JP2010259991A - フロック形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】モータ等の駆動源を使用せず、汚濁水を凝集剤と短時間で混合及び攪拌をして粒径の大きいフロックを形成することができるフロック形成装置を提供する。
【解決手段】フロック形成装置を、汚濁水を接線方向に流入させる汚濁水流入口２を有する上部円筒状部３及び下部漏斗状部４からなる混合槽１と、円筒状部３に流入した汚濁水に凝集剤を注入する第１凝集剤注入装置５と、混合槽１の下方に位置し漏斗状部４の下端が上部に挿入され漏斗状部４の下端より大きな径の円筒状の内槽７及び内槽７から溢流してきた汚濁水を受け入れる外槽８からなる一次フロック形成槽６と、形成槽６から一次フロック形成汚濁水を導出させる流出樋９と、少なくとも流出樋９の端部で凝集剤を注入する第２凝集剤注入装置１０と、流出樋９の端部に接続され下方に向かって螺旋状をなし粒径の大きな二次フロック及び汚濁濃度の薄い水に分離する二次フロック形成流路１１とで構成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、建設工事や浚渫工事などから排出される微粒粒子を高濃度で含む汚濁水に凝集剤を注入してフロックを形成・造粒するフロック形成装置に関するものである。

近年、建築工事・浚渫工事などから排出される汚濁水に含まれる汚濁物質の除去方法として、凝集剤を投与することにより汚濁水に含まれる微粒粒子を凝集させてフロックとして除去処理する凝集沈殿処理が行われており、フロックを形成する装置としてはフロキュレータが広く使用されている（例えば、特許文献１参照）。

この特許文献１に記載されたフロキュレータは、槽内に流入させた汚濁水に凝集剤を添加した後に、槽内に設けられた回転速度の異なる攪拌羽根を駆動させることによって、汚濁水と凝集剤との攪拌及びフロックの形成を行うものである。しかしながら、この装置では、モータを使用することによって攪拌羽根を駆動させているため、設備費や維持費等のコストがかかるという問題点がある。また、攪拌羽根によって汚濁水と凝集剤との攪拌を行っているので、攪拌密度を高めるための攪拌時間が必要であり沈殿槽への送水処理能力が十分とはいえない。更に、攪拌羽根により形成されたフロックが破壊されてしまうので粒径の大きいフロックを形成することができないため、沈殿槽での沈殿処理能力が低下するという問題点があるばかりでなく、沈殿槽に沈殿したフロックはポンプ等により排出しなければならず、そのために大きな動力が必要であるという問題点がある。

特開２００８−６８１５３号公報

本発明は前記の問題に鑑み、建設工事や浚渫工事などから排出される微粒粒子を含む汚濁水に凝集剤を注入してフロックを形成・造粒するフロック形成装置において、モータ等の駆動源を使用せず、流入される汚濁水を短時間で十分に混合及び攪拌をして粒径の大きいフロックを形成することができるフロック形成装置を提供することを課題とする。

本発明者らは前記課題を解決するべく鋭意研究の結果、フロック形成装置を、汚濁水を接線方向に流入させる汚濁水流入口が設けられている上部円筒状部に続いてその旋回流を維持した状態で排出する下部漏斗状部が設けられている混合槽と、その混合槽の上部円筒状部に流入してきた直後の汚濁水に凝集剤を注入する第１凝集剤注入装置と、該混合槽の下方に位置し該下部漏斗状部の下端が上部に挿入されていて該下部漏斗状部の下端より大きな径の円筒状の内槽と該内槽から溢流してきた汚濁水を受け入れる外槽とからなる一次フロック形成槽と、該一次フロック形成槽から一次フロック形成汚濁水を導出させる流出樋と、少なくとも該流出樋の端部で凝集剤を注入する第２凝集剤注入装置と、該流出樋の端部に接続されていて且つ下方に向かって螺旋状をなし下端の出口に至るまでに前記一次フロック形成汚濁水を粒径の大きな二次フロックと汚濁濃度の薄い水とに分離する二次フロック形成流路とからなる構成とすれば、
このフロック形成装置では、装置内に流入される汚濁水の水流自体のエネルギーを利用するためにモータ等の駆動源を使用することがないと共に、混合槽の汚濁水流入口から接線方向に流入する汚濁水をその流速を利用して旋回させた状態で凝集剤を混合・攪拌して一次フロックを形成した後に、その一次フロックを含む汚濁水に再び凝集剤を添加した状態で螺旋状に形成された二次フロック形成流路内で再度混合・攪拌させながら流下させれば、一次フロック同士が結合して粒径の大きい二次フロックを形成することができることを究明して本発明を完成したのである。

即ち本発明は、汚濁水を接線方向に流入させる汚濁水流入口が設けられている上部円筒状部に続いてその旋回流を維持した状態で排出する下部漏斗状部が設けられている混合槽と、該混合槽の上部円筒状部に流入してきた直後の汚濁水に凝集剤を注入する第１凝集剤注入装置と、該混合槽の下方に位置し該下部漏斗状部の下端が上部に挿入されていて該下部漏斗状部の下端より大きな径の円筒状の内槽と該内槽から溢流してきた汚濁水を受け入れる外槽とからなる一次フロック形成槽と、該一次フロック形成槽から一次フロック形成汚濁水を導出させる流出樋と、少なくとも該流出樋の端部で凝集剤を注入する第２凝集剤注入装置と、該流出樋の端部に接続されていて且つ下方に向かって螺旋状をなし下端の出口に至るまでに前記一次フロック形成汚濁水を粒径の大きな二次フロックと汚濁濃度の薄い水とに分離する二次フロック形成流路と、からなることを特徴とするフロック形成装置である。

なお、このフロック形成装置で第２凝集剤注入装置は二次フロック形成流路内においても凝集剤を注入するものであってもよい。

このような本発明に係るフロック形成装置は、装置内に流入される汚濁水自体のエネルギーを利用しているので、モータ等の駆動源を使用する必要がなく設備費や維持費等のコストを最小限に抑えることができるのである。また、混合槽の汚濁水流入口から接線方向に流入する汚濁水をその流速を利用して旋回させた状態で凝集剤を混合・攪拌して一次フロックを形成した後に、その一次フロックを含む汚濁水に再び凝集剤を添加して螺旋状に形成された二次フロック形成流路内で再度混合・攪拌させながら流下させるので、一次フロック同士を結合させて粒径の大きい二次フロックを形成することができるのである。その結果、二次フロック形成流路からは粒径が大きなフロックと汚濁濃度の薄い水とが沈殿槽に流出し、沈殿槽では粒径が大きなフロックが速やかに沈殿するので、フロックはバケット付の汚泥回収装置により直ちに排出されることができるだけでなく、水は次の使用場所にそのまま送水できるので、沈殿槽を小型化することができるのである。

本発明に係るフロック形成装置において汚濁水からフロックを形成するフローを示す説明図である。 本発明に係るフロック形成装置の一実施例を示す正面図である。 図２で示した混合槽の平面図である。 図２で示した一次フロック形成槽及び流出樋を示す平面図である。

図面中、１は混合槽であり、上部円筒状部３と下部漏斗状部４とから構成されている。また、図３に示されているように上部円筒状部３には汚濁水流入口２が接線方向に設けられている。混合槽１をこのような構成とすることによって、微粒粒子を含む汚濁水は汚濁水流入口２から接線方向に向けて流入し、上部円筒状部３の内壁から下部漏斗状部４の内壁に沿って旋回しながら流下する。

５は混合槽１の上方に位置し混合槽１の上部円筒状部３に流入してきた直後の汚濁水に凝集剤を注入する凝集剤を注入する第１凝集剤注入装置であり、ここで用いられる凝集剤としては、無機系凝集剤や高分子凝集剤が挙げられる。混合槽１内で旋回しながら流下する汚濁水に第１凝集剤注入装置５から凝集剤を注入すると、混合槽１内で凝集剤は汚濁水に好適に混合される。

６は混合槽１の下方に位置する一次フロック形成槽であり、図４に示されているように内槽７と内槽７の周囲に位置する外槽８とから構成されている。また、図１及び図２に示されているように内槽７は混合槽１から旋回しながら流入してきた凝集剤が混合された汚濁水を受け入れるように混合槽１の下部漏斗状部４の下端が上部挿入されていると共に下部漏斗状部４の下端より大きな径の円筒状に構成されている。一次フロック形成槽６をこのような構成とすることによって、混合槽１から旋回しながら流下してきた凝集剤が混合された汚濁水は、内槽７内に流入して攪拌されることにより微粒の一次フロックが形成される。そして、その一次フロックと汚濁水とは順次内槽７から溢流して外槽８に流入する。

９は一次フロックを含む汚濁水を一次フロック形成槽６から導出させるべく一次フロック形成槽６の外槽８に接続されている流出樋であり、１０は少なくともこの流出樋９の外槽８側の端部と反対側の端部で凝集剤を注入する第２凝集剤注入装置であり、後述する二次フロック形成流路１１内においても凝集剤を添加するものであってもよい。流出樋９をこのような構成とすることにより、外槽８から流出してきた一次フロックを含む汚濁水は少なくとも流出樋９の外槽８側の端部と反対側の端部で再度凝集剤が注入される。尚、ここで用いられる凝集剤は第１凝集剤注入装置で用いられた凝集剤と同一の凝集剤に限られず、別の凝集剤を使用することもできる。

１１は流出樋９の端部に接続されており、下方に向かって螺旋状に形成されている二次フロック形成流路である。この二次フロック形成流路１１は合成樹脂製や金属製のチューブや樋を図２に示されているような基台から立設する複数の棒状部材や筺体に螺旋状に巻回することにより形成される。二次フロック形成流路１１をこのような構成とすることによって、一次フロックを含む汚濁水と凝集剤とが二次フロック形成流路１１内を流れる過程で混合・攪拌されることによって、一次フロック同士が結合して粒径の大きな二次フロックが形成される。

フロック形成装置を上記のような構成とすることにより、汚濁水流入口２から混合槽１内へ接線方向に流入した汚濁水は、先ず混合槽１内で第１凝集剤注入装置５から注入された凝集剤と混合して旋回しながら一次フロック形成槽６の内槽７に流入する。次に、旋回しながら流入してきた凝集剤が混合した汚濁水はその旋回流により内槽７内で攪拌されて微粒の一次フロックが形成され、一次フロックと汚濁水とは一次フロック形成槽６の外槽８へと溢流し、外槽８から流出樋９へ流入して少なくとも流出樋９の端部で第２凝集剤注入装置１０から再度凝集剤が注入される。その後、一次フロックを含む汚濁水と凝集剤とが二次フロック形成流路１１内を流れる過程で混合・攪拌されることによって、一次フロック同士が結合して粒径の大きな二次フロックが形成されるのである。尚、フロック形成装置から排出された粒径の大きな二次フロックと汚濁濃度の薄い水とは沈殿槽（図示なし）に流入し、沈殿したフロックは沈殿槽からバケット付の汚泥回収装置により排出されて脱水処理された後に埋め立て用の土等として再利用され、また汚濁濃度の薄い水は処理水として再利用されることによって、効果的なリサイクルを図ることができる。

以下、本発明を実施例により具体的に説明する。尚、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
混合槽１（上部円筒状部３の内径３００ｍｍ、下部漏斗状部４の内径８０ｍｍ）と、一次フロック形成槽６（内槽７の内径１５０ｍｍ、外槽８の内径３００ｍｍ）と、流出樋９（長さが６００ｍｍ）と、二次フロック形成流路１１（合成樹脂製のチューブ、内径３５．７ｍｍ、長さが１２ｍ）としたフロック形成装置に、予めＰＡＣ（ポリ塩化アルミニウム）を１００ｍｇ／ｌ混入させたＳＳ濃度が１７００００ｍｇ／ｌの汚濁水を３ｍ³／ｈの水量で流入させると共に、その汚濁水に第１凝集剤注入装置５及び第２凝集剤注入装置１０から高分子凝集剤（製品名「興南フロックＺＨ−８６０」の０．１％水溶液）をそれぞれ３．６ｍｇ／ｌ及び８．４ｍｇ／ｌの割合で注入した。
この条件で形成されるフロックの粒径を調べたところ、流出樋９における一次フロックの粒径が１〜２ｍｍであり、二次フロック形成流路１１から排出された直後の二次フロックの粒径が３〜５ｍｍであった。また、二次フロック形成流路１１から排出された水のＳＳ濃度は１００ｍｇ／ｌであった。
以上のことから、本実施例によれば、本発明に係るフロック形成装置では粒径の大きいフロックを形成することができることが明らかになった。

１ 混合槽
２ 汚濁水流入口
３ 上部円筒状部
４ 下部漏斗状部
５ 第１凝集剤注入装置
６ 一次フロック形成槽
７ 内槽
８ 外槽
９ 流出樋
１０ 第２凝集剤注入装置
１１ 二次フロック形成流路

Claims (2)

1. 汚濁水を接線方向に流入させる汚濁水流入口(２)が設けられている上部円筒状部(３)に続いてその旋回流を維持した状態で排出する下部漏斗状部(４)が設けられている混合槽(１)と、
   該混合槽(１)の上部円筒状部(３)に流入してきた直後の汚濁水に凝集剤を注入する第１凝集剤注入装置(５)と、
   該混合槽(１)の下方に位置し該下部漏斗状部(４)の下端が上部に挿入されていて該下部漏斗状部(４)の下端より大きな径の円筒状の内槽(７)と該内槽(７)から溢流してきた汚濁水を受け入れる外槽(８)とからなる一次フロック形成槽(６)と、
   該一次フロック形成槽(６)から一次フロック形成汚濁水を導出させる流出樋(９)と、
   少なくとも該流出樋(９)の端部で凝集剤を注入する第２凝集剤注入装置(１０)と、
   該流出樋(９)の端部に接続されていて且つ下方に向かって螺旋状をなし下端の出口に至るまでに前記一次フロック形成汚濁水を粒径の大きな二次フロックと汚濁濃度の薄い水とに分離する二次フロック形成流路(１１)と、
   からなることを特徴とするフロック形成装置。
2. 第２凝集剤注入装置(１０)が二次フロック形成流路(１１)内にも凝集剤を注入するものである請求項１に記載のフロック形成装置。

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