JP2020069448A - Water purification treatment method and water purification treatment device - Google Patents

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Abstract

To provide a water purification treatment method and a water purification treatment device capable of improving operation stability in coagulation settling treatment by improving settleability of a coarse floc and obtaining filtration treatment water having good quality even when a thickness of filter layer in filtration treatment after the coagulation settling treatment is made small.SOLUTION: The water purification treatment method for obtaining filtration treatment water includes: adding a flocculant to water to be treated to form a fine floc; adding an organic polymer coagulant to the water to be treated containing the fine floc; growing the fine floc and forming a coarse floc; separating the water to be treated containing the coarse floc by solid liquid separation to a slurry containing the coarse floc and a supernatant; blending the slurry with the water to be treated containing the coarse floc for acceleration of growth of the coarse floc; and filtering the supernatant by using a particulate filter material having an effective diameter capable of capturing the coarse floc.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、水道水、工業用水などを製造する浄水処理方法及び浄水処理装置に関する。   The present invention relates to a water purification treatment method and a water purification treatment device for producing tap water, industrial water, and the like.

水道水や工業用水などを製造する上水(浄水)処理では、原水に含まれる不溶解性成分である濁度成分や藻類などの汚濁物質を凝集沈殿処理や砂ろ過処理などの固液分離技術で処理している。このうち、凝集沈殿処理は、不溶解性成分のみでなく、溶解性色度や溶解性有機物などの汚濁物質の除去に対しても有効な処理方法であり、広く使用されている。   In tap water (purified water) treatment for producing tap water, industrial water, etc., solid-liquid separation technology such as coagulation sedimentation treatment and sand filtration treatment of turbidity components that are insoluble components in raw water and pollutants such as algae Is being processed in. Of these, the coagulation-sedimentation treatment is an effective treatment method for removing not only insoluble components but also contaminants such as soluble chromaticity and soluble organic substances, and is widely used.

この凝集沈殿方法は、無機凝結剤やpH調整剤を添加して原水中の汚濁物質を析出させる工程や、無機凝結剤から生成するフロックに汚濁物質を吸着させる工程などの後に、汚濁物質を含むフロックを原水から沈降分離する処理方法である。   This coagulation-sedimentation method involves the inclusion of pollutants after a step of adding pollutants in raw water by adding an inorganic flocculating agent or a pH adjusting agent, a step of adsorbing pollutants to flocs generated from the inorganic flocculating agent, and the like. This is a treatment method in which flocs are separated by sedimentation from raw water.

一方、砂ろ過処理ではろ層として砂を充填した槽に上部から被処理水を供給する。砂間の隙間を被処理水が通過する際に、凝集沈殿処理工程で沈殿池から流出したフロックの一部が砂に吸着することや砂間の隙間に捕捉されることで清澄なろ過水を得ることができる。   On the other hand, in the sand filtration process, the water to be treated is supplied from above into a tank filled with sand as a filter layer. When the water to be treated passes through the gaps between the sands, some of the flocs flowing out of the sedimentation tank in the coagulation-sedimentation process are adsorbed to the sands or trapped in the gaps between the sands, so that clear filtered water can be obtained. Obtainable.

浄水場では上記の工程を実施するために、混和槽(混和池)、フロック形成槽、沈殿槽、砂ろ過層が連続して設置されている。この方法は様々な汚濁物質を分離除去できる優れたシステムであるが、フロックの沈降速度が遅いため広大な沈殿池が必要となることや、清澄なろ過水を得るため、十分な厚さを持つ微細で均一な砂層が必要であるなどの課題があった。   In order to carry out the above process at the water purification plant, a mixing tank (mixing pond), a floc forming tank, a sedimentation tank, and a sand filtration layer are continuously installed. This method is an excellent system that can separate and remove various pollutants, but it has a sufficient thickness to obtain a clear filtered water because a large sedimentation tank is required due to the slow sedimentation speed of flocs. There were problems such as the need for a fine and uniform sand layer.

浄水場において沈殿池が占める面積は巨大なため、沈殿池を縮小できれば処理場全体の用地を削減することが可能であり、用地の余裕がない都市部の浄水場等でも処理水の量を確保することが可能となる。また、砂層の厚さを減らすことや比重の軽いろ過材を用いることができれば砂ろ過層の構造を簡素化できることが可能となる。   The settling basin occupies a huge area in the water treatment plant, so if the settling basin can be reduced, it is possible to reduce the land for the whole treatment plant, and secure the amount of treated water even in urban water purification plants where there is not enough land. It becomes possible to do. Further, if the thickness of the sand layer can be reduced and a filter medium having a low specific gravity can be used, the structure of the sand filter layer can be simplified.

一方、近年原水となる河川水の濁度は低下傾向にあるが、濁度が低い原水を凝集沈殿処理する場合、凝集反応が進行し難く、フロックの沈降性が悪化して処理水質に影響を与えることが知られている。高速凝集沈殿処理においても、槽内の良質なフロックが原水由来の濁質と反応して効率的な凝集を行う技術を利用するため、原水濁度が低い場合などには処理が不安定になる。   On the other hand, although the turbidity of river water, which is raw water in recent years, has tended to decrease, when coagulating sedimentation treatment of raw water with low turbidity, the flocculation reaction is difficult to proceed and the sedimentation of flocs deteriorates, affecting the quality of treated water. Known to give. Even in high-speed coagulation-sedimentation processing, the technique uses high-quality flocs in the tank to react efficiently with the turbidity derived from raw water to perform efficient coagulation, so the processing becomes unstable when the turbidity of raw water is low. ..

特許文献1(特開2006−7086号公報)においては、高速凝集沈殿ではスラリーブランケットを安定して保持することが極めて重要であり、ブランケットが良好に形成されずスラリー内のフロックが処理水に漏洩すると処理水質が悪化することが記載されている。このような場合、処理の安定化を目的として、砂などの不溶解性粒状凝集助剤を添加する方法が提案されている。   In Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2006-7086), it is extremely important to stably hold the slurry blanket in high-speed coagulation sedimentation, and the blanket is not formed well, and flocs in the slurry leak to the treated water. It is described that the quality of treated water then deteriorates. In such a case, a method of adding an insoluble granular coagulation aid such as sand has been proposed for the purpose of stabilizing the treatment.

特許文献2(特許第4004854号公報)では、凝集沈降性を改善するため、無機凝結剤と有機高分子凝集剤の併用が提案されている。有機高分子凝集剤は過剰に添加すると、砂ろ過や膜ろ過の閉塞を促進する場合があるため、特許文献2では有機高分子凝集剤の注入後の凝集フロックの流動電流を測定し、その測定結果に基づき高分子凝集剤の注入量を制御する。特許文献2の方式では、フロックの荷電状態を測定し、荷電状態に合わせて中和に不足する電化量を有機高分子凝集剤で補うため、電気的に中性なフロックを形成することが可能となる。   In Patent Document 2 (Japanese Patent No. 4004854), a combined use of an inorganic coagulant and an organic polymer coagulant is proposed in order to improve the cohesive sedimentation property. If the organic polymer coagulant is added excessively, it may promote clogging of sand filtration or membrane filtration. Therefore, in Patent Document 2, the streaming current of the floc after the injection of the organic polymer coagulant is measured, and the measurement is performed. The injection amount of the polymer coagulant is controlled based on the result. In the method of Patent Document 2, the charge state of flocs is measured, and the amount of charge insufficient for neutralization is supplemented with an organic polymer flocculant according to the charge state, so that electrically neutral flocs can be formed. Becomes

特許文献3(特許第3854471号公報)では、フロックの凝集性を改善するため、無機凝集剤に加え、有機高分子凝集剤を併用した凝集沈殿処理設備を設けた。また、ポリマー添加により砂ろ過部でのろ過抵抗が増加する課題に対し、繊維ろ過器を砂ろ過部の前に設け、凝集沈殿処理水をいったん繊維ろ過し、微細なフロックを除去してから砂ろ過部に供給することで砂ろ過部でのろ過抵抗を抑制することが提案されている。   In Patent Document 3 (Japanese Patent No. 3854471), in order to improve floc cohesiveness, a coagulation-sedimentation treatment facility using an organic polymer coagulant together with an inorganic coagulant is provided. In addition, in order to increase the filtration resistance in the sand filtration section due to the addition of polymer, a fiber filter is installed in front of the sand filtration section, and the coagulation-sedimentation-treated water is once fiber-filtered to remove fine flocs and then sand. It has been proposed to suppress the filtration resistance in the sand filtration section by supplying it to the filtration section.

特開2006−7086号公報JP, 2006-7086, A 特許第4004854号公報Japanese Patent No. 4004854 特許第3854471号公報Japanese Patent No. 3854471

特許文献1の方式は、濁度が低いなどの理由により高速凝集沈殿処理部でのフロックの沈降性が悪化した場合に、砂などの比重の大きな物質を沈降促進剤として添加し、フロックと混合させることで沈降速度を増え、固液分離が安定する利点がある。しかしながら、注入設備が課題になり、砂により注入設備が摩耗するため、メンテナンス性が低下する。また、沈降促進剤は消耗品であり、再利用が困難であることや汚泥発生量が増加するなどして、処理コストが増大するという課題がある。   In the method of Patent Document 1, when the flocculating property of the floc in the high-speed coagulation-sedimentation section is deteriorated due to low turbidity or the like, a substance having a large specific gravity such as sand is added as a precipitation promoting agent and mixed with the floc. This has the advantage of increasing the sedimentation rate and stabilizing the solid-liquid separation. However, the pouring equipment becomes a problem, and the pouring equipment is abraded by the sand, which deteriorates the maintainability. Further, since the sedimentation accelerator is a consumable item, it is difficult to reuse it, and the amount of sludge generated increases, which causes a problem that the treatment cost increases.

特許文献2では、荷電状態を測定するための電極を用意する必要があり、常時安定して測定するためには、電極を常に使用できる状態とする必要がある。また、特許文献2では、凝集沈殿部のフロックを含むスラリーを原水と混合させてフロック形成を容易にする方法が提案されているが、返送されたフロックが無機凝結剤と反応してしまい、原水中の濁度成分と無機凝結剤の反応を阻害し、フロックの良好な沈降性が得られない場合がある。   In Patent Document 2, it is necessary to prepare an electrode for measuring the charged state, and in order to always perform stable measurement, it is necessary to keep the electrode in a usable state. Further, Patent Document 2 proposes a method for facilitating the formation of flocs by mixing a slurry containing flocs in the flocculation-precipitation portion with raw water, but the returned flocs react with the inorganic coagulant, and In some cases, the reaction between the turbidity component in water and the inorganic coagulant is hindered, and good flocculating property cannot be obtained.

特許文献3では、無機凝集剤に有機高分子凝集剤を併用することで、フロックの沈降性を改善することが可能になるが、有機高分子凝集剤の併用を原因とするろ過抵抗の増加に対し、繊維ろ過器を追設する必要があるため装置が複雑化する。また砂ろ過部に加えて繊維ろ過器の洗浄が必要となるため、運転管理の面や洗浄水量の増加による水回収率低下の課題もある。   In Patent Document 3, it is possible to improve the flocculating property by using an organic polymer coagulant together with the inorganic coagulant, but it is possible to increase the filtration resistance due to the combined use of the organic polymer coagulant. On the other hand, since the fiber filter needs to be additionally installed, the device becomes complicated. Further, in addition to the sand filter, it is necessary to clean the fiber filter, which causes problems in terms of operation management and a decrease in the water recovery rate due to an increase in the amount of cleaning water.

上記課題を鑑み、本発明は、粗大フロックの沈降性を改善して凝集沈殿処理での運転安定性を向上でき、凝集沈殿処理後のろ過処理におけるろ層の厚さを小さくしても良質なろ過処理水を得ることが可能な浄水処理方法及び浄水処理装置を提供する。   In view of the above problems, the present invention can improve the settling property of coarse flocs to improve the operational stability in the coagulation-sedimentation treatment, and it is of good quality even if the thickness of the filter layer in the filtration treatment after the coagulation-sedimentation treatment is reduced. Provided are a water purification treatment method and a water purification treatment device capable of obtaining filtered water.

上記課題を解決するために本発明者が鋭意検討したところ、被処理水に対して凝結剤と有機高分子凝集剤を添加して粗大フロックを形成させ、この粗大フロックを固液分離して得られたスラリーを粗大フロック形成工程へ返送することが有効な手段の一つであることを見出した。   In order to solve the above problems, the inventors of the present invention have made diligent studies and found that coarse flocs are formed by adding a coagulant and an organic polymer flocculant to the water to be treated, and the coarse flocs are obtained by solid-liquid separation. It was found that returning the obtained slurry to the coarse floc forming step is one of the effective means.

以上の知見を基礎として完成した本発明の実施の形態に係る浄水処理方法は、一側面において、被処理水に凝結剤を添加して微フロックを形成し、微フロックを含む被処理水に有機高分子凝集剤を添加し、微フロックを成長させて粗大フロックを形成し、粗大フロックを含む被処理水を粗大フロックを含むスラリーと上澄み液とに固液分離し、スラリーを、粗大フロックを含む被処理水と混合して粗大フロックの成長を促進させ、上澄み液を、粗大フロックを捕捉可能な有効径を有する粒子状のろ材を用いてろ過処理し、ろ過処理水を得ることを含む浄水処理方法である。   The water purification method according to the embodiment of the present invention completed on the basis of the above findings is, in one aspect, adding a coagulant to the water to be treated to form fine flocs, and to the water to be treated containing the fine flocs to be organic. A polymer flocculant is added, fine flocs are grown to form coarse flocs, and water to be treated containing coarse flocs is solid-liquid separated into a slurry containing coarse flocs and a supernatant liquid, and the slurry contains coarse flocs. A water purification process that involves mixing with water to be treated to promote the growth of coarse flocs, and filtering the supernatant liquid using a particulate filter medium with an effective diameter that can capture coarse flocs to obtain filtered water. Is the way.

本発明の実施の形態に係る浄水処理方法は一実施態様において、粒子状のろ材の有効径が1.2〜2.0mmである。   In one embodiment of the water purification treatment method according to the embodiment of the present invention, the effective diameter of the particulate filter medium is 1.2 to 2.0 mm.

本発明の実施の形態に係る浄水処理方法は別の一実施態様において、スラリーを、被処理水の流入量に対して0.2〜2.0倍量となるように、固液分離する前記被処理水と混合する。   In another embodiment of the water purification treatment method according to the embodiment of the present invention, the slurry is subjected to solid-liquid separation so as to be 0.2 to 2.0 times the inflow amount of the water to be treated. Mix with water to be treated.

本発明の実施の形態に係る浄水処理方法は更に別の一実施態様において、有機高分子凝集剤を、被処理水に0.2〜0.8mg/L添加する。   In still another embodiment of the water purification method according to the embodiment of the present invention, an organic polymer coagulant is added to the water to be treated in an amount of 0.2 to 0.8 mg / L.

本発明の実施の形態に係る浄水処理方法は更に別の一実施態様において、ろ過処理水に紫外線照射を含む殺菌処理を行う。   In still another embodiment of the water purification treatment method according to the embodiment of the present invention, filtered treatment water is subjected to sterilization treatment including ultraviolet irradiation.

本発明の実施の形態に係る浄水処理方法は更に別の一実施態様において、ろ過処理水の濁度を測定し、濁度が所定値を超えた場合に殺菌処理を行う。   In still another embodiment of the water purification treatment method according to the embodiment of the present invention, the turbidity of the filtered treatment water is measured, and when the turbidity exceeds a predetermined value, sterilization treatment is performed.

本発明の実施の形態に係る浄水処理装置は一側面において、被処理水に凝結剤を添加して微フロックを形成する微フロック形成手段と、微フロックを含む被処理水に有機高分子凝集剤を添加し、微フロックを成長させて粗大フロックを形成する粗大フロック形成手段と、粗大フロックを含む被処理水を、粗大フロックを含むスラリーと上澄み液とに固液分離する固液分離手段と、スラリーを粗大フロックを含む被処理水中へ返送する返送手段と、上澄み液を、粗大フロックを捕捉可能な有効径を有する粒子状のろ材で構成されたろ層へ通水してろ過処理し、ろ過処理水を得るろ過手段とを備える浄水処理装置である。   In one aspect, a water purification apparatus according to an embodiment of the present invention includes a fine floc forming unit that forms a fine floc by adding a coagulant to the water to be treated, and an organic polymer coagulant for the water to be treated containing the fine flocs. , Coarse floc forming means for forming coarse flocs by growing fine flocs, and water to be treated containing coarse flocs, solid-liquid separation means for performing solid-liquid separation into a slurry containing coarse flocs and a supernatant liquid, Returning means for returning the slurry to the water to be treated containing coarse flocs, and the supernatant liquid is filtered by passing water through a filter layer composed of a particulate filter medium having an effective diameter capable of capturing coarse flocs. It is a water purification apparatus provided with a filtration means for obtaining water.

本発明の実施の形態に係る浄水処理装置は一実施態様において、粒子状のろ材の有効径が1.2〜2.0mmであり、ろ層の厚さが550mm以下である。   In one embodiment, the water purification device according to the embodiment of the present invention has an effective diameter of the particulate filter medium of 1.2 to 2.0 mm and a thickness of the filter layer of 550 mm or less.

本発明の実施の形態に係る浄水処理装置は別の一実施態様において、ろ材上に、最大で厚さ5mmの粗大フロックの堆積層を備える。   In another embodiment of the water purification apparatus according to the embodiment of the present invention, a coarse flock deposit layer having a maximum thickness of 5 mm is provided on the filter medium.

本発明によれば、粗大フロックの沈降性を改善して凝集沈殿処理での運転安定性を向上でき、凝集沈殿処理後のろ過処理におけるろ層の厚さを小さくしても良質なろ過処理水を得ることが可能な浄水処理方法及び浄水処理装置が提供できる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the settling property of coarse flocs can be improved and the operation stability in coagulation sedimentation processing can be improved, and even if the thickness of the filter layer in the filtration processing after coagulation sedimentation processing is made small, it is good quality filtered water. A water purification method and a water purification apparatus that can obtain

本発明の実施の形態に係る浄水処理装置の一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of the water purification apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態の第1変形例に係る浄水処理装置の一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of the water purification apparatus which concerns on the 1st modification of embodiment of this invention. 本発明の実施の形態の第2変形例に係る浄水処理装置の一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of the water purification apparatus which concerns on the 2nd modification of embodiment of this invention. 本発明の実施の形態の第3変形例に係る浄水処理装置の一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of the water purification apparatus which concerns on the 3rd modification of embodiment of this invention. 本発明の実施の形態の第3変形例の変形例に係る浄水処理装置の一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of the water purification apparatus which concerns on the modification of the 3rd modification of embodiment of this invention. 実施例1のろ過装置が備えるろ層の高さを表す説明図である。It is explanatory drawing showing the height of the filter layer with which the filtration apparatus of Example 1 is equipped. 比較例1のろ過装置が備えるろ層の高さを表す説明図である。It is explanatory drawing showing the height of the filter layer with which the filtration apparatus of the comparative example 1 is equipped. 実施例1と比較例1の凝集沈殿処理水(上澄み液)の濁度を表すグラフである。3 is a graph showing the turbidity of coagulation-sedimentation-treated water (supernatant solution) of Example 1 and Comparative Example 1. 実施例1のろ過装置が備えるセンサ1、2の圧力変化を表すグラフである。3 is a graph showing pressure changes of sensors 1 and 2 included in the filtration device of Example 1. 比較例1のろ過装置が備えるセンサ1〜3の圧力変化を表すグラフである。7 is a graph showing pressure changes of sensors 1 to 3 included in the filtration device of Comparative Example 1. 従来の凝集沈殿処理を表す比較例3に係る浄水処理水装置の一例を表す概略図である。It is the schematic showing an example of the purified water treatment water apparatus which concerns on the comparative example 3 showing the conventional coagulation sedimentation treatment. 実施例3のろ過装置が備えるセンサ1、2の圧力変化を表すグラフである。9 is a graph showing pressure changes of sensors 1 and 2 included in the filtering device of Example 3. 有機高分子凝集剤の添加率とろ過処理水の濁度との関係を表すグラフである。It is a graph showing the relationship between the addition rate of an organic polymer coagulant and the turbidity of filtered water. 参考例1及び比較例4の凝集沈殿処理水の濁度を表すグラフである。It is a graph showing the turbidity of the coagulation sedimentation treated water of the reference example 1 and the comparative example 4.

以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。以下に示す実施の形態は、この発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであってこの発明の技術的思想は構成部品の構造、配置等を下記のものに特定するものではない。   An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. The embodiments described below exemplify devices and methods for embodying the technical idea of the present invention, and the technical idea of the present invention is that the structure, arrangement, etc. of constituent parts are specified as follows. Not something to do.

<被処理水>
本発明の実施の形態に係る浄水処理方法の被処理水(原水)としては、河川水、雨水、工場の用排水など微細な懸濁物質が含まれる水を包含する。日本国内では、浄水場の原水として、溶解性有機物や金属類の汚染のない河川水や湖沼水、地下水が用いられるが、本発明の対象としてはいずれの水も処理対象水とする。しかし、一般的に地下水は、懸濁物質等の汚染の度合いが少ないため、凝集沈殿処理を省略し、砂ろ過、殺菌される場合も多い。このため、本実施形態では、被処理水として河川水や湖沼水が主な対象となる。
<Water to be treated>
Water to be treated (raw water) of the water purification method according to the embodiment of the present invention includes river water, rainwater, water containing fine suspended substances such as factory wastewater. In Japan, river water, lake water, and ground water free from soluble organic substances and metals are used as raw water for water purification plants, and any water is treated as the subject water of the present invention. However, in general, groundwater is less contaminated with suspended solids, so that coagulation-sedimentation treatment is omitted, and sand filtration and sterilization are often performed. Therefore, in the present embodiment, river water and lake water are the main targets of the water to be treated.

<浄水処理方法>
本発明の実施の形態に係る浄水方法は、(1)被処理水に凝結剤を添加して微フロックを形成し、(2)微フロックを含む被処理水に有機高分子凝集剤を添加し、微フロックを成長させて粗大フロックを形成し、(3)粗大フロックを含む被処理水を粗大フロックを含むスラリーと上澄み液とに固液分離し、(4)スラリーを、粗大フロックを含む被処理水と混合して粗大フロックの成長を促進させ、(5)上澄み液を、粗大フロックを捕捉可能な有効径を有する粒子状のろ材を用いてろ過処理し、ろ過処理水を得ることを含む。
<Water purification method>
In the water purification method according to the embodiment of the present invention, (1) a coagulant is added to treated water to form fine flocs, and (2) an organic polymer coagulant is added to treated water containing fine flocs. Then, fine flocs are grown to form coarse flocs, and (3) the water to be treated containing the coarse flocs is subjected to solid-liquid separation into a slurry containing the coarse flocs and a supernatant liquid, and (4) the slurry is treated with the coarse flocs. Mixing with treated water to promote the growth of coarse flocs, and (5) filtering the supernatant with a particulate filter medium having an effective diameter capable of capturing coarse flocs to obtain filtered treated water. ..

(1)微フロック形成工程
被処理水中に微フロックを形成させるための凝結剤としては、典型的には無機凝結剤(無機凝集剤)が添加される。無機凝結剤は汚濁物質と水酸化物を形成し沈殿するものであれば適用可能である。水道向けの浄水場ではポリ塩化アルミニウム(以下、PACとする)や硫酸ばん土、ポリシリカ鉄が使われる場合が多い。この内、PACは添加時のpH変化が少ないことや凝集効率が高く、着色が少ないことから浄水場向けの無機凝集剤として適している。
(1) Fine floc forming step As a coagulant for forming fine flocs in the water to be treated, an inorganic coagulant (inorganic coagulant) is typically added. Any inorganic coagulant can be used as long as it forms a hydroxide with a pollutant and precipitates. Water treatment plants for water supply often use polyaluminum chloride (hereinafter referred to as PAC), sulphate, and polysilica iron. Among them, PAC is suitable as an inorganic coagulant for water purification plants because of little change in pH during addition, high coagulation efficiency, and little coloring.

被処理水の用途によっては、無機凝結剤に替えて一般に使用されている有機凝結剤も使用可能であり、縮合系ポリアミン、ジシアンジアミド・ホルマリン縮合物、ポリエチレンイミン、ポリビニルイミダリン、ポリビニルピリジン、ジアリルアミン塩・二酸化硫黄共重合体、ポリジメチルジアリルアンモニウム塩、ポリジメチルジアリルアンモニウム塩・二酸化硫黄共重合体、ポリジメチルジアリルアンモニウム塩・アクリルアミド共重合体、ポリジメチルジアリルアンモニウム塩・ジアリルアミン塩酸塩誘導体共重合体、アリルアミン塩重合体などが挙げられる。   Depending on the use of the water to be treated, commonly used organic coagulants can be used in place of the inorganic coagulant. Condensation polyamines, dicyandiamide / formalin condensates, polyethyleneimine, polyvinylimidazoline, polyvinylpyridine, diallylamine salts. -Sulfur dioxide copolymer, polydimethyldiallylammonium salt, polydimethyldiallylammonium salt-Sulfur dioxide copolymer, polydimethyldiallylammonium salt-acrylamide copolymer, polydimethyldiallylammonium salt-diallylamine hydrochloride derivative copolymer, Examples thereof include allylamine salt polymers.

縮合系ポリアミンの具体例としては、アルキレンジクロライドとアルキレンポリアミンとの縮合物、アニリンとホルマリンの縮合物、アルキレンジアミンとエピクロルヒドリンとの縮合物、アンモニアとエピクロルヒドリンとの縮合物などが挙げられる。エピクロルヒドリンと縮合するアルキレンジアミンとしては、ジメチルアミン、ジエチルアミン、メチルプロピルアミン、メチルブチルアミン、ジブチルアミンなどが挙げられる。   Specific examples of the condensed polyamine include a condensate of alkylene dichloride and alkylene polyamine, a condensate of aniline and formalin, a condensate of alkylene diamine and epichlorohydrin, a condensate of ammonia and epichlorohydrin, and the like. Examples of the alkylenediamine that is condensed with epichlorohydrin include dimethylamine, diethylamine, methylpropylamine, methylbutylamine, dibutylamine and the like.

上述の無機凝結剤と有機凝結剤は、使用に際してそれぞれ単独で、または混合物の形態で使用してもよいが、そうした混合物をあらかじめ水で希釈した水溶液の状態で使用してもよい。混合物として使用する場合には組み合わせによって沈殿物が析出してくる場合があるので注意が必要である。無機凝集剤と有機凝結剤の原水への添加順序は特に問わない。   The above-mentioned inorganic coagulant and organic coagulant may be used alone or in the form of a mixture at the time of use, but such a mixture may be used in the state of an aqueous solution which is previously diluted with water. When it is used as a mixture, it may be necessary to be careful because a precipitate may be deposited depending on the combination. The order of adding the inorganic coagulant and the organic coagulant to the raw water is not particularly limited.

凝結剤の添加率は被処理水によって異なるため、小スケールの処理試験であらかじめ適切な添加率を決めておくことが望ましい。例えばPACの場合、被処理水1L当たりのPAC原液の添加量は20〜150mg程度であるのが好ましい。   Since the coagulant addition rate varies depending on the water to be treated, it is desirable to determine an appropriate addition rate in advance by a small-scale treatment test. For example, in the case of PAC, the amount of PAC stock solution added per 1 L of water to be treated is preferably about 20 to 150 mg.

無機凝結剤のみを凝結剤として使用する場合、小スケールの処理試験において添加率を変化させて、後述する粗大なフロックが十分に生成するための微フロック生成条件を見出す必要がある。なお、本実施形態では、後述する処理において粗大フロックをより確実に形成させるために有機高分子凝集剤を併用するため、無機凝結剤の添加によるフロックの成長が不十分でも処理できる可能性がある。しかし、無機凝結剤の役割は被処理水中の汚濁物質の荷電状態を中和し、凝結し、微フロックを形成させることであるため、被処理水に合わせた適切な凝集状態となるように無機凝結剤の添加率を決めることが望ましい。   When only an inorganic coagulant is used as a coagulant, it is necessary to change the addition rate in a small-scale treatment test and find out the conditions for forming fine flocs for sufficiently forming coarse flocs described later. In the present embodiment, since an organic polymer flocculant is used in combination in order to more reliably form coarse flocs in the treatment described later, it may be possible to treat even if the floc growth due to the addition of the inorganic coagulant is insufficient. .. However, the role of the inorganic coagulant is to neutralize the charge state of the pollutants in the water to be treated, to condense them, and to form fine flocs.Therefore, the inorganic coagulant must be in an appropriate state suitable for the water to be treated. It is desirable to determine the coagulant addition rate.

無機凝結剤を添加後、被処理水中の汚濁物質の荷電を中和するため、十分に凝集剤と混和する必要がある。このため、無機凝結剤の添加後に所定の時間撹拌できるような設備を設けることが好ましい。例えば、図1に示す浄水処理装置のように混和槽10を設けることは、混和槽10の水力学的滞留時間が撹拌時間となるため、撹拌状態の管理が容易になる利点がある。   After adding the inorganic coagulant, it is necessary to sufficiently mix it with the coagulant in order to neutralize the charge of the pollutants in the water to be treated. For this reason, it is preferable to provide a facility capable of stirring for a predetermined time after the addition of the inorganic coagulant. For example, providing the mixing tank 10 as in the water purification apparatus shown in FIG. 1 has an advantage of facilitating the management of the stirring state because the hydraulic retention time of the mixing tank 10 becomes the stirring time.

混和槽10の滞留時間は一般には1〜5分程度有ればよい。また、混和槽10での撹拌装置としてはフラッシュミキサーなどの機械撹拌装置やポンプ撹拌装置などが適用できる。浄水処理場によっては固液分離槽30を複数備え、被処理水を分配して供給する場合がある。このような設備の場合、分配槽(不図示)の手前で無機凝結剤を添加し、分配槽を混和槽10の代替とすることも可能である。   The residence time in the mixing tank 10 is generally about 1 to 5 minutes. Further, as the stirring device in the mixing tank 10, a mechanical stirring device such as a flash mixer or a pump stirring device can be applied. Depending on the water purification plant, a plurality of solid-liquid separation tanks 30 may be provided and the water to be treated may be distributed and supplied. In the case of such equipment, it is possible to add an inorganic coagulant before the distribution tank (not shown) and use the distribution tank as a substitute for the mixing tank 10.

一方、被処理水と無機凝結剤を十分撹拌できるのであれば、独立した混和槽10を設けずに、配管内で撹拌することも可能である。この場合、無機凝結剤を添加後、一定の滞留時間となるように、水量に合わせた配管長さを確保する必要がある。また、撹拌を促進するため配管途中にラインミキサーなど配管内の流れを乱すような装置を設けることも好ましい。   On the other hand, if the water to be treated and the inorganic coagulant can be sufficiently stirred, it is possible to stir them in the pipe without providing the independent mixing tank 10. In this case, after adding the inorganic coagulant, it is necessary to secure a pipe length according to the amount of water so that the residence time is constant. Further, in order to promote stirring, it is also preferable to provide a device such as a line mixer that disturbs the flow in the pipe in the middle of the pipe.

上記微フロックの形成工程において、被処理水中には、典型的には、粒径1mm未満の微フロックが形成される。なお、フロック径の粒径は、日本水道協会の水道維持管理指針に記載されるように当業者間において総合的に判断し、本実施形態では被処理水を目視することにより判断する。微フロックの生成量は原水の濁室などの濃度に依存するため一概にはいえないが、例えば、濁度10度で本実施形態に従って無機凝結剤を添加した場合の微フロック濃度は浮遊物質濃度で12〜13mg/Lとなる。   In the fine floc forming step, fine flocs having a particle size of less than 1 mm are typically formed in the water to be treated. The particle diameter of the floc diameter is comprehensively determined by those skilled in the art as described in the Water Supply Maintenance and Management Guideline of the Japan Water Works Association, and in the present embodiment, it is determined by visually observing the water to be treated. The production amount of fine flocs depends on the concentration of the raw water in the turbid chamber, but cannot be generally stated. For example, when the inorganic coagulant is added according to the present embodiment at a turbidity of 10 degrees, the fine floc concentration is the concentration of suspended solids. It is 12 to 13 mg / L.

(2)粗大フロック形成工程
凝結剤の添加により、被処理水中の汚濁物質の荷電が中和され、微フロックが形成された後の被処理水は、図1に示すフロック形成槽20に供給される。フロック形成槽20では、被処理水に有機高分子凝集剤と後述する固液分離設備から循環されたスラリーが供給され、撹拌されることにより、被処理水中の微フロックを成長させて粗大フロックを形成する。
(2) Coarse floc formation process The charge of the pollutants in the water to be treated is neutralized by the addition of the coagulant, and the water to be treated after formation of fine flocs is supplied to the floc formation tank 20 shown in FIG. It In the floc formation tank 20, the organic polymer coagulant and the slurry circulated from the solid-liquid separation facility to be described later are supplied to the water to be treated and stirred to grow fine flocs in the water to be treated to form coarse flocs. Form.

有機高分子凝集剤としては、荷電状態によってカチオン性、アニオン性、ノニオン性のものが利用可能であり、被処理水に合わせて適宜選定すればよい。本プロセスを浄水場で適用する場合、アニオン性やノニオン性の有機高分子凝集剤が特に適している。   As the organic polymer flocculant, a cationic, anionic or nonionic one can be used depending on the charge state, and may be appropriately selected according to the water to be treated. Anionic or nonionic organic polymer flocculants are particularly suitable when the process is applied in water purification plants.

アニオン系高分子凝集剤としては、ポリアクリルアミド部分加水分解物、アニオン性モノマーの共重合体、アニオン性モノマーとアクリルアミド等のノニオン性モノマーとの共重合体が挙げられる。アニオン性モノマーとしてはアクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸、ビニルスルホン酸、アリルスルホン酸、メタリルスルホン酸、スチレンスルホン酸、2−アリルアミドエタンスルホン酸、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸、2−メタリルアミドエタンスルホン酸、2−メタクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸、2−アクリロイルオキシエタンスルホン酸、3−アクリロイルオキシプロパンスルホン酸、4−アクリロイルオキシブタンスルホン酸、2−メタクリロイルオキシエタンスルホン酸、3−メタクリロイルオキシプロパンスルホン酸、4−メタクリロイルオキシブタンスルホン酸、及びこれらのアルカリ金属、アルカリ土類金属等の金属塩又はアンモニウム塩が挙げられる。   As the anionic polymer flocculant, Polyacrylamide partial hydrolyzate, A copolymer of anionic monomers, Examples thereof include copolymers of anionic monomers and nonionic monomers such as acrylamide. Acrylic acid as the anionic monomer, Methacrylic acid, Itaconic acid, Maleic acid, Fumaric acid, Vinyl sulfonic acid, Allyl sulfonic acid, Methallyl sulfonic acid, Styrene sulfonic acid, 2-allylamidoethanesulfonic acid, 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid, 2-methallylamide ethanesulfonic acid, 2-methacrylamido-2-methylpropanesulfonic acid, 2-acryloyloxyethanesulfonic acid, 3-acryloyloxypropane sulfonic acid, 4-acryloyloxybutane sulfonic acid, 2-methacryloyloxyethanesulfonic acid, 3-methacryloyloxypropane sulfonic acid, 4-methacryloyloxybutane sulfonic acid, And these alkali metals, Examples thereof include metal salts such as alkaline earth metals or ammonium salts.

アニオン性モノマーは単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。ノニオン性モノマーとしてはアクリルアミド、メタクリルアミド、メタアクリロニトリル、酢酸ビニル等が挙げられる。これらノニオン性モノマーは単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。共重合体として好ましいものは、アクリルアミド・アクリル酸塩共重合体、アクリルアミド・2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸共重合体である。   The anionic monomers may be used alone or in combination of two or more. Examples of the nonionic monomer include acrylamide, methacrylamide, methacrylonitrile, vinyl acetate and the like. These nonionic monomers may be used alone or in combination of two or more. Preferred copolymers are acrylamide / acrylic acid salt copolymers and acrylamide / 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid copolymers.

ノニオン系高分子凝集剤としては、上記のノニオン性モノマーの重合体又は共重合体であるが、好ましくはポリアクリルアミドが利用可能である。   The nonionic polymer flocculant is a polymer or copolymer of the above nonionic monomers, but polyacrylamide can be preferably used.

カチオン系高分子凝集剤としては、カチオン性モノマーを必須成分として有するものであり、カチオン性モノマーの共重合体又はカチオン性モノマーと上記のノニオン性モノマーとの共重合体が利用可能である。カチオン性モノマーとしては、ジメチルアミノエチルアクリレート、ジメチルアミノエチルメタクリレート、ジエチルアミノエチルアクリレート、ジエチルアミノエチルメタクリレートもしくはこれらの中和塩、4級塩などが挙げられる。また、分子内にアミジン単位を含有するカチオン系高分子凝集剤も使用可能である。   The cationic polymer flocculant has a cationic monomer as an essential component, and a copolymer of a cationic monomer or a copolymer of a cationic monomer and the above nonionic monomer can be used. Examples of the cationic monomer include dimethylaminoethyl acrylate, dimethylaminoethyl methacrylate, diethylaminoethyl acrylate, diethylaminoethyl methacrylate, their neutralization salts, and quaternary salts. Further, a cationic polymer flocculant containing an amidine unit in the molecule can also be used.

被処理水の濁度が高い場合には、カチオン系高分子凝集剤を前段に添加し、アニオン系またはノニオン系高分子凝集剤を後段に添加することによって、除濁効果が高くなり、処理水の濁度が低下する効果が期待できる。有機高分子凝集剤は1種を単独で使用することもできるが、2種以上を併用することもできる。一般に有機高分子凝集剤は水溶液として使用され、その溶解濃度は0.01〜0.5質量%程度である。   If the turbidity of the water to be treated is high, adding a cationic polymer flocculant in the previous stage and adding an anionic or nonionic polymer flocculant in the latter stage will increase the turbidity-eliminating effect The effect of reducing the turbidity can be expected. The organic polymer flocculants may be used alone or in combination of two or more. Generally, the organic polymer flocculant is used as an aqueous solution, and its dissolution concentration is about 0.01 to 0.5% by mass.

有機高分子凝集剤の添加により、フロック形成槽20では被処理水中の汚濁物質の微フロックが有機高分子凝集剤や循環されてきたスラリー中のフロックと混合し、より粗大なフロックが形成される。有機高分子凝集剤は分子量が大きいため、その架橋作用により微フロックを絡め取り、フロックを粗大化させる。   By adding the organic polymer coagulant, in the floc forming tank 20, fine flocs of the pollutants in the water to be treated are mixed with the organic polymer coagulant and the flocs in the circulated slurry to form coarser flocs. .. Since the organic polymer coagulant has a large molecular weight, its cross-linking action entangles fine flocs to coarsen them.

微フロックと有機高分子凝集剤のみでも粗大なフロックを形成することが可能であるが、本実施形態では、フロック形成槽に後述する固液分離により得られたスラリーが混合され、スラリー中の粗大フロックもより粒径の大きな粗大フロックの形成に寄与させることができるため、より粗大で沈降性が良好な粗大フロックが形成される。   It is possible to form coarse flocs only with fine flocs and organic polymer flocculants, but in this embodiment, the flocs forming tank is mixed with the slurry obtained by solid-liquid separation to be described later, and coarse flocs in the slurry are mixed. Since the flocs can also contribute to the formation of coarse flocs having a larger particle size, coarse flocs having a larger coarseness and a favorable sedimentation property are formed.

また、フロック形成槽20内にスラリーが循環され、系内のフロック濃度が高くなることで、微フロックが既存のフロックと接触する頻度も高くなり、より微フロックの捕捉能力が高くなる効果も期待できる。   Further, since the slurry is circulated in the floc formation tank 20 and the floc concentration in the system is increased, the frequency with which the fine flocs come into contact with the existing flocs is also increased, and the effect of increasing the fine floc trapping ability is also expected. it can.

フロック形成槽20においても、微フロック、有機高分子凝集剤、及びスラリー中の粗大フロック等との接触を促進するため、撹拌することが好ましい。しかし、混和槽10と異なりフロックの微細化を抑制するために、撹拌速度は混和槽10と比較すると遅くすることが好ましい。フロック形成槽20の滞留時間は一般的なフロック形成槽での滞留時間の20〜40分程度でよいが、処理状況を確認し、良好なフロックが形成されていれば短縮することも可能である。   Also in the floc forming tank 20, it is preferable to stir in order to promote the contact with the fine flocs, the organic polymer coagulant, and the coarse flocs in the slurry. However, unlike the mixing tank 10, it is preferable that the stirring speed be slower than that of the mixing tank 10 in order to suppress the miniaturization of flocs. The residence time in the floc forming tank 20 may be about 20 to 40 minutes, which is the residence time in a general floc forming tank, but it can be shortened if the treatment conditions are confirmed and good flocs are formed. ..

有機高分子凝集剤の添加量は被処理水の性状に応じて適宜調整可能であるが、有機高分子凝集剤の添加が少なすぎると有機高分子凝集剤が粗大フロックの成長に十分に寄与しない場合や処理が安定しない場合があり、多すぎると薬液コスト等もかかるため処理コストが増大する場合がある。本実施形態では、有機高分子凝集剤を、被処理水に0.2〜0.8mg/L、好ましくは0.2〜0.5mg/L添加することにより、粗大フロックの沈降性を改善することができる。   The amount of the organic polymer coagulant added can be appropriately adjusted according to the properties of the water to be treated, but if the amount of the organic polymer coagulant added is too small, the organic polymer coagulant does not sufficiently contribute to the growth of coarse flocs. In some cases, the treatment may not be stable, and when the amount is too large, the treatment cost may increase due to the cost of the liquid chemicals. In the present embodiment, the organic polymer coagulant is added to the water to be treated in an amount of 0.2 to 0.8 mg / L, preferably 0.2 to 0.5 mg / L to improve the sedimentation property of coarse flocs. be able to.

(3)固液分離工程
フロック形成槽から流出した被処理水は固液分離槽30に供給される。固液分離槽30は、粗大フロックを含む被処理水から、比重差を利用した沈降分離(凝集沈殿処理)により、フロックと上澄み液とに固液分離できればどのような構造でもよい。
(3) Solid-Liquid Separation Step The water to be treated flowing out of the floc formation tank is supplied to the solid-liquid separation tank 30. The solid-liquid separation tank 30 may have any structure as long as it is possible to perform solid-liquid separation of flocs and a supernatant liquid from the water to be treated containing coarse flocs by sedimentation separation (coagulation sedimentation treatment) using a difference in specific gravity.

例えば図1の例では、固液分離槽30として、上向流を形成する上向流沈殿池(上向流沈殿カラム)を利用した例を表している。上向流沈殿池では、流入水をカラムの中央部に放出する。流入水に含まれる粗大フロックは重力沈降して下部に蓄積し、上澄み液は上部からオーバーフローで流出される。この時、流入水は図1の矢印に示すように、下向きとなるように流入させると、粗大フロックは最初から下向きの速度を持つため、粗大フロックの沈降性を向上させることができる。   For example, in the example of FIG. 1, as the solid-liquid separation tank 30, an example in which an upflow sedimentation tank (upflow sedimentation column) that forms an upflow is used is shown. In the upflow sedimentation tank, the inflow water is discharged to the central part of the column. The coarse flocs contained in the inflow water settle down by gravity and accumulate in the lower part, and the supernatant liquid flows out from the upper part by overflow. At this time, if the inflow water is made to flow downward as shown by the arrow in FIG. 1, the coarse flocs have a downward velocity from the beginning, so that the sedimentation of the coarse flocs can be improved.

更に、流入水の吐出口は、カラム内に蓄積したフロック層の中に放出されるような位置に設置すると、流入したフロックがカラム内のフロック層と直接混合されるため、カラム内のフロック層がスラリーブランケットとして作用し、上澄み液の濁度低減に効果がある点で有効である。   Furthermore, if the discharge port of the inflow water is installed at a position where it is discharged into the floc layer accumulated in the column, the inflowing floc is directly mixed with the floc layer in the column, so that the floc layer in the column is mixed. Acts as a slurry blanket and is effective in reducing the turbidity of the supernatant.

(4)スラリー循環工程
上向流沈殿池の下部には蓄積した粗大フロックを引抜くための返送管32が設けられており、粗大フロックを含むスラリーをフロック形成槽20へ循環させる。なお、スラリー循環の目的は、固液分離槽30において沈降しやすい粗大フロックをより確実に形成させることであるため、本実施形態において粗大フロックを含むスラリーをフロック形成槽20へ循環させる、という意味は、フロック形成槽20の下流側且つ固液分離槽30の上流側に配置された返送管32に循環させる場合や、混和槽10とフロック形成槽20とを接続する配管12に循環させる場合なども含むものである。
(4) Slurry circulation step A return pipe 32 for pulling out the accumulated coarse flocs is provided in the lower part of the upward flow sedimentation tank, and the slurry containing the coarse flocs is circulated to the flocculation tank 20. It should be noted that the purpose of slurry circulation is to more reliably form coarse flocs that are likely to settle in the solid-liquid separation tank 30, so in the present embodiment, it means that a slurry containing coarse flocs is circulated to the floc formation tank 20. Is circulated in the return pipe 32 arranged downstream of the flock formation tank 20 and upstream of the solid-liquid separation tank 30, or in the pipe 12 connecting the mixing tank 10 and the flock formation tank 20. It also includes.

ここでは、スラリーを、被処理水の流入量に対して0.2〜2.0倍量、好ましくは0.4〜0.8倍量、一実施態様では0.5倍量となるように、固液分離する被処理水と混合することが好ましい。これにより、粗大フロックの沈降性を改善して凝集沈殿処理での運転安定性を長時間維持することができる。   Here, the slurry is used in an amount of 0.2 to 2.0 times, preferably 0.4 to 0.8 times, and in one embodiment, 0.5 times the amount of inflow water to be treated. It is preferable to mix with water to be treated for solid-liquid separation. As a result, the sedimentation property of the coarse flocs can be improved and the operational stability in the coagulation sedimentation treatment can be maintained for a long time.

フロック形成槽20に循環したスラリーは、粗大フロックを含む被処理水と混合される。フロック形成槽20内で微フロックから成長した粗大フロックは、フロック形成槽20において更にスラリーと混合されて接触するため、粗大フロックの成長が更に促進され、より沈降性の良い粗大フロックが得られる。   The slurry circulated in the floc forming tank 20 is mixed with water to be treated containing coarse flocs. The coarse flocs grown from the fine flocs in the floc formation tank 20 are further mixed and contacted with the slurry in the floc formation tank 20, so that the growth of the coarse flocs is further promoted and coarse flocs having a better sedimentation property can be obtained.

このスラリー循環により、固液分離処理前の被処理水中には、目視による代表的なフロック径を測定すると、粒径が2.0〜5.0mm程度、より典型的には粒径2.0〜4.0mmの沈降性の良好な粗大フロックが形成される。   Due to this circulation of slurry, in the water to be treated before the solid-liquid separation treatment, when a typical floc diameter is visually measured, the particle diameter is about 2.0 to 5.0 mm, and more typically, the particle diameter is 2.0. Coarse flocs with good sedimentation of ~ 4.0 mm are formed.

(5)ろ過処理工程
図1に示すように、固液分離槽30から流出した被処理水は、調整槽50において一旦貯留された後に、ろ過装置40に供給される。ろ過装置内には粒子状のろ材からなるろ層41が配置されており、被処理水をろ層41に通過させてろ過することにより、固液分離槽30で分離・除去されなかった被処理水中の微フロック及び粗大フロック(総称して「フロック」ともいう)が分離される。
(5) Filtration Treatment Step As shown in FIG. 1, the water to be treated flowing out from the solid-liquid separation tank 30 is temporarily stored in the adjustment tank 50 and then supplied to the filtration device 40. A filter layer 41 made of a particulate filter medium is disposed in the filtration device, and the water to be treated is passed through the filter layer 41 to be filtered, and thus is not separated / removed in the solid-liquid separation tank 30. Fine and coarse flocs in water (collectively referred to as "flocs") are separated.

一般的なろ層41の厚さは、水道施設設計指針によれば60〜70cmとされている。また、ろ材の有効径は0.6〜0.7mmとされている。ろ層41では固液分離槽30から流出したフロックがろ層41で捕捉されることで、清澄なろ過処理水が得られる。   The thickness of the general filter layer 41 is set to 60 to 70 cm according to the water supply facility design guidelines. The effective diameter of the filter medium is 0.6 to 0.7 mm. In the filter layer 41, the flocs flowing out from the solid-liquid separation tank 30 are captured by the filter layer 41, so that clear filtered water is obtained.

一般的な浄水場の砂ろ過装置で捕捉されるフロックは、ろ層表面で捕捉されるだけでなく、砂ろ過層内部の隙間にも捕捉される。したがって、従来の砂ろ過装置においては、フロックが砂ろ過層の奧まで侵入することを考慮し、十分な厚さを確保する必要がある。また、砂ろ過層の粒径は大きくすると隙間が大きくなるため、ろ過抵抗が小さくなるが、同時に微細なフロックの捕捉が困難になるため、あまり大きくはできない。   The flocs captured by the sand filter of a general water purification plant are captured not only on the surface of the filter layer but also in the gaps inside the sand filter layer. Therefore, in the conventional sand filter, it is necessary to secure a sufficient thickness in consideration of the fact that the flocs penetrate into the sand filter layer. Further, if the particle size of the sand filtration layer is large, the gap becomes large, so that the filtration resistance becomes small, but at the same time, it becomes difficult to capture fine flocs, and therefore it cannot be made so large.

密度と有効径の異なるろ過砂を二種類以上充填する多層ろ過も考案されている。砂とアンスラサイトを用いる例では、砂(密度約2.6g/cm3;有効径0.45〜0.6mm)とアンスラサイト(密度約1.5g/cm3;有効径0.9〜1.4mm)をろ層としてカラム内へ充填する。各層の厚さは砂層が約300〜400mm、アンスラサイトは200〜300mmで、総ろ層厚さは600mmとなる。 Multi-layer filtration has also been devised, in which two or more types of filter sand with different densities and effective diameters are filled. In the example using sand and anthracite, sand (density about 2.6 g / cm 3 ; effective diameter 0.45 to 0.6 mm) and anthracite (density about 1.5 g / cm 3 ; effective diameter 0.9 to 1) 0.4 mm) as a filter layer into the column. The sand layer has a thickness of about 300 to 400 mm, the anthracite has a thickness of 200 to 300 mm, and the total layer thickness is 600 mm.

アンスラサイトは砂より密度が低いため、下から砂層、アンスラサイト層の順に積層する。ろ過では被処理水は上から供給されるが、アンスラサイト層は有効径が大きいため、比較的大きなフロックが捕捉され、小さいフロックは通過する。小さいフロックは次の砂層で補足されるため、ろ層全体ではフロックの捕捉量が多くなり、ろ過継続時間も大きくなる。   Since anthracite has a lower density than sand, the sand layer and the anthracite layer are stacked in this order from the bottom. In filtration, the water to be treated is supplied from above, but since the anthracite layer has a large effective diameter, relatively large flocs are captured and small flocs pass. Since small flocs are captured by the next sand layer, the amount of trapped flocs in the entire filter layer is large and the filtration duration is long.

一方、本発明の実施の形態に係る浄水方法によれば、被処理水に有機高分子凝集剤を添加して粗大フロックを形成するとともに、固液分離で得られる粗大フロックを含むスラリーを粗大フロック形成工程へ返送することによって、フロックの粗大化を促進させる。その結果、固液分離槽30から流出するフロックの粒径も、無機凝結剤のみを添加した従来方式でのフロックと比較して大きくなるため、上澄み液中に含まれるフロックがろ層で捕捉されやすくなる。   On the other hand, according to the water purification method according to the embodiment of the present invention, an organic polymer coagulant is added to the water to be treated to form coarse flocs, and a slurry containing coarse flocs obtained by solid-liquid separation is treated as coarse flocs. By returning to the forming process, the floc coarsening is promoted. As a result, the particle size of the flocs flowing out of the solid-liquid separation tank 30 is also larger than that of the flocs in the conventional method in which only the inorganic coagulant is added, so that the flocs contained in the supernatant liquid are captured by the filter layer. It will be easier.

また、本発明の実施の形態においては、フロックのろ層41への捕捉状況やフロック捕捉による塔内の圧力上昇等についても確認したところ、従来の砂ろ過法を用いたろ過処理とは異なり、ろ層41の表面から下部へ向かってフロックが侵入することなく、ろ層41上部の表面付近においてフロックの殆どが捕捉されることがわかった。   In addition, in the embodiment of the present invention, when the trapped state of the flocs in the filter layer 41 and the pressure increase in the tower due to the flocs trapped were also confirmed, unlike the filtration treatment using the conventional sand filtration method, It was found that most of the flocs were captured in the vicinity of the surface of the upper part of the filter layer 41 without the invasion of the flock from the surface of the filter layer 41 toward the lower part.

本実施形態によれば、処理が安定したろ過装置40内には、厚さ0.5mm以上、1.0mm以上、典型的には最大で厚さ5mm程度のフロックの堆積層が形成される。このフロックの堆積層が形成されると、ケーキ層によるケーキろ過によって、上澄み液中に含まれる微細なフロックを捕捉することができるようになる。このため、従来の砂ろ過法に比べて、ろ層の厚さを小さくしても清澄なろ過処理水を得ることができるものと考えられる。これにより、ろ過装置40の構造をより簡略化し小型化することが可能となる。   According to the present embodiment, a deposition layer of flock having a thickness of 0.5 mm or more and 1.0 mm or more, typically a maximum thickness of about 5 mm is formed in the filtration device 40 in which the treatment is stable. When the accumulated layer of flocs is formed, the fine flocs contained in the supernatant can be captured by cake filtration using the cake layer. Therefore, it is considered that clear filtered water can be obtained even if the thickness of the filter layer is reduced as compared with the conventional sand filtration method. As a result, the structure of the filtering device 40 can be further simplified and downsized.

例えば、従来の砂ろ過層の厚さが600mmであるのに対し、本実施形態におけるろ層41の厚みは典型的には550mm以下とすることができ、一実施態様では400mm以下、更には300mm以下、更には250mm以下とすることができる。一方で、ろ層41の厚みが小さすぎると、十分なろ過性能が得られない場合があることから、ろ層41の厚みは150mm以上、更には200mm以上とすることができる。   For example, while the thickness of the conventional sand filtration layer is 600 mm, the thickness of the filtration layer 41 in the present embodiment can be typically 550 mm or less, and in one embodiment, 400 mm or less, and further 300 mm. Hereafter, it may be 250 mm or less. On the other hand, if the thickness of the filter layer 41 is too small, sufficient filtration performance may not be obtained. Therefore, the thickness of the filter layer 41 can be 150 mm or more, further 200 mm or more.

ろ層41として利用されるろ材としては、粗大フロックを捕捉可能な有効径、典型的には1.2mm以上、更には1.5mm以上、更には1.7mm以上の粒子状のろ材が利用可能である。ろ層41として利用されるろ材の有効径は、大きすぎると、ろ層41の上表面にフロックの堆積層を形成させることが困難になる場合があることから、有効径が2.0mm以下のろ材、更には1.8mm以下のろ材を使用することが好ましい。例えば、浄水処理に現在広く入手利用可能なアンスラサイト(密度約1.5g/cm3;有効径0.9〜1.4mm)、ろ過砂(珪砂)を用いることで、従来の材料を利用した汎用性の高いろ過装置40が得られる。 As the filter medium used as the filter layer 41, a particulate filter medium having an effective diameter capable of capturing coarse flocs, typically 1.2 mm or more, further 1.5 mm or more, further 1.7 mm or more can be used. Is. If the effective diameter of the filter medium used as the filter layer 41 is too large, it may be difficult to form a deposition layer of flocs on the upper surface of the filter layer 41. Therefore, the effective diameter is 2.0 mm or less. It is preferable to use a filter medium, more preferably a filter medium having a diameter of 1.8 mm or less. For example, conventional materials were used by using anthracite (density 1.5 g / cm 3 ; effective diameter 0.9 to 1.4 mm) and filter sand (silica sand) that are currently widely available for water purification treatment. A highly versatile filtering device 40 can be obtained.

本発明の実施の形態に係る浄水処理方法によれば、被処理水に有機高分子凝集剤を添加して粗大フロックを形成するとともに、固液分離で得られる粗大フロックを含むスラリーを粗大フロック形成工程へ返送することにより、フロックの粒径を粗大化し、安定した処理を行うことができるため、ろ層41の有効径が大きい材料、例えばアンスラサイト等のろ材を単独で使用しても良質なろ過処理水を得ることができる。   According to the water purification method according to the embodiment of the present invention, an organic polymer coagulant is added to water to be treated to form coarse flocs, and a slurry containing coarse flocs obtained by solid-liquid separation is formed into coarse flocs. By returning to the process, the particle size of flocs can be coarsened and stable treatment can be performed. Therefore, even if a material having a large effective diameter of the filter layer 41, for example, a filter material such as anthracite is used alone, it is of good quality. Filtered water can be obtained.

また、アンスラサイト等のような、珪砂等に比べて密度の大きな材料をろ材として利用することにより、ろ過装置40を逆流洗浄する際のろ過水量(洗浄水の上昇速度)を従来に比べて小さくしてもろ層41を十分流動させることが可能となるため、洗浄水量を節約でき、最終的な浄水の回収率を増やす効果も期待できる。   Further, by using a material having a density higher than that of silica sand or the like, such as anthracite, as the filter medium, the amount of filtered water (the rising speed of the washing water) when backwashing the filtering device 40 is smaller than that of the conventional one. Even if it is possible to sufficiently flow the filter layer 41, the amount of washing water can be saved, and the effect of increasing the final recovery rate of purified water can be expected.

<浄水処理装置>
本発明の実施の形態に係る浄水処理装置は、被処理水に凝結剤を添加して微フロックを形成する微フロック形成手段と、微フロックを含む被処理水に有機高分子凝集剤を添加し、微フロックを成長させて粗大フロックを形成する粗大フロック形成手段と、粗大フロックを含む被処理水を、粗大フロックを含むスラリーと上澄み液とに固液分離する固液分離手段と、スラリーを粗大フロックを含む被処理水中へ返送する返送手段と、上澄み液を、粗大フロックを捕捉可能な有効径を有する粒子状のろ材で構成されたろ層へ通水してろ過処理し、ろ過処理水を得るろ過手段とを備える。
<Water purification device>
Water purification apparatus according to an embodiment of the present invention, fine floc forming means for forming a fine floc by adding a coagulant to the water to be treated, and an organic polymer flocculant is added to the water to be treated containing the fine flocs. A coarse floc forming means for growing fine flocs to form coarse flocs; a solid-liquid separation means for separating liquid to be treated containing coarse flocs into a slurry containing coarse flocs and a supernatant liquid; and a coarse slurry. Return means for returning to the water to be treated containing flocs, and the supernatant liquid is filtered by passing water through a filter layer composed of a particulate filter medium having an effective diameter capable of capturing coarse flocs to obtain filtered water. And a filtering means.

具体的には、図1〜図5に示すような浄水処理装置が利用可能である。図1に示す浄水処理装置は、混和槽10と、フロック形成槽20と、固液分離槽30と、調整槽50と、ろ過装置40とを備える。混和槽10は、被処理水に凝結剤を添加して微フロックを形成するための構成を有していれば具体的構成は限定されない。混和槽10は、凝結剤と被処理水とを撹拌するための撹拌手段11を備え、被処理水と凝結剤を収容して、一定時間撹拌しながら滞留させることにより、粒径1mm未満の微フロックを形成させる。混和槽10で得られた微フロックを含む被処理水は配管12を介してフロック形成槽20へ供給される。   Specifically, a water purification apparatus as shown in FIGS. 1 to 5 can be used. The water purification apparatus shown in FIG. 1 includes a mixing tank 10, a flock forming tank 20, a solid-liquid separation tank 30, an adjusting tank 50, and a filtering device 40. The mixing tank 10 is not particularly limited in specific configuration as long as it has a configuration for adding a coagulant to the water to be treated to form fine flocs. The mixing tank 10 is provided with a stirring means 11 for stirring the coagulant and the water to be treated, and the water to be treated and the coagulant are contained and allowed to stay while being stirred for a certain period of time so that the particle diameter is less than 1 mm. Allows flock to form. The water to be treated containing the fine flocs obtained in the mixing tank 10 is supplied to the floc forming tank 20 through the pipe 12.

フロック形成槽20は、微フロックを含む被処理水に有機高分子凝集剤を添加し、微フロックを成長させて粗大フロックを形成することが可能な構成を有していれば特に限定されない。フロック形成槽20は、有機高分子凝集剤と微フロックを含む被処理水とを撹拌するための撹拌手段21を備え、有機高分子凝集剤と微フロックを含む被処理水とを一定時間撹拌しながら滞留させて粗大フロックを形成させる。   The floc formation tank 20 is not particularly limited as long as it has a configuration capable of adding an organic polymer coagulant to water to be treated containing fine flocs to grow fine flocs to form coarse flocs. The flock forming tank 20 is equipped with a stirring means 21 for stirring the organic polymer coagulant and the water to be treated containing fine flocs, and the organic polymer flocculant and the water to be treated containing fine flocs are stirred for a certain period of time. While staying, coarse flocs are formed.

フロック形成槽20には、固液分離槽30における固液分離により得られたスラリーをフロック形成槽20内へ返送するための返送管32を備えており、固液分離槽30内の底部から引き抜かれたスラリーの一部が返送管32を介してフロック形成槽20へと循環される。このスラリーに含まれる粗大フロックがフロック形成槽20へ所定量供給されることにより、フロック形成槽20における粗大フロックの沈降性が向上するとともに、粗大フロックの粗大化が促進される。返送管32はフロック形成槽20の上流側に接続された配管12又はフロック形成槽20の下流側に接続された配管23へ接続することもできる。   The flock formation tank 20 is provided with a return pipe 32 for returning the slurry obtained by the solid-liquid separation in the solid-liquid separation tank 30 into the flock formation tank 20, and is pulled from the bottom of the solid-liquid separation tank 30. A part of the extracted slurry is circulated to the flock forming tank 20 via the return pipe 32. By supplying a predetermined amount of coarse flocs contained in this slurry to the floc formation tank 20, the sedimentation of the coarse flocs in the floc formation tank 20 is improved and the coarse flocs are promoted to be coarse. The return pipe 32 can also be connected to the pipe 12 connected to the upstream side of the flock formation tank 20 or the pipe 23 connected to the downstream side of the flock formation tank 20.

フロック形成槽20内の被処理水に固液分離槽30で沈積したスラリーが混合されることにより、粒径2.0〜5.0mm程度またはそれ以上の粗大フロックを形成させる。フロック形成槽20で得られる粗大フロックを含む被処理水は配管23を介して固液分離槽30へ供給される。   By mixing the water to be treated in the floc formation tank 20 with the slurry deposited in the solid-liquid separation tank 30, coarse flocs having a particle size of about 2.0 to 5.0 mm or more are formed. The water to be treated containing coarse flocs obtained in the floc formation tank 20 is supplied to the solid-liquid separation tank 30 via a pipe 23.

固液分離槽30は、粗大フロックを含む被処理水を沈降分離により粗大フロックを含むスラリーと上澄み液とに固液分離する装置であり、例えば、図1に示すように、典型的には上向流沈殿池を好適に用いることができる。粗大フロックを含む被処理水を供給する配管23は、被処理水を下向流で通水するように、上向流沈殿池の中央部付近に配置されており、被処理水中の粗大フロックが上向流沈殿池の底部に沈積する。上澄み液は上向流沈殿池の上部に接続された配管31を介して調整槽50へ供給され、調整槽50で一時貯留された後にろ過装置40へ供給される。   The solid-liquid separation tank 30 is a device for performing solid-liquid separation of the water to be treated containing coarse flocs into a slurry containing coarse flocs and a supernatant liquid by sedimentation separation. For example, as shown in FIG. A countercurrent sedimentation tank can be preferably used. The pipe 23 for supplying the treated water containing the coarse flocs is arranged near the center of the upward flow sedimentation basin so that the treated water can flow in the downward flow. It deposits at the bottom of an upflow sedimentation tank. The supernatant liquid is supplied to the adjusting tank 50 via the pipe 31 connected to the upper part of the upward flow sedimentation tank, is temporarily stored in the adjusting tank 50, and is then supplied to the filtering device 40.

ろ過装置40は、上澄み液を、粗大フロックを捕捉可能な有効径を有する粒子状のろ材を用いてろ過処理し、ろ過処理水を得るための装置であれば特に限定されない。例えば、ろ過装置40は、塔内に有効径が1.2〜2.0mmのアンスラサイト等の粒子状のろ材を厚さ150〜550mm、より典型的には200〜350mm程度に堆積したろ層41を備えることができ、上澄み液を塔の上部から下方へ向けて通水することでろ過処理する。ろ層41の表面上にはフロックの堆積層が形成されていることが好ましいが、フロック堆積層が厚くなるとろ抗が高くなりすぎるため、最大で5mm程度に抑えることが望ましい。このフロックの堆積層がケーキ層として機能するため、この堆積層によって粒径が1.2〜2.0mmよりも小さい微フロックを捕捉し、より良質なろ過処理水を得ることができる。   The filtering device 40 is not particularly limited as long as it is a device for filtering the supernatant with a particulate filter medium having an effective diameter capable of capturing coarse flocs to obtain filtered water. For example, the filtration device 40 is a filter layer in which a particulate filter medium such as anthracite having an effective diameter of 1.2 to 2.0 mm is deposited in a tower to a thickness of 150 to 550 mm, more typically about 200 to 350 mm. 41, and the supernatant liquid is filtered by passing water downward from the upper part of the column. It is preferable that a flock deposit layer is formed on the surface of the filter layer 41. However, if the flock deposit layer becomes thicker, the filter resistance becomes too high, so it is desirable to suppress it to about 5 mm at maximum. Since the deposition layer of this floc functions as a cake layer, the deposition layer can capture fine flocs having a particle size of less than 1.2 to 2.0 mm to obtain higher quality filtered water.

図1の例では、固液分離槽30として上向流沈殿池を利用する例を示したが、本実施形態はこれに限定されず、スラリー循環型、スラッジブランケット型、複合型などの高速凝集沈殿装置の他、横流型沈殿池なども用いることができる。省スペース化などの点では、図1に示す上向流沈殿池や図2に示すような高速凝集沈殿装置300を用いることが好ましい。   In the example of FIG. 1, an example in which an upflow sedimentation tank is used as the solid-liquid separation tank 30 is shown, but the present embodiment is not limited to this, and high-speed aggregation such as slurry circulation type, sludge blanket type, or composite type is performed. Besides the settling device, a cross-flow type settling tank or the like can also be used. From the viewpoint of space saving, it is preferable to use the upflow sedimentation tank shown in FIG. 1 or the high-speed coagulation sedimentation apparatus 300 shown in FIG.

(第1変形例)
図2に示すように、本発明の第1変形例に係る浄水処理装置は、固液分離槽30として高速凝集沈殿装置300が適用されている点が、図1の浄水処理装置と異なる。その他の構成は図1の浄水処理装置と実質的に同様であるので記載を省略する。
(First modification)
As shown in FIG. 2, the purified water treatment apparatus according to the first modified example of the present invention differs from the purified water treatment apparatus of FIG. 1 in that a high-speed coagulating sedimentation apparatus 300 is applied as the solid-liquid separation tank 30. The other configurations are substantially the same as those of the water purification apparatus of FIG.

高速凝集沈殿装置300は、タンク状の装置本体301と、装置本体301内中央部に筒状の外側ドラフトチューブ302が配置されている。外側ドラフトチューブ302内には外側ドラフトチューブ302よりも小径の筒状の内側ドラフトチューブ303の上端が挿入されている。   The high-speed coagulation-sedimentation apparatus 300 includes a tank-shaped apparatus body 301 and a cylindrical outer draft tube 302 arranged in the center of the apparatus body 301. Inside the outer draft tube 302, the upper end of a cylindrical inner draft tube 303 having a smaller diameter than the outer draft tube 302 is inserted.

内側ドラフトチューブ303の下端は、外側ドラフトチューブ302から突き出されており、突き出された部分は装置本体301の底面に向かうほど円錐状に広がっている。この高速凝集沈殿装置300では、内側ドラフトチューブ303の円錐状に広がった内部空間が撹拌部304となり、この撹拌部304で流体を撹拌する撹拌装置305が設置されている。撹拌装置305は特に限定されないが、例えば撹拌モーターによって駆動する撹拌翼を有している。   The lower end of the inner draft tube 303 is projected from the outer draft tube 302, and the projected portion is conically expanded toward the bottom surface of the apparatus body 301. In this high-speed coagulation-sedimentation apparatus 300, a conical inner space of the inner draft tube 303 serves as a stirring section 304, and a stirring apparatus 305 that stirs the fluid by the stirring section 304 is installed. The stirring device 305 is not particularly limited, but has, for example, a stirring blade driven by a stirring motor.

粗大フロックが形成された被処理水は、フロック形成槽20から撹拌部304へ供給されると、撹拌翼の回転により、撹拌部304の外側にある沈殿部306から流出したスラリーと撹拌混合される。このときの撹拌により上向流が生じ、被処理水が混合されたスラリーは内側ドラフトチューブ303内をフロックが沈降しない程度に速やかに水流撹拌されながら上昇する。   When the water to be treated on which the coarse flocs are formed is supplied from the floc forming tank 20 to the stirring unit 304, the stirring blade is rotated to stir and mix with the slurry flowing out from the precipitation unit 306 outside the stirring unit 304. .. As a result of the stirring at this time, an upward flow is generated, and the slurry mixed with the water to be treated rises in the inner draft tube 303 while being swirled rapidly so that the flocs do not settle.

このときフロック同士が接触して合体し、更に成長する。したがって、この高速凝集沈殿装置300では、撹拌部304上方の内側ドラフトチューブ303で囲まれた空間が、フロックが形成されるフロック形成部307となる。フロック形成部307で成長したフロックは、撹拌部304から順次上昇するフロックにより、内側ドラフトチューブ303の上端から外側ドラフトチューブ302で囲まれた空間へ溢れ出て、溢出スラリー流となり、外側ドラフトチューブ302と内側ドラフトチューブ303との間の隙間を下降する。   At this time, the flocs come into contact with each other and coalesce to grow further. Therefore, in this high-speed coagulation-sedimentation apparatus 300, the space surrounded by the inner draft tube 303 above the stirring section 304 becomes the floc forming section 307 in which flocs are formed. The flocs grown in the floc forming unit 307 overflow from the upper end of the inner draft tube 303 into the space surrounded by the outer draft tube 302 by the flocs that sequentially rise from the stirring unit 304, and become an overflow slurry flow, and the outer draft tube 302 The gap between the inner draft tube 303 and the inner draft tube 303 is lowered.

この隙間を通る間にもフロック同士が接触して成長する。成長したフロックは、沈殿部306へ流出する。沈殿部306では、処理液の上昇流速と釣り合う終端速度のフロックが、スラリーブランケットを形成しており、スラリーブランケットを通過して清澄化された水がスラリーの界面を経て上澄み液となり上澄み液が配管308を介して高速凝集沈殿装置300の外部へ排出される。一方、沈殿部306へ沈降するスラリーは、更に沈殿部306から撹拌部304への流入スラリーとなり、撹拌部304へ戻る。   Even while passing through this gap, the flocs grow in contact with each other. The grown flocs flow out to the precipitation unit 306. In the settling unit 306, flocs having a terminal velocity that balances with the rising velocity of the treatment liquid form a slurry blanket, and the water clarified through the slurry blanket passes through the interface of the slurry to become a supernatant liquid, and the supernatant liquid is piped. It is discharged to the outside of the high speed coagulation-sedimentation apparatus 300 via 308. On the other hand, the slurry that settles in the settling unit 306 becomes a slurry that flows from the settling unit 306 into the stirring unit 304 and returns to the stirring unit 304.

撹拌部304からフロック形成部307へ流れる水量は、撹拌部へ被処理水が流入する水量よりも大きいが、これは撹拌翼による水の噴出し作用によるものである。このため、フロック形成部307から沈殿部306へ流れる水量の一部は、沈殿部306の底部において撹拌部304へ吸込まれる。この沈殿部306の底部における撹拌部304への流れが流入スラリー流であり、沈殿部306の底部のスラリーは、ポンプなどの流体移送手段を用いることなく撹拌部304へ返送されることになり、返送されたスラリーのフロックがフロック形成部307でのフロック成長に寄与することになる。   The amount of water flowing from the stirring unit 304 to the floc forming unit 307 is larger than the amount of water to be treated flowing into the stirring unit, but this is due to the jetting action of water by the stirring blade. Therefore, a part of the amount of water flowing from the floc forming unit 307 to the sedimentation unit 306 is sucked into the stirring unit 304 at the bottom of the sedimentation unit 306. The flow to the stirring section 304 at the bottom of the settling section 306 is an inflow slurry flow, and the slurry at the bottom of the settling section 306 is returned to the stirring section 304 without using a fluid transfer means such as a pump. The flocs of the returned slurry contribute to the flocs growth in the flocs forming portion 307.

この高速凝集沈殿装置300においても、得られたスラリーは粗大フロックを高濃度に含むため、フロック形成槽20へ返送管32を介してスラリーを返送循環させることで、フロックの成長がより促進され、処理水の水質が向上する。なお、図示していないが、図2の高速凝集沈殿装置300においても引き抜いたスラリーを更にフロック形成槽20へ返送することが可能である。   Also in this high-speed coagulation-sedimentation apparatus 300, since the obtained slurry contains coarse flocs in a high concentration, by circulating the slurry back to the floc formation tank 20 via the return pipe 32, the growth of flocs is further promoted, The quality of treated water is improved. Although not shown, the extracted slurry can be further returned to the floc forming tank 20 even in the high-speed coagulation-sedimentation apparatus 300 of FIG.

(第2変形例)
本発明の第2変形例に係る浄水処理装置は、フロック形成槽20を備えていない点が、図2に示す第1変形例と異なる。その他の構成は図2の浄水処理装置と実質的に同様であるので記載を省略する。
(Second modified example)
The water purification apparatus according to the second modified example of the present invention is different from the first modified example shown in FIG. 2 in that it does not include the flock formation tank 20. Other configurations are substantially the same as those of the water purification apparatus of FIG.

図3の例では、有機高分子凝集剤は、図3の点線部のいずれか、即ち、固液分離槽30(高速凝集沈殿装置300)の上流側にある混和槽10に接続された配管12、撹拌部304及びフロック形成部307の少なくとも1か所に供給される。図3の例では、フロック形成槽20は配置されていないが、第1変形例において説明したように、図3の高速凝集沈殿装置300は装置そのものにスラリー循環機能を備えているため、フロック同士の接触や有機高分子凝集剤とフロックとの混合は図2の例と同様に促進させることができ、本実施形態の目的を達成することが可能となる。   In the example of FIG. 3, the organic polymer coagulant is a pipe 12 connected to one of the dotted lines in FIG. 3, that is, the mixing tank 10 on the upstream side of the solid-liquid separation tank 30 (high-speed coagulating sedimentation apparatus 300). , And is supplied to at least one of the stirring unit 304 and the flock forming unit 307. In the example of FIG. 3, the floc forming tank 20 is not arranged, but as described in the first modification, the high speed coagulating sedimentation device 300 of FIG. The contact of the above and the mixing of the organic polymer coagulant and the floc can be promoted similarly to the example of FIG. 2, and the object of the present embodiment can be achieved.

(第3変形例)
図4に示すように、本発明の第3変形例に係る浄水処理装置及び浄水処理方法は、図1の浄水処理装置のろ過装置40の後段に、ろ過装置40で得られたろ過処理水に紫外線照射を含む殺菌処理を行うための殺菌手段60を更に備える点が図1に示す浄水処理装置と異なる他は、図1の浄水処理装置と同様である。
(Third modification)
As shown in FIG. 4, the purified water treatment apparatus and the purified water treatment method according to the third modified example of the present invention are applied to the filtered water obtained by the filtering apparatus 40 after the filtering apparatus 40 of the water purification apparatus of FIG. It is the same as the water purification apparatus of FIG. 1 except that the water purification apparatus shown in FIG. 1 is further provided with a sterilization means 60 for performing sterilization processing including ultraviolet irradiation.

第3変形例に係る浄水処理装置及び浄水処理方法によれば、ろ過処理水に対して紫外線を照射して殺菌することができるため、より良質な浄水を得ることができる。なお、紫外線照射の変わりに塩素類などの殺菌剤を添加して殺菌処理することも可能であることは勿論である。   According to the purified water treatment apparatus and the purified water treatment method according to the third modification, the filtered treated water can be irradiated with ultraviolet rays to be sterilized, so that higher quality purified water can be obtained. Needless to say, it is also possible to add a sterilizing agent such as chlorine in place of the irradiation of ultraviolet rays for sterilization treatment.

図5に示すように、図4の浄水処理装置のろ過装置40の後段に、ろ過装置40で得られたろ過処理水の濁度を測定するための測定手段70と、測定手段70により測定されたろ過処理水の濁度が所定値を超えた場合に殺菌手段60を制御する制御手段80とを備えていてもよい。これにより、必要に応じて殺菌処理を行うことができるため、殺菌手段60の電力又は殺菌処理に用いられる薬剤の量を低減することができ、より効率的な浄水処理を行うことができる。   As shown in FIG. 5, a measuring unit 70 for measuring the turbidity of the filtered treated water obtained by the filtering unit 40 and a measuring unit 70 are provided after the filtering unit 40 of the purified water treating unit of FIG. The control means 80 for controlling the sterilizing means 60 when the turbidity of the filtered water exceeds a predetermined value may be provided. As a result, the sterilization treatment can be performed as needed, so that the power of the sterilization unit 60 or the amount of the chemical used for the sterilization treatment can be reduced, and more efficient water purification treatment can be performed.

以下に本発明の実施例を比較例と共に示すが、これらの実施例は本発明及びその利点をよりよく理解するために提供するものであり、発明が限定されることを意図するものではない。   Hereinafter, examples of the present invention will be shown together with comparative examples, but these examples are provided for better understanding of the present invention and its advantages, and are not intended to limit the present invention.

(実施例1)
実施例1では、図1に示すような上向流沈殿池を持つ固液分離槽を組み合わせて処理試験を実施した。被処理水は河川水を想定し、水道水にカオリンを添加し濁度を3度になるように調整した。この被処理水を3.2L/分の割合で混和槽に供給した。混和槽ではポリ塩化アルミニウム(多木化学 250A、以下、「PAC」と略す)を20mg/Lとなるように添加し、撹拌した。実施例1での混和槽の滞留時間は2分に設定した。また、撹拌速度は撹拌翼の周速で0.5m/秒に設定した。
(Example 1)
In Example 1, a treatment test was carried out by combining a solid-liquid separation tank having an upflow sedimentation tank as shown in FIG. The treated water was assumed to be river water, and kaolin was added to tap water to adjust the turbidity to 3 degrees. This treated water was supplied to the mixing tank at a rate of 3.2 L / min. In the mixing tank, polyaluminum chloride (Taki Kagaku 250A, hereinafter abbreviated as "PAC") was added to 20 mg / L and stirred. The residence time of the mixing tank in Example 1 was set to 2 minutes. The stirring speed was set to 0.5 m / sec as the peripheral speed of the stirring blade.

混和槽で凝結したフロックを生成させた後、被処理水を容積16Lのフロック形成槽に供給した。なお、上向流カラムへの流入量を調整するため、混和槽から流出した被処理水の一部は、流量調整用捨て水として系外に排出した。フロック形成槽では流入した被処理水に有機高分子凝集剤を添加した。実施例1では有機高分子凝集剤としてエバグロースWA−542(アニオン性有機高分子凝集剤、水ing株式会社製、以下単に「WA−542」とも称する)を添加した。有機高分子凝集剤の添加率は被処理水に対し0.2mg/Lに設定した。フロック形成槽での滞留時間は約9分(アップフロー150mm/分)に設定した。また、撹拌速度は撹拌翼の周速で0.14m/秒に設定した。   After the flocs condensed in the mixing tank were produced, the water to be treated was supplied to the floc forming tank having a volume of 16 L. In addition, in order to adjust the amount of inflow into the upflow column, a part of the water to be treated flowing out of the mixing tank was discharged out of the system as waste water for flow rate adjustment. In the floc formation tank, the organic polymer coagulant was added to the inflowing water to be treated. In Example 1, Eggrose WA-542 (anionic organic polymer flocculant, manufactured by Mizu Ing Co., Ltd., hereinafter simply referred to as “WA-542”) was added as an organic polymer flocculant. The addition rate of the organic polymer coagulant was set to 0.2 mg / L with respect to the water to be treated. The residence time in the floc forming tank was set to about 9 minutes (upflow 150 mm / min). The stirring speed was set to 0.14 m / sec as the peripheral speed of the stirring blade.

フロック形成槽では微フロックと有機高分子凝集剤とを十分に混合させて粗大フロックを形成した後、上向流沈殿池に被処理水を供給した。上向流沈殿池は上部から被処理水を供給し、カラム内のセンターウェルで下向きに被処理水を流した。カラムの内径は120mm、カラム全体の高さは1200mmであった。センターウェルの開口部はカラム底部から380mmの高さに設置した。カラム底部にはスラリーを引抜く配管を設置し、ローラーポンプで引抜いたスラリーをフロック形成槽に循環させる配管を設けた。被処理水に対する循環水量の比は0.5Q(体積流量比)に設定した。   In the floc formation tank, fine flocs and an organic polymer coagulant were sufficiently mixed to form coarse flocs, and then the water to be treated was supplied to the upflow sedimentation tank. The treated water was supplied from the upper part of the upward flow sedimentation tank, and the treated water was caused to flow downward through the center well in the column. The inner diameter of the column was 120 mm, and the height of the entire column was 1200 mm. The opening of the center well was installed at a height of 380 mm from the bottom of the column. A pipe for extracting the slurry was installed at the bottom of the column, and a pipe for circulating the slurry extracted by the roller pump to the floc forming tank was provided. The ratio of the amount of circulating water to the water to be treated was set to 0.5Q (volume flow rate ratio).

上向流沈殿池からオーバーフローした凝集沈殿処理水はいったん調整槽に貯留し、その後、ろ過装置に供給した。実施例1のろ過装置の構造を図6に示す。図6のろ過装置に挿入されたセンサ1とセンサ2は圧力センサである。実施例1ではろ層としてアンスラサイト(日本原料株式会社 公称粒径1.2mm)のみを300mmの高さ(厚さ)に充填した。   The coagulation-sedimentation-treated water that overflowed from the upflow sedimentation tank was once stored in the adjustment tank and then supplied to the filtration device. The structure of the filtration device of Example 1 is shown in FIG. The sensor 1 and the sensor 2 inserted in the filtration device of FIG. 6 are pressure sensors. In Example 1, only anthracite (Japan Raw Materials Co., Ltd., nominal particle size 1.2 mm) was filled as a filter layer at a height (thickness) of 300 mm.

(比較例1)
実施例1と同等な実験装置構成において、混和槽においてPACのみを添加しフロック形成槽において有機高分子凝集剤を添加せずに、ろ過装置として従来の砂ろ過装置を用いた例を比較例1として示す。比較例1において、上向流沈殿池内でのアップフローは75mm/分に設定した。比較例1では、砂ろ過塔のろ層として一般的な多層ろ過池を想定し、図7に示すように、上部200mmにアンスラサイト(日本原料株式会社 公称粒径1.2mm)、下部400mmにろ過砂(日本原料株式会社 公称粒径0.6mm)を充填した。センサ1、センサ2、センサ3はそれぞれ圧力センサである。
(Comparative Example 1)
Comparative Example 1 in an experimental apparatus configuration equivalent to that of Example 1, in which only PAC was added in the mixing tank and no organic polymer flocculant was added in the floc forming tank, and a conventional sand filter was used as the filter. Show as. In Comparative Example 1, the upflow in the upflow sedimentation tank was set to 75 mm / min. In Comparative Example 1, a general multi-layer filtration basin is assumed as the filter layer of the sand filtration tower, and as shown in FIG. 7, an anthracite (Nippon Raw Materials Co., Ltd. nominal particle size 1.2 mm) is in the upper 200 mm and a lower 400 mm. It was filled with filtered sand (Japan Raw Materials Co., Ltd., nominal particle size 0.6 mm). Sensor 1, sensor 2, and sensor 3 are pressure sensors, respectively.

有機高分子凝集剤を0.2mg/L添加した実施例1と、PACのみを添加した比較例1での凝集沈殿処理水(上澄み液)の濁度を図8に示す。比較例1ではアップフロー75mm/分で処理水の平均濁度は約0.6度であった。一方、実施例1では、アップフロー150mm/分でも平均濁度は0.2度であり、有機高分子凝集剤を添加することで良好な水質が得られた。   FIG. 8 shows the turbidity of the coagulation-sedimentation-treated water (supernatant solution) in Example 1 in which the organic polymer coagulant was added at 0.2 mg / L and in Comparative example 1 in which only PAC was added. In Comparative Example 1, the average turbidity of the treated water was about 0.6 degree at an upflow of 75 mm / min. On the other hand, in Example 1, the average turbidity was 0.2 degrees even at an upflow of 150 mm / min, and good water quality was obtained by adding the organic polymer coagulant.

ろ過処理により得られたろ過処理水の濁度を比較すると実施例1と比較例1のいずれも0.05度未満であり、水道水質基準値である2度を十分に満たした。また、水道におけるクリプトスポリジウム等対策指針で規定されているろ過水濁度は0.1度以下であるが、これも満たした。比較例1ではアップフロー75mm/分で処理水の平均濁度は約0.6度であった。一方、実施例1では、アップフロー150mm/分でも平均濁度は0.2度であり、有機高分子凝集剤を添加することで良好な水質が得られた。   Comparing the turbidity of the filtered water obtained by the filtering treatment, both of Example 1 and Comparative Example 1 were less than 0.05 degree, which sufficiently satisfied the tap water quality standard value of 2 degrees. In addition, the turbidity of filtered water, which is stipulated in the guidelines for countermeasures against cryptosporidium and the like in water supply, is 0.1 degree or less, which is also satisfied. In Comparative Example 1, the average turbidity of the treated water was about 0.6 degree at an upflow of 75 mm / min. On the other hand, in Example 1, the average turbidity was 0.2 degrees even at an upflow of 150 mm / min, and good water quality was obtained by adding the organic polymer coagulant.

ろ層の厚さとろ材粒径は、実験によって決めることが望ましいが、水道施設設計指針(2012年度版)において、ろ層厚さと、ろ材粒径の目安としては、以下の式(1)が提案されており、計算値が800以上であれば概ね安全とされている。

L/D≧800 ・・・(1)

ここでL;ろ層厚さ(m)、D;ろ材の調和平均径(m)である。
Although it is desirable to determine the thickness of the filter layer and the filter medium particle size by experiment, the following formula (1) is proposed as a guide for the filter layer thickness and the filter medium particle size in the water supply facility design guidelines (2012 version). If the calculated value is 800 or more, it is considered to be almost safe.

L / D ≧ 800 ・ ・ ・ (1)

Here, L is the filter layer thickness (m), and D is the harmonic mean diameter (m) of the filter medium.

比較例1は水道施設設計指針(2012)に記載のろ層の標準的な厚さに従っており、式1の値も約830であり、目安の800を超えていた。一方、実施例1ではろ層の厚さは比較例1の半分の300mmとした。また、式1の値は約250であり、本来であれば砂ろ過処理水濁度が高くなることが予想された。しかし、実施例1では、フロック形成工程で有機高分子凝集剤を添加して粗大フロックの成長を促進させたため、フロックの沈降性が改善し、固液分離槽でのアップフローが2倍に増加したにもかかわらず、凝集沈殿処理水の水質が比較例1よりも改善した。   Comparative Example 1 was in accordance with the standard thickness of the filter layer described in the water supply facility design guide (2012), and the value of the formula 1 was also about 830, which exceeded the standard 800. On the other hand, in Example 1, the thickness of the filter layer was 300 mm, which is half of that in Comparative Example 1. Moreover, the value of Formula 1 was about 250, and it was expected that the sand filtration treatment water turbidity would be high originally. However, in Example 1, since the organic polymer coagulant was added in the floc formation step to promote the growth of coarse flocs, the floc sedimentation was improved and the upflow in the solid-liquid separation tank was doubled. Nevertheless, the water quality of the coagulated sedimentation treated water was improved as compared with Comparative Example 1.

また、実施例1では生成したフロックが有機高分子凝集剤の効果により粗大化したため、ろ材の粒径が大きく、ろ層の厚さも小さくなったが、良好なろ過処理水水質を得ることができた。ろ過処理水の濁度を比較すると実施例1と比較例1のいずれも0.05度未満であり、水道水質基準値である2度を十分に満たした。また、水道におけるクリプトスポリジウム等対策指針で規定されているろ過水濁度は0.1度以下であるが、これも満たした。   Further, in Example 1, since the flocs generated were coarsened due to the effect of the organic polymer flocculant, the particle size of the filter medium was large and the thickness of the filter layer was also small, but good filtered water quality could be obtained. It was Comparing the turbidity of the filtered treated water, both Example 1 and Comparative Example 1 were less than 0.05 degree, which sufficiently satisfied the tap water quality standard value of 2 degrees. In addition, the turbidity of filtered water, which is stipulated in the guidelines for countermeasures against cryptosporidium and the like in water supply, is 0.1 degree or less, which is also satisfied.

実施例1の各センサの圧力の経過を図9、比較例1の各センサの圧力の経過を図10に示す。ここでは圧力を各センサ位置での水頭高さとして表した。本試験でのろ過装置においては固液分離槽から流出した上澄み液をろ層の上部から供給すると、固液分離槽から流出した上澄み液に含まれるフロックも水と共にろ層の上部に供給されるため、ろ過の継続に従いフロックによりろ層が閉塞する。ろ層が閉塞するとろ過水が流出しにくくなり、その分ろ槽の上部に水が貯まるため、ろ層にかかる圧力が高くなる。この現象を各センサを用いて評価した。   The course of pressure of each sensor of Example 1 is shown in FIG. 9, and the course of pressure of each sensor of Comparative Example 1 is shown in FIG. Here, the pressure is expressed as the head height at each sensor position. In the filter in this test, when the supernatant liquid flowing out of the solid-liquid separation tank is supplied from the upper part of the filter layer, the flocs contained in the supernatant liquid flowing out of the solid-liquid separation tank are also supplied to the upper part of the filter layer together with water. Therefore, as the filtration continues, the filter layer is blocked by the flocs. When the filter layer is clogged, filtered water is less likely to flow out and water is stored in the upper part of the filtration tank, so that the pressure applied to the filter layer is increased. This phenomenon was evaluated using each sensor.

実施例1ではセンサ2の水頭がろ過運転の継続に従って徐々に上昇した。一方センサ1の水頭はろ過運転中にほとんど変化しなかった。このことから実施例1では上澄み液に含まれるフロックがろ材の上部で堆積したため、ろ層内部に位置するセンサ1の圧力が高くならなかったことがわかる。この時、ろ過部を観察するとアンスラサイト層の表面にフロックが数mm程度堆積している様子が観察された。   In Example 1, the head of the sensor 2 gradually increased as the filtration operation continued. On the other hand, the water head of the sensor 1 hardly changed during the filtration operation. From this, it can be seen that in Example 1, since the flocs contained in the supernatant liquid were deposited on the upper part of the filter medium, the pressure of the sensor 1 located inside the filter layer did not become high. At this time, when the filtration section was observed, it was observed that flocs were deposited on the surface of the anthracite layer by about several mm.

一方、比較例1ではろ過運転開始の初期ではセンサ3の水頭が徐々に上昇したが、次いでセンサ2やセンサ3の水頭も上昇した。即ち、比較例1では、ろ層全体にフロックが閉塞していたことがわかる。実施例1では有機高分子凝集剤の添加によりフロックが粒径約2〜5mm程度に粗大化したため、比較的粒径の大きなアンスラサイトによるろ層でも表面付近でフロックが捕捉され、ろ層高さが比較例1より低くても良好なろ過水が得られたと考えられる。一方、比較例1ではPACのみを添加したため、フロックの粒径が目視でも約2mm以下と小さく、ろ層内部にもフロックが入り込むため十分なろ層高さが必要になったと考えられる。   On the other hand, in Comparative Example 1, the head of the sensor 3 gradually increased at the beginning of the filtration operation, but then the heads of the sensors 2 and 3 also increased. That is, in Comparative Example 1, it can be seen that the flocs were blocked in the entire filter layer. In Example 1, since the flocs were coarsened to a particle size of about 2 to 5 mm by adding the organic polymer coagulant, the flocs were captured near the surface even in the filter layer due to anthracite having a relatively large particle size, and the filter layer height was increased. It is considered that good filtered water was obtained even when the value was lower than Comparative Example 1. On the other hand, in Comparative Example 1, since only PAC was added, the particle size of the flocs was as small as about 2 mm or less visually, and it is considered that sufficient flocculation layer height was necessary because the flocs also entered the inside of the filtration layer.

(比較例2)
比較例2では比較例1と同様に同じ実験装置構成で有機高分子凝集剤を添加せず、無機凝集剤のみを添加した条件で運転した。上向流カラム内でのアップフローは75mm/分に設定した。また、比較例2ではろ層として実施例1と同じくアンスラサイト(日本原料株式会社 公称粒径1.2mm)を600mm充填したろ過塔に、凝集沈殿処理水を供給した。
(Comparative example 2)
In Comparative Example 2, as in Comparative Example 1, the same experimental apparatus configuration was used, and the operation was performed under the condition that the organic polymer coagulant was not added and only the inorganic coagulant was added. The upflow in the upflow column was set to 75 mm / min. In Comparative Example 2, the coagulation-sedimentation-treated water was supplied to a filtration tower in which 600 mm of anthracite (Japan Raw Materials Co., Ltd., nominal particle size 1.2 mm) was packed as the filter layer as in Example 1.

ろ過塔からのろ過処理水の平均濁度は0.23度であり、実施例1と比較して悪化した。比較例2では有機高分子凝集剤を添加しなかったためフロックが粗大化せず、実施例1と同じアンスラサイトのみのろ層では微細なフロックが捕捉できなかったため、ろ過水水質が悪化したと考えられた。   The average turbidity of the filtered water from the filtration tower was 0.23 degrees, which was worse than in Example 1. In Comparative Example 2, the floc was not coarsened because no organic polymer flocculant was added, and fine flocs could not be captured in the same filter layer containing anthracite as in Example 1, so it is considered that the quality of filtered water deteriorated. Was given.

(比較例3)
比較例3は凝集沈殿部の固液分離方式として、図11に示すような従来から一般的な横流式沈殿池を用いた。沈殿池の表面負荷率は15mm/分に設定した。また、砂ろ過部は有効径0.6mmのろ過砂を600mmの高さに充填し、砂のみの単相ろ過とした。比較例3での沈殿池越流水の濁度は平均0.4度で、実施例1と比較してやや高く、凝集沈殿処理での固液分離方式の違いにより、スラリー循環方式を用いた実施例1が横流式沈殿池の比較例3よりも良好な水質が得られることが確認された。
(Comparative example 3)
In Comparative Example 3, as a solid-liquid separation system for the coagulation-sedimentation section, a conventional general cross-flow type sedimentation tank as shown in FIG. 11 was used. The surface loading rate of the sedimentation tank was set to 15 mm / min. In addition, the sand filtration section was filled with filtered sand having an effective diameter of 0.6 mm to a height of 600 mm to perform single-phase filtration using only sand. The average turbidity of the overflow water of the settling basin in Comparative Example 3 was 0.4 degrees, which was slightly higher than that in Example 1, and an example using the slurry circulation method due to the difference in the solid-liquid separation method in the coagulating sedimentation treatment. It was confirmed that the water quality of No. 1 was better than that of Comparative Example 3 of the lateral flow type sedimentation tank.

砂ろ過部でのろ過抵抗を比較すると、実施例1では24時間当たり約340mmのろ過抵抗上昇速度であった。一方、比較例3では1時間で約600mmのろ過抵抗上昇速度であり、比較例3ではろ過抵抗の上昇速度が実施例1と比較して大幅に増加しており、有機高分子凝集剤の添加でろ過砂が閉塞しやすい事が示された。   Comparing the filtration resistance in the sand filtration section, in Example 1, the filtration resistance increase rate was about 340 mm per 24 hours. On the other hand, in Comparative Example 3, the filtration resistance increase rate was about 600 mm per hour, and in Comparative Example 3, the filtration resistance increase rate was significantly increased as compared with Example 1, and the addition of the organic polymer coagulant was used. It was shown that the filter sand was easily blocked.

これらの結果より、有機高分子凝集剤を適用する際にはアンスラサイトのように比較的粒径の大きなろ材を用いることが必要であることが示された。なお、比較例3の砂ろ過処理水の濁度は0.05度未満であり、水質面では問題なかった。   From these results, it was shown that it is necessary to use a filter medium having a relatively large particle size such as anthracite when applying the organic polymer coagulant. The turbidity of the sand-filtered water of Comparative Example 3 was less than 0.05, and there was no problem in terms of water quality.

(実施例2)
実施例2では実施例1と同じ構成の実験装置を用い、ろ過部でのろ層として公称孔径1.2mmのアンスラサイトを510mmの高さに充填した。実施例1と同じ凝集沈殿条件で運転し、凝集沈殿処理水をろ過塔に供給した所、ろ過処理水は実施例1と同様に濁度が0.01度未満で推移した。標準的なろ層の厚さに近い条件でのろ過でも良好なろ過処理水水質を得ることが確認できた。
(Example 2)
In Example 2, an experimental apparatus having the same configuration as in Example 1 was used, and anthracite having a nominal pore diameter of 1.2 mm was filled to a height of 510 mm as a filter layer in the filtration section. When the coagulation-sedimentation-treated water was operated under the same coagulation-sedimentation conditions as in Example 1 and the coagulation-sedimentation-treated water was supplied to the filtration tower, the turbidity of the filtration-treated water was less than 0.01 degree as in Example 1. It was confirmed that good filtered water quality was obtained even with filtration under conditions close to the standard filter layer thickness.

(実施例3)WA−542添加濃度
実施例3では実施例1と同じ装置でWA−542添加率のみを0.1mg/Lに変更して運転した。ろ過部も実施例1と同じく有効径1.2mmのアンスラサイトを300mm充填した。凝集沈殿処理水の濁度はほぼ0.01度以下であったが、時々0.2度程度まで上昇することがあった。
(Example 3) WA-542 addition concentration In Example 3, the same apparatus as in Example 1 was used, except that only the WA-542 addition rate was changed to 0.1 mg / L. As in Example 1, the filtration part was also filled with 300 mm of anthracite having an effective diameter of 1.2 mm. The turbidity of the coagulation-sedimentation-treated water was about 0.01 degree or less, but sometimes increased to about 0.2 degree.

図12に実施例3の各センサの圧力経過を示す。センサ2の水頭は運転の継続に従い徐々に増加した。運転できた時間は約38時間で実施例1とよりやや短くなった。実施例3では実施例1と比較して凝集沈殿処理水の濁度がやや不安定な点やろ過継続時間が短くなった点から、WA−542の添加率が0.1mg/では不足していると考えられ、本実施例では0.2mg/L以上が適切であると考えられた。   FIG. 12 shows the pressure curve of each sensor of the third embodiment. The head of sensor 2 gradually increased as the operation continued. The operation time was about 38 hours, which was slightly shorter than that of Example 1. In Example 3, compared with Example 1, the turbidity of the coagulation-sedimentation-treated water was slightly unstable and the filtration duration was shortened, so that the addition rate of WA-542 was insufficient at 0.1 mg /. Therefore, in this example, 0.2 mg / L or more was considered appropriate.

(実施例4)
実施例4では実施例1の凝集沈殿部を用い、WA−542添加率を0.2〜0.8mg/Lで変化させて凝集沈殿処理した。その他の運転条件は実施例1と同じである。凝集沈殿処理水濁度の結果を図13に示す。ここでは運転時間1〜2日の短期間で比較した。実施例1と比較して凝集沈殿処理水濁度はやや高くなったが、WA−542添加率0.8mg/Lまで凝集沈殿処理水濁度は大きく変化しなかった。これらの結果より、本試験でのWA−542添加率は0.2〜0.8mg/Lが適切と考えられる。
(Example 4)
In Example 4, the aggregation-precipitation part of Example 1 was used, and the aggregation-precipitation treatment was performed while changing the WA-542 addition rate from 0.2 to 0.8 mg / L. Other operating conditions are the same as in the first embodiment. FIG. 13 shows the results of the turbidity of the coagulated sediment treated water. Here, comparison was made in a short period of 1 to 2 operating hours. The turbidity of the coagulated sediment-treated water was slightly higher than that in Example 1, but the turbidity of the coagulated sediment-treated water did not change significantly up to the WA-542 addition rate of 0.8 mg / L. From these results, it is considered appropriate that the WA-542 addition rate in this test is 0.2 to 0.8 mg / L.

(参考例1)
参考例1では図1に示すように上向流カラムを持つ固液分離槽を組み合わせて処理試験を実施する場合において、固液分離槽で固液分離したスラリーの循環を行わなかった。被処理水は河川水を想定し、水道水にカオリンを添加し濁度を3度になるように調整した。この被処理水を3.2L/分の割合で混和池に供給した。混和槽10ではPACを20mg/Lとなるように添加し、撹拌した。混和槽の滞留時間は2分に設定した。また、撹拌速度は撹拌翼の周速で0.5m/秒に設定した。
(Reference example 1)
In Reference Example 1, as shown in FIG. 1, when a treatment test was carried out by combining a solid-liquid separation tank having an upward flow column, the slurry separated by the solid-liquid separation tank was not circulated. The treated water was assumed to be river water, and kaolin was added to tap water to adjust the turbidity to 3 degrees. This treated water was supplied to the mixing pond at a rate of 3.2 L / min. In the mixing tank 10, PAC was added to 20 mg / L and stirred. The residence time in the mixing tank was set to 2 minutes. The stirring speed was set to 0.5 m / sec as the peripheral speed of the stirring blade.

混和槽で凝結したフロックを生成させた後、被処理水を容積16Lのフロック形成槽に供給した。なお、上向流カラムへの流入量を調整するため、混和槽から流出した被処理水の一部は、流量調整用捨て水として系外に排出した。フロック形成槽では流入した被処理水に有機高分子凝集剤を添加した。本実施例ではWA−542を添加した。WA−542の添加率は被処理水に対し0.2mg/Lに設定した。フロック形成槽での滞留時間は約9分(アップフロー150mm/分)に設定した。また、撹拌速度は撹拌翼の周速で0.14m/秒に設定した。フロック形成槽では微フロックとWA−542とを混合して粗大フロックを形成した後、上向流沈殿池(固液分離槽)に被処理水を供給した。上向流沈殿池は下部から被処理水を供給し、凝集沈殿処理水はカラム上部からオーバーフローさせた。カラムの内径は120mm、カラム全体の高さは1200mmであった。   After the flocs condensed in the mixing tank were produced, the water to be treated was supplied to the floc forming tank having a volume of 16 L. In addition, in order to adjust the amount of inflow into the upflow column, a part of the water to be treated flowing out of the mixing tank was discharged out of the system as waste water for flow rate adjustment. In the floc formation tank, the organic polymer coagulant was added to the inflowing water to be treated. In this example, WA-542 was added. The addition rate of WA-542 was set to 0.2 mg / L with respect to the water to be treated. The residence time in the floc forming tank was set to about 9 minutes (upflow 150 mm / min). The stirring speed was set to 0.14 m / sec as the peripheral speed of the stirring blade. In the floc formation tank, fine flocs and WA-542 were mixed to form coarse flocs, and then the water to be treated was supplied to the upward flow sedimentation tank (solid-liquid separation tank). The treated water was supplied from the lower part of the upflow sedimentation tank, and the coagulated sedimented water was overflowed from the upper part of the column. The inner diameter of the column was 120 mm, and the height of the entire column was 1200 mm.

上向流沈殿池からオーバーフローした凝集沈殿処理水は、いったん調整槽に貯留し、その後ろ過塔に供給した。参考例1では実施例1と同様にろ過塔内にアンスラサイト(日本原料株式会社 公称粒径1.2mm)のみを300mmの高さに充填した。   The coagulation-sedimentation-treated water that overflowed from the upflow sedimentation tank was once stored in the adjusting tank and then supplied to the filtration tower. In Reference Example 1, as in the case of Example 1, only anthracite (Nippon Raw Materials Co., Ltd., nominal particle size 1.2 mm) was filled into the filtration tower at a height of 300 mm.

(比較例4)
参考例1に対する比較例4は、同じ実験装置構成でWA−542を添加せず、PACのみを添加した条件で運転した。上向流カラム内でのアップフローは75mm/分に設定した。また、比較例4では砂ろ過塔のろ層として一般的な多層ろ過池を想定し、上部200mmにアンスラサイト(日本原料株式会社 公称粒径1.2mm)、下部にろ過砂(日本原料株式会社 公称粒径0.6mm)を充填した。
(Comparative example 4)
Comparative Example 4 with respect to Reference Example 1 was operated under the same experimental apparatus configuration as that in which WA-542 was not added and only PAC was added. The upflow in the upflow column was set to 75 mm / min. Further, in Comparative Example 4, assuming a general multi-layer filtration basin as a filter layer of the sand filtration tower, anthracite (Japan Raw Materials Co., Ltd. nominal particle size 1.2 mm) is in the upper 200 mm and filter sand (Japan Raw Materials Co., Ltd.) is in the lower part. (Nominal particle size 0.6 mm).

参考例1と比較例4の凝集沈殿処理水の濁度を図14に示す。WA−542を添加した参考例1では、アップフローが比較例4の2倍にもかかわらず同等の凝集沈殿処理水濁度であり、有機高分子凝集剤の添加により沈降性が改善したが、図1のろ過処理水に比べて濁度が低い値で常に安定せず、実施例1に比べてやや処理安定性が低いものとなった。   FIG. 14 shows the turbidity of the coagulated sedimentation treated water of Reference Example 1 and Comparative Example 4. In Reference Example 1 to which WA-542 was added, although the upflow was twice that of Comparative Example 4, the water turbidity was equivalent to the coagulation-sedimentation treatment, and the sedimentation property was improved by the addition of the organic polymer coagulant, The turbidity was lower than that of the filtered water of FIG. 1 and was not always stable, and the processing stability was slightly lower than that of Example 1.

10…混和槽
11…撹拌手段
12…配管
20…フロック形成槽
21…撹拌手段
23…配管
30…固液分離槽
31…配管
32…返送管
33…配管
40…ろ過装置
41…ろ層
50…調整槽
60…殺菌手段
70…測定手段
80…制御手段
300…高速凝集沈殿装置
301…装置本体
302…外側ドラフトチューブ
303…内側ドラフトチューブ
304…撹拌部
305…撹拌装置
306…沈殿部
307…フロック形成部
308…配管
10 ... Mixing tank 11 ... Stirring means 12 ... Piping 20 ... Flock forming tank 21 ... Stirring means 23 ... Piping 30 ... Solid-liquid separation tank 31 ... Piping 32 ... Returning pipe 33 ... Piping 40 ... Filtration device 41 ... Filter layer 50 ... Adjustment Tank 60 ... Sterilizing means 70 ... Measuring means 80 ... Control means 300 ... High-speed coagulating sedimentation device 301 ... Device body 302 ... Outer draft tube 303 ... Inner draft tube 304 ... Stirring unit 305 ... Stirring device 306 ... Sedimentation unit 307 ... Flock forming unit 308 ... Piping

Claims (9)

被処理水に凝結剤を添加して微フロックを形成し、
前記微フロックを含む前記被処理水に有機高分子凝集剤を添加し、前記微フロックを成長させて粗大フロックを形成し、
前記粗大フロックを含む前記被処理水を前記粗大フロックを含むスラリーと上澄み液とに固液分離し、
前記スラリーを、前記粗大フロックを含む前記被処理水と混合して前記粗大フロックの成長を促進させ、
前記上澄み液を、前記粗大フロックを捕捉可能な有効径を有する粒子状のろ材を用いてろ過処理し、ろ過処理水を得ること
を含むことを特徴とする浄水処理方法。
Add a coagulant to the water to be treated to form fine flocs,
An organic polymer flocculant is added to the water to be treated containing the fine flocs to grow the fine flocs to form coarse flocs,
Solid-liquid separation of the treated water containing the coarse flocs into a slurry containing the coarse flocs and a supernatant liquid,
The slurry is mixed with the water to be treated containing the coarse flocs to promote the growth of the coarse flocs,
A method for purifying water, comprising: filtering the supernatant liquid with a particulate filter medium having an effective diameter capable of capturing the coarse flocs to obtain filtered water.
前記粒子状のろ材の有効径が1.2〜2.0mmであることを特徴とする請求項1に記載の浄水処理方法。   The purified water treatment method according to claim 1, wherein an effective diameter of the particulate filter medium is 1.2 to 2.0 mm. 前記スラリーを、前記被処理水の流入量に対して0.2〜2.0倍量となるように、前記固液分離する前記被処理水と混合することを特徴とする請求項1又は2に記載の浄水処理方法。   The said slurry is mixed with the said to-be-processed water which carries out said solid-liquid separation so that it may become 0.2 to 2.0 times the inflow amount of the said to-be-treated water. Purified water treatment method described in. 前記有機高分子凝集剤を、前記被処理水に0.2〜0.8mg/L添加することを特徴とする含む請求項1〜3のいずれか1項に記載の浄水処理方法。   The water purification method according to any one of claims 1 to 3, wherein the organic polymer coagulant is added to the water to be treated in an amount of 0.2 to 0.8 mg / L. 前記ろ過処理水に紫外線照射を含む殺菌処理を行うことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の浄水処理方法。   The water purification treatment method according to any one of claims 1 to 4, wherein the filtered water is subjected to a sterilization treatment including ultraviolet irradiation. 前記ろ過処理水の濁度を測定し、前記濁度が所定値を超えた場合に前記殺菌処理を行うことを特徴とする請求項5に記載の浄水処理方法。   The turbidity of the filtered treated water is measured, and when the turbidity exceeds a predetermined value, the sterilization treatment is performed, and the purified water treatment method according to claim 5. 被処理水に凝結剤を添加して微フロックを形成する微フロック形成手段と、
前記微フロックを含む前記被処理水に有機高分子凝集剤を添加し、前記微フロックを成長させて粗大フロックを形成する粗大フロック形成手段と、
前記粗大フロックを含む被処理水を、前記粗大フロックを含むスラリーと上澄み液とに固液分離する固液分離手段と、
前記スラリーを前記粗大フロックを含む前記被処理水中へ返送する返送手段と、
前記上澄み液を、前記粗大フロックを捕捉可能な有効径を有する粒子状のろ材で構成されたろ層へ通水してろ過処理し、ろ過処理水を得るろ過手段と
を備えることを特徴とする浄水処理装置。
A fine floc forming means for forming a fine floc by adding a coagulant to the water to be treated,
A coarse floc forming means for forming coarse flocs by adding an organic polymer coagulant to the water to be treated containing the fine flocs, and growing the fine flocs.
Solid-liquid separation means for solid-liquid separating the water to be treated containing the coarse flocs into a slurry containing the coarse flocs and a supernatant liquid,
Returning means for returning the slurry into the water to be treated containing the coarse flocs,
And a filtration means for obtaining filtered water by passing the supernatant liquid through a filter layer composed of a particulate filter medium having an effective diameter capable of capturing the coarse flocs to obtain filtered water. Processing equipment.
前記粒子状のろ材の有効径が1.2〜2.0mmであり、ろ層の厚さが550mm以下であることを特徴とする請求項7に記載の浄水処理装置。   The water purification apparatus according to claim 7, wherein the effective diameter of the particulate filter medium is 1.2 to 2.0 mm, and the thickness of the filter layer is 550 mm or less. 前記ろ材上に、最大で厚さ5mmの前記粗大フロックの堆積層を備えることを特徴とする請求項7又は8に記載の浄水処理装置。   The purified water treatment apparatus according to claim 7 or 8, further comprising a deposition layer of the coarse flocs having a maximum thickness of 5 mm on the filter medium.
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