JP4811728B2 - Slurry dewatering method and apparatus, and suspension processing system - Google Patents
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本発明は水処理技術に関わり、特に各種の懸濁液、排水、泥水、泥土、汚泥、汚染土壌等を対象とする処理プロセスにおけるスラリー脱水処理方法とそのための装置、ならびにそれを利用した懸濁液処理システムに関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to water treatment technology, and in particular, a slurry dewatering treatment method and an apparatus therefor in a treatment process for various types of suspensions, drainage, mud water, mud, sludge, contaminated soil, and suspensions using the same. The present invention relates to a liquid processing system.
たとえばダムやトンネルの構築に際して多量に発生する工事排水の処理、泥水シールド工法をはじめとする各種土木工法において使用される泥水の処理、汚染土壌の洗浄処理により発生する洗浄水の処理、あるいは汚染水域に対する底質(ヘドロ)の浄化処理等、各種の水処理プロセスにおいては、凝集沈降スラリーを対象とする脱水処理が行われる。
そのようなスラリーの脱水処理手法としてはフィルタープレス、ベルトプレス、真空脱水、遠心脱水、スクリュープレス等が一般的であるが、なかでもフィルタープレスは他の手法に比べて脱水後のケーキの含水率を充分に低下させることができ、また大型のフィルタープレス装置では1度に多量のスラリーを処理できる点で有効であり、大規模な処理施設において広く採用されている。
For example, the treatment of a large amount of construction wastewater generated during the construction of dams and tunnels, the treatment of mud used in various civil engineering methods such as the mud shield method, the treatment of washing water generated by washing treatment of contaminated soil, or the contaminated water area In various water treatment processes such as purification of bottom sediment (sludge), dehydration treatment for agglomerated sedimentation slurry is performed.
Filter slurry, belt press, vacuum dewatering, centrifugal dewatering, screw press, etc. are common methods for such slurry dehydration. Among these, filter presses have a moisture content of cake after dehydration compared to other methods. The large filter press apparatus is effective in that a large amount of slurry can be processed at a time, and is widely used in large-scale processing facilities.
図7はフィルタープレス装置によるスラリーに対する最も一般的な脱水処理プロセスを示す。これは固形物濃度(SS)が0.1〜5重量%程度の懸濁液を対象とする処理プロセスへの適用例であって、処理対象の懸濁液から固形物を沈降分離させて清澄な分離水を回収することを主目的として、まず懸濁液に凝集剤(無機系凝集剤や高分子凝集剤)を添加して凝集沈降槽1において固形物の沈降を促進し、その上澄み液を分離水としてポンプ2により回収して循環使用あるいは排水として放流することを基本とするものである。
そして、上記のような凝集沈降槽1における沈降分離処理によってその底部に沈降してスラリー化した固形物を脱水処理するべく、それをスラリーポンプ3によってスラリー槽4に送ってそこに貯留しつつ攪拌しながら一定濃度(たとえば固形物濃度10〜20%程度、言い換えると含水率90〜80%程度)のスラリーを調製し、所定量のスラリーが貯留されたらスラリーポンプ5によってフィルタープレス装置6に圧送して加圧脱水処理を行い、それによって脱水ケーキの含水率を35〜45重量%程度として次工程に移送して適宜処分するようにしている。なお、フィルタープレス装置6により分離された分離水は分離水槽7に回収し、懸濁液と混合されて凝集沈降槽に戻して再処理することが通常である。
FIG. 7 shows the most common dehydration process for slurry by a filter press apparatus. This is an example of application to a treatment process for a suspension having a solid matter concentration (SS) of about 0.1 to 5% by weight, and the solid matter is settled and separated from the suspension to be treated. The main purpose is to recover the separated water, and firstly, a flocculant (inorganic flocculant or polymer flocculant) is added to the suspension to promote solid sedimentation in the flocculent sedimentation tank 1, and the supernatant liquid Is recovered by the
Then, in order to dehydrate the solid matter that has settled and slurried to the bottom by the sedimentation process in the coagulation sedimentation tank 1 as described above, it is sent to the slurry tank 4 by the
また、たとえば特許文献1には浚渫土の処理に際して高圧フィルタープレスによる脱水処理プロセスについての開示があり、その場合は、浚渫土に水を加えて攪拌した泥水を受け槽、貯泥槽を経てスラリー槽によって所定濃度のスラリーを調製し、それを高圧打ち込みポンプにより高圧フィルタープレスに圧送するようにしている。
ところで、フィルタープレス装置による脱水処理工程はバッチ式で行われるものであって、多数のろ室へのスラリーの供給(打ち込み)、圧搾処理、解枠およびケーキ剥離、ろ布洗浄と再セット、という一連の作業を1サイクルとして繰り返し行うものである。そして、従来一般のフィルタープレス装置では、上記各工程のそれぞれにかなりの時間を要するものであって、たとえばスラリーの打ち込み工程に30〜100分程度、圧搾工程に30〜60分程度、解枠・剥離工程に10〜30分、ろ布洗浄・再セットに10〜20分程度を要し、全体として1サイクルに1.5時間〜3時間もの長時間を要することが通常である。
したがって、従来おいては1日当たりではせいぜい2〜3サイクルの稼働が限界であって、大型のフィルタープレス装置であっても総合的な処理能力は必ずしも充分といえるものではなく、大規模な水処理施設では必要とされる処理能力を確保するために大型のフィルタープレス装置を何台も並設せざるを得ず、そのために多大の設備費と運転費を必要としていてこの種の施設のコスト削減を図るうえでの障害ともなっている。
By the way, the dehydration process by the filter press apparatus is performed in a batch system, and it is said that slurry supply (plunging) to a large number of filter chambers, pressing process, unpacking and cake peeling, filter cloth washing and resetting. A series of operations are repeated as one cycle. In the conventional general filter press apparatus, each of the above steps requires a considerable amount of time. For example, about 30 to 100 minutes for the slurry driving step, about 30 to 60 minutes for the pressing step, It usually takes about 10 to 30 minutes for the peeling process and about 10 to 20 minutes for cleaning and resetting the filter cloth, and generally takes a long time of 1.5 to 3 hours per cycle.
Therefore, in the past, the operation of 2 to 3 cycles per day is the limit, and even with a large filter press apparatus, the total treatment capacity is not necessarily sufficient, and large-scale water treatment In order to secure the required processing capacity at the facility, a large number of large filter press devices must be installed side by side, which requires a large amount of equipment and operation costs, and this type of facility reduces costs. It is an obstacle to plan.
上記事情に鑑み、本発明はフィルタープレス装置によるスラリーに対する脱水処理効率を大きく向上させることのできる有効適切な処理方法とそのための装置を提供し、併せて、それを用いて懸濁液を効率的に処理し得る有効適切な処理システムを提供することを目的とする。 In view of the above circumstances, the present invention provides an effective and appropriate treatment method that can greatly improve the efficiency of dewatering treatment of slurry by a filter press device, and an apparatus therefor. It is an object of the present invention to provide an effective and appropriate processing system that can be processed.
本発明のスラリー脱水処理方法は、処理対象のスラリーに凝集剤を添加してフロック化し、そのフロックをフロック圧送ポンプによってフィルタープレス装置に圧送して加圧脱水を行うものであって、特に処理対象のスラリーへの凝集剤の添加を前後2段に分けて行い、前段ではアニオン系高分子凝集剤を添加し、後段ではカチオン系高分子凝集剤を添加するとともに、カチオン系高分子凝集剤の添加量をアニオン系高分子凝集剤の添加量の1/10〜1/20とすることを特徴とする。 The slurry dehydration treatment methods of the present invention, by adding a flocculant to the slurry to be processed is flocculated, the flocs comprising performs pressurized dehydration is pumped into a filter press device by flocs pressure pump, in particular processed The flocculant is added to the slurry in two stages before and after, the anionic polymer flocculant is added in the former stage, the cationic polymer flocculant is added in the latter stage, and the cationic polymer flocculant is added. The amount is 1/10 to 1/20 of the addition amount of the anionic polymer flocculant.
本発明のスラリー脱水処理装置は、上記のスラリー脱水処理方法によりスラリーに対する脱水処理を行うための装置であって、処理対象のスラリーに凝集剤を添加してフロック化するフロック生成装置と、フロックを加圧脱水するフィルタープレス装置と、フロック生成装置において生成したフロックをフィルタープレス装置に圧送するフロック圧送ポンプとを備え、フロック生成装置に前後2段の凝集剤添加装置を備え、前段の凝集剤添加装置はアニオン系高分子凝集剤の添加装置とし、後段の凝集剤添加装置はカチオン系高分子凝集剤の添加装置とし、後段の添加装置によるカチオン系高分子凝集剤の添加量が前段の添加装置によるアニオン系高分子凝集剤の添加量の1/10〜1/20とされることを特徴とする。
また、本発明のスラリー脱水処理装置においては、フロック生成装置の後段に、該フロック生成装置により生成したフロックを貯留するとともにフロックと分離水とを分離するためのフロック貯留槽を備えることが好ましい。
A slurry dewatering apparatus of the present invention is an apparatus for performing dehydration processing on a slurry by the above-described slurry dewatering method , and includes a floc generating apparatus that adds flocculant to a slurry to be processed to form a floc, and a floc. a filter press device for pressing圧脱water, a floc pumping pump for pumping the flocs generated in floc generation device in a filter press apparatus, comprising a coagulant addition device before and after the two-stage floc generation device, added preceding coagulant The apparatus is an anionic polymer flocculant addition device, the latter flocculant addition device is a cationic polymer flocculant addition device, and the addition amount of the cationic polymer flocculant by the latter addition device is the former addition device. It is characterized by being 1/10 to 1/20 of the addition amount of the anionic polymer flocculant.
In the slurry dewatering apparatus of the present invention, it is preferable that a flock storage tank for storing the flock generated by the flock generating device and for separating the flock and the separated water is provided at the subsequent stage of the flock generating device.
本発明の懸濁液処理システムは、上記のスラリー脱水処理装置の前段に、懸濁液に凝集剤を添加して水と固形物とを分離することによって清澄な分離水を回収するとともに固形物をスラリー化して沈降させる凝集沈降槽を配置し、該凝集沈降槽の底部に沈降したスラリーを前記スラリー脱水処理装置に送るスラリーポンプを備えてなることを特徴とするものである。 The suspension treatment system of the present invention collects clear separated water by adding a flocculant to the suspension and separating water and solids before the slurry dewatering treatment apparatus, and collects solids. A coagulation sedimentation tank is provided for slurrying and sedimenting the slurry, and a slurry pump is provided for sending the slurry settled at the bottom of the coagulation sedimentation tank to the slurry dewatering apparatus.
本発明のスラリー脱水処理方法および装置によれば、スラリーをフロック化してフロックのままでフィルタープレス装置に圧送して加圧脱水することにより、従来のように均一攪拌混合されたスラリーとして移送して加圧脱水する場合に比較して圧送および加圧脱水に要する時間を大幅に短縮でき、その結果、フィルタープレス装置の処理効率を格段に向上させることができる。
特に、スラリーをフロック化するに際してはアニオン系高分子凝集剤とカチオン系高分子凝集剤とを前後2段に分けて添加し、かつカチオン系高分子凝集剤の添加量をアニオン系高分子凝集剤の添加量の1/10〜1/20とすることにより、それにより生成されるフロックは圧送に際しては壊れ難く、しかも加圧脱水に際しては容易に脱水されやすいものとなるので、最も効果的である。
また、本発明の懸濁液処理システムによれば、従来一般の懸濁液処理システムの後段に上記のスラリー脱水処理装置を備えることのみで、清澄な分離水が得られるとともに、それに伴って発生する多量のスラリーを効率的に脱水処理することが可能である。
According to the slurry dewatering treatment method and apparatus of the present invention, the slurry is flocked and sent to the filter press apparatus while being flocked, and dehydrated under pressure to transfer the slurry as a uniformly stirred and mixed slurry as in the prior art. Compared with pressure dehydration, the time required for pressure feeding and pressure dehydration can be greatly shortened, and as a result, the processing efficiency of the filter press apparatus can be remarkably improved.
In particular, when the slurry is flocculated, the anionic polymer flocculant and the cationic polymer flocculant are added in two stages , and the addition amount of the cationic polymer flocculant is adjusted to the anionic polymer flocculant. By adding 1/10 to 1/20 of the amount of added, the flocs produced thereby are most effective because they are difficult to break during pumping and easily dehydrated during pressure dehydration. .
In addition, according to the suspension treatment system of the present invention, it is possible to obtain clear separated water only by providing the slurry dewatering treatment device in the subsequent stage of the conventional general suspension treatment system, and accompanying this, the generation occurs accordingly. It is possible to efficiently dehydrate a large amount of slurry.
本発明の基本的な実施形態を図1〜図2に示す。これは、図7に示した従来一般の懸濁液処理システムに本発明のスラリー脱水処理装置10を設置したものであり、従来のシステムと共通する構成要素には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
A basic embodiment of the present invention is shown in FIGS. This is a conventional suspension processing system shown in FIG. 7 in which the
本実施形態のスラリー脱水処理装置10は従来一般の懸濁液処理システムにおけるスラリー槽4とフィルタープレス装置6との間に設置されるものであって、スラリー槽4からスラリーポンプ5により送られてくるスラリーに凝集剤を添加して攪拌混合することによってフロック化するフロック生成装置11と、生成したフロックを貯留するフロック貯留槽12と、フロック貯留槽12に貯留したフロックをフィルタープレス装置6に圧送するためのフロック圧送ポンプ13とにより構成されている。
The
本実施形態におけるフロック生成装置11は、その概略構成を図2に示すように、スラリー槽4から配管内で凝集剤を添加してラインミキサ15を介して送られてくるスラリーに対してスクリューによって攪拌混合しつつ前方に移送する間にスラリーを凝集させてフロックとする構成のものである。
そのフロック生成装置11には公知の凝集剤を適宜手法で添加する添加装置を備えれば良いが、図2に示しているように前後2段の凝集剤添加装置14(14a、14b)を設置する。図示例では前段の凝集剤添加装置14aはアニオン系高分子凝集剤を添加するものとされていて、その大半をラインミキサ15に対して供給するとともに一部をフロック生成装置11に直接供給するものとされている。また、後段の凝集剤添加装置14bはアニオン系高分凝集剤をフロック生成装置11に対して直接供給するものとされている。
As shown in FIG. 2, the
The
フロック貯留槽12はフロック生成装置11の下段に設置され、フロック生成装置11により生成されて投下されるフロックをそのまま受け取ってフロックを貯留するとともに、上澄み液は分離水として分離水槽7に送られるようになっている。なお、フロック貯留槽12の容量は、少なくともフィルタープレス装置6の1バッチ相当分のフロックを貯留できるものとしておく。
The
フロック圧送ポンプ13はフロック貯留槽12の底部からフロックを引き抜いてフィルタープレス装置6に圧送するもので、フロックを壊すことなくフロックのままでフィルタープレス装置6に打ち込むことのできるものとされている。そのフロック圧送ポンプ13としては、フロックを可及的に静的に圧送可能なものであればその形式は特に限定されず、従来より汚泥やフレッシュコンクリート(生コン)あるいはペースト状の食品等の圧送手段として使用されている各種のポンプを採用可能であり、たとえば特殊ゴム成のチューブを押さえローラにより押し潰してチューブ内のフロックを押し出す構成のチューブポンプ、スクリューロッドを回転させることでフロックを押し出す構成のスクリューポンプ、シリンダ内に収納したフロックをピストンによって押し出す構成のシリンダーポンプ等が好適に採用可能である。
The flock
上記のフロック生成装置11を備えた懸濁液処理システムにおける処理工程は、基本的には図7に示した従来の処理システムと同様に、まず処理対象の懸濁液に無機系あるいは高分子系凝集剤を添加して凝集沈降槽1において分離水と固形物とを分離し、清澄な分離水をポンプ2により回収して循環使用あるいは排水(放流)するとともに、凝集沈降槽1の底部に沈降したスラリーをスラリーポンプ3によりスラリー槽4に送り、そこで一定濃度のスラリーを調製しつつ貯留する。
The processing steps in the suspension processing system provided with the above-described
そして、従来おいてはスラリー槽4において調製したスラリーをスラリーポンプ5によってそのままフィルタープレス装置6に移送してスラリーのままで加圧脱水していたのであるが、本実施形態においてはスラリー槽4において調製したスラリーをスラリーポンプ5によりフロック生成装置11に圧送し、そこで凝集剤をさらに添加して充分に攪拌混合してスラリーをさらに凝集させてフロックを生成する。
この際、凝集剤の添加は上述したように前後2段の凝集剤添加装置14により2段に分けて行い、特に前段の添加装置14aによりアニオン系高分子凝集剤を添加し、後段の添加装置14bによりカチオン系高分子凝集剤を添加する。
Conventionally, the slurry prepared in the slurry tank 4 is directly transferred to the
At this time, as described above, the flocculant is added in two stages by the front and rear two-stage
なお、その際における前段の添加装置14aによるアニオン系高分子凝集剤の添加は、0.2〜1.0重量%程度、好ましくは0.5重量%程度の高濃度の一次溶解液を用い、添加量の大半をラインミキサ15に供給して充分に攪拌混合し、それに追加してフロック生成装置11にも少量を直接添加することが好ましく、全体の添加量はスラリーの性状にもよるがたとえばスラリー濃度が10〜20重量%程度の場合には約50〜250ppm程度とすることが好適である。
また、後段の添加装置14bによるカチオン系高分子凝集剤の添加量は、アニオン系高分子凝集剤の添加量に応じて適宜設定すれば良く、この場合の凝集剤の一次溶解液も0.2〜1.0重量%程度、特に0.3〜0.5重量%の液が好ましい。なお、カチオン系高分子凝集剤の添加量は、アニオン系高分子凝集剤の添加量の1/20〜1/10とする。
In addition, the addition of the anionic polymer flocculant by the
Further, the addition amount of the cationic polymer flocculant by the
上記の0.2〜1.0重量%程度という凝集剤の一次溶解液の濃度は、通常の凝集沈降を目的として添加する場合の一般的な一次溶解液の濃度である0.05〜0.2重量%程度に比べてかなり高濃度である。その理由は、従来と同程度の低濃度の一次溶解液を使用した場合には、凝集沈降分離を目的とするフロック生成工程に近くなり、凝集剤をスラリーに添加した時点でスラリー中の固形物濃度が低下してスラリーの水分が逆に増加してしまい、後段の脱水工程に対しては逆効果になるためである。したがって、凝集沈降分離で濃縮したスラリーに対してフロック生成を行う際には、それに使用する凝集剤の一次溶解液濃度を上記で例示したような高濃度の範囲で可能な限り高くして水の除去効率を上げることが好ましい。 The concentration of the primary solution of the flocculant of about 0.2 to 1.0% by weight is 0.05 to 0.00 which is a general concentration of the primary solution when added for the purpose of normal coagulation sedimentation. The concentration is considerably higher than about 2% by weight. The reason is that when a primary solution having a low concentration similar to the conventional one is used, it becomes close to the floc generation process for the purpose of coagulation sedimentation separation, and the solid matter in the slurry is added when the coagulant is added to the slurry. This is because the concentration decreases and the water content of the slurry increases, which is counterproductive to the subsequent dehydration process. Therefore, when flocs are generated on a slurry concentrated by coagulation sedimentation separation, the primary solution concentration of the coagulant used in the slurry is set as high as possible within the range of high concentrations as exemplified above, and the water is increased. It is preferable to increase the removal efficiency.
以上のようにしてフロック生成装置11により生成したフロックをフロック貯留槽12に投下して貯留し、少なくとも1バッチ分のフロックを貯留したら、フロック貯留槽12の底部からフロック圧送ポンプ13によってフロックを引き抜いてフロックのままでフィルタープレス装置6に打ち込み、加圧脱水処理を行う。脱水後の脱水ケーキは含水率が35〜45重量%程度となるので、次工程に移送して適宜処分する。
なお、フィルタープレス装置6においてフロックから分離された分離水は、フロック貯留槽12において上澄み液として分離される分離水とともに分離水層7に回収し、可能であれば適宜処分するか循環使用し、さらに処理する必要があれば凝集沈降槽1に戻して再処理する。
As described above, the floc generated by the
The separated water separated from the floc in the
以上のように、凝集沈降槽1において沈降分離したスラリーをさらにフロック生成装置11によりフロック化してからフィルタープレス装置6に圧送して加圧脱水を行うことにより、従来のような均一攪拌混合スラリーとして加圧脱水する場合に比べてフィルタープレス装置6における処理効率を大幅に改善することが可能であり、従来においては1サイクルに1.5〜3時間もの長時間を要していたのに対し、本実施形態では1サイクルをわずか1時間程度ないしそれ以下に短縮することが可能である。
As described above, the slurry settled and separated in the coagulation sedimentation tank 1 is further flocked by the
すなわち、本実施形態においてはフロック貯留槽12の底部から分離水を除いたフロックのみをフロック圧送ポンプ13によってフィルタープレス装置6に圧送すれば良いし、そのフロック圧送ポンプ13としては大容量のチューブポンプやスクリューポンプ、シリンダーポンプ等を採用可能であるので、フロック貯留槽12からフィルタープレス装置6へのフロックの打ち込み工程を短時間(たとえばわずか10分程度)で効率的に行うことが可能である。
That is, in this embodiment, only the floc obtained by removing the separated water from the bottom of the
また、スラリーをフロック化して加圧脱水することにより、フィルタープレス装置6における1サイクル当たりのフロック処理量は従来と同等であるが、フィルタープレス装置6における圧搾工程の所要時間を従来よりも短縮することができ、たとえばわずか20分程度で加圧脱水工程を行うことができる。
その主たる理由は、従来においては微細な粒子が主体である均一攪拌混合スラリーをそのまま加圧脱水することからろ布での目詰まりが生じ易く、したがって短時間に急激な加圧脱水を行うことには自ずと限界があったのに対し、本実施形態ではより大きな粒子の塊としてのフロックとしたことで加圧脱水に際して目詰まりが自ずと生じ難いものとなり、短時間での急激な加圧脱水が支障なく行われるためである。
Further, by flocking the slurry and dehydrating under pressure, the amount of flock processing per cycle in the
The main reason is that, in the past, uniform stirring and mixing slurry mainly composed of fine particles is subjected to pressure dehydration as it is, so that clogging with filter cloth is likely to occur, and therefore rapid pressure dehydration is performed in a short time. However, in this embodiment, the flocs are formed as larger particles, so that clogging is not likely to occur during pressure dehydration, and rapid pressure dehydration in a short time is hindered. Because it is done without.
しかも、スラリーをフロック化するに際して上記のようにアニオン系およびカチオン系の高分子凝集剤を前後2段に分けて添加し、カチオン系高分子凝集剤の添加量をアニオン系高分子凝集剤の添加量の1/20〜1/10とすることにより、充分に強固で壊れ難いフロックを形成できるばかりでなく、そのフロックは水分を分離し易いものとなり、その結果、フロック圧送ポンプ13による圧送の際にフロックが容易に壊れてしまうようなことがなく、しかも加圧脱水処理工程においてはフロックから容易に水分が分離されるという、極めて好ましい構造のフロックを形成することが可能である。
つまり、前段の添加装置14aによりアニオン系高分子凝集剤を添加することにより生成されるフロックは、高分子ポリマーと土粒子とがからみあって強固なフロックを形成し、したがってそのフロックはフロック圧送ポンプ13による圧送に際しても容易に壊れることがなく、フロックのままでフィルタープレス装置6に支障なく圧送できるものとなる。ただし、そのようなフロックは内部に水分も取り込んでしっかりと団粒化した含水フロックとなっており、充分に強固であるが故にそのままではフィルタープレス装置6における加圧脱水工程においては極めて脱水し難い状態となっている。そこで、後段の添加装置14bにより少量のカチオン系高分子凝集剤をさらに添加して緩速攪拌混合することにより、フロックにおける高分子の鎖が部分的に外されてその内部に取り込まれている水分が排出され易いものとなり、それによりフィルタープレス装置6における加圧脱水工程により容易に脱水可能なものとなるのである。
In addition, as described above, when the slurry is flocculated, the anionic and cationic polymer flocculants are added in two stages, and the amount of the cationic polymer flocculant added is added to the anionic polymer flocculant. By setting the amount to 1/20 to 1/10 , not only can the flocs sufficiently strong and hard to break be formed, but the flocs can easily separate moisture, and as a result, when the
That is, the floc generated by adding the anionic polymer flocculant by the
なお、従来一般の懸濁液処理システムにおいても、凝集沈降槽1において固形物がスラリーとして凝集沈降する際には固形物の粒子がそれなりにフロック化するが、ここで生じるフロックは結合力が極めて弱いものであって時間経過とともに自ずと壊れてしまうし、ましてやスラリーポンプ3によってスラリー槽4へ圧送される時点でフロックが壊れて微細土粒子に分散されたスラリーに戻ってしまうから、フロックのままで後段に圧送できるようなものではない。また、凝集沈降槽1においてスラリーを積極的にフロック化しようとすると、本来の目的である清澄な分離水が容易に得られず、そのようなことは現実的ではない。
したがって、懸濁液を清澄化するための処理に伴って発生するスラリーを対象としてその脱水処理効率の向上を可能とするためには、凝集沈降槽1の後段でスラリーを積極的にフロック化するための工程と、生成したフロックをフロックのままで圧送する工程が不可欠であり、本実施形態のようにフロック生成装置11による格別のフロック化処理工程を付加し、かつそれにより生成したフロックをチューブポンプやスクリューポンプ、シリンダーポンプ等のフロック圧送ポンプ13によって静的に圧送することが必須であり、それにより加圧脱水工程の効率向上を初めて実現し得るのである。
特に、上述したようにアニオン系とカチオン系の2種の高分子凝集剤を前後2段に分けて添加し、カチオン系高分子凝集剤の添加量をアニオン系高分子凝集剤の添加量の1/20〜1/10とすることにより、上記のような処理に適合した最適な構造のフロックを形成することができることから、そのようにすることが最適である。
In the conventional general suspension treatment system, when the solid matter is coagulated and settled as a slurry in the coagulation sedimentation tank 1, the solid particles are flocated as they are. It is weak and will naturally break with the passage of time, and even when it is pumped to the slurry tank 4 by the
Therefore, in order to make it possible to improve the efficiency of the dehydration treatment for the slurry generated with the treatment for clarifying the suspension, the slurry is actively flocked at the subsequent stage of the coagulation sedimentation tank 1. And a step of pumping the generated floc as it is indispensable, adding a special flocking processing step by the
In particular, as described above, two types of polymer flocculants, anionic and cationic, are added in two stages, and the addition amount of the cationic polymer flocculant is set to 1 of the addition amount of the anionic polymer flocculant. By setting the ratio to / 20 to 1/10, it is possible to form a floc having an optimum structure suitable for the processing as described above. Therefore, it is optimal to do so.
図3は、従来のようにスラリーをスラリーのままで脱水する場合、本発明のようにスラリーに各種の凝集剤を添加してフロック化して脱水する場合、さらにスラリーをフロック化したうえで敢えて破壊してから脱水する場合のそれぞれについて、脱水時間と脱水量との関係を示す実験結果を示すものである。なお、この実験では元のスラリーをそれぞれ500ml使用している。また、スラリーの脱水性能は真空脱水方式のヌッチェ試験で実施した。
この結果から、従来のようにスラリーのままで脱水した場合には脱水時間に600秒(10分)を要しても脱水量は100ml程度に過ぎないのに対し、アニオン系やカチオン系の凝集剤を単独で添加した場合、あるいはその双方を添加した場合には、いずれも100秒(2分足らず)で300ml以上の脱水量が得られて脱水処理効率が格段に向上し、特にアニオン系とカチオン系の凝集剤の双方を添加した場合が最も効果的であることがわかる。
また、フロックを生成した後に敢えて破壊した場合には、フロックのままで処理する場合に比べて効率が若干は低下するものの、フロック化することなくスラリーのままで処理する場合に比較すれば充分なる改善効果が得られている。このことから、フロック圧送に際してはフロックが破壊されないようにそのまま可及的に静的に圧送すべきではあるが、仮にフロック圧送ポンプにより多少破壊されたとしても従来に比べれば充分な処理効率が得られることがわかる。
FIG. 3 shows that when the slurry is dehydrated as in the conventional case, when various flocculants are added to the slurry to be dehydrated by flocking as in the present invention, the slurry is further flocked and deliberately destroyed. The experimental results showing the relationship between the dehydration time and the amount of dehydration are shown for each of the cases where the dehydration is performed thereafter. In this experiment, 500 ml of the original slurry is used. The slurry was dewatered by a vacuum dewatering Nutsche test.
From this result, when the slurry is dehydrated as in the conventional case, the dehydration amount is only about 100 ml even if the dehydration time is 600 seconds (10 minutes), whereas the anionic or cationic agglomeration When the agent is added alone or both of them are added, a dehydration amount of 300 ml or more is obtained in 100 seconds (less than 2 minutes), and the dehydration efficiency is remarkably improved. It can be seen that the addition of both cationic flocculants is most effective.
In addition, when the flock is intentionally destroyed after the generation of flocs, the efficiency is slightly lower than when the flocs are processed, but it is sufficient as compared with the case where the flocs are processed without using the flocs. Improvement effect is obtained. For this reason, when flock pumping, the flock should be pumped as statically as possible so that the flock is not destroyed, but even if it is broken somewhat by the flock pump, sufficient processing efficiency is obtained compared to the conventional one. I understand that
以上で説明したように、本実施形態のスラリー脱水処理装置10およびそれを備えた懸濁液処理システムによれば、スラリーをフロック化したうえでフィルタープレス装置6により加圧脱水を行うことによって、従来のようにスラリーのままで加圧脱水する場合に比べて脱水処理効率を格段に向上させることができ、したがってフィルタープレス装置6の所要台数を半減ないしそれ以下に削減することができる。
勿論、フロック生成装置11は単にスラリーに凝集剤を添加して攪拌混合するものであれば良いのでさして複雑なものではないし、フロック貯留槽12やフロック圧送ポンプ13も何等特殊なものではないので、それらを設置するために要するコスト増は些少であるし、またフロック生成に長時間を要するものでもないから、総合的には設備費および運転費の双方について大きくコストダウンを図ることができ、充分な改善効果を得ることができる。
As described above, according to the slurry
Of course, the
以上で本発明の基本的な実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものでは勿論なく、要は処理対象のスラリーをフロック化したうえでそのフロックをフロックのままでフィルタープレス装置に圧送して加圧脱水すれば良いのであって、その限りにおいて具体的な処理プロセスや装置構成は適宜の変更が可能であり、たとえば以下に示すような変形や応用が考えられる。 The basic embodiment of the present invention has been described above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiment. In short, the slurry to be treated is flocked and the floc remains in the floc filter. What is necessary is just to pressure-dehydrate and press-dehydrate to a press apparatus, and as long as it is concrete, a specific process and apparatus structure can be changed suitably, for example, the following deformation | transformation and application are considered.
図4に示すものは、図1に示した基本的な実施形態においては凝集沈降槽1の後段に設置していたスラリー槽4を省略し、処理対象のスラリーを凝集沈降槽1からスラリーポンプ5により直接フロック生成装置11に送るようにしたものである。これによれば、大容量のスラリー槽4を省略することによる省スペースと、スラリー槽4でのスラリー調製および貯留に要する時間を省略することによる処理時間の短縮を図ることができる。
In the basic embodiment shown in FIG. 4, the slurry tank 4 installed in the subsequent stage of the coagulation sedimentation tank 1 is omitted, and the slurry to be treated is transferred from the coagulation sedimentation tank 1 to the
図5に示すものは、図1に示した基本的な実施形態においてはフロック生成装置11の後段に付設していたフロック貯留槽12を省略し、フロック生成装置11が生成したフロックをフロック圧送ポンプ13によってほぼ連続的にフィルタープレス装置6に直接圧送するようにしたものである。これによれば、装置全体の簡略化と省スペースを図ることができ、またフロック貯留に要する時間を省略できて処理時間のさらなる短縮を図ることが可能である。
In the basic embodiment shown in FIG. 1, the one shown in FIG. 5 omits the
図6に示すものは、図4に示したものを基本としてフロック貯留槽12の後段に複数(図示例では2台)のフィルタープレス装置6を並設し、各フィルタープレス装置6に対してフロック貯留槽12から順次あるいは交互にフロックを圧送するようにしたものである。これによれば、フロック生成装置11を各フィルタープレス装置6のバッチ処理工程と独立させてほぼ連続的に稼働させることができ、システム全体の処理効率をより一層向上させることが可能である。勿論、この場合にも、図5に示した実施形態のようにフロック貯留槽12を省略して、フロック生成装置11から各フィルタープレス装置6にフロックを直接圧送しても良い。
6 is based on the one shown in FIG. 4, and a plurality of (two in the illustrated example)
また、本発明は上記各実施形態で例示したような懸濁液処理システムに適用することに限らず、様々な水処理プロセスにおいて様々なスラリーを対象としてフィルタープレス装置により加圧脱水処理を行う場合全般に広く適用できることは当然であるし、処理工程や処理装置の具体的な構成については処理対象のスラリーの性状や要求される処理性能等の諸条件も考慮して適宜の設計的変更を行えば良い。
たとえば、フロック生成装置の構成としては、上記実施形態で例示したようにスラリーをスクリューで移送しつつ凝集剤を攪拌混合するものに限らず、たとえば特許第3728647号公報に開示されている泥水連続処理設備におけるフロック生成槽のように、スラリーを水槽内において攪拌機によって攪拌混合する構成のものも好適に採用可能である。但し、上記公報に示されているように生成したフロックを排出シュート内を落下させたり、その後段でフロックの粒径をさらに調整するようなことは好ましくなく、上記実施形態のように生成したフロックをフロック貯留12に貯留し、あるいはフロック生成装置11から直接的に、フロック圧送ポンプ13によって可及的に静的にフィルタープレス装置6に圧送すべきである。
また、スラリーをフロック化するための凝集剤の添加は上述したように前後2段に分けて行うこととして、前段ではアニオン系高分子凝集剤を添加し、後段ではカチオン系高分子凝集剤を添加することが最適ではあるが、図3にも示したようにアニオン系あるいはカチオン系の凝集剤を単独で使用した場合であっても充分に効果的であることから、凝集剤の種類やその添加工程については特に限定されるものではない。
勿論、凝集剤としてはアニオン系およびカチオン系の高分子凝集剤に限るものではなく、アルギン酸ナトリウムやCMC(カルボキシ・メチルセルロース)などの天然有機系凝集剤や、場合によっては無機系凝集剤を使用しても良い。
In addition, the present invention is not limited to being applied to the suspension treatment system exemplified in each of the above embodiments, and when pressure dehydration treatment is performed by a filter press device for various slurries in various water treatment processes. Naturally, it can be widely applied in general, and the specific configuration of the processing process and processing equipment has been changed appropriately in consideration of various conditions such as the properties of the slurry to be processed and the required processing performance. Just do it.
For example, the configuration of the floc generating device is not limited to the one in which the flocculant is stirred and mixed while the slurry is transferred by a screw as exemplified in the above embodiment. For example, the muddy water continuous treatment disclosed in Japanese Patent No. 3728647 A configuration in which the slurry is stirred and mixed by a stirrer in a water tank, such as a floc generating tank in equipment, can also be suitably employed. However, it is not preferable to drop the generated floc in the discharge chute as shown in the above publication or to further adjust the particle size of the floc in the subsequent stage. Should be stored in the
In addition, as described above, the addition of the flocculant for flocking the slurry is performed in two stages, before and after, an anionic polymer flocculant is added in the former stage, and a cationic polymer flocculant is added in the latter stage Although it is optimal to use the anionic or cationic flocculant alone as shown in FIG. 3, it is sufficiently effective. The process is not particularly limited.
Of course, the flocculant is not limited to anionic and cationic polymer flocculants, and natural organic flocculants such as sodium alginate and CMC (carboxymethylcellulose) and, in some cases, inorganic flocculants are used. May be.
1 凝集沈降槽
2 ポンプ
3 スラリーポンプ
4 スラリー槽
5 スラリーポンプ
6 フィルタープレス装置
7 分離水槽
10 スラリー脱水処理装置
11 フロック生成装置
12 フロック貯留槽
13 フロック圧送ポンプ
14(14a、14b) 凝集剤添加装置
15 ラインミキサ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (4)
処理対象のスラリーに凝集剤を添加してフロック化し、そのフロックをフロック圧送ポンプによってフィルタープレス装置に圧送して加圧脱水を行い、
処理対象のスラリーへの凝集剤の添加を前後2段に分けて行い、前段ではアニオン系高分子凝集剤を添加し、後段ではカチオン系高分子凝集剤を添加し、
カチオン系高分子凝集剤の添加量をアニオン系高分子凝集剤の添加量の1/10〜1/20とすることを特徴とするスラリー脱水処理方法。 A method for dehydrating a slurry,
A flocculant is added to the slurry to be treated to form a floc, and the floc is pressure-dehydrated by feeding it to a filter press device with a floc pump .
Addition of the flocculant to the slurry to be treated is divided into two stages before and after, an anionic polymer flocculant is added in the former stage, and a cationic polymer flocculant is added in the latter stage ,
A slurry dewatering method, wherein the addition amount of the cationic polymer flocculant is 1/10 to 1/20 of the addition amount of the anionic polymer flocculant .
処理対象のスラリーに凝集剤を添加してフロック化するフロック生成装置と、フロックを加圧脱水するフィルタープレス装置と、フロック生成装置において生成したフロックをフィルタープレス装置に圧送するフロック圧送ポンプとを備え、
フロック生成装置には前後2段の凝集剤添加装置を備え、前段の凝集剤添加装置はアニオン系高分子凝集剤の添加装置とされ、後段の凝集剤添加装置はカチオン系高分子凝集剤の添加装置とされ、
後段の添加装置によるカチオン系高分子凝集剤の添加量が、前段の添加装置によるアニオン系高分子凝集剤の添加量の1/10〜1/20とされることを特徴とするスラリー脱水処理装置。 An apparatus for performing a dehydration process on a slurry by the slurry dehydration method according to claim 1 ,
Comprising a floc generator for flocculation by adding an aggregating agent to the slurry to be processed, a filter press apparatus for pressing圧脱water flocks, a flock feed pump that pumps the flocs generated in floc generation device in a filter press apparatus ,
The floc generator is equipped with a front and rear two-stage flocculant addition device, the former flocculant addition device is an anionic polymer flocculant addition device, and the latter flocculant addition device is a cationic polymer flocculant addition device. Device ,
A slurry dewatering apparatus characterized in that the addition amount of the cationic polymer flocculant by the latter addition device is 1/10 to 1/20 of the addition amount of the anionic polymer flocculant by the previous addition device .
フロック生成装置の後段に、該フロック生成装置により生成したフロックを貯留するとともにフロックと分離水とを分離するフロック貯留槽を備えてなることを特徴とするスラリー脱水処理装置。 The slurry dewatering apparatus according to claim 2 ,
A slurry dewatering apparatus, comprising a flock storage tank for storing flocks generated by the flock generation device and separating the flock and separated water at a subsequent stage of the flock generation device.
前記スラリー脱水処理装置の前段に、懸濁液に凝集剤を添加して水と固形物とを分離することによって清澄な分離水を回収するとともに固形物をスラリー化して沈降させる凝集沈降槽を配置し、該凝集沈降槽の底部に沈降したスラリーを前記スラリー脱水処理装置に送るスラリーポンプを備えてなることを特徴とする懸濁液処理システム。 A suspension treatment system comprising the slurry dewatering device according to claim 2 or 3 ,
A flocculant settling tank is added in front of the slurry dewatering equipment to collect clear separated water by adding a flocculant to the suspension and separating water and solids, and slurries and settles solids. And a slurry pump for feeding the slurry settled at the bottom of the coagulation sedimentation tank to the slurry dewatering apparatus.
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