WO2023058339A1 - 混和除濁装置及び混和除濁装置におけるフロック形成方法 - Google Patents

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WO2023058339A1
WO2023058339A1 PCT/JP2022/031399 JP2022031399W WO2023058339A1 WO 2023058339 A1 WO2023058339 A1 WO 2023058339A1 JP 2022031399 W JP2022031399 W JP 2022031399W WO 2023058339 A1 WO2023058339 A1 WO 2023058339A1
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WO
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pipe
tank
water
treated
flow path
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Application number
PCT/JP2022/031399
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English (en)
French (fr)
Inventor
山本康彦
美馬智
Original Assignee
メタウォーター株式会社
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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
    • B01D21/24—Feed or discharge mechanisms for settling tanks
    • 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
    • B01D21/26—Separation of sediment aided by centrifugal force or centripetal force
    • 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
    • B01D21/30—Control equipment
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/10—Biological treatment of water, waste water, or sewage

Definitions

  • the present invention relates to a mixed turbidity removal apparatus and a method for forming flocs in a mixed turbidity removal apparatus.
  • water purification plants use water purification equipment that removes suspended solids (SS) contained in raw water such as river water and well water (hereinafter also referred to as water to be treated).
  • SS suspended solids
  • water to be treated water purification equipment that removes suspended solids (SS) contained in raw water such as river water and well water
  • a flocculating agent in the water to be treated, floating matter contained in the water to be treated is aggregated and removed by precipitation.
  • it becomes possible to generate safe domestic water from the water to be treated see Patent Literature 1).
  • the water purification equipment as described above includes, for example, a tank (hereinafter also referred to as an agitating pond) for agitating the flocculating agent and the water to be treated and a tank for flocculating suspended matter in the front stage of a filtration device that performs membrane filtration of the water to be treated. and a tank (hereinafter also referred to as sedimentation tank) for separating the formed flocs from the water to be treated by sedimenting them.
  • a tank hereinafter also referred to as sedimentation tank
  • the dimensions of each device in the water purification facility as described above are determined according to the amount of inflow of the water to be treated. Therefore, in the water purification equipment as described above, it is desired to suppress an increase in the size of the equipment even when the amount of inflow of water to be treated is large.
  • the mixed turbidity removal device in one aspect of the embodiment includes a substantially cylindrical tank having a bottom, and a side wall of the tank provided inside the tank. and a compartment that divides the upper and lower parts of the a cylinder that communicates with the upper part and the lower part by opening the upper end and communicating with the opening at the lower end, an inflow pipe into which the water to be treated flows, and an outflow pipe from which the treated water flows out;
  • the inflow pipe communicates with a channel defined by the inner side wall of the tank, the outer side wall of the cylinder, and the partition, and the outflow pipe communicates with the tank while being inclined with respect to the horizontal direction.
  • FIG. 1 is a configuration diagram of a mixing and turbidity removing apparatus 100 according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a configuration diagram of the mixing and turbidity removing apparatus 100 in the first embodiment.
  • 3A and 3B are diagrams for explaining the formation of the flock 1.
  • FIG. 4A and 4B are diagrams for explaining the formation of the flock 1.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating the formation of the flock 1.
  • FIG. 6A and 6B are diagrams for explaining the formation of the flock 1.
  • FIG. 7A and 7B are diagrams for explaining the formation of the flock 1.
  • FIG. FIG. 8 is a diagram illustrating the formation of the flock 1.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating flow control of the treated water in the outflow pipe 42. As shown in FIG. FIG. FIG.
  • FIG. 10 is a diagram for explaining the flow control of the treated water in the outflow pipe 42.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating the configuration of the pump and control device 60.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating the outflow pipe 42 in the first modified example.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating the outflow pipe 42 in the second modified example.
  • FIG. 14 is a diagram illustrating the outflow pipe 42 in the second modified example.
  • FIGS. 1 and 2 are configuration diagrams of a mixing and turbidity removing apparatus 100 according to the first embodiment.
  • the outflow pipe 42 for discharging the treated water from the tank 10 forming the flocs 1 has a floc sedimentation promoting function, thereby suppressing an increase in the size of the apparatus.
  • FIGS. 1 and 2 the mixing and turbidity removing apparatus 100 will be described with reference to FIGS. 1 and 2 and the like.
  • FIG. 1 is a vertical cross-sectional view of the mixing and turbidity removing apparatus 100 viewed from the front.
  • 2 is a cross-sectional view of the mixing and turbidity removing apparatus 100 taken along the line AA.
  • the mixing and turbidity removal apparatus 100 is provided inside a substantially cylindrical tank 10 having a bottom 12 and a wall 11 (hereinafter also referred to as a side wall 11) of the tank 10. , and a partition portion 31 that partitions the inside of the bath 10 into an upper portion 10a and a lower portion 10b.
  • the mixing and turbidity removing apparatus 100 is provided above the partition part 31 so that the axial direction substantially coincides with the tank 10, and the upper end 21a is open and the lower end 21b is It has a substantially cylindrical tube 20 that communicates with the opening 31a to communicate the upper portion 10a and the lower portion 10b.
  • the axial direction of the tank 10 may coincide with the axial direction of the cylinder 20, or may be inclined at a predetermined angle (for example, an angle of less than 5 degrees) with respect to the axial direction of the cylinder 20. may be
  • the mixing and turbidity removing apparatus 100 includes an inflow pipe 41 into which water to be treated (water to be treated to which a coagulant is added) flows from a stirring pond (not shown), and a mixing An outflow pipe 42a, an outflow pipe 42b, and an outflow pipe 42c (hereinafter collectively referred to as simply outflow pipe 42).
  • an inflow pipe 41 into which water to be treated (water to be treated to which a coagulant is added) flows from a stirring pond (not shown), and a mixing An outflow pipe 42a, an outflow pipe 42b, and an outflow pipe 42c (hereinafter collectively referred to as simply outflow pipe 42).
  • simply outflow pipe 42 hereinafter, a case where three outflow pipes 42 are provided in the mixed clarification device 100 will be described, but even if the mixed clarification device 100 is provided with a number of outflow pipes 42 other than this, good.
  • the tank 10 communicates with, for example, a wall portion 11 having a circular cross section in the horizontal direction, a bottom portion 12 formed integrally with the wall portion 11 in the downward direction of the wall portion 11, and a lower end portion of the bottom portion 12. and a flock discharge pipe 13 .
  • the wall portion 11 may have, for example, an elliptical cross section in the horizontal direction.
  • the wall portion 11 includes, for example, an inflow port 11a communicating with the inflow pipe 41, an outflow port 11b communicating with the outflow pipe 42a, an outflow port 11c communicating with the outflow pipe 42b, and an outflow port 11d communicating with the outflow pipe 42c. and are provided respectively.
  • the bottom 12 has, for example, a tapered shape that tapers downward. Then, on the bottom portion 12, for example, the flocks 1 formed inside the wall portion 11 are deposited.
  • the floc discharge pipe 13 for example, discharges the flocs 1 deposited on the bottom 12 to the outside. Specifically, the floc discharge pipe 13 discharges the flocs 1 deposited on the bottom portion 12 to the outside in response to the opening of the valve 32 (valve).
  • the upper surface (not shown) of the wall portion 11 is preferably sealed. That is, it is preferable that the tank 10 is closed except for the inflow port 11a and the outflow port 11b, for example. As a result, in the bath 10 , the water to be treated that has flowed in from the inflow pipe 41 can flow out from the outflow pipe 42 , as will be described later.
  • the cylinder 20 has, for example, a wall portion 21 (hereinafter also referred to as a side wall 21) having a circular cross section in the horizontal direction and having an open upper end 21a (upper surface) and lower end 22b (lower surface).
  • the wall portion 21 may have, for example, an elliptical cross section in the horizontal direction.
  • the partition part 31 is, for example, a plate-like member that fixes the cylinder 20 to the tank 10, and has a circular opening 31a in the central part in the horizontal direction.
  • the upper side surface 31b of the dividing portion 31, the inner side of the wall portion 11, and the outer side of the wall portion 21 define a channel R1 (hereinafter also referred to as a first channel R1) through which the water to be treated flows.
  • the lower side surface 31c of the dividing portion 31, the inner side of the wall portion 11, and the inner side of the wall portion 21 define a channel R2 (hereinafter also referred to as a second channel R2) through which the water to be treated flows.
  • the flow path R2 includes a flow path R2a defined by the inside of the wall 21, a flow path R2b defined by the lower surface 31c and the inside of the wall 11, and a flow defined by the inside of the bottom 12. road R2c. That is, the flow path R2b is a flow path positioned below the flow path R2a, and the flow path R2c is a flow path positioned below the flow path R2b.
  • the inflow pipe 41 communicates with the flow path R1, for example, via the inflow port 11a.
  • the outflow pipe 42a, the outflow pipe 42b, and the outflow pipe 42c communicate with the flow path R2 (flow path R2b) via, for example, the outflow port 11b, the outflow port 11c, and the outflow port 11d, respectively. That is, although the details will be described later, the water to be treated that has flowed into the tank 10 from the inflow pipe 41 passes through the flow path R1, the flow path R2a, and the flow path R2b in order, and solid-liquid separation is performed in this passage process. After the solid-liquid separation, the treated water flows out to the outflow pipe 42 directly from the flow path R2b or from the flow path R2c via the flow path R2b, for example.
  • the inflow pipe 41 may be installed, for example, such that its longitudinal direction is along the tangential direction of the horizontal cross section of the tank 10 (wall portion 11). As a result, the inflow pipe 41 allows the water to be treated to flow into the tank 10 while maintaining the flow velocity.
  • each of the outflow pipe 42a, the outflow pipe 42b, and the outflow pipe 42c is, for example, inclined with respect to the horizontal direction with respect to the wall portion 11 (the outflow port 11b, the outflow port 11c, and the outflow port 11d, respectively). communicate.
  • the outflow pipe 42a, the outflow pipe 42b, and the outflow pipe 42c are connected to the openings of the valves 33a, 33b, and 33c (hereinafter collectively referred to simply as the valves 33) provided in the respective outflow pipes 42, respectively. Accordingly, the treated water discharged from the flow path R2 is discharged to the outside.
  • the outflow pipe 42 communicates with the wall portion 11 while being inclined with respect to the horizontal direction, so that the flocs 1 newly formed in the outflow pipe 42 and the flocs 1 not separated in the flow path R2 are processed. It is allowed to separate from the water and settle towards the bottom 12 . Therefore, the mixing and turbidity removing apparatus 100 in the present embodiment, for example, also discharges the flocs 1 formed in the outflow pipe 42 and the flocs 1 not separated in the flow path R2 to the outside from the floc discharge pipe 13. becomes possible. Further, the mixing and turbidity removing apparatus 100 can prevent clogging of the outflow pipe 42 due to accumulation of the flocs 1 in the outflow pipe 42, for example.
  • the sedimentation area of the flocs in the cylinder is equal to the cross-sectional area in the horizontal direction of the cylinder. Therefore, for example, when the inflow of the water to be treated increases tenfold, in the conventional mixing and clarification device, the cross-sectional area of the cylinder also needs to be tenfold, and the manufacturing cost due to the increase in the size of the device. and an increase in installation costs.
  • the mixing and turbidity removal apparatus 100 in the present embodiment has an outflow pipe 42 attached to the wall portion 11 in a state inclined with respect to the horizontal direction, and the outflow pipe 42 also causes the flocs to settle. becomes possible. Therefore, in the mixing and clarification device 100, the floc separation area is increased by the projected area of the outflow pipe 42 (horizontal cross-sectional area of the outflow pipe 42), and the floc sedimentation ability can be increased.
  • the mixing and turbidity removing apparatus 100 it is possible to mix the water to be treated even in the outflow pipe 42. Therefore, in the mixing and turbidity removing apparatus 100, it is possible to sufficiently form the flocs 1 even in the outflow pipe .
  • the outflow pipe 42 is provided with the function of promoting the sedimentation of the flocs 1. Therefore, even when the inflow of the water to be treated increases, the flocs 1 It is possible to suppress an increase in the sedimentation area (horizontal cross-sectional area of the cylinder). Therefore, in the mixing and turbidity removing apparatus 100, the suppression of the sedimentation area eliminates the need to increase the size of the apparatus, making it possible to suppress increases in manufacturing costs and installation costs.
  • the longitudinal direction of the inflow pipe 41 is along the tangential direction in the horizontal cross section of the tank 10, so that the flow velocity in the inflow pipe 41 is maintained while the subject is covered. Treated water is caused to flow into the flow path R1. Therefore, in the mixing and turbidity removing apparatus 100, it is possible to stir the water to be treated without using stirring power. Therefore, in the mixing and turbidity removal apparatus 100, power saving can be achieved.
  • the mixing and turbidity removal apparatus 100 of the present embodiment has a structure in which the flocs 1 are deposited on the bottom portion 12 of the tank 10, there is no need to separately provide a sedimentation tank. Therefore, in the mixing and turbidity removing apparatus 100, it is possible to reduce the installation space.
  • the separation area in the outflow pipe 42 increases as the inclination angle of the outflow pipe 42 with respect to the horizontal direction decreases. Therefore, in order to increase sedimentation separation performance in the outflow pipe 42, it is preferable to make the angle of inclination of the outflow pipe 42 with respect to the horizontal direction as small as possible.
  • the larger the inclination angle of the outflow pipe 42 with respect to the horizontal direction the more easily the flocs 1 settled in the outflow pipe 42 are discharged to the flow path R2c. Therefore, in order to prevent accumulation of flocs 1 in the outflow pipe 42, it is preferable to increase the inclination angle of the outflow pipe 42 with respect to the horizontal direction as much as possible.
  • the inclination angle of the outflow pipe 42 with respect to the horizontal direction is about 60. ° or more (for example, 50° or more).
  • the inclination angle of the outflow pipe 42 with respect to the horizontal direction is about 60 ° (for example , between 50° and 70°).
  • each outflow pipe 42 is reduced within a range where the flocs 1 can be separated, and the wall portion 11 is connected. It is preferable to increase the number of outflow pipes 42 as much as possible.
  • each outflow pipe 42 is made small within the range where the floc 1 can be separated, and the number of the outflow pipes 42 is increased as much as possible. It is possible to increase the floc 1 separation performance in the outflow pipe 42 (increase the retention time of the treated water in the outflow pipe 42) while preventing the deposition of the floc 1.
  • FIGS. 3, 5, 7 and 8 are vertical cross-sectional views (views corresponding to FIG. 1) when the mixing and turbidity removing apparatus 100 is viewed from the front.
  • 4 and 6 are AA cross-sectional views (views corresponding to FIG. 2) of the mixing and turbidity removing apparatus 100.
  • FIG. 1 the illustration of the upper end 21a and the lower end 21b of the cylinder 20 is omitted below.
  • FIGS. 4 and 6 the hatching of the portion of the flow path R1 attached in FIG. 2 is omitted in order to clearly show the arrow shown in the flow path R1.
  • the water to be treated flows into the flow path R1 from the inflow pipe 41 as indicated by the solid line arrow in FIG. Specifically, for example, as shown in FIG. 4, when the longitudinal direction of the inflow pipe 41 is along the tangential direction of the horizontal cross section of the wall portion 11, the water to be treated maintains the flow velocity in the inflow pipe 41. It flows into the flow path R1 as it is.
  • the flow of the water to be treated in the flow path R1 becomes an upward swirling flow. That is, since the partition part 31 is provided at the bottom of the flow path R1, the water to be treated that has flowed into the flow path R1 from the inflow pipe 41 rises while swirling.
  • fine flocs 1 having a small particle size hereinafter also referred to as flocs 1a are formed by agitation of the water to be treated due to the swirling flow.
  • the horizontal width of the flow path R1 is narrower than the horizontal width of the flow path R2.
  • the water to be treated that flows into the flow path R1 from the inflow pipe 41 flows in while the flow velocity in the inflow pipe 41 is maintained. Therefore, the stirring intensity (hereinafter also referred to as G value) due to the flow of the water to be treated is greater than the G value in the flow path R2.
  • the water to be treated (the water to be treated including the flocs 1a) that has risen to the upper end of the channel R1 due to the upward swirling flow in the channel R1 flows over the upper end 21a as indicated by the solid-line arrow in FIG. It flows into the road R2a one by one.
  • the water to be treated flows downward as indicated by the solid line arrows in FIGS.
  • the flow of the water to be treated may be, for example, a downward swirling flow.
  • flocs 1 having a grain size larger than that of the flocs 1a (hereinafter also referred to as flocs 1b) are formed in the process of gravitational sedimentation.
  • the horizontal width of the flow path R2 is wider than the horizontal width of the flow path R1, and the height of the flow path R2 is higher than the height of the flow path R1. Therefore, the residence time of the water to be treated in the flow path R2 (hereinafter also referred to as the T value) is longer than the T value in the flow path R1.
  • the water to be treated flowing from the flow path R1 to the flow path R2 has a smaller swirling flow (the stirring strength becomes weaker) in the course of flowing from the flow path R1 to the flow path R2. Therefore, the G value due to the flow of the water to be treated is smaller than the G value in the flow path R1.
  • the flocs 1b formed in the flow path R2a and the flow path R2b are formed in the flow path R2c, as indicated by the solid line arrows in FIG. 5, in the flow path R2c. ). That is, the flocs 1 of the water to be treated gradually grow in size during the gravitational settling process. The flocs 1c are then deposited at the bottom 12 .
  • the water to be treated in the flow path R2b and the water to be treated that has descended to the flow path R2c flow out through the outflow port 11b, the outflow port 11c, and the outflow port 11d, respectively, as indicated by the solid-line arrows in FIG. It flows out from each of the pipe 42a, the outflow pipe 42b, and the outflow pipe 42c.
  • the flocs 1c deposited on the bottom portion 12 are the flocs 1 having a grain size sufficiently larger than that of the flocs 1a and 1b. Therefore, the floc 1c does not flow into each of the outflow pipe 42a, the outflow pipe 42b, and the outflow pipe 42c.
  • the water to be treated flows toward the outlet 11b, the outlet 11c, and the outlet 11d as indicated by the dashed line arrows in FIG.
  • the floc 1c gravitationally settles toward the bottom 12 .
  • the mixing and turbidity removing apparatus 100 can separate the flocs 1c from the water to be treated.
  • the flocs 1 newly generated along with the flow of the treated water flowing out from the flow path R2c and the flocs 1 not separated in the flow path R2 are collectively referred to as block 1d.
  • the flocs 1d are precipitated and accumulated from each of the outflow pipes 42a, 42b, and 42c to the bottom portion 12 as indicated by the solid line arrows shown in FIG.
  • the GT value which is the product of the G value and the T value in the water to be treated
  • a predetermined threshold value or more it is preferable to adopt a so-called tapered flocculation system.
  • the flocculant is sufficiently stirred with a high stirring intensity (large G value) at the stage when the grain size of floc 1 is small, and at the stage after the grain size of floc 1 becomes large. is a method in which the stirring intensity is weakened (the G value is small).
  • the mixing and turbidity removing apparatus 100 of the present embodiment it is possible to increase the G value in the flow path R1 and to decrease the G value in the flow path R2. Therefore, in the mixing and turbidity removing apparatus 100, it is possible to increase the G value at the stage when the particle size of the flocs 1 is small, and to decrease the G value at the stage after the particle size of the flocs 1 is large.
  • the T value in the flow path R2 can be made larger than the T value in the flow path R1, so the GT value can be secured in each of the flow paths R1 and R2. be possible.
  • the G value near the bottom of the channel R1 is greater than the G value near the upper end of the channel R1. Therefore, in the mixing and turbidity removing apparatus 100, it is possible to form flocs according to the tapered flocculation method even when focusing only on the flow path R1.
  • control device 50 that controls (adjusts) the degree of opening of the valves 33a, 33b, and 33c (hereinafter also referred to as the range of opening regions). Installed.
  • the control device 50 is, for example, a computer device having a CPU (Central Processing Unit) and memory.
  • the control device 50 determines whether or not the turbidity of the water to be treated that has flowed into the mixing and turbidity removal device 100 is equal to or higher than a predetermined threshold (step S1). Specifically, the control device 50 acquires a value indicated by, for example, a turbidity meter (not shown) provided in the inflow pipe 41 . Then, the control device 50 determines whether or not the acquired value is equal to or greater than the threshold.
  • the control device 50 when it is determined that the turbidity is equal to or higher than the threshold, the control device 50, for example, sets the degree of opening of the first number of valves 33 (for example, all valves 33) to a predetermined degree or more (for example, fully open). (step S2).
  • the control device 50 determines that it is necessary to remove turbidity in the treated water in the outflow pipe 42 . Therefore, in this case, the controller 50 reduces the flow velocity of the treated water in the outflow pipe 42 by increasing the number of fully open valves 33 to ensure a longer retention time of the treated water in the outflow pipe 42 . This enables the control device 50 to sufficiently remove suspended matter in the treated water.
  • the control device 50 when it is determined that the turbidity is less than the threshold, the control device 50, for example, only the opening degree of the valve 33 of the second number (for example, a predetermined number) smaller than the first number is a predetermined or more (for example, fully open) (step S3). In other words, in this case, the control device 50 controls, for example, the number of valves 33 corresponding to the difference between the first number and the second number to be fully closed.
  • the control device 50 determines that the necessity of removing turbidity from the treated water in the outflow pipe 42 is low. Therefore, in this case, the control device 50 increases the flow velocity of the treated water in the outflow pipe 42 by reducing the number of fully opened valves 33 to shorten the residence time of the treated water in the outflow pipe 42 . This enables the control device 50 to discharge the flocs 1 accumulated in the outflow pipe 42 to the outside.
  • the valve 33 is opened and closed according to the turbidity of the water to be treated flowing into the mixed turbidity removal apparatus 100, thereby removing turbidity from the treated water. and control for discharging the flocs 1 accumulated in the outflow pipe 42 are switched.
  • the control device 50 can be controlled even when the turbidity of the water to be treated flowing into the mixed turbidity removal device 100 is increased due to, for example, an increase in turbidity of river water or lake water caused by rainfall, snowmelt, or landslides. Even if there is, it becomes possible to sufficiently remove turbidity in the treated water.
  • the control device 50 discharges the flocs 1 accumulated in the outflow pipe 42 instead of removing turbidity in the treated water. This makes it possible to prevent clogging in the outflow pipe 42 .
  • control device 50 when the control device 50 performs control (hereinafter also referred to as open control) so that the degree of opening of the valve 33 becomes a predetermined value or more, the difference in the number of times the open control is performed for each valve 33 is possible.
  • the valves 33 to be controlled to be opened may be determined so as to be as small as possible.
  • the control device 50 may perform control such that, for example, the valves 33 to be controlled to open are rotated among all the valves 33 .
  • control device 50 This allows the control device 50 to evenly discharge the flocs 1 accumulated in the outflow pipes 42 in all the outflow pipes 42 .
  • FIG. 11 is a diagram illustrating the configuration of the pump and control device 60. As shown in FIG.
  • the inflow pipe 41 may be provided with, for example, a first pump P11 that discharges the water to be treated toward the tank 10 (flow path R1). Further, the outflow pipe 42 may be provided with, for example, a second pump P12 for sucking the treated water from the tank 10 (flow path R2). That is, at least one of the first pump P11 and the second pump P12 may be installed.
  • a control device 60 that controls the driving of at least one of the first pump P11 and the second pump P12 may be installed outside the mixing and turbidity removing apparatus 100, for example.
  • the control device 60 is, for example, a computer device having a CPU and memory.
  • the control device 60 is different from the control device 50, but the control device 50 and the control device 60 may be the same device.
  • control device 60 controls the first pump P11 and the second At least one of the pumps P12 is controlled.
  • the mixing and turbidity removing apparatus 100 can control the formation of high-quality flocs with higher accuracy.
  • the mixing and turbidity removal apparatus 100 for example, by installing the first pump P11 downstream of the position where the coagulant is supplied to the water to be treated, it is possible to further increase the G value in the flow path R1. become.
  • the control device 60 may control the G value due to the flow of the water to be treated in the flow path R1 so that the GT value becomes small when the C0 of the water to be treated is large, for example. Further, the control device 60 may control the G value due to the flow of the water to be treated in the flow path R1 so that the GT value increases when the C0 of the water to be treated is small, for example.
  • the flow of the water to be treated is controlled by using each pump
  • the flow of the water to be treated is controlled by using the difference in water level or the like. It may be controlled.
  • the mixed turbidity removal device 100 for example, the mixed turbidity removal device 100 is installed at a position higher than the latter filtration device, and the flow rate provided between the mixed turbidity removal device 100 and the latter filtration device
  • the flow of the water to be treated may be controlled by controlling the regulating valve.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating the outflow pipe 42 in the first modified example. Specifically, FIG. 12A is a front view of the outflow pipe 42 in the first modified example, and FIG. 12B is a top view of the outflow pipe 42 in the first modified example.
  • each of the outflow pipes 42 in the first modified example includes a first pipe 421 and a plurality of second pipes 422 (second pipes 422a, 422b, It has a second pipe 422c and a second pipe 422d).
  • first pipe 421 communicates with the tank 10 (wall portion 11) at one end (hereinafter also referred to as the first end), and via the flange 423 at the other end (hereinafter also referred to as the second end). , communicates with each of the plurality of second pipes 422 .
  • the mixing and turbidity removal apparatus 100 in the first modification for example, when maintenance (for example, cleaning, replacement, etc.) is required in any of the second pipes 422, only the target second pipe 422 can be removed for work and construction. Therefore, in the mixing and turbidity removal apparatus 100, it is possible to reduce the burden on the operator required for maintenance of the outflow pipe .
  • maintenance for example, cleaning, replacement, etc.
  • the total inner diameter of the plurality of second pipes 422 may be smaller than the inner diameter of the first pipe 421 .
  • four second pipes 422 (second pipe 422a, second pipe 422b, second pipe 422c, and second pipe 422d) communicate with the first pipe 421.
  • the number of second pipes 422 other than four may communicate with the first pipe 421 .
  • FIG. 13 and 14 are diagrams illustrating the outflow pipe 42 in the second modified example.
  • FIG. 13 is a front view of the outflow pipe 42 in the second modified example
  • FIG. 14 is a top view of the outflow pipe 42 in the second modified example.
  • 14A shows a communication state of the first pipe 421 and the second pipe 422 corresponding to the state of FIG. 14(B) is a diagram showing a communication state of the first pipe 421 and the second pipe 422 corresponding to the state of FIG. 13(B).
  • the second pipe 422b and the second pipe 422c are omitted
  • FIG. 14(B) the second pipe 422a, the second pipe 422b and the second pipe 422d are shown. omitted.
  • Each of the outflow pipes 42 in the second modified example includes a first pipe 421 and a plurality of second pipes 422 (a second pipe 422a, a second pipe 422b, a second pipe 422c, a second 2 piping 422d).
  • the first pipe 421 communicates with the tank 10 at the first end and communicates with each of the plurality of second pipes 422 via the flange 423a at the second end. communicate.
  • the first pipe 421 is provided with, for example, a flange 423b, a flange 423c, and a flange 423d in addition to the flange 423a, unlike the first modification.
  • the first pipe 421 is provided with a valve 331 (hereinafter also referred to as the first valve 331) and a valve 332 (hereinafter also referred to as the second valve 332) as the valves 33.
  • the first pipe 421 is provided with, for example, a valve 331 between the flanges 423a and 423b, and a valve 332 between the flanges 423c and 423d.
  • the valves 331 and 332 are also called gate valves. It should be noted that the valves 331 and 332 shown in FIGS. 13 and 14 are schematically shown, and various gate valves can be employed.
  • Each of the valves 331 and 332 is movable (slidable) in the cross-sectional direction of the outflow pipe 42 (perpendicular to the extending direction of the outflow pipe 42), as indicated by the solid-line arrows in FIG. ).
  • each of the valves 331 and 332 may, for example, move in the same direction by the same length. That is, the spacing of regions 333 (hereinafter also referred to as openings 333) between valves 331 and 332 shown in FIG. 14 may be constant.
  • valve 331 when the valve 331 is in the state shown in FIG. 13A, communication between the first pipe 421 and the second pipe 422b (see FIG. 12B) is ) is shut off by valve 331 .
  • valve 332 when the valve 332 is in the state shown in FIG. 13A, communication between the first pipe 421 and the second pipe 422c (see FIG. 12B) is ) is shut off by valve 332 .
  • the second pipe 422a and the first pipe 421 and the second pipe 422d and the first pipe 421 are in communication. is in a state of
  • valve 331 when the valve 331 is in the state shown in FIG. 13B, between the first pipe 421 and the second pipe 422a (see FIG. 12B) 2 pipe 422b (see FIG. 12(B)) and between the first pipe 421 and the second pipe 422d (see FIG. 12(B)), as shown in FIG. 14(B) , is shut off by valve 331 .
  • FIGS. 13A and 14B only the second pipe 422c and the first pipe 421 are in communication.
  • the control device 50 can appropriately change the second pipe 422 communicating with the first pipe 421 by, for example, moving the valves 331 and 332 . Therefore, the control device 50 can appropriately change the second pipe 422 through which the flocs 1 accumulated in the outflow pipe 42 are discharged. Therefore, in the mixing and turbidity removal apparatus 100 in the second modification, the flocs 1 accumulated in the outflow pipes 42 are uniformly discharged in all the outflow pipes 42 without providing a valve in each of the second pipes 422. becomes possible.
  • the mixing and turbidity removal apparatus 100 in the second modification since it is not necessary to provide a valve for each of the second pipes 422, the installation area for these valves is eliminated. Therefore, in the mixed turbidity removal apparatus 100 in the second modification, it is possible to increase the number of the second pipes 422 that communicate with the first pipes 421 . Therefore, in the mixed clarification device 100, even when the second pipe 422 is used as the outflow pipe 42, it is possible to suppress the decrease in the outflow amount of the treated water in the outflow pipe 42.

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Abstract

底部を有する略円筒形状の槽と、前記槽の側壁内側に設けられ、前記槽内を上部及び下部に区画する区画部と、を備え、前記区画部は、円状の開口部を有し、更に、軸方向が前記槽と略一致するように前記区画部の上側に設けられ、上端が開口するとともに下端が前記開口部と連通することにより、前記上部及び前記下部を連通する筒と、被処理水が流入する流入配管と、処理水が流出する流出配管と、を備え、前記流入配管は、前記槽の側壁内側と前記筒の側壁外側と前記区画部とにより区画される流路と連通し、前記流出配管は、水平方向に対して傾斜した状態で前記槽と連通する。

Description

混和除濁装置及び混和除濁装置におけるフロック形成方法
　本発明は、混和除濁装置及び混和除濁装置におけるフロック形成方法に関する。
　例えば、浄水場では、河川水や井戸水等の原水（以下、被処理水とも呼ぶ）に含まれる浮遊物（ＳＳ：Ｓｕｓｐｅｎｄｅｄ　Ｓｏｌｉｄｓ）を除去する浄水設備が用いられる。具体的に、このような浄水設備では、例えば、被処理水に凝集剤を混合することにより、被処理水に含まれる浮遊物を凝集させて沈殿除去する。これにより、浄水場では、例えば、被処理水から安全な生活用水の生成を行うことが可能になる（特許文献１を参照）。
特開２０１４－０４２８６０号公報
　上記のような浄水設備は、例えば、被処理水の膜濾過処理を行う濾過装置の前段において、凝集剤と被処理水とを撹拌する槽（以下、撹拌池とも呼ぶ）と、浮遊物を凝集させることによってフロックを形成する槽（以下、フロック形成池とも呼ぶ）と、形成したフロックを沈殿させて被処理水から分離する槽（以下、沈殿池とも呼ぶ）とを有する。これにより、浄水設備では、濾過装置に送られる被処理水の濁度を低下させることが可能になる。そのため、浄水装置では、濾過装置における固形物負担を抑えることが可能になり、例えば、濾過膜の洗浄周期を短くすることが可能になる。
　ここで、上記のような浄水設備における各装置の寸法は、被処理水の流入量に応じて決定される。そのため、上記のような浄水設備では、被処理水の流入量が多い場合であっても、装置寸法の増大を抑制することが望まれている。
　上記のような装置寸法の増大の抑制を達成するため、実施の形態の一態様における混和除濁装置は、底部を有する略円筒形状の槽と、前記槽の側壁内側に設けられ、前記槽内を上部及び下部に区画する区画部と、を備え、前記区画部は、円状の開口部を有し、更に、軸方向が前記槽と略一致するように前記区画部の上側に設けられ、上端が開口するとともに下端が前記開口部と連通することにより、前記上部及び前記下部を連通する筒と、被処理水が流入する流入配管と、処理水が流出する流出配管と、を備え、前記流入配管は、前記槽の側壁内側と前記筒の側壁外側と前記区画部とにより区画された流路と連通し、前記流出配管は、水平方向に対して傾斜した状態で前記槽と連通する。
　一つの側面によれば、装置寸法の増大を抑制することが可能になる。
図１は、第１の実施の形態における混和除濁装置１００の構成図である。 図２は、第１の実施の形態における混和除濁装置１００の構成図である。 図３は、フロック１の形成について説明する図である。 図４は、フロック１の形成について説明する図である。 図５は、フロック１の形成について説明する図である。 図６は、フロック１の形成について説明する図である。 図７は、フロック１の形成について説明する図である。 図８は、フロック１の形成について説明する図である。 図９は、流出配管４２における処理水の流動制御について説明する図である。 図１０は、流出配管４２における処理水の流動制御について説明する図である。 図１１は、ポンプ及び制御装置６０の構成について説明する図である。 図１２は、第１変形例における流出配管４２について説明する図である。 図１３は、第２変形例における流出配管４２について説明する図である。 図１４は、第２変形例における流出配管４２について説明する図である。
　以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。しかしながら、かかる実施の形態例が、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
　［第１の実施の形態における混和除濁装置１００］
　図１及び図２は、第１の実施の形態における混和除濁装置１００の構成図である。混和除濁装置１００において、フロック１を形成する槽１０から処理済みの処理水を排出する流出配管４２にフロックの沈降促進機能を持たせることで、装置寸法の増大を抑制する。以下、図１及び図２等を参照しながら混和除濁装置１００について説明する。具体的に、図１は、混和除濁装置１００を正面視した場合における垂直断面図である。また、図２は、混和除濁装置１００のＡ－Ａ断面図である。
　混和除濁装置１００は、図１及び図２に示すように、例えば、底部１２を有する略円筒形状の槽１０と、槽１０の壁部１１（以下、側壁１１とも呼ぶ）の内側に設けられ、槽１０の内部を上部１０ａ及び下部１０ｂに区画する区画部３１とを有する。
　また、混和除濁装置１００は、図１及び図２に示すように、例えば、軸方向が槽１０と略一致するように区画部３１の上側に設けられ、上端２１ａが開口するとともに下端２１ｂが開口部３１ａと連通することにより、上部１０ａと下部１０ｂとを連通する略円筒形状の筒２０を有する。なお、槽１０の軸方向は、筒２０の軸方向と一致するものであってもよいし、筒２０の軸方向に対して所定の角度（例えば、５度未満の角度）だけ傾いているものであってもよい。
　また、混和除濁装置１００は、図１及び図２に示すように、撹拌池（図示せず）から被処理水（凝集剤が添加された被処理水）が流入する流入配管４１と、混和除濁装置１００において固液分離が行われた後の処理水（以下、単に処理水とも呼ぶ）が流出する流出配管４２ａ、流出配管４２ｂ及び流出配管４２ｃ（以下、これらを総称して単に流出配管４２とも呼ぶ）とを有する。以下、３本の流出配管４２が混和除濁装置１００に設けられている場合について説明を行うが、混和除濁装置１００には、これ以外の本数の流出配管４２が設けられるものであってもよい。
　槽１０は、例えば、水平方向の断面が円形形状である壁部１１と、壁部１１の下方向において壁部１１と一体となって成形された底部１２と、底部１２の下端部と連通するフロック排出管１３とを有する。なお、壁部１１は、例えば、水平方向の断面が楕円形状であるものであってもよい。
　壁部１１には、例えば、流入配管４１と連通する流入口１１ａと、流出配管４２ａと連通する流出口１１ｂと、流出配管４２ｂと連通する流出口１１ｃと、流出配管４２ｃと連通する流出口１１ｄとのそれぞれが設けられる。
　底部１２は、例えば、下方向に向かって先が細くなるテーパー形状を有している。そして、底部１２には、例えば、壁部１１の内側において形成されたフロック１が堆積される。
　フロック排出管１３は、例えば、底部１２に堆積されたフロック１を外部に排出する。具体的に、フロック排出管１３は、弁３２（バルブ）が開口されたことに応じて、底部１２に堆積されたフロック１を外部に排出する。
　ここで、壁部１１の上面（図示せず）は、密閉されていることが好ましい。すなわち、槽１０は、例えば、流入口１１ａ及び流出口１１ｂ以外が密閉されていることが好ましい。これにより、槽１０では、後述するように、流入配管４１から流入した被処理水を流出配管４２から流出させることが可能になる。
　筒２０は、例えば、水平方向の断面が円形形状であって、上端２１ａ（上面）及び下端２２ｂ（下面）が開放する壁部２１（以下、側壁２１とも呼ぶ）を有する。なお、壁部２１は、例えば、水平方向の断面が楕円形状であるものであってもよい。
　区画部３１は、例えば、筒２０を槽１０に対して固定する板状部材であり、水平方向における中央部分において円状の開口部３１ａを有する。
　そして、区画部３１の上側面３１ｂ、壁部１１の内側及び壁部２１の外側は、被処理水が流動する流路Ｒ１（以下、第１流路Ｒ１とも呼ぶ）を区画する。
　また、区画部３１の下側面３１ｃ、壁部１１の内側及び壁部２１の内側は、被処理水が流動する流路Ｒ２（以下、第２流路Ｒ２とも呼ぶ）を区画する。具体的に、流路Ｒ２は、壁部２１の内側によって区画される流路Ｒ２ａと、下側面３１ｃ及び壁部１１の内側によって区画される流路Ｒ２ｂと、底部１２の内側によって区画される流路Ｒ２ｃとを含む。すなわち、流路Ｒ２ｂは、流路Ｒ２ａの下側に位置する流路であり、流路Ｒ２ｃは、流路Ｒ２ｂの下側に位置する流路である。
　流入配管４１は、例えば、流入口１１ａを介して流路Ｒ１と連通する。また、流出配管４２ａ、流出配管４２ｂ及び流出配管４２ｃのそれぞれは、例えば、流出口１１ｂ、流出口１１ｃ及び流出口１１ｄのそれぞれを介して流路Ｒ２（流路Ｒ２ｂ）と連通する。すなわち、詳細については後述するが、流入配管４１から槽１０に流入した被処理水は、流路Ｒ１、流路Ｒ２ａ及び流路Ｒ２ｂを順に通過し、この通過過程において固液分離が行われる。そして、固液分離が行われた後の処理水は、例えば、流路Ｒ２ｂから直接、または、流路Ｒ２ｃから流路Ｒ２ｂを経由して流出配管４２に流出する。
　ここで、流入配管４１は、図２に示すように、例えば、長手方向が槽１０（壁部１１）の水平断面における接線方向に沿うように設置されるものであってよい。これにより、流入配管４１は、流速を維持した状態で被処理水を槽１０に流入させることが可能になる。
　図１に戻り、流出配管４２ａ、流出配管４２ｂ及び流出配管４２ｃのそれぞれは、例えば、水平方向に対して傾斜した状態で壁部１１（流出口１１ｂ、流出口１１ｃ及び流出口１１ｄのそれぞれ）と連通する。そして、流出配管４２ａ、流出配管４２ｂ及び流出配管４２ｃのそれぞれは、各流出配管４２に設けられた弁３３ａ、弁３３ｂ及び弁３３ｃ（以下、これらを総称して単に弁３３とも呼ぶ）の開口に応じて、流路Ｒ２から排出された処理水を外部に排出する。
　すなわち、流出配管４２は、水平方向に対して傾斜した状態で壁部１１と連通することで、流出配管４２内において新たに形成されたフロック１や流路Ｒ２において分離されなかったフロック１を処理水から分離して、底部１２に向けて沈降させることが可能になる。そのため、本実施の形態における混和除濁装置１００は、例えば、流出配管４２内において形成されたフロック１や流路Ｒ２において分離されなかったフロック１についても、フロック排出管１３から外部に排出することが可能になる。また、混和除濁装置１００は、例えば、フロック１が流出配管４２内に堆積することによる流出配管４２の閉塞を防止することが可能になる。
　ここで、例えば、筒におけるフロックの沈降面積は、筒の水平方向における断面積と等しい。そのため、例えば、被処理水の流入量が１０倍に増加する場合、従来の混和除濁装置では、筒の断面積についても１０倍の大きさにする必要があり、装置寸法の増大による製造コストや設置コストの増加が発生する。
　これに対し、本実施の形態における混和除濁装置１００は、水平方向に対して傾斜した状態で壁部１１に取り付けられた流出配管４２を有しており、流出配管４２においてもフロックを沈降させることが可能になる。そのため、混和除濁装置１００では、流出配管４２の投影面積（流出配管４２の水平方向における断面積）分のフロック分離面積が増加し、フロックの沈降能力の増大を図ることが可能になる。
　さらに、混和除濁装置１００では、流出配管４２内においても被処理水の混和を行うことが可能になる。そのため、混和除濁装置１００では、流出配管４２内においてもフロック１の形成を十分に行うことが可能になる。
　このように、本実施の形態における混和除濁装置１００では、流出配管４２にフロック１の沈降促進機能を持たせることで、被処理水の流入量が増加する場合であっても、フロック１の沈降面積（筒の水平方向における断面積）の増大を抑制することが可能になる。そのため、混和除濁装置１００では、この沈降面積の増大抑制により、装置寸法を大きくする必要がなくなり、製造コストや設置コストの増加を抑制することが可能になる。
　さらに、本実施の形態における混和除濁装置１００では、例えば、流入配管４１の長手方向が槽１０の水平断面における接線方向に沿うことによって、流入配管４１内における流速を維持したままの状態で被処理水を流路Ｒ１に流入させる。そのため、混和除濁装置１００では、撹拌動力を用いることなく、被処理水の撹拌を行うことが可能になる。したがって、混和除濁装置１００では、省電力化を図ることが可能になる。
　また、本実施の形態における混和除濁装置１００では、槽１０の底部１２においてフロック１を堆積させる構造を有することで、沈殿池を別途設ける必要がなくなる。そのため、混和除濁装置１００では、設置スペースを抑制することが可能になる。
　なお、流出配管４２内における分離面積は、流出配管４２の水平方向に対する傾斜角が小さいほど大きくなる。そのため、流出配管４２内における沈降分離性能を増大するためには、流出配管４２の水平方向に対する傾斜角を可能な限り小さくすることが好ましい。これに対し、流出配管４２内に沈降したフロック１は、流出配管４２の水平方向に対する傾斜角が大きいほど、流路Ｒ２ｃへと排出されやすくなる。そのため、流出配管４２内におけるフロック１の蓄積を防止するには、流出配管４２の水平方向に対する傾斜角を可能な限り大きくすることが好ましい。
　したがって、流出配管４２内におけるフロック１の分離性能よりも流出配管４２内におけるフロック１の沈積防止を優先させる場合、混和除濁装置１００では、例えば、流出配管４２の水平方向に対する傾斜角を約６０°以上（例えば、５０°以上）とするものであってよい。また、流出配管４２内におけるフロック１の分離性能とフロック１の沈積防止とのバランスを重視する場合、混和除濁装置１００では、例えば、流出配管４２の水平方向に対する傾斜角を約６０°（例えば、５０°から７０°までの間）とするものであってよい。
　ここで、流出配管４２内における分離面積を増加させるためには、混和除濁装置１００において、各流出配管４２の内径をフロック１の分離が可能な範囲において小さくするとともに、壁部１１と連通する流出配管４２の本数を可能な限り多くすることが好ましい。
　そのため、混和除濁装置１００では、例えば、各流出配管４２の内径をフロック１の分離が可能な範囲で小さくするとともに、流出配管４２の本数を可能な限り多くすることで、流出配管４２内におけるフロック１の沈積を防止しながら、流出配管４２内におけるフロック１の分離性能を増大する（流出配管４２内における処理水の滞留時間を長くする）ことが可能になる。
　［フロック１の形成］
　次に、混和除濁装置１００におけるフロック１の形成について説明を行う。図３から図８は、フロック１の形成について説明する図である。具体的に、図３、図５、図７及び図８は、混和除濁装置１００を正面視した場合における垂直断面図（図１に対応する図）である。また、図４及び図６は、混和除濁装置１００のＡ－Ａ断面図（図２に対応する図）である。なお、以下、筒２０における上端２１ａ及び下端２１ｂの図示を省略する。また、図４及び図６においては、流路Ｒ１内に図示した矢印を分かりやすく示すため、図２で付した流路Ｒ１の部分のハッチングを省略する。
　初めに、被処理水は、図３の実線矢印に示すように、流入配管４１から流路Ｒ１に対して流入する。具体的に、例えば、図４に示すように、流入配管４１の長手方向が壁部１１の水平断面における接線方向に沿っている場合、被処理水は、流入配管４１内における流速が維持されたままの状態で流路Ｒ１に流入する。
　次に、図３及び図４の実線矢印に示すように、流路Ｒ１における被処理水の流れは、上方向に向けた旋回流になる。すなわち、流路Ｒ１の底部に区画部３１が設けられているため、流入配管４１から流路Ｒ１に流入した被処理水は、旋回しながら上昇する。そして、流路Ｒ１では、図３に示すように、被処理水の旋回流による撹拌によって、粒形の小さい微小なフロック１（以下、フロック１ａとも呼ぶ）が形成される。
　ここで、図３及び図４に示す例では、流路Ｒ１の水平方向の幅が流路Ｒ２の水平方向の幅よりも狭い。また、流入配管４１から流路Ｒ１に流入する被処理水は、流入配管４１内における流速が維持された状態で流入する。そのため、被処理水の流動による撹拌強度（以下、Ｇ値とも呼ぶ）は、流路Ｒ２におけるＧ値よりも大きくなる。
　次に、流路Ｒ１における上向きの旋回流によって流路Ｒ１の上端まで上昇した被処理水（フロック１ａを含む被処理水）は、図５の実線矢印に示すように、上端２１ａを越えて流路Ｒ２ａに順次流れ込む。そして、流路Ｒ２ａでは、図５及び図６の実線矢印に示すように、被処理水の流れが下方向になる。この被処理水の流れは、例えば、下方向に向けた旋回流になる場合もある。さらに、流路Ｒ２ａ及び流路Ｒ２ｂでは、図５に示すように、重力沈降の過程でフロック１ａよりも粒形の大きいフロック１（以下、フロック１ｂとも呼ぶ）が形成される。
　なお、図５及び図６に示す例では、流路Ｒ２の水平方向の幅が流路Ｒ１の水平方向の幅よりも広く、流路Ｒ２の高さが流路Ｒ１の高さよりも高い。そのため、流路Ｒ２における被処理水の滞留時間（以下、Ｔ値とも呼ぶ）は、流路Ｒ１におけるＴ値よりも長くなる。また、流路Ｒ１から流路Ｒ２に流入する被処理水は、流路Ｒ１から流路Ｒ２に流れる過程で旋回流が小さくなる（撹拌強度が弱くなる）。そのため、被処理水の流動によるＧ値は、流路Ｒ１におけるＧ値よりも小さくなる。特に、流路Ｒ２における被処理水の垂直方向における流れの向き（下向流）は、流路Ｒ１における流れの向き（上向流）と逆方向であるため、流路Ｒ２では、被処理水の流動によるＧ値が小さくなる。
　さらに、被処理水が流路Ｒ２ｃまで下降した場合、旋回流がより小さくなるため、被処理水の流動によるＧ値がさらに小さくなる。
　次に、流路Ｒ２ａ及び流路Ｒ２ｂにおいて形成されたフロック１ｂは、図５の実線矢印に示すように、流路Ｒ２ｃにおいて、フロック１ｂよりも粒形の大きいフロック１（以下、フロック１ｃとも呼ぶ）に成長する。すなわち、被処理水のフロック１は、重力沈降する過程で徐々に大きくなる。そして、フロック１ｃは、底部１２において堆積される。
　続いて、流路Ｒ２ｂにおける被処理水や流路Ｒ２ｃまで下降した被処理水は、図７の実線矢印に示すように、流出口１１ｂ、流出口１１ｃ及び流出口１１ｄのそれぞれを介して、流出配管４２ａ、流出配管４２ｂ及び流出配管４２ｃのそれぞれから流出する。
　ここで、底部１２に堆積されるフロック１ｃは、フロック１ａやフロック１ｂよりも粒形が十分に大きいフロック１である。そのため、フロック１ｃは、流出配管４２ａ、流出配管４２ｂ及び流出配管４２ｃのそれぞれに流れ込まない。
　すなわち、流路Ｒ２ｂ及び流路Ｒ２ｃでは、図７の一点鎖線矢印に示すように、被処理水が流出口１１ｂ、流出口１１ｃ及び流出口１１ｄに向けて流入する一方、図７の二点鎖線矢印に示すように、フロック１ｃが底部１２に向けて重力沈降する。言い換えれば、流路Ｒ２ｂ及び流路Ｒ２ｃでは、フロック１ｃが被処理水の流れ（軌道）から外れることにより、被処理水とフロック１ｃとが分離する。したがって、混和除濁装置１００は、被処理水からフロック１ｃを分離することが可能になる。
　その後、流出配管４２ａ、流出配管４２ｂ及び流出配管４２ｃでは、流路Ｒ２ｃから流出した処理水の流動に伴って新たに生成されたフロック１や流路Ｒ２において分離されなかったフロック１（以下、これらを総称してフロック１ｄとも呼ぶ）の分離が行われる。そして、フロック１ｄは、図８に示す実線矢印のように、流出配管４２ａ、流出配管４２ｂ及び流出配管４２ｃのそれぞれから底部１２まで沈殿して堆積される。
　なお、良質なフロック１を形成するためには、一般的に、被処理水におけるＧ値とＴ値との積であるＧＴ値を所定の閾値以上にする必要がある。さらに、水流の剪断作用によってフロック１が破壊されることを防止するため、いわゆるテーパード・フロキュレーション方式を採用することが好ましい。このテーパード・フロキュレーション方式は、フロック１の粒形が小さい段階においては強い撹拌強度で凝集剤を十分に撹拌し（Ｇ値が大）、フロック１の粒形が大きくなった後の段階においては撹拌強度を弱める（Ｇ値が小）方式である。
　この点、本実施の形態における混和除濁装置１００では、流路Ｒ１におけるＧ値を大きくすることが可能であるとともに、流路Ｒ２におけるＧ値を小さくすることも可能である。そのため、混和除濁装置１００では、フロック１の粒形が小さい段階におけるＧ値を大きくするとともに、フロック１の粒形が大きくなった後の段階におけるＧ値を小さくすることが可能になる。また、混和除濁装置１００では、流路Ｒ２におけるＴ値を流路Ｒ１におけるＴ値よりも大きくすることが可能であるため、流路Ｒ１及び流路Ｒ２のそれぞれにおいてＧＴ値を確保することが可能になる。
　また、本実施の形態における混和除濁装置１００では、流路Ｒ１の底部近傍（区画部３１の近傍）におけるＧ値が、流路Ｒ１の上端近傍におけるＧ値よりも大きい。そのため、混和除濁装置１００では、流路Ｒ１のみに着目した場合においても、テーパード・フロキュレーション方式に従ったフロック形成を行うことが可能になる。
　［流出配管４２における処理水の流動制御］
　次に、流出配管４２における処理水の流動制御について説明を行う。図９及び図１０は、流出配管４２における処理水の流動制御について説明する図である。
　混和除濁装置１００の外部には、図９に示すように、例えば、弁３３ａ、弁３３ｂ及び弁３３ｃの開度（以下、開口領域の範囲とも呼ぶ）を制御（調整）する制御装置５０が設置される。制御装置５０は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）やメモリを有するコンピューター装置である。
　制御装置５０は、図１０に示すように、例えば、混和除濁装置１００に流入した被処理水の濁度が予め定められた閾値以上であるか否かについて判定を行う（ステップＳ１）。具体的に、制御装置５０は、例えば、流入配管４１に設けられた濁度計（図示せず）が指し示す値を取得する。そして、制御装置５０は、取得した値が閾値以上であるか否かについて判定を行う。
　その結果、濁度が閾値以上であると判定した場合、制御装置５０は、例えば、第１数の弁３３（例えば、全ての弁３３）の開度が所定以上（例えば、全開）になるように制御を行う（ステップＳ２）。
　すなわち、濁度が閾値以上である場合、制御装置５０は、流出配管４２において処理水における濁質を除去する必要があると判定する。そのため、制御装置５０は、この場合、開度が全開の弁３３を増やすことによって、流出配管４２内における処理水の流速を抑え、流出配管４２内における処理水の滞留時間を長く確保する。これにより、制御装置５０は、処理水における濁質を十分に除去することが可能になる。
　一方、濁度が閾値未満であると判定した場合、制御装置５０は、例えば、第１数よりも少ない第２数（例えば、予め定められた所定数）の弁３３の開度のみが所定以上（例えば、全開）になるように制御を行う（ステップＳ３）。言い換えれば、制御装置５０は、この場合、例えば、第１数と第２数との差に対応する数の弁３３の開度が全閉になるように制御を行う。
　すなわち、濁度が閾値未満である場合、制御装置５０は、流出配管４２において処理水の濁質の除去を行う必要性が低いと判定する。そのため、制御装置５０は、この場合、開度が全開の弁３３を減らすことによって、流出配管４２内における処理水の流速を上げて、流出配管４２内における処理水の滞留時間を短くする。これにより、制御装置５０は、流出配管４２内に堆積されたフロック１を外部に排出することが可能になる。
　このように、本実施の形態における混和除濁装置１００では、混和除濁装置１００に流入する被処理水の濁度に応じて、弁３３の開閉を行うことにより、処理水における濁質の除去を行う制御と流出配管４２内に堆積されたフロック１の排出を行う制御との切り換えを行う。
　これにより、制御装置５０は、例えば、降雨、融雪または土砂崩れに起因する河川水や湖沼水の濁度の上昇等によって、混和除濁装置１００に流入する被処理水の濁度が上昇した場合であっても、処理水における濁質の除去を十分に行うことが可能になる。また、制御装置５０は、例えば、混和除濁装置１００に流入する被処理水の濁度が低い場合、処理水における濁質の除去に代えて流出配管４２内に堆積されたフロック１の排出を行うことが可能になり、流出配管４２内における閉塞の発生を防止することが可能になる。
　なお、制御装置５０は、例えば、弁３３の開度が所定以上になるように制御（以下、開制御とも呼ぶ）を行う場合、各弁３３について開制御が行われた回数の差が可能な限り小さくなるように、開制御を行う弁３３の決定を行うものであってもよい。具体的に、制御装置５０は、例えば、開制御が行われる弁３３が全ての弁３３の間でローテーションするように制御を行うものであってもよい。
　これにより、制御装置５０は、流出配管４２内に堆積されたフロック１の排出を全ての流出配管４２において均等に行うことが可能になる。
　［ポンプによる被処理水の流動の制御］
　次に、ポンプによる被処理水の流動の制御について説明を行う。図１１は、ポンプ及び制御装置６０の構成について説明する図である。
　図１１に示すように、流入配管４１には、例えば、被処理水を槽１０（流路Ｒ１）に向けて吐出する第１ポンプＰ１１が設置されるものであってもよい。また、流出配管４２には、例えば、処理水を槽１０（流路Ｒ２）から吸引する第２ポンプＰ１２が設置されるものであってもよい。すなわち、第１ポンプＰ１１、第２ポンプＰ１２の少なくとも１つが設置されるものであってもよい。
　さらに、混和除濁装置１００の外部には、例えば、第１ポンプＰ１１及び第２ポンプＰ１２のうちの少なくともいずれかの駆動を制御する制御装置６０が設置されるものであってもよい。制御装置６０は、制御装置５０と同様に、例えば、ＣＰＵやメモリを有するコンピューター装置である。なお、以下、制御装置６０が制御装置５０と異なるものとして説明を行うが、制御装置５０と制御装置６０とは同一の装置であってもよい。
　具体的に、制御装置６０は、例えば、流路Ｒ１における被処理水の流動によるＧ値が流路Ｒ２における被処理水の流動によるＧ値よりも大きくなるように、第１ポンプＰ１１及び第２ポンプＰ１２のうちの少なくともいずれかを制御する。
　これにより、混和除濁装置１００では、良質なフロックの形成をより精度良く制御することが可能になる。特に、混和除濁装置１００では、例えば、被処理水に対して凝集剤を供給する位置の下流側に第１ポンプＰ１１を設置することで、流路Ｒ１におけるＧ値をより大きくすることが可能になる。
　なお、一般的に、被処理水におけるフロックの濃度（以下、Ｃ０とも呼ぶ）が大きい場合、ＧＴ値が小さい場合であっても良質なフロックを形成することが可能である。そのため、制御装置６０は、例えば、被処理水におけるＣ０が大きい場合、ＧＴ値が小さくなるように、流路Ｒ１における被処理水の流動によるＧ値を制御するものであってもよい。また、制御装置６０は、例えば、被処理水におけるＣ０が小さい場合、ＧＴ値が大きくなるように、流路Ｒ１における被処理水の流動によるＧ値を制御するものであってもよい。
　また、上記の例では、各ポンプを用いることによって被処理水の流動を制御する場合について説明を行ったが、混和除濁装置１００では、水位差等を利用することによって被処理水の流動を制御するものであってもよい。具体的に、混和除濁装置１００では、例えば、混和除濁装置１００を後段の濾過装置よりも高い位置に設置するとともに、混和除濁装置１００と後段の濾過装置との間に設けられた流量調整弁を制御することによって、被処理水の流動を制御するものであってもよい。
　［流出配管４２の変形例（１）］
　次に、第１変形例における流出配管４２について説明を行う。図１２は、第１変形例における流出配管４２について説明する図である。具体的に、図１２（Ａ）は、第１変形例における流出配管４２の正面図であり、図１２（Ｂ）は、第１変形例における流出配管４２の上面図である。
　第１変形例における流出配管４２のそれぞれは、図１２（Ａ）及び図１２（Ｂ）に示すように、第１配管４２１と複数の第２配管４２２（第２配管４２２ａ、第２配管４２２ｂ、第２配管４２２ｃ、第２配管４２２ｄ）とを有する。具体的に、第１配管４２１は、例えば、一端（以下、第１端とも呼ぶ）において槽１０（壁部１１）と連通し、他端（以下、第２端とも呼ぶ）においてフランジ４２３を介して複数の第２配管４２２のそれぞれと連通する。
　これにより、第１変形例における混和除濁装置１００では、例えば、第２配管４２２のうちのいずれかにおいてメンテナンス（例えば、清掃や取り換え等）が必要になった場合、対象の第２配管４２２のみを取り外して作業や施工を行うことが可能になる。そのため、混和除濁装置１００では、流出配管４２のメンテナンスに要する作業者の負担を抑制することが可能になる。
　なお、複数の第２配管４２２の内径の合計は、第１配管４２１の内径よりも小さいものであってよい。また、図１２（Ｂ）に示す例では、第１配管４２１に対して４本の第２配管４２２（第２配管４２２ａ、第２配管４２２ｂ、第２配管４２２ｃ、第２配管４２２ｄ）が連通しているが、第１配管４２１には、４本以外の本数の第２配管４２２が連通するものであってもよい。
　［流出配管４２の変形例（２）］
　次に、第２変形例における流出配管４２について説明を行う。図１３及び図１４は、第２変形例における流出配管４２について説明する図である。具体的に、図１３は、第２変形例における流出配管４２の正面図であり、図１４は、第２変形例における流出配管４２の上面図である。なお、図１４（Ａ）は、図１３（Ａ）の状態に対応する、第１配管４２１と第２配管４２２の連通状態（換言すれば、流出配管４２の水平断面における処理水が流れる範囲）を示す図であり、図１４（Ｂ）は、図１３（Ｂ）の状態に対応する、第１配管４２１と第２配管４２２の連通状態を示す図である。また、図１４（Ａ）では、第２配管４２２ｂ及び第２配管４２２ｃの表記を省略しており、図１４（Ｂ）では、第２配管４２２ａ、第２配管４２２ｂ及び第２配管４２２ｄの表記を省略している。
　第２変形例における流出配管４２のそれぞれは、第１変形例における場合と同様に、第１配管４２１と複数の第２配管４２２（第２配管４２２ａ、第２配管４２２ｂ、第２配管４２２ｃ、第２配管４２２ｄ）とを有する。具体的に、第１配管４２１は、図１３（Ａ）に示すように、例えば、第１端において槽１０と連通し、第２端においてフランジ４２３ａを介して複数の第２配管４２２のそれぞれと連通する。そして、第１配管４２１には、第１変形例における場合と異なり、例えば、フランジ４２３ａに加え、フランジ４２３ｂ、フランジ４２３ｃ及びフランジ４２３ｄが設けられている。
　また、第１配管４２１には、弁３３として弁３３１（以下、第１弁３３１とも呼ぶ）及び弁３３２（以下、第２弁３３２とも呼ぶ）が設けられている。具体的に、第１配管４２１には、例えば、フランジ４２３ａとフランジ４２３ｂとの間において弁３３１が設けられ、フランジ４２３ｃとフランジ４２３ｄとの間において弁３３２が設けられている。弁３３１及び弁３３２は、仕切弁（ゲート弁）とも呼ばれる。なお、図１３及び図１４で図示した弁３３１及び弁３３２は、模式的に図示したものであり、各種仕切弁を採用することが可能である。
　そして、弁３３１及び弁３３２のそれぞれは、図１３（Ａ）の実線矢印に示すように、流出配管４２の断面方向（流出配管４２の延伸方向に対する垂直方向）に向けて移動可能（摺動可能）である。
　なお、弁３３１及び弁３３２のそれぞれは、例えば、同一の方向に向けて同一の長さだけ移動するものであってよい。すなわち、図１４に示す弁３３１及び弁３３２の間の領域３３３（以下、開口部３３３とも呼ぶ）の間隔は、一定であるものであってもよい。
　ここで、例えば、弁３３１が図１３（Ａ）に示す状態になっている場合、第１配管４２１と第２配管４２２ｂ（図１２（Ｂ）参照）との間の連通は、図１４（Ａ）に示すように、弁３３１によって遮断されている。同様に、例えば、弁３３２が図１３（Ａ）に示す状態になっている場合、第１配管４２１と第２配管４２２ｃ（図１２（Ｂ）参照）との間の連通は、図１４（Ａ）に示すように、弁３３２によって遮断されている。言い換えれば、図１３（Ａ）及び図１４（Ａ）が示す状態では、第２配管４２２ａと第１配管４２１との間、及び、第２配管４２２ｄと第１配管４２１との間が連通している状態である。
　これに対し、例えば、弁３３１が図１３（Ｂ）に示す状態になっている場合、第１配管４２１と第２配管４２２ａ（図１２（Ｂ）参照）との間、第１配管４２１と第２配管４２２ｂ（図１２（Ｂ）参照）との間、及び、第１配管４２１と第２配管４２２ｄ（図１２（Ｂ）参照）との間の連通は、図１４（Ｂ）に示すように、弁３３１によって遮断されている。言い換えれば、図１３（Ａ）及び図１４（Ｂ）に示す状態では、第２配管４２２ｃと第１配管４２１との間のみが連通している状態である。
　すなわち、制御装置５０は、例えば、弁３３１及び弁３３２を移動させることによって、第１配管４２１と連通する第２配管４２２を適宜変更することが可能になる。そのため、制御装置５０は、流出配管４２内に堆積されたフロック１の排出が行われる第２配管４２２を適宜変更することが可能になる。したがって、第２の変形例における混和除濁装置１００では、第２配管４２２のそれぞれに弁を設けることなく、流出配管４２内に堆積されたフロック１の排出を全ての流出配管４２において均等に行うことが可能になる。
　また、第２の変形例における混和除濁装置１００では、第２配管４２２のそれぞれに弁を設ける必要がなくなるため、これらの弁の設置領域がなくなる。そのため、第２の変形例における混和除濁装置１００では、第１配管４２１と連通させる第２配管４２２の数を増加させることが可能になる。そのため、混和除濁装置１００では、流出配管４２において第２配管４２２を用いる場合であっても、流出配管４２における処理水の流出量の低下を抑えることが可能になる。
１：フロック　　　　　　　　　１ａ：フロック
１ｂ：フロック　　　　　　　　１ｃ：フロック
１ｄ：フロック　　　　　　　　１０：槽
１０ａ：上部　　　　　　　　　１０ｂ：下部
１１：壁部　　　　　　　　　　１１ａ：流入口
１１ｂ：流出口　　　　　　　　１１ｃ：流出口
１１ｄ：流出口　　　　　　　　１２：底部
１３：フロック排出管　　　　　２０：筒
２１：壁部　　　　　　　　　　２１ａ：上端
２１ｂ：下端　　　　　　　　　３１：仕切部
３１ａ：開口部　　　　　　　　３１ｂ：上側面
３１ｃ：下側面　　　　　　　　３２：弁
３３ａ：弁　　　　　　　　　　３３ｂ：弁
３３ｃ：弁　　　　　　　　　　４１：流入配管
４２ａ：流出配管　　　　　　　４２ｂ：流出配管
４２ｃ：流出配管　　　　　　　５０：制御装置
６０：制御装置　　　　　　　　１００：混和除濁装置
３３１：弁　　　　　　　　　　３３２：弁
３３３：開口部　　　　　　　　４２１：第１配管
４２２ａ：第２配管　　　　　　４２２ｂ：第２配管
４２２ｃ：第２配管　　　　　　４２２ｄ：第２配管
４２３：フランジ　　　　　　　４２３ａ：フランジ
４２３ｂ：フランジ　　　　　　４２３ｃ：フランジ
４２３ｄ：フランジ　　　　　　Ｒ１：流路
Ｒ２：流路　　　　　　　　　　Ｒ２ａ：流路
Ｒ２ｂ：流路　　　　　　　　　Ｒ２ｃ：流路
Ｐ１１：第１ポンプ　　　　　　Ｐ１２：第２ポンプ

Claims (6)

  1. 　底部を有する略円筒形状の槽と、
    　前記槽の側壁内側に設けられ、前記槽内を上部及び下部に区画する区画部と、を備え、
    　前記区画部は、円状の開口部を有し、
    　更に、軸方向が前記槽と略一致するように前記区画部の上側に設けられ、上端が開口するとともに下端が前記開口部と連通することにより、前記上部及び前記下部を連通する筒と、
    　被処理水が流入する流入配管と、
    　処理水が流出する流出配管と、を備え、
    　前記流入配管は、前記槽の側壁内側と前記筒の側壁外側と前記区画部とにより区画される流路と連通し、
    　前記流出配管は、水平方向に対して傾斜した状態で前記槽と連通する、混和除濁装置。
  2. 　前記流出配管は、水平方向に対して６０°以上傾斜した状態で前記槽と連通する、請求項１に記載の混和除濁装置。
  3. 　前記流出配管は、複数の配管によって構成され、
    　前記複数の配管のそれぞれは、各配管における開口領域の範囲を調整する弁を有し、
    　更に、前記被処理水の濁度に応じて、前記複数の配管のそれぞれに設けられた前記弁の開閉を制御する制御装置を有する、請求項１に記載の混和除濁装置。
  4. 　前記流出配管は、第１配管と複数の第２配管とを有し、
    　前記第１配管は、第１端において前記槽と連通し、第２端において前記複数の第２配管のそれぞれと連通し、前記第１配管における開口領域の範囲を調整する弁を有し、
    　更に、前記被処理水の濁度に応じて、前記弁の開閉を制御する制御装置を有する、請求項１に記載の混和除濁装置。
  5. 　前記第１配管に設けられた弁は、前記第１配管の延伸方向に対する垂直方向に向けて移動可能な第１弁及び第２弁を有し、
    　前記制御装置は、前記第１弁と前記第２弁との間に形成された開口部を介して、前記第１配管と前記複数の第２配管のうちの１以上の配管とが連通するように、前記第１弁及び前記第２弁の移動を制御する、請求項４に記載の混和除濁装置。
  6. 　底部を有する略円筒形状の槽と、前記槽の側壁内側に設けられ、前記槽内を上部及び下部に区画する区画部と、を備え、前記区画部は、円状の開口部を有し、更に、軸方向が前記槽と略一致するように前記区画部の上側に設けられ、上端が開口するとともに下端が前記開口部と連通することにより、前記上部及び前記下部を連通する筒と、被処理水が流入する流入配管と、処理水が流出する流出配管と、を備え、前記流入配管は、前記槽の側壁内側と前記筒の側壁外側と前記区画部とにより区画される流路と連通し、前記流出配管は、水平方向から垂直方向に向けて傾斜した状態で前記槽と連通する、混和除濁装置におけるフロック形成方法であって、
    　前記流路は、前記区画部の上側面と前記槽の側壁内側と前記筒の側壁外側とにより区画される第１流路と、前記区画部の下側面と前記槽の側壁内側と前記筒の側壁内側とにより区画される第２流路とを有し、
    　前記被処理水を前記流入配管から前記第１流路に流入させ、
    　前記第１流路に流入した前記被処理水を前記槽の側壁内側及び前記筒の側壁外側に沿って上方向に向けて旋回流動させる過程でフロックを形成し、
    　旋回流動させた前記被処理水を前記筒の側壁上端を越えて前記第１流路から前記第２流路に流入させ、
    　前記第２流路に流入した前記被処理水が前記槽の側壁内側に沿って下方向に向けて流動する過程で前記フロックを成長させて前記底部に沈降させ、
    　前記フロックの沈降後の前記処理水を前記第２流路から前記流出配管に流出させ、
    　前記流出配管に流出した前記処理水を前記流出配管内において流動させる過程でフロックを前記底部に沈降させる、混和除濁装置におけるフロック形成方法。
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