JP6797706B2 - Water treatment system and water treatment method - Google Patents
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Description
本発明の実施形態は、水処理システムおよび水処理方法に関する。 Embodiments of the present invention relate to water treatment systems and water treatment methods.
上下水道、排水処理、用水供給等の分野においては、水を浄化するために、様々な方法が考案され、実施されている。水の浄化方法は、水中の固形物や溶解物のうち、不要な物や後段プロセスに排出することができない物等を除去する方法である。
一般的な水の浄化方法としては、水槽を設置して、そこに被処理水を滞留させ、比重差と重力により固形物を分離する沈降分離や浮上分離、加圧により空気を溶解させた水を固形物と接触させて、固形物に微細気泡を付着させ浮上させる加圧浮上分離等が挙げられる。
In the fields of water and sewage, wastewater treatment, water supply, etc., various methods have been devised and implemented to purify water. The water purification method is a method of removing unnecessary substances and substances that cannot be discharged to the subsequent process among solid substances and dissolved substances in water.
As a general water purification method, a water tank is installed, the water to be treated is retained there, and the solid matter is separated by the difference in specific gravity and gravity. Sedimentation separation, floating separation, and water in which air is dissolved by pressurization. Is brought into contact with a solid material, and fine air bubbles are attached to the solid material to cause the water to float.
被処理水が、油分や有機物、多量の懸濁物質(以下、「濁質」と言う。)、コロイド(微細な濁質)等を含有する場合には、比重差を利用して、固形物を分離することが困難である。その場合には、沈降分離や浮上分離に加えて、被処理水に凝結剤や凝集剤等の薬品を添加して、固形物を粗大化させてから分離する凝集処理を併用する。その他にも、多孔質のセラミクスや樹脂を用いてろ過する膜分離や、微生物に有機物等を捕食させる活性汚泥法等を用いてもよい。 When the water to be treated contains oil, organic substances, a large amount of suspended substances (hereinafter referred to as "turbid substances"), colloids (fine turbid substances), etc., the difference in specific gravity is used to make solid substances. Is difficult to separate. In that case, in addition to sedimentation separation and floating separation, a coagulation treatment is also used in which a chemical such as a coagulant or a coagulant is added to the water to be treated to coarsen the solid matter and then separate it. In addition, membrane separation by filtering using porous ceramics or resin, activated sludge method in which microorganisms prey on organic substances or the like may be used.
このような分離法の中でも、凝集処理と膜分離を組み合わせた凝集ろ過は、微細孔を有する膜材料等により、凝集処理によって粗大化させた被処理水中の凝集物を分離する方法である。膜材料としては、凝集物の大きさに応じた孔径の微細孔を有するものが用いられる。これにより、必要な分離精度が確保される。 Among such separation methods, coagulation filtration, which is a combination of coagulation treatment and membrane separation, is a method of separating agglomerates in water to be treated that have been coarsened by coagulation treatment using a membrane material having fine pores or the like. As the membrane material, a material having fine pores having a pore size corresponding to the size of the agglomerates is used. As a result, the required separation accuracy is ensured.
凝集ろ過における課題としては、例えば、ろ過流速が挙げられる。膜材料は、面にてろ過するため、膜材料およびそれを支持する構造物等の体積が、被処理水の流量に比例して大きくなる。その結果、設備コストが高くなる。単位面積当たりにおける被処理水の流量を多くすることができる膜材料を用いることができれば、設備を小型化することができる。これにより、設備の設置面積を小さくすることができるとともに、設備を円滑に運用することができる。 An issue in coagulation filtration is, for example, filtration flow rate. Since the membrane material is filtered on the surface, the volume of the membrane material and the structures supporting it increases in proportion to the flow rate of the water to be treated. As a result, equipment costs are high. If a membrane material capable of increasing the flow rate of water to be treated per unit area can be used, the equipment can be miniaturized. As a result, the installation area of the equipment can be reduced and the equipment can be operated smoothly.
また、凝集ろ過における他の課題としては、例えば、膜材料の洗浄性が挙げられる。膜材料の洗浄性とは、膜材料の洗浄の容易性のことである。凝集ろ過では、凝集物を連続的にろ過するので、膜材料の表面に凝集物が堆積する。さらに、バイオフィルムや有機高分子等の粘着性で透水性に劣る物質が、膜材料の表面近傍に付着すると、ろ過流速が遅くなる。その場合、膜材料を逆洗したり、薬品洗浄したりすることにより、膜材料の表面近傍の付着物を除去する。なお、付着物の除去し易さは、凝集物および膜材料の性状に応じて変化する。 Further, as another problem in coagulation filtration, for example, detergency of the membrane material can be mentioned. The detergency of the membrane material is the ease of cleaning the membrane material. In agglutination filtration, the agglutination is continuously filtered, so that the agglutination is deposited on the surface of the membrane material. Further, when a substance having poor water permeability such as a biofilm or an organic polymer adheres to the vicinity of the surface of the membrane material, the filtration flow rate becomes slow. In that case, the deposits near the surface of the membrane material are removed by backwashing the membrane material or washing with chemicals. The ease of removing the deposits varies depending on the properties of the agglomerates and the film material.
このような問題に鑑みて、従来、表面が不活性なフッ素樹脂を用いた膜材料(特に、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン等)や、表面積を大きくした膜材料(中空糸膜等)が開発されてきた。しかしながら、これらの膜材料だけでは十分とは言えず、ファウリングの問題は現在も解消されていない。 In view of these problems, conventional membrane materials using fluororesin whose surface is inert (particularly, polytetrafluoroethylene, polyvinylidene fluoride, etc.) and membrane materials having a large surface area (hollow fiber membrane, etc.) have been used. Has been developed. However, these film materials alone are not sufficient, and the problem of fouling is still unsolved.
本発明が解決しようとする課題は、ろ過装置の閉塞を抑制するとともに、ろ過装置の洗浄性を向上する水処理システムおよび水処理方法を提供することである。 An object to be solved by the present invention is to provide a water treatment system and a water treatment method that suppress clogging of the filtration device and improve the detergency of the filtration device.
実施形態の水処理システムは、微細化装置と、凝集装置と、ろ過装置と、逆洗装置と、を持つ。微細化装置は、濁質を含む被処理水に凝集剤を混合させることにより、被処理水中に形成される、濁質と凝集剤を含む濁質含有物を微細化させる。凝集装置は、微細化された濁質含有物を凝集させて凝集物とする。ろ過装置は、凝集物を含む被処理水をろ過する。逆洗装置は、ろ過装置を逆洗する。 The water treatment system of the embodiment includes a miniaturization device, a coagulation device, a filtration device, and a backwash device. The micronization apparatus makes the turbidity-containing material containing the turbidity and the coagulant, which is formed in the water to be treated, finely divided by mixing the coagulant with the water to be treated containing the turbidity. The agglutinator aggregates the finely divided turbidity-containing substances into agglomerates. The filtration device filters the water to be treated containing agglomerates. The backwash device backwashes the filtration device.
以下、実施形態の水処理システムおよび水処理方法を、図面を参照して説明する。 Hereinafter, the water treatment system and the water treatment method of the embodiment will be described with reference to the drawings.
[第1の実施形態]
(水処理システム)
図1を用いて、第1の実施形態に係る水処理システムを説明する。
図1に示す水処理システム100は、微細化装置1と、凝集装置2と、ろ過装置3と、逆洗装置4とから概略構成されている。これらの装置は、被処理水を移送する方向に沿って、この順に設けられている。
水処理システム100は、図1に示すように、被処理水貯留槽5と、凝集剤貯留槽6とを有していてもよい。これらの構成要素は、配管等からなる流路で接続されている。
[First Embodiment]
(Water treatment system)
The water treatment system according to the first embodiment will be described with reference to FIG.
The
As shown in FIG. 1, the
微細化装置1は、濁質を含む被処理水に凝集剤を混合させるとともに、被処理水中に形成される、濁質と凝集剤を含む濁質含有物を微細化させる装置である。
微細化装置1では、濁質を含む被処理水に凝集剤を添加した凝集剤含有被処理水を撹拌することにより、濁質を含む被処理水に凝集剤を混合させるとともに、濁質含有物を微細化させる。また、この撹拌により、微細化された濁質含有物が被処理水に分散される。
The miniaturization device 1 is a device that mixes a flocculant with water to be treated containing turbidity and miniaturizes a turbidity-containing substance containing turbidity and coagulant formed in the water to be treated.
In the miniaturization apparatus 1, the coagulant-containing water to be treated, which is obtained by adding a coagulant to the water to be treated containing turbidity, is agitated to mix the coagulant with the water to be treated containing turbidity, and the turbidity-containing substance. To be miniaturized. Further, by this stirring, the finely divided turbid substance is dispersed in the water to be treated.
微細化装置1は、濁質、凝集剤および濁質含有物を含む被処理水を収容するための撹拌槽7を有する。 The miniaturization device 1 has a stirring tank 7 for accommodating water to be treated containing a turbid substance, a flocculant, and a turbid substance-containing substance.
微細化装置1において、濁質を含む被処理水に凝集剤を混合させることにより、濁質含有物を微細化させるための撹拌とは、撹拌槽7内の濁質、凝集剤および濁質含有物を含む被処理水に対してエネルギーを投入することで生じる、溶解性または不溶性の微細な物質間のせん断力、物質間の衝突、物質と撹拌槽7の内壁面との衝突等によって、物質間の結合を切り離し、微細化させることである。ここで、溶解性または不溶性の微細な物質とは、濁質および濁質含有物のことである。 In the micronization apparatus 1, the stirring for refining the turbid substance-containing substance by mixing the coagulant with the water to be treated containing the turbid substance means that the turbid substance, the coagulant and the turbid substance are contained in the stirring tank 7. Substances due to shearing force between soluble or insoluble fine substances, collisions between substances, collisions between substances and the inner wall surface of the stirring tank 7, etc., which occur when energy is applied to water to be treated containing substances. It is to break the bond between them and make them finer. Here, the soluble or insoluble fine substance is a turbid substance and a turbid substance-containing substance.
微細化装置1は、濁質、凝集剤および濁質含有物を含む被処理水を撹拌する際の撹拌力が、下記の式(1)で定義される撹拌力(G)で1000以上であることが好ましい。
G=(P/(V・μ))1/2・・・(1)
(式中、Pは微細化装置に投入したエネルギー(W)、Vは微細化装置に備えられ、被処理水を収容する撹拌槽の容量(m3)、μは水の粘性係数(kg/m・s)を表わす。)
撹拌力(G)が1000以上であれば、濁質を含む被処理水に凝集剤を均一に混合させるとともに、濁質含有物を微細化させることができる。
微細化装置に投入したエネルギーP(W)は、装置によって確認することができる。
In the miniaturization device 1, the stirring force when stirring the water to be treated containing the turbid substance, the coagulant and the turbid substance-containing substance is 1000 or more in the stirring force (G) defined by the following formula (1). Is preferable.
G = (P / (V · μ)) 1/2 ... (1)
(In the formula, P is the energy (W) input to the miniaturization device, V is the capacity (m 3 ) of the stirring tank provided in the miniaturization device and accommodates the water to be treated, and μ is the viscosity coefficient of water (kg / kg /). Represents m · s).
When the stirring power (G) is 1000 or more, the flocculant can be uniformly mixed with the water to be treated containing the turbid substance, and the turbid substance-containing substance can be made finer.
The energy P (W) input to the miniaturization device can be confirmed by the device.
微細化装置1は、分散装置、攪拌装置および乳化装置からなる群から選択される少なくとも1種であることが好ましい。これらの装置は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
これらの装置を用いることにより、濁質を含む被処理水に凝集剤を均一に混合させるとともに、濁質含有物を微細化させることができる。
The miniaturization device 1 is preferably at least one selected from the group consisting of a disperser, a stirrer, and an emulsifier. One of these devices may be used alone, or two or more thereof may be used in combination.
By using these devices, the flocculant can be uniformly mixed with the water to be treated containing turbidity, and the turbidity-containing material can be made finer.
凝集装置2は、微細化された濁質含有物を凝集させて凝集物とする装置である。
凝集装置2は、濁質含有物を含む被処理水を収容するための処理槽8を有する。
凝集装置2としては、一般的な撹拌翼を備えた撹拌装置等が用いられる。
The
The aggregating
As the aggregating
凝集装置2では、微細化された濁質含有物を凝集させて凝集物とするために、一般的な凝集ろ過における撹拌が行われる。すなわち、凝集装置2では、処理槽8内の濁質含有物を含む被処理水に対してエネルギーを投入することにより、濁質含有物と濁質含有物を衝突させて、その物質同士を付着させ、粗大化させる。
In the
ろ過装置3は、凝集装置2で得られた凝集物を含む被処理水をろ過し、凝集物と処理水に固液分離する装置である。
ろ過装置3としては、多数の微細孔を有する膜材料、板材料等が挙げられる。
The
Examples of the
逆洗装置4は、ろ過後の被処理水または清浄な水を逆流(水処理システム100による凝集ろ過において、被処理水を移送する方向とは反対方向)させて、ろ過装置3を洗浄する装置である。
The
被処理水貯留槽5は、配管等からなる流路を介して、微細化装置1と産業施設200に接続されている。
被処理水貯留槽5は、産業施設200から排出された被処理水(廃水)を貯留し、その被処理水を微細化装置1へ供給する槽である。
The water storage tank 5 to be treated is connected to the miniaturization device 1 and the
The treated water storage tank 5 is a tank that stores the treated water (wastewater) discharged from the
凝集剤貯留槽6は、被処理水貯留槽5と微細化装置1を接続する流路の途中で、かつ、その流路における微細化装置1の直前に、配管等からなる流路を介して接続されている。
凝集剤貯留槽6は、被処理水貯留槽5から微細化装置1へ供給される直前の被処理水に、凝集剤を添加する槽である。
The
The
なお、図1では、凝集剤貯留槽6が、被処理水貯留槽5と微細化装置1を接続する流路の途中に接続され、その流路の途中で、凝集剤貯留槽6から被処理水に凝集剤を添加している場合を例示したが、本実施形態はこれに限定されない。本実施形態では、凝集剤貯留槽6を微細化装置1に直接、接続して、凝集剤貯留槽6から微細化装置1内の処理水に直接、凝集剤を添加してもよい。
In FIG. 1, the
(水処理方法)
図1〜図8を用いて、水処理システム100を用いた水処理方法の一例を説明するとともに、水処理システム100の作用を説明する。
第1の実施形態に係る水処理システム100において、処理対象の被処理水とは、例えば、産業施設200から排出される油分や有機物、固形物、コロイド等の濁質を含む産業廃水等である。
被処理水は、ポンプ等により、被処理水貯留槽5から微細化装置1へ移送される。
(Water treatment method)
An example of a water treatment method using the
In the
The water to be treated is transferred from the water storage tank 5 to the miniaturization device 1 by a pump or the like.
次いで、被処理水貯留槽5から微細化装置1へ移送中の被処理水に、凝集剤貯留槽6から凝集剤を添加する。凝集剤を添加する位置は、微細化装置1の直前とする。
凝集剤の添加量は、特に限定されず、被処理水における濁質の含有量において適宜調整される。
Next, the coagulant is added from the
The amount of the flocculant added is not particularly limited, and is appropriately adjusted depending on the content of the turbidity in the water to be treated.
次いで、微細化装置1により、被処理水貯留槽5から移送された濁質を含む被処理水に凝集剤を混合させることにより、被処理水中に形成される、濁質と凝集剤を含む濁質含有物を微細化させる(微細化工程)。 Next, the turbidity containing the turbidity and the flocculant formed in the water to be treated by mixing the coagulant with the water to be treated containing the turbidity transferred from the water storage tank 5 to be treated by the miniaturization apparatus 1. The quality-containing material is refined (miniaturization step).
微細化工程では、微細化装置1により、図2に示すような、撹拌槽7内の被処理水に含まれる、濁質310と粗大化したゲル状の凝集剤320を混合する。それとともに、図3に示すように、濁質310と凝集剤320を含む濁質含有物330を、濁質310の大きさ程度まで微細化させる。より詳細には、微細化装置1による撹拌力によって被処理水を撹拌することにより、粗大化した凝集剤320を微細化するとともに、濁質310同士の凝集を抑制しつつ、微細化した凝集剤320と濁質310を衝突させて、これらを付着させる。これにより、図3に示すように、濁質310の表面を薄い膜状の凝集剤320が被覆して、濁質含有物330が形成される。濁質含有物330では、濁質310の表面形状に沿って、凝集剤320が薄い膜状に付着する。そのため、凝集剤320によって、濁質310の表面の凹凸が平滑になる。また、図3に示すように、濁質含有物330は、単独の濁質310を薄い膜状の凝集剤320が被覆した状態をなしており、複数の濁質310を凝集剤320が被覆した状態をなしていない。濁質含有物330は、このような状態をなすことにより、微細化する。
In the miniaturization step, the miniaturization device 1 mixes the
濁質含有物330に含まれる凝集剤320の体積が小さくなれば、同一の体積における濁質含有物330の表面積は大きくなる。これにより、凝集剤320を効率よく使用することができるばかりでなく、濁質含有物330において、強度の低いゲルからなる凝集剤320の量を減少して、後述する逆洗工程によって、濁質310を被複する凝集剤320が壊れるのを抑制することができる。したがって、後述する逆洗工程によって、ろ過装置3から濁質含有物330が剥離し易い。また、後述するろ過工程を繰り返しても、濁質含有物330がろ過装置3の微細孔内やその近傍に付着したまま残留することを抑制することができる。その結果として、ろ過流速の低下を抑制することができる。
The smaller the volume of the
微細化工程において、濁質、凝集剤および濁質含有物を含む被処理水を撹拌する際の撹拌力は、上述の通り、上記の式(1)で定義される撹拌力(G)で1000以上であることが好ましい。 In the miniaturization step, the stirring force when stirring the water to be treated containing the turbidity, the flocculant and the turbidity-containing substance is 1000 in the stirring force (G) defined by the above formula (1) as described above. The above is preferable.
凝集剤としては、鉄系凝集剤やアルミニウム系凝集剤が用いられる。
鉄系凝集剤としては、例えば、ポリ鉄、塩化第二鉄等が挙げられる。
アルミニウム系凝集剤としては、例えば、硫酸アルミニウム(硫酸バンド)、ポリ塩化アルミニウム(PAC)等が挙げられる。
As the coagulant, an iron-based coagulant or an aluminum-based coagulant is used.
Examples of the iron-based flocculant include polyiron, ferric chloride and the like.
Examples of the aluminum-based flocculant include aluminum sulfate (sulfate band), polyaluminum chloride (PAC), and the like.
濁質含有物を得た後、その粒径(外径)を確認するために、濁質含有物の粒径を測定することが好ましい。すなわち、濁質含有物の粒径の測定を、微細化工程と凝集工程の間(微細化装置1と凝集装置2の間)にて行うことが好ましい。
濁質含有物の粒径の測定方法としては、例えば、レーザー回折、動的光散乱法、画像処理等の一般的な測定方法が用いられる。
After obtaining the turbidity-containing material, it is preferable to measure the particle size of the turbidity-containing material in order to confirm its particle size (outer diameter). That is, it is preferable that the particle size of the turbidity-containing material is measured between the micronization step and the coagulation step (between the miniaturization device 1 and the coagulation device 2).
As a method for measuring the particle size of the turbid substance, for example, a general measuring method such as laser diffraction, dynamic light scattering, or image processing is used.
次いで、凝集装置2により、微細化装置1から移送された、微細化された濁質含有物を含む処理水を撹拌し、処理水内にて、微細化された濁質含有物を凝集させて凝集物とする(凝集工程)。
Next, the aggregating
凝集工程では、凝集装置2により、図3に示すような、処理槽8内の微細化された濁質含有物330を凝集させて、図4に示すような凝集物400とする。より詳細には、凝集装置2による撹拌力によって微細化された濁質含有物を含む被処理水を撹拌することにより、濁質含有物330と濁質含有物330を衝突させて、濁質含有物330同士を付着させ、粗大化させて、凝集物400とする。
In the aggregating step, the aggregating
凝集物を得た後、その粒径(外径)が、ろ過工程に適した大きさとなっているか否かを確認するために、凝集物の粒径を測定することが好ましい。すなわち、凝集物の粒径の測定を、凝集工程とろ過工程の間(凝集装置2とろ過装置3の間)にて行うことが好ましい。
凝集物の粒径の測定方法としては、例えば、レーザー回折、動的光散乱法、画像処理等の一般的な測定方法が用いられる。
After obtaining the agglomerates, it is preferable to measure the particle size of the agglomerates in order to confirm whether or not the particle size (outer diameter) thereof is suitable for the filtration step. That is, it is preferable that the particle size of the agglomerates is measured between the agglutination step and the filtration step (between the agglutinating
As a method for measuring the particle size of agglomerates, for example, a general measuring method such as laser diffraction, dynamic light scattering, or image processing is used.
次いで、ろ過装置3により、凝集装置2から移送された凝集物を含む被処理水をろ過し、凝集物と処理水とに固液分離する(ろ過工程)。
Next, the water to be treated containing the agglutinating device transferred from the
ろ過工程では、図5に示すように、ろ過装置3に、凝集物400を含む被処理水500を通水することにより、被処理水500から、それに含まれる凝集物400を分離し、ろ液(ろ過後の処理水)510を得る。
被処理水500をろ過する際、所定の圧力が被処理水500に加えられることで、被処理水500は一定流量または一定圧力でろ過装置3に供給される。一定時間、被処理水500のろ過を行うと、被処理水500に含まれる凝集物400がろ過装置3の表面や微細孔(図6において、ろ過装置3を被処理水500の供給側αから等価側βへ貫通する孔)3a内に堆積する。すると、被処理水500がろ過装置3を透過する抵抗が増して、被処理水500がろ過装置3を透過する際の流速(以下、「ろ過流速」と言う。)が時間の経過に伴って低下する。すなわち、ろ過装置3において被処理水500が透過する容易性(以下、「透過性」と言う。)が低下する。
In the filtration step, as shown in FIG. 5, the
When the water to be treated 500 is filtered, a predetermined pressure is applied to the water to be treated 500, so that the water to be treated 500 is supplied to the
被処理水500の透過性が低下した場合、図6に示すように、ろ液510または清浄な水を洗浄水520として用い、この洗浄水520を逆流(水処理システム100による凝集ろ過において、被処理水500を移送する方向とは反対方向)させて、ろ過装置3を洗浄(逆洗)する(逆洗工程)。
ろ過装置3の洗浄は、定期的に行うことが好ましい。これにより、ろ過装置3の透過性を回復することができる。
When the permeability of the water to be treated 500 is lowered, as shown in FIG. 6, the
It is preferable that the
逆洗工程では、所定の圧力が洗浄水520に加えられ、洗浄水520が所定の流量でろ過装置3の透過側βから供給側αに供給される。洗浄液520がろ過装置3の微細孔3aを透過側βから供給側αに向かって通過する際に、ろ過装置3やその微細孔3aの表面に付着した凝集物400は、ろ過装置3やその微細孔3aの表面から剥離して、洗浄水520に伴って、ろ過装置3から除去される。
In the backwashing step, a predetermined pressure is applied to the
洗浄液520を用いてろ過装置3を逆洗し、ろ過装置3に付着している凝集物400を、ろ過装置3から除去することにより、ろ過装置3に付着している凝集物400の堆積量を低減することができる。これにより、ろ過装置3に、凝集物400を含む被処理水500を通水させる際において、被処理水500のろ過流速を回復させることができる。洗浄により、ろ過流速が回復したろ過装置3を用いて、再度、使用開始当初に近い状態のろ過流速で、被処理水500のろ過を行うことが可能となる。
The
一般的に、被処理水のろ過とろ過装置の洗浄(逆洗)を繰り返し行い、ろ過装置のろ過流速を回復させて、再度、被処理水のろ過が行われる。
しかしながら、図7に示すように、ろ過装置を洗浄しただけでは、ろ過装置のろ過流速を初期の値にまで回復することができない。なぜならば、図8に示すように、一般的な凝集ろ過において形成される凝集物410は、強度の低いゲルからなる凝集剤320の量が多く、凝集剤320がろ過装置に残留するからである。
そのため、被処理水のろ過とろ過装置の洗浄を繰り返し行うにしたがって、被処理水のろ過流速は徐々に低下し、最終的には、フィルターを洗浄しても、ろ過装置における被処理水のろ過流速が十分に回復せず、ろ過装置が閉塞する。
Generally, the filtration of the water to be treated and the washing (backwashing) of the filtration device are repeated to restore the filtration flow velocity of the filtration device, and the water to be treated is filtered again.
However, as shown in FIG. 7, it is not possible to restore the filtration flow rate of the filtration device to the initial value only by cleaning the filtration device. This is because, as shown in FIG. 8, the
Therefore, as the filtration of the water to be treated and the washing of the filtration device are repeated, the filtration flow rate of the water to be treated gradually decreases, and finally, even if the filter is washed, the filtration of the water to be treated in the filtration device is performed. The flow velocity does not recover sufficiently and the filtration device is blocked.
本実施形態では、微細化装置1と凝集装置2を個別に備えた場合を例示したが、本実施形態はこれに限定されない。本実施形態では、同一の装置内で、上述の微細化工程と凝集工程を行ってもよい。
In the present embodiment, the case where the miniaturization device 1 and the
[第2の実施形態]
(水処理システム)
図9を用いて、第2の実施形態に係る水処理システムを説明する。
なお、図1に示した第1の実施形態に係る水処理システムと同一の構成には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
[Second Embodiment]
(Water treatment system)
The water treatment system according to the second embodiment will be described with reference to FIG.
The same configurations as those of the water treatment system according to the first embodiment shown in FIG. 1 are designated by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.
図9に示す第2の実施形態に係る水処理システム600は、微細化装置1と、凝集装置2と、ろ過装置3と、逆洗装置4と、均質化装置9とから概略構成されている。
均質化装置9は、微細化装置1と凝集装置2の間に設けられている。均質化装置9は、微細化装置1で微細化された濁質含有物を含む被処理水に旋回流を与えて、濁質を被複する凝集剤の表面を平滑にする(均質化)する装置である。
The water treatment system 600 according to the second embodiment shown in FIG. 9 is roughly composed of a miniaturization device 1, a
The homogenizing device 9 is provided between the miniaturization device 1 and the
均質化装置9は、濁質含有物を含む被処理水を収容するための処理槽10を有する。
均質化装置9としては、処理槽10内の濁質含有物を含む被処理水に旋回流を生じさせることができるものが用いられる。均質化装置9としては、例えば、容器回転型の転動装置が挙げられる。
The homogenizing device 9 has a
As the homogenizing device 9, a device capable of generating a swirling flow in the water to be treated containing the turbidity-containing substance in the
(水処理方法)
図9〜図11を用いて、水処理システム600を用いた水処理方法の一例を説明するとともに、水処理システム600の作用を説明する。
本実施形態の水処理方法では、第1の実施形態の各工程に加えて、微細化工程と凝集工程の間に、微細化された濁質含有物を含む被処理水に旋回流を与える均質化工程を有する。
(Water treatment method)
An example of a water treatment method using the water treatment system 600 will be described with reference to FIGS. 9 to 11, and the operation of the water treatment system 600 will be described.
In the water treatment method of the present embodiment, in addition to each step of the first embodiment, a homogeneity that gives a swirling flow to the water to be treated containing the finely divided turbid substance during the micronization step and the aggregation step. Has a chemical conversion process.
均質化工程では、均質化装置9により、微細化装置1から移送された微細化された濁質含有物を含む処理水に旋回流を与えて、処理水内にて、濁質を被複する凝集剤の表面を平滑にする(均質化)する。 In the homogenization step, the homogenizing device 9 gives a swirling flow to the treated water containing the finely divided turbidity-containing material transferred from the finening device 1, and the turbidity is superimposed in the treated water. Smooth (homogenize) the surface of the flocculant.
これにより、図10に示すように、濁質310を被覆する凝集剤320の表面が平滑となった濁質含有物330が得られる。
均質化工程において、凝集剤320の表面を平滑にする(均質化する)程度は、濁質含有物330の真球度が1.6以下、濁質含有物330の中心を一方向に通る線分の長さ(粒径)を短軸、濁質含有物330の中心を通り、前記の短軸と直交する線分の長さ(粒径)を長軸とした場合のアスペクト比(短軸/長軸)が0.8以下であることが好ましい。真球度を1.6以下、かつ、アスペクト比を0.8以下とすれば、濁質含有物330を、一般に真球状微粒子と呼ばれる状態にすることができる。また、濁質含有物330を均質化することにより、凝集工程において、濁質含有物を凝集させた際に、図11に示すように、同一体積における濁質含有物330の充填率が高まるため、凝集剤320を効率よく使用することができるばかりでなく、濁質含有物330において、強度の低いゲルからなる凝集剤320を減少することができる。これにより、逆洗工程によって、濁質310を被複する凝集剤320が壊れるのを抑制することができる。したがって、逆洗工程によって、ろ過装置3から濁質含有物330が剥離し易く、ろ過工程を繰り返しても、濁質含有物330がろ過装置3の微細孔内やその近傍に付着したまま残留することを抑制することができ、結果として、ろ過流速の低下を抑制することができる。さらに、濁質含有物330の充填率が高まることから、凝集物400の隙間に保持される水の量も減り、結果として、凝集物400からなる汚泥の量を減らすことができる。
As a result, as shown in FIG. 10, a turbidity-containing
In the homogenization step, the degree of smoothing (homogenizing) the surface of the
濁質含有物330を均質化した後、その粒径(外径)を測定することが好ましい。すなわち、均質化した濁質含有物330の粒径の測定を、均質化工程と凝集工程の間(均質化装置9と凝集装置2の間)にて行うことが好ましい。
均質化した濁質含有物330の粒径の測定方法としては、例えば、レーザー回折、動的光散乱法、画像処理等の一般的な測定方法が用いられる。
After homogenizing the turbidity-containing
As a method for measuring the particle size of the homogenized turbidity-containing
本実施形態では、微細化装置1と凝集装置2と均質化装置9を個別に備えた場合を例示したが、本実施形態はこれに限定されない。本実施形態では、同一の装置内で、上述の微細化工程と凝集工程と均質化工程を行ってもよい。
In the present embodiment, the case where the miniaturization device 1, the
以上説明した少なくとも1つの実施形態によれば、微細化装置1により、被処理水中に形成される、濁質と凝集剤を含む濁質含有物を微細化させた後、凝集装置2により、微細化された濁質含有物を凝集させて凝集物とすることによって、ろ過装置3の閉塞を抑制することができるとともに、ろ過装置3の洗浄性を向上することができる。
According to at least one embodiment described above, the turbidity-containing material containing the turbidity and the coagulant, which is formed in the water to be treated, is pulverized by the pulverizer 1 and then finely divided by the
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。 Although some embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the gist of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, as well as in the scope of the invention described in the claims and the equivalent scope thereof.
1・・・微細化装置、2・・・凝集装置、3・・・ろ過装置、4・・・逆洗装置、5・・・被処理水貯留槽、6・・・凝集剤貯留槽、7・・・撹拌槽、8・・・処理槽、9・・・均質化装置、10・・・処理槽、100・・・水処理システム、200・・・産業施設、310・・・濁質、320・・・凝集剤、330・・・濁質含有物、400・・・凝集物、410・・・一般的な凝集物、500・・・被処理水、510・・・ろ液、520・・・洗浄水、600・・・水処理システム。 1 ... Micronization device, 2 ... Coagulation device, 3 ... Filtration device, 4 ... Backwash device, 5 ... Water treatment tank, 6 ... Coagulant storage tank, 7 ... Stirring tank, 8 ... Treatment tank, 9 ... Homogenizer, 10 ... Treatment tank, 100 ... Water treatment system, 200 ... Industrial facility, 310 ... Turbidity, 320 ... coagulant, 330 ... turbidity-containing material, 400 ... coagulant, 410 ... general agglomerate, 500 ... water to be treated, 510 ... filtrate, 520 ...・ ・ Washing water, 600 ・ ・ ・ Water treatment system.
Claims (6)
前記微細化された濁質含有物を凝集させて凝集物とする凝集装置と、
前記凝集物を含む被処理水をろ過するろ過装置と、
前記ろ過装置を逆洗する逆洗装置と、
前記微細化装置と前記凝集装置の間に設けられ、前記微細化された濁質含有物を含む被処理水に旋回流を与えて、前記処理水内にて、濁質を被複する凝集剤の表面を均質化する均質化装置と、を備え、
前記均質化装置は、濁質含有物の真球度を1.6以下、濁質含有物の中心を一方向に通る線分の長さを短軸、濁質含有物の中心を通り、前記の短軸と直交する線分の長さを長軸とした場合のアスペクト比(短軸/長軸)を0.8以下とする水処理システム。 A miniaturizing device for purifying the turbidity and the turbidity-containing material containing the flocculant, which are formed in the water to be treated by mixing the flocculant with the water to be treated containing the turbidity.
An agglutinator that agglomerates the finely divided turbidity-containing material into an agglomerate
A filtration device that filters the water to be treated containing the agglomerates, and
A backwash device that backwashes the filtration device and
A coagulant provided between the micronization device and the coagulation device to apply a swirling flow to the water to be treated containing the micronized turbidity-containing substance to superimpose the turbidity in the treated water. and a homogenizer to homogenize the surface,
The homogenizing device has a sphericity of 1.6 or less of the turbid substance, a minor axis of the length of a line segment passing through the center of the turbid substance in one direction, and passes through the center of the turbid substance. the aspect ratio (short axis / long axis) water treatment systems that than 0.8 when the length of the line was long axis perpendicular to the minor axis of the.
G=(P/(V・μ))1/2・・・(1)
(式中、Pは微細化装置に投入したエネルギー(W)、Vは微細化装置に備えられ、被処理水を収容する撹拌槽の容量(m3)、μは水の粘性係数(kg/m・s)を表わす。) In the miniaturization apparatus, the stirring force at the time of stirring the water to be treated containing the turbidity, the flocculant and the turbidity-containing substance is 1000 with a stirring force (G) defined by the following formula (1). The water treatment system according to claim 1 as described above.
G = (P / (V · μ)) 1/2 ... (1)
(In the formula, P is the energy (W) input to the miniaturization device, V is the capacity (m 3 ) of the stirring tank provided in the miniaturization device and accommodates the water to be treated, and μ is the viscosity coefficient of water (kg / kg /). Represents m · s).
前記微細化された濁質含有物を凝集させて凝集物とする凝集工程と、
前記凝集物を含む被処理水をろ過するろ過工程と、
前記微細化工程と前記凝集工程の間にて、前記微細化された濁質含有物を含む被処理水に旋回流を与えて、前記処理水内にて、濁質を被複する凝集剤の表面を均質化する均質化工程と、を有し、
前記均質化工程において、濁質含有物の真球度を1.6以下、濁質含有物の中心を一方向に通る線分の長さを短軸、濁質含有物の中心を通り、前記の短軸と直交する線分の長さを長軸とした場合のアスペクト比(短軸/長軸)を0.8以下とする水処理方法。 By mixing a coagulant with the water to be treated containing the turbidity, a miniaturization step of refining the turbidity and the turbidity-containing substance containing the coagulant formed in the water to be treated, and
The agglutination step of agglutinating the finely divided turbidity-containing material into an agglutination,
A filtration step for filtering the water to be treated containing the agglomerates, and
Between the micronization step and the coagulation step, a swirling flow is applied to the water to be treated containing the miniaturized turbidity-containing substance, and the coagulant that superimposes the turbidity in the treated water. a homogenization step homogenizing the surface, was closed,
In the homogenization step, the sphericity of the turbid substance is 1.6 or less, the length of the line segment passing through the center of the turbid substance in one direction is the minor axis, and the line segment passes through the center of the turbid substance. A water treatment method in which the aspect ratio (minor axis / major axis) is 0.8 or less when the length of a line segment orthogonal to the minor axis of is taken as the major axis .
G=(P/(V・μ))1/2・・・(1)
(式中、Pは微細化工程で用いられる微細化装置に投入したエネルギー(W)、Vは微細化装置に備えられ、被処理水を収容する撹拌槽の容量(m3)、μは水の粘性係数(kg/m・s)を表わす。) In the miniaturization step, the stirring force at the time of stirring the water to be treated containing the turbid substance, the flocculant and the turbid substance-containing substance is 1000 by the stirring force (G) defined by the following formula (1). The water treatment method according to claim 4 or 5 , which is the above.
G = (P / (V · μ)) 1/2 ... (1)
(In the formula, P is the energy (W) input to the miniaturization device used in the miniaturization step, V is the capacity (m 3 ) of the stirring tank provided in the miniaturization device and accommodates the water to be treated, and μ is water. Represents the viscosity coefficient (kg / m · s) of
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