JP2001269507A - 凝集沈殿装置 - Google Patents
凝集沈殿装置Info
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Abstract
できる凝集沈殿装置を提供すること。 【解決手段】 本発明は、沈殿槽12と、沈殿槽内に配
設され、被処理液及び添加剤を混合し撹拌するミキシン
グチャンバ14と、ミキシングチャンバ内の前記被処理
液を沈殿槽内に分配供給する回転可能な吐出管48とを
備える凝集沈殿装置10において、吐出管48に形成さ
れた複数の吐出孔50間の間隔が槽外側ほど漸次小さく
なるように吐出孔50を配置したことを特徴としてい
る。このような形で吐出孔を設けることで、吐出管から
排出される被処理液の供給量のばらつきが軽減され、単
位面積当りの被処理液供給量が一定化され、沈殿槽内に
均等な上昇流が得られ、清澄な上澄液を得ることが可能
となる。
Description
液中の懸濁物質等を凝集・沈殿させて被処理液を清澄化
する凝集沈殿装置に関する。
装置の一種であり、原廃水等の被処理液に含まれている
懸濁物質等を適当な添加剤により凝集しフロック化し、
被処理液から懸濁物質等を沈殿除去しようとするもので
ある。
−38523号公報によって開示されたものが知られて
いる。この公報に記載された凝集沈殿装置においては、
懸濁物質等の凝集を行う筒状のミキシングチャンバが沈
殿槽内の中心に直立状態で設けられており、ミキシング
チャンバ内の凝集フロックを有する被処理液は、ディス
トリビュータにより沈殿槽の内部空間(ミキシングチャ
ンバ内は除く。本明細書においては、この内部空間を
「沈殿空間」と称する)に分配供給されるようになって
いる。
には、ミキシングチャンバの下部に配設され放射状に延
びる複数本の吐出管から構成されている。各吐出管はミ
キシングチャンバ内と連通しており、各吐出管の下側部
分にはその長手方向に沿って等間隔に複数の吐出孔が形
成されている。吐出管の外側端部は閉じられているの
で、ミキシングチャンバ内の凝集フロックを含有した被
処理液は吐出管を通り、吐出孔から沈殿槽内の処理空間
に排出される。また、吐出管は、ミキシングチャンバと
共に、或いはミキシングチャンバとは別個に回転される
ようになっている。従って、ディストリビュータを回転
駆動させると、各吐出孔は円の軌跡を描き、そこから吐
出されるフロック含有被処理液は沈殿空間に分配され
る。
集フロックが沈降分離し、沈殿槽の底部にて濃縮された
汚泥層を形成する。その一方で、沈殿槽の上部には上澄
液が上昇していき、清澄化された処理済み液として沈殿
槽上部から流出される。
置は、排水処理や製紙白水回収等の各種用途に用いられ
るものであるが、近年では、各種工業製品の品質向上、
環境保全といった見地から、より一層清澄化された処理
済み液を得ることができる凝集沈殿装置に対するニーズ
が高まっている。
理済み液を得ることができる凝集沈殿装置の提供を目的
とする。
には、沈殿槽内の沈殿空間内で生ずる上昇流が槽全域に
わたり可能な限り均等であることが望ましい。しかしな
がら、従来の凝集沈殿装置においては上昇流に若干の乱
れが生じている。この乱れは種々の原因によるものと考
えられるが、本発明者らは鋭意研究を進めた結果、ディ
ストリビュータに一因があることを見出した。
リビュータでは、各吐出管において複数の吐出孔が等間
隔にて形成されているため、沈殿槽の中心側と外側とで
単位面積当りの供給量に差が生じていることを見出し
た。すなわち、従来のディストリビュータを回転駆動さ
せた場合に、各吐出孔から被処理液が供給される水平面
内の領域は、隣合う吐出孔間の中間点が描く軌跡により
区切られる各環状領域と考えることができる。従って、
外側の吐出孔が担う領域は内側の吐出孔が担う領域より
も面積が大きくなる。
吐出孔からの被処理液の吐出速度(一定時間当りの吐出
量)は実質的に同一とされている。これは、吐出速度が
吐出孔毎に異なっている場合には沈殿槽内の上昇流に乱
れを生じさせるおそれがあると考えられているからであ
る。このように全ての吐出孔からの吐出速度が同一であ
ると、前記の各環状領域に対する被処理液の供給量も同
一となるので、単位面積当りの被処理液供給量は外側ほ
ど少なくなってしまう。
面積当りの被処理液供給量に差が生じた場合、凝集フロ
ックの濃度分布を不均一とし、例えばスラッジブランケ
ット型の運転方法にあっては、ブランケットの均一性を
低下させ、凝集沈殿装置の性能を損なう可能性があると
本発明者らは考えた。
槽と、沈殿槽内に配設され、被処理液及び添加剤を混合
し撹拌するミキシングチャンバと、ミキシングチャンバ
内の前記被処理液を沈殿槽とミキシングチャンバとの間
の沈殿空間に分配供給すべくミキシングチャンバの内部
と連通し且つ複数の吐出孔が長手方向に沿って形成され
ている吐出管であって、ミキシングチャンバの中心軸線
を中心として回転可能となっている吐出管とを備える凝
集沈殿装置において、吐出孔間の間隔が槽外側ほど漸次
小さくなるよう吐出孔を吐出管に形成したことを特徴と
している。
出管から排出される被処理液の供給量のばらつきが軽減
され、単位面積当りの被処理液供給量が一定化される。
これにより、沈殿槽内の上昇流が従来に比してより一層
均等化され、清澄な上澄液を得ることが可能となる。
いる場合において、中心軸線側から第m番目の吐出孔
は、
されることが好ましい。
大きさがほぼ等しくなり、被処理液の供給量を一定化さ
せる目的に合致するものである。
る凝集沈殿装置の好適な実施形態について詳細に説明す
る。
部分断面図である。同図に示す凝集沈殿装置10は、原
廃水等の被処理液から懸濁物質や凝集フロックを沈降分
離し、清澄化された上澄液を処理済み液として取り出す
ことのできる沈殿槽12と、その内側に配置され、被処
理液中の懸濁物質等を予め凝集しフロック化するための
ミキシングチャンバ14とを備えるタイプのものであ
る。このタイプの凝集沈殿装置10は、処理対象となる
被処理液の特性に応じて、いわゆるスラッジブランケッ
ト型運転やスラリー循環型運転が可能で、排水処理、製
紙白水回収、DIP排水回収、苛性化緑液清澄、用水処
理、無機物沈殿洗浄処理等の各種用途に適用することが
できる。
2は、槽深4000〜5000mm程度、槽径1500
〜30000mm程度でのものであるが、これらの寸法
については沈殿槽12の設置スペース、被処理液の性状
や量等に応じて任意に設定されるものである。沈殿槽1
2は、凝集沈殿装置10に設置するエリアに設けられた
コンクリート等の基礎16上に鋼板製の側壁18を固定
して形成されている。
け渡されている。架台20は、主として、各種メンテナ
ンス作業時に作業員の作業スペースとされるものであ
る。この架台20の中央部からはミキシングチャンバ1
4が垂設されている。ミキシングチャンバ14は細長い
略円筒形状であり、例えば、沈殿槽12の槽深のおよそ
3分の2程度の全長を有する。ミキシングチャンバ14
は、その中心軸線を沈殿槽12の中心軸線と一致させた
状態で架台20に固定される。これにより、ミキシング
チャンバ14は、沈殿槽12内に直立状態で固定される
と共に、ミキシングチャンバ14の下端と沈殿槽12の
底面との間に所定の間隔(空間)が形成される。
ポンプ等に接続された被処理液流入管22と連通する導
入管24が接続されている。すなわち、この凝集沈殿装
置10では、被処理液流入管22を通して供給された原
廃水等の被処理液が、先ず、導入管24を介してミキシ
ングチャンバ14内に導入されることになる。導入管2
4は、凝集沈殿装置10の運転中における沈殿槽12内
の沈殿空間における液面、及び、ミキシングチャンバ1
4内の液面よりも下方に設けられる。これにより、被処
理液の導入に起因する気泡等の発生が防止される。な
お、沈殿槽12内の沈殿空間における液面の高さは堰板
26の上縁により規定され、沈殿槽12内の処理済み液
(上澄液)は堰板26を越えて、沈殿槽12の側壁18
に形成された流出口28より系外に流出されるようにな
っている。
理液中の懸濁物質等を凝集させフロックを形成する各種
添加剤を注入するための注入ノズル30が複数配置され
ている。ミキシングチャンバ14内に導入する添加剤と
しては高分子凝集剤等が用いられるが、被処理液及びそ
の含有物質によって適宜選定されることは勿論である。
各注入ノズル30は、ミキシングチャンバ14の高さ方
向に沿って配設され、例えば、ミキシングチャンバ14
の上段部、中段部及び下段部に各1体ずつ設けられる。
また、注入ノズル30には、図示しない添加剤注入ポン
プが接続されており、添加剤の注入量は各注入ノズル3
0毎に制御可能とされている。
ンバ14には、被処理液と添加剤とを混合し撹拌するた
めのミキサ32が内蔵されている。ミキサ32は、ミキ
シングチャンバ14と同軸となるよう架台20から回転
自在に垂設された中空の筒体34と、その周面に取り付
けられた複数のミキサ羽根36とから構成されている。
また、ミキサ32の筒体34は、架台20上に載置され
たミキサ駆動装置38により凝集沈殿装置10の運転時
に回転駆動されるようになっている。更に、ミキサ筒体
34の内部には、センタシャフト40が挿通されてい
る。このセンタシャフト40も、ミキシングチャンバ1
4と同軸に配置された状態で架台20から回転自在に垂
設されており、架台20上に載置された駆動装置42に
よって回転駆動される。
グチャンバ14の下端よりも下方に突出している。セン
タシャフト40のこの下部部分にはディストリビュータ
44が固定されている。ディストリビュータ44は、基
本的には、センタシャフト40に同軸に固定されミキシ
ングチャンバ14の下端部を閉じるよう配置されたカッ
プ状の回転支持体46と、回転支持体46の内部と連通
し且つ回転支持体46の外周面から径方向外方に水平に
延びる複数本(図示実施形態では4本)の吐出管48と
から構成されている。各吐出管48の外端部は閉じられ
ている。また、各吐出管48の最下部には、その長手方
向に沿って一列に複数の吐出孔(図2及び図3参照)5
0が穿設されている。凝集沈殿装置10の運転時には、
ディストリビュータ44が駆動装置42によってセンタ
シャフト40と共に回転され、ミキシングチャンバ14
内の凝集フロックを含む被処理液は吐出管48の吐出孔
50から円を描きながら沈殿槽12内の沈殿空間に吐出
される。
及び図3に明示するように、槽中心から槽外側にかけて
漸次間隔が小さくなるように配置されている。これによ
り、各吐出孔50が被処理液を供給することとなる領域
の大きさが、従来の等間隔に配置した場合に比して、均
一化されることとなる。より詳細には、本実施形態では
次のようにして、吐出孔50の位置を定めている。
おく。吐出孔50の数及び径は被処理液の性状や量、沈
殿槽12の容量等に応じて任意に設定されるものである
が、孔径については従来から有る標準サイズを用いるこ
とが好ましく、それに応じて孔数を定めることとなる。
なお、吐出孔50の数については凝集沈殿装置10の能
力から最大数が決まるため、最大数を越える場合には、
孔数は最大数として孔径を拡大することとなる。また、
吐出孔の径は全ての吐出孔について同一となっている。
これは、全ての吐出孔からの吐出速度を同一とすること
で、上昇流が乱れるのを防止するためである。図示の吐
出管48の外側部分が縮径されているのも同様な目的か
らであり、管内の圧力を調整して吐出速度を一定とする
ためである。
たならばその数をn個とする。なお、図2及び図3では
nは7としている。
の領域は実質的には沈殿槽12の側壁18内周面とミキ
シングチャンバ14の外周面との間の領域であるため、
この有効領域の水平断面、例えば図2のIII−III線に沿
っての断面についての面積を求める。すなわち、沈殿槽
12の内径をDとし、ミキシングチャンバ14の外径を
DMとした場合、その水平面の面積は、(D2−DM 2)π
/4となる。
状部分に分割し、各環状部分を槽中心側から順にS1、
S2、…、Snと称することとする。これらの環状部分S
1、S 2、…、Snの面積が等しいとした場合、環状部分
S1とS2の境界線の直径をD1、環状部分S2とS3の境
界線の直径をD2、環状部分Sn-1とSnの境界線の直径
をDn-1とすると、
直径Dmは次式で表すことができる。
nの場合、Dmは沈殿槽の内径Dに一致する。
おける径方向における中間点が描く円の半径を求める。
槽中心側から第m番目についての円の半径をRmとする
と、
を算出することができる。
径R1、R2、…、Rnの円を吐出孔50が描くことがで
きるよう、ディストリビュータ44の回転中心、すなわ
ちミキシングチャンバ14の中心軸線CLから各吐出孔
50までの距離をR1、R2、…、Rnとなるように吐出
孔50を位置決めしている。
け持つ領域の大きさ(水平面の面積)は実質的に同等と
なり、単位面積当たりのフロック含有被処理液の供給量
はほぼ一定となる。従って、ディストリビュータ44の
回転駆動により供給される被処理液は、沈殿槽12内の
沈殿空間に均等に分配され、沈殿槽12内の上昇流の均
等化に大いに貢献することとなる。
下方には、バッフルプレート52が取り付けられてい
る。これにより、吐出孔50から吐出された被処理液
は、バッフルプレート52に当たり分散されるので、吐
出管48から吐出する被処理液によって凝集フロックが
撹拌されてしまうことが防止され、凝集沈殿装置10の
沈降分離効率はより向上する。
固定されたセンタシャフト40は、図1に示すように、
ディストリビュータ44よりも下方に延長されており、
沈殿槽12の底面まで達している。そして、センタシャ
フト40の先端には、ディストリビュータ44と共に回
転するレーキ54及びコーンスクレーパ56が取り付け
られている。
被処理液中の凝集フロックが沈降して形成する汚泥を濃
縮すると共に、槽底面中央の汚泥引抜き用凹部58に汚
泥を掻き寄せるためのものである。これにより、沈殿槽
12内のディストリビュータ44よりも下方の領域に濃
縮汚泥層Aが形成される。
用凹部58に配されている。この凹部58は沈殿槽12
の基礎16に形成された汚泥引抜管60と接続されてい
る。汚泥引抜管60は、汚泥引抜ポンプ62及び汚泥返
送ポンプ64に接続されている。例えばスラッジブラン
ケット運転を行う際には、沈殿槽12内に設けた界面検
知計(図示しない)の指示値に基づいて、汚泥引抜ポン
プ62を作動させて沈殿槽12内の濃縮汚泥を系外へ排
出することにより、スラッジブランケット層Bの界面高
さを一定範囲に保つ。この際、コーンスクレーパ56が
回転しているので、沈殿槽12内の濃縮汚泥は均等に排
出される。また、スラリー循環型の運転を行う際には、
界面検知計の指示値に基づいて、汚泥返送ポンプ64を
作動させて汚泥を返送循環する。一方、上澄液は、沈殿
槽12の上部に設けられた流出口28から系外に流出さ
れる。
被処理液を清澄化する手順について説明する。ここで
は、スラッジブランケット型運転を行って清澄な処理済
み液を得る場合について説明する。
から、被処理液をミキシングチャンバ14内に供給す
る。この際、被処理液導入管24から流出する被処理液
は最初に被処理液受容チャンバ66に流入する。そし
て、被処理液は、受容チャンバ底部、受容チャンバ側壁
部及びミキシングチャンバ14の内周面とによって画成
される空間を流通した後、被処理液受容チャンバ66の
上部からミキシングチャンバ14内に溢出することとな
る。
シングチャンバ14内に被処理液を直接導入する場合と
比較して、比重が大きい粒子や粗大フロック等がミキシ
ングチャンバ14内で沈降して底部に堆積してしまうこ
とを極めて効果的に低減させることができる。この結
果、ディストリビュータ44の吐出管48の被処理液流
入口が閉塞してしまうことが防止されるので、沈殿槽1
2内には、常に被処理液が効率よく分配供給され、凝集
沈殿装置10の運転性能が向上すると共に上澄液の清澄
度も向上することになる。
チャンバ14内に流れ込んだ被処理液に対しては、多段
に分割して設けられた注入ノズル30の何れか又は全て
から添加剤が任意のタイミングで注入される。これによ
り、添加剤による効果が長時間持続すると共に、沈降性
の良好な凝集フロックが形成されることになる。そし
て、ミキシングチャンバ14内の被処理液と添加剤と
は、ミキサ駆動装置38によって回転駆動されるミキサ
32によって撹拌され、被処理液中の懸濁物質等が凝集
して凝集フロックを形成する。
グチャンバ14の下端部に配置されたディストリビュー
タ44における回転支持体46から吐出管48の吐出孔
50を通って沈殿槽12内に供給される。凝集沈殿装置
10の運転時、ディストリビュータ44は駆動装置42
により回転駆動されているので、吐出管48の吐出孔5
0から吐出された被処理液は円を描きながら沈殿槽12
内の沈殿空間に分配される。しかも、前述したように、
各吐出孔50が被処理液を供給する領域の大きさは実質
的に等しくされているので、水平断面で見た場合の単位
面積当たりの被処理液供給量はほぼ一定となり、沈殿空
間における凝集フロック等の濃度分布も均一なものとな
る。これにより、沈殿槽12内には均等な上昇流が発生
し、ディストリビュータ44の上方に、良好なスラッジ
ブランケット層Bが形成される。
沈殿槽12内で沈降分離したものは、沈殿槽12の底部
で汚泥層Aを形成する。沈殿槽12の底部ではレーキ5
4によって汚泥層Aが濃縮されると共に、槽中央部の汚
泥引抜き用凹部58に掻き寄せられるので、汚泥層Aは
濃縮された均質なものとなる。この濃縮汚泥層Aから
は、界面検知計の支持値に基づいて制御される汚泥引抜
きポンプ62によって汚泥が随時引抜かれるため、スラ
ッジブランケット層Bの界面高さは一定の範囲内に保た
れる。
微細粒子も含まれるが、吐出孔50の位置を調整した結
果、上昇流が乱れの極めて少ない均等なものとなってい
るので、これらの微細フロック等はスラッジブランケッ
ト層Bの大きなフロックによって確実に捕捉され、上昇
流から除去される。このようにして、上昇流からフロッ
クその他の粒子類が沈降除去され、極めて清澄な上澄液
が沈殿槽12内を上昇し、清澄層Cが形成される。そし
て、上澄液は処理済み液として沈殿槽12の上部の流出
口28から流出する。
細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されない
ことは言うまでもない。
て吐出孔50の位置を定めているが、槽外側ほど吐出孔
50の間隔を漸次狭めるという条件下において、均等な
上昇流を形成するために吐出孔50の位置を適宜調整す
ることは、本発明の思想に属するものである。
ミキシングチャンバ14とは別個の回転されるものであ
るが、ミキシングチャンバ14を回転可能として、ミキ
シングチャンバ14と一体的に回転するよう構成したも
のであってもよい。すなわち、ミキシングチャンバ14
の下部の外周面に吐出管48を固定して、ミキシングチ
ャンバ14の下端を閉鎖したものに対しても本発明は適
用可能である。この場合、ディストリビュータ44はミ
キシングチャンバの一部を構成することになる。
殿装置では、沈殿槽内に従来に比して格段に均等で安定
した上昇流を形成することができるので、極めて清澄化
された処理済み液を得ることができ、各種工業製品の品
質向上や環境保全にも大いに寄与することが可能とな
る。
置全体のコンパクト化を可能とするという効果も奏す
る。
図である。
側面図である。
る。
チャンバ、16…基礎、18…側壁、32…ミキサ、4
0…センタシャフト、42…駆動装置、44…ディスト
リビュータ、48…吐出管、50…吐出孔、52…バッ
フルプレート。
Claims (2)
- 【請求項1】 沈殿槽内で被処理液中の懸濁物質や凝集
フロック等を沈降分離させて被処理液を清澄化する凝集
沈殿装置において、 前記沈殿槽内に直立状態で配設されており、被処理液及
び添加剤が導入され混合・撹拌されるミキシングチャン
バと、 前記ミキシングチャンバ内の被処理液を前記沈殿槽と前
記ミキシングチャンバとの間の沈殿空間に分配供給すべ
く前記ミキシングチャンバの内部と連通し且つ複数の吐
出孔が長手方向に沿って形成されている吐出管であっ
て、前記ミキシングチャンバの中心軸線を中心として回
転可能となっている吐出管と、 を備え、前記吐出孔間の間隔が槽外側ほど漸次小さくな
るよう前記吐出孔が前記吐出管に形成されていることを
特徴とする凝集沈殿装置。 - 【請求項2】 前記吐出孔が各吐出管についてn個設け
られている場合において、前記中心軸線側から第m番目
の前記吐出孔は、 【数1】 で表される距離をもって回転軸線から離れた位置に配置
されていることを特徴とする請求項1に記載の凝集沈殿
装置。
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