JP2006043626A - 水処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】高性能、処理能力大、コンパクトな水処理装置の提供
【解決手段】連続的に供給される凝集剤と汚水を混和する混和容器と、それにより混和された汚水を水流により攪拌する攪拌容器と、攪拌された汚水を凝集形成する凝集形成容器と、凝集形成容器を内蔵し、凝集形成容器から排出される一次処理水を凝集沈殿する凝集沈殿槽と、この凝集沈殿槽から越流し排出される二次処理水を濾過処理し、濾過能力低下時には外部から空気を導入することで濾過層を洗浄し濾過能力を回復することができる濾過槽と、を有する水処理装置。
【選択図】図1

Description

本発明は、凝集剤を用いて汚水中の汚物を凝集、沈殿させる水処理装置に関するものである。

従来、水処理装置としては活性汚泥法やフィルターを用いて汚物を分離するもの等が採用されている。一方、近年では高分子凝集剤やゼオライト系の凝集剤が開発されている。それらを汚水に投入し急速攪拌することで汚物の凝集、沈殿させ水処理をすることが可能である。

しかし、これらの凝集剤を用いて効率よく、しかも処理水量の大きな水処理装置の開発はなされていない。検討したところ、以下の点が解決すべき課題である。第一に、本発明で使用する無機系高分子凝集剤は７秒から１２秒で急速混合攪拌する必要があること。第二にこの凝集剤は機械攪拌を行うと凝集物を砕いてしまうこと。第三に攪拌された凝集剤と汚水を効率的に凝集沈殿させる必要があること。

これらの課題を解決し、効率がよく、処理能力が大きく、コンパクトな水処理装置を提供することを目的とする。

本発明の水処理装置は、凝集剤投入機から連続的に投入される凝集剤と外部から導入される汚水とを混和する混和容器と、混和された汚水を水流を利用して急速攪拌する攪拌容器と、前記攪拌容器により急速攪拌された汚水を導入し渦流によって緩速攪拌することで凝集物をより大きく形成させる凝集形成容器と、凝集された凝集物を沈殿させる凝集沈殿槽と、前記凝集沈殿槽より浮上流出した、汚水中の汚物を濾過層の中で付着させ濾過した濾過水を排出する濾過槽と、を有することで上記問題点を解決したものである。

本発明は、食品排水、工場排水、高濁度処理、雑排水、池、沼、湖の水質改善に幅広く使用できる。

本発明は広大な設置場所を必要としないため、ダム及びトンネル工事等における高濁度水処理で、従来の装置は巨大な装置を使用するため広大な土地を必要としていたが、本発明を使用することで設置場所の軽減ができる。また、都会などの狭い工事現場でも装置が小型なため設置可能である。

本発明は、食品排水、工場排水、高濁度処理、雑排水に使用できるため、業務拡張等により、既設設備の増設を必要とする場合にも排水設備を増設せずに本装置を設置することにより処理能力を向上することが可能である。

この装置の濾過層洗浄方式は通常の濾過層の洗浄と違い洗浄水を必要とせず、また洗浄排水が出ないという利点がある。

本発明を実施するための最良の形態

この水処理装置は大きく分けると、凝集剤投入器、混和容器、攪拌容器、凝集沈澱槽、濾過槽、とで構成されている。

つぎに、本発明の実施の形態を図面を参照しながら詳細に説明する。

図1に水処理装置のシステム全体の構成を示す。

凝集剤投入器２は、粉末凝集剤を使用するとき、粉末用凝集投入器を、又液体用凝集剤を使用するときは、液体用凝集剤注入ポンプを、使用する。外部から導入される汚水と凝集剤投入器から連続的に添加される凝集剤とを効率よく混合する為、混和容器の上部より凝集剤を連続的に添加する。

混和容器３の側面には汚水の導水管１が接続されている。導水管１から加圧された汚水が混和容器３に導入されると、汚水は混和容器３の内壁に沿って渦流を形成しながら落下する。この渦流の中に凝集剤投入器２から凝集剤が連続的に添加されるので、汚水と凝集剤は攪拌され混和容器３の底部の穴を通じて攪拌容器４の最上部に設けられた攪拌板１０上に案内される。

図２は攪拌容器４の詳細な構造を示す。攪拌容器４の内壁には６から８枚の攪拌板が水平方向に連設され、６から８枚の攪拌板は攪拌容器の一方の内壁に固定され、反対の内壁との間に汚泥が堆積することなく落下できる程度の隙間が生じるように、交互に取り付けられる。又、攪拌板の奇数１、３、５、７段目の板１０は、平板のみを固定し、攪拌板の偶数２、４、６、８段目の板１１には、平板１１の上に垂直に数箇所平板１２を固定する。そして、凝集剤を含んだ汚水はこの攪拌板の奇数１段目の板１０上を流れて攪拌容器４の内壁に衝突し、下方の、攪拌板の偶数２段目の板１１に落ちて、平板１１の上に垂直に固定された平板１２に激しく衝突を数回繰り返して、攪拌容器４内壁に衝突しながら、凝集剤を含んだ汚水は、下方の、３段目の攪拌板である平板１０上を加速して流れる。こうして、攪拌と加速を繰り返すことで凝集剤を含んだ汚水を十分に混合し、攪拌容器４の底部に設けられた汚水出口１４から導水管５を通って、凝集沈澱槽７に導入される。

この攪拌容器４で外部より導入される加圧された汚水を十分に攪拌させるためには、攪拌容器内の空気を外部に放出する必要がある。そのための配管を攪拌容器４の底部より配管１３を立ち上げ混合容器よりも高い位置で大気開放する。

そして、図４では凝集沈殿槽７の詳細な構造を示す。凝集沈澱槽７は凝集剤によって凝集された汚水中の汚物を沈澱させるものであるが、攪拌容器４の底部に設けられた汚水出口１４から導水管５を通って凝集沈澱槽７内部に設置された円筒体である凝集形成容器６に、攪拌容器４で、凝集剤と汚水を十分に混合されたものが導水管５を通って流入する。

図３では凝集形成容器６の詳細な構造を示す。本装置使用の凝集剤は急速攪拌後に緩速攪拌をすることにより凝集効果が高く得られることから、前記凝集形成容器６内部上方には、螺旋状板１６が、数段取付けられており凝集剤と汚水を十分に急速攪拌されたものが、螺旋状板１６を取り付けることにより、ゆっくり旋回しながら下方に落ち、旋回することにより凝集効果を高め、凝集形成容器６に設けた螺旋状板１６を通過した後、円筒体下方で旋回力を維持しながら円筒体の底部より汚水中の汚物を集結し、より大きな凝集物として凝集沈澱槽７の底部にすばやく沈澱させる。

凝集形成容器６は凝集沈殿槽７内に埋没されており水圧の負荷により水流速度を制限し、また凝集沈殿槽７の容量を従来よりも小さく作ることができる効果も持つものである。

汚水中の汚物を、攪拌容器４及び凝集形成容器６にて凝集した汚水は、集結された汚物と、処理された一次処理水とに、分離される。

凝集形成容器下部１７より凝集沈澱槽７内に拡散された一次処理水は、上昇水流で凝集沈澱槽７の上部に設けた越流堰１８より上澄み水が越流する。

螺旋板１６を通過した一次処理水は、大きな凝集物と微細な凝集物が形成され、大きな凝集物は凝集沈澱槽７の底部に沈澱堆積し、微細な凝集物は上昇水流に乗り凝集沈殿槽７の上部に設けた越流堰１８よりオーバーフローする。これを二次処理水とし、この二次処理水が下方に隣接する濾過槽８に、滝のように落下する。

図５及び図６では濾過槽８の詳細な構造を示す。濾過槽８は、凝集沈殿槽７よりオーバーフローして滝のように落下した二次処理水が仕切り板２０の下部を潜り抜け多孔板２１を通過し濾過槽８内に導入された２次処理水を濾過層２２の下から上に通して濾過するものである。

この濾過層２２は、プラスチック製 タテ５ｃｍ×ヨコ５ｃｍ×厚み１ｍｍの網目状で水中において浮力のある物質を濾過材３１とし、これを濾過槽８内に２０ｃｍの厚さに積層する。２次処理水がこの濾過層中の濾過材３１に付着されることで濾過がなされる。また、濾過槽８内の濾過層２２の下方には多数の気泡を発生させる散気管９が設けられ、気泡が濾過層２２の片側に当てられるように構成されている。この散気管９には、外部より空気が供給されており、これにより濾過層２２の濾過材３１を濾過槽８内で強制的に対流させる。この対流により濾過材３１に付着した微細な凝集物等を剥離させ洗浄する。この洗浄によって、濾過層２２の能力が付着物の増加に伴い低下したときに外部より空気を供給することで能力が回復し再び濾過状態に戻す。

凝集沈殿槽７の底には排出配管２６とバルブ２５がもうけられておりバルブ２５を開くことで凝集沈殿槽７内に体積した汚物を排出可能である。また、濾過槽８の底には排出配管２８、３０が設けられており排出配管２８に接続されたバルブ２７を開くと多孔版２１で仕切られた凝集沈殿槽７側の場所の汚物を、排出配管３０に接続されたバルブ２９を開くと濾過層２２の下部にたまった汚物を、排出することができる。

本発明の実施形態に係わる水処理装置のシステム構成を示す図である。 攪拌容器の断面図である。 凝集形成容器の側面図である。 凝集沈殿槽の側面図である。 凝集沈殿槽の平面図である。 濾過槽の断面図である。 濾過材の平面図である。 Ａ−Ａ断面図である。

符号の説明

１ 導水管 ２ 凝集剤投入機 ３ 混和容器
４ 攪拌容器 ５ 導水管 ６ 凝集形成容器
７ 凝集沈殿槽 ８ 濾過槽 ９ 散気管
１０ 攪拌板 １１ 攪拌板 １２ 攪拌板
１３ 空気逃し管 １４ 汚水出口 １５ 導入口
１６ 螺旋状板 １７ 凝集形成容器出口 １８ 越流堰
１９ 凝集沈殿槽出口 ２０ 仕切り板 ２１ 多孔版
２２ 濾過層 ２３ 越流堰 ２４ 濾過層出口
２５ バルブ ２６ 排出配管 ２７ バルブ
２８ 排出配管 ２９ バルブ ３０ 排出配管
３１ 濾過材

Claims (4)

1. 凝集剤投入機より投入される凝集剤と外部から導入される汚水とを混和する混和容器と、混和容器により混和された汚水を導入し攪拌する攪拌容器と、それにより攪拌された汚水を導入し、汚れを凝集形成させる凝集形成容器と、凝集された汚物を凝集沈殿させる凝集沈殿槽と、前記凝集沈殿槽にて処理された凝集物を濾過した水を排出する濾過槽と、を有する水処理装置。
2. 前記攪拌容器は外部から汚水導入部と凝集剤導入部を有する混和容器から導入される汚水を攪拌するための複数の攪拌板を縦横に組み合わせ連結された攪拌部、及び攪拌された汚水と凝集剤を排出するために設けた排水口を有する攪拌容器を有することを特徴とする請求項１記載の水処理装置。
3. 前記凝集沈殿槽は、円筒状内に複数の螺旋状板を連設することにより渦流をつくり下部に設けた排水口から排出される凝集形成容器と、前記凝集形成容器下部より導入される汚水を底部に沈殿させ、汚水を凝集沈殿槽上部より越流する越流壁と、越流した汚水を排出する排水口と、を有することを特徴とする請求項１の水処理装置。
4. 前記濾過槽は、空気を導入することで使用と共に低下する濾材の能力を回復させる機能を有することを特徴とする請求項１記載の水処理装置。

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