JP3676658B2

JP3676658B2 - 循環流式凝集分離装置

Info

Publication number: JP3676658B2
Application number: JP2000251546A
Authority: JP
Inventors: 裕明岡島; 司品田
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: JP2002058911A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、凝集沈殿処理などの凝集フロック形成および凝集フロック（固）と分離液（液）との分離に用いられる水処理プロセスや化学プロセス等の凝集分離技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の凝集沈殿装置は、原水である被処理水に凝集剤を混和し、この混和液を撹拌して凝集させフロック群（凝集フロック）を形成・成長させ、混和液から凝集フロックを沈降分離させて清澄な分離液（処理水）を得るものであり、主として▲１▼薬品混和槽、▲２▼フロック形成槽、▲３▼沈降分離槽から構成されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような構成の凝集沈殿装置では複雑なプロセスとなり、加えて各槽に大きな敷地面積が必要となる。とくに、沈殿分離槽では十分に凝集フロックを沈降分離させるために長い滞留時間が必要で、大きな沈殿池を設けなければならないという課題があった。また、各槽には多くの付帯設備が設けられているため、建設コストが高いばかりか、運転管理が煩雑になるという課題もあった。さらに、流入水量が増加すると沈殿池で凝集フロック（とくにピンフロック）が流出するため、安定した処理水質を得ることができなくなるという課題もあった。
【０００４】
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、滞留時間が長くとれる別途独立した広大な沈殿分離槽を必要とせず、混和液を撹拌して凝集フロックを形成・成長させると共に形成・成長した凝集フロックを確実に分離することができ、また流入水量の変動に対応でき、さらに安価で省スペース型の凝集分離装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る循環流式凝集分離装置は、原水と凝集剤とが混和した混和液を導入して凝集および固液分離する循環式凝集分離装置において、混和液導入手段および下向流を形成して混和液を攪拌混合する循環流形成手段を有する下部凝集域と、下部凝集域に連通し、且つ混和液から分離した分離液を導出する分離液導出手段を有する上部分離域と、複数の貫通孔を有し、且つ下部凝集域と上部分離域との間に設けられ、下部凝集域の流動を阻害する多孔部材とを備えたことを特徴とするものである。
【０００６】
この発明に係る循環流式凝集分離装置は、循環流形成手段を、下部凝集域内に循環流を形成させる一枚または二枚以上の攪拌羽根を有する軸流型攪拌翼としたことを特徴とするものである。
【０００７】
この発明に係る循環流式凝集分離装置は、下部凝集域の内壁面に、下部凝集域内に形成される旋回流を向心流に変換する一枚または二枚以上の案内板を設けたことを特徴とするものである。
【０００８】
【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による循環流式凝集分離装置の構成を示す断面図であり、図２は図１の平面図であり、図３は図１および図２に示した循環流式凝集分離装置における凝集分離タンク内に付加可能な沈殿スラッジ取出部の構成を示す断面図である。図において１は循環流式凝集分離装置（以下、単に凝集分離装置という）である。凝集分離装置１は、有底略角筒状の凝集分離タンク２と、この凝集分離タンク２に連結されかつ凝集分離タンク２内に原水と凝集剤との混和液を供給するための混和タンク３とから概略構成されている。
【０００９】
凝集分離タンク２は、この凝集分離タンク２内を上部分離域２ａと下部凝集域２ｂとに区分する多孔部材４とを有している。下部凝集域２ｂ内には凝集分離タンク２の上部から垂下された状態で配設されて下部凝集域２ｂ内を循環する循環流Ａを形成する攪拌翼（循環流形成手段）５と、多孔部材４の下面周縁部に立設されて撹拌翼５の回転により生じる下部凝集域２ｂ内を水平方向に周回する旋回流Ｂを軸心へ向かう向心流Ｃ（流速Ｖ_h）に変換する案内板６と、凝集汚泥（凝集フロック）を装置外に排出するスラッジ取出部（凝集汚泥排出手段）７と、底部に撹拌による流動の影響を排除でき凝集フロック等の沈降性物質を沈積させて濃縮した凝集汚泥を装置外に排出する沈殿スラッジ取出部（凝集汚泥排出手段）１０とが設けられている。上部分離域２ａには多孔部材４を通過し上昇してきた分離液を処理水として溢流させて排出する処理水取出部（分離液導出手段）８と、分離液中に残留するピンフロックの沈降を促進する沈降促進部材９とが設けられている。
【００１０】
凝集分離タンク２の水平断面は正方形状になっているが、とくに下部凝集域２ｂ内における均質な循環流の形成が阻害されない形状であれば、これに限られるものではない。望ましくは、点対称な水平断面を有するものがよい。ただし、円筒径状等の場合には、上下方向の循環流を形成しやすくするために、内壁に邪魔板（阻流板）などを設けると有効である。
【００１１】
混和タンク３は、凝集分離タンク２の底部近傍（下部凝集域２ｂ）に混和液導入部３ａを介して連結されている。混和タンク３内には原水と凝集剤とを攪拌して急速に混和するための撹拌羽根１１が垂下状態で設けられている。この実施の形態１では、混和タンク３を凝集分離タンク２に隣接させて連結したが、配管を介して下部凝集域２ｂと混和タンク３とを連結してもよく、また混和タンク３を省略して下部凝集域２ｂに直結する原水の配管に凝集剤を添加し、配管内で混和液を調製してもよい（ラインミキシング）。
【００１２】
ここで、凝集分離に用いられる凝集助剤としては、例えば合成高分子凝集剤、天然高分子凝集剤、無機化合物、砂等の無機鉱物、金属等を挙げることができ、適宜選択されるものであり、これらに限定されるものではない。原水に対する凝集助剤の添加方法としては、素早く均一に分散させる手法が採用され、例えば凝集助剤自体をスラリーや溶液状態にして原水に添加する手法、粒子状の凝集助剤を乾燥状態のまま原水に添加する手法などを挙げることができる。また、混和タンク３や下部凝集域２ｂ内への添加位置で添加手法を区別すると、混和タンク３等への流入口近傍に凝集助剤を添加する手法、混和タンク３等内へ均一に分散させて添加する手法、混和タンク３等内の流速の早い箇所に凝集助剤を添加する手法、滞留時間ごとに段階的に分けて凝集助剤を添加する手法等を適宜選択することができる。なお、混和タンク３内に導入される原水に対しては、導入過程でライン注入あるいはラインミキシングすることにより、凝集剤はもとより、凝集助剤やｐＨ調整剤の添加を行ってもよい。
【００１３】
多孔部材４は混和液若しくは凝集フロックが分離した分離液の通過を妨げない複数の貫通孔を有し、下部凝集域２ｂの流動が上部分離域２ａに概ね及ばないように両域を区分する平板状のものである。この多孔部材４としては、例えば金網、パンチングプレート、エキスパンドメタル、特殊多孔板、薄板状や粒状の充填層等を用いることができ、これらの中から原水中の沈降性物質の物性等に応じて適宜選択される。また、多孔部材４は、撹拌翼５が位置する下部凝集域２ｂと処理水取出部８が位置する上部分離域２ａとの間で凝集分離タンク２を上下に分割するように水平に設置される。なお、多孔部材４のうち、案内板６が立設された部分には、案内板６に衝突する旋回流Ｂが水平方向の向心流Ｃに変換されず、上方へ逃げるのを阻止するために、上記貫通孔（図示せず）を設けないことが望ましい。さらに、循環流Ａが下部凝集域２ｂの内壁面に沿って上昇するのを阻止するため、多孔部材４の周縁部にも貫通孔（図示せず）を設けないか、上昇流Ｄを阻止するような止水板１２を図１および図２に示すように設けることが望ましい。
【００１４】
一般に攪拌翼は単数の攪拌羽根または複数の攪拌羽根を備えており、この攪拌翼５が一本の軸に固定され駆動手段（図示せず）を有するものが攪拌機（攪拌装置）である。なお、攪拌翼は一本の軸に複数設けられることもできる（多段型）。この実施の形態１における撹拌翼５の形状は図１に示すように主に下部凝集域２ｂ内を攪拌混合する循環流Ａを形成する軸流型である。この軸流型の攪拌翼では一般にプロペラ状の攪拌羽根が回転することにより、鉛直下方向に水流（流速Ｖ_u）が吐出し、下部凝集域２ｂの底部で回転軸心から内壁に向かう水平方向の底層流が形成され、内壁に沿って上昇する上向流が形成され、この上向流は多孔部材４の下面近傍で軸心方向へ向かう向心流Ｃが形成され、軸心で下方向に向かう下向流になる循環流Ａが下部凝集域２ｂに形成される。しかも、この際、攪拌羽根の回転運動により下部凝集域２ｂを水平方向に周回する旋回流Ｂも副次的に形成される。即ち、循環流Ａは攪拌翼５の回転軸と下部凝集域２ｂの内壁や軸心に沿って流れる鉛直方向の流れ（流速Ｖ_u）と、回転軸と内壁との間を流れる水平方向の流れ（流速Ｖ_h）と副次的に形成される旋回流Ｂとから構成されている。上述の攪拌翼５の回転により生じる旋回流は案内板６に衝突することで回転軸心に向かう水平流である向心流Ｃに変換される。攪拌翼５は、図２に示すように２枚の羽根で構成されているが、羽根の枚数は少なくとも１枚あればよく、その枚数に制限はない。また、下部凝集域２ｂ内に設けられた撹拌翼５の設置位置は、凝集分離タンク２の内部形状、案内板６の設置位置等に応じて上部、中部および下部のうちから適宜設定されるが、設置位置は攪拌翼５の径をＤとすると、凝集分離タンク２の底部から０．４Ｄ〜１．２Ｄの範囲が攪拌効率の点で好ましい。撹拌翼５の回転数は駆動装置（図示せず）の制御により混和液中に形成される凝集フロックの物性を考慮して形成した凝集フロックを撹拌により破壊しない程度に緩やかであり、かつ凝集フロックの分離に必要な循環流Ａを形成するのに十分な程度の範囲で適宜変更可能である。
【００１５】
撹拌翼５の形状としては、循環流Ａを形成するための撹拌翼５の形状としては、公知のプロペラ型、パドル型、ハイドロフォイル型、タービン型などの主に軸流型を用いることができる。撹拌翼５により下部凝集域２ｂ内で理想的な撹拌状態を得るためには、下部凝集域２ｂの内径をＬとし、撹拌翼５の径をＤとすると、比Ｄ／Ｌ＝０．３〜０．７の範囲を満たすように両者の寸法が設定される。なお、凝集分離タンク２の形状などの都合により、攪拌翼５を設置できない場合には、下部凝集域２ｂ内に鉛直方向の流れを作ることができる噴流装置（サーキュレーター等）を設置してもよい。
【００１６】
案内板６は撹拌翼５の回転により副次的に形成される水平方向に周回する旋回流Ｂが衝突して向心流Ｃに変換するものであり、図１および図２に示すように下部凝集域２ｂの内壁面に複数（例えば４枚）設けられている。この実施の形態１における案内板６は下部凝集域２ｂの四つの内壁面の中央から回転軸心に向けて突出すると共に多孔部材４の下面に垂下状態で設置されている。各案内板６は正方形あるいは矩形状の平板であるが、湾曲状をなしていてもよい。なお、案内板６の枚数は少なくとも１枚あればよく、その枚数に制限はない。
【００１７】
スラッジ取出部７は下部凝集域２ｂ内の底部に設けられて凝集フロックを高濃度に含む凝集汚泥を装置外に引き抜くものである。この実施の形態１における下部凝集域２ｂの底部は平坦状とされるが、角錐状または円錐状に凹み、その最深部にスラッジ取出部７を設けた構成を採用することもできる。また、沈殿スラッジ取出部１０は下部凝集域２ｂの底部に設けた隔壁１０ａにより撹拌翼５や案内板６による撹拌流動の影響を排除して流動が静止する部分を形成し、その隔壁１０ａ内に凝集フロックを重力により沈殿させて濃縮し、その沈殿スラッジを装置外に排出するものである。なお、この沈殿スラッジ取出部１０は必要に応じて設けられるものである。
【００１８】
処理水取出部８としては凝集分離タンク２の上部分離域２ａ内の流動を均一にして集水する集水設備を用いることができる。沈降促進部材９は必要に応じて設けられるものである。この沈降促進部材９を設ける場合には、所定の離間距離をもって複数の平行板を組み合わせたパラレルプレート、所定の離間距離をもって複数の波板を組み合わせたコルゲーテッドプレート等の傾斜板、複数の円管や角管を組み合わせた沈降管、支持材や枠組中に短管や粒状担体を充填して分離面積を増大させて分離効果を上げる充填層、多孔板、邪魔板またはスクリーン等の整流材などを用いることができるが、上部分離域２ａ内を上昇する分離液中に残留するピンフロック等の沈降を促進するものであれば、特に制限されるものではない。なお、傾斜板や沈降管は上部分離域２ａ内にそのまま設置してもよく、また支持材で支持して設置してもよい。
【００１９】
このような構成の凝集分離タンク２内における凝集および分離における作用について説明する。
まず、従来の凝集沈殿処理装置において大きな敷地面積を要する沈降分離槽を省略するためには、原水と凝集剤が混和する混和液を攪拌してフロックを形成させると共にその形成された凝集フロックを何らかの手法により分離して清澄な分離液を得る必要がある。凝集沈殿処理装置におけるフロック形成槽内での流れは、▲１▼凝集操作に最適な撹拌吐出流量（Ｑ_d）、▲２▼撹拌吐出流量Ｑ_dに伴う同伴流量（Ｑ_b）および▲３▼原水流入量（Ｑ₀）が基本になる。ここで、撹拌に関する量Ｑ_d＋Ｑ_b＝Ｑ_cすれば、これは撹拌による槽の循環流量（Ｑ_c）となる。従って、フロック形成槽内の流れの総和はＱ_c＋Ｑ₀となり、槽内の平均液流速を代表する指標は（Ｑ_c＋Ｑ₀）／Ａ_f＝Ｖ_aとなる。ここで、Ａ_fはフロック形成槽の水平断面積である。即ち、この流れ（平均流速Ｖ_a）により最適な凝集フロックが形成されるわけである。
【００２０】
一方、形成された凝集フロック群を効率よく分離するためには、このＶ_aをできる限り小さくすることが有効である。しかし、ここで、Ｑ₀は原水の流入量で、Ａ_fはフロック形成槽の断面積であるから、それぞれ定数である。従って、Ｖ_aはＱ_cを０（零）に近づければ近づけるほど小さくなる。そこで、上述のフロック形成槽でＱ_cを０に近づけるためには、Ｑ_cの流れを阻害する不連続面を形成すればよい。そこで、本発明では、水は通過するが、流動を阻害する多孔部材４を用いて凝集分離タンク２を下部凝集域２ｂと上部分離域２ａとに分割したわけである。
【００２１】
さて、ここで、Ｑ_cが略０になった場合、フロック形成槽内の平均液流速度（即ち、平均上昇速度）はＶ_a＝Ｑ₀／Ａ_f＝Ｖ_Lとなる。従って、上昇速度Ｖ_Lより小さな沈降速度をもつフロック群は処理水と共に溢流することになる。しかし、ここで、上昇速度Ｖ_Lで上昇する液に上昇速度Ｖ_Lよりかなり速い速度で水平方向の向心流Ｃ（流速Ｖ_h）を与えれば上昇速度Ｖ_Lよりも沈降速度が小さく、粒子の小さな凝集フロック群でも向心流Ｃに乗って移動し、その慣性力により上昇流Ｄに同伴しにくくなる。そのために、上昇速度Ｖ_Lよりも小さい沈降速度の凝集フロック群でも分離することが可能となる。なお、上述の一般のフロック形成槽がこの発明においては凝集分離タンクに相当する。
【００２２】
次に動作について説明する。
まず、沈降性物質を含む原水は混和タンク３内に一定の流量で導入される。混和タンク３内において、原水に凝集剤が添加され、必要に応じてｐＨ調整剤も添加され、撹拌羽根１１により急激に混和される。これにより、原水中には微細なフロックが形成される。この場合、必要に応じて凝集助剤である砂等の沈降促進材や高分子凝集剤などを添加してもよい。
【００２３】
混和タンク３内で上述のように前処理された原水である混和液は、混和液導入部３ａから下部凝集域２ｂ内へ導入される。そして、必要に応じて高分子凝集剤等を添加して撹拌翼５の適切な撹拌作用により凝集に適した循環流Ａを形成し、混和液中の凝集フロックが大きく成長する。このとき、下部凝集域２ｂ内では凝集フロックを含む混和液が撹拌混合されているが、多孔部材４近傍の領域には図１に示すように不安定であるが濃度界面Ｆが形成される。その濃度の変化により、濃度界面Ｆの上部が撹拌吐出流量（Ｑ_d）による影響が緩和される。その濃度界面Ｆの上部に多孔部材４が凝集分離タンク２内を上下に分割するように水平に配置されているので、その多孔部材４の流動阻害作用により多孔部材４の上側の上部分離域２ａにおいては撹拌翼５による撹拌の影響のない均一な上昇流Ｄが形成される一方、その下側の下部凝集域２ｂにおいては撹拌翼５による循環流Ａが形成される。なお、流入する混和液の流入量によっては、濃度界面Ｆが上部分離域２ａ内における多孔部材４近傍に形成される場合もある。また、下部凝集域２ｂ内では、循環流Ａにより多孔部材４の下面近傍で回転軸心に向かう水平流の向心流Ｃが形成され、さらに撹拌翼５の回転に伴って発生する水平方向に周回する旋回流Ｂが案内板６に衝突することにより、多孔部材４の下面近傍で回転軸心に向かう水平流の向心流Ｃが形成される。これにより、下部凝集域２ｂ内では循環流Ａにより混和液が撹拌混合されているが、上記向心流Ｃにより多孔部材４近傍では混和液中の凝集フロックに水平方向の慣性力を与えることができると共に、回転軸心に沿って流れる下向きの流れが生じているため、効率的に凝集フロックを分離すること（固液分離）ができる。
【００２４】
つまり、水平方向の向心流Ｃに乗って凝集フロック群が移動するため、特に小さな凝集フロック群は慣性力によって上昇流Ｄに同伴しにくくなり、上昇流Ｄから分離される。このようにして分離された凝集フロック群は下部凝集域２ｂに残存し、凝集フロックが分離した分離液は上昇流Ｄに乗って上部分離域２ａを通過して処理水取出部８から溢流させる。その際に、上部分離域２ａ内に設けた傾斜板等の沈降促進部材９を利用することにより、上昇流Ｄと同伴したピンフロックなどを沈降除去でき、更に上質の処理液を得ることができる。
【００２５】
下部凝集域２ｂでは、分離した凝集フロックが残留して濃縮され、凝集フロック濃度が高くなるため、適宜、底部に設けられたスラッジ取出部７から直接外部に引き抜く。場合によっては、引抜前に撹拌翼５を一時的に停止させて、凝集フロックを底部に沈殿させ、高濃度化した凝集汚泥を引き抜いてもよい。なお、沈降促進材として砂を用いた場合には、引き抜いた汚泥をサイクロン等の遠心分離装置（図示せず）にかけて砂を分離し、その砂を混和タンク３等内に戻して再利用することができる。
【００２６】
以上のように、この実施の形態１によれば、攪拌翼５および多孔部材４を設けたことにより、下部凝集域２ｂを効率よく撹拌混合して所望の循環流Ａおよび向心流Ｃを形成し、これにより凝集フロックに対して水平方向の慣性力を与えることで多孔部材４を通過する上昇流Ｄへの同伴を阻止することができるので、従来の凝集沈殿装置における重力沈降分離に比べて短い滞留時間で効率よく凝集フロックを分離することができる。因みに、従来の凝集沈殿装置における滞留時間が６０〜１２０分間であったのに対し、この実施の形態１に係る凝集分離装置では、その滞留時間を３〜６分間と大幅に減少させることができた。
【００２７】
この実施の形態１では、従来の凝集沈殿装置において必須であった敷地面積の大きい沈降分離槽を省略できたことにより、レーキ等の集泥機が不用になり、メンテナンスが楽になり、電気代も節約することができる。
【００２８】
この実施の形態１では、凝集フロックを重力沈降による分離に委ねるのではなく、慣性力を積極的に利用して分離するため、沈降速度の大きな凝集フロックの形成を必須とせず、ある程度の沈降速度をもつフロックであれば分離できるので、凝集剤等の薬品や沈降促進材のみならず敷地面積や処理時間の節約もでき、省エネルギ、省コストに有効である。さらに、案内板６を設置することにより無動力で向心流Ｃを増強することができるので、より効果的に固液分離することができる。
【００２９】
この実施の形態１では、攪拌翼５および多孔部材４を設けたことにより、従来の凝集沈殿装置に比べて分離速度や分離効率を大幅に向上させることができ、また下部凝集域２ｂ内を鉛直方向にも水平方向にも効率よく撹拌混合できるので、よりコンパクトになり、敷地面積も小さくでき、建設費も安価にすることができる。
【００３０】
この実施の形態１では、攪拌翼５の回転数を変更可能としたことにより、混和液中の凝集フロックの物性に適応した回転数を選べば、同一の装置、同一の流量でも、混和液の性状、濃度および水量等の変動に影響を与える沈降性物質の変化に適応して処理することができる。また、撹拌翼５を緩やかに回転させることができるので、凝集フロックを破壊させることなく、安定して確実に形成・成長させることができる。
【００３１】
この実施の形態１では、下部凝集域２ｂに凝集助剤注入手段（図示せず）を設けてもよい。この凝集助剤注入手段から注入される凝集剤としては高分子凝集剤や砂等の無機材料を挙げることができるが、これに限定されるものではない。また、この実施の形態１では、下部凝集域２ｂの底部を平坦面としたが、凝集汚泥の引き抜きや濃縮に有利な角錐形状や円錐形状としてもよい。
【００３２】
実施の形態２．
図４はこの発明の実施の形態２による凝集分離装置の構成を示す断面図であり、図５は図４に示した凝集分離装置における凝集分離タンクの平面図である。この実施の形態２の構成要素のうち実施の形態１の構成要素と共通するものについては同一符号を付し、その部分の説明を省略する。
【００３３】
この実施の形態２では、凝集分離タンク２の水平断面を円形状としている。この実施の形態２における４枚の案内板６は下部凝集域２ｂの内周壁面から下部凝集域２ｂの回転軸心に向けて突出すると共に多孔部材４の下面に垂下状態で設置されている。また、凝集分離タンク２の内周壁面には図４に示すようにその底部から上方に向かって延在する４枚の邪魔板１３が設けられている。これら邪魔板１３は、図５の平面で見ると４枚の案内板６とその設置位置がずらされているが、設置位置や設置枚数はこれに限定されるものではない。この邪魔板１３は下部凝集域２ｂ内で水平方向に周回する旋回流Ｂを緩和する機能を有する。つまり、撹拌翼５により循環流Ａが形成されるが、タンク形状が円形であるため、撹拌翼５の回転により副次的に形成される旋回流Ｂが大きくなる。そこで、この旋回流Ｂを邪魔板１３に衝突させることで鉛直方向の流れに変換し、下部凝集域２ｂ内の撹拌混合に寄与させるものである。これにより、下部凝集域２ｂ内の全域において水平方向および鉛直方向に効率的に撹拌混合を行うことができ、凝集フロックの成長および均質化に有効に働く。
【００３４】
この実施の形態２では、沈降促進材としての砂等の無機材料を混和液に添加しているため、スラッジ取出部７に流体サイクロン等の遠心分離装置１４が連結されている。この遠心分離装置１４は、スラッジ取出部７から引き抜いた凝集汚泥に含まれる沈降促進材である砂等の無機材料を回収して再度混和タンク３内に供給することで、沈降促進材を有効に利用して節約するものである。
【００３５】
以上のように、この実施の形態２によれば、撹拌翼５の回転に伴い副次的に形成される旋回流Ｂを案内板６により下部凝集域２ｂ内において向心流Ｃに変換させ、凝集フロックの分離に利用することができ、実施の形態１の場合と同様に分離効率および分離速度を向上させることができ、従来の凝集沈殿装置における重力沈殿に比べて短い滞留時間で効率よく凝集分離を行うことができる。また、邪魔板１３により旋回流Ｂを鉛直方向の流れに変換させることができ、下部凝集域２ｂ内の全域にわたって水平方向および鉛直方向に効率的に撹拌混合が行え、凝集フロックの形成や成長ばかりでなく、域内の均質化に有効である。
【００３６】
この実施の形態２では、上部分離域２ａに実施の形態１における沈降促進部材（図示せず）を設けていないが、必要に応じて設けてもよい。また、この実施の形態２では、下部凝集域２ｂに沈殿スラッジ取出部（図示せず）を設けていないが、必要に応じて設けてもよい。なお、これまでは凝集分離処理について説明してきたが、本発明はこれ以外に凝集剤添加型活性汚泥処理における凝集分離や汚泥処理における汚泥濃縮等にも用いることができる。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、多孔部材と循環流形成手段を設けたことにより、凝集タンクを上下に分割して不連続面を形成することができると共に、下部凝集域を効率よく撹拌して所望の向心流を形成し、これにより凝集フロックに対して大きな慣性力を与えることで多孔部材を通過する上昇流への同伴を阻止することができるので、従来の凝集沈殿装置における重力沈殿に比べて短い滞留時間で効率よく凝集し、形成された凝集フロックを分離することができる。因みに、従来の凝集沈殿装置における滞留時間が６０〜１２０分間であったのに対し、この発明に係る凝集分離装置では、その滞留時間が３〜６分間と大幅に減少させることができる。なお、従来の敷地面積の大きい沈降分離槽を省略できたことにより、レーキ等の集泥機が不用になり、またその他の付帯設備も省略できるため、メンテナンスが容易になり、電気代も含め処理コストを低減することができる。
【００３８】
この発明によれば、重力沈降による分離に委ねるのではなく、慣性力を積極的に利用して分離するため、沈降速度の大きなフロックの形成を必須とせず、ある程度の沈降速度をもつフロックであれば分離できるので、凝集剤等の薬品や沈降促進材の節約もでき、省エネルギ、省コストに有効である。さらに、案内板により無動力で向心流を増強することができるので、より効果的に固液分離することができる。
【００３９】
この発明によれば、循環流形成手段を設けたことにより、従来の凝集沈殿装置に比べて分離速度や分離効率を大幅に向上させることができるので、よりコンパクトになり、敷地面積も小さくでき、建設費も安価にすることができる。
【００４０】
この発明によれば、上部分離域に沈降促進部材を設けた場合には多孔部材を通過し上昇するピンフロック等を速やかに沈降分離させることができるので、分離効率を向上させることができ、さらに上質の処理水を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１による凝集分離装置の構成を示す断面図である。
【図２】図１の平面図である。
【図３】図１および図２に示した凝集分離装置における凝集分離タンク内に付加可能な沈殿スラッジ取出部の構成を示す断面図である。
【図４】この発明の実施の形態２による凝集分離装置の構成を示す断面図である。
【図５】図４に示した凝集分離装置における凝集分離タンクの平面図である。
【符号の説明】
１凝集分離装置（循環流式凝集分離装置）
２凝集分離タンク
２ａ上部分離域
２ｂ下部凝集域
３混和タンク
４多孔部材
５攪拌翼（循環流形成手段）
６案内板
７スラッジ取出部（凝集汚泥排出手段）
８処理水取出部（分離液導出手段）
９沈降促進部材
１０沈殿スラッジ取出部
１１撹拌羽根
１２止水板
１３邪魔板
１４遠心分離装置
Ａ循環流
Ｂ旋回流
Ｃ向心流
Ｄ上昇流

Claims

原水と凝集剤とが混和した混和液を導入して凝集および固液分離する循環式凝集分離装置において、
混和液導入手段および下向流を形成して混和液を攪拌混合する循環流形成手段を有する下部凝集域と、下部凝集域に連通し、且つ混和液から分離した分離液を導出する分離液導出手段を有する上部分離域と、複数の貫通孔を有し、且つ下部凝集域と上部分離域との間に設けられ、下部凝集域の流動を阻害する多孔部材とを備えたことを特徴とする循環流式凝集分離装置。
循環流形成手段は、下部凝集域内に循環流を形成させる一枚または二枚以上の攪拌羽根を有する軸流型攪拌翼であることを特徴とする請求項１記載の循環流式凝集分離装置。
下部凝集域の内壁面には、下部凝集域内に形成される旋回流を向心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請求項１または請求項２に記載の循環流式凝集分離装置。