JP2007069189A - 沈殿槽 - Google Patents

Abstract

【課題】フィードウェルから流出する水の流れ方向を変更するための水平なプレート上から堆積物を落下させる手段を備え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。プレート１０はフィードウェル１２に固定されている。プレート１０の上面に沿って回転して堆積物を払い落とすレーキ９が設けられている。
【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。

沈殿槽として、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よう構成したものが周知である。また、このフィードウェルの下端に対峙して水平にプレートを設け、フィードウェルからの流出水の流れ方向を放射方向に変更するよう構成することが公知である（特開２００５−６６５３３号）。

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円錐形のプレートを設けることが記載されている。
特開平１０−１６５７１４号公報 特開２００５−６６５３３号公報

特開平１０−１６５７１４号のようにプレートを円錐形とした場合には、プレート上に堆積物は溜りにくい。ところが、プレートを円錐形としたのでは、フィードウェルからの水の流れ方向を水平方向に変更する作用が弱い。

特開２００５−６６５３３号公報のように、プレートを水平とした場合には、フィードウェルからの水の流れ方向を水平方向に変更する作用に優れたものとなるが、プレート上に堆積物が溜り易くなる。

本発明は、フィードウェルから流出する水の流れ方向を変更するための水平なプレート上から堆積物を落下させる手段を備えた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であって、該フィードウェルの下端に対峙して水の流れ方向を変更するためのプレートが水平に設けられている沈殿槽において、該プレート上の堆積物を落下させる堆積物落下手段として、該プレートの上面に沿ってプレートと相対的に回転するレーキを設けた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、前記レーキは、該プレートの上面に沿って回転する回転レーキ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において、前記プレートを前記フィードウェルの軸心線回りに回動させる回動手段が設けられており、前記レーキは、該プレートの上面に沿って延設された固定レーキである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２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、前記回転レーキは、該集泥用レーキと一体に回転するように設けられ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、前記プレートは、該集泥用レーキと一体に回転するように設けられていることを特徴とするものである。

請求項６の沈殿槽は、請求項２又は４において、前記回転レーキの先端に、前記フィードウェルの下端に沿って回転する起立片を設けたことを特徴とするものである。

請求項７の沈殿槽は、請求項３又は５において、前記プレートの外周縁部に、前記フィードウェルの下端に沿って回転する起立片を設けたことを特徴とするものである。

なお、本発明では、該槽体の平均水深が１００〜４００ｃｍであり、該プレート上面の槽体底面からの高さが２０〜１５０ｃｍであることが好ましい。

また、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であることが好ましい。

本発明の沈殿槽は、槽体の内周壁面に沿って傾斜板を設けてもよい。槽体の底部に、槽体底面に沿って回転する集泥用レーキを設けた場合には、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が望ましい。

本発明では、槽体の底面が水平であることが望ましい。

本発明では、プレートと相対的に回転するレーキを設けており、このレーキによってプレート上の堆積物を落下させることができる。

本発明では、レーキを回転させてもよく、レーキは固定式としておきプレートを回転させるようにしてもよい。いずれの場合でも、プレート上の堆積物はレーキによってプレートの縁部に掻き寄せられてプレート上から落下する。

槽体底面に集泥用レーキを設けた場合には、この集泥用レーキと回転レーキ又はプレートとを一体に回転させるように構成してもよい。このようにすれば、駆動系統をまとめ、構成の簡素化を図ることができる。

回転レーキの先端又はプレートの外周縁部にフィードウェルの下端に沿って回転する起立片を設けることにより、フィードウェルからの水の流出口に付着する汚泥を除去することができる。

なお、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１５０ｃｍ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、処理水質が悪くなるおそれがある。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るおそれがある。

原水出口の高さを２０〜１５０ｃｍにすると、スラッジブランケット表面上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。

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。この槽体内周壁面に傾斜板を設けた場合には、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、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。

この傾斜板の傾斜方向を集泥用レーキの回転方向と逆方向とすることにより、固形分が傾斜板に当って沈降し易くなる。

本発明では、槽体の底面を水平とすることにより、槽体の外周側でも水深が大きくなり、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。第３図はフィードウェルの下部の斜視図、第４図は第３図のIV−IV線断面図、第５図はシャフト及び回転レーキの斜視図である。

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１１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、フィードウェル１２の下部に対し連結板１２ａを介して連結されている。

このプレート１０の中央部には、後述のレーキシャフト２０が貫通した開口１０ａが設けられている。この開口１０ａとレーキシャフト２０との間は、ラバーシール８（第４図）によって封じられている。

このプレート１０の上面に沿って回転し、プレート１０上の堆積物を落下させるためのレーキ９が該レーキシャフト２０に取り付けられている。この実施の形態では、レーキ９は該レーキシャフト２０から放射方向に２本延設されているが、１本又は３本以上であってもよい。レーキ９の先端は、プレート１０の外周縁の直近にまで延在している。

レーキ９とプレート１０との間には若干の隙間があいている。

前記連結板１２ａはプレート１０の外周端面に溶接等により固着されており、回転するレーキ９が当らないよう構成されている。

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、上部ほど後述の集泥用レーキ板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固体粒子の堆積や付着による閉塞を防ぐために５ｃｍ以上であることが好ましく、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２３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（フランジ１２ｆ）とプレート１０との間の原水出口の上下間隔Ｈ_３は、この原水出口から流出する原水の水平方向の線速度Ｖが４〜１０ｃｍ／ｓｅｃ特に５〜８ｃｍ／ｓｅｃ程度となるように設定するのが好適である。

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。

このプレート１０の上面に堆積した汚泥等の堆積物は、レーキシャフト２０と一体的に回転するレーキ９によってプレート１０の外周縁から払い落される。

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表面上部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。

本発明では、第６，７図に示すように、レーキ９の先端に起立板９ａを設けてもよい。この起立板９を設けることにより、プレート１０の周縁部に集まる汚泥を掻き落すことができる。

第８図は別の実施の形態に係る沈殿槽のフィードウェル下部付近を示す斜視図、第９図は第８図のIX−IX線断面図である。

この実施の形態では、レーキシャフト２０にプレート１０が固着され、プレート１０がレーキシャフト２０と一体に回転するようになっている。レーキ９Ａは、プレート１０の上面に沿って該プレート１０の直径方向に延在している。レーキ９Ａの先端側の突片９ｂがフィードウェル１２の下部に固着されている。レーキ９Ａとプレート１０との間には若干の間隙があいている。レーキ９Ａの求心方向の端部は、レーキシャフト２０の外周面の直近に位置している。レーキ９Ａの放射方向の先端はプレート１０の外周縁部に達している。

この実施の形態でも、レーキシャフト２０の回転に伴ってプレート１０に対しレーキ９Ａが相対的に回転することにより、プレート１０上の堆積物がレーキ９Ａによって払い落される。

上記実施の形態では、傾斜板１４は一方向にのみ傾斜した単板状であるが、第１０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１１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。 フィードウェル下部の斜視図である。 図３のIV−IV線断面図である。 レーキ及びレーキシャフトの斜視図である。 さらに別の実施の形態におけるフィードウェル下部の縦断面図である。 図６の実施の形態におけるレーキ及びレーキシャフトの斜視図である。 さらに異なる実施の形態におけるフィードウェル下部の斜視図である。 図８のIX−IX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。

符号の説明

８ ラバーシール
９，９Ａ レーキ
９ａ 起立片
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 (7)

1. 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であって、
   該フィードウェルの下端に対峙して水の流れ方向を変更するためのプレートが水平に設けられている沈殿槽において、
   該プレート上の堆積物を落下させる堆積物落下手段として、該プレートの上面に沿ってプレートと相対的に回転するレーキを設けたことを特徴とする沈殿槽。
2. 請求項１において、前記レーキは、該プレートの上面に沿って回転する回転レーキであることを特徴とする沈殿槽。
3. 請求項１において、前記プレートを前記フィードウェルの軸心線回りに回動させる回動手段が設けられており、
   前記レーキは、該プレートの上面に沿って延設された固定レーキであることを特徴とする沈殿槽。
4. 請求項２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、
   前記回転レーキは、該集泥用レーキと一体に回転するように設けられていることを特徴とする沈殿槽。
5. 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、
   前記プレートは、該集泥用レーキと一体に回転するように設けられていることを特徴とする沈殿槽。
6. 請求項２又は４において、前記回転レーキの先端に、前記フィードウェルの下端に沿って回転する起立片を設けたことを特徴とする沈殿槽。
7. 請求項３又は５において、前記プレートの外周縁部に、前記フィードウェルの下端に沿って回転する起立片を設けたことを特徴とする沈殿槽。

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