JP2010022964A - 浮上分離装置、整流装置及び整流装置用分割セル - Google Patents

Abstract

【課題】本発明の目的は、装置の連続運転による処理水の水質悪化を抑制することができる浮上分離処理装置を提供することにある。
【解決手段】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１０と、浮上槽１０を垂直方向上部２０ａ及び下部２０ｂに区画する整流部２２と、上部２０ａに被処理水を流入させる流入部１２と、前記被処理物質が分離された処理水を下部２０ｂから集水する集水部１０ｃとを有し、整流部２２は、前記処理水を通水させる複数の整流孔２２ａを備え、整流孔２２ａは、上部開口部と、前記上部開口部の面積より小さい下部開口部と、前記上部開口部から前記下部開口部に至るスロープ部と、を有する。
【選択図】図１

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。

例えば、特許文献１には、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が公開されている。図８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８に示す浮上分離装置３において、浮上槽６０の周壁６０ａは矩形であり、浮上槽６０内は、上部開放の隔壁６２ａ，下部開放の隔壁６２ｂ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６４、第２の室６６、第３の室６８に区画されている。また、第２の室６６の隔壁６２ａと隔壁６２ｂとの間には、整流部７０が水平に設置され、第２の室６６が垂直方向上部６７ａ及び下部６７ｂに区画されている。整流部７０には、複数の整流孔７０ａが形成されており、第２の室６６から第３の室６８に至る水は整流部７０を通過する。第１の室６４には、被処理水流入管７２が接続されている。また、加圧水流入管７４の一端は第１の室６４に接続され、他端は空気溶解タンク７５の出口に接続されている。第３の室６８には、処理水排出管７６が接続されている。空気溶解タンク７５と処理水排出管７６との間には、ポンプ７８を介して連通管８０が接続され、処理水排出管７６を通る処理水の一部が連通管８０を通り、空気溶解タンク７５に供給される。空気溶解タンク７５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３において、被処理水流入管７２から第１の室６４に流入した被処理水、空気溶解タンク７５から加圧水流入管７４を通り第１の室６４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６６の上部６７ａに流入する。第２の室６６の上部６７ａでは、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。被処理物質が除去された処理水は、整流部７０に設けた整流孔７０ａを通り、第２の室６６の下部６７ｂに供給され、第３の室６８から処理水排出管７６へ排出される。

米国特許出願公開第２００５／０１１５８８１号明細書

ところで、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や、気泡が十分付着しなかった被処理物質は、浮上槽６０の底部に沈殿する。図９は、特許文献１の浮上分離装置で用いられる整流部の構成を示す模式断面図である。図９に示すように、整流孔７０ａ（図９では整流孔７０ａを斜線部で表している）は、浮上槽６０の上部６７ａ側に開口した上部開口部７１ａから浮上槽６０の下部６７ｂ側に開口した下部開口部７１ｂまで整流孔７０ａの水平断面積が同一となるように構成されている。このような構成では、上記沈殿物が、浮上槽６０の下部６７ｂ側へ排出され難く、整流部７０上に堆積してしまう。整流部７０上に沈殿物が堆積していくと、整流孔７０ａを通過する処理水によって、一度に多量の沈殿物が、第３の室６８側へ排出され易くなる。その結果、装置の連続運転による処理水の水質が悪化し、処理水の有効利用や環境水としての放流が不可能となってしまう。

そこで、本発明の目的は、装置の連続運転による処理水の水質悪化を抑制することができる浮上分離処理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部と、前記上部に被処理水を流入させる流入部と、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、前記整流部は、前記処理水を通水させる複数の整流孔を備え、前記整流孔は、上部開口部と、前記上部開口部の面積より小さい下部開口部と、前記上部開口部から前記下部開口部に至るスロープ部と、を有する。

また、前記浮上分離装置において、前記整流孔同士は、上部開口部同士が隣接するように配列されている。

また、前記浮上分離装置において、前記スロープ部の傾斜角は、４５°〜７５°の範囲であることが好ましく、一般的な凝集フロックの安息角である６０°がより好ましい。

また、前記浮上分離装置において、前記整流部は、複数の分割セルにより構成され、前記分割セルは、少なくとも１つ以上の前記整流孔を有することが好ましい。

また、前記浮上分離装置において、前記上部開口部の面積に対する前記下部開口部の面積は、２〜１０％の範囲であることが好ましい。

また、前記浮上分離装置において、前記浮上槽は矩形状でも、その他五角形以上の多角形状でもよいが、円筒状であることが好ましい。

また、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浮上槽を垂直方向上部及び下部に区画する整流装置であって、前記整流装置は、処理水を通水させる複数の整流孔を備え、前記整流孔は、上部開口部と、前記上部開口部の面積より小さい下部開口部と、前記上部開口部から前記下部開口部に至るスロープ部と、を有する。

また、前記整流装置において、前記整流装置は、複数の分割セルにより構成され、前記分割セルは、少なくとも１つ以上の前記整流孔を有することが好ましい。

また、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浮上槽を垂直方向上部及び下部に区画する整流装置を構成する整流装置用分割セルであって、前記整流装置用分割セルは、処理水を通水させる整流孔を少なくとも１つ以上備え、前記整流孔は、上部開口部と、前記上部開口部の面積より小さい下部開口部と、前記上部開口部から前記下部開口部に至るスロープ部と、を有する。

本発明の浮上分離装置によれば、整流部上への沈殿物の堆積を抑制し、装置の連続運転による処理水の水質悪化を抑制することができる。

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、整流部２２（整流装置）を備える。

図１に示す浮上槽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いため、浮上分離処理のために浮上槽全体を有効に活用することができ、処理能力を向上させることができる。

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、すなわち整流部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、浮上槽１０の表面上に浮上物２３を掻き寄せるスキマーが設けられており、浮上物２３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２３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に区画する整流部２２が設けられている。そして、整流部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。図２は、本実施形態で用いられる整流部の構成の一例を示す模式上面図である。図３は、図２のＡ−Ａ線における整流部の構成の一例を示す模式断面図である。本実施形態では、整流孔２２ａ（図３では、整流孔２２ａを斜線部で表している）は、浮上槽１０の上部２０ａ側に開口した上部開口部２５ａと、浮上槽１０の下部２０ｂ側に開口した下部開口部２５ｂと、上部開口部２５ａから下部開口部２５ｂに至るスロープ部２５ｃとを有している。

通常、浮上槽１０の上部２０ａにおいて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や、気泡が十分付着しなかった被処理物質の一部は、整流部２２上へ堆積する。しかし、本実施形態では、下部開口部２５ｂより面積の大きい上部開口部２５ａ及びスロープ部２５ｃにより、沈殿物を下部開口部２５ｂ側へ排出され易い構造となっている。そのため、沈殿物は、整流部２２上及び整流孔２２ａ内にはほとんど堆積しない。また、図３に示すように、整流孔２２ａ同士は、上部開口部２５ａ同士が隣接するように配列されることが好ましい。上記構成により、上部開口部２５ａ間に隙間がなくなるため、沈殿物が整流部２２上に堆積することを効果的に抑制することができる。上部開口部２５ａの形状は特に制限されるものではないが、上部開口部２５ａを隙間なく隣接させることが出来る点で、正方形等の多角形状であることが好ましい。

図３に示すように、スロープ部２５ｃは、上部開口部２５ａから下部開口部２５ｂへ徐々に傾斜するような構成、すなわち上部開口部２５ａから下部開口部２５ｂに向かって整流孔２２ａ内の水平断面積が徐々に縮小されるように構成されている。しかし、スロープ部２５ｃの形状は、沈殿物を下部開口部２５ｂ側へ排出し易い形状であれば、上記に制限されるものではない。図４は、図２のＡ−Ａ線における整流部の構成の他の一例を示す模式断面図である。例えば、図４に示すように、スロープ部２５ｃが、上部開口部２５ａから下方所定位置までは徐々に傾斜するように構成され、当該所定位置から下部開口部２５ｂまでは垂直面とする構成、すなわち、上部開口部２５ａから下方所定位置までは、整流孔２２ａ内の水平断面積が徐々に縮小されるように構成されて、当該所定位置から下部開口部２５ｂまでは整流孔２２ａ内の水平断面積が同一となるように構成されているものであってもよい。

スロープ部２５ｃの傾斜角（θ）は、４５°〜７５°の範囲であることが好ましく、より好ましくは６０°の範囲である。スロープ部２５ｃの傾斜角が４５°より小さいと、沈殿物がスロープ部２５ｃ上に堆積する場合がある。また、スロープ部２５ｃの傾斜角が７５°より大きいと、整流部２２の強度を充分に確保することができない場合がある。

整流部２２は、樹脂材料等から構成される板に、上記説明した整流孔２２ａを形成した一体構造であってもよいが、異なるサイズの浮上槽に対して、本実施形態の整流部２２を容易に設置することができる点で、整流部２２は、樹脂材料等から構成される複数の分割セル（整流装置用分割セル）により構成されていることが好ましい。図５（Ａ）〜（Ｃ）は、分割セルの構成を示す模式斜視図である。図５（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、分割セル２７には、少なくとも上記説明した整流孔２２ａが少なくとも１つ以上形成されている。当該分割セル２７を浮上槽１０のサイズに合うように組み合わせることによって、整流部２２が形成される。一体構造の整流部２２又は分割セル２７により構成される整流部２２は、不図示のフレーム、架台等により浮上槽１０の周壁１０ａ等に固定される。

本実施形態では、上部開口部２５ａの面積に対する下部開口部２５ｂの面積（以下、開口面積率と呼ぶ場合がある）は、２〜１０％の範囲とすることが好ましい。開口面積率が２％より低いと、整流孔２２ａを流れる処理水の流速が速くなり、処理水と共に沈殿物が集水部１０ｃ側に流れ込み易くなり、処理水の水質を悪化させる場合がある。また、装置を流れる処理水の損失水頭が上昇するため、その分、浮上槽１０の水位を上げる必要があり、装置が大型化してしまう。また、開口面積率が１０％より大きいと、整流部２２の整流効果が充分に発揮されない場合がある。

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で開口している必要がある。特に、被処理水は、浮上槽１０の上部２０ａの中心部に流入させることが好ましく、例えば、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以内の領域に流入させることが好ましい。

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、すなわち整流部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。

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、処理水の一部を空気溶解タンクに導入し、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、整流部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、整流部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。整流部２２の下部開口部２５ｂ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。すなわち、上部２０ａから下部２０ｂへ流れる処理水の流速は、整流部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、上記でも説明したように、通常、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や、気泡が十分付着しなかった被処理物質の一部は、整流部２２上に堆積する。しかし、本実施形態の整流部２２は、下部開口部２５ｂより面積の大きい上部開口部２５ａ（上部開口部２５ａ同士が隣接していることが好ましい）及び上部開口部２５ａから下部開口部２５ｂに至るスロープ部２５ｃが形成されているため、整流部２２上、整流孔２２ａ内には、沈殿物がほとんど堆積しない。その結果装置の連続運転による処理水の水質悪化を抑制することができるため、処理水の有効利用や環境水としての放流が可能となる。

整流部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２は、図１に示す浮上分離装置１に浮上物スキマー５０、沈殿物掻き寄せ機５２を設けたものである。図６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、その説明を省略する。

浮上物スキマー５０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５０は、モータ５４のシャフトに固定されている。モータ５４が駆動することにより、浮上物スキマー５０が回転され、液面に浮上した浮上物２３が掻き寄せられる。浮上物スキマー５０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５０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５２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５２はガイド筒２６に取り付けられると共に、支持体５６により沈殿物掻き寄せ機５２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５４のシャフトに取り付けられ、モータ５４の駆動により回転される。すなわち、沈殿物掻き寄せ機５２はモータ５４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５２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５２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５２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。

なお、整流部２２上に沈殿する沈殿物を掻き取り、整流部２２の整流孔２２ａから下方に落下排出させる整流部スクレーパーを設けてもよいが、上記でも説明したように、本実施形態の整流部２２上には、ほとんど沈殿物が堆積しないため、必ずしも整流部スクレーパーを備える必要はない。

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。

図６の浮上分離装置２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。実施例で用いた整流部２２は、図３に示すように、上部開口部２５ａと上部開口部２５ａの面積より小さい下部開口部２５ｂと、上部開口部２５ａから下部開口部２５ｂに至るスロープ部２５ｃとを有する整流孔２２ａを有し、整流孔２２ａ同士は、上部開口部２５ａ同士が隣接するように配列されているものである。整流部２２の厚さは７．４ｃｍ、径は１６０ｃｍ、整流孔２２ａの開口面積率は６．２５％（上部開口部２５ａの面積が６４ｃｍ^２、下部開口部２５ｂの面積が４ｃｍ^２）、スロープ部２５ｃの傾斜角は６０°である。浮上分離装置に供給する被処理水は、予め攪拌槽にて凝集剤と混合させ、フロック形成槽にて凝集処理されたものを用いた。
＜試験条件＞
被処理水流量：４０ｍ^３／ｈｒ
日平均被処理水濁度：２〜５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１０〜２０ｍｇ／Ｌ添加
被処理水の攪拌槽滞留時間：３分
攪拌槽での攪拌強度：２００ｓ^−１
被処理水のフロック形成槽滞留時間：６分
フロック形成槽での攪拌強度：４０ｓ^−１
被処理水の浮上分離槽滞留時間：８分
浮上槽水平断面積：１．９４ｍ^２
浮上槽有効断面積（流入部の開口部面積を除いた浮上槽水平断面積）：１．６９ｍ^２
浮上槽の水平断面積に対する処理速度：２０．６ｍ／ｈ
浮上槽有効断面積に対する処理速度：２３．７ｍ／ｈ
試験時間：３０日間連続運転

（比較例）
比較例で用いた整流部は、図９に示すように、上部開口部同士は所定の間隔を開けて配置されているものである。それ以外は、実施例と同様の条件で試験を行った。

図７は、被処理水濁度、実施例及び比較例の処理水濁度の結果を表す図である。図７に示すように、実施例では、３０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と判った。これに対し、比較例では、３０日間の連続運転の間に２回、処理水の濁度が急激に高くなり（３．２度、４．８度）、３０日間の連続運転では安定した処理を行うことができなかった。実施例の整流部は、下部開口部より面積の大きい上部開口部（さらに、上部開口部同士が隣接）及びスロープ部が形成されているため、整流部上又は整流孔内に沈殿物が堆積することがなく、沈殿物が処理水と共に浮上槽から排出されることが抑制された結果である。

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。 本実施形態で用いられる整流部の構成の一例を示す模式上面図である。 図２のＡ−Ａ線における整流部の構成の一例を示す模式断面図である。 図２のＡ−Ａ線における整流部の構成の他の一例を示す模式断面図である。 （Ａ）〜（Ｃ）は、分割セルの構成を示す模式斜視図である。 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。 被処理水濁度、実施例及び比較例の処理水濁度の結果を表す図である。 特許文献１の浮上分離装置の構成を示す模式図である。 特許文献１の浮上分離装置で用いられる整流部の構成を示す模式断面図である。

符号の説明

１〜３ 浮上分離装置、１０，６０ 浮上槽、１０ａ，６０ａ 周壁、１０ｂ 底部、１０ｃ 集水部、１２ 流入部、１４ 排出部、１８ ピット、１９ 沈殿物排出管、２０ａ，６７ａ 上部、２０ｂ，６７ｂ 下部、２２，７０ 整流部、２２ａ，７０ａ 整流孔、２３ 浮上物、２４ 浮上物ポット、２５ａ，７１ａ 上部開口部、２５ｂ，７１ｂ 下部開口部、２５ｃ スロープ部、２６ ガイド筒、２６ａ，２８ａ 開口部、２７ 分割セル、２８ 導入管、３０，７２ 被処理水流入管、３２，７４ 加圧水流入管、３８ 処理水取出管、４０ 水位調整槽、４１ 可動堰、４２，７６ 処理水排出管、４４ 浮上物排出管、５０ 浮上物スキマー、５２ 沈殿物掻き寄せ機、５４ モータ、５６ 支持体、６２ａ，６２ｂ 隔壁、６４ 第１の室、６６ 第２の室、６８ 第３の室、７５ 空気溶解タンク、７８ ポンプ、８０ 連通管。

Claims (9)

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部と、前記上部に被処理水を流入させる流入部と、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、
   前記整流部は、前記処理水を通水させる複数の整流孔を備え、
   前記整流孔は、上部開口部と、前記上部開口部の面積より小さい下部開口部と、前記上部開口部から前記下部開口部に至るスロープ部と、を有す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、前記整流孔同士は、上部開口部同士が互いに隣接するように配列していることを特徴とする浮上分離装置。
3. 請求項１記載の浮上分離装置であって、前記スロープ部の傾斜角は、４５°〜７５°の範囲であることを特徴とする浮上分離装置。
4. 請求項１記載の浮上分離装置であって、前記整流部は、複数の分割セルにより構成され、前記分割セルは、少なくとも１つ以上の前記整流孔を有することを特徴とする浮上分離装置。
5. 請求項１記載の浮上分離装置であって、前記上部開口部の面積に対する前記下部開口部の面積は、２〜１０％の範囲であることを特徴とする浮上分離装置。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の浮上分離装置であって、前記浮上槽は円筒状であることを特徴とする浮上分離装置。
7. 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浮上槽を垂直方向上部及び下部に区画する整流装置であって、
   前記整流装置は、処理水を通水させる複数の整流孔を備え、
   前記整流孔は、上部開口部と、前記上部開口部の面積より小さい下部開口部と、前記上部開口部から前記下部開口部に至るスロープ部と、を有することを特徴とする整流装置。
8. 請求項７記載の整流装置であって、前記整流装置は、複数の分割セルにより構成され、前記分割セルは、少なくとも１つ以上の前記整流孔を有することを特徴とする整流装置。
9. 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浮上槽を垂直方向上部及び下部に区画する整流装置を構成する整流装置用分割セルであって、
   前記整流装置用分割セルは、処理水を通水させる整流孔を少なくとも１つ以上備え、
   前記整流孔は、上部開口部と、前記上部開口部の面積より小さい下部開口部と、前記上部開口部から前記下部開口部に至るスロープ部と、を有することを特徴とする整流装置用分割セル。

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