JP6536657B2 - 沈殿槽 - Google Patents

Description

本発明は、汚泥を沈降分離するための沈殿槽に係り、特に被処理水がセンターウェルを介して沈殿槽下部に供給される沈殿槽に関する。

従来、活性汚泥処理設備や凝集沈殿処理設備等では、汚泥混合液（凝集処理液）を処理水と汚泥とに分離する手段として固液分離槽（沈殿槽）を用いた沈降分離が一般的に採用されている。この沈降分離では、汚泥混合液中の濁質や微細なＳＳを効率的に除去して良好な処理水を得るために、沈殿槽内に汚泥ゾーン（スラッジブランケット層）を形成し、センターウェル（フィードウェル）を経て、汚泥混合液をこの汚泥ゾーンの下部から流入させて汚泥ゾーンを通過させることにより、汚泥混合液中の濁質や微細なＳＳを濾過分離するスラッジブランケット濾過方式が採用されている。

センターウェル型の沈殿槽として、槽体の中央部のセンターウェルの下端に対峙して水平にプレートを設け、センターウェルからの流出水の流れ方向を放射方向に変更するよう構成することが公知である（特許文献１）。

凝集沈殿装置において、沈殿槽での固液分離を効果的に行って高清澄な処理水を得るためには、生成させた凝集フロックを破壊させることなく沈殿槽に導入することが重要である。即ち、凝集フロックが破壊されて微細化すると、その沈降性が悪くなり、処理水側に流出して処理水の水質が悪化する。

特許文献２には、円筒状のセンターウェル上部にセンターウェルより径の大きい円筒状の流入部を形成しておき、流入配管から流入部の周壁の接線方向に凝集処理水を供給することにより、流入部では周壁に沿った旋回流が形成され、そのままセンターウェルに導入されることによりセンターウェル内を旋回しながら下降する流れを形成することで、凝集処理水の導入時の乱流の発生を防ぎ、凝集フロックの破壊を抑制することが開示されている。

槽体が円筒形の場合、センターウェルを旋回しつつ下降した凝集処理水は、旋回流を形成しつつ槽内に流出し、そのまま槽内を旋回しながら均一な上向流となって沈降分離を行う。しかし、槽の平面視形状が角形の場合は、上昇流は、センターウェルから遠い隅角部と、センターウェルに近い槽壁面中央部（辺方向の中央部）とで上昇流速が異なったものとなり、均一な上向流の形成が阻害される。

特開２００５−６６５３３号公報 特開２０１７−８７０９０号公報

本発明は、被処理水をセンターウェル内に旋回を停止させて導入することができる沈殿槽を提供することを目的とする。

本発明の沈殿槽は、槽体の中央部のセンターウェルから該槽体内の下部に供給された被処理水が、該槽体内を上昇し、該槽体上部の溢流部から清澄水となって流出する沈殿槽であって、該センターウェルの上部に環状水路を形成するセンターウェル上部部材が設けられており、被処理水が導入部材によって前記環状水路内に、該周壁に沿う周回方向に導入され、該センターウェル内に流入する沈殿槽において、該センターウェルの上部に、被処理水の旋回を停止させる旋回停止部材を備えたことを特徴とする。

本発明の一態様では、前記旋回停止部材は、前記センターウェルの内周面から求心方向に延設された、板面を上下方向とした複数枚の板よりなる。

本発明の一態様では、前記板の前記求心方向の幅が前記センターウェルの上部の内径の５〜２０％である。

本発明の一態様では、前記旋回停止部材は、直交２方向に配設された、板面を上下方向とした板よりなる。

本発明の一態様では、前記旋回停止部材は、上下方向に延設された複数の筒体又は柱体よりなる。

本発明の一態様では、前記旋回停止部材は、前記センターウェルに着脱可能に取り付けられている。

本発明の一態様では、前記センターウェルの下端に対峙して水の流れ方向を変更するためのプレートが設けられている。

本発明の一態様では、前記槽体は、平面視形状が角形である。

本発明によると、角形沈殿槽において高ＬＶで運転する場合であっても、センターウェルへの流入時に凝集フロックの破壊を抑制しつつ、沈殿槽内の不均一な上向流の形成を抑制することができ、処理水ＳＳを低くすることができる。即ち、本発明の沈殿槽では、環状水路に周回方向に流入した被処理水が、該環状水路内で旋回流を形成しつつ、センターウェルに流入する。このセンターウェルの上部内周面に旋回停止部材が設けられているので、被処理水はセンターウェル内を旋回することなく下降する。そのため、槽体が角型であっても沈殿槽内で均一な上向流の阻害を抑制でき、汚泥が効率よく分離される。

実施の形態に係る沈殿槽の縦断面図である。 図１の沈殿槽の平面図である。 図１の沈殿槽のセンターウェル上部の斜視図である。 （ａ）は別の実施の形態に係る沈殿槽のセンターウェルの平面図、（ｂ）は旋回停止部材の斜視図である。 別の実施の形態に係る旋回停止部材の平面図である。 別の実施の形態に係る旋回停止部材の平面図である。 別の実施の形態に係る旋回停止部材の平面図である。 別の実施の形態に係る旋回停止部材の平面図である。

以下、図面を参照して実施の形態について説明する。図１〜３は第１の実施の形態に係る沈殿槽を示すものである。

この実施の形態に係る沈殿槽にあっては、槽体１は四角形(正方形などの方形)である。該槽体１の中央部にセンターウェル２が設置されている。このセンターウェル２は上下両端が開放した円筒状である。

センターウェル２の上部には、センターウェル上部部材としてセンターウェル２よりも大径のセンターウェルアッパー３が設けられている。センターウェルアッパー３は、センターウェル２の上端部に接続され、水平方向に拡開する平板状の底面３ａと、該底面３ａの外周縁から起立する周壁３ｂとを有する。底面３ａと、周壁３ｂとで囲まれた部分が、センターウェル２の上部外周を囲む環状水路Ｃとなっている。

該環状水路Ｃ内に被処理水を周回方向に流入させるように、被処理水の導入部材として導入管８が設けられている。この導入管８の末端部は、図２のように、周壁３ｂに沿って延在しており、被処理水は周壁３ｂに沿って環状水路Ｃ内に流入し、環状水路Ｃ内を旋回し、センターウェル２内に流入する。

センターウェル２の上部内周面に、環状水路Ｃからセンターウェル２内に流れ込む水の旋回を停止させるための旋回停止部材として、複数板の旋回停止板５が設けられている。各旋回停止板５は、板面を鉛直方向とし、センターウェル２の内周面から求心方向（センターウェル２の中心に向う方向）に突設されている。旋回停止板５の求心方向の幅は、センターウェル２の上部の内周面の直径の５〜２０％特に８〜１５％程度が好ましい。旋回停止板５の上下方向長さは、センターウェル２の上部の内周面の直径の５〜４０％特に１０〜３０％程度が好ましい。センターウェル２の直径が１００〜２００ｃｍの場合、旋回停止板５の設置枚数は、１２〜３６枚特に１８〜３０枚程度が好ましい。旋回が停止した下向流を、旋回流停止部材の下端からセンターウェル２の下端までの間にさらに均一な流速の押し出し流れに変えるために、旋回流停止部材の下端からセンターウェル２の下端まで１５０ｃｍ以上とすることが好ましい。またこれを実現するために旋回停止部材の深さ方向の長さはなるべく小さくすることが好ましく、例えば１０〜５０ｃｍとすることが好ましい。

このセンターウェル２の下端に対峙して、センターウェル２からの原水の流れ方向を放射方向とするためのフラットバッフルと通称されるプレート４が設けられている。この実施の形態では、プレート４は水平円板状である。プレート４はセンターウェル２の下端よりも所定距離下方に位置している。プレート４とセンターウェル２とは同軸状に配置されている。

このプレート４の中央部には、後述のレーキシャフト１０が貫通しており、プレート４は該レーキシャフト１０に支持されている。ただし、プレート４は支持部材（図示略）を介してセンターウェル２に支持されてもよい。

なお、プレート４の半径はセンターウェル２の半径以上かつ半径の１．５倍以下であり、好ましくはセンターウェル２の半径の１〜１．３倍程度である。

槽体１の底面は中央に向って下り勾配となっており、その中央部には、沈降した汚泥を集めて排出するためのピット６が設けられている。ピット６内の汚泥は、排泥管７を介して槽体１外に排出される。ただし、槽体１の底面は水平であってもよい。

槽体１の底面に沿ってレーキ板１１を回転させるようにレーキ装置が設けられている。このレーキ装置は、前記センターウェル２の軸心部分を通って上下方向に延設されたレーキシャフト１０と、該レーキシャフト１０の下部から放射方向に延設された支持アーム１２と、該アーム１２に取り付けられたレーキ板１１と、レーキシャフト１０の上端が連なった駆動装置（図示略）とを有する。

レーキ板１１は、レーキが回転したときに、槽体底面上の堆積物を槽体底面の中央側へ移動させるように各アーム１２の長手方向と斜交方向に配設されている。

槽体１の内周壁面の上部に沿って溢流部としての溢流堰１３が設けられている。この溢流堰１３の上端のレベルが槽体１内の水面位ＷＬである。

この槽体１の水深即ち槽体底面から水面位ＷＬまでの高さは、好ましくは１００〜６００ｃｍであり、より好ましくは２００〜４５０ｃｍである。

プレート４の上面の槽体底面（ピット６周縁部）からの高さは２０〜１５０ｃｍであり、好ましくは２５〜１２０ｃｍ特に３０〜８０ｃｍである。

センターウェル２内の下降流速（ＬＶ）は１０ｃｍ／ｓｅｃ以下、例えば１〜６ｃｍ／ｓｅｃ、特に２〜４ｃｍ／ｓｅｃ程度が好ましい。

センターウェル２の下端とプレート４の上面との間の原水出口の上下間隔は、この原水出口から流出する原水の水平方向の線速度が１〜１０ｃｍ／ｓｅｃ特に２〜６ｃｍ／ｓｅｃ程度となるように設定するのが好適である。

槽体１内の上昇流速（ＬＶ）は１ｍ／ｈｒ以上、例えば１〜１５ｍ／ｈｒ、特に２〜８ｍ／ｈｒ程度が好ましい。

このように構成された沈殿槽において、被処理水はセンターウェルアッパー３内の環状水路Ｃに供給され、環状水路Ｃ内を旋回し、センターウェル２内に流入し、旋回停止板５によって旋回が停止され、センターウェル２内を下降し、センターウェル２の下端とプレート４との間から放射方向に流出する。その後、水は槽体１内を上昇し、溢流堰１３を溢流し、清澄水流出口１４より排出される。

この実施の形態では被処理水は、センターウェル２内の巻回停止板５の下端から下方に全く又は殆ど旋回することなく下降し、均一な下向流となった後センターウェル２の下端とプレート４との間の原水出口からスラッジブランケット内に放射方向に均等に流入する。また、槽体１のコーナー部１ｃと辺方向中央部１ｆとの上昇流速の差が小さくなる。この結果、効率的に汚泥が沈降分離されるようになる。

槽体１の底面上に沈降した汚泥は、レーキによってピット６に掻き集められ、排泥管７から排出される。

旋回停止部材のその他の例を図４〜９を参照して説明する。

図４は、複数枚の平板２１，２２を直交２方向に設けた旋回停止部材２０である。なお、平板２１，２２は、両端をセンターウェル２の内周面に連結することによってセンターウェル２上部に設置されてもよい。また、図４（ｂ）のように予め平板２１，２２を組み合わせて結合し、ユニットとしておき、このユニットをフック部材等によってセンターウェル２の上部に係止させることによりセンターウェル２上部に設置されてもよい。このようにユニット化された旋回停止部材は、既存の沈殿槽のセンターウェルに設置することもできる。次に説明する図５〜８の旋回停止部材も同様にユニット化してもよい。

図５，６の旋回停止部材３０，４０は、筒軸心方向を鉛直上下方向として配設された複数本の筒体３１又は４１よりなる。図５では、筒体３１は三角形の筒であり、図６では筒体４１は円筒である。三角形以外の角形の筒体を用いてもよい。

図７の旋回停止部材５０は、円筒を軸心線と平行方向に割断した形状の複数枚の円弧形プレート５１よりなる。プレート５１は鉛直上下方向に配設されている。

図８の旋回停止部材６０は、複数本の円柱６１を柱の軸心方向を鉛直上下方向にして配設したものである。円柱の代りに角柱などを用いてもよい。

図示は省略するが、図５〜８の筒体、プレート又は円柱を組み合わせてもよい。

上記実施の形態では、プレート４は水平とされているが、少なくとも中心付近が放射方向に向って１５°未満の傾斜面となってもよい。ただし、少なくとも外周部は水平であることが好ましい。

上記実施の形態では、槽体１は四角形とされているが、非円形であればよく、五角形又はそれ以上の多角形や楕円形であってもよい。

上記実施の形態では、導入部材として導入管８が設けられているが、導入部材として樋状水路を設けてもよい。

上記実施の形態では、センターウェル２は上端から下端まで等径とされているが、下部を大径としてもよい。この場合、下端ほど大径となるテーパ形としてもよい。

１ 槽体
２ センターウェル
２ｔ 上端
３ センターウェルアッパー
３ａ 底面
３ｂ 周壁
４ プレート
５ 旋回停止板
６ ピット
８ 導入管
１０ レーキシャフト
１３ 溢流堰
２０，３０，４０，５０，６０ 旋回停止部材

Claims (9)

1. 槽体の中央部のセンターウェルから該槽体内の下部に供給された被処理水が、該槽体内を上昇し、該槽体上部の溢流部から清澄水となって流出する沈殿槽であって、
   該センターウェルの上部に環状水路を形成するセンターウェル上部部材が設けられており、
   被処理水が導入部材によって前記環状水路内に、該周壁に沿う周回方向に導入され、該センターウェル内に流入する沈殿槽において、
   該センターウェル内の上部に、被処理水の旋回を停止させる旋回停止部材を備えた沈殿槽であって、
   該旋回停止部材の下端から該センターウェルの下端までの距離が１５０ｃｍ以上であることを特徴とする沈殿槽。
2. 請求項１において、前記旋回停止部材は、前記センターウェルの内周面から求心方向に延設された、板面を上下方向とした複数枚の板よりなることを特徴とする沈殿槽。
3. 請求項２において、前記板の前記求心方向の幅が前記センターウェルの上部の内径の５〜２０％であることを特徴とする沈殿槽。
4. 請求項１において、前記旋回停止部材は、直交２方向に配設された、板面を上下方向とした板よりなり、
   （Ａ）該旋回停止部材は、各板の両端が前記センターウェルの内周面に連結されることによって該センターウェル内に設置されているか、又は、
   （Ｂ）該旋回停止部材は、各板が組み合わされて結合されたユニットとなっており、該ユニットが該センターウェルに係止されることによって該センターウェル内に設置されている
   ことを特徴とする沈殿槽。
5. 請求項１において、前記旋回停止部材は、上下方向に延設された複数の筒体又は柱体よりなり、
   複数の該筒体又は柱体が組み合わされて結合されてユニットとなっており、該ユニットが前記センターウェルの上部に係止されることにより該センターウェル内に設置されていることを特徴とする沈殿槽。
6. 請求項４において、前記旋回停止部材は、前記（Ｂ）の方式で前記センターウェル内に設置されており、前記ユニットが該センターウェルに着脱可能に係止されていることを特徴とする沈殿槽。
7. 請求項５において、前記ユニットは、前記センターウェルに着脱可能に係止されていることを特徴とする沈殿槽。
8. 請求項１〜７のいずれか１項において、前記センターウェルの下端に対峙して水の流れ方向を変更するためのプレートが設けられていることを特徴とする沈殿槽。
9. 請求項１〜８のいずれか１項において、前記槽体は、平面視形状が角形であることを特徴とする沈殿槽。

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