JPS5843125B2 - 造粒沈殿分離装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、懸濁液を固液分離するものにおいて、液中に
て懸濁質を塊状に集合させ造粒して造粒粒子と清澄なる
液とに分離する懸濁液の造粒沈殿分離装置に関するもの
である。

従来の造粒装置では原水を−ケ所から流入し、それを拡
散させる方法がとられていたが、原水流入管よりの上向
流によるエネルギーの不均一を消滅して槽断面に対して
均一にすることができなかった。

そのために、偏流防止のために槽高を高くしなげればな
らないとか、分離速度が大きくとれないとか、界面が不
安定で微フロックが流出したり偏流による処理悪化防止
のためにポリマーの注入率を多く必要とするなど数々の
欠点があった。

また従来の装置では偏流による死空間がペレット流動層
内部に生じ、ペレットの堆積、腐販等の悪現象が生じる
不便があり、しかも処理水量が大きくなると薬品の槽内
での均一混合が不十分となり造粒が良好に行なわれない
場合が非常に多く性能上問題があった。

殊に造粒沈殿分離装置は大型化したり、回転速度を早め
ると攪拌翼による旋回流が太き（なり、ペレットブラン
ケット界面に渦が生じ、かつ遠心力によってペレットが
外側に集合する傾向があり、半径方向の界面高さが変わ
るために密度流を発生し、界面が乱れて処理水が悪化す
る傾向があるし、従来の造粒沈殿装置は原水中の汚濁物
質が無機質が大半を占めるような吻合には非常に有効で
あったが、有機色度成分とか水酸化物が主体の吻合とか
、有機質ＳＳ等の吻合には造粒攪拌槽ならびにペレット
・ブランケット層内の濃度が十分増加しないために、緻
密なペレットとすることが十分できなくなる傾向があっ
た。

本発明は、これら従来の諸欠点を適確に除去しようとす
るもので、原液、薬品の均一分配と造粒作用を良好にし
高性能の造粒沈殿分離装置を提供することを目的とした
ものである。

また本発明の他の目的は大量処理に適する造粒装置の大
型化に伴う欠点を排除し、大型化による性能低下を適確
に防止し得る装置を構成簡単で安価に提供することにあ
る。

さらに本発明は原水中の汚濁物質が有機質の場合にも造
粒性能を著しく良好にし分離速度も向上し大量処理に適
した装置どすることをも目的の一つとしている。

本発明は上部が円筒形、その下方に截頭逆錐形、さらに
その下端を有底円筒形とした槽の上端に集水設備を設は
且つ槽底部に原水流入管、円筒側中間付近部に排泥管を
連通した上向流式スラッジブランケット型凝集沈殿槽の
内部に攪拌軸を中心位置に回転自在に配備し、その攪拌
軸の下端には上部が円錐形、下部が円筒形でその外周に
放射状に複数個の垂直板を配備した阻流筒を設けこの阻
流筒が槽下端の有底円筒部に下端が底より隔離して配置
され、限流筒上部および攪拌軸に水平攪拌羽根を複数個
多段に配設し、槽逆錐部に配設された攪拌羽根の先端若
しくは攪拌軸又は阻流筒のいずれかに逆錐部側壁に沿っ
た掻寄板を設け、前記攪拌軸を回転して造粒沈殿分離を
行うようにしたことを特徴とするものである。

本発明の装置を一実施例につき図面を参照して説明する
。

第１図において、沈殿槽Ａは上部が円筒形外壁１、その
下部に截頭逆錐形外壁２さらにその下部に有底円筒外壁
３で構成されており、この沈殿槽Ａの上端には集水樋４
および処理水流出管５、底部にはポリマー注入管６を連
通した原水流入管７が連通し、さらに円筒形外壁１の中
間部に排泥管８と連通しである。

また沈殿槽Ａ内に配備される攪拌翼としては、攪拌軸９
の下端に上部が円錐形側壁１１．下部が円筒形側壁１０
でその外周に垂直板１２を複数個放射状に配設された阻
流筒Ｂを設け、さらに攪拌軸９に水平に複数個多段に攪
拌羽根１３と配設し、逆錐部に配備された攪拌羽根１３
の先端に掻寄板１４を設けた構成の攪拌翼を底部より一
定距離隔てて中心位置に配備し、この攪拌軸９は駆動装
置１５に連結されて回転できるようになっている。

この発明において、無機凝集剤を添加し凝結反応が完了
した反応液が原水流入管７より沈殿槽Ａ内に上向流に流
入し、この液にポリマーが適切量注入管６より注入され
る。

この混合液は阻流筒Ｂの円錐部に衝突して反転し流入エ
ネルギーを消滅し、このエネルギーによって阻流筒Ｂの
中空部１６内でポリマーの混合が完結する。

この液は阻流筒Ｂと有底円筒外壁３の底壁との間隙１７
を通過しさらに反転流と、なって、外壁３と阻流筒の円
筒形側壁１０とで形成される環状流路を通って上向流と
なる。

この＆き、環状流路は放射状に配設した垂直板１２によ
って区画されるために、小流体塊となりエネルギー保有
量が小さくなることと、垂直板１２０回転によって流体
は規則正しい旋回流を与えられながら上昇し、且つ上昇
液はさらに水平攪拌羽根１３によって半径方向に均等に
分配されるために、均一なる上向流に変換される。

運転初期には計画水量のｉ ／ ２〜２／３に減じて運
転すると生成フロックが造粒攪拌部１８、ペレットブラ
ンケット部１９に蓄積する。

造粒攪拌部１８のフロック濃度が増加するにつれて、攪
拌羽根１３による外力がフロック粒子に与えられフロッ
ク同志の衝突が活発化しフロックがしだいに緻密化され
、ペレットへと変化する。

４〜５時間運転後計画水量まで増加し、ペレットブラン
ケット界面２０が排泥管８の開口に達した時点（図示参
照）から排泥を開始し、界面を一定高さに保持するよう
に排泥コントロールを行う。

この場合排泥弁（図示せず）の開閉で自動調整するのが
便利である。

汚濁物質は造粒攪拌部１８ペレットブランケット部１９
を通過する間に層内に捕捉され、液は清澄化され、清澄
部２１を上昇して集水樋４内に流出し処理水流出管５を
通って系外に排出される。

前記截頭逆錐形側壁２で形成される槽逆錐部に沈殿した
粒子は掻寄板１４によって中央に集められ、原水による
上向流によって再び造粒攪拌部１８へ再循環される。

なお前記沈殿槽Ａ内においては流入原水は２転、３転と
方向変換させられると共に旋回流を与えられることによ
って上向流速を均等に減速し、さらに上方に向けて断面
積が大きくなる逆錐部で水平羽根による規則正しい旋回
流の攪拌（とくに半径方向への均等化が主体）を与えら
れ槽断面均−なる上向流となる一方前記水平攪拌羽根１
３は流体の均等化と同時に流動フロックを緻密化しペレ
ット化する役割を果す。

この構成にすれば、均一なる上向流が得られるためにペ
レットブランケット層高を低くすることができ、ペレッ
トブランケット層内固形物の滞留時間が短縮できるため
にペレットの活性劣化もなく高性能を維持できる。

例えば原水の水質によって変わるが、通常３００〜１０
１００Ｏ／端の分離速度がとれ、生成ペレットは従来の
フロックに比較して密度が高いために濃縮・脱水性が良
好となり、汚泥処分が容易となり、また、従来装置は長
い間運転すると、槽の傾斜部に沈積し、その沈積物が生
長して、これが流動阻害上偏流の原因となるのに反し、
この装置では逆錐部側壁に堆積した沈積物を除去するた
めの掻寄板が取付けられて、攪拌羽根と同時に回転して
いるために上述のような障害は全く起こらない。

また本装置の部分的な改良として、限流筒Ｂの周壁に複
数の孔（図示せず）を開け、多孔限流筒にすれば、原水
の主流は２転、３転と方向変換するが、部分的には円錐
形の部分からも流出するので、均一分散が一層良好にな
る。

さらに前記垂直板１２及び攪拌羽根１３は通常垂直のパ
ドル状であるが、これらは傾斜して取付けても、ひねっ
ても効果は変わりなく、第２図示のように水平に複数個
多段に設けることもできる。

さらに前記掻寄板１４は槽逆錐部に沈殿した粒子を集め
られればよく、攪拌軸９又は限流筒Ｂに設げて回転する
構成とすることも可能である。

第３図の具体例では第１図又は第２図の図示側装置にお
いて、沈殿槽Ａ内に上端が排泥管８の開口より下方、下
端が攪拌羽根１３より上方に位置する如く、複数垂直板
による構成の整流格子２２を整流素子として配備した構
成を特徴とする造粒沈殿分離装置としたものである。

こノ場合、沈殿槽Ａのブランケット部において、上昇液
は水平攪拌羽根１３によって回転しながら半径方向に均
等に分配されつつ均一上向流となるが、この規則正しい
回転流れは整流格子２２に流入するときに阻止されて、
回転流は消滅し、上向流のみとなる。

従って造粒攪拌部１８、ペレットブランケット部１９内
ではペレット群は流動化状態にあり、ペレットへの微フ
ロックの衝突によって微フロックは除去される。

ところが整流格子２２内部のペレットはペレット充填層
になり、造粒攪拌部１Ｂ、ペレットブランケット部１９
内部よりは流動化が弱められ固定層に近い状態になる。

前記造粒攪拌部１８、及びペレットブランケット部１９
内部にて除去されない微フロックは整流格子２２内を上
向流に通過することによって層内に捕捉され、液は清澄
化され清澄部２１を上昇して集水樋４内に流出し処理水
流出管５より糸外に排出されることとなり攪拌羽根１３
によって引き起こされた旋回流を整流素子で防止し、上
向流に変えるとともに、大きな流体塊を区画し、半径方
向の混合を防止し、かつ流動化を防止して固定層にする
ことによって、ペレット充填層を形成させるために従来
装置の欠点とされていたフロックの緻密化を計るために
羽根の回転速度を増加させたり、装置を大型化するとペ
レットブランケット界面が乱され、かつ界面付近が対流
現象を起こして流動化現象が拡大し微フロックの捕捉が
悪化する等の現象を適確に防止できる。

第４図及び第５図の実施例では前記整流素子としての整
流格子を傾斜板２２′で構成したものを用いたもので、
前記構成の造粒沈殿分離装置の内部に上端がスラリ界面
より下方に位置し、下端が攪拌羽根より上方に位置する
ように傾斜板を配備したものである。

この場合生成フロックが造粒攪拌部１８、ペレットブラ
ンケット部１９を上昇し、傾斜板２２′内を上昇する間
に沈降分離し、沈殿フロックは下へ落下し、清澄水は上
方へ上昇する。

このように傾斜板の分離効果によって造粒攪拌部１８及
びペレットブランケット部１９内のフロック群濃度が増
加し、それにつれてフロック同志の衝突が活発化し、攪
拌羽根による外力も効果的に与えられるようになり、フ
ロックがしだいに緻密化シペレットになって沈降性の悪
い、親水性フロックに対しても優れた効果を発揮するも
のである。

即ち従来装置では処理困難であった有機性色コロイド、
有機性ＳＳ、および水酸化物などの汚濁物質に対しても
、フロックの緻密化、ペレット化を容易にする。

この実施形態ではカオリン、粘土、その他線水性ＳＳを
除いた親水性フロックについては有効で、もつばらし尿
・下水三次処理および紙パルプ排水処理に優れた性能を
発揮できるものである。

なお前記傾斜板２２′は第５図示のように円錐板が攪拌
軸９を中心として同心円状に配備して構成したりジグザ
グ流路となるように屈曲板で傾斜板２２′の整流素子を
構成することができる。

本発明装置において用いられる高分子凝集剤としてはポ
リアクリルアミド、ポリアクリルアミド部分加水分解物
、ポリアクリル酸ソーダなどのボリアクリルア□ド系高
分子凝集剤が上げられるが、懸濁質粒子同志の衝突を容
易にする薬品例えば硫酸アル□ニウム、ポリ塩化アルミ
ニウム、硫酸第二鉄、塩化第二鉄、硫酸第一鉄、炭酸マ
グネシウムなどの金属塩無機凝集剤その他の凝集剤或い
は高分子電解質などの凝集助剤を併用して使用すること
もできる。

本発明は、沈殿槽内では原液を一個所から供給しても槽
断面均−なる上向流が得られるためにペレットブランケ
ット層高を低くすることができ、しかもペレットブラン
ケット層内固形物の滞留時間が短縮できるためにペレッ
トの活性劣化がなく高性能を維持できることとなり、小
型な槽体で大容量の懸濁液を処理することが可能となる
と共に高分子凝集剤を結合剤として用い上向流の流動層
の領域でフロックを造粒化し緻密化するので希薄懸濁液
も容易に処理できその分離速度も早くとれ生成ペレット
も従来のフロックに比較して密度が高いために濃縮・脱
水性が良好となり、汚泥処分が容易となり、また槽内の
逆錐部側壁に堆積した沈積物を除去するための掻寄板が
取付けられて、攪拌羽根と同時に回転しているために装
置が長い間運転しても、槽の傾斜部に沈積物が生長する
ことがなく流動阻害や偏流の原因となることなく能率的
に処理できるほかポリマーの注入率をも高める必要がな
く著しく経済的な造粒分離作業が可能となるし、装置の
大型化してもこれに伴う性能低下或いは原水中の汚濁物
質が有機質の場合の性能低下をも適確に防止できる装置
とすることが容易にでき造粒粒子の破壊も少なく濃縮性
もよくなって良好な造粒を行ないうるため良質な処理水
として導出し浄化効率を著しく高められ大量処理に際し
てもコスト低兼で行うことができるものである。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示し、第１図は切断側面図、第
２図乃至第５図はそれぞれ他の実施例の切断側面図であ
る。 Ａ・・・・・・沈殿槽、Ｂ・・・・・・阻流筒、１・・
・・・・円筒形外壁、２・・・・・・截頭逆錐形外壁、
３・・・・・・有底円筒外壁、４・・・・・・集水樋、
５・・・・・・処理水流出管、６・・・・・・ポリマー
注入管、７・・・・・・原水流入管、８・・・・・・排
泥管、９・・・・・・攪拌軸、１０・・・・・・円筒形
側壁、１１・・・・・・円錐形側壁、１２・・・・・・
垂直板、１３・・・・・・攪拌羽根、１４・・・・・・
掻寄板、１５・・・・・・駆動装置、１６・・・・・・
中空部、１７・・・・・・間隙、１８・・・・・・造粒
攪拌部、１９・・・・・・ペレットブランケット部、２
０・・・・・・ペレットブランケット界面、２１・＝・
・・・清澄部、２２・・・・・・整流格子、２２′・・
・・・・傾斜板。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 懸濁液を流入保有しうる槽が、その下方部を下方に
   向けて断面積が小さくなる如き截頭逆錐部とし、さらに
   その下端部を有底筒部とし、該槽体の上端部に集水部を
   設け、且つ槽中間部に排泥口を、また底中心部に原水流
   入口を開口し、この槽内に回転軸をもって限流筒が回転
   可能に設けられていると共に、該限流筒を槽底より離隔
   させ、さ。 らに少くとも前記回転軸又は限流筒に複数個の攪拌羽根
   を多段に設け、これら攪拌羽根の前記槽体の逆錐部に配
   設された攪拌羽根、攪拌軸又は限流筒の少くともいずれ
   かに該槽側壁に沿う掻寄板を設けたことを特徴とする造
   粒沈殿分離装置。 ２ 前記回転軸が槽内中心位置に配備され、該回転軸の
   下端に設けられる限流筒を上部が円錐形で、下部が円筒
   形をなし該円筒外周に放射状に複数個の翼板を配設した
   ものから成る特許請求の範囲第１項記載の造粒沈殿分離
   装置。 ３ 限流筒周壁に複数個の孔を穿設した特許請求の範囲
   第１項又は第２項記載の造粒沈殿分離装置。 ４ 前記攪拌羽根が槽内の截頭逆錐部及びその近傍に配
   備されている特許請求の範囲第２項又は第３項記載の造
   粒沈殿分離装置。 ５ 懸濁液を流入保有しうる槽が上部を円筒形としその
   下方部を下方に向けて断面積が小さくなる如き截頭逆錐
   部とし、さらにその下端部を有底筒部とし、該槽体の上
   端部に集水部を設け、且つ槽中間部に排泥口を、また底
   中心部に原水流入口を開口し、この槽内中心位置に回転
   軸を回転可能に配備して、該回転軸の下端に、上部が円
   錐形で、下部が円筒形をなし該円筒外周に放射状に複数
   個の翼板を配設した限流筒を連設すると共に、該限流筒
   を槽底より離隔させ、さらに少くとも前記回転軸又は限
   流筒に複数個の攪拌羽根を多段に設け、これら攪拌羽根
   の前記槽体の逆錐部に配設された攪拌羽根、攪拌軸又は
   限流筒の少くともいずれかに該槽側壁に沿う掻寄板を設
   け、且つ上端が排泥口より下方で下端が攪拌羽根より上
   方に位置する整流素子を配備したことを特徴とする造粒
   沈殿分離装置。 ６ 限流筒周壁に複数個の孔を穿設した特許請求の範囲
   第５項記載の造粒沈殿分離装置。 Ｔ 前記整流素子が複数の垂直板による構成の整流格子
   である□特許請求の範囲第５項又は第６項記載の造粒沈
   殿分離装置。 ８ 前記整流素子が複数の傾斜板からなる特許請求の範
   囲第５項又は第６項記載の造粒沈殿分離装置。 ９ 傾斜板からなる整流素子が回転軸を中心とした環状
   の錐筒体を同心円に配備されたものである特許請求の範
   囲第８項記載の造粒沈殿分離装置。