JP2003145168A - 懸濁水の凝集固液分離方法及び装置 - Google Patents
懸濁水の凝集固液分離方法及び装置Info
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Abstract
径の緻密なペレット状フロックを形成する懸濁水の凝集
固液分離方法及びフロキュレータ及び凝集沈殿池の設置
面積を顕著に削減できる装置を提供する。 【解決手段】 懸濁水に無機凝集剤を添加したのち、ノ
ニオン及び/又はアニオン高分子凝集剤と両性ポリマー
を添加し撹拌し、凝集フロックを形成させたのち前記凝
集フロックを固液分離することを特徴とする懸濁水の凝
集固液分離方法。懸濁水を導入し、無機凝集剤を供給し
て攪拌する急速撹拌凝集槽、その混合液を導入して、ノ
ニオン及び/又はアニオン高分子凝集剤と両性ポリマー
を供給して攪拌する急速撹拌フロック形成槽、凝集フロ
ック含有液から凝集フロックを分離する凝集沈殿槽を設
けた懸濁水の凝集固液分離装置。
Description
の懸濁粒子を含有する懸濁水の高速凝集固液分離方法及
び装置に関し、特に有機性の懸濁粒子を含有する合流式
下水道の雨天時越流水(CSOと略称される)又は下水
処理施設に流入する下水中の懸濁粒子を極めて速い速度
で固液分離できる技術に関する。
水(CSO)の公共用水域への汚濁負荷が大きな問題に
なっている。また、下水処理施設に流入する下水は、ま
ず、最初沈殿池で沈殿分離されたのち、活性汚泥処理さ
れるが、最初沈殿池のSSの除去率が悪いため、凝集剤
を添加して凝集沈澱処理する例が北欧で普及している。
これら下水などの各種懸濁水を対象とした従来の凝集沈
澱処理法は、PAC、塩化第二鉄などの無機凝集剤とア
ニオン系高分子凝集剤(「ポリマー」ともいう)(例:
アニオン性ポリアクリルアミド)の組み合わせで凝集フ
ロックを形成させている。しかし、この方法ではポリマ
ー添加後10〜30分程度緩速撹拌を行い十分フロッキ
ュレーションを進ませないと、粒径が大きなフロックが
形成できず、しかも、その沈降性はさほど大きくなく、
下水の凝集沈澱処理の場合、沈降速度はせいぜい200
〜300mm/min程度しか得られない。したがっ
て、凝集沈殿池の設置面積をあまり縮小できなかった。
点を解決し、独自の新規凝集条件を見出すことによっ
て、緩速撹拌が不要で、極めて短時間の急速撹拌だけ
で、沈降速度の非常に大きい大粒径で緻密なペレット状
フロックを形成でき、フロキュレータおよび凝集沈殿池
の設置面積を顕著に削減できる方法とその装置を提供す
ることである。
(5)の手段により前記課題を解決した。 (1)懸濁水に無機凝集剤を添加したのち、ノニオン及
び/又はアニオン高分子凝集剤と両性ポリマーを添加し
撹拌し、凝集フロックを形成させたのち前記凝集フロッ
クを固液分離することを特徴とする懸濁水の凝集固液分
離方法。 (2)該無機凝集剤が鉄系無機凝集剤であることを特徴
とする前記(1)に記載の懸濁水の凝集固液分離方法。 (3)該ノニオン及び/又はアニオン高分子凝集剤を添
加したのち、該両性ポリマーを添加することを特徴とす
る前記(1)又は(2)に記載の懸濁水の凝集固液分離
方法。 (4)ノニオン及び/又はアニオン高分子凝集剤と両性
ポリマーを同時に添加することを特徴とする前記(1)
又は(2)に記載の懸濁水の凝集固液分離方法。
集フロックを形成させたのち前記凝集フロックを固液分
離する懸濁水の凝集固液分離装置において、懸濁水を導
入し、無機凝集剤を供給して攪拌する急速撹拌凝集槽、
前記急速撹拌凝集槽からの混合液を導入して、ノニオン
及び/又はアニオン高分子凝集剤と両性ポリマーを供給
して攪拌する急速撹拌フロック形成槽、及び前記急速撹
拌フロック形成槽からの凝集フロックを含む液を導入し
て、凝集フロックを分離する凝集沈殿槽を設けたことを
特徴とする懸濁水の凝集固液分離装置。
はアニオン高分子凝集剤(ポリマー)と両性ポリマーの
3者を併用することによって極めて粒径が大きく、かつ
緻密な沈降性が非常に大きなペレット状フロックが形成
されることを見出した技術にある。従来、懸濁水の凝集
処理には無機凝集剤とアニオンポリマー又はノニオンポ
リマー、あるいは無機凝集剤とアニオンポリマーとカチ
オン高分子凝集剤を併用する方法は公知であるが、本発
明の無機凝集剤とノニオン及び/又はアニオン高分子凝
集剤と両性ポリマーの3者を併用する技術は全く知られ
ていなかった。
「原水」という)を例にあげて図1を参照して本発明を
詳しく説明する。図1において、原水1にまず無機凝集
剤2を添加して急速攪拌凝集槽3へ導入する。急速攪拌
凝集槽3では攪拌機4によって急速に攪拌されている。
同槽3で0.5分攪拌された後、その混合液5はノニオ
ン又はアニオン高分子凝集剤と両性ポリマー(まとめて
「高分子凝集剤」という)6が添加されて急速攪拌フロ
ック形成槽7へ送られる。同槽7で0.3〜0.6分攪
拌された後、そのフロック含有水8は凝集沈殿装置9へ
送られる。凝集沈殿装置9は上部に溢流部10が設けら
れ、また中心部にフィードウエル11が設けられてい
て、溢流部10から処理水12が排出され、また下部に
凝集フロックが沈殿されて、汚泥13として排出され
る。なお、前記した攪拌時間は例示であって、条件によ
り適宜変更することができる。
は、主として鉄系凝集剤又はアルミニウム系凝集剤が挙
げられる。下水の場合、無機凝集剤としては塩化第二鉄
などの鉄系凝集剤がPAC、硫酸ばんどなどのアルミニ
ウム系凝集剤よりも好適である。本発明によるジャーテ
スター試験の状況を説明する。無機凝集剤を添加後、急
速撹拌を30〜60秒程度行い、その後急速撹拌を行い
ながらノニオンポリマー及び/又はアニオンポリマーを
添加したのち数秒後に、又は同時に両性ポリマーを添加
する。この状態で急速撹拌を続けると、両性ポリマー添
加後10〜30秒後という短時間で、急激なフロック形
成が進み、急速撹拌中にもかかわらず、粒径10〜15
mm程度の大粒径で緻密な沈降性が極めて大きいペレッ
ト状フロックが急激に生成することを見出した。しか
も、このフロック強度は非常に大きく、ピンセットでつ
まみ出せることができるほどであった。これに対し、従
来法で生成するフロックはフワフワした綿状でフロック
強度は非常に弱く、ピンセットでつまみ出すことは全く
不可能である。
時間行って、フロックを成長させる必要がなく、緩速撹
拌槽を完全に除くことができる。しかして急速撹拌終了
後に、沈殿分離装置に供給すると、沈降分離速度1〜2
m/minという超高速度で沈殿分離できる。このよう
な顕著なフロック形成が起きる原因の詳細は現時点で不
明であるが、次のように推定している。すなわち、カチ
オンチャージを有する無機凝集剤が下水中のマイナスチ
ャージを持つコロイド状懸濁粒子の荷電を中和すると同
時に、水酸化鉄などの金属水酸化物が懸濁粒子に吸着す
る。この状態のマイクロフロックの金属水酸化物の表面
水酸基にノニオンポリマーが吸着し、その後ノニオンポ
リマー金属水酸化物複合体に両性ポリマーのカチオン基
とアニオン基が吸着し、カチオン基とアニオン基が静電
的に反応し強いゲル状コンプレックスを形成するため、
非常に強度が大きいペレット状大粒径フロックが形成さ
れるものと推定される。
る無機凝集剤、アニオンポリマー、両性ポリマーの併用
法も従来法より沈降性が大きいフロックが形成される
が、無機凝集剤、ノニオンポリマー、両性ポリマーの併
用法が最も効果的であり、驚くほど沈降性が良いペレッ
ト状フロックが形成されることが認められた。ノニオン
及び/又はアニオンポリマーとしては、ポリアクリルア
ミド、ポリアクリル酸ナトリウム、ポリビニルアルコー
ル、ポリエチレンオキサイド、アルギン酸ナトリウム、
苛性化でんぷん、アルファ化澱粉など種々のタイプのポ
リマーが適用できるが、本発明において最も好ましいノ
ニオン及び/又はアニオンポリマーはポリアクリルアミ
ド系ポリマーである。
ル酸・アクリルアミド・メタクリル酸ジメチルアミノエ
チルエステル共重合物のように分子内にカチオン基とア
ニオン基を持っているものであれば任意のものが使用で
きる。
性ポリマーの添加順序は重要因子であり、両者を同時に
添加するか、あるいはノニオン及び/又はアニオンポリ
マーを添加後に両性ポリマーを添加する方法が、両性ポ
リマーを添加した後にノニオン及び/又はアニオンポリ
マーを添加する方法よりも沈降性が大きいフロックが形
成される。ノニオン及び/又はアニオンポリマーと両性
ポリマーを同時に添加する場合は、あらかじめ両者を混
合しておき、1台の薬注ポンプで添加することができ
る。なお、本発明において、砂などのフロックに付着し
てフロックの錘となる微粒子を添加し、フロックの沈降
性を向上させる公知手段を適用しても良いことは言うま
でもない。
水」ともいう)の種類によって変化するが、下水処理施
設流入下水又はCSOを対象に本発明によって処理する
場合には、塩化第二鉄では30〜100mg/リット
ル、PACでは100〜150mg/リットル程度でよ
い場合が多い。有機高分子凝集剤(ポリマー)はアニオ
ン性、ノニオン性ポリマーについては0.5〜2mg/
リットル、両性ポリマーについては2〜4mg/リット
ル程度が好適範囲である。
に詳しく説明するが、本発明の範囲はこれらに限定され
るものではない。
澱処理試験)S下水処理場に流入する下水管路の雨天時
越流水(CSO)を対象に、図1の装置フローによって
本発明の試験を行った。本発明の試験をするためにCS
Oを容積10m3の貯留タンクに採取し撹拌し平均化し
た。このCSO水質はSS850mg/リットル、pH
7.4であった。上記CSOに第1表の凝集条件で、
種々の凝集剤を添加し、図1のフローで沈降分離試験を
行った。評価基準は、処理水SSが20mg/リットル
以下に維持できる限界の沈降分離速度とした。
分、ノニオン又はアニオンポリマー添加後10秒後両性
ポリマーを添加し、30秒急速撹拌し、沈殿分離部に流
入させた。ノニオン又はアニオンポリマーにはポリアク
リルアミド(N800、A151)を用い、両性ポリマ
ーにはアクリル酸・アクリルアミド・メタクリル酸ジメ
チルアミノエチルエステル共重合物(荏原製作所製品
エバグロースB034)を用いた。また比較試験に用い
たカチオンポリマーはDAM系(ポリジメチルジアリル
アンモニウムクロライド;エバグロースC104G)を
用いた。第1表における各凝集処理試験番号ごとの限界
沈降分離速度を調べた結果を第2表に記す。
圧倒的に沈降性の良いフロックが生成されることが確認
できた。なお、本発明試験番号1において塩化第二鉄を
添加後、両性ポリマーを添加し、30秒撹拌後にノニオ
ンポリマーを添加した場合は、やや限界沈降速度が小さ
くなり1150mm/minであった。
時間(2分程度)に大粒径で密度が大きいペレット状フ
ロックを形成できるので、凝集及び分離に要する時間が
著しく短縮される。このため、従来の凝集沈殿装置にお
いて必要とされた緩速撹拌槽(滞留時間10〜20分)
が不要となる。 (2)形成されるフロックの沈降性が良好で、かつ強度
が非常に大きいので、沈降分離速度を下水の凝集沈澱処
理の場合、1500mm/minという驚くほど高速度
に設定でき、処理水SS 10mg/リットル以下の清
澄処理水が得られる。 (3)したがって、CSOのように雨天時に大量の汚水
が短時間に排出される性格がある汚水を極めてコンパク
トな装置で除濁処理できる。
のための処理装置の概念図を示す図である。
Claims (5)
- 【請求項1】 懸濁水に無機凝集剤を添加したのち、ノ
ニオン及び/又はアニオン高分子凝集剤と両性ポリマー
を添加し撹拌し、凝集フロックを形成させたのち前記凝
集フロックを固液分離することを特徴とする懸濁水の凝
集固液分離方法。 - 【請求項2】 該無機凝集剤が鉄系無機凝集剤であるこ
とを特徴とする請求項1に記載の懸濁水の凝集固液分離
方法。 - 【請求項3】 該ノニオン及び/又はアニオン高分子凝
集剤を添加したのち、該両性ポリマーを添加することを
特徴とする請求項1又は請求項2に記載の懸濁水の凝集
固液分離方法。 - 【請求項4】 ノニオン及び/又はアニオン高分子凝集
剤と両性ポリマーを同時に添加することを特徴とする請
求項1又は請求項2に記載の懸濁水の凝集固液分離方
法。 - 【請求項5】 懸濁水に凝集剤を添加し撹拌し、凝集フ
ロックを形成させたのち前記凝集フロックを固液分離す
る懸濁水の凝集固液分離装置において、懸濁水を導入
し、無機凝集剤を供給して攪拌する急速撹拌凝集槽、前
記急速撹拌凝集槽からの混合液を導入して、ノニオン及
び/又はアニオン高分子凝集剤と両性ポリマーを供給し
て攪拌する急速撹拌フロック形成槽、及び前記急速撹拌
フロック形成槽からの凝集フロックを含む液を導入し
て、凝集フロックを分離する凝集沈殿槽を設けたことを
特徴とする懸濁水の凝集固液分離装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001342017A JP2003145168A (ja) | 2001-11-07 | 2001-11-07 | 懸濁水の凝集固液分離方法及び装置 |
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Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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ID=19155951
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2001342017A Pending JP2003145168A (ja) | 2001-11-07 | 2001-11-07 | 懸濁水の凝集固液分離方法及び装置 |
Country Status (1)
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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-
2001
- 2001-11-07 JP JP2001342017A patent/JP2003145168A/ja active Pending
Cited By (8)
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