JP6218036B2 - Coagulation reactor - Google Patents
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Description
本発明は、廃水処理技術に関する。より詳しくは、高分子凝集剤を使用する廃水処理の凝集工程にて使用する凝集反応槽に関するものである。 The present invention relates to wastewater treatment technology. More specifically, the present invention relates to a flocculation reaction tank used in a flocculation process of wastewater treatment using a polymer flocculant.
高分子凝集剤を使用する廃水処理においては図6に示すように、原水槽より凝集反応槽へ廃水を送り、凝集剤によりフロックを形成した後に脱水機へ送るという一連の工程により行われることが一般的だが、近年の脱水機は濾材の濾過細孔径を粗くすることにより、装置動力の省エネ化を図る傾向がある。濾材の目の粗い脱水機では、カチオン系およびアニオン系の高分子凝集剤を併用することにより、粗大で、強固で、かつ、脱水性の良好なフロックを生成することが脱水機の性能を引き出すためのポイントとなる。よって、凝集反応槽に投入する凝集剤の種類、添加量、さらに凝集剤と原水を攪拌するための撹拌速度は重要なファクターとなる。また、凝集反応槽における凝集剤と原水の撹拌時間は、適正なフロックを生成するうえで極めて重要である。なぜならば、撹拌時間は凝集反応に要する時間と比例するためであり、凝集反応時間が短い場合ではフロックの生成が不十分となり、凝集反応時間が長すぎる場合は、生成したフロックを撹拌により破壊することもあるからである。 In wastewater treatment using a polymer flocculant, as shown in FIG. 6, the wastewater is sent from the raw water tank to the agglomeration reaction tank, a floc is formed with the flocculant, and then sent to the dehydrator. In general, however, recent dehydrators tend to achieve energy savings in apparatus power by increasing the filter pore diameter of the filter medium. In a dehydrator with a coarse filter medium, the combined use of cationic and anionic polymer flocculants produces flocs that are coarse, strong, and have good dehydrating properties, thereby drawing out the performance of the dehydrator. It becomes the point for. Therefore, the type and addition amount of the flocculant charged into the flocculent reaction tank and the stirring speed for stirring the flocculant and the raw water are important factors. In addition, the stirring time of the flocculant and the raw water in the flocculation reaction tank is extremely important for producing an appropriate floc. This is because the agitation time is proportional to the time required for the agglutination reaction. If the agglomeration reaction time is short, the generation of floc is insufficient, and if the agglomeration reaction time is too long, the generated floc is destroyed by agitation. This is because there are cases.
特許文献1にあるように、従来技術の凝集反応槽は、凝集反応槽の容積が一定であるため、廃水の投入速度を増減する事により凝集反応槽における凝集時間を制御することは可能であったが、この場合、脱水機の能力に見合った最適な廃水処理時間を制御する事は困難であった。しかしながら、装置動力の省エネ化における稼働時間の短縮を図る上でも、脱水機の能力に合わせた廃水処理は必要であり、脱水機への最適で安価な廃水の定量供給方法が望まれていた。
As disclosed in
本発明は、廃水処理の凝集反応槽において、脱水機の処理能力に応じた、凝集反応槽より脱水機への最適で安価な廃水の定量供給を行う凝集反応槽の提供を目的とする。 An object of the present invention is to provide an agglomeration reaction tank for quantitatively supplying wastewater from the agglomeration reaction tank to the dehydrator in accordance with the treatment capacity of the dehydrator in the agglomeration reaction tank for wastewater treatment.
上記の目的を達成するために本発明は、廃水処理に用いる凝集反応槽であって、廃水と凝集剤とを攪拌する攪拌手段と、反応後の廃水を排出するために凝集反応槽の壁面に固定して設けられた溢流口と、廃水処理容積を可変とするための凝集反応槽内に配置した容積可変容器と、を備え、容積可変容器は、直方体の底面の一部もしくは全体を傾斜させ、かつ、直方体の上面が開放された形状であり、凝集反応槽の中央部に設けられた攪拌手段の両側に、容積可変容器の底面の傾斜面どうしを向い合せて各々配置され、容積可変容器の上下移動を補助するためのガイドが凝集反応槽の壁面に設けられている凝集反応槽である。 In order to achieve the above object, the present invention is a flocculation reaction tank used for wastewater treatment, a stirring means for stirring the wastewater and the flocculant, and a wall surface of the flocculation reaction tank for discharging the wastewater after the reaction. It has a fixed overflow port and a variable volume container placed in the coagulation reaction tank for making the wastewater treatment volume variable, and the variable volume container is inclined partly or entirely of the bottom surface of the rectangular parallelepiped. In addition, the rectangular parallelepiped has an open top surface and is arranged on both sides of the stirring means provided in the center of the agglomeration reaction tank so that the inclined surfaces of the bottom surface of the variable volume container face each other. In the agglomeration reaction tank, a guide for assisting the vertical movement of the container is provided on the wall surface of the agglomeration reaction tank.
このように構成された本発明においては、容積可変容器への液体の投入量を変えることにより、凝集反応槽内の廃水処理容積を変更することが可能となる。このため、凝集反応槽内への廃水の投入速度を一定とすれば、凝集反応槽内における廃水の滞留時間を変えることができる。つまり、脱水機の能力に応じて容積可変容器への液体の投入量を変えるというシンプルな方法により、最適な廃水処理時間を制御することができる。また、このようなシンプルな方法により凝集反応槽内の廃水処理容積を変更できるので、コスト面でメリットがある。さらに、凝集反応槽の溢流口を壁面の一箇所に固定しているため、溢流口から脱水機までの高さを固定でき、例えば溢流口が可動式である場合に生じる脱水機の投入時の落差の大きさに起因した、凝集反応槽内で生成したフロックの破壊を起こさずに済む。また、直方体の底面の一部もしくは全体を傾斜させた面が凝集フロックを押し上げる流れを作り出すため、凝集フロックを溢流口のある凝集反応槽の中央部まで集める事が容易となる。 In the present invention configured as described above, it is possible to change the wastewater treatment volume in the agglomeration reaction tank by changing the amount of liquid input into the variable volume container. For this reason, the residence time of the waste water in the agglomeration reaction tank can be changed if the rate of waste water input into the agglomeration reaction tank is constant. That is, the optimum wastewater treatment time can be controlled by a simple method in which the amount of liquid input to the variable volume container is changed according to the capacity of the dehydrator. Moreover, since the wastewater treatment volume in the coagulation reaction tank can be changed by such a simple method, there is a merit in terms of cost. Furthermore, since the overflow port of the agglomeration reaction tank is fixed at one place on the wall surface, the height from the overflow port to the dehydrator can be fixed. For example, the dehydrator generated when the overflow port is movable There is no need to cause the destruction of flocs generated in the agglomeration reaction tank due to the magnitude of the drop at the time of charging. In addition, since a part of the bottom surface of the rectangular parallelepiped or the entire surface is inclined creates a flow that pushes up the aggregation floc, it is easy to collect the aggregation floc up to the center of the aggregation reaction tank having the overflow port.
本発明において、凝集反応槽の底面は略正方形で、凝集反応槽の底面から溢流口までの高さと、凝集反応槽の幅との比(高さ/幅)が、0.2〜2.0である凝集反応槽である。 In the present invention, the bottom surface of the agglomeration reaction tank is substantially square, and the ratio (height / width) between the height from the bottom surface of the agglomeration reaction tank to the overflow port and the width of the agglomeration reaction tank is 0.2-2. The agglomeration reaction tank is zero.
このように構成された本発明においては、高分子凝集剤により生ずるフロックは粗大化するので凝集反応槽内で沈降しやすいが、凝集反応槽の深さが浅いので緩速撹拌でもフロックは溢流可能となり、凝集剤の添加量を最小限に抑えることが可能となる。 In the present invention configured as described above, flocs generated by the polymer flocculant are coarsened so that they tend to settle in the agglomeration reaction tank, but the flocs overflow even if the agitation is slow because the agglomeration reaction tank is shallow. This makes it possible to minimize the amount of flocculant added.
本発明において、凝集反応槽の容積可変容器側面には、凝集反応槽内の廃水処理容積の表示が設けられている。 In the present invention, an indication of the wastewater treatment volume in the agglomeration reaction tank is provided on the side of the volume variable container of the agglomeration reaction tank.
このように構成された本発明においては、容積可変容器で押し退けた容積が一瞥できるようになり、凝集槽の実容積から、水位で示している容積可変容器の容積との差し引きより凝集反応槽の容積を知る事が可能となる。 In the present invention configured as described above, the volume displaced by the variable volume container can be obtained at a glance. From the actual volume of the aggregation tank, the volume of the aggregation reaction tank is subtracted from the volume of the volume variable container indicated by the water level. It becomes possible to know the volume.
本発明の凝集反応槽によれば、脱水機の処理能力に応じた、凝集反応槽より脱水機への最適で安価な廃水の定量供給を行う凝集反応槽の提供が可能となる。 According to the agglomeration reaction tank of the present invention, it is possible to provide an agglomeration reaction tank for quantitatively supplying wastewater from the agglomeration reaction tank to the dehydrator according to the processing capacity of the dehydrator.
本発明の凝集反応槽について図1〜図4を用いて説明する。凝集反応槽1は、廃水と凝集剤とを攪拌する攪拌手段5と、反応後の廃水を排出するために凝集反応槽の壁面に固定して設けられた溢流口3と、廃水処理容積を可変とするための凝集反応槽内に配置した容積可変容器2とにより構成されている。
The agglomeration reaction tank of the present invention will be described with reference to FIGS. The
凝集反応槽1は直方体でも円柱体であっても構わないが、製作コスト等の面より直方体が好ましく、撹拌効率の面で底面が略正方形の直方体であることがより好ましい。
The
容積可変容器2は、図1〜図4において凝集反応槽内に2個装着されているが、1個でも3個以上を凝集反応槽内に装着しても構わない。ただし、コスト的な面と均一な凝集反応を行うためには容積可変容器は2個が好ましく、攪拌手段5の両側に各々配置されていることが、より均一な凝集反応を行う点で好ましい。
In FIG. 1 to FIG. 4, two
また、容積可変容器2は、図5の(A)のように直方体の底面の全体を傾斜させ、かつ、直方体の上面が開放された形状や、図5の(B)のように直方体の底面の一部を傾斜させ、かつ、直方体の上面が開放された形状が好ましい。容積可変容器の上面が開放されているので、ここから必要量の水を投入する。容積可変容器への注水・排水は外部に設けられたポンプ等によって行うことができる。
Further, the
図2は、凝集反応槽内の廃水処理量が最大処理量と最小処理量の中間ぐらいの処理量をイメージした断面図である。この状態から図3に示す廃水処理量が最小処理量となる状態にするためには、容積可変容器の底面が凝集反応槽の底面に接触するまで容積可変容器へ注水を行うことで廃水処理量が最小処理量となる状態になる。凝集反応槽内の廃水処理量を最大とするには、凝集反応槽より容積可変容器を取り外すことにより行うことができる。なお、廃水処理量の中間処理量を100とした場合、最小処理量50〜最大処理量200ぐらいとなるように容積可変容器の大きさを決定することが、より最適な凝集反応をするためには必要である。 FIG. 2 is a cross-sectional view in which the amount of wastewater in the agglomeration reaction tank is about halfway between the maximum amount and the minimum amount. In order to change the wastewater treatment amount shown in FIG. 3 to the minimum treatment amount from this state, the wastewater treatment amount is obtained by pouring water into the variable volume container until the bottom surface of the variable volume container contacts the bottom surface of the agglomeration reaction tank. Becomes the minimum processing amount. In order to maximize the amount of wastewater treated in the coagulation reaction tank, it can be performed by removing the variable volume container from the coagulation reaction tank. In addition, when the intermediate treatment amount of the wastewater treatment amount is 100, the size of the variable volume container is determined so that the minimum treatment amount is about 50 to the maximum treatment amount 200. Is necessary.
容積可変容器2は、凝集反応槽の中央部に設けられた攪拌手段5の両側に、該容積可変容器の底面の傾斜面どうしを向い合せて各々配置されていることが、直方体の底面の一部もしくは全体を傾斜させた面が凝集フロックを押し上げる流れを作り出すため、凝集フロックを溢流口のある凝集反応槽の中央部まで集める事が容易となるため好ましい。
The
凝集反応槽の壁面には、容積可変容器の動きをサポートするためのガイド4が設けられていることが好ましい。このガイド4は容積可変容器が上下に移動するときのサポートなり、また、容積可変容器と撹拌手段の接触を防ぐ役割も果たす。図1〜図4ではガイド4は凝集反応槽に4つ設けられているが、この限りではなくさらに多くのガイドを設けることもできる。また、図1〜図4では凝集反応槽の上端から中央下あたりまでガイドが伸びているが、凝集反応槽の下端までガイドが伸びていても問題はない。また、ガイドの形状は角柱に限らず円柱等の形状でもよい。
It is preferable that a
凝集反応槽1は、その底面から溢流口3までの高さと、凝集反応槽の幅との比(高さ/幅)が、0.2〜2.0であることが好ましい。なお、凝集反応槽の底面が長方形である場合は、長方形を構成する4辺の最も長い辺との比となる。この比の範囲内においては、高分子凝集剤により生ずるフロックは、粗大化するので凝集反応槽内で沈降しやすいが、凝集反応槽の深さが浅いので緩速撹拌でもフロックは溢流可能となり、凝集剤の添加量を最小限に抑えることが可能となる。高さと幅の比が0.2未満だと、凝集反応槽の設置面積が大きくなり、かつ、凝集反応槽内における凝集反応が不均一となるので好ましくない。また、高さと幅の比が2.0より大きいと、フロックが凝集反応槽内で沈降するため溢流するのが困難になり、フロックが邪魔をして凝集反応槽内における凝集反応が不均一となるので好ましくない。
The
撹拌手段5は、図1〜図4のように撹拌羽根6と撹拌モータ7とにより構成されていても、循環ポンプのようなもので構成されていてもよい。
The stirring means 5 may be comprised by the
容積可変容器2の内部には、図5に示すように目盛8が表示されていることが好ましい。凝集反応槽内を必要な廃水処理容積とするために、容積可変容器内に水を追加・排出する必要があるが、容積可変容器内に目盛が表示されていれば、その目盛を目視で確認しながら作業を行うことができて便利である。
A
上記構成の凝集反応槽を用いるにあたり、最適な凝集剤添加量と凝集反応時間を予め把握する必要がある。そこで予備テストとして、別途準備したビーカー内に廃水と凝集剤を投入し、その凝集具合により最適な凝集剤添加量と凝集反応時間を算出しておく。次に、廃水処理を必要とする一日当たりの容積より、凝集反応槽に供給される原液投入速度を求め、予備テストで得た最適な凝集反応時間、つまりは凝集反応槽における滞留時間となるように、凝集反応槽の必要容積を計算し、この凝集反応槽の必要容積となるように、凝集反応槽内に装着した容積可変容器に水を投入する。 In using the agglomeration reaction tank having the above-described configuration, it is necessary to grasp in advance the optimum addition amount of the aggregating agent and the agglomeration reaction time. Therefore, as a preliminary test, waste water and a flocculant are introduced into a separately prepared beaker, and an optimum flocculant addition amount and agglomeration reaction time are calculated according to the degree of aggregation. Next, from the volume per day that requires wastewater treatment, the stock solution feeding speed to be supplied to the coagulation reaction tank is obtained, and the optimum coagulation reaction time obtained in the preliminary test, that is, the residence time in the coagulation reaction tank is obtained. Then, the required volume of the agglomeration reaction tank is calculated, and water is poured into the variable volume container mounted in the agglomeration reaction tank so as to be the required volume of the agglomeration reaction tank.
運転準備が完了した後、廃水処理の実運転を開始する。廃水は凝集反応槽の上部よりに供給され、同時に高分子凝集剤も廃水供給点近傍に添加される。撹拌手段により均一な凝集反応が進み、廃水は必要最小限の凝集剤の添加量で凝集され、フロックの粗大化した凝集液が溢流口を経て、後段の脱水機に連続的に供給されることとなる。 After the preparation for operation is completed, the actual operation of wastewater treatment is started. Waste water is supplied from the upper part of the coagulation reaction tank, and at the same time, the polymer flocculant is added in the vicinity of the waste water supply point. The uniform agglomeration reaction proceeds by the stirring means, the waste water is agglomerated with the minimum amount of flocculant added, and the floc coarsened agglomerated liquid is continuously supplied to the subsequent dehydrator via the overflow port. It will be.
凝集反応槽の間口および奥行を外寸750mm(内寸734mm)、凝集反応槽の溢流口の高さを300mmとした場合、凝集反応槽の最大容積は約161.6Lとなる。この凝集反応槽に装着する容積可変容器の下端から溢流口の高さの容積が仮に約57.7Lであったとすると、容積可変容器2個の合計容積は約115.3Lとなる。凝集反応槽の最小容積は、凝集反応槽の最大容積の約161.6Lから容積可変容器2個の約115.3Lを差し引いた約46.3Lとなる。原水槽から凝集反応槽への廃水供給量が500L/hr(8.33L/min)であると仮定すると、凝集反応槽の最小容積時の滞留時間は約5.6分間、凝集反応槽の最大容積時の滞留時間は約19.4分間となる。 When the front and depth of the agglomeration reaction tank are 750 mm in outer size (inner dimension 734 mm) and the overflow port height is 300 mm, the maximum volume of the agglomeration reaction tank is about 161.6 L. If the volume from the lower end of the variable volume container installed in the agglomeration reaction tank to the height of the overflow port is about 57.7L, the total volume of the two variable volume containers is about 115.3L. The minimum volume of the agglomeration reaction tank is about 46.3 L obtained by subtracting about 115.3 L of two variable volume containers from the maximum volume of the aggregation reaction tank of about 161.6 L. Assuming that the amount of wastewater supplied from the raw water tank to the coagulation reaction tank is 500 L / hr (8.33 L / min), the residence time at the minimum volume of the coagulation reaction tank is about 5.6 minutes, The residence time is about 19.4 minutes.
この凝集反応槽の場合、容積可変容器に注入する水の量によって、凝集反応槽内の廃液処理容積が約46.3Lから約161.6Lまで可変となり、この廃液処理容積と凝集反応槽の廃液滞留時間は比例するため、滞留時間は約5.6分間から約19.4分間まで可変となる。 In the case of this agglomeration reaction tank, the waste liquid treatment volume in the agglomeration reaction tank is variable from about 46.3L to about 161.6L depending on the amount of water injected into the variable volume container, and this waste liquid treatment volume and the waste liquid retention time in the agglomeration reaction tank Is proportional, so the residence time can vary from about 5.6 minutes to about 19.4 minutes.
1 凝集反応槽
2 容積可変容器
3 溢流口
4 ガイド
5 撹拌手段
6 撹拌羽根
7 撹拌モータ
8 目盛
11 凝集反応槽
12 原水槽
13 凝集剤タンク
14 脱水機
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