JP3676209B2

JP3676209B2 - Coagulation sedimentation processing equipment

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Publication number: JP3676209B2
Application number: JP2000251558A
Authority: JP
Inventors: 裕明岡島; 強有田; 正美大浦
Original assignee: Nishihara Environmental Technology Co Ltd
Current assignee: Nishihara Environmental Technology Co Ltd
Priority date: 2000-08-22
Filing date: 2000-08-22
Publication date: 2005-07-27
Anticipated expiration: 2020-08-22
Also published as: JP2002058908A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、被処理液に凝集剤や凝集助剤等を添加して凝集フロックを生成し、その凝集フロックを重力沈降分離する凝集沈殿処理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
古くからの凝集沈殿法は、手法及び装置の開発や工夫、並びに凝集剤の高性能化などにより、被処理液に含まれた懸濁粒子群（コロイド粒子を含む微細粒子群）を、かなり効率よく分離できるが、その殆どは被処理液中の懸濁粒子群と凝集剤とを混和させフロックを形成し、この凝集フロックを自然重力沈降によって分離するため、処理速度（分離速度）には限度があった。
【０００３】
そこで最近は、被処理液に凝集剤を添加した混和液に、凝集助剤である高分子凝集剤や砂等の不溶性微粒物質（沈降促進材）を添加することにより、混和液に含まれた懸濁粒子群の凝集を促進させ、これによって形成されるフロックを重量化することで、該凝集フロックの沈降速度を速くして高速分離できるようにした凝集沈殿処理装置が開発されている。
【０００４】
図８は従来の高速凝集沈殿処理装置を示す概略的な断面図である。同図において、１は原水導入管、２はその原水導入管１から被処理液を導入して凝集剤と被処理液を急速に混合撹拌する急速撹拌槽、３は急速撹拌槽２内に導入された被処理液に凝集剤を添加する第１の薬注管、４は前記急速撹拌槽２内で被処理液と凝集剤との混和液を急速撹拌する撹拌翼であり、この撹拌翼４はモータ５によって回転駆動される。
【０００５】
６は前記急速撹拌槽２から混和液を移流させ、その混和液と凝集助剤と砂を急速に均一混合する注入撹拌槽、７はその注入撹拌槽６に移流する混和液に高分子凝集剤（凝集助剤）を添加する第２の薬注管、８は後述する返送汚泥から砂等の不溶性微粒物質としての沈降促進材を分離する液体サイクロンであり、この液体サイクロン８は、前記返送汚泥から分離した不溶性微粒物質を前記注入撹拌槽６内の混和液に返送添加する砂添加管８ａと、前記不溶性微粒物質を分離させた汚泥（分離汚泥）を排出する汚泥排出管８ｂとを有している。９は前記注入撹拌槽６内に配置された撹拌翼、１０はその撹拌翼９を回転駆動するモータである。
【０００６】
１１は前記注入撹拌槽６から混和液を移流させ、該混和液中の凝集性微細粒子群を凝集させて大きなフロックを形成するフロック形成槽、１２はそのフロック形成槽１１内に配置され、前記注入撹拌槽６から移流した混和液を撹拌して大きな重量フロックを形成させる撹拌翼であり、この撹拌翼１２はモータ１３で回転駆動される。
【０００７】
１４は前記フロック形成槽１１から凝集混和液を移流させて該凝集混和液を分離水と凝集汚泥とに固液分離する沈降分離槽、１５はその沈降分離槽１４の槽内上部に配置され、凝集汚泥の沈降を促進させる傾斜板（沈降促進部材）、１６は前記沈降分離槽１４の上端部に設けられた集水樋、１６ａはその集水樋１６に接続された分離水導出管、１７は前記沈降分離槽１４の槽底部に近接配置された汚泥掻寄機、１８はその汚泥掻寄機１７を回転駆動するモータ、１９は前記沈降分離槽１４の槽底部に形成された汚泥ピット１４ａと前記液体サイクロン８とに接続配管された汚泥循環路、２０はその汚泥循環路１９に設けられた汚泥循環ポンプであり、この汚泥循環ポンプ２０は、前記汚泥ピット１４ａに沈降した不溶性微粒物質を含む汚泥を前記液体サイクロン８に返送するものである。
【０００８】
次に動作について説明する。
原水導入管１から急速撹拌槽２内に導入された被処理液に第１の薬注管３から凝集剤が添加され、その被処理液と凝集剤の混和液は、撹拌翼４による急速撹拌でマイクロフロックが形成されて次段の注入撹拌槽６に移流する。注入撹拌槽６内に移流する混和液には、第２の薬注管７から高分子凝集剤が添加されると共に、液体サイクロン８の砂添加管８ａから砂等の不溶性微粒物質が添加され、それらが前記注入撹拌槽６内の撹拌翼９で均一に撹拌される。
【０００９】
このようにして、被処理液と凝集剤と高分子凝集剤（凝集助剤）と砂等の不溶性微粒物質（沈降促進材）とが混和した混和液は、次のフロック形成槽１１に移流し、該フロック形成槽１１内の撹拌翼１２で撹拌されることにより、前記混和液中のマイクロフロックが不溶性微粒物質に付着して大型で重たい凝集フロックに成長する。その凝集フロックが流動して浮遊する混和液は次の沈降分離槽１４に移流する。この沈降分離槽１４内では、混和液中にて上述のように大型で重たいフロックに成長した凝集フロックが大きな沈降速度で前記沈降分離槽１４の槽底部に速やかに沈降することにより、その凝集フロックが水（処理水）と分離される。
【００１０】
しかしながら、前記沈降分離槽１４の槽内上部に移流する分離水にはピンフロックが含まれている場合があり、この場合は、そのピンフロックは傾斜板１５により沈降除去され、該傾斜板１５を上昇通過した分離水が集水樋１６内に流入した後、分離水導出管１６ａから導出される。
【００１１】
一方、前記沈降分離槽１４の槽底部に沈降した不溶性微粒物質を含む凝集汚泥は、汚泥掻寄機１７で汚泥ピット１４ａ内に掻き寄せられ、汚泥循環ポンプ２０によって液体サイクロン８に送られる。この液体サイクロン８では、前記凝集汚泥から不溶性微粒物質を分離し、その不溶性微粒物質を添加管８ａから注入撹拌槽６内に返送し、且つ前記不溶性微粒物質が分離された汚泥を汚泥排出管８ｂから排出し、以下、同様の処理サイクルを繰り返す。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
従来の高速凝集沈殿処理装置は以上のように構成されているので、フロック形成槽１１内では大きて重たい凝集フロックを形成することができ、その大きくて重たい凝集フロックは、混和液中での沈降速度が大となるために沈降分離槽１４での固液分離に有効であるが、前記フロック形成槽１１内で沈降堆積する恐れがあり、この傾向は、砂などの凝集助剤を混和液に添加した場合に顕著になるという課題があった。
また、前記フロック形成槽１１内では、形成される大きくて重たい凝集フロックが、前記フロック形成槽１１内で沈降堆積するのを防止し、かつ、次段の沈降分離槽１４への移行をスムーズにするために、フロック形成槽１１内を十分に浮遊懸濁状態とする必要があり、そのためには、沈降速度が小さなフロックを形成する場合よりも撹拌翼１２の撹拌強度（撹拌エネルギー）を上げて運転しなければならない。しかし、撹拌強度を上げて運転すると、せっかく形成した大きくて重い凝集フロックが前記撹拌翼１２やこれによる撹拌流で破壊されてしまい沈降分離槽１４での固液分離に支障をきたすという課題があった。
また、フロック形成槽１１内での撹拌エネルギーを大きくする撹拌機は高価であると共に、その撹拌機を用いて運転することによりランニングコストが高くなるなどの課題があった。
【００１３】
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、フロック形成槽内での撹拌動力を小さくすることができ、その小さな撹拌動力で大きくて重い凝集フロックを形成・成長させることができ、且つ、その凝集フロックを混和液中で常に安定した浮遊状態に維持できてフロック形成槽内で凝集フロックが沈降堆積するのを防止することができ、次段の沈降分離槽への移流および固液分離を効率よく行うことができると共に、省エネおよびランニングコストの低減を図ることができる凝集沈殿処理装置を得ることを目的とする。
【００１４】
また、この発明は、フロック形成槽内で水平方向に発生する混和液の旋回流を部分的に鉛直方向の循環流に変換させることができ、これにより、フロック形成槽内を水平方向および鉛直方向に水流を発生させ十分に撹拌混合することができ、また大きくて重い凝集フロックが混和液中に浮遊・流動してフロック形成槽の槽底部に沈降堆積するのを効率よく防止することができる凝集沈殿処理装置を得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記載の発明に係る凝集沈殿処理装置は、旋回流形成手段および被処理液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有するフロック形成槽と、フロック形成槽から流出する凝集混和液を導入する凝集混和液導入手段、凝集混和液から分離した分離水を導出する分離水導出手段、および凝集混和液から分離した凝集スラッジを排出する凝集スラッジ排出手段を有する沈降分離槽とを備えた凝集沈殿処理装置において、旋回流形成手段は、フロック形成槽内に水平方向に周回する旋回流を形成させる放射流型撹拌翼であり、フロック形成槽の底部には、前記旋回流を鉛直方向の上昇流に変換する一枚または二枚以上の案内板が設けられているものである。
【００１６】
請求項２記載の発明に係る凝集沈殿処理装置は、旋回流形成手段および被処理液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有するフロック形成槽と、フロック形成槽から流出する凝集混和液を導入する凝集混和液導入手段、凝集混和液から分離した分離水を導出する分離水導出手段、および凝集混和液から分離した凝集スラッジを排出する凝集スラッジ排出手段を有する沈降分離槽とを備えた凝集沈殿処理装置において、旋回流形成手段は、フロック形成槽内に水平方向に周回する旋回流を形成させる放射流型撹拌翼であり、該放射流型撹拌翼より上方には、前記旋回流を鉛直方向に変換する一枚または二枚以上の案内板および該案内板を支持する多孔整流板が設けられているものである。
【００１９】
請求項３記載の発明に係る凝集沈殿処理装置は、混和液に凝集促進用の凝集助剤を添加する添加手段を備える構成としたものである。
【００２０】
【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はこの発明の実施の形態１による凝集沈殿処理装置を示す概略的な断面図、図２は図１の平面図であり、図８と同一または相当部分には同一符号を付して重複説明を省略する。図において、１１は円筒状タンク構成のフロック形成槽、２１は被処理液と凝集剤とが混和した混和液を前記フロック形成槽１１内に導入する混和液導入手段であり、この混和液導入手段２１は、図２に示すように前記フロック形成槽１１の内周面に沿って水平方向に混和液が導入されるように開口接続された混和液導入通路からなっている。なお、必要に応じて導入管などの管路を採用してもよい。
【００２１】
１２は前記フロック形成槽１１内の上部に配置された旋回流形成手段であり、この旋回流形成手段１２は、前記フロック形成槽１１内に導入・貯留されて周方向に旋回する混和液の旋回方向にモータ１３で回転駆動される放射流型撹拌翼からなっている。この放射流型撹拌翼は、前記フロック形成槽１１の内周面に沿って水平方向に周回する混和液の旋回流を維持すべく、その旋回方向に回転駆動される一枚または二枚以上の撹拌羽根を有するものである。かかる放射流型撹拌翼としては、プロペラ，パドル型，ハイドロフォイル型，ディスク付きタービン型などのインペラが適用され、その回転数，周速，吐出量などは、前記フロック形成槽１１の内周面に沿って導入される混和液の旋回流速を勘案して凝集フロックを破壊しない程度に可変制御される。
【００２２】
２２はフロック形成槽１１内の混和液に凝集促進用の凝集助剤を添加する添加手段であり、その凝集助剤は、無機系や有機系（高分子系）の凝集剤のほかに、凝集フロックの核となり、凝集フロックを重量化するための砂などの無機系材料であってもよく、また、凝集剤と無機材料の両方を添加してもよい。
【００２３】
２３はフロック形成槽１１の槽底部に設けられた鉛直流形成手段であり、この鉛直流形成手段２３はフロック形成槽１１内に生じる混和液旋回流の一部を鉛直方向の流れ（竜巻上昇流）に変換するもので、一枚または二枚以上の案内板からなっている。２４は前記フロック形成槽１１から流出する凝集混和液を次段の沈降分離槽１４に導入する凝集混和液導入手段であり、この凝集混和液導入手段２４は、フロック形成槽１１から凝集混和液を溢流させて沈降分離槽１４に流入させる溢流通路からなっている。なお、必要に応じて移流管などの管路を採用してもよい。
【００２４】
１５は沈降分離槽１４の槽内上部に配置され、該槽内を上昇する分離水中の微細懸濁粒子群を捕捉・沈降させる分離水清澄促進部材（以下、清澄促進部材という）であり、図３（ａ）から図３（ｅ）にその様々な応用例を示す。
図３（ａ）に示す清澄促進部材１５は一定の平行間隔で傾斜配置されたパラレルプレートからなり、図３（ｂ）の清澄促進部材１５は同様に配置されたコルゲートプレートからなり、図３（ｃ）の清澄促進部材１５は、内部が平行する複数の通水路に仕切られた角型沈降管からなり、図３（ｄ）の清澄促進部材１５は、複数の丸パイプのユニットからなり、図３（ｅ）の清澄促進部材１５は、ラシヒリング等の充填物を通水性部材でパックしたものからなり、そのいずれかの清澄促進部材１５を選択して沈降分離槽１４の槽内上部に収納配置するものである。なお、前記清澄促進部材１５は、図３（ａ）から図３（ｅ）に示すものに特定されるものではない。また、沈降分離槽１４の槽内上部に充填材支持枠を設け、この充填材支持枠に、短管、れき石、粒状担体などの充填材を充填支持させればよい。
【００２５】
１６は沈降分離槽１４の上端部に設けられた集水樋、１６ａはその集水樋１６に接続された分離水導出管であり、これらの集水樋１６および分離水導出管１６ａは、前記沈降分離槽１４から溢流する分離水を導出するための分離水導出手段となるものである。１７は沈降分離槽１４の槽底部に近接配置された汚泥掻寄機、１８はその汚泥掻寄機１７を回転駆動するモータ、１９は沈降分離槽１４の槽底部に接続されたスラッジ排出管、２０はそのスラッジ排出管１９が接続されたスラッジ排出ポンプであり、前記スラッジ排出管１９およびスラッジ排出ポンプ２０は、前記沈降分離槽１４内で凝集混和液から分離した凝集スラッジを排出するための凝集スラッジ排出手段となるものである。
【００２６】
次に動作について説明する。図４は図１中のフロック形成槽１１内での混和液の流動状態を示す動作説明図である。
フロック形成槽１１内には、槽底部側の混和液導入通路２１から被処理液と凝集剤との混和液が前記フロック形成槽１１の内周面に沿って水平方向に導入される。従って、フロック形成槽１１内では水平方向の混和液旋回流が発生し、この状態の混和液には凝集助剤注入手段２２から凝集助剤（砂などの不溶性微粒物質や高分子薬剤等）が注入添加される。そして、前記混和液の旋回方向に撹拌翼１２が回転駆動されることにより、前記フロック形成槽１１内では混和液の旋回流が強化され、これにより、速い流れの旋回流が安定して維持される。
【００２７】
この旋回流を含むフロック形成槽１１内の水平方向の流れは、フロック形成槽１１底部に鉛直流形成手段として設けられた案内板２３によって、フロック形成槽１１の中心部流域では竜巻上昇流に変換され、前記フロック形成槽１１の槽内中心部には混和液の上昇流域が発生し、その上昇流により、混和液中の不溶性微粒物質を含むフロック粒子が巻き上げられてフロック形成槽１１内を循環する。これにより、フロック粒子の凝集が素早く進行し、形成・成長する凝集フロックは、混和液中で浮遊状態に安定保持されるため、フロック形成槽１１内の槽底部に堆積することを防止することができる。
【００２８】
ここで、前記撹拌翼１２は、上述のように前記フロック形成槽１１内に生じる混和液の旋回流と同一方向に回転駆動されることにより、前記撹拌翼１２と混和液との相対速度差が小さくなる。このため、前記撹拌翼１２による混和液の撹拌によって、該混和液中の凝集フロックが破壊され難くなる。従って、フロック形成槽１１内では、大きくて重たい凝集フロックが短時間で多数、安定して形成される。
【００２９】
このようにして、フロック形成槽１１内で大きくて重く成長した凝集フロックは、混和液と共に凝集混和液導入手段（凝集混和液導入通路）２４から次の沈降分離槽１４内に流入し、該沈降分離槽１４内では、前記混和液中の大きくて重たい前記凝集フロックが速やかに重力沈降することにより、固液分離が効率よく速やかに行われる。そして、沈降分離槽１４の槽底部に沈降した凝集フロックは、汚泥掻寄機１７で槽底部の中央に掻き寄せられ、スラッジ排出ポンプ２０で引き抜かれる。
【００３０】
一方、前記沈降分離槽１４内で上述のように凝集フロックが沈降分離された分離水は、前記沈降分離槽１４内を上昇して清澄促進部材１５を通過するが、その通過時において、前記分離水に残存する微細粒子群（ピンフロック）が前記傾斜板１５によって除去され、その清澄促進部材１５を上昇通過した清澄な分離水が集水樋１６に流入した後、分離水導出管１６ａから導出される。
【００３１】
ここで、上記実施の形態１のように、砂などの不溶性微粒物質を混和液に添加して機械的撹拌により重量化フロックを形成する凝集操作については、一般に以下の操作条件が必要であると考えられる。
▲１▼混和液中の砂などの不溶性微粒物質を含んだ微細粒子同士を衝突させて凝集フロックを形成するために必要な撹拌エネルギーを与えること。
▲２▼形成された凝集フロック群を破壊するような強い撹拌力を与えないこと。
▲３▼重量化した凝集フロックをフロック形成槽内で堆積させないで、混和液中に浮遊状態に保つこと。
【００３２】
上記三つの操作条件において、上記▲３▼の条件では、重量化した凝集フロックを混和液中で浮遊状態に保たなければならないために、沈降速度の小さな軽いフロックを同じ浮遊状態に保つより大きな撹拌エネルギーを必要とし、これは、表１の数値をみれば明らかである。
【００３３】
【表１】

【００３４】
表１は、砂などの不溶性微粒物質を添加しない混和液の懸濁粒子群を凝集する一般的な凝集法と、砂などの不溶性微粒物質を混和液に添加してマイクロフロックを凝集・重量化する重量化フロックの凝集法とを比較した撹拌エネルギー値（Ｇ値）を示すものである。表１から重量化フロックの凝集法は、一般的な凝集法に比して大きなエネルギーが必要となり、そのため高出力の撹拌機が必要であることがわかる。
【００３５】
そこで、重量化フロックの凝集法は、できるだけ撹拌機の消費エネルギーが少なく、しかも、上記▲１▼〜▲３▼の条件を満足させることが好ましく、上記実施の形態１によれば、それを達成できる。
【００３６】
また、上記実施の形態１による凝集沈殿処理装置のフロック形成槽１１に適用する撹拌機の撹拌翼１２は、その種類によって撹拌効果が異なることは既に知られており、本発明（鉛直流形成手段＋４枚フラットパドル：竜巻型）と、その他の翼種（鉛直流形成手段なし）との撹拌効果の比較例を表２（化学工業会第５９年会発表）に示す。
【００３７】
【表２】

【００３８】
表２において、竜巻型（本発明）は、槽内に旋回流を発生させ、鉛直流形成手段で強い竜巻上昇流を起こして槽内を循環することにより、他の撹拌翼に比して効率よく十分に混合することができ、次の二つの条件を満たすことができる。
（ａ）槽内に、できるだけ少ない撹拌エネルギーでスムーズに旋回流を発生させること。
（ｂ）旋回流を有効に竜巻上昇流に変化させ槽内を上下方向にも撹拌できること。
【００３９】
そこで、次のような装置上の配慮が必要である。
［１］上記（ａ）の条件を満たすために、
（１）旋回流がスムーズに発生し、その旋回流を持続できるようにフロック形成槽の形状は、その水平断面が円形、あるいは正八角形や正六角形等の点対称に近い形状の筒状であること。
（２）被処理液は、フロック形成槽内で旋回流を妨げず、また旋回流の形成・維持に寄与するように該フロック形成槽の内周面に沿って水平方向に流入させること。
（３）撹拌翼は、少ないエネルギーで旋回流のみを起こす放射流型が好ましいこと。
［２］上記（ｂ）の条件を満たすために、
（１）フロック形成槽の形状は、その水平断面が円形に近い点対称形状の筒状が好ましいこと。
（２）フロック形成槽内の旋回流を有効に竜巻上昇流に変える流動変換用の案内手段を槽内に設けること。
（３）撹拌翼の設置位置は、前記案内手段に対向離間する位置として竜巻流が発生しやすくすること。
【００４０】
上記実施の形態１による凝集沈殿処理装置は、上記［１］及び［２］の（１）〜（３）の全ての条件を備える構成となっているものである。
すなわち、上述した実施の形態１によれば、被処理液と凝集剤とが混和した混和液をフロック形成槽１１内に、該フロック形成槽１１の内周面に沿って水平方向に導入させることにより、フロック形成槽１１内では混和液の旋回流をスムーズに発生させることができ、その混和液を撹拌する撹拌翼１２は混和液の旋回流を強化するだけでよく、その強化のためには撹拌翼１２を混和液の旋回方向に回転させるだけでよいので、撹拌翼１２の動力は小さくてすみ、また、混和液の旋回方向に回転駆動される撹拌翼１２と前記混和液との相対速度差も小さいので、凝集フロックが破壊され難くなり、フロック形成上の省エネが図れ、ランニングコストも安価で、且つ、撹拌機のモータも安価なものでよく、凝集剤の低減をも図ることができるなどの効果がある。
【００４１】
なお、上記実施の形態１では、主に旋回流形成手段として撹拌翼１２を用いて説明してきたが、これに限るものではない。例えば、水平方向に吐出流を形成する噴流装置（サーキュレーター）を用いてもよい。また、混和液をフロック形成槽１１の内周面に沿って水平方向に導入することでフロック形成槽１１内に十分な旋回流を形成させることができるのであれば、これが旋回流形成手段に成り得るわけで、他の装置類を特に要しない。要はフロック形成槽１１内に水平方向に周回する旋回流を形成できるものであればよい。さらに、必要に応じて各種の旋回流形成手段を組み合わせて設置してもよい。
【００４２】
実施の形態２．
図５はこの発明の実施の形態２による凝集沈殿処理装置のフロック形成槽を示す断面図であり、図１から図４と同一または相当部分には同一符号を付して重複説明を省略する。図において、２５はフロック形成槽１１の槽内上部寄りに配置された多孔整流板であり、この多孔整流板２５は中心部に無孔部２５ａを有しており、その無孔部２５ａの下面に循環流形成手段としての案内板２３が取り付けられている。従って、前記多孔整流板２５は、前記案内板２３の支持部材を兼ねるものである。なお、前記多孔整流板２５の孔部は、フロック形成槽１１内で形成された凝集フロックが前記多孔整流板２５上部の槽内に上昇通過可能な孔径のものである。かかる多孔整流板２５は、多孔板のほか、金網、エキスパンドメタル、スクリーンなど、要するに混和液中の凝集フロックを上昇通過させることが可能で且つ案内板２３を支持可能な部材であればよい。
【００４３】
この実施の形態２において、撹拌翼１２はフロック形成槽１１内における槽底部近傍に配置されるものである。すなわち、この実施の形態２では、上記実施の形態１における撹拌翼１２と案内板２３を上下逆にしてフロック形成槽１１内に配置し、前記案内板２３をフロック形成槽１１の槽内上部で支持するための支持部材を兼ねた多孔整流板２４を設けるように構成したものである。、
【００４４】
かかる構成の実施の形態２によれば、案内板２３がフロック形成槽１１の槽内上部に配置され、且つその槽底部側に撹拌翼１２が配置されていることにより、フロック形成槽１１内で発生する混和液の旋回流は、前記槽内上部の案内板２３によって下向きの竜巻流に変換される。これにより、槽底部付近は撹拌翼１２により十分に撹拌混合され凝集フロックの沈降堆積を防止でき、槽上部では案内板２３により下向きの鉛直流が形成され上下方向にも撹拌されるため、槽内全域にわたって十分に撹拌混合することができる。
【００４５】
実施の形態３．
図６はこの発明の実施の形態３による凝集沈殿処理装置を示す概略的な断面図、図７は図６の平面図であり、図１から図５および図８と同一または相当部分には同一符号を付して重複説明を省略する。図において、２Ａはフロック形成槽１１の前段に設けられ、原水導入管１から被処理液を導入する急速混合槽であり、この急速混合槽２Ａ内には、図示しない薬注ポンプや薬注タンク等の凝集剤供給手段から第１の薬注管３を介して無機凝集剤が添加されるようになっている。さらに、前記原水導入管１および／または前記急速混合槽２ＡにはＰＨ調整剤が注入されるようになっている。また、前記急速混合槽２Ａおよび／またはフロック形成槽１１には、液体サイクロン８から砂などの不溶性微粒物質が沈降促進材として添加されるようになっている。
【００４６】
また、この実施の形態３では、上記実施の形態１（図１および図２）におけるスラッジ排出管１９を前記液体サイクロン８に対する循環路とし、且つスラッジ排出ポンプ２０を循環ポンプとして構成している。
ここで、前記液体サイクロン８は、フロック形成槽１１に流入前の混和液に凝集促進用の不溶性微粒物質を添加する添加管（添加手段）８ａと、沈降分離槽１４から排出される凝集フロックを循環路１９から導入し、その凝集フロックを遠心力によって汚泥と不溶性微粒物質とに分離する分離手段とを有し、この分離手段で分離された不溶性微粒物質を前記添加管８ａから前記急速混合槽２Ａに返送し、且つ前記分離手段で分離された汚泥を系外に排出する汚泥排出管８ｂを備えた構成となっている。
【００４７】
次に動作について説明する。
図６及び図７において、原水導入管１から急速混合槽２Ａに流入した被処理液には、薬注管３から無機凝集剤が添加され、且つ必要に応じてＰＨ調整剤が添加され、また、液体サイクロン８の添加管８ａから砂などの不溶性微粒物質が添加され、その混和液が前記急速混合槽２Ａ内の撹拌翼４で急速撹拌される。なお、前記無機凝集剤及びＰＨ調整剤は、前記急速混合槽２Ａに流入前の被処理液に注入添加してもよいものである。
【００４８】
そして、前記撹拌翼４で急速撹拌された混和液は、前記急速混合槽２Ａ底部の通路２１を通ってフロック形成槽１１の槽底部に、該フロック形成槽１１の内周面に沿って水平方向に流入する。これにより、フロック形成槽１１内に流入した混和液には旋回流が発生し、その混和液には、凝集助剤注入手段２２から凝集助剤が注入添加される。この状態で前記フロック形成槽１１内の撹拌翼１２が前記旋回流と同一方向に回転駆動されることにより、上記実施の形態１の場合と同様に、フロック形成槽１１内では混和液の旋回流が強化され、これにより、速い流れの旋回流が安定して維持される。
【００４９】
この旋回流を含むフロック形成槽１１内の水平方向の流れは、フロック形成槽１１の槽底部の案内板２３によって、前記フロック形成槽１１の槽内中心部では竜巻上昇流に変換され、その上昇流により、混和液中の不溶性微粒物質を含むフロック粒子が巻き上げられてフロック形成槽１１内を循環する。これにより、フロック粒子の凝集が素早く進行し、形成・成長する凝集フロックは、混和液中で浮遊状態に安定保持されるため、フロック形成槽１１内の槽底部に堆積することを防止することができる。
【００５０】
そして、フロック形成槽１１内で形成され、大きくて重い凝集フロックは、次の沈降分離槽１４内に流入して沈降分離される。沈降分離槽１４内で沈降した凝集フロックは、汚泥掻寄機１７で槽底部の中央に掻き寄せられ、汚泥循環ポンプ２０により引き抜かれることで、循環路１９を通って液体サイクロン８に送られる。この液体サイクロン８では、前記循環路１９から送られた凝集フロックを、遠心力によって汚泥と不溶性微粒物質とに分離し、その不溶性微粒物質は添加管８ａから急速混合槽２Ａおよび／またはフロック形成槽１１内に返送されて再使用され、分離汚泥は汚泥排出管８ｂから排出される。なお、前記沈降分離槽１４内で上述のように凝集フロックが沈降分離された分離水は、上記実施の形態１の場合と同様に清澄促進部材１５を上昇通過して集水樋１６に流入した後、分離水導出管１６ａから導出される。
【００５１】
以上説明した実施の形態３によれば、砂などの不溶性微粒物質を急速混合槽２Ａ等に添加する液体サイクロン８を備え、沈降分離槽１４で分離された凝集フロックを前記液体サイクロン８に返送し、該液体サイクロン８で前記凝集フロックを汚泥と不溶性微粒物質とに分離し、その不溶性微粒物質を添加管８ａから急速混合槽２Ａ内に返送添加し、且つ分離汚泥を系外に排出するように構成したので、沈降分離槽１４から排出される凝集フロックに含まれた不溶性微粒物質を急速混合槽２Ａ等に返送添加して再使用することができるという効果がある。
【００５２】
実施の形態４．
上記実施の形態１から実施の形態３では、フロック形成槽１１が上端開放の円筒状タンク構成の場合であるが、フロック形成槽１１が密閉型タンク構成の場合であってもよく、密閉タンク構成の場合、その天井壁に案内板２３を設けた構成としてもよく、この場合も上記実施の形態１および実施の形態２と同様の効果が得られる。
【００５３】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、被処理液と凝集剤とが混和した混和液を導入し、該混和液中の凝集性微細粒子群を凝集させて大型で重たい凝集フロックに成長させるフロック形成槽に、前記混和液を水平方向に周回させる旋回流を発生させる放射流型撹拌翼と、前記混和液の旋回流を鉛直方向の流れに変換させる案内板とを設け、前記フロック形成槽から流出する凝集混和液を沈降分離槽に導入するように構成したので、前記フロック形成槽内では混和液が放射流型撹拌翼による旋回流で緩やかに撹拌されることにより、凝集フロックの破壊を防ぎ、沈降速度の大きな安定した凝集フロックを形成・成長させることができると共に、前記案内板で変換された鉛直方向の流れにより上下方向の撹拌もできるため、フロック形成槽内で凝集フロックが沈降堆積することを回避でき、次段の沈降分離槽での固液分離を効率よく行うことができ、省エネおよびランニングコストの低減が図れるという効果がある。
【００５４】
また、この発明によれば、フロック形成槽の槽内において、旋回流形成手段よりも上方に鉛直流形成手段を配置するように構成したので、前記フロック形成槽内を十分に撹拌混合することができるという効果がある。
【００５５】
さらに、この発明によれば、フロック形成槽の槽内において、撹拌羽根を有する放射流型撹拌翼を旋回流形成手段として構成したので、フロック形成槽を水平方向に周回する混和液の旋回流を効率よく発生させることができるという効果がある。
【００５６】
さらに、この発明によれば、フロック形成槽の槽内において、旋回流を含むフロック形成槽内の水平方向の流れを鉛直方向の流れに変換させるための案内板を鉛直流形成手段として構成したので、構成が簡単でありながら、また、旋回流を鉛直方向の流れに容易かつスムーズに変換させることができ、これにより、フロック形成槽内を水平方向および鉛直方向に効率よく撹拌することができ、混和液中の大きくて重い凝集フロックを常に安定した浮遊状態に維持できると共に、槽底部の沈降堆積を防ぐことができるという効果がある。
【００５７】
さらに、この発明によれば、混和液に凝集促進用の凝集助剤を添加する添加手段を備える構成としたので、フロック形成槽内で大きくて重い凝集フロックを短時間に効率よく形成・成長させることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１による凝集沈殿処理装置を示す概略的な断面図である。
【図２】図１の平面図である。
【図３】図１中の分離水清澄促進部材の様々な変形例を示す斜視図である。
【図４】図１中のフロック形成槽１１内での混和液の流動状態を示す動作説明図である。
【図５】この発明の実施の形態２による凝集沈殿処理装置を示す概略的な断面図である。
【図６】この発明の実施の形態３による凝集沈殿処理装置を示す概略的な断面図である。
【図７】図６の平面図である。
【図８】従来の凝集沈殿処理装置を示す概略的な断面図である。
【符号の説明】
１原水導入管
２Ａ急速混合槽
３薬注管
４撹拌翼
５モータ
８液体サイクロン（分離手段）
８ａ添加管（添加手段）
１１フロック形成槽
１２撹拌翼
１３モータ
１４沈降分離槽
１５傾斜板
１６集水樋
１６ａ分離水導出管
１７汚泥掻寄機
１８モータ
１９汚泥循環路
２０汚泥循環ポンプ
２１混和液導入手段（混和液導入通路）
２２凝集助剤注入手段
２３案内板
２４凝集混和液導入手段
２５多孔整流板
２５ａ無孔部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a coagulation sedimentation processing apparatus that adds a flocculant, a coagulant auxiliary agent, or the like to a liquid to be treated to generate agglomeration floc, and that separates the aggregation floc by gravity sedimentation.
[0002]
[Prior art]
The old coagulation-precipitation method is quite efficient for the suspension particles (fine particles including colloidal particles) contained in the liquid to be treated, due to the development and ingenuity of methods and equipment, and the high performance of coagulants. Although it can be separated well, most of them are mixed with suspended particles in the liquid to be treated and flocculants to form flocs, and these flocs are separated by natural gravity sedimentation, so the processing speed (separation speed) is limited. was there.
[0003]
Therefore, recently, by adding a coagulant that is a coagulant, such as a polymer coagulant or sand or other insoluble fine particles (precipitation promoter), to the liquid to be treated was added to the liquid mixture. A coagulation-precipitation treatment apparatus has been developed that promotes the aggregation of suspended particles and weights the flocs formed thereby, thereby increasing the sedimentation speed of the aggregated flocs so as to enable high-speed separation.
[0004]
FIG. 8 is a schematic cross-sectional view showing a conventional high-speed coagulation sedimentation processing apparatus. In the figure, 1 is a raw water introduction pipe, 2 is a rapid stirring tank that introduces a liquid to be treated from the raw water introduction pipe 1 and rapidly mixes and stirs the flocculant and the liquid to be treated, and 3 is a rapid stirring tank. The first chemical injection tube 4 for adding a flocculant to the liquid to be treated is a stirring blade for rapidly stirring the liquid mixture of the liquid to be treated and the flocculant in the rapid stirring tank 2, and this stirring blade 4 Are driven to rotate by the motor 5.
[0005]
6 is an injection stirring tank for transferring the admixture from the rapid stirring tank 2 and rapidly and uniformly mixing the admixture, the coagulant aid and sand, and 7 is a polymer flocculant for the admixture transferring to the injection stirring tank 6. A second chemical injection tube 8 to which (aggregation aid) is added, 8 is a liquid cyclone that separates a sedimentation promoting material as an insoluble fine substance such as sand from a return sludge described later, and this liquid cyclone 8 is the return sludge. A sand addition pipe 8a for returning the insoluble fine substance separated from the mixture to the mixed liquid in the injection stirring tank 6, and a sludge discharge pipe 8b for discharging the sludge from which the insoluble fine substance has been separated (separated sludge). ing. Reference numeral 9 denotes a stirring blade disposed in the injection stirring tank 6, and 10 denotes a motor that rotationally drives the stirring blade 9.
[0006]
11 is a floc forming tank in which the mixed liquid is transferred from the injection stirring tank 6 and agglomerated fine particles in the mixed liquid are aggregated to form a large flock, and 12 is disposed in the floc forming tank 11, The stirring blade is a stirring blade that stirs the mixed liquid transferred from the injection stirring tank 6 to form a large weight flock. The stirring blade 12 is driven to rotate by a motor 13.
[0007]
14 is a settling separation tank for transferring the coagulated admixture from the floc-forming tank 11 and solid-liquid-separates the coagulated admixture into separated water and coagulated sludge, and 15 is arranged in the upper portion of the settling tank 14. An inclined plate (sedimentation promoting member) that promotes sedimentation of the coagulated sludge, 16 is a water collecting tank provided at the upper end of the

sedimentation separation tank

14, 16a is a separated water outlet pipe connected to the water collecting

tank

16, and 17 Is a sludge scraper disposed close to the bottom of the

sedimentation separation tank

14, 18 is a motor for rotating the

sludge scraper

17, and 19 is a sludge pit 14a formed at the bottom of the sedimentation tank 14. And a sludge circulation path 20 connected to the hydrocyclone 8, and a sludge circulation pump 20 provided in the sludge circulation path 19. The sludge circulation pump 20 removes insoluble fine particles settled in the sludge pit 14a. Containing sludge The serial is to return to the liquid cyclone 8.
[0008]
Next, the operation will be described.
The flocculant is added from the first chemical injection pipe 3 to the liquid to be treated introduced into the rapid stirring tank 2 from the raw water introduction pipe 1, and the liquid mixture of the liquid to be treated and the flocculant is rapidly stirred by the stirring blade 4. Thus, a micro floc is formed, and the micro floc is transferred to the next-stage injection stirring tank 6. A polymer flocculant is added from the second drug injection tube 7 to the admixture to be transferred into the injection stirring tank 6, and insoluble fine particles such as sand are added from the sand addition tube 8a of the liquid cyclone 8, They are uniformly stirred by the stirring blade 9 in the injection stirring tank 6.
[0009]
In this way, the mixed liquid in which the liquid to be treated, the coagulant, the polymer coagulant (aggregation aid), and the insoluble fine substance (precipitation accelerator) such as sand are mixed is transferred to the next floc forming tank 11. By stirring with the stirring blade 12 in the floc forming tank 11, the micro floc in the mixed solution adheres to the insoluble fine particles and grows into a large and heavy aggregated floc. The admixture in which the aggregated floc flows and floats is transferred to the next settling tank 14. In the sedimentation / separation tank 14, the aggregated floc that has grown into a large and heavy floc as described above in the admixture quickly settles at the bottom of the sedimentation / separation tank 14 at a large sedimentation speed, thereby the aggregated floc. Is separated from water (treated water).
[0010]
However, in some cases, the separation water transferred to the upper part of the sedimentation separation tank 14 contains pin flocks. In this case, the pin flocs are settled and removed by the inclined plate 15. The separated water that has passed through the riser flows into the water collecting basin 16 and is then led out from the separated water outlet pipe 16a.
[0011]
On the other hand, the agglomerated sludge containing insoluble fine particles settled at the bottom of the sedimentation tank 14 is scraped into the sludge pit 14 a by the sludge scraper 17 and sent to the hydrocyclone 8 by the sludge circulation pump 20. In this liquid cyclone 8, insoluble fine particles are separated from the agglomerated sludge, the insoluble fine particles are returned from the addition pipe 8a into the injection stirring tank 6, and the sludge from which the insoluble fine substances have been separated is returned to the sludge discharge pipe 8b. Thereafter, the same processing cycle is repeated.
[0012]
[Problems to be solved by the invention]
Since the conventional high-speed coagulation sedimentation processing apparatus is configured as described above, a large and heavy coagulation floc can be formed in the flock formation tank 11, and the large and heavy coagulation floc is settled in the mixed liquid. Since the speed is increased, it is effective for solid-liquid separation in the sedimentation separation tank 14, but there is a risk of sedimentation in the floc-forming tank 11, and this tendency is caused by the use of an agglomeration aid such as sand in the admixture. There was a problem of becoming noticeable when added.
Further, in the floc forming tank 11, the large and heavy aggregated floc formed is prevented from settling and depositing in the flock forming tank 11, and the transition to the next settling separation tank 14 is made smoothly. In order to achieve this, the inside of the floc forming tank 11 needs to be sufficiently suspended and suspended. For this purpose, the stirring strength (stirring energy) of the stirring blade 12 is increased as compared with the case of forming a floc having a low sedimentation speed. I have to drive. However, when the operation is performed with the stirring intensity increased, the large and heavy agglomerated flocs that have been formed are destroyed by the stirring blade 12 and the stirring flow caused thereby, and this causes a problem in solid-liquid separation in the sedimentation separation tank 14. It was.
In addition, the stirrer that increases the stirring energy in the floc forming tank 11 is expensive, and there is a problem that the running cost is increased by operating with the stirrer.
[0013]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and can reduce the stirring power in the floc forming tank, and can form and grow a large and heavy aggregated floc with the small stirring power. And the aggregated floc can be maintained in a stable floating state in the mixed liquid at all times, and the aggregated floc can be prevented from being settled and deposited in the floc-forming tank. It is an object of the present invention to provide a coagulation sedimentation treatment apparatus that can efficiently perform solid-liquid separation and can save energy and reduce running costs.
[0014]
In addition, the present invention can partially convert the swirling flow of the admixture generated in the horizontal direction in the floc forming tank into a vertical circulation flow, thereby allowing the horizontal and vertical directions in the flock forming tank to be changed. Agglomerates that can be sufficiently stirred and mixed, and can efficiently prevent large and heavy agglomerated flocs from floating and flowing in the liquid mixture and sedimenting and depositing on the bottom of the floc forming tank. The object is to obtain a precipitation treatment device.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
The coagulation sedimentation processing apparatus according to the first aspect of the present invention includes a floc forming tank having swirl flow forming means and a mixed liquid introducing means for introducing a mixed liquid in which the liquid to be treated and the coagulant are mixed, and the floc forming tank flows out of the floc forming tank. A sedimentation separation tank having a coagulation admixture introduction means for introducing the coagulation admixture to be separated, a separation water extraction means for deriving the separated water separated from the coagulation admixture, and a coagulation sludge discharge means for discharging the coagulation sludge separated from the coagulation admixture When In the coagulation sedimentation processing apparatus, the swirl flow forming means is a radial flow type stirring blade that forms a swirl flow that circulates in the horizontal direction in the flock formation tank, and the swirl flow is provided at the bottom of the flock formation tank. One or more guide plates are provided to convert the vertical upward flow Is.
[0016]
The coagulation sedimentation processing apparatus according to the second aspect of the present invention is a floc forming tank having swirl flow forming means and a mixed liquid introducing means for introducing a mixed liquid in which the liquid to be treated and the coagulant are mixed, and the floc forming tank A sedimentation separation tank having a coagulation admixture introduction means for introducing the coagulation admixture to be separated, a separation water extraction means for deriving the separated water separated from the coagulation admixture, and a coagulation sludge discharge means for discharging the coagulation sludge separated from the coagulation admixture When In the coagulation sedimentation processing apparatus, the swirling flow forming means is a radial flow type stirring blade that forms a swirling flow that circulates in the horizontal direction in the floc forming tank, and above the radial flow type stirring blade, One or more guide plates for converting the swirl flow into the vertical direction and a porous rectifying plate for supporting the guide plates are provided. Is.
[0019]

Claim

3 The coagulation sedimentation processing apparatus according to the described invention is configured to include addition means for adding a coagulation aid for coagulation promotion to the mixed solution.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described below.
Embodiment 1 FIG.
1 is a schematic cross-sectional view showing a coagulation sedimentation processing apparatus according to Embodiment 1 of the present invention, and FIG. 2 is a plan view of FIG. 1. The same or corresponding parts as in FIG. Description is omitted. In the figure, 11 is a floc forming tank having a cylindrical tank configuration, and 21 is a mixed liquid introducing means for introducing a mixed liquid in which a liquid to be treated and a flocculant are mixed into the flock forming tank 11, and this mixed liquid introducing means. As shown in FIG. 2, 21 is composed of an admixture introduction passage that is open-connected so that the admixture is introduced in the horizontal direction along the inner peripheral surface of the flock formation tank 11. In addition, you may employ | adopt conduits, such as an introduction pipe, as needed.
[0021]
Reference numeral 12 denotes a swirl flow forming means disposed in the upper part of the flock forming tank 11. The swirl flow forming means 12 is a swirl of the mixed liquid which is introduced and stored in the flock forming tank 11 and swirls in the circumferential direction. It consists of a radial flow type stirring blade that is rotationally driven by a motor 13 in the direction. This radial flow type agitating blade is one or more sheets that are rotationally driven in the swirling direction in order to maintain the swirling flow of the admixture that circulates in the horizontal direction along the inner peripheral surface of the flock forming tank 11. It has a stirring blade. As such a radial flow type impeller, an impeller such as a propeller, a paddle type, a hydrofoil type, a turbine type with a disk, etc. is applied, and its rotational speed, peripheral speed, discharge amount and the like are the inner peripheral surface of the flock forming tank 11 In consideration of the swirling flow velocity of the mixed liquid introduced along the slag, the flocculation control is variably controlled so as not to destroy the flocs.
[0022]
22 is an addition means for adding an agglomeration aid for promoting aggregation to the mixed solution in the floc forming tank 11, and the agglomeration aid is not only an inorganic or organic (polymer) agglomerate but also an agglomeration agent. It may be an inorganic material such as sand to become a floc core and increase the weight of the flocs floc, and both a flocculant and an inorganic material may be added.
[0023]
Reference numeral 23 denotes a vertical flow forming means provided at the bottom of the flock forming tank 11. The vertical flow forming means 23 converts a part of the mixed liquid swirl flow generated in the flock forming tank 11 in the vertical direction (tornado upflow). ), And consists of one or more guide plates. Reference numeral 24 denotes an agglomerated admixture introducing means for introducing the agglomerated admixture flowing out of the flock forming tank 11 into the next settling separation tank 14. The agglomerated admixture introducing means 24 removes the agglomerated admixture from the flock forming tank 11. It consists of an overflow passage that overflows and flows into the settling separation tank 14. In addition, you may employ | adopt pipe lines, such as an advection pipe, as needed.
[0024]
15 is a separation water clarification accelerating member (hereinafter referred to as a clarification accelerating member) which is disposed in the upper part of the sedimentation separation tank 14 and captures and settles fine suspended particles in the separated water rising in the tank. 3 (a) to 3 (e) show various application examples.
The clarification promoting member 15 shown in FIG. 3 (a) is composed of parallel plates inclined at a constant parallel interval, and the clarification promoting member 15 of FIG. 3 (b) is composed of corrugated plates arranged in the same manner. The clarification promoting member 15 of c) is composed of a square settling pipe partitioned into a plurality of water passages whose interiors are parallel, and the clarification promoting member 15 of FIG. 3D is composed of a plurality of round pipe units. The clarification promoting member 15 of 3 (e) consists of a packing material such as Raschig ring packed with a water-permeable member, and any one of the clarification promoting members 15 is selected and stored in the upper part of the sedimentation separation tank 14. To do. In addition, the said clarification promotion member 15 is not specified to what is shown to FIG.3 (e) from Fig.3 (a). Further, a filler support frame may be provided in the upper part of the sedimentation separation tank 14 and the filler support frame may be filled and supported with a filler such as a short tube, a granite, or a granular carrier.
[0025]
16 is a water collection tank provided at the upper end of the settling

separation tank

14, 16a is a separation water outlet pipe connected to the water collection tank 16, and these water collection tank 16 and separation water outlet pipe 16a are This is a separation water deriving means for deriving the separated water overflowing from the settling tank 14. 17 is a sludge scraper disposed close to the bottom of the

sedimentation separation tank

14, 18 is a motor that rotationally drives the

sludge scraper

17, 19 is a sludge discharge pipe connected to the bottom of the

sedimentation separation tank

14, 20 is a sludge discharge pump to which the sludge discharge pipe 19 is connected. The sludge discharge pipe 19 and the sludge discharge pump 20 are flocculated for discharging the flocculated sludge separated from the flocculated admixture in the settling separation tank 14. It becomes a sludge discharge means.
[0026]
Next, the operation will be described. FIG. 4 is an operation explanatory view showing the flow state of the mixed liquid in the floc forming tank 11 in FIG.
In the flock forming tank 11, a mixed liquid of the liquid to be processed and the coagulant is introduced in the horizontal direction along the inner peripheral surface of the flock forming tank 11 from the mixed liquid introduction passage 21 on the tank bottom side. Therefore, a horizontal swirling flow in the horizontal direction is generated in the floc forming tank 11, and the coagulating aid (insoluble fine particles such as sand, polymer chemicals, etc.) from the coagulating aid injection means 22 is added to the mixed liquid in this state. Injection is added. Then, the stirring blade 12 is rotationally driven in the swirling direction of the admixture, whereby the swirling flow of the admixture is strengthened in the flock formation tank 11, thereby stably maintaining the fast swirling flow. The
[0027]
The horizontal flow in the flock formation tank 11 including the swirl flow is converted into a tornado ascending flow in the central flow area of the flock formation tank 11 by a guide plate 23 provided as a vertical flow forming means at the bottom of the flock formation tank 11. In addition, an upward flow region of the mixed liquid is generated in the central portion of the floc forming tank 11, and floc particles containing insoluble fine particles in the mixed liquid are wound up by the upward flow and circulate in the floc forming tank 11. To do. As a result, the floc particles are rapidly aggregated, and the aggregated floc that forms and grows is stably maintained in a floating state in the liquid mixture, and therefore can be prevented from accumulating at the bottom of the floc forming tank 11. it can.
[0028]
Here, the stirring blade 12 is rotationally driven in the same direction as the swirling flow of the mixed liquid generated in the floc forming tank 11 as described above, so that the relative speed difference between the stirring blade 12 and the mixed liquid is increased. Get smaller. For this reason, the agglomeration floc in the mixed solution is not easily destroyed by stirring the mixed solution by the stirring blade 12. Therefore, a large number of large and heavy aggregated flocs are stably formed in a short time in the floc forming tank 11.
[0029]
In this way, the aggregated flocs that have grown large and heavy in the floc forming tank 11 flow into the next sedimentation / separation tank 14 from the aggregated admixture introducing means (aggregated admixture introduction passage) 24 together with the admixture, and the sedimentation. In the separation tank 14, the large and heavy aggregated flocs in the admixture rapidly settle by gravity, so that solid-liquid separation is performed quickly and efficiently. Then, the flocs that have settled on the bottom of the sedimentation tank 14 are scraped to the center of the bottom of the tank by the sludge scraper 17 and pulled out by the sludge discharge pump 20.
[0030]
On the other hand, the separated water from which the flocculated floc has been settled and separated in the sedimentation separation tank 14 ascends in the sedimentation separation tank 14 and passes through the clarification promoting member 15. Fine particle groups (pin flocks) remaining in the water are removed by the inclined plate 15, and the clear separated water that has passed through the clarification promoting member 15 flows into the water collecting basin 16, and then is derived from the separated water outlet pipe 16 a. Is done.
[0031]
Here, as in the first embodiment, an agglomeration operation in which an insoluble fine particle material such as sand is added to a mixed solution to form a weighted floc by mechanical stirring generally requires the following operation conditions. Conceivable.
(1) Giving the stirring energy necessary for colliding fine particles containing insoluble fine particles such as sand in the mixed solution to form an agglomerated floc.
(2) Do not give a strong stirring force to destroy the formed floc group.
(3) Do not allow the weighted aggregated floc to accumulate in the floc forming tank, but keep it floating in the mixture.
[0032]
In the above three operating conditions, in the above condition (3), the weighted aggregated flocs must be kept floating in the mixed solution. Stirring energy is required, which is apparent from the numerical values in Table 1.
[0033]
[Table 1]

[0034]
Table 1 shows the general agglomeration method for agglomerating suspended particles in an admixture without addition of insoluble fine particles such as sand, and the addition of insoluble fine particles such as sand to the admixture to agglomerate and weight micro flocs. The agitation energy value (G value) is compared with the weighted floc agglomeration method. It can be seen from Table 1 that the weighted floc coagulation method requires larger energy than the general coagulation method, and therefore requires a high-power stirrer.
[0035]
Therefore, it is preferable that the weighted floc agglomeration method consumes as little energy as possible in the stirrer and satisfies the above conditions (1) to (3). According to the first embodiment, this is achieved. it can.
[0036]
Further, it is already known that the stirring blade 12 of the stirrer applied to the floc forming tank 11 of the coagulation sedimentation processing apparatus according to the first embodiment has different stirring effects depending on the type of the stirring blade 12 according to the present invention (vertical flow forming means). Table 2 (Announcement of the 59th Annual Meeting of the Chemical Industry Association) shows a comparison example of the stirring effect of +4 flat paddles: tornado type) and other blade types (without vertical flow forming means).
[0037]
[Table 2]

[0038]
In Table 2, the tornado type (invention) generates a swirling flow in the tank, causes a strong tornado upflow by the vertical flow forming means, and circulates in the tank, thereby improving efficiency compared to other stirring blades. It is possible to mix well and meet the following two conditions.
(A) Generate a swirl flow smoothly in the tank with as little agitation energy as possible.
(B) The swirl flow can be effectively changed to a tornado rising flow and the tank can be stirred in the vertical direction.
[0039]
Therefore, the following device considerations are necessary.
[1] In order to satisfy the condition (a) above,
(1) The shape of the flock-forming tank is a cylindrical shape with a horizontal cross section that is circular or close to point symmetry such as a regular octagon or a regular hexagon so that a swirling flow can be smoothly generated and maintained. about.
(2) The liquid to be treated is allowed to flow in the horizontal direction along the inner peripheral surface of the flock forming tank so as not to disturb the swirling flow in the flock forming tank and to contribute to the formation and maintenance of the swirling flow.
(3) The stirring blade is preferably a radial flow type that generates only a swirl flow with a small amount of energy.
[2] In order to satisfy the condition (b) above,
(1) The shape of the flock forming tank is preferably a point-symmetric cylindrical shape whose horizontal cross section is nearly circular.
(2) A flow converting guide means for effectively changing the swirling flow in the flock-forming tank into a tornado ascending flow is provided in the tank.
(3) The installation position of the stirring blade should be a position that faces and separates from the guide means so that a tornado flow is easily generated.
[0040]
The coagulation sedimentation processing apparatus according to the first embodiment is configured to have all the conditions (1) to (3) of [1] and [2].
That is, according to the first embodiment described above, the mixed liquid in which the liquid to be treated and the flocculant are mixed is introduced into the flock forming tank 11 in the horizontal direction along the inner peripheral surface of the flock forming tank 11. Thus, the swirling flow of the mixed liquid can be generated smoothly in the flock formation tank 11, and the stirring blade 12 for stirring the mixed liquid only needs to strengthen the swirling flow of the mixed liquid. Since the stirring blade 12 only needs to be rotated in the swirling direction of the mixed liquid, the power of the stirring blade 12 can be small, and the relative speed between the stirring blade 12 driven to rotate in the swirling direction of the mixed liquid and the mixed liquid is sufficient. Since the difference is also small, the flocs are less likely to be destroyed, energy can be saved when forming the flocs, the running cost is low, the agitator motor is also inexpensive, and the flocculant can be reduced. Such There is an effect.
[0041]
In the first embodiment, the description has been given mainly using the stirring blade 12 as the swirl flow forming means, but the present invention is not limited to this. For example, a jet device (circulator) that forms a discharge flow in the horizontal direction may be used. Further, if a sufficient swirling flow can be formed in the flock forming tank 11 by introducing the admixture in the horizontal direction along the inner peripheral surface of the flock forming tank 11, this becomes a swirling flow forming means. Therefore, other devices are not particularly required. The point is that it can form a swirling flow that circulates in the horizontal direction in the flock forming tank 11. Furthermore, various swirl flow forming means may be installed in combination as necessary.
[0042]
Embodiment 2. FIG.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a floc forming tank of a coagulation sedimentation processing apparatus according to Embodiment 2 of the present invention. The same or corresponding parts as those in FIGS. In the figure, reference numeral 25 denotes a porous rectifying plate disposed closer to the upper part of the floc-forming tank 11, and this porous rectifying plate 25 has a non-porous portion 25a at the center, and the bottom surface of the non-porous portion 25a. A guide plate 23 is attached as a circulating flow forming means. Therefore, the porous rectifying plate 25 also serves as a support member for the guide plate 23. In addition, the hole part of the said porous rectifying plate 25 is a thing of the hole diameter in which the aggregation floc formed in the flock formation tank 11 can pass up into the tank above the said porous rectifying plate 25. In addition to the perforated plate, the perforated rectifying plate 25 may be any member that can pass the aggregated floc in the mixed solution and can support the guide plate 23, such as a wire mesh, an expanded metal, and a screen.
[0043]
In the second embodiment, the stirring blade 12 is disposed in the vicinity of the tank bottom in the flock forming tank 11. That is, in the second embodiment, the stirring blade 12 and the guide plate 23 in the first embodiment are turned upside down and arranged in the flock forming tank 11, and the guide plate 23 is placed in the upper part of the flock forming tank 11. A porous rectifying plate 24 also serving as a supporting member for supporting is provided. ,
[0044]
According to the second embodiment having such a configuration, the guide plate 23 is disposed in the upper portion of the floc forming tank 11 and the stirring blade 12 is disposed on the bottom side of the floc forming tank 11. The swirling flow of the mixed liquid generated is converted into a downward tornado flow by the guide plate 23 at the upper part in the tank. Thus, the vicinity of the bottom of the tank is sufficiently agitated and mixed by the stirring blade 12 to prevent sedimentation and accumulation of the floc flocs, and a downward vertical flow is formed by the guide plate 23 at the top of the tank and is also stirred in the vertical direction. Stir and mix well over the entire area.
[0045]
Embodiment 3 FIG.
6 is a schematic cross-sectional view showing a coagulation sedimentation processing apparatus according to Embodiment 3 of the present invention, and FIG. 7 is a plan view of FIG. 6, which is the same as or equivalent to FIGS. 1 to 5 and FIG. A reference numeral is attached and a duplicate description is omitted. In the figure, 2A is a rapid mixing tank that is provided in the front stage of the flock forming tank 11 and introduces the liquid to be treated from the raw water introduction pipe 1, and in this rapid mixing tank 2A, a chemical injection pump or chemical injection tank (not shown) is provided. An inorganic flocculant is added through the first chemical injection tube 3 from a flocculant supply means such as the above. Further, a pH adjusting agent is injected into the raw water introduction pipe 1 and / or the rapid mixing tank 2A. In addition, in the rapid mixing tank 2A and / or the floc forming tank 11, insoluble fine particles such as sand are added from the liquid cyclone 8 as a sedimentation accelerator.
[0046]
In the third embodiment, the sludge discharge pipe 19 in the first embodiment (FIGS. 1 and 2) is configured as a circulation path for the hydrocyclone 8, and the sludge discharge pump 20 is configured as a circulation pump.
Here, the hydrocyclone 8 includes an addition tube (addition means) 8a for adding an insoluble fine substance for promoting aggregation to the mixed liquid before flowing into the floc forming tank 11, and an aggregate floc discharged from the sedimentation separation tank 14. A separation means for introducing the floc floc into the sludge and the insoluble fine substance by centrifugal force, and introducing the insoluble fine substance separated by the separation means from the addition pipe 8a to the rapid mixing tank. It is configured to include a sludge discharge pipe 8b that returns to 2A and discharges the sludge separated by the separation means out of the system.
[0047]
Next, the operation will be described.
6 and 7, an inorganic flocculant is added from the chemical injection pipe 3 to the liquid to be treated which has flowed into the rapid mixing tank 2A from the raw water introduction pipe 1, and a PH adjuster is added as necessary. Then, insoluble fine particles such as sand are added from the addition pipe 8a of the liquid cyclone 8, and the mixed liquid is rapidly stirred by the stirring blade 4 in the rapid mixing tank 2A. The inorganic flocculant and the pH adjuster may be injected and added to the liquid to be treated before flowing into the rapid mixing tank 2A.
[0048]
Then, the mixed liquid rapidly stirred by the stirring blade 4 passes through the passage 21 at the bottom of the rapid mixing tank 2A to the tank bottom of the flock forming tank 11 and horizontally along the inner peripheral surface of the flock forming tank 11. Flow into. As a result, a swirling flow is generated in the mixed liquid flowing into the flock forming tank 11, and the coagulation aid is injected and added to the mixed liquid from the coagulation auxiliary injection means 22. In this state, the stirring blade 12 in the flock formation tank 11 is rotationally driven in the same direction as the swirl flow, so that the swirl flow of the admixture in the flock formation tank 11 as in the first embodiment. Is strengthened, so that a swirling flow of a fast flow is stably maintained.
[0049]
The horizontal flow in the flock formation tank 11 including the swirl flow is converted into a tornado ascending flow at the center of the flock formation tank 11 by the guide plate 23 at the bottom of the flock formation tank 11, and the rise By the flow, floc particles containing insoluble fine particles in the admixture are wound up and circulated in the floc forming tank 11. As a result, the floc particles are rapidly aggregated, and the aggregated floc that forms and grows is stably maintained in a floating state in the liquid mixture, and therefore can be prevented from accumulating at the bottom of the floc forming tank 11. it can.
[0050]
The large and heavy aggregated floc formed in the floc forming tank 11 flows into the next settling / separation tank 14 and settles and separates. Aggregated floc settled in the settling tank 14 is scraped to the center of the tank bottom by the sludge scraper 17 and pulled out by the sludge circulation pump 20 to be sent to the hydrocyclone 8 through the circulation path 19. In the hydrocyclone 8, the aggregated floc sent from the circulation path 19 is separated into sludge and insoluble fine substance by centrifugal force, and the insoluble fine substance is supplied from the addition pipe 8a to the rapid mixing tank 2A and / or the floc forming tank. 11 is returned and reused, and the separated sludge is discharged from the sludge discharge pipe 8b. The separated water from which the flocculated floc was settled and separated in the sedimentation tank 14 as described above flowed up the clarification promoting member 15 and flowed into the water collecting tank 16 as in the case of the first embodiment. Thereafter, the water is led out from the separated water lead-out pipe 16a.
[0051]
According to the third embodiment described above, the liquid cyclone 8 for adding insoluble fine particles such as sand to the rapid mixing tank 2A or the like is provided, and the aggregated floc separated in the settling separation tank 14 is returned to the liquid cyclone 8. The flocs 8 are separated into sludge and insoluble fine substances by the liquid cyclone 8, the insoluble fine substances are returned and added to the rapid mixing tank 2A from the addition pipe 8a, and the separated sludge is discharged out of the system. Since it comprised, the insoluble fine particle substance contained in the aggregation floc discharged | emitted from the sedimentation-separation tank 14 can be returned and added to the rapid mixing tank 2A etc., and it can be reused.
[0052]
Embodiment 4 FIG.
In the first to third embodiments, the flock forming tank 11 has a cylindrical tank configuration with an open upper end. However, the flock forming tank 11 may have a closed tank configuration. In this case, the guide wall 23 may be provided on the ceiling wall. In this case, the same effect as in the first and second embodiments can be obtained.
[0053]
【The invention's effect】
As above this According to the invention, the admixture in which the liquid to be treated and the flocculant are mixed is introduced, and the admixture is added to the flock formation tank in which the agglomerated fine particles in the admixture are aggregated to grow into a large and heavy aggregate floc Generates a swirling flow that circulates in the horizontal direction. Radial flow type impeller And converting the swirl flow of the admixture into a vertical flow information And configured to introduce the coagulation admixture flowing out of the floc-forming tank into the sedimentation separation tank, In the flock formation tank, the admixture is gently stirred by a swirling flow by a radial flow type stirring blade, Cohesive floc of Destruction Prevent Can form and grow stable flocs with high sedimentation speed In addition, since the vertical flow converted by the guide plate can also be stirred up and down, Agglomerated floc settles and deposits in the floc forming tank Can be avoided, Efficient solid-liquid separation in the next sedimentation tank The There is an effect that energy saving and running cost can be reduced.
[0054]
Also this According to the invention, because the vertical flow forming means is arranged above the swirl flow forming means in the flock forming tank, Said There is an effect that the inside of the flock forming tank can be sufficiently stirred and mixed.
[0055]
In addition, this According to the invention, since the radial flow type stirring blade having the stirring blades is configured as the swirl flow forming means in the floc forming tank, the swirl flow of the mixed liquid circulating around the flock forming tank in the horizontal direction can be efficiently performed. There is an effect that it can be generated.
[0056]
In addition, this According to the invention, the guide plate for converting the horizontal flow in the flock forming tank including the swirling flow into the vertical flow is configured as the vertical flow forming means in the flock forming tank. In addition, the swirl flow can be easily and smoothly converted into a vertical flow, and the inside of the floc forming tank can be efficiently stirred in the horizontal and vertical directions. The large and heavy agglomerated flocs therein can be maintained in a stable floating state at the same time, and sedimentation and accumulation at the bottom of the tank can be prevented.
[0057]
Furthermore, according to the present invention, Since an addition means for adding an agglomeration aid for promoting aggregation to the mixed solution is provided, there is an effect that large and heavy aggregated flocs can be efficiently formed and grown in a short time in the floc forming tank.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a coagulation sedimentation processing apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
2 is a plan view of FIG. 1. FIG.
FIG. 3 is a perspective view showing various modified examples of the separated water clarification promoting member in FIG.
FIG. 4 is an operation explanatory view showing the flow state of the mixed liquid in the floc forming tank 11 in FIG. 1;
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing a coagulation sedimentation processing apparatus according to Embodiment 2 of the present invention.
FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing a coagulation sedimentation processing apparatus according to Embodiment 3 of the present invention.
7 is a plan view of FIG. 6. FIG.
FIG. 8 is a schematic cross-sectional view showing a conventional coagulation sedimentation processing apparatus.
[Explanation of symbols]
1 Raw water introduction pipe
2A rapid mixing tank
3. Drug injection tube
4 Stirring blade
5 Motor
8 Hydrocyclone (separation means)
8a Addition tube (addition means)
11 Flock formation tank
12 Stirring blade
13 Motor
14 Sedimentation separation tank
15 Inclined plate
16 Catchment
16a Separation water outlet pipe
17 Sludge scraper
18 Motor
19 Sludge circuit
20 Sludge circulation pump
21 Admixture introduction means (mixture introduction passage)
22 Aggregation aid injection means
23 Information board
24 Aggregation admixture introduction means
25 Porous current plate
25a Non-hole part

Claims

旋回流形成手段および被処理液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有するフロック形成槽と、
フロック形成槽から流出する凝集混和液を導入する凝集混和液導入手段、凝集混和液から分離した分離水を導出する分離水導出手段、および凝集混和液から分離した凝集スラッジを排出する凝集スラッジ排出手段を有する沈降分離槽とを備えた凝集沈殿処理装置において、
旋回流形成手段は、フロック形成槽内に水平方向に周回する旋回流を形成させる放射流型撹拌翼であり、
フロック形成槽の底部には、前記旋回流を鉛直方向の上昇流に変換する一枚または二枚以上の案内板が設けられていることを特徴とする凝集沈殿処理装置。A floc forming tank having swirl flow forming means and mixed liquid introducing means for introducing a mixed liquid in which the liquid to be treated and the flocculant are mixed;
An agglomerated admixture introducing means for introducing the agglomerated admixture flowing out of the floc forming tank, a separated water eliciting means for deriving the separated water separated from the agglomerated admixture, and an agglomerated sludge discharging means for discharging the agglomerated sludge separated from the agglomerated admixture. In a coagulation sedimentation processing apparatus comprising a sedimentation separation tank having
The swirl flow forming means is a radial flow type stirring blade that forms a swirl flow that circulates in the horizontal direction in the flock forming tank,
One or two or more guide plates for converting the swirling flow into an upward flow in the vertical direction are provided at the bottom of the flock forming tank .

旋回流形成手段および被処理液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有するフロック形成槽と、
フロック形成槽から流出する凝集混和液を導入する凝集混和液導入手段、凝集混和液から分離した分離水を導出する分離水導出手段、および凝集混和液から分離した凝集スラッジを排出する凝集スラッジ排出手段を有する沈降分離槽とを備えた凝集沈殿処理装置において、
旋回流形成手段は、フロック形成槽内に水平方向に周回する旋回流を形成させる放射流型撹拌翼であり、該放射流型撹拌翼より上方には、前記旋回流を鉛直方向に変換する一枚または二枚以上の案内板および該案内板を支持する多孔整流板が設けられていることを特徴とする凝集沈殿処理装置。A floc forming tank having swirl flow forming means and mixed liquid introducing means for introducing a mixed liquid in which the liquid to be treated and the flocculant are mixed;
An agglomerated admixture introducing means for introducing the agglomerated admixture flowing out of the floc forming tank, a separated water eliciting means for deriving the separated water separated from the agglomerated admixture, and an agglomerated sludge discharging means for discharging the agglomerated sludge separated from the agglomerated admixture. In a coagulation sedimentation processing apparatus comprising a sedimentation separation tank having
The swirling flow forming means is a radial flow type stirring blade that forms a swirling flow that circulates in the horizontal direction in the flock forming tank, and is arranged above the radial flow type stirring blade to convert the swirling flow into a vertical direction. A coagulation sedimentation processing apparatus, comprising one or more guide plates and a porous rectifying plate for supporting the guide plates .

混和液に凝集促進用の凝集助剤を添加する添加手段を備えたことを特徴とする請求項１または請求項２記載の凝集沈殿処理装置。 The coagulation-sedimentation processing apparatus according to claim 1 or 2, further comprising addition means for adding a coagulation aid for coagulation promotion to the mixed solution.