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図面 (10)

課題

原水柱の汚泥凝集沈殿速度を向上させるとともに、凝集剤投入作業を容易にかつ安全に行うことができる浄化装置を提供する。

解決手段

原水池300から第1の撹拌機20に導入された原水には、凝集剤投入機10により凝集剤粉末が投下され、混合、攪拌される。第1の撹拌機20により攪拌された原水は揚水タンク40に一時的に貯留された後、揚水管32を介して、揚水タンク40内に設けられた揚水ポンプP2により、凝集剤投入機10より高い位置に設けられた第2の攪拌機30まで揚水、再攪拌され、自然落下により第1の沈殿濾過槽50に導入される。

概要

背景

近年、ゼオライト系凝集剤粉末原水投入攪拌することにより原水中の汚泥凝集沈殿させることで原水を浄化する浄化装置が開発されている。

この種の浄化装置は特許文献1に開示されている。この浄化装置は、凝集剤粉末を連続的に投入可能な凝集剤投入機、凝集剤粉末が投入された原水を渦流によって攪拌する第1の攪拌機、第1の攪拌機で攪拌された原水をその対面する内壁に交互に設けられた複数の撹拌板を介して落下させ、当該内壁に衝突させることにより撹拌する第2の撹拌機、及び第2の攪拌機で攪拌された原水が流れ落ち、原水中の汚泥を沈殿させる沈殿槽から構成されている。この浄化装置によれば、凝集剤粉末を原水に連続的に投下し、2つの攪拌機で攪拌した後に汚泥を沈殿させているので、汚泥の凝集・沈殿速度を向上させることができる。

この場合、原水は第1の攪拌機→第2の攪拌機→沈殿槽の経路で落下しながら攪拌されていくため、凝集剤投入機は装置内の最も高い上流位置、つまり第1の攪拌機の上に取り付けられていた。

概要

原水柱の汚泥の凝集・沈殿速度を向上させるとともに、凝集剤投入作業を容易にかつ安全に行うことができる浄化装置を提供する。原水池300から第1の撹拌機20に導入された原水には、凝集剤投入機10により凝集剤粉末が投下され、混合、攪拌される。第1の撹拌機20により攪拌された原水は揚水タンク40に一時的に貯留された後、揚水管32を介して、揚水タンク40内に設けられた揚水ポンプP2により、凝集剤投入機10より高い位置に設けられた第2の攪拌機30まで揚水、再攪拌され、自然落下により第1の沈殿濾過槽50に導入される。

目的

効果

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請求項1

原水池中の汚泥を除去することにより該原水池の浄化を行う浄化装置において、凝集剤粉末を連続的に投入可能な凝集剤投入機と、第1の攪拌容器と、この第1の攪拌容器の側壁接合され、前記原水池から導入される原水が渦流を形成するように該第1の攪拌容器内に導入する原水導入管とを有し、この原水導入管を介して導入され、かつ前記凝集剤投入機により凝集剤粉末が投入された原水を攪拌する第1の攪拌機と、前記第1の撹拌機から排出された原水を一時貯留する揚水タンクと、前記凝集剤投入機より高い位置に設けられた第2の攪拌容器と、この第2の攪拌容器の対向する内壁に交互に設けられた複数の撹拌板を有し、前記揚水タンクから揚水された原水を前記複数の撹拌板を介して落下させ該内壁に衝突させることにより撹拌する第2の撹拌機と、前記第2の撹拌機により撹拌された原水中の汚泥を沈殿濾過する沈殿濾過槽と、を備えることを特徴とする浄化装置。

請求項2

前記沈殿槽汚泥配管を介して連結され、前記沈殿槽の中に沈殿した汚泥を貯留する汚泥タンクを備えることを特徴とする請求項1に記載の浄化装置。

請求項3

前記汚泥タンクから汚泥を搬出する汚泥コンベアと、前記汚泥コンベアにより搬出された汚泥の脱水を行う脱水機と、を備えることを特徴とする請求項2に記載の浄化装置。

請求項4

前記脱水機は、一定の高さに固定され、複数の脱水孔が形成された脱水蓋と、垂直方向に移動可能な基台と、前記基台上に載置され、側面に排水管が接続された外殻筒と、前記外殻筒内に収納可能であり、複数の脱水孔が設けられて前記脱水蓋を上端から垂直方向に嵌め込み可能な脱水筒と、を備え、前記脱水筒内に前記汚泥コンベアから汚泥が搬入されて、前記基台の上動により前記脱水蓋で汚泥が垂直方向に圧縮されることにより、汚泥中の水分が前記排水管から排出されるように構成されたことを特徴とする請求項3に記載の浄化装置。

請求項5

前記汚泥コンベアは、回転軸と、この回転軸の回転により汚泥を回転軸方向に送出するように設けられたスクリューと、を備えることを特徴とする請求項3または4に記載の浄化装置。

請求項6

前記沈殿槽に沈殿した汚泥を前記汚泥タンクに送出するための汚泥送出ポンプを備えることを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の浄化装置。

請求項7

前記原水池内に設けられ、底部に複数の原水噴出孔を有する中空の原水噴出体と、この原水噴出体内に前記原水池の原水を注入することにより、前記原水噴出孔から前記原水池の底部に向けて原水を噴出させる原水注入ポンプと、前記原水噴出体を前記原水池の所定の深さに浮遊させるためのフロートと、を有する原水攪拌機と、前記原水池の原水を前記第1の攪拌機に供給するための原水供給ポンプと、を備えることを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載の浄化装置。

技術分野

0001

本発明は、浄化装置に関し、特に凝集剤粉末を用いて原水中の汚泥凝集沈殿させる浄化装置に関する。

背景技術

0002

近年、ゼオライト系の凝集剤粉末を原水に投入攪拌することにより原水中の汚泥を凝集、沈殿させることで原水を浄化する浄化装置が開発されている。

0003

この種の浄化装置は特許文献1に開示されている。この浄化装置は、凝集剤粉末を連続的に投入可能な凝集剤投入機、凝集剤粉末が投入された原水を渦流によって攪拌する第1の攪拌機、第1の攪拌機で攪拌された原水をその対面する内壁に交互に設けられた複数の撹拌板を介して落下させ、当該内壁に衝突させることにより撹拌する第2の撹拌機、及び第2の攪拌機で攪拌された原水が流れ落ち、原水中の汚泥を沈殿させる沈殿槽から構成されている。この浄化装置によれば、凝集剤粉末を原水に連続的に投下し、2つの攪拌機で攪拌した後に汚泥を沈殿させているので、汚泥の凝集・沈殿速度を向上させることができる。

0004

この場合、原水は第1の攪拌機→第2の攪拌機→沈殿槽の経路で落下しながら攪拌されていくため、凝集剤投入機は装置内の最も高い上流位置、つまり第1の攪拌機の上に取り付けられていた。

先行技術

0005

特開2004−098048号公報

発明が解決しようとする課題

0006

しかしながら、特許文献1の浄化装置では、凝集剤投入機は最も高い位置に設けられることから、凝集剤投入機の収納部に凝集剤粉末を収納する作業は危険を伴うという問題があった。

0007

また、沈殿槽内に凝集・沈殿された汚泥を排出すると、当該汚泥は多量の水分を含んでいるので運搬廃棄処理に不便があった。

課題を解決するための手段

0008

本発明は、上述の課題に鑑み、原水池中の汚泥を除去することにより該原水池の浄化を行う浄化装置において、凝集剤粉末を連続的に投入可能な凝集剤投入機と、第1の攪拌容器と、この第1の攪拌容器の側壁接合され、前記原水池から導入される原水が渦流を形成するように該第1の攪拌容器内に導入する原水導入管とを有し、この原水導入管を介して導入され、かつ前記凝集剤投入機により凝集剤粉末が投入された原水を攪拌する第1の攪拌機と、前記第1の撹拌機から排出された原水を一時貯留する揚水タンクと、前記凝集剤投入機より高い位置に設けられた第2の攪拌容器と、この第2の攪拌容器の対向する内壁に交互に設けられた複数の撹拌板を有し、前記揚水タンクから揚水された原水を前記複数の撹拌板を介して落下させ該内壁に衝突させることにより撹拌する第2の撹拌機と、前記第2の撹拌機により撹拌された原水中の汚泥を沈殿濾過する沈殿濾過槽と、を備えることを特徴とする。

発明の効果

0009

本発明の浄化装置によれば、2つの攪拌機で凝集剤粉末が混合された原水を攪拌することで凝集させ、汚泥として沈殿させることで汚泥の凝集・沈殿速度を向上させるとともに、凝集剤投入機は第2の攪拌機より低い位置に設けられるので、従来に比して凝集剤投入作業を容易にかつ安全に行うことができる。また、汚泥の脱水を行う脱水機を備えることにより、運搬、廃棄処理を円滑に行うことができる。

0010

特に、本発明の浄化装置は、原水池から放射性セシウムを含む汚泥を除去して原水の放射性セシウム濃度を大幅に低減することができるものであり、その処理能力は高く、同時に作業の安全を確保することができる。

図面の簡単な説明

0011

本発明の実施形態における浄化装置の全体構成図である。
凝集剤投入機及び第1の攪拌機の平面図である。
図2のA−A線における断面図である。
図2のB−B線における断面図である。
第2の攪拌機及び沈殿濾過槽の断面図である。
脱水機の構成を示す斜視図である。
脱水機の動作を示す断面図である。
汚泥コンベアの構成を示す斜視図である。
原水攪拌機の構成を示す図である。

実施例

0012

<浄化装置200の全体構成>
図1は、本発明実施形態における浄化装置200の全体構成図である。浄化装置200は、原水を貯留する原水池300の原水中の汚泥を除去することにより原水池300の浄化を行う浄化装置であって、ゼオライト系の凝集剤粉末を連続的に投入可能な凝集剤投入機10、凝集剤粉末が投下された原水を渦流で攪拌する第1の攪拌機20、内壁への衝突による再攪拌を行う第2の攪拌機30、第1の攪拌機20による攪拌後の原水を一時貯留する揚水タンク40、2段階の沈殿濾過を行う第1の沈殿濾過槽50及び第2の沈殿濾過層60を含む。

0013

浄化装置200は、さらに、第1の沈殿濾過槽50に沈殿した汚泥を一時貯留する汚泥タンク70、汚泥タンク70の汚泥を脱水機90に搬送する汚泥コンベア80、汚泥を脱水する脱水機90、及び原水池300内に設けられた原水攪拌機110を含んで構成されている。原水池300には、プールため池防火水槽などが含まれる。

0014

原水池300から第1の撹拌機20に導入された原水には、凝集剤投入機10により凝集剤粉末が投下され、混合、攪拌される。第1の撹拌機20により攪拌された原水は揚水タンク40に一時的に貯留された後、揚水管32を介して、揚水タンク40内に設けられた揚水ポンプP2により、凝集剤投入機10より高い位置に設けられた第2の攪拌機30まで揚水、再攪拌され、自然落下により第1の沈殿濾過槽50に導入されるようになっている。

0015

これにより、第1及び第2の攪拌機20,30という2つの攪拌機で、凝集剤粉末が混合された原水を攪拌することで汚泥を凝集させ沈殿させることで、汚泥の凝集・沈殿速度を向上させることができるとともに、凝集剤投入機10の全体が第2の攪拌機30より低い位置に設けられるので、人手による凝集剤投入作業を容易にかつ安全に行うことができるようになる。

0016

以下、浄化装置200の各要素の構成を詳述する。
<凝集剤投入機10及び第1の攪拌機20の構成>
図2は、凝集剤投入機10及び第1の攪拌機20の平面図である。図3は、図2のA−A線における断面図である。図4は、図2のB−B線における断面図である。

0017

凝集剤投入機10のすり状の凝集剤粉末収納部11の底部には、8角柱から成る攪拌部材12が設けられている。攪拌部材12は8角柱に限らず、6角柱や12角柱、さらに多角柱であってもよいが、本発明者の実験によれば8角柱が攪拌に適している。

0018

凝集剤粉末100は凝集剤粉末収納部11の上方から投入される。凝集剤粉末収納部11の底部には凝集剤粉末投下孔13が開口され、攪拌部材12の回動に伴って凝集剤粉末が凝集剤粉末投下孔13を通して連続的に、その下方に設置された第1の攪拌機20に投入される。攪拌部材12は回転軸14に取り付けられており、回転軸14にはさらに複数の攪拌片15が取り付けられている。攪拌片15はL字形状や、ループ形状のものが適している。攪拌部材12及び攪拌片15が回動することで、底部に収納された凝集剤粉末が攪拌されるため、いわゆるブリッジが発生して凝集剤粉末100が連続的に投下できなくなるという不具合が防止される。

0019

回転軸14は凝集剤粉末収納部11の側面に設けられた案内管16を通されて外部に取り出され、その末端モーターの回転軸を取り付けるか、あるいは手動ハンドルを取り付けることで回転駆動される。

0020

第1の攪拌機20は、円筒状の第1の攪拌容器21と、第1の攪拌容器21の円周に沿った方向から原水が導入されるように第1の攪拌容器21の円筒側壁に接合された原水導入管22を有している。また、第1の攪拌容器21の上壁には落下口23が形成されており、この落下口23を通して凝集剤粉末投下孔13から凝集剤粉末100が第1の攪拌容器21内に投下されるようになっている。これにより、凝集剤粉末100が投下された原水は第1の攪拌容器21内で渦流となって効率よく攪拌され、
原水中の汚泥が凝集される。攪拌された原水は第1の攪拌容器21の底に接続された配管24を介して排出され、揚水タンク40に導入される。

0021

<第2の攪拌機30及び沈殿濾過槽の構成>
図5は、第2の攪拌機30、第1の沈殿濾過槽50及び第2の沈殿濾過槽60の断面図である。揚水タンク40の原水は揚水管32を介して揚水ポンプP2により、凝集剤投入機10より高い位置に設けられた第2の攪拌機30まで揚水、再攪拌され、自然落下により第1の沈殿濾過槽50に導入されるようになっている。

0022

第2の攪拌機30は、直方体状の第2の攪拌容器31と、この第2の攪拌容器31の対向する内壁に交互に設けられた例えば4枚の撹拌板33a〜33dを有し、揚水された原水を、撹拌板33a〜33dを介して落下させ該内壁に衝突させることにより攪拌する。この場合、攪拌板23は第2の攪拌容器31の内壁に斜め下方に傾けて取り付けられている。これにより、原水はこの攪拌版33a〜33dを加速されて流れ、第2の攪拌容器31の内壁に勢い良く衝突することを繰り返す。これにより、更に効率よく攪拌が行われる。攪拌された原水は、第2の攪拌容器31の底に形成された排出口34を通して第1の沈殿濾過槽50に導入される。攪拌板33a〜33dの枚数は4枚には限られず、浄化装置200の処理能力に応じて適宜増減することができる。

0023

第1の沈殿濾過槽50は、その上壁から底部の上方まで延びた隔壁51によって仕切られており、第2の攪拌機30から第1の濾過槽50内に落下した水は隔壁51を回り込んで、隔壁51の左側の空間に設けられた濾過層52を下から上に通過するようになっている。これにより、原水は、濾過層52で濾過されるとともに、原水に含まれた汚泥53が第1の濾過槽50の底部に沈殿する。沈殿した汚泥53は第1の濾過槽50の底に接続された汚泥管54を通して汚泥タンク70に送られる。汚泥タンク70の底部71には汚泥53が貯まるが、上澄み水は配管72を通して揚水タンク40に戻される。

0024

この場合、沈殿した汚泥は通常運転で汚泥タンク70に送られるが、汚泥量が多い場合などを考慮して汚泥管54のバイパス通水管に汚泥ポンプP3を設けておけば、この汚泥ポンプPを作動させて汚泥を強制的に汚泥タンク70に送ることができる。

0025

濾過層52は、濾過材の層から成り、例えば細かく砕石された火山石のように表面に多数の凹凸がある粒子を所定の厚さに積層したものが適当である。その厚さは例えば20cm程度である。原水中の汚泥の一部はこの濾過層52の中に取り込まれることで第1段階の濾過がなされる。濾過層52を通過した原水は排出口55からオーバーフローし、連結管56を通して隣接する第2の沈殿濾過槽60に導入される。

0026

第2の沈殿濾過槽60は、第1の沈殿濾過槽50と同じ構成を採用することができるが、ここでは濾過機能を高めるために、第1及び第2の濾過層61,62という2段の濾過層を用いている。第1の隔壁63は、第2の沈殿濾過槽60の底から上壁の下方まで延び、第2の隔壁64は、第2の沈殿濾過槽60の上壁から底部の上方まで延びている。これにより、第2の沈殿濾過槽60の側壁に接続された連結管56を通して導入された原水は先ず第1の濾過層61を下から上に通過し、オーバーフローし、第2の隔壁64を下から上に回り込んで、第2の濾過層62を下から上に通過する。第2の濾過層62を通過して浄化された原水は、環流管65を通して原水池300に戻される。

0027

この場合、第2の沈殿濾過槽60の底部にも汚泥53が多少は沈殿するので、配管66、ポンプP4を介して第1の沈殿濾過槽50に環流させる環流路を形成しておくことが好ましい。これにより、ほとんどの汚泥53を第1の沈殿濾過槽50内に沈殿させることができる。

0028

<脱水機90の構成>
図6は、脱水機90の構成を示す斜視図である。図7は、脱水機90の動作を示す断面図である。支持台91の底面に支持棒92が取り付けられ、その先端部に複数の脱水孔93が形成された脱水蓋94が取り付けられている。外殻筒95は、その側面に排水管96が接続され、垂直方向に移動可能な基台97に載置される。脱水筒98は、外殻筒95内に収納可能であり、複数の脱水孔99が設けられて脱水蓋94をその上端から垂直方向に嵌め込み可能になっている。

0029

そして、脱水筒98内に汚泥コンベア80から汚泥53が搬入されて、基台95の上動により脱水蓋94で汚泥が垂直方向に圧縮されることにより、汚泥53の水分が排水管96から排出されるように構成されている。排水管96から排出された水は、排水管96を通して原水池300に戻されることが好ましい。脱水されて粉末化した汚泥53は小形軽量化されていることから袋などに詰め込んだ状態で運搬するのに適しており、脱水筒97から取り出され、廃棄場所仮置き場に運搬される。

0030

<汚泥コンベア80の構成>
図8は、汚泥コンベア80の構成を示す斜視図である。汚泥コンベア80は、回転軸81、この回転軸81に取り付けられ、回転軸81の回転により汚泥を回転軸方向に送出するように、回転軸に取り付けられたスクリュー82、及びこれらの部材を収納する細長円筒状の収納ケース83を備える。収納ケース83の一方の端部には汚泥注入部84が設けられ、汚泥タンク70からの汚泥が汚泥注入部84を通して注入されるようになっている。回転軸81はモーターによって所定の速度で回転制御される。注入された汚泥は回転軸81の回転により送出され、他方の端部の汚泥排出部85から排出され、脱水機90に供給されるようになっている。

0031

<原水攪拌機110の構成>
図9は、原水攪拌機110の構成を示す図である。原水攪拌機110は、原水池300内に設けられ、底部に複数の原水噴出孔111を有する中空の原水噴出体112、この原水噴出体112内に原水池300の原水を、原水注入管113を通して注入することにより、原水噴出孔111から原水池300の底部に向けて原水を噴出させる原水注入ポンプP4、原水噴出体112を原水池300の所定の深さに浮遊させるためのフロート114a,114bを含んで構成されている。

0032

原水噴出体112は、中空四角柱中空リングなどの形態を有しており、その上面にワイヤー115a,115bを介してフロート114a,114bが連結されている。そして、原水噴出体112はフロート114a,114bの浮力により、原水池300の所定の深さに浮遊するようになっている。

0033

原水攪拌機110は、原水池300の底に堆積している汚泥を攪拌し、原水と混合する。また、原水池300の中には、原水攪拌機110に隣接して、あるいは原水攪拌機110と一体化された原水供給ポンプP1が設けられ、汚泥が混合された原水は原水導入管22を通して、原水供給ポンプP1により第1の攪拌機20に供給される。こうして、原水池300の浄化を促進することができる。

0034

本実施形態の浄化装置200は、プール、ため池、防火水槽などの原水池300の浄化に広く適用することができるが、特に、原水池300に放射性セシウムを含む汚泥が堆積されている場合に、汚泥とともに、放射性セシウム濃度を大幅に低減することができることが実験で確認された。

0035

また、浄化装置200は、処理量に応じて4〜10tトラック積載可能であり、現地で装置の荷下ろしをせずに積載したままで浄化処理を行うことができる。さらに、原水池300の汚染された水を排水せずに循環させながら浄化することができるため、廃水処理用の一時貯留タンクを使用せずに原水中の放射性セシウム濃度を低減することができる。

0036

10凝集剤投入機11凝集剤粉末収納部
12攪拌部材12 13 凝集剤粉末投下孔
14回転軸15攪拌片
16案内管
20 第1の攪拌機21 第1の攪拌容器
22原水導入管23落下口
24配管30 第2の攪拌機
31 第2の攪拌容器 32揚水管
33a〜33d撹拌板34 排出口
40揚水タンク50 第1の沈殿濾過槽
51隔壁52濾過層
53汚泥54汚泥管
55 排出口 56連結管
60 第2の沈殿濾過層 61 第1の濾過層
62 第2の濾過層 63 第1の隔壁
64 第2の隔壁 65環流管
70汚泥タンク71 底部
72 配管 80 汚泥コンベア
81 回転軸 82スクリュー
83収納ケース84 汚泥注入部
85 汚泥排出部 90脱水機
91支持台92支持棒
93脱水孔94脱水蓋
95外殻筒 96排水管
97基台98脱水筒
99脱水孔 100 凝集剤粉末
110原水攪拌機 111 原水噴出孔
112 原水噴出体113 原水注入管
114a,114bフロート
115a,115bワイヤー
200浄化装置300 原水池

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