JP3915245B2 - アルミニウム含有汚泥からのアルミニウム回収装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明はアルミニウム(Al)含有汚泥からのAl回収装置に係り、特に、下水処理水又は有機物含有廃水の生物処理水のAl塩による高度処理、浄水場における懸濁物質や色度成分のAl塩による凝集処理、リンやフッ素を含む廃水のAl塩による凝集処理等で発生するAl含有汚泥を、酸又はアルカリで溶解処理して含有されるAlを凝集剤として回収して再利用するシステムにおいて、Al含有汚泥を効率良く溶解させ、均一濃度のAl溶液を得ることで、Alを効率的に回収再利用するための装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
下水処理水又は有機物含有廃水の生物処理水のAl塩による高度処理、浄水場における懸濁物質や色度成分のAl塩による凝集処理、リンやフッ素を含む廃水のAl塩による凝集処理等においては、発生したAl含有汚泥に酸又はアルカリを添加してAlを溶解させて回収し、凝集剤として再利用することが行われている。
【0003】
従来、このAl含有汚泥からのAlの回収に当っては、pH調整により薬注制御が行われている。即ち、アルカリを使用する場合には、pH12〜13.5のpH範囲で、また、酸を使用する場合はpH1〜2.5のpH範囲で薬注制御が行われている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
この汚泥の溶解は、イオンの析出反応とは異なり、短時間では進行せず、ある程度の時間を要する。例えば、イオンの析出反応は一般に5〜10分で終了するが、汚泥の溶解反応は、汚泥濃度や設定pHにもよるが30分〜2時間もの時間を要する。一方で、pH計は、低pH(強酸)又は高pH(強アルカリ)になると感度が悪くなり、応答性が鈍くなる傾向があるため、pH計による薬注では、汚泥濃度等の変動に十分に対応して過不足なく薬注を行うことができない。
【0005】
また、汚泥濃度が変化した場合、例えば、汚泥濃度が高くなると、汚泥の粘性が高くなり、添加した酸又はアルカリが十分に作用しないために、溶出率が悪化することがあるなど、pH計による薬注制御では、酸又はアルカリを過不足なく添加することができない。
【0006】
ところで、Al塩を使用して凝集処理を行う工程におけるAl塩の薬注量は通常一定であり、特別な場合を除き処理対象のSS,F,PO4等の濃度変動は一定幅にあるため、生成するAl含有汚泥中のAl濃度も一定である。従って、沈殿槽から排出されるAl含有汚泥濃度が一定であれば、溶解処理工程において、このAl含有汚泥に一定量の酸又はアルカリを添加すれば過不足なく薬注を行うことができ、しかも、得られるAl溶出液のAl濃度も一定であるために、これをAl塩として再利用する場合の薬注管理も容易となる。
【0007】
しかし、一般に、凝集処理工程の沈殿槽から汚泥貯槽への排泥管理はタイマーによる所定間隔の間欠排泥(一定時間排泥、一定時間休止)であるため、集泥レーキが沈殿槽底部の排泥溝に汚泥を掻き寄せたタイミングと排泥ポンプの運転タイミングとの関係で排泥される汚泥濃度には変動があった。
【0008】
しかして、従来のpH計によるAl含有汚泥の溶解処理では、このような汚泥濃度の変動に十分に対処し得ず、過剰薬注を招いたり、溶解効率が低下したりするなどの不具合を生じていた。
【0009】
本発明は上記従来の問題点を解決し、Al含有汚泥を酸又はアルカリで溶解処理して含有されるAlを凝集剤として回収して再利用するシステムにおいて、Al含有汚泥を効率良く溶解させ、均一濃度のAl溶出液を得ることができるAl含有汚泥からのAl回収装置を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明のAl含有汚泥からのAl回収装置は、被処理物にAl系凝集剤を添加することにより生成したAl含有汚泥にAl溶解剤を添加して該汚泥を溶解させ、得られたAl溶出液を凝集剤として再利用するためのAl回収装置であって、汚泥調整槽と、該汚泥調整槽で濃度調整された汚泥が導入される汚泥溶解槽と、該汚泥調整槽に前記Al含有汚泥を供給する汚泥供給手段と、前記汚泥溶解槽にAl溶解剤を供給する薬注手段と、該汚泥溶解槽内のAl溶出液を排出する排出手段と、前記汚泥調整槽内の汚泥濃度を所定範囲に調整する汚泥濃度調整手段とを備えてなることを特徴とする。
【0011】
この汚泥濃度調整手段は、具体的には、前記汚泥調整槽に供給される汚泥の濃度を測定する汚泥濃度測定手段と、該汚泥調整槽に希釈水を供給する希釈水供給手段と、前記汚泥供給手段から分岐する分岐流路とを有し、前記希釈水供給手段による希釈水供給量及び前記分岐流路への汚泥流量の少なくとも一方を、前記汚泥濃度計の測定結果に基いて制御するものである。
【0012】
このような本発明のAl回収装置であれば、汚泥溶解槽に供給される汚泥濃度が所定範囲となるように調整される、即ち、汚泥調整槽に供給される汚泥の濃度が高く、汚泥の溶解性が悪い場合には、希釈水で希釈することにより、汚泥濃度を所定範囲に下げ、逆に、汚泥の濃度が低く過剰薬注が予想される場合には、汚泥を分岐流路へ送給し、汚泥調整槽内の濃度低下を防止するため、Al溶解剤の定量薬注にて過不足なく良好な薬注を行える。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して本発明のAl含有汚泥からのAl回収装置の実施の形態を詳細に説明する。
【0014】
図1は本発明のAl含有汚泥からのAl回収装置の実施の形態を示す系統図である。なお、図1において、Mは撹拌機、pHはpH計、LSはレベル計、FIは流量計を示す。
【0015】
このAl回収装置は、反応槽1において、原水(被処理物)に後述の回収Alと不足分として補給される新品のAl塩と酸又はアルカリとを添加した後、凝集槽2で高分子凝集剤(ポリマー)を添加して凝集処理し、凝集処理液を沈殿槽3で固液分離して処理水を得る凝集処理工程から得られるAl含有汚泥を処理してAlを回収するものである。
【0016】
このような凝集処理設備では、通常の場合、沈殿槽3で分離されたAl含有汚泥を貯留する汚泥貯槽4が設けられており、沈殿槽3からのAl含有汚泥は、排泥ポンプP−1により汚泥貯槽4に移送され、この汚泥貯槽4に一旦貯留された後、移送ポンプP−2により、移送配管10を経て汚泥調整槽5に移送される。
【0017】
この移送配管10には、汚泥濃度計11が設けられており、汚泥調整槽5に移送されるAl含有汚泥の濃度が測定される。この汚泥濃度計11としては、市販品を用いることができる。また、この移送配管10には、工水等の希釈水の供給管12が接続されると共に、分岐管13(13A,13B)が設けられている。
【0018】
汚泥濃度計11は、希釈水供給管12の水量調整弁CV−1、移送配管10の自動弁AV−1,分岐管13A,13Bの自動弁AV−2,AV−3に連動し、次のような制御が行われる。
【0019】
▲1▼ 汚泥濃度が所定範囲よりも高い場合(例えば2.5%を超える場合)
汚泥濃度計11からの信号で、自動弁AV−1開,自動弁AV−2,AV−3閉,水量調整弁CV−1開として、所定量の工水で汚泥を希釈することにより、汚泥調整槽5に導入される汚泥濃度が所定範囲(例えば、2.5%前後)となるようにする。
【0020】
▲2▼ 汚泥濃度が所定範囲よりも低い場合(例えば2%以下の場合)
汚泥濃度計11からの信号で、自動弁AV−1閉,自動弁AV−2及び/又はAV−3開,水量調整弁CV−1閉として、低濃度汚泥の汚泥調整槽5への流入を阻止し、この汚泥を前段の反応槽1、凝集槽2、沈殿槽3及び汚泥貯槽4のうちの任意の箇所に返送する。
【0021】
このように汚泥濃度に応じて、高濃度汚泥の希釈或いは低濃度汚泥の流入阻止を行うことにより、汚泥調整槽5内の汚泥濃度は常に所定範囲に維持されるようになる。
【0022】
汚泥調整槽5には汚泥かき寄せレーキ5Aが設けられ、一部の汚泥が槽内に滞留することなく、槽底部から順次排出される。
【0023】
この汚泥調整槽5には、後述の汚泥定量ポンプP−3とAl溶解剤の定量ポンプP−4と連動するレベル計が設けられており、レベル計で所定の水位になったことが感知されると、この汚泥調整槽5で所定範囲の汚泥濃度に調整された汚泥が、汚泥定量ポンプP−3により、移送配管14を経て汚泥溶解槽6に移送される。同時に、定量ポンプP−4が作動してAl溶解剤貯槽7のAl溶解剤が薬注配管15より汚泥溶解槽6に供給される。
【0024】
この汚泥溶解槽6には、撹拌機とpH計が設けられており、撹拌機によりAl溶解剤と汚泥とが混合され、溶解反応が行われる。pH計は所定範囲になっていることを確認するためのものであり、Al溶解剤は、所定濃度の汚泥に対して、定量ポンプP−4により定量薬注される。
【0025】
Alは酸性側でもアルカリ性側でも溶解するため、このAl溶解剤としては、水酸化ナトリウムなどのアルカリ、又は塩酸、硫酸などの酸を用いることができる。また、水酸化ナトリウムと共に、消石灰を併用しても良い。
【0026】
汚泥溶解槽6で得られたAl溶出液は、排出管16より排出され、Al凝集剤として再利用されるが、このAl溶出液はSSや他の不純物を含むことが多いので、再利用する前に、固液分離(遠心分離、沈降分離など)、浄化処理(吸着工程、不純物除去反応工程など)を経て清浄化するのが好ましい。
【0027】
このような本発明のAl回収装置によれば、所定濃度のAl含有汚泥をAl溶解剤の定量薬注にて確実に溶解処理することができ、また、このような溶解処理によりAl濃度が一定のAl溶出液を得ることができるため、Al溶出液の回収再利用も容易に行える。
【0028】
なお、図1に示すAl回収装置は、本発明のAl回収装置の実施の形態の一例を示すものであって、本発明はその要旨を超えない限り、何ら図示のものに限定されるものではない。
【0029】
例えば、汚泥濃度計は、汚泥調整槽に供給されるAl含有汚泥の濃度が測定できる位置であれば任意の位置に設けることができ、汚泥の移送配管10に設ける他、汚泥貯槽4に設けても良い。
【0030】
また、希釈水の供給は、移送配管10の他、汚泥貯槽4あるいは汚泥調整槽5に行っても良いが、汚泥濃度計11の前段で供給するのが、希釈後の汚泥濃度を測定して希釈状態を確認することができ好ましい。この希釈水としては、工業用水を用いる他、前段の凝集処理工程の処理水や、その他任意の水を用いることができる。
【0031】
また、汚泥濃度が所定範囲より低い場合は、汚泥調整槽5への汚泥の供給を一旦停止できれば良く、図1に示す如く、前工程の任意の場所に返送する他、分岐管からの低濃度汚泥を別途設けた汚泥貯槽に貯留し、高濃度汚泥の希釈用に用いても良い。
【0032】
また、本発明のAl回収装置では、汚泥調整槽5で調整する汚泥濃度の設定値を、凝集処理工程で発生するAl含有汚泥の平均的な濃度よりも若干低めに設定しておき、通常は希釈水を供給して希釈するようにしても良い。
【0033】
更に、図1のAl回収装置では、Al溶解剤の定量薬注を、定量ポンプP−4を汚泥調整槽4のレベル計に連動させて行っているが、Al含有汚泥の設定濃度が低く、汚泥溶解槽6にてAlが短時間で溶解し、pH計の応答性が良好である場合には、定量ポンプP−4を汚泥溶解槽6のpH計に連動させて定量薬注を行っても良い。
【0034】
【発明の効果】
以上詳述した通り、本発明のAl含有汚泥からのAl回収装置によれば、溶解処理に供するAl含有汚泥の濃度を所定範囲に維持することができ、Al溶解剤の定量薬注で過不足なく良好な薬注を行うことができる。このため、薬剤の無駄を生じることなく、経済的かつ効率的な処理を行うことができると共に、回収されるAl溶出液のAl濃度が一定となるため、凝集剤としての再利用に際しての薬注制御も容易となり、工業的に極めて有利である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のAl含有汚泥からのAl回収装置の実施の形態を示す系統図である。
【符号の説明】
1 反応槽
2 凝集槽
3 沈殿槽
4 汚泥貯槽
5 汚泥調整槽
6 汚泥溶解槽
7 Al溶解剤貯槽
10 移送配管
11 汚泥濃度計
12 希釈水供給管
13 分岐管
AV−1,AV−2,AV−3 自動弁
CV−1 水量調整弁
P−1 排泥ポンプ
P−2 移送ポンプ
P−3 汚泥定量ポンプ
P−4 定量ポンプ
Claims (2)
- 被処理物にアルミニウム系凝集剤を添加することにより生成したアルミニウム含有汚泥にアルミニウム溶解剤を添加して該汚泥を溶解させ、得られたアルミニウム溶出液を凝集剤として再利用するためのアルミニウム回収装置であって、
汚泥調整槽と、
該汚泥調整槽で濃度調整された汚泥が導入される汚泥溶解槽と、
該汚泥調整槽に前記アルミニウム含有汚泥を供給する汚泥供給手段と、
前記汚泥溶解槽にアルミニウム溶解剤を供給する薬注手段と、
該汚泥溶解槽内のアルミニウム溶出液を排出する排出手段と、
前記汚泥調整槽内の汚泥濃度を所定範囲に調整する汚泥濃度調整手段と
を備えてなることを特徴とするアルミニウム含有汚泥からのアルミニウム回収装置。 - 請求項1において、前記汚泥濃度調整手段は、
前記汚泥調整槽に供給される汚泥の濃度を測定する汚泥濃度測定手段と、
該汚泥調整槽に希釈水を供給する希釈水供給手段と、
前記汚泥供給手段から分岐する分岐流路とを有し、
前記希釈水供給手段による希釈水供給量及び前記分岐流路への汚泥流量の少なくとも一方が、前記汚泥濃度計の測定結果に基いて制御されることを特徴とするアルミニウム含有汚泥からのアルミニウム回収装置。
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JP14422098A JP3915245B2 (ja) | 1998-05-26 | 1998-05-26 | アルミニウム含有汚泥からのアルミニウム回収装置 |
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