JPS632206B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、凝集及び又は結晶質沈殿、続いての
沈降と濃縮化又は濃化により形成されたスラツジ
の分離を成就するための薄層沈降、濃縮後のスラ
ツジの一部の再循環により、水からコロイド状懸
濁物質を除去する水の処理装置に関するものであ
る。 本発明は、例えばコロイド状懸濁物質を含んだ
表面水、廃水の如きあらゆる種類の水の処理に適
用できる装置に向けられたものである。本発明の
装置は特に、例えば石灰の如き薬品により結晶質
スラツジの形で沈殿することのできる無機質土を
含んだ水に有利に適用できる。 フランス特許第7608442号には、形成されたス
ラツジの再循環、沈殿、分離により水処理装置が
公開されている。この装置は、同一の室の内に二
つの帯域を含んでいる。一つは例えば凝結、凝
集、又は結晶質沈殿のための反応帯であり他は薄
層沈降のための帯域である。二つの帯域は装置の
全幅にわたつて連通し、形成されたスラツジの一
部は内部で再循環することができる。 その他にも若干の装置が知られている。例えば
フランス特許第7637544号の装置は、凝集槽と薄
層沈降槽を含み、水エジエクターにより沈降槽か
ら凝集槽へのスラツジの再循環が行われている。 しかしながら、これらの型の装置の能力を制限
するフアクターは沈降速度ではなく、処理の間に
生ずるスラツジの容積であることが多い。更に、
これらの型の装置の適正な操作は、再循環流によ
つて補給されるスラツジの反応／凝集帯域中での
濃度を適当に保つことにより制約される。該スラ
ツジ濃度の到達は、薄層沈降帯で理論的に可能な
沈降速度より低い実際の沈降速度に相当する特定
の値を原水の流速が越えたとき、疑わしくなる。
事実、特定の寸法の装置に於いて沈降速度が増加
し従つて原水の流速が増加する毎に、それに相当
して比例するスラツジ生成の増加がある。このよ
うなスラツジを蓄えるに利用できる薄層沈降槽の
モジユールの下の容積は変わることができないか
ら、その結果、一方では再循環流中のスラツジの
濃度の適正値をうるために、他方では装置から引
出すスラツジ流中のスラツジの濃度を最大にする
ために、薄層沈降モジユールの下でスラツジが濃
化することを保証する充分な滞留時間をとるべき
要請を満すことが、装置が詰まる危険を冒さない
では不可能になる。 スラツジを蓄え濃化するに充分なように薄層沈
降モジユールの下の容積を大きくするために、装
置の高さを大きくする又は深くすることも問題の
解決にはならない。何故と云うに、その場合も凝
集反応槽中のスラツジの必要濃度を維持するため
には、原水の容積流量に比例しなければならない
循環の水平流束の可能な最大値により依然として
装置の能力は制限され続けるからである。処理流
速に相当する、従つて薄層沈降モジユールの存在
により許される沈降速度により遥かに小さい沈降
速度に相当する循環の水平流束の特定の値から出
発すると、薄層沈降モジユールの下に乱流が起こ
り、処理水の品質が受容できない程劣化すること
が確証された。 以上の検討に鑑みて、本発明の一目的は、凝集
及び又は結晶質沈殿、沈降、スラツジ再循環によ
り水を処理する装置に於いて、前記先行技術の欠
陥を克服することのできる装置を提供するにあ
る。 本発明の他の一目的は、薄層沈降帯又は槽中で
の沈降速度を増加させ引出すスラツジの濃度を増
加させることのできる前記装置を提供するにあ
る。 本発明の他の一目的は、処理水の品質を改良で
きる、前記装置を提供するにある。 本発明の更に他の目的は、高い沈降速度を持つ
た大きい密な凝集体又は沈降をうることによつ
て、薄層沈降モジユールによつて許される最大の
沈降速度に相当する流速で働くことができ、薄層
沈降モジユールの下の領域からスラツジの水平循
環の流れを解消できる装置を提供するにある。 前記諸目的及び他の目的は、本発明に依つて提
供される、原水を受入れ原水中に含まれた凝集物
又は結晶質沈殿のスラツジを形成させるための反
応槽と；該反応槽から水とスラツジを受入れ水か
らスラツジを取出しスラツジを濃化して濃縮する
ための濃縮槽と；該濃縮槽から水を受入れ残留せ
るスラツジを沈降によつて水から除去するための
薄層沈降槽と；該薄層沈降槽から処理水を取出す
ための手段と；濃縮槽からその中で最大濃度に達
する前のスラツジの一部を反応槽に再循環させる
ための手段と；濃縮槽から濃縮されたスラツジを
取出す手段と；を含む装置によつて完遂される。
従つて本発明では好適には単一の室の中にある、
濃縮槽が反応槽と薄層沈降槽の間に位置する複数
個の槽が備えられる。濃縮槽から再循環されたス
ラツジは、薄層沈降槽から引出されたスラツジと
組合せてあるいは組合せないで用いる。 反応槽は、原水を受入れ原水と再循環スラツジ
の混合を行うための第一帯域と、第一帯域に連結
され水からスラツジを凝集又は結晶沈殿させるた
めの第二の帯域から成る。第二の帯域はその中に
水とスラツジを移すための濃縮槽に連結されてい
る。第一の帯域は共軸の２個の囲い部材に区画さ
れ、第二の帯域は第一の帯域の両側にある区画室
の形をなし、第一と第二の帯域は互いに隣接する
下端に於いて連結されている。区画室はその上端
に於いて濃縮槽に連結されている。二つの囲い部
材は、好適には円筒形の内側の部材と、好適には
平行六面体の形の外側の部材から成る。原水と再
循環スラツジは内側の円筒形部材の下部に導入さ
れる。内側の円筒形部材の内部にタービン又はイ
ンペラーの如き装置を位置させて、原水を内側の
円筒形部材中に導入する速度の数倍の流速で、原
水と再循環スラツジの流れを内側の円筒形部材を
通して上方に誘導し、次いで内側の部材と外側の
部材の間の間隔を通して下方に導入する。このこ
とにより、二つの囲い部材の間に水―再循環スラ
ツジ混合物の強力な循環流が備えられることにな
る。好適には、水―スラツジ混合物の循環流は原
水が内側の円筒形部材内に導入される速度の２な
いし10倍の速度を持つ。第二の帯域である側面の
区画室は、濃縮槽から再循環されたスラツジの原
水の導入により凝集処理が行われるか結晶質沈殿
処理が行われるかに従つて約0.5ないし10.0ｇ／
の濃度に維持される凝集物を大きくし密度を増
加させるに役立つ。 本発明に依れば、濃縮槽は二つの帯域すなわち
反応槽から薄層沈降槽へ水を通すための上部の帯
域と、捕集されたスラツジを濃化し濃縮化するた
めの下部の帯域を含む。下部の帯域は、スラツジ
を濃縮化させるための、例えばレーキ又はスクレ
ーパーの如き普通の手段を備えたスラツジ捕集器
を含むことができる。この中間の濃縮槽を備える
ことにより、反応槽から出た水の中に懸濁せる粒
子又は懸濁質の85ないし90％を除くことができ
る。加うるに、中間の濃縮槽を備えることによ
り、この中間槽の最低点で凝集処理の場合には80
ないし100ｇ／のスラツジ濃度、結晶質沈殿処
理の場合には300ないし500ｇ／のスラツジ濃度
をうることができる。 更に本発明に依れば、濃縮槽はスラツジの一部
を再循環させるため濃縮槽から延びた導管を持
つ。この配置により、再循環スラツジの濃度を所
望の如く最適にすることができる。導管は、濃縮
槽の底から測つて槽の高さの1/3ないし1/2の位置
で、濃縮槽からスラツジを取出す。導管は、原水
を反応槽に補給するための導管の途中に置かれた
再循環ポンプの吸引側又はエジエクシヨン・ノズ
ルに連結されることができる。 薄層沈降槽はスラツジを捕集するための溝を少
くとも１個持つ。このスラツジは溝から取出さ
れ、あるいは器外に排出され、あるいはその一部
が濃縮槽から再循環されるスラツジと共に反応槽
に再循環されることができる。 本発明の他の目的、特徴点、及び利点は、以下
の一好適実施態様の記載から、又添付図面を参照
することにより明らかになるであろう。該好適実
施態様は本発明を制限するものではない。 添付図面は、３個の槽又は領域、すなわち全体
が１で示された反応槽、全体が21で示された薄層
沈降槽、槽１と槽２１の間に位置した中間のシツ
クナーすなわち濃縮槽１０、を内に持つ単一の質
を含む本発明の装置を示している。添付図面に於
いて、中空の矢印は水の流れを示し、黒色の矢は
スラツジの流れを示す。 反応槽１は、原水を受容し原水と再循環された
スラツジの混合を行うための第一の帯域すなわち
中央帯域２と、中央帯域２の両側面にある水から
スラツジを凝集又は結晶沈殿させるための区画室
３の形の第二の帯域を含んでいる。区画室３はそ
の上部に於いて濃縮槽１０と連結し水と、凝集又
は沈殿したスラツジを濃縮槽に送る。第一の中央
帯域２は、内側の円筒形部材５とそれに共軸に配
置された平行六面体の形の外側の囲い部材４との
二つの共軸の部材によつて区画されている。 再循環されたスラツジと下記の如く混合され、
これに水処理に普通使用される薬品を加えること
もある原水は、導管６を通して内側の円筒形部材
５の下部に導入される。例えば既知の種類のポリ
マーの如き添加剤を導管７の如きものを通して円
筒形部材５内に導入することもできる。内側の円
筒形部材５の中にはモーター９で駆動されるイン
ペラー又はタービン８を置いて、原水と再循環ス
ラツジ及び加えられることのある薬品の流れを、
矢印の示す如く、内側の円筒形部材５を通して上
方へ、内側の部材５と外側の部材４の間を下方へ
導く。この循環は液体の非常に強い流れであり、
原水の内側の円筒形部材内への導入速度の２ない
し10倍であることが好適である。従つて、二つの
囲いすなわち部材の間に強力な循環が行われて、
原水、薬品、及び再循環されたスラツジの間の緊
密な混合と接触が確保される。 外側の囲い部材４から原水―スラツジ混合物は
区画室３に入り、区画室を通つて上方へ流れる。
この間に粒子と異物は先に再循環されたスラツジ
と凝集し、大きい密度の大きい凝集物をつくるこ
とが可能になる。このようにして形成された凝集
物又は結晶物沈殿は区画室３を低速度で上方へ通
る。区画室３の上部は、反応槽１を濃縮槽１０か
ら分離している隔壁１２の上部にある溢流せきに
よつて区画されたオリフイス１１によつて、濃縮
槽１０と連通している。水と凝集物はこのせきを
越えオリフイス１１を通つて濃縮槽１０に入る。
凝集物は下方へ沈降し、その間水はこの中間の濃
縮槽１０を横切つて大体水平に流れる。 中間の濃縮槽１０を通してスラツジの凝集物は
下方へ動き、そこで濃化すなわち濃縮される。こ
の目的に濃縮槽１０、動力部１６により駆動され
るスクレーパー１４とレーキ１５を持つた円筒―
円錐形のスラツジ捕集器１３を備えて、沈降スラ
ツジの濃縮化を促進する。スラツジ捕集器１３の
底には導管１７が備えられ、濃縮されたスラツジ
を濃縮槽１０から排出するに役立つている。 しかしながら、これに加うるに本発明では、濃
縮槽１０中でスラツジが最大濃度に達する前に、
スラツジの一部を濃縮槽から反応槽１に再循環さ
せる配置を設ける。すなわち濃縮槽１０の中間の
高さに導管１８を設ける。この導管は、原水を捕
給する導管６に備えられた例えばポンプ１９の如
き再循環機構にまで延びている。濃縮槽１０は、
水が反応槽１から薄層沈降槽２１へ大体水平に通
過するための上部帯域を持つ。又濃縮槽１０は、
下部の濃縮帯域と、この濃縮帯域の高さの1/2な
いしは1/3の水準にまで達している導管１８とを
持つ。従つて、濃縮帯域から出て導管１８、ポン
プ１９、導管６を経て反応槽に再循環されるスラ
ツジは、まだ最大の程度に濃化又は濃縮されては
いないスラツジである。換言すれば、導管１８は
スラツジ捕集器１３の底から導かれているのでは
なく、底の上の方の領域から導かれている。当業
者には本発明のこの特徴点及び発明的概念を以下
に変化させうるかはよく認識されるであろう。 反応槽１から流れ出で濃縮槽１０の上部帯域を
通つた水はオリフイスすなわち流入口２０から薄
層沈降槽２１に入る。流入口２０から入る前に、
この水からは懸濁する物質の80ないし90％が既に
除去されていることになろう。薄層沈降槽２１の
中で水中の残りの懸濁物質の沈降が完了する。沈
降したものは薄層沈降槽２１の底に落下し、処理
水はシユート２２に集められ、次いで第１図に矢
で示されたように排出される。当業者に理解され
る如く、薄層沈降槽２１内の要素は便利な薄層沈
降モジユールの複数個で組立てることが企図され
る。 薄層沈降槽２１の底には、沈降したスラツジを
１個又は２個以上の捕集濃縮溝２４に入れるため
にスクレーパー２３を備えてもよい。第１図に見
られるように、槽１０と槽２１は流入口２０を除
いて隔壁で分離されている。捕集濃縮溝２４から
の濃縮スラツジは導管２５により溝から排出され
ることができる。スラツジを排出するためには、
弁２８で制御される導管２６が導管２５から延び
ていてもよい。また、導管２５は導管２６の下流
に弁２７を備えていて、溝２４からのスラツジの
一部をポンプ１９に送り、それによりこのスラツ
ジの若干の部分を反応槽１に再循環させてもよ
い。 同一の薄層沈降面を持つ二つの装置で、同じ水
すなわち表面水を処理し、同時に同量の無機質凝
結剤とポリマーを加えて比較試験を行つた。この
二つの装置の一つすなわち装置１は、従来法の内
部スラツジ再循環系を持ち、他の一つすなわち装
置２は、本発明による装置であつた。次の結果が
得られた。

【表】 速度

【表】 の平均濃度
以上の如く、本発明は沈降速度の増加、処理水
中の懸濁物質の平均百分率の減少、及びスラツジ
の濃化又は濃縮化の増強を成就することのできる
装置を提供するものであることが看取されるであ
ろう。 本発明の一好適実施態様に関して本発明を記載
し説明してきたが、当業者に明らかな如く、本発
明の範囲を逸脱することなく種々の変法及び変更
を行いうることを了解すべきである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施態様の一部を切欠い
たものの透視図である。第２図は、第１図の―
線に沿つてとつた断面図である。 １……反応槽、２……中央帯域、３……区画
室、４……外側の囲い部材、５……内側の円筒形
部材、６……導管、７……導管、８……インペラ
ー、９……モーター、１０……濃縮槽、１１……
オリフイス、１２……隔壁、１３……スラツジ捕
集器、１４……スクレーパー、１５……レーキ、
１６……動力部、１７……導管、１８……導管、
１９……ポンプ、２０……流入口、２１……薄層
沈降槽、２２……シユート、２３……スクレーパ
ー、２４……捕集濃縮溝、２５……導管、２６…
…導管、２７……弁、２８……弁。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 凝集及び／又は結晶質沈殿、得られたスラツ
   ジの沈降、そのようにして濃縮されたスラツジの
   少なくとも一部を、入つてくる原水に再循環する
   ことによつて、原水からコロイド状懸濁物質を除
   去する水の処理装置において、該装置が、原水を
   受け入れ、水中に含まれた凝集物又は結晶質沈殿
   のスラツジを形成させるための反応槽手段と；原
   水を該反応槽手段に導く手段と；該反応槽手段か
   ら水とスラツジを受け入れ、水からスラツジの大
   部分を取り出して、該スラツジを濃化し濃縮する
   ための下方に収束した円錐形のスラツジ捕集器を
   備えた濃縮槽手段と；該濃縮槽手段から水を受け
   入れ、残留するスラツジを沈降によりそこから除
   去するための薄層沈降槽手段と；該薄層沈降槽手
   段から処理水を取り出す手段と；該槽中における
   スラツジが最高の濃度に達する前に、前記濃縮槽
   手段からのスラツジの一部を前記反応槽手段に再
   循環させる手段と；前記濃縮槽手段から濃縮スラ
   ツジを取り出す手段とを含んで成り、前記反応槽
   手段、濃縮槽手段及び薄層沈降槽手段が単一の室
   に含まれ、該濃縮槽手段が、該反応槽手段と薄層
   沈降槽手段との間に配置されていることを特徴と
   する水の処理装置。 ２ 前記反応槽手段が、原水を受入れ再循環され
   たスラツジと原水の混合を行うための第一の帯域
   と、該第一の帯域に連結され水からスラツジを凝
   集又は結晶質沈殿させるための第二の帯域とを含
   み、該第二の帯域が水とスラツジを送り出すため
   に前記濃縮槽手段に連結されていることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の装置。 ３ 前記第一の帯域が、二つの共軸の囲い部材で
   区画され、前記第二の帯域が、第一の帯域の両側
   にある区画室より成り、該第一の帯域と第二の帯
   域は隣接したその下端で連結され、前記区画室
   は、その上端において前記濃縮槽手段に連結され
   ていることを特徴とする特許請求の範囲第２項記
   載の装置。 ４ 前記二つの囲い部材が、内側の円筒形部材と
   外側の平行六面体形の部材であることを特徴とす
   る特許請求の範囲第３項記載の装置。 ５ 原水を導入する手段と、前記内側の円筒形部
   材の下部に再循環スラツジを挿入する手段とを含
   むことを特徴とする特許請求の範囲第４項記載の
   装置。 ６ 前記内側の円筒形部材の内にインペラー手段
   を更に含み、該インペラー手段は、原水と再循環
   スラツジを内側の円筒形部材中に導入する速度の
   数倍の流速で、原水と再循環スラツジが内側の円
   筒形部材を通つて上向きに、また内側の円筒形部
   材と外側の平行六面体形部材の間の間隙を下向き
   に流れるように誘導するものであり、それにより
   二つの囲い部材の間で原水と再循環スラツジの混
   合物の強力な循環流を与えることを特徴とする特
   許請求の範囲第５項記載の装置。 ７ 前記区画室と前記濃縮槽手段の間に、更に溢
   流せきを含むことを特徴とする特許請求の範囲第
   ３項記載の装置。 ８ 前記捕集器が、スクレーパーとレーキを備え
   た下方に収束した円錐形部材を含むことを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の装置。 ９ 前記再循環手段が、前記濃縮槽手段の高さの
   底から1/3ないし1/2の位置の点から延びて濃縮槽
   外に出ている導管であることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載の装置。 １０ 原水を反応槽手段に補給する手段を更に含
   み、前記導管が該補給手段に結合されていること
   を特徴とする特許請求の範囲第９項記載の装置。 １１ 前記薄層沈降槽手段が、スラツジを補修す
   るための少なくとも１個の溝と、該溝からスラツ
   ジを引き出す手段を含んでいることを特徴とする
   特許請求の範囲第９項記載の装置。 １２ 前記溝から引き出したスラツジの少なくと
   も一部を反応槽手段に再循環させる手段を更に含
   んでいることを特徴とする特許請求の範囲第１１
   項記載の装置。