JP6817003B2 - 水処理方法および装置 - Google Patents
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Description
このような水処理装置として、特許文献1,2に記載のものが知られている。
特許文献1には、濁水を、火山灰(シラス)を主原料とした無機質系凝集剤を用いて浄水するようにした清澄・殺菌水の製造方法が記載されている。
特許文献2には、排水中の濁度の変化に応じて無機質系粉末凝集剤の添加量を調整して、6価クロムといった重金属も同時に凝集させて除去することが可能な濁水処理装置が記載されている。
一方、特許文献1,2には、投入された無機質系凝集剤を撹拌する技術として、撹拌羽根付き撹拌機が記載されている。
従って、水処理装置において、凝集剤を投入して撹拌する部分が大型化してしまい、撹拌によって生成された凝集体を排出処理する部分を加えると、水処理装置全体がかなり大型化してしまうという問題を有していた。
これは、第1の処理槽手段内の被処理水に対して、凝集剤を溶融させた液体状の凝集水、又は粉末状の凝集剤を空気及び高圧水と共に噴出供給するようにしたものである。凝集剤を高圧にて噴出することによって、被処理水と凝集剤とが効率的に混合されると共に噴出力によって被処理水が第1の処理槽手段内で渦を巻くように流動するので、凝集剤が被処理水に効率的に撹拌されるようになり、被処理水に対する凝集作用が飛躍的に促進されるようになる。これによって、羽根付き撹拌機などを設ける必要がないので、装置全体を小型化することができる。
これは、第1水処理槽手段の外側を取り囲むように相似形をした第2水処理槽手段を設け、第1テーパー部の下側から沈殿物を第2水処理槽手段に排出し、第2水処理槽手段の第2テーパー部の下側に設けられた第2筒部から沈殿物を排出するようにしたものである。筒部は、円筒と角筒を含む概念であり、第1筒部が円筒の場合、第2筒部も円筒が好ましい。なお、第1筒部が円筒の場合、第2筒部が角筒であってもよく、この逆でもよい。
これは、被処理水と凝集剤とが混合撹拌されることによって沈殿物と浮遊物の両方が発生する場合及び浮遊物のみが発生する場合には、浮遊物排出口を、第1水処理槽手段の第1筒部や第2水処理槽手段の第2筒部の被処理水の水面位置に設け、処理済水排出口を、第2水処理槽手段の浮遊物排出口と第1水処理槽手段のテーパー部の先端である第1排出口との間であって、ほぼ中間付近の高さに設けるようにしたものである。また、浮遊物は発生せずに、沈殿物のみが発生する場合は、処理済水排出口を、第2水処理槽手段の第2筒部の被処理水の水面位置に設けるようにしたものである。なお、浮遊物が発生する場合と同様に、処理済水排出口を、水面位置と第1排出口との間のほぼ中間付近の高さに設けてもよい。さらに、浮遊物排出口は、第1水処理槽手段の第1筒部と第2水処理槽手段の第2筒部の両方に設けることが好ましい。なお、浮遊物が第1水処理槽手段の第1筒部で多く発生する場合には、浮遊物排出口は、第1水処理槽手段の第1筒部にのみ設けてもよい。また、浮遊物が第2水処理槽手段の第2筒部で多く発生する場合には、浮遊物排出口は、第2水処理槽手段の第2筒部にのみ設けてもよい。
第3筒部の沈殿物排出口に蓋をして、第3筒部内で圧縮スクリュー手段のスクリュー羽根を回転駆動することによって、スクリュー羽根の回転によるせん断力に加え、スクリュー羽根に加わるスラスト力によって、第3筒部内で沈殿物は加圧脱水されると共に固形化される。沈殿物が固形化されると、スクリュー羽根には上方向のスラスト力が加わり、圧縮スクリュー手段の回転軸が上方向に移動するようになる。圧縮スクリュー手段の回転軸の上方向への移動量が所定長Lとなった時点で、油圧シリンダなどで圧縮スクリュー手段を加圧移動することによって、長さLの沈殿物の塊である廃棄物を連続的に生成し排出することができる。
これは、混合撹拌手段の構成をより具体的にしたものである。この混合撹拌手段の配置としては、第1水処理槽手段の第1筒部の高さ(縦方向)方向のほぼ中央付近であって、第1水処理槽手段の第1筒部の中心から第1筒部の内側(内壁面側)に偏心した位置に設けられることが好ましい。この位置に設けることで、筒部材の第1開放部から他端の第2開放部に向かって進行する螺旋状の渦巻き流が効率的に発生するようになる。発生した渦巻き流によって、第1水処理槽手段の第1筒部の内面に沿って、時計方向又は反時計方向の渦巻きが発生するようになり、凝集剤と被処理水とが効率的に混合され、撹拌が促進されるようになる。なお、この筒部材についても、円筒と角筒を含む概念である。実施の形態では円筒を例に説明するが、角筒で構成してもよい。
浮遊物排出口から排出されるのは、水分を多く含んだ浮遊物である。そこで、浮遊物排出口に、本願の出願人が先に出願した特願2016−024262号に記載された容積減少手段を接続し、浮遊物排出口から排出される浮遊物から水分だけを除去し、その容積を減少させて固形化させ、固形化された浮遊物だけを廃棄物として廃棄するようにした。また、フロックやスラッジ等の沈殿物の性状によっては、水分を多く含んでおり、圧縮スクリュー手段の加圧力によって第2水処理槽手段の第3筒部の先端部で固形化することが困難な場合がある。このように水分を多く含む沈殿物が第2水処理槽手段の第3筒部の先端部から排出される場合には、同様に沈殿物排出口に先に出願の容積減少手段を接続し、沈殿物から水分を除去し、その容積を減少させて固形化して廃棄処分する。
これは、水処理方法の第1の特徴に対応した水処理装置の発明である。
これは、水処理方法の第2の特徴に対応した水処理装置の発明である。
これは、水処理方法の第3の特徴に対応した水処理装置の発明である。
これは、水処理方法の第4の特徴に対応した水処理装置の発明である。
これは、水処理方法の第5の特徴に対応した水処理装置の発明である。
これは、水処理方法の第6の特徴に対応した水処理装置の発明である。
20…第1処理槽
21…第1円筒部
22…第1テーパー部
23…被処理水導入部
24…凝集剤供給部
241…凝集剤入口
242…空気調整バルブハンドル
242…空気導入口
25…噴出部
251…導入部
252…蓋部材
253…高圧ノズル
254…高圧水
255…開放端
256…取り付け部材
257…中心軸
26…撹拌促進部
261,262…開放部
263…中心軸
30…第2処理槽
300…第3処理槽
301…底部
302〜305…ノズル部
306…連結管
307…空気排出部
308…流入管
309…円筒部
31…第2円筒部
310…戻り水配管
311…配管
32…第2テーパー部
33…第3円筒部
34…係合部
36…処理済排出口
361…浮遊物排出口
362…浮遊物排出口
363…処理済排出口
40…蓋部
41…パイプ
41…用ネジハンドル
41a…吸出口
41b…容器
42…ゴムパッキン
43…センターピン
44…待機位置用抜き替えピン穴
45…作業時位置抜き替えピン穴
50,500…駆動部
501〜504…駆動部固定部材
51…駆動部固定部材
52…圧縮スクリュー
53…スクリュー回転用減速機付モータ
54…油圧シリンダ
56…スクリュー羽根
60…鋼細線移動切断部
61〜63…廃棄物
611〜614…プラスチック立体網状成形品
62a…バルブ
65…リング
66…シリンダ
70…排出容器
700…容積減少装置
701,702…フレコン
703…結束部材
704…パイプ
705…真空ポンプ
Claims (8)
- 被処理水導入手段から導入され、第1の水処理槽手段内に貯留された被処理水に対して凝集剤を噴出供給することによって、前記被処理水と前記凝集剤とを前記第1の水処理槽手段内で混合させると共に撹拌させ、前記凝集剤の投入と撹拌を同時に行い、沈降する沈殿物及び/又は浮上する浮遊物を排出する水処理方法において、
前記第1の水処理槽手段が、第1筒部からなる本体と、前記第1筒部の下側に接続され、前記第1筒部の直径よりも小さな径の前記沈殿物を排出するための第1排出口となる開口を備えるように形成された第1テーパー部とから構成され、
さらに、前記第1の水処理槽手段の外側を取り囲むように設けられた第2の水処理槽手段であって、前記第1筒部の外側に形成される第2筒部と、前記第2筒部の下側に接続されて、前記第2筒部の直径よりも小さな径の前記沈殿物を排出するための第2排出口となる開口を備えるように形成される第2テーパー部と、前記第2テーパー部の下側の前記第2排出口に接続され、前記沈殿物を排出するための沈殿物排出口となる開口を備えた第3筒部とから構成される第2の水処理槽手段を備え、
前記被処理水と前記凝集剤とが混合撹拌されることによって少なくとも前記浮遊物が発生する場合には、
前記浮遊物を排出する浮遊物排出口を、前記第1の水処理槽手段の第1筒部及び/又は前記第2の水処理槽手段の前記第2筒部の前記被処理水の水面位置に設け、
処理済の水を排水する処理済排出口を、前記第2の水処理槽手段の前記浮遊物排出口と前記第1排出口との間に設けることとし、
前記被処理水と前記凝集剤とが混合撹拌されることによって前記沈殿物のみが発生する場合には、
処理済の水を排水する処理済排出口を、前記第2の水処理槽手段の第2筒部の前記被処理水の水面位置又は前記水面位置と前記第1排出口との間に設けることを特徴とする水処理方法。 - 請求項1に記載の水処理方法において、
前記沈殿物排出口に蓋をし、
前記第3筒部内で圧縮スクリュー手段のスクリュー羽根を回転駆動させることによって、前記沈殿物を加圧脱水し、
前記圧縮スクリュー手段の回転によって前記沈殿物が加圧脱水されると共に圧縮固形化され、前記圧縮スクリュー手段が上方向に移動した際に、前記圧縮スクリュー手段を下方向に加圧移動させることによって前記圧縮固形化された前記沈殿物を排出することを特徴とする水処理方法。 - 請求項1又は2に記載の水処理方法において、
前記第1の水処理槽手段が、両端部の開放された筒部材と、前記筒部材の外周面から内周面に貫通し、前記筒部材の内面側近くの偏心した位置に、前記凝集剤を含有する水を噴出する噴出手段であって、前記筒部の中心軸と前記噴出手段の噴出方向との成す角度が90度よりも小さく設定された噴出手段とを備え、
前記噴出手段から前記凝集剤を含有する水を噴出させることによって、前記筒部材の第1開放部から他端の第2開放部に向かって進行する螺旋状の渦巻きが形成され、前記第1の水処理槽手段内の前記凝集剤と前記被処理水とが混合撹拌処理されるようにしたことを特徴とする水処理方法。 - 請求項1、2又は3に記載の水処理方法において、
前記浮遊物排出口及び前記沈殿物排出口の少なくとも前記浮遊物排出口に、前記浮遊物排出口から排出される水分を含んだ排出物から水分だけを除去し、その容積を減少させて固形化する容量減少手段を接続したことを特徴とする水処理方法。 - 被処理水導入手段から導入される被処理水を一時的に貯留する第1の水処理槽手段と、
前記第1の水処理槽手段に導入される前記被処理水に対して、凝集剤を溶融させた液体状の凝集水、又は粉末状の凝集剤を噴出供給することによって、前記被処理水と前記凝集剤とを前記第1の水処理槽手段内で混合させると共に撹拌させる混合撹拌手段と、
前記凝集剤によって沈降する沈殿物及び/又は浮上する浮遊物を前記第1の水処理槽手段から排出する排出手段とを備えた水処理装置において、
前記第1の水処理槽手段が、前記混合撹拌手段を内部に備える第1筒部と、前記第1筒部の下側に接続され、前記第1筒部の直径よりも小さな径の前記沈殿物の第1排出口を備えた第1テーパー部とから構成され、
さらに、前記第1の水処理槽手段の外側を取り囲むように設けられた第2の水処理槽手段であって、前記第1筒部の外側に形成される第2筒部と、前記第2筒部の下側に接続され、前記第2筒部の直径よりも小さな径の前記沈殿物の第2排出口を備えた第2テーパー部と、前記第2テーパー部の下側の前記第2排出口に接続され、前記沈殿物を排出する沈殿物排出口となる第3筒部とから構成される第2の水処理槽手段を備え、
前記被処理水と前記凝集剤とが混合撹拌されることによって少なくとも前記浮遊物が発生する場合には、
前記浮遊物を排出する浮遊物排出口が前記第1の水処理槽手段の第1筒部及び/又は前記第2の水処理槽手段の前記第2筒部の前記被処理水の水面位置に設けられ、
処理済の水を排水する処理済排出口が前記第2の水処理槽手段の前記浮遊物排出口と前記第1排出口との間に設けられ、
前記被処理水と前記凝集剤とが混合撹拌されることによって前記沈殿物のみが発生する場合には、
処理済の水を排水する処理済排出口が前記第2の水処理槽手段の第2筒部の前記被処理水の水面位置又は前記水面位置と前記第1排出口との間に設けられることを特徴とする水処理装置。 - 請求項5に記載の水処理装置において、
前記沈殿物排出口の蓋をする蓋手段と、
前記第3筒部内でスクリュー羽根を回転駆動させることによって、前記沈殿物を加圧脱水する圧縮スクリュー手段と、
前記圧縮スクリュー手段の回転によって前記沈殿物が加圧脱水されると共に圧縮固形化され、前記圧縮スクリュー手段が上方向に移動した際に、前記圧縮スクリュー手段を下方向に加圧移動させる加圧移動手段とを備えたことを特徴とする水処理装置。 - 請求項5又は6に記載の水処理装置において、
前記混合撹拌手段が、両端部の開放された筒部材と、前記筒部材の外周面から内周面に貫通し、前記筒部材の内面側近くの偏心した位置に、前記凝集剤を含有する水を噴出する噴出手段であって、前記筒部材の中心軸と前記噴出手段の噴出方向との成す角度が90度よりも小さく設定された噴出手段とを備え、
前記噴出手段から噴出される前記凝集剤を含有する水によって、前記筒部材の第1開放部から他端の第2開放部に向かって進行する螺旋状の渦巻きが形成されることによって、前記第1の水処理槽手段内の前記凝集剤と前記被処理水とは混合撹拌処理されることを特徴とする水処理装置。 - 請求項5、6又は7に記載の水処理装置において、
前記浮遊物排出口及び前記沈殿物排出口の少なくとも前記浮遊物排出口に接続され、前記浮遊物排出口から排出される水分を含んだ排出物から水分だけを除去し、その容積を減少させて固形化する容量減少手段を備えたことを特徴とする水処理装置。
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