JPH0655004A - 金属水酸化物を含む懸濁液の処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 金属水酸化物を含む懸濁液の処理装置におい
て、フロック形成の不均一なゾーンをつくることなく、
槽内全域にわたり均一に密度の大きい締まったフロック
を効率的に形成可能にする。 【構成】 固液分離槽５の上部に造粒を行うための十字
型あるいは格子状のパドル翼６を配置し、下部に造粒ゾ
ーン内に上下の対流を生起させるためのタービン翼７を
配置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、金属水酸化物を含む懸
濁液、例えばメッキ工場、電解研磨、アルマイト工場等
の金属表面処理工場より排出される廃水中に含まれる亜
鉛・ニッケル・アルミニウム・錫等の重金属イオンを除
去する為に苛性ソーダ・炭酸ソーダ・消石灰・石灰等の
中和剤を反応させて生成した金属水酸化物の懸濁液から
液中の金属水酸化物を造粒分離するための処理装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、懸濁物質を含む懸濁液から懸
濁固形物を分離処理する方法として沈殿分離法、浮上分
離法、濾過分離法、吸着分離法などが知られている。特
に、比較的比重が大きい金属水酸化物を含み排水の量が
多い場合は、例えば、昭和５４年１１月１０日技報堂出
版株式会社発行の「固液分離技術」の９５〜９８頁に記
載の沈殿法が最も安価で安定した処理が期待できるた
め、一般に良く利用されている。

【０００３】そして、亜鉛、アルミ、錫、鉄等の金属イ
オンと苛性ソーダ、消石灰との反応により生成した金属
水酸化物フロックの場合は、そのままでは沈降性が悪く
固液分離が困難なため、有機高分子凝集剤を添加して更
にフロックを大型にして沈降を促進させる方法がとられ
ている。

【０００４】しかしながら、このような方法で生成する
フロックはみかけの粒子径は大きいが粒子同志の結合が
緩く、内部に大量の水を包含しているため密度が小さ
く、みかけの粒子径ほど沈降速度の上昇は期待できな
い。又、濃縮性・脱水性も良くない。そこで、特開平２
−１７４９９２号公報には、従来の凝集沈殿フロックと
は根本的に性質の異なる緻密で結合力が強く高密度なフ
ロックを形成することにより、従来の凝集沈殿法の沈降
速度よりも数倍沈降速度を高めるとともに、従来必要と
されていた凝集沈殿の後に仕上として用いられている濾
過工程をも省略できるほど凝集分離処理の処理効率、安
定性を高め、且つ濃縮性・脱水性の良好なスラッジを同
時に生成する固液分離方法が開示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】この固液分離方法の実
施に用いる装置においては、槽内中央に十字及び格子状
のパドル翼を設け、これを回転させることにより、パド
ル翼とフロックあるいはフロック同志を衝突させ、フロ
ック内の水を放出させ、且つ転がり運動をさせて丸い締
まったフロックをつくっている。

【０００６】しかし、特に処理水量が多くなると、槽径
が大きくなり、パドル翼の先端と中心部での周速が大幅
に異なるため、密度の大きい締まったフロックが均一に
できにくい。すなわち、周速の大きい槽外周部では締ま
ったフロックができても、中央部の周速の小さいゾーン
では締まったフロックができにくい。従って、中央部の
軽いフロックは上向流速により巻き上がり、処理水にキ
ャリオーバーし、水質を悪化させる懸念がある。

【０００７】本発明は、槽径が大きい場合においてもフ
ロック形成の不均一なゾーンをつくることなく、槽内全
域にわたり均一に密度の大きい締まったフロック形成を
可能にする固液分離装置を提供するものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、金属水酸化物
を含む懸濁液にアニオン系高分子凝集剤と粒状固形物と
カチオン系高分子凝集剤とを添加した後、該懸濁液を上
向流で流入させ、攪拌して造粒分離する金属水酸化物を
含む懸濁液の処理装置において、固液分離槽の上部に造
粒を行うための十字型あるいは格子状のパドル翼を配置
し、下部に造粒ゾーン内に上下の対流を生起させるため
のタービン翼を配置したことを特徴とする金属水酸化物
を含む懸濁液の処理装置である。

【０００９】

【作用】本発明においては、パドル翼の下部にタービン
翼を設けて槽内に上下の対流を起こすことにより、槽内
において均一なフロック形成ゾーンをつくり、槽内全域
にわたり安定的に密度の大きい締まったフロックを形成
し、固液分離効率を向上させることができ、槽径が大き
い場合においてより適性の高いものである。

【００１０】懸濁液中の金属水酸化物は正に荷電してい
るため、アニオン系高分子凝集剤の添加により荷電中和
と吸着架橋の作用が働き、フロックを形成する。しか
し、上記の様にこれのみでは緻密で結合力が強く、高密
度なフロックを安定的に形成することは難しい。そこ
で、本発明者らはこれを改善するために下記のような処
理方式を採用する。即ち、アニオン系高分子凝集剤の添
加と同時に粒状固形物、例えば高炉水滓微粉を添加して
数分間急速攪拌し、粗大フロックを形成する前にカチオ
ン系高分子凝集剤を添加する。こうすると、粒状固形物
はアニオン系高分子凝集剤の作用により形成されつつあ
るフロック中に取り込まれ、多数の核を作る。又、カチ
オン系高分子凝集剤の作用により、カチオン系高分子凝
集剤と金属水酸化物・粒状固形物は吸着架橋化し、同時
にアニオン系高分子凝集剤と複雑な網目構造を作る。カ
チオン系高分子凝集剤は、分子鎖中に多くの吸着活性点
を有する為、緩やかな攪拌により分子鎖が絡まりあい、
緻密で結合力の強い高密度なフロックを形成していく。

【００１１】この様なフロック群からなる液を更に上向
流で固液分離槽に流入させる。固液分離槽内では十字型
あるいは格子状のパドル翼がゆっくりと回転しており、
ここでパドル翼とフロック、あるいはフロック同志が衝
突しあい、フロック内の水が放出される。又、転がり運
動により丸い締まったフロックを形成していく。

【００１２】この様にしてできたフロックは、径が１〜
１０ｍｍの非常に良く締まった緻密なフロックである
為、密度が高く、従来の凝集沈殿法フロックに比べ沈降
速度を高めることが可能になる。又、固液分離槽内で形
成されたフロック群は、スラリーとしてこの固液分離槽
から間欠的或は連続的に搬出されるが、このスラリーに
ついても濃縮性及び脱水性が従来法に比べかなり良くな
る。

【００１３】粒状固形物としては、フロックの核になる
ものであれば基本的には使用可能であるが、鉄鋼業にお
いては高炉から副産物として発生する水砕スラグを粉砕
分級した水砕微粉が適度の比重を有し、低コストで容易
に得られることから適性が高く、特に平均粒径が約５０
μ程度の高炉水砕微粉を粒状固形物として用いると、こ
の水砕微粉は容易に金属水酸化物中に取り込まれ、フロ
ックの核となる。この水砕は比重が２．９と重く、形成
フロックの沈降速度を高めるのにも効果的で、且つ濃縮
性・脱水性も良好である。

【００１４】槽内で攪拌流動させる方法としては、パド
ル翼をゆっくりと回転させ、パドル翼とフロック及びフ
ロック同志を衝突させてフロック中の水を追い出し、且
つ転がり運動を生起させて丸いフロックを形成させ、脱
水を助長させていく処理方式が適性が高い。ここで用い
るパドル翼は、例えば４枚の平板を十字状に組み合わせ
たもの、あるいは、平板を断面が格子状になる様に組み
合わせたものである。

【００１５】この処理方式においては、更にスラッジブ
ランケットゾーン内に於いて、攪拌流動部つまり乱流と
転がり運動を生起させる部分の上部に圧密濾過部分を設
けることで大きな効果を持たせることができる。つま
り、攪拌流動部でフロック同志の衝突、フロックと羽根
の衝突を繰り返し、又転がり運動により形成された緻密
で結合力の強い径１〜１０ｍｍのペレット状のフロック
は上向流により上部に押し出されるが、このフロック群
を更に攪拌運動のない部分に固定すると固液分離が起こ
り、界面を形成する。界面より上は清澄な水で、処理水
として放流される。

【００１６】ところで、このような固液分離装置も処理
水量が多くなると槽径が大きくなり、攪拌パドル翼の先
端と中心部での周速が大幅に異なるため、密度の大きい
締まったフロックが均一にできにくい。すなわち、周速
の大きい槽外周部では締まったフロックができても、中
央部の周速の小さいゾーンでは締まったフロックができ
にくい。従って、中央部の軽いフロックは上向流速によ
り巻き上り、処理水にキャリオーバーし、水質を悪化さ
せる。

【００１７】そこで、本発明者等は、造粒を行うための
パドル翼とは別に上下の対流を起こすことにより、槽内
全域にわたり均一に密度の大きい締まったフロックをつ
くることが可能になるのではないかと考えた。そこで種
々実験を重ねた結果、槽内に上下の対流を起こすための
ものとしてタービン翼が好適であることを確認した。こ
のタービン翼は槽中心部のフロック群を下部タービン翼
に引き込み、槽外周部に吐き出す流れをつくりだす。従
って、槽中央のゾーンに存在する造粒されない未形成の
フロック及び造粒中途の軽いフロックは下部に引き込ま
れる流れによって巻き上りを押さえられ、且つ、槽の外
周ゾーンにはき出されていくため、外周ゾーンで未形成
フロックも再度密度の大きい締まったフロックに造粒さ
れる。この様に、下部タービン翼による上下対流の働き
で、槽内において均一な締まったフロック群を形成する
ことになる。

【００１８】又、このタービン翼は、槽底から上向流で
供給される処理原水（懸濁液）を槽内に均一に分散させ
る役目ももつ。すなわち、処理水量が多くなり槽径が大
きくなると、底部から供給される原水も槽内全域に均一
に供給されにくい。しかし、下部にタービン翼を設置す
ることにより、底部から供給される原水が一度このター
ビン翼のディスク板に当たり、タービン翼の回転により
槽周辺部に均一にされることになる。分散された処理原
水は槽内に均一な上向流として上昇し、上下の対流を起
こす。

【００１９】尚、タービン翼の回転数はゾーン内のＳＳ
濃度により異なるが、上下の対流を起こすためには１〜
５０ｒｐｍの範囲で回転させる必要がある。一方、造粒
を行うためのパドル翼の回転数は、処理原水水質、ゾー
ン内のＳＳ濃度により異なるが、０．１〜５ｒｐｍの範
囲とする。従って、２つのタイプの異なる回転翼はそれ
ぞれ異なる回転数で回転することになる。そのため、タ
ービン翼を回転させる軸は槽底部にパドル翼の軸と別な
ものとして設けるのが一般的といえるが、パドル翼と同
軸的に設けて、タービン翼をパドル翼と異なる回転数で
回転できる構造としても良い。

【００２０】

【実施例】図１に示す様に、電気亜鉛メッキ工場から発
生する亜鉛イオン３００ｍｇ／ｌ、鉄イオン９０ｍｇ／
ｌを含む廃液を消石灰でｐＨを１１にあげ、中和してで
きた金属水酸化物を含む懸濁液１にポリアクリルアミド
系のアニオン系高分子凝集剤２を４ｍｇ／ｌ、平均粒径
５０μの高炉水砕スラグ３を３００ｍｇ／ｌ加えて５分
間急速攪拌し、その後ポリアクリルアミド系のカチオン
系高分子凝集剤４を２ｍｇ／ｌ加え、固液分離槽５に上
向流で流入させた。

【００２１】固液分離槽５には十字状のパドル翼６を上
部に設置し、３ｒｐｍで回転させ、下部にタービン翼７
を設置し、１０ｒｐｍで回転させた。

【００２２】尚、固液分離槽は、カラム径５００ｍｍで
高さ２０００ｍｍの塩ビカラムを用いた。

【００２３】固液分離槽５に流入したフロックは、カラ
ム内で脱水現象及び転がり運動が生起され、１〜１０ｍ
ｍのペレット状の緻密なフロックとなった。更にパドル
翼上部ではスラッジブランケットゾーンを作った。この
スラッジブランケットゾーンでは、１３ｍ／ＨｒのＯＦ
Ｒをとる事が可能であった。

【００２４】固液分離された清澄水は上部から排出さ
れ、ＳＳ３ｍｇ／ｌ、亜鉛イオン０．１ｍｇ／ｌの非常
に良好な処理水８となった。又、この時固液分離槽５内
には、タービン翼７の働きで槽内均一に締まったフロッ
ク群が形成されていた。

【００２５】

【発明の効果】本発明によれば、パドル翼の下部にター
ビン翼を設けて上下の対流を生起させることにより槽内
において均一なフロック形成ゾーンを形成し、均一な密
度の大きい締まったフロックを形成でき、沈降速度を非
常に大きくとることができるため、固液分離槽を大型化
することなく、金属水酸化物を含む懸濁液から金属水酸
化物を効率良く分離することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の概要を示す図である。

【符号の説明】

１ 懸濁液 ２ アニオン系高分子凝集剤 ３ 高炉水砕スラグ ４ カチオン系高分子凝集剤 ５ 固液分離槽 ６ パドル翼 ７ タービン翼 ８ 処理水 ９ スラリー排泥 １０ ラインミキサー

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属水酸化物を含む懸濁液にアニオン系
   高分子凝集剤と粒状固形物とカチオン系高分子凝集剤と
   を添加した後、該懸濁液を上向流で流入させ、攪拌して
   造粒分離する金属水酸化物を含む懸濁液の処理装置にお
   いて、固液分離槽の上部に造粒を行うための十字型ある
   いは格子状のパドル翼を配置し、下部に造粒ゾーン内に
   上下の対流を生起させるためのタービン翼を配置したこ
   とを特徴とする金属水酸化物を含む懸濁液の処理装置。