JP6368681B2

JP6368681B2 - 浄水方法及び装置

Info

Publication number: JP6368681B2
Application number: JP2015089171A
Authority: JP
Inventors: 藤利向井; 仁後藤; 直輝太田
Original assignee: Maezawa Industries Inc
Current assignee: Maezawa Industries Inc
Priority date: 2015-04-24
Filing date: 2015-04-24
Publication date: 2018-08-01
Anticipated expiration: 2035-04-24
Also published as: JP2016203105A

Description

本発明は、浄水方法及び装置に関し、詳しくは、急速撹拌池と緩速撹拌池とを備えた水処理設備における浄水方法及び装置に関する。

河川水や地下水などの原水に凝集剤を添加して原水に含まれる懸濁物質を凝集させ、凝集した懸濁物質を原水から分離することによって浄水を得る水処理設備が広く普及している（例えば、特許文献１参照。）。一方、近年は、原水中に含まれるカビ臭などの臭気物質やトリハロメタンの生成原因などとなる溶解性有機成分を分離するため、原水に活性炭やイオン交換樹脂を混合し、臭気物質や溶解性有機成分を吸着した活性炭やイオン交換樹脂を固液分離することにより、臭気物質や溶解性有機成分を除去した浄水を得る水処理装置が知られている（例えば、特許文献２参照。）。

特開２０１３−１９８８６５号公報特開２０１１−２３００３８号公報

しかし、広く普及している既存の水処理設備にイオン交換樹脂などを用いた水処理を組み込むためには、原水とイオン交換樹脂などとを接触させる接触槽を設置する必要があるが、既存の水処理設備では、接触槽を設置するスペースを確保することが困難であり、また、スペースを確保できたとても、接触槽の構築や接触用の撹拌機などの付帯設備の設置に多大な費用を要するという問題があった。

そこで本発明は、既存の水処理設備に僅かな改造を加えることにより、費用を抑えながらイオン交換樹脂などを用いた水処理を組み込むことができる浄水方法及び装置を提供することを目的としている。

上記目的を達成するため、本発明の浄水方法は、凝集剤を添加した原水を高速で撹拌して原水と凝集剤とを混合する急速撹拌池と、該急速撹拌池で凝集剤を混合させた原水を低速で撹拌して原水中の懸濁物質を凝集させてフロックを粗大化する緩速撹拌池とを備えた水処理設備を用いた浄水方法であって、前記急速撹拌池にイオン交換樹脂を投入して原水と接触させた後、原水と共に緩速撹拌池に流入したイオン交換樹脂を該緩速撹拌池から回収し、前記急速撹拌池に返送して循環させることを特徴としている。

さらに、本発明の浄水方法は、前記イオン交換樹脂の比重が水より大きく、前記急速撹拌池ではイオン交換樹脂が沈降しない速度で撹拌し、前記緩速撹拌池では前記フロックが浮遊するとともに、イオン交換樹脂が沈降する速度で撹拌することを特徴としている。

また、本発明の浄水装置は、凝集剤を添加した原水を高速で撹拌して原水と凝集剤とを混合する急速撹拌池と、該急速撹拌池で凝集剤を混合させた原水を低速で撹拌して原水中の懸濁物質を凝集させてフロックを粗大化する緩速撹拌池とを備えた水処理設備における浄水装置であって、前記急速撹拌池にイオン交換樹脂を投入して原水と接触させるイオン交換樹脂投入手段と、原水と共に緩速撹拌池に流入したイオン交換樹脂を該緩速撹拌池から回収するイオン交換樹脂回収手段と、回収したイオン交換樹脂を前記急速撹拌池に返送して循環させるイオン交換樹脂返送手段とを備えていることを特徴としている。

さらに、本発明の浄水装置は、前記イオン交換樹脂投入手段が、イオン交換樹脂の投入量を計量する計量手段を備えるとともに、該計量手段からイオン交換樹脂の一部を抜き出してイオン交換樹脂再生手段に供給する経路と、該イオン交換樹脂再生手段で再生したイオン交換樹脂を計量手段に戻す経路とを備えていることを特徴としている。

本発明の浄水方法及び装置によれば、既存の急速撹拌池と緩速撹拌池とを備えた水処理設備に、急速撹拌池にイオン交換樹脂を投入する手段と、緩速撹拌池からイオン交換樹脂を回収する手段と、回収したイオン交換樹脂を急速撹拌池に返送する手段を加えるだけで、凝集剤では分離できなかった原水中の溶解性有機成分などをイオン交換樹脂によって分離することができる。

本発明の浄水装置の第１形態例を示す説明図である。本発明の浄水装置の第２形態例を示す説明図である。

図１は、本発明の浄水装置の第１形態例を示すもので、原水流入部１１、凝集剤投入部１２及び急速撹拌機１３を有する急速撹拌池１４と、低速撹拌機１５ａ，１６ａ，１７ａをそれぞれ有する３段階の緩速撹拌池１５，１６，１７と、斜板１８ａを設けた浄水流出部１８及び汚泥引抜部１９を有する沈殿池２０とを備えた一般的な水処理設備において、前記急速撹拌池１４にイオン交換樹脂投入部２１を設け、最上流側の第１の緩速撹拌池１５にイオン交換樹脂回収手段２２を設けるとともに、該イオン交換樹脂回収手段２２で回収したイオン交換樹脂を前記急速撹拌池１４に返送して循環させるイオン交換樹脂返送手段２３とを設けている。なお、低速撹拌池１５，１６，１７は、一部又は全部が、低速撹拌機を設けずに、上下や左右の仕切板からなる迂流式の低速撹拌池であってもよい。

急速撹拌池１４では、原水流入部１１から流入する原水と、凝集剤投入部１２から投入される凝集剤と、イオン交換樹脂投入部２１から投入されるイオン交換樹脂とが、急速撹拌機１３による急速撹拌によって混合される。一般的に水より大きな比重を有するイオン交換樹脂は、急速撹拌の作用で急速撹拌池１４の底部に沈降することなく、原水中に分散して原水と接触し、原水中の溶解性有機成分などがイオン交換樹脂によって分離除去される。また、原水中の懸濁成分は、凝集剤によって凝集を開始する。

イオン交換樹脂や凝集を開始した懸濁成分を含む原水は、急速撹拌池１４から最上流側の第１の緩速撹拌池１５に越流堰１４ａを越えて流入する。第１の緩速撹拌池１５では、低速撹拌機１５ａによる緩やかな撹拌によって懸濁成分の凝集が促進されて大きな粒子のフロックとなり、水中に浮遊した状態になる。一方、比重が大きなイオン交換樹脂は、緩やかな撹拌では水中に分散することなく第１の緩速撹拌池１５の底部に沈降する。

第１の緩速撹拌池１５内のフロックを含む原水は、越流堰１５ｂ，１６ｂを越えて第２の緩速撹拌池１６，第３の緩速撹拌池１７に流入し、各緩速撹拌池１６，１７の各低速撹拌機１６ａ，１７ａによる緩やかな撹拌でフロックの粗大化が図られ、第３の緩速撹拌池１７から越流堰１７ｂを越えて沈殿池２０に流入する。フロックを含む原水は、沈殿池２０で静置されることによってフロックが底部に沈降し、フロックを分離した浄水は、斜板１８ａでフロックをより確実に分離して浄水流出部１８から流出する。また、沈降したフロックを含む汚泥は、汚泥引抜部１９から引き抜かれる。

一方、第１の緩速撹拌池１５の底部に沈降したイオン交換樹脂は、イオン交換樹脂回収手段２２によって第１の緩速撹拌池１５から引き抜かれ、イオン交換樹脂返送手段２３を介してイオン交換樹脂投入部２１に返送され、イオン交換樹脂投入部２１から急速撹拌池１４に投入されて循環する。

このように、急速撹拌池１４に投入して原水に混合したイオン交換樹脂を、第１の緩速撹拌池１５で沈降させて回収し、急速撹拌池１４に返送して循環させ、繰り返し利用することにより、原水中の溶解性有機成分などを効率よく除去することができる。

図２は、本発明の浄水装置の第２形態例を示すもので、前記第１形態例に示した浄水装置の構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は省略する。

本形態例では、イオン交換樹脂投入部２１に、イオン交換樹脂の投入量を計量する計量手段３１を設けるとともに、イオン交換樹脂再生手段３２を設けたもので、計量手段３１とイオン交換樹脂再生手段３２との間には、計量手段３１からイオン交換樹脂の一部を抜き出してイオン交換樹脂再生手段に供給する再生経路３３と、該イオン交換樹脂再生手段３２で再生したイオン交換樹脂を計量手段３１に戻す再生返送経路３４とを設けている。これにより、原水流入量に対するイオン交換樹脂の投入量を最適化できるとともに、イオン交換樹脂の再生を連続的に行うことができる。

このように、高速で撹拌されている急速撹拌池１４にイオン交換樹脂を投入することによってイオン交換樹脂を原水中に分散させて原水とイオン交換樹脂とを効果的に接触させ、低速で撹拌されている緩速撹拌池１５で水より比重の大きなイオン交換樹脂を底部に沈降させて原水から分離し、沈降したイオン交換樹脂を回収、返送、循環させるように形成することにより、接触槽を設けるための広いスペースや配管を含む各種機器を数多く設ける必要がなくなり、新設の場合だけでなく、既存の水処理設備に僅かな改造及び機器の追加だけでイオン交換樹脂を利用した浄水処理を行うことが可能となり、上水として適した水質の水を得ることができる。

なお、イオン交換樹脂は、急速撹拌池１４に直接投入してもよく、原水流入部１１や凝集剤投入部１２に投入するようにしてもよい。また、緩速撹拌池１５で沈降したイオン交換樹脂の回収は、上部から挿入した揚上管でイオン交換樹脂を吸い上げるように形成することにより、緩速撹拌池１５の改造を最小限で済ますことができる。このときの回収手段としては、一般的な揚砂装置を利用することができる。さらに、イオン交換樹脂の種類や再生方法は任意であり、イオン交換樹脂の比重が比較的大きい場合は、急速撹拌池１４における撹拌力を大きくし、イオン交換樹脂の比重が比較的小さい場合は、緩速撹拌池１５における撹拌力を小さくすればよい。

また、後段の緩速撹拌池１６，１７にイオン交換樹脂が流出することを考慮してこれらの緩速撹拌池１６，１７にもイオン交換樹脂回収手段を設けておくことができる。さらに、計量手段の構成は任意であり、回収したイオン交換樹脂に多くの汚泥が混合している際には、サイクロンなどを利用して分離すればよく、この種の設備、装置に通常用いられている各種機器を利用することができる。

１１…原水流入部、１２…凝集剤投入部、１３…急速撹拌機、１４…急速撹拌池、１４ａ…越流堰、１５，１６，１７…緩速撹拌池、１５ａ，１６ａ，１７ａ…低速撹拌機、１５ｂ，１６ｂ，１７ｂ…越流堰、１８…浄水流出部、１８ａ…斜板、１９…汚泥引抜部、２０…沈殿池、２１…イオン交換樹脂投入部、２２…イオン交換樹脂回収手段、２３…イオン交換樹脂返送手段、３１…計量手段、３２…イオン交換樹脂再生手段、３３…再生経路、３４…再生返送経路

Claims

凝集剤を添加した原水を高速で撹拌して原水と凝集剤とを混合する急速撹拌池と、該急速撹拌池で凝集剤を混合させた原水を低速で撹拌して原水中の懸濁物質を凝集させてフロックを粗大化する緩速撹拌池とを備えた水処理設備を用いた浄水方法であって、前記急速撹拌池にイオン交換樹脂を投入して原水と接触させた後、原水と共に緩速撹拌池に流入したイオン交換樹脂を該緩速撹拌池から回収し、前記急速撹拌池に返送して循環させることを特徴とする浄水方法。
前記イオン交換樹脂の比重が水より大きく、前記急速撹拌池ではイオン交換樹脂が沈降しない速度で撹拌し、前記緩速撹拌池では前記フロックが浮遊するとともに、イオン交換樹脂が沈降する速度で撹拌することを特徴とする請求項１記載の浄水方法。
凝集剤を添加した原水を高速で撹拌して原水と凝集剤とを混合する急速撹拌池と、該急速撹拌池で凝集剤を混合させた原水を低速で撹拌して原水中の懸濁物質を凝集させてフロックを粗大化する緩速撹拌池とを備えた水処理設備における浄水装置であって、前記急速撹拌池にイオン交換樹脂を投入して原水と接触させるイオン交換樹脂投入手段と、原水と共に緩速撹拌池に流入したイオン交換樹脂を該緩速撹拌池から回収するイオン交換樹脂回収手段と、回収したイオン交換樹脂を前記急速撹拌池に返送して循環させるイオン交換樹脂返送手段とを備えていることを特徴とする浄水装置。
前記イオン交換樹脂投入手段は、イオン交換樹脂の投入量を計量する計量手段を備えるとともに、該計量手段からイオン交換樹脂の一部を抜き出してイオン交換樹脂再生手段に供給する経路と、該イオン交換樹脂再生手段で再生したイオン交換樹脂を計量手段に戻す経路とを備えていることを特徴とする請求項３記載の浄水装置。