JP2015205241A

JP2015205241A - 凝集反応槽

Info

Publication number: JP2015205241A
Application number: JP2014087040A
Authority: JP
Inventors: 洋一郎河野; Yoichiro Kono
Original assignee: Sintokogio Ltd
Current assignee: Sintokogio Ltd
Priority date: 2014-04-21
Filing date: 2014-04-21
Publication date: 2015-11-19
Anticipated expiration: 2034-04-21
Also published as: JP6218036B2

Abstract

【課題】廃水処理の凝集反応槽において、脱水機の処理能力に応じた、凝集反応槽より脱水機への最適で安価な廃水の定量供給を行う凝集反応槽の提供を目的とする。【解決手段】廃水処理に用いる凝集反応槽であって、廃水と凝集剤とを攪拌する攪拌手段と、反応後の廃水を排出するために凝集反応槽の壁面に固定して設けられた溢流口と、廃水処理容積を可変とするための凝集反応槽内に配置した容積可変容器とを備えることにより、凝集反応槽より脱水機への最適な廃水の定量供給を行う。【選択図】図２

Description

本発明は、廃水処理技術に関する。より詳しくは、高分子凝集剤を使用する廃水処理の凝集工程にて使用する凝集反応槽に関するものである。

高分子凝集剤を使用する廃水処理においては図６に示すように、原水槽より凝集反応槽へ廃水を送り、凝集剤によりフロックを形成した後に脱水機へ送るという一連の工程により行われることが一般的だが、近年の脱水機は濾材の濾過細孔径を粗くすることにより、装置動力の省エネ化を図る傾向がある。濾材の目の粗い脱水機では、カチオン系およびアニオン系の高分子凝集剤を併用することにより、粗大で、強固で、かつ、脱水性の良好なフロックを生成することが脱水機の性能を引き出すためのポイントとなる。よって、凝集反応槽に投入する凝集剤の種類、添加量、さらに凝集剤と原水を攪拌するための撹拌速度は重要なファクターとなる。また、凝集反応槽における凝集剤と原水の撹拌時間は、適正なフロックを生成するうえで極めて重要である。なぜならば、撹拌時間は凝集反応に要する時間と比例するためであり、凝集反応時間が短い場合ではフロックの生成が不十分となり、凝集反応時間が長すぎる場合は、生成したフロックを撹拌により破壊することもあるからである。

特許文献１にあるように、従来技術の凝集反応槽は、凝集反応槽の容積が一定であるため、廃水の投入速度を増減する事により凝集反応槽における凝集時間を制御することは可能であったが、この場合、脱水機の能力に見合った最適な廃水処理時間を制御する事は困難であった。しかしながら、装置動力の省エネ化における稼働時間の短縮を図る上でも、脱水機の能力に合わせた廃水処理は必要であり、脱水機への最適で安価な廃水の定量供給方法が望まれていた。

特開２００１−１９８５９９号公報

本発明は、廃水処理の凝集反応槽において、脱水機の処理能力に応じた、凝集反応槽より脱水機への最適で安価な廃水の定量供給を行う凝集反応槽の提供を目的とする。

上記の目的を達成するために本発明は、廃水処理に用いる凝集反応槽であって、廃水と凝集剤とを攪拌する攪拌手段と、反応後の廃水を排出するために凝集反応槽の壁面に固定して設けられた溢流口と、廃水処理容積を可変とするための凝集反応槽内に配置した容積可変容器と、を備えた凝集反応槽である。

このように構成された本発明においては、容積可変容器への液体の投入量を変えることにより、凝集反応槽内の廃水処理容積を変更することが可能となる。このため、凝集反応槽内への廃水の投入速度を一定とすれば、凝集反応槽内における廃水の滞留時間を変えることができる。つまり、脱水機の能力に応じて容積可変容器への液体の投入量を変えるというシンプルな方法により、最適な廃水処理時間を制御することができる。また、このようなシンプルな方法により凝集反応槽内の廃水処理容積を変更できるので、コスト面でメリットがある。さらに、凝集反応槽の溢流口を壁面の一箇所に固定しているため、溢流口から脱水機までの高さを固定でき、例えば溢流口が可動式である場合に生じる脱水機の投入時の落差の大きさに起因した、凝集反応槽内で生成したフロックの破壊を起こさずに済む。

本発明において、容積可変容器は直方体の底面の一部もしくは全体を傾斜させ、かつ、直方体の上面が開放された形状であり、前記凝集反応槽の中央部に設けられた攪拌手段の両側に各々配置され、容積可変容器の上下移動を補助するためのガイドが凝集反応槽の壁面に設けられている。

このように構成された本発明においては、直方体の底面の一部もしくは全体を傾斜させた面が凝集フロックを押し上げる流れを作り出すため、凝集フロックを溢流口のある凝集反応槽の中央部まで集める事が容易となる。

本発明において、凝集反応槽の底面は略正方形で、凝集反応槽の底面から溢流口までの高さと、凝集反応槽の幅との比（高さ／幅）が、０．２〜２．０である凝集反応槽である。

このように構成された本発明においては、高分子凝集剤により生ずるフロックは粗大化するので凝集反応槽内で沈降しやすいが、凝集反応槽の深さが浅いので緩速撹拌でもフロックは溢流可能となり、凝集剤の添加量を最小限に抑えることが可能となる。

本発明において、凝集反応槽の容積可変容器側面には、凝集反応槽内の廃水処理容積の表示が設けられている。

このように構成された本発明においては、容積可変容器で押し退けた容積が一瞥できるようになり、凝集槽の実容積から、水位で示している容積可変容器の容積との差し引きより凝集反応槽の容積を知る事が可能となる。

本発明の凝集反応槽によれば、脱水機の処理能力に応じた、凝集反応槽より脱水機への最適で安価な廃水の定量供給を行う凝集反応槽の提供が可能となる。

本発明における凝集反応槽の平面図である。図１にかかわるＡ−Ａ断面図である（処理量中間時）。図１にかかわるＡ−Ａ断面図である（処理量最小時）。本発明における凝集反応槽の一部透過斜視図である（処理量最小時）。本発明における容積可変容器の形状例を示した図である。一般的な凝集濾過工程を示した図である。

本発明の凝集反応槽について図１〜図４を用いて説明する。凝集反応槽１は、廃水と凝集剤とを攪拌する攪拌手段５と、反応後の廃水を排出するために凝集反応槽の壁面に固定して設けられた溢流口３と、廃水処理容積を可変とするための凝集反応槽内に配置した容積可変容器２とにより構成されている。

凝集反応槽１は直方体でも円柱体であっても構わないが、製作コスト等の面より直方体が好ましく、撹拌効率の面で底面が略正方形の直方体であることがより好ましい。

容積可変容器２は、図１〜図４において凝集反応槽内に２個装着されているが、１個でも３個以上を凝集反応槽内に装着しても構わない。ただし、コスト的な面と均一な凝集反応を行うためには容積可変容器は２個が好ましく、攪拌手段５の両側に各々配置されていることが、より均一な凝集反応を行う点で好ましい。

また、容積可変容器２は、図５の（Ａ）のように直方体の底面の全体を傾斜させ、かつ、直方体の上面が開放された形状や、図５の（Ｂ）のように直方体の底面の一部を傾斜させ、かつ、直方体の上面が開放された形状が好ましい。容積可変容器の上面が開放されているので、ここから必要量の水を投入する。容積可変容器への注水・排水は外部に設けられたポンプ等によって行うことができる。

図２は、凝集反応槽内の廃水処理量が最大処理量と最小処理量の中間ぐらいの処理量をイメージした断面図である。この状態から図３に示す廃水処理量が最小処理量となる状態にするためには、容積可変容器の底面が凝集反応槽の底面に接触するまで容積可変容器へ注水を行うことで廃水処理量が最小処理量となる状態になる。凝集反応槽内の廃水処理量を最大とするには、凝集反応槽より容積可変容器を取り外すことにより行うことができる。なお、廃水処理量の中間処理量を１００とした場合、最小処理量５０〜最大処理量２００ぐらいとなるように容積可変容器の大きさを決定することが、より最適な凝集反応をするためには必要である。

容積可変容器２は、凝集反応槽の中央部に設けられた攪拌手段５の両側に、該容積可変容器の底面の傾斜面どうしを向い合せて各々配置されていることが、直方体の底面の一部もしくは全体を傾斜させた面が凝集フロックを押し上げる流れを作り出すため、凝集フロックを溢流口のある凝集反応槽の中央部まで集める事が容易となるため好ましい。

凝集反応槽の壁面には、容積可変容器の動きをサポートするためのガイド４が設けられていることが好ましい。このガイド４は容積可変容器が上下に移動するときのサポートなり、また、容積可変容器と撹拌手段の接触を防ぐ役割も果たす。図１〜図４ではガイド４は凝集反応槽に４つ設けられているが、この限りではなくさらに多くのガイドを設けることもできる。また、図１〜図４では凝集反応槽の上端から中央下あたりまでガイドが伸びているが、凝集反応槽の下端までガイドが伸びていても問題はない。また、ガイドの形状は角柱に限らず円柱等の形状でもよい。

凝集反応槽１は、その底面から溢流口３までの高さと、凝集反応槽の幅との比（高さ／幅）が、０．２〜２．０であることが好ましい。なお、凝集反応槽の底面が長方形である場合は、長方形を構成する４辺の最も長い辺との比となる。この比の範囲内においては、高分子凝集剤により生ずるフロックは、粗大化するので凝集反応槽内で沈降しやすいが、凝集反応槽の深さが浅いので緩速撹拌でもフロックは溢流可能となり、凝集剤の添加量を最小限に抑えることが可能となる。高さと幅の比が０．２未満だと、凝集反応槽の設置面積が大きくなり、かつ、凝集反応槽内における凝集反応が不均一となるので好ましくない。また、高さと幅の比が２．０より大きいと、フロックが凝集反応槽内で沈降するため溢流するのが困難になり、フロックが邪魔をして凝集反応槽内における凝集反応が不均一となるので好ましくない。

撹拌手段５は、図１〜図４のように撹拌羽根６と撹拌モータ７とにより構成されていても、循環ポンプのようなもので構成されていてもよい。

容積可変容器２の内部には、図５に示すように目盛８が表示されていることが好ましい。凝集反応槽内を必要な廃水処理容積とするために、容積可変容器内に水を追加・排出する必要があるが、容積可変容器内に目盛が表示されていれば、その目盛を目視で確認しながら作業を行うことができて便利である。

上記構成の凝集反応槽を用いるにあたり、最適な凝集剤添加量と凝集反応時間を予め把握する必要がある。そこで予備テストとして、別途準備したビーカー内に廃水と凝集剤を投入し、その凝集具合により最適な凝集剤添加量と凝集反応時間を算出しておく。次に、廃水処理を必要とする一日当たりの容積より、凝集反応槽に供給される原液投入速度を求め、予備テストで得た最適な凝集反応時間、つまりは凝集反応槽における滞留時間となるように、凝集反応槽の必要容積を計算し、この凝集反応槽の必要容積となるように、凝集反応槽内に装着した容積可変容器に水を投入する。

運転準備が完了した後、廃水処理の実運転を開始する。廃水は凝集反応槽の上部よりに供給され、同時に高分子凝集剤も廃水供給点近傍に添加される。撹拌手段により均一な凝集反応が進み、廃水は必要最小限の凝集剤の添加量で凝集され、フロックの粗大化した凝集液が溢流口を経て、後段の脱水機に連続的に供給されることとなる。

凝集反応槽の間口および奥行を外寸750mm（内寸734mm）、凝集反応槽の溢流口の高さを300mmとした場合、凝集反応槽の最大容積は約161.6Lとなる。この凝集反応槽に装着する容積可変容器の下端から溢流口の高さの容積が仮に約57.7Lであったとすると、容積可変容器２個の合計容積は約115.3Lとなる。凝集反応槽の最小容積は、凝集反応槽の最大容積の約161.6Lから容積可変容器２個の約115.3Lを差し引いた約46.3Lとなる。原水槽から凝集反応槽への廃水供給量が500L/hr（8.33L/min）であると仮定すると、凝集反応槽の最小容積時の滞留時間は約5.6分間、凝集反応槽の最大容積時の滞留時間は約19.4分間となる。

この凝集反応槽の場合、容積可変容器に注入する水の量によって、凝集反応槽内の廃液処理容積が約46.3Lから約161.6Lまで可変となり、この廃液処理容積と凝集反応槽の廃液滞留時間は比例するため、滞留時間は約5.6分間から約19.4分間まで可変となる。

１凝集反応槽
２容積可変容器
３溢流口
４ガイド
５撹拌手段
６撹拌羽根
７撹拌モータ
８目盛
１１凝集反応槽
１２原水槽
１３凝集剤タンク
１４脱水機

Claims

廃水処理に用いる凝集反応槽であって、廃水と凝集剤とを攪拌する攪拌手段と、反応後の廃水を排出するために凝集反応槽の壁面に固定して設けられた溢流口と、廃水処理容積を可変とするための凝集反応槽内に配置した容積可変容器と、を備えた凝集反応槽。
前記容積可変容器は、直方体の底面の一部もしくは全体を傾斜させ、かつ、直方体の上面が開放された形状であり、前記凝集反応槽の中央部に設けられた前記攪拌手段の両側に、該容積可変容器の底面の傾斜面どうしを向い合せて各々配置され、該容積可変容器の上下移動を補助するためのガイドが該凝集反応槽の壁面に設けられている請求項１に記載の凝集反応槽。
前記凝集反応槽の底面は略正方形で、前記凝集反応槽の底面から前記溢流口までの高さと、該凝集反応槽の幅との比（高さ／幅）が、０．２〜２．０である請求項１に記載の凝集反応槽。
前記容積可変容器の側面には、該凝集反応槽内の廃水処理容積の表示が設けられている請求項２に記載の凝集反応槽。