特許 6182190 固液分離システムおよび傾斜板

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6182190

(24)【登録日】2017年7月28日

(45)【発行日】2017年8月16日

(54)【発明の名称】固液分離システムおよび傾斜板

(51)【国際特許分類】

   B01D 21/02 20060101AFI20170807BHJP

   C02F 3/12 20060101ALI20170807BHJP

【ＦＩ】

   B01D21/02 E

   C02F3/12 S

【請求項の数】10

【全頁数】19

(21)【出願番号】特願2015-188827(P2015-188827)

(22)【出願日】2015年9月25日

(65)【公開番号】特開2017-60931(P2017-60931A)

(43)【公開日】2017年3月30日

【審査請求日】2016年1月6日

【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第２項適用 ［公開事由１］第５２回下水道研究発表会口頭セッションプログラムでの公開 掲載年月日 ：平成２７年６月２５日 掲載アドレス：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｇｅｓｕｉｋｙｏｕ．ｊｐ／ｐｒｅｓｅｎｔｅｒ２０１５／

【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第２項適用 ［公開事由２］第５２回下水道研究発表会講演集での公開 発行者名 ：公益社団法人 日本下水道協会 刊行物名 ：第５２回下水道研究発表会講演集 掲載頁 ：第７４９頁乃至第７５１頁 発行日 ：平成２７年７月１日

【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第２項適用 ［公開事由３］第５２回下水道研究発表会での公開 集会名 ：第５２回下水道研究発表会 開催日 ：平成２７年７月２８日〜平成２７年７月３０日

(73)【特許権者】

【識別番号】000230571

【氏名又は名称】日本下水道事業団

(73)【特許権者】

【識別番号】000002451

【氏名又は名称】積水アクアシステム株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】515268098

【氏名又は名称】公益財団法人愛知水と緑の公社

(74)【代理人】

【識別番号】110001896

【氏名又は名称】特許業務法人朝日奈特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】橋本 敏一

(72)【発明者】

【氏名】笹部 薫

(72)【発明者】

【氏名】後藤 益雄

(72)【発明者】

【氏名】木曽 忠幸

(72)【発明者】

【氏名】黒住 悟

(72)【発明者】

【氏名】加藤 順一

(72)【発明者】

【氏名】別府 智志

(72)【発明者】

【氏名】大崎 功

(72)【発明者】

【氏名】木戸 賢記

(72)【発明者】

【氏名】内山 裕揮

(72)【発明者】

【氏名】山本 登

(72)【発明者】

【氏名】若尾 貞仁

(72)【発明者】

【氏名】鬼頭 昌子

【審査官】 佐々木 典子

(56)【参考文献】

【文献】 実公昭５６−０４６８１０（ＪＰ，Ｙ１）

【文献】 実開昭５５−０６１４０７（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２００７−２６０５１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−３２１６０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−２０８５４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭４８−０４１９７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−１１７５０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０１−２１８６９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−２２９５１２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ０１Ｄ ２１／０２

Ｃ０２Ｆ １／００−１１／２０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

被処理水の流入部と反対側の処理水の流出部とを有する下水処理場の最終沈殿池における固液分離システムにおいて、
前記沈殿池に、前記沈殿池の底面側に向けられる一面と、前記一面側と反対側の他面とを有するとともに前記一面に汚泥の捕捉処理がなされた複数の傾斜板を備え、
前記傾斜板は、前記他面側が流入側に傾けて並置され、
前記沈殿池へは少なくとも５００ｇ／ｍ³の活性汚泥浮遊物質濃度の被処理水が８ｍ³／（ｍ²・日）以上の水面積負荷で流入する、固液分離システム。

【請求項2】

前記傾斜板は、前記一面に均一な凹凸を形成することにより前記汚泥の捕捉処理がなされている請求項１記載の固液分離システム。

【請求項3】

前記傾斜板は、前記一面に所定の平面形状を有する複数の凹みを形成することにより前記汚泥の捕捉処理がなされている請求項１または２記載の固液分離システム。

【請求項4】

前記傾斜板は、前記一面と前記他面とで表面粗さが異なる請求項１〜３のいずれか１項に記載の固液分離システム。

【請求項5】

前記傾斜板は、前記一面に、前記一面上の被処理水の流れに沿った方向または直交する方向の１つまたは複数の溝を形成することにより前記汚泥の捕捉処理がなされている請求項１〜４のいずれか１項に記載の固液分離システム。

【請求項6】

前記傾斜板は、前記他面に藻の付着を少なくする防藻処理がなされている請求項１〜５のいずれか１項に記載の固液分離システム。

【請求項7】

前記傾斜板は複数設けられるとともに、前記一面が重力方向に対して２０度以上の角度をなし、かつ、前記他面が水平方向に対して１０度以上の角度をなして配置される、請求項１〜６のいずれか１項に記載の固液分離システム。

【請求項8】

前記傾斜板は複数設けられるとともに、前記傾斜板が設けられる領域内の被処理水の流入側において前記流入側と反対側よりも狭い間隔で配置され、前記被処理水の流速のばらつきを低減させる請求項１〜７のいずれか１項に記載の固液分離システム。

【請求項9】

前記最終沈殿池の底面に堆積する汚泥の表面と前記傾斜板との距離を検知する手段を有する請求項１〜８のいずれか１項に記載の固液分離システム。

【請求項10】

被処理水の流入部と反対側の処理水の流出部とを有する下水処理場の最終沈殿池において用いられ、少なくとも５００ｇ／ｍ³の活性汚泥浮遊物質濃度の被処理水が８ｍ³／（ｍ²・日）以上の水面積負荷で流入する固液分離システムに用いられる傾斜板であって、
前記沈殿池の底面側に向けられる一面と、前記一面の反対面であって流入側に傾けられる他面とを有するとともに前記一面に汚泥の捕捉処理がなされている傾斜板。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、下水処理場の最終沈殿池で用いられる固液分離システムおよび傾斜板に関し、特に、傾斜板の裏面で汚泥を捕捉することにより最終沈殿池の処理能力を向上する固液分離システムおよび傾斜板に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、活性汚泥法による、最終沈殿池を含む下水処理場の下水処理プロセスが示されている。図１１に示されるように、一般的な下水処理場では、下水管を流れてきた下水（原水、被処理水）は、図示しない沈砂池などを経て最初沈殿池１０２に流入し、比較的比重の大きい汚泥が沈降分離された後、反応槽１０３に流入し、活性汚泥中の微生物による有機物の分解やフロックの形成などを経て最終沈殿池１０１に流入する。最終沈殿池１０１でフロックなどの比較的比重の小さい汚泥が沈降分離された上澄水が、図示しない塩素混和池などを経て河川や海に放流される。

【0003】

最終沈殿池１０１では、被処理水Ｗが４〜５時間程度かけて池の中を流れる間に、被処理水Ｗに含まれるフロックなどの汚泥が重力により沈降する。最終沈殿池１０１の後半部には、被処理水の水面付近となる位置に後段の処理に続く水路を囲む越流堰１０４が設けられ、越流堰１０４を超えた被処理水Ｗが水路を通って流出する。被処理水Ｗが越流堰１０４に達するまでに汚泥を沈降させ、固液分離することにより、汚泥が分離された清浄な処理水だけを塩素混和池などの後段の処理に送ることができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００４−１０５９５２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

下水処理場に流入する下水の量、ひいては最終沈殿池に流入する被処理水の流量は、時間変動や降雨などの天候変化に起因する日間変動の影響により大きく変化する。また、地域によっては、下水道普及率の増加に伴う流入水量の増加、あるいは宅地開発に伴う地域内居住人口の増加などを要因とする年単位での一時的な流入水量の増加が発生している。流入水量が増加すると、最終沈殿池の処理能力が限界に近付くにつれて最終沈殿池内での汚泥の巻き上がりなどが生じ、平常時よりも高い汚泥濃度の被処理水が越流堰を超えることが多くなる。その結果、処理水の水質が悪化することがある。加えて、下水処理場では、環境負荷の軽減などの観点から既存施設の高度処理化が求められており、それに伴って最終沈殿池の能力増強が求められている。

【0006】

「下水道施設計画・設計指針と解説−２００９年版−」（社団法人日本下水道協会）によれば、最終沈殿池の処理能力は、汚泥の沈降面積に対する１日当たりの流入水量（水面積負荷）で定められる。汚泥の沈降面積は、最終的に汚泥を捕捉する部分の面積であり、沈降した汚泥が行き着く最終沈殿池の底面の面積、通常は、最終沈殿池そのものの面積に相当する。従って、より大きな最終沈殿池を新設すれば、時間変動や日間変動などによる影響により流入水量が増加した場合でも処理水の水質への影響は小さくなると考えられるが、最終沈殿池は前述の設計指針により日最大水量に対して設計されるのが通常であるため、仮に流入変動におけるピークの水量に対して施設設計をすれば、過大な設備投資が必要になるという問題がある。

【0007】

下水道普及率の増加に伴う流入水量の増加あるいは宅地開発による地域内居住人口の増加などを要因とする年単位での一時的な流入水量の増加に対しても、我が国全体として将来の人口減少が確実に進行する現状と地方自治体の財政状況を鑑みれば、多大な設備投資を伴う最終沈殿池の新設で対応することは困難である。

【0008】

また、既存施設の高度処理化に伴う最終沈殿池の能力増強においても多大な設備投資が難しい状況にあるのは同様であり、費用対効果の観点から既設の最終沈殿池の有効活用が求められている。さらには改築などで一部停止が必要となった際に、最終沈殿池の不足能力を仮設で賄うことは容易ではないことから、短期間かつ比較的小規模の改修工事で対応できる手段が求められている。

【0009】

本発明は、このような課題に鑑みてなされたもので、下水処理場の最終沈殿池の処理能力を向上することができ、特に、既存の最終沈殿池の効率を、安価かつ短期間の比較的小規模の改修で大幅に向上することができる、下水処理場の最終沈殿池で用いられる新規の固液分離システム、および、固液分離システムに用いられる傾斜板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】

【0010】

本発明の固液分離システムは、下水処理場の最終沈殿池における固液分離システムにおいて、前記沈澱池に、前記沈殿池の底面側に向けられる一面と、前記一面側と反対側の他面とを有するとともに前記一面に汚泥の捕捉処理がなされた傾斜板を備え、前記沈澱池へは少なくとも５００ｇ／ｍ³の活性汚泥浮遊物質濃度の被処理水が８ｍ³／（ｍ²・日）以上の水面積負荷で流入することを特徴とする。

【0011】

前記傾斜板は、前記一面に均一な凹凸を形成することにより前記汚泥の捕捉処理がなされることが好ましい。

【0012】

また、前記傾斜板は、前記一面に所定の平面形状を有する複数の凹みを形成することにより前記汚泥の捕捉処理がなされてもよい

【0013】

また、前記傾斜板は、前記一面と前記他面とで表面粗さが異なっていることが好ましい。

【0014】

前記傾斜板は、前記一面に、前記一面上の被処理水の流れに沿った方向または直交する方向の１つまたは複数の溝を形成することにより前記汚泥の捕捉処理がなされてもよい。

【0015】

前記傾斜板は、前記他面に藻の付着を少なくする防藻処理がなされることが好ましい。

【0016】

前記傾斜板は複数設けられるとともに、前記一面が重力方向に対して２０度以上の角度をなし、かつ、前記他面が水平方向に対して１０度以上の角度をなして配置されることが好ましい。

【0017】

前記傾斜板は複数設けられるとともに、前記傾斜板が設けられる領域内の被処理水の流入側において前記流入側と反対側よりも狭い間隔で配置され、前記被処理水の流速のばらつきを低減させることが好ましい。

【0018】

また、前記最終沈殿池の底面に堆積する汚泥の表面と前記傾斜板との距離を検知する手段を有することが好ましい。

【0019】

本発明の傾斜板は、下水処理場の最終沈殿池において用いられ、少なくとも５００ｇ／ｍ³の活性汚泥浮遊物質濃度の被処理水が８ｍ³／（ｍ²・日）以上の水面積負荷で流入する固液分離システムに用いられる傾斜板であって、前記沈殿池の底面側に向けられる一面と、前記一面側と反対側の他面とを有するとともに前記一面に汚泥の捕捉処理がなされていることを特徴とする。

【発明の効果】

【0020】

本発明によれば、傾斜板が傾斜板の下面（最終沈殿池の底面側の面）側でも汚泥を捕捉し得るように構成されているので、汚泥の捕捉効率を飛躍的に高めることができ、下水処理場の最終沈殿池の処理能力を大幅に向上することができる。流入量の増加による処理水の水質への影響が小さくなり、水質が安定する。しかも、傾斜板が並置された傾斜板装置を最終沈殿池に設置するだけであるので、大規模な工事を伴う最終沈殿池の新設を必要とせず、安価かつ短期間の比較的小規模の改修で処理能力を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】本発明の一実施形態の固液分離システムに用いられる傾斜板および傾斜板装置を示す斜視図である。

【図2】図１の固液分離システムの傾斜板の角度を説明する図である。

【図3】本発明の一実施形態の固液分離システムが用いられた最終沈殿池を模式的に示す図である。

【図4】本発明の一実施形態の傾斜板の平面図である。

【図5a】本発明の一実施形態の傾斜板の他の例を示す図である。

【図5b】本発明の一実施形態の傾斜板の他の例を示す図である。

【図5c】本発明の一実施形態の傾斜板の他の例を示す図である。

【図5d】本発明の一実施形態の傾斜板の他の例を示す図である。

【図5e】本発明の一実施形態の傾斜板の他の例を示す図である。

【図5f】本発明の一実施形態の傾斜板の他の例を示す図である。

【図5g】本発明の一実施形態の傾斜板の他の例を示す図である。

【図6】本発明の他の実施形態の固液分離システムを模式的に示す図である。

【図7】最終沈殿池の堆積汚泥の引き抜きを停止した場合の、その後の経過時間に対する処理水の水質および汚泥除去率の測定結果を示す図である。

【図8】本発明の実施形態の固液分離システムについての実施例を示す図である。

【図9】傾斜板間の被処理水の流動および汚泥の挙動を説明する図である。

【図10】汚泥の粒径に対する沈降終端速度の測定結果を示す図である。

【図11】下水処理場の主要な処理プロセスを示す概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下、図面を参照しながら、本発明の、下水処理場の最終沈殿池における固液分離システム、および固液分離システムで用いられる傾斜板について説明する。

【0023】

本発明の一実施形態の固液分離システム５の一例が図１〜３に示されている。図１〜３に示される例では、一実施形態の固液分離システム５は、本発明の一実施形態の傾斜板１を備えている。一実施形態の固液分離システム５は、図３に示されるように下水処理場の最終沈殿池Ｐにおける被処理水Ｗの固液分離に適用される。

【0024】

図１および図２には、一実施形態の傾斜板１が、傾斜板装置１０を構成している状態で示されている。図１に示される傾斜板装置１０は、互いに平行に設けられた上側フレーム３１ａ、３１ｂおよび下側フレーム３２ａ、３２ｂと、上側フレーム３１ａおよび３１ｂ間ならびに下側フレーム３２ａおよび３２ｂ間それぞれに互いに平行に架設された複数の支持棒３３とを有している。そして、複数の傾斜板１が、上側フレーム３１ａ、３１ｂおよび下側フレーム３２ａ、３２ｂに対して傾斜して、上下一対の支持棒３３に取り付けられている。図２に示されるように、傾斜板１は、下側フレーム３２ａ、３２ｂ側の一面１ａと、一面１ａ側と反対側の他面１ｂとを有し、上側フレーム３１ａ、３１ｂおよび下側フレーム３２ａ、３２ｂの長さ方向にそって、傾斜して複数個並置されている。傾斜板装置１０は、下水処理場の最終沈殿池Ｐ（図３参照）内に、下側フレーム３２ａ、３２ｂを最終沈殿池Ｐの底面側に向けて設置される。従って、傾斜板１の一面１ａが最終沈殿池Ｐの底面側に向けられる。

【0025】

図１に示されるように、本実施形態の傾斜板１の一面１ａには、汚泥の捕捉処理２がなされている。なお、「汚泥の捕捉処理」とは、被処理水中の汚泥が最終沈殿池から流出しないように、傾斜板１の表面を汚泥の滞留し易い状態にする処理である。たとえば、傾斜板の粗さを強くすることや、表面に沿った汚泥の動きに沿った方向または直交する方向に表面に凹凸を設けることにより傾斜板の表面を汚泥が付着し易い状態にすることなどが例示されるが、これらに限定されない。図１に示される例では、微細な複数の凹み２ａが設けられ、一面１ａに凹凸を形成することにより汚泥の捕捉処理がなされている。汚泥の捕捉処理の他の具体例については後述する。

【0026】

本実施形態の傾斜板１は、たとえば傾斜板装置１０を構成し、図３に示されるように、下水処理場の最終沈殿池Ｐに、被処理水Ｗの水面に対して傾斜して、かつ、一面１ａを最終沈殿池Ｐの底面側に向けて設置される。傾斜板１を備える一実施形態の固液分離システム５は、たとえば、少なくとも５００ｇ／ｍ³の活性汚泥浮遊物質濃度（ＭＬＳＳ濃度）を有する被処理水が８ｍ³／（ｍ²・日）以上の水面積負荷で流入する最終沈殿池に適用される。換言すると、傾斜板１を備える固液分離システム５は、少なくとも５００ｇ／ｍ³のＭＬＳＳ濃度を有し、８ｍ³／（ｍ²・日）以上の水面積負荷で流入する被処理水を所定の基準値（管理目標値）以下の汚泥濃度に低減できるように構成される。最終沈殿池の処理水の汚泥濃度の管理目標値とは、たとえば、１０ｇ／ｍ³以下、好ましくは、５ｇ／ｍ³以下である。或いは、たとえば愛知県刈谷市における所定の管理目標値は、公害防止協定に基づき、２５ｇ／ｍ³以下であり、地域により異なり得る。最終沈殿池の水面積負荷は、８ｍ³／（ｍ²・日）以上であれば、上限について限定されるものではないが、傾斜板１を備える固液分離システム５は、たとえば、８ｍ³／（ｍ²・日）以上１００ｍ³／（ｍ²・日）以下の水面積負荷で被処理水が流入する下水処理場の最終沈殿池に適用される。傾斜板が設置された下水処理場の最終沈殿池の処理能力の例については、後述の実施例で説明する。

【0027】

傾斜板装置１０は、図１に例示されるように、上側フレーム３１ａ、３１ｂ、下側フレーム３２ａ、３２ｂ、および、支持棒３３によって支持される複数の傾斜板を備えている。図１に示される例では、傾斜板装置１０は、本発明の一実施形態の傾斜板１を複数個備えている。そして、傾斜板装置１０は、図３に示されるように、最終沈殿池Ｐの底面（下方）側から被処理水の水面（上方）側へと水流を生じさせる上向流式の沈殿システムに用いられる。なお、図３では、傾斜板装置１０の各フレームおよび支持棒は省略され、傾斜して並置された複数の傾斜板１だけが示されている。複数の傾斜板１は、沈殿池Ｐの底面側に向けられる一面１ａと重力方向Ｇとのなす角Ａ（図２参照）が２０度以上の角度をなし、かつ、他面１ｂと、重力方向Ｇに直交する水平方向Ｈとのなす角Ｂ（図２参照）が、１０度以上の角度をなすように配置される。加えて、複数の傾斜板１は、傾斜板装置１０内の被処理水Ｗの流速のばらつきが低減し、それにより傾斜板１の間を流れる被処理水Ｗからの浮遊汚泥が複数の傾斜板１それぞれの一面１ａに捕捉され得るように互いの間隔を調整して配置される。

【0028】

図３に示されるように、傾斜板装置１０は、たとえば、原水（被処理水Ｗ）の流入部４１と流入部４１と反対側の処理水の流出部４４とを有する下水処理場の最終沈殿池Ｐの略中央部から下流側（流出部４４側）である後段部分に設置される。複数の傾斜板１は、水面側を流入部４１側に傾けて並置されている。傾斜板装置１０は、被処理水Ｗの水面から所定の深さまで沈み、かつ、最終沈殿池Ｐの底面との間に所定の空間が確保されるように、たとえば、図示しない支持体上に載置されるか、図示しない横架材などから吊り下げられる。

【0029】

図３に示される例では、傾斜板装置１０の上流側（流入部４１側）であって最終沈殿池Ｐの略中央部分に、水面から所定の深さまでの領域内の被処理水Ｗの下流側への流れを阻む阻流板４２が設けられている。阻流板４２よりも下流側（流出部４４側）の被処理水Ｗの水面付近には、上流側から下流側に向かう方向に沿って越流堰４３が設置され、越流堰４３に囲まれて流出部４４に連通する水路（トラフ）４５が設けられている。流入部４１から流れてきた被処理水Ｗは、阻流板４２に水流方向を阻まれ、阻流板４２の下端と最終沈殿池Ｐの底面との間の部分に向って下降する。最終沈殿池Ｐの底面と阻流板４２の下端との間を通り抜けた被処理水Ｗは、トラフ４５に向かう上向流Ｆとなり、傾斜板装置１０の各傾斜板１の間を上昇する。そして、被処理水Ｗ中の汚泥が、傾斜板装置１０内を通過する間に沈降し、傾斜板１の他面１ｂ上に沈殿することにより被処理水Ｗが浄化される。傾斜板１の他面１ｂ上に沈殿した汚泥は、堆積に伴って自重で滑落する。

【0030】

ここで、本発明の傾斜板および傾斜板装置による下水処理場の最終沈殿池の処理能力向上について説明する。前述のように、下水処理場の最終沈殿池の処理能力を高める１つの方策として、沈降面積を大きくすることが考えられる。本発明者らは、最終沈殿池の面積を大きくすることなく沈降面積を高める手段として、沈殿池を多階層化する傾斜板装置に着眼した。傾斜板装置は、複数の板を傾斜させて並置することによって、汚泥の沈降距離の短縮による効率アップを図ると共に、沈降面積を増大させて沈殿池の能力を高める装置であり、多くの浄水場で用いられている。

【0031】

図９には、傾斜板装置内の傾斜板１１１が模式的に示されている。沈殿池内に傾斜板装置として複数の傾斜板１１１が設けられることにより、傾斜板１１１が設けられている領域における汚泥Ｍの最大の沈降距離は、傾斜板１１１全体の重力（垂直）方向の長さｈ１から、各傾斜板１１１間の重力方向の間隔ｈ２となるため、沈降効率がｈ１／ｈ２倍向上する。また、「水道施設設計指針２０１２」（社団法人日本水道協会）によれば、傾斜板装置の水面積負荷は、被処理水の水量を傾斜板の水平投影面積（図９における傾斜板１１１の投影距離Ｌｐ×傾斜板１１１の幅（図９上の奥行））の合計で除して求めるとされている。従って、たとえば、既存の沈殿池に傾斜板装置を設置する場合は、傾斜板の間隔ｐをより狭くする方が、沈降距離ｈ２が短くなり、併せて、傾斜板の数が増えることにより沈降面積が増えるため、沈降効率の向上と被処理水の許容量の増大とが図れるものと考えられている。すなわち、狭ピッチで多数の傾斜板を配置するのが、浄水場の沈殿池の能力向上には好ましいと考えられている。

【0032】

一方、下水処理場では、傾斜板装置は使用されておらず、現に、前述の「下水道施設計画・設計指針と解説−２００９年版−」にも、傾斜板装置は、最終沈殿池の付帯設備として何も記載されていない。そのような状況の中、本発明者らは傾斜板装置に着眼した。そして、本発明者らは、浄水場と下水処理場とでは、流入する原水の性状（汚泥の成分および濃度、水量など）が異なるため、浄水場の沈殿池で用いられる傾斜板装置と同様の思想に基づく傾斜板装置をそのまま下水処理場に適用しても、必ずしも最良の能力向上作用が得られるとは限らないと考えた。たとえば、本発明者らは、下水処理場では、浄水場と比べて汚泥の粒径は相対的に大きく、また、下水処理場の汚泥は活性汚泥と呼ばれる微生物フロックであることから構成成分が浄水場とは異なり、そのため浄水場とは汚泥の沈降性に違いがあるものと考えた。

【0033】

図９を再び参照し、傾斜板１１１中の汚泥Ｍの沈降について説明する。傾斜板１１１の下端側から傾斜板１１１の間に流入した汚泥Ｍは被処理水の上向流Ｆに乗って傾斜板１１１の間を上昇する。たとえば、図９上、右側の傾斜板１１１ａ寄りの点ａに流入した汚泥は、沈降が不十分な場合、左側の傾斜板１１１ｂの表面上に沈降する前に傾斜板１１１ａの上端部（たとえば点ｂ）に達し、最終的に沈殿池から流出してしまうことになり得る。点ａに流入した汚泥が流出しないためには、水の上昇中に汚泥が沈降することにより、遅くとも傾斜板１１１ａ、１１１ｂの上端に達するときには傾斜板１１１ｂ上（点ｃ）に汚泥が沈殿し、傾斜板１１１ｂにより更なる上昇を阻まれる必要がある。すなわち、汚泥Ｍの沈降終端速度は、被処理水が傾斜板の下端から上端まで流れる間に、少なくとも距離ｈ２だけ沈降できる程度に速いことが好ましい。

【0034】

図１０には、本発明者らが、４つの下水処理場から採取した被処理水中の汚泥の沈降終端速度を粒径ごとに調べた平均値を近似直線９１により示し、エラーバー９２により測定結果の範囲を示している。図１０から、汚泥の沈降終端速度は粒径に対して高い直線性を有しており、汚泥の粒径が大きいほど沈降終端速度は速いことがわかる。

【0035】

また、本発明者らは、下水処理場では一般家庭などからの排水量の変動に応じて原水の流入量が大きく変化するため、安定して所定の処理能力を発揮させるには、被処理水が最終沈殿池内で旋回や短絡すること無くバランスよく流れる構造にするのが、浄水場の沈殿池以上に好ましい可能性があると考えた。そして、傾斜板は被処理水の水流に対して一種の抵抗体となり得るものであり、そのような抵抗体が多くあると最終沈殿池内に流速のばらつきが生じ易くなるため、最終沈殿池全体での効率的な汚泥の沈降の妨げになり得ると考えた。そして、傾斜板の配置間隔と沈降面積との関係、および、下水処理場の最終沈殿池における汚泥の沈降終端速度についての前述の調査結果も勘案し、被処理水の流速のばらつきを少なくすることを加味した理想的な傾斜板の配置間隔が存在し得ることを見出した。この傾斜板の配置間隔と処理水の水質との関係について調べた結果については、後述の実施例で説明する。

【0036】

このように、下水処理場の最終沈殿池では、傾斜板の配置間隔を広げることにより沈降の促進が期待されるが、汚泥が堆積する傾斜板表面の合計面積が減少することもまた事実である。そこで、本発明者らは、傾斜板装置全体の汚泥の保持能力を維持または向上させるべく、さらに検討を重ねた。図１０を再度参照すると、汚泥の粒径が小さくなるほど沈降終端速度は低下する。本発明者らは、汚泥の粒径がさらに小さく沈降終端速度が遅い場合には、図９に示されるように、傾斜板１１１ａの下面付近は、傾斜板１１１ｂの上面付近と比較して微小な汚泥Ｍ１の濃度が高まると考えた。そして、このように沈降終端速度の遅い微小な粒径の汚泥を傾斜板の下面で効率的に捕捉することに想到した。

【0037】

本発明者らが傾斜板の下面で汚泥を捕捉することの妥当性を調べた結果が表１に示されている。この調査では、傾斜板装置に組み込まれ、最終沈殿池に２年間設置された傾斜板が、傾斜板装置の上流側から下流側にわたる４か所（検体１〜４）で回収され、上面側および下面側の乾燥汚泥の保持量が調べられた。また、表２には、各検体に付着していた汚泥の有機物の割合の調査結果が示されている。汚泥中の有機物の割合は、汚泥の堆積後の経過時間の目安となり得る。すなわち、堆積後の時間が長いほど活性汚泥中の微生物の自己分解が進むため有機物の割合が減少する。

【0038】

【表1】

【0039】

【表2】

【0040】

表１から、傾斜板の下面側にも、上面よりは少ないものの相当量の汚泥が付着していることがわかる。また、表２から、汚泥の有機物割合は上面よりも下面の方が高く、付着していた汚泥は下面側の方が新しいものであったことがわかる。すなわち、下面側の付着物は単なる汚れの蓄積では無く、上面側で汚泥の堆積と滑落とが繰り返されるよりも短いサイクルで下面側において汚泥の付着と剥落が繰り返されていることを示しており、被処理水中の浮遊汚泥の捕捉であることがわかる。

【0041】

表１および表２に示される調査で、傾斜板の下面への付着が確認された汚泥は、被処理水中の浮遊汚泥の一部が摩擦または衝突などにより傾斜板１１１ａ（図９参照）の表面（下面）上に留まったものと考えられる。そして、これらの付着汚泥の他に、傾斜板１１１ａの表面に沿って上昇し、そのまま沈殿池から流出してしまうものがあったことは想像に難くない。また、表１および表２に結果が示される調査は、下面側に特に汚泥を捕捉するための処理が施されていない従来の傾斜板についての調査である。従って、傾斜板の下面側に汚泥の捕捉機能を高める捕捉処理を施すことにより、さらに多くの浮遊汚泥が捕捉できるようになり、処理水の水質を向上させることができる。

【0042】

また、傾斜板の下面で汚泥を捕捉する場合も、最終沈殿池内の被処理水の流速のばらつきが少なく、傾斜板装置内の全ての傾斜板で均等に被処理水の水流負荷が掛かるのが、最終沈殿池全体で効率的に汚泥を捕捉し得る点で好ましいと考えられる。流速のばらつきがあると、乱流や逆流が生じ易く、その結果、傾斜板の下面（一面）に沿う整然とした流れが阻害されるため、傾斜板の下面に汚泥の捕捉処理を施しても捕捉機能が十分に発揮されなくなるからである。すなわち、傾斜板の下面への汚泥の捕捉処理と併せて、傾斜板の表面に沿った安定した上向流が得られるように流速のばらつきを少なくすることにより、傾斜板装置全体の汚泥の保持能力を最大限高めることができる。一実施形態の傾斜板１は、単に沈降面積を増やすために狭いピッチで数多く配置されるのではなく、傾斜板が被処理水の流れの抵抗体ともなり得ることに鑑み、抵抗体としての作用を小さくして流速のばらつきが低減されるように配置間隔が調整されるのが好ましい。それにより、傾斜板１の下面に沿って上昇する汚泥が効率よく捕捉される。傾斜板１の配置間隔は、好ましくは、被処理水の流速のばらつき低減による効果と沈降面積の減少による影響との両方を加味して調整される。その結果、最終沈殿池の処理能力を向上することができ、処理水の水質を改善することができる。

【0043】

再び図面を参照して、一実施形態の傾斜板１、および傾斜板装置１０の説明を続ける。図４（ａ）には、本実施形態の傾斜板１の一面１ａ側が示され、図４（ｂ）には、他面１ｂ側が示されている。本実施形態の傾斜板１は、平面形状が略正方形の板材である。傾斜板１の平面形状は、正方形に限定されず、矩形、四角形以外の多角形、円形または楕円形であってもよい。傾斜板１の一面１ａには、外周形状の対向する２辺に沿って設けられた溝部３内に、フック装着穴３ａが設けられている。図４に例示される傾斜板１は、フック装着穴３ａに装着したフック３４（図１参照）により傾斜板装置１０の支持棒３３（図１参照）に取付けられる。しかしながら、傾斜板１の支持棒３３への取り付け方法は、フック以外の手段であってもよい。その場合、溝部３やフック穴３ａは無くてもよく、また、別の取付け手段が設けられていてもよい。

【0044】

傾斜板１の材質は、前述の捕捉処理が一面１ａになされ得るものであれば特に限定されない。傾斜板１の材質は、たとえば、熱可塑性樹脂、たとえばポリ塩化ビニル等のビニル系樹脂、ポリカーボネート等のカーボネート系樹脂、ポリエチレンテレフタレート等のエステル系樹脂、ポリメチルメタクリレート等のアクリル系樹脂、ポリプロピレンやポリエチレン等のオレフィン系樹脂、ＡＢＳ等のスチレン系樹脂あるいはこれらの共重合体や混合樹脂であってもよいし、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂等の熱硬化性樹脂であってもよく、金属、セラミック、木材、ゴム等であってもよい。

【0045】

傾斜板１の一面１ａには、前述のように、汚泥の捕捉処理がなされている。図１および図４（ａ）に示される例では、汚泥の捕捉処理として、傾斜板１の一面１ａが粗くされることにより無数の微細な凹み２ａが一面１ａの略全面に均一に形成され、一面１ａが所謂梨地状の表面にされている。このように一面１ａが粗くされることにより一面１ａに沿って上昇する汚泥の動きが妨げられ、傾斜板１の下面（一面１ａ）に汚泥が捕捉される。傾斜板１の一面１ａの粗面化の方法は特に限定されないが、たとえば、サンドブラストなどで機械的に加工されてよく、或いは、所定の薬剤による微細なエッチング加工、または所定の面粗度の型によるプレス加工などであってもよい。また、捕捉処理は、一面１ａの全面になされていなくてもよい。たとえば、外周付近に所定の幅の余白部分が設けられ、余白部分以外の部分に捕捉処理がなされてもよい。

【0046】

図４（ｂ）に示されるように、本実施形態の傾斜板１の他面１ｂは、溝部３（図４（ａ）参照）に応じて突出部３ｂが形成されていることを除いて凹凸の無い全くの平坦面にされている。他面１ｂには汚泥が沈殿する。汚泥が他面１ｂ上に長く滞留して厚く堆積すると、被処理水の流れを妨げるおそれがある。そのため、他面１ｂは、汚泥が滑落し易いように平坦な面であることが好ましい。前述のように溝部３が形成されない場合は突出部３ｂも形成されなくてよい。しかしながら、他面１ｂにも、突出部３ｂ以外の凹みや凸状部があってもよく、たとえば、傾斜板１の補強用のリブなどが形成されていてもよい。そのようなリブは、汚泥の滑落を妨げないように、滑落方向に沿って設けられるのが好ましい。

【0047】

図５ａ〜ｇには、傾斜板１の一面１ａの捕捉処理の他の例が示されている。図５ａに示される例では、一面１ａに、捕捉処理として互いに平行な複数の溝２ｂが形成されている。被処理水中の汚泥が溝２ｂ内に入り込むことにより捕捉される。図５ｂには、図５ａの５Ｂ−５Ｂ線での断面が拡大して示されている。傾斜板１の厚さの略１０分の１程度の深さおよび幅の複数の溝２ｂが、溝２ｂの幅と略同じ幅の間隔を空けて等間隔で形成されている。傾斜板１は、一端部１ｃ側が最終沈殿池の底面側となるように設置される。すなわち、溝２ｂは、最終沈殿池の底面側から上昇する被処理水の流れに沿った方向に形成されている。溝２ｂは、図５ｃに示されるように、一端部１ｃ側が最終沈殿池の底面側となるように設置されたときに、被処理水の上向きの流れに直交する方向に形成されてもよい。

【0048】

或いは、溝２ｂは、図５ｄに示されるように、直交する２つの方向それぞれに形成され、全体として格子模様をなすように形成されてもよい。また、その場合、図５ｄの例のように四角形の傾斜板１の外周縁に平行な溝ではなく、外周縁に対して所定の角度、たとえば４５度傾斜して互いに直交する２方向の溝が形成されてもよい。たとえば、ローレット加工により、直交する２方向の溝が形成されてよい。また、溝２ｂの断面形状は、図５ｂに示されるような方形ではなく、図５ｅに示されるように溝の深部に向ってテーパーする形状であってよく、全体として鋸刃状の形状であってよい。溝２ｂの形成方法はローレット加工に限定されず、金型成形、または微細な機械加工など、あらゆる方法が用いられてよい。溝２ｂは、図５ａ〜５ｅに示される例に限定されず、任意の形状、数および間隔で設けられてよい。

【0049】

図５ｆには、捕捉処理として、平面形状が円形の凹み２ｃが形成される例が示されている。凹み２ｃは、円筒状、または円錐状の凹みであってよく、球形の一部分の形状、所謂ディンプル状の凹みであってよい。図５ｆの例では、２ｃは、全体としてドットパターンを呈するように縦横いずれの方向にも等間隔に、一面１ａの略全体に設けられている。凹み２ｃの平面形状は円形に限定されず、三角形や四角形などの多角形や楕円形であってよく、任意の形状であってよい。また、図５ｆに示されるように規則的に配置されていなくてもよく、任意の配置パターン、かつ、任意の密度で形成されてよい。

【0050】

また、汚泥の捕捉処理は、傾斜板１の一面１ａ内で均一でなくてもよい。たとえば、図５ｇには、汚泥の捕捉処理として、配置間隔を異ならせて凹み２ｃが形成されている、図５ｆの例の変形例が示されている。凹み２ｃ１は凹み２ｃ２よりも狭い間隔で形成されている。凹み２ｃ１、２ｃ２が形成された傾斜板１が、どのような向きで最終沈殿池Ｐに設置されるかは任意である。狭い間隔で多く形成されている凹み２ｃ１の方が汚泥の捕捉性が高いと考えられるので、その特性を考慮して、最終沈殿池内に配置される向きが決定される。

【0051】

凹み２ａ〜２ｃの深さは特に限定されない。たとえば、汚泥の粒径分布を調査して、最も多く含まれている粒径に応じて設定されてよい。汚泥の捕捉処理は、有底の凹みや溝でなく、貫通孔やスリットであってもよい。しかしながら、他面１ｂ側まで貫通すると、他面１ｂの堆積汚泥の滑落性が低下する可能性があるので、非貫通の凹みや溝がより好ましい。

【0052】

捕捉処理は、凹みでは無く凸状部であってよい。すなわち、図５ａ〜５ｅに示されるような溝２ｂが形成されるのでは無く、リブ状の凸状部が形成されてもよい。また、図５ｆおよび図５ｇに示される凹部２ｃではなく、任意の平面形状の複数の凸状部が形成されてもよい。浮遊汚泥が、凸状部により上昇を阻まれることにより、傾斜板１の一面１ａ上に捕捉される。傾斜板１の一面１ａ上には、あらゆる平面形状や間隔（ピッチ）で凹凸が形成されてよく、そのような凹凸の形成が捕捉処理とされてよい。

【0053】

傾斜板１の一面には、このように、多様な汚泥の捕捉処理がなされてよいが、前述のように、傾斜板１の他面１ｂの汚泥の滑落性は維持されるのが好ましい。従って、たとえば、一面１ａだけが粗くされ、他面１ｂは粗面化処理されなくてもよい。その結果、一面１ａと他面１ｂとで、表面粗さが異なっていてもよい。また、一面１ａの表面粗さは、汚泥の粒径分布を調査して、最も多く含まれている粒径に応じて設定されてよい。

【0054】

傾斜板１の他面１ｂには、藻の付着を少なくする防藻処理が施されるのが好ましい。他面１ａは日光に照らされるため、他面１ａの周囲は、被処理水の温度や含有成分次第で藻の繁茂に適した環境となり得る。他面１ｂ上の藻の繁茂は、堆積した汚泥の滑落性を低下させると考えられる。そのため、他面１ｂには、好ましくは防藻処理が施される。防藻処理としては、殺藻剤や抗菌剤、親水性素材のコーティング、或いはフッ素系塗料などの塗布が例示されるが、これらに限定されない。

【0055】

図１の例では、傾斜板１が、各フレーム３１ａ、３１ｂ、３２ａ、３２ｂ、および支持棒３３によって支持されている。各フレームおよび支持棒３３の材質は、ステンレスなどの金属またはポリ塩化ビニルなどの樹脂であってよい。傾斜板１を支持する構造は、図１に示される構造に限定されず、複数の傾斜板１を所定の傾斜角度で並べて支持できるものであればよい。

【0056】

図２に示されるように、傾斜板１は、一面１ａと重力方向Ｇとのなす角Ａが２０度以上の角度をなすように配置される。この場合、被処理水の上向きの流れを大きく妨げることなく、汚泥の捕捉を助長する摩擦力が一面１ａと汚泥との間に生じ得る。また、傾斜板１は、他面１ｂと水平方向Ｈとのなす角Ｂが１０度以上の角度をなすように配置される。この場合、汚泥の沈降面積をある程度確保しながら、堆積量が過大になる前に汚泥を滑落させることができる。傾斜板１は、このように、一面１ａおよび他面１ｂが適度な角度の傾斜面となるように配置される。たとえば、傾斜板１は、互いに平行でない一面１ａと他面１ｂとを有していてもよい。その場合も、傾斜板１は、一面１ａが重力方向Ｇから２０度以上、かつ、他面１ｂが水平方向Ｈから１０度以上の範囲にあるように配置される。当然ながら、一面１ａと他面１ｂとが平行でない場合でも両者が交差することは無い。なお、一面１ａと他面１ｂとが平行な場合、一面１ａと重力方向Ｇとのなす角Ａの角度は、たとえば、２０度≦Ａ≦８０度であり、好ましくは、２０度≦Ａ≦４５度、より好ましくは、２５度≦Ａ≦３５度である。

【0057】

傾斜板１の配置間隔は、被処理水の流速のばらつきが少なくなるように調整される。傾斜板１の具体的な配置間隔は特に限定されないが、たとえば、傾斜板１は、２０〜４００ｍｍの範囲の間隔で配置される。傾斜板１は、好ましくは４０〜２８０ｍｍ、より好ましくは７０〜１４０ｍｍの間隔で配置される。

【0058】

傾斜板１は、傾斜板１が設けられる領域内、すなわち傾斜板装置内で所定の領域ごとに間隔を異ならせて配置されてもよい。図６（ａ）には、傾斜板１が異なる間隔で配置されている傾斜板装置１０ａが示されている。傾斜板装置１０ａは最終沈殿池Ｐの阻流板４２よりも下流側の領域に設置されており、傾斜板１は、傾斜板装置１０ａの阻流板４２側（被処理水Ｗが流入する側）において流出部４４側（被処理水Ｗの流入側と反対側）よりも狭い間隔で配置されている。阻流板４２によって流路を狭められた被処理水Ｗは、阻流板４２の下流側の傾斜板装置１０ａの設置領域に流入するが、水流の抵抗体ともなり得る傾斜板１が阻流板４２に近い部分では相対的に多く、阻流板４２から遠い流出部４４側では相対的に少なく配置することで抵抗体としての効果に勾配をつけることができ、比較的に流速が低下する流出部４４側の流速低下を制限することができる。その結果として、被処理水の上向流Ｖの流速ばらつきが低減し得る。このように、傾斜板１の配置間隔は領域ごとに変えられてもよい。傾斜板１の配置間隔は、さらに多段階に変えられても、段階的にではなく連続的に変えられてもよい。また、構造などに起因して流入部側で流速が遅くなるような最終沈殿池では、流入部側で傾斜板１の配置間隔が広くされてもよい。

【0059】

被処理水の流速のばらつきは、傾斜板の配置間隔の調整に加えて、傾斜板の長さと配置する深さとを調整することにより低減されてもよい。図６（ｂ）には、阻流板４２側よりも流出部４４側において、全長の短い傾斜板が最終沈殿池Ｐの底面から離れて設置される傾斜板装置１０ｂが示されている。阻流板４２と最終沈殿池Ｐの底面との間を比較的速度を速めて通り抜けた被処理水Ｗは阻流板４２付近の傾斜板１の下方の空間に流れ込む。その後、流出部４４側に向かって水平方向に流れていくにつれて流速が低下していくが、流出部４４側の傾斜板１の全長が短く比較的高い位置に配置されていることにより抵抗体としての効果が制限されているため流速がある程度維持される。その結果、阻流板４２側と流出部４４側との流速のばらつきが低減し得る。

【0060】

再び図３を参照すると、最終沈殿池Ｐの底面付近には、汚泥掻き寄せ機４６が装備されている。最終沈殿池Ｐの底面には、沈降した汚泥Ｍが堆積している。堆積した汚泥Ｍは、汚泥掻き寄せ機４６が、図３上、時計回りに回転することにより汚泥ホッパー４７に集められ、排泥される。汚泥Ｍの堆積量が多くなるに伴って汚泥の巻き上がりなどが増加し、最終沈殿池Ｐの処理水の水質が低下することがある。本発明者らは、汚泥掻き寄せ機４６作動停止後の経過時間、すなわち、汚泥Ｍが底面から除去されることなく堆積し続ける時間と、阻流板４２に最も近い傾斜板の下端から最終沈殿池の底面側へ１．４ｍ（底面との距離０．４ｍ）の位置での被処理水のＭＬＳＳ濃度およびトラフ４５内の処理水の水質との関係を調べた。その結果が図７に示されている。図７には、符号９３で示す近似曲線で被処理水のＭＬＳＳ濃度が示され、符号９４で示す近似曲線で、処理水の水質が示されている。なお、処理水の水質は、汚泥除去率（％）＝（処理水の汚泥濃度）／（最終沈殿池に流入する被処理水のＭＬＳＳ濃度）×１００で示されている。

【0061】

図７から明らかなように、時間の経過と共に被処理水のＭＬＳＳ濃度が上昇し、また、１時間２０分程度で、処理水の汚泥除去率が低下、すなわち、水質が悪化する。最終沈殿池の底面付近の被処理水のＭＬＳＳ濃度の増加は堆積汚泥と被処理水との界面の上昇を意味しており、堆積汚泥の界面をモニタすることにより、汚泥掻き寄せ機４６を効率的に動作させ、それにより汚泥界面を一定に保持するよう管理でき、結果として処理水の水質を良好に維持することができると考えられる。

【0062】

一実施形態の固液分離システム５には、好ましくは、最終沈殿池の底面に堆積する汚泥の表面（汚泥と被処理水との界面）と傾斜板１との距離、たとえば、傾斜板１の下端との距離を検知する手段が設けられる。この距離検知手段は、たとえば、１つまたは複数の傾斜板１の下端に設置され、汚泥界面との距離を測定する距離センサなどであってよい。また、この検知手段は、図７に示される調査のように、傾斜板装置の下面から所定の深さの場所に設置され、その場所での水質の変化を測定することにより堆積汚泥の表面と傾斜板１もしくは傾斜板装置との距離を間接的に検知する水質センサであってもよい。

【0063】

また、本実施形態の固液分離システム５は、藻類の繁茂抑制手段を有していてよい。前述のように、傾斜板１の他面１ｂには藻が繁殖することがある。そのため、前述の傾斜板１への防藻処理に代えて、または加えて、たとえば傾斜板装置に繁茂抑制手段が設けられることが好ましい。繁茂抑制手段としては、図示されていないが、傾斜板装置１０の傾斜板１を覆うように設けられる遮光ネットであってよい。日光が遮られることにより、藻の繁殖が抑制される。遮光ネットは、たとえば、上側フレーム３１ａ、３１ｂ（図１参照）に取付けられてよく、或いは、傾斜板装置１０が設置された領域全体を覆うように最終沈殿池の周縁部分に取付けられてもよい。繁茂抑制手段は、遮光ネットに限定されず、日光を遮る硬質のカバー材であってもよく、バブリングまたは水流等による定期的な洗浄、あるいは藻の繁殖に適さない温度に被処理水の温度を維持する温度調節手段など、他の適切な手段であってよい。

【実施例】

【0064】

一実施形態の固液分離システムおよび傾斜板の実施例について説明する。本実施例は、概して、図３に示される構造の下水処理場の最終沈殿池Ｐにおいて、最終沈殿池Ｐへの流入水量を変えながら、トラフ４５内の処理水の汚泥濃度を調べた例である。傾斜板の配置間隔を異ならせた３種類の傾斜板装置Ｘ、Ｙ、Ｚについて、それらを最終沈殿池Ｐに設置したときの処理水の汚泥濃度を調べた。また、比較のために、最終沈殿池Ｐに隣接する同構造かつ同寸法の最終沈殿池を用いて、傾斜板装置を設置しない最終沈殿池の処理水の汚泥濃度を並行して調べた。最終沈殿池Ｐは矩形沈殿池であり、構造寸法は、長さ４１．６ｍ、幅５．６ｍ、有効水深３．２ｍであり、水面積２３３ｍ²であった。３種類の傾斜板装置Ｘ、Ｙ、Ｚの傾斜板の配置間隔は、順に、７０ｍｍ、７０ｍｍ／１４０ｍｍ（阻流板４２側略半分の領域が７０ｍｍで、残りの流出部４４側の領域が１４０ｍｍ）、および１４０ｍｍであった。傾斜板は、１０００ｍｍ×１０００ｍｍの正方形の平板であり、汚泥の捕捉処理は施されていなかった。傾斜板は最終沈殿池の幅方向に４列にわたって配置され、各列の傾斜板の配置枚数は、傾斜板装置Ｘ、Ｙ、Ｚの順に、１８６枚、１３９枚、９３枚であった。傾斜板の一面（下面）と重力方向Ｇとのなす角Ａは３０度であり、他面（上面）と水平方向Ｈとのなす角Ｂは６０度であった（図２参照）。そして、被処理水の流入量を４０００ｍ³／日から１８０００ｍ³／日まで変えて、すなわち、傾斜板装置が設置されない状態での水面積負荷を１７．２ｍ³／（ｍ²・日）から７７．２ｍ³／（ｍ²・日）まで変化させて、処理水の汚泥濃度を測定した。なお、被処理水のＭＬＳＳ濃度の平均値は２５００ｇ／ｍ³であった。本実施例の結果が図８に示されている。図８において、符号９５Ｘ〜９５Ｚで示される近似直線は、それぞれ傾斜板装置Ｘ〜Ｚそれぞれを設置した場合の最終沈殿池Ｐの処理水の汚泥濃度を示している。また、符号９６で示される近似直線は、比較のために実施した傾斜板装置なしの最終沈殿池の処理水の汚泥濃度を示している。

【0065】

図８に示されるように、流入水量の増加に伴って、傾斜板装置が設置されていない最終沈殿池では、急勾配で処理水の汚泥濃度が上昇している。一方、符号９５Ｘ〜９５Ｚに示されるように、傾斜板装置Ｘ〜Ｚが設置された場合は、流入水量が増加しても、汚泥濃度は緩やかに上昇するだけであり、傾斜板装置の設置により大幅に処理水の水質が改善されていることがわかる。符号９５Ｘで示される近似直線の傾き（０．００１）および符号９６で示される近似直線の傾き（０．００８）から、傾斜板装置Ｘの設置、すなわち、傾斜板を備える一実施形態の固液分離システムの適用により最終沈殿池の固液分離能力が約８倍向上したことがわかる。

【0066】

図８中の直線Ｃ１〜Ｃ３は、最終沈殿池Ｐにおいて傾斜板装置が無い状態で水面積負荷が２０、４０、６０ｍ³／（ｍ²・日）となる流入水量の例をそれぞれ示している。傾斜板装置Ｘ〜Ｚが設置された最終沈殿池Ｐでは、処理水の汚泥濃度は、直線Ｃ１で例示される２０ｍ³／（ｍ²・日）の水面積負荷において、前述の管理目標値の例、５ｇ／ｍ³、１０ｇ／ｍ³、および２５ｇ／ｍ³のいずれよりも低い数値となっている。また、水面積負荷が４０ｍ³／（ｍ²・日）程度（直線Ｃ２の位置）であっても１０ｇ／ｍ³以下の汚泥濃度の処理水が得られ、さらに、水面積負荷が６０ｍ³／（ｍ²・日）程度（直線Ｃ３の位置）まで増加しても、管理目標値の例のうちの２５ｇ／ｍ³よりも十分低い汚泥濃度の処理水が得られると考えられる。

【0067】

前述のように、本実施例に用いた傾斜板には汚泥の捕捉処理は施されていなかった。一面１ａに汚泥の捕捉処理がなされた本発明の一実施形態の傾斜板１を用いれば、最終沈殿池Ｐの処理能力はさらに向上すると考えられる。本実施例では、前述のように被処理水のＭＬＳＳ濃度の平均値は２５００ｇ／ｍ³であった。被処理水のＭＬＳＳ濃度の変動を１００〜１５０％程度と想定すると、一実施形態の固液分離システム５および傾斜板１は、少なくとも５００ｇ／ｍ³のＭＬＳＳ濃度の被処理水が８ｍ³／（ｍ²・日）以上の水面積負荷で流入する最終沈殿池に、十分な余力をもって適用可能と考えられる。なお、水面積負荷がさらに増えた場合の処理水の汚泥濃度を近似直線９５Ｘから外挿すると、水面積負荷１００ｍ³／（ｍ²・日）でも、前述の管理目標値の例のうちの２５ｇ／ｍ³は超えないものと推定される。一実施形態の固液分離システム５および傾斜板１が用いられる最終沈殿池の水面積負荷の上限は特に限定されないが、水面積負荷１００ｍ³／（ｍ²・日）以下の最終沈殿池に用いられ得ると考えられる。

【0068】

また、符号９５Ｘ〜９５Ｚで示される結果から、傾斜板の配置間隔を広げた傾斜板装置を設置される最終沈殿池Ｐの方が、処理能力が向上していることがわかる。傾斜板の数量が少なくなり、沈降面積が減少するにも拘らず、被処理水の水流が整えられ、流速ばらつきが少なくなることにより処理能力が向上している。このように、下水処理場の最終沈殿池では、浄水場とは異なる思想に基づいて、傾斜板を備えた固液分離システムにより処理能力を向上することができる。

【符号の説明】

【0069】

１ 傾斜板
１ａ 一面
１ｂ 他面
２ 捕捉処理
２ａ 凹み
１０、１０ａ、１０ｂ 傾斜板装置
３１ａ、３１ｂ 上側フレーム
３２ａ、３２ｂ 下側フレーム
３３ 支持棒
４１ 流入部
４２ 阻流板
４３ 越流堰
４４ 流出部
４５ トラフ
４６ 汚泥掻き寄せ機
４７ 汚泥ホッパー
９３ 被処理水のＭＬＳＳ濃度
９４ 処理水の汚泥除去率
９５Ｘ 傾斜板の配置間隔７０ｍｍの傾斜板装置の結果
９５Ｙ 傾斜板の配置間隔７０／１４０ｍｍの傾斜板装置の結果
９５Ｚ 傾斜板の配置間隔１４０ｍｍの傾斜板装置の結果
９６ 傾斜板装置無しの結果
Ｃ１ 水面積負荷２０ｍ³／（ｍ²・日）の流量
Ｃ２ 水面積負荷４０ｍ³／（ｍ²・日）の流量
Ｃ３ 水面積負荷６０ｍ³／（ｍ²・日）の流量
Ｍ 汚泥
Ｐ 最終沈殿池
Ｗ 被処理水

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5a】

【図5b】

【図5c】

【図5d】

【図5e】

【図5f】

【図5g】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】