JP6582888B2

JP6582888B2 - 凝集沈殿装置

Info

Publication number: JP6582888B2
Application number: JP2015215804A
Authority: JP
Inventors: 哲清水; 敦久本田
Original assignee: Kurita Water Industries Ltd
Current assignee: Kurita Water Industries Ltd
Priority date: 2015-11-02
Filing date: 2015-11-02
Publication date: 2019-10-02
Anticipated expiration: 2035-11-02
Also published as: JP2017087089A

Description

本発明は、被処理水から微細な懸濁物質等を分離する沈殿槽を有する凝集沈殿装置に関する。

従来、活性汚泥処理設備や凝集沈殿処理設備等では、汚泥混合液を処理水と汚泥とに分離する手段として固液分離槽（沈殿槽）を用いた沈降分離が広く採用されている。この沈降分離として、汚泥混合液中の濁質や微細なＳＳを効率的に除去して良好な処理水を得るために、沈降槽内に汚泥ゾーン（スラッジブランケット層）を形成し、汚泥混合液をこの汚泥ゾーンの下部に流入させて汚泥ゾーンを通過させることにより、汚泥混合液中の濁質や微細なＳＳを濾過分離するスラッジブランケット濾過方式がある（例えば特許文献１，２）。

このような沈殿槽にて運転／停止の切り替えが頻発すると、沈殿槽内の流量が変動してブランケット界面が不安定となり、処理水質の低下につながる。そのため、処理水を貯留する処理水槽を設け、処理水槽から沈殿槽へ処理水を循環させ、沈殿槽内の流量変動を抑えることがある。かかる処理水槽と沈殿槽とを備えた固液分離装置をユニット化する場合には、処理水槽は沈殿槽に隣接して設置される。

ブランケット界面の安定化のために、汚泥槽を沈殿槽に隣接して設置し、ブランケット界面の上面排泥を行い、沈殿槽から排出された（こぼれ落ちた）汚泥を汚泥槽に貯留する手法が知られている。

沈殿槽に処理水槽と汚泥槽の両方を付属させてユニット化するにあたり、図３に示すように、処理水槽３、沈殿槽１及び汚泥槽２が同一直線上に位置するように配置した場合、ユニットの設置スペースが大きくなるという問題があった。

特開２００２−１２６４０６号公報国際公開第２０１４／０３８５３７号

本発明は、上記従来の実状に鑑みてなされたものであり、ユニット化された沈殿槽、処理水槽及び汚泥槽を備え、設置スペースを抑えた凝集沈殿装置を提供することを目的とする。

本発明の凝集沈殿装置は、スラッジブランケットの下部に被処理水を導入し、該スラッジブランケットを上向流で通過させて処理水を得る沈殿槽と、該処理水を貯留する処理水槽と、該沈殿槽から排出される、前記スラッジブランケットの上面部からの汚泥を貯留する汚泥槽と、を備え、該処理水槽及び該汚泥槽が、該沈殿槽に連結されて一体化された凝集沈殿装置において、該凝集沈殿装置の平面視において、該沈殿槽の軸心位置Ｃ_１と該処理水槽の軸心位置Ｃ_３とを結ぶ線分と、該沈殿槽の軸心位置Ｃ_１と該汚泥槽の軸心位置Ｃ_２とを結ぶ線分とがなす角度θが７５°〜１５０°であることを特徴とするものである。

なお、本発明において「槽の軸心」とは、槽の平面図において面積中心位置を表すものである。例えば、槽が円筒形である場合、槽の軸心と槽の中心とは合致する。

本発明の一態様に係る凝集沈殿装置は、前記処理水槽の底面が、前記沈殿槽の底面より高い位置にあり、該処理水槽の下方にバルブ及び／又は配管が設けられている。

本発明の一態様に係る凝集沈殿装置は、前記汚泥槽の底面が、前記沈殿槽の底面より高い位置にあり、該汚泥槽の下方にバルブ及び／又は配管が設けられている。

本発明の一態様に係る凝集沈殿装置は、前記処理水槽と前記汚泥槽との間にメンテナンス用ステップが設けられている。

本発明では、処理水槽及び汚泥槽が沈殿槽に連結されて一体化されており、沈殿槽の軸心位置と処理水槽の軸心位置とを結ぶ線分と、沈殿槽の軸心位置と汚泥槽の軸心位置とを結ぶ線分とがなす角度が７５°〜１５０°となっているため、沈殿槽、処理水槽及び汚泥槽がユニット化された凝集沈殿装置の設置スペースを抑えることができる。

実施の形態に係る凝集沈殿装置の上面図である。図１のII-II線での断面図である。比較例１による凝集沈殿装置の上面図である。比較例２による凝集沈殿装置の上面図である。

以下、図１及び図２を参照して本発明の実施の形態について説明する。

本実施の形態に係る凝集沈殿装置は、沈殿槽１、汚泥槽２、及び処理水槽３を備える。汚泥槽２及び処理水槽３は沈殿槽１に隣接して設置され、沈殿槽１、汚泥槽２、及び処理水槽３はユニット化（一体化）されている。

沈殿槽１は、槽体１０と、槽体１０内の下部（底部近傍）に設置された原水導入部１２と、槽体１０に設けられた撹拌装置１４と、スラッジブランケット５を通り抜ける際に除濁された処理水（上澄水）を取り出すトラフ１６等を有する。

槽体１０の周壁部１０ａは円筒形であり、軸心線方向を鉛直方向としている。この槽体１０の軸心位置Ｃ_１は、該円筒の中心位置である。槽体１０の底面１０ｂの周縁にはテーパ部１０ｃの下端が連なり、テーパ部１０ｃの上端は周壁部１０ａの下端に連なっている。テーパ部１０ｃは、下側ほど小径となっている。テーパ部１０ｃの水平面に対する仰角は５０°〜７０°程度であることが好ましい。

撹拌装置１４は、モータ等の駆動機１４ａと、槽体１０の軸心部に鉛直に配置され、駆動機１４ａによって回転駆動される回転軸１４ｂと、回転軸１４ｂの最下端に取り付けられた第１撹拌体１４ｃと、それよりも上位に取り付けられた第２及び第３撹拌体１４ｄ，１４ｅとを有する。撹拌体１４ｃ、１４ｄ、１４ｅは回転軸１４ｂから放射方向に延在する少なくとも１つの羽根よりなるパドル翼である。例えば、回転軸１４ｂから放射４方向に羽根が延在する。

撹拌体１４ｃは原水導入部１２の下側、例えば底面１０ｂの直上に配置されている。撹拌体１４ｄ，１４ｅは原水導入部１２よりも上側に配置されている。最上位の撹拌体１４ｅは、後述する流出口１８の下縁よりも下位に位置している。撹拌体１４ｄ、１４ｅの旋回直径は、槽体１０の円筒部分の内径（直径）Ｄ_１の５０〜９５％程度であることが好ましい。攪拌体１４ｃの旋回直径は、槽体１０の底面１０ｂの直径Ｄ_４の８０〜９５％程度であることが好ましい。

槽体１０の周壁部１０ａの上下方向中間部ないしそれよりも若干上位に、汚泥（スラッジブランケット５中のフロック）が流出する流出口１８が設けられている。汚泥槽２は、流出口１８を介して槽体１０内に連通しており、流出口１８から流出した汚泥を貯留する。

汚泥槽２は、槽体２０と、槽体２０内に貯留されて濃縮された汚泥を排出する配管２２とを備えている。槽体２０は、円筒の一部が沈殿槽１の周壁部１０ａにより欠けた形状となっており、水平断面が円弧状の周壁部２０ａと、底面２０ｂとを有する。

周壁部２０ａの円周方向両端部は、沈殿槽１の周壁部１０ａに連結されている。底面２０ｂは、周壁部２０ａの下縁部、及び沈殿槽１の周壁部１０ａに連結され、汚泥槽２の下方を閉塞している。

流出口１８から流出した汚泥は、沈殿槽１の周壁部１０ａと、汚泥槽２の周壁部２０ａ及び底面２０ｂとで囲まれた空間内に貯留される。濃縮汚泥を排出する配管２２の一端は、底面２０ｂに接続されている。

汚泥槽２の底面２０ｂは、沈殿槽１の底面１０ｂよりも上下方向に高い位置にある。そのため、凝集沈殿装置を設置した際に汚泥槽２の下方には空間が形成され、この空間に配管２２やバルブ（図示略）等を配設できる。

沈殿槽１のトラフ１６は、槽体１０の上部かつ内周縁部に設けられている。トラフ１６は、槽体１０の周壁部１０ａから内側に水平方向に延出する底面１６ａと、底面１６ａの先端から上方に起立する円筒形の周壁部１６ｂとを有する。槽体１０内の処理水の水面が上昇し、周壁部１６ｂの上縁を超えると、処理水がトラフ１６に流れ込む。

槽体１０の周壁部１０ａには、トラフ１６内の処理水を流出させるための流出口１９が設けられている。流出口１９は、トラフ１６の底面１６ａと同程度又は若干上位に形成される。処理水槽３は、流出口１９を介してトラフ１６内に連通しており、流出口１９から流出した処理水を貯留する。

処理水槽３は、槽体３０と、槽体３０内に貯留されている処理水を排出する配管３１〜３３とを備えている。槽体３０は、円筒の一部が沈殿槽１の周壁部１０ａにより欠けた形状となっており、水平断面が円弧状の周壁部３０ａと、底面３０ｂとを有する。

周壁部３０ａの円周方向両端部は、沈殿槽１の周壁部１０ａに連結されている。底面３０ｂは、周壁部３０ａの下縁部、及び沈殿槽１の周壁部１０ａに連結され、処理水槽３の下方を閉塞している。

流出口１９から流出した処理水は、沈殿槽１の周壁部１０ａと、処理水槽３の周壁部３０ａ及び底面３０ｂとで囲まれた空間内に貯留される。処理水を排出する配管３１の一端は、底面３０ｂに接続されている。

配管３１の他端部は、配管３２と配管３３とに分岐している。配管３３は原水導入部１２に接続されている。配管３２には弁３４が設けられ、配管３３には弁３５が設けられている。弁３５を開くことで、原水導入部１２を介して処理水を沈殿槽１へ返送し、処理水が循環できるようになっている。このように、処理水の一部を循環ライン（本実施形態では配管３１と配管３３とで構成）を介して沈殿槽１に返送できるように構成するのが好ましい。

処理水槽３の底面３０ｂは、沈殿槽１の底面１０ｂよりも上下方向に高い位置にある。そのため、凝集沈殿装置を設置した際に処理水槽３の下方には空間が形成され、この空間に配管３１〜３３や弁３４、３５等を配設できる。

沈殿槽１の軸心位置Ｃ_１と汚泥槽の軸心位置Ｃ_２とを結ぶ線分と、沈殿槽１の軸心位置Ｃ_１と処理水槽３の軸心位置Ｃ_３とを結ぶ線分とがなす角度（交差角度）θは７５°〜１５０°であることが好ましく、９０°〜１２０°であることがより好ましい。

角度θが７５°〜１５０°となるように、沈殿槽１に汚泥槽２及び処理水槽３を連結することで、凝集沈殿装置の設置スペースＳの面積を抑えることができる。また、汚泥槽２の底面２０ｂ及び処理水槽３の底面３０ｂを、沈殿槽１の底面１０ｂより高い位置とし、汚泥槽２及び処理水槽３の下方のスペースに配管や弁を配設することで、凝集沈殿装置をより省スペース化することができる。

沈殿槽１の槽体１０の高さＨ_１が、１５００〜２３００ｍｍである場合、汚泥槽２の槽体２０の高さＨ_２は、Ｈ_１の５０〜７０％程度であることが好ましい。処理水槽３の槽体３０の高さＨ_３は、Ｈ_１の５０〜７０％程度であることが好ましい。

沈殿槽１の底面１０ｂから汚泥槽２の底面２０ｂまでの高さＨ_４は、Ｈ_１の２０〜５０％程度であることが好ましい。沈殿槽１の底面１０ｂから処理水槽３の底面３０ｂまでの高さＨ_５は、Ｈ_１の２０〜５０％程度であることが好ましい。

沈殿槽１の平面積Ａ_１を０．２〜７ｍ^２とした場合、汚泥槽２の平面積Ａ_２はＡ_１の１０〜４０％程度が好ましく、処理水槽３の平面積Ａ_３はＡ_１の１０〜４０％程度が好ましい。

沈殿槽１の周壁部１０ａにおける直径Ｄ_１が５００〜３０００ｍｍである場合、汚泥槽２の最大直径Ｄ_２は、Ｄ_１の３０〜７０％程度が好ましく、処理水槽３の最大直径Ｄ_３は、Ｄ_１の３０〜７０％程度であることが好ましい。沈殿槽１の軸心位置Ｃ_１と汚泥槽２の軸心位置Ｃ_２との間隔Ｌ_２は、Ｄ_１の５０〜８０％程度が好ましい。沈殿槽１の軸心位置Ｃ_１と処理水槽３の軸心位置Ｃ_３との間隔Ｌ_３は、Ｄ_１の５０〜８０％程度であることが好ましい。

図１に示すように、汚泥槽２と処理水槽３との間にメンテナンス用のステップ４を設けてもよい。この場所にステップ４を設けることで、１つのステップ４で、沈殿槽１、汚泥槽２及び処理水槽３の３つの槽の内部の様子（汚泥界面の上昇、汚泥の浮上、処理水の濁り、水位上昇など）を確認することができ、メンテナンス性が向上する。

上記実施の形態において、槽体１０はテーパ部１０ｃを省略した円筒形であってもよい。また、処理水槽３の上面３０ｂを省略し、上方を開放した構成としてもよい。

以下に実施例を挙げて本発明をより具体的に説明する。

［実施例１］
図１、図２に示す凝集沈殿装置において、沈殿槽１の軸心Ｃ_１からみた汚泥槽の軸心Ｃ_２の方向と、沈殿槽１の軸心Ｃ_１からみた処理水槽３の軸心Ｃ_３の方向とがなす角度θを９０°として、設置スペースＳの面積を算出した。

槽サイズ等の条件は以下の通りである。
沈殿槽１内径Ｄ_１：１０００ｍｍ
汚泥槽２の最大内径Ｄ_２：５００ｍｍ
処理水槽３の最大内径Ｄ_３：５００ｍｍ
メンテナンス用ステップ４のサイズ：幅４００ｍｍ×奥行２００ｍｍ
沈殿槽１の軸心位置Ｃ_１と汚泥槽２の軸心位置Ｃ_２との間隔Ｌ_２：６２０ｍｍ
沈殿槽１の軸心位置Ｃ_１と処理水槽３の軸心位置Ｃ_３との間隔Ｌ_３：６２０ｍｍ

設置スペースＳの面積は１．７１ｍ^２であった。

［実施例２］
角度θを７５°とした以外は実施例１と同じとした。設置スペースＳの面積は１．６０ｍ^２であった。

［実施例３］
角度θを１５０°とした以外は実施例１と同じとした。設置スペースＳの面積は１．７５ｍ^２であった。

［比較例１］
図３に示すように、角度θを１８０°とした。また、２台のメンテナンス用ステップ４を準備し、汚泥槽２と処理水槽３のそれぞれに対して配置した。それ以外は実施例１と同じとした。設置スペースＳの面積は１．８１ｍ^２であった。

［比較例２］
図４に示すように、汚泥槽２と処理水槽３とを最大限近付けて配置し、角度θを５０°とした。また、汚泥槽２及び処理水槽３のメンテナンス用と、沈殿槽１のメンテナンス用の２台のステップ４を配置した。それ以外は実施例１と同じとした。設置スペースＳの面積は１．８８ｍ^２であった。

実施例１〜３は比較例１，２よりも設置スペースＳの面積が小さかった。また、実施例１〜３は、メンテナンス用のステップ４が１台で済み、一度に全ての槽の内部を確認できるので、メンテナンス性が良い。

１沈殿槽
２汚泥槽
３処理水槽
４ステップ
５スラッジブランケット
１０，２０，３０槽体
１２原水導入部
１４攪拌装置
１６トラフ

Claims

スラッジブランケットの下部に被処理水を導入し、該スラッジブランケットを上向流で通過させて処理水を得る沈殿槽と、
該処理水を貯留する処理水槽と、
該沈殿槽から排出される、前記スラッジブランケットの上面部からの汚泥を貯留する汚泥槽と、
を備え、
該処理水槽及び該汚泥槽が、該沈殿槽に連結されて一体化された凝集沈殿装置において、
該凝集沈殿装置の平面視において、該沈殿槽の軸心位置Ｃ_１と該処理水槽の軸心位置Ｃ_３とを結ぶ線分と、該沈殿槽の軸心位置Ｃ_１と該汚泥槽の軸心位置Ｃ_２とを結ぶ線分とがなす角度θが７５°〜１５０°であり、
該汚泥槽及び該処理水槽は該沈殿槽に隣接して設置されており、
該沈殿槽の槽体の周壁部は円筒形であり、
該汚泥槽の槽体は、円筒の一部が該沈殿槽の周壁部により欠けた形状となっており、水平断面が円弧状の周壁部と、底面とを有し、
該処理水槽の槽体は、円筒の一部が該沈殿槽の周壁部により欠けた形状となっており、水平断面が円弧状の周壁部と、底面とを有し、
該沈殿槽の軸心位置Ｃ _１と該汚泥槽の軸心位置Ｃ _２との間隔Ｌ _２は、該沈殿槽の周壁部における直径Ｄ _１の５０〜８０％であり、該沈殿槽の軸心位置Ｃ _１と該処理水槽の軸心位置Ｃ _３との間隔Ｌ _３は、該直径Ｄ _１の５０〜８０％であることを特徴とする凝集沈殿装置。
請求項１において、
前記処理水槽の底面は、前記沈殿槽の底面より高い位置にあり、
該処理水槽の下方にバルブ及び／又は配管が設けられていることを特徴とする凝集沈殿装置。
請求項１又は２において、
前記汚泥槽の底面は、前記沈殿槽の底面より高い位置にあり、
該汚泥槽の下方にバルブ及び／又は配管が設けられていることを特徴とする凝集沈殿装置。
請求項１乃至３のいずれか１項において、前記処理水槽と前記汚泥槽との間にメンテナンス用ステップが設けられていることを特徴とする凝集沈殿装置。