JP5208835B2

JP5208835B2 - 処理水の凝集分離装置

Info

Publication number: JP5208835B2
Application number: JP2009087368A
Authority: JP
Inventors: 恵星林田; 好晴沼田; 聡湯本; 学山田; 穣森田; 清和武村; 茂樹照井
Original assignee: Hitachi Plant Technologies Ltd
Current assignee: Hitachi Plant Technologies Ltd
Priority date: 2009-03-31
Filing date: 2009-03-31
Publication date: 2013-06-12
Anticipated expiration: 2029-03-31
Also published as: JP2010234327A

Description

本発明は、処理水の凝集分離装置に関し、特に、下水や工場排水等の処理水中の汚濁物質を凝集させて磁性フロックを生成し、除去するようにした汚濁水浄化システムにおいて、緩速撹拌機及び磁気分離装置を同一のケーシング内に組み込み一体化することで各槽間を連結する配管をなくして小型化を図るようにした処理水の凝集分離装置に関するものである。

従来、バラスト水、工場排水等の処理水中に存在する汚濁物質を除去するために、処理水に磁性粉及び凝集剤（必要に応じて高分子凝集剤）を添加し撹拌することで汚濁物質に磁性を帯びさせて磁性フロックとし、この生成された磁性フロックを回転する磁気ディスクに吸着させて分離除去するようにした汚濁水浄化システムが採用されている。
この磁性フロックを生成する手段として凝集装置Ａを、また磁性フロックを吸着分離除去する手段として多数の磁石を配設してなる磁気ディスク盤を所定間隔で多数配列して構成する磁気分離装置Ｂが採用されている。

しかし、従来の汚濁水浄化システムにおける凝集分離装置は、図６に示すように、処理水に磁性粉及び凝集剤を添加してこれを急速撹拌槽Ｃ内に供給して急速撹拌した後、複数段に分かれる緩速撹拌槽Ａ１、Ａ２、Ａ３内を順次流通させて各槽内にてそれぞれ緩速撹拌することでバラスト水、工場排水等の処理水中に存在する汚濁物質に磁性を帯びさせて磁性フロックを生成するようにし、この各緩速撹拌槽Ａ１、Ａ２、Ａ３内には処理水を所定の速度で撹拌できるように撹拌羽根を配設している。

また、凝集装置Ａの急速撹拌槽Ｃと最初の緩速撹拌槽Ａ１間、及び各段の緩速撹拌槽Ａ１、Ａ２間と、緩速撹拌槽Ａ２、Ａ３間、並びに最終段の緩速撹拌槽Ａ３と磁気分離装置Ｂ間をそれぞれ配管Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４を介して連結されるように接続し、処理水が各撹拌槽Ｃ、Ａ１、Ａ２、Ａ３間を順次流通するようにしている。
このため、凝集装置Ａが複数の緩速撹拌槽と磁気分離装置がそれぞれ独立して形成された別体で形成され、かつ配管にて接続して構成しているので、装置自体が大型化し、これを設置するスペースも大きくなるという問題があった。

また、最終段の緩速撹拌槽Ａ３と磁気分離装置Ｂ間においては、処理水の流速が最も遅くなり、これがため磁性フロックが配管内底部に沈降するので、これを防ぐための磁性フロック沈降防止装置Ｅ、特に限定されるものではないが、例えば、磁性フロック巻き上げのための撹拌装置等を該配管Ｄ４内に設置する必要があるという問題があった。

本発明は、処理水の凝集分離装置の有する問題点に鑑み、汚濁水浄化システムにおける緩速撹拌槽及び磁気分離装置を同一のケーシング内に組み込み一体化することで凝集分離装置の小型化を図れるようにした処理水の凝集分離装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、磁性粉及び凝集剤を処理水に添加し、かつ撹拌することで処理水中の汚濁物質を凝集させて磁性フロックを生成するようにした緩速撹拌槽と、磁性フロックを吸着回収するようにした磁気分離装置とより構成する凝集分離装置において、前記磁気分離装置を緩速撹拌槽の上に隣接配置するとともに、隣接配置した槽の隔壁に処理水の流通口を形成することにより、隣接配置した槽を直接連通して同一のケーシング内に組み込み、一体に構成したことを特徴とする。

この場合において、凝集剤に無機凝集剤及び高分子凝集剤の少なくとも１種を用いるようにすることができる。

また、緩速撹拌槽を、複数段の連続した多段式緩速撹拌槽とし、順次各緩速撹拌槽内を処理水が流通するように隣接する緩速撹拌槽間の隔壁に処理水の流通口を形成するとともに、各緩速撹拌槽内に撹拌羽根を備えて構成することができる。

また、多段式緩速撹拌槽の隣接する緩速撹拌槽隔壁に形成する処理水の流通口を、各緩速撹拌槽内で生成される磁性フロックが処理水の流速により破壊されないようにしてその大きさを設定することができる。

また、多段式緩速撹拌槽内で、かつ処理水流入口の近傍に、流入する処理水の勢いを弱めるための減勢板を配設することができる。

本発明の処理水の凝集分離装置によれば、装置を小型化でき、かつ簡易に構成することができるとともに、槽間での処理水の対流を防止しその流れを円滑にして磁性フロックの生成を促進することができる。

そして、隣接配置した槽の隔壁に処理水の流通口を形成することにより、隣接配置した槽を直接連通することによって槽間を連結する配管を省くことができるので槽構造を簡易化することができる。

また、凝集剤に無機凝集剤及び高分子凝集剤の少なくとも１種を用いるようにすることにより、対象となる処理水の性状に応じて凝集剤を用い、これによって、磁性フロックの生成を一層促進することができる。

また、緩速撹拌槽を、複数段の連続した多段式緩速撹拌槽とし、順次各緩速撹拌槽内を処理水が流通するように隣接する緩速撹拌槽間の隔壁に処理水の流通口を形成するとともに、各緩速撹拌槽内に撹拌羽根を備えて構成することにより、各槽間の接続が確実、簡易に、かつ槽間連結部における処理水の滞留を防止することができる。

また、多段式緩速撹拌槽の隣接する緩速撹拌槽隔壁に形成する処理水の流通口を、各緩速撹拌槽内で生成される磁性フロックが処理水の流速により破壊されないようにしてその大きさを設定することにより、磁性フロックの生成を確実にすることができる。

また、多段式緩速撹拌槽内で、かつ処理水流入口の近傍に、流入する処理水の勢いを弱めるための減勢板を配設することにより、緩速撹拌槽内への処理水を拡散するようにして供給できるので槽内での処理水の撹拌を均一に行えるとともに、磁性フロックの生成を促進することができる。

本発明の処理水の凝集分離装置の一実施例を示す正面図である。同側面縦断面図である。本発明の処理水の凝集分離装置のブロック説明図である。流通口を備えた緩速撹拌槽の説明図である。緩速撹拌槽及び磁気分離装置の配置構成の変形例を示す説明図である。従来の処理水の凝集分離装置のブロック説明図である。

以下、本発明の処理水の凝集分離装置の実施の形態を、図面に基づいて説明する。

図１〜図４に、本発明の処理水の凝集分離装置の一実施例を示す。

バラスト水、工場排水等の処理水中に存在する汚濁物質に磁性を帯びさせて磁性フロックとして分離除去するための汚濁水浄化システムは、図３に示すように、急速撹拌槽Ｃ、凝集装置Ａ及び磁気分離装置Ｂとより構成されている。

また、バラスト水、工場排水等の処理水には、予め適量の磁性粉及び凝集剤、例えば、無機凝集剤、さらに、生成する磁気フロックを大きくする必要がある場合等には、必要が必要に応じて、高分子凝集剤を添加して急速撹拌槽Ｃへ供給し、該槽内には撹拌羽根Ｓが備えられているので、処理水は急速に撹拌され、次工程の緩速撹拌槽内での磁性フロックの生成を促進できるようにする。

ここで、特に限定されるものではないが、処理水に添加する磁性粉としては、四三酸化鉄等の酸化鉄粉を、また、無機凝集剤としては、ポリ塩化アルミニウム、塩化鉄、硫酸第二鉄等の水溶性の無機凝集剤を、さらに、高分子凝集剤としては、アニオン系やノニオン系の高分子凝集剤を、好適に用いることができる。

そして、急速撹拌槽Ｃと凝集装置Ａの第１緩速撹拌槽Ａ１とは従来と同じように配管Ｄ１にて接続し、急速撹拌された処理水が速やかに第１緩速撹拌槽Ａ１内へ導入されるようにする。

また、この凝集装置Ａは、図３〜図４に示すように、複数段、特に限定されるものではないが、例えば、３段の緩速撹拌槽Ａ１、Ａ２、Ａ３を直列的に配列して構成し、かつ各緩速撹拌槽Ａ１、Ａ２、Ａ３には前工程で磁性粉及び凝集剤が添加された処理水を緩速で撹拌して汚濁物質に磁性を帯びさせて磁性フロックとして生成するように緩速回転する撹拌羽根Ｓが備えられている。この各緩速撹拌槽内に備えられている撹拌羽根Ｓの回転数は形成されつつある磁性フロックを破壊しないようにしてその回転数や撹拌力が定められている。

多段式にて形成される緩速撹拌槽Ａ１、Ａ２、Ａ３は配管をなくして連続して連結されるように、図１、図３及び図４に示すように、各槽を互いに横方向及び縦方向に隣接するようにして配置し、処理水が順次流通するように第１緩速撹拌槽Ａ１と第２緩速撹拌槽Ａ２間、及び第２緩速撹拌槽Ａ２と第３緩速撹拌槽Ａ３間の隔壁に流通口を形成する。

例えば、図４に示すように、第１緩速撹拌槽Ａ１と第２緩速撹拌槽Ａ２間は、各槽Ａ１、Ａ２の同じ側面の側壁でそれぞれ適正な位置に形成した流通口１１、１２間を槽外に配設した流通ダクト１５を介して連通するようにする。

この場合、第１緩速撹拌槽Ａ１には急速撹拌槽Ｃから配管を介して処理水を導入するように流入口１０が形成されるが、望ましくは該流入口１０は、図４に示すように、壁面に接する位置に配設するとともに、この流入口１０と少しの間隔をあけて対向するようにして第１緩速撹拌槽Ａ１内に減勢板１６を配設する。

これにより、流入口より導入された処理水は該減勢板１６にて拡散されるようになって第１緩速撹拌槽Ａ１内に流入され、撹拌羽根Ｓにより槽内にて均一に撹拌された後、流通口１１より排出され、流通ダクト１５を介して流通口１２より第２緩速撹拌槽Ａ２内に導入されるようにし、さらには第２緩速撹拌槽Ａ２と第３緩速撹拌槽Ａ３間の流通口１３は互いに接する隔壁に直接開口を設けて形成するようにする。

また、磁気分離装置Ｂはこの第３緩速撹拌槽Ａ３の上方に積み重ねるように配設し、第３緩速撹拌槽Ａ３と磁気分離装置Ｂ間を連接する隔壁に流通口１４を形成する。

この場合、各流通口１１、１２、１３、１４は緩速撹拌槽Ａ１、Ａ２、Ａ３間を順次流通する処理水が、形成されつつある磁性フロックが破壊されないように、また、磁性フロックを大きく成長するように、流通速度が順次緩速となるようにその開口度を設定する。

また、１つの槽に形成する流入口と流出口、例えば、第１緩速撹拌槽Ａ１に形成する流入口１０と流出口となる流通口１１は、槽の対角位置に形成することが好ましい。
これにより、処理水が槽内を短絡（流れのショートカット）して流出することを防止し、処理水に対して槽内での十分な滞留時間（処理時間）を付与することができる。

また、磁気分離装置Ｂは、本体ケーシング２０（磁気分離槽）内に多数の磁石を配設してなる磁気ディスク盤２２を回転可能な主軸２１に所定間隔で多数配列して磁気ディスク２を構成し、該磁気ディスク２を回転させることで前工程の緩速撹拌槽Ａ１、Ａ２、Ａ３で生成された磁性フロックを各磁気ディスク盤２２に吸着し、かつ磁気ディスク盤間に挿入するようにして配設した磁性フロック排出手段を介して除去するように構成している。
この場合、磁気ディスク２は、その全部又は所定の面積（具体的には、１／２程度以上、好ましくは、２／３程度以上）が本体ケーシング２０内に供給される処理水に没するようにして処理水中に生成された磁性フロックを効率的に吸着するようにする。

ここで、多段式の緩速撹拌槽Ａ１、Ａ２、Ａ３及び磁気分離装置Ｂの配列は、特に限定されるものではないが、例えば、図１及び図３に示すように、第１緩速撹拌槽Ａ１の下方位置に第２緩速撹拌槽Ａ２を、そして第２緩速撹拌槽Ａ２の横方向に第３緩速撹拌槽Ａ３を配置し、第３緩速撹拌槽Ａ３の上方で第１緩速撹拌槽Ａ１の横方向に隣接するようにして磁気分離装置Ｂを配置するようにしたり、図５（ａ）に示すように、第１緩速撹拌槽Ａ１、第２緩速撹拌槽Ａ２及び第３緩速撹拌槽Ａ３を直列に配置し、第３緩速撹拌槽Ａ３の上方に磁気分離装置Ｂを配置するようにしたり、図５（ｂ）に示すように、第１緩速撹拌槽Ａ１、第２緩速撹拌槽Ａ２及び第３緩速撹拌槽Ａ３を順に鉤状に配置し、第３緩速撹拌槽Ａ３の上方に磁気分離装置Ｂを配置するようにする等、任意の配置構成とすることができる。
これにより、各槽の隔壁が隣接されるので配管を用いることなく隔壁に開口を形成するだけで各槽間を連通して、流通路を形成することができる。
特に、最後の緩速撹拌槽である第３緩速撹拌槽Ａ３の上方に磁気分離装置Ｂを配置することにより、第３緩速撹拌槽Ａ３から排出された処理水中に含まれる磁気フロックが配管の内底部等に沈降して滞留することがなく、メンテナンス作業を簡易化することができる。

次に、この処理水の凝集分離装置の作用について説明する。
予め磁性粉及び凝集剤が添加された処理水は急速撹拌槽Ｃ内に導入され、撹拌羽根（図示省略）にて急速撹拌された後、配管Ｄ１を介して第１緩速撹拌槽Ａ１内に導かれると、該槽内の撹拌羽根にてゆっくりと撹拌される。第１緩速撹拌槽Ａ１より隔壁に形成した開口によって構成された流通口１１、流通ダクト１５、流通口１２を経て第２緩速撹拌槽Ａ２へ、該第２緩速撹拌槽Ａ２より流通口１３を介して第３緩速撹拌槽Ａ３へと順次流通し、かつ各槽内に配設された撹拌羽根Ｓにてゆっくりと撹拌されることにより処理水中の汚泥物質は凝集されて磁性フロックを生成する。

この場合、各槽間を隣接する配管がなく、隔壁に直接形成された開口によって構成した流通口を経て直接次槽へ導かれるので処理水の流通が円滑に行われるとともに、第３緩速撹拌槽Ａ３、磁気分離装置Ｂ間を配管を用いることなく、隔壁に直接形成された開口によって構成された流通口１４を経て導入するようにしているので最も流通速度が遅くなる箇所での磁性フロックの沈降をも防止して確実に全処理水を磁気分離装置Ｂへ供給することができ、また各槽をブロック状に積み重ねて構成しているので装置を小型化することができる。

なお、本実施例においては、第１緩速撹拌槽Ａ１、第２緩速撹拌槽Ａ２及び第３緩速撹拌槽Ａ３並びに磁気分離装置Ｂを一体化して配置するようにしたが、一体化して配置する槽はこの組み合わせに限定されず、任意の複数の槽を組み合わせ（特に限定されるものではないが、例えば、第１緩速撹拌槽Ａ１、第２緩速撹拌槽Ａ２及び第３緩速撹拌槽Ａ３を組み合わせたり、第２緩速撹拌槽Ａ２及び第３緩速撹拌槽Ａ３並びに磁気分離装置Ｂを組み合わせることができる。）、これらの槽を隣接配置して同一のケーシング内に組み込むようにすることができる。

また、磁気フロックの分離を行う磁気分離装置Ｂは、磁気ディスク盤２２を回転可能な主軸２１に配列して構成した磁気ディスク２のほか、磁石（電磁石を含む）を用いた任意の磁気分離装置を用いることができる。

以上、本発明の処理水の凝集分離装置について、その実施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施例に記載した構成に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができるものである。

本発明の処理水の凝集分離装置は、複数段よりなる緩速撹拌槽及び磁気分離装置を配管をなくして同一ケーシング内に組み込むことにより装置を小型化できるという特性を有していることから、処理水の凝集分離装置の用途に好適に用いることができる。

Ａ凝集装置
Ａ１第１緩速撹拌槽
Ａ２第２緩速撹拌槽
Ａ３第３緩速撹拌槽
Ｂ磁気分離装置
Ｃ急速撹拌槽
Ｄ１配管
Ｓ撹拌羽根
１０流入口
１１〜１４流通口
１５流通ダクト
１６減勢板
２磁気ディスク
２０本体ケーシング
２１主軸
２２磁気ディスク盤

Claims

磁性粉及び凝集剤を処理水に添加し、かつ撹拌することで処理水中の汚濁物質を凝集させて磁性フロックを生成するようにした緩速撹拌槽と、磁性フロックを吸着回収するようにした磁気分離装置とより構成する凝集分離装置において、前記磁気分離装置を緩速撹拌槽の上に隣接配置するとともに、隣接配置した槽の隔壁に処理水の流通口を形成することにより、隣接配置した槽を直接連通して同一のケーシング内に組み込み、一体に構成したことを特徴とする処理水の凝集分離装置。
凝集剤に無機凝集剤及び高分子凝集剤の少なくとも１種を用いるようにしたことを特徴とする請求項１記載の処理水の凝集分離装置。
緩速撹拌槽を、複数段の連続した多段式緩速撹拌槽とし、順次各緩速撹拌槽内を処理水が流通するように隣接する緩速撹拌槽間の隔壁に処理水の流通口を形成するとともに、各緩速撹拌槽内に撹拌羽根を備えて構成したことを特徴とする請求項１又は２記載の処理水の凝集分離装置。
多段式緩速撹拌槽の隣接する緩速撹拌槽隔壁に形成する処理水の流通口を、各緩速撹拌槽内で生成される磁性フロックが処理水の流速により破壊されないようにその大きさを設定したことを特徴とする請求項３記載の処理水の凝集分離装置。
多段式緩速撹拌槽内で、かつ処理水流入口の近傍に、流入する処理水の勢いを弱めるための減勢板を配設したことを特徴とする請求項３又は４記載の処理水の凝集分離装置。