JP2000263086A

JP2000263086A - 排水処理装置

Info

Publication number: JP2000263086A
Application number: JP11072876A
Authority: JP
Inventors: Shirushi Miki; 璽三木; Katsuyasu Horiuchi; 克泰堀内
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1999-03-18
Filing date: 1999-03-18
Publication date: 2000-09-26

Abstract

(57)【要約】【課題】酸性排水処理系統におけるスケールの付着を防
止する。【解決手段】アルカリ性排水処理系統１の加圧浮上分離
槽１５と調整槽２０との間の配管に流量調整用のバルブ
５１を設けると共に、加圧浮上分離槽１５で分離したア
ルカリ性処理水を酸性排水処理系統３の沈澱槽３５に導
入するようにし、加圧浮上分離槽１５と沈澱槽３５との
間に流量調整用のバルブ５２を設ける。酸性排水処理系
統２の計量槽３２で測定した酸性排水量と計測器４３で
計測した酸性処理水のＣＯＤとをもとに、バルブ制御装
置５５において、酸性排水処理系統２での許容処理流量
とＣＯＤとを満足し得る、アルカリ性処理水の目標流量
Ｑ^*を検出し、バルブ５１及び５２を制御して、アルカ
リ性処理水を目標流量Ｑ ^*だけ沈澱槽３５に導入する。
凝集処理後の酸性凝集分離排水はアルカリ性処理水によ
って中和されるから、配管等にスケールとして付着する
ことが回避される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、鉱工業排水等の処
理装置に関し、特に、アルカリ性及び酸性の排水を中和
させて放流するようにした排水処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、鉱工業排水等の排水は、アルカリ
系排水と酸・メッキ系排水とに分けて処理するようにし
ている。つまり、図３に示すように、アルカリ性排水処
理系統１と酸性排水処理系統２との独立した処理系統が
設けられ、それぞれの処理系統において処理されるよう
になっている。

【０００３】前記アルカリ性排水処理系統１では、例え
ば表面処理鋼板の脱脂工程から排出される排水等の、ｐ
Ｈ値が１２〜１４程度のアルカリ系排水を処理し、前記
酸性排水処理系統２では、例えば、酸洗液、メッキ排水
等の、ｐＨ値が１〜２程度の酸・メッキ系排水を処理す
るようになっている。そして、アルカリ性排水処理系統
１では、アルカリ性排水は原水槽１１に貯留され、計量
槽１２に導入されて流量調整された後、中和槽１３に導
入される。この中和槽１３で、例えばＨ₂ＳＯ₄等の酸
性の中和剤が添加されてｐＨ調整が行われる。

【０００４】中和槽１３でのｐＨ調整後のアルカリ性中
和排水は、凝集槽１４に導入され、必要に応じて高分子
凝集剤等の凝集剤が添加されて攪拌される。そして、凝
集槽１４で凝集処理されたアルカリ性凝集分離排水は、
加圧浮上分離槽１５に導入されてここで加圧空気が飽和
される等して、中和澱物であるスカムと処理水とに分離
される。

【０００５】加圧浮上分離槽１５での加圧により生成さ
れたスカムはスカム貯槽１６に貯蓄された後、脱水機１
７に導入されて脱水が行われ、その後焼却炉１８に送ら
れて焼却処分される。一方、加圧浮上分離槽１５で分離
された処理水は、調整槽２０でｐＨ調整等が行われた
後、砂ろ過器２１を介して活性炭吸着塔２２に送られ、
ここで脱色、脱臭が行われて、処理水槽２５に送られ
る。このとき、流量計及びＣＯＤ計等の計測器２３によ
って、流量が計測されると共に、ＣＯＤ（化学的酸素要
求量）の測定が行われるようになっている。

【０００６】また、ｐＨ値が１〜２程度の酸・メッキ系
の排水を処理する酸性排水処理系統２では、酸・メッキ
系の排水である酸性排水は原水槽３１に貯留され、この
酸性排水は、計量槽３２で流量調整されて、中和槽３３
に導入される。この中和槽３３では、例えばＣａ（Ｏ
Ｈ）₂等のアルカリ性の中和剤が添加されてｐＨ調整が
行われる。

【０００７】中和槽３３でのｐＨ調整後の酸性中和排水
は凝集槽３４に導入され、必要に応じて高分子凝集剤等
の凝集剤が添加され攪拌される。そして、凝集槽３４で
凝集処理された酸性凝集分離排水は、沈澱槽３５に導入
されてここで固液分離が行われ、中和澱物であるスラッ
ジと処理水とに分離される。沈澱槽３５で生成されたス
ラッジは、スラッジ貯槽３６に貯蓄された後、脱水機３
７に導入されて脱水が行われ、その後産業廃棄物として
処分される。

【０００８】一方、沈澱槽３５で分離された処理水は、
再中和槽４０で再度ｐＨ調整され、その後、砂ろ過器４
１を介して処理水槽２５に送られる。このとき、計測器
４３によって、流量が計測されると共にＣＯＤの測定が
行われるようになっている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記酸
性排水処理系統２では、中和槽３３で酸化物、水酸化
物、塩等に転化された中和殿物を、凝集槽３４で凝集さ
せるようにしているが、中和槽３３で転化されなかった
金属イオン等が沈澱槽３５や配管にスケールとして付着
したり、砂ろ過器４１のろ材の消耗を早めたり、また、
脱水機３７のろ布が目詰まりするといった問題を引き起
こしている。

【００１０】そのため、沈澱槽３５や配管のスケールを
除去する作業を定期的に行う必要があり、さらに、酸・
メッキ系の排水は、重金属を含んでいるため、スケール
が非常に固く成長し、除去しにくいという問題がある。
また、スケールの付着を回避する方法として、中和槽３
３でのｐＨ調整時に、より中性となるようにｐＨ調整を
行う方法も考えられるが、中和槽３３では、凝集槽３４
の凝集剤に適したｐＨ値に調整する必要があるため、限
度がある。

【００１１】これに対し、アルカリ性排水処理系統１で
もスケールが付着するが、アルカリ系の排水を処理して
いるため、生成されるスケールは柔らかく成長しない。
そこで、この発明は上記従来の問題に着目してなされた
ものであり、酸性排水処理系統におけるスケールの発生
を防止することの可能な排水処理装置を提供することを
目的としている。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の請求項１に係る排水処理装置は、排水のｐ
Ｈ調整を行うｐＨ調整部と、このｐＨ調整部でｐＨ調整
したｐＨ調整排水を凝集分離する凝集処理部と、この凝
集処理部で凝集分離した凝集分離排水を固液分離する固
液分離処理部と、を有する排水処理系を備え、アルカリ
性排水及び酸性排水を個別の前記排水処理系で処理する
ようにした排水処理装置において、前記アルカリ性排水
の排水処理系の前記固液分離処理部で分離した分離液
を、前記酸性排水の排水処理系の前記凝集処理部で凝集
分離した凝集分離排水に混入するようにしたことを特徴
としている。

【００１３】この請求項１の発明では、アルカリ性排水
の排水処理系の固液分離処理部で分離された分離液が、
酸性排水の排水処理系の凝集処理部で凝集分離された凝
集分離排水に混入されるから、凝集分離排水中の金属イ
オン等が中和され、この金属イオンが、固液分離処理部
の分離槽や凝集分離排水が通過する配管等にスケールと
して付着することが回避される。

【００１４】また、請求項２に係る排水処理装置は、前
記酸性排水の排水処理系の余剰処理能力を検出する余剰
処理能力検出手段と、前記酸性排水の排水処理系の放流
水の水質を検出する水質検出手段と、前記余剰処理能力
検出手段の検出余剰処理能力及び前記水質検出手段の検
出水質をもとに、前記酸性排水の排水処理系に混入する
前記分離液の混入量を制御する混入量制御手段と、を備
えることを特徴としている。

【００１５】この請求項２の発明では、例えば、酸性排
水の排水処理系の排水処理の余裕流量、つまり、酸性排
水の排水処理系の処理可能流量と現在の処理流量との差
等といった、酸性排水の排水処理系の余剰処理能力と、
放流水の水質とをもとに、酸性排水の排水処理系へ混入
するアルカリ性排水の混入量が決定され、この混入量分
だけ、酸性排水の排水処理系に混入するように制御され
る。したがって、アルカリ性排水を混入することによ
り、酸性排水の排水処理系の処理がオーバーフローする
はなく、また、放流水の水質等が基準値を越えることは
ない。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を説
明する。図１は、本発明の一例を示す排水処理装置の処
理プロセスを模式化した模式図である。この排水処理装
置１００は、前記図３に示す従来の排水処理装置１００
と基本的な構成は同一であるので、同一部の詳細な説明
は省略する。

【００１７】この排水処理装置１００は、鉄鋼ラインの
各工程で排出される排水を処理するものであって、アル
カリ性排水処理系統１と、酸性排水処理系統２とが設け
られ、アルカリ性排水処理系統１では、ｐＨ値が１２〜
１４程度のアルカリ系排水を処理し、前記酸性排水処理
系統２では、ｐＨ値が１〜２程度の酸・メッキ系排水を
処理する。

【００１８】前記アルカリ性排水処理系統１では、アル
カリ性排水は原水槽１１に貯留され、このアルカリ性排
水は、計量槽１２で計量されその流量調整等が行われ
て、中和槽１３に導入される。そして、中和槽１３で、
アルカリ性排水に、例えばＨ₂ＳＯ₄等の酸性の中和剤
が添加され、次の凝集槽１４で用いられる凝集剤に適し
たｐＨ値（例えば７．５〜９程度）となるように調整さ
れる。

【００１９】中和槽１３でのｐＨ調整後のアルカリ性中
和排水は、凝集槽１４に導入され必要に応じて、高分子
凝集剤等の凝集剤が添加され攪拌される。そして、凝集
槽１４で凝集処理されたアルカリ性凝集分離排水は、加
圧浮上分離槽１５に導入され、加圧空気が飽和されて、
スカムとアルカリ性処理水とに分離される。分離された
スカムはスカム貯槽１６に貯蓄された後、脱水機１７に
導入されて脱水が行われ、その後焼却炉１８に送られて
焼却処分される。一方、加圧浮上分離槽１５で分離され
たアルカリ性処理水（分離液）は、調整槽２０に導入さ
れると共に、必要に応じて酸性排水処理系統２の沈澱槽
３５に導入される。そして、前記加圧浮上分離槽１５と
調整槽２０との間には、流量調整用のバルブ５１が設け
られ、加圧浮上分離装置１５と酸性排水処理系統２との
間には、流量調整用のバルブ５２が設けられ、これらバ
ルブ５１及び５２は、後述のバルブ制御装置５５によっ
て制御されるようになっている。

【００２０】調整槽２０に導入されたアルカリ性処理水
は、例えば、塩酸や硫酸によって中和処理しｐＨ値を
“７”付近にする等、ｐＨ調整が行われ、さらに、砂ろ
過器２１を介して活性炭吸着塔２２に送られ脱色、脱臭
が行われた後、処理水槽２５に導入される。この処理水
槽２５への導入の際に、流量計及びＣＯＤ計等の計測器
２３によって、アルカリ性処理水の流量が計測されると
共に、ＣＯＤの測定が行われ、これら測定値は、例えば
図示しない上位計算機に出力されて放流量の制御が行わ
れる。

【００２１】一方、前記酸性排水処理系統２では、酸性
排水は原水槽３１に貯留され、この酸性排水は計量槽３
２で計量され、その流量調整等が行われて中和槽３３に
導入される。このとき、計量槽３２で計量した計量結果
は、後述のバルブ制御装置５５に出力される。そして、
中和槽３３に導入された酸性排水は、中和槽３３で、例
えばＣａ（ＯＨ）₂等のアルカリ性の中和剤が添加さ
れ、次の凝集槽３４で用いられる凝集剤に適したｐＨ値
（例えば４〜６程度）となるようにｐＨ調整が行われ
る。

【００２２】中和槽３３でのｐＨ調整後の酸性中和排水
は凝集槽３４に導入され、必要に応じて高分子凝集剤等
の凝集剤が添加され攪拌される。そして、凝集槽３４で
凝集処理された酸性凝集分離排水は沈澱槽３５に導入さ
れ、スラッジと酸性処理水とに分離される。また、前記
沈澱槽３５には、アルカリ性排水処理系統１の加圧浮上
分離槽１５で分離したアルカリ性処理水がバルブ５２を
介して導入される。

【００２３】前記沈澱槽３５で分離されたスラッジは、
スラッジ貯槽３６に貯蓄された後、脱水機３７に導入さ
れて脱水が行われ、その後産業廃棄物として処分され
る。一方、酸性処理水は、再中和槽４０で再度ｐＨ調整
が行われ、その後、砂ろ過器４１を介して処理水槽２５
に導入される。この処理水槽２５への導入の際に、流量
系及びＣＯＤ系等の計測器４３によって、酸性処理水の
流量が計測されると共にＣＯＤの測定が行われ、これら
測定値は、後述のバルブ制御装置５５に出力されると共
に、例えば図示しない上位計算機に出力されて放流量の
制御が行われる。

【００２４】前記バルブ制御装置５５は、前記計量槽３
２の計量結果と、前記計測器４３の計測結果とを入力
し、これらに基づいて前記バルブ５１及び５２を制御し
て、加圧浮上分離槽１５で分離したアルカリ性処理水の
調整槽２０への流量及び沈澱槽３５への流量を制御す
る。ここで、中和槽１３，３３がｐＨ調整部に対応し、
凝集槽１４，３４が凝集処理部に対応し、加圧浮上分離
槽１５及び沈澱槽３５が固液分離処理部に対応し、計量
槽３２が余剰処理能力検出手段に対応し、計測器４３が
水質検出手段に対応し、バルブ制御装置５５が混入量制
御手段に対応している。

【００２５】次に、上記実施の形態の動作を、図２に示
すバルブ制御装置５５の処理手順に基づいて説明する。
各工程で排出された排水のうち、脱脂工程等から排出さ
れるアルカリ性排水は、アルカリ性排水処理系統１の原
水槽１１に導入され、酸・メッキ系の酸性排水は、酸性
排水処理系統２の原水槽３１に導入されて、上述のよう
に各槽を経由し、それぞれアルカリ性処理水とスカム、
酸性処理水とスラッジとに分離され、処理水は、最終的
な水質調整が行われて処理水槽２５に導入され、スカム
或いはスラッジはそれぞれ焼却処分或いは廃棄処分され
る。

【００２６】このとき、バルブ制御装置５５では、図２
のフローチャートに示す、バルブ制御処理を実行する。
まず、ステップＳ１で計量槽３２で計量している、酸性
排水の流量の計量結果を読み込み、また、計測器４３で
計測した処理水槽２５へ導入している酸性処理水のＣＯ
Ｄを読み込む。次に、ステップＳ２に移行し、計量槽３
２の計量結果、及び沈澱槽３５以降の工程で処理可能な
酸性排水量等をもとに、アルカリ性排水処理系統１から
のアルカリ性処理水の受け入れ可能流量Ｑ₁を検出す
る。

【００２７】次いで、ステップＳ３に移行し、アルカリ
性処理水を酸性排水処理系統２に混入した場合のＣＯＤ
の値が、放流水質基準として定められたＣＯＤを満足し
得るアルカリ性処理水の流量Ｑ₂を、計測器４３のＣＯ
Ｄの計測結果をもとに推定する。そして、ステップＳ４
に移行し、ステップＳ２で検出したアルカリ性処理水の
受け入れ可能流量Ｑ₁とステップＳ３で検出した基準の
ＣＯＤを満足し得る流量Ｑ₂との何れか小さい方を、目
標流量Ｑ^*として設定する。

【００２８】そして、ステップＳ５に移行し、バルブ５
１及び５２を調整して調整槽２０へのアルカリ性処理水
の流量を減少させ、ステップＳ５で設定した目標流量Ｑ
^*だけ、アルカリ性処理水を沈澱槽３５に導入する。つ
まり、計量槽３２で検出される酸性排水の流量が、処理
可能な酸性排水の流量に近ければ、受け入れ可能流量Ｑ
₁は少なくなり、逆に、酸性排水の流量が少なければ受
け入れ可能流量Ｑ₁は多くなる。また、計測器４３で計
測される酸性処理水のＣＯＤが基準値に近ければ、流量
Ｑ₂は小さくなり、ＣＯＤが基準値よりも小さければ流
量Ｑ₂は大きくなる。そして、受け入れ可能流量Ｑ₁と
流量Ｑ ₂との何れか小さい方が、目標流量Ｑ^*として設
定され、この目標流量Ｑ₂だけ、アルカリ性処理水が沈
澱槽３５に導入される。

【００２９】このとき、目標流量Ｑ^*は、酸性排水処理
系統２で処理可能な受け入れ可能流量Ｑ₁以下又は、Ｃ
ＯＤが基準値以下となる流量Ｑ₂以下の値であるから、
酸性排水処理系統２での処理がオーバーフローすること
はない。また、一般にアルカリ性処理水を混入した場合
ＣＯＤ負荷が増加するが、ＣＯＤがその基準値を越える
ことのない流量を混入するようにしているから、処理水
槽２５に導入される酸性処理水のＣＯＤが基準値を越え
ることはない。

【００３０】また、酸性排水処理系統２では、凝集槽３
４で凝集処理が行われた酸性凝集分離排水に、アルカリ
性排水処理系統１のアルカリ性処理水が混入されるか
ら、酸性凝集分離排水中に含まれる金属イオンは、アル
カリ性処理水によって塩等に転化されることになる。よ
って、金属イオンがスケールとして沈澱槽３５や、配管
に付着することが防止される。また、このように金属イ
オンを中和することによってスラッジ貯槽３６或いは再
中和槽４０への金属イオンの流出が防止されるから、砂
ろ過器４１のろ材或いは脱水機３７のろ布への目詰まり
が防止される。

【００３１】ちなみに、砂ろ過器４１については、その
ろ材寿命が二倍になることが確認できた。また、脱水機
３７については、そのろ布の寿命が二倍になることが確
認でき、脱水効率が月平均で約２％程度向上することが
確認できた。したがって、配管等へのスケールの防止を
回避することができるから、沈澱槽３５或いは配管等の
清掃を定期的に行う必要がない。また、ろ材或いはろ布
の消耗を防止することができるから、経費削減を図るこ
とができる。

【００３２】また、従来備わっている、アルカリ系排水
処理系１のアルカリ性処理水を酸系排水処理系統２の沈
澱槽３５に導入するようにしているから、スペース的に
もコストの点でも好適であり、大幅な設備増加を伴うこ
となく、容易に実現することができる。なお、上記実施
の形態においては、放流水質基準を満足するＣＯＤとな
るための流量Ｑ₂を検出するようにした場合について説
明したが、これに限るものではなく、例えばＢＯＤ（生
物化学的酸素要求量）等の他の水質基準項目を満足し得
る流量Ｑ₂を検出するようにしてもよい。

【００３３】また、上記実施の形態においては、酸性排
水処理系統２に、処理余裕があるときにのみ、アルカリ
性処理水を導入するようにした場合について説明した
が、これに限るものではなく、例えば、計量槽３２にお
いて、酸性排水処理系統２へのアルカリ性処理水の導入
量を考慮して酸性排水の流量調整を行い、常にアルカリ
性処理水を酸性排水処理系統２へ導入するようにしても
よい。また、このとき、必要に応じて、或いは定期的
に、アルカリ性処理水を導入できるだけの余裕量がのこ
るように酸性排水の流量調整を行うようにしてもよい。

【００３４】また、上記実施の形態においては、アルカ
リ性処理水を沈澱槽３５に導入するようにした場合につ
いて説明したが、凝集槽３４と沈澱槽３５との間の配管
に混入するようにしてもよく、このようにすることによ
って、凝集槽３４と沈澱槽３５との間の配管にスケール
が付着することを回避することができる。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の請求項１
に係る排水処理装置によれば、アルカリ性排水の固液分
離処理部での分離後の分離液を、酸性排水の凝集処理部
の凝集分離排水に混入するようにしたから、凝集分離排
水中の金属イオン等を除去することができ、固液分離処
理部や配管等にスケールが付着することを回避すること
ができる。

【００３６】また、請求項２に係る排水処理装置によれ
ば、酸性排水の排水処理系の余剰処理能力と、酸性排水
の排水処理系の放流水の水質とをもとに、酸性排水の排
水処理系へのアルカリ性排水の排水処理系の分離液の混
入量を制御するようにしたから、酸性排水の排水処理系
の処理がオーバーフローすることを回避することができ
ると共に、放流水の水質が基準値を越えることを回避す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明における排水処理装置の一例を示す処理
プロセスの模式図である。

【図２】バルブ制御処理の処理手順の一例を示すフロー
チャートである。

【図３】従来の排水処理装置の一例を示す処理プロセス
の模式図である。

【符号の説明】

１アルカリ性排水処理系２酸性排水処理系１１，３１原水槽１２，３２計量槽１３，３３中和槽１４，３４凝集槽１５加圧浮上分離槽１６スカム貯槽２１，４１砂ろ過器２３，４３計測器３５沈澱槽３６スラッジ貯槽

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｃ０２Ｆ 1/66 ５２１Ｃ０２Ｆ 1/66 ５２１Ｄ５２２５２２Ａ５３０５３０Ｇ５３０Ｐ５４０５４０Ａ５４０ＺＦターム(参考） 4D062 BA19 BA23 BB05 CA20 DB01 EA02 EA06 EA13 EA14 EA16 EA32 EA33 FA02 FA03 FA16 FA22 FA28

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】排水のｐＨ調整を行うｐＨ調整部と、こ
のｐＨ調整部でｐＨ調整したｐＨ調整排水を凝集分離す
る凝集処理部と、この凝集処理部で凝集分離した凝集分
離排水を固液分離する固液分離処理部と、を有する排水
処理系を備え、アルカリ性排水及び酸性排水を個別の前
記排水処理系で処理するようにした排水処理装置におい
て、前記アルカリ性排水の排水処理系の前記固液分離処理部
で分離した分離液を、前記酸性排水の排水処理系の前記
凝集処理部で凝集分離した凝集分離排水に混入するよう
にしたことを特徴とする排水処理装置。
【請求項２】前記酸性排水の排水処理系の余剰処理能
力を検出する余剰処理能力検出手段と、前記酸性排水の排水処理系の放流水の水質を検出する水
質検出手段と、前記余剰処理能力検出手段の検出余剰処理能力及び前記
水質検出手段の検出水質をもとに、前記酸性排水の排水
処理系に混入する前記分離液の混入量を制御する混入量
制御手段と、を備えることを特徴とする請求項１記載の
排水処理装置。