JP2021146322A - 凝集沈殿処理装置及び凝集沈殿処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】溶存有機物を含む被処理水の凝集沈殿処理において、過剰な添加剤付与を行うことなく、処理コスト及び処理性能の両面から適切な処理を実施することができる凝集沈殿処理装置及び凝集沈殿処理方法の提供。【解決手段】処理槽における被処理水の凝集沈殿処理において、被処理水中に含まれる第一の有機物濃度と処理槽の後段で必要となる第二の有機物濃度との差分に対応する有機物量を吸着する吸着剤を被処理水に添加する。本発明によれば、凝集沈殿処理において必要となる吸着剤の量を把握して処理を行うことができるため、吸着剤を過剰に添加するおそれがない。その一方で、溶存有機物の減少に係る処理は必要十分に進行させることができる。したがって、処理コスト及び処理性能の両面から適切な処理を実施することが可能となる。【選択図】図１

Description

本発明は、凝集沈殿処理装置及び凝集沈殿処理方法に関するものである。

排水処理に係る処理手段は様々なものが知られており、排水中の除去対象成分に応じて処理手段を選択することが行われている。例えば、排水中の除去対象成分として固形物のような不純物が含まれている場合の処理手段の一つとしては、固液分離処理が挙げられる。
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懸濁物質等（以下、「ＳＳ」ともいう。）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。また、このような凝集沈殿処理装置としては、例えば、凝集剤を添加した被処理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。

例えば、特許文献１には、沈殿槽内にフロック成長ゾーン（汚泥ゾーン）が形成されるスラッジブランケット型の凝集沈殿処理装置が記載されている。また、特許文献１には、スラッジブランケット型の凝集沈殿処理装置として、レーキ（集泥部材）とディストリビュータ（原水供給部材）とを一体化させたものが記載されており、レーキとディストリビュータを同時に回転させ、沈殿槽内でフロックの生成及び成長を促進し、濃縮スラッジ（沈降したフロック）は沈殿槽の中央から排泥管によって槽外に排出されることが記載されている。

特開平１０−２０２００９号公報

特許文献１に記載されるようなスラッジブランケット型の凝集沈殿処理装置は、ＳＳを含む被処理水の処理に広く用いられている。また、特許文献１には、処理対象である被処理水の種類については特に記載されていない。

一方、被処理水に含まれるものが固形物だけではなく溶存有機物も含む場合、このような被処理水に対しても凝集沈殿処理を行い、無機凝集剤により形成される凝集フロックに溶存有機物を吸着させて凝集沈殿処理することが知られている。しかし、この方法では、溶存有機物を目標数値以下に処理することが困難な場合があり、十分な処理を行うためには大量の無機凝集剤添加が必要になるという課題がある。
また、溶存有機物を含む被処理水に対して凝集沈殿処理を行う場合、無機凝集剤以外に溶存有機物の処理用添加剤を添加することも考えられる。この場合においても、単に処理用添加剤を添加するというだけでは、処理用添加剤の過剰添加につながりやすく、被処理水中の溶存有機物の処理が必要以上に進行し、処理用添加剤の使用コストを徒に増加させるということが問題となる。

本発明の課題は、溶存有機物を含む被処理水の凝集沈殿処理において、過剰な添加剤付与を行うことなく、処理コスト及び処理性能の両面から適切な処理を実施することができる凝集沈殿処理装置及び凝集沈殿処理方法を提供することである。

本発明者は、上記の課題について鋭意検討した結果、凝集沈殿処理装置において、被処理水に含まれる有機物濃度から減少させる必要がある有機物濃度分に応じた有機物量を求め、この有機物量分を吸着剤により吸着させることで、添加剤を過剰に加えることなく、適切な処理が実施できることを見出して、本発明を完成した。
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方法である。

上記課題を解決するための本発明の凝集沈殿処理装置は、処理槽において被処理水を凝集沈殿処理する凝集沈殿処理装置において、被処理水中に含まれる第一の有機物濃度と処理槽の後段で必要となる第二の有機物濃度との差分に対応する有機物量を吸着剤が吸着することを特徴とするものである。

本発明の凝集沈殿処理装置によれば、溶存有機物を含む被処理水を凝集沈殿処理する際、吸着剤を用い、被処理水中の溶存有機物を吸着して処理することができる。また、処理前の被処理水中に含まれる有機物濃度を第一の有機物濃度とし、処理後の処理水に含まれる有機物濃度を第二の有機物濃度として、この第一の有機物濃度と第二の有機物濃度の差分に相当する有機物量を吸着剤が吸着することで、凝集沈殿処理において処理すべき有機物濃度分に相当する処理を行うことができる。これにより、凝集沈殿処理において必要となる吸着剤の量を把握して処理を行うことができるため、吸着剤を過剰に添加するおそれがない。その一方で、溶存有機物の減少に係る処理は必要十分に進行させることができる。したがって、処理コスト及び処理性能の両面から適切な処理を実施することが可能となる。

また、本発明の凝集沈殿処理装置の一実施態様としては、吸着剤の添加量は、有機物量の吸着における当量とするという特徴を有する。
この特徴によれば、第一の有機物濃度と第二の有機物濃度の差分に相当する有機物量を吸着することができる吸着剤を当量添加することで、凝集沈殿処理において処理すべき有機物濃度分だけ処理を行うことができる。これにより、吸着剤の添加量をより適正化し、溶存有機物を含む被処理水の凝集沈殿処理として、処理コスト及び処理性能の両面から適切な処理を実施することが可能となる。特に処理コスト面から、より一層適切な処理を行うことが可能となる。

また、本発明の凝集沈殿処理装置の一実施態様としては、処理槽の前段で吸着剤と被処理水を混合し、有機物量の吸着に要する時間分、滞留させるという特徴を有する。
この特徴によれば、処理槽に導入する前の被処理水に対し、第一の有機物濃度と第二の有機物濃度の差分に相当する有機物量の吸着を進行させることができる。これにより、凝集沈殿処理に係る工程と吸着に係る工程を分けることができ、特定の有機物量に係る吸着を確実に行うことが可能となる。これにより、溶存有機物を含む被処理水の凝集沈殿処理として、処理コスト及び処理性能の両面から適切な処理を実施することが可能となる。特に処理性能の面から、より一層適切な処理を行うことが可能となる。

また、本発明の凝集沈殿処理装置の一実施態様としては、処理槽はスラッジブランケット型であるという特徴を有する。
この特徴によれば、槽内でスラッジがブランケット状を形成するスラッジブランケット型の処理槽を用いることで、処理槽の小型化及び処理水の清澄化を効果的に行うことができ、凝集沈殿処理に係る処理性能を高めることができる。また、溶存有機物の吸着に用いた吸着剤と処理水を効果的に分離することが可能となる。これにより、溶存有機物を含む被処理水の凝集沈殿処理として、処理コスト及び処理性能の両面から、より一層適切な処理を行うことが可能となる。

また、本発明の凝集沈殿処理装置の一実施態様としては、吸着剤は活性炭であるという特徴を有する。
この特徴によれば、吸着剤として、溶存有機物の吸着能に優れ、入手が容易である活性炭を用いることで、処理コスト及び処理性能の両面から適切な処理を行うことができる。また、吸着剤として活性炭を用いることで、溶存有機物の吸着能が向上するという効果も得ることができる。

上記課題を解決するための本発明の凝集沈殿処理方法は、処理槽において被処理水を凝集沈殿処理する凝集沈殿処理方法であって、被処理水中に含まれる第一の有機物濃度と処理槽の後段で必要となる第二の有機物濃度との差分に対応する有機物量を吸着剤が吸着する吸着工程を備えるという特徴を有する。

本発明の凝集沈殿処理方法によれば、溶存有機物を含む被処理水を凝集沈殿処理する際、吸着剤を用い、被処理水中の溶存有機物を吸着して処理することができる。また、処理前の被処理水中に含まれる有機物濃度を第一の有機物濃度とし、処理後の処理水に含まれる有機物濃度を第二の有機物濃度として、この第一の有機物濃度と第二の有機物濃度の差分に相当する有機物量を吸着剤が吸着する吸着工程を備えることで、凝集沈殿処理において処理すべき有機物濃度分に相当する処理を行うことができる。これにより、凝集沈殿処理において必要となる吸着剤の量を把握して処理を行うことができるため、吸着工程において吸着剤を過剰に添加するおそれがない。その一方で、溶存有機物の減少に係る必要な処理は進行させることができる。したがって、処理コスト及び処理性能の両面から適切な処理を実施することが可能となる。

上記課題を解決するための本発明の凝集沈殿処理装置は、処理槽において被処理水を凝集沈殿処理する凝集沈殿処理装置であって、被処理水を導入するための回転式のディストリビュータと、スラッジがブランケット状に形成された箇所を有し、当該箇所に対して被処理水が導入され、被処理水中の固形物を分離するスラッジブランケット部と、被処理水に吸着剤を添加する吸着剤添加部とを備えるという特徴を有する。

本発明の凝集沈殿処理装置によれば、回転式のディストリビュータを備えることで、固形物を含む被処理水を処理槽内に均等に分配することができ、かつスラッジブランケット部を備えることで、処理槽の小型化及び処理水の清澄化を効果的に行うことができ、凝集沈殿処理に係る処理性能を高めることができる。また、吸着剤添加部を備えることで、被処理水に含まれる溶存有機物の処理が可能となる。さらに、溶存有機物の吸着に用いた吸着剤と処理水を効果的に分離することが可能となる。これにより、溶存有機物を含む被処理水の凝集沈殿処理として、処理コスト及び処理性能の両面から適切な処理を行うことが可能となる。

本発明によれば、溶存有機物を含む被処理水の凝集沈殿処理において、過剰な添加剤付与を行うことなく、処理コスト及び処理性能の両面から適切な処理を実施することができる凝集沈殿処理装置及び凝集沈殿処理方法を提供することができる。

本発明の第１の実施態様の凝集沈殿処理装置を示す概略説明図である。 本発明の第１の実施態様の凝集沈殿処理装置における凝集沈殿槽の構造を示す概略説明図である。 本発明の第１の実施態様の凝集沈殿処理装置における処理工程の一例を示す概略説明図である。 本発明の第２の実施態様の凝集沈殿処理装置を示す概略説明図である。

本発明の凝集沈殿処理装置及び凝集沈殿処理方法は、溶存有機物を含む被処理水の凝集沈殿処理に利用されるものである。

本発明における被処理水Ｗとしては、被処理水Ｗ内に処理対象となる溶存有機物を含むものであればよく、特に限定されない。このような被処理水の具体的な例としては、例えば、工場排水、生活排水等の排水のほか、河川水、湖沼（ダム湖を含む）水などの用水などが挙げられる。なお、被処理水Ｗとしては、溶存有機物以外の不純物（ＳＳ等）を含むものとしてもよい。これにより、本発明の凝集沈殿処理装置としての効果が十分に発揮される。また、以下の実施態様においては、被処理水Ｗとして、溶存有機物及びＳＳを含むものについて説明するが、これに限定されるものではない。

以下、図面を参照しつつ本発明に係る凝集沈殿処理装置及び凝集沈殿処理方法の実施態様を詳細に説明する。なお、本発明の凝集沈殿処理方法については、以下の凝集沈殿処理装置の構造及び作動の説明に置き換えるものとする。また、実施態様に記載する凝集沈殿処理装置の構造については、本発明に係る凝集沈殿処理装置を説明するために例示したにすぎず、これに限定されるものではない。

［第１の実施態様］
（凝集沈殿処理装置）
図１は、本発明の第１の実施態様の凝集沈殿処理装置１００Ａ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１００Ａは、処理槽として、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被処理水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。

本実施態様の凝集沈殿処理装置１００Ａにおける処理槽としてスラッジブランケット型沈殿処理槽を備えることにより、処理槽の小型化及び処理水の清澄化を効果的に行うことができ、凝集沈殿処理に係る処理性能を高めることができる。また、溶存有機物の吸着に用いた吸着剤と処理水を効果的に分離することが可能となる。これにより、溶存有機物を含む被処理水の凝集沈殿処理として、処理コスト及び処理性能の両面から適切な処理を行うことが可能となる。

本実施態様の凝集沈殿処理装置１００Ａは、図１に示すように、ラインＬ１から凝集沈殿槽１内に被処理水Ｗを導入する被処理水導入部２、被処理水Ｗ中の固形物を分離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、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、被処理水Ｗに凝集剤を添加する凝集剤添加部５を備えている。ここで、スラッジブランケット部３で分離される固形物とは、被処理水Ｗ中のＳＳ及び吸着剤Ａを指すものである。
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部６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部７を介して排出される。なお、汚泥排出部７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。
さらに、本実施態様の凝集沈殿処理装置１００Ａは、被処理水Ｗに吸着剤Ａを添加する吸着剤添加部８を備えている。

まず、本実施態様の凝集沈殿処理装置１００Ａにおける処理槽である凝集沈殿槽１について詳細に説明する。本実施態様における凝集沈殿槽１では、主に吸着剤Ａによる被処理水Ｗ中の溶存有機物の吸着処理及び被処理水Ｗ中のＳＳの凝集沈殿処理が行われる。

図２は、本発明の第１の実施態様の凝集沈殿処理装置１００Ａにおける凝集沈殿槽１の概略説明図である。
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１６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、ラビリンス構造等の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。

被処理水導入部２は、被処理水Ｗを凝集沈殿槽１内に導入するための導入管２１と、導入管２１から導入された被処理水Ｗを内壁部１２内に供給するフィードパイプ２２を備えている。

図２に示すように、導入管２１は、外壁部１１の側壁を挿通して、槽外部に突き出しており、被処理水Ｗの供給源とラインＬ１を介して接続されている。
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凝集沈殿処理装置は、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。

フィードパイプ２２は、上下方向で上部２２ａと下部２２ｂとに分けられており、上部と下部との間はラビリンス構造等のロータリージョイント２３により接続されている。フィードパイプ２２の上部２２ａ側面に導入管２１が接続されており、フィードパイプ２２の下部２２ｂにはディストリビュータ２４が設けられている。ディストリビュータ２４は内壁部１２の下部に配置されるとともに、複数の被処理水吐出口２４ａが形成されている。センターシャフト１４の回転とともにフィードパイプ２２の下部が回転し、このとき、ディストリビュータ２４は被処理水吐出口２４ａを内壁部１２の底部側（仕切り板１３側）に向けた状態で回転する。なお、フィードパイプ２２の上端部は閉じられていてもよく、上方に向かって開放されていてもよい。

スラッジブランケット部３は、被処理水導入部２から供給される被処理水Ｗ中のＳＳを、ブランケット状に浮遊するスラッジによって捕捉して凝集し、凝集フロックと処理水Ｗ１に分離するものである。また、同時に被処理水Ｗから吸着剤Ａを分離するものである。

スラッジブランケット部３は、図２に示すように、凝集沈殿槽１内の円筒状の内壁部１２と仕切り板１３により形成される内側領域を指すものである。また、スラッジブランケット部３は、スラッジがブランケット状に形成される箇所（以下、「フロック成長ゾーンＺ１」という。）を有している。フロック成長ゾーンＺ１は、被処理水導入部２により内壁部１２の内側に流入する被処理水Ｗの上昇水流によって凝集フロックの流動層を形成している。

被処理水Ｗは、被処理水導入部２のディストリビュータ２４から内壁部１２内の下部方向（仕切り板１３の方向）に一様に噴出され、スラッジブランケット部３内に形成されたフロックはスラッジブランケット部３の底部に堆積しようとするが、さらに供給される被処理水Ｗによりフロック成長ゾーンＺ１内に流動層が形成されていく。
被処理水Ｗに含まれる小さなフロックは、流動層を上昇する過程で先に生成されたフロックに接触して捕捉されることで、スラッジブランケット部３内のフロック粒子径が大きく成長する。このように、フロック成長ゾーンＺ１内で被処理水Ｗ中のＳＳを分離する。

このとき、ディストリビュータ２４を回転式とすることで、スラッジブランケット部３内に被処理水Ｗを均等に導入することができるとともに、仕切り板１３上に堆積するスラッジを流動化させることが可能となる。これにより、スラッジブランケット部３におけるフロック成長ゾーンＺ１の形成及び維持を容易とすることが可能となる。

そして、スラッジブランケット部３内のフロックは一定程度まで成長すると、上昇しなくなる。よって、図２に示すように、スラッジブランケット部３の上部には、より大きく、かつ重くなったフロックが集積し続ける。スラッジブランケット部３の上部に集まったフロックは、被処理水Ｗによる流動層により内壁部１２の上端縁部から外壁部１１側に越流する。

また、図２に示すように、スラッジブランケット部３を通過した処理水は、被処理水Ｗの上昇流によって上昇し、スラッジブランケット部３の上方に、処理水Ｗ１からなる清澄層Ｃが形成される。清澄層Ｃの処理水Ｗ１は、凝集沈殿槽１上部に設けられた処理水排出部６を介して槽外に排出される。

濃縮部４は、スラッジブランケット部３から流出したフロックＦを濃縮するためのものである。また、濃縮部４は、前述した仕切り板１３によって区画されて、スラッジブランケット部３の下に位置しており、フロックＦが内壁部１２と外壁部１１との間を通って沈降し、濃縮スラッジとして濃縮されるフロック濃縮ゾーンＺ２を形成している。

図２に示すように、スラッジブランケット部３から流出し、内壁部１２と外壁部１１の間に流入したフロックＦは、比重が水より大きいため、自然に濃縮部４に向けて沈降する。これにより、フロック成長ゾーンＺ１から流出したフロックＦは、スラッジブランケット部３側に逆流することがなく、清澄層Ｃの処理が安定する。また、スラッジブランケット部３に仕切り板１３が設けられていることにより、フロック濃縮ゾーンＺ２からフロック成長ゾーンＺ１に濃縮スラッジが混入することが抑制される。

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部７から排出される。なお、汚泥排出部７の構造は、濃縮フロックを排出することができるものであれば特に限定されない。例えば、図１に示すように、汚泥排出部７として、濃縮フロックを引き抜くためのポンプＰ及びラインＬ２を備えるものとすることなどが挙げられる。

また、仕切り板１３を貫通して濃縮部４内に延在したセンターシャフト１４の下端部に、濃縮汚泥掻寄機４１を取り付けるものとしてもよい。この濃縮汚泥掻寄機４１は、濃縮部４に沈降した濃縮フロックを凝集沈殿槽１内の底面中央に掻き寄せて、汚泥排出部７から回収するために設けられるものである。
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。

凝集剤添加部５は、被処理水Ｗに凝集剤を添加し、被処理水Ｗ中のＳＳのフロック形成を促進するためのものである。
凝集剤添加部５は、被処理水Ｗに凝集剤を添加することができるものであれば特に限定されない。例えば、図１には、ラインＬ１上に凝集剤を供給する凝集剤供給ライン５１を設けるものを例示しているが、これに限定されるものではない。例えば、凝集沈殿槽１の上流側に混合槽を設け、凝集剤とあらかじめ混合した被処理水Ｗを導入管２１に供給するものとしてもよい。

被処理水Ｗに混合される凝集剤としては、特に限定されない。例えば、無機凝集剤及び高分子凝集剤が挙げられる。凝集剤は、無機凝集剤あるいは高分子凝集剤のみを用いるものであってもよく、無機凝集剤と高分子凝集剤を併用するものであってもよい。なお、無機凝集剤及び高分子凝集剤を併用する場合、無機凝集剤、高分子凝集剤の順に被処理水Ｗに添加することが好ましい。これにより、安定したフロック形成が可能となる。

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Ｈ_２ＳＯ_４、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。

また、本実施態様の凝集沈殿処理装置１００Ａは、凝集沈殿槽１で凝集沈殿処理を行う被処理水Ｗに対して吸着剤Ａを添加する吸着剤添加部８を設けている。これにより、被処理水Ｗ中の溶存有機物の処理を行うことが可能となる。

吸着剤添加部８は、被処理水Ｗに吸着剤Ａを添加し、被処理水Ｗ中の溶存有機物を吸着するためのものである。
吸着剤添加部８は、被処理水Ｗに吸着剤Ａを添加することができるものであれば特に限定されない。例えば、図１に示すように、ラインＬ１上に吸着剤Ａを供給するための吸着剤供給ライン８１を設けるものなどが挙げられる。

また、吸着剤添加部８は、凝集剤添加部５の上流あるいは下流側のいずれに設けるものとしてもよく、凝集剤添加部５と吸着剤添加部８を兼用するものとしてもよい。なお、被処理水Ｗ中の溶存有機物と吸着剤Ａの接触効率を高めるために、吸着剤添加部８は凝集剤添加部５よりも上流側に設けるものとすることが好ましい。これにより、吸着剤Ａによる溶存有機物の吸着処理をより確実に行うことが可能となる。

被処理水Ｗに添加される吸着剤Ａとしては、被処理水Ｗ中の溶存有機物を吸着できるものであれば特に限定されず、公知の吸着剤を用いることができる。また、吸着剤Ａとしては、吸着剤の表面のみに溶存有機物が吸着するものであってもよいが、溶存有機物の吸着能の観点から、多孔質からなる吸着剤を用いることが好ましい。
吸着剤Ａの具体例としては、例えば、活性炭やベントナイトのような粘土類からなるものなどが挙げられる。特に、本実施態様における吸着剤Ａとしては、溶存有機物の吸着能に優れ、入手が容易である活性炭を用いることが好ましい。

吸着剤Ａは、後述するように溶存有機物の吸着能（溶存有機物の吸着可能量）に応じて選択するものであり、吸着剤Ａ自体の構造やサイズ、また吸着剤Ａの細孔構造などについては特に限定されない。例えば、吸着剤Ａを添加した被処理水Ｗが、凝集沈殿槽１内に供給される際、被処理水導入部２（導入管２１やディストリビュータ２４など）での閉塞発生を抑制することができるように、吸着材自体の構造やサイズを選択するものとしてもよい。
また、吸着剤Ａがスラッジブランケット部３内に留まるような構造やサイズを選択するものとしてもよい。例えば、吸着剤Ａとして成形体からなるもの用いることが挙げられる。このとき、吸着剤Ａはスラッジブランケット部３内に滞留することで、吸着処理に要する時間を確保することが可能となる。
一方、吸着剤Ａがスラッジブランケット部３から濃縮部４に流出するような構造やサイズを選択するものとしてもよい。例えば、吸着剤Ａとして粉末からなるものを用いることが挙げられる。このとき、吸着剤Ａは、濃縮部４に堆積した濃縮フロックとともに、汚泥排出部７から排出することができ、使用済み吸着剤Ａとして容易に回収することができる。これにより、吸着剤Ａの交換作業が不要であり、連続した処理を行うことが可能となる。

（凝集沈殿処理装置による被処理水の処理）
本実施態様の凝集沈殿処理装置１００Ａを用い、被処理水Ｗとして溶存有機物及びＳＳを含む被処理水を処理する場合について説明する。
図３は、本実施態様の凝集沈殿処理装置１００Ａを用いた被処理水Ｗの処理工程に係る概略説明図を示すものである。なお、図３においては、凝集剤添加部５に係る構成については記載を省略している。

溶存有機物及びＳＳを含む被処理水Ｗは、吸着剤添加部８により添加された吸着剤Ａと混合され、被処理水導入部２を介して凝集沈殿槽１内に供給される。凝集沈殿槽１内では、被処理水Ｗ中のＳＳの凝集沈殿処理と併せ、吸着剤Ａによる溶存有機物の吸着処理が進行する。そして、被処理水Ｗ中のＳＳ及び吸着剤Ａが沈降分離され、かつ溶存有機物含有量が低下した状態で、処理水排出部６から処理水Ｗ１が系外に排出される。

このとき、図３に示すように、凝集沈殿槽１内に供給される前（吸着剤添加部８よりも上流側）における被処理水Ｗ中の溶存有機物濃度をＣ_１とし、凝集沈殿槽１（処理槽）の後段で必要となる溶存有機物濃度をＣ_２とする。なお、Ｃ_１を第一の有機物濃度、Ｃ_２を第二の有機物濃度と呼ぶ。ここで、第二の有機物濃度Ｃ_２は、処理水排出部６から排出される処理水Ｗ１中の溶存有機物濃度に相当するものである。

第一の有機物濃度Ｃ_１は、処理前の被処理水Ｗ中の溶存有機物濃度を測定して得られる測定値や、被処理水Ｗの発生源などから予測される予測値を用いることができる。

第二の有機物濃度Ｃ_２としては、処理水Ｗ１を直接放流する際に要求される水質における溶存有機物濃度の値に基づき決定することや、処理水Ｗ１を更に別の水処理に供給する際に必要となる溶存有機物濃度の値に基づき決定することができる。つまり、第二の有機物濃度Ｃ_２はゼロではなく、所定の値を示すものである。

この第一の有機物濃度Ｃ_１と第二の有機物濃度Ｃ_２の差分Ｃ_３を求める。このとき、差分Ｃ_３は、凝集沈殿処理装置１００Ａにおいて処理すべき有機物濃度に相当する。さらに、被処理水Ｗの供給量などから差分Ｃ_３を有機物量Ｍに変換する。この有機物量Ｍ分を吸着剤Ａにより吸着することで、凝集沈殿処理装置１００Ａにおいて処理すべき有機物濃度分に相当する処理を行うことが可能となる。つまり、吸着剤添加部８から添加する吸着剤Ａの添加量について、有機物量Ｍ分を吸着することができる量を算出して決定する。これにより、吸着剤の過剰な添加を行うことなく、処理コスト及び処理性能の両面から適切な処理を実施することが可能となる。

有機物量Ｍ分を吸着する吸着剤Ａの添加量を算出する具体的な手段は特に限定されない。吸着剤Ａの添加量の算出に係る手段の一例について以下説明する。
まず、処理前の被処理水Ｗの水質測定により、被処理水Ｗ中の溶存有機物濃度（第一の有機物濃度Ｃ_１）の測定データを取得する。また、処理槽の後段で必要となる溶存有機物濃度（第二の有機物濃度Ｃ_２）として、放流に係る水質基準値を満たす程度の数値を設定する。例えば、環境基準値の５割相当値を第二の有機物濃度Ｃ_２として設定することが挙げられる。ここから、差分Ｃ_３を算出する。これにより、過剰な処理を行うことなく、かつ必要十分な処理を実施するために、処理槽で処理すべき有機物濃度が求められる。さらに処理槽（凝集沈殿槽１）への被処理水Ｗの供給量に係る値から、有機物量Ｍを算出する。
一方、被処理水Ｗの水質（特に溶存有機物の種類、ｐＨ値など）から、溶存有機物を吸着する吸着剤Ａの種類を選定する。このとき、吸着剤Ａの選定手段としては、吸着剤Ａの細孔径や表面電荷等の物性を基に選定することや、過去の処理実績などの経験に基づくデータを基に選定すること等が挙げられる。そして、被処理水Ｗ及び選定した吸着剤Ａを用い、一定時間における吸着剤Ａの吸着量を求めるバッチ試験を行い、吸着剤Ａの単位量当たりにおける溶存有機物の吸着能（溶存有機物の吸着可能量）を求める。
このバッチ試験の結果に基づき、第一の有機物濃度Ｃ_１と第二の有機物濃度Ｃ_２である差分Ｃ_３から求めた有機物量Ｍ分を吸着できる吸着剤Ａの量を算出し、この値を基に吸着剤添加部８から添加する吸着剤Ａの添加量として決定する。このとき、吸着剤Ａの添加量としては、有機物量Ｍ分を吸着できる吸着剤Ａの量よりも多く見積もった値として決定するものとしてもよいが、有機物量Ｍの吸着における当量とすることが好ましい。これにより、吸着剤Ａの添加量を適正化することができ、溶存有機物を含む被処理水の凝集沈殿処理として、特に処理コスト面から、より一層適切な処理を行うことが可能となる。

また、吸着剤Ａの添加量の算出に係る手段の他の例としては、吸着剤Ａの選定及び添加量算出に係る工程を自動化することが挙げられる。例えば、被処理水Ｗの水質に係る測定データをリアルタイムで取得し、この測定データに基づき、差分Ｃ_３及び有機物量Ｍを自動算出し、この算出結果に応じて、必要となる吸着剤Ａの選定及び添加量の算出を自動で行い、吸着剤添加部８から選定及び算出した添加量分の吸着剤Ａを添加する。このとき、過去の処理実績などから被処理水Ｗの水質ごとに適した吸着剤Ａの種類や吸着能についてのデータベースを作成し、吸着剤Ａの選定及び添加量の算出時にこのデータベースを用いるものとすることにより、吸着剤Ａの選定及び添加量の算出に係る工程の自動化に関する精度を高めるものとすることが挙げられる。

以上のように、本実施態様の凝集沈殿処理装置１００Ａは、溶存有機物を含む被処理水を凝集沈殿処理する際、吸着剤を用い、被処理水中の溶存有機物を吸着して処理することができる。また、本実施態様の凝集沈殿処理装置１００Ａにおいて、処理前の被処理水中に含まれる有機物濃度である第一の有機物濃度と、処理後の処理水に含まれる有機物濃度である第二の有機物濃度の差分に相当する有機物量を吸着剤が吸着することで、凝集沈殿処理において処理すべき有機物濃度分に相当する処理を行うことができる。これにより、凝集沈殿処理において必要となる吸着剤の量を把握して処理を行うことができるため、吸着剤を過剰に添加するおそれがない。その一方で、溶存有機物の減少に係る処理は必要十分に進行させることができる。したがって、処理コスト及び処理性能の両面から適切な処理を実施することが可能となる。

また、本実施態様の凝集沈殿処理装置１００Ａは、処理槽としてスラッジブランケット型を用いることにより、処理槽の小型化及び処理水の清澄化を効果的に行うことができ、凝集沈殿処理に係る処理性能を高めることができる。さらに、溶存有機物の吸着に用いた吸着剤と処理水を効果的に分離することが可能となる。これにより、溶存有機物を含む被処理水の凝集沈殿処理として、処理コスト及び処理性能の両面から、より一層適切な処理を行うことが可能となる。

［第２の実施態様］
図４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の前段に反応槽Ｔを設け、反応槽Ｔ内で被処理水Ｗと吸着剤Ａを混合させ、吸着剤Ａに溶存有機物を吸着させるものである。
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、凝集沈殿槽１内については、第１の実施態様の凝集沈殿装置１００Ａと同内容の構造を用いるものとして説明を省略する。また、図４においては、凝集剤添加部５に係る構成については記載を省略している。本実施態様における凝集剤添加部５については、凝集沈殿槽１に供給される被処理水Ｗに凝集剤を添加することができるものであればよく、第１の実施態様と同様の構成とすることができる。例えば、吸着剤添加部８の下流側に相当する箇所（ラインＬ４上）に凝集剤供給ラインを設け、被処理水Ｗに凝集剤を添加するものとすること等が挙げられる。

図４に示すように、本実施態様の凝集沈殿処理装置１００Ｂは、凝集沈殿槽１の前段に反応槽Ｔを備えている。
反応槽Ｔは、被処理水Ｗを導入するラインＬ３、被処理水Ｗに吸着剤Ａを添加する吸着剤添加部８（吸着剤供給ライン８２）、吸着剤Ａと混合した被処理水Ｗを凝集沈殿槽１に供給するラインＬ４を備えている。また、ラインＬ４は、導入管２１に接続されている。なお、反応槽Ｔには、被処理水Ｗと吸着剤Ａを撹拌混合するための撹拌機構を備えるものとしてもよい（不図示）。

反応槽Ｔは、被処理水Ｗと吸着剤Ａを混合し、被処理水Ｗ中の溶存有機物の吸着処理を行うためのものである。
なお、反応槽Ｔ内に添加される吸着剤Ａの添加量については、第１の実施態様に記載の内容と同様の手段により算出し、決定することができる。

反応槽Ｔにおいては、吸着剤Ａによる溶存有機物の吸着処理を進行させるために、被処理水Ｗと吸着剤Ａの撹拌時間や撹拌速度を制御することが挙げられる。また、被処理水ＷをラインＬ３から導入した後、吸着剤Ａと混合してラインＬ４から排出するまでの時間（滞留時間）を制御することが好ましい。これにより、被処理水Ｗの処理において、凝集沈殿槽１で処理すべき有機物濃度（差分Ｃ_３）に相当する有機物量Ｍについて、反応槽Ｔ内で吸着工程を進行させることができる。特に、有機物量Ｍの吸着に要する時間分、反応槽Ｔ内で滞留させることにより、被処理水Ｗを凝集沈殿槽１に供給する段階で、有機物量Ｍ分の吸着が十分に行われている状態とすることができる。

吸着剤Ａによる吸着工程と凝集剤による凝集工程を同一あるいは近接した箇所で行うと、吸着剤Ａと溶存有機物の接触効率が低減するおそれがある。一方、本実施態様における凝集沈殿処理装置１００Ｂでは、反応槽Ｔを設け、反応槽Ｔ内で有機物量Ｍの吸着工程を進行させることで、凝集沈殿槽１内においては、主に凝集沈殿処理工程のみが進行する。したがって、凝集沈殿処理装置１００Ｂにおいては、吸着工程と凝集沈殿処理工程を分離して実施することが可能となる。これにより、吸着に係る処理が確実に進行するとともに、凝集沈殿槽１内の凝集沈殿処理においては、凝集沈殿処理効率に影響を与えることなく、使用済み吸着剤Ａの分離回収を容易に行うことができる。

以上のように、本実施態様の凝集沈殿処理装置１００Ｂにより、処理槽に導入する前の被処理水に対し、第一の有機物濃度と第二の有機物濃度の差分に相当する有機物量の吸着を進行させることができる。これにより、凝集沈殿処理に係る工程と吸着に係る工程を分けることができ、特定の有機物量に係る吸着を確実に行うことが可能となる。これにより、溶存有機物を含む被処理水の凝集沈殿処理として、処理コスト及び処理性能の両面から適切な処理を実施することが可能となる。特に処理性能の面から、より一層適切な処理を行うことが可能となる。

なお、上述した実施態様は凝集沈殿処理装置及び凝集沈殿処理方法の一例を示すものである。本発明に係る凝集沈殿処理装置及び凝集沈殿処理方法は、上述した実施態様に限られるものではなく、要旨を変更しない範囲で、上述した実施態様に係る凝集沈殿処理装置及び凝集沈殿処理方法を変形してもよい。

例えば、本実施態様の凝集沈殿処理装置は、スラッジブランケット型の処理槽として、外壁部及び内壁部による二重構造式の凝集沈殿槽を用いているが、スラッジブランケット部と濃縮部を独立した構成として備えるものであれば特に限定されない。例えば、スラッジブランケット型の処理槽の別の態様として、凝集沈殿槽内に水平に配置された底板と、底板の外周の端部の一部から上方に向かって突出して延び、凝集沈殿槽周壁に連結された側壁とによって、底板の上方及び側壁の内周側に画成された区画内にフロックの流動層（スラッジブランケット部）を形成させ、一方で、底板の下方及び側壁の外周側に画成された区画を濃縮部とするものとしてもよい。

また、例えば、本実施態様の凝集沈殿処理装置は、スラッジブランケット部にフロックを引き抜く引き抜きラインを設け、引き抜いたフロックを導入管側に返送するものとしてもよい。これにより、引き抜いたフロックを種晶として良好なスラッジ（凝集フロック）を形成させることが可能となり、良好な処理水を得ることが可能となる。

本発明の凝集沈殿処理装置及び凝集沈殿処理方法は、溶存有機物を含む被処理水の凝集沈殿処理に好適に用いられる。

１００Ａ，１００Ｂ 凝集沈殿処理装置、１ 凝集沈殿槽、１１ 外壁部、１２ 内壁部、１３ 仕切り板、１３ａ 開口部、１４ センターシャフト、１５ ロータリージョイント、１６ モーター、２ 被処理水導入部、２１ 導入管、２２ フィードパイプ、２２ａ 上部、２２ｂ 下部、２３ ロータリージョイント、２４ ディストリビュータ、２４ａ 被処理水吐出口、３ スラッジブランケット部、４ 濃縮部、４１ 濃縮汚泥掻寄機、５ 凝集剤添加部、５１ 凝集剤供給ライン、６ 処理水排出部、７ 汚泥排出部、８ 吸着剤添加部、８１，８２ 吸着剤供給ライン、Ａ 吸着剤、Ｃ 清澄層、Ｆ フロック、Ｌ 軸線、Ｌ１〜Ｌ４ ライン、Ｐ ポンプ、Ｔ 反応槽、Ｗ 被処理水、Ｗ１ 処理水、Ｚ１ フロック成長ゾーン、Ｚ２ フロック濃縮ゾーン、Ｃ_１ 第一の有機物濃度、Ｃ_２ 第二の有機物濃度、Ｃ_３ 第一の有機物濃度と第二の有機物濃度の差分、Ｍ 第一の有機物濃度と第二の有機物濃度の差分に相当する有機物量

Claims (7)

1. 処理槽において被処理水を凝集沈殿処理する凝集沈殿処理装置において、
   前記被処理水中に含まれる第一の有機物濃度と前記処理槽の後段で必要となる第二の有機物濃度との差分に対応する有機物量を吸着剤が吸着することを特徴とする、凝集沈殿処理装置。
2. 前記吸着剤の添加量は、前記有機物量の吸着における当量とす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。
3. 前記処理槽の前段で前記吸着剤と前記被処理水を混合し、前記有機物量の吸着に要する時間分、滞留させることを特徴とする、請求項１又は２に記載の凝集沈殿処理装置。
4. 前記処理槽はスラッジブランケット型であることを特徴とする、請求項１〜３に記載の凝集沈殿処理装置。
5. 前記吸着剤は活性炭であることを特徴とする、請求項１〜４に記載の凝集沈殿処理装置。
6. 処理槽において被処理水を凝集沈殿処理する凝集沈殿処理方法であって、
   前記被処理水中に含まれる第一の有機物濃度と前記処理槽の後段で必要となる第二の有機物濃度との差分に対応する有機物量を吸着剤が吸着する吸着工程を備えることを特徴とする、凝集沈殿処理方法。
7. 処理槽において被処理水を凝集沈殿処理する凝集沈殿処理装置であって、
   前記被処理水を導入するための回転式のディストリビュータと、
   スラッジがブランケット状に形成された箇所を有し、当該箇所に対して前記被処理水が導入され、前記被処理水中の固形物を分離するスラッジブランケット部と、
   前記被処理水に吸着剤を添加する吸着剤添加部と、を備えることを特徴とする、凝集沈殿処理装置。
   
   
   

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