JP6270608B2 - 凝集沈殿装置及び凝集沈殿方法 - Google Patents
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また、上記課題を解決するために、本発明によれば、原水に含まれる懸濁物質を凝集沈殿処理により汚泥と処理水とに分離する凝集沈殿装置であって、前記原水は、石炭を主体とし、真比重1.37〜1.48、平均粒子径10.2〜23.3μmである鉄鋼排水であり、前記原水に対して無機凝集剤を添加した上で攪拌混合する第1攪拌槽と、前記第1攪拌槽の後段に設けられ、前記原水に対して高分子凝集剤及び不溶性微粒子からなる沈降促進材を添加した上で攪拌混合する第2攪拌槽と、前記第2攪拌槽の後段に設けられ、前記沈降促進材を核とした前記懸濁物質のフロックを形成させるフロック形成槽と、前記フロック形成槽の後段に設けられ、前記フロックを沈降させて、前記原水を前記処理水とスラリーとに分離する沈殿槽と、前記沈殿槽から汚泥引抜ラインにより抜き出されたスラリーを前記汚泥と前記沈降促進材とに分離するサイクロンと、を備え、前記第1攪拌槽、前記第2攪拌槽及び前記フロック形成槽における滞留時間の閾値は、それぞれ、1.5分以下、1.5分以下及び4.5分以下であり、分離した当該沈降促進材を前記第2攪拌槽に供給するとともに、分離した前記汚泥を排出させ、前記処理水を移送する処理水移送ラインから、当該処理水の少なくとも一部を前記第1攪拌槽に返送する処理水返送ラインが分岐しており、前記第1攪拌槽に流入する前記原水の流量に応じて、前記処理水返送ライン分岐後の前記処理水移送ライン、又は、前記処理水返送ラインの少なくとも何れかの流量が制御される機能を有する凝集沈殿装置が提供される。
また、上記課題を解決するために、本発明によれば、原水に含まれる懸濁物質を凝集沈殿処理により汚泥と処理水とに分離する凝集沈殿方法であって、前記原水は、石炭を主体とし、真比重1.37〜1.48、平均粒子径10.2〜23.3μmである鉄鋼排水であり、第1攪拌槽の前記原水に対して無機凝集剤を添加した上で攪拌混合し、前記第1攪拌槽の後段に設けられた第2攪拌槽の前記原水に対して、高分子凝集剤及び不溶性微粒子からなる沈降促進材を添加した上で攪拌混合し、前記第2攪拌槽の後段に設けられたフロック形成槽で、前記沈降促進材を核とした前記懸濁物質のフロックを形成させ、前記第1攪拌槽、前記第2攪拌槽及び前記フロック形成槽における滞留時間の閾値を、それぞれ、1.5分以下、1.5分以下及び4.5分以下とし、前記フロック形成槽の後段に設けられた沈殿槽で、前記フロックを沈降させて、前記原水を前記処理水とスラリーとに分離し、前記沈殿槽から汚泥引抜ラインにより抜き出されたスラリーをサイクロンで前記汚泥と前記沈降促進材とに分離し、分離した当該沈降促進材を前記第2攪拌槽に供給するとともに、分離した前記汚泥を排出させ、前記処理水を移送する処理水移送ラインから、当該処理水の少なくとも一部を前記第1攪拌槽に返送する処理水返送ラインが分岐しており、前記第1攪拌槽に流入する前記原水の流量に応じて、前記処理水返送ライン分岐後の前記処理水移送ライン、又は、前記処理水返送ラインの少なくとも何れかの流量を制御する、凝集沈殿方法が提供される。
本発明の実施形態に係る凝集沈殿装置について説明するに先立ち、上記特許文献1に開示されているような高速凝集沈殿装置の問題点についてより詳細に説明し、本発明の目的とするところについて、説明する。
<凝集沈殿装置の構成について>
以下では、図1を参照しながら、本発明の第1の実施形態に係る凝集沈殿装置の構成について、詳細に説明する。図1は、本実施形態に係る凝集沈殿装置の構成の一例を模式的に示した模式図である。
(b)石炭ヤード雨水排水(真比重:1.48、平均粒子径:10.2μm)
(c)コークス製造工程で排出される集塵排水(真比重:1.37、平均粒子径:23.3μm)
(d)熱延工程で排出されるスプレー冷却排水(真比重:3.16、平均粒子径:30.0μm)
(e)製銑工程で排出される集塵排水(真比重:3.85、平均粒子径:42.5μm)
(f)製鋼工程で排出される集塵排水(真比重:4.80、平均粒子径:26.5μm)
(g)連続鋳造工程で排出されるスプレー冷却排水(真比重:3.09、平均粒子径:14.0μm)
(h)条鋼製造工程で排出されるスプレー冷却排水(真比重:3.28、平均粒子径:32.5μm)
(i)厚板製造工程で排出されるスプレー冷却排水(真比重:2.43、平均粒子径:14.9μm)
続いて、図1に示したような凝集沈殿装置10の制御方法について、詳細に説明する。
本実施形態に係る凝集沈殿装置10を含む高速凝集沈殿装置では、フロックを適切に形成することが重要である。高速凝集沈殿装置におけるフロック形成を検討する際には、攪拌強度Gと、汚濁濃度Cと、撹拌継続時間(すなわち、滞留時間)Tと、の積として規定される、いわゆるGCT値を指標とすることが多い。
酸化鉄を主体とする鉄鋼排水である鉱石ヤード雨水排水(真比重:3.16、平均粒子径:5.3μm)を原水として利用し、図1に示した本発明の実施形態に係る凝集沈殿装置10により凝集沈殿処理を行った。この際、無機凝集剤として、ポリ塩化アルミニウム(PAC)を利用し、添加率は50mg/Lとした。また、高分子凝集剤として、弱アニオン性高分子凝集剤(分子量:1600万)を利用し、添加率は1.0mg/Lとした。なお、弱アニオン性高分子凝集剤は、第2攪拌槽13に対して全添加率の10%を添加し、フロック形成槽15に対して全添加率の90%を添加した。更に、沈降促進材として砂粒(天然砂)を利用し、(フロック形成槽15での沈降促進材の存在量/フロック形成槽15での水量)で表されるフロック形成槽15の沈降促進材濃度が10g/Lとなるようにした。用いた砂粒の最大粒径は300μmであり、真比重は2.6であった。これらを利用し、凝集沈殿装置10の制御を行った。
酸化鉄を主体とする鉄鋼排水である、熱延工程で排出されるスプレー冷却排水(以下、熱延排水という。真比重:3.16、平均粒子径:30.0μm)を原水として利用し、図1に示した本発明の実施形態に係る凝集沈殿装置10により凝集沈殿処理を行った。この際、無機凝集剤として、ポリ塩化アルミニウム(PAC)を利用し、添加率は50mg/Lとした。また、高分子凝集剤として、弱アニオン性高分子凝集剤(分子量:1600万)を利用し、添加率は1.0mg/Lとした。なお、弱アニオン性高分子凝集剤は、第2攪拌槽13に対して全添加率の10%を添加し、フロック形成槽15に対して全添加率の90%を添加した。更に、沈降促進材として砂粒(天然砂)を利用し、(フロック形成槽15での沈降促進材の存在量/フロック形成槽15での水量)で表されるフロック形成槽15の沈降促進材濃度が10g/Lとなるようにした。用いた砂粒の最大粒径は300μmであり、真比重は2.6であった。これらを利用し、凝集沈殿装置10の制御を行った。
石炭を主体とする鉄鋼排水である、コークス製造工程で排出される集塵排水(以下、コークス集塵排水という。真比重:1.37、平均粒子径:23.3μm)を原水として利用し、図1に示した本発明の実施形態に係る凝集沈殿装置10により凝集沈殿処理を行った。この際、無機凝集剤として、ポリ塩化アルミニウム(PAC)を利用し、添加率は50mg/Lとした。また、高分子凝集剤として、弱アニオン性高分子凝集剤(分子量:1600万)を利用し、添加率は1.0mg/Lとした。なお、弱アニオン性高分子凝集剤は、第2攪拌槽13に対して全添加率の10%を添加し、フロック形成槽15に対して全添加率の90%を添加した。更に、沈降促進材として砂粒(天然砂)を利用し、(フロック形成槽15での沈降促進材の存在量/フロック形成槽15での水量)で表されるフロック形成槽15の沈降促進材濃度が10g/Lとなるようにした。用いた砂粒の最大粒径は300μmであり、真比重は2.6であった。これらを利用し、凝集沈殿装置10の制御を行った。
11 第1攪拌槽
13 第2攪拌槽
15 フロック形成槽
17 沈殿槽
19 処理水ピット
21 原水流入ライン
23 汚泥引抜ライン
25 サイクロン下部出口ライン
27 サイクロン上部出口ライン(汚泥排出ライン)
29 処理水移送ライン
31 処理水返送ライン
33 処理水流出ライン
101、102 流量計
103 攪拌機
105 汚泥掻寄機
107 傾斜板
109 汚泥引抜ポンプ
111 サイクロン
113 処理水移送ポンプ
115 流量コントロール弁
115a 処理水返送量コントロール弁
115b 処理水流出量コントロール弁
Claims (8)
- 原水に含まれる懸濁物質を凝集沈殿処理により汚泥と処理水とに分離する凝集沈殿装置であって、
前記原水は、鉄分を主体とし、真比重2.43〜4.80、平均粒子径5.3〜42.5μmである鉄鋼排水であり、
前記原水に対して無機凝集剤を添加した上で攪拌混合する第1攪拌槽と、
前記第1攪拌槽の後段に設けられ、前記原水に対して高分子凝集剤及び不溶性微粒子からなる沈降促進材を添加した上で攪拌混合する第2攪拌槽と、
前記第2攪拌槽の後段に設けられ、前記沈降促進材を核とした前記懸濁物質のフロックを形成させるフロック形成槽と、
前記フロック形成槽の後段に設けられ、前記フロックを沈降させて、前記原水を前記処理水とスラリーとに分離する沈殿槽と、
前記沈殿槽から汚泥引抜ラインにより抜き出されたスラリーを前記汚泥と前記沈降促進材とに分離するサイクロンと、
を備え、
前記第1攪拌槽、前記第2攪拌槽及び前記フロック形成槽における滞留時間の閾値は、それぞれ、4分以下、4分以下及び12分以下であり、
分離した当該沈降促進材を前記第2攪拌槽に供給するとともに、分離した前記汚泥を排出させ、
前記処理水を移送する処理水移送ラインから、当該処理水の少なくとも一部を前記第1攪拌槽に返送する処理水返送ラインが分岐しており、
前記第1攪拌槽に流入する前記原水の流量に応じて、前記処理水返送ライン分岐後の前記処理水移送ライン、又は、前記処理水返送ラインの少なくとも何れかの流量が制御される機能を有する、凝集沈殿装置。 - 原水に含まれる懸濁物質を凝集沈殿処理により汚泥と処理水とに分離する凝集沈殿装置であって、
前記原水は、石炭を主体とし、真比重1.37〜1.48、平均粒子径10.2〜23.3μmである鉄鋼排水であり、
前記原水に対して無機凝集剤を添加した上で攪拌混合する第1攪拌槽と、
前記第1攪拌槽の後段に設けられ、前記原水に対して高分子凝集剤及び不溶性微粒子からなる沈降促進材を添加した上で攪拌混合する第2攪拌槽と、
前記第2攪拌槽の後段に設けられ、前記沈降促進材を核とした前記懸濁物質のフロックを形成させるフロック形成槽と、
前記フロック形成槽の後段に設けられ、前記フロックを沈降させて、前記原水を前記処理水とスラリーとに分離する沈殿槽と、
前記沈殿槽から汚泥引抜ラインにより抜き出されたスラリーを前記汚泥と前記沈降促進材とに分離するサイクロンと、
を備え、
前記第1攪拌槽、前記第2攪拌槽及び前記フロック形成槽における滞留時間の閾値は、それぞれ、1.5分以下、1.5分以下及び4.5分以下であり、
分離した当該沈降促進材を前記第2攪拌槽に供給するとともに、分離した前記汚泥を排出させ、
前記処理水を移送する処理水移送ラインから、当該処理水の少なくとも一部を前記第1攪拌槽に返送する処理水返送ラインが分岐しており、
前記第1攪拌槽に流入する前記原水の流量に応じて、前記処理水返送ライン分岐後の前記処理水移送ライン、又は、前記処理水返送ラインの少なくとも何れかの流量が制御される機能を有する、凝集沈殿装置。 - 前記第1攪拌槽、前記第2攪拌槽及び前記フロック形成槽のそれぞれで保持される滞留時間が所定の閾値以下となるように、前記原水の流量に応じて前記処理水返送ラインの流量が制御される機能を有する、請求項1又は2に記載の凝集沈殿装置。
- 前記処理水返送ライン分岐後の前記処理水移送ライン、又は、前記処理水返送ラインの少なくとも何れか一方には、ラインの流量を制御する流量コントロール弁が設けられる、請求項1〜3の何れか1項に記載の凝集沈殿装置。
- 前記沈降促進材は、最大粒径が500μm以下であり、真比重が2.6以上である、請求項1〜4の何れか1項に記載の凝集沈殿装置。
- 前記沈降促進材は、スラグである、請求項1〜5の何れか1項に記載の凝集沈殿装置。
- 原水に含まれる懸濁物質を凝集沈殿処理により汚泥と処理水とに分離する凝集沈殿方法であって、
前記原水は、鉄分を主体とし、真比重2.43〜4.80、平均粒子径5.3〜42.5μmである鉄鋼排水であり、
第1攪拌槽の前記原水に対して無機凝集剤を添加した上で攪拌混合し、
前記第1攪拌槽の後段に設けられた第2攪拌槽の前記原水に対して、高分子凝集剤及び不溶性微粒子からなる沈降促進材を添加した上で攪拌混合し、
前記第2攪拌槽の後段に設けられたフロック形成槽で、前記沈降促進材を核とした前記懸濁物質のフロックを形成させ、
前記第1攪拌槽、前記第2攪拌槽及び前記フロック形成槽における滞留時間の閾値を、それぞれ、4分以下、4分以下及び12分以下とし、
前記フロック形成槽の後段に設けられた沈殿槽で、前記フロックを沈降させて、前記原水を前記処理水とスラリーとに分離し、
前記沈殿槽から汚泥引抜ラインにより抜き出されたスラリーをサイクロンで前記汚泥と前記沈降促進材とに分離し、分離した当該沈降促進材を前記第2攪拌槽に供給するとともに、分離した前記汚泥を排出させ、
前記処理水を移送する処理水移送ラインから、当該処理水の少なくとも一部を前記第1攪拌槽に返送する処理水返送ラインが分岐しており、前記第1攪拌槽に流入する前記原水の流量に応じて、前記処理水返送ライン分岐後の前記処理水移送ライン、又は、前記処理水返送ラインの少なくとも何れかの流量を制御する、凝集沈殿方法。 - 原水に含まれる懸濁物質を凝集沈殿処理により汚泥と処理水とに分離する凝集沈殿方法であって、
前記原水は、石炭を主体とし、真比重1.37〜1.48、平均粒子径10.2〜23.3μmである鉄鋼排水であり、
第1攪拌槽の前記原水に対して無機凝集剤を添加した上で攪拌混合し、
前記第1攪拌槽の後段に設けられた第2攪拌槽の前記原水に対して、高分子凝集剤及び不溶性微粒子からなる沈降促進材を添加した上で攪拌混合し、
前記第2攪拌槽の後段に設けられたフロック形成槽で、前記沈降促進材を核とした前記懸濁物質のフロックを形成させ、
前記第1攪拌槽、前記第2攪拌槽及び前記フロック形成槽における滞留時間の閾値を、それぞれ、1.5分以下、1.5分以下及び4.5分以下とし、
前記フロック形成槽の後段に設けられた沈殿槽で、前記フロックを沈降させて、前記原水を前記処理水とスラリーとに分離し、
前記沈殿槽から汚泥引抜ラインにより抜き出されたスラリーをサイクロンで前記汚泥と前記沈降促進材とに分離し、分離した当該沈降促進材を前記第2攪拌槽に供給するとともに、分離した前記汚泥を排出させ、
前記処理水を移送する処理水移送ラインから、当該処理水の少なくとも一部を前記第1攪拌槽に返送する処理水返送ラインが分岐しており、前記第1攪拌槽に流入する前記原水の流量に応じて、前記処理水返送ライン分岐後の前記処理水移送ライン、又は、前記処理水返送ラインの少なくとも何れかの流量を制御する、凝集沈殿方法。
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