JP5069828B2

JP5069828B2 - 前処理槽

Info

Publication number: JP5069828B2
Application number: JP2001097231A
Authority: JP
Inventors: 俊彦安部
Original assignee: Sumitomo Heavy Industries Environment Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Heavy Industries Environment Co Ltd
Priority date: 2001-03-29
Filing date: 2001-03-29
Publication date: 2012-11-07
Anticipated expiration: 2021-03-29
Also published as: JP2002282611A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液体中の対象物質を凝集沈殿させて分離する凝集沈殿槽に関連される技術に係り、特に、凝集沈殿槽に導入する液体を前処理するための前処理槽に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、被処理水中の懸濁物質等の分離対象物質を効率よく分離すべく、分離対象物質を凝集・沈殿させて分離する凝集沈殿槽を備えた水処理プロセスがよく知られている。そして、このような水処理プロセスにおいては、凝集沈殿槽における凝集沈殿を効率よく行うため、凝集沈殿槽に導入する前の被処理水に対して、無機凝集剤等を加えて一次凝集を起こさせたり、アルカリ等を加えてｐＨの調整を行ったり等の前処理をすることが多い。また、凝集沈殿槽に投入する被処理水に気泡が混入していると凝集沈殿槽においてこの気泡が凝集フロック等に付着して沈殿を阻害するので、凝集沈殿槽に導入する前に被処理水中に溶存する気体や混入した微細な気泡を除去すべく被処理水の脱気をすることも多い。
【０００３】
このため、凝集沈殿槽の前段に、被処理水の一次凝集やｐＨ調整等を行う前処理槽に加えて、さらに脱気のための脱気槽を設置する場合がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、凝集沈殿槽の前段に、一次凝集等を行う前処理槽に加えてさらに脱気槽を設置することは、広い敷地面積を必要とするとともに、建設等のコストを上昇させるため問題となっていた。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、一次凝集やｐＨ調整等とともに液体の脱気を好適に行うことが可能な前処理槽を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る前処理槽は、液体中の対象物質を凝集沈殿させて分離する凝集沈殿槽に導入する液体を前処理する前処理槽であって、前処理槽内の液体と液体に投入される添加剤とを攪拌混合する攪拌翼と、前処理槽内の液体に脱気用の空気を吹き込む空気吹込手段とを備えることを特徴とする。
【０００７】
本発明の前処理槽によれば、前処理槽内の液体と添加剤とが、攪拌翼および空気吹込手段により吹込まれる気泡の上昇によって攪拌され、液体の一次凝集やｐＨ調整等の前処理が均一に行われる。
【０００８】
また、空気吹込手段により吹込まれた空気は、液体中で気泡となって液体中の微細気泡や溶存気体を取りこみながら上昇し、液面に達してこれらを大気中に放出するので液体の脱気がなされる。この際に、攪拌翼によって液体の攪拌がなされていて、液体中の微細気泡や溶存気体と気泡との接触効率が向上されるので、液体の脱気がさらに好適に行われる。
【０００９】
ここで、空気吹込手段は液体中に浸漬されるとともに内部に空気が供給される空気供給管を備え、空気供給管には空気を液体に対して噴出する噴出口が形成されることが好ましい。これによって、空気吹込手段が簡易に構成される。
【００１０】
また、空気供給管の噴出口は攪拌翼と所定距離離間され、当該噴出口から噴出された空気によって形成される気泡が、攪拌翼に巻き込まれることなく液体中を上昇可能とされることが好ましい。
【００１１】
これによって、形成される気泡が攪拌翼に巻き込まれて微細化されることがないので、脱気がさらに好適に行われる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しながら、本発明に係る前処理槽の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明において、同一または相当要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００１３】
図１は、本発明に係る一次凝集槽（前処理槽）およびその後段に設置される凝集沈殿槽の断面模式図である。本実施形態においては、被処理水を凝集沈殿させる凝集沈殿槽５０の前段に、被処理水の件濁物質等を一次凝集させるとともに脱気を行う一次凝集槽３０が設置されている。
【００１４】
凝集沈殿槽５０は、例えば、特公平１−３８５２３号公報に開示されているように、被処理水に含まれている懸濁物質等を適当な添加剤により凝集しフロック化して沈殿させ、被処理水から除去しようとするものである。この凝集沈殿槽５０には、導入管５６によって導入される被処理水に対して懸濁物質等の凝集を行う筒状のミキシングチャンバ５１が沈殿槽５２内の中心に直立状態で設けられており、ミキシングチャンバ５１内の凝集フロックを有する被処理液は、回転されるディストリビュータ５３により沈殿槽５２の内部空間に分配供給されるようになっている。
【００１５】
沈殿槽５２の内部空間では、被処理液中の凝集フロックが沈殿分離し、沈殿槽５２の底部にて回転するレーキ５７によって濃縮されて汚泥層を形成し、この汚泥は汚泥ライン５９を介して排出される。その一方で、沈殿槽５２の上部には清澄化された上澄液が上昇していき、清澄化された上澄液は沈殿槽５２の上部に設けられたトラフ５４により集水されたのちトラフ５４に連通する流出口５５から排出され、沈殿槽５２の液面位置は一定とされている。
【００１６】
一次凝集槽３０は、導入管５６を介して凝集沈殿槽５０のミキシングチャンバ５１内へ導入する被処理水中の懸濁物質等をあらかじめ一次凝集させる前処理槽であって、被処理水を貯留する槽本体１と、槽本体１内の被処理水を攪拌する攪拌装置５と、槽本体１内に無機凝集剤を添加する無機凝集剤添加装置２０と、槽本体１の被処理水中に空気を吹込んで気泡を形成させる空気吹込装置（空気吹込手段）１３と、槽本体１から排出される被処理水に気泡が混入しないようにするためのバッフル３とを備えている。
【００１７】
槽本体１は、円筒状の側壁１ａを備え被処理水を貯留する容器であって、一次凝集の対象となる被処理水を導入する導入ラインＬ１が槽本体１の上板に接続されているとともに、一次凝集された被処理水を凝集沈殿槽に対して排出する排出口２が側壁１ａで液面より下方の部分に形成されている。そして、排出口２の外側には排出ノズル１７が設置されるとともに、この排出ノズル１７は凝集沈殿槽５０の導入管５６と連結されており、槽本体１内の被処理水の水位は、凝集沈殿槽５０の沈殿槽５２と常時同じ水位に保たれている。
【００１８】
無機凝集剤添加装置２０は、所定量の塩化鉄等の無機凝集剤（添加剤）を添加して、槽本体１内の被処理水中の懸濁物質等を一次凝集させる装置である。
【００１９】
攪拌装置５は、プロペラ型の攪拌翼７と、下端に攪拌翼７が固定され、槽本体１の上板にその中心から排出口２と逆側に偏心されて垂直に軸支される回転軸８と、回転軸８を回転させる駆動装置６とを備えている。この攪拌装置５は、攪拌翼７の回転によって被処理水に下向きの攪拌流を発生させる。
【００２０】
空気吹込装置１３は、空気を圧縮するポンプ２１と、ポンプ２１によって圧縮された空気を槽本体１の被処理水内に導入して気泡を形成させる空気供給管１１とを備えている。この空気供給管１１は、逆Ｔ字形状を有し、槽本体１の上板をその中心から排出口２側に偏心して下向きに貫通し所定の長さ延在する垂直管１１ａと、被処理水中で水平方向に延在し軸方向の中心部が垂直管１１ａの下端に接続された水平管１１ｂとを備えている。この水平管１１ｂの下部には、下方に向けて気泡を形成させるべく、下端に噴出口１０が形成された気泡ノズル１２を軸方向に互いに離間して複数下向きに有している。
【００２１】
また、この空気供給管１１は、攪拌翼７との水平位置については気泡ノズル１２の噴出口１０が攪拌翼７の最大径より遠方に、攪拌翼７との垂直位置については気泡ノズル１２の噴出口１０が攪拌翼７の高さよりも上方になるように設置されている。かかる配置では、あらかじめ気泡の大きさや吐出速度等から定められた距離だけ気泡ノズル１２の噴出口１０が攪拌翼７から離間されていると、気泡ノズル１２によって形成される気泡は、攪拌翼７に接近することなく上昇される。
【００２２】
なお、気泡ノズル１２の噴出口１０の径は、効率よく脱気を行うには８〜１０ｍｍが好ましく、また、気泡ノズル１２に供給する空気の圧力は、気泡ノズル１２の位置における静水圧より約９００Ｐａ高くされた圧力とすることが好ましい。
【００２３】
バッフル３は、図１および図２に示すように、樋型の形状を有し、槽本体１内で排出口２を覆うように上下方向に延在して側壁１ａに固定されている。また、バッフル３の下端は気泡ノズル１２の噴出口１０よりも下方にされるとともに槽本体１の底と所定距離離間されている。そして、槽本体１内の底近傍の被処理水はこのバッフル３の下端からバッフル３と側壁１ａとによって囲まれる流路２２に流入して上昇したのち排出口２から排出され、空気吹込装置１３等によって形成される気泡は排出口２から被処理水に同伴して排出されないようになっている。
【００２４】
つぎに、本実施形態に係る一次凝集槽３０の作用について説明する。
【００２５】
まず、一次凝集槽３０において、導入ラインＬ１から被処理水を導入し、攪拌装置５による被処理水の攪拌を行いつつ、無機凝集剤添加装置２０による無機凝集剤の添加と、空気吹込装置１３による空気の吹込を行う。また、同時に凝集沈殿槽５０を駆動し、導入管５６を介して一次凝集槽３０から導入される一次凝集済みの被処理水に対しての高分子凝集剤による凝集および沈殿を行う。
【００２６】
このとき、一次凝集槽３０内の被処理水と無機凝集剤とが攪拌翼７によって攪拌されて、被処理水の一次凝集が均一に行われる。
【００２７】
また、空気吹込装置１３の気泡ノズル１２の噴出口１０から噴出される空気は、被処理水中で気泡となって被処理水中の微細気泡や溶存気体を取りこみながら上昇し、液面に達してこれらを大気中に放出するので被処理水の脱気がなされる。この際に、攪拌翼７によって被処理水の攪拌がなされていて、被処理水中の微細気泡や溶存気体と空気吹込装置１３によって形成される気泡との接触効率が向上されるので、被処理水の脱気がさらに好適に行われる。
【００２８】
また、空気吹込装置１３により吹込まれる気泡の上昇によって一次凝集槽３０内の被処理水と無機凝集剤とがさらに攪拌されて、被処理水の一次凝集がさらに均一に行われる
【００２９】
さらに、気泡ノズル１２の噴出口１０と攪拌翼７とが所定距離離間されていて、気泡ノズル１２によって形成される気泡が攪拌翼７に巻き込まれて微細化されることなく上昇するので、脱気がさらに好適に行われる。
【００３０】
これによって、一次凝集槽３０において一次凝集とともに被処理水の脱気を好適に行うことが可能とされ、脱気槽を別個に設置する必要がなくなるので、プラントの敷地面積が小さくて済むとともに建設等のコストも低くされる。
【００３１】
なお、本発明に係る前処理槽は、上記実施形態に限定されるものではなく、種々の変形態様をとることが可能である。
【００３２】
例えば、上記実施形態では、空気吹込装置１３は噴出口１０が攪拌翼７よりも上方かつ外側に位置するように設置されているがこれに限られず、例えば、槽本体１の幅が十分に広い等の場合は、攪拌翼７より下方等に設置しても構わない。
【００３３】
また、上記実施形態では、気泡ノズル１２を備える空気吹込装置１３を採用しているが、液中に空気を噴出して気泡を形成できるものならこれに限られず、例えば、貫通孔が形成された水平管１１ｂを採用し、この貫通孔を噴出口として用いても構わない。
【００３４】
また、上記実施形態では、空気を圧縮するためにポンプ２１を採用しているがこれに限られず、コンプレッサー、ブロアー等でも構わない。
【００３５】
また、上記実施形態では、被処理水に浸漬する空気供給管１１を採用しているが、これに限られず、例えば、槽本体１の側壁１ａに貫通孔を形成し、この貫通孔に対して側壁１ａの外側から空気を供給しても構わない。
【００３６】
また、上記実施形態では、プロペラ形状の攪拌翼７を備える攪拌手段を採用しているが攪拌翼によって被処理水を攪拌するものならこれに限られず、例えば、タービン翼等でもかまわない。
【００３７】
また、上記実施形態では、脱気とともに一次凝集を行う一次凝集槽３０として実施しているが、これに限られず、脱気とともにｐＨ調整を行うｐＨ調整槽等としても構わない。
【００３８】
さらに、上記実施形態では、凝集沈殿槽として図１に示すような凝集沈殿槽５０を採用しているがこれに限られないのは言うまでもない。
【００３９】
【発明の効果】
本発明の前処理槽によれば、前処理槽内の液体と添加剤とを攪拌翼および空気吹込手段によって吹込まれる気泡の上昇によって攪拌するので、液体の一次凝集やｐＨ調整等の前処理が均一に行われる。また、空気吹込手段により吹込んだ空気は液体中で気泡となって液体中の微細気泡や溶存気体を取りこみながら上昇し、液面に達してこれらを大気中に放出するので液体の脱気がなされる。この際に、攪拌翼によって液体の攪拌がなされていて、液体中の微細気泡や溶存気体と気泡との接触効率が向上されるので液体の脱気がさらに好適に行われる。
【００４０】
これによって、一次凝集やｐＨ調整等とともに液体の脱気を好適に行うことが可能な前処理槽が提供され、脱気槽を別個に設置する必要がなくなるので、プラントの敷地面積が小さくて済むとともに建設等のコストも低くされる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態に係る一次凝集槽および凝集沈殿槽の断面模式図である。
【図２】図１の一次凝集槽のＡ−Ａ矢視図である。
【符号の説明】
７…攪拌翼、１０…噴出口、１１…空気供給管、１３…空気吹込装置（空気吹込手段）、３０…一次凝集槽（前処理槽）、５０…凝集沈殿槽。

Claims

液体中の対象物質を凝集沈殿させて分離する凝集沈殿槽に導入する前記液体を前処理する前処理槽であって、前記前処理槽内の液体と前記液体に投入される添加剤とを攪拌混合する攪拌翼と、前記前処理槽内の液体に脱気用の空気を吹き込む空気吹込手段と、を備え、前記液体と前記添加剤とを前記攪拌翼および前記空気吹込手段によって吹き込まれる気泡の上昇によって攪拌し、前記添加剤が、一次凝集を行うための無機凝集剤及びｐＨ調整を行うためのものからなる群より選択された少なくとも１つであることを特徴とする、前処理槽。
前記空気吹込手段は、前記液体中に浸漬されるとともに内部に前記空気が供給される空気供給管を備え、前記空気供給管には前記空気を前記液体に対して噴出する噴出口が形成されることを特徴とする、請求項１に記載の前処理槽。