JPS59162909A - 管内凝集処理装置 - 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】 あるいは産業排水等の凝集処理装置に関する。

下水処理施設やし尿処理施設からの放流水け、放流水量
が比較的多いことと共にかなり時間をおいても殆んど沈
降しないような微細な粒子、もしくは全く沈降しないよ
うなコロイド粒子が多く含まれ、水質汚濁防止の面から
対策を講する必要がある。このような微細粒子もしくは
コロイド粒子を含む放流水を処理する場合には、まず、
何らかの化学的操作（薬品添加）と、物理的操作（急、
緩速撹拌）を加えて、まず懸濁液の平衡安定性を解消し
、次いで微細な粒子分散を集合させ大きな粒子に成長（
フロック化）させる所謂凝集処理をしだ後肢放流水中か
らフロック化した懸濁物を沈降除去するといったことが
行なわれる。

一般に、下水処理やし尿処理施設から放流される二次処
理水は、沈澱分離工程で懸濁物質を沈降させた後放流さ
れるケースが多い。しかしこの二次処理水中に含まれる
懸濁物質は、沈降速度が遅いためその大部分を放流水中
に残留したまま放流される結果、放流水の外観を悪くし
特にその中の有機性懸濁物の存在は、放流水のＢＯＤ　
、ＣＯＤ値を高め水質汚濁防止問題となっている。

このような下水やし尿処理施設からの放流水の懸濁物質
の除去法として、凝集処理が最適であり、いろいろな実
プラントが稼動している。以下凝集処理施設の概要を説
明する。

第１図において符号１は急速撹拌槽であって、沈降分離
槽１０を溢流してきた処理水がポンプ９により供給され
るようになっている。この゛急速撹拌槽１は、その上部
に、下方に撹拌翼を備えている可変連形撹拌機３を有し
ており、さらに凝集剤タンク５からポンプ７によって凝
集剤が供給されるようになっている。急速撹拌槽１での
処理を終えた処理水は次の緩速撹拌槽２へ送られる。

この緩速撹拌槽２にも可変連形撹拌機４と凝集助剤タン
ク６及びポンプ８が備えられていて、緩速撹拌槽２での
処理が終った処理水は次工程の固液分離工程へ送られる
ように構成されている。

このような凝集処理施設では、急速撹拌槽１へ供給され
た処理水に凝集剤を添加し、撹拌機、３によって激しく
撹拌し短時間の内に混合させて、処へ送られ、ここでさ
らに凝集助剤が注入され撹拌機４によってゆっくりと撹
拌されながら返す間に小さな凝集フロックが相互に付着
集合し大きくかつ安定な凝集フロックに生長し、次工程
の固液分離処理の効果を高める機能を果すのである。

このような凝集処理施設においては、効果的に凝集フロ
ックを生成せしめるためには処理水の水質ならび惜ある
いはどの程度の時間槽内に滞留させかつどの程度の速さ
で撹拌するかというようなことが設計のポイントであっ
て、それらの条件から撹拌槽の容量が決定されるのであ
る。従って処理すべき下水やし尿処理水の凝集処理設備
では必然的に大きな音量の撹拌槽を必要とし、その建設
コストは勿論のこと機械撹拌のランニングコストは無視
出来ない問題となっているのである・最近化学工業分野
を中心に、機械的撹拌のランニングコストの低減と撹拌
槽のスペースを削減することを目的に静的混合器を用い
た管内液に混合処理法が開発され使用されているが、こ
の静的混合器を薬注凝集処理に適用する試みがなされて
いる。

理解を容易にするため静的混合器の１例を第２図に示し
説明する。

これはスタティックミキサといわれるものであって、参
照符号３０は送液管を示し、矢印４０の方向へ液体が流
れるものである。この送液管（９）の内部へ、管内径と
ほぼ等しい幅を有するやや長めの板を右回りにねじった
形状のエレメント３１と、同じ形状の板を左回りＫねじ
った形状のエレメント３２とを、長手方向に交互に並べ
て連結して作られた混合エレメントを挿入固定して、静
的混合器であるスタティックミキサが構成されている。

従ってこの混合エレメントによって管内の流水を分割し
、乱流状態を促進して混ばを効果的に行なおうとす（５
） るものである。この従来の静的混合器には、管内部に一
定形状の構造物を挿入し、固定しておくことが要件とな
っているためミ混合強度を調節することが出来ないとい
う難点がある。中和処理のように単に混合すればよいと
いうような場合には良好な結果が得られるが、混合強度
の異なる２段階の混合処理を必要とする下水又はし尿処
理の二次処理水の凝集処理のようが場合には、被処理水
の水質の変動が多いという条件とともに静的混合器の適
用を難しくさせているのが現状である。

本発明は、上記の実状に鑑みなされたもので、下水又は
し尿処理の二次処理水の沈降処理後の二次処理水の薬注
凝集処理を可能とする管内凝集処理装置を提供すること
を目的とするものである。

本発明によれば、沈降速度の遅い微細懸濁物を含む処理
水の送水配管系において、所定位置の送水管の流れ中心
に対し垂直で、かつ上下の堰高さが異なる垂直堰と、該
垂直堰設置位置より所定間隔はなれた下流位置で前記送
水管の流れ中心に対し、垂直に立てられかつ任意の角度
に保持される（６） バタフライ弁状の可動ダンパとを組合せたものを、前記
送水管内に少くとも２段設置しである第１の混合区間と
、該第１の混合区間に続く下流側にあって、前記送水管
の流れ中心に対し、所定角度の類例を有しかつ上下の堰
高さの異なる傾斜堰を、所定の間隔をおいて、前記送水
管内に少くとも２段設置しである第２の混合区間とを連
接して前記送水管系内証挿設するとともに、前記第１の
区間ならびに第２の区間各々の上流側でかつ各々の区間
の直前に薬液注入管が配設されており、送水管内の処理
水に所定の薬液が供給されるようにすることで上記目的
を達成せんとするものである。

以下本発明の実施例の図面をもとに説明する。

第３図及び第４図は、本発明に係る混合装置の縦断面図
及び横（水平）断面図で、第５図は可動ダンパの要部構
成を示す概要図、第６図及び第７図は、垂直堰板の正面
（２）及び要部側面図、第８図及び第９図は傾斜堰板の
正面図及び要部側面図である。

第３図において参照符号１００は送水管である。

この送水配管系の一部に設置され、圧送されて、くる被
処理二次処理水を送水禍根で凝集処理しようとする本発
明の混合機構は、該送水管１００の水流方向に垂直（送
水管軸心に対しても垂直）に送水管１００の内部に立設
されている上下の堰高さの異なる垂直堰２４ａ１２１ｂ
　＋・・・ならびに垂直堰の下流の所定位置に送水管１
００の水流方向に垂直に管内に立設され、該水流方向に
対し左右への開きを任意に調整自在な可動ダンパ２３ａ
、２３ｂ・・から構成されている第１の混合区ＪｄＡと
、この第１混合区域Ａの下流側に隣接し、水流方向に対
し傾斜させた堰（傾斜堰）　２９ａ、２９ｂ　、・・・
を、送水管１００内に備えている第２の混合区域Ｂとの
、連続した２つの混合鐸域からなる。勿論前記第１の混
合区ｍＡの上流側及び第２混合区域Ｂの下流側にはそれ
ぞれ正常流の送水管が接続していて、一つの送水配管系
を形成していることは当然である。

第１混合区域Ａは、該区域の最上流において凝集剤注入
管２５が送水管１００の管壁を直角に貫通し、管内にあ
る先端部を水流方向と逆の方向に折曲げて配設され、先
端部が開放されている薬剤注入管部があり、別置されて
いる凝集剤源（図示せず）からポンプ（図示せず）を介
し圧送されて来る凝集剤を処理水中に注入できるように
設けられている。この凝集剤注入管５の配設位置から１
ｍはど下流位置に垂直堰２１ａが送水管１００の水流方
向に対し垂直に管内に挿置されている。この垂直堰２１
ａは第６図及び第７図に示されているように送水管１０
０の接続端面に設けられている７ランジ３５の外径寸法
と同寸の円板の流路断面に相当する部分を上下に異った
寸法の弦を有する円弧部分を残し１、残余の部分を切り
抜いて形成されたものであって、送水管１００の接続端
にあるフランジ謳にリング状の漏水止めパツキン５７を
両側に介して挾持され種部を管内に臨ませて締付ボルト
５８によって締結固定されている。従って垂直２２１ａ
が送水管１００内に挿置されることにより、水路断面は
せばめられかつ水路中心（流れの中心）ａが、この垂直
堰２１ａ設置部においてｂに細心させられるようになる
。

垂直堰は、送水管１００に設けられてた垂直堰２１（９
） ａを基点に所定の間隔をおいて、第２．第３の垂直堰２
１ｂ、２１ｃが、垂直堰２１ａと同様の要領で、送水管
１００に複数個挿置される。しかし第２．第３の垂直壁
２１ｂ、２１Ｃは形態としては垂直堰２１ａと類似する
が開口部の寸法（上下の弦間距離）を変えて作られてお
り、さらに送水管１００への取付は、第１の垂直堰に対
して第２の垂直壁は１８Ｃ位置を回転させた状態、すな
わち垂直堰２１ａとは天地を逆にした状態にし、第３の
垂直堰２１ｃはガ回転させた状態で取付ける。これは、
送水管１００の流路を垂直壁設置部における水路中心と
重置種部の中心との偏心量と送水断面をしぼる割合を一
様にせず、設置場所ごとに少しずつ変化させるためで、
これが第１混合区域Ａ形成上のポイントでもある。

次に垂直堰２１ａｔ２１ｂ　＋・・・設置位置からそれ
ぞれ５ｆＨｃＡ程下流側の位置に、第５図に詳細が示さ
れている可動ダンパ２３ａ、２３ｂ・・・を設ける。可
動ダンパ２３ａは長さが送水管１００の内径に等しく、
両端面が送水管１００の内径の曲率と同一に仕上げられ
ている小径のダンパ中心管５３と、下部端面を面とシ（
ｌＯ） し、上端部のＬ部を四角断面に形成され、・・ンドル座
４９の凹部に嵌入する断面形状がコ字状の水封部４８を
備えた丸棒状の操作ロッド５０と、送水管１．（Ｘ）の
内径の半径と同一曲率の半月状板の２枚のダンパ翼５１
とから構成され、２枚の前記ダンパ翼５１の弦部分を前
記ダンパ中心管５３の長手方向外壁に接し左右対称に固
着したもののダンパ中心管５３の中に操作ロッド関を、
下端を少しく該ダンパ中心管５３の下部から突出させて
挿通し、翼上ピン５２で一体化して作られる。

送水管１００の可動ダンパｚ３の取付位置では、送水管
１００の軸心に直角かつ上下対称の位置に操作ロッド５
０の貫通孔を設け、かつその中心と設けられている穴部
の中心を一致させて受座５４とハンドル座４９が設けら
れており、円径と同一の円形部を有し、前記した要領で
一体化される可動ダンパηａを送水管１００内部に取付
けた後、・・ンドル座４９の上面にパツキン４７ｅ介し
固定板４６を・・ンドル座４９に固定ネジ（図示せず）
によって固定することによって可動ダンパ部が形成され
る。従って操作ロッド５０の上部をハンドル４５の四角
孔に嵌入させ回動することによってダンパ翼５１は送水
管１００の流浪（水平面）に対し左右任童の角度に調整
が自在となる。なお・・ンドル４５の設定後の移動を防
止するための係止部を固定板４６上に設けておく必要が
ある。

最終の可動ダンパが設置された位置よりさらに下流の位
置にて送水管１００の管壁に貫通孔を１個穿設しバルブ
付の試料採取管２７ａが採取口を管内に開口して挟置し
固定しておくことによって第１の混合区域Ａが構成され
る。

次いで第１の混合区域Ａに続く第２混合区域Ｂは、第１
混合区域Ａと同様の状態に送水管１００の管壁を貫通し
て設けられている凝集助剤注入管あの設置位置から始ま
り、この凝集助剤注入管あの設置位置より１ｍ程度下流
の位置に傾斜層２９ａ。

２９ｂ・・・が複数段１〜１．５ｍの間隔をおいて送水
管Ｆ、（Ｘ）の管内に挿入、設置されている。この傾斜
層は、第８図及び第９図に符号２９で示しであるように
、送水管１００の流浪に対しピ以上の傾きで交叉して形
成される楕円状のものであって、送水管１００の傾斜接
続部フランジ３６の外径を長径ならびに短径とする楕円
状板の、送水管１００の流路断面に相当する構内部分を
その長径方向又は短径方向の上下又は左右の弧頂と弦中
点との間の長さを変えて残し、残りの流路部分を切り抜
いて形成したものである。傾斜層２９はまた、送水管傾
斜接続部フランジ３６に楕円環状の漏水止めパツキン２
９を両側に介して挾持され、種部（切り残した部分）を
管内に臨ませて締付ボルト６０およびナツト６】によっ
て締結固定されている。従ってこの傾斜層２９ａ１２９
ｂ　Ｉ・・・が送水管１００に挟置されることにより、
水路断面はせばめられ、第９図に示す如く水路中心（流
れの中心）Ｃが傾斜載設置部においてｄに偏心させられ
るようになる。

さらに最終の傾斜層設定位置から５０ｃｍ程下流側にお
いて、第１混合区域と同様だ試料採取管部が管内に採取
口を開口Ｉ〜て挿置固定されてあり、さきの凝集助剤注
入管２６からこの試料採取管２７までの区間が第２の混
合区域Ｂを構成している。

（１３） 以上説明したようが第１の混合区域Ａ、！：第２の混合
区域Ｂが連接形成された部分を備えている送水管１００
において、圧送されて来た二次処理水は、第１の混合区
域に主に凝集剤が注入され、高さの異なる２種の垂直堰
２１ａ、２１ｂによって流路面積がしぼられ縮少される
と共に流浪を急に偏心させられるといった作用を複合し
て受ける。その結果速度エネルギが急激に高められ、流
動状態が激しく乱される。従って注入された凝集剤と二
次処理水とは激しく撹拌混合されたと同様の状態を呈し
、微細な懸濁物は小さな凝集フロックを形成しながら流
下する。そしてこのような変化をしながら二次処理水は
第２の混合区域Ｂへ入る。なお垂直堰の下流に備えられ
ている可動ダンパは管内の混合強度を調節するだめのも
ので、通常の場合は全開の状態にしておいで充分に効果
がある。

第２の混合区域Ｂは、傾斜層で構成されているため、第
１混合区域Ａの堰板ど比較して二次処理水の流下に対す
る抵抗が小さい上抵抗の生ずる地点と流浪が愉心を受け
る地点がずれるような構造（１４） となっているため、それぞれで生ずる速度エネルギー不
・変化させる力が互いに干渉し合い相殺する結果、前段
での激しい乱流状態の二次処理水の流れがやわらげられ
管内乱流が定常の状態に近い状態まで沈静化さね７る。

従って第１の混合域Ａに比し緩かに混合する状態を管内
に現出する。そして凝集助剤の効果と相俣って凝集フロ
ックを再分散することなく成長させ、凝集処理の目的を
達成することができるのである。

本発明に係る凝集処理装置は、上述したように固定堰と
可動壁との組合せにより、水質変動の大きい下水あるい
はし尿処理の二次処理水の凝集処理を水路管内において
液々混合により実現することを可能にするものであって
、従来の機械撹拌槽を用いた凝集処理に比較して、設備
投資を大幅に削減し、ランニングコストも大幅に低減す
ることを得る、極めて実用的価値の高い発明である。又
維持管理も、随時試料採取してチェックすることが出来
、混合区域前後の圧力損失を差圧計によって管内混合性
の連続監視も可能であり、装置の維持管理の糖質を高め
ることも可能である。

本発明を適用した装置による凝集処理の結果を参考のた
め下表に示す。

第１表 上記の場合は凝集剤として工業用流酸バンド溶液（Ｍ２
０３８％含有）を３ｏｏｑ／ｇ　、凝集助剤としてアニ
オン註高分子凝集助剤を１η／ｌを添加して実施し、堰
の数は各区域２段、間隔は第１の混合区域は１ｍ、第２
の混合区域は１５ｍで、それぞれの見掛けの滞留時間は
１（１，６Ｘ２秒、１５．９Ｘ２秒であった。第１表の
結果から、本発明による管内凝集処理装置による処理は
、撹拌槽による凝集処理と略同等の水質のものが得られ
、充分に実用に耐えられるものであることが理解される
。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の機械撹拌槽による凝集処理のシステム概
要図。第２図は、静的混合器の一例の概要図、第３図及
び第４図は本発明に係る管内凝集処理装置の概要を示す
縦断面図及び平面（水平）断面図、第５図は第３図の可
動ダンパ及び取付部を示す要部拡大図、第６図及び第７
図は第１図の垂直堰の正面図と要部断面図、第８図及び
第９図は第１図の傾斜堰の正面図と要部断面図を示す。 ２１８．２１ｂ　・＝−垂直堰、２３ａ、２３ｂ　・・
・可動ダンパ、５．２６・・・薬剤注入管、ｎ・・・試
料採取管、２９ａ、２９ｂ・・・傾斜堰、３１．３２・
・・混合エレメント。 （１７） 一４Ｃ。 Ｔ８　ロ ーＩ−乙　図　　　　　　　オフ　図 と／ ”’ｉｑ　　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）沈降速度の遅い微細懸濁物を含む処理水の送水配管
   系において、所定位置の送水管の流れ中心に対し垂直で
   、かつ上下の堰高さが異なる垂直堰と、該垂直堰設置位
   置より所定間隔はなれた下流位置で前記送水管の流れ中
   心に対し、垂直に立てられかつ任意の角度に保持される
   バタフライ弁状の可動ダンパとを組合せたものを、前記
   送水管内に少くとも２段設置しである第１の混合区間と
   、該第１の混合区間に続く下流側にあって、前記送水管
   の流れ中心に対し、所定角度の傾斜を有しかつ上下の堰
   高さの異なる傾斜層を、所定の間隔をおいて、前記送水
   管内に少くとも２段設置しである第２の混合区間とを連
   接して前記送水管系内に挿設するとともに、前記第１な
   らびに第２の混合区間釜々の上流側でかつ各々の区間の
   直前に薬液注入管が配設されており、送水管内の処理水
   に所定の薬液が供給されるようになることを特徴とする
   管内凝集処理装置。