JP2003088707A - 固液分離装置 - Google Patents

固液分離装置

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JP2003088707A
JP2003088707A JP2001284952A JP2001284952A JP2003088707A JP 2003088707 A JP2003088707 A JP 2003088707A JP 2001284952 A JP2001284952 A JP 2001284952A JP 2001284952 A JP2001284952 A JP 2001284952A JP 2003088707 A JP2003088707 A JP 2003088707A
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sludge
interface
solid
liquid separation
rising speed
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Mikio Kitagawa
幹夫 北川
Yasuo Takeda
康雄 武田
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Kurita Water Industries Ltd
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Kurita Water Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】固液分離槽で汚泥の界面が早い速度で上昇して
も、汚泥の界面を下げ、処理水に混ざって汚泥が流出す
るのを防止する。 【解決手段】流入した原水を上澄み水と汚泥とに分離す
る固液分離槽1と、上記固液分離槽内に設けられ、上澄
み水と汚泥との界面の上昇速度を把握する汚泥の界面の
上昇速度検出手段10と、汚泥の界面の高さを調節する
汚泥の界面調整手段20とを有し、上記汚泥の界面の上
昇速度検出手段が把握した汚泥の界面上昇速度に基づき
汚泥の界面調整手段を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、固液分離槽に流
入する原水中の汚泥を、上記固液分離槽内に形成された
汚泥によるスラッジブランケット層で捕捉濾過し、濾過
された上澄み水を固液分離槽の上端部から流出させる活
性汚泥処理、凝集沈澱処理、汚泥濃縮処理等の固液分離
装置に関する。
【0002】
【従来の技術】上記固液分離槽内に汚泥の界面計を設置
し、槽内のスラッジブランケット層の界面(上面)を測
定し、上記界面が上昇して汚泥が上澄み水に混入して流
出する可能性が生じたときはアラームを発して対応を促
すとか、槽内に汚泥沈降促進剤を投入するとかの手段
は、従来から採用されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のスラッ
ジブランケット層の界面(上面)の測定は、固液分離槽
内の或る設定した深さ(スラッジブランケット層の高
さ)の1点であり、界面が上昇してその深さに達したと
きにアラームを発したり、汚泥沈降促進剤の投入を行っ
たりしても、界面の上昇速度が速いときは、汚泥が上澄
み水に混ざって流出するのを完全に防止できないことも
生じる。そのため、過剰に汚泥沈降促進剤を投入するな
ど、維持、管理費用を多大に要する。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は上述した問題点
を解消するために開発されたのであって、本発明の固液
分離装置は、流入した原水を上澄み水と汚泥とに分離す
るための固液分離槽と、上記固液分離槽内に設けられ、
上澄み水と汚泥との界面の上昇速度を把握する汚泥の界
面の上昇速度検出手段と、汚泥の界面の高さを調節する
汚泥の界面調整手段とを有し、上記汚泥の界面の上昇速
度検出手段が把握した汚泥の界面上昇速度に基づき汚泥
の界面調整手段を制御するようにしたことを特徴とす
る。上記汚泥の界面上昇速度検出手段は、固液分離槽の
高さが異なる位置に設けた複数の汚泥界面計と、演算器
で形成されていることが好ましい。又、汚泥の界面調整
手段は、汚泥沈降促進剤の薬注装置か、固液分離槽に流
入する原水の流量調整装置か、固液分離槽からの汚泥の
引抜き量調整装置のどれか1つ、又は複数であってもよ
い。
【0005】
【発明の実施の形態】図示の実施例において、1は周知
の固液分離槽、2は上記固液分離槽の中央部に水面上か
ら水中の途中にかけて縦に設けられたフィードウェルで
あり、原水は供給管3でフィードウェル2に供給され
る。原水には予め原水中の汚泥に応じた沈澱剤、pH調
整剤、無機凝集剤、アニオン系、ノニオン系、カチオン
系などの高分子凝集剤等が前段の反応槽で添加されてい
る。
【0006】フィードウェル2から固液分離槽1内に供
給された原水中の汚泥は沈降してスラッジブランケット
層4を形成し、このスラッジブランケット層中を上向流
して汚泥を該層に捕捉、濾過された上澄み水は固液分離
槽の上端部から処理水として外に流出する。又、固液分
離槽の底にはピットを設けて排泥管5を接続し、槽内で
スラッジブランケット層4を構成している汚泥の一部を
外に排出するようになっている。
【0007】前記原水の供給管3にはフィードウェルを
通じ固液分離槽内に供給する原水の供給量を増減可能に
調節する調節弁V1が設けてあり、汚泥の排泥管5には
固液分離槽から排出する汚泥の排出量を増減可能に調節
する調節弁V2が設けてある。上記調節弁V1、V2はい
ずれも開度が可変であって、開度を調節して原水の供給
量や、汚泥の排出量を増減するのである。
【0008】さて、この発明は、スラッジブランケット
層4の界面(上面)が上昇して固液分離槽内の或る設定
した1点の深さに達したことを測定し、そのときに汚泥
の流出防止対策を行う従来のやりかたを廃し、前述した
ようにスラッジブランケット層の上昇速度を測定し、そ
の上昇速度が或る設定した上昇速度よりも早くなったと
きに汚泥の流出防止対策を行うようにしたのであって、
そのために固液分離槽内に設けられて上澄み水と汚泥と
の界面の上昇速度を把握する汚泥の界面の上昇速度検出
手段と、汚泥の界面の高さを調節する汚泥の界面調整手
段とを有し、上記汚泥の界面上昇速度検出手段が把握し
た汚泥の界面上昇速度に基づき汚泥の界面調整手段を制
御するようにしたのである。
【0009】図示の実施例では、汚泥の界面の上昇速度
検出手段10は、上記固液分離槽の高さが異なる複数の
位置に設けた複数の汚泥界面計11と、演算器12とで
形成してある。汚泥界面計としては、汚泥の界面を認識
できる仕様であれば、超音波センサー、光センサー(光
透過)を用いた市販の簡易検知器を使用できるが、セン
サー面の汚泥付着防止、センサー面の洗浄等を考慮する
必要がある。又、演算設備は簡易なコンピューターやシ
ーケンサーを使用できる。
【0010】又、汚泥の界面調整手段20は、図示の実
施例では、汚泥沈降促進剤の薬注装置21か、固液分離
槽に流入する原水の流量調整装置、例えば供給管3に設
けた調節弁V1か、固液分離槽からの汚泥引抜き量調整
装置、例えば排泥管5に設けた調節弁V2のどれか1
つ、又は複数であってもよい。
【0011】前記汚泥界面計は下部と上部に設置された
2つでも、下部と、中間の1つ又は複数と、上部との3
つ又はそれ以上であってもよい。その場合、下部の界面
計11−1の設置位置はスラッジブランケット層4の正
常な状態の上面のレベルであり、下部の界面計と界面計
が2つの場合の、上部の界面計との間の距離や、界面計
が3つ又はそれ以上の場合の下部の界面計と中間の界面
計との間の距離、及び中間の界面計と上部の界面計の距
離や、中間の上下の界面計間の上下方向の距離は、短す
ぎるとスラッジブランケット層4の上面は絶えず±50
mm程度、変動して乱れているので、この乱れによって
正確な上昇速度を求めにくく、逆に距離が長すぎると上
昇速度を求めるのに時間がかゝりすぎる可能性もあるた
め、乱れの影響を受けずに、なるべく早く上昇速度が求
められるよう100〜300mm程度、例えば200m
mにするのが好ましい。
【0012】又、上述したようにスラッジブランケット
層4の上面は絶えず±50mm程度、変動して乱れてい
るので、各汚泥界面計は継続して3〜10分間、例えば
5分間、スラッジブランケット層4に浸漬したら、その
レベルに汚泥の界面が位置することを演算器12に出力
させるようにし、汚泥界面計がスラッジブランケット層
の上面の乱れで演算器に誤って出力するのを防止するこ
とが好ましい。
【0013】そして、汚泥界面計を上下2つしか設置し
なくても、下の界面計が演算器に界面を出力して来た
後、次に上の界面計が演算器に界面を出力してくるまで
の時間と、上下の汚泥界面計間の距離とに基づいて汚泥
の界面上昇速度を演算して求めることはできるが、図示
のように上中下の3位置に前述した距離を保って汚泥界
面計11−1、11−2、11−3を設けるか、又は同
条件でもっと多く汚泥界面計を設けると、より精度の高
い界面上昇速度が得られ、且つその他の利点があるので
好ましい。
【0014】例えば、図示の実施例の場合、下の汚泥界
面計11−1が演算器12に汚泥の界面を出力してきた
後、中間の汚泥界面計11−2が汚泥の界面を出力して
くるまでの時間と、上記両汚泥界面計間の距離とにより
中間の汚泥界面計のレベルに汚泥の界面が上昇してきた
界面上昇速度が求まり、更にその後、上の汚泥界面計1
1−3が汚泥の界面を出力してくることにより、下の汚
泥界面計11−1の出力後、上の汚泥界面計11−3が
出力してくるまでの時間と、下と上の汚泥界面計11−
1と11−3間の距離とにより下の汚泥界面計11−1
の位置から上の汚泥界面計11−3に達するまでの汚泥
の界面上昇速度の平均値を演算器12は演算して求める
ことができ、その界面上昇速度が固液分離槽から汚泥が
上澄み水に混ざって流出する可能性がある速度よりも早
いときは、前記汚泥の界面調整手段20に出力して汚泥
の流出防止対策を講じたり、或いは下から上の界面計1
1−1から11−3に汚泥の界面が上昇するまでの汚泥
の平均上昇速度を演算することなく、上の汚泥界面計の
レベルに汚泥の界面が上昇したときに汚泥の界面調整手
段20に出力して汚泥の流出防止対策を講じるようにし
てもよい。
【0015】いずれにしても上の汚泥界面計を設置する
位置は、汚泥の界面がそのレベルまで上昇した後、汚泥
の界面調整手段20が実際に稼動して汚泥の流出防止対
策を開始するまでの位置にしておき、対策が講じられな
いうちに汚泥の流出が始まるのを確実に防止する必要が
ある。そのためには、上の汚泥界面計11−3の設置位
置は、固液分離槽の容量、汚泥の界面の上昇速度にもよ
るが、上澄み水の流出位置から下、およそ0.5mにし
ておく。
【0016】そして、図示の実施例のように汚泥の界面
計を3つ、又はそれ以上設置した場合は、上の汚泥界面
計11−3のレベルに汚泥の界面が上昇して汚泥の界面
調整手段20が汚泥の流出防止対策を講じ、その効果に
より汚泥の界面が中間の汚泥界面計11−2のレベルに
まで降下したときは、演算器は汚泥の界面調整手段20
に出力して汚泥の流出防止対策を中止させ、監視態勢に
なり、汚泥の界面が下の界面計11−1のレベルにまで
降下したら監視態勢を解き、再び上の界面計11−3の
レベルにまで上昇したら再び界面調整手段20に出力し
て汚泥の流出防止対策を講じるようにすることができ
る。
【0017】演算器12からの出力で汚泥の界面調整手
段20が講じる対策は、 原水供給管3の調節弁V1の開度を小にするか閉にし
て原水の流入量を少なくするか、ストップすること、 排泥管5の調節弁V2の開度を大にして固液分離槽か
らの汚泥の排出量を多くすることか、 薬注装置21の薬注ポンプPの運転を開始させるか、
運転中の薬注ポンプをより高速にし、汚泥沈降促進剤の
薬注、即効性があるのは固液分離槽の入口でのカチオン
系凝集助剤の薬注を開始するか、薬注中の汚泥沈降促進
剤の薬注量を多くすること、 かのどれか1つか、複数の併用であり、最も効果的なの
は上記、、の3つの併用であるが、そのどれにす
るかは上の汚泥界面計のレベルにまで到達した汚泥の界
面の上昇速度に応じて演算器12に選択させ、例えば、
汚泥の界面の上昇速度が速いときは上記、、の併
用、遅いときは、、のどれか1つだけ、中間のと
きは、、のどれか2つの併用にする。
【0018】澱粉製造工場の活性汚泥処理設備(処理水
量4000m3/日)の固液分離槽(表面積330m2
有効水深4m、運転時の水面積負荷0.5m3/m2
d)に、図示の装置を設置し、薬注装置21で汚泥沈降
促進剤としてカチオン系高分子凝集助剤を注入した。こ
の活性汚泥処理設備は、糸状性細菌の発生が激しく、汚
泥濃度3000mg/立以下としても、SVは99%以
上であり、固液分離槽の汚泥界面は槽底部から3.5m
以上であり、汚泥流出の危険性があるため、カチオン系
凝集助剤を常時、固液分離槽に流入する原水に対し5m
g/立添加し、凝集助剤の使用量は日量、20kgに達
していた。設置した汚泥界面計は、センサー部として
(株)キーエンス製、型式P2−M5.1(光透過方
式)を用いた試作品を3基、200mmの間隔で、最下
部の界面計を固液分離槽の底部から上3mに設置した。
汚泥界面計からの汚泥界面認識信号を演算器としてパソ
コンで演算し、汚泥の界面上昇速度の上限を0.2m/
時に設定した。上昇速度が設定値より早まったときに
は、カチオン系凝集助剤を5mg/立添加する方法で運
転した。尚、運転時の通水量、水面積負荷、返送汚泥
量、汚泥濃度等は、従来条件と同等である。その結果、
固液分離槽での汚泥の界面は槽底部から3〜3.2m
(設置した底部と中間の汚泥界面計の高さ)で保持で
き、凝集助剤の使用量は、日量、5kgまで低減できた。
【0019】沈殿槽から汚泥が流出する限界の界面上昇
速度は、固液分離槽の深さや、水面積負荷、汚泥の沈降
性状、汚泥濃度により大きく左右される。一般的な水面
積負荷として0.5m3/m2/時付近で運転されている
固液分離槽に、汚泥濃度3000から5000mg/
立、静置30分間の汚泥沈降性(SV)が80〜90%
の汚泥を通液した際、経験的に0.2m/時以上の汚泥
界面上昇速度で汚泥界面が上昇すると、数時間後には汚
泥が流出する。従って、アラームの発生や汚泥流出防止
策を講じる限界の上昇速度は、0.2m/時以下に設定
することが好ましい。
【0020】
【発明の効果】以上で明らかなように、本発明によれば
汚泥の界面が上昇しても、汚泥が固液分離槽から上澄み
水に混ざって流出するまでに汚泥の界面を下げ、汚泥の
流出を自動で防止できる。従って、人手を要さず、又、
汚泥の沈降促進剤等の薬品の使用量が低減し、最少量の
薬品を使用するだけで済む。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の固液分離装置の一実施例の断面図。
【符号の説明】
1 固液分離槽 2 フィードウェル 3 原水の供給管 4 スラッジブランケット層 5 排泥管 10 汚泥の界面の上昇速度検出手段 11−1、11−2、11−3 汚泥界面計 12 演算器 20 汚泥の界面調整手段 21 薬注装置 P 薬注装置のポンプ V1 原水の供給量の調節弁 V2 汚泥の排出量の調節弁
───────────────────────────────────────────────────── 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) B01D 21/34 B01D 21/34 E03F 5/14 E03F 5/14

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 流入した原水を上澄み水と汚泥とに分離
    する固液分離槽と、上記固液分離槽内に設けられ、上澄
    み水と汚泥との界面の上昇速度を把握する汚泥の界面の
    上昇速度検出手段と、汚泥の界面の高さを調節する汚泥
    の界面調整手段とを有し、上記汚泥の界面の上昇速度検
    出手段が把握した汚泥の界面上昇速度に基づき汚泥の界
    面調整手段を制御するようにしたことを特徴とする固液
    分離装置。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の固液分離装置におい
    て、汚泥の界面の上昇速度検出手段は、上記固液分離槽
    の高さが異なる位置に設けた複数の汚泥界面計と、演算
    器により形成されている固液分離装置。
  3. 【請求項3】 請求項1と請求項2のどれか1項に記載
    の固液分離装置において、汚泥の界面調整手段は、汚泥
    沈降促進剤の薬注装置である固液分離装置。
  4. 【請求項4】 請求項1と請求項2のどれか1項に記載
    の固液分離装置において、汚泥の界面調整手段は、固液
    分離槽に流入する原水の流量調整装置である固液分離装
    置。
  5. 【請求項5】 請求項1と請求項2のどれか1項に記載
    の固液分離装置において、汚泥の界面調整手段は、固液
    分離槽からの汚泥の引抜き量調整装置である固液分離装
    置。
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