JP3296414B2 - 凝集沈殿装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は浄水場に設置される
凝集沈殿装置に係り、特に原水をスラリー層に通過させ
ることにより原水を処理するスラッジ・ブランケット型
の凝集沈殿装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の凝集沈殿装置は、処理槽内で浮
遊状態にあるスラリー層の下方から、凝集剤が混和され
た原水をスラリー層に通過させて原水中の懸濁物質を分
離除去することにより原水を処理する装置である。前記
原水は、処理槽内に設置された凝集室内に供給され、こ
こで攪拌されることにより、混和作用と凝集作用とが促
進される。そして、攪拌された原水は、凝集室の下部開
口部から処理槽内に吐出されて前記スラリー層を通過す
る。これにより、原水中の懸濁物質が分離除去され、そ
して、懸濁物質が除去された原水は処理水として集水ト
ラフから次工程に送水される。

【０００３】前記原水の攪拌装置として、脈動式攪拌装
置がある。この脈動式攪拌装置は、凝集室の上部に真空
室を形成し、この真空室の空気を真空ポンプで吸引する
ことにより前記原水の水位を上昇させ、そして、水位の
上昇後に真空破壊弁で真空室の真空を破壊して真空室の
水位を下げることにより、前記凝集室内の原水に脈動を
発生させて原水を攪拌する。

【０００４】一方、従来の凝集沈殿装置には、処理槽に
沈殿した汚泥を循環使用する汚泥循環装置を備えたもの
がある。この凝集沈殿装置によれば、凝集能力が残存す
る汚泥を凝集用に有効利用できるので、原水に混和する
凝集剤の注入量を削減することができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
凝集沈殿装置は、脈動式攪拌装置だけでは原水を効果的
に攪拌することができず、また、この脈動式攪拌装置に
加えて攪拌羽根を備えた機械式攪拌装置を設ければ攪拌
効果を十分に得ることができるが、構造が複雑になると
共にメンテナンスに手間がかかり、また、稼働コストも
増大するという欠点がある。

【０００６】本発明はこのような事情に鑑みて成された
もので、構造が簡単でメンテナンスが容易であり、且つ
稼働コストを大幅に削減できる経済的な凝集沈殿装置を
提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決する為の手段】本発明は、前記目的を達成
する為に、処理槽と、前記処理槽内に形成された凝集室
と、前記凝集室の上部に連通された真空室と、凝集剤が
混和された原水を前記真空室に供給する原水流入管と、
前記真空室内の空気を吸引して真空室内の原水の水位を
上昇させる真空ポンプと、前記真空室内に空気を導入し
て真空室の真空を破壊する真空破壊弁とを備え、真空ポ
ンプで真空室の水位を上昇させた後、真空破壊弁で真空
室の真空を破壊して真空室の水位を下げることにより前
記凝集室内の原水に脈動を発生させる凝集沈殿装置にお
いて、前記真空室と前記凝集室とは旋回流発生手段によ
って連通され、この旋回流発生手段によって、真空室内
の水位が下がる時に前記凝集室内の原水に旋回流を発生
させることを特徴とする。

【０００８】請求項１記載の発明は、真空室と凝集室と
を旋回流発生手段を介して連通し、この旋回流発生手段
によって、真空室内の水位が下がる時に凝集室内に原水
の旋回流を発生させるようにした。したがって、本発明
は、脈動式攪拌装置のみで原水の攪拌を効果的に行うこ
とができるので、構造が簡単でメンテナンスが容易にな
り、且つ稼働コストを大幅に削減することができる。

【０００９】請求項２記載の発明は、真空ポンプと真空
破壊弁とを備えた脈動式攪拌装置を有する凝集沈殿装置
において、処理槽の底部と真空室とを汚泥循環配管を介
して接続し、且つ、前記真空ポンプから吐出された空気
を汚泥循環配管に供給する構造で汚泥循環装置を構成し
ている。この汚泥循環装置によれば、真空ポンプからの
空気が汚泥循環配管に供給されると、処理槽の底部に沈
殿している汚泥がエアーリフト効果によって汚泥循環配
管内に押し上げられて循環される。したがって、本発明
は、脈動式攪拌装置の駆動源である真空ポンプを、汚泥
循環装置の動力源として利用したので、稼働コストを大
幅に削減することができる。

【００１０】請求項３記載の発明は、前記旋回流発生手
段を、原水噴射口が原水の旋回方向に向けて設けられた
ノズルで構成したものである。これにより、本発明は、
攪拌羽根を備えた攪拌装置を凝集室内に設けることなく
原水を攪拌することができるので、構造が簡単で且つメ
ンテナンスも容易になる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下添付図面に従って本発明に係
る凝集沈殿装置の好ましい実施の形態について詳説す
る。図１は、本発明の実施の形態に係る凝集沈殿装置１
０の断面構造図である。同図に示す凝集沈殿装置１０
は、逆円錐台形又は逆角錐台形に形成された処理槽１
２、凝集室１４、真空室１６、原水流入管１８、集水ト
ラフ２０、処理水管２２、排泥管２４等から構成され
る。凝集剤添加後の原水は、前記原水流入管１８によっ
て前記真空室１６の入口トラフ２６に供給される。この
原水は、前記入口トラフ２６から連通孔２８を介して真
空室１６に導入された後、旋回流発生用ノズル３０から
凝集室１４に導かれ、ここで発生した旋回流によって攪
拌が促進される。その後、前記原水は、凝集室１４の下
方に形成された沈殿室３２に導かれ、ここで上昇水流に
よって浮遊状態にあるスラリー層３４を通過する際に、
原水中の懸濁物質がスラリー層３４中の既存フロックと
結合して一体化し原水から分離される。この分離過程で
上昇水流の流速より大きい沈降速度を持つように成長し
たフロックは、沈殿室３２に沈積し、その後、排泥管２
４によって処理槽１２外に排出される。また、懸濁物質
が除去された原水は、処理水１１として集水トラフ２０
によって集水されて、濾過工程等の次の工程に送水され
る。

【００１２】前記凝集沈殿装置１０は脈動式攪拌装置を
有し、この脈動式攪拌装置は真空ポンプ３６、真空破壊
弁３８等から構成されている。真空ポンプ３６は、配管
４０を介して前記真空室１６に連通され、また、前記真
空破壊弁３８は配管４２を介して真空室１６に連通され
ている。この脈動式攪拌装置によれば、真空破壊弁３８
を閉じて真空ポンプ３６を駆動すると真空室１６内の空
気が配管４０を介して吸引されるので、真空室１６の水
位を上昇させることができ、真空破壊弁３８を開くと真
空室１６の真空が破壊されるので真空室１６内の水位を
下げることができる。なお、真空ポンプ３６によって吸
引された真空室１６内のエアは、排気量調節弁４４の上
流側で分岐されたエアリフト用配管４６に導入される。
このエアの導入量は、前記排気量調節弁４４の開度によ
って調節される。

【００１３】前記真空破壊弁３８の開閉は、図２に示す
ＣＰＵ４８によって制御される。このＣＰＵ４８は、真
空室１６内の原水の水位を検出するレベルスイッチ５０
からの信号によって真空破壊弁３８を制御する。即ち、
ＣＰＵ４８は、前記レベルスイッチ５０が図３に示す原
水５２のＬＷＬを検出した時に閉、そして予め設定され
たＨＷＬを検出した時に開になるように制御する。この
ような運転を行うことで、原水５２の水位がＬＷＬとＨ
ＷＬとに繰り返されて原水５２が脈動する。

【００１４】脈動した原水５２は図１、図３に示す旋回
流発生用ノズル３０、３０…から凝集室１４に導かれ
る。これらのノズル３０、３０…は図４に示すように、
凝集室１４を形成する円筒壁１５に設けられると共に、
所望する原水の旋回方向に向けて傾斜（円筒壁１５の法
線に対して４５°傾斜）して設けられている。これによ
って、凝集室１４内の原水に旋回力が与えられて旋回流
が発生する。なお、本実施の形態では、前記真空室１６
を図４に示すようなドーナツ状の空間に形成したが、こ
れに限られるものではなく、図７に示すように断面が略
矩形状な空間に形成しても良い。

【００１５】また、本実施の形態では、凝集室１４内に
緩速攪拌力となる旋回流と、急速攪拌力となる旋回流と
を発生させることができる。ノズル３０で生じる急速攪
拌力によって原水と凝集剤循環汚泥との混合攪拌で汚泥
の凝集が促進され、旋回流によって良好なフロックの生
成が行われる。その後、混合液は沈殿室３２の下部に導
かれ、上昇水流によって浮遊状態にあるスラリー層３４
を通過する。これにより、混合液中の懸濁物質が原水か
ら分離される。

【００１６】この分離過程で上昇水流が流速より大きい
沈降速度を持つように成長したフロックは自然に沈降す
る。沈降汚泥の一部は循環汚泥として利用するために、
図１に示す汚泥循環配管５４によって真空室１６の入口
トラフ２６に返送（循環）される。この汚泥の循環は、
汚泥循環装置によって行われる。前記汚泥循環装置によ
る汚泥循環は、真空ポンプ３６の吐出口側の空気を、前
記エアリフト用配管４６を介して汚泥循環配管５４に供
給することによって生じるエアーリフト効果によって行
われる。なお、汚泥排出用弁５６を開くと、余剰汚泥が
排泥管２４を介して処理槽１２外に排出される。

【００１７】ところで、本実施の形態は図１に示すよう
に、沈殿室３２の下部全周に整流板であるバッフルプレ
ート５８、５８…が設けられている。これらのバッフル
プレート５８、５８…は図５に示すように凝集室１４の
円筒壁１５と処理槽１２との間に所定の間隔をもって固
定されている。また、バッフルプレート５８は図６に示
すように、断面が山形に形成されおり、その頂部５９が
上方に向くように取り付けられている。このバッフルプ
レート５８、５８…によって上昇水流がより均一化され
るので、懸濁物質の分離においてより効果を得ることが
できる。

【００１８】次に、前記の如く構成された凝集沈殿装置
１０の作用について説明する。この凝集沈殿装置１０
は、真空ポンプ３６、レベルスイッチ５０、真空破壊弁
３８で構成される脈動式攪拌装置によって、真空室１６
と凝集室１４との間に設けられたノズル３０、３０…か
ら原水５２を凝集室１４に噴射すると、凝集室１４内に
緩速攪拌力となる旋回流と、また、周期的に急速攪拌力
となる旋回流とを発生させることができる。急速攪拌力
によって、ノズル３０の噴射部で発生する凝集剤、循環
汚泥との混合攪拌がより効果的に行われ、その後、旋回
流によって良好なフロックの生成が行われる。

【００１９】したがって、本実施の形態は、凝集室１４
に攪拌羽根を備えた攪拌装置がなく構造が簡単なので、
建設やメンテナンスに手間がかからない。一方、本実施
の形態は、活性があり凝集能力がある汚泥を汚泥循環装
置によって循環使用している。これにより本実施の形態
は、凝集剤の注入量も削減できるので、運転費も安価に
なる。また、凝集室１４の下部のスラリー濃度も高くで
き、しかも安定した状態で保持できるので、運転（調
整）もし易く、安定した状態で運転を継続することがで
きる。

【００２０】また、本実施の形態は汚泥循環装置による
汚泥の循環を、脈動式攪拌装置の動力源である真空ポン
プ３６の吐出口からの空気を２次的に使用することによ
り行うので、即ち、前記真空ポンプ３６を汚泥循環装置
の動力源として利用したので運転費を抑えることができ
る。しかも、汚泥の循環は、エアーリフト効果による循
環なのでフロックの破壊が少なく、より活性のある汚泥
の循環が可能で、且つ構造が簡単で磨耗部分が少ないの
で故障がない。更に、電動機付きポンプの設置と違い電
気設備等の付帯工事は不要なので、建設費が安価にな
る。

【００２１】更に、本実施の形態は、バッフルプレート
５８、５８…を設けて上昇水流をより均一化したので、
懸濁物質の分離においてより効果を得ることができる。
ところで、本実施の形態の凝集沈殿装置１０は図１、図
２に示すように、気温計６０、水温計６２、スラリ濃度
検出計６４、及びスラリ層レベル検出計６６を備え、こ
れらの計測装置から出力された情報に基づき、排気量調
節弁４４と汚泥排出用弁５６との開度をＣＰＵ４８によ
って制御している。

【００２２】即ち、前記ＣＰＵ４８は、気温計６０で測
定された処理槽１２近傍の気温と水温計６２で測定され
た原水の水温とを比較して、その温度差が所定値よりも
大きく、且つスラリ層レベル検出計６６で検出されたス
ラリ層レベルが所定値よりも高い場合には、排気量調節
弁４４を開き汚泥排出用弁５６の開閉頻度を増やす。こ
れにより、汚泥の循環量が少なくなり、且つ余剰汚泥の
排出量が増えるので、スラリ層レベルを規定値に戻すこ
とができる。これとは逆に、前記温度差が所定値よりも
小さく、且つスラリ層レベルが所定値よりも低い場合に
は、排気量調節弁４４を絞り、汚泥排出用弁５６の開閉
頻度を減らす。これにより、汚泥の循環量が多くなり、
且つ余剰汚泥の排出量が減少するので、スラリ層レベル
を規定値に戻すことができる。

【００２３】また、前記ＣＰＵ４８は、前記スラリ濃度
検出計６４で検出されたスラリ濃度が所定値よりも高
く、且つスラリ層レベルが所定値よりも高い場合には、
排気量調節弁４４を開き汚泥排出用弁５６の開閉頻度を
増やす。これにより、汚泥の循環量が少なくなり、且つ
余剰汚泥の排出量が増えるので、スラリ層レベルを規定
値に戻すことができる。これとは逆に、前記スラリ濃度
が所定値よりも低く、且つスラリ層レベルが所定値より
も低い場合には、排気量調節弁４４を絞り、汚泥排出用
弁５６の開閉頻度を減らす。これにより、汚泥の循環量
が多くなり、且つ余剰汚泥の排出量が減少するので、ス
ラリ層レベルを規定値に戻すことができる。

【００２４】このように、本実施の形態では、各計測装
置６０〜６６からの情報に基づいて前記弁４４、５６を
制御することにより、スラリ層レベルの変動を抑えてい
るので、凝集沈殿装置１０を常に安定して運転すること
ができる。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る凝集
沈殿装置によれば、旋回流発生手段によって原水攪拌を
効果的に行うようにしたので、構造が簡単でメンテナン
スが容易になり、且つ稼働コストを大幅に削減すること
ができる。また、本発明によれば脈動式攪拌装置の駆動
源を汚泥循環装置の動力源として利用したので、稼働コ
ストを大幅に削減することができ、且つ、処理槽のスラ
リー濃度の高濁度安定保持ができるので、運転操作性に
も優れ、運転費の安価な装置を提供できる。

【００２６】更に、本発明によれば前記旋回流発生手段
を、原水噴射口が原水の旋回方向に向けて設けられたノ
ズルで構成したので、攪拌羽根を備えた攪拌装置がな
く、構造が簡単で、且つメンテナンスも容易になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る凝集沈殿装置の縦断
面図

【図２】図１に示した凝集沈殿装置の制御系を示すブロ
ック図

【図３】真空室に設置されたレベルスイッチの説明図

【図４】旋回流発生用ノズルが凝集室の円筒壁に設けら
れた状態を示す説明図

【図５】バッフルプレートが沈殿室の全周にわたり設け
られた状態を示す説明図

【図６】図５中６−６線に沿うバッフルプレートの断面
図

【図７】真空室の他の実施の形態を示す説明図

【符号の説明】

１０…凝集沈殿装置 １２…処理槽 １４…凝集室 １６…真空室 ３６…真空ポンプ ３８…真空破壊弁 ４４…排気量調節弁 ４６…エアリフト用配管 ４８…ＣＰＵ ５４…汚泥循環配管 ５６…汚泥排出用弁

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】処理槽と、前記処理槽内に形成された凝集
   室と、前記凝集室の上部に連通された真空室と、凝集剤
   が混和された原水を前記真空室に供給する原水流入管
   と、前記真空室内の空気を吸引して真空室内の原水の水
   位を上昇させる真空ポンプと、前記真空室内に空気を導
   入して真空室の真空を破壊する真空破壊弁とを備え、真
   空ポンプで真空室の水位を上昇させた後、真空破壊弁で
   真空室の真空を破壊して真空室の水位を下げることによ
   り前記凝集室内の原水に脈動を発生させる凝集沈殿装置
   において、 前記真空室と前記凝集室とは旋回流発生手段によって連
   通され、この旋回流発生手段によって、真空室内の水位
   が下がる時に前記凝集室内の原水に旋回流を発生させる
   ことを特徴とする凝集沈殿装置。
2. 【請求項２】前記処理槽の底部と前記真空室とを汚泥循
   環配管を介して接続し、前記真空ポンプから吐出された
   空気を前記汚泥循環配管に供給することにより、処理槽
   の底部に沈殿した汚泥を汚泥循環配管を介して循環させ
   ることを特徴とする請求項１記載の凝集沈殿装置。
3. 【請求項３】前記旋回流発生手段は、原水噴射口が前記
   原水の旋回方向に向けて設けられたノズルであることを
   特徴とする請求項１記載の凝集沈殿装置。