JP2016159221A - 沈殿促進装置及び沈殿池 - Google Patents

Abstract

【課題】上水等ばかりでなく、下水等の有機性の汚泥であっても、これを効果的に沈殿させて除去することができる沈殿促進装置及び沈殿池を提供すること。
【解決手段】水平面に対して傾斜して設置される傾斜体１０を有し、被処理水１０１中の沈殿物を傾斜体１０の傾斜面１１に沈降させ、さらに沈降した沈殿物を傾斜面１１によって下方に落下させる沈殿促進装置１である。傾斜体１０はシート状であって、弛ませた状態で複数枚を上下左右と奥行き方向に所定の間隔をもって併設する。従って傾斜体１０の傾斜面１１は揺動し易い構造となっている。傾斜体１０の下面側に、傾斜体１０の下面に気泡を当接させて傾斜体１０を揺動させる散気装置５０を設置する。
【選択図】図３

Description

本発明は、上水、産業用水、下水、し尿、産業廃水等の各種水処理施設の沈殿池等に用いて好適な沈殿促進装置及び沈殿池に関するものである。

従来、各種水処理施設の沈殿工程を行う沈殿池で、より効果的な沈殿効果を期待する場合には、一般に、傾斜板沈殿装置又は傾斜管沈殿装置が設置される。このうち傾斜板沈殿装置は多数の傾斜板を並設して構成されている。沈殿池のフロック除去能力は、表面負荷率、即ち、被処理水の流量を、沈殿池の底面積で割った値で表され、この表面負荷率が小さいほど沈殿池のフロック除去能力が向上する。即ち、沈殿池の底面積が大きいほど沈殿池のフロック除去能力が向上する。そして傾斜板沈殿装置は、上述したように、多数の傾斜板を備えていることから、この傾斜板上にフロックを沈殿させることによって沈殿池の底面積を実質上大きくすることができる。従って、傾斜板沈殿装置は、沈殿池のフロックの除去能力を大幅に向上させることができる。

特開２００２−３１６００３号公報

上記傾斜板沈殿装置は、上水用や産業用水用の水処理施設等では良く使用されるが、下水用の水処理施設等では殆ど使用されていない。これは、上水等の場合は、ＳＳ（浮遊物質又は懸濁物質）の多くが無機性であり、傾斜板への付着が少なく、傾斜板に堆積するＳＳが比較的容易に自然落下し、また洗浄も容易だからであるのに対し、下水の場合は、有機性の汚泥のため、傾斜板に堆積した汚泥が自然落下しにくく、このため上下に設置した傾斜板間が閉塞し易く、生物膜も発生し、堆積した汚泥の洗浄も上水ほど容易ではないためである。

本発明は上述の点に鑑みてなされたものでありその目的は、上水等ばかりでなく、下水等の有機性の汚泥であっても、傾斜体への汚泥堆積を起こしにくく、容易に洗浄できる構造にすることで、これを効果的に沈殿させて除去することができる沈殿促進装置及び沈殿池を提供することにある。

本発明は、水平面に対して傾斜して設置される傾斜体を有し、被処理水中の沈殿物を前記傾斜体の傾斜面に沈降させ、さらに前記沈降した沈殿物を前記傾斜面に沿って下方に落下させる沈殿促進装置であって、前記傾斜体は、可撓性を有することでその傾斜面が揺動又は振動する構造に構成されていることを特徴とする。
傾斜体は可撓性を有するので、外力（下部からの散気や被処理水の流れや各種の振動等）によって揺動又は振動し、これによって傾斜面に沈殿した沈殿物の剥離が促される。このため、例え傾斜面に堆積した沈殿物が下水等の有機性の汚泥等であっても、沈殿物が剥離し易く、傾斜面から自然落下し、また生物膜の発生も抑えられ、これによって沈殿物を効果的に除去することが可能になる。傾斜体としては、シート状の傾斜シートが好ましいが、管状の傾斜管であっても良い。また前記シート状の傾斜体は複数枚とし、これらを上下に（また左右や奥行き方向に）所定の間隔をもって併設することが好ましい。

また本発明は、前記傾斜体が、常時又は所定のタイミング時に、弛ませた状態で設置されることを特徴とする。
傾斜体を弛ませることで、下部からの散気や被処理水の流れや各種の振動等によって傾斜体の揺動や振動を飛躍的に大きくできる。これによって可撓性とした傾斜体の作用・効果を大幅に向上でき、傾斜面に沈殿した沈殿物の剥離を飛躍的に向上できる。このため、例え沈殿物が有機性の汚泥等の除去の困難な沈殿物であってもこれを剥離でき、効果的に傾斜面から除去することが可能になる。従って上水等の無機物を中心とする沈殿物はもちろん、下水等の有機物を中心とする沈殿物であっても、これに対応できる。傾斜体は、常時弛ませておくこともできるが、所定のタイミング時に弛ませても良い。例えば、傾斜体上に沈殿物を沈殿させている時は傾斜体を緊張状態とし、洗浄をかける時にこれを弛ませる等しても良い。

また本発明は、前記傾斜体の下側に、前記傾斜体の下面に気泡を当接させてこの傾斜体を揺動する散気手段を設置したことを特徴とする。
傾斜体の下面に当接した気泡は、傾斜面の下面に沿うように斜め上方に向けて上昇して行くが、その際、傾斜体は揺れる。特に傾斜体を弛ませて設置している場合は、その揺れの量が大きく、例え堆積した沈殿物が有機性の汚泥等の除去の困難な沈殿物であっても剥離でき、効果的に傾斜面から除去することができる。

また本発明は、前記弛んでいる傾斜体を引っ張って前記傾斜面上の沈殿物を払い落す傾斜体緊張手段を設置したことを特徴とする。
これによって、傾斜体の揺動によっても傾斜面から剥離し難い沈殿堆積物を、容易に剥離させて払い落すことができ、さらに効果的に、除去の困難な沈殿物の沈殿・剥離・除去を進めることができる。

また本発明は、前記傾斜体を振動させて前記傾斜面上の沈殿物を払い落す傾斜体振動手段を設置したことを特徴とする。
効果的な振動を傾斜体に印加することができ、これによって傾斜面から剥離し難い沈殿堆積物を、容易に剥離させて払い落すことができ、さらに効果的に、除去の困難な沈殿物の沈殿・剥離・除去を進めることができる。

また本発明にかかる沈殿池は、上記沈殿促進装置を被処理水中に設置したことを特徴とする。

本発明によれば、上水等ばかりでなく、下水等の有機性の汚泥であっても、これを効果的に沈殿させて除去することができる。

沈殿促進装置１を設置した沈殿池１００の一例を示す概略側断面図である。 沈殿促進装置１の構造（その一部）を示す概略斜視図である。 沈殿促進装置１を簡略化してその一部を示す概略斜視図である。 図３に示す沈殿促進装置１の骨組構造を示す概略斜視図である。 沈殿促進装置１の動作説明図であり、図５（ａ）は図３に示す沈殿促進装置１の側面図（矢印Ａ１方向から見た図）、図５（ｂ）は図３に示す沈殿促進装置１の正面図（矢印Ａ２方向から見た図）である。 沈殿促進装置１−２の一例を示す図である。 沈殿促進装置１−３の一例を示す図である。

以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明の一実施形態にかかる沈殿促進装置１を設置した沈殿池１００の一例を示す概略側断面図である。下水処理施設等の水処理施設には、被処理水中の細かい汚れを底に沈めるための最初沈殿池や、微生物によって分解された後の被処理水中の活性汚泥を底に沈めるための最終沈殿池等が利用されており、図１に示す沈殿促進装置１は、これらの沈殿池１００に使用されるものである。沈殿池１００は、池内の被処理水１０１の偏流を防ぐと共に、被処理水１０１の流れに直進性を与えるために横長構造になっている。沈殿池１００内の中央付近に、本実施形態に係る沈殿促進装置１が設置される。なお、図１に示す沈殿池１００は、代表的な横流式沈殿池であり、このときの水の流れは、横（水平）方向であるが、図１に点線で示すように、沈殿促進装置１の直前に沈殿池１００の上半分程度を塞ぐ遮蔽板１０３を設置することで、沈殿促進装置１への水の流れを下から上への上向流にした上向流式沈殿池としても良い。なお、以下の説明では、主として、沈殿池１００が横流式沈殿池（遮蔽板１０３がないもの）として説明する。また、沈殿池１００の構造には種々の変更が可能であることは言うまでもなく、図示した以外の各種構成の横流式沈殿池や縦流式沈殿池に本発明を適用しても良い。

図２は沈殿促進装置１の構造（その一部）を示す概略斜視図である。同図に示すように沈殿促進装置１は、斜めに傾斜するシート状の傾斜体（傾斜シート）１０を多数枚（複数枚）、縦横に併設して構成されている。傾斜体１０の下方には、気泡を吐出する散気装置５０が設置されている。同図では、傾斜体１０が同一傾斜方向で上下に多数枚配置したユニットを上下左右にそれぞれ２組配置しているが、基本構造は、傾斜体１０が多数枚併設された点線で囲む１ユニットであり、沈殿池１００の水深が深い場合には、上記ユニットを高さ方向に多段（２段に限らず）に配置し、一方沈殿池１００の水平方向の幅が広い場合には、上記ユニットを水平方向に複数個（２個に限らず）配置する。高さ方向にユニットを多段配置する場合は、下側に設置する傾斜体１０の傾斜方向と、その上側に設置する傾斜体１０の傾斜方向を逆向きとなるようにする。つまり、多層構造とされた傾斜体１０は、縦方向に向かって、ジグザグ状（鋸歯状）にその傾斜の向きを交互に変えて配置され、これによって下部から散気される空気が片側に寄らず全体に洗浄効果が行き渡るようにしている。但し、場合によっては、必ずしもジグザグ状に配置しなくても良い。また、各傾斜体１０間の隙間は横方向（水平方向、水の流れ方向）Ｓに向かって被処理水がスムーズに通過できるように構成されている。なお、上向流式沈殿池の場合は、各傾斜体１０間の隙間を横方向Ｓに向かって被処理水がスムーズに通過できるように構成する必要がないことは言うまでもない。

図１の流入側Ｃ１より沈殿池１００内に導入された被処理水１０１は、沈殿池１００内を下流側に向かって流れる。沈降速度の大きい沈殿物は沈殿促進装置１に流入する前に直接沈殿池の底に沈殿するが、沈降速度の小さい沈殿物は、沈殿促進装置１内に流入し、各傾斜体１０の表面（傾斜面）１１上に沈殿する。傾斜面１１上に沈殿した沈殿物はこの傾斜面１１上を滑落することで、沈殿池１００の底に沈殿する。沈殿池１００の底に沈殿した沈殿物は、図示しない排泥装置などによって、沈殿池１００の外に排出される。一方、沈殿物が取り除かれた被処理水１０１は、流出側Ｃ２より沈殿池１００の外部に排出され、次の工程に移行する。

図３は沈殿促進装置１を簡略化してその一部を示す概略斜視図であり、図４はその骨組構造である保持枠３０を示す概略斜視図である。なお図３では、図示の都合上、保持枠３０の内の下記する外枠３１については点線で示している。図３に示す沈殿促進装置１は、奥行き方向に２つの傾斜体１０を示し、一方前記図２に示す沈殿促進装置１では奥行き方向に１つの傾斜体１０を示し、また傾斜体１０の向きが異なる等、図３，図４の傾斜体１０と図２の傾斜体１０の記載状態は異なっている。なお、図３，図４では、奥行き方向に２連構造としているが、実際は必要に応じて１つ又は３連以上としても良い。また上下方向にも同様に多段としても良い。

図４に示すように沈殿促進装置１の保持枠３０は、直方体形状に組まれた外枠３１と、前記外枠３１によって形成される左右両端と中央の平行な３つの面（水の流れＳに直交する面）内に等間隔に斜めに取り付けられた複数本ずつ（６本ずつ）の傾斜体保持枠３３とを具備して構成されている。保持枠３０は金属等の硬質部材で構成されているが、その代りにロープなどの柔軟性のある部材で構成しても良い。各傾斜体保持枠３３は、等間隔で平行に、水平方向に対して所定の傾斜角度（θ＝４５°〜８０°、望ましくは６０°）を持って配置されている。

そして、図３に示すように、水の流れＳ方向に向かって同じ位置に配置された３本ずつの傾斜体保持枠３３には、それぞれ１枚ずつ、長尺帯状でシート状の傾斜体（傾斜シート）１０が架け渡されて取り付けられている。各傾斜体１０は、可撓性を有するシートによって構成され、例えば、表面が滑らかなフッ素樹脂シート（またはフッ素樹脂コートされたシート）や軟質ポリ塩化ビニルシート等の各種樹脂シート、織物、ゴムシート等によって構成されている。各傾斜体１０は、その両端と中央部分がそれぞれ傾斜体保持枠３３に取り付けられている。その際、各傾斜体１０は、掛け渡した隣り合う傾斜体保持枠３３間で弛ませた状態としている。なお、弛みは特に規定はないが、望ましくは、支持長さ（隣り合う傾斜体保持枠３３間の長さ）の５％〜３０％程度が好ましい。また隣り合う傾斜体１０間の水平方向の隙間（即ち隣り合う傾斜体保持枠３３間の水平方向の間隔）Ｌ１は、例えば１００ｍｍ程度（５０〜２００ｍｍ、好ましくは７５〜１５０ｍｍ）としている。

傾斜体１０及び傾斜体保持枠３０の下方には、散気装置（散気手段）５０が設置されている。散気装置５０は、パイプ５１の長手方向に向かって散気孔５３を複数設けて構成されている。散気装置５０は、図１に示すように、送風機５５に接続されており、送風機５５を駆動することで、各散気孔５３から散気される。各パイプ５１は、少なくとも最も下に位置する傾斜体１０の下部に設置するのが好ましく、さらに図示はしないが上下方向に複数設置されている傾斜体１０の間に設置しても良い。なお、散気装置は、上記パイプ構造の散気装置に限定されず、散気できる装置（特に全体に均一に散気できる装置）であればどのような構成であっても良い。

次に沈殿促進装置１の動作を説明する。前述のように、図１に示す沈殿池１００において、流入側Ｃ１より沈殿池１００内に導入された被処理水１０１は、沈殿池１００内を下流側に向かって流れる際に、図２や図３に示す沈殿促進装置１の各傾斜体１０間の隙間に流入し、被処理水１０１中の沈殿物が各傾斜体１０の表面（傾斜面１１）上に沈殿する。傾斜面１１上に沈殿した沈殿物はこの傾斜面１１上を滑落することで、沈殿池１００の底に沈殿していくが、一部の沈殿物は、傾斜面１１上に堆積し、自然落下しない。一方定期的に（例えば１０分／１日）、送風機５５を駆動することで、各散気孔５３から散気を行う。

図５は沈殿促進装置１の動作説明図であり、図５（ａ）は図３に示す沈殿促進装置１の側面図（矢印Ａ１方向から見た図）、図５（ｂ）は図３に示す沈殿促進装置１の正面図（矢印Ａ２方向から見た図）である。これらの図に示すように、傾斜体１０の下方から散気を行うと、上昇する気泡が傾斜体１０の下面に当接し、下面に沿いながら斜め上方に向けて上昇していく。このとき、可撓性を有し且つ弛んでいる傾斜体１０は、気泡によって容易に押し上げられ、揺動する。このように傾斜体１０が揺動すると、傾斜体１０の傾斜面１１に沈殿して堆積していた沈殿物の剥離が強く促される。このため、例え堆積した沈殿物が下水等の有機性の汚泥等であっても、沈殿物が剥離され、傾斜面１１から自然落下し、また生物膜の発生も抑えられ、これらのことから沈殿物を効果的に除去することができる。実際には、図２に示すように、傾斜体１０は上下方向にジグザグに設置されているので、気泡もジグザグに、傾斜体１０の下面に当接しながら上昇してゆき、上下の傾斜体１０を順番に揺動して行く。逆に、傾斜体１０から剥離した汚泥は、上下の傾斜体１０の上面に沿ってジグザグに下降して行き、沈殿池１００の底に至る。また傾斜体１０は、被処理水１０１の流れによっても、緩やかになびくので、この点からも傾斜体１０の傾斜面１１への沈殿物の堆積が起こりにくい。

なお、本発明は、前記傾斜体１０を弛ませなくても構成できる。即ち、傾斜体１０はこれを隣り合う傾斜体保持枠３３間に張った状態に設置してもよい。このように構成しても、気泡の当接や、被処理水１０１の流れによって、傾斜体１０を揺動できるからである。しかし、上記実施形態のように、傾斜体１０を弛ませておけば、下部からの散気や被処理水１０１の流れ等によって傾斜体１０の揺動を飛躍的に大きくすることができ、これによって可撓性のある傾斜体１０の作用・効果を大幅に向上することができるので、傾斜面１１に沈殿した沈殿物の剥離を飛躍的に向上させることができる。このため、例え堆積した沈殿物が有機性の汚泥等の除去の困難な沈殿物であったとしてもこれを剥離でき、より効果的に沈殿物の除去を行うことができる。従って上水等の無機物を中心とする沈殿物はもちろん、下水等の有機物を中心とする沈殿物であっても、効果的にその沈殿を促進させることができる。

図６は他の実施形態に係る沈殿促進装置１−２の一例を示す図であり、前記図５（ｂ）に相当する部分を示している。同図に示す沈殿促進装置１−２において、前記図１〜図５に示す沈殿促進装置１と同一又は相当部分には同一符号を付す。なお以下で説明する事項以外の事項については、前記図１〜図５に示す実施形態と同じである。同図に示すように、この沈殿促進装置１−２は、散気装置５０を設置する代りに、傾斜体緊張装置（傾斜体緊張手段）６０を設置している。傾斜体緊張装置６０は、長尺帯状の各傾斜体１０の一端辺に取り付けられており、各傾斜体１０を外方（矢印Ｅ方向）に向けて引っ張る機能を有する。傾斜体緊張装置６０の構造は、油圧式、エア式、電磁式、カム式、ばね式等、種々の構造の装置が考えられる。傾斜体緊張装置６０を駆動すると、傾斜体１０は、傾斜体緊張装置６０側に引っ張られて弛んでいた傾斜体１０が矢印Ｆ方向に引き上げられて緊張し、図６に点線で示す位置に移動する。前記傾斜体緊張装置６０を元の位置に戻した際は、傾斜体１０も元の弛んだ状態に戻る。

傾斜体１０の傾斜面１１上に所定量の堆積物が堆積した状態（例えば前回の駆動から１日経過後）で、傾斜体緊張装置６０を、例えば数秒毎に複数回駆動し、弛んだ傾斜体１０を緊張させる。この緊張による衝撃で、傾斜体１０の傾斜面１１上に堆積していた堆積物は剥離される。このため、傾斜体１０の揺動だけではその傾斜面１１からの剥離が難しい沈殿堆積物も、これを容易に剥離させて払い落すことができ、さらに効果的に、除去の困難な沈殿物の沈殿・剥離・除去を進めることができる。なお、上記傾斜体緊張装置６０のように傾斜体１０を直接引っ張る代わりに、傾斜体１０を取り付けた傾斜体保持枠３３を幅外方に引っ張るよう傾斜体緊張装置を取り付け、これによって傾斜体１０を緊張させるように構成しても良い。

図７はさらに他の実施形態に係る沈殿促進装置１−３の一例を示す図であり、前記図５（ｂ）に相当する部分を示している。同図に示す沈殿促進装置１−３において、前記図１〜図５に示す沈殿促進装置１と同一又は相当部分には同一符号を付す。なお以下で説明する事項以外の事項については、前記図１〜図５に示す実施形態と同じである。同図に示すように、この沈殿促進装置１−３は、散気装置５０や傾斜体緊張装置６０を設置する代りに、傾斜体振動装置（傾斜体振動手段）７０を設置している。傾斜体振動装置７０は、長尺帯状の各傾斜体１０の一端辺に取り付けられており、各傾斜体１０を長手方向（矢印Ｇ方向）に振動させる機能を有する。傾斜体振動装置７０の構造は、電動式、カム式等、種々の構造の装置が考えられる。傾斜体振動装置７０を駆動して傾斜体１０を振動させた際は、図７に矢印Ｈで示すように、傾斜体１０は、その長手方向に振動する。

傾斜体１０の傾斜面１１上に所定量の堆積物が堆積した状態（例えば前回の駆動から１日経過後）で、傾斜体振動装置７０を駆動して振動させる。この振動によって、傾斜体１０の傾斜面１１上に堆積していた堆積物は剥離する。このため、傾斜体１０の揺動だけではその傾斜面１１から剥離し難い沈殿堆積物でも、これを容易に剥離させて払い落すことができ、さらに効果的に、除去の困難な沈殿物の沈殿・剥離・除去を進めることができる。なおこの例では傾斜体１０に傾斜体振動装置７０を取り付けたが、保持枠３０に傾斜体振動装置７０を設置し、保持枠３０の振動を傾斜体１０に伝導させるように構成しても良い。

以上説明した散気装置５０と傾斜体緊張装置６０と傾斜体振動装置７０は、これらを併用しても良い。例えば通常の運転時は、散気装置５０を用いて傾斜体１０を揺動することで傾斜面１１上に沈殿物が堆積しないようにし、それでも堆積物が生じて散気だけではこれを除去できない場合に傾斜体緊張装置６０や傾斜体振動装置７０を駆動して前記堆積物を剥離させ、払い落すように構成しても良い。

以上本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。なお直接明細書及び図面に記載がない何れの形状や構造や材質であっても、本願発明の作用・効果を奏する以上、本願発明の技術的思想の範囲内である。例えば、上記実施形態では、傾斜体として帯状のシートを用いたが、シートは帯状以外の形状（例えば多角形状や円形等）であっても良い。また上記実施形態では複数の傾斜体を所定の間隔で離間して上下左右と奥行き方法に併設することとしたが、場合によっては、１枚の傾斜体を設置することで沈殿促進装置を構成しても良い。また骨組構造である保持枠の形状・構造も、種々の変更が可能である。

また上記実施形態では、傾斜体として傾斜シートを示したが、その代りに、傾斜管によって構成しても良い。即ち、例えば、可撓性を有する傾斜管の集合体を、弛みを持たせて設置することで、前記傾斜シートに代えても良い。要は、可撓性を有することでその傾斜面が揺動又は振動する構造の傾斜体であればどのような構成でもよい。

１ 沈殿促進装置
１０ 傾斜体（傾斜シート）
１１ 傾斜面
３０ 保持枠
５０ 散気装置（散気手段）
１００ 沈殿池（沈殿槽）
１０１ 被処理水
１−２ 沈殿促進装置
６０ 傾斜体緊張装置（傾斜体緊張手段）
１−３ 沈殿促進装置
７０ 傾斜体振動装置（傾斜体振動手段）
１０−２ 傾斜体（傾斜管）

Claims (7)

1. 水平面に対して傾斜して設置される傾斜体を有し、被処理水中の沈殿物を前記傾斜体の傾斜面に沈降させ、さらに前記沈降した沈殿物を前記傾斜面に沿って下方に落下させる沈殿促進装置であって、
   前記傾斜体は、可撓性を有することでその傾斜面が揺動又は振動する構造に構成されていることを特徴とする沈殿促進装置。
2. 請求項１に記載の沈殿促進装置であって、
   前記傾斜体はシート状であることを特徴とする沈殿促進装置。
3. 請求項１又は２に記載の沈殿促進装置であって、
   前記傾斜体は、常時又は所定のタイミング時に、弛ませた状態で設置されることを特徴とする沈殿促進装置。
4. 請求項１又は２又は３に記載の沈殿促進装置であって、
   前記傾斜体の下側に、前記傾斜体の下面に気泡を当接させてこの傾斜体を揺動する散気手段を設置したことを特徴とする沈殿促進装置。
5. 請求項３に記載の沈殿促進装置であって、
   前記弛んでいる傾斜体を引っ張って前記傾斜面上の沈殿物を払い落す傾斜体緊張手段を設置したことを特徴とする沈殿促進装置。
6. 請求項１又は２又は３に記載の沈殿促進装置であって、
   前記傾斜体を振動させて前記傾斜面上の沈殿物を払い落す傾斜体振動手段を設置したことを特徴とする沈殿促進装置。
7. 請求項１乃至６の内の何れかに記載した沈殿促進装置を被処理水中に設置したことを特徴とする沈殿池。

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