JP4785010B2 - Precipitation tank equipped with stirring and mixing device - Google Patents
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本発明は、廃水処理施設において、廃水と凝集剤を撹拌混合する処理工程に使用される撹拌混合装置を備えた沈殿槽に関する。 The present invention provides a wastewater treatment facility, about settling tank having a 撹拌mixing apparatus used waste water and coagulant treatment mixing 撹拌.
撹拌混合は廃水処理の基本操作であり、方法や装置に関して多くの実施例がある。
廃水の種類や処理の目的にもよるが、多くの場合、均一撹拌混合が求められ、薬品を用いる廃水処理など混合効率の向上を目指した改良開発が行われている。
Stir mixing is a basic operation of wastewater treatment and there are many examples of methods and equipment.
Depending on the type of wastewater and the purpose of the treatment, in many cases, uniform stirring and mixing are required, and improvements and developments are being made to improve mixing efficiency, such as wastewater treatment using chemicals.
薬品を用いる廃水処理としては、凝集沈殿法が代表的である。廃水に凝集剤を接触させて廃水に溶解している汚濁成分を汚泥として析出させ、汚泥を分離することによって処理水を得るものである。典型的な処理フローは、図6に示すように、廃水P1に凝集剤P2を加えて撹拌混合する混和槽100、引き続いて凝集助剤P3を加えて撹拌混合する凝集槽102、さらに引き続いて静置して汚泥を沈殿させるための凝集沈殿槽104から構成される。なお、凝集沈殿槽104においては、沈殿した汚泥は汚泥かき寄せ機105で槽の中央にかき寄せられ、槽の底部から引き抜かれ、汚泥引き抜きポンプ(図示せず)で系外へ移送されるようになっている。ここで、混和槽100は急速撹拌槽、凝集槽102は緩速撹拌槽と呼ばれることもある。混和槽100では300rpm程度の高速撹拌で廃水P1と凝集剤P2の撹拌混合を目的とし、凝集槽102では50rpm程度の緩速撹拌で凝集フロックの成長を目的としている。混和槽100、凝集槽102では撹拌機101を用いることが多く、混和槽100で5分以上、凝集槽102で20分以上の滞留時間をもって設計される(以下の非特許文献1、371ページ参照)。
A typical example of wastewater treatment using chemicals is the coagulation sedimentation method. Treated water is obtained by bringing a flocculant into contact with the wastewater to precipitate the contaminated components dissolved in the wastewater as sludge, and separating the sludge. As shown in FIG. 6, a typical process flow includes a
従って、従来から用いられている凝集沈殿法では、滞留時間が長いので混和槽100、凝集槽102の容積が大きくなるという欠点があった。また、機器数が多いので、メンテナンス負担が大きいという欠点があった。
Therefore, the conventionally used coagulation sedimentation method has a drawback in that the volume of the
本発明は、上記課題に鑑みて考え出されたものであり、その目的は、1槽という単一構造でありながら、従来例の混和槽の機能及び凝集槽の機能を有することにより、撹拌機を始めとする機器の数や水槽の数を低減して設備を簡素化することができる沈殿槽を提供することである。 The present invention has been devised in view of the above problems, and its purpose is to provide a stirrer by having the function of a conventional mixing tank and the function of a coagulation tank while having a single structure of one tank. It is to provide a sedimentation tank capable of simplifying equipment by reducing the number of devices including the number of water tanks.
本発明の要旨は、廃水と凝集剤とを撹拌混合する撹拌混合装置を備えた沈殿槽であって、
前記撹拌混合装置は、
底部が閉塞、上部が開口とした円筒状容器と、
前記円筒状容器の下部に配管接続され、円筒状容器内部に前記廃水と前記凝集剤とを流入させる流入管と、
前記円筒状容器の内部に下降流を発生させる撹拌手段と、
を備え、
前記流入管を経由して円筒状容器内部に流入した廃水と凝集剤の上昇流と前記撹拌手段による下降流とで形成される強撹拌部にて、廃水と凝集剤とを撹拌混合するとともに、
さらに、前記円筒状容器の外側に、該円筒状容器と同心円をなすところの上下とも開口した外筒が設けられ、前記円筒状容器の上部周縁部には切り欠き部分が形成されており、この切欠き部分から撹拌混合溶液が外筒へ越流する水面部分に凝集助剤を添加するための凝集助剤添加手段が備えられて構成されており、
沈殿槽の水面位置が、撹拌混合装置を構成する前記円筒状容器の切り欠き部分の上面から底面までの範囲に存在するように、撹拌混合装置が設置されていることを特徴とする。
Abstract of the invention is a precipitation tank equipped with a stirring and mixing apparatus which mixes and stirs the waste water and coagulant,
The stirring and mixing device includes:
A cylindrical container with a closed bottom and an open top;
A pipe connected to the lower part of the cylindrical container, and an inflow pipe for allowing the waste water and the flocculant to flow into the cylindrical container;
Stirring means for generating a downward flow inside the cylindrical container;
With
While stirring and mixing the wastewater and the flocculant in the strong stirring portion formed by the wastewater flowing into the cylindrical container via the inflow pipe and the upward flow of the flocculant and the downward flow by the stirring means,
Further, on the outside of the cylindrical container, there is provided an outer cylinder that is open at both the upper and lower portions concentric with the cylindrical container, and a cutout portion is formed on the upper peripheral edge of the cylindrical container. It is provided with a coagulant aid addition means for adding a coagulant aid to the water surface part where the stirred mixed solution flows from the notch part to the outer cylinder,
The stirrer / mixer is installed such that the water surface position of the settling tank exists in a range from the top surface to the bottom surface of the cutout portion of the cylindrical container constituting the stirrer / mixer.
ここで、撹拌混合装置の設置位置を上記のように規制するのは、以下の理由による。即ち、沈殿槽の水面位置が円筒状容器の切り欠き部分の底面よりも下にある場合は、円筒状容器から越流した撹拌混合液が、円筒状容器の切り欠き部分の底面よりも下にある水面に落下してしまうので、円筒状容器と外筒との間を緩やかに旋回しながら下降流を形成していくプロセスがなく、凝集汚泥のフロックを効率よく成長させることが不可能となるからである。一方、沈殿槽の水面位置が円筒状容器の切り欠き部分の上面よりも上にある場合は、本来的に撹拌混合液が円筒状容器から越流することができないからである。 Here, the installation position of the stirring and mixing apparatus is regulated as described above for the following reason. That is, when the water surface position of the settling tank is below the bottom surface of the cutout portion of the cylindrical container, the stirred mixture overflowed from the cylindrical container is below the bottom surface of the cutout portion of the cylindrical container. Since it falls to a certain surface of the water, there is no process of forming a downward flow while gently swirling between the cylindrical container and the outer cylinder, and it becomes impossible to efficiently grow flocs of coagulated sludge. Because. On the other hand, when the water surface position of the settling tank is above the upper surface of the cutout portion of the cylindrical container, the stirred mixed liquid cannot inherently overflow from the cylindrical container.
上記構成により、廃水と凝集剤を攪拌混合する機能を果たす円筒状容器は、従来例の混和槽に相当する。凝集汚泥のフロックを成長させる空間を形成する働きをなす外筒は、従来例の凝集槽に相当する。従って、1槽という単一構造でありながら、従来例の混和槽の機能及び凝集槽の機能を有することにより、撹拌機を始めとする機器の数や水槽の数を低減して設備を簡素化することができる。 With the above configuration, the cylindrical container that functions to stir and mix the waste water and the flocculant corresponds to a conventional mixing tank. The outer cylinder that functions to form a space for growing flocs of the coagulated sludge corresponds to the conventional coagulation tank. Therefore, while having a single tank structure, it has the functions of a conventional mixing tank and a coagulation tank, thereby reducing the number of devices including a stirrer and the number of water tanks and simplifying the equipment. can do.
加えて、沈殿槽に備えられる撹拌混合装置は強撹拌部を廃水と凝集剤が確実に通過する構造なので、撹拌混合効率が向上し、滞留時間を短くできるので、装置の容積を小さくすることができる。そのため、撹拌混合装置に応じて沈殿槽も、容積の小さいものを使用することが可能となる。
また、上記構成によれば、撹拌手段によって発生する下降流と、被処理水と処理剤の上昇流とが衝突して乱流の強撹拌部が形成されるので撹拌混合効率が向上する。加えて、強撹拌部から越流部までの上昇流部分で接触時間を確保しており、旋回混合しながら上昇することでさらに撹拌混合が促進される。このように撹拌混合効率の向上により、滞留時間を大幅に短くできるので、撹拌混合装置の容積を小さくできる。
また、上記構成によれば、撹拌混合液が越流する際に、必ず切り欠き部分から越流することになる。従って、撹拌混合液と凝集助剤との接触効率が良好である。また、越流した撹拌混合液は凝集助剤と接触した後、円筒状容器と外筒との間を緩やかに旋回しながら下降流を形成していくことにより、凝集汚泥のフロックを効率よく成長させることが可能となる。なお、撹拌混合液と凝集助剤との接触効率を向上させるために、切り欠き部分は1ヶ所に限定することが好ましい。
In addition, since the 撹拌mixing apparatus vigorous stirring part provided in the settling tank structures wastewater flocculant to reliably pass, stirred mixing efficiency is improved, it is possible to shorten the residence time, reducing the volume of the device Can do. Therefore, settling tank according to 撹拌mixing apparatus, it becomes possible to use a smaller volume.
Moreover, according to the said structure, since the downflow generate | occur | produced by the stirring means, the to-be-processed water, and the upflow of a processing agent collide and a strong stirring part of a turbulent flow is formed, stirring mixing efficiency improves. In addition, the contact time is ensured in the upward flow portion from the strong stirring portion to the overflow portion, and stirring and mixing are further promoted by rising while swirling and mixing. As described above, the stir and mixing efficiency can be improved, so that the residence time can be significantly shortened, so that the volume of the stir and mix device can be reduced.
Moreover, according to the said structure, when a stirring liquid mixture overflows, it will always overflow from a notch part. Therefore, the contact efficiency between the stirred mixed liquid and the coagulation aid is good. In addition, after the mixed liquid that has overflowed contacts the flocculation aid, a floc of sludge is efficiently grown by forming a downward flow while swirling gently between the cylindrical container and the outer cylinder. It becomes possible to make it. In order to improve the contact efficiency between the stirred mixed solution and the coagulant aid, it is preferable to limit the notched portion to one location.
本発明に係る撹拌混合装置を備えた沈殿槽によれば、1槽という単一構造でありながら、従来例の混和槽の機能及び凝集槽の機能を有することにより、撹拌機を始めとする機器の数や水槽の数を低減して設備を簡素化することができる。 According to the precipitation tank provided with the stirring and mixing apparatus according to the present invention, the apparatus including the stirrer is provided by having the function of the conventional mixing tank and the function of the coagulation tank while having a single structure of one tank. And the number of water tanks can be reduced to simplify the equipment.
本発明に係る撹拌混合装置を、実施の形態に基づいて詳述する。なお本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではない。 The stirring and mixing apparatus according to the present invention will be described in detail based on the embodiments. The present invention is not limited to the following embodiment.
図1は本発明に係る撹拌混合装置を備えた沈殿槽の構成図、図2は本発明に係る撹拌混合装置の略立面図、図3は本発明に係る撹拌混合装置の平面図である。沈殿槽1は本発明の撹拌混合装置2を備えている。撹拌混合装置2は沈殿槽1の水面位置に配置されている。より具体的な設置位置は後述する。
FIG. 1 is a configuration diagram of a precipitation tank equipped with a stirring and mixing apparatus according to the present invention, FIG. 2 is a schematic elevation view of the stirring and mixing apparatus according to the present invention, and FIG. 3 is a plan view of the stirring and mixing apparatus according to the present invention. . The settling tank 1 is equipped with the stirring and mixing
撹拌混合装置2を備えた沈殿槽1の処理の概要としては、廃水P1と凝集剤P2を撹拌混合装置2の下部に流入させ、凝集助剤P3を撹拌混合装置2の上部から投入する。撹拌混合装置2で生成した凝集汚泥は、沈殿槽1の下部に沈殿する。そして、沈殿した汚泥は、汚泥かき寄せ機3により沈殿槽1の中央にかき寄せられ、沈殿槽1の底部から引き抜かれ、汚泥引き抜きポンプ4により系外へ移送される。一方、汚泥と分離された清澄な処理水は沈殿槽1の上部から越流する。
As an outline of the processing of the sedimentation tank 1 equipped with the stirring and mixing
次いで、撹拌混合装置2の具体的構成を説明する。
撹拌混合装置2は円筒状容器21を有している。円筒状容器21は下部が閉塞され上部が開口しており、その内部に撹拌部材23が設けられている。この撹拌部材23はモータ24により駆動される。円筒状容器21の外側には、上部及び下部とも開口した外筒22が設けられている。この外筒22は、円筒状容器21と同心円をなすように配置されている。
Next, a specific configuration of the stirring and mixing
The stirring and mixing
円筒状容器21及び外筒22の上方には、モータ24を取り付ける取付板25が配置されている。取付板25の下面にはブラケット41aが形成されており、支持部材42aの下端部が外筒22に固着されて、外筒22が取付板25に固定されている。円筒状容器21も外筒22と同様にブラケット41b及び支持部材42bにより、取付板25に固定されている。また、円筒状容器21の上端部は外筒22の上端部よりも下方に位置している。そして、円筒状容器21の上部周縁部には切り欠き部分35が形成されている。この切り欠き部分35は、円筒状容器21内部で混合撹拌された混合液が外筒22に越流する際の越流位置を規制する働きをなす。切り欠き部分35の直上には、切り欠き部分35に向けて凝集助剤P3を滴下するための滴下ノズル50が配置されている。
A mounting
円筒状容器21の下部には、円筒状容器21内部に廃水P1と凝集剤P2とを流入させる流入管51が配管接続されている。
An
ここで、撹拌混合装置2の設置位置について説明する。本実施の形態では、図2に示すように、切り欠き部分35の底面位置と沈殿槽1の水面位置L1とが等しくなるように、撹拌混合装置2が沈殿槽1に設置されている。本発明はこれに限定されず、沈殿槽1の水面位置L1が、円筒状容器21の切り欠き部分35の底面35aから上面35bまでの範囲に存在するように、撹拌混合装置2が設置されていればよい。このように規制するのは、沈殿槽1の水面位置L1が円筒状容器21の切り欠き部分35の底面35aよりも下にある場合は、円筒状容器21から越流した撹拌混合液が、円筒状容器21の切り欠き部分35の底面35aよりも下にある水面に落下してしまうので、円筒状容器21と外筒22との間を緩やかに旋回しながら下降流を形成していくプロセスがなく、凝集汚泥のフロックを効率よく成長させることが不可能となるからである。一方、沈殿槽1の水面位置L1が円筒状容器21の切り欠き部分35の上面35bよりも上にある場合は、本来的に撹拌混合液が円筒状容器21から越流することができないからである。
Here, the installation position of the stirring and mixing
次いで、上記構成の撹拌混合装置2を備えた沈殿槽1での処理を詳述する。
廃水P1と凝集剤P2は円筒状容器21の下部に注入される。これにより、円筒状容器21内では廃水P1と凝集剤P2が接触し、撹拌反応されて凝集汚泥を生成する。そして、この凝集汚泥を含む混合液は切り欠き部35を越えて外筒22側に流れ込む。このとき、切り欠き部35に凝集助剤P3が滴下されるように構成されているので、混合液と凝集助剤P3との接触効率の向上が図られる。また、撹拌部材23による流れが下降流であり、廃水P1の流入が円筒状容器21下部であるため廃水の流れが上昇流であり、その結果、下降流と上昇流とが衝突して乱流の強撹拌部が形成されるので、円筒状容器21内での廃水P1と凝集剤P2との接触効率が向上し、凝集汚泥の生成効率が良好となる。加えて、強撹拌部から越流部までの上昇流部分で接触時間を確保しており、旋回混合しながら上昇することでさらに撹拌混合が促進される。
Next, the treatment in the precipitation tank 1 equipped with the stirring and mixing
The waste water P1 and the flocculant P2 are injected into the lower part of the
次いで、円筒状容器21内を旋回混合しながら上昇する撹拌混合液は、切り欠き部35を越えて外筒22側に流れ込む。このとき、切り欠き部35に凝集助剤P3が滴下されるので、越流した撹拌混合液は凝集助剤P3と接触して、その後、円筒状容器21と外筒22との間を図3の円周方向K1に緩やかに旋回しながら下降流を形成する。これにより、凝集汚泥のフロックが成長する。
Next, the stirred mixed liquid rising while swirling and mixing in the
このようにして、撹拌混合効率が向上し、滞留時間を短くできるので、装置の容積を小さくすることができる。 Thus, the stirring and mixing efficiency is improved and the residence time can be shortened, so that the volume of the apparatus can be reduced.
また、廃水と凝集剤を攪拌混合する機能を果たす円筒状容器は、従来例の混和槽に相当する。凝集汚泥のフロックを成長させる空間を形成する働きをなす外筒は、従来例の凝集槽に相当する。従って、1槽という単一構造でありながら、従来例の混和槽の機能及び凝集槽の機能を有することにより、混和槽、凝集槽、凝集沈殿槽の3槽から構成されていたプロセスが1槽のみと簡素化することができる。つまり、つまり単一構造なので、従来例に対して、撹拌機を始めとする機器の数や水槽の数を低減して設備を簡素化することができる。 Moreover, the cylindrical container which fulfills the function of stirring and mixing the waste water and the flocculant corresponds to a conventional mixing tank. The outer cylinder that functions to form a space for growing flocs of the coagulated sludge corresponds to the conventional coagulation tank. Therefore, although having a single structure of one tank, it has the function of a conventional mixing tank and the function of a coagulation tank, so that a process composed of three tanks, a mixing tank, a coagulation tank, and a coagulation sedimentation tank, is one tank. Can only be simplified. That is, since it has a single structure, the number of equipment including a stirrer and the number of water tanks can be reduced and facilities can be simplified compared to the conventional example.
(実験例)
円筒状容器21の容積が0.032m3の装置を用いて廃水流入量110m3/dの条件で運転を行った。この結果、背景技術で記述した標準的な凝集沈殿法と同じ性状の凝集汚泥、処理水が得られた。この条件での滞留時間は0.42分であり、標準的な滞留時間5分と比べて大幅に滞留時間を短縮することができることが確認された。
(Experimental example)
The volume of the
(その他の事項)
(1)上記実施の形態では、廃水と凝集剤を攪拌混合する装置について説明したけれども、本発明に係る攪拌混合装置2は図4に示す原水P4とpH調整剤P5を攪拌混合する装置についても適用できる。即ち、原水P4とpH調整剤P5を撹拌混合装置2の底部に流入させる。原水P4のpHと、pH調整の目的のpHとを照らし合わせて、pH調整剤P5はアルカリあるいは酸が用いられる。図示しないpH計の計測値によってpH調整剤P5の投入量を制御することが好ましい。pH調整は、廃水処理施設の前処理や後処理など、あらゆる工程で行われる。
(Other matters)
(1) In the above embodiment, the apparatus for stirring and mixing the waste water and the flocculant has been described. However, the stirring and mixing
(2)上記実施の形態では、廃水と凝集剤を攪拌混合する装置について説明したけれども、本発明に係る攪拌混合装置2は図5に示す原水P4と粉末活性炭P6を攪拌混合する装置についても適用できる。即ち、原水P4と粉末活性P6を撹拌混合装置2の底部に流入させる。粉末活性炭は乾燥状態で投入してもよいが、あらかじめ別の水槽で水に懸濁させておいてポンプで投入すると省力化ができる。撹拌混合装置2で原水P4と粉末活性炭P6が接触反応し、処理水として流出する。必要に応じてその後に処理水と粉末活性炭P6は分離される。粉末活性炭P6は原水P4中の溶解性有機物や色度成分を吸着することができるので、廃水処理施設の所望の工程で実施することができる。
(2) In the above embodiment, the apparatus for stirring and mixing the waste water and the flocculant has been described. However, the stirring and mixing
本発明は、し尿処理場や下水処理場、埋立浸出水処理施設等の廃水処理施設において使用される、廃水に凝集剤を添加して凝集汚泥を発生させる撹拌混合装置、及びその撹拌混合装置を備えた沈殿槽に適用できる。 The present invention relates to an agitation and mixing device for use in wastewater treatment facilities such as human waste treatment plants, sewage treatment plants, and landfill leachate treatment facilities to add coagulant to waste water to generate agglomerated sludge, and the agitation and mixing device. It can be applied to the settling tank provided.
21:円筒状容器
22:外筒
23:撹拌部材
24:モータ
25:取付板
35:切り欠き部分
35a:切り欠き部分35の上面
35b:切り欠き部分35の底面
21: Cylindrical container 22: Outer cylinder 23: Stirring member 24: Motor 25: Mounting plate 35:
Claims (1)
前記撹拌混合装置は、
底部が閉塞、上部が開口とした円筒状容器と、
前記円筒状容器の下部に配管接続され、円筒状容器内部に前記廃水と前記凝集剤とを流入させる流入管と、
前記円筒状容器の内部に下降流を発生させる撹拌手段と、
を備え、
前記流入管を経由して円筒状容器内部に流入した廃水と凝集剤の上昇流と前記撹拌手段による下降流とで形成される強撹拌部にて、廃水と凝集剤とを撹拌混合するとともに、
さらに、前記円筒状容器の外側に、該円筒状容器と同心円をなすところの上下とも開口した外筒が設けられ、前記円筒状容器の上部周縁部には切り欠き部分が形成されており、この切欠き部分から撹拌混合溶液が外筒へ越流する水面部分に凝集助剤を添加するための凝集助剤添加手段が備えられて構成されており、
沈殿槽の水面位置が、撹拌混合装置を構成する前記円筒状容器の切り欠き部分の上面から底面までの範囲に存在するように、撹拌混合装置が設置されていることを特徴とする沈殿槽。 A settling tank provided with a stirring and mixing apparatus for mixing 撹拌the wastewater coagulant,
The stirring and mixing device includes:
A cylindrical container with a closed bottom and an open top;
A pipe connected to the lower part of the cylindrical container, and an inflow pipe for allowing the waste water and the flocculant to flow into the cylindrical container;
Stirring means for generating a downward flow inside the cylindrical container;
With
While stirring and mixing the wastewater and the flocculant in the strong stirring portion formed by the wastewater flowing into the cylindrical container via the inflow pipe and the upward flow of the flocculant and the downward flow by the stirring means ,
Further, on the outside of the cylindrical container, there is provided an outer cylinder that is open at both the upper and lower portions concentric with the cylindrical container, and a cutout portion is formed on the upper peripheral edge of the cylindrical container. It is provided with a coagulant aid addition means for adding a coagulant aid to the water surface part where the stirred mixed solution flows from the notch part to the outer cylinder,
The settling tank, wherein the settling apparatus is installed so that a water surface position of the settling tank exists in a range from a top surface to a bottom surface of the cutout portion of the cylindrical container constituting the stirring and mixing apparatus.
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