特許 7056824 固液分離装置

(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】

(24)【登録日】2022-04-11

(45)【発行日】2022-04-19

(54)【発明の名称】固液分離装置

(51)【国際特許分類】

   B01D 21/08 20060101AFI20220412BHJP

   B01D 21/01 20060101ALI20220412BHJP

   B01D 21/06 20060101ALI20220412BHJP

   B01D 21/24 20060101ALI20220412BHJP

   B01D 21/30 20060101ALI20220412BHJP

   B01D 21/32 20060101ALI20220412BHJP

【ＦＩ】

B01D21/08 C

B01D21/01 D

B01D21/06 A

B01D21/24 D

B01D21/24 T

B01D21/30 F

B01D21/30 A

B01D21/32

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2018046080

(22)【出願日】2018-03-13

(65)【公開番号】P2019155284

(43)【公開日】2019-09-19

【審査請求日】2020-11-18

(73)【特許権者】

【識別番号】507036050

【氏名又は名称】住友重機械エンバイロメント株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100197022

【弁理士】

【氏名又は名称】谷水 浩一

(74)【代理人】

【識別番号】100102635

【弁理士】

【氏名又は名称】浅見 保男

(72)【発明者】

【氏名】三井 昌文

(72)【発明者】

【氏名】出納 正彬

【審査官】富永 正史

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１５／１４１３７５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開平０２－２６１５０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０２－１９３２１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－１４６９４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－２８６５２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－２０５１１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０４－００４０９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０４－０９５８６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１４／１７１４２１（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ０１Ｄ ２１／００－２１／３４

Ｃ０２Ｆ １／５２－ １／５６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

被処理水中の固形物を固液分離する固液分離装置であって、
凝集沈殿槽内に配置され、導入された前記被処理水中の固形物を捕捉し、フロックとして成長させるフロック成長ゾーンと、前記フロック成長ゾーンより上方に形成される固形物と処理水とを分離する分離ゾーンとを有するスラッジブランケット部と、
前記処理水の水質を検知する水質検知部を備え、
前記水質検知部は、前記スラッジブランケット部と前記処理水との界面を基準とし、前記界面から前記処理水の水面までの鉛直方向高さの５０％以下の領域に配置されることを特徴とする、固液分離装置。

【請求項2】

前記水質検知部は、前記界面から５０～５００ｍｍ上方の間に配置されることを特徴とする、請求項１に記載の固液分離装置。

【請求項3】

前記水質検知部は濁度計であることを特徴とする、請求項１又は２に記載の固液分離装置。

【請求項4】

前記水質検知部は鉛直方向の高さが調節可能に配置されることを特徴とする、請求項１～３のいずれか一項に記載の固液分離装置。

【請求項5】

前記水質検知部で検知した結果を基に、被処理水に添加する凝集剤の添加量又は被処理水の流量を制御する制御部を設けることを特徴とする、請求項１～４のいずれか一項に記載の固液分離装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、固液分離装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

一般に、排水処理の手段の一つとして、排水中の固形物などの不純物を除去する固液分離処理が行われている。
このような固液分離処理としては、排水に対して凝集剤を添加することで不純物である有機物や懸濁物質等を凝集沈殿させて分離する凝集沈殿を行う固液分離装置を用いた処理が挙げられる。例えば、被処理水を受け入れる内筒が沈殿槽内に配設されているフロックゾーン型（「スラッジブランケット型」や「フロックブランケット型」と呼ばれることもある）の凝集沈殿槽を備える固液分離装置が知られている。

【0003】

特許文献１には、原水（被処理水）に対して無機凝集剤及び有機高分子凝集剤を注入することにより沈殿槽でフロックブランケット層を形成する凝集沈殿処理装置が記載されている。また、特許文献１には、凝集沈殿処理装置に備えられた各種計測器（原水流量計、界面計、濁度計）による測定値を用い、無機凝集剤及び有機高分子凝集剤の注入量を決定し、原水に対して無機凝集剤及び有機高分子凝集剤を注入する薬注制御方法が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開平２－２６１５０５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１に記載された凝集沈殿処理装置では、沈殿槽内においてフロックブランケット層の上方に形成された処理水層の上端部に濁度計を備えるものとなっている。このように、沈殿槽上方に形成される処理水層の上端部で濁度を測定し、その測定値に基づき無機凝集剤及び有機高分子凝集剤の注入量を決定し、原水に対して無機凝集剤及び有機高分子凝集剤を注入する薬注制御を行う場合、凝集剤の添加が必要なレベルと判断される濁度が処理水層で検出されていることから、すでに処理水の水質低下は始まっており、結果として凝集剤の注入が間に合っていないという問題がある。したがって、固液分離装置における処理の悪化傾向をすぐに検知し、対応することが求められる。

【0006】

本発明の課題は、排水中の固形物を捕捉する固液分離装置において、処理の悪化傾向をすぐに検知し、処理水の水質を良好に保つことのできる固液分離装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明者は、上記の課題について鋭意検討した結果、スラッジブランケット部を備える固液分離装置において、スラッジブランケット部とスラッジブランケット部上部に形成される処理水からなる清澄層の界面近傍に水質検知部を設けることで、処理の悪化傾向を素早く検知することが可能になることを見出して、本発明を完成した。
すなわち、本発明は、以下の固液分離装置である。

【0008】

上記課題を解決するための本発明の固液分離装置は、被処理水中の固形物を固液分離する固液分離装置であって、導入された被処理水中の固形物を捕捉し、フロックとして成長させるフロック成長ゾーンと、フロック成長ゾーンより上方に形成される固形物と処理水とを分離する分離ゾーンとを有するスラッジブランケット部と、処理水の水質を検知する水質検知部を備え、水質検知部は、スラッジブランケット部と処理水との界面を基準とし、界面から処理水の水面までの鉛直方向高さの５０％以下の領域に配置されるという特徴を有する。
本発明の固液分離装置は、スラッジブランケット部を有する固液分離装置において、水質検知部をスラッジブランケット部とスラッジブランケット部上方に形成される処理水からなる清澄層との界面近傍に設ける。これにより、固液分離装置における処理の悪化傾向を素早く検知することができ、処理水の水質を良好に維持するための対応が可能となる。

【0009】

また、本発明の固液分離装置の一実施態様としては、水質検知部は、前記界面から５０～５００ｍｍ上方の間に配置されるという特徴を有する。
この特徴によれば、スラッジブランケット部における処理の悪化傾向をより高い精度で検知することが可能となる。

【0010】

また、本発明の固液分離装置の一実施態様としては、水質検知部は濁度計であるという特徴を有する。
この特徴によれば、スラッジブランケット部における処理の悪化傾向を判断するための情報として、フロックの凝集状態に係る情報を得ることができる。

【0011】

また、本発明の固液分離装置の一実施態様としては、水質検知部は鉛直方向の高さが調節可能に配置されるという特徴を有する。
この特徴によれば、スラッジブランケット部と清澄層の界面の高さや界面状態に応じて、水質検知部を適切な位置に配置することができ、精度の高い検知が可能となる。

【0012】

また、本発明の固液分離装置の一実施態様としては、水質検知部で検知した結果を基に、スラッジブランケット部の状態を制御する制御部を設けるという特徴を有する。
この特徴によれば、水質検知部によって得られた処理の悪化傾向に係る情報に基づき、スラッジブランケット部の状態を制御することで処理能力を向上させ、処理水の水質を良好に保つことができる。

【0013】

また、本発明の固液分離装置の一実施態様としては、制御部は、被処理水に添加する凝集剤の添加量又は被処理水の流量を制御するという特徴を有する。
この特徴によれば、スラッジブランケット部における処理能力を向上させることができ、処理水の水質を良好に保つことができる。

【発明の効果】

【0014】

本発明によると、排水中の固形物を捕捉する固液分離装置において、処理の悪化傾向をすぐに検知し、処理水の水質を良好に保つことのできる固液分離装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明の第１の実施態様に係る固液分離装置の概略説明図である。

【図2】本発明の第２の実施態様に係る固液分離装置の概略説明図である。

【図3】本発明の第３の実施態様に係る固液分離装置の概略説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

本発明の固液分離装置は、固形物を含む被処理水の処理に利用されるものである。特に、被処理水に凝集剤を添加して、有機物などを凝集沈殿させて分離する凝集沈殿処理に好適に利用されるものである。

【0017】

以下、図面を参照しつつ本発明に係る固液分離装置の実施態様を詳細に説明する。
なお、以下の実施態様に記載する固液分離装置については、凝集沈殿装置を例として説明する。ただし、以下の実施態様は、本発明に係る固液分離装置を説明するために例示したものにすぎず、本発明に係る固液分離装置は、凝集沈殿装置に限定されるものではない。

【0018】

［第１の実施態様］
図１は、本発明の第１の実施態様の固液分離装置１００の概略説明図である。
本実施態様に係る固液分離装置１００は、いわゆるスラッジブランケット型と呼ばれる凝集沈殿槽を有している。一般に、スラッジブランケット型凝集沈殿槽は、槽内に上昇水流による凝集フロックの流動層を形成し、その流動槽内に新たに生成したフロックを通過させるものである。このとき、小さなフロックは流動層における大きなフロックに捕捉されて大きくなり、沈降速度が速まる。これにより、スラッジブランケット型凝集沈殿槽へ導入された被処理水は、処理水と汚泥に分離され、それぞれ槽外に排出される。以下、フロックは、凝集フロック、汚泥、固形物と称されることがある。

【0019】

図１に示すように、本実施態様に係る固液分離装置１００は、凝集沈殿槽１内に、被処理水Ｗを導入する被処理水導入部２と、被処理水Ｗ中の固形物を捕捉し、固形物と処理水Ｗ１に分離するスラッジブランケット部３と、処理水Ｗ１の水質検知部４と、処理水Ｗ１を排出する処理水排出ラインＬ１を備えるものである。なお、スラッジブランケット部３上方の処理水Ｗ１からなる層を清澄層Ｃと称している。
また、凝集沈殿槽１は、スラッジブランケット部３を通過することにより凝集したフロックが、スラッジブランケット部３の上端を越流し、凝集沈殿槽１の底部に沈殿して濃縮される濃縮部５を有し、濃縮部５に沈殿したフロック（汚泥）を系外に排出する汚泥排出ラインＬ２を設ける。なお、汚泥排出ラインＬ２には、汚泥を処理するための汚泥処理設備を設けるものとしてもよい。

【0020】

凝集沈殿槽１は、有底円筒状の外筒水槽１１と、この外筒水槽１１より小径でかつ高さも小さい有底円筒状の内筒水槽１２とを備える。図１に示すように、内筒水槽１２は、外筒水槽１１の内側に、外筒水槽１１と同心になるように立設されている。また、内筒水槽１２の底部が外筒水槽１１の底部から上方に所定長離隔しており、二重水槽構造を呈している。また、外筒水槽１１及び内筒水槽１２の軸線Ｌ上には、モーターＭにより回転駆動するセンターシャフト１３が配置されている。センターシャフト１３は、ロータリージョイント１４により内筒水槽１２底部と接続されている。なお、外筒水槽１１、内筒水槽１２は円筒状に限定されず、角筒状であってもよい。

【0021】

被処理水導入部２は、被処理水Ｗを凝集沈殿槽１内に導入するための導入管２１と、導入管２１から導入された被処理水Ｗを内筒水槽１２内に供給するフィードパイプ２２を備えている。図１に示すように、導入管２１は、外筒水槽１１の側壁を挿通して、槽外部に突き出しており、被処理水Ｗの供給源と接続されている。また、フィードパイプ２２は、導入管２１と通水可能に連結しており、センターシャフト１３の外側にセンターシャフト１３を囲むように設けられている。本実施態様における固液分離装置は、外筒水槽１１、内筒水槽１２、センターシャフト１３、フィードパイプ２２の軸線は全て共通の軸線Ｌになっている。

【0022】

フィードパイプ２２は、上下方向で上部２２ａと下部２２ｂとに分けられており、上部と下部との間はラビリンス構造等のロータリージョイント２３により接続されている。フィードパイプ２２の上部２２ａ側面に導入管２１が接続されており、フィードパイプ２２の下部２２ｂには分散管２４が設けられている。分散管２４は内筒水槽１２の下部に配置されるとともに、複数の被処理水吐出口２４ａが形成されている。センターシャフト１３の回転とともにフィードパイプ２２の下部が回転し、このとき、分散管２４は被処理水吐出口２４ａを内筒水槽１２の底部側に向けた状態で回転する。なお、フィードパイプ２２の上端部は閉じられていてもよく、上方に向かって開放されていてもよい。

【0023】

被処理水導入部２から導入される被処理水Ｗは、固形物を含む排水であって、例えば有機性排水に凝集剤を混合したものである。本実施態様においては、有機性排水と凝集剤を混合するために、導入管２１に対して凝集剤を供給する凝集剤供給ラインＬ３を接続するものを図１に例示しているが、これに限定されるものではない。例えば、後述するように、凝集沈殿槽１の上流側であらかじめ原水Ｗ０に凝集剤を混合することで得られた被処理水Ｗを導入管２１に供給するものとしてもよい。

【0024】

混合される凝集剤としては、無機凝集剤及び有機高分子凝集剤が挙げられる。凝集剤は、無機凝集剤あるいは有機高分子凝集剤のみを用いるものであってもよく、無機凝集剤と有機高分子凝集剤を併用するものであってもよい。なお、無機凝集剤及び有機高分子凝集剤を併用する場合、無機凝集剤、有機高分子凝集体の順に被処理水Ｗに添加することが好ましい。これにより、安定したフロック形成が可能となる。
凝集剤の具体例としては、例えば、無機凝集剤としては、硫酸バンドやＰＡＣ等のＡｌ系無機凝集剤や、ポリ硫酸鉄等のＦｅ系無機凝集剤が挙げられる。あるいは、ＮａＯＨ、Ｃａ（ＯＨ）_２等のアルカリ又はＨ_２ＳＯ_４、ＨＣｌ等の酸によるｐＨ調整剤や、Ｃａ、Ａｌ、Ｆｅ系化合物の添加や、酸化剤・還元剤の添加等により結晶を析出させるものとしてもよい。また、有機高分子凝集剤としては、ポリアミノアルキルメタクリレート、ポリエチレンイミン、ハロゲン化ポリジアリルアンモニウム、キトサン、尿素－ホルマリン樹脂等のカチオン性高分子凝集剤、ポリアクリル酸ナトリウム、ポリアクリルアミド部分加水分解物、部分スルホメチル化ポリアクリルアミド、ポリ（２－アクリルアミド）－２－メチルプロパン硫酸塩等のアニオン性高分子凝集剤、ポリアクリルアミド、ポリエチレンオキシド等のノニオン性高分子凝集剤、アクリルアミドとアミノアルキルメタクリレートとアクリル酸ナトリウムの共重合体等の両性高分子凝集剤が挙げられる。

【0025】

スラッジブランケット部３は、被処理水導入部から凝集剤を含む被処理水Ｗを導入し、凝集フロックを成長させた後、凝集フロック（固形物）と処理水Ｗ１を分離するものである。
なお、分離された処理水Ｗ１は凝集沈殿槽１上部に設けられた処理水排出ラインＬ１から系外に排出される。また、スラッジブランケット部３の上端から越流した凝集フロックは、スラッジブランケット部３の下部に設けられる濃縮部５に沈降し、凝集沈殿槽１の底部に設けられた汚泥排出ラインＬ２を介して、系外に排出される。

【0026】

本実施態様におけるスラッジブランケット部３は、図１に示すように、凝集沈殿槽１内の有底円筒状の内筒水槽１２の内側領域を指すものである。スラッジブランケット部３は、フロック成長ゾーンＺ１と、フロック成長ゾーンより上方に形成される分離ゾーンＺ２とを有している。フロック成長ゾーンＺ１は、被処理水導入部２により内筒水槽１２内に流入する被処理水Ｗの上昇水流によって凝集フロックの流動層を形成している。また、分離ゾーンＺ２は、凝集フロック（固形物）と処理水Ｗ１とを固液分離するものである。

【0027】

凝集剤を含む被処理水Ｗは内筒水槽１２内の被処理水導入部の分散管２４から内筒水槽１２内の下部に一様に噴出され、この噴出する水流の撹拌力、剪断力等により混合されてフロックを形成していく。内筒水槽１２内に形成されたフロックは内筒水槽１２底部に堆積していくが、さらに供給される被処理水Ｗによりフロック成長ゾーンＺ１内に流動層が形成されていく。被処理水Ｗに含まれる小さなフロックは、流動層を上昇する過程で先に生成されたフロックに接触して捕捉されることで、フロックの粒子径が大きく成長する。このように、被処理水Ｗはフロック成長ゾーンＺ１を上昇しながらフロックを成長させる。

【0028】

ここで、フロックはその比重が水より大きいため、フロック成長ゾーンＺ１の底部に堆積しようとするが、被処理水Ｗの連続供給により上昇する。被処理水Ｗがフロック成長ゾーンＺ１を上昇する過程において、被処理水Ｗ中のフロックは成長してより大きく、かつ重くなるため、一定程度まで成長すると、上昇しなくなる。よって、図１に示すように、内筒水槽１２の上部には、より大きく、かつ重くなったフロックが集まり、被処理水Ｗの上昇流による上昇力とフロックの沈降性（自重）が平衡状態となることで、フロック濃度が不連続に変化する仮想境界層Ｋが形成される。ここで、仮想境界層Ｋ及びその下方付近を分離ゾーンＺ２とする。分離ゾーンＺ２には、フロックが高濃度で保持されている。また、分離ゾーンＺ２に集まったフロックの一部は、被処理水Ｗによる流動層により内筒水槽１２の上端縁部から外筒水槽１１側に越流する。なお、越流した凝集フロックは、比重が水よりも大きいため、自然に外筒水槽１１の底部の濃縮部５に向けて沈降する。濃縮部５に沈降して堆積した凝集フロックは濃縮されて濃縮汚泥になり、外筒水槽１１の底部に設けられた汚泥排出ラインＬ２から排出される。

【0029】

また、図１に示すように、スラッジブランケット部３を通過した処理水は、被処理水Ｗの上昇流によって上昇し、スラッジブランケット部３の上方には、処理水Ｗ１の層（清澄層Ｃ）が形成される。つまり、清澄層Ｃとスラッジブランケット部３との境界に仮想境界層Ｋが形成されている。清澄層Ｃ中の処理水Ｗ１は、外筒水槽１１上部に設けられた処理水排出ラインＬ１を介して槽外に排出される。

【0030】

一方、濃縮部５に堆積した濃縮汚泥は、センターシャフト１３の下端に設けられた濃縮汚泥掻き寄せ機５１によって、汚泥排出ラインＬ２が設けられた外筒水槽１１の底面中央に掻き寄せられる。なお、濃縮汚泥掻き寄せ機５１は、センターシャフト１３の回転に伴って回転し、外筒水槽１１の底面中央部に濃縮汚泥を掻き寄せることができる構造であれば、特に限定されない。例えば、図１に示すように、センターシャフト１３に対して垂直に掻き取り部材を設けるもの以外に、センターシャフト１３に対して垂直に交差した支持体に複数の掻き取り部材を設けるものとしてもよく、曲面を有する掻き取り部材を槽上方から見た際にＳ字を形成するようにセンターシャフト１３に設けるものとしてもよい。

【0031】

水質検知部４は、スラッジブランケット部３で固液分離された処理水Ｗの水質を測定するためのものである。
水質としては、濁度、色度、水温、ｐＨ、有機物濃度等を測定対象とすることが挙げられる。また、測定対象を検出するための検出器としては、濁度計、色度計、水温計、ｐＨ計、ＣＯＤ計、ＢＯＤ計、ＴＯＤ計、ＴＯＣ計等が挙げられる。
本実施態様における水質検知部４としては、処理状況に大きな影響を与えるスラッジブランケット部３におけるフロックの凝集状態についての情報を得るために、濁度を検出する濁度計を用いることが特に好ましい。なお、濁度計としては、表面散乱光方式、透過散乱光方式、透過散乱比較方式等による光学測定やカメラの映像を用いてフロックの凝集状態を解析する画像解析等に基づく検出器を用いることができる。

【0032】

また、水質検知部４は、スラッジブランケット部３における分離ゾーンＺ２近傍における処理水の水質を測定するものである。これにより、スラッジブランケット部３における処理の進行状態を判断するための情報を得ることができ、処理の悪化傾向を素早く検知することができる。したがって、水質検知部４は、スラッジブランケット部３の仮想境界層Ｋと清澄層Ｃの界面を基準として、清澄層Ｃの水面までの鉛直方向高さの５０％以下の領域に設けることが好ましく、２０％以下の領域に設けることが特に好ましい。
一方、スラッジブランケット部３の仮想境界層Ｋと清澄層Ｃの界面にほぼ接触させた状態で水質検知部４を配置すると、界面が少しでも揺らいだ場合、スラッジブランケット部３の仮想境界層Ｋに含まれる高濃度のフロックが直接水質検知部４の検出器に入ることが考えられる。このとき、検出器の測定可能範囲を超え、検知不能となる可能性が高い。したがって、スラッジブランケット部３の仮想境界層Ｋと清澄層Ｃの界面を基準として、高さ５０ｍｍ以上上方の領域に水質検知部４を設置することが好ましい。また、スラッジブランケット部３における処理の悪化傾向を検知するという観点から、水質検知部４の設置の上限位置としては、スラッジブランケット部３の仮想境界層Ｋと清澄層Ｃの界面から高さ５００ｍｍ以下の領域とすることが好ましい。

【0033】

水質の検知に係る具体例として、水質検知部４として濁度計を用いた場合について示す。スラッジブランケット部３の仮想境界層Ｋと清澄層Ｃの界面から高さ２００ｍｍ上方の領域に濁度計を設けた場合、正常な処理状態においては、濁度計の測定値は数百ｍｇ／Ｌ程度の値を示すが、濁度計の測定値が１０００ｍｇ／Ｌを超える場合には、フロックの凝集が不十分となり、処理効率が低下したものとみなすことができる。なお、濁度計がスラッジブランケット部３の仮想境界層Ｋに接触した場合、濁度計の計測値が測定可能範囲（＞５００００ｍｇ／Ｌ）を超え、検知できなかった。

【0034】

さらに、水質検知部４は、鉛直方向の高さを調節可能に配置する。スラッジブランケット部３の仮想境界層Ｋと清澄層Ｃの界面は、処理の状況によって高さが変化する。したがって、界面の高さ変化に応じて、水質検知部４の高さを調節することが好ましい。
水質検知部４の高さ調整の手段としては、特に限定されない。例えば、水質検知部４として用いられる検出器に糸や鎖などの紐状の吊下支持具４１を直接取り付ける、あるいは検出器を入れた透水性容器に吊下支持具４１を取り付けるものとし、この吊下支持具４１の長さを手動あるいは自動的に変更することで水質検知部４の高さを調節可能とすることなどが挙げられる。
また、本実施態様の凝集沈殿槽１にスラッジブランケット部３の仮想境界層Ｋと清澄層Ｃの界面を検出するための界面計を設け、界面計の測定結果に応じて、水質検知部４の高さを調整可能とするものとしてもよい（不図示）。これにより、精度の高い検出が可能となる。

【0035】

以上のように、本実施態様における固液分離装置１００において、水質検知部４をスラッジブランケット部３の仮想境界層Ｋと清澄層Ｃとの界面近傍領域の特定の範囲に設けることで、固液分離装置１００における処理の悪化傾向を素早く検知することができる。これにより、処理水の水質が悪化する前に、処理水の水質を良好に維持するための対策を講じることが可能となる。

【0036】

［第２の実施態様］
図２は、本発明の第２の実施態様の固液分離装置１０１の概略説明図である。
本実施態様に係る固液分離装置１０１は、図２に示すように、第１の実施態様における凝集沈殿槽１の上流側に反応槽６を設け、反応槽６に凝集剤を添加する凝集剤添加手段７を備える。また、水質検知部４の測定結果に基づき、凝集剤添加手段７を制御する制御部８を設ける。
なお、本実施態様における固液分離装置１０１の構成のうち、第１の実施態様の固液分離装置１００の構成と同じものについては、説明を省略する。

【0037】

反応槽６は、原水Ｗ０を導入するとともに、凝集剤添加手段７により凝集剤を添加するものである。これにより、反応槽６からの処理水を、固形物を含む被処理水Ｗとして、導入管２１を介して凝集沈殿槽１へ供給する。
反応槽６は、１つ又は複数の槽からなるものとし、例えば、図２に示すように、第１反応槽６１、第２反応槽６２の２つの槽を設け、それぞれに凝集剤添加手段７１、７２を設けるものとする。このとき、第１反応槽６１には、凝集剤添加手段７１により無機凝集剤を添加する。一方、第２反応槽６２には、凝集剤添加手段７２により有機高分子凝集剤を添加する。これにより、凝集沈殿槽１に導入する被処理水Ｗ中に安定な凝集フロックを形成することが可能となる。
なお、反応槽６には、撹拌機などの撹拌機構を設けることとしてもよい。これにより、原水と凝集剤の混合効率を高め、凝集効果を向上させることが可能となる。

【0038】

制御部８は、水質検知部４の測定結果に基づき、凝集剤添加手段７による凝集剤の添加量を制御するためのものである。例えば、水質検知部４の測定結果から、スラッジブランケット部３内のフロックの凝集状態が悪化傾向にあることが認められた場合、凝集剤の添加量を増加させる。
凝集剤の添加量を制御する手段は特に限定されない。例えば、凝集剤添加手段７に設けたバルブの開閉を制御するものなどが挙げられる。

【0039】

以上のように、本実施態様における固液分離装置１０１においては、スラッジブランケット部３の仮想境界層Ｋと清澄層Ｃとの界面近傍領域の特定の範囲に設けた水質検知部４の測定結果に基づき、凝集剤の添加量を制御する。これにより、処理水の水質が悪化する前に、処理水の水質を良好に維持することが可能となる。

【0040】

［第３の実施態様］
図３は、本発明の第３の実施態様の固液分離装置１０２の概略説明図である。
本実施態様に係る固液分離装置１０２は、図３に示すように、第１の実施態様における凝集沈殿槽１の導入管２１に流量調節機構９を設ける。また、水質検知部４の測定結果に基づき、流量調節機構９を制御する制御部８０を設ける。
なお、本実施態様における固液分離装置１０２の構成のうち、第１の実施態様の固液分離装置１００又は第２の実施態様の固液分離装置１０１の構成と同じものについては、説明を省略する。

【0041】

流量調節機構９は、導入管２１から凝集沈殿槽１に導入される被処理水Ｗの流量を調節するためのものである。例えば、流量制御弁やバルブなどが挙げられる。また、流量調節機構９を配設する場所は、導入管２１に限定されない。例えば、凝集沈殿槽１の上流側に反応槽６を設けた場合、反応槽６からの排出ラインに流量調節機構９を設けるものとしてもよい。

【0042】

制御部８０は、水質検知部４の測定結果に基づき、流量調節機構９による被処理水Ｗの添加量を制御するためのものである。例えば、水質検知部４の測定結果から、スラッジブランケット部３内のフロックの凝集状態が悪化傾向にあることが認められた場合、流量調節機構９により凝集沈殿槽１に導入する被処理水Ｗの流量を減少させる。

【0043】

以上のように、本実施態様における固液分離装置１０２においては、スラッジブランケット部３の仮想境界層Ｋと清澄層Ｃとの界面近傍領域の特定の範囲に設けた水質検知部４の測定結果に基づき、凝集沈殿槽１に導入する被処理水Ｗの流量を制御する。これにより、処理水の水質が悪化する前に、処理水の水質を良好に維持することが可能となる。

【0044】

なお、上述した実施態様は固液分離装置の一例を示すものである。本発明に係る固液分離装置は、上述した実施態様に限られるものではなく、請求項に記載した要旨を変更しない範囲で、上述した実施態様に係る固液分離装置を変形してもよい。

【0045】

例えば、本実施態様の固液分離装置は、外筒水槽及び内筒水槽による二重構造式の凝集沈殿槽を用いているが、スラッジブランケット部と清澄層の界面を形成する構成を備えるものであれば特に限定されない。例えば、凝集沈殿槽内に水平に配置された底板と、底板の外周の端部の一部から上方に向かって突出して延び、凝集沈殿槽周壁に連結された側壁とによって、底板の上方及び側壁の内周側に画成された区画内にフロックの流動層（スラッジブランケット部）を形成させ、スラッジブランケット部とスラッジブランケット部の上方に形成した清澄層との間の界面近傍に、水質検知部を設けるものとしてもよい。

【0046】

また、本実施態様の固液分離装置は、被処理水導入部としてフィードパイプを用いているが、被処理水を槽内に導入できるものであれば特に限定されない。本実施態様に示したフィードパイプを設けることなく、導入管が外筒水槽の槽周壁及び内筒水槽の槽周壁を挿通して内筒水槽の内に被処理水を直接導入するものであってもよい。これにより、装置の部品点数を削減することが可能となる。

【0047】

また、本実施態様の固液分離装置は、汚泥排出ラインから排出される汚泥の一部を凝集沈殿槽に返送して循環させるものとしてもよい。これにより、凝集沈殿槽にフロックが成長する核としての種晶を供給することができる。種晶を核としてフロックを大きな粒子として成長させることで、凝集沈殿槽における固形物と処理水との固液分離性が向上する。

【0048】

また、本実施態様の固液分離装置は、スラッジブランケット部にフロックの引き抜き部を設け、凝集沈殿槽あるいは凝集沈殿槽の上流に設けられた反応槽に返送することとしてもよい。これにより、スラッジブランケット部内で成長したフロックを循環させることができるため、スラッジブランケット部の容量を大きくすることなく、良好なフロックを成長させるための滞留時間と被処理水の上昇流速を保つことができ、清澄な処理水を得ることができる。

【産業上の利用可能性】

【0049】

本発明の固液分離装置は、固形物を含む被処理水の処理に利用されるものである。特に、本発明の固液分離装置は、被処理水に凝集剤を添加して凝集沈殿処理を行う凝集沈殿装置として好適に用いられる。

【符号の説明】

【0050】

１００，１０１，１０２ 固液分離装置、１ 凝集沈殿槽、１１ 外筒水槽、１２ 内筒水槽、１３ センターシャフト、１４ ロータリージョイント、２ 被処理水導入部、２１ 導入管、２２ フィードパイプ、２２ａ 上部、２２ｂ 下部、２３ ロータリージョイント、２４ 分散管、２４ａ 被処理水吐出口、３ スラッジブランケット部、４ 水質検知部、４１ 吊下支持具、５ 濃縮部、５１ 濃縮汚泥掻き寄せ機、６，６１，６２ 反応槽、７，７１，７２ 凝集剤添加手段、８，８０ 制御部、９ 流量調節機構、Ｌ１ 処理水排出ライン、Ｌ２ 汚泥排出ライン、Ｌ３ 凝集剤供給ライン、Ｃ 清澄層、Ｋ 仮想境界層、Ｌ 軸、Ｍ モーター、Ｗ 被処理水、Ｗ０ 原水、Ｗ１ 処理水、Ｚ１ フロック成長ゾーン、Ｚ２ 分離ゾーン

【図1】

【図2】

【図3】