JP5497873B2 - 浮上分離装置 - Google Patents

Description

本発明は、被処理水中の被処理物質に気泡を付着させ、被処理物質を浮上物として分離する浮上分離装置の技術に関する。

従来、被処理水中に含まれるＳＳ成分、油分等の被処理物質を除去する方法として、被処理水と気泡とを混合して、浮上槽に供給し、被処理物質に気泡を付着させて浮上槽の水面に浮上させ、被処理物質を分離する浮上処理が知られている。なお、処理効率を上げるために、被処理水を浮上槽に供給する前に、凝集剤を添加して、被処理水中に含まれる被処理物質をフロック化させることも行われている。

図８は、従来の浮上分離装置の構成を示す模式図である。この浮上分離装置４において、浮上槽７０には、槽体を構成する外周壁７２の内側に、下端が槽内中間部に至る内周壁７４が外周壁７２の内周に沿って設けられている。外周壁７２及び内周壁７４は円筒形である。外周壁７２と内周壁７４との間は、内周壁７４によって浮上物が進入するのが防止され、処理水が集水される処理水室７６が形成されている。浮上槽７０内の中央部分には、上部および下部が開放されたガイド筒７８が設けられ、このガイド筒７８内には、浮上槽７０の底部７０ａの中央から延設され、ガイド筒７８内で開口する導入管８０が設けられている。導入管８０には、浮上槽７０外にて被処理水流入管８２が接続されている。また、被処理水流入管８２には、加圧水流入管８４が接続され、ここから加圧タンク等で高圧下で空気が溶解した加圧水が供給されている。

浮上分離装置４の運転方法を説明する。例えば、加圧水流入管８４を介して、処理水に高圧下において空気を溶解させた加圧水を被処理水流入管８２に供給し、加圧水と被処理水が混合された混合液が被処理水流入管８２を通り、導入管８０を介し、浮上槽７０のガイド筒７８内に供給される。浮上槽７０内では、加圧水中に溶解していた気体が気泡として析出し、被処理水中に含まれる被処理物質に付着し、被処理物質が浮上分離される。被処理物質が除去された処理水は、処理水室７６の下端部７６ａから処理水室７６を通り、浮上槽７０の外周壁７２の上端の越流堰をオーバーフローして調整槽８６に供給され、ここに接続されている処理水排出管８８により系外に排出される。

ここで、図８に示す浮上分離装置４では、導入管８０、ガイド筒７８を通って浮上槽７０内に流入した被処理水は、浮上槽７０の内周壁７４に向かって流れ、内周壁７４に達すると、内周壁７４に沿って、下降する。この下降流の流速が速いと、浮力が十分でない被処理物質が、下降流に伴い内周壁７４の下端を越え処理水室７６に流れ込んで、処理水の水質を悪化させる。このように、内周壁７４に沿った下降流が早くなるのは、浮上槽７０内に、浮上分離処理に使用されていない部分（例えば、図８に示す網掛け部）が、多く存在するからであり、被処理物質の除去において、浮上槽７０全体を有効に使用することができないと、浮上分離が効率的に行えないという問題がある。

図８に示す浮上分離装置４の一般的な水面積負荷（浮上槽７０の水平断面積に対する処理水量（線速度ＬＶ））は、５〜１０ｍ／ｈである。図８に示す浮上分離装置４では、ＬＶを上記範囲より高くすると、処理水の水質が悪化しやすい。

また、特許文献１には、図８に示す浮上分離装置４より、ＬＶを高くすることが可能な浮上分離装置が提案されている。図９は、特許文献１の浮上分離装置の構成を示す模式図である。図９に示す浮上分離装置５において、浮上槽９０の周壁９０ａは矩形であり、浮上槽９０内は、上部開放の隔壁９２ａ、下部開放の隔壁９２ｂにより、被処理水が縦方向に迂回して流れる三つの室、第１の室９４、第２の室９６、第３の室９８に区画されている。また、第２の室９６の隔壁９２ａと隔壁９２ｂとの間には、整流板１００が水平に設置されている。整流板１００には、複数の整流孔１００ａが形成されており、第２の室９６から第３の室９８に至る水は整流板１００を通過する。第１の室９４には、被処理水流入管１０２に接続されている。また、加圧水流入管１０４の一端は第１の室９４に接続され、他端は空気溶解タンク１０５の出口に接続されている。第３の室９８には、処理水排出管１０６が接続されている。空気溶解タンク１０５と処理排出管１０６との間には、ポンプ１１０を介して連通管１１１が接続され、処理水排出管１０６を通る処理水の一部が連通管１１１を通り、空気溶解タンク１０５に供給される。空気溶解タンク１０５では、処理水に空気を溶解させ、加圧水が製造される。

このような浮上分離装置５において、被処理水流入管１０２から第１の室９４に流入した被処理水、空気溶解タンク１０５から加圧水流入管１０４を通り第１の室９４に流入した加圧水は、液面に向かって上昇して、隣接する第２の室９６に流入する。第２の室９６では、被処理水中の被処理物質が浮上物として液面上に浮かび、下部に処理水が得られる。このような浮上分離処理された処理水は、整流板１００の整流孔１００ａを通り、第３の室９８から処理水排出管１０６へ排出される。

図９に示す浮上分離装置５でも、第２の室９６の隔壁９２ｂに沿って下降する被処理水の下降流の流速は速くなる。しかし、図９に示す浮上分離装置５には、整流板１００が設けられているため、整流板１００の整流効果により、隔壁９２ｂに沿って下降する被処理水の下降流がそのままの勢いで、第３の室９８側へ流れることが防止される。その結果、被処理物質が下降流と共に第３の室９８側へ流れ込むこと等が抑制され、図９に示す浮上分離装置５は、図８に示す浮上分離装置４より高容積負荷での処理が可能となる。

米国特許出願公開第２００５／０１１５８８１号明細書

図９に示す浮上分離装置５は、浮上槽９０の周壁９０ａが矩形であって、周壁９０ａの一端側に設けられる第１の室９４から被処理水が供給され、他端側に設けられる第３の室９８から処理水が排出される構造である。このような構造において、第１の室９４から隔壁９２ｂへ流れる被処理水の流れ（すなわち、浮上槽の液面を流れる被処理水の流れ）は、図８に示す浮上分離装置において、ガイド筒７８から内周壁７４に向かって拡がりながら流れる被処理水の流れ（すなわち、浮上槽の液面を流れる被処理水の流れ）より速い流速となる。

また、浮上分離装置の負荷を上げれば、浮上槽９０の液面を流れる被処理水の流速はさらに速くなると共に、隔壁９２ｂに沿って下降する下降流の流速も速くなる。その結果、隔壁９２ｂ側の整流板１００に、速い流速の下降流が衝突することになり、整流板１００の整流効果を充分に得ることが難しくなり、被処理物質が下降流と共に第３の室９８側へ流れ込むこと等を充分に抑制することができず、処理水の水質が悪化しやすくなる。したがって、図９に示すような浮上分離装置５でも、処理水の水質を悪化させることなく処理量を増加するには、装置を大型化する必要がある。

そこで、本発明の目的は、小型な装置設備で高速処理が可能な浮上分離装置を提供することにある。

本発明は、被処理水中の被処理物質に気泡を付着させ、被処理物質を浮上物として分離する浮上分離装置であって、浮上槽と、前記浮上槽を垂直方向上部及び下部に区画する整流板と、前記上部に被処理水を流入させる流入部と、前記浮上槽に設けられ、前記被処理物質が分離された処理水を前記下部から集水する集水部とを有し、前記整流板は、前記処理水を通水させる複数の整流孔が形成されると共に、前記流入部の壁から前記浮上槽の周壁まで伸びており、前記流入部は、前記上部の中心部で開口するガイド筒と、前記被処理水を上向流で前記ガイド筒に導入する導入管と、を有し、前記ガイド筒の開口部は、上方に向けてテーパー状に広がっており、当該開口部から前記上部に被処理水を流入させる。

また、前記浮上分離装置において、前記被処理物質のうち前記整流板上に沈殿した沈殿物を前記整流孔から下方に排出する整流板スクレーパーを備えることが好ましい。

また、前記浮上分離装置において、前記整流板スクレーパーは、前記ガイド筒に固定され、前記ガイド筒が該ガイド筒の中心軸を回転軸として回転することによって、前記整流板スクレーパーが前記整流板上を回転することが好ましい。

本発明の浮上分離装置では、小型な装置設備で高速処理が可能である。

本実施形態に係る浮上分離装置の構成の一例を示す模式断面図である。 本実施形態に係る浮上分離装置の構成の一例を示す模式上面図である。 本発明の他の実施形態に係る浮上分離装置の構成の一例を示す上面模式図である。 本発明の実施形態に係る浮上分離装置の構成の一例を示す一部拡大模式断面図である。 本発明の他の実施形態に係る浮上分離装置の構成の一例を示す模式断面図である。 本発明の他の実施形態に係る浮上分離装置の構成の一例を示す模式断面図である。 実施例１〜３における処理水濁度の結果を表す図である。 従来の浮上分離装置の構成を示す模式図である。 特許文献１の浮上分離装置の構成を示す模式図である。

本発明の実施の形態について以下説明する。本実施形態は本発明を実施する一例であって、本発明は本実施形態に限定されるものではない。

図１は、本実施形態に係る浮上分離装置の構成の一例を示す模式断面図である。図２は、本実施形態に係る浮上分離装置の構成の一例を示す模式上面図である。図１に示す浮上分離装置１は、浮上槽１０、流入部１２、排出部１４、整流板２２を備える。

図１及び図２に示すように、浮上槽１０の周壁１０ａは円筒形とされ、浮上槽１０の底部１０ｂは中央に向かって低位となるホッパ状とされている。また、底部１０ｂの中央には、被処理物質のうちの沈殿物を溜めるピット１８が設けられている。ピット１８には、不図示の沈殿物排出口が設けられ、沈殿物排出管１９が接続されている。浮上槽１０の周壁１０ａは、矩形とされてもよい。しかし、浮上槽１０の周壁１０ａを円筒形とすることにより、浮上槽１０の中心部に配置される流入部１２の開口部（開口部については後述する）から周壁１０ａまで、被処理水が拡がりながら流れることになる。従って、流入部１２から出るときの流速は比較的速いが、周壁１０ａに当たる際の表面部の流れは比較的遅くなる。その結果、周壁１０ａのある一部分で急速な下降流が生じることもなく、急速な下降流により生じる処理水の水質の悪化を効果的に抑制することができる。

浮上槽１０には、集水部１０ｃが設けられている。集水部１０ｃは、被処理物質を除去した処理水を後述する浮上槽１０の下部２０ｂから集水するものであり、浮上槽１０の下部２０ｂ側、すなわち整流板２２より垂直方向下方に配置される。

また、浮上槽１０には、被処理物質のうち、液面に浮上した浮上物２３（いわゆるスカム）を排出するための浮上物ポット２４が設けられている。なお、通常の場合には、浮上槽１０の表面上に浮上物を掻き寄せるスキマーが設けられており、浮上物を浮上物ポット２４に掻き寄せる。また、浮上物ポット２４は、掻き寄せられてくる浮上物が水面上から浮上物ポット２４内に落下するように、その浮上槽１０側の境界部分に水面下から水面上に至るスロープを有することが好適である。

浮上槽１０内には、浮上槽１０を垂直方向の上部２０ａ及び下部２０ｂに区画する整流板２２が設けられている。そして、整流板２２には、処理水を通水させる複数の整流孔２２ａが形成されている。整流板２２は一体構造であってもよいが、複数に分割したものであってもよい。

図３は、本発明の他の実施形態に係る浮上分離装置の構成の一例を示す上面模式図である。図３に示すように、４つの扇型状分割体２５により、浮上槽１０を上部２０ａ及び下部２０ｂに区画する整流板２２が形成されている。なお、扇型状分割体２５の枚数は特に制限されるものではない。整流板２２の機能については、後述する。

流入部１２は、ガイド筒２６と、ガイド筒２６内に設けられる導入管２８と有する。導入管２８には、被処理水流入管３０が接続され、導入管２８は浮上槽１０の底部１０ｂの中央に形成されたピット１８から浮上槽１０内に延設されている。被処理水流入管３０には加圧水流入管３２が接続されている。浮上槽１０内に設けられるガイド筒２６は、底部１０ｂや、周壁１０ａにフレームなどで固定される。また、ガイド筒２６を上方から吊り下げてもよい。ガイド筒２６を設けることにより、導入管２８から供給される被処理水及び加圧水を浮上槽１０の中央部分から均一に流入させることができる。

本実施形態の流入部１２は、浮上槽１０の上部２０ａの中心部で開口しており、当該開口部から浮上槽１０の上部２０ａに（加圧水を混合させた）被処理水を供給させる。ここで、本実施形態のように流入部１２が、ガイド筒２６と導入管２８から構成されている場合、少なくともガイド筒２６の開口部２６ａが上部２０ａの中心部で開口していればよい。本実施形態の流入部１２は、必ずしもガイド筒２６を備える必要はない。例えば、流入部１２が導入管２８のみから構成されていてもよい。この場合、導入管２８の開口部２８ａが上部２０ａの中心部で開口している必要がある。いずれにしても、被処理水は、浮上槽１０の上部２０ａの中心部に流入させる必要がある。浮上槽１０の上部２０ａの水平断面における中心から周壁１０ａまでの距離に対し、中心から１／３以内の領域に流入することが好ましい。

流入部１２の開口部（図１ではガイド筒２６の開口部２６ａ）の位置は、浮上槽１０の上部２０ａ、すなわち整流板２２より垂直方向上方であれば特に制限されるものではない。しかし、流入部１２の開口部の位置が液面付近にあると、流入部１２の開口部から供給される被処理水が液面に噴き上げて、液面を乱し、液面に浮上した浮上物２３の再沈降を招く虞がある。

図４は、本実施形態に係る浮上分離装置の一部拡大模式断面図である。ガイド筒２６は、整流板２２に設けられた嵌挿孔に挿入されている。整流板２２の嵌挿孔とガイド筒２６との間に隙間が形成される場合には、当該隙間から被処理水が流れ、処理水の水質を悪化させないように、当該隙間を塞ぐ止水板３４が設けられることが好ましい。止水板３４はボルト及びナット等の締結具３６により整流板２２に固定されている。また、導入管２８は、ガイド筒２６に設けられた嵌挿孔に挿入されている。ガイド筒２６の嵌挿孔と導入管２８との間に隙間が形成される場合には、上記同様に当該隙間を塞ぐ止水板３４が設けられることが好ましい。止水板３４はボルト及びナット等の締結具３６によりガイド筒２６に固定されている。なお、ガイド筒２６の外周にフランジを設け、このフランジに整流板２２の端部を固定することも好適である。

排出部１４は、処理水取出管３８、水位調整槽４０、処理水排出管４２を備える。処理水取出管３８の一端は、浮上槽１０に設けられた集水部１０ｃに接続されており、処理水取出管３８の他端は、水位調整槽４０の入口に接続されている。また、水位調整槽４０の出口には処理水排出管４２が接続されている。

次に、本実施形態に係る浮上分離装置による運転方法の一例を説明する。まず、被処理水流入管３０から被処理水を流入させると共に、加圧水流入管３２から高圧下で気体を溶解させた加圧水を流入させる。加圧水は、処理水の一部を加圧タンクに導入し、ここにおいて高圧下で空気を溶解させて生成する。

加圧水流入管３２を通る加圧水は、被処理水流入管３０を通る被処理水に混合される。被処理水及び加圧水からなる混合液は被処理水流入管３０から、導入管２８に供給される。被処理水及び加圧水は導入管２８を介し、導入管２８の開口部２８ａからガイド筒２６内に供給される。ガイド筒２６内に供給された（浮上槽１０の液面に向かって上昇する）被処理水及び加圧水は、ガイド筒２６の開口部２６ａから浮上槽１０の上部２０ａに流入する。浮上槽１０の上部２０ａ（及びガイド筒２６内）は、大気圧状態であるため、加圧水に溶解していた気体が気泡として析出し、被処理水中の被処理物質（ＳＳ成分、油分等）に付着し、被処理物質が浮上分離される。このようにして浮上した被処理物質（浮上物２３）は、浮上物ポット２４に収集される。浮上物２３の収集は、通常、後述する浮上物スキマーによって行われるが、その他の方法によって行われてもよい。浮上物ポット２４に収集された浮上物２３は、浮上物ポット２４の排出口に接続された浮上物排出管４４から排出される。気泡の発生方法としては、上記のように加圧水を用いる方法に制限されるものではなく、その他に、例えば、界面活性剤等の気泡発生剤を被処理水に添加する方法等であってもよい。また、被処理水自体を空気溶解タンクに導入し、ここで被処理水に直接空気を溶解する全量加圧方式を採用してもよい。

ガイド筒２６の開口部２６ａから浮上槽１０の上部２０ａに供給された被処理水が、浮上槽１０の周壁１０ａに達すると、周壁１０ａに沿って流れる下降流となる。そこで、本実施形態では、ガイド筒２６の開口部２６ａが浮上槽１０の上部２０ａの中心部において垂直方向上方に開口するとともに、浮上槽１０の周壁１０ａを円筒状にすることが好ましい。上記構成によって、図２に示すように被処理水は放射状に拡がりながら流れる分散流れとなって、浮上槽１０の周壁１０ａに達する。その結果、開口部２６ａから供給された被処理水の流れは、浮上槽１０の周壁１０ａに到達するまでに緩やかになり、周壁１０ａに沿って流れる被処理水の下降流も緩やかになる。したがって、急速な下降流によって生じる処理水の水質の悪化は抑制される。

ここで、流入部１２の開口部（図１ではガイド筒２６の開口部２６ａ）の形状は特に制限されるものではないが、流入部１２の開口部から供給される被処理水が放射状に分散し易くなる点で、その上部において上方に向けてテーパ状に広がっていることが好ましい。また、流入部１２の開口部の水平断面積は、特に制限されるものではないが、流入部１２を流れる被処理水の流速を適切に制御することができる点で、好ましくは浮上槽１０の水平断面積の１／３０〜１／３の範囲、より好ましくは浮上槽１０の水平断面積の１／２０〜１／８の範囲とするのがよい。流入部１２の開口部の水平断面積が浮上槽１０の水平断面積の１／３０より小さいと、流入部１２から出る際の被処理水の流速が速くなるため、被処理水は浮上槽１０の表層部を流れ、開口部から浮上槽１０の周壁１０ａに向かって流れる被処理水の流速も速くなり、浮上槽１０の液面に乱れが生じやすく、液面に浮上した浮上物２３の再沈降を招く虞がある。また、浮上槽１０の周壁１０ａに沿って流れる被処理水の下降流も速くなるため、整流板２２の全体を有効に利用することができず、その整流効果が減少し、処理水の水質が悪化する可能性がある。また、流入部１２の開口部の水平断面積が浮上槽１０の水平断面積の１／３より大きいと、浮上槽１０の面積を確保することが難しくなり、浮上槽１０の水面積負荷が大きくなり、効率的な浮上処理が行えなくなる。

浮上槽１０の上部２０ａにおいて、被処理物質が除去された処理水は、整流板２２に設けた整流孔２２ａを通り、浮上槽１０の下部２０ｂに供給される。整流板２２を設けることにより、上部２０ａから下部２０ｂへ流れる処理水の流れは整流されるため、周壁１０ａに沿って流れる被処理水の下降流がそのままの流速で、下部２０ｂへ流れることが防止される。すなわち、上部２０ａから下部２０ｂへ流れる処理水の流速は、整流板２２の整流効果により、どの場所でもほぼ均一とされる。その結果、浮上槽１０の上部２０ａ全体を浮上分離処理に使用することが可能となり、効率的に気泡を被処理物質に付着させることができるため、処理能力を向上させることができる。また、気泡が付着しても浮上することができない比重の重い被処理物質（沈殿物）や、気泡が十分付着しなかった被処理物質が、周壁１０ａ下方の底部１０ｂに局所的に沈殿することがなく、底部１０ｂ全体に沈殿する。このように、被処理物質の除去において、浮上槽１０全体を有効に使用することができるため、装置の小型化、浮上分離槽装置の高速処理が可能となる。

整流板２２に形成された整流孔２２ａを通って、浮上槽１０の下部２０ｂに供給された処理水は、浮上槽１０の集水部１０ｃから処理水取出管３８を通り、水位調整槽４０に供給される。水位調整槽４０には可動堰４１が設けられている。この可動堰４１の高さを調整することで、浮上槽１０における水位を調整でき、浮上槽１０の水位が浮上物２３の浮上物ポット２４への排出に適した水位に調整される。そして、処理水が水位調整槽４０の出口から処理水排出管４２へ排出される。なお、可動堰４１を間欠的に上昇させ、これによって浮上槽１０内の浮上物２３を浮上物ポット２４へオーバーフローさせることも可能である。

図５は、本発明の他の実施形態に係る浮上分離装置の構成の一例を示す模式断面図である。図５に示すように、浮上分離装置２は、浮上槽４６、流入部１２、排出部５４、整流板２２を備える。図５に示す浮上分離装置２において、図１に示す浮上分離装置１と同様の構成については同一の符合を付している。

浮上槽４６には、外周壁４８と、外周壁４８の内周に沿って形成される内周壁５０とが設けられている。浮上槽４６の外周壁４８及び内周壁５０は、上記説明したように矩形状より円筒形とされることが好ましい。浮上槽４６の底部４６ａは中央に向かって低位となるホッパ状とされている。また、浮上槽４６の底部４６ａの中央には、沈殿物を溜めるピット１８が設けられている。

浮上槽４６の外周壁４８と内周壁５０との間には、処理水が集水される処理水室５２が形成されている。処理水室５２の集水部５２ａは、整流板２２により区画された浮上槽４６の下部２０ｂから処理水を集水させるために、浮上槽４６の下部２０ｂ側、すなわち整流板２２より垂直方向下方に配置される。

浮上槽４６内には、浮上槽４６を垂直方向の上部２０ａ及び下部２０ｂに区画する整流板２２が設けられている。そして、整流板２２には、処理水を通水させる複数の整流孔２２ａが形成されている。流入部１２は、ガイド筒２６と、ガイド筒２６内に設けられる導入管２８と有する。導入管２８には、被処理水流入管３０が接続され、導入管２８は浮上槽４６の底部４６ａの中央に形成されたピット１８から浮上槽１０内に延設されている。被処理水流入管３０には加圧水流入管３２が接続されている。浮上槽４６内に設けられるガイド筒２６は、装置外部から不図示のフレーム等により浮上槽４６内に固定されている。本実施形態では、流入部１２は、浮上槽４６の上部２０ａの中心部において垂直方向上方に開口しており、当該開口部から浮上槽４６の上部２０ａに被処理水が供給される。

排出部５４は、調整槽５６、処理水排出管５８を備える。調整槽５６は、浮上槽４６の外周壁４８の外周に設置されており、調整槽５６の出口には処理水排出管５８が接続されている。

次に、本実施形態に係る浮上分離装置２による運転方法の一例を説明する。まず、被処理水流入管３０から被処理水を流入させると共に、加圧水流入管３２から加圧水を流入させる。加圧水流入管３２を通る加圧水は、被処理水流入管３０を通る被処理水に供給される。被処理水及び加圧水は被処理水流入管３０を通過し、導入管２８に供給される。被処理水及び加圧水は導入管２８を通過し、導入管２８の開口部２８ａからガイド筒２６内に供給される。ガイド筒２６内を通る（浮上槽４６の液面に向かって上昇する）被処理水及び加圧水は、ガイド筒２６の開口部２６ａから浮上槽４６の上部２０ａに供給される。本実施形態では、ガイド筒２６の開口部２６ａが浮上槽４６の上部２０ａの中心部において垂直方向上方に開口しているため、被処理水は放射状に分散される流れとなって、浮上槽４６の内周壁５０に達する。浮上槽４６の上部２０ａ（及びガイド筒２６内）では、加圧水が大気圧状態となり、加圧水に溶解していた気体が気泡として析出されるため、被処理水中の被処理物質（ＳＳ成分、油分等）に付着し、被処理物質が浮上分離される。浮上分離した浮上物２３は、浮上槽４６に設けられる不図示の浮上物ポットに収集される。浮上物２３の収集は、通常、後述する浮上物スキマーによって行われるものであるが、その他の方法により行われてもよい。浮上物ポットに収集された浮上物２３は、浮上物ポットの排出口に接続された不図示の浮上物排出管から排出される。

浮上槽４６の上部２０ａにおいて、被処理物質が除去された処理水は、整流板２２に設けた整流孔２２ａを通り、浮上槽４６の下部２０ｂに供給される。整流板２２を設けることにより、上部２０ａから下部２０ｂへ流れる処理水の流れは整流される。整流板２２に形成された整流孔２２ａを通って、浮上槽４６の下部２０ｂに供給された処理水は、浮上槽４６の集水部５２ａから処理水室５２を通り、浮上槽４６の外周壁４８をオーバーフローして調整槽５６に供給される。調整槽５６に供給された処理水は、調整槽５６の出口から処理水排出管５８へ排出される。

このような構成でも、円筒型の浮上槽１０およびその浮上槽内を上下に仕切る整流板２２を用い、被処理物質の除去において、浮上槽全体を有効に使用することができるため、装置の小型化、浮上分離槽装置の高速処理が可能となる。

図６は、本発明の他の実施形態に係る浮上分離装置の構成の一例を示す模式断面図である。図６に示す浮上分離装置３は、図１に示す浮上分離装置１に浮上物スキマー６０、沈殿物掻き寄せ機６２、整流板スクレーパー６４を設けたものである。図６に示す浮上分離装置３において、図１に示す浮上分離装置１と同様の構成については、同一の符合を付し、その説明を省略する。

浮上物スキマー６０は、液面に浮上した浮上物２３を掻き寄せるためのものである。浮上物スキマー６０は、モータ６６のシャフトに固定されている。モータ６６が駆動することにより、浮上物スキマー６０が回転され、液面に浮上した浮上物が掻き寄せられる。浮上物スキマー６０は、羽根、螺旋羽根等のスクレーパー部を有しており、水面の流れ及びスクレーパー部の移動により浮上物２３が半径方向外側に移動させられ、浮上槽１０に設けられた浮上物ポット２４に集められ、浮上物排出管４４から排出される。浮上物スキマー６０を設けることにより、浮上物２３を効率的に排出することができるため、処理水の水質悪化を抑制することができる。

沈殿物掻き寄せ機６２は、浮上槽１０の底部１０ｂに沈殿した沈殿物を掻き寄せるためのものである。沈殿物掻き寄せ機６２はガイド筒２６に取り付けられると共に、支持体６８により沈殿物掻き寄せ機６２の角度調整、補強がなされている。そして、ガイド筒２６は、モータ６６のシャフトに取り付けられ、モータ６６の駆動により回転される。すなわち、沈殿物掻き寄せ機６２はモータ６６の駆動により、ガイド筒２６と一体に回転される。沈殿物掻き寄せ機６２が回転することにより、浮上槽１０の底部１０ｂに沈殿した沈殿物が掻き寄せられ、浮上槽１０のピット１８に集められ、沈殿物排出管１９から排出される。なお、この沈殿物掻き寄せ機６２も、羽根、螺旋羽根等のスクレーパー部を有しており、このスクレーパー部によって内側方向に沈殿物を掻き寄せる。

ここで、従来は、沈殿物を清掃するため定期的なメンテナンスが必要であったが、沈殿物掻き寄せ機６２を設けることにより、沈殿物を効率的に排出することができるため、メンテナンス回数を減らし、装置の長期連続運転が可能となる。

整流板スクレーパー６４は、整流板２２に沈殿した沈殿物を掻き取り、整流板２２の整流孔２２ａから下方に落下排出するためのものである。整流板スクレーパー６４は、ガイド筒２６に取り付けられており、モータ６６の駆動により、ガイド筒２６と一体に回転される。整流板スクレーパー６４が回転することにより、整流板２２に沈殿した沈殿物が掻き取られ、整流板２２の整流孔２２ａから沈殿物が排出される。整流板スクレーパー６４を設けることにより、整流板２２を清掃するためのメンテナンス回数を減らし、装置の長期連続運転が可能となる。整流板スクレーパー６４も羽根等を有するが、この羽根は、沈殿物を半径方向に輸送する必要はない。しかし、処理水の集水部１０ｃから遠い方向に沈殿物を輸送する方が好ましいため、沈殿物を内側に掻き寄せる羽根とすること好適である。

なお、浮上物スキマー６０、沈殿物掻き寄せ機６２、整流板スクレーパー６４の回転数は同一でなく、それぞれ異ならせてもよい。しかし、同一回転数とすれば、減速機構等が不要で、駆動機構を簡単にできる。特に、対象物に応じて、羽根の傾斜を適切なものに設定することが好適である。

以下、実施例および比較例を挙げ、本発明をより具体的に詳細に説明するが、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。

（実施例１）
図１の浮上分離装置１に、図６の浮上物スキマー６０を取り付けた浮上分離装置を用い、下記の条件で被処理水の浮上分離処理を行い、浮上分離後の処理水の濁度を測定した。浮上分離装置に供給する被処理水は、予め凝集処理槽（サイズ：３０００Ｌ、１６００ｍｍΦ×高さ２０００ｍｍ）で凝集処理したものを用いた。
＜浮上分離装置サイズ＞
浮上槽：１６００ｍｍΦ
ガイド筒：３００ｍｍΦ
＜試験条件＞
被処理水：戸田市工業用水にカオリンを１０ｍｇ／Ｌ、フミンを１ｍｇ／Ｌ添加したもの
被処理水濁度：８．７度
凝集処理時に用いた凝集剤：ポリ塩化アルミニウム（ＰＡＣ）を３０ｍｇ／Ｌ添加
凝集時の被処理水ｐＨ：７（ｐＨ調整剤としてＨＣｌ、ＮａＯＨを添加）
被処理水流量：５０ｍ³／ｈｒ
加圧水比：２０％
通水速度：３０．９ｍ／ｈ
浮上物スキマー速度：２分／周
試験時間：１４日間連続運転

（実施例２）
図１の浮上分離装置１に、図６の浮上物スキマー６０及び整流板スクレーパー６４を取り付けた浮上分離装置を用いたこと以外は、実施例１と同様の条件で試験を行った。整流板スクレーパー６４の速度は、２分／周とした。

（実施例３）
図６の浮上分離装置３（すなわち、浮上物スキマー６０、整流板スクレーパー６４及び沈殿物掻き寄せ機６２を備えている）を用い、実施例１と同様の条件で試験を行い、さらに、浮上槽１０のピット１８に溜まった沈殿物を沈殿物排出管１９から２時間に１回引き抜いた。また、整流板スクレーパー６４の速度、沈殿物掻き寄せ機６２の速度は、それぞれ２分／周とした。

図７は、実施例１〜３における処理水濁度の結果を表す図である。図７に示すように、実施例１、すなわち浮上物スキマー６０を取り付けた浮上分離装置を用いると、連続運転１０日目の値を除けば、処理水の濁度は平均して２度以下となった。被処理水の濁度は平均して８．７度であるから、被処理水の浮上分離処理としては充分であると判断できる。連続運転１０日目において、処理水濁度が高くなった理由は、整流板２２、浮上槽１０の底部１０ｂに沈殿した沈殿物が一気に集水部１０ｃに流れ込んだためである。

実施例２、すなわち浮上物スキマー６０及び整流板スクレーパー６４を取り付けた浮上分離装置を用いると、実施例１より処理水の濁度を低下させることができた。さらに、１４日間の連続運転でも、処理水の濁度が急激に高くなることもなく、安定した処理が可能であることがわかった。これは、整流板スクレーパー６４により、沈殿物が整流板２２に堆積することがなくなったため、沈殿物が処理水と共に浮上槽１０から排出されることが抑制された結果である。

実施例３、すなわち浮上物スキマー６０、整流板スクレーパー６４及び沈殿物掻き寄せ機６２を取り付けた浮上分離装置を用いると、実施例２より処理水の濁度を低下させることができた。これは、整流板２２及び浮上槽１０の底部１０ｂに堆積した沈殿物が、整流板スクレーパー６４及び沈殿物掻き寄せ機６２により掻き寄せられて沈殿物排出管１９から排出されたため、沈殿物が処理水と共に浮上槽１０から排出されることがさらに抑制された結果である。

１〜５ 浮上分離装置、１０，４６，７０，９０ 浮上槽、１０ａ，９０ａ 周壁、１０ｂ，４６ａ，７０ａ 底部、１０ｃ，５２ａ 集水部、１２ 流入部、１４，５４ 排出部、１８ ピット、１９ 沈殿物排出管、２０ａ 上部、２０ｂ 下部、２２，１００ 整流板、２２ａ，１００ａ 整流孔、２３ 浮上物、２４ 浮上物ポット、２５ 扇型状分割体、２６，７８ ガイド筒、２６ａ 開口部、２８，８０ 導入管、２８ａ 開口部、３０，８２，１０２ 被処理水流入管、３２，８４，１０４ 加圧水流入管、３４ 止水板、３６ 締結具、３８ 処理水取出管、４０ 水位調整槽、４１ 可動堰、４２，５８，８８，１０６ 処理水排出管、４４ 浮上物排出管、４８，７２ 外周壁、５０，７４ 内周壁、５２，７６ 処理水室、５６，８６ 調整槽、６０ 浮上物スキマー、６２ 沈殿物掻き寄せ機、６４ 整流板スクレーパー、６６ モータ、６８ 支持体、７６ａ 下端部、９２ａ，９２ｂ 隔壁、９４ 第１の室、９６ 第２の室、９８ 第３の室、１０５ 空気溶解タンク、１１０ ポンプ、１１１ 連通管。

Claims (3)

1. 被処理水中の被処理物質に気泡を付着させ、被処理物質を浮上物として分離する浮上分離装置であって、
   浮上槽と、前記浮上槽を垂直方向上部及び下部に区画する整流板と、前記上部に被処理水を流入させる流入部と、前記浮上槽に設けられ、前記被処理物質が分離された処理水を前記下部から集水する集水部とを有し、
   前記整流板は、前記処理水を通水させる複数の整流孔が形成されると共に、前記流入部の壁から前記浮上槽の周壁まで伸びており、
   前記流入部は、前記上部の中心部で開口するガイド筒と、前記被処理水を上向流で前記ガイド筒に導入する導入管と、を有し、前記ガイド筒の開口部は、上方に向けてテーパー状に広がっており、当該開口部から前記上部に被処理水を流入させることを特徴とする浮上分離装置。
2. 請求項１記載の浮上分離装置であって、前記被処理物質のうち前記整流板上に沈殿した沈殿物を前記整流孔から下方に排出する整流板スクレーパーを備えることを特徴とする浮上分離装置。
3. 請求項２記載の浮上分離装置であって、前記整流板スクレーパーは、前記ガイド筒に固定され、前記ガイド筒が該ガイド筒の中心軸を回転軸として回転することによって、前記整流板スクレーパーが前記整流板上を回転することを特徴とする浮上分離装置。

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