JP2003181207A - 凝集沈殿装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 大きな沈殿分離速度に設定しても、偏流を発
生させずに効果的にフロックを沈殿分離できる新規構造
の凝集沈殿装置を提供する。 【解決手段】 円筒形凝集沈殿装置の内側下部又は上部
に円筒形多孔部材を同心円状に設置し、同装置の周辺部
下部又は上部に凝集フロックを形成させた原水を接線方
向に流入させる流入部を設け、同装置の内壁と円筒形多
孔部材との間に形成される環状の空間に原水を旋回流で
流しながら、該円筒形多孔部材の孔を通すか、又は該円
筒形多孔部材の上端から該円筒形多孔部材の内部に流入
する前記水の流れを形成させ、該円筒形多孔部材の内側
を凝集フロック沈降分離ゾーンとし、該多孔部材の下部
に沈降凝集フロックの収集部を設けた凝集沈殿装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、下水などの排水
（以下「原水」ともいう）の高速凝集沈殿方法に関し、
特に有機性の懸濁粒子を含有する合流式下水道の雨天時
越流水（ＣＳＯと略称される）、又は下水処理施設に流
入する下水の凝集沈殿処理に好適な凝集沈殿装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】最近合流式下水道における雨天時越流水
（ＣＳＯ）の公共用水域への汚濁負荷が大きな問題にな
っている。また、下水処理施設に流入する下水は、まず
最初沈殿分離されたのち、活性汚泥処理されるが、最初
沈殿池のＳＳの除去率が悪いため、凝集剤を添加して凝
集沈殿処理する例が北欧で普及している。

【０００３】これら下水などの各種懸濁水を対象とした
従来の凝集沈殿処理法は、図３に示すように、ＰＡＣ、
塩化第２鉄などの無機凝集剤２とアニオン系高分子凝集
剤（アニオン性ポリアクリルアミド）４の組み合わせ
で、原水１に凝集フロック形成槽３中で凝集フロックを
形成させたのち、図示する構造の凝集沈殿装置２１に流
入させて沈殿処理している。

【０００４】図３において、凝集フロックを分散含有し
た原水５は、円筒形の凝集沈殿装置２１の上部から流入
し、中心のフィードウエル２２から下向きに噴出し、こ
の過程でフロックは成長を続けながら下降し、沈殿分離
される。フロックが分離された原水１は清澄処理水１２
として系外へ流出する。一方フロックは駆動機１１によ
り回転させられるレーキ１０で攪拌かき上げられながら
沈殿汚泥１３として系外へ排出される。なお、図３にお
いて１４は沈殿汚泥排出用開閉弁である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、図３の装置２
１では、沈殿分離速度を０．５ｍ／ｍｉｎ以上に設定す
ると、中心フィードウエル２２から下向きに噴出する水
流の慣性力が極めて大きいため、大規模な上昇偏流２３
が発生し、フロックがこの偏流２３に乗って処理水１２
にキャリオーバーする事態がどうしても避けられなかっ
た。

【０００６】本発明は、このような従来の問題点を解決
し、独自の装置構造を見出すことによって、大きな沈殿
分離速度に設定しても、偏流を発生させずに効果的にフ
ロックを沈殿分離できる新規構造の凝集沈殿装置を提供
することを課題とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の大
規模な上昇偏流の発生、及びフロックがこの偏流に乗っ
て処理水にキャリオーバーする事態を防止することを鋭
意検討し、凝集フロックを分散・混在させた原水を多孔
同心円部材の周りを旋回流として、原水の運動エネルギ
を分散させることにより、偏流が起きない状況でフロッ
クを効果的に沈降分離できることを見出した。本発明
は、このような知見に基づいてなされた。

【０００８】すなわち、本発明は、下記の構成より前記
の課題を解決した。 （１）円筒形凝集沈殿装置の内側下部に円筒形多孔部材
を同心円状に設置し、同装置の周辺部下部に凝集フロッ
クを形成させた原水を接線方向に流入させる流入部を設
け、同装置の内壁と円筒形多孔部材との間に形成される
環状の空間に原水を旋回流で流しながら、該円筒形多孔
部材の孔を通して該円筒形多孔部材の内部に流入する前
記水の流れと、該円筒形多孔部材の上端から同装置の上
部に流出する前記水の流れとを形成させ、該円筒形多孔
部材の内側を凝集フロック沈降分離ゾーンとし、同装置
の上部に分離水の出口を設け、該円筒形多孔部材の下部
に沈降凝集フロックの収集部を設けたことを特徴とする
凝集沈殿装置。

【０００９】（２）円筒形凝集沈殿装置の内側上部に円
筒形多孔部材を同心円状に設置し、同装置の周辺部上部
に凝集フロックを形成させた原水を接線方向に流入させ
る流入部を設け、同装置の内壁と円筒形多孔部材との間
に形成される環状の空間に原水を旋回流で流しながら、
該円筒形多孔部材の孔を通して該円筒形多孔部材の内部
に流入する前記水の流れと、該円筒形多孔部材の下端か
ら同装置の内部に流出する前記水の流れとを形成させ、
該円筒形多孔部材の内側を凝集フロック沈降分離ゾーン
とし、同装置の上部に分離水の出口を設け、該円筒形多
孔部材の下部に沈降凝集フロックの収集部を設けたこと
を特徴とする凝集沈殿装置。 （３）該円筒形多孔部材の周囲下部に空気散気部材を設
けたことを特徴とする前記（１）又は（２）記載の凝集
沈殿装置。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明を詳
しく説明する。ただし、本発明はこれらの実施態様のみ
に限定されるものではない。先ず、図１に示す装置につ
いて説明する。図３で示した構成要素と同一部分は同一
符号を用いて示す。原水１に無機凝集剤２が添加され、
凝集フロック形成槽３中で急速攪拌され凝集フロックが
形成され、高分子凝集剤４により架橋・凝集され強固に
なったフロックが分散された状態となった凝集物含有水
５は、図１の円筒形凝集沈殿装置６の周辺部の下部６ａ
において接線方向に流入する。前記装置６の内側には円
筒形多孔部材１が同心円状に設置され、接線方向に流入
した前記水５は、凝集沈殿装置６の内壁と円筒形多孔部
材７の間に形成される環状の空間８を旋回流となって流
れながら上昇してゆく。この過程でフロックは、水流に
よる緩速攪拌が行われて成長を続け、大粒径のフロック
が形成される。このため、前記の環状の空間８はフロッ
ク成長ゾーンＡを形成する。前記水５の一部は、多孔部
材７の孔を通過して、円筒形多孔部材７の内部の沈殿ゾ
ーンＣに流入する。

【００１１】残りの水５は、多孔部材７の上端部７ａに
達し、そこから装置６の全断面積にわたって広がって上
昇する関係で、上昇速度が低下し、ゆっくりと回転しな
がらかつ上昇するので、凝集フロックは十分に沈降分離
されて、清浄な上澄み水として装置６の上部に達し、そ
こから処理水１２として流出する。円筒形多孔部材７の
孔の大きさは、フロックが閉塞することなく、かつ孔を
通過する際にフロック破壊が起きないような大きさにし
ておくことが重要で、０．０５〜５０ｍｍ（好ましくは
０．１〜１０ｍｍ）が好適範囲である。また多孔率（部
材１ｍ²あたりの孔の面積率）は５０〜７０％程度が好
適である。なお、孔の閉塞対策として円筒形多孔部材７
の周囲下端部に、散気管９を同心円状に沿った配置で設
置しておき、間欠的に少量の空気を散気すると、気泡の
引き起こす上昇水流によって、孔の閉塞を効果的に防止
できる。

【００１２】この結果、前記水５の運動エネルギは一個
所に集中することなく、十分に分散され、多孔部材７の
上端部７ａに達してから、偏流が起きることなく、多孔
部材７の内部に形成する円筒状沈殿ゾーンＣに凝集フロ
ックが沈殿してゆく。なお沈殿ゾーンＣには多孔部材７
の孔から流入した水５の一部による上昇流が存在する
が、その上昇流速は凝集フロックの沈降速度よりも小さ
く設定されているので、多孔部材７の上端部７ａに達し
たフロック及び多孔部材７の孔から流出し上昇してきた
フロックは、沈降ゾーンＢと沈殿ゾーンＣを沈降し、装
置底のコーン部に堆積する。そして、コーン部に堆積し
たフロックは駆動機（モータ）１１によって回転される
レーキ１０によって掻き上げられながら、開閉弁１４を
開くことにより濃縮汚泥１３として系外へ排出される。

【００１３】次に、他の好適な実施例を図２を参照して
説明する。図２は、円筒形多孔部材７を、凝集沈殿装置
６の上部に設置するものである。原水１に無機凝集剤２
が添加され、フロック形成槽３中で急速攪拌され、さら
に高分子凝集剤４が添加されることにより凝集フロック
が形成されて、図２の円筒形凝集沈殿装置６の上部の周
辺部６ｂにおいて接線方向に流入する。凝集沈殿装置６
の内側の上部には円筒形多孔部材７が同心円状に設置さ
れ、前記装置６の上部周辺部６ｂから接線方向に流入し
た前記水５は、図２に示す凝集沈殿装置６の内壁と円筒
形多孔部材７の間に形成される環状の空間８を旋回流と
なって流れながら下降してゆく。この過程でフロック
は、水流による緩速攪拌が行われて成長を続け、大粒径
のフロックが形成される。前記水５の一部は、多孔部材
７の孔を通過して、円筒形多孔部材７の内側の中心部の
沈降分離ゾーンＤに流入し、フロックが沈殿分離され
る。

【００１４】残りの前記水５は、多孔部材７の下端部７
ｂに達し、原水流入運動エネルギが十分分散された状態
で沈殿ゾーンＥに流入し、凝集フロックの大部分が沈殿
ゾーンＥにおいて沈殿され、前記水５が円筒形多孔部材
７の内側に入って上昇するときに残る一部のフロックが
沈降分離ゾーンＤにおいて沈降分離され、清澄となった
水は前記装置６の上部から処理水１２として流出する。
そして、コーン部に堆積したフロックは駆動機（モー
タ）１１によって回転されるレーキ１０によって掻き上
げられながら、開閉弁１４を開くことにより濃縮汚泥１
３として系外へ排出される。

【００１５】

【発明の効果】本発明によれば、以下に示す顕著な効果
が得られる。 （１）下水などの懸濁粒子含有水を、沈降分離速度を
０．５ｍ／ｍｉｎ以上と極めて大きくとって凝集沈殿す
る場合、従来装置のように凝集原水が中心のフィードウ
エルから集中して流入しないので、原水の運動エネルギ
が十分分散され、偏流が起きない状況でフロックを沈殿
ゾーンに導くことができる。このため沈降分離速度を大
きくとっても、偏流が起きずにフロックを効果的に沈降
分離できる。したがって、ＣＳＯのように雨天時に大量
の汚水が短時間に排出される性格がある汚水を、極めて
コンパクトな装置で除濁処理できる。 （２）凝集原水が装置周辺部を旋回流となって流れて上
昇してゆく過程で、水流によるフロック成長を進ませる
ことができるので、フロック成長のための緩速攪拌槽を
別個に設置する必要がない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の凝集沈殿装置の一実施態様の概略説明
図である。

【図２】本発明の凝集沈殿装置の別の実施態様の概略説
明図である。

【図３】従来の中心フィードウエル式凝集沈殿装置の概
略説明図である。

【符号の説明】

１ 原水 ２ 無機凝集剤 ３ 凝集フロック形成槽 ４ 高分子凝集剤 ５ 凝集物含有水 ６ 凝集沈殿装置 ６ａ、６ｂ 周辺部 ７ 円筒形多孔部材 ７ａ 上端部 ７ｂ 下端部 ８ 環状空間 ９ 散気部材 １０ レーキ １１ 駆動機（モータ） １２ 処理水 １３ 濃縮汚泥 １４ 開閉弁 ２１ 凝集沈殿装置 ２２ フィードウエル ２３ 大規模偏流 Ａ 凝集成長ゾーン Ｂ 沈降分離ゾーン Ｃ 沈殿ゾーン Ｄ 沈降分離ゾーン Ｅ 沈殿ゾーン

───────────────────────────────────────────────────── 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 ＺＡＢ Ｂ０１Ｄ 35/02 Ｆ Ｆターム(参考） 4D015 BA22 BA29 BB05 DA04 DA13 EA06 EA32 EA35 4D064 AA05 BC21 BC23 BC26 DC05

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 円筒形凝集沈殿装置の内側下部に円筒形
   多孔部材を同心円状に設置し、同装置の周辺部下部に凝
   集フロックを形成させた原水を接線方向に流入させる流
   入部を設け、同装置の内壁と円筒形多孔部材との間に形
   成される環状の空間に原水を旋回流で流しながら、該円
   筒形多孔部材の孔を通して該円筒形多孔部材の内部に流
   入する前記水の流れと、該円筒形多孔部材の上端から同
   装置の上部に流出する前記水の流れとを形成させ、該円
   筒形多孔部材の内側を凝集フロック沈降分離ゾーンと
   し、同装置の上部に分離水の出口を設け、該円筒形多孔
   部材の下部に沈降凝集フロックの収集部を設けたことを
   特徴とする凝集沈殿装置。
2. 【請求項２】 円筒形凝集沈殿装置の内側上部に円筒形
   多孔部材を同心円状に設置し、同装置の周辺部上部に凝
   集フロックを形成させた原水を接線方向に流入させる流
   入部を設け、同装置の内壁と円筒形多孔部材との間に形
   成される環状の空間に原水を旋回流で流しながら、該円
   筒形多孔部材の孔を通して該円筒形多孔部材の内部に流
   入する前記水の流れと、該円筒形多孔部材の下端から同
   装置の内部に流出する前記水の流れとを形成させ、該円
   筒形多孔部材の内側を凝集フロック沈降分離ゾーンと
   し、同装置の上部に分離水の出口を設け、該円筒形多孔
   部材の下部に沈降凝集フロックの収集部を設けたことを
   特徴とする凝集沈殿装置。
3. 【請求項３】 該円筒形多孔部材の周囲下部に空気散気
   部材を設けたことを特徴とする請求項１又は請求項２記
   載の凝集沈殿装置。