CN104797316A - 导水机构、沉淀槽及其运转方法 - Google Patents

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Abstract

提供一种导水机构、使用该导水机构的沉淀槽、该沉淀槽的运转方法，该导水机构的开口不会被污泥阻塞，另外压力损失小且能够使液体从整个开口均匀地流出。具有直管状的边(11～14)的方形框状的导水机构(10)设置在沉淀槽(1)的下部。在导水机构(10)的底面上设置有沿着长度方向延伸的液体流出用开口(16)。该开口(16)相对于管轴的打开角度(θ)为60～80°，优选90～150°。

Description

导水机构、沉淀槽及其运转方法
技术领域
本发明涉及一种导水机构、具有该导水机构的沉淀槽、该沉淀槽的运转方法，该导水机构用于向凝聚沉淀槽等沉淀槽内导入被处理水。
背景技术
以往，在活性污泥处理设备和凝聚沉淀处理设备等中，作为将污泥混合液分离成处理水和污泥的方法一般采用使用固液分离槽(沉淀槽)的沉降分离法。在该沉降分离中，为了有效地去除污泥混合液中的浊质和微细的悬浮物(SS：suspended solids)而得到良好的处理水，采用在沉降槽内形成污泥区(污泥层)的污泥层过滤方式(专利文献1、2)。通过使污泥混合液从导入机构流入该污泥区的下部来经过污泥区，从而使污泥混合液中的浊质和微细的悬浮物被过滤分离。
在专利文献1、2的沉淀槽中，从供水口的下端向放射方向延伸设置有管状的导水机构，原水(污泥混合液)通过设置在该导水机构的开口向导水机构内流出。
在专利文献1中，开口为圆形开口，在导水机构的侧面隔开间隔地设置有多个开口。在专利文献2中，开口在管状的导水机构的底面上设置成沿着管长度方向延伸的狭缝状。如专利文献2那样，将开口设置在导水机构的底面上，能够防止污泥在导水机构内沉积。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平10-202009
专利文献2：日本特开2000-334214
发明内容
发明要解决的问题
如专利文献1那样，为了使液体从设置有多个的圆形的原水流出口均匀地流出，需要在开口产生压力损失，从而存在用于通水的动力成本增大且被污泥或异物阻塞的可能性。
在专利文献2中，狭缝状开口的宽度在导水机构的顶端侧大，但由于在基端侧小，所以存在导水机构基端侧的开口被污泥阻塞的可能性。
本发明为了解决上述现有的问题而提出，其目的在于提供一种导水机构、使用该导水机构的沉淀槽、该沉淀槽的运转方法，该导水机构的开口不会被污泥阻塞，另外，压力损失小且能够使液体从整个开口均匀地流出。
解决问题的手段
本发明的导水机构具有管状的通水构件和液体流出用开口，该液体流出用开口设置在该通水构件的底面，并且沿着通水构件的长度方向延伸。该开口相对于该通水构件的管轴的打开角度θ为60～180°。
优选该打开角度θ为90～150°。
本发明的沉淀槽具有槽体和设置在该槽体的底部的导水机构，该导水机构的所述开口朝向下方设置。
优选该导水机构俯视观察时的形状为框状或环状。
本发明的沉淀槽的运转方法使该沉淀槽进行运转。向所述导水机构供给的液体的比重d1和所述槽体内的液体的比重d2的差为0.0001～0.1，且d2>d1。
发明效果
本发明的导水机构以及沉淀槽用于向导水机构内供给原水(被处理液)，该原水具有比沉淀槽的槽内液体的比重(特别是污泥层的比重)小0.0001～0.1的比重。由于被导入至该导水机构内的原水的比重比槽内液体的比重小,所以该原水在导水机构内沿着导水机构内的顶面向长度方向流动，并在途中逐渐地通过开口向沉淀槽内流出。该导水机构的开口的宽度在导水机构的长度方向上均匀，因此，原水在导水机构内流动时，即使不产生大的压力损失，也通过开口均匀地向沉淀槽内流出。另外，由于开口设置在导水机构的底面上，所以污泥不会在导水机构内沉积，而从开口向沉淀槽内流出。
若开口的中心角θ小于60°，则存在开口被污泥阻塞的可能性。若开口的中心角θ大于180°，则被导入至导水机构的原水在到达导水机构的末端前，全部流出至沉淀槽内。通过将中心角θ设置为60～180°，尤其是90～150°，使开口不会被污泥阻塞，并且能够使原水均匀地向沉淀槽内流出。
在管状通水构件的流水方向变化45°以上的弯曲部附近的至少下游侧，导水机构内的液体的流动紊乱，因此，优选在弯曲部和该弯曲部的下游侧的附近部不设置开口。
优选本发明的导水机构以及沉淀槽适用于污泥型的沉淀槽，特别是颗粒型凝聚沉淀槽。导水机构内的流速根据原水和槽内液体的比重差、开口的中心角θ、开口以及导水机构的长度选定。
附图说明
图1是实施方式的沉淀槽的纵向剖视图。
图2是图1的II-II线剖视图。
图3是图2的III-III线剖视图。
图4是导水机构的仰视图。
图5是其它的实施方式的沉淀槽的导水机构的仰视图。
图6是其它的实施方式的沉淀槽的导水机构的仰视图。
图7是其它的实施方式的沉淀槽的导水机构的仰视图。
图8是其它的实施方式的沉淀槽的导水机构的仰视图。
具体实施方式
下面，参照图1～4对本发明的一个实施方式进行说明。
沉淀槽1具有：圆筒形的槽体2，轴心线方向沿着铅垂方向；导水机构10，设置在该槽体2内的下部(底部附近)；旋转轴3，设置在槽体2的轴心位置；驱动装置4，具有用于使该旋转轴3旋转的马达；耙子5(参照图1，在图2中省略图示)，安装在该旋转轴3的下端。
在该实施方式中，导水机构10在俯视观察时呈正方形的框架状，具有第一边11、第二边12、第三边13以及第四边14。边11～14由圆筒形的管构成，并且内部成为流路。在第一边11和第四边14连接的部分连接有原水导入管15。原水导入管15向正方形的导水机构10的对角线的延长方向延伸。
在导水机构10的各边11～14的底面上设置有沿着各边11～14的长度方向延伸的流出用开口16。在该实施方式中，各开口16在各边11～14上各设置有一个。各开口16从各边11～14的一端的附近延伸至另一端的附近。开口16的开口宽度在各边的长度方向上是均等的。因此，各开口16在导水机构10的仰视图即图4中，表示为细长的长方形形状。但是，开口16的长度方向的两端侧也可以带有圆角。
导水机构10的各边11～14由一个直线形状的圆筒状的管构成。底面的开口16的开口角度(开口16的宽度方向相对于管的中心的打开角度)θ为60°～180°，优选90°～150°。
导水机构10的各边11～14的全长L1为槽体2的直径A的50～90％，尤其优选60～80％左右。各开口16的长度方向的长度L2为(L1-2×L3)。在导水机构10的边11～14彼此连接的角部附近，从各边11～14的顶端到距离L3的范围内不存在开口16。优选L3为管的内径(直径)D的1～3倍，尤其优选1.2～2倍左右。
在具有这样结构的导水机构10的沉淀槽1中，向导水机构10内导入特定比重的原水，该特定比重为，比沉淀槽1内的槽内液体的比重(在沉淀槽1内形成污泥层时的污泥的比重)小0.0001～0.1，尤其小0.0005～0.05的比重。该原水沿着导水机构10内的顶面流动，在流动途中从开口16逐渐地向沉淀槽1内流出。由于开口16的中心角θ为60～180°且优选90～150°，所以污泥在导水机构10内不沉积，另外，也能够防止开口16被污泥阻塞。
在该实施方式中，在边11、12、边12、13、边13、14彼此相交的导水机构10的角部附近，导水机构10弯曲90°，在各角部附近，特别是角部和角部的下游侧的附近部，导水机构10内的水流紊乱。由于原水导入管15和边11、14的分支角度为45°，所以在该附近，特别是下游侧，导水机构10内的水流紊乱。在该实施方式中，由于在从角部分别到上游侧和下游侧的距离为L3的范围内未设置开口16，所以原水不会从该附近大量地向沉淀槽1内流出。由于在该角部(弯曲部)附近水流紊乱，所以能够防止污泥在角部(弯曲部)附近沉积。弯曲部是指，例如在管内径D的5倍以下长度的流路长度范围内，流路弯曲45°以上的部分或者像这样急剧地分支出的部分。在由分支部形成的弯曲部中，弯曲部的下游侧是指分支部的下游侧。
[其它的实施方式]
在上述实施方式中，开口16在边11～14的长度方向上连续地设置，但也可以断断续续地在每一边上设置多个。在该情况下，各开口的宽度在开口长度方向也是均等的。此外，优选各开口在各边上等间隔地设置。
在后面所述的各实施方式中，开口也可以断断续续地设置。
在上述实施方式中，在导水机构10的边11、14相交的部分连接有原水导入管15，但也可以如图5的导水机构10A那样在一个边11的途中连接有原水导入管15。在该情况下，由于原水导入管15和边11的接点附近相当于弯曲部，所以未设置开口16。
在本发明中，可以如图6的导水机构10B那样形成俯视观察时呈双层管状，在图5的导水机构10A中设置经由管18与边13相连的方形环状管19。在方形环状管19的下表面也设置有开口16。但是，在方形环状管19的4个角的弯曲部附近和与管18连接的连接部附近不设置开口16。
在俯视观察时，图7的导水机构20的形状为圆环状。除了原水导入管15和导水机构20的接点附近以外，在导水机构20的整个底面上设置有开口16。
图8的导水机构30具有呈放射状地向3个方向延伸的3个直管31、32、33。其中的一个管31比管32、33短。在管31的顶端连接有原水导入管15。在本实施方式中，就分支部处的流水方向而言，管32、33的各自相对于管31的角度为30°，由于小于45°，所以管31、32、33相交的部分不属于弯曲部。因此，在管32、33的整个底面上设置有开口16。
此外，在图8的导水机构30中，直管32、33的顶端被封闭。
在上述的各导水机构中，由于图2、图5以及图8的导水机构容易制作，所以优选。在图2以及图5的导水机构10、10A中，由于原水容易从开口16均匀地流出，所以优选。
实施例
实验1(改变导水机构的打开角度θ的原水流出实验)
在距直径为150cm、水深为150cm的沉淀槽的底部10cm高度的位置设置有图5所示的导水机构，其中该沉淀槽设置在室外且未设置搅拌机。导水机构的管外径为114mm，管内径为107mm，各边11～14的长度为110cm，边12～14的开口16的长度为70cm，边11的开口16的长度为20cm。开口16的打开角度θ如表1所示。管的材质为氯乙烯。在导水机构下方的沉淀槽的内部通过挡板划分成基端侧(原水导入管15侧)和顶端侧，从而能够确认原水是否均匀地供给至前侧和后侧。
在自来水中以500mg/L添加高岭土调制而成的高岭土分散水中，以300mg/L添加硫酸铝、以1mg/L添加阳离子聚合物(栗田工业株式会社生产的库里发(商品名称，日语原文：クリファーム)PC728)而形成絮凝物，然后以3mg/L添加阴离子聚合物(栗田工业株式会社制生产的库里发(商品名称，日语原文：クリファーム)PA465)的水作为原水，并以30m3/h供给至导水机构。槽内液体的比重比该原水的比重大0.0052左右。
连续供给48h的原水，观察开口16有没有阻塞以及来自开口16的原水的流出状况。另外，对来自导水机构的基端侧(原水导入管15侧，即图5中的槽体2的中心的左半侧)的开口16的原水流出量和来自顶端侧(图5中的右半侧)的开口16的原水流出量进行测量。其结果示出了表1中。
[表1]
如表1所示，在打开角度θ为60～180°即实施例1～5中，原水在顶端侧和基端侧均匀地流出且未发生阻塞。与此相对，在打开角度为45°即比较例1中，开口在短时间内被高岭土的污泥和树叶、枯枝阻塞堵塞，在打开角度θ为210°的比较例2中，原水不是均匀地流出。
实验2(使用图8的导水机构的原水流出实验)
除了使用图8所示的导水机构作为导水机构以外，以与实施例3相同的条件进行试验(打开角度θ也为120°，与实施例3相同)。其结果，来自导水机构基端侧的流出量为4.5m3/hr，来自顶端侧的流出量为25.5m3/hr，明显地从顶端侧大量地流出原水。
实验3(来自全部开口16连续的导水机构的流出实验)
在实施例3中，使导水机构的各边的开口16全部连续来作为连续体。除了使用该导水机构以外以与实施例3相同的条件供给原水，来自基端侧的流出量为25m3/hr，来自顶端侧的流出量为5m3/hr，明显地从顶端侧大量地流出原水。
通过这些实验可以得出，根据本发明的导水机构不会使开口阻塞，并且液体能够从整个开口均匀地流出
使用特定的实施方式详细地说明了本发明，但本领域技术人员可知在不脱离本发明的意图和保护范围的情况下能够进行各种变更。
本申请基于2012年11月20日提出的日本特许出愿2012-254492，通过引用援引其全部的内容。

Claims (6)

1.一种导水机构，其具有管状的通水构件和液体流出用开出口，该液体流出用开出口设置在该通水构件的底面，并且沿着通水构件的长度方向延伸，其特征在于，
该开口相对于该通水构件的管轴的打开角度θ为60～180°。
2.如权利要求1所述的导水机构，其特征在于，该打开角度θ为90～150°。
3.如权利要求1或2所述的导水机构，其特征在于，在所述通水构件的流水方向变化45°以上的弯曲部附近的至少下游侧不存在所述开口。
4.一种沉淀槽，其特征在于，
具有：
槽体，
权利要求1～3中任一项所述的导水机构，设置在该槽体的下部；
该导水机构的所述开口朝向下方设置。
5.如权利要求4所述的沉淀槽，其特征在于，所述导水机构在俯视观察时的形状为框状或环状。
6.一种沉淀槽的运转方法，其运转权利要求4或5所述的沉淀槽，其特征在于，
向所述导水机构供给的液体的比重d1和所述槽体内的液体的比重d2的差为0.0001～0.1，且d2>d1。
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