JPH0698247B2 - フロツクブランケツト型凝集沈澱装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は河川水、湖沼水、廃水等を凝集沈澱により固液
分離するフロックブランケット型凝集沈澱装置の改良に
関するものである。

＜従来の技術＞ 河川水、湖沼水、廃水等から懸濁物質を除去する場合、
原水に凝集剤を添加し原水中の懸濁物質を凝集せしめて
フロックを形成し、このフロックを沈降分離により水中
から除去して除濁水を得ることは、凝集沈澱法としてよ
く知られた方法であり、その設置面積の有利性により広
く用いられている。その高速凝集沈澱装置の一種として
フロックブランケット型凝集沈澱装置があり、従来のフ
ロックブランケット型凝集沈澱装置は第３図に示すよう
に、凝集剤を添加した原水を原水管１を介して槽２の底
部から上昇流で流入し、阻流筒３に衝突させて混合撹拌
し、さらに駆動機４で回転する撹拌翼５によって撹拌し
て原水中の懸濁物質を凝集し、フロックを形成せしめな
がら上昇させ、次いでフロックブランケット層６を通過
せしめて凝集液中のフロックを接触捕捉し、懸濁物質を
除去した処理水をトラフ７を介して得るものである。な
お層２の側壁に設けた流出管25から余剰フロックを槽外
に流出するものである。

また他の例は第４図に示すように凝集剤を添加した原水
を原水管１を介して槽２の中央上部に設けた凝集室８内
に下降流で流入し、凝集室８内に設けた、駆動機4aで回
転する撹拌翼５によって撹拌して原水中の懸濁物質を凝
集せしめ、フロックを形成し、当該凝集液を駆動機4bで
回転する凝集室８の下部に設けた吹出管９から槽２全体
に均一に噴出させ、上昇流にてフロックブランケット層
６を通過せしめて凝集液中のフロックを接触捕捉し、懸
濁物質を除去した処理水をトラフ７を介して得るもので
ある。なおフロックブランケット層６の下方部はフロッ
ク濃縮部となっている。

＜発明が解決しようとする問題点＞ しかしながら上述したような従来装置においては、動力
を要するため消費エネルギーが多い、機械部を有するた
め保守管理が煩雑である、構造が複雑で設備費が高い等
の欠点を有していた。

本発明は上記した欠点を解決するもので、特別の動力部
あるいは機械部を有さず、構造が簡単でかつ高速凝集沈
澱処理が可能なフロックブランケット型凝集沈澱装置を
提供することを目的としたものである。

＜問題点を解決するための手段＞ 本発明は、槽の中央部に、上端が開口し下端が閉塞した
筒状体を立設し、当該筒状体の下方周囲に原水流入口を
設けるとともに、当該筒状体の開口部より上方に処理水
出口を設け、筒状体の外側をフロックブランケット層を
有する沈澱室、筒状体の内側をフロック濃縮室となした
フロックブランケット型凝集沈澱装置において、前記原
水流入口の少なくとも一部から吹き出す原水が、沈澱室
内のフロックブランケット層の下方部において旋回流が
生じる方向に吹き出すように原水流入口の向きを定め、
当該原水の吹き出しによって、フロックブランケット層
に旋回流を与え、さらに筒状体の開口部から、下端が開
口した内筒を挿入し、当該内筒の上端に連通管の一端を
接続するとともに、当該連通管の他端開口部を槽内に形
成される水面より下方に位置させ、当該水面の水頭差に
より、当該連通管より内筒内の水を常時排出することで
筒状体内に下降流を与えることを特徴とするものであ
る。

以下本発明を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明装置の実施態様の例を示す一部切欠斜視
説明図であり、円筒状あるいは多角柱状の槽２の中央部
に上端が開口し下端が閉塞した筒状体19を立設し、当該
筒状体19の外側を沈澱室11、当該筒状体の内側をフロッ
ク濃縮室12となし、沈澱室11の下方部には原水管１に連
通する原水分配管13を設け、当該原水分配管13には原水
流入口14を有する吹出管９を通常数本設けるとともに、
筒状体19の開口部から、下端が開口し上端が閉鎖した内
筒24を挿入し、当該内筒24の上端に連通管23の一端を接
続し、当該連通管23の他端開口部を、槽２の上方に設け
たトラフ７に連通し、かつ当該開口部を槽２内に形成さ
れる水面より下方に位置させ、当該水面の水頭差によ
り、連通管23より内筒内の水を常時排出することで筒状
体19内に下降流を与えるようにしたものである。なお筒
状体19の上端位置は筒状体19の周囲に形成されるフロッ
クブランケット層の上面高さを決定するものであり、通
常、底板10から筒状体19の上端までの高さを１〜3m、筒
状体19の上端から槽２内に形成される水面までの高さを
0.1〜1.5mとする。またフロック濃縮室12は、その底部
をフロックの安息角以上の傾斜を有するコーン状とし、
コーン頂角部上方には汚泥引抜管20を立設する。槽２の
内壁および筒状体19の外壁の形状は、本発明装置では後
述するように形成されるフロックブランケット層の下方
部に旋回流を与えるので、旋回流をなるべく減衰させな
い形状、すなわち円筒状、もしくは多角柱状でも数の多
い多角柱状であることが望ましい。また吹出管９の原水
流入口14の向きは、流入する原水がフロックブランケッ
ト層内において旋回流を生ずる方向、すなわち第２図に
示すように層２の内壁に沿う水平方向ａ（槽２が円筒状
の場合は水平接線方向）と同じ方向ｂより内側に向いた
方向（例えば方向ｃ）が望ましい。なお本発明者の研究
によると、原水流入口14の向きは筒状体19の外壁の水平
接線方向ｄよりやや外側を向いた方向、例えば方向ｅ近
傍がより望ましい。これは方向ｂより内側に向いた方向
でも方向ｂに近い方向であると、槽２ま内壁近傍のみ旋
回流が起こり、筒状体19の外壁近傍では旋回流がほとん
ど起こらないからである。また吹出管９の原水流入口14
から吹き出た原水が筒状体19の外壁に直接衝突する方向
ｆはその衝突により流れが減衰され、旋回流が起こり難
くなるので好ましくない。

なお、本実施態様では原水分配管13をひとつ設けている
が、原水分配管13の下方部に、下部に原水流入口となる
孔を複数個穿った他の原水分配管13を別途設けてもよ
い。

＜発明の作用＞ 第１図に示した本発明装置において、凝集剤を添加した
原水を原水管１、原水分配管13を介して数本の吹出管９
の原水流入口14から筒状体19の周囲に形成されるフロッ
クブランケット層の下方部に噴出流入せしめる。当該数
本の吹出管９の原水流入口14が第２図で示したように方
向ｂより内側を向いていることにより、原水流入口14か
ら流入した原水は筒状体19の外側でかつ槽２の内側のド
ーナツ状部全体に旋回流を与えることができる。さらに
望ましくは吹出管９の原水流入口14の方向を筒状体19の
外壁の水平接線方向よりやや外側を向いた方向とするこ
とにより、前述した筒状体19と槽２の間のドーナツ状部
の内側と外側の旋回流の線流速をほぼ同一とすることが
でき、前述したドーナツ状部全体に均一な旋回流を与え
ることができる。なお本発明装置においては槽２の中央
に筒状体19を立設することを要件としているが、当該筒
状体19の設置は非常に重要である。仮に槽２の中央に筒
状体19を設けないとすると、フロックブランケット層内
に旋回流を生起せしめても槽２中央には必ず旋回流が生
じない部分ができ、その部分では懸濁物質の凝集、フロ
ック形成が不十分となり、ひいては処理水の水質悪化を
引き起こす原因となるからである。本発明装置では槽２
の中央に筒状体19を立設することにより、前述した旋回
流が生じない部分を積極的に取り除き、フロックブラン
ケット層内全体に均一に旋回流を生起せしめ、原水中の
懸濁物質の凝集、フロック形成が十分行われるようにし
たものである。また当該筒状体19の立設によってフロッ
クブランケット層の上面位置を常に一定高さに保持する
という別の目的も達成することができる。

原水流入口14から流入した原水は、噴出による撹拌、あ
るいは旋回流による撹拌を受け、原水中の懸濁物質は凝
集しフロックを形成する。さらには当該凝集したフロッ
クとフロックブランケット層内の既成のフロックとの衝
突、あるいは既成のフロック同志の衝突によりフロック
は成長するとともに強固なものになる。

次いでこのように成長したフロックを含む凝集液は旋回
しながら上昇しフロックブランケット層の上方部に達す
る。当該フロックブランケット層の上方部はフロック群
を高濃度に懸濁平衡させたものであり、上昇してきた凝
集液中のフロックを接触捕捉して、懸濁物質を除去した
除濁水のみを通過せしめるものである。なおフロックブ
ランケット層の下部は前述した旋回流の影響を受け、強
い旋回流が生じるが、フロックブランケット層の上部は
下からの旋回流が減衰して緩やかな旋回流となる。すな
わち一般に懸濁物の凝集において必要とされる急速攪拌
と緩速攪拌とを沈澱室の下方部から上方部へ連続して形
成することができる。さらに当該フロックブランケット
層の旋回によりフロックブランケット層のフロック濃度
が全体にわたって均一となり、微フロックのキャリーオ
ーバーを効果的に防止することができる。

また上記筒状体19の開口部から、下端が開口し上端が閉
鎖した内筒24を、槽内に形成される水面より下方に挿入
し、当該内筒24の上端に連通管23の一端を接続するとと
もに、当該連通管23の他端開口部をトラフ７の槽２内に
形成される水面より下方の位置に連通する。したがって
槽２の水面の水頭差によって当該連通管23のトラフ側の
開口部より内管24内の水を常時排出することができ、筒
状体19の上方に前記排出される水量に相当する下降流を
与えることができる。なお、フロックブランケット層を
通過してフロック（懸濁物質）が捕捉除去された除濁水
は、トラフ７内に処理水として溢流し、処理水管18を介
して処理水として取り出される。

上述したような処理を続行しているとフロックブランケ
ット層はしだいに厚みを増してくることになるが、筒状
体19内に内筒24を挿入し、連通管23から常時水を排出し
ているので、上述したように点線の矢印線で示したごと
く連通管23から排出する水に相当する水量の下降流が筒
状体19内に生ずるので、当該下降流によってフロックブ
ランケット層内の上面の余剰のフロックは筒状体19の上
端を越流して筒状体19内を下降し、強制的に筒状体19内
（フロック濃縮室12）に流下するため、フロック濃縮室
12内でのフロックの沈降速度を増大せしめることができ
るとともに、フロックブランケット層の界面をより一定
化せしめることができる。

このことはフロックブランケット層のフロックの増加速
度をより大きくすることが可能となり、ひいては処理水
の上昇線流速をより大とすることが可能である。

なお筒状体19内に越流したフロックは筒状体19内を下降
し、筒状体19の下部に貯留、濃縮され、当該余剰の濃縮
されたフロックは汚泥として汚泥引抜管20を介して定期
的に系外に排出する。

なお、フロックブランケット層に旋回流を与えるための
原水の量は、原水流入口における流速として0.2〜0.8m/
secとすることが望ましい。それは0.2m/sec未満の原水
の量であると、旋回流速が小さくなりフロックブランケ
ット層のフロック濃度の均一化が達せられないし、0.8m
/secより多い原水の量であると、旋回流速が大きくなり
過ぎ、フロックブランケット層のフロックを破壊あるい
は微細化してしまう恐れがあるからである。なお旋回流
を与えるための原水の量以上の原水を処理する場合は、
その超過した原水は旋回流を与えるための原水分配管の
下部に別途に設けた原水分配管を介して旋回流を与えな
い方向、通常下方向に噴出せしめるとよい。

＜実施例＞ 本発明装置の効果をより明確にするために以下に実施例
を示す。

〔実施例−１〕 第１図に示した本発明装置において、カオリンを懸濁さ
せた懸濁物質濃度100mg/lの原水にPAC（ポリ塩化アルミ
ニウム10％溶液）を40mg/l注入し、インラインミキサー
による急速混和後、ポリアクリルアマイド系高分子凝集
剤を1.1mg/l注入し、直ちに高さ3500mm（底板10から筒
状体19の上端までの高さ2000mm、濃縮室12の高さ2500m
m）、内径1000mmの槽２に導いた。なお筒状体19の内径
は500mmとした。またフロックブランケット層に旋回流
を与える方向に原水を吹き出す原水流入口14からは0.5m
/secの流速で原水を供給した。

この際、当該筒状体19内に、内径300mmの下端が開口
し、上端が閉鎖した内筒24を挿入し（挿入深さ500m
m）、当該内筒24の上端に連通管23の一端を接続し、そ
の他端を槽２の水面下に位置させることにより連通管23
から水頭差により処理水の一部を溢流させることによ
り、当該内筒24内に20m/Hの上昇流を与えた。その結
果、原水の上昇線速度20m/Hで処理が可能となり、処理
水中の懸濁物質濃度は0.5mg/l以下と優れた結果が得ら
れた。

〔実施例−２〕 フロックブランケット層に旋回流を与える方向に原水を
吹き出す原水流入口14から1.0m/secの原水を供給した以
外は実施例−１と同じ条件で原水を処理した。その結
果、フロックブランケット層の旋回流速が実施例−１よ
り大きくなり、フロックのキャリーオーバーが若干発生
し、処理水中の懸濁物質濃度は１〜2mg/lとなった。

〔実施例−３〕 フロックブランケット層に旋回流を与える方向に原水を
吹き出す原水流入口14から0.1m/secの原水を供給した以
外は実施例−１と同じ条件で原水を処理した。その結
果、フロックブランケット層の一部に流動化しない部分
が発生し、チャンネリング現象による部分的なフロック
の巻き上げが起こり、処理水中の懸濁物質濃度は１〜2m
g/lとなった。

上述した結果から、フロックブランケット層に適度の旋
回流を与えることにより、より良い処理水を得ることが
できることがわかる。

＜発明の効果＞ 以上説明したように本発明装置は、原水流入口の少なく
とも一部の原水を沈澱室内のフロックブランケット層の
下方部に旋回流を生じさせる方向に吹き出させ、筒状体
の外側でかつ槽の内側のドーナツ状部に均一な旋回流を
与えることにより、原水中の懸濁物質の凝集、フロック
形成を確実に行うとともにフロックブランケット層のフ
ロック濃度の均一化を図ることができる。なお、また原
水の他部を旋回流の位置より下部から流入する場合にお
いては、旋回流を下方からの上昇流に対する水流の衝壁
として作用させることができ、上昇流のチャンネリング
現象による部分的なフロックのキャリーオーバーを未然
に防止することができ、前記フロックブランケット層の
フロック濃度の均一化により、大きな上昇線流速をとる
ことができ、高速凝集沈澱処理が可能となる。また筒状
体に内筒を挿入して内筒に上昇流を与え、当該上昇流の
水量に相当する水量の下降流を筒状体に積極的に与える
ので、これによりフロック濃縮室におけるフロックの沈
降速度を増大せしめることができるとともに、フロック
ブランケット層の界面をより一定化せしめることがで
き、これにより処理水の上昇線速度をより大とすること
ができる。

このように本発明装置は特別の動力部あるいは機械部を
有しない簡単な構造であり、保守管理が容易で消費エネ
ルギーが少ない高速凝集沈澱処理装置として、その利用
価値は大きいものである。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図はいずれも本発明のフロックブランケッ
ト型凝集沈澱装置に関するもので、第１図はその実施態
様の一例を示す一部切欠斜視説明図、第２図は第１図の
横断面説明図、第３図および第４図はいずれも従来のフ
ロックブランケット型凝集沈澱装置を示す縦断面説明図
である。 １……原水管、２……槽 ３……阻流筒、４……駆動機 ５……攪拌翼 ６……フロックブランケット層 ７……トラフ、８……凝集室 ９……吹出管、10……底板 11……沈澱室、12……フロック濃縮室 13……原水分配管、14……原水流入口 18……処理水管、19……筒状体 20……汚泥引抜管 23……連通管、24……内筒 25……流出管

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】槽の中央部に、上端が開口し、下端が閉塞
   した筒状体を立設し、当該筒状体の下方周囲に原水流入
   口を設けるとともに、当該筒状体の開口部より上方に処
   理水出口を設け、筒状体の外側をフロックブランケット
   層を有する沈澱室、筒状体の内側をフロック濃縮室とな
   したフロックブランケット型凝集沈澱装置において、前
   記原水流入口の少なくとも一部の原水を、沈澱室内のフ
   ロックブランケット層の下方部に旋回流を生じさせる方
   向に吹き出させて、フロックブランケット層に旋回流を
   与え、さらに筒状体の開口部から、下端が開口した内筒
   を挿入し、当該内筒の上端に連通管の一端を接続すると
   ともに、当該連通管の他端開口部を槽内に形成される水
   面より下方に位置させ、当該水面の水頭差により、当該
   連通管より内筒内の水を常時排出することで筒状体内に
   下降流を与えることを特徴とするフロックブランケット
   型凝集沈澱装置。
2. 【請求項２】フロックブランケット層の下方部に旋回流
   を生じさせる方向に吹き出す原水の量が、0.2〜0.8m/se
   cとする特許請求の範囲第１項記載のフロックブランケ
   ット型凝集沈澱装置。