JP5085609B2 - 凝集沈殿装置 - Google Patents

Description

本発明は、原水中の浮遊物を凝集剤によって凝集させて沈降分離する凝集沈殿装置に関する。

廃水処理の有力な手段の一つとして凝集沈殿法がある。凝集沈殿法は、一般には無機性、有機性の浮遊物が存在する廃水に対して、水酸化アルミニウムや塩化鉄等の無機の凝集剤を添加し、その後に凝集フロックを大きくして沈降性を高めるために、有機性高分子凝集剤（ポリマー）を添加する。

高速での凝集沈殿処理を実現するため、フロックゾーン型（「スラッジブランケット型」、「フロックブランケット型」と称することもある）の凝集沈殿原理を採用した凝集沈殿装置が知られている。フロックゾーン型の凝集沈殿原理は、槽内にフロックの流動層を形成し、その流動層内に、新たに生成したフロックを通過させる。新たに生成された小さなフロックは流動層を形成する大きなフロックに取り込まれるため、分離の限界粒子である小さなフロックの径は大きくなり、沈降速度が速まり、凝集沈殿装置の所要面積を小さくできる。

特許文献１には、フロックゾーン型の凝集沈殿装置及び凝集沈殿処理方法が記載されている。この凝集沈殿装置は、原水を受け入れる沈殿槽内に内筒が立設されている。内筒の外側はフロックの流動層が形成されるフロック成長ゾーンとなり、内筒の内側はフロックが沈降するフロック沈降ゾーンとなる。フロック成長ゾーンの流動層から出る余剰のフロックは、フロック沈降ゾーンで沈降し、内筒の底から排出される。この凝集沈殿装置は、フロックが沈降するフロック沈降ゾーンとフロック成長ゾーンとを内筒によって区画しているため、フロックの沈降を阻害することなくフロックの流動層を形成でき、凝集沈殿の処理効率を向上できる。

特開昭６２−２７０１６号公報

従来の凝集沈殿装置では、原水の分配管が内筒の外周面に沿って環状に配置されており、環状の分配管には、原水を吐出する複数の吹出口が設けられている。しかしながら、この構成では、吹出口の配置が固定的であるために、どうしても原水の吐出が不均一になり易く、沈殿槽内での周方向において原水の均一な上昇流が得にくくなり、原水処理が不安定になる可能性があった。

本発明は、以上の課題を解決することを目的としており、沈殿槽内での周方向において原水の上昇流を安定的に形成することで原水処理の不安定化を抑制できる凝集沈殿装置を提供することを目的とする。

本発明は、凝集剤が混入された原水を受け入れる沈殿槽と、沈殿槽内に沈殿したフロックを排出するフロック排出部と、沈殿槽から処理水を排出する処理水排出部と、を備える凝集沈殿装置において、沈殿槽内に設けられると共に、内側領域と外側領域とを区画し、且つ上端が開放された筒状の内壁部と、内壁部の軸線に沿って延在すると共に、軸線回りに回転し、且つ原水が流動する駆動軸管と、駆動軸管から軸線に交差する方向に突き出すと共に、駆動軸管の内部と連通し、且つ駆動軸管に連動して回転する分散管と、分散管に設けられた複数の原水の吐出口と、を備え、内壁部によって区画された内側領域及び外側領域のうち、一方は、原水の上昇流によってフロックの流動層が形成されるフロック成長ゾーンであり、他方は、フロック成長ゾーンで生成されたフロックが沈降するフロック沈降ゾーンであり、分散管の吐出口は、フロック成長ゾーン内においてフロック成長ゾーンの底部に配置されていることを特徴とする。

本発明では、フロック成長ゾーンとフロック沈降ゾーンとは内壁部で区画されている。フロック成長ゾーンではフロックの流動層が形成され、フロック沈降ゾーンではフロックは沈降する。フロック成長ゾーンには、分散管の吐出口が配置されており、分散管は駆動軸管から軸線に交差する方向に突き出すと共に、駆動軸管の内部と連通する。従って、原水は、駆動軸管及び分散管を通って吐出口から吐出され、フロック成長ゾーン内に供給される。分散管は、駆動軸管に連動して駆動軸管の軸線回りに回転しているため、吐出口は駆動軸管の軸線回りに回転し、軸線回りにおいて原水を均一、且つ安定的に供給できる。その結果として、沈殿槽内での周方向において原水の均一な上昇流を安定的に形成でき、原水処理の不安定化を抑制できる。さらに、分散管の吐出口は、フロック成長ゾーン内においてフロック成長ゾーンの底部に配置されており、沈殿槽の底部から原水が供給されて上昇流となるため、フロック成長ゾーンに形成された流動層は壊れにくく、安定した状態を維持し易い。

また、分散管は、駆動軸管から軸線に直交する方向に突き出しており、フロック成長ゾーンの底部は、分散管に対応して、軸線に直交する方向に延在していると好適である。
また、分散管の吐出口は、フロック成長ゾーンの底部に向けて設けられていると好適である。

また、沈殿槽は、内壁部を囲む筒状の外壁部を備え、内側領域がフロック成長ゾーンであり、外側領域がフロック沈降ゾーンであり、駆動軸管から内壁部までの距離は、内壁部から外壁部までの距離よりも大きいと好適である。

また、内壁部は底部を有し、フロック成長ゾーンから内壁部の上方を通ってフロック沈降ゾーンに送られたフロックは、フロック沈降ゾーンで原水から沈降分離されてフロック排出部から排出されると好適である。

また、沈殿槽は、上記の軸線に直交する面に沿った断面形状が円形状または多角形状であると好適である。例えば、円形状の場合には、沈殿槽の製造が容易になる。また、多角形状の場合には、矩形状であることが多い敷地に構築する際に、占有面積を広くとることができ、狭い敷地であっても有効利用を図り易い。

さらに、駆動軸管に原水を供給する原水供給ラインを更に備え、原水供給ラインには、原水の攪拌部と、攪拌部の上流側に配置され、且つ原水に第１の凝集剤を供給する第１の凝集剤導入部と、攪拌部の下流側に配置され、且つ原水に第２の凝集剤を供給する第２の凝集剤導入部と、が設けられていると好適である。水中の浮遊物質と凝集剤とを反応させるためには一定の強撹拌を必要とする。しかしながら、小さなフロックと大きなフロックを結合させるにはあまり強い撹拌力は返ってその効力をそぎ、またその効力は、数十分以上は持続し難い。上記構成では、攪拌部を挟むようにして上流側と下流側とに第１または第２の凝集剤導入部が設けられているので、攪拌部で強攪拌させた後にフロックの径を大きくするための第２の凝集剤の添加が可能になり、径の大きなフロックの形成に有効であり、原水の処理効率を向上できる。

本発明では、沈殿槽内での周方向において原水の上昇流を安定的に形成することで原水処理の不安定化を抑制できる。

本発明の第１実施形態に係る凝集沈殿装置の概略的な断面図である。 図１のＩＩ―ＩＩ線に沿った断面図である。 本発明の第２実施形態に係る凝集沈殿装置の概略的な断面図である。 原水中の粒子分布図である。

以下、本発明に係る凝集沈殿装置の好適な実施形態について図面を参照しながら説明する。

（第１実施形態）
本実施形態は、フロックゾーン型の凝集沈殿原理を採用する高速型の凝集沈殿装置１Ａ（図１参照）である。まず、高速化を実現するための原理について簡単に説明する。凝集沈殿の効率を決めるのは、沈降粒子の径と密度である。原水中の微粒子の沈降速度はストークスの法則が適用できるといわれる。以下の式（１）は、ストークスの式を示している。

式（１）に示されるように、原水中における微粒子の沈降速度は、微粒子と原水との密度差に比例し、粒子の径の二乗に比例する。粒子の密度は同じとして、粒子径が少し変っても沈降速度は大幅に変更する。

ところで、廃水（原水）中の浮遊物質（ＳＳ）は一般に図４の（１）のような粒度分布を持っている。これを例えば９５％除去するにはｄ１の粒子径以上のものを沈降分離できるよう沈降面積が必要ということになる。それでは広大な面積が必要になるので、凝集剤で粒子をフロック状にして径を大きくする。その結果、粒度分布は図４の（２）のようになる。粒度分布は大きく右（粒子径の大きい方）に変化するが、小さなフロックも存在するので同じく９５％除去するにはｄ２の粒子径以上の粒子を沈降分離しなければならない。更に何らかの方法で小さなフロックを大きなフロックに包括できれば、その粒度分布は（３）のようになり、分離すべき粒子経はｄ３となる。

フロックゾーン型の凝集沈殿ろ過法は、小さなフロックを大きなフロックで捕捉する技術の一つである。これは、先に生成したフロックの下部から凝集剤混入の原水を流入させてフロックの流動層を形成し、その流動層内の間隙に凝集剤を混合した原水を通過させる。その結果、新たに生成してくる小フロックが先に生成したフロックに捕捉され、フロックが更に成長すると言う原理を応用したものである。この原理を応用することで、フロックの粒径を大きくでき、沈殿分離の効率を向上できて高速化を実現できる。

図１及び図２に示されるように、凝集沈殿装置１Ａは、凝集剤が混入された原水を受け入れる沈殿槽３Ａと、沈殿槽３Ａ内に原水を供給する原水供給管（原水供給ライン）１１と、を備えている。

原水供給管１１には、原水に有機性高分子凝集剤（ポリマー）を二段に分けて添加するための第１の凝集剤導入管（第１の凝集剤導入部）１１ａと第２の凝集剤導入管（第２の凝集剤導入部）１１ｃとが設けられており、第１の凝集剤導入管１１ａと第２の凝集剤導入管１１ｃとの間には、原水を攪拌する攪拌部１１ｂが設けられている。攪拌部１１ｂは、ラインミキサーまたは機械式撹拌槽からなる。なお、本実施形態では、第１の凝集剤導入管１１ａから第１の凝集剤として有機性高分子凝集剤（ポリマー）を添加し、第２の凝集剤導入管１１ｃからは、攪拌部１１ｂで攪拌された原水に有機性高分子凝集剤（ポリマー）を添加する態様を説明するが、第１の凝集剤導入管１１ａからは水酸化アルミニウムや塩化鉄等の無機の第１の凝集剤を添加し、第２の凝集剤導入管１１ｃからは有機性高分子凝集剤（ポリマー）を添加するようにしてもよい。

沈殿槽３Ａは、有底円筒状の外壁部５Ａを備え、外壁部５Ａ内には、外壁部５Ａに比べて直径が小さく、且つ高さも低い内壁部７Ａが設けられている。内壁部７Ａは、外壁部５Ａ内に配置されると共に、外壁部５Ａと同心になるように立設されている。

内壁部７Ａは、上下に二分割されており、上側の円筒状の部材（以下、「回転筒」という）１４は、外壁部５Ａの軸線Ｌ上に配置された管状のセンターシャフト（駆動軸管）１６が挿通すると共に、センターシャフト１６にブラケット部１８を介して固定されている。一方で、下側の円筒状の部材（以下「固定筒」という）１２は、回転筒１４を回転自在に支えるように沈殿槽３Ａの底部に相当する外壁部５Ａの底部５ａに固定されて立設されている。回転筒１４は、ラビリンス構造にて固定筒１２に回転自在に摺接している。なお、本実施形態では、外壁部５Ａ、内壁部７Ａ及びセンターシャフト１６の軸線は全て共通の軸線Ｌになっている。

センターシャフト１６の上部はモータ（駆動手段）Ｍに連結されており、モータＭの駆動よってセンターシャフト１６及び回転筒１４が回転する。センターシャフト１６には、ロータリージョイント２０を介して原水配給管２２が接続されている。原水配給管２２は、外壁部５Ａを貫通して沈殿槽３Ａの外部に突き出しており、原水供給管１１に接続されている。原水配給管２２の内部とセンターシャフト１６の内部とは連通している。原水配給管２２は、センターシャフト１６の回転に追従することなく定位置に固定されており、原水供給管１１から供給された原水をセンターシャフト１６の内部に導入する。

センターシャフト１６の下部は二方向に分岐しており、軸線Ｌに対して直交する方向に沿って突き出すように延在する二本の分散管２４が設けられている。分散管２４の内部は、センターシャフト１６の内部に連通している。分散管２４は、回転筒１４を貫通して内壁部７Ａの外側に突き出しており、その突き出た部分、すなわち、内壁部７Ａと外壁部５Ａとで挟まれた領域の部分には、原水の吐出口２４ａが複数形成されている。原水の吐出口２４ａは、分散管２４の下面側、すなわち外壁部５Ａの底部５ａ側に形成されている。なお、分散管２４には、原水の吐出口２４ａに代えてノズルを形成するようにしてもよい。

内壁部７Ａは、外壁部５Ａに囲まれた状態になっている。外壁部５Ａに囲まれた内壁部７Ａの外側領域は断面ドーナツ状のフロック成長槽１３Ａとして機能し、内壁部７Ａの内側領域はフロック分離濃縮槽１５Ａとして機能する。フロック成長槽１３Ａ内は、フロック成長ゾーンＺ１となり、フロック分離濃縮槽１５Ａ内はフロック沈降ゾーンＺ２となり、両ゾーンＺ１，Ｚ２を内壁部７Ａが区画する状態になっている。

内壁部７Ａの回転筒１４には、複数のフロック吸引管（フロック吸引部）２７が設けられている。フロック吸引管２７は、内壁部７Ａの内側領域と外側領域とを連通してフロック成長ゾーンＺ１とフロック沈降ゾーンＺ２とを連通させている。複数のフロック吸引管２７は、回転筒１４の周方向で均等に設けられている。フロック吸引管２７は、外壁部５Ａに向かって放射状に突き出し、途中で湾曲したエルボー管からなり、先端２７ａの開口は上方を向いている。フロック吸引管２７の根本側の基端２７ｂは、先端２７ａよりも低い位置に配置されている。フロック吸引管２７は、鉛直方向で比較した場合に内壁部７Ａの上端の開口７ａよりも低い位置に配置されている。

外壁部５Ａの上端には、フロック成長ゾーンＺ１を通過した清澄水（処理水）を排出する処理水排出部１９が設けられている。処理水排出部１９は、外壁部５Ａの周方向に沿った全縁に亘って設けられており、外壁部５Ａ内からオーバーフローした清澄水を受け入れて排出する。

また、内壁部７Ａの上端は開放されており、フロック成長ゾーンＺ１に連通する開口７ａが形成されている。フロック分離濃縮槽１５Ａの底部、すなわち外壁部５Ａの底部５ａで、且つ内壁部７Ａの固定筒１２の内側には、濃縮汚泥排出管（フロック排出部）２１が設けられている。フロック分離濃縮槽１５Ａ内のフロック沈降ゾーンＺ２では、フロックＦが原水から沈降分離され、フロック分離濃縮槽１５Ａの底部に堆積して濃縮される。濃縮されたフロック、すなわち濃縮汚泥は、濃縮汚泥排出管２１から排出される。

また、センターシャフト１６の下端には、濃縮汚泥掻寄機２５が設けられている。センターシャフト１６の回転に伴って濃縮汚泥掻寄機２５も回転する。濃縮汚泥掻寄機２５は、フロック分離濃縮槽１５Ａの底部に堆積した濃縮汚泥を濃縮汚泥排出管２１に送り出す。

次に、凝集沈殿装置１Ａを利用した凝集沈殿処理方法について説明する。処理対象となる原水には凝集剤を添加し、沈殿槽３Ａに導入する。凝集剤を添加された原水は原水供給管１１及び原水配給管２２を経て、センターシャフト１６に導入される。センターシャフト１６に導入された原水は、センターシャフト１６内を下方に向けて流動し、分散管２４で分かれて原水の吐出口２４ａから噴射される。センターシャフト１６は軸線Ｌ回りに回転し、この回転に追従して分散管２４も回転する。フロック成長槽１３Ａ内に供給された原水は、フロック成長槽１３Ａの全面わたってほぼ均等に供給される。凝集剤を含む原水は原水の吐出口２４ａから噴出する水流の撹拌力、剪断力などにより混合されフロックＦを形成する。

フロックＦはフロック成長槽１３Ａの底部に堆積しようとするが、原水の連続供給によって流動層ＦＲとなり、フロック成長ゾーンＺ１を形成する。原水の上昇過程で生じた小さなフロックＦは、流動層ＦＲを形成する大きなフロックＦに捕捉される。その結果、フロックＦはさらに成長し、フロック成長ゾーンＺ１を透過した原水は、あたかもフロック成長ゾーンＺ１でろ過されたように清澄化されてゆく。

フロック成長ゾーンＺ１とフロック沈降ゾーンＺ２とは内壁部７Ａで区画されている。フロック成長ゾーンＺ１ではフロックＦの流動層ＦＲが形成されるため、フロック成長ゾーンＺ１での原水とフロック沈降ゾーンＺ２でフロックＦが沈降した後の分離水との間には、見かけ上の比重差が生じる。従って、フロック成長ゾーンＺ１がフロック吸引管２７の先端２７ａに達すると、この見かけ上の比重差により、原水がフロック吸引管２７を通してフロック成長槽１３Ａからフロック分離濃縮槽１５Ａへと流れ込む。流動層ＦＲの余剰のフロックＦは、その流れに従動してフロック分離濃縮槽１５Ａへと引き込まれる。なお、この流れは、フロック成長ゾーンＺ１とフロック沈降ゾーンＺ２とがフロック吸引管２７よりも上方で連通していなければ生じないが、フロック分離濃縮槽１５Ａの上端は開放（開口部７ａが形成）されているため、この条件を満たしている。

本実施形態では、フロック成長ゾーンＺ１からフロック沈降ゾーンＺ２への自然流としての流れが生じるため、余剰のフロックＦをフロック成長槽１３Ａからフロック分離濃縮槽１５Ａへ送るのに何らの動力を要せず、自然に送れるのが利点である。またフロック成長ゾーンＺ１の高さは自然にフロック吸引管２７より数センチから数十センチの高さのところに保持されるのも大きな利点である。さらに、フロック吸引管２７は、回転筒１４と一緒に回転するので、回転筒１４の周方向においてフロックＦを均等に吸引することができるという利点もある。なお、フロック沈降ゾーンＺ２側の原水を引き抜いて強制的に下降流を形成し、その下降流によってフロックＦの沈降を促すような態様とすることも可能である。

フロック分離濃縮槽１５Ａへ引き込まれたフロックＦはフロック分離濃縮槽１５Ａ内で沈降分離され、更に濃縮して濃縮汚泥として濃縮汚泥排出管２１から排出される。フロック成長ゾーンＺ１を通過した清澄水は外壁部５Ａをほぼ全面で均等に上昇して行き、処理水排出部１９より処理水として排出される。

以上の凝集沈殿装置１Ａでは、センターシャフト１６内に導入された原水は、センターシャフト１６及び分散管２４を通って吐出口２４ａから吐出され、フロック成長ゾーン内に供給される。分散管２４は内壁部７Ａの軸線（センターシャフト１６の軸線）Ｌに交差する方向に向けてセンターシャフト１６から突き出したような形状をしており、センターシャフト１６の回転に連動してセンターシャフト１６の軸線Ｌ回りに回転する。従って、吐出口２４ａは、原水を吐出しながらセンターシャフト１６の軸線Ｌ回りに回転するようになり、軸線Ｌ回りにおいて原水を均一、且つ安定的に供給できる。その結果として、沈殿槽３Ａ内での周方向において原水の均一な上昇流を安定的に形成でき、原水処理の不安定化を抑制できる。

さらに、本実施形態では、複数の分散管２４が設けられており、分散管２４それぞれに複数の吐出口２４ａが形成されている。従って、一部の吐出口２４ａが目詰まりしたとしても、他の吐出口２４ａからは継続して原水が供給され、さらに、分散管２４は一箇所に止まることなく回転するので、沈殿槽３Ａ内での周方向における原水の均一な供給、それに伴う安定した上昇流の形成という点において有利である。

さらに、本実施形態では、沈殿槽３Ａの外壁部５Ａは、軸線Ｌに直交する面に沿った断面形状が円形状であるため、沈殿槽３Ａの製造が容易になる。なお、沈殿槽３Ａの外壁部５Ａは、軸線Ｌに直交する面に沿った断面形状が多角形状であってもよく、この場合には、矩形状であることが多い敷地に構築する際に、占有面積を広くとることができ、狭い敷地であっても有効利用を図り易いという利点がある。

さらに、分散管２４は、センターシャフト１６の下部、すなわち、沈殿槽３Ａの底部に配置されているため、沈殿槽３Ａの底部側から原水が供給されて上昇流を形成できるようになり、その結果として、フロック成長ゾーンＺ１に形成された流動層ＦＲは壊れにくく、安定した状態を維持し易くなる。

また、本実施形態では、内壁部７Ａの外側領域にフロック成長ゾーンＺ１を形成するように構成しているので、構造的に製作が容易である。さらに、内壁部７Ａの内側領域にフロック沈降ゾーンＺ２が形成されており、内壁部７Ａの下方には、濃縮汚泥排出管２１が設けられている。従って、沈殿槽３Ａの中央にフロックＦを集めて効率よく排出し易くなる。

また、凝集沈殿装置１Ａでは、フロック成長ゾーンＺ１で形成された流動層ＦＲのフロックＦは、フロック吸引管２７からフロック沈降ゾーンＺ２に引き込まれる。その結果として、フロック成長ゾーンＺ１で形成された流動層ＦＲのフロックＦをフロック沈降ゾーンＺ２に効率よく引き込んで原水の処理効率を向上することが可能になる。

具体的には、従来の一般的な高速型の凝集沈殿装置の表面積負荷率（ＬＶ）は通常の凝集沈殿の２倍程度の表面積負荷率である３ｍ／ｈ程度が上限であるのに対して、上述の凝集沈殿装置１Ａによれば、１０倍以上の表面積負荷率である１０〜１５ｍ／ｈが取れ、すなわち凝集沈殿装置１Ａの所要面積を１／１０以下にできる。さらに、構造上、水量負荷の変動があっても、フロック成長ゾーンＺ１が維持されるため、処理水質が高度に保たれる。

特に、本実施形態に係るフロック吸引管２７は、根本側の基端２７ｂが、先端２７ａに比べて低い位置に配置されている。フロック成長ゾーンＺ１内の原水は、フロック吸引管２７の先端２７ａから引き込まれてフロック沈降ゾーンＺ２に達し、フロックＦは、この原水の流れに乗ってフロック沈降ゾーンＺ２へ到達する。そして、フロック吸引管２７の根本側の基端２７ｂは先端２７ａよりも低い位置に配置されているため、フロックＦは沈降しながらスムーズにフロック沈降ゾーンＺ２へ到達する。従って、原水中からのフロックＦの沈降分離が促進され、原水の処理効率の向上を図りやすくなる。

また、凝集沈殿装置１Ａでは、フロック成長ゾーンＺ１での効果を一層高めるために凝集剤（主として高分子凝集剤）を添加する態様にも工夫を加えている。すなわち、原水供給管１１の途中には攪拌部１１ｂが設けられ、攪拌部１１ｂの直前には、第１の凝集剤導入管１１ａが設置され、攪拌部１１ｂよりも下流側で原水配給管２２への接続の直前には第２の凝集剤導入管１１ｃが設置されている。水中の浮遊物質と凝集剤とを反応させるためには一定の強撹拌を必要とする。従って、第１の凝集剤は攪拌部１１ｂの直前に添加している。しかしながら、小さなフロックと大きなフロックを結合させるにはあまり強い撹拌力はかえってその効力をそぎ、またその効力は、数十分以上は持続し難い。この知見は、発明者独自のものであり、この知見に基づいて、第２の凝集剤導入管１１ｃは原水配給管２２の手前に設置し、第２の凝集剤をフロック成長槽１３Ａの直前で添加するようにしている。

また、フロック分離濃縮槽１５Ａが汚泥濃縮槽を兼ねているので、別途汚泥濃縮槽を設ける必要もない。すなわち、別途に汚泥濃縮層を設置する場合には凝集沈殿層で生成したフロックＦを濃縮槽にポンプ、配管等を経て移送する段階でフロックＦを破壊し濃縮層での濃縮を妨げるが、上記の凝集沈殿装置１ＡではフロックＦを直接フロック分離濃縮槽１５Ａに落下させるので、濃縮効率も高い。さらに、フロック分離濃縮槽１５Ａから循環水を得ているが、取水ポイントをフロック分離濃縮槽１５Ａの高さ方向の中間位置に設定しているので汚泥濃縮を阻害することもない。

（第２実施形態）
次に、図３を参照して第２実施形態に係る凝集沈殿装置について説明する。図５は、第２実施形態に係る凝集沈殿装置の断面図である。なお、第２実施形態に係る凝集沈殿装置１Ｂに関して第１実施形態に係る凝集沈殿装置１Ａと同様の構成及び要素については、同一の符号を付して詳細説明は省略する。

凝集沈殿装置１Ｂの沈殿槽３Ｂ内は、有底円筒状の外壁部５Ｂを備え、さらに、外壁部５Ｂの内側には、外壁部５Ｂと同心になるように立設された有底円筒状の内壁部７Ｂが設けられている。本実施形態では、内壁部７Ｂの外側領域は断面ドーナツ状のフロック分離濃縮槽１５Ｂとして機能し、内壁部７Ｂの内側領域はフロック成長槽１３Ｂとして機能する。従って、フロック成長槽１３Ｂ内には、フロック成長ゾーンＺ１が形成され、フロック分離濃縮槽１５Ｂ内にはフロック沈降ゾーンＺ２が形成され、両ゾーンＺ１，Ｚ２を内壁部７Ｂが区画する状態になっている。また、内壁部７Ｂは回転せず、図示しないブラケットを介して外壁部５Ｂに固定されている。

内壁部７Ｂの軸線Ｌ上には、管状のセンターシャフト２６が配置されている。センターシャフト２６はロータリージョイント２０を介して原水配給管２２に連結されており、原水配給管２２は外壁部５Ｂを貫通して原水供給管１１に連結されている。

センターシャフト２６の下部は二方向に分岐し、内壁部７Ｂの軸線Ｌに直交する方向に延在する二本の分散管２８が設けられている。分散管２８には、複数の原水吐出口２８ａが形成されており、分散管２８は、原水吐出口２８ａを内壁部７Ｂの底部７ｃ側に向けた状態で底部７ｃを這うように回転する。

センターシャフト２６の下端には、内壁部７Ｂの底部７ｃを貫通して突き出した軸部２６ａが設けられており、軸部２６ａの先端には、濃縮汚泥掻寄機３０が設けられている。センターシャフト２６の回転に伴って濃縮汚泥掻寄３０も回転する。フロック分離濃縮槽１５Ｂの底部、すなわち外壁部５Ｂの底部５ｂには、濃縮汚泥排出管２１が設けられており、濃縮汚泥掻寄機３０は、外壁部５Ｂの底部５ｂに堆積した濃縮汚泥を濃縮汚泥排出管２１に送り出す。

なお、本実施形態では、フロック吸引管を設けてはいないが、内壁部７Ｂの内側に突き出すようなフロック吸引管（フロック吸引部）を設けるようにしてもよい。

以上、本発明をその実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、原水の分散管は二本に限定されず、駆動軸管に対して放射状に延在する三本以上の分散管を設けるようにしてもよい。また、分散管は、駆動軸管の軸線に直交する態様に限定されず、沈殿槽の底部の形状に対応して傾斜していてもよい。また、フロック吸引部としては、フロック吸引管の形態に限定されず、円形、楕円形、正方形、矩形等の貫通孔（吸引窓）を内壁部の周方向に沿って均等に複数の形成した態様であってもよい。

以下、本発明の実施例として、実証テスト機による実験結果を以下に説明する。実証テスト機は、外壁部として直径３０ｃｍ、高さ１６０ｃｍの外円筒と、内壁部として直径１０ｃｍ、高さ８０ｃｍの内円筒を設置したものを使用した。
（１）テスト条件
原水：カオリン１００ｍｇ／ｌ＋ＰＡＣ（ポリ塩化アルミニウム）１０ｍｇ／ｌを混合調整した。（原水ＳＳ１３３ｍｇ／ｌ）
凝集剤：アニオン系ポリマーを １．０ｍｇ／ｌ添加した。
循環水量：原水量×１／１０
表面積負荷率：１３ｍ／ｈ（原水基準で）
（２）処理水ＳＳ
CASE１： １．０ｍｇ／ｌを一括添加（３ｍｇ／ｌ）した。
CASE２：０．５ｍｇ／ｌ＋０．５ｍｇ／ｌを分割添加（１ｍｇ／ｌ）した。
いずれのCASEでも通常の高速凝集沈殿装置の表面積負荷率（１〜３ｍ／ｈ）よりはるかに高い負荷率の運転にもかかわらず、清澄な処理水が得られている。

１Ａ，１Ｂ…凝集沈殿装置、３Ａ，３Ｂ…沈殿槽、５Ａ，５Ｂ…外壁部、７Ａ，７Ｂ…内壁部、１１…原水供給管（原水供給ライン）、１１ａ…第１の凝集剤導入管（第１の凝集剤導入部）、１１ｂ…攪拌部、１１ｃ…第２の凝集剤導入管（第２の凝集剤導入部）、１２…固定筒、１４…回転筒、１６，２６…センターシャフト（駆動軸管）、１９…処理水排出部、２１…濃縮汚泥排出管（フロック排出部）、２４，２８…分散管、２４ａ，２８ａ…原水の吐出口、２７…フロック吸引管（フロック吸引部）、Ｆ…フロック、ＦＲ…流動層、Ｚ１…フロック成長ゾーン、Ｚ２…フロック沈降ゾーン。

Claims (7)

1. 凝集剤が混入された原水を受け入れる沈殿槽と、前記沈殿槽内に沈殿したフロックを排出するフロック排出部と、前記沈殿槽から処理水を排出する処理水排出部と、を備える凝集沈殿装置において、
   前記沈殿槽内に設けられると共に、内側領域と外側領域とを区画し、且つ上端が開放された筒状の内壁部と、
   前記内壁部の軸線に沿って延在すると共に、前記軸線回りに回転し、且つ前記原水が流動する駆動軸管と、
   前記駆動軸管から前記軸線に交差する方向に突き出すと共に、前記駆動軸管の内部と連通し、且つ前記駆動軸管に連動して回転する分散管と、
   前記分散管に設けられた複数の原水の吐出口と、を備え、
   前記内壁部によって区画された前記内側領域及び前記外側領域のうち、一方は、前記原水の上昇流によってフロックの流動層が形成されるフロック成長ゾーンであり、他方は、前記フロック成長ゾーンで生成されたフロックが沈降するフロック沈降ゾーンであり、
   前記分散管の吐出口は、前記フロック成長ゾーン内において前記フロック成長ゾーンの底部に配置されていることを特徴とする凝集沈殿装置。
2. 前記分散管は、前記駆動軸管から前記軸線に直交する方向に突き出しており、前記フロック成長ゾーンの底部は、前記分散管に対応して、前記軸線に直交する方向に延在していることを特徴とする、請求項１記載の凝集沈殿装置。
3. 前記分散管の吐出口は、前記フロック成長ゾーンの底部に向けて設けられていることを特徴とする、請求項１または２記載の凝集沈殿装置。
4. 前記沈殿槽は、前記内壁部を囲む筒状の外壁部を備え、
   前記内側領域が前記フロック成長ゾーンであり、前記外側領域が前記フロック沈降ゾーンであり、前記駆動軸管から前記内壁部までの距離は、前記内壁部から前記外壁部までの距離よりも大きいことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項記載の凝集沈殿装置。
5. 前記内壁部は底部を有し、前記フロック成長ゾーンから前記内壁部の上方を通って前記フロック沈降ゾーンに送られた前記フロックは、前記フロック沈降ゾーンで原水から沈降分離されて前記フロック排出部から排出されることを特徴とする請求項４記載の凝集沈殿装置。
6. 前記沈殿槽は、前記軸線に直交する面に沿った断面形状が円形状または多角形状であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項記載の凝集沈殿装置。
7. 前記駆動軸管に原水を供給する原水供給ラインを更に備え、
   前記原水供給ラインには、前記原水の攪拌部と、前記攪拌部の上流側に配置され、且つ前記原水に第１の凝集剤を供給する第１の凝集剤導入部と、前記攪拌部の下流側に配置され、且つ前記原水に第２の凝集剤を供給する第２の凝集剤導入部と、が設けられていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項記載の凝集沈殿装置。

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