CN103910444A - 含有淤泥的水的凝集处理方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明的课题是在对含有高浓度淤泥的水进行凝集处理时，通过形成高密度且沉降性高的絮凝物来改善固液分离性能，并且获得高水质的处理水。本发明提供了一种含有淤泥的水的凝集处理方法及装置，其是在含有淤泥的水中添加无机凝集剂和阳离子系高分子凝集剂后，添加阴离子系高分子凝集剂进行凝集处理，然后，进行固液分离。在先添加阳离子系高分子凝集剂之后添加阴离子系高分子凝集剂时，在无机凝集剂和阳离子系高分子凝集剂的作用下，使SS结合得牢固，尽管絮凝物的直径小，但能够形成高密度且充分结实的絮凝物，此后，通过添加阴离子系高分子凝集剂，在保持该絮凝物处于高密度的状态下，进一步使其粗大化，形成难以崩解并且沉降性优良的絮凝物。

Description

含有淤泥的水的凝集处理方法及装置

技术领域

本发明涉及一种对河水等含有淤泥（silt）的水进行凝集处理的方法以及装置，特别是涉及一种采用无机凝集剂和阳离子系高分子凝集剂以及阴离子系高分子凝集剂对含有淤泥的水施以凝集处理后进行固液分离的方法以及装置。

背景技术

对诸如河水、湖泊和沼泽的水等用水或者污水、工业废水等废水之类的含有悬浮物（SS）的水进行的凝集、固液分离处理，通常是以如下方式实施：在添加用于去除含有SS的水中所含的SS所需要的无机凝集剂后，添加pH调节剂来调节成适于凝集处理的pH从而形成絮凝物，并采用沉降分离、浮上分离、过滤分离等进行固液分离以去除固体成分。在该凝集处理中，为了使所形成的絮凝物粗大化而提高固液分离性能，与无机凝集剂一起并用有高分子凝集剂，在专利文献1中，提出了如下方法：在各种悬浮液的凝集处理中，对高分子凝集剂分前后两级实施添加，在前级中添加阴离子系高分子凝集剂，在后级中添加阳离子系高分子凝集剂。

此外，有时采用沉淀槽作为凝集处理水的固液分离装置，还有时进一步采用过滤器处理由沉淀槽所分离的上清水。

另外，对固液分离水而言，有时根据其用途再进一步通过逆渗透（RO）膜分离装置来进行脱盐处理。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2008-114142号公报

发明内容

基于本发明人等的研究发现，当对含有高浓度淤泥的水进行凝集处理时，在先添加阴离子系高分子凝集剂而后添加阳离子系高分子凝集剂进行凝集处理的情况下，所形成的絮凝物过于粗大化，由此会使絮凝物变脆并容易崩解。即，淤泥是微细的土壤颗粒，在水中悬浮而难以沉降，以高浓度含有这种淤泥的水，即使采用通常的含有SS的水的凝集处理法，也无法得到良好的凝集絮凝物。

当絮凝物进行崩解而产生微细絮凝物时，该微细絮凝物会引起沉淀槽的上清水的浊度增高，使处理水的水质发生恶化，并且容易使后级的过滤器发生堵塞，由此会使过滤器的反洗频率加大。并且，在该后级中安装有RO膜分离装置的情况下，该RO膜分离装置也容易发生堵塞而存在压差升高的问题。

另外，在絮凝物过度粗大化的情况下，絮凝物内和絮凝物间的空隙率增大，沉淀槽的污泥界面上升，因此，为了将该污泥界面保持在适当位置，有必要加大污泥的取出量。

本发明的课题是提供一种含有淤泥的水的凝集处理方法以及装置以解决上述以往的问题，并且其能够在含有高浓度淤泥的水的凝集处理中，通过形成高密度且沉降性高的絮凝物来改善固液分离性能，并获得高水质的处理水。

为了解决上述课题，发明人等反复进行了精心研究，结果发现，在含有高浓度淤泥的水的凝集处理中，作为与无机凝集剂一起并用的高分子凝集剂的添加步骤，与专利文献1中所记载的方法相反，在先添加阳离子系高分子凝集剂后添加阴离子系高分子凝集剂时，在无机凝集剂和阳离子系高分子凝集剂的作用下，使SS结合得牢固，尽管絮凝物的直径小，但能够形成高密度且充分结实的絮凝物，此后，通过添加阴离子系高分子凝集剂，在保持该絮凝物处于高密度的状态下，进一步使其粗大化，形成难以崩解并且沉降性优良的絮凝物

本发明就是基于上述见解而完成的，并且以如下各种方案作为其要旨。

［1］一种含有淤泥的水的凝集处理方法，其是含有淤泥的水的处理方法，其具有在含有淤泥的水中添加凝集剂进行凝集处理的凝集工序、和在凝集工序之后的进行固液分离的固液分离工序，其特征在于，

该凝集工序具有：

在该含有淤泥的水中添加无机凝集剂以及阳离子系高分子凝集剂的工序；和

在添加无机凝集剂以及阳离子系高分子凝集剂的工序之后进行的添加阴离子系高分子凝集剂的工序。

［2］如［1］所述的含有淤泥的水的凝集处理方法，其特征在于，

在第一反应槽中、或者在导入该第一反应槽的含有淤泥的水中，添加所述无机凝集剂，

在该第一反应槽中添加所述阳离子系高分子凝集剂，

在该第一反应槽之外设置的第二反应槽中导入该第一反应槽的流出水，在该第二反应槽中或者在该第二反应槽的流入水中添加所述阴离子系高分子凝集剂。

［3］如［1］或者［2］所述的含有淤泥的水的凝集处理方法，其特征在于，所述无机凝集剂是Fe系凝集剂，并且使所述凝集工序的pH成为5～6。

［4］如［1］至［3］中任一项所述的含有淤泥的水的凝集处理方法，其特征在于，所述含有淤泥的水的浊度在100NTU以上并且SS浓度在200mg/L以上。

［5］一种含有淤泥的水的凝集处理装置，其特征在于，其具有：

用于导入含有淤泥的水的第一反应槽；

在导入该第一反应槽的含有淤泥的水中、或者在该第一反应槽中添加无机凝集剂的无机凝集剂添加装置；

在该第一反应槽中添加阳离子系高分子凝集剂的阳离子系高分子凝集剂添加装置；

用于导入来自该第一反应槽的流出水的第二反应槽；

在流向该第二反应槽中的流入水中或者在该第二反应槽中添加阴离子系高分子凝集剂的阴离子系高分子凝集剂添加装置；以及

对该第二反应槽的流出水进行固液分离的固液分离装置。

［6］如［5］所述的含有淤泥的水的凝集处理装置，其特征在于，其设置有用于使第一反应槽和第二反应槽的pH成为5～6的pH调节装置。

基于本发明，在对含有高浓度淤泥的水进行凝集处理时，能够形成高密度且沉降性优良、难以崩解的粗大絮凝物，因此，能够通过对该凝集处理水进行固液分离来获得高水质的处理水。

另外，当在沉淀槽中进行固液分离时，能够抑制上清水浊度的升高以及槽内的污泥界面的升高，能够减少用以保持污泥界面的污泥取出量，并且，能够降低在后级中设置的过滤器的反洗频率，能够获得高水质的过滤水。另外，进一步在后级中设置RO膜分离装置的情况下，也能够抑制该RO膜分离装置的压差的升高。

即使在设置膜分离装置或过滤器作为固液分离装置的情况下，也能够防止其压差的升高并降低反洗频率。

另外，在采用浮上分离槽作为固液分离装置的情况下，也可以防止浮垢的破损，可以获得澄清的处理水。

在本发明中，从获得充分去除SS的高水质处理水的观点出发，优选凝集处理在pH5～6的范围内进行；由于在上述pH条件下进行凝集处理的缘故，优选使用Fe系凝集剂作为无机凝集剂。

附图说明

图1是表示本发明的含有淤泥的水的凝集处理方法以及装置的实施方式的一个实例的系统图。

附图标记说明如下：

1 第一反应槽；2 第二反应槽；3 沉淀槽。

具体实施方式

下面，通过参照附图来详细说明本发明的含有淤泥的水的凝集处理方法以及装置的实施方式。

图1是表示本发明的含有淤泥的水的凝集处理方法以及装置的实施方式的一个实例的系统图。在图1中“原水（含有淤泥的水）”被导入第一反应槽1中，添加无机凝集剂和阳离子系高分子凝集剂（下称“阳离子聚合物”）以及根据需要添加的pH调节剂来进行凝集处理，然后，接着被导入第二反应槽2，添加阴离子系高分子凝集剂（下称“阴离子聚合物”）以及根据需要添加的pH调节剂来进行凝集处理。经过沉淀槽3，对第二反应槽2的流出水进行固液分离，取出上清水（分离水）作为处理水。

在本发明中进行凝集处理的含有淤泥的水，是指诸如河川、湖泊和沼泽等场所的表层水之类的、含有粒径在0.002～0.02mm左右的微细土壤颗粒的粘土性物质（淤泥）的水。在这种含有淤泥的水中，本发明对浊度在100NTU以上（例如100～10000NTU）并且SS浓度在100mg/L以上（例如100～3000mg/L左右）的含有高浓度淤泥的水特别有效。

如上所述的含有淤泥的水的凝集处理中的pH条件优选在pH5～6的范围。通过在该pH范围内进行凝集处理，能够获得高水质的处理水。因此，在图1中，在第一反应槽1和第二反应槽2中，优选根据需要添加酸性或碱性pH调节剂以使槽内液体的pH成为5～6。

另外，如此地将凝集处理时的pH设定为优选5～6，基于此，作为原水中添加的无机凝集剂，优选使用在pH5～6的范围内凝集效果高的Fe系无机凝集剂，例如三氯化铁、聚硫酸亚铁等中的一种或两种以上。Fe系凝集剂的比重是比较重的，这对提高所形成的絮凝物的沉降性也是有效的。

在原水中的无机凝集剂的添加量，是根据原水的水质、使用的无机凝集剂的种类的不同而不同，但在通常情况下，优选40～500mg/L左右。

作为在第一反应槽中添加的阳离子聚合物，并没有特别限制，例如，可以举出：聚二烯丙基季铵盐、聚（甲基）丙烯酸氨基酯、聚（甲基）丙烯酸氨基酯共聚物、聚乙烯亚胺、聚酰胺聚胺、二卤代烷聚亚烷基聚胺缩聚物、聚丙烯酰胺的曼尼期改性物、聚丙烯酰胺的霍夫曼降解物、聚（甲基）丙烯酸酯聚亚烷聚胺、阳离子化淀粉、壳聚糖等。可使用它们中的一种或者两种以上。

对阳离子聚合物的添加量而言，若过少则无法形成充分致密的絮凝物，若过多则有可能会泄漏、堵塞过滤器或者RO膜，从上述观点出发，优选为2.5～10mg/L左右。

此外，在第一反应槽1中，为了形成充分致密的絮凝物，优选以使第一反应槽1的停留时间成为10～30min的方式进行处理。

作为在第二反应槽2中添加的阴离子聚合物，并没有特别限制，例如，可以举出：聚丙烯酰胺的部分水解物、聚丙烯酰胺与丙烯酸钠的共聚物、丙烯酰胺与乙烯基磺酸钠的共聚物、以及丙烯酰胺与丙烯酸钠与2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸钠的三元共聚物等。可使用它们中的一种或者两种以上。

对阴离子聚合物的添加量而言，若过少则无法使絮凝物充分粗大化，若过多则有可能会与阳离子聚合物同样地发生泄漏、堵塞过滤器或者RO膜，从上述观点出发，优选为2～10mg/L左右。

此外，在第二反应槽2中，为了使絮凝物充分粗大化，优选以使第二反应槽2的停留时间成为10～30min的方式进行处理。

优选对第二反应槽2的凝集处理水进行固液分离的沉淀槽3是在LV1～5m/hr左右的条件下运行。

图1中示出了本发明的实施方式的一个例子，但对本发明而言，只要不超出其宗旨即可，并不局限于图1所示的方式。

例如，对无机凝集剂的添加而言，除了可添加于第一反应槽1中之外，也可添加于通向第一反应槽1的原水的导入配管中，也可添加于该导入配管和第一反应槽1两者中。

另外，对阴离子聚合物的添加而言，除了可添加于第二反应槽2中之外，也可添加于用以将第一反应槽1的流出水导入第二反应槽2的配管中，也可添加于该导入配管和第二反应槽2两者中。

另外，对固液分离装置而言，并不限于沉淀槽，也可以是过滤器、超滤膜分离装置、微滤膜分离装置、或者浮上分离槽，也可以在沉淀槽的后级中设置过滤器和这些膜分离装置。并且，还可以采用RO膜分离装置来处理固液分离水。

实施例

下面，通过举出实施例、比较例以及实验例来更具体地说明本发明。

[实施例1]

采用图1所示的装置，对浊度为100NTU、SS浓度为200mg/L的含有淤泥的水进行了凝集、固液分离处理。

作为无机凝集剂，使用了三氯化铁（FeCl₃）并添加了100mg/L。另外，作为阳离子聚合物，添加了5mg/L的栗田工业株式会社制造的“ゼータエース（Zetaace）（注册商标）”；作为阴离子聚合物，添加了5mg/L的栗田工业株式会社制造的“クリフロック（Kuriflock）（注册商标）”。使第一反应槽1的停留时间成为10min、第二反应槽2的停留时间成为10min、沉淀槽3的通水LV成为4m/hr，在第一反应槽1中添加pH调节剂以达到pH5.5。在第二反应槽2中不添加pH调节剂，保持pH5.5。

调查该处理所获得的处理水（沉淀槽上清水）的浊度，并将结果示于表1中。

[比较例1]

除了在实施例1中没有在第一反应槽1内添加阳离子聚合物以外，与实施例1同样地进行处理，调查所获得的处理水（沉淀槽上清水）的浊度，并将结果示于表1中。

[比较例2]

除了在实施例1中在第一反应槽1内添加阴离子聚合物并在第二反应槽2内添加阳离子聚合物以外，与实施例1同样地进行处理、调查所获得的处理水（沉淀槽上清水）的浊度，并将结果示于表1中。

表1

	聚合物的添加	处理水浊度（NTU）
			实施例1	阳离子聚合物→阴离子聚合物	0.8
比较例1	只有阴离子聚合物	4.5
			比较例2	阴离子聚合物→阳离子聚合物	5.0

根据表1可知，按照本发明通过在添加阳离子聚合物后添加阴离子聚合物能够获得高水质的处理水。

[实验例1]

除了在实施例1中添加pH调节剂以使第一反应槽1的槽内液体的pH成为如表2所示的值以外，与实施例1同样地进行处理，调查所获得的处理水（沉淀槽上清水）的浊度，并将结果与实施例1的结果一起示于表2中。

另外，第二反应槽2的pH与第一反应槽1的pH相等。

表2

pH	4.5	5	5.5	6	6.5
						处理水浊度（NTU）	1.24	0.78	0.8	0.83	1.3

根据表2可知，优选凝集处理时的pH在5～6的范围。

Claims (7)

1.一种含有淤泥的水的凝集处理方法，其是含有淤泥的水的处理方法，其具有在含有淤泥的水中添加凝集剂进行凝集处理的凝集工序、和在凝集工序之后的进行固液分离的固液分离工序，其特征在于，

该凝集工序具有：

在该含有淤泥的水中添加无机凝集剂以及阳离子系高分子凝集剂的工序；和

在添加无机凝集剂以及阳离子系高分子凝集剂的工序之后进行的添加阴离子系高分子凝集剂的工序。

2.如权利要求1所述的含有淤泥的水的凝集处理方法，其特征在于，

在第一反应槽中、或者在导入该第一反应槽的含有淤泥的水中，添加所述无机凝集剂，

在该第一反应槽中添加所述阳离子系高分子凝集剂，

在该第一反应槽之外设置的第二反应槽中导入该第一反应槽的流出水，在该第二反应槽中或者在该第二反应槽的流入水中添加所述阴离子系高分子凝集剂。

3.如权利要求1或2所述的含有淤泥的水的凝集处理方法，其特征在于，所述无机凝集剂是Fe系凝集剂，并且使所述凝集工序的pH成为5～6。

4.如权利要求1或2所述的含有淤泥的水的凝集处理方法，其特征在于，所述含有淤泥的水的浊度在100NTU以上并且SS浓度在200mg/L以上。

5.如权利要求3所述的含有淤泥的水的凝集处理方法，其特征在于，所述含有淤泥的水的浊度在100NTU以上并且SS浓度在200mg/L以上。

6.一种含有淤泥的水的凝集处理装置，其特征在于，其具有：

用于导入含有淤泥的水的第一反应槽；

在导入该第一反应槽的含有淤泥的水中、或者在该第一反应槽中添加无机凝集剂的无机凝集剂添加装置；

在该第一反应槽中添加阳离子系高分子凝集剂的阳离子系高分子凝集剂添加装置；

用于导入来自该第一反应槽的流出水的第二反应槽；

在流向该第二反应槽的流入水中、或者在该第二反应槽中添加阴离子系高分子凝集剂的阴离子系高分子凝集剂添加装置；以及

对该第二反应槽的流出水进行固液分离的固液分离装置。

7.如权利要求6所述的含有淤泥的水的凝集处理装置，其特征在于，其设置有用于使所述第一反应槽和第二反应槽的pH成为5～6的pH调节装置。