JP6459716B2 - 凝集沈殿処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、凝集沈殿処理装置に関する。

従来より、廃水処理の有力な手段の一つとして、特許文献１のように、廃水に対して凝集剤を添加することで有機物等を凝集沈殿させて分離する凝集沈殿槽として、例えば、特許文献１のようなスラッジブランケット型凝集沈殿槽が知られている。スラッジブランケット型凝集沈殿槽は、凝集剤が添加された流入水が上昇するに伴ってフロックが成長するフロック成長ゾーンを有するスラッジブランケット部と、スラッジブランケット部に対し区画してスラッジブランケット部の下方に設けられ、スラッジブランケット部から流入した汚泥を沈降する汚泥沈降部と、汚泥沈降部の下部に設けられて汚泥を濃縮して排出する汚泥排出部と、を有している。スラッジブランケット部と汚泥排出部とは、スラッジブランケット部の底板として機能する中間底板や側板により区切られている。

特開２０１０−２７４１９９号公報

上記のスラッジブランケット型の凝縮沈殿処理装置では、例えば、運転開始時や停止時に、スラッジブランケット部には液体が入っていて汚泥排出部には液体が入っていない場合や、その逆の場合が起こり得る。このように、スラッジブランケット部及び排出部の一方側のみに液体が入っているような場合、両者に圧力差が生じ、両者を区切る中間底板や側板が負荷を受ける可能性がある。

本発明は上記を鑑みてなされたものであり、装置内のスラッジブランケット部と排出部との圧力差によって両者を区切る部材に生じる負荷を低減することができる凝縮沈殿処理装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る凝集沈殿処理装置は、原水に含まれる固形物を捕捉し、凝集する凝集沈殿処理装置において、前記原水が流入し、固形物を捕捉するスラッジブランケットを備えたスラッジブランケット部と、前記スラッジブランケット部に隣接し、前記スラッジブランケットで発生した余剰スラッジを排出する排出部と、前記スラッジブランケット部と前記排出部との間で圧力差が生じた際に、前記スラッジブランケット部と前記排出部との間を連通させる連通機構と、を備えることを特徴とする。

上記の凝集沈殿処理装置によれば、排出部とスラッジブランケット部との間に圧力差が生じた場合に、両者を連通可能な連通機構を備えることで、圧力差を小さくするように液体を移動させることが可能となる。これにより、装置内のスラッジブランケット部と排出部とを区切る部材に生じる圧力差による負荷を低減することが可能となる。

ここで、前記スラッジブランケット部に対して前記排出部は上方又は下方に配置され、前記連通機構は、前記スラッジブランケット部と前記排出部とを上下方向で区切る中間底板に取り付けられる態様とすることができる。

中間底板は、スラッジブランケット部と排出部との間を上下方向で区切る位置にあるため、両者の微小な圧力差も検知が可能である。したがって、上記のように、中間底板に連通機構を設けることで、圧力差により生じる負荷をより効果的に低減することができる。

また、前記スラッジブランケット部に対して前記排出部は上方又は下方に配置され、前記連通機構は、前記スラッジブランケット部と前記排出部とを水平方向で区切る側壁に取り付けられる態様とすることができる。

上記のように、側壁に連通機構を取り付ける場合、取り付け位置の自由度が増すため、凝集沈殿処理装置の形状に依らず連通機構の取り付けが容易となる。

また、前記連通機構は、前記スラッジブランケット部と前記排出部との間の連通を開始させる圧力差を調整可能である態様とすることができる。

この場合、スラッジブランケット部と排出部とを区切る部材の強度や、原水の種類等に応じて、スラッジブランケット部と排出部との間の連通を開始させる圧力差を調整することができ、スラッジブランケット部と排出部とを区切る部材に対する負荷の低減を効果的に行うことができる。また、連通を開始させる圧力差を調整する構成を備えることで、例えば、連通機構が不用意に動作することを防ぐことも可能となる。

前記連通機構は取り外し可能である態様とすることができる。

この場合、連通機構内の各部材の調整や洗浄等を容易に行うことができる。

本発明によれば、装置内のスラッジブランケット部と排出部との圧力差によって両者を区切る部材に生じる負荷を低減することができる凝縮沈殿処理装置が提供される。

本発明の一実施形態に係る凝集沈殿処理装置を示す断面図である。 図２（Ａ）、図２（Ｂ）は、連通機構の概略構成を示す断面図であり、図２（Ｃ）は、その変形例である。 本発明の一実施形態に係る凝集沈殿処理装置における連通機構の取り付け位置の変更例を示す断面図である。 図４（Ａ）、図４（Ｂ）は、変形例に係る連通機構の概略構成を示す断面図である。 図５（Ａ）〜図５（Ｃ）は、変形例に係る連通機構の概略構成を示す断面図である。

以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための形態を詳細に説明する。なお、図面の説明においては同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。

図１は、本発明の一実施形態に係る凝集沈殿処理装置の凝集沈殿槽を示す断面図である。また、図２は、凝集沈殿処理装置における連通機構を説明する概略構成図である。本実施形態に係る凝集沈殿処理装置は、所謂「スラッジブランケット型」と称される凝集沈殿槽を有している。スラッジブランケット型凝集沈殿槽は、槽内に上昇水流による凝集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ものである。このとき、小さなフロックは、流動層における大きなフロックに捕捉されて大きくなり、沈降速度が速まる。これにより、スラッジブランケット型凝集沈殿槽への流入水は、処理水と汚泥に分離され、それぞれ槽外に排出される。以下、フロックは、凝集フロック、汚泥、固形物と称されることがある。

図１に示す凝集沈殿処理装置１００は、凝集フロックを含む流入水を導入し、スラッジブランケット部Ｓに形成されたスラッジブランケットにおいて、凝集フロックを成長させた後、固形物としての凝集フロックと処理水とを分離する機能を有する。凝集沈殿処理装置１００に導入される流入水は、有機性排水等の原水に対して、例えばＰＡＣ（ポリ塩化アルミニウム）等の無機凝集剤と、例えばアニオン系ポリマー等の高分子凝集剤と、が供給されたものとすることができる。原水に対して凝集剤を混合させることで、凝集フロックが生成される。

本実施形態の凝集沈殿処理装置１００は、図１に示すように、有底円筒状の下筒水槽１と、この下筒水槽１の上方に設けられた有底円筒状の上筒水槽２と、を備える。この凝集沈殿処理装置１００にあっては、上筒水槽２の底部が下筒水槽１の底部から上方に所定長離隔しており、２重水槽構造を呈している。なお、本実施形態では、下筒水槽１及び上筒水槽２を円筒状としているが、角筒状であっても良い。

下筒水槽１と上筒水槽２とは軸線Ｌに沿って同軸に配置されている。そして、下筒水槽１と上筒水槽２とは、下筒水槽１及び上筒水槽２の外周の一部に設けられて、軸線Ｌに沿って上下方向に延びる流路３によって接続されている。流路３は、上筒水槽２の側壁２１の外方において、下筒水槽１の側壁１１に形成された開口１２と、上筒水槽２の側壁２１に設けられた開口２２と、を囲うように上下方向に延びる流路壁３１によって形成される。なお、下筒水槽１及び上筒水槽２の外周のうち流路３が形成されていない領域では、下筒水槽１の側壁１１及び上筒水槽２の側壁２１が凝集沈殿処理装置１００の外壁を形成する。

なお、図１に示す凝集沈殿処理装置１００では、流路３の上方が開放されている構成について示しているが、閉じた構成であってもよい。また、流路３は、上筒水槽２の側壁２１に設けられた開口２２と下筒水槽１の開口１２とを接続している例を示しているが、上筒水槽２の径が下筒水槽１よりも小さい等の場合には、流路３の形状を適宜変更することができる。

また、下筒水槽１と上筒水槽２との間には、上筒水槽２の底部を形成する中間底板２３が設けられる。この中間底板２３は、下筒水槽１の天面となる。

凝集沈殿処理装置１００の軸線Ｌ上には、センターシャフト４０が配置されている。センターシャフト４０の外側には、センターシャフト４０を囲むようにフィードパイプ４１が設けられている。フィードパイプ４１は、流入水配給管４２に連結されている。流入水配給管４２は、凝集沈殿処理装置１００の外壁を形成する上筒水槽２の側壁２１を貫通して外側に突き出し、上流側と接続されている。流入水配給管４２の内部とフィードパイプ４１の内部とは連通している。

フィードパイプ４１は、上下方向で上部４１ａと下部４１ｂとに分けられており、上部４１ａと下部４１ｂとの間は、ラビリンス構造等のロータリジョイント４３により接続されている。フィードパイプ４１は、その上部４１ａの側面で流入水配給管４２と接続されており、フィードパイプ４１の下部４１ｂには、分散管４４が設けられている。分散管４４には、複数の流入水吐出口４４ａが形成されている。分散管４４は、流入水吐出口４４ａを上筒水槽２の底部を形成する中間底板２３側に向けた状態でセンターシャフト４０とともに回転する。このとき、フィードパイプ４１の下部４１ｂは、分散管４４と一緒に回転する。

センターシャフト４０は、ロータリジョイント等により中間底板２３と接続され、さらに下方へ延びる。センターシャフト４０の下端には、濃縮汚泥掻寄機４５が設けられている。センターシャフト４０の回転に伴って濃縮汚泥掻寄機４５も回転する。濃縮汚泥掻寄機４５は、凝集沈殿処理装置１００の外壁を形成する下筒水槽１の底面１３上に設けられ、底面１３に堆積した濃縮汚泥を中央に掻き寄せる。掻き寄せられた濃縮汚泥は、排出口１４から外方に排出する。

凝集沈殿処理装置１００では、上筒水槽２内の開口２２よりも下側の領域はスラッジブランケット部Ｓとして機能する。また、上筒水槽２の開口２２と下筒水槽１の開口１２とを接続する流路３内は、汚泥（スラッジブランケットで発生した余剰スラッジ）を沈降する沈降ゾーンＺ１として機能する。また、下筒水槽１内の濃縮汚泥掻寄機４５が設けられている領域は、余剰スラッジを濃縮する濃縮ゾーンＺ２として機能する。上記の沈降ゾーンＺ１及び濃縮ゾーンＺ２は、余剰スラッジを外部に排出するための排出部として機能する。スラッジブランケット部Ｓと排出部（沈降ゾーンＺ１及び濃縮ゾーンＺ２）とは、側壁２１（のうち、流路３を形成する領域）と中間底板２３とを介して隣接している。

また、流路３の沈降ゾーンＺ１と下筒水槽１の濃縮ゾーンとを含む排出部と、上筒水槽２のスラッジブランケット部Ｓと、の間には、連通機構５０が設けられている。図１では、凝集沈殿処理装置１００の外壁のうち、下筒水槽１の側壁１１と上筒水槽２の側壁２１とが連続する領域（図１における図示右側）に、連通機構５０が設けられていて、上筒水槽２の底部を形成する中間底板２３よりも外側端部で下筒水槽１の上部と上筒水槽２の下部とを連続させた形状とされている。

連通機構５０は、下筒水槽１側の排出部と上筒水槽２側のスラッジブランケット部Ｓとの間で圧力差が生じた場合に、両者を連通する機能を有する。図１では、連通機構５０の取り付け位置を概略示しているが、凝集沈殿処理装置１００には、２種類の連通機構５０Ａ、５０Ｂの双方が取り付けられる。２種類の連通機構５０Ａ、５０Ｂの一方のみを取り付ける場合、排出部（Ｚ１＋Ｚ２）とスラッジブランケット部Ｓとの間の圧力差（水圧差）が一方側（取り付けられた連通機構が作動可能な側）に偏ったときに限り、圧力差を小さくすることができる。

図２は、連通機構５０Ａ，５０Ｂの概略構成を説明する図である。図２（Ａ）は、連通機構５０Ａの概略構成図であり、図２（Ｂ）は、連通機構５０Ｂの概略構成図である。また、図２（Ｃ）は、連通機構５０Ｂの変形例を示す図である。連通機構５０Ａ，５０Ｂは、下筒水槽１の側壁１１及び上筒水槽２の側壁２１から外方に突出し、下筒水槽１と上筒水槽２との間を連通する略Ｃ字型状の連通管５１と、連通管５１の開閉を制御するヒンジとして機能する開閉弁５２（５２Ａ，５２Ｂ）とを備えている。

連通機構５０Ａは、排出部（Ｚ１＋Ｚ２）とスラッジブランケット部Ｓとの間の圧力差（水圧差）が「排出部（Ｚ１＋Ｚ２）＞スラッジブランケット部Ｓ」の関係になった場合に、下筒水槽１と上筒水槽２との間を連通させる機能を有する。連通機構５０Ａにおける開閉弁５２Ａは、中間底板２３よりも上側で軸心５３に取り付けられた弁体５４と、弁体５４に取り付けられたカウンターウエイト５５とを含んで構成される。弁体５４は、排出部（Ｚ１＋Ｚ２）とスラッジブランケット部Ｓとの間の圧力差が小さい場合にはカウンターウエイト５５の重量により閉状態となるが、圧力差がカウンターウエイト５５の重量よりも大きくなった場合には、下筒水槽１側から弁体５４が押し上げられることで開状態となり連通管５１内を液体が連通可能となる。これにより、排出部（Ｚ１＋Ｚ２）とスラッジブランケット部Ｓとの間の圧力差が小さくなるように、液体が移動する。

連通機構５０Ｂは、排出部（Ｚ１＋Ｚ２）とスラッジブランケット部Ｓとの間の圧力差（水圧差）が「排出部（Ｚ１＋Ｚ２）＜スラッジブランケット部Ｓ」の関係になった場合に、下筒水槽１と上筒水槽２との間を連通させる機能を有する。連通機構５０Ｂにおける開閉弁５２Ｂは、中間底板２３よりも下側で軸心５３に取り付けられた弁体５４と、弁体５４に取り付けられた浮き（凝集沈殿処理装置１００内の液体に対して浮力を有する部材）５６とを含んで構成される。弁体５４は、排出部（Ｚ１＋Ｚ２）とスラッジブランケット部Ｓとの間の圧力差が小さい場合には、浮き５６により閉状態とされるが、圧力差が浮き５６の浮力よりも大きくなった場合には、上筒水槽２側から弁体５４が押し下げられることで開放状態となり、連通管５１内を液体が連通可能となる。これにより、排出部（Ｚ１＋Ｚ２）とスラッジブランケット部Ｓとの間の圧力差が小さくなるように、液体が移動する。

連通機構５０Ｃは、連通機構５０Ｂと同様に、排出部（Ｚ１＋Ｚ２）とスラッジブランケット部Ｓとの圧力差（水圧差）が「排出部（Ｚ１＋Ｚ２）＜スラッジブランケット部Ｓ」の関係になった場合に、下筒水槽１と上筒水槽２との間を連通させる機能を有するが、連通機構５０Ｂと比較すると連通管５１の形状が変更されている。連通機構５０Ｃでは、連通管５１は略Ｕ字型状とされている。また、開閉弁５２Ｃの取り付け位置が連通機構５０Ｂとは異なる。連通機構５０Ｃでは、下筒水槽１の側壁１１の上端から外方に延びるフランジ部１１Ａの上側で、弁体５４が軸心５３に対して取り付けられている。したがって、弁体５４は、排出部（Ｚ１＋Ｚ２）とスラッジブランケット部Ｓとの間の圧力差が小さい場合には、カウンターウエイト５５の重量により開状態とされるが、圧力差がカウンターウエイト５５の重量よりも大きくなった場合には、上筒水槽２側の液体が弁体５４を押し上げることで開放状態となり、連通管５１内を液体が連通可能となる。これにより、排出部（Ｚ１＋Ｚ２）とスラッジブランケット部Ｓとの間の圧力差が小さくなるように、液体が移動する。

また、連通機構５０は、凝集沈殿処理装置１００の下筒水槽１及び上筒水槽２から取り外し可能であってもよい。この場合、連通機構５０の開閉弁５２の調整や洗浄等を容易に行うことができる。なお、連通機構５０を取り外すことができるのは、凝集沈殿処理装置１００内から液体を排出した場合である。連通機構５０のように、凝集沈殿処理装置１００の外壁に取り付けられている場合、取り外し容易な構成とすることができる。

上記の凝集沈殿処理装置１００では、凝集剤が添加された原水が流入水として、流入水配給管４２を経て、フィードパイプ４１に導入される。フィードパイプ４１に導入された流入水は、フィードパイプ４１の内を下方に向けて流動し、分散管４４で分かれて流入水吐出口４４ａから噴出する。流入水は、スラッジブランケット部Ｓに対してほぼ均等に供給され、流入水の上昇流により流動層を形成する。流入水に含まれた小さいフロックは、流動層で上昇する過程で、凝集フロックと接触して捕集され、粒子径が大きく成長する。このように、流入水は、スラッジブランケット部Ｓを上昇しながらフロックを成長させる。

スラッジブランケット部Ｓの上方に集まったフロックの一部は、流入水による流動層により上筒水槽２の側壁２１側に移動し、開口２２から流路３方向に沿って越流することで沈降ゾーンＺ１に流れ込む。ここで、越流とは、大きく且つ重くなったフロックが、開口２２から側壁２１を超えて沈降ゾーンＺ１へ溢れ出されることをいう。

スラッジブランケット部Ｓを通過した処理水は、流入水の上昇流によって上昇し、上筒水槽２の上部から外部へ排出される。一方、開口２２から流路３側へ越流した凝集フロックは、余剰スラッジとして、沈降ゾーンＺ１に流れ込み、沈降される。

沈降ゾーンＺ１は、越流して流れ込んだ凝集フロック（汚泥）を沈降する。ここで、スラッジブランケット部Ｓから越流して流れ込んだ凝集フロックは、比重が水より大きいので、流路３内を沈降し、開口１２から下筒水槽１内へ導入される。下筒水槽１の底面１３上に沈降して堆積した凝集フロックは、濃縮されて濃縮汚泥になり、濃縮ゾーンＺ２に設けられた濃縮汚泥掻寄機４５の回転により、中央部に掻き寄せられ、排出口１４から外方に排出される。

ここで、本実施形態に係る凝集沈殿処理装置１００では、下筒水槽１と上筒水槽２との間を連通可能な連通機構５０Ａ，５０Ｂを備えていることにより、下筒水槽１及び流路３により形成される排出部と、上筒水槽２のスラッジブランケット部Ｓとの間に圧力差が生じた際に、両者の間を連通させることができる。

凝集沈殿処理装置１００では、通常運転の際には、排出部（Ｚ１＋Ｚ２）を構成する下筒水槽１及び流路３と、スラッジブランケット部Ｓを形成する上筒水槽２と、の両方に液体が満たされているが、運転開始時や停止時に一方側にしか液体が満たされない場合がある。このような事象が生じるのは、例えば、運転開始時に、凝集沈殿処理装置１００の内部に液体が導入されていない状態から、下筒水槽１及び上筒水槽２のいずれか一方のみに液体導入を開始した場合が挙げられる。また、凝集沈殿処理装置１００の内部が満水の状態から、下筒水槽１及び上筒水槽２のいずれか一方の液体のみを引き抜いた場合にも同様の事象が生じることが考えらえる。上記のように下筒水槽１及び流路３により構成される排出部、及び、上筒水槽２により構成されるスラッジブランケット部Ｓのいずれか一方のみに液体が導入されて、他方が空の場合（もしくは著しく導入量が少ない場合）、両者の間には圧力差が生じる。

排出部（Ｚ１＋Ｚ２）とスラッジブランケット部Ｓとの間に圧力差が生じると、両者を区切る部材には大きな負荷（荷重）がかかる。排出部（Ｚ１＋Ｚ２）とスラッジブランケット部Ｓとを区切る部材とは、中間底板２３と、上筒水槽２の側壁２１のうち流路３を形成する流路壁３１により囲われる部分である。

これに対して、圧力差が生じることが想定される場合には、両者を接続する配管を設けて、配管のバルブを手動で開閉することで圧力差の調整を行うことが考えられる。しかし、バルブの開閉を行う場合とは、予め圧力差が生じることが分かっている場合であると考えられる。したがって、何らかの事情により想定していないタイミングで排出部（Ｚ１＋Ｚ２）とスラッジブランケット部Ｓとの間に圧力差が生じた場合には対応ができない。

この点について、排出部（Ｚ１＋Ｚ２）とスラッジブランケット部Ｓとの間に圧力差が生じ両者を区切る部材に負荷がかかることが考えられる場合、対策として、圧力差に耐えることができるように部材の強度を高める方法を採ることも考えられる。しかし、両者を区切る部材の強度を高めるためには中間底板２３及び側壁２１をより強固な材料とするか、板材の厚みを大きくするか、又は、これらの部材に対して補強部材を取り付けるか等の方法があるが、いずれにしろ部材・設計及び制作に多大なコストがかかる。特に、排出部（Ｚ１＋Ｚ２）とスラッジブランケット部Ｓとの間に圧力差が生じた場合、中間底板２３が最も負荷を受けやすく、負荷に耐え得る構造にしようとすると多大なコストがかかる。

これに対して、本実施形態に係る凝集沈殿処理装置１００では、排出部（Ｚ１＋Ｚ２）とスラッジブランケット部Ｓとの間に圧力差が生じた場合に、両者を連通可能な連通機構５０（５０Ａ，５０Ｂ）を備えることで、圧力差を小さくするように液体を移動させることが可能となる。また、連通機構５０（５０Ａ，５０Ｂ）によれば、何らかの事情により、意図しないタイミングで排出部（Ｚ１＋Ｚ２）とスラッジブランケット部Ｓとの間に圧力差が生じた場合であっても、凝集沈殿処理装置１００を作業者が操作する必要なく、圧力差を小さくするように液体を移動させることが可能となる。このように、凝集沈殿処理装置１００では、連通機構５０（５０Ａ，５０Ｂ）により、排出部（Ｚ１＋Ｚ２）とスラッジブランケット部Ｓとに圧力差が生じた場合に、これらを区切る部材である側壁２１及び中間底板２３に生じる負荷を低減することができる。

また、連通機構５０（５０Ａ，５０Ｂ）は、カウンターウエイト５５の重さ（又は浮き５６の浮力）を変えることで、連通機構５０（５０Ａ，５０Ｂ）を開状態（連通した状態）で維持する基準となる圧力差を制御することができる。したがって、例えば、側壁２１や中間底板２３の強度に応じて、連通機構５０を開状態で維持する基準となる圧力差を調整することもできる。連通機構５０を開状態で維持する基準となる圧力差は、カウンターウエイト５５の重さ（又は浮き５６の浮力）÷連通管５１の断面積で求めることができるので、側壁２１や中間底板２３の強度に応じてカウンターウエイト５５の重さ（又は浮き５６の浮力）を調整すればよい。このように、連通を開始させる圧力差を調整する構成を備えることで、例えば、連通機構５０が不用意に動作することを防ぐことも可能となる。

また、連通機構５０（５０Ａ，５０Ｂ）のように、凝集沈殿処理装置１００の外壁に設けられていて、且つ取り外しが可能な構成である場合、連通機構５０を構成する各部材の洗浄等が容易となる。

（変形例）
上記実施形態で示した連通機構５０に代えて取り付けることができる連通機構を変形例として説明する。

上述のように、連通機構は、排出部（Ｚ１＋Ｚ２）とスラッジブランケット部Ｓとの間に圧力差が生じ両者を区切る部材に負荷がかかりそうな場合に、両者の圧力差を調整する機構であればよい。したがって、連通機構は、排出部（Ｚ１＋Ｚ２）とスラッジブランケット部Ｓとの間を区切る部材（すなわち、負荷がかかる部材）において、排出部（Ｚ１＋Ｚ２）とスラッジブランケット部Ｓとの間を連通可能なであればよい。

図３では、連通機構の取り付け位置の変形例を示している。排出部（Ｚ１＋Ｚ２）とスラッジブランケット部Ｓとを区切る部材は、上筒水槽２における側壁２１のうちスラッジブランケット部Ｓを囲う部分（すなわち、開口２２よりも下側）と、上筒水槽２の底部を形成する中間底板２３である。したがって、側壁２１又は中間底板２３に連通機構が設けられていればよい。

図４は、中間底板２３に取り付けられる連通機構６０の例を示している。連通機構６０は、２種類の連通機構６０Ａ，６０Ｂにより構成され、両方とも中間底板２３に取り付けられることで、排出部（Ｚ１＋Ｚ２）とスラッジブランケット部Ｓとの間の圧力差に対して対応可能となる。

図４（Ａ）は、連通機構６０Ａの概略構成図であり、図４（Ｂ）は、連通機構６０Ｂの概略構成図である。連通機構６０Ａ，６０Ｂは、いずれも中間底板２３に形成された開口６１に対して取り付けられる。

連通機構６０Ａは、開口６１を塞ぐように中間底板２３上に取り付けられたカウンターウエイト６２と、中間底板２３の上面から上方に突出しカウンターウエイト６２の位置決めを行う壁体６３とを含んで構成される。カウンターウエイト６２は、排出部（Ｚ１＋Ｚ２）とスラッジブランケット部Ｓとの間の圧力差が小さい場合にはカウンターウエイト６２の重量により開口６１を塞ぐ閉状態となるが、圧力差が排出部（Ｚ１＋Ｚ２）＞スラッジブランケット部Ｓの関係となり、「カウンターウエイト６２の重量÷開口６１の面積」よりも圧力差が大きくなった場合には、下筒水槽１側からカウンターウエイト６２が押し上げられることで開状態となり開口６１内を液体が連通可能となる。これにより、排出部（Ｚ１＋Ｚ２）とスラッジブランケット部Ｓとの間の圧力差が小さくなるように、液体が移動する。

連通機構６０Ｂは、開口６１を塞ぐように中間底板２３の下方に配置された浮き（凝集沈殿処理装置１００内の液体に対して浮力を有する部材）６４と、中間底板２３の下面から下方に突出し、浮き６４の位置決めを行う壁体６３とを含んで構成される。浮き６４は、排出部（Ｚ１＋Ｚ２）とスラッジブランケット部Ｓとの間の圧力差が小さい場合には浮き６４の浮力により開口６１を塞ぐ閉状態となるが、圧力差が排出部（Ｚ１＋Ｚ２）＜スラッジブランケット部Ｓの関係となり、「浮き６４の浮力÷開口６１の面積」よりも圧力差が大きくなった場合には、上筒水槽２側から浮き６４が押し下げられることで開状態となり開口６１内を液体が連通可能となる。これにより、排出部（Ｚ１＋Ｚ２）とスラッジブランケット部Ｓとの間の圧力差が小さくなるように、液体が移動する。

このように、連通機構６０を中間底板２３に取り付けた場合であっても、排出部（Ｚ１＋Ｚ２）とスラッジブランケット部Ｓとの間の圧力差が大きくなった場合に、これを小さくするように液体を移動させることができ、中間底板２３や側壁２１に対する負荷を小さくすることができる。中間底板２３は、凝集沈殿処理装置１００において、圧力差による負荷を受けやすい。中間底板２３は、上筒水槽２の底面であり、下筒水槽１の天面でもあるため、両者の微小な圧力差を最も検知しやすい。したがって、この中間底板２３に連通機構６０を設けることで、微小な圧力差により中間底板２３及び側壁２１に生じる負荷についても低減することを可能とし、中間底板２３及び側壁２１に生じる負荷を効果的に低減することができる。

なお、連通機構６０（６０Ａ，６０Ｂ）では、排出部（Ｚ１＋Ｚ２）とスラッジブランケット部Ｓとの間の圧力差によりカウンターウエイト６２（又は浮き６４）が開口６１から上方（又は下方）へ移動した場合に、自由に移動できる可能性がある。これに対して、壁体６３の形状を変更し、する等により、開口６１からカウンターウエイト６２（又は浮き６４）が外れた場合であっても保持可能な構成とすることもできる。このように、連通機構６０の構成は適宜変更することができる。

図５は、側壁２１のうち、流路３の壁面を形成する領域に取り付けられる連通機構７０の例を示している。連通機構７０は、２種類の連通機構７０Ａ，７０Ｂにより構成され、両方とも側壁２１に取り付けられることで、排出部（Ｚ１＋Ｚ２）とスラッジブランケット部Ｓとの間の圧力差に対して対応可能となる。

図５（Ａ）は、連通機構７０Ａの概略構成図であり、図５（Ｂ）は、連通機構７０Ｂの概略構成図である。連通機構７０Ａ，７０Ｂは、いずれも側壁２１に形成された開口７１に対して取り付けられる。開口７１を設ける位置は適宜変更できるが、より低い圧力差で連通機構を作動させようとする場合には、より低い位置（中間底板２３に近い位置）に設けることが望まれる。

連通機構７０Ａは、側壁２１のスラッジブランケット部Ｓ側（上筒水槽２の内部側）であって開口７１の上部に取り付けられた軸心７２と、軸心７２に取り付けられた弁体７３と、弁体７３に取り付けられたカウンターウエイト７４とを含んで構成される。カウンターウエイト７４は、排出部（Ｚ１＋Ｚ２）とスラッジブランケット部Ｓとの間の圧力差が小さい場合にはカウンターウエイト７４の重量により開口７１を塞ぐ閉状態となるが、圧力差が排出部（Ｚ１＋Ｚ２）＞スラッジブランケット部Ｓの関係となり、「カウンターウエイト７４の重量÷開口７１の面積」よりも圧力差が大きくなった場合には、流路３側からカウンターウエイト７４が押し込まれることで開状態となり開口７１内を液体が連通可能となる。これにより、排出部（Ｚ１＋Ｚ２）とスラッジブランケット部Ｓとの間の圧力差が小さくなるように、液体が移動する。

連通機構７０Ｂは、側壁２１の沈降ゾーンＺ１側（上筒水槽２の外側であって流路３側）であって開口７１の上部に取り付けられた軸心７２と、軸心７２に取り付けられた弁体７３と、弁体７３に取り付けられたカウンターウエイト７４とを含んで構成される。カウンターウエイト７４は、排出部（Ｚ１＋Ｚ２）とスラッジブランケット部Ｓとの間の圧力差が小さい場合にはカウンターウエイト７４の重量により開口７１を塞ぐ閉状態となるが、圧力差が排出部（Ｚ１＋Ｚ２）＜スラッジブランケット部Ｓの関係となり、「カウンターウエイト７４の重量÷開口７１の面積」よりも圧力差が大きくなった場合には、上筒水槽２の内側からカウンターウエイト７４が押し込まれることで開状態となり開口７１内を液体が連通可能となる。これにより、排出部（Ｚ１＋Ｚ２）とスラッジブランケット部Ｓとの間の圧力差が小さくなるように、液体が移動する。

このように、流路３を形成し、排出部（Ｚ１＋Ｚ２）とスラッジブランケット部Ｓとを水平方向に区切る側壁２１に連通機構７０を取り付けた場合であっても、排出部（Ｚ１＋Ｚ２）とスラッジブランケット部Ｓとの間の圧力差が大きくなった場合に、これを小さくするように液体を移動させることができ、中間底板２３や側壁２１に対する負荷を小さくすることができる。連通機構７０は、凝集沈殿処理装置１００において、中間底板２３と比較して圧力差による負荷は小さく、ある程度強度に余裕をもって設計することができる部材である。したがって、側壁２１に連通機構７０を取り付ける場合、その他の部位に連通機構を取り付ける場合と比較して、取り付け位置の自由度が増す。そのため、例えば、中間底板に対して連通機構を取り付けることができない場合であっても、側壁には取り付け可能な場合がある。したがって、凝集沈殿処理装置の形状に依らず連通機構の取り付けることが容易となる。

なお、図５（Ｃ）は、連通機構７０の変形例であり、連通機構７０Ａ，７０Ｂの機能を一体の連通機構７０Ｃで実現するものである。連通機構７０Ｃは、側壁２１の開口７１内の上端に取り付けられた軸心７２と、軸心７２に取り付けられた弁体７３と、弁体７３に取り付けられたカウンターウエイト７４とを含んで構成される。カウンターウエイト７４は、排出部（Ｚ１＋Ｚ２）とスラッジブランケット部Ｓとの間の圧力差が小さい場合にはカウンターウエイト７４の重量により開口７１を塞ぐ閉状態となる。一方、圧力差が「排出部（Ｚ１＋Ｚ２）＜スラッジブランケット部Ｓ」又は「排出部（Ｚ１＋Ｚ２）＞スラッジブランケット部Ｓ」の関係となり、「カウンターウエイト７４の重量÷開口７１の面積」よりも圧力差が大きくなった場合には、圧力差によりカウンターウエイト７４が移動して開状態となり開口７１内を液体が連通可能となる。これにより、排出部（Ｚ１＋Ｚ２）とスラッジブランケット部Ｓとの間の圧力差が小さくなるように、液体が移動する。このように、連通機構７０の構成は適宜変更することができる。

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く、種々の変更を行うことができる。

例えば、上記実施形態においては、上筒水槽２がスラッジブランケット部Ｓを構成し、下筒水槽１が汚泥を排出する濃縮ゾーンＺ２を構成する構成としたが、スラッジブランケット部Ｓを下筒水槽１に配置して、上筒水槽２で汚泥を排出する構成としてもよい。この場合、分散管４４及び濃縮汚泥掻寄機４５の配置を変更して、上記実施形態で説明した排出部（Ｚ１＋Ｚ２）をスラッジブランケット部Ｓとして機能させることで、上記実施形態で説明した凝集沈殿処理装置１００と同様の処理を行うことができる。

上記実施形態で説明したように、上筒水槽２がスラッジブランケット部Ｓを構成する場合には、下筒水槽１における濃縮汚泥の外部への排出が容易となる。一方、下筒水槽１がスラッジブランケット部Ｓを構成する場合には、下筒水槽１と上筒水槽２との形状を変更することで、凝集沈殿処理装置１００内においてスラッジブランケット部Ｓの占める割合（容積比率）を大きくすることが容易となり、処理効率の向上が見込まれる。

スラッジブランケット部Ｓを下筒水槽１及び上筒水槽２のいずれに配置した場合でも、排出部（Ｚ１＋Ｚ２）とスラッジブランケット部Ｓとの圧力差が中間底板２３及び側壁２１に負荷を与えることは変わりがないので、上記実施形態で説明した連通機構５０，６０，７０は有効である。

また、上記実施形態においては、原水に対して無機凝集剤と高分子凝集剤を添加し、フロックを粗大化する凝集沈殿処理装置１００に導入する運用について説明したが、添加する凝集剤の種類等については特に限定されない。また、原水の種類によっては、凝集剤を添加せずに凝集沈殿処理装置１００に流入水として導入する構成としてもよい。

また、また、上記実施形態では、カウンターウエイトの重さや浮きの浮力等を利用して、スラッジブランケット部と排出部との間の連通を開始させる圧力差を調整する連通機構について説明したが、重力及び浮力とは異なる力（例えば、磁力、電力、空気圧等）を利用した連通機構を採用することもできる。このような構成としては、例えば電磁石等を利用することで、スラッジブランケット部と排出部との間の連通を開始させる圧力差を外部から調整可能とすることが挙げられる。このような構成を備えている場合、例えば、凝集沈殿処理装置１００に導入されている原水の種類に応じて、スラッジブランケット部と排出部との間の連通を開始させる圧力差を適宜することもできる。

１…下筒水槽、２…上筒水槽、３…流路、１１、２１…側壁、２３…中間底板、５０（５０Ａ〜５０Ｃ），６０（６０Ａ，６０Ｂ），７０（７０Ａ〜７０Ｃ）…連通機構、１００…凝集沈殿処理装置。

Claims (5)

1. 原水に含まれる固形物を捕捉し、凝集する凝集沈殿処理装置において、
   前記原水が流入し、固形物を捕捉するスラッジブランケットを備えたスラッジブランケット部と、
   前記スラッジブランケット部に隣接し、前記スラッジブランケットで発生した余剰スラッジを排出する排出部と、
   前記スラッジブランケット部と前記排出部との間に設けられ、前記スラッジブランケットで発生した前記余剰スラッジを、前記排出部側へ越流させる開口と、
   前記開口よりも下方に設けられ、前記スラッジブランケット部と前記排出部との間で圧力差が生じた際に、前記スラッジブランケット部と前記排出部との間を連通させる連通機構と、を備える凝集沈殿処理装置。
2. 前記スラッジブランケット部と前記排出部とは、前記スラッジブランケット部と前記排出部とを上下方向で区切る中間底板、及び前記スラッジブランケット部と前記排出部とを水平方向で区切る側壁によって区切られ、
   前記スラッジブランケット部に対して前記排出部は上方又は下方に配置され、
   前記連通機構は、前記中間底板に取り付けられる請求項１に記載の凝集沈殿処理装置。
3. 前記スラッジブランケット部と前記排出部とは、前記スラッジブランケット部と前記排出部とを上下方向で区切る中間底板、及び前記スラッジブランケット部と前記排出部とを水平方向で区切る側壁によって区切られ、
   前記スラッジブランケット部に対して前記排出部は上方又は下方に配置され、
   前記連通機構は、前記側壁に取り付けられる請求項１に記載の凝集沈殿処理装置。
4. 前記連通機構は、前記スラッジブランケット部と前記排出部との間の連通を開始させる圧力差を調整可能である請求項１〜３のいずれか一項に記載の凝集沈殿処理装置。
5. 前記連通機構は取り外し可能である請求項１〜４のいずれか一項に記載の凝集沈殿処理装置。

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