JP2003326110A

JP2003326110A - 凝集分離装置

Info

Publication number: JP2003326110A
Application number: JP2002139163A
Authority: JP
Inventors: Masami Oura; 正美大浦; Yoshiyuki Sugawara; 良行菅原; Tsukasa Shinada; 司品田; Tadahiko Abe; 忠彦安部; Shinichi Nagamatsu; 真一永松; Hiroko Mase; 博子間瀬
Original assignee: Nishihara Environmental Technology Co Ltd
Current assignee: Nishihara Environment Co Ltd
Priority date: 2002-05-14
Filing date: 2002-05-14
Publication date: 2003-11-18
Anticipated expiration: 2022-05-14
Also published as: JP3933991B2

Abstract

(57)【要約】【課題】固液分離槽での処理水濁度に応じて凝集反応
槽内の混合物濃度を適正に制御し、処理性能を向上させ
て添加物を含んだフロックが固液分離槽から処理水と共
に流出しないようにする。【解決手段】被処理液に含まれた懸濁物質等を凝集処
理する凝集反応槽２と、この凝集反応槽２からの流出水
を固液分離する固液分離槽６と、添加物を回収し排出す
る添加物回収器９とからなる凝集分離装置において、前
記固液分離槽６で固液分離した水の濁度を計測する濁度
計１０と、この濁度計１０に連結した演算器１１と、前
記凝集反応槽の添加物濃度調整用の混合物引抜手段５
と、添加物供給手段４とを設けるものである。さらに、
添加物流出防止手段が設けられていても良い。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、水処理分野におい
て、処理水濁度により凝集反応槽からの混合物引抜量及
び凝集反応槽への添加物供給量を制御できるようにした
凝集分離装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の水処理分野における凝集沈殿処理
では、上水処理分野の場合、無機凝集剤（ＰＡＣ、硫酸
バンド等）を使用し、下水等の排水処理分野の場合には
凝集剤添加型活性汚泥法で無機凝集剤を、また、高度処
理では無機凝集剤を併用している例がある。上水分野に
おける水質管理では連続的に濁度を測定し、それを指標
として管理するのが一般的である。水質を管理する上で
相対的に濁度が上昇すれば処理水質が悪化したとみな
し、濁度悪化の検知時に凝集剤の注入量を変化させて対
応している。添加物を用いた凝集沈殿処理の場合も同様
の運転を行っている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の凝集沈殿処理設
備において、添加物を用いた処理の場合、被処理液（原
水）濁度と凝集剤注入量、添加物の添加率のバランスが
崩れた際に処理水として添加物を含んだフロックが流出
してしまうという課題があった。すなわち、濁度計指示
値は、添加物か濁質に起因するフロックかの見分けがつ
かないので、その対策として添加物の流出特性を把握す
る手段が望まれている。

【０００４】本発明は上記のような課題を解決するため
になされたもので、固液分離槽での処理水濁度に応じて
凝集反応槽内の混合物濃度を適正に制御することによ
り、処理性能を向上させて添加物を含んだフロックが流
出することのない凝集分離装置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】本発明に係る凝集分離装
置は、被処理液に含まれた懸濁物質等を凝集処理する凝
集反応槽と、この凝集反応槽からの流出水を固液分離す
る固液分離槽と、添加物を回収し排出する添加物回収器
とからなる凝集分離装置において、前記固液分離槽で固
液分離した水の濁度を計測する濁度計と、この濁度計に
連結した演算器と、前記凝集反応槽の添加物濃度調整用
の混合物引抜手段と、添加物供給手段とを設け、前記濁
度計による測定濃度に応じ混合物引抜手段および／また
は添加物供給手段を適正に制御するものである。

【０００６】本発明に係る凝集分離装置は、固液分離槽
に添加物流出防止手段を設けたものである。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の一形態を説
明する。実施の形態１．図１は本発明の実施の形態１による凝集
分離装置を概略的に示すフロー図である。同図におい
て、１は原水導入管、２はその原水導入管１から懸濁物
質等を含んだ被処理液（原水）を導入する凝集反応槽で
あり、この凝集反応槽２内に流入した被処理液には、凝
集剤供給手段３から凝集剤が添加され、また、添加物供
給手段４から砂等の不溶性添加物が供給されるようにな
っている。５は凝集反応槽２から混合物を引き抜く混合
物引抜手段、６は前記凝集反応槽２からの流出水を固液
分離する固液分離槽、７は固液分離槽６から分離物を引
き抜く分離物引抜手段としてのポンプ、８は返送管、９
は添加物回収器であり、この添加物回収器９は、ポンプ
７から返送管８を介して返送された分離物に含まれる添
加物を分離回収し、その回収添加物を凝集反応槽２に返
送し且つ分離汚泥を系外に排出するものである。

【０００８】１０は固液分離槽６の処理水濁度を測定す
る濁度計、１１はその濁度計１０から濁度測定値信号を
入力して処理水に含まれた添加物の適正量を換算する演
算器である。この演算器１１は、濁度計１０からの入力
信号による濁度測定値に基づいて処理水中の添加物含有
量が適正量か否かを判断する判断機能を有し、その判断
の結果、添加物含有量が適正でない場合に、その適正化
を図るための添加物供給量および／または混合物引抜量
を換算した結果の制御信号を添加物供給手段４および／
または混合物引抜手段５に出力するものである。なお、
濁度計の設定位置は処理水の濁度が測定可能なところな
ら場所は選ばない。

【０００９】以上において、前記混合物とは、凝集汚泥
と添加物とが混ざった物（凝集フロック）を指すもので
ある。また、前記添加物としては、砂に近似する比重２
〜８の範囲である有機系や無機系の物質、例えば、微粒
砂や酸化ジルコニウムやガーネットなどが挙げられる。
さらに、添加物供給手段４は、定量フィーダ供給やスラ
リー供給あるいはドライ供給等、添加物を凝集反応槽２
内に速やかに供給できるものであれば、如何なるもので
も良い。混合物引抜手段５としては、例えば凝集反応槽
２内に掻寄機を設置し、混合物を掻き寄せてポンプで引
き抜くか、または凝集反応槽２の底部および／または側
面下部にバルブを取り付け、その開閉により混合物を引
き抜くという手段など速やかに混合物が引き抜けるもの
であれば、如何なるものでもよい。添加処理の対象とな
る物質は、懸濁物質、ＣＯＤ成分、リン成分など凝集反
応する物質が挙げられる。

【００１０】次に動作について説明する。原水導入管１
から凝集反応槽２内に流入した被処理液には、凝集剤供
給手段３から無機系や有機系の凝集剤が添加されると共
に、添加物供給手段４から砂等の不溶性微粒物質からな
る分離促進用の添加物が供給される。これにより、凝集
反応槽２では、被処理液（原水）に含まれた懸濁物質
（汚泥）などが、凝集剤と添加物により凝集されフロッ
クが生成される。その添加物を含んだフロックは次の固
液分離槽６に移流し、この固液分離槽６で添加物を含ん
だ分離物と処理水とに分離され、分離物はポンプ７で引
き抜かれ返送管８を介して添加物回収器９に送られる。
この添加物回収器９では、分離物に含まれた添加物が分
離され、その添加物は凝集反応槽２内に戻されると共
に、添加物が分離された汚泥は系外に排出される。

【００１１】一方、前記固液分離槽６で分離物と分離さ
れた処理水は系外に排出されるが、このとき、その固液
分離槽で固液分離した水の濁度が濁度計１０によって測
定される。ここで、濁度計１０による濁度指示値は、原
水濁度がほぼ一定で、処理水中に添加物を含まない場合
は安定した値を示す。しかし、原水濁度の変動時や凝集
剤注入量のバランスが崩れ、処理水中に添加物を含んだ
フロックが流出すると指示値は大きく変動する傾向を示
す。この変動はフロックが断続的に流出することに起因
する。

【００１２】そこで、演算器１１は、濁度計１０からの
入力信号による濁度測定値を、処理水中の添加物含有量
に換算し、その換算値が処理水中の添加物含有量として
適正量か否かを設定値（処理水に含まれる添加物の適正
量設定値）との比較で判断する。そして、処理水中の添
加物が不足と判断した時には、演算器１１の出力信号で
添加物供給手段４を稼動させることにより、不足分の添
加物が凝集反応槽２内に供給される。一方、処理水中の
添加物が過剰と判断した時には、演算器１１の出力信号
で混合物引抜手段５を稼動することにより、凝集反応槽
２から添加物過剰分に応じた量の混合物が引き抜かれ
る。したがって、固液分離槽６から排出される処理水は
濁度が安定したものとなって高濁度の処理水の流出を防
ぐことができる。

【００１３】以上説明した実施の形態１によれば、固液
分離槽６で固液分離された水の濁度を濁度計１０で計測
した濁度指示値の挙動を追い、その濁度計１０による濁
度測定信号を演算器１１が入力して処理水中の添加物含
有量が適正量か否かを判断し、その判断の結果、添加物
含有量が適正でない場合に、その適正化を図るための添
加物供給量および／または混合物引抜量に換算した結果
の制御信号で添加物供給手段４または混合物引抜手段５
を稼動させるように構成したので、固液分離槽６から排
出される処理水の濁度（添加物濃度）を適正化してフロ
ックの流出を防止することができるとともに、常に安定
した水質を得ることができるという効果がある。

【００１４】実施例１．次に、上記実施の形態１による
凝集分離装置の実施運転を行った結果について説明す
る。なお、この実施例では、添加物供給手段４として定
量フィーダを使用し、混合物引抜手段５としては凝集反
応槽２内に掻寄機を設けて混合物を掻き寄せてポンプで
引き抜いた。その他の実施条件は以下の通りである。原水；下水処理場の最初沈殿池の流入水原水流量；２８８０ｍ^３／日（１２０ｍ^３／ｈ）固液分離槽上昇速度；１２０ｍ／ｈ無機凝集剤；ＰＡＣ添加率１０ｍｇ／Ｌ（ＡＬ_２Ｏ_３と
して）高分子凝集剤；アニオン系高分子凝集剤添加率１ｍｇ／
Ｌ添加物；微粒砂

【００１５】はじめに微粒砂量と処理水濁度の基本特性
について述べる。図２〜図４は微粒砂量の変化による原
水濁度と処理水濁度の変化を示したもので、これらの図
から処理水濁度の変化は原水濁度によるものではないこ
とが分かる。図２から微粒砂が不足している場合は２〜
３分で濁度変動が２ＮＴＵ以上変動する場合、微粒砂が
不足と判断し、微粒砂を供給する。図３から微粒砂が適
正量であれば処理水濁度は安定して推移する。図４から
微粒砂が過剰の場合は１０〜１５分で濁度変動が５ＮＴ
Ｕ程度の場合、微粒砂が過剰であると判断し、混合物を
引き抜く。上記実施例１では、制御の指標とする濁度計
の変動幅の２〜３分で２ＮＴＵ以上、１０〜１５分で５
ＮＴＵ程度の変動を指標として制御を行ったが、要求さ
れる処理水質、装置の構造、流入水水質、流入水量など
加味されるので、現場よって違う値になることもある。

【００１６】図２の処理水濁度の変化は微粒砂量が少な
いため、比重の小さなフロックが処理水中にキャリーオ
ーバーし、キャリーオーバーしたフロックを濁度計が検
知した時に計測濁度が上昇する。図３は微粒砂量が適正
量のため、処理水濁度の変化は殆ど無い。図４の処理水
濁度の変化は微粒砂量が多いため、処理状態が悪化して
濁度が上昇し、濁度値のうねりのような変動があったと
考えられる。

【００１７】図５に処理水濁度とＳＳおよび砂分の関係
を示す。処理水濁度１０ＮＴＵまではＳＳが増加しても
砂分は増加しないが、処理水濁度１０ＮＴＵ以上になる
と処理水濁度の増加につれて砂分も増加することが分か
る。

【００１８】本発明の凝集分離装置を連続運転すること
で、凝集反応槽２に対して自動的に微粒砂の追加供給、
混合物の引き抜きを行い、固液分離槽６から排出される
処理水を濁度計１０で測定して、その濁度計指示値の挙
動を追い、濁度計１０からの信号を演算器１１で換算
し、その換算結果の制御信号を添加物供給手段４あるい
は混合物引抜手段５に出力した。そして、添加物供給手
段４から凝集反応槽２内に微粒砂を供給し、または混合
物引抜手段５で凝集反応槽２内から混合物を引き抜い
た。

【００１９】図６に処理水濁度の濁度計指示値の挙動お
よび処理水中の砂分の挙動と処理水のＳＳの挙動と混合
物の引抜、微粒砂の追加の関係を示す。運転開始時に凝
集反応槽２内の微粒砂濃度が６，０００ｍｇ／Ｌになる
ように入れた。そして、処理水濁度の増減に応じて混合
物の引抜、微粒砂の追加を行った。その結果、運転時間
１５分後に濁度計指示値は２〜３分で２〜３ＮＴＵ変動
した。その濁度計の信号により、運転時間１８分後に添
加物供給手段４から凝集反応槽２内に微粒砂を６０Ｋｇ
投入したところ、運転時間２５分後に濁度計１０の指示
値は６〜７ＮＴＵで安定した推移を示した。その濁度計
１０の指示値が１０〜１５分間で１０ＮＴＵ程度変動し
た。その濁度計１０の出力信号により運転時間６０分後
に混合物引抜手段５から混合物を１２０Ｋｇ引き抜いた
ところ、運転時間６５分後に濁度計指示値は６〜７ＮＴ
Ｕで推移した。

【００２０】また、処理水濁度が６〜７ＮＴＵの安定し
た推移を示したときは、処理水中の砂分は５〜１０ｍｇ
／Ｌの範囲であった。濁度計指示値が２〜３分間で２〜
３ＮＴＵ変動した時は、処理水中の砂分は２０ｍｇ／Ｌ
程度であり、処理水濁度が６〜７ＮＴＵに安定するまで
１０分間であった。濁度計指示値が１０〜１５分間で１
０ＮＴＵ程度変動した時は、処理水中の砂分は２０〜２
５ｍｇ／Ｌ程度であった。処理水濁度が６〜７ＮＴＵに
安定するまで１５分間であった。これらの結果から、従
来は濁度が高くなった場合、対応までを、経験により行
っており、時間を要していたが、本発明では濁度計で常
に測定しているので、濁度の変動に対して早い対応がで
き５〜１５分という短い時間で安定した濁度に戻すこと
ができた。

【００２１】実施の形態２．図７は本発明の実施の形態
２による凝集分離装置を概略的に示すフロー図であり、
図１と同一部分には同一符号を付して重複説明を省略す
る。図７において、１２は固液分離槽６内の処理水出口
近傍に設置したブロワであり、このブロワ１２は、固液
分離槽６からの添加物流出を防止するための添加物流出
防止手段として機能するものである。

【００２２】この実施の形態２では、固液分離槽６内の
処理水出口部分がブロワ１２で曝気・撹拌されることに
より、固液分離槽６から排出される処理水に追従して添
加物が流出するようなことがなくなり、処理性能をさら
に向上させることができるという効果がある。

【００２３】実施例２．次に、上記実施の形態２による
凝集分離装置の実施運転を行った結果について説明す
る。図８に添加物流出防止手段としてブロワ１２を使用
し、このブロワ１２で固液分離槽６の処理水出口部分を
曝気・撹拌した時の処理水濁度計１０の濁度指示値の挙
動および処理水中の砂分の挙動と処理水のＳＳの挙動と
混合物の引抜、微粒砂の追加の関係を示す。運転開始時
に凝集反応槽２内の微粒砂濃度が６，０００ｍｇ／Ｌに
なるように入れた。そして、処理水濁度の増減に応じて
混合物の引抜、微粒砂の追加を行った。この場合、ブロ
ワ１２は常時運転させた。その結果、運転時間１０分後
に濁度計指示値は２〜３分で２〜３ＮＴＵに変動した。
その濁度計の信号により、運転時間１３分後に添加物供
給手段４から微粒砂を３０Ｋｇ投入したところ、運転時
間１８分後に濁度計１０の指示値は６〜７ＮＴＵで安定
した推移を示した。その濁度計１０の指示値が１０〜１
５分間で１０ＮＴＵ程度変動した。その濁度計１０の出
力信号により運転時間５０分後に混合物引抜手段５から
混合物を１２０Ｋｇ引き抜いたところ、５５分後に濁度
計指示値は６〜７ＮＴＵで推移した。

【００２４】また、処理水濁度が６〜７ＮＴＵの安定し
た推移を示したときは、処理水中の砂分は５〜１０ｍｇ
／Ｌの範囲であった。濁度計指示値が２〜３分間で２〜
３ＮＴＵ変動した時は、処理水中の砂分は２０ｍｇ／Ｌ
程度であり、処理水濁度が６〜７ＮＴＵに安定するまで
５分間であった。濁度計指示値が１０〜１５分間で１０
ＮＴＵ程度変動した時は、処理水中の砂分は２０〜２５
ｍｇ／Ｌ程度であった。処理水濁度が６〜７ＮＴＵに安
定するまで１０分間であった。これらの結果から、従来
は濁度が高くなった場合、対応までを、経験により行っ
ており、時間を要していたが、本発明では、濁度計が常
に測定しているので、濁度の変動に対して早い対応がで
きるので、５〜１０分という短い時間で安定した濁度に
戻すことができた。

【００２５】このように、添加物供給手段４を用いると
処理水中の砂分が流出しても、短時間で良好な処理水が
得られるようになり、且つ添加物供給量も減少した。ま
た、凝集反応槽２に砂分が蓄積しても、混合物引抜手段
５を用いることで短時間で良好な処理水が得られるよう
になった。さらには、固液分離槽６の処理水出口部分に
添加物流出防止手段（ブロワ）１２を設置し、曝気・撹
拌などを行うことにより、処理水中のＳＳ、砂分ともに
減少し、添加物の流出を防止するとともに処理水質改善
に効果があることを示した。添加物流出防止手段として
は、固液分離槽の処理水出口部分にブロワにより曝気・
撹拌し、流出フロック中の微粒砂を剥離し、微粒砂を流
出前に沈殿させた。なお、この実施の形態２および実施
例２では、添加物流出防止手段としてブロワ１２を用い
たが、撹拌羽根でもそのほか処理水に衝撃を加えられる
手段であればよい。

【００２６】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、凝集反
応槽と、固液分離槽と、添加回収手段とからなる凝集分
離装置において、濁度計と、演算器と、混合物引抜手段
と、添加物供給手段とを備え、固液分離槽から流出する
処理水の濁度を濁度計で測定し、その濁度計による濁度
測定信号を入力する演算器によって、処理水の添加物含
有量を適正化すべく凝集反応槽に対する添加物供給量お
よび／または混合物引抜量に換算し、その換算結果の制
御信号で添加物供給手段または混合物引抜手段を稼動さ
せるように構成したので、濁度を濁度計で常に測定して
いることにより、濁度の変動に対して早い対応ができ、
このため、固液分離槽から排出される処理水の濁度を短
時間で適正化して高濁度な処理水の流出を防止すること
ができるとともに、常に安定した水質を得ることがで
き、処理水質の自動管理を実現できるなどの効果があ
る。このように、凝集反応槽の添加物の供給、引き抜き
が適正に安定して行われるので、固液分離槽からの処理
水質が良好に保て、公共用水域の水質保全、すなわち、
濁度の改善が行える。また、自動管理できるので、維持
管理が容易となり、無人運転が可能となる。

【００２７】また、本発明によれば、固液分離槽に添加
物流出防止手段を設けたので、その添加物流出防止手段
によって、固液分離槽の処理水出口付近の処理水に含ま
れた添加物を固液分離槽内で強制降下させることが可能
となり、このため、さらに短時間で良好な処理水が得ら
れるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１による凝集分離装置を概
略的に示すフロー図である。

【図２】図２（ａ）は微粒砂が少ない時の原水濁度の変
化を示し、図２（ｂ）はその時の処理水濁度の変化を示
すグラフ図である。

【図３】図３（ａ）は微粒砂が適正量時の原水濁度の変
化を示し、図３（ｂ）はその時の処理水濁度の変化を示
すグラフ図である。

【図４】図４（ａ）は微粒砂が多い時の原水濁度の変化
を示し、図４（ｂ）はその時の処理水濁度の変化を示す
グラフ図である。

【図５】処理水濁度とＳＳおよび砂分との関係を示すグ
ラフ図である。

【図６】濁度計の処理水濁度指示値の挙動および砂分と
混合物の引抜、微粒砂の追加の関係を示すグラフ図であ
る。

【図７】本発明の実施の形態２による凝集分離装置を概
略的に示すフロー図である。

【図８】本発明の実施の形態２による凝集分離装置の運
転に基づく濁度計の処理水濁度指示値の挙動および砂分
と混合物の引抜、微粒砂の追加の関係を示すグラフ図で
ある。

【符号の説明】

１原水導入管２凝集反応槽３凝集剤供給手段４添加物供給手段５混合物引抜手段６固液分離槽７ポンプ８返送管９添加物回収器１０濁度計１１演算器１２ブロワ（添加物流出防止手段）

───────────────────────────────────────────────────── 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 21/24 Ｂ０１Ｄ 21/24 ＦＣ０２Ｆ 1/52 Ｃ０２Ｆ 1/52 Ｚ (72)発明者品田司東京都港区芝浦三丁目６番18号株式会社西原環境衛生研究所内 (72)発明者安部忠彦東京都港区芝浦三丁目６番18号株式会社西原環境衛生研究所内 (72)発明者永松真一東京都港区芝浦三丁目６番18号株式会社西原環境衛生研究所内 (72)発明者間瀬博子東京都港区芝浦三丁目６番18号株式会社西原環境衛生研究所内Ｆターム(参考） 4D015 BA21 BB08 BB12 CA20 DA04 DB01 DC08 EA03 EA32

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】懸濁物質等を凝集処理する凝集反応槽
と、この凝集反応槽からの流出水を固液分離する固液分
離槽と、添加物を回収し排出する添加物回収器とからな
る凝集分離装置において、前記固液分離槽で固液分離し
た水の濁度を計測する濁度計と、この濁度計に連結した
演算器と、前記凝集反応槽の添加物濃度調整用の混合物
引抜手段と、添加物供給手段とを設けたことを特徴とす
る凝集分離装置。
【請求項２】固液分離槽には添加物流出防止手段が設
けられていることを特徴とする請求項１記載の凝集分離
装置。