JP2001104962A - 水の凝集沈殿処理方法および装置 - Google Patents

水の凝集沈殿処理方法および装置

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JP2001104962A
JP2001104962A JP28177599A JP28177599A JP2001104962A JP 2001104962 A JP2001104962 A JP 2001104962A JP 28177599 A JP28177599 A JP 28177599A JP 28177599 A JP28177599 A JP 28177599A JP 2001104962 A JP2001104962 A JP 2001104962A
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Katsuyuki Kataoka
克之 片岡
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 アルミニウム系凝集剤に代わる環境に優しい
凝集剤を用いることにより、従来の凝集沈殿法に比べ
て、新鮮な凝集剤の添加量が大幅に削減させ、凝集沈殿
性をよくし、汚泥の腐敗による硫化水素の発生を減少さ
せる。 【解決手段】 原水に第2鉄イオンを含む鉄系無機凝集
剤およびα化澱粉水溶液を添加して、原水中の懸濁質を
凝集させて凝集フロックを形成させる第一工程と、該凝
集フロックを沈殿分離し、分離汚泥の少なくとも一部を
返送汚泥として返送する第二工程と、前記原水に返送す
る返送汚泥に鉱酸を添加し、該返送汚泥中に含まれる水
酸化鉄をイオン化し、また澱粉分子を懸濁質から離脱す
る第三工程とを設けたことを特徴とする水の凝集沈殿処
理方法。及びその処理装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、原水を浄化する凝
集沈殿処理方法および装置に係り、特に上水処理用の原
水を凝集処理する方法とその装置に関するものであり、
また汚泥の発生量を減少できる凝集処理方法とその装置
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来から、原水を浄化処理する興味深い
方法、装置が提案されている。即ち、「Al分を含有す
る凝集剤の添加により原水中の懸濁質を凝結させる撹拌
系と、凝集フロックを沈殿回収し、沈殿汚泥の一部を原
水に返送し、さらに返送汚泥に水酸化アルミニウムをイ
オン化させるために酸を添加すること」が知られてい
る。
【0003】上記、従来技術の主要な特徴は、アルミニ
ウム系凝集剤を使用すること、酸によってイオン化した
アルミニウムが凝集剤として作用するため、新鮮な凝集
剤の添加量がある程度削減でき、汚泥発生量が減少する
ことにある。しかし、本発明者が、この従来技術を検討
したところ、以下に記載するような諸問題点のあること
が認められた。 生成フロックの沈降性が大きくないこと。 新鮮なアルミニウム系凝集剤の削減がせいぜい30%
程度になるだけであり、汚泥発生量が大幅には減少しな
いこと。 夏期に沈殿汚泥が腐敗し易く、酸処理汚泥からは硫化
水素の悪臭が発生し易いこと。 従って、沈殿汚泥の腐敗を防止するための曝気処理を
必要とすること。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の従来
技術に看られる種々問題点に鑑み、アルミニウム系凝集
剤に代わる環境に優しい凝集剤を用いることにより、下
記の諸事項を解決しようとするものである。 フロックの沈降性をアルミニウム系凝集剤を用いた従
来技術よりも大幅に向上させること。 新たに添加する無機質凝集剤の所要量を更に低減でき
るようにし、汚泥発生量を減少させること。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記で指摘し
た種々課題を解決するため、従来広く使用されているア
ルミニウム系凝集剤に代わる凝集剤について鋭意研究し
たところ、塩化第2鉄などの鉄系の凝集剤が環境に優し
くてより好ましく、その上、新たに、α化澱粉水溶液を
併用することにより、形成するフロックが極めて大きく
なり、良好な沈降性を与えることを知り本発明に想到し
た。
【0006】即ち、本発明は、以下に記載する各項によ
り構成される。 (1)原水に第2鉄イオンを含む鉄系無機凝集剤および
α化澱粉水溶液を添加して、原水中の懸濁質を凝集させ
て凝集フロックを形成させる第一工程と、該凝集フロッ
クを沈殿分離し、分離汚泥の少なくとも一部を返送汚泥
として返送する第二工程と、前記原水に返送する返送汚
泥に鉱酸を添加し、該返送汚泥中に含まれる水酸化鉄を
イオン化し、また澱粉分子を懸濁質から離脱する第三工
程とを設けたことを特徴とする水の凝集沈殿処理方法。 (2)前記鉄系無機凝集剤が塩化第2鉄であることを特
徴とする前記(1)記載の水の凝集沈殿処理方法。
【0007】(3)原水に第2鉄イオンを含む鉄系無機
凝集剤およびα化澱粉水溶液を添加して、原水中の懸濁
質を凝集させて凝集フロックを形成させる撹拌系と、該
凝集フロックを沈殿分離し、分離汚泥の少なくとも一部
を返送汚泥として前記原水に返送する汚泥返送系を有
し、該汚泥返送系に鉱酸を添加し、返送汚泥中に含まれ
る水酸化鉄をイオン化する手段を設けたことを特徴とす
る凝集沈殿処理装置。 (4)前記鉄系無機凝集剤が塩化第2鉄であることを特
徴とする前記(3)記載の凝集沈殿処理装置。なお、本
発明は主として上水処理用の原水の凝集処理に関する
が、これに限定されるものではない。また、「α化澱
粉」は、でんぷん粉末懸濁水にNaOHを添加して、あ
るいは加熱してのり状溶解液にしたものを意味する。
【0008】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面を参照
して説明する。図1は、本発明を実施する一態様を説明
し、処理対象の原水1は図示しないポンプにより、原水
導入管2を通して撹拌槽3に供給される。この供給経路
上において、原水1に鉄系無機凝集剤、特に好ましくは
塩化第2鉄9の溶液が添加されて撹拌槽3に供給され
る。
【0009】この撹拌槽3には、また別に澱粉水溶液1
1が供給され、原水1中に混入する各種の不純物等は、
前記の塩化第2鉄9とα化澱粉水溶液11との混合によ
り形成する凝集フロックによって吸蔵されて沈殿池4に
移行し、所定時間の滞留により、前記不純物を吸蔵した
凝集フロックが、沈殿池4の底部に沈降堆積し、不純物
を分離した上澄水が処理水5となって沈殿池4から流出
し、必要があれば、さらに図示しない後段の処理系、例
えば砂濾過処理装置、活性炭処理装置等に供給して処理
する。
【0010】沈殿池4の底部に沈降、堆積したなお水を
含む沈殿汚泥6は、図示しない汚泥ポンプ等によって、
汚泥濃縮槽(シックナー)7に移行し、所定の時間滞留
する間に、10倍程度に濃縮され、図示しない汚泥ポン
プ等により汚泥脱水機8に移送して脱水処理する。一
方、シックナー7で沈降分離した濃縮汚泥の一部を、シ
ックナー7の底部から原水導入管2に至る間に配設した
導管13に送るが、その導管13に、酸10の供給管
と、図示しないpH測定器を付設した酸処理撹拌槽12
を設置して、所望のpH値に調整した濃縮汚泥を原水1
に供給できるようにしている。
【0011】酸処理撹拌槽12において、硫酸等の酸1
0をシックナー7からの濃縮汚泥に添加して、pH値を
1.6〜2.1の範囲に調整し、10分ほど撹拌すると
汚泥中の水酸化鉄が溶解して、第2鉄イオンを生成し、
澱粉分子も懸濁質から離脱する。離脱した澱粉がフロッ
ク形成に作用する。なお、この際におけるpH値の調整
は非常に重要であって、pH値が2.1より上では水酸
化鉄が溶解しにくく、イオン状の鉄を効果的に得ること
はできないので避けるべきであり、またpH値が1.6
未満ではいたずらに酸の所要量が増加するので避けるべ
きである。したがって、シックナー7からの濃縮汚泥を
硫酸等の酸10で処理した酸処理汚泥は、前記のように
原水に添加された新鮮な塩化第2鉄9と共に凝集剤とし
て再利用することができる。
【0012】本発明において使用する鉄系凝集剤の種類
としては、塩化第2鉄、硫酸第2鉄、塩素化コッパラ
ス、ポリ硫酸第2鉄などが挙げられるが、塩化第2鉄が
特に好ましい。すなわち、上水を得る浄水場の原水は夏
期に藻類が繁殖すると、藻類の炭酸同化作用によって原
水のpHが上昇し、pHが9程度まで上昇すると凝集沈
殿処理に使用する前記の硫酸第2鉄、塩素化コッパラス
およびポリ硫酸第2鉄にあっては、使用量の増加が必要
になる。これに対して、塩化第2鉄は原水に添加した場
合のpH低下効果が大きく、また、α化澱粉と併用した
場合に、最も沈降性が大きいフロックを生成する特性を
有していることが見いだされた。
【0013】本発明に用いる澱粉水溶液は、トウモロコ
シ澱粉や馬鈴薯澱粉の粉末を単に水に分散させた状態
(澱粉は単に水に混入し撹拌しただけでは溶解せず、澱
粉懸濁水になるだけである)のものではなく、水に分散
させた後、NaOHを添加してpHを12.8〜13.
5にすると、澱粉が糊状に溶解し、高粘性の澱粉水溶液
を得ることができる。本発明で云うα化澱粉水溶液と
は、この溶解状態のものを意味する。
【0014】
【実施例】以下実施例により本発明を具体的に説明す
る。ただし、本発明はこの実施例のみに限定されるもの
ではない。
【0015】実施例 千葉県F上水場の原水を対象として、本発明の凝集沈殿
処理方法の効果を確認する浄化試験を行なった。 (F上水場の原水の水質) pH 7.87 Mアルカリ度 114mg/リットル SS 8.2mg/リットル 濁度 5.01 色度(1ミクロンろ紙濾液) 12度 過マンガン酸カリウム消費量 9.32mg/リットル 1ミクロンろ紙濾液 過マンガン酸カリウム消費量 9.01mg/リットル
【0016】ビーカーに原水500mlを採取し、Fe
Cl3 (注入量:15mg/リットル)を注入し、30
秒後にα化澱粉水溶液(澱粉注入率:3mg/リット
ル)を注入して凝集試験を行なった。撹拌条件は、急速
撹拌(150rpm)3分、緩速撹拌(50rpm)7
分とした。緩速撹拌後pHを測定し、色度測定用に上澄
液を約120ml採取し、残りの上澄液を捨て、ビーカ
ーの底に沈殿したスラッジをメスシリンダーに移し、全
量を20mlにした。
【0017】これに硫酸を添加してpHを1.6〜2.
0の範囲に調整し、2〜3分間撹拌して水酸化鉄を溶解
した。この処理液と新鮮なFeCl3 を8mg/リット
ル(当初の1/2量)を原水500mlに加え、30秒
間急速撹拌後に、α化澱粉を1回目と同じ条件(3mg
/リットル)で注入した。この試験を反復し、その結果
を図2に示す。なお、凝集汚泥をpH1.6〜2.1に
低下させて酸処理するための硫酸所要量は、凝集汚泥の
SS1kg当り約0.8Kgであった。図2に、酸処理
汚泥の循環回数とフロック沈降速度および処理水色度の
関係を示す。また、試験8回後のフロック総量は124
mg/リットルであった。
【0018】図2に示す結果からわかるように、酸処理
汚泥を循環使用すると、凝集剤(鉄塩)注入率を凝集試
験時(第1回)の1/2に減少させても問題がなく、し
かもより良好な凝集処理が行え、酸処理汚泥を循環させ
ない通常処理法よりも、むしろ処理水の色度が良好にな
り、色度の改善効果が高くなることが認められた。すな
わち、通常処理法における色度が9度であることに対し
て、酸処理汚泥循環処理法にあっては、色度が5.5に
低下した。また、1〜3回目の酸処理汚泥循環試験で
は、フロックの沈降性も向上し、最高で180mm/分
という大きな沈降速度が得られた。
【0019】比較例 前記の従来の技術の項で説明した、「Al分を含有する
凝集剤の添加により原水中の懸濁質を凝結させる撹拌系
と、凝集フロックを沈殿回収し、沈殿汚泥の一部を原水
に返送し、さらに返送汚泥に水酸化アルミニウムをイオ
ン化させるために酸を添加する方法」を本発明の比較の
ために試験した。実施例1と同じ原水に、ポリ塩化アル
ミニウム(PAC)を60mg/リットル添加してジャ
ーテストを行い、生成フロックの沈降速度と処理水色度
を測定した結果、45mm/minと、本発明に比べて
格段に小さかった。色度は9度であった。次に沈殿フロ
ックを上澄み水と分離し、硫酸を添加してpH3.5に
下げ、水酸化アルミニウムフロックを溶解し、アルミニ
ウムをイオン状に変化させた。次にこの液と、新鮮なP
AC40mg/リットルを原水に添加し、ジャーテスト
を行った結果、生成フロック沈降速度は36mm/mi
nに悪化した。処理水色度は11度であった。同様な操
作を8回続けたところ、沈降速度と処理水色度は第1表
に示すようになった。
【0020】
【表1】
【0021】第1表に示すように、PACを用いた場合
はフロック沈降性と処理水色度が本発明に比べて大幅に
悪かった。また、試験8回後のフロックSS総量は15
1mg/リットルであった。この結果は、本発明法の場
合の試験8回後のフロックSS総量124mg/リット
ルに比べ多量であり、本発明の方が汚泥発生量が減少で
きることが認められた。本試験例の原水のように、有機
汚染の進んでいる原水は、従来はPACのような処理剤
を大量に注入しなければ、処理が困難になってきてお
り、加えて、難脱水性汚泥の発生量が増加していて、浄
水場ではその処理に苦慮している。したがって、本発明
の処理法は、浄水場にとって極めて有益な処理法を提供
することになる。
【0022】
【発明の効果】本発明によれば、酸処理汚泥の原水への
反復返送を可能にするので、従来の凝集沈殿法に比べ
て、新鮮な凝集剤の添加量が大幅に削減されることにな
る。これによって、以下の諸効果がもたらされる。 汚泥中の水酸化鉄が溶解して第2鉄イオンを生じるた
め、原水中の懸濁質を凝集させるために供給する新たな
凝集剤の量を大幅に削減することができる。 返送汚泥懸濁質から澱粉分子を離脱し、離脱した澱粉
がフロック形成に作用するため、従来の凝集沈殿法に比
べて新鮮な凝集剤の添加量が大幅に削減されることにな
る。 α化澱粉の作用により、少ない無機凝集剤の注入率に
おいても、沈降性が極めて良好なフロックを形成するの
で、汚泥の発生量が減少する。
【0023】上記,、の効果により、新たな凝
集剤の添加量が大幅に減少することにより、凝集剤の添
加により発生する汚泥量が大幅に減少し、系外に排出、
処分する汚泥量が顕著に減少する。 汚泥中の水酸化鉄量が減少することにより、汚泥の脱
水性が向上し、汚泥の処理コストが削減する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を実施する一形態を示す。
【図2】F浄水場の原水に本発明を適用した試験例の一
結果を示す。
【符号の説明】
1 原水 2 原水導入管 3 撹拌槽 4 沈殿池 5 処理水 6 沈殿汚泥 7 シックナー 8 汚泥脱水機 9 塩化第2鉄 10 酸 11 α化澱粉水溶液 12 酸処理撹拌槽 13 導管

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 原水に第2鉄イオンを含む鉄系無機凝集
    剤およびα化澱粉水溶液を添加して、原水中の懸濁質を
    凝集させて凝集フロックを形成させる第一工程と、該凝
    集フロックを沈殿分離し、分離汚泥の少なくとも一部を
    返送汚泥として返送する第二工程と、前記原水に返送す
    る返送汚泥に鉱酸を添加し、該返送汚泥中に含まれる水
    酸化鉄をイオン化し、また澱粉分子を懸濁質から離脱す
    る第三工程とを設けたことを特徴とする水の凝集沈殿処
    理方法。
  2. 【請求項2】 前記鉄系無機凝集剤が塩化第2鉄である
    ことを特徴とする請求項1記載の水の凝集沈殿処理方
    法。
  3. 【請求項3】 原水に第2鉄イオンを含む鉄系無機凝集
    剤およびα化澱粉水溶液を添加して、原水中の懸濁質を
    凝集させて凝集フロックを形成させる撹拌系と、該凝集
    フロックを沈殿分離し、分離汚泥の少なくとも一部を返
    送汚泥として前記原水に返送する汚泥返送系を有し、該
    汚泥返送系に鉱酸を添加し、返送汚泥中に含まれる水酸
    化鉄をイオン化する手段を設けたことを特徴とする凝集
    沈殿処理装置。
  4. 【請求項4】 前記鉄系無機凝集剤が塩化第2鉄である
    ことを特徴とする請求項3記載の凝集沈殿処理装置。
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CN101838041A (zh) * 2010-06-07 2010-09-22 庄茅 复合多糖生物絮凝剂的制备方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN101838041A (zh) * 2010-06-07 2010-09-22 庄茅 复合多糖生物絮凝剂的制备方法
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