JP7327972B2 - 凝集沈殿処理装置及び凝集沈殿処理装置の運転方法 - Google Patents
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このような固液分離処理としては、排水に対して凝集剤を添加することで不純物である有機物や懸濁物質等(以下、「SS」ともいう。)を凝集沈殿させて分離する凝集沈殿を行う凝集沈殿処理装置を用いた処理が挙げられる。例えば、凝集剤を添加した被処理水が上昇するに伴ってフロックが成長するブランケット状のフロック成長ゾーンを形成するスラッジブランケット型(「フロックゾーン型」や「フロックブランケット型」と呼ばれることもある)の凝集沈殿槽を備える凝集沈殿処理装置が知られている。
鉄鋼排水の処理については、砂濾過などの濾材を用いた濾過処理によるものが知られている。鉄鋼排水は、SSとして金属粒子や石炭粉体などを含む排水が大量に発生するという特徴がある。そのため、砂濾過など濾材を用いた濾過処理では、濾過速度を高くすることが困難であるため、大量の排水処理に適していないという問題があるとともに、排水中に含まれるSSの粒径が大きいと、逆洗時に濾材の流出が起こる可能性が高いという問題もある。したがって、鉄鋼排水の処理については、濾材を用いた濾過によらない他の処理についての検討が行われている。
すなわち、本発明は、以下の凝集沈殿処理装置及び凝集沈殿処理装置の運転方法である。
この特徴によれば、鉄鋼排水中に凝集剤を添加することで、鉄鋼排水中のSSを安定してフロック化し、特に粒径が小さいことで沈降し難く、処理水側へ流出しやすいものについても、粒径を一定程度大きくすることで、スラッジブランケット部内で凝集フロックの流動層を形成することが可能となる。これにより、スラッジブランケット部における鉄鋼排水中のSSの捕捉効率が向上し、より良好な処理水を得ることが可能となる。
この特徴によれば、鉄鋼排水中のSSとして含まれる無機物質(金属系SSなど)に対して有機凝結剤を用いることで、被処理水のpHが変動することがなく、かつ薬品の使用量を低減させることが可能となる。これにより、凝集沈殿処理に係るコストを削減することが可能となる。
この特徴によれば、スラッジブランケット部と濃縮部を備える凝集沈殿処理装置に対して、処理対象である鉄鋼排水を所定の表面積負荷を満たすように供給することで、スラッジブランケット部内で鉄鋼排水中のSSが沈降し、フロック成長ゾーンが低くなることを抑制することが可能となる。これにより、スラッジブランケット部内のフロック成長ゾーンを適切に維持することができる。また、これにより、フロック成長ゾーンにおける鉄鋼排水中のSS捕捉が十分に進行し、良好な処理水を得ることが可能となる。
(凝集沈殿処理装置)
まず、本実施態様における凝集沈殿処理装置100Aの構造について説明する。
本実施態様に係る凝集沈殿処理装置100Aは、いわゆるスラッジブランケット型と呼ばれる凝集沈殿槽を有している。一般に、スラッジブランケット型凝集沈殿槽は、槽内に上昇水流によるスラッジ(凝集フロック)の流動層を形成し、その流動層内に新たに生成したフロックを通過させるものである。このとき、小さなフロックは流動層における大きなフロックに捕捉されて大きくなり、沈降速度が速まる。これにより、スラッジブランケット型凝集沈殿槽へ導入された被処理水Wは、処理水W1と濃縮されたフロック(汚泥)に分離され、それぞれ槽外に排出される。
本実施態様に係る凝集沈殿処理装置100Aは、図1に示すように、凝集沈殿槽1内に被処理水Wを導入する被処理水導入部2、被処理水Wの供給量を制御する被処理水供給量制御手段20、被処理水W中の懸濁物質を捕捉するためのスラッジがブランケット状に浮遊した状態で形成されたスラッジブランケット部3、スラッジブランケット部3を通過することにより凝集したフロックがスラッジブランケット部3下に沈殿し濃縮される濃縮部4、被処理水Wに凝集剤を添加する凝集剤添加部5を備えている。スラッジブランケット部3の上方には上澄みである清澄層Cが形成され、清澄された処理水W1は、凝集沈殿槽1の上部側に位置する処理水排出部6により排出される。また、濃縮部4に沈殿し濃縮されたフロックは、凝集沈殿槽1の底部中央から汚泥排出部7を介して排出される。なお、汚泥排出部7には、排出されたフロックを処理するための汚泥処理設備を別途設けるものとしてもよい。
凝集沈殿槽1は、有底円筒状の外壁部11と、この外壁部11より小径でかつ高さも小さい円筒状の内壁部12とを備える。図2に示すように、内壁部12は、外壁部11の内側に、外壁部11と同心になるように立設されている。また、内壁部12の底部側に、開口部13aを有する仕切り板13が設けられている。これにより、内壁部12の内側には、後述するスラッジブランケット部3が形成される。また、仕切り板13は外壁部11の底部から上方に所定長離隔しており、スラッジブランケット部3と濃縮部4を区画している。また、外壁部11及び内壁部12の軸線L上には、モーターMにより回転駆動するセンターシャフト14が配置されている。センターシャフト14は、ロータリージョイント15により仕切り板13と接続されている。なお、外壁部11、内壁部12は円筒状に限定されず、角筒状であってもよい。また、内壁部12を有底円筒状とし、内壁部12底部を仕切り板13とするものであってもよい。
濃縮部4に沈降して堆積した濃縮フロック(汚泥)は、凝集沈殿槽1の底部に設けられた汚泥排出部7から排出される。
なお、センターシャフト14の下端部に取り付ける濃縮汚泥掻寄機41としては、センターシャフト14の回転に伴って回転し、凝集沈殿槽1の底面中央部に濃縮フロックを掻き寄せることができる構造であれば、特に限定されない。例えば、図2に示すように、センターシャフト14に対して垂直に掻き取り部材を設けるもの以外に、センターシャフト14に対して垂直に交差した支持体に複数の掻き取り部材(レーキ)を設けるものとしてもよく、曲面を有する掻き取り部材を槽上方から見た際にS字を形成するようにセンターシャフト14に設けるものとしてもよい。
凝集剤添加部5は、被処理水Wに凝集剤を添加することができるものであれば特に限定されない。例えば、図1には、導入管21に直接凝集剤を供給する凝集剤供給ライン51を設けるものを例示しているが、これに限定されるものではない。例えば、凝集沈殿槽1の上流側に混合槽を設け、被処理水Wの供給源からの原水と凝集剤をあらかじめ混合することで得られた被処理水Wを導入管21に供給するものとしてもよい。
本実施態様の凝集沈殿処理装置100Aを用いた鉄鋼排水の処理について説明する。
本実施態様の凝集沈殿処理装置100Aにより被処理水Wである鉄鋼排水を処理する場合、スラッジブランケット部3における濾過効果を十分に得るためには、スラッジブランケット部3内における表面積負荷に下限値を設けて制御することが必要となる。
また、真比重値が3より大きい場合、表面積負荷を20m/hとすることで、スラッジブランケット部3内のフロック成長ゾーンZ1が適切に維持され、良好な処理水を得ることが可能となる。このような鉄鋼排水としては、例えば、鉄系SSを主とするものが挙げられる。
図3は、本発明の第2の実施態様の凝集沈殿処理装置100Bの概略説明図である。
本実施態様に係る凝集沈殿処理装置100Bは、図3に示すように、第1の実施態様における凝集沈殿槽1の上部に、スラッジブランケット部3内のフロック界面の高さ、すなわち境界層Kの高さに係る情報を得るための界面計8を設けるものである。
なお、本実施態様における凝集沈殿処理装置100Bの構成のうち、第1の実施態様の凝集沈殿処理装置100Aの構成と同じものについては、説明を省略する。
界面計8を設けることで、スラッジブランケット部3のフロック成長ゾーンZ1が適切に維持されているかどうかを判断することが可能となる。したがって、界面計8の計測結果をもとに、表面積負荷の値を制御することで、鉄鋼排水の処理効率を高く維持することが可能となる。
図4は、本発明の第3の実施態様の凝集沈殿処理装置100Cの概略説明図である。
本実施態様に係る凝集沈殿処理装置100Cは、図4に示すように、第1の実施態様における被処理水導入部2の導入管21と被処理水Wの供給源の間に、被処理水W中のSSの粒度分布を測定する粒度分布測定部9を設けるものである。
なお、本実施態様における凝集沈殿処理装置100Cの構成のうち、第1の実施態様の凝集沈殿処理装置100Aの構成と同じものについては、説明を省略する。
粒度分布測定部9は、導入管21上に設け、その場測定を行うものとしてもよく、導入管21から被処理水Wの一部をサンプリングしたものに対して測定するものとしてもよい。
被処理水W中のSSの沈降速度は、粒度分布にも依存するため、被処理水導入部2(導入管21)において被処理水W中のSSの粒度分布を測定することにより、スラッジブランケット部3に供給される被処理水W中のSSの粒度分布を推計することが可能となり、スラッジブランケット部3のフロック成長ゾーンZ1を安定に維持するための表面積負荷を求めることが可能となる。したがって、粒度分布測定部9の測定結果をもとに、表面積負荷の値を制御することで、鉄鋼排水の処理効率を高く維持することが可能となる。
Claims (4)
- 鉄鋼排水に含まれる懸濁物質を凝集沈殿により捕捉する凝集沈殿処理装置であって、
スラッジがブランケット状に形成され、被処理水中のフロックを捕捉するスラッジブランケット部と、
前記スラッジブランケット部下に設けられ、前記スラッジが濃縮される濃縮部と、
前記スラッジブランケット部及び前記濃縮部を区画するための仕切り板と、
内壁部と、を備え、
前記鉄鋼排水を10m/h以上で前記スラッジブランケット部に供給し、
前記スラッジブランケット部内の凝集したフロックは、前記内壁部の上端縁部から前記凝集沈殿処理装置の外部側へ越流することを特徴とする、凝集沈殿処理装置。 - 前記鉄鋼排水に凝集剤を添加する凝集剤添加部を設けることを特徴とする、請求項1に記載の凝集沈殿処理装置。
- 前記凝集剤添加部は有機凝結剤を供給することを特徴とする、請求項2に記載の凝集沈殿処理装置。
- 鉄鋼排水に含まれる懸濁物質を凝集沈殿により捕捉する凝集沈殿処理装置の運転方法であって、
前記凝集沈殿処理装置は、スラッジがブランケット状に形成され、被処理水中のフロックを捕捉するスラッジブランケット部と、
前記スラッジブランケット部下に設けられ、前記スラッジが濃縮される濃縮部と、
前記スラッジブランケット部及び前記濃縮部を区画するための仕切り板と、
内壁部と、を備えており、
前記鉄鋼排水を10m/h以上で前記スラッジブランケット部に供給し、
前記スラッジブランケット部内の凝集したフロックは、前記内壁部の上端縁部から前記凝集沈殿処理装置の外壁部側へ越流することを特徴とする、凝集沈殿処理装置の運転方法。
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