JP2008207106A

JP2008207106A - 沈殿槽のスラッジ引抜方法および装置、該装置を備えた沈殿槽

Info

Publication number: JP2008207106A
Application number: JP2007046718A
Authority: JP
Inventors: Yoshiyuki Kawano; 喜之川野
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 2007-02-27
Filing date: 2007-02-27
Publication date: 2008-09-11

Abstract

【課題】スラッジ濃度の低いスラリーの引抜を防止し、脱水処理の負荷を軽減することのできる沈殿槽のスラッジ引抜方法および装置、該装置を備えた沈殿槽を得る。
【解決手段】沈殿槽１に堆積するスラッジを引き抜く沈殿槽１のスラッジ引抜方法であって、沈殿槽１の上限位置と下限位置を予め定めておき、堆積スラッジが前記上限位置を越えると堆積スラッジを連続的に引き抜き、堆積スラッジが前記上位値と下限位置との間にあるときには間欠的に引き抜き、堆積スラッジが前記下限位置より下方になったときにはスラッジの引抜を停止するようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、沈殿槽に堆積するスラッジを引き抜く沈殿槽のスラッジ引抜方法および装置、該装置を備えた沈殿槽に関する。

廃水処理設備において、薬注処理した水から重金属等を含むスラッジ（ＳＳ）を沈殿分離するために沈殿槽が用いられている。沈殿槽で沈殿分離されたスラッジは、沈殿槽から引き抜かれ、脱水機によって脱水処理される。
脱水処理の効率を高めるためには、沈殿槽から高濃度のスラッジを引き抜くようにすることが必要である。

このような沈殿槽の従来例として、沈殿槽にスラッジの界面を検出するスラッジ界面計を設けると共に、スラッジ引抜配管にスラッジの濃度を検出するスラッジ濃度計を配置し、スラッジ界面計でスラッジの堆積レベルを認識したら、スラリーの連続引抜を開始し、引抜スラリー中のスラッジ濃度計が所定濃度以下になったら、引抜を中止するようにしたものがある（特許文献１参照）。

また、他の例として、沈殿槽の上位置および下位置のそれぞれにスラッジ界面計Ａ、Ｂを設置し、スラッジ界面計Ａによってスラッジ界面が検出されるとスラッジの連続引抜を開始し、スラッジ界面計Ｂによってスラッジ界面が検出されるとスラッジの引抜を終了するようにしたものがある（特許文献２参照）。
特開平１−２８１１０９号公報特開平８−１２６８０３号公報

特許文献１に記載のものでは、スラッジ引抜配管に設けたスラッジ濃度計により引抜スラリー中のスラッジ濃度計が所定濃度以下になったら引抜を中止するようにしているが、スラッジ濃度計による濃度検出からスラッジ引抜配管のバルブを閉めるまでの時間的ずれにより、スラッジ濃度の低いスラリーが排出されてしまうという問題がある。

スラッジ濃度の低いスラリーが排出されると、引き抜きスラリー量が増え、後工程である脱水機運転回数が増え、運転負荷が増大する。そして、低濃度スラリーが脱水機に入ると脱水機濾布の目詰まりの原因になり、濾布交換回数が増加することにもなる。

他方、特許文献２に記載のものでは、スラッジ界面計Ｂによってスラッジ界面の下位置が検出されるとスラッジの引抜を終了するようにしているので、スラッジ濃度の低いスラリーの排出はある程度防げるようにも思える。
しかし、スラリーの引抜を連続して行うため、引抜開始後徐々に沈殿槽における引抜口周辺のみスラリーの引抜が進行し、引抜口周辺のスラリーが蟻地獄のようなすりばち状になり、スラリー全体の引抜きが十分進まないうちに、引抜口にスラッジ濃度の薄い液が流入してスラッジ濃度の低いスラリーが排出され、特許文献１と同様の結果になることが考えられる。

本発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、スラッジ濃度の低いスラリーの引抜を防止し、脱水処理の負荷を軽減することのできる沈殿槽のスラッジ引抜方法および装置、該装置を備えた沈殿槽を得ることを目的としている。

（１）本発明に係る沈殿槽のスラッジ引抜方法は、沈殿槽に堆積するスラッジを引き抜く沈殿槽のスラッジ引抜方法であって、沈殿槽の上限位置と下限位置を予め定めておき、堆積スラッジが前記上限位置を越えると堆積スラッジを連続的に引き抜き、堆積スラッジが前記上位値と下限位置との間にあるときには間欠的に引き抜き、堆積スラッジが前記下限位置より下方になったときにはスラッジの引抜を停止するようにしたことを特徴とするものである。

（２）また、本発明に係る沈殿槽のスラッジ引抜制御装置は、沈殿槽のスラッジ引抜制御装置であって、沈殿槽のスラッジ引抜管に設けられた開閉弁と、沈殿槽における上限位置に設置されて堆積スラッジが上限位置にあることを検出する第１堆積スラッジ検出計と、沈殿槽の下限位置に設置されて堆積スラッジが下限位置にあることを検出する第２堆積スラッジ検出計と、前記第１堆積スラッジ検出計と前記第２堆積スラッジ検出計の検出信号を入力して前記開閉弁の開閉を制御する制御装置とを備え、該制御装置は、前記第１堆積スラッジ検出計の検出信号が入力されると前記開閉弁を常時開とし、前記第１堆積スラッジ検出計の検出信号が入力されず、かつ、前記第２堆積スラッジ検出計の検出信号が入力されたときには前記開閉弁を間欠的に開閉制御し、前記第２堆積スラッジ検出計の検出信号が入力されないときには前記開閉弁を常時閉にするように制御することを特徴とするものである。

なお、堆積スラッジが上限位置にあるとは、スラッジの上面が沈殿槽において予め設定した上限位置以上の位置まで堆積していることを意味する。また、堆積スラッジが下限位置にあるとは、スラッジの上面が沈殿槽において予め設定した下限位置以上の位置まで堆積していることを意味する。

（３）また、上記（２）に記載のものにおいて、スラッジ引抜管における開閉弁の下流側にスラッジ濃度を検出する濃度検出計を設置し、制御装置は前記濃度検出計からスラッジの濃度信号を入力し、該入力値が所定値よりも低いときには前記開閉バルブを閉にするように制御することを特徴とするものである。

（４）また、本発明に係る沈殿槽は、上記（２）または（３）に記載のスラッジ引抜制御装置を備えたことを特徴とするものである。

本発明においては、沈殿槽に堆積するスラッジを引き抜く沈殿槽のスラッジ引抜方法であって、沈殿槽の上限位置と下限位置を予め定めておき、堆積スラッジが前記上限位置を越えると堆積スラッジを連続的に引き抜き、堆積スラッジが前記上位値と下限位置との間にあるときには間欠的に引き抜き、堆積スラッジが前記下限位置より下方になったときにはスラッジの引抜を停止するようにしたので、処理水の量が変化してもスラッジがオーバーフローすることがなく、かつ、濃度の薄いスラッジが引き抜かれることがない。
これによって、脱水機の負荷を軽減でき、また濾布の目詰まりを防止できる。

[実施の形態１]
図１は本発明の一実施の形態の沈殿槽の説明図である。本実施の形態に係る沈殿槽のスラッジ引抜制御装置は、沈殿槽１のスラッジ引抜管３に設けられた開閉弁５と、沈殿槽１における上限位置に設置された第１界面計７と、沈殿槽１の下限位置に設置された第２界面計９と、これら第１界面計７と第２界面計９の界面検出信号を入力して開閉弁５の開閉を制御する制御装置１１とを備えている。
以下、各構成をさらに詳細に説明する。

＜沈殿槽＞
沈殿槽１は、前処理工程において凝集剤が添加された処理水を貯留して、スラッジを沈降させて分離する。沈殿槽１の底面は、例えば中央に向かって下方に傾斜しており、この傾斜下部にスラッジ引抜管３が接続されている。
スラッジ引抜管３の出口側には、沈殿槽１から引き抜かれたスラッジを貯留するスラッジ貯槽１３が設置されている。沈殿槽１から引き抜かれたスラッジは、一旦スラッジ貯槽１３に貯留され、その後脱水機によって脱水処理される。

＜開閉弁＞
開閉弁５は、スラッジ引抜管３に設けられて、制御装置１１による制御信号によって開閉制御される。なお、開閉弁５の開度を適宜調整するようにしてもよい。

＜第１界面計＞
第１界面計７は、沈殿槽１で分離されて沈殿したスラッジと上澄み液との分離界面の位置を検出し、界面位置が上限位置より高くなったときに検出信号を制御装置１１に出力する。
沈殿槽１の上限位置とは、沈殿槽１のオーバーフローレベルよりもやや低い位置である。
したがって、第１界面計７によって、分離界面が検出される状態は、沈殿槽１にスラッジが大量に堆積して、それ以上スラッジが堆積すると、スラッジがオーバーフローする危険があるような状態である。

なお、第１界面計７は、本発明の第１堆積スラッジ検出計の一例である。本発明の第１堆積スラッジ検出計は、本実施の形態で例示した界面計に限定されるものではなく、堆積スラッジの上面の位置を検出できるものであれば、他の態様のものであってもよい。
この点は、第２界面計９についても同様である。

＜第２界面計＞
第２界面計９は、第１界面計７と同様に、沈殿槽１で分離して沈殿したスラッジと上澄み液との分離界面の位置を検出し、界面が下限位置より高い位置にあるときに検出信号を制御装置１１に出力する。
沈殿槽１の下限位置とは、沈殿槽底部のスラッジ排出ラインよりも少し上の位置である。
したがって、第２界面計９によって分離界面が検出される状態は、沈殿槽１の底部にスラッジがある程度堆積しており、スラッジの引抜を行っても濃度の薄いスラリーを引き抜く危険がない状態である。他方、第２界面計９によって分離界面が検出されない状態は、沈殿槽１の底部のスラッジが少なく、スラッジの引抜を行うと濃度の薄いスラリーが引き抜かれる危険がある状態である。

＜制御装置＞
制御装置１１は、第１界面計７と第２界面計９の界面検出信号を入力して開閉弁５の開閉を制御する。以下、制御装置１１の制御動作を説明する。
第１界面計７から分離界面の検出信号が入力されると、制御装置１１は、開閉弁５を常時開にする。
第１界面計７からの分離界面の検出信号が入力されず、かつ、第２界面計９からの分離界面の検出信号が入力されると、開閉弁５を間欠的に開閉制御する。間欠的に開閉制御するとは、例えば開閉弁５の開時間と閉時間を予めタイマーによって設定しておき、開閉弁５を開閉動作させることをいう。

開閉弁５の間欠的な開閉制御における、開閉弁５の開閉時間は、供給される処理水の量や、沈殿するスラッジの量などによって、経験的に最適の値を設定すればよい。例えば、開閉弁５を５分間開にして、６０分間は閉にする。
第２界面計９からの分離界面の検出信号が入力されなくなると、間欠的に開閉制御するのを中止して、常時開閉弁５を閉にする。

次に、上記のように構成された本実施の形態の動作を説明する。
凝集剤が添加された処理水は、沈殿槽１に供給されてフロック化して時間と共に沈殿槽１の下部にスラッジとして堆積してゆく。一方、スラッジと分離された上澄み液は沈殿槽１からオーバーフローして放流される。
堆積が進行してスラッジと上澄み液との分離界面が第１界面計７の設置位置を越えると、制御装置１１は、第１界面計７からの分離界面検出信号を入力して、この信号に基づいて開閉弁５を開にする。
開閉弁５が開になると、スラッジがスラッジ引抜管３から連続的に排出される。このように、分離界面が第１界面計７の検出位置を越えるとスラッジが連続的に排出されるようにしたので、スラッジがオーバーフローするのを確実に防止できる。

スラッジの排出がすすむと、分離界面が下降して上限位置より下になると、第１界面計７から分離界面検出信号が出力されなくなる。この状態で、制御装置１１は、開閉弁５の常時開を中止して、開閉弁５を間欠的に開閉する間欠開閉制御に切り替える。
間欠開閉制御になると、開閉弁５は予め設定された開閉時間で開閉を繰り返す。例えば、５分間、開閉弁５が開状態になり、スラッジが排出され、５分を経過すると、を６０分間閉状態になる。

開閉弁５の間欠開閉制御では、特許文献２の問題点として述べたような、連続引抜の問題は生じない。
つまり、スラッジを連続引抜するのは、第１界面計７によって分離界面が検出されている状態のときのみであり、この状態ではスラッジの連続引抜をしても、スラッジの堆積量が多いので、濃度の薄いスラリーを引き抜くという問題は生じない。そして、分離界面が下降して、分離界面が上限位置よりも下方になったときは、開閉弁５は間欠的に開閉されるので、この場合も濃度の薄いスラリーを引き抜くという問題は生じない。

なお、仮に、沈澱槽１への処理水の流入量が急増し、予め設定した開閉弁５の開閉タイミングではスラッジが順次堆積傾向になり、分離界面が上昇する場合であっても、スラッジと上澄み水の分離界面が上限位置を越えると、連続引抜が開始されるので、スラッジがオーバーフローするという危険もない。
このように、分離界面が上限位置になると連続引抜を開始し、分離界面が上限位置よりも下になると間欠引抜を行うようにすることで、スラッジのオーバーフローの防止と、濃度の薄いスラリーの引抜の両方を確実に防止できるのである。

他方、処理水の沈殿槽１への流入量が急増することなく、開閉タイミングで開閉弁５が開閉されると、スラッジが減少傾向になり、スラッジと上澄み水との分離界面が徐々に下降する。そして、分離界面が下限位置よりも下になると、第２界面計９は分離界面検出信号を出力しなくなる。そうなると、制御装置１１は、間欠運転を停止し、開閉弁５を常時閉にすし、これによって、スラッジの引抜が停止される。
このように、スラッジと上澄み水との分離界面が第２界面計９よりも下降したときに、開閉弁５を常時閉にするようにしているので、スラッジ濃度の薄いスラリーが引き抜かれるのを確実に防止できる。

開閉弁５を常時閉にし、時間の経過と共にスラッジが再び堆積して、スラッジと上澄み液との分離界面が下限位置よりも上方になると、制御装置１１は、開閉弁５の制御を常時閉から間欠開閉制御に切り替え、上述した開閉弁５の開閉制御を行う。

以上のように、本実施の形態によれば、沈殿槽１への流入量が急変したとしても、スラッジがオーバーフローするのを確実に防止できると共に、濃度の薄いスラリーが引き抜かれるのも確実に防止できる。これによって、脱水機の負荷を軽減でき、また濾布の平均寿命を延ばすことができる。

[実施の形態２]
図２は、本発明の実施の形態２の説明図であり、実施の形態１を示した図１と同一部分には同一の符号を付してある。
本実施の形態においては、スラッジ引抜管３における開閉弁５の下流側にスラッジの濃度を検出する濃度検出計１５を設置したものである。
そして、濃度検出計１５は、スラッジ引抜管３から引き抜かれるスラッジの濃度が予め設定した濃度よりも薄くなったことを検出すると、制御装置１１にその旨の信号を出力する。
制御装置１１は、濃度検出計１５からの信号を入力すると、開閉弁５の制御状態が、常時開、間欠開閉のいずれであっても、常時閉にする。

このように、本実施の形態においては、スラッジ引抜管３に濃度検出計１５を設け、スラッジ引抜管３から引き抜かれるスラッジの濃度が予め設定した濃度よりも薄くなったときには、開閉弁５を閉にするようにしたので、仮に何らかの事情によって濃度の薄いスラリーがスラッジ引抜管３に流入しても、それらが連続的に引き抜かれるのを防止できる。

発明者は、本発明の効果を確認するために、第２界面計９を設置した場合としなかった場合における脱水ケーキの含水率および濾布の平均寿命を比較した。なお、第２界面計９を設置しなかった場合では、上記の実施の形態２で説明したようにスラッジ引抜管３に濃度検出計を設置して、引き抜かれるスラリー濃度が薄くなったときに、引抜を停止するようにした。

実験の結果、第２界面計９を設置した場合の脱水ケーキの含水率は約６０％であったのに対して、第２界面計９を設置しなかった場合の脱水ケーキの含水率は約７０％であった。
また、第２界面計９を設置した場合の脱水機の濾布の平均寿命が２年であったのに対して、第２界面計９を設置しなかった場合の濾布の平均寿命は１年１０ヶ月であった。

以上のように、第２界面計９を設置した本実施の形態によれば、脱水機の負荷を軽減でき、濾布の平均寿命を延ばすことができるのを実証できた。

本発明の実施の形態１にかかる沈殿槽のスラッジ引抜制御装置の説明図である。本発明の実施の形態２にかかる沈殿槽のスラッジ引抜制御装置の説明図である。

符号の説明

１沈殿槽
３スラッジ引抜管
５開閉弁
７第１界面計
９第２界面計
１１制御装置
１３スラッジ貯槽
１５濃度検出計

Claims

沈殿槽に堆積するスラッジを引き抜く沈殿槽のスラッジ引抜方法であって、沈殿槽の上限位置と下限位置を予め定めておき、堆積スラッジが前記上限位置を越えると堆積スラッジを連続的に引き抜き、堆積スラッジが前記上位値と下限位置との間にあるときには間欠的に引き抜き、堆積スラッジが前記下限位置より下方になったときにはスラッジの引抜を停止するようにしたことを特徴とする沈殿槽のスラッジ引抜方法。
沈殿槽のスラッジ引抜制御装置であって、沈殿槽のスラッジ引抜管に設けられた開閉弁と、沈殿槽における上限位置に設置されて堆積スラッジが上限位置にあることを検出する第１堆積スラッジ検出計と、沈殿槽の下限位置に設置されて堆積スラッジが下限位置にあることを検出する第２堆積スラッジ検出計と、前記第１堆積スラッジ検出計と前記第２堆積スラッジ検出計の検出信号を入力して前記開閉弁の開閉を制御する制御装置とを備え、該制御装置は、前記第１堆積スラッジ検出計の検出信号が入力されると前記開閉弁を常時開とし、前記第１堆積スラッジ検出計の検出信号が入力されず、かつ、前記第２堆積スラッジ検出計の検出信号が入力されたときには前記開閉弁を間欠的に開閉制御し、前記第２堆積スラッジ検出計の検出信号が入力されないときには前記開閉弁を常時閉にするように制御することを特徴とする沈殿槽のスラッジ引抜制御装置。
スラッジ引抜管における開閉弁の下流側にスラッジ濃度を検出する濃度検出計を設置し、制御装置は前記濃度検出計からスラッジの濃度信号を入力し、該入力値が所定値よりも低いときには前記開閉バルブを閉にするように制御することを特徴とする請求項２に記載のスラッジ引抜制御装置。
請求項２または請求項３に記載のスラッジ引抜制御装置を備えたことを特徴とする沈殿槽。