(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
排水等を処理水とフロックに分離する装置において、固液分離槽と、この固液分離槽の中央に円筒状に設けられた固液分離槽センターウェルと、前記固液分離槽の内部かつ前記センターウェルの外部に浸水する凝集反応槽とからなり、この凝集反応槽は、高さの異なる凝集反応仕切板によって複数の凝集部に分割して上下に蛇行する流路を形成すると共に各凝集部に凝集反応攪拌機を設け、さらに凝集剤供給管から各凝集部の排水に凝集剤を加えて攪拌し、凝集反応を行なうようにして、排水が前記凝集反応槽に所定時間以上滞留するように実効容積を設定すると共に、水流の落差なくその出口を前記センターウェルに直結したことを特徴とする排水等の固液分離装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鉱山廃水や工場排水、生活排水などを対象とする水処理設備に係り、特に排水を分離するための固液分離槽に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
凝集反応を内部で行う固液分離槽の従来例としては、図１のように、フロックブランケット型の高速凝集沈殿池と呼ばれているものがある。ここで、１１は原水と高分子凝集剤の供給管、１２はフロック形成用の攪拌機、１３はフロックブランケットの界面、１４は処理水、１５は排泥管である。この固液分離槽では、原水と高分子凝集剤がセンターウェル内で反応、凝集し、センターウェルの外部においてフロック（沈殿物粒子）の沈降速度と上昇流速がつりあい、フロック層が浮遊した状態を保持する。このように静止懸濁した高濃度のフロック群に、センターウェル内で新たに凝集したフロックをくぐらせながら微細なフロックをも吸合させ、清澄な処理水を得ようとするものである。高速凝集沈殿池には、他にスラリー循環型、スラリー循環型とフロックブランケット型の混合型の２種類があるが、構造はフロックブランケット型とほぼ同じであり、いずれもセンターウェルの中で凝集反応を行うものである。
【０００３】
さらに、従来における凝集反応を起こす場所、あるいは凝集反応槽と固液分離槽との位置関係は次の通りの２種類がある。即ち、第１には、凝集反応を固液分離槽へ導水する途中の樋で行う場合には、原水を固液分離槽のセンターウェルまで樋を通して流下させ、高分子凝集剤はこの樋へ供給する。そして、樋の内部の適当な場所に設置した邪魔板で乱流を起こし、凝集反応を促進させる。図２はこの構成を示したものであり、２１は原水、２２は高分子凝集剤、２３は処理水、２４は排泥、２５は固液分離槽本体、２６はセンターウェル、２７はレーキ、および２８は凝集反応を行う樋である。
【０００４】
他方、第２の構成としては、凝集反応槽２９が固液分離槽の外部にある場合があり、固液分離槽の外へ設置した凝集反応槽２９で原水と高分子凝集剤を反応させ、固形物が凝集した液を、樋を通して固液分離槽２５のセンターウェル２６へ導くようにしている。図３にこの構成を示しており、図２と同一の番号で示した部分は同一の構成である。この図では、凝集反応槽からの導水管はセンターウェルの上部に通じているが、導水管が固液分離槽の側壁を貫通してセンターウェルの内部に通じる型式もある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の技術において、図１に示したようにセンターウェル内で凝集反応を行う固液分離槽では、次のような問題がある。即ち、固液分離槽では実際には微細なフロックが流出しているため、流入する排水等の原水の濁度が低い場合にはフロック群の維持が困難になり、運転することができない。また、これと反対に、流入する原水の濁度が高い場合には、フロック群の濃度を一定に保つために排泥量が増加するが、この型式では一般に集泥装置（レーキ）が設けられていないので、泥の濃縮が不十分であり、水分ばかり排出されてしまうことになり、処理効率が悪くなる。一方、集泥装置を設けた場合でも、センターウェル内には既に攪拌機が設置されているので、構造上の制約が多く複雑になり、経済的な建設を行うことができない。さらに、凝集反応がセンターウェルの内部で行われているので、凝集の良否を目視しながら微調整をすることができない。このように、適用することができる原水性状の範囲は狭く、たとえこの型式を適用した場合でもその運転には熟練を要する。
【０００６】
さらに、図２の従来例においても、凝集反応が不完全になりがちであり、固液分離槽の清澄性が悪く、樋が長くなると一度凝集したフロックが壊れてしまい、同じ設備を用いても処理流量が変動すると凝集効果が安定しにくく、操業管理も困難であるという課題がある。
【０００７】
さらにまた、図３の従来例でも、一度凝集反応した液が再度樋を通るので、凝集済みのフロックが壊れてしまうという問題、凝集反応槽からの導水管がセンターウェルの上部に通じている場合には、センターウェル水面への叩きつけによってフロックが壊れてしまうという問題、さらには導水管が固液分離槽の側壁を貫通し、センターウェルの内部に通じている場合には前者よりも影響は少ないものの、導水管内でフロックが破壊されるという問題がなお残っているという問題がある。さらにまた、固液分離槽の設置スペースの他に、凝集反応槽の設置場所が必要となるという問題もある。
【０００８】
本発明は、上述した従来の課題を解決するものであり、省スペース性を確保しながらも、処理水の清澄性を改善することができる構成を開示することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の固液分離装置では上述した目的を達成するために、固液分離槽と、この固液分離槽の中央に円筒状に設けられた固液分離槽センターウェルと、前記固液分離槽の内部かつ前記センターウェルの外部に浸水する凝集反応槽とからなり、この凝集反応槽は、高さの異なる凝集反応仕切板によって複数の凝集部に分割して上下に蛇行する流路を形成すると共に各凝集部に凝集反応攪拌機を設け、さらに凝集剤供給管から各凝集部の排水に凝集剤を加えて攪拌し、凝集反応を行なうようにして、排水が前記凝集反応槽に所定時間以上滞留するように実効容積を設定すると共に、水流の落差なくその出口を前記センターウェルに直結することとした。凝集反応槽の出口とセンターウェルを直結する手段を採用することによって、水流の落差をなくし、凝集したフロックを破壊することなくセンターウェル内に導入させ、処理水の清澄性を改善するという機能を行わしめる。また、固液凝集槽をセンターウェルとは別個、かつ固液分離槽の内部に沈めた状態にする手段では、凝集性を目視することができ、運転管理が極めて容易になる。
【００１０】
さらに、固液分離槽の上方外周にオーバーフローリップを設ける手段では、処理水をオーバーフローさせて獲得することになるので、濁度の低い処理水を得ることができる。
【００１１】
また、凝集反応槽に排水等を流路に沿って上下に蛇行させる複数枚の仕切板を設ける手段では、流路の短絡を回避し、より有効な凝集処理を行う機能を有している。さらにまた、凝集反応槽の仕切板で区画された凝集部にそれぞれ攪拌機を設けることによって、さらなる高効率で凝集反応を行わせる。
【００１２】
また、固液分離槽の底面に固液分離槽レーキを設けることによって、適用することができる原水性状の範囲も広範囲となり、利用範囲の広い水処理装置とすることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施形態を、添付した図面に従って説明する。図４は本発明の固液分離槽の一例を示したもので、凝集反応槽を内部に有する構成である。図において、１は固液分離槽本体、２は固液分離槽センターウェル、３は固液分離槽レーキ、４は凝集反応槽、５は凝集反応槽攪拌機、６は凝集反応槽仕切板、７は原水供給管、８は高分子凝集剤供給管、９は固液分離槽オーバーフローリップ、１０は排泥管である。ここで、凝集反応槽の実効容積は、廃液の滞留時間が５分以上となるように設定することが好ましい。ただし、５分の時間設定は、厳格なものではなく、容積と単位時間あたりの廃液の流量や液性状などに応じてある程度の幅を有する概念である。
【００１４】
図において、凝集反応槽４は固液分離槽１内ではあるが、固液分離槽センターウェル２の外側に設けられており、水面下に浸漬されている。そして、実施形態では原水の流路に沿って凝集反応仕切板６によって４つに分割されている。隣合う凝集反応仕切板６は高さを交互に異ならせ、流路の短絡を防止して蛇行状の流路を確保するようにしている。そして、最初の導入部分４ａを除いたそれぞれの凝集部４ｂ〜４ｄには凝集反応攪拌機５が設けられている。凝集反応攪拌機５はインバータ制御を行い、凝集のための最適な攪拌速度に設定することができるようにしている。そして、原水供給管７から導入部分４ａに供給された原水は、それぞれの凝集部４ｂ〜４ｄで高分子凝集剤供給管から加えられる凝集剤と共に攪拌され、凝集反応が行われる。
【００１５】
なお、凝集反応槽仕切板６の最初の仕切板６ａは、凝集部４ｂの構成要素であるのみならず、原水を供給した場合に起こる波の影響を最小限にとどめるための消波板として機能するものである。ここで原水供給時の波を抑制することによって、原水が凝集反応槽４に流入した場合に起こる波によるフロックの破壊を防止している。
【００１６】
続いて、凝集反応槽４の出口１１から排出された水は固液分離槽センターウェル２の内部に向かって流入するように直結している。このようにすることによって、凝集済みフロックがセンターウェル２の上部から流下しないので、壊れることなく固液分離槽１の内部に導入することができる。そして、センターウェル２の内部に送り込まれたフロックは、従来例と同様に沈殿した後、固液分離槽レーキ３によって集められ、排泥管１０を経由して外部に排出される。一方、処理された後の水は固液分離槽オーバーフローリップ９から溢れ出て、適宜な手段によって回収される。
【００１７】
上述した構成とすることにより、固液分離槽センターウェル２から凝集反応槽４の底面を経由し、固液分離槽オーバーフローリップ９に至る経路の偏流が形成されるが、この偏流に乗ってフロックが流出することを防止するため、固液分離槽センターウェル２は重力方向に極力延長させることが好ましい。
【００１８】
なお、本実施形態の固液分離槽は、当初から設計して設備する場合だけでなく、既設の固液分離槽を改造して凝集反応槽４を加えることによっても得ることができる。この場合には、凝集反応槽４を設置することによって固液分離槽１の沈降面積が減少するので、これを避けるために可能な限り凝集反応槽４の底面積を小さくすることが好ましい。
【００１９】
本実施形態に従って構成した固液分離槽と、凝集反応槽を樋とした従来例とを同じ条件の原水の処理に用いて比較したところ、従来例における槽の上澄懸濁物質の濃度が１０mg/Lであったのに対して、本実施形態では２mg/Lであった。このことから、本実施形態の構成では樋を用いた従来例よりも優れた性能を有しているということができる。
【００２０】
【発明の効果】
本発明では、上述したような構成を採用したので、原水の濁度にかかわらず広く適用することができる。また、凝集反応槽はセンターウェルの外側に位置するので、凝集性を目視することができ、固液分離槽の運転管理が容易となる。そして、凝集反応槽は固液分離槽の内部に設置するようにしたので、従来のように樋を凝集反応槽として利用する構成と比較すると、凝集性がより完全となり、その結果、固液分離槽の清澄性を良好とすることができる。
【００２１】
また、凝集反応槽は固液分離槽の内部に沈めた位置に設置し、その出口とセンターウェルを直結する構成としたので、水流に落差がなくなり、凝集反応槽を外部に設置した従来の構成で起こっていた凝集済みフロックの破壊という現象が起こることはなく、固液分離槽の清澄性を向上させることができる。また、本発明の構成は、従来の固液分離槽に後から凝集反応槽を加えるという改造によっても実現することができるので、装置を経済的に完成させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の固液分離槽の一例を示す概略図
【図２】同、別の従来例を示す概略図
【図３】同、さらに別の従来例を示す概略図
【図４】本発明の好ましい実施形態を示した概略図
【符号の説明】
１      固液分離槽本体
２      固液分離槽センターウェル
３      固液分離槽レーキ
４      凝集反応槽
５      凝集反応槽攪拌機
６      凝集反応槽仕切板
７      原水供給管
８      高分子凝集剤供給管
９      固液分離槽オーバーフローリップ
１０      排泥管
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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