JP7398446B2 - 混和除濁装置 - Google Patents
混和除濁装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP7398446B2 JP7398446B2 JP2021519344A JP2021519344A JP7398446B2 JP 7398446 B2 JP7398446 B2 JP 7398446B2 JP 2021519344 A JP2021519344 A JP 2021519344A JP 2021519344 A JP2021519344 A JP 2021519344A JP 7398446 B2 JP7398446 B2 JP 7398446B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- tank
- flocculant
- water
- wall
- mixing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 130
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 44
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 41
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 28
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 28
- 238000005374 membrane filtration Methods 0.000 description 17
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 11
- 239000000701 coagulant Substances 0.000 description 11
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 9
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 9
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 9
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 6
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 5
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 5
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000005352 clarification Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 4
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 3
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 239000008394 flocculating agent Substances 0.000 description 2
- 244000144992 flock Species 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
- 229910021578 Iron(III) chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- DIZPMCHEQGEION-UHFFFAOYSA-H aluminium sulfate (anhydrous) Chemical compound [Al+3].[Al+3].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O DIZPMCHEQGEION-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 1
- 239000003651 drinking water Substances 0.000 description 1
- 235000020188 drinking water Nutrition 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 239000010842 industrial wastewater Substances 0.000 description 1
- RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K iron trichloride Chemical compound Cl[Fe](Cl)Cl RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- RUTXIHLAWFEWGM-UHFFFAOYSA-H iron(3+) sulfate Chemical compound [Fe+3].[Fe+3].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O RUTXIHLAWFEWGM-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 1
- 229910000360 iron(III) sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D21/00—Separation of suspended solid particles from liquids by sedimentation
- B01D21/01—Separation of suspended solid particles from liquids by sedimentation using flocculating agents
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D21/00—Separation of suspended solid particles from liquids by sedimentation
- B01D21/0024—Inlets or outlets provided with regulating devices, e.g. valves, flaps
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D21/00—Separation of suspended solid particles from liquids by sedimentation
- B01D21/0087—Settling tanks provided with means for ensuring a special flow pattern, e.g. even inflow or outflow
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D21/00—Separation of suspended solid particles from liquids by sedimentation
- B01D21/02—Settling tanks with single outlets for the separated liquid
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D21/00—Separation of suspended solid particles from liquids by sedimentation
- B01D21/24—Feed or discharge mechanisms for settling tanks
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D21/00—Separation of suspended solid particles from liquids by sedimentation
- B01D21/24—Feed or discharge mechanisms for settling tanks
- B01D21/2405—Feed mechanisms for settling tanks
- B01D21/2411—Feed mechanisms for settling tanks having a tangential inlet
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D21/00—Separation of suspended solid particles from liquids by sedimentation
- B01D21/26—Separation of sediment aided by centrifugal force or centripetal force
- B01D21/265—Separation of sediment aided by centrifugal force or centripetal force by using a vortex inducer or vortex guide, e.g. coil
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
- B01F25/40—Static mixers
- B01F25/42—Static mixers in which the mixing is affected by moving the components jointly in changing directions, e.g. in tubes provided with baffles or obstructions
- B01F25/43—Mixing tubes, e.g. wherein the material is moved in a radial or partly reversed direction
- B01F25/435—Mixing tubes composed of concentric tubular members
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/52—Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities
- C02F1/5281—Installations for water purification using chemical agents
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2221/00—Applications of separation devices
- B01D2221/12—Separation devices for treating rain or storm water
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F2101/00—Mixing characterised by the nature of the mixed materials or by the application field
- B01F2101/305—Treatment of water, waste water or sewage
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/44—Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/52—Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities
- C02F1/5236—Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities using inorganic agents
- C02F1/5245—Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities using inorganic agents using basic salts, e.g. of aluminium and iron
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2209/00—Controlling or monitoring parameters in water treatment
- C02F2209/11—Turbidity
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2303/00—Specific treatment goals
- C02F2303/22—Eliminating or preventing deposits, scale removal, scale prevention
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Separation Of Suspended Particles By Flocculating Agents (AREA)
Description
本発明は、混和除濁装置に関するものである。
従来、種々の水処理施設において、被処理水を膜ろ過処理して処理水とする膜ろ過装置が採用されてきた。膜ろ過装置は、使用に伴い、被処理水中に含まれていた固形物等によりろ過膜が目詰まりする。このため、目詰まりを解消してろ過膜のろ過機能を再生させるために、ろ過膜を定期的に洗浄することが必要である。
近年、多くの地域において、集中豪雨の発生頻度が高まっている。例えば、被処理水が湖沼及び河川等から採取した水である場合には、集中豪雨の発生に応じて、被処理水中の濁質濃度が急激に高まる。濁質濃度が高い被処理水が膜ろ過処理に供されれば、ろ過膜の固形物負荷が高まるので、ろ過膜の洗浄周期が短くなる。
従来、フィルタ装置の前段に、固液分離装置を配置してなる固液分離システムが検討されてきた（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に開示された固液分離システムによれば、固液分離装置により懸濁水から固形物を分離して清浄水を得て、かかる清浄水をフィルタ装置にて処理することで、飲料水を得ることができる。
しかし、上記従来の固液分離システムでは、固液分離装置による固液分離能に一層の向上の余地があった。そこで、本発明は、固液分離能に優れる装置を提供することを目的とする。
この発明は、上記課題を有利に解決することを目的とするものであり、本発明の混和除濁装置は、被処理水に対して凝集剤を投入して凝集剤含有水とする凝集剤投入部と、前記凝集剤含有水を混和してフロックを形成してから固液分離する槽と、を含み、前記槽が、前記凝集剤含有水を槽内に流入させる流入口を有する外筒と、前記槽の上部側から、前記外筒の前記流入口よりも下部側まで挿入配置され、前記槽内にて下端が開放された内筒とを備える、ことを特徴とする。このように、被処理水に対して凝集剤を投入して得た凝集剤含有水を混和することによりフロックを形成し、かかるフロックと液分とを固液分離することで、除濁する本発明の混和除濁装置によれば、高い固液分離能を発揮することができる。
ここで、本発明の混和除濁装置にて、前記槽が、前記外筒と、前記内筒との間の間隙内であって、前記外筒の上端と、前記内筒の下端との間に位置する、前記凝集剤含有水を急速撹拌する急速撹拌部を備える、ことが好ましい。混和除濁装置が外筒の上端と内筒の下端との間に位置する急速撹拌部を有していれば、槽内におけるフロック形成効率を効果的に高めることができ、結果的に、高い固液分離能を発揮することができる。
また、本発明の混和除濁装置にて、前記外筒の内壁が、前記槽の上部側に向かって先細のテーパー形状を有しており、前記急速撹拌部が、前記外筒の前記内壁と、前記内筒の外壁とにより区画された、流路により構成されることが好ましい。或いは、本発明の混和除濁装置にて、前記内筒の外壁が、前記槽の下部側に向かって先細のテーパー形状を有しており、前記急速撹拌部が、前記外筒の前記内壁と、前記内筒の前記外壁とにより区画された流路により構成されることが好ましい。急速撹拌部が、少なくとも何れか一方がテーパー形状として形成された外筒内壁及び内筒外壁により画定された流路として実装されていれば、槽内にて凝集剤含有水を異なる撹拌強度で撹拌することができるため、槽内におけるフロック形成効率を一層効果的に高めることができるからである。そして、フロック形成効率が高まる結果、本発明の混和除濁装置により一層高い固液分離能を発揮することができるようになる。
また、本発明の混和除濁装置にて、前記外筒の内壁が、該内壁周面の少なくとも一周にわたり、前記周面に沿って形成された細流路を有しており、前記細流路が前記急速撹拌部を構成することが好ましい。外筒内壁が、周面の少なくとも一周にわたる細流路を有していれば、槽内にて凝集剤含有水を異なる撹拌強度で撹拌することができるため、槽内におけるフロック形成効率を一層効果的に高めることができるからである。そして、フロック形成効率が高まる結果、本発明の混和除濁装置により一層高い固液分離能を発揮することができるようになる。
本発明によれば、固液分離能に優れる装置を提供することができる。
以下、本発明の実施の形態を、図面に基づき詳細に説明する。なお、各図において、同一の符号を付したものは、同一の構成要素を示すものとする。
本発明の混和除濁装置は、特に限定されることなく、固形物を含む被処理水を処理する際に用いることができる。
ここで、固形物としては、特に限定されることなく、例えば、土砂、スラッジ、及び有機物質などが挙げられる。
また、被処理水としては、特に限定されることなく、例えば、湖沼、河川等から採取した水；各種工場で生じる工業排水；下水処理場、し尿処理場、ゴミ処理場等の各種処理場で生じる排水等が挙げられる。
図１に、本発明の混和除濁装置１００を水処理施設に実装する際のイメージ図を示す。図１に示す水処理施設２００は、一次貯水槽２０１と、混和除濁装置１００と、膜ろ過装置２０２と、二次貯水槽２０３と、を備える。一次貯水槽２０１は、被処理水を貯水し、混和除濁装置１００に対して供給する。そして混和除濁装置１００を経た混和除濁装置流出水は、後段の膜ろ過装置２０２に対して供給され、膜ろ過装置２０２にて膜ろ過される。そして、膜ろ過装置２０２を経た処理済水は、二次貯水槽２０３にて貯留される。二次貯水槽２０３の水位と、一次貯水槽２０１の水位との高さの差分（即ち、水位差）により、一次貯水槽２０１から二次貯水槽２０３方向に向かう被処理水の流れが生じる。なお、図示のような態様に限定されることなく、例えば、ポンプ等の動力を用いて被処理水の流れを人工的に生じさせても良い。
水処理施設２００では、膜ろ過装置２０２の前段に混和除濁装置１００が配置され、膜ろ過装置２０２に流入する前の段階で被処理水中の懸濁物質の少なくとも一部が除去される。よって、仮に、集中豪雨が発生して一時的に濁質濃度が高い被処理水が一次貯水槽２０１に対して流入した場合であっても、混和除濁装置１００において濁質を除去してから、膜ろ過装置２０２に対して被処理水を供給することができるため、膜ろ過装置２０２に対して過度に高い固形物負荷が課されないようにすることができる。従って、混和除濁装置１００を含む水処理施設２００では、膜ろ過装置２０２の洗浄周期が被処理水の濁質濃度の変化に応じて過度に短くなることを抑制することができる。その結果、濁質濃度が高い被処理水が流入した場合であっても、過度に高頻度で膜ろ過装置２０２を洗浄する必要性が低くなり、水処理施設２００による水処理効率を高めることができる。
本発明の混和除濁装置１００の一例を、図２を参照して詳述する。本発明の混和除濁装置１００は、凝集剤投入部１０及び槽２０を備える。さらに、槽２０は、凝集剤含有水を槽２０内に流入させる流入口２１０を有する外筒２１と、槽２０の上部側から、外筒２１の流入口２１０よりも下部側まで挿入配置され、槽２０内にて下端が開放された内筒２２とを備える。混和除濁装置１００は、被処理水に対して凝集剤を投入して得た凝集剤含有水を混和することによりフロックを形成し、かかるフロックと液分とを固液分離することで、被処理水を除濁する。よって、混和除濁装置１００によれば、高い固液分離能を発揮することができる。
凝集剤投入部１０は、被処理水に対して凝集剤を投入する機能を有する。凝集剤投入部１０は、特に限定されることなく、貯蔵槽、注入配管、及びポンプ等の既知の部材により実装することができる。より具体的には、凝集剤を貯蔵する貯蔵槽と、当該貯蔵槽に対して接続された注入配管と、当該注入配管に対して取り付けられ、凝集剤の注入及び注入停止を切り替えることができるポンプと、により凝集剤投入部１０が実装されうる。
図２では、凝集剤投入部１０が、流入口２１０に接続した被処理水流入ライン３０に対して取り付けられた態様を図示する。図示したように、凝集剤投入部１０が被処理水に対して凝集剤を投入する位置は、流入口２１０よりも上流側の位置であることが好ましい。なお、「上流側」とは、被処理水の流れ方向を基準として、被処理水供給源（例えば、図１に示した一次貯水槽２０１）により近い側であることを意味する。流入口２１０よりも上流側の位置にて、被処理水に対して凝集剤を投入するように凝集剤投入部１０が配置されていれば、被処理水と凝集剤との混和時間を長くとることができ、混和除濁装置１００による固液分離能を一層高めることができるからである。
なお、図示の態様に限定されることなく、本発明の混和除濁装置の他の例においては、凝集剤投入部が、槽内で被処理水に対して凝集剤を投入するように取り付けられていても良い。このような態様では、凝集剤投入部が被処理水に対して凝集剤を投入する位置が、槽内において流入口に近い位置であることが好ましい。より具体的には、槽内に流入した直後の被処理水に対して凝集剤を投入し得る位置に、凝集剤投入部が配置されていることが好ましい。このような配置態様とすることで、被処理水と凝集剤との混和時間を長くとることができ、混和除濁装置による固液分離能を一層高めることができるからである。
そして、凝集剤としては、特に限定されることなく、硫酸アルミニウム及びポリ塩化アルミニウム等のアルミニウム系凝集剤；並びに、塩化第二鉄、硫酸第二鉄、及びポリシリカ鉄等の鉄系凝集剤を用いることができる。なお、凝集剤の注入量等は、被処理水の濁度等に応じて、任意に制御することができる。
槽２０は、流入口２１０を経て槽２０内に流入してきた凝集剤含有水を混和してフロックを形成してから固液分離する機能を有する。流入口２１０を経て槽２０内に流入してきた凝集剤含有水は、一部を矢印Ｆにて概略的に示したような、流れを形成しながら、外筒２１の内周面及び内筒２２の外周面により画定される流路を、内筒２２の周りを周回しつつ、槽２０内を流下し得る。槽２０は、流入口２１０より槽内に流入してきた凝集剤含有水を処理済水として内筒２２により槽外へと流出させるように構成された水槽により、構成されうる。槽２０は、特に限定されることなく、例えば、断面円形の筒状胴部（外筒２１に相当）を有する耐圧水槽により実装されうる。この場合、内筒２２も断面円形の筒状胴部を有し、外筒２１及び内筒２２は軸線を共有していても良いし、両者の軸線がずれていても良い。尚、槽２０は、下部に固形物引き抜き機構を備え得る。なお、槽２０の外筒２１は、図示したように、上部において、内筒２２の外壁に対して接続されることで閉塞している。換言すると、外筒２１と内筒２２との間隙は、槽２０の上部にて閉塞されている。
槽２０においては、外筒２１と内筒２２との間隙が、凝集剤含有水を撹拌してフロックを形成するフロック形成領域として機能する。フロック形成領域では、撹拌作用によりフロックが形成されるだけでなく、フロックサイズが大きくなり得る。その一方で、内筒２２の下端付近及び内筒２２の下端以下の領域にて、凝集剤含有水の流速が低下する。そして、最終的に、フロック形成領域にて形成されたフロックが、沈降速度Ｖ２にて沈降する。内筒２２の下端付近では、液分が内筒２２内を流速Ｖ１で流れる上向流にひきつけられて槽２０より流出しようとするが、液分よりも重く、かつ、流速Ｖ１よりも速い沈降速度Ｖ２で沈降するフロックは、その殆どが流速Ｖ１に抗して槽２０の底部に向かう。その結果、槽２０からは液分が流出し、槽２０の下部にはフロックとなった固形物が蓄積することとなり、凝集剤含有水が除濁される。このようにして、内筒２２の下端以下の領域が、固液分離領域として機能する。なお、槽２０より流出する液分は、固液分離しきれなかった固形物を同伴し得るが、その量は、槽２０に流入する凝集剤含有水の固形物量よりも格段に少ない。
ここで、装置の固液分離能を高めるためには、凝集剤含有水を撹拌する撹拌時間を長くすることが有効である。上記の通り、外筒２１と内筒２２との間隙がフロック形成領域として機能するため、内筒２２の長さが長い程、フロック形成領域のサイズを大きくすることができる。その一方で、固液分離領域は、フロック形成領域で形成されたフロックを沈降させるために充分な長さを有することを必要とする。内筒２２の長さは、フロック形成能と、固液分離能とをバランスするように、決定することができる。
槽２０は、図２に示したように、下部が下方向に向かって先細のテーパー形状となっていることが好ましい。より具体的には、図２に示したように、槽２０を構成する外筒２１が、直胴部を含み、さらに、下部に、上記直胴部から連続するテーパー状部を有していても良い。かかる形状の槽２０によれば、フロックの沈降を促進することができ、結果的に、混和除濁装置１００による固液分離能を一層高めることができる。
さらに、槽２０は、下部に、固形物排出機構４０を備え得る。図示の例において、固形物排出機構４０は、固形物排出管４１及び固形物排出弁４２により構成されている。固形物排出弁４２は、槽２０の底部に蓄積した固形物を引き抜くタイミングで開放状態とされ、その他のタイミングでは閉塞状態とされうる。なお、固形物排出弁４２を開放するタイミングは、任意に設定することができる。
ここで、混和除濁装置１００による固液分離能を一層高める観点から、槽２０が、外筒２１と、内筒２２との間の間隙内であって、外筒２１の上端と、内筒２２の下端との間に、凝集剤含有水を急速撹拌する急速撹拌部を備えることが好ましい。かかる急速撹拌部は、槽２０内に流入してきた直後の凝集剤含有水の水流の速度（初速）が、所定の速度よりも速くなる限りにおいて特に限定されることなく、あらゆる構造部により実装されうる。かかる「所定の速度」としては、流入口２１０を経て槽２０内に流入してきた凝集剤含有水の流入速度以上の速度が好ましく、外筒２１と内筒２２との間隙を少なくとも一周周回するために充分な流速以上の速度がより好ましい。以下、図３～６を参照して、種々の急速撹拌部の実装態様について説明する。なお、図３～５では、凝集剤投入部の図示は省略するが、各図面に示した混和除濁装置は、全て凝集剤投入部を備えるものとする。
図３は、本発明の混和除濁装置に備えられうる急速撹拌部の第１の例に係る態様を概略的に示す図である。図３に示す混和除濁装置１０１においては、外筒２１Ａの内壁が、槽２０Ａの上部側に向かって先細のテーパー形状を有しており、急速撹拌部が、外筒２１Ａの内壁と、内筒２２の外壁とにより区画された流路により構成される。被処理水流入ライン３０を経て槽２０Ａ内に流入してきた凝集剤含有水はかかる流路を周回しながら、槽２０Ａの下部方向に向かって徐々に流下していく。このとき、流路の断面積が下部方向になる程、大きくなるため、流路内を流れる凝集剤含有水の流速も低下する。従って、槽２０Ａ内に流入してきた直後の流速と比較すると、流速が徐々に遅くなる。このため、流入直後には早い流速に従って流路内を流れることで急速撹拌されていた凝集剤含有水が、流路内を流下していくに従って緩速撹拌されることとなる。このような、撹拌強度の変化が、フロックサイズを大きくすることに効果的に寄与し得る。よって、本例に係る混和除濁装置１０１は、固液分離能に一層優れる。
図４は、本発明の混和除濁装置に備えられうる急速撹拌部の第２の例に係る態様を概略的に示す図である。図４に示す混和除濁装置１０２においては、内筒２２Ｂの外壁が、槽２０Ｂの下部側に向かって先細のテーパー形状を有しており、外筒２１の内壁と、内筒２２Ｂの外壁とにより区画された流路により、急速撹拌部が構成される。図３に示した態様と同様に、被処理水流入ライン３０を経て槽２０Ｂ内に流入してきた凝集剤含有水はかかる流路を周回しながら、槽２０Ｂの下部方向に向かって徐々に流下していく。図３に示した態様と同様の原理により、流入直後に生じていた凝集剤含有水に対する急速撹拌作用が、流路内を流下していくに従って徐々に消失し、緩速撹拌作用に切り替わることとなる。このような、撹拌強度の変化が、フロックサイズを大きくすることに効果的に寄与し得る。よって、本例に係る混和除濁装置１０２も、固液分離能に一層優れる。
図５は、本発明の混和除濁装置に備えられうる急速撹拌部の第３の例に係る態様を概略的に示す図である。図５に示す混和除濁装置１０３においては、外筒２１Ｃの内壁が、該内壁周面の少なくとも一周にわたり、周面に沿って形成された細流路２３を有している。かかる細流路２３が、流入口２１０を経て流入した凝集剤含有水を急速で流すことで、急速撹拌部として機能する。細流路２３は、細流路壁部２３ｗと、細流路支持部２３ｓと、外筒２１Ｃの内壁面とにより画定されうる。細流路壁部２３ｗは、外筒２１Ｃの内壁面と並行であっても良いし、外筒２１Ｃの内壁面に対して、傾斜していても良い。なお、細流路壁部２３ｗが、外筒２１Ｃの内壁面に対して傾斜している場合には、細流路壁部２３ｗの上側における、外筒２１Ｃの内壁面と細流路壁部２３ｗとの間の距離が、細流路壁部２３ｗの下側における外筒２１Ｃの内壁面と細流路壁部２３ｗとの間の距離よりも大きくなるような態様で傾斜（例えば、両者のなす角が０°超３０°以下）していることが好ましい。図５に示す例では、流入口２１０の付近における外筒２１Ｃの内壁面と細流路壁部２３ｗの距離をＬ１とし、細流路壁部２３ｗの上端における外筒２１Ｃの内壁面と細流路壁部２３ｗとの間の距離をＬ２とした場合に、Ｌ１＜Ｌ２である。さらに、図５に示す例において、細流路壁部２３ｗの上端における細流路壁部２３ｗの内筒２２Ｃ側の壁面と内筒２２Ｃの外壁面との間の距離をＬ３とすると、Ｌ２とＬ３とが等しいか、或いは、Ｌ２よりもＬ３が大きい。即ち、図５に示す例では、Ｌ１＜Ｌ２、且つ、Ｌ２≦Ｌ３の関係が成立している。
細流路支持部２３ｓは、外筒２１Ｃの内壁面の全周にわたって、内周面に対して密着して取り付けられている。これにより、急速撹拌部における凝集剤含有水の流れが短絡することを防ぐことができる。従って、槽２０Ｃ内にて凝集剤含有水が撹拌される時間を長くすることができ、結果的にフロックを形成し、更には、フロックを成長させることを一層促進することが可能となる。
細流路２３の構造を説明する目的で、図５におけるＩ－Ｉ断面図を図６に示す。Ｉ－Ｉ断面は、流入口２１０の中心を通り、槽２０Ｃの鉛直方向に対して垂直な面である。図６より明らかなように、細流路２３は、外筒２１Ｃの内壁全周にわたって、途切れることが無いように形成されている。ここで、図６に示す断面上における、細流路壁部２３ｗと外筒２１Ｃの内壁面との間の距離Ｄaと、細流路壁部２３ｗと内筒２２Ｃの外壁面との間の距離Ｄbとを比較した場合に、Ｄa＜Ｄbである。Ｄa＜Ｄbの関係が満たされていれば、流入口２１０を経て槽２０Ｃ内に流入してきた凝集剤含有水に対して、細流路２３内で急速撹拌作用を付与した後に、内筒２２Ｃの外壁と細流路壁部２３ｗとの間に延在する領域（以下、「緩速撹拌部」とも称する。）にて、凝集剤含有水を緩速撹拌することができるため、フロック形成を効率的に促進することが可能となる。
凝集剤含有水は、細流路２３を周回した後に、細流路２３の上側の開放端から流出し、緩速撹拌部に至る。そして、緩速撹拌部にて内筒２２Ｃの周りを周回しながら、流下する。
なお、図６では、Ｄa及びＤbがそれぞれ一定の値であるものとして図示したが、図示の態様に限定されることは無い。例えば、ある変形例に係る混和除濁装置において、流入口２１０付近におけるＤaの値が最も小さく、流入口２１０の反対側付近におけるＤaの値が最も大きくなるように、細流路２３を設計しても良い。この場合、槽２０Ｃの鉛直方向に対して垂直な面内において、細流路２３内における撹拌強度に変化を付けることができるため、フロック形成を一層促進することが可能となる。
さらに、図５に示すように、内筒２２Ｃは、下部側、より好ましくは、細流路支持部２３ｓよりも下側に、テーパー状部２２Ｃｔを有している。テーパー状部２２Ｃｔがあれば、テーパー状部２２Ｃｔがフロックの沈降促進作用を呈することで、緩速撹拌部を経て流下してきた凝集剤含有水に含まれるフロックの沈降効率を一層高めることができる。
さらにまた、図５に示すように、内筒２２Ｃは、テーパー状部２２Ｃｔに連続して、大口径端部２２Ｃａを有している。大口径端部２２Ｃａを備えることで、サイズの小さいフロック等を内筒２２Ｃ内に吸いこみ難くすることができる。大口径端部２２Ｃａの口径は特に限定されることなく、例えば、内管２２Ｃ内にて上向流を形成可能な程度に小さく、且つ、沈降速度Ｖ２よりも低速の流れを創出可能な程度に大きい口径から、任意に選択することができる。
図３～６を参照して説明してきたように、本発明の混和除濁装置において、種々の態様により実装されうる急速撹拌部を採用することで、凝集剤含有水中におけるフロックの形成及び成長を促進することができ、装置の固液分離能を一層高めることができる。この他に、装置の固液分離能を高め得る他の構成としては、図７を参照して説明するような、らせん状のリブが挙げられる。
図７は、下部にらせん状のリブを備える内筒２２Ｄの概略構成図である。図示のような構成を有する内筒２２Ｄは、特に限定されることなく、図２～６を参照して説明してきたような、あらゆる態様の混和除濁装置にて採用することができる。図７に示すように、内筒２２Ｄは、その下部にらせん状の第１リブ２４ａ、及び第２リブ２４ｂが配置されている。なお、図示の態様に限定されることなく、内筒は、３枚以上の、或いは、１枚のリブを有していても良い。このような形状の第１リブ２４ａ、及び第２リブ２４ｂは、それぞれ、フロックの沈降を促進するように作用する。従って、第１リブ２４ａ、及び第２リブ２４ｂを含む混和除濁装置の固液分離能を一層高めることができる。また、図７では内筒２２Ｄのテーパー状の外壁に対してらせん状の第１リブ２４ａ、及び第２リブ２４ｂが配置されている様子を示したが、内筒２２Ｄの形状は、テーパー状に限定されない。より具体的には、直胴型の内筒２２Ｄに対して、少なくとも１枚のらせん状のリブが設けられていても良い。
なお、図示しないが、らせん状のリブが、内筒ではなく、槽を構成する外筒の内壁に設けられていても良い。この場合にも、らせん状のリブが、内筒に設けられた場合と同様の、フロック沈降促進効果を呈することができる。また、混和除濁装置の鉛直方向におけるらせん状のリブの位置は、特に限定されることなく、例えば、凝集剤含有水を槽内に流入させる流入口よりも下であり得る。
以上、本発明の混和除濁装置の幾つかの例について説明したが、本発明の混和除濁装置は上述した内容に限定されるものではない。
以下、本発明について実施例を用いて更に詳細に説明するが、本発明はかかる実施例にて採用した態様に限定されるものではない。
（実施例）
図１に示す水処理施設２００と同様の構造を有する実験機を用いて、被処理水を以下の条件で処理した。なお、本例で採用した混和除濁装置の構造は、図２に示した構造に従うものであった。より具体的には、混和除濁装置の構造は以下の通りであった。
＜混和除濁装置の構造＞
被処理水流入ライン：直径１５ｍｍ
流入口径：１５ｍｍ
内筒径：６５ｍｍ
外筒径：１００ｍｍ
内筒長：４００ｍｍ
内筒下端から外筒の直胴部下端までの距離：１００ｍｍ
＜処理条件＞
凝集剤：ポリ塩化アルミニウム（注入率：８０ｍｇ／Ｌ）
混和除濁装置に対する凝集剤含有水流入速度：１．３４Ｌ／分
＜濁度測定＞
被処理水（凝集剤投入前）、及び、混和除濁装置から流出した直後の処理済み水をそれぞれサンプリングし、希釈して濁度計（日本電色工業株式会社、「ＷＡ６０００」）で濁度を測定した。
上記に従って得られた結果を図８に示す。
図１に示す水処理施設２００と同様の構造を有する実験機を用いて、被処理水を以下の条件で処理した。なお、本例で採用した混和除濁装置の構造は、図２に示した構造に従うものであった。より具体的には、混和除濁装置の構造は以下の通りであった。
＜混和除濁装置の構造＞
被処理水流入ライン：直径１５ｍｍ
流入口径：１５ｍｍ
内筒径：６５ｍｍ
外筒径：１００ｍｍ
内筒長：４００ｍｍ
内筒下端から外筒の直胴部下端までの距離：１００ｍｍ
＜処理条件＞
凝集剤：ポリ塩化アルミニウム（注入率：８０ｍｇ／Ｌ）
混和除濁装置に対する凝集剤含有水流入速度：１．３４Ｌ／分
＜濁度測定＞
被処理水（凝集剤投入前）、及び、混和除濁装置から流出した直後の処理済み水をそれぞれサンプリングし、希釈して濁度計（日本電色工業株式会社、「ＷＡ６０００」）で濁度を測定した。
上記に従って得られた結果を図８に示す。
図８より、本発明の混和除濁装置によれば、原水濁度が変動しても、混和除濁装置から流出する水の濁度を略一定に維持することができたことが分かる。よって、原水濁度に関わらず、高い固液分離能を発揮することができたことが分かる。従って、かかる水処理施設では、集中豪雨の発生等により、原水中の濁質濃度が不規則に変化する事態が生じた場合であっても、膜ろ過装置の固形分負荷が一時的に過度に高まることが無い。このため、混和除濁装置によれば、水処理施設による水処理効率を高めることが可能となることが分かる。
本発明の混和除濁装置によれば、高い固液分離能を発揮することができる。
１０ 凝集剤投入部
２０，２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ 槽
２１，２１Ａ，２１Ｃ 外筒
２２，２２Ｂ，２２Ｃ，２２Ｄ 内筒
２２Ｃａ 大口径端部
２２Ｃｔ テーパー状部
２３ 細流路
２３ｓ 細流路支持部
２３ｗ 細流路壁部
２４ａ 第１リブ
２４ｂ 第２リブ
３０ 被処理水流入ライン
４０ 固形物排出機構
４１ 固形物排出管
４２ 固形物排出弁
１００,１０１,１０２，１０３ 混和除濁装置
２００ 水処理施設
２０１ 一次貯水槽
２０２ 膜ろ過装置
２０３ 二次貯水槽
２１０ 流入口
２０，２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ 槽
２１，２１Ａ，２１Ｃ 外筒
２２，２２Ｂ，２２Ｃ，２２Ｄ 内筒
２２Ｃａ 大口径端部
２２Ｃｔ テーパー状部
２３ 細流路
２３ｓ 細流路支持部
２３ｗ 細流路壁部
２４ａ 第１リブ
２４ｂ 第２リブ
３０ 被処理水流入ライン
４０ 固形物排出機構
４１ 固形物排出管
４２ 固形物排出弁
１００,１０１,１０２，１０３ 混和除濁装置
２００ 水処理施設
２０１ 一次貯水槽
２０２ 膜ろ過装置
２０３ 二次貯水槽
２１０ 流入口
Claims (3)
- 被処理水に対して凝集剤を投入して凝集剤含有水とする凝集剤投入部と、
前記凝集剤含有水を混和してフロックを形成してから固液分離する槽と、を含み、
前記槽が、前記凝集剤含有水を槽内に流入させる流入口を有する外筒と、前記槽の上部側から、前記外筒の前記流入口よりも下部側まで挿入配置され、前記槽内にて下端が開放された内筒とを備え、
前記槽が、前記外筒と、前記内筒との間の間隙内であって、前記外筒の上端と、前記内筒の下端との間に位置する、前記凝集剤含有水を急速撹拌する急速撹拌部を備え、さらに、
前記外筒の内壁が、前記槽の上部側に向かって先細のテーパー形状を有しており、
前記急速撹拌部が、前記外筒の前記内壁と、前記内筒の外壁とにより区画された、流路により構成され、そして、
前記槽が、前記流路から出た前記凝集剤含有水を処理済水として前記内筒により前記槽の外へと流出させるように構成されてなる、
混和除濁装置。 - 前記内筒の外壁が、前記槽の下部側に向かって先細のテーパー形状を有しており、
前記急速撹拌部が、前記外筒の内壁と、前記内筒の前記外壁とにより区画された流路により構成される、請求項１に記載の混和除濁装置。 - 前記外筒の内壁が、該内壁周面の少なくとも一周にわたり、前記周面に沿って形成された細流路を有しており、
前記細流路が前記急速撹拌部を構成する、請求項１又は２に記載の混和除濁装置。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2019090721 | 2019-05-13 | ||
| JP2019090721 | 2019-05-13 | ||
| PCT/JP2020/017542 WO2020230582A1 (ja) | 2019-05-13 | 2020-04-23 | 混和除濁装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPWO2020230582A1 JPWO2020230582A1 (ja) | 2020-11-19 |
| JP7398446B2 true JP7398446B2 (ja) | 2023-12-14 |
Family
ID=73289981
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2021519344A Active JP7398446B2 (ja) | 2019-05-13 | 2020-04-23 | 混和除濁装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20220212127A1 (ja) |
| EP (1) | EP3970824A4 (ja) |
| JP (1) | JP7398446B2 (ja) |
| CN (1) | CN113811376B (ja) |
| WO (1) | WO2020230582A1 (ja) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010046627A (ja) | 2008-08-22 | 2010-03-04 | Toshiba Corp | 浄水前処理システム |
| JP2010214248A (ja) | 2009-03-13 | 2010-09-30 | Toshiba Corp | 固液分離システム |
| JP2014144442A (ja) | 2013-01-30 | 2014-08-14 | Mitsubishi Electric Corp | 水中異物除去装置及びその水中異物除去装置を備えた水循環装置 |
| CN106976930A (zh) | 2017-06-08 | 2017-07-25 | 长沙理工大学 | 用于排泥水的水力旋流分离器、以及排泥水浓缩/混凝剂同步溶出的处理***与方法 |
| CN108821404A (zh) | 2018-06-11 | 2018-11-16 | 佛山市顺德区唯点工业设计有限公司 | 一种环保污水处理装置 |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4265740A (en) * | 1979-12-17 | 1981-05-05 | Ingersoll-Rand Company | Centrifugal separator |
| DE8713661U1 (de) * | 1987-10-12 | 1988-01-07 | Passavant-Werke AG, 6209 Aarbergen | Sedimentationsbehälter für die Wasser- und Abwasserreinigung |
| GB9514541D0 (en) * | 1995-07-15 | 1995-09-13 | Ellis And Co Ltd S | Method and apparatus for contacting gas and liquid |
| US6250473B1 (en) * | 1998-11-17 | 2001-06-26 | Firstenergy Ventures Corp. | Method and apparatus for separating fast settling particles from slow settling particles |
| KR100883312B1 (ko) * | 2008-07-18 | 2009-02-11 | 녹스 코리아(주) | 무동력 고효율 침전조 |
| CN202465418U (zh) * | 2012-01-18 | 2012-10-03 | 长沙理工大学 | 一种折流沉降自动过滤净水一体机 |
| PL2792646T3 (pl) * | 2013-04-16 | 2015-11-30 | Demon Gmbh | Sposób i urządzenie do oczyszczania ścieków zawierających amon |
| JP6492981B2 (ja) * | 2015-06-02 | 2019-04-03 | 王子ホールディングス株式会社 | 水処理装置および水処理方法 |
| CN205095472U (zh) * | 2015-10-30 | 2016-03-23 | 新疆石油工程设计有限公司 | 沉降除油罐及采出水处理*** |
| CN105540791B (zh) * | 2015-12-30 | 2018-10-23 | 湖北中碧环保科技股份有限公司 | 一种人工湿地原水的预处理装置及其工艺 |
| JP6721487B2 (ja) * | 2016-10-28 | 2020-07-15 | メタウォーター株式会社 | 水処理装置 |
| CN106345149A (zh) * | 2016-11-08 | 2017-01-25 | 太原科技大学 | 一种浓缩机絮凝反应装置 |
-
2020
- 2020-04-23 WO PCT/JP2020/017542 patent/WO2020230582A1/ja unknown
- 2020-04-23 CN CN202080034837.1A patent/CN113811376B/zh active Active
- 2020-04-23 EP EP20805476.7A patent/EP3970824A4/en active Pending
- 2020-04-23 US US17/595,241 patent/US20220212127A1/en active Pending
- 2020-04-23 JP JP2021519344A patent/JP7398446B2/ja active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010046627A (ja) | 2008-08-22 | 2010-03-04 | Toshiba Corp | 浄水前処理システム |
| JP2010214248A (ja) | 2009-03-13 | 2010-09-30 | Toshiba Corp | 固液分離システム |
| JP2014144442A (ja) | 2013-01-30 | 2014-08-14 | Mitsubishi Electric Corp | 水中異物除去装置及びその水中異物除去装置を備えた水循環装置 |
| CN106976930A (zh) | 2017-06-08 | 2017-07-25 | 长沙理工大学 | 用于排泥水的水力旋流分离器、以及排泥水浓缩/混凝剂同步溶出的处理***与方法 |
| CN108821404A (zh) | 2018-06-11 | 2018-11-16 | 佛山市顺德区唯点工业设计有限公司 | 一种环保污水处理装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2020230582A1 (ja) | 2020-11-19 |
| EP3970824A1 (en) | 2022-03-23 |
| CN113811376B (zh) | 2023-04-07 |
| JPWO2020230582A1 (ja) | 2020-11-19 |
| CN113811376A (zh) | 2021-12-17 |
| EP3970824A4 (en) | 2022-11-23 |
| US20220212127A1 (en) | 2022-07-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5800717A (en) | Water and wastewater treatment system with internal recirculation | |
| JP4061196B2 (ja) | 安定化されたフロックを用いるフロキュレーション−デカンテーションによる水処理から得られたスラッジを濃縮する方法及びプラント | |
| CN107108289B (zh) | 改进的压载的净化*** | |
| JP2007069179A (ja) | トルネード式凝集沈澱装置 | |
| KR101961299B1 (ko) | 가중응집적 고속회수량 멀티스테이지 하이드로 사이클론 | |
| JP2015205278A (ja) | 固液分離装置 | |
| JP2013078715A (ja) | 凝集沈殿装置 | |
| KR100646042B1 (ko) | 스크류형 경사판을 갖는 폐수설비의 침전조 | |
| KR101658044B1 (ko) | 고도 처리 장치 | |
| KR100564993B1 (ko) | 상수도 수처리시설에 이용되는 침전조용 응집침전장치 | |
| JP7398446B2 (ja) | 混和除濁装置 | |
| JP2002058914A (ja) | 固液分離装置 | |
| JP7074406B2 (ja) | 薬剤添加量制御装置及び薬剤添加量制御方法 | |
| CN204996183U (zh) | 一种钢铁废水处理设备进水装置 | |
| JP2000117005A (ja) | 凝集沈澱方法及び装置 | |
| JP2000117005A5 (ja) | ||
| KR101552506B1 (ko) | 미생물 슬러지 농축장치 | |
| KR102066510B1 (ko) | 경사형 스파이럴 슬러지수집기 | |
| KR101178196B1 (ko) | 일체형 침전조 | |
| JP3882464B2 (ja) | 沈殿槽 | |
| JP2017159213A (ja) | 凝集処理方法および装置 | |
| JP2002001011A (ja) | 凝集沈殿処理装置 | |
| JP2010259991A (ja) | フロック形成装置 | |
| KR200365318Y1 (ko) | 초기우수처리용 미립자 분리기 | |
| KR200384139Y1 (ko) | 스크류형 경사판을 갖는 폐수설비의 침전조 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20221102 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20230711 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20230824 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20231114 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20231204 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7398446 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |