JP3888984B2 - 合流式下水道の下水の処理方法と装置 - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、合流式下水道の下水の処理に係り、特に、下水処理場やポンプ所などにおける合流式下水道の雨天時下水及び簡易処理水の超高速凝集沈殿技術分野において、凝集剤を添加し凝集沈殿させることで固液分離を行う水処理方法と装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
【非特許文献１】
「水処理管理便覧」Ｐ．１２８〜１３０（丸善株式会社発行）
下水等の水処理において、凝集剤を用いて凝集沈殿処理を行う場合、凝集剤の添加には、混合撹拌機を備えた凝集槽を用いたり、固液分離槽の前段で配管注入して凝集させる場合がある。
このような処理で、下水などを含有する水に対して凝集剤を用いて凝集沈殿処理を行う排水処理設備において、凝集剤の混和及び凝集を目的に機械撹拌を行う凝集槽を用いた場合、強力な動力を使うと下水中に含まれる髪の毛などのし渣が撹拌機インペラに巻き付き、メンテナンスを困難にする。また、凝集槽では水流が短絡し、凝集不十分で後段のプロセスに流入する場合がある。
凝集剤として無機系凝集剤と有機系高分子凝集剤を２段添加する際、固液分離槽前段の配管に注入を行うと混和時間が足りず、凝集不十分のまま固液分離槽に流入する可能性がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記従来技術の問題点を解決し、被処理水中に凝集剤を２段添加する際に、十分な撹拌と混合ができ、凝集効果のよい添加手段を備えた合流式下水道の下水の処理方法と装置を提供することを課題とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明では、合流式下水道の下水に、無機系凝集剤と有機系高分子凝集剤を２段添加・混合して凝集処理、固液分離処理を行うに際し、複数の区画から成る迂流式混合槽で凝集とフロック形成を行う処理方法において、無機凝集剤を迂流式混合槽の原水流入部に直接添加し、添加地点で拡散操作を行い、次いで水流撹拌による混合と凝集を迂流で行い、その後、有機系高分子凝集剤を迂流式混合槽に直接添加し、添加地点で拡散操作を行い、次いで水流撹拌による混合とフロック形成を迂流で行うことを特徴とする処理方法としたものである。
前記処理方法において、前記凝集処理における迂流式混合槽への無機系凝集剤と有機系高分子凝集剤の２段添加は、まず無機系凝集剤を、添加時流速０．１５ｍ／秒以上、好ましくは０．１７ｍ／秒以上を維持して添加し、添加後に槽内で１００秒以上の時間を維持した後に、有機系高分子凝集剤を、添加時流速０．１５ｍ／秒以上、好ましくは０．１７ｍ／秒以上を維持して添加し、その後固液分離するまでに、該迂流式混合槽を含めて１３０秒以上の時間を維持するのがよい。
また、本発明では、合流式下水道の下水に、無機系凝集剤と有機系高分子凝集剤を２段添加・混合して凝集処理、固液分離処理を行う処理装置であって、複数の区画から成る迂流式混合槽を有し、該迂流式混合槽には、原水流入部に無機凝集剤を添加する手段が配備され、該添加地点に拡散手段が配備され、その下流で迂流の水路を経た地点に、有機系高分子凝集剤を添加する手段が配備され、該添加地点に拡散手段が配備され、その下流で迂流の水路を経た地点に流出部を有することを特徴とする処理装置としたものである。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明者らは、鋭意検討を重ね雨天時下水及び簡易処理水に、無機系凝集剤と有機系高分子凝集剤を２段添加して凝集沈澱処理を施す際に、凝集剤の添加方法及び混和条件を検討し、効果的な添加方法について調査し、これらの知見に基づき本発明を完成するに至った。
本発明は、凝集剤の添加、混合方法として迂流式混合槽を採用し、その水流撹拌を用いて凝集剤と原水の混和、凝集を行う。原水を迂流式混合槽に導入し、その入口において無機系凝集剤を添加した後、０．１５ｍ／秒以上、好ましくは、０．１７ｍ／秒以上の流速を維持しながら１００秒以上の滞留時間を設けた後、更に迂流式混合槽の途中で有機系高分子凝集剤を添加して固液分離槽までに配管を含めて１３０秒以上の滞留時間を設ける。その後、固液分離槽においてフロックを沈殿させることで固液分離させる。
【０００６】
次に、本発明を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明で用いる迂流式混合槽の概略構成図であり、（ａ）は拡散手段を有さないもの、（ｂ）は拡散手段として撹拌機を有するものの一例である。
すなわち、本発明は、基本的には、図１（ａ）のように、原水１を迂流式混合槽４に導入し、その入口で無機系凝集剤２を添加し、迂流式混合槽の流れを利用して混和、凝集せしめ、第２段目として有機系高分子凝集剤３を添加して、同じく迂流式混合槽の流れを利用して混和し、フロックを作りながら固液分離槽に送る。迂流式混合槽では、流速０．１５ｍ／秒以上、好ましくは０．１７ｍ／秒以上で無機系凝集剤２を添加した後、有機系高分子凝集剤３を添加するまでに滞留時間を１００秒以上を保ち、また有機系高分子凝集剤３を添加してからも同じく、流速０．１５ｍ／秒以上、好ましくは０．１７ｍ／秒以上で固液分離槽に導入されるまでに１３０秒以上の滞留時間を維持できることが望ましい。
また、図１（ｂ）では、無機系凝集剤２及び有機系高分子凝集剤３を添加する地点において、凝集剤の分散を補助するために小型の撹拌機５を設置し、拡散操作を行っている。なお、拡散操作は、撹拌機以外に、添加ノズルに細かい穴を開けて添加することによってもできる。
【０００７】
【実施例】
以下に、本発明を実施例により具体的に説明する。
実施例１
図２（ａ）に、従来法を行なう処理フローと、図２（ｂ）、（ｃ）に、本発明の方法による処理フローを併せて示す。従来法及び本発明の方法について実施した処理施設は、合流式下水道において雨天時に流入する下水を原水として、塩化第二鉄とアニオン系高分子凝集剤を添加して凝集沈澱処理を施している。
従来方法は、図２（ａ）のように、原水１に対して凝集槽６において塩化第二鉄７を添加し混和凝集させ、次に凝集槽６’でアニオン系高分子凝集剤８を添加して凝集させフロックを作り、固液分離装置９に送る。固液分離装置９では、上部から処理水１０と下部から汚泥１１を引抜き固液分離処理を行っている。
【０００８】
本発明方法では、従来方法の処理フローに改造を施して、その効果の調査を実施した。
本発明法のフローは、図２（ｂ）、（ｃ）の２種類ある。共に用いた混合槽は、寸法が一区画３７０ｍｍ×７５０ｍｍ×有効深さ４５５０ｍｍで、８区画に連続した上下迂流式の混合槽４を設けた。この第１区画で塩化第二鉄７を添加して、第４区画でアニオン系高分子凝集剤８を添加した。後段には、従来例と同じく固液分離装置９で固液分離を行っている。図２（ｃ）では凝集剤添加時に凝集剤の分散を補助することを目的として、撹拌機５を２個設けて撹拌操作を行った。ここで撹拌部分の水の滞留時間は１０秒である。本発明方法と従来方法による処理条件と処理成績を表１に示す。
【０００９】
本発明法、従来法共に１８０ｍ3／ｈで処理を行った。実施例１の（ａ）、（ｂ）及び従来法共に各々７時間の連続通水実験を行い、その間に原水ＳＳと固液分離装置処理水のＳＳ及び濁度をモニタリングした。原水ＳＳは、実施例１（ａ）では１２０−３２０ｍｇ／Ｌ、実施例１（ｂ）では１１０−３００ｍｇ／Ｌ、従来法では９０−３２０ｍｇ／Ｌであり、ほぼ同等のＳＳ濃度であった。薬注量はすべて同じで、塩化第二鉄添加量は４０ｍｇ／Ｌで、アニオン系高分子凝集剤は３．０ｍｇ／Ｌとした。実施例１（ｂ）の迂流式混合槽及び従来法の凝集槽での撹拌機の撹拌回転数は１８０ｒｐｍとした。従来法での凝集槽は２槽共に有効容量が２．７ｍ3であり、水の滞留時間は２槽共に各々５４秒となる。
【００１０】
本発明法での塩化第二鉄添加後から高分子凝集剤添加までの水の滞留時間は１０５秒、高分子凝集剤添加後から固液分離装置入口までの滞留時間は１３２秒であった。迂流式混合槽での流速は、全ての条件で０．１８ｍ／秒とした。
従来方法では固液分離装置処理水のＳＳが１９−７２ｍｇ／Ｌであったのに対し、実施例１（ａ）では１５−５４ｍｇ／Ｌ、実施例１（ｂ）では１５−４２ｍｇ／Ｌまで低減した。実施例１では迂流式混合槽を用いることで、従来法の凝集槽で想定される水流の短絡が起きず、十分凝集剤と混和しフロックを形成したためである。
【００１１】
【表１】
Figure 0003888984
【００１２】
【発明の効果】
以上に詳細に説明したように、本発明によれば、雨天時下水又は簡易処理水の凝集沈澱処理を行う時に凝集沈殿槽の前段に設置した迂流式混合槽において無機系凝集剤と有機系高分子凝集剤を２段添加することによって、撹拌動力を用いず、また迂流式混合槽の押出し流れを使用することによって水流の短絡を避け、十分な凝集効果を得ることができる。それによって、後段の固液分離処理において、機械撹拌を用いた処理と比較して清澄な処理水を得ることが可能となる。
また、凝集剤添加時に、凝集剤の分散を目的として小型の撹拌機による拡散操作やレジューサーを用いることによって、凝集効果は更に高まる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明で用いる迂流式混合槽の（ａ）拡散手段なしのもの、（ｂ）撹拌機を有するもの、の概略構成図。
【図２】本発明の実施例に用いた装置の（ａ）従来法、（ｂ）及び（ｃ）本発明法のフロー構成図。
【符号の説明】
１：原水、２：無機系凝集剤、３：有機系高分子凝集剤、４：迂流式混合槽、５：撹拌機、６、６’：凝集槽、７：塩化第二鉄、８：アニオン系高分子凝集剤、９：固液分離装置、１０：処理水、１１：汚泥

Claims (2)

  1. 合流式下水道の下水に、無機系凝集剤と有機系高分子凝集剤を２段添加・混合して凝集処理、固液分離処理を行うに際し、複数の区画から成る迂流式混合槽で凝集とフロック形成を行う処理方法において、無機凝集剤を迂流式混合槽の原水流入部に直接添加し、添加地点で拡散操作を行い、次いで水流撹拌による混合と凝集を迂流で行い、その後、有機系高分子凝集剤を迂流式混合槽に直接添加し、添加地点で拡散操作を行い、次いで水流撹拌による混合とフロック形成を迂流で行うことを特徴とする処理方法。
  2. 合流式下水道の下水に、無機系凝集剤と有機系高分子凝集剤を２段添加・混合して凝集処理、固液分離処理を行う処理装置であって、複数の区画から成る迂流式混合槽を有し、該迂流式混合槽には、原水流入部に無機凝集剤を添加する手段が配備され、該添加地点に拡散手段が配備され、その下流で迂流の水路を経た地点に、有機系高分子凝集剤を添加する手段が配備され、該添加地点に拡散手段が配備され、その下流で迂流の水路を経た地点に流出部を有することを特徴とする処理装置。
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