JP4457458B2 - 水処理装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は水処理装置に係り、特に、汚泥を返送する排水処理において、配管の閉塞、ポンプの磨耗を防止すると共に、所定の汚泥返送比Rを維持した上で槽容量の低減を図る水処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
重金属、リン、フッ素などを含有する排水の処理方法として、従来、図2に示すようなHDS法と呼ばれる汚泥返送法がある。図2に示す方法では、反応槽3において、固液分離槽7から返送された返送汚泥と薬液槽4から供給された、原水中の溶解性汚染物質を不溶化する不溶化薬剤とが混合され、この薬剤と汚泥との混合物が、処理槽2に供給され、原水槽1からの原水と混合されて、不溶化処理される。処理槽2の不溶化処理液は、凝集槽5に送給され、ポリマー貯槽6からポリマー(高分子凝集剤)が添加されて凝集処理される。凝集槽5の凝集処理液は固液分離槽7で固液分離され、分離液が処理水として系外へ排水される。分離汚泥の一部は返送汚泥として反応槽3に返送され、残部は系外へ排出される。なお、P1,P2,P3,P4はポンプであり、V1,V2は薬注バルブである。この薬注バルブV1,V2は処理槽2のpH計2Aに連動して開閉することで薬注制御が行われる。なお、このpH計2Aは、不溶化薬剤の種類によってはORP計等のその他の計器である場合もある。
【0003】
このHDS法によれば、固液分離された汚泥を返送することで不溶化効率を高め、汚泥の減容化を図ることができる。
【0004】
しかし、HDS法では、汚泥返送のためのポンプP4の磨耗、汚泥返送配管の閉塞の可能性が大きい。
【0005】
即ち、固液分離槽7の下部で汚泥が圧密化し、流動性が乏しくなって、固液分離槽7下部からポンプP4までの配管が閉塞する場合がある。また、この汚泥濃度が高くなり過ぎるとポンプP4の磨耗も起こり易い。
【0006】
このため、このような問題を解消するために、このHDS法を改良した方法として、固液分離槽7の分離汚泥ではなく、図3に示す如く処理槽2の不溶化処理液をポンプP5で直接反応槽3に返送する方法も提案されている。
【0007】
図2,3に示すようなHDS法では、汚泥を返送することによる発生汚泥の減容化効果と原水の処理効果を高めるために、返送する汚泥量の好適範囲があり、下記式で算出される返送比(R)、即ち、処理槽2で発生する懸濁物質(SS)量に対する返送汚泥量が15〜40の範囲であれば最適な運転を行うことができるとされている。
R=返送汚泥量(kg/hr)/発生SS量(kg/hr)
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、図3に示す処理槽2の不溶化処理液を直接反応槽3に返送する方法では、返送される不溶化処理液の汚泥濃度が低いため、上記返送比R=15〜40を維持するためには大量の不溶化処理液を返送する必要がある。このため、反応槽3や処理槽2において所定の滞留時間を得るためには、大容量の槽が必要となるという欠点がある。
【0009】
本発明は上記従来の問題点を解決し、処理槽の不溶化処理液を反応槽に返送する排水処理法において、所定の返送比Rを維持した上で反応槽や処理槽を小型化することができる水処理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】
本発明の水処理装置は、被処理水が導入される処理槽と、該被処理水中の溶解汚染物質を不溶化する不溶化薬剤が供給される反応槽と、前記処理槽の水を該反応槽へ送給する液移送路及び該反応槽の水を前記処理槽へ返送する液返送路と、前記処理槽の水が供給される、不溶化物を固液分離する固液分離手段とを備えてなる水処理装置において、前記液移送路に濃縮手段を設置したことを特徴とする。
【0011】
本発明の水処理装置では、処理槽の不溶化処理液を濃縮手段で濃縮した後、反応槽に移送することから、所定の返送汚泥量を維持した上で返送汚泥液量を低減することができる。
【0012】
この濃縮で発生する分離液は適宜後段の凝集槽に送給すれば良く、このように濃縮を行うことで水質の低下を引き起こすことはない。
【0013】
なお、この濃縮手段による濃縮は、液の流動性が確保される程度に行えば良く、配管閉塞の問題を生じることはない。また、この程度の濃縮率であれば、ポンプの磨耗を引き起こすこともない。特に、このポンプを液移送路の濃縮手段の上流側に設置することにより、濃縮液による磨耗の問題を解消することができる。また、濃縮手段を反応槽の上部に設け、濃縮液を直接反応槽に落下させるようにした場合には、濃縮により濃縮液の流動性が若干低下しても、配管閉塞の問題を生じることはない。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【0015】
図1は本発明の水処理装置の実施の形態を示す系統図である。図1において、図2,3と同一機能を奏する部材には同一符号が付してある。
【0016】
この水処理装置では、処理槽2の不溶化処理液が濃縮手段8で濃縮され、濃縮液は反応槽3に、分離液は凝集槽5にそれぞれ送給される。
【0017】
反応槽2では、この濃縮液と薬液槽4から供給された不溶化薬剤とが混合される。
【0018】
この不溶化薬剤は、処理槽2のpH計2A(このpH計は、添加する不溶化薬剤の種類によっては、ORP計等のその他の計器である場合もある。)が所定の値となるように制御されるバルブV1,V2の開閉により薬注制御される。反応槽2の混合液は、処理槽2に供給され、原水槽1からの原水と混合されて、不溶化処理される。処理槽2の不溶化処理液は、凝集槽5に送給され、ポリマー貯槽6からポリマーが添加されて凝集処理される。凝集槽5の凝集処理液は固液分離槽7で固液分離され、分離液が処理水として系外へ排水され、分離汚泥は余剰汚泥として系外へ排出される。
【0019】
このような排水処理において、本発明の水処理装置では、処理槽2の不溶化処理液が濃縮手段で濃縮された後反応槽3に送給され、反応槽3と処理槽2とを循環する液量が大幅に低減し、これにより所定の汚泥返送比R、所定の反応槽滞留時間及び処理槽滞留時間を維持した上で、反応槽3及び処理槽2の必要容量を低減することができる。
【0020】
この濃縮手段8としては、汚泥を含む懸濁液を濃縮できるものであれば良く、特に制限はないが、例えば、サイクロン、遠心分離器などの固液分離装置を用いることができる。
【0021】
また、濃縮倍率は、必要とする槽容量の減容化の程度に応じて、濃縮液の流動性が確保される程度に適宜決定される。この濃縮倍率が低いと槽容量の減容化効果を十分に得ることができず、過度に高いと、濃縮液の流動性が損なわれる。一般的には、SS濃度として約40%以下であれば流動性を確保することができ、配管の閉塞、ポンプの磨耗の問題はないことから、濃縮倍率2〜80倍程度の範囲で、濃縮液のSS濃度が10〜40%程度となるように濃縮を行うのが好ましい。
【0022】
前述の如く、この循環系のポンプP5を濃縮手段8の上流側に設けることで、濃縮倍率が高くても、ポンプP5が磨耗する恐れはなく、また、濃縮手段8を反応槽3の上部に設け、濃縮液を直接反応槽3に落下させるようにすることで、濃縮倍率が高い場合でも、濃縮液による配管の閉塞を防止することができる。従って、この場合には、濃縮液のSS濃度が80%程度になるまで濃縮することもできる。遠心分離器では濃縮液のSS濃度が高くなり過ぎることもあるが、例えば、分離液の一部を反応槽に注入し、反応槽における流動性を確保できるようにするのがよい。本発明では、流動性が確保できる程度であれば、濃縮手段やポンプの設置箇所には何ら制限はない。
【0023】
このような本発明の水処理装置は、原水に不溶化薬剤を添加して不溶化処理するに当たり、不溶化処理槽の不溶化処理液を不溶化薬剤と混合して原水に添加する水処理装置であれば、どのような水処理装置にも適用可能である。例えば、フッ素含有水に消石灰や塩化カルシウム等のカルシウム化合物を添加してフッ素をフッ化カルシウムとして不溶化する水処理装置や、リン含有水に不溶化薬剤として消石灰等のカルシウム化合物を添加して不溶化する水処理装置、重金属含有水にアルカリを添加して水酸化物の不溶化物を生成させる水処理装置等、各種の水処理装置に適用可能である。
【0024】
【実施例】
以下に実施例及び比較例を挙げて本発明をより具体的に説明する。
【0025】
実施例1、比較例1
図1に示す水処理装置により、フッ素:5000mg/L、SO4:1000mg/Lを含む排水を原水として処理した。
【0026】
不溶化薬剤としては消石灰(Ca(OH)2)を用い、処理槽(中和槽)2のpHが6.5になるように処理を行った。また、原水流量は60L/hr,返送比Rは20とした。反応槽3の滞留時間は3分、処理槽2の滞留時間は10分とした。
【0027】
濃縮手段8としてはサイクロンを用い、濃縮液を反応槽3に、分離液を凝集槽5にそれぞれ送給した。
【0028】
サイクロンでの濃縮倍率を20倍としたところ、必要な反応槽容量は3L、処理槽容量は10Lであった(実施例1)。
【0029】
一方、このサイクロンを用いず、図3に示す処理槽2の不溶化処理液をそのまま反応槽3に返送する方法により、同一の処理条件で処理を行ったところ(比較例1)、必要な反応槽容量は60L,処理槽容量は200Lでいずれも実施例1の場合の20倍の槽容量が必要であった。
【0030】
なお、処理水のフッ素濃度は、実施例1では9.4mg/L、比較例1では9.2mg/Lと、ほぼ同等の処理水質を得ることができた。
【0031】
【発明の効果】
以上詳述した通り、本発明の水処理装置によれば、
▲1▼ 必要とする槽容量を低減することができ、装置の小型化、設置スペースの低減を図ることができる。
▲2▼ ポンプの磨耗、配管の閉塞を防止することができる。
▲3▼ ▲1▼,▲2▼より装置設備、保守管理に要するコストを削減できる。
といった効果が奏され、安定かつ効率的な排水処理を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の水処理装置の実施の形態を示す系統図である。
【図2】従来例を示す系統図である。
【図3】従来例を示す系統図である。
【符号の説明】
1 原水槽
2 処理槽
3 反応槽
4 薬液槽
5 凝集槽
6 ポリマー貯槽
7 固液分離槽
8 濃縮手段
Claims (1)
- 被処理水が導入される処理槽と、
該被処理水中の溶解汚染物質を不溶化する不溶化薬剤が供給される反応槽と、
前記処理槽の水を該反応槽へ送給する液移送路及び該反応槽の水を前記処理槽へ返送する液返送路と、
前記処理槽の水が供給される、不溶化物を固液分離する固液分離手段と
を備えてなる水処理装置において、
前記液移送路に濃縮手段を設置したことを特徴とする水処理装置。
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