JP2001129308A - 凝集沈殿設備および凝集沈殿方法 - Google Patents

凝集沈殿設備および凝集沈殿方法

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JP2001129308A
JP2001129308A JP31110699A JP31110699A JP2001129308A JP 2001129308 A JP2001129308 A JP 2001129308A JP 31110699 A JP31110699 A JP 31110699A JP 31110699 A JP31110699 A JP 31110699A JP 2001129308 A JP2001129308 A JP 2001129308A
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acid
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Katsuyuki Kataoka
克之 片岡
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 酸所要量および無機凝集剤の所要量を大幅に
削減し、大幅にフロック沈降性を改良できる凝集沈殿設
備を提供する。 【解決手段】 原水に鉄系凝集剤を添加して原水中の懸
濁質を凝集させる攪拌系と、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前記原水に返送する汚
泥返送系を有する凝集沈殿設備において、該汚泥返送系
に鉱酸とケイ酸アルカリ水溶液とを添加する手段を設け
たことを特徴とする凝集沈殿設備。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、原水中の懸濁質を
凝集・沈殿分離する凝集沈殿設備および凝集沈殿方法に
関し、詳しくは、酸所要量および無機凝集剤の所要量を
大幅に削減し、フロック沈降性を改良し、かつ汚泥の腐
敗を防止できる凝集沈殿設備および凝集沈殿方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来の「凝集沈殿処理設備」としては、
Al分を含有する凝集剤を添加し原水中の懸濁物質を凝
結し、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、汚泥返送系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技術が知られている。この
従来技術の主要な特徴は、(1) アルミニウム系凝集剤を
使用すること、(2) 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、であ
る。
【0003】しかしながら、本発明者がこの従来技術を
検討したところ、生成フロックの沈降速度が大きくな
い、という問題点が認められた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、上記従来技術の問題点を解決し、フロック沈降性を
従来技術より著しく大きくできる、原水中の懸濁質を凝
集・沈殿分離する凝集沈殿設備および凝集沈殿方法を提
供することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記の従来技術の問題点
および本発明の課題は、下記本発明の凝集沈殿設備およ
び凝集沈殿方法によって解決された。 (1) 原水に鉄系凝集剤を添加して原水中の懸濁質を
凝集させる攪拌系と、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前記原水に返送する汚泥返送系
を有する凝集沈殿設備において、該汚泥返送系に鉱酸と
ケイ酸アルカリ水溶液とを添加する手段を設けたことを
特徴とする凝集沈殿設備。 (2) 原水に鉄系凝集剤を添加して懸濁質を攪拌し凝
集させ、生成した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前記原水に返送する凝集沈殿方法に
おいて、返送汚泥に鉱酸とケイ酸アルカリ水溶液とを添
加することを特徴とする凝集沈殿方法。
【0006】
【発明の実施の形態】本発明の特徴は、汚泥返送系にお
いて、水酸化鉄を鉱酸に溶解するとともに、ケイ酸イオ
ンを重合させるようにした点である。このような構成と
することによって、凝集沈殿工程での生成フロックの沈
降性を顕著に向上できるという効果を奏する。
【0007】前記した従来技術では、塩酸又は硫酸を返
送汚泥系に添加し、汚泥中に含まれる水酸化アルミニウ
ムを溶解してアルミニウムをイオン化し、これと新鮮な
アルミニウム系凝集剤(PAC、硫酸アルミニウム)を
原水に添加し、原水中の懸濁質を凝集させる点が特徴で
ある。これに対し、本発明の凝集沈殿設備および凝集沈
殿方法では、不溶性の水酸化鉄と被凝集物質である懸濁
粒子が含まれている沈殿汚泥に、鉱酸(硫酸、塩酸)と
ケイ酸ソーダ水溶液(水ガラスが好ましい)との両者を
添加し、水酸化鉄を第2鉄イオンにイオン化すると共に
シリカを重合させ重合シリカを作り、これを原水に返送
添加して原水中の懸濁質を凝集させる点に特徴がある。
【0008】重合シリカとは、シリカモノマを重合さ
せ、重合シリカ(シリカ分子が多数重合し、ポリマー状
態になったもの)としたもので、強力なフロック形成作
用を示す。
【0009】鉄系無機凝集剤と鉱酸を沈殿汚泥に添加し
てpHを低下させる場合の適正pHは、1.8〜2.1
であり、これ以上のpH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ができないので避ける
べきである。
【0010】このような酸処理汚泥の原水への返送によ
って、酸処理汚泥に含まれる鉄イオンは凝集剤としての
効果を再び生じ、酸処理汚泥に含有される懸濁質と重合
シリカがフロック沈降性の大きな向上に寄与する。その
結果、従来の凝集沈殿法に比べて、新鮮な凝集剤の添加
量が削減でき、著しく沈降性の良好なフロックが得られ
る。
【0011】本発明において返送汚泥は、凝集沈殿池か
ら直抜引抜いてもよいが、汚泥濃縮槽(シックナー)で
さらに汚泥を濃縮してから返送すると、汚泥返送流量を
少なくでき好適である。
【0012】なお凝集沈殿汚泥の余剰分は、適宜系外に
引抜き、汚泥脱水処理後に処分するが、本発明では新鮮
な凝集剤の添加量が削減できるので、必然的に余剰汚泥
の生成量が減り、汚泥処分量が減少する効果がある。
【0013】
【実施例】次に、本発明の実施の形態について、図1を
参照して詳細に説明する。2は凝集フロック形成攪拌槽
であり、原水導入管12から導入される原水1と、鉄系
凝集剤9(好ましくは、塩化第2鉄)と、酸処理攪拌槽
3からの返送汚泥13とを攪拌混和させ、凝集反応を行
わせる。鉄系凝集剤としては塩化第2鉄が好ましい。凝
集フロック形成攪拌槽2の後段には沈殿槽4が配置さ
れ、凝集フロックの沈降分離により、該槽4の底部に汚
泥を集め、処理水5は図示しない後段の処理系(砂ろ
過、活性炭充填層など)に排出される。
【0014】沈殿汚泥6は、汚泥濃縮槽(シックナー)
7に導かれ、沈殿汚泥が10倍程度に濃縮される。シッ
クナー底部から濃縮汚泥が引き抜かれ、その一部にpH
測定器8が設置された酸処理攪拌槽3に移送される。酸
処理攪拌槽3で鉱酸10(硫酸)と水ガラス水溶液14
とが添加され、pH2以下に調整され5〜10分程度攪
拌されると、汚泥中の水酸化鉄が溶解し第2鉄イオンが
生成し、同時に重合シリカが生成し、新鮮な鉄系凝集剤
9(塩化第2鉄)とともに原水に添加され凝集剤として
再利用される。
【0015】(試験結果例)千葉県F上水場の原水を対
象に、本発明の効果を検証する試験を行った。
【0016】
【表1】
【0017】上記原水500ミリリットルにFeCl3(注入
量:15mg/リットル)を注入し、凝集試験を行った。攪
拌条件は急速攪拌(150rpm)3分、緩速攪拌(5
0rpm)7分とした。緩速攪拌後pHを測定し、色度
測定用に上澄液を約120ミリリットルとり、残りの上澄液を
すて、ビーカの底に沈殿したスラッジをメスシリンダー
にとり全量20ミリリットルにした。これに硫酸と、シリカ濃
度5〜6%の水ガラス10ミリリットルとを添加し、pHを
1.8〜2.0とし2〜3分間攪拌して水酸化鉄を溶解
させると共にシリカモノマを重合させた。この液を原水
500ミリリットルに加え、かつ、新鮮なFeCl3(8mg/
リットル)を添加して急速攪拌した。この操作を繰り返し
た。なお凝集汚泥に水ガラスと硫酸とを加えpH1.8
〜2.0に低下させて酸処理するための硫酸所要量は凝
集汚泥SS1kg当たり約1.0〜1.2kgであっ
た。
【0018】図2に酸処理汚泥の循環回数(横軸の試験
回数1が最初の凝集試験であり、試験回数2が酸処理汚
泥を1回循環させた場合を意味する)と、フロック沈降
速度及び処理水色度の関係を示した。なお、色度は1μ
mろ紙ろ液について測定した。
【0019】酸処理汚泥を循環すると、凝集剤(塩化第
2鉄)注入率を最初の凝集試験時の約1/2に減少させ
ても問題無く良好な凝集処理が行え、酸処理汚泥を循環
させない通常法よりもむしろ処理水の色度改良効果がか
なり向上した(通常法での色度9度に対し、酸処理汚泥
循環法では色度5.5度に低下)。また、1回目から3
回目の酸処理汚泥の循環試験では、フロック沈降性も向
上し、最高で180mm/minという大きな沈降速度
が得られた。
【0020】上記原水のように有機汚染の進んでいる原
水は、従来PACを大量に注入しないと処理困難になっ
ており、難脱水性汚泥の発生量が増加し、上水場は対応
に苦慮している。従って、本発明の凝集沈殿設備および
凝集沈殿方法は上水場にとって非常に魅力的な技術にな
る。
【0021】
【発明の効果】本発明に係る凝集沈殿設備および凝集沈
殿方法によれば、下記のような顕著な効果を奏すること
ができる。 汚泥中の水酸化鉄が溶解し第2鉄イオンに変わるた
め、原水の懸濁質を凝集させるための新鮮な凝集剤の量
が大幅に削減される。 新鮮な凝集剤の量が減少する結果、凝集剤の添加に
よって発生する汚泥量が減少し、系外に処分すべき汚泥
量が減少する。この結果、汚泥処理処分が著しく合理化
される。 汚泥中の水酸化鉄量が減少する結果、汚泥脱水性が
向上し、汚泥処理コストが削減される。 重合シリカの強力なフロック形成作用によって著し
く大きなフロック沈降速度が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る凝集沈殿設備および凝集沈殿方法
の一実施の形態を説明する概略説明図である。
【図2】上水場の実際の原水を使用した凝集汚泥処理試
験における、凝集試験の回数に対するフロック沈降速度
及び処理水色度の結果を示すグラフである。
【符号の説明】
1: 原水 2: 凝集フロック形成攪拌槽 3: 酸処理攪拌槽 4: 沈殿槽 5: 処理水 6: 沈殿汚泥 7: 汚泥濃縮槽(シックナー) 8: pH測定器 9: 鉄系凝集剤 10: 鉱酸 11: 汚泥脱水機 12: 原水導入管 13: 返送汚泥 14: 水ガラス水溶液

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 原水に鉄系凝集剤を添加して原水中の懸
    濁質を凝集させる攪拌系と、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前記原水に返送する汚
    泥返送系を有する凝集沈殿設備において、該汚泥返送系
    に鉱酸とケイ酸アルカリ水溶液とを添加する手段を設け
    たことを特徴とする凝集沈殿設備。
  2. 【請求項2】 原水に鉄系凝集剤を添加して懸濁質を攪
    拌し凝集させ、生成した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前記原水に返送する凝集沈殿
    方法において、返送汚泥に鉱酸とケイ酸アルカリ水溶液
    とを添加することを特徴とする凝集沈殿方法。
JP31110699A 1999-11-01 1999-11-01 凝集沈殿設備および凝集沈殿方法 Withdrawn JP2001129308A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006212507A (ja) * 2005-02-02 2006-08-17 Ngk Insulators Ltd 酸逆洗排水の再利用方法
JP2011147847A (ja) * 2010-01-19 2011-08-04 Kurita Water Ind Ltd シリコンウエハエッチング排水の処理方法及び処理装置
JP7398065B2 (ja) 2019-05-10 2023-12-14 株式会社北▲りょう▼ 汚泥処理装置の脱水機に対する排水汚泥の付着抑制方法

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