JP2013046898A - 固液分離装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】汚濁物質を凝集処理する凝集槽15と、汚濁物質を沈殿させる沈殿槽30とを備え、沈殿槽は、進入する凝集処理水自体の推進力で沈殿槽で旋回流を生じさせる旋回流式沈殿槽であり、凝集槽及び沈殿0の周壁部3,31には、周壁面を共用する共用部16が形成され、かつ、共用部には、凝集槽と沈殿槽とを連通する連通口17が設けられ、凝集槽には、凝集処理水を連通口に導く凝集槽垂直バッフル35が設けられ、かつ、沈殿槽には、凝集処理水を連通口から沈殿槽に導く沈殿槽垂直バッフル36が設けられ、凝集槽垂直バッフルと沈殿槽垂直バッフルとは、連通口を間に挟むように配置されている。
【選択図】図1
Description
Lmax:(R+r)×1.2と(R+r+d)のうちいずれか大きい方
ただし、
r:凝集槽半径、
R:沈殿槽半径、
d:凝集槽と沈殿槽が離間している際に凝集槽から沈殿槽に凝集処理水を連通する通液路の横幅
固液分離装置1Aは、無機凝集剤及びpH調整剤が添加される混和槽4、高分子凝集剤が添加される凝集槽15及びフロックを沈殿させる沈殿槽30が一体的に形成されている。混和槽4と凝集槽15とを構成する処理槽2は円筒状又は略円筒状に形成され、その周壁部3には、周壁面が存在しない欠損部3aが設けられている。一方、沈殿槽30は通常の円筒状に形成されている。
混和槽4と凝集槽15とは一体に形成された筒状又は略筒状の処理槽2として構成されている。この処理槽2の内部には仕切板5が設けられており、仕切板5が処理槽2の内部を混和槽4と凝集槽15とに区分している。仕切板5は、共用部7,16と、処理槽2を構成する周壁部3の共用部7,16と対向する部位とを連絡するようにして設けられている。また、仕切板5には開口部6が形成されており、被処理水を混和槽4から凝集槽15に移動可能としている。
剤としては、塩化カルシウム等のカルシウム塩や水酸化カルシウム等を挙げることができる。
沈殿槽30は、内部に進入された凝縮処理水を沈殿槽30の内部で旋回させる旋回流式沈殿槽30である。沈殿槽30は円筒状に形成されており、その周壁部31には処理槽2の周壁部3を共用する共用部7,16が設けられている。共用部7,16のうち、凝集槽15の周壁部3と沈澱槽30の周壁部31との共用部16には、凝集槽15と沈殿槽30とを連通する連通口17が形成されている。さらに、沈殿槽30の内部には、共用部16から沈殿槽30の内部に向けて延びる第2縦バッフル36が連通口17の側部に設けられている。なお、この連通口17及び第2縦バッフル36の詳細も後に説明する。凝集処理水はこの連通口17から処理水の内部に進入し、第2縦バッフル36によって進入方向が所定の方向に導かれる。沈殿槽30に進入した凝集処理水は、凝集処理水自体の推進力で沈殿槽30の内部を周方向に旋回する。
連通口17は、凝集槽15の周壁部3と沈殿槽30の周壁部31とが共用される共用部16に形成されており、凝集槽15と沈殿槽30とを連通させている。連通口17は正方形又は縦長の長方形等の矩形状に形成されている。図3に示すように、連通口17の高さ方向の寸法Hは、第1縦バッフル35及び第2縦バッフル36の高さ寸法H2の50%〜100%に形成することが好ましい。また、連通口17の面積は、この連通口17を通過させる凝集処理水の流量に応じ、凝集処理水が適切な流速で凝集槽15から沈殿槽30に進入するように形成する。凝集処理水の流速が0.01m/秒〜1m/秒となるように連通口17の面積を形成することが好ましい。
以上に説明した固液分離装置1Aは、以下のように作用する。
直バッフル35及び第2縦バッフル36によって適切な方向に進入方向が導かれて沈殿槽30に進入する。その結果、沈殿槽30に進入した凝集処理水は、沈殿槽30の内部で円滑に旋回流を形成する。さらに、第1縦バッフル35と第2縦バッフル36とを平行に配置することで、フロックが第1縦バッフル35及び第2縦バッフル36に衝突することを防止できる。
第2実施形態に係る固液分離装置1Bは、第1実施形態に係る固液分離装置1Aと同様に構成された装置を使用して被処理水から汚濁物質を除去する。第1実施形態と異なる点は、凝集槽15に設けられた撹拌装置20の作用である。そのため、固液分離装置1Bの説明のために参照する図5には、第1実施形態に係る固液分離装置1Aと同一の符号を付して概要のみを説明し、ここでは詳細な説明を省略する。
この固液分離装置1Aの特徴は、凝集槽15に設けられた撹拌装置20が、第1縦バッフル35が凝集処理水を連通口17に導く方向と逆方向に凝集処理水に旋回力を付与して凝集処理水を撹拌する点にある。
図6及び図7に示す第3実施形態に係る固液分離装置1Cの基本的な構成は、第1実施形態に係る固液分離装置1A及び第2実施形態に係る固液分離装置1Bと同様である。そのため、図6及び図7には、第1実施形態及び第2実施形態に係る固液分離装置1A,1Bと同一の符号を付して概要のみを説明し、ここでは詳細な説明を省略する。
この第3実施形態に係る固液分離装置1Aの特徴は、沈殿槽30の内部に進入した凝集処理水の旋回を補助する旋回補助装置40が、第2縦バッフル36の下端よりも下側の位置に配置されている点にある。
この固液分離装置1Dは、無機凝集剤及びpH調整剤が添加される混和槽50と、高分子凝集剤が添加される凝集槽60と、汚濁物質を沈殿させる沈殿槽80とから構成されている。混和槽50は、凝集層及び沈殿槽80とは独立して設けられており、凝集槽60と移送配管58で接続されている。一方、凝集槽60と沈殿槽80とは一体的に構成されている。
混和槽50は、外形が円筒状に形成されている。混和槽50の周壁部52には、内部に被処理水を導入させる導入口51と、凝集槽60に被処理水を移送する移送配管58が設けられている。また、混和槽50には、内部の被処理水を撹拌する撹拌装置55が設けられている。
凝集槽60は、外形が円筒状又は略円筒状に形成されており、周壁部61の一部には周壁面の存在したい欠損部61aが設けられている。一方、沈殿槽80は、その外形が円筒状に形成されている。凝集槽60は、欠損部61aが沈殿槽80の周壁部81に突き合わされており、付き合わされた欠損部61aが沈殿槽80の周壁部81に接合されて沈殿槽80と一体的に構成されている。欠損部61aでは、凝集槽60の周壁部61と沈殿槽80の周壁部81とが共用さる共用部62が形成されている。
連通口63は、凝集槽60の周壁部と沈殿槽80の周壁部とが共用される共用部62に形成されており、凝集槽60と沈殿槽80とを連通させている。連通口63は正方形又は縦長の長方形等の矩形状に形成されている。
図11は、第5実施形態に係る固液分離装置90Aの構成図であり、(a)図は平面図、(b)図は縦断面図、(c)は第1縦バッフル付近の斜視図、(d)図は第2縦バッフル付近の斜視図である。
ただし、Lmin=(R+r)×0.8である。Lmaxは、(R+r)×1.2と(R+r+d)との大きい方である。
図11の第5実施形態では、第1縦バッフル95は、その上端が凝集槽94内の水面近くまで延在するものとなっているが、図12の第6実施形態の固液分離装置90Bでは、第1縦バッフル95Bが凝集槽94の水深の中間付近となっている。
図13に示す第7実施形態の固液分離装置90Cは、第6実施形態において凝集槽94と沈殿槽97との中心間距離Lを第6実施形態よりも小さくしたものである。その他の構成は第6実施形態と同一であり、同一符号は同一部分を示している。
図14に示す第8実施形態の固液分離装置90Dでは、凝集槽94の第1縦バッフル95Dの構成が第5〜第7実施形態の第1縦バッフル95,95Bと異なっている。
図15に示す第9実施形態に係る固液分離装置90Eは、第8実施形態の固液分離装置90Dにおいて、沈殿槽97に旋回補助装置99を設けたものである。この旋回補助装置99は、沈殿槽97の軸心部に上下方向に配置された回転軸99aと、該回転軸99aを回転させるモータ97bと、回転軸99aの下端から放射方向に延設された旋回部としてのアーム99cとを有している。このアーム99cは、周方向に間隔をおいて複数本設けられている。該アーム95cは、第2縦バッフル98よりも下位に配置されている。
図16に示す第10実施形態の固液分離装置90Fにおいては、第9実施形態においてアーム99cの下側にレーキ板99dを設けたものである。レーキ板99dによって集泥された汚泥は沈殿槽97の底部のピット97pに導かれて排出される。
図17に示す第11実施形態の固液分離装置90Gは、図14の第8実施形態において第1縦バッフル95Gを水面近くまで立ち上がるようにしたものである。
実施例1では、第1実施形態に係る固液分離装置1Aを使用して固液分離処理を行った。固液分離処理の対象となる被処理水は、カオリンが300mg/L含まれた工業用水を使用した。
実施例2では、第2実施形態に係る固液分離装置1Bを使用して固液分離処理を行った。この実施例2では、凝集槽15に設けられている撹拌装置20の撹拌翼22を第1縦バッフル35が凝集処理水を連通口17に導く方向とは逆方向に回転させて撹拌した。ただし、処理の対象となる被処理水並びに、添加した無機凝集剤、pH調整剤及び高分子凝集剤は実施例1と同様である。このようにして固液分離を行ったところ、実施例2では浮遊物質の濃度(SS濃度)の測定結果は16mg/Lであった。
実施例3では、第3実施形態に係る固液分離装置1Cを使用して固液分離処理を行った。この実施例3では、実施例2の場合と同様に、凝集槽15に設けられている撹拌装置20の撹拌翼22を第1縦バッフル35が凝集処理水を連通口17に導く方向とは逆方向に回転させて撹拌した。また、沈殿槽30では、旋回補助装置40によって凝集処理水が旋回することを補助した。ただし、処理の対象となる被処理水並びに、添加した無機凝集剤、pH調整剤及び高分子凝集剤は実施例1及び実施例2と同様である。このようにして固液分離を行ったところ、実施例3では浮遊物質の濃度(SS濃度)の測定結果は9mg/Lであった。
実施例4では、第4実施形態に係る固液分離装置を使用して固液分離処理1Dを行った。この実施例4で使用した固液分離装置1Dは、凝集槽60と沈殿槽80とが一体的に構成されている一方で、混和槽50は凝集槽60及び沈殿槽80とは独立して設けられている。混和槽50と凝集槽60とは、移送配管58で相互に連絡されている一方で、凝集槽60と沈殿槽80とは、両者の共用部62に設けられた連通口63で相互に連絡されている。また、凝集槽60では、第1縦バッフル70が凝集処理水を連通口63へ導く方向とは逆方向に撹拌装置65の撹拌翼67を回転させて撹拌している。ただし、処理の対象となる被処理水並びに、添加した無機凝集剤、pH調整剤及び高分子凝集剤は実施例1と同様である。このようにして固液分離したところ、実施例4では浮遊物質の濃度(SS濃度)の測定結果は17mg/Lであった。
比較例1では、図9に示す固液分離装置100を使用して固液分離処理を行った。固液分離装置100は、混和槽101、凝集槽110及び沈殿槽120が相互に独立して設けられている。混和槽101と凝集槽110とは移送配管108で連絡されていると共に、凝集槽110と沈殿槽120とが移送配管118で連絡されている。
比較例2では、図10に示す固液分離装置130を使用して固液分離処理を行った。固液分離装置130は、その全体構成が、本発明の第1〜第3実施形態に係る固液分離装置1A,1B,1Cと同様に、無機凝集剤及びpH調整剤が添加される混和槽133、高分子凝集剤が添加される凝集槽150及びフロックを沈殿させる沈殿槽170が一体的に形成されている。混和槽133と凝集槽150とからなる処理槽131は、その周壁部132に形成された欠損部132aが沈殿槽170の周壁部171に突き合わされ、この突き合わされた欠損部132aが沈殿槽170の周壁部171に接合されて一体に形成されている。このため、欠損部132aでは、処理槽131の周壁部132と沈殿槽170の周壁部171とを共用する共用部137,138が形成されている。
有機排水の生物処理水(SS濃度300mg/L)を原水とし、図11〜17(実施例5〜11)、図18(比較例3)の固液分離装置により固液分離処理を行った。混和槽に添加する無機凝集剤は、PAC(添加量200mg/Las10%溶液)とし、中和剤として水酸化ナトリウム25%溶液を用いて、中性にした。凝集槽では高分子凝集剤を3mg/L加えた。
2 処理槽
3 周壁部
4,50,92 混和槽
5 仕切板
6 開口部
7 共用部
8,51 導入口
10,55 撹拌装置
12,57 撹拌翼
15,60,94 凝集槽
16,62 共用部
17,63 連通口
20,65 撹拌装置
22,67 撹拌翼
30,80,97 沈殿槽
31,81 周壁部
35,70,95,95B,95D,95G,95H 第1縦バッフル
36,71,98 第2縦バッフル
38,83,97a 取水トラフ
39,84 排水管
40,99 旋回補助装置
43 回転アーム
Claims (10)
- 被処理水に凝集剤を添加して汚濁物質を凝集処理する凝集槽と、
該凝集槽で凝集処理された凝集処理水を固液分離して汚濁物質を沈殿させる円筒状の沈殿槽と、を備え、
前記沈殿槽は、進入する凝集処理水自体の推進力で該沈殿槽の内部で旋回流を生じさせる旋回流式沈殿槽である固液分離装置において、
前記凝集槽と前記沈殿槽とは、各々の中心間距離Lが下記で定義されるLmin及びLmaxに対しLmin≦L≦Lmaxの関係を満たすように互いに近接して設置されていることを特徴とする固液分離装置。
Lmin:(R+r)×0.8、
Lmax:(R+r)×1.2と(R+r+d)のうちいずれか大きい方
ただし、
r:凝集槽半径、
R:沈殿槽半径、
d:凝集槽と沈殿槽が離間している際に凝集槽から沈殿槽に凝集処理水を連通する通液路の横幅 - 前記凝集処理水を前記沈殿槽に進入させるように通液路が設けられており、
前記凝集槽には、該凝集槽の凝集処理水を該通液路に導く第1の縦バッフルが設けられ、
前記沈殿槽には、凝集処理水を該通液路から該沈殿槽内に導く第2の縦バッフルが設けられていることを特徴とする請求項1に記載の固液分離装置。 - 前記第1の縦バッフルは前記凝集槽の半径方向に対して交差角度30〜60゜の斜交方向に延在しており、前記第2の縦バッフルは前記沈殿槽の半径方向に対して交差角度30〜60゜の斜交方向に延在していることを特徴とする固液分離装置。
- 前記第1の縦バッフルと前記第2の縦バッフルとが略平行となっていることを特徴とする請求項2又は3に記載の固液分離装置。
- 前記凝集槽の周壁部及び前記沈殿槽の周壁部には、周壁面を共用する共用部が形成され、該共用部には、前記通液路として前記凝集槽と前記沈殿槽とを連通する連通口が設けられており、
前記第1の縦バッフルは該連通口の一方の側縁部に連なっており、
前記第2の縦バッフルは該連通口の他方の側縁部に連なっていることを特徴とする請求項2ないし4のいずれか1項に記載の固液分離装置。 - 前記第1の縦バッフルの高さ寸法及び前記共用部から延びる長さ寸法、並びに前記第2の縦バッフルの高さ寸法及び前記共用部から延びる長さ寸法は、前記沈殿槽の直径の1/100〜1/10であることを特徴とする請求項5に記載の固液分離装置。
- 前記通液路の高さ寸法が前記第1及び第2の縦バッフルの高さ寸法の50〜100%であることを特徴とする請求項2ないし6のいずれか1項に記載の固液分離装置。
- 前記凝集槽に、その内部の凝集処理水を旋回させる撹拌装置が設けられており、
該旋回方向は、該第1の縦バッフルが凝集処理水を前記通液路に導く方向と逆方向であることを特徴とする請求項2ないし7のいずれか1項に記載の固液分離装置。 - 前記沈殿槽には、その内部に進入した凝集処理水を旋回する方向に助勢するための旋回補助装置が設けられており、
該旋回補助装置は、該第2の縦バッフルの下端よりも下位に配置された旋回部を有することを特徴とする請求項2ないし8のいずれか1項に記載の固液分離装置。 - 前記旋回補助装置は、前記沈殿槽の軸心部を上下方向に延在する回転軸と、該回転軸の下部から放射方向に延在された、前記旋回部としての複数の回転アームとを有することを特徴とする請求項9に記載の固液分離装置。
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