JP6316165B2 - 沈殿槽および沈殿処理方法 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、沈殿槽および沈殿処理方法に関する。

上水、下水、産業排水、プールなどの分野で、水中の懸濁物質除去のうち、微粒子やコロイド粒子はそのままでは沈殿分離や砂ろ過による処理での除去が難しい。従って、凝集剤を添加し、微粒子やコロイド粒子を電気的に中和し、凝集させてフロックとして沈殿しやすくして分離する方法が広く用いられている。

凝集剤には、一般的にポリ塩化アルミニウム（PAC）や硫酸アルミニウム（硫酸バンド）を代表とする無機系凝集剤と凝集助剤として用いられる高分子凝集剤（ポリマー）があり、対象水に適した凝集剤を選定して使用している。

凝集剤注入によりフロックを形成した後の沈殿プロセスでは、フロックが重力で沈殿し分離する方法であるため処理面積を大きくする必要があり、沈殿槽が大型化するという問題があった。また、処理時間も確保する必要があり、例えば浄水処理では数時間を要していた。

これに対し、傾斜板または傾斜管により沈殿槽を多階層化し、沈殿効果を高めることにより処理時間を短くする方法が開発され、現在では比較的多くの沈殿槽で採用されている。

また、処理時間をさらに短くするため、槽内に滞留させた既成フロック群に流入水中のフロックを接触させフロックを成長させて高速で沈殿分離を行う高速凝集沈殿という処理技術もある。このような高速凝集沈殿に用いる沈殿槽としては、既成フロック群をポンプで安定に循環させるスラリー循環型と、循環流でなく上昇水流のみで既成フロック群と接触させるスラッジブランケット型が一般的である。

さらに、現在では、沈殿槽の処理速度をさらに高めるため、沈殿槽の内部構造を工夫した様々な技術が開発されている。例えば、特許文献１では、流入水をミキシングチャンバからディストリビュータを介して吐出管から沈殿槽内に供給しており、ディストリビュータ及び吐出管を回転させることで沈殿槽内に流入水を均等に分配し、高速化を狙っている。

ところが、機械部分が多く、故障頻度の増加やメンテナンス頻度の上昇と作業の煩雑化、製造コストの増大といった問題がある。一般的に、高速凝集沈殿法に用いるスラリー循環型やスラッジブランケット型の沈殿槽においては撹拌機構を有し、槽内の流動状態を均等にするために槽内に流入水を分散流入させるディストリビュータを回転させるなどの方法が採用されている事例が多く、高速化を実現するために非常に複雑な構造となっている。

特開２００３−２０５２０６号

本発明が解決しようとする課題は、槽内構造の簡略化と沈殿効率向上を両立した沈殿槽および沈殿処理方法を提供することである。

実施形態の沈殿槽は、被処理水中に含まれるフロックを沈殿分離するための沈殿槽であって、円柱状又は多角柱状の槽体と、この槽体の内部に前記被処理水の流入口が配設され、前記流入口から前記槽体の軸方向下方に沿って前記被処理水を前記槽体内に供給する流入管と、前記流入口の下方に配設され、前記槽体内に供給される前記被処理水との衝突により前記被処理水を水平方向に分散させる被処理水分散機構と、前記被処理水分散機構の設けられた水平面よりも高い位置に、水平面に対して主面を傾斜した状態で設けられ、前記槽体の内壁面の周方向に整列して設けられた複数の傾斜板と、前記傾斜板の下端から前記被処理水分散機構の設けられた水平面よりも低い位置まで延設された板状のガイド部材と、を備えることを特徴とする。

実施形態の沈殿処理方法は、上記沈殿槽を用いた沈殿処理方法であって、前記流入管から、前記流入口を介して前記槽体内に、フロックを含有する被処理水を供給する被処理水供給工程と、前記槽体内に供給された被処理水を、前記被処理水分散機構と衝突させ前記被処理水を水平方向に分散させる被処理水分散工程と、前記水平方向に分散された被処理水が前記槽体の内壁面と衝突し、上昇流と下降流とに分かれた後、前記上昇流を前記傾斜板と接触させ、前記上昇流中に含まれるフロックを前記傾斜板と隣接する傾斜板上に沈降させるフロック沈降工程と、前記フロック沈降工程で沈降したフロックを、前記隣接する傾斜板の上面から前記ガイド部材の上面を通り、前記ガイド部材の下端から前記槽体の底部に沈殿させる沈殿工程と、を備えることを特徴とする。

第１の実施形態における沈殿槽の概略構成を示す断面図である。 図１に示す沈殿槽の流入口及び被処理水分配機構を示す拡大図である。 図１に示す沈殿槽（槽体）の内壁面に配設された傾斜板及びガイド部材を槽体内の軸中心部から見た場合の一部拡大図である。 図１に示す沈殿槽（槽体）の内壁面に配設された傾斜板及びガイド部材を平面視したときの一部拡大図である。 図３及び図４に示した傾斜板及びガイド部材の１つを抜き出して概略構成を示した斜視図である。 図５に示した傾斜板及びガイド部材におけるフロックの流れを模式的に示した図である。 図５に示した傾斜板及びガイド部材におけるフロックの流れを模式的に示した図である。 図５に示した傾斜板及びガイド部材におけるフロックの流れを模式的に示した図である。 図５に示した傾斜板及びガイド部材におけるフロックの流れを模式的に示した図である。 図５に示した傾斜板及びガイド部材におけるフロックの流れを模式的に示した図である。

図１は、本実施形態における沈殿槽の概略構成を示す断面図であり、図２は、図１に示す沈殿槽の流入口及び被処理水分配機構を示す拡大図である。図３は、図１に示す沈殿槽（槽体）の内壁面に配設された傾斜板及びガイド部材を槽体内の軸中心部から見た場合の一部拡大図であり、図４は、図１に示す沈殿槽（槽体）の内壁面に配設された傾斜板及びガイド部材を平面視したときの一部拡大図である。また、図５は、図３及び図４に示した傾斜板及びガイド部材の１つを抜き出して概略構成を示した斜視図である。さらに、図６Ａ〜図６Ｅは、図３〜５に示した傾斜板及びガイド部材におけるフロックの流れを模式的に示した図である。

図１に示すように、本実施形態の沈殿槽１０は、槽体１１と、槽体１１の内部に配設され、該槽体１１内に被処理水を供給する流入管１２と、流入管１２の下方に配設され、被処理水を水平方向に分散させる被処理水分配機構１３と、槽体１１の内壁面に整列して設けられた複数の傾斜板２５と、傾斜板２５の下端から延設されたガイド部材２６と、を有する。

なお、槽体１１の上端部には図中矢印で示すように、流入管１２を介して槽体１１、すなわち沈殿槽１０内に導入した被処理水Ｗに対して、以下に示す分離（沈殿）除去操作を実施した後の処理水を外部に排出するための集水器１４が配設されている。

槽体１１は円柱状または多角柱状の形状をした槽である。この槽体１１は、その壁面１１Ａと底面１１Ｂとで構成され、内部に被処理水を貯留すると共に、フロックを沈殿させることが可能となっている。この槽体１１は、内部に貯留する被処理水の流れを所定の方向に均一化できるよう、槽体１１の中心軸を鉛直方向と一致するように配置する。このとき、槽体１１を平面視したときの槽体の壁面の外形形状（図中上方あるいは下方から見た場合の形状）は円形状または多角形状である。多角形状としては、正方形あるいは長方形などの矩形状であってもよいし、五角形以上の多角形状であってもよい。

なお、後述するように槽体１１内では被処理水を均等に流れるようにすることがフロックを効率的に沈殿させることができる点で好ましいため、円形状であれば真円、多角形状であれば正多角形、の外形形状とすることがより好ましい。
また、槽体の底部１１Ｂは、沈殿物を沈殿させ、効率的に回収できるように、底部中央が凹んだ形状であることが好ましい。このように凹んだ形状としては、円錐状または多角錐状を上下逆さにした形状で底部中央が錐体の頂点であり最下部となるような形状がより好ましい。そして、この槽体の底部１１Ｂの最下部には、槽体１１の外部に沈殿物を排出できるよう排出口が設けられている。
また、槽体１１の大きさは処理すべき被処理水Ｗの量に応じて任意に調整することができる。この槽体１１の大きさとしては、例えば、容量が２０〜５３０ｍ^３、内径が３〜１５ｍ、高さが２〜４ｍ、のものが例示できる。

流入管１２は、槽体１１の内部に被処理水の流入口１２Ａが設けられるように配設され、この流入管１２から供給される被処理水は、流入口１２Ａから槽体１１の軸方向下方に沿って槽体１１内に供給される。すなわち、流入口１２Ａは槽体１１の平面視形状においては、その槽体１１の外形形状の中心部に位置し、槽体１１の底部に向かって被処理水を供給するように設けられる。

さらに、この流入口１２Ａは、槽体１１の高さ方向においては、その中央部分よりも低い位置に設けられることが好ましい。中央部分よりも低い位置に設けることで、後述する被処理水の分散、分散後の上昇流の形成を十分に行うことができる。
また、流入管１２の径は、被処理水Ｗの供給量にも係ってくるものであり、槽体１１の大きさ等により適宜選択すればよい。この径としては、例えば、槽体１１の内径に対して０．１〜０．４倍の内径を有する配管が好ましい。
また、流入管１２の中心部には、掻寄シャフト１５が配設されている。掻寄シャフト１５は、図示しない駆動機構により、図１中槽体１１の上方中央部の矢印で示すように回転する構成となっている。この掻寄シャフト１５は、その下部に位置する支持部材１６に連結されており、支持部材１６には下方（槽体の底部１１Ｂ）に向けて複数の掻寄板１７が垂設されている。

掻寄シャフト１５、支持板１６及び掻寄板１７は掻寄機構を構成し、以下に説明するように、被処理水Ｗの処理後の沈殿物を槽体の底部１１Ｂ中央に位置する排出口に掻寄せ、当該排出口より槽体１１の外部に沈殿物を排出できるように構成されている。

被処理水分配機構１３は、供給管１２から供給される被処理水Ｗを水平方向に分散させるものであり、均等に分散させる構成とすることが好ましい。図２には、この被処理水分配機構１３の一例を示した。図２に示すように、被処理水分配機構１３は、その外径が互いに同じ大きさの円形状の第１のプレート１３１、同じく円形状の第２のプレート１３２、同じく円形状の第３のプレート１３３から構成されており、第１のプレート１３１には第１の開口部１３１Ａが形成され、第２のプレート１３２には第２の開口部１３２Ａが形成され、それぞれ円環形状となっている。これら開口部１３１Ａ、１３２Ａは流入管１２の軸、すなわち掻寄シャフト１５を中心として同心円状に形成されている。

なお、第１のプレート１３１、第２のプレート１３２および第３のプレート１３３の外径は、流入管１２の直径以上とするもので、流入管１２の直径の１〜３倍が好ましい。また、第１のプレート１３１に設けられる第１の開口部１３１Ａの直径は、例えば流入管１２の直径の０．７〜０．８倍とすることができ、第２のプレート１３２に設けられる第２の開口部１３２Ａの直径は、流入管１２の直径の０．５〜０．６倍とすることができる。したがって、第２の開口部１３２Ａの直径は、第１の開口部１３１Ａの直径よりも小さくなっている。このように、上方に位置するプレートから下方に位置するプレートに、順番に開口部の直径が小さくなるようにすることで、供給される被処理水の流束が外周側から順番に各プレートに衝突することとなる。プレートと衝突した被処理水は、外周側の水平方向に均等に分散される。また、この分散は、各プレートで段階的に行われるため、一度に衝突させて被処理水の流れを変更するのに比べ負荷が少なく、効率的に分散させることができる。

また、本実施形態において、第３のプレート１３３には開口部を形成していないが、第２の開口部１３２Ａよりも小さい開口を形成することもできる。このとき第３のプレートに開口部を形成することで、プレートに衝突した被処理水は、外周側の水平方向に均等に分散され、各プレートで段階的に行われることで水平方向への分散を緩やかにする効果があるが、それでも処理水量が多い時など分散する際の流量が多くなってしまう際に下方向へ負荷を逃がすことができる。

これらの第１のプレート１３１、第２のプレート１３２および第３のプレート１３３は、図示していない保持部材によりそれぞれが所定の位置関係になるように保持、固定される。さらに、この被処理水分配機構１３は、流入口１２Ａとの位置関係も重要であり、それぞれ鉛直方向に中心（軸）が一致するように配置、固定される。したがって、この被処理水分配機構１３は、流入管１２に固定されることが好ましい。
上記した被処理水分配機構１３は、３枚のプレートで構成されているが、プレートをそれ以上の枚数設けて、段階的に細かく被処理水を分散させるようにしてもよい。このとき、プレートの枚数は３〜５枚程度が好ましい。

なお、後述する沈殿処理方法において詳細に説明するが、この被処理水分配機構１３により被処理水は水平方向に分散され、分散された被処理水は槽体の内壁面１１Ａと衝突して、上昇流と下降流に分かれる。ここで、槽体１１内において、上昇流が生じる領域を沈殿分離部Ｓ１、下降流が生じる領域を汚泥滞留部Ｓ２とする。この沈殿分離部Ｓ１と汚泥滞留部Ｓ２は、被処理水分配機構１３が設けられている位置の水平面により分かれ、該水平面よりも上方の領域が沈殿分離部Ｓ１、該水平面よりも下方の領域が汚泥滞留部Ｓ２ということもできる。

さらに、図１、図３〜図５に示すように、沈殿槽１０には被処理水中のフロックの沈殿効率を高めるための傾斜板２５が設けられている。この傾斜板２５は、被処理水分配機構１３の設けられた水平面よりも高い位置であって、該水平面に対して主面を傾斜した状態で設けられる。また、傾斜板２５は、槽体１１の内壁面の周方向に複数の傾斜板２５が整列して設けられる。この傾斜板２５は、水平面と角度θをなすようにして当該壁面１１Ａと接触させて固定される。なお、角度θは、例えば４０〜７０度の範囲に設定することができる。

この傾斜板２５の幅は、フロックの沈降を促進できる大きさであればよく、特に限定されるものではない。ただし、槽体内における被処理水Ｗの循環を考慮すれば、槽体１１の内径の３０％以下とすることが好ましい。
さらに、この傾斜板２５は、槽体１１を平面視したときに、隣接する傾斜板２５と一部重なるように配置されることが好ましい。このように重なるようにすることで、後述する被処理水の上昇流からフロックの沈降を生じさせた際に、隣接する傾斜板２５の上面にフロックを載せ、次に説明するガイド部材２６へと導くことができる。

本実施形態では、さらに傾斜板２５の下端に、槽体１１の内壁面に沿うとともに、当該内壁面と接触させて固定される板状のガイド部材２６が付設されている。ガイド部材２６は傾斜板２５の下端から被処理水分散機構１３の設けられた水平面よりも低い位置まで延設された板状の部材である。このガイド部材２６は、傾斜板２５の上面で受けた沈降フロックを、被処理水の流れ（特に、上昇流）に影響を受けないようにしてさらに槽体１１の下方にあるフロックを凝集させた沈殿物が滞留する汚泥滞留部Ｓ２まで導く機能を有する。この機能を効果的に発揮するため、ガイド部材２６は、傾斜板２５との接続部分から汚泥滞留部Ｓ２に向かって、その幅が狭小化するように形成することが好ましい。

例えば、ガイド部材２６は、幅が狭小化する狭小化部２６１と、狭小化した後、一定の幅を有する定幅部２６２とを含む構成が例示できる。このようにガイド部材２６が狭小化部２６１及び定幅部２６２を有することにより、以下に説明する被処理水Ｗの処理方法において、槽体１１の壁面１１Ａに沿った上昇流が傾斜板２５に衝突し、傾斜板２５の効果により上昇流中に含まれるフロックを沈降させ、該沈降したフロックを上昇流により巻き上げられないようにガイド部材２６により汚泥分離部Ｓ２まで導くことができる。このような傾斜板２５およびガイド部材２６を有することで、フロックをより効果的に分離除去することができ、処理水の水質を良好な状態に保持することができる。なお、ガイド部材２６として狭小化部２６１及び定幅部２６２においては、沈降したフロックが再度被処理水Ｗ中に混入しないように、端辺に垂直に立設したガード部２６３を設けることが好ましい。

さらに、ガイド部材２６は、傾斜板２５の下端に延設されるが、傾斜板２５の傾斜する角度θと同じでも、大きくしても、小さくしても、いずれでもよい。傾斜板２５の角度θよりも大きくすると、傾斜板２５上を移動してきたフロックの移動速度を速めて汚泥滞留部Ｓ２へ導くことができ、フロック除去までの処理時間を短縮できる。一方、傾斜板２５の角度θよりも小さくすると、傾斜板２５上を移動してきたフロックの移動速度は遅くなるが、フロック塊の形成を十分に行うことができ、除去効率をより好ましいものとできる。

なお、ガイド部材２６の狭小化部２６１の狭小化の度合いは、傾斜板２５の下端に対して、３０度以上の角度を設けて狭小化させながら定幅部２６２に接続することが好ましく、３０〜６０度程度がより好ましい。この角度が３０度未満であると、狭小化が急すぎてフロックの移動を円滑に行うことができなくなるおそれがある。また、ガイド部材２６の定幅部２６２の幅は、２０ｃｍ以下または槽体１１の内径の５％以下とすることが好ましく、このうち小さい方の値の数値以下とすることがより好ましい。なお、この定幅部２６２の幅の下限値は、フロックの移動を妨げない大きさであればよい。

傾斜板２５の幅、高さ及び設置位置、ガイド部材２６の幅、高さ及び傾斜度合、さらには狭小化部２６１の幅の狭小化度合や定幅部２６２の幅等については、槽体１１内に流入する被処理水Ｗの量や流速、当該被処理水Ｗに含まれるフロックの大きさや種類、さらには槽体の壁面１１Ａに沿った上昇流の流速等によって適宜に決定することができる。但し、ガイド部材２６の先端部（下端部）、すなわち定幅部２６２の先端部が槽体１１の汚泥滞留部Ｓ２内に位置する、あるいは近傍に位置して、傾斜板２５の上面に沈降したフロックの塊状物を、ガイド部材２６を介して槽体１１の汚泥滞留部Ｓ２にまでガイドできるようにする。

また、本実施形態では、上記ガイド部材２６を槽体１１の壁面１１Ａに接触させるようにして配設しているが、壁面１１Ａより離隔させて配設することもできる。この場合においても、ガイド部材２６が狭小化部２６１及び定幅部２６２を有するように構成することによって、上述した作用効果を奏することができる。また、このように狭小化することで、上昇流の流れをできるだけ妨げずにフロックを沈降させることができる。

沈殿槽１０を構成する上記した槽体１１、流入管１２、被処理水分配機構１３、傾斜板２５、ガイド部材２６等は任意の材料から構成することができるが、腐食性の被処理水を取り扱う場合は、ステンレスやプラスチックなどの材料から構成することができ、特に強度が要求されるような場合はステンレスから構成する。

また、本実施形態における“フロック”とは、浮遊物質を含む被処理水Ｗ中に、例えば凝集剤などを添加するときに生じる、綿くず状の塊状物を意味するものである。

次に、図１〜図４に示す沈殿槽１０を用いた被処理水Ｗの沈殿処理方法について説明する。最初に、沈降性のあるフロックを含む被処理水Ｗを流入管１２に流入させると、被処理水Ｗは、流入管１２の内部を一定流速で流通していき、流入口１２Ａから槽体１１内に供給され、槽体１１内を満たすこととなる。そして、さらに供給される被処理水Ｗは、槽体１１の軸方向下方に向かって供給されるため、流入口１２Ａの下方に位置する被処理水分配機構１３に到達する。

このとき、流入口１２Ａから供給された被処理水Ｗの一部が、被処理水分配機構１３の最上段に位置する第１のプレート１３１の外周面１３１Ｂに最初に衝突し、槽体の内壁面１１Ａに向けて水平に流出するようになる。次いで、流入口１２Ａから供給された被処理水Ｗの一部が被処理水分配機構１３の中段に位置する第２のプレート１３２の外周面１３２Ｂに衝突し、槽体の内壁面１１Ａに向けて水平に流出するようになる。次いで、流入口１２Ａから供給された被処理水Ｗの一部が、被処理水分配機構１３の最下段に位置する第３のプレート１３３の主面１３３Ｂに衝突し、槽体の内壁面１１Ａに向けて水平に流出するようになる。

その後、第１のプレート１３１から槽体の内壁面１１Ａに到達した被処理水Ｗの一部は、槽体の内壁面１１Ａに沿って上昇し、同じく第２のプレート１３２から槽体の内壁面１１Ａに到達した被処理水Ｗの一部も槽体の内壁面１１Ａに沿って上昇する。さらに、第３のプレート１３３から槽体の内壁面１１Ａに到達した被処理水Ｗの一部も槽体の内壁面１１Ａに沿って上昇する。

一方、図中では特に図示しないものの、第１のプレート１３１から槽体の内壁面１１Ａに到達した比較的多量のフロックを含む被処理水Ｗの一部は、槽体の内壁面１１Ａに沿って下降し、同じく第２のプレート１３２から槽体の内壁面１１Ａに到達した比較的多量のフロックを含む被処理水Ｗの一部も槽体の内壁面１１Ａに沿って下降する。さらに、第３のプレート１３３から槽体の内壁面１１Ａに到達した比較的多量のフロックを含む被処理水Ｗの一部も槽体の内壁面１１Ａに沿って下降する。その結果、これらのフロックは、槽体１１の汚泥滞留部Ｓ２において汚泥として滞留するようになる。

本実施形態の沈殿槽１０では、従来と異なり、流入管１２を下降してきた被処理水Ｗが、流入管１２の下方に配設されたプレートに一度に衝突して水平方向に流出されずに、被処理水分配機構１３を構成する複数のプレート１３１，１３２及び１３３によって垂直方向に異なる高さで段階的に水平方向に流出されるようになる。

したがって、被処理水分配機構１３の各プレートの表面で局所的な高速流を形成してしまうことがなく、被処理水Ｗが槽体の内壁面１１Ａに沿って上昇する際の上昇流速が高速化することを抑制できる。結果として、被処理水の槽体１１、すなわち沈殿槽１０内での流速分布を均一なものに近づけることができ、実質的滞留時間が短い流れの割合を低減することができるので、フロックを効果的に分離除去することができ、処理水の水質を悪化させてしまうという問題を回避することができる。

また、従来のように被処理水分配機構１３の近傍で高速流を発生させることがないので、槽体１１、すなわち沈殿槽１０の汚泥滞留部Ｓ２に滞留した汚泥の巻き上げをも抑制することができる。したがって、処理水中に汚泥が混入するのを抑制することができ、処理水の清浄化を促進することができる。

さらに、流入管１２の下部と被処理水分配機構１３とが一定以上離隔している場合においても、被処理水分配機構１３におけるプレートの数及び間隔、並びに開口部の大きさを適宜調節することによって、被処理水分配機構１３から水平方向に分配する被処理水Ｗ及び槽体の内壁面１１Ａに沿って上昇する被処理水Ｗの流速を細かく調節することができる。例えば、被処理水分配機構１３におけるプレートの数及び間隔を増大させ、開口部の大きさを上方のプレートから下方のプレートに向かうにつれて順次狭小化するように、かつ、各プレートで水平方向に分配される被処理水量を調節すれば、槽体１１、すなわち沈殿槽１０の大きさ及び処理水量に応じて細かく上記流速を調節（低下させる）することができる。なお、各プレートで分配される被処理水量は同程度とすることが好ましい。

また、本実施形態では、槽体の壁面１１Ａの周方向に沿うようにして複数の傾斜板２５が整列して形成されており、この各傾斜板２５の下端部にガイド部材２６が付設されている。

したがって、第１のプレート１３１から槽体の壁面１１Ａに沿った上昇流、同じく第２のプレート１３２から槽体１１の壁面１１Ａに沿った上昇流、及び第３のプレート１３３から槽体１１の壁面１１Ａに沿った上昇流は、それぞれ傾斜板２５に衝突するようになる。

次に、図６Ａ〜図６Ｅを参照しながら、傾斜板２５及びガイド部材２６におけるフロックの挙動について説明する。なお、図６Ａ〜図６Ｅは、図５に示した傾斜板２５とガイド部材２６の斜視図において、フロックの動きを説明しやすくするためガード部２６３を省略し、隣接する傾斜板２５及びガイド部材２６を破線で示したものである。この図６Ａ〜図６Ｅにおいて、黒色で塗り潰した矢印がフロックの動きを示している。また、白抜きの矢印は被処理水Ｗの動きを示しており、これは図１〜図２においても同様である。

また、実線で示した傾斜板２５及びガイド部材２６が、その上面においてフロックを移動させて、汚泥滞留部Ｓ２まで導くものである。また、それに隣接する破線で示した傾斜板２５及びガイド部材２６は、その傾斜板２５の下面が被処理水Ｗの上昇流と衝突することで、フロックの沈降を促進する機能を有する。なお、これら機能は、全ての傾斜板２５とガイド部材２６が同時に有している。すなわち、実線で示した傾斜板２５及びガイド部材２６も、その下面においては、被処理水Ｗの上昇流と衝突してフロックの沈降を促進する機能を併せて有する。

まず、被処理水分配機構１３により水平方向に分散された被処理水Ｗは、槽体の内壁１１Ａと衝突し、フロックを含有したまま上昇流と下降流とに分かれる。下降流に含まれるフロックは、汚泥滞留部Ｓ２において沈降し、従来と同様に槽体の底部１１Ｂに滞留して、必要に応じて掻寄機構により排出部から排出される。

一方、上昇流に含まれるフロックは、被処理水Ｗの流れによって巻き上げられ、そのまま槽体の内壁面１１Ａに沿って上方に移動する（図６Ａ）。そのまま上方に移動すると、槽体の内壁面１１Ａに設けられた傾斜板２５（破線）に衝突し、被処理水Ｗは傾斜板２５（破線）の下面に沿って流れる方向が変わる。これに対して、被処理水Ｗ中に含まれるフロックは、被処理水Ｗが傾斜板２５（破線）に衝突すると、沈降を開始する（図６Ｂ）。

このフロックの沈降の際、フロックは上昇流の流れの影響で傾斜板２５（実線）の上面に沈降することとなるが、効率的にフロックを分離するには、実線と破線で示した傾斜板２５を平面視したときに、重なるように配置することが好ましく、重なりをできるだけ大きくすることが好ましい。ただし、重なりを大きくしようとして、水平面に対する傾斜角度θを小さくしすぎると、上昇流の流れ方向が急激に変わることとなり乱流が発生したり、隣接する傾斜板２５同士の隙間を狭くしすぎるとフロックが上昇流に巻き上げられやすくなったりするため、十分にフロックが沈降できるように適宜条件を設定することが求められる。

そして、傾斜板２５（実線）の上面に沈降したフロックは、傾斜板２５の上面を転がり落ち、下方へ移動する（図６Ｃ）。下方へ移動したフロックは、傾斜板２５からガイド部材２６の上面に移動し、ガイド部材２６の狭小化部２６１により定幅部２６２に向けて移動し、集められる（図６Ｄ）。このとき、フロックは粗大化してより大きな塊状となる。塊状となったフロックは、定幅部２６２を転がり落ちて移動し、汚泥滞留部Ｓ２まで導かれる（図６Ｅ）。フロックを塊状とすることで、ガイド部２６によって汚泥滞留部Ｓ２までの移動を円滑にできる効果もある。

したがって、本実施形態によれば、被処理水分配機構１３の各プレートの表面で局所的な高速流を形成することがなく、被処理水Ｗが槽体の内壁面１１Ａに沿って上昇する際の上昇流速の高速化の抑制による実質的滞留時間が短い流れの割合の低減に加えて、被処理水Ｗが傾斜板２５に衝突するようになるので、被処理水Ｗ中のフロックをより効果的に分離除去することができ、処理水の水質を良好な状態に保持することができる。

なお、上述のように、傾斜板２５の一端部にはガイド部材２６が付設されており、その先端部、すなわち平坦部２６２の先端部が槽体１１の汚泥滞留部Ｓ２内に位置する、あるいは近傍に位置するようにしているので、傾斜板２５に衝突して滞留したフロックの塊状物はガイド部材２６を介して槽体１１の汚泥滞留部Ｓ２にまでガイドされる。

被処理水分配機構１３で流入管から流入した被処理水を沈殿槽内周囲に均等に分散した後、槽体１１の汚泥滞留部Ｓ２に滞留された汚泥、及び傾斜板２５に滞留し、ガイド部材２６によってガイドされて汚泥滞留部Ｓ２に導入されたフロックの塊状物は、それぞれ汚泥の混合物として、槽体１１の底部１１Ｂに配設された掻寄機構の掻寄シャフト１５を図中矢印で示す方向に回転させることにより、掻寄板１７によって底部中央（最下部）に掻き寄せられる。そして、槽体の底部１１Ｂの中央に設けられた排出口より外部に排出される。

一方、以上のような操作を経ることにより、沈殿槽１０内に供給されたフロックを含む被処理水Ｗから当該フロックが分離除去された処理水は槽体１１の上部に配設された集水器１４を介して外部に流出される。このように清浄化された処理水は、さらに浄化処理等を施されユースポイントに供給される。

以上説明したように、本実施形態では、槽体１１内に被処理水分配機構１３、並びに傾斜板２５及びガイド部材２６を配設するという簡易な槽内構造とした場合においても、被処理水Ｗ中のフロックの分離（沈殿）効率を効果的に高めることができ、槽内構造の簡略化と沈殿効率向上を両立した沈殿槽を提供することができる。

以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は例として掲示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１０ 沈殿槽
１１ 槽体
１１Ａ 槽体の内壁面
１１Ｂ 槽体の底部
１２ 流入管
１２Ａ 流入口
１３ 被処理水分配機構
１３１ 第１のプレート
１３２ 第２のプレート
１３３ 第３のプレート
１４ 集水器
１５ 掻寄シャフト
１６ 支持板
１７ 掻寄板
２５ 傾斜板
２６ ガイド部材
２６１ 狭小化部
２６２ 定幅部

Claims (7)

1. 被処理水中に含まれるフロックを沈殿分離するための沈殿槽であって、
   円柱状又は多角柱状の槽体と、
   この槽体の内部に前記被処理水の流入口が配設され、前記流入口から前記槽体の軸方向下方に沿って前記被処理水を前記槽体内に供給する流入管と、
   前記流入口の下方に配設され、前記槽体内に供給される前記被処理水との衝突により前記被処理水を水平方向に分散させる被処理水分散機構と、
   前記被処理水分散機構の設けられた水平面よりも高い位置に、水平面に対して主面を傾斜した状態で設けられ、前記槽体の内壁面の周方向に整列して設けられた複数の傾斜板と、
   前記傾斜板の下端から前記被処理水分散機構の設けられた水平面よりも低い位置まで延設された板状のガイド部材と、
   を備えることを特徴とする、沈殿槽。
2. 前記傾斜板は、平面視したとき、隣接する傾斜板と一部重なるように設けられていることを特徴とする、請求項１に記載の沈殿槽。
3. 前記ガイド部材は、前記槽体の内壁面に沿って配設されていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の沈殿槽。
4. 前記ガイド部材は、前記傾斜板の下端から前記被処理水分散機構の設けられた水平面よりも低い位置に向けて、平面視したときの幅が徐々に狭くなるように形成されていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の沈殿槽。
5. 前記ガイド部材は、その上面が周囲の前記被処理水の流れに影響を受けないようにガード機構を備えることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の沈殿槽。
6. 前記傾斜板が、水平面に対して４０〜７０度の角度を有して設けられていることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の沈殿槽。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の沈殿槽を用いた沈殿処理方法であって、
   前記流入管から、前記流入口を介して前記槽体内に、フロックを含有する被処理水を供給する被処理水供給工程と、
   前記槽体内に供給された被処理水を、前記被処理水分散機構と衝突させ前記被処理水を水平方向に分散させる被処理水分散工程と、
   前記水平方向に分散された被処理水が前記槽体の内壁面と衝突し、上昇流と下降流とに分かれた後、前記上昇流を前記傾斜板と接触させ、前記上昇流中に含まれるフロックを前記傾斜板と隣接する傾斜板上に沈降させるフロック沈降工程と、
   前記フロック沈降工程で沈降したフロックを、前記隣接する傾斜板の上面から前記ガイド部材の上面を通り、前記ガイド部材の下端から前記槽体の底部に沈殿させる沈殿工程と、
   を備えることを特徴とする、沈殿処理方法。

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