JP3409036B2 - 強制循環式分離装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、コロイド状物質
や微細な粒子などの懸濁状物質を含有する被処理水を固
液分離するための装置に関し、特に被処理水に凝集剤を
混和させた混和液を凝集させ、これを凝集フロック（凝
集汚泥）と清澄水とに分離する強制循環式分離装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】排水中の懸濁物質や凝集フロックを除去
する場合、通常は沈殿池等で重力沈殿させるが、これで
は広い敷地や長い滞留時間が必要であり、また、微細な
懸濁物質が除去しきれずに流出してしまうこともあっ
た。さらに、凝集沈殿処理では混和槽，フロック形成
槽，沈殿分離槽を別途設けなければならず、より広大な
敷地を要するばかりでなく、運転管理が煩雑になるとい
う問題点もあった。

【０００３】そこで、本発明者らは、別途独立した凝集
槽（凝集フロック形成槽）や広大な沈殿池を設けること
なく凝集および固液分離を一つの槽で行う凝集分離装置
をすでに提供している。図１１は、その凝集分離装置の
概要を従来例として示す概略断面図である。

【０００４】図１１において、１は円形状タンクからな
る固液分離槽、２はその固液分離槽１の下部に接続され
た原水導入手段であり、この原水導入手段２はコロイド
状物質や懸濁物質を含有する被処理水と凝集剤とが混和
した混和液を固液分離槽１内に導入するものである。３
は固液分離槽１内に配置され複数の通水孔を有する多孔
部材であり、この多孔部材３は固液分離槽１の槽内を下
部凝集域４と上部分離域５とに区画形成している。６は
前記下部凝集域４に配置された軸流タイプの撹拌翼であ
り、この撹拌翼６は、固液分離槽１内に導入した原水を
撹拌する循環流形成手段となるもので、モータ７によっ
て回転駆動されるようになっている。８は前記下部凝集
域４の内壁面に設けられた縦方向の案内板（邪魔板）で
あり、この案内板８は、前記撹拌翼６による原水撹拌で
前記下部凝集域４に発生する周方向の旋回流を上向流に
変換するものである。９は固液分離槽１の上部に接続さ
れ上部分離域５から処理水を導出する処理水導出手段で
ある。

【０００５】次に動作について説明する。固液分離槽１
内に原水導入手段２から導入された混和液は、固液分離
槽１の下部凝集域４において撹拌翼６で撹拌される。そ
の撹拌により、前記下部凝集域４では、案内板８によっ
て上下方向の循環流が発生して混和液に含まれたコロイ
ド物質や懸濁物質が凝集して凝集フロック群が形成され
ると共に、多孔部材３の直下部では水平方向の循環流が
発生する。その循環流は、混和液中に形成された前記コ
ロイド物質や懸濁物質からなる凝集フロック群に水平方
向の慣性力を与え、その慣性力によって前記凝集フロッ
ク群が分離され、かつ多孔部材３を通過した凝集フロッ
クが分離した処理水は上部分離域５に移流して処理水導
出手段９から導出される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来の凝集分離装置は
以上のように構成されているので、撹拌翼６の回転や邪
魔板８の作用等によって混和液を流動循環させる固液分
離槽１の下部凝集域４では、案内板を設けても撹拌翼に
より生じる周方向の旋回流の影響を防ぐことができない
ため、良好な循環流を形成することができず、これによ
り、多孔部材３下面付近で安定した向心流や下降流を得
ることが難しくなり、凝集フロック群の慣性力による分
離に支障をきたした。また、凝集フロック群のスラリー
としての濃度変化による密度流（詳細については後述す
る）が発生したり、撹拌翼６の回転で生じる水平方向の
旋回流と上下方向の循環流との干渉による極めて複雑な
流れが発生するという問題があった。特に多孔部材３の
直下部である下部凝集域４の上部では密度流が発生し易
くなり、その流れはより複雑になる。そのため、凝集フ
ロック群の慣性力による分離に大切な水平方向の流れ
（向心流）を乱す原因となっていた。

【０００７】従って、凝集フロックの慣性力分離に重要
な多孔部材３の直下部では、水平方向の流れ（向心流）
と撹拌翼６の回転により形成される中心部の引き込み流
（下降流）が乱れ、十分な分離作用が得られずに固液分
離効率が悪化するという問題があった。また、生成され
た凝集フロック群の性状によっては、下部凝集域４にお
ける凝集フロック群の流動域が限られてしまい、下部凝
集域４全体を効率よく凝集反応および分離操作に利用で
きないという問題が生じた。

【０００８】ここで、下部凝集域４の上部に形成される
粒子界面について述べると、下部凝集域４を凝集フロッ
ク群を形成しながら循環する混和液は、通常、多孔部材
３の付近で循環流の流速と粒子（凝集フロック）群の沈
降速度のつり合いにより粒子（フロック）界面を形成す
るが、混和液中に形成される粒子（凝集フロック）の性
状によっては、多孔部材３付近ではないところ（より下
方であったり、より上方であったり）に粒子界面が形成
されるため、下記の問題点があった。 多孔部材３よりも上方に粒子界面が形成されると、固
液分離に支障をきたし凝集フロックなどが処理水と共に
流出してしまい、処理水の水質が悪化する。 多孔部材３よりもかなり下方に粒子界面が形成される
と、上記のような問題は生じないが、特に凝集剤を用
いて処理する場合、下部凝集域４での凝集反応が行われ
るスペース（有効容積）が縮小してしまい十分な凝集フ
ロック形成が行われない。 以上のような事態を回避・防止するためには、混和液
の性状や粒子界面の位置に応じて、流入水量，凝集剤の
添加量，撹拌強度などを調整しなければならず、運転調
整が煩雑になっていた。

【０００９】次に、凝集フロック群のスラリーとしての
濃度変化による密度流の発生について説明すると、下部
凝集域４に形成される循環流の粒子（凝集フロック）濃
度に応じて、前述したように、粒子（フロック）界面が
形成されるが、この界面より上方では粒子濃度が極端に
低くなる（清澄）。そのため、この急激な粒子濃度の変
化に抗すように、下部凝集域４に形成される循環流以外
に粒子濃度差に起因する流れが発生する。このような流
れをいわゆる密度流といい、この密度流は、下部凝集域
４に形成される粒子界面や良好な循環流を乱すことにな
るが、この密度流は運転調整等で解消することができな
いため、良好で安定した慣性力による固液分離を行うこ
とができないという課題があった。

【００１０】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたもので、下部循環域（下部凝集域）内にお
ける被処理水（混和液）の上下方向の流れを明確に区分
して安定して形成することができ、密度流などの乱流の
影響を軽減し、下部循環域内全体にわたってスムーズな
循環流を得ることができる強制循環式分離装置を提供す
ることを目的とする。

【００１１】また、この発明は、下部循環域と上部清澄
域とを区分する多孔部材の付近において、被処理水の水
平方向の向心流と内筒内を下降する下向流を効率的に安
定して形成させることができ、これにより、被処理水か
らこれに含まれるコロイド状物質や懸濁状物質を短時間
で効率的に分離することができて良質の清澄水を得るこ
とができる強制循環式分離装置を提供することを目的と
する。

【００１２】さらに、この発明は、被処理水の性状にか
かわらず粒子界面を多孔部材下面付近の一定位置に制御
することができ、これにより、下部循環域全体を上下に
わたって有効に利用することができる強制循環式分離装
置を提供することを目的とする。

【００１３】さらに、この発明は、被処理水と凝集剤と
が混和する混和液であっても、これを下部凝集域に導入
するだけで、下部凝集域全体において、コロイド状物質
や懸濁状物質を積極的に効率よく凝集させることがで
き、沈降速度の大きな凝集フロック群を形成させること
ができる強制循環式分離装置を得ることを目的とする。

【００１４】さらに、この発明は、電気代などのランニ
ングコストを低減でき、かつ、維持管理などの作業を大
幅に軽減できる強制循環式分離装置を提供することを目
的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明に係
る強制循環式分離装置は、被処理水を導入する原水導入
手段を備えた下部循環域と、該下部循環域に連通し、処
理水を導出する処理水導出手段を備えた上部清澄域とを
設けると共に、前記下部循環域と上部清澄域との間に多
孔部材を設け、前記下部循環域内には両端開口の内筒を
設け、該内筒内には、内筒内に下降流を形成させて下部
循環域内に循環流を形成する循環流形成手段を設けたこ
とを特徴とする。

【００１６】請求項２記載の発明に係る強制循環式分離
装置の原水導入手段は、内筒内に位置する開口部を備え
ていることを特徴とする。

【００１７】請求項３記載の発明に係る強制循環式分離
装置は、下部循環域の内壁面に、下部循環域内壁と内筒
外壁との間に形成される上昇流を整流するための２枚以
上の案内板を設けたことを特徴とする。

【００１８】請求項４記載の発明に係る強制循環式分離
装置は、被処理水と凝集剤とが混和した混和液を導入す
る混和液導入手段を備える下部凝集域と、該下部凝集域
に連通し、かつ処理水を導出する処理水導出手段を備え
た上部清澄域とを設けると共に、前記下部循環域と上部
清澄域との間に多孔部材を設け、前記下部凝集域内には
両端開口の内筒を設け、該内筒内には、内筒内に下降流
を形成させて下部循環域内に循環流を形成する循環流形
成手段を設けたことを特徴とする。

【００１９】請求項５記載の発明に係る強制循環式分離
装置は、請求項４の発明における混和液導入手段が、内
筒内に位置する開口部を備えているものである。

【００２０】請求項６記載の発明に係る強制循環式分離
装置は、請求項４または請求項５の発明における下部凝
集域の内壁面に、下部凝集域内壁と内筒内壁との間に形
成される上昇流を整流するための２枚以上の案内板を設
けたものである。

【００２１】請求項７記載の発明に係る強制循環式分離
装置は、請求項１から請求項６のいずれかの発明におけ
る循環流形成手段が、一枚または二枚以上の撹拌羽根を
備えた軸流型撹拌翼または水流を噴射する噴流装置から
成るものである。

【００２２】請求項８記載の発明に係る強制循環式分離
装置は、請求項１から請求項６のいずれかの発明におけ
る内筒の内壁面に、循環流形成手段により形成される流
動を整流するための２枚以上の整流板を設けたものであ
る。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の一形態を
説明する。 実施の形態１．図１（ａ）はこの発明の実施の形態１に
よる固液分離槽を示す概略断面図、図１（ｂ）は図１
（ａ）の平面図、図１（ｃ）は図１（ａ）の運転状態を
示す概略断面図であり、図１１と同一構成部分には同一
符号を付して重複説明を省略する。図１において、１１
は固液分離槽１内の下部循環域４に配置された内筒であ
り、この内筒１１は上下両端が開口した円筒状のドラフ
トチューブからなり、固液分離槽１の内底部および多孔
部材３と間隔を存して配置され、その内筒１１内に撹拌
翼（循環流形成手段）６が配置されている。従って、前
記内筒１１は撹拌翼６を回転許容状態に取り囲んでい
る。

【００２４】このように、前記下部循環域４に内筒１１
を配置することで、撹拌翼６の回転時において、前記内
筒１１内は下向流路１２となり、その内筒１１と下部循
環域４の内周壁面との間には上向流路１３が形成される
ようになっている。そして、この実施の形態１では、固
液分離槽１における下部循環域４の上部に原水導入手段
２が接続され、また、下部循環域４の内周壁面には、該
内周壁面と前記内筒１１の外周壁面との間の前記上向流
路１３を上昇する上昇流を整流ための２枚の案内板８が
対称位置に設けられている。

【００２５】以上のように構成した実施の形態１による
強制循環式分離装置において、内筒１１内の下向流速
と、内筒１１の下端面と下部循環域４の底面（固液分離
槽１の槽内底面）との間で上向流路１３に向かう略水平
方向の流速と、内筒１１の外周面と固液分離槽１の内周
面との間（上向流路１３）での上昇流速は、略同等の流
速とした方が下部循環域４内での流動状態を円滑にする
ことができ、多孔部材３下面付近での慣性力分離にも有
効である。とくに混和液を導入して凝集フロックを形成
させる場合には、凝集反応を効率的に安定して行うこと
ができる。

【００２６】そこで、内筒１１の断面積（下向流路１２
の断面積）＝Ｓ_１、固液分離槽１の内周面と内筒１１の
外周面との間に形成される上向流路１３の断面積＝
Ｓ_２、内筒１１の下端面と下部循環域４の底面（固液分
離槽１の内底面）との間に形成される空間の周面積
（「内筒１１の周長」と「内筒１１下端面と下部循環域
４底面との距離」とを乗じた値）＝Ｓ_３とした時、Ｓ_１
とＳ_２とＳ_３は概ね同じ断面積に設定することが望まし
い。なお、それらの断面積が極端に異なる面積でなけれ
ば、これに限るものではない。

【００２７】一方、多孔部材３の下面と内筒１１の上端
面との間隔は、極端に短いと上向流が多孔部材３に激し
く衝突して固液分離に支障をきたすので、ある程度の余
裕を持たせることとする。その間隔の目安としては、多
孔部材３の下面と内筒１１の上端面との間での流速を下
部循環域４内の平均的な流速よりも緩やかな流速とする
ために、下部循環域４の底面と内筒１１の下端面との間
隔よりも長くすることが望ましいが、これに限るもので
はない。

【００２８】次に動作について説明する。固液分離槽１
内に原水導入手段２からコロイド状物質および／または
懸濁状物質を含有する被処理水（被処理水と凝集剤とが
混和した混和液）を導入充満させた状態において、撹拌
翼６を回転駆動すると、内筒１１の上端開口から該内筒
１１内を通って下端に向かう被処理水（混和液）の下降
流が発生する。そして、内筒１１の下端に達した被処理
水は、内筒１１の下端と下部循環域４の底部との間で水
平方向の流れ（放射流）に転じた後、下部循環域４の内
周壁面と内筒１１の外周壁面との間に形成されるスペー
ス（上向流路）１３に移流して上昇する。

【００２９】ここで、上述のように前記内筒１１の下端
から放射流に転じた被処理水は、下部循環域４の内周壁
面と内筒１１の外周壁面との間で垂直方向の上昇流にな
り、案内板８によって整流される。そして、下部循環域
４の上部に達した被処理水は、内筒１１内に形成される
下降流の影響を受け、内筒１１上端と多孔部材３との間
で水平方向の流れ（向心流）に転じ、内筒１１内に移流
して下降する。

【００３０】この時、図１（ｃ）に示すように内筒１１
の上端付近から多孔部材３の付近には、粒子（フロッ
ク）の沈降速度と循環流の流速とにより粒子界面が形成
される。そして、被処理水（混和液）は、多孔部材３の
付近において、下部循環域４に流入する被処理水量と同
量の清澄水が多孔部材３の通水孔を通過して上部清澄域
５に上昇し、一方粒子（フロック）群は水平方向の向心
流や内筒１１内を下向する下向流の影響を受け循環流と
共に内筒１１内を下降し、固（粒子群）−液（清澄水）
分離される。粒子（フロック）群が分離し、多孔部材３
の通水孔を通過して上部清澄域５を上昇する清澄水は処
理水として処理水導出手段９から系外に排出される。

【００３１】以上説明した実施の形態１によれば、固液
分離槽１内の下部循環域４において、撹拌翼６を取り囲
むように上下両端が開口した内筒１１を配置する構成と
したので、粒子界面を内筒１１の上端付近から多孔部材
３の付近の適切な位置に制御することができ、このた
め、下部循環域４全体を固液分離に有効利用できると共
に、被処理水の性状にかかわらず粒子界面を一定にする
ことができるという効果がある。とくに混和液を導入し
た場合には、下部循環域４内を凝集反応スペースとして
最大限に利用することができる。

【００３２】また、上述のように内筒１１を設けたこと
によって、該内筒１１内で下降流を、内筒１１の下端と
下部循環域４の底部との間では水平方向の放射流を、下
部循環域４の内周壁面と内筒１１の外周壁面との間では
上向流を、内筒１１の上端と多孔部材３との間では水平
方向の向心流をそれぞれ明確に区分でき、安定した循環
流を形成することができるため、多孔部材３の下面付近
で慣性力による固液分離を効率よく的確に行うことがで
きるという効果がある。

【００３３】すなわち、内筒１１によって、該内筒１１
内の下降流と、内筒１１下端からの放射流と、固液分離
槽１と内筒１１との間の上昇流と、内筒１１上端と多孔
部材３との間の向心流とが明確に区分された強制循環流
を得ることができ、このため、特に下部循環域４の多孔
部材３付近では、乱れが少ない向心流となって内筒１１
内にスムーズに吸い込まれる。従って、多孔部材３の下
面付近では、粒子（フロック）群が、水平方向の向心流
や内筒１１内に吸い込まれる流動である下降流の影響を
強く受けることとなり、このため、効率よく安定して慣
性力による固液分離を行うことができる。

【００３４】実施の形態２．図２（ａ）はこの発明の実
施の形態２による固液分離槽を示す概略断面図、図２
（ｂ）は図２（ａ）の平面図であり、図１（ａ），
（ｂ），（ｃ）と同一構成部分には同一符号を付して重
複説明を省略する。図２において、２０はコロイド状物
質および／または懸濁状物質を含有する被処理水または
被処理水と凝集剤が混和する混和液を内筒１１内に導入
させるための原水導入手段である。従って、この原水導
入手段２０は内筒１１内に位置する開口部を有するもの
である。

【００３５】１４は固液分離槽１の槽内下部からスラッ
ジを取り出すためのスラッジ取出手段、１５は固液分離
槽１の槽底隅角部の全周に設けた沈積防止板（フロック
沈積防止手段）である。この沈積防止板１５は、内筒１
１の下端から放射流に転じた被処理水を固液分離槽１の
内周面に沿った上昇流にスムーズに誘導すると共に、そ
の被処理水に含まれたフロック粒子が固液分離槽１の槽
底隅角部に沈積するのを防止する。かかる沈積防止板１
５は、図示のようにテーパ状に形成されたものに限ら
ず、断面凹曲面状に形成されたものであってもよい。な
お、この実施の形態２において、案内板８は図２（ｂ）
に示すように、下部循環域４の内壁面に９０度角の間隔
で４枚が設けられている。

【００３６】以上のように、この実施の形態２では、原
水導入手段２の先端を内筒１１内に開口させたので、被
処理水もしくは混和液を内筒１１内および下部循環域４
内に確実に導入させることができ、このため、被処理水
もしくは混和液が上部清澄域５と短絡または十分に凝集
フロックが形成されないまま上部清澄域５に流出してし
まうのを防止できるという効果がある。また、固液分離
槽１の槽底隅角部に沈積防止板１５を設けたので、内筒
１１の下端から放射流に転じた被処理水を上向流路１３
に向ってスムーズに移流させることができる。このた
め、固液分離槽１の槽底隅角部において、被処理水の乱
流が発生したり、凝集フロックが沈積するようなことが
なく、下部循環域４全体にわたってスムーズな循環流を
形成・維持することができ、多孔部材３付近での慣性力
による粒子（フロック）群の分離にも有効である。さら
には、４枚の案内板８によって、下部循環域４の内周壁
面と内筒１１の外周壁面との間で上昇流をスムーズに効
率よく発生させることができる。

【００３７】実施の形態３．図３はこの発明の実施の形
態３による固液分離装置を示す概略断面図であり、図
１，２と同一構成部分には同一符号を付して重複説明を
省略する。この実施の形態３では、図２に示す案内板８
を取り除いた構成としたものである。この場合であって
も、内筒１１によって、該内筒１１内の下降流と、下部
循環域４底部での放射流と、固液分離槽１と内筒１１と
の間の上昇流と、内筒１１上端と多孔部材３との間の向
心流とが明確に区分された一連の強制循環流が形成され
ることに変わりはなく、このため、上記実施の形態１の
場合と同様に、下部循環域４全体にわたってスムーズな
循環流を形成・維持することができ、多孔部材３付近で
の慣性力による粒子（フロック）群の分離にも有効であ
る。

【００３８】実施の形態４．図４はこの発明の実施の形
態４による固液分離槽を示す概略断面図であり、図１か
ら図３と同一構成部分には同一符号を付して重複説明を
省略する。図４において、１６は内筒１１内の内周壁面
に設けられて撹拌翼６の上方に位置する複数（図では９
０度間隔の４枚）の整流板である。この整流板１６は、
内筒１１内で攪拌翼６の回転により生じる略水平方向の
旋回流を垂直方向の流れに整流するもので、その上端は
内筒１１の上端よりも下方に、かつ、下端は撹拌翼６の
上部近傍に位置するように設置されている。なお、前記
整流板１６の水平方向および垂直方向の長さや設置位置
は任意であり、撹拌状況や処理状況に応じて適宜変化さ
せればよい。

【００３９】このように内筒１１内に整流板１６を設け
ることにより、撹拌翼６の回転駆動により生じる周方向
の旋回流を垂直方向の流れに変換することができ、内筒
１１内には垂直方向の下降流をスムーズに効率よく形成
できると共に、下部循環域４の内周壁面と内筒１１の外
周壁面との間では案内板８によって垂直方向の上昇流を
スムーズに効率よく形成でき、従って、下部循環域４で
は理想的な強制循環流をいっそう効率よく形成できると
いう効果がある。

【００４０】実施の形態５．図５はこの発明の実施の形
態５による固液分離槽を示す概略断面図であり、図１か
ら図４と同一構成部分には同一符号を付して重複説明を
省略する。上記実施の形態４では、固液分離槽１内周の
案内板８と内筒１１内の整流板１６とを併用する構成と
したが、この実施の形態５では、前記案内板８を取り除
いた構成としたものである。この場合であっても、整流
板１６によって、撹拌翼６の回転により生じる周方向の
旋回流を垂直流に変換できるため、内筒１１内では垂直
方向の下降流がスムーズに効率よく形成されることに変
わりなく、従って、前記案内板８による作用効果以外
は、上記実施の形態４の場合と同様の作用効果が得られ
る。

【００４１】変形例．図６から図９は上記実施の形態１
〜５による固液分離槽の変形例を示す概略断面図であ
り、上記実施の形態１（図１）から実施の形態５（図
５）では、固液分離槽１として円形状のタンクを適用し
たが、この変形例では、その固液分離槽１を角筒状のタ
ンク構成とし、この固液分離槽１の槽底内角隅部にそれ
ぞれ沈積防止板１５ａを設けたもので、その他の構成
は、図６が図３と同一で、図７が図２と、図８が図５
と、図９が図４とそれぞれ同一であり、それらの同一構
成部分には同一符号を付して説明を省略する。このよう
に、固液分離槽１を角筒状のタンク構成とした場合であ
っても、上記実施の形態１から５の場合と同様の同様の
作用効果が得られる。

【００４２】実施の形態７．なお、上記各実施の形態お
よび変形例で適用した撹拌翼（循環流形成手段）６とし
ては、基本的に、内筒１１内に下降流を形成させる１枚
または二枚以上の撹拌羽根を備えた軸流型撹拌翼が望ま
しいが、水流を噴射する噴射装置（例えばサーキュレー
タ（図示せず））などを用いて内筒１１内で下向きに噴
射させてよい。特に被処理水中に含まれる懸濁物質（粒
子，フロック）や下部凝集域４内で形成される凝集フロ
ックを破壊してしまうような高強度の撹拌装置でない限
り、内筒１１で下向きに水流を形成できるものであれ
ば、これに限るものではない。また、図１０に示すよう
に内筒１１は、全長同径のストレートチューブに限ら
ず、多孔部材３の下面付近で下向流をより形成させ易い
ような上端開口側が漸次小径となるテーパチューブであ
ってもよく、要する上下両端が開口し下向流を形成でき
るチューブであればよい。

【００４３】また、被処理水を下部循環域４に導入した
場合に、被処理水の性状や要求される処理水質などに応
じて、下部循環域４内（内筒１１内が有効）に凝集剤を
添加してもよい。これにより、混和液を導入した場合と
同様の作用効果を得ることができ、より効率的安定して
固液分離することができる。また、上記の場合でも混和
液を導入した場合でも、さらに効率よく安定して短時間
で固液分離するには、下部循環域（下部凝集域）４内
（内筒１１内が有効）へ、より大きな凝集フロックを形
成させるため、高分子系の凝集助剤を添加してもよい
し、形成される凝集フロックを沈降させ易いように重量
化するため、細砂などの微細無機物質を重量材として添
加してもよい。

【００４４】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、下部循環域において、循環形成手段を取り囲む両端
開口の内筒を設けたことにより、次のような優れた効果
が得られる。 １．下部循環域における主に上下方向の流れを明確に区
分し安定して形成させることができ、多孔部材付近に形
成される粒子界面を乱す密度流の影響を軽減できるた
め、下部循環域全体にわたてスムーズな循環流および粒
子界面を形成することができる。 ２．下部循環域全体でスムーズな循環流を得ることがで
きるため、多孔部材付近で水平方向の流れ（向心流）と
内筒へ向かう流れ（下向流）が効率的に安定して形成さ
れ、このため、粒子（フロック）群に対して水平方向や
下方向の慣性力を与えることができ、これにより、粒子
（フロック）群を被処理水から短時間で効率的に分離で
きる。 ３．微細粒子（フロック）群も短時間で効率的に分離で
きるため、良好な水質の清澄水を安定して得ることがで
きる。また、被処理水に凝集剤の他に細砂などの重力材
を添加することにより、より効率的な固液分離を行うこ
とができる。 ４．また、この発明にかかる強制循環式分離装置では慣
性力による固液分離を効率的に安定して行うことができ
るので、広い敷地を要する沈殿池などが不要になるばか
りか装置全体をコンパクト化でき、建設コスト等を低減
できる。 ５．さらに、この発明にかかる強制循環式分離装置は、
駆動する機械類が少ないため、電気代などのランニング
コストを低減できると共に、維持管理などの作業を大幅
に軽減できる。 ６．下部循環域内に内筒を設けたことで、粒子界面を内
筒上端付近の適切な位置に制御することができ、このた
め、被処理水の性状にかかわらず粒子界面の位置を一定
にすることができ、また、垂直方向および水平方向の流
れを明確に区分できるため、下部循環域内を上下にわた
ってスムーズな循環流を形成・維持することができる。 ７．下部循環域内でスムーズな循環流を得ることができ
るため、凝集剤が混和する混和液を下部凝集域に導入し
た場合、凝集フロック群を形成させる凝集反応を下部凝
集域全体で効率よく行うことができる。 ８．そのため、被処理水の水量や水質が変動しても、重
力沈殿などによる分離に委ねず慣性力を積極的に利用し
て固液分離するため、十分に安定して良好な水質の清澄
水を得ることができる。 ９．また、通常の凝集沈殿処理では凝集沈殿池で重力沈
降させるために沈降速度の大きい凝集フロックを形成さ
せることが必須であったが、本発明にかかる強制循環式
分離装置では、上述のように慣性力を利用して固液分離
するため、沈降速度の大きな凝集フロックを形成させる
ことを必須としないばかりか、凝集剤を添加せずにコロ
イド状物質や懸濁状物質を分離することも可能である。

【００４５】なお、慣性力分離に有効な循環流を十分に
形成できず、粒子界面の形成位置を制御し難い従来（本
出願人の先願である図１１）の凝集分離装置と比較した
ところ、とくに混和液の流入量を従来の２倍で処理して
も、下部凝集域での滞留時間については、従来の３〜４
ｍｉｎに対して本発明にかかる装置では１．５〜３ｍｉ
ｎとなり、水質性状の指標である処理水濁度についは、
従来の３〜６ｐｐｍに対して本発明では１〜３ｐｐｍと
なり、明確な効果を得ることができた。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１（ａ）はこの発明の実施の形態１による固
液分離槽を示す概略断面図、図１（ｂ）は図１（ａ）の
平面図、図１（ｃ）は図１（ａ）の運転状態を示す概略
断面図である。

【図２】図２（ａ）はこの発明の実施の形態２による固
液分離槽を示す概略断面図、図２（ｂ）は図２（ａ）の
平面図である。

【図３】図３（ａ）はこの発明の実施の形態３による固
液分離槽を示す概略断面図、図３（ｂ）は図３（ａ）の
平面図である。

【図４】図４（ａ）はこの発明の実施の形態４による固
液分離槽を示す概略断面図、図４（ｂ）は図４（ａ）の
平面図である。

【図５】図５（ａ）はこの発明の実施の形態５による固
液分離槽を示す概略断面図、図５（ｂ）は図５（ａ）の
平面図である。

【図６】図６（ａ）はこの発明の各実施の形態による固
液分離装置の変形例を示す概略断面図、図６（ｂ）は図
６（ａ）の平面図である。

【図７】図７（ａ）はこの発明の各実施の形態による固
液分離装置の変形例を示す概略断面図、図７（ｂ）は図
７（ａ）の平面図である。

【図８】図８（ａ）はこの発明の各実施の形態による固
液分離装置の変形例を示す概略断面図、図８（ｂ）は図
８（ａ）の平面図である。

【図９】図９（ａ）はこの発明の各実施の形態による固
液分離装置の変形例を示す概略断面図、図９（ｂ）は図
９（ａ）の平面図である。

【図１０】図１０（ａ）はこの発明の各実施の形態によ
る固液分離装置に適用する内筒の変形例を示す平面図、
図１０（ｂ）は図１０（ａ）の側面図である。

【図１１】従来例に係る凝集分離装置の概略断面図であ
る。

【符号の説明】

１ 固液分離槽 ２ 原水導入手段 ３ 多孔部材 ４ 下部循環域（下部凝集域） ５ 上部清澄域 ６ 撹拌翼（循環流形成手段） ８ 案内板 ９ 処理水導出手段 １１ 内筒 １２ 下向流路 １３ 上向流路 １４ スラッジ取出手段 １５ 沈積防止手段 １６ 整流板（整流手段） ２０ 原水導入手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 広田 薫 東京都港区芝浦三丁目６番18号 株式会 社西原環境衛生研究所内 (56)参考文献 特開 昭51−142161（ＪＰ，Ａ) 特開 昭49−3460（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−71470（ＪＰ，Ａ) 特公 昭51−40027（ＪＰ，Ｂ１) 特公 昭48−23579（ＪＰ，Ｂ１) 実公 昭49−17340（ＪＰ，Ｙ１) 実公 昭51−47630（ＪＰ，Ｙ１) 実公 昭31−18748（ＪＰ，Ｙ１) 実公 昭56−37767（ＪＰ，Ｙ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B01D 21/00 - 21/34

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コロイド状物質および／または懸濁状物
   質を含有する被処理水を導入する原水導入手段が設けら
   れた下部循環域と、 該下部循環域に連通すると共に、処理水を導出する処理
   水導出手段が設けられた上部清澄域と、 複数の通水孔を有すると共に、下部循環域と上部清澄域
   との間に設けられた多孔部材と、 下部循環域内に設けられた両端が開口する内筒と、該内筒内に設けられ、内筒内に下降流を形成させて下部
   循環域内に循環流を形成する循環流形成手段と を備えた
   ことを特徴とする強制循環式分離装置。
2. 【請求項２】 原水導入手段は、内筒内に位置する開口
   部を備えていることを特徴とする請求項１記載の強制循
   環式分離装置。
3. 【請求項３】 下部循環域の内壁面には、下部循環域内
   壁と内筒外壁との間に形成される上昇流を整流する２枚
   以上の案内板が設けられていることを特徴とする請求項
   １または請求項２記載の強制循環式分離装置。
4. 【請求項４】 コロイド状物質および／または懸濁状物
   質を含有する被処理水と凝集剤とが混和する混和液を導
   入する混和液導入手段が設けられた下部凝集域と、 該下部凝集域に連通すると共に、処理水を導出する処理
   水導出手段が設けられた上部清澄域と、 複数の通水孔を有すると共に、下部凝集域と上部清澄域
   との間に設けられた多孔部材と、 下部凝集域内に設けられた両端が開口する内筒と、該内筒内に設けられ、内筒内に下降流を形成させて下部
   循環域内に循環流を形成する循環流形成手段と を備えた
   ことを特徴とする強制循環式分離装置。
5. 【請求項５】 混和液導入手段は、内筒内に位置する開
   口部を備えていることを特徴とする請求項４記載の強制
   循環式分離装置。
6. 【請求項６】 下部凝集域の内壁面には、下部凝集域内
   壁と内筒内壁との間に形成される上昇流を整流する２枚
   以上の案内板が設けられていることを特徴とする請求項
   ４または請求項５記載の強制循環式分離装置。
7. 【請求項７】 循環流形成手段は、一枚または二枚以上
   の撹拌羽根を備えた軸流型撹拌翼または水流を噴射する
   噴流装置であることを特徴とする請求項１から請求項６
   のうちのいずれか１項記載の強制循環式分離装置。
8. 【請求項８】 内筒の内壁面には、循環流形成手段によ
   り形成される流動を整流する２枚以上の整流板が設けら
   れていることを特徴とする請求項１から請求項７のうち
   のいずれか１項記載の強制循環式分離装置。