JP4093851B2

JP4093851B2 - 濁水処理方法および装置

Info

Publication number: JP4093851B2
Application number: JP2002358086A
Authority: JP
Inventors: 陸郎野坂; 伸康川村; 秀光杉浦; 栄川村; 達利小松; 和芳吉川
Original assignee: 陸郎野坂; 伸康川村; 秀光杉浦; 栄川村
Priority date: 2002-12-10
Filing date: 2002-12-10
Publication date: 2008-06-04
Anticipated expiration: 2022-12-10
Also published as: JP2004188293A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、濁水処理方法および装置に関しており、さらに詳しくは濁水中に形成したフロックを浮遊状態にすることにより連続して固液の分離ができる濁水処理方法および装置に関している。
【０００２】
【従来の技術】
土木現場または建築現場から排出する濁水は、有害物質が含まれていなければ固形物を除去した処理水を河川等に投棄することが認められている。
【０００３】
従来から、濁水の固液分離は固形物を沈殿させる沈殿処理方法が多く採用されており、この際、沈殿速度を高めるために凝集剤を投入してフロックを形成し沈殿を促進することは良く知られている。ただし、従来技術における沈殿処理方法は、沈殿槽に濁水を供給している間は処理作業を中断しているので、フロックを形成する処理方法を採用しても固液の分離速度を高めるには限界があった。
【０００４】
特開２００２−１１３４７０号公報（文献１）に改良された固液分離方法が提案されている。
【０００５】
文献１の方法は、原水に磁性粒子と凝集剤を添加して磁性粒子含有フロックを形成した後、粒状ろ材充填層に上向流で通水して磁性粒子含有フロックを粒状ろ材充填層内でろ過分離することを特徴としており、磁性フロックを含む原水をろ過槽内の網体によって仕切った区域に形成した粒状ろ材充填層に上向流で通水すると、粒状ろ材充填層の空隙部に磁性フロックが効果的に捕捉され、捕捉された多数の磁性フロックは相互に磁気凝集しているので、非常に大きな上向水流であっても、ろ材空隙部から小フロックが流出することがないというものである。
【０００６】
文献１の方法は、それ以前の従来技術が沈殿槽を備え、沈殿槽に被処理水を供給して固形物の沈殿を行わせるものに比べれば、処理速度を高めることに成功しているが、所定の時間経過後に粒状ろ材充填層のろ過抵抗が限界に達するか、もしくは、処理水のＳＳが増加した時点で原水の流入を停止して粒状ろ材充填層を洗浄する必要があるので、この間は分離処理が中断することになり、結局のところ、それまでの従来技術に比べて処理速度は速くなったとはいえ処理能力が特段に向上したものではなかった。
【０００７】
なお、文献１の方法は、フロックの形成に高分子凝集剤を使用しているが、地域によっては、処理された排出物に高分子凝集剤が含まれていると土壌に直接埋設することを禁止しているので、固液分離処理に際し、フロック形成のために使用する凝集剤は無機系が好ましい。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明が解決しようとする課題は、フロックを処理水中で飛散させ浮遊状態にして固液を分離することにより、処理作業を中断することなく連続処理が可能な濁水処理方法および装置を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
解決手段の第１は、原水に凝集剤を投入してフロック原水を形成する工程と、浮遊分離処理槽をメッシュ構造によるメッシュフィルタ部材によりフロック放出室とフロック浮遊室とに区画し、上記フロック放出室に放出されたフロック原水を上記メッシュフィルタ部材を通して上記フロック浮遊室に移送しフロックを飛散させて浮遊状態にする工程と、当該フロック浮遊室内で非静止状態に設置したフィルタ部材によりフロックが浮遊状態にあるフロック原水の固液を分離して処理水のみを抽出する工程と、上記フロック放出室内に残留するフロック原水を脱水槽に移送し該脱水槽内で砂を利用したサンドフィルタによって覆われたフィルタ部材によりフロック原水の固液を分離して処理水のみを抽出する工程とからなり、フロック原水を連続して脱水処理することを特徴とするものである。
解決手段の第２は、上記手段において、浮遊分離処理槽の上方に上部処理室を設け、該上部処理室内で砂を利用したサンドフィルタによって覆われたフィルタ部材によりフロック原水の固液を分離して処理水のみを抽出する工程を備えたことを特徴とするものである。
【００１０】
また、解決手段第３は、原水に凝集剤を投入してフロック原水を形成するフロック形成槽と、槽内をメッシュ構造によるメッシュフィルタ部材によりフロック放出室とフロック浮遊室とに区画し該フロック放出室と上記フロック形成槽が連結されている浮遊分離処理槽と、上記フロック放出室に放出されたフロック原水を上記メッシュフィルタ部材を通して上記フロック浮遊室に移送しフロックを飛散させて浮遊状態にしたフロック原水の固液を分離して処理水のみを抽出する非静止状態に設置された回動フィルタ機構と、上記フロック放出室内に残留するフロック原水を移送する脱水槽と、該脱水槽内で砂を利用したサンドフィルタによって覆われフロック原水の固液を分離して処理水のみを抽出するフィルタ部材とからなり、フロック原水を連続して脱水処理することを特徴とするものである。
解決手段の第４は、解決手段の第３において、浮遊分離処理槽の上方に上部処理室を設け、該上部処理室内で砂を利用したサンドフィルタによって覆われたフィルタ部材によりフロック原水の固液を分離して処理水のみを抽出することを特徴とするものである。
解決手段の第５は、解決手段の第３又は４において、フロック形成槽、浮遊分離処理槽、脱水槽、受水槽、真空ポンプを機台にユニットとして設置したことを特徴とするものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の処理装置を示す構成図、図２は回動フィルタ機構の断面図、図３は回動フィルタ機構の部品図、図４は第１から第５のフィルタ部材の断面図、図５は第２および第３のフィルタ部材の斜視図である。
【００１２】
図において、１はフロック形成槽、２は浮遊分離処理槽、３は脱水槽、４は受水槽、５は真空ポンプを示している。フロック形成槽１は、槽本体１０の底部を漏斗状に形成するとともに該底部に第１の排出管１１設け、槽内部に開口部を底部近傍に臨ませた原水投入管１２を設けたものである。また、原水投入管１２の内部には攪拌羽根１４を有する攪拌軸１３を設け、さらに、原水投入管１２には原水を当該原水投入管１２に供給するための原水供給管１５と、原水に凝集剤を投入するための凝集剤投入機構１６が設けられている。なお、攪拌軸１３には攪拌軸を回転するための攪拌軸回転モータ１７が接続されている。
【００１３】
フロック形成槽１の原水投入管１２に原水を供給するが、原水にはゴミや石が混入していることが多いので、原水をいったん図示しない原水槽に集め、原水槽に集めた原水を当該原水投入管１２に供給するとよい。
【００１４】
浮遊分離処理槽２は、槽本体２０の底部を漏斗状に形成するとともに該底部に第２の排出管２１を設け、さらに底部近傍に接続した原水誘導管２２を設けたものである。なお、原水誘導管２２の他端は上記したフロック形成槽１に接続されている。また、槽本体２０は、メッシュフィルタ部材２３を設けて槽内をフロック放出室２４とフロック浮遊室２５に区画形成している。メッシュフィルタ部材２３は、ステンレス鋼による網目構造であり、中心部を周縁部に比べて高く傾斜させて槽本体２０に設けた窓穴付きのフィルタ取付け壁２６に装着したものである。また、フィルタ取付け壁２６の中心部には、槽本体２０の上方に向かって伸びるフィルタ取付け軸２７が設けられており、該フィルタ取付け軸２７に回動フィルタ機構２８が装着されている。
【００１５】
上記した回動フィルタ機構２８は、槽本体２０のフロック浮遊室２５内で作動するものであって、板状に形成された第１のフィルタ部材２８０がフィルタ取付け軸２７の周囲にかつ軸に平行して複数個配置され、これら第1のフィルタ部材２８０の上下端部をフィルタ取付け枠２８１，２８２に装着したものである。フィルタ取付け枠２８１，２８２は上記のフィルタ取付け軸２７に回転自在に設けられている。図２，３において、フィルタ取付け枠２８１，２８２は中心部にフィルタ取付け軸２７を通す通孔２８１ａ，２８２ａが形成され、一方の取付け枠は放射方向に伸びる自由端が下向きのフィルタ挿入口２８１ｂに形成され、もう一方の取付け枠は枠全体を中空構造に形成し、さらに放射方向に伸びる自由端が上向きのフィルタ挿入口２８２ｂに形成されている。２８３はフィルタ取付け枠２８２に設けたホース接続口である。なお、第１のフィルタ部材２８０については後に詳しく説明する。
【００１６】
上記したフィルタ取付け枠２８２（下方に取り付けられた枠）は、フィルタ取付け軸２７に設けたフィルタ受け台２８４にローラ２８５を介して正逆方向に回動自在であり、回動フィルタ機構２８の全重量は当該フィルタ受け台２８４が支持している。また、他方のフィルタ取付け枠２８１（上方に取り付けられた枠）はフィルタ取付け軸２７に当接させたコロ２８６を介して回動自在である。さらに、フィルタ取付け枠２８１，２８２は偏位した位置に支点軸２８７を設け、該支点軸２８７とフィルタ駆動モータ２８８の回転軸の偏心部とをクランク棒２８９によって接続したものであって、フィルタ駆動モータ２８８を駆動するとクランク棒２８９の先端が往復運動を行い、これにより回動フィルタ機構２８は当該クランク棒２８９を介して正逆方向に回動する。
【００１７】
浮遊分離処理槽２内の上方には、円周方向に沿って上部処理室２９が形成されており、該上部処理室２９内に第２のフィルタ部材２９０および第１のサンドフィルタ部材２９１が収容されている。第２のフィルタ２９０は、上記した第１のフィルタ部材２８０と同じ構造のフィルタであるが、第１のサンドフィルタ部材２９１は砂を利用したサンドフィルタであり第２のフィルタ部材２９０の周面を覆っている。
【００１８】
脱水槽３は、槽本体３０の底部を漏斗状に形成するとともに該底部に第１の排水管３１を設け、槽内部にステンレス鋼による網目構造の第１の内篭３２と第２の内篭３３を設けたものである。また、槽本体３０と第１の内篭３２との間に形成された外側処理室３４に第３のフィルタ部材３００を収容し、第１の内篭３２と槽本体３０の底部との間に形成された底部処理室３５に第４のフィルタ部材３０１を収容している。さらにまた、第２の内篭３３に第５のフィルタ部材３０２を収容している。この他、第３および第４のフィルタ部材３００，３０１を収容した外側処理室３４ならびに底部処理室３５内に第２のサンドフィルタ部材３０３を収容し、第５のフィルタ部材３０２を収容した第２の内篭３３に第３のフィルタ部材３０４を収容しており、ともにサンドフィルタが第３，第４，第５のフィルタ部材３００，３０１，３０２の周面を覆っている。
【００１９】
第３，第４，第５のフィルタ部材３００，３０１，３０２は上記した第２のフィルタ部材２８０と同じ構造のフィルタであり、また、第２，第３のフィルタ部材３０３，３０４は砂を利用したサンドフィルタである。
【００２０】
上記した第１のフィルタ部材２８０（第２，第３，第４，第５の各フィルタ部材２９０，３００，３０１，３０２も同じ）は、図４に示すように、ハニカム構造の心材Ａの両面に不織布フィルタＢを接合し、さらに、該不織布フィルタＢの表面にメッシュフィルタＣを接合したものであって、長手方向の両側部に蓋板Ｄを設けている。なお、心材ＡおよびメッシュフィルタＣはステンレス鋼を使用している。これらの各フィルタ部材は、心材ＡおよびメッシュフィルタＣがステンレス鋼の薄板で形成されているので全体が可撓性を有しており、図５に示すように、第２，第３のフィルタ部材２９０，３００は平面視円形に折り曲げて収容できるものである。
【００２１】
上記のフロック形成槽１に設けた第１の排出管１１および浮遊分離処理槽２に設けた第２の排出管２１はフロック供給管６０に合流させ、該フロック供給管６０の先端は脱水槽３に設けた第１の内篭３２に臨ませている。６１は第１の排出管１１に設けたコック、６２は第２の排出管２１に設けたコックである。
【００２２】
上記の第１，第２，第３，第４，第５の各フィルタ部材２８０，２９０，３００，３０１，３０２によって処理された処理水は、いずれも処理水吸引管７１を介して真空ポンプ５に移送され、さらに処理水は該真空ポンプ５から送水管７２を経て受水槽４に移送される。なお、回動フィルタ機構２８のフィルタ取付け枠２８２に設けたホース接続口２８３に接続する処理水吸引管７１は、回動フィルタ機構２８がフロック浮遊室２５内で正逆方向に回動しているので、接続部分をフレキシブルホース７１ａとしている。
【００２３】
浮遊分離処理槽２に設けた上部処理室２９に接続した第２の排水管７３の先端は受水槽４に臨ませて処理水を直接受水槽４に移送している。さらにまた、脱水槽３に設けた第１の排水管３１の先端は受水槽４に臨ませており処理水を直接受水槽４に移送している。３６は第１の排水管３１に設けたコックである。
【００２４】
この他、上記の受水槽４には、移送された処理水を再利用するための処理水取出し口４１を設けるとともに、底部近傍にドレン排出口４２を設けている。
【００２５】
次に、処理作業の手順を説明する。フロック形成槽１の原水投入管１２に原水を供給する。ここで第１の排水管１１に接続したフロック供給管６０のコック６１は閉にしておく。原水投入管１２に原水を供給すると同時に攪拌軸回転モータ１７を駆動し、また、凝集剤投入機構１６から凝集剤を投入する。原水は攪拌羽根１４によって攪拌され、同時に凝集剤が混入されるので、原水中の固形物はフロックに形成される。フロックは原水投入管１２内で形成が始まるが、該原水投入管１２の底部から排出してフロック形成槽１内で完成され原水誘導管２２を経て浮遊分離処理槽２へ移送される。
【００２６】
原水誘導管２２からフロック放出室２４へ供給される原水は固形物がフロックに形成された状態となっているので、本明細書では、原水中の固形物がフロックに形成された原水を「フロック原水」という。フロック原水がフロック放出室２４へ移送されると、メッシュフィルタ部材２３によって大きめのフロックをフロック放出室２４が残され、メッシュフィルタ部材２３を通過したフロック原水が浮遊室２５へ移送される。ここで第２の排水管２１に接続したフロック供給管６０のコック６２は開にしておく。
【００２７】
フロック浮遊室２５に設けた回動フィルタ機構２８は正逆方向に回動しながら固液の分離処理を行う。フィルタ駆動モータ２８８を駆動してクランク棒２８９を往復運動すると、回動フィルタ機構２８はクランク棒２８９の往復運動に伴ってフィルタ取付け軸２７の周囲で正逆方向に回動する。回動フィルタ機構２８に設けた第１のフィルタ部材２８０は、真空ポンプ５に結合した処理水吸引管７１がフィルタ取付け枠２８２に設けたホース接続口２８３に接続されているので、処理水吸引管７１からの負圧によって当該第１のフィルタ部材２８０は、メッシュフィルタＣおよび不織布フィルタＢによってフロック浮遊室２５内のフロック原水の固液を分離して処理水のみを吸引し、フロックが除去された処理水を真空ポンプ５に移送する。
【００２８】
回動フィルタ機構２８は、固液の分離作業中にフロック浮遊室２５内で正逆方向に回動しているので、すなわち、回動フィルタ機構２８は非静止状態であって絶えず反転運転を繰り返しているから、フロックがフィルタ部材の表面に付着することを防止し、したがって、第１のフィルタ部材２８０は目詰まり現象を起こさないので連続運転が可能となる。
【００２９】
また、フロック浮遊室２５の上方に設けた上部処理室２９に達したフロック原水は、該上部処理室２９に収容した第２のフィルタ部材２９０によってさらに固液の分離処理がなされ、ろ過された処理水は真空ポンプ５ならびに送水管７２を経て受水槽４に移送される。
【００３０】
さらにまた、浮遊分離処理室２に接続したフロック供給管６０からフロック原水が脱水槽３の第１の内篭３２に移送される。第１の内篭３２に移送されたフロック原水はフロックを比較的多く含んでいるが、当該第１の内篭３２にはサンドフィルタによる第２，第３のサンドフィルタ部材３０３，３０４ならびに第３，第４，第５のフィルタ部材３００，３０１，３０２が設置されており、これらによってフロック原水の固液が分離されるので、ろ過された処理水にはフロックが全く含まれていないか仮に含まれているとしても極わずかである。
【００３１】
上記した第２のフィルタ部材２９０は第１のフィルタ部材２８０のように非静止状態ではないが、第２のフィルタ部材２９０は、第１のサンドフィルタ部材２９１を介して固液分離作業を行っているので、回動フィルタ機構２８のように正逆反転運動はしないが、サンドフィルタによって目詰まり現象を起こさず連続運転が可能なものとなる。なお、第３，第４，第５の各フィルタ部材３００，３０１，３０２も非静止状態で固液分離作業を行っているが、これらは何れも第２のフィルタ部材２９０と同じようにサンドフィルタ部材３０３，３０４内に収容されているので目詰まり現象が回避できるものである。
【００３２】
脱水槽３で処理されたフロック原水は、処理水が抽出されてやがてフロックのみになるので、フロックが第１の内篭３２に満杯になったときは脱水槽３から取り出す。脱水槽３は図示しないが、槽を傾斜できる装置を備えていることが望ましく、フロックを取り出す時は当該脱水槽３を傾斜させる。また、脱水槽３は２基設置して置き、第１の内篭３２がフロックで満杯になった時にフロック供給管６０の供給口をもう１つの脱水槽に向けるようにするとよい。
【００３３】
本発明の装置は、図６に示すように、フロック形成槽１、浮遊分離処理槽２、脱水槽３、受水槽４、真空ポンプ５など全ての機材をユニットとして基台８０に設置し、コントロールパネル８１によって運転できるようにし、例えば、これをトラックに積み込んで濁水が発生する現地へ出向いて処理作業をすることができるものとなる。さらに、基台８０に設置した本装置の周囲に柱枠８２を設け、該柱枠８２を図示しない開閉可能なシートで覆えば、体裁よく作業ができるだけでなく、シートの内部を暖房することで冬期の寒冷地であっても作業可能となるものである。
【００３４】
実施形態において、メッシュフィルタ部材２３のメッシュ番手は２００メッシュのものを使用し、また、第１，第２，第３，第４，第５の各フィルタ部材２８０，２９０，３００，３０１，３０２におけるメッシュフィルタＣのメッシュ番手も２００メッシュのものを使用した。
【００３５】
実施形態によって固液の分離がされた処理水は、フロックが全く含まれていないか又は含まれているとしても極わずかであるから、このまま河川に投棄することができるものとなる。また、実施形態において、凝集剤を無機系のものとすれば、処理後のフロックはこのまま土壌に埋設することができるものとなる。
【００３６】
【発明の効果】
本発明は、濁水をフロック原水に形成して脱水処理をするものであって、フロックを浮遊状態にして固液の分離を行うものであるから、連続した処理作業が可能となり作業能率が格段に向上するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の処理装置を示す全体の構成図。
【図２】回動フィルタ機構を示す断面図。
【図３】回動フィルタ機構の部品を示す斜視図。
【図４】第１から第５のフィルタ部材を示す断面図。
【図５】第２および第３のフィルタ部材を示す斜視図。
【図６】本発明装置をユニットに構成した状態を示す斜視図。
【符号の説明】
１フロック形成槽
１０槽本体
１１第１の排出管
１２原水投入管
１３攪拌軸
１４攪拌羽根
１５原水供給管
１６凝集剤投入機構
１７攪拌軸回転モータ
２浮遊分離処理槽
２０槽本体
２１第２の排出管
２２原水誘導管
２３メッシュフィルタ部材
２４フロック放出室
２５フロック浮遊室
２６フィルタ取付け壁
２７フィルタ取付け軸
２８回動フィルタ機構
２８０第１のフィルタ部材
２８１フィルタ取付け枠
２８２フィルタ取付け枠
２８３ホース接続口
２８４フィルタ受け台
２８５ローラ
２８６コロ
２８７支点軸
２８８フィルタ駆動モータ
２８９クランク棒
２９上部処理室
２９０第２のフィルタ部材
２９１第１のサンドフィルタ部材
３脱水槽
３０槽本体
３１第１の排水管
３２第１の内篭
３３第２の内篭
３４外側処理室
３５底部処理室
３６コック
３００第３のフィルタ部材
３０１第４のフィルタ部材
３０２第５のフィルタ部材
３０３第２サンドのフィルタ部材
３０４第３のサンドフィルタ部材
４受水槽
４１処理水取出し口
４２ドレン排出口
５真空ポンプ
６０フロック供給管
６１コック
６２コック
７１処理水吸引管
７２送水管
７３第２の排水管
８０基台
８１コントロールパネル
８２柱枠

Claims

原水に凝集剤を投入してフロック原水を形成する工程と、浮遊分離処理槽（２）をメッシュ構造によるメッシュフィルタ部材によりフロック放出室（２４）とフロック浮遊室（２５）とに区画し、上記フロック放出室に放出されたフロック原水を上記メッシュフィルタ部材を通して上記フロック浮遊室に移送しフロックを飛散させて浮遊状態にする工程と、当該フロック浮遊室内で非静止状態に設置したフィルタ部材によりフロックが浮遊状態にあるフロック原水の固液を分離して処理水のみを抽出する工程と、上記フロック放出室内に残留するフロック原水を脱水槽（３）に移送し該脱水槽内で砂を利用したサンドフィルタによって覆われたフィルタ部材により固液を分離して処理水のみを抽出する工程とからなり、フロック原水を連続して脱水処理することを特徴とする濁水処理方法。
浮遊分離処理槽（２）の上方に上部処理室（２９）を設け、該上部処理室内で砂を利用したサンドフィルタによって覆われたフィルタ部材によりフロック原水の固液を分離して処理水のみを抽出する工程を備えたことを特徴とする請求項１に記載の濁水処理方法。
原水に凝集剤を投入してフロック原水を形成するフロック形成槽（１）と、槽内をメッシュ構造によるメッシュフィルタ部材によりフロック放出室（２４）とフロック浮遊室（２５）とに区画し該フロック放出室と上記フロック形成槽が連結されている浮遊分離処理槽（２）と、上記フロック放出室に放出されたフロック原水を上記メッシュフィルタ部材を通して上記フロック浮遊室に移送しフロックを飛散させて浮遊状態にしたフロック原水の固液を分離して処理水のみを抽出する非静止状態に設置された回動フィルタ機構（２８）と、上記フロック放出室内に残留するフロック原水を移送する脱水槽（３）と、該脱水槽内で砂を利用したサンドフィルタによって覆われフロック原水の固液を分離して処理水のみを抽出するフィルタ部材（３００，３０１，３０２）とからなり、フロック原水を連続して脱水処理することを特徴とする濁水処理装置。
浮遊分離処理槽（２）の上方に上部処理室（２９）を設け、該上部処理室内で砂を利用したサンドフィルタによって覆われたフィルタ部材によりフロック原水の固液を分離して処理水のみを抽出することを特徴とする請求項３に記載の濁水処理装置。
フロック形成槽（１）、浮遊分離処理槽（２）、脱水槽（３）、受水槽（４）、真空ポンプ（５）を機台（８０）にユニットとして設置したことを特徴とする請求項３又は４に記載の濁水処理装置。