CN104812456A - 沉淀槽及其运转方法 - Google Patents

Abstract

提供一种沉淀槽及其运转方法，该沉淀槽能够使处理水水质良好，并且能够长期稳定地运转。沉淀槽(1)具有轴心线方向沿着铅垂方向的圆筒形的槽体(2)、设置在该槽体(2)内的下部(底部附近)的导水机构(10)、设置在槽体(2)的侧面部的从中间部到比该中间部稍微靠上侧的位置的流出口(3)、经由该流出口(3)与该槽体(2)内连通的接收槽(4)、设置在该槽体(2)内的搅拌装置(5)、设置在槽体(2)内的上部的处理水取出用水槽(6)、从所述接收槽(4)的下部排出浓缩污泥的污泥排出口(7)等。搅拌体(5c)设置在导水机构(10)的下侧。

Description

沉淀槽及其运转方法

技术领域

本发明涉及凝聚沉淀槽等沉淀槽，特别涉及在槽体的侧面部具有污泥流出口的沉淀槽。另外，本发明涉及该沉淀槽的运转方法。

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通常采用使用固液分离槽(沉淀槽)的沉降分离法。在沉降分离中，为了高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。通过使污泥混合液从流入该污泥区的下部并通过污泥区，使得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中记载有如下内容：使含有絮凝物的原水从沉淀槽的槽体的一侧的侧面部的流入口流入，并且使浓缩污泥从槽体的另一侧的侧面部的流出口流出。在专利文献2中记载有如下内容：在槽体内用搅拌叶片进行搅拌。

在专利文献3中记载有如下内容：在沉淀槽的槽体的中层附近水平地设置有网状体，使含有絮凝物的原水流入该网状体的下侧，从而在网状体的上侧形成污泥层。在专利文献3中记载有如下内容：使该污泥层的上层部的污泥从设置在槽体的侧面部的流出口流出。

在专利文献4中记载有如下内容：使含有絮凝物的原水从导水机构(distributor)向槽体内流出，并通过设置在导水机构的下侧的耙子将在污泥层的下方沉积的污泥聚集，并且从槽体底部中央取出浓缩污泥。

与专利文献4所述的浓缩污泥底部取出方式相比，专利文献1～3所述的使污泥层的上层部的污泥从槽体侧面部流出的侧面排出方式的沉淀槽具有如下优点：不会因污泥层界面的急剧上升而导致处理水水质恶化。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2006-75750

专利文献2：日本特开2000-271407

专利文献3：日本特开2005-211817

专利文献4：日本特开平10-202009

发明内容

发明要解决的问题

如专利文献1所述，在使含有絮凝物的原水从槽体内的一侧的侧面部流入并使污泥从另一侧的侧面部的流出口流出的沉淀槽中，污泥容易在槽体内的底部沉积。沉积的污泥腐烂或发酵而产生的甲烷、硫化氢、氮、氢、二氧化碳等气体附着在污泥上，导致污泥在槽体内上升而混入上清液，进而容易使上清液(处理水)的水质恶化。

在专利文献2中，在槽体内进行搅拌，但搅拌叶片的直径小，若以充分防止污泥沉积的方式对整个污泥层进行搅拌，则需要使搅拌叶片的转速变得非常大，由此，容易破坏絮凝物，从而使上清液的水质恶化。

在专利文献3中，由于使含有絮凝物的原水流入网状体的下侧，所以网状体上侧的污泥层与专利文献1所述的污泥层相比难以沉积。然而，网状体容易被絮凝物堵塞，进而运转的稳定性不足。特别地，在网状体的局部被堵塞时，在未堵塞的部分，原水高流速地通过并上升，所以污泥层的局部变为喷射层状，污泥容易混入上清液。

这样，在以往的污泥侧方流出方式的沉淀槽中，存在处理水质容易恶化且运转的稳定性不足等的问题。

本发明是为了解决上述现有的问题而提出，其目的在于提供一种沉淀槽及其运转方法，该沉淀槽能够使处理水水质良好，并且能够长期稳定地运转。

解决问题的手段

本发明的沉淀槽具有：槽体，原水导入用的导水机构，设置在该槽体内的下部，搅拌体，设置在该槽体的底面和该导水机构之间，污泥流出口，设置在该槽体的侧部的比该导水机构更靠上侧的位置，污泥接收室，与该污泥流出口相连，污泥排出部，设置在该污泥接收室内。

优选所述搅拌体设置在所述槽体的底面的正上方，且能够旋转。

优选所述槽体为圆筒形，所述搅拌体的旋转直径为圆筒形槽体的内直径的0.6～0.95倍。

优选从所述槽体的底面到所述导水机构的底面的高度是从该槽体底面到所述污泥流出口的高度的1～30％。

本发明的沉淀槽的运转方法是运转上述的沉淀槽的方法，其特征在于，以使在所述槽体的底面和所述导水机构的底面之间的空间，所述搅拌体的搅拌强度即G值为5～200s^-1的方式进行搅拌。

优选所述导水机构具有水平管状部，在该水平管状部的底面沿着长度方向延伸设置有液体流出用开口，向该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。

发明的效果

在本发明的沉淀槽中，含有絮凝物的原水从导水机构被导入至槽体内的下部至底部，并通过搅拌体进行搅拌而使絮凝物成长，该絮凝物(污泥)从槽体侧部的流出口向接收室流出并从该接收室的污泥排出部排出。在本发明的沉淀槽中，由于将该搅拌体配置在导水机构和槽体底面之间，所以能够防止污泥在槽体底部沉积滞留。因此，能够防止污泥在槽体底部长期滞留而导致的腐烂或发酵。因此，能够防止因甲烷气体和硫化氢气体等附着所导致的污泥的上浮，从而处理水水质长期良好。

通过将搅拌体配置在槽体底面的正上方，能够进一步可靠地防止污泥在槽体底面附近滞留。

槽体为圆筒形，通过将搅拌体的旋转直径变大为槽体内径(直径)的0.6～0.95倍，能够进一步可靠地防止污泥在槽体的整个底面滞留。

通过将导水机构(下表面)的设置高度降低为从槽体底面到污泥流出口的高度的1～30％，使得从导水机构流出的含有絮凝物的原水中絮凝物被污泥层充分地过滤，从而处理水水质良好。另外，在将导水机构的设置高度变低时，导水机构下侧的搅拌体的设置高度也变低，从而进一步可靠地防止污泥在槽体底面附近滞留。

通过进行搅拌使得导水机构和槽体底面之间的搅拌强度以G值表示为5～200s^-1，进一步可靠地防止污泥滞留，并且也防止污泥的破坏，从而处理水的水质良好。

在本发明的一个方式中，所述导水机构具有水平管状部，在该水平管状部的底面沿着长度方向延伸设置有液体流出用开口。在向该导水机构内供给具有比沉淀槽的槽内液体的比重(特别是污泥层的比重)还小0.0001～0.1的比重的原水(被处理液)时，由于原水的比重比槽内液体的比重小，所以该原水沿着导水机构内的顶面在导水机构内向长度方向流动，并在途中逐渐地通过开口向沉淀槽内流出。由于该导水机构的开口被设置在导水机构的底面，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。

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。

图9是表示实施例的结果的图表。

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、导水机构10、流出口3、接收槽4、搅拌装置5、处理水(上清液)取出用水槽6、污泥排出口7等，槽体2的，将轴心线方向作为垂直方向铅垂方向；，导水机构10设置在该槽体2内的下部(底部附近)，流出口3设置在从槽体2的侧面部的中间部到比中间部稍微靠上侧的位置，接收槽4经由该流出口3与该槽体2内连通，搅拌装置5设置在该槽体2内，处理水(上清液)取出用水槽6设置在槽体2内的上部，污泥排出口7用于从所述接收槽4的下部取出浓缩污泥。接收槽4内为接收室4a。

搅拌装置5具有：马达等驱动机5a；旋转轴5b，铅垂地配置在该槽体2的轴心部，被驱动机5a驱动进行旋转；第一搅拌体5c，安装在该旋转轴的最下端；第二以及第三搅拌体5d、5e，安装在该第一搅拌体5c的上侧。第三搅拌体5e设置在比第二搅拌体5d更靠上侧的位置。在该实施方式中，各搅拌体5c～5e是由从旋转轴5b向放射方向延伸的叶片构成的桨状叶片。在该实施方式中，搅拌体5c～5e呈放射状地向4个方向延伸，但也可以呈放射状地向2个或2个以上的方向延伸。

搅拌体5c配置在导水机构10的下侧，搅拌体5d、5e配置在比导水机构10更靠上侧的位置。最上侧的搅拌体5e位于比流出口3的下边缘更靠下侧的位置。搅拌体5c～5e的回转直径D₂是槽体2的内径(直径)D₁的0.6～0.95倍，优选为0.8～0.95倍。

在将从槽体2的底面到流出口3的下边缘的高度作为H₁，从槽体2的底面到搅拌体5c的底面的高度作为H₂，从槽体2的底面到导水机构10的底面的高度作为H₃的情况下，优选H₂为H₁的5％以下，更优选3％以下。优选H₂为10mm以上。优选从导水机构10的底面到搅拌体5c的上表面的高度H₄为H₃的20％以下，更优选10％以下。优选H₄为10mm以上。

在该实施方式中，导水机构10在俯视时的形状为正方形的框状，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，内部成为流路。在第一边11的一端和第四边14的一端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的长度方向上延伸的流出用开口16。在该实施方式中，各开口16在各边11～14上各设置有1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，在导水机构10的仰视图即图4中，各开口16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由一根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D₁的50～90％，尤其优选为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，尤其优选为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，具有特定比重的原水导入导水机构10内，该特定比重指，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，尤其是小0.0005～0.05的比重。该原水沿着导水机构10内的顶面流动，并在流动途中从开口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°，优选90～150°，所以污泥不会沉积在导水机构10内，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，特别是角部的下游侧，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°，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。

从导水机构10供给至槽体2内的原水通过搅拌体5c～5e进行搅拌，在经过污泥层S时被除浊而变为处理水。处理水从水槽6流出。由于悬浊物质被污泥层S中的絮凝物吸附，所以污泥层S的界面逐渐地上升。在界面达到流出口3的高度时，污泥层S中的絮凝物从流出口3向接收室4a流出。在接收室4a内积存而被浓缩的污泥从排出口7排出。

搅拌体5c的搅拌在从槽体2的底面到导水机构10的底面的空间的搅拌强度的G值为5～200s^-1，尤其优选20～120s^-1左右。此外，如上所述，作为通过搅拌叶片的搅拌混合的搅拌强度的指标，使用下面公式所表示的平均速度梯度值(G值)，该G值根据搅拌叶片的大小、片数、转速求得。

g：重力加速度(＝9.8)(m/s²)

w：每单位时间、单位容积的工作量(kg·m/m³·s)

μ：水的粘度系数(kg/m·s)

在用该搅拌强度进行搅拌时，能够防止污泥在槽体2的底面附近滞留。

由于污泥未在槽体2的底面附近滞留，所以能够防止污泥的腐烂、发酵，从而不会产生甲烷、硫化氢等气体。因此，能够防止因气体附着所导致的污泥上升，进而处理水水质良好。

搅拌体5e以及5d的搅拌在从导水机构10到流出口3的下边缘的空间的搅拌强度的G值为1～80s^-1，尤其优选2～30s^-1左右。通过以该搅拌强度进行搅拌，促进污泥层的絮凝物成长。

为了防止污泥层S内的污泥的腐烂，优选以原水在槽体2内的上升线速度为5～60m/hr，尤其优选7～20m/hr的方式供给原水。

[其它的实施方式]

在上述实施方式的导水机构10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，在原水导入管15和边11的连接部分附近不设置开口16。

在本发明中，可以如图6的导水机构10B那样在俯视观察时呈双层环状，双层环状是在图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而形成的。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。

图7的导水机构20在俯视观察时为圆环形。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的整个底面都设置有开口16。

图8的导水机构30具有向3个放射方向上延伸的3根直管31、32、33。其中的1根管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，管32、33的交叉角度为60°。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交叉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。

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

下面，对实施例以及比较例进行说明。

[实施例1]

使用具有下述结构的图1～4所示的装置对下述的水质的原水进行处理。

<原水水质>

SS浓度：100mg/L

pH：7.3

与槽内液体的比重差：0.017

<沉淀槽的构造>

尺寸：直径1500mm，高度1500mm

搅拌叶片的水平长度：1.35m(槽内径的0.9倍)

H₁：0.8m

H₂：0.03m(H₁的4％)

H₃：0.09m(H₁的11％)

H₄：0.015m(H₃的17％)

<药品以及使用量>

硫酸铝：300mg/L

阳离子聚合物：1mg/L(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)

阴离子聚合物：3mg/L(栗田工业株式会社库里发(商品名称，日语原文：クリファーム)PA465)

<运转条件>

通水LV：15m/hr

搅拌强度(G值)：

从导水机构上表面到流出口下端的区域为30s^-1

导水机构下表面和槽底部的空间为88s^-1

图9示出处理水的SS浓度的随时间变化情况。

[比较例1]

除了未设置搅拌装置5以外，使用与实施例1相同的装置且在相同条件下处理原水。图9示出了处理水的SS浓度的随时间变化情况。

[测验]

如图9所示，在实施例1中能够连续2天稳定地得到50mg/L以下的处理水，而在比较例1中，在经过大约38小时以及43小时后，由于在底部堆积的污泥内聚集有气泡而导致污泥块上浮，处理水水质恶化为300mg/L。由此，如实施例1那样，能够通过搅拌导水机构下的污泥而得到稳定的处理水。

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2012-254493，通过引用援引其全部的内容。

Claims (6)

1.一种沉淀槽，其特征在于，具有：

槽体，

原水导入用的导水机构，设置在该槽体内的下部，

搅拌体，设置在该槽体的底面和该导水机构之间，

污泥流出口，设置在该槽体的侧部的比该导水机构更靠上侧的位置，

污泥接收室，与该污泥流出口相连，

污泥排出部，设置在该污泥接收室内。

2.如权利要求1所述的沉淀槽，其特征在于，所述搅拌体设置在所述槽体的底面的正上方，且能够旋转。

3.如权利要求2所述的沉淀槽，其特征在于，所述槽体为圆筒形，所述搅拌体的旋转直径为圆筒形槽体的内径的0.6～0.95倍。

4.如权利要求2或3所述的沉淀槽，其特征在于，从所述槽体的底面到所述导水机构的底面的高度H₃是从该槽体的底面到所述污泥流出口的高度H₁的1～30％。

5.一种沉淀槽的运转方法，是运转权利要求1～4中任一项所述的沉淀槽的方法，其特征在于，

以使在所述槽体的底面和所述导水机构的底面之间的空间，所述搅拌体的搅拌强度即G值为5～200s^-1的方式进行搅拌。

6.如权利要求5所述的沉淀槽的运转方法，其特征在于，

所述导水机构具有水平管状部，在该水平管状部的底面沿着长度方向延伸设置有液体流出用开口，

向该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。