JP7056825B2

JP7056825B2 - 固液分離装置

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Publication number: JP7056825B2
Application number: JP2018046081A
Authority: JP
Inventors: 昌文三井
Original assignee: Sumitomo Heavy Industries Environment Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Heavy Industries Environment Co Ltd
Priority date: 2018-03-13
Filing date: 2018-03-13
Publication date: 2022-04-19
Anticipated expiration: 2038-03-13
Also published as: JP2019155285A

Description

本発明は、固液分離装置に関するものである。

一般に、排水処理の手段の一つとして、排水中の固形物などの不純物を除去する固液分離処理が行われている。
このような固液分離処理としては、排水に対して凝集剤を添加することで不純物である有機物や懸濁物質等を凝集沈殿させて分離する凝集沈殿を行う固液分離装置を用いた処理が挙げられる。例えば、被処理水を受け入れる内筒が沈殿槽内に配設されているフロックゾーン型（「スラッジブランケット型」や「フロックブランケット型」と呼ばれることもある）の凝集沈殿槽を備える固液分離装置が知られている。

例えば、特許文献１には、原水に対して凝集剤を加えて、凝集沈殿槽（分離槽）内に設けた内槽に濃縮フロック層を形成させるスラッジブランケット型の凝集沈殿処理装置が記載されている。また、特許文献１には、凝集沈殿槽から排出された処理水をサンプリング槽に導入し、濁度やｐＨを測定することが記載されている。

特開２００２－３５５０３号公報

特許文献１に記載された凝集沈殿処理装置は、凝集沈殿槽から排出された処理水をサンプリング槽に導入し、濁度やｐＨなどの水質データを測定することで、処理水質のデータ管理に利用するものである。一方、凝集沈殿を行う固液分離装置においては、処理水の水質を確認するだけではなく、処理運転時における凝集沈殿槽内のフロックの凝集状態を直接判断し、この判断結果を運転条件に反映することで安定した処理を行い、良好な水質を維持することが望ましい。

本発明の課題は、排水中の固形物を捕捉する固液分離装置において、処理運転時におけるスラッジブランケット部内のフロックの凝集状態を直接評価することで、安定した処理運転を維持するとともに、処理水の水質を良好に保つことのできる固液分離装置を提供することである。

本発明者は、上記の課題について鋭意検討した結果、スラッジブランケット部を備える固液分離装置において、スラッジブランケット部内のフロックの凝集状態を監視する監視部を設けることで、処理運転中のフロックの凝集状態を評価することが可能になることを見出して、本発明を完成した。
すなわち、本発明は、以下の固液分離装置である。

上記課題を解決するための本発明の固液分離装置は、被処理水中の固形物を固液分離する固液分離装置であって、被処理水を導入する被処理水導入部と、被処理水導入部から導入された被処理水中の固形物を捕捉し、フロックとして成長させ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内のフロックの凝集状態を監視する監視部を備えるという特徴を有する。
本発明の固液分離装置は、スラッジブランケット部を有する固液分離装置において、スラッジブランケット部内のフロックの凝集状態を監視する監視部を設けるものである。これにより、処理運転時におけるスラッジブランケット部内のフロックの凝集状態を評価することができる。これにより、評価結果を処理運転条件に反映することができ、安定した処理運転を維持するとともに、処理水の水質を良好に保つことが可能となる。

また、本発明の固液分離装置の一実施態様としては、監視部はスラッジブランケット部内に設けられているという特徴を有する。
この特徴によれば、スラッジブランケット部におけるフロックの凝集状態を直接監視することができ、より高い精度で評価することが可能となる。

また、本発明の固液分離装置の一実施態様としては、監視部は、スラッジブランケット部から引き抜いたフロックを導入する監視槽を有し、前記監視槽内のフロックの凝集状態を監視するという特徴を有する。
この特徴によれば、スラッジブランケット部のフロックを直接引き抜き、フロックの凝集状態を監視することで、監視に係る外乱要因を少なくした状態でフロックの凝集状態を評価することができる。

また、本発明の固液分離装置の一実施態様としては、監視槽は、スラッジブランケット部から引き抜いたフロックを希釈するための希釈手段及び濁度を測定する測定手段を備えるという特徴を有する。
この特徴によれば、フロックの凝集状態を監視するために懸濁物質濃度（以下、ＳＳ濃度）をパラメータとする場合において、スラッジブランケット部から引き抜いたフロックのＳＳ濃度が高い場合であっても、濁度計による測定に適したＳＳ濃度範囲にした状態で測定することができ、幅広いＳＳ濃度に対応した評価が可能となる。

また、本発明の固液分離装置の一実施態様としては、監視槽は、スラッジブランケット部から引き抜いたフロックを自然沈降させて上澄み液を得るための分離手段及び上澄み液の濁度を測定する測定手段を備えるという特徴を有する。
この特徴によれば、フロックの凝集状態が良い場合は沈降性が高く、上澄み液におけるＳＳ濃度は低くなるが、フロックの凝集状態が悪い場合は上澄み液において比較的高いＳＳ濃度が検出されることになるため、上澄み液の濁度を測定することでフロックの凝集状態を比較的簡単に判断することが可能となる。

本発明によると、排水中の固形物を捕捉する固液分離装置において、処理運転時におけるスラッジブランケット部内のフロックの凝集状態を直接評価することで、安定した処理運転を維持するとともに、処理水の水質を良好に保つことのできる固液分離装置を提供することができる。

本発明の第１の実施態様に係る固液分離装置の概略説明図である。本発明の第１の実施態様に係る固液分離装置における監視部の概略説明図である。本発明の第１の実施態様に係る固液分離装置における監視部の別の一態様を示す概略説明図である。本発明の第１の実施態様に係る固液分離装置における監視部の別の一態様を示す概略説明図である。本発明の第１の実施態様に係る固液分離装置における監視部の別の一態様を示す概略説明図である。本発明の第２の実施態様に係る固液分離装置の概略説明図である。本発明の第３の実施態様に係る固液分離装置の概略説明図である。

本発明の固液分離装置は、固形物を含む被処理水の処理に利用されるものである。特に、被処理水に凝集剤を添加して、有機物などを凝集沈殿させて分離する凝集沈殿処理に好適に利用されるものである。

以下、図面を参照しつつ本発明に係る固液分離装置の実施態様を詳細に説明する。
なお、以下の実施態様に記載する固液分離装置については、凝集沈殿装置を例として説明する。ただし、以下の実施態様は、本発明に係る固液分離装置を説明するために例示したものにすぎず、本発明に係る固液分離装置は、凝集沈殿装置に限定されるものではない。

［第１の実施態様］
図１は、本発明の第１の実施態様の固液分離装置１００の概略説明図である。
本実施態様に係る固液分離装置１００は、いわゆるスラッジブランケット型と呼ばれる凝集沈殿槽を有している。一般に、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、その流動槽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導入された被処理水は、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に示すように、本実施態様に係る固液分離装置１００は、凝集沈殿槽１内に、被処理水Ｗを導入する被処理水導入部２と、被処理水Ｗ中のフロック（固形物）を捕捉し、フロックと処理水Ｗ１に分離するスラッジブランケット部３と、スラッジブランケット部３におけるフロックの凝集状態を監視する監視部４と、処理水Ｗ１を排出する処理水排出ラインＬ１を備え、スラッジブランケット部３上方には、処理水Ｗ１からなる清澄層Ｃが形成されている。
また、凝集沈殿槽１は、スラッジブランケット部３を通過することにより凝集したフロックが、スラッジブランケット部３の上端を越流し、凝集沈殿槽１の底部に沈殿して濃縮される濃縮部５を有し、濃縮部５に沈殿したフロック（汚泥）を系外に排出する汚泥排出ラインＬ２を設ける。なお、汚泥排出ラインＬ２には、汚泥を処理するための汚泥処理設備を設けるものとしてもよい（不図示）。

凝集沈殿槽１は、有底円筒状の外筒水槽１１と、この外筒水槽１１より小径でかつ高さも小さい有底円筒状の内筒水槽１２とを備える。図１に示すように、内筒水槽１２は、外筒水槽１１の内側に、外筒水槽１１と同心になるように立設されている。また、内筒水槽１２の底部が外筒水槽１１の底部から上方に所定長離隔しており、二重水槽構造を呈している。また、外筒水槽１１及び内筒水槽１２の軸線Ｌ上には、モーターＭにより回転駆動するセンターシャフト１３が配置されている。センターシャフト１３は、ロータリージョイント１４により内筒水槽１２底部と接続されている。なお、外筒水槽１１、内筒水槽１２は円筒状に限定されず、角筒状であってもよい。

被処理水導入部２は、被処理水Ｗを凝集沈殿槽１内に導入するための導入管２１と、導入管２１から導入された被処理水Ｗを内筒水槽１２内に供給するフィードパイプ２２を備えている。図１に示すように、導入管２１は、外筒水槽１１の側壁を挿通して、槽外部に突き出しており、被処理水Ｗの供給源と接続されている。また、フィードパイプ２２は、導入管２１と通水可能に連結しており、センターシャフト１３の外側にセンターシャフト１３を囲むように設けられている。本実施態様における固液分離装置は、外筒水槽１１、内筒水槽１２、センターシャフト１３、フィードパイプ２２の軸線は全て共通の軸線Ｌになっている。

フィードパイプ２２は、上下方向で上部２２ａと下部２２ｂとに分けられており、上部と下部との間はラビリンス構造等のロータリージョイント２３により接続されている。フィードパイプ２２の上部２２ａ側面に導入管２１が接続されており、フィードパイプ２２の下部２２ｂには分散管２４が設けられている。分散管２４は内筒水槽１２の下部に配置されるとともに、複数の被処理水吐出口２４ａが形成されている。センターシャフト１３の回転とともにフィードパイプ２２の下部が回転し、このとき、分散管２４は被処理水吐出口２４ａを内筒水槽１２の底部側に向けた状態で回転する。なお、フィードパイプ２２の上端部は閉じられていてもよく、上方に向かって開放されていてもよい。

被処理水導入部２から導入される被処理水Ｗは、固形物を含む排水であって、例えば有機性排水に凝集剤を混合したものである。本実施態様においては、有機性排水と凝集剤を混合するために、導入管２１に対して凝集剤を供給する凝集剤供給ラインＬ３を接続するものを図１に例示しているが、これに限定されるものではない。例えば、後述するように、凝集沈殿槽１の上流側であらかじめ原水Ｗ０に凝集剤を混合することで得られた被処理水Ｗを導入管２１に供給するものとしてもよい。

混合される凝集剤としては、無機凝集剤及び有機高分子凝集剤が挙げられる。凝集剤は、無機凝集剤あるいは有機高分子凝集剤のみを用いるものであってもよく、無機凝集剤と有機高分子凝集剤を併用するものであってもよい。なお、無機凝集剤及び有機高分子凝集剤を併用する場合、無機凝集剤、有機高分子凝集体の順に被処理水Ｗに添加することが好ましい。これにより、安定したフロック形成が可能となる。
凝集剤の具体例としては、例えば、無機凝集剤としては、硫酸バンドやＰＡＣ等のＡｌ系無機凝集剤や、ポリ硫酸鉄等のＦｅ系無機凝集剤が挙げられる。あるいは、ＮａＯＨ、Ｃａ（ＯＨ）_２等のアルカリ又はＨ_２ＳＯ_４、ＨＣｌ等の酸によるｐＨ調整剤や、Ｃａ、Ａｌ、Ｆｅ系化合物の添加や、酸化剤・還元剤の添加等により結晶を析出させるものとしてもよい。また、有機高分子凝集剤としては、ポリアミノアルキルメタクリレート、ポリエチレンイミン、ハロゲン化ポリジアリルアンモニウム、キトサン、尿素－ホルマリン樹脂等のカチオン性高分子凝集剤、ポリアクリル酸ナトリウム、ポリアクリルアミド部分加水分解物、部分スルホメチル化ポリアクリルアミド、ポリ（２－アクリルアミド）－２－メチルプロパン硫酸塩等のアニオン性高分子凝集剤、ポリアクリルアミド、ポリエチレンオキシド等のノニオン性高分子凝集剤、アクリルアミドとアミノアルキルメタクリレートとアクリル酸ナトリウムの共重合体等の両性高分子凝集剤が挙げられる。

スラッジブランケット部３は、被処理水導入部から凝集剤を含む被処理水Ｗを導入し、凝集フロックを成長させた後、凝集フロックと処理水Ｗ１を分離するものである。
なお、分離された処理水Ｗ１は凝集沈殿槽１上部に設けられた処理水排出ラインＬ１から系外に排出される。また、スラッジブランケット部３の上端から越流した凝集フロックは、スラッジブランケット部３の下部に設けられる濃縮部５に沈降し、凝集沈殿槽１の底部に設けられた汚泥排出ラインＬ２を介して、系外に排出される。

本実施態様におけるスラッジブランケット部３は、図１に示すように、凝集沈殿槽１内の有底円筒状の内筒水槽１２の内側領域を指すものである。スラッジブランケット部３は、フロック成長ゾーンＺ１と、フロック成長ゾーンより上方に形成される分離ゾーンＺ２とを有している。フロック成長ゾーンＺ１は、被処理水導入部２により内筒水槽１２内に流入する被処理水Ｗの上昇水流によって凝集フロックの流動層を形成している。また、分離ゾーンＺ２は、凝集フロック（固形物）と処理水Ｗ１とを固液分離するものである。

凝集剤を含む被処理水Ｗは内筒水槽１２内の被処理水導入部の分散管２４から内筒水槽１２内の下部に一様に噴出され、この噴出する水流の撹拌力、剪断力等により混合されてフロックを形成していく。内筒水槽１２内に形成されたフロックは内筒水槽１２底部に堆積していくが、さらに供給される被処理水Ｗによりフロック成長ゾーンＺ１内に流動層が形成されていく。被処理水Ｗに含まれる小さなフロックは、流動層を上昇する過程で先に生成されたフロックに接触して捕捉されることで、フロックの粒子径が大きく成長する。このように、被処理水Ｗはフロック成長ゾーンＺ１を上昇しながらフロックを成長させる。

ここで、フロックはその比重が水より大きいため、フロック成長ゾーンＺ１の底部に堆積しようとするが、被処理水Ｗの連続供給により上昇する。被処理水Ｗがフロック成長ゾーンＺ１を上昇する過程において、被処理水Ｗ中のフロックは成長してより大きく、かつ重くなるため、一定程度まで成長すると、上昇しなくなる。よって、図１に示すように、内筒水槽１２の上部には、より大きく、かつ重くなったフロックが集まり、被処理水Ｗの上昇流による上昇力とフロックの沈降性（自重）が平衡状態となることで、フロック濃度が不連続に変化する仮想境界層Ｋが形成される。ここで、仮想境界層Ｋ及びその下方付近を分離ゾーンＺ２とする。分離ゾーンＺ２には、フロックが高濃度で保持されている。また、分離ゾーンＺ２に集まったフロックの一部は、被処理水Ｗによる流動層により内筒水槽１２の上端縁部から外筒水槽１１側に越流する。なお、越流した凝集フロックは、比重が水よりも大きいため、自然に外筒水槽１１の底部の濃縮部５に向けて沈降する。濃縮部５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、外筒水槽１１の底部に設けられた汚泥排出ラインＬ２から排出される。

また、図１に示すように、スラッジブランケット部３を通過した処理水は、被処理水Ｗの上昇流によって上昇し、スラッジブランケット部３の上方に、処理水Ｗ１からなる清澄層Ｃが形成される。つまり、清澄層Ｃとスラッジブランケット部３との境界に仮想境界層Ｋが形成されている。清澄層Ｃの処理水Ｗ１は、外筒水槽１１上部に設けられた処理水排出ラインＬ１を介して槽外に排出される。

一方、濃縮部５に堆積した濃縮汚泥は、センターシャフト１３の下端に設けられた濃縮汚泥掻き寄せ機５１によって、汚泥排出ラインＬ２が設けられた外筒水槽１１の底面中央に掻き寄せられる。なお、濃縮汚泥掻き寄せ機５１は、センターシャフト１３の回転に伴って回転し、外筒水槽１１の底面中央部に濃縮汚泥を掻き寄せることができる構造であれば、特に限定されない。例えば、図１に示すように、センターシャフト１３に対して垂直に掻き取り部材を設けるもの以外に、センターシャフト１３に対して垂直に交差した支持体に複数の掻き取り部材を設けるものとしてもよく、曲面を有する掻き取り部材を槽上方から見た際にＳ字を形成するようにセンターシャフト１３に設けるものとしてもよい。

監視部４は、スラッジブランケット部３におけるフロックの凝集状態を監視するためのものである。また、監視部４は、スラッジブランケット部３におけるフロックの凝集状態の評価を行うものであり、この評価結果は、安定した処理運転条件を維持するために用いられるものである。

監視部４は、フロックの凝集状態を監視するための検出器４１を備える。また、検出器４１による測定結果は、スラッジブランケット部３におけるフロックの凝集状態の評価を行う際に用いられる。

凝集状態を監視するための測定対象としては、濁度、色度、粘度、凝集フロックのサイズ等を測定対象とすることが挙げられる。

検出器４１としては、濁度計、色度計、粘度計、カメラなどが挙げられる。ここで、検出器４１としてのカメラは、静止画（写真）を撮影するものであってもよく、動画を撮影するものであってもよい。撮影したものを画像解析可能なデータとして収集が可能であるものが特に好ましい。これにより、撮影により得られたデータを画像解析ソフトなどにより解析し、凝集フロックのサイズなどを求めることで、フロックの凝集状態を判断することが容易となる。

なお、監視部４は、スラッジブランケット部３の仮想境界層Ｋの高さを測定対象とし、検出器４１として界面計を用いたものとしてもよいが、仮想境界層Ｋの高さは変化しないまま、その下方部に当たるフロック成長ゾーンＺ１及び分離ゾーンＺ２のフロックの凝集状態が悪化していることがある。このため、界面計のみを検出器４１とすると、フロックの凝集状態を正確に評価できない可能性がある。したがって、本実施態様における検出器４１として界面計を用いる場合、仮想境界層Ｋの高さに加えて、例示した他の測定対象を測定するための他の検出器４１を設けることが好ましい。

本実施態様における監視部４は、スラッジブランケット部３内のフロックの凝集状態を直接あるいは間接的手段によって監視するものである。
以下、それぞれの手段について説明する。

図２及び図３は、本発明の第１の実施態様に係る固液分離装置における監視部の概略説明図である。なお、図１に示した固液分離装置１００と同一の構成については、説明を省略する。
図２及び図３に示すように、スラッジブランケット部３内のフロックの凝集状態を直接的に監視する手段としては、スラッジブランケット部３に直接検出器４１を投入するものが挙げられる。
スラッジブランケット部３内に直接監視部４を設ける場合、高ＳＳ濃度のフロック内でもデータ取得が可能な検出器４１を用いる必要がある。このような検出器４１としては、例えば、粘度計やカメラを用いることが好ましい。また、監視部４を直接スラッジブランケット部３内に設ける場合は、スラッジブランケット部３内のフロックの流動などの外乱要因を少なくした状態でその場測定を行うことが好ましい。

例えば、図２に示すように、一部が開閉可能な筐体４２内に検出器４１を入れて、スラッジブランケット部３に直接投入し、所定の測定地点において筐体４２を一度開放し、周辺のフロックを筐体４２内に取り込んだ後、筐体４２を閉じて測定を行うことや、図３に示すように、スラッジブランケット部３内に区画壁４３に囲まれた空間を形成し、区画壁４３の内側に検出器４１を配置して測定を行うことなどが挙げられる。区画壁４３は、スラッジブランケット部３内において、フロックの流動等の影響を受けない空間を設けるものであれば、特に限定されない。例えば、図３に示したように、内筒水槽１２の内壁に設けるものであってもよく、フィードパイプ２２に外壁に設けるものであってもよい。なお、検出器４１の種類や性能によっては、外乱要因を排除するための構成を特に設けることなく、直接スラッジブランケット部３内に投入して測定を行うものであってもよい。

図４及び図５は、本発明の第１の実施態様に係る固液分離装置における監視部の別の一態様を示す概略説明図である。なお、図１に示した固液分離装置１００と同一の構成については、説明を省略する。
図４及び図５に示すように、スラッジブランケット部３内のフロックの凝集状態を間接的に監視する手段としては、スラッジブランケット部３にフロックの引き抜きを行うためのサンプリングラインＬ４を設け、引き抜いたフロックＦ１を導入するための監視槽４４を設けるものが挙げられる。サンプリングラインＬ４によるフロックの引き抜きは、手動または自動のいずれによるものでもよい。例えば、所定のサンプリング間隔を設定し、自動でフロックの引き抜き及び測定を行うことにより、定期的にフロックの凝集状態を確認することなどが挙げられる。なお、監視（測定）の終わったフロックＦ１は、監視槽４４に設けた返送ラインＬ５により、被処理水導入部２を介してスラッジブランケット部３に返送される。これにより、スラッジブランケット部３内の外乱要因を少なくした状態で測定を行うことができる。
また、スラッジブランケット部３にフロックの引き抜きを行うためのサンプリングラインＬ４を設け、引き抜いたフロックＦ１を導入するための監視槽４４を設ける場合、測定及び評価の容易性の観点から、検出器４１としては濁度計や色度計を用いることが好ましい。なお、検出器４１として用いる濁度計の検出方式としては、表面散乱光方式、透過散乱光方式、透過散乱比較方式等の公知の検出方式によるものであればよく、特に限定されない。

一般的に、通常運転時において、スラッジブランケット部３内のＳＳ濃度は数万ｍｇ／Ｌ（３００００～５００００ｍｇ／Ｌ）となるため、濁度計による直接測定は困難である。
したがって、例えば、図４に示すように、監視槽４４に希釈水を添加する希釈手段４５を設け、フロックＦ１のＳＳ濃度が濁度計による測定可能範囲濃度となるように調整した後、検出器４１による測定を行うことが挙げられる。なお、通常運転時のスラッジブランケット部３内のフロックのＳＳ濃度を考慮すると、希釈手段４５による希釈倍率は１００倍以上とすることが好ましく、５００倍以上とすることが特に好ましい。
また、図５に示すように、監視槽４４内に導入されたフロックＦ１を自然沈降させて上澄み液Ｓを得るための分離手段４６と、得られた上澄み液Ｓを検出器４１により測定することが挙げられる。分離手段４６は、フロックＦ１の自然沈降が起きる条件を満たすものであれば特に限定されず、例えば、監視槽４４を一定時間静置することも含まれる。

図４に示したように、希釈手段４５を設けた場合、従来の濁度計では検出できない濃度範囲にあるフロックのＳＳ濃度についても検出することが可能となり、スラッジブランケット型凝集沈殿槽のように、フロックを高濃度に維持することが重要な固液分離装置に対して、好適に用いられる手段の一つである。
一方、図５に示したように、上澄み液Ｓを得るための分離手段４６を設けた場合、フロックの凝集状態が良い場合は沈降性が高く、上澄み液ＳにおけるＳＳ濃度は低くなるが、フロックの凝集状態が悪い場合は上澄み液Ｓにおいて比較的高いＳＳ濃度が検出されることになるため、上澄み液Ｓの濁度を測定することで、フロックの凝集状態のうち、沈降性に係る評価を比較的簡単に判断することが可能となる。

ここで、希釈手段４５によって添加される希釈水としては、ＳＳ濃度がゼロに近い水であれば特に限定されない。例えば、固液分離装置１００で処理されて処理水排出ラインＬ１から排出される処理水Ｗ１を用いるものとしてもよい。

また、図４及び図５で示した手段を両方行うものとしてもよい。例えば、まず、分離手段４６により得られた上澄み液ＳのＳＳ濃度を測定して、フロックＦ１の沈降性について評価した後、希釈手段４５により希釈水を添加し、監視槽４４内でフロックＦ１の撹拌と希釈を同時に行い、フロックＦ１のＳＳ濃度を測定し、スラッジブランケット部３におけるフロックのＳＳ濃度を算出し、評価を行うものとしてもよい。

さらに、監視部４は、鉛直方向の高さを調節可能に配置する。スラッジブランケット部３内のフロック成長ゾーンＺ１や分離ゾーンＺ２は、処理の状況によって高さが変化することがある。また、それぞれのフロック成長ゾーンＺ１及び分離ゾーンＺ２内において、高さの異なる箇所でのフロックの凝集状態を評価することで、処理の悪化傾向を素早く検知できると考えられる。したがって、監視部４の高さを調節可能とすることが好ましい。
なお、監視部４の高さ調整の手段としては、特に限定されない。例えば、監視部４としてスラッジブランケット部３内に直接検出器４１を設ける場合、検出器４１に糸や鎖などの紐状の吊下支持具を直接取り付け、この吊下支持具の長さを手動あるいは自動的に変更することで監視部４の高さを調節可能とすることなどが挙げられる（不図示）。一方、監視部４として、サンプリングラインＬ４及び監視槽４４を設ける場合、サンプリングラインＬ４の位置を変更可能とすることなどが挙げられる。
また、本実施態様の凝集沈殿槽１にスラッジブランケット部３の仮想境界層Ｋと清澄層Ｃの界面を検出するための界面計を設け、界面計の測定結果に応じて、監視部４の高さを調整可能とするものとしてもよい（不図示）。これにより、監視部４の高さ調整を精度よく行うことが可能となる。

また、本実施態様における固液分離装置１００は、スラッジブランケット部３で固液分離された処理水Ｗの水質を測定するための水質検出部を設けるものとしてもよい（不図示）。
水質としては、濁度、色度、水温、ｐＨ、有機物濃度等を測定対象とすることが挙げられる。また、測定対象を検出するための検出器としては、濁度計、色度計、水温計、ｐＨ計、ＣＯＤ計、ＢＯＤ計、ＴＯＤ計、ＴＯＣ計等が挙げられる。これにより、監視部４による評価結果と合わせて、処理運転時の全体の処理傾向を監視することが可能となる。

［第２の実施態様］
図６は、本発明の第２の実施態様の固液分離装置１０１の概略説明図である。
本実施態様に係る固液分離装置１０１は、図６に示すように、第１の実施態様における凝集沈殿槽１の上流側に反応槽６を設け、反応槽６に凝集剤を添加する凝集剤添加手段７を備える。また、監視部４の評価結果に基づき、凝集剤添加手段７を制御する制御部８を設ける。ここで、監視部４としては、第１の実施態様で示した監視部４のいずれの構成を用いるものとしてもよい。例えば、図２～図５に示したような監視手段に基づくものを用いることができる。
なお、本実施態様における固液分離装置１０１の構成のうち、第１の実施態様の固液分離装置１００の構成と同じものについては、説明を省略する。

反応槽６は、原水Ｗ０を導入するとともに、凝集剤添加手段７により凝集剤を添加するものである。これにより、反応槽６からの処理水を、固形物を含む被処理水Ｗとして、導入管２１を介して凝集沈殿槽１へ供給する。
反応槽６は、１つ又は複数の槽からなるものとし、例えば、図６に示すように、第１反応槽６１、第２反応槽６２の２つの槽を設け、それぞれに凝集剤添加手段７１、７２を設けるものとする。このとき、第１反応槽６１には、凝集剤添加手段７１により無機凝集剤を添加する。一方、第２反応槽６２には、凝集剤添加手段７２により有機高分子凝集剤を添加する。これにより、凝集沈殿槽１に導入する被処理水Ｗ中に安定な凝集フロックを形成することが可能となる。
なお、反応槽６には、撹拌機などの撹拌機構を設けることとしてもよい。これにより、原水と凝集剤の混合効率を高め、凝集効果を向上させることが可能となる。

制御部８は、監視部４の評価結果に基づき、凝集剤添加手段７による凝集剤の添加量を制御するためのものである。例えば、監視部４の評価結果から、スラッジブランケット部３内のフロックの凝集状態が悪化傾向にあることが認められた場合、凝集剤の添加量を増加させる。
凝集剤の添加量を制御する手段は特に限定されない。例えば、凝集剤添加手段７に設けたバルブの開閉を制御するものなどが挙げられる。

以上のように、本実施態様における固液分離装置１０１においては、スラッジブランケット部３のフロックの凝集状態を監視する監視部４の評価結果に基づき、凝集剤の添加量を制御する。これにより、スラッジブランケット部３内のフロックの凝集状態を適正な状態に維持することができ、その結果、処理水の水質を良好に維持することが可能となる。

［第３の実施態様］
図７は、本発明の第３の実施態様の固液分離装置１０２の概略説明図である。
本実施態様に係る固液分離装置１０２は、図７に示すように、第１の実施態様における凝集沈殿槽１の導入管２１に流量調節機構９を設ける。また、監視部４の評価結果に基づき、流量調節機構９を制御する制御部８０を設ける。ここで、監視部４としては、第１の実施態様で示した監視部４のいずれの構成を用いるものとしてもよい。例えば、図２～図５に示したような監視手段に基づくものを用いることができる。
なお、本実施態様における固液分離装置１０２の構成のうち、第１の実施態様の固液分離装置１００又は第２の実施態様の固液分離装置１０１の構成と同じものについては、説明を省略する。

流量調節機構９は、導入管２１から凝集沈殿槽１に導入される被処理水Ｗの流量を調節するためのものである。例えば、流量制御弁やバルブなどが挙げられる。また、流量調節機構９を配設する場所は、導入管２１に限定されない。例えば、凝集沈殿槽１の上流側に反応槽６を設けた場合、反応槽６からの排出ラインに流量調節機構９を設けるものとしてもよい。

制御部８０は、監視部４の評価結果に基づき、流量調節機構９による被処理水Ｗの添加量を制御するためのものである。例えば、監視部４の評価結果から、スラッジブランケット部３内のフロックの凝集状態が悪化傾向にあることが認められた場合、流量調節機構９により凝集沈殿槽１に導入する被処理水Ｗの流量を減少させる。

以上のように、本実施態様における固液分離装置１０２においては、スラッジブランケット部３のフロックの凝集状態を監視する監視部４の評価結果に基づき、凝集沈殿槽１に導入する被処理水Ｗの流量を制御する。これにより、スラッジブランケット部３内のフロックの凝集状態を適正な状態に維持することができ、その結果、処理水の水質を良好に維持することが可能となる。

なお、上述した実施態様は固液分離装置の一例を示すものである。本発明に係る固液分離装置は、上述した実施態様に限られるものではなく、請求項に記載した要旨を変更しない範囲で、上述した実施態様に係る固液分離装置を変形してもよい。

例えば、本実施態様の固液分離装置は、外筒水槽及び内筒水槽による二重構造式の凝集沈殿槽を用いているが、これに限定されない。例えば、凝集沈殿槽内に水平に配置された底板と、底板の外周の端部の一部から上方に向かって突出して延び、凝集沈殿槽周壁に連結された側壁とによって、底板の上方及び側壁の内周側に画成された区画内にフロックの流動層（スラッジブランケット部）を形成させるものとしてもよい。

また、本実施態様の固液分離装置は、被処理水導入部としてフィードパイプを用いているが、被処理水を槽内に導入できるものであれば特に限定されない。本実施態様に示したフィードパイプを設けることなく、導入管が外筒水槽の槽周壁及び内筒水槽の槽周壁を挿通して内筒水槽の内に被処理水を直接導入するものであってもよい。これにより、装置の部品点数を削減することが可能となる。

また、本実施態様の固液分離装置は、汚泥排出ラインから排出される汚泥の一部を凝集沈殿槽に返送して循環させるものとしてもよい。これにより、凝集沈殿槽にフロックが成長する核としての種晶を供給することができる。種晶を核としてフロックを大きな粒子として成長させることで、凝集沈殿槽における固形物と処理水との固液分離性が向上する。

また、本実施態様の固液分離装置は、スラッジブランケット部内から抜き出したフロックの一部を凝集沈殿槽あるいは凝集沈殿槽の上流に設けられた反応槽に返送することとしてもよい。例えば、サンプリングライン以外のラインを設けてもよく、サンプリングラインから分岐させたラインを設けてもよい。これにより、スラッジブランケット部内で成長したフロックを循環させることができるため、スラッジブランケット部の容量を大きくすることなく、良好なフロックを成長させるための滞留時間と被処理水の上昇流速を保つことができ、清澄な処理水を得ることができる。

本発明の固液分離装置は、固形物を含む被処理水の処理に利用されるものである。特に、本発明の固液分離装置は、被処理水に凝集剤を添加して凝集沈殿処理を行う凝集沈殿装置として好適に用いられる。

１００，１０１，１０２固液分離装置、１凝集沈殿槽、１１外筒水槽、１２内筒水槽、１３センターシャフト、１４ロータリージョイント、２被処理水導入部、２１導入管、２２フィードパイプ、２２ａ上部、２２ｂ下部、２３ロータリージョイント、２４分散管、２４ａ被処理水吐出口、３スラッジブランケット部、４監視部、４１検出器、４２筐体、４３区画壁、４４監視槽、４５希釈手段、４６分離手段、５濃縮部、５１濃縮汚泥掻き寄せ機、６，６１，６２反応槽、７，７１，７２凝集剤添加手段、８，８０制御部、９流量調節機構、Ｌ１処理水排出ライン、Ｌ２汚泥排出ライン、Ｌ３凝集剤供給ライン、Ｌ４サンプリングライン、Ｌ５返送ライン、Ｃ清澄層、Ｆ１スラッジブランケット部から引き抜かれたフロック、Ｋ仮想境界層、Ｌ軸、Ｍモーター、Ｓ上澄み液、Ｗ被処理水、Ｗ０原水、Ｗ１処理水、Ｚ１フロック成長ゾーン、Ｚ２分離ゾーン

Claims

被処理水中の固形物を固液分離する固液分離装置であって、
前記被処理水を導入する被処理水導入部と、
前記被処理水導入部から導入された前記被処理水中の固形物を捕捉し、フロックとして成長させ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、
前記スラッジブランケット部内のフロックの凝集状態を監視する監視部を備え、
前記監視部は、前記スラッジブランケット部から引き抜いたフロックを導入する監視槽を有し、前記監視槽内のフロックの凝集状態を監視することを特徴とする、固液分離装置。
前記監視槽は、前記スラッジブランケット部から引き抜いたフロックを希釈するための希釈手段及び濁度を測定する測定手段を備えることを特徴とする、請求項１に記載の固液分離装置。
前記監視槽は、前記スラッジブランケット部から引き抜いたフロックを自然沈降させて上澄み液を得るための分離手段及び上澄み液の濁度を測定する測定手段を備えることを特徴とする、請求項１に記載の固液分離装置。
前記監視槽は、監視の終わったフロックをスラッジブランケット部に返送する手段を備えることを特徴とする、請求項１～３のいずれか一項に記載の固液分離装置。
前記スラッジブランケット部は、前記凝集沈殿槽内に設けられ、前記スラッジブランケット部の周囲に、前記スラッジブランケット部の上端を越流した凝集フロックが沈殿して濃縮される濃縮部を備えていることを特徴とする、請求項１～４のいずれか一項に記載の固液分離装置。