JP2002239558A - 浄水方法と浄水装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 凝集物を効果的に浮上させる方法及び装置を
提供すること。 【解決手段】 フロック形成槽１０内は、槽の開口縁と
底面側に交互に隙間を保有して配された複数の区画板１
３でａ〜ｈの室に仕切られている。ｃ室の底面部には気
泡発生装置２０の気泡噴射用のノズル３３が接続されて
いる。微細な凝集物を含んだ被処理水が流入管１１から
槽１０内に流入し、最上流のａ室からの最下流のｈ室ま
で上昇・下降を繰り返して迂流して流下する際、フロッ
クの形成初期段階であるｃ室底部から気泡を発生させ
る。そのため凝集物と気泡が付着しやすく、気泡を内部
に取込んだ浮上しやすいフロックを形成するため、効果
的に凝集物を浮上させることが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、浄水方法と浄水装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】上水処理、廃水処理、下水処理等の分野
において、水中に存在する浮遊物質やコロイド状物質等
を除去する方法として、一般的に浮遊物質やコロイド状
物質等を凝集させて凝集物を形成した後、これらに微細
気泡を付着させ、水面に浮上させて固液分離を行う方法
が知られている。

【０００３】この処理方法は図２に示すように大きくは
以下の工程に分かれている。第１段階の急速撹拌槽１で
は、浮遊物質やコロイド状物質等が含まれている被処理
水に凝集剤を添加した後、均一に混合して微細な凝集物
を形成するために急速撹拌を行う。第２段階の緩速撹拌
槽２では、 急速撹拌槽１で形成された微細な凝集物を
大きく成長させるために緩速撹拌を行う。

【０００４】第３段階の浮上槽３では、大きく成長した
凝集物の表面に微細気泡を付着させてフロックを形成
し、浮上させ分離するようになっている。前記浮上槽３
の片側の側面上部には被処理水流入部４が設けられ、反
対側の側面上部にはフロック回収部５が設けられてい
る。また、浮上槽３には気泡発生装置７が接続されてい
る。この気泡発生装置７で形成された気泡は被処理水流
入部４が設けられた側面底部に接続された気泡発生管８
から発生されている。

【０００５】この浮上槽３では、緩速撹拌槽２で成長さ
せた凝集物を含む被処理水を被処理水流入部４から流入
すると、底部に設けられた気泡発生管８から発生される
微細気泡と凝集物とが接触し、微細気泡が凝集物の表面
に付着してフロックを形成する。するとフロックは気泡
の浮力により徐々に浮上するためフロック回収部５から
回収可能となっている。そして処理水流出管６から浄化
された処理水を排出して処理が完了する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】前記浮上槽３では、大
きく成長した後のフロックに微細気泡を付着させるた
め、微細気泡が付着できる部分は凝集物の表面に限られ
ている。そのため、フロックが大きいとその表面に付着
した気泡の浮力のみでは水面まで浮上可能な浮力が得ら
れず、途中で浮遊してしまう場合がある。その上、微細
気泡は被処理水流入部４の底部一箇所のみから発生され
ているため、気泡発生部分周辺では凝集物に接触しやす
いが、それ以外の部分には均一に気泡が行き渡らず全て
の凝集物に付着することが難しい。そのため、気泡単独
で浮上してしまい、気泡が付着できない凝集物が浮上槽
３内に残留する恐れがある。以上のことから、浮上分離
効率が悪いという難点があった。

【０００７】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、凝集物を効果的に浮上させる方法
及びその装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【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、不純物を含んだ被
処理水に凝集剤を投入して撹拌混合させることで凝集物
を成長させてフロックとし、このフロックを浮上させて
回収する浄水方法であって、前記フロックの成長初期に
前記凝集物に気泡を付着させる構成としたところに特徴
を有する。

【０００９】請求項２の発明は、被処理水と凝集剤とを
撹拌混合させながら上流側から下流側へと流下させる過
程で凝集物をフロック化させるフロック形成槽を有する
浄水装置であって、前記フロック形成槽の上流側には気
泡発生手段が配されているところに特徴を有する。請求
項３の発明は、請求項２に記載のものにおいて、前記フ
ロック形成槽内に複数の区画板を前記被処理水の流下方
向に沿って互い違いとなるように配することで、蛇行流
路が形成されているところに特徴を有する。

【００１０】

【発明の作用及び効果】前記フロック形成槽に流入され
た凝集物は、相互に接触し合いながら成長しフロックを
形成するが、請求項１及び２の発明によれば、このフロ
ック形成槽の上流側に気泡発生装置を配しているため、
フロック成長初期に気泡を凝集物に付着させることが出
来る。即ち、表面に気泡が付着した小さな凝集物同士が
相互に接触しあって、フロックを形成する。従って、フ
ロックはその表面のみならず内部に気泡を取込んだ状態
でフロック形成されるため、フロックに十分な浮力を与
えることができ、効果的に浮上させることが可能となっ
た。

【００１１】請求項３の発明によれば、前記フロック形
成槽内は互い違いに区画板が配された蛇行流路が形成さ
れているので、上流から下流へ流下するに伴い適度な撹
拌が行われると共に気泡と凝集物とを長い経路をもって
接触させることが出来る。そのため、気泡を凝集物に均
一に接触させることができ、接触機会の増大によって凝
集物に気泡を付着させやすくすることが出来る。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図１
に基づいて説明する。１０はフロック形成槽であり、そ
の前工程として、不純物が含まれた被処理水に凝集剤を
添加して急速撹拌を行い、微細な凝集物を形成する工程
を経る。フロック形成槽１０は前工程で生じた微細な凝
集物を塊化させてフロックとし、これを浮上回収するた
めの槽である。

【００１３】フロック形成槽１０の上流側の側面には流
入管１１が接続され、ここからは上記したような微細な
凝集物を含む被処理水が加圧された状態で流入される。
また、これとは反対側の下流側の側面には不純物の処理
が完了した処理水を流出させるための流出管１２が接続
されている。

【００１４】また、フロック形成槽１０の内部は上流側
から下流側にかけて並列する複数の区画板１３によって
複数室ａ〜ｈに分画されている。各区画板１３は、先端
が槽１０の開口縁側、底面側に交互に隙間が保有される
ように配されている。具体的には、最上流にあるａ室は
底面側が閉じ開口縁側に隙間が保有されるようにしてあ
り、隣接するｂ室は逆に開口縁側が閉じ、底面側に隙間
が保有されるようにしてあり、この順で繰り返しながら
最下流に至っている。したがって、流入管１１から槽１
０内に流入した被処理水は上昇・下降を繰り返すという
迂回流を形成しつつ流下してゆく。つまり、フロック形
成槽１０内には長い迂回経路が形成されることになる。

【００１５】フロック形成槽１０におけるｃ室の底面に
は気泡噴射用のノズル３３が配されており、このノズル
３３は気泡発生装置２０に接続されている。気泡発生装
置２０は加圧ポンプ２５を有しており、同ポンプ２５に
はフロック形成槽１０の最下流に位置するｈ室の底面に
接続された環流管２１と流量調整弁２２を介して接続さ
れ、併せて流量調整弁２２を介して大気を吸引する吸気
管２４が接続されている。かくして、加圧ポンプ２５は
ｈ室内から導入された被処理水（処理水）内にエアーが
混入されることとなる。さらに、加圧ポンプ２５の吐出
側は導水管２６を介して余剰空気分離槽２７と接続され
ている。

【００１６】余剰空気分離槽２７は溶解しきれなかった
余剰空気を抜くための槽である。この余剰空気分離槽２
７は密封されたケーシング２８と、このケーシング２８
内に縦向きに配され前記導水管２６と連通する噴出管２
９とを備えてなる。また、余剰空気分離槽２７内の頂上
部には溶解しきれなかった余剰空気が貯まっている。そ
のため、この部分にリリーフバルブ３０を介して余剰空
気を大気に開放している。さらにまた、余剰空気分離槽
２７の側部には供給管３１の一端が接続され、他端側は
減圧弁３２を介して前記ノズル３３と接続されている。
かくして、ノズル３３には空気が溶解した処理水が供給
されることになるが、フロック形成槽１０内の被処理水
に対しては減圧弁３２にて大気圧にまで減圧されるた
め、ノズル３３からは微細な気泡を発生させることがで
きる。

【００１７】なお、フロック形成槽１０の最下流のｈ室
の側面にはオーバーフロー室１４が仕切り形成されてお
り、槽１０内の液面レベルが一定レベルに達したときに
はこのオーバーフロー室１４へ流し込んで、槽１０外へ
排水するようにしている。

【００１８】次に、上記のように構成された本実施形態
の作用効果を具体的に説明する。前記したように、フロ
ック形成槽１０へ流入される前に、被処理水は凝集剤が
混入されかつ急速撹拌される工程を経る。そして、図示
しないポンプによって被処理水は流入管１１を介して槽
１０内のａ室へ所定圧力をもって流入される。すると、
水中の凝集物は上流のａ室から最下流のｈ室まで各隙間
を通りながら上昇・下降を繰り返しながら流下する間
に、微小な凝集物同士が集合して徐々により大きな塊で
あるフロックと化してゆく。

【００１９】本実施形態では上記フロック形成過程の比
較的初期の段階に位置するｃ室において、ノズル３３か
ら微細な気泡が噴出される。すなわち、加圧ポンプ２５
ではｈ室から取り込まれた処理水にエアーが混入され、
その状態で余剰空気分離槽２７へ送られ、ここで余剰空
気が抜かれ、その後減圧弁３２で大気圧にまで減圧され
た状態でノズル３３へ供給されるため、ノズル３３から
は微細な気泡として槽１０内に噴出される。

【００２０】ところで、気泡が供給されるｃ室において
は、まだ槽１０内の流速も比較的速く、かつ流入管１１
からの経路長さも短いため、凝集物同士の凝集も進んで
おらず、フロックとしてまだ未成熟の段階である。した
がって、気泡はこの未成熟状態の小さな凝集物の表面に
付着する。このような気泡を付着させた凝集物同士が集
合して形成されたフロックは、表面のみならず内部にま
で気泡を取り込んだものとなり、大きな浮力を持つた
め、槽１０内の途中で浮遊することなく表面にまで確実
に浮上することができる。そして、大半のものはｃ室か
らｆ室に至るまでの上昇・下降を繰り返す間に、気泡を
取り込んだフロックを形成して水面に浮上する。かくし
て、浮上したフロックを回収してやれば、ｈ室に流下し
た段階では所望の処理水として流出管１２より排水され
る。

【００２１】以上のように本実施形態によれば、フロッ
クが成長初期に気泡と接触することでまず微細な凝集物
表面に気泡が付着した小さな凝集物が形成される。この
小型凝集物同士が相互に接触し合うことで表面のみでな
く内部にまで気泡を取込んだフロックを形成可能とな
る。そのため、フロックの浮力が増大し水面上へ確実に
浮上させることができるようになった。

【００２２】また、本実施形態ではフロック形成槽１０
内に迂回経路が形成され、経路長を確保するようにし
た。一方、発生させた気泡は微細であるため、前記迂回
経路を流れる水流は微細気泡の浮力に勝る。そのため気
泡は迂回経路に沿った流れに乗って槽１０全体に行き渡
る。このように凝集物との接触機会が増大したこともか
かるフロック形成に有効となっている。

【００２３】このように、フロック形成槽１０は従来の
緩速撹拌槽と浮上槽とを一体化した機能を有するもので
あるため、従来と比較して浄水システム全体としての構
成も簡素化される。

【００２４】＜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）本実施形態では気泡発生装置２０の環流管２１を
フロック形成槽１０の最下流のｈ室底面に接続している
が、ｆ室底面に設けてもよい。この場合の作用効果を以
下に説明する。

【００２５】フロック形成槽１０においては、凝集物を
効果的に浮上可能となったために、すばやい分離が行え
る。そのため、殆どのフロックがｆ室に流下する頃まで
には浮上していると考えられる。しかし、被処理水中に
発生させた気泡は全てフロック形成に利用される訳では
ないため、付着しきれなかった気泡は水中に浮遊してい
る。この残留気泡は単独で徐々に水面に浮上しながら下
流まで流下する。そのため、残留気泡の量はｈ室内より
ｆ室内の方が多い。そこで、被処理水をｆ室底面部から
気泡発生装置２０に循環させれば、気泡を含んだ空気溶
解水として再利用でき、空気溶解効率を向上させること
が可能となる。

【００２６】（２）本実施形態では被処理水の流路とな
る隙間を天井側と底面側に交互に設けて被処理水を上昇
・下降させたが、隙間を側壁の間に設定し被処理水を平
面方向に蛇行させるようにしてもよい。

【００２７】（３）本実施形態で発生させた微細な気泡
をオゾンや発生期の酸素によるものとしてもよい。この
場合の作用効果としては、被処理水の脱臭・殺菌を行う
ことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本実施形態における浄水システムの要部を示
す概要図

【図２】 従来例における水処理方法の工程を説明する
概念図

【符号の説明】

１０…フロック形成槽 １３…区画板 ２０…気泡発生装置 ３３…ノズル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鳥居 宏好 愛知県豊田市下林町３―32―１ 株式会社 三重設計内 Ｆターム(参考） 4D015 BA22 BB05 CA01 EA33 4D037 AA11 AB02 AB18 BA03 BA04 BB04 CA08

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 不純物を含んだ被処理水に凝集剤を投入
   して撹拌混合させることで凝集物を成長させてフロック
   とし、このフロックを浮上させて回収する浄水方法であ
   って、 前記フロックの成長初期に前記凝集物に気泡を付着させ
   ることを特徴とする浄水方法。
2. 【請求項２】 被処理水と凝集剤とを撹拌混合させなが
   ら上流側から下流側へと流下させる過程で凝集物をフロ
   ック化させるフロック形成槽を有する浄水装置であっ
   て、 前記フロック形成槽の上流側には気泡発生手段が配され
   ていることを特徴とする浄水装置。
3. 【請求項３】 前記フロック形成槽内に複数の区画板を
   前記被処理水の流下方向に沿って互い違いとなるように
   配することで、蛇行流路が形成されていることを特徴と
   する請求項２記載の浄水装置。