JP6601475B2 - 沈殿槽 - Google Patents

Description

本発明は、汚泥を沈降分離するための沈殿槽に係り、特に被処理水がセンターウェルを介して沈殿槽下部に供給される沈殿槽に関する。

従来、活性汚泥処理設備や凝集沈殿処理設備等では、汚泥混合液（凝集処理液）を処理水と汚泥とに分離する手段として固液分離槽（沈殿槽）を用いた沈降分離が一般的に採用されている。この沈降分離では、汚泥混合液中の濁質や微細なＳＳを効率的に除去して良好な処理水を得るために、沈殿槽内に汚泥ゾーン（スラッジブランケット層）を形成し、センターウェル（フィードウェル）を経て、汚泥混合液をこの汚泥ゾーンの下部から流入させて汚泥ゾーンを通過させることにより、汚泥混合液中の濁質や微細なＳＳを濾過分離するスラッジブランケット濾過方式が採用されている。

センターウェル型の沈殿槽として、槽体の中央部のセンターウェルの下端に対峙して水平にプレートを設け、センターウェルからの流出水の流れ方向を放射方向に変更するよう構成することが公知である（特許文献１）。

凝集沈殿装置において、沈殿槽での固液分離を効果的に行って高清澄な処理水を得るためには、生成させた凝集フロックを破壊させることなく沈殿槽に導入することが重要である。即ち、凝集フロックが破壊されて微細化すると、その沈降性が悪くなり、処理水側に流出して処理水の水質が悪化する。

特許文献２には、円筒状のセンターウェル上部にセンターウェルより径の大きい円筒状の流入部を形成しておき、流入配管から流入部の周壁の接線方向に被処理水を供給することにより、流入部では周壁に沿った旋回流が形成され、そのままセンターウェルに導入されることによりセンターウェル内を旋回しながら下降する流れを形成することで、被処理水の導入時の偏流の発生を防ぎ、凝集フロックの破壊を抑制することが開示されている。

しかし流入部のうち被処理水の導入部の近傍と、遠い場所とではセンターウェルに導入する流速が不均一になりやすいことが懸念される。局所的に流速が大きいときは局所的に凝集フロックの破壊が起こりやすくなってしまう。

特開２００５−６６５３３号公報 特開２０１７−８７０９０号公報

本発明は、被処理水をセンターウェル内に均一に導入することができる沈殿槽を提供することを目的とする。

本発明の沈殿槽は、槽体の中央部のセンターウェルから該槽体内の下部に供給された被処理水が、該槽体内を上昇し、該槽体上部の溢流部から清澄水となって流出する沈殿槽において、該センターウェルの上部外周を囲む環状水路を形成するセンターウェル上部部材が設けられており、該センターウェル上部部材は、該センターウェルから拡開方向に延在する底面と、該底面の外周縁から起立する周壁とを有しており、被処理水が導入部材によって前記環状水路内に、該周壁に沿う周回方向に導入され、該センターウェルの上端をオーバーフローして該センターウェル内に流入することを特徴とする。

本発明の一態様では、前記センターウェルの上端は全周にわたって均一高さである。

本発明の一態様では、前記溢流部のレベルと前記センターウェルの上端のレベルとの差が０〜２０ｃｍである。

本発明の一態様では、前記環状水路の前記底面は水平であり、前記センターウェルの上端よりも下位に位置する。

本発明の一態様では、前記環状水路の前記底面は、少なくとも前記センターウェル側が、外周に向かって低位となる傾斜面となっている。

本発明の一態様では、前記傾斜面の水平面に対する角度が５〜６０°である。

本発明の一態様では、前記センターウェルの下端に対峙して水の流れ方向を変更するためのプレートが設けられている。

本発明の沈殿槽では、環状水路に周回方向に流入した被処理水が、該環状水路内で旋回流を形成しつつ、センターウェルの上端をオーバーフローして均一にセンターウェルに流入する。そのため、環状水路やセンターウェル内で局所的に流速が大きくなって凝集フロックが破壊されることを防ぐことができる。また、センターウェルの上端の高さとセンターウェル内の水位との高低差をなるべく低くすることによって、オーバーフローした被処理水のセンターウェル内の水面への落下の衝撃による凝集フロックの破壊を防止することができるので、汚泥が効率よく分離される。

実施の形態に係る沈殿槽の縦断面図である。 図１の沈殿槽のセンターウェル付近の平面図である。 別の実施の形態に係る沈殿槽のセンターウェル付近の縦断面図である。 別の実施の形態に係る沈殿槽のセンターウェル付近の縦断面図である。 別の実施の形態に係る沈殿槽のセンターウェル付近の平面図である。

以下、図面を参照して実施の形態について説明する。図１，２は第１の実施の形態に係る沈殿槽を有する凝集沈殿装置を示すものである。

この実施の形態に係る沈殿槽にあっては、槽体１は円形であり、該槽体１の中央部にセンターウェル２が設置されている。このセンターウェル２は上下両端が開放した円筒状であり、その上端２ｔは槽体１内の水面位ＷＬよりも上方に突出している。この水面位ＷＬは、後述の溢流堰１３のオーバーフローレベルである。上端２ｔは、全周にわたって均一高さである。

センターウェル２の上部には、センターウェル上部部材としてセンターウェル２よりも大径のセンターウェルアッパー３が設けられている。センターウェルアッパー３は、センターウェル２の上部外周面に接続され、水平方向に拡開する平板状の底面３ａと、該底面３ａの外周縁から起立する周壁３ｂとを有する。センターウェル２の上部と、底面３ａと、周壁３ｂとで囲まれた部分が、センターウェル２の上部外周を囲む環状水路Ｃとなっている。水面位ＷＬのレベルとセンターウェル２の上端２ｔのレベルとの差（高低差）は好ましくは０〜２０ｃｍ、より好ましくは０〜１０ｃｍ特に好ましくは０〜５ｃｍである。

該環状水路Ｃ内に被処理水を周回方向に流入させるように、被処理水の導入部材として導入管８が設けられている。この導入管８の末端部は、図２のように、周壁３ｂに沿って延在しており、被処理水は周壁３ｂに沿って環状水路Ｃ内に流入し、環状水路Ｃ内を旋回し、センターウェル２の上端２ｔをオーバーフローしてセンターウェル２内に流入する。

環状水路Ｃの直径（周壁３ｂの内周面の直径）は、センターウェル２の上端２ｔの外径の１．２〜２．０倍特に１．４〜１．８倍程度が好ましい。

この実施の形態では、底面３ａは水平である。上端２ｔと底面３ａとの高低差は好ましくは５〜５０ｃｍ特に好ましくは１０〜４０ｃｍである。

このセンターウェル２の下端に対峙して、センターウェル２からの原水の流れ方向を放射方向とするためのフラットバッフルと通称されるプレート４が設けられている。この実施の形態では、プレート４は水平円板状である。プレート４はセンターウェル２の下端よりも所定距離下方に位置している。プレート４とセンターウェル２とは同軸状に配置されている。

このプレート４の中央部には、後述のレーキシャフト１０が貫通しており、プレート４は該レーキシャフト１０に支持されている。ただし、プレート４は支持部材（図示略）を介してセンターウェル２に支持されてもよい。

なお、プレート４の半径はセンターウェル２の半径以上かつ１．５倍以下であり、好ましくはセンターウェル２の半径の１〜１．３倍程度である。

槽体１の底面は中央に向って下り勾配となっており、その中央部には、沈降した汚泥を集めて排出するためのピット６が設けられている。ピット６内の汚泥は、排泥管７を介して槽体１外に排出される。ただし、槽体１の底面は水平であってもよい。

槽体１の底面に沿ってレーキ板１１を回転させるようにレーキ装置が設けられている。このレーキ装置は、前記センターウェル２の軸心部分を通って上下方向に延設されたレーキシャフト１０と、該レーキシャフト１０の下部から放射方向に延設された支持アーム１２と、該アーム１２に取り付けられたレーキ板１１と、レーキシャフト１０の上端が連なった駆動装置（図示略）とを有する。

レーキ板１１は、レーキが回転したときに、槽体底面上の堆積物を槽体底面の中央側へ移動させるように各アーム１２の長手方向と斜交方向に配設されている。

槽体１の内周壁面の上部に沿って溢流部としての溢流堰１３が設けられている。この溢流堰１３の上端のレベルが槽体１内の水面位ＷＬである。

この槽体１の水深即ち槽体底面から水面位ＷＬまでの高さは、好ましくは１００〜４００ｃｍであり、より好ましくは１００〜２５０ｃｍである。

プレート４の上面の槽体底面（ピット６周縁部）からの高さは２０〜１５０ｃｍであり、好ましくは２５〜１２０ｃｍ特に３０〜８０ｃｍである。

センターウェル２内の下降流速（ＬＶ）は１０ｃｍ／ｓｅｃ以下、例えば１〜６ｃｍ／ｓｅｃ、特に２〜４ｃｍ／ｓｅｃ程度が好ましい。

センターウェル２の下端とプレート４の上面との間の原水出口の上下間隔は、この原水出口から流出する原水の水平方向の線速度が１〜１０ｃｍ／ｓｅｃ特に２〜６ｃｍ／ｓｅｃ程度となるように設定するのが好適である。

槽体１内の上昇流速（ＬＶ）は１ｍ／ｈｒ以上、例えば１〜１５ｍ／ｈｒ、特に２〜８ｍ／ｈｒ程度が好ましい。

このように構成された沈殿槽において、被処理水はセンターウェルアッパー３内の環状水路Ｃに供給され、環状水路Ｃ内を旋回し、センターウェル２の上端をオーバーフローしてセンターウェル２内に流入し、センターウェル２内を下降し、センターウェル２の下端とプレート４との間から放射方向に流出する。その後、水は槽体１内を上昇し、溢流堰１３を溢流し、清澄水流出口１４より排出される。

この実施の形態では被処理水は、センターウェル２の下端とプレート４との間の原水出口からスラッジブランケット内に緩やかに流入するようになり、効率的に汚泥が沈降分離されるようになる。

槽体１の底面上に沈降した汚泥は、レーキによってピット６に掻き集められ、排泥管７から排出される。

この実施の形態では、環状水路Ｃやセンターウェル２内で局所的に流速が大きくなって凝集フロックが破壊されることを防ぐことができる。また、センターウェル２の上端２ｔの高さとセンターウェル内の水位（水面位ＷＬと実質的に等しい。）との高低差をなるべく低くすることによって、被処理水の落下の衝撃による凝集フロックの破壊を防止することができるので、汚泥が効率よく分離される。

上記実施の形態では、センターウェルアッパー３の底面３ａは水平となっているが、図３に示す第２の実施の形態では、底面３ａは外周に向って下り勾配の傾斜面となっている。また、図４に示す第３の実施の形態では、底面３ａの内周側すなわちセンターウェル２側が、外周に向って下り勾配の傾斜面となっている。この傾斜面の水平面に対する傾斜角度θは５〜６０°程度が好ましい。

図３，４では、底面３ａはセンターウェル２の上端２ｔに連なっている。ただし、センターウェル２の上端よりも若干下位に連なってもよい。

第２及び第３の実施の形態のその他の構成は第１の実施の形態と同一であり、同一符号は同一部分を示している。これらの実施の形態によっても、第１の実施の形態と同様の効果が得られる。

上記実施の形態では、プレート４は水平とされているが、少なくとも中心付近が放射方向に向って１５°未満の傾斜面となってもよい。ただし、少なくとも外周部は水平であることが好ましい。

上記実施の形態では、槽体１は円筒形とされているが、角形（四角形又はそれ以上の多角形）であってもよい。また、槽体１の底面は水平であってもよい。

上記実施の形態では、導入部材として導入管８が設けられているが、導入部材として樋状水路を設けてもよい。図１，２では、導入管８を、その末端部がセンターウェルアッパー３の周壁３ｂに沿うように途中で屈曲させ、また末端部が環状水路Ｃの水面下に位置するように設置しているが、導入管８内の通水阻害や環状水路Ｃ内の旋回流の通水阻害を防止するために、図５に示すようにセンターウェルアッパー３の周壁に周壁に沿って流入する通水口８’を設けることが好ましい。

上記実施の形態では、センターウェル２は上端から下端まで等径とされているが、下部を大径としてもよい。この場合、下端ほど大径となるテーパ形としてもよい。

１ 槽体
２ センターウェル
２ｔ 上端
３ センターウェルアッパー
３ａ 底面
３ｂ 周壁
４ プレート
６ ピット
８ 導入管
１０ レーキシャフト
１３ 溢流堰

Claims (6)

1. 槽体の中央部の、上端が開放したセンターウェルから該槽体内の下部に供給された被処理水が、該槽体内を上昇し、該槽体上部の溢流部から清澄水となって流出する沈殿槽において、
   該センターウェルの上部外周を囲む環状水路を形成するセンターウェル上部部材が設けられており、
   該センターウェル上部部材は、該センターウェルから拡開方向に延在する底面と、該底面の外周縁から起立する周壁とを有しており、
   被処理水が導入管によって前記環状水路内に、該周壁に沿う周回方向に導入され、該環状水路内で旋回流を形成して該センターウェルの上端をオーバーフローして該センターウェル内に流入する沈殿槽であって、
   該導入管は、被処理水が上方から下向流で直接に該環状水路に供給されるように配置されており、
   該環状水路の直径はセンターウェルの上端の外径の１．２〜２．０倍であり、
   該環状水路の底面とセンターウェルの上端との高低差は５〜５０ｃｍであり、
   センターウェル上端縁と前記溢流部のレベルとの高低差が０〜２０ｃｍであることを特徴とする沈殿槽。
2. 請求項１において、前記センターウェルの上端は全周にわたって均一高さであることを特徴とする沈殿槽。
3. 請求項１又は２において、前記環状水路の前記底面は水平であり、前記センターウェルの上端よりも下位に位置することを特徴とする沈殿槽。
4. 槽体の中央部のセンターウェルから該槽体内の下部に供給された被処理水が、該槽体内を上昇し、該槽体上部の溢流部から清澄水となって流出する沈殿槽において、
   該センターウェルの上部外周を囲む環状水路を形成するセンターウェル上部部材が設けられており、
   該センターウェル上部部材は、該センターウェルから拡開方向に延在する底面と、該底面の外周縁から起立する周壁とを有しており、
   被処理水が導入部材によって前記環状水路内に、該周壁に沿う周回方向に導入され、該センターウェルの上端をオーバーフローして該センターウェル内に流入する沈殿槽であって、
   前記環状水路の前記底面は、少なくとも前記センターウェル側が、外周に向かって低位となる傾斜面となっていることを特徴とする沈殿槽。
5. 請求項４において、前記傾斜面の水平面に対する角度が５〜６０°であることを特徴とする沈殿槽。
6. 請求項１〜５のいずれか１項において、前記センターウェルの下端に対峙して水の流れ方向を変更するためのプレートが設けられていることを特徴とする沈殿槽。

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