JP2004025041A

JP2004025041A - 排水浄化装置および排水浄化システム

Info

Publication number: JP2004025041A
Application number: JP2002185437A
Authority: JP
Inventors: Norihide Saho; 佐保　典英; Hisashi Isokami; 磯上　尚志; Katsuhiko Asano; 浅野　克彦
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2002-06-26
Filing date: 2002-06-26
Publication date: 2004-01-29
Anticipated expiration: 2022-06-26
Also published as: WO2004002900A1; US7410573B2; NO20045467L; NO330329B1; EP1515916A1; JP4186523B2; US20050230299A1; AU2003238158A1

Abstract

【課題】凝集剤を酸・アルカリ溶液を全量は補給せずに、再生して再利用できる浄化装置および運転方法を提供するとともに、回収汚泥から油を回収、汚濁物を殺菌することができる浄化装置および運転方法を提供する。
【解決手段】凝集フロックを分解し汚泥から凝集剤を再生するためには、強アルカリ液と強酸液が必要である。海水を電気分解し陰極側と陽極側にそれぞれナトリウムイオンと塩素イオンを集めることで、海水中の水酸化イオンと水素イオン共に水酸化ナトリウムに富むアルカリ水と塩酸等を含むの酸性の水溶液を生成し、このアルカリ水溶液で汚泥中のフロックを分解し、分解した水溶液から汚濁物を除去し、汚濁物を分離除去した酸性水溶液に強酸性水溶液の塩酸を添加して、塩化第二鉄の水溶液を生成する。この、塩化第二鉄の水溶液が凝集剤であり、これにより回収汚泥から凝集剤を再生することができる。
【選択図】　　なし

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、前記凝集剤をリサイクルして再利用し、回収汚泥を良好に処理できる浄化装置および運転方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
現状の汚濁水の浄化装置では、例えば粒径が数μｍ以上の汚濁粒子を濾過分離したり比重差により分離するために、分離処理する前処理として汚濁水にアルミニュウイオンや鉄イオンを供給できる凝集剤を添加し、水酸化アルミニュウムや水酸化鉄を母体とするフロックの中に汚濁粒子を取り込み、粒径が数百〜数千μｍ汚濁粒子群を形成してサイズ、密度を大きくし、濾過や比重差分離により汚濁水を浄化する浄化装置や運転方法がある。
【０００３】
また、凝集剤とともに磁性粉を添加し、前記磁性フロックを形成し後、磁気力により磁性フロックを捕捉分離し、汚濁水を浄化する浄化装置や運転方法もある。この浄化装置や運転方法では、添加した凝集剤の金属イオンは分離したフロックや磁性フロックの中に水酸化物の形で取りこまれ、これらは遠心分離機やベルトプレス機により脱水処理されたのち、焼却、廃棄処分されたり、肥料化処分される。
【０００４】
したがって、従来の浄化装置や運転方法では、凝集剤を消費物として運転毎に添加し続けなければならない。
しかし、凝集剤は高価であるため運転コストが増加し、さらに定期的に運転員が運搬、補給しなければならないためこれらの人件費により運転コストがさらに増加するという問題がある。
【０００５】
このため、係る浄化装置や運転方法の効率向上を図るべく、特開平８−２４５１５号公報のように、凝集分離した分離物に、まず硫酸等の強酸性水溶液を加え、フロックや磁性フロックを非凝集条件域の強酸性水溶液にしてフロックを分解させる。この溶液には硫酸等の強酸水溶液を添加することによって、金属水酸化物からアルミニュウム等の金属イオンが溶出し、硫酸アルミニュウムの水溶液が生成できる。この水溶液が凝集剤そのものであり、凝集剤として再利用することができる。
【０００６】
また、この状態において汚濁粒子や磁性紛はフロックから離脱し、磁性紛は磁石の磁気力で磁気分離して回収され、再利用できる。
また、汚濁粒子は沈降や膜によるろ過分離等により、さらに、分離除去して濃縮することが可能である。
【０００７】
一方、磁気分離で使用する磁石に超電導バルク式の超電導磁石やコイル式の超電導磁石を使用して磁場を非常に高くした場合、磁性粉を使用せずに鉄系の凝集剤を使用して水酸化鉄でフロックを構成すれば、弱磁性の水酸化鉄でフロックを構成すれば磁性粉を添加せずにフロックを磁気分離できる。したがって、この場合、磁性粉を使用しないので、磁性粉を供給する設備や、汚泥からの磁性粉の回収する設備が不要となる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記の処理方法では、凝集剤を再生するために、酸・アルカリ剤を消費物として添加し続ければならず、両薬剤料および両薬剤を定期的に補給するための人件費により運転コストが増加する問題が発生していた。
【０００９】
また、汚濁物が原油である場合には、酸・アルカリ処理してフロックを分解させたのみでは、分解汚泥中に混在しているのみで分離できず、再生する凝集剤中に油が混入してしまい、良好な凝集剤とならない問題が発生する。
【００１０】
また、浄化装置を海底油田の海上プラットフォーム上で使用する場合には、凝集剤を定期的に補給するには、ヘリコプターや専用の船で搬入しなければならず、運搬コストや荷揚げコストが高価となり、浄化運転コストが増大する問題が発生する。
【００１１】
また、同様に原油タンカー、天然ガス運搬船や鉱石運搬船等のバラスト水（荷揚げ後の船のバランスを保つため空になった船内に海水を注入する。この海水は積荷直前に海に放出する。）の中の油や、積載した海水中のバクテリアやプランクトン等の汚濁物を除去するための浄化装置として使用する場合、凝集剤を定期的に補給するには寄港地先で薬剤を購入しなければならず、寄港地先によっては使用薬剤の入手が困難である問題が発生する。また、分離、除去・回収した汚泥中の有害なプランクトン分離したままでは、殺菌できず汚泥の殺菌しなければならないといった問題も発生する。また、回収した汚泥の減容化装置を設置ないければならない場合、設置場所を確保しなければならず、洋ではのスペースの確保が問題となる。
【００１２】
本発明の目的は、凝集剤を酸・アルカリ溶液を全量は補給せずに、再生して再利用できる浄化装置および運転方法を提供するとともに、回収汚泥から油を回収、汚濁物を殺菌することができる浄化装置および運転方法を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、被除去物であるフ゜ランクトンや油粒子や有機物等の粒子状の浮遊粒子を含む汚濁水や、産業生産場から発生する被除去物の汚濁粒子やリン等を含む工場廃水の汚濁水浄化処理する浄化手段と、前記浄化処理で発生する汚泥を排水から分離収集する汚泥回収手段と、前記浄化処理で発生する浄化水を排出する手段とを有する排水浄化装置および排水浄化システムにおいて、前記浄化手段と汚泥回収手段を、凝集剤を注入して汚濁粒子やリン等を含有するフロックを形成し、前記フロックを分離し浄化水を創生する凝集分離手段と、液体を電気分解して生成する酸性液、アルカリ液を使用して汚泥として収集した前記フロックを分解するフロック分解手段と、前記フロックを構成する物質から凝集剤を再生し、原水中の被除去物と分離し凝集剤を抽出分離する凝集剤再生手段と、前記被除去物を回収廃棄する汚泥回収廃棄手段で構成する排水浄化装置および前記排水浄化装置を配置したことにより達成される。
【００１４】
また、上記目的は、前記浄化手段を、前記汚濁水を無薬注処理で物理的ろ過する無薬注ろ過手段と、凝集剤を注入して汚濁粒子やリン等を含有するフロックを形成し、前記フロックを分離する凝集分離手段で構成する排水浄化装置および前記排水浄化装置を配置したことにより達成される。
【００１５】
また、上記目的は、前記浄化手段を、前記汚濁水を無薬注処理で物理的ろ過する無薬注ろ過手段と、凝集剤、磁性物質を注入して汚濁粒子やリン等を含有する磁性フロックを形成し、前記磁性フロックを分離する凝集分離手段で構成し、前記磁性フロックを汚泥として磁気分離収集する排水浄化装置および前記排水浄化装置を配置したことにより達成される。
【００１６】
また、上記目的は、前記液体を海水とする排水浄化装置および前記排水浄化装置を配置したことにより達成される。
【００１７】
また、上記目的は、前記液体を軟水に塩を加えた液体とする排水浄化装置および前記排水浄化装置を配置したことにより達成される。
【００１８】
また、上記目的は、前記浄化手段を、前記汚濁水を無薬注処理で物理的ろ過する無薬注ろ過手段と、凝集剤、磁性物質を注入して汚濁粒子やリン等を含有する磁性フロックを形成し、前記磁性フロックを分離する凝集分離手段で構成し、前記磁性フロックを汚泥として磁気分離収集し、前記磁性フロックを分解した後、磁性物質を回収する排水浄化装置および前記排水浄化装置を配置したことにより達成される。
【００１９】
また、上記目的は、前記被除去物を回収廃棄する汚泥回収廃棄手段から排出された汚泥を、下水を含む人間生活廃水から生じた生活汚泥を処理する生活廃水浄化手段に導入する排水浄化装置および前記排水浄化装置を配置したことにより達成される。
【００２０】
また、上記目的は、前記フロックを分解後、浮遊粒子を遠心分離回収する浮遊粒子遠心分離手段を有する排水浄化装置および前記排水浄化装置を配置したことにより達成される。
【００２１】
また、上記目的は、これらを船内に配置する排水浄化装置および前記排水浄化装置を配置したことにより達成される。
【００２２】
また、上記目的は、これらを船内に配置し、船内のバラスト水を航行中に浄化する排水浄化装置および前記排水浄化装置を配置したことにより達成される。
【００２３】
また、上記目的は、海水を電気分解して生成する酸性液、アルカリ液と、軟水若しくは海水を膜で処理して得られた軟水を電気分解して生成する酸性液、アルカリ液を使用して汚泥として収集した前記フロックを分解するフロック分解手段を有する、海水を電気分解し陰極側にナトリウムイオンを集めることで、海水中の水酸化イオンと共に水酸化ナトリウムに富むアルカリ水を生成することができる。この場合、海水を膜分離すること排水浄化装置および前記排水浄化装置を配置したことにより達成される。
【００２４】
また、上記目的は、これらを海洋上のプラットフォーム上に配置し、プラットフォーム上で創生される排水をプラットフォーム上で浄化処理する排水浄化装置および前記排水浄化装置を配置したことにより達成される。
【００２５】
また、上記目的は、被除去物であるフ゜ランクトンや油粒子や有機物等の粒子状の浮遊粒子を含む汚濁水や、産業生産場から発生する被除去物の汚濁粒子やリン等を含む工場廃水の汚濁水浄化処理する浄化手段と、前記浄化処理で発生する汚泥を排水から分離収集する汚泥回収手段と、前記浄化処理で発生する浄化水を排出する手段とを有する排水浄化装置および排水浄化システムにおいて、前記浄化手段と汚泥回収手段を、凝集剤を注入して汚濁粒子やリン等を含有するフロックを形成し、前記フロックを分離し浄化水を創生する凝集分離手段と、液体を電気分解して生成する酸性液、アルカリ液を使用して汚泥として収集した前記フロックを分解するフロック分解手段と、前記フロックを構成する物質から凝集剤を再生し、原水中の被除去物と分離し凝集剤を抽出分離する凝集剤再生手段と、凝集剤不足時に新規凝集剤を並列的に供給する新規凝集剤補給手段と、前記被除去物を回収廃棄する汚泥回収廃棄手段で構成する排水浄化装置および前記排水浄化装置を配置したことことにより達成される。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施例を図１乃至図３により説明する。
図１は、本発明を備えた排水浄化システムのフロー図である。
図２は、図１に示した膜分離装置の拡大断面図である。
図３は、図２を上部から見た半断面図である。
図１において、被除去物である油粒子やバクテリアやプランクトンや有機物の微粒子等の汚濁物を含む汚濁海水の原水を、例えば海洋１から、導管２、大きなゴミを取るためのフィルタ３を通してポンプ４で原水貯槽５に汲み上げる。この原水槽５に、シーディング剤調整装置７内にある、磁性粉である四酸酸化鉄のスラリーを供給する磁性粉スラリー槽７ａから磁性粉を、水酸化ナトリュウムを含むアルカリ性のｐＨ調整剤を供給する水酸化ナトリウム水溶液槽７ｂまたは塩酸を含む酸性のｐＨ調整剤を供給する塩酸水溶液槽７ｃからｐＨ調整剤を、凝集剤として使用する塩化第二鉄の水溶液を供給する凝集剤槽７ｄから凝集剤を、高分子ポリマー槽７ｅから凝集補強剤をそれぞれの流量調整弁６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ６ｅを介して導管８ａを通じて添加する。
【００２７】
各薬剤類を添加された原水は、急速撹絆槽９ａのモータ１０ａで回転駆動される攪拌翼１１ａで急速撹絆される。その後、凝集剤で生成したフロックを補強する高分子ポリマー剤を供給する高分子ポリマー槽７ｅから高分子ポリマー剤を流量調整弁６ｅ、８ｂを通じて緩速攪拌槽９ｂの攪拌翼１１ｂ（モータ１０ｂで回転）で緩やかに攪拌され、数百ミクロンメートル〜数ミリメートル程度の大きさの磁性フロックを含む前処理水１２を生成する。
このようにして生成した前処理水１２を矢印Ａで示すように導管１３を通じて浄化装置１４に通水する。
【００２８】
図２、図３により膜磁気分離装置１４の構造を説明する。
まず図３において、ステンレス鋼の細線や銅の細線やポリエステル繊維等で数ミクロンメートルから数十ミクロンメートルの目開きを有した開口部を有する膜となる網１５をドラム状に構成し、網１５の両端は目開きのないドラム状のシェル１６、１７に接合されている。その一方向はフランジ１８に接合されて一体化され、フランジ１８の中央部にはロッド１９に接合される。ロッド１９がモータ２０で回転することにより、フランジ１８、シェル１６、ドラム状の網１５、シェル１７が回転する。
【００２９】
シェル１７と固定フランジ２１は、接合部に水密性を有して一体化され、固定フランジ２１に溶接、接着等で一体化されたノズル２８は、摺動抵抗が小さい高分子材料で製作されたリング状の摺動体２２、２３で水密性を維持しながら、ケーシング２７から支持され、回転軸がぶれないように固定フランジ２１は回転する。
【００３０】
図２において、浄化水槽のケーシング２７の内側に網１５を配置する。前処理水１２は導管１３からドラム状の網１５外に流入し、前処理水１２は網１５を通過する。この時、前処理水中の磁性フロック２４は網１５外面に捕捉され、網１５を通過し磁性フロック２４を分離された水は浄化水２５となり、ノズル２８を通って図３に示す浄化水槽２９に落下貯水される。貯水された浄化水２５は図３に示すノズル９６から配管２６を通り、図１の貯水池１に放流される。前処理水が網１５を通水する動力は前処理水１２と浄化水２５との液面位差である。
【００３１】
一方、磁性フロック２４は図２の矢印で示すように時計回りに回転する網１５外面に通水によって濾過されて付着し堆積物となって水面近傍に移動する。浄化水２５の一部は図３に示す浄化水槽２９のノズル９７から導管９８でポンプ９９に導いて加圧して洗浄水とする。
加圧された洗浄水は、図３に示す配管１００の途中に設置された流量調整用バイパス弁１０１、および配管１０２の途中に設置された流量調整弁１０３で洗浄流量を調整し、図２に示す配管３０からシャワー管３１に送られ、網１５内表面から外面側に向かってシャワー管３１の孔からシャワー水３２が噴射される。
【００３２】
図３の配管１０４の途中から分岐して電気分解装置１０５を設け、浄化水の一部を電気分解装置１０５に導く。　電気分解装置１０５への導入流量は、流量調整弁１０６と１０３で調整する。
図４は、図１に記載された電気分解装置のフロー図である。
図４において、電気分解装置１０５に導入され浄化水は、配管３００で分岐され、一方はポンプ３０１で数十気圧程度に加圧され、流量調整弁３０２を介して逆浸透膜分離器３０３に導入される。ここで、ナトリュウム（Ｎａ）イオンや塩素（ｃｌ）イオンがろ過され、膜を通過して軟水となった処理水は、配管３０４を通じてポンプ３０５で数気圧に加圧されて、電気分解槽３０６に導入される。
【００３３】
電気分解槽３０６内では、イオンが通過できる隔膜３０７、３０８に挟まれた空間に軟水が導入され、正電極３０９、負電極３１０に電源３１１から電流が供給され電気分解される。正電極３０９側の空間３１２には隔膜３０７を通じてＯＨイオンが富んだアルカリ水溶液が生成され、いっぽう、負電極３１０側の空間３１３には隔膜３０８を通じＨイオンが富んだ酸性水溶液が生成される。また、軟水は高分子ポリマー等の薬剤の生成に使用する場合もある。
【００３４】
配管３００で一方に分岐された浄化水は、電気分解装置１０５に導入された残りの海水の浄化水は、流量調整弁３１４を通り配管３１５を通して、電気分解槽３１６に導入される。電気分解槽３１６内では、イオンが通過できる隔膜３１７、３１８に挟まれた空間に、配管３１５からの塩水と、流量調整弁３１９を介して配管３２０から導入され逆浸透膜分離器３０３から排出された塩分濃度が高い海水が導入される。したがって、普通の海水の塩分濃度より高い濃度の海水が流入する。
いっぽう、電気分解装置１０５に導入された残りの浄化水は、配管３００で分岐され、流量調整弁３１４を通り配管３１５を通して、電気分解槽３１６に導入される。電気分解槽３１６内では、イオンが通過できる隔膜３１７、３１８に挟まれた空間に、配管３１５からの塩水と、流量調整弁３１９を介して配管３２０から導入され逆浸透膜分離器３０３から排出された塩分濃度が高い海水が導入される。したがって、普通の海水の塩分濃度より高い濃度の海水が流入する。
【００３５】
電気分解槽３１６内では、正電極３２１、負電極３２２に電源３２３から電流が供給され電気分解される。正電極３２１側の空間３２４には隔膜３１８を通じてｃｌイオンに富んだ水溶液が生成され、いっぽう、負電極３２２側の空間３２５には隔膜３１７を通じＮａイオンに富んだ水溶液が生成される。
【００３６】
逆浸透膜分離器３０３から排出される余分な高濃度の海水は、配管１０７および流量調整弁１０８を介して、電気分解装置１０５の外部に排出され、例えば海洋に放流される。
【００３７】
なお、電気分解槽３０６、３１６には、図示していないが内部で発生する水素ガス等のガスを大気に排出する配管や液面検知装置や自動弁が配置され、内部の液面の位置を制御している。
【００３８】
空間３１２で生成されたＯＨイオンに富んだアルカリ水溶液は配管３２８を通り、また、空間３２５で生成されたＮａイオンに富んだ水溶液は配管３２９を通り、両水溶液は配管３３０で合流してＮａ（ＯＨ）水溶液となり、流量調整弁３３１を介して電気分解装置１０５から外部に配管３３０を通じて、シーディング剤調整装置７内にある水酸化ナトリウム水溶液槽７ｂに供給される。
【００３９】
いっぽう、空間３１３で生成されたＨイオンに富んだ酸性水溶液は配管３３２を通り、また、空間３２４で生成されたｃｌイオンに富んだ水溶液は配管３３３を通り、両水溶液は配管３３４で合流してＨｃｌ水溶液となり、流量調整弁３３５を介して電気分解装置１０５から外部に配管３３４を通じて、シーディング剤調整装置７内にある塩酸水溶液槽７ｃに供給される。
【００４０】
それぞれの、余分なＮａ（ＯＨ）および水溶液とＨｃｌ水溶液は、配管３３６、３３７、３３８と流量調整弁３３９、３４０を介して、電気分解装置１０５から外部に排出される。両水溶液は中和して塩を含む水溶液となって排出される。
【００４１】
また、流量調整弁３２６、３２７を介して配管３３６、３３７から所定のｐＨのＮａ（ＯＨ）やＨｃｌ水溶液を配管１０４に流入させる。
【００４２】
図３に示すように、この水溶液を配管１０４から、配管３０に供給し、洗浄水内にアルカリ水もしくは酸性水を混入させる。網１５の内表面に蓄積した堆積物はシャワー水３２で剥がれ網１５面は再生され、磁性フロック２４は前処理水１２の水面部に戻される。また、同時にシャワー水３２中のアルカリ水で網１５に蓄積する有機物を洗浄し、断続的に酸性水を混入させ酸性水の殺菌作用で、網１５上に付着したバクテリア等の微生物を殺菌し、網１５上で微生物が繁殖するのを防止する。　また、微生物が繁殖するのを防止することにより、微生物が体内から発生する粘液性の体液との発生も無く、この体液により網１５上に汚濁微粒子の捕捉、固着を防止できる。
ここで、図３に示した導管３０は、ケーシング２７から支持具（図示せず）で固定支持されている。
【００４３】
図２に示すように、膜から剥離した磁性フロック２４は水面近傍に漂い、例えば表面磁場強度０．５テスラの永久磁石３５と支持体３６で構成された磁場発生手段に近づくとその外部の磁気勾配により永久磁石３５に向かって高速で磁気分離し移動する。移動した磁性フロック３８は、磁場発生手段の外側を例えば回転移動する非磁性のステンレス鋼製やプラスチック製等の薄肉のシェル３７面上に付着する。
【００４４】
図１の矢印で示すように、反時計回りに回転するシェル３７上に付着した磁性フロック３８は水面上の大気部に露出する。この時の磁性フロック３８中の余分な水分が重力分離され、シェル３７面上を流下したり、滴下したりして磁性フロック３８を含水率は９５％程度まで濃縮する。　永久磁石３５の代わりに、コイルし式常電導磁石やコイル式超電導磁石、超電導バルク磁石等を用いても同様な効果が生じる。
図３に示すようにシェル３７は、その端部をフランジ３９に接合され、フランジ３９に接合されたロッド４０がモータ４１で回転する。ロッド４０はＯリング４２で水蜜性を維持しながらケーシング２５に支持される。モータ４１はケーシング２５に固定支持される（図示せず）。シェル３７の他端は、Ｏリング４３で水蜜性を維持しながらケーシング２５に回転支持され、シェル３７の内部は大気に開放されている。永久磁石３５は支持体３８で大気側から支持部材４４ａを介して、ケーシング２５からボルト等により固定支持される。
この構造により、磁場発生手段を容易に外部から自由に配置できる。モータ４１はケーシング２５に固定支持される（図示せず）。
【００４５】
シェル３７面上の濃縮された磁性フロック３８は、回転移動し、磁場発生手段から遠ざかり磁気吸引力ははるかに小さくなり、掻き取り手段の平板状のへら４２によってシェル３７面上で剥離され、スラッジ槽４３にスラッジとして分離捕集される。スラッジ槽４３内のスラッジは、スラッジ槽４３下部に配置したかき寄せ板４４群とこれに結合したロッド４５をモータ４６で回転させ、図２上方に移送され、出口４７から排出される。排出されたスラッジは、図１の配管４８の通じてスラッジ槽４９に貯められる。スラッジは、汚泥分解槽５０ａに送られる。汚泥分解槽５０ａでは、塩酸水溶液槽７ｃから配管５０ｂおよび流量調整弁５０ｃを介して酸性水溶液が添加される。
所定の酸性度に達するとフロックは崩壊し、フロックを構成していた水酸化物、例えば水酸化鉄は鉄イオンと水酸イオンに分解する。このとき、フロックに含まれていた磁性粉と油粒子やプランクトンやバクテリア等の被除去物はそれぞれ汚泥水溶液内に別々に混在する。また、プランクトンやバクテリアは酸性水で殺菌されて、死滅する。
【００４６】
図１において、汚泥水溶液は、次に磁気分離槽５１ａに送られ、ここで汚泥水溶液中の磁性粉を永久磁石等で磁気分離回収し、そのスラッジは配管５１ｂで磁性粉スラリー槽７ａに回収され、再利用される。
【００４７】
磁性粉を回収された汚泥水溶液は、液体サイクロン槽５２ａに導入され、比重差により、鉄イオンを含む酸性水溶液と、油、有機物やプランクとの屍骸物等に分離される。ここで、鉄イオンを含む水溶液は凝集剤として回収され、配管５２ｂを介して、凝集剤槽７ｄに送られて凝集剤として再利用される。また、比重が小さい油は分離されたのち、配管５２ｃにから排出されて回収される。有機物やプランクとの屍骸物含む水溶液には、中和のため水酸化ナトリウム水溶液槽７ｂから配管（図示せず）および流量調整弁（図示せず）を通じて水酸化ナトリウム水溶液を添加される。
また、配管５２ｄおよび流量調整弁５２ｅを通じて高分子ポリマを添加された後、脱水装置５２ｆの遠心分離機やベルトプレス機等によって濃縮され、配管５２ｇを通じて、高濃度汚泥槽５２ｈに移送される。分離された上澄み液は、配管５２ｊから、排出され原水貯槽５に戻される。
【００４８】
高濃度汚泥槽５２ｈ内のスラッジはトラックで処分場や焼却場に運搬するためにストックしたり、後段に堆肥化槽を設けスラッジを堆肥化槽に移送し、コンポスト化したりする。
堆肥化した後、堆肥を粉状に破砕し肥料中に残留する磁性粉や生成磁性物質を他の磁石磁気分離装置で回収して再利用しても良い。
【００４９】
また、本装置が人間の居住空間域にある場合には人間の下水を処理する下水浄化装置が存在するケースが多く、高濃度汚泥槽５２ｈ内のスラッジを下水浄化装置（図示しない）に導き、前記スラッジを微生物による分解処理で減容化することができる。
【００５０】
いっぽう、図２においてへら４２の両側には側壁５３を取り付け、スラッジがケーシング２７内に零れるのを防止する。側壁５３とへら４２はケーシング２７に水密性を有し、へら４２はスプリング等（図示せず）で弾性的にへら４２の先端をシェル３７面上に押し付ける。へら４２の先端は硬質ゴム等で構成する。
【００５１】
シャワー水３２の水流がシェル３７面上にかかり、磁性フロック３８が再び水を含まないように、ケーシング２７から固定支持された非磁性物質で製作した壁５４を配置する。
また、シェル３７下部に、ケーシング２７から固定支持された非磁性物質で製作した壁５５を配置し、シャワー水３２で膜１５から剥離した磁性フロック３８が剥離場所から遠くに飛散しないようにし、発生磁場内に漂い磁気吸引されてシェル３７面上に磁気捕捉されるようにする。
【００５２】
また、シャワー管５６を網１５外部に配置し、シャワー水６０で網１５の外面も洗浄再生する。シャワー管５６は、配管３０から分岐されシャワー水が供給される。これにより、網外面も洗浄され、網の閉塞を防止できる。
【００５３】
更に、前処理水１２の水位は、超音波液面計２００の信号を信号処理、液面制御装置２０１に取り込み、液面が既定値よりも上がった場合、電源線２０２で回転数制御されるモータ２０（図３に記載）の回転数を増し、前処理水１２中の網１５の滞留時間を短縮し、網１５の濾過処理量を増加させ前処理水１２の水位を低下させる制御を行う。
逆に液面が既定値よりも下がった場合、モータ２０の回転数を減し、前処理水１２中の網１５の滞留時間を長くして、網１５の濾過処理量を低下させ前処理水１２の水位を上昇させる制御を行う。
ここで、図３に示した電気分解装置１０５により酸性水を発生させる運転は、連続的でもよく、タイマー等による断続、周期的運転でもよい。また、電気分解用の電源は太陽電池１０９、電源線１１０から受けてもよく、電気分解装置に蓄電池（図示せず）を搭載し、太陽電池１０９からの給電を蓄え、雨天時に放電して電気分解を行ってもよい。
また、電気分解槽１０５の陰極から発生する水素ガスを配管２００で燃料電池２０１に導き、ここで吸気中の酸素と化学反応させ電力を製造し、蓄電機能を有する電気分解槽１０５に電線２０２で供給することにより、電気分解槽１０５で発生する水素を有効に再利用して、電気分解槽の消費電力を低減できる効果があり、さらに水素ガスを装置外に放出しないことにより、水素爆発の危険を防止できる効果がある。
以上記載した本実施例により、海水である原水の洗浄水の一部を電気分解槽に導き、電気分解によって酸性水とアルカリ水を生成し、この酸性水を使用して磁性フロックを分解できるので、磁性フロックから磁性粉を回収再利用し、かつ、凝集剤となる金属イオン水を回収し、アルカリ水と組みあわせて使用することで凝集剤として利用できる。したがって、磁性粉と凝集剤の補給がほとんど必要なく、薬剤費や薬剤運搬費がほとんど無く、運転コストを低減できる効果かある。また、汚泥を分解して、上記磁性粉と凝集剤を回収するので、発生汚泥量を低減できる効果がある。また、酸性水の殺菌作用で汚泥中のバクテリア等の微生物を殺菌できるので、この汚泥を他の海洋に排出しても、バクテリアの繁殖を防止できる効果がある。
【００５４】
また、殺菌作用がある酸性水を洗浄水に混ぜ、通水濾過分離膜をこの洗浄水で連続もしくは定期的に洗浄することにより、酸性水の殺菌作用で網１５上に付着したバクテリア等の微生物を殺菌し、網１５上で微生物が繁殖するのを防止し、膜の目詰まりを防止して通水濾過分離膜の通水性能が低下しない効果が生じる。
【００５５】
また、水中の浮遊粒子の付着防止作用を有するアルカリ水を洗浄水に混ぜ、通水濾過分離膜をこの洗浄水で連続もしくは定期的に洗浄することによっても、膜の目詰まりを防止し、通水濾過分離膜の通水性能が低下しない効果が生じる。
【００５６】
なお、本実施例では膜濾過分離と磁気分離を組み合わせた浄化装置について説明したが、膜濾過分離を有する浄化装置において、膜を水道水もしくは浄化水の一部を膜の洗浄水として使用する工場排水の浄化、下水の浄化等の浄化装置一般に適用でき、同様な効果が生じる。
また、原水が軟水である場合、電解槽内で塩（Ｎａｃｌ）を連続的に供給することで、酸性水とアルカリ水を生成し、磁性フロックから凝集剤を回収、再利用することが可能である。
【００５７】
また、上記実施例では、磁性フロックの磁気分離のために、永久磁石を使用した場合について説明したが、永久磁石の代わりに、超電導バルク磁石や超電導コイル式磁石を利用しても同様な効果が生じる。
【００５８】
図５は、本発明になる他の実施例を示したものである。図１と異なる点は、原水中の凝集剤でフロック内に取り込めない比較的サイズが大きい生物例えば、ミジンコを分離するため、フィルタろ過装置３４０を設けた点にある。本フィルタろ過装置内の目開き数百μｍ程度のフィルタでろ過分離され、そのろ過水の一部を使用したフィルタ洗浄水で洗われた比較的サイズが大きい分離物は、洗浄水排水中に混入し、洗浄水排水は配管３４１を通じて原水水域に還流される。比較的サイズが大きい粒子物をフィルタろ過装置３４０で除去されたろ過水は、原水貯槽５に流入する。
【００５９】
本実施例によれば、凝集剤添加後に生成されるフロックに取りこまれないミジンコ等の大型の生物を事前に除去できるので、粒子径が数１００μｍ以上の大きいサイズの浮遊粒子が事前に除去されるので、凝集剤の使用量を低減でき、運転コストを低減できる効果がある。また、浄化処理で除去できない生物が原水採取水域以外の水域で排出されることが無く、原水採取水域以外の生態系を乱すことを防止できる効果がある。
【００６０】
図６は、本発明になる他の電気分解装置１０５の実施例を示したものである。図６に示すように、電気分解装置１０５に導入された海水の浄化水は、配管３００でポンプ４０１で加圧され、電気分解槽４０６に導入される。
【００６１】
電気分解槽３４０６内では、イオンが通過できる隔膜４０７、４０８に挟まれた空間に浄化水が導入され、正電極４０９、鉄製の負電極４１０に電源４１１から電流が供給され電気分解される。正電極４０９側の空間４１２には隔膜４０７を通じｃｌイオンが移動し、放電が行われて塩素ガスが発生する。したがって、正電極４０９側の空間４１２では塩素ガスが飽和し、これが水に溶解してＨｃｌとＨｃｌＯが生成され、酸性水溶液が生成される。
【００６２】
いっぽう、負電極４１０の周囲にはＯＨイオンと隔壁４０８を通じてＮａイオンとが蓄積されてＮａＯＨに富んだアルカリ水溶液が空間４１３内に生成される。てＯＨイオンが富んだアルカリ水溶液が生成され、いっぽう、負電極４１０側の空間４１３には隔膜３０８を通じＨイオンが富んだ酸性水溶液が生成される。
【００６３】
空間４１３で生成されたＮａイオンとＯＨイオンに富んだアルカリ水溶液は配管４１４を通り、流量調整弁４１６を介して電気分解装置１０５から外部に配管３３０を通じて、シーディング剤調整装置７内にある水酸化ナトリウム水溶液槽７ｂに供給される。
【００６４】
いっぽう、空間４１２で生成されたＨイオンとｃｌイオン、ｃｌＯイオンに富んだ水溶液は配管４１５を通り、流量調整弁４１７を介して電気分解装置１０５から外部に配管３３４を通じて、シーディング剤調整装置７内にある塩酸水溶液槽７ｃに供給される。
【００６５】
また、図４と同様に生成した酸性水やアルカリ水は、洗浄水内にアルカリ水もしくは酸性水として混入させ、洗浄性能を向上させるために使用される。
それぞれの、余分なＮａ（ＯＨ）および水溶液とＨｃｌ水溶液は、図４のフロー図と同様に、両水溶液は中和して塩を含む水溶液となって排出される。
【００６６】
本実施例によれば、電気分解槽４０６のみで酸性水とアルカリ水を生成で、これらの水溶液を使用して凝集剤を再生できるので、装置コストを低減できる効果がある。
【００６７】
また、図７は、本発明になる他の実施例を示すのもで、図１と異なる点は、新規薬剤供給槽５００を追設し、、新規薬剤供給槽５００内に新規磁性紛を供給する磁性紛スラリー槽５０１、新規凝集剤を供給する凝集剤槽５０２を配置し、図示していないが再生用の磁性紛スラリー槽７ａ、凝集剤槽７ｄ内の液面計による液面位情報や、凝集剤槽７ｄ内のｐＨ計による酸性度情報等によりそれぞれの薬剤の補給が必要な場合、それぞれ流量調整弁５０３、５０４により不足量を磁性紛スラリー槽５０１および凝集剤槽５０２から新規の磁性紛および凝集剤を、配管５０５、５０６を通じて供給する。本実施例によれば、磁性紛や凝集剤の再利用率が１００％にならない場合に、新規の磁性紛や凝集剤を新規に補給できるので、凝集性能を長期間維持することができる。凝集剤不足の場合は、予め電気分解槽１０５の電極として鉄製の電極を使用し鉄イオンを補給することでも、凝集性能を長期間維持することができる。
【００６８】
また、以上の実施例では、フロック分解、再生用の酸、アルカリ水を海水の電気分解により生成する場合について説明したが、酸、アルカリ水を軟水の電気分解により生成しても、同様な効果が生じる。
【００６９】
以上のように、本実施例によれば、原水の洗浄水の一部を電気分解槽に導き、電気分解によって酸性水とアルカリ水を生成し、この酸性水を使用して磁性フロックを分解・再生が可能となるので、磁性フロックから磁性粉を回収再利用し、かつ、凝集剤となる金属イオン水を回収し、アルカリ水と組みあわせて使用することで凝集剤として利用できる。したがって、磁性粉と凝集剤の補給がほとんど必要なく、薬剤費や薬剤運搬費がほとんど無く、運転コストを大幅に低減できる効果かある。また、汚泥を分解して、上記磁性粉と凝集剤を回収再利用するので、発生汚泥量を低減できる効果がある。
【００７０】
【発明の効果】
本発明によれば、凝集剤を酸・アルカリ溶液を全量は補給せずに、再生して再利用できる浄化装置および運転方法を提供するとともに、回収汚泥から油を回収、汚濁物を殺菌することができる浄化装置および運転方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明になる一実施例の排水浄化システムのフロー図である。
【図２】図２は、本発明になる一実施例の排水浄化装置の断面図である。
【図３】図３は、本発明になる図２の一実施例の排水浄化装置のＸ−Ｘ断面図である。
【図４】図４は、本発明になる図１の一実施例の排水浄化装置のフロー中の電気分解装置のフロー図である。
【図５】図５は、本発明になる他の実施例の排水浄化装置のフロー図である。
【図６】図６は、本発明になる他の実施例の排水浄化装置のフロー中の電気分解装置のフロー図である。
【図７】図７は、本発明の他の実施例を示すフロー図である。
【符号の説明】
１…海洋、５…原水貯槽、７…シーディング剤調整装置、７ａ…磁性粉スラリー槽、７ｂ…水酸化ナトリウム水溶液槽、７ｃ…塩酸水溶液槽、７ｄ…凝集剤槽、９ａ…急速撹絆槽、１４…浄化装置、１０５…電気分解装置、４９…スラッジ槽、５０ａ…汚泥分解槽、５１ａ…磁気分離槽、５２ａ…液体サイクロン槽、５２ｆ…脱水装置。

Claims

被除去物であるフ゜ランクトンや油粒子や有機物等の粒子状の浮遊粒子を含む汚濁水や、産業生産場から発生する被除去物の汚濁粒子やリン等を含む工場廃水の汚濁水浄化処理する浄化手段と、前記浄化処理で発生する汚泥を排水から分離収集する汚泥回収手段と、前記浄化処理で発生する浄化水を排出する手段とを有する排水浄化装置および排水浄化システムにおいて、前記浄化手段と汚泥回収手段を、凝集剤を注入して汚濁粒子やリン等を含有するフロックを形成し、前記フロックを分離し浄化水を創生する凝集分離手段と、液体を電気分解して生成する酸性液、アルカリ液を使用して汚泥として収集した前記フロックを分解するフロック分解手段と、前記フロックを構成する物質から凝集剤を再生し、原水中の被除去物と分離し凝集剤を抽出分離する凝集剤再生手段と、前記被除去物を回収廃棄する汚泥回収廃棄手段で構成する排水浄化装置および前記排水浄化装置を配置したことを特徴とする排水浄化システム。
前記請求項１記載において、前記浄化手段を、前記汚濁水を無薬注処理で物理的ろ過する無薬注ろ過手段と、凝集剤を注入して汚濁粒子やリン等を含有するフロックを形成し、前記フロックを分離する凝集分離手段で構成する排水浄化装置および前記排水浄化装置を配置したことを特徴とする排水浄化システム。
前記請求項２記載において、前記浄化手段を、前記汚濁水を無薬注処理で物理的ろ過する無薬注ろ過手段と、凝集剤、磁性物質を注入して汚濁粒子やリン等を含有する磁性フロックを形成し、前記磁性フロックを分離する凝集分離手段で構成し、前記磁性フロックを汚泥として磁気分離収集する排水浄化装置および前記排水浄化装置を配置したことを特徴とする排水浄化システム。
前記請求項１記載において、前記液体を海水とする排水浄化装置および前記排水浄化装置を配置したことを特徴とする排水浄化システム。
前記請求項１記載において、前記液体を軟水に塩を加えた液体とする排水浄化装置および前記排水浄化装置を配置したことを特徴とする排水浄化システム。
前記請求項１記載において、前記浄化手段を、前記汚濁水を無薬注処理で物理的ろ過する無薬注ろ過手段と、凝集剤、磁性物質を注入して汚濁粒子やリン等を含有する磁性フロックを形成し、前記磁性フロックを分離する凝集分離手段で構成し、前記磁性フロックを汚泥として磁気分離収集し、前記磁性フロックを分解した後、磁性物質を回収する排水浄化装置および前記排水浄化装置を配置したことを特徴とする排水浄化システム。
前記請求項１記載において、前記被除去物を回収廃棄する汚泥回収廃棄手段から排出された汚泥を、
下水を含む人間生活廃水から生じた生活汚泥を処理する生活廃水浄化手段に導入する排水浄化装置および前記排水浄化装置を配置したことを特徴とする排水浄化システム。
前記請求項１記載において、前記フロックを分解後、浮遊粒子を遠心分離回収する浮遊粒子遠心分離手段を有する排水浄化装置および前記排水浄化装置を配置したことを特徴とする排水浄化システム。
前記請求項１〜請求項８記載の排水浄化装置および前記排水浄化装置を配置したことを特徴とする排水浄化システムにおいて、これらを船内に配置する排水浄化装置および前記排水浄化装置を配置したことを特徴とする排水浄化システム。
前記請求項１〜請求項８記載の排水浄化装置および前記排水浄化装置を配置したことを特徴とする排水浄化システムにおいて、これらを船内に配置し、船内のバラスト水を航行中に浄化する排水浄化装置および前記排水浄化装置を配置したことを特徴とする排水浄化システム。
前記請求項４記載において、海水を電気分解して生成する酸性液、アルカリ液と、軟水若しくは海水を膜で処理して得られた軟水を電気分解して生成する酸性液、アルカリ液を使用して汚泥として収集した前記フロックを分解するフロック分解手段を有する、海水を電気分解し陰極側にナトリウムイオンを集めることで、海水中の水酸化イオンと共に水酸化ナトリウムに富むアルカリ水を生成することができる。この場合、海水を膜分離すること排水浄化装置および前記排水浄化装置を配置したことを特徴とする排水浄化システム。
前記請求項１〜請求項８記載の排水浄化装置および前記排水浄化装置を配置したことを特徴とする排水浄化システムにおいて、これらを海洋上のプラットフォーム上に配置し、プラットフォーム上で創生される排水をプラットフォーム上で浄化処理する排水浄化装置および前記排水浄化装置を配置したことを特徴とする排水浄化システム。
被除去物であるフ゜ランクトンや油粒子や有機物等の粒子状の浮遊粒子を含む汚濁水や、産業生産場から発生する被除去物の汚濁粒子やリン等を含む工場廃水の汚濁水浄化処理する浄化手段と、前記浄化処理で発生する汚泥を排水から分離収集する汚泥回収手段と、前記浄化処理で発生する浄化水を排出する手段とを有する排水浄化装置および排水浄化システムにおいて、前記浄化手段と汚泥回収手段を、凝集剤を注入して汚濁粒子やリン等を含有するフロックを形成し、前記フロックを分離し浄化水を創生する凝集分離手段と、液体を電気分解して生成する酸性液、アルカリ液を使用して汚泥として収集した前記フロックを分解するフロック分解手段と、前記フロックを構成する物質から凝集剤を再生し、原水中の被除去物と分離し凝集剤を抽出分離する凝集剤再生手段と、凝集剤不足時に新規凝集剤を並列的に供給する新規凝集剤補給手段と、前記被除去物を回収廃棄する汚泥回収廃棄手段で構成する排水浄化装置および前記排水浄化装置を配置したことを特徴とする排水浄化システム。