JPH03143509A - 凝集装置および凝集方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野コ この発明は醸造廃液、培養増殖液、浚渫汚泥などの微細
粒子を含む被処理水より微細粒子［微生物（活性汚泥）
、藻類、プランクトン等］を凝集分離する凝集装置およ
び凝集方法に関する。

「従来の技術］ 被処理水中の微細粒子を被処理水から分離する装置とし
ては沈澱槽が用いられている。沈澱槽は、生物処理水が
供給される給液筒を経て、固液分離槽の溢流堰に至る１
ｆｊｌｌに重力の作用下に微細粒子を沈降させ、該微細
粒子の凝集作用は汚泥表面がもつ局所的荷電分布による
結合に委ねられている。

汚染廃水の生物処理において、バルキングの発生により
、活性汚泥が処理水と共に系外に流出することが多い。

その結果曝気槽内の活性汚泥濃度が低下し、処理水質が
悪くなることが多い。

処理水質の向上、余剰汚泥の低減、処理能力の向上が図
れる活性汚泥の高濃度処理法は、汚泥にバルキングをも
たらしやすく、その結果、活性汚泥の固液分離性能が低
下するから、対策として、生物処理水量を減らし、沈澱
槽から引き抜く汚泥量を増やし、活性汚泥濃度を下げる
ことになる。従って、高濃度処理法を継続運転すること
が不可能であった。

凝集剤の添加を好まない培養液、発酵液にあっては、微
生物を分離するにあたり、膨大な設備費を要する高級分
離機が採用されている。また、広大な地域の浚渫汚泥、
湖沼および海水中の微細粒子、植物プランクトンを除去
するには従来の沈澱槽は性能が低すぎその対策が立たな
かった。

「発明が解決しようとする課題］ この発明はバルキング現象が発生した時でも、凝集剤を
添加することなしに、曝気槽の活性汚泥す度をＭＬＳＳ
Ｉｏ、０００ｍｇ／１以上の高濃度処理法力、可能な凝
集装置及び凝集方法を提供することにある。

また、本発明は固液分離性能を現在の１，０００倍以上
に向上させ、小型軽量化を図り、新設の沈ｉＲ槽として
使用できるのみならず、性能の低い既設の沈澱槽への適
用を図ることができ、従来除去が困難であった湖沼およ
び海水の微細粒子、例えば、植物プランクトン等を、凝
集除去する性能の良い装置を安価で提供することを目的
としている。

［課題を解決するための手段］ 請求項第１項の凝集装置は、処理水を供給する給液室に
、被処理水を分散する分配室と分配室内に開口する凝集
管を設け、凝集管内に注水管を挿入し、注水管吐出口よ
り注入液を凝集管内に注入する流れと、凝集管内に流入
してくる被処理水の流れとが接触して、その界面の微細
粒子間に電解質濃度差を生じさせ、それに基づく、反発
電位の低下が、（１〜５）ｘ　１０−’ｉｍの衝突困難
な微細粒子間にも、激しい衝突を繰り点させ、凝集前吐
出口までに、０．５〜１ｍ＋＋の巨大フロックを形成し
た混合液は、固液分離槽に送られ微細粒子のフロックは
分離する。上記請求項第１項の凝集装置を使用して、被
処理水を微細粒子と上澄液（清澄液）とに分離するには
、凝集管内の混合液（被処理水と注入液）の流速を１０
＜　Ｒｅ＜　１０’に、注入液の注水管内の流速を５〈
Ｒｅ　＜　１０’に維持して、凝集管内で両液を接触さ
せて凝集作用をほぼ完了させるものである。

本発明の凝集装置により処理される被処理水とは培１ｉ
ｆｔ殖液、醸造廃液、浚渫汚泥［Ｆ！ｓ類（珪藻、藍藻
、緑藻、鞭毛藻）微生物およびそれらの死骸、その他有
機物、無機物を含む］、富栄養化にともない発生する植
物プランクトンの多い湖沼水、および海水、かび臭発生
源の放線菌、赤潮鞭毛藻をふくむ湖沼水、および海水、
栽培養魚場の沈澱堆積汚泥、産業排水（畜舎汚物を含む
）とその生物処理水、生活排水とその生物処理水、シ尿
とその生物処理水、および／または下水とその生物処理
水をさす。

注入液は生物処理上澄液（清澄液）、物理化学処理上澄
液（清澄液）、低濃度汚染産業廃水、海水、水道水、蒸
留水、潅かい用水および／または工業用水（湖沼水、河
川水、地下水等）がもちいられる。さらに、注入液とし
ては凝集剤を含む水溶液、例えば金属凝集剤（アルミニ
ウム塩、鉄塩、活性ケイ酸、マグネシウム塩、カルシウ
ム塩）水溶液、アルカリ金属塩水溶液、高分子凝集剤水
溶液を用いることもできる。

本発明の固液分離槽とは、凝集したフロックを、沈降濃
縮する沈降分離濃縮する部屋と、浮上濃縮する浮上分離
濃縮する部屋をさす。

以下この発明を添付図に基づいて説明する。

第１図は本発明の凝集物質が沈降性である場合の凝集装
置（縦型）である。該凝集装置において、被処理水２）
か供給される部屋を給液室１）と呼ぶ、給液室に分配室
３）を設ける。分配室内に１ないし複数の凝集管（角型
）５）（第１図では２本を図示す）を設け、分配室に両
端が開口した凝集管（角型）５）の−端を設けて被処理
水の供給口とし、他端は固液分離槽１９）に直接凝集物
質を吐出する凝集前吐出口６）とし、複数の凝集管（角
型）に注水管（角型）４）を、それぞれ中心軸を合一し
て１本づつ設けた装置の図である。角型管は円型管に比
べ分配室１）に凝集管を配置する場合、凝集管の縦軸に
直角に切断した切断面は、隣接する凝集管の間に空間が
なく、分配室の単位面積当たりの給液量が増え、被処理
水の処理量を大幅に向上する効果があり、凝集装置全体
を小型化出来る。注水管吐出口１３）は凝集管下流に向
けて開口している。分配室と固液分離槽または濃縮室と
の間に隔壁８）を設けて、注水管吐出口から供給される
注入液１０）の流れと、注水管挿入部１４）から単管部
１５）（第４図参照）に流入する被処理水の流れとが接
して流れ、その界面で、被処理水の微細粒子間に激しい
衝突が繰り返され、凝集管を通過する間に巨大フロック
を形成する。固液分離槽の水面積負荷は２０００〜１０
０ｍ’／ｎ＋”日を採用出来るから、固液分離を目的と
する固液分離槽１９）を設置する。該固液分離槽１９）
の凝集前吐出口から吐出する混合液７）により大型固液
分離槽２０）の底部に沈降濃縮した高濃度の汚泥を撹乱
して、濃縮した汚泥の濃度を低くする外乱を防ぐために
、固液分離槽は上澄液２３）を固液分離槽上面から排出
し、巨大フロックの排出口は固液分離槽の上縁を溢流堰
とするか、固液分離槽の周壁に設は大型固液分離槽の濃
縮汚泥に外乱を与えない構造にして汚泥界面より低い位
置に設置するかして、大型固液分離槽の濃縮効果をあげ
ることがでる。

複数の凝集管（角型）の被処理水供給口を同じ水位に維
持して、各凝集管（角型）の流入水量を均等化する。凝
集管（角型）の本数は被処理水量と注入液量との混合液
７）の総量が、各凝集管（角型）内を通過する流速が１
０＜　Ｒｅ＜　１０５に保つように決める。

注入液の注水管（角型）内の流速も５＜　Ｒｅ＜　１０
’に保持する。Ｒｅの算出にあたり凝集管（角型）、注
水管（角型）の直径は水力相当直径Ｄｅｑを使用する。

Ｄｅｑ＝　４　Ａ／Ｕ　　Ａ　：流れの断面積、Ｕ：浸
辺長本発明の凝集装置を横方向に配列しても良い。縦型
と同様給液室１）に分配室３）を設け、分配室と固液分
離槽１９）との間に凝集管（角型）５）を設け、隔壁８
）を凝集管が横方向に貫通している。凝集管（被処理水
）と注水管（注入液）との配置と、凝集管内の流速、注
水管内の流速は縦型と同じ範囲とする。

第１図は注入液供給管中心軸１７）と注水管中心軸１】
）と凝集管中心軸１２）の中心軸が完全に合一にし、注
水管（角型）に多孔体１６）を装填した図を示す。中心
軸が完全に合一にすると注水管長を短く出来、固液性雌
性能を上げることができる。

第２図は凝集物質が浮上する場合の凝集装置である。固
液分離槽として浮上性固液分離槽を使用する。凝集管（
角型）と注水管（角型）の配置、凝集管内、注水管内の
流速は第１図と同じ範囲とする。

凝集前吐出口から吐出される混合液７）から巨大フロッ
クを分離するのに連結管２６）に誘導されて固液分離槽
を浮上しつつ濃縮され、固液分離槽頂部から濃縮汚泥２
４）として系外に排出され、清澄液２７）は浮上性固液
分離槽の中央円筒から排出され、浚渫液採取池２７）に
拡散する。

第３図は本発明の固液分離装置（沈降性固液分離槽）を
浚渫液採取池２７）に設置した場合である。被処理水２
）を分散供給する分配室３）を設け、分配室と固液分離
槽との間に分配室の隔壁８）を貫通して凝集管を設ける
。凝集管に挿入した注水管に多孔体１６）を装填した場
合を図に示す。固液分離槽１９）の供給口２８）は、凝
集前吐出口６）から吐出される巨大フロックを固液分離
するために、凝集管から吐出される混合液７）のすべて
を受は入れる断面積をもち、かつ混合液に対する水面積
負荷は２０００ｎ＋３／１日以下が望ましい。上澄液２
３）は固液分離槽の供給口２８）から浚渫液採取池２７
）に拡散して行く、沈降分離した巨大フロックを濃縮、
貯溜する袋（透水性、不透水性）３０）は固形物濃度・
浚渫汚泥の処理能力によって異にするが、固形物負荷は
１０００１［ｇ／ｍ３日以下が望ましい。濃縮汚泥２４
）は袋の底部から排出管により糸外に排出処分される。

凝集管（浚渫液）と注水管（注入液）との配置と、凝集
管内の流速、注水管内の流速は第１図と同じ範囲とする
。

第４図は注入液分配室９）より注入液１０）を複数の注
水管に供給し、多孔体１６）を装着した注水管（矩形）
１本を１本の凝集管（角型）に挿入した図を示す。注水
管（角型）を挿入するにあたり、注水管（角型）短辺２
辺を凝集管（角型）短辺２辺に接し、かつ注水管中心軸
１１）と凝集管中心軸１２）とを合一させた図を示す。

被処理水の凝集管供給口から注水管挿入部１４）までは
完全に注水管（角型）によって２室に分けられたことに
なる。

第５図は第４図のＡ−Ａ矢印の切断面を示す。

第６図は注入液分配室９）より注入液を複数の注水管（
角型）に供給し、多孔体１６）を装着した注水管（角型
）の３辺を凝集管の３辺に接して挿入した図を示す。注
水管中心軸１１）と凝集管中心軸１２）とが完全に合一
していないから、第４図の装置に比べ固液分離性能は低
い。

第７図は第６図のＢ−Ｂ矢印の切断面を示す。

第８図は細長い矩形の断面をもつ１本の凝集管（角型）
に複数の注水管（角型）を挿入した図を示す。

挿入にあたり、凝集管（角型）短辺相当長さをもつ注水
管（角型）長辺を凝集管（角型）短辺に平行に、注水管
（角型）短辺２辺は混合（角型）管長辺２辺に接して挿
入した。複数の注水管で被処理水の凝集管流入口を完全
に複数に分割したことになる。

第９図は第８図のＣ−Ｃ矢印の切断面を示す。

第１０図は第８図と同様細長い矩形の断面をもつ１本の
凝集管（角型）に複数の注水管（角型）を挿入した図を
示す。凝集管（角型）の短辺に平行に凝集管（角型）短
辺相当長の長辺をもつ注水管（角型）を複数挿入した図
を示す。

第１１図は第１０図のＤ−Ｄ矢印の切断面を示す。

第１２図は大量の被処理水を処理したいときに採用され
る。１本の凝集管内に３本の注水管（角型）それぞれに
多孔体１６）を装填し、１本の凝集管（角型）と３本の
注水管（角型）の中心軸を合一した図である。３本の注
水管（角型）はそれぞれ注入液分配室９）から供給され
る。１本の凝集管に複数の注水管を並列に挿入したとき
に比べ、凝集効果は大きい。注入液３本はそれぞれ異な
る凝集剤を使用することも出来る。

固液分離性能が向上するのは、彼処理水中の微細粒子が
、注入液と接して、（０，１〜５）×１０３１１Ｉ１１
の微細粒子間に電解質濃度差が生じ、それに基づく、反
発電位の低下が、微細粒子間に激しい凝集作用をもたら
し、混合凝集作用が繰り返され凝集管下流に向かって巨
大フロックを形成する。従ってバルキング汚泥でも、巨
大フロックを形成することになる。−殻内に両液の電解
質（イオン）′ａ度差の大きい時に、凝集微細粒子間、
フロック粒子間の結合力は強いようである。望ましくは
、注入液と被処理水の電解質濃度差が０．１ｍｇ／Ｉ以
上であるとフロックを形成しやすくなり、１０ｍｇ／Ｉ
以上あるとフロック形成能力は強い。２ｘ　１０’ｍｇ
／１以上でもフロックを形成するが、薬剤費が大きくな
り経済的でない。

被処理水と注入液との電解質濃度差が少ないときは、被
処理水に電解質を添加するか、注入液に電解質を添加し
て凝集効果をあげることはいうまでもない。被処理水が
海水の場合に、注入液に多価金属塩を使用すると多価金
属塩濃度はアルカリ金属塩の１７１Ｏ〜１７２０Ｇでお
なじ凝集効果を上げることができるから、２ｘ　１０’
ｍｇ／ｌ以下に収められるが、注入液に無機塩の少ない
水を使用する方がよい。

凝集管内の流速がＲｅ　＞　１０’になれば、フロック
は形成しない。Ｒｅ　＜　１０５になれば、フロックは
形成する。１０＞Ｒｅになれば、１本あたりの凝集管処
理量が少なく、処理コストが大になる。形成したフロッ
クは凝集管内の流速が１０’＜　Ｒｅ　＜　１０’にな
って一旦破壊されることがあっても、Ｒｅ＜１０’に保
持すればフロックは形成する。注入液の注水管内、また
はそれからの吐出速度がＲｅ＞１０’になれば、フロッ
クを形成しない。Ｒｅ　＜　１０’に維持すれば、フロ
ックの成長は促進される。Ｒｅ＜５なれば、１本あたり
の注水管処理量が少なく、処理コストが大になる。

注入液量は被処理水にたいし２００％以下、望ましくは
３０〜１＄である。１％以下では凝集効果は低い、２０
０％以上でもフロック形成能力は変わらない。２００＄
をこえると、固液分離槽への負荷が大きすぎ、注入液が
増加しただけの効果は認められない。

分配室と固液分離槽の間に隔壁８）を設ける場合は、凝
集管（角型）は隔壁を貫通して配置し、凝集管（角型）
の両端は画室に開口し、総ての被処理水の微細粒子は、
凝集管を通過することになり、凝集管（角型）内で１な
いし複数の注水管（角型）から吐出する注入液に必ず接
するようにすると、被処理水中の微細粒子間の衝突が容
易となり、凝集管（角型）内でフロックを形成する。隔
壁を設けない場合は、凝集管（角型）内を流れる被処理
水の微細粒子と、複数の注水管（角型）から吐出される
注入液は、必ずしも接するとは限らない。また隣接する
注水管から吐出する注入液が、形成した電解質濃度差に
打ち消すように干渉しあい、微細粒子間の衝突は低減し
、隔壁を設けた場合に較べ、フロック形成能力は低い。

しかし隔壁が無くても、注入液を供給している場合は、
注入液を止めた場合より固液分離性能は遥かに高い。

本発明の凝集管（角型）内に、１ないし複数の注水管（
角型）吐出口を開口させる場合、１本の凝集管（角型）
内に第８図、第１Ｏ図のように複数の注水管（角型）を
並列に設ける場合と、第１２図のように凝集管（角型）
内に多段に設けられた注水管の吐出口が開口する場合が
あげられる。１本の凝集管（角型）に１本の注水管（角
型）を設ける場合にくらべ、複数の注水管（角型）を多
段に設ける場合は、例えば、注水管（角型）の最外側上
段吐出口から多価金属塩凝集剤を含む注入液を、中段か
らアルカリ金属、中心部最下段の注水管（角型）吐出口
から金属塩凝集剤または高分子凝集剤を含む注入液を注
入する場合のように、異種の注入液を別の注水管（角型
）吐出口から注入するのに適している。また複数の注水
管（角型）を多段に設ける場合は、並列に設ける場合に
比べ隣接する注水管（角型）から吐出する注入液が、干
渉して一旦形成した微細粒子上の電解質濃度差を打ち消
すことがおこらないので、フロック形成能が一段と高く
なる。

注入液供給管中心軸１７）と注水管中心軸１１）とを合
一する場合とは、注入液供給管中心軸が注水管（角型）
管軸に垂直な切断面（以後注水管切断面と呼称する）に
たいする垂線と、注水管（角型）の２つの短辺ｂｃＩ１
１の中点を結んだ直線上の注水管切断面に垂直な平面を
注水管中心軸（以後注水管中心軸と呼称する）とが完全
に重なったとき（以後完全に合一すると呼称する）とす
る。注水管中心軸と凝集管中心軸１３）とが合一する場
合とは、注水管（角型）の２つの短辺ｂｃｒａの中点を
結んだ直線上の注水管切断面に垂直な平面を注水管中心
軸とし、凝集管の２つの短辺Ｂｃｍの中点を結んだ直線
上の凝集管切断面に垂直な平面を凝集管中心軸とし２つ
の中心軸を平面とする２つの平面が重ならない幅がＢｉ
２−ｂ／２あるところから、２つの中心軸を平面とする
２つの平面が重なる即ち完全に合一するまでの範囲をさ
す。完全に合一すると注水管（角型）の長さを短くでき
、凝集効果が大きく、凝集管（角型）の長さも短く出来
る。１つの凝集管（角型）に複数の注水管（角型）を並
列に設けた第８、第１０図は注水管（角型）と凝集管（
角型）の中心軸の合一が図れないから、第４、第６図に
比べ凝集効果は低くなりやすい。

凝集管の長さは被処理水が挿入された注水管（角型）と
接する注水管挿入部１４）の長さと、注水管吐出口から
凝集前吐出口までの長さ、すなわち単管部１５）の長さ
の和とする。注水管挿入部の長さは、凝集管（角型）の
水力相当直径の０．３〜８０倍の長さを要し、単管部の
長さは凝集管（角型）水力相当直径の０．１〜３０倍の
長さを要する。注水管（角型）吐出口から凝集管（角型
）の水力相当直径の３０倍の点（凝集前吐出口）から固
液分離槽までの長さの管は、凝集管（角型）吐出口と固
液分離槽とを接続する連結管２６）と呼称し、凝集管（
角型）長さに含めない。注水管挿入部１４）の長さが凝
集管（角型）の水力相当直径の０．３倍以下であると、
また単管部の長さが０．１倍以下である場合には、フロ
ック形成能は認められない。注水管挿入部長さが凝集管
（角型）水力相当直径の８０倍以上になると、また単管
部の長さが凝集管（角型）水力相当直径の３０倍以上で
あれば、凝集管（角型）人口の形状、被処理水の粘度、
管の摩擦係数による影響は少なく、フロック形成能は発
揮されるが、凝集管（角型）が長くなり過ぎ経済的でな
い。凝集管（角型）の長さは長ければ長いほど、凝集管
（角型）の水力相当直径、入口の形状、活性汚泥の凝集
力と、注入液の水質と注入方法に影響されにくい。望ま
しくは０．１〜１０ｍがよい。０．１ｍ以下で凝集しう
るには凝集管の水力相当直径は０．０１ｍ以下が必要で
ある。凝集管内径がこれ以下になれば１本当たりの処理
量が少なく、コスト高となる。

また１０ｍ以上でも凝集するには何等差し支えないが、
１０ｍ以上になれば、注水管長を含めた凝集装置が巨大
化し、経済的でない。この凝集管の長さは直管であるこ
とが望ましい。凝集前短辺の長さが０゜０１〜５ｍとす
る。０．０１ｍ以下は被処理水量が多いと圧力損失が大
きくコスト高となる。５ｍ以上になると、凝集管長が長
くなりすぎて装置が大きくなり経済的でない。

分配室と固液分離槽の間に設ける凝集管は、水平方向、
斜め方向、第１図）の上下方向に接続しても、本発明の
凝集作用は凝集管内の流速に大きい影響を受けるか、凝
集管の方向が異なっても、固液分離性能に差は認められ
ない。

被処理液が浚渫液においては凝集すれば沈降する微細粒
子と、凝集すれば浮上する微細粒子が含まれ、その特性
は凝集して巨大フロックになっても変わらないが、例え
ばアオコは冬季沈降し、夏季浮上するように季節気温に
よって変わるものもある。吸引浚渫しても、底泥の１０
倍以上の大量の水が吸い上げられ、その場で汚泥のみを
分離し、上澄液（清澄液）をそのまま、浚渫液採取池に
放流するのが一番効率がよい。この方法を２次公害をお
こさずに操業可能にするには、固液分離性能を高めれば
よい。そのためには、浚渫液の微細粒子の特性に見合っ
たは沈降性、浮上性の２種類の固液分離槽を設け、季節
、気温の変化に対応して単独、併用使用することが必要
である。

分配室ｌ、：Ｍ口する複数の凝集管の被処理水の流入口
を、同じ水位（縦型）に設けると、凝集管内に流入する
液量が均等化し、凝集前許容流量を維持しやすく、固液
分離性能が低下する凝集管を無くすることかできる。

注水管短辺をｂｍ（外壁）、凝集前短辺をＢｍ（内壁）
でしめす。凝集管と注水管挿入部１４）の幅（Ｂ−ｂ）
ｍが狭いと、被処理水の注水管挿入部への流入液量が不
均一となり、フロック形成能を低下させ、固液分離性能
を低下させる。１本の凝集管に１本の注水管を挿入する
凝集装置において、均一流入し得る注水管短辺は凝集前
短辺の０．９７倍以下でなければならない。注水管短辺
か凝集前短辺の０．０１倍以下になれば、被処理水量に
たいする注入液量の３％を維持するには高い圧力を要し
、その流速は太きくＲｅ＞１０’となり、フロック形成
能を低下させ、固液分離性能は低くなる。

分配室と固液分離槽が、独立して２室が距離をおいて存
在しても、凝集管と連結管とで接続出来る。

注水管４）内に多孔体１６）を装填するにあたり、その
装填位置は注水管吐出口より上流側に、注水管径の１倍
以上の距離に設ける方が、整流効果が大きく、凝集性能
の向上に影響するところが大きい。

適切な位置に適切な多孔体を設ければ、注入液供給管中
心軸と、注水管中心軸の合一を必要としないし、注入液
量を減らし、注水管長と凝集管長を短く出来る。また、
凝集管内の流速は、多孔体を使用すると、多孔体を使用
しないときのＲｅの１０倍、すなわち、Ｒｅ＝１０’ま
で大きくしても巨大フロックは形成する。

多孔体は抗菌性の高分子繊維、無機質繊維を素材とし、
厚み１０１１Ｉ＋としたとき１００〜１０，０００ｇ／
ｍ’の不織布、抗菌性の０．０１〜３ｍｍ気泡径（連続
微細気泡）よりなる高分子樹脂スポンジ、０．０１〜５
１径の粉粒体、０．０１〜３ａ＋ｓ穴径の金属製、無機
製、高分子樹脂製の多孔板、織物、編み物、網、膜、こ
れら素材をそれぞれ単独または層状に組み合わせたもの
があげられる。多孔体の装填高さを０．１〜５００ｍｍ
、水道水の管内平均速度ｓｘ　１０−’ｍ／ｓｅｃにお
ける圧力損失をｌＯ〜１０．０００ｍｍ１こ収めるのが
望ましい。圧力損失が１０ｍｍ以下は整流効果がなく　
、１０，０００ｍｍ以上は所要動力が大きく不経済であ
る。

実施例−１ 本発明の第８図に示した同じ形式の凝集装置を使用して
、うどん加工廃水８０ｍ’／日の被処理水（ＮａＣＩ含
有ｆｆ１７８ｍｇ／１）を分離した。沈澱槽の水面積負
荷１２１／−日、給液室の外側に分配室（−辺１．０ｍ
の正方形）を設け、角型凝集管（管長１．８ｍ、短辺０
．２ｍ５長辺０．６ｍ）２本を当間隔に設置し、各角型
凝集管に角型注水管［短辺０．０４ｍ、長辺（凝集前短
辺相当長さ）０．２ｍ管長１．８ｍ］５本を当間隔に挿
入し、注水管挿入部長さ１．４ｍとした。注入液を注入
しない時の被処理水（曝気槽の活性汚泥）のＭＬＳＳ４
５５０ｍｇ／　ＬＳＶ、、。＝９７であった。そのとき
の固液分離槽の活性汚泥の界面は、水面下０．３５ｍ、
溢流水汚泥濃度は１４〜２３ｍｇ／ｌであった。一方、
注入液１０．５１７日を２４時間継続注入した後の活性
汚泥の界面は、水面下１．４５ｍに下がり、溢流水汚泥
濃度は２〜Ｓａｇ／Ｉであった。その間の混合液の凝集
管内の流れはＲｅ＝２２００〜２６００に維持した。注
入液は河川水（ＣＯＤ２ｍｇ／ＬＮａＣ１含有量１．２
ｍｇ／１）　ＩＯＢを用いた。

実施例−２ 第１図と同じ形式の凝集装置を使用した。角型凝集管（
短辺９ｃＩ１１１長辺２０ｃｍ、管長１８０ｃｍ）に、
角型注水管［短辺７．５ｃｍ、長辺（凝集前短辺相当長
さ）２０ｃｍ。

管長１８０ｃｍ］を挿入し、完全に合一させ、注水管挿
入部長さ１４００Ｔ１１とする凝集装置を使用してうど
ん加工廃水を生物処理して得た活性汚泥には、僅かにバ
ルキング現象が認められる。塩化ナトリウム３６１１ｇ
／ｌノ被処理水（曝気槽の活性汚泥）ノＭＬＳＳ４３３
０ｍｇ／ｌ、ＳＶ、、０・９８．５であった。固液分＃
ｉ槽に対し水面積負荷４０ｍ’／ｍ”日で処理し、注入
液を注入しないときの固液分離槽の活性汚泥の界面は、
水面下０．６ｍ、溢流水のＳＳ濃度１ｆＯｍｇ／ｌであ
った。注入液として処理水（ｃｏｏｔ２ｍｇ／１）に塩
化ナトリウムを加え、その含有ｆｆ１７ｈ＋ｇ／Ｉの液
を被処理水量の１０％を２４時間継続注入した、凝集管
内の流速Ｒｅ＝　２５００〜３０００．固液分離槽の水
面積負荷１２０ａ＋’／−日で処理すると、溢流水の汚
泥濃度は５＋＋＋ｇ／ｌ以下を示し、活性汚泥の界面を
水面下１．６ｍに維持したときの返送汚泥濃度は１６５
００ｍｇ／Ｉを得た。上記条件を同じにしたまま、注入
液の凝集管内への注入を中止し、２時間後添流水の汚泥
濃度は２３０ｍｇ／Ｉに、活性汚泥の界面は水面下０．
５ｍに浮上し、継続運転は不可能となったが、直ちに注
入液を注入して２時間後、溢流水の汚泥濃度は５ｍｇ／
ｌに回復していた。このようにバルキング現象のみとめ
られる汚泥でも、完全に固液分離が出来た。

表−１ 注入液量 被処理水量 な　　し ０．１ な ０．１ 実施例−３ チップ加熱抽出液を中和処理後生物処理（ＮａＣ１２８
７ｍｇ／　１）　シている活性汚泥に、糸状性細菌の発
生によるバルキング現象（ＳＹＩｔｏ＝９９）が顕著に
認められる。この時の被処理水の汚泥濃度（曝気槽汚泥
濃度）は３．２９Ｋｇ／ｍ’を示している。固液分離槽
（沈澱槽）にたいし水面積負荷６ｍ’／ｍ’日で処理し
た時に、深さ３．５ｍの固液分離ＷＩ（沈澱槽）の汚泥
界面は水面下０．６５ｍにあり、溢流水のＳＳａ度は２
８ｍｇ／Ｉで返送 汚泥濃度 −ｍｇ／１ １６５００〃 溢流液 汚泥濃度 １１０ｍｇ／１ ２．５〃 ２３０〃 ５　〃 ４０−７−日 １２０　　〃 １２０　　〃 １２０　　〃 水面積負荷 し あった。この同じ被処理水を第１図と同じ型式の凝集装
置［角型凝集管短辺１２ｃｍ、長辺２０　ｃ　ｍ　ｓ長
さ１８０ｃｍに角型注水管短辺９　ｃｍ長辺（＝凝集前
長辺相当長さ）２０ｃｍ、長さ１８０ｃｎ＋を挿入し、
完全に合一させ、注水管挿入部の長さ１２０ｃｍとする
］に注入液（海水）を被処理水の６５供給し、凝集管内
の流速Ｒｅ＝　２８００とし、固液分離槽への水面積負
荷１００ｍ’／−日で処理すると、溢流水の汚泥濃度は
３　ｍｇ／ｌ以下を示し、活性汚泥の界面を水面下１．
７ｍに維持したときの返送汚泥濃度は１４７００ｍｇ／
ｌを得た。このように糸状性細菌によるバルキング汚泥
でも、完全に固液分離が出来た。この水面積負荷１００
ｍ’／−日のままで注入液６ぢの供給を中止し、１時間
後の溢流水のＳＳ濃度は５８０〜６４０ｍｇ／Ｉを示し
た。再び水面積負荷１００１／−日のままで注入液を被
処理水の６％供給すると、４時間後の溢流水のＳＳ濃度
は３ｍｇ／ｌ以下にまで回復した。

表−２ 注入液　水面積負荷　溢流水　　　返　送波処理水　　
　　　　　汚泥濃度　汚泥濃度１／ｍ３　　．３／ｆｆ
、１日　　　　　ｍｇ／ＩＢ／１な　　　し　　　　　
　　６　　　　　　　　　　　２８　　　　　　　　　
　−００６　　１００　　　　　　３以下　１４７００
な　　　し　　　　　１００　　　　　　　　　　５８
０〜６４〇　　　　　　　−００６ｔｏｏ　　　　　　
　３以下　　一実施例−４ 図−１と同じ型式の凝集装置を利用して、沼の浚渫汚泥
を処理した。１本の凝集管［短辺５，５ｃｍ、長辺１５
ｃｍ、管長１８０ｃｎ］に１本の注水管［短辺４ｃｍ５
長辺（凝集前長辺相当長さ）１５ｃｍ、管長１８０ｃｍ
］を挿入（凝集管に注水管挿入部１３５ｃｍとし）シ、
凝集管中心軸と注水管中心軸とを完全に合一にした。Ａ
）注水管に多孔体［連続気泡ポリウレタンフーム（厚み
ｌ　Ｏ＋ｕ＋でホール数２０〜２５ケ／ａｍ）を３枚を
層状に重ね計３０＋＋＋ｍとする］を注水管吐出口より
上流側５０ｃｍに充填して整流層を設けた。Ｂ）注水管
に整流層無しとした。

浚渫汚泥［水分（乾量基準）６１０％、強熱減量３１％
、ＴＯＣ１３０ｍｇ／ｇ乾泥、ろ過液ＣＩ　１．１ｍｇ
／ｌ］と注入液との混合液を凝集管１本あたり５０１’
７日（Ｒｅ　＝　５．７Ｘ　１０’）を分配室に供給し
、注水管１本あたり８Ｉ＋１３７日を注入水として河川
水（ＣＯＤ２ｍｇ／　１）にＦｅ（３価）５ｍｇ／ｌを
加えて供給した。Ｃ）Ｆｅ（３価）２５ｍｇ／Ｉの注入
液０．１１を浚渫汚泥０．６１に加え、凝結槽で９００
／ｓｅｃの力を４分間加え、フロックはろ過によって除
去した。ろ過は粒子径０．８ｍｍの砂粒を厚さ１２ｃｍ
に充填したろ床に１８ｍ／時のろ過速度で処理した。ろ
過液中のＳＳ濃度と固液分離槽に濃縮した浚渫汚泥濃度
と溢流上澄液中のＳＳ濃度を表−３に示す。

表−３ 濃縮浚渫汚泥濃度　　上澄液ＳＳａ度 ろ過液ＳＳ濃縮 Ａ　　　３２．４００〜４１，６００ｍｇ／Ｉ　　　］
　〜５ｍｇ／ＩＢ　　　２１，３００〜３０，６０１１
ｎｇ／ｌ　　　２６〜２９０ｍｇ／ＩＣ２，５ｍｇ／ｌ 実施例−５ し尿脱離液（ＣＯＤ２１０４ｍｇ／Ｉ、ＢＯＤ５０３５
ｍｇ／１１Ｃ１２２００ｍｇ／ｌ、）をＣＩ　１４３０
ｍｇ／ｌの格釈水（海水含む河川水）で６倍希釈し、生
物処理した被処理水（ＭＬＳＳ５６００ａｇ／ｌ、Ｃ０
Ｄ１６０幻ｇ／Ｉ、ＢＯＤ１３５ｍｇ／Ｉ）を第１図に
示した凝集装置［凝集管（短辺９ｃＩ１１１長辺２０ｃ
ＩＢ、管長１８０ｃｉ）に注水管［短辺６ｃｍ、長辺（
凝集前長辺相当長さ）２０ｃｍ、管長１８０ｃｍを挿入
し、注水管、凝集管の中心軸を合一にし、注水管挿入部
長さ１３０ｃｍとする）を使用した。

注水管に多孔体（平均径０．２開の砂粒を層高６ｃ１１
１に充填）を吐出口上流側０．６ｍに装填した。注入液
は水道水、希釈水ＣＩ　１４６０ｍｇ／Ｉをそれぞれ被
処理水量の７Ｓ注入した。混合液の流速は水力相当直径
１２．４ｃｍとしてＲｅ＝　３３００〜３４００，４２
．６１１１３／日０本、固液分離槽に対する平均水面積
負荷１３０１／ａ＋”日で処理したときと固液分離槽を
排除したときの溢流水のＳＳ濃度、返送汚泥濃度を表−
４に示す。

表−４ 固　　　液 分離槽 なし あり なし あり ［発明の効果コ この発明は、上記のように構成したものである。

６　ｍｇ／１ ５　　〃 ３〜７　〃 ４　　〃 溢流水ＳＳ濃度 １０３００ｍｇ／１ １７８００　　〃 １１８００　〃 １８２５０　　〃 返送汚泥濃度 注入液 水道水 希釈水 凝集管内で被処理水が注水管吐出口から流出する注入液
と接すると、その界面で、粒子径が（１〜５）Ｘ　１０
−３ｍｍ＋の衝突が困難な微細粒子間に衝突凝集がおこ
り、更に衝突して数秒で０．５〜１ＩＩｌｆｆｉの巨大
フロックを凝集管内で形成する。その固液分離能力が大
きく、水面積負荷で比較すると、従来の沈澱槽で５　ｍ
’／ｍ”日で処理しているバルキング汚泥を２００００
！”／−日録下で固液分離処理出来る。また本発明の凝
集装置は小形軽量であるから、据え付けは簡単で、既設
の沈澱槽に設置して固液分離能力を数十倍に、濃縮倍率
は３倍に向上さすことが出来る。

多発するバルキング汚泥の処理に対応しえない既設の沈
澱槽の給液筒内、または給液筒の外側から堰までの間に
、本発明の凝集装置を新設し、バルキング汚泥を新設の
固液分離槽にたいし、経常時と同じまたはそれ以上の水
面積負荷で処理（２０〜２０００１／ｉ”　日）　Ｌ　
テも、処理放流水中ノＳＳＷ度ハロｍｇ／ｌ以下、返送
汚泥濃度１０，０００度ハロ１以上で処理することが出
来るから、高濃度活性汚泥法を採用出来る事になった。

本発明の凝集装置は被処理水中の電解質を、被処理水中
の微細粒子の凝集液として利用出来るから、薬剤費は軽
減出来る。

本発明の凝集装置にはアルカリ金属塩を凝集剤として含
む注入液を使用できるから、多価金属塩を忌み嫌う微生
物、沈降分離の困難な微生物の凝集分離が可能である。

さらに多価金属塩を凝集剤として含む注入液を使用する
にあたり、凝集管内に注入する注入液濃度は、従来の凝
集装置の凝集液添加方法で添加する凝集液濃度の約数分
の１と同じ固液分離性能をしめし、凝集刑責が少なくて
済む。

従来の凝集装置は衝突のための高速撹はん室を要したが
、本発明の凝凝集装置は凝集剤を含む注入液と被処理水
とを凝集管内で接するだけで、微細粒子の衝突がおこり
、巨大フロックを形成するから、衝突のための動力、高
速撹はん室、フロック成長室は不要である。

分配室と固液分離槽の間を凝集管で横方向、斜め方向、
垂直方向に接続しても、また独立して離れた分配室と固
液分離槽を凝集管と連結管とで接続しても、凝集管内で
巨大フロックの形成が完了してしまうから、凝集管内、
連結管内の流速をＲｅ＜１０’であれば、フロックを破
壊しないから接続方向、接続方法に関係なく、固液分離
性能に差は認められない。

固液分離槽および大型固液分離槽の汚泥と上澄液（清澄
液）との界面が画然とし、界面の検出が容易であるから
、流入汚泥を、その沈降堆積速度に見合った速度で自動
的に引き抜くことが出来るので、運転管理が容易である
。

大型固液分離槽と固液分離槽に分離することにより、凝
集管中心軸による大型固液分離槽底部の濃縮汚泥の撹乱
がなく大型固液分離槽からの排出汚泥濃度は著しく高く
なった。また凝集吐出流による堆積汚泥の撹乱を恐れ、
固液分離槽の持つ高い処理性能の一部を利用するに過ぎ
なかったが、大型固液分離槽を設置して大幅に引き出す
ことが出来る。固液分離槽への水面積負荷を既設の沈澱
槽の５〜２５倍を採用出来るから、既設の沈澱槽に水面
積の１１５〜１／２５の固液分離槽を設置し、残りの水
面積を濃縮を目的とする大型固液分離槽として利用する
ことが出来る。固液分離槽を設置することにより、返送
汚泥の濃縮倍率が流入汚泥濃度の２倍から３〜４倍に向
上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の凝集装置（縦型）の断面図である。 第２図は本発明の浮上性凝集装置の断面図である。 第３図は本発明の浚渫液採取池に固液分離装置（沈降性
固液分離槽）を設けた場合の断面図である。 第４図は本発明の注入液分配室に開口した注水管（角型
）中心軸と凝集管（角型）中心軸が完全に合一した断面
図である。 第５図は第４図のＡ−Ａ矢印切断面を示す。 第６図は本発明の注水管（角型）の３辺を凝集管の３辺
に接して挿入した断面図を示す。 第７図は第６図のＢ−Ｂ矢印切断面を示す。 第８図は１本の凝集管（角型）の２辺に複数の注水管（
角型）の２辺を接して挿入した断面図を示す。 第９図は第８図のＣ−Ｃ矢印切断面を示す。 第１Ｏ図は１本の凝集管（角型）の短辺に複数の注水管
（角型）の長辺を平行に挿入した断面図を示す。 第１＋図は第１Ｏ図のＤ−Ｄ矢印切断面を示す。 第１２図は凝集管に多孔体を装填した注水管の吐出口が
多段に開口し各注水管中心軸と凝集管中心軸とが完全に
合一した断面図である。 １：給液室　２：被処理水　３：分配室　４：注水管　
５：凝集管　６：凝集管中心軸　７：混合液　　８：隔
壁　　９：注入液分配室　　１０：注入液ｌｌ：注水管
中心軸　　１２：凝集管中心軸　　１３：注水管吐出口
　　１４：注水管挿入部　　１５単管部１６：多孔体　
　１７：注入液供給管中心軸　　Ｉ８：注入液供給管　
　１９：固液分離槽　　２０：大型固液分離槽　２１：
汚泥界面　　２２固液分離槽水位２３：上澄液（沈降性
凝集物質）　清澄液（浮上性凝集物質）２４：濃縮汚泥
　２５：返送汚泥２６：連結管 ２７ 浚渫液採取池 ２８：供給口 ２９：ブイ ３０：袋

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）給液室１）と固液分離槽１９）とからなり、該給液
   室に被処理水を分散させる分配室３）と、一端が分配室
   に、他端が固液分離槽に開口した１ないし複数本の凝集
   管５）を設け、さらに該凝集管内に注入液１０）を注入
   する注水管４）を１ないし複数本設けた構造を有する微
   細粒子を含む被処理水から微細粒子と上澄液２３）［清
   澄液２７）］とに分離する凝集装置において、該凝集管
   の断面形状が角型の凝集管からなる構造を有する凝集装
   置。 ２）注水管の断面形状が角型の注水管からなる構造を有
   する請求項１の凝集装置。 ３）固液分離槽１９）が袋からなる請求項１の凝集装置
   。 ４）大型固液分離槽２０）の内側に、微細粒子を含む被
   処理水を供給する給液室１）と固液分離槽１９）を設け
   、該供給室に被処理水を分散させる分配室３）と一端が
   分配室３）に、他端が固液分離槽１９）に開口した１な
   いし複数本の凝集管５）を設け、さらに該凝集管５）の
   中に注入液を注入する注水管４）を設けた構造を有する
   微細粒子を含む被処理水から微細粒子と上澄液［清澄液
   ］を分離する凝集装置。 ５）固液分離槽１９）の上縁を溢流堰として凝集した微
   細粒子を含むフロックを大型固液分離槽２０）に排出さ
   せる構造を有する請求項４の凝集装置。 ６）固液分離槽１９）の周壁に凝集した微細粒子を含む
   フロックを排出させる排出口を設けた請求項４の凝集装
   置。 ７）注水管４）が角型の管からなる請求項４の凝集装置
   。 ８）凝集管５）が角型の管からなる請求項４の凝集装置
   。