JP2001286706A - 凝集沈殿装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 均等な上昇流を形成し、極めて清澄化された
処理済み液を得ることができる凝集沈殿装置を提供する
こと。 【解決手段】 本発明は、沈殿槽１２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、沈殿槽１２の上部に
互いに同心円状に配置された複数の環状トラフ５０，５
２を設けたことを特徴としている。この構成では、外側
の環状トラフ５０のみならず、沈殿槽の中心側に設置さ
れる環状トラフ５２にも上澄液が流入するため、沈殿槽
の中心側における上昇流の流速が沈殿槽の側壁１８近傍
における上昇流の流速に近似したものとなり、全体とし
て均等な上昇流が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、沈殿槽内で被処理
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。

【０００２】

【従来の技術】凝集沈殿装置は、沈降分離方式の水処理
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。

【０００３】この種の凝集沈殿装置としては、特公平１
−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。

【０００４】沈殿槽内の沈殿空間では、被処理液中の凝
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、液面部の上澄液は清澄なものとな
る。この清澄化された上澄液は、沈殿槽の上部に設けら
れたトラフ（集水樋）により集水され、このトラフに連
通する流出口から槽外部に取り出される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記型式の凝集沈殿装
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。

【０００６】そこで、本発明は、極めて清澄化された処
理済み液を得ることができる凝集沈殿装置の提供を目的
とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
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、トラ
フの配置構成にその一因があることを見出した。

【０００８】従来一般の凝集沈殿装置においては、沈殿
槽の外周部分に１本の環状トラフが取り付けられてい
る。このトラフは断面形状がＵ字状である。このような
形状のトラフの場合、堰部分（垂直側板部分）の近傍の
上澄液がその上縁を越え、トラフ内に流れ込むこととな
る。このため、前述したようにトラフは沈殿槽の外周部
分１本だけ設置されているので、沈殿槽の側壁に沿う上
昇流が槽中心部を上昇する流れよりも速くなり、沈殿槽
内での均等な上昇流の形成を阻害すると考えられる。

【０００９】以上の研究結果を踏まえ、本発明は、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、
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、ミキシングチャンバ内の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るためのデ
ィストリビュータと、沈殿槽の上部に互いに同心円状に
配置された複数の環状トラフとを備えたことを特徴とし
ている。

【００１０】この構成では、沈殿槽の中心側に設置され
る環状トラフにも上澄液が流入するため、沈殿槽の中心
側における上昇流の流速が沈殿槽の側壁近傍における上
昇流の流速に近似したものとなり、全体として均等な上
昇流が得られる。

【００１１】また、上澄液が越流する環状トラフにおけ
る堰部分の越流液負荷が全ての堰部分について同一とな
るよう複数の環状トラフが位置決めされ且つ寸法決めさ
れていると、より均等な上昇流を得ることができる。

【００１２】環状トラフは少なくとも２本であり、その
場合、大径の環状トラフを沈殿槽の側壁に沿って配置
し、小径の環状トラフを沈殿槽の側壁とミキンシグチャ
ンバの中間部に配置することになる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明によ
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。

【００１４】図１は、本発明による凝集沈殿装置を示す
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。

【００１５】図示の凝集沈殿装置１０における沈殿槽１
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１２
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。

【００１６】沈殿槽１２の側壁上縁部には架台２０が架
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。

【００１７】ミキシングチャンバ１４の上部には、系外
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。

【００１８】また、ミキシングチャンバ１４には、被処
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２６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２６は、ミキシングチャンバ１４の高さ方
向に沿って配設されている。

【００１９】更に、図１に示すように、ミキシングチャ
ンバ１４には、被処理液と添加剤とを混合し撹拌するた
めのミキサ装置が内蔵されている。ミキサ装置は、ミキ
シングチャンバ１４と同軸となるよう架台２０において
上端部が回転可能に支持され、そこから垂下された中空
のミキサ筒体２８と、その外周面に取り付けられた複数
のミキサ羽根３０とから構成されている。また、ミキサ
筒体２８は、架台２０上に載置されたミキサ駆動装置３
２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。

【００２０】ミキサ筒体２８の内部にはセンタシャフト
３４が挿通されている。このセンタシャフト３４も、ミ
キシングチャンバ１４と同軸に配置された状態で架台２
０から回転可能に垂設されており、架台２０上に載置さ
れた駆動装置３６によって回転駆動される。このセンタ
シャフト３４は、コンクリート基礎１６の中央部に設け
られた汚泥引抜き用凹部３８まで垂直に延びている。

【００２１】ミキシングチャンバ１４の下端部に隣接す
るセンタシャフト３４の部分には、ミキシングチャンバ
１４内の被処理液を沈殿槽１２内に分配供給するための
ディストリビュータ４０が設けられている。ディストリ
ビュータ４０は、基本的には、センタシャフト３４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４２と、回転支持
体４２の内部と連通し且つ回転支持体４２の外周面から
径方向外方に水平に延びる複数本の吐出管４４とから構
成されている。各吐出管４４には、その長手方向に沿っ
て一列に複数の吐出孔が穿設されている。凝集沈殿装置
１０の運転時には、ディストリビュータ４０が駆動装置
３６によってセンタシャフト３４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４４の吐出孔から円を描きながら沈殿槽１２内に
吐出され分配供給される。

【００２２】センタシャフト３４の下端部分には、更
に、ディストリビュータ４０と共に回転するレーキ４６
が取り付けられている。レーキ４６は、吐出管４４から
吐出された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３８に汚泥を掻き寄せるためのものである。

【００２３】また、沈殿槽１２の上部には、ディストリ
ビュータ４０から供給され増加する被処理液を回収する
環状トラフ５０，５２が設けられている。図示実施形態
では、環状トラフ５０，５２は大径と小径の２本あり、
図２に明示するように、互いに同心円状に配置されてい
る。これらの環状トラフ５０，５２は沈殿槽１２の側壁
１８上部に形成された流出口５４と連通している。環状
トラフ５０，５２については、以下で更に詳細に説明す
る。

【００２４】ディストリビュータ４０から分配供給され
た被処理液は、沈殿槽１２の上部で環状トラフ５０，５
２により回収されるので、沈殿槽１２内で上昇し、スラ
ッジブランケット型運転の場合にあってはディストリビ
ュータ４０の上方にスラッジブランケット層Ｂを形成す
る。また、被処理液中の凝集フロックのうち、沈殿槽１
２内で沈降分離したものは、ディストリビュータ４０よ
りも下方の領域に汚泥層Ａを形成する。沈殿槽１２の底
部ではレーキ４６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３８に汚泥が掻き寄せ
られるので、汚泥層Ａは濃縮された均質なものとなる。
汚泥引抜き用凹部３８に集められた汚泥は、基礎１６に
形成された汚泥引抜管４８を通して系外に排出される。
一方、上昇流中には微細フロックその他の微細粒子も含
まれるが、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、清澄な上澄液が沈殿槽１
２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環状トラフ５０，５２の中に越流
し、最終的には流出口５４から系外に取り出される。

【００２５】各環状トラフ５０，５２は断面Ｕ字状をな
し、上方が開放され、垂直の縦板部分（堰部分）の上縁
を越えて上澄液がトラフ５０内に流入するようになって
いる。前述したように、本実施形態では、環状トラフ５
０，５２は大径のものと小径のものとの２本あり、互い
に同心円上に配置されている。これらの環状トラフ５
０，５２は、ミキシングチャンバ１４と沈殿槽１２の側
壁１８との間で放射状に延びる複数本の水平バー５６に
より、沈殿槽１２に取り付けられている。また、大径の
環状トラフ５０と小径の環状トラフ５２とは、両者間で
径方向に延びる１本のＵ字状の連結流路部材５８により
連通されており、この連結流路通路５８の外側端部は流
出口５４に開放されている。連結流路部材５８の深さは
環状トラフ５０，５２の深さよりも大きいことが、回収
液を流出口５４に円滑に導くために好ましい。また、連
結流路部材５４の縦板部分の上縁も、環状トラフ５０，
５２の堰部分の上縁と同一高さにし、この部分からも上
澄液が越流するようにしてもよい。

【００２６】大径の環状トラフ５０は、従来のものと同
様に沈殿槽１２の側壁１８の内周面に接した状態で取り
付けられている。従って、槽中心側の堰部分５０ａ側か
らのみ上澄液が越流する。なお、図示実施形態では、環
状トラフ５０は側壁１８を構成部分としているので、ト
ラフ自体はＬ字状のものが用いられている。一方、小径
の環状トラフ５２は、ミキシングチャンバ１２と槽側壁
１８との間の所定位置に配置されており、槽中心側と槽
外側の両堰部分５２ａ．５２ｂから上澄液が越流する。

【００２７】なお、上澄液が越流する堰部分５０ａ，５
２ａ，５２ｂの上縁は直線的なものであってもよいが、
トラフ５０，５２全体を高精度で水平に配置することは
困難であるため、堰部分５０ａ，５２ａ，５２ｂの上縁
にＶ形ノッチを等間隔に配置したものとすることが好適
である。これにより、ノッチの大きさを調整すること
で、環状トラフ５０，５２の全周にわたり上澄液を均等
に越流させることができる。

【００２８】このように、外側の環状トラフ５０の内側
にもう１本、環状トラフ５２を配置することにより、沈
殿槽１２の側壁１８の近傍の上昇流が槽中心側の上昇流
よりも高速になるという不安定な状態が是正される。す
なわち、沈殿槽１２の中心側に設置される環状トラフ５
２にも上澄液が流入するため、沈殿槽１２の中心側にお
ける上昇流の流速が沈殿槽１２の側壁近傍における上昇
流の流速に近似したものとなり、全体として均等な上昇
流が得られる。

【００２９】ここで、環状トラフ５０，５２の最適な位
置及び溝幅について考察する。まず、各環状トラフ５
０，５２の堰部分５０ａ，５２ａ，５２ｂの周方向にお
ける単位長さ当たりの流入量を越流堰負荷と称すること
とすると、この越流堰負荷が各堰部分５０ａ，５２ａ，
５２ｂで等しくなった場合に、沈殿槽１２内の上昇流を
最も均等化するものと考えられる。

【００３０】今、沈殿槽１２の側壁１８の内径をＤ₁、
大径の環状トラフ５０の内側堰部分５０ａの直径を
Ｄ₂、小径の環状トラフ５２の外側堰部分５２ｂ及び内
側堰部分５２ａの直径をそれぞれＤ₃、Ｄ₄、ミキシング
チャンバの外径をＲ₁とすると、上記の最適となる関係
は次式で表すことができる。勿論、（Ｄ₁−Ｄ₂）／２及
び（Ｄ₃−Ｄ₄）／２はそれぞれ環状トラフ５０，５２の
溝幅を表す。

【００３１】

【数２】

【００３２】このような関係に環状トレイ５０，５２を
配置構成することで、沈殿槽１２内の上昇流はより均等
なものとなり、沈降分離効果が向上し、極めて清澄な上
澄液を回収することが可能となる。

【００３３】以上、本発明の好適な実施形態について詳
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。

【００３４】例えば、上記実施形態では環状トラフ５
０，５２は２本のみとしているが、大型の沈殿槽では３
本以上の環状トラフを同心円状に配置してもよい。その
場合にも、各環状トラフの堰部分の越流堰負荷が等しく
なるよう、寸法及び位置決めをすることが好ましい。

【００３５】また、上記の環状トラフ５０，５２は共に
円形としているが、製造を容易化するために六角形や八
角形のような多角形としてもよい。かかる場合、上記式
は平均径にて計算すればよい。

【００３６】

【発明の効果】以上述べたように、本発明による凝集沈
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。

【００３７】また、装置の性能が向上することから、装
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。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による凝集沈殿装置の一実施形態を示す
縦断面図である。

【図２】図１のII−II線に沿っての概略断面図である。

【符号の説明】

１０…凝集沈殿装置、１２…沈殿槽、１４…ミキシング
チャンバ、１６…基礎、１８…側壁、５０…大径の環状
トラフ、５２…小径の環状トラフ、５０ａ，５２ａ，５
２ｂ…堰部分。５４…流出口、５６…水平バー、５８…
連結流路部材。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【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るためのディストリビュータ
   と、前記沈殿槽の上部に互いに同心円状に配置された複
   数の環状トラフとを備える凝集沈殿装置。
2. 【請求項２】 上澄液が越流する前記複数の環状トラフ
   における堰部分の越流液負荷が全ての堰部分について同
   一となるよう前記複数の環状トラフが位置決めされ且つ
   寸法決めされている請求項１に記載の凝集沈殿装置。
3. 【請求項３】 前記複数の環状トラフが、前記沈殿槽の
   側壁に沿って配置される大径の環状トラフと、前記沈殿
   槽の前記側壁と前記ミキンシグチャンバの中間部に配置
   された小径の環状トラフである請求項１又は２に記載の
   凝集沈殿装置。
4. 【請求項４】 前記複数の環状トラフが 【数１】 を満たすように位置決めされ且つ寸法決めされている請
   求項３に記載の凝集沈殿装置。