JP2001232107A

JP2001232107A - 濁水処理装置

Info

Publication number: JP2001232107A
Application number: JP2000050828A
Authority: JP
Inventors: Yukio Yamaguchi; 幸男山口; Yuichi Uji; 友一宇治; Ryoji Ueda; 良司上田; Toshihiro Yonezawa; 俊裕米澤; Akira Akamatsu; 晃赤松; Shinichiro Ishida; 真一郎石田
Original assignee: NIPPON GIJUTSU CENTER KK; NIPPON GIJUTSU CT KK; Aktio Corp
Current assignee: NIPPON GIJUTSU CENTER KK; NIPPON GIJUTSU CT KK; Aktio Corp
Priority date: 2000-02-28
Filing date: 2000-02-28
Publication date: 2001-08-28
Anticipated expiration: 2020-02-28
Also published as: JP3313692B2

Abstract

(57)【要約】【課題】原水に無機凝集剤および有機高分子凝
集剤を添加、混合してなるフロック含有水を、その勢力
を低下させずに造粒槽の下部に供給してペレット化効率
を向上する。【解決手段】無機凝集剤が混合された原水および有
機高分子凝集剤を混合槽１０に上から供給し、下降させ
ながら上記原水に有機高分子凝集剤を混合して原水中の
浮遊成分をフロック化し、得られたフロック含有水を造
粒槽２３の下端に供給し上昇させながら攪拌しフロック
を圧密化によりペレット化し、得られたペレットＰを上
澄み液Ｗと共に沈殿槽２８に溢流させてペレットＰを沈
降分離させるようにした濁水処理装置において、原水に
無機凝集剤および有機高分子凝集剤を混合して得られた
フロック含有水を造粒槽２３の下端に水平に供給し、造
粒槽２３の下端付近で水平に回転する攪拌翼２５ａに衝
突させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、濁水処理装置に関す
るものであり、トンネル工事で排出される土砂混じりの
濁水やセメント系排水その他の濁水に無機凝集剤および
有機高分子凝集剤を添加することにより、コロイド粒子
をフロック化し、更に高含水不拡散粒子（以下、「ペレ
ット」という）化して沈降分離するために利用される。

【０００２】

【従来の技術】土砂混じりその他の濁水を原水とし、こ
の原水に無機凝集剤および有機高分子凝集剤を順に添加
することにより、コロイド粒子を短時間でフロック化
し、得られたフロック群の上向流を攪拌し、上記フロッ
ク群に剪断と外圧を加えてフロック内部の水分を押出
し、圧密化してペレット状に造粒し、該ペレットを沈降
分離するようにした濁水処理装置が知られており、この
装置は上記ペレットの沈降速度が大きい点で多用されて
いる。

【０００３】図６は上記公知の濁水処理装置の一例を示
し、上記の原水は、無機凝集剤と混合され、原水パイプ
１で混合槽２の上端に供給され、混合槽２を下降する間
に多段に並ぶ邪魔板２ａに衝突を繰り返し、混合槽２の
上端で投入された有機高分子凝集剤と混合され、原水中
のコロイド粒子がフロック化される。得られた多量のフ
ロックを含むフロック含有水は、混合槽２の下端から給
液パイプ３で造粒槽４の下端に送られる。

【０００４】造粒槽４に送られたフロック含有水は、モ
ータ５の駆動で回転する垂直軸５ａ下端の円錐形バケッ
ト５ｂ内に突入し、その際の衝撃でフロックが圧密化に
よりペレット化し、造粒槽４内を上昇する間に上記垂直
軸５ａに固定されている攪拌翼５ｃで攪拌され、上層の
上澄み液Ｗと下層のペレットＰを多量に含む懸濁液とに
分離しながら隣の沈殿槽６に溢流する。そして、上澄み
液Ｗは、沈殿槽６および溢流樋７を順に溢流して取り出
され、ペレットＰは、沈降に伴って濃縮され、モータ８
の駆動で回転する垂直軸８ａ下端の攪拌翼８ｂで固化を
抑制されながら、スラリーとして沈殿槽６の下端からポ
ンプ９で排出される。

【０００５】しかしながら、上記の従来装置は、フロッ
ク含有水が造粒槽４の下端から重力に抗して上向きに供
給され、かつこの上向き水流が円錐形バケット５ｂに衝
突して反射するため、上記上向き水流の勢力が弱めら
れ、円錐形バケット５ｂの内面にフロックが衝突する際
の衝撃が低下し、上記フロックのペレット化効率が十分
でなかった。また、造粒槽内の懸濁液が上記の上向き水
流で攪乱されるため、上澄み液と懸濁液への分離が進み
難かった。また、あらかじめ無機凝集剤と混合された原
水が混合槽２を下降する際に有機高分子凝集剤が添加さ
れ、その下降流が混合槽２内の邪魔板２ａと衝突するこ
とにより攪拌されるので、有機高分子凝集剤の混合が不
十分となり、かつ生じたフロックが邪魔板２ａの基部上
面に溜まって造粒槽に送られない等の問題があった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】この発明の第１の課題
は、原水に無機凝集剤および有機高分子凝集剤を添加、
混合してなるフロック含有水を、その勢力を低下させず
に造粒槽の下部に供給することを可能にしてペレット化
効率を向上させることである。また第２の課題は、造粒
槽内でフロック含有水のフロックをペレット化する工程
において、懸濁液が攪乱されるのを防いで懸濁液の分離
を促進し、装置の処理速度を一層向上することである。
更に第３の課題は、あらかじめ無機凝集剤と混合された
原水に対する有機高分子凝集剤の混合効率を高め、かつ
混合槽から造粒槽に向かう配管の閉塞を防止し、混合槽
で生じたフロックの全量を造粒槽に送って造粒効率を向
上することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
上記第１の課題を解決するものであり、無機凝集剤が混
合された原水および有機高分子凝集剤を混合槽に上から
供給し、下降させながら上記原水に有機高分子凝集剤を
混合して原水中の浮遊成分をフロック化し、得られたフ
ロック含有水を造粒槽の下端に供給し上昇させながら攪
拌しフロックを圧密化により高含水不拡散粒子（以下、
「ペレット」という）化し、得られたペレットを上澄み
液と共に沈殿槽に溢流させて上記のペレットを沈降分離
させるようにした濁水処理装置において、上記の造粒槽
がモーター駆動で回転する鉛直軸の下端およびその上方
の複数箇所にそれぞれ放射状に攪拌翼を固定してなる攪
拌装置を備え、上記のフロック含有水を造粒槽に供給す
るための給液パイプが造粒槽の下端部側面の偏心位置に
接続され、造粒槽に供給されたフロック含有水が上記鉛
直軸下端の攪拌翼に衝突するようになっていることを特
徴とする。

【０００８】上記の濁水処理装置において、造粒槽内の
攪拌翼はモーター駆動で一方向に回転する一方、造粒槽
の下端に供給されたフロック含有水は、造粒槽の下端部
側面の偏心位置に送り込まれ、上記攪拌装置下端の攪拌
翼に衝突して攪拌翼を回転させようとするが、このフロ
ック含有水の向きに対し、攪拌翼の回転方向は順方向ま
たは逆方向のいずれでもよい。ただし、その回転速度
は、攪拌翼にフロック含有水が衝突してフロック含有水
中のフロックの圧密化が行われる程度であることが必要
であり、好ましい回転速度は２〜６ｒｐｍであり、２ｒ
ｐｍ未満では圧密化が不十分となり、反対に６ｒｐｍを
超えるとフロックの破壊が生じる。そして、上記の圧密
化によりフロックがペレットに造粒され、造粒槽の下部
にペレットを大量に含む懸濁部が形成され、上部に上澄
み液からなる清澄部が形成される。

【０００９】攪拌翼に衝突したフロック含有水の一部
は、反射して散逸し、残りは衝突しなかったフロック含
有水と共に後方の攪拌翼に衝突して上記の圧密化が行わ
れ、以下その繰返しによりペレット化が進められる。そ
して、上記のフロック含有水は、造粒槽の側面に対し水
平に供給されるので、造粒槽の底面に上向きに供給され
る場合に比べ、重力による減速が無く、その分だけ圧密
化が効率的に行われる。また、水平に回転する攪拌翼に
フロック含有水が水平に衝突するので、円錐形バケット
に下から衝突させる場合に比べ、衝突して反対向きに戻
るフロック含有水による減速が小さく、その分だけ圧密
化が効率的に行われる。

【００１０】請求項２に係る発明は、上記第１の課題に
加えて上記第２の課題を解決するものであり、上記請求
項１記載の濁水処理装置において、その造粒槽内の鉛直
軸の下端の攪拌翼よりも上の部分に該攪拌翼を被覆する
程度の円板に複数個の孔を貫通状に設けた堰板が固定さ
れる。この場合は、造粒槽の下端に供給されたフロック
含有水が堰板の周辺部と孔部とに別れて上昇するため、
部分的な急上昇が防止されてほぼ均一な上昇流が得ら
れ、上記攪拌装置の回転が緩やかであることとあいま
ち、造粒槽内に形成されつつある懸濁層が攪拌されずに
静かに拡大し、かつ水とフロックの比重差により水が比
較的速く、フロックが比較的遅く上昇し、そのため両者
の分離が促進され、装置の処理速度が一層向上する。

【００１１】また、請求項３に記載された発明は、上記
の第１、第２の課題に加えて第３の課題を解決するもの
であり、上記請求項１記載の濁水処理装置における混合
槽が上下方向に長い円筒状に形成され、この混合槽に上
からモーター駆動の攪拌機が挿入された濁水処理装置で
ある。

【００１２】この装置によれば、あらかじめ無機凝集剤
を混合して混合槽に供給された原水に対し有機高分子凝
集剤がモーター駆動の攪拌機で強制的に混合され、その
回転により渦が発生するため、充分な混合が可能になっ
て原水中の浮遊成分のフロック化効率が向上すると共
に、生じたフロックが攪拌翼上に堆積することがなく、
また混合槽から造粒槽に向かう配管の閉塞が防止され、
混合槽内で生じたフロックの全部が造粒槽に送られ、造
粒効率が向上する。

【００１３】

【発明の実施の形態】図１において、１０は混合槽であ
り、縦長の円筒状に形成され、その上方からモーター１
１の駆動で回転する攪拌軸１２が挿入され、この攪拌軸
１２の長さ方向複数箇所には攪拌翼１２ａが固定されて
いる。そして、上記混合槽１０の側面上部に原水パイプ
１３の一端が接続され、他端がポンプ（図示されていな
い）を介して原水槽に接続され、トンネル工事で排出さ
れた濁水から土砂を除去した後の原水が上記混合槽１０
に供給される。

【００１４】上記の原水パイプ１３には上流側（原水槽
側）からバタフライ弁１４、逆止弁１５およびラインミ
キサー１６が順に介設される。そして、上記バタフライ
弁１４の上流側に無機凝集剤供給用のＰＡＣパイプ１７
が開閉弁１７ａを介して接続され、上記逆止弁１５とラ
インミキサー１６との間に希硫酸供給用の希硫酸パイプ
１８および炭酸ガス供給用の炭酸ガスパイプ１９がそれ
ぞれ開閉弁１８ａおよび１９ａを介して接続され、原水
が原水パイプ１３を流れて混合槽１０に達する間に上記
の原水に無機凝集剤が、また必要に応じて中和用の希硫
酸または炭酸ガスが添加され、ラインミキサー１６を通
過する間に混合される。

【００１５】また、上記混合槽１０の上端には有機高分
子凝集剤供給用のポリマーパイプ２０が開閉弁２０ａを
介して接続され、反対の下部側面にはフロック含有水送
出し用の液送パイプ２１が直交状に接続され、底面には
掃除用の排水パイプ２２が開閉弁２２ａを介して接続さ
れる。したがって、混合槽１０の上部に前記の原水パイ
プ１３で原水および無機凝集剤の混合液、またはこれに
希硫酸もしくは炭酸ガスを加えた混合液を、またポリマ
ーパイプ２０で有機高分子凝集剤をそれぞれ所定量ずつ
供給すると、上記の無機凝集剤等を含む混合液に有機高
分子凝集剤が添加され、攪拌翼１２ａの回転で混合され
て原水中のコロイド粒子がフロック化され、得られた多
量のフロックを含むフロック含有水が液送パイプ２１か
ら送り出される。そして、必要に応じて排水パイプ２２
の開閉弁２２ａを開くと、底に溜まったスラリーを排出
し、混合槽１０を掃除することができる。

【００１６】上記液送パイプ２１の他端は、造粒槽２３
の下端部側面に接続されている。この造粒槽２３は、小
径の円筒形下部２３ａ、上広がりのテーパを有する円錐
形中間部２３ｂおよび大径の円筒形上部２３ｃで構成さ
れ、円筒形下部２３ａの下端面は底板２３ｄで閉じられ
ている。そして、この造粒槽２３には、上方のモーター
２４の駆動で回転する鉛直軸２５が造粒槽２３の中心に
沿って上から挿入され、その下端およびその上方の複数
箇所にそれぞれ放射状に攪拌翼２５ａ、２５ｂおよび２
５ｃが固定され、かつ最下段の攪拌翼２５ａの上に円板
形の堰板２６が固定され、これらが攪拌装置を構成して
いる。

【００１７】上記の液送パイプ２１は、図３および図５
に示すように、造粒槽２３の円筒形下部２３ａに対して
直角に、ただし該円筒形下部２３ａの中心線から外れた
位置に偏心して接続され、その接続部に開口端２１ａを
形成する。したがって、液送パイプ２１から造粒槽２３
に送られたフロック含有水は、図５の円筒形下部２３ａ
において右回りの水流を形成する。一方、鉛直軸２５の
下端には、長方形の板からなる６枚の攪拌翼２５ａが放
射状に、かつ板面を鉛直に向けて固定され、上記円筒形
下部２３ａ内に収められている。

【００１８】この実施形態では、最下段の攪拌翼２５ａ
の取付け高さは、その下縁が液送パイプ２１の中心線と
ほぼ一致する程度に設定されているが、液送パイプ２１
から送られるフロック含有水が上記攪拌翼２５ａに衝突
可能な範囲で上下に移動させることができる。また、上
記鉛直軸２５の回転方向は、左回りに設定されている
が、右回りでもよい。

【００１９】上記の鉛直軸２５には、最下段の攪拌翼２
５ａの若干上の位置に堰板２６が固定されている。この
堰板２６は、図３および図４に示すように、円板に複数
個の孔２６ａを開けたものであり、造粒槽２３の円筒形
下部２３ａに供給されたフロック含有水を堰板２６の周
辺部および孔２６ａに分けて上昇させ、上記の円筒形下
部２３ａに続く円錐形中間部２３ｂのテーパに沿って広
げながら、かつ急上昇させることなく緩やかに、ほぼ均
一に上昇させ、水とフロックの比重差を利用して両者の
分離を促進する。そして、上記堰板２６の上方に円錐形
中間部２３ｂ用の攪拌翼２５ｂおよび円筒形上部２３ｃ
用の攪拌翼２５ｃがそれぞれ放射状に固定されている。

【００２０】上記造粒槽２３の上部（図１、図２参照）
には、樋状部２７を介して沈殿槽２８の上部が連結さ
れ、造粒槽２３で得られたペレットＰが上澄み液Ｗと共
に沈殿槽２８に上から流入できるようになっている。こ
の沈殿槽２８は、円筒形に形成され、上方のモーター２
９の駆動により２〜６ｒｐｍの速度で回転する鉛直軸３
０が沈殿槽２８の中心に沿って上から挿入され、その下
端に攪拌翼３０ａが放射状に固定されている。そして、
沈殿槽２８の上端部外面には沈殿槽２８を半周する円弧
状の溢流樋３１が固定される。

【００２１】上記溢流樋３１の下方には、沈殿槽２８に
隣接して処理水槽３２が設置され、溢流樋３１から溢流
する処理水を受けるようになっている。そして、この処
理水槽３２にはオーバーフロー配管３４が設置され、上
澄み液を外部に排出するようになっている。

【００２２】前記造粒槽２３の底板２３ｄには、スラリ
ー排出用の第１スラリーパイプ３５が開閉弁３５ａを介
して接続され、この第１スラリーパイプ３５にポンプ３
６および開閉弁３６ａが順に介設され、このポンプ３６
の上流側が上記沈殿槽２８の底板と第２スラリーパイプ
３７および開閉弁３７ａで、また上記処理水槽３２の底
板が第３スラリーパイプ３８および開閉弁３８ａでそれ
ぞれ接続される。

【００２３】上記の構造において、混合槽１０で得られ
たフロック含有水が混合槽１０の下部から液送パイプ２
１を経て造粒槽２３の円筒状下部２３ａに供給される
と、このフロック含有水は、造粒槽２３内に上向きの液
流を形成すると共に、円筒状下部２３ａ内でゆっくり回
転する鉛直軸２５の下端の攪拌翼２５ａに衝突し、その
ときの衝撃によりフロック含有水中のフロックが圧密化
されてペレットＰとなり、造粒槽２３の下部にペレット
Ｐを多量に含む懸濁層が、また上部に上澄み液Ｗの清澄
部がそれぞれ比重差によって形成される。この場合、最
下段の攪拌翼２５ａの上には、堰板２６が設けられてい
るため、上記の懸濁層は、前記のとおり、下方からの上
向き流で攪拌されることなく静かに成長し、一定の限度
に達すると、ペレットＰが上澄み液Ｗと共に樋状部２７
を経て沈殿槽２８に流入する。

【００２４】沈殿槽２８に上澄み液Ｗと共に流入したペ
レットＰは、沈殿槽２８内で沈殿し、ゆっくり回転する
攪拌翼３０ａによって固化を防止される。一方、上澄み
液Ｗで沈殿槽２８が満たされると、この上澄み液Ｗは、
沈殿槽２８から溢流樋３１に溢流し、更にこの溢流樋３
１から処理水槽３２に溢流して一層清澄な処理液Ｗa と
なり、オーバーフロー配管３４によって取り出される。
なお、造粒槽２３、沈殿槽２８および処理水槽３２に沈
殿したフレーク、ペレットＰ等は、それぞれ必要に応じ
て第１スラリーパイプ３５、第２スラリーパイプ３７お
よび第３スラリーパイプ３８からスラリーとして排出さ
れる。

【００２５】

【発明の効果】上記のとおり、この発明は、原水に無機
凝集剤および有機高分子凝集剤を混合して得られたフロ
ック含有水を造粒槽の下端に水平に供給し、造粒槽の下
端付近で水平に回転する攪拌翼に衝突させるものである
から、フロック含有水を上向きに供給する従来装置に比
べ、フロック含有水中のフロックの圧密によるペレット
化が能率的に行われ、造粒速度が向上する。特に、請求
項２に係る発明は、造粒槽に形成される懸濁層が攪乱さ
れるのを防いでその分離を促進し、装置の処理速度を一
層向上させる。また、請求項３に係る発明は、有機高分
子凝集剤の混合効率が向上し、かつ造粒槽側配管の閉塞
が防止され、混合槽で生じたフロックの全量が造粒槽に
送られるので、造粒槽における造粒効率が更に向上す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態の断面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。

【図３】造粒槽下部の断面図である。

【図４】図３のＢ−Ｂ線断面図である。

【図５】図３のＣ−Ｃ線断面図である。

【図６】従来装置の断面図である。

【符号の説明】

１０: 混合槽１１、２４、２９：モーター１２ａ、２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、３０ａ：攪拌翼１３：原水パイプ１６：ラインミキサー１７：ＰＡＣパイプ１８：希硫酸パイプ１９：炭酸ガスパイプ２０：ポリマーパイプ２１：液送パイプ２３：造粒槽２３ａ：円筒形下部２３ｂ：円錐形中間部２３ｃ：円筒形上部２５、３０：鉛直軸２６：堰板２７：樋状部２８：沈殿槽３１：溢流樋３２：処理水槽３４：オーバーフロー配管３５、３７、３８：スラリーパイプ３６：ポンプ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｃ０２Ｆ 1/52 ＺＡＢＣ０２Ｆ 1/52 ＺＡＢＢ 1/56 1/56 Ｂ // Ｅ２１Ｄ 9/06 ３０１Ｅ２１Ｄ 9/06 ３０１Ｕ (72)発明者宇治友一東京都千代田区岩本町１−５−13 株式会社アクティオ本社内 (72)発明者上田良司兵庫県姫路市東延末４丁目73番地株式会社日本技術センター内 (72)発明者米澤俊裕兵庫県姫路市東延末４丁目73番地株式会社日本技術センター内 (72)発明者赤松晃兵庫県姫路市東延末４丁目73番地株式会社日本技術センター内 (72)発明者石田真一郎兵庫県姫路市東延末４丁目73番地株式会社日本技術センター内Ｆターム(参考） 2D054 DA12 DA35 4D015 BA19 BA28 BB09 BB12 CA10 DA04 DB01 DC02 EA06 EA14 EA23 EA32 4D062 BA19 BA28 BB09 BB12 CA10 DA04 DB01 DC02 EA06 EA14 EA23 EA32

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】無機凝集剤が混合された原水および有機
高分子凝集剤を混合槽に上から供給し、下降させながら
上記原水に有機高分子凝集剤を混合して原水中の浮遊成
分をフロック化し、得られたフロック含有水を造粒槽の
下端に供給し上昇させながら攪拌しフロックを圧密化に
より高含水不拡散粒子（以下、「ペレット」という）化
し、得られたペレットを上澄み液と共に沈殿槽に溢流さ
せて上記のペレットを沈降分離させるようにした濁水処
理装置において、上記の造粒槽がモーター駆動で回転す
る鉛直軸の下端およびその上方の複数箇所にそれぞれ放
射状に攪拌翼を固定してなる攪拌装置を備え、上記のフ
ロック含有水を造粒槽に供給するための給液パイプが造
粒槽の下端部側面の偏心位置に接続され、造粒槽に供給
されたフロック含有水が上記鉛直軸下端の攪拌翼に衝突
するようになっていることを特徴とする濁水処理装置。
【請求項２】造粒槽内の鉛直軸には、下端の攪拌翼よ
りも上の部分に該攪拌翼を被覆する程度の円板に複数個
の孔を貫通状に設けた堰板が固定されている請求項１記
載の濁水処理装置。
【請求項３】混合槽が上下方向に長い円筒状に形成さ
れ、この混合槽に上からモーター駆動の攪拌機が挿入さ
れた請求項１または２に記載の濁水処理装置。