JPH07241572A - 金属含有排水の処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ＨＤＳ法（アルカリ汚泥法）により金属含有
排水を処理する方法において、運転開始時の処理水質の
悪化を防止して、高水質処理水を安定に得る。 【構成】 処理開始後、下記式で求められる返送比Ｒの
値が８に到達した時点から１〜３日間はＲが８を超えな
いように、アルカリと混合する分離汚泥の量を制御し、
その後Ｒ＝１２〜２０で処理を行なう。 【数５】

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は金属含有排水の処理方法
に係り、特に、金属イオンを含有する排水にアルカリを
添加して不溶化物を生成させ、これを汚泥として処理水
と分離する方法であって、アルカリを該分離した汚泥の
一部と混合して排水に添加する処理方法において、運転
開始時の処理水質の悪化を防止して、高水質処理水を安
定に得る方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】金属含有排水の処理において、濃縮性に
富み、脱水性に優れた高濃度金属水酸化物汚泥を得る方
法として、ＨＤＳ法（Ｈｉｇｈ Ｄｅｎｓｉｔｙ Ｓｏ
ｌｉｄ法：米国特許第３，７３８，９３２号、特公昭６
１−１５６号公報）がある。この方法は、金属含有排水
にアルカリ剤を直接添加せずに、排水の処理で分離され
る汚泥の一部と混合して添加する方法であり、アルカリ
汚泥法とも称される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ＨＤＳ法はＦｅ²⁺，Ｆ
ｅ³⁺，Ｃｕ²⁺，Ａｌ³⁺，Ｃｕ²⁺，Ｚｎ²⁺等の溶解金属成
分を含有する排水の処理に適用されているが、従来の中
和・凝集沈殿法に比較して、得られる処理水中のＳＳが
多いため、処理水の透視度が劣る、着色が強いといった
問題点があった。特に、この処理水水質の悪化の現象
は、処理開始時の装置の立上げ運転時に顕著に現れる傾
向があり、例えば、立上げ後の定常運転時に処理水の色
度が２０〜３０度である排水の処理において、立上げ時
には色度が２００〜４００度となる場合があった。

【０００４】この処理水の色度を改善する方法として、
処理水を沈殿濃縮汚泥と混合して更に凝集沈殿処理する
方法もあるが、この方法は処理フローが複雑で、分配液
量の制御が困難であるため、工業的に有利な方法とは言
えない。

【０００５】本発明は上記従来の問題点を解決し、ＨＤ
Ｓ法により金属含有排水を処理する方法において、立上
げ運転時の処理水水質悪化を防止して、高水質処理水を
安定に得る金属含有排水の処理方法を提供することを目
的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の金属含有排水の
処理方法は、金属含有排水にアルカリを添加して不溶化
物を生成させ、これを汚泥として処理水と分離し、アル
カリは該分離した汚泥の一部と混合して得られる混合物
として前記排水に添加する方法において、処理開始後、
下記式で求められる返送比Ｒの値が８に到達した時点か
ら１〜３日間はＲが８を超えないように、アルカリと混
合する前記分離した汚泥の量を制御し、その後Ｒ＝１２
〜２０で処理を行なうことを特徴とする。

【０００７】

【数２】

【０００８】

【作用】ＨＤＳ法による金属含有排水の処理において、
処理装置の立上げ運転時の返送汚泥濃度は、運転経過時
間と共に数ｇ／ｌから徐々に上昇し、最終的には、数百
ｇ／ｌ（通常の場合１００〜３００ｇ／ｌ程度）とな
る。

【０００９】ところで、ＨＤＳ法において、原水の中和
により生成するＳＳ量（ｋｇ／ｈｒ）は下記式（１）に
より表され、一方、返送汚泥量は下記式（２）により表
される。

【００１０】

【数３】

【００１１】従って、返送比Ｒは下記（３）式により表
わされる。

【００１２】

【数４】

【００１３】本発明においては、運転開始の立上げ時、
返送比ＲがＲ＝１〜２からＲ＝８までは、返送汚泥の経
時的な濃度上昇にまかせた運転とする。即ち、返送汚泥
の流量を特に制御することなく所定（一定）にしてお
く。これにより、汚泥濃度の上昇に連動してＲが上がっ
てくる。

【００１４】処理開始後、返送比Ｒが上昇して、Ｒの値
が８に到達した時点から少なくとも１日間、好ましくは
３日間は、Ｒが８を超えないように、返送汚泥ポンプの
吐出量を制御するなどして、アルカリと混合する分離汚
泥量を調節する。

【００１５】その後は、返送汚泥ポンプの吐出量を増大
して、Ｒ＝１２〜２０で運転を継続する。

【００１６】前記式（３）において、原水の通液量Ｑ及
び返送汚泥の送液量ｑは、それぞれ原水ポンプ及び返送
汚泥ポンプの吐出量により設定される。また、原水の中
和により生成するＳＳ濃度ａは原水の水質により求めら
れる。従って、返送汚泥の濃度ｂを検出し、この検出値
より算出される返送比Ｒが上記範囲となるように、返送
汚泥の返送量ｑを調節すれば良い。

【００１７】このように、返送比Ｒに基いて制御を行な
うことにより、立上げ運転時の処理水質の悪化を最少限
に抑制することが可能である。

【００１８】なお、Ｒが８を超えないように制御した
後、Ｒ＝１２〜２０で運転を開始した直後に、若干、処
理水が悪化する場合があるが、これはポリマーの添加量
を一時的に増加させることで十分に対応可能である。

【００１９】

【実施例】以下に図面を参照して本発明の実施例につい
て詳細に説明する。

【００２０】図１は本発明の金属含有排水の処理方法の
一実施例を示す系統図である。図１において、１は原水
槽、２は予備中和槽、３は中和槽、４は凝集槽、５は沈
殿槽、６は反応槽、７はアルカリ貯槽、８はポリマー槽
である。また、２Ａ，３Ａ，４Ａ，６Ａは攪拌機、２
Ｂ，３ＢはｐＨ計、Ｐ₁ ，Ｐ₂ ，Ｐ₃ ，Ｐ₄ はポンプ、
Ｖはバルブ、１０は空気供給管、１１〜２２の各符号は
配管である。

【００２１】本実施例の方法において、原水である金属
含有排水は、配管１１、原水槽１及び配管１２を経て予
備中和槽２に導入される。この予備中和槽２において、
原水は、配管１８からの返送汚泥により好ましくはｐＨ
４〜５に調整される。予備中和槽２の流出水は、配管１
３より中和槽３に導入される。中和槽３には、反応槽６
にて配管１９からの返送汚泥と配管２１を経てアルカリ
貯槽７から送給されるアルカリとが混合されて調製され
た混合物（以下「ＨＤＳ汚泥」と称す。）が、配管２２
より供給されている。この中和槽３のｐＨ計３Ｂは、ア
ルカリ供給ポンプＰ₃ に連動し、ＨＤＳ汚泥の添加によ
り槽内液が好ましくはｐＨ７〜９となるように、制御さ
れている。

【００２２】中和槽３の流出液は、配管１４より凝集槽
４に導入され、ポリマー槽８より配管２０を経て注入さ
れるポリマーにより凝集処理される。このポリマー注入
量は通常の場合１〜５ｐｐｍ程度とされる。

【００２３】凝集処理液は次いで配管１５より沈殿槽５
に導入され、固液分離される。分離水は処理水として配
管１６より系外へ排出され、沈降汚泥は、配管１７より
抜き出され、一部は配管１８より予備中和槽２へ、残部
は配管１９を経て反応槽６に返送される。

【００２４】本発明においては、装置の運転開始時の立
上げ運転期間において、この返送汚泥濃度を連続的又は
間欠的に測定し、原水の通液量Ｑ、原水の中和により生
成するＳＳ濃度ａ及び返送汚泥濃度ｂとから、前記式
（３）により算出される返送比Ｒが下記範囲Ｉ〜III と
なるように、返送汚泥の送液量ｑ（ポンプＰ₂ の吐出
量）を制御する。

【００２５】I 運転開始から返送比Ｒが８に到達する
までの期間：返送汚泥の送液量は特に制御せず、所定の
送液量とする。

【００２６】II 返送比Ｒが８に到達した時点から、そ
の後１〜３日間の間：返送比Ｒが８以下となるように、
返送汚泥の送液量を制御する。

【００２７】III 上記IIの後：返送汚泥の送液量を制御
せず、所定値に戻す。

【００２８】このような制御を行なうことにより、立上
げ運転時の処理水水質を良好なものとして、安定な処理
を行なうことができる。

【００２９】なお、上記IIからIII に移行した時点にお
いて、一時的に処理水水質の悪化がみられるが、この悪
化は、この移行時点におけるポリマー注入量を増加させ
ることにより効果的に防止することができる。なお、こ
の移行時のポリマー注入量は、定常時の１．５〜２倍程
度で十分である。

【００３０】なお、本発明において、処理対象となる金
属含有排水としては、重金属イオンや、重金属とキレー
ト剤との重金属錯体等を含む排水であり、例えばメッキ
排水などが挙げられる。重金属としては、銅、亜鉛、ニ
ッケル、カドミウム、マンガン、鉛、鉄等がある。一般
に、重金属錯体を含む排水は酸性のものが多いが、本発
明において、処理対象排水のｐＨは４以下の酸性排水で
あり、ｐＨの高い排水においてはｐＨを一旦２〜３に調
整して重金属をイオン化する必要がある。

【００３１】また、これらの排水に添加するアルカリと
しては、水酸化ナトリウム、消石灰等のアルカリ剤が挙
げられ、ポリマーとしてはポリアクリルアミド、その部
分加水分解物等が挙げられる。

【００３２】以下に具体的な実施例及び比較例を挙げて
本発明をより詳細に説明する。

【００３３】実施例１ 図１に示す本発明の方法に従って、硫酸第二鉄１２００
ｇと硫酸（９８％濃度）２５ｍｌを水道水２００リット
ルに溶解したものを原水として処理を行なった。この原
水の中和により発生するＳＳ濃度ａは２５２０ｍｇ／ｌ
である。装置仕様及び運転条件は下記の通りとした。ア
ルカリとしては消石灰を用い、ポリマーとしてはポリア
クリルアミド部分加水分解物を用いた。

【００３４】反応槽容量：５００ｍｌ 予備中和槽容量：５００ｍｌ 中和槽容量：１０００ｍｌ 沈殿槽容量：約３０００ｍｌ（直径１５０ｍｍ） 予備中和槽ｐＨ：４．５ 中和槽ｐＨ：８．５ ポリマー注入量：１ｐｐｍ 原水通液量Ｑ＝２０００ｍｌ／ｈｒ及び返送汚泥量ｑ＝
８００ｍｌ／ｈｒで連続通水し、その間、汚泥濃度（返
送汚泥濃度ｂ）を適宜検出し、返送比Ｒを算出すると共
に、処理水の色度を測定し、返送比Ｒとの関係を調べ
た。

【００３５】その結果、処理開始後、返送比Ｒ＝３では
処理水の色度は３０度であったが、返送比Ｒ＝６では処
理水の色度は５０度に悪化し、返送比Ｒ＝８では処理水
の色度は更に８０度にまで悪化した。

【００３６】そこで、返送比Ｒが８を超えないように、
返送汚泥量を制御した結果、返送比８に到達した直後に
８０度であった処理水の色度が１２時間後に６０度、２
４時間後に５０度、４８時間後に４０度、７２時間後に
３５度と徐々に低下した。

【００３７】そこで、７２時間（３日間）後、処理水の
色度が３５度に低下した時点で、返送比Ｒ＝１２となる
ように返送汚泥量を変更したところ、処理水の色度は３
５度から９０度に悪化した。しかし、このとき、ポリマ
ーの注入量を２ｐｐｍとすることにより処理水の色度を
４０度とすることができることが、別途ポリマー注入量
２ｐｐｍで同様に実施した結果から確認することができ
た。この返送比Ｒ＜８からＲ＝１２に変更したときの色
度の上昇は一時的な現象であり、その後は、Ｒ＝１２に
おいて、ポリマー注入量１ｐｐｍで処理水の色度は３５
〜４０度程度を保持することができた。

【００３８】なお、本実施例における返送比、処理水色
度（ジャーテストにて３分静置後に求めた値）及び汚泥
濃度の経時変化は各々図２、図３、図４に示す通りであ
った。

【００３９】比較例１ 返送汚泥量ｑ＝８００ｍｌ／ｈｒで一定とし、返送汚泥
量の制御を行なわず、通水開始後、返送比Ｒ＝１５まで
返送汚泥の経時的な濃度上昇に任せて返送比を上げたこ
と以外は実施例１と同様に処理を行なった。

【００４０】その結果、返送比Ｒ＝８までは、処理水質
は比較的良好で色度は５０度以下であったが、返送比Ｒ
＝１０となった２４時間経過後付近から、処理水の色度
は３００〜４００度に急激に悪化し、この色度の悪化は
ポリマー注入量を２ｐｐｍとしても１２０度付近にしか
改善できないことが、別途ポリマー注入量２ｐｐｍで同
様に実施した結果から確認することができた。

【００４１】１２時間経過後以降、２４時間後、４８時
間後、６０時間後の各処理水について、凝集沈殿処理を
ジャーテストにて実施したところ、例えば、６０時間後
の処理水の色度は、ポリマーを３ｐｐｍ添加しても８０
度程度にしか下げることはできず、単にポリマー注入量
を増加しても対処し得ない種類の処理水水質の悪化であ
ることが確認された。

【００４２】その後、処理開始７２時間後付近から、処
理水水質の回復がみられ、色度５０度前後の水質が得ら
れるようになった。これは、ＨＤＳ汚泥の熟成が進行し
たためと推測される。

【００４３】本比較例における返送比、処理水色度（ジ
ャーテストにて３分静置後に求めた値）及び汚泥濃度の
経時変化は各々図５、図６、図７に示す通りであった。

【００４４】この比較例において、処理水水質の悪化が
起きるのは装置の立上げ運転時１〜２日間程度であり、
その後はある程度の回復がみられるが、このように装置
の立上げ運転時のみであっても、色度が１〜２日間連続
して１００を超える場合には、処理水を放流することが
できず、別途処理が必要になるため、立上げ運転時の処
理水水質の改善は極めて重要である。

【００４５】

【発明の効果】以上詳述した通り、本発明の金属含有排
水の処理方法によれば、金属イオンを含有する排水にア
ルカリを添加して不溶化物を生成させ、これを汚泥とし
て処理水と分離する方法であって、アルカリを該分離し
た汚泥の一部と混合して排水に添加する処理方法におい
て、運転開始時の処理水質の悪化を防止して、高水質処
理水を安定に得ることが可能とされる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１図は本発明の金属含有排水の処理方法の一
実施例を示す系統図である。

【図２】実施例１における返送比の経時変化を示すグラ
フである。

【図３】実施例１における処理水の色度の経時変化を示
すグラフである。

【図４】実施例１における汚泥濃度の経時変化を示すグ
ラフである。

【図５】比較例１における返送比の経時変化を示すグラ
フである。

【図６】比較例１における処理水の色度の経時変化を示
すグラフである。

【図７】比較例１における汚泥濃度の経時変化を示すグ
ラフである。

【符号の説明】

１ 原水槽 ２ 予備中和槽 ３ 中和槽 ４ 凝集槽 ５ 沈殿槽 ６ 反応槽 ７ アルカリ貯槽 ８ ポリマー槽

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属含有排水にアルカリを添加して不溶
   化物を生成させ、これを汚泥として処理水と分離し、ア
   ルカリは該分離した汚泥の一部と混合して得られる混合
   物として前記排水に添加する方法において、 処理開始後、下記式で求められる返送比Ｒの値が８に到
   達した時点から１〜３日間はＲが８を超えないように、
   アルカリと混合する前記分離した汚泥の量を制御し、そ
   の後Ｒ＝１２〜２０で処理を行なうことを特徴とする金
   属含有排水の処理方法。 【数１】