JP3557129B2 - 凝集沈殿装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、沈殿槽内で被処理液中の懸濁物質等を凝集・沈殿させて被処理液を清澄化する凝集沈殿装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来から、このような分野に属する技術としては、沈殿槽内にミキシングチャンバを固定し、ディストリビュータを有するチャンバをミキシングチャンバの下端に回転自在に設けた凝集沈殿装置が知られている。このような凝集沈殿装置を用いて清澄な上澄液を得る場合には、ミキシングチャンバ内に原廃水等の被処理液と共に所定の添加剤を導入し、両者をミキシングチャンバ内に設けられたタービンによって混合攪拌する。これにより、被処理液中の懸濁物質等が凝集してフロックを形成し、凝集フロックを含む被処理液はディストリビュータから沈殿槽内に分配供給される。そして、被処理液中の凝集フロックは沈殿槽内で沈降分離し、清澄な上澄液が上昇して沈殿槽上部から流出する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
上述した凝集沈殿装置は、清澄化された上澄液を効率よく得ることができるものであり、排水処理や製紙白水回収等の各種用途に用いられている。しかしながら、この種の凝集沈殿装置が普及するにつれて、次のような問題点も指摘されている。すなわち、上述したような凝集沈殿装置のミキシングチャンバに対しては、被処理液が被処理液導入管等を介して上部から連続的に導入され、ミキシングチャンバ内の被処理液は、ミキシングチャンバの下部又は下方でディストリビュータから吐出される。一方、ミキシングチャンバ内の被処理液には、比重が比較的大きい粒子や、添加剤の作用によって短時間のうちに凝集して粗大フロックを形成する懸濁物質等も含まれている。
【0004】
このため、これらの粒子や粗大フロックがミキシングチャンバ内で沈降し、ミキシングチャンバからディストリビュータに流入する前にミキシングチャンバの底部、若しくは、ミキシングチャンバの底部として機能するチャンバ内に直接堆積してしまうことがある。このようにミキシングチャンバ内で(底部に)汚泥等が堆積すると、ディストリビュータの被処理液流入口が閉塞してしまい、場合によっては、凝集沈殿装置の運転を中止しなければならなくなる。また、ディストリビュータの被処理液流入口が閉塞すると、沈殿槽内に被処理液を効率よく分配供給できなくなることから、上澄液の清澄度が悪化してしまう。
【0005】
そこで、本発明は、良好な運転性能を有し、極めて清澄化された上澄液を得ることができる凝集沈殿装置の提供を目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
請求項1記載の本発明による凝集沈殿装置は、沈殿槽内に設けられたミキシングチャンバ内で被処理液及び添加剤を混合攪拌する凝集沈殿装置において、ミキシングチャンバに接続された被処理液導入管と、ミキシングチャンバの内周面と共に、被処理液を流通させる空間をつくり出すチャンバ底部とチャンバ側壁部とを有し、被処理液導入管から被処理液を直接流入させ、添加剤との混和なく流通させる被処理液受容チャンバと、被処理液受容チャンバからミキシングチャンバ内に流出した被処理液に添加剤を注入する添加剤注入手段と、を備えることを特徴とする。
【0007】
凝集沈殿装置で取り扱う各種被処理液には、比重が比較的大きい粒子や粗大フロック等も含まれている。このため、被処理液導入管からミキシングチャンバ内に被処理液を直接導入すると(上部から注ぎ入れると)、比重が大きい粒子等がミキシングチャンバ内で直ちに沈降し、ディストリビュータに流入することなくディストリビュータを有するチャンバの底部等に堆積してしまうことがある。この点に鑑みて、この凝集沈殿装置のミキシングチャンバ内には、ミキシングチャンバの内周面と共に、被処理液を流通させる空間をつくり出すチャンバ底部とチャンバ側壁部とを有する被処理液受容チャンバが設けられており、被処理液をミキシングチャンバ内に導入するための被処理液導入管は、被処理液受容チャンバに直接導かれている。
【0008】
すなわち、この凝集沈殿装置では、被処理液導入管から流出する被処理液は、まず、被処理液受容チャンバに流入する。そして、被処理液は、チャンバ底部、チャンバ側壁部、及び、ミキシングチャンバの内周面とによって画成される空間を流通した後、被処理液受容チャンバの上部からミキシングチャンバ内に流出する(溢れ出る)ことになる。これにより、被処理液導入管からミキシングチャンバ内に被処理液を直接導入する場合と比較して、比重が大きい粒子等がミキシングチャンバ内で沈降し、ディストリビュータを有するチャンバの底部等に堆積してしまうことを極めて効果的に低減させることができる。この結果、ディストリビュータの被処理液流入口が閉塞してしまうことが防止されるので、沈殿槽内には、常に被処理液が効率よく分配供給され、凝集沈殿装置の運転性能が向上すると共に上澄液の清澄度も向上することになる。
【0009】
また、チャンバ底部に設けられており、被処理液受容チャンバ内で堆積する堆積物をミキシングチャンバ内に排出させる排出口を更に備えると好ましい。
【0010】
上述したように、ミキシングチャンバ内に被処理液受容チャンバを設ければ、ディストリビュータを有するチャンバの底部等における堆積物の量を低減させることができる。しかしながら、取り扱う被処理液の性状等によっては、被処理液受容チャンバのチャンバ底部に汚泥等が堆積してしまうことがあり、場合によっては、被処理液導入管の出口が閉塞してしまうおそれもある。これに対して、この凝集沈殿装置のように、チャンバ底部に排出口を設ければ、被処理液受容チャンバ内に流入した被処理液に含まれている比重が大きい粒子等は、排出口を介してミキシングチャンバ内に沈降し、また、チャンバ底部上の堆積物も、被処理液受容チャンバ内における被処理液の流れの作用により、排出口を介してミキシングチャンバ内に排出される。これにより、被処理液導入管の出口が閉塞してしまうといったようなトラブルは解消されるので、凝集沈殿装置の運転性能が向上する。
【0011】
この場合、排出口の総面積は、チャンバ底部の面積の1/4〜1/2であると好ましい。
【0012】
このような構成を採用すれば、被処理液受容チャンバ内に流入した被処理液が排出口からミキシングチャンバ内に過剰に流出してしまうことを防止できると共に、排出口が堆積物によって閉塞してしまうことを防止可能となる。
【0013】
また、ミキシングチャンバの内周面に固定され、チャンバ底部を形成する環状部材と、環状部材の内周部に固定されて、チャンバ側壁部を形成する筒状部材とを更に備えると好ましい。
【0014】
このような構成を採用すれば、被処理液受容チャンバを容易に構成可能となり、また、ミキシングチャンバ内のスペース効率を向上させることができる。
【0015】
この場合、環状部材は、被処理液導入管よりも下方に位置し、筒状部材の上端部は、被処理液導入管よりも上方に位置すると好ましい。
【0016】
このような構成を採用すれば、被処理液導入管から流出する被処理液は、ミキシングチャンバ内に流入する前に、被処理液受容チャンバ内を確実に流通することになる。また、チャンバ底部、チャンバ側壁部、及び、ミキシングチャンバの内周面とによって画成される空間の容積を必要十分に確保することができる。
また請求項6記載の本発明による凝集沈殿装置は、沈殿槽内に設けられたミキシングチャンバ内で被処理液及び添加剤を混合攪拌する凝集沈殿装置において、ミキシングチャンバに接続された被処理液導入管と、ミキシングチャンバの内周面と共に、被処理液を流通させる空間をつくり出すチャンバ底部とチャンバ側壁部とを有し、被処理液導入管から被処理液を直接流入させる被処理液受容チャンバと、ミキシングチャンバの中心軸周りに回転可能に設けられており、ミキシングチャンバ内を下降してきた被処理液をディストリビュータから沈殿槽内に吐出させる回転チャンバと、を備えることを特徴とする。
また請求項7記載の本発明による凝集沈殿装置は、沈殿槽内に設けられたミキシングチャンバ内で被処理液及び添加剤を混合攪拌する凝集沈殿装置において、ミキシングチャンバに接続された被処理液導入管と、ミキシングチャンバの内周面と共に、被処理液を流通させる空間をつくり出すチャンバ底部とチャンバ側壁部とを有し、被処理液導入管から被処理液を直接流入させ、添加剤との混和なく流通させる被処理液受容チャンバと、被処理液受容チャンバからミキシングチャンバ内に流出した被処理液に添加剤を注入する添加剤注入手段と、ミキシングチャンバの中心軸周りに回転可能に設けられており、ミキシングチャンバ内を下降してきた被処理液をディストリビュータから沈殿槽内に吐出させる回転チャンバと、を備えることを特徴とする。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、図面と共に本発明による凝集沈殿装置の好適な実施形態について詳細に説明する。
【0018】
図1は、本発明による凝集沈殿装置を示す部分断面図である。同図に示す凝集沈殿装置1は、処理対象となる被処理液の特性に応じて、いわゆるスラッジ循環運転、スラッジブランケット運転が可能であり、排水処理、製紙白水回収、DIP排水回収、苛性化緑液清澄、用水処理、無機物沈殿洗浄処理等の各種用途に適用することができる。凝集沈殿装置1は、原廃水等の被処理液を清澄化するための沈殿槽2を有し、この沈殿槽2は、槽深4000〜5000mm程度の有底円筒状に形成されている。また、沈殿槽2の槽径は、設置スペース、被処理液の特性や量に応じて、1500〜30000mm程度の範囲内で任意に設定される。沈殿槽2は、凝集沈殿装置1を設置するスペースに設けられたベース部3上に固定されている。ベース部3はコンクリート等によって形成されている。
【0019】
この凝集沈殿装置1は、沈殿槽2の上縁部に架設された架台4を備える。架台4は、主として、各種メインテナンス作業時に作業員の作業スペースとされるものである。この架台4の中央部からは、ミキシングチャンバ5が垂設されている。ミキシングチャンバ5は円筒状に形成されており、その高さは、例えば、沈殿槽2の槽深のおよそ3分の2程度に設定されている。ミキシングチャンバ5は、その中心軸を沈殿槽2の中心軸と一致させた状態で架台4に固定されている。これにより、ミキシングチャンバ5は、沈殿槽2内に直立する状態で配置されると共に、ミキシングチャンバ5の下縁部と沈殿槽2の底面との間に所定の間隔(空間)が形成される。
【0020】
ミキシングチャンバ5の上部側面には、系外ポンプ等に接続されている被処理液流入管6aと連なっている被処理液導入管6が接続されている。被処理液導入管6は、凝集沈殿装置1の運転中における清澄液面、及び、ミキシングチャンバ5内の液面よりも下方に設けられている。また、ミキシングチャンバ5には、被処理液中の懸濁物質等を凝集させる各種添加剤を注入するための注入ノズル7が複数配備されている。ミキシングチャンバ5内に導入する添加剤としては、被処理液の特性に応じて、各種の高分子凝集剤等が採用される。各注入ノズル7は、ミキシングチャンバ5の高さ方向に沿って配設され、例えば、ミキシングチャンバ5の上段部、中段部、及び、下段部に各1体づつ設けられる。また、各注入ノズル7は、ヘッダ7aを介して添加剤導入ポンプ7bと接続しており、添加剤導入ポンプ7bの吸込口には、添加剤貯留タンク7cが接続されている。添加剤の注入量は各注入ノズル7毎に制御可能とされている。
【0021】
図1に示すように、ミキシングチャンバ5には、被処理液と添加剤とを混合攪拌するための攪拌タービン8が内蔵されている。攪拌タービン8は、中空の円筒体80と、この円筒体80の外周面に固定された複数(この場合、3×4=12枚)の攪拌翼81とを備える。円筒体80は、その中心軸がミキシングチャンバ5の中心軸と一致する状態で架台4から回転自在に垂設されている。凝集沈殿装置1の運転時には、架台4上に載置されたタービン駆動部8aを作動させ、攪拌タービン8をミキシングチャンバ5の中心軸周りに回転駆動する。更に、攪拌タービン8の内部には、その中心部を貫通するように主軸9が配されている。
【0022】
この主軸9も、その中心軸がミキシングチャンバ5の中心軸と一致する状態で架台4から回転自在に垂設されており、架台4上に載置された駆動部9aによってミキシングチャンバ5の中心軸周りに回転駆動される。この主軸9には、回転チャンバ(分配供給機)10が固定されている。回転チャンバ10は、ミキシングチャンバ5の下端に接続されており、ミキシングチャンバ5の底部として機能すると共に、主軸9の回転によってミキシングチャンバ5の中心軸周りに回転自在である。
【0023】
ミキシングチャンバ5と回転チャンバ10との間の間隙には、いわゆる非接触型のシール部14が設けられている。シール部14は、2枚重ねにしたシート状のパッキン15を、ミキシングチャンバ5の下縁に形成されたフランジ部に固定し、パッキン15が回転チャンバ10の上部に設けられた円筒状の係合部10b(図4参照)の外周面に対して摺動するように構成したものである。これにより、被処理液がミキシングチャンバ5と回転チャンバ10との間の間隙から直接沈殿槽2内に吐出(短絡)することが防止される。この場合、パッキン15の代わりに、断面P字形状を有する成形パッキンを用いてもよく、シール部14を、グラントパッキン、メカニカルシールとして構成することも可能である。
【0024】
回転チャンバ10は、複数本(例えば4本)のディストリビュータ(吹出管)11を有し、各ディストリビュータ11の下部には、複数の吹出孔11a(図4等参照)が形成されている。凝集沈殿装置1の運転時には、回転チャンバ10が駆動部9aによって回転され、各ディストリビュータ11の各吹出孔11aからは、凝集フロックを含む被処理液が沈殿槽2内に吐出する。これにより、沈殿槽2内には、偏流や短絡流が生じさせることはなく、均等な上昇流が形成される。
【0025】
また、回転チャンバ10には、各ディストリビュータ11の下方に位置するバッフルプレート12が取り付けられている。これにより、吹出孔11aから吐出した被処理液は、バッフルプレート12を介して沈殿槽2の下方へ供給されるので、ディストリビュータ11から吐出する被処理液によって凝集フロックが攪拌されてしまうことが防止され、凝集沈殿装置1の沈降分離効率はより向上する。なお、ディストリビュータ11の径を大きくすると、沈殿槽内に旋回流を過剰に引き起こすおそれがあることから、ディストリビュータ11は、細径のものとして形成するとよい。また、沈殿槽2の槽径が大きい場合には、6、8、10、又は12本といったようにディストリビュータ11の本数を増やしていくとよい。
【0026】
一方、上述した回転チャンバ10が固定されている主軸9の先端は、図1に示すように、沈殿槽2の底面近傍まで達する。そして、主軸9の先端には、回転チャンバ10と共に回転するレーキ21及びコーンスクレーパ22が取り付けられている。レーキ21は、ディストリビュータ11から吐出した被処理液中の凝集フロックが沈降して形成する汚泥を攪拌するためのものである。これにより、沈殿槽2内の回転チャンバ10よりも下方の領域に濃縮汚泥層が形成されることになる。
【0027】
また、沈殿槽2は、その底面中央部でベース部3内を貫通する汚泥引抜管23と連通しており、コーンスクレーパ22は、この沈殿槽2と汚泥引抜管23との接続部に配されている。汚泥引抜管23は、汚泥引抜ポンプ24及び汚泥返送ポンプ25に接続されている。スラッジブランケット運転を行う際には、沈殿槽2内に設けた界面検知計(図示せず)の指示値に基づいて汚泥引抜ポンプ24を作動させ、沈殿槽2内の濃縮汚泥を系外へ排出することによりスラッジブランケット層の界面高さを一定範囲内に保つ。この際、コーンスクレーパ22が回転しているので、沈殿槽2内の濃縮汚泥は均等に排出される。また、スラッジ循環運転を行う際には、界面検知計の指示値に基づいて、汚泥返送ポンプ25を作動させて汚泥を返送循環する。
【0028】
更に、この凝集沈殿装置1は、ビニルコーティングを施したナイロンシートや布等のシート材によって矩形シート状に形成された旋回流防止部材27を備える。旋回流防止部材27は、沈殿槽2の内周面とミキシングチャンバ5の外周面との間に張設されており、沈殿槽2の内部を半径方向に仕切っている。これにより、ディストリビュータ11の回転に伴って沈殿槽2内に旋回流が発生しても、旋回流は、沈殿槽2内を上昇する際に、旋回流防止部材27と衝突することになる。従って、沈殿槽2内のディストリビュータ11の上方かつ清澄液面下方における微細な凝集フロックの巻上がりが抑制されるので、上澄液の浮遊粒子濃度を所望のレベルまで下げることが可能となる。これにより、極めて、清澄な上澄液が沈殿槽2内を上昇し、清澄層が形成され、上澄液は、沈殿槽2の上部に設けられた流出口26から系外に流出する。
【0029】
ここで、凝集沈殿装置1で取り扱うことができる各種被処理液には、比重が比較的大きい粒子や粗大フロック等も含まれている。このため、被処理液導入管6からミキシングチャンバ5内に被処理液を上部から直接注ぎ入れると(導入すると)、比重が大きい粒子等がミキシングチャンバ5内で直ちに沈降し、回転チャンバ10の各ディストリビュータ11内に流入することなく回転チャンバ10の底部10a(図4参照)に堆積してしまうことがある。
【0030】
この点に鑑みて、凝集沈殿装置1のミキシングチャンバ5内には、図2に示すように、被処理液をミキシングチャンバ5内に導入するための被処理液導入管6と直接連通する被処理液受容チャンバ50が設けられている。被処理液受容チャンバ50は、円環状の板体からなる環状部材51と、円筒状に形成された筒状部材52とによって構成(画成)されており、容易に形成可能である。環状部材51は、被処理液受容チャンバ50の底部、すなわち、チャンバ底部50aを形成し、筒状部材52は、被処理液受容チャンバ50の側壁部、すなわち、チャンバ側壁部50bを形成する。
【0031】
チャンバ底部50a(環状部材51)及びチャンバ側壁部50b(筒状部材52)と、ミキシングチャンバ5の内周面5aとの間には、被処理液を流通させる空間が画成される。環状部材51及び筒状部材52のサイズは、この空間の容積を必要十分に確保することができるように設定されている。また、環状部材51は、ミキシングチャンバ5の内周面5aに対して、被処理液導入管6よりも下方に位置するように固定されている。更に、環状部材51の内周部に固定された筒状部材52の上端部は、被処理液導入管6よりも上方に位置する。これにより、被処理液は、ミキシングチャンバ5内に流入する前に、被処理液受容チャンバ50内を確実に流通することになる。
【0032】
加えて、被処理液導入管6の近傍において、ミキシングチャンバ5の内周面5aと筒状部材52の上端部との間には、溢流防止板53が設けられている。これにより、被処理液導入管6から被処理液受容チャンバ50に流入する被処理液の流速が高くても、被処理液導入管6の近傍において被処理液受容チャンバ50から被処理液が直ちに溢れ出てしまうことを防止することができる。なお、図2及び図3に示すように、筒状部材52の内部には、攪拌タービン8の円筒体80(及び主軸9)が挿通させられている。これにより、ミキシングチャンバ5内のスペース効率を向上させることが可能となる。
【0033】
このように、ミキシングチャンバ5内に被処理液受容チャンバ50を設ければ、被処理液導入管6から流出する被処理液は、被処理液受容チャンバ50内を流通した後、ミキシングチャンバ5内に流入することになる。この結果、回転チャンバ10の底部10a(図4参照)における堆積物の量を効果的に低減させることができる。しかしながら、取り扱う被処理液の性状等によっては、被処理液受容チャンバ50のチャンバ底部50aに懸濁物質が堆積してしまうことがあり、場合によっては、被処理液導入管6の出口60が閉塞してしまうおそれもある。
【0034】
これを踏まえて、チャンバ底部50a、すなわち、環状部材51には、図3に示すように、被処理液受容チャンバ50内で堆積する堆積物をミキシングチャンバ5内に排出させるための排出口55が形成されている。この凝集沈殿装置1では、排出口55は、90°間隔で計4箇所に配設されている。この場合、排出口55の総面積(個々の排出口55の合計面積)は、チャンバ底部50aの面積の1/4〜1/2であると好ましい。これにより、被処理液受容チャンバ50内に流入した被処理液が排出口55からミキシングチャンバ5内に過剰に流出してしまうことを防止可能であると共に、排出口55が堆積物によって閉塞してしまうことを防止できる。排出口55が堆積物によって閉塞してしまうことを防止するためには、その開口幅W(図3参照)を少なくとも、30mm以上に設定するとよい。
【0035】
このように、チャンバ底部50a(環状部材51)に排出口55を設ければ、被処理液受容チャンバ50内の被処理液に含まれている比重が大きい粒子、粗大フロック等は、排出口55を介してミキシングチャンバ5内に沈降し、また、チャンバ底部50a上の堆積物も、被処理液受容チャンバ50内における被処理液の流れにより、排出口55を介してミキシングチャンバ5内に排出される。これにより、被処理液導入管6の出口60が閉塞してしまうといったようなトラブルは解消されるので、凝集沈殿装置1の運転性能が向上する。
【0036】
一方、被処理液受容チャンバ50からミキシングチャンバ5内に流出する被処理液の中にも、比重が比較的大きい粒子等が含まれてしまうことがある。また、被処理液中には、注入ノズル7から供給される添加剤(高分子凝集剤)の作用によって短時間のうちに凝集して粗大フロックを形成する懸濁物質等も含まれている。このため、これらの粒子や粗大フロックがミキシングチャンバ内で沈降し、ディストリビュータに流入することなく回転チャンバ10の底部10aに堆積してしまうことがある。このように回転チャンバ10の底部10aに汚泥等が過剰に堆積してしまうと、次のような問題が発生してしまう場合がある。
【0037】
すなわち、図4に示すように、凝集沈殿装置1では、攪拌タービン8及び回転チャンバ10の双方を効率よく回転駆動させると共に、スペース効率を向上させるために、回転チャンバ10が固定される主軸9は、ミキシングチャンバ5内で被処理液と添加剤とを混合攪拌する攪拌タービン8の中心部を貫通するように配されている。そして、攪拌タービン8の円筒体80の少なくとも下端部には、主軸9を外方から支持する軸受部材82が(例えば、90°間隔で4個)固定されている。このため、回転チャンバ10の底部10aに汚泥等が過剰に堆積してしまうと、堆積物が軸受部材82と主軸9との間に堆積物が入り込むこと等により、主軸9や軸受部材82が摩耗・損傷してしまったり、主軸9がミキシングチャンバ5の中心軸上から逸脱してしまう、いわゆる軸ぶれが発生してしまうことがある。
【0038】
この点に鑑みて、この凝集沈殿装置1に含まれる回転チャンバ10の底部10aには、汚泥等の堆積物を沈殿槽2内に排出させるための開口部16が形成されている。この凝集沈殿装置1には、図5に示すように、開口部16が底部10aの主軸9付近に1個設けられている。また、図4及び5に示すように、ミキシングチャンバ5には、回転チャンバ10の底部10aに堆積した堆積物を開口部16から沈殿槽2内に排出させるための掻寄せブレード17が設けられている。
【0039】
すなわち、ミキシングチャンバ5の下部内周面には、取付ブロック18が固定されており、この取付ブロック18には、アングル材等によって形成された支持部材19の上端がボルト等を介して固定されている。支持部材19は、主軸9と平行に、すなわち、鉛直方向に延在する。掻寄せブレード17は、アングル材等によって形成されており、略L字の断面形状を有する。掻寄せブレード17は、支持部材19の下端部に固定されており、その背板部17aは、回転チャンバ10の正転方向における前側に位置し、その底板部17bは、底部10aの上面と略平行に延在する。なお、掻寄せブレード17の底板部17bと回転チャンバ10の底部10aとの間の間隔は、1〜50mm程度に設定すると好ましい。
【0040】
ここで、図5に示すように、回転チャンバ10の底部10aに対して、掻寄せブレード17と略平行をなす共に、主軸9の中心を通り半径方向に延びる直線(直径)を径線R1として設定すると、掻寄せブレード17は、その全体が、径線R1よりも、回転チャンバ10の逆転方向(図5における白抜矢印参照)側に位置するように配置されている。掻寄せブレード17をこのように配置することにより、掻寄せブレード17の背板部17aと当接する堆積物には、向心方向(主軸9に向かう方向)の力が作用することになる。従って、掻寄せブレード17が回転チャンバ10に対して回転すれば、堆積物は掻寄せブレード17によって主軸9に向かうように掻き寄せられることになる。
【0041】
また、沈殿槽2内の回転チャンバ10の下方には、開口部16を介して沈殿槽2内に流出する被処理液の流れを遮る短絡防止部材20が設けられている。短絡防止部材20は、図4及び5に示すように、板材を円盤状に形成したものであり、開口部16の下方に位置するように、すなわち、その外周が開口部16の外縁よりも外側に位置するように主軸9に固定されている。短絡防止部材20は、主軸9が回転すると回転チャンバ10と共に回転する。
【0042】
次に、上述した凝集沈殿装置1を用いて被処理液を清澄化する手順について説明する。
【0043】
この場合、まず、被処理液導入管6から、被処理液Aをミキシングチャンバ5に対して供給する(図1参照)。この際、被処理液導入管6から流出する被処理液Aは、まず、被処理液受容チャンバ50に流入する。そして、被処理液Aは、チャンバ底部50a、チャンバ側壁部50b、及び、ミキシングチャンバ5の内周面5aとによって画成される空間を流通した後、被処理液受容チャンバ50の上部からミキシングチャンバ5内に流出する(溢れ出る)ことになる。
【0044】
これにより、被処理液導入管6からミキシングチャンバ5内に被処理液Aを直接導入する場合と比較して、比重が大きい粒子や粗大フロック等がミキシングチャンバ5内で沈降し、回転チャンバ10の底部10aに堆積してしまうことを極めて効果的に低減させることができる。この結果、ディストリビュータ11の被処理液流入口が閉塞してしまうことが防止されるので、沈殿槽2内には、常に被処理液Aが効率よく分配供給され、凝集沈殿装置1の運転性能が向上すると共に上澄液B(図1参照)の清澄度も向上することになる。
【0045】
被処理液受容チャンバ50からミキシングチャンバ5内に流れ込んだ被処理液Aに対しては、多段に分割して設けられた注入ノズル7の何れか又はすべてから添加剤が任意のタイミングで注入される。これにより、添加剤による効果が長時間持続すると共に、沈降性の良好な凝集フロックが形成されることになる。そして、ミキシングチャンバ5内の被処理液Aと添加剤とは、タービン駆動部8aによって回転駆動される攪拌タービン8によって攪拌され、被処理液A中の懸濁物質等が凝集して凝集フロック(初期フロック)を形成する。
【0046】
凝集フロックを含む被処理液Aは、駆動部9aによって回転駆動される回転チャンバ10のディストリビュータ11から沈殿槽2内に分配供給される。この際、ミキシングチャンバ5から回転チャンバ10に向けて下降する被処理液Aのうち、ミキシングチャンバ5と回転チャンバ10との間の間隙に入り込もうとする被処理液Aの流れは、シール部14によって遮られる。凝集フロックを含む被処理液Aは、回転するディストリビュータ11の吹出孔11aから沈殿槽2内に均等に分配される。これにより、沈殿槽2内に均等な上昇流が発生し、ディストリビュータ11の上方にスラッジブランケット層Cが形成される。また、被処理液A中の凝集フロックのうち、沈殿槽2内で沈降分離したものは、沈殿槽2の下部でレーキ21によって攪拌されて濃縮汚泥層Dを形成する。
【0047】
その一方で、ミキシングチャンバ5内では、一部の粒子や粗大フロック等が沈降し、各ディストリビュータ11に流入することなく回転チャンバ10の底部10aに堆積する。ここで、この凝集沈殿装置1の運転中、回転チャンバ10は、ミキシングチャンバ5に対して回転するので、ミキシングチャンバ5に対して固定されている掻寄せブレード17は、逆に、回転チャンバ10に対して回動することになる。これにより、凝集沈殿装置1の運転中に回転チャンバ10の底部10aに堆積した堆積物は、掻寄せブレード17によって開口部16まで掻寄せられ、開口部16を介して沈殿槽2内に排出させられることになる。
【0048】
この結果、回転チャンバ10の底部10aに汚泥等が過剰に堆積することは一切なく、ディストリビュータ11の被処理液流入口が閉塞してしまうといったような、回転チャンバ10内の堆積物に起因するトラブルが防止され、沈殿槽2内には、常に被処理液Aが効率よく分配供給される。従って、凝集沈殿装置1の運転性能は向上し、また、上澄液Bの清澄度も向上することになる。
【0049】
また、開口部16を介してミキシングチャンバ5(回転チャンバ10)内から沈殿槽2内に流出する被処理液Aの流れは、沈殿槽2内の回転チャンバ10下方に形成される濃縮汚泥層D等に達する前に、短絡防止部材20によって遮られることになる。同様に、開口部16から流出する被処理液A中の汚泥、粗大フロック等は、回転チャンバ10の下方に設けられた短絡防止部材20によって受け止められ、掻寄せブレード17によって開口部16から沈殿槽内に排出されられた汚泥等の堆積物も、短絡防止部材20によって一旦受け止められる。そして、短絡防止部材20は回転チャンバ10と共に回転するので、短絡防止部材20上の堆積物は遠心力の作用によって沈殿槽2下部に徐々に、かつ、低速で沈降していく。
【0050】
これにより、開口部16を介して沈殿槽2内に流出する被処理液Aが濃縮汚泥層D等に直接達してしまう、いわゆる短絡現象や、回転チャンバ10から沈殿槽2内に排出される堆積物等によって、沈殿槽2内の回転チャンバ10下方に形成される凝集フロックや濃縮汚泥層D等が希釈、攪拌されてしまうことが防止されるので、上澄液Bの清澄度を良好に維持することができる。
【0051】
濃縮汚泥層Dからは、図示しない界面検知計の指示値に基づいて制御される汚泥引抜ポンプ24によって濃縮汚泥Eが随時引抜かれ、これにより、スラッジブランケット層Cの界面高さは一定の範囲内に保たれる。一方、上昇流中の微細フロックは、スラッジブランケット層Cの大きなフロックによって捕捉される。更に、ディストリビュータ11の回転に伴って発生した旋回流は、旋回流防止部材27と衝突することになる。従って、沈殿槽2内のディストリビュータ11の上方かつ清澄液面下方における微細な凝集フロックの巻上がりが抑制されるので、上澄液Bの浮遊粒子濃度を所望のレベルまで下げることが可能となる。これにより、極めて、清澄な上澄液Bが沈殿槽2内を上昇し、清澄層Fが形成される。上澄液Bは、沈殿槽2の上部に設けられた流出口26から流出する。
【0052】
【発明の効果】
本発明による凝集沈殿装置は、以上説明したように構成されているため、次のような効果を得る。すなわち、ミキシングチャンバ内に、その内周面と共に、被処理液を流通させる空間をつくり出すチャンバ底部とチャンバ側壁部とを有し、被処理液導入管から被処理液を直接流入させる被処理液受容チャンバを設けることにより、比重が大きい粒子等がミキシングチャンバ内で堆積してしまうことが極めて効果的に低減される。この結果、凝集沈殿装置の運転性能を向上させると共に、上澄液の清澄度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による凝集沈殿装置を示す部分断面図である。
【図2】ミキシングチャンバと被処理液導入管との接続部付近を示す拡大部分断面図である。
【図3】図3におけるIII−III線についての断面図である。
【図4】ミキシングチャンバと回転チャンバとの接続部付近を示す拡大部分断面図である。
【図5】図4におけるV−V線についての断面図である。
【符号の説明】
1…凝集沈殿装置、2…沈殿槽、5…ミキシングチャンバ、5a…内周面、6…被処理液導入管、8…攪拌タービン、9…主軸、10…回転チャンバ、11…ディストリビュータ、16…開口部、17…掻寄せブレード、17a…背板部、17b…底板部、18…取付ブロック、19…支持部材、20…短絡防止部材、50…被処理液受容チャンバ、50a…チャンバ底部、50b…チャンバ側壁部、51…環状部材、51…筒状部材、53…溢流防止板、55…排出口、80…円筒体、81…攪拌翼、82…軸受部材、A…被処理液、B…上澄液、C…スラッジブランケット層、D…濃縮汚泥層、E…濃縮汚泥、F…清澄層。
Claims (7)
- 沈殿槽内に設けられたミキシングチャンバ内で被処理液及び添加剤を混合攪拌する凝集沈殿装置において、
前記ミキシングチャンバに接続された被処理液導入管と、
前記ミキシングチャンバの内周面と共に、前記被処理液を流通させる空間をつくり出すチャンバ底部とチャンバ側壁部とを有し、前記被処理液導入管から前記被処理液を直接流入させ、前記添加剤との混和なく流通させる被処理液受容チャンバと、
前記被処理液受容チャンバから前記ミキシングチャンバ内に流出した前記被処理液に前記添加剤を注入する添加剤注入手段と、
を備えることを特徴とする凝集沈殿装置。 - 前記チャンバ底部に設けられており、前記被処理液受容チャンバ内で堆積する堆積物を前記ミキシングチャンバ内に排出させる排出口を更に備えることを特徴とする請求項1に記載の凝集沈殿装置。
- 前記排出口の総面積は、前記チャンバ底部の面積の1/4〜1/2であることを特徴とする請求項2に記載の凝集沈殿装置。
- 前記ミキシングチャンバの内周面に固定され、前記チャンバ底部を形成する環状部材と、
前記環状部材の内周部に固定されて、前記チャンバ側壁部を形成する筒状部材とを更に備えることを特徴とする請求項1〜3の何れかに記載の凝集沈殿装置。 - 前記環状部材は、前記被処理液導入管よりも下方に位置し、前記筒状部材の上端部は、前記被処理液導入管よりも上方に位置することを特徴とする請求項4に記載の凝集沈殿装置。
- 沈殿槽内に設けられたミキシングチャンバ内で被処理液及び添加剤を混合攪拌する凝集沈殿装置において、
前記ミキシングチャンバに接続された被処理液導入管と、
前記ミキシングチャンバの内周面と共に、前記被処理液を流通させる空間をつくり出すチャンバ底部とチャンバ側壁部とを有し、前記被処理液導入管から前記被処理液を直接流入させる被処理液受容チャンバと、
前記ミキシングチャンバの中心軸周りに回転可能に設けられており、該ミキシングチャンバ内を下降してきた前記被処理液をディストリビュータから前記沈殿槽内に吐出させる回転チャンバと、
を備えることを特徴とする凝集沈殿装置。 - 沈殿槽内に設けられたミキシングチャンバ内で被処理液及び添加剤を混合攪拌する凝集沈殿装置において、
前記ミキシングチャンバに接続された被処理液導入管と、
前記ミキシングチャンバの内周面と共に、前記被処理液を流通させる空間をつくり出すチャンバ底部とチャンバ側壁部とを有し、前記被処理液導入管から前記被処理液を直接流入させ、前記添加剤との混和なく流通させる被処理液受容チャンバと、
前記被処理液受容チャンバから前記ミキシングチャンバ内に流出した前記被処理液に前記添加剤を注入する添加剤注入手段と、
前記ミキシングチャンバの中心軸周りに回転可能に設けられており、該ミキシングチャンバ内を下降してきた前記被処理液をディストリビュータから前記沈殿槽内に吐出させる回転チャンバと、
を備えることを特徴とする凝集沈殿装置。
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