(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ろ過槽（１）の沈殿濃縮ゾーン（Ａ）の上方に凝集フロックを含む原水を複数の噴射口（１３）から上向流で流入させ、この原水とその上方の乱流発生部材（１６）に流入する水流間に発生する撹乱によりフロックを成長させ、成長したフロックを沈殿濃縮ゾーン（Ａ）に沈殿させ、乱流発生部材（１６）を通過する小さなフロックを乱流により再成長させ、乱流発生部材（１６）の上部に成長したフロックでブランケットゾーン（Ｆ）を形成させて、乱流発生部材（１６）を通過した微細なフロックも捕捉させ、このブランケットゾーン（Ｆ）で捕捉できなかった超微細なフロックを浮上充填材（２）のろ材層（５）で固液分離を行った後、処理水を抜出すと共に、乱流発生部材（１６）の上方に経時的に上昇するフロックのブランケットゾーン（Ｆ）の界面がろ材層（５）の近傍に上昇した時、原液を供給しながら界面調整ゾーン（Ｅ）に設けた界面検出器（２２、２３）でブランケットゾーン（Ｆ）の界面を検知して、検知信号で連動させる排泥排出管（７）の自動弁（８）を開閉し、沈殿濃縮ゾーンに堆積した濃縮沈殿汚泥を連続運転中に抜出して、ブランケットゾーン（Ｆ）の界面を適宜自動調整しながら継続的に固液分離を行うことを特徴とする凝集沈殿方法。
【請求項２】
上記処理水の濁度が設定値を越えた時、原液の流入を停止して、ろ過槽（１）上部に形成したろ材層（５）の下方からろ過槽（１）外部に排水し、浮上充填材（２）で捕捉したフロックを水流と比重差により分離して、ブランケットゾーン（Ｆ）を破壊、消滅させることなく、分離したフロックをろ過槽（１）の外部に排出させることを特徴とする請求項１に記載の凝集沈殿方法。
【請求項３】
上記ろ材層（５）の下方からろ過槽（１）の外部に排出した後、適宜ろ材層（５）中に洗浄水を噴射して、浮上充填材（２）の洗浄排水をろ材層（５）の下方からろ過槽（１）の外部に排出することを特徴とする請求項２に記載の凝集沈殿方法。
【請求項４】
ろ過槽（１）に浮上充填材（２）を収納してろ材層（５）を形成し、このろ材層（５）の下方から凝集フロックを含む原液を上向流で供給し、ろ過槽（１）の槽底に成長したフロックの沈殿濃縮ゾーン（Ａ）と、ろ過槽（１）の頂部に処理水の回収ゾーン（Ｂ）を設けた固液分離装置において、上記ろ過槽（１）内の沈殿濃縮ゾーン（Ａ）の上部に突設した原水流入管（１２）を複数の噴射口（１３）に分岐して上方に向って開口し、原水流入管（１２）の上部にフロックを成長させる緩速攪拌ゾーン（Ｃ）を設け、この緩速攪拌ゾーン（Ｃ）の上方にフロックを再成長させる乱流発生部材（１６）のブランケット促進ゾーン（Ｄ）を配設し、乱流発生部材（１６）の上方に界面調整ゾ―ン（Ｅ）を配設して、この界面調整ゾ―ン（Ｅ）に成長したフロックのブランケットゾーン（Ｆ）を形成させ、ろ材層（５）の下方近傍の界面調整ゾーン（Ｅ）に濃縮フロックの界面検出器（２２、２３）を設け、この界面検出器（２２、２３）と排泥排出管（７）の自動弁（８）を連動連結して、連続運転を行いながら沈殿濃縮汚泥を引抜いて、界面調整ゾーン（Ｅ）に形成したブランケットゾーン（Ｆ）の界面を適宜自動調整させると共に、界面調整ゾ―ン（Ｅ）の上部に浮上性の空隙率の大きな浮上充填材（２）を収納してろ材層（５）の接触分離ゾーン（Ｇ）を形成させたことを特徴とする凝集沈殿装置。
【請求項５】
上記乱流発生部材（１６）が、水より重い比重で空隙率の大きな小片接触材（１７）を通孔を有する漏出防止板（１８）に積層してあることを特徴とする請求項４に記載の凝集沈殿装置。
【請求項６】
上記乱流発生部材（１６）が、多段に並設した傾斜板（１９…）であることを特徴とする請求項４に記載の凝集沈殿装置。
【請求項７】
上記乱流発生部材（１６）が、通孔を有する多孔板（２０…）を所定の間隔を開けて複数段に並設したことを特徴とする請求項４に記載の凝集沈殿装置。
【請求項８】
上記浮上充填材（２）が、凹凸のない短尺筒状ろ材であることを特徴とする請求項４乃至７の何れか１項に記載の凝集沈殿装置。
【請求項９】
上記ろ材層（５）の下方に洗浄排水管（２４）を配設し、水流と比重差により浮上充填材（２）からフロックを分離してろ過槽外に排出させることを特徴とする請求項４乃至８の何れか１項に記載の凝集沈殿装置。
【請求項１０】
上記ろ材層（５）の上方に、ろ材層（５）に向って洗浄水流入管（２５）を配設したことを特徴とする請求項９に記載の凝集沈殿装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、河川水、雨水あるいは工場排水などの原液に無機または有機凝集剤を添加して原水中に含まれる微細な懸濁物質を凝集フロック化させて沈殿分離させる凝集沈殿方法と凝集沈殿装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、浮上性の中空円筒ろ材からなる下段の充填層と、粒径の小さい粒状ろ材からなる上段の充填層を形成し、大きな懸濁物を下段の充填層で分離した原水中から小さな懸濁物を上段の充填層で捕捉して、充填層が目詰まりした時に、ろ材を空気で流動させて充填層の目詰まりを解消する懸濁液のろ過装置は、例えば、特開平６−２７７４０７号公報に記載してあるように公知である。また、沈殿槽に多数の傾斜板とその上方に浮上性のろ材充填部を設け、粒径の大きい懸濁物を傾斜板の上に沈殿させ、粒径の小さい懸濁物を浮上性ろ材で除去して、浮上性ろ材が目詰まりした時に、空気導入管から空気を吹込んでろ材を流動・攪拌する装置も、例えば、特開平６−６３３２１号公報に記載してあるように公知である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の上下２段に上下充填剤の粒径や形状を変えることにより、大きな懸濁物質と微細な懸濁物質をろ過作用により効率よく除去できるものであり、ろ材の比重が軽く洗浄が簡単に行えるものであるが、高濁原水を高速で処理した場合、急激な目詰まりが発生し頻繁に洗浄する必要があった。また、粒径の大きい懸濁物を傾斜板の上に沈殿させ、粒径の小さい懸濁物を浮上性ろ材で除去する装置にあっては、接触沈殿作用による処理であり、高速で処理した場合、ブレークスルー現象が起き易く除濁率の低下の恐れがあった。そして、上記従来の槽壁から流入させた原水を上向流で通水する装置にあっては、沈殿濃縮ゾーンが原水流入位置より下部にあり、原水中の微細な懸濁物質の上向きの流れが、粗大化した凝集フロックの沈降の邪魔をして、沈降分離に支障を来していた。この発明は、上記の従来の課題を解決するために、高濁度原水においても少ない薬品注入率で長時間に渡って安定した連続運転を可能とし、大きな処理速度と除濁機能を有する凝集沈殿方法と凝集沈殿装置を提供する。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る凝集沈殿方法の要旨は、ろ過槽の沈殿濃縮ゾーンの上方に凝集フロックを含む原水を複数の噴射口から上向流で流入させ、この原水とその上方の乱流発生部材に流入する水流間に発生する撹乱によりフロックを成長させ、成長したフロックを沈殿濃縮ゾーンに沈殿させ、乱流発生部材を通過する小さなフロックを乱流により再成長させ、乱流発生部材の上部に成長したフロックでブランケットゾーンを形成させて、乱流発生部材を通過した微細なフロックも捕捉させ、このブランケットゾーンで捕捉できなかった超微細なフロックを浮上充填材のろ材層で固液分離を行った後、処理水を抜出すと共に、乱流発生部材の上方に経時的に上昇するフロックのブランケットゾーンの界面がろ材層の近傍に上昇した時、原液を供給しながら界面調整ゾーンに設けた界面検出器でブランケットゾーンの界面を検知して、検知信号で連動させる排泥排出管の自動弁を開閉し、沈殿濃縮ゾーンに堆積した濃縮沈殿汚泥を連続運転中に抜出して、ブランケットゾーンの界面を適宜自動調整しながら継続的に固液分離を行うもので、少量の薬品を原液に添加して、大きな処理速度と除濁機能を有する凝集沈殿方法である。
【０００５】
そして、処理水の濁度が設定値を越えた時、原液の流入を停止して、ろ過槽上部に形成したろ材層の下方からろ過槽の外部に排水し、浮上充填材で捕捉したフロックを水流と比重差により分離して、ブランケットゾーンを破壊、消滅させることなく、分離したフロックをろ過槽の外部に排出させ、フロックを捕捉した浮上充填材を再生させる凝集沈殿方法である。また、ろ材層の下方からろ過槽の外部に排出した後、適宜ろ材層中に洗浄水を噴射して、浮上充填材の洗浄排水をろ材層の下方からろ過槽の外部に排出して、ろ材層の全体を洗浄する凝集沈殿方法である。
【０００６】
凝集沈殿方法を実施するための装置が、ろ過槽に浮上充填材を収納してろ材層を形成し、このろ材層の下方から凝集フロックを含む原液を上向流で供給し、ろ過槽の槽底に成長したフロックの沈殿濃縮ゾーンと、ろ過槽の頂部に処理水の回収ゾーンを設けた固液分離装置において、上記ろ過槽内の沈殿濃縮ゾーンの上部に突設した原水流入管を複数の噴射口に分岐して上方に向って開口し、原水流入管の上部にフロックを成長させる緩速攪拌ゾーンを設け、この緩速攪拌ゾーンの上方にフロックを再成長させる乱流発生部材のブランケット促進ゾーンを配設すると共に、乱流発生部材の上方に界面調整ゾ―ンを配設して、この界面調整ゾ―ンに成長したフロックのブランケットゾーンを形成させ、界面調整ゾ―ンの上部に浮上性の空隙率の大きな浮上充填材を収納してろ材層の接触分離ゾーンを形成させた凝集沈殿装置である。界面が継時的に上昇するブランケットゾーンは、ろ材層の下方近傍の界面調整ゾーンに濃縮フロックの界面検出器を設け、この界面検出器と排泥排出管の自動弁を連動連結して、連続運転を行いながら沈殿濃縮汚泥を引抜いて、界面調整ゾーンに形成したブランケットゾーンの界面を適宜自動調整させるもので、微細フロックを捕捉するブランケットゾーンを破壊することなく常時形成させて良好な処理水が得られるものである。
【０００７】
フロックを再成長させる乱流発生部材は乱流によりフロックを再成長させる構造であればよいもので、水より重い比重で空隙率の大きな小片接触材を通孔を有する漏出防止板に積層すれば、上向流に対するよどみ部分と緩速攪拌部分が形成され、乱流攪拌効果により凝集フロックをより大きく成長させることができる。また、乱流発生部材を多段に並設した傾斜板としても、あるいは、通孔を有する多孔板を所定の間隔をあけて複数段に並設してもよく、上向流に対するよどみ部分と緩速攪拌部分が形成され、乱流攪拌効果により凝集フロックをより大きく成長させることができるものである。また、浮上充填材のろ材層から沈降分離される凝集フロックや浮上充填材の内部に捕捉した原水中に含まれる微細フロックが混合攪拌しながら貯留されることとなり、非常に高濃度で凝集フロックが浮遊および沈着する状況が維持されるものである。
【０００８】
ろ材層を形成する浮上充填材は、凹凸のない短尺筒状ろ材をランダムに積層したろ材層からなり、上向流に対するよどみ部分が形成され、原水中に含まれる微細フロックを沈降させ、また微細フロック同士が結合して成長させる。凹凸の少ない浮上充填材は滑りやすく、捕捉したフロックをブランケットゾーンに沈降分離させる。そして、多くのフロックを捕捉した浮上充填材は、比重が水より重くなり沈殿するが、浮上充填材は沈降している間に揺動して捕捉したフロックが剥離脱落し、洗浄された新しい浮上充填材として、再びろ材層に浮上して微細フロックを捕捉するものである。また、沈殿濃縮ゾーンの上部に突設した原水流入管が、複数の噴射口に分岐して上方に向って開口してあり、上向きに通水する原水に偏流を与えることにより、原水の流れがない個所をつくることとなり、沈降してくる凝集フロックを沈殿濃縮ゾーンに沈殿させることができる。
【０００９】
浮上充填材が捕捉したフロックを剥離脱落させるために、ろ材層の下方に洗浄排水管を配設し、処理水が懸濁した時に、流速と比重差により浮上充填材からフロックを分離してろ過槽外に排出させるもので、処理水が更に悪化した時には、ろ材層の下方からろ材層の高さの水をろ過槽外部に排出すれば、排水される水の流速と浮上充填材の浮力により差速が生じろ材層の浮上充填材から捕捉したフロックを剥離脱落させ、ブランケットゾーンを破壊、消滅させることなく、界面調整ゾーンの上部から洗浄排水を排出して、浮上充填材を洗浄再生することができる。また、ろ材層の上方に、ろ材層に向って洗浄水流入管を配設して、浮上充填材のろ材層に洗浄水を適宜噴射すれば、ろ材層の下方から浮上充填材の洗浄排水をろ過槽外部に排出して、浮上充填材の全体を洗浄再生させることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
この発明に係る凝集沈殿方法と凝集沈殿装置は上記のように構成してあり、原水中に少量の原水と中和剤を添加して、原水供給管からろ過槽の沈殿濃縮ゾーンの上部に上向流で流入させる。上向流で流入した凝集フロックを含む原水は、上向きの流入口と乱流発生部材との間に発生する水流の撹乱による緩速攪拌作用で、フロックが成長する。この緩速攪拌ゾーンで成長したフロックは沈降濃縮ゾーンに沈降して、沈殿濃縮汚泥となる。成長しきれなかった比較的小さなフロックは、上向流によりブランケット促進ゾーンの乱流発生部材へ流入する。乱流発生部材で乱流を発生させることにより、乱流発生部材を通過した小さいフロックを再度成長させて、界面調整ゾーンにフロックのブランケットゾーンを形成する。そして、ブランケットゾーンは、それ自身ブランケット促進ゾーンでも捕捉できなかった微細なフロックを捕捉してフロックを清澄させる。このブランケットゾーンで捕捉できなかった超微細なフロックを浮上充填材のろ材層で固液分離を行った後、ろ過槽上部から処理水を抜き出す。
【００１１】
乱流発生部材の上方の、経時的に上昇するフロックのブランケットゾーンの界面がろ材層に到達すると処理水は懸濁するが、ブランケットゾーンの界面がろ材層の近傍に上昇した時、界面調整ゾーンに設けた界面自動検出器でブランケットゾーンの界面を検知して、検知信号で連動させる排泥排出管の自動弁を開放し、沈殿濃縮ゾーンに堆積した濃縮フロックを連続運転中に抜出して、ブランケットゾーンの界面がブランケット促進ゾーンの上部近傍の位置まで低下した時に排泥排出管の自動弁を閉塞する。降下したブランケットゾーンのフロックは、乱流発生部材の下方に沈降し、同時に乱流発生部材に捕捉・滞留しているフロックも、ろ過槽外に抜出す水流により下方に排出して沈降させて沈殿濃縮部に貯留する。残余のブランケットゾーンは破壊・消滅することなくブランケット促進ゾーンの上に維持される。そして、処理水の濁度が設定値を越えないように界面調整ゾーンに形成されるブランケットゾーンの界面を適宜調整しながら連続運転を行って、長い連続処理が可能となる。
【００１２】
処理水の濁度が設定値を越えた時、原水流入管からの原液の供給を停止して、ろ材層の下方の洗浄排水管から浮上充填材を収納した接触分離ゾーンの水を排水すれば、ろ過槽外に抜出す水流と、水と浮上充填材の比重差によりろ材層に捕捉し、あるいは沈着したフロックを浮上充填材から分離してろ過槽外に排出される。更に、処理水の濁度が増加した時には、接触分離ゾーンの水をろ材層の下方からろ過槽外部に排出した後、適宜洗浄排水管からろ材層中に洗浄水を噴射して、浮上充填材のシャワリングを行い、洗浄排水をろ材層の下方からろ過槽外部に排出する。この洗浄排水をろ材層の下方からろ過槽外部に排出し、原水槽に返送する。洗浄後もブランケットゾーンを破壊・消滅させることなく、ろ材層を形成する浮上充填材を洗浄して再生させて、通常の連続運転を行うことができる。
【００１３】
【実施例】
この発明に係る凝集沈殿方法並びにその装置について、図面に基づき詳述すると、図１は凝集沈殿装置であって、凝集フロックを含む原水を流入させるろ過槽１に浮上充填材２が収納してあり、ろ過槽１の上部に張設したろ材流出防止網３とその下方の通孔を有するろ材支持板４の間にろ材層５を形成してある。ろ材層５とろ材支持板４の間には浮上充填材２の流動水域が設けてある。ろ過槽１は底部を逆円錐状とした沈殿濃縮部６が設けてあり、成長したフロックを濃縮貯留する沈殿濃縮ゾーンＡとしてある。ろ過槽１の逆円錐状の底部に排泥排出管７が連結してあり、排泥排出管７に濃縮したフロックを抜出す自動弁８が介装してある。ろ過槽１のろ材流出防止網３の頂部に越流堰９を併設した処理水室１０が設けてあり、越流堰９に処理水管１１を連結して処理水の回収ゾーンＢとしてある。
【００１４】
ろ過槽１内の沈殿濃縮ゾーンＡの上方に原水流入管１２が延設してあり、沈殿濃縮ゾーンＡの上部に突設した原水流入管１２が、この発明の実施例では２本の噴射口１３、１３に分岐して上方に向って開口してある。原水の上向きの流れと微細な懸濁物質が粗大化した凝集フロックの沈降分離の妨げとならないように噴射口１３の数を少なくしてあり、昇降流と下降流が層流を形成するようにしてある。この噴射口１３は適宜増加して３、４本としてもよいものである。原水流入管１２の上部にスペースを設け、フロックを成長させる緩速攪拌ゾーンＣとしてある。なお、原水流入管１２に凝集剤注入管１４と中和剤注入管１５が連結してあり、例えば、工場排水などの原水に凝集剤としてＰＡＣを添加し、ＰＨを７．２〜６．８の中性域に調整してろ過槽１に供給する。
【００１５】
原水流入管１２の上部に設けた緩速攪拌ゾーンＣの上方にフロックを再成長させる乱流発生部材１６のブランケット促進ゾーンＤが配設してある。乱流発生部材１６は、図１の実施例では、水より重い比重で空隙率の大きな中空状の小片接触材１７を通孔を有する漏出防止板１８に積層してあり、小片接触材１７は樹脂やセラミック、あるいは金属などで比重が１．１以上、直径２０〜５０ｍｍ、長さ２０〜５０ｍｍの円筒、角筒、中空球状、あるいは中空多面体等の空隙率の大きい中空体を使用してある。緩速攪拌ゾーンＣでは原水流入管１２から緩速攪拌ゾーンＣに流入した凝集フロックを含む原水を、上向きの噴射口１３の流入口と乱流発生部材１６との間に発生する水流の撹乱により緩速攪拌作用を起させるようにしてある。適宜積層した乱流発生部材１６は、上向流に対するよどみ部分と緩速攪拌部分が形成され、乱流攪拌効果により凝集フロックをより大きく成長させることができ、多くの懸濁物質が捕捉される。そして、フロックを成長させて沈殿濃縮ゾーンＡに沈降させ、沈殿濃縮部６に濃縮貯留するようにしてある。
【００１６】
図２に示す乱流発生部材の実施例では、並列した傾斜板１９…を並列方向を変えて多段に積層して乱流発生部材１６を形成してある。図３及び図４に示す実施例では、複数の通孔２０ａ…を穿設した複数枚の多孔板２０を間隔を開けて連結杆２１に止着して、それぞれの上下方向の通孔２０ａの位置をずらせてあり、上向流に対するよどみ部分と緩速攪拌個所を多数作り、表面の凹凸の少ない構造のものとしてある。これらの乱流発生部材１６は、上向流に対するよどみ部分と緩速攪拌個所を多く造り、凝集フロックをより大きく成長させるようにしてあり、充填物内に捕捉した原水中に含まれる微細フロックが混合攪拌されながら貯留されることとなり、非常に高濃度で凝集フロックが浮遊及び沈着する状況が維持されるブランケット促進ゾーンを形成してある。
【００１７】
図１に示すように、乱流発生部材１６の上方に界面調整ゾ―ンＥが配設してあり、成長しきれなかった比較的小さなフロックが、上向流により乱流発生部材１６を通過して流入するようにしてある。乱流発生部材１６で乱流を発生させることにより、通過した小さいフロックを再度成長させて乱流発生部材１６の上方にブランケットゾーンＦを形成させるようにしてある。このブランケットゾーンＦはブランケット促進ゾーンＤでも捕捉できなかった微細なフロックを捕捉することができる。ろ材層５の下方のろ材支持板４の近傍の界面調整ゾーンＥに濃縮フロックの上限の界面検出器２２と、乱流発生部材１６の上部近傍の界面調整ゾーンＥに、濃縮フロックの下限の界面検出器２３がそれぞれ設けてあり、排泥排出管７の自動弁８と連動連結してある。
【００１８】
ブランケットゾーンＦの界面は経時的に上昇し、ろ過槽１の上部のろ材層５に到達し、捕捉量の限界を超えると処理水が悪化するが、ブランケットゾーンＦの界面がろ材層５の下方のろ材支持板４近傍まで上昇してきた時に、引続き原水供給管１２から原水を供給しながら、ブランケットゾーンＦのフロックの界面を界面検出器２２で検知して、その検知信号で排泥排出管７の自動弁８を開放し、沈殿濃縮部６の沈殿濃縮汚泥を連続運転中に引抜くようにしてある。そして、ブランケットゾーンＦの界面が乱流発生部材１６のブランケット促進ゾーンの上部近傍の位置まで低下した時に、界面検出器２３で検知して、自動弁８を閉止させるようにしてある。ブランケットゾーンＦを破壊・消滅させることなく通常の運転を行うようにしてある。
【００１９】
この界面調整ゾ―ンＥの上方に形成したろ材層５は、浮上性の空隙率の大きな浮上充填材２を収納して接触分離ゾーンＧが形成してある。この浮上充填材２は比重０．９、直径１５ｍｍ、長さ１５ｍｍの凹凸のない短尺チューブを使用してある。このろ材層５を形成している接触分離ゾーンＧにブランケットゾーンＦにおいて捕捉できなかった超微細なフロックが上昇して流入する。原水中に含まれる超微細なフロックを沈着させ、超微細フロック同士を結合させ、成長したフロックの一部を界面調整ゾーンＥに落下させ、ブランケットゾーンＦに降下させる。また、浮上充填材２のろ材層５から沈降分離される凝集フロックや浮上充填材２の内部に捕捉した原水中に含まれる微細フロックが混合攪拌しながら乱流発生部材１６に貯留される。したがって、非常に高濃度で凝集フロックが浮遊および沈着する状況が維持されるものである。
【００２０】
浮上充填材２のろ材層５に到る凝集フロックは、下部に設置されるブランケット促進ゾーンＤと界面調整ゾーンＥに形成されたブランケットゾーンＦにおいて多くの懸濁物質が捕捉されるため非常に少なくなり、凝集剤の添加量も少なくてすむものである。凝集剤の添加量が少ないため、凝集フロックは粘着性の少ない沈降性と剥離性の優れたフロックとなり、凹凸の少ない浮上充填材２を使用するため、容易に沈殿したフロックを剥離させることができる。また、多くのフロックを捕捉した浮上充填材２…は比重が水より重くなり、ろ材支持板４の上部に落下する。浮上充填材２は沈降している間にろ材支持板４の通孔から上昇する水流により揺動して捕捉したフロックが剥利脱落し、再び洗浄された新しい浮上充填材２として接触分離ゾーンＧに戻り微細フロックを捕捉する。上記の作用によりろ材層５に捕捉されたフロックは浮上充填材２の内部に捕捉物として残りにくく、また浮上充填材２は大きな空隙率を持っているため、長時間の連続運転が可能となる。
【００２１】
図１に示すように、ろ材層５の下方のろ過槽１に洗浄排水管２４が連結してあり、処理水管１１から抜出す処理水の濁度が設定値を越えた時、原液流入管１２からの原液の供給を停止して、洗浄排水管２４からろ材層５を収納した接触分離ゾーンＧの水を排出し、排水させる流速と浮上充填材２と水の比重差により浮上充填材２に捕捉したフロックを分離してろ過槽外に排出させるようにしてある。また、ろ材流出防止網３の近傍の処理水室１０には、ろ材層５に向って洗浄水流入管２５が配設してあり、洗浄排水管２４から接触分離ゾーンＧの水を排出した後、適宜ろ材層５に洗浄水を噴射してシャワリングを行えば、ろ材層５全体の浮上充填材２の洗浄が行われ、ブランケットゾーンＦを破壊・消滅させることなく、洗浄後も通常の連続運転を行うことができる。なお、符号２６は洗浄排水管２４に設けた自動弁であって、処理水質室１０に濁度計２７を設け、その検知信号により自動弁２６を開閉させればよいものである。洗浄排水管２４から抜き出した排水は、洗浄排水と一緒に原液槽に返送する。
【００２２】
【発明の効果】
以上のように、この発明の凝集沈殿方法と凝集沈殿装置は、ろ過槽に乱流発生部材と凝集フロックのブランケットゾーンとろ材層を組合せて、ブランケットゾーンを消滅させることなく沈殿汚泥の引抜きと、浮上充填材の洗浄を行うようにしたので、高濁度原水においても長時間に渡って安定した連続運転が可能となり、薬品注入率が少なくて、大きな処理速度と大きな除濁機能有する凝集沈殿方法となるものである。即ち、従来の高濁原水を高速で凝集沈殿処理すると、急激な目詰まりが発生し頻繁に洗浄する必要があった。また、ブレークスルー現象が起き易く除濁率悪化の恐れがあり、原水中の微細な懸濁物質の上向きの流れが、粗大化した凝集フロックの沈降分離に支障を来していた。この発明の凝集沈殿方法並びに凝集沈殿装置にあっては、上向流で流入させる原水とその上方の乱流発生部材に流入する水流間に発生する撹乱によりフロックを成長させ、小さなフロックを乱流発生部材に通過させて再成長させ、乱流発生部材の上部に成長したフロックでブランケットゾーンを形成し、微細なフロックも捕捉させ、このブランケットゾーンで捕捉できなかった超微細なフロックを浮上充填材のろ材層で固液分離を行って処理水を抜出すと共に、沈降濃縮ゾーンの濃縮汚泥を適宜引抜いて、乱流発生部材の上方に経時的に上昇するフロックのブランケットゾーンの界面を調整し、継続的に固液分離を行うもので、微細フロックを捕捉するブランケットゾーンを破壊・消滅させることなく常時形成させて良好な処理水が得られ、少量の薬品を原液に添加して、大きな処理速度と除濁機能を有する連続運転が可能となるものである。
【００２３】
また、フロックを再成長させる乱流発生部材は適宜積層した小片接触材とすれば、上向流に対するよどみ部分と緩速攪拌部分が形成され、乱流攪拌効果により凝集フロックをより大きく成長させることができるものである。また、乱流発生部材を多段に並列した傾斜板とし、あるいは、多段に並列した多孔板としてもよく、浮上ろ材のろ材層から沈降分離される凝集フロックや浮上充填材の内部に捕捉した原水中に含まれる微細フロックが混合攪拌しながら貯留されることとなり、非常に高濃度で凝集フロックが浮遊および沈着する状況が維持されるものである。
【００２４】
そして、ろ材層を形成する浮上充填材が、凹凸のない短尺筒状ろ材をランダムに積層したろ材層としてあるので、上向流に対するよどみ部分が形成され、原水中に含まれる微細フロックを沈降させ、微細フロック同士が結合し、凹凸の少ないろ材は滑りやすく容易に沈殿物は界面調整ゾーンのブランケットゾーンに沈降分離される。また、多くの懸濁物質を捕捉した浮上充填材は、比重が水より重くなり、沈降している間に揺動して捕捉したフロックが剥離脱落させるものである。そして、原水流入管の噴射口が原水に偏流を与えることにより、沈降してくる凝集フロックを沈殿濃縮ゾーンに沈殿させることができる。
【００２５】
浮上充填材が捕捉したフロックを剥離させるために、ろ材層の下方に洗浄排水管を配設し、処理水が懸濁した時に、流速と比重差により浮上充填材からフロックを分離してろ過槽外に排出させるもので、処理水が更に悪化した時には、ろ材層の下方から接触分離ゾーンの水をろ過槽外部に排出すれば、排水される水の流速と浮上充填材の浮力により差速が生じろ材層の下層部の浮上充填材が捕捉したフロックを剥離脱落させ、ブランケットゾーンを破壊、消滅させることなく、界面調整ゾーンの上部から洗浄排水を排出して、浮上充填材を洗浄再生することができる。また、処理水室にろ材層に向って洗浄水流入管を配設すれば、浮上充填材のろ材層中に洗浄水を適宜噴射して、ろ材層の下方から浮上充填材の洗浄排水をろ過槽外部に排出すれば、浮上充填材の全体を洗浄再生させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明に係る凝集沈殿装置の縦断側面図である。
【図２】  乱流発生部材を傾斜板で構成した他の実施例の側面図である。
【図３】  乱流発生部材を通孔を有する多孔板で構成した他の実施例の側面図である。
【図４】  多孔板で構成した乱流発生部材の平面図である。
【符号の説明】
１  ろ過槽
２  浮上充填材
５  ろ材層
７  排泥排出管
８  自動弁
１２  原水流入管
１３  噴射口
１６  乱流発生部材
１７  小片接触材
１８  漏出防止板
１９  傾斜板
２０  多孔板
２２、２３  界面検出器
２４  洗浄排水管
２５  洗浄水流入管
Ａ  沈殿濃縮ゾーン
Ｂ  回収ゾーン
Ｃ  緩速攪拌ゾーン
Ｄ  ブランケット促進ゾーン
Ｅ  界面調整ゾーン
Ｆ  ブランケットゾーン
Ｇ  接触分離ゾーン
【図１】
0004135341.tif 000002
【図２】
0004135341.tif 000003
【図３】
0004135341.tif 000004
【図４】
0004135341.tif 000005