WO2004043568A1

WO2004043568A1 - 凝集反応装置

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Publication number: WO2004043568A1
Application number: PCT/JP2003/013997
Authority: WO
Inventors: Tadao Takeuchi
Original assignee: Kurita Water Industries Ltd.
Priority date: 2002-11-13
Filing date: 2003-10-31
Publication date: 2004-05-27
Also published as: EP1561501A1; US20050189280A1; KR20050086538A; CN1738671A; EP1561501A4; KR100939746B1; JP2004160353A; CN100384502C; AU2003280682A1; US7156990B2; JP3539428B2

Abstract

　凝集反応装置は、汚泥等の懸濁水に凝集剤を添加して凝集処理するに当たり、懸濁水中に凝集剤を均一に分散させて凝集剤の凝集機能を有効に発揮させ、これにより凝集効率の向上、処理時間の短縮、装置のコンパクト化を図る。凝集反応装置は、懸濁水の移送配管１２と、移送配管１２に連なる移送配管１２よりも小径の細径配管１３と、細径配管１３又はその上流側の移送配管１２に設けられた凝集剤供給手段と、水の流入口及び流出口を有し、流入口に細径配管１３が連なる凝集反応用の一時滞留部１１とを備える。一時滞留部１１の流入口から流出口に向かう方向の少なくとも一部における流路断面積が、移送配管１２の断面積よりも大である。

Description

明細書凝集反応装置発明の分野

本発明は、下水等の有機排水の生物処理工程から排出される余剰汚泥等の懸濁水を凝集処理するための凝集反応装置に係り、特に、凝集剤を有効に作用させることができ、凝集反応効率の向上、装置のコンパクト化が可能な凝集反応装置に関する。背景技術

下水等の有機排水の生物処理工程から排出される余剰汚泥を脱水処理するために、汚泥に高分子凝集剤を添加して凝集処理することによりフロックを形成させ、その後脱水処理が行われる。凝集処理において、より強固なフロックを形成して脱水性を高めるために、ポリ硫酸第二鉄等の無機凝集剤を添加して汚泥の荷電を中和した後、両性高分子凝集剤が添カ卩されることがある。

図 7 aは、汚泥（原泥）に高分子凝集剤を添加して凝集処理する従来の凝集反応装置を示す模式的な断面図であり、原泥は原泥ポンプ Pにより凝集反応槽 1に導入され、この凝集反応槽 1で高分子凝集剤が添加され、撹拌機 1 Mにより撹拌混合され、凝集汚泥が排出される。高分子凝集剤は、原泥の導入配管に注入される場合もある。

図 7 bは原泥に無機凝集剤と両性高分子凝集剤を添加して凝集処理する従来の凝集反応装置を示す模式的な断面図であり、原泥はポンプ Pにより第 1反応槽 2に導入され、無機凝集剤が添加されて撹拌機 2 Mにより撹拌混合された後、第 2反応槽 3に導入され、両性高分子凝集剤が添加されて撹拌機 3 Mにより撹拌混合され、凝集汚泥が排出される。

汚泥に高分子凝集剤を添加して凝集処理する場合、強い撹拌を行うとフロックが微細化するので、緩速撹拌を行う必要がある。しかし、高分子凝集剤の溶液は粘性があり、緩速撹拌では汚泥中に均一に分散させることは困難である。フロックの微細化を防止するために、緩速撹拌とした場合には、高分子凝集剤の分散に長時間を要すると共に、高分子凝集剤の汚泥表面への付着状況にムラが生じ、十分な凝集作用を得ることができず、結果的に高分子凝集剤の添加量を多くする必要が生じる。高分子凝集剤の均一分散のためには急速撹拌が望ましいが、急速撹拌を行うと、フ口ックが微細化してフロックを成長させることができない。

汚泥と無機凝集剤とを効率的に反応させるためにも、強い撹拌が必要である。この場合には、高分子凝集剤による凝集処理時のように、フロックの微細化が問題となることはない。しかし、撹拌のための動力を消費し、また、下水の混合生汚泥のように、汚泥中に夾雑物が含まれる原泥の場合には、撹拌羽根に夾雑物が絡み付いて、円滑な撹拌が阻害される場合もある。

実公平 8— 9 6 1号公報は、汚泥と高分子凝集剤との反応を促進するためのラインミキサを備えた凝集反応装置を開示する。この凝集反応装置では、汚泥中の夾雑物がラインミキサの撹拌羽根に絡み付き、経時により配管閉塞に到るおそれがある。通常の配管は、ポンプの吐出圧を抑えるために、圧力損失が大きくならないように径が大きく設計される。このような配管内では、懸濁水の流れは層流になっており、撹拌効果は得られない。

特許第 2 9 6 5 5 8 2号公報は、汚泥配管の途中部分に細径部を設け、細径部の乱流で凝集剤を均一に分散させる凝集反応装置を開示する。配管途中に細径部を設けるのみでは、凝集剤の均一分散は不完全である。特に、高分子凝集剤を使用する場合には、フロック形成のためにある程度の処理時間が必要であるが、このように単に配管途中に細径部を設けたのみでは、十分な処理時間を確保し得ず、従って、良好なフロックを形成することができない。発明の概要

本発明は上記従来の問題点を解決し、汚泥等の懸濁水に凝集剤を添加して凝集処理するに当たり、懸濁水中に凝集剤を均一に分散させて凝集剤の凝集機能を有効に発揮させ、これにより凝集効率の向上、処理時間の短縮、装置のコンパクト化を可能とする凝集反応装置を提供することを目的とする。

本発明の凝集反応装置は、懸濁水の移送配管と、該移送配管に連なる該移送配管よりも小径の細径配管と、該細径配管又はその上流側の移送配管に設けられた凝集剤供給手段と、水の流入ロ及ぴ流出口を有し、該流入口に前記細径配管が連なる凝集反応用の一時滞留部とを備えてなり、該一時滞留部の流入口から流出口に向かう方向の少なくとも一部における流路断面積が、前記移送配管の断面積よりも大であることを特徴とする。

本発明装置における移送配管よりも小径の細径配管では、懸濁水の流れが乱流となるため、この細径配管或いはその上流側に注入された凝集剤は、この細径配管で懸濁水中に効率的に均一分散される。この細径配管が一時滞留部に連結されているため、細径配管において均一分散された凝集剤による凝集反応がこの一時滞留部に流入することにより促進される。

凝集剤が高分子凝集剤である場合、懸濁水に添加された高分子凝集剤は細径配管内で懸濁水中に均一に分散し、高分子凝集剤が汚泥（S S ) の表面に付着し、細径配管の後段の一時滞留部において、フロックが十分に成長する。

凝集剤が無機凝集剤である場合、細径配管において無機凝集剤を急速に均一撹拌すると共に、その後段の一時滞留部において更に無機凝集剤の拡散、反応を促進させることができる。

本発明者は、無機凝集剤を添加して、汚泥（S S ) 表面のマイナス荷電を中和する反応は、非常に速く秒単位で進行することを確認した。この反応においては汚泥表面の荷電の全量を中和する必要はなく、 5 0 %程度以上を中和すれば良く、この程度の中和を行うために必要な無機凝集剤を添加して撹拌 ·混合を行えば良いことを知見した。汚泥と無機凝集剤とを混合する場合、撹拌力が強く、無機凝集剤を均一に拡散できることができれば、平均して汚泥表面の荷電の 5 0 %を中和することができるが、撹拌力が弱く無機凝集剤を十分に拡散させることができないときには、汚泥表面のある部分の荷電は中和されるが、十分に中和されない部分が生じ、その後、高分子凝集剤を添加したときに形成されるフロックの強度が弱くなる。

本発明の凝集反応装置では、細径配管において、無機凝集剤の急速な均一拡散を行うことができ、更に一時滞留部において、これを促進させることができることから、その後、高分子凝集剤を添加したときに強固なフロックを形成することができる。

本発明において、細径配管とこの細径配管が連結される後段の一時滞留部との組み合せは極めて重要であり、細径配管内での乱流による急速撹拌作用と、細径配管から一時滞留部へ流入する高速噴射流による混合、拡散作用と、一時滞留部内での均一混合作用とで良好な凝集処理を行える。これに対して、一時滞留部を設けない場合、凝集剤の注入ポンプの脈動により凝集剤注入量が変動し、凝集剤の濃度差が生じる可能性がある。また、細径配管のみで凝集処理を行うためには、反応時間の確保のために長い細径配管が必要となり、この場合には、圧力損失が大きくなつて、ポンプの吐出圧を大きくする必要が生じ、好ましくない。また、細径配管の後段を、再び移送配管と同等の径の配管とした場合には、この部分の流れは層流となるため、良好な混合効果は得られない。

本発明において、一時滞留部は、移送配管よりも大径の配管としても良い。また、一時滞留部は、円筒容器とし、この円筒容器内に旋回流を発生させるように、細径配管を円筒容器に対して概ね接線方向に接続したものであっても良く、この場合には、円筒容器内の旋回流で良好な混合、拡散効果を得ることができる。

また、一時滞留部には撹拌機を設けても良く、特に、高分子凝集剤によるフロックの粗大化を図る場合、細径配管及び細径配管から一時滞留部への噴射部における急速混合後に撹拌機で緩速撹拌することにより、良好な凝集処理効果を得ることができる。

また、本発明の凝集反応装置においては、一時滞留部の下流側に、撹拌機を有する撹拌反応槽を設けても良い。図面の簡単な説明

図 1 aは、本発明の凝集反応装置の実施の形態を示す模式的な正面図であり、図 1 は同断面図、図 1 cは配管部分の拡大断面図である。

図 2 aは、本発明の凝集反応装置の別の実施の形態を示す模式的な正面図であり、図 2 bは同断面である。

図 3 aは、本発明の凝集反応装置の他の実施の形態を示す模式的な正面図であり、図 3 bは同平面図である。

図 4は、本発明の凝集反応装置の異なる実施の形態を示す模式的な断面図である。図 5 aは図 4の凝集反応装置の滞留槽部分を示す模式的な正面図、図 5 bは同平面図である。

図 6は、一時滞留部の他の実施例を示す模式的な断面図である。

図 7 a、図 7 bは、従来の凝集反応装置を示す模式的な断面図である。好ましい形態

以下に図面を参照して本発明の凝集反応装置の好適な形態を詳細に説明する。まず、図 1〜 3を参照して凝集剤として高分子凝集剤を用いる場合に好適な本発明の凝集反応装置について説明する。

図 1〜 3は、高分子凝集剤による凝集処理に好適な本発明の凝集反応装置の実施の形態を示す。図 1 a， 2 aは模式的な正面図、図 1 b， 2 bは模式的な断面図である。図 1 cは配管部分を示す拡大断面図である。図 3 aは模式的な正面図、図 3 bは同平面図である。

図 1 a， 1 , 1 cに示す凝集反応装置は、凝集反応槽 1 1に汚泥（原泥）を移送する原泥ポンプ Pを有する移送配管 1 2に、この移送配管 1 2よりも小径の細径配管 1 3が連結され、細径配管 1 3が凝集反応槽 1 1に連結されている。高分子凝集剤は移送配管 1 2と細径配管 1 3との連結部分の近傍に注入されている。凝集反応槽 1 1は撹抻機 1 1 Mを備え、細径配管 1 3は円筒容器形の凝集反応槽 1 1に対して概ね接線方向に接続されている。

原泥は原泥ポンプ Pにより移送配管 1 2及ぴ細径配管 1 3を経て凝集反応槽 1 1 に導入される間に、移送配管 1 2と細径配管 1 3との違結部近傍で高分子凝集剤が注入ざれる。配管に注入された高分子凝集剤は、小径の細径配管 1 3内における乱流で汚泥中に均一に分散、混合され、この細径配管 1 3を経た高速の汚泥流が凝集反応槽 1 1内に流入するときの噴射流により、更に高分子凝集剤の混合、拡散が行われる。そして、細径配管 1 3から凝集反応槽 1 1へ接線方向に流入した汚泥流は、凝集反応槽 1 1内で旋回流となり、この凝集反応槽 1 1内の汚泥と混合されることにより、高分子凝集剤はより一層均一に混合、拡散されると共に、凝集反応槽 1 1 内の緩速撹拌でフロックが成長し、良好な凝集処理効果を得ることができる。凝集反応槽 1 1で得られた凝集汚泥は、配管 1 4より排出され、次の脱水工程へ送給される。

図 1 a， 1 b , 1 cに示す凝集反応装置は、凝集反応槽 1 1が一時滞留部として機能するものであるが、図 2 a , 2 bに示す凝集反応装置は、凝集反応槽 1 1の前段に一時滞留部としての大径配管部 1 5を設けた点が異なり、その他は同様の構成とされている。

図 2 a， 2 bの凝集反応装置では、図 1 a， 1 b， 1 cの凝集反応装置と同様に移送配管 1 2と細径配管 1 3との連結部に注入された高分子凝集剤が細径配管 1 3 内の乱流で汚泥中に均一に混合、拡散し、その後、細径配管 1 3から大径配管部 1 5に噴射、流入した汚泥流が大径配管部 1 5内で流動することにより更に高分子凝集剤の混合、拡散がなされる。大径配管部 1 5を流出した汚泥流は、凝集反応槽 1 1に接線方向に流入して凝集反応槽 1 1内の旋回流で更に高分子凝集剤の均一拡散がなされ、凝集反応槽 1 1で緩速撹拌されることにより、凝集フロックが粗大化し、凝集汚泥は配管 1 4より排出される。図 2 a , 2 bの凝集反応装置では、この大径配管部 1 5から凝集反応槽 1 1への移送配管も、前段の移送配管 1 2と同等の径の移送配管 1 2 aと前段の細径配管 1 3と同等の径の細径配管 1 3 aとで構成されるため、大径配管部 1 5から凝集反応槽 1 1へ移送される間にも、細径配管 1 3 aの乱流で高分子凝集剤の拡散が促進される。

凝集反応槽 1 1の前段に設ける一時滞留部は、図 2 a， 2 bに示すような大径配管部 1 5に限らず、円筒容器のような反応槽であっても良い。

図 3 a， 3 bは、凝集反応槽 1 1の前段に設ける一時滞留部として円筒容器状の滞留槽 1 6を示す図であり、図 2 a , 2 bと同一機能を奏する部材には同一符号を付してある。また、図 3 a， 3 bにおいて、後段の凝集反応槽は図示を省略してある。

このような滞留槽 1 6を設ける場合、細径配管 1 3は滞留槽 1 6に対して接線方向に接続することが好ましく、このようにすることで、滞留槽 1 6内での旋回流により、良好な撹拌混合作用を得ることができる。

図 3 a， 3 bの凝集反応装置では、図 2 a , 2 bの凝集反応装置と同様に移送配管 1 2と細径配管 1 3との連結部に注入された高分子凝集剤が細径配管 1 3内の乱流で汚泥中に均一に混合、拡散し、その後、細径配管 1 3から滞留槽 1 6の下部に噴射、流入した汚泥流が滞留槽 1 6内で旋回しながら上昇することにより、更に高分子凝集剤の混合、拡散がなされる。滞留槽 1 6を流出した汚泥流は、移送配管 1 2 a、細径配管 1 3 aを経る間に、細径配管 1 3 aで更に高分子凝集剤が均一拡散された後、図示しない凝集反応槽に接線方向に流入して凝集反応槽内の旋回流で更に高分子凝集剤の均一拡散がなされると共に、凝集反応槽で緩速撹拌されることにより、凝集フロックが粗大化し、良好な凝集汚泥が得られる。

図 1 a〜図 3 bは、凝集剤として高分子凝集剤を用いる場合の本発明の凝集反応装置の実施の形態を示すものであり、凝集剤として高分子凝集剤を用いる場合、フロックの粗大化のための撹拌槽が必要となる。この撹拌槽は図 l a， l bに示す如く、一時滞留部を兼ねるものであっても良く、図 2 a〜図 3 bに示す如く、一時滞留部の後段に設けても良い。

いずれの場合であっても、高分子凝集剤は細径配管における急速混合で、汚泥表面へ短時間で均一に付着し、高分子凝集剤が付着した汚泥が撹抨槽内で緩速撹拌されることにより、良好な凝集汚泥が得られる。

このように、フロックの粗大化のための緩速撹拌に先立ち、高分子凝集剤の均一拡散のための急速混合が細径配管、更には細径配管と撹拌槽との間の一時滞留部で行われるため、撹拌槽としての凝集反応槽での滞留時間を大幅に短縮することが可能となり、この結果、凝集反応槽の容量を小さくして装置のコンパクト化を図ることができる。また、高分子凝集剤の均一拡散により、注入した高分子凝集剤を汚泥の凝集に有効に作用させることが可能となり、高分子凝集剤の必要添加量を低減することができる。

このような凝集反応槽への汚泥の流入方向を凝集反応槽の接線方向とした場合には、流入した汚泥流が撹拌羽根により生じる旋回流により、槽内の流れを乱すことなく、円滑に均一撹拌され、フロックの成長が促進されるようになり、撹拌のための動力の低減も可能である。

高分子凝集剤による凝集処理の場合、細径配管を設けた本発明の凝集反応装置によれば、凝集反応槽 1 1の滞留時間を 0 . 5〜3分程度と、従来の 3〜1 0分程度に比べて大幅に短縮することができる。

この凝集反応槽の前段に、図 2 a〜図 3 bに示す如く、一時滞留部としての大径配管部 1 5や滞留槽 1 6を設ける場合、細径配管と一時滞留部と凝集反応槽とで均一分散を図ることができるため、これらの一時滞留部の滞留時間はごく短時間で良く、例えば、図 2 a， 2 bの大径配管部 1 5の場合、滞留時間は 0 . 5〜 5 . 0秒程度、図 3 a， 3 bの滞留槽 1 6の場合、滞留時間は 1〜 1 0秒程度で良い。従つて、このような滞留時間を確保することができるように大径配管部 1 5の径ゃ長さ、滞留槽 1 6の径ゃ高さを設定すれば良い。

なお、図 2 a〜図 3 bの凝集反応装置において、一時滞留部としての大径配管部 1 5又は滞留槽 1 6から凝集反応槽 1 1に到る配管は、すべて通常の移送配管と同等の径であっても良く、すべて細径配管と同等の径であっても良い。細径配管を設けることにより、より一層の均一拡散効果を得ることができるが、この細径配管部分の長さが長過ぎると圧力損失の増大や夾雑物による配管閉塞を招くおそれがあるため、図 2 a〜図 3 bに示す如く、移送配管 1 2 aと細径配管 1 3 aとのみ合わせとすることが好ましい。

次に、図 4〜 6を参照して凝集剤として無機凝集剤と高分子凝集剤を用いる場合に好適な本発明の凝集反応装置について説明する。

図 4〜 6は、無機凝集剤と高分子凝集剤による凝集処理に好適な本発明の凝集反応装置の実施の形態を示す図であって、図 4は凝集反応装置の模式的な断面図、図 5 aは図 4の凝集反応装置の滞留槽部分を示す模式的な正面図、図 5 bは同平面図である。図 6は一時滞留部の他の実施例を示す模式的な断面図である。

図 4の凝集反応装置は、一時滞留部としての滞留槽 2 1と凝集反応槽 2 2とを備え、原泥ポンプ Pにより導入された原泥は、滞留槽 2 1の入口側で無機凝集剤が注入された後、滞留槽 2 1を経て凝集反応槽 2 2に導入され、この凝集反応槽 2 2に注入された両性高分子凝集剤により更に凝集処理される。

図 5 a， 5 bに示す如く、原泥ポンプ Pを有する移送配管 2 3にこの移送配管 2 3よりも小径の細径配管 2 4が連結され、細径配管 2 4が滞留槽 2 1に連結されている。無機凝集剤は移送配管 2 3と細径配管 2 4との連結部分の近傍に注入されている。細径配管 2 4は円筒容器形の滞留槽 2 1に対して概ね接線方向に接続されている。

原泥は原泥ポンプ Pにより移送配管 2 3及び細径配管 2 4を経て滞留槽 2 1に導入される間に、移送配管 2 3と細径配管 2 4との連結部近傍で無機凝集剤が注入される。配管 1に注入された無機凝集剤は、小径の細径配管 2 4内における乱流で汚泥中に均一に分散、混合され、この細径配管 2 4を経た高速の汚泥流が滞留槽 2 1 内に流入するときの噴射流により、更に無機凝集剤の混合、拡散が行われる。そして、細径配管 2 4から滞留槽 2 1へ接線方向に流入した汚泥流は、滞留槽 2 1内で旋回流となり、この滞留槽 2 1内の汚泥と混合されることにより、無機凝集剤はより一層均一に混合、拡散される。

このようにして無機凝集剤が混合、拡散された汚泥は配管 2 5から凝集反応槽 2 2に送給され、凝集反応槽 2 2内で両性高分子凝集剤が添加されて撹拌機 2 2 Mにより緩速撹拌されることによりフロックが成長し、良好な凝集汚泥が得られる。得られた凝集汚泥は配管 2 6より排出され、次の脱水工程へ送給される。

図 4， 5 a , 5 bに示す凝集反応装置は、一時滞留部としての滞留槽 2 1を設けたものであるが、この一時滞留部は図 6に示したような大径配管部 2 7であっても良い。

この場合には、図 4， 5 a , 5 bの凝集反応装置と同様に移送配管 2 3と細径配管 2 4との連結部に注入された無機凝集剤が細径配管 2 4内の乱流で汚泥中に均一に混合、拡散し、その後、細径配管 2 4から大径配管部 2 7に噴射、流入した汚泥流が大径配管部 2 7内で流動することにより更に無機凝集剤の混合、拡散がなされる。大径配管部 2 7を流出した汚泥流は、図 4， 5 a , 5 bの凝集反応装置と同様に配管 2 5カゝら凝集反応槽で両性高分子凝集剤が添加されて緩速撹拌されることにより、凝集フロックが粗大化し、良好な凝集汚泥が得られる。

この凝集反応槽 2 2への汚泥の導入配管は、図 l a， l bに示す如く、円筒形状の凝集反応槽 2 2の接線方向に接続されていることが好ましい。

図 4の凝集反応装置では、両性高分子凝集剤は凝集反応槽 2 2に直接注入されているが、図 l a， 1 b , 1 cに示す如く、凝集反応槽 2 2の導入配管に細径配管を設け、細径配管或いは細径配管の直前の移送配管に両性高分子凝集剤を注入するようにしても良い。凝集反応槽 2 2の前段に両性高分子凝集剤の均一拡散のための一時滞留部を設けても良い。

凝集剤として無機凝集剤を添加する場合、前述の如く、無機凝集剤による中和反応は非常に速く進行する上に、汚泥表面の荷電の牵量を中和する必要はなく、 5 0 % 程度の荷電を中和することができれば良い。無機凝集剤は細径配管で均一に混合され、その後一時滞留部に噴射されて更に均一混合、拡散されるため、一時滞留部としての図 5 bに示す滞留槽 2 1や図 6に示す大径配管部 2 7における滞留時間はごく短時間で良く、一般的には 0 . 5〜2 0秒、好ましくは 1〜1 0秒程度で良い。従って、一時滞留部はこの程度の滞留時間が確保されるように適宜設計される。本発明において、細径配管の径は、その上流側の移送配管の径よりも小さければ良く、特に制限はないが、細径配管の径が大き過ぎると細径配管を設けたことによる混合、均一拡散作用を十分に得ることができず、細径配管の径が小さ過ぎると圧力損失が大きくなり、配管閉塞等のトラブルを生じ、好ましくない。細径配管の径は、細径配管から一時滞留部の流入口に流入する噴射流の流速（以下「噴射流速」と称す。）が 1〜1 O m/ s e c、特に 2〜5 mZ s e c程度となるような径であることが好ましい。通常の場合、細径配管の径は、図 3 cに示す如く後述の細径配管 1 3の径一定の細径部 1 3 Bの直径が、移送配管 1 2の直径の 1 / 4〜 1 / 2程度となるようにすることが好ましい。

この細径配管の長さは、長い方が細径配管の乱流による混合、均一拡散作用を得る上で好ましいが、細径配管が過度に長いと圧力損失の増大を招き、移送ポンプの吐出圧を大きくする必要が生じ、好ましくない。本発明では、細径配管の乱流による混合、均一拡散作用に加えて、細径配管から一時滞留部に到る噴射部の噴射流や一時滞留部内における混合流による作用で良好な混合、均一拡散効果を得ることができることから、細径配管の長さは過度に長くする必要はなく、細径配管の径、その縮径の程度にもよるが 0 . 0 m程度で良い。

本明細書において、細径配管は、移送配管よりも径の小さい部分を指し、従って、例えば、図 1 cにおいて、移送配管 1 2から縮径する部分 1 3 Aと、径一定の細径部 1 3 Bとを含めて細径配管 1 3と称す。細径配管 1 3のうち、移送配管 1 2に連なる縮径部 1 3 Aは、細径配管 1 3の全長の 5〜 5 0 %程度であることが好ましい。凝集剤の供給手段はこのような細径配管又はその上流側の移送配管に設けられる。懸濁水中に注入された凝集剤は、直ちに強撹拌して均一拡散されることが好ましい。従って、凝集剤は、例えば、図 1 cにおいて、細径配管 1 3の上流側の基端部（細径配管 1 3と移送配管 1 2との連結部） B又は細径配管 1 3の縮径部 1 3 Aの途中部分 C、細径配管 1 3の縮径部 1 3 Aと径一定の細径部 1 3 Bとの境界部 D、細径配管 1 3の一定の細径部 1 3 Bの途中部分、或いは細径配管 1 3の直前の移送配管 1 2の部分 A、に注入されてもよい。特に、図 1 cの A部、 B部、 C部、 D部の少なくとも一つで注入することが好ましい。凝集剤は、細径配管又は移送配管に凝集剤注入配管を接続し、可変注入ポンプ等の薬注ポンプで配管内に圧入すれば良い。本発明において、一時滞留部としての大径配管部や滞留槽、或いは凝集反応槽は、その流入口から流出口に向かう方向の少なくとも一部における流路断面積が移送配管の断面積よりも大きいことが必須であるが、例えば、図 2 a， 2 b、図 6に示す大径配管部は、その最も径の大きい部分の直径が移送配管の直径の 2〜 4倍程度であることが好ましい。細径配管とその後段の一時滞留部との組み合せによる凝集剤の混合、均一拡散のための手段は、複数組を直列に接続しても良く、これにより、凝集剤の混合、均一拡散をより一層確実に行うことが可能となる。また、場合によっては、複数組を並列に接続して用いることも可能である。

本発明の凝集反応装置により、汚泥等の懸濁水を凝集処理する場合、一時滞留部は、密閉容器状であることが好ましく、この場合には、臭気の発生、汚泥の飛散、次工程への送泥時の汚泥の溢流等を防止することができる。

図 1 a〜6においては、本発明の凝集反応装置により、汚泥の凝集処理を行う場合を例示したが、本発明の凝集反応装置は、生物処理工程から排出される余剰汚泥のような懸濁固形物濃度の高い懸濁水の凝集処理に有効であるものの、このような高濃度懸濁水に限らず、工場排水や下水などの比較的固形物濃度の低い汚濁水の凝集処理にも好適に使用することができる。実施例及び比較例

以下に実施例及び比較例を挙げて本発明をより具体的に説明する。

実施例 1， 2

下水の生物処理工程から排出される余剰汚泥（濃度 2 %) を、図 1に示す本発明の凝集反応装置に 3 . 5 m³/ h rで供給して凝集処理した。

移送配管 1 2の直径、及び細径配管 1 3の直径及び長さと凝集反応槽 1 1への噴射流速は表 1に示す通りである。また、凝集反応槽 1 1の寸法及び滞留時間は表 1 に示す通りとした。

高分子凝集剤としては、栗田工業（株）製「クリフイツクス C P 6 0 4」を、細径配管 1 2と移送配管 1 3との連結部（図 l cの B部）に汚泥の T Sに対して表 1 に示す量添加し、得られた凝集汚泥のフロック強度を下記基準で評価して結果を表 1に示した。

大変良い：ベルトプレス脱水機で余裕を持って脱水可能

良い：ベルトプレス脱水機で脱水可能

良くない：ベルトプレス脱水機での脱水困難

比較例 1， 2

図 7 aに示す従来の凝集反応装置を用い、表 1に示す寸法の凝集反応槽で滞留時間 3分で凝集処理を行つたこと以外は実施例 1， 2と同様にして凝集処理を行い、同様に得られた凝集汚泥のフロック強度を評価して結果を表 1に示した。表 1

※直径 40mmの部分から長さ 50mmで直径 20mmとなり

その後直径 20mmの細径部の長さ力 150mm。表 1より、本発明の凝集反応装置によれば、従来の凝集反応槽の約 1 / 3の寧量の凝集反応槽で、優れた凝集効果を得ることができ、高分子凝集剤の必要添加率を低減することができることがわかる。

実施例 3， 4

下水の生物処理工程から排出される余剰汚泥（濃度 2%) を、図 4， 5に示す本発明の凝集反応装置に 3. 5m³Zh rで供給して凝集処理した。

移送配管 23の直径、及ぴ細径配管 24の直径及び長さと滞留槽 21への噴射流速は表 2に示す通りである。また、滞留槽 21の寸法及ぴ滞留時間は表 2に示す通りとした。凝集反応槽 22の寸法は φ 400mmXH80 Omm (有効容量 58 L) で、滞留時間は 1分とした。

無機凝集剤としては、ポリ硫酸第二鉄を、細径配管 24と移送配管 23との連結部（図 1 cの B部）に、汚泥の T Sに対して表 2に示す量添加し、高分子凝集剤としては、栗田工業（株）製「クリベスト E 8 0 2」を汚泥の T Sに対して 3 . 5 % ZT S添加した。得られた凝集汚泥のフロック強度を前記基準で評価して結果を表 2に示した。

比較例 3， 4

図 7 bに示す従来の凝集反応装置を用い、表 2に示す寸法の第 1反応槽で滞留時間 3 3 9秒で凝集処理を行つたこと以外は実施例 3， 4と同様にして凝集処理を行い、同様に得られた凝集汚泥のフロック強度を評価して結果を表 2に示した。表 2

※直径 40mmの部分から長さ 50mmで直径 20mmとな J

その後直径 20mmの細径部の長さが 1 50mm。表 2より、本発明の凝集反応装置によれば、従来の第 1反応槽の約 1 / 4 5の容量の滞留槽で、優れた凝集効果を得ることができ、装置を大幅にコンパクト化することができることがわかる。

以上詳述した通り、本発明の凝集反応装置によれば、次の効果が得られる。 i ) 凝集剤を懸濁水に均一に分散混合させることができ、凝集剤の凝集効果を有効に得ることができる。

ϋ ) 従って、凝集剤の必要添加量を低減することができる。

iii) 凝集剤の均一分散混合に要する時間を短縮することができ、これにより反応槽の必要容量を低減して装置をコンパクト化すると共に、設備コストを低減することができる。

iv ) 凝集剤の混合のための撹拌機を不要化又は一部省略することができ、撹拌に要する動力を低減することができる。また、撹拌機の省略により、懸濁水中の夾雑物が絡みつくなどの撹拌機に由来するトラブルを解消することができる。

等の優れた効果が奏され、懸濁水の凝集処理を小型の装置で低コストにかつ効率的に行うことが可能となる。

Claims

請求の範囲

1 . 懸濁水の移送配管と、該移送配管に連なる該移送配管よりも小径の細径配管と、該細径配管又はその上流側の移送配管に設けられた凝集剤供給装置と、水の流入口及ぴ流出口を有し、該流入口に前記細径配管が連なる凝集反応用の一時滞留部とを備えてなり、

該一時滞留部の流入口から流出口に向かう方向の少なくとも一部における流路断面積が、前記移送配管の断面積よりも大であることを特徴とする凝集反応装置。

2 . 請求項 1において、該一時滞留部は前記移送配管よりも大径の配管よりなることを特徴とする凝集反応装置。

3 . 請求項 1において、該一時滞留部は、円筒容器よりなり、該円筒容器に旋回流を発生させるように、前記細径配管は該円筒容器に対して概ね接線方向に接続されていることを特徴とする凝集反応装置。 .

4 . 請求項 3において、該一時滞留部に撹拌機が設けられていることを特徴とする凝集反応装置。

5 . 請求項 1において、該一時滞留部の下流側に撹拌機を有する撹拌反応槽を有することを特徴とする凝集反応装置。

6 . 請求項 1において、該凝集剤供給装置が無機凝集剤を供給することを特徴とする凝集反応装置。

7 . 請求項 1において、該凝集剤供給装置が高分子凝集剤を供給することを特徴とする凝集反応装置。