JP2009172458A - 汚濁水の連続凝集処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】汚濁水の連続的な凝集処理を、機械的な撹拌手段を用いることなく、効果的に且つ迅速に行ない得るようにした実用的な装置を提供すること。
【解決手段】汚濁水と凝集剤粉末の混合液が筒状槽４の下部に設けられた流出孔２０ａ，２０ｂから流出されることにより混合撹拌される混合撹拌手段と；混合液を送出する送液ポンプ６と；入口が小径の流入口２６とされた筒形円錐台形状の流入部２８と大径の管状本体部３０とを有する反応管８の複数を直列に接続することによって構成され、下流側の反応管８の流入口を、上流側の反応管８の管状本体部３０の端部閉塞部３２よりも内側に入り込んだ位置に設けた流出口３４に接続した反応装置１０と；混合液が導かれる中央管４６が立設された内側水槽４２と、下部にフロック取出口７６が、上部に浄水放流口８０が設けられた外側水槽４４とを備えた固液分離槽１２とを有するように汚濁水の連続凝集処理装置を構成した。
【選択図】図１

Description

本発明は、汚濁水の連続凝集処理装置に係り、特に、粉末状の凝集剤を用いて汚濁水の浄化を連続的に行なうための装置に関するものである。

従来から、自然な環境を取り戻す環境美化運動の一環として、ヘドロ等で汚染された河川、湖、沼、池等の汚水を浄化することが行なわれて来ており、また、土木や建築現場においては、例えば、トンネル掘削や杭打工事等に伴なって、泥土を含む大量の泥水乃至は濁水が発生するようになるが、これについても、環境保護の観点から、かかる泥水乃至は濁水を浄化した上で、河川や下水道に放流する等の対応が取られている。

そして、そのような汚水や泥水乃至は濁水の如き汚濁水を浄化して、自然界に戻す方法として、水中の浮遊物質や分散物質等が自重により沈降するのを利用する自然沈降法や、フィルターや微生物等を用いて、汚濁水中の汚物や不純物を除去する浄化システムが知られているが、それらの手法にあっては、何れも、浄化に時間がかかったり、浄化効率が低い等の問題点を内在しているところから、近年においては、凝集剤を添加して、汚濁水中の浮遊物質等の沈降を促進させて、分離する凝集沈降法による処理システムが、注目を受けている。

ところで、かかる凝集沈降法において凝集剤として粉末が用いられる場合にあっては、混合せしめられる凝集剤粉末の溶解に時間がかかり、そのために、その溶解を促進して、短時間に溶解を終了せしめるべく、撹拌槽内において、処理されるべき汚濁水と添加された凝集剤粉末とを撹拌翼やミキサー等により機械的に撹拌することが行なわれているのであるが、そうすると、その機械的な撹拌のための装置、更にはそれを駆動するための動力が必要となることに加えて、装置全体が大掛かりとなってしまい、装置の設置や移動が困難となる他、その設置費用の負担も大きなものとなっている。しかも、凝集剤を添加した汚濁水を撹拌するのに撹拌翼やミキサ等による強制的な撹拌を採用したりすると、凝集剤自体が機械的衝撃で小さくなり、凝集性能が低下したり、撹拌し過ぎて、凝集性能が悪くなったりすることもあった。

そこで、特許文献１においては、浄化装置として、直方体形状の撹拌容器の対向する内壁に、撹拌板を交互に突設し、その最も上方の撹拌板上に供給される汚水が、当該撹拌板上を流れて、撹拌容器の内壁に衝突した後に、下方の撹拌板上に流れ落ち、更にこの撹拌板上を流れて、反対側の内壁に衝突するようにして、この衝突・落下を繰り返すことによって、汚水が撹拌されるようにした構造のものが、提案されている。しかしながら、そのような構造の浄化装置においては、撹拌容器の内壁と衝突するものの、汚水は、撹拌板上を流下しているだけであるところから、その撹拌効果が充分ではなく、また充分に撹拌させようとすれば、必然的に撹拌板の段数を極端に増やす必要があり、これによって背の高い撹拌容器が必要となるのであり、そのために、装置全体の大型化や設置困難等の問題が依然として内在するものであった。

特開２００４−９８０４８号公報

ここにおいて、本発明は、かかる事情を背景にして為されたものであって、その解決課題とするところは、汚濁水の連続的な凝集処理を、機械的な撹拌手段を用いることなく、効果的に且つ迅速に行ない得るようにした実用的な装置を提供することにある。

そして、本発明にあっては、そのような課題を解決するために、（ａ）処理されるべき汚濁水と共に、凝集剤粉末が連続的に供給されて、混合せしめられる、少なくとも筒壁下部に多数の流出孔が設けられた縦長の筒状槽を有し、それら多数の流出孔を通じて、かかる汚濁水と凝集剤粉末の混合液が多数の流れとなって流出せしめられることによって、該混合液の撹拌が進められる混合撹拌手段と、（ｂ）該混合撹拌手段から流出する前記混合液の流れを集めて、かかる混合液を定量的に送出する送液ポンプと、（ｃ）入口が小径の前記混合液の流入口とされた、テーパ状に拡径する筒形円錐台形状の流入部と、該流入部に接続された、前記流入口よりも大径の管状本体部とを有する反応管の複数を直列に接続することによって構成され、前記送液ポンプにて送出された混合液が該複数の反応管内に順次流通させられることにより、該混合液中の汚濁水と凝集剤との凝集反応を進行させ、フロックを生成せしめると共に、下流側の反応管の前記流入口を、上流側の反応管の前記管状本体部における端部閉塞部よりも内側に入り込んだ位置に設けた流出口に接続して、該上流側の反応管の前記管状本体部内を流通した混合液の流れが、該管状本体部の端部閉塞部に衝突せしめられるようにして、該流出口に導かれ得るように構成された反応装置と、（ｄ）中心部に円形断面形状を呈する中央管が立設され、該中央管の下部に設けた排出口を通じて、槽内が槽外に連通せしめられる円筒形状の内側水槽と、該内側水槽の外周に所定の間隙を設けて配され、下部にフロック取出口が、上部に浄水放流口がそれぞれ設けられた外側水槽とを備え、前記反応装置から流出する前記フロックを含む混合液が、該内側水槽の上部に導入されて、該内側水槽内を前記中央管の周りを回るようにして下方に導かれ、更に前記中央管の排出口を通じて前記外側水槽内に導かれ、そして該混合液から沈降分離せしめられるフロックが前記フロック取出口から槽外に取り出される一方、かかるフロックの混合液からの分離にて得られる浄水が前記浄水放流口から槽外に取り出されるように構成された固液分離槽とを、有することを特徴とする汚濁水の連続凝集処理装置を、その要旨とするものである。

このように、本発明に従う汚濁水の連続凝集処理装置にあっては、混合撹拌手段の縦長の筒状槽内に汚濁水と凝集剤粉末とが連続的に供給せしめられ、そこで形成される混合液が、かかる筒状槽の少なくとも筒壁下部に設けられた多数の流出孔を通じて、多数の流れとなって流出せしめられるに際して、それら多数の流出孔を通過する混合液には、有効な剪断作用が加えられるようになるのであり、これによって、汚濁水と凝集剤粉末の混合液の効果的な撹拌、更には凝集剤粉末の汚濁水に対する溶解が、効果的に進行せしめられ得ることとなるのである。

また、かかる混合液における撹拌と凝集剤粉末の溶解は、その後の送液ポンプによるポンプ作用、更には反応装置における複数の反応管内での順次の流通によって、効果的に進行せしめられることとなるのであり、加えて、それら複数の反応管内においては、流通せしめられる混合液中の汚濁水と凝集剤との凝集反応が効果的に進行せしめられ得るようになっているのである。即ち、それぞれの反応管においては、流通せしめられる混合液が小径の流入口から大径の管状本体部内に導かれるようになっているところから、そのような流入口から流入された混合液は、流速が不規則に変化せしめられて、テーパ状の流入部内において、乱流を形成しつつ流れ、更に下流側の反応管の流入口に接続される流出口が、管状本体部の端部閉塞部よりも内側に、換言すれば、流入部側に所定距離入り込んだ位置に設けられているところから、反応管の管状本体部内を流通した混合液の流れが、かかる管状本体部の端部閉塞部に衝突せしめられるようにして流出口に導かれるようになるところから、混合液の撹拌が、効果的に促進されることとなるのであり、これによって、凝集剤粉末の溶解が促進され、更には汚濁水と凝集剤との凝集反応も効果的に促進され得るようになっている。

さらに、かかる本発明に従う連続凝集処理装置にあっては、反応装置から流出するフロックを含む混合液が、円筒形状の内側水槽の上部に導入されて、この内側水槽内を中央管の周りを回るようにして下方に導かれた後、中央管の下部に設けた排出口を通じて外側水槽内に導かれるようになっているところから、細かい固形の浮遊物として生成したフロックを相互に吸着乃至は結合せしめて、効果的に大きな塊状のフロックとして成長させ得て、外側水槽内において、そのような大きな塊とされて沈降するフロックと、それが混合液から分離されることによって得られる浄水とが、それぞれ、別個に槽外に効果的に取り出されることとなるのである。

なお、かかる本発明に従う汚濁水の連続凝集処理装置の好ましい態様の一つによれば、混合撹拌手段は、前記した流出孔配設部位よりも上方の筒壁部位に、かかる流出孔よりも大径の第二の流出孔の複数を有している。このように、大小二種類の流出孔の複数を、縦長の筒状槽の上下に設けることによって、かかる筒状槽内の混合液の水位が効果的に制御され得、以て、それぞれの流出孔から流出せしめられる混合液の流れに対して、より一層有効な撹拌作用を与えることが出来ることとなる。

また、本発明にあっては、有利には、前記反応装置の反応管における前記管状本体部の端部が、管軸に対して直角な方向に拡がる平坦面を有する蓋体によって閉塞されて、前記端部閉塞部を構成している。これによって、それぞれの反応管を流通せしめられる混合液の流れが、管状本体部の端部において効果的に衝突せしめられ、また、反転させられて、流出口に導かれ得ることとなるのであり、以て、混合液の撹拌や凝集剤粉末の溶解が効果的に進行せしめられ、更には凝集反応も効果的に促進され得て、フロックの生成が有利に実現され得るのである。

そして、本発明に従う連続凝集処理装置の望ましい態様の他の一つによれば、前記固液分離槽の内側水槽内に前記フロックを含む混合液を導く供給パイプが、該内側水槽の内面に沿った混合液の流れを形成するように、該内側水槽の上部において前記中央管の外周面の接線方向に平行な方向に開口せしめられている。これによって、内側水槽内において、中央管の周りを回る混合液の流れが、効果的に形成され得るようになる。

また、本発明にあっては、望ましくは、前記固液分離槽の内側水槽内に立設された中央管の少なくとも下部が、内筒と外筒とからなる二重筒構造とされ、それら内筒及び外筒に対して、前記排出口がそれぞれ設けられると共に、それら内筒及び外筒の一方が回転可能とされて、その回転によって、該内筒及び外筒に設けられた排出口の重なりの程度が調節され得るように構成されている。このような構成の採用によって、内側水槽内における混合液の流れが制御され、以て、細かいフロックを大きな塊として、効果的に成長せしめ得て、外側水槽内に導くようにすることが出来ることとなる。

加えて、本発明に従う連続凝集処理装置の望ましい態様の別の一例によれば、前記固液分離槽の内側水槽内に立設された中央管の上端が、開口可能に構成されると共に、該中央管の上部内部にフロック受け筒が配置されて、該中央管の上端開口部内にオーバーフローしたフロックが、該フロック受け筒内に収容され得るように構成する一方、該フロック受け筒内に収容されたフロックが、該フロック受け筒下部から前記中央管内を下方に延び、更に前記外側水槽の下部壁部を貫通するように設けられたフロック排出パイプを通じて、前記固液分離槽外に取り出されるように構成されている。このような構成の採用によって、汚濁水と凝集剤との凝集反応によって生成するフロックが浮上タイプのものである場合において、内側水槽内に立設された中央管の中空部内を利用して、槽外に効果的に取り出し得ることとなるのであり、これによって、フロックが浮上タイプのものであるか、或いは沈降タイプのものであるか、更にはそれら両者のフロックを生じさせるものである場合において、その何れにも対応することが可能となるのである。

このような本発明に従う汚濁水の連続凝集処理装置によれば、汚濁水の連続的な凝集処理が可能となると共に、汚濁水（混合液）の流れの中で、効果的な凝集処理が行なわれ、しかも、機械的な撹拌手段を用いることなく、そのような連続的な凝集処理を効果的に且つ迅速に行ない得ることとなるのであり、また、装置のコンパクト化や装置コストの低減も、有利に図り得ることとなったのである。

以下、本発明を更に具体的に明らかにするために、本発明の代表的な実施の形態について、図面を参照しつつ、詳細に説明することとする。

先ず、図１には、本発明に従う汚濁水の連続凝集処理装置の一つの実施形態が、配置系統図の形態において、示されている。そこにおいて、本発明に従う連続凝集処理装置は、撹拌反応ポンプ槽２内に収容された混合撹拌手段を構成する縦長の筒状撹拌槽４及び送液ポンプ６と、３段の反応管８にて構成される反応装置１０と、汚濁水の凝集処理によって生じたフロックと浄水とを分離する二重槽構造の固液分離槽１２とを含んで、構成されている。

具体的には、撹拌槽４は、図示はしないが、その上端部において、撹拌反応ポンプ槽２の上縁部に係止されて、吊り下げられ、撹拌反応ポンプ槽２の底面との間に所定の間隙が形成されるようになっている。そして、この撹拌槽４には、汚水管１４を通じて、処理されるべき所定の汚濁水、例えば、工事現場や各種工場又は河川、湖、池、沼等で発生乃至は存在する汚水や泥水等が、所定流量において連続的に流入せしめられるようになっている一方、粉体投入機１６からは、汚濁水の流入量やその水質に合わせて、所定の凝集剤粉末１８の一定量が、連続的に供給せしめられるようになっている。なお、ここで用いられる凝集剤粉末としては、その種類に特に制限はなく、入手可能なあらゆる粉末状の無機系、有機系凝集剤を用いることが出来、例えば、製紙スラッジ焼却灰や有機系焼却灰を主原料とし、これに、クリンカアッシュ、無水石膏やセメント等を必要に応じて配合したもの等を用いることが可能である。

そして、かかる撹拌槽４は、図２に示されているように、縦長のボックス形状、換言すれば矩形筒状形状を呈し、その側面の一面に、大小二種類の流出孔２０ａ，２０ｂが多数設けられている。即ち、小径の流出孔２０ａは、撹拌槽４の一側面を与える側壁（筒壁）の下部に多数配設されており、また、流出孔２０ａよりも大径の流出孔２０ｂの４個が、第二の流出孔として、小径の流出孔２０ａの配設部位よりも上方の側壁部位に設けられている。更に、図２（ｃ）に示される如く、撹拌槽４の底部には、４個の排水口２０ｃが設けられ、連続凝集処理操作が停止された後における撹拌槽４内の汚濁水が、完全に排水され得るようになっている。

従って、撹拌槽４内に汚水管１４を通じて連続的に流入せしめられる汚濁水に対して、粉体投入機１６から連続的に供給される凝集剤粉末１８が混合せしめられて、形成される混合液は、撹拌槽４の側壁に設けられた多数の流出孔２０ａ，２０ｂ、そして排水口２０ｃを通じて、多数の流れとなって、撹拌反応ポンプ槽２内に流出させられることとなるのであり、その際、それら流出孔２０ａ，２０ｂ等を通じて混合液が勢い良く流出せしめられることによって、そのような混合液に対して、有効な剪断作用が加えられるようになり、以て、混合液の効果的な撹拌、更には凝集剤粉末の汚濁水に対する溶解が効果的に進行せしめられ得ることとなるのである。しかも、撹拌槽４は縦長とされ、その下部から、汚濁水と凝集剤粉末の混合液が流出せしめられるようになっているところから、粉体投入機１６から連続的に供給される凝集剤粉末１８に対して、水中へ押し込む有効な作用が働き、凝集剤粉末１８の水面浮遊を有利に抑制乃至は防止して、凝集剤粉末１８の汚濁水中への撹拌・分散を効果的に促進し得るようになっている。なお、このような撹拌槽４は、一般に、汚濁水の供給流量（Ｌ／分）の１／１４以上の容積において、また好ましくは、立方体とした場合に、その底辺の１．５倍以上、又は円筒体のときには、その直径の１．５倍以上の高さにおいて設けられ、これによって、汚濁水と凝集剤粉末１８との撹拌／混合効率のより一層の向上が図られ得ることとなる。

また、かかる撹拌槽４においては、それが撹拌反応ポンプ槽２内に収容配置せしめられたときに、開放側となる側面に対して、図２に示される如く、大小二つの流出孔２０ａ，２０ｂが設けられているが、それら多数の流出孔２０ａ，２０ｂの存在によって、流入せしめられた汚濁水が一気に流れ出ることが阻止され、撹拌槽４内における水位の確保が効果的に為され得ることとなって、撹拌槽４内における混合液、換言すれば、汚濁水と凝集剤粉末１８との混合撹拌、更には溶解が、効果的に行なわれ得るようになっている。そして、そのような撹拌槽４内における混合液の貯水部分を有利に確保する上において、少なくとも筒壁下部に設けられる流出孔２０ａは、小径の孔、例えば５〜１５ｍｍφ程度のものであることが望ましく、更に、そのような小径の流出口２０ａと共に、それら多数の流出孔２０ａの上方に、そのような流出孔２０ａよりも大径の、例えば１５〜２５ｍｍφ程度の第二の流出孔２０ｂの複数が設けられることによって、撹拌槽４内における水位の調整が、より一層容易に行なわれ得るようになっている。

さらに、撹拌反応ポンプ槽２内において、撹拌槽４から流出せしめられた混合液は、撹拌反応ポンプ槽２の底面上を流れ、流路を形成して、撹拌反応ポンプ槽２の他端側に設けられたピット２２内に流入、集められるようになっている。そして、かかるピット２２内には、通常の送液ポンプ６が設置されており、ピット２２内に集液された混合液を、送液管２４を通じて、定量的に反応装置１０に供給せしめ得るようになっている。このように、撹拌反応ポンプ槽２内において形成される流れ、更には送液ポンプ６による送液操作においても、混合液の撹拌、更には凝集剤粉末１８の溶解が、効果的に進行せしめられ得ることとなるのであり、また、そのような凝集剤粉末１８の溶解によって、汚濁水に対する凝集反応も開始せしめられるようになるのである。

そして、反応装置１０は、３本の反応管８，８，８が直列に接続されることによって構成され、送液ポンプ６から送出された混合液が、それら３本の反応管８，８，８内に順次流通せしめられることによって、かかる混合液中の汚濁水と凝集剤との凝集反応が進行させられ、フロック４０が生成せしめられ得るようになっている。具体的には、図３に示されるように、反応装置１０を構成する各反応管８は、入口が混合液の流入口２６とされた、テーパ状に拡径する筒型円錐台形状の流入部２８と、この流入部２８に接続された、流入口２６よりも大径の管状本体部３０とを含んで構成されていると共に、上流側の２本の反応管、即ち第１段の反応管８と第２段の反応管８とは、同様な構造とされており、下流側の反応管８の流入口２６を、上流側の反応管８の管状本体部３０における端部閉塞部よりも内側に所定距離入り込んだ位置に設けた流出口３４に接続して、かかる上流側の反応管８の管状本体部３０内を流通した混合液の流れが、そのような管状本体部３０の端部閉塞部（３２）に衝突、反転せしめられ得るようにして、流入口２６と同程度の口径の流出口３４に導かれ得るように、構成されている。なお、管状本体部３０の端部閉塞部は、ここでは、平板状の蓋体３２にて構成されて、管状本体部３０の端部が、管軸に対して直角な方向に拡がる平坦面を有する蓋体３２によって、閉塞せしめられてなる形態とされているのである。また、最下段の反応管、即ち第３段の反応管８における管状本体部３０の端部は、各反応管８内を流通せしめられた混合液が、固液分離槽１２に導かれ得るように、送液管３６が接続された蓋体３８にて、閉塞されている。

従って、このような構成の反応装置１０にあっては、送液ポンプ６から送出された混合液が、小径の流入口２６を通じて、テーパ形状に拡径する筒型円錐台形状の流入部２８から、大径の管状本体部３０内に導き入れられ、更にかかる管状本体部３０内を流通して、再び、小径の流出口３４から流出せしめられることとなり、これによって、流速が不規則に変化せしめられ、またテーパ状の流入部２８内においては、乱流を形成しつつ流れるようになることとなるのであり、そしてそのような流れの形態が直列に接続された３本の反応管８，８，８において繰り返されることとなることにより、混合液中に未溶解の凝集剤粉末が存在する場合には、その溶解が完全に行なわれ得るのであり、更に混合液の均一化が効果的に図られ得ると共に、流通せしめられる混合液中の汚濁水と凝集剤との凝集反応が、一層効果的に進行せしめられ得ることとなるのである。なお、かくの如き乱流作用に基づくところの優れた効果を更に有利に発揮せしめる上において、管状本体部３０の直径は、反応管８の流入口２６の口径に対して２〜４倍程度の大きさとされることとなる。

しかも、ここでは、上流側の第１段及び第２段の反応管８，８における管状本体部３０の端部閉塞部（３２）よりも内側に位置するように、換言すれば、それぞれの流入部２８側に軸方向に所定距離入り込んだ位置となるように、下流側の反応管８の流入口２６に接続される流出口３４が設けられているところから、反応管８の管状本体部３０内を流通した混合液の流れが、かかる管状本体部３０の端部閉塞部（３２）に衝突して反転し、そしてその反転した流れが、流出口３４に導かれるようになっている。このため、混合液の撹拌が効果的に促進され、以て、凝集剤粉末１８の溶解が促進され、更には汚濁水と凝集剤との凝集反応も効果的に促進され得るようになっているのである。そして、図３に示されるように、それぞれの反応管８における管状本体部３０の端部閉塞部が、平板状の蓋体３２にて構成されていることによって、かかる混合液の衝突、反転がより一層効果的に実現され得るようになっているのである。なお、そのような混合液の流れの効果的な衝突、反転を行なう上において、流出口３４は、蓋体３２から内側に５〜２０ｍｍ程度離れた位置に、好適に設けられることとなる。

次いで、かかる反応装置１０における反応管８内において、汚濁水と凝集剤との凝集反応によって生成せしめられた微細なフロック４０を含む混合液は、最終段（ここでは、第３段目）の反応管８から、送液管３６を介して、固液分離槽１２に供給され、そこにおいて、細かい固形の浮遊物として生成したフロック４０を相互に凝集、吸着乃至は結合せしめて、大きな塊状のフロックとして、効果的に成長させて、混合液から分離せしめる一方、そのようなフロックの分離によって得られる浄水が、外部に取り出されるようになっているのである。

このため、かかる固液分離槽１２は、ここでは、図４、図５及び図６に示される如く、円筒形状の内側水槽４２と角筒形状の外側水槽４４とを含んで構成され、外側水槽４４内に、内側水槽４２が、その外周に所定の間隙が形成されるようにして、配置されている。また、内側水槽４２の中心部には、円筒形状の中央管４６が配置され、内側水槽４２の底部を閉塞する底板４８上に、その軸周りに回動可能に載置されている。また、この中央管４６の下部には、矩形の排出口５０が設けられている一方、その上端開口部を覆蓋するように、キャップ５２が着脱可能に取り付けられ、そして、内側水槽４２及び外側水槽４４を覆蓋する蓋体５４を貫通する操作ハンドル５６の軸が、キャップ５２に対して固定され、かかる操作ハンドル５６の回動操作によって、中央管４６がその軸周りに回動せしめられ得るようになっている。

また、内側水槽４２の下部に固設された底板４８には、その中心部に相当する位置に、流通孔５８が配設されていると共に、この流通孔５８の周りに、有底円筒形状の円筒体６０が、その開口部が下側となるように（有底部が上側となるように）、固設されている。更に、かかる円筒体６０には、その開口部に至る矩形の切欠き６２が、中央管４６に設けられた排出口５０と同様な大きさにおいて設けられている。そして、この円筒体６０に対して、前記した中央管４６が回動可能に外挿せしめられており、これによって、操作ハンドル５６の操作による中央管４６の軸回りの回動にて、かかる中央管４６の下部に設けた排出口５０とその内側の円筒体６０に設けた切欠き６２との重なりの程度によって、後述するように、それら排出口５０及び切欠き６２を通じて導かれる混合液の流通量が制御され得るようになっている。また、かかる底板４８上においては、沈降してきた固形物であるフロック４０が、水流の回転する勢いにより転がされることとなり、以て細かい固形物を吸着し、更に大きな塊状物となって、中央管４６の周りに集まり、そして中央管４６下部の排出口５０に導かれるようになっているのである。

さらに、かかる中央管４６内には、その上端部に開口するように、フロック受け筒６４が嵌入配置せしめられ、このフロック受け筒６４の下部に連通せしめられたフロック取出管６６が、前記円筒体６０の底部を貫通し、更に流通孔５８を通って、外側水槽４４の下部から槽外部に延びるように設けられている一方、中央管４６の上端部の全周に亘って、山形状の山部と谷部とが交互に設けられてなる構造のオーバーフロー部５９が設けられて、混合液中に生成するフロック４０が、浮上型のフロックの場合においては、キャップ５２が取り外された形態において、かかる山形状の中央管４６の上端部（５９）を、そのような浮上型のフロック４０がオーバーフローして、フロック受け筒６４内に収容され、更にフロック取出管６６を通じて、外部に取り出され得るようになっている。

そして、かかる内側水槽４２の上部には、外側水槽４４の筒壁を貫通した送液管３６が連結されて、槽内に開口せしめられ、そのような送液管３６を通じて導き入れられた、フロック４０を含む混合液が、内側水槽４２内において、中央管４６の周りを回るようにして下方に導かれ、更に、中央管４６の下部に設けた排出口５０、更にはその内側の円筒体６０の切欠き６２を通じて、流通孔５８から下方に導かれ、内側水槽４２の槽外である外部水槽４４内の下部に導かれるようになっている。

また、固液分離槽１２の内側水槽４２内に、フロック４０を含む混合液を導く供給パイプとしての送液管３６は、ここでは、内側水槽４２の上部において、中央管４６の外周面の接線方向に平行な方向に開口せしめられて、内側水槽４２の内面に沿った混合液の流れが、効果的に形成され得るようになっているのであり、これによって、混合液を内側水槽４２内に流し込み、回転させることによる固形物の中心側への溜りが、効果的に実現され得ることとなるのである。

一方、外側水槽４４には、その矩形角筒形状の下部において、その各辺の中央部から内方に所定幅で突出せる支持部６８の４つが固設されており、この４つの支持部６８が、底板４８に設けた係合凹部７０に係合せしめられることによって、内側水槽４２が、外側水槽４４内において、位置固定に支持され得るようになっている。また、かかる外側水槽４４の下部は、四角錐台形状のホッパー部７２とされ、内側水槽４２から導かれた混合液中のフロック４０が大きな塊状物となって沈降するものを集積し、かかるホッパー部７２の下端部に設けたフロック取出口７４からフロック取出管７６を通じて、槽外に取り出し得るようになっているのであり、また、混合液からフロック４０を分離して得られる浄水が、外側水槽４４の上部に設けた浄水放流口７８を通じて槽外に取り出され、浄水放流管８０を介して、河川、湖、沼等に放流せしめられるようになっている。なお、フロック取出管７６から取り出されたフロック４０は、公知の固液分離装置、例えば、（株）研電社製の楕円板型固液分離装置「スリットセーバー」等を用いて、更にその水分率が低下せしめられて、目的とする処分が行なわれるようになっているのであり、またフロック取出管６６から取り出されるフロック４０にあっても、同様な処理が施されることとなる。

従って、このような構成の固液分離槽１２においては、反応装置１０から流出するフロック４０を含む混合液が、内側水槽４２の上部に導入されて、この内側水槽４２内を、その中心部に配設された円形の中央管４６の周りを回るようにして、下方に導かれた後、中央管４６の下部に設けられた排出口５０、更にはその内側の円筒体６０に設けられた切欠き６２を通じて、底板４８の流通孔５８から、外側水槽４４の下部のホッパー部７２内に導かれるようになっているところから、細かい固形の浮遊物として生成したフロック４０を相互に吸着乃至は結合せしめて、大きな塊状のフロックとして、効果的に成長させ得ることとなるのであり、そして、外側水槽４４（具体的には、ホッパー部７２）内において、そのような大きな塊とされて沈降するフロック４０が、効果的に、混合液（浄水）から分離され得て、フロック取出管７６を通じて、槽外に取り出され得ることとなる一方、かかるフロック４０が分離されて得られる浄水は、外側水槽４４内を上方に導かれて、浄水放流管８０から槽外に取り出されて、所定の水域に放流されることとなる。なお、このような作用・効果を充分に奏せしめる上において、固液分離槽１２の全体容量は、一般に流量（Ｌ／ｍｉｎ）の５倍以上の容量となるように構成され、また内側水槽４２内における滞留時間が、一般に３分以上となるように設計されることとなる。

そして、かかる固液分離槽１２を用いて、反応装置１０から流出するフロック４０を含む混合液を固液分離して、固形物たるフロック４０の集合体を取り出すようにすることによって、そのようなフロック４０から固液分離するための固液分離装置の負担を、例えば１／３程度にまで低減せしめることが可能となり、固液分離操作が有利に簡略化され得たのであり、また内側水槽４２の中央（中心部）に、円形の筒体からなる中央管４６が設置されていることにより、内側水槽４２内の混合液の流れを安定的に回転させることが可能となっているのである。また、そのような中央管４６の下部に、排出口５０からなる開口が設けられていることによって、中央に溜まった固形物（フロック４０）を外側水槽４４内に効果的に落とし込み得ることとなっているのであり、更に、内側水槽４２の下端部に設けた底板４８上において、沈降してきた固形物（フロック４０）を水流の回転する勢いにて転がしながら、細かい固形物を吸着乃至は結合させて、中央管４６側に集め、そして排出口５０を通じて、外側水槽４４内に効果的に導くことが可能となっている。

このように、かかる例示の汚濁水の連続凝集処理装置にあっては、撹拌槽４の工夫によって、ミキサーの如き機械的な撹拌機を用いることなく、処理されるべき汚濁水に対して所定の凝集剤粉末を連続的に供給して、それらの均一な混合撹拌を図り、凝集剤粉末の溶解を効果的に行なわしめ、また、反応装置１０においては、それを構成する複数段の反応管８の構成によって、送液ポンプ６から送出される混合液中における凝集剤粉末の完全な溶解を実現し、その均一化を図りつつ、汚濁水の凝集剤による凝集反応を進行せしめて、フロック４０を有利に生成せしめ得たのであり、更に、固液分離槽１２においては、反応装置１０から導かれるフロック４０を含む混合液を内側水槽４２内において効果的に回転流動せしめて、微細なフロック４０を有利に凝集乃至は吸着せしめ、或いは結合させて、大きな塊状物として、外側水槽４４内に導き、そして大きな塊状物とされたフロック４０とそれの分離によって形成される浄水とが、それぞれ、外側水槽４４から槽外に効果的に取り出され得るようになっているのであって、これにより、目的とする汚濁水の連続的な凝集処理が効果的に且つ迅速に行なわれ得ることにより、装置コストの低減が、効果的に図り得ることとなると共に、装置のコンパクト化も有利に実現され得ることとなったのである。

以上、本発明の代表的な実施形態について詳述して来たが、それは、あくまでも例示に過ぎないものであって、本発明は、そのような実施形態に係る具体的な記述によって、何等限定的に解釈されるものではないことが、理解されるべきである。

例えば、撹拌槽４に関して、混合液を流出せしめる流出口２０ａ，２０ｂは、そのような撹拌槽４が角筒形状を呈する場合にあっては、一つの側壁（筒壁）に設けられるのみならず、他の三方の側壁の少なくとも何れか一つに設けることが可能であり、また、流出孔としても、小径の流出孔２０ａのみを側壁の全面に亘って設けることが可能であり、更には、それら小径の流出孔２０ａや大径の流出孔２０ｂの個数にあっても、撹拌槽４内において形成される混合液の量に応じて、その水位が適度に維持され得るように、適宜の個数において設けられることとなる。なお、撹拌槽４の底部に設けられた排水口２０ｃは、必要に応じて、適宜の個数において設けられるものであって、小径の流出孔２０ａを側壁の最下部に設けることによって、それを代用することも可能である。

また、撹拌反応ポンプ槽２は、撹拌槽４から流出する混合液の流れを集めて、ピット２２内に導き、そこに集められた混合液を送液ポンプ６にて送出され得るようにするものであって、その槽長さ（図１における左右方向の長さ）が長い程、混合液の撹拌、凝集剤粉末１８の溶解、更には凝集反応の開始が有効に行なわれ得ることとなるが、装置のコンパクト化の観点から、適宜の長さが選定され、例えば、汚濁水：２５ｔ／時間の処理装置にあっては、２５００〜３０００ｍｍ程度の長さとされることとなる。

さらに、反応装置１０における反応管８の本数にあっても、凝集反応を充分に完結させ得るように、適宜の本数が選定されることとなるが、特に、本発明の如く、反応管８の管径を変化させることにより、流速を不規則と為し、また管状本体部３０の端部閉塞部において、混合液の流れが衝突、反転せしめられて、小径の流出口３４に導かれるようにすることによって、溶解・凝集反応の時間短縮を実現することが出来るのであって、例えば、反応時間を１／３〜１／４程度短縮することが出来、以て、装置の小型化や反応管８の本数の低減が有利に実現されている。なお、反応管８の管状本体部３０における端部閉塞部は、例示の如き平板状の蓋体３２が最も有効なものであるが、混合液の流れが衝突・反転させられ得て、流出口３４に導かれ得るようにした構造であれば、当業者に自明な各種の構造が採用可能である。

加えて、本発明に従う固液分離槽１２にあっても、各種の変形が可能である。例えば、外側水槽４４は、例示の如き角形の槽形状のみならず、円型の槽形状とすることも可能であり、また、中央管４６の内部に設けられたフロック受け筒６４やフロック取出管６６は、凝集反応によって、浮上型のフロックが生成するものでない場合においては、それらの配置は不要である。尤も、沈降型のフロックと共に、浮上型のフロックが形成される場合にあっては、例示の構造において、キャップを取り外して、中央管４６の上端部を開口せしめることによって、それら二種類のフロックを別個に槽外に取り出すことが可能となっている。

さらに、例示の具体例においては、中央管４６の内側下部に嵌装された円筒体６０が、内側水槽４２の底板４８に対して固設される一方、この円筒体６０に対して外嵌された中央管４６が底板４８には固定されることなく、ハンドル５６によって、その軸回りに回動可能とされているのであるが、これとは逆に、中央管（４６）を底板（４８）に対して固設する一方、円筒体６０を回動可能として、それを、操作ハンドル５６にて軸回りに回動せしめ得るように構成することも可能である。

更にまた、送液管３６の内側水槽４２に対する開口が、その軸心方向が中央管４６の外周面の接線方向となる方向に開口せしめられているが、その開口部の配置は、内側水槽４２内において、中央管４６の周りに混合液の回流が生じる構造であれば、当業者の考え得る如何なる構造をも採用可能である。

その他、一々列挙はしないが、本発明は、当業者の知識に基づいて、種々なる変更、修正、改良等を加えた態様において実施され得るものであり、そして、そのような実施態様が、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて、何れも、本発明の範疇に属するものであることは、言うまでもないところである。

本発明に従う汚濁水の連続凝集処理装置の一実施形態を系統的に示す一部断面説明図である。 図１に示される連続凝集処理装置に用いられる撹拌槽を示す説明図であって、（ａ）はその斜視図、（ｂ）はその正面図、（ｃ）はその平面図である。 図１に示される連続凝集処理装置において用いられる反応装置の断面説明図である。 図１に示される連続凝集処理装置に用いられる固液分離槽の説明図であって、（ａ）は内部の要部を破線で示す正面図であり、（ｂ）は同じくその平面図である。 図４に示される固液分離槽の縦断面説明図である。 図４に示される固液分離槽における中央管部分の構成を示す斜視説明図である。

符号の説明

２ 撹拌反応ポンプ槽 ４ 撹拌槽
６ 送液ポンプ ８ 反応管
１０ 反応装置 １２ 固液分離槽
１４ 汚水管 １６ 粉体投入機
１８ 凝集剤粉末 ２０ａ，２０ｂ 流出孔
２２ ピット ２４ 送液管
２６ 流入口 ２８ 流入部
３０ 管状本体部 ３２ 蓋体
３４ 流出口 ３６ 送液管
３８ 蓋体 ４０ フロック
４２ 内側水槽 ４４ 外側水槽
４６ 中央管 ４８ 底板
５０ 排出口 ５２ キャップ
５４ 蓋体 ５６ 操作ハンドル
５８ 流通孔 ５９ オーバーフロー部
６０ 円筒体 ６２ 切欠き
６４ フロック受け筒 ６６，７６ フロック取出管
６８ 支持部 ７０ 係合凹部
７２ ホッパー部 ７４ フロック取出口
７８ 浄水放流口 ８０ 浄水放流管

Claims (6)

1. 処理されるべき汚濁水と共に、凝集剤粉末が連続的に供給されて、混合せしめられる、少なくとも筒壁下部に多数の流出孔が設けられた縦長の筒状槽を有し、それら多数の流出孔を通じて、かかる汚濁水と凝集剤粉末の混合液が多数の流れとなって流出せしめられることによって、該混合液の撹拌が進められる混合撹拌手段と、
   該混合撹拌手段から流出する前記混合液の流れを集めて、かかる混合液を定量的に送出する送液ポンプと、
   入口が小径の前記混合液の流入口とされた、テーパ状に拡径する筒形円錐台形状の流入部と、該流入部に接続された、前記流入口よりも大径の管状本体部とを有する反応管の複数を直列に接続することによって構成され、前記送液ポンプにて送出された混合液が該複数の反応管内に順次流通させられることにより、該混合液中の汚濁水と凝集剤との凝集反応を進行させ、フロックを生成せしめると共に、下流側の反応管の前記流入口を、上流側の反応管の前記管状本体部における端部閉塞部よりも内側に入り込んだ位置に設けた流出口に接続して、該上流側の反応管の前記管状本体部内を流通した混合液の流れが、該管状本体部の端部閉塞部に衝突せしめられるようにして、該流出口に導かれ得るように構成された反応装置と、
   中心部に円形断面形状を呈する中央管が立設され、該中央管の下部に設けた排出口を通じて、槽内が槽外に連通せしめられる円筒形状の内側水槽と、該内側水槽の外周に所定の間隙を設けて配され、下部にフロック取出口が、上部に浄水放流口がそれぞれ設けられた外側水槽とを備え、前記反応装置から流出する前記フロックを含む混合液が、該内側水槽の上部に導入されて、該内側水槽内を前記中央管の周りを回るようにして下方に導かれ、更に前記中央管の排出口を通じて前記外側水槽内に導かれ、そして該混合液から沈降分離せしめられるフロックが前記フロック取出口から槽外に取り出される一方、かかるフロックの混合液からの分離にて得られる浄水が前記浄水放流口から槽外に取り出されるように構成された固液分離槽とを、
   有することを特徴とする汚濁水の連続凝集処理装置。
2. 前記混合撹拌手段が、前記流出孔配設部位よりも上方の筒壁部位に、該流出孔よりも大径の第二の流出孔の複数を有していることを特徴とする請求項１に記載の汚濁水の連続凝集処理装置。
3. 前記反応装置の反応管における前記管状本体部の端部が、管軸に対して直角な方向に拡がる平坦面を有する蓋体によって閉塞されて、前記端部閉塞部を構成していることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の汚濁水の連続凝集処理装置。
4. 前記固液分離槽の内側水槽内に前記フロックを含む混合液を導く供給パイプが、該内側水槽の内面に沿った混合液の流れを形成するように、該内側水槽の上部において前記中央管の外周面の接線方向に平行な方向に開口せしめられていることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一つに記載の汚濁水の連続凝集処理装置。
5. 前記固液分離槽の内側水槽内に立設された中央管の少なくとも下部が、内筒と外筒とからなる二重筒構造とされ、それら内筒及び外筒に対して、前記排出口がそれぞれ設けられると共に、それら内筒及び外筒の一方が回転可能とされて、その回転によって該内筒及び外筒に設けられた排出口の重なりの程度が調節され得るように構成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか一つに記載の汚濁水の連続凝集処理装置。
6. 前記固液分離槽の内側水槽内に立設された中央管の上端が、開口可能に構成されると共に、該中央管の上部内部にフロック受け筒が配置されて、該中央管の上端開口部内にオーバーフローしたフロックが、該フロック受け筒内に収容され得るように構成する一方、該フロック受け筒内に収容されたフロックが、該フロック受け筒下部から前記中央管内を下方に延び、更に前記外側水槽の下部壁部を貫通するように設けられたフロック排出パイプを通じて、前記固液分離槽外に取り出されるように構成したことを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか一つに記載の汚濁水の連続凝集処理装置。
   

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