JP2007083124A - Method and system for cleaning water - Google Patents
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Description
この発明は、河川、湖沼等の水源から原水を導入して浄化するための浄水処理方法および浄水処理システムに関する。 The present invention relates to a water purification method and a water purification system for introducing and purifying raw water from water sources such as rivers and lakes.
従来、浄水場では、図7に示すように、河川水、湖沼水などの表流水を原水として導入しており、原水の濁度を低減させるために、原水に硫酸バンドやポリ塩化アルミニウム(PAC)等の凝集剤を添加して攪拌混合し、懸濁物が凝集されたフロックを形成している。その後、凝集沈殿池においてフロックが固液分離されて沈殿する。フロックは汚泥として凝集沈殿池より引き抜かれ、上澄み水が処理済水として急速ろ過池へ導出される(特許文献1参照)。なお、上記浄水処理システムの詳細については後述する。 Conventionally, in water purification plants, surface water such as river water and lake water has been introduced as raw water as shown in FIG. 7. In order to reduce the turbidity of raw water, sulfuric acid bands and polyaluminum chloride (PAC) are added to the raw water. ) And the like are added and mixed by stirring to form a floc in which the suspension is agglomerated. Thereafter, flocs are solid-liquid separated in the coagulating sedimentation basin and settled. The floc is extracted from the coagulation sedimentation basin as sludge, and the supernatant water is led to the rapid filtration basin as treated water (see Patent Document 1). The details of the water purification system will be described later.
しかしながら、近年、河川や湖沼等の富栄養化が進み、藻類(アオコ等)が増殖するようになった。藻類は凝集剤による凝集性が悪いため、凝集沈殿池で沈殿しにくく、沈殿に長時間を要すると共に、沈殿しきれない汚泥が急速ろ過池に流入するという問題が生じている。これに対し、凝集沈殿を早めるため、凝集剤を多量に添加すると、ランニングコストが増加するだけでなく、汚泥の生成量が多くなり、産業廃棄物である汚泥の処理負荷が大きくなる問題がある。 However, in recent years, eutrophication of rivers and lakes has progressed, and algae (blue sea cucumbers) have grown. Since algae has poor cohesiveness due to the flocculant, it is difficult to settle in the coagulation sedimentation basin, and it takes a long time to settle, and there is a problem that sludge that cannot be settled flows into the rapid filtration basin. On the other hand, when a large amount of a flocculant is added in order to accelerate the coagulation sedimentation, not only the running cost increases, but also there is a problem that the amount of sludge generated increases and the treatment load of sludge as industrial waste increases. .
また、一般に使用されるPACなどの凝集剤は酸性物質であるので、添加量が多量になると処理水が酸性となって好ましくなく、特に飲料水としては不適当となる。 In addition, since a commonly used flocculant such as PAC is an acidic substance, if the amount added is large, the treated water becomes acidic and is not preferable, and is particularly inappropriate as drinking water.
この発明は、上記した問題に着目してなされたもので、アオコ等の藻類が多く含まれている原水に対しても多量の凝集剤を添加することなく、凝集沈殿池で沈殿しやすいフロックを形成することで十分な浄化作用を施すことが可能となる浄水処理方法および浄水処理システムを提供することを目的とする。 This invention has been made paying attention to the above-mentioned problems, and flocs that are likely to settle in a coagulation sedimentation basin without adding a large amount of coagulant to raw water that contains a large amount of algae such as blue seaweed. An object of the present invention is to provide a water purification treatment method and a water purification treatment system that can be sufficiently purified by forming.
この発明による浄水処理方法は、浄化処理すべき原水に凝集剤を投与して攪拌することによりフロックを形成して沈殿させた後、その上澄み水を導出するものであって、原水に磁気を作用させてフロックが形成され易い状態を生成する前処理工程と、前記前処理工程を経た水に凝集剤を投与して沈殿可能な状態のフロックを生成するフロック形成工程と、前記フロックを沈殿させて上澄み水を得るフロック沈殿工程とを順次実施することを特徴とするものである。 The water purification method according to the present invention is a method in which a floc is formed and precipitated by administering and stirring a flocculant to raw water to be purified, and then the supernatant water is derived, and magnetism is applied to the raw water. A pretreatment step for generating a state in which flocs are likely to be formed, a floc forming step for producing flocs in a precipitable state by administering a flocculant to water that has undergone the pretreatment step, and precipitating the flocs. A floc precipitation step for obtaining a supernatant water is sequentially performed.
この発明によれば、浄化処理すべき原水に磁気を作用させることで、水中への酸素の取り込み量が増して曝気による水の浄化機能が増す。また、フレミングの法則により水に微弱電流が流れる。この微弱電流の作用により、水面上や水中の浮遊物の電位が低下する。浮遊物の電位が低下すると、浮遊物間の反発が小さくなるため、浮遊物が凝集し易くなりフロックが形成されやすい状態となる。
次のフロック形成工程において、前記前処理工程を経た水にPAC等の凝集剤を添加すると、フロックが形成される。そして、フロックが大きくなって重くなると、固液分離によりフロックが汚泥として完全に沈殿する。この場合に、藻類のように凝集性の悪いものであっても、凝集し易くフロックの生成が促されるので、沈殿が早められる。これにより、良好な上澄み水を得ることができ、藻類等が増殖する河川や湖沼を水源とする原水についても、その浄化機能を高めることができる。
According to the present invention, by applying magnetism to the raw water to be purified, the amount of oxygen taken into the water is increased and the function of purifying water by aeration is increased. In addition, a weak current flows in water due to Fleming's law. Due to the action of this weak current, the potential of suspended matter on the water surface or in the water is lowered. When the potential of the floating material is lowered, the repulsion between the floating materials is reduced, so that the floating materials are easily aggregated and a floc is easily formed.
In the next floc forming step, flocs are formed when a flocculant such as PAC is added to the water that has undergone the pretreatment step. When the floc becomes large and heavy, the floc is completely precipitated as sludge by solid-liquid separation. In this case, even a thing with poor cohesion like algae is easy to aggregate, and the generation of floc is promoted, so that the precipitation is accelerated. Thereby, good supernatant water can be obtained, and the purification function can be enhanced for raw water whose source is rivers and lakes where algae grow.
前記前処理工程において原水に磁化処理を施すには種々の方法が考えられるが、好ましい実施態様においては、磁化処理装置を原水が導入される池中に設置し、その装置内に浄化処理すべき原水を導入して磁界中を通過させることにより原水に磁気を作用させるものである。 Various methods are conceivable for magnetizing the raw water in the pretreatment step. In a preferred embodiment, the magnetizing apparatus is installed in a pond into which raw water is introduced, and purification treatment should be performed in the apparatus. By introducing raw water and passing it through a magnetic field, magnetism is applied to the raw water.
また、この発明の好ましい実施態様においては、前記フロック形成工程は、凝集剤が投与された水を攪拌する攪拌する攪拌工程を含み、フロックが前記攪拌工程中に沈殿しないように凝集剤の投与量を調整するものである。 Further, in a preferred embodiment of the present invention, the floc forming step includes a stirring step of stirring the water to which the flocculant is administered, and the dosage of the flocculant is set so that the floc does not precipitate during the stirring step. Is to adjust.
ところで、原水に磁化処理を施すと、フロックの形成が促進され、フロックの沈殿性能が高められる反面、フロックの沈殿速度が上昇することで、フロックの沈殿が前記フロック形成工程中に生じるおそれがある。前記フロック形成工程には通常、凝集剤が投与された水を攪拌する工程が含まれており、水を攪拌する攪拌装置にフロックが付着すると、攪拌装置の故障の原因となる。また、攪拌工程が実施される池は凝集沈殿物を除去する設備が設けられていないのが通常であり、その設備を設置するにはコストもかかる。 By the way, when the raw water is magnetized, floc formation is promoted and floc sedimentation performance is enhanced. On the other hand, floc sedimentation rate is increased, and floc sedimentation may occur during the floc formation process. . The floc forming step usually includes a step of stirring water to which the flocculant is administered, and if the floc adheres to the stirring device that stirs water, it may cause a failure of the stirring device. Moreover, it is normal that the pond where the stirring process is carried out is not provided with equipment for removing the aggregated sediment, and it is expensive to install the equipment.
この実施態様によると、水の磁化処理によって水への凝集剤の投与量を減少させることで、フロック形成工程ではフロックを沈殿させずにフロック沈殿工程においてフロックを完全に汚泥として沈殿させることができるもので、これにより、上記した攪拌装置の故障の問題などを解決できると共に優れた浄化機能を維持できる。また、凝集剤の投与量を減少させることで汚泥発生量が減少するので、汚泥処理費等のコストを低減することができる。 According to this embodiment, the floc can be completely precipitated as sludge in the floc precipitation step without reducing the floc in the floc forming step by reducing the dose of the flocculant to the water by the water magnetization treatment. Thus, this can solve the above-mentioned problem of the stirrer failure and maintain an excellent purification function. Moreover, since the amount of sludge generation is reduced by reducing the dose of the flocculant, costs such as sludge treatment costs can be reduced.
この発明による浄水処理システムは、浄化処理すべき原水に凝集剤を投与して攪拌することによりフロックを形成して沈殿させた後、その上澄み水を導出するものであって、原水を導入する原水池と、原水池より導入した水に凝集剤を投与するための混和池と、混和池より導入した水を攪拌装置により攪拌してフロックを形成するためのフロック形成池と、フロックを沈殿させて上澄み水を得る凝集沈殿池とを備えている。前記原水池中には、原水を導入して磁界中を通過させることにより原水に磁気を作用させる磁化処理装置が設置されている。前記混和池には、混和池に満たされた水へ凝集剤を投与するための投入機構と、前記投入機構による凝集剤の投与量を調整する調整機構とが配備されている。 The water purification treatment system according to the present invention is to extract flocs by precipitating a flocculant by administering and stirring a flocculant to raw water to be purified, and then deriving the supernatant water from which raw water is introduced. A water pond, a mixing pond for administering a flocculant to water introduced from the raw water pond, a floc forming pond for agitating the water introduced from the mixing pond with a stirrer to form a floc, and precipitating the floc And a coagulation sedimentation basin for obtaining supernatant water. In the raw water pond, there is installed a magnetization processing device that applies magnetism to the raw water by introducing the raw water and passing it through the magnetic field. The mixing pond is provided with an input mechanism for administering the flocculant to the water filled in the mixing basin and an adjustment mechanism for adjusting the dose of the flocculant by the input mechanism.
上記した浄水処理システムにおいて、水源から取水した原水に磁化処理装置により磁気を作用させると、フロックが形成され易い状態となる。
原水池において磁化処理が施された水は混和池に導入される。混和池では投入機構によって凝集剤が投与される。次のフロック形成池では攪拌装置により水が攪拌されフロックが形成される。前記混和池において、凝集剤の投与量を調整機構によって調整することでフロックがフロック形成池で沈殿するのを防止できる。
次いで、凝集沈殿池においてフロックは固液分離され、フロックが汚泥として沈殿することにより、良質な上澄み水が得られる。
In the above-described water purification system, when magnetism is applied to raw water taken from a water source by a magnetization processing device, a state in which flocs are easily formed is obtained.
Water that has been magnetized in the raw water pond is introduced into the mixing pond. In the mixing pond, the flocculant is administered by the charging mechanism. In the next floc formation pond, water is stirred by a stirrer to form a floc. In the mixing pond, the floc can be prevented from being precipitated in the floc-forming pond by adjusting the dosage of the flocculant by the adjusting mechanism.
Next, the floc is separated into solid and liquid in the coagulating sedimentation basin, and the floc settles as sludge, whereby a high quality supernatant water is obtained.
この発明によると、原水に磁化処理装置による磁力を作用させることで、水中への酸素の取込み量を増して曝気による水の浄化機能を向上でき、加えて、浮遊物の電位を低下させて浮遊物を凝集し易くし、フロックを形成し易い状態とすることができる。その結果、藻類など凝集性の悪い汚濁物を含む原水に対しても優れた浄化機能を発揮することができる。
さらに、凝集剤の投与量を調整することで、フロックの沈殿時期や沈殿量を最適に調整でき、汚泥処理費等のコストの軽減も実現できる。
According to the present invention, by applying a magnetic force from the magnetic treatment device to the raw water, it is possible to increase the amount of oxygen taken into the water and improve the function of purifying water by aeration. It is possible to easily aggregate the objects and easily form a floc. As a result, an excellent purification function can be exhibited even for raw water containing pollutants with poor cohesive properties such as algae.
Furthermore, by adjusting the dosage of the flocculant, it is possible to optimally adjust the floc sedimentation time and the amount of sediment, and it is possible to reduce costs such as sludge treatment costs.
図1は、本発明の一実施例である浄水処理方法および浄水処理システムの構成を示す。
図示例の浄水処理システムは、水源から取水した原水を導入する原水池10、中和剤を投与するための着水井11、原水に凝集剤を投与するための混和池12、混和池12より導入した水を攪拌装置9により攪拌してフロックを形成するためのフロック形成池13、およびフロックを固液分離して沈殿させる凝集沈殿池14を含むものである。
FIG. 1 shows a configuration of a water purification treatment method and a water purification treatment system according to an embodiment of the present invention.
The water purification system of the illustrated example is introduced from a
前記原水池10には、原水を内部に導入して磁界中を通過させることにより原水に磁気を作用させる磁化処理装置1が設置されている。
この磁化処理装置1は、原水に磁化処理を施すことで、凝集剤による凝集性の悪い藻類等が含まれる原水に対しても、その後のフロック形成工程でフロックが形成され易い状態を生成するためのものである。
The
This
前記磁化処理装置1は、図2に示すように、原水池10内に水没状態で設置されるもので、底面f上に設置された基板P上に支持されている。
As shown in FIG. 2, the
この磁化処理装置1は、水中ポンプ2、流水管3、吸気管4、および磁化処理具5により構成されている。前記水中ポンプ2は原水池10内の水を吸込口20より吸い込んで吐出口21より吐き出す。前記流水管3は、一端に流入口30、他端に流出口31を備えたもので、流入口30は前記水中ポンプ2の吐出口21に接続され、流出口31は原水池10内に開口している。
The
この流水管3には流入口30に近い位置に上向きの連結部32が形成されている。この連結部32には前記吸気管4の下端の開口が連結され、吸気管4を流水管3の流路に連通させている。この吸気管4は、上端を水面上より突出させることができる長さに形成されている。吸気管4の下端の開口は前記連結部32を介して流水管3内の流路に臨ませるとともに、上端の外周の開口41は水面w上に位置させているので、流水管3内の水流により吸気管4内が負圧化され、吸気管4より流水管3に空気が導入される。
An upward connecting
前記磁化処理具5を構成する管状体6が流水管3の中間に介装されており、このため、流水管3は上流管3Aと下流管3Bとに分離されている。図3に示すように、上流管3Aの出口33には管状体6の流入口60が、下流管3Bの入口34には管状体6の流出口61が、それぞれ連結される。
A
図3に示す磁化処理具5は、一端に流入口60、他端に流出口61を有する管状体6と、この管状体6に外付けされる複数個の磁界発生器7とから成るものである。前記管状体6は、長さ中央部が磁化処理領域となっており、図4に示すように、通路63の縦方向の通路幅yが横方向の通路幅xより十分に大きな扁平な断面矩形状に形成されている。前記管状体6の側壁面62R,62Lは、狭い通路幅xを隔てて対向しており、この対向する側壁面62R,62Lに複数個の磁界発生器7が取り付けられる。
3 includes a
各磁界発生器7は、ケース体70の内部に磁極の向きを揃えて複数の永久磁石71が積層状態で装填されたものであり、異なる磁極N,Sが互いに向き合うように各磁界発生器7が管状体6の外周面にそれぞれ取り付け固定される。
Each
なお、この実施例では、磁化処理具5は流水管3と吸気管4との連通位置の下流に配置しているが、流水管3と吸気管4との連通位置の上流に配置してもよい。
In this embodiment, the
図1に戻って、前記着水井11には原水へ中和剤を投与するための投入機構16が、前記混和池12には原水へ凝集剤を投入するための投入機構17が、それぞれ配備されている。各投入機構16,17には中和剤および凝集剤の投与量を調整するための調整機構18,19がそれぞれ設けられている。
Returning to FIG. 1, the charging well 11 is provided with a
前記凝集剤としてPACや硫酸バンド等の無機凝集剤が用いられる。PACや硫酸バンドは酸性物質であることから、凝集剤が投与された水を中性にするために、着水井11において中和剤が投与される。中和剤としては苛性ソーダ等の強アルカリ性物質が用いられる。 An inorganic flocculant such as PAC or sulfuric acid band is used as the flocculant. Since PAC and sulfate bands are acidic substances, a neutralizing agent is administered in the landing well 11 in order to neutralize the water to which the flocculant has been administered. A strong alkaline substance such as caustic soda is used as the neutralizing agent.
前記中和剤の投入機構16は、中和剤が装填されるタンク16Cを有し、タンク16Cの下方に投入口16Bを開口させている。前記投入口16Bには電磁弁16Aが設けてあり、この電磁弁16Aを開くと、投入口16Bより着水井11へ中和剤が投与される。
凝集剤の投入機構17も同様の構成であり、凝集剤が装填されるタンク17Cを有し、タンク17Cの下方に投入口17Bを開口させている。前記投入口17Bには電磁弁17Aが設けてあり、この電磁弁17Aを開くと、投入口17Bより混和池12へ凝集剤が投与される。
The neutralizing
The
各電磁弁16A、17Aは制御装置8によって開閉が制御されるもので、電磁弁16Aと制御装置8とで中和剤の調整機構18が構成され、また電磁弁17Aと制御装置8とで凝集剤の調整機構19が構成される。
前記制御装置8は、プログラムされたコンピューターで構成されており、各電磁弁16A、17Aに対し所定のパルス幅の駆動信号s1、s2を所定の周期で送出して各電磁弁16A、17Aを開閉制御する。この実施例では、各電磁弁16A、17Aをそれぞれ固有の周期で開動作させ、各電磁弁16A、17Aの開放時間を大小調整することで中和剤や凝集剤の投入量を調整している。
なお、制御装置8は、コンピューターに限らず、専用のハードウェア回路によっても実現できる。
The solenoid valves 16A and 17A are controlled to be opened and closed by the control device 8. The solenoid valve 16A and the control device 8 constitute a neutralizing
The control device 8 is composed of a programmed computer, and opens and closes the electromagnetic valves 16A and 17A by sending drive signals s1 and s2 having a predetermined pulse width to the electromagnetic valves 16A and 17A in a predetermined cycle. Control. In this embodiment, each electromagnetic valve 16A, 17A is opened at a specific cycle, and the opening time of each electromagnetic valve 16A, 17A is adjusted to adjust the amount of the neutralizing agent or the flocculant. .
The control device 8 can be realized not only by a computer but also by a dedicated hardware circuit.
次に、上記した浄水処理システムの動作を説明する。原水池10において磁化処理装置1の水中ポンプ2を駆動すると、水中ポンプ2の吸込口20より吸い込まれた原水池10内の原水は水中ポンプ2の吐出口21から流水管3の流入口30へ送り込まれる。流水管3に送り込まれた原水は流水管3内の流路を流れて流出口31より原水池10内へ流出されるが、流路の途中で吸気管4から流水管3に導入された空気が気泡となって水流に混入する。その結果、流出口31より池内へ気液混合流として噴射され、これにより攪拌と曝気とが行われる。
Next, the operation of the above-described water purification system will be described. When the
流水管3を流れる原水は磁化処理具5によって磁化処理される。水が磁界の作用を受けて磁化されると、水中への酸素の取り込み量が増して曝気による水の浄化機能が増す。また、フレミングの法則により水に微弱電流が流れ、この微弱電流の作用によって水面w上や水中の浮遊物の電位が低下する。浮遊物の電位が低下すると、浮遊物間の反発力が小さくなり、浮遊物の凝集が促進され、フロックが形成されやすい状態となる。
The raw water flowing through the
原水池10において磁化処理が施された原水は、着水井11に導入されて中和剤が投与される。次に、混和池12へ送られて凝集剤が投与される。凝集剤が投与された水は混和池12からフロック形成池13に送られ、ここで攪拌装置9によって攪拌することでフロックが形成される。
The raw water that has been magnetized in the
図5は、原水に従来と同量の中和剤及び凝集剤を投与した場合を示しており、フロックFの沈殿がフロック形成池13で生じている。フロックFの沈殿がフロック形成池13から生じると、前記攪拌装置9に汚泥が付着して故障の原因となる。また、フロック形成池13には凝集沈殿物を除去する設備が設けられておらず、凝集沈殿物を回収することもできない。
図6は、原水に投与する中和剤及び凝集剤の量を従来の半分に調整した場合を示している。原水に磁化処理を施しているので、中和剤および凝集剤の投与量を従来の半分にしても、凝集沈殿性能は変わらず、フロックFが形成されて沈殿する。この場合、フロックFはフロック形成池13において沈殿することなく凝集沈殿池14内で沈殿するもので、凝集剤や中和剤の投与量を半減することによるコストの低減と汚泥沈殿量の減少による汚泥処理費の削減とを実現できる。
FIG. 5 shows the case where the same amount of neutralizing agent and flocculant as in the conventional case is administered to the raw water. Precipitation of floc F occurs in the floc-forming
FIG. 6 shows a case where the amounts of the neutralizing agent and the flocculant administered to the raw water are adjusted to half of the conventional amount. Since the raw water is magnetized, even if the doses of the neutralizing agent and the flocculant are halved compared to the conventional water, the flocculent sedimentation performance does not change and floc F is formed and precipitates. In this case, the floc F is settled in the
凝集沈殿池14において固液分離されたフロックFは汚泥として抜き取られるとともに、良質な上澄み水が急速ろ過池15に送水される。
The floc F separated by solid-liquid separation in the
1 磁化処理装置
8 制御装置
9 攪拌装置
10 原水池
12 混和池
13 フロック形成池
14 凝集沈殿池
16,17 投入機構
18,19 調整機構
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