TW201722532A - 沉澱槽及其運轉方法 - Google Patents

Abstract

本發明是提供一種構造簡單且維護性佳的沉澱槽及其運轉方法。根據本實施形態，沉澱槽(1)具備：槽體(2)和將原水導入到槽體(2)內之下方的原水導入部(10)。槽體(2)具有：筒狀周邊部(2a)；和連接至周邊部(2a)下側且越向下直徑越小的錐形部(2c)。而相對於錐形部(2c)之水平面，仰角為50°~70°。

Description

沉澱槽及其運轉方法

本發明是關於從被處理水分離細微懸濁物質等的沉澱槽及其運轉方法。

以往，在活性污泥處理設備或凝集沉澱處理設備等中，多是採取使用固液分離槽(沉澱槽)的沉降分離作為將污泥混合液分離成處理水與污泥的手段。作為此種沉降分離有：為了有效率地去除污泥混合液中的雜質或細微的SS以得到良好的處理水，是在沉降槽內形成污泥區(污泥層)，再使污泥混合液從布液管流入到污泥區之下方並通過污泥區，藉此過濾分離污泥混合液中之雜質或細微SS的污泥層過濾方式(例如專利文獻1、2)。

專利文獻1之沉澱槽中，從給水井之下端呈放射方向延伸設置有管狀的布液管，而布液管之側面上間隔著設有多數開口，原水(污泥混合液)通過該開口流出。

專利文獻2中，在沉澱槽下方設置具有直管狀周邊的方形框狀布液管，而布液管的底面上，設有朝各 邊長邊方向延伸的液體流出用開口。

以往的布液管因為構造複雜，所以可能會因淤泥或夾雜物堵塞原水流出用開口，且維護上較為麻煩。

[專利文獻1]特開平10-202009號公報

[專利文獻2]特開2014-100663號公報

本發明是有鑑於上述以往現實情況，目的是提供一種構造簡單且維護性佳的沉澱槽及其運轉方法。

本發明(第1發明)之沉澱槽，是具備：槽體；和將原水導入到該槽體內下方之原水導入部的沉澱槽，該槽體具有：筒狀周邊部；和連接至該周邊部下側，且越向下直徑越小的錐形部，而相對於該錐形部之水平面，仰角為50°~70°。

第1發明之一形態的沉澱槽中，上述錐形部連接到上述槽體的底面，而上述原水導入部具有朝該底面吐出原水的吐出口，且該底面的直徑比該吐出口的直徑要大。

此時，更具有設在上述槽體之底面與上述原水導入部之間的攪拌體，上述攪拌體連接到呈上下方向配置在上述槽體內的旋轉軸，而該旋轉軸也可以是配置呈貫穿上述原水導入部。

更者，上述原水導入部中，設有：插通上述 旋轉軸的插通孔；和使上述攪拌體從上述槽體上方朝上述底面下降並作配置時使上述攪拌體通過的通過孔，而該插通孔及該通過孔上也可設置彈性蓋。

本發明(第2發明)之沉澱槽的運轉方法，是運轉第1發明之沉澱槽的運轉方法，在上述槽體內形成污泥層，並將從上述原水導入部朝槽體內的原水導入流速設在0.35m/s以下。

本發明中，相對於連接至槽體之周邊部下側的錐形部之水平面，仰角為50°~70°，所以從原水導入部所吐出的原水碰到槽體的底面，會沿著錐形部形成向上流，形成整體平均的向上流並可通過污泥層。因而構成原水導入部朝槽體之底面吐出原水的簡易構造且維護性佳的沉澱槽。

1、1A‧‧‧沉澱槽

2‧‧‧槽體

3‧‧‧流出口

4‧‧‧承接槽

5‧‧‧攪拌裝置

6‧‧‧輸送槽

10‧‧‧原水導入部

[圖1]實施形態之沉澱槽的縱剖面圖。

[圖2]原水導入部的立體圖。

[圖3]安裝有彈性蓋之原水導入部的立體圖。

[圖4]圖4a~4c是說明攪拌體之設置方法的圖。

[圖5]其他實施形態之沉澱槽的縱剖面圖。

以下，參考圖1~圖4說明本發明之實施形態。

沉澱槽1具有：槽體2；和設置在槽體2內下方(底部附近)的原水導入部10；和設在從槽體2之周邊部2a的上下方向中間部到比其略上方位置的流出口3；和介由流出口3連通至槽體2內的承接槽4；和設在槽體2之攪拌裝置5；和設在槽體2內之上部，用來取出通過污泥層S時被除濁的處理水(上層清水)的輸送槽6等。承接槽4內為承接室4a。且從承接槽4之下方取出濃縮污泥。

槽體2之周邊部2a為圓筒狀，且軸心線方向作成鉛直方向。在槽體2之底面2b的周緣連接錐形部2c之下端，而錐形部2c之上端連接到周邊部2a之下端。錐形部2c越向下方直徑越小。因此，槽體2之圓筒部分的內直徑D₁要比底面2b的直徑D₂大。

相對於錐形部2c之水平面，仰角θ為50°~70°、最好為55°~70°。而考量到沉澱槽1的製造，仰角θ為55°~65°、特別是約60°為最佳。

攪拌裝置5具有：馬達等驅動機5a；和鉛直地配置在槽體2之軸心部且藉由驅動機5a旋轉驅動的旋轉軸5b；和安裝在旋轉軸5b最下端的第1攪拌體5c；以及安裝在較其上方位置的第2及第3攪拌體5d、5e。攪拌體5d、5e是由旋轉軸5b朝放射方向延伸的多數葉扇所 構成的攪拌扇。例如，攪拌體5d、5e朝放射的4方向延伸。另一方面，攪拌體5c是從旋轉軸5b之最下端朝與軸心線方向垂直之方向延伸的1片攪拌扇。

攪拌體5c是配置在原水導入部10之吐出口10c的下側，例如配置在底面2b的正上方。攪拌體5d、5e是配置在比原水導入部10要上方處。最上位的攪拌體5e位在比流出口3之下緣要下方處。攪拌體5d、5e的旋轉直徑，最好為槽體2之圓筒部分的內徑(直徑)D₁的50~95%左右。攪拌體5c的旋轉直徑，最好為槽體2之底面2b的直徑D₂的80~95%左右。

原水導入部10具有：貫通槽體2之錐形部2c且朝水平方向延伸的直管部10a；和位在直管部10a的前端側且朝下彎曲的彎曲部10b(參考圖2、3)。彎曲部10b的下端開口部為朝底面2b吐出原水的吐出口10c。從吐出口10c所吐出的原水分散開，且為了不讓污泥堆積面積變得過大，最好是將底面2b的直徑D₂，設為吐出口10c之直徑D₃的1.15~3倍左右。

從原水導入部10導入到槽體2內之原水的流速(原水導入流速)，最好為0.35m/s以下，0.22m/s以下更好。又，原水導入流速為0.01m/s以上最佳。

從吐出口10c所吐出的原水碰到底面2b即分散開。從槽體2之底面2b到原水導入部10之吐出口10c為止的高度H₁若過小，則朝橫向的吐出流速變大，難以使原水平均地分散。另一方面，若高度H₁過大，則槽體 2下方的死角增加。因而，高度H₁與吐出口10c的直徑D₃為相同程度，例如直徑D₃的0.8~1.2倍左右為最佳。

從原水導入部10之吐出口10c，到錐形部2c之上方(周邊部2a的下方)為止的高度H₂，是使原水平均分散所必需的高度，原水導入部10的設置高度，是由相對於錐形部2c之水平面的仰角θ、槽體2之內徑D₁、及底面2b之直徑D₂所決定。

從錐形部2c之上部(周邊部2a的下方)到流出口3之下緣為止的高度H₃，考量原水的除濁，最好為400mm以上。

在輸送槽6附近為了防止絮凝物被吸入處理水側，最好將從流出口3之下緣到處理水之水面為止的高度H₄，設為槽體2之圓筒部分的內直徑D₁的0.5倍以上。

為了能在設置有攪拌裝置5的狀態下以卡車等搬運沉澱槽1，最好將槽體2之高度H₅設在2500mm以下。

攪拌裝置5之旋轉軸5b和原水導入部10之彎曲部10b一起被配置在槽體2之軸心部上，而彎曲部10b上，如圖2所表示，設有用以插通旋轉軸5b的插通孔10d。從彎曲部10b垂向吐出口10c設置攪拌體5c時，攪拌體5c所通過的通過孔10e，形成朝上下方向延伸的開口狀。而通過孔10e的上部連接到插通孔10d。

如圖3所表示，在插通孔10d插通旋轉軸5b 時，設有堵塞插通孔10d之周緣部與旋轉軸5b之間空隙的蓋11。蓋11是以橡膠等具有彈性之材料所製作的彈性蓋。蓋11沿著插通孔10d之周緣設置，而插通旋轉軸5b之開口11a設在中心部。蓋11上，是以連接到後述之開口12c的方式設有開口11b。

以堵塞通過孔10e的方式設置蓋12a、12b。蓋12a與蓋12b之間形成開口12c。蓋12a、12b是以橡膠等具有彈性之材料所製作的彈性蓋。

設置攪拌裝置5時，如圖4a所表示，使旋轉軸5b從槽體2之上方朝向底面2b下降。此時，配合旋轉軸5b與插通孔10d的位置，使攪拌體5c的延伸方向配合通過孔10d。而即使旋轉軸5b的位置稍微偏移蓋11之開口11a的位置，因為蓋11具有彈性，所以接觸到蓋11的旋轉軸5b也會被導引到開口11a。

因為蓋11、12a、12b具有彈性，如圖4b所表示，攪拌體5c通過開口11b、12c時，旋轉軸5b跟著下降。如圖4c所表示，攪拌體5c一到達原水導入部10之下方，通過孔10e即被蓋12a、12b堵塞。而插通孔10d藉蓋11及旋轉軸5b被堵塞。因此，可以抑制原水從插通孔10d或通過孔10e漏出。

蓋11、12a、12b的材料中，最好使用與攪拌體5c滑動性佳的材料。蓋11、12a、12b之中，與攪拌體5c接觸的部分，也可設置與攪拌體5c滑動性佳的構件。

原水從原水導入部10之吐出口10c以緩慢流 速朝下方被吐出，碰到槽體2之底面2b，沿著錐形部2c形成向上流，並形成整體平均的向上流通過污泥層S。藉由攪拌體5c~5e攪拌污泥層S，凝集絮凝物吸附到污泥層S之團狀物上且因團狀物之間的擠撞而被鞏固。

原水作為通過污泥層S時被除濁的處理水從輸送槽6流出。懸濁物質被吸附在污泥層S中之絮凝物，因而污泥層界面上昇。界面一到達流出口3之高度時，污泥層S中之絮凝物即從流出口3流到承接室4a。而儲存在承接室4a內且濃縮的污泥從承接室4a之底部被取出。

藉由攪拌體5c的攪拌，從槽體2之底面2b到原水導入部10之吐出口10b為止的空間中的攪拌強度最好為G值0.01~0.5s^-1左右。而作為用攪拌葉片作攪拌混合的攪拌強度的標示，是使用下式表示之平均速度升降度(G值)，再依據攪拌葉片的大小、片數、旋轉數求出。

G=√(g．w/μ)

g：重力加速度(=9.8)(m/s2)

w：單位時間，每單位容積的工作量(kg．m/m3．s)

μ：水的黏度(kg/m．s)

若以該攪拌強度進行攪拌，能防止槽體2之底面2b附近的污泥滯留。因為在底面2b附近沒有滯留污泥，所以可防止污泥的腐壞、發酵，也不會產生甲烷或硫化氫等氣體。因而，能防止因污泥附著氣體而上昇，進而形成良好的處理水水質。

依據攪拌體5e及5d的攪拌，從原水導入部10到流出口3之下緣為止的空間中的攪拌強度最好為G值2~50s^-1左右。而以該攪拌強度的攪拌能促使污泥層S之絮凝物的成長。

本實施形態的沉澱槽1中，是原水導入部10朝下方吐出原水的簡易型構造，不需要具有多數開口之複雜構造的布液管。因此，可以抑制裝置成本，並提升維護性。

如圖1所表示之沉澱槽1中，原水導入部10設置在槽下部，直管部10a貫通槽體2之錐形部2c，但如圖5所表示之沉澱槽1A，也可以將原水導入部10設置在槽上部，直管部10a貫通槽體2之周邊部2a。

槽體2之周邊部2a並不限制為圓筒狀，也可以為剖面多角形的角筒狀。

〔實施例〕

以下舉出實施例更具體說明本發明。

〔實施例1〕

使用如圖1所示之沉澱槽1處理原水時，針對是否在錐形部2c形成循環流，以及可否形成污泥層S，依據CFD解析作檢討。解析程式是使用ANSYS公司製的「ANSYS CFX」。

模擬條件如以下所示。

原水SS濃度：100mg/L

原水流量：10m³/hr

原水吐出流速：0.16m/s

SS沉降速度：55.2．exp(-0.07．X)[m/hr]X為原水SS濃度

槽體2之圓筒部分的內徑D₁：1000mm

底面2b的直徑D₂：400mm

原水導入部10之吐出口10c的直徑D₃：150mm

從槽體2之底面2b到原水導入部10之吐出口10c為止的高度H₁：150mm

從錐形部2c之上部到流出口3之下緣為止的高度H₃：700mm

攪拌體5c的攪拌強度(G值)：0.03s^-1

攪拌體5d及5e的攪拌強度(G值)：2.1s^-1

相對於錐形部2c之水平面，仰角θ從45°到80°為止，以每5°刻度進行模擬。結果如以下所示。

將仰角θ為50°~70°可以形成污泥層，而仰角θ為55°~70°則污泥層形成情況更好。

〔實施例2〕

使吐出口10c之直徑D₃及原水吐出流速變化，並依據CFD解析是否可以形成污泥層S並作檢討。相對於錐形部2c之水平面，仰角θ為60°。其他的模擬條件與實施例1相同。結果如以下所示。

將吐出流速設在0.35m/s以下可以形成污泥層，而設在0.22m/s以下更能形成污泥層。

已經利用特定形態詳細說明本發明，但只要不脫離本發明的主旨與範圍可以有各種變化，這是同業者所明瞭的。

本發明是根據2015年11月2日在日本申請的日本專利申請2015-215806，並援用其整體內容。

1‧‧‧沉澱槽

2‧‧‧槽體

2a‧‧‧周邊部

2b‧‧‧底面

2c‧‧‧錐形部

3‧‧‧流出口

4‧‧‧承接槽

4a‧‧‧承接室

5‧‧‧攪拌裝置

5a‧‧‧驅動機

5b‧‧‧旋轉軸

5c‧‧‧攪拌體

5d‧‧‧攪拌體

5e‧‧‧攪拌體

6‧‧‧輸送槽

10‧‧‧原水導入部

10a‧‧‧直管部

10b‧‧‧彎曲部

10c‧‧‧吐出口

Claims (5)

1. 一種沉澱槽，是具備：槽體；和將原水導入該槽體內之下方的原水導入部的沉澱槽，其特徵為：沉澱槽之該槽體具有：筒狀周邊部，和連接至該周邊部之下側且越向下直徑越小的錐形部，相對於該錐形部之水平面，仰角為50°~70°。
2. 如請求項1之沉澱槽，其中，上述錐形部連接至上述槽體之底面，上述原水導入部，具有朝該底面吐出原水的吐出口，而該底面之直徑比該吐出口之直徑為大。
3. 如請求項2之沉澱槽，其中，更具備有：在上述槽體之底面與上述原水導入部之間設置攪拌體，上述攪拌體，是連接到呈上下方下配置在上述槽體內的旋轉軸，該旋轉軸是以貫穿上述原水導入部地作配置。
4. 如請求項3之沉澱槽，其中，上述原水導入部上設有：插通上述旋轉軸的插通孔；和使上述攪拌體從上述槽體的上方朝上述底面下降並作配置時，使上述攪拌體通過的通過孔，該插通孔及該通過孔中設有彈性蓋。
5. 一種沉澱槽的運轉方法，是運轉如請求項1、2、3或4之沉澱槽的方法，其特徵為：上述槽體內形成污泥層，且將從上述原水導入部朝槽體內的原水導入流速設在 0.35m/s以下。