JP2006281059A

JP2006281059A - 沈殿槽

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Publication number: JP2006281059A
Application number: JP2005102846A
Authority: JP
Inventors: Rajibu Goeru; ラジブゴエル
Original assignee: Kurita Water Industries Ltd
Current assignee: Kurita Water Industries Ltd
Priority date: 2005-03-31
Filing date: 2005-03-31
Publication date: 2006-10-19
Anticipated expiration: 2025-03-31
Also published as: JP4696646B2

Abstract

【課題】比較的簡易な構成でありながら固形分の沈降分離特性に優れた沈殿槽を提供する。
【解決手段】原水はフィードウェル１２内に供給され、その下端とプレート１０との間から放射方向に流出する。原水は、その後槽体１１の内周壁面１１ｂに沿って流れ、溢流堰１５を溢流し、清澄水排出管１６より排出される。この槽体内周壁面１１ｂに沿って流れる間に、傾斜板１４同士を間を流れることにより、効率良く沈降分離処理がなされる。沈降物は、内周壁面１１ｂから槽体底面１１ａに沿って流れ、ピット状の排出部１３に流れ込み、ここから槽体１１外へ排出される。槽体の水深Ｈ_１は１００〜４００ｃｍ、フィードウェル１２の下端の高さＨ_２は２０〜８０ｃｍである。
【選択図】図１

Description

本発明は、原水を沈降分離処理するための沈殿槽（沈降分離装置）に係り、特に槽体の中央部に供給された原水の少なくとも一部が槽体の内周壁面に沿って上昇して清澄水となり、この清澄水が溢流部から流出するよう構成された沈殿槽に関する。

沈降分離装置には、自然沈降分離装置、傾斜沈降分離装置、凝集沈殿分離装置などがある（水処理管理便覧，丸善株式会社，平成１０年９月３０日発行，第１３０頁表２・１２参照）。同書第１３１頁２・３・３の通り、自然沈降分離装置には、長方形と円形とがあり、長方形は通常水平流で横流式沈殿池とよばれ、円形沈降装置は上向流と水平流式とがあり、清澄を目的とした場合には水平流式が採用されている。

横流式沈殿池は、密度流が発生しやすく、流入、流出整流壁や中間整流壁を設けて流れを均一化して分離効率の向上を図っている。円形沈降装置は、沈降スラッジの集泥が容易である。円形沈殿槽の構造例（同書第１３１頁図２・２２）を第５図に示す。この円形沈殿槽にあっては、槽体１の中央に設けられたセンターウェル（フィードウェル）２に原水供給管３を介して供給された原水が、該センターウェル２の下部から槽体１の下部に広がり、次いで槽体１内を上昇してこの間に固形分が沈降分離され、清澄水が溢流堰４を溢流して槽体外に流出する。沈降した汚泥は、駆動装置５によって回転駆動される集泥用レーキ６によって排泥部７に集められ、排出管８を介して排出される。

特開平１０−１６５７１４号には、このフィードウェルの下端に対峙して、原水流れを放射方向にするためのプレートを設けることが記載されている。

傾斜沈降分離装置は、沈降槽内に傾斜板や水平板を挿入したものであり、板の下面に清澄液が生成し、挿入面積分だけ沈降面積が多くなり、清澄液の生長速度が速くなるという原理を用いている。したがって、板の挿入面積に比例して分離面積を大きくすることができ、水面積負荷（ｍ^３／ｍ^２ｈ）を小さくできるので、沈降速度の小さい粒子の分離が可能となる。

この傾斜板を備えた沈殿槽は、実公平５−４５３６３号公報、特開平５−２００２０５号公報等に記載されている。
水処理管理便覧，丸善株式会社，平成１０年９月３０日発行特開平１０−１６５７１４号公報実公平５−４５３６３号公報

従来は、槽体中央にフィードウェルを設けた沈殿槽においては、フィードウェル出口（下端）を低い位置に設けると沈降汚泥を巻き上げてしまうという懸念があり、比較的高い位置にフィードウェル出口を設けていたが、本発明者は、種々の研究の結果、フィードウェル出口の最適な高さは従来想定されていた高さよりもかなり低い位置にあることを見出した。

本発明は、フィードウェルの高さが適切であり、効率よく固形分が分離される沈殿槽を提供することを目的とする。

請求項１の沈殿槽は、槽体の中央部のフィードウェルから該槽体内に供給された原水の少なくとも一部が、該槽体の内周壁面に沿って上昇し、該槽体上部の溢流部から清澄水となって流出する沈殿槽において、該槽体の平均水深が１００〜４００ｃｍであり、該フィードウェルの下端に対峙して水の流れ方向変更用のプレートが設けられており、該プレート上面の槽体底面からの高さが２０〜８０ｃｍであることを特徴とするものである。

請求項２の沈殿槽は、請求項１において、前記フィードウェルと前記プレートとの間から放射方向に流出する原水の水平方向の線速度が４〜１０ｃｍ／ｓｅｃであることを特徴とするものである。

請求項３の沈殿槽は、請求項１又は２において、該槽体の内周壁面に沿って傾斜板を設けたことを特徴とするものである。

請求項４の沈殿槽は、請求項３において、前記槽体の底部に、槽体底面に沿って回転する集泥用レーキが設けられており、前記傾斜板は、上部が該集泥用レーキの回転方向の逆方向となるように傾斜していることを特徴とするものである。

請求項５の沈殿槽は、請求項１ないし４に記載の沈殿槽において、前記槽体の底面が水平であることを特徴とするものである。

なお、以下、前記プレート上面の槽体平均底面からの高さを『原水出口の高さ』ということがある。

フィードウェルの下端とプレートとの間の原水出口から排出された原水は、ＳＳを含むために原水出口周囲の処理水よりも重く、密度流が下向きに生じる。このため、フィードウェル出口の高さが８０ｃｍよりも高いと、槽体内の底部の汚泥部に乱流を起こしてしまい、汚泥界面が高くなり、処理水質が悪くなってしまう。また、原水出口の高さが２０ｃｍよりも低いと、濃縮汚泥中に直接水平方向の水流が流れ込むため、汚泥を巻き上げてしまうため、やはり処理水質が悪くなってしまう。

請求項１の通り、原水出口の高さを２０〜８０ｃｍにすると、スラッジブランケット中に略水平方向に被処理水を供給できるため、効率的な沈降分離を行うことができる。原水出口の高さは好ましくは２５〜６０ｃｍ、より好ましくは３０〜５０ｃｍである。

請求項２のようにフィードウェルの下端とプレートとの間の原水出口から放射方向に流出する原水の水平方向の線速度を４〜１０ｃｍ／ｓｅｃにすると、乱流が生じることなく効率的に固形分を沈降させることができる。

本発明の沈殿槽にあっては、槽体中央部に供給された原水の多くは、槽体底部に沿って槽体内周壁面に向って流れ、次いで該内周壁面に沿って上昇し、この間に固形分の沈降分離処理がなされ、清澄水が槽体上部の溢流部を溢流する。

請求項３では、この槽体内周壁面に傾斜板を設けているので、この槽体内周壁面に沿って水が上昇する間に効率よく沈降分離処理される。本発明では、傾斜板は槽体内周壁面に沿って設ければ足りるので、従来例に比べて傾斜板の設置枚数が少なくて済み、装置構成が簡易になると共に、装置構成コストも安価なものとしうる。

請求項４によると、固形分が傾斜板に当って沈降し易くなる。

請求項５では、槽体の外周側でも水深が大きく、該外周側でも沈降分離効率が高くなる。

以下、本発明の好ましい形態について説明する。第１図（ａ）は実施の形態に係る沈殿槽の縦断面図、第１図（ｂ）は第１図（ａ）のＢ−Ｂ線断面図、第２図（ａ）は第１図のII−II線矢視図、第２図（ｂ）は同（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。

この実施の形態に係る沈殿槽にあっては、槽体１１は円形であり、その槽体１１の中央部にフィードウェル１２が設置されている。このフィードウェル１２は上下両端が開放した円筒状であり、その上端部は槽体１内の水面位よりも上方に突出している。

このフィードウェル１２の下端に対峙して、フィードウェル１２からの原水の流れ方向を放射方向とするためのプレート１０が設けられている。この実施の形態では、プレート１０は水平円板状であり、後述のレーキシャフト２０に取り付けられている。

槽体１１の底面は水平であり、その中央部には、沈降した固形分を集めて排出するためのピット状の排出部１３が設けられている。

この槽体１１の内周壁面１１ｂに多数の傾斜板１４が設置されている。各傾斜板１４は、略長方形の平板状であり、その一長側辺が内周壁面１１ｂに接している。各傾斜板１４同士の間隔は一定であり、各傾斜板１４の傾斜角度θ（水平面に対する仰角）も同一である。この各傾斜板１４の傾斜角度θは４５゜〜８０゜特に約５５〜７０゜程度が好適である。傾斜板１４は、内周壁面１１ｂの全周にわたって設けられている。この実施の形態では、傾斜板１４の下端は槽体底面１１ａから所定距離上方に位置している。また、傾斜板１４の上端は、槽体１１の水面位よりも下方に位置している。傾斜板１４の横幅Ｌは槽体１１の半径の５〜３０％程度が好適であって、５〜２０％程度が特に好適である。

この傾斜板１４は、上部ほど後述のレーキ２３の回転方向Ｒと反対方向となるように傾斜している。傾斜板１４の下端と上端とのレベル差は液深Ｈ_１の２０〜８０％が好適であって、３０〜６０％が特に好適である。傾斜板１４の下端は、フィードウェル１２の下端と同レベル程度か好ましい。傾斜板１４同士の槽体内周壁面に沿う周方向の間隔は５〜１００ｃｍ特に１０〜５０ｃｍ程度が好ましい。

内周壁面１１ｂの上部に沿って溢流部としての溢流堰１５が設けられている。

槽体底面１１ａに沿ってレーキ板を回転させるようにレーキ装置が設けられている。このレーキ装置は、前記フィードウェル１２の軸心部分を通って上下方向に延設されたレーキシャフト２０と、該レーキシャフト２０の下部から放射方向に延設された支持アーム２１，２２と、該アーム２１，２２に取り付けられたレーキ板２３と、レーキシャフト２０の上端が連なった駆動装置（図示略）とを有する。

アーム２１，２１は槽体１１の直径方向に延在し、アーム２２，２２はこれと直交方向に延在している。レーキ板２３は、レーキが矢印Ｒ方向に回転したときに、槽体底面１１ａ上の堆積物を槽体底面１１ａの中央側へ移動させるように各アーム２１，２２の長手方向と斜交方向に配設されている。

この槽体１１の水深即ち槽体底面１１ａに対する溢流堰１５の上端の高さＨ_１は１００〜４００ｃｍであり、好ましくは１００〜２５０ｃｍである。

プレート１０の上面の槽体底面１１ａからの高さＨ_２は２０〜８０ｃｍであり、好ましくは２５〜６０ｃｍ特に３０〜５０ｃｍである。

フィードウェル１２の下端とプレート１０との間の原水出口から流出する原水の水平方向の線速度Ｖは４〜１０ｃｍ／Ｓ特に５〜８ｃｍ／Ｓ程度が好適である。

原水がフィードウェル１２内に供給されてからフィードウェル１２の下端とプレート１０との間の原水出口から放射方向に流出するまでのフィードウェル１２内での原水の滞留時間は２０〜６０秒程度が好適であり、３０〜４５秒程度が特に好適である。

原水は、フィードウェル１２内に対しその内周面の接線方向に６０〜１６０ｃｍ／ｓｅｃの線速度で導入されるのが好ましい。これにより、原水がフィードウェル１２を短絡的に下方へ直進することがなく、フィードウェル１２の下端とプレート１０との間から全方向へ均等に流出するようになる。

このように構成された沈殿槽１０において、原水はフィードウェル１２内に供給され、フィードウェル１２の下端とプレート１０との間の原水出口から放射方向に流出する。その後、原水は槽体内周壁面１１ｂに沿って流れ、溢流堰１５を溢流し、清澄水排出管より排出される。

フィードウェル１２下の原水出口から流出した原水が放射方向に流れる間に原水中から槽体底面１１ａ上に沈降した沈降物は、レーキがＲ方向に回転することにより、槽体底面１１ａ上を中心方向に沿って移動し、ピット状の排出部１３に落ち込み、排出される。

この実施の形態では、フィードウェル１２の下の原水出口高さを２０〜８０ｃｍとしているため、フィードウェル１２の下端とプレート１０との間の原水出口から放射方向に流出した原水は、スラッジブランケット中に流入するようになり、効率的に固形分が沈降分離されるようになる。

フィードウェル１２下の原水出口から放射方向に流れ、その後槽体内周壁面に達した原水がこの槽体内周壁面１１ｂに沿って流れる間に、傾斜板１４同士の間を流れることにより、効率良く沈降分離処理がなされる。この実施の形態では、傾斜板１４の傾斜方向が、レーキ回転方向Ｒと反対であるため、槽体１１内でレーキ回転方向に周回しながら傾斜板１４，１４間に入り込んだ固形物は、傾斜板１４の下向き面に当り、きわめて効率よく沈降分離されるようになる。沈降物は、内周壁面１１ｂから槽体底面１１ａに沿って流れ、ピット状の排出部１３に流れ込み、ここから槽体１１外へ排出される。

この実施の形態では、槽体底面１１ａを水平としており、槽体１１の外周側でも水深が深い。そのため、槽体１１の外周側での沈降分離効率が高いものとなる。

槽体底面１１ａが水平であるため、レーキ板２３によって沈降物が容易に中心側へ掻き寄せられ、排出部１３内へスムーズに集められる。

この実施の形態では、長いアーム２１に加え、短いアーム２２を設けているので、中心側に沈降物が多量に掻き寄せられてきても、スムーズに排出部１３へ落し込むことができる。

上記実施の形態では、槽体底面１１ａは水平であるが、中央に向って下り勾配となっていてもよい。この場合、水深やフィードウェル下端高さの基準となる槽体底面レベルは、該槽体底面の平均レベルであるとして扱えばよい。本明細書における底面とは、槽体底面が水平であるときには該槽体底面を示し、槽体底面が傾斜しているときには底面の中間高さ部分を示す。

この実施の形態では、傾斜板１４は一方向にのみ傾斜した単板状であるが、第３図のように、波形に屈曲した傾斜板１４Ａであってもよい。

本発明では、傾斜板１４同士（又は１４Ａ同士）の間にラシヒリング形状の多孔質充填体を充填し、傾斜板同士の間の流路を細かく分割してもよい。

本発明では、第４図の通り、アーム２１をレーキシャフト側が高位となるように傾斜させ、槽体中央側ほどレーキ板２３Ａの高さが大きくなるようにしてもよい。このようにすれば、掻き寄せられる沈降物がレーキ板２３Ａを乗り越えることが確実に防止される。

上記実施の形態では槽体１１は平面視形状が円形であるが、方形や五角形以上の多角形
、楕円形等であってもよい。

本発明は、排水処理のほか、各種プロセスでの沈殿槽にも用いることができる。

実施例１
図１に示す沈殿槽において、槽体１１の直径を１６０ｃｍ、水深Ｈ_１を１３５ｃｍ、フィードウェル１２の内径を３０ｃｍ、フィードウェル１２の下端とプレート１０との間隔Ｈ_３を５ｃｍとした。

原水としてはカルシウム化合物固体粒子を含む排水に高分子凝集剤を３ｍｇ／Ｌ添加したＳＳ濃度５ｇ／Ｌのものを用いた。原水をフィードウェル１２の上部に接線方向に線速度６０ｃｍ／ｓｅｃで導入した。フィードウェル１２とプレート１０との間からの放射方向の線速度は６ｃｍ／ｓｅｃである。

原水流量を１０ｍ^３／ｈ、沈降汚泥引抜量を２ｍ^３／ｈとした。上記間隔Ｈ_３を一定としたまま、原水出口の高さＨ_２を種々変えて原水を処理したときの槽体１１内の沈降汚泥の界面高さ、処理水ＳＳを測定した。結果を表１に示す。

実施例２
槽体の水深Ｈ_１を２２０ｃｍとしたこと以外は実施例１と同一の装置により原水出口の高さＨ_２を種々変えて同一の原水を処理した結果を表２に示す。

表１，２の通り、原水出口の高さを２０〜８０ｃｍ特に２５〜６０ｃｍとりわけ３０〜５０ｃｍとすることにより、処理水のＳＳ濃度が十分に低くなる。

実施の形態に係る沈殿槽の縦断図である。図２（ａ）は図１のII−II線矢視図、図２（ｂ）は同（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。別の実施の形態に設けられる傾斜板の側面図である。異なる実施の形態に係る槽体底部の縦断図である。従来の沈殿槽の縦断面図である。

符号の説明

１０プレート
１１槽体
１１ｂ槽体内周壁面
１２フィードウェル
１４，１４Ａ傾斜板
２０レーキシャフト
２１，２２支持アーム
２３，２３Ａレーキ板

Claims

槽体の中央部のフィードウェルから該槽体内に供給された原水の少なくとも一部が、該槽体の内周壁面に沿って上昇し、該槽体上部の溢流部から清澄水となって流出する沈殿槽において、該槽体の平均水深が１００〜４００ｃｍであり、該フィードウェルの下端に対峙して水の流れ方向変更用のプレートが設けられており、該プレート上面の槽体底面からの高さが２０〜８０ｃｍであることを特徴とする沈殿槽。
請求項１において、前記フィードウェルと前記プレートとの間から放射方向に流出する原水の水平方向の線速度が４〜１０ｃｍ／ｓｅｃであることを特徴とする沈殿槽。
請求項１又は２において、前記槽体の内周壁面に沿って傾斜板を設けたことを特徴とする沈殿槽。
請求項３において、前記槽体の底部に、槽体底面に沿って回転する集泥用レーキが設けられており、前記傾斜板は、上部が該集泥用レーキの回転方向の逆方向となるように傾斜していることを特徴とする沈殿槽。
請求項１ないし４に記載の沈殿槽において、前記槽体の底面が水平であることを特徴とする沈殿槽。