JP2007252977A - 懸濁物質及び色度成分を含んだ水の処理方法及び処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】原水に凝集剤及び塩素剤を添加して濾過する水処理方法及び装置において、濾過装置の逆洗排水量を減少させることができ、しかも処理水の水質も良好なものとすることができる水処理方法及び装置を提供する。
【解決手段】原水は、配管１を流れる間に凝集剤タンク２及び塩素剤タンク３からそれぞれ薬注用ポンプ２ａ，３ａを介して凝集剤の溶液及び塩素剤の溶液が添加され、次いでラインミキサ４にて攪拌された後、浮上性濾材６を収容して濾過槽５に導入され、該浮上性濾材６によって濾過される。浮上性濾材６としては、粒径が０．１〜１５ｍｍ、特に５〜１０ｍｍであり、比重が０．０１〜０．９５特に約０．０５程度の合成樹脂製のものが好適である。好ましくは浮上性濾材層６のＬＶを２０ｍ／Ｈｒ以下とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、懸濁物質及び色度成分を含んだ工業用水、集塵排水、冷却水などの水を処理する方法及び処理装置に関する。

河川水、地下水などの工業用水や集塵排水、冷却水などの水中の懸濁物質濃度が比較的高い場合、砂やアンスラサイトを濾材とした濾過装置によって濾過処理することは周知である。

なお、特開２００２−３２６０９１号には、地下水を処理して水道水を製造するに際し、地下水中にフミン酸や鉄イオンなどの色度成分が含まれている場合、塩素水を添加した後、ＰＡＣなどの凝集剤を添加し、次いでマンガン砂などの濾材を充填した濾過層に通水して色度成分を除去することが記載されている。
特開２００２−３２６０９１号

このような濾過装置にあっては、通水に伴って目詰りしてくるので、定期的に逆洗を行う必要があり、逆洗の都度逆洗排水が発生する。

しかも、本発明のように懸濁物質と共に色度成分を一緒に濾過装置で除去しようとして凝集剤に加えて塩素剤も併用すると、特に砂濾過の場合、極めて微細な懸濁粒子まで捕捉されてしまうので、発生する逆洗排水の量が膨大なものとなる。

特に、工場の立地条件が総量規制のかかった水域にある場合、このような大量の逆洗排水はそのまま系外に放流することができず、きちんと処理を施した後に放流しなければならない。

既存の排水処理装置の能力があれば、この逆洗排水をその装置を用いて処理することも考えられるが、通常このような排水処理装置の能力は、発生する排水量に応じて処理能力や水バランスが決められているため、新たに上記濾過装置を増設すると、逆洗排水処理装置まで新設する必要があった。

本発明は上記濾過装置の濾材として、浮上性濾材を採用することにより、極力発生する逆洗排水量を少量におさえることを狙ったものである。

すなわち、本発明は、原水に凝集剤及び塩素剤を添加して濾過する水処理方法及び装置において、濾過装置の逆洗排水量を減少させることができ、しかも処理水の水質も良好なものとすることができる水処理方法及び装置を提供することを目的とする。

本発明の具体的な手段は以下の通りである。
請求項１の水処理方法は、懸濁物質及び色度成分を含む原水に凝集剤及び塩素剤を添加した後、浮上性濾材によって濾過することを特徴とするものである。

請求項２の水処理方法は、請求項１において、該凝集剤がアルミニウム塩であり、塩素剤が次亜塩素酸塩であることを特徴とするものである。

請求項３の水処理方法は、請求項１又は２において、浮上性濾材は、比重が０．０１〜０．９５の合成樹脂製浮上性濾材であることを特徴とするものである。

請求項４の水処理方法は、請求項１ないし３のいずれか１項において、浮上性濾材への通水ＬＶを５〜３０ｍ／Ｈｒとすることを特徴とするものである。
ここで、ＬＶとは、Ｌｉｎｅａｒ Ｖｅｌｏｃｉｔｙで線速度を表す。

請求項５の水処理方法は、請求項１ないし４のいずれか１項において、原水が工業用水であることを特徴とするものである。

請求項６の水処理装置は、原水に対し凝集剤及び塩素剤を添加する手段と、該凝集剤及び塩素剤が添加された水を浮上性濾材によって濾過する浮上性濾過装置とを備えてなるものである。

請求項７の水処理装置は、請求項６において、該凝集剤がアルミニウム塩であり、塩素剤が次亜塩素酸塩であることを特徴とするものである。

請求項８の水処理装置は、請求項６又は７において、浮上性濾材は、比重が０．０１〜０．９５の合成樹脂製浮上性濾材であることを特徴とするものである。

本発明では、原水に対し凝集剤及び塩素剤を添加した後、浮上性濾材によって濾過する。この凝集剤によって懸濁物質が除去され、塩素剤によって色度成分が除去される。凝集処理によって生じたフロックは、浮上性濾材に捕捉されて除去される。

この浮上性濾材は、砂と違って、水質に影響を与えない微細な懸濁物質を捕捉しないので、砂濾過に比べて逆洗排水量が少ない。なお、一般に、浮上性濾材による濾過は砂濾過に比べて水中の微粒子の捕捉効率が低いが、本発明では、微粒子を凝集させたり、この浮上性濾材層への通水ＬＶを２０ｍ／Ｈｒ以下と小さくすることにより、この捕捉効率を十分に高いものとすることができる。

以下、図面を参照して実施の形態について説明する。図１は実施の形態に係る水処理装置を示す系統図である。

原水は、配管１を流れる間に凝集剤タンク２及び塩素剤タンク３からそれぞれ薬注用ポンプ２ａ，３ａを介して凝集剤の溶液及び塩素剤の溶液が添加され、次いでラインミキサ４にて攪拌された後、浮上性濾材６を収容した濾過槽５に導入され、該浮上性濾材６によって濾過される。濾過処理水が配管７から取り出される。

原水としては、河川水、地下水などの工業用水のほか、集塵排水、冷却水などが例示される。集塵排水としては、転炉循環水系統における固形分濃度の高い排水が例示される。

上記の凝集剤としては、ＰＡＣ、硫酸バンドなどのアルミニウム塩などが好適である。その添加量はアルミニウムに換算して１〜５０、好ましくは３〜２５ｍｇ−Ａｌ／Ｌ程度が好適であるが、特にこれに限定されるものではない。

塩素剤としては、次亜塩素酸ソーダなどの次亜塩素酸塩が好適である。その添加量はＣｌ_２に換算して０．１〜１．５ｍｇ−Ｃｌ_２／Ｌ程度が好適であるが、特にこれに限定されるものではない。

図１ではラインミキサ４を用いているが、凝集撹拌槽を設置してもよい。この場合、凝集撹拌槽に凝集剤やさらには塩素剤を薬注してもよい。また、凝集槽とフロック成長槽とを併設してもよい。

上記濾過槽５内に収容する浮上性濾材６としては、粒径が０．１〜１５ｍｍ、特に５〜１０ｍｍであり、比重が０．０１〜０．９５特に０．０２〜０．８とりわけ約０．０５程度の合成樹脂製のものが好適である。なお、軽石、発泡ガラス、その他の無機バルーンなど無機質のものであってもよい。合成樹脂としてはポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリスチロール、ポリウレタンなどが好適であり、中でもポリスチレンが好適である。浮上性濾材の形状は、球状、円柱状、立方体、直方体、異形体（多数の突起を有したものなど。）、繊維状体などが好適であり、特に球状又は円柱状のものが、角部が少なく撹拌効率が良いので好適であるが、これに限定されない。

なお、浮上性濾材の粒径が過大であると、逆洗水量が多く必要となるおそれがある。また、比重が過大であると、濾材の攪拌洗浄動力も大きくなる。

濾過槽５は、浮上性濾材６の層厚みが６００〜１３００ｍｍ特に９００〜１２００ｍｍとなるように浮上性濾材を収容するのが好ましい。

この浮上性濾材６の層への通水ＬＶは５〜３０ｍ／Ｈｒ特に１１〜２０ｍ／Ｈｒとすることが好ましい。このようにＬＶを低目にすることにより、凝集フロックの捕捉効率を高め、処理水質を向上させることができる。

一般に、浮上性濾材は砂濾過に比べて懸濁物質の捕捉効率が低いが、凝集剤を添加して懸濁物質を凝集させているので、懸濁物質は浮上性濾材６によって捕捉される。特に、上記のようにＬＶを小さくすることにより、懸濁物質の凝集フロックが十分に捕捉される。例えば、図１のフローによると、凝集剤の添加量８〜１２ｍｇ／Ｌ、塩素剤の添加量０．４〜０．６ｍｇ／Ｌの条件下で懸濁物質濃度８〜２３ｍｇ／Ｌ、色度３〜１１度の工業用水を平均して懸濁物質除去率６０〜７５％、色度除去率５０〜８０％にて処理することが可能である。

図１のフローでは、浮上性濾材６を有した濾過槽５を用いているが、前記の通り、この浮上性濾材は砂濾過に比べて逆洗排水量が少ないという長所を有している。

この逆洗を行うには、濾過槽５の上方から逆洗用水（例えば、処理水）を下向きに通水し、浮上性濾材６を下方に展開させ、逆洗排水を濾過槽５の下部から槽外に取り出すのが好ましい。この浮上性部材は、比重が小さいので、撹拌洗浄に要する動力が少なく、また、逆洗水量も少量で足りる。なお、逆洗時に撹拌機を用いて濾材を撹拌してもよい。

以下、実施例及び比較例について説明する。なお、以下の実施例及び比較例で処理した原水は地下水を水源とする工業用水であり、濁度は１．８〜１７．６ｍｇ／Ｌであり、色度は６．２〜１４．６ｍｇ／Ｌであった。

実施例１
図１のフローにおいて、原水流量を６０ｍ^３／Ｈｒとし、凝集剤としてＰＡＣを２０ｍｇ／Ｌの割合で添加し、塩素剤として次亜塩素酸ソーダを０．５ｍｇ−Ｃｌ_２／Ｌの割合で添加した。

濾過槽５の容積は７ｍ^３であり、内部には５ｍ^３の浮上性濾材６が層厚さ１１７４ｍｍとなるように収容されている。

浮上性濾材としては、平均粒径７ｍｍ（最小粒径５ｍｍ、最大粒径９ｍｍ）、比重０．０５の発泡スチレン製球状ビーズを用いた。

５ヶ月連続的にＬＶ＝２０ｍ／Ｈｒにて通水し、この間平均して１２Ｈｒに１回の割合で逆洗した。ＬＶを回復させるのに必要な１回の逆洗水量は平均して６ｍ^３であった。従って、この５ヶ月の間に発生した逆洗排水量は合計で１８００ｍ^３であった。

この結果、濁度は常に５ｍｇ／Ｌ以下で、かつ濁度の除去率は平均して５７％であり、色度の除去率は平均して５２％であった。

比較例１
図１において、浮上性濾材６の代りに同容積の砂を用い、下向流にて通水したこと以外は同様にして同一の原水を１週間処理した。逆洗の頻度も同じとした。なお、ＬＶを回復させるのに必要な１回当りの逆洗水量は平均して４０ｍ^３であり、実施例１の６．７倍であった。

その結果、濁度の除去率は平均して６５％であり、色度の除去率は平均して４７％であった。

上記の結果より、浮上性濾材槽を用いた本発明によっても濁度及び色度を十分に除去することができ、しかも逆洗排水量を著しく少なくすることができることが認められた。なお、濁度については、必要とする用水水質に応じて凝集剤の添加量を増加させることにより、砂濾過レベルの性能を得ることが可能である。

実施の形態に係る水処理装置を示す系統図である。

符号の説明

４ ラインミキサ
５ 濾過槽
６ 浮上性濾材

Claims (8)

1. 懸濁物質及び色度成分を含む原水に凝集剤及び塩素剤を添加した後、浮上性濾材によって濾過することを特徴とする水処理方法。
2. 請求項１において、該凝集剤がアルミニウム塩であり、塩素剤が次亜塩素酸塩であることを特徴とする水処理方法。
3. 請求項１又は２において、浮上性濾材は、比重が０．０１〜０．９５の合成樹脂製浮上性濾材であることを特徴とする水処理方法。
4. 請求項１ないし３のいずれか１項において、浮上性濾材への通水ＬＶを５〜３０ｍ／Ｈｒとすることを特徴とする水処理方法。
5. 請求項１ないし４のいずれか１項において、原水が工業用水であることを特徴とする水処理方法。
6. 原水に対し凝集剤及び塩素剤を添加する手段と、該凝集剤及び塩素剤が添加された水を浮上性濾材によって濾過する浮上性濾過装置とを備えてなる水処理装置。
7. 請求項６において、該凝集剤がアルミニウム塩であり、塩素剤が次亜塩素酸塩であることを特徴とする水処理装置。
8. 請求項６又は７において、浮上性濾材は、比重が０．０１〜０．９５の合成樹脂製浮上性濾材であることを特徴とする水処理装置。

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