JP6183525B1 - 凝集沈澱装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】トラック等に搭載して運搬することが容易な凝集沈澱装置を提供する。【解決手段】凝集反応槽11に導入され、無機凝集剤、pH調整剤及びカチオン性ポリマー凝集剤が添加され、撹拌機15で撹拌され、凝集反応液となる。凝集反応液は、移流トレー17に流出し、アニオン性ポリマー凝集剤が添加された後、センターウェル18の拡径部18A内に接線方向に供給され、ディストリビュータ19の回転方向後流側に向って流出する。スラッジブランケットSを通過した処理水は、沈澱槽12内を上昇し、Vノッチ25aからトラフ25内に流入し、取出配管26を介して凝集沈澱装置1外に取り出される。汚泥は、汚泥受入槽13からレーキ板35によって取出口30へ排出される。【選択図】図2
Description
本発明は、被処理水から微細な懸濁物質等を凝集分離する凝集沈澱装置に関する。
工場廃水、下水などの原水(被処理水)に無機凝集剤を添加した後、アニオン系高分子凝集剤及びカチオン系高分子凝集剤を添加し、固液分離することが公知である。特許文献1には、微細なSSを含有する原水に無機凝集剤、カチオン系高分子凝集剤及びアニオン系高分子凝集剤を添加するライン混合装置と、ライン混合装置の下流側に設けられた造粒型凝集沈殿槽とを備える水処理装置が開示されている。
特許文献2には、無機凝集剤を添加して撹拌する第1撹拌槽と、沈降促進剤及び高分子凝集剤を添加して撹拌する第2撹拌槽と、高分子凝集剤を添加して撹拌する第3撹拌槽と、フロック形成槽と、沈澱槽とを一体化した凝集沈澱装置が記載されている。
本発明は、トラック等に搭載して運搬することが容易な凝集沈澱装置を提供することを目的とする。
本発明の凝集沈澱装置は、平面視形状が長方形の槽体と、該槽体内が仕切板によって区画されることにより形成された凝集反応槽及び沈澱槽と、該沈澱槽に対し汚泥の溢流板を介して隣接する汚泥受入槽とを有し、該槽体は、幅2.2m以下、長さ5.6m以下、高さ2.6m以下のものである。
本発明の一態様に係る凝集沈澱装置では、前記沈澱槽内にセンターウェルが設けられており、前記凝集反応槽内の凝集反応液を該センターウェルに流入させる移送部材が設けられている。
本発明の一態様に係る凝集沈澱装置では、前記センターウェルの下部から放射方向にディストリビュータが延設されており、該センターウェルを軸心回りに回転駆動する駆動装置が設けられている。
本発明の一態様に係る凝集沈澱装置では、前記汚泥受入槽内の汚泥を取り出すための汚泥取出口が槽体の壁面に設けられており、該汚泥受入槽内の底面に沿って該汚泥取出口に向って移動するレーキ板が設けられている。
本発明の一態様に係る凝集沈澱装置では、前記レーキ板は、無端駆動するチェーンに取り付けられており、該チェーンは、汚泥受入槽の底面に沿う往動側と、それよりも上方に配置された復動側とを有するように駆動側スプロケットホイール及び従動側スプロケットホイール間に架け渡されており、前記レーキ板が該チェーンによって復動する際のレーキ板の上端は、前記溢流板の上縁よりも下位に位置する。
本発明の凝集沈澱装置は、その槽体が、4tトラックに搭載できる大きさの、平面視形状が長方形のものであるため、運搬が容易である。また、予め凝集沈澱装置の製作工場において撹拌機、センターウェル、ディストリビュータ、その他付属設備を一体化しておくことにより、凝集沈澱装置の設置作業が著しく容易となる。
また、汚泥受入槽にレーキ装置を設置することにより、沈殿した汚泥がスムーズに汚泥取出口から取り出される。このレーキ装置が、汚泥受入槽の底面に沿って移動するレーキ板を備えることにより、汚泥受入槽内の底面のほぼ全域から汚泥を取出口側に掻き寄せることができる。レーキ板が汚泥受入槽の底面に沿って取出口に向って往動し、チェーンの復動側ではチェーンから倒立して移動するように構成した場合、復動時におけるレーキ板の上縁を溢流板の上縁よりも下位とすることにより、沈澱槽内のスラッジブランケットに乱れを与えることがない。
以下、図面を参照して実施の形態について説明する。図1〜4は本発明の第1の実施の形態に係る凝集沈澱装置1を示している。
この凝集沈澱装置1は、1対の短手壁2a,2cと、1対の長手壁2b,2dとを有した平面視形状が長方形(全体として直方体形状)の槽体2と、該槽体2内に短手方向(幅方向)に設けられた仕切板3,4と、仕切板4と槽体2の短手壁2cとの間に、槽体2の長手方向に沿って設けられた溢流板5等を有している。槽体2は、4tトラックに搭載できるように、幅2.2m以下、長さ5.6m以下、高さ2.6m以下となっている。槽体2の幅は好ましくは1.0〜2.2m特に1.5〜2.2mである。槽体2の長さは好ましくは1.0〜5.6m特に1.5〜5.6mである。槽体2の高さは好ましくは1.0〜2.6m特に1.5〜2.6mである。
仕切板3,4は、槽体2の底面2eから槽体2の上縁付近にまで立ち上がっている。仕切板3,4は、槽体2の長手壁2b,2dに連なっている。仕切板3と槽体2の短手壁2aとの間は機械室10となっており、制御盤、ポンプ、その他の機器を設置するようになっている。
仕切板3,4間は凝集反応槽11となっており、仕切板4と槽体2の短手壁2cとの間は沈澱槽12及び汚泥受入槽13となっている。沈澱槽12と汚泥受入槽13とは、溢流板5によって区画されている。凝集反応槽11の容積V1と沈澱槽12の容積V2との比V1/V2は0.9〜1.2程度が好ましい。
凝集反応槽11には、薬注装置(図示略)によって無機凝集剤とカチオン性ポリマー凝集剤とが添加可能とされていると共に、槽内液を撹拌するための撹拌機15が設けられている。
仕切板4の上部には、凝集反応液の流出口16が設けられ、該流出口16に連なるように移送部材として移流トレー(配管であってもよい)17が仕切板4の上部に連結されている。この移流トレー17には、アニオン性ポリマー凝集剤を添加するための薬注装置(図示略)が設けられている。
沈澱槽12は、平面視形状が略正方形であることが好ましい。沈澱槽12内の中央部にセンターウェル18が設けられている。センターウェル18は円筒状であり、上部に拡径部18Aが設けられている。前記移流トレー17の先端部は、該拡径部18A内に凝集反応液を略接線方向に流出させるように配置されている。
センターウェル18の下部にはディストリビュータ19が設けられている。ディストリビュータ19は、センターウェル18から放射方向に延設された管状体よりなり、その回転方向後流側に向って流出口19aが設けられている。ディストリビュータ19には下方に向ってレーキ19bが設けられているが、省略されてもよい。
センターウェル18は、その軸支部20によって槽体底面2eに支持され、軸心回りに回転可能となっている。
センターウェル18の上部は、ブラケット21を介して駆動装置22の回転軸22aに連なっている。センターウェル18の上下方向の中間付近には、撹拌翼23が取り付けられている。
沈澱槽12内の上部には、上澄水(処理水)を取り出すためのトラフ25が設けられている。トラフ25は鉛直断面形状がU字形であり、上縁に設けられたVノッチ25aを介して沈澱槽12内の上澄水がトラフ25内に流入するよう構成されている。
トラフ25は、センターウェル18を取り巻くように囲枠状に設けられている。トラフ25は槽体2の長手壁2b及び短手壁2c並びに仕切板4に沿って、且つそれらとの間に所定の間隔をあけて延在している。これらの部分では、トラフ25の上縁にはセンターウェル18側(囲枠の内側)にのみVノッチ25aが設けられている。
また、トラフ25は、溢流板5よりもセンターウェル18側の上方において、槽体2の長手方向に延在している。この部分では、トラフ25の上縁のうちセンターウェル18側(囲枠の内側)及び汚泥受入槽13側(囲枠の外側)の双方にそれぞれVノッチ25aが設けられている。
トラフ25には、処理水取出用配管26が接続されている。トラフ25のVノッチ25aが沈澱槽12内の液面レベルとなる。この実施の形態では、拡径部18Aは該液面レベルよりも上方に位置している。ただし、拡径部18Aは液面に接するように配置されてもよい。
沈澱槽12内の底部にあっては、槽体2の長手壁2b及び短手壁2c、並びに仕切板4及び溢流板5の下部と、槽体2の底面2eとの交差隅角部に軸心方向に下り勾配に傾斜するように傾斜板28が設けられ、液や汚泥の停滞域を解消するよう構成されている。
溢流板5は、底面2eから沈澱槽12内の液面高さの50〜80%程度の高さまで立ち上る高さを有している。沈澱槽12内には、この溢流板5の上縁高さまでスラッジブランケットSが形成される。
沈澱槽12内に形成されたスラッジブランケットSは処理に伴い量が増加するが、スラッジブランケットSのレベル(汚泥界面)が溢流板5の高さを超えると、スラッジブランケットSの汚泥(ペレット)は、溢流板5をオーバーフローして汚泥受入槽13内に落下する。汚泥受入槽13内の底面には、傾斜板29が設けられている。この傾斜板29は、長手壁2dから溢流板5に向って下り勾配となるように設置されている。
図1の通り、短手壁2cの下部には、汚泥受入槽13内の汚泥(ペレット)を取り出すための汚泥取出口30が設けられている。汚泥受入槽13内には、汚泥(ペレット)を汚泥取出口30に向って移動させるためのレーキ装置31が設けられている。
このレーキ装置31は、溢流板5及び長手壁2dにそれぞれ設けられた駆動側スプロケットホイール32及び従動側スプロケットホイール33と、各スプロケットホイール32,33間に架け渡されて無端回動するチェーン34と、チェーン34,34間に跨がってチェーン34に固定されているレーキ板35と、駆動側スプロケットホイール32を駆動するための駆動装置36とを有する。レーキ板35は好ましくは2枚以上設けられる。
レーキ板35が傾斜板29に沿って仕切板4側から汚泥取出口30側に向って移動(往動)することにより、汚泥受入槽13内の底部の汚泥(ペレット)が汚泥取出口30に掻き寄せられる。
レーキ板35が仕切板4側から取出口30側へ往動する場合、レーキ板35はチェーン34から垂下した姿勢となる。レーキ板35が取出口30から仕切板4側に向って復動する場合、レーキ板35はチェーン34から起立した状態となる。この起立状態のレーキ板35の上端は、溢流板5の上縁よりも好ましくは50cm以上下位に位置する。また、垂下状態のレーキ板35の下辺部は傾斜板29の面に沿うような角度になっている。
このように構成された凝集沈澱装置1において、原水は配管(図示略)によって、凝集反応槽11に導入され、無機凝集剤、pH調整剤及びカチオン性ポリマー凝集剤が添加され、撹拌機15で撹拌され、凝集反応液となる。
この凝集反応液は、移流トレー17に流出し、アニオン性ポリマー凝集剤が添加された後、センターウェル18の拡径部18A内に接線方向に供給され、拡径部18A内を旋回しながらセンターウェル18に流れ込み、センターウェル18内を流下してディストリビュータ19に流入し、流出口19aからディストリビュータ19の回転方向後流側に向って流出する。
なお、フィードウェル18が拡径部18Aを有しておらず、凝集処理液がフィードウェル18に直接導入されると、凝集処理液が発泡し(大気中の空気が混入し)、気泡が沈殿槽12に混入する恐れがある。本発明では、沈殿槽12が比較的小型のため、少しでも気泡が混入するとスラッジブランケットSのスラッジを巻き上げる恐れが大きい。そこでフィードウェル18に拡径部18Aを設け、凝集処理液を拡径部18Aに接線方向に流入させて旋回させ、この間に気泡を凝集処理液から大気中に放出させることにより、フィードウェル18に気泡が混入しないようになる。
ディストリビュータ19及び撹拌翼23が駆動装置22によってゆっくりと回転されることによって、沈澱槽12内がゆっくりと撹拌され、凝集フロック及びスラッジブランケットS中の汚泥(ペレット)の生成及び成長が促進されるとともに、安定したスラッジブランケットSが生成される。ディストリビュータ19の回転速度は0.6〜1.4rpm程度が好ましい。
凝集反応液がスラッジブランケットSを通過する間に凝集フロックはスラッジブランケット中の汚泥(ペレット)に固着して清澄な処理水となる。スラッジブランケットSを通過した清澄な処理水は、沈澱槽12内を上昇し、Vノッチ25aからトラフ25内に流入し、取出配管26を介して凝集沈澱装置1外に取り出される。
この実施の形態では、溢流板5側のトラフ25にあっては、沈殿槽12の中央側及び汚泥受入槽13側の双方の辺部にVノッチ25aを設け、溢流板5側以外のトラフ25にあっては、沈殿槽12中央側の辺部にのみVノッチ25aを設けている。これにより、沈殿槽12内の上向流LVを大きく設定することができる。すなわち、溢流板5側のトラフの汚泥受入槽13側にVノッチを設けることにより沈殿槽12内の液の一部が汚泥受入槽13に向って流れて上向流を形成してVノッチから処理水として排出されるので、トラフ近傍の上向流LVは沈殿槽12内の上向流LVより若干小さくなり安定した水質の処理水を得やすくなる。
なお、この実施の形態では、沈澱槽12内で拡径部18Aの全体が水面よりも上位に配置されているので、拡径部18Aの下部が水面下となるように配置した場合に比べて、沈澱槽12内の上向流LVを大きく設定することができる。
上記構成により沈殿槽12内の上向流LVを5〜20m/hr、特に8〜15m/hr程度に高く設定することができる。
スラッジブランケットSの汚泥(ペレット)の界面高さが溢流板5よりも高くなると、汚泥(ペレット)が溢流板5をオーバーフローして汚泥受入槽13に流れ込み、汚泥受入槽13の底部に沈澱する。この汚泥(ペレット)は、レーキ板35によって取出口30側へ掻き寄せられ、該取出口30から取出配管及び汚泥ポンプ(図示略)を介して凝集沈澱装置1外に取り出される。この汚泥ポンプは、汚泥受入槽13内の汚泥界面高さを検出する界面計又はタイマーによってON/OFF制御される。
スラッジブランケットSの汚泥(ペレット)の界面高さが溢流板5よりも高くなると、汚泥(ペレット)が溢流板5をオーバーフローして汚泥受入槽13に流れ込み、汚泥受入槽13の底部に沈澱する。この汚泥(ペレット)は、レーキ板35によって取出口30側へ掻き寄せられ、該取出口30から取出配管及び汚泥ポンプ(図示略)を介して凝集沈澱装置1外に取り出される。この汚泥ポンプは、汚泥受入槽13内の汚泥界面高さを検出する界面計又はタイマーによってON/OFF制御される。
この凝集沈澱装置1の槽体2は、4tトラックに搭載できる大きさの、平面視形状が長方形のものであるため、運搬が容易である。また、予め製作工場において撹拌機、センターウェル、ディストリビュータ、その他付属設備を一体化しておくことにより、凝集沈澱装置1の設置作業が著しく容易となる。
また、汚泥受入槽13にレーキ装置31が設置されており、沈殿した汚泥(ペレット)がスムーズに汚泥取出口30から取り出される。このレーキ装置31は、傾斜板29に沿って移動するレーキ板35を備えており、汚泥受入槽13内の底面のほぼ全域から汚泥(ペレット)を取出口30側に掻き寄せることができる。レーキ板35は、傾斜板29に沿って取出口30に向って往動し、チェーン34の復動側ではチェーン34,34から起立して移動する。この復動時にレーキ板35の上縁が溢流板5の上縁よりも十分に下位を通るので、沈澱槽12内のスラッジブランケットSに乱れを与えることがない。
上記実施の形態では、沈澱槽12と汚泥受入槽13とが槽体2の短手方向に隣接配置されているが、図5の凝集沈澱装置1’のように、汚泥受入槽13が沈澱槽12の短手壁2c側に配置されてもよい。図5の凝集沈澱装置1’のその他の構成は図1〜4の凝集沈澱装置と同様であり、同一符号は同一部分を示している。
また、上記実施の形態では、単に一体の槽の内部を仕切板で区画したものであるが、例えば、機械室10、凝集反応槽11、沈殿槽12をそれぞれ独立して製作し、各室・槽を壁面を介して接続することにより一体的な槽2を構成してもよい。この場合は、仕切板3は、機械室10と凝集反応槽11に挟まれる各壁面が該当し、仕切板4は凝集反応槽11と沈殿槽12に挟まれる各壁面が該当する。
また、上記実施の形態では、単に一体の槽の内部を仕切板で区画したものであるが、例えば、機械室10、凝集反応槽11、沈殿槽12をそれぞれ独立して製作し、各室・槽を壁面を介して接続することにより一体的な槽2を構成してもよい。この場合は、仕切板3は、機械室10と凝集反応槽11に挟まれる各壁面が該当し、仕切板4は凝集反応槽11と沈殿槽12に挟まれる各壁面が該当する。
[凝集剤]
無機凝集剤は、PAC、ポリ鉄(ポリ硫酸第二鉄)、塩鉄(塩化第二鉄)あるいは硫酸バンドなど水酸化物を形成するものが好ましい。また、フッ素含有水やリン酸含有水では、消石灰などのカルシウム化合物も無機凝集剤として使用することができる。無機凝集剤の添加量は20〜2000mg/L特に50〜1500mg/L程度が好ましい。
無機凝集剤は、PAC、ポリ鉄(ポリ硫酸第二鉄)、塩鉄(塩化第二鉄)あるいは硫酸バンドなど水酸化物を形成するものが好ましい。また、フッ素含有水やリン酸含有水では、消石灰などのカルシウム化合物も無機凝集剤として使用することができる。無機凝集剤の添加量は20〜2000mg/L特に50〜1500mg/L程度が好ましい。
カチオン性ポリマー(カチオン系高分子凝集剤)はアクリルアミド系のものが好適であり、そのカチオン基比率は10〜50モル%、特に15〜40モル%、更に15〜30モル%が好適である。カチオン系高分子凝集剤の重量平均分子量は1200万〜2500万特に1500万〜2200万程度が好適である。カチオン系高分子凝集剤の添加量は0.1〜3mg/L特に0.5〜2mg/Lが好適である。
このようなカチオン性ポリマーとしては、例えばカチオン性モノマーとアクリルアミドとの共重合物を好適に用いることができる。カチオン性モノマーの具体例としては、ジメチルアミノエチルアクリレートやジメチルアミノエチルメタクリレート(以下、両化合物を併せて「ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート」と記す場合がある)の酸塩もしくはその4級アンモニウム塩、ジメチルアミノプロピルアクリアミドやジメチルアミノプロピルメタクリアミド(以下、両化合物を併せて「ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド」と記す場合がある)の酸塩もしくはその4級アンモニウム塩を好適に用いることができるが、これに限定されるものではない。
カチオン性ポリマーの製品形態は特に限定されるものではなく、粉末品、W/O型エマルション、或いは、高塩類濃度の水系媒体中にカチオン性高分子凝集剤粒子が分散しているディスパージョンなど、排水の凝集処理用に一般に流通しているのが適用できる。
アニオン性ポリマー(アニオン系高分子凝集剤)はアクリルアミド系のものが好適であり、そのアニオン基比率は5〜30モル%特に5〜20モル%が好適である。アニオン性ポリマーの重量平均分子量は900万〜2000万特に1000万〜1800万程度が好適である。アニオン系高分子凝集剤の添加量は0.2〜8mg/L特に0.5〜6mg/Lが好適である。
このようなアニオン性ポリマーとしては、例えばアニオン性モノマーとアクリルアミドとの共重合物、または、ポリアクリルアミドの加水分解物を用いることができる。アニオン性モノマーの具体例としては、アクリル酸若しくはその塩を好適に用いることができる。アニオン性モノマーとして、アクリル酸若しくはその塩とともに、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸若しくはその塩を用いて、アクリルアミドと共重合した重合物は、広いpH範囲で安定して使用できる点で特に好適に用いることができる。
上記実施の形態はいずれも本発明の一例であり、本発明は図示以外の形態とされてもよい。
1,1’ 凝集沈澱装置
2 槽体
3,4 仕切板
5 溢流板
10 機械室
11 凝集反応槽
12 沈澱槽
13 汚泥受入槽
15 撹拌機
17 移流トレー
18 センターウェル
18A 拡径部
19 ディストリビュータ
23 撹拌翼
25 トラフ
2 槽体
3,4 仕切板
5 溢流板
10 機械室
11 凝集反応槽
12 沈澱槽
13 汚泥受入槽
15 撹拌機
17 移流トレー
18 センターウェル
18A 拡径部
19 ディストリビュータ
23 撹拌翼
25 トラフ
Claims (5)
- 平面視形状が長方形であり、全体として直方体形状の槽体と、
該槽体内が仕切板によって区画されることにより形成された凝集反応槽及び沈澱槽と、
該沈澱槽に対し汚泥の溢流板を介して隣接する汚泥受入槽とを有し、
該槽体は、幅2.2m以下、長さ5.6m以下、高さ2.6m以下であり、
前記汚泥受入槽内の汚泥を取り出すための汚泥取出口が該槽体の壁面に設けられている、凝集沈澱装置。 - 請求項1において、前記沈澱槽内にセンターウェルが設けられており、
前記凝集反応槽内の凝集反応液を該センターウェルに流入させる移送部材が設けられていることを特徴とする凝集沈澱装置。 - 請求項2において、前記センターウェルの下部から放射方向にディストリビュータが延設されており、
該センターウェルを軸心回りに回転駆動する駆動装置が設けられていることを特徴とする凝集沈澱装置。 - 請求項1ないし3のいずれか1項において、
該汚泥受入槽内の底面に沿って該汚泥取出口に向って移動するレーキ板が設けられていることを特徴とする凝集沈澱装置。 - 請求項4において、前記レーキ板は、無端駆動するチェーンに取り付けられており、
該チェーンは、汚泥受入槽の底面に沿う往動側と、それよりも上方に配置された復動側とを有するように駆動側スプロケットホイール及び従動側スプロケットホイール間に架け渡されており、
前記レーキ板が該チェーンによって復動する際のレーキ板の上端は、前記溢流板の上縁よりも下位に位置することを特徴とする凝集沈澱装置。
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016185611A JP6183525B1 (ja) | 2016-09-23 | 2016-09-23 | 凝集沈澱装置 |
MYPI2019001492A MY195589A (en) | 2016-09-23 | 2017-03-03 | Coagulating Sedimentation Device |
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