JP4930340B2 - 加圧浮上装置 - Google Patents

Description

本発明は懸濁物質（ＳＳ）を含んだ水から該ＳＳを加圧浮上分離処理する装置に係り、特に浮上槽で発生するガスを加圧水のガス源として利用するようにした加圧浮上装置に関する。

ＳＳを含んだ水の処理装置として、原水に加圧水を別々に又は混合して浮上槽に供給し、槽内で原水中のＳＳをマイクロエアに吸着させて水面に浮上させる加圧浮上装置がある（例えば下記特許文献１，２）。
特開２００６−２１８３８１号 特開２００７−１９６１１６号

加圧浮上装置の浮上槽からは、加圧水や被処理水に由来するガスが発生する。このガスは、加圧浮上装置から臭気が発生する原因となっていた。これを防ぐには、別途臭気ガス処理設備を要した。

本発明は、臭気ガス処理設備を用いることなく、又は極く簡易な臭気ガス処理設備を用いるだけで加圧浮上装置からの臭気を防止することができる加圧浮上装置を提供することを目的とする。

請求項１の加圧浮上装置は、ガスが水に加圧溶解された加圧水を製造するための加圧水製造装置と、加圧水と被処理水とが別々に又は混合されて導入される浮上槽とを有する加圧浮上装置において、該浮上槽の上部のガスを前記加圧水製造装置に導く手段を備えた加圧浮上装置であって、前記浮上槽の上部を囲むカバーが設けられており、該カバー内のガスを前記加圧水製造装置へ導くように構成されており、前記カバー内と大気とを連通する連通部を備えたことを特徴とするものである。

請求項２の加圧浮上装置は、請求項１において、該連通部に、前記加圧水製造装置の運転時に開となり、前記加圧水製造装置の運転停止時に閉となる開閉手段が設けられていることを特徴とするものである。

請求項３の加圧浮上装置は、請求項１又は２において、前記浮上槽に前記被処理水として凝集処理水を供給する凝集処理槽が設けられており、該凝集処理槽の上部のガスを前記カバー内又は前記加圧水製造装置へ導くガス流路が設けられていることを特徴とするものである。

本発明の加圧浮上装置にあっては、浮上槽内の水から分離すること等によって浮上槽内で発生した臭気を含むガスが加圧水製造装置に導かれるため、臭気が加圧浮上装置外に漏れることが防止ないし抑制される。

本発明のように、浮上槽の上部を囲むカバーを設け、このカバー内のガスを配管等によって加圧水製造装置へ導くことにより、加圧浮上装置外への臭気の漏れが十分に防止される。

なお、一般的な浮上槽のガス収支を考察すると、浮上槽からの処理水にはガスが溶解しており、また分離されるスカムには気泡が付着しているので、浮上槽の水面から離脱するガス量は、加圧水に溶解して浮上槽に持ち込まれるガス量よりも少ない。そのため、本発明のように、カバー付き浮上槽を備えた加圧浮上装置を運転すると、カバー内は負圧となる。そこで、本発明のように、カバー内と大気とを連通することにより、加圧水製造装置の運転時に大気をカバー内に流入させ、この負圧を解消するよう構成することが好ましい。

なお、大気への臭気の放散を防ぐために、この連通部に逆止弁や開閉弁などを設けてもよい。特に、請求項２のように加圧水製造装置の運転時には開となり、運転停止時には閉となる開閉手段を連通部に設けることにより、大気への臭気の放散を確実に防止することができる。

浮上槽に被処理水として凝集処理水を導入する場合、凝集処理槽においても臭気含有ガスが発生することがある。そこで、請求項３のように、凝集処理槽の上部のガスを浮上槽を経て又は直接的に加圧水製造装置へ導くことにより、凝集処理層からの臭気を防止することができる。

以下、図面を参照して実施の形態について説明する。第１図は参考例に係る加圧浮上分離装置の長手方向の縦断面図である。

平面視形状が略長方形の槽体３内が、仕切壁１及び隔壁２によって区画されることにより、凝集槽１０、混合室２０及び浮上分離室３０がこの順に形成されている。この参考例では、この混合室２０及び浮上分離室３０によって浮上槽４が構成されている。仕切壁１及び隔壁２は槽体３の短手方向すなわち幅方向に延設されている。

仕切壁１の下部に、凝集処理水の流出口１６が形成されている。仕切壁１の上端は、槽体３及び凝集槽１０の水面より上方に延出している。

隔壁２は、槽体３の底面から立設され、その上端は槽体３の水面よりも下位となっている。

各壁１，２は槽体３の両側面に連なっている。

凝集槽１０へは、原水配管１１を介して原水が導入されると共に、凝集剤及びアルカリ剤が各々の供給配管１２，１３を介して供給可能とされている。凝集槽１０内の水のｐＨを検知するためのｐＨ計（図示略）が設置され、このｐＨ計の検出値が所定範囲となるようにアルカリ剤薬注ポンプ（図示略）が作動される。

凝集剤としてはＰＡＣ等の無機凝集剤の他、各種の有機凝集剤も用いることができ、２種以上の凝集剤を併用してもよい。凝集剤は、凝集剤薬注ポンプ（図示略）によって所定量添加される。凝集槽１０内の水は撹拌機１５によって静かに撹拌され、凝集処理される。

凝集処理水は、流出口１６及び上昇流路１７を通って混合室２０に流入する。混合室２０内には、上昇流路１７の上方において仕切壁１から隔壁２へ向って張り出すガイド板１８が設けられている。そのため、凝集処理水は、このガイド板１８によって流れ方向を略水平方向に変更され、該混合室２０内を槽体３の底面に沿って流れる。この槽体３の底面のうち、幅方向中央かつ隔壁２に比較的近接して、加圧水吐出用のノズル２３が設けられている。ノズル２３の先端は、槽体３の底面から若干突出しているが、これに限定されるものではない。

この参考例では、浮上分離室３０内の下部から配管２１を介して水を取り出し、加圧水製造装置２２にて浮上槽４からのガスを加圧溶解させて加圧水とし、この加圧水をノズル２３へ供給する。ここでは、浮上分離室３０内の下部から加圧水用の水を取り出しているが、工水や後述の配管３５からの清浄水を取り出して用いてもよく、特に限定されるものではない。

この参考例では、ノズル２３は、後述する傾斜した隔壁上部２ｂの鉛直下方領域に配置されている。また、この参考例では、ノズル２３は槽体３の底面の幅方向の中央に１個のみ設けられているが、複数個設けられてもよい。

凝集槽１０からの凝集処理水とノズル２３からの加圧水とは混ざり合いながら主として隔壁２の幅方向中央付近に沿って上昇する。隔壁２は、上部２ｂを除き略鉛直な（好ましくは、鉛直面に対し±１０゜以内の）鉛直部２ａとなっており、該上部２ｂは仕切壁１側へ傾斜している。

上記上昇流は、隔壁２の鉛直部２ａに沿って略鉛直上方へ向って流れる。この上昇流は、次いで、傾斜した隔壁上部２ｂに案内されて仕切壁１側へ流れ方向を変え、仕切壁１の近傍に到ると該隔壁２に沿って下降する下降流となる。隔壁２の下部にまで流れてきた下降流は、凝集槽１０からの凝集処理水と合流しながら槽体３の底面を隔壁２へ向って流れる。このようにして、混合室２０内に上下方向の循環流が形成される。そして、循環している間に、凝集処理水と加圧水とが十分に混合され、凝集フロックに対し加圧水から生じた微細な気泡が十分に付着する。

このようにフロックに気泡が十分に付着した後、フロックが浮上分離室３０へ供給され、フロックが効率よく浮上分離される。

浮上したフロックは、スキマーやスクレーバ等のかき取り機３１によってスラッジ受入室３２へ排出され、排出管３３を介して取り出される。

なお、浮上分離室３０内で沈降したスラッジは、配管３４を介して排出される。

清浄水は、浮上分離室３０の上下方向の途中から配管３５によって抜き出され、水位調整槽３６及び取出配管３７を介して取り出される。この水位調整槽３６は、槽体３内の水位を調整するためのものである。

この参考例では、混合室２０及び浮上分離室３０よりなる浮上槽４を上側から覆うようにカバー４０が設置され、浮上槽４内の水面の上側の空間を大気と隔離している。この浮上槽４内の上部のガスを加圧水製造装置２２へ導くように配管４１が引き回されている。加圧水製造装置２２を運転すると、浮上槽４内のガスが加圧水製造装置２２において水に溶解される。このように、浮上槽４内で発生したガスを循環させるため、臭気が外部に漏れることがなく、臭気ガス処理設備を用いることなく、加圧浮上装置からの臭気を防止ないし抑制することができる。

第２図は第２の参考例に係る加圧浮上装置の断面図である。

この参考例では、カバー４０Ａは凝集槽１０の上側にまで延設され、凝集槽１０の水面よりも上側の空間を大気と隔離している。なお、仕切壁１の上端とカバー４０Ａとの間には通気間隙があいている。

このため、凝集槽１０内の上部のガスも浮上槽４を介して加圧水製造装置２２へ送られるようになり、凝集槽１０からの臭気も防止される。

なお、第２図では凝集槽１０からのガスを浮上槽４を経由して加圧水製造装置２２へ送るようにしているが、配管を介して直接に加圧水製造装置２２へ送るようにしてもよい。

第３図は、第１図の加圧浮上装置において、カバー４０の下側の空間部を大気に連通させる連通管４２を設け、この連通管４２に開閉弁４３を設けたものである。

前述の通り、第１図の加圧浮上装置では、加圧水製造装置２２を運転した場合、加圧水に伴って浮上槽４へ送り込まれたガスの一部は、処理水に溶解したり、スラッジに気泡として付着する。このため、第１図の加圧浮上装置では、配管４１で返送されるガス量は、加圧水と共に浮上槽４へ送り込まれるガス量よりも少なく、加圧水製造装置２２を運転すると浮上槽４内が負圧になる。

第３図の加圧浮上装置では、加圧水製造装置２２の運転時に開閉弁４３を開けて大気を流入させることにより、この負圧を解消することができる。また、加圧水製造装置２２の運転停止時には開閉弁４３を閉とすることにより、臭気ガスが大気へ放散することが防止される。

なお、このような臭気ガスの放散防止のために、開閉弁４３の代わりに逆止弁や封水トラップなどの逆流防止手段を設けてもよい。逆流防止手段の代わりにエアフィルタなどを設けてもよい。また、連通管４２の管径が小さい場合などには、逆流防止手段を省略してもよい。

第４図のように、開閉弁４３が加圧水製造装置２２の運転と連動して開閉するよう構成してもよい。符号４４はそのための信号線を示す。

なお、第２図のようにカバー４０Ａを凝集槽１０まで延設した態様においても、第３，４図のように大気連通手段を設けてもよい。

以下、第５図〜第８図を参照して、フィードウェルを備えた型式の加圧浮上装置の参考例と実施の形態について説明する。第５図はかかる参考例に係る加圧浮上装置の縦断面図である。

この加圧浮上装置では、浮上槽５０の円形の槽体５１の内周に沿って内槽５２が設けられ、槽体５１と内槽５２との間を処理水が上昇可能となっている。この槽体５１の中心部にフィードウェル６０が立設されており、このフィードウェル６０に原水流入管５３が接線方向に接続され、この原水流入管５３に加圧水流入管５４を介して加圧水製造装置７０が接続されている。なお、この参考例では、原水は凝集槽９０（第５図では図示略。後述の第６図参照）からの凝集処理水である。

原水と加圧水は流入管５３，５４よりフィードウェル６０を通って浮上槽内に流入して固液分離が行われる。処理水は内槽５２の下端を回り込んで内槽５２と槽体５１との間を上昇し、処理水トラフ５５より処理水槽８０へ排出される。一方、浮上スカムはスカムレーキ（スキマー）５６により掻き寄せられてスカムボックス５８に落とし込まれ、排出口（図示せず。）から排出される。５７はスカムレーキ５６の駆動用のモータを示す。槽体５１の底部には排泥管５９が接続されている。

この参考例では、処理水槽８０から配管８１を介して水を取り出し、加圧水製造装置７０にて浮上槽５０からのガスを加圧溶解させて加圧水とし、この加圧水を配管５４へ供給する。なお、配管８１に流量計８２が設けられている。ここでは、処理水を加圧水用の水として用いているが、工水など用いてもよく、特に限定されるものではない。

この参考例では、浮上槽５０を上側から覆うようにカバー７１が設置され、浮上槽５０内の水面の上側の空間を大気と隔離している。この浮上槽５０内の上部のガスを加圧水製造装置７０へ導くように配管７２が引き回されている。この配管７２に流量計７３が設けられている。加圧水製造装置７０を運転すると、浮上槽５０内のガスが加圧水製造装置７０において水に溶解される。このように、浮上槽５０内で発生したガスを循環させるため、臭気が外部に漏れることがなく、臭気ガス処理設備を用いることなく、加圧浮上装置からの臭気を防止ないし抑制することができる。

第６図は凝集槽９０のガスも加圧水製造装置７０へ送るようにした加圧浮上装置の断面図である。

凝集槽９０へは、原水配管９１を介して原水が導入されると共に、凝集剤及びアルカリ剤が各々の供給配管９２，９３を介して供給可能とされている。凝集槽９０内の水のｐＨを検知するためのｐＨ計（図示略）が設置され、このｐＨ計の検出値が所定範囲となるようにアルカリ剤薬注ポンプ（図示略）が作動される。

凝集剤としてはＰＡＣ等の無機凝集剤の他、各種の有機凝集剤も用いることができ、２種以上の凝集剤を併用してもよい。凝集剤は、凝集剤薬注ポンプ（図示略）によって所定量添加される。凝集槽９０内の水は撹拌機９４によって静かに撹拌され、凝集処理される。

凝集槽９０の上側カバー９５が設置され、凝集槽９０の水面よりも上側の空間を大気と隔離している。この凝集槽９０の上部と浮上槽５０の上部とが配管９６で連通されている。

このため、凝集槽９０内の上部のガスも配管９６及び浮上槽５０を介して加圧水製造装置７０へ送られるようになり、凝集槽９０からの臭気も防止される。

なお、第６図では凝集槽９０からのガスを浮上槽５０を経由して加圧水製造装置７０へ送るようにしているが、配管を介して直接に加圧水製造装置７０へ送るようにしてもよい。

第７図は、第６図の加圧浮上装置において、カバー７１の下側の空間部を大気に連通させる連通管９７を設け、この連通管９７に開閉弁９８を設けたものである。

第７図の加圧浮上装置では、加圧水製造装置７０の運転時に開閉弁９８を開けて大気を流入させることにより、浮上層５０内の負圧を解消することができる。また、加圧水製造装置７０の運転停止時には開閉弁９８を閉とすることにより、臭気ガスが大気へ放散することが防止される。

なお、このような臭気ガスの放散防止のために、開閉弁９８の代わりに逆止弁や封水トラップなどの逆流防止手段を設けてもよい。逆流防止手段の代わりにエアフィルタなどを設けてもよい。また、連通管９７の管径が小さい場合などには、逆流防止手段を省略してもよい。

第８図のように、開閉弁９８が加圧水製造装置７０の運転と連動して開閉するよう構成してもよい。符号９９はそのための信号線を示す。

本発明において、加圧水製造装置としては、例えば、渦流ポンプ方式やコンプレッサ方式などのものを採用することができる。

第９図（ａ）は渦流ポンプ方式の加圧水製造装置２２Ａの模式図である。この方式においては、配管２１または配管８１からの水と、配管４１または配管７２からのガスを混合して渦流ポンプ１０１により溶解タンク１０２に送り、加圧下で十分に気液を混合させる。溶解タンク１０２にて十分に混合された水とガスは配管１０４を介して気液分離槽１０３に送られ、余剰ガスが生じた場合には、余剰ガスを配管１０５を介して浮上槽の気相部へ戻すか別途処理して大気放散する。十分にガスを含んだ加圧水は気液分離槽１０３からノズル２３または流入管５４へ送られる。なお、溶解タンク１０２は省略されてもよく、渦流ポンプ１０１にて気液分離槽１０３に水とガスを導入するようにしてもよい。

第９図（ｂ）はコンプレッサ方式の加圧水製造装置２２Ｂの模式図である。この方式においては、配管２１または配管８１からの水をポンプ１０７で気液分離槽１０３に送るとともに、配管４１または配管７２からのガスをコンプレッサ１０８にて気液分離槽１０３に送り、気液分離槽１０３内にて加圧下で水とガスを混合させる。気液分離槽１０３にて余剰ガスが生じた場合には、余剰ガスを配管１０５を介して浮上槽の気相部へ戻すか別途処理して大気放散する。十分にガスを含んだ加圧水は気液分離槽１０３からノズル２３または流入管５４へ送られる。

なお、本発明では加圧水製造装置にオゾンガスを導入してオゾン含有加圧水としてもよい。このようにすれば、原水や浮上スカムから異常な臭気を発生するような場合においても臭気成分を分解し、臭気を抑制することができる。

第１の参考例に係る加圧浮上装置の縦断面図である。 第２の参考例に係る加圧浮上装置の縦断面図である。 第１の実施の形態に係る加圧浮上装置の縦断面図である。 第２の実施の形態に係る加圧浮上装置の縦断面図である。 第３の参考例に係る加圧浮上装置の縦断面図である。 第４の参考例に係る加圧浮上装置の縦断面図である。 第３の実施の形態に係る加圧浮上装置の縦断面図である。 第４の実施の形態に係る加圧浮上装置の縦断面図である。 本発明に適用可能な加圧水製造装置を示す模式図であり、（ａ）図は、渦流ポンプ方式の加圧水製造装置を示し、（ｂ）図はコンプレッサ方式の加圧水製造装置を示す。

１ 仕切壁
２ 隔壁
３ 槽体
４ 浮上槽
１０ 凝集反応室
１５ 撹拌機
１６，１６’，５１ 流出口
２０ 混合室
２２，２２Ａ，２２Ｂ 加圧水製造装置
２３ ノズル
３０ 浮上室
３１ かき取り機
４０ カバー
５０ 浮上槽
５１ 槽体
５２ 内槽
５３ 原水流入管
５４ 加圧水流入管
５５ 処理水トラフ
５６ スカムレーキ（スキマー）
５８ スカムボックス
６０ フィードウェル
７０ 加圧水製造装置
７１ カバー

Claims (3)

1. ガスが水に加圧溶解された加圧水を製造するための加圧水製造装置と、
   加圧水と被処理水とが別々に又は混合されて導入される浮上槽とを有する加圧浮上装置において、
   該浮上槽の上部のガスを前記加圧水製造装置に導く手段を備えた加圧浮上装置であって、
   前記浮上槽の上部を囲むカバーが設けられており、該カバー内のガスを前記加圧水製造装置へ導くように構成されており、
   前記カバー内と大気とを連通する連通部を備えたことを特徴とする加圧浮上装置。
2. 請求項１において、該連通部に、前記加圧水製造装置の運転時に開となり、前記加圧水製造装置の運転停止時に閉となる開閉手段が設けられていることを特徴とする加圧浮上装置。
3. 請求項１又は２において、前記浮上槽に前記被処理水として凝集処理水を供給する凝集処理槽が設けられており、
   該凝集処理槽の上部のガスを前記カバー内又は前記加圧水製造装置へ導くガス流路が設けられていることを特徴とする加圧浮上装置。

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