JP5787506B2 - 可搬式濁水処理装置および可搬式濁水処理装置における濁水処理方法 - Google Patents

Description

本発明は、たとえば水道管洗浄後の濁水を処理して下水溝などに排出するための可搬式濁水処理装置および濁水処理方法に関する。

たとえば長期間使用した上水道管などには、その内面に水垢や鉄錆、劣化シールコート剤、マンガン（旧浄水場で除去できなかったもので、濁りの要因となる）などが付着しているものがある。このため、このような夾雑物を排水洗管やその他、ピグ工法、ＴＳ工法などにより洗管して除去する。この洗浄した後に排出される濁水には、マンガンや夾雑物が多く混入しているため、少なくとも濁度１００以下に処理した後でないと、下水溝などに排出することができない。この処理に際して、タンク車などを使用して処理施設に搬送することも考えられるが、処理水の量が多いとコスト高になるため、洗浄現場で濁水を処理する方が望ましい。

可搬式の濁水処理装置として、たとえば特許文献１に開示されたものがある。
この処理装置は、沈降分離槽と分離された架台上に、原水槽、緩速攪拌槽、反応槽と移送用のポンプや配管などを搭載したもので、沈降分離槽と分離することで小型軽量化して可搬性を高め、少量の処理水に対応できるように構成している。

特開２００８−１１９５６３

しかしながら、架台上に原水槽、緩速攪拌槽、反応槽をそれぞれ上下段に独立して立体的に搭載しているため、占有面積は小型化されるものの、高さが高くなり、トラックなど搬送車両の荷台に搭載する場合に、道路の高架制限などに規制されて搬送できなくなるおそれがある。また複数の槽を接続する配管やポンプなどが必要で、装置が複雑になるという問題があった。

本発明は上記問題点を解決して、コンパクトでかつ簡易な構造で可搬性に優れ、濁水を効果的に処理することができる可搬式濁水処理装置および可搬式濁水処理装置における濁水処理方法を提供することを目的とする。

請求項１記載の濁水処理装置は、
搬送車両の荷台に搭載可能なタンク本体と、複数の仕切り壁により前記タンク本体内に前後方向に形成された複数の区画とを具備し、
前記タンク本体内に、前部区画で濁水に凝集剤を供給し攪拌混合する凝集剤混合槽と、中間区画の凝集処理槽と、後部区画で排水口を有する沈降排水槽とを有し、
前記各仕切り壁に、濁水に凝集剤が混合された処理水が上方を超えて通過する迂回堰部と、処理水が下部を通過する迂回通水口とを交互に形成して、処理水を少なくとも上下方向に迂回するように構成させ、
前部区画の底部全面にわたって初期凝集槽を形成するとともに、
当該初期凝集槽の上部で前部区画の幅方向の一方に寄せて凝集剤混合槽を設置し、
前記凝集剤混合槽の幅方向の他方に処理水を前記初期凝集槽内に落下させる迂回堰部を設けたものである。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の濁水処理装置において、
隣接する仕切り壁にそれぞれ形成された迂回堰部と迂回通水口とを幅方向に位置ずれして形成することにより、処理水を幅方向に迂回させるように構成したものである。

請求項３記載の可搬式濁水処理装置における濁水処理方法は、搬送車両の荷台に搭載可能なタンク本体と、複数の仕切り壁により前記タンク本体内に前後方向に形成された複数の区画とを具備した可搬式濁水処理装置を使用して、濁水を処理するに際し、
前記タンク本体内の前部区画の幅方向の一方に寄せて設置した凝集剤混合槽で濁水に凝集剤を供給して攪拌混合し、
前部区画の底部に形成した初期凝集槽内に、前記仕切り壁に形成された迂回堰部を介して、凝集剤混合槽から処理水を落下させ、
中間区画に形成された凝集処理槽から後部区画に形成された沈降排水槽に送るとともに凝集物を沈降分離して、前記沈降排水槽から排出し、
前記各槽に送る処理水を、前記仕切り壁に形成された迂回堰部および迂回通水口を介して上下方向に迂回させるものである。

請求項４記載の発明は、請求項３記載の可搬式濁水処理装置における濁水処理方法において、
隣接する仕切り壁に幅方向に位置ずれして形成された迂回堰部と迂回通水口とにより、処理水を幅方向に迂回させるものである。

請求項１または３記載の発明によれば、車両に荷台に搭載可能なタンク本体内の空間を、仕切り壁により区画して、凝集剤混合槽、凝集処理槽および沈降排水槽を形成し、仕切り壁に形成した迂回堰部と迂回通水口とにより、濁水に凝集剤を混合した処理水を上下方向に迂回させることにより、凝集剤と濁水とを十分に接触させて凝集反応を促進させ、処理水中の夾雑物を効果的に凝集させて沈降分離させることにより、処理水の濁度を効果的に低減させることができる。

請求項２または４記載の発明によれば、処理水を上下方向に加えて、幅方向に迂回させることにより、タンク本体内の限られた空間を有効に利用して、凝集剤と処理水との接触時間を増大させ、濁水中の夾雑物を効果的に凝集させ分離することができる。

また、請求項１または３記載の発明によれば、前部区画に形成した初期凝集槽の上段部に、凝集剤混合槽を形成することにより、限られたタンク本体内の空間を有効利用することができ、また凝集剤混合槽の処理水を、迂回堰部を介して初期凝集槽に落下させることで、凝集剤と濁水との混合攪拌作用を効果的に向上させることができる。

本発明に係る可搬式濁水処理装置の実施例１を示すタンク本体の縦断面図である。 タンク本体の平面図である。 濁水処理装置の処理水の流れを説明するタンク本体の一部切り欠き斜視図である。 図１に示すＡ−Ａ断面図である。 本発明に係る濁水処理装置の実施例２を示し、処理水の流れを説明するタンク本体の一部切り欠き斜視図である。 タンク本体の縦断面図である。

［実施例１］
以下、本発明の実施例１を図１〜図４に基づいて説明する。
図１，図２に示すように、この可搬式の濁水処理装置は、搬送車両により洗管現場に搬送され、水道管路の洗管後に排出されるマンガン含有の濁水を、現場で処理して下水溝などに排水するためのものである。そして搬送車両の荷台に搭載可能な小型のタンク本体１１は、たとえば前後の奥行きが約２．０ｍ、幅が約１．５ｍ、高さが約１ｍで容量が３ｍ^３のものであり、このタンク本体１１は、搬送車両の荷台に搭載可能な架台１２上に設置されている。

このタンク本体１１は、底面板１１ａ、前面板１１ｂ、後面板１１ｃおよび左右側面板１１ｄ，１１ｅにより、上面が開放された直方体形に形成されている。なお、タンク本体１１の開放面は、上面板を設けて閉鎖してもよいし、開閉自在な上蓋を設けてもよい。

タンク本体１１内には、幅方向の前部仕切り壁１３と中間仕切り壁１４と後部仕切り壁１５とが前後方向に所定間隔をあけて取り付けられ、前部区画２１、中間前区画（中間区画）２２、中間後区画（中間区画）２３および後部区画２４の４つの区画が形成されている。そして、前部区画２１に凝集剤混合槽３１および初期凝集槽３２が設けられ、また中間前区画２２に前凝集処理槽（凝集処理槽）３３が設けられ、中間後区画２３に後凝集処理槽（凝集処理槽）３４が設けられる。さらに後部区画２４に沈降排水槽３５が設けられ、この沈降排水槽３５の後面板１１ｃに、処理水を排出する排水口３６が形成されて、これら排水口３に排水ホース３７が接続される。なお、排水口３６から排水する処理水は、凝集沈降物を分離した上澄み液であるが、ここでは凝集反応中の濁水と凝集剤の混合液も処理水という。

前部区画２１には、図３，図４に示すように、下段に配置された初期凝集槽３２と、上段右寄りに配置された凝集剤混合槽３１が設けられている。凝集剤混合槽３１は、底面板１１ａから高さＨ１位置で、前面板１１ｂ、前部仕切り壁１３および右側面板１１ｅ間で、右側を左側面板１１ｄから所定間隔Ｌ１をあけて混合槽底板３１ａが取り付けられ、混合槽底板３１ａの左辺部に、底板１１ａから所定高さｈ１まで縦仕切り板３１ｂが立ち上げられてその上端に前迂回堰部３１ｃが形成されている。そして凝集剤混合槽３１内でオーバーフローした処理水を、前迂回堰部３１ｃから初期凝集槽３２に落下させるように構成されている。

なお、この実施例１では、上段右寄りに凝集剤混合槽３１を配置したが、上段左寄りに配置して前迂回堰部３１ｃを右側に形成し、初期凝集槽３２の右側に落下させてもよく、前迂回堰部３１ｃの設置位置は任意に選択できる。

凝集剤混合槽３１には、濁水を供給する単数または複数の給水ノズル４１が、その吐出方向を凝集剤混合槽３１の中心軸を中心とする円弧の接線方向に向くように配置されている。また給水ノズル４１の吐出口前方に凝集剤を投下供給する凝集剤供給装置４２が設けられており、給水ノズル４１から吐出した濁水中に、凝集剤供給装置４２から凝集剤を投入するとともに、旋回流を形成して凝集剤と濁水とを効果的に混合攪拌するように構成されている。もちろん、凝集剤混合槽３１内に回転式または固定式の混合用攪拌翼を設けてもよい。

凝集剤供給装置４２は、タンク本体１１の右側面板１１ｅに支持部材４３を介して設置され、薬剤ホッパ４２ａの下部に水平方向に伸び先端部に供給口４３ｅが形成された供給筒４２ｂと、供給筒４２ｂの基端部に取り付けられて供給筒４３ｂ内に配置された送り用の螺旋部材４３ｃを回転駆動する供給モータ４３ｄとを具備し、供給モータ４３ｄにより螺旋部材４３ｃを回転駆動して、薬剤ホッパ４２ａ内の凝集剤を供給筒４２ｂに沿って定量搬送し、供給口４３ｅから凝集剤を凝集剤混合槽３１内に所定量ずつ供給することができる。

凝集剤は、たとえば天然の鉱物を主成分として環境負荷が低く安全性の高い中性の無機系の薬剤で、濁水に直接投入して攪拌することにより、濁水に含まれる水垢や鉄錆、劣化シールコート剤、マンガンなどを凝集させ、この凝集物を沈降させて処理水と分離し、濁度を大幅に低下可能なものが使用される。

前部仕切り壁１３には、左下部で左側面板１１ｄから中間部側に、高さＨ２（図ではＨ２＝Ｈ１）、幅Ｗ２の前迂回通水口１３ａが形成されている。また中間仕切り壁１４には、右側上部で右側面板１１ｅから中間部側に、底面板１１ａからの高さｈ３、幅Ｗ３の後迂回堰部１４ａが形成されている。したがって、初期凝集槽３２から前迂回通水口１３ａを介して前凝集処理槽３３に流入した処理水は、左底部から右上部に流動して迂回され、後迂回堰部１４ａから後凝集処理槽３４に送り出される。

後部仕切り壁１５には、左側下部で左側面板１１ｄから中間部側に、高さＨ４、幅Ｗ４の後迂回通水口１５ａが形成されている。またタンク本体１１から処理水を排出する複数の排水口３６は、後面板１１ｃの右側上部で高さＨ５の位置に形成され、凝集された沈降物を含まない状態で処理水を排出するように構成されている。したがって、前凝集処理槽３３から後迂回堰部１４ａを介して後凝集処理槽３４に流入した処理水は、右上部から左底部に流動して迂回し、後迂回通水口１５ａから沈降排水槽３５に送り出される。さらに沈降排水槽３５に流入した処理水は、左底部から右上部に迂回して凝集物を沈降させ、凝集物をほとんど含まない処理水が排水口３６から排出される。

３８Ａ〜３８Ｅは、凝集剤混合槽３１、初期凝集槽３２、前凝集処理槽３３、後凝集処理槽３４および沈降排水槽３５の底部にそれぞれ設けられ沈降凝集物を排出するための凝集物排出口で、凝集物排出口３８Ａ〜３８Ｅにはそれぞれ開閉バルブが設けられている。

上記構成において、上水道管の洗浄現場で、たとえば毎分１．５ｍ^３で排出される洗浄後の濁水の処理手順を説明する。
給水ノズル４１から濁水を凝集剤混合槽３１内に吐出して旋回流を形成するとともに、この旋回流中に、凝集剤供給装置４２から凝集剤を投入して混合攪拌し、凝集剤と濁水とを混合接触させ、濁水に含まれる水垢や鉄錆、劣化シールコート剤、マンガンなどを凝集させ、その一部が底部に滞留される。そして処理水が凝集剤混合槽３１をオーバーフローして前迂回堰部３１ｃから初期凝集槽３２に落下される。

初期凝集槽３２では、処理水が前迂回堰部３１ｃから初期凝集槽３２に落下されることにより、凝集剤と濁水の混合攪拌がさらに効果的に進み凝集反応が促進される。そして前部仕切り壁１３の前迂回通水口１３ａから前凝集処理槽３３に送り出される。

前凝集処理槽３３では、処理水が前迂回通水口１３ａから中間仕切り壁１４の後迂回堰部１４ａに、左下部から右上部に迂回して流動されることにより、滞留時間を増加させて前凝集処理槽３３内における凝集剤と濁水の接触時間が増大され凝集反応を促進させる。そして、後迂回堰部１４ａをオーバーフローした処理水が後凝集処理槽３４に送り出され、前凝集処理槽３３内で凝集された凝集物の一部が底部に滞留される。

後凝集処理槽３４では、処理水が後迂回堰部１４ａから後部仕切り壁１５の後迂回通水口１５ａに、右上部から左下部に迂回して流動されることにより、滞留時間を増加させて後凝集処理槽３４内における凝集剤と濁水の接触時間が増大され凝集反応を促進させる。そして、後迂回通水口１５ａを通過した処理水が沈降排水槽３５に送り出され、後凝集処理槽３４内で凝集された凝集物の一部が底部に滞留される。

沈降排水槽３５では、処理水が後前迂回通水口１５ａから後面板１１ｃの排水口３６に、左下部から右上部に流動させ、滞留時間を増加させて凝集物の沈降を促進させるとともに、処理水を穏やかに流動させて凝集物の同伴を防止しつつ、上澄みで凝集物をほとんど含まない処理水を排水口３６から排水ホース３７を介して下水溝などに排出する。

洗浄が終了すると、凝集物排出口３８Ａ〜３８Ｅの開閉バルブを順次あけて各槽３１〜３５から残存処理水と共に凝集物を排出する。さらに残存した凝集物を手で排出し、タンク本体１１内を洗浄する。

上記実施例１によれば、８時間の一時断水時間内で洗管作業をする場合において、毎分１．５ｍ^３で排出されて濁度の大きいマンガンを含む濁度６００程度の濁水を、濁度２０程度まで処理して排出することができ、濁度１００以下の下水排出基準を十分に下回ることができた。

また、搬送車両の荷台に搭載して搬送可能な小型のタンク本体１１を使用して、凝集剤混合槽３１で洗管作業時に排出される濁水に凝集剤を均一に投入して処理水を攪拌するとともに、凝集剤混合槽３１から初期凝集槽３２、前凝集処理槽３３、後凝集処理槽３４および沈降排水槽３５を通過する間に、処理水を上下方向および左右方向に迂回させて混合を促進させて反応時間を長くすることで、濁水と凝集剤との十分な接触と、効率のよい凝集反応を実現させ、凝集物の沈降分離を図ることができ、簡単な構造で、かつ低コストで濁水を処理することができる。

さらに、前部区画２１では、下段の底部に初期凝集槽３２を形成し、上段で幅方向の一方（右側）に寄せて凝集剤混合槽３１を設けることにより、限られたタンク本体１１内の空間を有効利用することができる。また凝集剤混合槽３１からオーバーフローした処理水を、縦仕切り板３１ｂの前迂回堰部３１ｃから初期凝集槽３２に落下させることにより、濁水と凝集剤との攪拌混合を効果的に促進させることができる。

なお、ここで毎分１．５ｍ^３で排出される濁水の処理するタンク本体１１の構造を説明したが、排出濁水量が大きい場合には、タンク本体１１の容量を拡大することにより、容易に対応することができる。

［実施例２］
本発明に係る濁水処理装置の実施例２を、図５および図６を参照して説明する。先の実施例１では、上下方向および幅方向に処理水を迂回させて凝集剤と濁水との凝集反応を促進させたが、実施例２では、処理水を上下方向にのみ迂回させるもので、実施例１と同一部材には同一符号を付して説明を省略する。

前部仕切り壁１３に形成された前迂回通水口１３ｂ、中間仕切り壁１４に形成された後迂回堰部１４ｂ、および後部仕切り壁１５に形成された後迂回通水口１５ｂをそれぞれタンク本体１１の全幅にわたって形成している。

これにより、凝集剤混合槽３１から前迂通水口１３ｂを介して落下された処理水を、初期凝集槽３２から前凝集処理槽３３、後凝集処理槽３４を介して上下方向に迂回させつつ沈降排水槽３５に流送することにより、凝集剤と濁水との混合と接触時間を増大させて凝集反応を促進させることができる。

実施例２によれば、凝集剤混合槽３１から初期凝集槽３２、前凝集処理槽３３、後凝集処理槽３４および沈降排水槽３５を通過する間に、処理水を上下方向に迂回させて流動させることで、濁水と凝集剤との十分な接触時間を確保して効果的に凝集反応をおこさせ、処理水から凝集物の沈降分離を図ることができ、簡単な構造で、かつ低コストで濁水を処理することができる。

１１ タンク本体
１１ｂ 前面板
１１ｃ 後面板
１１ｄ 左側面板
１１ｅ 右側面板
１２ 架台
１３ 前部仕切り壁
１３ａ 前迂回通水口
１３ｂ 前迂回通水口
１４ 中間仕切り壁
１４ａ 後迂回堰部
１４ｂ 後迂回堰部
１５ 後部仕切り壁
１５ａ 後迂回通水口
１５ｂ 後迂回通水口
２１ 前部区画
２２ 中間前区画
２３ 中間後区画
２４ 後部区画
３１ 凝集剤混合槽
３１ｂ 縦仕切り板
３１ｃ 前迂回堰部
３２ 初期凝集槽
３３ 前凝集処理槽
３４ 後凝集処理槽
３５ 沈降排水槽
３６ 排水口
３８Ａ〜３８Ｅ 凝集物排出口
４１ 給水ノズル
４２ 凝集剤供給装置

Claims (4)

1. 搬送車両の荷台に搭載可能なタンク本体と、複数の仕切り壁により前記タンク本体内に前後方向に形成された複数の区画とを具備し、
   前記タンク本体内に、前部区画で濁水に凝集剤を供給し攪拌混合する凝集剤混合槽と、中間区画の凝集処理槽と、後部区画で排水口を有する沈降排水槽とを有し、
   前記各仕切り壁に、濁水に凝集剤が混合された処理水が上方を超えて通過する迂回堰部と、処理水が下部を通過する迂回通水口とを交互に形成して、処理水を少なくとも上下方向に迂回するように構成させ、
   前部区画の底部全面にわたって初期凝集槽を形成するとともに、
   当該初期凝集槽の上部で前部区画の幅方向の一方に寄せて凝集剤混合槽を設置し、
   前記凝集剤混合槽の幅方向の他方に処理水を前記初期凝集槽内に落下させる迂回堰部を設けたこと
   を特徴とする可搬式濁水処理装置。
2. 隣接する仕切り壁にそれぞれ形成された迂回堰部と迂回通水口とを幅方向に位置ずれして形成することにより、処理水を幅方向に迂回させるように構成したことを特徴とする請求項１記載の可搬式濁水処理装置。
3. 搬送車両の荷台に搭載可能なタンク本体と、複数の仕切り壁により前記タンク本体内に前後方向に形成された複数の区画とを具備した可搬式濁水処理装置を使用して、濁水を処理するに際し、
   前記タンク本体内の前部区画の幅方向の一方に寄せて設置した凝集剤混合槽で濁水に凝集剤を供給して攪拌混合し、
   前部区画の底部に形成した初期凝集槽内に、前記仕切り壁に形成された迂回堰部を介して、凝集剤混合槽から処理水を落下させ、
   中間区画に形成された凝集処理槽から後部区画に形成された沈降排水槽に送るとともに凝集物を沈降分離して、前記沈降排水槽から排出し、
   前記各槽に送る処理水を、前記仕切り壁に形成された迂回堰部および迂回通水口を介して上下方向に迂回させることを特徴とする可搬式濁水処理装置における濁水処理方法。
4. 隣接する仕切り壁に幅方向に位置ずれして形成された迂回堰部と迂回通水口とにより、処理水を幅方向に迂回させる
   ことを特徴とする請求項３記載の可搬式濁水処理装置における濁水処理方法。

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