JP2008279413A - 凝集装置 - Google Patents

Abstract

【課題】有機物を多く含む被処理水であっても効率よく凝集処理することができる凝集装置を提供する。
【解決手段】原水（被処理水）は添加装置２１，２２から酸及び無機凝集剤が添加された後、室７内に導入され、撹拌翼１３によって十分に撹拌混合される。この液が連通部９から室８に導入され、添加装置２３から中和剤が添加され、撹拌される。これにより、水酸化物を含んだフロックが生成し、凝集処理が行われる。処理水は、移流口３ａから上昇流路５を上昇し、流出口１６から流出する。
【選択図】図１

Description

本発明は凝集装置に係り、特に２以上の室を備えた凝集装置に関する。

無機凝集反応槽には、一般的にパドル式またはスクリュー式の撹拌槽が用いられ、ＰＡＣや塩化第二鉄等の無機凝集剤とｐＨ調整剤（酸・アルカリ）を添加して撹拌することにより、用水または排水中の濁質、有機物、リンなどを凝集処理する。この反応効率を高めるため、無機凝集剤を原水供給ラインに注入して配管内で混合してから反応槽に供給して粗中和する処理方法や、反応槽を２段以上に分割して処理するなどの方法が採用されている。

２以上の室を有した凝集装置の従来例として、実公昭５７−６０８０９号に記載のものがある。同号の撹拌槽では、中央に開口（同号公報では透孔と称している。）を有した仕切板を槽体内に上下３段に配置して、槽体内を４室に区画している。この凝集装置では、凝集剤が添加された被処理水が槽体の下部に供給され、撹拌された水が槽体の上部から流出する。
実公昭５７−６０８０９号公報

被処理水が、生物処理水など、有機物を多く含むものである場合、凝集剤に含まれる鉄イオンやアルミニウムイオンと水中の有機物等の反応に一定の時間を要する場合が多い。そのため、鉄／アルミニウムと有機物の複合体が形成される前に水酸化ナトリウムなどのアルカリを添加して中和してしまうと、鉄／アルミニウムの水酸化物が優先的に生成してしまい、水中の有機物の凝集効率が低下してしまう。

本発明は、有機物を多く含む被処理水であっても効率よく凝集処理することができる凝集装置を提供することを目的とする。

請求項１の凝集装置は、被処理水が順次に流通する複数の室と、少なくとも一部の該室に設けられた撹拌手段と、凝集剤の添加手段と、中和用ｐＨ調整剤の添加手段とを有する凝集装置において、該凝集剤の添加手段は、最上流側の室又はそれに流入する被処理水に凝集剤を添加するように設けられ、該ｐＨ調整剤の添加手段は、被処理水の流通方向の２番目以降の少なくとも１つの該室にｐＨ調整剤を添加するように設けられていることを特徴とするものである。

請求項２の凝集装置は、請求項１において、前記凝集剤は無機凝集剤であり、前記ｐＨ調整剤はアルカリ剤であることを特徴とするものである。

請求項３の凝集装置は、請求項２において、最上流側の室又はそれに流入する被処理水に酸を添加する酸添加手段を備えたことを特徴とするものである。

請求項４の凝集装置は、請求項１ないし３のいずれか１項において、上部及び下部の一方に液の導入部が設けられると共に他方に液の流出部が設けられた槽体と、該槽体内に略水平に配置され、槽体内を複数の前記室に区画する仕切板とを備えたことを特徴とするものである。

請求項５の凝集装置は、請求項１ないし４のいずれか１項において、前記ｐＨ調整剤が添加される室よりも上流側の室に曝気手段が設けられていること特徴とするものである。

請求項６の凝集装置は、請求項４において、前記液の導入部は槽体の上部に設けられ、前記液の流出部は槽体の下部に設けられ、該槽体内の最下位よりも上側の室に曝気手段が設けられていることを特徴とするものである。

本発明の凝集装置によると、被処理水と凝集剤とが最上流側の室で十分に混合された後、２番目以降の室で中和用ｐＨ調整剤が添加される。このため、被処理水が有機物を多く含むものであっても、有機物を十分に凝集させることができる。

本発明の一態様では、槽体を２段に分割し、１段目に無機凝集剤、および必要に応じて酸を添加して、鉄またはアルミニウムイオンと水中の濁質や有機物を結合させ、２段目にアルカリを添加して中和することにより、鉄やアルミニウム単独の水酸化物の生成を抑制しながら、鉄／アルミニウム−濁質／有機物−水酸基の複合体からなるフロックを効率よく形成させ、凝集を促進させることができる。

本発明では、ｐＨ調整剤を添加するよりも前段側の室、例えば、最上流側の室において曝気処理を施してもよい。このように曝気を行うと、凝集剤の拡散が補助される。また、水中の重炭酸イオンが除去され、アルカリ添加時に良質なフロックの生成が促進され、凝集効果が向上する。

このように曝気処理を行う場合、被処理水は下向流に通水される方が好ましい。

以下、図面を参照して実施の形態について説明する。第１図は実施の形態に係る凝集装置の縦断面図である。

凝集装置１の槽体２内は、上下方向に延在する隔板３によって撹拌部４と上昇流路５とに区画されている。隔板３の下端と槽体２の底面との間には、撹拌部４と上昇流路５とを連通する移流口３ａが設けられている。槽体２の平面視形状は方形、多角形、円形、楕円形などのいずれでもよい。

撹拌部４内は水平な仕切板６によって上側の室７と下側の室８とに区画されている。仕切板６には上下の室７，８を連通する孔又は切欠よりなる連通部９が設けられている。連通部９は仕切板６の周端部に設けられているが、これに限定されない。連通部９は１個だけ設けられてもよく、複数個設けられてもよい。

仕切板６の中央部には開口１０が設けられ、撹拌軸１１が鉛直方向に挿通されている。撹拌軸１１の上端にモータ１２が連結されている。撹拌軸１１からは放射方向に延出する撹拌翼１３が取り付けられている。

この実施の形態では、撹拌翼１３は室７，８内の双方に配置されている。

槽体２の上部には室７に被処理水を導入するための流入口１５が設けられると共に、上昇流路５から処理水を流出させる流出口１６が設けられている。

槽体２の側壁部には、室８に中和剤を供給するための添加口１７が設けられている。槽体２の底部には、室８内で堆積したスラッジを定期的に排出するためのドレン管１８が設けられている。このドレン管１８にはドレンバルブ１９が設けられている。

流入口１５には原水の供給ライン２０が接続されている。この供給ライン２０に酸の添加装置２１と無機凝集剤の添加装置２２とが接続されている。添加口１７には中和剤の添加装置２３が接続されている。なお、酸と無機凝集剤は、槽内に直接滴下して添加しても良い。

室７内のｐＨを測定するようにｐＨ計２４が設けられると共に、上昇流路５内のｐＨを測定するようにｐＨ計２５が設けられている。

室７内のｐＨが所定の酸性範囲となるように酸添加装置２１からの酸添加量が制御され、上昇流路５内のｐＨが所定の中性ｐＨとなるように中和剤添加装置２３からの中和剤添加量が制御される。なお、酸添加量を一定とする場合はｐＨ計２４は必要ない。

このように構成された凝集装置１において、原水（被処理水）は添加装置２１，２２から酸及び無機凝集剤が添加された後、室７内に導入され、撹拌翼１３によって十分に撹拌混合される。この液が連通部９から室８に導入され、添加装置２３から中和剤が添加され、撹拌される。これにより、水酸化物を含んだフロックが生成し、凝集処理が行われる。凝集処理水は、移流口３ａから上昇流路５を上昇し、流出口１６から流出する。

この凝集装置１にあっては、室７において無機凝集剤が原水と十分に混合された後、室８内で中和剤によって中和されてフロックが生成するので、原水が有機物を多く含む生物処理水等であっても、有機物と凝集剤の接触効率が高まり、凝集反応が促進されるので、良好な水質の処理水を得ることができる。

この実施の形態では、室７内での金属水酸化物の生成を抑制するように原水に酸を添加して室７内のｐＨを酸性としている。ただし、酸と添加しなくても凝集が良好な場合には、原水へは酸を添加せず、無機凝集剤のみを添加するようにしてもよい。

酸としては、塩酸、硫酸などの鉱酸が好ましい。

無機凝集剤としては、ＰＡＣ（ポリ塩化アルミ）、硫酸バンド、ポリ硫酸第２鉄、塩化第２鉄などが例示されるが、これに限定されない。

中和剤としては、水酸化ナトリウム、水酸化カルシウムなどが好ましい。

第２図は別の実施の形態に係る凝集装置１Ａの縦断面図である。この実施の形態では、室７の撹拌翼１３を省略し、代わりに空気曝気用の散気管３０を室７に設け、曝気によって撹拌を行うようにしている。その他の構成は第１図と同一であり、同一符号は同一部分を示している。なお、撹拌翼と散気管は併用しても良い。

この実施の形態でも第１図の場合と同様の作用効果が奏される。

また、この実施の形態では、室７内で曝気を行うため、原水中の重炭酸イオンが炭酸ガスとして大気中に放散される。これにより、室８内での凝集効率が向上する。

第３図はさらに別の実施の形態に係る凝集装置１Ｂの縦断面図である。

この実施の形態では下側の室８の下部に原水の流入口１５が設けられ、この流入口１５に原水の導入ライン２０が接続されている。この導入ライン２０に酸の添加装置２１と無機凝集剤の添加装置２２とが接続されている。この室８から管２６のバルブ２７を開いて水を一部サンプリングしてｐＨ計２４を浸漬し、このｐＨ計２４の検出ｐＨが所定の酸性となるように酸が添加装置２１から添加される。なお、酸添加量を一定とする場合はこのｐＨ計２４は必要ない。

また、隔板３が省略され、室７の上部に処理水の流出口１６が設けられている。室７のｐＨをｐＨ計２５で検出し、このｐＨが所定の中性範囲となるように室７内に中和剤が中和剤添加装置２３から添加される。

その他の構成は第１図と同一である。同一記号は同一部分を指名している。

この実施の形態では、原水は添加装置２１，２２から酸および無機凝集剤が添加された後、下側の室８に導入され、撹拌された後、連通部９から上側の室７に流入し、中和剤が添加されると共に撹拌される。これにより、フロックが生成し、凝集処理が行われる。処理水は流出口１６から流出する。

この実施の形態でも、無機凝集剤が十分に室８内で原水と十分に混合された後、室７内で中和されてフロック生成反応が進行するので、凝集効率が良好である。

実施例１
第１図の装置において、実験条件を次の通りとした。

［装置］
槽体２の高さ １００ｃｍ
槽体２の平面視形状 円形
室７の容積 ５００Ｌ
室７の高さ ５０ｃｍ
室８の容積 ５００Ｌ
室８の高さ ５０ｃｍ

［処理条件］
原水：活性汚泥処理水の固液分離処理水（ＳＳ濃度１００ｍｇ／Ｌ，ｐＨ７）
原水流量：１２ｍ^３／ｈｒ
室７の滞留時間：２．５分
室８の滞留時間：２．５分
酸：塩酸
無機凝集剤：塩化第二鉄
無機凝集剤添加量：被処理水の濃度が５０ｍｇ／Ｌとなるように添加
中和剤：ＮａＯＨ溶液
高分子凝集剤：室８に濃度が１．５ｍｇ／Ｌとなるように添加
撹拌翼回転数：４０ｒｐｍ（パドル式、撹拌強度（Ｇ値）２５０ｓｅｃ^−１）
室７のｐＨ：５．５
室８のｐＨ：７．０
処理を行った結果、反応槽処理水を１Ｌビーカーに採水し、３０分間静置後に濁度計（アズワン（株）製、ラコムテスター濁度計ＴＮ−１００）を用いて上澄濁度（ＮＴＵ）を計測したところ、１３ＮＴＵであった。さらに反応槽処理水を滞留時間１０分の凝集槽（図示せず）内で、高分子凝集剤（アニオンポリマー）を１．５ｍｇ／Ｌ添加しながら撹拌強度８０ｓｅｃ^−１で撹拌した後、処理水線速度８ｍ／ｈの沈殿槽（図示せず）で固液分離した時の処理水中のＳＳ濃度は１５ｍｇ／Ｌとなった。

実施例２
第２図の装置を用い、次以外は実施例１と同様の条件にて処理を行った。
室７の曝気量：１２ｍ^３／ｈｒ
その結果、実施例１と同様に反応槽処理水の上澄濁度と、高分子凝集剤により凝集した後沈殿槽で固液分離した処理水中のＳＳ濃度とを計測したところ、それぞれ１１ＮＴＵ，１０ｍｇ／Ｌとなった。

比較例１
実施例１において、ＮａＯＨ溶液を上側の室７に添加して上側の室７のｐＨを７．０とするようにしたこと以外は同様にして処理を行った。
その結果、実施例１と同様にして計測した反応槽処理水の上澄濁度と沈殿槽での固液分離処理水のＳＳ濃度は、それぞれ２４ＮＴＵ，２５ｍｇ／Ｌと悪化した。

比較例２
比較例１において仕切板６を撤去したこと以外は同様にして処理を行った。
その結果、実施例１と同様にして計測した反応槽処理水の上澄濁度と沈殿槽での固液分離処理水のＳＳ濃度は、それぞれ２７ＮＴＵ，３０ｍｇ／Ｌと悪化した。

以上の実施例１，２及び比較例１，２より、本発明例によると効率よく凝集処理が行われることが認められた。

実施の形態に係る凝集装置の縦断面図である。 別の実施の形態に係る凝集装置の縦断面図である。 さらに別の実施の形態に係る凝集装置の縦断面図である。

符号の説明

１，１Ａ，１Ｂ 凝集装置
２ 槽体
３ 隔板
４ 撹拌部
５ 上昇流路
６ 仕切板
７，８ 室
９ 連通口
１１ 回転軸
１２ モータ
１３ 撹拌翼
１５ 流入口
１６ 流出口
１７ 中和剤添加口
１８ ドレン管

Claims (6)

1. 被処理水が順次に流通する複数の室と、
   少なくとも一部の該室に設けられた撹拌手段と、
   凝集剤の添加手段と、
   中和用ｐＨ調整剤の添加手段と
   を有する凝集装置において、
   該凝集剤の添加手段は、最上流側の室又はそれに流入する被処理水に凝集剤を添加するように設けられ、
   該ｐＨ調整剤の添加手段は、被処理水の流通方向の２番目以降の少なくとも１つの該室にｐＨ調整剤を添加するように設けられていることを特徴とする凝集装置。
2. 請求項１において、前記凝集剤は無機凝集剤であり、前記ｐＨ調整剤はアルカリ剤であることを特徴とする凝集装置。
3. 請求項２において、最上流側の室又はそれに流入する被処理水に酸を添加する酸添加手段を備えたことを特徴とする凝集装置。
4. 請求項１ないし３のいずれか１項において、上部及び下部の一方に液の導入部が設けられると共に他方に液の流出部が設けられた槽体と、該槽体内に略水平に配置され、槽体内を複数の前記室に区画する仕切板とを備えたことを特徴とする凝集装置。
5. 請求項１ないし４のいずれか１項において、前記ｐＨ調整剤が添加される室よりも上流側の室に曝気手段が設けられていること特徴とする凝集装置。
6. 請求項４において、前記液の導入部は槽体の上部に設けられ、前記液の流出部は槽体の下部に設けられ、該槽体内の最下位よりも上側の室に曝気手段が設けられていることを特徴とする凝集装置。

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