JP2016013530A - 排水処理装置及び排水処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】活性炭処理によって処理水のｐＨが変動した場合においても、処理水のｐＨを基準値に再調整する。【解決手段】処理水Ｗに含まれる懸濁物質の凝集沈殿を行う沈殿処理装置２と、処理水の中和処理を行う第一中和処理装置３と、処理水に含まれる物質を吸着する活性炭処理装置４と、活性炭処理装置４の後段に設けられ、活性炭処理装置４により処理された処理水の中和処理を行う第二中和処理装置５と、を備えた排水処理装置１を提供する。【選択図】図１

Description

本発明は、排水処理装置及び排水処理方法に関する。

工場排水や生活排水などの処理水から汚濁物質を除去する排水処理設備では、凝集・沈殿作用を利用して微小な粒子を結合させて取り除く行程を有することが一般的である。このような排水処理設備においては、沈殿槽の上澄みをｐＨ調整したり、必要に応じて滅菌処理を施したりした処理水を、最終ろ過工程である活性炭に通液させる処理を行っている（例えば特許文献１参照）。

特開２０１４−３０７７７号公報

ところで、上記特許文献１に記載の装置においては、活性炭通液の前工程にてｐＨ調整を行っている。しかしながら、活性炭通液後における処理水のｐＨが変動し、環境基準値を満足しない場合があった。この要因について、発明者らによる調査の結果、活性炭にＣｌイオンやＳｉＯ_２などのイオンが堆積し、密着固化した状態となることがｐＨ変動の要因となっていることがわかった。
活性炭にイオンが堆積することを抑制するためには、逆浸透膜（ＲＯ）処理を行う装置を設置するなどの方法が考えられるが、濃縮廃水の処理に多大なコストが必要となるなどの課題がある。

この発明は、処理水に含まれる物質を活性炭に吸着する装置を有する排水処理において、排出される排水のｐＨの変動を抑制することができる排水処理装置及び排水処理方法を提供することを目的とする。

本発明の第一の態様によれば、排水処理装置は、処理水に含まれる懸濁物質の凝集沈殿を行う沈殿処理装置と、前記処理水の中和処理を行う第一中和処理装置と、前記処理水に含まれる物質を吸着する活性炭処理装置と、前記活性炭処理装置の後段に設けられ、前記活性炭処理装置により処理された処理水の中和処理を行う第二中和処理装置と、を備えたことを特徴とする。

このような構成によれば、処理水に含まれる物質を吸着する活性炭処理装置を有する排水処理装置において、活性炭処理によって処理水のｐＨが変動した場合においても、処理水のｐＨを基準値に再調整することが可能となる。

上記排水処理装置において、前記活性炭処理装置の前段に設けられ、前記活性炭処理装置に処理水を導入するポンプを有し、前記ポンプは、前記第二中和処理装置に処理水を導入する吐出力を有する構成としてもよい。

このような構成によれば、第二中和処理装置に処理水を導入するために、新たなポンプを備える必要がなくなるため、より低コストで第二中和処理装置を導入することが可能となる。

上記排水処理装置において、前記第二中和処理装置は、前記処理水が導入される貯留槽と、前記処理水のｐＨを計測する第一ｐＨ計測装置と、前記貯留槽の処理水排出口における前記処理水のｐＨを計測する第二ｐＨ計測装置と、を有し、第一ｐＨ計測装置によって計測されたｐＨ及び前記第二ｐＨ計測装置によって計測されたｐＨに基づいて中和処理を行ってもよい。

このような構成によれば、複数のｐＨ計測装置を用いてｐＨを調整することによって、処理水のｐＨがｐＨ目標値から逸脱することを防止することができる。

本発明の第二の態様によれば、排水処理方法は、処理水に含まれる懸濁物質の凝集沈殿を行う沈殿処理工程と、前記処理水の中和処理を行う第一中和処理工程と、前記処理水に含まれる物質を吸着する活性炭処理工程と、を有する排水処理方法であって、前記活性炭処理工程の後工程に、前記活性炭処理工程により処理された処理水の中和処理を行う第二中和処理工程を有することを特徴とする。

上記排水処理方法において、前記第二中和処理工程は、前記活性炭処理工程により処理された処理水のｐＨに基づいて前記処理水を中和する第一中和工程と、前記第二中和処理工程の後工程に向けて排出される前記処理水のｐＨに基づいて前記処理水を中和する第二中和工程と、を有する構成としてもよい。

本発明によれば、処理水に含まれる物質を吸着する活性炭処理装置を有する排水処理装置において、活性炭処理によって処理水のｐＨが変動した場合においても、処理水のｐＨを基準値に再調整することが可能となる。

本発明の第一実施形態の排水処理装置の概略構成図である。 本発明の第一実施形態の排水処理装置の第二中和処理装置の概略構成図である。

（第一実施形態）
以下、本発明の第一実施形態の排水処理装置１、及びこの装置を用いた排水処理方法について図面を参照して詳細に説明する。
図１に示すように、本実施形態の排水処理装置１は、複数の処理装置（処理槽）を用いて工場排水、生活排水等の処理水（汚水）からＢＯＤ、ＣＯＤ等の懸濁物質を除去して処理水槽６に貯留する装置である。

排水処理装置１の複数の処理装置は、上流側から順に、処理水に含まれる懸濁物質の凝集沈殿を行う沈殿処理装置２と、処理水の中和処理を行う第一中和処理装置３と、処理水に含まれる物質を吸着する活性炭処理装置４と、活性炭処理装置４の後段で処理水の中和処理を行う第二中和処理装置５と、処理水槽６と、を有している。

沈殿処理装置２は、上流側から順に、ｐＨ調整槽７と、凝集混和槽８と、凝集槽９と、沈殿槽１０と、を有し、処理水に含まれる懸濁物質の凝集沈殿を行う沈殿処理工程を行う装置である。
活性炭処理装置４は、複数の活性炭吸着塔１１を有している。

ｐＨ調整槽７は、処理水が導入され、処理水のｐＨ（水素イオン指数）を調整して凝集性等の処理性の向上を図るための槽である。ｐＨを調整するための薬品としては、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ、苛性ソーダ）等のアルカリ剤、塩酸（ＨＣｌ）等の酸材を用いることができる。ｐＨ調整槽７は、ｐＨを上げるための第一アルカリ剤投入装置１３と、ｐＨを下げるための第一酸剤投入装置１４を備えている。

凝集混和槽８は、ｐＨ調整された処理水に、凝集剤を添加・混和する槽である。凝集混和槽８は、槽内に凝集剤を投入するための凝集剤投入装置１５を備えている。凝集剤としては無機系凝集剤を用いることが好ましい。無機系凝集剤としては、鉄系凝集剤とアルミ系凝集剤とを用いることができるが、特に好ましくはアルミ系凝集剤を用いるのがよい。アルミ系凝集剤としては、ポリ塩化アルミニウム（ＰＡＣ）等を挙げることができる。

凝集槽９は、凝集混和槽８から排出される処理水に高分子凝集剤を添加して凝集処理を行う槽である。凝集槽９は、槽内に高分子凝集剤を投入するための高分子凝集剤投入装置１６を備えている。高分子凝集剤は、アニオン系高分子凝集剤、カチオン系高分子凝集剤の少なくとも一方が用いられる。

沈殿槽１０は、凝集槽９において凝集処理が施された処理水の固液分離を行う槽であり、上澄み液を流出させるとともに、底部から沈殿物を引き抜く槽である。
沈殿槽１０の底部は、汚泥貯留槽１２に向けて開口されており、沈殿槽１０の底部から排出される汚泥は汚泥貯留槽１２に貯留される。汚泥貯留槽１２に貯留された汚泥は、脱水機１７に導入されて減容される。汚泥が沈殿除去された処理水は、沈殿槽１０内の排水液面近傍から第一中和処理装置３に排出される。

第一中和処理装置３は、沈殿槽１０にて汚泥が除去された処理水を中和処理する第一中和処理工程を行う装置である。第一中和処理装置３は、ｐＨを上げるために水酸化ナトリウム等のアルカリ剤を投入する第二アルカリ剤投入装置１８と、ｐＨを下げるために塩酸等の酸剤を投入する第二酸剤投入装置１９を備えている。
また、第一中和処理装置３は、次亜塩素酸ナトリウム投入装置２０を有している。即ち、排水処理装置１では、第一中和処理装置３の処理槽内の処理水に次亜塩素酸ナトリウムを適宜投入することができる。次亜塩素酸ナトリウムを投入することによって、処理水の滅菌を行うことができる。

第一中和処理装置３の処理槽からオーバーフローした処理水は、下段の中間水槽２１に導入されて一時的に貯留されたのち、二つの活性炭吸着塔１１からなる活性炭処理装置４に送られる。
活性炭吸着塔１１は、活性炭を用いて処理水中の臭気成分、着色成分を除去する活性炭処理工程を行う処理装置である。本実施形態は、活性炭吸着塔１１は、二段階で構成されている。

中間水槽２１と活性炭処理装置４との間の配管には、揚水ポンプ２２が設けられている。即ち、活性炭処理装置４の前段には、活性炭処理装置４に処理水を導入する揚水ポンプ２２が設けられている。中間水槽２１に貯留された処理水は、揚水ポンプ２２の吐出圧を利用して二つの活性炭吸着塔１１及び第二中和処理装置５に送られる。
揚水ポンプ２２は、活性炭吸着塔１１の容量に応じて選定される。揚水ポンプ２２は、二つの活性炭吸着塔１１の上流に配置されており、処理水を二つの活性炭吸着塔１１を通じて、かつ、第二中和処理装置５の処理槽に送るのに十分な吐出圧を有するものとされている。

第二中和処理装置５は、活性炭処理装置４から排出された処理水を中和処理（ｐＨ調整）する第二中和処理工程を行う装置である。即ち、第二中和処理工程は活性炭処理工程の後工程に、活性炭処理工程により処理された処理水の中和処理を行う工程である。
図２に示すように、第二中和処理装置５は、処理水が導入される調整タンク２４と、調整タンク２４が設置される防液堤２５と、調整タンク２４内の処理水を撹拌する撹拌機２６と、処理水のｐＨを計測する第一ｐＨ計測装置２７及び第二ｐＨ計測装置２８と、ｐＨ調整剤投入装置２９と、制御装置３３と、を有している。

防液堤２５は、調整タンク２４から処理水が漏洩した場合、その範囲を限定するために、調整タンク２４の周囲に設置する堤であり、例えば、鉄筋コンクリートによって形成することができる。
ｐＨ調整剤投入装置２９は、調整タンク２４内にアルカリ剤及び酸剤からなるｐＨ調整剤を投入する装置であり、第三アルカリ剤投入装置３０と、第三酸剤投入装置３１と、を有している。第三アルカリ剤投入装置３０及び第三酸剤投入装置３１は、薬注ポンプ３４（定量ポンプ）を有しており、制御装置３３は薬注ポンプ３４を制御することでアルカリ剤及び酸剤の投入量を調整する。

撹拌機２６は、調整タンク２４内の処理水を撹拌する装置である。
第一ｐＨ計測装置２７、及び第二ｐＨ計測装置２８は、調整タンク２４内の処理水のｐＨを計測する測定装置であり、金属電極法やガラス電極法を用いた計測装置を採用することができる。
第一ｐＨ計測装置２７の計測点は、調整タンク２４の中央近傍に配置されており、導入される処理水のｐＨを計測する。第二ｐＨ計測装置２８の計測点は、調整タンク２４の出口（処理水排出口）に配置されており、調整タンク２４内でｐＨが調整され処理水槽６に排出される処理水のｐＨを計測する。

制御装置３３は、第一ｐＨ計測装置２７によって計測された調整タンク２４内の処理水のｐＨに基づいて、ｐＨ調整剤投入装置２９を制御する装置である。制御装置３３は、設定されたｐＨ目標値（例えば、ｐＨ６．５〜８．０）を記憶する記憶部を有している。また、制御装置３３は、第一ｐＨ計測装置２７、及び第二ｐＨ計測装置２８によって計測された計測値を受信する。また、制御装置３３は、計測されたｐＨを確認できる表示装置３５を有している。即ち、操作者は、表示装置３５を介して、調整タンク２４内の処理水のｐＨを確認することができる。

制御装置３３は、処理水のｐＨに基づいてｐＨ調整剤投入装置２９を制御する。制御装置３３は、処理水のｐＨがｐＨ目標値より高い場合、即ち、処理水がアルカリ性である場合、第三酸剤投入装置３１を制御して調整タンク２４に酸剤（例えば塩酸）を投入する。また、制御装置３３は、処理水のｐＨがｐＨ目標値より低い場合、即ち、処理水が酸性である場合、第三アルカリ剤投入装置３０を制御して調整タンク２４にアルカリ剤（例えば水酸化ナトリウム）を投入する。

制御装置３３は、薬注ポンプ３４の作動時間によってｐＨ調整剤の投入量を調整する運転時間制御を行っている。制御装置３３は、処理水のｐＨがｐＨ目標値に近づくほど薬注ポンプ３４の作動時間が短くなるように、ｐＨ調整剤の投入量を薬注ポンプ３４の断続運転により調整する。
また、制御装置３３は、第二ｐＨ計測装置２８から受信される調整タンク２４の出口におけるｐＨを監視している。制御装置３３は、調整タンク２４の出口におけるｐＨがｐＨ目標値から逸脱した場合、警報を発することができる。

上記実施形態によれば、活性炭処理装置４の後段に、活性炭処理装置４により処理された処理水の中和処理を行う第二中和処理装置５を設けたことによって、活性炭処理によって処理水のｐＨが変動した場合においても、処理水のｐＨを基準値に再調整することが可能となる。即ち、活性炭にＣｌイオンやＳｉＯ_２などのイオンが堆積し、密着固化した状態となることによってｐＨが変動した場合においても、第二中和処理装置５を用いて処理水の中和処理を行うことができる。

また、制御装置３３が薬注ポンプ３４の作動時間によってｐＨ調整剤の投入量を調整する運転時間制御を行っていることによって、ｐＨ値の行き過ぎを抑制することができる。

また、揚水ポンプ２２が第二中和処理装置５に処理水を導入する吐出力を有することによって、第二中和処理装置５に処理水を導入するために、新たなポンプを備える必要がなくなるため、より低コストで第二中和処理装置５を導入することが可能となる。

なお、上記実施形態では、制御装置３３が、ｐＨの計測値に基づいて自動的に調整タンク２４にｐＨ調整剤を投入する構成としたが、これに限ることはない。例えば、表示装置３５に表示されるｐＨに応じて、操作者が薬注ポンプ３４を手動で調整することによって、ｐＨ調整剤を投入する構成としてもよい。
また、上記実施形態では、運転時間制御によってｐＨ調整剤の投入量を制御しているが、これに限ることはなく、例えば、薬注ポンプ３４本体の吐出量調節ダイヤルによってｐＨ調整剤の投入量を調節する構成としてもよい。

（第二実施形態）
以下、本発明の第二実施形態の排水処理装置１を説明する。なお、本実施形態では、上述した第一実施形態との相違点を中心に述べ、同様の部分についてはその説明を省略する。
本実施形態の排水処理装置１において、制御装置３３は、第一ｐＨ計測装置２７によって計測されたｐＨの値のみならず、第二ｐＨ計測装置２８によって計測されたｐＨの値に基づいてｐＨ調整の制御をする。

本実施形態の制御装置３３は、第一ｐＨ計測装置２７によって計測されたｐＨに基づいて処理水のｐＨがｐＨ６．５〜８．０となるように、ｐＨ調整剤投入装置２９を制御する第一中和工程を実施する。次いで、制御装置３３は、第二ｐＨ計測装置２８によって計測された調整タンク２４の出口のｐＨに基づいて処理水のｐＨがよりｐＨ７に近づくようにｐＨ調整剤投入装置２９を制御する第二中和工程を実施する。即ち、第二中和処理工程は、活性炭処理工程により処理された処理水のｐＨに基づいて前記処理水を中和する第一中和工程と、第二中和処理工程の後工程に向けて排出される処理水のｐＨに基づいて処理水を中和する第二中和工程と、を有する。

上記実施形態によれば、複数のｐＨ計測装置を用いてｐＨを調整することにより、細かいｐＨ調整が可能になるため、処理水のｐＨがｐＨ目標値から逸脱することを防止することができる。

なお、本発明の技術範囲は上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記実施形態において、活性炭処理装置４は二つの活性炭吸着塔１１を有する構成としたが、活性炭を用いた処理装置であれば、これに限ることはない。

１ 排水処理装置
２ 沈殿処理装置
３ 第一中和処理装置
４ 活性炭処理装置
５ 第二中和処理装置
６ 処理水槽
７ ｐＨ調整槽
８ 凝集混和槽
９ 凝集槽
１０ 沈殿槽
１１ 活性炭吸着塔
１２ 汚泥貯留槽
１３ 第一アルカリ剤投入装置
１４ 第一酸剤投入装置
１５ 凝集剤投入装置
１６ 高分子凝集剤投入装置
１７ 脱水機
１８ 第二アルカリ剤投入装置
１９ 第二酸剤投入装置
２０ 次亜塩素酸ナトリウム投入装置
２１ 中間水槽
２２ 揚水ポンプ（ポンプ）
２４ 調整タンク（貯留槽）
２５ 防液堤
２６ 撹拌機
２７ 第一ｐＨ計測装置
２８ 第二ｐＨ計測装置
２９ ｐＨ調整剤投入装置
３０ 第三アルカリ剤投入装置
３１ 第三酸剤投入装置
３３ 制御装置
３４ 薬注ポンプ
３５ 表示装置

Claims (5)

1. 処理水に含まれる懸濁物質の凝集沈殿を行う沈殿処理装置と、
   前記処理水の中和処理を行う第一中和処理装置と、
   前記処理水に含まれる物質を吸着する活性炭処理装置と、
   前記活性炭処理装置の後段に設けられ、前記活性炭処理装置により処理された処理水の中和処理を行う第二中和処理装置と、を備えたことを特徴とする排水処理装置。
2. 前記活性炭処理装置の前段に設けられ、前記活性炭処理装置に処理水を導入するポンプを有し、
   前記ポンプは、前記第二中和処理装置に処理水を導入する吐出力を有することを特徴とする請求項１に記載の排水処理装置。
3. 前記第二中和処理装置は、
   前記処理水が導入される貯留槽と、
   前記処理水のｐＨを計測する第一ｐＨ計測装置と、
   前記貯留槽の処理水排出口における前記処理水のｐＨを計測する第二ｐＨ計測装置と、を有し、
   第一ｐＨ計測装置によって計測されたｐＨ及び前記第二ｐＨ計測装置によって計測されたｐＨに基づいて中和処理を行うことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の排水処理装置。
4. 処理水に含まれる懸濁物質の凝集沈殿を行う沈殿処理工程と、
   前記処理水の中和処理を行う第一中和処理工程と、
   前記処理水に含まれる物質を吸着する活性炭処理工程と、を有する排水処理方法であって、
   前記活性炭処理工程の後工程に、前記活性炭処理工程により処理された処理水の中和処理を行う第二中和処理工程を有することを特徴とする排水処理方法。
5. 前記第二中和処理工程は、
   前記活性炭処理工程により処理された処理水のｐＨに基づいて前記処理水を中和する第一中和工程と、
   前記第二中和処理工程の後工程に向けて排出される前記処理水のｐＨに基づいて前記処理水を中和する第二中和工程と、を有することを特徴とする請求項４に記載の排水処理方法。

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