专利名称：凝聚沉淀装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及污水处理，特别是，涉及向被处理水、即污水中添加凝聚剂，将污水中的悬浮物质凝聚沉淀并分离的凝聚沉淀技术。
背景技术：
有关悬浮物质的凝聚沉淀技术，有下面所述的现有技术。
专利文献1特公昭42-25986号公报非专利文献1水处理工学(第二版)井出哲夫编(1995)，P59-P67非专利文献2水处理管理便览(丸善株式会社发行1998年)，P124-130非专利文献3第39次污水工程研究会文集(Collection of Papersof 39th Sewerage Research Conference)(2002年)，序号2-6-2，P380-382污水管道一般包括分流式和合流式，在合流式污水管道中，处理从家庭中排出的脏水和雨水的混合污水。在合流式污水管道的情况下，由于在降雨时与不降雨时相比，污水量急剧增加，所以，采用以下的方式，即，省略在不降雨时的通常进行的一次处理(主要除去悬浮物质)及二次处理(主要是生物学处理)中的不能提高处理速度的二次处理，将只经过一次处理的污水排放到一般的河流等中，以减少未经处理的排放量。从而，为了尽可能地减少未经处理的排放量，要求加快简易处理(只进行一次处理就进行排放的处理)的速度。
用于简易处理的装置，如图1所示，包括向污水S中添加无机类凝聚剂并进行搅拌的第一搅拌槽10；添加有机类高分子凝聚剂并进行搅拌的第二搅拌槽12；以及固液分离槽16，在该固液分离槽中，使搅拌混合凝聚剂而使悬浮物质凝聚所形成的絮状物凝聚沉淀，从污水中分离，将絮状物凝聚，作为污泥F排出，同时，将把固体物质分离出来的处理水W排出；为了在该装置中高效率且高速度地进行简易处理，有必要供应正确的量的凝聚剂，对凝聚剂和污水进行恰当的搅拌，使悬浮物质有效地凝聚沉淀等。
发明内容
本发明的目的是提供一种凝聚沉淀装置，该装置能够改进上述必要的条件，可以更有效并且高速地进行污水的简易处理。
即，本发明提供一种凝聚沉淀装置，其特征在于，备有分离槽主体，分割构件，该分割构件设置在该分离槽主体内，并将该分离槽主体的内部分割成上部室和下部室，将被处理水导入到上部室内的被处理水导入管，被处理水分流通路，该被处理水分流通路具有在上部室中开口的上部开口以及在下部室中开口的下部开口，并将被处理水的一部分从上部室向下部室引导到下部室内；上部室在其上方部分备有将被处理水排出到外部用的第一被处理水排出口，下部室，在比前述被处理水分分流通路的下部开口更靠上方的位置上，配备有将被处理水排出到外部用的第二被处理水排出口，并且，在比前述被处理水分流通路的下部开口更靠下方的位置上，配备有将从被处理水中分离出来的絮状物排出用的絮状物排出口；该凝聚沉淀装置具有凝聚沉淀槽，该凝聚沉淀槽可以使上部室内流向前述第一被处理水排出口的被处理水的上向流的流速、以及在下部室内流向前述第二被处理水排出口的被处理水的上向流的流速，变成在这些上向流内的絮状物能够下降的速度。
具体地说，通过调整从第二被处理水排出口排出的被处理水的排出量，可以使上部室内流向前述第一被处理水排出口的被处理水的上向流的流速、以及在下部室内流向前述第二被处理水排出口的被处理水的上向流的流速，变成在这些上向流内的絮状物能够下降的速度。
藉此，可以使作为凝聚沉淀装置的整体的被处理水的处理速度大于等于絮状物的沉降速度，能够以高速进行被处理水的处理。
作为具体的结构，前述分离槽主体具有底壁部以及从该底壁部向上方延伸的周壁部，前述分割构件与前述分离槽主体的周壁部内表面隔开间隔地设置，前述被处理水分流通路形成在漏斗状构件与前述分割构件之间，所述漏斗状构件设置在前述分割构件的下方位置处，从前述分离槽主体的周壁部内表面朝着该分离槽主体的中央向下方倾斜。
更具体地说，前述分割构件形成朝着中央部分向下方凹入的杯状，前述被处理水导入管可以将被处理水朝着该分割构件的中央部分向下排出。
另外，在前述第一室的上方部分设置浮动过滤介质、位于该浮动过滤介质的上方位置处的防止过滤介质流出的滤网、以及在该浮动过滤介质的下方位置处的过滤介质支承滤网，前述第一被处理水排出口可以设置在比前述防止过滤介质流出的滤网更靠上方的位置处。
进而，在本发明中，提供一种凝聚沉淀装置，在如上所述的凝聚沉淀装置中，备有将凝聚剂添加到由被处理水导入管导入到分离槽主体内的被处理水中的凝聚剂添加装置，该凝聚剂添加装置具有将用于被处理水通过的至少一个下向流路和至少一个上向流路连接起来的上下曲折的流路结构，在该上下曲折的流路结构的上游侧，向被处理水中添加凝聚剂，将该被处理水通过上向流路及下向流路供应给前述被处理水导入管。
在这种凝聚沉淀装置中，通过使被处理水流过上下曲折的流路，能够有效并且可靠地混合凝聚剂。
具体地说，前述凝聚剂添加装置备有沿着被处理水的流路依次配置的两个前述凝聚剂添加槽，上游侧的凝聚剂添加槽添加无机类凝聚剂，下游侧的凝聚剂添加槽添加有机类凝聚剂，可以将添加有无机类凝聚剂和有机类凝聚剂的被处理水供应给前述被处理水导入管。
进而，在本发明中提供一种凝聚沉淀装置，其特征在于，在如上所述的凝聚沉淀装置中，备有流量计，该流量计测定由前述被处理水导入管导入到前述分离槽内的被处理水的量，M碱度计，测定该被处理水的M碱度，SS计或浊度计，测定该被处理水的悬浮物质的浓度。
具体地说，可以配备有控制器，该控制器根据利用前述流量计、M碱度计以及SS计或浊度计测定的数据，计算出应当向被处理水中添加的凝聚剂的恰当的量。
更具体地说，可以配备控制器，该控制器用于根据前述流量计、M碱度计、以及SS计或浊度计测定的数据，在降雨时，计算出对于在无降雨时的被处理水的悬浮物质而言应当添加的凝聚剂的恰当的量，同时，计算出对于因降雨而加到被处理水中的悬浮物质而言应当添加的凝聚剂的恰当的量。
在这种凝聚沉淀装置中，着眼于即使添加相同的凝聚剂的量，其凝聚效果也会随着所述被处理水的M碱度而发生变化这一点，可以在考虑到悬浮物质的浓度及M碱度的情况下决定凝聚剂的添加量。
另外，本发明提供一种凝聚沉淀装置，包括流量计，用于测定被前述被处理水导入管导入到前述分离槽中的被处理水的量，电导仪，用于测定该被处理水的电导率，SS计或浊度计，用于测定该被处理水的悬浮物质的浓度。
具体地说，可以配备有控制器，用于根据前述流量计、电导仪以及SS计或浊度计测定的数据，计算出应当添加到被处理水中的凝聚剂的恰当的量。
更具体地说，可以配备有控制器，该控制器，根据前述流量计、电导仪以及SS计或浊度计测定的数据，在降雨时，计算出对于在无降雨时的被处理水的悬浮物质而言应当添加的凝聚剂的恰当的量，同时，计算出对于由于降雨而加到被处理水中的悬浮物质而言应当添加的凝聚剂的恰当的量。
如上所述，在根据本发明的凝聚沉淀装置中，在对作为污水的被处理水进行处理时，能够以比借助凝聚剂凝聚形成的絮状物的沉降速度更快的处理速度进行凝聚沉淀处理。
另外，通过将凝聚剂混合槽制成曲折流路式，可以高效率并且可靠地将凝聚剂混合到被处理水中，可以有效地使用凝聚剂。
进而，在降雨时，能够根据由于流入的雨水而改变的被处理水的水质来添加正确的量的凝聚剂，在这一点上，也能够有效地使用凝聚剂。
图1是现有的凝聚沉淀装置的概念图。
图2是根据本发明的凝聚沉淀装置的概念图。
图3表示在本发明中所使用的曲折流路式混合槽的简略结构的图示。
图4是表示与图3同样的曲折流路式混合槽的图示，但在该混合槽中配备有搅拌机。
图5是表示本发明的固液分离槽的一个例子的剖面结构图。
图6是表示本发明的固液分离槽的另外一个例子的剖面结构图。
图7是表示利用图5的固液分离槽处理的处理水的结果的曲线图。
图8是表示添加硫酸而调整了M碱度的被处理水与处理水浊度的关系的曲线图。
图9是表示降雨时流入的水的碱度与处理水的浊度的关系的曲线图。
图10是表示在利用雨水将无降雨时的污水稀释的情况下的M碱度的变化的曲线图。
图11是表示混合液中的污水的比例(％)与电导率以及M碱度的关系的曲线图。
图12是表示降雨时流入的水的悬浮物质浓度(SS)和M碱度随着时间的变化的曲线图。
图13是表示电导率与M碱度的关系的曲线图。
符号说明20 凝聚沉淀装置22 无机类凝聚剂混合槽2224 有机类高分子凝聚剂混合槽26 固液分离槽30 流量计32 M碱度计34 SS计36 控制器38 无机类凝聚剂槽40 有机类凝聚剂槽42、44 泵60 分离槽主体61 上部室62 下部室64 分割构件66 被处理水导入管70 上部开口72 下部开口74 被处理水分流通路76 第一被处理水排出口78 第二被处理水排出口80 污泥排出口81 漏斗状构件82 浮动过滤介质84 防流出滤网86 过滤介质支承滤网88 刮取器
90 马达94 流量控制装置96 整流板98 汲取管S 被处理水(处理前)W 被处理水(处理后)F 凝聚成的絮状物(污泥)具体实施方式
下面，基于附图所示的实施例对本发明进行说明。
图2表示根据本发明的凝聚沉淀装置20的概况。
即，该凝聚沉淀装置20，具有无机类凝聚剂混合槽22、有机类凝聚剂混合槽24、和固液分离槽26，作为污水的被处理水S，首先在无机类凝聚剂混合槽22中与无机类凝聚剂混合，接着，在有机类凝聚剂混合槽24中与有机类高分子凝聚剂混合，并被送往固液分离槽26，在该固液分离槽中，被处理水中的悬浮物质被凝聚成絮状物F，该絮状物在固液分离槽26的底部被沉淀浓缩，形成污泥被排出，同时，除去了悬浮物质的处理水W，被从固液分离槽26的上部排出。
在将被处理水S导入到凝聚剂混合槽22中的被处理水导管中，设置用于测定被处理水S的流量的流量计30、测定被处理水的M碱度的M碱度计32、以及测定被处理水的SS(悬浮物质浓度)的SS计34，如后面所述，控制器36根据由这些测定器测量的数据，控制无机类凝聚剂槽38及有机类凝聚剂槽40的凝聚剂泵42、44，控制向无机类凝聚剂混合槽22及有机类凝聚剂混合槽24内供应的无机类凝聚剂及有机类高分子凝聚剂的供应量。也可以代替使用SS计，使用浊度计进行所需的测定。
图3表示将本发明中所使用的无机类凝聚剂混合槽22及有机类凝聚剂混合槽24一体化、并且形成曲折流路式的凝聚剂混合槽50。即，该混合槽50，形成上下曲折流路式的结构，该结构从被处理水流的上游侧向下游侧依次设置生成下向流的区域以及生成上向流的区域总共8个连续的区域，从上游侧起的第一区域～第四区域，相当于前述无机凝聚剂混合槽22，第五～第八区域相当于有机类凝聚剂混合槽24。
即，被处理水S，在位于无机类凝聚剂混合槽22的上游端处的被处理水入口部分，添加无机类凝聚剂，以下向流→上向流→下向流→上向流的方式，与凝聚剂混合，供应给有机高分子凝聚剂混合槽24的上游端(第四区域的下游端)，在该上游端部分，添加有机类凝聚剂，和无机类凝聚剂同样，利用曲折流路式混合槽的液流，与该有机类凝聚剂进行混合，一面形成悬浮物质的絮状物，一面将其送往固液分离槽26。
在曲折流路式混合槽中，希望在添加无机类凝聚剂之后，将流速保持在0.15m/秒以上、优选地保持在0.17m/秒以上，令直到添加有机类高分子凝聚剂为止的停留时间在100秒钟以上，另外，在添加有机类高分子凝聚剂之后，也将流速保持在0.15m/秒以上、优选地保持在0.17m/秒以上，直到流入固液分离槽为止，保持130秒钟以上的停留时间。
另外，在图4中表示根据本发明的另外的实施例的曲折流路式混合槽，该混合槽与图3所示的混合槽具有基本上相同的结构，但是，在该槽中，在添加无机类凝聚剂及有机类高分子凝聚剂的部位处，为了帮助凝聚剂的分散，设置小型搅拌机52、54。另外，除了搅拌机之外，也可以在凝聚剂的添加喷嘴上开设细小的孔，并通过所述细小的孔添加凝聚剂实现扩散操作。
对于图1所示的现有装置及图3、图4所示的根据本发明的装置，以雨天时流入的污水作为被处理水S，利用氯化铁作为无机类凝聚剂，利用阴离子型高分子凝聚剂作为有机类高分子凝聚剂进行试验。
图3所示的根据本发明的曲折流路式混合槽50，为每一个区域的尺寸为370mm×750mm×有效深度4550mm的8个区域连接的具有上下曲折流路的隔板式，在构成无机类凝聚剂混合槽22的第一区域内添加氯化铁，在构成有机类凝聚剂混合槽的上游端的第四区域的下游端，添加阴离子型高分子凝聚剂。在其后级连接现有例的固液分离装置，进行固液分离。
在图4所示的根据本发明的曲折流路式混合槽中，在添加凝聚剂时，利用搅拌机52、54进行搅拌操作。这里，水在搅拌部分的停留时间为10秒。
利用图3的装置和图4的装置进行的凝聚剂混合试验(a)和(b)、和利用图1所示的现有装置进行的凝聚剂的混合试验的处理条件和处理结果，示于表1。
利用根据本发明的装置的试验(a)、(b)，和利用现有装置进行的试验，均以180m3/h的速度分别各进行7小时的连续通水实验，在此期间，监测导入到装置中的处理水的SS(悬浮物质的浓度)与在固液分离装置中处理的处理水W的SS。导入的处理水S的悬浮物质浓度SS，对于图3的装置而言为120-320mg/L，对于图4的装置而言为110-300mg/L，对于图1所示的现有装置而言为90-320mg/L，基本上相同。凝聚剂添加量均相同，氯化铁添加量为40mg/L，阴离子型高分子凝聚剂为3.0mg/L。图4装置及图1的现有装置中的搅拌机的搅拌转速为180rpm。现有装置中的混合槽共有两个槽，有效容量为2.7m3，两个槽的水的停留时间均分别各为54秒。
在根据本发明的装置，在添加氯化铁之后，直到添加阴离子型高分子凝聚剂的时间为105秒，从添加阴离子型凝聚剂之后到固液分离槽入口的时间为132秒。在曲折流路式混合槽中的流速，在所有的条件下均为0.18m/秒。
在图1的现有装置中用固液分离装置处理的处理水的SS为19-72mg/L，与此相对，在图3的装置中降低到15-54mg/L，在图4的装置中，降低到15-42mg/L。这可以认为，这是因为在根据本发明的装置中，通过采用曲折流路式混合槽，不会引起被认为会在现有装置中产生的水流的短路(不进行实质的搅拌便流向下游)，可以进行凝聚剂的充分混合，形成絮状物。
图5表示根据本发明的固液分离槽26的一个实施例。
固液分离槽，基本上使通过添加凝聚剂而产生的悬浮物质的絮状物沉淀，将除去悬浮物质的被处理液从设置在该固液分离槽的上方部分处的排出口排出，在现有的固液分离槽中，当朝向排出口的指向上方的处理水的流量(流速)比絮状物的沉淀速度大时，存在着所述絮状物从排出口被排出外部的问题。根据本发明的固液分离槽26，如下面所述，可以使被处理水的处理速度比絮状物的沉淀速度大，而部产生这种絮状物的流出。
图5的固液分离槽26，包括分离槽主体60，设置在该分离槽主体内、将该分离槽主体的内部分割成上部室61和下部室62的分割构件64，将(如前面所述的)添加有凝聚剂的被处理水S导入到上部室内的被处理水导入管66，以及将被处理水的一部分从上部室61导向到下部室62的被处理水分流通路74，该分流通路74具有在上部室61内开口的上部开口70、以及在下部室62内开口的下部开口72。
上部室61，在其上方部分配备有将被处理水排出到外部用的第一被处理水排出口76，下部室62，在比前述被处理水分流通路的下部开口72更靠上方的位置处备有将被处理水排出用的第二被处理水排出口78，以及在比前述被处理水分流通路74的下部开口72更靠下方的位置处，配备有排出浓缩的絮状物、即污泥F用的污泥排出口80。
在图示的例子中，分割构件64，与分离槽主体60的周壁内表面隔开间隔地设置，形成朝向中央部分凹入的杯状，在该分割构件64的下方位置上，设置从分离槽60的周壁的内表面起朝着所述分离槽主体的中央向下方倾斜的漏斗状构件81，上述被处理水分流通路74，形成在该漏斗状构件81与分割构件64之间。被处理水分流通路74，为了防止絮状物的破坏，使其水平截面面积基本上相等，以便在整个区域内向下流动的速度不会发生大的变化。被处理水导入管66，将被处理水S朝着该分割构件64的中央部分向下方排出。
另外，在上部室61的上方部分上，设置有浮动过滤介质82，在该浮动过滤介质82的上方位置处的防止过滤介质流出的滤网84，以及在该浮动过滤介质82的下方位置处的过滤介质支承滤网86。
在下部室62内设置刮取器88，该刮取器88借助设置在该分离槽主体60的顶部的马达90缓慢地旋转，刮取沉淀在该分离槽主体底部的絮状物，从污泥排出口80作为浓缩的絮状物、即污泥F排出。
另外，在第二个被处理水排出口78处设置泵、阀或者可动堰等流量控制装置94，用于控制从该排出口排出的被处理水的流量，通过利用所述流量控制装置进行流量控制，可以使得朝着上部室中第一被处理水排出口76的被处理水的上向流的流速、以及朝着下部室中第二被处理水排出口78的被处理水的上向流的流速，变成在这些上向流内的絮状物能够下降的速度。为了很好地保持下部室的固液分离作用、进行分离水W澄清化，利用浊度即连续测定下部使分离水的浊度，根据所测得的浊度，可以自动控制第二室分离水的流量。澄清化的指标，并不局限于浊度，也可以是SS。图中的96是将下部室内的上向流整流用的整流板。
其次，对于图5第四凝聚沉淀装置的运转操作进行说明。
如根据图3即图4说明的那样，预先依次添加氯化铁澄无机类凝聚剂以及阴离子型高分子凝聚剂澄的有机类凝聚剂的被处理水S，从被处理水导入管66朝着分割构件64向下供应。所供应的被处理水在分割构件64处反转变成上向流，该被处理水被搅拌，被处理水中的悬浮物质凝聚变成絮状物，进而，在上部室61内上升的期间内，絮状物彼此碰撞、进行合并。通过经由第二被处理水流出口78排出下部室62的上部的水，处于上部室61内的被处理水的一部分经由上部开口70、被处理水分流通路74，从下部开口72进入到下部室62内。因此，在比分割构件64的上端缘更靠上方部分的被处理水的上向流的流速，变得比处理速度(即，用槽的横截面面积除被处理水的水量的流速)慢。调整从第二被处理水排出口78的流出量，将上部室内的上向流的流速降低到絮状物能够沉降的速度。在上部室61中，在分割构件64的上方位置处，絮状物集聚形成滞留的絮状物覆盖层，与浮动过滤介质82一起，起着过滤残留在朝着第一被处理水排出口76的上向流中的悬浮物质的作用。
在装置操作的初期阶段，絮状物和絮状物覆盖层形成得不充分，沉降速度慢的絮状物与处理水一起在上部室61内上升。这样上升的絮状物被浮动过滤介质82分离、除去，变得澄清的被处理水W从第一被处理水流出管76排出。
另一方面，向下部室62下降的絮状物，在下部室62内沉降到下方，被刮取器88收集变成浓缩的絮状物，即污泥，从污泥排出部80排出。絮状物沉降、被除去的水，变成上向流，从第二被处理水流出部78作为澄清的第二室处理水W排出。
当通过被处理水分流通路74从上部室61向下部室62导入的被处理水的流速很快时，会将堆积在下部室内的絮状物卷起，所以，为了防止堆积的絮状物卷起，将下降流速调整到5m/分钟以下，优选调整到2m/分钟以下。
图6是表示本发明的固液分离槽的另外的例子的剖面结构图，与图5的不同点在于被处理水通过汲取管98流入上部室61中。
下面，是使用图5的固液分离槽26进行的处理试验。
所采用的分离槽主体60的内径为2,000mm、高度为6,500mm。
处理条件如下。
被处理水流入量176m3/h上部室处理水量97m3/h下部室处理水量61m3/h排泥量18m3/h上部室水分离面积2.93m2采用的凝聚剂氯化铁、阴离子型高分子凝聚剂过滤介质未使用图7是表示在降雨时，将流入到合流式污水系统的初级沉淀池中的水作为被处理水时，处理后的水质的变化的曲线图。
在现有的固液分离槽中，在处理速度超过35m/h的超高速处理中，絮状物不会沉降，伴随着上向流和处理水一起溢出，但是，在本发明的固液分离槽中，即使当处理速度为60m/h的情况下，通过将上部室上部的上向流速调整到33m/h、将下部室上部的上向流速调整到35m/h，可以在上部室和下部室两者中，进行良好的固液分流。6小时的SS平均值，相对于被处理水为364mg/L而言，在上部室分流水中为47mg/L，在下部室分流水中为41mg/L，总体的悬浮物质的除去率的平均值为88％。
如上所述，在根据本发明的凝聚沉淀装置中，向被处理水中添加凝聚剂，进行被处理水中的悬浮物质的凝聚沉淀，但是有必要根据被处理水中的水质，添加适当量的凝聚剂，使之产生最佳的凝聚反应。在影响凝聚反应的因素中，作为被处理水的水质，有粒子浓度、pH、M碱度、温度、共存的离子等。在这些影响因素中，在现有的凝聚剂添加量控制中，一般根据粒子浓度进行控制。即，这样进行控制在被处理水中的悬浮物质的浓度低的情况下，凝聚剂的添加量也低，在悬浮物质浓度高的情况下，凝聚剂的添加量也高。
在降雨时雨水混入到被处理水中的情况下，例如，在合流式污水管道的情况下，污水被雨水稀释，另一方面，路面等上的污浊物质被雨水冲刷混入到污水中。进而，通过雨水的混入，污水的流量增加，管道堆积物被冲走。由于这些作用，下雨时的污水的悬浮物质的浓度会发生变化，与晴天时不同。从而，在利用现有的方法凝聚处理降雨时的污水的情况下，根据这时的被处理水的悬浮物质的浓度决定恰当的凝聚剂添加量。
在降雨时雨水混入的被处理水的凝聚处理中，根据悬浮物质的浓度控制凝聚剂的添加量进行控制时，存在着以下的问题。
(1)由于雨水的混入，被处理水的M碱度降低。在M碱度降低的情况下，即使悬浮物质的浓度相同，恰当的凝聚剂添加量变少。从而，当根据悬浮物质的浓度控制凝聚剂添加量时，过多地添加凝聚剂，导致运行成本的增加。
(2)由于雨水的混入，被处理水的悬浮物质的组成发生变化。包含在降雨时的被处理水中的的悬浮物质大致分成两类。一种是包含在无降雨时的被处理水中的悬浮物质被雨水稀释，另一种是只有在降雨时混入的悬浮物质。这两种悬浮物质由于成分不同，所以，凝聚剂的作用情况不同，即使悬浮物质的浓度相同，恰当的凝聚剂的添加量也不同。从而，对于这两种悬浮物质的混合液，根据作为混合后的被处理液的总体的悬浮物质的浓度设定凝聚剂的添加量是不恰当的。在凝聚剂添加量过剩的情况下，导致运行成本的增加，在添加量不足的情况下，导致处理水的水质的恶化。因此，为了防止凝聚剂添加过多或添加不足，最好是根据各个悬浮物质的浓度控制凝聚剂的添加量。
在本发明中，鉴于以上各点，能够根据被处理水的水质，控制凝聚剂的恰当的添加量。下面对此加以说明。
在本发明中，根据被处理水的M碱度或者电导率进行凝聚剂添加量的控制。本发明根据如下所述的实验结果完成，即，在合流式污水管道中，(1)在降雨时的污水的M碱度及电导率比不降雨时低，(2)由于M碱度的降低，凝聚性提高，(3)当无降雨时的污水被雨水稀释时，M碱度与稀释倍数成比例地降低，可以由M碱度的降低求出被雨水稀释的倍数，(4)也可以和M碱度一样，利用电导率求出被雨水稀释的倍数，(6)可以由电导率的降低，推断出M碱度的降低。
下面，以合流式污水管道在降雨上的污水作为例子，说明本发明的碱度与凝聚特性之间的关系。但是，本发明并不局限于合流式污水管道，也适用于将降雨时由于雨水的流入M碱度或电导率变化的水作为被处理水的凝聚处理。
图8是将无降雨时的污水中添加硫酸调整M碱度的水作为被处理水，以相同的药品添加量进行瓶式检验所获得的结果。可以看出，即使被处理水的悬浮物质的浓度相同，伴随着M碱度的降低，处理水的浊度也会降低。
图9是以在污水处理场中降雨时流入的污水作为被处理水，在相同的药品添加量的情况下进行瓶式检验的结果。被处理水的M碱度随着雨水的混入量的增多而降低，伴随着M碱度的降低，处理水的浊度下降。
如图8和图9所示，如果凝聚剂添加量相同，则伴随着被处理水的M碱度的降低，处理水的浊度降低。这意味着为了获得相同的处理水浊度，伴随着M碱度的降低，可以减少凝聚剂的添加量。
图10表示用雨水稀释无降雨时的污水的情况下的M碱度，根据雨水和污水的混合液中的污水的比例，M碱度降低。从而，预先确认无降雨时的污水的M碱度，通过测定降雨时的污水的M碱度，可以计算出由雨水稀释的倍数。无降雨时的M碱度，一般地为150～200mg/Las CaCO3，由于随着时间和星期几而异，所以，优选地，预先确认与之相应的值。
图11表示用雨水稀释无降雨时的污水的情况下的电导率与M碱度，根据雨水和污水混合液中的污水的比例，电导率降低。图13是表示图11的电导率与M碱度的关系的图示，两者之间具有极好的相关性。从而，和M碱度同样，通过测定降雨时的污水电导率，可以计算出被雨水稀释的倍数，进而，可以推断出M碱度。
图12是在污水处理场中降雨上流入的污水的悬浮物质浓度(SS)和M碱度随着时间的变化的实测例。降雨发生在从15:00至19:00，通过雨水流入污水管道将污水稀释，M碱度急剧降低。在降雨结束的19:00之后，M碱度继续降低的原因，是因为存在着雨水流向管道的时间和流入管道的雨水流到处理场的时间。通过将无降雨时的M碱度除以该M碱度，求出被雨水稀释的倍数。例如，相对于在20:00不降雨时的污水的M碱度约为180mg/Las CaCO3，降雨时的值约为80mg/Las CaCO3。从而，无降雨时的污水，被雨水约稀释2.3倍。
另一方面，图12的SS也随着时间变化，但是，与利用M碱度计算出来的稀释倍数相同的倍数将SS稀释的情况相比，其数值更大。例如，在20:00，无降雨时的污水的SS约为200mg/L，当根据利用M碱度计算出来的稀释倍数为2.3倍计算SS时，应当降低到约87mg/L。实际上的SS约为300mg/L，与利用被雨水稀释的倍数计算出来的值相比，约大210mg/L。作为这种增加的悬浮物质，可以列举出和雨水一起流入的在降雨前堆积在路面上的污浊物质，以及由于雨水的流入引起的水量的增加冲刷下来的堆积在下水管道上的污浊物质。即，包含在降雨时的被处理水中的悬浮物质，是被雨水稀释的包含在无降雨时的被处理水中的悬浮物质与降雨时增加的悬浮物质的混合物，根据M碱度，可以计算出它们各自的浓度。
在图12所示的将降雨时的污水作为对象进行凝聚处理的情况下，在此之前，一般地，根据被处理水的悬浮物质浓度(SS1)，计算出最佳的凝聚剂添加量。
即，在图12的20:00，根据SS1＝约300mg/L，计算出最佳的凝聚剂添加量。与此相对，在本发明中，如图8及图9所示，根据当被处理水的M碱度降低时处理水的浊度降低这以事实，通过以M碱度(A1)为基础，对基于被处理水的悬浮物质的浓度(SS1)计算出来的凝聚剂添加量(M4)进行修正，计算出最佳的凝聚剂添加量(M1)。进而，在本发明中，在根据被处理水的悬浮物质浓度(SS1)计算凝聚剂添加量(M4)时，也可以根据M碱度(A1)将SS1划分成无降雨时的污水的悬浮物质被稀释的成分(SS2)、和降雨时增加的成分(SS3)，并根据M碱度(A1)分别计算出对于上述各个成分的凝聚剂添加量(M2、M3)，将其总和M2+M3作为对应于SS1的凝聚剂添加量(M1)。
在根据图2所示的本发明的凝聚沉淀装置中，如前面所述，进行利用流量计30的流量测定，利用M碱度计32进行的M碱度测定，和利用SS计进行的SS的测定。
根据所测定的M碱度(A1)和SS(SS1)，借助下面的步骤(1)-(7)，计算单位量的被处理水的最佳的无机类凝聚剂添加剂(N1)和有机类高分子凝聚剂添加量(P1)，根据这些添加量和流量Q1，计算出对于被处理水的总量的添加流量，进行无机凝聚剂注入泵42和有机高分子凝聚剂注入泵44的控制。
(1)将M碱度(A1)和预先测定的无降雨时的值进行比较，求出被雨水稀释的倍数(稀释D倍)。这时，在无降雨时的值因星期几及时刻而异的情况下，确认与星期几及时刻对应的值，进行比较。
(2)根据稀释的倍数D，将SS1(降雨时的悬浮物质浓度)划分成无降雨时的悬浮物质浓度SS被稀释的成分的悬浮物质浓度SS2、和由于降雨增加的成分的悬浮物质的浓度SS3。
(3)计算对应于SS2的无机凝聚剂添加量N2和有机高分子凝聚剂添加量P2。
(4)计算对应于SS3的无机凝聚剂添加量N3和有机高分子凝聚剂添加量P3。
(5)计算出作为对应于SS1的添加量的N4＝N2+N3、P4＝P2+P3。
(6)对于N4修正M碱度的降低效果，计算被处理水的单位量的最佳无机凝聚剂添加量N1。
(7)对于P4修正M碱度的降低效果，计算被处理水的单位量的最佳有机高分子凝聚剂添加量P1。
也可以代替M碱度，测定电导率，根据电导率进行计算。另外，也可以代替SS而测定浊度，由浊度换算成SS。
下面，对于在图2所示的凝聚沉淀装置中进行的具体试验进行说明。
将合流式污水管道的降雨时的污水作为被处理水，作为无机凝聚剂采用氯化铁，作为有机高分子凝聚剂采用阴离子型高分子凝聚剂，在处理水量180m3/小时、水面积负荷50m3/(m2·时)的条件下，进行7小时的凝聚沉淀处理。被处理水的性质如图12所示，降雨前的M碱度为178mg/Las CaCO3、SS为328mg/L、试验结束时的M碱度为63mg/Las CaCO3、SS为200mg/L。
根据本发明的控制和根据现有方法的控制结果示于表2。
在根据本发明进行添加量控制的情况下，悬浮物质的平均除去率为90％，和根据作为现有控制方法的被处理水SS进行比例控制时所预期的SS的平均除去率同等。另一方面，如表2所示，凝聚剂添加量，在本发明中，无机凝聚剂可以减少24％，有机高分子凝聚剂可以减少33％。
根据本发明的控制方法，在降雨时由于雨水的流入，被处理水的M碱度发生变化的情况下，测定被处理水的悬浮物质浓度和M碱度或电导率，通过根据这些数值计算正确的凝聚剂添加量，防止凝聚剂过多的添加，可以稳定地提供低运行成本和质量良好的处理水。
权利要求
1.一种凝聚沉淀装置，其特征在于，备有分离槽主体，分割构件，该分割构件设置在该分离槽主体内，并将该分离槽主体的内部分割成上部室和下部室，将被处理水导入到上部室内的被处理水导入管，被处理水分流通路，该被处理水分流通路具有在上部室中开口的上部开口以及在下部室中开口的下部开口，并将被处理水的一部分从上部室向下部室引导到下部室内；上部室在其上方部分备有将被处理水排出到外部用的第一被处理水排出口，下部室，在比前述被处理水分分流通路的下部开口更靠上方的位置上，配备有将被处理水排出到外部用的第二被处理水排出口，并且，在比前述被处理水分流通路的下部开口更靠下方的位置上，配备有将从被处理水中分离出来的絮状物排出用的絮状物排出口；该凝聚沉淀装置具有凝聚沉淀槽，该凝聚沉淀槽可以使上部室内流向前述第一被处理水排出口的被处理水的上向流的流速、以及在下部室内流向前述第二被处理水排出口的被处理水的上向流的流速，变成在这些上向流内的絮状物能够下降的速度。
2.如权利要求1所述的凝聚沉淀装置，其特征在于，通过调整从第二被处理水排出口排出的被处理水的排出量，可以使上部室内流向前述第一被处理水排出口的被处理水的上向流的流速、以及在下部室内流向前述第二被处理水排出口的被处理水的上向流的流速，变成在这些上向流内的絮状物能够下降的速度。
3.如权利要求2所述的凝聚沉淀装置，其特征在于，前述分离槽主体具有底壁部以及从该底壁部向上方延伸的周壁部，前述分割构件与前述分离槽主体的周壁部内表面隔开间隔地设置，前述被处理水分流通路形成在漏斗状构件与前述分割构件之间，所述漏斗状构件设置在前述分割构件的下方位置处，从前述分离槽主体的周壁部内表面朝着该分离槽主体的中央向下方倾斜。
4.如权利要求3所述的凝聚沉淀装置，其特征在于，前述分割构件形成朝着中央部分向下方凹入的杯状，前述被处理水导入管可以将被处理水朝着该分割构件的中央部分向下排出。
5.如权利要求4所述的凝聚沉淀装置，其特征在于，在前述第一室的上方部分设置浮动过滤介质、位于该浮动过滤介质的上方位置处的防止过滤介质流出的滤网、以及在该浮动过滤介质的下方位置处的过滤介质支承滤网，前述第一被处理水排出口设置在比前述防止过滤介质流出的滤网更靠上方的位置处。
6.如权利要求1所述的凝聚沉淀装置，其特征在于，备有将凝聚剂添加到由被处理水导入管导入到分离槽主体内的被处理水中的凝聚剂添加装置，该凝聚剂添加装置具有将用于被处理水通过的至少一个下向流路和至少一个上向流路连接起来的上下曲折的流路结构，在该上下曲折的流路结构的上游侧，向被处理水中添加凝聚剂，将该被处理水通过上向流路及下向流路供应给前述被处理水导入管。
7.如权利要求6所述的凝聚沉淀装置，其特征在于，前述凝聚剂添加装置备有沿着被处理水的流路依次配置的两个前述凝聚剂添加槽，上游侧的凝聚剂添加槽添加无机类凝聚剂，下游侧的凝聚剂添加槽添加有机类凝聚剂，可以将添加有无机类凝聚剂和有机类凝聚剂的被处理水供应给前述被处理水导入管。
8.如权利要求6或者7所述的凝聚沉淀装置，其特征在于，备有流量计，该流量计测定由前述被处理水导入管导入到前述分离槽内的被处理水的量，M碱度计，测定该被处理水的M碱度，SS计或浊度计，测定该被处理水的悬浮物质的浓度。
9.如权利要求8所述的凝聚沉淀装置，其特征在于，配备有控制器，该控制器用于根据利用前述流量计、M碱度计以及SS计或浊度计测定的数据，计算出应当向被处理水中添加的凝聚剂的恰当的量。
10.如权利要求8所述的凝聚沉淀装置，其特征在于，配备有控制器，该控制器用于根据前述流量计、M碱度计、以及SS计或浊度计测定的数据，在降雨时，计算出对于在无降雨时的被处理水的悬浮物质而言应当添加的凝聚剂的恰当的量，同时，计算出对于因降雨而加到被处理水中的悬浮物质而言应当添加的凝聚剂的恰当的量。
11.如权利要求6和7所述的凝聚沉淀装置，其特征在于，包括流量计，用于测定被前述被处理水导入管导入到前述分离槽中的被处理水的量，电导仪，用于测定该被处理水的电导率，SS计或浊度计，用于测定该被处理水的悬浮物质的浓度。
12.如权利要求11所述的凝聚沉淀装置，其特征在于，配备有控制器，所述控制器用于根据前述流量计、电导仪以及SS计或浊度计测定的数据，计算出应当添加到被处理水中的凝聚剂的恰当的量。
13.如权利要求11所述的凝聚沉淀装置，其特征在于，配备有控制器，该控制器用于根据前述流量计、电导仪、以及SS计或浊度计测定的数据，在降雨时，计算出对于在无降雨时的被处理水的悬浮物质而言应当添加的凝聚剂的恰当的量，同时，计算出对于因降雨而加到被处理水中的悬浮物质而言应当添加的凝聚剂的恰当的量。
全文摘要
一种凝聚沉淀装置，该装置可以使被处理水的处理速度高于絮状物的沉降速度，能够以高速进行被处理水的处理。所述凝聚沉淀装置包括被分割构件(64)分割成上部室(61)及下部室(62)的分离槽主体(60)，将被处理水导入上部室内的被处理水导入管(66)，将被处理水的一部分从上部室向下部室导入的被处理水分流通路。上部室备有第一被处理水排出口(76)，下部室备有第二被处理水排出口(78)，其特征在于，所述凝聚沉淀装置具有凝聚沉淀槽，该凝聚沉淀槽使朝向上部室内的第一被处理水排水口(76)的被处理水的上向流的流速、以及朝向下部室内的第二被处理水排出口(78)的被处理水的上向流的流速变成这些上向流的絮状物能够下降的速度。
文档编号C02F1/52GK1816376SQ200480018600
公开日2006年8月9日 申请日期2004年5月21日 优先权日2003年5月22日
发明者小三田荣, 秦良介, 日沼宏年, 铃木建, 藤桥知一 申请人:株式会社荏原制作所