高速凝集沈殿装置スーパーシックナー
HighRate

Sedimentation｢SuperUnit

Thickener+‑(環)製品開発室

松井美Yoshizumi

スーパーシックナ‑は従来の凝集沈殿装置と比べて5純

Matsui‑20倍の処理能力を持つ高速凝集沈殿装置である○スーパーシックナ‑の最大の特長は①槽内を均等な上昇流とすることにより表面積負荷が大きくとれること②良好な処理水質が期待できること③濃縮槽一体型であるので排出汚泥濃度が高いこと等である｡

これらの特長により設備の占有面積は,最小となり,既設のリプレースにおいては,大幅な省スペース,大容量処理も可能になる｡
本報告ではこの高速凝集沈殿装置の概要と実験結果の一例を紹介する｡

SUPERTHICKENER

is

5‑20

that

capaclty

byItsadvantages

includesquality,highwater

sedimentation

times

thecapacity.

operatlngdatahigh‑rateof

thehighThiswithatanks･discharged
These

introduces

unlt,improving

treatingunit.

loadingsurface

paper

rate

due

advantages
thetouniform

becausesludgeminimizeoutlineoftreatedsuperior
construction

installation

space

thickener

together

theof

upflow,

integralandofincrease
its

with

pilot unit.

沈殿

表面

清澄

沈殿

水力

coagulation/sedimentation

conventional

strength

thickening

andtreating

a積

装

置

Sedimentation

unit

負Rate

loading

分

荷離

濃

縮

Surface

Clarification
Thickening

学 的 特性Hydrauliccharacteristic

ま えがき
用水,廃水処理においては,ほとんどの場合固液分離操作が必要とされる｡固液分離操作には,液中に懸濁している固形物の密度が液体の密度より大きいか,または小さいかによって2つの操作にわけられ,前者は沈降分離操作(sedimentation),後者は浮上分離操作(floatation)と呼ばれている1)｡
沈降分離操作には,清澄な処理水を得ることを主目的とした清澄分離操作(clarification)と濃厚なスラッジを得を凝集させたフロックを沈降分離するものであり,固液分離装置の一種である｡
従来,凝集沈殿装置は通常の装置では表面積負荷0.5‑2.Om3/m2.
hr程度であったが,装置の工夫,凝集剤の改良,凝集理論の解明等によって,その性能が向上してきた｡
それらはスラリー循環型,スラッジブランケット型及び両者の複合型に大別される2)｡ることを主目的とした沈殿濃縮操作(thickening)とに分

ここに紹介する高速凝集沈殿装置『スーパーシックナ‑』
は,沈降速度の速いフロックを形成するための造粒技術のけられる｡

検討と高効率な固液分離装置をめざして,沈殿槽内の均等凍集沈殿装置は,凝集剤などを添加し,液体中の固形物64な流れの研究により開発された凝集沈殿装置である｡

神鋼パンテツク技報

Vol.

41No.

1(1997/9)

①@
④④⑤b

㊨⑦⑧@
㊨⑪
㊨
第1図

写真1高速凝集沈殿装置『スーパーシックナ‑』
Photo.1

HighRate"Super

Sedimentation

Unit

Thickener『スーパーシックナ‑』の構造
1

Fig･

Raw
Water
lnlet Pipe
Treated
Water
OutletPipelnlet Box
Distributor
Rake
Driving
Unit
Collecting
TroughRake
ArmDistributing
Box
Under
Bearing
water
SludgeBlanketZone
SludgeThickening
Zone
Clarified
Water
Zone

Schematic

diagramof"Super

Thickener

第1表
Table

『スーパーシックナ‑』標準寸法表
11.原理Standard

specificationof"Super

Thickner''diameterHeight￠A(mm)

Hl(mm)

SPY‑151500

5100

8‑17

スーパーシックナ‑主要寸法を示す｡

SPT‑191900

5150

14‑28

原水(流入水)は,反応槽へ送られ凝集剤と中和剤が添加される｡

SPT‑292900

5200

28‑66

SPY‑383800

5300

65‑113

ここでは懸濁物質は凝集し微細フロックが生成する｡
次に原水は造粒槽(混合槽)へ送られ,高分子助剤が添

SPT1505000

5350

110‑196

SPY‑606000

5450

170‑280加される｡ここでは,沈降しやすいフロックが形成される

SPY‑707000

5550

230‑380

SPY‑808000

5550

3001500

SPT1909000

5650

380‑635

SPY‑10010000

5750

470‑7851.

Type1構造と原理Flowvolume(m3/hr)

写真1に本装置の外観を,第1図に本装置の構造を,莱
2図にパイロットプラントフローシートを,また第1表に;aとともに,これが後に核となってフロックが成長する｡
水位差によりさらに流入水は,造粒槽から高速沈殿槽へ導入される｡すなわち沈殿槽中間部にあるデイストリピュータから槽内に均等に分散導入される｡
ここでは,導入水は回転するデイストリピュータにより槽内に均等に分散されるとともに,緩速撹拝される｡この時

SPY‑110

11000

5850

570‑950

SPT‑120

12000

5850

680‑1130

フロックは次第に成長する｡そして槽内を上昇する間に,流入水は,固液分離されて,清澄な処理水となり上部にある集水トラフより流出される｡(釘最適撹拝条件により設計‑‑方フロックは,濃縮されるにつれて,下部濃縮ゾーンに溜まり,間欠的に排泥ポンプにより排出される｡また低濃度原水の場合,必要により造粒槽に一部返送される｡
1.

2

特長

③最適高分子助剤添加量による運転(2)高効率な固液分離装置である｡
沈殿槽内では,大小フロックや未凝集小粒子が重力によって分離される｡安定した固液分離のためには,乱れの少な(1)沈降性のよい粒子が造粒されるように工夫されている｡
すなわちい均等な上昇流であることが理想的であり,多段槽列モデQ)造粒槽SSを最適濃度とする

ルにおける槽数J値は,出来るだけ大きくなる条件を作り出す必要がある｡

原水SSが少ない場合,沈殿槽汚泥を一部返送することにより,造粒槽SSを最適濃度に調整して運転する｡

流動数値解析による沈殿槽のスケールアップが性能に及ぼ

Vol.

41

No.

1

(1997/9)

トレーサーテスト法により槽内の水力学的特性,及び,神鋼パンテツク技報

65

Neし1tralizer

Coa机11筈コI)()1＼.rmer【■￣l￣￣LT

1･.Ieasurillgl〕asi11

SludgeReactioll

returlltallkFl()cctllati()llta□k

Rこ柑'＼l'aterPlt
Treated＼斗,aterSludgedischarge

Super

第2図
Fig.

thickener

h･.1easurillg
basin『スーパーシックナ‑』のフローシート
2Flowsheetof̀̀Super

Thickener''

PilotPlant

す影響についての須田らの報告3)を踏まえ,さらにパイロッ

第2表

ト実験で検討と実証の上に沈殿槽内詳細が設計されている｡

Table

概略仕様
2outline

その主な特長は次の通りである｡①デイストリピュータによる流入水の均等な分散導入機構

specification

ItemSpecification

デイストリピュータラテラルの本数と回転速度,噴出オリフィスの孔径,個数,配置,噴出方向等が槽内均等

Flowvolume

5130m3/hr

流れにより近くなるように設計されている｡

Rateofsurfaceloading

3.3‑20m3/m21hr(勤トラフによる均等集水機構
沈殿槽内の均等流れ,特に清澄ゾーン,ブランケット

Heightofsedimentiontank

5000mmInnerdiameter･ofsedimentiontank

1400mmゾーンの流れを乱さないように集水トラフが配置されてNumberofdistributorlateralいる｡

6pipe(3)汚泥濃縮ゾーンを装備している｡
汚泥は濃縮ゾーンで濃縮された後,従来型よりも高濃度で排出される｡(4)運転再開時対策･引き抜き汚泥濃度が高い｡･運転管理が容易である｡

運転再開時の早期ブランケット回復等の対策が講じてある｡

2.パイロット実験

これらの特長から,従来の凝集沈殿装置と比較すると次パイロット機による実原水での実験例を次に述べる｡の利点がある｡

2.

･高表面積負荷が可能である｡
従来法(0.5‑2.Om3/m2･hr)の5‑20倍(5‑15m3た第2表に『スーパーシックナ‑』パイロットの概略仕様/m2･hr)が可能･装置がコンパクトである(従来法の1/5以下)･設置面積が小さい｡･イニシャルコストが安い｡
ββ

1パイロット機
第2図にパイロットプラントのフローシートを示す｡まを示す｡
2.

2

実験結果

1)実験例1
製鉄工場熱延工程ろ過器逆洗排水の凝集沈殿処理パイ

神鋼パンテツク技報

Vol.

41

No.

1(1997/9)

第3表

パイロット実験例1

Table3

Example1 orpilot

test

Backwashingwaterofsandfilter

Rawwater

第4表

パイロット実験例2

Table4

Example2 orpilot

Processwater

Rawwater

SSav.15mg/L

SSav.200mg/L
Coagulant

Plant

test

A12(SO4)3･18H20150mg/L

superThickener(PilotPlant)
NaOH

pHcontrol
Coagulant

A12(Soヰ)3･18Ii20600mg/L

Coagulantaid(anion)
NaOH

pHcontrol

Maxrate0.5mg/L

2.Omg/L

6.6m3/m2･hr

10m3/m2･hr

surfaceloading

Coagulantaid

1‑2.4mg/L(anion)SS<10(2‑8)

Treatedwater

Ratesurface

5‑13m3/m21hr

loading

mg/L

SS2000‑2500

BlanketSS1500‑1600

mg/L

SS3‑22mg/L(av.long/L)

Treatedwater

SS<10(3‑7)
mg/L

mg/L

Al(OH),47.7⊥52.8%drySS
Fe(OH)38.0‑10.20/odrySS

Floe
composition

Others37.0‑44.1%drySS

ロット実験例1を第3表に示す｡
本排水は平均SSが約200mg/Lであり,反応槽で硫すび酸バンド600mg/L添加し,NaOHでpH7付近に自動制御した後,造粒槽で高分子助剤を1‑2.4mg/L添加

む

して,凝集沈殿処理実験を行った｡この時表面積負荷の概要と実験結果の一例を紹介した｡
近年,従来の水質に加え,水量,水生生物,水辺地等を総5‑13m3/m2･brにおいて処理水SSは平均10mg/L

前述のとおり,高速凝集沈殿装置『スーパーシックナ‑』が得られた｡この場合スーパーシックナ‑の表面積負荷は従来法の10‑20倍に相当する｡

合的にとらえた水環境の保全が必要といわれている｡この

2)実験例2
凝集彼のフロックがほとんどAIも期待される｡

ような状況において,今後ますます用廃水処理技術の発展(OH)3であり,非常に軽い場合の実験例を第4表に示す｡
本原水は平均SSが15mg/Lのプロセス水である｡本
原水は反応槽で硫酸バンド150mg/L添加し,NaOHでpH7付近に自動制御した後,造粒槽で高分子助剤を0.5L添加して凝集沈殿処理実験を行った｡この‑2.Omg/時表面積負荷6.6‑10mソm2･hrにおいて処理水SSは平均10mg/L以￣卜が得られた｡この場合も,表面積負荷は従来法の5廃水や用水の処理では,凝集沈殿装置は浮上分離と共に最も基本的な固液分離操作の一つであり,今後も水処理プロセスの中で重要な役割を担うものと思われる｡
本報で紹介した『スーパーシックナ‑』は良好な処理水が得られることの他に従来の;疑集沈殿の5‑20倍の処理能力を発揮する頼もしい装置である｡また本装置は,省スペース,省エネルギー,低コストを満足するものであり,多方向のニーズに応えることができると確信している｡
最後に,実験場所を提供いただき,また実験に当たって種々のご協力をいただいた㈱神戸製鋼所の関係各位に深謝‑10倍に相当する｡

3.適用分野スーパーシックナ‑の適用分野は,従来擬集沈殿装置が使われていたところなら,ほとんどどこでも適用可能であいたします｡

る｡特に･酸洗浄廃水の処理.活性汚寵処理水の後処理に(1)井出哲夫:おいて,その特長が発揮される｡
既設のリプレースによって,大幅な省スペースが可能であ(2)厚生省監修二̀̀水道施設設計指針･解説''日本水道協会

る｡特に処理対象水が大容量の場合その効果は著しい｡[参考文献]"水処理工学‑理論と応用‑(3)須田龍生ほか:神鋼パンテツク技報vol.40,技報堂出版

No.2(1997),

P.10

連絡先
松

井美純

環境装置事業部製品開発室
参TE
FAX
E‑mailVol.

41

1

事

078‑992‑6532
078‑992‑6503

matsui@pantec.

y.

No.

L(1997/9)

co.

jp

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