JP6617635B2 - 沈殿槽 - Google Patents

Description

本発明は、スラッジを沈降分離するための沈殿槽に係り、特に固定式のセンターウェルと回転式のセンターカラムとを備え、被処理液をこの固定式センターウェルと回転式センターカラムを経て、回転式センターカラムの下部に設けられたディストリビュータから槽内に導入する沈殿槽に関する。

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、導入配管（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において、処理水流量を増大させるにはセンターウェルの内径を大きくする必要があり、またトラフの設置数を増やす必要もあり、水面の相当面積をセンターウェルで占めていることが問題であった。

この対策としてセンターウェル及びセンターカラムの直径を小さくすることが考えられるが、センターウェル内及びセンターカラム内の流速が大きくなるため、ディストリビュータに設けた複数の流出口のうちセンターカラムとの接合部の近傍の流出口の流量より接合部から遠い流出口の流量の方が大きくなりディストリビュータから排出後に沈殿槽の内壁近傍での上向流速が局所的に大きくなり、ブランケット層を巻き上げて処理水水質を悪化させる懸念があった。

なお、特許文献１には、上側のセンターウェルと、その下側のセンターカラムとを別体とし、センターウェルとセンターカラムとの間に弾性シール部を設けた沈殿槽が記載されている。

特開２００２−１２６４０７号公報

本発明は、処理水流量を増大させることができ、また上向流速が局所的に大きくなることが防止され、処理水質が悪化することが防止され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、中央部に筒状のセンターウェルが固定され、該センターウェルの下方に該センターウェルと同軸に、軸心回りに回転可能な筒状のセンターカラムが設置され、該センターウェルの下部と該センターカラムの上部との間が弾性シール部によってシールされている沈殿槽において、該センターカラムはセンターウェルよりも大径であることを特徴とする。

本発明の一態様では、センターカラムの内径はセンターウェルの内径の１．４〜２倍である。

本発明の一態様では、前記センターウェルとセンターカラムとの連繋部分に、上方ほど小径となるテーパ部が設けられている。

本発明の一態様では、前記センターカラムとセンターウェルとの連繋部分の上側と外周を囲むカバーが設けられている。

本発明では、センターカラムをセンターウェルよりも大径としているので、センターカラム内の流速を小さくすることができ、ディストリビュータから排出後に沈殿槽内壁近傍での上向流速が局所的に大きくなることを防止することができる。

本発明では、センターウェルとセンターカラムとの連繋部分に、上方ほど縮径するテーパ部を設けた構成とした場合、該連繋部分に気体が滞留しない。そのため、弾性シール部から気体が漏洩せず、ブランケット内を気泡が上昇することがなく、固液分離が阻害されることがない。

前記センターカラムとセンターウェルとの連繋部分の上側と外周を囲むカバーが設けられている構成とすることにより、弾性シール部から気体が漏洩しても、この気体がカバー内に止まるので、ブランケット内を気泡が上昇することがなく、固液分離が阻害されることがない。

（ａ）は実施の形態に係る沈殿槽の縦断面図、（ｂ）は（ａ）の沈殿槽の弾性シール部付近の拡大図と斜視図である。 別の実施の形態に係る沈殿槽の弾性シール部付近の拡大図である。 別の実施の形態に係る沈殿槽の弾性シール部付近の拡大図である。 別の実施の形態に係る沈殿槽の弾性シール部付近の拡大図である。 別の実施の形態に係る沈殿槽の弾性シール部付近の拡大図である。 別の実施の形態に係る沈殿槽の弾性シール部付近の拡大図である。 別の実施の形態に係る沈殿槽の弾性シール部付近の拡大図である。

以下、図面を参照して実施の形態について説明する。図１は実施の形態に係る沈殿槽を有する凝集沈殿装置を示すものである。

この凝集沈殿装置において、沈殿槽（シックナ）１の中央部をのぞく底面１Ａは、底部中央に向って下り勾配となる錐形状となっている。この底部中央に軸受用の凹部１Ｂが設けられ、この部分に排泥管（図示略）が接続されている。この沈殿槽１の傾斜底面１Ａに沿って回転可能に集泥レーキ２が設けられ、このレーキ２と一体にディストリビュータ３が設けられている。ディストリビュータ３は沈殿槽１内に原水を均一に分散供給するための部材であり、レーキ２は沈殿した汚泥をレーキアクション効果を利用して濃縮しながら排泥するための部材である。

このディストリビュータ３は、沈殿槽１の中央部に上下方向に延設されたセンターカラム４の下端から放射方向に延設された管状体よりなり、この管状体よりなるディストリビュータ３の側面（ディストリビュータ３の回転進行方向の後流側の側面）に原水流出口３Ａが設けられている。なお、図示は省略するが、このディストリビュータ３の上側に整流板が設置されてもよい。

このセンターカラム４は、モータ９のシャフト９Ａに連結され、レーキ２及びディストリビュータ３と共に、該モータ９によって一体にゆっくりと回転するように構成されている。

センターカラム４の上方に、センターカラム４と同軸にセンターウェル５が固定設置されている。センターウェル５とセンターカラム４とは別体とされている。センターカラム４はセンターウェル５よりも大径であり、下降流速がセンターウェル５内よりも小さくなるように構成されている。なお、センターカラム４の内径はセンターウェル５の内径の１．４〜２倍特に１．５〜１．８倍程度であることが好ましい。

図１（ｂ）に拡大して示されるように、センターカラム４の上端には、外向き鍔状のフランジ部４ａが設けられている。このフランジ部４ａ上に、弾性シール部を構成するリング状のゴム板６が配置され、該フランジ部４ａにボルト等の固定手段によって固定されている。

ゴム板６の内孔６ａの直径は、センターウェル５の外径より若干小さいものとなっている。ゴム板６の素材、厚み、センターウェル５の外径、ゴム板９のフランジ部４ａに固定されていない小径部の中心方向の幅によって条件は若干異なるが、ゴム板６の内孔６ａの直径をセンターウェル５の外径より３０〜１００ｍｍ程度小さく設計することで、ゴム板６の内孔６ａの周縁部上面にセンターウェル５の外壁面が摺動自在に接している。センターウェル５をゴム板６より下方まで押し込むことによりゴム板６のフランジ４ａに固定されていない小径部がたわむことでセンターウェル５とセンターカラム４とがシールされる。

凝集槽１１には、撹拌装置１２とバッフル板１３とが設けられている。この凝集槽１１からの凝集処理液は、流入トラフ１４を介してセンターウェル５からセンターカラム４内に供給され、ディストリビュータ３の側面の原水流出口３Ａからディストリビュータ３及びレーキ２の回転方向後流側に向ってスラッジブランケットＳ内に流出する。そして、ディストリビュータ３及びレーキ２がモータ５によって同時にゆっくりと回転されることによって沈殿槽１内汚泥がゆっくりと撹拌され、フロックの生成及び成長が促進されると同時に安定したスラッジブランケットＳが生成される。沈降したフロックは、レーキ２によって中央の凹部１Ｂに集められて図示しない排泥管より槽外に排出され、清澄水は溢流部１６をオーバーフローし、流出部１７から処理水として取り出される。

この実施の形態では、センターカラム４をセンターウェル５よりも大径としているので、センターカラム４内の流速を小さくすることができ、ディストリビュータ３から排出後に沈殿槽内壁近傍での上向流速が局所的に大きくなることを防止することができる。

図１では、ゴム板６はセンターカラム４のフランジ部４ａに取り付けられているが、図２のように、センターウェル５の下端にフランジ部５ａを設け、このフランジ部５ａの下端にゴム板６を固定手段によって固定し、このゴム板６に対しセンターカラム４の内壁面を摺動自在に当接させてもよい。センターカラム４をゴム板６より上方まで押し込むことによりゴム板６のフランジ５ａに固定されていない外周側がたわむことでセンターウェル５とセンターカラム４とがシールされる。図２の場合、ゴム板６の外径（ゴム板６が変形していないときの外径）はセンターカラム４の内径よりも若干大きく（例えば３０〜１００ｍｍ程度大きく）設計される。なお、図１（ｂ）のゴム板と図２のゴム板とを併用してもよい。

本発明では、センターウェル５とセンターカラム４との連繋部分を、上方ほど小径となるテーパ形状としてもよい。その一例を図３〜６に示す。

図３では、図１（ｂ）において、センターウェル５の下端にテーパ部５ｂを設けた構成となっている。このテーパ部５ｂは、下方ほど拡径しており、外周縁はゴム板６の外周縁の上面に摺動自在に接している。ゴム板６にはフランジ４ａに固定されないたわみ部分があってセンターウェル５のテーパ部５ｂがゴム板６のたわみ部分を押し込むことによりゴム板６がたわんでセンターウェル５とセンターカラム４とをシールする。その他の構成は図１（ｂ）と同一であり、同一符号は同一部分を示している。

なお、テーパ部５ｂのテーパ角θは２０〜８０゜特に３０〜６０゜程度が好適である。後述の実施の形態においても同様である。

図４では、図２において、センターカラム４の上端にテーパ部４ｂを設けた構成となっている。このテーパ部４ｂは、上方ほど縮径しており、内周縁はゴム板６の内周縁近傍の下面に摺動自在に接している。ゴム板６のフランジ５ａに固定されないたわみ部分にセンターカラム４のテーパ部４ｂを押し込むことによりゴム板６がたわんでセンターウェル５とセンターカラム４とがシールされる。ただしゴム板６の内孔６ａよりテーパ部４ｂの方が小径となるようにする。テーパ部４ｂの方が大径では通水抵抗でゴム板６とテーパ部４ｂの隙間から漏水しやすいので不適である。その他の構成は図２と同一であり、同一符号は同一部分を示している。

図５は、図３において、フランジ部４ａを省略し、センターカラム４の上部外周を取り巻くようにゴム板７を設けたものである。ゴム板７は、センターカラム４を１周しているが、２周以上に設けてもよい。ゴム板７の上縁は、センターカラム４の上端よりも上方に延出している。このゴム板７の上縁がテーパ部５ｂの外周縁近傍の下面に摺動自在に接している。

帯状ゴム板７をセンターカラム４上端に巻き回して固定する。固定してない上部にセンターウェル５のテーパ部５ｂを押し込むことによりセンターウェル５とセンターカラム４とをシールする。

図５のようにゴム板７をセンターウェル５又はセンターカラム４に巻装する形態では、図６のようにゴム板７の外周と上側を包囲するカバー部８を設けてもよい。

図６は、図５の実施の形態において、フランジ部５ｂの代りにカバー部８を設けたものである。このカバー部８は、センターウェル５の下端から放射方向に拡開するフランジ部８ａと、該フランジ部８ａの外周縁から垂下する垂下壁部８ｂとを有している。この垂下壁部８ｂがゴム板７の外周を取り巻き、ゴム板７よりも下方にまで延在している。ゴム板７の上端面がフランジ部８ａの下面に摺動自在に接している。図６では、センターウェル５を押し込んでシールする。通水による通水圧で緩やかにゴム板７のあそび部分が外側にたわむ。図６のその他の構成は図５と同一であり、同一符号は同一部分を示している。

図６は、下部センターカラムにゴム板を固定しているが、図７のように上部センターウェルのカバー部の下部の内向き鍔部８ｃにリング状のゴム板７’を固定するようにしてもよい。図７のその他の構成は図６と同一であり、同一符号は同一部分を示している。なお、図６のゴム板７と図７のゴム板７’とを併用してもよい。

凝集処理水がセンターウェル５に流入する際に大気中から空気が巻き込まれ混入しセンターウェル５やセンターカラム４とゴム板との当接部から槽内に漏洩して気泡として上昇してスラッジブランケットを巻き上げて乱し、処理水質の悪化が起こる懸念がある。

しかし、図３〜５のようにテーパ部４ｂ，５ｂを設けたことにより、センターウェル５とセンターカラム４との連繋部分に気体が溜ることが防止され、ゴム板６，７との摺動面から気体が沈殿槽１内に漏れ出すことが防止される。よって、図１（ｂ）、図２より図３〜５の構造の方が好ましい。さらに図５の構成によるとゴム板７とセンターウェル５のテーパ部５ｂとの接触面から気体が漏れても、テーパ部５ｂ内に溜まり、また、図６の構成によると、ゴム板７とフランジ部８ａとの接触面から気体が漏れても、カバー部８内に溜まる。よって、図１（ｂ）、図２〜４より、図５，６の構造の方が好ましい。なお、図３についても、テーパ部５ｂをゴム板の外周縁より大径とすることで同様の効果を得ることができる。また、図３，４においてテーパ部外周縁から垂下する垂下壁部を設けることでより確実に気泡漏洩を防止できる。

なお、ディストリビュータの複数の原水流出口３Ａの径を、センターカラム接合部から槽壁に向かって遠くなるにつれて小さくしてもよく、また、複数の原水流出口３Ａ，３Ａ，…の替わりにセンターカラム接合部の近傍から槽壁に向かって延在するスリット状の原水流出口を設けて軸心から槽壁に向かって遠くなるにつれてスリット幅を狭くしてもよい。ただし、この場合も本発明のゴム板によりセンターウェルとセンターカラムとの連繋部分から沈殿槽内への漏気を防止することができる。

上記実施の形態は本発明の一例であり、本発明は図示以外の構成とされてもよい。例えば、沈殿槽は水平断面が長方形など多角形でもよく、また沈殿槽底面は凹部のない平面でもよく、また沈殿槽内壁の少なくとも一部に汚泥排出口を設け、スラッジブランケットの界面が汚泥排出口の高さを超えたときに汚泥が汚泥排出口から槽外（例えば汚泥貯留槽）に排出することで汚泥界面を一定範囲内に維持するように構成してもよい。

１ 沈殿槽
２ レーキ
４ センターカラム
５ センターウェル
６，７ ゴム板
８ カバー

Claims (4)

1. 中央部に筒状のセンターウェルが固定され、該センターウェルの下方に該センターウェルと同軸に、軸心回りに回転可能な筒状のセンターカラムが設置され、
   該センターウェルの下部と該センターカラムの上部との間が弾性シール部によってシールされている沈殿槽において、
   該センターカラムはセンターウェルよりも大径であることを特徴とする沈殿槽。
2. 請求項１において、前記センターカラムの内径はセンターウェルの内径の１．４〜２倍であることを特徴とする沈殿槽。
3. 請求項１又は２において、前記センターウェルとセンターカラムとの連繋部分に、上方ほど小径となるテーパ部が設けられていることを特徴とする沈殿槽。
4. 請求項１ないし３のいずれか１項において、前記センターカラムとセンターウェルとの連繋部分の上側と外周を囲むカバーが設けられていることを特徴とする沈殿槽。

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