JP3937826B2 - 凝集処理装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、用水(河川水、湖水、井水等)、産業排水などを凝集剤を用いて凝集処理する凝集処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、凝集処理には、塩化アルミニウム、ポリ塩化アルミニウム、硫酸アルミニウム、塩化第二鉄、ポリ硫酸第二鉄などの無機系凝集剤や、高分子凝集剤などが用いられている。
凝集剤を添加する際には、被処理水に対する凝集剤の添加率を一定とするのが一般的であるが、被処理水の流量やSS濃度などが変動する場合には、凝集剤添加量が過剰となったり、逆に不足して処理水質が悪化することがある。
このため、被処理水の流量とSS濃度の積である総SS負荷に応じて凝集剤添加量を自動制御することができる凝集処理装置が提案されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記凝集剤添加量が制御可能な凝集処理装置を用いた場合でも、被処理水質が変動したときに凝集剤添加量が過剰または不足となるのを完全に防ぐのは困難であるのが現状である。
すなわち、従来の凝集処理装置では、懸濁物質の性状変動が小さい場合(例えば懸濁物質が金属水酸化物のみである場合)には、過不足が生じないように凝集剤を添加することは比較的容易であるが、懸濁物質の性状が変動する場合(例えば懸濁物質が無機系物質と有機系物質とを含む場合)には、凝集剤添加量が過剰または不足となることがあった。
凝集剤が過剰となった場合には、凝集剤に要するコストがかさむばかりでなく、凝集処理が悪化することがある。凝集剤が不足した場合には、凝集処理が不十分となり、処理水質が悪化することになる。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は以下のとおりである。
(1)被処理水質が変動した場合でも凝集剤を過不足なく添加することができる凝集処理装置を提供する。
(2)流量またはSS負荷が高い場合でも良好な処理が可能となる凝集処理装置を提供する。
【0004】
【課題を解決するための手段】
本発明の凝集処理装置は、被処理水が導入される凝集反応槽と、凝集剤の添加量を調節して凝集反応槽に添加する第1および第2の凝集剤添加量調節手段と、凝集物を分離し処理水を得る固液分離手段とを備え、第1の凝集剤添加量調節手段が、処理水のSS濃度に基づいて凝集剤添加量を調節することができるようにされ、第2の凝集剤添加量調節手段が、凝集剤を一定速度で添加することができるようにされていることを特徴とする。
本発明の凝集処理装置は、被処理水が導入される凝集反応槽と、凝集剤の添加量を調節して凝集反応槽に添加する第1および第2の凝集剤添加量調節手段と、凝集物を分離し処理水を得る固液分離手段とを備え、第1の凝集剤添加量調節手段が、処理水のSS濃度に基づいて凝集剤添加量を調節することができるようにされ、第2の凝集剤添加量調節手段が、被処理水の流量に基づいて凝集剤添加量を調節することができるようにされた構成を採用することもできる。
前記凝集剤としては、無機系凝集剤を用いることができる。
本発明の凝集処理装置は、被処理水が導入される凝集反応槽と、無機系凝集剤の添加量を調節して凝集反応槽に添加する第1および第2の無機系凝集剤添加量調節手段と、高分子系凝集剤の添加量を調節して凝集反応槽に添加する高分子系凝集剤添加量調節手段と、凝集物を分離し処理水を得る固液分離手段とを備え、第1の無機系凝集剤添加量調節手段が、処理水のSS濃度に基づいて凝集剤添加量を調節することができるようにされ、第2の無機系凝集剤添加量調節手段が、凝集剤を一定速度で添加することができるようにされ、高分子系凝集剤添加量調節手段が、処理水のSS濃度と被処理水流量のうち少なくともいずれか一方に基づいて凝集剤添加量を調節することができるようにされている構成を採用することもできる。
本発明の凝集処理装置は、被処理水が導入される凝集反応槽と、無機系凝集剤の添加量を調節して凝集反応槽に添加する第1および第2の無機系凝集剤添加量調節手段と、高分子系凝集剤の添加量を調節して凝集反応槽に添加する高分子系凝集剤添加量調節手段と、凝集物を分離し処理水を得る固液分離手段とを備え、第1の無機系凝集剤添加量調節手段が、処理水のSS濃度に基づいて凝集剤添加量を調節することができるようにされ、第2の無機系凝集剤添加量調節手段が、被処理水の流量に基づいて凝集剤添加量を調節することができるようにされ、高分子系凝集剤添加量調節手段が、処理水のSS濃度と被処理水流量のうち少なくともいずれか一方に基づいて凝集剤添加量を調節することができるようにされている構成を採用することもできる。
【0005】
【発明の実施の形態】
図1は、本発明の凝集処理装置の第1の実施形態を示す概略構成図である。
図1において、符号1は、被処理水が導入される凝集反応槽を示し、符号2は、凝集物を固液分離する沈澱槽(固液分離手段)を示し、符号3は、処理水が導入される処理水槽を示す。
符号4、5は、無機系凝集剤を供給する第1および第2の凝集剤供給部を示し、符号6、7は、凝集剤供給部4、5からの凝集剤の添加量を調節して凝集反応槽1に添加する第1および第2の送液ポンプ(凝集剤添加量調節手段)を示す。符号8は、被処理水の流量を検出する流量計(流量検出手段)を示し、符号9は、処理水のSS濃度を検出するSS濃度計(SS濃度検出手段)を示し、符号10は、流量計8およびSS濃度計9からの検出信号に基づいて駆動信号を送液ポンプ6、7に出力する制御部を示す。
【0006】
第1送液ポンプ6は、第1凝集剤供給部4からの凝集剤溶液を凝集反応槽1に供給する供給経路L5に設けられている。
第2送液ポンプ7は、第2凝集剤供給部5からの凝集剤溶液を凝集反応槽1に供給する供給経路L6に設けられている。
流量計8は、被処理水の供給経路L1に設けられている。
SS濃度計9は、処理水槽3に設けられている。
【0007】
以下、上記凝集処理装置を使用した処理方法の例を説明する。
供給経路L1を通して被処理水を凝集反応槽1に導入するとともに、凝集剤供給部4、5からの無機系凝集剤溶液を供給経路L5、L6を通して凝集反応槽1に添加する。
無機系凝集剤としては、塩化アルミニウム、ポリ塩化アルミニウム、硫酸アルミニウム、塩化第二鉄、ポリ硫酸第二鉄が使用可能である。
【0008】
第1凝集剤供給部4からの凝集剤の添加量は、SS濃度計9によって検出された処理水SS濃度に基づいて定められる。
すなわち、SS濃度計9によって処理水のSS濃度が検出され、検出信号が制御部10に入力され、この検出信号に基づいて駆動信号が第1送液ポンプ6に出力され、この駆動信号に応じて第1送液ポンプ6が駆動し、凝集剤溶液の流量が定められる。
一般には、あらかじめ目標となる処理水SS濃度を設定し、SS濃度計9の検出値がその目標値になるように、第1送液ポンプ6による凝集剤添加量を制御する。
【0009】
処理水のSS濃度が変動した場合には、SS濃度計9における検出値が変化し、検出値と設定値との偏差に基づいて制御部10からの駆動信号が変化し、第1送液ポンプ6により凝集剤溶液流量が調節される。
凝集剤添加量の制御方式としては、PI制御、PID制御、ファジー制御などを採用することができる。
これによって、常時、処理水のSS濃度検出値に応じた量の凝集剤が凝集反応槽1に添加される。例えば処理水のSS濃度が高くなると凝集剤添加量が増加し、SS濃度が低くなると凝集剤添加量が減少する。
【0010】
第2凝集剤供給部5からの凝集剤は、一定速度で添加される。
すなわち、第2送液ポンプ7において、凝集剤溶液の流量が一定とされる。
この凝集剤溶液の流量は、凝集反応槽1内の懸濁物質を凝集させるのに必要となる凝集剤量(最適凝集剤量)に応じた流量よりも若干低くなるように定めるのが好ましい。
【0011】
凝集反応槽1において、被処理水中の懸濁物質等は、凝集剤により架橋、荷電中和されることによって凝集する。
凝集物は、経路L2を通して沈澱槽2に導入され、ここで沈降分離される。
凝集物が分離された処理水は、経路L3を通して処理水槽3に導入され、排出経路L4を通して系外に排出される。
【0012】
この凝集処理装置では、第1送液ポンプ6が、処理水のSS濃度に基づいて凝集剤添加量を調節でき、かつ第2送液ポンプ7が、凝集剤を一定速度で添加できるようにされているので、被処理水の水質(例えば懸濁物質の性状や濃度)が変化することによって、凝集処理が不十分となり処理水のSS濃度が高くなった場合でも、第1送液ポンプ6によって、被処理水の水質変動に対応した量の凝集剤を添加することができる。
従って、被処理水質が変動した場合でも凝集剤を過不足なく添加することができる。
また第2送液ポンプ7が、凝集剤を一定速度で添加できるようにされているため、SS濃度計9の故障などによりSS濃度検出値が実際の処理水のSS濃度より低くなった場合でも、凝集反応槽1への凝集剤添加量が極端に不足することを防ぐことができる。
【0013】
図2は、本発明の凝集処理装置の第2の実施形態を示すもので、ここに示す凝集処理装置は、第2送液ポンプ7が、被処理水の流量に基づいて凝集剤添加量を調節することができるようにされている点で、図1に示す凝集処理装置と異なる。
すなわち、流量計8によって被処理水の流量が検出され、検出信号が制御部10に入力され、この検出信号に基づいて駆動信号が第2送液ポンプ7に出力され、この駆動信号に応じて第2送液ポンプ7が駆動し、凝集剤溶液の流量が定められる。
【0014】
凝集反応槽1内の懸濁物質を凝集させるのに必要となる凝集剤量(最適凝集剤量)は、凝集反応槽1内に導入される懸濁物質量に応じた値となるため、通常、最適凝集剤量は被処理水の流量にほぼ比例した値となる。
このため、第2送液ポンプ7による凝集剤添加量は、被処理水流量にほぼ比例する値とするのが好ましい。
【0015】
被処理水の流量が変動した場合には、流量計8における検出値が変化し、検出値と設定値との偏差に基づいて制御部10からの駆動信号が変化し、第2送液ポンプ7により凝集剤溶液流量が調節される。
これによって、常時、被処理水流量に応じた量の凝集剤が凝集反応槽1に添加される。例えば被処理水の流量が高くなると凝集剤添加量が増加し、流量が低くなると凝集剤添加量が減少する。
【0016】
この凝集処理装置では、第1送液ポンプ6が、処理水のSS濃度に基づいて凝集剤添加量を調節でき、かつ第2送液ポンプ7が、被処理水の流量に基づいて凝集剤添加量を調節できるようにされているので、被処理水の流量が変動した場合でも凝集剤を過不足なく添加することができる。
【0017】
なお、本発明では、第1または第2実施形態の凝集処理装置において、無機系凝集剤に代えて高分子系凝集剤を用いる構成も可能である。
【0018】
図3は、本発明の凝集処理装置の第3の実施形態を示すもので、ここに示す凝集処理装置は、高分子系凝集剤を供給する第3の凝集剤供給部11と、凝集剤供給部11からの凝集剤の添加量を調節して凝集反応槽1に添加する第3の送液ポンプ(凝集剤添加量調節手段)12を備えている点で図1に示す凝集処理装置と異なる。
第3送液ポンプ12は、処理水のSS濃度と被処理水流量のうち少なくともいずれか一方に基づいて凝集剤添加量を調節することができるようにされている。高分子系凝集剤としては、通常の凝集処理で使用される高分子系凝集剤が使用でき、このような高分子系凝集剤としては、アクリルアミド系の非イオン性あるいは陰イオン性の高分子系凝集剤や、ポリアクリル酸あるいはその塩を挙げることができる。
符号L7は、第3凝集剤供給部11からの高分子系凝集剤を凝集反応槽1に供給する供給経路を示す。
【0019】
処理水のSS濃度に基づいて凝集剤添加量を調節する場合には、制御部10において、SS濃度計9からの検出信号に基づいて駆動信号が第3送液ポンプ12に出力され、この駆動信号に応じて第3送液ポンプ12における凝集剤溶液の流量が定められる。
第3送液ポンプ12による高分子系凝集剤添加量は、処理水SS濃度にほぼ比例する値とすることができる。
このような制御方法としては、SS濃度計9に設定値M1、M2、・・・Mn-1、Mn(M1<M2<・・・<Mn)を設け、その設定値に対応する高分子系凝集剤の添加量V1、V2、・・・Vn-1、Vn(V1<V2<・・・<Vn)を設定し、SS濃度計9の検出値がM1〜M2であれば高分子系凝集剤の添加量がV2になり、検出値がM2〜M3であれば添加量がV3になり、・・・検出値がMn-1〜Mnであれば添加量がVnになり、検出値がMnより高ければ添加量がVn+1になるように高分子系凝集剤の添加量を段階的に制御する方法を好適に用いることができる。
SS濃度計9の設定値は1つでもよいし、2つ以上でもよい。
また高分子系凝集剤添加量は、処理水SS濃度が設定値S以下であるときにゼロとなり、かつ設定値Sを越えたときに所定値Mとなるようにすることもできる。
【0020】
被処理水流量に基づいて凝集剤添加量を調節する場合には、制御部10において、流量計8からの検出信号に基づいて駆動信号が第3送液ポンプ12に出力され、この駆動信号に応じて第3送液ポンプ12における凝集剤溶液の流量が定められる。
第3送液ポンプ12による高分子系凝集剤添加量は、被処理水の流量にほぼ比例する値とすることができる。
【0021】
処理水のSS濃度と被処理水流量の双方に基づいて凝集剤添加量を調節する場合には、第3送液ポンプ12による高分子系凝集剤添加量を、処理水SS濃度と被処理水流量との積にほぼ比例する値とすることができる。
【0022】
処理水SS濃度または被処理水流量が変動した場合には、流量計8またはSS濃度計9における検出値が変化し、検出値と設定値との偏差に基づいて制御部10からの駆動信号が変化し、第3送液ポンプ12により凝集剤溶液流量が調節される。
凝集剤添加量の制御方式としては、PI制御、PID制御、ファジー制御などを採用することができる。
【0023】
一般に、無機系凝集剤を用いて得られた凝集物は沈降速度が低いため、特に流量負荷またはSS負荷(特に流量負荷)が高い場合に、固液分離が不十分となり、凝集物が処理水中に混入することがある。
この処理水悪化には、無機系凝集剤の添加量を増加させることで対処するのは難しい。これは、無機系凝集剤の添加量を増加させても、凝集物の沈降速度を高めるのが難しい場合があるためである。
【0024】
これに対し、本実施形態の凝集処理装置では、第3送液ポンプ12が、処理水のSS濃度と被処理水流量のうち少なくともいずれか一方に基づいて添加量を調節しつつ、高分子系凝集剤を添加できるようにされているので、処理水質悪化時、流量負荷増加時、SS負荷増加時などにおいて、十分量の高分子系凝集剤を添加することができる。
高分子系凝集剤の添加によって、無機系凝集剤により得られた凝集物どうしを凝集させ、凝集物を粗大化し、沈降しやすくすることができる。
従って、被処理水質(例えば懸濁物質の性状や濃度)や流量が変動した場合でも、良好な処理が可能となる。
【0025】
図4は、本発明の凝集処理装置の第4の実施形態を示すもので、ここに示す凝集処理装置は、第2送液ポンプ7が、被処理水の流量に基づいて凝集剤添加量を調節することができるようにされている点で、図3に示す凝集処理装置と異なる。
この凝集処理装置では、第2送液ポンプ7が、流量計8で検出された被処理水流量に基づいて凝集剤添加量を調節できるようにされているので、被処理水の流量が変動した場合に、凝集剤を過不足なく添加することができる。
【0026】
図5は、本発明の凝集処理装置の第5の実施形態を示すもので、ここに示す凝集処理装置は、第2凝集剤供給部5および第2送液ポンプ7が設けられていない点で、図3に示す凝集処理装置と異なる。
【0027】
本実施形態の凝集処理装置では、処理水のSS濃度と被処理水流量のうち少なくともいずれか一方に基づいて添加量を調節しつつ、高分子系凝集剤を添加できるようにされているので、処理水質悪化時、流量負荷増加時、SS負荷増加時などにおいて、十分量の高分子系凝集剤を添加することができる。
従って、被処理水質や流量が変動した場合でも、良好な処理が可能となる。
【0028】
なお、上記各実施形態の凝集処理装置では、凝集剤添加量の調節から、これによって凝集処理が変化するまでの時間を考慮して、所定時間(例えば3分間)の制御動作(添加量調節)と、所定時間(例えば60分間)のホールド動作(制御を行わない)とを繰り返すようにするのが好ましい。
【0029】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の凝集処理装置は、処理水のSS濃度に基づいて凝集剤添加量を調節する第1の凝集剤添加量調節手段を備えているので、被処理水の水質が変化することによって、凝集処理が不十分となり処理水のSS濃度が高くなった場合でも、処理水のSS濃度に応じた量の凝集剤を添加することができる。
従って、被処理水質が変動した場合でも凝集剤を過不足なく添加することができる。
【0030】
また、無機系凝集剤の添加量を調節して添加する無機系凝集剤添加量調節手段と、高分子系凝集剤の添加量を調節して添加する高分子系凝集剤添加量調節手段とを備え、高分子系凝集剤添加量調節手段が、処理水のSS濃度と被処理水流量のうち少なくともいずれか一方に基づいて凝集剤添加量を調節することができるようにされた構成によって、処理水質悪化時、流量負荷増加時、SS負荷増加時などにおいて、十分量の高分子系凝集剤を添加することができる。
従って、被処理水質や流量が変動した場合でも、良好な処理が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の凝集処理装置の第1実施形態を示す概略構成図である。
【図2】 本発明の凝集処理装置の第2実施形態を示す概略構成図である。
【図3】 本発明の凝集処理装置の第3実施形態を示す概略構成図である。
【図4】 本発明の凝集処理装置の第4実施形態を示す概略構成図である。
【図5】 本発明の凝集処理装置の第5実施形態を示す概略構成図である。
【符号の説明】
1・・・凝集反応槽、2・・・沈澱槽(固液分離手段)、6・・・第1送液ポンプ(第1の凝集剤添加量調節手段)、7・・・第2送液ポンプ(第2の凝集剤添加量調節手段)、8・・・流量計、9・・・SS濃度計、12・・・第3送液ポンプ(高分子系凝集剤添加量調節手段)
Claims (5)
- 被処理水が導入される凝集反応槽と、凝集剤の添加量を調節して凝集反応槽に添加する第1および第2の凝集剤添加量調節手段と、凝集物を分離し処理水を得る固液分離手段とを備え、
第1の凝集剤添加量調節手段が、処理水のSS濃度に基づいて凝集剤添加量を調節することができるようにされ、
第2の凝集剤添加量調節手段が、凝集剤を一定速度で添加することができるようにされていることを特徴とする凝集処理装置。 - 被処理水が導入される凝集反応槽と、凝集剤の添加量を調節して凝集反応槽に添加する第1および第2の凝集剤添加量調節手段と、凝集物を分離し処理水を得る固液分離手段とを備え、
第1の凝集剤添加量調節手段が、処理水のSS濃度に基づいて凝集剤添加量を調節することができるようにされ、
第2の凝集剤添加量調節手段が、被処理水の流量に基づいて凝集剤添加量を調節することができるようにされていることを特徴とする凝集処理装置。 - 前記凝集剤は、無機系凝集剤であることを特徴とする請求項1または2記載の凝集処理装置。
- 被処理水が導入される凝集反応槽と、無機系凝集剤の添加量を調節して凝集反応槽に添加する第1および第2の無機系凝集剤添加量調節手段と、高分子系凝集剤の添加量を調節して凝集反応槽に添加する高分子系凝集剤添加量調節手段と、凝集物を分離し処理水を得る固液分離手段とを備え、
第1の無機系凝集剤添加量調節手段が、処理水のSS濃度に基づいて凝集剤添加量を調節することができるようにされ、
第2の無機系凝集剤添加量調節手段が、凝集剤を一定速度で添加することができるようにされ、
高分子系凝集剤添加量調節手段が、処理水のSS濃度と被処理水流量のうち少なくともいずれか一方に基づいて凝集剤添加量を調節することができるようにされていることを特徴とする凝集処理装置。 - 被処理水が導入される凝集反応槽と、無機系凝集剤の添加量を調節して凝集反応槽に添加する第1および第2の無機系凝集剤添加量調節手段と、高分子系凝集剤の添加量を調節して凝集反応槽に添加する高分子系凝集剤添加量調節手段と、凝集物を分離し処理水を得る固液分離手段とを備え、
第1の無機系凝集剤添加量調節手段が、処理水のSS濃度に基づいて凝集剤添加量を調節することができるようにされ、
第2の無機系凝集剤添加量調節手段が、被処理水の流量に基づいて凝集剤添加量を調節することができるようにされ、
高分子系凝集剤添加量調節手段が、処理水のSS濃度と被処理水流量のうち少なくともいずれか一方に基づいて凝集剤添加量を調節することができるようにされていることを特徴とする凝集処理装置。
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