JPH091131A

JPH091131A - 水処理システム

Info

Publication number: JPH091131A
Application number: JP7170437A
Authority: JP
Inventors: Osamu Murakami; 治村上
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1995-06-14
Filing date: 1995-06-14
Publication date: 1997-01-07

Abstract

(57)【要約】【目的】広範囲な種類の水に対して汎用的に適用で
き、多様な汚染物質に対して安定した処理能力を維持さ
せ、システムは極めてシンプルであり、しかもランニン
グコストが廉価で済む水処理システムを提供する。【構成】イオン交換剤・吸着剤、凝集剤、酸化剤、中
和剤、還元剤の少なくとも１つを所定の比率で原水に添
加して撹拌する撹拌水槽、及び前記撹拌水槽からの撹拌
水を受け入れてイオン交換反応及び凝集・沈殿作用によ
り汚染物質をスラッジとして底部に溜める凝集・沈殿槽
から成る水処理槽とその後段に乾燥或いは焼成加工し精
製したゼオライトを充填させて、原水に接触反応させる
接触反応槽を接続して水処理させることを特徴とする水
処理システム。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、下水道又は産業廃水等
の水処理、即ち、水中に溶解したり浮遊している汚染物
質を除去するための水処理システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】水中に含まれている汚染物質は排出源に
よってそれぞれ異なるが、除去すべき物質の種類は金属
特に重金属、窒素、リン、有機物、砒素等であり、放流
水のｐＨやＣＯＤ（化学的酸素要求量）及びＢＯＤ（生
物化学的酸素要求量）等が規制されている。これらの水
中の汚染物質を除去する一つの方法として、セラミック
や沸騰石等の天然鉱石を濾過剤、脱臭剤、吸着剤として
利用し分離する方法が採られている。中でも天然に広く
産出する水和アルミノケイ酸塩鉱物で、硬水軟化等工業
的にも用いられているゼオライトを上記濾過剤、脱臭
剤、吸着剤、及び分子ふるいとして用い、このゼオライ
トを充填して、濾過することにより除去する方法があ
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述のゼオライトを用
いた従来の水処理システムは、加圧・濾過方式であり密
閉装置のため、水の処理量に限度が生じ、処理水中のア
ンモニウムイオン除去に対しては有効であるが、他の陽
イオン、陰イオン除去に対しては顕著な効果が出ないこ
とがわかっている。また、水処理においてはゼオライト
自身が破過する可能性もあり、塩化ナトリウム等を使用
し化学的処理を行なうことによって、上記ゼオライトの
再生を行なうこともできるがコストがかかる。そして粉
末ゼオライトを使う場合、使用するゼオライトの粒子の
大きさは、数ミクロンの微細粉末なので使用時に量が多
くなるおそれがあり、濁りも発生し易くなる。

【０００４】本発明は上述した事情により成されたもの
であり、本発明の目的は、広範囲な種類の水に対して汎
用的に適用でき、多様な汚染物質に対して安定した処理
能力を維持し、システムは極めてシンプルであり、しか
もランニングコストが廉価で済む水処理システムを提供
することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、広範囲な種類
の水に対して汎用的に使用できる水処理システムに関
し、本発明の上記目的は、イオン交換剤・吸着剤、凝集
剤、酸化剤、中和剤、還元剤の少なくとも１つを所定の
比率で原水に添加して撹拌する撹拌水槽、及び前記撹拌
水槽からの撹拌水を受け入れてイオン交換反応及び凝集
・沈殿作用により汚染物質をスラッジとして底部に溜め
る凝集・沈殿槽から成る水処理槽を１もしくは複数設
け、時系列的に処理させることを特徴とする水処理シス
テムと乾燥或いは焼成加工し精製したゼオライトを充填
させて、原水に接触反応させる接触反応槽を１もしくは
複数設け、時系列的に接触反応させることを特徴とする
接触反応装置と前記水処理槽の後段に前記接触反応槽を
接続して、水処理させることを特徴とする水処理システ
ムによって達成される。

【０００６】

【作用】本発明の水処理システムに用いる加工ゼオライ
トは天然鉱石の一種であり、通常のゼオライトを厳選し
た高純度・高品位モルデナイト或いはクリノプチロライ
トを乾燥或いは焼成加工し、水分を除去し精製したもの
である。この加工ゼオライトは、プラス・マイナスの電
極を持ち、アルカリ土類金属、鉄、アルミニウムやシリ
カ等の成分を含んでいるため触媒作用、イオン交換作
用、吸着・脱臭作用、ガス吸着・分離作用、凝集作用等
の性質を持つと共に、細孔の範囲がオングストローム〜
数ミクロンという空間に富む結晶構造をしているため、
分子ふるいや瀘過等の作用をも併せ持っている。これら
の作用を複合的に利用し、コロイド状汚染物質、有機
物、無機物、金属・重金属、砒素等の汚染物質を除去さ
せることができる。

【０００７】上記加工ゼオライトとイオン交換剤・吸着
剤、凝集剤、酸化剤、中和剤、還元剤等と併用すること
により水処理における効果を最大限発揮できる。図４
は、上記加工ゼオライトを乾燥させ蛍光Ｘ線にて分析し
た鉱物組成を示しており、この加工ゼオライトは化学変
化を受けにくく、品質が安定しており、原料となるゼオ
ライトは日本での埋蔵量が膨大で大量供給が可能であ
る。又、同図で示されているように二酸化チタン（Ｔｉ
Ｏ₂）が約２％含まれているため、光触媒作用による有
機物の分解も可能となっている。

【０００８】

【実施例】図１は本発明の水処理システムによる装置の
一構成例を示しており、本システムは、撹拌水槽１０、
凝集・沈殿槽２０から成る水処理槽と、接触反応槽３
０、４０、受水槽５０、７０、スラッジ沈殿槽６０から
構成されており、各槽は適宜切換えバルブやポンプを具
備したパイプ或いはホースによって結合されている。原
水槽等から送水ポンプにより流量調整されて送られた原
水は先ず撹拌水槽１０に流入され、上記撹拌水槽１０に
設けられた薬品注入機１から原水の成分に基づき、凝集
剤、イオン交換剤を各々５〜１０００ｍｇ／リットルの
範囲の量で注入混合され、また必要に応じて他の凝集
剤、酸化剤や中和剤等を併用する。そして、水量の１２
時間程度の容量を成分に基づき、撹拌水槽１０の底部に
設けられた撹拌ポンプ１３により３０分〜４時間撹拌す
る。この時、光を当てたり、曝気すると尚良い。そし
て、オーバーフローした水はパイプ１１を通って原水槽
へ戻されるようになっている。

【０００９】撹拌水槽１０で撹拌された水は、上記イオ
ン交換反応等の複合反応を起こしながらパイプ１２を通
して凝集・沈殿槽２０に送られ、更に滞留までの間に上
記複合反応が進みこれにより各種金属イオン、重金属イ
オン、窒素、有機炭素、砒素等汚染物質をスラッジとし
て槽底部に溜めるようにしている。この時、滞留時間が
長いほど上記イオン交換反応や凝集・沈殿作用の効果が
良くなる。そして、処理水は槽内に設けられた送水ポン
プ２３によって流量調整され、パイプ２２を通し次の接
触反応槽３０に送られる。

【００１０】上記凝集・沈殿槽２０における水処理によ
るイオン交換反応等の複合反応により除去できなかった
汚染物質を含む処理水は、加工ゼオライトを処理水の水
質により調整した粒径で充填させた接触反応槽３０（一
塔目）に、槽の底部から上部へ向けて徐々に送られる。
この時の接触反応させる時間の調整は、水質により上記
送水ポンプ２３と切換えバルブ２４によって流量調整を
することにより行なう。又、接触反応槽３０でも上記複
合反応が進み汚染物質はフロックとなり、水処理により
沈殿除去できなかったフロックと共に、加工ゼオライト
と接触されイオン交換、触媒、凝集沈殿、濾過等によ
り、清浄な水を得ることができる。上記フロックは濾過
反応により、加工ゼオライトの間に残留する。そして、
受水槽７０に貯留されている処理水或いは水道水を送水
ポンプ７３により接触反応槽３０にパイプ７４を通し送
られ、上記残留しているフロックを洗い流す。この洗い
流された水は切換えバルブ３４により排水用パイプ３６
を通しスラッジ沈殿槽６０に送られるようになってい
る。この時の洗浄間隔は１２時間以上とする。

【００１１】また、接触反応槽３０の詳細は図２のよう
になっており、接触反応槽３０の底部のメッシュフィル
ター３７の上に粒径の粗い順番に加工ゼオライト３８
ａ、３８ｂ、３８ｃが順次積層されているが、同一の粒
度の加工ゼオライトだけを全体に充填してもよい。又、
上部には空間が設けられ洗浄による加工ゼオライトが流
出しないようにしてある。そして、各段の接触反応槽に
充填する上記加工ゼオライトの量は、通水１立方米当り
０．０５〜１．０立方米となるようにする。

【００１２】接触反応槽３０で処理された水は上部空間
に達し、切換えバルブ３４によりパイプ３２を通し次の
受水槽５０に移され、撹拌水槽１０と同様な薬品注入機
２で再度上記イオン交換剤・吸着剤、凝集剤、酸化剤、
中和剤、還元剤等を注入混合し、複合反応をさせる。
又、受水槽５０にも送水ポンプ５３が設けられており、
これにより水は流量調整されパイプ５２を通し二塔目の
接触反応槽４０に送り込まれる。このように接触反応槽
４０に送り込まれた処理水は、より洗浄された水とな
る。つまり二塔目の接触反応槽４０は一塔目の接触反応
槽３０とほぼ同様の構造となっており、又、必要に応じ
て充填された加工ゼオライトの粒径を変えることができ
る。このように接触反応槽を複数段設けることによっ
て、より洗浄された水を得ることができる。尚、加工ゼ
オライトの粒径は０．５ｍｍから１０．０ｍｍの間が適
当である。

【００１３】凝集・沈殿槽２０からスラッジ引抜きポン
プ２５を通してスラッジを含む処理水をスラッジ沈殿槽
６０に送り込み、更に接触反応槽３０及び４０からも処
理水の一部を切換えバルブ３４、４４により排水用パイ
プ３６、４６を通しスラッジ沈殿槽６０に送り込み、そ
れぞれのスラッジを更に沈殿させる。時間の経過と共に
スラッジ沈殿槽６０内の底でスラッジの固形化が進み、
凝固し上澄液とに分離される。スラッジ沈殿槽６０の底
部に沈殿凝固したスラッジは、スラッジ引抜きポンプ６
５を通して脱水・乾燥装置や焼却装置に送られ、脱水・
乾燥後、廃棄処分、焼却処分等成分に応じて処理され
る。また上澄液は送水ポンプ６３によりパイプ６２を通
し原水槽等へ戻され、上記各処理が再度行なわれる。

【００１４】一方、接触反応槽４０を通った処理水は切
換えバルブ４４によりパイプ４２を通して受水槽７０に
溜められ、この水を上記接触反応槽３０、４０の洗浄水
として利用することにより効率化を図っている。その場
合、送水ポンプ７３によりパイプ７４を通して送られる
が、接触反応槽３０、４０の通常の処理水の流入を阻止
するためにバルブ２４、５４を利用して行なうようにし
ている。そして受水槽７０の上澄液を最終的に洗浄な水
としてパイプ７２から取り出す。

【００１５】以上の条件により、ごみ浸出水（臨海部、
高塩濃度廃水）の上記水処理を行ない、各汚染物質の除
去率の結果を図６の表に示す。同図に見られる通り、水
処理によってほとんどの汚染物質の８０〜１００％を除
去することができる。これにより、上記接触反応槽に充
填した加工ゼオライトにかかる負荷を大幅に軽減し、加
工ゼオライトの閉塞・破過を防ぐ事ができる。そして、
上記ごみ浸出水の上記接触反応槽３０及び接触反応槽４
０を通した後の各汚染物質の除去率の結果を図７の表に
示す。水を接触反応槽３０、４０と２回加工ゼオライト
に接触させることにより、その都度除去率が向上してい
る。又、陽イオン、陰イオンが共存していても両方のイ
オンと反応していることが分かる。次に、本発明の水処
理システムによる化学工場廃水の処理結果を図５の表に
示す。この結果は、水を上記槽全てに通した時のもの
で、無機物、金属・重金属等が共存している廃水に対し
ても、最終的に各汚染成分に対して優れた除去効果を示
していることが分かる。

【００１６】上述した水処理システムは、装置の一構成
例を示したにすぎない。水処理槽、接触反応槽、受水槽
の組み合わせ方は、敷地形状、予算又は既に設置されて
いる処理装置との共用等に応じ選択することができる。
例えば、除去効率を高める一構成例を図３に示す。一塔
目の接触反応槽３０、３０を二段並列に設置し、処理水
は上記凝集・沈殿槽から各接触反応槽へパイプを通し遅
い流速で送られる。各接触反応槽を通った処理水は、一
つのパイプにまとめられ受水槽５０に、そして二塔目の
接触反応槽４０へ送られ処理された後、処理水受水槽へ
送られる。また、一塔目の接触反応槽と受水槽、そして
二塔目の接触反応槽を一つのユニットとし、これらを並
列に設置することにより水の処理量を増やすこともでき
る。

【００１７】上記接触反応槽では送られてくる処理水
を、槽の底部から上部への上向流にしてあるため無圧の
接触反応で済むと同時に、接触反応時間を容易に調整で
きる。又、密閉槽とする必要は無いので槽の形状は自由
に選択できる。通常は、円筒型や直方体の槽を用いる
が、既に設置されている処理装置の転用を考え、イニシ
ャルコストを削減する目的のためには長方形型の水槽形
式でも良い。また、上記接触反応槽に送られてくる処理
水を上記上向流に限定する必要は無く、従来のように上
部から下部へ送ることもできる。そして、ある程度加圧
装置等で加圧すればより高い処理効果が得られる。

【００１８】

【発明の効果】以上に述べた通り本発明の水処理システ
ムによれば、最初に水処理で原水を上記各種薬品と混合
して、ある程度汚染物質を除去、或いはフロック化して
おく事ができ、除去効果は従来の２〜３倍である。次に
加工ゼオライトとの接触反応により、各汚染物質をスラ
ッジとして除去することができる。更に、陽イオン、陰
イオンの共存する廃水、金属・重金属イオン、無機物の
共存する廃水、コロイド状廃水等に対しても非常に高い
効果を上げている。又、上記加工ゼオライトは耐酸・耐
熱性にも優れ、処理水の濃度、成分の変動、水温に影響
されることはなく、吸着による破過も少なく、しかも再
生においては水による洗浄で極めて廉価であり、再生コ
ストは従来の１／１０で済む。接触反応装置では、処理
水を槽の底部から上部への上向流で送ることにより、無
圧で水処理を行なうことができる。そして処理条件を変
えた単位処理ユニットを複数組み合わせて多様な廃水に
適応するため、処理システムのバリエーションが自由に
選択でき、処理システムの設計、製作が極めて簡易化さ
れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の廃水処理システムによる装置の一構成
例を示す図である。

【図２】接触反応槽の内部構造の一例を示す図である。

【図３】接触反応槽と受水槽の一構成例を示す図であ
る。

【図４】本発明に用いる焼成加工したゼオライトの鉱物
組成を示す図である。

【図５】化学工場廃水の処理前後の水質を比較した結果
を表す図である。

【図６】ごみ浸出水（臨海部、高塩濃度廃水）の水処理
後の水質を比較した結果を表す図である。

【図７】ごみ浸出水の接触反応処理前後の水質を比較し
た結果を表す図である。

【符号の説明】

１、２薬品注入機１３撹拌ポンプ２３、５３、６３送水ポンプ２５、６５スラッジ引抜きポンプ１０撹拌水槽２０凝集・沈殿槽３０、４０接触反応槽５０、７０受水槽６０スラッジ沈殿槽（洗浄水受水槽）

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｃ０２Ｆ 1/52 Ｃ０２Ｆ 1/52 Ｚ 1/66 ５１０ 1/66 ５１０Ｋ 1/70 1/70 Ｚ 1/72 1/72 Ｚ 1/78 1/78 9/00 ５０２ 9/00 ５０２Ｊ５０２Ｈ５０２Ｐ５０２Ｒ５０２Ｚ５０３５０３Ｚ５０４５０４Ｂ５０４Ｅ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】イオン交換剤・吸着剤、凝集剤、酸化
剤、中和剤、還元剤の少なくとも１つを所定の比率で原
水に添加して撹拌する撹拌水槽、及び前記撹拌水槽から
の撹拌水を受け入れてイオン交換反応及び凝集・沈殿作
用により汚染物質をスラッジとして底部に溜める凝集・
沈殿槽から成る水処理槽を１もしくは複数設け、時系列
的に処理させることを特徴とする水処理システム。
【請求項２】乾燥或いは焼成加工し精製したゼオライ
トを充填させて、原水に接触反応させる接触反応槽を１
もしくは複数設け、時系列的に接触反応させることを特
徴とする接触反応装置。
【請求項３】請求項１の前記水処理槽の後段に請求項
２の前記接触反応槽を接続して、水処理させることを特
徴とする水処理システム。
【請求項４】前記イオン交換剤・吸着剤、凝集剤、酸
化剤、中和剤、還元剤は少なくとも次亜塩素酸ナトリウ
ム、オゾン、ポリ塩化アルミニウム、硫酸バンドを含む
ものである請求項１又は３に記載の水処理システム。
【請求項５】受水槽を設け処理水を溜めるようにし、
上澄液を最終的な洗浄水として取り出せることを特徴と
する請求項３に記載の水処理システム。
【請求項６】更にスラッジ沈殿槽を設け、凝集・沈殿
槽及び接触反応槽からスラッジを含む水を引き抜き、上
澄液とスラッジを分離させることを特徴とする請求項５
に記載の水処理システム。
【請求項７】前記乾燥或いは焼成加工し、精製したゼ
オライトの粒径を微粉末〜０．１ｍｍ、０．２ｍｍ〜
１．０ｍｍ、１．０ｍｍ〜５．０ｍｍ、及び５．０ｍｍ
〜１０．０ｍｍのものとする請求項２乃至６に記載の水
処理装置。
【請求項８】汚染物質を含む原水をイオン交換反応及
び凝集・沈殿作用により前記汚染物質をスラッジとして
沈殿除去し、乾燥或いは焼成加工し精製したゼオライト
に接触させることにより、前記沈殿除去できなかった汚
染物質を前記ゼオライトの間に残留させ清浄水を得るよ
うにしたことを特徴とした水処理システム。