JPH06262183A - 濁水の処理方法および処理装置 - Google Patents

濁水の処理方法および処理装置

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JPH06262183A
JPH06262183A JP5078835A JP7883593A JPH06262183A JP H06262183 A JPH06262183 A JP H06262183A JP 5078835 A JP5078835 A JP 5078835A JP 7883593 A JP7883593 A JP 7883593A JP H06262183 A JPH06262183 A JP H06262183A
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Toyotake Kawasugi
豊武 河杉
Hiroyasu Kimura
博康 木村
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 原水中の懸濁質の凝集、沈澱からスラッジ
の固化に至る一連の工程を連続化し、無機凝集剤、PH
調整剤および高分子凝集剤のそれぞれに対する溶解槽お
よび貯槽を不要にし、凝集沈澱槽を含む装置全体の小型
化を可能にし、かつ耐水性に優れた固化スラッジを製造
する。 【構成】 反応槽20に供給した原水Wに凝集剤Fと
して粉末状の炭酸アルミネート系塩材料を加え、原水を
流しながら攪拌して反応させ、得られたフロック含有水
を凝集沈澱槽40に送り、その底部にフレークを沈澱さ
せ、この凝集沈澱槽40の上部から上澄み液を処理水W
sとして取出す一方、底部から多量のフレークを含むス
ラッジSaを連続的に取出し、脱水して混練機60に送
り、石炭灰を主成分とする粉末状の固化剤Hと混練して
固化スラッジSを得る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、淡水や海水を、その
懸濁粒子の凝集、沈澱および固化を連続的に行って浄化
するための濁水の処理方法および処理装置に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】赤土で汚濁した水、河川の汚濁水、河川
底のヘドロ、藻類を含む池の水等を浄化するために種々
の方法が試みられているが、無機凝集剤を使用する方法
として、以下の方法が知られている。すなわち、汚濁し
た原水を第1反応槽、第2反応槽および凝集沈澱槽に順
に移し、第1反応槽において硫酸アルミニウムや硫酸第
1鉄、石灰等を含む液状の無機充填剤およびPH調整剤
を加えて攪拌することにより原水中の懸濁質をピンフロ
ック化し、第2反応槽においてポリアクリルアミン、ポ
リエチレンアミン等を含む液状の高分子凝集剤を添加
し、攪拌することにより上記のピンフロックを大きく生
長させ、凝集沈澱槽において上記のフロックを沈澱さ
せ、上部から上澄み液を取出す一方、底部から上記のフ
ロックを含むスラッジを取出し、容器に入れて別の固化
工程に搬送し、固化していた。
【0003】しかしながら、上記の従来方法は、無機凝
集剤、PH調整剤および高分子凝集剤を液状で使用する
ものであるから、それぞれについて個別に溶解槽および
貯槽が必要で、これらのための設置面積を必要とし、コ
スト高になるという問題があった。また、反応速度が遅
く、反応槽におけるPHの変動等によって凝集フロック
の生長差が大きいため、固液分離の確実を期す必要上、
凝集沈澱槽が大型化される傾向にあった。そして、凝集
沈澱工程から固化工程が分離されていたため、スラッジ
の運搬が必要になり、かつ固化を回分式で行っていたの
で、固化スラッジが再溶解するという問題があった。
【0004】一方、最近になって、CAS剤と呼ばれる
炭酸アルミネート系塩材料を凝集剤として使用すること
が試みられるようになった。このCAS材は、焼石膏お
よび硫酸バンドを主成分とし、これにセメント、消石
灰、ソーダ灰を調合したものであり、従来の凝集剤に比
してPH依存性が低く、反応速度が大きく、強固で見掛
け比重の大きいフロックが形成される点で注目されてい
るが、原水中の懸濁質の凝集、沈澱からスラッジの固化
に至る一連の工程を連続化する方法は、現在まで確立さ
れていない。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】この発明は、CAS剤
と呼ばれる炭酸アルミネート系塩材料を凝集剤として使
用することにより、原水中の懸濁質の凝集、沈澱からス
ラッジの固化に至る一連の工程を連続化し、これまで必
要とされていた無機凝集剤、PH調整剤および高分子凝
集剤のそれぞれに対する溶解槽および貯槽を不要にし、
凝集沈澱槽を含む装置全体の小型化を可能にし、かつ耐
水性に優れた固化スラッジを製造し、しかも原水として
淡水だけでなく、海水の濁水、例えば養魚場の堆積ヘド
ロ、沿岸のヘドロや赤土等の堆積物の浄化も可能な処理
方法および処理装置を提供するものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】第1発明は、反応槽に供
給した原水に凝集剤として粉末状の炭酸アルミネート系
塩材料を加え、原水を一方向に流しながら攪拌して凝集
反応を生じさせ、得られたフロック含有水を連続的に凝
集沈澱槽に送り、この凝集沈澱槽の底部にフレークを沈
澱させ、この凝集沈澱槽の上部から上澄み液を処理水と
して取出す一方、上記凝集沈澱槽の底部から多量のフレ
ークを含むスラッジを連続的に取出し、脱水して水分を
調整しながら混練機に送り、この混練機において石炭灰
や砕石粉等を主成分とする粉末状のスラッジ用固化剤と
混練して上記のスラッジを固化して固化スラッジを製造
することを特徴とする濁水の処理方法である。
【0007】第2発明は、上記第1発明を実施するため
の装置に係り、供給された原水を一方向に流しながら攪
拌機で攪拌することができる反応槽と、この反応槽の上
方に設置され、炭酸アルミネート系塩材料を含む粉末状
の凝集剤を収容し、この粉末状の凝集剤を所定の速度で
下方の反応槽に落下させるための凝集剤供給装置と、中
心にセンターウエルを、円錐形底面に沿ってレーキをそ
れぞれ備え、上記反応槽からフロック用パイプを介して
送出されるフロック含有水を上記センターウエルに流入
させるように上記反応槽の下方に設置された凝縮沈澱槽
と、この凝縮沈澱槽の底部からスラッジ用パイプを介し
て連続的に送られるスラッジを脱水するための脱水機
と、この脱水機から排出される脱水スラッジを連続的に
受けるためのスラッジ用ホッパを備えた混練機と、上記
スラッジ用ホッパの上方に設置され、石炭灰や砕石粉等
を主成分とする粉末状のスラッジ用固化剤を収容し、該
スラッジ用固化剤を所定の速度でスラッジ用ホッパに供
給することができる固化剤供給装置とからなる濁水の処
理装置である。
【0008】上記の第1発明および第2発明で使用する
凝集剤(炭酸アルミネート系塩材料)は、焼石膏、硫酸
バンドを主成分とし、セメント、消石灰、ソーダ灰を調
合したもの(例えば、三星化学合資会社製、商品名「P
OK−S」)である。また、スラッジの固化に使用する
スラッジ用固化剤は、石炭灰、例えば流動床石炭ボイラ
ーから排出されるフライアッシュを主成分とするもの
(例えば、三星化学合資会社製、品番「No.12」)
または砕石粉を主成分とするものである。
【0009】
【作用】第1発明によれば、反応槽に供給した原水が凝
集剤と反応し、従来の凝集剤を使用した場合に比して迅
速にフロックが形成される。この場合、上記の凝集剤が
炭酸アルミネート系塩材料からなる実質的に中性のもの
であり、そのPH依存性が小さいため、原水のPHを調
整する必要がなく、しかも迅速に見掛け比重の大きい強
固なフロックが形成される。したがって、フロック含有
水が凝集沈澱槽に送られると、フロックが速やかに沈澱
してスラッジを形成し、このスラッジを脱水しながら混
練機に送り、スラッジ用固化剤と混練することにより、
スラッジ中の水分が上記固化剤に吸収されて粘土状の固
く、耐水性の強い固化スラッジが能率的に得られる。な
お、脱水機から混練機に送られるスラッジの水分率は、
50〜90%に調整されることが好ましく、90%を超
えた場合は、スラッジ用固化剤を大量に使用する必要が
生じ、不経済である。また、この固化剤の使用量は、ス
ラッジの性質によって適当に設定することができる。
【0010】第2発明の処理装置を駆動することによ
り、上記第1発明が実施される。すなわち、原水が反応
槽に送られると、凝集剤供給装置から反応槽に落下する
凝集剤と共に攪拌され、この攪拌に伴って反応が始ま
り、フロックが形成される。次いで、このフロックを含
むフロック含有水がフロック用パイプおよびセンターウ
エルを介して凝縮沈澱槽内に送られ、フロックが下方に
沈澱し、レーキで掻き寄せられ、円錐形底面の下端に集
められてスラッジとなる。そして、このスラッジは、上
記凝縮沈澱槽の底部から取出され、スラッジ用パイプを
介して脱水機に送られ、脱水されて水分調整がされたの
ちスラッジ用ホッパに送られ、上方の固化剤供給装置か
ら供給される粉末状の固化剤と共に混練され、この混練
によりスラッジ中の水分が固化剤に吸収され、得られた
固化スラッジが混練機の排出口から排出される。
【0011】
【実施例】図1において、10は縦型の原水槽であり、
その右上方に小型の反応槽20が設けられ、この反応槽
20の上方に凝集剤供給装置30が、また右下方に凝集
沈澱槽40がそれぞれ設置され、更にこの凝集沈澱槽4
0の右方に脱水機50および混練機60が順に設置さ
れ、この混練機60の上方に固化剤供給装置70が設け
られている。そして、上記の原水槽10、反応槽20、
凝集沈澱槽40および脱水機50が順にパイプで連結さ
れ、かつ脱水機50の排出端が混練機60のスラッジ用
ホッパ61上に臨み、原水槽10の原水Wが反応槽2
0、凝集沈澱槽40、脱水機50および混練機60に順
に送られて処理され、混練機60から固化スラッジSが
排出されるようになっている。
【0012】上記の原水槽10は、原水攪拌機11を有
しており、この原水槽10の上方に原水供給パイプ12
および調整用水供給パイプ13の各排出口が開口し、ま
た原水槽10の壁面上部および壁面下部にそれぞれオー
バーフローパイプ14および排水パイプ15が接続さ
れ、この排水パイプ15に電磁開閉弁15aが介設され
ている。また、原水槽10内に原水供給ポンプ16が設
置され、この原水供給ポンプ16の吐出口に原水パイプ
17が接続されて上方に延び、その吐出端が前記反応槽
20の上方に開口する。なお、原水パイプ17には、流
量計18が設けられている。
【0013】上記の反応槽20は、仕切り板21を介し
て隣接する第1反応槽23と第2反応槽24とからな
り、この第1反応槽23および第2反応槽24は仕切り
板21の下部開口22で連通し、第1反応槽23には高
速攪拌機25が、また第2反応槽24には低速攪拌機2
6がそれぞれ設置されている。そして、第2反応槽24
の壁面上部にフロック用パイプ27が接続され、第1反
応槽23および第2反応槽24の各底部にそれぞれ開閉
弁28Aおよび開閉弁28Bを介して排水パイプ29が
接続されている。
【0014】上記反応槽20の上方の凝集剤供給装置3
0は、炭酸アルミネート系塩材料からなる粉末状凝集剤
Fを収容するための凝集剤タンク31とその下端に接続
されたスクリュー式の定量押出機32とからなり、この
押出機32の吐出口33が上記第1反応槽23の上方で
下向きに、かつ第1反応槽23の液面に接しない高さで
開口している。そして、上記凝集剤タンク31下部の円
錐状部に電動式バイブレータ34が取付けられ、上記凝
集剤Fのブリッジ形成を防止している。
【0015】上記反応槽20の右下に設置されている凝
集沈澱槽40は、底部が円錐形に形成され、その内面に
レーキ41を、またその上方にセンターウエル42をそ
れぞれ有するものであり、このセンターウエル42に前
記第2反応槽24に一端を接続したフロック用パイプ2
7の他端が接続される。そして、凝集沈澱槽40の上部
内面に沿ってリング状にオーバーフロー用の樋43が設
けられ、このリング状の樋43に連通する処理水集水口
44が凝集沈澱槽40の上部外面に突設され、この集水
口44の底面に接続された処理水パイプ45によって処
理水Wsが処理水槽(図示されていない)に送られる。
一方、凝集沈澱槽40の下端に排水パイプ46およびス
ラッジ用パイプ47が接続され、排水パイプ46に排水
用電磁弁46aが介設され、またスラッジ用パイプ47
にスラッジ用電磁弁47aおよびスラッジ用ポンプ48
がそれぞれ介設される。
【0016】上記凝集沈澱槽40の右方に位置する脱水
機50は、時計方向に回転する不織布製の無端ベルト5
1とその下方に設けられた集水槽52とからなり、上記
無端ベルト51の左端上方に前記スラッジ用パイプ47
の排出端が開口し、該パイプ47から連続的に排出され
るスラッジSaを無端ベルト51上に落下させ、無端ベ
ルト51の回転に伴って上記のスラッジSaをその自重
で脱水しながら連続的に右方に運び、右端でスクレーパ
付きシュート53を介して混練機60に供給するもので
あり、スラッジSaから出た水は集水槽52に集めら
れ、排水パイプ54で原水槽10または反応槽20に戻
される。なお、上記の脱水機50には、無端ベルト51
の逆洗装置(図示されていない)が付設される。
【0017】脱水機50の右下方に位置する混練機60
は、一端にスラッジ用ホッパー61を有し、他端に固化
スラッジSの排出口を開口したものであり、上記スラッ
ジ用ホッパー61の上方に上記シュート53の排出端が
延びている。また、このスラッジ用ホッパー61の上方
に固化剤タンク70が設けられ、この固化剤タンク70
の下端に石炭灰や砕石粉を主成分とする粉末状の固化剤
Hを所定の速度で下向きに吐出するためのロータリフィ
ーダ71が設けられ、その吐出口が上記のスラッジ用ホ
ッパー61に向けられている。なお、固化剤タンク70
の下部にブリッジの形成を防止するための電動バイブレ
ータ72が取付けられている。
【0018】上記の構造において、原水槽10に原水供
給パイプ12で原水Wを、また調整用水パイプ13で適
量の調整用水をそれぞれ送って原水槽10を原水Wおよ
び調整用水で満たし、排水パイプ15の電磁開閉弁15
aを閉じ、原水攪拌機11、および原水供給ポンプ16
を駆動すると、原水槽10で調整された原水Wが原水パ
イプ17によって反応槽20に供給され、この反応槽2
0を満たした後、凝集沈澱槽40との間のヘッド差によ
って凝集沈澱槽40に送られる。そして、その間の第1
反応槽23では高速攪拌によってピンフロックが形成さ
れ、続く第2反応槽24で上記のピンフロックが大きい
フロックに生長し、この生長フロックを含有するフロッ
ク含有水が凝集沈澱槽40の中心部に位置するセンタウ
エル42を経て凝集沈澱槽40に流入する。
【0019】フロック含有水がセンタウエル42を経て
凝集沈澱槽40に流入すると、センタウエル42の直下
では下向きの流れが強くなるため、フロックの沈澱が加
速され、これに伴ってフロック含有量の少ない処理水が
センタウエル42の外側を緩速度で上昇し、液面がリン
グ状樋43の高さに達したとき、フロック含有量の大幅
に減少した処理水Wsがオーバーフローしてリング状樋
43に流入し、処理水集水口44および処理水パイプ4
5を経て処理水槽(図示されていない)に送られる。一
方、フロックは、凝集沈澱槽40の底部の円錐面に沈澱
してスラッジとなり、これがレーキ41の回転で掻落さ
れ、円錐部の下端に貯められる。
【0020】上記オーバーフローの開始に伴ってスラッ
ジ用電磁弁47aが開かれ(凝集沈澱槽40の下方の排
水用電磁弁46aは閉じられている)、かつスラッジ用
ポンプ48が駆動されると、凝集沈澱槽40の下端に貯
まったスラッジSaがスラッジ用パイプ47を介して脱
水機50の無端ベルト51上に排出されて脱水され、し
かるのち混練機60のスラッジ用ホッパ61に送られ、
これに同期して上方に位置する固化剤タンク70のロー
タリーフィーダ71が駆動され、粉末状の固化剤Hが所
定の速度で上記のスラッジ用ホッパー61に投下され
る。そして、上記のスラッジSaおよび固化剤Hが混練
機60で混練され、その際にスラッジSa中の水分が固
化剤Hに吸収されてスラッジSaが固化され、粘土状の
固化スラッジSとなって排出される。
【0021】上記構造の試験装置を使用し、赤土等の懸
濁質を含む赤水を処理した。すなわち、濃度5%の赤水
を原水Wに使用し、これを原水槽10に満たし、水道水
で濃度3%に調整し、この調整された原水Wを0.1m
3 /分の速度で第1反応槽23に供給し、この第1反応
槽23に凝集剤供給装置30から炭酸アルミネート系塩
材料の凝集剤F(三星化学合資会社製、商品名「POK
−S」)を原水1m3に付き300gの割合で供給し、
第1反応槽23および第2反応槽24で順に反応させ、
引き続き凝集沈澱槽40に送り、沈澱したスラッジ(水
分率65%)を連続的に取り出し、脱水機50で水分率
を50%に調整して混練機60に送り、この混練機60
に固化剤供給装置70からフライアッシュを主成分とす
る固化剤H(三星化学合資会社製、品番「No.1
2」)を脱水後のスラッジ1m3 に付き300kgの割合
で供給し、粘土よりも固めの固化スラッジSを得た。な
お、凝集沈澱槽40の上部から取り出された処理水に含
まれる不純物は、主として無機質の超微粒子であり、そ
の量は処理水1m3 に付き30gであった。
【0022】上記の実施例において、原水槽10を省略
し、原水供給ポンプ16を河川や湖沼または海に浸漬し
て河川等の原水をそのまま反応槽に送ることができる。
また、上記実施例の凝集剤供給装置30は、凝集剤タン
ク31の下端にスクリュー式の定量押出機32を接続し
たものであるが、装置内の凝集剤に水の飛沫がかからな
いものであればよく、上記の定量押出機32に代えてア
スピレータ等の他の定量吐出手段を接続することができ
る。また、上記の実施例の反応槽20は、高速攪拌機2
5を有する第1反応槽23および低速攪拌機26を有す
る第2反応槽24で構成されるが、この発明で使用する
凝集剤は、反応が速いので、原水Wと凝集剤Fとを迅速
に攪拌できるものであれば、任意の手段を採用すること
ができ、例えば、パイプまたは溝状の水路の内面に複数
の邪魔板をラビリンス状に設け、邪魔板との衝突で攪拌
が生じるようにしたものでもよい。また、脱水機50
は、スラッジを連続的に脱水するものであれば、任意の
形式のものを使用することができる。
【0023】
【発明の効果】請求項1に記載された発明は、原水を一
方向に流しながら原水と凝集剤を反応させ、生じたフロ
ックを凝集沈澱させ、この沈澱により生じたスラッジを
脱水して固化する方法であり、上記の凝集剤として粉末
状の炭酸アルミネート系塩材料を使用し、かつスラッジ
の固化に石炭灰や砕石粉を主成分とする粉末状のスラッ
ジ用固化剤を使用する濁水の処理方法であるから、淡水
または海水の濁水を連続的に処理して固化スラッジを能
率的に生産することができ、得られた固化スラッジは、
耐水性に優れ、再溶解することがない。また、PH調整
剤を使用せず、かつ凝集剤として粉末状のものを一種類
だけ使用するので、これまで必要とされていた無機凝集
剤、PH調整剤および高分子凝集剤のそれぞれに対する
溶解槽および貯槽が不要になり、装置全体を小型化する
ことができる。
【0024】また、請求項2に記載された発明は、反応
槽、凝集沈澱槽、脱水機および混練機を順に接続し、反
応槽の上方に炭酸アルミネート系塩材料を含む粉末状の
凝集剤を上記反応槽に所定の速度で落下させるための凝
集剤供給装置攪拌機を設け、上記混練機のスラッジ用ホ
ッパー上方に石炭灰や砕石粉等を主成分とする粉末状の
スラッジ用固化剤を所定の速度で上記スラッジ用ホッパ
ーに供給するための固化剤供給装置を設けたものである
から、上記請求項1に記載された発明の実施に使用する
ことができ、任意の原水を所定の速度で反応槽に供給す
ることにより、反応槽において迅速にフロックが生成さ
れ、凝集沈澱槽の上部からは処理水が取出される一方、
底部からはスラッジが取出され、脱水されて混練機に送
られ、固化剤と混練されて粘土状の固化スラッジが得ら
れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例の工程説明図である。
【符号の説明】
W:原水、Ws:処理水、Sa:固化前のスラッジ、
S:固化スラッジ、H:粉末状固化剤、F:粉末状凝集
剤、10:原水槽、11:原水攪拌機、16:原水供給
ポンプ、17:原水パイプ、20:反応槽、21:仕切
り板、22:下部開口、23:第1反応槽、24:第2
反応槽、25:高速攪拌機、26:低速攪拌機、30:
凝集剤供給装置、31:凝集剤タンク、32:定量押出
機、34:電動式バイブレータ、40:凝集沈澱槽、4
1:レーキ、42:センターウエル、43:オーバーフ
ロー用樋、44:処理水集水口、50:脱水機、51:
不織布製無端ベルト、60:混練機、61:スラッジ用
ホッパー、70:固化剤タンク、71:ロータリーフィ
ーダ、72:電動バイブレータ。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 反応槽に供給した原水に凝集剤として粉
    末状の炭酸アルミネート系塩材料を加え、原水を一方向
    に流しながら攪拌して凝集反応を生じさせ、得られたフ
    ロック含有水を連続的に凝集沈澱槽に送り、この凝集沈
    澱槽の底部にフレークを沈澱させ、この凝集沈澱槽の上
    部から上澄み液を処理水として取出す一方、上記凝集沈
    澱槽の底部から多量のフレークを含むスラッジを連続的
    に取出し、脱水して水分を調整しながら混練機に送り、
    この混練機において石炭灰や砕石粉等を主成分とする粉
    末状のスラッジ用固化剤と混練して上記のスラッジを固
    化して固化スラッジを製造することを特徴とする濁水の
    処理方法。
  2. 【請求項2】 供給された原水を一方向に流しながら攪
    拌機で攪拌することができる反応槽と、この反応槽の上
    方に設置され、炭酸アルミネート系塩材料を含む粉末状
    の凝集剤を収容し、この粉末状の凝集剤を所定の速度で
    下方の反応槽に落下させるための凝集剤供給装置と、中
    心にセンターウエルを、円錐形底面に沿ってレーキをそ
    れぞれ備え、上記反応槽からフロック用パイプを介して
    送出されるフロック含有水を上記センターウエルに流入
    させるように上記反応槽の下方に設置された凝縮沈澱槽
    と、この凝縮沈澱槽の底部からスラッジ用パイプを介し
    て連続的に送られるスラッジを脱水するための脱水機
    と、この脱水機から排出される脱水スラッジを連続的に
    受けるためのスラッジ用ホッパを備えた混練機と、上記
    スラッジ用ホッパの上方に設置され、石炭灰や砕石粉等
    を主成分とする粉末状のスラッジ用固化剤を収容し、該
    スラッジ用固化剤を所定の速度でスラッジ用ホッパに供
    給することができる固化剤供給装置とからなる濁水の処
    理装置。
JP5078835A 1993-03-12 1993-03-12 濁水の処理方法および処理装置 Expired - Lifetime JPH07108395B2 (ja)

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