JP4918704B2 - 水流混合処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、原水の水流混合処理装置に関する。

従来、湖沼、ダム湖等の原水の処理方法としては、原水に希釈した高分子凝集剤等の溶液を添加し、急速攪拌を行った後に、緩慢攪拌をしてフロック化を行うのが一般的であった。

そして、これらの処理に用いられる装置としては、例えば円筒形凝集沈澱装置の内側下部に円筒形多孔部材を円心円状に設置し、同装置の周辺部下部に、凝集フロックを形成させた原水を接線方向に流入させる流入部を設け、同装置の内壁と円筒形多孔部材との間に形成される環状の空間に原水を旋回流で流しながら、該円筒形多孔部材の孔を通して該円筒形多孔部材の内部に流入する前記水の流れと、該円筒形多孔部材の上端から同装置の上部に流出する前記水の流れとを形成させ、該円筒形多孔部材の内側を凝集フロック沈降分離ゾーンとし、同装置の上部に分離水の出口を設け、該円筒形多孔部材の下部に沈降凝集フロックの収集部を設けたことを特徴とする凝集沈澱装置（特許文献１）あるいは凝集剤投入機より投入される凝集剤と外部から導入される汚水とを混和する混和容器と、混和容器により混和された汚水を導入し攪拌する攪拌容器と、それにより攪拌された汚水を導入し、汚れを凝集形成させる凝集形成容器と、凝集された汚物を凝集沈澱させる凝集沈殿槽と、前記凝集沈殿槽にて処理された凝集物を濾過した水を排出する濾過槽と、を有する水処理装置（特許文献２）等が知られている。

特開２００３−１８１２０７号公報 特開２００６−４３６２６号公報

しかしながら、これらの処理方法は、大量の原水中に希釈された凝集剤溶液を過剰に添加するために、例えばアルミ系の凝集剤を用いた場合には、処理水中に残留アルミが多く存在するようになりそれ等の改善が求められていた。
そこで本発明者は、凝集剤と原水との混合方法について種々研究を重ねた結果、高濃度凝集剤溶液とスラリーを用いて予めフロック体を形成させ、原水と混合する方法を完成すると共に、該方法に好適な水流混合処理装置を完成するに至った。

本発明方法によれば、活性凝集フロックとの再接触を繰り返し図る事により、通常の薬品注入量は低いが、通算注入量とすれば、大きな薬品注入量をしたことと同じになり、フロック粒子との接触により、原水中の懸濁粒子や、微細な難沈降性粒子を群粒子として取り込む事により、多様多機能な処理が可能である。従って従来のように原水変動に対して薬注量を増減させる必要がなくなる。
本発明の水流混合処理装置を用いればスペースを取ることがないため、上水道、工業用水道、産業廃水、ダム等の立地条件の悪い場所においても大量の原水を効率的に処理することができる。
そして本発明の水流混合処理装置を用いることによって凝集剤の削減の外、汚泥の削減、残留アルミニウムの削減、ろ過機損失水頭上昇による洗浄頻度の削減、短時間・多粒子凝集フロックの形成、低水温・低濁度・低アルカリの原水の最適凝集、多粒子接触・付着・架橋・肥大・沈降促進、干渉沈降の固・液分離（スラッジブランケット）、精密沈澱、臭気を発する藍藻類の沈澱除去、クリプトスポリジウムの除濁等の種々の効果が得られる。

すなわち、本発明の水流混合処理装置は、凝集剤添加溶液を調整する凝集剤混合装置と、該凝集剤混合装置で調整された凝集剤添加溶液と原水とを混合する原水処理装置とからなるものである。

次に本発明の水流混合処理装置について図面を参照しながら説明するが、本発明は以下の説明のみに限定されるものではない。

まず、水流混合処理装置を構成する凝集剤混合装置について説明する。
図１に示すように排出口１を有する略漏斗型の混合槽（以下単に混合槽と言うことがある）２の内部に、略漏斗型の混合受部（以下単に混合受部と言うことがある）３を複数本の取付ロッド４によって混合槽２の上部に設けられた支持部５（図面では蓋体）に吊設する。また混合受３の上部にはスラリー 供給管２９、水噴霧管６および凝集剤供給管７を支持部５に設けると共に、必要により給水する水のｐＨを調節するためのｐＨ調整液供給管８を支持部５に設ける。尚、支持部５の中心部には水噴霧管６を配置する孔３０を設ける。
また混合槽２には必要により混合受部３の排出口９と略同レベルの位置に、該混合槽２の壁に接線方向に水供給管１０を設ける。
なお、図２は混合槽２の概観図を示したものである。

次に、本発明の水流混合処理装置を構成する原水処理装置について説明する。
図３に示すように原水混合槽１１の上部に該原水混合槽１１の壁に接線方向に原水供給管１２を設ける。この原水供給管１２は二本設けてもよい。次に原水混合槽１１に設けられた原水供給管１２の投入口１３から投入される原水を受けるために投入口１３から原水混合槽１１の内壁面に沿って樋状の流水路１４を勾配を付けて配設する。この流水路１４の長さは、図３においては約１／２周の長さに設定したが、少なくとも１／４周の長さから複数回回周する長さにすることもできる。

樋状の流水路１４には、その両側壁に原水と高濃度凝集剤溶液とを充分に混合するための邪魔板１５が適宜の数設けられている。
また原水混合槽１１の底部には原水と高濃度凝集剤溶液との混合液がさらに均一に混合させるための接触層を設けるために、多孔板１６が設けられている。この多孔板には図４に示すように原水混合槽１１の底部に収まるように円形状とし、かつその中心部に多孔を有する筒体１７が一体に設けられている。

この筒体１７には接触層１８を形成する固形体が偏在しないようにさらに多数の孔１９を有する仕切板２０を複数枚設け画分することが好ましい。図４では３枚設けた場合を示してある。また仕切板２０を複数枚一体的に設ける場合、例えば筒体１７に挿入できる円環体２１を用いて一つは仕切板２０の上端部を固定し、一方仕切板２０の下端部も円環体２１を用いて固定することによって所望枚数の仕切板２０を放射状に固定することができる。

原水混合槽１１には多孔板１６を水平に載置できるように原水混合槽１１内に多孔板１６の止具２２を設けることが好ましい。
接触層１８に用いられる固形体の素材としてはかき殻、ラッシヒリング、ドラバイト等が挙げられる。
原水混合槽１１の底部には気相中で接触層１８を通過した処理水を排出するための排出口２３が設けられている。この排出口２３は少なくとも原水混合槽１１の原水供給管１２から投入される原水量を上回るに充分な量を排出できる口径を有することが好ましい。もちろん、他の態様として原水供給管１２からの投入量を排出口２３からの排出量より少量に制御しても実施できる。

また原水混合槽１１には凝集剤混合装置２を配設するための支持部２４を設ける。この支持部２４としては図７に示すように例えば半円状の蓋体を原水混合槽１１の上縁部に固定すると共に、凝集剤混合装置２の排出口１が原水混合槽１１の流水路１４の原水供給管１２の投入口１３の近傍に位置するようにするために蓋体に挿入口２５を設ける。
そしてこの挿通口２５には図１示す凝集剤混合装置２の排出口１を支持部２４に固定するための円形状の固定壁２６が設けられている。そして排出口１を固定壁２６に例えば蝶ネジ２７によって固定すればよい。
このようにすることによって図８に示すように架台Ｋに設けられた水流混合処理装置が構成される。

次に本発明の水流混合処理装置を用いて原水を処理する方法について説明する。
まず高濃度の凝集剤溶液を凝集剤混合装置２の凝集剤供給管７より投入する。一方高濃度の凝集剤溶液の投入と共にスラリー 供給管２９より、沈殿汚泥（以下これらをスラリー等ということがある）を凝集剤混合装置内に投入する。また原水等のｐＨを調整するために必要により、ｐＨ調整液供給管８より、例えばアルカリ性溶液等を投入する。
尚、水噴霧管６より、清澄水（或は工業用水、浄水等）を霧状にして凝集剤混合装置内に投入することによって、スラリー等、凝集剤溶液、ｐＨ調整液等が気相混合される。又、常時洗浄も行っている。

このように凝集剤混合装置２内に投入されたスラリー等と高濃度凝集剤溶液とは瞬時に気相混合され混合受部３に向かって落下する。このように高濃度の凝集剤溶液をスラリー等の少量の高濃度スラリーに添加するとスラリー中の多面積な微粒子表面に他の微粒子が付着する模擬凝集体凝集が生起する。混合受部３に落下したスラリー等と凝集剤溶液は同時にここで清澄水が水噴霧６より噴霧され、さらに混合受部３内で良く混合され混合受部３の排出口９から落下する。またスラリー等と凝集剤溶液との混合液は所望により原水供給管１２から投入された原水等の旋回流の中に混合され排出口１より原水混合槽１１の流水路１４の投入口１３近傍に導入される。一方これと同時に原水混合槽１１の原水供給管１２より原水が導入され、勾配が付いた流水路１４を流下する間に邪魔板１５によってさらに原水と凝集剤混合装置で処理された溶液との混合が行われる。次いで流水路１４の流下口２８から気相中に設けられた接触層１８に落下した処理水は接触層１８を通過して多孔板１６および筒体１７の孔を通って排出口２３から排出される。

排出口２３から排出された処理水は、沈殿池（図示せず）に導かれ、ここでフロックがさらに成長し原水中の汚濁物質がフロック化して沈澱し、原水は清澄化される。この原水中の汚濁物質がフロック化して沈澱したスラリーは必要によりフィードバックして高濃度凝集剤溶液との混合水として使用される。

湖沼等の原水や土木工事等における原水の処理においては、スタート時に凝集剤混合装置２内に投入されるスラリー等がない場合がある。そこで、少量の原水から薬注量を固定したまま添加することで、高濃度な凝集体を生成し、スラリー等に使用する。この方法では原水の濁度が高い場合でも低い場合でも高濃度な凝集体を生成することが出来る。
少量の原水の供給方法として、インバーター機能を有する水中ポンプで初動に少量の原水を供給して高濃度な凝集体を生成させ、必要なスラリー等を供給後に、通常量の原水を原水混合槽１１に供給して自動的に原水を高凝集で処理する。
また、インバーター機能を有する水中ポンプを使用しない方法として、通常量の水中ポンプの他に少量供給する小型水中ポンプを使用し、各水中ポンプを２台の原水供給管１２に配管し、初動に小さな水中ポンプを作動させて、少量の原水を供給して高濃度な凝集体を生成し、必要なスラリー等を供給後に、通常量の水中ポンプを作動させて原水を処理することも出来る。

水噴霧６の使用方法として、運転終了後の混合槽２内の洗浄として使用することも出来る。

凝集剤混合装置の縦断面図 凝集剤混合装置の側面図 原水混合槽の平面図 多孔板の平面図 図７のＢ−Ｂ断面図 図７のＡ−Ａ断面図 原水混合槽の平面図 本発明の水流混合処理装置の側面図

符号の説明

２・・・混合槽
３・・・混合受部
６・・・水噴霧管
７・・・凝集剤供給管
１１・・・原水混合槽
１２・・・原水供給管
１４・・・流水路
１６・・・多孔板
１７・・・筒体
１８・・・接触層
２９・・・スラリー供給管

Claims (1)

1. 凝集剤混合装置と原水混合槽とからなる水流混合処理装置において、（１）排出口を有する略漏斗型の混合槽内に、略漏斗型の混合受部をロッドによって前記混合槽の上部に設けられた支持部に吊設し、該混合受部の上部にスラリー
   供給管と水噴霧管と凝集剤供給管とを設け、前記混合受部の排出口と略同レベルの位置の混合槽の壁に接線方向に水供給管を設けた凝集剤混合装置と（２）略漏斗型の原水混合槽の上部に接線方向に原水供給管を設け、前記原水混合槽の内壁面に沿って、原水供給管の投入口から樋状の流水路を設け、原水混合槽の下部に多孔を有する筒体を設けた多孔板を設け、該多孔板上に固形体を充填して接触層を設けた原水混合槽とによって構成され、かつ前記凝集剤混合装置の排出口を原水混合槽の原水供給管の投入口近傍の流水路上部に位置するように設置してなる水流混合処理装置。

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