(57)【要約】【課題】汚泥沈降性の向上が図られる凝集沈殿装置を提供する。【解決手段】凝集フロックを含む被処理液を、槽１内に吐出孔８から吐出することで、凝集フロックを沈降分離させて、吐出孔８より下方に凝集汚泥による濃縮汚泥層Ａを形成する凝集沈殿装置１００であって、吐出孔８は、水平以上の上方且つ鉛直上方未満の方向に吐出する構成とすることで、吐出孔８から吐出された新規の凝集フロックの吐出方向と、既に槽１内に供給されていて沈降する凝集フロックの沈降方向（鉛直下方）とが重ならないようにし、凝集フロック同士の重なりを従来技術より生じ難くして、単粒子沈降に近い状態で沈降させ、その結果、凝集フロックの沈降速度を従来技術よりも速くする。【選択図】図１
2013188695.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
凝集フロックを含む被処理液を、槽内に吐出孔から吐出することで、前記凝集フロックを沈降分離させて、前記吐出孔より下方に凝集汚泥による濃縮汚泥層を形成する凝集沈殿装置において、
前記吐出孔は、水平以上の上方且つ鉛直上方未満の方向に吐出することを特徴とする凝集沈殿装置。
【請求項２】
前記槽の軸心から離間した位置に配置され上下方向に延在する分配管を備え、
この分配管に、前記吐出孔が上下方向に沿って複数配設され、
前記吐出孔は、前記凝集フロックを含む被処理液を、前記槽の軸心に近づく方向及び前記槽の軸心から離れる方向の少なくとも一方の方向に吐出することを特徴とする請求項１記載の凝集沈殿装置。
【請求項３】
複数の前記吐出孔は、前記凝集フロックを含む被処理液を同一方向に吐出し、
前記凝集フロックを含む被処理液の前記吐出孔からの吐出距離を、上下の吐出孔で異ならせたことを特徴とする請求項２記載の凝集沈殿装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、凝集沈殿装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、被処理液中の懸濁物質を凝集・沈殿させて被処理液を清澄化する凝集沈殿装置として以下の特許文献１の装置が知られている。この特許文献１に記載の凝集沈殿装置は、沈殿槽内に直立状態で配設されたミキシングチャンバ内に被処理液を導入し、当該ミキシングチャンバ内に凝集剤を添加することで凝集フロックを形成し、この凝集フロックを含む被処理液を、ミキシングチャンバ内に連通し水平且つ放射状に延び回転する複数の分配管を通して沈殿槽内に均等に分配供給することで均等な上昇流を形成し、凝集フロックを沈降分離させて槽内底部に凝集汚泥による濃縮汚泥層を形成する一方で、この濃縮汚泥層の上に、上昇流に随伴される微細なフロックやその他の微細粒子を捕捉するスラッジの流動層であるスラッジブランケット層を形成し、このスラッジブランケット層の上に、上澄みである清澄層を形成するというものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−１７６２０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、上記凝集沈殿装置においては、汚泥沈降性を一層高めることが望まれている。
【０００５】
本発明は、このような課題を解決するために成されたものであり、汚泥沈降性を向上できる凝集沈殿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】
【０００６】
ここで、本発明者は、鋭意検討し以下の考察により本発明に至った。すなわち、従来技術は、水平方向に延びる分配管に複数の吐出孔が当該分配管の軸線方向に沿って形成され、この複数の吐出孔から凝集フロックを含む被処理液が上下方向に吐出される構成であり、新規の凝集フロックの吐出方向と、既に槽内に供給されていて沈降する凝集フロックの沈降方向（鉛直下方）とが重なることになる。このように新規の凝集フロックの吐出方向と凝集フロックの沈降方向とが重なると、凝集フロック同士の重なりが生じやすくなり（接触機会が多くなり）、多粒子沈降に近い状態で沈降すると考えられる。そして、このような多粒子沈降では、沈降速度が遅くなる結果、汚泥沈降性が悪化する。一方、吐出孔から吐出された新規の凝集フロックの吐出方向と、既に供給されて沈降する凝集フロックの沈降方向（鉛直下方）とが重ならないようにすれば（交差はしても重ならないようにすれば）、凝集フロック同士の重なりが生じ難くなり、単粒子沈降に近い状態で沈降すると考えられる。そして、このような単粒子沈降となれば、凝集フロックの沈降速度が速くなり、汚泥沈降性を向上できると考えた。
【０００７】
そこで、本発明による凝集沈殿装置は、凝集フロックを含む被処理液を、槽内に吐出孔から吐出することで、凝集フロックを沈降分離させて、吐出孔より下方に凝集汚泥による濃縮汚泥層を形成する凝集沈殿装置において、吐出孔は、水平以上の上方且つ鉛直上方未満の方向に吐出することを特徴としている。
【０００８】
このような本発明の凝集沈殿装置によれば、凝集フロックを含む被処理液が、吐出孔から水平以上の上方且つ鉛直上方未満（水平方向を０°とすると、０°以上９０°未満）の方向に吐出されるため、吐出孔から吐出された新規の凝集フロックの吐出方向と、既に槽内に供給されていて沈降する凝集フロックの沈降方向（鉛直下方）とが重ならず（交差はするが重ならず）、凝集フロック同士の重なりが従来技術より生じ難くなり、単粒子沈降に近い状態で沈降することになる。従って、凝集フロックの沈降速度が従来技術よりも速くなり、汚泥沈降性を向上できる。なお、凝集フロックを含む被処理液を吐出孔から水平より下方に向かって吐出するのは、濃縮汚泥層を撹拌してしまうことになる。
【０００９】
ここで、上記作用を好適に奏する構成としては、具体的には、槽の軸心から離間した位置に配置され上下方向に延在する分配管を備え、この分配管に、吐出孔が上下方向に沿って複数配設され、吐出孔は、凝集フロックを含む被処理液を、槽の軸心に近づく方向及び槽の軸心から離れる方向の少なくとも一方の方向に吐出する構成が挙げられる。
【００１０】
また、複数の吐出孔は、凝集フロックを含む被処理液を同一方向に吐出し、凝集フロックを含む被処理液の前記吐出孔からの吐出距離を、上下の吐出孔で異ならせるようにすると、吐出孔から吐出される新規の凝集フロックが、上下方向で重ならない領域が形成される。このため、凝集フロック同士の重なりが生じ難くなり、より単粒子沈降に近い状態で沈降する結果、汚泥沈降性をより向上できる。
【発明の効果】
【００１１】
このように本発明によれば、汚泥沈降性の向上が図られる凝集沈殿装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１実施形態に係る凝集沈殿装置を示す構成図である。
【図２】本発明の第２実施形態に係る凝集沈殿装置を示す構成図である。
【図３】本発明の第３実施形態に係る凝集沈殿装置を示す構成図である。
【図４】本発明の第４実施形態に係る凝集沈殿装置を示す構成図である。
【図５】本発明の第５実施形態に係る凝集沈殿装置を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明による凝集沈殿装置の好適な実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る凝集沈殿装置を示す構成図であり、本実施形態の凝集沈殿装置は、被処理液中の懸濁物質を凝集・沈殿させて被処理液を清澄化するためのものであって、ここでは、所謂高速凝集沈殿装置と称されるものが用いられている。
【００１４】
図１に示すように、凝集沈殿装置１００は、沈殿槽１内に、被処理液を導入すると共に凝集剤を添加し混合するためのミキシングチャンバ２を備える。このミキシングチャンバ２は、槽１内の中央に直立状態で配設された円筒体であり、その上部側から流入管３を介して筒内に被処理液を導入する。このミキシングチャンバ２には、筒内に高分子凝集剤を添加するためのノズル４が配置されている。
【００１５】
ミキシングチャンバ２内には、被処理液と凝集剤を撹拌により混合するための円筒状の回転ミキサ（凝集剤撹拌翼）５が上下方向に延在するように配設されている。この回転ミキサ５の下端は、ミキシングチャンバ２の下端より多少上方に位置する構成とされている。そして、回転ミキサ５は、駆動装置２０により軸心周りに回転駆動される。
【００１６】
回転ミキサ５内には、センターシャフト６が上下方向に挿通するように配設されている。このセンターシャフト６は、回転ミキサ５の下端より下方に突出すると共に、この突出部分のミキシングチャンバ２下端近傍に、当該ミキシングチャンバ２の筒状の下端を閉じるように配置されたカップ状（有底筒状）の回転支持体７を備える。この回転支持体７の周壁には、複数の吐出孔８が周方向に沿って等配位置に穿設されていれる。吐出孔８は、ミキシングチャンバ２内の被処理液を水平方向に吐出するためのものである。そして、センターシャフト６は、駆動装置２１により軸心周りに回転駆動される。
【００１７】
センターシャフト６は、回転支持体７の底壁を貫通してさらに下方に延出し、この延出部分に、沈降した凝集汚泥を槽１内の底面中央の汚泥引抜用凹部２２に掻き寄せるためのレーキ９が取り付けられている。そして、汚泥引抜用凹部２２には、汚泥引抜管２３を介して汚泥引抜ポンプＰが接続されている。
【００１８】
このような構成を有する凝集沈殿装置１００に導入される被処理液は、ここでは、凝集沈殿装置１００より上流において、排水に例えばＡｌ系又はＦｅ系等の無機凝集剤を添加したものとされる。そして、このような無機凝集剤の添加に従い凝集フロック（微細フロック）が形成され、この凝集フロックを含む被処理液が凝集沈殿装置１００の流入管３を通してミキシングチャンバ２内に導入される。
【００１９】
このミキシングチャンバ２内には、ノズル４から高分子凝集剤が添加され、ミキサ５の回転による撹拌・混合が行われることで、高分子凝集剤と凝集フロックとの接触性が高められて凝集フロックが集合し粗大化した凝集フロックが形成される。
【００２０】
このミキシングチャンバ２内の凝集フロックを含む被処理液は、回転する回転支持体７の吐出孔８から水平方向外側（槽１の軸心から離れる方向）に向かって吐出される。すなわち、槽１内全体に亘って、凝集フロックを含む被処理液が水平方向に吐出される。この吐出孔８からの吐出距離は、図中の矢印長で示すように、槽１の内周面に達する距離である。なお、以降の実施形態にあっても、吐出孔８からの吐出距離は、概ね、図中の矢印長で示される。
【００２１】
そして、このように、凝集フロックを含む被処理液が吐出孔８から水平方向に吐出されると、吐出孔８から吐出された新規の凝集フロックの吐出方向と、既に槽１内に供給されていて沈降する凝集フロックの沈降方向（鉛直下方）とが重ならず（交差はするが重ならず）、凝集フロック同士の重なりが生じ難くなる。このため、単粒子沈降に近い状態で沈降することになり、凝集フロックの沈降速度が速くなる。
【００２２】
なお、従来技術では、吐出孔から吐出された新規の凝集フロックの吐出方向と、既に槽内に供給されていて沈降する凝集フロックの沈降方向（鉛直下方）とが重なるため、凝集フロック同士の重なりが生じやすく（接触機会が多くなり）、多粒子沈降に近い状態で沈降する結果、凝集フロックの沈降速度が遅くなる。
【００２３】
因みに、凝集フロックを含む被処理液は、回転支持体７の回転による遠心力によって吐出孔８から吐出させるようにしても良く、また、ポンプ等による加圧によって吐出させるようにしても良く、また、これらの組み合わせで吐出させるようにしても良い。
【００２４】
そして、上記沈降分離の作用によって、回転支持体７（吐出孔８）より下方に凝集汚泥による濃縮汚泥層Ａが形成され、この濃縮汚泥層Ａより上方に凝集フロック層Ｂが形成され、この凝集フロック層Ｂより上方に清澄層Ｃが形成される一方で、凝集フロック層Ｂの界面高さを一定の範囲内に維持すべく、汚泥引抜ポンプＰが適宜駆動され汚泥引抜用凹部２２内の凝集汚泥が引き抜かれる。
【００２５】
このように、本実施形態によれば、凝集フロックを含む被処理液が、吐出孔８から水平方向に吐出されるため、既に槽１内に供給されていて沈降する凝集フロックの沈降方向（鉛直下方）と重ならず、凝集フロック同士の重なりが従来技術より生じ難くなり、単粒子沈降に近い状態で沈降する結果、凝集フロックの沈降速度が従来技術よりも速くなり、汚泥沈降性を向上できる。そして、このように汚泥沈降性が向上する結果、上澄水へのＳＳの混入が抑制されて処理水質が向上され、安定運転が可能となる。
【００２６】
なお、回転支持体７を設けずに、センターシャフト６が、閉塞されたミキシングチャンバ２の底壁を下方に貫く構成とすると共に、センターシャフト６においてミキシングチャンバ２の底壁より下方近傍位置に、上記と同様な吐出孔８を設け、センターシャフト６においてミキシングチャンバ２の底壁より上方位置に、ミキシングチャンバ２内の凝集フロックを含む被処理液がセンターシャフト６内に進入する開口を設け、この開口を通してミキシングチャンバ２内の凝集フロックを含む被処理液を、センターシャフト６内に進入させて、吐出孔８から吐出するように構成しても良い。
【００２７】
図２は、本発明の第２実施形態に係る凝集沈殿装置を示す構成図である。この第２実施形態の凝集沈殿装置２００が第１実施形態の凝集沈殿装置１００と違う点は、回転支持体７の周壁に、半径方向に水平に延びる供給管１０を連結すると共に、この供給管１０の先端に、上下方向に延びる分配管１１を連結し、吐出孔８を、分配管１１の軸線方向（上下方向）に沿って複数並設した点である。
【００２８】
具体的には、供給管１０は、回転支持体７に対して周方向に沿って複数が等配位置に設けられ、平面視において例えば一文字、十文字、放射状等を成すように配置される。この供給管１０と回転支持体７の内部は連通し、この供給管１０の先端が、分配管１１の上下方向略中央位置に連結された状態で、供給管１０と分配管１１が連通する。この分配管１１の上下端は閉じられている。供給管１０は、分配管１１が槽１の内周面近傍に立設するように、回転支持体７から半径方向に長尺に延びている。そして、上下方向に並設される複数の吐出孔８は、分配管１１において槽１の軸心側に設けられて当該軸心を向き、水平吐出可能なように設けられる。
【００２９】
このような構成を有する凝集沈殿装置２００によれば、センターシャフト６と共に、供給管１０及び槽１の軸心から離間した分配管１１が回転し、この回転する分配管１１の吐出孔８から、凝集フロックを含む被処理液が、水平方向内側（槽１の軸心に近づく方向）に向かって吐出される。すなわち、槽１内全体に亘って、凝集フロックを含む被処理液が水平方向に吐出される。
【００３０】
このとき、第１実施形態と同様に、吐出孔８から吐出された新規の凝集フロックの吐出方向と、既に槽１内に供給されていて沈降する凝集フロックの沈降方向（鉛直下方）とが重ならないため、単粒子沈降に近い状態で沈降し、その結果、第１実施形態と同様に、凝集フロックの沈降速度が従来技術よりも速くなり、汚泥沈降性を向上できる。
【００３１】
図３は、本発明の第３実施形態に係る凝集沈殿装置を示す構成図である。この第３実施形態の凝集沈殿装置３００が第２実施形態の凝集沈殿装置２００と違う点は、水平方向に長尺に延びる供給管１０を、水平方向に短尺に延びる供給管１２に代え、分配管１１をミキシングチャンバ２の近傍に配置すると共に、上下方向に並設され水平吐出可能な複数の吐出孔８を、分配管１１において槽１の軸心から離れる側（遠い側）に設けた点である。
【００３２】
このような構成を有する凝集沈殿装置３００によれば、回転する分配管１１の吐出孔８から、凝集フロックを含む被処理液が、水平方向外側（槽１の軸心から離れる方向）に向かって吐出される。すなわち、槽１内全体に亘って、凝集フロックを含む被処理液が水平方向に吐出される。
【００３３】
このとき、第２実施形態と同様に、吐出孔８から吐出された新規の凝集フロックの吐出方向と、既に槽１内に供給されていて沈降する凝集フロックの沈降方向（鉛直下方）とが重ならないため、第２実施形態とほぼ同様な作用・効果を奏する。
【００３４】
図４は、本発明の第４実施形態に係る凝集沈殿装置を示す構成図である。この第４実施形態の凝集沈殿装置４００が第２、第３実施形態の凝集沈殿装置２００，３００と違う点は、水平方向に延びる供給管１０，１２を、回転支持体７から槽１内の半径方向半分程度まで延びる供給管１３に代え、上下方向に並設され水平吐出可能な複数の吐出孔８を、分配管１１において槽１の軸心側及び槽１の軸心から離れる側の両側に設けた点である。
【００３５】
このような構成を有する凝集沈殿装置４００によれば、回転する分配管１１の吐出孔８から、凝集フロックを含む被処理液が、水平方向内側（槽１の軸心に近づく方向）及び水平方向外側（槽１の軸心から離れる方向）に向かって吐出される。すなわち、槽１内全体に亘って、凝集フロックを含む被処理液が水平方向に吐出される。
【００３６】
このとき、第２、第３実施形態と同様に、吐出孔８から吐出された新規の凝集フロックの吐出方向と、既に槽１内に供給されていて沈降する凝集フロックの沈降方向（鉛直下方）とが重ならないため、第２、第３実施形態とほぼ同様な作用・効果を奏する。
【００３７】
図５は、本発明の第５実施形態に係る凝集沈殿装置を示す構成図である。この第５実施形態の凝集沈殿装置５００が第４実施形態の凝集沈殿装置４００と違う点は、凝集フロックを含む被処理液を同一方向に吐出する複数の吐出孔にあって、吐出孔８からの吐出距離を、上下の吐出孔８，８で異ならせるようにした点である。すなわち、水平方向内側（槽１の軸心に近づく方向）に向かって吐出する吐出孔の組にあって、吐出孔８からの吐出距離を、上下の吐出孔８，８で異ならせ、また、水平方向外側（槽１の軸心から離れる方向）に向かって吐出する吐出孔の組にあって、吐出孔８からの吐出距離を、上下の吐出孔８，８で異ならせている。そして、このように吐出孔８からの吐出距離を変える手段としては、例えば上下の孔径を変える等の技術が採用される。
【００３８】
このような構成を有する凝集沈殿装置５００によれば、同一方向に吐出する複数の吐出孔にあって、吐出孔８からの吐出距離が、上下の吐出孔８，８で異なっているため、吐出孔８から吐出される新規の凝集フロックが、上下方向で重ならない領域Ｘが形成される。このため、第４実施形態に比して、凝集フロック同士の重なりが生じ難くなり、より単粒子沈降に近い状態で沈降する結果、汚泥沈降性をより向上できる。
【００３９】
なお、このように、凝集フロックを含む被処理液の吐出孔８からの吐出距離を、上下の吐出孔８で異ならせる構成は、第２、第３実施形態に対しても同様に適用できる。
【００４０】
以上、本発明をその実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、例えば、上記実施形態においては、凝集沈殿装置１００〜５００で高分子凝集剤を添加するようにしているが、無機凝集剤を添加する凝集沈殿装置に対しても適用できる。この場合も、凝集沈殿装置において、無機凝集剤の添加により形成された凝集フロックを含む被処理液が、吐出孔８から吐出されることになる。また、凝集剤（無機凝集剤や高分子凝集剤）の添加は、凝集沈殿装置１００〜５００で行われるのに限定されるものではなく、凝集沈殿装置１００〜５００より上流側で行われ、この凝集剤の添加により形成された凝集フロックを含む被処理液を、凝集沈殿装置１００〜５００に導入し、吐出孔８から吐出するものに対しても適用できる。
【００４１】
また、上記実施形態においては、特に好ましいとして、凝集フロックを含む被処理液を吐出孔８から水平方向に吐出するようにしているが、水平より上方且つ鉛直上方未満の方向、すなわち斜め上方の方向に吐出するようにしても、上記実施形態とほぼ同様な作用・効果を奏する。従って、本発明は、吐出孔８が、凝集フロックを含む被処理液を、水平以上の上方且つ鉛直上方未満（水平方向を０°とすると、０°以上９０°未満）の方向に吐出する構成であれば良い。
【符号の説明】
【００４２】
１…沈殿槽、８…吐出孔、１１…分配管、１００，２００，３００，４００，５００…凝集沈殿装置、Ａ…濃縮汚泥層。
【図１】
2013188695.tif 000003
【図２】
2013188695.tif 000004
【図３】
2013188695.tif 000005
【図４】
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【図５】
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