特開 2024-136249 水処理装置、水処理システム、水処理方法、水処理プログラム

(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】P2024136249

(43)【公開日】2024-10-04

(54)【発明の名称】水処理装置、水処理システム、水処理方法、水処理プログラム

(51)【国際特許分類】

   B01D 21/30 20060101AFI20240927BHJP

【ＦＩ】

B01D21/30 J

B01D21/30 K

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023047300

(22)【出願日】2023-03-23

(71)【出願人】

【識別番号】507214083

【氏名又は名称】メタウォーター株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】菅原 良行

(57)【要約】

【課題】少ないエネルギーかつ簡単な機構で汚泥の濃度を調整できる。
【解決手段】液体である対象物が貯留される槽と、槽の内部に配置され、槽に貯留された対象物を攪拌し、槽の中央と槽の側面部とで対象物の液面の液位差を変動させる液位差調整部と、槽の側面に配置され、槽の側面部の液位が所定値以上になった場合に対象物が排出される分離液排出部と、を有する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

液体である対象物が貯留される槽と、
前記槽の内部に配置され、前記槽に貯留された対象物を攪拌し、前記槽の中央と前記槽の側面部とで対象物の液面の液位差を変動させる液位差調整部と、
前記槽の側面に配置され、前記槽の側面部の液位が所定値以上になった場合に対象物が排出される分離液排出部と、を有する水処理装置。

【請求項2】

液位差調整部は、前記槽に貯留された対象物を撹拌する液面撹拌機を有し、
前記撹拌機の回転数を制御することによって、対象物の液面に生じる液位差を制御する請求項１に記載の水処理装置。

【請求項3】

前記液面攪拌機は、円板と、前記円板の上面に配置された攪拌翼と、を有する請求項２に記載の水処理装置。

【請求項4】

前記分離液排出部は、前記槽の上流に対象物を排出する請求項１に記載の水処理装置。

【請求項5】

前記槽に供給される対象物の汚泥濃度を計測する計測部を有し、
前記液位差調整部は、前記汚泥濃度が閾値以下となった場合、液位差を変動させて分離液を排出する請求項１に記載の水処理装置。

【請求項6】

前記槽の上流に配置され、凝集剤が投入された対象物を攪拌し、凝集フロックを生成する凝集槽を有する請求項１に記載の水処理装置。

【請求項7】

前記槽は、前記液位差調整部の周囲に配置され、前記液位差調整部が配置されている領域と他の領域とを区画する隔壁を有し、
前記隔壁は、前記分離液排出部と接続し、前記液位差調整部が配置されている領域と他の領域とを連通する開口が形成される請求項１に記載の水処理装置。

【請求項8】

請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の水処理装置と、
前記水処理装置に対象物を供給する前処理装置と、
前記水処理装置から排出される濃縮汚泥を処理する後処理装置と、を含む水処理システム。

【請求項9】

槽に液体である対象物を供給し、前記槽に対象物を所定液位まで貯留させるステップと、
前記槽の内部に配置され、前記槽に貯留された対象物を攪拌し、攪拌条件を変動させて、前記槽の中央と、前記槽の側面部とで対象物の液面の液位差を変動させるステップと、
前記槽の側面に配置され、前記層の側面部の液位が所定値以上になった場合に対象物を排出するステップと、を含む水処理方法。

【請求項10】

槽に供給される対象物の汚泥の濃度を計測するステップと、
前記槽の内部に配置され、前記槽に貯留された対象物を攪拌し、攪拌条件を変動させて、前記槽の中央と、前記槽の側面部とで対象物の液面の液位差を設定するステップと、
設定した前記液位差を前記槽の液面に発生させるステップと、含む処理を実行させる水処理プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、水処理装置、水処理システム、水処理方法、水処理プログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

汚水が含まれる対象物を処理する浄水システムでは、特許文献１に記載のように、対象物に凝集剤を投入し、汚泥を凝集させ、脱水処理を行う。浄水システムは、脱水を効率よく行うため、汚泥を濃縮する。特許文献１に記載の装置では、混和槽で濃縮を行う。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００７－１３６３４７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

汚泥を処理する装置は、安定して運転するために、各部での汚泥の濃度は安定していることがより好ましい。

【0005】

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、少ないエネルギーかつ簡単な機構で汚泥の濃度を調整できる水処理装置、水処理システム、水処理方法、水処理プログラム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】

【0006】

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示の水処理装置は、液体である対象物が貯留される槽と、前記槽の内部に配置され、前記槽に貯留された対象物を攪拌し、前記槽の中央と前記槽の側面部とで対象物の液面の液位差を変動させる液位差調整部と、前記槽の側面に配置され、前記槽の側面部の液位が所定値以上になった場合に対象物が排出される分離液排出部と、を有する。

【0007】

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示の水処理方法は、槽に液体である対象物を供給し、前記槽に対象物を所定液位まで貯留させるステップと、前記槽の内部に配置され、前記槽に貯留された対象物を攪拌し、攪拌条件を変動させて、前記槽の中央と、前記槽の側面部とで対象物の液面の液位差を変動させるステップと、前記槽の側面に配置され、前記層の側面部の液位が所定値以上になった場合に対象物を排出するステップと、を含む。

【0008】

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示の水処理プログラムは、槽に供給される対象物の汚泥の濃度を計測するステップと、前記槽の内部に配置され、前記槽に貯留された対象物を攪拌し、攪拌条件を変動させて、前記槽の中央と、前記槽の側面部とで対象物の液面の液位差を設定するステップと、設定した前記液位差を前記槽の液面に発生させるステップと、含む処理を実行させる。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、少ないエネルギーかつ簡単な機構で汚泥の濃度を調整できる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】図１は、本実施形態に係る水処理システムの概略構成を示す模式図である。

【図2】図２は、本実施形態に係る水処理装置の上面図である。

【図3】図３は、他の実施形態に係る水処理装置の概略構成を示す模式図である。

【図4】図４は、他の実施形態に係る水処理装置の上面図である。

【図5】図５は、他の実施形態に係る水処理装置の概略構成を示す模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下に、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態により本発明が限定されるものではない。

【0012】

（第１の実施形態）
図１は、本実施形態に係る水処理システムの概略構成を示す模式図である。水処理システム１は、前処理装置２と、水処理装置１０と、後処理装置４と、を有する。前処理装置は、複数の下水管から供給される対象物を一時的に貯留する貯留槽である。前処理装置２は、水処理装置１０に対象物を供給する。水処理装置１０は、前処理装置２から対象物が供給され、対象物の汚泥の濃度を所定の濃度の濃縮汚泥として下流に排出する。水処理装置１０は、汚泥の濃度が低い分離液の排出量を制御することで、濃縮汚泥の濃度を制御する。対象物は、汚泥を含む液体であり、例えば下水や工場排水等である。分離液は、汚泥を含まないことが好ましい。濃縮汚泥は、例えば凝集剤で凝集した凝集フロックを含む液体であり、対象物よりも汚泥の濃度が高い液体である。水処理装置１０については、後述する。後処理装置４は、水処理装置１０で濃縮された汚泥（濃縮汚泥）を処理する。例えば、後処理装置４は、濃縮汚泥に対して脱水処理、乾燥処理等を行う。水処理システム１は、水処理装置１０で分離した分離液を浄化する装置を備えていてもよい。

【0013】

図１に加え、図２を用いて、水処理装置について説明する。図２は、本実施形態に係る水処理装置の上面図である。図１及び図２に示すように、本実施形態に係る水処理装置１０は、供給管１２と、凝集剤投入部１３と、凝集分離槽１４と、汚泥排出管１６と、分離液排出管１８と、測定部３８と、制御装置３９と、を含む。

【0014】

供給管１２は、凝集分離槽１４に接続された配管であり、対象物を供給する。凝集剤投入部１３は、供給管１２に流れる対象物に凝集剤を投入する。

【0015】

凝集分離槽１４は、供給管１２、汚泥排出管１６、分離液排出管１８と接続される。凝集分離槽１４は、凝集剤が投入された対象物が、供給管１２から供給される。凝集分離槽１４に供給された対象物は、凝集剤により汚泥が凝集される。これにより、凝集した汚泥は、汚泥フロックとなる。凝集分離槽１４は、汚泥排出管１６から汚泥、具体的には汚泥フロックを含む対象物を排出する。凝集分離槽１４は、分離液排出管１８から分離液を排出する。

【0016】

凝集分離槽１４は、凝集槽２０と、処理槽２２と、攪拌機３０と、液位差調整部３２と、第１仕切板３４と、第２仕切板３６と、を含む。

【0017】

凝集槽２０は、供給管１２と処理槽２２とに接続される容器である。凝集槽２０は、鉛直方向下側の端部である底面近傍で処理槽２２と接続する。凝集槽２０は、内部に撹拌機３０が配置される。攪拌機３０は、駆動源４０と、回転軸４２と、攪拌翼４４と、を含む。駆動源４０は、回転軸４２を回転させる動力源であり、例えばモータである。回転軸４２は、駆動源４０に接続され、回転する棒状の部材であり、攪拌翼４４が固定される。攪拌翼４４は、凝集槽２０の液面よりも下に配置される。攪拌翼４４は、回転軸に直交する方向に延び、回転方向が短辺となる板状の部材である。攪拌機３０は、駆動源４０で、回転軸４２を回転させ、攪拌翼４４を回転させることで、凝集槽２０内の液体を攪拌する。

【0018】

凝集槽２０は、供給管１２から対象物が供給される。凝集槽２０は、攪拌機３０で内部が攪拌され、対象物の汚泥と凝集剤とが攪拌され、汚泥フロックが形成される。凝集槽２０は、形成された汚泥フロックが底面に沈降し、処理槽２２に排出される。

【0019】

処理槽２２は、凝集槽２０と、汚泥排出管１６、分離液排出管１８とに接続される容器である。処理槽２２は、円筒の容器であり、液位差調整部３２が配置される。処理槽２２は、凝集槽２０とは、外周の壁面が繋がっている。つまり、凝集槽２０は、円筒の処理槽２２の外周の壁面が、処理槽２２と接続する領域の壁面となる。処理槽２２は、鉛直方向下側の底部近傍で、凝集槽２０と汚泥排出管１６と接続する。処理槽２２は、凝集槽２０と接続する位置と、汚泥排出管１６と接続する位置とが、円筒の周方向において、対向する位置である。処理槽２２は、液位差調整部３２が駆動していない状態で対象物の液面となる位置よりも高い位置で、分離液排出管１８と接続している。

【0020】

液位差調整部３２は、処理槽２２に供給された対象物に旋回流を発生させ、処理槽２２に供給された対象物の液面（以下、単に「処理槽２２の液面」という）に液位差を発生させる。液面の液位差とは、処理槽２２の旋回流の中心と端部との鉛直方向の高さの差である。液位差調整部３２は、駆動源５０と、回転軸５２と、底板５４と、攪拌翼５６と、を含む。駆動源５０は、回転軸５２を回転させる動力源であり、例えばモータである。回転軸５２は、駆動源５０に接続され、回転する棒状の部材でり、鉛直方向下側の端部に底板５４と、攪拌翼５６が固定される。回転軸５２は、図２に示すように、上面から見た場合、円筒の処理槽２２の中心となる位置に配置される。底板５４は、回転軸に直交する方向が径方向となる円板である。底板５４は、外径が処理槽２２よりも小さい。処理槽２２は、水平方向において、底板５４と隙間が形成され、隙間を液体が通過する。攪拌翼５６は、処理槽２２の液面よりも下で、かつ、底板５４よりも上に配置される。攪拌翼５６は、回転軸５２に直交する方向に延び、回転方向が短辺となる板状の部材である。

【0021】

液位差調整部３２は、駆動源５０で、回転軸５２を回転させ、攪拌翼５６を回転させることで、処理槽２２の液面に液位差を発生させる。液位差調整部３２は、回転軸５２の回転数で液位差を調整できる。液位差調整部３２が回転軸５２を回転させない状態では、処理槽２２の液面が、液面Ｌ１、つまり、全域で同じ高さとなる。液位差調整部３２が回転軸５２を所定回転速度で回転させた状態では、処理槽２２の液面に液位差が生じ、回転軸５２から離れるにしたがって液位が高くなる液面Ｌ２となる。液位差調整部３２が液面Ｌ２よりも早い回転速度で回転軸回転させた状態では、処理槽２２の液面に液面Ｌ２よりも大きい液位差が生じ、回転軸５２から離れるにしたがって液位が高くなる液面Ｌ３となる。液位差調整部３２の回転数は数十／分から数百回転/分である。本明細書では、液位差調整部３２が回転速度を制御することによって、処理槽２２の液面に液位差を発生させること、並びに、液位差を高くすること及び低くすることを総称して、「液位差を変動させる」という。

【0022】

第１仕切板３４は、処理槽２２と凝集槽２０との境界となる壁面の鉛直方向上側に移動可能に配置された板状部材である。第１仕切板３４は、処理槽２２と凝集槽２０との境界となる壁面の鉛直方向上側を塞ぐ位置３４Ｇと、塞がない位置とを移動可能である。第１仕切板３４は、位置３４Ｇに配置されることで、処理槽２２内の液体の液位が高くなった場合でも処理槽２２の液体が凝集槽２０に流入しない状態となる。第２仕切板３６は、処理槽２２と分離液排出管１８の接続部の鉛直方向上側に移動可能に配置された板状部材である。第２仕切板３６は、処理槽２２と分離液排出管１８との接続部を塞ぐ位置３６Ｇと、塞がない位置とを移動可能である。第２仕切板３６は、位置３６Ｇに配置されることで、処理槽２２から分離液排出管１８に液体が排出されない状態となる。

【0023】

汚泥排出管１６は、処理槽２２の底面の近傍に接続された配管である。汚泥排出管１６は、図１に示すように、処理槽２２との接続位置よりも下流側（後処理装置４側）で、接続位置より鉛直方向上側になるように配置される。また、汚泥排出管１６は、処理槽２２との接続位置よりも下流側に、水平方向に延びた部分を有するように配置される。汚泥排出管１６の水平部分は、供給管１２と同じ高さまたは供給管１２よりも低い位置に設けられる。

【0024】

凝集分離槽１４は、供給管１２から対象物が供給され、かつ、液位差調整部３２が稼働していない状態では、水平部分が対象物で満たされるように運転され、図１に示すＬ１が液面となる（この液位Ｌ１を「基準の液面」という）。供給管１２から対象物が供給されない状態では、凝集分離槽１４の液面が下がることとなる。液面が汚泥排出管１６の水平部分の高さを下回ると、液体が汚泥排出管１６を通過できなくなり、処理槽２２から汚泥排出管１６に液体が排出されなくなる。

【0025】

分離液排出管１８は、処理槽２２の基準の液面よりも上で、処理槽２２と接続される配管である。分離液排出管１８は、鉛直方向において、供給管１２、汚泥排出管１６よりも高い位置で、処理槽２２と接続する。分離液排出管１８は、図２に示すように、処理槽２２の周方向の一部に配置される。処理槽２２の外周部分の液面が、処理槽２２と分離液排出管１８との接続部（以下、単に「接続部」ともいう）よりも高くなった場合、処理槽２２の分離液が分離液排出管１８に流入する。

【0026】

測定部３８は、供給管１２を流れる対象物の汚泥濃度を計測する。測定部３８が汚泥濃度を計測する方法は、周知の種々の方法を用いることができ、例えば、濁度や、透明度、比重等に基づいて計測する。測定部３８は、測定した汚泥濃度を制御装置３９に出力する。

【0027】

制御装置３９は、測定部３８で計測した汚泥濃度に基づいて液位差調整部３２の駆動を制御する。制御装置３９は、汚泥濃度が閾値以下の濃度となった場合、液位差調整部３２を駆動し、処理槽２２に旋回流を発生させ、液位差を発生させる。

【0028】

（水処理装置の動作）
次に、上述のように構成された水処理装置１０の動作について説明する。まず、液位差調整部３２を駆動していない状態での水処理装置１０の動作を説明する。水処理装置１０は、供給管１２に流れ方向７０で対象物が流れ、凝集剤投入部１３で凝集剤が投入された後、凝集分離槽１４の凝集槽２０に供給される。凝集槽２０に供給された対象物は、攪拌機３０で攪拌され、凝集剤と汚泥が混合される。対象物に含まれる汚泥は、凝集剤により凝集され、汚泥フロック（濃縮汚泥）となる。凝集槽２０は、鉛直方向上側の液面近傍の供給管１２から対象物が供給され、鉛直方向下側の底部近傍に接続された処理槽２２に汚泥フロックを排出する。これにより、凝集槽２０の内部には、攪拌機３０で攪拌される流れとともに、鉛直方向上側から鉛直方向下側に向かう流れ方向７１の流れが形成され、処理槽２２との接続部近傍で、処理槽２２に向かう流れ方向７２の流れが形成される。また、凝集槽２０で形成された汚泥フロックは、凝集して比重が重くなるため、流れ方向７１、流れ方向７２に沿って移動しやすい状態となる。

【0029】

処理槽２２に流入した対象物のうち比重が重い汚泥フロックは、流れ方向７３で流れ、汚泥排出管１６に向かう。汚泥排出管１６に流入した汚泥フロックを含む対象物は、濃縮汚泥として、汚泥排出管１６に沿って流れ方向７４で流れ、下流側に排出される。処理槽２２に流入した対象物のうち汚泥フロックよりも相対的に比重が軽い水等の一部は、流れ方向７５で流れ、分離液排出管１８から分離液として排出される。

【0030】

次に、液位差調整部３２を稼働させている場合の処理について説明する。水処理装置１０は、測定部３８で、汚泥濃度が閾値以下である場合、汚泥排出管１６から排出する汚泥の濃度を所定の濃度とするために、液位差調整部３２を稼働させる。水処理装置１０は、液位差調整部３２が稼働し、攪拌翼５６が回転すると、処理槽２２の液面に液位差が発生し、処理槽２２の外周の液位が高くなる。水処理装置１０は、処理槽２２の外周の液位が分離液排出管１８との接続部よりも高くなると、処理槽２２にある対象物のうち液面近傍に移動している分離液が流れ方向７６の流れで分離液排出管１８に流入する。また、水処理装置１０は、処理槽２２の外周の液位が凝集槽２０との接続部よりも高くなると、処理槽２２にある対象物のうち液面近傍に移動している分離液が流れ方向７７の流れで凝集槽２０に流入する。水処理装置１０は、分離液排出管１８または凝集槽２０に分離液を排出することで、処理槽２２の汚泥の濃度の低下を抑制する。これにより、汚泥排出管１６から排出される液体の汚泥の濃度が、供給管１２から供給される対象物の汚泥濃度の変動を抑制する。

【0031】

このように、本実施形態の水処理装置１０は、液位差調整部３２で処理槽２２に液位差を発生させることで、分離液を処理槽２２から外部に排出することができる。また、液位差調整部３２で発生させる液位差を制御することで、排出する分離液の量を調整することができる。液位差調整部３２は、攪拌翼５６の回転速度を制御することで液位差を制御できる。本実施形態の水処理装置１０は、液位で排出量を制御することで、分離液の排出を分離液排出管１８の開度や、分離液排出管１８の鉛直方向の位置で制御する場合よりも簡単に制御することができる。また、水処理装置１０は、液位差調整部３２で液位を制御することで、分離液の排出量を制御することができるため、分離液排出管に吸引ポンプを設け、排出量等を計測しつつ、吸引ポンプを制御するよりも少ないエネルギーで分離液の排出量を制御できる。また、駆動源も１つのモータで実現可能であるため構成が簡単となる。

【0032】

また、本実施形態は、処理槽２２の分離液を分離液排出管１８に排出することで、分離液を系外に排出することができる。これにより、汚泥濃度を安定した汚泥を汚泥排出管から排出することができる。

【0033】

また、本実施形態は、処理槽２２の分離液を凝集槽２０に排出することで、分離液に含まれる凝集剤を再利用することができる。これにより、水処理装置１０としての凝集剤の投入量を低減することができる。また、供給される対象物の汚泥の濃度が許容範囲である場合、処理槽２２の分離液を凝集槽２０のみに排出することで、処理槽２２の液面側に滞留する凝集剤を凝集槽２０に供給して再利用することができる。また、凝集槽２０を流れる液体の量を増加させることができ、流れ方向７１，７２，７３の流れを適切に形成して、汚泥フロックを汚泥排出管１６から排出できる。これにより、汚泥を適切に調質することができる。

【0034】

本実施形態の水処理装置１０は、分離液排出管１８を設け、分離液排出管１８から分離液を排出することで、処理槽２２の汚泥の濃度の低下を抑制し、濃縮汚泥の濃度を一定に保つことができる。また、水処理装置１０は、第１仕切板３４で開閉する処理槽２２と凝集槽２０の境界を介して、処理槽２２の分離液を凝集槽２０に排出することで、凝集剤の再利用ができる。水処理装置１０は、第１仕切板３４、第２仕切板３６を設けることで、分離液の排出先を切り替えることができる。これにより、処理槽２２の汚泥の濃度や、凝集剤の状態により、分離液を排出する経路を切り替え、好適に水を処理することができる。また、本実施形態の水処理装置１０は、処理槽２２から凝集槽２０と分離液排出管１８の両方に分離液を排出したが、いずれか一方のみとしてもよい。水処理装置１０は、分離液の排出先を、分離液排出管１８のみとするか、凝集槽２０のみとするか、あるいはその両方とするかを制御してよい。

【0035】

本実施形態の第１仕切板３４、第２仕切板３６は、分離液を排出するか否かを切り替える機構としたが、第１仕切板３４、第２仕切板３６を高さ調整可能な機構とし、分離液を排出する割合を調整可能としてもよい。また、第１仕切板３４、第２仕切板３６で、処理槽２２との接続する外周の長さを調整して、分離液の排出割合を調整してもよい。具体的には、水処理装置１０は、水位差調部３２の駆動条件を一定として、処理槽２２の外周での液面の高さを一定としつつ、第１仕切板３４、第２仕切板３６の高さを調整することで、分離液排出管１８に排出する分離液の量と、凝集槽２０に排出する分離液の量を調整してもよい。また、第１仕切板３４、第２仕切板３６は、開度を調整する機構とし、分離液を排出する割合を調整可能としてもよい。

【0036】

本実施形態の水処理装置１０は、液位差調整部３２に攪拌翼５６の下側に平坦な底板５４を設けることで、攪拌翼５６の回転で発生する回転軸周りの流れが底板よりも鉛直方向下側に伝達することを抑制できる。これにより、汚泥フロックが流れる処理槽２２の鉛直方向下側の凝集槽２０から汚泥排出管１６に向かう流れに回転方向の力が加わることを抑制でき、汚泥フロックを汚泥排出管１６に好適に排出できる。

【0037】

本実施形態の水処理装置１０においては、供給管１２と汚泥排出管１６の流量の制御は、配管の高さによる調整に限定されず、それぞれにポンプを設け、ポンプの駆動で流量を制御してもよい。

【0038】

本実施形態の水処理装置１０は、図２に示すように、汚泥排出管１６と分離液排出管１８とが上から見た場合に重ならない位置に構成されることで、分離液排出管１８をより低い位置に配置できる。これにより、分離液を排出するために必要な液位差が小さくなり、液位差調整部３２を駆動するための動力を削減することができる。

【0039】

本実施形態の水処理装置１０は、凝集槽に供給する対象物に凝集剤を混合することで、汚泥の凝集を効率よく行うことができる。なお、水処理装置１０は、凝集剤を投入していない凝集槽にも用いることができる。例えば、沈殿池を凝集槽としてもよい。

【0040】

（第２の実施形態）
次に、図３及び図４を用いて、他の実施形態の水処理装置を説明する。図３は、他の実施形態に係る水処理装置の概略構成を示す模式図である。図４は、他の実施形態に係る水処理装置の上面図である。

【0041】

図３及び図４に示す水処理装置１１０は、滞留槽に液位差で分離液を排出する処理槽を配置している。水処理装置１１０は、供給管１１２と、凝集槽１１４と、汚泥排出管１１６と、分離液排出管１１８と、を含む。供給管１１２は、原汚泥を含む対象物を凝集槽１１４に供給する。濃縮汚泥排出管１１６は、凝集槽１１４の汚泥の濃度が濃い領域、具体的には、凝集槽１１４の底面近傍から、凝集槽１１４の液体を排出することで、汚泥が凝集した濃縮汚泥を排出する。

【0042】

凝集槽１１４は、供給管１１２から供給された対象物を一時的に貯留する槽である。凝集槽１１４は、上述した水処理装置１０に代えて配置される槽である。凝集槽１１４は、既設の貯留槽、例えば上述した水処理装置１０の前処理装置２に配置された槽としてもよい。凝集槽１１４を既存の槽とした場合、後述する処理槽１２２を追設することで、本実施形態の凝集槽１１４となる。供給管１１２は、凝集槽２０との接続部となる。なお、凝集槽１１４は、対象物を一時的に貯留することで、重力沈降で汚泥を底面側に沈降させる沈降槽とてもよい。これにより、凝集槽１１４は、鉛直方向上側の領域の汚泥濃度が、鉛直方向下側の領域の汚泥濃度よりも低くなる。

【0043】

凝集槽１１４は、処理槽１２２が配置される。処理槽１２２は、底面及び外周に凝集槽１１４の内部に配置されている。処理槽１２２は、円筒形状である。処理槽１２２は、鉛直方向において凝集槽１１４の中央よりも上側に底面が配置される。つまり、処理槽１２２は、凝集槽１１４の鉛直方向上側の汚泥濃度が低い液体が滞留する領域に配置される。処理槽１２２は、凝集槽１１４の液面よりも下の外周に開口１２３が開口される。処理槽１２２は、開口１２３を通過して、凝集槽１１４の液体が内部に流入する。

【0044】

処理槽１２２は、内部に液位差調整部１３２が配置される。液位差調整部１３２は、駆動源５０と、回転軸５２と、底板５４と、攪拌翼５６と、を含む。各部の構成は、液位差調整部３２と同様である。分離液排出管１１８は、処理槽１２２の外周面の、凝集槽１１４の液面よりも上側となる位置に接続される。

【0045】

処理槽１２２は、液位差調整部１３２で液位差を変動させることで、分離液排出管１１８との接続位置の液位を制御し、分離液排出管１１８への分離液の排出量を制御する。

【0046】

水処理装置１１０は、対象物が滞留する凝集槽１１４の液面側の領域に処理槽１２２を設けることで、処理槽１２２の内部に流入する液体の汚泥濃度を低くすることができる。特に、処理槽１２２を、外周面（側面）と底面を有し、外周面の開口１２３から凝集槽１１４の液体が流入する形状とすることで、液位差調整部１３２の回転により発生した流れが、処理槽１２２の周囲に配置された凝集槽１１４に伝わることを抑制できる。これにより、処理槽１２２内で沈降した汚泥が液位差調整部１３２の回転によって舞い上がることを抑制できるため、処理槽１２２の内部に流入する汚泥濃度を低くすることができ、凝集槽１１４の液体の流れを安定させ、汚泥を好適に汚泥排出管１１６に排出することができる。

【0047】

なお、処理槽１２２の開口１２３の位置、配置は、限定されず、処理槽１２２の底面に設けてもよい。ただし、開口１２３は、液位差調整部１３２の回転により発生した流れが、凝集槽１１４に伝わることが抑制できる位置、大きさとするのが好ましい。そのため、開口１２３は、処理槽１２２の底面よりも側面に設けるほうが好ましい。また、供給管１１２及び汚泥排出管１１６から離れた位置（下部よりも上部）に設けるほうが好ましい。

【0048】

（第３の実施形態）
次に、図５を用いて、他の実施形態の水処理装置を説明する。図５は、他の実施形態に係る水処理装置の概略構成を示す模式図である。水処理装置は、液位差調整部の駆動源と、汚泥を処理する他の駆動源を共通化してもよい。

【0049】

図５に示す水処理装置２１０は、供給管２１２と、凝集槽２２０と、処理槽２２２と、汚泥排出管２１６と、分離液排出管２１７，２１８と、を含む。供給管２１２は、凝集槽２２０に凝集剤が供給された対象物を供給する。凝集槽２２０は、上面を含めて閉じられた箱型の領域であり、供給管２１２との接続部から離れた位置に開口２８２が形成される。凝集槽２２０は、攪拌機２９８が配置される。

【0050】

処理槽２２２は、開口２８２を介して凝集槽２２０と接続される。処理槽２２２は、凝集槽２２０の開口２８２が形成された面と上面に接して配置される。処理槽２２２は、凝集槽２２０から供給された対象物が凝集槽２２０の上側の領域まで充填される。処理槽２２２は、液位差調整部２９０が配置される。

【0051】

液位差調整部２９０は、上から見た場合、処理槽２２２と凝集槽２２０が重なる領域、つまり、凝集槽２２０の鉛直方向上側に配置される。液位差調整部２９０は、駆動源２９２と、回転軸２９４と、攪拌翼２９６と、を有する。液位差調整部２９０は、さらに底板を備えていてもよい。各部の構成は、液位差調整部３２と同様である。液位差調整部２９０は、回転軸２９４が、攪拌槽２９０の内部に挿入され、攪拌機２９８と連結している。本実施形態の攪拌機２９８は、回転軸２９４に固定された攪拌翼である。液位差調整部２９０は、回転軸２９４を回転させることで、攪拌翼２９６を回転させて処理槽２２２の液面に液位差を発生させ、かつ、攪拌翼２９８を回転させて凝集槽２２０の内部を攪拌する。攪拌槽２２２は、側面に分離液排出管２１８が接続され、液位差が発生し、分離液排出管２１８との接続位置以上の液位となった場合、内部の分離液が分離液排出管２１８に排出される。

【0052】

処理槽２２２は、汚泥排出管２１６と、分離液排出管２１７が接続される。汚泥排出管２１６は、処理槽２２２の底面近傍に接続される。分離液排出管２１７は、処理槽２２２の液面近傍に接続される。汚泥排出管２１６は、処理槽２２２から汚泥が濃縮された濃縮汚泥が排出される。分離液排出管２１７は、分離液が排出される。

【0053】

水処理装置２１０は、供給管２１２から供給された対象物が凝集槽２２０に供給されて攪拌された後、処理槽２２２に供給され、開口２８２から処理槽２２２に供給される。処理槽２２２に供給された対象物のうち、汚泥フロックを含む濃縮汚泥は、開口部２８６から貯留槽２８０に排出される。処理槽２２２の液位差調整部２９０の近傍は、凝集槽２２０よりも鉛直方向上側の領域となり、到達する汚泥が少ない領域となる。貯留槽２８０に排出された液体は、汚泥フロックを含む濃縮汚泥が汚泥排出管２１６から排出され、分離液が分離液排出管２１７から排出される。

【0054】

水処理装置２１０は、液位差調整部２９０を回転させ、液位差を変動させることで、分離液排出管２１８から排出する分離液の量を制御することができる。

【0055】

水処理装置２１０は、攪拌槽を攪拌させる攪拌機２９８の回転軸を液位差調整部２９０の回転軸と一体にすることで、１つの駆動源で、攪拌と液位差の調整を行うことができる。

【0056】

以上、本発明の実施形態を説明したが、これら実施形態等の内容により実施形態が限定されるものではない。また、前述した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、前述した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。

【符号の説明】

【0057】

１ 水処理システム
２ 前処理装置
４ 後処理装置
１０ 水処理装置
１２ 供給管
１３ 凝集剤投入部
１４ 凝集分離槽
１６ 汚泥排出管
１８ 分離液排出管
２０ 凝集槽
２２ 処理槽
３０ 攪拌機
３２ 液位差調整部
３４ 第１仕切板
３６ 第２仕切板
３８ 測定部
３９ 制御装置
４０、５０ 駆動源
４２、５２ 回転軸
４４、５６ 攪拌翼
５４ 底板
７０、７１、７２、７３、７４、７５、７６、７７ 流れ方向

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】