JP3387696B2 - Suspension clarification equipment - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】本発明は、懸濁液の清澄化装置に
係り、特に海底の土砂の浚渫に際する大量の汚濁水、河
川の濁質、各種排水の濁質などの各種懸濁液の清澄化処
理を効果的に行なうための清澄化装置に関するものであ
る。 【０００２】 【従来の技術】海底の土砂を浚渫し、この土砂を用いて
埋め立て地を建設する場合、埋め立て地から微細な粘土
系懸濁粒子を数１００〜数１０００ｍｇ／リットル含ん
だ大量の汚濁水（余水）が発生する。余水をそのまま海
域に放出すると水質汚染を招くので除濁処理を行なう必
要がある。従来、このような除濁処理は古典的な凝集沈
殿装置により行っていた。すなわち、被処理懸濁液（以
下、原水という）に無機凝集剤として硫酸アルミニウム
またはポリ塩化アルミニウム（ＰＡＣ）を添加しさらに
高分子凝集剤を添加してフロック形成し沈降分離すると
いう方法である。しかし、この従来法は次の問題点があ
った。 【０００３】（１）一般的には沈降分離速度が大きくな
く、装置設置面積が大きくなる。 （２）技術者の熟練による高度なノーハウに基づいて設
計しないと、沈殿装置内で原水分配の不均一さ、密度流
などに起因して偏流が発生し、フロックがキャリオーバ
しやすい。また、下水処理において、浮上ろ材の充填層
に下水を上向流で通水し、下水の懸濁質を除去する装置
も知られているが、充填層の懸濁質捕捉量が限界に達し
た場合、ろ材を洗浄するために原水の供給を止め、ブロ
ワによってろ材を空気洗浄しなければならないという煩
雑さがあった。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来技術の
問題点を解消し、沈降分離速度が大きく、ろ材洗浄時に
原水供給を停止する必要がなく、空気洗浄の必要もない
連続処理可能な懸濁液清澄化装置を提供することを課題
とする。 【０００５】 【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明では、懸濁液を、浮上性の中空円筒形充填材
を充填した充填層の下端から上向流で流通させ、充填層
上部から清澄処理水を流出させる清澄化装置において、
該充填層内部に水平方向に回転して前記充填層を攪乱す
る水平な単段又は多段の回転翼を有する機械的回転部材
を設け、該機械的回転部材を、懸濁液を流入させながら
回転速度を０．１〜９ｒｐｍに回転させる回転手段を有
すると共に、前記中空円筒形充填材が、ポリプロピレン
製で粒径が１０〜２５ｍｍであることとしたものであ
る。前記において、原水の懸濁液には凝集剤を添加して
おくのがよい。凝集剤としては除濁効果のある任意の凝
集剤を用いることができる。例えば、ノニオン系、アニ
オン系、カチオン系、両性の各種高分子凝集剤を使用で
きる。また高分子凝集剤とＰＡＣ、硫酸アルミニウム、
ポリ鉄、塩化第２鉄などの無機凝集剤の併用も可能であ
る。 【０００６】上記のように、本発明は、浮上性の中空円
筒形充填材を充填した充填層に、上向流で原水を供給し
ながら、充填層内設けた水平方向に回転翼を配備し、鉛
直の回転軸を有する回転部材を連続もしくは間欠的に緩
速回転させると、ろ材が動揺し捕捉されていた懸濁粒子
が落下するため原水の清澄化処理を行ないつつろ材を洗
浄することが可能になることを見出してなされたもので
ある。即ち、この中空円筒形充填材は各々微小沈殿物を
形成しているが、回転してろ材を動揺させると、ほとん
どの捕捉懸濁物が、上向流とは関係なく層下部に落下す
る。その結果、充填層の洗浄時に原水を停止する必要が
なくなり、空気洗浄も不要になることが認められた。 【０００７】次に、本発明の清澄化装置の一例を全体構
成図で示した図１を用いて、本発明を詳細に説明する。
図１において、１は本発明の固液分離装置であり、２が
中空円筒形の浮上性充填材であり、充填材の材質は、比
重が０．９前後のポリプロピレン等の軽量プラスチック
を用いるのがよく、ろ材粒径は１０〜２５ｍｍが好適で
あるが、これ以外のものも使用できる。浮上充填層３の
高さは１．５〜２ｍ程度とする。浮上充填層３の上部は
充填材浮上流失防止のための網４が設けられている。充
填層３内には回転部材５が多段棒状の回転翼として設置
されており、モーター６により水平方向に緩速（回転数
０．１〜９ｒｐｍ以下）に回転するようになっている。
回転駆動軸７には沈殿汚泥かき寄せ機８が連接されてい
る。充填層下部は空間部９になっている。 【０００８】回転部材５の回転翼は、水平方向に設けら
れれば平板ブレード状でも棒状でもその他板状等の突出
部を有していてもよく、その突出部が交互に、又は、直
線状にどのように水平に突出していてもよい。凝集剤が
添加された原水１０を管路１１において３０秒〜１分程
度攪拌した後、浮上ろ材充填層３の下部に設けられた原
水流入部から流入させる。沈降性の良い凝集粒子は空間
部９において沈殿し装置底部に沈殿堆積する。空間部９
にて沈殿しなかった懸濁粒子は上向流に乗って充填層３
内に進入し、充填層３内の充填材の無数の中空部及び充
填材相互の間に形成される空間部に沈殿し、除去され、
清澄な処理水１２が流出する。中空円筒形の浮上ろ材の
整流効果は、極めて大きく空間部９における乱流、偏流
は充填材充填層３の下端から０．５ｍ程度の部分までで
ほぼ完全に抑止され、大きな乱れのない上向流となり、
空間部９で沈殿除去されなかった粒子は、充填層３を通
過する間に効果的に除去され、清澄化された処理水は流
出管１２から流出する。沈殿汚泥１３は排泥弁１４を開
けることによって排出される。 【０００９】 【作用】浮上充填材に捕捉された懸濁粒子は、回転部材
５の回転によって浮上充填材が動揺する際に、充填材か
ら剥がれ落下し、装置底部に沈殿汚泥として堆積する。
興味深いことに、回転部材による浮上充填材の動揺によ
って充填材から除去された懸濁粒子は、充填材への捕捉
時の粒子相互の凝集作用によって粒径が増加しているた
め、沈降性が向上しており処理水にキャリオーバするこ
とはなかった。しかも、浮上充填材への懸濁粒子捕捉量
が増加すると、充填材の比重が懸濁粒子の重量によって
１．０以上に増加し、充填材が沈降し、この間に懸濁粒
子が充填材から剥がれ落ち、再び軽くなった充填材が浮
上するという現象も見いだされた。以上の作用によって
浮上充填材の洗浄が効果的に行なわれ、充填材の洗浄時
に原水供給を止め、空気洗浄を行なうという従来技術の
欠点が解決できることが認められた。 【００１０】 【実施例】以下、本発明を実施例によって具体的に説明
するが、本発明はこれに限定されない。 実施例１ Ａ市沖の海底から浚渫した土砂を埋め立て地に流入さ
せ、埋め立て地から流出する余水（ＳＳ１２０〜４４０
０ｍｇ／リットル）を７０ｍ³ ／ｈ分取し、アニオン系
ポリアクリルアミド高分子凝集剤を０．２〜０．５ｍｇ
／リットル添加し、管路内で３０秒攪拌したのち、下記
仕様の凝集分離装置の底部に流入させた。 装置径 ・・・・・ ２．３ｍ角 断面積 ・・・・・ ５．２９ｍ² 上向流速 ・・・・・ １３．２ｍ／ｈ 【００１１】 浮上充填材 ・・・・・ ポリプロピレン製の中空円筒充填材 浮上粒径 ・・・・・ 外径２５ｍｍ、内径２２ｍｍ、長さ２５ｍｍ 浮上充填材充填高さ ・・・・・ ２．０ｍ 充填層下端から装置底までの高さ ・・・・・ １．５ｍ 充填層下部の空間部高さ ・・・・・ 装置底から１ｍ 原水流入管設置高さ ・・・・・ 装置底から０．６ｍ上で充填層下端か ら０．４ｍ下 棒状回転部材設置位置 ・・・・・ 充填層下端から５０ｃｍピッチで３段 設置 棒状回転部材長さ ・・・・・ ２．２ｍ 棒状回転部材回転数 ・・・・・ ０．５ｒｐｍ 装置底部からの排泥頻度 ・・・・・ １時間に５分 以上の条件で試験した結果、処理水ｓｓは安定して２０
ｍｇ／リットル以下であり、原水供給を止めて充填材を
空気洗浄する必要が無かった。 【００１２】 【発明の効果】本発明によれば、次のような効果を奏す
ることができた。 （１）原水の懸濁粒子を除去しながら充填材を洗浄でき
るので、充填材洗浄時に原水供給を止める必要がなく連
続処理が可能である。 （２）充填材を洗浄するのに空気洗浄を行なう必要がな
いのでブロワが不要である。 （３）固液分離速度を凝集沈殿法より大きくでき、処理
水質も良い。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for clarifying a suspension, and particularly to a large amount of polluted water, river turbidity, and the like when dredging seabed sediment. The present invention relates to a clarification device for effectively performing clarification treatment of various suspensions such as turbidity of various wastewaters. 2. Description of the Related Art When a landfill is constructed by dredging the earth and sand on the seabed and using the earth and sand, a large amount of pollutant containing several hundred to several thousand mg / liter of fine clay-based suspended particles from the landfill. Water (spill water) is generated. If spilled water is discharged into the sea as it is, it will cause water pollution. Conventionally, such a turbidity treatment has been performed by a classical coagulation sedimentation apparatus. That is, a method of adding aluminum sulfate or polyaluminum chloride (PAC) as an inorganic coagulant to a suspension to be treated (hereinafter referred to as raw water), further adding a polymer coagulant, forming flocs, and performing sedimentation separation. However, this conventional method has the following problems. (1) Generally, the sedimentation / separation speed is not high, and the installation area of the apparatus is large. (2) Unless the design is made based on advanced know-how obtained by the skill of a technician, a drift occurs due to uneven distribution of raw water, density flow, and the like in the settling apparatus, and flocs tend to carry over. In sewage treatment, there is also known an apparatus that removes suspended solids from sewage by passing sewage in an upward flow through a packed bed of floating filter media, but the amount of suspended solids trapped in the packed bed reaches its limit. In this case, the supply of raw water has to be stopped to clean the filter medium, and the filter medium has to be air-cleaned by a blower. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention solves the problems of the prior art, has a high sedimentation / separation speed, does not need to stop supply of raw water at the time of washing the filter medium, and does not require air washing. It is an object to provide a suspension clarification device that can be processed. [0005] In order to solve the above problems, according to the present invention, a suspension is circulated in an upward flow from the lower end of a packed bed filled with a buoyant hollow cylindrical filler. In the clarification device that makes the clarified water flow out from the upper part of the packed bed,
A mechanical rotating member having a horizontal single-stage or multi-stage rotary blade that horizontally rotates inside the packed bed and disturbs the packed bed is provided, and the mechanical rotating member is rotated while flowing the suspension. with a rotating means for rotating the speed 0.1～9Rpm, the hollow cylindrical filler, polypropylene
And a particle size of 10 to 25 mm. In the above, a flocculant is preferably added to the suspension of raw water. Any coagulant having a turbidity effect can be used as the coagulant. For example, various nonionic, anionic, cationic and amphoteric polymer flocculants can be used. Polymer flocculant and PAC, aluminum sulfate,
It is also possible to use an inorganic coagulant such as polyiron or ferric chloride in combination. As described above, according to the present invention, while supplying raw water in an upward flow to a packed bed filled with a floating hollow cylindrical filler, rotors are provided in a horizontal direction provided in the packed bed. When the rotating member having the vertical rotation axis is continuously or intermittently slowly rotated, the filter medium is shaken, and the suspended particles that have been trapped fall, so that the filter medium can be cleaned while performing clarification treatment of raw water. It was made after finding that it would be possible. That is, each of the hollow cylindrical fillers forms a fine sediment, but when rotated and shakes the filter medium, most of the trapped suspension falls to the bottom of the bed irrespective of the upward flow. As a result, it was recognized that it was not necessary to stop the raw water at the time of cleaning the packed bed, and that air cleaning was not required. Next, the present invention will be described in detail with reference to FIG. 1 which shows an example of the fining apparatus of the present invention in an overall configuration diagram.
In FIG. 1, 1 is a solid-liquid separation device of the present invention, 2 is a hollow cylindrical buoyant filler, and the filler is made of a lightweight plastic such as polypropylene having a specific gravity of about 0.9. It is preferable that the filter media have a particle size of 10 to 25 mm, but other media may be used. The height of the floating filling layer 3 is about 1.5 to 2 m. A net 4 is provided on the upper part of the floating filling layer 3 for preventing the floating of the filler from flowing upstream. A rotating member 5 is provided as a multi-stage rod-shaped rotating blade in the packed layer 3, and is rotated by a motor 6 in a horizontal direction at a low speed (at a rotational speed of 0.1 to 9 rpm or less).
A settling sludge scraper 8 is connected to the rotary drive shaft 7. The lower part of the filling layer is a space 9. The rotating blades of the rotating member 5 may have flat blade-like, rod-like, or other plate-like projections as long as they are provided in the horizontal direction, and the projections may be alternately or linearly formed. Any horizontal projection may be used. After the raw water 10 to which the coagulant is added is stirred in the pipe 11 for about 30 seconds to 1 minute, the raw water 10 flows into the raw water inflow section provided at the lower part of the floating filter medium packed layer 3. Agglomerated particles with good sedimentation settle in the space 9 and settle and deposit on the bottom of the apparatus. Space 9
The suspended particles that did not precipitate in
, And settles and is removed in a myriad of hollow portions of the filler in the packed bed 3 and a space formed between the fillers,
The clear treated water 12 flows out. The rectifying effect of the hollow cylindrical floating filter medium is extremely large, and turbulence and drift in the space portion 9 are almost completely suppressed from the lower end of the filler packing layer 3 to about 0.5 m, and upward flow without large turbulence. Flow
The particles that have not been settled and removed in the space 9 are effectively removed while passing through the packed bed 3, and the clarified treated water flows out of the outlet pipe 12. The settled sludge 13 is discharged by opening the drainage valve 14. The suspended particles captured by the floating filler are separated from the filler when the floating filler is shaken by the rotation of the rotating member 5, and are deposited as settled sludge on the bottom of the apparatus.
Interestingly, the suspended particles removed from the filler by the swaying of the floating filler by the rotating member have increased in particle size due to the agglomeration of the particles when trapped in the filler, improving sedimentation. It did not carry over to the treated water. Moreover, when the amount of suspended particles captured by the floating filler increases, the specific gravity of the filler increases to 1.0 or more due to the weight of the suspended particles, and the filler sinks, during which the suspended particles are removed from the filler. A phenomenon was also found in which the filler, which had peeled off and lightened again, floated. It has been recognized that the above-described operation effectively cleans the floating filler, and solves the drawbacks of the conventional technique of stopping the supply of raw water and performing air cleaning during the cleaning of the filler. Hereinafter, the present invention will be described specifically with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples. Example 1 The sediment dredged from the sea floor off the city A flows into the landfill, and the sewage (SS120-440) flows out from the landfill.
0 mg / l) was collected at 70 m ³ / h, and 0.2 to 0.5 mg of anionic polyacrylamide polymer flocculant was collected.
/ Liter was added, and the mixture was stirred in a pipe for 30 seconds, and then allowed to flow into the bottom of a coagulation / separation apparatus having the following specifications. Apparatus diameter 2.3 m square sectional area 5.29 m ² Upflow velocity 13.2 m / h Floating filler material Hollow made of polypropylene Cylindrical filling material Floating particle size ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ 25mm outside diameter, 22mm inside diameter, 25mm length Filling height of floating filling material ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ 2.0m Height from bottom of filling layer to bottom of equipment ・ ・ ・ ・ ・1.5m Height of the space below the packed bed ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ 1m from the equipment bottom Height of the raw water inflow pipe ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ 0.6m above the equipment bottom and 0.4m below the bottom of the packed bed Rod rotation Member installation position ························································································································· /// Frequency ··························································································· 処理On 20
mg / liter or less, and there was no need to stop the raw water supply and clean the filler with air. According to the present invention, the following effects can be obtained. (1) Since the filler can be washed while removing suspended particles of the raw water, it is not necessary to stop the supply of the raw water at the time of washing the filler, and continuous processing is possible. (2) No air blower is required to clean the filler, so no blower is required. (3) The solid-liquid separation speed can be made higher than that of the coagulation sedimentation method, and the quality of treated water is good.

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明の清澄化装置の一例を示す全体構成図。 【符号の説明】 １：固液分離装置、２：浮上性充填材、３：浮上充填
層、４：流失防止網、５：回転部材、６：モーター、
７：回転駆動軸、８：汚泥かき寄せ機、９：空間部、１
０：原水、１１：流入管、１２：流出管、１３：沈殿汚
泥、１４：排泥弁BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is an overall configuration diagram showing an example of a fining device of the present invention. [Explanation of Signs] 1: Solid-liquid separation device, 2: Floating packing material, 3: Floating packing layer, 4: Spill-prevention net, 5: Rotating member, 6: Motor,
7: rotary drive shaft, 8: sludge scraper, 9: space, 1
0: Raw water, 11: Inflow pipe, 12: Outflow pipe, 13: Settled sludge, 14: Sludge valve

フロントページの続き (72)発明者 島 健治 東京都大田区羽田旭町11番１号 株式会 社荏原製作所内 (72)発明者 片岡 克之 神奈川県藤沢市本藤沢４丁目２番１号 株式会社荏原総合研究所内Continuation of front page    (72) Inventor Kenji Shima               11-1 Haneda Asahicho, Ota-ku, Tokyo Stock Association               Inside the company EBARA CORPORATION (72) Inventor Katsuyuki Kataoka               4-2-1 Motofujisawa, Fujisawa City, Kanagawa Prefecture               EBARA Research Institute, Inc.

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 懸濁液を、浮上性の中空円筒形充填材を
充填した充填層の下端から上向流で流通させ、充填層上
部から清澄処理水を流出させる清澄化装置において、該
充填層内部に水平方向に回転して前記充填層を攪乱する
水平な単段又は多段の回転翼を有する機械的回転部材を
設け、該機械的回転部材を、懸濁液を流入させながら回
転速度を０．１〜９ｒｐｍに回転させる回転手段を有す
ると共に、前記中空円筒形充填材が、ポリプロピレン製
で粒径が１０〜２５ｍｍであることを特徴とする清澄化
装置。(57) [Claims 1] The suspension is allowed to flow in an upward flow from the lower end of a packed bed filled with a buoyant hollow cylindrical filler, and clarified treated water is supplied from the upper part of the packed bed. In the clarifying device for flowing out, a mechanical rotating member having a horizontal single-stage or multi-stage rotary blade that horizontally rotates inside the packed bed and disturbs the packed bed is provided, and the mechanical rotating member is suspended. It has a rotating means for rotating the rotating speed to 0.1 to 9 rpm while flowing the turbid liquid, and the hollow cylindrical filler is made of polypropylene and has a particle size of 10 to 25 mm. Clarifier.