JP6881519B2 - 水処理装置および水処理方法 - Google Patents
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Description
[2][1]に記載の水処理装置を用い、被処理水に凝集剤を添加し、凝集物を分離して処理水を得る水処理方法であって、前記凝集反応槽にて、被処理水に凝集剤を供給して凝集物を生成する工程と、前記浮上分離槽内にて、前記凝集物を処理水の上層に浮上させて固液分離する工程と、前記浮上分離槽内にて、前記処理水の濁度を検出する工程と、前記濁度の検出値に基づいて、前記被処理水への前記凝集剤の添加量を調節する工程と、を含み、前記処理水の濁度を検出する工程において、前記処理水中の微小コロイド粒子にレーザ光を照射して、前記微小コロイド粒子による散乱光を受光することにより、前記微粒子コロイド粒子数を測定し、前記処理水の濁度を、前記浮上分離槽の内底面から前記処理水の深さの1/3の高さ以内で検出する水処理方法。
なお、本実施の形態は、発明の趣旨をより良く理解させるために具体的に説明するものであり、特に指定のない限り、本発明を限定するものではない。
図1は、本発明の一実施形態に係る水処理装置を示す模式図である。
図1に示すように、本実施形態の水処理装置1は、凝集反応槽10と、凝集剤供給部20と、浮上分離槽30と、凝集剤添加量調節装置40と、を備える。また、本実施形態の水処理装置1は、処理水槽50と、加圧水製造ユニット60と、制御盤70と、を備えていてもよい。
浮上分離槽30は、混合室12内にて、凝集剤を添加した被処理水とポリマー溶解液を混合して得られた凝集物と処理水(凝集処理を行った後の水)を導入する処理水導入口31を有する。
検出手段41の検出部42は、浮上分離槽30内に設置されている。また、検出部42は、信号線82を介して凝集剤添加量調節装置40と接続されている。
図2は、本実施形態で用いられる凝集モニタリング装置の概略構成を示す構成図である。図3は、図2に示す凝集モニタリング装置のレーザ光照射部と散乱光受光部の構成を示す拡大図である。図4は、図2に示す凝集モニタリング装置の遮蔽部材の構成を示す拡大図である。
また、図2において、符号120は、処理水121が貯えられる浮上分離槽であり、図1に示す浮上分離槽30に相当する。浮上分離槽120内の処理水121中には、遮蔽部材122の底部に配設されたレーザ光照射部103と散乱光受光部104が投入されている。遮蔽部材122は、上方からの自然光がレーザ光照射部103と散乱光受光部104間の測定領域123に到るのを遮蔽している。
フォトデテクター161は、第2の光ファイバ105の他の一端に接続され、第2の光ファイバ105に入射した散乱光の光信号を電気信号に変換する。
バンドパスフィルタ162は、自然光と区別するために、フォトデテクター161で光信号を変換した電気信号から変調周波数成分の信号を取り出す。
増幅器163は、バンドパスフィルタ162で取り出した変調周波数成分の信号を増幅して、検波回路107に出力する。
本実施形態の水処理方法は、本実施形態の水処理装置を用い、被処理水に凝集剤を添加し、凝集物を分離して処理水を得る水処理方法であって、凝集反応槽10にて、被処理水に凝集剤を供給して凝集物を生成する工程と、浮上分離槽30内にて、凝集物を処理水の上層に浮上させて固液分離する工程と、浮上分離槽30内にて、処理水の濁度を検出する工程と、浮上分離槽30内の処理水の濁度の検出値に基づいて、被処理水への凝集剤の添加量を調節する工程と、を含む。
凝集反応槽10の多段反応槽13に供給された被処理水に凝集剤を供給する(凝集剤供給工程)。
処理水の濁度を検出方法としては、例えば、処理水にレーザ光を照射し、処理水に含まれる粒子による散乱光を受光して、処理水の濁度を検出する方法が好ましい。
具体的に、凝集モニタリング装置100を用いた凝集状態の測定原理は以下のようなものである。
浮上分離槽120内では、処理水121の攪拌によって凝集処理が促進している。この攪拌に伴って測定領域123に微小コロイド粒子が流入出するときに、微小コロイド粒子による散乱光の変動が生じる。散乱光の変動の周期は、測定領域123を粒子と見なして、微小コロイド粒子との間に生じる衝突回数を想定することにより概算することができる。すなわち、測定領域123を直径Rの球体、微小コロイド粒子を直径rの球体と想定して、それぞれ近似すると、この場合の衝突断面積Q0は、下記の式(1)で表される。
Q0=π(R+r)2 (1)
ν=NQ0v (2)
A=A0rn (3)
なお、A0は測定系に依存する定数であり、標準試料を用いて校正される。
図1に示すような水処理装置1において、浮上分離槽30内の処理水について数値流体力学(computational fluid dynamics、CFD)解析を行った。
CFD解析の方法は、Ansys社製のCFD解析ソフトCFX5.7を使用して解析条件の定義(流入・流出・壁面・流体)と計算実行を実施している。
結果を図5および図6に示す。
図5および図6の結果から、浮上分離槽30の上部では、浮上した凝集物が表面を覆っているものの、その凝集物の下では、処理水の流速が大きく、マイクロエアが多く存在していることが確認された。一方、浮上分離槽30の底部では、処理水の流速が小さく、マイクロエアが浮上により存在していないと推測された。
図7は、図1に示す水処理装置1の平面図である。
図7に示すように、浮上分離槽30を平面視した場合に、(1)〜(9)の位置に検出手段41の検出部42を配置した。また、(1)〜(9)の位置において、浮上分離槽30の内の処理水の深さ方向に沿って、下段、中段、上段にも検出部42を配置した。下段の検出部42は浮上分離槽30の内底面30aから、浮上分離槽30の内の処理水の深さの1/3の高さ以内の位置に配置した。中段の検出部42は浮上分離槽30の内底面30aから、浮上分離槽30の内の処理水の深さの1/3の高さを超えて2/3の高さ以内の位置に配置した。上段の検出部42は浮上分離槽30の内底面30aから、浮上分離槽30の内の処理水の深さの2/3を超えて3/3の高さ以内の位置に配置した。
それぞれに位置に配置された検出部42により、浮上分離槽30の内の処理水の濁度を検出した。
被処理水として、MH20Q鉱物油製造工場排水を用いた場合の処理水の濁度の検出結果を表1に示す。また、被処理水として、MH05Q産業廃棄物工場排水を用いた場合の処理水の濁度の検出結果を表2に示す。
図1に示すような水処理装置を用いて、下記の条件で水処理を行った。
対象排水:化学品製造排水(生物処理前)
データ採取期間:1ヶ月間
処理水SS目標値:30(mg/L)以下
結果を表3に示す。
処理水槽内に検出手段の検出部を配置したこと以外は、図1に示すような水処理装置と同様の装置を用いて、下記の条件で水処理を行った。
対象排水:化学品製造排水(生物処理前)
データ採取期間:1ヶ月間
処理水SS目標値:30(mg/L)以下
結果を表3に示す。
10 凝集反応槽
20 凝集剤供給部
30 浮上分離槽
40 凝集剤添加量調節装置
41 検出手段
42 検出部
43 調節手段
50 処理水槽
Claims (2)
- 被処理水に凝集剤を添加し、凝集物を分離して処理水を得る水処理装置であって、
被処理水が導入される凝集反応槽と、凝集剤を供給する凝集剤供給部と、凝集物を処理水の上層に浮上させて固液分離する加圧分離式の浮上分離槽と、前記凝集剤供給部からの凝集剤を、添加量調節して前記凝集反応槽に添加する凝集剤添加量調節装置と、を備え、
前記凝集剤添加量調節装置は、前記浮上分離槽内の処理水の濁度を検出する検出手段と、前記検出手段の検出値に基づいて、前記被処理水への前記凝集剤の添加量を調節する調節手段と、を備え、
前記検出手段は、前記処理水中の微小コロイド粒子にレーザ光を照射するレーザ光照射部と、前記微小コロイド粒子による散乱光を受光する散乱光受光部と、を備える凝集モニタリング装置であり、
前記検出手段の検出部が、前記浮上分離槽内に設置され、
前記検出手段の検出部が、前記浮上分離槽の内底面から前記処理水の深さの1/3の高さ以内に設置されたことを特徴とする水処理装置。 - 請求項1に記載の水処理装置を用い、被処理水に凝集剤を添加し、凝集物を分離して処理水を得る水処理方法であって、
前記凝集反応槽にて、被処理水に凝集剤を供給して凝集物を生成する工程と、
前記浮上分離槽内にて、前記凝集物を処理水の上層に浮上させて固液分離する工程と、
前記浮上分離槽内にて、前記処理水の濁度を検出する工程と、
前記濁度の検出値に基づいて、前記被処理水への前記凝集剤の添加量を調節する工程と、を含み、
前記処理水の濁度を検出する工程において、前記処理水中の微小コロイド粒子にレーザ光を照射して、前記微小コロイド粒子による散乱光を受光することにより、前記微粒子コロイド粒子数を測定し、
前記処理水の濁度を、前記浮上分離槽の内底面から前記処理水の深さの1/3の高さ以内で検出することを特徴とする水処理方法。
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