JP5697920B2 - 浮上分離装置 - Google Patents

Description

本発明は、被処理水中の被処理物質に気泡を付着させ、被処理物質を浮上物として分離する浮上分離装置の技術に関する。

従来、被処理水中に含まれるＳＳ成分、油分等の被処理物質を除去する方法として、被処理水と気泡とを混合して、浮上槽に供給し、被処理物質に気泡を付着させて浮上槽の液面に浮上させ、被処理物質を分離する浮上処理が知られている。なお、処理効率を上げるために、被処理水を浮上槽に供給する前に、凝集剤を添加して、被処理水中に含まれる被処理物質をフロック化させることも行われている。

図８は、従来の浮上分離装置の構成を示す模式図である。この浮上分離装置４において、浮上槽７０には、槽体を構成する外周壁７２の内側に、下端が槽内中間部に至る内周壁７４が外周壁７２の内周に沿って設けられている。外周壁７２及び内周壁７４は円筒形である。外周壁７２と内周壁７４との間は、内周壁７４によって浮上物が進入するのが防止され、処理水が集水される処理水室７６が形成されている。浮上槽７０内の中央部分には、上部および下部が開放されたガイド筒７８が設けられ、このガイド筒７８内には、浮上槽７０の底部７０ａの中央から延設され、ガイド筒７８内で開口する導入管８０が設けられている。導入管８０には、浮上槽７０外にて被処理水流入管８２が接続されている。また、被処理水流入管８２には、加圧水流入管８４が接続され、ここから加圧タンク等で高圧下で空気が溶解した加圧水が供給されている。

浮上分離装置４の運転方法を説明する。例えば、加圧水流入管８４を介して、処理水に高圧下において空気を溶解させた加圧水を被処理水流入管８２に供給し、加圧水と被処理水が混合された混合液が被処理水流入管８２を通り、導入管８０を介し、浮上槽７０のガイド筒７８内に供給される。浮上槽７０内では、加圧水中に溶解していた気体が気泡として析出し、被処理水中に含まれる被処理物質に付着し、被処理物質が浮上分離され、浮上槽７０の液面に浮上物２３として浮上する。そして、被処理物質が除去された処理水は、処理水室７６の下端部７６ａから処理水室７６を通り、浮上槽７０の外周壁７２の上端の越流堰をオーバーフローして調整槽８６に供給され、ここに接続されている処理水排出管８８により系外に排出される。

米国特許出願公開第２００５／０１１５８８１号明細書

しかし、図８に示す浮上分離装置４では、水面積負荷（浮上槽７０の水平断面積に対する処理水量（線速度ＬＶ））を高くして（例えば、ＬＶ＝１０〜４０ｍ／ｈ）、高速処理を実施しようとすると、浮上槽７０に供給された被処理水により、浮上槽７０の液面が乱れ、浮上物２３が沈降する虞がある。

そこで、本発明の目的は、高速処理が可能な浮上分離装置を提供することにある。

本発明は、被処理水中の被処理物質に気泡を付着させ、被処理物質を浮上物として分離する浮上分離装置であって、浮上槽と、前記浮上槽に前記被処理水を流入させ、前記被処理水を前記浮上槽の液面方向に導く流入部と、前記浮上槽の液面を前記流入部の上流側液面と下流側液面とに区画する区画部と、を備え、前記区画部には、前記上流側液面と前記下流側液面とが連通する開口部が設けられ、前記流入部は、前記区画部により区画された前記上流側液面に対向する開口を有し、前記開口から前記上流側液面に向って前記被処理水が導出され、前記区画部は、前記流入部を中心に、前記浮上槽の液面を周回する。

また、前記浮上分離装置において、前記浮上槽は円筒状であり、前記浮上槽の半径（Ｒ）に対する前記流入部から前記区画部までの距離（Ｌ）は、０．２〜０．８（Ｌ／Ｒ）の範囲であることが好ましい。

また、前記浮上分離装置において、前記区画部の下端は、前記浮上槽の液面から１０〜５００ｍｍの範囲の深さ位置にあることが好ましい。

また、前記浮上分離装置において、前記開口部の開口率（（前記開口部の面積／前記区画部の面積）×１００）は、１０〜７５％の範囲であることが好ましい。

本発明の浮上分離装置では、高速処理が可能となる。

本発明の実施形態に係る浮上分離装置の構成の一例を示す模式断面図である。 本発明の実施形態に係る浮上分離装置の構成の一例を示す模式上面図である。 本発明の他の実施形態に係る浮上分離装置の構成の一例を示す模式断面図である。 本発明の他の実施形態に係る浮上分離装置の構成の一例を示す模式上面図である。 実施例１における処理水濁度の結果を表す図である。 実施例２における処理水濁度の結果を表す図である。 実施例３における処理水濁度の結果を表す図である。 従来の浮上分離装置の構成を示す模式図である。

本発明の実施の形態について以下説明する。本実施形態は本発明を実施する一例であって、本発明は本実施形態に限定されるものではない。

図１は、本発明の実施形態に係る浮上分離装置の構成の一例を示す模式断面図である。図２は、本発明の実施形態に係る浮上分離装置の構成の一例を示す模式上面図である。図１に示す浮上分離装置１は、浮上槽１０、流入部１１、排出部１２、バッフル１３、整流板１４、浮上物スキマー１５、沈殿物掻き寄せ機１６、整流板スクレーパー１７、を備える。

本実施形態では、整流板１４が浮上槽１０内に設置され、浮上槽１０が垂直方向の上部２０ａ及び下部２０ｂに区画される。また、整流板１４には、処理水を通水させる複数の整流孔１４ａが形成されている。

本実施形態では、浮上槽１０の周壁１０ａは円筒形とされ、浮上槽１０の底部１０ｂは中央に向かって低位となるホッパ状とされている。また、底部１０ｂの中央には、被処理物質のうちの沈殿物を溜めるピット１８が設けられている。ピット１８には、不図示の沈殿物排出口が設けられ、沈殿物排出管１９が接続されている。

浮上槽１０には、集水口１０ｃが設けられ、集水口１０ｃは浮上槽１０の下部２０ｂ側、すなわち整流板１４より垂直方向下方に配置される。

浮上槽１０には、被処理物質のうち、液面に浮上した浮上物２３（いわゆるスカム）を排出するための浮上物ポット２４が設けられ、浮上物ポット２４には、浮上物排出管４４が接続されている。

本実施形態では、流入部１１は、ガイド筒２６と、ガイド筒２６内に設けられる導入管２８とを有する。導入管２８は浮上槽１０の底部１０ｂの中央に形成されたピット１８から浮上槽１０内に延設され、ガイド筒２６に設けられた嵌挿孔に挿入されている。導入管２８には、被処理水流入管３０が接続され、被処理水流入管３０には加圧水流入管３２が接続されている。ガイド筒２６は、整流板１４に設けられた嵌挿孔に挿入され、底部１０ｂや、周壁１０ａにフレームなどで固定される。

本実施形態では、ガイド筒２６の開口部２６ａは、浮上槽１０の上部２０ａで開口しており、ガイド筒２６の開口部２６ａから浮上槽１０の上部２０ａに（加圧水を混合させた）被処理水を供給させる。ここで、本実施形態のように、整流板１４により浮上槽１０が上部２０ａ及び下部２０ｂに区画されている場合には、少なくともガイド筒２６の開口部２６ａが上部２０ａで開口していればよい。なお、流入部１１がガイド筒２６を備えていない場合には、導入管２８の開口部２８ａが上部２０ａで開口している必要がある。

バッフル１３は、浮上槽１０の液面を流入部１１から供給される被処理水の上流側液面と被処理水の下流側液面とに区画するものである。流入部１１から供給される被処理水は、浮上槽１０の周壁１０ａに向かって流れるから、流入部１１とバッフル１３との間の液面が上流側液面となり、バッフル１３と浮上槽１０の周壁１０ａとの間の液面が下流側液面となる。そして、バッフル１３には、図２に示すように、上流側液面と下流側液面とが連通する開口部１３ａが複数設けられている。

本実施形態では、排出部１２は、処理水取出管３８、水位調整槽４０、処理水排出管４２を備える。処理水取出管３８の一端は、浮上槽１０に設けられた集水口１０ｃに接続されており、処理水取出管３８の他端は、水位調整槽４０の入口に接続されている。また、水位調整槽４０の出口には処理水排出管４２が接続されている。

本実施形態の浮上物スキマー１５は、羽根、螺旋羽根等のスクレーパー部を有している。本実施形態の浮上物スキマー１５は、モータ６６に設置されたシャフトに固定されており、モータ６６が駆動することにより、浮上物スキマー１５が回転する。

本実施形態の沈殿物掻き寄せ機１６は、羽根、螺旋羽根等のスクレーパー部を有している。本実施形態の沈殿物掻き寄せ機１６は、ガイド筒２６に取り付けられると共に、支持体６８により沈殿物掻き寄せ機１６の角度調整、補強がなされている。このように、沈殿物掻き寄せ機１６をガイド筒２６に取り付ける場合には、ガイド筒２６をモータ６６に設置されたシャフトに取り付け、モータ６６の駆動により、沈殿物掻き寄せ機１６及びガイド筒２６を一体に回転させることが、構造が複雑にならない点で、好ましい。

本実施形態の整流板スクレーパー１７は、羽根、螺旋羽根等のスクレーパー部を有している。本実施形態の整流板スクレーパー１７は、ガイド筒２６に取り付けられ、上記説明したように、モータ６６の駆動により、整流板スクレーパー１７及びガイド筒２６を一体に回転させることが、構造が複雑にならない点で好ましい。

次に、本実施形態に係る浮上分離装置１による運転方法の一例を説明する。まず、被処理水流入管３０から被処理水を流入させると共に、加圧水流入管３２から高圧下で気体を溶解させた加圧水を流入させる。加圧水は、処理水の一部を加圧タンクに導入し、ここにおいて高圧下で空気を溶解させて生成する。

加圧水流入管３２を通る加圧水は、被処理水流入管３０を通る被処理水に混合される。被処理水及び加圧水からなる混合液は被処理水流入管３０から、導入管２８に供給される。被処理水及び加圧水は導入管２８を介し、導入管２８の開口部２８ａからガイド筒２６内に供給される。ガイド筒２６内に供給された被処理水及び加圧水は、ガイド筒２６の開口部２６ａから浮上槽１０の上部２０ａに流入し、浮上槽１０の液面に向かって上昇する。浮上槽１０の上部２０ａ（及びガイド筒２６内）は、大気圧状態であるため、加圧水に溶解していた気体が気泡として析出し、被処理水中の被処理物質（ＳＳ成分、油分等）に付着し、浮上物２３として液面上に浮上する。なお、気泡の発生方法としては、上記のように加圧水を用いる方法に制限されるものではなく、その他に、例えば、界面活性剤等の気泡発生剤を被処理水に添加する方法等であってもよい。また、被処理水自体を空気溶解タンクに導入し、ここで被処理水に直接空気を溶解する全量加圧方式を採用してもよい。

液面に浮上した被処理物質（浮上物２３）は、回転する浮上物スキマー１５のスクレーパー部により浮上物２３が半径方向外側に移動させられ、浮上槽１０に設けられた浮上物ポット２４に集められ、浮上物排出管４４から排出される。

通常、浮上分離装置１の水面積負荷（浮上槽１０の水平断面積に対する処理水量（線速度ＬＶ））を高くすると、ガイド筒２６の開口部２６ａから浮上槽１０の周壁１０ａに向かって流れる被処理水の流速も速くなるため、浮上槽１０の液面に乱れが生じやすく、液面に浮上した浮上物２３の再沈降を招く虞がある。しかし、本実施形態では、ガイド筒２６の開口部２６ａから浮上槽１０の上部２０ａに供給された被処理水は、ガイド筒２６の開口部２６ａから浮上槽１０の周壁１０ａに向かって流れ（流入部１１から供給される被処理水の上流側を流れ）、バッフル１３に到達した後、バッフル１３に設けられた開口部１３ａを通るか又はバッフル１３を潜って、流入部１１から供給される被処理水の下流側へ流れる。これにより、水面積負荷（浮上槽１０の水平断面積に対する処理水量（線速度ＬＶ））を高くしても、バッフル１３の外側（下流側）での表面流速が低下するため、浮上槽１０の液面が乱れ難くなり、液面に浮上した浮上物２３の再沈降を抑制することができる。すなわち、本実施形態では、高速処理を行っても処理水の水質の悪化を抑制することができる。

浮上槽１０の上部２０ａで、被処理物質が除去された処理水は、整流板１４に設けた整流孔１４ａを通り、浮上槽１０の下部２０ｂに供給される。整流板１４を設けることにより、上部２０ａから下部２０ｂへ流れる処理水の流れが整流されるため、上部２０ａから下部２０ｂへ流れる処理水の流速は、整流板１４の整流効果により、どの場所でもほぼ均一となる。その結果、浮上槽１０の上部２０ａ全体を浮上分離処理に使用することが可能となり、効率的に気泡を被処理物質に付着させることができるため、処理能力を向上させることができる。さらに、気泡が付着しても浮上することができない比重の重い被処理物質（沈殿物）や、気泡が十分付着しなかった被処理物質が、上部２０ａから下部２０ｂへ流れる処理水の流速が速い箇所の底部１０ｂに局所的に沈殿することが抑えられ、底部１０ｂ全体に沈殿する。このように、被処理物質の除去において、浮上槽１０全体を有効に使用することができるため、装置の小型化、浮上分離槽装置の高速処理が可能となる。

次に、整流板１４に形成された整流孔１４ａを通って、浮上槽１０の下部２０ｂに供給された処理水は、浮上槽１０の集水口１０ｃから処理水取出管３８を通り、水位調整槽４０に供給される。水位調整槽４０に設けられた可動堰４１の高さを調整することで、浮上槽１０における水位を調整でき、浮上槽１０の水位が浮上物２３の浮上物ポット２４への排出に適した水位に調整される。そして、処理水が水位調整槽４０の出口から処理水排出管４２へ排出される。なお、可動堰４１を間欠的に上昇させ、これによって浮上槽１０内の浮上物２３を浮上物ポット２４へオーバーフローさせることも可能である。

一方、気泡が付着しても浮上することができない比重の重い被処理物質（沈殿物）や、気泡が十分付着しなかった被処理物質は、整流板１４上や浮上槽１０の底部１０ｂに沈殿する。整流板１４に沈殿した沈殿物は、回転する整流板スクレーパー１７のスクレーパー部により掻き取られ、整流板１４の整流孔１４ａから排出される。また、浮上槽１０の底部１０ｂに沈殿した沈殿物は、回転する沈殿物掻き寄せ機１６のスクレーパー部により、掻き寄せられ、浮上槽１０のピット１８に集められ、沈殿物排出管１９から排出される。このようにして、被処理水の処理が行われる。

本実施形態で用いられる浮上槽１０の周壁１０ａは円筒形であるが、矩形とされてもよい。しかし、浮上槽１０の周壁１０ａを円筒状にするとともに、ガイド筒２６の開口部２６ａを浮上槽１０の中心部（整流板１４が設けられている場合は、浮上槽１０の上部２０ａの中心部）において垂直方向上方に開口させることが好ましい。上記構成によって、被処理水はガイド筒２６の開口部２６ａから放射状に拡がりながら流れる分散流れとなって、浮上槽１０の周壁１０ａに達する。その結果、開口部２６ａから供給された被処理水の流れは、浮上槽１０の周壁１０ａに到達するまでに緩やかになり、周壁１０ａに沿って流れる被処理水の下降流も緩やかになる。したがって、急速な下降流によって生じる処理水の水質の悪化は抑制される。

本実施形態では、図１に示すように、バッフル１３は、浮上槽１０の液面を周回するように、浮上物スキマー１５等に設置されることが好ましい。これにより、浮上物スキマー１５と共にバッフル１３の開口部１３ａを移動させることができるため、流入部１１から供給される被処理水の上流側液面に浮上した浮上物２３が、上流側液面で留まり難くなるため、浮上物２３を効率的に排出することができる。

本実施形態のバッフル１３の形状は、特に制限されるものではないが、浮上槽１０が円筒状であれば、図２に示すように、開口部１３ａを含めたバッフル１３の形状は浮上槽１０の周壁１０ａと同様に円状であることが好ましい。

バッフル１３は、浮上槽１０の半径（図２に示すＲ）に対する流入部１１からバッフル１３（区画部）までの距離（図２に示すＬ）が０．２〜０．８（Ｌ／Ｒ）の範囲となる位置に設置されることが好ましく、０．４〜０．７の範囲となる位置に設置されることがより好ましい。Ｌ／Ｒが０．２未満であると、流入部１１からバッフル１３までの距離が短いため、流入部１１から出た被処理水がバッフル１３で、下降流となり易くなる。その結果、浮上槽１０全体を浮上分離処理に使用することができず、処理能力を十分に確保することができない場合がある。また、Ｌ／Ｒが０．８を超えると、流入部１１からバッフル１３までの距離が遠いため、水面積負荷（浮上槽１０の水平断面積に対する処理水量（線速度ＬＶ））を高くした場合にバッフル１３の外側（下流側）で主に起こる被処理物質を浮上させる面積が減少し、被処理物質を効率的に浮上させることができない場合がある。また、浮上物ポット２４は浮上物２３を系外に排出するために最低限の大きさを確保することが好ましいが、Ｌ／Ｒが０．８を超えると浮上物ポット２４の設置が困難となる場合がある。

また、前記浮上分離装置において、バッフル１３の下端は、浮上槽１０の液面から１０ｍｍ〜５００ｍｍの範囲の深さ位置にあることが好ましく、３０ｍｍ〜３００ｍｍの範囲の深さ位置にあることがより好ましい。バッフル１３の下端が浮上槽１０の液面から１０ｍｍ未満の深さ位置にある場合、水面積負荷（浮上槽１０の水平断面積に対する処理水量（線速度ＬＶ））を高くすると、浮上槽１０の液面が乱れ、液面に浮上した浮上物２３が再沈降し易くなる場合がある。また、バッフル１３の下端が浮上槽１０の液面から５００ｍｍを超える深さ位置にある場合、流入部１１から出た被処理水がバッフル１３で、下降流となり易くなるため、浮上槽１０全体を浮上分離処理に使用することができず、処理能力を十分に確保することができない場合がある。

また、バッフル１３に形成される開口部１３ａの開口率（（開口部の面積／前記バッフル１３の面積）×１００）は、１０〜７５％の範囲であることが好ましく、２０〜６０％の範囲であることがより好ましい。バッフル１３に形成される開口部１３ａの開口率が１０％未満であると、流入部１１から供給される被処理水の上流側液面に浮上した浮上物２３を下流側液面側に送ることが困難となるため、浮上物２３を効率的に排出することができず、浮上物２３の再沈降が生じてしまう場合がある。また、バッフル１３に形成される開口部１３ａの開口率が７５％を超えると、浮上槽１０の液面の乱れを抑える面積が減少するため、液面に浮上した浮上物２３が再沈降し易くなる場合がある。

本実施形態では、流入部１１は、ガイド筒２６と、ガイド筒２６内に設けられる導入管２８と、を有するが、流入部１１は、浮上槽１０に被処理水を導入し、被処理水を浮上槽１０の液面方向に導くことができる構成であれば特に制限されるものではなく、例えば、流入部１１は、ガイド筒２６を備えず、導入管２８から構成されていてもよい。

本実施形態のガイド筒２６の開口部２６ａは、上記でも説明したように、浮上槽１０の周壁１０ａが円筒状である場合、浮上槽１０の中心部（整流板１４が設けられる場合は、浮上槽１０の上部２０ａの中心部）に配置されることが好ましい。ここで、中心部とは、浮上槽１０の水平断面における中心から周壁１０ａまでの距離に対し、中心から１／３以内の領域である。また、ガイド筒２６の開口部２６ａが、浮上槽１０の液面付近に位置すると、ガイド筒２６の開口部２６ａから供給される被処理水が液面に噴き上げて、液面を乱し、液面に浮上した浮上物２３の再沈降を招く虞があるため、液面から下方に位置することが好ましい。なお、流入部１１が、ガイド筒２６を備えず、導入管２８から構成されている場合には、導入管２８の開口部２８ａが、浮上槽１０の中心部に配置されることが好ましく、また、液面から下方に位置することが好ましい。

ガイド筒２６の開口部２６ａの形状（流入部１１が導入管２８から構成されている場合は、導入管２８の開口部２８ａの形状）は、特に制限されるものではないが、ガイド筒２６の開口部２６ａから供給される被処理水が放射状に分散し易くなる点で、浮上槽１０において上方に向けてテーパ状に広がっていることが好ましい。また、ガイド筒２６の開口部２６ａの水平断面積は、特に制限されるものではないが、流入部１１を流れる被処理水の流速を適切に制御することができる点で、好ましくは浮上槽１０の水平断面積の１／３０〜１／３の範囲、より好ましくは浮上槽１０の水平断面積の１／２０〜１／８の範囲とするのがよい。ガイド筒２６の開口部２６ａの水平断面積が浮上槽１０の水平断面積の１／３０より小さいと、開口部２６ａから出る際の被処理水の流速が速くなるため、開口部２６ａから浮上槽１０の周壁１０ａに向かって流れる被処理水の流速も速くなり、浮上槽１０の液面に乱れが生じやすく、液面に浮上した浮上物２３の再沈降を招く虞がある。また、浮上槽１０の周壁１０ａに沿って流れる被処理水の下降流も速くなるため、整流板１４の全体を有効に利用することができず、その整流効果が減少し、処理水の水質が悪化する可能性がある。また、開口部２６ａの水平断面積が浮上槽１０の水平断面積の１／３より大きいと、浮上槽１０の面積を確保することが難しくなり、浮上槽１０の水面積負荷が大きくなり、効率的な浮上処理が行えなくなる。

本実施形態では、浮上槽１０内に整流板１４を必ずしも設置する必要はないが、浮上槽１０内を流れる被処理水の下降流を均一にすることができる点で、浮上槽１０内に整流板１４を設置することが好ましい。

本実施形態では、浮上分離装置１に浮上物スキマー１５を必ずしも設置する必要はないが、浮上物２３を効率的に排出することができる点で、浮上分離装置１に浮上物スキマー１５を設置することが好ましい。浮上物スキマー１５は、液面に浮上した浮上物２３を掻き寄せることができるものであれば、本実施形態の構成に制限されるものではない。

本実施形態では、浮上分離装置１に整流板スクレーパー１７及び沈殿物掻き寄せ機１６を必ずしも設置する必要はないが、沈殿物を効率的に排出することができるため、メンテナンス回数を減らし、装置の長期連続運転が可能となる点で、整流板スクレーパー１７及び沈殿物掻き寄せ機１６を設置することが好ましい。沈殿物掻き寄せ機１６は、浮上槽１０の底部１０ｂに沈殿した沈殿物を掻き寄せることができるものであれば、本実施形態の構成に制限されるものではない。整流板スクレーパー１７は、整流板１４に沈殿した沈殿物を掻き取り、整流板１４の整流孔１４ａから下方に落下排出することができるものであれば、本実施形態の構成に制限されるものではない。

なお、浮上物スキマー１５、沈殿物掻き寄せ機１６、整流板スクレーパー１７の回転数は同一でなく、それぞれ異ならせてもよい。しかし、同一回転数とすれば、減速機構等が不要で、駆動機構を簡単にすることができる。

図３は、本発明の他の実施形態に係る浮上分離装置の構成の一例を示す模式断面図である。図４は、本発明の他の実施形態に係る浮上分離装置の構成の一例を示す模式上面図である。図３に示す浮上分離装置２において、浮上槽５０の周壁５０ａは矩形であり、浮上槽５０内は、上部開放の隔壁５０ｂにより、流入部５２と浮上室５４に区画されている。また、浮上室５４には、整流板５５が設置され、整流板５５により浮上室５４が垂直方向上部５９ａ及び下部５９ｂに区画される。整流板５５は、処理水を通水させる複数の整流孔５５ａが形成されている。

浮上室５４には、バッフル５７が設置されており、バッフル５７により、浮上槽５０の液面は流入部５２から供給される被処理水の上流側液面と下流側液面とに区画される。また、図４に示すように、バッフル５７には、流入部５２から供給される被処理水の上流側液面と下流側液面とが連通する開口部５７ａが設けられている。また、図４に示すように、バッフル５７は浮上室５４の短手方向に沿って設けられている。

流入部５２には、被処理水流入管３０が接続されている。被処理水流入管３０には加圧水流入管３２が接続されている。浮上室５４の底部には、被処理物質のうちの沈殿物を溜めるピット１８が設けられており、ピット１８の沈殿物排出口には沈殿物排出管１９が接続されている。浮上室５４の下部には、処理水排出管４２が接続されている。浮上槽１０には、液面に浮上した浮上物（いわゆるスカム）を排出するための浮上物ポット２４が設けられ、浮上物ポット２４には、浮上物排出管４４が接続されている。

図３に示す浮上分離装置２には、浮上室５４の底部に沈殿した沈殿物を掻き寄せる沈殿物掻き寄せ機６３、浮上室の液面に浮上した浮上物を掻き取る浮上物スキマー６１、不図示であるが整流板５５に沈殿した沈殿物を掻き取り整流板５５の整流孔５５ａから下方に排出する整流板スクレーパーが設けられる。

沈殿物掻き寄せ機６３及び浮上物スキマー６１の構成は特に制限されるものではないが、図３に示す沈殿物掻き寄せ機６３及び浮上物スキマー６１は、浮上室５４の底部で所定の間隔を隔てて配置される２つのローラ６５ａ，６５ｂと、これらのローラ６５ａ，６５ｂに掛けられる無端ベルト６９と、無端ベルト６９上に形成される羽根等のスクレーパー部とを備える。また、２つのローラ６５ａ，６５ｂのうちの一方のローラには、不図示のモータが接続される。モータが駆動することにより、ローラ６５ａ，６５ｂ、無端ベルト６９が回転する。

次に、本実施形態に係る浮上分離装置２による運転方法の一例を説明する。浮上分離装置２において、被処理水流入管３０（及び加圧水流入管３２）から流入部５２に流入した加圧水及び被処理水は、液面に向かって上昇して、流入部５２の開口部５２ａから、隣接する浮上室５４の上部５９ａに流入する。浮上室５４の上部５９ａでは、被処理水中の被処理物質が浮上物として液面上に浮かび、浮上物が除去された処理水は整流板５５の整流孔５５ａを通り、処理水排出管４２から排出される。

上記でも説明したように、浮上分離装置２の水面積負荷（浮上槽５０の水平断面積に対する処理水量（線速度ＬＶ））を高くすると、浮上室５４の表層を流れる被処理水の流速も速くなるため、浮上室５４の液面に乱れが生じやすく、液面に浮上した浮上物の再沈降を招く虞がある。しかし、本実施形態では、流入部５２の開口部５２ａから浮上室５４の上部５９ａに供給された被処理水は、流入部５２から供給される被処理水の上流側の表層を流れ、バッフル５７に到達した後、バッフル５７に設けられた開口部５７ａを通るか又はバッフル５７を潜って、流入部５２から供給される被処理水の下流側へ流れる。これにより、水面積負荷（浮上槽５０の水平断面積に対する処理水量（線速度ＬＶ））を高くしても、バッフル５７の外側（下流側）での表面流速が低下するため、浮上槽５０の液面が乱れ難くなり、液面に浮上した浮上物の再沈降を抑制することができる。すなわち、本実施形態では、高速処理を行っても処理水の水質の悪化を抑制することができる。

浮上室５４の液面に浮上した浮上物は、浮上物スキマー６１により、浮上物ポット２４に掻き寄せられ、浮上物排出管４４から排出される。整流板５５に沈殿した沈殿物は、不図示の整流板スクレーパーにより掻き寄せられ、整流孔５５ａから排出される。また、浮上室５４の底部に沈殿した沈殿物は、沈殿物掻き寄せ機６３により、ピット１８に掻き寄せられ、沈殿物排出管１９から排出される。

バッフル５７は、流入部５２側の浮上槽５０の側壁から流入部５２と反対側の浮上槽５０の側壁までの距離（図４に示すＲ）に対する流入部５２からバッフル５７（区画部）までの距離（図４に示すＬ）が０．２〜０．８（Ｌ／Ｒ）の範囲となる位置に設置されることが好ましく、０．４〜０．７の範囲となる位置に設置されることがより好ましい。Ｌ／Ｒが０．２未満であると、流入部５２からバッフル５７までの距離が短いため、流入部５２から出た被処理水がバッフル５７で、下降流となり易くなる。その結果、浮上槽５０全体を浮上分離処理に使用することができず、処理能力を十分に確保することができない場合がある。また、Ｌ／Ｒが０．８を超えると、流入部５２からバッフル５７までの距離が遠いため、水面積負荷（浮上槽５０の水平断面積に対する処理水量（線速度ＬＶ））を高くした場合にバッフル５７の外側（下流側）で主に起こる被処理物質を浮上させる面積が減少し、被処理物質を効率的に浮上させることができない場合がある。

また、バッフル５７の下端は、浮上槽５０の液面から１０ｍｍ〜５００ｍｍの範囲の深さ位置にあることが好ましく、３０ｍｍ〜３００ｍｍの範囲の深さ位置にあることがより好ましい。バッフル５７の下端が浮上槽５０の液面から１０ｍｍ未満の深さ位置にある場合、水面積負荷（浮上槽５０の水平断面積に対する処理水量（線速度ＬＶ））を高くすると、浮上槽５０の液面が乱れ、液面に浮上した浮上物が再沈降し易くなる場合がある。また、バッフル５７の下端が浮上槽５０の液面から５００ｍｍを超える深さ位置にある場合、流入部５２から出た被処理水がバッフル５７で、下降流となり易くなるため、浮上槽５０全体を浮上分離処理に使用することができず、処理能力を十分に確保することができない場合がある。

また、バッフル５７に形成される開口部５７ａの開口率（（開口部の面積／バッフルの面積）×１００）は、１０〜７５％の範囲であることが好ましく、２０〜６０％の範囲であることがより好ましい。バッフル５７に形成される開口部５７ａの開口率が１０％未満であると、流入部５２から供給される被処理水の上流側液面に浮上した浮上物を下流側液面側に送ることが困難となるため、浮上物２３を効率的に排出することができず、浮上物の再沈降が生じてしまう場合がある。また、バッフル５７に形成される開口部５７ａの開口率が７５％を超えると、浮上槽５０の液面の乱れを抑える面積が減少するため、液面に浮上した浮上物が再沈降し易くなる場合がある。

以下、実施例および比較例を挙げ、本発明をより具体的に詳細に説明するが、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。

（実施例１）
図１の浮上分離装置１を用い、下記の条件で被処理水の浮上分離処理を行い、浮上分離後の処理水の濁度を測定した。浮上分離装置に供給する被処理水は、予め凝集処理槽（サイズ：３０００Ｌ、１６００ｍｍΦ×高さ２０００ｍｍ）で、下記の条件で凝集処理したものを用いた。

＜試験条件＞
被処理水：相模原地下水にカオリンを１０ｍｇ／Ｌ、フミンを１ｍｇ／Ｌ添加したもの
被処理水濁度：平均８．７度
凝集処理時に用いた凝集剤：ポリ塩化アルミニウム（ＰＡＣ）を３０ｍｇ／Ｌ添加
凝集時の被処理水ｐＨ：７（ｐＨ調整剤としてＨＣｌ、ＮａＯＨを添加）
被処理水流量：５０ｍ^３／ｈｒ
加圧水比：２０％
通水速度：３０．９ｍ／ｈ
浮上物スキマー速度：２分／周

＜浮上分離装置サイズ＞
浮上槽：１６００ｍｍΦ
ガイド筒：３００ｍｍΦ

＜バッフル＞
流入部からバッフルまでの距離（Ｌ）／浮上槽の半径（Ｒ）を０．１、０．２、０．３、０．４、０．５、０．６、０．７、０．８に設定した（Ｌ＝８０、１６０、２４０、３２０、４００、４８０、５６０、６４０ｍｍ）。バッフルの下端を浮上槽の液面から６０ｍｍの深さ位置とした。バッフルに設けられる開口部の開口率（（開口部の面積／バッフルの面積）×１００）を２０％とした。

（実施例２）
実施例２では、流入部からバッフルまでの距離（Ｌ）／浮上槽の半径（Ｒ）を０．５に設定した（Ｌ＝４００ｍｍ）。バッフルの下端を浮上槽の液面から５、１０、３０、６０、１００、３００、５００、７５０ｍｍの深さ位置とした。バッフルに設けられる開口部の開口率（（開口部の面積／バッフルの面積）×１００）を２０％とした。これら以外は、実施例１と同様の条件で行った。

（実施例３）
実施例３では、流入部からバッフルまでの距離（Ｌ）／浮上槽の半径（Ｒ）を０．５に設定した（Ｌ＝４００ｍｍ）。バッフルの下端を浮上槽の液面から６０ｍｍの深さ位置とした。バッフルに設けられる開口部の開口率（（開口部の面積／バッフルの面積）×１００）を５、１０、２０、４０、６０、７５、９０％とした。これら以外は、実施例１と同様の条件で行った。

図５は、実施例１における処理水濁度の結果を示す図である。図５に示すように、バッフルが浮上槽に設置されていれば、Ｌ／Ｒがいずれの値でも、処理水の平均濁度は２度以下となった。これは、バッフルを設置することにより、浮上槽の液面の乱れが抑制されるため、浮上物の再沈降が抑制され、処理性能が向上するためである。特に、Ｌ／Ｒを０．２〜０．８の範囲に設定することにより、処理水の平均濁度は０．５以下となり、Ｌ／Ｒを０．４〜０．７の範囲に設定することにより、処理水の平均濁度は０．４以下となり、良好な水質の処理水が得られた。

図６は、実施例２における処理水濁度の結果を示す図である。図６に示すように、バッフルが浮上槽に設置されていれば、バッフルの下端を浮上槽の液面からいずれの深さ位置にしても、処理水の平均濁度は１．２度以下となった。特に、バッフルの下端を浮上槽の液面から１０〜５００ｍｍの範囲に設定することにより、処理水の平均濁度は０．５以下となり、バッフルの下端を浮上槽の液面から３０〜３００ｍｍの範囲に設定することにより、処理水の平均濁度は０．４以下となり、良好な水質の処理水が得られた。

図７は、実施例３における処理水濁度の結果を示す図である。図７に示すように、バッフルが浮上槽に設置されていれば、バッフルに設けられる開口部の開口率がいずれの値でも、処理水の平均濁度は１．４以下となった。特に、開口部の開孔率を１０〜７０％の範囲に設定することにより、処理水の平均濁度は０．５以下となり、開口部の開孔率を２０〜６０％の範囲に設定することにより、処理水の平均濁度は０．４以下となり、良好な水質の処理水が得られた。

１，２，４ 浮上分離装置、１０ 浮上槽、１０ａ 周壁、１０ｂ 底部、１０ｃ 集水口、１１ 流入部、１２ 排出部、１３ バッフル、１３ａ 開口部、１４ 整流板、１４ａ 整流孔、１５ 浮上物スキマー、１６ 沈殿物掻き寄せ機、１７ 整流板スクレーパー、１８ ピット、１９ 沈殿物排出管、２０ａ 上部、２０ｂ 下部、２３ 浮上物、２４ 浮上物ポット、２６ ガイド筒、２６ａ 開口部、２８ 導入管、２８ａ 開口部、３０ 被処理水流入管、３２ 加圧水流入管、３８ 処理水取出管、４０ 水位調整槽、４１ 可動堰、４２ 処理水排出管、４４ 浮上物排出管、５０ 浮上槽、５０ａ周壁、５０ｂ 隔壁、５２ 流入部、５２ａ 開口部、５４ 浮上室、５５ 整流板、５５ａ 整流孔、５７ バッフル、５７ａ 開口部、５９ａ 上部、５９ｂ 下部、６１ 浮上物スキマー、６３ 沈殿部掻き寄せ機、６５ａ，６５ｂ ローラ、６６ モータ、６９ 無端ベルト、６８ 支持体、７０ 浮上槽、７０ａ 底部、７２ 外周壁、７４ 内周壁、７６ 処理水室、７６ａ 下端部、７８ ガイド筒、８０ 導入管、８２ 被処理水流入管、８４ 加圧水流入管、８６ 調整槽、８８ 処理水排出管。

Claims (4)

1. 被処理水中の被処理物質に気泡を付着させ、被処理物質を浮上物として分離する浮上分離装置であって、
   浮上槽と、前記浮上槽に前記被処理水を流入させ、前記被処理水を前記浮上槽の液面方向に導く流入部と、前記浮上槽の液面を前記流入部の上流側液面と下流側液面とに区画する区画部と、を備え、
   前記区画部には、前記上流側液面と前記下流側液面とが連通する開口部が設けられ、
   前記流入部は、前記区画部により区画された前記上流側液面に対向する開口を有し、前記開口から前記上流側液面に向って前記被処理水が導出され、
   前記区画部は、前記流入部を中心に、前記浮上槽の液面を周回することを特徴とする浮上分離装置。
2. 前記浮上槽は円筒状であり、
   前記浮上槽の半径（Ｒ）に対する前記流入部から前記区画部までの距離（Ｌ）は、０．２〜０．８（Ｌ／Ｒ）の範囲であることを特徴とする請求項１記載の浮上分離装置。
3. 前記区画部の下端は、前記浮上槽の液面から１０〜５００ｍｍの範囲の深さ位置にあることを特徴とする請求項１又は２記載の浮上分離装置。
4. 前記開口部の開口率（（前記開口部の面積／前記区画部の面積）×１００）は、１０〜７５％の範囲であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の浮上分離装置。

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