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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023048586
(43)【公開日】2023-04-07
(54)【発明の名称】凝集造粒装置
(51)【国際特許分類】
B01D 21/26 20060101AFI20230331BHJP
B01D 21/01 20060101ALI20230331BHJP
B04C 5/28 20060101ALI20230331BHJP
【ＦＩ】
B01D21/26
B01D21/01 B
B01D21/01 C
B04C5/28
【審査請求】未請求
【請求項の数】17
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021157999
(22)【出願日】2021-09-28
(71)【出願人】
【識別番号】000003078
【氏名又は名称】株式会社東芝
(71)【出願人】
【識別番号】598076591
【氏名又は名称】東芝インフラシステムズ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110003708
【氏名又は名称】弁理士法人鈴榮特許綜合事務所
(72)【発明者】
【氏名】出 健志
(72)【発明者】
【氏名】早見 美意
(72)【発明者】
【氏名】仕入 英武
(72)【発明者】
【氏名】早見 徳介
(72)【発明者】
【氏名】毛受 卓
(72)【発明者】
【氏名】田中 夕佳
【テーマコード（参考）】
4D053
【Ｆターム（参考）】
4D053AA03
4D053AB04
4D053BA04
4D053BB02
4D053BC01
4D053BD04
4D053CA01
4D053DA10
(57)【要約】
【課題】 シンプルな構成で、かつ、原水の流量に変動があった場合であっても、安定した凝集造粒機能を実現できる凝集造粒装置を提供すること。
【解決手段】 実施形態によれば、凝集造粒装置は、原水が導入される導入口と、導入された原水が排出される排出口とを有する流路と、導入口から前記排出口に向かって流路を流れる原水に、凝集剤を注入するための凝集剤注入部と、流路内に配置され、凝集剤を注入された原水の旋回流を発生させる旋回流発生器とを備えることによって、原水に含まれる濁質を、凝集剤によって凝集し、凝集フロックを造粒する。
【選択図】図１
【解決手段】 実施形態によれば、凝集造粒装置は、原水が導入される導入口と、導入された原水が排出される排出口とを有する流路と、導入口から前記排出口に向かって流路を流れる原水に、凝集剤を注入するための凝集剤注入部と、流路内に配置され、凝集剤を注入された原水の旋回流を発生させる旋回流発生器とを備えることによって、原水に含まれる濁質を、凝集剤によって凝集し、凝集フロックを造粒する。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
原水が導入される導入口から、前記原水が排出される排出口までに至る流路内を流れる前記原水に、凝集剤を注入するための凝集剤注入部と、
前記流路内に配置され、前記原水の旋回流を発生させる旋回流発生器とを備えることによって、
前記原水に含まれる濁質を、前記凝集剤によって凝集し、凝集フロックを造粒する、凝集造粒装置。
前記流路内に配置され、前記原水の旋回流を発生させる旋回流発生器とを備えることによって、
前記原水に含まれる濁質を、前記凝集剤によって凝集し、凝集フロックを造粒する、凝集造粒装置。
【請求項2】
前記流路内に、複数の前記旋回流発生器を、流れ方向に平行に配置し、
前記複数の旋回流発生器のうち、隣接して配置された２つの旋回流発生器によって発生される各旋回流は、旋回方向が異なる、請求項１に記載の凝集造粒装置。
前記複数の旋回流発生器のうち、隣接して配置された２つの旋回流発生器によって発生される各旋回流は、旋回方向が異なる、請求項１に記載の凝集造粒装置。
【請求項3】
前記隣接して配置された２つの旋回流発生器によって発生される各旋回流の旋回方向は、一方が時計回り方向であり、他方が反時計回り方向である、請求項２に記載の凝集造粒装置。
【請求項4】
前記流路は、それぞれが前記流路の一部を形成する複数のモジュールを、流れ方向に直列に配置して形成され、
前記複数のモジュールは、
前記旋回流発生器が配置された１つまたは複数の撹拌モジュールと
前記旋回流発生器が配置され、前記凝集剤注入部が設けられた１つまたは複数の凝集剤注入モジュールとを含む、請求項１乃至３のうち何れか１項に記載の凝集造粒装置。
前記複数のモジュールは、
前記旋回流発生器が配置された１つまたは複数の撹拌モジュールと
前記旋回流発生器が配置され、前記凝集剤注入部が設けられた１つまたは複数の凝集剤注入モジュールとを含む、請求項１乃至３のうち何れか１項に記載の凝集造粒装置。
【請求項5】
前記凝集剤注入部は、前記凝集剤注入モジュール内の、前記流路の前記導入口側において、前記凝集剤を注入する、請求項４に記載の凝集造粒装置。
【請求項6】
前記流れ方向において、前記凝集剤注入モジュールの下流側に、前記撹拌モジュールが配置される、請求項４または５に記載の凝集造粒装置。
【請求項7】
前記複数のモジュールは、配管内に配置される、請求項４乃至６のうち何れか１項に記載の凝集造粒装置。
【請求項8】
前記複数のモジュールが前記流れ方向に直列に配置されたときに前記流路が形成されるように、前記複数のモジュールの位置合わせを行う位置合わせ機構をさらに備えた、請求項４乃至７のうちいずれか１項に記載の凝集造粒装置。
【請求項9】
前記位置合わせ機構は、前記複数のモジュールのおのおのに、前記流れ方向に開けられた位置合わせ用貫通孔を含む、請求項８に記載の凝集造粒装置。
【請求項10】
前記位置合わせ機構は、前記位置合わせ用貫通孔に挿入される位置合わせ用棒をさらに含む、請求項９に記載の凝集造粒装置。
【請求項11】
前記複数のモジュールのおのおのは、前記流れ方向に同じ長さを有し、
前記位置合わせ用棒は、前記モジュールの前記流れ方向の長さと同じ長さの部分長位置合わせ用棒を複数連結して構成される、請求項１０に記載の凝集造粒装置。
前記位置合わせ用棒は、前記モジュールの前記流れ方向の長さと同じ長さの部分長位置合わせ用棒を複数連結して構成される、請求項１０に記載の凝集造粒装置。
【請求項12】
前記凝集剤注入モジュールは、少なくとも第１の前記凝集剤注入モジュールと第２の前記凝集剤注入モジュールとを含む複数あり、
前記第１の凝集剤注入モジュールに、第１の前記凝集剤注入部が設けられ、
前記第２の凝集剤注入モジュールに、第２の前記凝集剤注入部が設けられ、
前記第１の凝集剤注入モジュールは、前記流れ方向に直交する端面に、
前記第１の凝集剤注入部によって前記原水に注入される凝集剤を、前記第１の凝集剤注入部に供給するための第１の供給管が接続される第１の接続口と、
前記第２の凝集剤注入部によって前記原水に注入される凝集剤を、前記第２の凝集剤注入モジュールに供給するための第２の供給管が接続される第２の接続口とを、
１８０°回転対称となる位置に配置する、請求項４乃至１１のうち何れか１項に記載の凝集造粒装置。
前記第１の凝集剤注入モジュールに、第１の前記凝集剤注入部が設けられ、
前記第２の凝集剤注入モジュールに、第２の前記凝集剤注入部が設けられ、
前記第１の凝集剤注入モジュールは、前記流れ方向に直交する端面に、
前記第１の凝集剤注入部によって前記原水に注入される凝集剤を、前記第１の凝集剤注入部に供給するための第１の供給管が接続される第１の接続口と、
前記第２の凝集剤注入部によって前記原水に注入される凝集剤を、前記第２の凝集剤注入モジュールに供給するための第２の供給管が接続される第２の接続口とを、
１８０°回転対称となる位置に配置する、請求項４乃至１１のうち何れか１項に記載の凝集造粒装置。
【請求項13】
前記流路を複数備え、
前記原水の流速が所定範囲内になるように、前記複数の流路のうち、前記原水を導入する流路を調整する調整部を備える、請求項１乃至１２のうち何れか１項に記載の凝集造粒装置。
前記原水の流速が所定範囲内になるように、前記複数の流路のうち、前記原水を導入する流路を調整する調整部を備える、請求項１乃至１２のうち何れか１項に記載の凝集造粒装置。
【請求項14】
前記複数の流路は、前記導入口を共有し、
前記調整部は、前記導入口を可変的に開閉可能なゲート弁を含む、請求項１３に記載の凝集造粒装置。
前記調整部は、前記導入口を可変的に開閉可能なゲート弁を含む、請求項１３に記載の凝集造粒装置。
【請求項15】
前記調整部は、前記複数の流路それぞれに設けられ、個別に開閉度を変えることが可能な複数のバタフライ弁を含む、請求項１３に記載の凝集造粒装置。
【請求項16】
前記旋回流発生器は、前記流路内に配置されるために、前記流路内に差込可能な構成を有する、請求項１乃至１５のうち何れか１項に記載の凝集造粒装置。
【請求項17】
前記流路内に、複数の前記旋回流発生器を、流れ方向に平行に配置し、
前記複数の前記旋回流発生器のうち、隣接して配置された２つの旋回流発生器の間を仕切る仕切部を配置した、請求項１、４乃至１６のうち何れか１項に記載の凝集造粒装置。
前記複数の前記旋回流発生器のうち、隣接して配置された２つの旋回流発生器の間を仕切る仕切部を配置した、請求項１、４乃至１６のうち何れか１項に記載の凝集造粒装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明の実施形態は、浄水場や産業排水を始めとするプラント、発電所等において、原水に含まれる濁質を、凝集および造粒する凝集造粒装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、浄水場や産業排水を始めとするプラント、発電所等では、固液分離装置によって、原水から、金属イオンや有機物、無機塩等の懸濁物質（以下、「濁質」とも称する）の分離および除去がなされている。
【0003】
この種の固液分離装置に適用されている代表的な技術に、凝集沈殿処理技術や遠心分離技術がある。
【0004】
凝集沈殿処理技術が適用された固液分離装置では、処理対象の原水に凝集剤が加えられ、２種類の撹拌混合がなされる。すなわち、凝集剤を添加した直後は、急速撹拌と呼ばれる強い撹拌（第１の撹拌）が短時間行われ、凝集剤が原水全体に行きわたるように混合される。次に、緩速撹拌と呼ばれる弱い撹拌（第２の撹拌）が長時間行われ、濁質が凝集してなる凝集物同士が接触合一されることで粗大化され、その後、沈殿槽において沈降分離した凝集物が除去されている。
【0005】
一方、遠心分離技術が適用された固液分離装置では、固形物がフロック化された後、遠心分離機によって、フロックを含む原水が旋回され、遠心力の作用により、所定の粒径以上のフロックが、原水から分離される。遠心分離機では、重力よりも加速度の大きな遠心力が利用されるため、重力を利用する場合よりも短時間で固形物を分離できるので、沈殿槽の容量を小型化することができる（特許文献１，２参照）。
【0006】
しかしながら、遠心分離機において、結合力が弱いフロックを高速で旋回させると、一度形成されたフロックが分裂し微細化することがある。したがって、遠心分離技術を適用する際には、分裂や微細化しにくいフロックを形成するために、フロック形成槽を設ける必要がある。さらに、高密度かつ高強度のフロックを形成するために、フロックの壁面との衝突を促進するように、フロック形成槽内に、棚板で流路を形成する必要がある。
【0007】
このように、遠心分離技術が適用された固液分離装置は、沈殿槽の容量を小型化することはできるものの、フロック形成槽を設ける必要があるので、装置全体の小型化を実現することはできない。また、フロック形成槽の構造も複雑であるので、製造も容易ではない。
【0008】
そこで、装置全体の小型化の実現のため、配管型混合器において、原水に無機系凝集剤、カチオン系高分子凝集剤ｆおよびアニオン系高分子凝集剤ｇを添加し、撹拌することで、原水に含まれる濁質を凝集および造粒する凝集造粒機能を備えた固液分離装置が開示されている。
【0009】
配管型混合器は、コンパクト化が可能であるが、撹拌のために、配管中で撹拌翼を回転させる必要があるので、回転軸の固定方法、水密構造など、構造が複雑になってしまう。
【0010】
配管中に螺旋状のエレメントを固定して螺旋流れを発生させて撹拌する技術も開示されている。この場合、例えば流速１～２ｍ／ｓで撹拌力が最大となるような形状のエレメントが使用されており、凝集および造粒に必要な撹拌力を確保、維持するには、複数の配管型混合器を直列に接続する必要がある。
【0011】
また、処理量を大きくするためには、大径の配管型混合器を使用するか、小径の配管型混合器を複数並列に接続する必要がある。
【0012】
しかしながら、大径の配管型混合器を使用する場合、処理量が少ないと、必要な撹拌力を得られない、あるいは、配管内の流速が低下し、固形物が沈殿してしまうなど、原水の流量変動に対応できず、常に十分な凝集造粒機能を実現できる訳ではない。
【0013】
一方、小径の配管型混合器を複数並列に接続して使用する場合、これら複数の配管型混合器をバルブ切り替えにより調整することで、原水の流量変動や、原水水質変動に伴って必要となる撹拌力の調整ができるものの、複数の流量調整バルブや小径配管混合器を多数並列で設置することになるために、装置全体の大型化および複雑化をもたらす。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0014】
【特許文献1】特許第４８７５１２９号公報
【特許文献2】特開２０１０－２１４２４８号公報
【特許文献3】特許第５９０７２７３号公報
【特許文献4】特許第６８０５２８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0015】
本発明が解決しようとする課題は、シンプルな構成で、かつ、原水の流量に変動があった場合であっても、安定した凝集造粒機能を実現できる凝集造粒装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0016】
実施形態の凝集造粒装置は、原水が導入される導入口から、原水が排出される排出口までに至る流路内を流れる原水に、凝集剤を注入するための凝集剤注入部と、流路内に配置され、原水の旋回流を発生させる旋回流発生器とを備えることによって、原水に含まれる濁質を、凝集剤によって凝集し、凝集フロックを造粒する。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【発明を実施するための形態】
【0018】
以下に、本発明の実施形態の凝集造粒装置を、図面を参照して説明する。
【0019】
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態の凝集造粒装置について説明する。
本発明の第１の実施形態の凝集造粒装置について説明する。
【0020】
図１は、第１の実施形態の凝集造粒装置の構成例を示すブロック図である。
【0021】
図２は、第１の実施形態の凝集造粒装置の構成例を示す部分切欠斜視図および側断面図である。
【0022】
凝集造粒装置１０は、円筒状の配管７０の内部に構成される配管型であり、導入口１７から原水ａを導入し、原水ａに対して無機系凝集剤ｅ、カチオン系高分子凝集剤ｆ、およびアニオン系高分子凝集剤ｇを注入することによって、原水ａに含まれる濁質を凝集して、凝集フロックを造粒し、凝集フロックを固液分離して、汚泥ｂを取り出すとともに、排出口４３から処理水ｃを排出する装置である。
【0023】
このために、凝集造粒装置１０は、導入口１７側から排出口４３側に向かって順に、凝集のための凝集ユニット１４、造粒のための造粒ユニット１６、および固液分離のための固液分離ユニット２２を備えている。
【0024】
なお、本実施形態では、凝集造粒装置１０において、導入口１７側を上流側、排出口４３側を下流側とも称し、また、導入口１７から排出口４３に向かう方向を、流れ方向Ｌとも称する。
【0025】
原水ａは、導入口１７から凝集造粒装置１０に導入される前に、ｐＨ調整剤ｄが添加される場合もある。
【0026】
凝集造粒装置１０はさらに、導入口１７よりも下流側に、凝集ユニット１４へ導入される原水ａの量を調整するためのゲート弁１１を備えている。
【0027】
凝集ユニット１４は、原水ａに無機系凝集剤ｅを注入し、原水ａと無機系凝集剤ｅとを混和させるエリアである混和エリア１８と、無機系凝集剤ｅと混和された原水ａに対してさらにカチオン系高分子凝集剤ｆおよびアニオン系高分子凝集剤ｇを注入し、原水ａに含まれる濁質の凝集を促進する凝集エリア１９とを形成している。
【0028】
造粒ユニット１６は、凝集エリア１９において形成された凝集物がフロック化された凝集フロックが造粒される造粒エリア２０を形成している。
【0029】
なお、図１は、後述するように、凝集造粒装置１０内に第１から第６までの６つの流路がある場合の例を示しており、混和エリア１８、凝集エリア１９、および造粒エリア２０の前に示される第１～第６の序数は、各流路に対応している。
【0030】
固液分離ユニット２２は、固液分離がなされる固液分離エリア２３を形成している。
【0031】
次に、これら凝集ユニット１４、造粒ユニット１６、および固液分離ユニット２２の具体的な構成について説明する。
【0032】
図３は、凝集ユニット１４、造粒ユニット１６、および固液分離ユニット２２の内部構成例を示す分解図である。
【0033】
凝集ユニット１４は、凝集剤注入管モジュール１２と、凝集剤注入モジュール１３とを２個ずつ備え、ゲート弁１１付きの耐圧性の配管７０ａ内に、ゲート弁１１よりも下流側に、凝集剤注入管モジュール１２（１）、凝集剤注入モジュール１３（１）、凝集剤注入管モジュール１２（２）、凝集剤注入モジュール１３（２）をこの順に直列配列し、装填することによって構成される。
【0034】
図４は、凝集剤注入管モジュール１２および凝集剤注入モジュール１３の構造を示す図である。
【0035】
凝集剤注入管モジュール１２は、２セットのモジュール凝集剤注入管－凝集ユニット接続管３７を備えている。図４（ｃ）では、２セットのモジュール凝集剤注入管－凝集ユニット接続管３７のうち、第１セットのモジュール凝集剤注入管－凝集ユニット接続管３７のみが図中手前側に図示されているが、第２セットのモジュール凝集剤注入管－凝集ユニット接続管３７は、図中奥側に配置されているため図示されていない。
【0036】
各セットのモジュール凝集剤注入管－凝集ユニット接続管３７は、図３に示すように、配管７０ａに設けられた無機系凝集剤ｅ注入管３８、カチオン系高分子凝集剤注入管３９、およびアニオン系高分子凝集剤注入管４０のうちのいずれかと接続可能である。
【0037】
無機系凝集剤ｅは、無機系凝集剤ｅ注入管３８から、モジュール凝集剤注入管－凝集ユニット接続管３７を介して凝集剤注入管モジュール１２へ供給される。カチオン系高分子凝集剤ｆは、カチオン系高分子凝集剤注入管３９から、モジュール凝集剤注入管－凝集ユニット接続管３７を介して凝集剤注入管モジュール１２へ供給される。アニオン系高分子凝集剤ｇは、アニオン系高分子凝集剤注入管４０から、モジュール凝集剤注入管－凝集ユニット接続管３７を介して凝集剤注入管モジュール１２へ供給される。
【0038】
図３に示す例では、無機系凝集剤ｅ注入管３８は、２つの凝集剤注入管モジュール１２のうち、上流側の凝集剤注入管モジュール１２（１）の第１セットのモジュール凝集剤注入管－凝集ユニット接続管３７に接続される。図３に示す例では、凝集剤注入管モジュール１２（１）の第２セットのモジュール凝集剤注入管－凝集ユニット接続管３７には、いずれの注入管も接続されていない。
【0039】
また、図３に示す例では、カチオン系高分子凝集剤注入管３９は、２つの凝集剤注入管モジュール１２のうち、下流側の凝集剤注入管モジュール１２（２）の第１セットのモジュール凝集剤注入管－凝集ユニット接続管３７に接続される。
【0040】
さらに、図３に示す例では、アニオン系高分子凝集剤注入管４０は、下流側の凝集剤注入管モジュール１２（２）の第２セットのモジュール凝集剤注入管－凝集ユニット接続管３７（図示せず）に接続される。
【0041】
これによって、凝集剤注入管モジュール１２（１）は、無機系凝集剤ｅを凝集剤注入モジュール１３（１）へ供給できるようになる。また、凝集剤注入管モジュール１２（２）は、後述するように、カチオン系高分子凝集剤ｆを凝集剤注入モジュール１３（２）へ、アニオン系高分子凝集剤ｇを凝集剤注入モジュール１３（３）へ供給できるようになる。
【0042】
造粒ユニット１６は、耐圧性の配管７０ｂ内に、流れ方向Ｌに向かって直列に配列された４個の撹拌モジュール１５（１）～（４）を装填し、最後に、撹拌モジュール１５（１）の最上流側に１個の凝集剤注入モジュール１３を装填することによって構成される。なお、撹拌モジュール１５の数は、ここでは一例として４個としているが、４個に限定されず、４個以外の複数とすることができる。
【0043】
固液分離ユニット２２は、汚泥回収管４１およびブロー配管４２が接続された耐圧性の配管７０ｃ内に、固液分離機であるミニサイクロンモジュール２１を装填することによって構成される。配管７０ｃの最下流側の開口部は、排出口４３となる。なお、ミニサイクロンモジュール２１の詳細は、特許文献４にも記載されている。
【0044】
【0045】
配管７０は、一例として、耐圧性の２００Ａのステンレス鋼とすることができる。この場合、凝集剤注入管モジュール１２は、配管７０の内部に装填可能なように、流れ方向Ｌに沿った長さである全長が１００（ｍｍ）であり、直径が２００（ｍｍ）である円筒形状とする。同様に、凝集剤注入モジュール１３および撹拌モジュール１５も、配管７０の内部に装填可能なように、全長２００（ｍｍ）、直径２００（ｍｍ）の円筒形状とすることができる。配管７０が耐圧性であることによって、凝集剤注入管モジュール１２、凝集剤注入モジュール１３、および撹拌モジュール１５に耐圧性は要求されないことから、凝集剤注入管モジュール１２、凝集剤注入モジュール１３、および撹拌モジュール１５は、樹脂で製造することができる。
【0046】
次に、撹拌モジュール１５の詳細な構成について説明する。
【0047】
図５は、撹拌モジュール１５の構造および組立方法を示す図である。特に、図５（ａ）は、撹拌モジュール１５の外形を示す斜視図、図５（ｂ）は、図５（ａ）に対応する撹拌モジュール１５の内部構造を示す斜視図、図５（ｃ）および図５（ｄ）は、後述するスリットに配置される旋回流発生器２４および旋回流発生器２５の外形を示す斜視図である。
【0048】
図５（ａ）および図５（ｂ）に例示されるように、撹拌モジュール１５の端面には、一例として、８つのスリット２６（１）、２６（２）、２７、２８、２９、３０、３１（１）、３１（２）が開けられている。各スリット２６（１）、２６（２）、２７、２８、２９、３０、３１（１）、３１（２）の高さＨは等しい。
【0049】
スリット２６（１）、２６（２）、２７、２８、２９、３０、３１（１）、３１（２）は、流れ方向Ｌに撹拌モジュール１５を貫通している。
【0050】
各スリット２６（１）、２６（２）、２７、２８、２９、３０、３１（１）、３１（２）内には、図５（ｃ）に示すような旋回流発生器２４および図５（ｄ）に示すような旋回流発生器２５を、流れ方向Ｌに平行に交互に隣接して配置している。
【0051】
このために、旋回流発生器２４と旋回流発生器２５とを、スリット２６（１）、２６（２）、２７、２８、２９、３０、３１（１）、３１（２）内に差込可能な寸法および形状で予め製造しておく。そして、各スリットに、旋回流発生器２４を流れ方向Ｌに向けて差し込み、その隣に旋回流発生器２５を流れ方向Ｌに向けて差し込むように、スリットの幅Ｗ方向にわたって、旋回流発生器２４と旋回流発生器２５とを交互に隣接して配置して、スリットの内面に固定する。このようにして、旋回流発生器２４と旋回流発生器２５とを、流れ方向Ｌに平行になるように、交互に隣接して配置する。
【0052】
また、旋回流発生器２４と旋回流発生器２５とを、各スリットに、交互に差し込んでから配置し固定する代わりに、図５（ｅ）に例示するように、複数の旋回流発生器２４と複数の旋回流発生器２５とを、交互に隣接配置したアセンブリＡを予め形成しておき、このアセンブリＡを、各旋回流発生器２４、２５の長手方向が、流れ方向Ｌを向くようにスリットに差し込み、スリットの内面に固定することによっても実現できる。
【0053】
アセンブリＡは、例えば、幅Ｗの広いスリット２７、２８、２９、３０については、図５（ｅ）に示すように、６つの旋回流発生器２４と６つの旋回流発生器２５とで構成し、幅Ｗの狭いスリット２６（１）、２６（２）、３１（１）、３１（２）については、３つの旋回流発生器２４と３つの旋回流発生器２５とで構成するなど、スリットの幅Ｗに合わせて、旋回流発生器２４および旋回流発生器２５の数を調整する。
【0054】
さらには、このようにアセンブリＡの配置によってスリット内に旋回流発生器２４および旋回流発生器２５を固定する代わりに、予めスリット内に旋回流発生器２４および旋回流発生器２５が交互に隣接配置されている撹拌モジュール１５と一体的に製造してもよい。
【0055】
なお、上記では、１つのスリットに配置される旋回流発生器２４と旋回流発生器２５との数が同じである場合について説明したが、１つのスリットに配置される旋回流発生器２４と旋回流発生器２５との数は、同じであることには限定されず、旋回流発生器２４と旋回流発生器２５とが交互に隣接配置されるのであれば、いずれかが１つ多い場合であってもよい。
【0056】
このように旋回流発生器２４および旋回流発生器２５が配置されているスリット２６（１）、２６（２）、２７、２８、２９、３０、３１（１）、３１（２）内を、流れ方向Ｌへ原水ａが流れると、各旋回流発生器２４、２５によって、原水ａは、旋回しながら流れ方向Ｌへ進む。
【0057】
例えば、図５（ｅ）のように、６つの旋回流発生器２４と、６つの旋回流発生器２５とが配置されているスリット２７、２８、２９、３０内では、合計１２の旋回流が発生し、これら１２の旋回流がそれぞれ独立して流れ方向Ｌへ進む。これら旋回流の半径は、スリットの高さＨよりも小さい。
【0058】
ただし、旋回流発生器２４が、時計回りの旋回流を発生させ、旋回流発生器２５が、反時計周りの旋回流を発生させるように、旋回流発生器２４と旋回流発生器２５とは、逆方向の旋回流を発生させる。
【0059】
したがって、スリット内では、複数の旋回流が発生するものの、スリットの幅Ｗ方向に、同じ旋回方向の旋回流は隣接することなく、必ず、時計回りの旋回流と、反時計回りの旋回流とが交互するように発生し、それぞれが流れ方向Ｌへ進む。
【0060】
このように、スリット内では、同じ旋回方向の旋回流が隣接しないので、隣接する旋回流からの影響や干渉が減少する。このため、各旋回流は、それぞれ安定して流れ方向Ｌへ進むために、旋回による高い撹拌効果を実現することができる。また、１つのスリットの中を、多数の旋回流が進んで行くので、例えば、旋回流発生器毎に設けられたような狭いスリット内を旋回流が進んで行くよりも、スリット内で目詰まりが発生する可能性が低減するので、目詰まり等に起因する流速ムラや、低流速時の流路の撹拌力低下も抑制できる。
【0061】
図３に戻って示すように、撹拌モジュール１５（１）～（４）は、流れ方向Ｌ沿って複数直列に配列されている。また、前述したように、各スリットは流路となる。したがって、撹拌モジュール１５（１）～（４）にわたって連続的な流路を形成するためには、隣接して配置される撹拌モジュール１５同士が接触する端面において、隣接する撹拌モジュール１５の各スリット２６（１）、２６（２）、２７、２８、２９、３０、３１（１）、３１（２）同士が連続するように、位置合わせする必要がある。
【0062】
この位置合わせのために、図５（ａ）に示すように、各撹拌モジュール１５の端面の上下（１２時および６時の位置）に、モジュール固定棒挿入孔３２ａ、３２ｂを開けている。
【0063】
モジュール固定棒挿入孔３２ａ、３２ｂを用いた位置合わせ方法について以下に説明する。
【0064】
図６は、直列に配列される複数の撹拌モジュール１５の位置合わせ方法を説明するための図である。
【0065】
【0066】
図６（ａ）に示すように、４つの撹拌モジュール１５（１）～（４）を直列に配列する場合、２本のモジュール固定棒１００ａ、１００ｂを、撹拌モジュール１５（１）のモジュール固定棒挿入孔３２ａ、３２ｂ、撹拌モジュール１５（２）のモジュール固定棒挿入孔３２ａ、３２ｂ、撹拌モジュール１５（３）のモジュール固定棒挿入孔３２ａ、３２ｂ、撹拌モジュール１５（４）のモジュール固定棒挿入孔３２ａ、３２ｂに順に挿入することによって、撹拌モジュール１５（１）～（４）をこの順に直列に配列して行く。
【0067】
さらに、矢印Ｙ１に示すように、撹拌モジュール１５（２）の前方（図中左側）端面が、撹拌モジュール１５（１）の後方（図中右側）端面と接触するまで、撹拌モジュール１５（２）を、撹拌モジュール１５（１）側へ移動させる。同様に、矢印Ｙ２に示すように、撹拌モジュール１５（３）の前方端面が、撹拌モジュール１５（２）の後方端面と接触するまで、撹拌モジュール１５（３）を、撹拌モジュール１５（２）側へ移動させる。さらにまた同様に、矢印Ｙ３に示すように、撹拌モジュール１５（４）の前方端面が、撹拌モジュール１５（３）の後方端面と接触するまで、撹拌モジュール１５（４）を、撹拌モジュール１５（３）側へ移動させる。これによって、図６（ｂ）に示すように、４つの撹拌モジュール１５（１）～（４）を隙間なく連結する。
【0068】
４つの撹拌モジュール１５（１）～（４）は、２本のモジュール固定棒１００ａ、１００ｂによって位置合わせされているので、各撹拌モジュール１５（１）～（４）の対応するスリット２６（１）、２６（２）、２７、２８、２９、３０、３１（１）、３１（２）同士もそれぞれ連続し、連続的な８つの流路を形成する。なお、スリット２６（１）、２６（２）、３１（１）、３１（２）は、他のスリット２７、２８、２９、３０に比べて幅Ｗが狭くなっているので、便宜的に、幅Ｗの狭い２つのスリットを１つの流路として取り扱うようにしても良い。したがって、本実施形態では、スリット２７、２８、２９、３０がそれぞれ１つずつ流路を形成し、スリット２６（１）、２６（２）が合わせて１つの流路を形成し、スリット３１（１）、３１（２）が合わせて１つの流路を形成し、合計６つの流路を形成するとして説明する。
【0069】
図１は、このように６つの流路が形成された場合における構成に対応しており、混和エリア１８、凝集エリア１９、および造粒エリア２０の前に示される第１～第６の序数は、６つの流路に対応している。
【0070】
モジュール固定棒１００ａおよびモジュール固定棒１００ｂは、必ずしも１本の長尺棒である必要はなく、複数の部分長を有する棒を連結したものとすることもできる。１本の長尺棒であるよりも、複数の棒を連結してモジュール固定棒１００ａ、１００ｂとする方が、輸送の際にも、また組立の際に便利である。また、部分長の長さとしては、撹拌モジュール１５の全長（例えば、２００ｍｍ）程度とすれば、輸送の観点からも好ましい。
【0071】
図７は、直列に配列される複数の撹拌モジュール１５の別の位置合わせ方法を説明するための図である。
【0072】
図７でも、例として４つの撹拌モジュール１５（１）～（４）が直列に配列される状態を示している。
【0073】
位置合わせは、図６に示すように、モジュール固定棒挿入孔３２ａ、３２ｂおよび２本のモジュール固定棒１００ａ、１００ｂを使って実施されることに限定されず、例えば、撹拌モジュール１５にモジュール固定棒挿入孔３２ａ、３２ｂを設ける代わりに、図７（ａ）に示すように、モジュール１５の上流側の孔３２ａ、３２ｂの位置に突起１０２ａ、１０２ｂを設け、下流側の孔３２ａ、３２ｂの位置に、突起１０２ａ、１０２ｂと嵌合する形状の窪み１０３ａ、１０３ｂを設け、上流側の撹拌モジュール１５の窪み１０３ａ、１０３ｂに、下流側に隣接する撹拌モジュール１５の突起１０２ａ、１０２ｂを嵌め合わせることによって行うこともできる。
【0074】
図７（ｂ）は、このようにして４つの撹拌モジュール１５（１）～（４）が直列的に配列された状態を示す図であり、例えば、撹拌モジュール１５（１）の窪み１０３ａ（１）、１０３ｂ（１）に、撹拌モジュール１５（２）の突起１０２ａ（２）、１０２ｂ（２）を嵌め合わせるという具合に、上流側の撹拌モジュール１５の窪み１０３ａ、１０３ｂに、下流側に隣接する撹拌モジュール１５の突起１０２ａ、１０２ｂを嵌め合わせることによって、各撹拌モジュール１５（１）～（４）の対応するスリット２６（１）、２６（２）、２７、２８、２９、３０、３１（１）、３１（２）同士もそれぞれ連続し、前述したように、６つの流路を形成することができる。
【0075】
次に、図４に戻って、凝集剤注入管モジュール１２および凝集剤注入モジュール１３の詳細な構成について説明する。
【0076】
【0077】
凝集剤注入管モジュール１２（１）、（２）は、凝集剤注入モジュール１３（１）、（２）と同じ直径を有する円筒形状である。凝集剤注入管モジュール１２（１）、（２）にも、凝集剤注入モジュール１３（１）、（２）のスリット２６（１）、２６（２）、２７、２８、２９、３０、３１（１）、３１（２）に対応するスリット２６（１）、２６（２）、２７、２８、２９、３０、３１（１）、３１（２）が開けられており、凝集剤注入モジュール１３（１）、（２）のスリット２６（１）、２６（２）、２７、２８、２９、３０、３１（１）、３１（２）と連続するように、前述したような位置決め方法によって位置決めされて、凝集剤注入モジュール１３（１）、（２）と固定されている。
【0078】
ただし、凝集剤注入管モジュール１２（１）、（２）のスリット２６（１）、２６（２）、２７、２８、２９、３０、３１（１）、３１（２）の中には、旋回流発生器２４、２５は配置されていない。このため、凝集剤注入管モジュール１２（１）、（２）の全長は、凝集剤注入モジュール１３（１）、（２）の全長よりも短い。
【0079】
次に、凝集剤注入モジュール１３について説明する。凝集剤注入モジュール１３は、撹拌モジュール１５に凝集剤注入機能を付加したものであり、それ以外の構成は、撹拌モジュール１５と同じであり、外形および寸法も、撹拌モジュール１５と同一である。したがって、凝集剤注入モジュール１３の説明は、撹拌モジュール１５と異なる点についてのみ行い、重複説明を避ける。
【0080】
図４（ａ）は、凝集剤注入モジュール１３の外形を示す斜視図である。
【0081】
図４（ａ）に示す凝集剤注入モジュール１３に設けられた各スリット２６（１）、２６（２）、２７、２８、２９、３０、３１（１）、３１（２）は、撹拌モジュール１５において説明した各スリット２６（１）、２６（２）、２７、２８、２９、３０、３１（１）、３１（２）と同様であり、内部に、旋回流発生器２４および旋回流発生器２５を、流れ方向Ｌに平行に交互に隣接配置している。
【0082】
しかしながら、凝集剤注入モジュール１３は、撹拌モジュール１５とは異なり、各スリット２６（１）、２６（２）、２７、２８、２９、３０、３１（１）、３１（２）の上流側、すなわち、図中手前側の底面に、スリット幅Ｗ方向にわたって、多数の凝集剤注入孔３３が開けられている。
【0083】
【0084】
各スリット２６（１）、２６（２）、２７、２８、２９、３０、３１（１）、３１（２）の上流端側には、スリット幅Ｗ方向にわたって凝集剤注入管３４が配設されている。凝集剤注入管３４には、一定ピッチで孔（例えば、孔３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄなど）が開けられている。これら孔（例えば、孔３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄなど）の開口側に凝集剤注入孔３３が位置している。
【0085】
凝集剤注入管３４の端部は、凝集剤注入管モジュール１２から供給される凝集剤を移送するモジュール凝集剤注入管－凝集ユニット接続管３７が接続される凝集剤注入管３５となっている。凝集剤注入管３５は、図４（ｂ）において、凝集剤注入モジュール１３の奥側に配置されている。
【0086】
このような構成によって、凝集剤注入管モジュール１２から供給される凝集剤は、モジュール凝集剤注入管－凝集ユニット接続管３７から、凝集剤注入管３５を経由して凝集剤注入管３４へ送られ、孔（例えば、孔３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄなど）から排出され、凝集剤注入孔３３を通過して各スリット内の原水ａに注入される。凝集剤注入孔３３は、前述したように、各スリット２６（１）、２６（２）、２７、２８、２９、３０、３１（１）、３１（２）の上流端側に設けられているので、凝集剤は、原水ａの旋回が開始される旋回流発生地点において、原水ａに注入されることになる。
【0087】
一方、図４（ｂ）に示すように、凝集剤注入モジュール１３の図中手前側の側面には、流れ方向Ｌに沿って、下流側の凝集剤注入モジュールへの凝集剤供給管３６が配置されている。
【0088】
下流側の凝集剤注入モジュールへの凝集剤供給管３６の上流側端部には、図４（ｃ）に示すように、凝集剤注入管モジュール１２から凝集剤を移送するモジュール凝集剤注入管－凝集ユニット接続管３７が接続される。
【0089】
したがって、下流側の凝集剤注入モジュールへの凝集剤供給管３６は、図３に示すように、凝集剤注入管モジュール１２（２）が、凝集剤注入モジュール１３（２）の下流側に配置された２つ目の凝集剤注入モジュール１３（３）に凝集剤を供給するための配管として使用される。
【0090】
図８は、凝集剤注入モジュール１３（２）の端面における、凝集剤供給管３５の接続口と、下流側の凝集剤注入モジュール１３（３）への凝集剤供給管３６の接続口との位置関係を示す図である。
【0091】
凝集剤注入モジュール１３は、図４（ａ）に例示するように円柱形状を有している。そして、図８（ａ）および図８（ｂ）に示すように、凝集剤注入モジュール１３（２）の、流れ方向Ｌに対して直交する端面では、凝集剤供給管３５の接続口と、下流側の凝集剤注入モジュール１３（３）への凝集剤供給管３６の接続口とが、１８０°回転対称となる位置に配置されている。つまり、図３に示すように、１つの凝集剤注入管モジュール１２（２）が、２つの凝集剤注入モジュール１３（２）、（３）へ凝集剤を供給する場合、上流側の凝集剤注入モジュール１３（２）に対して、下流側の凝集剤注入モジュール１３（３）は、端面において１８０°回転されて配置されている。
【0092】
したがって、凝集剤注入モジュール１３（３）では、凝集剤供給管３５の接続口は、凝集剤注入モジュール１３（２）の凝集剤供給管３５の接続口とは逆に、図３中手前側に配置されることになる。つまり、凝集剤注入モジュール１３（２）の下流側端面と、凝集剤注入モジュール１３（３）の上流側端面との凝集剤供給管３５の接続口および凝集剤供給管３６の接続口の位置関係は、図８（ａ）および図８（ｂ）のようになり、凝集剤注入モジュール１３（２）の凝集剤供給管３６の接続口と、凝集剤注入モジュール１３（３）の凝集剤供給管３５の接続口とが対向する。
【0093】
これによって、凝集剤注入モジュール１３（２）と、凝集剤注入モジュール１３（３）とを直列に配置した場合、凝集剤注入モジュール１３（２）の凝集剤供給管３６と、凝集剤注入モジュール１３（３）の凝集剤供給管３５とを接続することが容易となる。凝集剤注入モジュール１３（２）の凝集剤供給管３６を、対向する凝集剤注入モジュール１３（３）の凝集剤供給管３５に接続することで、凝集剤注入管モジュール１２（２）からの凝集剤は、モジュール凝集剤注入管－凝集ユニット凝集剤供給管３７から、凝集剤注入モジュール１３（２）の凝集剤供給管３６、および凝集剤注入モジュール１３（３）の凝集剤供給管３５を経由して、凝集剤注入モジュール１３（３）の凝集剤注入管３４へ送られ、凝集剤注入モジュール１３（２）と同様に、原水ａの旋回が開始される旋回流発生地点において、原水ａに注入される。
【0094】
このようにして、１つの凝集剤注入管モジュール１２（２）で、２つの凝集剤注入モジュール１３（２）、（３）に凝集剤を注入することができる。
【0095】
なお、図３および図４（ｃ）に示す凝集剤注入管モジュール１２（１）のように、１つの凝集剤注入モジュール１３（１）にしか凝集剤を供給しない場合には、凝集剤注入管モジュール１２（１）のモジュール凝集剤注入管－凝集ユニット凝集剤供給管３７を、凝集剤注入モジュール１３（１）の凝集剤供給管３６に接続しなければよい。
【0096】
凝集剤注入モジュール１３の各スリット２６（１）、２６（２）、２７、２８、２９、３０、３１（１）、３１（２）内には、撹拌モジュール１５と同様に、旋回流発生器２４と旋回流発生器２５とが、流れ方向Ｌに平行に交互に隣接配置されているので、凝集剤を注入された原水ａが、旋回流発生器２４、２５によって旋回されることで、原水ａと凝集剤との撹拌効果が高められる。
【0097】
凝集剤注入管モジュール１２、凝集剤注入モジュール１３も、端面に、撹拌モジュール１５と同様の位置に、モジュール固定棒挿入孔３２ａ、３２ｂを開けている。これによって、図３に示すように、４つの撹拌モジュール１５（１）、（２）、（３）、（４）に加えて、凝集剤注入管モジュール１２（１）、凝集剤注入モジュール１３（１）、凝集剤注入管モジュール１２（２）、凝集剤注入モジュール１３（２）、凝集剤注入モジュール１３（３）をも位置合わせしながら配置することによって、これらモジュール１２、１３、１５における対応するスリット２６（１）、２６（２）、２７、２８、２９、３０、３１（１）、３１（２）同士をそれぞれの端面において連続させ、凝集ユニット１４の最上流端から、造粒ユニット１６の最下流端まで連続する８つの流路を形成する。これら８つの流路もまた、前述したように、幅Ｗの狭いスリット２６（１）、２６（２）を合わせて１つの流路とし、スリット３１（１）、３１（２）も同様に合わせて１つの流路とすることにより、６つの流路として取り扱うことができる。
【0098】
また、前述したように、凝集造粒装置１０は、導入口１７よりも下流側かつ凝集剤注入管モジュール１２（１）よりも上流側に、凝集造粒装置１０へ導入される原水ａの量を調整するためのゲート弁１１を備えている。ゲート弁１１は、流れ方向Ｌに対して垂直方向に下降および上昇が可能である。これによって、ゲート弁１１が全開のときには、凝集剤注入管モジュール１２（１）のすべてのスリット２６（１）、２６（２）、２７、２８、２９、３０、３１（１）、３１（２）に原水ａが導入されるが、ゲート弁１１が下降するのにしたがって、導入口１７の上側が閉じられて行くので、上側のスリットから、すなわち、スリット２６（１）、２６（２）、２７、２８、２９、３０、３１（１）、３１（２）の順に、原水ａが導入されなくなる。導入口１７からの原水ａの量が一定の場合、原水ａが導入されるスリット数、すなわち流路数が減少すると、流路内を流れる原水ａの流速は高まる。
【0099】
このように、ゲート弁１１による導入口１７の開閉に応じて、原水ａが導入される流路数や、原水ａの流速を調整できる。したがって、ゲート弁１１は、凝集造粒装置１０において、流路内を流れる原水ａの流速が、所定範囲内になるように調整する調整部として機能する。
【0100】
凝集造粒装置１０は、原水ａの水質や水量に応じて、撹拌モジュール１５による最適な撹拌力を維持できるように、ゲート弁１１によって導入口１７の開閉量を調整し、原水ａが導入される流路数を調整することによって、原水ａの流速が所定範囲内になるように調整する。
【0101】
例えば、原水ａの処理量が少ないときは、ゲート弁１１の開度を小さくし、原水ａが導入される流路数を減らすことで、原水ａの流速が、例えば、０．５～２（ｍ／秒）のように、最も高い撹拌効果が得られる範囲になるように調整する。
【0102】
なお、いずれの流路も配管７０内に設置されているので、上記のように原水ａの処理量が少ない場合には、原水ａを流さない流路に水を満たす。これによって、各流路間に圧力差が均一にかかるようになる。これによって、各モジュール１２、１３、１５は、耐圧性や、必要な強度を大幅に低くすることができるので、複雑な構造の旋回流発生器２４，２５による製造コストの増分を吸収することができる。
【0103】
次に、固液分離ユニット２２の具体的な構成について説明する。
【0104】
図９は、固液分離ユニット２２の構成例を示す斜断面図である。
【0105】
図１０は、固液分離ユニット２２の一部を詳細に示す拡大斜断面図である。
【0106】
固液分離ユニット２２は、第１～第６の造粒エリア２０において造粒された凝集フロックを含む原水ａから、遠心力により、凝集フロックを分離し、凝集フロックを分離された原水ａを回収することによって固液分離する複数の固液分離機４４を並列接続している。
【0107】
固液分離機４４はそれぞれ、円筒部４５と中空円錐部４６とを結合して形成されるコーン形状をしたサイクロン４７を備えている。
【0108】
図１１は、サイクロン４７による固液分離のメカニズムを説明するための模式図である。
【0109】
固液分離機４４は、また、円筒部４５に接続され、造粒エリア２０から送液された凝集フロックｊを含む原水ａを、円筒部４５の接線方向から、サイクロン４７内に流入させるための入口管４８を備えている。さらには、円筒部４５を閉塞する閉塞面中心に接続され、サイクロン４７による固液分離作用によって、凝集フロックｊを分離された原水ａである処理水ｃを、接線方向と直交する方向へ、サイクロン４７から排出するための出口管４９を備えている。さらにまた、中空円錐部４６の先端に設けられ、サイクロン４７による固液分離作用によって、原水ａから分離された凝集フロックｊを含む汚泥ｂを、サイクロン４７から排出するための汚泥排出管５０を備えている。
【0110】
なお、図９および図１０では、５つのサイクロン４７が並列配置された構成が例示されている一方、図１１では、３つのサイクロン４７が並列配置された構成が例示されている。これらは何れも一例であり、並列配置されるサイクロン４７の数に限定はない。
【0111】
なお、円筒部４５の内径サイズは、以下の理由により、２０（ｍｍ）以上、特に３０（ｍｍ）であることが好ましい。
【0112】
すなわち、サイクロン４７では、円筒部４５の内径、すなわち、中空円錐部４６の最大内径が小さくなるほど旋回力が大きくなり固液分離性能が向上する。一方、入口管４８および汚泥排出管５０の内径は、造粒エリア２０から送液される原水ａに含まれる凝集フロックｊのサイズより大きくする必要ある。造粒エリア２０から送液される原水ａに含まれる凝集フロックｊのサイズは、数十（μｍ）～数（ｍｍ）であることから、入口管４８および汚泥排出管５０の内径をそれ以上のサイズにする必要がある。そのため、円筒部４５の内径サイズは、最低でも２０（ｍｍ）必要となり、特に３０（ｍｍ）が好ましい。
【0113】
また、固液分離エリア２３は、複数の固液分離機４４すべての入口管４８と共通して空間連通している流入シェル５１と、複数の固液分離機４４のすべての出口管４９と共通して空間連通している流出シェル５２と、複数の固液分離機４４のすべての汚泥排出管５０と共通して空間連通している汚泥排出シェル５３とを備えている。
【0114】
流入シェル５１、流出シェル５２、および汚泥排出シェル５３は、複数のサイクロン４７によって隔てられている。これによって、流入シェル５１、流出シェル５２、および汚泥排出シェル５３のおのおの内における圧力が均一になる。
【0115】
図１２は、流入シェル５１、流出シェル５２、および汚泥排出シェル５３における圧力分布の解析結果の一例を示す図である。
【0116】
図１２より、流入シェル５１、流出シェル５２、および汚泥排出シェル５３において、各シェル内の圧力が均一になり、その結果、各サイクロン４７の入口管４８、出口管４９、および汚泥排出管５０の圧力差が均一化され、並列配置された各サイクロン４７における原水均等分配（すなわち、各サイクロン４７への原水の流入量の均一化、分離性能の均一化）を実現する。
【0117】
流入シェル５１は、流入シェル開口部５４において、固液分離エリア２３の上流側と空間連通し、すなわち、造粒エリア２０と空間連通している。流出シェル５２は、流出シェル開口部５５において、固液分離エリア２３の下流側と空間連通している。
【0118】
汚泥排出シェル５３は胴形状をしており、胴の周囲を３６０°周回するように、複数のサイクロン４７が、何れも汚泥排出管５０を汚泥排出シェル５３側に向けて配置されている。
【0119】
汚泥排出シェル５３の下流端近傍には、サイクロン４７によって周回されていない領域５３ａが存在する。この領域５３ａには、重力方向に延伸するように、汚泥排出管５０から排出された凝集フロックｊのスラッジである汚泥ｂを回収するための汚泥回収管４１が、サイクロンモジュール２１の汚泥回収管接続部５６を介して接続されている。
【0120】
さらにサイクロンモジュール２１の汚泥排出シェル５３には、ブロー配管接続部５７を介してブロー配管４２が接続されている。ブロー配管４２は、汚泥排出管５０から、凝集フロックｊと同伴して排出された原水ａの上澄み液を、ブロー水として、導入口１７側へ戻すための配管である。
【0121】
なお、原水ａに含まれる大きな凝集フロックｊは、結合力が強く高密度であるので、遠心分離をかけても、遠心力で破壊することはない。したがって、凝集槽および沈殿槽が不要となる。これによって、凝集槽および沈殿槽の設置に要していた面積を削減できる。
【0122】
次に、以上のように構成した第１の実施形態の凝集造粒装置の動作例について説明する。
【0123】
【0124】
浄水場や産業排水を始めとするプラント、発電所等から排出された原水ａは、導入口１７から凝集造粒装置１０に導入される（Ｓ１）。
【0125】
凝集造粒装置１０では、導入された原水ａの水質や、水量に応じて、ゲート弁１１の開閉度が調整され、原水ａの流速が、例えば、０．５～２（ｍ／秒）のように、最も高い撹拌効果が得られる範囲内になるように、原水ａが導入される流路数が調整され（Ｓ２）。
【0126】
これによって、図３に示す凝集剤注入管モジュール１２（１）に設けられたスリット２６（１）、２６（２）、２７、２８、２９、３０、３１（１）、３１（２）のうち、ゲート弁１１によって閉じられていないスリットに、原水ａが導入される。
【0127】
図３に示すように、凝集剤注入管モジュール１２（１）、凝集剤注入モジュール１３（１）、凝集剤注入管モジュール１２（２）、凝集剤注入モジュール１３（２）、凝集剤注入モジュール１３（３）、および４つの撹拌モジュール１５（１）、（２）、（３）、（４）は、それぞれ隣接するモジュールと、端面において位置合わせされているので、各モジュール１２、１３、１５における対応するスリット２６（１）、２６（２）、２７、２８、２９、３０、３１（１）、３１（２）同士がそれぞれ連続することで、凝集ユニット１４の最上流端から、造粒ユニット１６の最下流端まで連続する８つの流路が形成されている。なお、これら８つの流路は、前述したように、幅Ｗの狭いスリット２６（１）、２６（２）を合わせて１つの流路とし、スリット３１（１）、３１（２）も同様に合わせて１つの流路とすることにより、６つの流路として取り扱うことができる。
【0128】
したがって、凝集剤注入管モジュール１２（１）の流路に導入された原水ａは、この流路に沿って、その後、凝集剤注入モジュール１３（１）、凝集剤注入管モジュール１２（２）、凝集剤注入モジュール１３（２）、凝集剤注入モジュール１３（３）、および４つの撹拌モジュール１５（１）、（２）、（３）、（４）の内部を順に通過して、サイクロンモジュール２１に達する。
【0129】
凝集剤注入モジュール１３（１）では、凝集剤注入管モジュール１２（１）によって供給された無機系凝集剤ｅが、凝集剤注入孔３３から排出され、流路内を流れている原水ａに注入される（Ｓ３）。
【0130】
凝集剤注入モジュール１３（１）の各流路内には、図５（ｅ）に例示するように、旋回流発生器２４と旋回流発生器２５とが、流れ方向Ｌに平行に交互に隣接して配置されているので、流路内の旋回流発生地点において無機系凝集剤ｅを注入された原水ａは、旋回流発生器２４、２５によって旋回され、無機系凝集剤ｅを良好に撹拌しながら、流れ方向Ｌに進み、凝集剤注入管モジュール１２（２）の内部を通過して、凝集剤注入モジュール１３（２）に到達する（Ｓ４）。
【0131】
このとき、原水ａは、旋回流発生器２４によって時計回りの旋回流とされ、旋回流発生器２５によって反時計周りの旋回流とされるように、同一流路内では、同じ旋回方向の旋回流が隣接することなく、必ず、時計回りの旋回流と、反時計回りの旋回流とが交互するように発生し、それぞれが独立した旋回流として、流れ方向Ｌへ進んで行く。
【0132】
このように、流路内では、同じ旋回方向の旋回流が隣接しないので、隣接する旋回流からの影響や干渉が低減され、各旋回流による撹拌力が向上する。また、流路は、旋回流が複数並進できる幅広な形状となっているので、目詰まり等による流速ムラや、低流速時の流路の撹拌力低下も抑制される。
【0133】
凝集剤注入モジュール１３（２）では、凝集剤注入管モジュール１２（２）によって供給されたカチオン系高分子凝集剤ｆが、凝集剤注入孔３３から排出され、流路内を流れている原水ａに注入される（Ｓ５）。
【0134】
凝集剤注入モジュール１３（２）の流路内も、凝集剤注入モジュール１３（１）と同様に、旋回流発生器２４と旋回流発生器２５とが、流れ方向Ｌに平行に交互に隣接して配置されているので、流路内の旋回流発生地点においてさらにカチオン系高分子凝集剤ｇを注入された原水ａは、旋回流発生器２４、２５によって旋回が維持され、さらにカチオン系高分子凝集剤ｇを良好に撹拌しながら、流れ方向Ｌに進み、凝集剤注入モジュール１３（３）に到達する（Ｓ６）。
【0135】
凝集剤注入モジュール１３（３）では、凝集剤注入管モジュール１２（２）によって供給されたアニオン系高分子凝集剤ｇが、凝集剤注入孔３３から排出され、流路内を流れている原水ａに注入される（Ｓ７）。
【0136】
凝集剤注入モジュール１３（３）の流路内も、凝集剤注入モジュール１３（１）、（２）と同様に、旋回流発生器２４と旋回流発生器２５とが、流れ方向Ｌに平行に交互に隣接して配置されているので、流路内の旋回流発生地点においてさらにアニオン系高分子凝集剤ｆを注入された原水ａは、旋回流発生器２４、２５によって旋回が維持され、さらにアニオン系高分子凝集剤ｆを良好に撹拌しながら、流れ方向Ｌに進み、造粒ユニット１６の最初の撹拌モジュール１５（１）に到達する（Ｓ８）。
【0137】
造粒ユニット１６の各撹拌モジュール１５（１）、（２）、（３）、（４）の流路内も、凝集剤注入モジュール１３（１）、（２）、（３）と同様に、旋回流発生器２４と旋回流発生器２５とが、流れ方向Ｌに平行に交互に隣接して配置されているので、旋回流発生器２４、２５によって旋回が維持され、無機系凝集剤ｅ、カチオン系高分子凝集剤ｆ、およびアニオン系高分子凝集剤ｇをさらに撹拌しながら、流れ方向Ｌに進む（Ｓ８）。
【0138】
このようにして４つの撹拌モジュール１５（１）、（２）、（３）、（４）によって、無機系凝集剤ｅ、カチオン系高分子凝集剤ｆ、およびアニオン系高分子凝集剤ｇの撹拌が十分に行われることで、原水ａ内に凝集フロックｊが造粒される（Ｓ９）。そして、凝集フロックｊを含む原水ａは、固液分離ユニット２２のミニサイクロンモジュール２１に到達する。
【0139】
ミニサイクロンモジュール２１に到達した凝集フロックｊを含む原水ａは、ミニサイクロンモジュール２１内に並列接続された複数の固液分離機４４へ送られる。これら固液分離機４４では、コーン形状のサイクロン４７による固液分離作用によって、原水ａから凝集フロックｊが分離される（Ｓ１０）。
【0140】
凝集フロックｊが分離された原水ａは、処理水ｃとして、サイクロン４７から排出口４３から排出される（Ｓ１１）。
【0141】
一方、原水ａから分離された凝集フロックｊを含む汚泥ｂは、サイクロン４７から汚泥回収管４１を介して外部へ排出される（Ｓ１２）。
【0142】
このように、第１の実施形態の凝集造粒装置１０によれば、配管７０に複数のモジュール（凝集剤注入管モジュール１２、凝集剤注入モジュール１３、撹拌モジュール１５、およびサイクロンモジュール２１）を装填して実現されるシンプルな構成によって、原水ａの流速を、凝集剤ｅ、ｆ、ｇの撹拌のために好適な速度に調整することができる。さらに、原水ａは、同一流路内において、複数の旋回流となって流れ方向Ｌへ流れるが、時計回りの旋回流と、反時計回りの旋回流とが交互するように、同じ旋回方向の旋回流が隣接しないので、隣接する旋回流からの影響や干渉が低減され、各旋回流によって安定した撹拌効果が得られ、凝集剤ｅ、ｆ、ｇを良好に撹拌することができるので、原水ａの流量に変動があった場合であっても、安定した凝集フロックｊを造粒できる。これによって、原水ａからの凝集フロックｊの分離も容易となり、高品質な水処理を実現することができる。
【0143】
さらに、凝集造粒装置１０は、配管７０内に、複数のモジュール（凝集剤注入管モジュール１２、凝集剤注入モジュール１３、撹拌モジュール１５、およびサイクロンモジュール２１）を装填することによって構成されるので、製造コストおよび輸送コストを低減できる。
【0144】
製造コストを低減できる具体的な理由は、以下の通りである。
【0145】
一般に、造形サイズが大きくなるほど、造形機（例えば、３Ｄプリンタ）の初期コスト、造形コストが高くなるが、凝集造粒装置１０では、複数のモジュール１２、１３、１５の組合せによって構成されるため、凝集造粒装置１０全体を一体的に造形する必要は無く、造形は、モジュール毎でよい。つまり、造形サイズを小型化でき、小型の３Ｄプリンタで製造することが可能となるので、製造コストを低減することができる。
【0146】
また、配管７０を耐圧構造としているので、配管７０内が原水ａで満たされている限り、圧力は、流れ方向Ｌにわたって均一になる。すなわち、配管７０に装填されている各モジュール１２、１３、１５にかかる圧力は均一となるので、各モジュール１２、１３、１５に、配管７０ほどの耐圧性は不要となり、強度が求められない。したがって、各モジュール１２、１３、１５のために高価な材料を使用する必要がないことも、製造コストの低減に寄与する。
【0147】
なお、各モジュール１２、１３、１５は、３Ｄプリンタ以外の方法でも製造可能であるが、３Ｄプリンタ以外の方法で製造する場合も、小型のモジュール１２、１３、１５毎に製造でき、特に、凝集剤注入モジュール１３および撹拌モジュール１５は、複数あることに加え、構造が類似しており、量産効果が得られることも、製造コストの低減に寄与する。
【0148】
これら製造コストの削減効果により、複雑な構造の旋回流発生器２４、２５の製造コストの増分を吸収することができる。
【0149】
次に、輸送コストを低減できる具体的な理由は、以下の通りである。
【0150】
すなわち、凝集造粒装置１０を設置する際には、一体的に製造された凝集造粒装置１０ではなく、小型の各モジュール１２、１３、１５、２１の輸送により実施できるので、特に大型の輸送車両を必要としないので、輸送コストを低減することができる。
【0151】
また、凝集造粒装置１０は、部品がモジュール化されているので、狭い場所での施工も容易となるなど、施工性にも優れている。さらには、一旦設置した後でも、モジュール毎に取り出しができるので、交換、修理、洗浄、メンテナンス性にも優れている。
【0152】
また、変形例として、図示してないが、撹拌モジュール１５にも凝集剤供給管３６を設け、撹拌モジュール１５を、凝集剤注入モジュール１３の間に設置するようにしてもよい。これによって、凝集剤を注入する間隔や、撹拌時間を調整することも可能となる。
【0153】
（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態の凝集造粒装置について説明する。
本発明の第２の実施形態の凝集造粒装置について説明する。
【0154】
第２の実施形態の凝集造粒装置は、第１の実施形態の凝集造粒装置の変形例であり、ゲート弁１１の代わりにバタフライ弁を適用した点のみが異なる。
【0155】
したがって、以下の説明では、第１の実施形態と同様な構成については、同一符号を用いて示すことで重複説明を避け、異なる構成について説明する。
【0156】
図１４は、第２の実施形態の凝集造粒装置を説明するための図である。
【0157】
【0158】
図１４（ａ）に示すように、第２の実施形態の凝集造粒装置の凝集ユニット１４’では、ゲート弁１１を排除し、代わりに、各スリット２６（１）、２６（２）、２７、２８、２９、３０、３１（１）、３１（２）の入口にそれぞれ、バタフライ弁２０１（１）、２０１（２）、２０２、２０３、２０４、２０５、２０６（１）、２０６（２）を備えている。バタフライ弁２０１（１）、２０１（２）、２０２、２０３、２０４、２０５、２０６（１）、２０６（２）は、その平行中心軸に回転されることによって、開閉度が調整される。このような各バタフライ弁２０１（１）、２０１（２）、２０２、２０３、２０４、２０５、２０６（１）、２０６（２）の開閉度を個別に変化させることによって、各スリット２６（１）、２６（２）、２７、２８、２９、３０、３１（１）、３１（２）に導入される原水ａの量を個別に調整することができる。このようにバタフライ弁２０１～２０６もまた、原水ａを流す流路数や、各流路を流れる水量を調整する調整部として機能する。
【0159】
このように、ゲート弁１１の代わりに、バタフライ弁２０１～２０６を適用することによれば、スリット毎に水量を調整できるので、第１の実施形態よりも、原水ａを流す流路数や、各流路１～６を流れる水量を、よりきめ細かく調整することができる。
【0160】
（第３の実施形態）
本発明の第３の実施形態の凝集造粒装置について説明する。
本発明の第３の実施形態の凝集造粒装置について説明する。
【0161】
第３の実施形態の凝集造粒装置は、第１および第２の実施形態の凝集造粒装置の変形例である。
【0162】
したがって、以下の説明では、第１および第２の実施形態と同様な構成については、同一符号を用いて示すことで重複説明を避け、異なる構成について説明する。
【0163】
図１５は、第３の実施形態の凝集造粒装置に適用される旋回流発生器２５およびプレート２５０を説明するための図である。
【0164】
特に、図１５（ａ）は、板状のプレート２５０の構成を、旋回流発生器２５と比較しながら示す斜視図である。プレート２５０と旋回流発生器２５とは、流れ方向Ｌに同じ長さを有している。
【0165】
【0166】
アセンブリＡ’は、図１５（ｂ）に例示するように、プレート２５０と、旋回流発生器２５とを、流れ方向Ｌに平行に交互に隣接して配置することによって実現される。プレート２５０は、各旋回流発生器２５を仕切る仕切部として機能する。
【0167】
これによって、各旋回流発生器２５は、プレート２５０によって仕切られ、各旋回流発生器２５によって発生される旋回流は、物理的に隔離されるので、隣接する旋回流からの干渉を受けることなく、独立して流れ方向Ｌに進むので、安定した撹拌効果を奏することができる。
【0168】
本実施形態によれば、第１の実施形態のように、隣接する旋回流発生器によって発生される旋回流の方向を逆方向にする必要はなくなるので、２種類の旋回流発生器を設ける必要はなくなり、旋回流発生器２５または旋回流発生器２４のように、１種類の旋回流発生器で実現することができる。これによって、製造コストを低減することが可能となる。
【0169】
なお、プレート２５０は単なる例であり、各旋回流を物理的に隔離するように機能するのであれば、プレート２５０以外のものを適用することもできる。
【0170】
また、本実施形態では、図１５に示すように、１種類の旋回流発生器の例として、旋回流発生器２５を適用した例を示しているが、同様に、旋回流発生器２４とすることもできる。あるいは、旋回流を発生させることができるのであれば、旋回流発生器の構成は、旋回流発生器２４，２５のような構成には限定されない。
【0171】
以上各実施形態で説明したように、シンプルな構成で、かつ、原水の流量に変動があった場合であっても、安定した凝集造粒機能を実現できる凝集造粒装置を提供することができる。
【0172】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【0173】
例えば、旋回流発生器は、旋回流発生器２４，２５のような構成に限定されず、旋回流を発生させることができるのであれば、その構成に限定されない。
【符号の説明】
【0174】
１～６・・流路、１０・・凝集造粒装置、１１・・ゲート弁、１２・・凝集剤注入管モジュール、１３・・凝集剤注入モジュール、１４、１４’・・凝集ユニット、１５・・撹拌モジュール、１６・・造粒ユニット、１７・・導入口、１８・・混和エリア、１９・・凝集エリア、２０・・造粒エリア、２１・・ミニサイクロンモジュール、２２・・固液分離ユニット、２３・・固液分離エリア、２４・・旋回流発生器、２５・・旋回流発生器、２６、２７、２８、２９、３０、３１・・スリット、３２ａ、３２ｂ・・モジュール固定棒挿入孔、３３・・凝集剤注入孔、３４・・凝集剤注入管、３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄ・・孔、３５、３６・・凝集剤供給管、凝集剤供給管３７・・モジュール凝集剤注入管－凝集ユニット凝集剤供給管、３８、３９、４０・・注入管、４１・・汚泥回収管、４２・・ブロー配管、４３・・排出口、４４・・固液分離機、４５・・円筒部、４６・・中空円錐部、４７・・サイクロン、４８・・入口管、４９・・出口管、５０・・汚泥排出管、５１・・流入シェル、５２・・流出シェル、５３・・汚泥排出シェル、５３ａ・・領域、５４・・流入シェル開口部、５５・・流出シェル開口部、５６・・汚泥回収管接続部、５７・・ブロー配管接続部、７０、７０ａ、７０ｂ、７０ｃ・・配管、１００ａ、１０２ｂ・・モジュール固定棒、１０２ａ、１０２ｂ・・突起、１０３ａ、１０３ｂ・・窪み、２０１、２０２、２０３、２０４、２０５、２０６・・バタフライ弁、２５０・・プレート、ａ・・原水、Ａ、Ａ’・・アセンブリ、ｂ・・汚泥、ｃ・・処理水、ｄ・・ｐＨ調整剤、ｅ・・無機系凝集剤、ｆ・・カチオン系高分子凝集剤、ｇ・・アニオン系高分子凝集剤、Ｈ・・高さ、ｊ・・凝集フロック、Ｌ・・流れ方向、Ｗ・・幅
【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13A】
【図13B】
【図14】
【図15】
