JP2861371B2 - 排水処理法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は、鉱山排水やある種の工業排水のように、
Fe等の溶解金属成分を含有する酸性の排水（処理原水）
を消石灰で中和し、金属成分を水酸化物として沈降・分
離して処理する排水処理法に係わり、特に、高濃度で脱
水性の良い沈殿物を得るとともに、清澄な処理水を排水
することができるものに関する。

「従来の技術」 従来、Fe等の溶解金属成分を含有する排水を中和処理
して、高い濃度の沈殿物の懸濁液を得る方法として、い
わゆるHDS法（High Density Sludge法の略称、U.S.Pate
nt 3,738,942,June 12,1973）がある。

このHDS法は、溶解金属成分を含有する排水（処理原
水）を、中和槽において消石灰で中和して、金属成分を
水酸化物として沈殿させ、さらに、この沈殿物を含む懸
濁液を沈降槽に導入して、沈殿物を沈降・濃縮し、沈降
槽で濃縮された沈殿物を含む高濃度懸濁液の一定量を、
処理原水を所望のpHにするに必要な消石灰が導入される
条件槽に循環して添加し、上記沈降槽から余剰の沈殿物
を抜き出して脱水、堆積（または埋立て）するととも
に、沈降槽からの溢流水を排出するようにしたものであ
る。

このHDS法では、沈降槽で沈降・分離される沈殿物の
濃度を15〜50％（通常の中和処理における約１〜３％の
10倍以上）に上げることができ、その結果処理すべき沈
殿物の体積が減り、脱水性が向上するなどの利点を有し
ている。

「発明が解決しようとする課題」 ところが、上記HDS法では、中和槽から排出される沈
殿物の濃度が通常の排水処理で消石灰による単純中和沈
殿物と比較して高くなるので、生成する沈殿物の沈降速
度が小さくなり、したがって、沈降槽の溢流水の濁度す
なわち処理後の排水の濁度が大きくなるという欠点があ
る。一例をあげれば、D.J,Bosmanらの報告（Journal of
the South African Institute of Mining and Metallu
rgy.Apr.1974,340−348.）では、沈降槽での上昇流速を
0.57m/hと小さくしても、溢流水の懸濁物の濃度は60mg/
であったとされている。

懸濁物に関する水質汚濁防止法に基づく上のせ排水基
準は地域によって異なるが、厳しい所では10〜50mg/
に設定されており、上記HDS法ではかならずしも十分で
はない。

そこで、これらの低濃度の懸濁物を含む排水に、新た
に凝集剤を添加して凝集沈殿させることが考えられる
が、懸濁物の濃度が小さいので、懸濁している粒子の凝
集が効率良く行われないためか、懸濁物は沈降・分離で
きない。

また、HDS法において沈降槽の前段に凝集剤を添加し
て処理を継続した場合は、沈殿物を循環する過程で凝集
剤が蓄積して、沈殿物の凝集性、脱水性が著しく悪くな
る。

「発明の目的」 この発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、
新たに効率の良い凝集・沈殿工程を付加して、HDS法と
同様に、高濃度で脱水性の良い沈殿物を得るとともに、
清澄な処理水を排水することができる排水処理法を提供
することを目的としている。

「課題を解決するための手段」 本発明に係る排水処理法は、Fe²⁺,Fe³⁺,Mn²⁺,Cu²⁺,Zn
²⁺,Al³⁺等の溶解金属成分を含有する酸性の処理原水
を、消石灰で中性ないしアルカリ性にして、水酸化物と
して沈殿・分離する排水処理法において、 第４工程で循環される高濃度懸濁液と、処理原水を所
望のpHにするために必要な消石灰とを、条件槽で混合・
撹拌し、混合懸濁液とする第１工程と、 上記処理原水と、上記第１工程で生成する混合懸濁液
とを、中和槽で混合・撹拌して該処理原水を中性ないし
アルカリ性にし、溶解金属成分を沈殿させる第２工程
と、 上記第２工程で生成する沈殿物を含む懸濁液を第１沈
降槽に導入し沈殿物を沈降・濃縮すると同時に、第１沈
降槽から余剰沈殿物が含まれた溢流水を排出する第３工
程と、 上記第１沈降槽において濃縮された沈殿物を高濃度懸
濁液として抜き出し、これを第１工程の条件槽に循環す
る第４工程と、 上記第１沈降槽から排出された溢流水に、第１沈降槽
から抜き出した余剰の高濃度懸濁液の一定量を添加して
混合槽で混合・撹拌して、混合懸濁液とする第５工程
と、 第５工程で生成された混合懸濁液を凝集反応槽に導
き、これに凝集剤を添加して上記混合懸濁液中の沈殿物
を凝集させる第６工程、 第６工程で沈殿物を凝集させた混合懸濁液を第２沈降
槽に導いて沈殿物を沈降・分離し、上澄み液を清澄な処
理水として排出する第７工程と、 とを有することを特徴とする。

「作用」 この発明の排水処理法にあっては、沈降槽から濃縮さ
れた沈殿物を含む高濃度懸濁液を抜き取って条件槽に循
環させて処理原水を中和するに必要な消石灰と混合・撹
拌する。これを中和槽において処理原水と混合・撹拌し
て、溶解金属成分を沈殿させて、この沈殿物を含む懸濁
液を第１沈降槽において沈降・濃縮することを繰り返し
て行う。この繰り返しにより、第１沈降槽では濃縮され
た沈殿物が次第に蓄積されるに従って、第１沈降槽から
は微細な沈殿物が懸濁した溢流水が排出される。

沈降槽から排出される溢流水に、第１沈降槽から抜き
出した余剰の高濃度懸濁液を連続的に添加し、混合槽で
混合・撹拌する。さらに、この混合槽内で生成された混
合懸濁液が凝集反応槽に導かれ、この混合懸濁液に凝集
剤を添加することにより沈殿物を効率的に凝集させる。
ここで、沈降槽から排出された溢流水には、高濃度懸濁
液が混入されるので、溢流水中の沈殿物濃度が上昇し、
凝集剤と沈殿物との反応が促進され、沈殿物が効率的に
凝集する。凝集反応槽内の混合懸濁液は第２沈降槽に導
かれ、沈殿物は沈降・分離され、第２沈降槽から、沈殿
物を抜き出して脱水、堆積（または埋立て）するととも
に、上澄み液を清澄な処理水として排出する。これによ
り、高濃度で脱水性の良い沈殿物を得るとともに、清澄
な処理水を排出する。

「実施例」 以下、図面を参照して、発明の排水処理法の一実施例
を説明する。

第１図は本発明の一実施例の排水処理法を示すフロー
シート図である。

この実施例の排水処理法は、まず、条件槽１で、消石
灰フィーダー２により供給される、処理原水を中和する
のに必要な量の消石灰ミルクと、第１沈降槽３から返泥
ポンプにより循環される高濃度懸濁液とを、混合・撹拌
する。（第１工程） 次に、中和槽４で、処理原水と、条件槽１からくる消
石灰を含む混合懸濁液とを、混合・撹拌して中和する。
（第２工程） 次いで、中和後の混合懸濁液を、第１沈降槽３に設け
られた円筒状のフィードウエルから導入して沈殿物を濃
縮し、微細な沈殿物を含む溢流水を溢流させる。（第３
工程） さらに、第１沈降槽３で濃縮された沈殿物の高濃度懸
濁液を、第１沈降槽３の底部から抜き出し、返泥ポンプ
で条件槽１に送り循環させる。高濃度懸濁液は、処理工
程が定常状態になった段階では15〜50％の濃度になる
が、通常のスラリーポンプでも容易に流送できる。（第
４工程） 次に、第１沈降槽３から排出された溢流水がポンプに
よって混合槽５に導入される。また、この混合槽５に
は、第１沈降槽３によって濃縮された高濃度懸濁液が導
入され、混合槽５内で、溢流水と高濃度懸濁液とが混合
・撹拌されて混合懸濁液となる。ここで、混合槽５に導
入される高濃度懸濁液の量は、第１沈降槽から抜き出し
た原水中和生成物量に相当する量となっている。（第５
工程） さらに、第５工程によって生成された混合懸濁液は凝
集反応槽６に導かれ、凝集剤溶解槽から凝集剤添加ポン
プにより供給される凝集剤液を凝集反応槽６において添
加・撹拌して沈殿物を凝集させる。（第６工程） 次いで、凝集反応後の懸濁液を、第２沈降槽７に導入
して沈殿物を沈降・分離し、上澄水を排出する。沈降・
分離された沈殿物は第２沈降槽７の底部から抜き出され
る一方、上記第１沈降槽３で沈殿した濃縮沈殿物は第１
沈降槽３の底部から抜き出される。そして、これらの沈
殿物は、脱水機８により脱水したのち、堆積・埋立て等
の方法で処分する。（第７工程） しかして、上記排水処理法によれば、第１沈降槽３か
ら排出される余剰の沈殿物を伴った溢流水が溢流し、さ
らに、この溢流した溢流水に、第１沈降槽３によって濃
縮された高濃度懸濁液を混合・撹拌して混合懸濁液を生
じさせ、この後、この混合懸濁液に凝集剤を添加するこ
とにより沈殿物を効率的に凝集し、この沈殿物を第２沈
降槽７において沈降・分離し、第２沈降槽７からこの沈
殿物を抜き出して脱水、堆積（または埋立て）するとと
もに、上澄みの清澄な処理水を排出するようにしたの
で、高濃度で脱水性の良い沈殿物を得るとともに、清澄
な処理水を排水することができる。

また、処理原水の中和によって生成する沈殿物相当量
だけ第１沈降槽３から連続的に抜き出して、第１沈降槽
３から溢流する溢流水に混合するようにしているので、
第１沈降槽３において濃縮される高濃度懸濁液の量を常
時一定に維持することができる。

さらに、上記排水処理法は、従来のHDS法を実施する
装置に、混合槽５、凝集反応槽６および第２沈降槽７を
付加するだけで容易に実施することができる。

「実験例」 次に、実験例を挙げてこの発明の排水処理法の効果を
より明確にする。

実験はHDS法の処理が定常的に持続している条件のも
とで、次の二つの方法で行った。

（ａ）従来のHDS法について 第１沈降槽３で濃縮された沈殿物の懸濁液の一定量
（処理原水量の1/4〜1/5）を条件槽１に循環すると同時
に、一部の濃縮沈殿物を定期的に抜き出して脱水して、
第１沈降槽３内の沈殿物の界面を、できるだけ一定に維
持しながら処理を継続した。

さらに、第１沈降槽３の溢流水に凝集剤を加えて凝集
反応させたのち、沈殿物の沈降・分離を図る。しかしな
がら、この従来の方法では、効果的な凝集は困難であ
り、懸濁粒子の沈降・分離は認められず、溢流水の水質
の改善を図ることができなかった。

（ｂ）本発明の方法について 第１沈降槽３の濃縮沈殿物の懸濁液の一定量を、同様
に条件槽１に循環する。また、第１沈降槽３から溢流し
た微細な沈殿物を含む溢流水に、第１沈降槽で沈降・濃
縮した高濃度懸濁液を原水中和で生成する沈殿物相当量
だけ連続的に抜き出し、混合槽５で混合・撹拌した。さ
らに、この混合槽５内の混合懸濁液を凝集反応槽６に導
き、この凝集反応槽６内に凝集剤を加えて凝集反応させ
たのち、第２沈降槽７で沈殿物を沈降・分離するように
した。この結果、第２沈降槽７の溢流水の清澄性が大き
く改善された。

これら二つの方法について、実験中、定期的に、第１
沈降槽３及び第２沈降槽の溢流水中の沈殿物の濃度を測
定した。

実験に用いた処理原水（鉱山排水）の平均的な水質を
第１表に示す。

実験および測定の結果を第２表と第３表に示す。

以上の実験および測定の結果から、本発明の方法によ
って、第２沈降槽７から溢流する処理排水の沈殿物濃度
は従来のHDSの処理排水と比較して1/4〜1/5に減少して
いる。

さらに、HDS法と同程度の高濃度で脱水性の良い沈殿
物を得ると同時に、第２沈降槽７から溢流する処理後排
水の沈殿物の濃度を十分に小さくできることが分かる。

「発明の効果」 以上説明したように、本発明の排水処理法によれば、
第１沈降槽から溢流した溢流水に、第１沈降槽で沈降濃
縮された高濃度懸濁液を添加して混合槽で混合・撹拌
し、この混合懸濁液を凝集反応槽内に導いて凝集剤を添
加して凝集させ、これを第２沈降槽において沈殿物を沈
降・分離するようにしているので、高濃度で脱水性の良
い沈殿物を得ることができるとともに、清澄な処理水を
排水することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の排水処理法の一実施例を示すフローシ
ート図である。 １……条件槽、２……消石灰フィーダー、３……第１沈
降槽、４……中和槽、５……混合槽、６……凝集反応
槽、７……第２沈降槽。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) C02F 1/58 - 1/64

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】Fe²⁺,Fe³⁺,Mn²⁺,Cu²⁺,Zn²⁺,Al³⁺等の溶解
   金属成分を含有する酸性の処理原水を、消石灰で中性な
   いしアルカリ性にして、水酸化物として沈殿・分離する
   排水処理法において、第４工程で循環される高濃度懸濁
   液と、処理原水を所望のpHにするために必要な消石灰と
   を、条件槽で混合・撹拌し、混合懸濁液とする第１工程
   と、 上記処理原水と、上記第１工程で生成する混合懸濁液と
   を、中和槽で混合・撹拌して該処理原水を中性ないしア
   ルカリ性にし、溶解金属成分を沈殿させる第２工程と、 上記第２工程で生成する沈殿物を含む懸濁液を第１沈降
   槽に導入し沈殿物を沈降・濃縮すると同時に、第１沈降
   槽から余剰沈殿物が含まれた溢流水を排出する第３工程
   と、 上記第１沈降槽において濃縮された沈殿物を高濃度懸濁
   液として抜き出し、これを第１工程の条件槽に循環する
   第４工程と、 上記第１沈降槽から排出された溢流水に、第１沈降槽か
   ら抜き出した余剰の高濃度懸濁液の一定量を添加して混
   合槽で混合・撹拌して、混合懸濁液とする第５工程と、 第５工程で生成された混合懸濁液を凝集反応槽に導き、
   これに凝集剤を添加して上記混合懸濁液中の沈殿物を凝
   集させる第６工程、 第６工程で沈殿物を凝集させた混合懸濁液を第２沈降槽
   に導いて沈殿物を沈降・分離し、上澄み液を清澄な処理
   水として排出する第７工程と、 とを有することを特徴とする排水処理法。