WO2018155524A1 - 凝集沈殿装置 - Google Patents

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WO2018155524A1
WO2018155524A1 PCT/JP2018/006350 JP2018006350W WO2018155524A1 WO 2018155524 A1 WO2018155524 A1 WO 2018155524A1 JP 2018006350 W JP2018006350 W JP 2018006350W WO 2018155524 A1 WO2018155524 A1 WO 2018155524A1
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raw water
tank
sludge
water supply
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臨太郎 前田
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オルガノ株式会社
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D21/00—Separation of suspended solid particles from liquids by sedimentation
    • B01D21/02—Settling tanks with single outlets for the separated liquid
    • B01D21/04—Settling tanks with single outlets for the separated liquid with moving scrapers
    • B01D21/06—Settling tanks with single outlets for the separated liquid with moving scrapers with rotating scrapers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D21/00—Separation of suspended solid particles from liquids by sedimentation
    • B01D21/24—Feed or discharge mechanisms for settling tanks

Definitions

  • the present invention relates to a coagulation sedimentation apparatus, and more particularly to a configuration of a raw water supply mechanism that supplies raw water to a sedimentation tank.
  • Coagulation sedimentation equipment one of water treatment equipment, is widely used for water treatment, wastewater treatment and so on.
  • Patent Document 1 agglomeration is carried out by clarifying raw water by forming a sludge blanket in a sedimentation tank by settling and separating suspended substances and agglomerated floc in raw water in a sedimentation tank.
  • a precipitation apparatus is disclosed inside the settling tank, and a rotary shaft extending in the vertical direction in the center of the settling tank and a plurality of discharge pipes connected to the rotary shaft and extending in the radial direction are provided.
  • the discharge pipe is provided with a plurality of discharge ports along the longitudinal direction.
  • the raw water passes through the internal flow path of the rotating shaft, is introduced into the discharge pipe, and is discharged from the discharge port of the discharge pipe.
  • Aggregated floc accumulates in the sludge concentration section at the bottom of the settling tank to form concentrated sludge, which is periodically withdrawn.
  • the interface of the sludge blanket is lowered and becomes unstable when the concentrated sludge is pulled out, and the quality of the treated water may be deteriorated.
  • Patent Document 2 a settling tank that settles and separates the aggregated floc in the raw water and a settling tank surrounded by the settling tank are collected by allowing the aggregated floc to overflow from the settling tank.
  • a coagulation sedimentation apparatus comprising a sludge concentration tank for concentration is disclosed.
  • the sedimentation tank and the sludge concentration tank are concentrically arranged adjacent to each other, and the sedimentation layer and the sludge concentration layer are partitioned, so the sludge blanket in the sedimentation tank is less affected when the concentrated sludge is drawn from the sludge concentration tank. Deterioration of the quality of treated water is unlikely to occur.
  • the raw water is supplied from a ring-shaped pipe connected to a supply pipe that penetrates the side wall of the settling tank.
  • a coagulation sedimentation apparatus that forms a sludge blanket in a sedimentation tank, it is important to uniformly disperse raw water in the sedimentation tank. If the raw water cannot be uniformly dispersed, the sludge blanket is disturbed by the drift of the raw water, whereby fine flocs flow out into the treated water, and the quality of the treated water is likely to deteriorate. Since the coagulation sedimentation apparatus described in Patent Document 2 uses a fixed ring-shaped pipe, raw water is uniformly dispersed as in the coagulation sedimentation apparatus including the rotating shaft and the plurality of discharge pipes described in Patent Document 1. I can't. In addition, if some discharge ports are partially or totally blocked by sludge, the raw water is supplied from the remaining discharge ports, so that the raw water cannot be uniformly dispersed.
  • An object of the present invention is to provide a coagulation sedimentation apparatus in which a sludge concentration tank is disposed inside a sedimentation tank and the quality of treated water can be further improved.
  • the coagulation sedimentation apparatus of the present invention comprises: a sedimentation tank that settles and separates the aggregated flocs in the raw water; a sludge concentration tank that is surrounded by the sedimentation tank and collects and concentrates by allowing the aggregated flocs to overflow from the sedimentation tank; and the sludge concentration tank
  • a raw water supply mechanism that has a central line passing through, rotates around the central line, and supplies raw water to the settling tank.
  • the raw water supply mechanism consists of a raw water introduction section that is located on the center line and into which raw water is introduced, a raw water supply opening that opens to the lower part of the interior space of the settling tank and supplies raw water to the settling tank, and a raw water introduction section and a raw water supply opening. And a piping part extending in a direction away from the center line above the sludge concentrating tank.
  • the sludge concentration tank is surrounded by the sedimentation tank, and the sedimentation layer and the sludge concentration layer are further divided. Therefore, when extracting the concentrated sludge from the sludge concentration tank, the sludge blanket of the sedimentation tank is It is less affected and is unlikely to deteriorate the quality of the treated water. Since the rotary raw water supply mechanism is used, the raw water can be uniformly dispersed. In addition, since raw water is supplied from the raw water supply port of the raw water supply mechanism through a piping part extending in the direction away from the center line above the sludge concentration tank, there is also interference in the arrangement of the raw water supply mechanism and the sludge concentration tank. Can be avoided. Therefore, according to the present invention, the quality of treated water can be further improved.
  • FIG. 10 is a view taken along line AA in FIG. 9. It is a schematic diagram of the sludge accumulation prevention apparatus of the coagulation sedimentation apparatus shown in FIG. It is a schematic diagram of the sludge accumulation prevention apparatus of the coagulation sedimentation apparatus shown in FIG. It is a schematic diagram of the sludge accumulation prevention apparatus of the coagulation sedimentation apparatus shown in FIG. It is a schematic diagram of the sludge accumulation prevention apparatus of the coagulation sedimentation apparatus shown in FIG. It is a schematic diagram of the sludge accumulation prevention apparatus of the coagulation sedimentation apparatus shown in FIG.
  • Wastewater that can be treated with the coagulation sedimentation apparatus of the present invention includes, for example, fluorine-containing wastewater discharged in an etching process in the electronics industry, fluorine-containing desulfurization wastewater discharged from a thermal power plant, liquid crystal panels, and semiconductor factories. Includes phosphorus-containing wastewater discharged, phosphorus-containing wastewater discharged from sewage treatment plants, and steel-based wastewater discharged from steelworks.
  • a coagulating sedimentation apparatus used for treating fluorine-containing wastewater will be described.
  • Raw water is first introduced into a calcium reaction tank (not shown), slaked lime is added and stirred. Fluorine in the raw water reacts with slaked lime to produce calcium fluoride.
  • the raw water is then introduced into an inorganic flocculation reaction tank (not shown), and an inorganic flocculating agent such as polyaluminum chloride (PAC) or sulfuric acid band (aluminum sulfate) is added and stirred.
  • PAC polyaluminum chloride
  • sulfuric acid band aluminum sulfate
  • aggregated flocs are formed in the raw water.
  • the raw water is then introduced into a polymer flocculant reaction tank (not shown), and a polymer flocculant such as polyacrylamide is added and stirred.
  • the aggregated floc is coarsened.
  • the raw water subjected to the above treatment is introduced into the coagulation sedimentation apparatus.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a coagulation sedimentation apparatus 100 according to the first embodiment of the present invention.
  • the coagulation sedimentation apparatus 100 includes a sedimentation tank 102 that settles and separates the aggregated floc in the raw water, and a sludge concentration tank 103 that is surrounded by the precipitation tank 102 and collects and concentrates the aggregated floc.
  • the sedimentation tank 102 and the sludge concentration tank 103 have a cylindrical shape, and the center lines CL in the vertical direction of the sedimentation tank 102 and the sludge concentration tank 103 coincide with each other. Either or both of the sedimentation tank 102 and the sludge concentration tank 103 may have a polygonal shape.
  • the top of the sludge concentrating tank 103 is set lower than the top of the precipitating tank 102 so that the flocculated floc overflows from the settling tank 102 and is collected in the sludge concentrating tank 103.
  • a sludge extraction nozzle 104 is provided at the lower part of the side surface of the sludge concentration tank 103. Since the bottom surface of the sludge concentration tank 103 is lower than the bottom surface of the sedimentation tank 102, the sludge extraction nozzle 104 and the extraction pipe 132 can be provided outside the sedimentation tank 102. For this reason, it is not necessary to provide a sludge extraction line that traverses the inside of the settling tank 102.
  • a sludge take-out nozzle 105 is provided at the lower part of the side surface of the settling tank 102, and a treated water take-out nozzle 106 is provided at the top.
  • An annular receiving tank 108 is provided outside the side wall 107 of the settling tank 102, and the treated water take-out nozzle 106 is connected to the receiving tank 108. Since the treated water that has passed through the side wall 107 is once collected in the receiving tank 108 and then discharged from the take-out nozzle 106, the treated water at the top of the settling tank 102 can be collected efficiently.
  • a raw water supply mechanism 110 is provided inside the sedimentation tank 102.
  • the raw water supply mechanism 110 includes a rotation shaft 111 coaxial with the center line CL of the sludge concentration tank 103, a first piping portion 112 surrounding the rotation shaft 111 and extending in the vertical direction along the rotation shaft 111, and a first piping. Connected to the section 112, and connected to each of the second piping sections 113 and the plurality of second piping sections 113 extending radially outward and downward from the center line CL above the sludge concentrating tank 103. And a third piping part 114 extending in the vertical direction to the mouth 115.
  • the rotating shaft 111 is inserted into the sludge concentration tank 103, and the upper portion of the rotating shaft 111 is connected to the motor 116.
  • the lower end of the rotating shaft 111 is rotatably supported by a bearing 118 supported by the bottom plate 117 of the sludge concentration tank 103.
  • Above the first piping part 112 is a raw water introduction part 119 supported by the rotating shaft 111.
  • the first piping part 112 includes a part of the outer peripheral surface of the rotating shaft 111.
  • the first piping part 112 is supported on the rotating shaft 111 via the raw water introduction part 119.
  • the two second piping parts 113 are arranged at intervals of 180 degrees, but the number of the second piping parts 113 is not limited to this, and when the settling tank 102 is large, three or more.
  • the 2nd piping part 113 can also be provided.
  • raw water can be uniformly supplied to the settling tank 102.
  • the raw water supply port 115 opens to the lower part of the internal space of the settling tank 102 and supplies the raw water to the settling tank 102.
  • the raw water supply port 115 is a downward opening facing the bottom surface 102a of the settling tank 102, but may be an obliquely downward opening. Or the edge part of the 3rd piping part 114 may be formed in an L-shape, and the raw
  • FIG. The first piping part 112 is fixed to the rotating shaft 111. As a result, the entire raw water supply mechanism 110 turns or rotates around the center line CL. For this reason, since the raw water supply mechanism 110 is rotating even if the raw water supply port 115 of a part of the third piping part 114 is partially or totally blocked, the raw water can be evenly dispersed. .
  • the raw water supplied from the first piping unit 112 of the raw water supply mechanism 110 is divided by the plurality of second piping units 113 and supplied to the sedimentation tank 102 from the raw water supply port 115 of the third piping unit 114. Since the gap between the raw water supply port 115 and the bottom surface 102 a of the sedimentation tank 102 is small, the raw water supplied from the raw water supply mechanism 110 hits the bottom surface 102 a of the sedimentation tank 102 and becomes an upward flow.
  • the coagulation floc in the sedimentation tank 102 floats inside the sedimentation tank 102 by receiving a downward force due to gravity and an upward force due to the upward flow of the raw water supplied from the raw water supply port 115.
  • Aggregated flocs contained in the newly supplied raw water are captured by the aggregated flocs floating inside the settling tank 102 and united. As a result, only the treated water from which part or all of the aggregated floc has been removed becomes an upward flow and reaches the upper part of the settling tank 102.
  • a coagulation floc layer (sludge blanket 151) is formed at the bottom of the sedimentation tank 102, and a treated water layer 152 separated from the sludge blanket 151 is formed at the top.
  • the top interface of the sludge blanket 151 gradually rises.
  • the flocs flocs over the side wall 107 of the sludge concentration tank 103 and is collected in the sludge concentration tank 103. Thereafter, the water flow of the raw water continues to overflow the flocs flocs from the interface of the sludge blanket 151, and the sludge blanket 151 maintains a certain height.
  • the fine flocs flocs overflow the sludge concentration tank 103, and the sludge blanket 51 is formed by the large flocs flocs having a high sedimentation speed. Can do. Thereby, it is possible to increase the water transmission line speed of the settling tank 102. Since the sludge concentration tank 103 does not have an upward flow of raw water, the aggregated floc settles in the sludge concentration tank 103 by gravity and becomes concentrated sludge. The concentrated sludge is taken out from the take-out nozzle 104.
  • the sludge extraction nozzle 104 is connected to a sludge extraction line 132, and the sludge extraction nozzle 105 is connected to a sludge extraction line 131.
  • a first valve 134 is installed in the sludge extraction line 132, and a second valve 133 is installed in the sludge extraction line 131.
  • the sludge extraction lines 131 and 132 merge, and a sludge extraction pump 135 is provided downstream thereof.
  • the first valve 134 is opened and the second valve 133 is closed.
  • the sludge in the sedimentation tank 102 may decay and deteriorate the quality of the treated water if it stays for a long period of time. Therefore, the first valve 134 is periodically closed, the second valve 133 is opened, and the sludge take-out nozzle 105 is opened. It is desirable to extract sludge from It is sufficient to perform this operation at an interval at which the sludge in the sedimentation tank 102 does not rot.
  • the first valve 134 and the second valve 133 may be manual valves.
  • a first stirring blade 126 is provided on the side surface of the rotating shaft 111 inside the sludge concentration tank 103.
  • the first stirring blade 126 constantly stirs the highly concentrated sludge accumulated in the sludge concentrating tank 103 to prevent sticking.
  • the first stirring blade 126 provided in the vicinity of the bottom surface of the sludge concentration tank 103 not only stirs the sludge accumulated on the bottom but also has a function of scraping it.
  • the first stirring blade 126 scrapes the sludge accumulated on the bottom surface of the sludge concentration tank 103 and facilitates the discharge of the sludge from the take-out nozzle 104.
  • the first stirring blade 126 is a flat plate fixed to the rotating shaft 111, and its shape is not limited as long as stirring and scraping are possible.
  • the first stirring blade 126 may be parallel to the vertical surface or non-parallel.
  • the plurality of first stirring blades 126 have the same structure. Since the first stirring blade 126 is provided in the raw water supply mechanism 110, it is not necessary to provide a power source for driving and a power transmission mechanism independently.
  • the following advantages can be obtained by arranging the sludge concentration tank 103 concentrically inside the precipitation tank 102. Since sludge with a high concentration accumulates in the sludge concentration tank 103, the sludge is likely to be fixed or the sludge take-out line is blocked, and the sludge concentration tank 103 requires a stirring blade and a sludge scraping device. When a sludge concentrating unit is installed below the sludge blanket, the aggregated floc in the sludge blanket settles on the concentrated sludge when the coagulation settling machine is stopped, and sludge sedimentation and concentration are excessively promoted, and the sludge removal line is blocked. And torque of the scraping device may be caused.
  • the coagulation sedimentation device tends to be high, and indoor installation may be difficult.
  • the sludge blanket 51 does not exist above the sludge concentration tank 103, the sediment concentration of the sludge concentration tank 103 is not excessively promoted when the coagulation sedimentation apparatus 100 is stopped. Since the height of the coagulation sedimentation apparatus 100 is determined by the height of the sedimentation tank 102 and the protruding height of the sludge concentration tank 103 from the sedimentation tank 102, it is easy to suppress the height of the coagulation sedimentation apparatus 100.
  • the sedimentation tank 102 and the sludge concentration tank 103 are physically separated by a wall, when the concentrated sludge is drawn from the sludge concentration tank 103, the influence on the sludge blanket 151 of the sedimentation tank 102 is small, and the treated water Water quality is unlikely to deteriorate.
  • the agitation blades of the sludge concentration tank and the drive device of the sludge scraping device are separated from the drive device of the raw water supply mechanism 110. Is required.
  • the first stirring blade 126 of the sludge concentrating tank 103 can be driven by the rotating shaft 111 of the raw water supply mechanism 110, thereby suppressing an increase in the cost of the apparatus. can do.
  • the height of the sludge blanket is different between the part adjacent to the sludge concentration tank 103 and the part away from the sludge concentration tank 103 in the sedimentation tank 102, so that the raw water does not flow uniformly in the precipitation tank 102, and the sludge The blanket is disturbed and the quality of treated water deteriorates.
  • the sedimentation tank 102 is provided around the sludge concentration tank 103, the flocs uniformly flow from the entire circumference of the sedimentation tank 102 to the sludge concentration tank 103, and the sludge blanket 51 of the sedimentation tank 102 is high. Is kept uniform.
  • the total area of the sedimentation tank 102 and the sludge concentration tank 103 was the same, and the width of the sludge concentration tank 103 was compared between the case where the sludge concentration tank 103 was inside the precipitation tank 102 and the case where it was outside the precipitation tank 102.
  • the sludge concentration tank 103 is narrower when the sludge concentration tank 103 is disposed on the outside, the sludge concentration tank 103 is likely to be blocked by the sludge. It is also difficult to install a stirring blade for preventing clogging in the narrow sludge concentration tank 103. In order to solve this, it is necessary to increase the width of the sludge concentrating tank 103, which leads to an increase in the installation area. Therefore, the sludge concentrating tank 103 is preferably installed inside the sedimentation tank 102.
  • the bottom surface of the sludge concentration tank 103 inside the sedimentation tank 102 is positioned lower than the bottom surface of the precipitation tank 102, but the sedimentation tank 102 is disposed inside the sludge concentration tank 103, You may comprise so that a bottom face may become a position lower than the bottom face of the sludge concentration tank 103.
  • this modification includes a first tank that is one of a sedimentation tank that settles and separates the aggregated floc in the raw water, a sludge concentration tank that collects and concentrates the aggregated floc by overflowing the sedimentation tank, A second tank, which is the other of the settling tank and the sludge concentration tank, surrounded by the tank, and a first take-out for taking out the sludge that is provided on the side surface of the first tank and settles at the bottom of the first tank A nozzle, and a second take-out nozzle provided on a side surface of the second tank for taking out the sludge settled on the bottom of the second tank.
  • the raw water supply mechanism 110 can be configured by a pipe extending in the vertical direction along the center line CL and a plurality of supply pipes branched from the pipe, instead of the above-described branch structure.
  • FIG. 2 shows a coagulation sedimentation apparatus 200 according to the second embodiment of the present invention
  • FIG. 3 shows the configuration of a third stirring blade.
  • Members using the same reference numerals as those in the first embodiment have the same configuration as the corresponding members in the first embodiment.
  • raw water is first introduced into a calcium reaction vessel and an inorganic agglomeration reaction vessel and subjected to the above-described treatment, but a polymer flocculant reaction vessel is not provided, and polymer agglomeration is performed. The agent is only added into the pipe.
  • the stirring of the raw water to which the polymer flocculant is added and the flocculation reaction are not performed on the upstream side of the coagulating sedimentation apparatus 200 but are performed by the second and third stirring blades 227 and 228 provided in the raw water supply mechanism 110 . This minimizes the breakage during the transfer of the coagulated flocs.
  • a second agitating blade 227 for agitating the raw water is provided in a portion included in the first piping portion 112 on the outer peripheral surface of the rotating shaft 111.
  • a plurality of second stirring blades 227 are provided in the height direction of the rotating shaft 111.
  • the second stirring blade 227 stirs the raw water and uniformly disperses the unreacted polymer flocculant in the raw water.
  • the second stirring blade 227 is a flat plate inclined with respect to the vertical plane, but may have the same structure as the first stirring blade 126. Since the second stirring blade 227 is provided in the raw water supply mechanism 110, it is not necessary to provide a power source for driving and a power transmission mechanism independently.
  • a third stirring blade 228 for stirring the raw water is provided on the outer side surface of the third piping part 114 of the raw water supply mechanism 110.
  • the third stirring blade 228 has a flat plate shape, and a plurality of third stirring blades 228 are provided in the vertical direction at intervals of 180 degrees.
  • the third stirring blade 228 stirs the unreacted polymer flocculant in the raw water and disperses it uniformly in the precipitation tank 102 to form a floc floc. Further, by stirring the inside of the sedimentation tank 102 with the third stirring blade 228, the aggregated floc is mechanically dehydrated due to the collision between the third stirring blade 228 and the aggregated flocs or between the aggregated flocs, resulting in higher density and sedimentation. Agglomerated flocs with high speed are formed.
  • the unreacted polymer flocculant causes the fine flocs in the sludge blanket 151 to reagglomerate, making the sludge blanket 151 strong and improving the quality of the treated water. Since the third stirring blade 228 is provided in the raw water supply mechanism 110, it is not necessary to provide a power source for driving and a power transmission mechanism independently.
  • the stirring peripheral speed is smaller at the center of the precipitation tank 102 than at the outside of the precipitation tank 102. (Substantially close to zero), it is difficult to form a tight agglomeration floc, and light agglomeration flocs increase in the center of the settling tank 102. Therefore, when the sludge concentration tank 103 is disposed outside the sedimentation tank 102, the light flocculated floc formed at the center of the sedimentation tank 102 flows out into the treated water, and clear treated water cannot be obtained.
  • the peripheral speed can be increased even in a portion close to the central axis, and sludge circulation is performed to return the concentrated sludge to the previous stage.
  • a flow that is sucked into the sludge concentration tank 103 at the center of the settling tank 102 is generated.
  • the light agglomeration flock is easily sucked into the sludge concentration tank 103, so that clear treated water can be obtained without flowing out into the treated water. .
  • FIG. 4 is a schematic diagram of a pollution treatment apparatus 3011 including a coagulation sedimentation apparatus 300 according to the third embodiment of the present invention.
  • a pollution treatment apparatus 3001 shown in FIG. 4 has a reaction tank 3010, a communication pipe 3020, and a coagulation sedimentation apparatus 300.
  • the reaction tank 3010 is a container for storing raw water containing turbidity components such as suspended substances.
  • a flocculant that aggregates turbidity components in the raw water to form an aggregated floc and a pH adjuster for adjusting the pH of the raw water are added.
  • the raw water is a kaolin simulated waste water in which kaolin is suspended in filtered water generated by filtering ground water.
  • PAC polyaluminum chloride
  • a cationic polymer which is a molecular flocculant is used.
  • the pH adjuster is caustic soda (sodium hydroxide).
  • the reaction tank 3010 has a stirrer 3010a for stirring the stored raw water.
  • the stirrer 3010a rapidly stirs the raw water to which the flocculant is added, and agglomerates the turbidity components in the raw water to form an aggregate floc.
  • the aggregated floc formed in the reaction vessel 3010 is a fibrous small floc.
  • the connecting pipe 3020 connects the reaction tank 3010 to the coagulation sedimentation apparatus 300 and supplies raw water from the reaction tank 3010 to the coagulation sedimentation apparatus 300.
  • the raw water is added with an accelerator for promoting the formation of aggregated flocs while flowing through the connecting pipe 3020.
  • the accelerator is an anionic polymer.
  • the coagulation sedimentation apparatus 300 gently stirs the raw water supplied from the reaction tank 3010 via the communication pipe 3020 to grow the coagulation flocs, causes the coagulation flocs to collide and roll, and forms spherical pellets. . And the coagulation sedimentation apparatus 300 isolate
  • the coagulation sedimentation apparatus 300 is connected to a takeout pipe 3040 for taking out the separated treated water and a sludge takeout pipe 3050 for taking out the separated sludge.
  • a pump 3050a for removing sludge is provided on the sludge extraction pipe 3050.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view schematically showing the coagulation sedimentation apparatus 300
  • FIG. 6 is a perspective view showing a part (lower part) of the coagulation sedimentation apparatus 300.
  • the coagulation sedimentation apparatus 300 contains the raw water supplied from the reaction tank 3010 via the communication pipe 3020 and precipitates and separates the aggregated floc from the raw water, and the precipitation tank 301. And a sludge concentration tank 302 that collects and concentrates the aggregated flocs, and a stirring mechanism 303 that stirs the raw water.
  • the sedimentation tank 301 and the sludge concentration tank 302 have a cylindrical shape in the example of the figure, but are not limited to a cylindrical shape.
  • the sedimentation tank 301 and the sludge concentration tank 302 may have a prismatic shape or the like.
  • the sedimentation tank 301 and the sludge concentration tank 302 may have mutually different shapes.
  • the center lines CL in the vertical direction (vertical direction) of the sedimentation tank 301 and the sludge concentration tank 302 coincide with each other in the example of the figure, but may be shifted from each other.
  • the top of the sludge concentration tank 302 is set lower than the top of the settling tank 301 so that the flocs floc enter the sludge concentration tank 302 from the settling tank 301.
  • An extraction pipe 3040 is provided in the upper part of the sedimentation tank 301, and a sludge extraction pipe 3050 is provided in the lower part (specifically, the bottom surface) of the sludge concentration tank 302.
  • the stirring mechanism 303 includes a rotating member 304 that rotates in the settling tank 301, a motor 305 that is connected to the rotating member 304 and that rotates the rotating member 304, and a third stirring blade attached to the rotating member 304. 328.
  • the rotating member 304 rotates around the sludge concentrating tank 302 around the central axis R extending inside the sludge concentrating tank 302 substantially parallel to the center line CL of the sludge concentrating tank 302.
  • the center line CL of the sludge concentration tank 302 and the center axis R of the rotating member 304 coincide with each other.
  • the rotating member 304 includes a support portion 304a coaxial with the center line CL (center axis R) of the sludge concentration tank 302, and side portions of the sludge concentration tank 302 (the inner wall surface 301a of the sedimentation tank 301 and the outer wall surface 302a of the sludge concentration tank 302.
  • a stirring portion 304b extending substantially in parallel with the central axis R, and a connection portion 304c for connecting the support portion 304a and the stirring portion 304b.
  • the support part 304a is arrange
  • a motor 305 is connected to the upper end of the support portion 304a, and the support portion 304a is rotated by the motor 305, so that the stirring portion 304b is surrounded by the sludge concentration tank 302 (the inner wall surface 301a of the sedimentation tank 301 and the sludge concentration tank). Rotate the outer wall 302a of 302).
  • the third stirring blade 328 is attached to the stirring portion 304b of the rotating member 304.
  • a plurality of third stirring blades 328 are attached to each of the two stirring portions 304b.
  • four third stirring blades 328 are provided in each stirring unit 304b, and the four third stirring blades 328 of each stirring unit 304b are arranged at equal intervals in the vertical direction.
  • the coagulation sedimentation apparatus 300 includes a fixed blade 307.
  • the fixed blade 307 is attached to at least one of the inner wall surface 301 a of the sedimentation tank 301 and the outer wall surface 302 a of the sludge concentration tank 302.
  • the fixed blade 307 can be attached to the outer wall surface 302a of the sludge concentrating tank 302 whose peripheral speed of the third stirring blade 328 is relatively slow, of the inner wall surface 301a of the sedimentation tank 301 and the outer wall surface 302a of the sludge concentrating tank 302.
  • a plurality of fixed blades 307 are attached to both the inner wall surface 301 a of the sedimentation tank 301 and the outer wall surface 302 a of the sludge concentration tank 302. It is desirable that the third stirring blades 328 and the fixed blades 307 are alternately arranged in the vertical direction.
  • the fixed blade 307 is disposed between the third stirring blades 328. As a result, when the third stirring blade 328 rotates, the third stirring blade 328 and the fixed blade 307 pass each other.
  • a flocculant and a pH adjuster are added to the raw water introduced into the reaction tank 3010 in the reaction tank 3010.
  • the raw water to which the flocculant and the pH adjuster have been added is rapidly stirred by the stirrer 3010a in the reaction tank 3010 to form a fibrous flocculent floc.
  • the raw water containing the coagulation floc is supplied from the lower side to the settling tank 301 of the coagulation sedimentation apparatus 300 via the connecting pipe 3020. At that time, an accelerator is added to the raw water flowing in the communication pipe 3020.
  • the raw water supplied to the precipitation tank 301 of the coagulation sedimentation apparatus 300 is gently stirred by the stirring mechanism 303.
  • the collision and rolling motion of the agglomerated flocs repeatedly occur, the particle diameter of the agglomerated flocs gradually increases, and spherical pellets are formed.
  • the pellets form a pellet blanket 331 that is a fluidized bed in the lower part of the settling tank 301 by its own weight and the upward flow of raw water supplied to the settling tank 301 from below.
  • a layer 332 of treated water in which turbidity components are removed from the raw water as pellets is formed in the upper part of the sedimentation tank 301.
  • the top of the pellet blanket 331 (interface between the pellet blanket 331 and the treated water layer 332) gradually rises. As shown in FIG. 5, when the top of the pellet blanket 331 reaches the top of the outer wall 302 a of the sludge concentration tank 302, the pellets are collected in the sludge concentration tank 302 beyond the outer wall 302 a of the sludge concentration tank 302. The pellets are concentrated at the lower part of the sludge concentration tank 302 to become sludge 333.
  • the treated water in the sedimentation tank 301 is taken out via a take-out pipe 3040, and sludge is taken out via a sludge take-out pipe 3050.
  • the sedimentation tank 301 separates the aggregated floc from the raw water.
  • the sludge concentration tank 302 surrounded by the settling tank 301 collects and concentrates the aggregated floc separated in the settling tank 301.
  • the stirring unit 304 b of the rotating member 304 is formed on the inner wall surface 301 a of the sedimentation tank 301 and the outside of the sludge concentration tank 302 around the central axis R extending inside the sludge concentration tank 302 substantially parallel to the center line CL of the sludge concentration tank 302. It rotates between the wall surface 302a.
  • a third stirring blade 328 attached to the rotating member 304 stirs the raw water.
  • the third stirring blade 328 is located at a predetermined distance from the central axis R. Therefore, compared with the case where the stirring blade is provided on the side surface of the rotating member coaxial with the rotating shaft, this embodiment can increase the peripheral speed even in the portion near the central axis R of the third stirring blade 328. Become. For this reason, the fluidity
  • the fixed blade 307 is attached to at least one of the inner wall surface 301 a of the sedimentation tank 301 and the outer wall surface 302 a of the sludge concentration tank 302. For this reason, it is possible to cut the aggregated floc attached to the third stirring blade 328 by the fixed blade 307, and the third stirring blade 328 and the fixed blade 307 pass each other so that the fluidity in the vicinity of the stirring blade 307 is obtained. Can be further improved. For this reason, it is possible to suppress the formation of sludge across the plurality of third stirring blades 328.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view schematically showing a coagulation sedimentation apparatus of a reference example.
  • the coagulation sedimentation apparatus 300 ′ shown in FIG. 7 the components corresponding to the components of the coagulation sedimentation apparatus 300 of the third embodiment shown in FIG.
  • the coagulation sedimentation apparatus 300 ′ is provided with a sludge concentration tank 302 ′ outside the side wall of the sedimentation tank 301 ′, and the rotating member 304 ′ is coaxial with the central axis R ′. Is provided. Therefore, the peripheral speed of the third stirring blade 328 ′ attached to the rotating member 304 ′ is close to 0 at a position close to the rotating member 304 ′.
  • the coagulation sedimentation apparatus 300 of the third embodiment shown in FIG. 5 is compared with the coagulation sedimentation apparatus 300 'of the reference example shown in FIG.
  • the same thing is used for the reaction tank 3010 and the connection piping 3020 by the coagulation sedimentation apparatus 300 and the coagulation sedimentation apparatus 300 ', and the capacity
  • the diameter of the sedimentation tanks 301 and 301 ' is 230 mm, the volume is 35 L, and the height of the pellet blankets 331 and 331' is 55 cm.
  • Raw water is simulated kaolin drainage, and its suspended solid content (SS) is 300 mg / L.
  • the raw water is supplemented with 150 mg / L of PAC as an inorganic flocculant, 1.5 mg / L of a cationic polymer as a polymer flocculant, and 3.0 mg / L of an anionic polymer as an accelerator.
  • the flow rate of raw water is 830 L / h (linear velocity LV: 20 m / h).
  • the coagulation sedimentation apparatus 300 of the third embodiment As shown in Table 1, in the coagulation sedimentation apparatus 300 of the third embodiment, no sludge mass was confirmed. In the coagulation sedimentation apparatus 300 ′ of the comparative example, although the sludge lump formed across the stirring blade was suppressed by the installation of the fixed blade, the sludge lump was confirmed on the stirring blade near the rotating member from the rotating member. . Therefore, it was shown that the coagulation sedimentation apparatus 300 of the third embodiment has an effect of suppressing the adhesion of the coagulation floc.
  • FIG. 8 is a schematic diagram schematically showing a coagulation sedimentation apparatus according to a fourth embodiment of the present invention.
  • the coagulation sedimentation apparatus 400 of the present embodiment shown in FIG. 7 causes the rotating member 404 to discharge raw water downward in the sedimentation tank 301.
  • a raw water supply mechanism 408 is provided.
  • Members using the same reference numerals as those in the third embodiment have the same configuration as the corresponding members in the third embodiment.
  • the raw water supply mechanism 408 is similar to the rotating member 304 of the third embodiment in that the sludge concentration tank 302 is centered on a central axis R extending in the sludge concentration tank 302 substantially parallel to the center line CL of the sludge concentration tank 302. Rotate around. In this embodiment, the center line CL of the sludge concentration tank 302 coincides with the center axis R of the raw water supply mechanism 408.
  • the raw water supply mechanism 408 includes a rotation shaft 411 coaxial with the center line CL of the sludge concentration tank 302, a first piping portion 412 surrounding the rotation shaft 411 above the sludge concentration tank 302, and a side of the sludge concentration tank 302. It has the 3rd piping part 414 extended substantially parallel to the central axis R, and the 2nd piping part 413 which connects the 1st piping part 412 and the 3rd piping part 414.
  • the first piping portion 412 to the third piping portion 414 are connected to the rotating shaft 411.
  • the rotating shaft 411 has a columnar shape and extends from the bottom surface of the sludge concentration tank 302 to above the sludge concentration tank 302.
  • a motor 405 is connected to the upper end of the rotation shaft 411, and the rotation of the rotation shaft 411 by the motor 405 causes the third piping unit 414 to rotate around the sludge concentration tank 302.
  • One or a plurality of third piping sections 414 may be provided. In the example of the figure, two third piping parts 414 are provided, and the two third piping parts 414 are provided at positions facing each other across the sludge concentration tank 302.
  • first piping part 412 Above the first piping part 412 is provided a raw water introduction part 419 that is opened upward and into which raw water is introduced.
  • the raw water introduced into the raw water introduction part 419 is supplied to the sedimentation tank 301.
  • a mouth 415 is provided.
  • the first piping portion 412 to the third piping portion 414 constitute piping that connects the raw water introduction portion 419 and the raw water supply port 415.
  • a first stirring blade 426 is provided on the side surface of the rotating shaft 411 inside the sludge concentration tank 302.
  • a plurality of first stirring blades 426 are provided in the vertical direction.
  • the first stirring blade 426 stirs the sludge accumulated in the sludge concentration tank 302 and suppresses the fixation.
  • a second agitating blade 427 is provided on the side surface of the portion included in the first piping portion 412 of the rotating shaft 411.
  • a plurality of second stirring blades 427 are provided in the vertical direction.
  • the second stirring blade 427 stirs the raw water and uniformly disperses the unreacted flocculant in the raw water.
  • a third stirring blade 428 is provided in the third piping portion 414.
  • three third stirring blades 428 are provided in each third piping portion 414, and the three third stirring blades 428 of each third piping portion 414 are equally spaced in the vertical direction. Are lined up.
  • the fixed blade 307 is disposed between the third stirring blades 428 in the vertical direction. As a result, when the third stirring blade 428 rotates, the third stirring blade 428 and the fixed blade 307 pass each other.
  • the third stirring blade 428 is not in the vicinity of the central axis R but the central axis R and a predetermined amount. Located at a distance of Therefore, as compared with the case where the stirring blade is provided on the side surface of the rotating member coaxial with the rotating shaft, this embodiment can increase the peripheral speed even in the portion close to the central axis R of the third stirring blade 428. Therefore, it becomes possible to suppress the adhesion of the aggregated floc.
  • the rotating member 304 also serves as the raw water supply mechanism 408, it is not necessary to provide the rotating member 304 separately from the raw water supply mechanism 408.
  • FIG. 9 is a schematic cross-sectional view of the coagulation sedimentation apparatus according to the fifth embodiment
  • FIG. 10 is a view as seen from the line AA in FIG.
  • the coagulation sedimentation apparatus 500 has the same basic configuration as the coagulation sedimentation apparatus 100 of the first embodiment, and only the configuration in the vicinity of the raw water supply port 115 is different. Members using the same reference numerals as those in the first embodiment have the same configuration as the corresponding members in the first embodiment.
  • the raw water supply port 115 may be covered with coagulated floc sludge.
  • the raw water supply port 115 may be blocked, and the raw water supply function of the raw water supply mechanism 510 may be hindered.
  • the raw water supply mechanism 510 has a sludge accumulation prevention device 520.
  • FIG. 11A is a perspective view of the raw water supply mechanism 510 in the vicinity of the raw water supply port 115
  • FIG. 11B is an exploded perspective view of the first pipe portion 114 and the sludge accumulation prevention device 520 of the raw water supply mechanism 510
  • wire is shown.
  • the sludge accumulation prevention device 520 is provided on the movement line C of the second plate member 521 covering the periphery of the raw water supply port 115 and the raw water supply port 115, and forms a second angle with respect to the second plate member 521.
  • the first plate member 522 extends below the plate member 521.
  • the first plate member 522 is provided in front of the raw water supply port 115 in the movement direction D.
  • the second plate member 521 and the first plate member 522 are integrated, but may be separate members.
  • the second plate member 521 is in a horizontal plane
  • the first plate member 522 is in a vertical plane
  • the sludge accumulation preventing device 520 is substantially L-shaped in a side view. Accordingly, the first plate member 522 is orthogonal to the second plate member 521.
  • a circular opening 523 coaxial with the raw water supply port 115 of the first piping unit 114 is formed in the center of the second plate member 521, and the raw water that has exited the first piping unit 114 of the raw water supply mechanism 510 is the second.
  • the plate member 521 is supplied to the sedimentation tank 102 through the opening 523.
  • the opening 523 can also be provided at a position shifted from the center of the second plate member 521.
  • the second plate member 521 and the first plate member 522 are substantially rectangular flat plates, but may be square, circular, elliptical, polygonal flat plates, or curved plates.
  • the second plate member 521 prevents the upper aggregated floc from falling below the raw water supply port 115.
  • the second plate member 521 covers a space between the raw water supply port 115 and the bottom surface 102a of the settling tank 102 like an umbrella.
  • the aggregated floc that descends when the coagulation sedimentation apparatus 500 is stopped accumulates on the upper surface of the second plate member 521, and therefore it is difficult to accumulate between the raw water supply port 115 and the bottom surface 102 a of the sedimentation tank 102. Since the first plate member 522 is provided in front of the raw water supply port 115 with respect to the moving direction D of the raw water supply port 115, the first plate member 522 moves immediately before the raw water supply port 115 with the rotation of the raw water supply mechanism 510. The sludge accumulated between 115 and the bottom surface 102a of the settling tank 102 is continuously scraped off.
  • the first plate member 522 extends to the immediate vicinity of the bottom surface 102a of the settling tank 102.
  • the first plate member 522 can also suppress the accumulation of coagulated flocs that sink obliquely between the raw water supply port 115 and the bottom surface 102a of the settling tank 102 when the coagulation sedimentation apparatus 500 is stopped. Since the 1st piping part 114 is extended in the up-down direction, the sludge scraped off by the 1st board member 522 does not pass right below the raw
  • the second plate member 521 mainly prevents sludge from blocking the raw water supply port 115 when the coagulation sedimentation device 500 is stopped, and the first plate member 522 mainly rotates the coagulation sedimentation device 500.
  • sludge is prevented from blocking the raw water supply port 115.
  • the first plate member 522 can also remove the sludge accumulated on the movement line C of the raw water supply port 115 when the coagulation sedimentation apparatus 500 is restarted, and can smoothly rotate the raw water supply mechanism 510. Therefore, in the present embodiment, a greater effect can be obtained by combining the second plate member 521 and the first plate member 522, but a certain effect can be obtained even if each is applied alone.
  • a scraping member 526 that scrapes off the sludge accumulated on the bottom surface 102a of the settling tank 102 may be provided below the first plate member 522.
  • the scraping member 526 is preferably manufactured from an elastic member such as rubber. The scraping member 526 may be in contact with the bottom surface 102a of the sedimentation tank 102, or may be somewhat away from the bottom surface 102a.
  • FIG. 12 is a schematic diagram of the sludge accumulation preventing apparatus 520 of the coagulation sedimentation apparatus 500 according to a modification of the fifth embodiment of the present invention.
  • the sludge accumulation preventing apparatus 520 has a third plate member 524 that is connected to the lower end of the first plate member 522 and faces the second plate member 521. Since the third plate member 524 suppresses sludge from entering the raw water supply port 115 from below the raw water supply port 115, it is possible to more efficiently prevent the raw water supply port 115 from being blocked by the sludge.
  • FIG. 13A is a schematic diagram of a sludge accumulation preventing apparatus 520 of a coagulation sedimentation apparatus 500 according to another modification of the fifth embodiment of the present invention.
  • the sludge accumulation prevention device 520 as a whole rotates with respect to the embodiment shown in FIGS. 11A and 11B.
  • the second plate member 521 and the first plate member 522 are inclined with respect to both the horizontal plane and the vertical plane, but at least one of the second plate member 521 and the first plate member 522 is present. You may incline with respect to both a horizontal surface and a vertical surface.
  • FIG. 13A is a schematic diagram of a sludge accumulation preventing apparatus 520 of a coagulation sedimentation apparatus 500 according to another modification of the fifth embodiment of the present invention.
  • the sludge accumulation prevention device 520 as a whole rotates with respect to the embodiment shown in FIGS. 11A and 11B.
  • the second plate member 521 and the first plate member 522 are inclined with respect to both the horizontal plane and
  • the second plate member 521 is in a horizontal plane, and the first plate member 522 extends obliquely downward from the raw water supply port 115 to the front in the moving direction D of the raw water supply port 115.
  • the second plate member 521 mainly prevents sludge from blocking the raw water supply port 115 when the coagulation sedimentation device 500 is stopped, and the first plate member 522 is mainly composed of the coagulation sedimentation device 500. During rotation, sludge is prevented from blocking the raw water supply port 115.
  • natural water hits the 1st board member 522 and flows diagonally upward, raw
  • FIG. 14 is a schematic diagram of a sludge accumulation preventing apparatus 520 of a coagulation sedimentation apparatus 500 according to another modification of the fifth embodiment of the present invention.
  • the first plate member 522 includes a front portion 522a extending obliquely downward in the moving direction D of the raw water supply port 115 from the raw water supply port 115, and an extension portion that is integrated with the front portion 522a and covers the periphery of the raw water supply port 115. 522b.
  • the extension 522b is provided with an opening 523 for discharging raw water from the raw water supply port 115.
  • the front portion 522a has the same configuration as the first plate member 522 extending obliquely downward shown in FIG.
  • the extension portion 522b is an alternative structure of the second plate member 521, and prevents sludge from blocking the raw water supply port 115 when the coagulation sedimentation apparatus 500 is stopped, as in the embodiment shown in FIG. 13B.
  • the entire first plate member 522 including the extension 522b extends obliquely downward toward the front in the movement direction D.
  • FIG. 15A and 15B are schematic views of a sludge accumulation preventing apparatus 520 of a coagulation sedimentation apparatus 500 according to another modification of the fifth embodiment of the present invention.
  • the first plate member 522 has a central portion in the width direction protruding in the moving direction D of the raw water supply port 115 from both ends in the width direction.
  • the width direction is a direction orthogonal to the moving direction D or the moving line C of the raw water supply port 115 in the horizontal plane.
  • FIG. 15A is a perspective view of the vicinity of the raw water supply port 115 of the raw water supply mechanism 510
  • FIG. 15B is a top view seen from the direction A of FIG. 15A.
  • the center part in the width direction protrudes ahead of the moving direction D, and the both ends in the width direction retreat back with respect to the moving direction D of the raw
  • the first plate member 522 has a substantially V shape in a top view, but may be a curved shape.
  • 16A to 16D are schematic views of a sludge accumulation preventing apparatus 520 of a coagulation sedimentation apparatus 500 according to another modification of the fifth embodiment of the present invention.
  • 16A is a perspective view of the vicinity of the raw water supply port 115 of the raw water supply mechanism 510
  • FIG. 16B is an exploded perspective view of the first piping portion 114 and the sludge accumulation prevention device 520 of the raw water supply mechanism 510
  • FIG. FIG. 16D shows a top view of the first piping part 114 and the sludge accumulation prevention device 520 as seen from the direction B of FIG. 16A.
  • This embodiment is the same as the sludge accumulation preventing apparatus 520 of the embodiment shown in FIGS.
  • the second plate member 521 is positioned forward with respect to the movement direction D of the raw water supply port 115 and rearward with respect to the movement direction D of the raw water supply port 115, and is connected to the front portion 521a at the boundary 521d.
  • the front part 521a is substantially rectangular, and the rear part 521b has a semicircular shape having the same diameter as the width W1 of the front part 521a (width in the direction orthogonal to the moving direction D of the raw water supply port 115).
  • the front part 521a and the rear part 521b are integrally formed, and the center of the raw water supply port 115 is on the boundary line 521d between the front part 521a and the rear part 521b. Therefore, the rear edge 521 c of the rear part 521 b coincides with an arc centered on the center of the raw water supply port 115, and the rear edge 521 c is located at an equal distance from the center of the raw water supply port 115. That is, the width W of the second plate member 521 decreases as the distance from the center of the raw water supply port 115 increases in the direction opposite to the moving direction D of the raw water supply port 115.
  • the width W is a dimension of the rear portion 521b in a direction perpendicular to the moving direction D of the raw water supply port 115 and parallel to the bottom surface 102a of the settling tank 102.
  • the raw water supplied from the raw water supply port 115 hits the bottom surface 102a of the settling tank 102 and becomes an upward flow.
  • the upward flow is generated immediately behind the raw water supply port 115 in the moving direction D of the raw water supply port 115 as indicated by an arrow F in FIG. 11C. That is, the upward flow is generated substantially along the movement line C.
  • the second plate member 521 of the present embodiment includes the rear portion 521b whose width W decreases as the distance from the center of the raw water supply port 115 increases, the upward flow is immediately behind the raw water supply port 115 in the movement direction D. As well as spreading on both sides of the moving line C. As shown by arrow F in FIG.
  • the raw water that has exited the raw water supply port 115 proceeds in a direction away from the raw water supply port 115 along the lower surface of the rear part 521b, and then flows upward from the rear edge 521c of the rear part 521b. Then, it diffuses into the sedimentation tank 102. Since the distance from the center of the raw water supply port 115 to the rear edge 521c other than on the movement line C is equal to the distance from the center of the raw water supply port 115 to the rear edge 521c on the movement line C, the upward flow is in the rear part. It occurs relatively uniformly along the rear edge 521c of 521b.
  • the shape of the rear portion 521b is not limited to a semicircle, and may be an ellipse or a triangle.
  • the sludge concentration tank 103 is provided in the center of the settling tank 102, but can be provided in parallel with the settling tank 102. Moreover, the sludge concentration tank 103 may be integrated with the settling tank 102, and the lower part of the settling tank 102 may be utilized as a sludge concentration part.
  • FIG. 17 is a schematic cross-sectional view of a coagulation sedimentation apparatus showing a modification of the first piping section.
  • the lower end of the raw water introduction part 119 is a substantially horizontal ring-shaped bottom plate 119a, and the first piping part 112 is connected to the bottom plate 119a.
  • the first piping part 112 is connected to the side wall of the raw water introduction part 119, sludge is less likely to accumulate on the bottom of the raw water introduction part 119, so that the sludge blocks the inlet of the first piping part 112. It becomes difficult.
  • Manufacturability (weldability) is further improved compared to the first embodiment by manufacturing the upper portions of the first piping portion 112 and the second piping portion 113 with a 45 ° elbow.
  • the 1st piping part 112 is extended in the up-down direction, the upper end of the 2nd piping part 113 connected to the 1st piping part 112 can be visually recognized from the raw
  • piping cleaning tools such as a high-pressure cleaner and a pipe hose cleaner can be easily inserted from the raw water introduction section 119 through the first piping section 112 into the second piping section 113 and the third piping section 114, these piping sections 112 , 113 and 114 can be easily cleaned, and maintainability is improved.

Landscapes

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Abstract

沈殿槽の内側に汚泥濃縮槽が配置され、処理水の水質をさらに改善することができる凝集沈殿装置が提供される。　凝集沈殿装置１は、原水中の凝集フロックを沈降分離させる沈殿槽２と、沈殿槽２に取り囲まれ、凝集フロックを沈殿槽２から越水させて収集し濃縮させる汚泥濃縮槽３と、汚泥濃縮槽３を通る中心線ＣＬを有し、中心線ＣＬの周りを回転し、原水を沈殿槽２に供給する原水供給機構１０と、を有している。原水供給機構１０は、中心線ＣＬ上に位置し原水が導入される原水導入部１９と、沈殿槽２の内部空間下部に開口し原水を沈殿槽２に供給する原水供給口１５と、原水導入部１９と原水供給口１５とに連通し、汚泥濃縮槽３の上方を中心線ＣＬから離れる方向に延びる配管部１３と、を有する。

Description

凝集沈殿装置
　本出願は、２０１７年２月２４日出願の日本出願である特願２０１７－３２９３８、２０１７年２月２４日出願の日本出願である特願２０１７－３２９０３、２０１７年６月５日出願の日本出願である特願２０１７－１１１００４及び２０１７年９月２１日出願の日本出願である特願２０１７－１８１２６１に基づき、かつ同出願に基づく優先権を主張する。これらの出願は、その全体が参照によって本出願に取り込まれる。
　本発明は凝集沈殿装置に関し、特に沈殿槽に原水を供給する原水供給機構の構成に関する。
　水処理装置のひとつである凝集沈殿装置は用水処理、排水処理などに広く利用されている。特許第４１４２３２１号公報（以下、特許文献１という）には、沈殿槽内で原水中の懸濁物質、凝集フロックを沈降分離させ、沈殿槽内でスラッジブランケットを形成して原水を清澄化する凝集沈殿装置が開示されている。沈殿槽の内部には、内部流路を備え、沈殿槽の中央を上下方向に延びる回転シャフトと、回転シャフトに接続されて径方向に延びる複数の吐出管と、が設けられている。吐出管には長手方向に沿って複数の吐出口が設けられている。原水は回転シャフトの内部流路を通り、吐出管に導入され、吐出管の吐出口から吐出される。凝集フロックは沈殿槽の下部の汚泥濃縮部に堆積して濃縮汚泥となり、定期的に引き抜かれる。しかし、汚泥濃縮部とスラッジブランケットが区画されていないため、濃縮汚泥を引き抜いた際にスラッジブランケットの界面が低下し不安定となり、処理水の水質が悪化する可能性がある。
　実開昭６３－１７６５０３号公報（以下、特許文献２という）には、原水中の凝集フロックを沈降分離させる沈殿槽と、沈殿槽に取り囲まれ、凝集フロックを沈殿槽から越水させて収集し濃縮させる汚泥濃縮槽と、を備える凝集沈殿装置が開示されている。沈殿槽と汚泥濃縮槽が同心円状に隣接配置され、さらに沈殿層と汚泥濃縮層が区画されているため、汚泥濃縮槽から濃縮汚泥を引抜く際に、沈殿槽のスラッジブランケットが受ける影響が小さく、処理水の水質の悪化が生じにくい。原水は沈殿槽の側壁を貫通する供給配管に接続されたリング状配管から供給される。
　沈殿槽の中でスラッジブランケットを形成する凝集沈殿装置では、沈殿槽内に原水を均一に分散させることが重要である。原水を均一に分散できない場合、原水の偏流によってスラッジブランケットが乱され、これにより処理水中に微細フロックが流出して、処理水の水質が低下しやすい。特許文献２に記載の凝集沈殿装置では固定式のリング状配管を用いているため、特許文献１に記載の回転シャフトと複数の吐出管を備えた凝集沈殿装置のように原水を均一に分散させることができない。また、万が一、一部の吐出口が汚泥で部分的または全体的に閉塞した場合は、残りの吐出口から原水が供給するため、原水を均一に分散することができない。
　そこで、特許文献２に記載の凝集沈殿装置に特許文献１に記載の回転シャフトと複数の吐出管を適用すれば、それぞれの問題点を解消した凝集沈殿装置を得ることができる。しかしながら、特許文献２に開示された凝集沈殿装置は沈殿槽の内側に汚泥濃縮槽が配置されているため、特許文献１の回転シャフトと複数の吐出管を適用することができない。
　本発明は、沈殿槽の内側に汚泥濃縮槽が配置され、処理水の水質をさらに改善することができる凝集沈殿装置を提供することを目的とする。
　本発明の凝集沈殿装置は、原水中の凝集フロックを沈降分離させる沈殿槽と、沈殿槽に取り囲まれ、凝集フロックを沈殿槽から越水させて収集し濃縮させる汚泥濃縮槽と、汚泥濃縮槽を通る中心線を有し、中心線の周りを回転し、原水を沈殿槽に供給する原水供給機構と、を有している。原水供給機構は、中心線上に位置し原水が導入される原水導入部と、沈殿槽の内部空間下部に開口し原水を沈殿槽に供給する原水供給口と、原水導入部と原水供給口とに連通し、汚泥濃縮槽の上方を中心線から離れる方向に延びる配管部と、を有する。
　本発明の凝集沈殿装置では、汚泥濃縮槽が沈殿槽に取り囲まれ、さらに沈殿層と汚泥濃縮層が区画されているため、汚泥濃縮槽から濃縮汚泥を引抜く際に、沈殿槽のスラッジブランケットが受ける影響が小さく、処理水の水質の悪化が生じにくい。回転式の原水供給機構を用いているため、原水を均一に分散させることができる。また、原水が、汚泥濃縮槽の上方を中心線から離れる方向に延びる配管部を通って、原水供給機構の原水供給口から供給されるため、原水供給機構と汚泥濃縮槽の配置上の干渉も回避できる。従って、本発明によれば、処理水の水質をさらに改善することができる。
　上述した、およびその他の、本出願の目的、特徴、および利点は、本出願を例示した添付の図面を参照する以下に述べる詳細な説明によって明らかとなろう。
第１の実施形態に係る凝集沈殿装置の模式的断面図である。 第２の実施形態に係る凝集沈殿装置の模式的断面図である。 第３の攪拌翼が設けられた原水供給機構の第３の配管部の斜視図である。 第３の実施形態の汚濁処理装置を模式的に示す模式図である。 第３の実施形態の凝集沈殿装置を模式的に示す断面図である。 第３の実施形態の凝集沈殿装置の一部を示す斜視図である。 比較例の凝集沈殿装置を示す模式図である。 第４の実施形態の凝集沈殿装置を模式的に示す模式図である。 第５の実施形態に係る凝集沈殿装置の模式的断面図である。 図９のＡ－Ａ線矢視図である。 図９に示す凝集沈殿装置の汚泥堆積防止装置の模式図である。 図９に示す凝集沈殿装置の汚泥堆積防止装置の模式図である。 図９に示す凝集沈殿装置の汚泥堆積防止装置の模式図である。 図９に示す凝集沈殿装置の汚泥堆積防止装置の模式図である。 第５の実施形態の変形例に係る凝集沈殿装置の汚泥堆積防止装置の模式図である。 第５の実施形態の他の変形例に係る凝集沈殿装置の汚泥堆積防止装置の模式図である。 第５の実施形態の他の変形例に係る凝集沈殿装置の汚泥堆積防止装置の模式図である。 第５の実施形態の他の変形例に係る凝集沈殿装置の汚泥堆積防止装置の模式図である。 第５の実施形態の他の変形例に係る凝集沈殿装置の汚泥堆積防止装置の模式図である。 第５の実施形態の他の変形例に係る凝集沈殿装置の汚泥堆積防止装置の模式図である。 第５の実施形態の他の変形例に係る凝集沈殿装置の汚泥堆積防止装置の模式図である。 第５の実施形態の他の変形例に係る凝集沈殿装置の汚泥堆積防止装置の模式図である。 第５の実施形態の他の変形例に係る凝集沈殿装置の汚泥堆積防止装置の模式図である。 第５の実施形態の他の変形例に係る凝集沈殿装置の汚泥堆積防止装置の模式図である。 第１の配管部の変形例を示す凝集沈殿装置の模式的断面図である。
　１００，２００，３００，４００，５００　凝集沈殿装置
　１０２，３０１　沈殿槽
　１０３，３０２　汚泥濃縮槽
　１１０，４０８　原水供給機構（ディストリビュータ）
　１１１，４１１　回転軸
　１１２，４１２　第１の配管部
　１１３，４１３　第２の配管部
　１１４，４１４　第３の配管部
　１１５，４１５　原水供給口
　１１９，４１９　原水導入部
　１２６，４２６　第１の攪拌翼
　２２７，４２７　第２の攪拌翼
　２２８，４２８　第３の攪拌翼
　３０７　固定翼
　５２０　汚泥堆積防止装置
　ＣＬ　中心線
　以下、図面を参照して本発明の凝集沈殿装置のいくつかの実施形態を説明する。本発明の凝集沈殿装置は如何なる由来の排水でも処理することができる。本発明の凝集沈殿装置で処理が可能な排水は、例えば、電子産業等でのエッチング工程で排出されるフッ素含有排水、火力発電所等で排出されるフッ素含有脱硫排水、液晶パネルや半導体工場から排出されるリン含有排水、下水処理場から排出されるリン含有排水、製鉄所等から排出される鉄鋼系排水を含む。以下の実施形態では、フッ素含有排水の処理に用いられる凝集沈殿装置について説明する。
　原水はまずカルシウム反応槽（図示せず）に導入され、消石灰が添加され、攪拌される。原水中のフッ素が消石灰と反応してフッ化カルシウムが生成される。原水は次に無機凝集反応槽（図示せず）に導入され、ポリ塩化アルミニウム（ＰＡＣ）、硫酸バンド（硫酸アルミニウム）等の無機凝集剤が添加され、攪拌される。これによって、原水中に凝集フロックが形成される。原水は次に高分子凝集剤反応槽（図示せず）に導入され、ポリアクリルアミド等の高分子凝集剤が添加され、攪拌される。これによって、凝集フロックが粗大化される。以上の処理をされた原水が凝集沈殿装置に導入される。
　（第１の実施形態）
　図１は、本発明の第１の実施形態に係る凝集沈殿装置１００の模式的断面図である。凝集沈殿装置１００は、原水中の凝集フロックを沈降分離させる沈殿槽１０２と、沈殿槽１０２に取り囲まれ、凝集フロックを収集し濃縮する汚泥濃縮槽１０３と、を有している。沈殿槽１０２と汚泥濃縮槽１０３は円筒形状を有し、沈殿槽１０２と汚泥濃縮槽１０３の上下方向の中心線ＣＬは一致している。沈殿槽１０２と汚泥濃縮槽１０３のいずれかまたは両方は多角形の形状を有していてもよい。凝集フロックが沈殿槽１０２から越水して汚泥濃縮槽１０３に収集されるように、汚泥濃縮槽１０３の頂部は沈殿槽１０２の頂部より低くされている。汚泥濃縮槽１０３の側面の下部に汚泥の取出しノズル１０４が設けられている。汚泥濃縮槽１０３の底面が沈殿槽１０２の底面より低い位置にあるため、汚泥の取出しノズル１０４と引き抜き配管１３２を沈殿槽１０２の外部に設けることができる。このため、沈殿槽１０２の内部を横断する汚泥取出しラインを設ける必要がない。沈殿槽１０２の側面の下部には汚泥の取出しノズル１０５が、頂部には処理水の取出しノズル１０６が設けられている。沈殿槽１０２の側壁１０７の外部に環状の受け槽１０８が設けられ、処理水の取出しノズル１０６は受け槽１０８に接続されている。側壁１０７を越水した処理水がいったん受け槽１０８に収集された後、取出しノズル１０６から排出されるため、沈殿槽１０２の最上部の処理水を効率よく収集することができる。
　沈殿槽１０２の内部には原水供給機構１１０が設けられている。原水供給機構１１０は、汚泥濃縮槽１０３の中心線ＣＬと同軸の回転軸１１１と、回転軸１１１を取り囲み、回転軸１１１に沿って上下方向に延びる第１の配管部１１２と、第１の配管部１１２に接続され、汚泥濃縮槽１０３の上方を中心線ＣＬから径方向外側且つ下側に延びる複数の第２の配管部１１３と、各第２の配管部１１３に接続され、それぞれの原水供給口１１５まで上下方向に延びる第３の配管部１１４と、を有している。回転軸１１１は汚泥濃縮槽１０３に挿入され、回転軸１１１の上部はモータ１１６に接続されている。回転軸１１１の下端は汚泥濃縮槽１０３の底板１１７に支持された軸受１１８で回転支持されている。第１の配管部１１２の上方は回転軸１１１に支持された原水導入部１１９となっている。第１の配管部１１２は回転軸１１１の外周面の一部を内包している。第１の配管部１１２は原水導入部１１９を介して回転軸１１１に支持されている。本実施形態では２つの第２の配管部１１３が１８０度の間隔で配置されているが、第２の配管部１１３の個数はこれに限定されず、沈殿槽１０２が大きい場合は３個以上の第２の配管部１１３を設けることもできる。複数の第２の配管部１１３を設けることで、原水を沈殿槽１０２に均一に供給することができる。第２の配管部１１３は一つだけでもよく、この場合、原水供給口１１５は一つだけ設けられる。原水供給口１１５は沈殿槽１０２の内部空間下部に開口し、原水を沈殿槽１０２に供給する。原水供給口１１５は沈殿槽１０２の底面１０２ａと対向する下向きの開口であるが、斜め下向きの開口であってもよい。あるいは、第３の配管部１１４の端部をＬ字形状に形成し、原水供給口１１５から横向きの原水が吐出されるようにしてもよい。第１の配管部１１２は回転軸１１１に固定されている。この結果、原水供給機構１１０全体が中心線ＣＬの周りを旋回ないし回転する。このため、万が一一部の第３の配管部１１４の原水供給口１１５が部分的または全体的に閉塞した場合も、原水供給機構１１０が回転しているため、原水を均等に分散することができる。
　原水供給機構１１０の第１の配管部１１２から供給された原水は複数の第２の配管部１１３で分流し、第３の配管部１１４の原水供給口１１５から沈殿槽１０２に供給される。原水供給口１１５と沈殿槽１０２の底面１０２ａとの間隔は小さいため、原水供給機構１１０から供給された原水は沈殿槽１０２の底面１０２ａに当たり上昇流となる。沈殿槽１０２内の凝集フロックは重力による下向きの力と、原水供給口１１５から供給された原水の上昇流による上向きの力を受けて、沈殿槽１０２の内部を浮遊する。新たに供給された原水に含まれる凝集フロックは沈殿槽１０２の内部を浮遊する凝集フロックに捕捉され、合体する。これによって、凝集フロックの一部またはすべてが除去された処理水だけが上昇流となって沈殿槽１０２の上部に達する。
　この結果、沈殿槽１０２の下部に凝集フロックの層（スラッジブランケット１５１）が、上部にスラッジブランケット１５１から分離した処理水の層１５２が形成される。スラッジブランケット１５１の頂部界面は徐々に上昇していく。スラッジブランケット１５１の頂部界面が汚泥濃縮槽１０３の側壁の頂部に達すると、凝集フロックは汚泥濃縮槽１０３の側壁１０７を越水して汚泥濃縮槽１０３に収集される。以降、原水の通水中はスラッジブランケット１５１の界面から凝集フロックの越水が続き、スラッジブランケット１５１は一定の高さを保つ。スラッジブランケット１５１の上部では沈降速度が遅く細かな凝集フロックが浮遊しているため、細かな凝集フロックが汚泥濃縮槽１０３に越水し、沈降速度の高い大きな凝集フロックでスラッジブランケット５１を形成することができる。これにより沈殿槽１０２の通水線速度を増加させることが可能となる。汚泥濃縮槽１０３は原水の上昇流がないため、凝集フロックは重力で汚泥濃縮槽１０３内を沈降して濃縮汚泥となる。濃縮汚泥は取出しノズル１０４から取り出される。
　汚泥の取出しノズル１０４には汚泥取出しライン１３２が、汚泥の取出しノズル１０５には汚泥取出しライン１３１が接続されている。汚泥取出しライン１３２には第１の弁１３４が、汚泥取出しライン１３１には第２の弁１３３が設置されている。汚泥取出しライン１３１，１３２は合流し、その下流に汚泥引抜ポンプ１３５が設けられている。通常は汚泥の取出しノズル１０４から濃縮汚泥を引抜くため、第１の弁１３４を開き、第２の弁１３３を閉じる。沈殿槽１０２の汚泥は長期間滞留すると腐敗を生じ処理水の水質を悪化させることがあるため、定期的に第１の弁１３４を閉じ、第２の弁１３３を開いて、汚泥の取出しノズル１０５から汚泥を引抜くことが望ましい。この操作は沈殿槽１０２の汚泥が腐敗しない程度の間隔で行えば十分である。第１の弁１３４と第２の弁１３３を自動弁として、タイマーなどを用いて汚泥取出しライン１３１，１３２を切り替えることが望ましいが、沈殿槽１０２下部の汚泥の腐敗が頻繁に起こらない場合、第１の弁１３４と第２の弁１３３は手動弁でもよい。
　汚泥濃縮槽１０３の内部の回転軸１１１の側面には第１の攪拌翼１２６が設けられている。第１の攪拌翼１２６は汚泥濃縮槽１０３に堆積した濃縮度が高い汚泥を常時攪拌し、固着を防止する。特に汚泥濃縮槽１０３の底面の近傍に設けられた第１の攪拌翼１２６は底部に堆積した汚泥を攪拌するだけでなく掻き寄せる機能も有する。第１の攪拌翼１２６は、汚泥濃縮槽１０３の底面に堆積した汚泥を掻き寄せ、汚泥の取出しノズル１０４からの排出を容易にする。第１の攪拌翼１２６は回転軸１１１に固定された平板であり、攪拌及び掻き寄せが可能な限りその形状は限定されない。第１の攪拌翼１２６は鉛直面と平行でもよいし、非平行でもよい。本実施形態では複数の第１の攪拌翼１２６は同じ構造を有している。第１の攪拌翼１２６は原水供給機構１１０に設けられているため、駆動のための動力源や動力の伝達機構を独立して設ける必要がない。
　汚泥濃縮槽１０３を沈殿槽１０２の内側に同心配置することで次の利点が得られる。汚泥濃縮槽１０３では高濃度の汚泥が堆積するため、汚泥の固着や汚泥取出しラインの閉塞が起こりやすく、汚泥濃縮槽１０３に攪拌翼や汚泥掻き寄せ装置が必要となる。スラッジブランケットの下方に汚泥濃縮部が設けられている場合、凝集沈殿装置の停止時にスラッジブランケット内の凝集フロックが濃縮汚泥上に沈降し、汚泥の沈降濃縮が過度に促進され、汚泥取出しラインの閉塞や掻き寄せ装置のトルク異常を招くことがある。また、スラッジブランケットと汚泥濃縮部が上下配置されるため凝集沈殿装置が高くなりやすく、屋内設置が困難な場合がある。これに対して、本実施形態では汚泥濃縮槽１０３の上方にスラッジブランケット５１が存在しないため、凝集沈殿装置１００の停止時に汚泥濃縮槽１０３の汚泥の沈降濃縮が過度に促進されることがない。凝集沈殿装置１００の高さは沈殿槽１０２の高さと汚泥濃縮槽１０３の沈殿槽１０２からの突出し高さで決定されるため、凝集沈殿装置１００の高さを抑えることも容易である。さらに、沈殿槽１０２と汚泥濃縮槽１０３が壁で物理的に分離されるため、汚泥濃縮槽１０３から濃縮汚泥を引抜く際に、沈殿槽１０２のスラッジブランケット１５１に与える影響が小さく、処理水の水質の悪化が生じにくい。
　また、沈殿槽１０２と汚泥濃縮槽１０３を（同心配置ではなく）横方向に隣接配置する場合、原水供給機構１１０の駆動装置とは別に、汚泥濃縮槽の攪拌翼や汚泥掻き寄せ装置の駆動装置が必要となる。沈殿槽１０２と汚泥濃縮槽１０３を同心配置することで、原水供給機構１１０の回転軸１１１で汚泥濃縮槽１０３の第１の攪拌翼１２６を駆動することができるため、装置のコストの増加を抑制することができる。さらに、沈殿槽１０２の汚泥濃縮槽１０３に隣接する部分と、汚泥濃縮槽１０３から離れた部分でスラッジブランケットの高さに違いが生じ、これにより原水が沈殿槽１０２内を均一に流れず、スラッジブランケットが乱され処理水の水質が悪化する。本実施形態では汚泥濃縮槽１０３の周囲に沈殿槽１０２が設けられているため、沈殿槽１０２の全周から汚泥濃縮槽１０３に凝集フロックが均一に越流し、沈殿槽１０２のスラッジブランケット５１の高さが均一に保たれる。
　沈殿槽１０２と汚泥濃縮槽１０３の合計面積が同じ条件で、汚泥濃縮槽１０３が沈殿槽１０２の内側にある場合と、沈殿槽１０２の外側にある場合とで汚泥濃縮槽１０３の幅を比較した場合、汚泥濃縮槽１０３を外側に配置した方が汚泥濃縮槽１０３の幅が小さくなるため、汚泥による閉塞が起こりやすくなる。幅の狭い汚泥濃縮槽１０３に閉塞防止のための撹拌翼を設置することも難しい。これを解決するためには汚泥濃縮槽１０３の幅を大きくする必要があり、設置面積の増加につながるため、汚泥濃縮槽１０３は沈殿槽１０２の内側に設置するのが好ましい。
　本実施形態では沈殿槽１０２の内側にある汚泥濃縮槽１０３の底面が沈殿槽１０２の底面より低い位置にされているが、沈殿槽１０２を汚泥濃縮槽１０３の内側に配置し、沈殿槽１０２の底面が汚泥濃縮槽１０３の底面より低い位置になるように構成してもよい。すなわち、この変形例は、原水中の凝集フロックを沈降分離させる沈殿槽と、凝集フロックを沈殿槽から越水させて収集し濃縮させる汚泥濃縮槽の一方である第１の槽と、第１の槽に取り囲まれた、沈殿槽と汚泥濃縮槽の他方である第２の槽と、第１の槽の側面に設けられ、第１の槽の底部に沈降した汚泥を取り出すための第１の取出しノズルと、第２の槽の側面に設けられ、第２の槽の底部に沈降した汚泥を取り出すための第２の取出しノズルと、を有している。そして、第２の槽の底部は第１の槽の底部より低く、第２の取出しノズルは第１の槽の底部より下方に位置している。この場合、原水供給機構１１０としては上述の分岐構造ではなく、中心線ＣＬに沿って上下方向に延びる配管と、この配管から分岐する複数の供給配管で構成することができる。
　（第２の実施形態）
　図２は本発明の第２の実施形態に係る凝集沈殿装置２００を、図３は第３の攪拌翼の構成を示している。第１の実施形態と同じ符号を用いた部材は第１の実施形態の対応する部材と同様の構成を有している。例えばフッ素排水を対象とする場合、本実施形態では、原水はまずカルシウム反応槽と無機凝集反応槽に導入され、前述の処理を受けるが、高分子凝集剤反応槽は設けられず、高分子凝集剤は配管内に添加されるだけである。すなわち、高分子凝集剤を添加した原水の攪拌、また凝集反応は凝集沈殿装置２００の上流側では行われず、原水供給機構１１０に設けられた第２及び第３の攪拌翼２２７，２２８で行われる。これによって凝集フロックの移送中の破壊を最小限に抑えることができる。
　回転軸１１１の外周面の第１の配管部１１２で内包される部分には、原水を攪拌する第２の攪拌翼２２７が設けられている。第２の攪拌翼２２７は回転軸１１１の高さ方向に複数個設けられている。第２の攪拌翼２２７は原水を攪拌し、未反応の高分子凝集剤を均一に原水中に均一に分散させる。第２の攪拌翼２２７は鉛直面に対して傾斜した平板であるが、第１の攪拌翼１２６と同じ構造とすることもできる。第２の攪拌翼２２７は原水供給機構１１０に設けられているため、駆動のための動力源や動力の伝達機構を独立して設ける必要がない。
　原水供給機構１１０の第３の配管部１１４の外側側面には、原水を攪拌する第３の攪拌翼２２８が設けられている。第３の攪拌翼２２８は平板の形状を有し、１８０度の間隔で上下方向に複数個設けられている。第３の攪拌翼２２８は原水中の未反応の高分子凝集剤を攪拌し、沈殿槽１０２内に均一に分散させ、凝集フロックを形成させる。また沈殿槽１０２内が第３の攪拌翼２２８で撹拌されることにより、第３の攪拌翼２２８と凝集フロック、あるいは凝集フロック同士の衝突によって、凝集フロックが機械的に脱水され、より密度、沈降速度の高い凝集フロックが形成される。
　また、未反応の高分子凝集剤はスラッジブランケット１５１中の微細フロックの再凝集を引き起こし、スラッジブランケット１５１を強固なものにし、処理水の水質を高める。第３の攪拌翼２２８は原水供給機構１１０に設けられているため、駆動のための動力源や動力の伝達機構を独立して設ける必要がない。
　本実施形態のように、沈殿槽１０２内で高分子凝集剤を添加した原水の攪拌、または凝集反応を行う場合、沈殿槽１０２の中心では撹拌周速が沈殿槽１０２の外側に比べて小さいために（実質的にゼロに近い）、締まった凝集フロックができにくく、沈殿槽１０２の中心部では軽い凝集フロックが多くなる。そのため、汚泥濃縮槽１０３を沈殿槽１０２の外側に配置した場合、沈殿槽１０２の中心部で形成された軽い凝集フロックが処理水中に流出し、清澄な処理水を得ることができない。しかしながら、汚泥濃縮槽１０３が沈殿槽１０２の中心に設置されている場合、中心軸に近い部分であっても周速を早くすることができ、更に濃縮汚泥を前段に戻す汚泥循環を行っている場合には、沈殿槽１０２の中心の汚泥濃縮槽１０３に吸い込まれるような流れが発生している。このため、沈殿槽１０２の中心部で軽い凝集フロックが形成されたとしても、軽い凝集フロックは汚泥濃縮槽１０３に吸い込まれやすいため、処理水中に流出することなく清澄な処理水を得ることができる。
　（第３の実施形態）
　図４は、本発明の第３の実施形態に係る凝集沈殿装置３００を含む汚濁処理装置３０１１の模式図である。図４に示す汚濁処理装置３００１は、反応槽３０１０と、連絡配管３０２０と、凝集沈殿装置３００とを有する。
　反応槽３０１０は、懸濁物質のような濁度成分を含む原水を収容する容器である。反応槽３０１０に収容された原水には、原水内の濁度成分を凝集させて凝集フロックを形成する凝集剤と、原水のｐＨを調整するためのｐＨ調整剤とが添加される。本実施形態では、原水は、地下水をろ過して生成されたろ過水にカオリンを懸濁させたカオリン模擬排水であり、凝集剤としては、無機凝集剤であるＰＡＣ（ポリ塩化アルミニウム）と、高分子凝集剤であるカチオンポリマーとが使用される。ｐＨ調整剤は苛性ソーダ（水酸化ナトリウム）である。
　反応槽３０１０は、収容された原水を撹拌するための撹拌機３０１０ａを有する。撹拌機３０１０ａは、凝集剤が添加された原水を急速に撹拌して、原水内の濁度成分を凝集して凝集フロックを形成する。反応槽３０１０で形成される凝集フロックは、繊維状の小さなフロックである。
　連絡配管３０２０は、反応槽３０１０を凝集沈殿装置３００と接続し、原水を反応槽３０１０から凝集沈殿装置３００に供給する。原水には、連絡配管３０２０を流れている間に、凝集フロックの形成を促進するための促進剤が添加される。促進剤は、本実施形態では、アニオンポリマーである。原水に促進剤が添加されることで、凝集フロックを増大化させることができる。
　凝集沈殿装置３００は、反応槽３０１０から連絡配管３０２０を介して供給された原水を緩やかに撹拌して、凝集フロックを成長させ、凝集フロック同士の衝突や転がり運動を起こし、球状のペレットを形成する。そして、凝集沈殿装置３００は、このようにしてできた造粒物を沈殿させることで、原水を汚泥と処理水とに分離する。より具体的には、凝集沈殿装置３００は、原水を撹拌することで、フロック同士の衝突を起こしフロックを粗大化させ、さらに撹拌による機械的脱水作用や転がり運動を生じさせることによってフロックを球状のペレットに濃縮し、沈殿させる。凝集沈殿装置３００には、分離された処理水を取り出すための取出し配管３０４０と、分離された汚泥を取り出すための汚泥取出し配管３０５０が接続されている。汚泥取出し配管３０５０上には、汚泥を取り出すためのポンプ３０５０ａが備えられている。
　以下、凝集沈殿装置３００についてより詳細に説明する。図５は、凝集沈殿装置３００を模式的に示す断面図であり、図６は、凝集沈殿装置３００の一部（下部）を示す斜視図である。
　図５及び図６に示すように凝集沈殿装置３００は、反応槽３０１０から連絡配管３０２０を介して供給された原水を収容し、その原水から凝集フロックを沈降分離させる沈殿槽３０１と、沈殿槽３０１に取り囲まれ、凝集フロックを収集して濃縮する汚泥濃縮槽３０２と、原水を撹拌する撹拌機構３０３とを有する。
　沈殿槽３０１及び汚泥濃縮槽３０２は、図の例では、円筒形状を有しているが、円筒形状に限らない。例えば、沈殿槽３０１及び汚泥濃縮槽３０２は、角柱形状などを有してもよい。また、沈殿槽３０１及び汚泥濃縮槽３０２は、互いに異なる形状を有してもよい。
　沈殿槽３０１及び汚泥濃縮槽３０２の上下方向（鉛直方向）の中心線ＣＬは、図の例では、互いに一致しているが、互いにずれていてもよい。汚泥濃縮槽３０２の頂部は、凝集フロックが沈殿槽３０１から汚泥濃縮槽３０２に入り込むように沈殿槽３０１の頂部よりも低く設定されている。沈殿槽３０１の上部には取出し配管３０４０が設けられ、汚泥濃縮槽３０２の下部（具体的には、底面）には、汚泥取出し配管３０５０が設けられている。
　撹拌機構３０３は、沈殿槽３０１内で回転する回転部材３０４と、回転部材３０４と接続され、回転部材３０４を回転させる動力源であるモータ３０５と、回転部材３０４に取り付けられた第３の撹拌翼３２８とを有する。
　回転部材３０４は、汚泥濃縮槽３０２の中心線ＣＬと略平行に汚泥濃縮槽３０２の内部を延びる中心軸Ｒを中心に、汚泥濃縮槽３０２の周囲を回転する。本実施形態では、汚泥濃縮槽３０２の中心線ＣＬと回転部材３０４の中心軸Ｒとは互いに一致している。
　回転部材３０４は、汚泥濃縮槽３０２の中心線ＣＬ（中心軸Ｒ）と同軸の支持部３０４ａと、汚泥濃縮槽３０２の側部（沈殿槽３０１の内壁面３０１ａと汚泥濃縮槽３０２の外壁面３０２ａの間）を中心軸Ｒと略平行に延びる撹拌部３０４ｂと、支持部３０４ａと撹拌部３０４ｂとを接続する接続部３０４ｃとを有する。支持部３０４ａは、本実施形態では、汚泥濃縮槽３０２の上方に配置される。支持部３０４ａの上端には、モータ３０５が接続されており、モータ３０５によって支持部３０４ａが回転することで、撹拌部３０４ｂが汚泥濃縮槽３０２の周囲（沈殿槽３０１の内壁面３０１ａと汚泥濃縮槽３０２の外壁面３０２ａの間）を回転する。撹拌部３０４ｂは、一つでも複数でもよい。図の例では、２つの撹拌部３０４ｂが設けられ、２つの撹拌部３０４ｂは、汚泥濃縮槽３０２を挟んで互いに対向する位置に設けられている。
　第３の撹拌翼３２８は回転部材３０４の撹拌部３０４ｂに取り付けられる。複数の第３の撹拌翼３２８が２つの撹拌部３０４ｂのそれぞれに取り付けられている。本実施形態では、４つの第３の撹拌翼３２８が各撹拌部３０４ｂに設けられており、各撹拌部３０４ｂの４つの第３の撹拌翼３２８は、上下方向に等間隔で並んでいる。
　また、凝集沈殿装置３００は、固定翼３０７を備える。固定翼３０７は、沈殿槽３０１の内壁面３０１ａと汚泥濃縮槽３０２の外壁面３０２ａの少なくとも一方に取り付けられる。固定翼３０７は、沈殿槽３０１の内壁面３０１ａと汚泥濃縮槽３０２の外壁面３０２ａのうち、第３の撹拌翼３２８の周速が比較的遅い汚泥濃縮槽３０２の外壁面３０２ａに取り付けられることが望ましく、沈殿槽３０１の内壁面３０１ａと汚泥濃縮槽３０２の外壁面３０２ａの両方に取り付けられることがより望ましい。図の例では、複数の固定翼３０７が、沈殿槽３０１の内壁面３０１ａと汚泥濃縮槽３０２の外壁面３０２ａの両方にそれぞれ取り付けられている。第３の撹拌翼３２８と固定翼３０７は、上下方向に交互に配置されることが望ましい。本実施形態では、固定翼３０７が第３の撹拌翼３２８の間に配置されている。これにより、第３の撹拌翼３２８が回転する際に、第３の撹拌翼３２８と固定翼３０７とがすれ違うこととなる。
　上記構成を有する汚濁処理装置３００１では、反応槽３０１０に導入された原水に、反応槽３０１０内で凝集剤とｐＨ調整剤が添加される。凝集剤及びｐＨ調整剤が添加された原水は、反応槽３０１０内の撹拌機３０１０ａによって急速に撹拌され、繊維状の凝集フロックが形成される。その凝集フロックを含む原水は連絡配管３０２０を介して凝集沈殿装置３００の沈殿槽３０１に下側から供給される。その際、連絡配管３０２０内を流動している原水に促進剤が添加される。
　凝集沈殿装置３００の沈殿槽３０１に供給された原水は、撹拌機構３０３によって緩やかに撹拌される。これにより、凝集フロックの衝突や転がり運動が繰り返し発生し、凝集フロックの粒径が徐々に増大し球状のペレットが形成される。ペレットは自重と沈殿槽３０１に下側から供給される原水による上昇流とによって、沈殿槽３０１の下部に流動層であるペレットブランケット３３１を形成する。これにより、沈殿槽３０１の上部には、原水から濁度成分がペレットとして除去された処理水の層３３２が形成される。
　ペレットブランケット３３１の頂部（ペレットブランケット３３１と処理水の層３３２との界面）は徐々に上昇する。図５に示すように、ペレットブランケット３３１の頂部が汚泥濃縮槽３０２の外壁面３０２ａの頂部に達すると、ペレットは汚泥濃縮槽３０２の外壁面３０２ａを超え、汚泥濃縮槽３０２に収集される。ペレットは汚泥濃縮槽３０２の下部で濃縮されて汚泥３３３となる。沈殿槽３０１内の処理水は取出し配管３０４０を介して取り出され、汚泥は汚泥取出し配管３０５０を介して取り出される。
　本実施形態によれば、沈殿槽３０１は、原水から凝集フロックを分離する。沈殿槽３０１に取り囲まれた汚泥濃縮槽３０２は、沈殿槽３０１で分離された凝集フロックを収集して濃縮させる。回転部材３０４の撹拌部３０４ｂは、汚泥濃縮槽３０２の中心線ＣＬと略平行に汚泥濃縮槽３０２の内部を延びる中心軸Ｒを中心に、沈殿槽３０１の内壁面３０１ａと汚泥濃縮槽３０２の外壁面３０２ａとの間を回転する。回転部材３０４に取り付けられた第３の撹拌翼３２８は原水を撹拌する。中心軸Ｒと第３の撹拌翼３２８との間には汚泥濃縮槽３０２が存在するため、第３の撹拌翼３２８は中心軸Ｒと所定の距離をもって位置する。従って、回転軸と同軸の回転部材の側面に撹拌翼を設けた場合と比較して、本実施形態は第３の撹拌翼３２８の中心軸Ｒに近い部分でも周速を高くすることが可能になる。このため、回転軸付近の流動性を向上でき、凝集フロックの付着を抑制することが可能になる。
　また、本実施形態では、固定翼３０７が沈殿槽３０１の内壁面３０１ａと汚泥濃縮槽３０２の外壁面３０２ａの少なくとも一方に取り付けられている。このため、第３の撹拌翼３２８に付着した凝集フロックを固定翼３０７によって切断することが可能になり、また第３の撹拌翼３２８と固定翼３０７が互いにすれ違うことで撹拌翼３０７付近の流動性を更に向上できる。このため、複数の第３の撹拌翼３２８に跨って汚泥が形成されることを抑制することが可能になる。
　（実施例）
　図７は、参考例の凝集沈殿装置を模式的に示す断面図である。図７に示す凝集沈殿装置３００’において、図５に示す第３の実施形態の凝集沈殿装置３００の各構成と対応する構成には、’（ダッシュ）を付けている。凝集沈殿装置３００’は、第３の実施形態の凝集沈殿装置３００と異なり、汚泥濃縮槽３０２’が沈殿槽３０１’の側壁の外側に設けられ、回転部材３０４’は中心軸Ｒ’と同軸に設けられている。このため、回転部材３０４’に取り付けられた第３の撹拌翼３２８’の周速は、回転部材３０４’に近い位置では０に近い。
　以下、実施例として、図５に示す第３の実施形態の凝集沈殿装置３００と、図７に示す参考例の凝集沈殿装置３００’との比較を行う。なお、反応槽３０１０及び連絡配管３０２０は、凝集沈殿装置３００と凝集沈殿装置３００’とで同じものが使用されており、反応槽３０１０の容量は２０１Ｌである。沈殿槽３０１，３０１’の直径は２３０ｍｍ、容量は３５Ｌ、ペレットブランケット３３１，３３１’の高さは５５ｃｍである。
　原水は、カオリン模擬排水であり、その浮遊物質量（ＳＳ）は３００ｍｇ／Ｌである。原水には、無機凝集剤としてＰＡＣが１５０ｍｇ／Ｌ、高分子凝集剤としてカチオンポリマーが１．５ｍｇ／Ｌ、促進剤としてアニオンポリマーが３．０ｍｇ／Ｌ添加される。原水の通水量は８３０Ｌ／ｈ（線速度ＬＶ：２０ｍ／ｈ）である。
　以上の条件において第３の実施形態の凝集沈殿装置３００と参考例の凝集沈殿装置３００’のそれぞれに対して１０時間の連続通水試験を行った後、沈殿槽３０１，３０１’の内部に付着した汚泥の塊を観察した。付着汚泥の有無については、通水を停止し、撹拌翼が露出する位置までブランケット界面が低下してから行った。表１は、その観察結果を示す。
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　表１に示すように、第３の実施形態の凝集沈殿装置３００では、汚泥の塊は確認できなかった。比較例の凝集沈殿装置３００’では、固定翼の設置によって撹拌翼を跨って形成される汚泥の塊は抑制されたものの、回転部材から回転部材付近の撹拌翼上に汚泥の塊が確認された。従って、第３の実施形態の凝集沈殿装置３００は、凝集フロックの付着を抑制する効果があることが示された。
　（第４の実施形態）
　図８は、本発明の第４の実施形態の凝集沈殿装置を模式的に示す模式図である。図７に示す本実施形態の凝集沈殿装置４００は、図５に示す第３の実施形態の凝集沈殿装置３００と比較して、回転部材４０４が原水を沈殿槽３０１内の下方に向かって吐出させる原水供給機構４０８を備える点で相違する。第３の実施形態と同じ符号を用いた部材は第３の実施形態の対応する部材と同様の構成を有している。
　原水供給機構４０８は、第３の実施形態の回転部材３０４と同様に、汚泥濃縮槽３０２の中心線ＣＬと略平行に汚泥濃縮槽３０２の内部を延びる中心軸Ｒを中心に、汚泥濃縮槽３０２の周囲を回転する。本実施形態では、汚泥濃縮槽３０２の中心線ＣＬは原水供給機構４０８の中心軸Ｒと一致している。
　原水供給機構４０８は、汚泥濃縮槽３０２の中心線ＣＬと同軸の回転軸４１１と、汚泥濃縮槽３０２の上方で回転軸４１１を取り囲む第１の配管部４１２と、汚泥濃縮槽３０２の側方を中心軸Ｒと略平行に延びる第３の配管部４１４と、第１の配管部４１２と第３の配管部４１４とを接続する第２の配管部４１３と、を有する。第１の配管部４１２～第３の配管部４１４は回転軸４１１に接続されている。回転軸４１１は、円柱状の形状を有し、汚泥濃縮槽３０２の底面から汚泥濃縮槽３０２の上方まで延在している。回転軸４１１の上端には、モータ４０５が接続されており、モータ４０５によって回転軸４１１が回転することで、第３の配管部４１４が汚泥濃縮槽３０２の周囲を回転する。第３の配管部４１４は、一つでも複数でもよい。図の例では、２つの第３の配管部４１４が設けられ、２つの第３の配管部４１４は、汚泥濃縮槽３０２を挟んで互いに対向する位置に設けられている。
　第１の配管部４１２の上方には、原水が導入される、上方を向いて開口している原水導入部４１９が備えられている。２つの第３の配管部４１４（第２の配管部４１３）のそれぞれの下部には、原水導入部４１９に導入された原水を沈殿槽３０１に供給する、下方を向いて開口している原水供給口４１５が備えられている。第１の配管部４１２～第３の配管部４１４は、原水導入部４１９と原水供給口４１５とを連通する配管を構成する。
　汚泥濃縮槽３０２の内部の回転軸４１１の側面には、第１の撹拌翼４２６が設けられている。第１の撹拌翼４２６は、上下方向に複数設けられている。第１の撹拌翼４２６は、汚泥濃縮槽３０２に堆積した汚泥を撹拌し、固着化を抑制する。回転軸４１１の第１の配管部４１２に内包される部分の側面には第２の撹拌翼４２７が設けられている。第２の撹拌翼４２７は、上下方向に複数設けられている。第２の撹拌翼４２７は、原水を撹拌し、未反応の凝集剤を原水に均一に分散させる。第３の配管部４１４には第３の撹拌翼４２８が設けられている。本実施形態では、３つの第３の撹拌翼４２８が各第３の配管部４１４に設けられており、各第３の配管部４１４の３つの第３の撹拌翼４２８は、上下方向に等間隔で並んでいる。固定翼３０７は、上下方向において、第３の撹拌翼４２８の間に配置される。これにより、第３の撹拌翼４２８が回転する際に、第３の撹拌翼４２８と固定翼３０７とがすれ違うこととなる。
　本実施形態でも、中心軸Ｒと第３の撹拌翼４２８との間には、汚泥濃縮槽３０２が存在するため、第３の撹拌翼４２８は中心軸Ｒの近傍ではなく、中心軸Ｒと所定の距離をもって位置する。従って、回転軸と同軸の回転部材の側面に撹拌翼を設けた場合と比較して、本実施形態は第３の撹拌翼４２８の中心軸Ｒに近い部分でも周速を高くすることが可能になるため、凝集フロックの付着を抑制することが可能になる。また、本実施形態では、回転部材３０４が原水供給機構４０８を兼ねているため、原水供給機構４０８とは別に回転部材３０４を設ける必要がない。このため、装置の簡単化及びコストの低減化を図ることが可能になる。

　（第５の実施形態）
　図９は、第５の実施形態に係る凝集沈殿装置の模式的断面図、図１０は図９のＡ－Ａ線から見た矢視図である。凝集沈殿装置５００は、第１の実施形態の凝集沈殿装置１００と基本的な構成が同一であり、原水供給口１１５の近傍の構成だけが異なる。第１の実施形態と同じ符号を用いた部材は第１の実施形態の対応する部材と同様の構成を有している。
　凝集沈殿装置５００の停止時には沈殿槽１０２の凝集フロックが沈降し、沈殿槽１０２の底面１０２ａに堆積する。これによって原水供給口１１５が凝集フロックの汚泥で覆われる場合がある。汚泥が原水供給口１１５に固着すると原水供給口１１５が閉塞し、原水供給機構５１０の原水供給機能に支障を与える可能性がある。また、汚泥が原水供給口１１５の移動線Ｃ上に堆積すると、原水供給機構５１０の回転機能を阻害する可能性もある。これらの不具合を防止するため、原水供給機構５１０は汚泥堆積防止装置５２０を有している。
　図１１Ａは原水供給機構５１０の原水供給口１１５の近傍の斜視図を、図１１Ｂは原水供給機構５１０の第１の配管部１１４と汚泥堆積防止装置５２０の分解斜視図を、図１１Ｃは図１１ＡのＡ―Ａ線に沿った断面図を示している。汚泥堆積防止装置５２０は原水供給口１１５の周囲を覆う第２の板部材５２１と、原水供給口１１５の移動線Ｃ上に設けられ、第２の板部材５２１に対して角度をなして第２の板部材５２１の下方を延びる第１の板部材５２２と、から構成されている。第１の板部材５２２は、移動方向Ｄに関し原水供給口１１５の前方に設けられている。
　第２の板部材５２１と第１の板部材５２２は一体であるが、別々の部材でもよい。第２の板部材５２１は水平面内にあり、第１の板部材５２２は鉛直面内にあり、汚泥堆積防止装置５２０は側方視で略Ｌ型を呈している。従って、第１の板部材５２２は第２の板部材５２１と直交している。第２の板部材５２１の中央には第１の配管部１１４の原水供給口１１５と同軸の円形の開口５２３が形成され、原水供給機構５１０の第１の配管部１１４を出た原水は第２の板部材５２１の開口５２３を通って沈殿槽１０２に供給される。開口５２３は第２の板部材５２１の中央からずれた位置に設けることもできる。
　第２の板部材５２１と第１の板部材５２２は略長方形の平板であるが、正方形、円形、楕円形、多角形の平板でもよく、曲面形状の板であってもよい。
　第２の板部材５２１は上方の凝集フロックが原水供給口１１５の下方に落下することを防止する。第２の板部材５２１はいわば傘のように、原水供給口１１５と沈殿槽１０２の底面１０２ａとの間の空間を覆う。凝集沈殿装置５００の停止時には降下する凝集フロックは第２の板部材５２１の上面に堆積するため、原水供給口１１５と沈殿槽１０２の底面１０２ａとの間に堆積しにくくなる。第１の板部材５２２は原水供給口１１５の移動方向Ｄに関し原水供給口１１５の前方に設けられているため、原水供給機構５１０の回転と共に、原水供給口１１５の直前を移動し、原水供給口１１５と沈殿槽１０２の底面１０２ａの間に堆積する汚泥を連続的に掻き払う。
　このため、好ましくは、第１の板部材５２２は沈殿槽１０２の底面１０２ａのすぐ近傍まで延びている。第１の板部材５２２は凝集沈殿装置５００の停止時に、原水供給口１１５と沈殿槽１０２の底面１０２ａとの間に斜めに沈降する凝集フロックの堆積を抑制することもできる。第１の配管部１１４が上下方向に延びているため、第１の板部材５２２で掻き払われた汚泥が原水供給口１１５の直上を通って原水供給口１１５の直下に回り込むことはない。また、原水供給口１１５と沈殿槽１０２の底面１０２ａとの間隔は小さく、この間隔は通常汚泥で塞がれているため、掻き払った汚泥が原水供給口１１５と沈殿槽１０２の底面１０２ａとの間を通って原水供給口１１５の直下に回り込む可能性も小さい。このため、汚泥は原水供給口１１５の移動線Ｃの側方に掻き払われる。原水供給口１１５の直下は常に汚泥がほぼ除去された状態に維持され、そこに原水が連続的に供給されるため、原水供給口１１５の閉塞が生じにくくなる。
　このように、第２の板部材５２１は主に凝集沈殿装置５００の停止時に、汚泥が原水供給口１１５を閉塞することを防止し、第１の板部材５２２は主に凝集沈殿装置５００の回転時に、汚泥が原水供給口１１５を閉塞することを防止する。第１の板部材５２２はまた、凝集沈殿装置５００の再起動時に、原水供給口１１５の移動線Ｃ上に堆積した汚泥を除去し、原水供給機構５１０をスムーズに回転させることができる。従って、本実施形態において、第２の板部材５２１と第１の板部材５２２を組み合わせることでより大きな効果が得られるが、それぞれを単独で適用しても一定の効果を得ることができる。
　図１１Ｄに示すように、第１の板部材５２２の下部に、沈殿槽１０２の底面１０２ａに堆積した汚泥を掻き取る掻き取り部材５２６を備えていてもよい。掻き取り部材５２６はゴムなどの弾性部材から製造することが望ましい。掻き取り部材５２６は沈殿槽１０２の底面１０２ａに接していてもよいし、底面１０２ａから多少離れていてもよい。
　図１２は本発明の第５の実施形態の変形例に係る凝集沈殿装置５００の汚泥堆積防止装置５２０の模式図である。汚泥堆積防止装置５２０は、第１の板部材５２２の下端に接続され第２の板部材５２１と対向する第３の板部材５２４を有している。第３の板部材５２４は汚泥が原水供給口１１５の下方から原水供給口１１５に進入することを抑制するため、汚泥による原水供給口１１５の閉塞をより効率的に防止することができる。
　図１３Ａは本発明の第５の実施形態の他の変形例に係る凝集沈殿装置５００の汚泥堆積防止装置５２０の模式図である。汚泥堆積防止装置５２０は全体として、図１１Ａ，１１Ｂに示す実施形態に対して回転している。図示の例では第２の板部材５２１と第１の板部材５２２が水平面と鉛直面の双方に対し傾斜しているが、第２の板部材５２１と第１の板部材５２２の少なくともいずれかが水平面と鉛直面の双方に対し傾斜していてもよい。例えば、図１３Ｂに示す変形例では、第２の板部材５２１は水平面内にあり、第１の板部材５２２は原水供給口１１５から原水供給口１１５の移動方向Ｄ前方に斜め下方に延びている。本実施形態でも、第２の板部材５２１は主に凝集沈殿装置５００の停止時に、汚泥が原水供給口１１５を閉塞することを防止し、第１の板部材５２２は主に凝集沈殿装置５００の回転時に、汚泥が原水供給口１１５を閉塞することを防止する。また、本実施形態では原水は第１の板部材５２２に当たって斜め上方に流れるため、原水を周方向に効率よく拡散させることができる。
　図１４は本発明の第５の実施形態の他の変形例に係る凝集沈殿装置５００の汚泥堆積防止装置５２０の模式図である。第１の板部材５２２は、原水供給口１１５から原水供給口１１５の移動方向Ｄ前方に斜め下方に延びる前方部５２２ａと、前方部５２２ａと一体化され、原水供給口１１５の周囲を覆う延長部５２２ｂと、から構成されている。延長部５２２ｂには原水を原水供給口１１５から吐出させるための開口５２３が設けられている。前方部５２２ａは図１３Ｂに示す斜め下方に延びる第１の板部材５２２と同様の構成であり、図１３Ｂに示す実施形態と同様、凝集沈殿装置５００の回転時に、汚泥が原水供給口１１５を閉塞することを防止する。延長部５２２ｂは第２の板部材５２１の代替構造であり、図１３Ｂに示す実施形態と同様、凝集沈殿装置５００の停止時に、汚泥が原水供給口１１５を閉塞することを防止する。延長部５２２ｂを含む第１の板部材５２２の全体は移動方向Ｄに関し前方に向けて斜め下方に延びている。
　図１５Ａ，１５Ｂは本発明の第５の実施形態の他の変形例に係る凝集沈殿装置５００の汚泥堆積防止装置５２０の模式図である。本実施形態では、第１の板部材５２２は、幅方向の中央部が幅方向の両端より原水供給口１１５の移動方向Ｄに突き出している。幅方向は水平面内で原水供給口１１５の移動方向Ｄないし移動線Ｃと直交する方向である。図１５Ａは原水供給機構５１０の原水供給口１１５の近傍の斜視図を、図１５Ｂは図１５ＡのＡ方向から見た上面図を示している。第１の板部材５２２は、幅方向における中央部が移動方向Ｄ前方に突き出し、幅方向における両端が中央部に対して原水供給口１１５の移動方向Ｄに関し後方に後退している。このため、第１の板部材５２２は上方から見て略Ｖ字形状を有し、中央部の突き出し部に当接した汚泥は、第１の板部材５２２の移動方向Ｄにおける前面に沿って幅方向両端に向かって移動する。これによって、沈殿槽１０２の底面１０２ａに堆積した汚泥をより効率的に原水供給口１１５の移動線Ｃ上から排除することができる。
　以上説明した構成では、第１の板部材５２２は上面視で略Ｖ字形状を有しているが、湾曲した形状でも構わない。
　図１６Ａ～１６Ｄは本発明の第５の実施形態の他の変形例に係る凝集沈殿装置５００の汚泥堆積防止装置５２０の模式図である。図１６Ａは原水供給機構５１０の原水供給口１１５の近傍の斜視図を、図１６Ｂは原水供給機構５１０の第１の配管部１１４と汚泥堆積防止装置５２０の分解斜視図を、図１６Ｃは図１６ＡのＡ―Ａ線に沿った断面図を、図１６Ｄは図１６Ａの方向Ｂからみた第１の配管部１１４と汚泥堆積防止装置５２０の上面図を示している。本実施形態は、第２の板部材５２１の形状を除き図１１Ａ，１１Ｂに示す実施形態の汚泥堆積防止装置５２０と同様である。第２の板部材５２１は、原水供給口１１５の移動方向Ｄに関し前方に位置する前方部５２１ａと、原水供給口１１５の移動方向Ｄに関し後方に位置し、境界部５２１ｄで前方部５２１ａに接続された後方部５２１ｂと、を有している。前方部５２１ａは概ね矩形であり、後方部５２１ｂは前方部５２１ａの幅Ｗ１（原水供給口１１５の移動方向Ｄと直交する方向の幅）と同じ直径を有する半円形状である。前方部５２１ａと後方部５２１ｂは一体で形成されており、原水供給口１１５の中心は前方部５２１ａと後方部５２１ｂの境界線５２１ｄ上にある。従って、後方部５２１ｂの後方縁部５２１ｃは原水供給口１１５の中心を中心とする円弧に一致しており、後方縁部５２１ｃは原水供給口１１５の中心から等距離の位置にある。すなわち、第２の板部材５２１の幅Ｗは、原水供給口１１５の中心から原水供給口１１５の移動方向Ｄと反対方向に離れるに従い小さくなっている。ここで、幅Ｗは、後方部５２１ｂの、原水供給口１１５の移動方向Ｄと直交しかつ沈殿槽１０２の底面１０２ａと平行な方向の寸法である。
　上述のように、原水供給口１１５から供給された原水は沈殿槽１０２の底面１０２ａに当たり上昇流となる。しかし、上昇流は、図１１Ｃに矢印Ｆで示すように、原水供給口１１５の移動方向Ｄにおける原水供給口１１５のすぐ後方で発生する。すなわち、上昇流は概ね移動線Ｃに沿って発生する。本実施形態の第２の板部材５２１は、原水供給口１１５の中心から離れるに従い幅Ｗが小さくなる後方部５２１ｂを備えているため、上昇流が、移動方向Ｄにおける原水供給口１１５のすぐ後方だけでなく、移動線Ｃの両側にも拡散する。原水供給口１１５を出た原水は、図１６Ｃに矢印Ｆで示すように、後方部５２１ｂの下面に沿って原水供給口１１５から離れる方向に進み、後方部５２１ｂの後方縁部５２１ｃから上昇流となって沈殿槽１０２に拡散していく。原水供給口１１５の中心から移動線Ｃ上以外の後方縁部５２１ｃまでの距離が、原水供給口１１５の中心から移動線Ｃ上における後方縁部５２１ｃまでの距離と等しいため、上昇流は後方部５２１ｂの後方縁部５２１ｃに沿って比較的に均一に発生する。後方部５２１ｂの形状は半円に限定されず、楕円形、三角形などでもよい。
　第５の実施形態はこれらに限定されない。例えば、上述の実施形態では汚泥濃縮槽１０３は沈殿槽１０２の中央に設けられているが、沈殿槽１０２と並列して設けることができる。また、汚泥濃縮槽１０３を沈殿槽１０２と一体化し、沈殿槽１０２の下部を汚泥濃縮部として利用してもよい。　図１７は第１の配管部の変形例を示す凝集沈殿装置の模式的断面図である。原水導入部１１９の下端は概ね水平なリング状の底板１１９ａとされ、第１の配管部１１２は底板１１９ａに接続されている。第１の配管部１１２が原水導入部１１９の側壁に接続されている構造と比べて、汚泥が原水導入部１１９の底部に堆積しにくいため、汚泥が第１の配管部１１２の入口を閉塞しにくくなる。第１の配管部１１２と第２の配管部１１３の上部を４５°エルボで製作することで、第１の実施形態と比べて製作性（溶接性）がさらに向上する。また、第１の配管部１１２が上下方向に延びているため、第１の配管部１１２に接続される第２の配管部１１３の上端は原水導入部１１９から視認できる。高圧洗浄機、パイプホースクリーナーなどの配管洗浄器具を原水導入部１１９から第１の配管部１１２を通して第２の配管部１１３及び第３の配管部１１４に容易に挿入できるため、これらの配管部１１２，１１３，１１４の清掃が容易に行え、保守性が改善される。
　本発明のいくつかの好ましい実施形態を詳細に示し、説明したが、添付された請求項の趣旨または範囲から逸脱せずに様々な変更および修正が可能であることを理解されたい。

Claims (18)

  1. 　原水中の凝集フロックを沈降分離させる沈殿槽と、
    　前記沈殿槽に取り囲まれ、前記凝集フロックを前記沈殿槽から越水させて収集し濃縮させる汚泥濃縮槽と、
    　前記汚泥濃縮槽を通る中心線を有し、前記中心線の周りを回転し、前記原水を前記沈殿槽に供給する原水供給機構と、を有し、
    　前記原水供給機構は、前記中心線上に位置し前記原水が導入される原水導入部と、前記沈殿槽の内部空間下部に開口し前記原水を前記沈殿槽に供給する原水供給口と、前記原水導入部と前記原水供給口とに連通し、前記汚泥濃縮槽の上方を前記中心線から離れる方向に延びる配管部と、を有する凝集沈殿装置。
  2. 　前記原水供給機構は、
    　前記中心線と同軸の回転軸と、
    　前記回転軸に固定され、前記原水導入部を備える第１の配管部と、
    　前記第１の配管部に接続され、前記汚泥濃縮槽の上方を前記中心線から離れる方向に延びる少なくとも一つの第２の配管部と、
    　前記第２の配管部に接続され、前記原水供給口を備える第３の配管部と、を有する、請求項１に記載の凝集沈殿装置。
  3. 　前記原水供給機構の前記第３の配管部の外周面に、前記原水を攪拌する第３の攪拌翼が設けられている、請求項２に記載の凝集沈殿装置。
  4. 　前記沈殿槽の内壁面と前記汚泥濃縮槽の外壁面の少なくとも一方に取り付けられた固定翼を有する、請求項３に記載の凝集沈殿装置。
  5. 　前記第３の撹拌翼と前記固定翼は鉛直方向において交互に配置されている、請求項４に記載の凝集沈殿装置。
  6. 　複数の前記第３の撹拌翼が設けられている、請求項３から５のいずれか１項に記載の凝集沈殿装置。
  7. 　前記回転軸は前記汚泥濃縮槽の内部を延びており、前記回転軸の外周面の前記汚泥濃縮槽の内部に位置する部分に、前記汚泥濃縮槽の汚泥を攪拌ないし掻き寄せる第１の攪拌翼が設けられている、請求項２から６のいずれか１項に記載の凝集沈殿装置。
  8. 　前記第１の配管部が前記回転軸の外周面の一部を内包するように前記回転軸に支持され、前記回転軸の前記外周面の、前記第１の配管部に内包される部分に、前記原水を攪拌する第２の攪拌翼が設けられている、請求項７に記載の凝集沈殿装置。
  9. 　前記第１の配管部は前記原水導入部の底部に接続され、且つ上下方向に延びている、請求項２から８のいずれか１項に記載の凝集沈殿装置。
  10. 　前記原水供給口は前記沈殿槽の底面に沿って移動可能であり、
    　前記原水供給機構は、前記原水供給口の移動方向に関し前記原水供給口の前方に設けられた第１の板部材を有し、前記第１の板部材は前記原水供給口から下方または斜め下方に延びている、請求項１から９のいずれか１項に記載の凝集沈殿装置。
  11. 　前記第１の板部材の上方を前記第１の板部材に対して角度をなして延び、前記原水供給口の周囲を覆う第２の板部材を有する、請求項１０に記載の凝集沈殿装置。
  12. 　前記第１の板部材は鉛直面内にあり、前記第２の板部材は水平面内にある、請求項１１に記載の凝集沈殿装置。
  13. 　前記第１の板部材と前記第２の板部材の少なくともいずれかは水平面と鉛直面の双方に対し傾斜している、請求項１１または１２に記載の凝集沈殿装置。
  14. 　前記第２の板部材の前記原水供給口の移動方向と直交する向きの幅は、前記原水供給口の中心から前記原水供給口の移動方向と反対方向に離れるに従い小さくなる、請求項１１から１３のいずれか１項に記載の凝集沈殿装置。
  15. 　前記第１の板部材の下端に接続され、前記第２の板部材と対向する第３の板部材を有する、請求項１１から１４のいずれか１項に記載の凝集沈殿装置。
  16. 　前記第１の板部材は、幅方向の中央部が幅方向の両端より前記原水供給口の移動方向前方に突き出ている、請求項１０から１５のいずれか１項に記載の凝集沈殿装置。
  17. 　前記第１の板部材は前記原水供給口の周囲を覆う延長部を有し、前記延長部を含む前記第１の板部材の全体が前記移動方向に関し前方に向けて斜め下方に延びている、請求項１０に記載の凝集沈殿装置。
  18. 　原水中の凝集フロックを沈降分離させる沈殿槽と、前記凝集フロックを前記沈殿槽から越水させて収集し濃縮させる汚泥濃縮槽の一方である第１の槽と、前記第１の槽に取り囲まれた、前記沈殿槽と前記汚泥濃縮槽の他方である第２の槽と、前記第１の槽の側面に設けられ、前記第１の槽の底部に沈降した汚泥を取り出すための第１の取出しノズルと、前記第２の槽の側面に設けられ、前記第２の槽の底部に沈降した汚泥を取り出すための第２の取出しノズルと、を有し、
    　前記第２の槽の底部は前記第１の槽の底部より低く、前記第２の取出しノズルは前記第１の槽の底部より下方に位置している凝集沈殿装置。
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