JP4720242B2

JP4720242B2 - 沈殿槽

Info

Publication number: JP4720242B2
Application number: JP2005089120A
Authority: JP
Inventors: ラジブゴエル
Original assignee: Kurita Water Industries Ltd
Current assignee: Kurita Water Industries Ltd
Priority date: 2005-03-25
Filing date: 2005-03-25
Publication date: 2011-07-13
Anticipated expiration: 2025-03-25
Also published as: JP2006263667A

Description

本発明は、原水を沈降分離処理するための沈殿槽（沈降分離装置）に係り、特に槽体内に供給された原水の少なくとも一部が槽体の内壁面に沿って上昇して清澄水となり、この清澄水が溢流部から流出するよう構成された沈殿槽に関する。

沈降分離装置には、自然沈降分離装置、傾斜沈降分離装置、凝集沈殿分離装置などがある（水処理管理便覧，丸善株式会社，平成１０年９月３０日発行，第１３０頁表２・１２参照）。同書第１３１頁２・３・３の通り、自然沈降分離装置には、長方形と円形とがあり、長方形は通常水平流で横流式沈殿池とよばれ、円形沈降装置は上向流と水平流式とがあり、清澄を目的とした場合には水平流式が採用されている。

横流式沈殿池は、密度流が発生しやすく、流入、流出整流壁や中間整流壁を設けて流れを均一化して分離効率の向上を図っている。円形沈降装置は、沈降スラッジの集泥が容易である。円形沈殿槽の構造例（同書第１３１頁図２・２２）を第６図に示す。この円形沈殿槽にあっては、槽体１の中央に設けられたフィードウェルとしてのセンターウェル２に原水供給管３を介して供給された原水が、該センターウェル２の下部から槽体１の下部に広がり、次いで槽体１内を上昇してこの間に固形分が沈降分離され、清澄水が溢流堰４を溢流して槽体外に流出する。沈降した汚泥は、駆動装置５によって回転駆動される集泥用レーキ６によって排泥部７に集められ、排出管８を介して排出される。

傾斜沈降分離装置は、沈降槽内に傾斜板や水平板を挿入したものであり、板の下面に清澄液が生成し、挿入面積分だけ沈降面積が多くなり、清澄液の生長速度が速くなるという原理を用いている。したがって、板の挿入面積に比例して分離面積を大きくすることができ、水面積負荷（ｍ^３／ｍ^２ｈ）を小さくできるので、沈降速度の小さい粒子の分離が可能となる。

この傾斜板を備えた沈殿槽が、実公平５−４５３６３号公報に記載されている。
特開平１０−１６５７１４号公報には、上記の円形沈降装置の槽内全域において切妻形整流板を設置することが記載されている。この整流板は、沈降槽内の局部的な上昇流を解消し、均一な上昇流を形成するためのものである。
実公平５−４５３６３号公報特開平１０−１６５７１４号公報水処理管理便覧，丸善株式会社，平成１０年９月３０日発行

上記実公平５−４５３６３号公報、特開平１０−１６５７１４号公報の沈殿槽にあっては、傾斜板や整流板を広い範囲にわたって設置しており、コスト高である。

本発明は、比較的簡易な構成でありながら固形分の沈降分離特性に優れた沈殿槽を提供することを目的とする。

請求項１の沈殿槽は、槽体内に供給された原水の少なくとも一部が、該槽体の内壁面に沿って上昇し、該槽体上部の溢流部から清澄水となって流出する沈殿槽において、該槽体の内壁面に沿って略水平方向に延在した棒状体よりなるバッフルを設けた沈殿槽であって、前記槽体は、中央部に原水供給用フィードウェルが設置され、該槽体の内壁面の上部に前記溢流部が設けられており、前記バッフルは、該溢流部と槽体底面との間において槽体内壁面に沿って周回して設けられていることを特徴とするものである。

請求項２の沈殿槽は、槽体内に供給された原水の少なくとも一部が、該槽体の内壁面に沿って上昇し、該槽体上部の溢流部から清澄水となって流出する沈殿槽において、該槽体の内壁面に沿って略水平方向に延在した棒状体よりなるバッフルを設けた沈殿槽であって、前記槽体は平面形状が方形であり、槽体の一端辺側に原水が供給され、槽体の他端辺側の上部に前記溢流部が設けられており、前記バッフルは、該溢流部と槽体底面との間において該他端辺側の槽体内壁面に沿って設けられていることを特徴とするものである。

請求項３の沈殿槽は、請求項１又は２において、前記バッフルは上下に多段に設けられていることを特徴とするものである。

請求項４の沈殿槽は、請求項３において、上段側ほど１段当りのバッフルの数が多いことを特徴とするものである。

請求項５の沈殿槽は、請求項３又は４において、複数のバッフルが設けられている段にあっては、バッフルが互いに離隔して設置されていることを特徴とするものである。

本発明の沈殿槽が例えば槽体中央部に原水が供給される形式である場合、供給された原水の多くが、槽体底部に沿って槽体内壁面に向って流れ、次いで該内壁面に沿って上昇し、この間に固形分の沈降分離処理がなされ、清澄水が槽体上部の溢流部を溢流する。

本発明の沈殿槽が、原水が槽の一端側に供給される形式の方形槽である場合、原水は槽の他端側に向って流れ、次いで槽体の内壁面に沿って上昇し、この間に固形分の沈降分離処理がなされ、清澄水が槽体上部の溢流部を溢流する。

本発明の沈殿槽にあっては、このように被処理水が槽体の内壁面に沿って上昇するに際し、上昇流が分散され、槽体上部の溢流部に固形分が短絡することがなくなると共に、固形物がバッフルと接触し、被処理水と共に上昇する固形分が上昇流から離脱し、沈降する。この結果、固形分の分離効率が向上する。

本発明では、棒状体よりなるバッフルを槽体内壁面に沿って設ければ足りるので、装置構成が簡易になると共に、装置構成コストも安価なものとしうる。

この棒状体よりなるバッフルを上下多段に設けることにより、固形分の分離効率が向上する。また、この場合、上段側ほど１段当りのバッフルの数を多くすることにより、固形分の分離効率がさらに高いものとなる。

１段に複数のバッフルを設ける場合、各バッフル同士を離隔させることにより、上昇流が乱れることなく、上昇流を分散させることができる。

以下、本発明の好ましい形態について説明する。第１図（ａ）は実施の形態に係る沈殿槽の縦断面図、第１図（ｂ）は同（ａ）の一部の拡大図、第２図は第１図のII−II線断面図である。

この実施の形態に係る沈殿槽１０にあっては、槽体１１は円形であり、その中央部にフィードウェル１２が設置されている。このフィードウェル１２は上下両端が開放した円筒状であり、その上端部は槽体１１内の水面位よりも上方に突出している。槽体１の中央底部には、沈降した固形分を集めて排出するためのピット状の排出部１３が設けられている。

この実施の形態では、槽体１１の底部１１ａは、槽体１１の内周壁面１１ｂから中央に向って下り勾配となる円錐形状となっているが、集泥用レーキ構造を工夫して、底部をフラットにしてもよく、底面形状は特に限定されるものではない。

この槽体１１の内周壁面１１ｂの上部に沿って溢流部としての溢流堰１５が設けられている。

この内周壁面１１ｂの底部と溢流堰１５との間に沿って、水平方向に延在する棒状体よりなるバッフル１４が設けられている。各バッフル１４は、図示しない支持部材によって槽体１１に支持されている。この実施の形態では、バッフル１４は上下３段に配置され、最上段に３本、中段に２本、最下段に１本のバッフル１４がそれぞれ設けられている。

バッフル１４の数はこれに限定されないが、段数は２〜５であることが好ましい。バッフル１４を上下多段に設ける場合、図示のように上段ほどバッフルの数を多くすると共に、上下に隣り合う段にあっては、上方の段のバッフル１４同士の間の下方に下段側のバッフル１４を配置し、これによって上昇流が上方に向って徐々に広がるようにするのが好ましい。

この実施の形態では、バッフル１４を構成する棒状体は中実の円柱状の棒よりなるが、中空の管よりなってもよい。バッフルの断面形状は、第１図では円形であるが、第３図（ａ）のバッフル１４ａのように方形であってもよく、第３図（ｂ），（ｃ）のバッフル１４ｂ，１４ｃのように三角形であってもよい。図示はしないが、さらに別の断面形状とされてもよい。

なお、三角形断面形状の場合、第３図（ｃ）のように下に凸とするよりも第３図（ｂ）のように上に凸とする方がバッフル上への固形物の堆積を抑制することができ、好ましい。

第１図（ｂ）を参照してバッフル１４の好適な位置について説明する。

最下段のバッフル１４の下面側のレベルＬ_１（水深Ｈ_２）は、フィードウェル１２の下端と同レベルか、それよりも１００ｃｍ以内の範囲で上位もしくは下位に位置することが好ましく、特にフィードウェル１２の下端と同レベルであることが好ましい。

最内周側のバッフル１４の最内周面と内周壁面１１ｂとの水平距離Ｐ_１は、溢流堰１５の幅Ｗ_１よりも大きく、且つ該幅Ｗ_１の１〜３倍であることが好ましい。

１段に複数本のバッフル１４を設けた場合、各バッフル１４同士の間隔Ｐ_２は棒状バッフル１４の断面の直径の１〜３倍程度であって、５０ｍｍ以上とすることが好ましい。バッフル１４同士の上下方向の間隔はバッフル１４の該直径の１〜３倍程度が好ましい。

なお、内周壁面１１ｂにおける水深Ｈ_１は厳密に限定されないが、本発明のバッフル１４は水深Ｈ_１が４ｍ以下の場合に効果が高く、特に水深Ｈ_１が２ｍ以下と低液深の場合に十分な固液分離性能を発揮させるために有効である。最下段のバッフル１４の下面と内周壁面１１ｂの最下部との鉛直距離Ｈ_３は２０ｃｍ以上が好ましい。最上段のバッフル１４の上面のレベルＬ_２と最下段のバッフル１４の下面のレベルＬ_１との距離Ｈ_４は水深Ｈ_１の１０〜４０％程度が好ましい。

このように構成された沈殿槽１０において、原水はフィードウェル１２内に供給され、主として槽体底面１１ａから槽体内周壁面１１ｂに沿って流れ、溢流堰１５を溢流し、清澄水排出管１６より排出される。この槽体内周壁面１１ｂに沿って上向きに流れる間に、固形物がバッフル１４に当って上昇流から分離して沈降するようになると共に、上昇流がバッフルにより分散されるために、槽体上部の溢流部に固形物を含んだ流れが短絡することがなくなるので、効率良く沈降分離処理がなされる。沈降物は、槽体底面１１ａに沿ってピット状の排出部１３に集まり、ここから槽体１１外へ排出される。

上記実施の形態では、バッフル１４は水平であるが若干傾斜していてもよく、内周壁面１１ｂに沿う螺旋状であってもよい。

本発明では、前記第６図のように、槽体底面に沿って回転する集泥用レーキ装置を設けてもよい。

上記実施の形態では槽体１１は平面視形状が円形であるが、第４図（ｂ）に示すような方形のものや五角形以上の多角形、楕円形等のものであってもよい。

上記実施の形態では、バッフル１４は第２図の通り、槽体１１の内周面に沿う円環形であるが、第４図（ａ）の沈殿槽１０Ａのように六角形のバッフル１４Ａであってもよく、図示しない八角形等の多角形であってもよい。ただし、第１〜２図のように円環形の方が分離効率が高く、好適である。

第５図を参照して別の実施の形態に係る沈殿槽２０について説明する。第５図（ａ）は沈殿槽２０の長手方向の縦断面図、第５図（ｂ）は沈殿槽２０の平面図、第５図（ｃ）は第５図（ａ）の一部の拡大図である。

この沈殿槽２０の槽体２１は平面視形状が長方形であり、長手方向一端側（前端壁）２１ａに沿って垂設された垂下壁２２によって原水導入部が形成されている。この垂下壁２２は、槽体２１内を前端壁２１ａと平行方向に延在し、該槽体２１を横断している。

この垂下壁２２の下端は槽体２１の底面よりも上位となっている。槽体２１の下方には、前端壁２１ａから水平方向に張り出す水平壁２２ａが配置されている。原水はこの垂下壁２２の下端と水平壁２２ａとの間を通って槽体２１内を長手方向他端側（後端壁）２１ｂに向って流れる。水平壁２２ａは、垂下壁２２よりも後端壁２１ｂ側へ延在している。

槽体２１の底面は後端壁２１ｂから前端壁２１ａに向って下り勾配となっており、垂下壁２２の下方にスラッジピット２３が設けられている。

後端壁２１ｂの上部に溢流堰２５が設けられている。この溢流堰２５は、槽体２１を短手方向に横断するように設けられている。

この溢流堰２５と槽体２１の底面との間にバッフル２４が設けられている。このバッフル２４は中実棒状体よりなり、前記実施の形態と同じく上下３段に設けられている。最上段には３本のバッフル２４が同レベルに設けられ、中段には２本のバッフル２４が同レベルに設けられ、最下段には１本のバッフル２４が設けられている。各バッフル２４は、槽体２１を短手方向に横断する直棒状である。なお、前記実施の形態と同じく、バッフル２４は管状であってもよく、また各種の非円形断面形状であってもよい。

第５図（ｃ）を参照してバッフル２４の好適な位置について説明する。

最下段のバッフル２４の下面側のレベルＬ_３（水深Ｈ_６）は、水平壁２２ａと同レベルか、それよりも１００ｃｍ以内の範囲で上位もしくは下位に位置することが好ましく、特には水平壁２２ａと同レベルであることが好ましい。

最上段における最も前端壁２１ａ側のバッフル２４の最も槽体中央側の面と後端壁２１ｂとの水平距離Ｐ_３は、溢流堰２５の幅Ｗ_２よりも大きく、且つ該幅Ｗ_２の１〜３倍であることが好ましい。

１段に複数本のバッフル２４を設けた場合、各バッフル２４同士の間隔Ｐ_４はバッフル２４の直径の１〜３倍程度であって、５０ｍｍ以上とすることが好ましい。バッフル２４同士の上下方向の間隔はバッフル２４の直径の１〜３倍程度が好ましい。

なお、後端壁２１ｂにおける水深Ｈ_５は厳密に限定されないが、本発明のバッフル２４は水深Ｈ_５が４ｍ以下の場合に効果が高く、特に水深Ｈ_５が２ｍ以下と低液深の場合に十分な固液分離性能を発揮するために有効である。最下段のバッフル２４の下面と後端壁２１ｂの最下部との距離Ｈ_７はＨ_５の２０ｃｍ以上が好ましい。最上段のバッフル２４の上面のレベルＬ_４と最下段のバッフル２４の下面のレベルＬ_３との距離Ｈ_８は水深Ｈ_５の１０〜４０％程度が好ましい。

この実施の形態では、前記垂下壁２２の下端と水平壁２２ａとの間の水平下流側に、バッフル２４群と同配列のバッフル２４’群が配列されている。このバッフル２４’群の各バッフル２４’の位置はバッフル２４と同様であることが好ましい。

このように構成された沈殿槽２０において、原水は前端壁２１ａと垂下壁２２との間から槽体２１内に供給され、垂下壁２２の下端と水平壁２２ａとの間を通って槽体２１内を後端壁２１ｂに向って流れ、この間に一部の固形分が沈降する。なお、バッフル２４’に当ることにより、固形分の一部が水平方向流れから離脱して沈降する。後端壁２１ｂに当った原水は、次いで後端壁２１ｂに沿って上昇し、この際にも固形分が分離され、清澄水が溢流堰２５を乗り越えて槽体２１外へ取り出される。

原水が後端壁２１ｂに沿って上昇する際に、上昇流がバッフル２４により分散されるために、固形分を含んだ上昇流が短絡して槽体上部の溢流部に向かうのを防ぐと共に、原水中の固形分がバッフル２４に当って上昇流から離脱し、槽体２１の底面２１ｃに沈降する。該底面２１ｃに沈降した固形分は、この底面２１ｃ上をピット２３に向って流れ落ち、該ピット２３から槽体２１外に排出される。このようにバッフル２４を設けたことにより、固液分離効率が向上し、処理水中の固形分濃度が十分に低くなる。

なお、この実施の形態では、バッフル２４’を設けているが、バッフル２４’は省略されてもよい。

上記実施の形態ではバッフル２４を水平に設けたが、若干傾斜していてもよい。バッフル２４の数は第５図のものに限定されない。

本発明は、排水処理のほか、各種プロセスでの沈殿槽にも用いることができる。

第１図（ａ）は実施の形態に係る沈殿槽の縦断面図、第１図（ｂ）は同（ａ）の一部の拡大図である。第１図のII−II線断面図である。バッフルの別形状を示す断面図である。別の実施の形態に係る槽体の水平断面図である。第５図（ａ）は沈殿槽２０の長手方向の縦断面図、第５図（ｂ）は沈殿槽２０の平面図、第５図（ｃ）は第５図（ａ）の一部の拡大図である。従来の沈殿槽の縦断面図である。

符号の説明

１０，１０Ａ，１０Ｂ，２０沈殿槽
１１，２１槽体
１１ｂ槽体内周壁面
１２フィードウェル
１４，１４Ａ，１４Ｂ，１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，２４，２４’ バッフル
１５，２５溢流堰
２２垂下壁
２２ａ水平壁

Claims

槽体内に供給された原水の少なくとも一部が、該槽体の内壁面に沿って上昇し、該槽体上部の溢流部から清澄水となって流出する沈殿槽において、該槽体の内壁面に沿って略水平方向に延在した棒状体よりなるバッフルを設けた沈殿槽であって、
前記槽体は、中央部に原水供給用フィードウェルが設置され、該槽体の内壁面の上部に前記溢流部が設けられており、
前記バッフルは、該溢流部と槽体底面との間において槽体内壁面に沿って周回して設けられていることを特徴とする沈殿槽。
槽体内に供給された原水の少なくとも一部が、該槽体の内壁面に沿って上昇し、該槽体上部の溢流部から清澄水となって流出する沈殿槽において、該槽体の内壁面に沿って略水平方向に延在した棒状体よりなるバッフルを設けた沈殿槽であって、
前記槽体は平面形状が方形であり、
槽体の一端辺側に原水が供給され、
槽体の他端辺側の上部に前記溢流部が設けられており、
前記バッフルは、該溢流部と槽体底面との間において該他端辺側の槽体内壁面に沿って設けられていることを特徴とする沈殿槽。
請求項１又は２において、前記バッフルは上下に多段に設けられていることを特徴とする沈殿槽。
請求項３において、上段側ほど１段当りのバッフルの数が多いことを特徴とする沈殿槽。
請求項３又は４において、複数のバッフルが設けられている段にあっては、バッフルが互いに離隔して設置されていることを特徴とする沈殿槽。