JP6961199B2

JP6961199B2 - 濁水処理装置及び濁水処理方法

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Publication number: JP6961199B2
Application number: JP2016248831A
Authority: JP
Inventors: 敏彦小野; 俊彦松尾; 史彦中村
Original assignee: 株式会社Ｏｎｏテック
Priority date: 2016-12-22
Filing date: 2016-12-22
Publication date: 2021-11-05
Anticipated expiration: 2036-12-22
Also published as: JP2018103064A

Description

この発明は、例えば、濁水に含まれる不純物である懸濁物質を沈殿させて固液分離する濁水処理装置及び濁水処理方法に関する。

従来より、例えば、トンネル工事やコンクリート構造物解体工事などの建設工事では、大量かつ高濃度の泥水や排水などの濁水が発生する。このような濁水は、大量の不純物、つまり懸濁物質を含有しているため、このまま排出することができず、固液分離処理を施して、所定の排出基準を満足させて排出することになる。また、このような固液分離処理は、土木・建築分野のみならず、食品産業・化学工業などの生産プロセスにおける排水・廃液処理などの処理プロセスまで至る幅広い分野で用いられている。

なお、このような濁水の処理方法や処理装置は、処理する懸濁物質の性状や目的に応じて、デカンタ型や分離板型などの遠心機、遠心ろ過型、真空ろ過型、あるいは加圧ろ過型などのろ過機、あるいは圧搾型の圧搾機など様々な方法及び装置が用いられている。

例えば、特許文献１に記載の濁水処理装置および濁水処理方法もそのひとつである。特許文献１に記載の濁水処理装置および濁水処理方法は、排水の懸濁度を測定し、測定した懸濁度に応じて所定量の無機系粉末凝集剤を添加して、排水と無機系粉末凝集剤とを撹拌して混合し（以下において混合撹拌という）、沈殿した凝集物を送出する。

しかし、このように、濁水である排水に無機系粉末凝集剤を添加して、排水と無機系粉末凝集剤とを混合撹拌して懸濁物質を凝集させるため、排水と無機系粉末凝集剤とを混合撹拌するためや、懸濁物質を凝集させた凝集物（フロック）を沈殿させるための大規模なタンクや水槽が必要となり、装置全体が大型化するとともに、処理に時間がかかるといった問題があった。

特開２００２−３３６６０２号公報

そこで本発明では、懸濁物質を含有する濁水を省スペースで迅速に固液分離できる濁水処理装置及び濁水処理方法を提供することを目的とする。

この発明は、懸濁物質を凝集させる液状水溶性の液状凝集剤及び液状ｐＨ調整剤を濁水に混合する混合機が備えられ、前記混合機は、内部に柱状の混合空間を有するとともに、前記柱状の混合空間の下部には、平面視放射方向に対して交差する交差方向から前記濁水を流入させる下部濁水流入部、前記平面視放射方向に対して交差する交差方向から前記液状凝集剤を流入させる下部液状凝集剤流入部、及び前記平面視放射方向に対して交差する交差方向から前記液状ｐＨ調整剤を流入させる下部液状ｐＨ調整剤流入部が備えられるとともに、前記液状凝集剤が混合された濁水を前記混合空間の上部より流出させる上部流出部が備えられ、前記下部濁水流入部と、前記下部液状凝集剤流入部及び下部液状ｐＨ調整剤流入部とは、前記混合空間の中心に対する点対称な位置及び向きで配置され、前記液状凝集剤は、カチオン性の高分子凝集剤溶液、及びアニオン性の高分子凝集剤溶液であり、前記下部液状凝集剤流入部が、カチオン性の高分子凝集剤溶液、及びアニオン性の高分子凝集剤溶液に対応して２本設けられるとともに、前記下部液状ｐＨ調整剤流入部及び２本の前記下部液状凝集剤流入部は、同じ向きで上下方向に並んで配置され、前記下部濁水流入部は、前記下部液状ｐＨ調整剤流入部及び２本の前記下部液状凝集剤流入部より太径で形成され、前記下部濁水流入部から供給された前記濁水は、前記混合空間において、渦が生じて旋回しながら上昇し、前記下部液状凝集剤流入部から供給された前記液状凝集剤及び前記下部液状ｐＨ調整剤流入部から供給された前記液状ｐＨ調整剤は、前記混合空間において、旋回しながら上昇する前記濁水に添加され、該混合機で処理薬剤及び前記液状ｐＨ調整剤が混合された前記濁水において、前記液状ｐＨ調整剤によってｐＨ調整されるとともに、前記液状凝集剤によって凝集した沈殿物を沈殿させる濁水処理装置であることを特徴とする。

あるいは、この発明は、懸濁物質を凝集させる液状水溶性の液状凝集剤を混合機において濁水に混合する混合工程と、該混合機で処理薬剤が混合された前記濁水において前記液状凝集剤によって凝集した沈殿物を沈殿させる沈殿工程とを行い、前記混合機は、内部に柱状の混合空間を有するとともに、前記柱状の混合空間の下部には、平面視放射方向に対して交差する交差方向から前記濁水を流入させる下部濁水流入部、平面視放射方向に対して交差する交差方向から前記液状凝集剤を流入させる下部液状凝集剤流入部、及び前記平面視放射方向に対して交差する交差方向から前記液状ｐＨ調整剤を流入させる下部液状ｐＨ調整剤流入部が備えられるとともに、前記液状凝集剤が混合された濁水を前記混合空間の上部より流出させる上部流出部が備えられ、前記下部濁水流入部と、前記下部液状凝集剤流入部及び下部液状ｐＨ調整剤流入部とは、前記混合空間の中心に対する点対称な位置及び向きで配置され、前記液状凝集剤は、カチオン性の高分子凝集剤溶液、及びアニオン性の高分子凝集剤溶液であり、前記下部液状凝集剤流入部が、カチオン性の高分子凝集剤溶液、及びアニオン性の高分子凝集剤溶液に対応して２本設けられるとともに、前記下部液状ｐＨ調整剤流入部及び２本の前記下部液状凝集剤流入部は、同じ向きで上下方向に並んで配置され、前記下部濁水流入部は、前記下部液状ｐＨ調整剤流入部及び２本の前記下部液状凝集剤流入部より太径で形成され、前記混合工程において、前記下部濁水流入部から供給された前記濁水は、前記混合空間において、渦が生じて旋回しながら上昇し、前記下部液状凝集剤流入部から供給された前記液状凝集剤及び前記下部液状ｐＨ調整剤流入部から供給された前記液状ｐＨ調整剤は、前記混合空間において、旋回しながら上昇する前記濁水に添加する濁水処理方法であることを特徴とする。

上記液状凝集剤は、液状のみならず、粉体でない水溶性の流体状であればゲル状であってもよい。
上記濁水は、懸濁物質を含有する汚水、排水、廃液あるいは処理水であってもよい。
上記沈殿物は、懸濁物質の凝集物であり、フロックとも呼ばれる。

上記カチオン性の高分子凝集剤溶液は分子中にカチオン基を有する高分子凝集剤の溶液であり、アニオン性の高分子凝集剤溶液は分子中にアニオン基を有する高分子凝集剤の溶液である。より詳しくは、カチオン基を有する高分子凝集剤はメタアクリル酸エステル系の高分子凝集剤やアクリル酸エステル系の高分子凝集剤であり、アニオン性の高分子凝集剤溶液はカルボン酸系の高分子凝集剤やスルホン酸系の高分子凝集剤である。

上述のカチオン性の高分子凝集剤溶液、及びアニオン性の高分子凝集剤溶液である前記液状凝集剤は、カチオン性の高分子凝集剤溶液、及びアニオン性の高分子凝集剤溶液の混合液であってもよいし、カチオン性の高分子凝集剤溶液、及びアニオン性の高分子凝集剤溶液の２液を濁水に対して混合してもよい。

この発明により、懸濁物質を含有する濁水を省スペースで迅速に固液分離することができる。
詳述すると、混合機において、水溶性の液状凝集剤を濁水に混合することによって、粉末状の処理薬剤を濁水に添加して混合する場合に比べて、迅速かつ効率的に濁水と処理薬剤とを混合することができる。そのため、懸濁物質の凝集作用が迅速かつ効率的に発揮され、懸濁物質が凝集した凝集物（フロック）を沈殿物として迅速に沈殿させ、固液分離することができる。

なお、懸濁物質の凝集作用が迅速かつ効率的に発揮され、懸濁物質が凝集した凝集物（フロック）を沈殿物として迅速に沈殿させることができるため、効率的でない凝集作用により凝集物（フロック）の迅速な沈殿ができない濁水処理装置に比べ、コンパクトな装置構成でよく、省スペース化を図ることができる。

また、前記混合機は、内部に柱状の混合空間を有するとともに、前記柱状の混合空間の下部には、平面視放射方向に対して交差する交差方向から前記濁水を流入させる下部濁水流入部、及び平面視放射方向に対して交差する交差方向から前記液状凝集剤を流入させる下部液状凝集剤流入部が備えられるとともに、前記液状凝集剤が混合された濁水を前記混合空間の上部より流出させる上部流出部が備えられ、前記下部濁水流入部、及び下部液状凝集剤流入部は、前記混合空間の中心に対する点対称な位置及び向きで配置され、前記下部濁水流入部から供給された前記濁水は、前記混合空間において、渦が生じて旋回しながら上昇し、下部液状凝集剤流入部から供給された前記液状凝集剤は、前記混合空間において、旋回しながら上昇する前記濁水に添加されるため、前記柱状の混合空間へ前記交差方向から流入させる前記濁水の流入エネルギにより、前記混合空間において、前記下部流入部から前記上部流出部に向かう、つまり下方から上方に向かう渦（旋回流）が生じ、渦（旋回流）によって、前記濁水と前記液状凝集剤とを混合空間内で効率的かつ確実に混合撹拌することができる。

なお、このように、前記柱状の混合空間への前記濁水の流入エネルギによって生じる下方から上方に向かう渦（旋回流）によって、前記濁水と前記液状凝集剤とを混合空間内で混合するため、前記濁水と前記液状凝集剤とを混合するための別の機構やエネルギが不要となり、さらにコンパクトで簡素な濁水処理装置を構成することができる。

また、前記液状凝集剤は、カチオン性の高分子凝集剤溶液、及びアニオン性の高分子凝集剤溶液であるため、濁水をより迅速に固液分離することができる。
詳述すると、前記濁水中に含有する懸濁物質の粒子（以下において懸濁粒子という）は粒子表面に負の電荷が帯電して互いに反発し合う、あるいは表面が水膜に覆われることで粒子同士の間隔が離れすぎているため、懸濁粒子同士に引力が作用しないなど理由により懸濁粒子を凝集することができない。

このような状況において、陽イオン（正）であるポリ塩化アルミニウム(ＰＡＣ)等を添加することによって、懸濁粒子の表面の電荷は中和され、あるいは懸濁粒子表面を覆う水膜が取り除かれることによって、懸濁粒子同士の粒子間距離が縮まり、懸濁粒子同士に引力が作用して粒子同士が結合して、つまり懸濁粒子が凝集して沈殿しやすくなる。これを凝結作用（Ｃｏａｇｕｌａｔｉｏｎ）という。

しかしながら、上記凝結作用による凝結体は細かすぎて十分に沈殿できない。そこで、高分子凝集剤を添加することによって、高分子凝集剤の架橋吸着作用により、懸濁粒子同士を強い力で結合させて大きな凝集体（フロック）を形成することができる。これを架橋吸着−凝集作用（Ｆｌｏｃｃｕｌａｉｔｉｏｎ）という。

これに対し、カチオン性の高分子凝集剤溶液、及びアニオン性の高分子凝集剤溶液である前記液状凝集剤は、陽イオンであるカチオン性の高分子凝集剤と陰イオンであるアニオン性の高分子凝集剤とが一度に混合撹拌されるため、懸濁粒子表面に帯電する電荷の中和作用、凝結作用並びに架橋吸着−凝集作用が生じ、結合強度が高く、より大きな凝集体（フロック）を形成することができる。したがって、凝集体（フロック）を迅速に沈殿させることができるため、濁水をより迅速に固液分離することができる。

またこの発明の態様として、前記混合機が複数設けられてもよい。
複数の前記混合機は、すべて直列配置あるいは並列配置してもよいし、一部を直列配置し、残りを並列配置するなど、適宜の配列で配置してもよい。

この発明により、前記濁水の処理量や、前記濁水と前記液状凝集剤との混合距離を適切に設定することができ、より確実に前記濁水を固液分離、あるいは固液分離に加えてｐＨ調整することができる。
また、仮に、同型の混合機を複数備える場合は、様々な容量や形状の混合機を準備することなく、処理の程度に応じた適切な固液分離、あるいは固液分離に加えてｐＨ調整することができる。

またこの発明の態様として、前記混合機で前記処理薬剤が混合された前記濁水を貯留する沈殿槽が備えられてもよい。
この発明により、より確実に凝集体（フロック）を形成し沈殿させて、濁水をより迅速に固液分離することができる。

またこの発明の態様として、液状ｐＨ調整剤を前記混合機に対して供給するｐＨ調整剤供給ポンプ、前記液状凝集剤を前記混合機に対して供給する凝集剤供給ポンプ、前記沈殿槽におけるｐＨを測定するｐＨ測定手段、少なくとも前記ｐＨ調整剤供給ポンプ、及び前記ｐＨ測定手段が接続され、少なくとも前記ｐＨ調整剤供給ポンプの稼働を制御する制御部が備えられてもよい。

この発明により、前記濁水の性状や懸濁度に応じて、それぞれ適量の液状ｐＨ調整剤及び液状凝集剤を前記濁水に混合して固液分離及び適切にｐＨ調整することができる。
詳しくは、前記液状凝集剤は、液状ｐＨ調整剤及び液状凝集剤であるため、前記濁水の性状や懸濁度に応じて、それぞれ適量の液状ｐＨ調整剤及び液状凝集剤を前記濁水に混合して固液分離及び適切にｐＨ調整することができる。

また、少なくとも前記ｐＨ調整剤供給ポンプ、及び前記ｐＨ測定手段が接続された前記制御部が、少なくとも前記ｐＨ調整剤供給ポンプの稼働を制御するため、前記ｐＨ測定手段による測定結果に応じた量の前記液状ｐＨ調整剤を前記濁水に混合できるため、前記濁水を適切にｐＨ調整することができる。

本発明により、懸濁物質を含有する濁水を省スペースで迅速に固液分離できる濁水処理装置及び濁水処理方法を提供することができる。

濁水処理装置の概略構成図。混合攪拌機の斜視図。混合攪拌機の説明図。混合攪拌機の配置の説明図。

この発明の一実施形態を以下図１乃至図３と共に説明する。
図１は濁水処理装置１の概略構成図を示し、図２は混合攪拌機３０の斜視図を示し、図３は混合攪拌機３０の説明図を示している。

詳しくは、図２は、混合攪拌機３０の斜視図であるが、手前側の一部を切欠いて内部の混合空間Ｋを図示している。また、図３（ａ）は混合攪拌機３０の下部の平面方向断面図を示し、図３（ｂ）は別の実施形態の混合攪拌機３０の下部の平面方向断面図を示している。なお、図３（ｂ）は図３（ａ）に比べて縮小して図示している。

濁水処理装置１は、制御部１０、濁水タンク２０、混合攪拌機３０、放流水槽４０、ｐＨ薬剤タンク５０及び凝集剤タンク６０（６０ａ，６０ｂ）とで構成されている。
制御部１０は、図示省略するＣＰＵやメモリが備えられるとともに、各種操作を行うスイッチ等を備えた制御操作盤である。

濁水タンク２０は、懸濁物質を含有する濁水Ｄを、図示省略する濁水配管から流入させ、貯留するタンクである。濁水タンク２０内部には、貯留された濁水ＤのｐＨ値を計測する第１ｐＨセンサ２１と、濁水Ｄを後述する混合攪拌機３０に対して濁水配管２３を介して送出する濁水ポンプ２２が配置されている。

混合攪拌機３０は、内部に混合空間Ｋを有する円筒形状であり、下部に濁水配管２３、及び後述する薬剤配管５２，６２（６２ａ，６２ｂ）が接続され、上部に、処理濁水Ｄ１を、後述する放流水槽４０に向かって放出する放出配管３１が接続されている。

濁水配管２３及び薬剤配管５２，６２ａ，６２ｂが接続された混合攪拌機３０について、図２，３とともに詳細に説明すると、混合攪拌機３０の下部に接続された濁水配管２３は、混合空間Ｋに対して、平面視方向における放射方向と交差する方向に向いて接続されている。詳しくは、図３（ａ）に示すように、平面視方向における放射方向に向いた濁水配管２３を、放射方向に直交する方向にずらして接続されている。つまり濁水配管２３は、略接線方向に向いて接続されている。

また、凝集剤タンク６０（６０ａ，６０ｂ）の凝集剤供給ポンプ６１（６１ａ，６１ｂ）に接続された薬剤配管６２（６２ａ，６２ｂ）は、平面視方向において上述の濁水配管２３と混合空間Ｋの中心に対する点対称な位置及び向きで接続され、ｐＨ薬剤タンク５０のｐＨ調整剤供給ポンプ５１に接続された薬剤配管５２は、上述の薬剤配管６２（６２ａ，６２ｂ）の上部において、薬剤配管６２と同じ向きで接続されている。つまり、薬剤配管５２、薬剤配管６２ｂ及び薬剤配管６２ａが上から順に配置されている。

混合空間Ｋにおいて後述する薬剤と濁水Ｄとが混合撹拌された処理濁水Ｄ１として混合空間Ｋから放出する放出配管３１は、上述の濁水配管２３と同方向に向けて混合攪拌機３０に接続されている。
なお、濁水配管２３は、薬剤配管５２や薬剤配管６２より太径で形成されている。

放流水槽４０は、放出配管３１を通じて混合攪拌機３０から放出された処理濁水Ｄ１を貯留する水槽であり、処理濁水Ｄ１を貯留する沈殿部４０ａと、固液分離された上澄み水Ｄ２を貯留する上澄み部４０ｂとが仕切り板４１によって、上流側からこの順で区切られ、上澄み部４０ｂから上澄み水Ｄ２を放出するように構成されている。なお、放流水槽４０はシックナーともいう。

なお、放流水槽４０の沈殿部４０ａには、処理濁水Ｄ１のｐＨ値を計測する第２ｐＨセンサ４２が配置され、放流水槽４０の上澄み部４０ｂには、上澄み水Ｄ２のｐＨ値を計測する第３ｐＨセンサ４３が配置されている。

液状ｐＨ調整剤Ｌｐを収容するｐＨ薬剤タンク５０は、薬剤配管５２を介して液状ｐＨ調整剤Ｌｐを混合攪拌機３０に送出するｐＨ調整剤供給ポンプ５１が配置されている。なお、本実施形態においてｐＨ薬剤タンク５０に収容する液状ｐＨ調整剤Ｌｐは、クエン酸６０％溶液を用いている。

液状凝集剤Ｌｇを収容する凝集剤タンク６０は、薬剤配管６２を介して液状凝集剤Ｌｇを混合攪拌機３０に送出する凝集剤供給ポンプ６１が配置されている。なお、具体的には、本実施形態において凝集剤タンク６０ａにはカチオン性の高分子凝集剤溶液Ｌｇａを収容し、凝集剤タンク６０ｂにはアニオン性の高分子凝集剤溶液Ｌｇｂを収容している。

より詳しくは、カチオン性の高分子凝集剤溶液Ｌｇａは、カチオン基を有する水溶性の高分子凝集剤であり、メタアクリル酸エステル系の高分子凝集剤やアクリル酸エステル系の高分子凝集剤などで構成することができる。また、アニオン性の高分子凝集剤溶液Ｌｇｂは、アニオン基を有する水溶性の高分子凝集剤であり、カルボン酸系の高分子凝集剤やスルホン酸系の高分子凝集剤である。

このように構成された濁水処理装置１では、第１ｐＨセンサ２１、濁水ポンプ２２、第２ｐＨセンサ４２、第３ｐＨセンサ４３、ｐＨ調整剤供給ポンプ５１及び凝集剤供給ポンプ６１は、制御部１０に接続され、制御部１０によって制御されている。
詳しくは、制御部１０は、第１ｐＨセンサ２１、第２ｐＨセンサ４２及び第３ｐＨセンサ４３による計測結果に応じて、濁水ポンプ２２、ｐＨ調整剤供給ポンプ５１及び凝集剤供給ポンプ６１（６１ａ，６１ｂ）の稼働を制御している。

続いて、濁水処理装置１を用いた濁水Ｄの固液分離及びｐＨ調整について説明する。
なお、本実施形態において、コンクリートの削孔等によって生じる削孔水を濁水Ｄとして、固液分離及びｐＨ調整する場合について説明する。このような削孔水は、削孔されたコンクリートによる懸濁物質が含有されるとともに、アルカリ性を示している。

まず、濁水タンク２０に貯留された濁水ＤのｐＨ値を第１ｐＨセンサ２１で計測する。第１ｐＨセンサ２１で計測した濁水ＤのｐＨ値に基づいて制御部１０は、濁水Ｄに混合する液状ｐＨ調整剤Ｌｐの量を決定し、決定した液状ｐＨ調整剤Ｌｐの量に基づいて、濁水ポンプ２２、ｐＨ調整剤供給ポンプ５１、及び凝集剤供給ポンプ６１（６１ａ，６１ｂ）を稼働する。

制御部１０の制御によって濁水ポンプ２２が稼働することで濁水Ｄは濁水配管２３を通って、混合攪拌機３０に供給される。同様に、制御部１０の制御によってｐＨ調整剤供給ポンプ５１が稼働することで液状ｐＨ調整剤Ｌｐが薬剤配管５２を通って混合攪拌機３０に供給され、制御部１０の制御によって凝集剤供給ポンプ６１（６１ａ，６１ｂ）が稼働することで液状凝集剤Ｌｇ（Ｌｇａ，Ｌｇｂ）が薬剤配管６２（６２ａ，６２ｂ）を通って混合攪拌機３０に供給され、混合空間Ｋにおいて、濁水Ｄ、液状ｐＨ調整剤Ｌｐ及び液状凝集剤Ｌｇ（Ｌｇａ，Ｌｇｂ）が混合撹拌される（混合工程）。

詳述すると、濁水配管２３は、混合攪拌機３０の下部において、混合空間Ｋに対して、平面視方向における放射方向と交差する方向に向いて接続されているため、混合攪拌機３０に供給された濁水Ｄは、混合攪拌機３０の混合空間Ｋにおいて、図２及び図３（ａ）に示すように、旋回しながら上昇することになる。つまり、濁水Ｄは、混合攪拌機３０の混合空間Ｋにおいて渦（旋回流）が生じることになる。

また、薬剤配管５２及び薬剤配管６２（６２ａ，６２ｂ）も、濁水配管２３と同様に、混合攪拌機３０の下部において、混合空間Ｋに対して、平面視方向における放射方向と交差する方向に向いて接続されており、薬剤配管５２及び薬剤配管６２（６２ａ，６２ｂ）を通って混合攪拌機３０に供給された液状ｐＨ調整剤Ｌｐ及び液状凝集剤Ｌｇ（Ｌｇａ，Ｌｇｂ）は、混合攪拌機３０の混合空間Ｋにおいて、旋回しながら上昇する濁水Ｄに添加される。

渦（旋回流）が生じた濁水Ｄに添加された液状ｐＨ調整剤Ｌｐ及び液状凝集剤Ｌｇ（Ｌｇａ，Ｌｇｂ）は、混合空間Ｋにおいて濁水Ｄと混合撹拌され、濁水Ｄに液状ｐＨ調整剤Ｌｐ及びＬｇ（Ｌｇａ，Ｌｇｂ）が混合され、液状ｐＨ調整剤ＬｐによってｐＨ調整された処理濁水Ｄ１として、放出配管３１から放出され、放流水槽４０の沈殿部４０ａに貯留される。

沈殿部４０ａに貯留された処理濁水Ｄ１は、液状凝集剤Ｌｇ（Ｌｇａ，Ｌｇｂ）によって懸濁物質が凝集し、凝集物（フロック）を形成し、沈殿する（沈殿工程）。このように、凝集物（フロック）が形成され、沈殿する処理濁水Ｄ１のｐＨ値を第２ｐＨセンサ４２で計測する。

第２ｐＨセンサ４２で計測した処理濁水Ｄ１のｐＨ値が、放出可能な所定のｐＨ値を満足している場合、制御部１０は液状ｐＨ調整剤Ｌｐの添加量が適していると判断し、ｐＨ調整剤供給ポンプ５１の稼働状態を保持する。逆に、第２ｐＨセンサ４２で計測した処理濁水Ｄ１のｐＨ値が、放出可能な所定のｐＨ値を満足していない場合は、制御部１０は液状ｐＨ調整剤Ｌｐの添加量が少ないと判断し、濁水Ｄに対する液状ｐＨ調整剤Ｌｐの添加量が増えるように、ｐＨ調整剤供給ポンプ５１の稼働を制御する。

このような処理を繰り返することで、沈殿部４０ａにおける処理濁水Ｄ１の貯留量が増え、仕切り板４１をオーバーフローすることになるが、このとき、処理濁水Ｄ１において懸濁物質が凝集した凝集物（フロック）が沈殿し、つまり固液分離された上澄み水Ｄ２が仕切り板４１をオーバーフローして、上澄み部４０ｂに貯留される。

そして、上澄み部４０ｂに貯留された上澄み水Ｄ２のｐＨ値を第３ｐＨセンサ４３で計測し、放出可能な所定のｐＨ値を満足していることが確認されると、上澄み部４０ｂより上澄み水Ｄ２を放出する。逆に、上澄み部４０ｂに貯留された上澄み水Ｄ２のｐＨ値が、放出可能な所定のｐＨ値を満足していない場合、上澄み部４０ｂに貯留された上澄み水Ｄ２の放出をストップし、濁水ポンプ２２の稼働量を低下させるとともに、ｐＨ調整剤供給ポンプ５１の稼働量を増大させる。

つまり、少ない量の濁水Ｄに対する液状ｐＨ調整剤Ｌｐの添加量を増大させる。このように、液状ｐＨ調整剤Ｌｐの添加量が増大した処理濁水Ｄ１が沈殿部４０ａに貯留することで、仕切り板４１をオーバーフローする上澄み水Ｄ２のｐＨ値が酸性となるため、上澄み部４０ｂに貯留された上澄み水Ｄ２のｐＨ値を、放出可能な所定のｐＨ値に調整することができる。

このように、濁水処理装置１は、懸濁物質を凝集させる液状水溶性の液状凝集剤Ｌｇ（Ｌｇａ，Ｌｇｂ）を濁水Ｄに混合する混合攪拌機３０が備えられ、混合攪拌機３０で液状凝集剤Ｌｇ（Ｌｇａ，Ｌｇｂ）が混合された濁水Ｄから、液状凝集剤Ｌｇ（Ｌｇａ，Ｌｇｂ）によって凝集した凝集物（フロック）を沈殿させるため、懸濁物質を含有する濁水Ｄを省スペースで迅速に固液分離することができる。

詳述すると、混合攪拌機３０において、水溶性の液状凝集剤Ｌｇ（Ｌｇａ，Ｌｇｂ）を濁水Ｄに混合することによって、粉末状の処理薬剤を濁水Ｄに添加して混合する場合に比べて、迅速かつ効率的に濁水Ｄと処理薬剤とを混合することができる。そのため、懸濁物質の凝集作用が迅速かつ効率的に発揮され、懸濁物質が凝集した凝集物（フロック）を迅速に沈殿させ、固液分離することができる。

なお、懸濁物質の凝集作用が迅速かつ効率的に発揮され、懸濁物質が凝集した凝集物（フロック）を迅速に沈殿させることができるため、効率的でない凝集作用により凝集物（フロック）の迅速な沈殿ができない濁水処理装置に比べ、コンパクトな装置構成でよく、省スペース化を図ることができる。

また、混合攪拌機３０で濁水Ｄに液状凝集剤Ｌｇ（Ｌｇａ，Ｌｇｂ）を混合した処理濁水Ｄ１を貯留し、液状凝集剤Ｌｇ（Ｌｇａ，Ｌｇｂ）によって凝集した凝集物（フロック）を沈殿させる放流水槽４０を備えているため、より確実に凝集体（フロック）を形成し沈殿させて、濁水Ｄをより迅速に固液分離することができる。

また、混合攪拌機３０は、内部に柱状の混合空間Ｋを有するとともに、柱状の混合空間Ｋの下部において平面視放射方向に対して交差する交差方向から液状凝集剤Ｌｇ（Ｌｇａ，Ｌｇｂ）及び濁水Ｄをそれぞれ流入させる濁水配管２３及び薬剤配管６２（６２ａ，６２ｂ）、並びに処理濁水Ｄ１を混合空間Ｋの上部より流出させる放出配管３１が備えられているため、柱状の混合空間Ｋへ交差方向から流入させる濁水Ｄの流入エネルギにより、混合空間Ｋにおいて、濁水配管２３，薬剤配管５２及び薬剤配管６２（６２ａ，６２ｂ）から放出配管３１に向かう、つまり下方から上方に向かう渦（旋回流）が生じ、渦（旋回流）によって、濁水Ｄと液状凝集剤Ｌｇ（Ｌｇａ，Ｌｇｂ）とを混合空間Ｋ内で効率的かつ確実に混合することができる。

なお、このように、柱状の混合空間Ｋへの濁水Ｄの流入エネルギによって生じる下方から上方に向かう渦（旋回流）によって、濁水Ｄと液状凝集剤Ｌｇ（Ｌｇａ，Ｌｇｂ）とを混合空間Ｋ内で混合するため、濁水Ｄと液状凝集剤Ｌｇ（Ｌｇａ，Ｌｇｂ）とを混合するための別の機構やエネルギが不要となり、さらにコンパクトで簡素な濁水処理装置１を構成することができる。

また、液状ｐＨ調整剤Ｌｐを混合攪拌機３０に対して供給するｐＨ調整剤供給ポンプ５１、液状凝集剤Ｌｇ（Ｌｇａ，Ｌｇｂ）を混合攪拌機３０に対して供給する凝集剤供給ポンプ６１（６１ａ，６１ｂ）、放流水槽４０におけるｐＨを測定する第２ｐＨセンサ４２、ｐＨ調整剤供給ポンプ５１、及び第２ｐＨセンサ４２が少なくとも接続され、少なくともｐＨ調整剤供給ポンプ５１の稼働を制御する制御部１０が備えられているため、濁水Ｄの性状や懸濁度に応じて、それぞれ適量の液状ｐＨ調整剤Ｌｐ及び液状凝集剤Ｌｇ（Ｌｇａ，Ｌｇｂ）を濁水Ｄに混合して固液分離及び適切にｐＨ調整することができる。

詳しくは濁水Ｄの性状や懸濁度に応じて、それぞれ適量の液状ｐＨ調整剤Ｌｐ及び液状凝集剤Ｌｇ（Ｌｇａ，Ｌｇｂ）を濁水Ｄに混合して固液分離及び適切にｐＨ調整することができる。
また、少なくともｐＨ調整剤供給ポンプ５１、及び第２ｐＨセンサ４２が接続された制御部１０が、少なくともｐＨ調整剤供給ポンプ５１の稼働を制御するため、第２ｐＨセンサ４２による測定結果に応じた量の液状ｐＨ調整剤Ｌｐを濁水Ｄに混合できるため、濁水Ｄを適切にｐＨ調整することができる。

また、液状凝集剤Ｌｇ（Ｌｇａ，Ｌｇｂ）としてカチオン性の高分子凝集剤溶液Ｌｇａ、及びアニオン性の高分子凝集剤溶液Ｌｇｂを用いているため、陽イオンであるカチオン性の高分子凝集剤と陰イオンであるアニオン性の高分子凝集剤とが一度に混合撹拌され、懸濁粒子表面に帯電する電荷の中和作用、凝結作用並びに架橋吸着−凝集作用が生じることとなり、結合強度が高く、より大きな凝集体（フロック）を形成することができる。したがって、濁水Ｄをより迅速に固液分離することができる。

さらに、カチオン性の高分子凝集剤溶液Ｌｇａ、及びアニオン性の高分子凝集剤溶液Ｌｇｂの２液に対して、凝集剤供給ポンプ６１及び薬剤配管６２を独立して設けるため、濁水Ｄの性状によっては、カチオン性の高分子凝集剤溶液Ｌｇａ、及びアニオン性の高分子凝集剤溶液Ｌｇｂの混合量を調整し、より確実且つ迅速に固液分離することができる。

以上、本発明の構成と、前述の実施態様との対応において、本発明の液状凝集剤は、液状凝集剤Ｌｇ（Ｌｇａ，Ｌｇｂ）に対応し、以下同様に、
濁水は、濁水Ｄに対応し、
混合機は、混合攪拌機３０に対応し、
沈殿物は、凝集物（フロック）に対応し、
沈殿槽は、放流水槽４０に対応し、
濁水処理装置は、濁水処理装置１に対応し、
混合空間は、混合空間Ｋに対応し、
下部流入部は、濁水配管２３，薬剤配管５２及び薬剤配管６２（６２ａ，６２ｂ）に対応し、
液状凝集剤が混合された濁水は、処理濁水Ｄ１に対応し、
上部流出部は、放出配管３１に対応し、
液状ｐＨ調整剤は、液状ｐＨ調整剤Ｌｐに対応し、
ｐＨ調整剤供給ポンプは、ｐＨ調整剤供給ポンプ５１に対応し、
凝集剤供給ポンプは、凝集剤供給ポンプ６１（６１ａ，６１ｂ）に対応し、
ｐＨ測定手段は、第２ｐＨセンサ４２に対応し、
制御部は、制御部１０に対応するも、上記実施形態に限定するものではない。

なお、上述の説明では、濁水処理装置１においてひとつの混合攪拌機３０が設けられていたが、濁水Ｄの性状や懸濁度あるいは濁水Ｄの処理量によっては、複数の混合攪拌機３０を設けてもよい。なお、この場合、図４（ａ）に示すように、複数の混合攪拌機３０をすべて直列配置してもよいし、あるいは並列配置してもよい。さらには、図４（ｂ）に示すように、一部の混合攪拌機３０を直列配置し、残りの混合攪拌機３０を並列配置してもよい。

このように、濁水処理装置１に複数の混合攪拌機３０を設けることにより、濁水Ｄの処理量や、濁水Ｄと液状凝集剤Ｌｇとの混合距離（濁水Ｄと液状凝集剤Ｌｇが混合される混合空間の距離）を適切に設定することができ、より確実に濁水Ｄを固液分離及びｐＨ調整することができる。
また、同型の混合攪拌機３０を複数備える場合は、様々な容量や形状の混合攪拌機３０を準備することなく、処理の程度に応じて適切に固液分離及びｐＨ調整することができる。

また、上述の説明では、濁水処理装置１に放流水槽４０を備え、混合攪拌機３０で濁水Ｄに液状凝集剤Ｌｇ（Ｌｇａ，Ｌｇｂ）を混合した処理濁水Ｄ１を貯留し、液状凝集剤Ｌｇ（Ｌｇａ，Ｌｇｂ）によって凝集した凝集物（フロック）を沈殿させたが、放流水槽４０を備えずに、濁水Ｄに液状凝集剤Ｌｇ（Ｌｇａ，Ｌｇｂ）を混合する混合攪拌機３０にて液状凝集剤Ｌｇ（Ｌｇａ，Ｌｇｂ）によって凝集した凝集物（フロック）を沈殿させてもよい。

特に、混合攪拌機３０への濁水Ｄの流入速度が遅い場合、すなわち、処理速度が高くない場合などは、混合攪拌機３０において凝集物（フロック）を沈殿させやすく好ましい。なお、濁水Ｄの処理量が多い場合や、確実に、混合攪拌機３０において凝集物（フロック）を沈殿させて固液分離する場合には、上述したように、複数の混合攪拌機３０を並列配置する、及び／又は直列配置するとよい。

また、上述の説明では、凝集剤タンク６０及び凝集剤供給ポンプ６１を２つずつ備えるとともに、図２，３に示すように、混合攪拌機３０に対して、２本の薬剤配管６２（６２ａ，６２ｂ）が接続され、制御部１０によって凝集剤供給ポンプ６１の稼働を制御して、カチオン性の高分子凝集剤溶液Ｌｇａ、及びアニオン性の高分子凝集剤溶液Ｌｇｂの２液をそれぞれ濁水Ｄに混合したが、カチオン性の高分子凝集剤溶液Ｌｇａ、及びアニオン性の高分子凝集剤溶液Ｌｇｂを混合した混合液を濁水Ｄに対して混合してもよい。

また、第１ｐＨセンサ２１で計測した濁水ＤのｐＨ値に基づいて制御部１０が、濁水Ｄに混合する液状ｐＨ調整剤Ｌｐの量を決定し、決定した液状ｐＨ調整剤Ｌｐの量に基づいて、ｐＨ調整剤供給ポンプ５１を稼働させたり、沈殿部４０ａに貯留された処理濁水Ｄ１のｐＨ値を第２ｐＨセンサ４２で計測した結果や上澄み部４０ｂに貯留された上澄み水Ｄ２のｐＨ値を第３ｐＨセンサ４３で計測した結果に基づいて、ｐＨ調整剤供給ポンプ５１の稼働量を制御部１０でフィードバック制御したが、第１ｐＨセンサ２１で計測した濁水ＤのｐＨ値、第２ｐＨセンサ４２で計測した処理濁水Ｄ１のｐＨ値、あるいは第３ｐＨセンサ４３で計測した上澄み水Ｄ２のｐＨ値に基づいて、手動で濁水Ｄに混合する液状ｐＨ調整剤Ｌｐの量を決定し、ｐＨ調整剤供給ポンプ５１の稼働量を、制御部１０を操作して制御してもよい。

さらにまた、上述の説明では、混合攪拌機３０の下部において、薬剤配管６２（６２ａ，６２ｂ）の上部に薬剤配管５２が接続されているが、図３（ｂ）に示すように、濁水配管２３、２本の薬剤配管６２（６２ａ，６２ｂ）及び薬剤配管５２の４本を略同一断面状に接続してもよい。この場合、濁水配管２３、薬剤配管６２（６２ａ，６２ｂ）及び薬剤配管５２が周方向に均等に配置されるとよい。

１…濁水処理装置
１０…制御部
２３…濁水配管
３０…混合攪拌機
３１…放出配管
４０…放流水槽
４２…第２ｐＨセンサ
５１…ｐＨ調整剤供給ポンプ
５２…薬剤配管
６１…凝集剤供給ポンプ
６２…薬剤配管
Ｄ…濁水
Ｄ１…処理濁水
Ｋ…混合空間
Ｌｇ…液状凝集剤
Ｌｐ…液状ｐＨ調整剤

Claims

懸濁物質を凝集させる液状水溶性の液状凝集剤及び液状ｐＨ調整剤を濁水に混合する混合機が備えられ、
前記混合機は、内部に柱状の混合空間を有するとともに、
前記柱状の混合空間の下部には、
平面視放射方向に対して交差する交差方向から前記濁水を流入させる下部濁水流入部、
前記平面視放射方向に対して交差する交差方向から前記液状凝集剤を流入させる下部液状凝集剤流入部、及び
前記平面視放射方向に対して交差する交差方向から前記液状ｐＨ調整剤を流入させる下部液状ｐＨ調整剤流入部が備えられるとともに、
前記液状凝集剤が混合された濁水を前記混合空間の上部より流出させる上部流出部が備えられ、
前記下部濁水流入部と、前記下部液状凝集剤流入部及び下部液状ｐＨ調整剤流入部とは、前記混合空間の中心に対する点対称な位置及び向きで配置され、
前記液状凝集剤は、カチオン性の高分子凝集剤溶液、及びアニオン性の高分子凝集剤溶液であり、
前記下部液状凝集剤流入部が、カチオン性の高分子凝集剤溶液、及びアニオン性の高分子凝集剤溶液に対応して２本設けられるとともに、
前記下部液状ｐＨ調整剤流入部及び２本の前記下部液状凝集剤流入部は、同じ向きで上下方向に並んで配置され、
前記下部濁水流入部は、前記下部液状ｐＨ調整剤流入部及び２本の前記下部液状凝集剤流入部より太径で形成され、
前記下部濁水流入部から供給された前記濁水は、前記混合空間において、渦が生じて旋回しながら上昇し、
前記下部液状凝集剤流入部から供給された前記液状凝集剤及び前記下部液状ｐＨ調整剤流入部から供給された前記液状ｐＨ調整剤は、前記混合空間において、旋回しながら上昇する前記濁水に添加され、
該混合機で処理薬剤及び前記液状ｐＨ調整剤が混合された前記濁水において、前記液状ｐＨ調整剤によってｐＨ調整されるとともに、前記液状凝集剤によって凝集した沈殿物を沈殿させる
濁水処理装置。
前記混合機が複数設けられた
請求項１に記載の濁水処理装置。
前記混合機で前記処理薬剤が混合された前記濁水を貯留する沈殿槽が備えられた
請求項１又は２に記載の濁水処理装置。
前記液状ｐＨ調整剤を前記混合機に対して供給するｐＨ調整剤供給ポンプ、
前記液状凝集剤を前記混合機に対して供給する凝集剤供給ポンプ、
前記沈殿槽におけるｐＨを測定するｐＨ測定手段、
少なくとも前記ｐＨ調整剤供給ポンプ、及び前記ｐＨ測定手段が接続され、少なくとも前記ｐＨ調整剤供給ポンプの稼働を制御する制御部が備えられた
請求項３に記載の濁水処理装置。
懸濁物質を凝集させる液状水溶性の液状凝集剤を混合機において濁水に混合する混合工程と、
該混合機で処理薬剤が混合された前記濁水において前記液状凝集剤によって凝集した沈殿物を沈殿させる沈殿工程とを行い、
前記混合機は、内部に柱状の混合空間を有するとともに、
前記柱状の混合空間の下部には、
平面視放射方向に対して交差する交差方向から前記濁水を流入させる下部濁水流入部、
平面視放射方向に対して交差する交差方向から前記液状凝集剤を流入させる下部液状凝集剤流入部、及び
前記平面視放射方向に対して交差する交差方向から液状ｐＨ調整剤を流入させる下部液状ｐＨ調整剤流入部が備えられるとともに、
前記液状凝集剤が混合された濁水を前記混合空間の上部より流出させる上部流出部が備えられ、
前記下部濁水流入部と、前記下部液状凝集剤流入部及び下部液状ｐＨ調整剤流入部とは、前記混合空間の中心に対する点対称な位置及び向きで配置され、
前記液状凝集剤は、カチオン性の高分子凝集剤溶液、及びアニオン性の高分子凝集剤溶液であり、
前記下部液状凝集剤流入部が、カチオン性の高分子凝集剤溶液、及びアニオン性の高分子凝集剤溶液に対応して２本設けられるとともに、
前記下部液状ｐＨ調整剤流入部及び２本の前記下部液状凝集剤流入部は、同じ向きで上下方向に並んで配置され、
前記下部濁水流入部は、前記下部液状ｐＨ調整剤流入部及び２本の前記下部液状凝集剤流入部より太径で形成され、
前記混合工程において、
前記下部濁水流入部から供給された前記濁水は、前記混合空間において、渦が生じて旋回しながら上昇し、
前記下部液状凝集剤流入部から供給された前記液状凝集剤及び前記下部液状ｐＨ調整剤流入部から供給された前記液状ｐＨ調整剤は、前記混合空間において、旋回しながら上昇する前記濁水に添加する
濁水処理方法。