JP5403606B2 - 水処理装置 - Google Patents

Description

本発明は一般に、水処理装置に関する。より詳細には、本発明は、小容積で多量の水処理を可能にする水処理装置に関する。

工場用水や建設工事などで発生する排水を処理する水処理装置として、種々の型式のものが知られており、本発明者も、新規な水処理装置を提案している（特許文献１）。

特開２００９−９５７３３号公報

特許文献１に記載された水処理装置は、幸いにして好評をもって迎えられたが、本発明者は、種々の好適な新規な特徴を備え、装置自体が小型であっても処理容量が大きく、また攪拌槽と沈殿槽を分離することもできる装置を新たに開発した。

本願請求項１に記載の、被処理水を攪拌するための攪拌槽を有する水処理装置は、前記攪拌槽の平面的に中央に配置された攪拌装置を備え、前記攪拌装置が、垂直方向に延びたシャフトと、前記シャフトの下端に固定された攪拌用羽根と、前記シャフトを回転させるためのモータとを有し、前記モータを覆うように配置され、下端が開放した円筒管を更に備え、前記円筒管の側壁に、多数の貫通孔が設けられ、前記円筒管は、前記攪拌用羽根が円筒管の下端から突出するように位置決めされており、前記攪拌用羽根の側方から攪拌槽内に投入された被処理水が、前記攪拌用羽根の回転により下方に差し向けられ、底壁に当たって上昇し、前記貫通孔の各々から前記円筒管内にそれぞれ吸い込まれることにより、前記攪拌槽内において下方から上方に向かって流れる水流が発生するように構成されていることを特徴とするものである。

本願請求項２に記載の水処理装置は、前記請求項１の装置において、前記攪拌槽において攪拌された被処理水を沈殿処理するための１又は複数基の沈殿槽を備え、前記沈殿槽の下部分が、逆円錐形状又は逆角錐形状に形作られており、前記攪拌槽と前記沈殿槽が一体のものとして形成されていることを特徴とするものである。

本願請求項３に記載の水処理装置は、前記請求項１の装置において、前記攪拌槽において攪拌された被処理水を沈殿処理するための１又は複数基の沈殿槽を備え、前記沈殿槽の下部分が、逆円錐形状又は逆角錐形状に形作られており、前記攪拌槽と前記沈殿槽が別体のものとして形成されていることを特徴とするものである。

本願請求項４に記載の水処理装置は、前記請求項１から請求項３までのいずれか１項の装置において、前記攪拌槽内に水処理剤を投入するための水処理剤投入機と、前記水処理剤投入機内に配置された水処理剤落下促進機構とを更に備え、前記水処理剤落下促進機構が、モータによって回転駆動されるシャフトと、前記シャフトから放射状に延びるようにシャフトに取り付けられた複数のアームと、下端がアームに接触するように配置された板バネとを有し、前記シャフトを回転させて板バネをアームで撓ませ、アームと板バネとの接触が外れた際の板バネと次位置のアームとの衝突により生ずる衝撃力により、水処理剤に衝撃を加えて、水処理剤の落下を促進するように構成されていることを特徴とするものである。

本願請求項５に記載の水処理装置は、前記請求項２又は３の装置において、前記攪拌槽と前記沈殿槽との間に、攪拌槽と沈殿槽とを連通させる連通路が配置されており、前記連通路が、攪拌槽の沈殿槽側の側壁に攪拌槽の上部から垂直方向下方に延びるように配置された流入口と、沈殿槽の隅部において沈殿槽の高さの中程の箇所から斜め下方に延びるように配置された流出口とを有しており、前記流出口が、沈殿槽の外壁に沿って延びた管部材で形成されており、これにより前記流出口から流出した被処理水が、沈殿槽内に流出して前記下部分の壁面に当たるとともに、沈殿槽内で旋回流となるように構成されていることを特徴とするものである。

本願請求項６に記載の水処理装置は、前記請求項２又は３の装置において、前記沈殿槽内に配置され、沈殿槽の底部に溜まった沈殿物を洗い流すための洗浄機構を更に備え、前記洗浄機構が、沈殿槽の底部に沿って配置され、底部及び両側部に多数の貫通孔が設けられた洗浄管と、洗浄管に洗浄水を供給するための給水管と、給水管に洗浄水を圧送するためのポンプとを有しており、前記洗浄管に水を圧送することにより、前記貫通孔から沈殿槽の底部に向かって洗浄水が噴射され、沈殿槽の底部に溜まった沈殿物を洗い流するように構成されていることを特徴とするものである。

本発明の水処理装置によれば、攪拌装置により、攪拌槽内において下方から上方に向かって流れる水流が発生するので、効率的に攪拌することができ、これにより攪拌槽が小型であっても大容量の水処理作業を実施することが可能である。また、攪拌槽と沈殿槽を別体に形成することができるので、目的に合致した使用（例えば、沈殿槽を既に所持しているので、攪拌槽のみを購入すればよい場合、作業スペースが小さいため、沈殿槽のみでよい場合など）を選択することができる。また、水処理剤落下促進機構を設置することにより、水処理剤が落下しにくい場合（例えば、水処理剤が過度の湿気を含んでいる場合）であっても、水処理剤を円滑に落下させることができる。また、攪拌槽と沈殿槽とを連通させる連通路において、沈殿槽の隅部のところに沈殿槽の高さのほぼ中程の箇所から斜め下方に延びるように流出口を設けたことにより、被処理水を旋回流として沈殿槽内に流出させることができる。さらに、沈殿槽内に洗浄機構を設けたことにより、沈殿槽の下部分に溜まった沈殿物を効率的に洗い流すことができる。

次に図面を参照して、本発明の好ましい実施の形態に係る水処理装置について詳細に説明する。図１は、本発明の好ましい実施の形態に係る水処理装置の全体を示した斜視図、図２（ａ）は、図１の線２ａ−２ａに沿って見た断面図である。図１において全体として参照符号１０で示される本発明の好ましい実施の形態に係る水処理装置は大別して、攪拌槽１２と、第１沈殿槽３０と、第２沈殿槽４０の３つの部分に分けられる。

水処理装置１０の攪拌槽１２は、全体として箱型の形状を有しており、平面的にほぼ中央の箇所に配置された攪拌装置１４を備えている。攪拌装置１４は、垂直方向に延びたシャフト１４ａと、シャフト１４ａの下端に固定された攪拌用羽根１４ｂと、シャフト１４ａを回転させるためのモータ１４ｃとを有している。

攪拌槽１２は又、攪拌装置１４のモータ１４ｃを覆うように配置され、下端が開放した円筒管１６を備えている。円筒管１６の側壁には、多数の貫通孔１６ａが設けられている。円筒管１６は、その下端が攪拌用羽根１４ｂより上方に位置するように（換言すると、攪拌用羽根１４ｂが円筒管１６の下端から突出するように）配置されている。

以上の構成により、処理しようとする汚水や排水等（以下「被処理水」という）を攪拌槽１２に投入し、攪拌装置１４を作動させると、攪拌用羽根１４ｂの回転によって、被処理水が下方に差し向けられ、底壁に当たって被処理水が上昇し、円筒管１６の各貫通孔１６ａから円筒管１６内にそれぞれ吸い込まれるので、図２において矢印で示されるように、攪拌槽１２内で下方から上方に向かって流れる水流が発生し、被処理水の攪拌が効率的に行われる。とりわけ、攪拌槽１２内の上方の箇所から中程の箇所にかけて多数の貫通孔１６ａを設けたことにより、円筒管１６の高さ全体にわたって被処理水が吸引され、これにより攪拌槽１２全体で被処理水の攪拌が行われるようになっている。なお、円筒管１６は、上述のように、被処理水をその高さ全体にわたって貫通孔１６ａを介して吸引する機能を有するとともに、攪拌装置１４を支持具（図示せず）を介して支持する機能をも有する。

攪拌槽１２の側壁には、攪拌用羽根１４ｂのほぼ同じ高さのところに、被処理水投入管１８が配置されている。被処理水投入管１８に隣接した攪拌槽１２の内部には、被処理水投入路２０が形成されている。被処理水投入路２０は、被処理水投入管１８と連通した被処理水投入口２０ａと、攪拌装置１４の攪拌用羽根１４ｂのほぼ側方に位置決めされた被処理水排出口２０ｂとを有しており、被処理水投入口２０ａの位置する箇所と被処理水排出口２０ｂの位置する箇所とを隔て、上端に連通部２０ｃ１が設けられた垂直隔壁２０ｃによって、被処理水投入路２０の内部が第１部分２０ｄと第２部分２０ｅとに分割されている（図２（ａ）参照）。被処理水排出口２０ｂは、攪拌用羽根１４ｂの近傍の箇所にのみ被処理水を排出して被処理水を攪拌槽１２内の下方に効率的に差し向けることができるように、上述のように、攪拌用羽根１４ｂのほぼ側方の高さの箇所にできるだけ幅狭となるように形成されている（図２（ｂ）参照）。なお、被処理水排出口２０ｂは、幅狭となる条件を満たすものであれば、図２（ｂ）のような円形でなく他の任意の形状（例えば、矩形）に形成してもよい。

攪拌槽１２は又、被処理水投入路２０の第２部分２０ｅ内に水処理剤を投入するための水処理剤投入機２２を備えている。水処理剤投入機２２によって投入される水処理剤は、公知のものを使用してよい。

好ましくは、水処理剤投入機２２には、水処理剤落下促進機構２４が設置されている。図３は、水処理剤落下促進機構２４を示した斜視図である。水処理剤落下促進機構２４は、モータ２４ｄによって回転駆動されるシャフト２４ａと、シャフト２４ａから放射状に延びるようにシャフト２４ａに取り付けられた複数のアーム２４ｂと、下端がアーム２４ｂに接触するように配置された板バネ２４ｃとを有している。

図４は、水処理剤落下促進機構２４の一連の作動状態を示した図である。図４（ａ）に示す状態では、アーム２４ｂが板バネ２４ｃの下端に接触している。シャフト２４ａが更に回転すると、板バネ２４ｃは接触しているアーム２４ｂによって撓まされる（図４（ｂ）参照）。次いで、シャフト２４ａが更に回転すると、アーム２４ｂと板バネ２４ｃとの接触が外れ、板バネ２４ｃは次位置のアーム２４ｂまで移動する（図４（ｃ）参照）。この際、板バネ２４ｃと次位置のアーム２４ｂとの衝突により生ずる衝撃力により、水処理剤に衝撃が加えられ、水処理剤の落下が促進される。

水処理装置１０の第１沈殿槽３０は、全体として箱型の形状を有し、下部分３０ａが逆円錐形状又は逆角錐形状に形作られている。

図５は、水処理装置１０の平面図である。攪拌槽１２と第１沈殿槽３０との間には、攪拌槽１２と第１沈殿槽３０とを連通させる連通路３２が配置されている。連通路３２は、攪拌槽１２の第１沈殿槽３０側の側壁に攪拌槽１２の上部から垂直方向下方に延びるように配置された流入口３２ａと、第１沈殿槽３０の隅部において（図５参照）第１沈殿槽３０の高さのほぼ中程の箇所から斜め下方に延びるように配置された（図２参照）流出口３２ｂとを有している。流出口３２ｂは、第１沈殿槽３０の外壁に沿って延びた管部材で形成されており、これにより流出口３２ｂから流出した被処理水が、第１沈殿槽３０内に流出して下部分３０ａの壁面に当たるとともに、沈殿槽３０内で旋回流となるように構成されている（図５参照）。このように構成することにより、下部分３０ａの壁面に付着した沈降物を洗い落とすことができるとともに、旋回流とすることによって被処理水中の凝集物同士を付着させて沈降し易くすることができるという効果を得ることができる。

水処理装置１０の第２沈殿槽４０も、第１沈殿槽３０と同様に、全体として箱型の形状を有し、下部分４０ａが逆円錐形状又は逆角錐形状に形作られている。第１沈殿槽３０と第２沈殿槽４０との間には、第１沈殿槽３０と第２沈殿槽４０とを連通させる連通路４２が配置されている。連通路４２は、連通路３２と同様に、第１沈殿槽３０の第２沈殿槽４０側の側壁に第１沈殿槽３０の上部から垂直方向下方に延びるように配置された流入口４２ａと、第２沈殿槽４０の隅部において（図５参照）第２沈殿槽４０の高さのほぼ中程の箇所から斜め下方に延びるように配置された（図２参照）流出口４２ｂとを有している。流出口４２ｂは、第２沈殿槽４０の外壁に沿って延びた管部材で形成されており、これにより流出口４２ｂから流出した被処理水が、第２沈殿槽４０内に流出して下部分４０ａの壁面に当たるとともに、沈殿槽４０内で旋回流となるように構成されている（図５参照）。これにより、沈殿槽３０の場合と同様に、下部分４０ａの壁面の付着物の洗い落としと凝集物の沈降を容易にするという効果が得られる。

第２沈殿槽４０の第１沈殿槽３０が位置する側と反対側の側壁には、本装置によって処理水を排出させるための排出口５０が配置されている（図１参照）。

好ましくは、第１沈殿槽３０の第２沈殿槽４０の両方又はいずれか一方に、沈殿槽の底部に溜まった沈殿物を洗い流すための洗浄機構３４が設けられている（図６（ａ）参照）。洗浄機構３４は、沈殿槽３０、４０の底部に沿って配置された洗浄管３４ａと、洗浄管３４ａに洗浄水を供給するための給水管３４ｂと、給水管３４ｂに洗浄水を圧送するためのポンプ３４ｃとを有しており、洗浄管３４ａの底部および両側部には、多数の貫通孔３４ａ１が設けられている。これにより、洗浄管３４ａに水を圧送することにより、貫通孔３４ａ１から沈殿槽３０、４０の底部に向かって洗浄水が噴射され、沈殿槽３０、４０の底部に溜まった沈殿物が洗い流されるようになっている。

次に、以上のように構成された水処理装置１０の作動について説明する。図２に示されるように、被処理水投入管１８から攪拌槽１２内に投入された被処理水は、被処理水投入口２０ａを通り、垂直隔壁２０ｃを越流して被処理水投入路２０の第２部分２０ｅに落下する。その際、第２部分２０ｅ内に水処理剤が投下されるので、越流して落下する被処理水に水処理剤が効果的に混合される。なお、水処理剤投入機２２内に水処理剤落下促進機構２４が設置されている場合には、湿気により水処理剤が落下しにくくなる等の事態を回避し、水処理剤を円滑に落下させることができる。

このようにして、水処理剤が混合された被処理水を、被処理水排出口２０ｂを介して、攪拌槽１２に投入し、攪拌装置１４を作動させると、攪拌用羽根１４ｂの回転によって、被処理水が下方に差し向けられ、底壁に当たって被処理水が上昇し、円筒管１６の貫通孔１６ａから円筒管１６内に吸い込まれるので、攪拌槽１２内で下方から上方に向かって流れる水流が発生し、被処理水の攪拌が効率的に行われる。

攪拌槽１２において十分に攪拌された被処理水は、連通路３２を介して、第１沈殿槽３０内に流入する。その際、連通路３２が攪拌槽１２の上部から第１沈殿槽３０内に斜め下方に延びているので、攪拌槽１２の上部に位置する比較的清浄な被処理水を第１沈殿槽３０内に流入させることができる。また、第１沈殿槽３０の隅部の流出口３２ｂから被処理水が流入するので、第１沈殿槽３０内で被処理水が旋回流となるので、沈殿作業を効果的に実施することができる。

次いで、被処理水は、連通路４２を介して、第２沈殿槽４０内に流入する。第２沈殿槽４０の連通路４２も、連通路３２と同様に、第２沈殿槽４０内に斜め下方に延びているので、第１沈殿槽３０の上部に位置する清浄な被処理水を第２沈殿槽４０内に流入させることができる。また、第２沈殿槽４０の隅部の流出口４２ｂから被処理水が流入するので、第２沈殿槽４０内で被処理水が旋回流となるので、沈殿作業を効果的に実施することができる。

このようにして沈殿処理された被処理水は、排出口５０から装置外に排出される。

本発明は、以上の発明の実施の形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で、種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。

たとえば、前記実施の形態では、水処理装置１０が１基の攪拌槽１２と２基の沈殿槽３０、４０が結合したものとして示されているが、図７に示されるように、攪拌槽１２と沈殿槽３０、４０を別体のものとして形成してもよい（図７において、参照符号３２′は、連通路３２に相当する連通管を示している）。また、沈殿槽３０、４０を別体のものとして形成してもよい。

さらに、前記実施の形態では、水処理装置１０が１基の攪拌槽１２と２基の沈殿槽３０、４０を有するものとして説明されているが、攪拌槽の基数が単一でも或いは３基以上でもよく、沈殿槽の基数も単一でも或いは３基以上でもよい。また、沈殿槽を使用せず、攪拌槽のみを使用してもよい。

本発明の好ましい実施の形態に係る水処理装置の全体斜視図である。 図２（ａ）は、図１の線２ａ−２ａに沿って見た断面図、図２（ｂ）は、図２（ａ）の線２ｂ−２ｂに沿って見た図である。 水処理剤投入機内に設けられる水処理剤落下促進機構を示した斜視図である。 図３の水処理剤落下促進機構の作動を示した一連の図である。 図１の水処理装置の平面図である。 図６（ａ）は、図１の水処理装置の沈殿槽に設けられる洗浄機構を示した断面図、図６（ｂ）は、図６（ａ）の線６ｂ−６ｂに沿って見た横断面図である。 水処理装置の変形形態を示した全体斜視図である。

１０ 水処理装置
１２ 攪拌槽
１４ 攪拌装置
１６ 円筒管
１８ 被処理水投入管
２０ 被処理水投入路
２２ 水処理剤投入機
２４ 水処理剤落下促進機構
３０ 第１沈殿槽
３２ 連通路
３４ 洗浄機構
４０ 第２沈殿槽
４２ 連通路
５０ 排出口

Claims (6)

1. 被処理水を攪拌するための攪拌槽を有する水処理装置であって、
   前記攪拌槽の平面的に中央に配置された攪拌装置を備え、
   前記攪拌装置が、垂直方向に延びたシャフトと、前記シャフトの下端に固定された攪拌用羽根と、前記シャフトを回転させるためのモータとを有し、
   前記モータを覆うように配置され、下端が開放した円筒管を更に備え、
   前記円筒管の側壁に、多数の貫通孔が設けられ、前記円筒管は、前記攪拌用羽根が円筒管の下端から突出するように位置決めされており、
   前記攪拌用羽根の側方から攪拌槽内に投入された被処理水が、前記攪拌用羽根の回転により下方に差し向けられ、底壁に当たって上昇し、前記貫通孔の各々から前記円筒管内にそれぞれ吸い込まれることにより、前記攪拌槽内において下方から上方に向かって流れる水流が発生するように構成されていることを特徴とする装置。
2. 前記攪拌槽において攪拌された被処理水を沈殿処理するための１又は複数基の沈殿槽を備え、
   前記沈殿槽の下部分が、逆円錐形状又は逆角錐形状に形作られており、
   前記攪拌槽と前記沈殿槽が一体のものとして形成されていることを特徴とする請求項１に記載された装置。
3. 前記攪拌槽において攪拌された被処理水を沈殿処理するための１又は複数基の沈殿槽を備え、
   前記沈殿槽の下部分が、逆円錐形状又は逆角錐形状に形作られており、
   前記攪拌槽と前記沈殿槽が別体のものとして形成されていることを特徴とする請求項１に記載された装置。
4. 前記攪拌槽内に水処理剤を投入するための水処理剤投入機と、
   前記水処理剤投入機内に配置された水処理剤落下促進機構とを更に備え、
   前記水処理剤落下促進機構が、モータによって回転駆動されるシャフトと、前記シャフトから放射状に延びるようにシャフトに取り付けられた複数のアームと、下端がアームに接触するように配置された板バネとを有し、
   前記シャフトを回転させて板バネをアームで撓ませ、アームと板バネとの接触が外れた際の板バネと次位置のアームとの衝突により生ずる衝撃力により、水処理剤に衝撃を加えて、水処理剤の落下を促進するように構成されていることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載された装置。
5. 前記攪拌槽と前記沈殿槽との間に、攪拌槽と沈殿槽とを連通させる連通路が配置されており、前記連通路が、攪拌槽の沈殿槽側の側壁に攪拌槽の上部から垂直方向下方に延びるように配置された流入口と、沈殿槽の隅部において沈殿槽の高さの中程の箇所から斜め下方に延びるように配置された流出口とを有しており、前記流出口が、沈殿槽の外壁に沿って延びた管部材で形成されており、これにより前記流出口から流出した被処理水が、沈殿槽内に流出して前記下部分の壁面に当たるとともに、沈殿槽内で旋回流となるように構成されていることを特徴とする請求項２又は３に記載された装置。
6. 前記沈殿槽内に配置され、沈殿槽の底部に溜まった沈殿物を洗い流すための洗浄機構を更に備え、
   前記洗浄機構が、沈殿槽の底部に沿って配置され、底部及び両側部に多数の貫通孔が設けられた洗浄管と、洗浄管に洗浄水を供給するための給水管と、給水管に洗浄水を圧送するためのポンプとを有しており、
   前記洗浄管に水を圧送することにより、前記貫通孔から沈殿槽の底部に向かって洗浄水が噴射され、沈殿槽の底部に溜まった沈殿物を洗い流するように構成されていることを特徴とする請求項２又は３に記載された装置。

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