JP4262069B2 - Magnetic separation device and waste water treatment device using the same - Google Patents
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Description
本発明は、磁気分離装置及びそれを用いた排水処理装置に関し、詳しくは、磁性粉を添加した汚泥を活性汚泥懸濁液から分離するための磁気分離装置及び該磁気分離装置を用いて、排水や下水等の水処理を、磁性粉を添加した活性汚泥によって行う排水処理装置に関する。 The present invention relates to a magnetic separation device and a wastewater treatment device using the same , and more specifically, a magnetic separation device for separating sludge added with magnetic powder from an activated sludge suspension, and a wastewater using the magnetic separation device. The present invention relates to a wastewater treatment apparatus that performs water treatment such as sewage treatment with activated sludge to which magnetic powder is added .
下水や有機排水の処理法として、従来から活性汚泥法が広く行われている。この方法は、基本的に、下水等に含まれる有機物を曝気槽等の処理槽で活性汚泥により分解した後、最終沈殿池で活性汚泥を重力により沈降分離し、ここで分離した活性汚泥を処理槽に返送するという型式となっている。このような活性汚泥法において、近年は、処理水と活性汚泥とを分離する手段として、活性汚泥に磁性粉を添加することによって活性汚泥に着磁性を付与するとともに、この活性汚泥を永久磁石に磁着させて処理水から分離する磁気分離方法・装置が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。
磁気分離方法を適用した従来の一般的な排水処理装置において、磁気分離装置のみで活性汚泥を分離するようにした場合は、高い磁気分離性能が要求されるため、磁気分離装置の大型化やコストアップを招いてしまう。また、一般的な活性汚泥法で100kgの有機物を処理すれば、およそ40〜70kgの余剰汚泥が発生するが、この余剰汚泥をそのまま系外に引き抜いて処理してしまうと、余剰汚泥に付着した磁性粉も系外に排出されてしまうため、頻繁に磁性粉を添加しなければならず、運転コストの上昇を招くことになる。 In the conventional general wastewater treatment equipment to which the magnetic separation method is applied, when the activated sludge is separated only by the magnetic separation equipment, high magnetic separation performance is required. Invite up. Moreover, if 100 kg of organic matter is processed by a general activated sludge method, about 40 to 70 kg of excess sludge is generated. If this excess sludge is drawn out of the system as it is, it will adhere to the excess sludge. Since the magnetic powder is also discharged out of the system, the magnetic powder must be frequently added, resulting in an increase in operating cost.
そこで本発明は、磁性粉を添加した活性汚泥(磁性粉含有汚泥)を効率よく分離することができる磁気分離装置を提供するとともに、活性汚泥法による排水処理装置に前記磁気分離装置による磁気分離法を効果的に導入することにより、余剰汚泥の発生量を大幅に削減でき、水処理効率の向上も図ることができる排水処理装置を提供することを目的としている。 Therefore, the present invention provides a magnetic separation device that can efficiently separate activated sludge (magnetic powder-containing sludge) to which magnetic powder is added, and a magnetic separation method using the magnetic separation device in a wastewater treatment device using the activated sludge method. It is an object of the present invention to provide a wastewater treatment apparatus that can significantly reduce the amount of excess sludge generated and improve the water treatment efficiency.
上記目的を達成するため、本発明の磁気分離装置は、活性汚泥懸濁液中の磁性粉含有活性汚泥を磁力によって液中から分離する磁気分離装置であって、該磁気分離装置は、活性汚泥懸濁液の流入部及び流出部を有する磁気分離槽と、表面に磁石を配置した無端状ベルトと、該無端状ベルトに付着した磁性粉含有活性汚泥を掻き落とすスクレーパーと、スクレーパーで掻き落とした磁性粉含有活性汚泥を回収する汚泥回収トラフと、前記磁気分離槽の上部に掛け渡された架台と、該架台に設置された前記無端状ベルト駆動用の駆動装置と、前記活性汚泥懸濁液の液面より上方に配置した前記無端状ベルトの駆動軸と、前記活性汚泥懸濁液の液面より下方に配置した前記無端状ベルトの従動軸と、前記架台の下部に設けられた支持腕とを有し、該支持腕は、前記駆動軸を前記液面上に位置させた状態で回転可能に支持する軸受部を備えていることを特徴としている。 In order to achieve the above object, a magnetic separation device of the present invention is a magnetic separation device that separates magnetic powder-containing activated sludge in an activated sludge suspension from liquid by magnetic force, and the magnetic separation device comprises activated sludge. A magnetic separation tank having an inflow portion and an outflow portion of the suspension, an endless belt having a magnet disposed on the surface, a scraper for scraping off the activated sludge containing magnetic powder attached to the endless belt, and a scraper. A sludge recovery trough for recovering the activated sludge containing magnetic powder, a gantry suspended over the magnetic separation tank, a drive device for driving the endless belt installed on the gantry, and the activated sludge suspension A drive shaft of the endless belt disposed above the liquid surface of the liquid, a driven shaft of the endless belt disposed below the liquid surface of the activated sludge suspension, and a support arm provided at a lower portion of the gantry. And having the Jiude is characterized in that it comprises a bearing portion for rotatably supporting the drive shaft in a state of being positioned on the liquid surface.
また、本発明の排水処理装置は、磁性粉を添加した磁性粉含有活性汚泥によって水処理を行う好気処理槽と、該好気処理槽の流出部に設けられて該流出部から流出する活性汚泥懸濁液中の磁性粉含有活性汚泥を磁力によって液中から分離する前記磁気分離装置と、該磁気分離装置で分離した磁性粉含有活性汚泥を前記好気処理槽の上流部に返送する経路と、前記磁気分離装置から流出した活性汚泥懸濁液中に残留する磁性粉含有活性汚泥を液中から分離する固液分離手段と、該固液分離手段で磁性粉含有活性汚泥から分離した処理水を抜き出す経路と、該固液分離手段で分離した磁性粉含有活性汚泥を前記好気処理槽の上流部に返送する経路と、前記固液分離手段で分離して前記好気処理槽の上流部に返送する磁性粉含有活性汚泥の少なくとも一部に対して可溶化処理、減容化処理を行う可溶化・減容化手段とを備えていることを特徴としている。 Further, the wastewater treatment apparatus of the present invention includes an aerobic treatment tank that performs water treatment with magnetic powder-containing activated sludge to which magnetic powder is added, and an activity that is provided in the outflow part of the aerobic treatment tank and flows out of the outflow part. The magnetic separation device that separates the magnetic powder-containing activated sludge in the sludge suspension from the liquid by magnetic force, and the path for returning the magnetic powder-containing activated sludge separated by the magnetic separation device to the upstream portion of the aerobic treatment tank When was separated magnetic powder containing active sludge remaining in the activated sludge suspension flowing out from the magnetic separation device and solid-liquid separation means for separating from the liquid, the magnetic powder-containing active sludge in the solid-liquid separation means processing A path for extracting water, a path for returning the activated sludge containing magnetic powder separated by the solid-liquid separation means to the upstream portion of the aerobic treatment tank, and an upstream of the aerobic treatment tank separated by the solid-liquid separation means At least the activated sludge containing magnetic powder returned to the Solubilization for some, is characterized by and a solubilization-volume reduction means for performing volume reduction process.
本発明の排水処理装置によれば、活性汚泥法による水処理において、活性汚泥の分離を、磁力による磁気分離と通常の固液分離との二段階で行うことにより、磁気分離で活性汚泥の全量を分離する必要がなくなるので磁気分離手段の大幅な小型化及び低コスト化が図れる。さらに、好気処理槽に返送する活性汚泥の一部に対して可溶化処理、減容化処理あるいは必要に応じて殺菌処理を行うことにより、返送汚泥の一部を好気処理槽での生物処理によって分解することができるので、余剰汚泥の発生を軽減することができる。 According to the waste water treatment apparatus of the present invention, in the water treatment by the activated sludge method, the activated sludge is separated in two stages of magnetic separation by magnetic force and normal solid-liquid separation, whereby the total amount of activated sludge by magnetic separation. Therefore, the magnetic separation means can be greatly reduced in size and cost. In addition, a part of the activated sludge to be returned to the aerobic treatment tank is solubilized, reduced in volume, or sterilized as necessary, so that a part of the returned sludge is biologically stored in the aerobic treatment tank. Since it can decompose | disassemble by a process, generation | occurrence | production of excess sludge can be reduced.
また、本発明の磁気分離装置は、前述のように形成した好気処理槽の流出部に設けられる磁気分離槽の上部に架台を掛け渡すとともに、この架台の下部に設けた支持腕によって無端状ベルトを吊り下げるように形成することにより、磁気分離装置のユニット化が可能となり、設備コスト、設置コスト等の削減が図れ、さらに、磁気分離装置の点検等も架台上から行えるようになるので、保守作業の効率向上を図れる。 Further, the magnetic separation apparatus of the present invention, as well as to bridge the frame on top of a magnetic separation tank provided in the outlet portion of the aerobic treatment tank which is formed as described above, by the support arm provided in the lower portion of the frame by forming such suspend the endless belts, it is possible to units of the magnetic separation apparatus, equipment cost, Hakare be reduced such installation costs, further, so that the inspection of the magnetic separation device also allows from the pedestal Therefore, the efficiency of maintenance work can be improved.
図1は排水処理装置の一形態例を示す概略縦断面図、図2は同じく概略平面図、図3は図1,2に示す排水処理装置に使用する磁気分離手段の基本的構成を示す説明図である。 Figure 1 shows a schematic longitudinal sectional view showing an embodiment of a waste water treatment apparatus, FIG. 2 is also a schematic plan view, FIG. 3 is a basic configuration of a magnetic separation means to be used for waste water treatment apparatus shown in FIGS. 1 and 2 It is explanatory drawing.
この排水処理装置は、最初沈殿地等で懸濁成分等を除去した原水に磁性粉を添加した活性汚泥(磁性粉含有活性汚泥)を加えて曝気処理を行うことにより水の浄化処理を行う好気処理槽11と、該好気処理槽11から流出する活性汚泥懸濁液中に含まれる活性汚泥の大部分を磁力によって液中から分離する磁気分離手段12と、該磁気分離手段12から流出した活性汚泥懸濁液中の活性汚泥の残部を液中から分離する固液分離手段としての最終沈殿池13とを一体的に形成したものであって、好気処理槽11の底部には、複数の散気管14が設けられている。
This wastewater treatment device is a preferred method for purifying water by adding activated sludge (magnetic sludge containing activated sludge) added with magnetic powder to raw water from which suspended components etc. have been removed at the first place of sedimentation, etc., and performing aeration treatment. An
また、磁気分離手段12には、該磁気分離手段12で分離した磁性粉含有活性汚泥を好気処理槽11の上流部、本形態例では原水流入管15に向けて返送する磁気分離汚泥返送経路16が設けられ、最終沈殿池13には、該最終沈殿地で分離した磁性粉含有活性汚泥を前記原水流入管15に向けて返送する沈降分離汚泥返送経路17が設けられている。なお、好気処理槽11は、幅が5〜10m、長さが50〜150m程度であり、また、最終沈殿地13の長さは20m程度である。また、最終沈殿池13の流入部には、流入ゲート13a及び整流板13bが設けられており、下流側上部には処理水流出部13cが設けられている。
Further, the magnetic separation means 12 returns a magnetic separation sludge return path for returning the activated sludge containing magnetic powder separated by the magnetic separation means 12 toward the upstream portion of the
好気処理槽11で水処理を行う活性汚泥には、磁気分離手段12で活性汚泥を磁気分離可能な状態とするため、あらかじめ磁性粉が添加混合されており、活性汚泥に磁性粉を吸着保持させた状態にしておく必要がある。使用する磁性粉には、適当なものを選定できるが、10μm以上の大きさの磁性粉は活性汚泥に対して重すぎるため、重力によって活性汚泥から分離してしまうことが多いので、これよりも小さなものが好ましく、通常は0.05〜2μmの範囲のものが最適である。超微粒子状の磁性粉を使用することも可能であるが、磁性粉のコストが上昇するので好ましくない。
In order to make the activated sludge subjected to water treatment in the
また、磁性粉の保磁力は、0〜200Oeが適当であり、保磁力が大き過ぎる磁性粉は、自身の磁力によって凝集し、活性汚泥から分離して沈降してしまう欠点がある。さらに、長期の使用を考慮すると、常温の水中で溶解したり、変質したりすることがほとんどない酸化物系の磁性粉を使用することが好ましく、特に、コスト等を考慮すると、粒径が0.1〜1.0μm、例えば0.4μm程度の四三酸化鉄粉が最適である。 Further, the coercive force of the magnetic powder is suitably 0 to 200 Oe, and the magnetic powder having an excessively large coercive force has the disadvantage that it aggregates due to its own magnetic force and separates from the activated sludge and settles. Furthermore, in consideration of long-term use, it is preferable to use an oxide-based magnetic powder that hardly dissolves or deteriorates in water at room temperature. 0.1 to 1.0 μm, for example, about 0.4 μm of iron trioxide powder is optimal.
磁性粉の濃度(添加量)は、低すぎると活性汚泥を分離するために超電導磁石のような強力な磁石が必要となり、逆に濃度が高すぎると磁性粉のコストが上昇することになるので、活性汚泥のMLVSSが1に対して0.01から10の濃度範囲になるようにすることが好ましく、通常は、活性汚泥のMLVSSと同程度の濃度となるように設定すればよい。 If the concentration (addition amount) of the magnetic powder is too low, a strong magnet such as a superconducting magnet is required to separate the activated sludge. Conversely, if the concentration is too high, the cost of the magnetic powder will increase. The MLVSS of the activated sludge is preferably in a concentration range of 0.01 to 10 with respect to 1, and normally, it may be set to have a concentration similar to that of the activated sludge MLVSS.
このような磁性粉は、好気処理槽11等の適当な位置で活性汚泥懸濁液中に投入すると、直ちに活性汚泥に吸着保持された状態となり、磁石に引き寄せられる磁性粉含有活性汚泥となる。この磁性粉含有活性汚泥は、そのほとんどあるいは全量が返送汚泥と共に循環するので、活性汚泥懸濁液への磁性粉の添加混合は、通常は、磁気分離を開始する前に1回だけ行えばよいが、水処理施設の状況に応じて適宜追加することもできる。また、磁性粉を添加する際には、系内を循環する活性汚泥の全体に満遍なく磁性粉が吸着するように、活性汚泥を循環させながら適当な量の磁性粉を適当な間隔で添加することが好ましい。
When such magnetic powder is put into the activated sludge suspension at an appropriate position in the
好気処理槽11で浄化処理された曝気処理水と活性汚泥とが混合した活性汚泥懸濁液は、磁気分離手段12のみで分離することも可能ではあるが、本形態例では、磁気分離手段12と最終沈殿池13との二段階で分離処理を行うようにしている。したがって、磁気分離手段12では、活性汚泥懸濁液中の磁性粉含有活性汚泥の全量を磁気分離する必要はなく、磁性粉含有活性汚泥の濃度と最終沈殿池13の負荷とに応じて、液中に存在する磁性粉含有活性汚泥の半分以上、すなわち、50〜99.5%を分離できるようにしておけばよい。
The activated sludge suspension obtained by mixing the aerated treated water purified by the
磁性粉含有活性汚泥を懸濁液中から分離するための磁気分離手段12には、様々な方式のものを利用することができる。例えば、図3の説明図に示すように、汚泥懸濁液の流入部21及び処理液の流出部22を有する磁気分離槽23と、外周面に磁石を配置した回転ドラム24と、回転ドラム24に付着した磁性粉含有汚泥25を掻き落とすスクレーパー26と、スクレーパー26で掻き落とした磁性粉含有汚泥25を回収する汚泥回収トラフ27とを備えた磁気分離装置を使用することができる。なお、前記回転ドラム24には、図示しない駆動用のモーター等が接続されている。
Various types of magnetic separation means 12 for separating the magnetic powder-containing activated sludge from the suspension can be used. For example, as shown in the explanatory diagram of FIG. 3, a
前記回転ドラム24のような磁気分離手段12に使用する磁石は、超電導磁石や電磁石等の特殊な磁石を採用することもできるが、一般的で、安価に入手が可能な永久磁石、例えばフェライト磁石を用いることができる。また、フェライト磁石を用いたプラスチック製磁石は安定しているので、露出した状態でも使用可能であるが、設置場所の状況によっては、表面を耐久性、耐食性等に優れた材料で被覆しておくことが好ましい。なお、ネオジウム磁石やコバルトサマリウム磁石等は、強力な磁石であるが、腐食し易いので防食被覆を施しておく必要がある。防食被覆は、耐久性、耐食性に優れた樹脂によるコーティングや、SUS304等のステンレス板による被覆等の各種方法を採用することができる。
A special magnet such as a superconducting magnet or an electromagnet can be adopted as the magnet used for the magnetic separation means 12 such as the rotating
前記回転ドラム24のドラム周面における磁極の配列は、2〜20mmの着磁間隔でN極とS極とを交互に配列した状態とすることが好ましい。この着磁間隔が狭くなると磁性粉含有汚泥の飽和付着量が減少し、着磁間隔が広くなると磁性粉含有汚泥の付着力が弱くなる。回転ドラム24の大きさ(直径及び長さ)や磁気分離処理時の回転数は任意であり、処理量に応じて選定することが可能で、設置スペースや製造コスト、運転コスト等を考慮して設定すればよい。
The arrangement of the magnetic poles on the drum circumferential surface of the rotating
磁力により懸濁液から分離した磁性粉含有汚泥の回収は、磁石の構造や形状に応じて任意の方法で行うことができ、板状、円盤状、棒状等の様々な形状の磁石と、これらの磁石の形状等に合わせた汚泥回収手段とを組み合わせることができるが、前記回転ドラム24とスクレーパー26との組み合わせにより、磁気分離した磁性粉含有汚泥25を連続状態で容易に回収することができる。また、回転ドラム形状の磁石を使用することにより、装置構成も単純化でき、磁気分離装置の製作コストが削減できるだけでなく、保守点検も容易に行うことができる。
The magnetic powder-containing sludge separated from the suspension by magnetic force can be collected by any method depending on the structure and shape of the magnet, and various shapes of magnets such as plates, disks, rods, etc. The sludge recovery means matched to the shape of the magnets can be combined. However, the magnetic powder-containing
活性汚泥を構成する微生物の中で、磁性粉を保持しやすいフロック形成菌は、そのほとんどが磁気分離手段12で分離するが、単独では磁性粉を保持できない糸状菌や分散性の微生物は、その多くが磁気分離手段12を通過して最終沈殿池13で沈降分離することになる。したがって、磁気分離手段12と最終沈殿池13とを組み合わせることにより、より確実に活性汚泥を処理水から分離することができる。
Among the microorganisms constituting the activated sludge, most of the floc-forming bacteria that easily hold magnetic powder are separated by the magnetic separation means 12, but the filamentous fungi and dispersible microorganisms that cannot hold magnetic powder alone are Most of them pass through the magnetic separation means 12 and settle in the
したがって、磁気分離手段12で分離回収したフロック形成菌のみを好気処理槽11に返送することにより、好気処理槽11内の活性汚泥をフロック形成菌を主としたものとすることができるので、バルキングの発生を防止することができる。しかし、この場合は、最終沈殿池13から余剰汚泥が発生することになる。
Therefore, by returning only the floc-forming bacteria separated and recovered by the magnetic separation means 12 to the
この余剰汚泥の発生を防止するため、前記沈降分離汚泥返送経路17の途中に、好気処理槽11に返送する活性汚泥の一部又は全量に対して可溶化処理、減容化処理を行う可溶化・減容化手段18を設け、この可溶化・減容化手段で、粉砕等の機械的処理、オゾン処理、塩素処理、過酸化水素処理、超音波処理、熱処理、アルカリ処理、アルカリと超音波の併用処理、アルカリと熱の併用処理等の処理を施してから好気処理槽11に返送することにより、系内の活性汚泥濃度を適当な範囲に維持できるとともに、バルキングの原因菌となる糸状菌等を駆除することができ、最終沈殿池13から余剰汚泥が発生することもなくなる。なお、磁気分離汚泥返送経路16から返送される活性汚泥の一部に対しても、可溶化処理、減容化処理を行うようにしてもよい。
In order to prevent the generation of this excess sludge, it is possible to perform solubilization treatment and volume reduction treatment on a part or all of the activated sludge to be returned to the
このように形成した排水処理装置に流入する原水は、スクリーン、最初沈殿池等で懸濁成分等を分離除去された後、磁気分離汚泥返送経路16及び沈降分離汚泥返送経路17から返送される活性汚泥と合流して好気処理槽11に流入する。原水中の有機物等は、好気処理槽11での曝気処理により、活性汚泥で処理されて浄化される。曝気処理後の活性汚泥懸濁液は、好気処理槽11の最下流部に設けられている前記磁気分離手段12に流入し、懸濁液中の磁性粉含有活性汚泥の大部分が磁気分離される。磁気分離手段12で分離した磁性粉含有活性汚泥は、磁気分離汚泥返送経路16を通って好気処理槽11の上流部に返送され、残部の磁性粉含有活性汚泥を含む活性汚泥懸濁液は、最終沈殿地13に流入する。
The raw water flowing into the wastewater treatment apparatus formed in this way is activated by being returned from the magnetic separation
磁気分離手段12から最終沈殿地13に流入した活性汚泥懸濁液は、重力沈降によって汚泥と処理水とが分離し、分離した処理水は、上部の処理水流出部13cから経路19に抜き出され、底部に沈殿した磁性粉含有活性汚泥は、沈降分離汚泥返送経路17を通って好気処理槽11の上流部に返送される。
The activated sludge suspension flowing into the
磁気分離手段12における活性汚泥の分離量は、好気処理槽11における活性汚泥の増殖分と自己酸化とのバランス、及び、最終沈殿池13の負荷に応じて設定されるものであるが、通常は、最終沈殿池13に流入する活性汚泥懸濁液中の活性汚泥濃度が3000mg/L以下、好ましくは2000mg/L以下、特に、1500mg/L以下になるように設定することが好ましい。
The amount of activated sludge separated in the magnetic separation means 12 is set according to the balance between the activated sludge proliferation and autooxidation in the
一般的に、下水処理場の好気処理槽11に流入する下水のBOD濃度は、100〜200mg/L程度である。この負荷条件における好気処理槽11では、活性汚泥濃度が5000〜10000mg/Lの範囲となったときに、活性汚泥の増殖分と自己酸化とがバランスして余剰汚泥がほとんど発生しない状態となる。したがって、磁気分離手段12によって活性汚泥の80%を分離することにより、最終沈殿池13に流入する活性汚泥濃度を1000〜2000mg/Lとすることができる。この活性汚泥濃度範囲ならば、最終沈殿池13において十分な沈降分離を行うことが可能となる。
Generally, the BOD concentration of sewage flowing into the
このとき、磁気分離手段12及び最終沈殿池13で分離した活性汚泥の全量を好気処理槽11に返送しても、通常の条件の場合は、活性汚泥自身の増殖分と自己酸化とのバランスによって活性汚泥濃度の上昇が自動的に停止するので、活性汚泥濃度の維持管理を不要なものとすることができる。このとき、平衡状態にある活性汚泥濃度は、負荷変動に伴って自然に変動するが、最大負荷のときでも最終沈殿池13の許容汚泥濃度を超えないように磁気分離手段12での活性汚泥分離量を設定しておくことにより、負荷変動に関係なく水処理を継続することができる。
At this time, even if the entire amount of the activated sludge separated in the magnetic separation means 12 and the
さらに、磁気分離手段12で活性汚泥の大部分を分離することにより、好気処理槽11における活性汚泥濃度がある程度高くなっても、最終沈殿池13が許容汚泥濃度以上になることを防止できるので、外部からの余剰汚泥を好気処理槽11に投入して自己酸化させるマイナスエミッションも可能である。
Furthermore, by separating most of the activated sludge with the magnetic separation means 12, even if the activated sludge concentration in the
また、雨水の流入によって最終沈殿池13に流入する水量が増加するような場合でも、磁性粉を吸着した活性汚泥は、通常の活性汚泥よりも比重が大きく沈降性が良好なため、さらに、前述のようにフロック形成菌を優先的に増殖させることができるため、最終沈殿池13で十分な沈降分離を行うことができる。例えば、磁気分離手段12の能力を、雨水による流量増加時でも最終沈殿池13に流入するMLVSS濃度が1000mg/L程度になるように設定しておけば、通常3〜4時間程度に設定されている最終沈殿池13の滞留時間が半分程度になっても、沈降分離への悪影響をほとんどなくすことができる。
Further, even when the amount of water flowing into the
加えて、磁気分離手段12は、磁性粉含有活性汚泥の全量を分離する必要がないため、極めて短時間で所要量の活性汚泥を分離することができ、例えば、磁性粉含有活性汚泥の分離除去率が99.5%の場合でも、数秒から数十秒で磁気分離処理ができるから、最終沈殿池12の容積の1/100〜1/10000程度の容積で処理可能となる。したがって、既存の水処理施設における好気処理槽11と最終沈殿池13との間に、小規模な改造で磁気分離手段12を設置することが可能であるから、新設の水処理施設への適用だけでなく、既存の水処理施設への適用も容易である。
In addition, since the magnetic separation means 12 does not need to separate the entire amount of the magnetic powder-containing activated sludge, the required amount of activated sludge can be separated in an extremely short time, for example, separation and removal of the magnetic powder-containing activated sludge. Even when the rate is 99.5%, the magnetic separation process can be performed in several seconds to several tens of seconds, so that the process can be performed with a volume of about 1/100 to 1/10000 of the volume of the
また、本形態例の排水処理装置では、磁気分離手段後段の固液分離手段として、活性汚泥を重力により沈降分離する最終沈殿池13を例示したが、この固液分離手段として膜分離を採用した場合でも、膜の目詰まりを抑制し、洗浄操作の間隔を従来より広くとることが可能となるので、膜の長寿命化等が図れ、膜分離におけるコストを削減することができる。さらに、磁気分離汚泥返送経路16と沈降分離汚泥返送経路17とを、一つに纏めることもできる。
In the wastewater treatment apparatus of this embodiment, the
図4及び図5は、本形態例の排水処理装置に使用できる磁気分離装置の第1参考例を示すもので、図4は一部断面正面図、図5は概略側面図である。本参考例に示す磁気分離装置は、前記図3に示した磁気分離手段13と同様に、外周面に磁石を配置した回転ドラムによって磁性粉含有活性汚泥を分離するようにしている。 4 and 5 show a first reference example of a magnetic separation apparatus that can be used in the wastewater treatment apparatus of this embodiment . FIG. 4 is a partially sectional front view, and FIG. 5 is a schematic side view. In the magnetic separation apparatus shown in this reference example, similarly to the magnetic separation means 13 shown in FIG. 3, the magnetic powder-containing activated sludge is separated by a rotating drum having magnets arranged on the outer peripheral surface.
この磁気分離装置は、活性汚泥懸濁液の流入部31及び流出部32を有する磁気分離槽33と、外周面に磁石を配置した2個の横型回転ドラム34と、該横型回転ドラム34に付着した磁性粉含有活性汚泥を掻き落とすスクレーパー35と、スクレーパー35で掻き落とした磁性粉含有活性汚泥を回収する汚泥回収トラフ36と、磁気分離槽33の上部に掛け渡された架台37と、該架台37上に設置された横型回転ドラム駆動用の駆動装置38と、該架台37の下部に設けられた支持腕39と、該支持腕39の下端に設けられた軸受部40とを備えている。
This magnetic separation apparatus has a
前記流入部31には、多数の通孔からなるスクリーン41が設けられており、磁気分離槽33内に粗大な夾雑物が侵入しないようにしている。また、流出部32の下部には液受け42が設けられており、ドラム側方に設けられた分離液移送部43に接続している。さらに、汚泥回収トラフ36もドラム側方に設けられた分離汚泥移送部44に接続している。この磁気分離装置を、前述のような排水処理装置に設置した場合、分離液移送部43は最終沈殿池13の流入ゲート13aに接続され、分離汚泥移送部44は磁気分離汚泥返送経路16に接続されることになる。
The
横型回転ドラム34は、SS400やSUS410等の磁性体からなるドラム本体45の外周面にプラスチック製永久磁石46を巻き付けたものであって、該ドラム45の両端開口は鏡板47により閉塞されている。本形態例では、2個の横型回転ドラム34を直列に配置し、各鏡板47の中心に回転軸48を取り付けている。この回転軸48は、磁気分離槽33の液面より上方に位置するようにして前記軸受部40に回転可能に支持されており、回転軸48の一端には、前記駆動装置38にチェーン49を介して接続されるスプロケット50が取り付けられている。
The
このように形成した磁気分離装置は、前述のような排水処理装置においては、好気処理槽11の流出部、あるいは、好気処理槽11から最終沈殿池13に至る流路部分、あるいは、最終沈殿池13の流入部の上縁部に、前記架台37を掛け渡した状態で、磁気分離槽33がこれらの部分を流れる活性汚泥懸濁液の液面より僅かに下方に位置し、軸受部40が液面より上方に位置するように設置される。このように設置することにより、流入部31から磁気分離槽33に流入した活性汚泥懸濁液中の磁性粉含有活性汚泥を横型回転ドラム34の周面に磁着させて液中から分離し、スクレーパー35で掻き落として汚泥回収トラフ36から分離汚泥移送部44に抜き出すことができる。
In the wastewater treatment apparatus as described above, the magnetic separation device formed in this way is the outflow portion of the
また、横型回転ドラム34を架台37から吊り下げた状態で支持するように形成し、軸受部40を液面より上方に位置させることにより、軸受部40が汚泥等で汚染されることを防止できる。さらに、架台37の形状を適当に設定することにより、横型回転ドラム34やスクレーパー35、軸受部40等の点検を架台37の上に乗って行うことができる。加えて、好気処理槽等と架台37とを適当な固着手段で着脱可能に固着しておくことにより、好気処理槽等から磁気分離装置を取り外した状態で各部の点検や修理、交換を行うことができ、これらの作業性を大幅に向上させることができる。
Further, the
図6及び図7は、本形態例の排水処理装置に使用できる磁気分離装置の第2参考例を示すもので、図6は一部断面正面図、図7は概略側面図である。本参考例に示す磁気分離装置は、ディスク状の磁石を用いて磁性粉含有活性汚泥を分離するものである。なお、以下の説明において、前記第1参考で示した磁気分離装置における構成要素と同一の構成要素には、それぞれ同一符号を付して詳細な説明は省略する。 6 and 7 show a second reference example of a magnetic separation apparatus that can be used in the wastewater treatment apparatus of this embodiment . FIG. 6 is a partially sectional front view, and FIG. 7 is a schematic side view. The magnetic separation apparatus shown in this reference example separates magnetic powder-containing activated sludge using a disk-shaped magnet. In the following description, the same components as those in the magnetic separation apparatus shown in the first reference are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
第2参考例は、両面に磁石を配置した多数枚の磁気ディスク(円盤状磁石)51を一本の回転軸52にスペーサー53を挟んで等間隔で配置したものであって、回転軸52の上部には、各磁気ディスク面に付着した磁性粉含有活性汚泥を掻き落とすためのスクレーパー54と、掻き落とされた磁性粉含有活性汚泥を回収する汚泥回収トラフ55とが設けられ、回転軸52の下部には活性汚泥懸濁液の流れを整流して磁性粉含有活性汚泥の漏出を抑えるためのバッフル板56が設けられている。また、回転軸52は、前記第1参考例と同様に、支持腕39の下端に設けられた軸受部40によって液面より上方に回転可能に支持されており、架台37に設けられた駆動装置38によってチェーン49及びスプロケット50を介して駆動される。
In the second reference example, a large number of magnetic disks (disk-shaped magnets) 51 having magnets arranged on both surfaces are arranged at equal intervals with a
磁気ディスク51は、その直径が大きくなるほど歪みやすくなり、例えば直径が1000mm程度になると、歪みを防止するために20mm程度の厚みが必要となる。このような大きなディスクを無垢の鉄材等で製作すると、非常に重くなり、製作費だけでなく、動力費の増加にもなる。したがって、磁気ディスク51の構造を、プラスチック発泡体等からなる軽量な心材の両面に鉄板等の薄い磁性体を貼り付け、その上にプラスチック製永久磁石を貼り付ける構造とすることにより、磁気ディスク51の軽量化と磁界の強力化とを図れる。なお、プラスチック等の非磁性体にプラスチック製磁石を直接貼り付けると、鉄等の磁性体の上にプラスチック製磁石を貼り付けた場合に比べて磁界の強度が低下してしまう。
The
第2参考例に示す磁気分離装置も、前述のように好気処理槽11の流出部等に設置することにより、流入部31から磁気分離槽33内に流入した活性汚泥懸濁液中の磁性粉含有活性汚泥を磁気ディスク51によって分離することができ、磁性粉含有活性汚泥は汚泥回収トラフ54から分離汚泥移送部44に、磁性粉含有活性汚泥を分離した液は液受け42から分離液移送部に、それぞれ送り出すことができる。また、軸受部40の汚染防止も図れ、各部の点検、修理、交換も、前記同様に容易に行うことができる。
The magnetic separation apparatus shown in the second reference example is also installed in the outflow part or the like of the
図8及び図9は、第2参考例の変形例を示すもので、図8は一部断面平面図、図9は概略側面図である。この磁気分離装置は、回転軸52としてパイプ状の中空体を使用するとともに、磁気ディスク51を等間隔に保持するスペーサー53に連通孔57を形成し、磁性粉含有活性汚泥が分離した液を、この連通孔57から回転軸52内に導き、回転軸52の一端から分離液移送部43に送り出すようにしている。なお、その他の構成は、前記第2参考例と同じ構成とすることができる。
8 and 9 show a modification of the second reference example. FIG. 8 is a partially sectional plan view, and FIG. 9 is a schematic side view. This magnetic separation device uses a pipe-like hollow body as the rotating
図10は、本発明の磁気分離装置の第1形態例を示す概略正面図である。この磁気分離装置は、前記基本的構成の磁気分離手段12の代わりに、図1,2に示す排水処理装置に用いることによって、本発明に係る排水処理装置を構成するものであって、前記磁気分離装置は、磁性体を無端状ベルト61とし、駆動軸62を液面より上方に、従動軸63を液面より下方にそれぞれ配置するとともに、無端状ベルト61の液面上部分にスクレーパー64及び汚泥回収トラフ36を設けている。また、磁気分離槽33の底部上面、即ち無端状ベルト61側の面には、流入部31から流出部32に向かう方向の凹溝又は突条65が複数列平行に設けられており、無端状ベルト61が撓んだ場合でも、磁気分離槽33と無端状ベルト61との間に活性汚泥懸濁液が流通可能な間隔が確保できるようにしている。
FIG. 10 is a schematic front view showing a first embodiment of the magnetic separation device of the present invention. This magnetic separation apparatus constitutes a wastewater treatment apparatus according to the present invention by using it in the wastewater treatment apparatus shown in FIGS. 1 and 2 instead of the magnetic separation means 12 of the basic configuration, The separation device uses an
無端状ベルト61は、所定の引っ張り強度及び磁界強度が得られるように、可撓性を有する薄板状あるいは網目状の金属磁性体からなるベルト本体の外面にプラスチック製磁石を貼り付けたものを用いることができる。また、前記金属磁性体自体に着磁させて無端状ベルト61とすることもできる。
The
また、本発明の磁気分離装置の第2形態例として、図11の概略正面図に示すように、磁気分離槽33及び汚泥回収トラフ36、該汚泥回収トラフ36に回収した磁性粉含有活性汚泥の抜出経路の形状、構造を適当に設定することにより、スクレーパー64及び汚泥回収トラフ36を従動軸63側に設けることも可能である。
Further, as a second embodiment of the magnetic separation device of the present invention, as shown in the schematic front view of FIG. 11, the
本発明の排水処理装置は、下水や有機排水を処理するための排水処理設備に適用できる。また、本発明の磁気分離装置は、磁気分離法を採用した排水処理装置に使用でき、特に、大型の排水処理装置に最適である。 The waste water treatment apparatus of the present invention can be applied to waste water treatment equipment for treating sewage and organic waste water. In addition, the magnetic separation device of the present invention can be used for a wastewater treatment device employing a magnetic separation method, and is particularly suitable for a large-scale wastewater treatment device.
11…好気処理槽、12…磁気分離手段、13…最終沈殿池、13a…流入ゲート、13b…整流板、13c…処理水流出部、14…散気管、15…原水流入管、16…磁気分離汚泥返送経路、17…沈降分離汚泥返送経路、18…可溶化・減容化手段、21…流入部、22…流出部、23…磁気分離槽、24…回転ドラム、25…磁性粉含有汚泥、26…スクレーパー、27…汚泥回収トラフ、31…流入部、32…流出部、33…磁気分離槽、34…横型回転ドラム、35…スクレーパー、36…汚泥回収トラフ、37…架台、38…駆動装置、39…支持腕、40…軸受部、41…スクリーン、42…液受け、43…分離液移送部、44…分離汚泥移送部、45…ドラム本体、46…プラスチック製永久磁石、47…鏡板、48…回転軸、49…チェーン、50…スプロケット、51…磁気ディスク、52…回転軸、53…スペーサー、54…スクレーパー、55…汚泥回収トラフ、56…バッフル板、57…連通孔、61…無端状ベルト、62…駆動軸、63…従動軸、64…スクレーパー、65…突条
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