JP2020157248A - 凝集沈殿処理装置及び凝集沈殿処理装置の運転方法 - Google Patents
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Abstract
Description
このような固液分離処理としては、排水に対して凝集剤を添加することで、不純物である有機物や懸濁物質等を凝集沈殿させて分離する凝集沈殿を行う凝集沈殿処理装置を用いた処理が挙げられる。例えば、凝集剤を添加した原水が上昇するに伴ってフロックが成長するブランケット状のフロック成長ゾーン(スラッジブランケット)を形成するスラッジブランケット型(「フロックゾーン型」や「フロックブランケット型」と呼ばれることもある)の凝集沈殿槽を備える凝集沈殿処理装置が知られている。
一方、凝集沈殿を行う凝集沈殿処理装置においては、処理水の水質を確認するだけではなく、処理運転時において凝集沈殿槽内で形成されるスラッジブランケットの状態を直接判断し、この判断結果を運転条件に反映することで安定した処理を行い、良好な水質を維持することが望ましい。
したがって、スラッジブランケット部内のスラッジブランケットの状態に係る情報として、界面位置以外の情報を得ることが求められている。
すなわち、本発明は、以下の凝集沈殿処理装置及び凝集沈殿処理装置の運転方法である。
この特徴によれば、処理運転時におけるスラッジブランケット部内のスラッジブランケットの流動性に係る情報から、スラッジブランケットの流動状態を判定することができる。この判定結果を得ることで、処理運転条件の制御が容易となり、安定した処理運転を維持するとともに、処理水の水質を良好に保つことが可能となる。
この特徴によれば、スラッジブランケットの流動状態に応じて、スラッジブランケット部内の撹拌度合を調整し、流動性を改善することが可能となる。これにより、凝集沈殿処理における安定した処理運転を維持するとともに、処理水の水質を良好に保つことが可能となる。
この特徴によれば、スラッジブランケットの流動状態に応じて、凝集剤の添加量を調整し、流動性を改善することが可能となる。これにより、凝集沈殿処理における安定した処理運転を維持するとともに、処理水の水質を良好に保つことが可能となる。
この特徴によれば、スラッジブランケットの流動状態に応じて、原水の供給量を調整し、流動性を改善することが可能となる。これにより、凝集沈殿処理における安定した処理運転を維持するとともに、処理水の水質を良好に保つことが可能となる。
この特徴によれば、スラッジブランケット部を備える凝集沈殿処理装置において、スラッジブランケット部内の流動性を検知することができる。これにより、処理運転時におけるスラッジブランケット部内のスラッジブランケットの流動性に係る情報を得ることができる。また、この情報を得ることで、処理運転条件に係る判断の精度が高まるため、安定した処理運転を維持するとともに、処理水の水質を良好に保つことが可能となる。
本実施態様に係る凝集沈殿処理装置100Aは、いわゆるスラッジブランケット型と呼ばれる凝集沈殿槽を有している。一般に、スラッジブランケット型凝集沈殿槽は、槽内に上昇水流によるスラッジ(凝集フロック)の流動層を形成し、その流動層内に新たに生成したフロックを通過させるものである。このとき、小さなフロックは流動層における大きなフロックに捕捉されて大きくなり、沈降速度が速まる。これにより、スラッジブランケット型凝集沈殿槽へ導入された原水Wは、処理水W1と濃縮されたフロック(汚泥)に分離され、それぞれ槽外に排出される。
本実施態様に係る凝集沈殿処理装置100Aは、図1に示すように、凝集沈殿槽1内に原水Wを導入する原水導入部2と、原水W中の固形物を捕捉するためのスラッジがブランケット状に浮遊した状態で形成されたスラッジブランケット部3と、スラッジブランケット部3を通過することにより凝集したフロックがスラッジブランケット部3下に沈殿し濃縮される濃縮部4と、スラッジブランケット部3におけるスラッジの流動性を検知する検知部5と、検知部5の検知結果からスラッジブランケット部3内の流動状態を判定する判定部6と、判定部6の結果をもとに、スラッジブランケット部3内の撹拌度合を調整する撹拌制御部7を備えている。
また、スラッジブランケット部3の上方には上澄みである清澄層Cが形成され、清澄された処理水W1は、凝集沈殿槽1の上部側に位置する処理水排出ラインL1により排出される。また、濃縮部4に沈殿し濃縮されたフロックは、凝集沈殿槽1の底部中央から汚泥排出ラインL2を介して排出される。なお、汚泥排出ラインL2には、排出されたフロックを処理するための汚泥処理設備を別途設けるものとしてもよい。
凝集沈殿槽1は、有底円筒状の外壁部11と、この外壁部11より小径でかつ高さも小さい円筒状の内壁部12とを備える。図2に示すように、内壁部12は、外壁部11の内側に、外壁部11と同心になるように立設されている。また、内壁部12の底部側に、開口部13aを有する仕切り板13が設けられている。これにより、内壁部12の内側には、後述するスラッジブランケット部3が形成される。また、仕切り板13は外壁部11の底部から上方に所定長離隔しており、スラッジブランケット部3と濃縮部4を区画している。また、外壁部11及び内壁部12の軸線L上には、モーターMにより回転駆動するセンターシャフト14が配置されている。センターシャフト14は、ロータリージョイント15により仕切り板13と接続されている。なお、外壁部11、内壁部12は円筒状に限定されず、角筒状であってもよい。また、内壁部12を有底円筒状とし、内壁部12底部を仕切り板13とするものであってもよい。
また、図2に示すように、フィードパイプ22は、導入管21と通水可能に連結しており、センターシャフト14の外側にセンターシャフト14を囲むように設けられている。本実施態様における固液分離装置は、外壁部11、内壁部12、センターシャフト14、フィードパイプ22の軸線は全て共通の軸線Lになっている。
本実施態様の原水導入部2の導入管21を流れる原水Wには、導入管21上に設けた凝集剤供給ラインL3より凝集剤が添加されるものを図1に例示しているが、これに限定されるものではない。例えば、後述するように、凝集沈殿槽1の上流側であらかじめ原水Wに凝集剤を混合するものとしてもよい。
凝集剤の具体例としては、例えば、無機凝集剤としては、硫酸バンドやPAC等のAl系無機凝集剤や、ポリ硫酸鉄等のFe系無機凝集剤が挙げられる。あるいは、NaOH、Ca(OH)2等のアルカリ又はH2SO4、HCl等の酸によるpH調整剤や、Ca、Al、Fe系化合物の添加や、酸化剤・還元剤の添加等により結晶を析出させるものとしてもよい。また、高分子凝集剤としては、ポリアミノアルキルメタクリレート、ポリエチレンイミン、ハロゲン化ポリジアリルアンモニウム、キトサン、尿素−ホルマリン樹脂等のカチオン性高分子凝集剤、ポリアクリル酸ナトリウム、ポリアクリルアミド部分加水分解物、部分スルホメチル化ポリアクリルアミド、ポリ(2−アクリルアミド)−2−メチルプロパン硫酸塩等のアニオン性高分子凝集剤、ポリアクリルアミド、ポリエチレンオキシド等のノニオン性高分子凝集剤、アクリルアミドとアミノアルキルメタクリレートとアクリル酸ナトリウムの共重合体等の両性高分子凝集剤が挙げられる。
濃縮部4に沈降して堆積した濃縮フロック(汚泥)は、凝集沈殿槽1の底部に設けられた汚泥排出ラインL2から排出される。
なお、センターシャフト14の下端部に取り付ける濃縮汚泥掻寄機41としては、センターシャフト14の回転に伴って回転し、凝集沈殿槽1の底面中央部に濃縮フロックを掻き寄せることができる構造であれば、特に限定されない。例えば、図2に示すように、センターシャフト14に対して垂直に掻き取り部材を設けるもの以外に、センターシャフト14に対して垂直に交差した支持体に複数の掻き取り部材(レーキ)を設けるものとしてもよく、曲面を有する掻き取り部材を槽上方から見た際にS字を形成するようにセンターシャフト14に設けるものとしてもよい。
検知部5は、スラッジの流動性を検知することができるものであれば特に限定されない。検知部5として用いる検知手段は、例えば、流速計、画像解析、ドップラーレーダーを用いるものなどが挙げられる。
判定部6は、記憶部61と演算部62を備えている。
本実施態様の凝集沈殿処理装置100Aは、スラッジブランケット部3内のスラッジの流動状態を改善する手段として、撹拌制御部7を設けている。
判定部6により、スラッジブランケット部3内の流動状態が悪化傾向にあると判断された場合、撹拌制御部7により、スラッジブランケット部3内の撹拌度合を高めるように調整することで、スラッジの流動性を改善させることが可能となる。
図3は、本発明の第2の実施態様の凝集沈殿処理装置100Bの概略説明図である。
本実施態様に係る凝集沈殿処理装置100Bは、図3に示すように、第1の実施態様における凝集沈殿槽1の上流側に反応槽Tを設け、反応槽Tに添加する凝集剤添加量を調整可能な凝集剤添加部8を備える。また、凝集剤添加部8は、第1の実施態様で示した判定部6と接続されており、判定部6の判定結果に基づき、凝集剤添加部8からの凝集剤添加量が調整可能となるものである。
本実施態様の凝集沈殿処理装置100Bは、スラッジブランケット部3内のスラッジの流動状態を改善する手段として、第1の実施態様の凝集沈殿処理装置100Aにおける撹拌制御部7に代えて、凝集剤添加部8を設けるものである。
なお、本実施態様における凝集沈殿処理装置100Bの構成のうち、第1の実施態様の凝集沈殿処理装置100Aの構成と同じものについては、説明を省略する。
反応槽Tは、1つ又は複数の槽からなるものとし、例えば、図3に示すように、第1反応槽T1、第2反応槽T2の2つの槽を設け、それぞれに凝集剤添加部81、82を設けるものとする。このとき、第1反応槽T1には、凝集剤添加部81により無機凝集剤を添加する。一方、第2反応槽T2には、凝集剤添加部82により高分子凝集剤を添加する。これにより、凝集沈殿槽1に導入する原水W中に安定な凝集フロックを形成することが可能となる。
なお、反応槽Tには、撹拌機などの撹拌機構を設けることとしてもよい。これにより、原水と凝集剤の混合効率を高め、凝集効果を向上させることが可能となる。
凝集剤添加部8において、凝集剤の添加量を制御する手段は特に限定されない。例えば、凝集剤添加部8に設けたバルブの開閉を制御するものなどが挙げられる。
図4は、本発明の第3の実施態様の凝集沈殿処理装置100Cの概略説明図である。
本実施態様に係る凝集沈殿処理装置100Cは、図4に示すように、第1の実施態様における凝集沈殿槽1の導入管21に、原水Wの供給量を調整する流量調整部9を設ける。また、流量調整部9は、第1の実施態様で示した判定部6と接続されており、判定部6の判定結果に基づき、原水導入部2からの原水Wの供給量が調整可能となるものである。
本実施態様の凝集沈殿処理装置100Cは、スラッジブランケット部3内のスラッジの流動状態を改善する手段として、第1の実施態様の凝集沈殿処理装置100Aにおける撹拌制御部7に代えて、流量調整部9を設けるものである。
なお、本実施態様における凝集沈殿処理装置100Cの構成のうち、第1の実施態様の凝集沈殿処理装置100Aの構成と同じものについては、説明を省略する。
なお、検知部の高さ調整の手段としては、特に限定されない。例えば、検知部に糸や鎖などの紐状の吊下支持具を直接取り付け、この吊下支持具の長さを手動あるいは自動的に変更することで検知部の高さを調節可能とすることなどが挙げられる。
例えば、第1〜3の実施態様においてスラッジの流動性を改善する手段として示したもの(撹拌制御部、凝集剤添加部、流量調整部)を適宜組み合わせるものとすることが挙げられる。これにより、スラッジの流動性を効果的に改善することが可能となる。
Claims (6)
- 原水中の固形物を凝集沈殿により捕捉する凝集沈殿処理装置であって、
原水が流入し、前記原水に含まれる固形物を捕捉するスラッジブランケットを有するスラッジブランケット部と、
前記スラッジブランケット部において発生した余剰スラッジを濃縮する濃縮部と、
回転するとともに前記スラッジブランケット部に前記原水を供給するディストリビュータと、
前記スラッジブランケット部内の流動性を検知する検知部と、を備えることを特徴とする、凝集沈殿処理装置。 - 前記検知部の検知結果からスラッジブランケット部内の流動状態を判定する判定部を備えることを特徴とする、請求項1に記載の凝集沈殿処理装置。
- 前記判定部の結果をもとに、前記スラッジブランケット部内の撹拌度合を調整する撹拌制御部を設けることを特徴とする、請求項2に記載の凝集沈殿処理装置。
- 前記判定部の結果をもとに、凝集剤の添加量を調整する凝集剤添加部を設けることを特徴とする、請求項2に記載の凝集沈殿処理装置。
- 前記判定部の結果をもとに、原水の供給量を調整する流量調整部を設けることを特徴とする、請求項2に記載の凝集沈殿処理装置。
- 原水中の固形物を凝集沈殿により捕捉する凝集沈殿処理装置の運転方法であって、
前記原水に含まれる固形物をスラッジブランケット部内のスラッジブランケットで捕捉する工程と、
前記スラッジブランケット部において発生した余剰スラッジを濃縮する工程と、
回転するディストリビュータにより、前記スラッジブランケット部に前記原水を供給する工程と、
前記スラッジブランケット部内の流動性を検知する工程を備えることを特徴とする、凝集沈殿処理装置の運転方法。
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