WO2007060711A1 - 凝集処理法 - Google Patents

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WO2007060711A1
WO2007060711A1 PCT/JP2005/021432 JP2005021432W WO2007060711A1 WO 2007060711 A1 WO2007060711 A1 WO 2007060711A1 JP 2005021432 W JP2005021432 W JP 2005021432W WO 2007060711 A1 WO2007060711 A1 WO 2007060711A1
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treated
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tank
wastewater
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Inventor
Yoshinobu Izawa
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Yamazaki Akehiko
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    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03D—FLOTATION; DIFFERENTIAL SEDIMENTATION
    • B03D3/00—Differential sedimentation
    • B03D3/02—Coagulation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D21/00—Separation of suspended solid particles from liquids by sedimentation
    • B01D21/01—Separation of suspended solid particles from liquids by sedimentation using flocculating agents
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03D—FLOTATION; DIFFERENTIAL SEDIMENTATION
    • B03D3/00—Differential sedimentation
    • B03D3/06—Flocculation
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    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
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    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
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    • C02F2305/12—Inert solids used as ballast for improving sedimentation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F9/00—Multistage treatment of water, waste water or sewage

Definitions

  • the present invention relates to a coagulation treatment method, and more particularly, to a coagulation treatment method capable of reducing the amount of a coagulant used for coagulation of waste water to be treated.
  • the present inventor has already proposed a tank capable of efficiently performing the agglomeration treatment of the wastewater to be treated (Patent Document 1).
  • the upper and lower chambers that function as a coagulation treatment tank for coagulating the wastewater to be treated and the lower chamber for storing water for adjusting the water level are provided by providing a vertically movable partition wall in the tank body.
  • the water for adjusting the water level is discharged from the lower chamber or supplied into the lower chamber to move the partition wall downward or upward, and the volume of the upper chamber and the lower chamber is relatively changed, so that the wastewater to be treated is discharged.
  • the treated water after being introduced or coagulated in the upper chamber can be discharged from the upper chamber.
  • Patent Document 1 Japanese Patent No. 3492300
  • the present invention provides an agglomeration method that can reduce the amount of the aggregating agent charged into the agglomeration treatment tank when treating the waste water, and can reduce running costs. This is the issue.
  • the invention according to claim 1 comprises an agglomeration bed including at least an aggregating agent effective for agglomeration of the wastewater to be treated and a weighting agent in the aggregating treatment tank, and the wastewater to be treated is disposed in the agglomeration treatment tank. It is a coagulation treatment method characterized by introducing and aggregating and separating suspended substances contained in the wastewater to be treated.
  • the invention according to claim 2 is characterized in that the agglomerated bed is obtained by adding a flocculant and a weighting agent to the waste water to be treated introduced into the agglomeration treatment tank, so that suspended substances contained in the waste water to be treated are contained.
  • the invention according to claim 3 is characterized in that the agglomerated bed is obtained by adding a flocculant and a weighting agent to the waste water to be treated introduced into a tank installed in a place different from the agglomeration treatment tank.
  • the upper and lower chambers are formed by dividing the inside of the tank main body into upper and lower parts, and can move up and down to change the volumes of the upper and lower chambers. It has a partition, the upper chamber has an inlet for treated wastewater and an outlet for treated water, and the lower chamber uses a tank with an inlet / outlet for water level adjustment, and the upper chamber is filled with the treated wastewater, At least a coagulant and a weighting agent effective for coagulation of the wastewater to be treated are used to coagulate and separate suspended substances contained in the wastewater to be treated, and then water for adjusting the water level is introduced into the lower chamber.
  • the partition wall By moving the partition wall upward and discharging the treated water to such an extent that part or all of the settled sludge coagulated and separated in the upper chamber remains at the bottom of the upper chamber to form an agglomerated bed, Subsequently, the partition wall is moved downward by discharging water for adjusting the water level in the lower chamber, and agglomerates. Is agglomerated processing method characterized by satisfying but a new processed wastewater in the upper chamber the remaining
  • the invention according to claim 5 is characterized in that the flocculant comprises an inorganic flocculant and a polymer flocculant, and the weight agent comprises powdered activated carbon. It is the aggregating method described.
  • the invention's effect [0012] According to the present invention, it is possible to reduce the amount of the flocculant charged into the flocculation tank when treating the waste water, and to reduce the running cost.
  • a flocculant effective for flocculation of wastewater to be treated (hereinafter referred to as raw water) is generally used for the purpose of flocculating and precipitating suspended substances contained in the raw water.
  • An inorganic flocculant or a polymer flocculant can be used.
  • Examples of the inorganic flocculant include PAC (polyaluminum aluminum), sulfuric acid band (aluminum sulfate), ferrous sulfate, ferric sulfate, ferric chloride, and the like. One kind or two or more kinds can be used.
  • PAC polyaluminum aluminum
  • sulfuric acid band aluminum sulfate
  • ferrous sulfate ferric sulfate
  • ferric chloride ferric chloride
  • inorganic flocculants and polymer flocculants can be used in combination, which is a preferred embodiment in the present invention.
  • the weighting agent is used for adding a weight to the flocculent suspended substance in the raw water and assisting its sedimentation by adding it to the raw water in the flocculation treatment tank together with the flocculant.
  • activated carbon key sand, zeolite, metal powder, metal particles, resin particles, and the like.
  • activated carbon is preferred. This is because activated carbon has charge neutralizing properties and can effectively aggregate suspended substances in raw water. In particular, activated carbon powder is more preferable.
  • the weighting agent may be apatite or carbon nanotube having adsorption performance, a photocatalyst having ion exchange ability, or a calculus (stone flow 'powder) having an adsorption' bactericidal effect.
  • a coagulation treatment tank for treating the raw water is provided with a coagulation bed containing at least these coagulant and weight agent.
  • the agglomerated bed is composed of a part or all of the settled sludge that has been suspended by separating the suspended matter in the raw water by adding a flocculant and a weight agent to the raw water in the flocculation treatment tank.
  • the above-mentioned flocculating agent and weighting agent effective for flocculation of the raw water are added to the raw water introduced into the flocculation treatment tank not equipped with the flocculated bed in an amount usually used according to the type and amount of the raw water.
  • the suspended solids in the raw water are flocked and separated by sedimentation.
  • a flocculant and a weighting agent are added to the raw water introduced into the tank in the amount normally used according to the type and amount of the raw water, and the suspended solids in the raw water are coagulated and separated, and then settled and separated. A part or the whole may be taken out and introduced into the coagulation treatment tank.
  • FIG. 1 schematically shows the outline of the flocculation tank 1!
  • reference numeral 10 denotes a tank body, the interior of which is divided into two vertically by a partition wall 11 formed of a flexible sheet or the like, and two chambers, an upper chamber 10A and a lower chamber 10B, with this partition wall 11 as a boundary. Is partitioned.
  • the partition wall 11 moves up and down about a central portion in the height direction of the inner surface of the tank body 10 as a fulcrum 11a, so that the volumes of the upper chamber 10A and the lower chamber 10B partitioned by the partition wall 11 are relatively It can be changed.
  • a raw water introduction port 12 and a treated water discharge port 13 treated in the upper chamber 10A are provided facing the upper chamber 10A, respectively, 1 Connected to pipes 14a and 15a controlled to open and close by 4 and 15.
  • the lower chamber 10B in the tank body 10 is provided with a water level adjusting water inlet / outlet 16 for adjusting the water level of the lower chamber 10B, and is connected to a pipe 17a that is controlled to open and close by a valve 17.
  • the water for adjusting the water level is stored in a storage tank or the like (not shown), and is supplied / drained to / from the storage tank through the pipe 17a.
  • This agglomeration treatment tank 1 treats raw water in the upper chamber 10A by introducing raw water into the upper chamber 10A in the tank body 10.
  • the upper chamber 10A is used in the present invention.
  • the valve 15 is closed, the valves 14 and 17 are opened, and the water level adjustment water in the lower chamber 10B of the tank body 10 is supplied from the inlet / outlet 16 of the water level adjustment water. Discharge.
  • the partition wall 11 moves downward and the volume of the lower chamber 10B gradually decreases, and accordingly, when raw water is introduced into the upper chamber 10A from the inlet 12 through the pipe 14a, the tank body 10 Will gradually fill with new raw water.
  • a valve is used to discharge the treated water from the supernatant after being agglomerated in the upper chamber 10A.
  • 14 is closed, valves 15 and 17 are opened, and water for adjusting the water level is introduced into the lower chamber 10B of the tank body 10 through the inlet / outlet 16 of the water for adjusting the water level.
  • the partition wall 11 moves upward and the volume of the lower chamber 1OB gradually increases. Accordingly, the volume of the upper chamber 10A gradually decreases, so that the treated water in the upper chamber 10A is discharged into the discharge port 13. Is discharged through the pipe 15a.
  • valves 14, 15, 17 can be performed automatically.
  • reference numeral 18 in FIG. 1 is a stirrer suspended in the upper chamber 10A and operates during the stirring process.
  • FIG. 2 is a process diagram showing an example of the aggregating method according to the present invention using the aggregating tank 1, and the aggregating method according to the present invention will be described with reference to FIG. 1 and FIG. .
  • the settling sludge separated and settled by introducing the raw water 2 into the upper chamber 10A of the tank body 10 not provided with a cohesive bed, and adding the flocculant and the weighting agent to the raw water 2 for the first time.
  • the case where an agglomerated bed is formed will be described.
  • a flocculant and a weight agent effective for agglomeration of the raw water 2 are added to the upper chamber 10A filled with the raw water 2, and a pH adjuster is added if necessary. After stirring at 18, leave the suspension to agglomerate and separate suspended substances in raw water 2.
  • the addition amount of the flocculant and the weighting agent added here is an amount usually used (initial addition amount) depending on the amount of raw water and the suspended solid (ss) concentration.
  • the flocculant and the weight agent may be added in the process of introducing the raw water 2 into the upper chamber 10A through the pipe 14a connected to the flocculant treatment tank 1, or a lid (see FIG. (Not shown), and open the lid when feeding, and put it into the raw water 2 in the upper chamber 10A.
  • the third step shows the step of performing coagulation and separation by standing, whereby the raw water in the upper chamber 10A is separated into the supernatant treated water 4 and the settled sludge.
  • Reference numeral 5 in FIG. 2 indicates an agglomerated bed constituted by settled sludge.
  • the agglomerated bed 5 contains at least the flocculant and the weight agent added in the second step.
  • the valves 15 and 17 of the agglomeration treatment tank 1 are opened in the fourth step, and the lower chamber 10B is connected via a pipe 17a.
  • Water level adjustment water 3 is introduced to increase the water level in the lower chamber 10B, and the partition wall 11 is gradually moved upward.
  • the supernatant treated water 4 coagulated in the upper chamber 10A is discharged from the discharge port 13 to the outside of the tank so as to be pushed up by the partition wall 11.
  • the treated water 4 discharged here is subjected to predetermined post-treatment such as decoloring treatment (not shown), but the coagulated bed 5 remaining in the bottom of the upper chamber 10A due to the settled sludge force is not discharged out of the tank. It is left in the upper chamber 10A as it is, and the upper chamber 10A is provided with the coagulation bed 5 prior to the coagulation treatment of the raw water 2 introduced thereafter.
  • predetermined post-treatment such as decoloring treatment (not shown)
  • the upward movement of the partition wall 11 by the introduction of the water level adjusting water 3 into the lower chamber 10B is performed in the upper chamber 10A.
  • the treated water 4 is discharged from the discharge port 1 3 so that the coagulated bed 5 remaining at the bottom of the upper chamber 10A is not discharged.
  • the stop timing of the partition wall 11 is the upper chamber 10A.
  • a turbidity sensor (not shown) is installed in the pipe 15a for discharging the treated water 4 from the upper chamber 10A, and when it is detected that the treated water 4 discharged from the upper chamber 10A has started to change into clear and turbid water so
  • a flow rate sensor (not shown) is provided in the pipe 17a for introducing the water for adjusting the water level 3 into the lower chamber 10B or the pipe 15a for discharging the internal force treated water 4 in the upper chamber 10A. It should be done at the timing when it is detected that the introduction amount of the water for adjusting the water level 3 to the lower chamber 10B has reached the predetermined amount or the discharge amount of the treated water 4 having the capacity of the upper chamber 10A has reached the predetermined amount.
  • the addition amount of the flocculant added here is the initial addition amount added in the second step because the coagulant bed 5 containing at least the flocculant and the weight agent is already provided in the upper chamber 10A. It is possible to greatly reduce the amount compared to the amount.
  • the weight agent is added, but the amount of the settled sludge constituting the coagulated bed 5 is increased and partially discharged from the upper chamber 10A.
  • the content of the weight agent contained in the slag decreases, it is preferable to add a certain amount of the weight agent to the coagulation bed 5 by appropriately supplementing according to the amount of sedimentation sludge discharged. ,.
  • the raw water 2 is introduced into the upper chamber 10A provided with the cohesive bed 5, and the suspended matter contained in the raw water 2 is introduced. Are separated by agglomeration.
  • the flocculant once introduced into the raw water 2 is consumed by the flocculation reaction, and the amount of the flocculant added in the sixth step is the newly introduced raw water 2 It is customary to add an amount commensurate with the amount of suspended matter (ss) concentration.
  • the upper chamber 10A is newly provided in the newly introduced raw water 2 by providing the agglomerated bed 5 including at least the aggregating agent and the weighting agent constituted by the settled sludge. Even if the amount of the flocculant added is reduced, the suspended substances in the raw water 2 can be coagulated and separated without any problem. As a result, the ratio of the flocculant cost to the running cost can be reduced, and the running cost can be reduced.
  • the agglomerated bed 5 in the upper chamber 10A can be composed of all of the settled sludge settled and separated from the raw water 2. However, when the amount of settled sludge increases by repeating the agglomeration separation, As described above, after discharging the treated water 4 in the fourth step, a part of the settled sludge constituting the coagulation bed 5 is discharged, so that a constant amount of coagulation bed 5 is always formed in the upper chamber 10A. You can do this.
  • the agglomerated bed 5 is constituted by a settling sludge formed in a tank installed at a location different from the agglomeration treatment tank 1, the first step and the second step in FIG. 2 are not necessary.
  • the sedimentation sludge is introduced into the upper chamber 10A in a predetermined amount according to the amount of raw water 2 to form the coagulated bed 5, the raw water 2 is introduced in the same manner as the fifth step in FIG. What is necessary is just to repeat a process similar to the above-mentioned order in order of a 6th process, a 3rd process, and a 4th process.
  • the treated water 4 coagulated in the upper chamber 10A can be discharged by moving the partition wall 11 upward. It is easy to allow the bottom aggregated bed 5 in the upper chamber 10A to remain in the upper chamber 10A, and the aggregation treatment tank (upper chamber 10A) provided with the aggregated bed 5 can be configured easily. Since treated water 4 is first drained from the supernatant of the upper chamber 10A, clear treated water 4 can always be taken out.
  • the agglomeration treatment tank 1 has a relative amount of water in the upper chamber 10A and the lower chamber 10B due to the vertical movement of the partition wall 11. As the entire agglomeration tank 1 is always constant, there is an advantage that it has an excellent self-weight balance.
  • tank body 10 is hermetically sealed, there is no contact between raw water or treated water and the atmosphere, and it is possible to maintain a sanitary environment in which contaminants are not fixed and odors are not released.
  • the agglomeration treatment tank 1 is not limited to the case where it is installed on the ground, but can be used immersed in water because the tank body 10 is closed. In this case, if the agglomeration tank 1 is immersed in the raw water and used, it is not necessary to secure a space for the agglomeration process (the space for installing the agglomeration tank 1), and space can be saved. This makes it easy to introduce raw water into the upper chamber 10A.
  • the aggregating treatment method is described in which the aggregating treatment tank 1 having the partition wall 11 movable up and down is used and the upper chamber 10A is used as an aggregating treatment tank.
  • the coagulation treatment method according to the invention is not limited to the method using the coagulation treatment tank 1 described above, and a normal treatment tank may be used as the coagulation treatment tank.
  • FIG. 3 shows an example in which the agglomeration treatment tank 100 is constituted by an agglomeration treatment chamber 20 formed by a side peripheral wall 21 and a bottom plate 23 attached to the lower end of the side peripheral wall 21 via a flexible sheet 22 so as to be movable up and down. Show.
  • an inlet 24 for raw water that is opened and closed by a valve 24a and an outlet 25 for treated water that is opened and closed by a valve 25a are provided in the upper part of the side peripheral wall 21, an inlet 24 for raw water that is opened and closed by a valve 24a and an outlet 25 for treated water that is opened and closed by a valve 25a are provided. Also, the bottom plate 23 is provided with a buoyancy adjustment bag 23a through which air is supplied and exhausted by air supply / exhaust means (not shown). It has been. 26 is a lid that closes the upper part of the side wall 21, and 27 is a stirrer that is withdrawn from the lid 26 into the coagulation treatment chamber 20.
  • Such a coagulation treatment tank 100 is immersed in raw water to be coagulated, for example, rivers, ponds, swamps, seas, etc., by giving the side peripheral wall 21 a certain buoyancy, and is anchored underwater by the anchor 28. It is installed so that it floats on.
  • powdered activated carbon (“Shirakaba C-50” manufactured by Takeda Pharmaceutical Co., Ltd.) as a weighting agent was added with 48 OmgZL.
  • the raw water was stirred at a medium speed for 1 to 3 minutes, then settled, and separated into supernatant water and sedimented sludge.
  • the measurement result of the ss concentration of the supernatant water at this time was 2 mgZL or less.
  • the raw water in the beaker is agitated in the same manner as in the first time, and after waiting for sedimentation to separate into supernatant water and sedimented sludge, only 200 cc of the supernatant water in the beaker is discharged, and the coagulated bed lOOcc is discharged.
  • the process of adding 200 cc of fresh raw water to the formed beaker, returning to 300 cc, and repeating the flocculation separation was continued up to the 10th time.
  • the activated carbon which is a weight agent, was not added.
  • the pH was adjusted by adding a predetermined amount of caustic soda as a pH adjuster so that the raw water within the strength of the vessel was adjusted to a pH suitable for aggregation.
  • each supernatant water from the second to the tenth time was 2 mgZL or less.
  • the transparency and chromaticity of the supernatant water it was possible to secure the same transparency and chromaticity as the first time even after the second time!
  • Table 1 shows the addition amounts of the flocculant and the weight agent from the first to the tenth.
  • FIG. 1 Schematic diagram showing the outline of the flocculation tank
  • FIG. 2 is a process chart showing an example of an aggregating treatment method according to the present invention.
  • FIG. 3 (a) and (b) are schematic diagrams showing other embodiments of the agglomeration treatment tank.
  • Coagulation treatment tank Coagulation treatment chamber 1: Side wall

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Abstract

【課題】排水を処理する際の凝集処理槽内への凝集剤の投入量を低減することができ、ラ ンニングコストの低減化を図ることのできる凝集処理法を提供すること。 【解決手段】凝集処理槽内に、処理対象排水の凝集に効果的な凝集剤と重量剤とを少なく とも含む凝集床を備え、該凝集処理槽に前記処理対象排水を導入して、前記処理対象排水 に含まれる懸濁物質を凝集分離する。凝集床は、前記凝集処理槽内に導入された処理対象 排水に凝集剤と重量剤を添加して前記処理対象排水に含まれる懸濁物質を凝集分離した後 、沈降分離した沈降汚泥の一部又は全部によって構成される。

Description

明 細 書
凝集処理法
技術分野
[0001] 本発明は凝集処理法に関し、詳しくは、処理対象排水の凝集に用いる凝集剤の使 用量を低減することのできる凝集処理法に関する。
背景技術
[0002] 本発明者は、処理対象排水の凝集処理を効率的に行うことができるタンクを既に提 案している（特許文献 1)。これは、タンク本体内に上下に可動する隔壁を設けて、処 理対象排水の凝集処理を行うための凝集処理槽として機能させる上室と水位調整用 の水を貯留する下室とを区画形成し、水位調整用の水を下室内から排出又は下室 内に供給することで隔壁を下方又は上方に移動させ、上室と下室の容積を相対的に 変化させることで、処理対象排水を上室内に導入又は凝集処理された後の処理水を 上室内から排出できるようにしたものである。
特許文献 1：特許第 3492300号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0003] 本発明者は、このようなタンクを用いて処理対象排水を凝集処理する場合の効率 化について更に検討した結果、処理対象排水を凝集処理する際に使用する凝集剤 の使用量の多さに着目した。すなわち、従来の凝集処理法では、処理対象排水の固 液分離を行うその都度、同量ずつの凝集剤を投入し続けなくてはならず、凝集剤の 使用量が多くなる結果、ランニングコストに占める凝集剤費用の割合が高くなつてい た。
[0004] そこで、本発明は、排水を処理する際の凝集処理槽内への凝集剤の投入量を低減 することができ、ランニングコストの低減ィ匕を図ることのできる凝集処理法を提供する ことを課題とする。
[0005] 本発明の他の課題は、以下の記載により明らかとなる。
課題を解決するための手段 [0006] 上記課題は、以下の各発明によって解決される。
[0007] 請求項 1記載の発明は、凝集処理槽内に、処理対象排水の凝集に効果的な凝集 剤と重量剤とを少なくとも含む凝集床を備え、該凝集処理槽に前記処理対象排水を 導入して、前記処理対象排水に含まれる懸濁物質を凝集分離することを特徴とする 凝集処理法である。
[0008] 請求項 2記載の発明は、前記凝集床は、前記凝集処理槽内に導入された処理対 象排水に凝集剤と重量剤を添加して前記処理対象排水に含まれる懸濁物質を凝集 分離した後、沈降分離した沈降汚泥の一部又は全部によって構成されることを特徴 とする請求項 1記載の凝集処理法である。
[0009] 請求項 3記載の発明は、前記凝集床は、前記凝集処理槽とは別の場所に設置され た槽内に導入された前記処理対象排水に凝集剤と重量剤を添加して前記処理対象 排水に含まれる懸濁物質を凝集分離した後、沈降分離した沈降汚泥の一部又は全 部によって構成されることを特徴とする請求項 1記載の凝集処理法である。
[0010] 請求項 4記載の発明は、タンク本体の内部に、該内部を上下に二分して上室と下 室を形成すると共に上下に可動して上室と下室の容積を変動可能な隔壁を備え、上 室には処理対象排水の入口と処理水の出口を有し、下室には水位調整用の水の入 出口を有するタンクを用い、前記上室に処理対象排水を満たし、該処理対象排水の 凝集に効果的な凝集剤と重量剤とを少なくとも使用して、該処理対象排水に含まれ る懸濁物質を凝集分離した後、前記下室に水位調整用の水を導入することにより、 前記上室内で凝集分離された沈降汚泥の一部又は全部が該上室内の底部に残存 して凝集床を形成する程度に前記隔壁を上方に移動させて処理水を排出し、次いで 、下室の水位調整用の水を排出することにより前記隔壁を下方に移動させ、凝集床 が残存する上室に新たな処理対象排水を満たすことを特徴とする凝集処理法である
[0011] 請求項 5記載の発明は、前記凝集剤が無機系凝集剤と高分子凝集剤からなり、前 記重量剤が粉末活性炭力 なることを特徴とする請求項 1〜4のいずれかに記載の 凝集処理法である。
発明の効果 [0012] 本発明によれば、排水を処理する際の凝集処理槽内への凝集剤の投入量を低減 することができ、ランニングコストの低減ィ匕を図ることができる。
発明を実施するための最良の形態
[0013] 以下、本発明の実施の形態について説明する。
[0014] 本発明において、処理対象排水（以下、原水という。）の凝集に効果的な凝集剤と しては、原水中に含まれる懸濁物質をフロック化して沈殿させる目的で一般に使用さ れる無機系凝集剤や高分子凝集剤を用いることができる。
[0015] 無機系凝集剤としては、 PAC (ポリ塩ィ匕アルミニウム）、硫酸バンド (硫酸アルミ-ゥ ム）、硫酸第一鉄、硫酸第二鉄、塩化第二鉄等が挙げられ、これらの一種又は二種 以上を用いることができる。また、高分子凝集剤にはカチオン系、ァ-オン系、ノ-ォ ン系がある力 原水に応じていずれを用いることもできる。
[0016] 更に、これら無機系凝集剤と高分子凝集剤とを併用することもでき、本発明におい て好ましい態様である。
[0017] 本発明において重量剤とは、凝集剤と共に凝集処理槽内の原水中に投入すること で、原水中のフロック化した懸濁物質に重量を付与し、その沈降を補助するためのも のであり、活性炭、ケィ砂、ゼォライト、金属粉、金属粒、榭脂粒等を用いることができ る。中でも活性炭が好ましい。活性炭は電荷の中和性を有し、原水中の懸濁物質を 効果的に凝集させることができるためである。特に活性炭粉がより好ましい。
[0018] また重量剤としては、上記以外に吸着性能のあるアパタイトやカーボンナノチュー ブ、イオン交換能を有する光触媒、吸着'殺菌効果を有する薬石 (石流'粉)を用いる ことちでさる。
[0019] 原水の処理を行う凝集処理槽内には、これら凝集剤と重量剤とを少なくとも含む凝 集床を備える。凝集床は、凝集処理槽中の原水に凝集剤及び重量剤を添加すること により、原水中の懸濁物質をフロック化して沈降分離した沈降汚泥の一部又は全部 によって構成される。この場合、凝集床を備えていない凝集処理槽内に導入された 原水中に、上記した原水の凝集に効果的な凝集剤及び重量剤を、原水の種類及び 量に応じて通常用いられる量添加し、原水中の懸濁物質をフロック化して沈降分離さ せること〖こよって構成するようにしてもょ ヽし、凝集処理槽とは別の場所に設置された 槽内に導入された原水に凝集剤と重量剤を、原水の種類及び量に応じて通常用い られる量添加し、その原水中の懸濁物質を凝集分離した後、沈降分離した沈降汚泥 の一部又は全部を取り出し、凝集処理槽内に導入することによって構成するようにし てもよい。
[0020] 次に、本発明に係る凝集処理法を凝集処理タンクを利用して行う場合について説 明する。図 1は凝集処理タンク 1の概要を模式的に示して!/ヽる。
[0021] 図中、 10はタンク本体であり、内部が可撓性シート等によって形成された隔壁 11に よって上下に二分され、この隔壁 11を境として上室 10Aと下室 10Bとの 2室が区画 形成されている。
[0022] 隔壁 11は、タンク本体 10内側面の高さ方向のほぼ中央部位を支点 11aとして上下 に可動することにより、この隔壁 11によって区画される上室 10Aと下室 10Bの容積を 相対的に変動可能としている。
[0023] タンク本体 10の上部には、原水の導入口 12と、該上室 10A内で処理された処理 水の排出口 13とがそれぞれ上室 10A内に臨んで設けられており、それぞれバルブ 1 4、 15によって開閉制御される配管 14a、 15aと繋がっている。一方、タンク本体 10内 の下室 10Bには、該下室 10Bの水位を調整するための水位調整用水の入出口 16 が設けられており、バルブ 17によって開閉制御される配管 17aと繋がっている。水位 調整用水は、図示しない貯留タンク等に貯留されており、この貯留タンク等との間で 配管 17aを介して給排水される。
[0024] この凝集処理タンク 1は、タンク本体 10内の上室 10Aに原水を導入することにより、 上室 10A内で原水の処理を行うものであり、ここではこの上室 10Aが本発明におけ る凝集処理槽に相当する。
[0025] この上室 10A内に原水を満たすには、まず、バルブ 15を閉じ、バルブ 14、 17を開 いて水位調整用水の入出口 16からタンク本体 10の下室 10B内の水位調整用水を 排出する。これにより、隔壁 11が下方に移動して下室 10Bの容積が次第に減少する ため、これに合わせて、配管 14aを通して導入口 12から原水を上室 10A内に導入す ると、タンク本体 10内は次第に新たな原水で満たされるようになる。
[0026] また、上室 10A内で凝集処理された後の上澄みの処理水を排出するには、バルブ 14を閉じ、バルブ 15、 17を開いて水位調整用水の入出口 16からタンク本体 10の下 室 10B内に水位調整用水を導入する。これにより、隔壁 11が上方に移動して下室 1 OBの容積が次第に増加するので、これに伴って上室 10Aの容積が次第に減少する ことで、上室 10A内の処理水が排出口 13から配管 15aを通って排出される。
[0027] なお、各バルブ 14、 15、 17の開閉制御は自動で行うことができる。また、図 1中の 符号 18は、上室 10A内に吊り下げ状に設けられた撹拌機であり、攪拌工程の際に 作動する。
[0028] 図 2は、かかる凝集処理タンク 1を利用した本発明に係る凝集処理法の一例を示す 工程図であり、図 1及び図 2を用いて、本発明に係る凝集処理法について説明する。
[0029] ここでは、凝集床を備えていないタンク本体 10の上室 10A内に原水 2を導入し、そ の原水 2中に初めて凝集剤及び重量剤を添加することによって沈降分離した沈降汚 泥によって凝集床を形成する場合について説明する。
[0030] まず、凝集処理タンク 1のバルブ 15を閉じると共にバルブ 14、 17を開放し、導入口 12から原水 2をタンク本体 10の上室 10A内に導入すると、これに伴って隔壁 11は下 方に移動して相対的に下室 10Bの容積を減少させる。これにより、下室 10B内の水 位調整用水を入出口 16から排出することで、図 2中左端の第 1工程に示すように、隔 壁 11を最下位に移動させて容積がほぼ最大となった上室 10A内を原水 2で満水状 態にする。
[0031] この後、続く第 2工程において、原水 2で満たされた上室 10A内に原水 2の凝集に 効果的な凝集剤及び重量剤、更に必要に応じて pH調整剤を添加し、攪拌機 18で 攪拌を行った後、静置することで、原水 2中の懸濁物質を凝集分離する。
[0032] ここで添加する凝集剤及び重量剤の添加量は、原水の量や懸濁物質 (ss)濃度に 応じて通常用いられる量 (初期添加量)である。凝集剤及び重量剤は、凝集処理タン ク 1に繋がる配管 14aを介して上室 10A内に原水 2を導入する過程で添加してもよい し、タンク本体 10の上部に開閉可能な蓋（図示せず)を設け、添カ卩時にこの蓋を開け て上室 10A内の原水 2中に投入するようにしてもょ 、。
[0033] 上室 10A内の原水 2中に凝集剤及び重量剤を添加して攪拌機 18によって所定時 間攪拌した後は、攪拌機 18を停止させて静置することにより、原水 2中の懸濁物質を フロック化して凝集分離する。第 3工程は静置することにより凝集分離を行う工程を示 しており、これにより、上室 10A内の原水は、上澄みの処理水 4と沈降汚泥とに分離 される。図 2中の符号 5は、沈降汚泥によって構成された凝集床を示している。この凝 集床 5には、上記第 2工程において添加された凝集剤及び重量剤が少なくとも含ま れている。
[0034] 所定時間静置して懸濁物質を十分沈降させた後、第 4工程にぉ ヽて、凝集処理タ ンク 1のバルブ 15、 17を開放し、下室 10B内に配管 17aを介して水位調整用水 3を 導入して、下室 10Bの水位を増大させ、隔壁 11を徐々に上方へ移動させる。これに より、上室 10A内で凝集処理された上澄みの処理水 4は、隔壁 11に押し上げられる ようにして排出口 13からタンク外へ排出される。ここで排出された処理水 4について は、図示しない脱色処理等の所定の後処理を行うが、上室 10A内の底部に残留す る沈降汚泥力 なる凝集床 5はタンク外へ排出せずにそのまま上室 10A内に残留さ せ、以降に導入される原水 2の凝集処理に先立って、上室 10Aが凝集床 5を備える ようにする。
[0035] ここで、上室 10Aが凝集床 5を備えるようにするためには、下室 10B内への水位調 整用水 3の導入による隔壁 11の上方への移動を、上室 10A内の処理水 4を排出口 1 3から排出するが、上室 10A内の底部に残留する凝集床 5を排出しない程度に行うよ うにする。
[0036] 上室 10A内の凝集床 5を排出しない程度に処理水 4の排出を行うためには、下室 1 OBの容積を増大することによる隔壁 11の上方への移動を、上室 10A内の処理水 4 を排出口 13から排出した後、凝集床 5を排出し始める前に停止させるように制御する (前者)か、或いは、下室 10Bを満水にして隔壁 11を上限一杯にまで移動させたとき の上室 10Aの容積を、凝集床 5が残存し得る程度に設定しておく（後者)ようにすれ ばよい。
[0037] 前者のように、水位調整用水 3の下室 10Bへの導入を停止して隔壁 11の上方への 移動を停止するように制御する場合、隔壁 11の停止のタイミングは、上室 10Aから処 理水 4を排出するための配管 15aに濁度センサ（図示せず)を設け、上室 10Aから排 出される処理水 4が清明な水力 濁った水に変わり始めたことを検出したタイミングで 行うようにしてもよいし、下室 10B内に水位調整用水 3を導入するための配管 17a又 は上室 10A内力 処理水 4を排出するための配管 15aに流量センサ（図示せず）を 設け、下室 10Bへの水位調整用水 3の導入量が所定量に達したこと又は上室 10A 力もの処理水 4の排出量が所定量に達したことを検出したタイミングで行うようにして ちょい。
[0038] また、後者の場合にも、このような濁度センサを配管 15aに設けておけば、上室 10 Aを最小にしたときの容積よりも沈降汚泥の量が大きくなつた場合に凝集床 5を構成 する余剰の汚泥が排出口 13から排出された際、濁った水に変わったことを検出する ことで、排出先を汚泥用の槽等に切り替えるように制御することができる。これにより、 凝集処理を繰り返すことによって凝集床 5を構成する沈降汚泥の量が増加した場合 でも、上室 10A内に一定量の凝集床 5を維持させておくことができる。
[0039] このようにして上室 10A力 処理水 4を排出した後、上室 10A内の底部に凝集床 5 を備えた状態で次の第 5工程に移行し、上記第 1工程と同様にして上室 10A内に新 たな原水 2を導入する。
[0040] 凝集床 5が備えられた上室 10A内に新たな原水 2を導入した後は、続く第 6工程に おいて凝集剤、更に必要に応じて pH調整剤を新たに添加し、上記第 2工程と同様に して攪拌機 18によって所定時間の攪拌を行う。
[0041] ここで添加する凝集剤の添加量は、既に上室 10A内に凝集剤及び重量剤を少なく とも含む凝集床 5が備えられていることにより、上記第 2工程において添加した初期添 加量に比べて大幅に低減することが可能であり、ここでは初期添カ卩量の 1Z5〜1Z
10程度の少量添加するだけでょ 、。
[0042] そして、攪拌機 18によって所定時間攪拌した後、静置することにより、上記第 3工程 と同様にして原水 2中の懸濁物質をフロック化し、上澄みの処理水 4と沈降汚泥とに 分離する。
[0043] なお、第 6工程では重量剤は添加して 、な 、が、凝集床 5を構成する沈降汚泥の 量が増加して上室 10Aから一部排出されることにより、凝集床 5中に含まれる重量剤 の含有量が減少するような場合は、沈降汚泥の排出量に応じて適宜補充することで 、凝集床 5中に一定量の重量剤を含有させるようにしておくことが好ま 、。 [0044] その後は、上記第 3工程力ゝら第 6工程を順次繰り返していくことにより、凝集床 5を備 えた上室 10A内に原水 2を導入して、原水 2に含まれる懸濁物質を凝集分離する。
[0045] 一般に、原水 2中に一旦投入された凝集剤は、凝集反応によって消費されてしまう と考えられており、上記第 6工程において添加する凝集剤の量は、新たに導入された 原水 2の量や懸濁物質 (ss)濃度に見合った量を添加するのが通例である。しかし、 本発明では、上室 10A内に沈降汚泥によって構成された凝集剤及び重量剤を少な くとも含む凝集床 5を備えることで、意外にも、新たに導入された原水 2中に新たに添 加する際の凝集剤の量を低減しても、その原水 2中の懸濁物質を問題なく凝集分離 することができるようになる。その結果、ランニングコストに占める凝集剤費用の割合を 少なくすることができ、ランニングコストの低減ィ匕を図ることが可能である。
[0046] 上室 10A内の凝集床 5は、原水 2から沈降分離された沈降汚泥の全部によって構 成することができるが、凝集分離を繰り返すことにより沈降汚泥量が増加する場合に は、上述したように、第 4工程における処理水 4の排出の後、凝集床 5を構成する沈 降汚泥の一部を排出して、上室 10A内に常に一定量の凝集床 5が形成されるように すればよい。
[0047] なお、凝集床 5を、凝集処理タンク 1とは別の場所に設置された槽内で形成された 沈降汚泥によって構成する場合は、図 2における第 1工程及び第 2工程は不要であり 、上室 10A内に該沈降汚泥を原水 2の水量に応じて所定量導入して凝集床 5を構成 した後、図 2における第 5工程と同様に原水 2を導入して、その後は、第 6工程、第 3 工程及び第 4工程の順に上記同様の処理を順次繰り返せばよい。
[0048] このような凝集処理タンク 1を用いた凝集処理方法によれば、隔壁 11の上方への移 動によって、上室 10A内で凝集処理された処理水 4の排出を行うことができるため、 上室 10A内の底部の凝集床 5を上室 10A内に残留させることが容易であり、凝集床 5を備えた凝集処理槽 (上室 10A)を簡単に構成することができる。処理水 4は、最初 に上室 10A内の上澄み水力 排出されるため、常に清明な処理水 4を取り出すこと が可能である。
[0049] また、凝集処理を繰り返したことにより上室 10A内の凝集床 5が増加する場合は、 処理水 4を排出した後、そのまま隔壁 11の上方への移動を継続させることにより、凝 集床 5の一部をタンク外へ簡単に排出することができる。
[0050] 更に、このような凝集処理タンク 1を用いた凝集処理方法によれば、一つのタンクに よって原水の供給力 撹拌、沈降分離、処理水の排出までの一連の処理を行うこと ができるため、大掛かりな処理設備を必要とせず、設備工事も簡略ィ匕できる上に設備 面積も大幅に縮小でき、極めて簡易に水処理設備を構築することができる。
[0051] また、この凝集処理タンク 1は、上室 10A内の原水 2又は処理水 4の水量が変化し ても、隔壁 11の上下の移動によって上室 10Aと下室 10Bの相対的な水量が変化す るだけで、凝集処理タンク 1全体としては内部の水量は常に一定であるため、自重バ ランスに優れる利点がある。
[0052] 更に、タンク本体 10内は密閉状であるため、原水又は処理水と大気との接触もなく 、汚染物質の固着もなぐまた臭気の放出もなぐ衛生的な環境を維持することができ る。
[0053] 凝集処理タンク 1は地上に設置して使用する場合に限らず、タンク本体 10内が密 閉状であることにより、水中に浸漬させて使用することもできる。この場合、凝集処理 タンク 1を原水中に浸漬させて使用すれば、凝集処理を行うためのスペース (凝集処 理タンク 1の設置スペース）を格別に確保する必要がなくなり、省スペース化を図るこ とができると共に、上室 10A内への原水の導入も容易となる。
[0054] 以上の説明では、上下に可動する隔壁 11を有する凝集処理タンク 1を用い、その 上室 10Aを凝集処理槽として利用することで凝集処理を行う凝集処理法について説 明したが、本発明に係る凝集処理法は、上記した凝集処理タンク 1を用いる方法に何 ら限定されず、凝集処理槽として通常の処理槽を用いるようにしてもょ ヽ。
[0055] また、本発明に係る凝集処理法の凝集処理槽は、その他の様々な態様を採ること もできる。例えば、図 3は、凝集処理槽 100を側周壁 21と該側周壁 21の下端に柔軟 性シート 22を介して上下移動可能に取り付けた底板 23によって形成される凝集処理 室 20によって構成した例を示している。
[0056] 側周壁 21の上部には、バルブ 24aによって開閉される原水の導入口 24と、バルブ 25aによって開閉される処理水の排出口 25とがそれぞれ設けられている。また、底板 23には図示しない給排気手段によって空気が給排気される浮力調整袋 23aが設け られている。 26は側周壁 21の上部を閉塞する蓋、 27は蓋 26から凝集処理室 20内 に取り下げられた攪拌機である。
[0057] このような凝集処理槽 100は、側周壁 21に一定の浮力を持たせることで、凝集処理 を行う原水、例えば河川、池、沼、海等の水中に浸漬してアンカー 28によって水中に 浮かべるようにして設置される。
[0058] 凝集処理の際は、底板 23の自重を利用して凝集処理室 20の容積を最大にした状 態で導入口 24から原水を凝集処理室 20内に導入し、凝集処理を行った後、浮力調 整袋 23aを膨張させ、図 3 (b)に示すように、その浮力を利用して底板 23を上方に移 動させることによって処理水を排出口 25から排出する。
[0059] この原水の導入、凝集処理及び処理水の排出の一連の工程は、上述した凝集処 理タンク 1を用 ヽた場合と同様であり、上記した凝集処理タンク 1の下室 10B内への 水位調整用水 3の給排水の代わりに、浮力調整袋 23aに対する給排気を行えばよい
[0060] このような凝集処理槽 100によっても、河川、池、沼、海等の原水を、地上に格別設 置スペースを設ける必要もなく凝集処理することができる。
実施例
[0061] 以下、本発明の効果を実施例によって例証する。
[0062] 沈降予備実験
原水 (空調用冷却水の汚濁水）を 300ccのビーカーに満たし、沈降予備実験を行う ことで、原水を凝集処理するのに効果的な凝集剤とその添加量（1L当たりの添加量 に換算）を確認した。なお、原水の ss濃度は 160mgZL (測定法：昭和 49年環境庁 告示第 64号付表 8)であった。その結果は以下の通りであった。
[0063] 凝集剤 1 :
PAC凝集剤 ΓΜΚ-PACj (三菱化工機商事社製） · · · 75mg/L
凝集剤 2 :
高分子凝集剤 Γ251 -Α] (三菱化工機商事社製：ポリアクリルアミド系 ·弱ァ-オン）
Figure imgf000012_0001
[0064] 凝暴 の牛 冋目） 上記原水を 300cc満たしたビーカーに、上記沈降予備実験から得た通りの凝集剤 及び添加量を添加した。
[0065] これに加え、重量剤として粉末状活性炭 (武田薬品工業社製「白鷺 C— 50」）を 48 OmgZL添カロした。
[0066] なお、原水は酸性寄りのため、凝集に適した pHとするべく pH調整剤として所定量 の苛性ソーダを添加して pH調整を行った。
[0067] 次いで、以上の凝集剤、重量剤等が添加されたビーカー内の原水を凝集分離した
。凝集分離の方法は、原水を 1〜3分間中速攪拌した後、沈降待機し、上澄水と沈降 汚泥に分離した状態とした。
[0068] その後、ビーカー内から凝集分離された上澄水のみを 200cc排出し、ビーカー内 に上澄水と沈降汚泥とが混在した lOOccの凝集床を形成した。
[0069] なお、このときの上澄水の ss濃度の測定結果は 2mgZL以下であった。
[0070] 実験の繰り返し (2回目〜 10回目）
上記 1回目の実験で凝集床 lOOccが形成されたビーカー内に、新たに原水を 200 cc加えて合計 300ccとした。
[0071] 2回目以降の凝集剤の添加量は、沈降予備実験で適正と確認された 1回目の添カロ 量よりもおよそ 1Z5に低減し、 300cc当たり「MK— PAC」を 15mgZL、「251— A」 を。. 15mgZLとした。
[0072] このビーカー内の原水に対して、上記 1回目と同様に攪拌し、沈降待機して上澄水 と沈降汚泥に分離した後、ビーカー内の上澄水のみを 200cc排出し、凝集床 lOOcc が形成されたビーカー内に新たな原水を 200cc加え、 300ccに戻して同様に凝集分 離を繰り返す工程を 10回目まで継続した。
[0073] なお、 2回目以降は重量剤である活性炭は添加しな力つた。また、 2回目以降も、ビ 一力一内の原水を凝集に適した pHとするべく pH調整剤として所定量の苛性ソーダ を添カ卩して pH調整を行った。
[0074] また、 2回目〜10回目までのそれぞれの上澄水の ss濃度は、いずれも 2mgZL以 下であった。上澄水の透明度 ·色度についても、 2回目以降でも 1回目と同程度の透 明度 ·色度を確保できて!ヽた。 [0075] 以上、 1回目から 10回目までの凝集剤及び重量剤の各添加量を表 1に示す。
[0076] [表 1]
Figure imgf000014_0001
(単位: mgZL)
[0077] その結果、表 1に示すように、 1回目に示す凝集剤の初期添加量に対しておよそ 1 Z5に低減された添加量でも、十分に原水の凝集分離を行うことができることが確認 された。これにより、ランニングコストに占める凝集剤費用の割合を少なくすることがで き、ランニングコストの低減ィ匕が可能となることが確認された。
図面の簡単な説明
[0078] [図 1]凝集処理タンクの概要を示す模式図
[図 2]本発明に係る凝集処理法の一例を示す工程図
[図 3] (a) (b)は凝集処理槽の他の態様を示す模式図
符号の説明
[0079] 1:凝集処理タンク
10:タンク本体
10A:上室 (凝集処理槽）
10B:下室
11:隔壁
12:導入口
13:排出口
16:入出口
18:攪拌機
2:原水
3:水位調整用水
4:処理水 :凝集床
0:凝集処理槽 :凝集処理室1:側周壁
:柔軟性シート :底板
:原水の導入口 :処理水の排出口 :蓋
:攪拌機

Claims

請求の範囲
[1] 凝集処理槽内に、処理対象排水の凝集に効果的な凝集剤と重量剤とを少なくとも 含む凝集床を備え、該凝集処理槽に前記処理対象排水を導入して、前記処理対象 排水に含まれる懸濁物質を凝集分離することを特徴とする凝集処理法。
[2] 前記凝集床は、前記凝集処理槽内に導入された処理対象排水に凝集剤と重量剤 を添加して前記処理対象排水に含まれる懸濁物質を凝集分離した後、沈降分離し た沈降汚泥の一部又は全部によって構成されることを特徴とする請求項 1記載の凝 集処理法。
[3] 前記凝集床は、前記凝集処理槽とは別の場所に設置された槽内に導入された前 記処理対象排水に凝集剤と重量剤を添加して前記処理対象排水に含まれる懸濁物 質を凝集分離した後、沈降分離した沈降汚泥の一部又は全部によって構成されるこ とを特徴とする請求項 1記載の凝集処理法。
[4] タンク本体の内部に、該内部を上下に二分して上室と下室を形成すると共に上下 に可動して上室と下室の容積を変動可能な隔壁を備え、上室には処理対象排水の 入口と処理水の出口を有し、下室には水位調整用の水の入出口を有するタンクを用 い、前記上室に処理対象排水を満たし、該処理対象排水の凝集に効果的な凝集剤 と重量剤とを少なくとも使用して、該処理対象排水に含まれる懸濁物質を凝集分離し た後、前記下室に水位調整用の水を導入することにより、前記上室内で凝集分離さ れた沈降汚泥の一部又は全部が該上室内の底部に残存して凝集床を形成する程 度に前記隔壁を上方に移動させて処理水を排出し、
次いで、下室の水位調整用の水を排出することにより前記隔壁を下方に移動させ、 凝集床が残存する上室に新たな処理対象排水を満たすことを特徴とする凝集処理 法。
[5] 前記凝集剤が無機系凝集剤と高分子凝集剤カゝらなり、前記重量剤が粉末活性炭 からなることを特徴とする請求項 1〜4のいずれかに記載の凝集処理法。
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