JP2009240845A - 沈殿槽 - Google Patents

Abstract

【課題】溢流部からの処理水の水質が良好なものとなる沈殿槽を提供する。
【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１３との間から放射方向に流出する。原水は、その後アッパーバッフル３０の内側領域を循環した後、アッパーバッフル３０の下側を通ってアッパーバッフル３０と槽体１１の内周壁との間に流入し、次いでトラフ１５へ溢出する。アッパーバッフル３０とフィードウェル１２との間の下部にロワーバッフル４０を設けたことにより、高温の原水が供給される場合でも、また槽体内の水温以下の原水が供給される場合でも、アッパーバッフル３０の内側領域に循環流が形成され、処理水の水質が良好となる。
【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原水供給部が設けられ、この原水供給部から下向きないし横向きに原水が槽体内に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原水を下向きに流出させ、該槽体上部の溢流部から清澄水を流出させるよう構成したものが周知である（特開平１０−４３５０８）。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横方向（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）。

第３図（ａ）、（ｂ）は、このようにフィードウェルの下端に対峙して水平なプレートを設けた沈殿槽の一例を示す断面図であり、（ａ）は槽体内の水温と同程度又はそれよりも低温の原水をフィードウェルに供給した状態を示し、（ｂ）は槽体内の水温よりも高温の原水をフィードウェルに供給した状態を示している。

この従来例に係る沈殿槽１０にあっては、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横方向（放射方向）とするためのプレート１３が設けられている。このプレート１３は水平円板状であり、フィードウェル１２の下部に対し連結部材（図示略）を介して連結されている。

このプレート１３の中央部には、後述のレーキシャフト２１が貫通した開口が設けられている。この開口の内周とレーキシャフト２１との間は、ラバーシール（図示略）によって封じられている。

槽体１１の底面１１ａは中央に向って下り勾配となっており、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１４が設けられている。

槽体１１の内周壁面の上部に沿って溢流部としてのトラフ（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を回転させて沈降物（以下、廃泥ということがある。）を排出部１４に集めるための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２１と、該レーキシャフト２１の下部から放射方向に延設されたレーキアーム２２と、該アーム２２に取り付けられたレーキ板２３と、レーキシャフト２１の上端が連なったモータ等の駆動装置２０とを有する。
特開平１０−４３５０８号公報 特開２００５−６６５３３号公報

第３図の沈殿槽１０のフィードウェル１２に、槽体内の水温と同程度又はそれよりも温度が低い原水を供給した場合は、原水の密度が槽体内の水よりも大きいため、第３図（ａ）に示すように、フィードウェル１２から放射方向に流出した原水が槽体１１の底面１１ａに沈降した廃泥の界面に沿って放射方向に広がり、次いで槽体１１の内周壁面に沿って上昇し、その後、槽体１１の中央側に戻るという循環流を形成する。この間にＳＳ（懸濁物質）が沈降することにより、水質の良好な処理水がトラフ１５に溢出する。なお、原水は槽体１１内の水よりもＳＳ濃度が高いために、水温が同程度であっても槽体１１内の水よりも密度が高い。

しかしながら、槽体１１内の水温よりも温度が高く、密度（比重）が小さい原水をフィードウェル１２に供給した場合は、第３図（ｂ）の通り、フィードウェル１２から放射方向に流出した原水が水面に向って浮上して放射方向に流れ、トラフ１５に到り、その後、槽体１１の槽壁に沿って下降し、次いで槽体１１の底部の汚泥界面に沿って槽体中央側に戻るという循環流を形成する。このような流れの場合、フィードウェル１２から流出した原水がそのまま上昇して放射方向に流れ、ＳＳを多く含んだ状態でトラフ１５に到達するため、ＳＳがトラフ１５に溢出し、処理水の水質が低下する。

本発明は、このような問題点を解決し、溢流部からの処理水の水質が良好なものとな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、槽体と、該槽体の中央部に設けられており、原水を下向きないし横向きに流出させる原水供給部と、該槽体の壁面の上部に設けられた溢流部とを有する沈殿槽において、該原水供給部と溢流部との間に、板面を上下方向としたプレートよりなり、槽体内を周回するアッパーバッフルが設けられており、該アッパーバッフルの上端が槽体内の水面付近又はそれよりも上位に位置しており、該アッパーバッフルの下端と槽体の底面との間に通水間隙があいてい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、前記原水供給部とアッパーバッフルとの間であって、槽体内の下部に、板面を上下方向としたプレートよりなり、槽体内を周回するロワーバッフルが設けられており、該ロワーバッフルの下端は前記アッパーバッフルの下端よりも下位に位置してい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２において、前記ロワーバッフルの下端は槽体内の汚泥界面付近に位置してい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又は３において、槽体内の底面に沿って回転するレーキが設けられており、該レーキは、槽体中央から放射方向に延在したレーキアームと、該レーキアームに取り付けられたレーキ板とを備えており、前記ロワーバッフルは該レーキアームに取り付けられ、該レーキアームの上側に配置さ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１ないし４のいずれか１項において、前記ロワーバッフルの上端は前記原水供給部の下端よりも下位に位置し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５において、槽体内の底面に沿って回転するレーキが設けられており、該レーキは、槽体中央から放射方向に延在したレーキアームを備えており、前記原水供給部の下端とロワーバッフルの上端との高低差は、該原水供給部下端からレーキアームの上端までの垂直距離の１０〜５０％であることを特徴とするものである。

請求項１の沈殿槽にあっては、原水供給部と溢流部との間にアッパーバッフルを設けている。原水供給部から槽体内の水温よりも温度が高く、密度（比重）が小さい原水（例えば生物処理水）が流出した場合、この原水は槽体内の水面側に上昇しつつ放射方向へ流れ、アッパーバッフルに当って下向きに流れ、次いで汚泥界面に沿って槽体中央側に戻るように流れる。アッパーバッフルの内側領域にこのような循環流が形成されることにより、原水供給部から流出した原水が短絡的に溢流部に到達することが防止される。これにより、ＳＳが十分に沈降分離されるようになり、処理水の水質が向上する。

この請求項１の沈殿槽の原水供給部から、槽体内の水温と同程度以下の密度の高い原水が流出した場合、この原水は槽体の底面上の沈降廃泥の界面に沿って放射方向に流れ、アッパーバッフルの下側の通水間隙を通ってアッパーバッフルと槽体内周壁との間に流出することになり、処理水の水質が低下するおそれがある。

請求項２〜５の沈殿槽は、このような低温原水がアッパーバッフルの下側を短絡的に通過することを防止するためにロワーバッフルを原水供給部とアッパーバッフルとの間に設置したものである。

この請求項２〜５にあっては、槽体内の水と同程度以下の水温の原水が原水供給部から流出した場合、この原水は槽体底面上の汚泥界面に沿って流れ、ロワーバッフルに案内されて上向きに流れ方向を変え、アッパーバッフルに当って上昇し、次いで槽体中央側に向って流れるようになり、アッパーバッフルの内側領域に循環流が形成されるようになる。このため、原水がアッパーバッフルの下側を短絡的に通過することが防止され、水質の良好な処理水が得られる。

以下、本発明の好ましい形態について説明する。第４図（ａ）は実施の形態に係る沈殿槽の平面図、第４図（ｂ），（ｃ）はその縦断面図である。なお、第４図（ｂ）は高温原水供給時の槽体内の流れ状況を示しており、第４図（ｃ）は槽体１１内の水温と同程度以下の温度の原水を供給したときの槽体内の流れ状況を示している。

この実施の形態に係る沈殿槽１０Ａは、平面視形状が方形である。この沈殿槽１０Ａにおいても、第３図の沈殿槽１０と同様に、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。

第３図と同じく、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横方向（放射方向）とするためのプレート１３が設けられている。このプレート１０は水平円板状であり、フィードウェル１２の下部に対し連結部材を介して連結されている。このプレート１０の中央部には、レーキシャフト２１が貫通した開口が設けられている。この開口の内周とレーキシャフト２１との間は、ラバーシールによって封じられている。

槽体１１の底面１１ａの中央部には、ピット状の排出部１４が設けられている。槽体１１の内周壁面の上部に沿って溢流部としてのトラフ（溢流堰）１５が設けられている。

槽体底部のレーキ装置は、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２１と、該レーキシャフト２１の下部から放射方向に延設されたレーキアーム２２と、該アーム２２に取り付けられたレーキ板２３と、レーキシャフト２１の上端が連なったモータ等の駆動装置２０とを有する。

以上の構成は、前記第３図の構成と同一である。

第４図（ａ）の通り、各アーム２２はシャフト２１から放射４方向に延在している。レーキ板２３は、レーキが回転したときに、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２２の長手方向と斜交方向に配設されている。

この実施の形態では、フィードウェル１２と槽体１１の壁面との間にアッパーバッフル３０が設けられている。この実施の形態では、アッパーバッフル３０は板面を上下方向（この実施の形態では鉛直方向）としたプレートよりなり、槽体１１の壁面から所定距離だけ離隔して該壁面に沿って延在している。アッパーバッフル３０は槽体１１の全周にわたって延在している。アッパーバッフル３０の上端は槽体１１内の水面よりも上方に突出している。アッパーバッフル３０の下端はレーキアーム２２より所定距離上方に位置しており、アッパーバッフル３０の下側には、アッパーバッフル３０の内側の水がアッパーバッフルの外側へ通過するスペース（通水間隙）があいている。

このように構成された沈殿槽１０Ａのフィードウェル１２に、槽体１１内の水温よりも高温の原水を供給し、原水をフィードウェル１２とプレート１３との間から放射方向に流出させた場合、この原水は温度が高く比重が小さいことにより、第４図（ｂ）の通り、槽体１１内を上昇しつつ放射方向に流れ、やがてアッパーバッフル３０に当たり、アッパーバッフル３０に沿って下向きに流れ、次いで槽体１１の底部に至って流れ方向を求心方向（槽体１１の中央部に向かう方向）に変える循環流を形成する。

この循環の途中で一部の水がアッパーバッフル３０の下側を通ってアッパーバッフル３０と槽体１１の内周壁との間に流出し、その後、トラフ１５へ流出して処理水（清澄水）となる。

この処理水は、槽体内に十分な時間滞留してその間にＳＳが沈降分離されたものであり、処理水の水質が良好である。

この沈殿槽１０Ａのフィードウェル１２内に槽体内の水温と同程度又はそれよりも低温度の原水が供給された場合の作動を第４図（ｃ）に示す。

この場合、原水は、槽体内の水よりも密度（比重）が大きいために、フィードウェル１２から放射方向に流出した後、槽体底面１１ａの沈降廃泥の界面（上面）に沿って放射方向に流れ、アッパーバッフル３０の下側を通ってそのままアッパーバッフル３０と槽体１１の内周壁との間に流出し、その結果として、ＳＳの沈降分離が必ずしも十分でないままトラフ１５へ流出し、処理水水質が低下するおそれがある。

このような槽内水よりも高密度の原水流入時の処理水水質低下を防止するようにしたのが第１図及び第２図に示す実施の形態に係る沈殿槽１０Ｂである。

この沈殿槽１０Ｂは、フィードウェル１２とアッパーバッフル３０との間の槽体内の下部にロワーバッフル４０を設けたものである。このロワーバッフル４０は、板面を上下方向（この実施の形態では鉛直）とした板材よりなり、フィードウェル１２を取り巻いている。

この実施の形態では、ロワーバッフル４０は円筒形であり、フィードウェル１２と同軸状に配置されている。このロワーバッフル４０はレーキアーム２２の上側に取り付けられ、レーキと一体となって回転するよう構成されている。ただし、支持ブラケットを用いてフィードウェル１２、アッパーバッフル３０又は槽体１１に支持させてもよい。

この沈殿槽１０Ｂのその他の構成は、第４図の沈殿槽１０Ａと同一であり、同一符号は同一部分を示している。

このようにロワーバッフル４０を設けた沈殿槽１０Ｂにあっては、フィードウェル１２に温度が槽体１１内の水温と同等以下の原水を供給した場合、この原水は、第１図（ｂ）の通り、放射方向に流出して槽体底面１１ａ上の汚泥界面に沿ってさらに放射方向に流れた後、ロワーバッフル４０に当って流れ方向を上向きとし、次いでアッパーバッフル３０に当って該アッパーバッフル３０の内面に沿って上昇し、水面付近に至ってフィードウェル１２に向かう方向（槽体１１の求心方向）に流れ、槽体１１の中央部で下降するという循環流を形成する。この循環している水の一部がアッパーバッフル３０の下側を通過してアッパーバッフル３０と槽体１１の内周壁との間に流れ込み、その後、トラフ１５へ流出して処理水となる。この処理水は、アッパーバッフル３０よりも内側で循環し、その間にＳＳが十分に沈降分離したものであるため、水質が良好である。

また、この第１図〜第２図の沈殿槽１０Ｂにあっては、ロワーバッフル４０が槽体１１内の下部にのみ比較的低い高さにて配置されているため、槽体１１内の水温よりも高温度で低密度の原水をフィードウェル１２に供給した場合でも、前記第４図（ｂ）に示したものと同様の循環流がアッパーバッフル３０の内側領域に形成され、良好な水質の処理水が得られる。

上記の実施の形態では、槽体１１、アッパーバッフル３０は平面視形状が方形であるが、円形、楕円形、多角形などであってもよい。槽体１１とアッパーバッフル３０とは形状が異なってもよい。例えば、槽体１１が方形であり、アッパーバッフル３０が円形であってもよい。

上記実施の形態のロワーバッフル４０は、円形であるところから、フィードウェル１２からの水平距離が周方向において均等であり、ロワーバッフル４０の作用が周方向において均等である。また、レーキと共に回転しても槽体内の循環水流に旋回方向の影響を与えることが少ない。ただし、ロワーバッフルを方形や多角形としてもよい。この場合、ロワーバッフルをレーキと共に回転させてもよい。レーキと共に回転させることにより、フィードウェル１２からロワーバッフルまでの水平距離が周方向において均等化されるようになる。

ロワーバッフルをフィードウェル１２やアッパーバッフル３０に支持させる固定式とする場合、ロワーバッフルは平面視形状が円形、方形、多角形などのいずれであってもよい。ただし、フィードウェル１２からの距離が周方向において均等であるところから、固定式の場合も円環形のロワーバッフルとすることが好ましい。

次に、アッパーバッフル３０及びロワーバッフル４０の位置、高さの好適な範囲について第２図を参照して説明する。なお、上記実施の形態ではアッパーバッフル３０及び槽体１１は方形であるため、フィードウェル１２及びロワーバッフル４０とそれらとの距離については、最短距離と最長距離との平均値をいうものとする。例えば、一辺の長さがａの正方形の槽体１１の半径Ｒは、正方形の重心から一頂点までの距離（２^０．５／２）・ａと重心から一辺までの距離ａ／２との平均値｛（２^０．５＋１）／４｝・ａによって算出される。

また、槽体底面１１ａからの高さについては、槽体底面１１ａのレベルの平均値（平均水深Ｗとなる箇所のレベル）からの高さをいうものとする。

ロワーバッフル４０の下端は、レーキアーム２２の上面と略同等（例えば、レーキアーム２２の上面から−１０ｃｍ〜＋１０ｃｍの範囲）に位置することが好ましい。

この理由は次の（１），（２）の通りである。
（１） 槽体１１の底面１１ａに沈降し、該底面１１ａに沿って排出部１４へ向う廃泥の流れを妨げない。
（２） 原水中のＳＳ濃度は、濃縮汚泥よりも濃度が低く、処理水よりも濃度が高い。このため、槽内水と同程度の温度以下の原水は濃縮汚泥界面を滑るように流れることになる。レーキアーム２２はレーキ板２３のすぐ上に位置することが多いため、レーキアーム２２の高さに合せてロワーバッフル４０を設置することにより、この原水の流れを効果的に上向きに変更することができる。

ロワーバッフル４０の上端の高さは、原水供給部の下端としてのプレート１３の高さＨ_１よりも低いことが好ましい。ロワーバッフル４０の上端とプレート１３の高低差ｈ_１は、プレート１３からレーキアーム２２の上端までの垂直距離Ｈ_２の１０〜５０％であることが好ましい。ここで、レーキアーム２２の上端とは、レーキアーム２２が回転した際の軌跡において最も高い位置を指す。

この円形のプレート１３の外周からロワーバッフル４０までの水平距離Ｌ_１は、プレート１３の外周からアッパーバッフル３０までの水平距離（Ｌ_１＋Ｌ_２）の５０〜９０％、特に６０〜８０％程度が好ましい。プレート１３の外周からアッパーバッフル３０までの水平距離（Ｌ_１＋Ｌ_２）は、槽体１１の半径Ｒの６０〜８０％、特に６５〜７５％程度が好ましい。

アッパーバッフル３０の下端はロワーバッフル４０の上端と同レベル又はそれよりも下位に位置することが好ましい。アッパーバッフル３０の下端とロワーバッフル４０の上端との高低差ｈ_２は、ロワーバッフル４０の垂直長さの０〜８０％、特に１０〜５０％程度が好ましい。

アッパーバッフル３０の下端からのレーキアーム２２の上端までの垂直距離Ｈ_３は、平均水深Ｗの５〜３０％、特に１０〜２０％程度が好ましい。

アッパーバッフル３０の上端は、槽体１１内の水面よりも突出していることが好ましいが、水面と同一レベルであってもよい。

アッパーバッフル３０は、全体が鉛直であってもよいが、アッパーバッフル３０の下部が下端側ほど槽体中央側となるように傾斜していてもよい。また、アッパーバッフル３０の上部が、上端側ほど槽体中央側となるように傾斜していてもよい。

アッパーバッフル３０と槽体１１の内周壁との水平距離Ｌ_３は、槽体１１の半径Ｒの２０〜４０％、特に２５〜３５％程度が好ましい。

上記実施の形態では、フィードウェル１２の下端に対面させてプレート１３を設け、原水をフィードウェル１２の下端から放射方向（横方向）に流出させているが、プレート１３を陣笠状とし、原水を斜め下方に流出させてもよい。また、プレート１３を省略し、原水を下方に流出させてもよい。

実施の形態に係る沈殿槽の構成図である。 図１の沈殿槽の断面図である。 従来例に係る沈殿槽の断面図である。 別の実施の形態に係る沈殿槽の構成図である。

符号の説明

１０，１０Ａ，１０Ｂ 沈殿槽
１１ 槽体
１１ａ 槽体底面
１２ フィードウェル
１３ プレート
１４ 排出部
１５ トラフ（溢流部）
２２ レーキアーム
２３ レーキ板
３０ アッパーバッフル
４０ ロワーバッフル

Claims (6)

1. 槽体と、該槽体の中央部に設けられており、原水を下向きないし横向きに流出させる原水供給部と、該槽体の壁面の上部に設けられた溢流部とを有する沈殿槽において、
   該原水供給部と溢流部との間に、板面を上下方向としたプレートよりなり、槽体内を周回するアッパーバッフルが設けられており、
   該アッパーバッフルの上端が槽体内の水面付近又はそれよりも上位に位置しており、
   該アッパーバッフルの下端と槽体の底面との間に通水間隙があいていることを特徴とする沈殿槽。
2. 請求項１において、前記原水供給部とアッパーバッフルとの間であって、槽体内の下部に、板面を上下方向としたプレートよりなり、槽体内を周回するロワーバッフルが設けられており、
   該ロワーバッフルの下端は前記アッパーバッフルの下端よりも下位に位置していることを特徴とする沈殿槽。
3. 請求項２において、前記ロワーバッフルの下端は槽体内の汚泥界面付近に位置していることを特徴とする沈殿槽。
4. 請求項２又は３において、槽体内の底面に沿って回転するレーキが設けられており、
   該レーキは、槽体中央から放射方向に延在したレーキアームと、該レーキアームに取り付けられたレーキ板とを備えており、
   前記ロワーバッフルは該レーキアームに取り付けられ、該レーキアームの上側に配置されていることを特徴とする沈殿槽。
5. 請求項１ないし４のいずれか１項において、前記ロワーバッフルの上端は前記原水供給部の下端よりも下位に位置していることを特徴とする沈殿槽。
6. 請求項５において、槽体内の底面に沿って回転するレーキが設けられており、該レーキは、槽体中央から放射方向に延在したレーキアームを備えており、前記原水供給部の下端とロワーバッフルの上端との高低差は、該原水供給部下端からレーキアームの上端までの垂直距離の１０〜５０％であることを特徴とする沈殿槽。

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