JP2020062608A - 組立型簡易水処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】大型の重機を用いて搬送することなく、設置・組立が容易な組立型簡易水処理装置を提供する。
【解決手段】濁質分を含む排水を導入し薬剤を添加して凝集反応を起こさせ濁質分を含む凝集物のフロックを形成する反応槽２と、フロックを含む反応液を導入して重力沈降式により汚泥と上澄み水に固液分離する凝集沈殿槽３とを有し、反応槽２は合成樹脂製複合シートを組立て形成された円形または方形状の組立水槽であり内部に撹拌機２０と水中ポンプ２１が設置されており、凝集沈殿槽３は合成樹脂製複合シートによって円筒状の側壁３０と側壁３０の下部には上部が大径で下部が小径であるすり鉢状の内部空間３２が形成された傾斜沈殿部３１とが接続され、傾斜沈殿部３１の合成樹脂製複合シートの外面には複数の傾斜側板を組み合わせて用い、すり鉢状の内部空間３２に対応する内部空間３２が形成された傾斜沈殿支持部４が接設されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、組立型簡易水処理装置に関し、詳しくは震災時に汚染車両を洗浄した際に発生する汚水を浄化処理して再生利用可能で、複雑な機械や工具を必要とせずに、手で組立ができ、緊急対応可能な組立型簡易水処理装置に関する。

従来、汚染車両を洗浄した際に発生する汚水を浄化処理するには、凝集沈殿処理設備が用いられている。一般的な凝集沈殿処理設備は、鋼製又はコンクリート製の反応槽と沈殿槽が使用されている。
しかし、このような設備では、一旦設置してしまうと、移動ができない欠点がある。
震災時では、種々の場所で処理してもらいたい要請が強いが、移動できない設備では、種々の場所での処理を実現することはできない。

特許文献１は、大型の機械を使用することなく、全体が軽量で分解組立式であって、装置そのものが分解して設置及び輸送が可能であると共に、設置に対して大型重機を必要とせず、且つ大掛かりな基礎工事が不要となる集泥用濁水処理装置を提案している。

特開２００８−６８２４７号公報

しかし、特許文献１の装置では、全体が軽量で分解組立式であって、装置そのものが分解して設置及び輸送が可能であるとしているものの、回流分離槽と称する凝集沈殿槽は大きな一つのタンクであり、可搬するには大きな重機が必要となる欠点はある。
また、特許文献１の装置では、流体の搬送にヘッド圧を用いていることから、凝集沈殿槽に供給する撹拌槽は、凝集沈殿槽より高く配置しなければならない。このため、撹拌槽を設置する際には、枠台、安定台を設置した後に、設置しなければならない。

そこで、本発明は、大型の重機を用いて搬送することなく、設置・組立に際して、専門知識を必要としない組立型簡易水処理装置を提供することを課題とする。

また本発明の他の課題は、以下の記載によって明らかとなる。

上記課題は、以下の各発明によって解決される。

（請求項１）
濁質分を含む排水を導入し、薬剤を添加して凝集反応を起こさせ、濁質分を含む凝集物のフロックを形成する反応槽と、
前記反応槽で形成されたフロックを含む反応液を導入して、重力沈降式により、汚泥と上澄み水に固液分離する凝集沈殿槽とを有し、
前記反応槽は、合成樹脂製複合シートを組立て形成された円形または方形状の組立水槽であり、内部に撹拌機と水中ポンプが設置されており、
前記凝集沈殿槽は、合成樹脂製複合シートによって、円筒状の側壁と、該円筒状の側壁の下部には、上部が大径で下部が小径であるすり鉢状の内部空間が形成された傾斜沈殿部とが接続され、
前記傾斜沈殿部の合成樹脂製複合シートの外面には、複数の傾斜側板を組み合わせて用い、前記すり鉢状の内部空間に対応する内部空間が形成された傾斜沈殿支持部が接設されていることを特徴とする組立型簡易水処理装置。
（請求項２）
濁質分を含む排水を導入し、薬剤を添加して凝集反応を起こさせ、濁質分を含む凝集物のフロックを形成する反応槽と、
前記反応槽で形成されたフロックを含む反応液を導入して、重力沈降式により、汚泥と上澄み水に固液分離する凝集沈殿槽とを有し、
前記反応槽は、合成樹脂製複合シートを組立て形成された円形または方形状の組立水槽であり、内部に撹拌機と水中ポンプが設置されており、
前記凝集沈殿槽は、合成樹脂製複合シートによって、方形状の側壁と、該方形状の側壁の下部には、角錐台状の内部空間が形成された傾斜沈殿部とが接続され、
前記傾斜沈殿部の合成樹脂製複合シートの外面には、複数の傾斜側板を組み合わせて用い、前記角錐台状の内部空間に対応する内部空間が形成された傾斜沈殿支持部が接設されていることを特徴とする組立型簡易水処理装置。
（請求項３）
前記反応槽に導入される排水中の濁質分が、放射性物質を含むことを特徴とする請求項１又は２記載の組立型簡易水処理装置。
（請求項４）
前記反応槽内に設置された撹拌機の撹拌羽根の回転数を５０〜２００ｒｐｍの範囲で変動させることを特徴とする請求項１、２又は３記載の組立型簡易水処理装置。
（請求項５）
前記反応槽に濁質分を含む排水を受け入れ排水流入管が、流量調整弁を組み込んでなることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の組立型簡易水処理装置。
（請求項６）
前記合成樹脂製複合シートが、合成樹脂繊維製の織布又は不織布を合成樹脂フィルムでサンドイッチした複合シートであることを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の組立型簡易水処理装置。

本発明によれば、大型の重機を用いて搬送することなく、設置・組立に際して、専門知識を必要としない組立型簡易水処理装置を提供することができる。

本発明の一実施形態を示す図 図１の実施形態に用いられる凝集沈殿槽の構造図（但し、合成樹脂シートは省略されている） 凝集沈殿槽の分解図（但し、合成樹脂シートは省略されている） 本態様に係る組立型簡易水処理装置の各構成槽の設置位置を表示したシートの一例を示す図 本態様に係る組立型簡易水処理装置の組立前の部品や機器などをすべて収納するためのカゴ車の一例を示す図 凝集沈殿槽の他の実施形態を示す図 流路の一例を示す図 流路の他の一例を示す図 流路の他の一例を示す図

本発明を実施するための形態を図面に基づいて説明する。

図１において、１は洗車エリアであり、該洗車エリア１で、汚染乗用車Ｃを高圧洗浄すると汚染水が発生する。震災時には、避難箇所が分散して存在する。その避難箇所では、汚染乗用車に限らず、汚染物が付着した機器や設備等が増大し、洗浄の必要性も増す。

汚染水は、濁質分を含む排水である。かかる排水は、排水タンク１１に貯留し、ポンプ１２により、排水流入管１３を介して反応槽２に送られる。
なお、反応槽２に導入される排水中の濁質分には、放射性物質を含んでもよい。

＜反応槽＞
反応槽２は、合成樹脂製複合シートを組立て形成された円形または方形状の組立水槽である。合成樹脂製複合シートを組立てる際の骨組には、図示しない樹脂製パイプなどが用いられる。機械や工具を必要とせずに、手で組立ができるように構成されている。

合成樹脂製複合シートは、合成樹脂繊維製の織布又は不織布を合成樹脂フィルムでサンドイッチした複合シートを用いることができる。合成樹脂としては、例えば塩化ビニル樹脂などが挙げられる。

反応槽２には、撹拌機２０と水中ポンプ２１が設置されている。そして薬剤タンク２２から薬剤ポンプ２３を介して反応槽２に薬剤を供給可能に構成される。
撹拌機２０の撹拌羽根の回転数は５０〜２００ｒｐｍの範囲で変動させることができることが好ましい。
反応槽２内の排水に薬剤を添加して、撹拌機２０を始動して所定回転数で回転すると、凝集反応が起こり、濁質分を含む凝集物のフロックが形成する。
撹拌機２０の運転においては、凝集反応の初期には回転数を多くし、凝集物から大きなフロックを形成するために、回転数を少なくすることも好ましい。

薬剤としては、凝集剤、凝集助剤、フロック形成補助剤などが挙げられる。

凝集剤としては、塩化第二鉄、ポリシリカ鉄、ポリ硫酸第二鉄などの鉄系凝集剤；ＰＡＣ（ポリ塩化アルミニウム）、硫酸アルミニウム（硫酸バンド）、ポリ硫酸アルミニウムなどのアルミ系凝集剤；カチオン系、アニオン系又はノニオン系の高分子凝集剤を用いることができる。

凝集助としては、鉱酸（硫酸、塩酸など）やアルカリ（苛性ソーダや消石灰など）から選ばれるｐＨ調整剤などが挙げられる。

フロック形成補助剤としては、活性珪酸（ＳｉＯ_２）、アルギン酸ソーダなどが挙げられる。

本発明は、簡易は処理を助長する上で、複数種の上記薬剤を混合して固形化したペレットを用いることができ、必要により除湿剤を入れた個装商品としてもよい。ＰＴＰ包装シートに充填してもよい。

排水の汚染度に応じて、上記ペレットの個数を決定しておくことも好ましいことである。

本発明において、反応槽２における凝集反応を安定化させるために、反応槽２に供給される排水の量を調整できるように構成することも好ましい。例えば 前記排水流入管１３、図示しない流量調整弁を組み込むことも好ましい態様である。流量調整弁で流量調整されれば、凝集剤の添加量の調整も容易となり、凝集反応の安定化に寄与する。

＜凝集沈殿槽＞
はじめに図１〜３に基づいて、凝集沈殿槽の一実施形態を説明する。
３は反応槽２で形成されたフロックを含む反応液を、配管２４を介して導入して、重力沈降式により、汚泥と上澄み水に固液分離する凝集沈殿槽である。
凝集沈殿槽３は、合成樹脂製複合シートによって、円筒状の側壁３０と、円筒状の側壁３０の下部に傾斜沈殿部３１とが接続されて形成されている。傾斜沈殿部３１の内部には、上部が大径で下部が小径であるすり鉢状の内部空間３２が形成されている。すり鉢状の内部空間３２は、上部から下部に向かって横断面径が小さくなる内部空間である。

すり鉢状の内部空間３２が形成された傾斜沈殿部３１の合成樹脂製複合シートの外面には、傾斜沈殿支持部４が接設されている。傾斜沈殿支持部４は合成樹脂製複合シートで形成された傾斜沈殿部３１を下方から支持している。

傾斜沈殿支持部４は、図２及び図３に示すように、３枚の傾斜側板４０、４０、４０を組み合わせて形成される。３枚の傾斜側板４０、４０、４０を組み合わせると、傾斜沈殿部３１に形成されたすり鉢状の内部空間３２と同様の形状が形成される。

３枚の傾斜側板４０、４０、４０を組み合わせ形成されたすり鉢状の内部空間により、傾斜沈殿部３１に形成されたすり鉢状の内部空間３２を下方から支持することができる。

傾斜側板４０の枚数は、図２及び図３の例では３数の側板を組み合わせているが、２枚〜５枚の範囲で適宜採択できる。

傾斜側板の組み合わせ方としては、ボルト締めによる固定、嵌合による固定等が挙げられる。

傾斜側板４０の素材は、鉄などの金属又は強化樹脂ＦＲＰなどが用いられ、軽量であることが好ましい。

凝集沈殿槽３を構成する傾斜沈殿支持部４の支持構造は、底部円形支持部材４２を備え、該底部円形支持部材４２に同じ長さの丸棒支柱４３が等間隔で６本立設されている。

６本の丸棒支柱４３は、傾斜沈殿支持部４の上部円形リブ４４に設けられた貫通孔を下方から上方に向かって貫通している。

底部円形支持部材４２には、門型の懸架部材４５の下部が固定部材４６によって着脱可能に固定されている。

門型の懸架部材４５は、傾斜沈殿支持部４の上部円形リブ４４の外周に形成された外周リブ４７と、固定部４８で着脱可能に固定されている。

懸架部材４５の上部水平部４５ａには、円筒体５が懸架されている。円筒体５の上部は、図１に示すように、凝集沈殿槽３内の液面より突出しており、下部は液面に浸漬している。

反応槽２で形成されたフロックを含む反応液が配管２４を介して、凝集沈殿槽３に導入される際、円筒体５の内部を通って導入される。凝集沈殿槽３に導入された反応液は、重力沈降式により、汚泥と上澄み水に固液分離される。

本発明において、固液分離を良好にするために、傾斜沈殿部３１に形成されたすり鉢状の内部空間３２内で旋回流を形成させることも好ましい。かかる旋回流は、反応液を円筒体５の内部を通って導入させる際に、配管２４の吐出口の向きを壁面に沿うように構成することが好ましい。

上澄み水は、排出ポンプ６によりフィルター槽７に排出され、沈殿汚泥は、汚泥脱水槽８に送られる。

次に、図６〜図９に基づいて、凝集沈殿槽の他の実施形態について説明する。
前述の図１〜３に示す形態は、側壁３０が円筒状の形態の例であるが、ここで説明する形態は、側壁３０は方形状の形態の場合である。

図６に示す凝集沈殿槽３は、側壁３０が断面四角形の形態をしている。
この形態の凝集沈殿槽３は、合成樹脂製複合シートによって、断面四角形（開口部の名面矢視形状、以下同じ）の側壁３０と、断面四角形の側壁３０の下部に図面上表れていない四角錐状の傾斜沈殿部３１とが連設されている。

図６に示すように、傾斜沈殿支持部４は、複数枚の傾斜側板４０、４０・・・を組み合わせて形成される。本実施形態においては、傾斜側板によって、角錐台状に形成されることが好ましい。組み合わせる枚数は格別限定されないが、例えば、四角錐の場合には、４枚の傾斜側板４０、４０、４０、４０を用いることが好ましい。

凝集沈殿槽３を構成する傾斜沈殿支持部４の支持構造は、図示しない底部四角形支持部材を備え、該底部四角形支持部材に、同じ長さの丸棒支柱４３が等間隔で４本立設されている。

２本の門型の懸架部材４５には、上部水平部４５ａが設けられ、円筒体５が懸架されて、図２と同様に形成されるが、図６では省略している。

本実施形態において、反応槽２で形成されたフロックを含む反応液が配管２４を介して、凝集沈殿槽３に導入される際、図示しない円筒体の内部を通って導入される。凝集沈殿槽３に導入された反応液は、重力沈降式により、沈降汚泥と上澄み水に固液分離される。

固液分離を良好にするために、傾斜沈殿部３１に形成された四角錐の内部空間３２内で旋回流を形成させることも好ましい。
固液分離された上澄み水は、凝集沈殿槽３の上端から越流するように構成されており、その越流した上澄み水は、フィルター槽７に排出され、沈殿汚泥は、汚泥脱水槽８に送られる。

側壁３０の各辺は、上端が閉じられ下端が開放された袋状部３００が形成されており、その袋状部３００の下端から平板３５が袋状部３００の上端近傍まで挿入されている。側壁３０の各辺には、二つの袋状部３００ａ，３００ｂが併設されており、袋状部３００ａに平板３５が挿入され、袋状部３００ｂに平板３５が挿入されている。断面四角形の側壁３０の袋状部３００の各々内部には、全部で８枚の平板が設けられている。袋状部内に挿通される平板同士は、間隔が設けられ、径方向に可動可能になっている。

袋状部３００内に挿入された平板３５の下部には、傾斜沈殿支持部４の上端から外径方向へ張り出した外周リブ４７が、丸棒支柱４３に固定できるように設けられている。そして、平板３５を天上方面へ立直させるために、外周リブ４７には、天井方向へ突出した平板支持部４９が形成され、平板３５を支持できる構造になっている。

本実施形態において、側壁３０の上端側には、排出ポンプ６に代えて、排出口６２を設けることが好ましい。この場合、排出口６２は、側壁３０の上端をオーバーフローする上澄み水を受ける流路６１の外周側の何れかの位置に設けられている。流路６１にオーバーフローした上澄み水が排出口６２から排出されるように形成されている。流路６１の好ましい形態を図７〜図９に基づいて説明する。

図７に示すように、流路６１は、断面凹字状に形成されている。流路６１の凹字状の内径側には、袋状部３００の上端に接続された処理水流路用シート３６が、流路６１の内部に延出するように設けられている。これにより、側壁３０の上端をオーバーフローした上澄み水を、流路６１内に流入させることができ、流路６１に設けられた排出口６２から排出することができる。

また、図８に示すように、流路６１は、外周側に下方に傾斜させてもよい。これにより、流路６１の外周側に設けられた排出口６２から上澄み水を排出しやすくすることができる。

さらに、図９に示すように、流路６１は、側壁３０と同素材の合成樹脂製シートによって形成してもよい。これにより、流路成形品を用いなくても、作業現場で簡単に凝集沈殿槽３を形成することができる。

流路の形成方法としては、流路６１は、側壁３０の外周面を凹状に形成された樹脂製シート６４の内周面と接着して形成することができる。接着方法としては、両面テープによる接着でもよいし、溶着してもよい。

また、流路６１の外周部には、図示しない袋状部を設けられていることが好ましい。この袋状部内に溝用平板６５を挿入することによって、流路６１が形成されることが好ましい。

以上の説明では、凝集沈殿槽３の形状が四角錐である場合について説明したが、これに限定されず、方形状であればよい。

断面八角形である場合、四角形の各辺の中央近傍で外部に膨らんだような場合には、四角形の倍の八角形になり得る。

＜フィルター槽＞
凝集沈殿槽３で、フロック化した濁質分や放射性物質が沈殿分離し、上澄み水は、排出ポンプ６を介してフィルター槽７に送られる。

フィルター槽７では、上澄み水にわずかに残る微細フロックを捕捉し、清澄な処理水を得る。フィルターは使用効率が高く、交換が容易な袋式フィルターを使用することができる。

袋式フィルターの構造としては、不織布／綿／不織布のような構造が挙げられる。上下の不織布は袋になっていることが好ましい。
フィルター槽７も、機械や工具を必要とせずに、手で組立ができる

＜汚泥脱水槽＞
凝集沈殿槽３で沈殿した汚泥は、沈殿槽底部に設置した図示しない汚泥引抜ポンプにより引き抜き、汚泥脱水槽８に送る。
汚泥脱水槽８では、重力式脱水により脱水し、汚泥を減量・減容化する。

濾水は、図示しない濾水タンクに送り、反応槽２に返送して、再処理する。
本発明者の実験によると、１ｍ^３の排水を処理する際に排出された汚泥量は、３０〜５０Ｌであった。

＜表示シート＞
この態様は、本発明に係る上記の組立型簡易水処理装置の各構成槽の設置位置を表示したシートの一例である。
素人が簡単に組み立てるには、シートに記載される位置に各構成成槽を設置すれば、処理装置がほとんど完成する効果がある。

図４において、９は各構成槽の設置位置を表示したシートであり、図には、反応槽２、凝集沈殿槽３、フィルター槽７、汚泥脱水槽８がシート９上に設置位置が表示されている。
シート９上の設置位置の表示方法としては、図示のように点線で枠を形成してもよいし、領域の角だけを位置表示するようにしてもよい。また、位置表示された箇所に番号を示して、番号と対応する各種装置を置けるようにしても良い。
シート９は、地面に敷設されるが、シート９の四方端部は、一定程度の高さを保持するように折り曲げられていることが好ましい。
図５には、図３における設置位置に基づき、反応槽２、凝集沈殿槽３、フィルター槽７、汚泥脱水槽８がシート９に設置された例が示されている。

＜カゴ車＞
カゴ車は、上記の組立型簡易水処理装置の組立前の部品や機器などはすべて収納することができる。カゴ車は、観音扉タイプで多段（例えば二段）に形成されることが好ましい。搬送を容易にするためである。

以下、実施例により、本発明について更に詳述する。

（実施例１）
（１）組立
汚染水の発生個所に、カゴ車に乗せた本発明に係る組立型簡易水処理装置の組立前の部品や機器などを、表示シート上に配置し、組立を行った。
組立に要した時間は、３人で３０分であった。極めて短時間に組み立てることができることがわかった。

（２）処理実験
排水として、Ｃｓ１３３と濁度を含む汚染水について、凝集沈殿テスト行った。
ビーカーに排水を５００ｃｃ入れ、薬剤として粉体凝集剤PAPAT（固形粉体凝集剤を混合した一剤式凝集剤）を用い、これを排水に対して、添加量が1kg/m³となるように添加した。
その後、ビーカーを５分程度撹拌して、凝集反応を生起させ、フロックを成長させた。
その後、撹拌を停止し、１時間静置して、上澄み水と沈澱物に固液分離した。
上澄み水について、Ｃｓ１３３と濁度の測定を行った。

[測定法]
Ｃｓ１３３：ＩＣＰ−ＭＳ法
濁度：透過光方式
測定結果を表１に示す。

１ 洗車エリア
Ｃ 汚染乗用車
１１ 排水タンク
１２ ポンプ
１３ 排水流入管
２ 反応槽
２０ 撹拌機
２１ 水中ポンプ
２２ 薬剤タンク
２３ 薬剤ポンプ
２４ 配管
３ 凝集沈殿槽
３０ 側壁
３００ 袋状部
３００ａ 袋状部
３００ｂ 袋状部
３１ 傾斜沈殿部
３２ 内部空間
３３ 引抜管
３４ バルブ
３５ 平板
３６ 処理水流路用シート
４ 傾斜沈殿支持部
４０ 側板（傾斜側板）
４２ 底部円形支持部材
４３ 丸棒支柱
４４ 上部円形リブ
４５ 門型の懸架部材
４６ 固定部材
４７ 外周リブ
４８ 固定部
４９ 平板支持部
５ 円筒体
６ 排出ポンプ
６１ 流路
６２ 排出口
６４ 樹脂製シート
７ フィルター槽
８ 汚泥脱水槽
９ 各構成槽の設置位置を表示したシート

Claims (6)

1. 濁質分を含む排水を導入し、薬剤を添加して凝集反応を起こさせ、濁質分を含む凝集物のフロックを形成する反応槽と、
   前記反応槽で形成されたフロックを含む反応液を導入して、重力沈降式により、汚泥と上澄み水に固液分離する凝集沈殿槽とを有し、
   前記反応槽は、合成樹脂製複合シートを組立て形成された円形または方形状の組立水槽であり、内部に撹拌機と水中ポンプが設置されており、
   前記凝集沈殿槽は、合成樹脂製複合シートによって、円筒状の側壁と、該円筒状の側壁の下部には、上部が大径で下部が小径であるすり鉢状の内部空間が形成された傾斜沈殿部とが接続され、
   前記傾斜沈殿部の合成樹脂製複合シートの外面には、複数の傾斜側板を組み合わせて用い、前記すり鉢状の内部空間に対応する内部空間が形成された傾斜沈殿支持部が接設されていることを特徴とする組立型簡易水処理装置。
2. 濁質分を含む排水を導入し、薬剤を添加して凝集反応を起こさせ、濁質分を含む凝集物のフロックを形成する反応槽と、
   前記反応槽で形成されたフロックを含む反応液を導入して、重力沈降式により、汚泥と上澄み水に固液分離する凝集沈殿槽とを有し、
   前記反応槽は、合成樹脂製複合シートを組立て形成された円形または方形状の組立水槽であり、内部に撹拌機と水中ポンプが設置されており、
   前記凝集沈殿槽は、合成樹脂製複合シートによって、方形状の側壁と、該方形状の側壁の下部には、角錐台状の内部空間が形成された傾斜沈殿部とが接続され、
   前記傾斜沈殿部の合成樹脂製複合シートの外面には、複数の傾斜側板を組み合わせて用い、前記角錐台状の内部空間に対応する内部空間が形成された傾斜沈殿支持部が接設されていることを特徴とする組立型簡易水処理装置。
3. 前記反応槽に導入される排水中の濁質分が、放射性物質を含むことを特徴とする請求項１又は２記載の組立型簡易水処理装置。
4. 前記反応槽内に設置された撹拌機の撹拌羽根の回転数を５０〜２００ｒｐｍの範囲で変動させることを特徴とする請求項１、２又は３記載の組立型簡易水処理装置。
5. 前記反応槽に濁質分を含む排水を導入する排水流入管が、流量調整弁を組み込んでなることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の組立型簡易水処理装置。
6. 前記合成樹脂製複合シートが、合成樹脂繊維製の織布又は不織布を合成樹脂フィルムでサンドイッチした複合シートであることを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の組立型簡易水処理装置。

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