JP2003245504A

JP2003245504A - 排水の処理方法及びその装置

Info

Publication number: JP2003245504A
Application number: JP2002044757A
Authority: JP
Inventors: Norihiro Yaide; 乃大矢出
Original assignee: Ebara Corp
Current assignee: Ebara Corp
Priority date: 2002-02-21
Filing date: 2002-02-21
Publication date: 2003-09-02

Abstract

(57)【要約】【課題】排水処理を安定的に、効率よく行う処理方法
及び装置を提供する。【解決手段】排水に、それ自身凝集性を高め、フロッ
クを容易に生成させる加重剤を添加後、凝集沈殿処理す
ることを特徴とする排水の処理方法。排水に加重剤及び
／又は無機凝集剤及び／又は有機高分子凝集剤を混合
後、凝集沈殿処理すること、及び加重剤は粉末状で、石
膏、硝子カレット、陶磁器などのセラミックス、親水性
の粘土鉱物であることが好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、下水、雨水、し
尿、産業排水等の排水を処理する方法及びその装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】下水、し尿、産業排水等の排水の処理で
は、前処理や後処理にＳＳやＣＯＤ、ＢＯＤ、リンなど
の汚濁物質を除去するために、凝集沈殿処理法が一般的
に行われている。凝集沈殿処理法は、排水に無機凝集剤
やｐＨ調整剤、中和剤を添加して排水中の汚濁物質を析
出させたり、無機凝集剤から生成する金属水酸化物に汚
濁物質を吸着させたりした後に、排水から汚濁物質を含
む凝集物を沈殿槽により重力分離する方法である。凝集
沈殿処理法には、一般的に有機高分子凝集剤単独あるい
は有機高分子凝集剤と無機凝集剤の併用という形で凝集
剤が使用されている。また、その際には、凝集フロック
の沈降速度が小さくて能率が悪いため、従来凝集フロッ
クの沈降速度を増大させるために凝集フロック形成時に
砂などの比重が比較的大きい無機物粒子を添加する手段
が提案されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】排水からＳＳなどの汚
濁物質を除去するために、有機高分子凝集剤あるいは有
機高分子凝集剤と無機凝集剤を使用して、凝集沈殿処理
や浮上処理が行われている従来の処理方法では、以下の
ような問題点がある。（イ）排水のＳＳ濃度が数十ｍｇ／リットルと低かった
り、ＳＳの成分が凝集しにくい微細粒子であったりした
場合には、無機凝集剤や有機高分子凝集剤が多量に必要
である。（ロ）有機高分子凝集剤を過剰に添加すると、排水の粘
度が上昇して、凝集フロックの沈降性が悪化する。（ハ）凝集沈殿装置の省スペース化を図るために、装置
の分離面積を最小にする必要があるが、分離面積を小さ
くすると、固液分離性能が低下する。凝集フロックの分
離速度を高めるには、無機凝集剤や有機高分子凝集剤の
使用量が増加し、薬品コストが上昇したり、無機凝集剤
に起因する汚泥の発生量が増加する。（ニ）大水量の排水を短時間に凝集沈殿処理する場合に
は、非常に速い凝集フロックの分離速度が必要であり、
従来の無機凝集剤と有機高分子凝集剤の組み合わせでは
固液分離は困難である。（ホ）凝集フロック形成時に砂などの比重が比較的大き
い無機物粒子を添加する手段を採用する場合には、凝集
フロックと砂などとの親和性が悪いため砂などだけが沈
降してしまうことが多く、あまり有効に作用しない。

【０００４】本発明は、このような実情に鑑みてなされ
たものであり、排水の凝集沈殿処理において排水処理を
安定的に、効率よく行う方法を提供することを目的とす
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、以下の構成に
より上記の課題を解決することができた。（１）排水に、それ自身凝集性を高め、フロックを容易
に生成させる加重剤を添加後、凝集沈殿処理することを
特徴とする排水の処理方法。（２）排水に加重剤と無機凝集剤及び／又は有機高分子
凝集剤とを混合後、凝集沈殿処理することを特徴とする
前記（１）記載の排水処理方法。（３）加重剤は、粉末状で、石膏、硝子カレット、セラ
ミックス、親水性の粘土鉱物のいずれかであることを特
徴とする前記（１）記載の排水の処理方法。（４）排水に加重剤を供給する装置と、排水と加重剤を
混合し凝集フロックを形成する混合槽と、生成した凝集
フロックを重力分離する沈殿槽からなることを特徴とす
る排水の処理装置。

【０００６】本発明の骨子は、排水に、特定の性能を有
する加重剤を添加するだけで、凝集フロックを容易に生
成でき、水中での凝集フロックの沈降速度を高めること
ができることである。本発明で用いる「加重剤」は、従
来凝集フロックの沈降速度を増大させるために凝集フロ
ック形成時に添加されている砂などとは異なり、それ自
体が凝集フロックの形成を助長させる作用を有するとと
もに、その自重により凝集フロックの沈降速度を高める
ことができるものでなければならない。凝集フロックの
形成を助長させる作用とは、排水の汚濁物質と加重剤の
親和性または無機凝集剤から生成する金属水酸化物との
親和性、加重剤自身から溶出するＣａなどの硬度成分や
硫酸イオンによる金属水酸化物の凝集性の向上であり、
その結果凝集フロックの安定性やその強度が高まること
である。汚濁物質や金属水酸化物の親和性は、加重剤の
表面形状や水との親水性に関与する本発明の加重剤はそ
れらにすぐれ、一方従来の砂はフロックの見掛けの比重
が高まるが、生成フロックが小さく、その強度が弱い。
勿論、無機凝集剤や有機高分子凝集剤を加重剤と併用す
れば、上記の性能が更に向上することは言うまでもな
い、

【０００７】

【発明の実施の形態】以下に、本発明を詳細に説明す
る。本発明の第１態様は、排水に加重剤を添加後、凝集
沈殿処理することを特徴とする排水の処理方法である。
本発明により除去することができる汚濁物質は、排水処
理において除去対象とされるすべての汚染物質であり、
具体的には、大型の不溶性固体である夾雑物や不溶性で
あるＳＳや、溶解性または不溶解性である油分、ＣＯ
Ｄ、ＢＯＤ、リン、フッ素、重金属イオンなどである。
本発明は、清澄な処理水を得るための凝集沈殿処理のほ
か、前処理にＳＳなど粗取りする場合にも適用できる。

【０００８】本発明において使用する加重剤は、凝集フ
ロックの核になり、それ自身凝集性を高め、フロックを
容易に生成させるとともに、生成した凝集フロックの密
度は加重剤により増加し、水中での凝集フロックの沈降
速度を高める作用を有するものである。排水処理で発生
する汚泥には、水に不溶性の加重剤や未溶解の加重剤が
含まれるために、汚泥の脱水性が向上する。

【０００９】加重剤の添加率は、処理水量あたり１０〜
３０００ｍｇ／リットルである。凝集フロックの沈降速
度を高めるには、加重剤の添加率を増加させる必要があ
る。概ね、凝集フロックの沈降速度が１００ｍｍ／分で
は加重剤の添加率が１０〜２００ｍｇ／リットル、沈降
速度が１００〜５００ｍｍ／分では加重剤の添加率が２
００〜５００ｍｇ／リットル、沈降速度が５００〜１５
００ｍｍ／分では加重剤の添加率が５００〜２０００ｍ
ｇ／リットルである。被処理排水への添加率は、１０ｍ
ｇ／リットル未満では固液分離性能や汚濁物質の除去性
が悪化し、一方、３０００ｍｇ／リットルを超えると、
汚泥発生量が増加する。

【００１０】加重剤を排水と混合する装置は、撹拌機な
どの機械撹拌や空気撹拌装置、ラインミキサーも使用で
きるが、撹拌機などの機械撹拌装置が望ましい。工業用
水や排水処理施設で容易に得られる処理水で、加重剤を
スラリー状にしてから排水に添加することもできる。排
水への添加方法は、スラリー状にして市販の定量ポンプ
で添加したり、粉末状のまま水槽や流入配管に注入す
る。また、非定常排水の排出などに対応するには、排水
調整槽や混合槽などに、人手による散布や添加もでき
る。

【００１１】本発明の第２の態様は、排水に加重剤と無
機凝集剤及び／又は有機高分子凝集剤を混合後、凝集沈
殿処理することを特徴とする排水の処理方法である。排
水処理における凝集沈殿処理では、従来のように有機性
の高分子凝集剤や無機性凝集剤が併用することができ
る。これらの剤の添加順序は、まず、排水に加重剤を添
加混合した後、無機凝集剤や有機高分子凝集剤を添加し
て固液分離する。または、排水中に加重剤と無機凝集剤
を添加し、次いで有機高分子凝集剤を添加して固液分離
する。あるいは、排水に無機凝集剤やｐＨ調整用酸やア
ルカリ剤、重金属捕集剤、炭化物のような吸着剤を添加
混合したのちに加重剤を添加し、有機高分子凝集剤を添
加して固液分離する。または、排水に無機凝集剤やｐＨ
調整用酸やアルカリ剤、重金属捕集剤、炭化物のような
吸着剤や加重剤を添加混合したのちに、有機高分子凝集
剤を添加して固液分離するという順序を取ることができ
る。

【００１２】無機凝集剤は、塩化第２鉄、ポリ硫酸鉄、
硫酸バンドなどが挙げられる。有機高分子凝集剤は、市
販のアニオン系やカチオン系や両性の有機高分子凝集剤
が使用できる。アニオン系とノニオン系では、ポリアク
リルアミドやポリアクリル酸ソーダが、カチオン系で
は、ジメチルアミノアクリレート系やジメチルアミノエ
チルメタクリレート系やポリアミジン系、エポキシアミ
ン系が、両性では、ジメチルアミノエチルメタクリレー
ト系が挙げられる。

【００１３】本発明の第３の態様としては、加重剤とし
て、水に不溶性で粉末状で、石膏、硝子カレット、セラ
ミックス、貝がらなどの水産加工廃棄物またはその焼成
品、親水性の粘土鉱物のいずれか１種を用いる場合であ
る。親水性の粘土鉱物としては、珪藻土、ドロマイト、
カオリン、ベントナイト、セメント、石灰石などであ
る。特に石膏は水中でやや溶解し、液中にカルシウムイ
オンと硫酸イオンを放出し、これらイオンが無機凝集剤
の併用時に凝集効果を著しく高めるので、加重剤として
石膏を使用することが好適である。石膏は、天然産や石
膏ボードの製造工程や、その廃棄物の中間処理工程で排
出されるダストが使用できる。

【００１４】加重剤は、その粒径が数μｍ〜５００μｍ
の粉末状のものを用いることが好ましく、製品や製造工
程あるいは廃棄物処理工程から排出されるダスト等も使
用できる。粒径が数μm未満の微細な加重剤の入手は困
難であり、一方、５００μｍを超えるような粗いもの
は、作業性や排水との混合が十分でない。作業性や排水
との混合性を考慮すると、その粒径は２０μｍ〜１００
μｍの範囲にあるものが好適である。

【００１５】本発明の第４の態様は、排水に加重剤を供
給する装置と、排水と加重剤を供給する装置と、排水と
加重剤を混合し凝集フロックを形成する混合槽と、生成
した凝集フロックを重力分離分離する沈殿槽を有する処
理装置である。図１に加重剤単独使用の凝集沈殿処理の
概略図と、図２に無機凝集剤と高分子凝集剤を併用した
凝集沈殿処理の概略図を示す。図１及び図２において、
同一機能を有するものは同一符号を付けて説明する。図
１において、加重剤供給装置４から供給された加重剤３
は、混合槽２に添加され、排水１と混合される。この過
程で排水１中の汚濁物質を取り込み、生成する凝集フロ
ックの沈降性が向上する。沈みやすくなった凝集フロッ
クは重力分離部である凝集沈殿槽５で固液分離される。

【００１６】図２において、加重剤供給装置（図示省
略）から供給された加重剤３は、混合槽２に無機凝集剤
７とともに添加され、排水１と混合される。この過程で
排水１中の汚濁物質を迅速に取り込み、生成する凝集フ
ロックの沈降性を向上する。沈降性が向上した凝集フロ
ックは、凝集槽８で高分子凝集剤９を添加され、凝集フ
ロックの巨大化と強度向上とともに沈降性がさらに向上
する。沈みやすくなった凝集フロック１０は凝集沈殿槽
５で迅速、容易に固液分離される。凝集槽に有機高分子
凝集剤を添加し、凝集フロックを大きくし、更に沈降性
を向上させることにより凝集沈殿槽で固液分離される。

【００１７】

【実施例】以下に、本発明を実施例により詳細に説明す
るが、本発明はこれらの実施例に限定されるものでな
い。

【００１８】（実施例１）図２の実験装置を用い、処理
水量約１００リットル／時、水面積負荷が約４０ｍ³／
ｍ²日（約３０ｍｍ／分）の重力沈降槽にて凝集沈殿処
理した。浄化槽汚泥と水道水から調製した模擬排水（ｐ
Ｈ６．５、ＳＳ濃度１００ｍｇ／リットル）を対象に、
粒径が１０〜５０μｍの加重剤（石膏かベントナイト）
をそれぞれ所定量添加し、アニオン系高分子凝集剤（ポ
リアクリルアミド系、エバグロースＡ−１５１）を処理
水量あたり１ｍｇ／リットル添加、凝集させた後、固液
分離した。第１表に実施例１の結果を示す。加重剤によ
るＳＳ除去効果が高く、ベントナイトよりも石膏の効果
が高い。

【００１９】

【表１】

【００２０】（実施例２）実施例１の模擬排水を対象
に、処理水量を水面積負荷が約２００〜２０００ｍ ³／
ｍ²になるように変化させて、実施例１と同様に凝集沈
殿処理した。この例では、無機凝集剤のポリ硫酸鉄と有
機高分子凝集剤を併用した。加重剤の石膏とベントナイ
トはその添加量を変えて実験を行った。第２表に実施例
２の結果を示す。水面積負荷が、約２００〜２０００ｍ
³／ｍ²日と高くても、分離性能は良好であった。

【００２１】

【表２】

【００２２】

【発明の効果】本発明によれば、加重剤を添加する方法
により以下の効果を奏する。（１）排水処理に加重剤を使用することにより処理性能
が安定する。（２）凝集沈殿設備の分離槽がコンパクト化できる。（３）加重剤と高分子凝集剤と併用することにより、凝
集効果が改善できる。（４）大処理水量の排水を短時間に凝集沈殿処理でき、
非定常的に排出される排水の処理に効果的である。

【図面の簡単な説明】

【図１】加重剤単独使用の場合の排水処理のブロック図
である。

【図２】加重剤に加えて無機凝集剤と高分子凝集剤とを
併用した場合の排水処理のブロック図である。

【符号の説明】

１排水２混合槽３加重剤４加重剤供給装置５凝集沈殿槽６処理水７無機凝集剤８凝集槽９高分子凝集剤１０凝集フロック

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】排水に、それ自身凝集性を高め、フロッ
クを容易に生成させる加重剤を添加後、凝集沈殿処理す
ることを特徴とする排水の処理方法。
【請求項２】排水に加重剤と無機凝集剤及び／又は有
機高分子凝集剤とを混合後、凝集沈殿処理することを特
徴とする請求項１記載の排水処理方法。
【請求項３】加重剤は、粉末状で、石膏、硝子カレッ
ト、セラミックス、親水性の粘土鉱物から選ばれたもの
であることを特徴とする請求項１記載の排水の処理方
法。
【請求項４】排水に加重剤を供給する装置と、排水と
加重剤を混合し凝集フロックを形成する混合槽と、生成
した凝集フロックを重力分離する沈殿槽を有することを
特徴とする排水の処理装置。