JP4743421B2 - 凝集反応装置 - Google Patents

Description

本発明は凝集反応装置に係り、特に懸濁物質（ＳＳ）や油等の汚濁物質を含んだ水から汚濁物質を分離する際、凝集反応によって凝集汚泥を生成して処理する凝集反応装置に関する。

従来、用水処理や排水処理においては、凝集反応槽に処理対象とする原水（被処理水）と共に無機系または有機系の凝集剤を注入して被処理水中に含まれる懸濁物や溶解物を凝集させ、凝集フロックとして除去することが行われている（例えば、特許文献１〜３を参照）。これらの凝集反応槽等は、被処理水と凝集剤とを混入し、撹拌等して凝集反応を進行させるものである。

ちなみにこの種の凝集反応槽にあっては、凝集反応に適したｐＨ値管理が重要であり、被処理水のｐＨ値を検出すべく凝集反応槽内に設けたｐＨセンサによってｐＨ値を検出し、この検出値に基づいて所定のｐＨ値となるようアルカリ性薬剤や酸性薬剤の薬注が行われる。
実公昭６０−２４４１１号公報 実公昭５７−６０８０９号公報 特開昭４９−９７６４号公報

しかしながら、凝集反応槽内に流入する原水（被処理水）と、凝集剤、アルカリ性薬剤および酸性薬剤の薬注装置並びに槽内のｐＨ値を検出するｐＨセンサの配置によってはｐＨ値制御を適確に行うことができないという問題があった。例えば、原水流入口近傍にｐＨセンサを設けてｐＨ値を測定すると、原水のｐＨ値が測定されるだけであって、凝集剤を注入した後のｐＨ値の管理が適切にできないという問題がある。逆に薬剤投入口の近くにｐＨセンサを設けてｐＨ値を測定すれば、槽内のｐＨ値が正しく測定できない問題が生じる。

そこで原水投入口と薬剤投入口とを近くに配置し、その近傍のｐＨ値を測定すればよいと思われるものの、この場合は、原水と薬剤とがよく混合しないという問題がある。このため、原水投入口と薬剤投入口とが適切な離隔距離を保つように配置される必要である。
本発明は、このような従来の事情を解決すべくなされたものであり、その目的とするところは、凝集反応槽内のｐＨ値を正しく計測して処理水のｐＨ値を所望の値に制御し、凝集反応に適したｐＨ値に維持することができる凝集反応装置を提供することにある。

上述した目的を達成すべく本発明の凝集反応装置は、所定の配管により導かれた被処理水をその上方に位置付けられた原水流入口から受け入れるとともに、その下方から処理された前記被処理水を排出する水槽と、この水槽内に位置して、その内部を上下方向の三つ以上の反応室に仕切る複数の仕切り板と、この仕切り板で仕切られた三つ以上の反応室にそれぞれ導かれた前記被処理水をそれぞれ撹拌する複数の撹拌手段と、前記水槽内の前記被処理水に浸されて、この被処理水のｐＨ値を計測するｐＨ計測部と、所定の薬液配管により導かれて、前記水槽の上方に設けられた薬液投入口から前記水槽内にアルカリ性薬剤または酸性薬剤を注入する薬液注入手段と、前記薬液注入手段による前記アルカリ性薬剤または前記酸性薬剤の注入量を調整して所定のｐＨ値にする制御手段とを具備した凝集反応装置であって、
前記撹拌手段は、前記水槽における水平面の略中央の位置から垂直方向に延伸されて前記仕切り板を貫き、前記反応室をそれぞれ貫通する棒体と、この棒体に取り付けられて、その長手方向を軸心としてこの棒体を回転駆動させる駆動部と、前記棒体にそれぞれに取り付けられて、前記反応室毎に前記棒体の軸心から前記水槽の壁面方向に延伸された板状の撹拌翼とを含み、
前記原水流入口、前記薬剤投入口および前記ｐＨ計測部は、前記撹拌手段によって撹拌される前記被処理水の回転方向に対して、前記棒体を軸心とする同心円上に、前記原水流入口、前記薬剤投入口および前記ｐＨ計測部の順にそれぞれ配設され、
前記複数の仕切り板は、この仕切り板の略中心を通り、前記三つ以上の反応室を連通させるスリットを備え、前記スリットは、複数の前記仕切り板の上方または下方から視野したとき、これら仕切り板にそれぞれ設けられた前記スリットの延伸方向が互いに重ならない位置に設けられ、
前記三つ以上の反応室の最上流側に位置する反応室において、四枚の前記撹拌翼が前記棒体の回転方向に対して互いに略９０度の位相差をなして前記棒体に取り付けられ、前記最上流側に位置する反応室以外の反応室において、二枚の前記撹拌翼が前記棒体の回転方向に対して互いに略１８０度の位相差をなして前記棒体に取り付けられることを特徴としている。

上述の凝集反応装置は、撹拌手段によって撹拌される旋回流の向きに従って原水流入口、薬剤投入口、ｐＨ計測部（ｐＨセンサ）の順に配置され、この旋回流の略同一円周上に配置されているので、凝集反応槽内で原水と薬剤とがよく混合し、この混合した処理水のｐＨ値がｐＨセンサにより計測される。
また前記凝集反応槽に複数の前記仕切り板を備えるとき、前記仕切り板の上方または下方から視野したとき、これら仕切り板にそれぞれ設けられた前記スリットの延伸方向が互いに重ならない位置に設けられる。

また上述の凝集反応装置は、原水が槽内に導かれる吐出口に近い反応室、つまり上方に位置する反応槽内の撹拌翼が下方の反応槽に設けられた撹拌翼より翼の枚数が多く、撹拌翼によって撹拌される被処理水に生じる乱流強度が大きい。このため被処理水に急速撹拌を行ったことと同様に作用し、粒径が大きく良好な凝集フロックが生成される。一方、下方に位置する反応槽内には、上方の反応槽よりも翼の数が少ない撹拌翼が設けられているので、撹拌によって生じる被処理水の乱流強度が弱くなり緩速撹拌を行ったことと同様に作用する。

好ましくは前記撹拌手段は、前記最上流側に位置する反応室以外の複数の反応室において、隣接する反応室の上流側に位置する反応室に設けられた二枚の前記撹拌翼と下流側に位置する反応室に設けられた二枚の前記撹拌翼とは、延伸方向が互いに９０度の位相差をなして前記棒体に取り付けられることが望ましい。
より好ましくは前記スリットの短手方向の幅は、前記撹拌翼の厚みより略広く、かつ前記仕切り板における一辺の長さの２０％以下の長さであることが望ましい。

本発明の凝集反応装置によれば、上述の凝集反応槽は、撹拌手段によって撹拌されて凝集反応槽内に生じる旋回流の向きに従って原水流入口、薬剤投入口、ｐＨ計測部（ｐＨセンサ）の順に配置され、この旋回流の略同一円周上に配置されているので、凝集反応槽内で原水と薬剤とをよく混合することができ、この混合された被処理水の下流側に位置するｐＨセンサによって被処理水のｐＨ値を計測することができる。このため、凝集剤とｐＨ調整のためのアルカリ薬剤（酸性薬剤）を凝集反応槽内に同時に注入することができ、凝集反応に適切なｐＨ値で凝集反応することができる。

特に原水流入口、薬剤投入口およびｐＨ計測部は、撹拌手段の棒体を軸心としてそれぞれ３０度以上１２０度以下の位相差を有するように配設しているのでｐＨ値の制御を適切に行うことができる。
また本発明の凝集反応装置は、仕切り板で仕切られた複数の反応室において、凝集反応槽の上方に位置する反応室に設けられた撹拌翼の枚数が下方に位置する反応室内の撹拌翼の枚数より多いので、上方に位置する反応室内の被処理水に生じる乱流強度が大きくなる。一方、下方に位置する反応室内は、上方の反応室よりも撹拌翼の枚数が少ないため、撹拌によって生じる被処理水の乱流強度が弱くなる。それ故、緩速撹拌したことと同様の効果を得ることができる。このため被処理水に急速撹拌を行った後に緩速撹拌を行ったことと同様な効果を得ることができ、粒径が大きく良好な凝集フロックを生成することが可能である。

更に本発明の凝集反応装置は、複数の反応室を区画している仕切り板にスリットが設けられて、この仕切り板にて仕切られる直下の反応室内に設けられた撹拌翼の延伸方向と一致させるように設けられているので、撹拌翼をこのスリットを通して上方に引き上げることができる。したがって仕切り板を取り外すことなく撹拌翼を上方に引き上げることができるので、撹拌翼の取り外し、取り付け等のメンテナンスを容易に行うことができるという実用上優れた効果を奏し得る。

以下、本発明の凝集反応装置の一実施形態について添付図面を参照しながら説明する。
尚、図１〜図４は本発明に係る凝集反応装置の一実施形態を示すものであるが、これらの図によって本発明が限定されるものではない。
さて、本発明の凝集反応装置における第一の実施形態を示す図１〜図４において１０は、凝集反応槽（水槽）である。この凝集反応槽１０には、その上方から凝集反応槽１０内に原水（被処理水）を導く配管（原水導入管）１が設けられている。そして凝集反応槽１０の下方には、この凝集反応槽１０内にて処理された被処理水を取り出して次段の加圧浮上装置３２等の固液分離装置（例えば、沈殿装置等）へ排出する排出路２が設けられている。

原水導入管１は、凝集反応槽１０の上方から下向きに曲げられて、更に凝集反応槽１０内で水平向きになるように曲げられている（図３および図４（ａ）ＦＦ’断面を参照）。そしてその端部には、原水（被処理水）を凝集反応槽１０内に吐出させる吐出口１ａが設けられている。この吐出口１ａの開口部は、凝集反応槽１０内に導かれて、この凝集反応槽１０内において凝集処理中に蓄えられる被処理水の水面の位置と略等しい高さに位置付けられる。この開放部は、その中央部における位置の高さが被処理水の水面の位置と略等しい高さであることが望ましい（図４（ｂ）のＦＦ’断面の位置）。

凝集反応槽１０は、この凝集反応槽１０の内部に位置して、凝集反応槽１０内を上下方向の複数の反応室１１にそれぞれ仕切る仕切り板１２ａ，１２ｂを備える。これら仕切り板１２ａ，１２ｂには、各仕切り板１２ａ，１２ｂの略中央をそれぞれ通り、所定の幅に切り欠かれたスリット１２ｃ，１２ｄがそれぞれ設けられている。これらのスリット１２ｃ，１２ｄは、仕切り板１２ａ，１２ｂで仕切られた複数の反応室１１ａ，１１ｂ，１１ｃを連通して凝集反応槽１０に導かれた原水（被処理水）を上流側（初段）の反応室１１ａから次段（第二段）の反応室１１ｂを介して終段の反応室１１ｃに導き、各反応室ａ，１１ｂ，１１ｃにて生じる短絡または逆混合を防ぐ役割を担う。またスリット１２ｃ，１２ｄは、それぞれ凝集反応槽１０の幅の長さまたは奥行きの長さの２０％以下、好ましくは１５％以下の幅で、かつ後述する撹拌翼１３ｂ，１３ｃ，１３ｄの幅より１mm以上広いことが望ましい。

尚、凝集反応槽１０は、仕切り板の枚数を多くして多数の反応室を有する多段構成にするほど処理水の質が向上するものの構造が複雑になる。したがって反応室は２〜５室構成がよい。好ましくは凝集反応槽１０は、二枚の仕切り板１２ａ，１２ｂを用いて三つの反応室１１ａ，１１ｂ，１１ｃの三層構成にすると構造が複雑にならず望ましい。
これらの仕切り板１２ａ，１２ｂでそれぞれ仕切られた複数の反応室１１ａ，１１ｂ，１１ｃには、各反応室１１ａ，１１ｂ，１１ｃに導かれた被処理水を撹拌する複数の撹拌手段１３がそれぞれ設けられている。この撹拌手段１３は、凝集反応槽１０内に導かれて蓄えられる被処理水がなす水面の略中央の位置から垂直方向に延伸されて仕切り板１２ａ，１２ｂを貫き、各反応室１１ａ，１１ｂ，１１ｃをそれぞれ貫通する棒体１３ａと、この棒体１３ａに取り付けられて、その長手方向を軸心として該棒体１３ａを回転駆動させる駆動部１４と、棒体１３ａにそれぞれ取り付けられて、前記棒体１３ａが貫通する反応室１１ａ，１１ｂ，１１ｃ毎に棒体１３ａの軸心から凝集反応槽１０の壁面方向に延伸された平板状の撹拌翼１３ｂ，１３ｃ，１３ｄを備える。

例えば凝集反応槽１０の高さが９５０mm、幅、奥行きとも８００mmであるとすれば、撹拌翼１３ｂ，１３ｃ，１３ｄの幅は、３０mm〜２００mm程度、好ましくは５０mm〜８０mmが望ましい。あるいは撹拌翼１３ｂ，１３ｃ，１３ｄの幅は、各反応室１１ａ，１１ｂ，１１ｃの高さに対して３％〜４０％程度、好ましくは８％〜３０％が望ましい。尚、撹拌翼１３ｂ，１３ｃ，１３ｄの厚みは、３mm〜１０mm程度、好ましくは４.５mm〜７mmが望ましい。

また隣り合う反応室の上流側に位置する反応室は、下流側の反応室より少なくとも等しい枚数の撹拌翼を備える。好ましくは上流側に位置する反応室ほど撹拌翼の枚数を増やすことが望ましい。例えば、図２に示すように凝集反応槽１０を二枚の仕切り板１２ａ，１２ｂによって三つの反応室１１ａ，１１ｂ，１１ｃを備える構成とした場合、最も上流側（初段）の反応室１１ａには、四枚の撹拌翼１３ｂを備えた撹拌手段１３とし、次段（第二段）および終段の反応室１１ｂ，１１ｃには、それぞれ二枚の撹拌翼１３ｃ，１３ｄの構成とする。

このように上流側に位置する反応室１１ａの撹拌翼１３ｂの枚数を増やして、上流側ほど被処理水に与える乱流強度を大きくする一方、下流側の反応室１１ｂ，１１ｃ内の撹拌翼１３ｃ、１３ｄの枚数を少なくして、被処理水に与える乱流強度を弱くする。
尚、初段の反応室１１ａが四枚の撹拌翼１３ｂを備える場合、棒体１３ａの回転方向に対して互いに略９０度異なる位相差をなして取り付けることが望ましい。

また下流側の反応室１１ｂ，１１ｃに位置する撹拌手段１３が、二枚の撹拌翼１３ｂを備える場合、棒体１３ａの回転方向に対して互いに略１８０度異なる位相差をなして取り付けることが好ましい。
特に図２に示すように第二段および終段の反応室１１ｂ，１１ｃがそれぞれ備える撹拌翼１３ｃ，１３ｄは、各反応室１１ｂ，１１ｃにそれぞれ設けられた二枚の撹拌翼１３ｃ，１３ｄが棒体１３ａの回転方向に対して互いに略１８０度異なる位相差をなして棒体１３ａに取り付けられているとき、隣接する反応室１１ｂ，１１ｃにそれぞれ設けられた撹拌翼１３ｃ，１３ｄの延伸方向が互いに９０度の位相差をなすよう棒体１３ａに取り付ける。

ちなみに撹拌手段１３の回転速度は、５〜１０min^−１または撹拌翼１３ｂ，１３ｃ，１３ｄの翼端における速度が０.２〜４ｍ／ｓが好ましく、より好ましくは回転速度が１０〜４０min^−１または撹拌翼１３ｂ，１３ｃ，１３ｄの翼端における速度が０.４〜１.６ｍ／ｓが望ましい。
しかして第二段以降の下流側に位置する反応室１１ｂ，１１ｃがそれぞれ備える撹拌翼１３ｃ，１３ｄは、撹拌翼の取り外し、取り付け等のメンテナンスを容易にできるようにするため、仕切り板１２ａ，１２ｂにそれぞれ設けられたスリット１２ｃ，１２ｄの位置を隣接する反応室１１ｂ，１１ｃにそれぞれ設けられた撹拌翼１３ｃ，１３ｄの延伸方向と一致するように設ける。具体的には、図３に示すように第二段および終段のそれぞれの反応室１１ｂ，１１ｃに設けられた撹拌翼１３ｃ，１３ｄが互いに９０度の位相差をなすよう棒体１３ａに取り付けられているとすれば（図３および図４（ｃ）のＣＣ’断面および図４（ｇ）ＥＥ’断面を参照）、各仕切り板１２ａ，１２ｂにそれぞれ設けられたスリット１２ｃ，１２ｄも互いに９０度の位相差を有するように凝集反応槽１０内に取り付ける（図３および図４（ｄ）のＢＢ’断面および図４（ｇ）ＤＤ’断面を参照）。

また前述した原水導入管１および吐出口１ａの取り付け位置は、凝集反応槽１０を上方から視野した図４（ｃ）の断面ＦＦ’に示すように撹拌翼１３ｂが、この図において時計回りに回転する旋回流が生じる場合、撹拌翼１３ｂによる旋回流の接線方向と一致するようにして原水が吐出口１ａから凝集反応槽１０内に吐出されるようにする。
尚、上述した凝集反応槽１０は、直方体形状として説明したものであるが、水平面の断面が円形または楕円形状等の円筒形状であってもよい（特に図示せず）。その場合は前述した仕切り板１２ａ，１２ｂを凝集反応槽１０の断面形状に一致させて複数の反応室１１が形成されるようにすると共に、仕切り板１２ａ，１２ｂにスリット１２ｃ，１２ｄを設ければよい。もちろんこの場合は、撹拌翼１３ｂ，１３ｃ，１３ｄが回転するとき凝集反応槽１０の壁面に接触することなく回動できるようにすることは言うまでもない。

ちなみに吐出口１ａの下流側、すなわち旋回流の下流側には、凝集反応槽１０内に導かれた原水に凝集反応を起こさせる凝集剤を投入する凝集剤投入口２０、凝集反応槽１０内で凝集反応を起こしている被処理水のｐＨを計測するｐＨセンサ２１、このｐＨセンサ２１が検出したｐＨ値を測定するｐＨ測定装置２２、ｐＨ測定装置２２が検出したｐＨ値が適切なｐＨ値になるようにアルカリ薬剤および酸性薬剤を凝集反応槽１０内にそれぞれ投入するアルカリ剤投入口２３および酸性剤投入口２４を備える。

尚、凝集剤投入口２０から投入される凝集剤は、ＰＡＣのほか、硫酸バンド、硫酸第二鉄などを用いる。例えば凝集剤にＰＡＣ用いる場合、この凝集剤は、ＰＡＣタンク２５に保持されて、凝集制御装置の制御部２６から凝集ポンプ２７が駆動されて凝集反応槽１０に注入される薬注量が制御される。
また、本発明の凝集反応装置は、凝集反応槽１０内のｐＨ値を所定の値にするため、凝集反応槽１０内にアルカリ性薬剤または酸性薬剤を注入するべく、これらの薬剤を保持するアルカリ剤タンク２８および塩酸タンク２９を備える。そして、ｐＨ測定装置２２が測定したｐＨ値は、制御部２６に与えられて、この制御部２６の指示によってアルカリ剤注入ポンプ３０または塩酸注入ポンプ３１が選択駆動され、アルカリ剤タンク２８および塩酸タンク２９に蓄えられた酸性薬液（塩酸）が凝集反応槽１０に薬注されてｐＨ値の調整がなされる。

概略的には、上述のように構成された本発明の凝集反応装置が特徴とするところは、原水流入口（吐出口）１ａ、薬剤投入口（凝集剤投入口２０、アルカリ剤投入口２３および酸性剤投入口２４）およびｐＨセンサ２１が、撹拌手段１３によって撹拌される被処理水の回転方向（旋回流の方向）に対して、吐出口１ａ、薬剤投入口（凝集剤投入口２０、アルカリ剤投入口２３および酸性剤投入口２４）およびｐＨセンサ２１の順にそれぞれ配設した点、凝集反応槽１０内を仕切り板によって仕切り複数の反応室を設けた点および上流側に位置する反応室ほど被処理水の撹拌強度を強くした点にある。

このような特徴を備える本発明の凝集反応装置は、特に吐出口１ａ、薬剤投入口（凝集剤投入口２０、アルカリ剤投入口２３および酸性剤投入口２４）およびｐＨセンサ２１のそれぞれを、撹拌手段１３の棒体１３ａの軸心を中心として、それぞれ旋回流の方向に対して互いに３０度以上の角度を有するようにしている（図４（ａ）のＧＧ’断面図および図４（ｂ）のＦＦ’断面図を参照）。このため、原水と薬剤とが適切に混合された後のｐＨ値を計測することができ、引いてはｐＨ値の制御を適切に行うことが可能である。

また上述のように構成された本発明の凝集反応槽１０の次段には、固液分離装置として例えば加圧浮上装置３２等が接続される。この加圧浮上装置３２は、本発明の凝集反応装置とは異なるため略述するが凝集反応槽１０にて凝集反応された被処理水に含まれるフロックを分離する役割を担っている。この加圧浮上装置３２は、槽内に蓄えられた処理水を取り出して、空気を混入させて高圧の加圧水を生成して凝集反応槽１０と加圧浮上装置３２とを連結する排出路２に気液混合流を送り込む加圧水製造装置３３を備える。

そして前段の凝集反応槽１０にて凝集反応がなされた被処理水に含まれる水の比重より小さいフロック（スカム等）は、加圧浮上装置３２に蓄えられる被処理水の水面近傍に位置付けられたスカム取り出装置３４によって槽外へ排出され、浮上スラッジとして排出される。一方、加圧浮上装置に導かれた被処理水に含まれる比重の大きなスラッジは、沈降スラッジとして槽外に排出される。

しかして加圧浮上装置３２にてスラッジが取り出された処理水は、次段の水位調整装置４０にて水位が調整されて後工程へ送られる。
尚、凝集反応槽１０全体の体積に対する原水（被処理水）の滞留時間は３〜１５分程度が望ましい。
かくして上述したように構成された本発明の凝集反応装置によれば、撹拌手段１３によって撹拌される旋回流の向きに従って原水流入口（吐出口１ａ）、薬剤投入口（凝集剤投入口２０、アルカリ剤投入口２３および酸性剤投入口２４）、ｐＨ計測部（ｐＨセンサ２１）の順に配置され、特に吐出口１ａ、薬剤投入口２０，２３，２４およびｐＨセンサ２１は、撹拌手段１３の棒体１３ａを軸心としてそれぞれ３０度以上１２０度以下の位相差を有するように配設し、更にこれらが旋回流の略同一円周上に配置されているので、凝集反応槽１０内で原水と薬剤とをよく混合することができる。また本発明の凝集反応装置は、ｐＨセンサ２１がこの混合された被処理水の下流側に位置しているので、このｐＨセンサによって被処理水のｐＨ値を計測することができる。このため、凝集剤とｐＨ調整のためのアルカリ薬剤（酸性薬剤）を凝集反応槽１０内に同時に注入することができ、凝集反応に適切なｐＨ値で凝集反応を行うことができる。

また本発明の凝集反応装置によれば、スリットを備える複数の仕切り板によって凝集反応槽１０内に複数の反応室を設けているので、凝集反応槽１０内での短絡が起こりにくく、原水の凝集処理率を向上させることが可能である。また吐出口１ａは、凝集反応槽１０の上方に位置付けられているので、凝集反応槽１０内に流れ込む原水(被処理水)の状態を目視するが可能であり、また原水のサンプリングを容易に行うことも可能である。

更に凝集反応槽１０は、複数の反応室１１ａ，１１ｂ，１１ｃを区画する仕切り板１２ａ，１２ｂにスリット１２ｃ，１２ｄがそれぞれ設けられて、これらのスリット１２ｃ，１２ｄの切り欠き方向が、各仕切り板１２ａ，１２ｂにて仕切られる直下の反応室内に設けられた撹拌翼１３ｂの延伸方向と一致するようにして設けられているので、撹拌翼１３ｂをこれらのスリット１２ｃ，１２ｄを通して上方に引き上げることができる。したがって仕切り板１２ａ，１２ｂを凝集反応槽１０から取り外すことなく撹拌手段１３を上方に引き上げることができるので、撹拌翼１３ｂの取り外し、取り付け等のメンテナンスが容易である。

特に本発明の凝集反応装置は、仕切り板１２ａ，１２ｂで仕切られた複数の反応室１１ａ，１１ｂ，１１ｃにおいて、凝集反応槽１０の上方に位置する反応室（例えば、初段の反応室１１ａ）に設けられた撹拌翼１３ｂの枚数が下方に位置する反応室（例えば、第二段および終段の反応室１１ｂ，１１ｃ）内の撹拌翼１３ｂの枚数より多いので、上方に位置する反応室内の被処理水に生じる乱流強度が大きくなり、被処理水に急速撹拌を行ったことと同様の効果が得られる。

また下方に位置する反応室内では、上方の反応室よりも撹拌翼の枚数が少ないため、撹拌によって生じる被処理水の乱流強度が弱くなり、緩速撹拌と同様の効果を得ることができる。それ故、粒径が大きく良好な凝集フロックを得ることができる。
次に本発明の凝集反応装置に係る第二の実施形態について図面を参照しながら説明する。この第二の実施形態が第一の実施形態と異なるところは、図５に示すように初段の反応室１１ａと第二段の反応室１１ｂとを仕切る仕切り板１２ａに、この仕切り板１２ａの中央を通る十文字形状のスリット１２ｃ，１２ｃを設けた点にある。

このように構成することで最下段（例えば、終段）の撹拌手段１３の撹拌翼１３ｄを容易に凝集反応槽１０の上方に引き抜くことができる。つまり、メンテナンス等で撹拌手段１３を凝集反応槽１０の上方に引き抜く場合、第一の実施形態によれば、第二段の反応室１１ｂの撹拌翼１３ｃおよび終段の撹拌翼１３ｄにおけるそれぞれの撹拌翼と、仕切り板１２ａ，１２ｂにそれぞれ設けられたスリット１２ｃ，１２ｄの位置に一致させて撹拌手段を上方に引き上げ、更に９０度撹拌手段を回転させてスリット１２ｃの位置に合わせて最下方の撹拌翼１３ｃを仕切り板１２ａから上方に引き上げなければならなかった。

しかしながら本発明に係る第二の実施形態の場合、上方の仕切り板１２ａには、十文字形状のスリット１２ｃ，１２ｃが設けられているので、最初に第二段の反応室１１ｂの撹拌翼１３ｃおよび終段の撹拌翼１３ｄにおけるそれぞれの撹拌翼と、仕切り板１２ａ，１２ｂにそれぞれ設けられたスリット１２ｃ，１２ｄの位置に一致させて撹拌手段を上方に引き上げるだけで、撹拌手段１３を凝集反応槽１０の槽外に引き上げることができる。

次に発明者らは上述した上述した本発明の凝集反応装置の効果を確認すべく評価試験を行った。この評価試験は、上述した第一の実施形態および第二の実施形態のほか、三種類の比較形態（比較例１，２，３）を用いて所定の条件下で加圧浮上処理後の被処理水のＳＳ濃度を計測するものである。
この凝集加圧浮上処理の処理条件は、次の通りである。

原水 ：機械洗浄排水 ＳＳ１２５mg／Ｌ
凝集剤 ：ＰＡＣ １００mg／Ｌ
凝集反応槽ｐＨ ：７.５
凝集槽滞留時間 ：５分
加圧浮上ＬＶ ：７m／ｈ
加圧水量比 ：２０％
加圧水圧力 ：０.４MPaG
比較例１は、第一の実施形態における同一の三つの反応槽を有する三層構造であるが、図６（ａ）のＦＦ’断面および図６（ｂ）のＧＧ’断面に示すように撹拌手段１３によって撹拌される被処理水の回転方向（旋回流の方向）に対して、吐出口１ａ、ｐＨセンサ２１および薬剤投入口（凝集剤投入口２０、アルカリ剤投入口２３および酸性剤投入口２４）の順にそれぞれ配設したものである。

次に比較例２は、第一の実施形態における同一の三つの反応槽を有する構造であるが、図７（ａ）のＢＢ’断面および図７（ｂ）のＤＤ’断面に示すように仕切り板１２ａ，１２ｂにスリットを設けず半開構造としたものである。このようにしても仕切り板１２ａ，１２ｂを凝集反応槽１０から取り外すことなく撹拌手段１３を槽外に引き出すことができる。

比較例３は、第一の実施形態における同一の三つの反応槽を有する構造であるが、初段の反応室１１ａの撹拌翼１３ｂを四枚から二枚に減じたものである。
このような比較例１〜３を用いて本発明の凝集反応装置に係る第一および第二の形態と比較検証した結果、加圧浮上処理後の処理水のＳＳ濃度は、次のようになった。
第一の実施例： ５.０mg／Ｌ
第二の実施例： ５.２mg／Ｌ
比較例１ ：２３.４mg／Ｌ
比較例２ ：１４.２mg／Ｌ
比較例３ ： ９.５mg／Ｌ
この評価結果が示すように本発明の凝集反応装置は、被処理水中における未凝集の懸濁物質（ＳＳ）等の量を減少させ、後段の固液分離装置に導かれる処理水の質を良好にすることができる。

尚、本発明の凝集反応装置は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることが可能である。
例えば上述した凝集反応装置は、凝集反応槽１０の側壁下部から横方向に排出路２を引き出す構造としているが、凝集反応槽１０の底部から下方に引き出す構造であってもよい。また上述した凝集反応装置は、凝集反応槽１０の上方から原水（被処理水）を導き、その下方に設けた排出路２から処理水を排出するものであるが、逆に凝集反応槽１０の下方から原水をその槽内に導き、その槽の上方に設けた排出路２から処理水を排出するように構成してもよい。このように本発明の凝集反応装置は、排出路２の引き出し方向が変えられるので、次工程に適した排出路２の取り付け位置とすることが可能である。

本発明の第一の実施形態に係る凝集反応装置を用いた汚泥凝集処理システムの要部概略構成を示す図。 図１に示す凝集反応槽の概略構成を示す斜視図。 図１に示す凝集反応槽を横から見た断面図。 図３に示す凝集反応槽の断面図。 本発明の第二の実施形態に係る凝集反応装置における凝集反応槽の仕切り板の断面を示す図。 本発明の凝集反応装置の効果を検証するために用意した比較例１に係る配管の配設状況を示す断面図。 本発明の凝集反応装置の効果を検証するために用意した比較例２に係る仕切り板の構造を示す断面図。 本発明の凝集反応装置の効果を検証するために用意した比較例３に係る撹拌翼の構造を示す断面図。

符号の説明

１ 原水導入管
１ａ 吐出口
２ 排出路
１０ 凝集反応槽
１１ａ，１１ｂ，１１ｃ 反応室
１２ａ，１２ｂ 仕切り板
１３ 撹拌手段
１３ａ 棒体
１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ 撹拌翼
１４ 駆動部
２０ 凝集剤投入口
２３，２４ 薬剤投入口
２１ ｐＨセンサ
２２ ｐＨ測定装置
２３ アルカリ剤投入口
２４ 酸性剤投入口
２５ ＰＡＣタンク
２６ 制御部
２７ 凝集ポンプ
２８ アルカリ剤タンク
２９ 塩酸タンク
３０ アルカリ剤注入ポンプ
３１ 塩酸注入ポンプ
３２ 加圧浮上装置
３３ 加圧水製造装置
３４ スカム取り出装置
４０ 水位調整装置

Claims (4)

1. 所定の配管により導かれた被処理水をその上方に位置付けられた原水流入口から受け入れるとともに、その下方から処理された前記被処理水を排出する水槽と、
   この水槽内に位置して、その内部を上下方向の三つ以上の反応室に仕切る複数の仕切り板と、
   この仕切り板で仕切られた前記反応室にそれぞれ導かれた前記被処理水をそれぞれ撹拌する撹拌手段と、
   前記水槽内の前記被処理水に浸されて、この被処理水のｐＨ値を計測するｐＨ計測部と、
   所定の薬液配管により導かれて、前記水槽の上方に設けられた薬液投入口から前記水槽内にアルカリ性薬剤または酸性薬剤を注入する薬液注入手段と、
   前記薬液注入手段による前記アルカリ性薬剤または前記酸性薬剤の注入量を調整して所定のｐＨ値にする制御手段と
   を具備した凝集反応装置であって、
   前記撹拌手段は、前記水槽における水平面の略中央の位置から垂直方向に延伸されて前記仕切り板を貫き、前記反応室をそれぞれ貫通する棒体と、この棒体に取り付けられて、その長手方向を軸心としてこの棒体を回転駆動させる駆動部と、前記棒体にそれぞれに取り付けられて、前記反応室毎に前記棒体の軸心から前記水槽の壁面方向に延伸された板状の撹拌翼とを含み、
   前記原水流入口、前記薬剤投入口および前記ｐＨ計測部は、前記撹拌手段によって撹拌される前記被処理水の回転方向に対して、前記棒体を軸心とする同心円上に、前記原水流入口、前記薬剤投入口および前記ｐＨ計測部の順にそれぞれ配設され、
   前記複数の仕切り板は、この仕切り板の略中心を通り、前記三つ以上の反応室を連通させるスリットを備え、前記スリットは、複数の前記仕切り板の上方または下方から視野したとき、これら仕切り板にそれぞれ設けられた前記スリットの延伸方向が互いに重ならない位置に設けられ、
   前記三つ以上の反応室の最上流側に位置する反応室において、四枚の前記撹拌翼が前記棒体の回転方向に対して互いに略９０度の位相差をなして前記棒体に取り付けられ、
   前記最上流側に位置する反応室以外の反応室において、二枚の前記撹拌翼が前記棒体の回転方向に対して互いに略１８０度の位相差をなして前記棒体に取り付けられる、ことを特徴とする凝集反応装置。
2. 前記撹拌手段は、前記最上流側に位置する反応室以外の複数の反応室において、隣接する反応室の上流側に位置する反応室に設けられた二枚の前記撹拌翼と下流側に位置する反応室に設けられた二枚の前記撹拌翼とは、延伸方向が互いに９０度の位相差をなして前記棒体に取り付けられることを特徴とする請求項１に記載の凝集反応装置。
3. 前記スリットは、前記撹拌翼の延伸方向と一致するように設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の凝集反応装置。
4. 前記スリットの短手方向の幅は、前記撹拌翼の厚みより略広く、かつ前記仕切り板の一辺の長さの２０％以下の長さであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の凝集反応装置。

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