JP2007307480A - 沈殿処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】沈殿処理の処理能力及び処理効率を向上することが可能な沈殿処理装置を提供する。
【解決手段】沈殿槽２に設置される沈殿処理装置１であって、水平面に対して傾斜した複数の傾斜板を所定間隔をおいて積層した複数の傾斜板ユニット３と、各傾斜板ユニット３に被処理水ｗを供給する供給手段である導入管４及び複数の給水用枝管５と、を備え、傾斜板ユニット３は、沈殿槽２内の複数の領域に配置されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、沈殿槽に設置される沈殿処理装置に関する。

各種水処理施設の設備の一つとして、被処理水の浮遊物質などを沈殿させるための沈殿槽（沈殿池）が知られている。このような沈殿槽では、被処理水を上流から下流に向かって流す間に沈殿処理を行うが、処理能力を向上させるために化学的処理が施されるほか、非特許文献１に示されるような種々の傾斜板装置を設置することが提案されている。この文献に記載の傾斜板装置では、被処理水の流れ方向周りに傾斜した複数の傾斜板を流れ方向と交差する方向に所定間隔をおいて配置している。この装置を沈殿槽に設置すると、被処理水における沈殿面積が大きくなるため、沈殿工程が短時間で済み沈殿槽の流れ方向の距離を短縮することができる。その結果、処理効率が向上する。
水道施設設計指針（２０００年版）、社団法人日本水道協会、平成１２年３月３１日、ｐ１９４−１９９

ところで、上記のような傾斜板は、有効に機能する長さが限られており、それより長くしても処理能力は向上しない。そのため、既存の沈殿槽に、傾斜板を取り付ける場合、沈殿槽の長さが傾斜板より長いと、残りのスペースが無駄になるという問題がある。そこで、傾斜板の長さを沈殿槽に合わせて長くすることも考えられるが、上述したように、有効に機能する長さは限られているので、延長した部分は機能せず、無駄になってしまう。一方、傾斜板を備えた沈殿槽を新たに建設する場合には、傾斜板が有効に機能する長さに合わせて沈殿槽の長さを設計することができるが、敷地の形状などによっては沈殿槽の形状などが制限され、傾斜板を効率的に配置できない場合がある。したがって、種々の形状の沈殿槽でも効率良く配置できるとともに、既存の沈殿槽にも設置できる傾斜板が要望されていた。

本願発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、沈殿処理の処理能力及び処理効率を向上することが可能な沈殿処理装置を提供することを目的とする。

本発明は、沈殿槽に設置される沈殿処理装置であって、上記問題を解決するためになされたものであり、水平面に対して傾斜した複数の傾斜板を所定間隔をおいて積層した複数の傾斜板ユニットと、前記各傾斜板ユニットに被処理水を供給する供給手段と、を備え、前記傾斜板ユニットは、前記沈殿槽内の複数の領域に配置されている。

この構成によれば、次の効果を得ることができる。傾斜板を用いた沈殿処理においては、有効に機能する傾斜板の長さが限られており、それより長くしても処理能力が向上することはないといわれている。そこで、本発明では、沈殿槽内の複数の領域に傾斜板ユニットを配置し、供給手段により各傾斜板ユニットに被処理水を供給するようにしているため、各傾斜板ユニットのサイズを適正化することで各傾斜板ユニットを有効に機能させることできる。したがって、既存の沈殿槽に設置しても沈殿槽内のスペースを無駄なく活用することが可能となる。また、新たに沈殿槽を建設する場合でも、沈殿槽に導入される被処理水を複数に分けて各傾斜板ユニットで処理しているために、種々の形状の沈殿槽にも効率的に傾斜板ユニットを配置することができ、沈殿槽の形状に自由度を持たせることを可能とする。その結果、処理効率及び処理能力を向上させることができる。

なお、傾斜板ユニットの構成は、特には限定されず、傾斜板を上流から下流に向かって上方を向くように傾斜するように配置したり、或いは、傾斜板を上流から下流に向く軸線周りに傾斜させるように構成したり、さらには傾斜板をフィン付き傾斜板とすることもできる。

上記供給手段は、種々の構成をとることができるが、例えば、沈殿槽における被処理水の供給源から前記各傾斜板ユニットへ延びる導入管と、導入管と連通し、傾斜板ユニットにおける被処理水の導入部を覆うように配置され、導入部を向く多数の給水孔が形成された給水部とで構成することができる。このように、傾斜板ユニットの導入部を覆うように給水部を配置し、この給水部に多数の給水孔を形成することにより、整流効果を得ることができるので、供給手段から傾斜板へ被処理水を一様に分布させて供給することができる。その結果、沈殿効果を向上させることができる。ここで、各給水孔の大きさや数などを調整することで、傾斜板ユニットへ供給される被処理水の供給量や流速などを調整でき、ひいては、処理槽内の被処理水の流れを調整することができる。

上記給水部は、例えば、次のように構成することができる。すなわち、給水部を、平行に並ぶ複数の枝管で構成し、各枝管の外周面に給水孔を形成したものを用いることかできる。

また、上記装置において、傾斜板ユニットを通過した被処理水を流入し、沈殿槽の外部へ排出する排出手段をさらに設けることができる。こうすることで、処理後の被処理水を効率的に沈殿槽の外部に排出することができる。

上記排出手段は、種々の構成をとることができるが、例えば、各傾斜板ユニットから沈殿槽の外部へ延びる導出管と、導出管と連通し、傾斜板ユニットにおける被処理水の排出部を覆うように配置され、排出部を向く多数の流出孔が形成された流出部とで構成することができる。このように、傾斜板ユニットの排出部を覆うようにこの流出部に多数の流出孔を形成することにより、整流効果を得ることができるので、傾斜板ユニットからの被処理水を一様に分布させて排出させることができる。その結果、沈殿効果を向上させることができる。ここで、各流出孔の大きさや数などを調整することで、傾斜板ユニットから排出される被処理水の流入量や流速などを調整でき、ひいては、処理槽内の被処理水の流れを調整することができる。

上記流出部は、例えば平行に並ぶ複数の枝管で構成されており、枝管の外周面に流出孔を形成したものを用いることができる。

本発明に係る沈殿処理装置によれば、沈殿処理の処理能力及び処理効率を大きく向上することができる。

以下、本発明に係る沈殿処理装置の実施形態について図１〜４を参照しつつ説明する。図１は本実施形態による沈殿処理装置１が沈殿槽２に設置されたときの平面図、図２は図１のＡ−Ａ線断面図、図３は図１のＢ−Ｂ線断面図、図４は給水用枝管５と流出用枝管８を詳細に示した斜視図である。なお、以下の説明では、図１及び図２の左右方向を「長さ方向」、左側を「上流側」、及び右側を「下流側」と、図１の上下方向を「幅方向」と、図３の左右方向を「幅方向」と称し、これを基準に説明していく。

図１及び２に示すように、本実施形態に係る沈殿処理装置１は水処理を行う沈殿槽２内に設置されている。まず、沈殿槽について説明する。この沈殿槽２は、平面視矩形状であり、長さ方向に延びる側壁２３と幅方向に延びる側壁と底面２５とで画定されている。沈殿槽２の上流側の端部には、例えば各家庭や工場などから排出された被処理水ｗが流入する供給室（供給源）２１が形成されている。一方、下流側の端部には、処理後の水が送られる排出室２２が形成されている。排出室２２には堰部２６が形成されており、排出室２２に溜められた被処理水ｗの内、堰部２６を超えた水が沈殿槽２の外部へと流出する。また、図示を省略するが、沈殿槽２の底面２５には沈殿処理装置１によって沈殿した沈殿物を掻き寄せるための掻寄機が設置されている。

次に、沈殿処理装置１について説明する。本実施形態に係る沈殿処理装置１は、沈殿槽２内に配置される４つの傾斜板ユニット３、すなわち上流側から下流側に所定間隔をおいて並ぶ第１、第２、第３及び第４傾斜板ユニット３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄを備えている。そして、供給室２１と各傾斜板ユニット３の間には、被処理水ｗを導入する導水ユニット６が設けられている。また、各傾斜板ユニット３と排出室２２との間には、各傾斜板ユニット３で処理された水を排出する排水ユニット９が設けられている。なお、各傾斜板ユニット３の長さは、被処理水ｗを沈殿処理するのに必要なだけのサイズとしている。

図３に示すように、各傾斜板ユニット３は、長さ方向周りに傾斜した複数の傾斜板３１で構成されている。より詳細に説明すると、この傾斜板ユニット３は、上下方向に並ぶ４つの段で構成されており、各段では、一方向に傾斜した複数の傾斜板３１が幅方向に所定間隔をおいて並んでいる。そして、各段の傾斜板は、傾斜の方向が互い違いになるように配置されており、隣接する各段の傾斜板３の端部同士が近接するよう配置されている。これにより、各段の傾斜板３１間の隙間３４が、上下方向に連通している。また、図１及び図４に示すように、各傾斜板ユニット３の上流側又は下流側の端面が、被処理水ｗが流入する導入面（導入部）３２、または被処理水ｗが排出される排出面（排出部）３３を構成している。

被処理水ｗ中の浮遊物質は、被処理水ｗの流れに伴って傾斜板３１上に沈殿していくが、上記のような傾斜板ユニット３を設置することで、沈殿面積が大きくなる。その結果、沈殿能力が向上するため、浮遊物質を沈殿処理するために必要な被処理水ｗが流れる距離を短くすることができる。また、傾斜板３１間の隙間３４は、上下方向に連通しているため、傾斜板３１上に沈殿した浮遊物質は、この隙間３４を伝って沈殿槽２の底面２５に落下し、堆積していく。なお、傾斜板ユニットとしてはこの他にも幅方向周りに傾斜して複数枚積層されたものなど種々の傾斜板ユニットを使用することができる。

続いて、導水ユニット６について説明する。本実施形態に係る導水ユニットは、２つの導入管４と、各導入管４に連結されている給水用枝管５とで構成されている。各導入管４、つまり第１導入管４ａと第２導入管４ｂは、供給室２１から側壁２３に沿って長さ方向に延びる本管部４１と、その先端から幅方向全体に延びる案内管部４２とで構成され、全体として平面視はＬ字状に形成されている。第１導入管４ａは、供給室２１から沈殿槽２の底面２５に沿って配置されており、その本管部４１ａは第１及び第２傾斜板ユニット３ａ，３ｂとの間の位置まで延び、これらの間に案内管部４２ａが延びている。一方、第２導入管４ｂは、第１導入管４ａの本管部４１ａの上方を通り、それより下流側では底面２５に沿って第３及び第４傾斜板ユニット３ｃ，３ｄの間まで延びている。そして、これら傾斜板ユニットの間に案内管部４２ｂが延びている。

図１及び２に示すように、第１導入管４ａの案内管部４２ａからは複数の第１給水用枝管５ａが幅方向に所定間隔をおいて直列し、鉛直方向に上方に向かって平行に延びている。同様に、第２導入管４ｂの案内管部４２ｂからも複数の第２給水用枝管５ｂが延びている。このように給水用枝管５が形成されることで、図４に示すように、複数の給水用枝管５は傾斜板ユニット３の導入面３２を覆うようになっており、給水用枝管５と傾斜板ユニット３の導入面３２とは実質的に平行となっている。なお、第１給水用枝管５ａが第１傾斜板ユニット３ａの導入面３２ａと第２傾斜板ユニット３ｂの導入面３２ｂとを覆い、第２給水用枝管５ｂが第３傾斜板ユニット３ｃの導入面３２ｃと第４傾斜板ユニット３ｄの導入面３２ｄとを覆うように配置されている。

ここで、第１導入管４ａから延びる給水用枝管５ａと第２導入管４ｂから延びる第２給水用枝管５ｂとはともに５本ずつであるが、各第１給水用枝管５ａに比べ各第２給水用枝管５ｂの径を大きくしている。これは、第２給水用枝管５ｂの方が供給室２１からの距離が長くその分第２給水用枝管５ｂまで第２導入管４ｂ内を流れる被処理水ｗのエネルギー損失が大きくなるので、このエネルギー損失を補填するためである。これにより、各給水用枝管５から給水される被処理水ｗの量や流速などを調整して処理槽２内全体の流れを一様とすることができる。また、この他にも、給水用枝管５の数や導入管４の径を調整したり、後述する給水用枝管５の給水孔５１の径や数などを調整したりすることなどで、処理槽２内の流れを制御することができる。

図４に示すように、各給水用枝管５には、傾斜板ユニット３の導入面３２を向く多数の給水孔５１が形成されている。ここで、例えば、第１給水用枝管５ａでは、第１傾斜板ユニット３ａの導入面３２ａに対向する側と、傾斜板ユニット３ｂの導入面３２ｂに対向する側との両側の外周面に多数の給水孔５１が形成されている。本実施形態では、給水孔５１は給水用枝管５の軸方向に所定間隔をおいて２列形成されている。

上述したように、傾斜板ユニット３を通過して沈殿処理された被処理水ｗは、排水ユニット９により、排出室２２に案内される。

排水ユニット９は、３つの導出管７と、各導出管７に連結されている流出用枝管８とで構成されている。３つの導出管７、つまり第１、第２及び第３導出管７ａ，７ｂ，７ｃは各傾斜板ユニット３から排出室２２まで延びている。各導出管７は、傾斜板ユニット３の幅方向に沿って幅方向全体に延びる案内管部７２と、側壁２３に沿って排出室２２まで長さ方向に延びる本管部７１とを有し、全体の平面視はＬ字状となっている。第１導出管７ａの案内管部７２ａは沈殿槽２の供給室２１と第１傾斜板ユニット３ａとの間で幅方向に延びており、第２導出管７ｂの案内管部７２ｂは第２傾斜板ユニット３ｂと第３傾斜板ユニット３ｃとの間で延びている。そして、第３導出管７ｃの案内管部７２ｃは第４傾斜板ユニット３ｄと沈殿槽２の排出部２２との間で、幅方向に延びている。一方、第１導出管７ａの本管部７１ａは、第２導入管４ｂの本管部４１ｂの上方に配置され、それより下流では底面２５に沿って配置されている。また、第２導出管７ｂの本管部７１ｂは、第１導出管７ａの本管部７１ａの上方に沿って排出室２２まで延びており、第３導出管７ｃの本管部７１ｃは、第２導出管７ｂの本管部７１ｂの上方で排出室２２まで延びている。

図１及び図２に示すように、第１導出管７ａの案内管部７２ａからは複数の第１流出用枝管８ａが，第２導出管７ｂの案内管部７２ｂからは複数の第２流出用枝管８ｂが，導出管７ｃの案内管部７２ｃからは複数の第３流出用枝管８ｃが、幅方向に所定間隔をおいて直列しており、それぞれ鉛直方向に下方に向かって平行に延びている。

図４に示すように、このように流出用枝管８が形成されることで、複数の流出用枝管８が傾斜板ユニット３の排出面３３を覆うようになっており、流出用枝管８と排出面３３とは実質的に平行となっている。なお、第１流出用枝管８ａが第１傾斜板ユニット３ａの排出面３３ａを覆い、第２流出用枝管８ｂが第２傾斜板ユニット３ｂの排出面３３ｂと第３傾斜板ユニット３ｃの排出面３３ｃとを覆い、第３流出用枝管８ｃが第４傾斜板ユニット３ｄの排出面３３ｄを覆うように配置されている。

図１に示すように、第２流出用枝管８ｂには第２傾斜板ユニット３ｂ及び第３傾斜板ユニット３ｃの両側から被処理水ｗが流入してくるために、第２流出用枝管８ｂは第１流出用枝管８ａ及び第３流出用枝管８ｃに比べてその本数を多くし、またその径を大きくしている。同様の理由で、第２流出用枝管８ｂに連結する第２導出管７ｂは、第１導出管７ａ及び第３導出管７ｃに比べてその径を大きくしている。また、第１流出用枝管８ａと第３流出用枝管８ｃとでは沈殿槽２の外部へ繋がる排出室２２までの距離が異なるため、被処理水ｗの導出管７でのエネルギー損失の差が生じる。これを補填するため流出用枝管８ａの本数を流出用枝管８ｃに比べて多くしている。この他にも、後述する流出用枝管８の流出孔８１の数や径などを調整することで、各流出用枝管８から流入する被処理水ｗの量や流速などを調整して沈殿槽２内の被処理水ｗの流れが一様となるよう制御することができる。

図４に示すように、各流出用枝管８は、給水用枝管５とほぼ同一の構成を有しており、対向する傾斜板ユニット３の排出面３３に向けて、多数の流出孔８１が形成されている。

以上のように構成された沈殿処理装置１での沈殿処理について説明する。

まず、図１及び２に示すように、下水道管などで供給室２１まで送られてきた被処理水ｗが第１導入管４ａ及び第２導入管４ｂ内に流れ込む。第１導入管４ａに流れ込んだ被処理水ｗは第１給水用枝管５ａへ送られ、第２導入管４ｂに流れ込んだ被処理水ｗが第２給水用枝管５ｂに送られる。

第１給水用枝管５ａに送られた被処理水ｗは、第１給水用枝管５ａの給水孔５１から第１傾斜板ユニット３ａの導入面３２ａと第２傾斜板ユニット３ｂの導入面３２ｂとへ供給される。同様に第２給水用枝管５ｂの給水孔５１からは、第３傾斜板ユニット３ｃの導入面３２ｃと第４傾斜板ユニット３ｄの導入面３２ｄとへ被処理水ｗが供給される。ここで、給水用枝管５には多数の給水孔５１が形成されているため、整流効果を奏し、傾斜板ユニット３に一様の流れの被処理水ｗを供給することができる。

各傾斜板ユニット３に供給された被処理水ｗは、傾斜板ユニット３を通過する間に、その被処理水ｗ中の浮遊物質が傾斜板ユニット３の各傾斜板３１に沈殿し、傾斜板３１を伝って沈殿槽２の底面２５まで落下する。こうして、沈殿槽２の底面に堆積した沈殿物は、掻寄機などで沈殿槽２の外部へ排出される。

各傾斜板ユニット３で浮遊物質が取り除かれて沈殿処理が完了した被処理水ｗは、排出面３３から流出孔８１を介して流出用枝管８内に流入する。より詳細には、第１流出用枝管８ａの流出孔８１へ第１傾斜板ユニット３ａを通過した被処理水ｗが流入する。また、第２流出用枝管８ｂの流出孔８１へは第２及び第３傾斜板ユニット３ｂ及び３ｃを通過した被処理水ｗが流入する。そして、第３流出用枝管８ｃの流出孔８１へ第４傾斜板ユニット３ｄを通過した被処理水ｗが流入する。各流出用枝管８に流入した被処理水ｗは、導出管７を経て排出室２２に送られる。そして、排出室２２に送られた被処理水２は堰部２６を越えて沈殿槽２の外部へ排出される。

以上のように、本実施形態によれば、沈殿槽２内の複数の領域に傾斜板ユニット３を配置し、供給ユニットにより各傾斜板ユニット３に被処理水ｗを供給するようにしているため、傾斜板ユニット３のサイズを適正化して傾斜板ユニット３を有効に機能させることができ、ひいては沈殿槽２内のスペースを無駄なく活用することが可能となる。その結果、処理効率及び処理能力を向上させることができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。

例えば、上記実施形態では、導入管４の案内管部４２は幅方向に延びているが、鉛直方向に延びていてもよく、その鉛直方向に延びた案内管部４２から複数の給水用枝管５を幅方向に延ばすことができる。同様に、複数の流出用枝管８も鉛直方向に延ばした案内管部７２から幅方向に延ばすことができる。また、複数の給水用枝管５の代わりに、図５に示すように、一つの給水用壁部材１５とすることができる。

また、導入管４は、各本管部４１ａ，４１ｂに対してそれぞれ案内管部４２ａ，４２ｂを形成しているが、本管部４１を一本にしてその本管部４１に複数の案内管部４２ａ，４２ｂを連結させてもよい。

また、上記実施形態では、４つの傾斜板ユニット３を設けているが、これに限定されるものではない。つまり、上記実施形態では、沈殿槽を長さ方向に４つに区切ったときに、各傾斜板ユニットにおける機能しない部分が少なくなるようにしているが、傾斜板ユニットの数は、沈殿槽の長さと、傾斜板ユニットの機能する長さ等を考慮して決めることができる。また、この観点から、沈殿槽２内への傾斜板ユニット３の配置としては、上記実施形態のように直列に配置したもの以外にも、例えば図６に示すような幅広型の沈殿槽２に対しては傾斜板ユニット３を並列に配置するなど、沈殿槽２の形状と、傾斜板ユニットの機能に合わせて種々の配置をとることができる。

また、上記実施形態では、各傾斜板ユニット３を４つの段で構成しているが、この段を増減させても構わず、例えば１段とすることもできるなど、種々の傾斜板ユニットを使用することができる。

本発明に係る沈殿処理装置の実施形態を示す平面図である。 図１のＡ−Ａ線断面図である。 図１のＢ−Ｂ線断面図である。 図１の給水用枝管と流出用枝管を中心に示した斜視図である。 本発明に係る沈殿処理装置の他の実施形態を示す斜視図である。 本発明に係る沈殿処理装置の他の実施形態を示す平面図である。

符号の説明

１ 沈殿処理装置
２ 沈殿槽
２１ 供給室（供給源）
３ 傾斜板ユニット
３１ 傾斜板
３２ 導入面（導入部）
３３ 排出面（排出部）
４ 導入管
５ 給水用枝管（給水部）
５１ 給水孔
６ 導水ユニット（供給手段）
７ 導出管
８ 流出用枝管（流出部）
８１ 流出孔
９ 排水ユニット（排出手段）
ｗ 被処理水

Claims (6)

1. 沈殿槽に設置される沈殿処理装置であって、
   水平面に対して傾斜した複数の傾斜板を所定間隔をおいて積層した複数の傾斜板ユニットと、
   前記各傾斜板ユニットに被処理水を供給する供給手段と、を備え、
   前記傾斜板ユニットは、前記沈殿槽内の複数の領域に配置されている、沈殿処理装置。
2. 前記供給手段は、
   沈殿槽における被処理水の供給源から前記各傾斜板ユニットへ延びる導入管と、
   前記導入管と連通し、前記傾斜板ユニットにおける被処理水の導入部を覆うように配置され、前記導入部を向く多数の給水孔が形成された給水部と、を有している、請求項１に記載の沈殿処理装置。
3. 前記給水部は、平行に並ぶ複数の枝管で構成されており、前記枝管の外周面に前記給水孔が形成されている、請求項２に記載の沈殿処理装置。
4. 前記傾斜板ユニットを通過した被処理水を流入し、沈殿槽の外部へ排出する排出手段をさらに備えている、請求項１から３のいずれかに記載の沈殿処理装置。
5. 前記排出手段は、
   前記各傾斜板ユニットから沈殿槽の外部側へ延びる導出管と、
   前記導出管と連通し、前記傾斜板ユニットにおける被処理水の排出部を覆うように配置され、前記排出部を向く多数の流出孔が形成された流出部と、を有している、請求項４に記載の沈殿処理装置。
6. 前記流出部は、平行に並ぶ複数の枝管で構成されており、前記枝管の外周面に前記流出孔が形成されている、請求項５に記載の沈殿処理装置。