JPH06509508A - 廃水を供給する入口装置及びその方法 - 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】 廃水を供給する入口装置及びその方法 本発明は、矩形槽への供給管及び矩形槽からの排出管を有し、廃水を浅い砂室に 供給する入口装置に関するものである。

本発明は、また沈殿槽に供給する入口装置に関するものである。

本発明は、一方では前述のような浅い砂室に供給する方法に関し、且っまた前述 のような沈殿室に供給する方法に関するものである６廃水から砂を分離するに、 流入廃水の変動に関係なく、きれいな砂即ち有機混合物がほとんどない砂を得る ことを目的としている汚水処理施設に従来の様式により砂室が使われている。非 常に広い設計態様におけるこれらの砂室の構造に共通することは、廃水から砂を 分離するため、砂室が重力を利用していること（浅い砂室の場合）が又は重力と 遠心力とを利用していること（ハイドロサイクロン式円筒槽の場合）である。し かしながら、重力原理だげに基づく砂室に比較して前述の砂室の利点は、半径方 向の加速度があまり高くないため、大きさの点からあまり高く評価されていない 、砂は本質的に重力の影響で分離される。これらの砂室の形状による廃水の円形 且つ螺旋状の移動は、主に固形物を砂回収室に搬送するために利用されている。

浅い砂室の構造の技術的な背景は、分離サイズがｄ　≧０．１〜０．２ｍｍまで の鉱物質は廃水から分離させられるが、有機成分は更に下流の浄化段階に搬送さ れることにある。この目的のため、浅い砂室が主に使用されている６浅い砂室に は配管を介して水平に供給される。この場合、博士、技術士であるＨ、Ｐａｔｔ 氏（水利用学会、ドイツ陸軍大学、ミュンヘン、１９９０年。

ｌ５ＳＮ　０７２０−１２７３）によると、全保持要素に対してなんら影響を与 えない砂又は緩衝板が、流れを均一化するように入口部に用いられることが多い 、浅い砂室を通過する水平の流れの場合に、廃水中に含まれている有機粒子は異 なる沈殿速度による重力の助けで分離される。Ｃａｍｐ氏によると、流入量によ り、表面の供給量を測定することにより決定され得る砂室の最小長さが、沈殿工 程に必要である。

一方、沈殿槽の場合に、所定数の入口管を介して供給通路から沈殿槽に供給する ことが公知であることは否定されていない、沈殿槽の場合にできるだけ早く均− 且つ遅い流れを達成することは重要である。

本発明の目的は、一方では、浅い砂室に廃水を供給する構造的に簡単な装置を提 供することにあり、他方では、沈殿工程にこれまで必要であった砂室の長さが同 じ供給量で５０％まで短縮でき、又は、沈殿槽の場合に従来と同じ槽サイズで同 じ供給量で５０から９０％まで流体効率を増大できる手段により沈殿槽に廃水を 供給する装置を提供することにある。

驚くべきことに、この目的は、本発明により、砂室の全幅に亘って調整可能な制 御板が取り付けられており且つその制御板に対向して水平に配置された変向シリ ンダに調整可能な出し１間隙を形成している基板を有する入口室としての槽への 供給を構成することにより、矩形槽に対する供給管と排出管とを備えた廃水を浅 い砂室に供給する入口装置において達成される。

この目的は、沈殿槽への供給管は入口室として形成されており、その入口室の出 口で沈殿室の全幅に亘って延在していてしかも調整可能な制御板が取り付けられ ており、Ｒつ制御板に対向して設けられた曲がった変向板と共に沈殿槽に調整可 能な出口間隙を形成している沈殿槽に供給する入口装置において達成される。

好ましくは、浅い砂室の場合にその入口室は前記シリンダの領域の上方で閉じた ように構成される。

一般的には、変向シリンダは砂室の幅に亘って別体として形成されている。

砂室の好ましい構造は、コアンダ（Ｃｏａｎｄａ）効果を利用することにより、 前室に水平に流れ込む廃水が先ず垂直下方に偏向され、それから再び少なくとも 水平又は垂直上方に流れる。

重力及び遠心力を利用して廃水から鉱物成分を分離する効果を有する方法自体が 知られていることは否定できない、しかしながら、浅い砂室においていわゆるコ アンダ効果を利用することは知られていない。

浅い砂室の大きさは流入と重力による沈殿とが組み合わされることが判っている 。従って廃水量の増大により、砂室は極めて大きくならざるを得ない。

しかしながらこれは、下水処理施設に必要なスペースの不足により問題になる０ 本発明による効果は、この点に驚くべき前進をもたらすのである。

浅い砂室の場合に本発明が達成する効果は、特に、間隙を通過した後のシリンダ の境界に沿う液相の偏向と案内がコアンダ効果を利用することによって発生し、 従って正確に予想可能になることである。同時に液相に含まれている鉱物成分が ２重力だけでなくシリンダの偏向による遠心力によっても作用される。これらの 力は、曲率半径により生じ且つ回転中心に向かう非常に小さい圧力によってのみ 対向される。液相が偏向されると、砂粒はそれ故に液相から自動的に飛び出し且 つ砂室の基板の方に下方に即沈む。更に、この状況で発生する物理的工程は予想 可能である。

沈殿槽の場合に、入口装置は、一方では偏向ジェット流により発生され、他方で は案内構造を離れた後の表面の方向にジェット流を案内するローラシステムを構 築する。専門分野においてジェット流を上方に向ける方法として知られているこ の現象は、スラッジと水の混合物の少し高い密度を更に自然に補正し、従って、 沈殿の傾向を補正する６沈殿槽の場合における入口装置の利点は、案内構造の終 わりで正確に速度プロフィールを予測できることである。流れがどのように実際 の沈殿室に入るかが従って正確に知られる。理想的には、スラッジと水の混合物 が分離領域と保留領域との境界で水平に入口装置から離れる。

沈殿槽において同じ供給量で５０から９０％まで流体効率を増大させる上述の目 的は完全に達成される。

一般的には、″コアンダ効果″とは曲がった壁に向かうジェット流の偏向を意味 すると理解されている。吸引力は、壁側のジェット流の縁領域における加圧現象 に基づいている。

具体的なｌｉｌ構造を開示することなく、流体が横切り且つ可動式の中間基板を 有する沈殿室において、コアンダ効果を有する入口が既に提案されて塾）ること （ドイツ公開第２０５１０２１号）は否定できない。未だ特許されていないこの ドイツ公開公報は、制御板を有し且つコアンダ効果を利用した間隙排出流を強制 する入口室に関するものではない。このドイツ公開公報の教示は、）−（ｅｎｒ ｙ　Ｃｏａｎｄａ氏の１９３６年６月１０日付のドイツ特許明細書第７９２７５ ４号の基本特許の開示を越えるものではない。

しかしながら、上述の目的もまた同じ流量で５０％まで短く構成され得る浅い砂 室においても完全に達成される。従って、実質的に部屋数が減少し。

人【］密度の高い国においてこれは特に効果がある。従って、いわゆる゛′コン パクト砂室パが達成できる。

本発明（浅い砂室）の効果のある実施例においては、浅い砂室に流入するジェッ ト流の方向は、幾何学的分離点が正確に予め決定できるので、シリンダの偏向角 βを変更することによりシステム的に制御できる。従って沈殿工程を強化するこ とが更に可能である。適切な水頭差（入口室の水量即ち砂室の水量で与えられる 差）又は間隙幅に対するシリンダの半径Ｒの比により、１８０°までの偏向がシ リンダの境界で可能となる０本発明に係る装置は制御板を交換することで間隙の 出口面積を変更することができることが重要なことである。従って、単純な手法 により後日作動変更を採用することができる。このことは、同様な問題の沈殿槽 についても同様である。

有益な進展が従属請求項において更に記載されている。好ましくは、スクリーン が浅い砂室の入口にその幅に亘って配置されている。これにより粗い物質が捕獲 され、浄化時間が短縮され且つ他方で前室への均一流入が達成される。

浅い砂室の入口室の条件は、もし制御板が完全に調整可能に構成されていれば、 即ち一方では制御板が取り付けられている基板に対して位置的に可変であり、他 方ではシリンダに対して調整可能であれば、特に効果的に制御可能である。

本発明は浅い砂室に廃水を供給する方法にも関する。この方法は、前記コアンダ 効果を鉱物成分を分離するためと減速された一様な流入を達成するために用いら れるという事実によって識別される。

好ましくは、液相は凸条体で偏向され且つ浅い砂室の場合に鉱物成分に遠心力が 学えられる。

特に、沈殿槽がコアンダ効果を利用したこの方法により供給管から廃水を供給さ れると、本発明により、廃水が前記供給管から一様な水平スペースをもって配置 された入口管を介して特に槽の全幅に亘って設けられ且つ間隙流として槽から一 様に流出する入口室まで供給され、この工程でコアンダ効果が液相に含まれた鉱 物成分の分離と槽内への減速一様流入を達成するために利用される、 本発明の実施例は、添付図面によりより詳細に説明されるであろう０図面中、図 １から図４は浅い砂室用の入Ｅコ装置を示し、図５は沈殿槽用の装置を示す。

より正確には。

図１は第１実施例の概略図であり、 図２は図１の平面図であり、 図３及び４は図１の実施例の変形例及び追加例を示し、図５は沈殿槽の更なる実 施例を示す概略図である。

図１及び図２に示した本発明の実施例において、廃水は流入管１を介して入口室 ２まで水平に流れる。入口室２の端において、水平に対向する制御板４と半径Ｒ のシリンダ５により画定された間隙３が形成されている。前記制御板４は入口室 ２の水平基板６に調整可能に固定されている。偏向シリンダ５は入口室２の終壁 ７の下に位置している。間隙３を通過した廃水は、間隙を離れ、偏向シリンダ５ で偏向され、最後に（再び）水平排出管に到達する。

通路は図面に矢印でほぼ示されている。液体に含まれている鉱物成分は、重力及 び遠心加速度により破線の曲線で示される軌跡をほぼ流れる。

図においては、入口室はその室の上部とシリンダとの間の水平壁により閉しられ ている。廃水はコアンダ効果により白壁に向けて偏向され、これは壁側の廃水ジ ェット流の端領域における加圧＠象に基づいている。

図１は図２の断面Ｂ−Ｂを示し、図２は矢印Ａ−Ａからの図１の平面図である。

図２は、間隙は全幅に亘って延在しており且つシリンダは同様に全幅に亘って取 り付られていることを示しており、その結果、大きな貯水によりシリンダ上の流 れは結局壁７により遮られるので、シリンダの下側で廃水の案内が自動的に生じ る。

流れのパターン及び不可避的損失のため、シリンダの１−流及び下流の解放スペ ースは図１に示されるようになっている（高さが異なる）。

重要な特徴は浅い砂室に入るジェット流の方向を系統的に制御可能とする偏向角 βである（図１参照）。

幾何学的分離点がどのように予め決定できるかは図３から容易に判り、またどの ようににその点を変えるかは図４により示されている。

同じ参照記号が、図３と図４の同じ要素に対して用いられている。

図３はスクリーン８についての実施例を示す、管１を流れる廃水に含まれる粗い 物体はスクリーンに捕獲され、更に、入口室２の流れの整流が達成される。

図４は偏向シリンダ５の変形例を示す。液相の幾何学的分離点は偏向角βを変え ることにより予め決定され、長さの短い砂室槽の流れパターンも影響を受ける。

この場合、シリンダは幾何学的分離点に向けて弧状に切断されている。

矩形の最終浄化槽の場合にスラッジと水の混合物を減速し一様に分配する沈殿槽 用の図５に示された入口装置は、槽の全幅に亘り且つその頂部に制御板１３によ り可変できる出口間隙が形成されている入口室１２を有している。

曲がった偏向板１５が制御板と対向して間隙１４と直接的に連続するように取り 付けられている。入口室１２は一般に供給通路１６から所定数の入口管１７を介 して供給される。出口間隙１４上流のかなりの減速と圧力の再分配により、間隙 流の均一化が入口室１２で達成される。出口間隙１４を出たジェット流は、コア ンダ効果により凸に曲がった案内構造１５で偏向される。

偏向中に、ジェット流はそのジェット流の自由境界での液体の混合によりかなり 広げられる。これにより、流入ジェット流と検流との間の密度の差が減少し、ま た速度の減少が生じ、従って運動エネルギが減少する。速度勾配の形状とジェッ ト流の広がりは、流速に無関係に維持される（相似原則）。

入口装置１ｔ（１２−１，５）の上に、一方では偏向されたジェット流により発 生し、他方では案内構造を出た後の面の方向にジェット流を偏向するローラ装置 が形成されている。上述のように、ジェット流の発生により、結局、スラッジ及 び水の混合物の少し高い密度が補正される。

上述の装置、特に図５に示された実施例では、沈殿槽内の案内構造１５の端部で の正確に予想可能な速度プロフィールが得られる。従って、どのように実際の沈 殿室において流れが生じるかが正確に判る。理想的には、スラッジと水との混合 物は、領域Ｔ（分離領域）と領域Ｓｐ（貯水領域）との間の境界において水平に 入口装置から出て行く、公知のように、領域Ｋ（清水領域）は分離領域の上に位 置しているが、それ自体は公知である方法により回収及び除去を行うスラッジじ ょうご２０の前に領域Ｅ（濃縮領域）が貯水領域の下方に位置している。

入［」室１２は可変の大きさ及び形状を有しても良い。通常、入口室は供給基礎 のレベルで沈殿槽の基礎に配置され、同様にその基礎にある入口管を介して直接 供給される。異なる点への配置も可能であるが、スラッジと水の混合物は、分離 領域と貯水領域との間の境界において水平に入口装置から出て行くと言う条件を 満たすことが重要である。その入口装置はその基礎領域において角度を有してい る。曲線的な形状も勿論可能である。入口室からの出口は制御板１３により自由 に可変でき、ただ重要なことは、ジェット流が曲がった偏向板１５に付着してお り、入口室が沈殿槽から入口領域においてシールされており、且つ間隙１４が発 散状に解放された構造に融合していることである。入口開口１７は、ジェット流 が入口管１７と間隙１４からの出口との配置により櫂の全幅に亘って一様になっ ていれば、他の規制により槽に亘って分布するように配置しても良い。

図５の実施例は最終浄化槽用に図１から図５の配置をパ逆”にした実施例である 。本発明の手法は、排出管における残留物が従来１８０ｍｇ／ｌであったのに較 べて、例えば５ｍｇ／ｌになる。

Ｂ−Ｂ断面 Ａ−Ａ矢視 Ｆｉｇ、　２ Ｆｉｇ、　５ 国際調査報告 フロントページの続き （８１）指定国　ＥＰ（ＡＴ、ＢＥ、ＣＨ，ＤＥ。

ＤＫ、ＥＳ、ＦＲ，ＧＢ、ＧＲ，ＩＥ、ＩＴ、ＬＵ、ＭＣ，ＮＬ、ＰＴ、ＳＥ） 、　ＡＴ、　ＡＵ、　ＢＧ、　ＢＲ，ＣＡ、ＣＨ，ＣＺ、ＤＥ、ＤＫ、ＥＳ、Ｆ Ｉ、ＧＢ、ＨＵ、Ｊ　Ｐ、　ＫＰ、　ＫＲ，ＮＬ、　Ｎｏ、　ＮＺ、　ＰＬ、　 ＰＴ。

Ｒ○、　ＲＵ、ＳＥ、ＳＫ、　ＵＡ、　ＵＳ

Claims (21)

【特許請求の範囲】
1. １．矩形槽への供給管と矩形槽からの排出管とを有し廃水を浅い砂室に供給する 入口装置であって、前記槽への供給管が砂室の全幅に亘って延在し且つ基板（６ ）に対して調整可能な制御板（４）が取り付けられており、該制御板に対向して 水平方向に配置された偏向シリンダと共に調整可能な出口間隙（３）を形成する 前記基板を有する入口室（２）として構成されている入口装置。
2. ２．入口室が偏向シリンダの領域で上方に閉じている請求項１に記載の入口装置 。
3. ３．偏向シリンダ（５）が砂室の幅に亘る別体物として構成されている前記請求 項のいずれか１項に記載の入口装置。
4. ４．前室（２）内に水平に流れ込む廃水が、先ず垂直下方に偏向され、それから 再び少なくとも水平又は垂直上方に偏向されるようにしてコアンダ効果が利用さ れている前記請求項のいずれか１項に記載の入口装置。
5. ５．偏向シリンダ（５）又は偏向体の偏向角βが可変であり、該偏向シリンダは 幾何学的分離点に向けて弦状に切断されるように任意に構成されている前記請求 項のいずれか１項に記載の入口装置。
6. ６．制御板（４）の大きさと形状が出口間隙（３）の出口面積を変更するように 可変である前記請求項のいずれか１項に記載の入口装置。
7. ７．浅い砂室内の装置の高さが可変である前記請求項のいずれか１項に記載の入 口装置。
8. ８．スクリーン（８）が出口間隙（３）の上流の入口室（２）内に配置されてい る前記請求項のいずれか１項に記載の入口装置。
9. ９．液相の流れが入口室内に水平に案内され、先ず基板に対して平行になりそれ から出口間隙（２）を通過して下向きになり、幾何学的分離点まで偏向シリンダ の回りを流れ、それから上方に流れてもよく、最後に元の水平方向になり、更に 進んで排出管を流れ、この工程で鉱物成分は重力及び遠心力の影響で下方に分離 される前記請求項のいずれか１項に記載の入口装置。
10. １０．コアンダ効果を利用し且つ矩形槽への供給管と矩形槽からの排出管とを有 し、廃水を特に沈殿槽に供給する入口装置であって、該槽への供給管が、該沈殿 槽の全幅に亘って延在し且つ入口室に対して調整可能な制御板（１３）が入口室 の出口に取り付けられており、前記制御板に対向して水平方向に配置された曲が った偏向板（１５）と共に調整可能な出口間隙（１４）を形成する入口室（１２ ）として構成されている入口装置。
11. １１．曲がった偏向板（１５）が沈殿室の幅に亘る別体物として構成されている 請求項１０に記載の入口装置。
12. １２．前室（１２）内に水平に流れ込む廃水が先ず垂直上方に偏向され、それか ら再び少なくとも水平又は垂直下方に偏向されるようにしてコアンダ効果が利用 されている請求項１０又は１１に記載の入口装置。
13. １３．曲がつた偏向板（１５）又は偏向体の偏向角βが可変であり且つその曲が った偏向板が幾何学的分離点まで構成されている請求項１０から１２までのいず れか１項に記載の入口装置。
14. １４．制御板（１３）の大きさと形状が出口間隙（１４）の出口面積を変更でき るように可変である請求項１０から１３までのいずれか１項に記載の入口装置。
15. １５．沈殿室における入口装置（１２〜１５）の高さが可変である請求項１０か ら１４までのいずれか１項に記載の入口装置。
16. １６．入口室（１２）が大きさと形状を可変に構成できる請求項１０から１５ま でのいずれか１項に記載の入口装置。
17. １７．コアンダ効果を利用して供給系から廃水を浅い砂室又は沈殿槽に供給する 方法であって、該廃水が特に前記槽の全幅に亘って延在する入口室まで一様な水 平方向スペースに配管された入口管を介して供給系から供給され且つ間隙流とし て前記槽から一様に排出され、廃水が一様に減速されて前記槽内に導入され、浅 い砂室の場合は更に液相に含まれた鉱物成分が分離できるようにコアンダ効果が 利用されている方法。
18. １８．液体間隙流が浅い砂室用には凸に曲がった本体であり、沈殿槽用には凸に 曲がった偏向板である請求項１７に記載の方法。
19. １９．コアンダ間隙流が沈殿槽に用いられるときには基本的には上方を向く請求 項１７又は１８に記載の方法。
20. ２０．廃水処理施設の運転に請求項１から９までのいずれか１項に記載の浅い砂 室に供給する入口装置又は請求項１０から１６までのいずれか１項に記載の沈殿 槽を用いる方法。
21. ２１．廃水処理施設の運転に請求項１７から１９までのいずれか１項に記載の浅 い砂室又は沈殿槽に供給する方法を用いる方法。