JP2014161823A - Purifier - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、浄化装置に関し、特に凝集剤粉末を用いて原水中の汚泥を凝集、沈殿させる浄化装置に関する。 The present invention relates to a purification device, and more particularly to a purification device that agglomerates and precipitates sludge in raw water using a flocculant powder.
近年、ゼオライト系の凝集剤粉末を原水に投入、攪拌することにより原水中の汚泥を凝集、沈殿させることで原水を浄化する浄化装置が開発されている。 In recent years, purification apparatuses have been developed that purify raw water by agglomerating and precipitating sludge in raw water by adding and stirring zeolite-based flocculant powder into raw water.
この種の浄化装置は特許文献1に開示されている。この浄化装置は、凝集剤粉末を連続的に投入可能な凝集剤投入機、凝集剤粉末が投入された原水を渦流によって攪拌する第1の攪拌機、第1の攪拌機で攪拌された原水をその対面する内壁に交互に設けられた複数の撹拌板を介して落下させ、当該内壁に衝突させることにより撹拌する第2の撹拌機、及び第2の攪拌機で攪拌された原水が流れ落ち、原水中の汚泥を沈殿させる沈殿槽から構成されている。この浄化装置によれば、凝集剤粉末を原水に連続的に投下し、2つの攪拌機で攪拌した後に汚泥を沈殿させているので、汚泥の凝集・沈殿速度を向上させることができる。 This type of purification device is disclosed in Patent Document 1. This purifier includes a flocculant charging machine capable of continuously adding flocculant powder, a first stirrer that stirs the raw water charged with the flocculant powder by vortex, and the raw water stirred by the first stirrer. The second stirrer that is dropped by a plurality of stirrers provided alternately on the inner wall and collides with the inner wall, and the raw water stirred by the second stirrer flows down, and the sludge in the raw water It is composed of a settling tank for precipitating. According to this purification device, since the flocculant powder is continuously dropped into the raw water and the sludge is precipitated after stirring with two stirrers, the sludge agglomeration / precipitation rate can be improved.
この場合、原水は第1の攪拌機→第2の攪拌機→沈殿槽の経路で落下しながら攪拌されていくため、凝集剤投入機は装置内の最も高い上流位置、つまり第1の攪拌機の上に取り付けられていた。 In this case, since the raw water is stirred while dropping in the path of the first stirrer → second stirrer → sedimentation tank, the flocculant charging machine is located at the highest upstream position in the apparatus, that is, above the first stirrer. It was attached.
しかしながら、特許文献1の浄化装置では、凝集剤投入機は最も高い位置に設けられることから、凝集剤投入機の収納部に凝集剤粉末を収納する作業は危険を伴うという問題があった。 However, since the flocculant charging machine is provided at the highest position in the purification device of Patent Document 1, there is a problem that the operation of storing the flocculant powder in the storage part of the flocculant charging machine is dangerous.
また、沈殿槽内に凝集・沈殿された汚泥を排出すると、当該汚泥は多量の水分を含んでいるので運搬、廃棄処理に不便があった。 Further, when the sludge aggregated and settled in the sedimentation tank is discharged, the sludge contains a large amount of water, which is inconvenient for transportation and disposal.
本発明は、上述の課題に鑑み、原水池中の汚泥を除去することにより該原水池の浄化を行う浄化装置において、凝集剤粉末を連続的に投入可能な凝集剤投入機と、第1の攪拌容器と、この第1の攪拌容器の側壁に接合され、前記原水池から導入される原水が渦流を形成するように該第1の攪拌容器内に導入する原水導入管とを有し、この原水導入管を介して導入され、かつ前記凝集剤投入機により凝集剤粉末が投入された原水を攪拌する第1の攪拌機と、前記第1の撹拌機から排出された原水を一時貯留する揚水タンクと、前記凝集剤投入機より高い位置に設けられた第2の攪拌容器と、この第2の攪拌容器の対向する内壁に交互に設けられた複数の撹拌板を有し、前記揚水タンクから揚水された原水を前記複数の撹拌板を介して落下させ該内壁に衝突させることにより撹拌する第2の撹拌機と、前記第2の撹拌機により撹拌された原水中の汚泥を沈殿濾過する沈殿濾過槽と、を備えることを特徴とする。 In view of the above-described problems, the present invention provides a flocculant charging machine capable of continuously charging flocculant powder in a purification apparatus for purifying the raw water pond by removing sludge in the raw water pond, A stirring vessel and a raw water introduction pipe which is joined to the side wall of the first stirring vessel and introduces the raw water introduced from the raw water pond into the first stirring vessel so as to form a vortex. A first stirrer that stirs the raw water introduced through the raw water introduction pipe and into which the flocculant powder is charged by the flocculant charging machine, and a pumping tank that temporarily stores the raw water discharged from the first stirrer And a second agitation vessel provided at a position higher than the flocculant charging machine, and a plurality of agitation plates provided alternately on the opposing inner walls of the second agitation vessel, Dropped raw water through the plurality of stirring plates A second agitator for stirring by impinging on a wall, characterized in that it comprises a sedimentation filter tank to precipitate filtered agitated raw water sludge by the second agitator.
本発明の浄化装置によれば、2つの攪拌機で凝集剤粉末が混合された原水を攪拌することで凝集させ、汚泥として沈殿させることで汚泥の凝集・沈殿速度を向上させるとともに、凝集剤投入機は第2の攪拌機より低い位置に設けられるので、従来に比して凝集剤投入作業を容易にかつ安全に行うことができる。また、汚泥の脱水を行う脱水機を備えることにより、運搬、廃棄処理を円滑に行うことができる。 According to the purification apparatus of the present invention, the raw water mixed with the flocculant powder is agitated by two agitators, and is agglomerated and precipitated as sludge. Is provided at a position lower than that of the second stirrer, so that the flocculant charging operation can be performed easily and safely as compared with the conventional case. Moreover, transportation and disposal processing can be performed smoothly by providing a dehydrator for dewatering sludge.
特に、本発明の浄化装置は、原水池から放射性セシウムを含む汚泥を除去して原水の放射性セシウム濃度を大幅に低減することができるものであり、その処理能力は高く、同時に作業の安全を確保することができる。 In particular, the purification device of the present invention is capable of removing sludge containing radioactive cesium from the raw water pond and greatly reducing the concentration of radioactive cesium in the raw water. can do.
<浄化装置200の全体構成>
図1は、本発明実施形態における浄化装置200の全体構成図である。浄化装置200は、原水を貯留する原水池300の原水中の汚泥を除去することにより原水池300の浄化を行う浄化装置であって、ゼオライト系の凝集剤粉末を連続的に投入可能な凝集剤投入機10、凝集剤粉末が投下された原水を渦流で攪拌する第1の攪拌機20、内壁への衝突による再攪拌を行う第2の攪拌機30、第1の攪拌機20による攪拌後の原水を一時貯留する揚水タンク40、2段階の沈殿濾過を行う第1の沈殿濾過槽50及び第2の沈殿濾過層60を含む。
<Overall configuration of
FIG. 1 is an overall configuration diagram of a
浄化装置200は、さらに、第1の沈殿濾過槽50に沈殿した汚泥を一時貯留する汚泥タンク70、汚泥タンク70の汚泥を脱水機90に搬送する汚泥コンベア80、汚泥を脱水する脱水機90、及び原水池300内に設けられた原水攪拌機110を含んで構成されている。原水池300には、プール、ため池、防火水槽などが含まれる。
The
原水池300から第1の撹拌機20に導入された原水には、凝集剤投入機10により凝集剤粉末が投下され、混合、攪拌される。第1の撹拌機20により攪拌された原水は揚水タンク40に一時的に貯留された後、揚水管32を介して、揚水タンク40内に設けられた揚水ポンプP2により、凝集剤投入機10より高い位置に設けられた第2の攪拌機30まで揚水、再攪拌され、自然落下により第1の沈殿濾過槽50に導入されるようになっている。
The raw water introduced from the
これにより、第1及び第2の攪拌機20,30という2つの攪拌機で、凝集剤粉末が混合された原水を攪拌することで汚泥を凝集させ沈殿させることで、汚泥の凝集・沈殿速度を向上させることができるとともに、凝集剤投入機10の全体が第2の攪拌機30より低い位置に設けられるので、人手による凝集剤投入作業を容易にかつ安全に行うことができるようになる。
Accordingly, the sludge is aggregated and precipitated by stirring the raw water mixed with the flocculant powder with the two
以下、浄化装置200の各要素の構成を詳述する。
<凝集剤投入機10及び第1の攪拌機20の構成>
図2は、凝集剤投入機10及び第1の攪拌機20の平面図である。図3は、図2のA−A線における断面図である。図4は、 図2のB−B線における断面図である。
Hereinafter, the configuration of each element of the
<Configuration of
FIG. 2 is a plan view of the
凝集剤投入機10のすり鉢状の凝集剤粉末収納部11の底部には、8角柱から成る攪拌部材12が設けられている。攪拌部材12は8角柱に限らず、6角柱や12角柱、さらに多角柱であってもよいが、本発明者の実験によれば8角柱が攪拌に適している。
At the bottom of the mortar-shaped flocculant
凝集剤粉末100は凝集剤粉末収納部11の上方から投入される。凝集剤粉末収納部11の底部には凝集剤粉末投下孔13が開口され、攪拌部材12の回動に伴って凝集剤粉末が凝集剤粉末投下孔13を通して連続的に、その下方に設置された第1の攪拌機20に投入される。攪拌部材12は回転軸14に取り付けられており、回転軸14にはさらに複数の攪拌片15が取り付けられている。攪拌片15はL字形状や、ループ形状のものが適している。攪拌部材12及び攪拌片15が回動することで、底部に収納された凝集剤粉末が攪拌されるため、いわゆるブリッジが発生して凝集剤粉末100が連続的に投下できなくなるという不具合が防止される。
The
回転軸14は凝集剤粉末収納部11の側面に設けられた案内管16を通されて外部に取り出され、その末端にモーターの回転軸を取り付けるか、あるいは手動ハンドルを取り付けることで回転駆動される。
The rotating
第1の攪拌機20は、円筒状の第1の攪拌容器21と、第1の攪拌容器21の円周に沿った方向から原水が導入されるように第1の攪拌容器21の円筒側壁に接合された原水導入管22を有している。また、第1の攪拌容器21の上壁には落下口23が形成されており、この落下口23を通して凝集剤粉末投下孔13から凝集剤粉末100が第1の攪拌容器21内に投下されるようになっている。これにより、凝集剤粉末100が投下された原水は第1の攪拌容器21内で渦流となって効率よく攪拌され、
原水中の汚泥が凝集される。攪拌された原水は第1の攪拌容器21の底に接続された配管24を介して排出され、揚水タンク40に導入される。
The
Sludge in raw water is agglomerated. The stirred raw water is discharged through a
<第2の攪拌機30及び沈殿濾過槽の構成>
図5は、第2の攪拌機30、第1の沈殿濾過槽50及び第2の沈殿濾過槽60の断面図である。揚水タンク40の原水は揚水管32を介して揚水ポンプP2により、凝集剤投入機10より高い位置に設けられた第2の攪拌機30まで揚水、再攪拌され、自然落下により第1の沈殿濾過槽50に導入されるようになっている。
<Configuration of
FIG. 5 is a cross-sectional view of the
第2の攪拌機30は、直方体状の第2の攪拌容器31と、この第2の攪拌容器31の対向する内壁に交互に設けられた例えば4枚の撹拌板33a〜33dを有し、揚水された原水を、撹拌板33a〜33dを介して落下させ該内壁に衝突させることにより攪拌する。この場合、攪拌板23は第2の攪拌容器31の内壁に斜め下方に傾けて取り付けられている。これにより、原水はこの攪拌版33a〜33dを加速されて流れ、第2の攪拌容器31の内壁に勢い良く衝突することを繰り返す。これにより、更に効率よく攪拌が行われる。攪拌された原水は、第2の攪拌容器31の底に形成された排出口34を通して第1の沈殿濾過槽50に導入される。攪拌板33a〜33dの枚数は4枚には限られず、浄化装置200の処理能力に応じて適宜増減することができる。
The
第1の沈殿濾過槽50は、その上壁から底部の上方まで延びた隔壁51によって仕切られており、第2の攪拌機30から第1の濾過槽50内に落下した水は隔壁51を回り込んで、隔壁51の左側の空間に設けられた濾過層52を下から上に通過するようになっている。これにより、原水は、濾過層52で濾過されるとともに、原水に含まれた汚泥53が第1の濾過槽50の底部に沈殿する。沈殿した汚泥53は第1の濾過槽50の底に接続された汚泥管54を通して汚泥タンク70に送られる。汚泥タンク70の底部71には汚泥53が貯まるが、上澄み水は配管72を通して揚水タンク40に戻される。
The first
この場合、沈殿した汚泥は通常運転で汚泥タンク70に送られるが、汚泥量が多い場合などを考慮して汚泥管54のバイパス通水管に汚泥ポンプP3を設けておけば、この汚泥ポンプPを作動させて汚泥を強制的に汚泥タンク70に送ることができる。
In this case, the precipitated sludge is sent to the
濾過層52は、濾過材の層から成り、例えば細かく砕石された火山石のように表面に多数の凹凸がある粒子を所定の厚さに積層したものが適当である。その厚さは例えば20cm程度である。原水中の汚泥の一部はこの濾過層52の中に取り込まれることで第1段階の濾過がなされる。濾過層52を通過した原水は排出口55からオーバーフローし、連結管56を通して隣接する第2の沈殿濾過槽60に導入される。
The
第2の沈殿濾過槽60は、第1の沈殿濾過槽50と同じ構成を採用することができるが、ここでは濾過機能を高めるために、第1及び第2の濾過層61,62という2段の濾過層を用いている。第1の隔壁63は、第2の沈殿濾過槽60の底から上壁の下方まで延び、第2の隔壁64は、第2の沈殿濾過槽60の上壁から底部の上方まで延びている。これにより、第2の沈殿濾過槽60の側壁に接続された連結管56を通して導入された原水は先ず第1の濾過層61を下から上に通過し、オーバーフローし、第2の隔壁64を下から上に回り込んで、第2の濾過層62を下から上に通過する。第2の濾過層62を通過して浄化された原水は、環流管65を通して原水池300に戻される。
The second
この場合、第2の沈殿濾過槽60の底部にも汚泥53が多少は沈殿するので、配管66、ポンプP4を介して第1の沈殿濾過槽50に環流させる環流路を形成しておくことが好ましい。これにより、ほとんどの汚泥53を第1の沈殿濾過槽50内に沈殿させることができる。
In this case, since the
<脱水機90の構成>
図6は、脱水機90の構成を示す斜視図である。図7は、脱水機90の動作を示す断面図である。支持台91の底面に支持棒92が取り付けられ、その先端部に複数の脱水孔93が形成された脱水蓋94が取り付けられている。外殻筒95は、その側面に排水管96が接続され、垂直方向に移動可能な基台97に載置される。脱水筒98は、外殻筒95内に収納可能であり、複数の脱水孔99が設けられて脱水蓋94をその上端から垂直方向に嵌め込み可能になっている。
<Configuration of
FIG. 6 is a perspective view showing the configuration of the
そして、脱水筒98内に汚泥コンベア80から汚泥53が搬入されて、基台95の上動により脱水蓋94で汚泥が垂直方向に圧縮されることにより、汚泥53の水分が排水管96から排出されるように構成されている。排水管96から排出された水は、排水管96を通して原水池300に戻されることが好ましい。脱水されて粉末化した汚泥53は小形軽量化されていることから袋などに詰め込んだ状態で運搬するのに適しており、脱水筒97から取り出され、廃棄場所や仮置き場に運搬される。
Then, the
<汚泥コンベア80の構成>
図8は、汚泥コンベア80の構成を示す斜視図である。汚泥コンベア80は、回転軸81、この回転軸81に取り付けられ、回転軸81の回転により汚泥を回転軸方向に送出するように、回転軸に取り付けられたスクリュー82、及びこれらの部材を収納する細長円筒状の収納ケース83を備える。収納ケース83の一方の端部には汚泥注入部84が設けられ、汚泥タンク70からの汚泥が汚泥注入部84を通して注入されるようになっている。回転軸81はモーターによって所定の速度で回転制御される。注入された汚泥は回転軸81の回転により送出され、他方の端部の汚泥排出部85から排出され、脱水機90に供給されるようになっている。
<Configuration of
FIG. 8 is a perspective view showing the configuration of the
<原水攪拌機110の構成>
図9は、原水攪拌機110の構成を示す図である。原水攪拌機110は、原水池300内に設けられ、底部に複数の原水噴出孔111を有する中空の原水噴出体112、この原水噴出体112内に原水池300の原水を、原水注入管113を通して注入することにより、原水噴出孔111から原水池300の底部に向けて原水を噴出させる原水注入ポンプP4、原水噴出体112を原水池300の所定の深さに浮遊させるためのフロート114a,114bを含んで構成されている。
<Configuration of
FIG. 9 is a diagram illustrating a configuration of the
原水噴出体112は、中空四角柱、中空リングなどの形態を有しており、その上面にワイヤー115a,115bを介してフロート114a,114bが連結されている。そして、原水噴出体112はフロート114a,114bの浮力により、原水池300の所定の深さに浮遊するようになっている。
The raw
原水攪拌機110は、原水池300の底に堆積している汚泥を攪拌し、原水と混合する。また、原水池300の中には、原水攪拌機110に隣接して、あるいは原水攪拌機110と一体化された原水供給ポンプP1が設けられ、汚泥が混合された原水は原水導入管22を通して、原水供給ポンプP1により第1の攪拌機20に供給される。こうして、原水池300の浄化を促進することができる。
The
本実施形態の浄化装置200は、プール、ため池、防火水槽などの原水池300の浄化に広く適用することができるが、特に、原水池300に放射性セシウムを含む汚泥が堆積されている場合に、汚泥とともに、放射性セシウム濃度を大幅に低減することができることが実験で確認された。
The
また、浄化装置200は、処理量に応じて4〜10tトラックに積載可能であり、現地で装置の荷下ろしをせずに積載したままで浄化処理を行うことができる。さらに、原水池300の汚染された水を排水せずに循環させながら浄化することができるため、廃水処理用の一時貯留タンクを使用せずに原水中の放射性セシウム濃度を低減することができる。
Moreover, the
10 凝集剤投入機 11 凝集剤粉末収納部
12 攪拌部材12 13 凝集剤粉末投下孔
14 回転軸 15 攪拌片
16 案内管
20 第1の攪拌機 21 第1の攪拌容器
22 原水導入管 23 落下口
24 配管 30 第2の攪拌機
31 第2の攪拌容器 32 揚水管
33a〜33d 撹拌板 34 排出口
40 揚水タンク 50 第1の沈殿濾過槽
51 隔壁 52 濾過層
53 汚泥 54 汚泥管
55 排出口 56 連結管
60 第2の沈殿濾過層 61 第1の濾過層
62 第2の濾過層 63 第1の隔壁
64 第2の隔壁 65 環流管
70 汚泥タンク 71 底部
72 配管 80 汚泥コンベア
81 回転軸 82 スクリュー
83 収納ケース 84 汚泥注入部
85 汚泥排出部 90 脱水機
91 支持台 92 支持棒
93 脱水孔 94 脱水蓋
95 外殻筒 96 排水管
97 基台 98 脱水筒
99脱水孔 100 凝集剤粉末
110 原水攪拌機 111 原水噴出孔
112 原水噴出体 113 原水注入管
114a,114b フロート
115a,115b ワイヤー
200 浄化装置 300 原水池
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
Claims (7)
凝集剤粉末を連続的に投入可能な凝集剤投入機と、
第1の攪拌容器と、この第1の攪拌容器の側壁に接合され、前記原水池から導入される原水が渦流を形成するように該第1の攪拌容器内に導入する原水導入管とを有し、この原水導入管を介して導入され、かつ前記凝集剤投入機により凝集剤粉末が投入された原水を攪拌する第1の攪拌機と、
前記第1の撹拌機から排出された原水を一時貯留する揚水タンクと、
前記凝集剤投入機より高い位置に設けられた第2の攪拌容器と、この第2の攪拌容器の対向する内壁に交互に設けられた複数の撹拌板を有し、前記揚水タンクから揚水された原水を前記複数の撹拌板を介して落下させ該内壁に衝突させることにより撹拌する第2の撹拌機と、
前記第2の撹拌機により撹拌された原水中の汚泥を沈殿濾過する沈殿濾過槽と、を備えることを特徴とする浄化装置。 In a purification device that purifies the raw water pond by removing sludge in the raw water pond,
A flocculant feeding machine capable of continuously feeding the flocculant powder;
A first agitation vessel and a raw water introduction pipe which is joined to the side wall of the first agitation vessel and introduces the raw water introduced from the raw water pond into the first agitation vessel so as to form a vortex; A first stirrer that stirs the raw water introduced through the raw water introduction pipe and into which the flocculant powder is charged by the flocculant charging machine;
A pumping tank for temporarily storing raw water discharged from the first stirrer;
A second stirring vessel provided at a position higher than the flocculant charging machine and a plurality of stirring plates provided alternately on the opposing inner walls of the second stirring vessel were pumped from the pumping tank. A second stirrer that stirs by dropping raw water through the plurality of stirring plates and colliding with the inner wall;
A purification apparatus comprising: a precipitation filtration tank that precipitates and filters sludge in raw water stirred by the second stirrer.
前記汚泥コンベアにより搬出された汚泥の脱水を行う脱水機と、を備えることを特徴とする請求項2に記載の浄化装置。 A sludge conveyor for carrying out sludge from the sludge tank;
The purification apparatus according to claim 2, further comprising: a dehydrator that dehydrates the sludge carried out by the sludge conveyor.
垂直方向に移動可能な基台と、
前記基台上に載置され、側面に排水管が接続された外殻筒と、
前記外殻筒内に収納可能であり、複数の脱水孔が設けられて前記脱水蓋を上端から垂直方向に嵌め込み可能な脱水筒と、を備え、前記脱水筒内に前記汚泥コンベアから汚泥が搬入されて、前記基台の上動により前記脱水蓋で汚泥が垂直方向に圧縮されることにより、汚泥中の水分が前記排水管から排出されるように構成されたことを特徴とする請求項3に記載の浄化装置。 The dehydrator is fixed at a certain height, and a dehydration lid formed with a plurality of dehydration holes;
A vertically movable base;
An outer shell tube placed on the base and having a drain pipe connected to the side surface;
A dewatering cylinder that can be accommodated in the outer shell cylinder and has a plurality of dewatering holes and in which the dewatering lid can be fitted vertically from the upper end, and sludge is carried into the dewatering cylinder from the sludge conveyor. The sludge is vertically compressed by the dehydrating lid by the upward movement of the base, so that the water in the sludge is discharged from the drain pipe. The purification device according to 1.
前記原水池の原水を前記第1の攪拌機に供給するための原水供給ポンプと、を備えることを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載の浄化装置。 A hollow raw water ejection body provided in the raw water pond and having a plurality of raw water ejection holes at the bottom, and by injecting raw water of the raw water pond into the raw water ejection body, from the raw water ejection hole to the bottom of the raw water pond A raw water agitator having a raw water injection pump for jetting raw water toward the float, and a float for floating the raw water jet body to a predetermined depth in the raw water pond;
The purification apparatus according to any one of claims 1 to 6, further comprising: a raw water supply pump for supplying raw water in the raw water pond to the first stirrer.
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