JP3514170B2

JP3514170B2 - 凝集沈殿装置

Info

Publication number: JP3514170B2
Application number: JP14844399A
Authority: JP
Inventors: 勇加藤; 彰小島; 一樹林
Original assignee: Kurita Water Industries Ltd
Current assignee: Kurita Water Industries Ltd
Priority date: 1999-05-27
Filing date: 1999-05-27
Publication date: 2004-03-31
Anticipated expiration: 2019-05-27
Also published as: JP2000334214A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は凝集沈殿装置に係
り、特にスラッジブランケット型の凝集沈殿装置におい
て、ディストリビュータ等の原水供給部材の構造を改良
して、汚泥ゾーンの高さを低く設定することを可能とす
ると共に、原水供給部材の閉塞の問題を解決した凝集沈
殿装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、活性汚泥処理設備や凝集沈殿処理
設備等では、汚泥混合液を処理水と汚泥とに分離する手
段として固液分離槽（沈殿槽）を用いた沈降分離が一般
的に採用されている。この沈降分離では、汚泥混合液中
の濁質や微細なＳＳを効率的に除去して良好な処理水を
得るために、沈降槽内に汚泥ゾーン（スラッジブランケ
ット層）を形成し、導入配管（フィードウェル）を経
て、汚泥混合液をこの汚泥ゾーンの下部から流入させて
汚泥ゾーンを通過させることにより、汚泥混合液中の濁
質や微細なＳＳを濾過分離するスラッジブランケット濾
過方式が採用されている。

【０００３】特開平１０−２０２００９号公報には、こ
のスラッジブランケット濾過方式で用いられるスラッジ
ブランケット型の凝集沈殿装置として、図４（ａ）（縦
断面図），（ｂ）（（ａ）図のＢ−Ｂ線に沿う断面図）
に示すような凝集沈殿装置が提案されている。

【０００４】この凝集沈殿装置において、沈降槽（シッ
クナ）１の底部は、底面中央に向って下り勾配となる錐
形状となっており、この底部中央に排泥管（図示略）が
接続されている。この沈降槽１の底面に沿って回転可能
に集泥レーキ２が設けられ、このレーキ２（ロングアー
ム２Ａ，ショートアーム２Ｂ）と一体にディストリビュ
ータ６が設けられている。ディストリビュータ６は沈降
槽１内に原水を均一に分散供給するための部材であり、
レーキ２は沈殿した汚泥をレーキアクション効果を利用
して濃縮しながら排泥するための部材である。このディ
ストリビュータ６は、フィードウェル５の下端から放射
４方向に延設された管状体よりなり、この管状体よりな
るディストリビュータ６の側面（ただし、矢印Ｒで示す
ディストリビュータ６の回転進行方向の後流側）に原水
流出口７が設けられている。また、このディストリビュ
ータ６の上部には、回転進行方向の後流側に向って延び
るように整流板１２が溶接等により固定設置されてい
る。

【０００５】フィードウェル５の上部はディストリビュ
ータ駆動部８を介してモータ４に連結されており、レー
キ２及びディストリビュータ６がモータ４及びディスト
リビュータ駆動部８によって一体にゆっくりと回転され
る。

【０００６】この凝集沈殿装置においては、凝集剤が添
加された原水はフィードウェル５内に供給され、ディス
トリビュータ６の側面の原水流出口７からディストリビ
ュータ６及びレーキ２の回転方向後流側に向って、即
ち、レーキ２による汚泥の掻き寄せ方向と逆向きに汚泥
ゾーンＳ内に流出する。そして、ディストリビュータ６
及びレーキ２がモータ４によって同時にゆっくりと回転
されることによって沈降槽１内の液がゆっくりと撹拌さ
れ、フロックの生成及び成長が促進され、沈降槽１内を
沈降する。沈降したフロックは、レーキ２によって中央
に集められて図示しない排泥管より槽外に排出され、清
澄水は溢流部１０をオーバーフローし、流出部１１から
処理水として取り出される。

【０００７】このような凝集沈殿装置であれば、ディス
トリビュータ６とレーキ２とが一体に沈降槽１の底部に
設けられているため、汚泥ゾーンＳの高さを低くするこ
とができ、汚泥ゾーンＳの膨張を防止して安定運転を行
うことができる。

【０００８】また、汚泥ゾーンＳを低くすることができ
ることから、沈降槽１の高さを低くして装置の小型化を
図ることができる。

【０００９】そして、レーキ２はディストリビュータ６
と一体化されているため、レーキ２はディストリビュー
タ６の下部に吊り下げるなどして取り付けるのみで良
く、レーキ２の落下防止のためのターンバックルやレー
キ回転用シャフトは不要となる。

【００１０】また、ディストリビュータ６の原水流出口
７が、ディストリビュータ６の回転方向後流側の側面に
設けられ、かつディストリビュータ６の上部に整流板１
２が設けられているため、図５に示す如く、原水流が汚
泥ゾーンＳを流動化させることは殆どなく、汚泥ゾーン
Ｓの膨張及びそれによる処理水中へのＳＳの流出を防止
して安定な運転を行える。

【００１１】ところで、このようなスラッジブランケッ
ト型の凝集沈殿装置において、処理水の清澄化のために
は汚泥ゾーンＳについて、ある程度の高さが必要である
が汚泥ゾーンが高いと、次のような問題が生じる。

【００１２】即ち、汚泥ゾーン上部の新流入汚泥と汚泥
ゾーン下部の旧流入汚泥がレーキで混合され、汚泥に粘
性が発生し、脱水性に富む汚泥を得ることが困難とな
る。特に、分離汚泥を中和槽等の前段工程へ返送する汚
泥処理方法（以下、汚泥返送法という）は、このように
汚泥を循環することにより汚泥の粒径を大きくし、高密
度汚泥を得ることを目的とするものであるが、この汚泥
返送法では新旧混合汚泥を返送することとなり、この場
合には、粒径が大きく脱水性に富む汚泥を得ることが困
難となる。

【００１３】汚泥返送法で、粒径が大きく、高密度で脱
水性に富む汚泥を得るためには、沈降槽に流入した順に
汚泥を返送できるように、沈降槽の汚泥をいわゆるプラ
グフローで抜き出すことが望ましい。このためには沈降
槽の汚泥ゾーンをできるだけ低くする必要があるが、汚
泥ゾーンを低くすると処理水の清澄化が困難となる。

【００１４】また、汚泥ゾーンＳの高さが高いと、沈降
槽の高さも高くなり、設備の大型化を招く。また、ディ
ストリビュータやレーキの負荷が大きくなるため、これ
らの回転のために大きな駆動力が必要となる。

【００１５】特開平１０−２０２００９号公報記載の凝
集沈殿装置であれば、ディストリビュータとレーキとを
一体とし、ディストリビュータの設置位置を低くするこ
とで汚泥ゾーンの高さをある程度低くすることができ、
また、ディストリビュータの回転方向後流側の側面に原
水流出口を設けると共に上部に整流板を設けたことで、
原水流による汚泥ゾーンの流動化、膨張を防止すること
ができ、これにより、ＳＳの流出を防止して高水質の処
理水を得ることができる。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
１０−２０２００９号公報記載の凝集沈殿装置では、次
のような不具合があった。

【００１７】原水流出口がディストリビュータの側
面に設けられているため、ディストリビュータ内の底部
（図５のＭ部分）に汚泥が沈積し、原水流出口が閉塞す
る恐れがある。の場合、原水供給部であるフィードウェルの上部
から原水が溢流したり、ディストリビュータ内に沈積し
た汚泥の重みでディストリビュータが傾いて、ディスト
リビュータの回転が不安定となったり、著しい場合に
は、回転不可能となったりする。原水流出口の閉塞を防止するための保守管理が容易
ではない。複数個設けられた円形の原水流出口から、均一流速
で原水を流出させるためには、ディストリビュータの先
端側（フィードウェル側を基端側とする。）に向けて、
原水流出口の開孔の大きさを徐々に大きくする必要があ
るが、孔径の異なる開孔を複数個形成するには、煩雑な
加工作業を必要とする。原水流出口は汚泥ゾーンに埋設していることが安定
処理のために必要とされる前提条件であるが、ディスト
リビュータの側面に原水流出口を設けた場合、この原水
流出口を埋設させるには、少なくともこの原水流出口の
上端が汚泥ゾーン内に位置する必要があり、汚泥ゾーン
高さの低減効果が十分でない。

【００１８】本発明は上記従来の問題点を解決し、汚泥
ゾーンの高さを低く設定した上で清澄な処理水を得るこ
とができる上に、ディストリビュータの原水流出口の閉
塞の問題もない凝集沈殿装置を提供することを目的とす
る。

【００１９】

【課題を解決するための手段】本発明の凝集沈殿装置
は、沈降槽内の底部に集泥部材と原水供給部材とを回転
可能に設けたスラッジブランケット型の凝集沈殿装置に
おいて、該原水供給部材は、底部に原水流出口が設けら
れると共に、上部に整流板が設けられ、かつ、下部の該
原水供給部材の回転進行方向側にじゃま板が設けられて
いる凝集沈殿装置であって、該原水供給部材は、（原水
供給部材の下端と沈降槽底面との距離）×（原水供給部
材の長さ）＞（原水流出口の面積）となるように設けら
れており、前記整流板の長さは前記原水流出口の延在す
る長さ以上であり、該整流板は、前記原水供給部材から
回転方向とは反対方向に張り出し幅を有することを特徴
とする。

【００２０】本発明の凝集沈殿装置では、原水供給部材
の底部に原水流出口が設けられているため、汚泥は速や
かに排出される。このために、汚泥が原水供給部材内に
貯まって、これを閉塞することがない。また、上部に整
流板が設けられているため、原水流出口から流出した原
水流が汚泥ゾーンを流動化させることは殆どなく、汚泥
ゾーンの膨張及びそれによる処理水中へのＳＳの流出を
防止して安定な処理を行える。更に、じゃま板が下部の
回転進行方向側に設けられているため、原水流の回転進
行方向への拡散が防止され、原水流は回転進行方向と反
対方向の水平整流となって、沈降槽内に均一に分散され
る。この整流効果で処理水水質が良好なものとなる。し
かも、原水流出口が底部に設けられているため、この原
水流出口を埋設させるための汚泥ゾーン高さを低くする
ことができる。

【００２１】本発明において、じゃま板は、原水供給部
材の回転進行方向の後流側に向って原水を流出させる形
状であることが、均一な水平整流を得る上で好ましい。

【００２２】また、原水供給部材と集泥部材とは一体的
に設けることにより、構造を簡単なものとして設計施工
を容易かつ安価に行うことが可能となると共に、沈降槽
の高さを低くして装置の小型化を図ることができ、好ま
しい。

【００２３】また、原水流出口の形状を長方形、台形又
は三角形とすることにより、原水流出口形成のための孔
明け加工を容易に行うことができるようになる。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明の凝集
沈殿装置の実施の形態を説明する。

【００２５】図１は本発明の凝集沈殿装置のディストリ
ビュータの実施の形態を示す図であって、図１（ａ）は
断面図、図１（ｂ）は同先端側の平面図、図１（ｃ）は
同先端側の斜視図である。また、図２は本発明の凝集沈
殿装置のディストリビュータの他の実施の形態を示す図
であって、図２（ａ）は断面図、図２（ｂ）は同先端側
の平面図、図２（ｃ）は同先端側の正面図である。図３
は本発明の凝集沈殿装置のディストリビュータの別の実
施の形態を示す断面図である。

【００２６】本発明の凝集沈殿装置は、ディストリビュ
ータの構成が異なること以外は、図４に示す従来の凝集
沈殿装置と同様の構成とされる。

【００２７】図１に示すディストリビュータ６Ａは、底
部に原水流出口７Ａが設けられ、上部に整流板１２Ａが
設けられており、また、回転進行方向Ｒ側の下部側面に
平板状のじゃま板１３Ａが設けられている。このじゃま
板１３Ａは、集泥レーキのブレードを兼ねている。１４
は沈降槽の底面である。

【００２８】図２に示すディストリビュータ６Ｂは、底
部に原水流出口７Ｂが設けられ、上部に整流板１２Ａが
設けられており、また、回転進行方向Ｒ側の下部側面に
回転進行方向Ｒとは反対側へ湾曲した曲板状のじゃま板
１３Ｂが設けられている。

【００２９】図３に示すディストリビュータ６Ｃは、平
板状のじゃま板１３Ｃが傾斜して取り付けられている点
が図１，２に示すディストリビュータ６Ａ，６Ｂと異な
る。

【００３０】いずれのディストリビュータ６Ａ〜６Ｃで
も、原水流出口７Ａ〜７Ｃから流出、流下した原水は、
図示の原水流Ｆに示す如く、沈降槽の底面１４又はじゃ
ま板１３Ｂ，１３Ｃにより下方への流れが妨げられ、沈
降槽の底面１４又はじゃま板１３Ｂ，１３Ｃで押し戻さ
れて上昇流となるが、その際、整流板１２Ａ〜１２Ｃの
作用で上向流となることなく、水平流となって汚泥ゾー
ン中に拡散する。

【００３１】この原水流Ｆは、じゃま板１３Ａ〜１３Ｃ
により、ディストリビュータ６Ａ〜６Ｃの回転進行方向
Ｒへの拡散も妨げられ、回転進行方向とは逆方向の均一
な水平整流となる。

【００３２】この原水の流出に当り、原水流出口７Ａ〜
７Ｃはディストリビュータ６Ａ〜６Ｃの底部に設けられ
ているため、汚泥がディストリビュータ６Ａ〜６Ｃ内に
沈積することはない。

【００３３】また、ディストリビュータ６Ａ〜６Ｃの底
面に原水流出口７Ａ〜７Ｃが設けられているため、これ
を埋設させるための汚泥ゾーンの高さは低くてよく、そ
の上、原水流Ｆが均一かつ安定な水平整流となるため汚
泥ゾーンＳが乱されることなく安定するため、汚泥ゾー
ンの高さをより低くできると共に、良好なスラッジブラ
ンケット濾過を行って清澄な処理水を得ることができ
る。

【００３４】なお、いずれのディストリビュータにおい
ても、先端側の端面（図１（ｃ）の６Ｓ）は閉じられて
おり、放射方向の原水流は発生しないように構成されて
いる。

【００３５】図１〜３に示すディストリビュータ６Ａ〜
６Ｃでは、原水流出口７Ａ〜７Ｃはディストリビュータ
の先端側へ向けて幅が次第に大きくなる台形状である。

【００３６】このような形状の原水流出口７Ａ〜７Ｃで
あれば、ディストリビュータ６Ａ〜６Ｃの長手方向にわ
たって均一流速の原水流を流出させることができる。こ
の原水供給口は三角形状又は長方形状であっても良い。
また、従来のような円形状であっても良いが、加工や開
孔寸法の調整のし易さの面から、ディストリビュータの
長さ方向に延在する台形又は長方形等の矩形状や長三角
形状とするのが好ましい。なお、この原水流出口は複数
に分割されていても良い。

【００３７】整流板１２Ａ〜１２Ｃは、原水流出口７Ａ
〜７Ｃの延在する長さとほぼ同等或いはそれ以上の長さ
を有し、ディストリビュータ６Ａ〜６Ｃの長さ以下で、
原水流出口７Ａ〜７Ｃからの原水流Ｆの上昇を防止して
均一な水平整流とすることができるようなものであれば
良く、一般的には平板状のものが水平方向に設置され
る。

【００３８】整流板の幅は、ディストリビュータからの
張り出し幅（図１（ｂ）のＷ₁）が、ディストリビュー
タの直径（図１（ｂ）のＷ₂）の１／２〜１倍程度とな
るように設定するのが好ましい。

【００３９】じゃま板は、図２，３に示す如く、ディス
トリビュータ６Ａ〜６Ｃの長さ方向に連続した一枚の板
状のものであっても良く、また、図１に示す如く、非連
続のものを柵状に設けたものであっても良い。このじゃ
ま板もディストリビュータの長さ以下で原水流出口をカ
バーできる長さであれば良い。

【００４０】このじゃま板は、図１に示す如く、平板状
のものをその板面が鉛直方向となるように設けたもので
も良く、また、図３に示す如く、θ＝３０〜４５゜に傾
斜して設けたものでも良い。なお、図１〜３では、じゃ
ま板１３Ａ〜１３Ｃは、ディストリビュータ６Ａ〜６Ｃ
に対して平行に示されているが、実際には沈降槽の中心
側に向けて傾斜しており、沈降槽の中心へ向けて汚泥が
集泥されるように構成されている。

【００４１】図２，３に示す如く、じゃま板１３Ｂ，１
３Ｃを原水流出口７Ｂ，７Ｃの下方側に張り出して設け
る場合、その幅は、原水流出口７Ｂ，７Ｃから流出した
原水流が汚泥ゾーンに直接影響せずに均一な水平流とな
るよう、原水流出口７Ｂ，７Ｃの開口幅以上とするのが
好ましい。

【００４２】また、原水流出口７Ａ〜７Ｃから流下する
原水流の流出速度よりも、水平流となった原水流の流速
の方が小さいことが好ましく、そのために、例えば、図
２において、原水流出口７Ｂの開口面積よりも、じゃま
板１３Ｂとディストリビュータ６Ｂとの間に形成される
水平流出口部分（図２（ａ），（ｃ）のＸ部分）の面積
を大きく、好ましくは１〜３倍より好ましくは２倍程度
となるようにじゃま板とディストリビュータとの間隔を
設定するのが望ましい。

【００４３】同様に、図１の実施の形態において、ディ
ストリビュータ６Ａの下端と沈降槽底面１４との距離、
即ち、ディストリビュータの高さＨ_３は、ディストリビ
ュータ６Ａの原水流出口７Ａからの流下原水の流速以下
の速度で水平流Ｆが流れるようにするのが好ましいこと
から、（ディストリビュータの高さＨ_３）×（ディスト
リビュータの長さ）＞（原水流出口の面積）となるよう
にして、好ましくは水平流速度が流下速度の１／１〜１
／３程度となるようにする。このように水平流の流速を
小さくすることにより、汚泥ゾーンが原水流により乱流
状態となって濁質捕捉能が阻害されることが防止され
る。

【００４４】汚泥ゾーンＳの高さは、汚泥ゾーンＳの界
面ＳＡがディストリビュータ６Ａ〜６Ｃの原水流出口７
Ａ〜７Ｃの上５〜１０ｃｍ、即ち、図１（ａ）において
Ｈ₂が５〜１０ｃｍ程度で良く、ディストリビュータの
上端以下で良い。これよりも汚泥ゾーンＳの高さを高く
しても処理水の水質は向上せず、むしろ、プラグフロー
で分離汚泥を排出することが難しくなり、好ましくな
い。汚泥ゾーンの総高（図１（ａ）のＨ₁）は２０〜５
０ｃｍとするのが適当である。

【００４５】本発明において、ディストリビュータ６Ａ
の高さＨ₃は５〜１５ｃｍ程度とするのが好ましい。

【００４６】このような本発明の凝集沈殿装置は、特
に、ＣａＦ₂，Ｃａ₃（ＰＯ₄）₂，ＣａＣＯ₃，ＣａＳＯ₄
のような結晶性汚泥やＨＤＳ法適用による高密度汚泥の
凝集、沈降分離に極めて有効に適用することができる。

【００４７】

【発明の効果】以上詳述した通り、本発明の凝集沈殿装
置によれば、〔１〕原水供給部材の閉塞を防止するとができるた
め、原水供給部材の閉塞による原水供給部材の回転阻害
や原水の溢流の問題が解消され、保守管理が容易とな
る。〔２〕汚泥ゾーンの高さを低く設定できる。このた
め、沈降槽高さを低くすることができ、また原水供給部
材や集泥部材の回転のための駆動力を低減でき、駆動モ
ータを小型化できる。〔３〕汚泥ゾーンの高さを低く設定できることから、
汚泥ゾーンでの新、旧流入汚泥の混合を防止して、粘性
が低く、脱水性に優れた汚泥を得ることができる。また
汚泥返送法においてプラグフローで汚泥を返送すること
ができるため、粒径が大きく、高密度で著しく脱水性に
優れた汚泥を得ることができる。〔４〕原水供給部材から流出する原水流が均一な水平
整流となって沈降槽内に分散されるため、汚泥ゾーンが
安定すると共に、良好なスラッジブランケット濾過が行
われ、高水質の処理水を安定に得ることができるように
なる。また、運転管理も容易となる。といった効果が奏
される。

【００４８】特に、請求項２によれば、原水の整流化効
果が高められ、処理水水質が向上する。

【００４９】請求項３によれば、装置構成を簡易なもの
として設備費を低減できると共に、汚泥ゾーンをより一
層低くすることができる。

【００５０】また、請求項４によれば、原水供給部材の
孔明け加工を容易に行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の凝集沈殿装置のディストリビュータの
実施の形態を示す図であって、図１（ａ）は断面図、図
１（ｂ）は同先端側の平面図、図１（ｃ）は同先端側の
斜視図である。

【図２】本発明の凝集沈殿装置のディストリビュータの
他の実施の形態を示す図であって、図２（ａ）は断面
図、図２（ｂ）は同先端側の平面図、図２（ｃ）は同先
端側の正面図である。

【図３】本発明の凝集沈殿装置のディストリビュータの
別の実施の形態を示す断面図である。

【図４】図４（ａ）は特開平１０−２０２００９号公報
に記載される凝集沈殿装置を示す概略的な縦断面図、図
４（ｂ）は図４（ａ）のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。

【図５】特開平１０−２０２００９号公報のディストリ
ビュータによる原水の分散供給機構を示す模式的な断面
図である。

【符号の説明】

１沈降槽２レーキ５フィードウェル６，６Ａ，６Ｂ，６Ｃディストリビュータ７，７Ａ，７Ｂ，７Ｃ原水流出口１２，１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ整流板１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃじゃま板Ｓ汚泥ゾーンＲディストリビュータ回転進行方向Ｆ原水流

フロントページの続き (56)参考文献特開平10−202009（ＪＰ，Ａ) 実開昭50−31579（ＪＰ，Ｕ) 実公昭48−34044（ＪＰ，Ｙ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B01D 21/00 - 21/24

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】沈降槽内の底部に集泥部材と原水供給部
材とを回転可能に設けたスラッジブランケット型の凝集
沈殿装置において、該原水供給部材は、底部に原水流出口が設けられると共
に、上部に整流板が設けられ、かつ、下部の該原水供給
部材の回転進行方向側にじゃま板が設けられている凝集
沈殿装置であって、該原水供給部材は、（原水供給部材の下端と沈降槽底面
との距離）×（原水供給部材の長さ）＞（原水流出口の
面積）となるように設けられており、前記整流板の長さは前記原水流出口の延在する長さ以上
であり、該整流板は、前記原水供給部材から回転方向と
は反対方向に張り出し幅を有することを特徴とする凝集
沈殿装置。
【請求項２】請求項１において、該じゃま板が該回転
進行方向の後流側に向かって原水を流出させる形状を有
することを特徴とする凝集沈殿装置。
【請求項３】請求項１又は２において、該原水供給部
材と集泥部材とが一体的に設けられていることを特徴と
する凝集沈殿装置。
【請求項４】請求項１ないし３のいずれか１項におい
て、該原水流出口の形状が長方形、台形又は三角形であ
ることを特徴とする凝集沈殿装置。