加圧浮上分離装置
【課題】被処理水中のスラッジが短絡的に取出部へ流れることが防止され、効率良く浮上分離処理を行うことができる加圧浮上分離装置を提供する。
【解決手段】凝集処理水は、移流口16を通って混合室20に流入し、槽体底面3bの幅方向中央に沿って流れる。凝集処理水とノズル23からの加圧水とは混ざり合いながら隔壁2に沿って上昇する。上昇流は、傾斜した隔壁上部2bに案内されて仕切壁1側へ流れ方向を変え、仕切壁1の近傍に到ると該仕切壁1に沿って下降する。隔壁2の上端から仕切壁1へ向う流れは、隔壁2近傍の幅方向中央付近から仕切壁1の幅方向の両側へ分岐する流れとなる。流入部24近傍の浮上分離室30内に、複数本の棒状体28よりなるバッフル29を設け、流入水を分散させる。
【解決手段】凝集処理水は、移流口16を通って混合室20に流入し、槽体底面3bの幅方向中央に沿って流れる。凝集処理水とノズル23からの加圧水とは混ざり合いながら隔壁2に沿って上昇する。上昇流は、傾斜した隔壁上部2bに案内されて仕切壁1側へ流れ方向を変え、仕切壁1の近傍に到ると該仕切壁1に沿って下降する。隔壁2の上端から仕切壁1へ向う流れは、隔壁2近傍の幅方向中央付近から仕切壁1の幅方向の両側へ分岐する流れとなる。流入部24近傍の浮上分離室30内に、複数本の棒状体28よりなるバッフル29を設け、流入水を分散させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、気体を溶解した加圧水を原水に添加し、懸濁物を浮上分離する加圧浮上分離装置に関する。本発明の一態様は、凝集剤によって凝集処理された凝集反応水などの被処理水に対し、加圧水を添加して加圧浮上分離処理する加圧浮上分離装置に係り、特に槽体内を隔壁によって区画して混合室及び浮上分離室を形成した加圧浮上分離装置に関する。
【背景技術】
【0002】
槽体内を隔壁によって区画して混合室と浮上分離室とを形成した加圧浮上分離装置が特公平7−38984号公報に記載されている。第16図は同号公報の図1に記載の槽体を示す縦断面図、第17図及び第18図は同号公報の図2,3に記載の混気水管と排水管との配置関係図である。
【0003】
槽体81内が隔壁83によって混合室82と浮上分離室84とに区画されている。排水は、隔壁83と反対側の混合室壁面82aから突設された排水導入管85を介して混合室82内に下向きに導入される。なお、排水導入管85の末端はT字形となっており、水平方向に延在した排水流出用のスリット状開口86から排水が下向きにカーテン状に流出する。
【0004】
空気が溶解した加圧水は、加圧水管88から水平方向に該混合室82内に供給される。加圧水管88の末端もT字状となっており、多数の吐出口89が側方向を指向して開設されている。加圧水管88は排水導入管85よりも下位に設けられている。排水は、排水導入管85から下向きに且つカーテン状に流出し、混合室82の側面82aに沿って下向きに流れ、この途中で加圧水管88から加圧水が添加され、合流する。
【0005】
この合流した水は、混合室壁面82aから離れる方向に流れ、次いで隔壁83に沿って上昇し、混合室82内を循環する。
【0006】
循環途中の水の一部が、隔壁83の上端を乗り越えるようにして浮上分離室84へ流出し、浮上分離処理される。浮上分離されたスラッジは、かき取り機90によってかき取り物受け91へかき出され、排出される。
【0007】
スラッジが分離された処理水は、移流口97を経て取出部98から槽外に取り出される。
【0008】
この特公平7−38984号公報には、排水として凝集処理水を用いる点は記載されていないが、凝集処理水を加圧浮上分離処理することは特開昭64−34487号等に見られる通り周知である。
【特許文献1】特公平7−38984号公報
【特許文献2】特開昭64−34487号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
上記特公平7−38984号の加圧浮上分離装置にあっては、隔壁83を乗り越えて浮上分離室84内に流入した水が該浮上分離室84内を第16図の矢印のように循環する。そのため、隔壁83から浮上分離室84内に流入した水が短絡的に移流口97を経て取出部98に流出するおそれがある。このように、流入部からの水が短絡的に流れると、スラッジの分離効率が低下し、処理水の水質が低下する。
【0010】
本発明は、浮上分離室内で水が流入部から取出部へ短絡的に流れることが防止され、スラッジ分離効率が向上する加圧浮上分離装置を提供することを目的とする。
【0011】
また、上記特公平7−38984号の加圧浮上分離装置にあっては、排水導入管85からカーテン状に下向きに吐出された排水に対し、加圧水が水平方向に添加されて合流する。そのため排水導入管85からの下向きの排水流れが水平方向に変えられ、排水が混合室底面82bに達しないうちに混合室壁面82aから離れるようになり易い。しかも、水平方向に吐出した加圧水は気泡を多量に含んだ低比重のものであるから、混合室壁面82aから離れていった加圧水は隔壁83に到達する前に上昇を開始するようになる。このため、混合室82内の循環流のうち隔壁83に沿う流れが弱くなり、混合室82内の隅部では循環が不十分となり易く、気泡付着が不十分なフロックが生じ易い。
【0012】
排水導入管85から下向きに流出した排水を混合室底面82bにまで到達させるために、排水の導入速度を高くすることも考えられるが、このようにすると、加圧水と合流した水が比較的高速で混合室底面82bに衝突する。そのため、排水中のスラッジに付着した気泡が、この混合室底面82bとの衝突時の衝撃によってスラッジから離反し易い。
【0013】
また、加圧水管88の開口89からの流出速度を小さくし、これによって排水導入管85からの下向きの排水流れ方向を保つようにすることも考えられるが、このように加圧水の吐出速度を小さくすると、加圧水は排水のカーテン状下降流に対し単に沿って流れるようになり、加圧水と排水とが十分に混ざり合わない。
【0014】
このようなことから、特公平7−38984号の加圧浮上分離装置は、スラッジに対して気泡が十分には付着しにくく、浮上分離効率が十分に高くはない。
【0015】
本発明は、その一態様において、被処理水中のスラッジに対して気泡が十分に付着し、効率良く浮上分離処理を行うことができる加圧浮上分離装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0016】
請求項1の加圧浮上分離装置は、被処理水を加圧浮上分離処理する浮上分離室を有し、該浮上分離室の一端側に被処理水の流入部が設けられ、他端側に浮上物の取出部が設けられている加圧浮上分離装置において、該浮上分離室内に、該流入部に近接して、該一端側と他端側とを結ぶ方向と交叉方向且つ略水平方向に延在した複数本の棒状体よりなるバッフルを設けたことを特徴とするものである。
【0017】
請求項2の加圧浮上分離装置は、請求項1において、該バッフルは、上下高さを異ならせて棒状体を複数本設けた縦列を、前記流入部からの距離を異ならせて複数列設けたものであり、隣接する2列の縦列のうち、該流入部からの距離が遠い側の縦列を構成する少なくとも1本の棒状体が、該流入部からの距離が近い側の縦列を構成する、隣接する2本の棒状体の略中間高さに配置されていることを特徴とするものである。
【0018】
請求項3の加圧浮上分離装置は、請求項1において、該バッフルは、上下高さを異ならせて棒状体を複数本設けた縦列を、前記流入部からの距離を異ならせて複数列設けたものであり、隣接する2列の縦列のうち、該流入部からの距離が遠い側の縦列を構成する少なくとも1本の棒状体が、該流入部からの距離が近い側の縦列を構成する、隣接する2本の棒状体のうちの下方の棒状体の高さよりも、該隣接する2本の棒状体の間隔の0〜1/3倍の距離だけ低い位置に配置されていることを特徴とするものである。
【0019】
請求項4の加圧浮上分離装置は、請求項1ないし3において、槽体内が隔壁によって区画されることによって混合室と、前記浮上分離室とが設置され、該混合室の下部であって且つ該隔壁の幅方向中央付近に向って被処理水を流出させるための移流口が設けられており、該隔壁は、該槽体の底面から立ち上がり、その上端は槽体の水面位よりも下位に位置し、これによって、該隔壁の上側に、該混合室から浮上分離室へ水が流出する前記流入部が形成されており、該混合室の底部のうち、該隔壁に近接して、且つ該隔壁の幅方向の中央付近の位置に、気体を溶解した加圧水を上向きに吐出する加圧水吐出口が設けられていることを特徴とするものである。
【0020】
請求項5の加圧浮上分離装置は、請求項4において、該隔壁は、上部を除いて略鉛直であり、該隔壁の上部は、前記混合室側へ傾斜していることを特徴とするものである。
【0021】
請求項6の加圧浮上分離装置は、請求項5において、前記加圧水吐出口は、傾斜した該隔壁の該上部の鉛直下方領域に配置されていることを特徴とするものである。
【0022】
請求項7の加圧浮上分離装置は、請求項6において、前記加圧水吐出口は、混合室底部における該隔壁の幅方向の中央に配置されていることを特徴とするものである。
【0023】
請求項8の加圧浮上分離装置は、請求項4ないし7のいずれか1項において、前記槽体内が仕切壁と前記隔壁によって区画されることによって凝集反応室と、前記混合室と、前記浮上分離室とがこの順に設置され、該凝集反応室と該混合室との間に該仕切壁が配置され、該混合室と該浮上分離室との間に該隔壁が配置され、該仕切壁の下部に、該仕切壁の幅方向の略中央付近に存在する、該凝集反応室から該混合室の底面に沿うように凝集反応水を流出させるための前記移流口が設けられていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【0024】
本発明(請求項1)の加圧浮上分離装置にあっては、浮上分離室にバッフルを設けており、流入部から取出部に水が短絡的に流れることが防止される。これにより、スラッジの分離効率が向上する。
【0025】
バッフルとして、請求項2の通り、上下高さを異ならせて棒状体を複数本設けた縦列を、前記流入部からの距離を異ならせて複数列設けたものであり、隣接する2列の縦列のうち、該流入部からの距離が遠い側の縦列を構成する少なくとも1本の棒状体が、該流入部からの距離が近い側の縦列を構成する、隣接する2本の棒状体の略中間高さに配置されている構成のものとした場合には、流入部からの流入水がバッフルによって十分に分散される。
【0026】
また、バッフルとして、請求項3の通り、上下高さを異ならせて棒状体を複数本設けた縦列を、前記流入部からの距離を異ならせて複数列設けたものであり、隣接する2列の縦列のうち、該流入部からの距離が遠い側の縦列を構成する少なくとも1本の棒状体が、該流入部からの距離が近い側の縦列を構成する、隣接する2本の棒状体のうちの下方の棒状体の高さよりも、該隣接する2本の棒状体の間隔の0〜1/3倍の距離だけ低い位置に配置されている構成のものとした場合には、被処理水の流入部から斜め下方向への流れがバッフルによって効率よく分散される。
【0027】
請求項4の加圧浮上分離装置にあっては、混合室底部の隔壁近傍から上方に向って加圧水が上方に向って吐出するので、該混合室内では、隔壁に沿う上昇流を有した上下循環流が形成される。流出口を通って混合室内に流入した被処理水は、この循環流により、該混合室の底面に沿って隔壁へ向って流れる。
【0028】
この途中で、混合室底部の加圧水吐出口から加圧水が上方に向って吐出し、被処理水がこの加圧水と混ざり合う。この混ざり合った水は、隔壁に沿って上昇した後、主として隔壁と反対側の混合室内壁面に沿って下降するようにして混合室内を循環し、この間にフロックに対し気泡が十分に付着する。このフロックが隔壁の上側を通って浮上分離室内に流入し、浮上分離処理される。
【0029】
この請求項4の加圧浮上分離装置にあっては、被処理水が移流口から混合室内に対し、隔壁幅方向の中央付近に向って流出し、主として混合室底面のうち幅方向中央付近を隔壁に向って流れる。この混合室底面の幅方向中央付近に沿う被処理水の流れに対し吐出口から上向きに吐出された加圧水が添加される。この移流口及び吐出口は、いずれも混合室底部のうち幅方向の中央付近に設けられており、該幅方向の全体には設けられていない。従って、吐出口から吐出した加圧水と、混合室底面の幅方向中央付近に沿う被処理水とが十分に混ざり合う。しかも、この加圧水の吐出方向が上向き方向であると共に、加圧水は気泡を多量に含んだ低比重のものであるため、被処理水と加圧水との混合水は隔壁に沿ってスムーズに上向きに流れる。
【0030】
なお、吐出口を幅方向中央付近に設けているので、混合室内の上昇流は、隔壁近傍の幅方向中央付近で最も強くなる。該中央付近を上昇してきた上昇流は、混合室上部において隔壁から離れる方向に流れ方向を変えるが、この際、隔壁の幅方向に流れ方向が分散するようになる。この結果、混合室内の循環水流は、上下方向に単純に循環するのではなく、この循環途中で隔壁幅方向に分離したり合流したりを繰り返すようになり、混合室内の全域において加圧水と被処理水とが十分に混ざり合う。この結果、フロックに十分な量の気泡が付着するようになる。
【0031】
請求項5のように隔壁の上部を混合室側に傾斜させると、隔壁に沿って上昇してきた水が隔壁から離れるように流れ方向を変えるので、混合室内の水が浮上分離室へ短絡的に流出することが防止され、フロックに対して気泡が極めて十分に付着するようになる。なお、隔壁の上部以外は略鉛直であるため、吐出口から上向きに吐出した加圧水に伴って、混合室内の水が該隔壁に沿ってスムーズに上昇する。
【0032】
請求項6のように、傾斜した隔壁の上部の鉛直下方領域に加圧水吐出口を設けておくと、該吐出口から吐出した加圧水による上昇流が隔壁上部の傾斜部に当り、隔壁から離れる方向へ流れ方向を変えるようになる。そのため、上昇してきた水が隔壁を短絡的に乗り越えて浮上分離室へ流れ込むことが確実に防止される。
【0033】
請求項7の加圧浮上分離装置によると、混合室内の幅方向の中央に上昇流が形成されるようになり、この上昇流は上昇し終った後、該幅方向に均等に分かれるようになり、混合室全体に循環流が万遍なく形成され、凝集反応水と加圧水とが著しく十分に混ざり合うようになる。
【0034】
請求項8の加圧浮上分離装置にあっては、凝集反応室内の凝集反応水が、仕切壁の下部の流出口を通って混合室内に流入し、該混合室の底面に沿って隔壁へ向って流れる。この流出口からの流出水と混合室内の底面に沿う循環流との流れ方向が合致するため、循環流速が大きくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0035】
以下、図面を参照して実施の形態について説明する。第1図(a)は実施の形態に係る加圧浮上分離装置の長手方向の縦断面図、第1図(b)は浮上分離室内のバッフルの配列を示す棒状体長手方向と垂直方向の縦断面図、第2図は仕切壁付近の構成を示す断面斜視図、第3図は混合室内の水の循環状況を示す断面図、第4図は第3図のIV−IV線断面図、第5図は第3図のV−V線断面図である。
【0036】
平面視形状が略長方形の槽体3内が、仕切壁1及び隔壁2によって区画されることにより、凝集反応室10、混合室20及び浮上分離室30がこの順に形成されている。各室10,20,30は槽体3の長手方向に配列されており、仕切壁1及び隔壁2は槽体3の短手方向すなわち幅方向に延設されている。
【0037】
仕切壁1の下部の幅方向の中央部に、室10,20を連通する移流口16が形成されている。仕切壁1の上端は、槽体3間の水面より上方に延出している。
【0038】
隔壁2は、槽体底面3bから立設され、その上端は槽体3間の水面よりも下位となっている。
【0039】
各壁1,2は槽体の両側面3aに連なっている。
【0040】
凝集反応室10へは、原水配管11を介して原水が導入されると共に、凝集剤及びアルカリ剤が各々の供給配管12,13を介して供給可能とされている。凝集反応室10内の水のpHを検知するためのpH計14が設置され、このpH計14の検出値が所定範囲となるようにアルカリ剤薬注ポンプ(図示略)が作動される。
【0041】
凝集剤としてはPAC等の無機凝集剤の他、各種の有機凝集剤も用いることができ、2種以上の凝集剤を併用してもよい。凝集剤は、凝集剤薬注ポンプ(図示略)によって所定量添加される。凝集反応室10内の水は撹拌機15によって静かに撹拌され、凝集処理される。
【0042】
凝集処理水は、移流口16を通って混合室20に流入し、該混合室20の幅方向中央付近を槽体底面3bに沿って流れる。この槽体底面3bのうち、幅方向中央かつ隔壁2に比較的近接して、加圧水吐出用のノズル23が設けられている。ノズル23の先端は、槽体底面3bから若干突出しているが、これに限定されるものではない。
【0043】
この実施の形態では、浮上分離室30内の下部から配管21を介して水を取り出し、加圧水製造装置22にて空気を加圧溶解させ、この加圧水をノズル23へ供給する。ここでは、浮上分離室30内の下部から加圧水用の水を取り出しているが、工水や配管35からの清浄水を取り出して用いてもよく、特に限定されるものではない。
【0044】
この実施の形態では、ノズル23は、後述する傾斜した隔壁上部2bの鉛直下方領域に配置されている。また、この実施の形態では、ノズル23は槽体底面3bの幅方向の中央に1個のみ設けられている。
【0045】
移流口16からの凝集処理水とノズル23からの加圧水とは混ざり合いながら主として隔壁2の幅方向中央付近に沿って上昇する。隔壁2は、上部2bを除き略鉛直な(好ましくは、鉛直面に対し±10゜以内の)鉛直部2aとなっており、該上部2bは仕切壁1側へ傾斜している。
【0046】
上記上昇流は、隔壁2の鉛直部2aに沿って略鉛直上方へ向って流れる。この上昇流は、次いで、傾斜した隔壁上部2bに案内されて仕切壁1側へ流れ方向を変え、仕切壁1の近傍に到ると該隔壁1に沿って下降する下降流となる。隔壁1の下部にまで流れてきた下降流は、移流口16からの凝集処理水と合流しながら槽体底面3bを隔壁2へ向って流れる。このようにして、混合室2内に第3図の如く上下方向の循環流が形成される。そして、循環している間に、凝集フロックに対し加圧水から生じた微細な気泡が付着する。
【0047】
なお、この混合室内の水の循環状況について第3図〜第5図を参照してさらに詳細に説明する。
【0048】
移流口16から凝集処理水が混合室20内に流入し、この流入した水は槽体底面3bに沿って該槽体幅方向の中央付近を隔壁2へ向って流れる。
【0049】
この槽体底面3bに沿う流れに対し、ノズル23から加圧水が上向きに添加される。このノズル23は、隔壁2に比較的近接して配置されているので、隔壁2に当って流れを上向きに変えようとする流れと、この上向きの加圧水流とが重畳することにより、隔壁2の近傍の槽体幅方向中央部付近において、上方に向う部分的に比較的高流速の上昇流が形成される。隔壁2の両側付近では、比較的低流速の上昇流が形成されるか、又は混合室20の幅が大きい場合等には、下降流が形成される。
【0050】
この隔壁2の幅方向中央付近に沿う上昇流は、傾斜した隔壁上部2bに当って仕切壁1側へ流れ方向を変えて混合室20の水面付近を仕切壁1へ向って流れるが、隔壁2の幅方向中央付近の上昇流速が幅方向の両側よりも大きいので、仕切壁1へ向う流れは、第5図のように、隔壁2近傍の幅方向中央付近から仕切壁1の幅方向の両側へ分岐して流れ、次いで仕切壁1に沿って下降し、移流口16からの流れに伴って槽体底面3bの幅方向中央付近に集束するようにして隔壁2へ向って流れる。そして、隔壁2の近傍に到ると、前記の通り幅方向中央側が高流速となるようにして隔壁2に沿って上昇する。
【0051】
このように、混合室20内では隔壁2に沿う上昇流と仕切壁1に沿う下降流との上下循環に加え、隔壁2に沿って上昇した後、隔壁2から離反するに従って幅方向に広がり、次いで、仕切壁1に沿って下降した後、幅方向中央に集束する幅方向の循環とが重畳した上下及び左右循環流が形成される。このため、混合室2内で凝集処理水と加圧水とが万遍なく混ざり合うようになる。
【0052】
しかも、隔壁上部2bが仕切壁1側へ傾斜しており、隔壁2に沿う上昇流が仕切壁1側へ流れ方向を変えるので、上昇してきた水が短絡的に隔壁2を乗り越え、該隔壁2の上側の流入部24を通って浮上分離室30へ流れることがない。
【0053】
このように、凝集処理水と加圧水とが十分に混ざり合い、フロックに気泡が十分に付着した後、フロック含有水が流入部24から浮上分離室30へ流入する。
【0054】
この浮上分離室30内のうち、流入部24の近傍には、複数本の棒状体28よりなるバッフル29が設けられている。
【0055】
各棒状体28は、槽体3の一方の側面3aと他方の側面3aとの間に架設されている。各棒状体28は、第1図の紙面と垂直方向に水平に延設されている。
【0056】
この実施の形態では、バッフル29は、最も流入部24側に上下2段に配置された第1列L1の棒状体28と、それに隣接した上下3段に配置された第2列L2の棒状体28と、流入部24から最も離隔して上下3段に配置された第3列L3の棒状体28とで構成されている。
【0057】
第2列L2の棒状体28のうち中段のものは、第1列L1の棒状体28,28の略中間高さに位置し、第3列L3の最上段及び中段の棒状体28は、第2列L2の棒状体28,28の略中間高さに位置している。
【0058】
棒状体28の直径は10〜100mm特に20〜60mm程度が好適である。各列L1,L2,L3の相互間隔は20〜300mm特に50〜200mm程度が好適である。棒状体28の上下間隔Hは20〜300mm特に50〜200mm程度が好適である。
【0059】
なお、この実施の形態における棒状体28の本数は一例であり、これに限定されるものではない。棒状体28の列の数は2〜10特に3〜5程度が好適である。1つの列における棒状体の数は2〜10程度が好適である。なお、流入部24に最も近い列における棒状体28の数は2〜4程度が好適であり、第2列以外ではそれよりも0〜8本程度多くするようにするのが好ましい。
【0060】
なお、第1図(b)では、図の左上から右下へ向って水が流れる傾向がある。そこで、第1図(c)のように、一部、例えば第3列の棒状体28をその前段側の第2列の棒状体28と同一高さに配置してもよい。また、第19図のように、一部、例えば第3列の棒状体28をその前段側の第2列の棒状体28の高さよりも、第2列の各棒状体の間隔Hの0〜1/3倍(例えば、Hの1/4倍)の距離だけ低い位置に配置してもよい。
【0061】
前記の通り、流入部24を通って浮上分離室30へ流入するフロックには気泡が十分に付着しているので、フロックの浮上速度が大きい。
【0062】
また、この実施の形態では、バッフル29を設けているので、流入部24から浮上分離室30へ流入する水が該バッフル29によって分散され、浮上分離室30内に、流入部24から取出部(スラッジ受入室32側)へ向う循環流が全く又は殆ど形成されない。この結果、流入部24からの水が短絡的にスラッジ受入室32へ流れ着くことが防止され、フロックが十分に浮上物分離される。
【0063】
浮上分離室30内において浮上したフロックは、スキマーやスクレーバ等のかき取り機31によってスラッジ受入室32へ排出され、排出管33を介して取り出される。
【0064】
なお、浮上分離室30内で沈降したスラッジは、配管34を介して排出される。
【0065】
清浄水は、浮上分離室30の前後方向の途中かつ上下方向の途中から配管35によって抜き出され、水位調整槽(図示略)を介して取り出される。この水位調整槽は、槽体3内の水位を調整するためのものである。
【0066】
なお、第1図〜第5図に図示の実施の形態におけるバッフル29以外の部分の好適な寸法や運転条件の一例を次に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【0067】
移流口16の上下寸法は40〜250mmあるいは水深の5〜30%程度が好適である。移流口16の幅は、仕切壁1の幅の約3〜50%であることが好ましく、6〜20%であることがより好ましい。
【0068】
混合室20の容積は、浮上分離室30の容積の2〜30%程度が好適である。
【0069】
隔壁2の上端と水面との距離は50〜240mmあるいは水深の5〜30%程度が好適である。
【0070】
隔壁2の上部2bの鉛直からの傾斜角度は30〜60゜程度が好適である。
【0071】
隔壁2の最上端(隔壁上部2bの上端)と仕切壁1との水平距離は、20〜200mmあるいは、混合室20と浮上分離室30とをあわせた長手方向長さの2〜10%程度が好適である。
【0072】
この隔壁2の最上端と仕切壁1との間における平均上昇流速は0.01〜0.1m/sec程度が好適である。
【0073】
隔壁2の傾斜した上部2bの鉛直方向の長さは30〜300mmあるいは、隔壁2の鉛直方向の全高の5〜30%程度が好適である。
【0074】
ノズル23の混合室底面からの突出長さは50〜400mmあるいは隔壁2の鉛直方向の全高の5〜30%程度が好適である。
【0075】
ノズル23は直管状であり、槽体底面3bよりも下方に減圧弁が設けられていることが好ましい。この減圧弁よりも上方のノズル23は、上端に到るまで鉛直な直管状とされるのが好ましい。
【0076】
上記実施の形態では、移流口16は方形の開口よりなるが、第6図の移流口16’のように半円形ないし半楕円形であってもよい。また、図示はしないが、円形や横長の楕円形であってもよく、多角形であってもよい。
【0077】
この実施の形態では、凝集反応室10の底面と混合室20の底面とが面一状であるため、凝集反応室10からの凝集処理水は槽体底面3bに沿って流れを乱すことなく移流口16を通り抜け、混合室20の底面に沿って幅方向中央部を流れる。
【0078】
この流れが横方向や上方向に広がるのを防ぐために、第7図のように、移流口16に比較的短いトンネル状のガイド部材40を接続してもよい。
【0079】
上記実施の形態では、凝集反応室10の底面と混合室20と底面とが同レベルとなっているが、第8図〜第14図の各実施の形態のように、凝集反応室10の底を深くして深部50を設け、この深部50と混合室20とを上向きの移流口51によって連通してもよい。
【0080】
第8図はこの深部50及び移流口51を有した加圧浮上分離装置の長手方向の縦断面図、第9図は移流口51付近を混合室20側から見た斜視断面図である。この第8,9図の実施の形態では、移流口51は混合室20の底面のうち仕切壁1の幅方向の中央付近に沿う位置に設けられている。移流口51は、深部50の混合室20側の縦面50Aに沿って上下方向に延在し、深部50の底面近傍に連通している。
【0081】
この第8,9図の加圧浮上分離装置のその他の構成は前記実施の形態と同一であり、同一符号は同一部分を示している。
【0082】
この第8,9図の加圧浮上分離装置においては、凝集反応室10からの凝集反応水は、移流口51から仕切壁1に沿って混合室20内へ上方に向かって流出する。しかしながら、この混合室20内では、ノズル23からの加圧水の吐出水勢の方が移流口51からの流出水勢よりも強く、混合室20内には第3〜5図に示したものと同様の循環流が形成され、十分に混合される。
【0083】
なお、第10,11図のように、移流口51からの凝集反応水の流出方向を混合室20の底面に沿う方向に変更させるためのガイド部材40を設けてもよい。第10図はこのガイド部材40を備えた移流口51付近の斜視断面図、第11図は第10図のXI−XI線断面図である。第10,11図のその他の構成は第9図と同一であり、同一符号は同一部分を示している。
【0084】
このガイド部材40は前記第7図のものと同一形状のトンネル状のものであり、上面が略水平の角形のものであるが、ガイド部材としては第12図あるいは第13図に示すものなどを用いてもよい。
【0085】
第12図(a)及び第13図(a)は、ガイド部材40A,40Bを備えた流出口付近の第11図と同一部分の断面図、第12図(b)及び第13図(b)はガイド部材40A,40Bの斜視図、第12図(c)は第12図(a)の流出口付近の寸法図である。
【0086】
第12図のガイド部材40Aは、仕切壁1から隔離するほど上面が高位となるように傾斜した上面を有する。このガイド部材40Aの側面視形状は台形であるが、ガイド部材40Aと仕切壁1との接続位置を混合室20の底面と同レベルとし、ガイド部材40Aの側面視形状が三角形となるようにしてもよい。
【0087】
このガイド部材40Aの上面と仕切壁1との交角(挟角)θは30〜60°特に40〜50°程度が好ましい。
【0088】
第12図(c)に示す移流口51の角縁からガイド部材40Aの天井面までの距離aと移流口51の前後寸法bとの比a/bは0.7〜1.3特に約1.0程度が好適である。
【0089】
第13図のガイド部材40Bは、天井面が四分円弧状の曲面よりなり、側面視形状が四分円形となっている。このガイド部材40Bは、移流口51からの流れに与える抵抗が小さく、凝集反応水の流れをスムーズに混合室底面方向に変更する。
【0090】
第14図(a)は深部50を混合室20の下側に延出させ、仕切壁1と混合室20の底面との交叉隅部付近に移流口51を設けた実施の形態を示す斜視断面図、第14図(b)は同(a)のB−B線断面図である。なお、移流口51は仕切壁1と混合室20の底面とに跨って設けられているが、混合室20の底面にのみ設けられてもよい。また、図示はしないが、この移流口51にガイド部材を設けてもよい。第14図のその他の符号は前記実施の形態と同一部分を示している。
【0091】
第15図(a)は、凝集反応室10内の凝集反応水を導管60によって混合室20に導くようにした加圧浮上分離装置の長手方向の縦断面図、第15図(b)はノズル23付近の斜視図である。
【0092】
この導管60の上流端は凝集反応室10の下部に接続され、下流端は混合室20の底面に接続されている。下流端は、上向きとされ、ノズル23と同軸に配置されている。ノズル23は導管60の軸心部を上下方向に配設されており、凝集反応水はノズル23の外周面と導管60の内周面との間の流出口61を通って混合室20内に上向きに流出する。第15図の加圧浮上分離装置のその他の構成は第1図〜第5図の実施の形態と同一である。
【0093】
この第15図の実施の形態によると、流出口61からの凝集反応水の流れとノズル23からの加圧水の吐出方向とが合致するため、混合室20内における隔壁2に沿う上向き流れが増速され、混合室20内に強力な循環流が形成される。
【0094】
なお、第15図ではパイプ状の導管60を設置しているがこれに限定されない。
【0095】
上記実施の形態では、ノズル23は1個だけ設けられているが、2個以上設けられてもよい。ノズル23は、混合室底面の幅方向の中央付近に設けられるのが好ましく、特に丁度中央に設けられるのが好ましいが、若干、幅方向の一方に片寄ってもよい。ただし、槽体3を幅方向に3等分した場合、左右を除いた中央領域にノズルが配置されるのが好ましく、特に槽体を幅方向に5等分した場合に中央の1/5の領域にノズルが配置されることが好ましい。
【0096】
複数個のノズルが槽体長手方向に間隔をおいて設置されてもよい。この場合も、すべてのノズルが隔壁上部2bの鉛直下方領域に配置されることが好ましい。
【0097】
本発明装置は、油分や比較的比重の小さいSS含有水の凝集、加圧、浮上分離に好適であるが、これ以外の各種排水の処理に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【0098】
【図1】実施の形態に係る加圧浮上分離装置の長手方向の縦断面図である。
【図2】仕切壁付近の構成を示す断面斜視図である。
【図3】混合室内の水の循環状況を示す断面図である。
【図4】第3図のIV−IV線断面図である。
【図5】第3図のV−V線断面図である。
【図6】別の実施の形態に係る仕切壁付近の断面斜視図である。
【図7】さらに別の実施の形態に係る仕切壁付近の断面斜視図である。
【図8】異なる実施の形態に係る加圧浮上分離装置の長手方向の縦断面図である。
【図9】第8図の仕切壁付近の断面斜視図である。
【図10】仕切壁付近の構成を示す断面斜視図である。
【図11】第10図のXI−XI線断面図である。
【図12】流出口の別例を示す構成図である。
【図13】流出口の別例を示す構成図である。
【図14】(a)図は仕切壁付近の構成を示す断面斜視図、(b)図は(a)図のB−B線断面図である。
【図15】(a)図は別の実施の形態に係る加圧浮上分離装置の長手方向の縦断面図、(b)図はノズル付近の斜視図である。
【図16】従来例を示す断面図である。
【図17】第16図の排水導入管と加圧水管とを示す斜視図である。
【図18】第16図の排水導入管と加圧水管とを示す断面図である。
【図19】実施の形態に係る加圧浮上分離装置の浮上分離室内のバッフルの配列を示す棒状体長手方向と垂直方向の縦断面図である。
【符号の説明】
【0099】
1 仕切壁
2 隔壁
3 槽体
10 凝集反応室
15 撹拌機
16,16’,51 移流口
20 混合室
22 加圧水製造装置
23 ノズル
24 流入部
28 棒状体
29 バッフル
30 浮上分離室
31 かき取り機
40,40A,40B ガイド部材
【技術分野】
【0001】
本発明は、気体を溶解した加圧水を原水に添加し、懸濁物を浮上分離する加圧浮上分離装置に関する。本発明の一態様は、凝集剤によって凝集処理された凝集反応水などの被処理水に対し、加圧水を添加して加圧浮上分離処理する加圧浮上分離装置に係り、特に槽体内を隔壁によって区画して混合室及び浮上分離室を形成した加圧浮上分離装置に関する。
【背景技術】
【0002】
槽体内を隔壁によって区画して混合室と浮上分離室とを形成した加圧浮上分離装置が特公平7−38984号公報に記載されている。第16図は同号公報の図1に記載の槽体を示す縦断面図、第17図及び第18図は同号公報の図2,3に記載の混気水管と排水管との配置関係図である。
【0003】
槽体81内が隔壁83によって混合室82と浮上分離室84とに区画されている。排水は、隔壁83と反対側の混合室壁面82aから突設された排水導入管85を介して混合室82内に下向きに導入される。なお、排水導入管85の末端はT字形となっており、水平方向に延在した排水流出用のスリット状開口86から排水が下向きにカーテン状に流出する。
【0004】
空気が溶解した加圧水は、加圧水管88から水平方向に該混合室82内に供給される。加圧水管88の末端もT字状となっており、多数の吐出口89が側方向を指向して開設されている。加圧水管88は排水導入管85よりも下位に設けられている。排水は、排水導入管85から下向きに且つカーテン状に流出し、混合室82の側面82aに沿って下向きに流れ、この途中で加圧水管88から加圧水が添加され、合流する。
【0005】
この合流した水は、混合室壁面82aから離れる方向に流れ、次いで隔壁83に沿って上昇し、混合室82内を循環する。
【0006】
循環途中の水の一部が、隔壁83の上端を乗り越えるようにして浮上分離室84へ流出し、浮上分離処理される。浮上分離されたスラッジは、かき取り機90によってかき取り物受け91へかき出され、排出される。
【0007】
スラッジが分離された処理水は、移流口97を経て取出部98から槽外に取り出される。
【0008】
この特公平7−38984号公報には、排水として凝集処理水を用いる点は記載されていないが、凝集処理水を加圧浮上分離処理することは特開昭64−34487号等に見られる通り周知である。
【特許文献1】特公平7−38984号公報
【特許文献2】特開昭64−34487号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
上記特公平7−38984号の加圧浮上分離装置にあっては、隔壁83を乗り越えて浮上分離室84内に流入した水が該浮上分離室84内を第16図の矢印のように循環する。そのため、隔壁83から浮上分離室84内に流入した水が短絡的に移流口97を経て取出部98に流出するおそれがある。このように、流入部からの水が短絡的に流れると、スラッジの分離効率が低下し、処理水の水質が低下する。
【0010】
本発明は、浮上分離室内で水が流入部から取出部へ短絡的に流れることが防止され、スラッジ分離効率が向上する加圧浮上分離装置を提供することを目的とする。
【0011】
また、上記特公平7−38984号の加圧浮上分離装置にあっては、排水導入管85からカーテン状に下向きに吐出された排水に対し、加圧水が水平方向に添加されて合流する。そのため排水導入管85からの下向きの排水流れが水平方向に変えられ、排水が混合室底面82bに達しないうちに混合室壁面82aから離れるようになり易い。しかも、水平方向に吐出した加圧水は気泡を多量に含んだ低比重のものであるから、混合室壁面82aから離れていった加圧水は隔壁83に到達する前に上昇を開始するようになる。このため、混合室82内の循環流のうち隔壁83に沿う流れが弱くなり、混合室82内の隅部では循環が不十分となり易く、気泡付着が不十分なフロックが生じ易い。
【0012】
排水導入管85から下向きに流出した排水を混合室底面82bにまで到達させるために、排水の導入速度を高くすることも考えられるが、このようにすると、加圧水と合流した水が比較的高速で混合室底面82bに衝突する。そのため、排水中のスラッジに付着した気泡が、この混合室底面82bとの衝突時の衝撃によってスラッジから離反し易い。
【0013】
また、加圧水管88の開口89からの流出速度を小さくし、これによって排水導入管85からの下向きの排水流れ方向を保つようにすることも考えられるが、このように加圧水の吐出速度を小さくすると、加圧水は排水のカーテン状下降流に対し単に沿って流れるようになり、加圧水と排水とが十分に混ざり合わない。
【0014】
このようなことから、特公平7−38984号の加圧浮上分離装置は、スラッジに対して気泡が十分には付着しにくく、浮上分離効率が十分に高くはない。
【0015】
本発明は、その一態様において、被処理水中のスラッジに対して気泡が十分に付着し、効率良く浮上分離処理を行うことができる加圧浮上分離装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0016】
請求項1の加圧浮上分離装置は、被処理水を加圧浮上分離処理する浮上分離室を有し、該浮上分離室の一端側に被処理水の流入部が設けられ、他端側に浮上物の取出部が設けられている加圧浮上分離装置において、該浮上分離室内に、該流入部に近接して、該一端側と他端側とを結ぶ方向と交叉方向且つ略水平方向に延在した複数本の棒状体よりなるバッフルを設けたことを特徴とするものである。
【0017】
請求項2の加圧浮上分離装置は、請求項1において、該バッフルは、上下高さを異ならせて棒状体を複数本設けた縦列を、前記流入部からの距離を異ならせて複数列設けたものであり、隣接する2列の縦列のうち、該流入部からの距離が遠い側の縦列を構成する少なくとも1本の棒状体が、該流入部からの距離が近い側の縦列を構成する、隣接する2本の棒状体の略中間高さに配置されていることを特徴とするものである。
【0018】
請求項3の加圧浮上分離装置は、請求項1において、該バッフルは、上下高さを異ならせて棒状体を複数本設けた縦列を、前記流入部からの距離を異ならせて複数列設けたものであり、隣接する2列の縦列のうち、該流入部からの距離が遠い側の縦列を構成する少なくとも1本の棒状体が、該流入部からの距離が近い側の縦列を構成する、隣接する2本の棒状体のうちの下方の棒状体の高さよりも、該隣接する2本の棒状体の間隔の0〜1/3倍の距離だけ低い位置に配置されていることを特徴とするものである。
【0019】
請求項4の加圧浮上分離装置は、請求項1ないし3において、槽体内が隔壁によって区画されることによって混合室と、前記浮上分離室とが設置され、該混合室の下部であって且つ該隔壁の幅方向中央付近に向って被処理水を流出させるための移流口が設けられており、該隔壁は、該槽体の底面から立ち上がり、その上端は槽体の水面位よりも下位に位置し、これによって、該隔壁の上側に、該混合室から浮上分離室へ水が流出する前記流入部が形成されており、該混合室の底部のうち、該隔壁に近接して、且つ該隔壁の幅方向の中央付近の位置に、気体を溶解した加圧水を上向きに吐出する加圧水吐出口が設けられていることを特徴とするものである。
【0020】
請求項5の加圧浮上分離装置は、請求項4において、該隔壁は、上部を除いて略鉛直であり、該隔壁の上部は、前記混合室側へ傾斜していることを特徴とするものである。
【0021】
請求項6の加圧浮上分離装置は、請求項5において、前記加圧水吐出口は、傾斜した該隔壁の該上部の鉛直下方領域に配置されていることを特徴とするものである。
【0022】
請求項7の加圧浮上分離装置は、請求項6において、前記加圧水吐出口は、混合室底部における該隔壁の幅方向の中央に配置されていることを特徴とするものである。
【0023】
請求項8の加圧浮上分離装置は、請求項4ないし7のいずれか1項において、前記槽体内が仕切壁と前記隔壁によって区画されることによって凝集反応室と、前記混合室と、前記浮上分離室とがこの順に設置され、該凝集反応室と該混合室との間に該仕切壁が配置され、該混合室と該浮上分離室との間に該隔壁が配置され、該仕切壁の下部に、該仕切壁の幅方向の略中央付近に存在する、該凝集反応室から該混合室の底面に沿うように凝集反応水を流出させるための前記移流口が設けられていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【0024】
本発明(請求項1)の加圧浮上分離装置にあっては、浮上分離室にバッフルを設けており、流入部から取出部に水が短絡的に流れることが防止される。これにより、スラッジの分離効率が向上する。
【0025】
バッフルとして、請求項2の通り、上下高さを異ならせて棒状体を複数本設けた縦列を、前記流入部からの距離を異ならせて複数列設けたものであり、隣接する2列の縦列のうち、該流入部からの距離が遠い側の縦列を構成する少なくとも1本の棒状体が、該流入部からの距離が近い側の縦列を構成する、隣接する2本の棒状体の略中間高さに配置されている構成のものとした場合には、流入部からの流入水がバッフルによって十分に分散される。
【0026】
また、バッフルとして、請求項3の通り、上下高さを異ならせて棒状体を複数本設けた縦列を、前記流入部からの距離を異ならせて複数列設けたものであり、隣接する2列の縦列のうち、該流入部からの距離が遠い側の縦列を構成する少なくとも1本の棒状体が、該流入部からの距離が近い側の縦列を構成する、隣接する2本の棒状体のうちの下方の棒状体の高さよりも、該隣接する2本の棒状体の間隔の0〜1/3倍の距離だけ低い位置に配置されている構成のものとした場合には、被処理水の流入部から斜め下方向への流れがバッフルによって効率よく分散される。
【0027】
請求項4の加圧浮上分離装置にあっては、混合室底部の隔壁近傍から上方に向って加圧水が上方に向って吐出するので、該混合室内では、隔壁に沿う上昇流を有した上下循環流が形成される。流出口を通って混合室内に流入した被処理水は、この循環流により、該混合室の底面に沿って隔壁へ向って流れる。
【0028】
この途中で、混合室底部の加圧水吐出口から加圧水が上方に向って吐出し、被処理水がこの加圧水と混ざり合う。この混ざり合った水は、隔壁に沿って上昇した後、主として隔壁と反対側の混合室内壁面に沿って下降するようにして混合室内を循環し、この間にフロックに対し気泡が十分に付着する。このフロックが隔壁の上側を通って浮上分離室内に流入し、浮上分離処理される。
【0029】
この請求項4の加圧浮上分離装置にあっては、被処理水が移流口から混合室内に対し、隔壁幅方向の中央付近に向って流出し、主として混合室底面のうち幅方向中央付近を隔壁に向って流れる。この混合室底面の幅方向中央付近に沿う被処理水の流れに対し吐出口から上向きに吐出された加圧水が添加される。この移流口及び吐出口は、いずれも混合室底部のうち幅方向の中央付近に設けられており、該幅方向の全体には設けられていない。従って、吐出口から吐出した加圧水と、混合室底面の幅方向中央付近に沿う被処理水とが十分に混ざり合う。しかも、この加圧水の吐出方向が上向き方向であると共に、加圧水は気泡を多量に含んだ低比重のものであるため、被処理水と加圧水との混合水は隔壁に沿ってスムーズに上向きに流れる。
【0030】
なお、吐出口を幅方向中央付近に設けているので、混合室内の上昇流は、隔壁近傍の幅方向中央付近で最も強くなる。該中央付近を上昇してきた上昇流は、混合室上部において隔壁から離れる方向に流れ方向を変えるが、この際、隔壁の幅方向に流れ方向が分散するようになる。この結果、混合室内の循環水流は、上下方向に単純に循環するのではなく、この循環途中で隔壁幅方向に分離したり合流したりを繰り返すようになり、混合室内の全域において加圧水と被処理水とが十分に混ざり合う。この結果、フロックに十分な量の気泡が付着するようになる。
【0031】
請求項5のように隔壁の上部を混合室側に傾斜させると、隔壁に沿って上昇してきた水が隔壁から離れるように流れ方向を変えるので、混合室内の水が浮上分離室へ短絡的に流出することが防止され、フロックに対して気泡が極めて十分に付着するようになる。なお、隔壁の上部以外は略鉛直であるため、吐出口から上向きに吐出した加圧水に伴って、混合室内の水が該隔壁に沿ってスムーズに上昇する。
【0032】
請求項6のように、傾斜した隔壁の上部の鉛直下方領域に加圧水吐出口を設けておくと、該吐出口から吐出した加圧水による上昇流が隔壁上部の傾斜部に当り、隔壁から離れる方向へ流れ方向を変えるようになる。そのため、上昇してきた水が隔壁を短絡的に乗り越えて浮上分離室へ流れ込むことが確実に防止される。
【0033】
請求項7の加圧浮上分離装置によると、混合室内の幅方向の中央に上昇流が形成されるようになり、この上昇流は上昇し終った後、該幅方向に均等に分かれるようになり、混合室全体に循環流が万遍なく形成され、凝集反応水と加圧水とが著しく十分に混ざり合うようになる。
【0034】
請求項8の加圧浮上分離装置にあっては、凝集反応室内の凝集反応水が、仕切壁の下部の流出口を通って混合室内に流入し、該混合室の底面に沿って隔壁へ向って流れる。この流出口からの流出水と混合室内の底面に沿う循環流との流れ方向が合致するため、循環流速が大きくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0035】
以下、図面を参照して実施の形態について説明する。第1図(a)は実施の形態に係る加圧浮上分離装置の長手方向の縦断面図、第1図(b)は浮上分離室内のバッフルの配列を示す棒状体長手方向と垂直方向の縦断面図、第2図は仕切壁付近の構成を示す断面斜視図、第3図は混合室内の水の循環状況を示す断面図、第4図は第3図のIV−IV線断面図、第5図は第3図のV−V線断面図である。
【0036】
平面視形状が略長方形の槽体3内が、仕切壁1及び隔壁2によって区画されることにより、凝集反応室10、混合室20及び浮上分離室30がこの順に形成されている。各室10,20,30は槽体3の長手方向に配列されており、仕切壁1及び隔壁2は槽体3の短手方向すなわち幅方向に延設されている。
【0037】
仕切壁1の下部の幅方向の中央部に、室10,20を連通する移流口16が形成されている。仕切壁1の上端は、槽体3間の水面より上方に延出している。
【0038】
隔壁2は、槽体底面3bから立設され、その上端は槽体3間の水面よりも下位となっている。
【0039】
各壁1,2は槽体の両側面3aに連なっている。
【0040】
凝集反応室10へは、原水配管11を介して原水が導入されると共に、凝集剤及びアルカリ剤が各々の供給配管12,13を介して供給可能とされている。凝集反応室10内の水のpHを検知するためのpH計14が設置され、このpH計14の検出値が所定範囲となるようにアルカリ剤薬注ポンプ(図示略)が作動される。
【0041】
凝集剤としてはPAC等の無機凝集剤の他、各種の有機凝集剤も用いることができ、2種以上の凝集剤を併用してもよい。凝集剤は、凝集剤薬注ポンプ(図示略)によって所定量添加される。凝集反応室10内の水は撹拌機15によって静かに撹拌され、凝集処理される。
【0042】
凝集処理水は、移流口16を通って混合室20に流入し、該混合室20の幅方向中央付近を槽体底面3bに沿って流れる。この槽体底面3bのうち、幅方向中央かつ隔壁2に比較的近接して、加圧水吐出用のノズル23が設けられている。ノズル23の先端は、槽体底面3bから若干突出しているが、これに限定されるものではない。
【0043】
この実施の形態では、浮上分離室30内の下部から配管21を介して水を取り出し、加圧水製造装置22にて空気を加圧溶解させ、この加圧水をノズル23へ供給する。ここでは、浮上分離室30内の下部から加圧水用の水を取り出しているが、工水や配管35からの清浄水を取り出して用いてもよく、特に限定されるものではない。
【0044】
この実施の形態では、ノズル23は、後述する傾斜した隔壁上部2bの鉛直下方領域に配置されている。また、この実施の形態では、ノズル23は槽体底面3bの幅方向の中央に1個のみ設けられている。
【0045】
移流口16からの凝集処理水とノズル23からの加圧水とは混ざり合いながら主として隔壁2の幅方向中央付近に沿って上昇する。隔壁2は、上部2bを除き略鉛直な(好ましくは、鉛直面に対し±10゜以内の)鉛直部2aとなっており、該上部2bは仕切壁1側へ傾斜している。
【0046】
上記上昇流は、隔壁2の鉛直部2aに沿って略鉛直上方へ向って流れる。この上昇流は、次いで、傾斜した隔壁上部2bに案内されて仕切壁1側へ流れ方向を変え、仕切壁1の近傍に到ると該隔壁1に沿って下降する下降流となる。隔壁1の下部にまで流れてきた下降流は、移流口16からの凝集処理水と合流しながら槽体底面3bを隔壁2へ向って流れる。このようにして、混合室2内に第3図の如く上下方向の循環流が形成される。そして、循環している間に、凝集フロックに対し加圧水から生じた微細な気泡が付着する。
【0047】
なお、この混合室内の水の循環状況について第3図〜第5図を参照してさらに詳細に説明する。
【0048】
移流口16から凝集処理水が混合室20内に流入し、この流入した水は槽体底面3bに沿って該槽体幅方向の中央付近を隔壁2へ向って流れる。
【0049】
この槽体底面3bに沿う流れに対し、ノズル23から加圧水が上向きに添加される。このノズル23は、隔壁2に比較的近接して配置されているので、隔壁2に当って流れを上向きに変えようとする流れと、この上向きの加圧水流とが重畳することにより、隔壁2の近傍の槽体幅方向中央部付近において、上方に向う部分的に比較的高流速の上昇流が形成される。隔壁2の両側付近では、比較的低流速の上昇流が形成されるか、又は混合室20の幅が大きい場合等には、下降流が形成される。
【0050】
この隔壁2の幅方向中央付近に沿う上昇流は、傾斜した隔壁上部2bに当って仕切壁1側へ流れ方向を変えて混合室20の水面付近を仕切壁1へ向って流れるが、隔壁2の幅方向中央付近の上昇流速が幅方向の両側よりも大きいので、仕切壁1へ向う流れは、第5図のように、隔壁2近傍の幅方向中央付近から仕切壁1の幅方向の両側へ分岐して流れ、次いで仕切壁1に沿って下降し、移流口16からの流れに伴って槽体底面3bの幅方向中央付近に集束するようにして隔壁2へ向って流れる。そして、隔壁2の近傍に到ると、前記の通り幅方向中央側が高流速となるようにして隔壁2に沿って上昇する。
【0051】
このように、混合室20内では隔壁2に沿う上昇流と仕切壁1に沿う下降流との上下循環に加え、隔壁2に沿って上昇した後、隔壁2から離反するに従って幅方向に広がり、次いで、仕切壁1に沿って下降した後、幅方向中央に集束する幅方向の循環とが重畳した上下及び左右循環流が形成される。このため、混合室2内で凝集処理水と加圧水とが万遍なく混ざり合うようになる。
【0052】
しかも、隔壁上部2bが仕切壁1側へ傾斜しており、隔壁2に沿う上昇流が仕切壁1側へ流れ方向を変えるので、上昇してきた水が短絡的に隔壁2を乗り越え、該隔壁2の上側の流入部24を通って浮上分離室30へ流れることがない。
【0053】
このように、凝集処理水と加圧水とが十分に混ざり合い、フロックに気泡が十分に付着した後、フロック含有水が流入部24から浮上分離室30へ流入する。
【0054】
この浮上分離室30内のうち、流入部24の近傍には、複数本の棒状体28よりなるバッフル29が設けられている。
【0055】
各棒状体28は、槽体3の一方の側面3aと他方の側面3aとの間に架設されている。各棒状体28は、第1図の紙面と垂直方向に水平に延設されている。
【0056】
この実施の形態では、バッフル29は、最も流入部24側に上下2段に配置された第1列L1の棒状体28と、それに隣接した上下3段に配置された第2列L2の棒状体28と、流入部24から最も離隔して上下3段に配置された第3列L3の棒状体28とで構成されている。
【0057】
第2列L2の棒状体28のうち中段のものは、第1列L1の棒状体28,28の略中間高さに位置し、第3列L3の最上段及び中段の棒状体28は、第2列L2の棒状体28,28の略中間高さに位置している。
【0058】
棒状体28の直径は10〜100mm特に20〜60mm程度が好適である。各列L1,L2,L3の相互間隔は20〜300mm特に50〜200mm程度が好適である。棒状体28の上下間隔Hは20〜300mm特に50〜200mm程度が好適である。
【0059】
なお、この実施の形態における棒状体28の本数は一例であり、これに限定されるものではない。棒状体28の列の数は2〜10特に3〜5程度が好適である。1つの列における棒状体の数は2〜10程度が好適である。なお、流入部24に最も近い列における棒状体28の数は2〜4程度が好適であり、第2列以外ではそれよりも0〜8本程度多くするようにするのが好ましい。
【0060】
なお、第1図(b)では、図の左上から右下へ向って水が流れる傾向がある。そこで、第1図(c)のように、一部、例えば第3列の棒状体28をその前段側の第2列の棒状体28と同一高さに配置してもよい。また、第19図のように、一部、例えば第3列の棒状体28をその前段側の第2列の棒状体28の高さよりも、第2列の各棒状体の間隔Hの0〜1/3倍(例えば、Hの1/4倍)の距離だけ低い位置に配置してもよい。
【0061】
前記の通り、流入部24を通って浮上分離室30へ流入するフロックには気泡が十分に付着しているので、フロックの浮上速度が大きい。
【0062】
また、この実施の形態では、バッフル29を設けているので、流入部24から浮上分離室30へ流入する水が該バッフル29によって分散され、浮上分離室30内に、流入部24から取出部(スラッジ受入室32側)へ向う循環流が全く又は殆ど形成されない。この結果、流入部24からの水が短絡的にスラッジ受入室32へ流れ着くことが防止され、フロックが十分に浮上物分離される。
【0063】
浮上分離室30内において浮上したフロックは、スキマーやスクレーバ等のかき取り機31によってスラッジ受入室32へ排出され、排出管33を介して取り出される。
【0064】
なお、浮上分離室30内で沈降したスラッジは、配管34を介して排出される。
【0065】
清浄水は、浮上分離室30の前後方向の途中かつ上下方向の途中から配管35によって抜き出され、水位調整槽(図示略)を介して取り出される。この水位調整槽は、槽体3内の水位を調整するためのものである。
【0066】
なお、第1図〜第5図に図示の実施の形態におけるバッフル29以外の部分の好適な寸法や運転条件の一例を次に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【0067】
移流口16の上下寸法は40〜250mmあるいは水深の5〜30%程度が好適である。移流口16の幅は、仕切壁1の幅の約3〜50%であることが好ましく、6〜20%であることがより好ましい。
【0068】
混合室20の容積は、浮上分離室30の容積の2〜30%程度が好適である。
【0069】
隔壁2の上端と水面との距離は50〜240mmあるいは水深の5〜30%程度が好適である。
【0070】
隔壁2の上部2bの鉛直からの傾斜角度は30〜60゜程度が好適である。
【0071】
隔壁2の最上端(隔壁上部2bの上端)と仕切壁1との水平距離は、20〜200mmあるいは、混合室20と浮上分離室30とをあわせた長手方向長さの2〜10%程度が好適である。
【0072】
この隔壁2の最上端と仕切壁1との間における平均上昇流速は0.01〜0.1m/sec程度が好適である。
【0073】
隔壁2の傾斜した上部2bの鉛直方向の長さは30〜300mmあるいは、隔壁2の鉛直方向の全高の5〜30%程度が好適である。
【0074】
ノズル23の混合室底面からの突出長さは50〜400mmあるいは隔壁2の鉛直方向の全高の5〜30%程度が好適である。
【0075】
ノズル23は直管状であり、槽体底面3bよりも下方に減圧弁が設けられていることが好ましい。この減圧弁よりも上方のノズル23は、上端に到るまで鉛直な直管状とされるのが好ましい。
【0076】
上記実施の形態では、移流口16は方形の開口よりなるが、第6図の移流口16’のように半円形ないし半楕円形であってもよい。また、図示はしないが、円形や横長の楕円形であってもよく、多角形であってもよい。
【0077】
この実施の形態では、凝集反応室10の底面と混合室20の底面とが面一状であるため、凝集反応室10からの凝集処理水は槽体底面3bに沿って流れを乱すことなく移流口16を通り抜け、混合室20の底面に沿って幅方向中央部を流れる。
【0078】
この流れが横方向や上方向に広がるのを防ぐために、第7図のように、移流口16に比較的短いトンネル状のガイド部材40を接続してもよい。
【0079】
上記実施の形態では、凝集反応室10の底面と混合室20と底面とが同レベルとなっているが、第8図〜第14図の各実施の形態のように、凝集反応室10の底を深くして深部50を設け、この深部50と混合室20とを上向きの移流口51によって連通してもよい。
【0080】
第8図はこの深部50及び移流口51を有した加圧浮上分離装置の長手方向の縦断面図、第9図は移流口51付近を混合室20側から見た斜視断面図である。この第8,9図の実施の形態では、移流口51は混合室20の底面のうち仕切壁1の幅方向の中央付近に沿う位置に設けられている。移流口51は、深部50の混合室20側の縦面50Aに沿って上下方向に延在し、深部50の底面近傍に連通している。
【0081】
この第8,9図の加圧浮上分離装置のその他の構成は前記実施の形態と同一であり、同一符号は同一部分を示している。
【0082】
この第8,9図の加圧浮上分離装置においては、凝集反応室10からの凝集反応水は、移流口51から仕切壁1に沿って混合室20内へ上方に向かって流出する。しかしながら、この混合室20内では、ノズル23からの加圧水の吐出水勢の方が移流口51からの流出水勢よりも強く、混合室20内には第3〜5図に示したものと同様の循環流が形成され、十分に混合される。
【0083】
なお、第10,11図のように、移流口51からの凝集反応水の流出方向を混合室20の底面に沿う方向に変更させるためのガイド部材40を設けてもよい。第10図はこのガイド部材40を備えた移流口51付近の斜視断面図、第11図は第10図のXI−XI線断面図である。第10,11図のその他の構成は第9図と同一であり、同一符号は同一部分を示している。
【0084】
このガイド部材40は前記第7図のものと同一形状のトンネル状のものであり、上面が略水平の角形のものであるが、ガイド部材としては第12図あるいは第13図に示すものなどを用いてもよい。
【0085】
第12図(a)及び第13図(a)は、ガイド部材40A,40Bを備えた流出口付近の第11図と同一部分の断面図、第12図(b)及び第13図(b)はガイド部材40A,40Bの斜視図、第12図(c)は第12図(a)の流出口付近の寸法図である。
【0086】
第12図のガイド部材40Aは、仕切壁1から隔離するほど上面が高位となるように傾斜した上面を有する。このガイド部材40Aの側面視形状は台形であるが、ガイド部材40Aと仕切壁1との接続位置を混合室20の底面と同レベルとし、ガイド部材40Aの側面視形状が三角形となるようにしてもよい。
【0087】
このガイド部材40Aの上面と仕切壁1との交角(挟角)θは30〜60°特に40〜50°程度が好ましい。
【0088】
第12図(c)に示す移流口51の角縁からガイド部材40Aの天井面までの距離aと移流口51の前後寸法bとの比a/bは0.7〜1.3特に約1.0程度が好適である。
【0089】
第13図のガイド部材40Bは、天井面が四分円弧状の曲面よりなり、側面視形状が四分円形となっている。このガイド部材40Bは、移流口51からの流れに与える抵抗が小さく、凝集反応水の流れをスムーズに混合室底面方向に変更する。
【0090】
第14図(a)は深部50を混合室20の下側に延出させ、仕切壁1と混合室20の底面との交叉隅部付近に移流口51を設けた実施の形態を示す斜視断面図、第14図(b)は同(a)のB−B線断面図である。なお、移流口51は仕切壁1と混合室20の底面とに跨って設けられているが、混合室20の底面にのみ設けられてもよい。また、図示はしないが、この移流口51にガイド部材を設けてもよい。第14図のその他の符号は前記実施の形態と同一部分を示している。
【0091】
第15図(a)は、凝集反応室10内の凝集反応水を導管60によって混合室20に導くようにした加圧浮上分離装置の長手方向の縦断面図、第15図(b)はノズル23付近の斜視図である。
【0092】
この導管60の上流端は凝集反応室10の下部に接続され、下流端は混合室20の底面に接続されている。下流端は、上向きとされ、ノズル23と同軸に配置されている。ノズル23は導管60の軸心部を上下方向に配設されており、凝集反応水はノズル23の外周面と導管60の内周面との間の流出口61を通って混合室20内に上向きに流出する。第15図の加圧浮上分離装置のその他の構成は第1図〜第5図の実施の形態と同一である。
【0093】
この第15図の実施の形態によると、流出口61からの凝集反応水の流れとノズル23からの加圧水の吐出方向とが合致するため、混合室20内における隔壁2に沿う上向き流れが増速され、混合室20内に強力な循環流が形成される。
【0094】
なお、第15図ではパイプ状の導管60を設置しているがこれに限定されない。
【0095】
上記実施の形態では、ノズル23は1個だけ設けられているが、2個以上設けられてもよい。ノズル23は、混合室底面の幅方向の中央付近に設けられるのが好ましく、特に丁度中央に設けられるのが好ましいが、若干、幅方向の一方に片寄ってもよい。ただし、槽体3を幅方向に3等分した場合、左右を除いた中央領域にノズルが配置されるのが好ましく、特に槽体を幅方向に5等分した場合に中央の1/5の領域にノズルが配置されることが好ましい。
【0096】
複数個のノズルが槽体長手方向に間隔をおいて設置されてもよい。この場合も、すべてのノズルが隔壁上部2bの鉛直下方領域に配置されることが好ましい。
【0097】
本発明装置は、油分や比較的比重の小さいSS含有水の凝集、加圧、浮上分離に好適であるが、これ以外の各種排水の処理に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【0098】
【図1】実施の形態に係る加圧浮上分離装置の長手方向の縦断面図である。
【図2】仕切壁付近の構成を示す断面斜視図である。
【図3】混合室内の水の循環状況を示す断面図である。
【図4】第3図のIV−IV線断面図である。
【図5】第3図のV−V線断面図である。
【図6】別の実施の形態に係る仕切壁付近の断面斜視図である。
【図7】さらに別の実施の形態に係る仕切壁付近の断面斜視図である。
【図8】異なる実施の形態に係る加圧浮上分離装置の長手方向の縦断面図である。
【図9】第8図の仕切壁付近の断面斜視図である。
【図10】仕切壁付近の構成を示す断面斜視図である。
【図11】第10図のXI−XI線断面図である。
【図12】流出口の別例を示す構成図である。
【図13】流出口の別例を示す構成図である。
【図14】(a)図は仕切壁付近の構成を示す断面斜視図、(b)図は(a)図のB−B線断面図である。
【図15】(a)図は別の実施の形態に係る加圧浮上分離装置の長手方向の縦断面図、(b)図はノズル付近の斜視図である。
【図16】従来例を示す断面図である。
【図17】第16図の排水導入管と加圧水管とを示す斜視図である。
【図18】第16図の排水導入管と加圧水管とを示す断面図である。
【図19】実施の形態に係る加圧浮上分離装置の浮上分離室内のバッフルの配列を示す棒状体長手方向と垂直方向の縦断面図である。
【符号の説明】
【0099】
1 仕切壁
2 隔壁
3 槽体
10 凝集反応室
15 撹拌機
16,16’,51 移流口
20 混合室
22 加圧水製造装置
23 ノズル
24 流入部
28 棒状体
29 バッフル
30 浮上分離室
31 かき取り機
40,40A,40B ガイド部材
【特許請求の範囲】
【請求項1】
被処理水を加圧浮上分離処理する浮上分離室を有し、
該浮上分離室の一端側に被処理水の流入部が設けられ、他端側に浮上物の取出部が設けられている加圧浮上分離装置において、
該浮上分離室内に、該流入部に近接して、該一端側と他端側とを結ぶ方向と交叉方向且つ略水平方向に延在した複数本の棒状体よりなるバッフルを設けたことを特徴とする加圧浮上分離装置。
【請求項2】
請求項1において、該バッフルは、上下高さを異ならせて棒状体を複数本設けた縦列を、前記流入部からの距離を異ならせて複数列設けたものであり、隣接する2列の縦列のうち、該流入部からの距離が遠い側の縦列を構成する少なくとも1本の棒状体が、該流入部からの距離が近い側の縦列を構成する、隣接する2本の棒状体の略中間高さに配置されていることを特徴とする加圧浮上分離装置。
【請求項3】
請求項1において、該バッフルは、上下高さを異ならせて棒状体を複数本設けた縦列を、前記流入部からの距離を異ならせて複数列設けたものであり、隣接する2列の縦列のうち、該流入部からの距離が遠い側の縦列を構成する少なくとも1本の棒状体が、該流入部からの距離が近い側の縦列を構成する、隣接する2本の棒状体のうちの下方の棒状体の高さよりも、該隣接する2本の棒状体の間隔の0〜1/3倍の距離だけ低い位置に配置されていることを特徴とする加圧浮上分離装置。
【請求項4】
請求項1ないし3において、槽体内が隔壁によって区画されることによって混合室と、前記浮上分離室とが設置され、
該混合室の下部であって且つ該隔壁の幅方向中央付近に向って被処理水を流出させるための移流口が設けられており、
該隔壁は、該槽体の底面から立ち上がり、その上端は槽体の水面位よりも下位に位置し、これによって、該隔壁の上側に、該混合室から浮上分離室へ水が流出する前記流入部が形成されており、
該混合室の底部のうち、該隔壁に近接して、且つ該隔壁の幅方向の中央付近の位置に、気体を溶解した加圧水を上向きに吐出する加圧水吐出口が設けられていることを特徴とする加圧浮上分離装置。
【請求項5】
請求項4において、該隔壁は、上部を除いて略鉛直であり、
該隔壁の上部は、前記混合室側へ傾斜していることを特徴とする加圧浮上分離装置。
【請求項6】
請求項5において、前記加圧水吐出口は、傾斜した該隔壁の該上部の鉛直下方領域に配置されていることを特徴とする加圧浮上分離装置。
【請求項7】
請求項6において、前記加圧水吐出口は、混合室底部における該隔壁の幅方向の中央に配置されていることを特徴とする加圧浮上分離装置。
【請求項8】
請求項4ないし7のいずれか1項において、前記槽体内が仕切壁と前記隔壁によって区画されることによって凝集反応室と、前記混合室と、前記浮上分離室とがこの順に設置され、
該凝集反応室と該混合室との間に該仕切壁が配置され、
該混合室と該浮上分離室との間に該隔壁が配置され、
該仕切壁の下部に、該仕切壁の幅方向の略中央付近に存在する、該凝集反応室から該混合室の底面に沿うように凝集反応水を流出させるための前記移流口が設けられていることを特徴とする加圧浮上分離装置。
【請求項1】
被処理水を加圧浮上分離処理する浮上分離室を有し、
該浮上分離室の一端側に被処理水の流入部が設けられ、他端側に浮上物の取出部が設けられている加圧浮上分離装置において、
該浮上分離室内に、該流入部に近接して、該一端側と他端側とを結ぶ方向と交叉方向且つ略水平方向に延在した複数本の棒状体よりなるバッフルを設けたことを特徴とする加圧浮上分離装置。
【請求項2】
請求項1において、該バッフルは、上下高さを異ならせて棒状体を複数本設けた縦列を、前記流入部からの距離を異ならせて複数列設けたものであり、隣接する2列の縦列のうち、該流入部からの距離が遠い側の縦列を構成する少なくとも1本の棒状体が、該流入部からの距離が近い側の縦列を構成する、隣接する2本の棒状体の略中間高さに配置されていることを特徴とする加圧浮上分離装置。
【請求項3】
請求項1において、該バッフルは、上下高さを異ならせて棒状体を複数本設けた縦列を、前記流入部からの距離を異ならせて複数列設けたものであり、隣接する2列の縦列のうち、該流入部からの距離が遠い側の縦列を構成する少なくとも1本の棒状体が、該流入部からの距離が近い側の縦列を構成する、隣接する2本の棒状体のうちの下方の棒状体の高さよりも、該隣接する2本の棒状体の間隔の0〜1/3倍の距離だけ低い位置に配置されていることを特徴とする加圧浮上分離装置。
【請求項4】
請求項1ないし3において、槽体内が隔壁によって区画されることによって混合室と、前記浮上分離室とが設置され、
該混合室の下部であって且つ該隔壁の幅方向中央付近に向って被処理水を流出させるための移流口が設けられており、
該隔壁は、該槽体の底面から立ち上がり、その上端は槽体の水面位よりも下位に位置し、これによって、該隔壁の上側に、該混合室から浮上分離室へ水が流出する前記流入部が形成されており、
該混合室の底部のうち、該隔壁に近接して、且つ該隔壁の幅方向の中央付近の位置に、気体を溶解した加圧水を上向きに吐出する加圧水吐出口が設けられていることを特徴とする加圧浮上分離装置。
【請求項5】
請求項4において、該隔壁は、上部を除いて略鉛直であり、
該隔壁の上部は、前記混合室側へ傾斜していることを特徴とする加圧浮上分離装置。
【請求項6】
請求項5において、前記加圧水吐出口は、傾斜した該隔壁の該上部の鉛直下方領域に配置されていることを特徴とする加圧浮上分離装置。
【請求項7】
請求項6において、前記加圧水吐出口は、混合室底部における該隔壁の幅方向の中央に配置されていることを特徴とする加圧浮上分離装置。
【請求項8】
請求項4ないし7のいずれか1項において、前記槽体内が仕切壁と前記隔壁によって区画されることによって凝集反応室と、前記混合室と、前記浮上分離室とがこの順に設置され、
該凝集反応室と該混合室との間に該仕切壁が配置され、
該混合室と該浮上分離室との間に該隔壁が配置され、
該仕切壁の下部に、該仕切壁の幅方向の略中央付近に存在する、該凝集反応室から該混合室の底面に沿うように凝集反応水を流出させるための前記移流口が設けられていることを特徴とする加圧浮上分離装置。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【公開番号】特開2007−152283(P2007−152283A)
【公開日】平成19年6月21日(2007.6.21)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2005−353670(P2005−353670)
【出願日】平成17年12月7日(2005.12.7)
【出願人】(000001063)栗田工業株式会社 (1,536)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成19年6月21日(2007.6.21)
【国際特許分類】
【出願日】平成17年12月7日(2005.12.7)
【出願人】(000001063)栗田工業株式会社 (1,536)
【Fターム(参考)】
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