JPS60232214A - 固液分離装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、懸濁液に無機凝集剤と有機高分子凝集剤とを
添加しコロイド粒子を７０ツク化させてこれを沈降分離
するための凝集沈殿装置に関するものである。

〔従来技術〕

一般に、凝集沈殿装置は凝集剤混合部とフロック成長部
と固液分離部とから構成されており、各部がそれぞれ独
立しているものや一体化されているものなど、様々な装
置が商品化されている。なかでも造粒沈殿装置と呼ばれ
るものは、他の装置に比べ５〜１０倍の沈降分離速度が
とれ、その結果、設置面積が著しく小さくなるという長
所を有している。

造粒沈殿装置は、通常、凝集剤混合槽と固液分離槽とか
ら成り立っており、凝集剤混合槽で無機凝集剤と有機高
分子凝集剤が添加され、微細フロ−３− ツクのまま固液分離槽に導びかれ、フロック成員と固液
分離とが同時に行なわれる。この場合、造粒理論によれ
ば、攪拌翼により適度な攪拌作用が上昇流下で与えられ
るため、フロックが緻密になると共に緻密化したフロッ
ク同士の会合が生じる結果ペレット化（粒状化）し、沈
降分離速度が大きくなるものと説明されている。

従来の造粒沈殿装置の固液分離槽は第１図に示す通りで
あり、被処理液１が槽下部から導入され、上昇流を形成
しながら固液分離されている。ぺし・シト群は槽内に残
存しベレットブランケット層■を形成しており、ベレッ
ト群の排出はベレットブランケット層■の上端部に設け
た流出管８からタイマーや界面検知機（図示せず）など
により間欠的に行なわれている。

なお第１図中、■は清澄部、■はベレット生成部、２は
被処理液の流入管、６はドラフトチューブ、４は回転軸
、５は攪拌翼、７はスクレーパ、９はベレット群、１０
は清澄水の流出管、１１は清澄水、１２は減速機付きモ
ータをそれぞれ示している。

しかしながら、従来の造粒沈殿装置における固液分離槽
においては、ベレット群の濃縮工程について十分な考慮
がなされておらず、濃縮するためには別個の濃縮槽を配
備する必要があり、しかも原水ＳＳが１ＯＯＯｒｎｆ／
を以上になると固液分離槽より濃縮槽の方が大容量のも
のとなる場合があり、本来設置面積が小さくなるという
造粒沈殿装置の利点が失われてしまうこともしばしばあ
った。また、原水水質が極端に変動したり、もしくは事
故などにより凝集剤注入ポンプが停止するなどして良好
な凝集条件が得られなくなった場合では、これらの時点
以降の汚濁物質（原水中のコロイド粒子と無機凝集剤注
入により生じる水酸化物との混合物）が処理水中に混入
するばかりでなく、ブランケット型の宿命として、それ
までに形成させたベレット群（ブランケット層）をも流
出させてしまうなどの欠点があった。

〔発明の目的〕

本発明はこれら従来の欠点を解消し、造粒沈殿　５− 装置の適用範囲を拡大すると共に、維持管理を容易に実
施しうる固液分離装置を提供することを目的とするもの
である。

〔発明の構成〕

本発明は、上部に処理水流出部、下部に汚泥排出部を有
する槽内上方部中央付近に原水流入管と連通ずるドラフ
トチューブを固定配備し、該ドラフトチューブ内に水平
方向に回転可能に攪拌翼Ａを多段に配設すると共に前記
ドラフトチューブ直下に水平方向に回転可能に該チュー
ブ径より長い径の攪拌ｇｎを多段に配設し、さらにその
下部に水平方向に阻止板を配備したことを特徴とする固
液分離装置である。

本発明において配慮した最重要な事項は、造粒理論に基
づいたフロックのペレット化機能とベレットの濃縮化機
能とを有機的に結合することである。つまり、凝集剤混
合槽にて無機凝集剤と有機高分子凝集剤とを添加し、微
細フロックを形成させた被処理液を、固液分離槽におい
てペレット化すると共に生成ベレットの特性を利用して
合理的　６− に濃縮することである。本発明では、これに加えてブラ
ンケット層を形成させなくともベレット生成が可能な様
に考慮されている。

〔実施例〕

本発明の一実施例を第２図及び第３図に従って説明する
と、上方部に処理水すなわち清澄水６１の流出管６０、
底部に濃縮汚泥６７の流出管６６を有する槽６８の上方
部中央付近に、原水すなわち被処理液２１の流入管２２
と連通するドラフトチューブ２３が鉛直方向に固定配備
されている。

コノトラフトチューブ２６内を貫通して、かつその中心
線に沿って回転軸２４が配備されている。

そしてこの回転軸２４には上方から下方に順に前記攪拌
翼Ａとしての攪拌ｇ２５．前記攪拌翼Ｂとしての攪拌翼
２６、阻止＆５４、ピケットフェンス６５及びスクレー
バ２７が配設され、減速機付きモータ６２により水平方
向に一体的に回転できるようになっている。

前記攪拌翼２５は平板状その他の造粒作用を有する形状
のものであってドラフトチューブ２６内に上下方向多段
に設けられている。前記攪拌＄２６の形状・作用は攪拌
翼２５と実質的に同一であるが６翼の径はドラフトチュ
ーブ２３の径より長くしてあり、ドラフトチューブ２６
の直下に上下方向多段に設けられている。

前記攪拌翼２６のそれぞれには、第３図に示す取付要領
によって截頭逆円錐状の環状部材６６１゜ＡＭ、、５Ｍ
、が前記回転軸２４を包囲するようにかつ回転軸２４と
同心状に配設されているが、最内部位置にある環状部材
３６．のみとしてもよい。いずれにしてもこの環状部材
６６１の上端開口部の開口面積はドラフトチューブ２６
の下端開口部の開口面積より広くし、ドラフトチューブ
２６からの流出液が円滑に該環状部材６６、内を降下し
うるようにすることが好ましい。

前記阻止板６４はドラフトチューブ２６の下端開口部の
開口面積より広い面積を有する円板であって水平方向に
設けられているが、その面積を、最外部位置にある環状
部材６６．０下端間口部の開口面積より大とすることが
、より好ましい。なお、１１開”ａｂｕ−ｅ、５ｔ、ｔ
、１唾（’、３）帯状板を複数放射状にかつ水平方向に
配設して形成したものとしてもよい。すなわち前記阻止
板６４はドラフトチューブ２６から流出した被処理液の
少なくとも一部について好ましくは実質的全量について
その降下を阻止し、流過方向を上向流に変換しうるもの
であればよく、また［６８の側壁に固定して回転できな
いようにしてもよい。

さらに、攪拌翼２５と２６を別々の回転軸に設けて相異
なる回転数で回転させたり、これら両攪拌翼及びピケッ
トフエンスをそれぞれ別の回転軸に設げて王者の回転数
を互いに異なるものとすることもできる。

第２図中符号■及び■は第１図の従来例におけるものと
同一の喪章を、■は濃縮部をそれぞれ示している。

次に、この実施例の作用を説明すると、微細フロックを
生成させた被処理液２１は流入管２２を通りドラフトチ
ューブ２６に至る。ドラフトチューブ２６内には攪拌翼
２５が緩速回転しており、流入管２２から流入した被処
理液の流入エネルギ　９− 一を均一化すると共に、被処理液がドラフトチューブ２
６内を降下する間にこれに均等な下向流速を与える。す
なわち攪拌翼２５の回転はゆっくりであることが大切で
あり、攪拌翼の形状によっても変化するが一般に周速を
１ｒｒＶ／ｌ以下とするのが適切である。逆に、攪拌翼
２５の回転速度が速いとドラフトチューブ２３内に旋回
流が生じるばかりではなく、プレット化を阻害するため
好ましくない。

このようにして均等な下向流速を与えられた被処理液は
攪拌翼２６、環状部材６６、を介して、均等な下向流速
を持続しながら阻止板６４に衝突する。阻止板６４は下
向流を上向流に変換させると共に、濃縮部■との境界を
形成しているものである。従って、ドラフトチューブ２
６の断面積より大きくし、水流の乱れを濃縮部■に与え
ないようにするのが好ましい。更に、阻止板６４と攪拌
翼２６との間に回転速度差を与え、阻止板６４上にペレ
ット群が堆積しにくい様、配慮することが望ましいが、
それには阻止板６４を回転しないよ１０　− うにするか、又は阻止板６４を回転軸２４と別の回転軸
に取り付ければよい。

さて、阻止板６４により上向流に変換された被処理液は
環状部材５３．の外周面、環状部材６６３．６６、の内
周面又は外周面に沿って、外周に向かいながら上昇する
。その際、攪拌翼２６が回転している為、上昇流に対し
て剪断力が働き偏流を均一化させることが可能となる。

すなわち、被処理液の流れは、ドラフトチューブ２６内
で下向流であったものが、阻止板６４、前記環状部材お
よび攪拌翼２６の構成喪素により、清溌部Ｉにおいては
均等な上昇流速が得られることになる。

ところで、攪拌翼２６は偏流の均一化だけでなく、もう
一つの重要な役割を担っている。それは凝集フロックの
ペレット化である。フロックの緻密化・フロック同士の
会合を促進させるペレット化はおよそ次の様に生じる。

阻止板６４及び環状部材によって上向きに変更された流
れにおいて、流速は下向流であったとき−１１− に比べ著しく低下する。つまり、流体内の攪拌力が急激
に低下するわけで、一般にＷ５ところの怠速攪拌から緩
速攪拌に変化することになる。従って、フロックは急激
に成長し始めるが、その際、攪拌翼２６による適度な攪
拌が上昇流下で行なわれることから、フロックの成長と
ともにフロック同士の会合が頻ばんに行なわれ、緻密化
して、ペレットになる。更に、生成したプレットは付着
力が強いため、成長中のフロックと会合し、ついには沈
降速度５００〜１０００ｍ／分程度のベレットになり、
上昇流速にさからって、ペレット生成部■から濃縮部■
に至る。一方、清澄化された被処理液は清澄部■を通過
し、上端の流出管６０から清澄水６１として流出する。

なお、攪拌翼２６の周速は０．０５〜１．Ｏｍ／ｓが望
ましい。０．０５　ｍ１ｍ以下ではベレットが生成しに
くく、１．０ｍ／ｓでは旋回流が生じる。

一方、濃縮部■に至ったペレット群はここではほとんど
上昇流速が生じないことから、ペレット群自体の沈降速
度で沈降することになる。従来の造粒沈殿装置において
は、ペレット群を濃縮しようとする場合、濃縮槽への移
送過程においてベレットを破壊してしまうことが多く、
せっかく沈降性の優れたペレット生成させても、濃縮工
程においてペレットの憂位性を利用することかできなか
った。

しかしながら、このように濃縮部■を配備することによ
り、ベレットの優れた沈降性を濃縮工程においても利用
することが可能になる。濃縮部■の下部には、ピケット
フェンス６５及びスクレーパ２７を回転軸２４に配備し
、濃縮の推進及び汚泥堆積の防止を行なうのが特に好ま
しく、ピケットフェンス６５の周速は通常の濃縮槽と同
様に２〜３　ｍ７分（０，０３〜０．０５　ｎ％ｇ　）
が適切である。

かくて濃縮された汚泥は流出管６６より濃縮汚泥６７と
して系外に排出される。

なお、この実施例では原水流入部が上部にあり、開口し
ているので、維持管理が容易となる利点がある。

このように本発明は、従来の造粒沈殿装置の固−１３− 液分離槽とは発想を全く異にしたものである。つまり、
本発明は、ペレット生成とペレット濃縮とを同一槽内で
ほとんど同時に行なうためにはどうすべきかという問題
提起に対して、従来法にとられれず、造粒理論に立ち戻
り、その機能のみに着眼して生まれたものである。

〔発明の効果〕

本発明によれば、次のような効果がある。

（１）沈降分離速度５００〜１０１００Ｏｓ／分のペレ
ットが生成するので、超高速固液分離が容易である（設
置面積小）。

（２）　ペレットのまま濃縮できるので短時間で高濃度
の汚泥が得られる（濃縮槽不要、設置面積小）。

（３）　排出する汚泥が高濃度であるので、原水ＳＳが
１０１００Ｏ／Ｌ以上でも適用可能である（適用範囲拡
大）。

（４）ブランケット層がないため、急激な水量・水質変
動が生じ凝集状態が悪化した場合で′も、極端に水質が
悪化することがない（安定性大、維持管理容易）。

−１４− （５）濃縮部が増えてもブランケット部がなくなったの
で、檜の高さは従来装置と変らない（コンパクト）。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例の断面図であり、第２図は本発明の一実
施例の断面図、第３図は環状部材の取付要領を示す斜視
図である。 ■・・・清澄部、■・・・ペレット生成部、■・・・濃
縮部。 ■・・・ペレットブランケット層、１．２１・・・被処
理液、２．２２・・・流入管、３．２６川ドラフトチユ
ーブ、４．２４・・・回転軸、５，２５・・・攪拌翼、
２６・・・攪拌翼、７．２７・・・スクレーバ、８川流
出管、９・・・ペレット群、１０　、３０・・・流出管
、１１゜３１・・・清澄水、１２．５２・・・減速機付
きモータ。 ５３、　、３５．　、５５．・・・環状部材、６４・・
・阻止板、３５・・・ピケットフェンス、３６・・・流
出管、６７・・・濃縮汚泥、３８・・・檜。 特許出願人　荏原インフィルコ株式会社代理人弁理士　
高　木　正　行

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ｔ　上部に処理水流出部、下部に汚泥排出部を有する槽
   内上方部中央付近に原水流入管と連通ずるドラフトチュ
   ーブを固定配備し、該ドラフトチューブ内に水平方向に
   回転可能に攪拌翼Ａを多段に配設すると共に前記ドラフ
   トチューブ直下に水平方向に回転可能に該チューブ径よ
   り長い径の攪拌翼Ｂを多段に配設し、さらにその下部に
   水平方向に阻止板を配備したことを％徴とする固液分離
   装置。 ２、　前記阻止板が、その面積を前記ドラフトチューブ
   下端開口部の断面積より犬としたものである特許請求の
   範囲第１項記載の装置。 ６、　前記攪拌＄ＬＢに−又は二以上の環状部材を配設
   した特ｔｌｆ！求の範囲第１項又は第２項記載の装置。 ４、　前記阻止板の下方にピケットフェンスとス　２− クレーパを回転可能に配備した特許請求の範囲第１項、
   第２項又は第３項記載の装置。