JP2002166152A - 撹拌水槽 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 凝集分離の工程に使用する撹拌水槽におい
て、省エネルギー化を図ると共に、均一で十分な撹拌を
なしうるようにする。 【解決手段】 凝集剤が投入された原水をポンプ２を接
続した原水流入管５を通し撹拌水槽６内の水中へ所定の
流速で吐出させる。この撹拌水槽６内は一定間隔で配さ
れた多数の区画板で複数の室に仕切られ、かつ、天井壁
と底壁との間に隙間を交互に設けて原水が上流から下流
へ迂回しながら流下できるようになっている。原水流入
管５は撹拌水槽６の上流側側面の下端中央部に開口し、
最上流の室である急速撹拌室９を仕切っている区画板８
Ａに原水が直角に衝突する方向で設置されており、衝突
によって生じる流れにより急速撹拌室９内は効果的に撹
拌される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、撹拌水槽に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】上水処理、工業用水処理、廃水処理、汚
水処理、下水処理等の分野において、水中に存在する浮
遊物質、コロイド状物質、リン化合物、着色成分等を除
去する作業がある。除去するための前処理の最も有力な
方法として、フロック（大型浮遊物）を形成する凝集分
離が知られている。

【０００３】凝集分離の工程は大きく分けると２段階に
分けられる。第１段階として処理すべき水に、アルミニ
ウム塩、鉄塩等の無機凝集剤、酸及びアルカリ等のｐＨ
調整剤を混入し、急速撹拌して溶液を均一にする。この
時、凝集剤中の金属イオンは浮遊物質、コロイド状物質
等の表面電荷と電気的に中和結合し、フロックを形成す
る。第２段階としてこのフロックを破壊することなく成
長させるため、処理すべき水を緩速撹拌するというもの
である。

【０００４】撹拌については以下の２方法が一般的であ
る。水平もしくは垂直の軸廻りに回転するパドルによる
撹拌（機械撹拌）、上下もしくは左右に多数の板を水路
に交互に配置し、その隙間を処理すべき水が迂流するこ
とによる撹拌（水理的撹拌）である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記した第１段階の工
程では急速撹拌が必要であるため、撹拌の方法としては
機械撹拌が有効である。水理的撹拌では撹拌力が低く、
投入した凝集剤を全体に均一に混合させるのには不向き
とされていたからである。しかし、機械撹拌では大型モ
ーターを必要とするため、消費電力が大きくランニング
コストがかさむという問題があった。

【０００６】本発明は上記のような事情に基づいて完成
されたものであって、その目的は省エネルギー化を図る
と共に、均一で十分な撹拌をなしうる水槽を提供するこ
とである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの手段として、請求項１の発明は、不純物を凝集させ
るための凝集剤が投入された原水を、槽内で撹拌しつつ
流下させることによって前記不純物を凝集させフロック
の状態にして分離可能とする撹拌水槽であって、側面に
は前記原水を槽内の水中へ所定の流速によって吐出させ
るための圧送手段を備えた原水流入管が接続されるとと
もに、この原水流入管が開口する室は隣接する室とは原
水の流下を許容した状態で区画された急速撹拌室となっ
ており、かつこの急速撹拌室では前記圧送手段から吐出
された水流を前記区画壁にほぼ直角に衝突するようにし
てある構成としたところに特徴を有する。

【０００８】請求項２の発明は、請求項１に記載のもの
において、前記槽内は、複数の区画壁によって原水の流
下方向に沿って前記急速撹拌室を最上流とした複数の室
に区画され、さらに原水が各区画壁を流下するときの流
域において流れ方向と直行する方向の隙間が下流側に行
くに連れて次第に大きくなるように設定されているとこ
ろに特徴を有する。

【０００９】

【発明の作用及び効果】＜請求項１の発明＞請求項１の
発明によれば、前記圧送手段から吐出された水流が前記
区画壁にほぼ直角に衝突することにより、急激な撹拌を
なしうる水流が発生する。この水流が凝集剤を投入した
原水の急速撹拌室内での淀むことのない、均一で十分な
急速撹拌を引き起こす。よって、撹拌力が高い水流を利
用しているので省エネルギー化が図れ、かつ均一で十分
な撹拌ができる。

【００１０】＜請求項２の発明＞請求項２の発明によれ
ば、前記構成の隙間を適正に決定することにより、上流
では早い流速による強い撹拌を、下流に行くに連れて流
速が遅くなり緩やかな撹拌を促すことができ、形成され
たフロックを破壊せず成長させることができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を添付図
面に基づいて説明する。本発明の実施形態を図１ないし
図２によって説明する。まず、凝集分離の工程の概要を
説明すると、貯水層１に貯めておいた処理すべき水（以
下、原水とする）に、凝集剤、ｐＨ調整剤を添加し、ポ
ンプ２（圧送手段）にて原水流入管５を通し直方体の撹
拌水槽６に吐出させる。この撹拌水槽６内に区画された
室のうち最上流側の室ではポンプ２からの吐出流により
急速撹拌がなされる。この後、各室を迂回しつつ流下す
る過程では緩速撹拌がなされ、この間に成長したフロッ
クが最下流の室で除去される。

【００１２】さて、この撹拌水槽６の上流側の下端には
原水流入管５が、下流側の下端には排水管７がそれぞれ
接続されている。また、撹拌水槽６内は、一定ピッチ毎
に配された多数の区画板８Ａ〜８Ｇにより複数の室に区
画されている。このうち、最上流の区画板８Ａは、撹拌
水槽６の底面に全幅に亘って立設したものであり、原水
流入管５が接続されている壁面と平行に設けられてい
る。また、この区画板８Ａの上端と撹拌水槽６の上端と
の間には、所定の隙間が保有されるようになっている。
さらに、上記最上流の区画板８Ａに続いて設けられる２
番目以降の区画板８Ｂ〜８Ｇは天井壁からのものと、底
壁からのものとが交互に繰り返されるようにしてある。

【００１３】原水流入管５には、凝集剤導入管３とｐＨ
調整剤導入管４と、原水を最上流の室内に吐出させるた
めのポンプ２（ニクニ株式会社製 ２０ＫＰＤ０４Ｚ）
が接続されている。原水流入管５は、ポンプ２より吐出
された水流が最上流の室の区画板８Ａに直角に衝突する
ような方向で撹拌水槽６の側面に開口している。また、
原水流入管５は撹拌水槽６における前記側面の下端中央
部に配されている。これは、槽内に流れのよどみを生じ
にくくし、撹拌の均質化を図るための配置上の工夫であ
る。すなわち、原水がポンプ２から撹拌水槽６の水中に
吐出されると、原水は最上流の室の区画板８Ａに直角に
衝突した後、区画板８Ａの壁面に沿って放射状に拡散
し、その後、区画板８Ａと直交する壁面、さらには原水
流入管５が接続されている前壁面へと回流する循環した
流れを作る。これにより、最上流の室（以下、急速撹拌
室９とする）内は流れのよどみ部分を作らず、室内を均
一に撹拌させることができるのである。

【００１４】なお、この実施形態では図２のように撹拌
水槽６の寸法をａ＝１００ｍｍ、ｂ＝４５０ｍｍ、ｄ＝
６００ｍｍとし、最上流の室に吐出させる流速を１．５
〜２．０ｍ／ｓｅｃと設定した。かくして、この水流即
ち急速撹拌水流の作用により原水は急速撹拌室９で急速
に撹拌される。

【００１５】原水が急速撹拌室９に吐出されると、最上
流の区画板８Ａの上端と撹拌水槽６の上端との間の隙間
Ｈ１を乗り越えて隣の室へと流下する。さらに、２番目
の区画板８Ｂの下端と撹拌水槽６との隙間Ｌ１を通過
し、３番への室へと流下する。このように最下流の排出
室１０まで天井壁の隙間Ｈ１〜Ｈ４と底壁の隙間Ｌ１〜
Ｌ３を交互に通過し、その間の室内を上下に迂回しなが
ら流下する。天井壁の隙間はＨ１からＨ４の順に次第に
大きくしてある。底壁の隙間も同様にＬ１からＬ３へ行
くに従って大きくなっている。即ち、上流から下流に向
かうに連れて、天井壁の隙間、底壁の隙間という各グル
ープ内で大きくしているのである。また、この実施形態
では撹拌水槽６内の室数を図２のようにｃ＝８とした。

【００１６】最下流の排出室１０では、図示はしないが
天井面に開閉式の扉があり、そこから成長したフロック
を除去する別装置までフロック除去管にて連結されてい
る。処理後の原水は下端に設置されている排水管７より
排出される。

【００１７】本実施形態の撹拌水槽６は上記のように構
成されたものであり、次のような作用効果を発揮するこ
とができる。ポンプ２を駆動させると、貯水槽１内の原
水が原水流入管５を介して撹拌水槽６内に吐出される。
このとき、原水流入管５には凝集剤とｐＨ調整剤とがそ
れぞれ導入管３、４を経て供給される。

【００１８】ポンプ２にて圧送された原水は、前記した
ように、最上流の区画板８Ａの中央下端部に衝突する。
この衝突によって、衝突地点を中心として放射方向へ拡
散する急速な流れを生じる。そして、この拡散水流は急
速撹拌室９内の各壁面に沿って回流するため、同室９内
に流れのよどみを生じない。かくして、上記した急速撹
拌水流の作用により、凝集剤・ｐＨ調整剤と原水とが効
果的に撹拌された処理水となる。

【００１９】こうして急速撹拌室９内で撹拌された処理
水は、最上流の区画板８Ａの上端を乗り越えて２番目の
室へ移行する。さらに、２番目の室と３番目の室とは底
面側において連通しているため、処理水は２番目の室か
ら３番目の室へと流れ込む。３番目の室から４番目の室
への流れ込みは、３番目の区画板８Ｃの上端を乗り越え
ることによってなされ、以後、処理水は順に底面側、天
井側の隙間を通って流下してゆく。この間、区画板にお
ける底面側の各隙間及び天井側の各隙間はそれぞれ下流
側へ行くに連れて大きくしてあるため、処理水の流下速
度は下流側の室へ行くに連れ徐々に低下してゆく。これ
により、処理水が各室を流下する過程で、フロックを破
壊することなく成長させることができるため、最下流の
室（排出室１０）においてフロックの回収がしやすくな
る。こうしてフロックの回収により、処理が完了した処
理済み水は排出管７を通して必要な他の処理装置あるい
はそのまま外部へ排出される。

【００２０】以上のように、本実施形態によれば、ポン
プ２から急速撹拌室９内に吐出された原水を最上流の区
画板８Ａに衝突させて室９内でよどみのない均一な撹拌
状況を得ることができる。しかも、ポンプを駆動させる
だけの電力ですむため、槽内全体をファンにて撹拌させ
る大型モータを駆動させるものに比較すれば、省電力化
が図れる。また、下流へ行くに従い区画板８の隙間Ｈ１
〜Ｈ４及びＬ１〜Ｌ３を次第に大きくしたことで、急速
な流速による強い撹拌から遅い流速による緩やかな撹拌
へと変化させることができる。よって形成されたフロッ
クを排出室１０まで破壊せず成長させることができる。

【００２１】＜他の実施形態＞本発明は上記記述及び図
面によって説明した実施形態に限定されるものではな
く、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に
含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内
で種々変更して実施することができる。 （１）本実施形態では、区画板によって原水の流れ方向
と直行するような隙間を天井側もしくは底面側に設けた
が、これに代え、側面に形成するようにしてもよい。

【００２２】（２）また、隙間に代えて区画板に孔を設
けるような形態であってもよい。この場合には、上流側
から下流側へ行くにつれ、孔径を大きくすればよい。

【００２３】（３）撹拌水槽の各寸法、室数、最上流の
室に吐出させる流速は、前記したものに限らず設定して
もよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態の正面図である。

【図２】撹拌水槽の上流部分を示す斜視図である。

【符号の説明】

１…貯水槽 ２…ポンプ ３…凝集剤導入管 ４…ｐＨ導入管 ５…原水流入管 ６…撹拌水槽 ７…排出管 ８Ａ,８Ｂ,８Ｃ,８Ｄ,８Ｅ,８Ｆ,８Ｇ…区画板 ９…急速撹拌室 １０…排出室 Ｈ１,Ｈ２,Ｈ３,Ｈ４…天井壁側の隙間 Ｌ１,Ｌ２,Ｌ３…底壁側の隙間

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） Ｂ０１Ｆ 3/08 Ｂ０１Ｆ 3/08 Ｚ Ｇ０１Ｎ 33/18 Ｇ０１Ｎ 33/18 Ａ １０６ １０６Ｂ (72)発明者 高木 一 愛知県日進市浅田町茶園32−１ 株式会社 テクニカルリンクスデザイン内 Ｆターム(参考） 4G035 AB37 AC15 AE13

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 不純物を凝集させるための凝集剤が投入
   された原水を、槽内で撹拌しつつ流下させることによっ
   て前記不純物を凝集させフロックの状態にして分離可能
   とする撹拌水槽であって、 側面には前記原水を槽内の水中へ所定の流速によって吐
   出させるための圧送手段を備えた原水流入管が接続され
   るとともに、この原水流入管が開口する室は隣接する室
   とは原水の流下を許容した状態で区画された急速撹拌室
   となっており、かつこの急速撹拌室では前記圧送手段か
   ら吐出された水流を前記区画壁にほぼ直角に衝突するよ
   うにしてあることを特徴とする撹拌水槽。
2. 【請求項２】 前記槽内は、複数の区画壁によって原水
   の流下方向に沿って前記急速撹拌室を最上流とした複数
   の室に区画され、さらに原水が各区画壁を流下するとき
   の流域において流れ方向と直行する方向の隙間が下流側
   に行くに連れて次第に大きくなるように設定されている
   ことを特徴とする請求項１記載の撹拌水槽。