水し、流入管３０を介して凝集沈殿槽７２に導水する。
第２のステップとして、凝集沈殿槽７２内の処理水の水位が上昇し、所定の位置に到達したことを液面計８４が検出すると、その旨の信号を制御装置９４に出力する。それによって、制御装置９４は、真空ポンプ８２を停止し、第２自動開閉弁９０を閉じ、第１自動開閉弁８６を開放して凝集沈殿槽７２内の圧力を大気圧に上昇させる。続いて、第３自動開閉弁９２を開放する。これにより、凝集沈殿槽７２から処理水を流して流出管５０内を満たし、更に処理水槽５２に流出させる。
第３のステップとして、流出管５０内が処理水で満たされた後、直ちに第１自動開閉弁８６を閉止し、第２自動開閉弁９０を開け、原水のサイフォン現象による凝集沈殿槽７２への導水を確立する。
【００３１】
（２）処理水による凝集沈殿槽の満水化
第１のステップとして、ベント管８８の第１自動開閉弁８６及び流入管３０の第２自動開閉弁９０を閉止し、流出管５０の第３自動開閉弁９２を開放する。次いで、真空ポンプ８２を起動して凝集沈殿槽７２を減圧して、圧力差によって処理水槽５２から処理水を吸水し、流出管５０を介して凝集沈殿槽７２に導水する。
第２のステップとして、凝集沈殿槽７２内の処理水の水位が上昇し、所定の位置に到達したことを液面計８４が検出すると、その旨の信号を制御装置９４に出力する。それによって、制御装置９４は、真空ポンプ８２を停止し、第３自動開閉弁９２を閉じ、第１自動開閉弁８６を開放して凝集沈殿槽７２内の圧力を大気圧に上昇させる。続いて、第２自動開閉弁９０を開放する。これにより、凝集沈殿槽７２から流入管３０内に処理水を流して満たし、凝集混和槽１８Ｂに逆流させる。
第３のステップとして、流入管３０内が処理水で満たされた後、直ちに第１自動開閉弁８６を閉止し、第３自動開閉弁９２を開けてサイフォン流を開始させ、原水のサイフォン現象による凝集沈殿槽７２への原水の導水を確立する。
【００３２】
尚、原水の通水中、原水中に存在する気泡の影響等により運転中に凝集沈殿槽７２の水位が低下することがある。そのために、水位が下限液面に低下した旨を検出する機能を液面計８４に設け、液面計８４がその旨を検出すると、制御装置９４が、真空ポンプ８２を短時間起動して凝集混和槽７２内の水位を上昇させることが好ましい。
また、接触材集積層４４を洗浄する洗浄工程では、第１自動開閉弁８６を開放し、次いで空気ブロア６４から圧縮空気を導入するようにする。それは、従来の設備では、集水トラフ４８が大気開放されていたが、本実施形態例では集水トラフ４８が大気から遮断されているので、空気の排出先を確保する必要があるからである。また、洗浄工程で、真空ポンプ８２を動かしておくと、空気ブロア６４の吐出圧力が実質的に大きくなるので、接触材の洗浄効果が更に向上する。
【００３３】
実施形態例２
本実施形態例は、第２発明に係る凝集沈殿装置の実施形態の一例であって、図２は本実施形態例の凝集沈殿装置の要部の構成を示すフローシートである。
本実施形態例の凝集沈殿装置１００は、図２に示すように、凝集沈殿槽１０２が接触材集積層４４の上の槽最上部に処理水溜め部１０４を有し、処理水溜め部１０４を含めて密閉型容器として形成されていること、処理水溜め部１０４の頂部には、処理水を導水する処理水導水機構１０６が設けられていること、凝集混和槽１８Ａ、Ｂが凝集沈殿槽１０２の処理水溜め部１０４より低い位置に設置され、凝集混和槽１８Ｂから流入管３０、凝集沈殿槽１０２及び流出管５０を経て処理水槽５２に到る流路がサイフォン管として構成されていることを除いて、図０に示す従来の凝集沈殿装置１０と同じ構成を備えている。
【００３４】
処理水溜め部１０４は、図２に示すように、従来の凝集沈殿槽２０の集水トラフ４８の側壁を上方に延長し、かつ上部を天井板１０８で覆って密閉した形状に形成されている。これによって、凝集沈殿槽１０２は密閉縦型容器として形成されたことになる。
処理水導水機構１０６は、処理水溜め部１０４の天井板１０８に接続された導水管１１０と、処理水槽５２から処理水を汲み出し、導水管１１０を介して凝集沈殿槽１０２に処理水を送水する処理水ポンプ１１２と、処理水溜め部１０４の水位が所定位置に到達したことを検出する液面計１１４と、天井板１０８に接続されたベント管１１８とを備え、更に該ベント管１１８に設けられた第１自動開閉弁１１６と、流入管３０に設けられた第２自動開閉弁１２０と、流出管５０に設けられた第３自動開閉弁１２２と、液面計１１４の水位検出と連動して第１から第３の自動開閉弁１１６、１２０、１２２の開閉を制御する制御装置１２４とを備えている。
【００３５】
詳しくは後述するが、制御装置１２４は、次のように液面計１１４の水位検出と連動する。制御装置９４は、先ず、流入管３０の第２自動開閉弁１２０、及び流出管５０の第３自動開閉弁１２２を閉止し、ベント管１１８の第１自動開閉弁１１６を開放して、処理水ポンプ１１２を起動する。
処理水の水位が所定位置に到達したことを液面計１１４が検出すると、その旨の信号を制御装置１２４に出力する。制御装置１２４は、その出力信号に基づいて、処理水ポンプ１１２を停止する。続いて、制御装置９４は、第２及び第３自動開閉弁１２０及び１２２を開放し、短い所定時間が経過した時点（流入管３０及び流出管５０が処理水で満水になった時点）で、第１自動開閉弁１１６を閉止して、サイフォン現象を確立する。
【００３６】
凝集混和槽１８Ｂから流入管３０、凝集沈殿槽１０２及び流出管５０を経て処理液槽５２に到る流路は、処理水溜め部１０４を最上部とする密閉型流路からなるサイフォン管として形成されている。
凝集混和槽１８Ａ、Ｂは、凝集沈殿槽１０２の処理水溜め部１０４より低く、かつサイフォン現象により原水を凝集沈殿槽１０２に導水するとき、流入管３０、凝集沈殿槽１０２及び流出管５０からなる流路の圧力損失に見合う高低差を維持できるように、及び処理水槽５２の処理水が凝集沈殿槽１０２を経て凝集混和槽１８Ｂに逆流しないように、凝集混和槽１８Ａ、Ｂの原水水位が処理水槽５２の処理水水位より高い位置に設置されている。
【００３７】
処理水槽５２の処理水の水位を制御するために、例えば、実施形態例１と同様に、オバーフロー制御する。これ以外にも、液面計による制御、ボールタップを用いる制御等の処理水の水位制御方法を用いて高低差を維持する。
また、本実施形態例では、原水の通水流量は、第３自動開閉弁１２２の開度を調整することにより、調節することができる。
【００３８】
本実施形態例の凝集沈殿装置１００で、サイフォン現象によって原水を凝集沈殿槽１０２に通水する手順を説明する。サイフォン現象によって原水を凝集沈殿槽１０２に通水するには、先ず、凝集沈殿槽１０２を満水にする必要がある。
第１のステップとして、流入管３０の第２自動開閉弁１２０及び流出管５０の第３自動開閉弁１２２をを閉止し、ベント管１１８の第１自動開閉弁１１６を開放する。次いで、処理水ポンプ１１２を起動し、処理水槽５２から処理水を吸水し、導水管１１０を介して凝集沈殿槽１０２に導入する。
第２のステップとして、凝集沈殿槽１０２内の処理水の水位が上昇し、所定の位置に到達したことを液面計１１４が検出すると、その旨の信号を制御装置１２４に出力する。それによって、制御装置１２４は、処理水ポンプ１１２を停止する。続いて、第２自動開閉弁１２０及び第３自動開閉弁１２２を開放して、凝集沈殿槽１０２から流入管３０及び流出管５０に処理水を流して、満たし、サイフォン流れを開始させる。
第３のステップとして、流入管３０内及び流出管５０内が処理水で満たされた後、直ちに第１自動開閉弁１１６を閉止して、原水のサイフォン現象による凝集沈殿槽１０２への導水を確立する。
【００３９】
なお、原水中の気泡の影響等により運転中に凝集沈殿槽１０２の水位が低下することがある。そのために、水位が下限液面に低下した旨を検出する機能を液面計１１４に設け、液面計１１４がその旨を検出すると、制御装置１２４は処理水ポンプ１１２を短時間起動して処理水を導水管１１０から送水し、凝集沈殿槽１０２の水位を上げるようにする。その際に、凝集沈殿槽１０２の内部圧力が上昇するので、第３自動開閉弁１１６を短時間開放し、ベント管１１８から圧力を逃がして内部圧力を下げるのが好ましい。
また、実施形態例１と同様に、接触材集積層４４を洗浄する洗浄工程では、第１自動開閉弁１１８を開放し、次いで空気ブロア６４から圧縮空気を導入するようにする。
また、本実施形態例でも、原水の通水流量は、第３自動開閉弁１２２の開度を調整することにより、調節することができる。
【００４０】
【発明の効果】
第１及び第２の発明によれば、凝集混和槽から流入管、凝集沈殿槽及び流出管を経て処理液槽に到る流路をサイフォン管として構成し、被処理液を凝集混和槽から凝集沈殿槽に導水開始する際、真空吸引手段によって凝集沈殿槽を減圧下に維持しつつ圧力差によって凝集混和槽から被処理液を、あるいは処理水槽から処理水を導水して凝集沈殿槽を満水にし、又は処理液導入手段によって処理液を導入して凝集沈殿槽を満水にし、次いでサイフォン現象によって流路内に被処理液を通水する。
これにより、従来の凝集沈殿装置のように、高い架台を建設して凝集沈殿槽を高所に設置する必要がなく、かつ被処理液を被処理液槽から高所の凝集混和槽に汲み上げる必要がないので、凝集沈殿装置の建設費及び被処理液ポンプの動力費を節減することができる。また、凝集混和槽が高所に設置されていないので、凝集沈殿装置の運転時及びメンテナンス時の高所作業を軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態例１の凝集沈殿装置の要部の構成を示すフローシートである。
【図２】実施形態例２の凝集沈殿装置の要部の構成を示すフローシートである。
【図３】従来の上昇流式凝集沈殿装置の構成を示すフローシートである。
【図４】凝集沈殿槽の構成を示す模式図である。
【図５】接触材の構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
１０  従来の上昇流式凝集沈殿装置
１２  原水槽
１４  原水ポンプ
１６Ａ、Ｂ  凝集剤添加装置
１８Ａ、Ｂ  薬品混和槽
２０  凝集沈殿槽
２２  原水供給管
２４  濁度計
２６Ａ、Ｂ  凝集剤槽
２８Ａ、Ｂ  凝集剤ポンプ
２９Ａ、Ｂ  攪拌機
３０  流入管
３２  流入ゾーン
３４  接触材集積ゾーン
３６  集水ゾーン
３８、４０  流出防止板
４２  小片接触材
４４  接触材集積層
４５  流水領域部
４６  集水部
４８  集水トラフ
５０  流出管
５２  処理水槽
５４  変流板
５６  アルカリ剤注入管
５８  汚泥貯留ゾーン
６０  排泥管
６２  空気供給管
６４  空気ブロア
７０  実施形態例１の凝集沈殿装置
７２  凝集沈殿槽
７４  処理水溜め部
７６  真空吸引機構
７８  天井板
８０  吸引管
８２  真空ポンプ
８４  液面計
８６  第１自動開閉弁
８８  ベント管
９０  第２自動開閉弁
９２  第３自動開閉弁
９４  制御装置
１００  実施形態例２の凝集沈殿装置
１０２  凝集沈殿槽
１０４  処理水溜め部
１０６  処理水導水機構
１０８  天井板
１１０  導水管
１１２  処理水ポンプ
１１４  液面計
１１６  第１自動開閉弁
１１８  ベント管
１２０  第２自動開閉弁
１２２  第３自動開閉弁
１２４  制御装置
【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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