WO2010044133A1

WO2010044133A1 - 汚濁水の浄水処理装置

Info

Publication number: WO2010044133A1
Application number: PCT/JP2008/068541
Authority: WO
Inventors: 一誠生田
Original assignee: Ikuta Kazumasa
Priority date: 2008-10-14
Filing date: 2008-10-14
Publication date: 2010-04-22
Also published as: JPWO2010044133A1

Abstract

　本発明の汚濁水の浄水処理装置は、反応タンク内に汚れた原水と凝集剤を入れ、かつ該反応タンクに設けた駆動モータの駆動力により回転する攪拌手段を介して沈降化するフロックと色度が透明色へと変化した透明水に分離する固・液分離処理部を備え、該固・液分離処理部で処理した処理水を下流側の濾過装置で濾過して飲料水を得る汚濁水の浄水処理装置に於いて、反応タンクと濾過装置の間に上澄み採取装置を配設し、該上澄み採取装置は、下流側に移送ポンプを備え、かつ、上澄み採取タンク内に水位の変位に対応して昇降動すると共に、該上澄み採取タンク内の透明水中に残存する浮上フロックを吸い込まないように上澄み部分を吸引する可動パイプ手段を介して前記上澄み部分を下流側へ圧送する汚濁水の浄水処理装置であり、浮上フロックが下流側の濾過層に入り込まない。

Description

汚濁水の浄水処理装置

　本発明は、汚れた原水を飲料水に処理する汚濁水の浄水処理装置に関する。

　特許文献１の固・液分離処理部（１ａ）は、原水の不純物を沈殿させる沈殿処理槽（４）と、該沈殿処理槽で処理した原水に凝集剤を入れる凝集混合層（７）と、該凝集混合層とは別個に設けられ、かつ凝集混合層からの混合水を駆動モータの駆動力により回転する攪拌手段を介して沈降化するフロック（固形化した凝集物）と色度が透明色へと変化する透明水（第１処理水）に分離する凝集反応層とから成り、該固・液分離処理部（１ａ）で処理した処理水は、下流側の濾過装置で濾過して、最終的には飲料水を得る汚濁水の浄水処理装置が記載されている。

　付言すると、特許文献１の図１には、「汚れた原水を一時的に貯留して沈殿処理する沈殿処理槽（４）と、沈殿処理した原水を凝集剤と混合攪拌させて不純物をフロック化して凝集原水にする凝集混合反応装置（５）と、凝集原水を案内部材（１３）の隙間から分離水を重力によって濾過させると共に、フロックを排出する固液分離装置（６）と、濾過回収された処理原水をフィルター濾過部（２０）によって濾過浄水処理したのち、薬剤処理槽（２１）を用いて薬剤処理をする浄水処理部（１ｂ）と、薬剤処理された薬剤処理浄水の臭い成分を除去する浄水器（５０）から成る高汚濁水用の浄水処理装置」が記載されている（符号は特許文献１のもの）。

　この特許文献１は、濾過装置の目詰まりを防止するために、凝集混合反応装置（５）の上流側に沈殿処理槽（４）を設けている。したがって、原水中に含まれている泥が沈殿処理槽の底部に沈殿するので、下流側の凝集混合反応装置（５）内で沈降化するフロック（固形化した凝集物）の量を減少化できるという利点がある。

　しかしながら、前記凝集混合反応装置（５）は、特許文献１の図１に記載されているように、「凝集混合層」と「攪拌手段を備えた凝集反応層」とは別個であることから、装置が大型化するという欠点があった。また、前記凝集反応層に於いて、攪拌手段を介して沈降化するフロックと色度が透明色へと変化する透明水（第１処理水）に分離することができるという利点があるというものの、凝集剤は、普通一般に高分子量の粉末体なので、原水に溶解し、かつ希釈化状態で原水中のコロイドや微粒子の泥（物質）に反応する。

　そして、凝集剤が原水に反応すると、物質の表面電荷を中和して該物質を凝集し、その吸着・架橋作用により、フロックを形成し、原水よりも比重が重い物は凝集反応層の底部に沈蓮し、一方、原水よりも比重が軽い物は、凝集反応層内に浮遊する。付言すると、凝集反応層では浮遊状態のフロックは沈降せずに浮上している。したがって、下流側のフィルター濾過部（２０）は処理原水の中に含まれているフロックにより目詰まりをするという欠点があった。

　また、特許文献２には、原水（汚れた水）の効率的な中和化、設備のコンパクト化等を目的とする浄水装置が記載されている。この特許文献２の段落００１３には、汚濁原水に凝集剤（例えば高分子量の水溶性ポリマー）を混合して、原水中の汚れた物質をフロックする事項が記載されている。
特開２００７－７６１８号公報特開平１１－５７３１８号公報

　本発明の第１の目的は、下流側の濾過装置が処理原水の中に含まれているフロックにより目詰まりしないようにすることである。第２の目的は、上澄み採取タンク内の可動パイプ手段が、該上澄み採取タンク内の水位の変位に対応して昇降動すると共に、該上澄み採取タンクの透明水中に残存する浮上フロックを吸い込まないようにすることである。第３の目的は、上澄み採取タンク内の可動パイプ手段が下降した場合に上澄み採取タンクの底部に沈蓮しているフロックを吸い込まないようにすることである。その他、汚濁した原水と凝集剤とを混合・攪拌する反応タンクを「一つ」にし、装置が大型化しないようにすることである。

　本発明の汚濁水の浄水処理装置は、反応タンク内に汚れた原水と凝集剤を入れ、かつ該反応タンクに設けた駆動モータの駆動力により回転する攪拌手段を介して沈降化するフロック（固形化した凝集物）と色度が透明色へと変化した透明水に分離する固・液分離処理部を備え、該固・液分離処理部で処理した処理水を下流側の濾過装置で濾過して清水を得る汚濁水の浄水処理装置に於いて、前記反応タンクと前記濾過装置の間に上澄み採取装置を配設し、該上澄み採取装置は、下流側に移送ポンプを備え、かつ、上澄み採取タンク内に水位の変位に対応して昇降動すると共に、該上澄み採取タンク内の透明水中に残存する浮上フロックを吸い込まないように上澄み部分を吸引する可動パイプ手段を介して前記上澄み部分を下流側へ圧送することを特徴とする。

　上記構成に於いて、可動パイプ手段の基端部はスライド継手を介して上澄み採取タンクの下端部に取付けられ、一方、常に透明水に入り込んでいる自由端部には、水位の変化に対応して位置変位するフロートを備えていることを特徴とする。また、フロート又は可動パイプ手段の自由端部には、水位が下がった時に、上澄み採取タンクの底部内面に当接する棒状ストッパーが設けられていることを特徴とする。さらに、一つの反応タンクの底部は断面漏斗に形成され、該底部の中央部には、排出弁を備えたフロック排出管が接続していることを特徴とする。

（ａ）反応タンクと濾過装置の間に上澄み採取装置を配設したので、下流側の濾過装置は、処理水の中に含まれているフロックにより目詰まりしない。付言すると、上澄み採取タンク内の可動パイプ手段は、該上澄み採取タンクの水位の変位に対応して昇降動するので、該上澄み採取タンクの透明水中に残存する浮上フロックを吸い込まない。したがって、浮上フロックが下流側の濾過層に入り込まない。
（ｂ）フロート又は可動パイプ手段の自由端部には、水位が下がった時に、上澄み採取タンクの底部内面に当接する棒状ストッパーが設けられている実施例の場合には、上澄み採取タンクの底部に沈蓮しているフロックを吸い込まない。したがって、前記（ａ）と同様の効果を得ることができる。
（ｃ）一つの反応タンクの底部が断面漏斗に形成され、該底部の中央部には、排出弁を備えたフロック排出管が接続している実施例の場合には、沈蓮したフロックをスムースに排出することができる。
（ｄ）その他、濾過装置の下流側の配管ラインに精密濾過膜が配設されている実施例の場合には、特に、蛋白質含有水溶液中に含有する殺菌を除去することができる。なお、ここで「精密濾過膜」とは、マイクロフィルトレーション、ナノフィルトレーション、逆浸透膜（ＲＯ膜）等の精密な濾過膜を言う。

　図１乃至図５は本発明の最良の実施例を示す各説明図。
浄水処理装置の全体を上流から下流まで概略的に示した説明図。浄水処理装置Ｘの全体を詳細に示した概略説明図反応タンクの一例を示す概略断面説明図上澄み採取装置の正面視からの概略説明図。上澄み採取装置の平面視からの概略説明図。

符号の説明

　Ｘ…浄水処理装置、1…原水（被処理水）、１ａ…透明水、１ｂ…上澄み部分、２…固・液分離処理部、３ａ…重いフロック（固形化した凝集物）、３ｂ…軽いロック（浮上フロック）、４…凝集剤、５…上澄み採取装置、６…下流側の濾過装置、６ａ…第１濾過装置、６ｂ…第２濾過装置、７…オゾン発生装置、８…精密濾過膜、１０…制御部、１１、１２…検知手段、１４…移送ポンプ、１５…駆動モータ、１６…反応タンク、１７…タンク本体、１８…フロック排出管、２０…攪拌手段、２２…凝集剤比例注入器、２５…上澄み採取タンク、２８…可動パイプ手段、２８ｂ…自由端部、３１…ストッパー。

　以下、図１乃至図５に示す本発明を実施するための最良の形態（第１実施例）により説明する。

　（１）図１…浄水処理装置Ｘの全体
　図１は、浄水処理装置Ｘの全体を上流（図面上、左）から下流（図面上、右）まで概略的に示した説明図である。図１に於いて、実線の矢印は、不番の配管（配管ライン）を示す。まず、１は汚れた原水（被処理水）である。原水１は、無機物、有機物等の不純物を含んでいる。したがって、例えば原水の泥が茶色ならば、原水の色度（明度）は、非透明色（茶色）である。また、原水１は金属と微生物を含んでいる。

　次に、２は前記原水１を「フロック（固形化した凝集物）３ａ、３ｂ」と「色度が透明に変化した透明水１ａ」に分離する固・液分離処理部である。この固・液分離処理部２は、後述するように、反応タンク、駆動モータ、攪拌手段、検知手段等を備え、前記反応タンクには、凝集剤４が不番の配管を介して混入される。付言すると、反応タンク内で原水１と凝集剤４が混合し、前記攪拌手段でゆっくりと所要時間攪拌すると、細かいフロック同士が互いに結合して「大きくかつ重く成長したフロック３ａ」と、「小さくかつ軽く成長したフロック３ｂ」と、「透明水１ａ」にそれぞれ別れ、前記比重の重いフロック３ａは反応タンクの底部に沈蓮し、一方、前記比重の軽いフロック３ｂは、透明水１ａの水面に浮上する。

　次に、５は固・液分離処理部２の反応タンクと下流側の濾過装置６の間に配設された上澄み採取装置である。この上澄み採取装置５は、後述するように上澄み採取タンク、フロートを含む可動パイプ手段、不番ライン上の移送ポンプ等を備え、前記上澄み採取タンク内の前記可動パイプ手段は、透明水中に残存する浮上フロックを吸い込まないように上澄み部分１ｂを吸引する。前記濾過装置６は、砂、石ころ等を含み、上澄み部分１ｂに含まれている無機物を除去する第１濾過装置６ａと、不番のラインを介して接続し、かつ活性炭、サンゴ、麦飯石等を含む第２濾過装置６ｂとから成り、前記第２濾過装置６ｂには、オゾン発生装置７、浄水器用の精密濾過膜８が直接又は間接的に付加されている。なお、除菌用のオゾン発生装置７や精密濾過膜８の公知事項は、本発明の付加的事項である。

　（２）特徴事項－１
　図２は、浄水処理装置Ｘの全体を詳細に示した概略説明図である。図２に於いて、図１と同様に実線の矢印は、不番の配管（配管ライン）を示す。また、破線は制御部１０と複数個の切換え弁、複数個の検知手段、複数個のポンプとを接続する通電線（通電ライン）を示す。さらに、（１）で説明したように、１は原水、２は固・液分離処理部、５は上澄み採取装置、６ａは第１濾過装置、６ｂは第２濾過装置、７はオゾン発生装置、８は濾過装置６の下流側の配管ラインに配設された、少なくとも精密フィルター又はＭＦフィルターのいずれかである。

　図２で示す制御部１０は、例えば操作表示器（図示しない）の基板に設けられ、図２に示した検知手段１１、１２からの信号に基づき複数の切換え弁Ｖ１乃至Ｖ４の開閉、複数のポンプ１３、１４及び反応タンク１６の駆動モータ１５の駆動をそれぞれ制御する。なお、浄水処理装置Ｘの制御方法、濾過装置６、オゾン発生装置７及び浄水器用の精密フィルター８等の具体的構成は、本発明の特定（限定）要件ではないので、詳細な説明は割愛する。

　さて、図２で示すように、本発明の浄水処理装置Ｘは、原水１を原水ポンプ１３で汲み上げ、該原水１を不番の原水供給ラインを介して固・液分離処理部２の反応タンク１６へと供給する。図３は反応タンク１６の一例を示す概略断面説明図である。
本実施例の一つの反応タンク１６のタンク本体１７は、長筒状の周胴部１７ａと、該周胴部１７ａの下端部に連設する断面漏斗の底部１７ｂとから成り、前記底部１７ｂの中央部には、第１制御弁（排出弁）Ｖ１を備えたフロック排出管１８が接続している。また、周胴部１７ａの下端部の排出口に接続する不番の配管ラインには、第２制御弁Ｖ２が設けられている。

　しかして、前記反応タンク１６は、周胴部１７ａの下端部に光センサー式の第１検知手段１１を有し、該第１検知手段１１は該反応タンク１６の透明水（第１処理水）の色度（透明度或は濁り具合）を検知する。また、反応タンク１６は、周胴部１７ａの上端部又は蓋体１７ｃに第２検知手段１２を有し、該第２検知手段１２は反応タンク１６の水面を検知する。また、前記蓋体１７ｃの上面の上方には、支持部材１９を介して駆動モータ１５が垂直状態に設けられている。また、前記駆動モータ１５の出力軸には、棒状部分の下端部に攪拌羽根を有する攪拌手段２０が取付けられている。さらに、前記蓋体１７ｃの上面の端部には、取付けベース板２１に取付けられ、かつ不番の注入ラインを介して凝集剤４を反応タンク１６内に所定量注入する凝集剤比例注入器２２が設けられている。

　（３）特徴事項－２
　前述したように、本発明は、固・液分離処理部２の反応タンク１６と濾過装置６（６ａ、６ｂ）の間（配管ライン上）に上澄み採取装置５を配設し、該上澄み採取装置５は、下流側に移送ポンプ１４を備え、かつ、上澄み採取タンク２５内に水位の変位に対応して昇降動すると共に、該上澄み採取タンク２５の透明水中に残存する浮上フロック３ｂを吸い込まないように上澄み部分（上澄み液）１ｂを吸引する可動パイプ手段２８を介して前記上澄み部分１ｂを下流側へ圧送する。前記可動パイプ手段２８基端部２８ａはスライド継手２９を介して上澄み採取タンク２５の周胴部２５ａの下端部に取付けられ、一方、常に透明水に入り込んでいる自由端部２８ｂには、水位の変化に対応して位置変位するフロート３０を備えている。

　しかして、本実施例では、前記自由端部２８ｂは下向きに鉤状に折り曲げ形成され、確実に上澄み部分１ｂのみを吸い取るように工夫されている。また、前記フロート３０又は可動パイプ手段２８の自由端部２８ｂには、水位が下がった時に、上澄み採取タンク２５の底部２５ｂ内面に当接する棒状のストッパー３１が斜め下向き状態に設けられている。
さらに、上澄み採取タンク２５の周胴部２５ａの上端部には、入口弁３２を備えた配管ラインが接続し、一方、前記周胴部２５ａの下端部のスライド継手２９に接続する配管ラインの適宜箇所には、採取ポンプ１４及び第３制御弁（上澄み部分１ｂの自動取り出し弁）Ｖ３がそれぞれ設けられている。

　ところで、図４及び図５で示すように、前記上澄み採取タンク２５は、周胴部２５ａと、該周胴部の下端部に連設する断面漏斗状の底部２５ｂとから成り、前記底部２５ｂの周端部には、複数本の脚２６が設けられている。また、底部２５ｂの中央部には排出弁２７を有する不番の配管ラインが接続している。

　しかして、上澄み採取タンク２５内には、重いフロック３ａと軽いロック（浮上フロック）３ｂの両方が入り込んで来るが、上澄み採取タンク２５内から可動パイプ手段２８を介して上澄み部分（上澄み液）１ｂを取り出し後に前記底部２５ｂに残った全てのフロック３ａ、３ｂは、前記排出弁２７を「開く」ことにより排出される。なお、特に図示しないが、上澄み採取タンク２５には水位を検知するためのレベル検出器が適宜に設けられている。

　本実施例に於いて、凝集剤の一例として、「日本ポリグル株式会社」が製造する「製品番号ＰＧα２１Ｃａ（納豆菌を主成分とする凝集剤）」が使用される。また、凝集剤を必要以上に反応タンク１６に入れないようにするために、望ましくは凝集剤比例注入器２２が用いられる。さらに、可動パイプ手段２８の自由端部２８ｂの形状は、例えば下向きに鉤状に折り曲げ形成されているが、自由端部２８ｂの端面（吸引口）が下向きであれば、自由端部２８ｂの折り曲げ形状は、本発明の本質的事項ではない。

　本発明は、清浄な処理水（例えば飲料水）を得る業界、例えば緊急時おける飲料水の供給として、緊急車両の荷台、緊急コンテナーの内部に配設された状態で利用される。

Claims

反応タンク内に汚れた原水と凝集剤を入れ、かつ該反応タンクに設けた駆動モータの駆動力により回転する攪拌手段を介して沈降化するフロック（固形化した凝集物）と色度が透明色へと変化した透明水に分離する固・液分離処理部を備え、該固・液分離処理部で処理した処理水を下流側の濾過装置で濾過して清水を得る汚濁水の浄水処理装置に於いて、前記反応タンクと前記濾過装置の間に上澄み採取装置を配設し、該上澄み採取装置は、下流側に移送ポンプを備え、かつ、上澄み採取タンク内に水位の変位に対応して昇降動すると共に、該上澄み採取タンク内の透明水中に残存する浮上フロックを吸い込まないように上澄み部分を吸引する可動パイプ手段を介して前記上澄み部分を下流側へ圧送することを特徴とする汚濁水の浄水処理装置。
請求項１に於いて、可動パイプ手段の基端部はスライド継手を介して上澄み採取タンクの下端部に取付けられ、一方、常に透明水に入り込んでいる自由端部は、水位の変化に対応して位置変位するフロートを備えていることを特徴とする汚濁水の浄水処理装置。
請求項２に於いて、フロート又は可動パイプ手段の自由端部には、水位が下がった時に、上澄み採取タンクの底部内面に当接する棒状のストッパーが設けられていることを特徴とする汚濁水の浄水処理装置。
請求項１に於いて、一つの反応タンクの底部は断面漏斗に形成され、該底部の中央部には、排出弁を備えたフロック排出管が接続していることを特徴とする汚濁水の浄水処理装置。
請求項１に於いて、濾過装置の下流側の配管ラインには、精密濾過膜が配設されていることを特徴とする汚濁水の浄水処理装置。