JP5084991B2

JP5084991B2 - スラッジブランケット層安定化方法及び凝集沈殿設備

Info

Publication number: JP5084991B2
Application number: JP2001097227A
Authority: JP
Inventors: 哲史鈴木
Original assignee: Sumitomo Heavy Industries Environment Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Heavy Industries Environment Co Ltd
Priority date: 2001-03-29
Filing date: 2001-03-29
Publication date: 2012-11-28
Anticipated expiration: 2021-03-29
Also published as: JP2002282606A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、沈殿槽内で被処理液中の懸濁物質等を凝集・沈殿させて被処理液を清澄化するスラッジブランケット型の凝集沈殿装置に関し、特にスラッジブランケット層を安定に維持するための技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
凝集沈殿装置は、沈降分離方式の水処理装置の一種であり、工場廃水等の被処理液に含まれている懸濁物質等を適当な添加剤により凝集しフロック化し、被処理液から懸濁物質等を沈殿除去しようとするものである。
【０００３】
かかる凝集沈殿装置には、スラッジブランケット型と称されるものがある。スラッジブランケット型凝集沈殿装置は、沈殿槽内の中間部にスラッジブランケット層と称される懸濁・流動状態の汚泥層を形成し、沈殿槽内の上昇流に随伴される微細なフロックやその他の微細粒子をそのスラッジブランケット層にて捕捉して被処理液をより清澄化するものである。
【０００４】
この種の凝集沈殿装置では、スラッジブランケット層を安定化させ表面積負荷を一定の範囲内に維持することが、良好な水質の処理済み液を得るために重要である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、凝集沈殿装置に対する被処理液の供給量が大きく変動する環境では、沈殿槽内で形成されるスラッジブランケット層の層厚等が変動することがある。例えば、凝集沈殿装置への被処理液の流入量が減少し、或いは被処理液の流入が停止する場合、スラッジブランケット層の層厚が減少する。このような場合には、スラッジブランケット層における捕捉能力が減少し、処理済み液の水質が悪化してしまう。
【０００６】
そのため、従来においては、工場廃水等の被処理液を一時的に貯留するために凝集沈殿装置の上流側に設けられている原水槽（調整槽）を大型化し、被処理液の量的変動を吸収することができるよう図っている。
【０００７】
しかし、このような大型の原水槽を設けることは、処理施設のスペースを狭め、また設備コストを上昇させるものである。
【０００８】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、スラッジブランケット型凝集沈殿装置に対する被処理液の供給量が大きく変動してもスラッジブランケット層を安定に維持することのできる手段を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、凝集沈殿装置の沈殿槽内で被処理液中の懸濁物質や凝集フロック等を沈降分離させ、スラッジブランケット層を沈殿槽内に形成して被処理液を清澄化する際に、スラッジブランケット層を安定に維持するスラッジブランケット層安定化方法において、凝集沈殿装置に被処理液を供給すべく凝集沈殿装置の上流側に配設されている被処理液流通経路に、凝集沈殿装置から流出される処理済み液を返送して被処理液として用い、凝集沈殿装置に流入される被処理液の流入量を所定の範囲内に維持することを特徴としている。
【００１０】
この方法では、工場等からの被処理液の排出量が減少して凝集沈殿装置に対する被処理液の流入量が減っても、処理済み液を被処理液として再利用することで、被処理液の流入量を一定の範囲内に維持することができる。これによって、被処理液流入量に起因するスラッジブランケット層の層厚や層質等の変動を防止ないしは抑制し、スラッジブランケット層の安定化を図ることが可能となる。
【００１１】
被処理液流通経路が、被処理液を一時的に貯留するための原水槽を有する場合においては、原水槽内の液位が過度に低下した場合、凝集沈殿装置に対する被処理液の流入量が減る。そこで、原水槽内の液位が所定の基準液位を下回った場合に、処理済み液を原水槽に返送することが有効である。
【００１２】
また、凝集沈殿装置と原水槽との間に、被処理液を前処理するための前処理槽が設けられている場合においては、処理済み液を前処理槽に返送してもよい。この際、原水槽から前処理槽への被処理液の輸送は停止される。
【００１３】
更に、凝集沈殿装置に接続されている導入管を流れる被処理液の流量が所定の基準流量よりも減少した場合、すなわち凝集沈殿装置への流入量が減少した場合、導入管を流れる被処理液の流量が凝集沈殿装置から流出する処理済み液の流出量と同等となるよう、処理済み液を導入管に返送することもできる。この方法では液の流入出量のバランスがとれ、スラッジブランケット層の安定化に寄与する。
【００１４】
また、本発明は、沈殿槽内で被処理液中の懸濁物質や凝集フロック等を沈降分離させ、スラッジブランケット層を前記沈殿槽内に形成して被処理液を清澄化する凝集沈殿装置と、凝集沈殿装置に被処理液を供給すべく凝集沈殿装置の上流側に配設されている被処理液流通経路と、凝集沈殿装置から流出される処理済み液が流通する処理済み液流通経路と、処理済み液流通経路から処理済み液を前記被処理液流通経路に返送する返送手段とを備える凝集沈殿設備を提供するものである。
【００１５】
この凝集沈殿設備では、返送手段を適当なタイミングで操作して処理済み液を返送して被処理液として用いることができるので、上述した方法の実施を行うことが可能である。
【００１６】
従って、被処理液流通経路の構成要素である原水槽又は前処理槽に処理済み液を戻すこととした場合には、原水槽内の液位を検出する液位計と、返送手段を制御する制御手段とを設けておけば、制御手段が液位計の検出値により原水槽内の液位が所定の基準液位を下回ったことを検知したときに、自動的に処理済み液を原水槽又は前処理槽に返送することができる。なお、原水槽内の液位が基準液位を下回り、処理済み液を前処理槽に返送する場合、原水槽から前処理槽への被処理液の輸送は停止される。
【００１７】
なお、原水槽が凝集沈殿装置よりも低い位置に設置されている場合は、返送手段を前記処理済み液流通経路に設けられた遠隔制御可能な流路切換弁とすれば、ポンプがなくとも、流路切替弁を介して凝集沈殿装置から原水槽に処理済み液を流すことが可能となる。
【００１８】
また、処理済み液流通経路が、凝集沈殿装置から流出した処理済み液を一時的に備える処理済み液槽を有している場合においては、返送手段としては、処理済み液槽内の処理済み液を被処理液流通経路に圧送するポンプとすることができる。
【００１９】
更に、凝集沈殿装置に接続されている導入管に対して処理済み液を返送する場合には、導入管を流れる被処理液の流量を検出する流量計を設けておけば、制御手段が流量計の検出値により導入管を流れる被処理液の流量が所定の基準流量よりも減少したことを検知したとき、自動的に返送手段を制御することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、全図を通して同一又は相当部分には同一符号を付することとする。
【００２１】
図１は、本発明による凝集沈殿設備の一実施形態を示している。この実施形態に係る凝集沈殿設備は、スラッジブランケット型の凝集沈殿装置１０を備えており、その上流側には、工場廃水等の被処理液を一時的に貯留する原水槽１２が配置されている。また、原水槽１２と凝集沈殿装置１０との間には、被処理液を凝集沈殿装置１０に送り込む前に被処理液の種類に応じた前処理を施すための前処理槽１４が設けられている。前処理槽１４としては、被処理液中の気泡を除去するための脱気槽や、被処理液のｐＨを調整するためのｐＨ調整槽、被処理液に無機凝集剤（ＰＡＣ）を添加し攪拌混合して一次凝集反応を行わせる反応槽等があり、凝集沈殿設備では一般にはこれらの複数種の前処理槽が並設されるが、図示実施形態では簡単のために前処理槽は反応槽１４のみとしている。
【００２２】
原水槽１２から反応槽１４への被処理液の輸送は、配管１６を介してポンプ１８により行われる。また、反応槽１４から凝集沈殿装置１０に被処理液を導入するための導入管２０は、凝集沈殿装置１０の液面よりも下方位置に配置されている。従って、被処理液を、その液面が導入管２０よりも高い位置となるよう反応槽１４内に導入することで、被処理液は反応槽１４から凝集沈殿装置１０に自然に流れていく。
【００２３】
図示実施形態における凝集沈殿装置１０は、被処理液中の凝集フロックや懸濁物質等を沈降分離する沈殿槽２２の内側に、被処理液中の懸濁物質等を予め凝集しフロック化するためのミキシングチャンバ２４を備える型式である。ミキシングチャンバ２４は、沈殿槽２２の中心部に配置された細長い円筒体である。ミキシングチャンバ２４の上部には、反応槽１４からの導入管２０が接続される流入口２６が形成されている。また、ミキシングチャンバ２４には、被処理液中の懸濁物質等を凝集させフロックを形成する高分子凝集剤等の添加剤を注入するための注入ノズル２８が配置されている。
【００２４】
ミキシングチャンバ２４内には、被処理液と添加剤とを混合し撹拌するためのミキサ３０が内蔵されている。ミキサ３０の中心部にはセンタシャフト３２が垂直方向に延びており、その下部部分にはディストリビュータ３４が固定されている。センタシャフト３２は回転駆動され、センタシャフト３２と共に回転されるディストリビュータ３４は、ミキシングチャンバ２４内の被処理液を沈殿槽２２内に均等に分配供給することができるようになっている。
【００２５】
センタシャフト３２は、ディストリビュータ３４よりも下方に延長されており、その先端にはレーキ３６及びコーンスクレーパ３８が固定されている。レーキ３６は、被処理液中の凝集フロックが沈降して形成する汚泥を濃縮すると共に、槽底面中央の汚泥引抜き用凹部４０に汚泥を掻き寄せるためのものである。コーンスクレーパ３８は汚泥引抜き用凹部４０に配されている。この凹部４０は沈殿槽２２の基礎４２に形成された汚泥引抜管４４と接続されている。汚泥引抜管４４は汚泥引抜ポンプ４６に接続されている。
【００２６】
更に、沈殿槽２２の上部にはトラフ（集水樋）４８が設けられており、このトラフ４８の上縁を越えた沈殿槽２２内の被処理液の上澄液は処理済み液として、沈殿槽２２に設けられた流出口５０から槽外部に流出されるようになっている。従って、沈殿槽２２内の液面はトラフ４８の上縁によって一定の高さ位置に維持される。前述した導入管２０はこのトラフ４８の上縁よりも低い位置とされている。
【００２７】
このような凝集沈殿装置１０において、スラッジブランケット型運転は次のようにして行われる。まず、被処理液流通経路に沿って、すなわち原水槽１２から反応槽１４、そして導入管２０を経て、被処理液がミキシングチャンバ２４内に流入されると、注入ノズル２８から添加剤が添加され、ミキサ３０によって撹拌されて、被処理液中の懸濁物質等が凝集して凝集フロックが形成される。そして、ミキシングチャンバ２４内の凝集フロックを含む被処理液は、ディストリビュータ３４から沈殿槽２２内に均等に分配供給される。これにより、沈殿槽２２内には均等な上昇流が発生する。被処理液の上昇流における粗大な凝集フロック等は重力により沈降分離して、沈殿槽２２の底部に汚泥層Ａを形成する。そして、沈殿槽２２の中間部には、凝集フロックや懸濁物質等からなる懸濁・流動状態のスラッジブランケット層Ｂが形成される。スラッジブランケット層Ｂは上昇流に含まれる微細なフロック等を捕捉するため、沈殿槽２２内の被処理液の上層Ｃは極めて清澄な上澄液となる。
【００２８】
一方、沈殿槽２２の底部ではレーキ３６によって汚泥層Ａが濃縮されると共に、槽中央部の汚泥引抜き用凹部４０に掻き寄せられるので、汚泥層Ａは濃縮された均質なものとなる。この濃縮汚泥層Ａからは、スラッジブランケット層Ｂの界面（スラッジブランケットと上層との間の界面）Ｉの高さ位置を検出する界面計（図示しない）の検出値に基づいて制御される汚泥引抜きポンプ４６によって汚泥が随時引き抜かれ、これによってスラッジブランケット層Ｂの界面高さが一定の範囲内に維持されるよう図られている。
【００２９】
沈殿槽２２内の上層Ｃの上澄液はトラフ４８を越え、清澄な処理済み液として沈殿槽２２の流出口５０から流出する。沈殿槽２２から流出した処理済み液は処理済み液流通経路を経て系外に排出される。具体的には、配管５２を経て、水質管理等の目的で一時的に処理済み液槽５４に貯留された後、ポンプ５６によって処理済み液槽５４から排出され、必要によって高度処理、例えば生物処理、砂濾過、活性炭吸着等が行われる。
【００３０】
ところで、原水槽１２内への被処理液の供給が減少し或いは停止し、原水槽１２内の被処理液の液位が過度に低下した場合には、反応槽１４への被処理液の輸送量は減じられ、被処理液の輸送が停止されることもある。この場合、反応槽１４から凝集沈殿装置１０への被処理液の流量が減少し、又はゼロとなり、スラッジブランケット層Ｂの層厚や層質等を一定の範囲内に安定させることが困難となる。
【００３１】
このため、本実施形態に係るスラッジブランケット安定化方法では、凝集沈殿装置１０から流出された処理済み液を凝集沈殿装置１０の上流側に返送し、凝集沈殿装置１０に対する被処理液の流入量が一定の範囲内に維持されるようにしている。
【００３２】
より詳細には、図１の実施形態では、凝集沈殿装置１０の流出口５０に接続されている配管５２に、遠隔制御式の流路切換弁（返送手段）５８を介設している。この流路切換弁５８の一方の出口は処理済み液槽５４に接続され、他方の出口は原水槽１２に延びる返送用配管６０が接続されている。なお、図示実施形態では原水槽１２は凝集沈殿装置１０よりも低い位置に設置されているため、ポンプ等がなくとも、処理済み液は配管５２から返送用配管６０を通って原水槽１２に流れていく。また、原水槽１２には液位計６２が設けられている。この液位計６２の検出信号はマイクロコンピュータ等からなる制御装置（制御手段）６４に入力され、制御装置６４は液位計６２からの検出値に基づいて流路切換弁５８を制御するようになっている。
【００３３】
制御装置６４による流路切換弁５８の制御方法は具体的には次の通りである。すなわち、何らかの原因で原水槽１２内の被処理液の液位が下がり、所定の第１の基準液位を下回った場合には、制御装置６４はその状態を液位計６２からの信号により認識し、流路切換弁５８の出口を処理済み液槽５４側から返送用配管６０の側に切り換える。これによって、凝集沈殿装置１０から流出する処理済み液は被処理液の補充液として原水槽１２に送られ、原水槽１２内の被処理液は増加する。そして、原水槽１２内の被処理液の液面が前記第１の基準液位よりも十分に高い第２の基準液位に達したならば、制御装置６４は再び流路切換弁５８の出口を処理済み液槽５４の側に戻し、原水槽１２への処理済み液の返送を停止する。
【００３４】
このようにして、原水槽１２内の被処理液は、本来、工場等から送られてくる被処理液の供給量に拘わらず、常に一定以上の液量を維持することが可能となる。従って、原水槽１２から被処理液はポンプ１８により十分な流量で反応槽１４に送られ、反応槽１４からは一定の流量で凝集沈殿装置１０に被処理液が流入されることになる。その結果、凝集沈殿装置１０に対する被処理液の流入量変動に起因するスラッジブランケット層Ｂの不安定化という問題が解消され、処理済み液の水質は常に安定したものとなる。
【００３５】
また、図示実施形態では、処理済み液の返送にポンプ等の動力は不要であるため、運転コストも殆どかからない経済的な設備となっている。
【００３６】
以上、本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されないことはいうまでもない。
【００３７】
例えば、上記実施形態では、処理済み液は凝集沈殿装置１０の流出口５０の近傍から取り出しているが、図２に示すように、処理済み液槽５４の下流側から返送するようにしてもよい。この場合、ポンプ５６を返送手段として用い、ポンプ５６の下流側に設けられた流路切換弁６６を返送用配管６８側に切り換えれば、原水槽１２の設置位置が凝集沈殿装置１０よりも高くとも、ポンプ５６により処理済み液を送り込むことが可能となる。この場合、制御装置６４はポンプ５６と流路切換弁６６を制御することになる。
【００３８】
また、処理済み液の返送のタイミングについても種々変更が可能である。例えば、反応槽１４と凝集沈殿装置１０との間の導入管２０に流量計７０を設け（図２参照）、この流量計７０の検出値が所定の基準流量よりも下がった場合、或いは、凝集沈殿装置１０のスラッジブランケット層Ｂの界面高さを検出する界面計（図示しない）の検出値が所定の基準界面高さよりも下がった場合等に、処理済み液の返送を開始するよう制御装置６４により流路切換弁５８、ポンプ５６、流路切換弁６６を制御してもよい。
【００３９】
更に、処理済み液の返送位置も原水槽１２に限らず、凝集沈殿装置１０の上流側の被処理液流通経路であればどの位置でもよく、図２の一点鎖線や二点鎖線で示すように、反応槽１４（他の前処理槽があればその前処理槽）に処理済み液を送ってもよいし、導入管２０に直接送り込んでもよい。但し、導入管２０に送り込む場合には、導入管２０を流れる全流量が所定の範囲内、例えば使用済み液の流出量と同等にして、被処理液の流入量と使用済み液の流出量との間にバランスを持たせることが好ましい。
【００４０】
また、上記実施形態では、沈殿槽２２の内部に高分子凝集剤により凝集を行わせるミキシングチャンバ２４及びディストリビュータ３４を有する型式のものであるが、本発明は、高分子凝集剤による凝集槽が沈殿槽の外部に設けられ、ディストリビュータを有していない型式の凝集沈殿装置にも、それがスラッジブランケット型運転を行うものである限り、適用可能である。この場合、外部の凝集槽に処理済み液を戻すことができることは勿論である。
【００４１】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によるスラッジブランケット層安定化方法及び凝集沈殿設備では、工場からの被処理液の排出量が大きく変動しても、凝集沈殿装置の沈殿槽内に形成されたスラッジブランケット層の層厚や層質、界面高さ等を安定に維持することが可能となる。従って、処理済み液の水質は常に安定したものとなり、各種工業製品の品質向上や環境保全にも大いに寄与することが可能となる。
【００４２】
また、本発明によれば、被処理液が減少した場合には処理済み液により補充することとしているので、被処理液の量的変動を吸収するために原水槽を大型化したり別個に調整槽を設けたりする等の措置は不要となる。よって、処理施設の省スペース化に寄与し、また設備コストの削減を図ることができる。
【００４３】
更に、処理済み液を被処理液の補充液としているので、工場内用水を利用する場合に比してコストは殆どかからないという効果もある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による凝集沈殿設備の一実施形態を示す概略説明図である。
【図２】本発明の別の実施形態を示す概略説明図である。
【符号の説明】
１０…凝集沈殿装置、１２…原水槽（被処理液流通経路）、１４…反応槽（前処理槽：被処理液流通経路）、１６…配管（被処理液流通経路）、１８…ポンプ、２０…導入管（被処理液流通経路）、２２…沈殿槽、２４…ミキシングチャンバ、３４…ディストリビュータ、５０…流出口、５２…配管（処理済み液流通経路）、５４…処理済み液槽、５６…ポンプ（返送手段）、５８…流路切換弁（返送手段）、６０…返送用配管、６２…液位計、６４…制御装置（制御手段）、６６…流路切換弁、（返送手段）、６８…返送用配管、７０…流量計。

Claims

沈殿槽内で被処理液中の懸濁物質及び凝集フロックを沈降分離させ、スラッジブランケット層を前記沈殿槽内に形成して被処理液を清澄化する凝集沈殿装置と、
前記凝集沈殿装置に被処理液を供給すべく前記凝集沈殿装置の上流側に配設されている被処理液流通経路であって、被処理液を一時的に貯留するための原水槽、及び、前記凝集沈殿装置と前記原水槽との間に設けられた、被処理液を前処理するための前処理槽を有している被処理液流通経路と
を備える凝集沈殿設備を用いて、前記スラッジブランケット層を前記沈殿槽内に形成して被処理液を清澄化する際に、前記スラッジブランケット層を安定に維持するスラッジブランケット層安定化方法であって、
前記被処理液流通経路に、前記凝集沈殿装置から流出される処理済み液を返送して被処理液として用い、前記凝集沈殿装置に流入される被処理液の流入量を所定の範囲内に維持するようにしたスラッジブランケット層安定化方法において、
前記原水槽内の液位が所定の基準液位を下回った時に、前記原水槽から前記前処理槽への被処理液の輸送を停止し、前記処理済み液を前記前処理槽に返送することを特徴とする、スラッジブランケット層安定化方法。
沈殿槽内で被処理液中の懸濁物質及び凝集フロックを沈降分離させ、スラッジブランケット層を前記沈殿槽内に形成して被処理液を清澄化する凝集沈殿装置と、
前記凝集沈殿装置に被処理液を供給すべく前記凝集沈殿装置の上流側に配設されている被処理液流通経路であって、被処理液を一時的に貯留するための原水槽、及び、前記凝集沈殿装置と前記原水槽との間に設けられた、被処理液を前処理するための前処理槽を有している被処理液流通経路と、
前記凝集沈殿装置から流出される処理済み液が流通する処理済み液流通経路と、
前記処理済み液流通経路から処理済み液を前記被処理液流通経路に返送する返送手段と、
前記原水槽内の液位を検出する液位計と、
前記液位計の検出値により前記原水槽内の液位が所定の基準液位を下回ったことを検知した時に、前記原水槽から前記前処理槽への被処理液の輸送を停止し、前記処理済み液を前記前処理槽に返送するよう前記返送手段を制御する制御手段と
を備えることを特徴とする、凝集沈殿設備。