JP2011078861A - Water purification recycle system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、水質浄化リサイクルシステムに関し、より詳細には、沼や池等に沈積した汚泥や藻、アオコ等の浮遊懸濁物を回収して水質浄化を行うとともに、回収した汚泥や懸濁物を炭化処理して再利用することのできる水質浄化リサイクル方法に関する。 The present invention relates to a water purification and recycling system. More specifically, the present invention collects suspended sludge such as sludge, algae, and sea cucumber deposited in swamps, ponds, etc. to purify water and purify the water. The present invention relates to a water purification and recycling method that can be carbonized and reused.
沼や池、灌漑用貯水池、濠などの水質低下により悪臭が発生し、環境問題となっている。悪臭は、これら沼や池に沈積した汚泥や水中に繁殖したアオコ等の懸濁物が発生原因と考えられており、池、沼地等の悪臭を低減するため国や地方自治体では定期的に汚泥や懸濁物を除去して水質浄化を行っている。 Odors are generated due to deterioration of water quality in swamps, ponds, irrigation reservoirs, dredging, etc., causing environmental problems. Odor is thought to be caused by sludge deposited in these swamps and ponds, and suspension of sea cucumbers that have propagated in water. National and local governments regularly reduce sludge in order to reduce odors in ponds and swamps. Water purification is performed by removing water and suspensions.
汚泥や懸濁物を回収除去するための水質浄化装置は一般的に大型の装置であり移動に適さないため、従来は池や沼から回収した汚泥や懸濁物を浄化処理装置が設置してある施設まで運搬し、そこで回収物の処理が行われていた。また、処理された回収物を廃棄するため、さらに廃棄物を廃棄場まで運搬する必要があった。そのため、運搬費用や廃棄費用を含め、処理費用全体が高額になる等の問題があった。 Since water purification equipment for collecting and removing sludge and suspensions is generally a large-sized device and not suitable for movement, conventionally, purification equipment has been installed for sludge and suspensions collected from ponds and swamps. It was transported to a facility where the collected material was processed. Moreover, in order to dispose of the collected recovered material, it was necessary to transport the waste to a disposal site. For this reason, there are problems such as an increase in overall processing costs including transportation costs and disposal costs.
上記のような問題を解消するため、池や濠に沈積した汚泥の回収を行い、その場で回収物を脱水、乾燥して炭化処理を行って炭化物とし、その炭化物を池や濠に戻してリサイクルすることが提案されている(例えば特開2001−300288号公報)。 In order to solve the above problems, the sludge deposited in the pond or pond is collected, and the collected material is dewatered and dried on the spot to perform carbonization to make the carbide, and the carbide is returned to the pond or pond. Recycling has been proposed (for example, JP 2001-300288 A).
水質浄化は、汚泥の除去だけでなく、浮遊する懸濁物や水中の微生物も除去する水処理も行う必要があるが、これら複数の処理を同時に行うためには装置が複雑化し大型化するため装置の移動が困難となり、その結果、池や沼の現場での水質浄化処理には適さない。また、現場で処理を行う為に処理装置を小型化すると、装置自体の処理能力が低下するため処理に要する時間がかかり、処理費用の増大につながる。 Water purification requires not only the removal of sludge but also water treatment that removes suspended suspensions and microorganisms in the water. To perform these multiple treatments simultaneously, the equipment becomes complicated and large. As a result, it is difficult to move the device, and it is not suitable for water purification treatment at the pond or swamp site. Further, if the processing apparatus is downsized to perform processing at the site, the processing capability of the apparatus itself is reduced, so that it takes time for processing, leading to an increase in processing costs.
本発明者らは、小型の高効率マイクロバルブ発生ノズルを、汚泥等を回収するための吸引ポンプ中に組み込むことにより水質浄化と汚泥の回収を同時に行い、汚泥や浮遊懸濁物の回収時に吸引ポンプ中へ凝集剤を添加することにより、これら回収物を効率的に凝集、脱水処理することにより、短時間で次の炭化処理に供することができ、その結果、処理装置を大型化することなく、効率的に水質浄化と汚泥や懸濁物等の炭化処理を行うことができることを見いだした。本発明はかかる知見によるものである。 The present inventors incorporated a small high-efficiency micro-valve generating nozzle into a suction pump for collecting sludge and the like, and simultaneously performed water purification and sludge collection, and suctioned when collecting sludge and suspended suspensions. By adding a flocculant into the pump, these recovered materials can be efficiently agglomerated and dehydrated, so that they can be used for the next carbonization process in a short time, and as a result, without increasing the size of the processing apparatus. It has been found that water purification and carbonization of sludge and suspension can be performed efficiently. The present invention is based on this finding.
したがって、本発明の目的は、沼や池等に沈積した汚泥や浮遊懸濁物を回収して水質浄化を行うとともに、回収した汚泥や懸濁物を炭化処理して再利用することのできる水質浄化リサイクルシステムを提供することにある。 Therefore, the object of the present invention is to collect sludge and suspended suspensions deposited in swamps, ponds, etc. to purify water and to purify the water and to recycle the recovered sludge and suspensions by carbonization. The purpose is to provide a purification and recycling system.
本発明による水質浄化リサイクルシステムは、沼、池等中の汚泥または懸濁物等をポンプにより汲み上げて凝集槽に投入し、前記凝集槽にて汚泥または懸濁物等の回収物を水分と分離し、回収物を脱水した後に炭化炉に投入して炭化処理を行い、得られた炭化物を沼、池等に戻して再利用する、沼、池等の水質浄化方法であって、
前記汚泥または懸濁物等をポンプで汲み上げる際に、吸引ポンプ中で凝集剤及びオゾンを汚泥または懸濁物等に添加する工程、
前記凝集剤及びオゾン添加された汚泥または懸濁物等の回収物を凝集槽に投入して、汚泥または懸濁物等の回収物とオゾン処理された水とを分離する工程、
前記分離工程にて分離されたオゾン処理された水を、ポンプにて前記沼、池等中に移送して、沼、池等の底にある汚泥に向けて前記オゾン処理水を噴出させる工程、
前記凝集槽にて分離された凝集物を乾燥させる工程、
前記凝集物を乾燥させた後、炭化炉に投入して炭化処理を行う工程、及び
前記炭化処理により得られた炭化物を、前記沼、池等に戻す工程、を含んでなり、
前記炭化処理の際に発生する熱を前記凝集物の乾燥に利用する、ことを特徴とするものである。
The water purification and recycling system according to the present invention pumps sludge or suspensions in swamps, ponds, etc. with a pump, puts them in a coagulation tank, and separates collected materials such as sludge or suspensions from water in the coagulation tank. And then dewatering the collected material and performing a carbonization treatment by putting it in a carbonization furnace, returning the obtained carbide to a swamp, pond, etc., and reusing it, a water purification method for swamps, ponds, etc.,
A step of adding flocculant and ozone to the sludge or suspension in the suction pump when pumping the sludge or suspension, etc .;
A step of charging the flocculant and ozone-added recovered material such as sludge or suspension into a coagulation tank to separate the recovered material such as sludge or suspension from the ozone-treated water;
The step of transferring the ozone-treated water separated in the separation step into the swamp, pond, etc. with a pump, and ejecting the ozone-treated water toward the sludge at the bottom of the swamp, pond, etc.,
Drying the agglomerates separated in the agglomeration tank,
Drying the agglomerates and then performing a carbonization treatment by putting them in a carbonization furnace, and returning the carbides obtained by the carbonization treatment to the swamp, pond, etc.
The heat generated during the carbonization treatment is used for drying the agglomerates.
本発明の好ましい態様としては、前記凝集剤及びオゾンの添加を、前記吸引ポンプの吸入口から行う。 In a preferred embodiment of the present invention, the flocculant and ozone are added from the suction port of the suction pump.
また、本発明の好ましい態様としては、前記オゾン処理水の噴出を、マイクロバブル発生ノズルにより行う。 Moreover, as a preferable aspect of the present invention, the ozone-treated water is ejected by a microbubble generating nozzle.
また、本発明の好ましい態様としては、前記凝集物を脱水機に投入して脱水ケーキとする工程を更に含んでなり、前記脱水機にて分離されたオゾン処理水を、前記マイクロバブル発生ノズルにより沼、池等の水中に噴出する。 Moreover, as a preferable aspect of the present invention, the method further includes a step of adding the agglomerate into a dehydrator to obtain a dehydrated cake, and the ozone-treated water separated by the dehydrator is fed by the microbubble generating nozzle. Spouts into water such as swamps and ponds.
また、本発明の好ましい態様としては、前記凝集剤及びオゾンを添加した後、前記懸濁物等の回収物が撹拌ラインを通過して凝集槽に投入される。 Moreover, as a preferable aspect of the present invention, after adding the flocculant and ozone, the recovered material such as the suspension is passed through a stirring line and charged into the aggregating tank.
さらに、本発明の好ましい態様としては、前記の各工程が一連の工程として、沼、池等の現場で行われる。 Furthermore, as a preferable aspect of the present invention, each of the above steps is performed as a series of steps at a site such as a swamp or a pond.
本発明による沼、池等の水質浄化方法によれば、小型の高効率マイクロバルブ発生ノズルを汚泥等を回収するための吸引ポンプ中に組み込むことにより水質浄化と汚泥の回収を同時に行い、汚泥や浮遊懸濁物の回収時に吸引ポンプ中へ凝集剤を添加することにより、これら回収物を効率的に凝集、脱水処理することにより、短時間で次の炭化処理に供することができ、その結果、処理装置を大型化することなく、効率的に水質浄化と汚泥や懸濁物等の炭化処理を行うことができる。 According to the water purification method for swamps, ponds and the like according to the present invention, a small high-efficiency microvalve generating nozzle is incorporated in a suction pump for collecting sludge and the like, so that water purification and sludge recovery are performed simultaneously. By adding a flocculant into the suction pump at the time of recovery of the suspended suspension, these recovered products can be efficiently agglomerated and dehydrated so that they can be used for the next carbonization in a short time. Water purification and sludge or suspension carbonization can be efficiently performed without increasing the size of the processing apparatus.
また、水質浄化処理の際に発生する汚泥等も炭化処理されて沼、池等に戻されるので、産業廃棄物が一切発生しない。さらに、この汚泥等の炭化処理により得られた炭化物を沼、池等に戻すことにより、この炭化物が水中の浮遊物や汚泥等を吸着し、さらには活性炭効果により水の消臭や脱臭ができるため、効果的な水質浄化を行うことができる。 In addition, sludge and the like generated during the water purification process are carbonized and returned to the marshes, ponds, etc., so no industrial waste is generated. Furthermore, by returning the carbide obtained by carbonization treatment of this sludge to swamps, ponds, etc., this carbide adsorbs suspended matter and sludge in water, and furthermore, deodorization and deodorization of water can be performed by the activated carbon effect. Therefore, effective water quality purification can be performed.
本発明による沼、池等の水質浄化方法は、沼、池等中の汚泥または懸濁物等をポンプにより汲み上げて凝集槽に投入し、前記凝集槽にて汚泥または懸濁物等の回収物を水分と分離し、回収物を脱水した後に炭化炉に投入して炭化処理を行い、得られた炭化物を沼、池等に戻して再利用するものであり、以下の工程、すなわち、(1)汚泥または懸濁物等をポンプで汲み上げる際に、吸引ポンプ中で凝集剤及びオゾンを汚泥または懸濁物等に添加する工程、(2)前記凝集剤及びオゾン添加された汚泥または懸濁物等の回収物を凝集槽に投入して、汚泥または懸濁物等の回収物とオゾン処理された水とを分離する工程、(3)前記分離工程にて分離されたオゾン処理された水を、ポンプにて前記沼、池等中に移送して、沼、池等の底にある汚泥に向けて前記オゾン処理水を噴出させる工程、(4)凝集槽にて分離された凝集物を乾燥させる工程、(5)前記凝集物を乾燥させた後、炭化炉に投入して炭化処理を行う工程、(6)前記炭化処理により得られた炭化物を、前記沼、池等に戻す工程を含むものである。各工程について、図面を参照しながら、以下説明する。 The water purification method for swamps, ponds, and the like according to the present invention is a method of pumping sludge or suspension in swamps, ponds, etc., into a coagulation tank, and collecting the sludge or suspension in the coagulation tank. Is separated from moisture, and the recovered material is dehydrated and then put into a carbonization furnace to perform carbonization treatment. The obtained carbide is returned to a swamp, a pond, etc., and reused. ) A step of adding flocculant and ozone to sludge or suspension in a suction pump when pumping sludge or suspension, etc., (2) sludge or suspension added with the flocculant and ozone A step of separating the recovered material such as sludge or suspension and the ozone-treated water, and (3) the ozone-treated water separated in the separation step The sludge is transferred to the swamp, pond, etc. by the pump, and the bottom of the swamp, pond, etc. (4) a step of drying the aggregate separated in the coagulation tank, and (5) drying the aggregate and then putting it into a carbonization furnace to perform carbonization treatment. Step (6) includes a step of returning the carbide obtained by the carbonization treatment to the swamp, the pond or the like. Each process will be described below with reference to the drawings.
<凝集剤及びオゾン添加工程>
図1は、汚泥または懸濁物等をポンプで汲み上げる際に、吸引ポンプ中で凝集剤及びオゾンを汚泥または懸濁物等に添加する工程の概略を示した模式図である。本発明による沼、池等の水質浄化方法においては、吸引ポンプ1によって、沼や池2の中にある汚泥や懸濁物を汲み上げる際に、ポンプ中で凝集剤及びオゾンを添加する。汲み上げられた汚泥や懸濁物は先ず凝集槽に投入されるが、凝集剤3及びオゾン4の添加は、吸引ポンプ1から凝集槽までの経路中のいずれかの場所で添加されてよく、また、凝集剤とオゾンとを一カ所の注入口から同時に添加してもよく、また別々の注入口からそれぞれを添加してもよい。
<Coagulant and ozone addition process>
FIG. 1 is a schematic diagram showing an outline of a process of adding a flocculant and ozone to sludge or suspension in a suction pump when pumping up sludge or suspension. In the water purification method for swamps, ponds and the like according to the present invention, when the sludge and suspension in the swamps and
吸引ポンプ1としては、サンドポンプ等の水中ポンプを使用することができる。この吸引ポンプ1はウインチ5で釣り下げられており、所望の深さ位置で吸引ポンプ1を固定することができるようになっている。沼や池2などでは、藻やアオコのような浮遊懸濁物は水面近くに存在するため、ウインチ5を操作して吸引ポンプ1を水面近くで固定することにより、懸濁物を効果的に吸引除去することができる。また、汚泥は、通常沼や池の底面に存在するため、ウインチ5を操作して沼や池2の底面まで吸引ポンプ1を下ろすことにより、汚泥を選択的に吸引除去することができる。
As the
吸引ポンプ1は、図2に示すように、網篭送風式吸引ポンプを好適に使用できる。網篭送風式吸引ポンプは、吸引ポンプ本体11と、その本体11が、本体を覆うように下方開口した網篭12で覆われ、網篭12の周囲を下方開口したカバー13で覆ったものである。網篭12の頂部14から空気等を送気できるようになっており、送気された空気の一部は網篭12のメッシュから網篭12とカバー13との隙間に抜け、一部の空気は下方(底方向)に抜けて外部に放出される。網篭12とカバー13との隙間に抜けた空気は、カバー13頂部の排気口15から排出される。この網篭送風式吸引ポンプを沼、池等の底に沈めた状態で駆動させると、網篭12の底部から排出される空気により、池等の底に堆積している固化した汚泥16に空気が入り込み汚泥をほぐし、汚泥の吸引が容易となる。また、通常、沼や池の底には栗石等17が敷き詰められており汚泥16はその栗石等17の上に堆積しているが、網篭12下部開口からの空気の吹き出しにより、栗石17を吹き飛ばしながら汚泥16を吸引することができる。さらに、網篭12側面のメッシュからカバー13側へ吹き出す空気により、沼、池等の底に沈殿している樹木の残骸や落ち葉などが、ポンプの吸引口18に詰まって吸引力が低下するのを防ぐことができる。網篭12の網目(メッシュ)は、10〜30mm程度であることが好ましい。
As shown in FIG. 2, the
吸引ポンプ1から吸引された汚泥や懸濁物は、配管6を通って凝集槽に送られる。本発明においては、図1に示すように、配管6中に凝集剤3及びオゾン4の注入口を設け、そこから凝集剤及びオゾンを汚泥や懸濁物等に添加する。注入口は配管中に一カ所であってもよく、また複数箇所であってもよい。また、注入口の代わりに吸引ポンプ1の吸引口に三方コック(図示せず)を設けて、そのから凝集剤及びオゾンを汚泥及び懸濁物中に添加してもよい。
Sludge and suspension sucked from the
凝集剤は、凝集剤タンク7から配管を通じて、注入口3又は吸引ポンプ1に導入される。また、オゾンは、オゾン発生装置8によりから配管を通じて注入口4又は吸引ポンプ1に導入される。凝集剤及びオゾン発生装置は、従来公知のものを好適に利用することができる。
The flocculant is introduced from the
汚泥や懸濁物にオゾンを添加すると、オゾン反応(O3→O2+O)により、殺菌、消臭及び有機物の分解が行われる。また、オゾン反応により発生する酸素が汚泥や懸濁物の水分中に溶解するため、高濃度酸素水が生成される。この高濃度酸素水は、後記するように、凝集槽等で分離された後、沼、池に戻されるが、この高濃度酸素水により沼、池の底にある嫌気性層を好気性層に置換することができる。 When ozone is added to sludge or suspension, sterilization, deodorization and decomposition of organic substances are performed by ozone reaction (O 3 → O 2 + O). Moreover, since oxygen generated by the ozone reaction is dissolved in the water of sludge and suspension, high-concentration oxygen water is generated. As described later, this high-concentration oxygen water is separated in a coagulation tank, etc., and then returned to the swamp and pond. This high-concentration oxygen water turns the anaerobic layer at the bottom of the swamp and pond into an aerobic layer. Can be replaced.
オゾンは、マイクロバブルノズルから噴出して添加されることが好ましい。マイクロバブルノズルにより、単位時間あたり大量のオゾンを汚泥や懸濁物に添加することができる。また、マイクロバブル化したオゾンを添加することにより、脱臭効果が著しく向上するとともに、オゾンがバブルの状態で水中に長時間存在できるため、脱臭効果を維持することができる。また、オゾン反応後も酸素がマイクロバブルの状態で長期間水中に存在することができるため、 Ozone is preferably added by being ejected from a microbubble nozzle. A large amount of ozone per unit time can be added to sludge and suspension by the micro bubble nozzle. Moreover, by adding ozone made into microbubbles, the deodorizing effect is remarkably improved, and ozone can exist in water for a long time in a bubble state, so that the deodorizing effect can be maintained. Moreover, since oxygen can exist in water for a long time in the state of microbubbles after the ozone reaction,
このマイクロバブルノズルについて説明する。図3は、マイクロバブルノズルを分解した状態の斜視図であり、図4は、マイクロバブルノズルをその中心軸を含む面で切断した状態を示す断面図であり、図5は、マイクロバブルノズルの混合室Rの周辺を拡大した断面図である。 The micro bubble nozzle will be described. FIG. 3 is a perspective view of the microbubble nozzle in an exploded state, FIG. 4 is a cross-sectional view of the microbubble nozzle cut along a plane including its central axis, and FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of the periphery of a mixing chamber R. FIG.
図3に示すように、マイクロバブルノズル20は、混合室Rと、その混合室R内に第一の被混合物を導入するための第一導入口IN1と、第二の被混合物を導入するための第二導入口IN2とを備え、第一導入口に対向する位置に、第一及び第二の被混合物が混合室R外へ噴射するための噴出口が設けられた構造を有するものである。図4に示すように、円筒形状に形成された混合室Rの内面(後端面、前端面又は内周面)には、第一の導入口IN1と第二導入口IN2と噴射口OUTとが設けられている。導入口IN1及びIN2から混合室R内へ導入された被混合物は、混合室内で混合されて混合物Cとなり、噴射口OUTから混合室R外へ噴射される。導入口IN1から導入される被混合物は水等の媒体であり、導入口IN2から導入される被混合物は、オゾンや酸素等の気体である。
As shown in FIG. 3, the
水等の媒体の導入口IN1は、混合室Rの後端面(後述する第一部材21の前面)に設けられており、オゾンや酸素等の気体の導入口IN2は、混合室Rの側周面(後述する第二部材22の内周面)に設けられている。被混合物導入口IN2は、混合室Rにおける後端面や前端面における被混合物導入口IN1や混合物噴射口OUTが設けられていない位置に設けてもよい。混合物噴射口OUTは、混合室Rの前端面(被混合物導入口IN1が設けられた後端面に対向する面であって、後述する第三部材23の背面)に設けられている。このため、第一導入口C1の導入方向と第二導入口C2の導入方向とが直交し、第一導入口C1の導入方向と混合物Cの噴射方向とが同一線上で平行となるようになっている。
An inlet IN 1 for a medium such as water is provided on the rear end surface of the mixing chamber R (the front surface of the
マイクロバブルノズル20は、図4に示すように、第一導入口IN1が前面に形成された第一部材21と、第二導入口IN2が内周面に形成されて混合室Rが内部に形成された第二部材22と、混合物噴射口OUTが背面に形成された第三部材23とに分解可能な構造としている。
As shown in FIG. 4, the
第一部材21、第二部材22又は第三部材23を切り替えるだけで、直径DIN1や直径DIN2や直径DOUTや直径DRを切り替えることが可能になり、マイクロバブルノズル20の用途などに応じてノズル20の仕様を容易に変えることも可能になる。さらに、マイクロバブルノズル20に痛みが生じたような場合などは、各部ごとに交換することもできるなど、マイクロバブルノズル20のメンテナンスを容易に行うことも可能になる。
The
第一混合部材21の前面には、図3に示すように、円形をした凹部が2段に形成されている。図4に示すように、小さな方の凹部には第二部材22が嵌め込まれ、大きな方の凹部には第三部材23が嵌め込まれるようになっている。第三部材23の外周面には螺子溝が形成されており、螺子溝を第一部材21の大きな方の凹部の内周面に形成された螺子溝に螺合することができるようになっている。これにより、第一部材21と第二部材22と第三部材23とをその中心軸方向にしっかりと密着させ、混合室Rに導入された第一の被混合物C1や第二の被混合物C2などが各部の隙間から漏れ出るのを防ぐことができるようになっている。
As shown in FIG. 3, a circular recess is formed in two steps on the front surface of the first mixing
導入口IN1、IN2及び混合物噴射口OUTの開口形状は、特に限定されず、非円形であってもよいが、本発明の実施態様においては、図3に示すように、いずれも円形としている。混合室Rの断面形状(円筒形状の混合室Rの中心軸に垂直な断面の形状)も特に限定されないが、本発明の実施態様においては、円形としている。混合物噴射口OUTの開口面積は、混合室Rの断面積よりも狭く、かつ導入口IN1の開口面積よりも広く設定されている。換言すると、混合物噴射口OUTの直径DOUT(図5)は、混合室Rの断面の直径DR(図5)よりも小さく、かつ導入口IN1の直径DIN1よりも大きく設定されている。導入口IN2の開口面積(導入口IN2の直径DIN2(図5))は、被混合物であるC1(水)、C2(オゾン又は酸素)の所望の混合比などに応じて適宜決定される。 The opening shapes of the inlets IN 1 and IN 2 and the mixture injection port OUT are not particularly limited, and may be non-circular. However, in the embodiment of the present invention, as shown in FIG. Yes. The cross-sectional shape of the mixing chamber R (the shape of the cross section perpendicular to the central axis of the cylindrical mixing chamber R) is not particularly limited, but is circular in the embodiment of the present invention. The opening area of the mixture injection port OUT is set larger than the opening area of the narrow and inlets IN 1 than the cross-sectional area of the mixing chamber R. In other words, the diameter D OUT (FIG. 5) of the mixture injection port OUT is set to be smaller than the diameter D R (FIG. 5) of the cross section of the mixing chamber R and larger than the diameter D IN1 of the inlet port IN 1 . . The opening area of the inlet port IN 2 (diameter D IN2 inlet IN 2 (FIG. 5)) as appropriate depending on the desired mixing ratio of C 1 which is an object to be a mixture (water), C 2 (ozone or oxygen) It is determined.
直径DIN1は、通常、30mm以下とされる。直径DIN1は、20mm以下であると好ましく、15mm以下であるとより好ましく、10mm以下であるとさらに好ましい。直径DIN1は、通常1mm以上、好ましくは2mm以上とされる。導入口IN1の上流側は、ストレートに形成しても(直径DIN1よりも大きな内径を有するストレート状の管路としても)よいが、本実施態様においては、図5に示すように、テーパー状に形成しており、導入口IN1に近づくにつれて被混合物C1の流速が徐々に速くなるようにしている。 The diameter DIN1 is usually 30 mm or less. The diameter DIN1 is preferably 20 mm or less, more preferably 15 mm or less, and further preferably 10 mm or less. The diameter DIN1 is usually 1 mm or more, preferably 2 mm or more. The upstream side of the inlet port IN 1 may be formed straight (as a straight pipe line having an inner diameter larger than the diameter D IN1 ), but in this embodiment, as shown in FIG. The flow rate of the mixture C 1 is gradually increased as it approaches the inlet port IN 1 .
直径DIN2は、通常、30mm以下とされる。直径DIN2は、20mm以下であると好ましく、10mm以下であるとより好ましく、5mm以下であるとさらに好ましい。直径DIN2は、通常0.5mm以上、好ましくは1mm以上とされる。 The diameter DIN2 is usually 30 mm or less. The diameter DIN2 is preferably 20 mm or less, more preferably 10 mm or less, and further preferably 5 mm or less. The diameter DIN2 is usually 0.5 mm or more, preferably 1 mm or more.
混合物噴射口OUTの直径DOUT(図5)は、被混合物導入口IN1の直径DIN1よりも大きく、混合室Rの直径DRよりも小さければ特に限定されない。直径DOUTは、通常、直径DIN1よりも0.5mm以上大きく設定される。直径DOUTは、直径DIN1よりも1mm以上大きくすると好ましく、1.5mm以上大きくすると好ましい。一方、直径DOUTは、通常、混合室Rの直径DRよりも0.5mm以上、好ましくは1mm以上小さく設定される。 Mixture injection port OUT of diameter D OUT (FIG. 5) is larger than the diameter D IN1 of the mixture inlet IN 1, no particular limitation is smaller than the diameter D R of the mixing chamber R. The diameter D OUT is normally set larger by 0.5 mm or more than the diameter D IN1 . The diameter D OUT is preferably larger than the diameter D IN1 by 1 mm or more, more preferably 1.5 mm or more. On the other hand, the diameter D OUT is usually mixing chamber R of the diameter D R 0.5 mm or more than, is set preferably at least 1mm smaller.
混合室Rの直径DR(図5)は、混合物噴射口OUTの直径DOUTよりも大きければ特に限定されない。特に、直径DRの上限に特に制限はないが、通常50mm以下、好ましくは、40mm以下、より好ましくは30mm以下とされる。 The diameter D R (FIG. 5) of the mixing chamber R is not particularly limited as long as it is larger than the diameter D OUT of the mixture injection port OUT. In particular, there is no particular limitation on the upper limit of the diameter D R, typically 50mm or less, preferably, 40 mm or less, and more preferably, 30mm or less.
円筒形状の混合物Rの中心軸に沿った方向の長さLR(図5)も、直径DIN1,DIN2,DOUT,DRなどとの兼ね合いによって異なり、特に限定されない。しかし、長さLRを短くしすぎると、混合室Rで渦流が発生しにくくなり、被混合物C1,C2が混合室R内で十分に混合しにくくなるおそれがある。導入口IN1、IN2の直径DIN1、DIN2や混合物噴射口OUTの直径DOUTや混合室のRの直径DRを上記の範囲程度とする場合には、長さLRは、通常0.5mm以上とされる。混合室Rの長さLRは1mm以上であると好ましく、2mm以上であるとより好ましい。混合室Rの長さLRを長くすると、混合室Rで渦流が発生しやすくなり、被混合物C1、C2が混合しやすくなるものの、マイクロバブルノズル20の寸法が大きくなるため、通常30mm以下とされる。混合室Rの長さLRは、20mm以下であると好ましく、10mm以下であるとより好ましい。
In the direction along the central axis of the mixture R in the cylindrical length L R (FIG. 5), depends balance with such a diameter D IN1, D IN2, D OUT , D R, is not particularly limited. However, if the length LR is too short, vortex flow is less likely to occur in the mixing chamber R, and the mixed materials C 1 and C 2 may not be sufficiently mixed in the mixing chamber R. When the diameters D IN1 and D IN2 of the inlets IN 1 and IN 2, the diameter D OUT of the mixture injection port OUT, and the diameter DR of the mixing chamber R are within the above ranges, the length LR is usually 0.5 mm or more. The length L R of the mixing chamber R is preferable to be 1mm or more, and more preferably 2mm or more. The mixing chamber to increase the length L R of the R, vortex is likely to occur in the mixing chamber R, but the mixture C 1, C 2 is easily mixed, because the dimensions of the
凝集剤及びオゾンが添加された汚泥又は懸濁物は、次の凝集槽に投入される前に十分に撹拌しておく必要がある。撹拌には、スパイラルミキサー、スタティックミキサー等の従来公知の撹拌機を使用できるが、本発明においては、図6に示すような撹拌ライン30を組み込むことにより、汚泥又は懸濁物の撹拌を行う。撹拌ラインは、90度垂直に曲がる管を組み合わせてつなげた構造を有する。吸引されて管内を輸送される汚泥等は、この90度に曲がる管内を通過する際に衝撃が加えられ、十分な撹拌が行われる。本発明においては、上記したようなマイクロバブルノズルと撹拌ラインとを組み合わせることにより、従来の水浄化処理のように濁水処理装置を設置する必要がなくなるため、水質処理に要するコストを削減できるだけでなく、処理設備自体も小型化できる。
The sludge or suspension to which the flocculant and ozone are added needs to be sufficiently stirred before being put into the next flocculation tank. For the stirring, a conventionally known stirrer such as a spiral mixer or a static mixer can be used. In the present invention, the sludge or suspension is stirred by incorporating a stirring
撹拌ラインは、その管径Dを、輸送配管径の1.5〜2.0倍とすることにより、汚泥等の流速が低減し、撹拌時間が1.75〜4倍となる。撹拌時間を長くすることにより、凝集剤と懸濁物、汚泥とがしっかりと混合されるとともに、オゾンによる脱臭をより完全に行うことができる。撹拌ラインは、直線配管部分の長さL1,L2を20〜30cmとし、90度曲がった箇所を5〜15箇所程度設けるのが好ましい。また、撹拌ラインの全長は20〜25m程度であってよい。 By setting the pipe diameter D to 1.5 to 2.0 times the diameter of the transport pipe, the stirring line reduces the flow rate of sludge and the like, and the stirring time becomes 1.75 to 4 times. By lengthening the stirring time, the flocculant, the suspension, and the sludge are mixed firmly, and deodorization with ozone can be performed more completely. In the stirring line, it is preferable that the lengths L 1 and L 2 of the straight pipe portions are 20 to 30 cm, and about 15 to 15 portions bent 90 degrees are provided. The total length of the stirring line may be about 20 to 25 m.
上記のような撹拌ラインは、例えば塩ビ管等をつなぎ合わせて簡単に作製することができる。塩ビ管等は、安価かつ入手も容易なだけでなく、防錆質であるためメンテナンス性も良好である。また、軽量であるため、現場に持ち込んで簡単に撹拌ラインを組み立てることができる。 The stirring line as described above can be easily produced by connecting, for example, a PVC pipe or the like. PVC pipes and the like are not only inexpensive and easily available, but also have good maintainability because they are rustproof. Moreover, since it is lightweight, it can be brought into the field and an agitation line can be easily assembled.
<凝集槽での分離工程>
図7は、凝集槽での分離工程の概略を示した模式図である。上記のようにして凝集剤及びオゾンが添加された汚泥又は懸濁物は凝集槽40での分離工程に付されて、水分が除去される。凝集槽40は、複数の凝集槽が並列して連結された多連多重式の凝集槽となっている。多連多重式凝集槽は、第一の凝集槽41と第二の凝集槽42とが荒取りフィルター44を介して連結しており、第二の凝集槽42と第三の凝集槽43とは微細フィルター45を介して連結された、桶式フィルター沈殿槽である。吸引された汚泥や懸濁物等の回収物は、先ず第一凝集槽41に投入され、ここで比較的比重が大きい沈降フロックが分離され、次いで第二及び第三の凝集槽42,43でそれよりも比重の小さい沈降フロック46が分離される。分離後の上澄み液である水分は、第三凝集槽43から配管47を通って、後記するように再利用される。
<Separation process in agglomeration tank>
FIG. 7 is a schematic diagram showing an outline of the separation step in the coagulation tank. The sludge or suspension to which the flocculant and ozone have been added as described above is subjected to a separation step in the
多連多重式凝集槽は、フィルターを介して2室の沈殿槽を備えた凝集槽を2基連結してもよく、例えばその1基の凝集槽として深さ100cm、奥行き100cm、長さ150cm程度の桶型凝集槽を好適に使用できる。 The multiple multiplex type agglomeration tank may connect two agglomeration tanks equipped with two chambers through a filter. For example, the one agglomeration tank has a depth of 100 cm, a depth of 100 cm, and a length of about 150 cm. A vertical agglomeration tank can be suitably used.
<分離した水分の再利用工程>
上記の分離工程により分離された水分は、配管を通じて、もとの沼、池等に戻される。この移送された水分は、上記したように多量の酸素またはオゾンを含む。沼、池に、この高濃度酸素(オゾン)水を投入することで、消臭、殺菌、有機物の分解等が促進されるため、水質浄化処理をより効率的に行うことができる。
<Recycle process of separated water>
The water separated in the separation step is returned to the original swamp, pond, etc. through the pipe. This transferred water contains a large amount of oxygen or ozone as described above. By introducing this high-concentration oxygen (ozone) water into swamps and ponds, deodorization, sterilization, decomposition of organic matter, and the like are promoted, so that water purification treatment can be performed more efficiently.
本発明においては、この分離された高濃度酸素(オゾン)水を、上記したマイクロバブルノズルにより、沼、池の底にある汚泥に向けて噴出させることが好ましい。汚泥に向けて高濃度酸素(オゾン)水を噴出させることで、沼、池の底にある汚泥の嫌気性層を好気性層に置換することができる。微生物作用を活性化させて有機物の分解を促進させることができる。また、マイクロバブルノズルを用いることにより、気泡の水中での滞留時間が長くなるため、高濃度酸素(オゾン)水による消臭等の効果がより向上する。池、沼等2に沈められたマイクロバブルノズルから噴射された高濃度酸素(オゾン)水は、図8に示すように、一旦、バブル滞留装置9を介して放出されてもよい。バブル滞留装置9を設置することによりマイクロバブルを緩やかに放出することができる。例えば、バブル滞留装置9の放出口の口径を排水管の口径の1.5倍以上とすることにより、マイクロバブルをより緩やかに放出することができる。
In the present invention, it is preferable that the separated high-concentration oxygen (ozone) water is ejected toward the sludge at the bottom of the swamp and pond by the above-described microbubble nozzle. By ejecting high-concentration oxygen (ozone) water toward the sludge, the anaerobic layer of sludge at the bottom of the swamp and pond can be replaced with an aerobic layer. Microbial action can be activated to promote the decomposition of organic matter. Moreover, since the residence time of bubbles in water becomes longer by using a microbubble nozzle, effects such as deodorization by high-concentration oxygen (ozone) water are further improved. The high-concentration oxygen (ozone) water sprayed from the microbubble nozzle submerged in the pond, swamp, etc. 2 may be once released through the
<凝集物の乾燥工程>
次いで、凝集槽下部から取り出された沈降フロック(凝集物)46は乾燥工程に付され、そこで水分の除去が行われる。水分は、凝集物の水分含有量が30重量%以下になるまで行われる。図9は、本発明における乾燥工程の概略図を示したものである。水分を多量に含む凝集物46は乾燥機50内に運ばれ、ここで水分含有量が30重量%以下になるまで乾燥が行われる。乾燥機50は、後記する炭化炉から発生する熱を利用することができる。炭化炉からの排熱を再利用することにより、水質浄化システム全体のエネルギーコストを削減できるとともに、二酸化炭素排出量を削減できる。また、乾燥機から排出される排ガスもクリーンなため、周囲環境を悪化させることもない。
<Aggregate drying step>
Next, the sedimentation floc (aggregate) 46 taken out from the lower part of the coagulation tank is subjected to a drying process, where moisture is removed. The water is used until the water content of the aggregate becomes 30% by weight or less. FIG. 9 shows a schematic diagram of the drying step in the present invention. The agglomerate 46 containing a large amount of moisture is conveyed into the
本発明においては、凝集物の乾燥を行う前に、沈降フロックを脱水機(図示せず)にて脱水し、脱水ケーキとすることにより、凝集物の含水量をある程度下げておいてもよい。脱水機を設置することによりその後の乾燥工程の時間を短縮することができる。脱水機は、従来公知の真空脱水機等を好適に使用できるが、これに限定されるものではない。 In the present invention, before the aggregate is dried, the water content of the aggregate may be lowered to some extent by dewatering the sedimented flocs with a dehydrator (not shown) to obtain a dehydrated cake. By installing a dehydrator, the time for the subsequent drying process can be shortened. A conventionally known vacuum dehydrator or the like can be suitably used as the dehydrator, but is not limited thereto.
脱水機を設置した場合、凝集物の脱水工程により分離された水は、上記したように高濃度の酸素(オゾン)を含む。したがって、上記の分離工程の欄にて説明したように、分離した高濃度酸素(オゾン)水を、沼、池に戻すことが好ましく、また、マイクロバブルノズルにより、沼、池等の底にある汚泥に向けてオゾン処理された高濃度酸素(オゾン)水を噴出させることが好ましい。 When a dehydrator is installed, the water separated by the dehydration step of the aggregates contains high concentration oxygen (ozone) as described above. Therefore, as explained in the section of the separation step above, it is preferable to return the separated high-concentration oxygen (ozone) water to the swamp and the pond, and the bottom of the swamp and the pond by the microbubble nozzle It is preferable to eject high-concentration oxygen (ozone) water treated with ozone toward the sludge.
<炭化処理工程>
図10は、炭化処理工程の概略図を示したものである。炭化炉60は二基の第1排出ガス燃焼炉61と第2排出ガス燃焼炉62が配置されている。第1、第2の排出ガス燃焼炉61,62では、炭化炉60からの排出されるガスを高温焼成し、この第1排出ガス燃焼炉61からの高温排ガスを再び炭化炉60へ戻し、第2排出ガス燃焼炉62からの高温排ガスを乾燥機50へ供給するための供給配管63が設けられている。このような炭化処理装置を用いることにより、装置汚染や配管詰まり等がなく、清潔かつ悪臭公害もなくすことができる。
<Carbonization process>
FIG. 10 shows a schematic diagram of the carbonization process. The
炭化炉60への原料である乾燥凝集物の供給は、ショベルローダ等で破砕機に原料を投入し破砕物は振動篩65を内蔵した供給機64で必要により粒子の大きさを揃えてバケットコンベア66等により炭化炉60上部の二重ダンパ67付ホッパ68へ輸送される。二重ダンパ67は原料チップを炭化炉60へ投入の際に炭化炉60内部を外部から空気遮断して還元雰囲気を維持するために設けられている。炭化後の炭化物は下方から排出されて、スクリューコンベア69等で炭化物ストッカ70へ移送される。
Supplying dry agglomerates as raw materials to the
炭化炉60には排出ガス燃焼炉を2基備え、第1排出ガス燃焼炉61は炭化炉60加熱用とし、第2排出ガス燃焼炉62は凝集物の乾燥用として、これら2基の排出ガス燃焼炉でもって排出ガスの高温焼却を十分にし、かつ、凝集物の乾燥及び炭化を十分に達成できる。
The
次に、各種供給配管を含む乾燥凝集物から炭化製品に到るまでの配管フローにつき、図10を参照しながら説明する。炭化炉60へは排出ガスを吸引ブロワ71と第1排出ガス燃焼炉61を介して循環させる炭化炉循環配管72がある。また、この第1排出ガス燃焼炉61への炭化炉循環配管72から分岐して第2排出ガス燃焼炉62への乾燥配管73を設けている。第2排出ガス燃焼炉62からは乾燥機50への乾燥機配管63を設けている。乾燥機50からは排気配管74となり、バッグフィルタ等の排煙浄化装置75を経て排気ガスは大気中へ放出される。
Next, a piping flow from dry agglomerates including various supply pipes to carbonized products will be described with reference to FIG. The
排出ガス燃焼炉61,62は、排ガスを高温燃焼させるため、従来の炭化炉加熱のみのものに比較して、バーナ数を増やして、加熱容量の大きい燃焼装置とすることが好ましい。
Since the exhaust
炭化炉は、図11又は図12に示すように、炭化炉60本体の内壁が下方に広がる円錐壁76となっている。円錐壁76は、図11に示すように、下方に広がるテーパー状であり、例えば、円錐壁76の高さが2.5mの場合、その直径が上部で1.1m、下部で1.2m程度の拡大で十分なブリッジ防止効果が得られている。このことにより、炭化途中で原料のブリッジ形成による原料詰まりがなくなり、連続供給、連続排出が円滑に行える。
As shown in FIG. 11 or FIG. 12, the carbonization furnace has a
また、炭化炉60内部下方の炭化物取出装置77は回転円盤型であり、これと同軸に炭化物取出装置77上方へ撹拌円盤又は撹拌翼からなる撹拌機78を設ける構造にする。炭化炉60本体の内壁が下方に広がる円錐壁76としているので、撹拌機78がなくてもブリッジ防止効果が得られているが、撹拌機78を設けるとなおよい。撹拌機78の構造も簡単な円盤や撹拌羽根あるいは単なる放射状のバーでよいので、設備費も抑制できる。
Further, the carbide take-out
炭化炉60内部の原料を還元状態で焼成炭化するための加熱ガス供給口79は、円錐壁76の円周上の複数箇所に設ける。図12は図11の下方断面を示したものであるが、この場合は3方向に炭化炉循環配管72から取巻き分岐管73によって3個所の加熱ガス供給口79に加熱ガスを分配している。
Heated
<炭化物の再利用工程>
本発明においては、上記のようにして得られた炭化物を、沼、池等に戻す工程を含む。炭化物は、前記した凝集物中に有機物のみが燃焼することから一般的に多孔質形態をとる。このような多孔質形態の炭化物を沼、池等に沈めておくと、水中の微少浮遊物や汚泥を吸着でき、水質浄化剤として機能する。炭化物は種々の形態としてよく特に制限されるものではなく、複数の炭化物片を網に詰めたものを沼、池等に沈めておいてよい。
<Carbide recycling process>
The present invention includes a step of returning the carbide obtained as described above to a swamp, a pond or the like. The carbide generally takes a porous form because only organic matter burns in the agglomerates. When such a porous carbide is submerged in a swamp, pond, etc., it can adsorb minute suspended matters and sludge in water and functions as a water purification agent. The carbide is not particularly limited in various forms, and a plurality of carbide pieces packed in a net may be submerged in a swamp, a pond, or the like.
<水質浄化リサイクルシステム>
図13は、本発明による水質浄化リサイクルシステムの概略フロー図を示したものである。先ず、上記したように、沼、池等中の汚泥または懸濁物等をポンプにより汲み上げて凝集槽に投入する。この際、吸引ポンプ中で凝集剤及びオゾンを汚泥または懸濁物等に添加する。この工程により、効率的に短時間で吸引回収物の脱臭や有機物の分解が行われる。次いで、凝集剤及びオゾン添加された汚泥または懸濁物等の回収物を凝集槽に投入して、汚泥または懸濁物等の回収物とオゾン処理された水とを分離する。この分離工程において分離されたオゾン処理された高濃度酸素(オゾン)水を、ポンプにてもとの沼、池等中に移送して、沼、池等の底にある汚泥に向けて前記オゾン処理水を噴出させる。この再利用された高濃度酸素(オゾン)水は、沼、池の底にある汚泥を柔らかくほぐし吸引し易くするとともに、沼、池の水質浄化にも役立つ。一方、凝集槽にて沈殿、分離された凝集物は、乾燥工程、所望により脱水工程を経て、炭化炉に投入されて炭化処理が行われる。この炭化処理により得られた炭化物は、もとの沼、池等に戻される。そのため、一連の水質浄化リサイクルにおいて産業廃棄物を生じさせることがなく、さらには、再利用した炭化物も、沼、池等の水質浄化に供することができる。
<Water purification and recycling system>
FIG. 13 shows a schematic flow diagram of the water purification and recycling system according to the present invention. First, as described above, sludge or suspensions in swamps, ponds, etc. are pumped up by a pump and put into a coagulation tank. At this time, the flocculant and ozone are added to the sludge or suspension in the suction pump. By this step, the deodorized suction material and the organic matter are efficiently decomposed in a short time. Subsequently, the recovered material such as sludge or suspension added with the flocculant and ozone is put into the coagulation tank, and the recovered material such as sludge or suspension is separated from the ozone-treated water. The ozone-treated high-concentration oxygen (ozone) water separated in this separation step is transferred to the original swamp, pond, etc. by a pump, and the ozone is directed toward the sludge at the bottom of the swamp, pond, etc. Blow out treated water. This reused high-concentration oxygen (ozone) water softens and loosens the sludge at the bottom of the swamp and pond, and also helps clean up the water in the swamp and pond. On the other hand, the agglomerate precipitated and separated in the agglomeration tank is put into a carbonization furnace through a drying step and, if desired, a dehydration step, and carbonized. The carbide obtained by this carbonization is returned to the original swamp, pond, and the like. Therefore, industrial waste is not generated in a series of water purification and recycling, and the reused carbide can also be used for water purification of swamps, ponds, and the like.
1 吸引ポンプ
2 沼、池等
3 凝集剤投入口
4 オゾン投入口
5 ウインチ
6 配管
7 凝集剤タンク
8 オゾン発生装置
9 バブル滞留装置
11 吸引ポンプ本体
12 網篭
13 カバー
18 ポンプ吸引口
20 マイクロバブルノズル
30 撹拌ライン
40 凝集槽
44,45 フィルター
46 沈降フロック(凝集物)
50 乾燥機
60 炭化炉
61 第1排出ガス燃焼炉
62 第2排出ガス燃焼炉
64 供給機
76 円錐壁
77 炭化物取出装置
78 撹拌機
79 加熱ガス供給口
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記汚泥または懸濁物等をポンプで汲み上げる際に、吸引ポンプ中で凝集剤及びオゾンを汚泥または懸濁物等に添加する工程、
前記凝集剤及びオゾン添加された汚泥または懸濁物等の回収物を凝集槽に投入して、汚泥または懸濁物等の回収物とオゾン処理された水とを分離する工程、
前記分離工程にて分離されたオゾン処理された水を、ポンプにて前記沼、池等中に移送して、沼、池等の底にある汚泥に向けて前記オゾン処理水を噴出させる工程、
前記凝集槽にて分離された凝集物を乾燥させる工程、
前記凝集物を乾燥させた後、炭化炉に投入して炭化処理を行う工程、及び
前記炭化処理により得られた炭化物を、前記沼、池等に戻す工程、を含んでなり、
前記炭化処理の際に発生する熱を前記凝集物の乾燥に利用する、ことを特徴とする、方法。 The sludge or suspended matter in a swamp, pond, etc. is pumped up by a pump and put into a coagulation tank, and the recovered material such as sludge or suspension is separated from moisture in the coagulating tank, and the recovered material is dehydrated and carbonized. A water purification method for swamps, ponds, etc., which is put into a furnace, carbonized, and the resulting carbides are returned to swamps, ponds, etc. for reuse.
A step of adding flocculant and ozone to the sludge or suspension in the suction pump when pumping the sludge or suspension, etc .;
A step of charging the flocculant and ozone-added recovered material such as sludge or suspension into a coagulation tank to separate the recovered material such as sludge or suspension from the ozone-treated water;
The step of transferring the ozone-treated water separated in the separation step into the swamp, pond, etc. with a pump, and ejecting the ozone-treated water toward the sludge at the bottom of the swamp, pond, etc.,
Drying the agglomerates separated in the agglomeration tank,
Drying the agglomerates and then performing a carbonization treatment by putting them in a carbonization furnace, and returning the carbides obtained by the carbonization treatment to the swamp, pond, etc.
A method characterized in that heat generated during the carbonization treatment is used for drying the aggregate.
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