WO2014038537A1 - 水処理方法及び装置 - Google Patents

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water treatment
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哲 清水
光春 寺嶋
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栗田工業株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a water treatment method and apparatus for aggregating and separating suspended substances from water containing fine suspended substances such as river water, rain water, factory effluent, etc., or heavy metal, fluorine or phosphoric acid-containing water.
  • the present invention relates to a water treatment method and apparatus for aggregating and separating inclusions.
  • Patent Document 2 an inorganic flocculant is added to raw water such as water and sewage and industrial wastewater to form an aggregate, and then an organic polymer flocculant is added, followed by agitation and granulation to precipitate particulate matter. It is described.
  • Patent Document 3 in wastewater treatment or water purification treatment, an inorganic flocculant is added to raw water to form an agglomerate, an organic polymer flocculant is added, and then swirled in a liquid cyclone to agglomerate solid-liquid. Separation is described.
  • Patent Document 4 an anionic polymer flocculant is added to a suspension containing a metal hydroxide such as plating factory effluent, and then a cationic polymer flocculant is added. Liquid separation is described. By stirring the agglomerates and applying a shearing force, mechanical dehydration of flocs is promoted, and dense agglomerates (pellets) are formed. Since the pelletized granule has a higher sedimentation rate than a normal floc, the water area load can be made larger than that of a conventional sludge blanket type coagulating sedimentation apparatus, and the apparatus can be made compact.
  • a metal hydroxide such as plating factory effluent
  • Patent Document 5 describes a method for treating heavy metal-containing wastewater in which heavy metal-containing water is neutralized and a polymer is added to perform a coagulation treatment.
  • Patent Document 6 describes a method and apparatus for treating fluorine-containing water in which fluorine-containing water is reacted with iron to form insoluble iron phosphate, and then a polyacrylamide polymer flocculant is added to perform solid-liquid separation. Has been.
  • the present invention relates to a water treatment method and apparatus in which an anionic polymer flocculant is added to water to be treated, followed by stirring and granulation, and then solid-liquid separation to obtain treated water. It is an object of the present invention to provide a water treatment method and apparatus that can form a floc that is strong and has good sedimentation properties that is not destroyed, and that has good water quality.
  • the water treatment method of the present invention includes an agglomeration step in which an anionic polymer flocculant is added to water to be treated to generate agglomerated floc, and then a granulation step in which the water to be treated is stirred to granulate the agglomerated floc.
  • a ratio of cationic groups to the treated water 10 to 50 mol% of a cationic polymer flocculant is added.
  • the water treatment apparatus of the present invention comprises an anionic polymer flocculant addition means for adding an anionic polymer flocculant to the water to be treated, and a treatment target provided on the downstream side of the anionic polymer flocculant addition means.
  • a water treatment apparatus comprising: stirring means for stirring water to granulate agglomerated floc; and solid-liquid separation means for obtaining treated water by solid-liquid separation of water to be treated after stirring by the stirring means, Characterized by comprising cationic polymer flocculant addition means for adding a cationic polymer flocculant having a cationic group ratio of 10 to 50 mol% provided upstream of the anionic polymer flocculant addition means. To do.
  • an inorganic flocculant is first added to the water to be treated.
  • the addition of the inorganic flocculant may be performed simultaneously with the addition of the cationic polymer flocculant, or may be before that.
  • the water to be treated contains heavy metal, and the water to be treated is first neutralized to precipitate heavy metal hydroxide.
  • This neutralization treatment may be performed simultaneously with the addition of the cationic polymer flocculant or may be performed before that.
  • an inorganic flocculant is added to the water to be treated as necessary, or when the water to be treated contains a heavy metal, it is neutralized, and a cationic polymer flocculant and an anionic It was found that aggregates having high floc strength and high density can be formed by adding a polymer flocculant in this order and performing granulation-type coagulation precipitation. In particular, it has been found that by using a cationic polymer flocculant having a cation group ratio of 10 to 50 mol% as the cationic polymer flocculant, it is possible to form a floc having a high density and not easily broken.
  • the present invention is based on such knowledge. According to the present invention, when the floc is subjected to a shearing force due to stirring in the stirring granulation step, miniaturization is unlikely to occur, so that the fine floc is prevented from being mixed into the treated water as SS and clear treated water is obtained. Further, since the granulated product has a high density and a high sedimentation rate, a high load treatment can be performed.
  • an inorganic flocculant, a cationic polymer flocculant and an anionic polymer flocculant are added to the water to be treated, and then granulated by stirring, followed by solid-liquid separation to treat the treated water.
  • the present invention relates to a water treatment method and apparatus for obtaining water.
  • the water to be treated is not particularly limited as long as it is water containing fine suspended substances such as river water, rain water, factory waste water, or water containing heavy metals, fluorine, or phosphoric acid.
  • the suspended substance-containing water is the water to be treated, the SS concentration is preferably 1 to 10000 mg / L, particularly 20 to 2000 mg / L.
  • fluorine-containing water is a treatment target, the fluorine concentration is preferably about 10 to 10,000 mg / L, and when phosphoric acid-containing water is a treatment target, the phosphoric acid concentration is preferably about 5 to 10,000 mg / L.
  • the inorganic flocculant preferably forms a hydroxide such as PAC, polyiron (polyferric sulfate), salt iron (ferric chloride), or sulfate band.
  • a hydroxide such as PAC, polyiron (polyferric sulfate), salt iron (ferric chloride), or sulfate band.
  • calcium compounds such as slaked lime can also be used as the inorganic flocculant.
  • the amount of the inorganic flocculant added is preferably about 10 to 1000 mg / L, particularly about 20 to 500 mg / L.
  • the cationic polymer flocculant is preferably an acrylamide type, and the cationic group ratio is preferably 10 to 50 mol%, particularly 15 to 40 mol%, and more preferably 20 to 30 mol%.
  • the weight average molecular weight of the cationic polymer flocculant is preferably about 12 million to 25 million, particularly about 15 million to 22 million.
  • the addition amount of the cationic polymer flocculant is preferably 0.2 to 5 mg / L, particularly 1 to 3 mg / L.
  • cationic polymer flocculants those generally used as cationic polymer flocculants can be applied, and specifically, a copolymer of a cationic monomer and acrylamide can be suitably used.
  • a copolymer of a cationic monomer and acrylamide can be suitably used.
  • the cationic monomer include dimethylaminoethyl acrylate and dimethylaminoethyl methacrylate (hereinafter, both compounds may be referred to as “dimethylaminoethyl (meth) acrylate”) or a quaternary ammonium salt thereof.
  • Dimethylaminopropylacrylamide, dimethylaminopropylmethacrylamide (hereinafter, both compounds may be referred to as “dimethylaminopropyl (meth) acrylamide”) or their quaternary ammonium salts are preferably used. Yes, but not limited to this.
  • the product form of the cationic polymer flocculant is not particularly limited, and the cationic polymer flocculant particles are dispersed in a powder product, a W / O emulsion, or an aqueous medium having a high salt concentration. It is applicable to the general distribution for waste water agglomeration treatment, such as dispersions.
  • An anionic polymer flocculant is preferably an acrylamide type, and the anionic group ratio is preferably 5 to 30 mol%, particularly 5 to 20 mol%.
  • the weight average molecular weight of the anionic polymer flocculant is preferably about 9 million to 20 million, particularly about 12 million to 18 million.
  • the addition amount of the anionic polymer flocculant is preferably 0.2 to 8 mg / L, particularly 2 to 6 mg / L.
  • an anionic polymer flocculant those generally used as an anionic polymer flocculant can be applied, and specifically, a copolymer of an anionic monomer and acrylamide, or a hydrolysis of polyacrylamide.
  • a decomposition product can be used.
  • acrylic acid or a salt thereof can be suitably used.
  • Polymers copolymerized with acrylamide using 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid or a salt thereof together with acrylic acid or a salt thereof as an anionic monomer are particularly useful in that they can be used stably over a wide pH range. It can be used suitably.
  • the product form of the anionic polymer flocculant is not particularly limited, and is a powder product, a W / O type emulsion, or a disperser in which anionic polymer flocculant particles are dispersed in an aqueous medium having a high salt concentration. What is generally distributed for waste water agglomeration treatment, such as John, can be applied.
  • the cationic group ratio is a molar ratio of the cationic monomer in the total molar amount of the nonionic monomer and the cationic monomer to be copolymerized.
  • Anionic group ratio is the molar ratio of anionic monomer to the total molar amount of nonionic monomer and anionic monomer to be copolymerized (in the case of polyacrylamide hydrolyzate, nonionic repeating unit and anionic repeating unit Molar ratio).
  • the ratio of the cation group is 20 mol% as follows.
  • a sedimentation accelerator such as sand may be added.
  • the cationic polymer flocculant is added to the water to be treated (raw water) together with the inorganic flocculant or immediately after the inorganic flocculant is added (for example, it is added for 1 second to 1 minute, particularly 5 seconds to 30 seconds) or later. Thereafter, the anionic polymer flocculant is added after a lapse of 1 to 10 minutes when mixed using a stirring tank, and after a lapse of 30 seconds to 2 minutes when mixed by line mixing.
  • the ratio Ac / Aa between the addition amount Ac of the cationic polymer flocculant and the addition amount Aa of the anionic polymer flocculant is preferably 0.1 to 1, particularly 0.4 to 0.8.
  • the addition amount Am of the inorganic flocculant, the addition amount Ac of the cationic polymer flocculant, and the addition amount Aa of the anionic polymer flocculant satisfy the following formula. 0.1 ⁇ (Am / 100 + Ac) / Aa ⁇ 2
  • the flocculant is added by a chemical injection pump or the like.
  • [Coagulation sedimentation tank] it is preferable to use a granulation-type coagulation sedimentation tank, but a granulation-type coagulation tank and a solid-liquid separation means are provided, and the excess sludge of the solid-liquid separation means is returned to the granulation-type coagulation tank as seed sludge. You may use the thing of a structure.
  • FIGS. 1-10 The preferred flow of the first aspect is shown in FIGS.
  • the pH in the stirring tank 2 is adjusted to about 6 to 8 with a pH adjusting agent (an alkali such as NaOH or Ca (OH) 2 and an acid such as HCl or H 2 SO 4 ).
  • a pH adjusting agent an alkali such as NaOH or Ca (OH) 2 and an acid such as HCl or H 2 SO 4 ).
  • the order of addition of the inorganic flocculant, pH adjuster and cationic polymer flocculant is preferably in this order or simultaneously.
  • adding the inorganic flocculant immediately after the addition of the cationic polymer flocculant is regarded as substantially simultaneous and there is no problem.
  • the positive charge of the inorganic flocculant and the cationic polymer flocculant acts on the negative charge of SS to neutralize the charge, and the polymer chain of the cationic polymer flocculant is entangled by hydrogen bonds.
  • a firm floc is formed with a small particle size but high density.
  • the stirring strength of the stirring tank 2 is preferably 100 to 500 s ⁇ 1 in terms of G value, and the residence time is preferably 1 to 10 minutes.
  • An anionic polymer flocculant is added to water containing floc formed in the stirring tank 2 (or a stirring pipe) and allowed to flow into the bottom of the granulated coagulation sedimentation tank 5.
  • the injection point of the anionic polymer flocculant is preferably an outflow trough of the agitation tank 2 or a water channel such as a pipe 4 connecting the agitation tank 2 and the granulated coagulation sedimentation tank 5.
  • the anionic polymer flocculant is preferably added to the granulated coagulation sedimentation tank 5 in a mixed state with the floc flocs without sufficiently aggregating after the addition of the anionic polymer flocculant. Immediately after that (for example, 1 second to 1 minute, especially 5 seconds to 30 seconds), it is provided so as to flow into the granulation type coagulation sedimentation tank 5.
  • a sludge blanket is formed in which aggregates (pebbles) having a very high sedimentation rate are held.
  • a sludge blanket holding the pebble can be formed by growing agglomerates by carrying out granulation-type coagulation precipitation.
  • the blanket is given a shearing force by the stirring blade 6 of the agitation stirrer 7, and the mechanical dehydration of the floc is promoted to form a granulated pebble.
  • the floc is firmly bonded to the pebble, so that suspended substances are removed and the pebble is hardly broken by shearing force.
  • the granulated pebble (granulated sludge) is pulled out from the lower part of the granulated coagulation sedimentation tank 5. Since dewatering from flocs is promoted during the pebble formation process, the granulated sludge has a high density.
  • the clear treated water is taken out through the trough 8 at the top of the granulation type coagulation sedimentation tank 5.
  • the agitation strength of the blanket in the granulation type coagulation sedimentation tank 5 is preferably 2 to 150 s ⁇ 1, particularly 5 to 100 s ⁇ 1 in terms of G value.
  • the SS concentration of the blanket is preferably 2000 to 100,000 mg / L, particularly 4000 to 60000 mg / L.
  • the water flow LV of the granulation type coagulation sedimentation tank is preferably 5 to 90 m / hr, particularly 10 to 70 m / hr.
  • the flow of FIG. 2 uses the line mixing device 11 instead of the stirring tank 2.
  • the raw water is passed through the line mixing device 11 by the raw water pump 10.
  • An inorganic flocculant, a cationic polymer flocculant, and an anionic polymer flocculant are added to the line mixing device 11.
  • Other configurations are the same as those in FIG.
  • the mixing intensity of the line mixing device 11 is preferably about 100 to 500 s ⁇ 1 in terms of G value, and the residence time is preferably about 30 to 120 seconds, particularly about 30 to 60 seconds.
  • the average speed gradient value (G value) represented by the following equation is used as an indicator of the stirring intensity of the stirring mixing by the stirring blades and the mixing intensity in the line mixing.
  • the G value can be obtained from the size, the number, and the number of rotations of the stirring blades, and in the case of line mixing, the G value can be obtained from the flow velocity and pressure loss.
  • G ⁇ (g ⁇ w / ⁇ )
  • w Work per unit time, unit volume (kg ⁇ m / m 3 ⁇ s)
  • ⁇ Water viscosity coefficient (kg / m ⁇ s)
  • FIG. 3 The flow of FIG. 3 is a flow of FIG. 1, in which a second agitation tank 20 is installed as a granulation-type agglomeration tank after the agitation tank 2, and an anionic polymer flocculant is added to the second agitation tank 20, The mixture is stirred by the stirrer 21 and granulated in the second stirring tank 20.
  • the effluent water from the second agitation tank 20 is introduced into the feed well 31 of the precipitation tank 30 and introduced into the lower part of the precipitation tank 30 from the lower part of the feed well 31.
  • the granulated sludge settled in the sedimentation tank 30 is scraped to the center by the mud collecting rake 32, and a part thereof is returned to the second stirring tank 20 through the sludge return line 33 as seed sludge for granulation. The remainder is taken out via a take-out line 34.
  • the supernatant water is taken out as treated water through the trough 35.
  • Other configurations are the same as those in FIG.
  • flocs having high mechanical strength are generated in the settling tank 5 and the second stirring tank 20. Although the details of this reason are unknown, it is presumed as follows. That is, SS in raw water is neutralized by an inorganic flocculant and a cationic polymer flocculant to form a complex. By adding an anionic polymer flocculant to this, in addition to the electrostatic action of the cation and the anion, the hydrogen bonds of the nonionic chain based on the acrylamide unit entangle the flocs and strengthen the bond.
  • the polymer flocculant Since the hydrogen bond by acrylamide (nonionic chain in the polymer flocculant) works greatly, it is preferable that the polymer flocculant has many nonionic chains. Further, a predetermined amount of cation chain is required for SS negative charge of water to be treated. Therefore, it is considered that the cationic polymer flocculant to be used is suitable to have a low cation degree and a large molecular weight.
  • the anionic polymer flocculant is also preferably one having a large number of nonionic chains in the molecule because hydrogen bonds due to acrylamide (nonionic chains) work greatly.
  • the anionic polymer flocculant used has a low anion degree and a large molecular weight.
  • Anionic polymer flocculant can be added without adding cationic polymer flocculant by adding and stirring a cationic polymer flocculant having a cationic group ratio of 10 to 50 mol% at the same time as or after addition of the inorganic flocculant. Compared with the addition of, it is considered that the proportion of water molecules incorporated is small and flocs with high density can be formed. Subsequently, an anionic polymer flocculant is added and granulated in a mixed state with flocs, so that the flocs are firmly adsorbed on the pebble in the blanket zone by the adsorption force of the anionic polymer flocculant, and high density flocs are formed. It becomes coarse.
  • a hard flock having a higher density can be formed by using a low ionic material.
  • the ionicity is too low, there is a concern that the dispersibility may deteriorate and the adsorptive power may decrease, leading to a decrease in turbidity and an increase in the amount of drug used. There is a need to.
  • the amount of inorganic flocculant used can be reduced.
  • the heavy metal-containing water is treated water, the treated water is neutralized to precipitate heavy metal hydroxide, and the cationic polymer flocculant and the anionic polymer flocculant. Is then added to the water treatment method and apparatus for stirring and granulating, followed by solid-liquid separation to obtain treated water.
  • the treatment target water of the second aspect includes heavy metals such as plating waste water, pickling waste water, etching waste water and the like.
  • heavy metals include Fe, Zn, Cr, Mn, Ni, Pb, Cd, Cu, Sn, Al, and Mg.
  • the heavy metal content is preferably such a content that heavy metal hydroxide is produced in an amount of 1 to 20000 mg / L, particularly 20 to 1000 mg / L by neutralization.
  • the neutralizing agent at least one kind such as sodium hydroxide and calcium hydroxide is preferable.
  • the pH after neutralization is preferably about 6-8.
  • a heavy metal is hexavalent chromium
  • Preferred types and addition amounts of the cationic polymer flocculant and the anionic polymer flocculant are the same as those in the first embodiment.
  • the cationic polymer flocculant is added to the water to be treated (raw water) together with an alkali for neutralization, or immediately after the alkali is added (for example, 1 second to 1 minute, particularly 5 seconds to 30 seconds). ) Or later. Thereafter, the anionic polymer flocculant is added after a lapse of 1 to 10 minutes when mixed using a stirring tank, and after a lapse of 30 seconds to 2 minutes when mixed by line mixing.
  • the ratio Ac / Aa between the addition amount Ac of the cationic polymer flocculant and the addition amount Aa of the anionic polymer flocculant is preferably 0.1 to 1, particularly 0.4 to 0.8. .
  • FIG. 11 shows a suitable flow of the second aspect.
  • Raw water containing heavy metal is introduced into the stirring tank 2 through the pipe 1, and the pH in the stirring tank 2 is adjusted to about 6 to 11 with a pH adjusting agent (an alkali such as NaOH, Ca (OH) 2 ) Precipitate the hydroxide.
  • a pH adjusting agent an alkali such as NaOH, Ca (OH) 2
  • the cationic polymer flocculant is added to the raw water introduction pipe 1 or the stirring tank 2 to the stirring tank 2.
  • the order of adding the pH adjusting agent and the cationic polymer flocculant is preferably this order or simultaneous. However, when adding to the stirring tank 2, adding the inorganic flocculant immediately after the addition of the cationic polymer flocculant is regarded as substantially simultaneous and there is no problem.
  • the positive charge of the cationic polymer flocculant acts on the negative charge of the heavy metal hydroxide to neutralize the charge, and the polymer chain of the cationic polymer flocculant is entangled by hydrogen bonds, A small floc is formed but has a high density and a firm floc.
  • the stirring strength of the stirring tank 2 is preferably 100 to 500 s ⁇ 1 in terms of G value, and the residence time is preferably 1 to 10 minutes.
  • An anionic polymer flocculant is added to water containing flocs formed in the stirring tank 2 and allowed to flow into the bottom of the granulation-type coagulation sedimentation tank 5.
  • the injection point of the anionic polymer flocculant is preferably an outflow trough of the agitation tank 2 or a water channel such as a pipe 4 connecting the agitation tank 2 and the granulated coagulation sedimentation tank 5.
  • the anionic polymer flocculant is preferably added to the granulated coagulation sedimentation tank 5 in a mixed state with the floc flocs without sufficiently aggregating after the addition of the anionic polymer flocculant. Immediately after that (for example, 1 second to 1 minute, especially 5 seconds to 30 seconds), it is provided so as to flow into the granulation type coagulation sedimentation tank 5.
  • a sludge blanket is formed in which agglomerates (pebbles) having a very high sedimentation rate are retained, as in the first embodiment.
  • the flocs are adsorbed by the pebble in the blanket and are separated into solid and liquid, so that the water is clear (for example, the SS concentration is 20 mg). / L or less, especially 10 mg / L or less) Only water flows out from the trough 8 as treated water.
  • the stirring strength of the blanket in the granulation type coagulation sedimentation tank 5 is the same as that in the case of the first aspect in the SS concentration and the preferable range of the water flow LV.
  • the cationic polymer flocculant may be referred to as a cationic polymer
  • the anionic polymer flocculant may be referred to as an anionic polymer.
  • Examples 1 to 3 are examples of the first aspect
  • Example 4 is an example of the second aspect.
  • Example 1 Experiment with different treatment method and type of polymer flocculant added]
  • Raw water prepared by adding 200 mg / L of kaolin to industrial water was treated according to the flow of FIG. Water flow was performed at a flow rate of 4.2 m 3 / h so that the water area load (LV) to the granulation type coagulation sedimentation tank was 60 m / hr.
  • the inorganic flocculant was PAC (addition amount 150 mg / L) and neutralized with a 25% sodium hydroxide solution as a neutralizing agent.
  • a cationic polymer flocculant 1 mg / L of a cationic polymer flocculant c (cation group ratio 20 mol%) obtained by polymerizing acrylamide and dimethylaminoethyl acrylate methyl chloride quaternary salt is added, and an anionic polymer is added.
  • an aggregating agent 2 mg / L of an anionic polymer aggregating agent a (anionic group ratio: 12 mol%) obtained by polymerizing acrylamide and sodium acrylate was added.
  • the residence time of the stirring tank 2 was 2 minutes, and the G value was 200 s ⁇ 1 .
  • the granulation type coagulation sedimentation tank was formed with a diameter of 300 mm ⁇ height of 1200 mm, a blanket zone G value of 50 s ⁇ 1 and a blanket zone up to a height of 600 mm.
  • the SS concentration of the blanket is 50000 mg / L.
  • Table 1 shows the particle size distribution, floc apparent density, and treated water SS concentration of granulated particles (floc) in the blanket zone.
  • Example 2 The same raw water as in Example 1 was treated according to the flow shown in FIG. The G value of the line mixer was 200 s ⁇ 1 and the residence time was 30 seconds. Other conditions were the same as in Example 1. Table 1 shows the particle size distribution, floc apparent density, and treated water SS concentration of the granulated particles (floc) in the blanket zone.
  • Example 3 Raw water was treated according to the flow shown in FIG. PAC 200 mg / L, cationic polymer flocculant c 1 mg / L and anionic polymer flocculant a 3 mg / L were added. G value of the stirred tank is first stirred tank 2 at 150s -1, second and stirred tank 20 in 80s -1, and the respective dwell time was 5 minutes.
  • Table 1 shows the particle size distribution, floc apparent density, and treated water SS concentration of the granulated particles (floc) in the blanket zone.
  • Example 1 In Example 1, the addition locations of the cationic polymer flocculant c1 mg / L and the anionic polymer flocculant a2 mg / L were reversed. That is, the cationic polymer flocculant c was added to the pipe 4, and the anionic polymer flocculant a was added to the stirring tank 2. Other conditions were the same as in Example 1. Table 1 shows the particle size distribution, floc apparent density, and treated water SS concentration of the granulated particles (floc) in the blanket zone.
  • Example 2 In Example 1, the addition amount of PAC was 200 mg / L, the addition amount of anionic polymer flocculant a was 3 mg / L, and the cationic polymer flocculant was not added. Other conditions were the same as in Example 1. Table 1 shows the particle size distribution, floc apparent density, and treated water SS concentration of the granulated particles (floc) in the blanket zone.
  • Example 3 In Example 1, the amount of PAC added was 200 mg / L, and 4 mg / L of the first amphoteric polymer flocculant having a cation group ratio smaller than the anion group ratio was added to the stirring tank 2. The cationic polymer flocculant and the anionic polymer flocculant of Example 1 were not added.
  • Table 1 shows the particle size distribution, floc apparent density, and treated water SS concentration of the granulated particles (floc) in the blanket zone.
  • Example 4 In Example 1, the amount of PAC added was 200 mg / L, anionic polymer flocculant a3 mg / L was added to stirring tank 2, and 1 mg of second amphoteric polymer flocculant having a larger cation group ratio than the anion group ratio. / L was added to the pipe 4.
  • Table 1 shows the particle size distribution, floc apparent density, and treated water SS concentration of the granulated particles (floc) in the blanket zone.
  • the apparent density of floc was derived from each floc sedimentation rate and particle size measured by a high speed camera using the particle sedimentation rate equation.
  • Example 2 Experiment in which the ionic group ratio and weight average molecular weight of the polymer flocculant were changed]
  • the raw water is treated under the same conditions as in Example 1 except that the ionic group ratio or the weight average molecular weight of the cationic polymer flocculant or anionic polymer flocculant to be added is changed.
  • the water SS concentration and floc sedimentation rate were examined.
  • the floc sedimentation speed was calculated from the time until the floc was completely settled with a 500 mL measuring cylinder until 90% or more of the floc had settled, and the sedimentation distance. The results are shown in FIGS.
  • the weight average molecular weights of the cationic polymer flocculant and the anionic polymer flocculant were calculated by the following method.
  • Mw is calculated from the intrinsic viscosity (unit: dl / g) of the cationic polymer flocculant measured in a 1N-NaCl aqueous solution at 25 ° C. using the above viscosity equation.
  • the calculated Mw is divided by the molecular weight of the DAM quaternary salt of 207.5 to calculate the degree of polymerization.
  • This polymerization degree was obtained by multiplying the unit molecular weight of 95.6 of the used cationic polymer flocculant (acrylamide / dimethylaminoethyl acrylate methyl chloride quaternary salt copolymer having a cation group ratio of 20 mol%).
  • the numerical value was made into the weight average molecular weight.
  • the intrinsic viscosity [ ⁇ ] was measured in a 1N—NaNO 3 aqueous solution at 30 ° C. (unit: dl / g).
  • the Mw calculated from the above formula is directly used as the weight of the anionic polymer flocculant without conversion to the degree of polymerization. The average molecular weight was used.
  • the cationic polymer flocculant has a cationic group ratio of 10 to 50 mol%, particularly 15 to 40 mol%, more preferably 20 to 30 mol%, and the anionic polymer flocculant has an anionic group ratio of 5 to 5 mol%. It was found that 30 mol% was preferred.
  • the weight average molecular weight of the cationic polymer flocculant is preferably 12 million or more, and the weight average molecular weight of the anionic polymer flocculant is preferably 9 million or more.
  • Example 3 Experiment in which ratio of addition amount of cationic polymer flocculant / anionic polymer flocculant is changed.
  • raw water was treated under the same conditions as in Example 1 except that the ratio of the addition amount of the cationic polymer flocculant and the anionic polymer flocculant was changed, and the treated water SS concentration and floc were The sedimentation rate was examined.
  • FIG. 8 shows the relationship between the addition ratio of cationic polymer flocculant c / anionic polymer flocculant a, treated water SS concentration, and floc sedimentation rate.
  • the cationic polymer flocculant / anionic polymer flocculant addition ratio is in the range of 0.1 to 1
  • the floc sedimentation rate is about 75 to 90 m / hr
  • the treated water SS concentration is 10 mg / hr. L or less was good.
  • the addition amount ratio was 2
  • the floc sedimentation rate decreased and the treated water SS concentration deteriorated to 40 mg / L. From this, it is recognized that the addition ratio of the cationic polymer flocculant and the anionic polymer flocculant needs to be 0.1 to 1 in order to obtain a pebble having a good floc sedimentation rate.
  • Example 4 Experiment in which the addition amount ratio (Am / 100 + Ac) / Aa is changed] Under the same conditions as in Example 1, except that the anionic polymer flocculant a was 2 mg / L in the flow of FIG. 1 and the inorganic flocculant addition amount and the cationic polymer flocculant c addition amount were changed. The raw water was treated and the treated water SS concentration and floc sedimentation rate were examined.
  • FIG. 9 shows the relationship between the added amount ratio (Am / 100 + Ac) / Aa, the treated water SS concentration, and the floc sedimentation rate.
  • the addition ratio (Am / 100 + Ac) / Aa was 0.1 to 2
  • the floc sedimentation rate was 79 m / hr or more and the treated water SS concentration was 20 mg / L or less.
  • the addition ratio (Am / 100 + Ac) / Aa needs to be 0.1 to 2 in order to obtain a pebble with a good floc sedimentation rate.
  • Example 5 Experiment with varying G value of blanket stirring
  • raw water was treated under the same conditions as in Example 1 except that the G value of blanket stirring was changed, and the treated water SS concentration and floc sedimentation rate were examined.
  • FIG. 10 shows the relationship between the blanket agitation G value, the treated water SS concentration, and the floc sedimentation rate.
  • the G value As shown in FIG. 10, by setting the G value to 5 to 150 s ⁇ 1 , the floc sedimentation rate was high, and a good treated water quality with an SS concentration of 10 mg / L or less was obtained. However, when the G value was 300 s ⁇ 1 , floc roll-up occurred and the treated water quality deteriorated. In addition, when the G value was 1 s- 1 , the sedimentation rate of flocs decreased and the concentration of treated water SS increased. When the G value is small, the mechanical dehydration of the floc is not promoted, so it is considered that the sedimentation rate has decreased. For this reason, the G value for stirring the blanket needs to be 5 to 150 s ⁇ 1 .
  • Example 4 According to the flow shown in FIG. 11, the water quality Cu (copper) containing waste water shown in Table 2 was processed.
  • the main conditions are as follows.
  • Table 2 shows the quality of the treated water.
  • Example 5 In Example 4, the same treatment was carried out except that the cationic polymer flocculant c ′ (cation group ratio 60 mol%) differing from the cationic polymer flocculent only in the cationic group ratio was used as the cationic polymer flocculant. Went. Table 2 shows the quality of the treated water.
  • the water quality of the treatment is improved.
  • the present invention is based on Japanese Patent Application 2012-198559 filed on September 10, 2012, the entirety of which is incorporated by reference.

Abstract

【課題】被処理水にアニオン系高分子凝集剤を添加し、その後、撹拌して造粒し、次いで固液分離して処理水を得る水処理方法及び装置において、撹拌時の剪断力によって破壊されないような強固で沈降性の良好なフロックを形成させることができ、しかも処理水の水質が良好となる水処理方法及び装置を提供する。 【解決手段】被処理水にアニオン系高分子凝集剤を添加して凝集フロックを生成させる凝集工程と、次いで該被処理水を撹拌して凝集フロックを造粒する造粒工程と、生成した造粒物を固液分離して処理水を得る固液分離工程とを有する水処理方法において、前記アニオン系高分子凝集剤を添加する前に、前記被処理水に、カチオン基比率が１０～５０モル％のカチオン系高分子凝集剤を添加することを特徴とする水処理方法。

Description

水処理方法及び装置
　本発明は、河川水、雨水、工場の用排水等、微細な懸濁物質が含まれる水から、懸濁物質を凝集分離する水処理方法及び装置あるいは、重金属やフッ素又はリン酸含有水からこれら含有物を凝集分離する水処理方法及び装置に関する。
　工場廃水、下水などの原水（被処理水）に無機凝集剤を添加した後、アニオン系高分子凝集剤及びカチオン系高分子凝集剤を同時に添加し、固液分離することが公知である（特許文献１の比較例６，１０）。
　特許文献２には、上下水、産業廃水などの原水に無機凝集剤を添加して凝集物を生成させた後、有機高分子凝集剤を添加し、次いで撹拌造粒して粒状物を沈殿させることが記載されている。
　特許文献３には、排水処理や浄水処理において、原水に無機凝集剤を添加して凝集物を生成させた後、有機高分子凝集剤を添加し、次いで液体サイクロン内で旋回させて凝集固液分離することが記載されている。
　特許文献４には、メッキ工場排水などの金属水酸化物を含む懸濁液にアニオン系高分子凝集剤を添加し、次いでカチオン系高分子凝集剤を添加し、その後、撹拌造粒して固液分離することが記載されている。凝集物を撹拌して剪断力を与えることにより、フロックの機械的脱水を促進し、密度の高い凝集体（ペレット）が形成される。造粒されたペレットは、通常のフロックよりも沈降速度が大きいため、従来型のスラッジブランケット型凝集沈殿装置よりも水面積負荷を大きくとることができ、装置をコンパクトなものとすることができる。
　特許文献５には、重金属含有水を中和すると共にポリマーを添加して凝集処理する重金属含有排水の処理方法が記載されている。
　特許文献６には、フッ素含有水を鉄と反応させて不溶性リン酸鉄を生成させた後、ポリアクリルアミド系高分子凝集剤を添加し、固液分離するフッ素含有水の処理方法及び装置が記載されている。
特開２００３－１４５１６８ 特開平１１－１６９６０９ 特開２０１０－２１４２４８ 特開平６－５５００４ 特開平５－３３７４７４ 特開２００７－９８３２５
　造粒型の凝集沈殿装置においてブランケットゾーンを撹拌することによりフロックの造粒を行う場合、造粒フロック(ペレット)の一部が撹拌羽根による剪断力によって破壊されて微細化し易い。微細化されたフロックは、そのまま処理水に流出するため、処理水の水質が悪化する。
　本発明は、被処理水にアニオン系高分子凝集剤を添加し、その後、撹拌して造粒し、次いで固液分離して処理水を得る水処理方法及び装置において、撹拌時の剪断力によって破壊されないような強固で沈降性の良好なフロックを形成させることができ、しかも処理水の水質が良好となる水処理方法及び装置を提供することを目的とする。
　本発明の水処理方法は、被処理水にアニオン系高分子凝集剤を添加して凝集フロックを生成させる凝集工程と、次いで該被処理水を撹拌して凝集フロックを造粒する造粒工程と、生成した造粒物を固液分離して処理水を得る固液分離工程とを有する水処理方法において、前記アニオン系高分子凝集剤を添加する前に、前記被処理水に、カチオン基比率が１０～５０モル％のカチオン系高分子凝集剤を添加することを特徴とするものである。
　本発明の水処理装置は、被処理水にアニオン系高分子凝集剤を添加するアニオン系高分子凝集剤添加手段と、該アニオン系高分子凝集剤添加手段の下流側に設けられた、被処理水を撹拌して凝集フロックを造粒する撹拌手段と、該撹拌手段によって撹拌された後の被処理水を固液分離して処理水を得る固液分離手段とを備える水処理装置において、前記アニオン系高分子凝集剤添加手段の上流側に設けられた、カチオン基比率が１０～５０モル％のカチオン系高分子凝集剤を添加するカチオン系高分子凝集剤添加手段を備えたことを特徴とするものである。
　本発明の一態様では、被処理水にまず無機凝集剤を添加する。この無機凝集剤の添加は、カチオン系高分子凝集剤の添加と同時であってもよく、それよりも前であってもよい。
　本発明の別の一態様では、被処理水が重金属を含んでおり、被処理水をまず中和して重金属水酸化物を析出させる。この中和処理はカチオン系高分子凝集剤の添加と同時であってもよく、それよりも前であってもよい。
　本発明者が種々研究を重ねた結果、被処理水に必要に応じ無機凝集剤を添加するか又は被処理水が重金属を含む場合には中和処理し、カチオン系高分子凝集剤、アニオン系高分子凝集剤をこの順に添加して造粒型の凝集沈殿を行うことにより、フロック強度が大きく、密度が高い凝集体が形成できることが見出された。特に、カチオン系高分子凝集剤として、カチオン基比率が１０～５０モル％のカチオン系高分子凝集剤を用いることにより、密度が高く、壊れにくいフロックを形成させることができることが見出された。
　本発明は、かかる知見に基づくものである。本発明によると、撹拌造粒工程においてフロックが撹拌による剪断力を受ける際に微細化が起こりにくいので、微細フロックがＳＳとして処理水に混入することが抑制され清澄な処理水が得られる。また、造粒物は密度が高く、沈降速度が大きいものとなるので、高負荷処理を行うことができる。
実施の形態に係る水処理方法及び装置を示すフロー図である。 実施の形態に係る水処理方法及び装置を示すフロー図である。 実施の形態に係る水処理方法及び装置を示すフロー図である。 実験結果を示すグラフである。 実験結果を示すグラフである。 実験結果を示すグラフである。 実験結果を示すグラフである。 実験結果を示すグラフである。 実験結果を示すグラフである。 実験結果を示すグラフである。 実施の形態に係る水処理方法及び装置を示すフロー図である。
＜無機凝集剤を添加する第１態様＞
　本発明の第１態様は、被処理水に無機凝集剤、カチオン系高分子凝集剤及びアニオン系高分子凝集剤を添加し、その後、撹拌して造粒し、次いで固液分離して処理水を得る水処理方法及び装置に関するものである。
［被処理水及び凝集剤］
　処理対象水は、河川水、雨水、工場の用排水等、微細な懸濁物質が含まれる水や、重金属、フッ素又はリン酸を含む水であれば特に限定されない。なお、懸濁物質含有水が処理対象水である場合、好ましくはそのＳＳ濃度は１～１００００ｍｇ／Ｌ特に２０～２０００ｍｇ／Ｌである。また、フッ素含有水が処理対象の場合は、フッ素濃度は１０～１００００ｍｇ／Ｌ程度が好ましく、リン酸含有水が処理対象の場合は、リン酸濃度は５～１００００ｍｇ／Ｌ程度が好ましい。
　無機凝集剤は、ＰＡＣ、ポリ鉄（ポリ硫酸第二鉄）、塩鉄（塩化第二鉄）あるいは硫酸バンドなど水酸化物を形成するものが好ましい。また、フッ素含有水やリン酸含有水では、消石灰などのカルシウム化合物も無機凝集剤として使用することができる。無機凝集剤の添加量は１０～１０００ｍｇ／Ｌ特に２０～５００ｍｇ／Ｌ程度が好ましい。
　カチオン系高分子凝集剤はアクリルアミド系のものが好適であり、そのカチオン基比率は１０～５０モル％、特に１５～４０モル％、更に２０～３０モル％が好適である。カチオン系高分子凝集剤の重量平均分子量は１２００万～２５００万特に１５００万～２２００万程度が好適である。カチオン系高分子凝集剤の添加量は０．２～５ｍｇ／Ｌ特に１～３ｍｇ／Ｌが好適である。
　このようなカチオン系高分子凝集剤としては、一般にカチオン性高分子凝集剤として使用されているものが適用でき、具体的にはカチオン性モノマーとアクリルアミドとの共重合物を好適に用いることができる。カチオン性モノマーの具体例としては、ジメチルアミノエチルアクリレートやジメチルアミノエチルメタクリレート（以下、両化合物を併せて「ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレート」と記す場合がある）の酸塩もしくはその４級アンモニウム塩、ジメチルアミノプロピルアクリアミドやジメチルアミノプロピルメタクリアミド（以下、両化合物を併せて「ジメチルアミノプロピル（メタ）アクリルアミド」と記す場合がある）の酸塩もしくはその４級アンモニウム塩を好適に用いることができるが、これに限定されるものではない。なお、カチオン性高分子凝集剤の製品形態は特に限定されるものではなく、粉末品、Ｗ／Ｏ型エマルション、或いは、高塩類濃度の水系媒体中にカチオン性高分子凝集剤粒子が分散しているディスパージョンなど、排水の凝集処理用に一般に流通しているのが適用できる。
　アニオン系高分子凝集剤はアクリルアミド系のものが好適であり、そのアニオン基比率は５～３０モル％特に５～２０モル％が好適である。アニオン系高分子凝集剤の重量平均分子量は９００万～２０００万特に１２００万～１８００万程度が好適である。アニオン系高分子凝集剤の添加量は０．２～８ｍｇ／Ｌ特に２～６ｍｇ／Ｌが好適である。
　このようなアニオン系高分子凝集剤としては、一般にアニオン性高分子凝集剤として使用されているものが適用でき、具体的にはアニオン性モノマーとアクリルアミドとの共重合物、または、ポリアクリルアミドの加水分解物を用いることができる。アニオン性モノマーの具体例としては、アクリル酸若しくはその塩を好適に用いることができる。アニオン性モノマーとして、アクリル酸若しくはその塩とともに、２－アクリルアミド－２－メチルプロパンスルホン酸若しくはその塩を用いて、アクリルアミドと共重合した重合物は、広いｐＨ範囲で安定して使用できる点で特に好適に用いることができる。
　アニオン性高分子凝集剤の製品形態は特に限定されるものではなく、粉末品、Ｗ／Ｏ型エマルション、或いは、高塩類濃度の水系媒体中にアニオン性高分子凝集剤粒子が分散しているディスパージョンなど、排水の凝集処理用に一般に流通しているものが適用できる。
　カチオン基比率とは、共重合するノニオン性モノマーとカチオン性モノマーとの合計モル量に占めるカチオン性モノマーのモル比である。アニオン基比率とは、共重合するノニオン性モノマーとアニオン性モノマーとの合計モル量に占めるアニオン性モノマーのモル比（ポリアクリルアミドの加水分解物の場合は、ノニオン性繰り返し単位とアニオン性繰り返し単位のモル比）である。
　例えば、アクリルアミド８０モルとジメチルアミノエチルアクリレートの４級アンモニウム塩２０モルとを共重合したカチオン系高分子凝集剤の場合、カチオン基比率は以下の通り２０モル％となる。
　カチオン基比率［モル％］＝
　［カチオン性モノマーのモル比／（カチオン性モノマーのモル比＋ノニオン性モノマーのモル比）］×１００
　　＝［２０／（２０＋８０）］×１００＝２０　［モル％］
　凝集剤を添加した後、砂などの沈降促進剤を添加してもよい。
［凝集剤の添加のタイミング、添加量及び添加手段］
　被処理水にまず無機凝集剤を添加する第１態様においては、カチオン系高分子凝集剤は被処理水（原水）に対し無機凝集剤と共に添加されるか、又は無機凝集剤を添加した直後（例えば１秒～１分特に５秒～３０秒）又はそれ以降に添加される。その後、撹拌槽を用いて混合したときは１～１０分経過後に、ライン混合で混合したときは３０秒～２分経過後にアニオン系高分子凝集剤が添加される。
　カチオン系高分子凝集剤の添加量Ａｃとアニオン系高分子凝集剤の添加量Ａａとの比Ａｃ／Ａａが０．１～１特に０．４～０．８であることが好ましい。
　無機凝集剤の添加量Ａｍ、カチオン系高分子凝集剤の添加量Ａｃ及びアニオン系高分子凝集剤の添加量Ａａが下式を満たすことが好ましい。　
　０．１＜（Ａｍ／１００＋Ａｃ）／Ａａ＜２
　凝集剤の添加は、薬注ポンプなどによって行われる。
［凝集沈殿槽］
　本発明では、造粒型凝集沈殿槽を用いるのが好ましいが、造粒型凝集槽と固液分離手段とを設け、固液分離手段の余剰汚泥を種汚泥として造粒型凝集槽に返送する構成のものを用いてもよい。
　第１態様の好適なフローを図１，２に示す。
［図１のフロー］
　微細なＳＳを含有する原水が配管１を介して撹拌槽２に流入する。撹拌槽２内は撹拌機３によって急速撹拌されている。無機凝集剤は、配管１または撹拌槽２に添加される。
　撹拌槽２内のｐＨをpH調整剤（ＮａＯＨ、Ｃａ（ＯＨ）２などのアルカリ及びＨＣｌ、Ｈ２ＳＯ４などの酸）によって６～８程度に調整する。
　カチオン系高分子凝集剤を配管１または撹拌槽２に添加する。無機凝集剤、ｐＨ調整剤とカチオン系高分子凝集剤の添加順序はこの順または同時とするのが好ましい。ただし撹拌槽を用いる場合はカチオン系高分子凝集剤を添加した直後に無機凝集剤を添加することは実質同時と見なして支障はない。
　撹拌槽２では、無機凝集剤とカチオン系高分子凝集剤の正電荷がＳＳの負電荷に作用して荷電中和するとともに、カチオン系高分子凝集剤の高分子鎖が水素結合により絡まりあって、小粒径であるが密度が高くしっかりとしたフロックが形成される。
　撹拌槽２の撹拌強度はＧ値で１００～５００ｓ－１とし、滞留時間は１分～１０分とすることが好ましい。
　撹拌槽２（又は撹拌用配管）で形成されたフロックを含有する水にアニオン系高分子凝集剤を添加し、造粒型凝集沈殿槽５の底部に流入させる。アニオン系高分子凝集剤の注入点は、撹拌槽２の流出トラフまたは撹拌槽２と造粒型凝集沈殿槽５とをつなぐ配管４などの水路とするのが好ましい。いずれの場合もアニオン系高分子凝集剤を添加後に十分に凝集することなく凝集フロックと混合状態で造粒型凝集沈殿槽５に流入させる必要があるので、好ましくはアニオン系高分子凝集剤を添加直後（例えば１秒～１分特に５秒～３０秒）に造粒型凝集沈殿槽５に流入するように設ける。
　造粒型凝集沈殿槽５では沈降速度が非常に大きい凝集体(ぺブル)が保持されたスラッジブランケットが形成されている。運転初期に系外からペブルを供給するだけでなく造粒型凝集沈殿の運転を行って凝集体を成長させてペブルを作ることによってもペブルが保持されたスラッジブランケットを形成することができる。造粒型凝集沈殿槽５の底部に流入した水はスラッジブランケット（以下、単にブランケットということがある。）を上向流で通過する際、フロックがブランケット中のぺブルに吸着されて固液分離されるため、清澄な（例えばＳＳ濃度２０ｍｇ／Ｌ以下、特に１０ｍｇ／Ｌ以下）水のみがトラフ８から処理水として流出する。
　ブランケットは造粒用撹拌機７の撹拌羽根６によって剪断力を与えられており、フロックの機械的脱水が促進されて造粒されたぺブルが形成される。アニオン系高分子凝集剤とフロックを含んだ水がこのブランケットを通過すると、フロックがぺブルに強固に結合するため懸濁物質の除去がなされ、剪断力によって壊れにくいぺブルになる。造粒されたペブル（造粒汚泥）は造粒型凝集沈殿槽５の下部から引き抜かれる。ぺブル形成過程でフロックからの脱水が促進されているため、造粒汚泥は高密度となる。清澄な処理水は、造粒型凝集沈殿槽５の上部のトラフ８を介して取り出される。
　この造粒型凝集沈殿槽５におけるブランケットの撹拌強度はＧ値で２～１５０ｓ－１特に５～１００ｓ－１とすることが好ましい。ブランケットのＳＳ濃度は２０００～１０００００ｍｇ／Ｌ特に４０００～６００００ｍｇ／Ｌであることが好ましい。また、造粒型凝集沈殿槽の通水ＬＶを５～９０ｍ／ｈｒ特に１０～７０ｍ／ｈｒとすることが好ましい。
［図２のフロー］
　図２のフローは、撹拌槽２の代わりにライン混合装置１１を用いたものである。原水は原水ポンプ１０によってこのライン混合装置１１に通水される。このライン混合装置１１に無機凝集剤、カチオン系高分子凝集剤及びアニオン系高分子凝集剤が添加される。その他の構成は図１と同一である。ライン混合装置１１の混合強度はＧ値で１００～５００ｓ－１程度が好適であり、滞留時間は３０～１２０秒、特に３０～６０秒程度が好ましい。上記の通り、撹拌羽根による撹拌混合の撹拌強度やライン混合における混合強度の示標として下式で表わされる平均速度勾配値（Ｇ値）が用いられる。撹拌混合の場合は撹拌羽根の大きさ、枚数、回転数によって、ライン混合の場合は流速、圧力損失によってそれぞれＧ値を求めることができる。　
　　Ｇ＝√（ｇ・ｗ／μ）
　　ｇ：重力加速度（＝９．８）（ｍ／ｓ２）
　　ｗ：単位時間、単位容積当たりの仕事量（ｋｇ・ｍ／ｍ３・ｓ）
　　μ：水の粘性係数（ｋｇ／ｍ・ｓ）
［図３のフロー］
　図３のフローは、図１のフローにおいて、撹拌槽２の後段に造粒型凝集槽として第２撹拌槽２０を設置し、この第２撹拌槽２０にアニオン系高分子凝集剤を添加し、撹拌機２１で撹拌して第２撹拌槽２０内で造粒するようにしている。この第２撹拌槽２０からの流出水が沈殿槽３０のフィードウェル３１に導入され、該フィードウェル３１の下部から沈殿槽３０の下部に導入される。沈殿槽３０内に沈降した造粒汚泥は集泥レーキ３２によって中央部に掻き寄せられ、その一部は造粒のための種汚泥として汚泥返送ライン３３を介して第２撹拌槽２０に返送され、残部は取り出しライン３４を介して取り出される。
　上澄水はトラフ３５を介して処理水として取り出される。その他の構成は図１と同一である。
　図１～３のいずれのフローによっても、機械的強度の高いフロックが沈殿槽５，第２撹拌槽２０において生成する。この理由については詳細は不明であるが、次のように推察される。即ち、原水中のＳＳが無機凝集剤とカチオン系高分子凝集剤によって荷電中和されて複合体を形成する。これにアニオン系高分子凝集剤を加えることによって、カチオンとアニオンの静電作用に加えてアクリルアミド単位に基づくノニオン鎖の水素結合により、フロック同士が絡みつき結合が強固となる。
　アクリルアミド(高分子凝集剤内のノニオン鎖)による水素結合が大きく働くために、高分子凝集剤はノニオン鎖を多く持つものが好ましい。またカチオン鎖は被処理水のＳＳ負荷電に対し所定量必要である。よって、使用するカチオン系高分子凝集剤はカチオン度が低く、分子量が大きいものが適すると考えられる。一方、アニオン系高分子凝集剤についても同様に、アクリルアミド(ノニオン鎖)による水素結合が大きく働くために、分子内にノニオン鎖を多く持つものが好ましい。またアニオン鎖は被処理水中の凝集フロックに残る凝集剤由来の正荷電に対し所定量必要である。よって使用するアニオン系高分子凝集剤はアニオン度が低く、分子量が大きいものが適すると考えられる。
　無機凝集剤添加と同時又はその後にカチオン基比率１０～５０モル％のカチオン系高分子凝集剤を添加して撹拌することにより、カチオン系高分子凝集剤を添加することなくアニオン系高分子凝集剤を添加したときと比較して、水分子を抱き込む割合が少なく、密度が高いフロックが形成できると考えられる。続いてアニオン系高分子凝集剤を添加してフロックと混合状態で造粒することにより、アニオン系高分子凝集剤の吸着力によりブランケットゾーンのペブルにフロックが強固に吸着することで高密度フロックが粗大化する。このとき低イオン性のものを用いることにより、より密度の高い硬いフロックを形成することができる。ただし、過度にイオン性が低すぎると分散性の悪化や吸着力の低下が懸念され、引いては除濁性の減少、薬剤使用量の増大につながるため、カチオン、アニオン共に適度なイオン性とする必要がある。
　このようにフロック同士の結合が強固なため、造粒撹拌時にペレットが破壊されて微細化しにくくなる。これによって、処理水へ微細ＳＳが流出する割合を低減できる。
　フロック同士の結合力が強くなることで、フロック間隙水が抜けやすくなり、撹拌による機械的脱水作用が促進される。これにより、沈降速度の大きな凝集体が形成される。また、造粒が促進されることにより、発生する造粒汚泥の密度が高まる。このため、後段の脱水工程における設備を小型化することができる。
　カチオン系高分子凝集剤の正荷電がＳＳの負荷電に作用するため、無機凝集剤の使用量を低減することができる。
＜重金属含有水を中和処理及び凝集処理する第２態様＞
　本発明の第２態様は、重金属含有水を被処理水とするものであり、被処理水を中和して重金属水酸化物を析出させ、カチオン系高分子凝集剤及びアニオン系高分子凝集剤を添加し、その後、撹拌して造粒し、次いで固液分離して処理水を得る水処理方法及び装置に関するものである。
［被処理水及び凝集剤］
　第２態様の処理対象水は、メッキ排水、酸洗排水、エッチング排水などのように重金属を含むものである。重金属としてはＦｅ、Ｚｎ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｐｂ、Ｃｄ、Ｃｕ、Ｓｎ、Ａｌ、Ｍｇなどが例示される。重金属含有量は、中和により重金属水酸化物が１～２００００ｍｇ／Ｌ特に２０～１０００ｍｇ／Ｌ生成する含有量であることが好ましい。
　中和剤としては水酸化ナトリウム、水酸化カルシウムなどの少なくとも１種が好ましい。中和処理後のｐＨは６～８程度が好ましい。なお、重金属が６価クロムである場合、中和処理に先立って、被処理水に還元剤を添加し、低価のクロムに還元処理することが好ましい。
　カチオン系高分子凝集剤及びアニオン系高分子凝集剤の好ましい種類及び添加量は前記第１態様と同一である。
［カチオン系高分子凝集剤の添加のタイミング、添加量及び添加手段］
　第２態様では、カチオン系高分子凝集剤は被処理水（原水）に対し中和用のアルカリと共に添加されるか、又はアルカリを添加した直後（例えば１秒～１分特に５秒～３０秒）又はそれ以降に添加される。その後、撹拌槽を用いて混合したときは１～１０分経過後に、ライン混合で混合したときは３０秒～２分経過後にアニオン系高分子凝集剤が添加される。
　この態様でも、カチオン系高分子凝集剤の添加量Ａｃとアニオン系高分子凝集剤の添加量Ａａとの比Ａｃ／Ａａが０．１～１特に０．４～０．８であることが好ましい。
［凝集沈殿槽］
　第２態様でも、造粒型凝集沈殿槽を用いるのが好ましいが、造粒型凝集槽と固液分離手段とを設け、固液分離手段の余剰汚泥を種汚泥として造粒型凝集槽に返送する構成のものを用いてもよい。
　第２態様の好適なフローを図１１に示す。
　重金属を含有する原水を配管１を介して撹拌槽２に導入し、撹拌槽２内のｐＨをｐＨ調整剤（ＮａＯＨ、Ｃａ（ＯＨ）２などのアルカリ）によって６～１１程度に調整し、重金属水酸化物を析出させる。
　カチオン系高分子凝集剤を、撹拌槽２への原水導入配管１または撹拌槽２に添加する。ｐＨ調整剤とカチオン系高分子凝集剤の添加順序はこの順または同時とするのが好ましい。ただし撹拌槽２に添加する場合はカチオン系高分子凝集剤を添加した直後に無機凝集剤を添加することは実質同時と見なして支障はない。
　撹拌槽２では、カチオン系高分子凝集剤の正電荷が重金属水酸化物の負電荷に作用して荷電中和するとともに、カチオン系高分子凝集剤の高分子鎖が水素結合により絡まりあって、小粒径であるが密度が高くしっかりとしたフロックが形成される。
　撹拌槽２の撹拌強度はＧ値で１００～５００ｓ－１とし、滞留時間は１分～１０分とすることが好ましい。
　撹拌槽２で形成されたフロックを含有する水にアニオン系高分子凝集剤を添加し、造粒型凝集沈殿槽５の底部に流入させる。アニオン系高分子凝集剤の注入点は、撹拌槽２の流出トラフまたは撹拌槽２と造粒型凝集沈殿槽５とをつなぐ配管４などの水路とするのが好ましい。いずれの場合もアニオン系高分子凝集剤を添加後に十分に凝集することなく凝集フロックと混合状態で造粒型凝集沈殿槽５に流入させる必要があるので、好ましくはアニオン系高分子凝集剤を添加直後（例えば１秒～１分特に５秒～３０秒）に造粒型凝集沈殿槽５に流入するように設ける。
　造粒型凝集沈殿槽５では、第１態様の場合と同様に、沈降速度が非常に大きい凝集体(ぺブル)が保持されたスラッジブランケットが形成されている。造粒型凝集沈殿槽５の底部に流入した水はスラッジブランケットを上向流で通過する際、フロックがブランケット中のぺブルに吸着されて固液分離されるため、清澄な（例えばＳＳ濃度２０ｍｇ／Ｌ以下、特に１０ｍｇ／Ｌ以下）水のみがトラフ８から処理水として流出する。
　この造粒型凝集沈殿槽５におけるブランケットの撹拌強度は、ＳＳ濃度、及び通水ＬＶの好ましい範囲は第１態様の場合と同様である。
　図１１のフローによっても、機械的強度の高い重金属水酸化物のフロックが沈殿槽５において生成する。
　以下、実施例及び比較例について説明する。以下の説明では、カチオン系高分子凝集剤をカチオン系ポリマーと称し、アニオン系高分子凝集剤をアニオン系ポリマーと称する場合がある。なお、実施例１～３は第１態様の実施例であり、実施例４は第２態様の実施例である。
［実験１：処理方式及び添加する高分子凝集剤の種類を変えた実験］
[実施例１]
　工業用水にカオリンを２００ｍｇ／Ｌ加えて調製した原水を図１のフローに従って処理した。造粒型凝集沈殿槽に対する水面積負荷(ＬＶ)が６０ｍ／ｈｒとなるように４．２ｍ３／ｈの流量で通水を行った。無機凝集剤は、ＰＡＣ(添加量１５０ｍｇ／Ｌ)とし、中和剤として水酸化ナトリウム２５％溶液を用いて中性にした。カチオン系高分子凝集剤としてアクリルアミドとジメチルアミノエチルアクリレート塩化メチル４級塩とを重合して得たカチオン系高分子凝集剤ｃ（カチオン基比率２０モル％）を１ｍｇ／Ｌ加え、アニオン系高分子凝集剤としてアクリルアミドとアクリル酸ナトリウムとを重合して得たアニオン系高分子凝集剤ａ（アニオン基比率１２モル％）を２ｍｇ／Ｌ加えた。
　撹拌槽２の滞留時間は２分とし、Ｇ値は２００ｓ－１とした。造粒型凝集沈殿槽は直径３００ｍｍ×高さ１２００ｍｍ、ブランケットゾーンのＧ値を５０ｓ－１とし、ブランケットゾーンを６００ｍｍの高さまで形成した。ブランケットのＳＳ濃度は５００００ｍｇ／Ｌである。
　ブランケットゾーンの造粒粒子（フロック）の粒径分布、フロック見かけ密度、処理水ＳＳ濃度を表１に示す。
［実施例２］
　図２に示すフローにより、実施例１と同一の原水を処理した。ライン混合装置のＧ値は２００ｓ－１、滞留時間は３０秒とした。その他の条件は実施例１と同一とした。ブランケットゾーンの造粒粒子（フロック）の粒径分布、フロック見かけ密度、処理水ＳＳ濃度を表１に示す。
［実施例３］
　図３に示すフローに従って原水を処理した。ＰＡＣ２００ｍｇ／Ｌ、カチオン系高分子凝集剤ｃ１ｍｇ／Ｌとアニオン系高分子凝集剤ａ３ｍｇ／Ｌを添加した。撹拌槽のＧ値は第１撹拌槽２では１５０ｓ－１、第２撹拌槽２０では８０ｓ－１とし、それぞれ滞留時間を５分とした。
　その他の条件は実施例１と同一とした。ブランケットゾーンの造粒粒子（フロック）の粒径分布、フロック見かけ密度、処理水ＳＳ濃度を表１に示す。
［比較例１］
　実施例１において、カチオン系高分子凝集剤ｃ１ｍｇ／Ｌとアニオン系高分子凝集剤ａ２ｍｇ／Ｌの添加場所を逆にした。即ち、カチオン系高分子凝集剤ｃを配管４に添加し、アニオン系高分子凝集剤ａを撹拌槽２に添加した。その他の条件は実施例１と同一とした。ブランケットゾーンの造粒粒子（フロック）の粒径分布、フロック見かけ密度、処理水ＳＳ濃度を表１に示す。
［比較例２］
　実施例１において、ＰＡＣ添加量を２００ｍｇ／Ｌ、アニオン系高分子凝集剤ａの添加量を３ｍｇ／Ｌを添加し、カチオン系高分子凝集剤を添加しなかった。その他の条件は実施例１と同一とした。ブランケットゾーンの造粒粒子（フロック）の粒径分布、フロック見かけ密度、処理水ＳＳ濃度を表１に示す。
［比較例３］
　実施例１において、ＰＡＣ添加量を２００ｍｇ／Ｌとし、カチオン基比率がアニオン基比率よりも小さい第１の両性高分子凝集剤４ｍｇ／Ｌを撹拌槽２に添加した。実施例１のカチオン系高分子凝集剤及びアニオン系高分子凝集剤は添加しなかった。
　その他の条件は実施例１と同一とした。ブランケットゾーンの造粒粒子（フロック）の粒径分布、フロック見かけ密度、処理水ＳＳ濃度を表１に示す。
［比較例４］
　実施例１において、ＰＡＣ添加量を２００ｍｇ／Ｌとし、アニオン系高分子凝集剤ａ３ｍｇ／Ｌを撹拌槽２に添加し、カチオン基比率がアニオン基比率よりも大きい第２の両性高分子凝集剤１ｍｇ／Ｌを配管４に添加した。
　その他の条件は実施例１と同一とした。ブランケットゾーンの造粒粒子（フロック）の粒径分布、フロック見かけ密度、処理水ＳＳ濃度を表１に示す。
　フロックの見かけ密度は、ハイスピードカメラにより計測した一つ一つのフロック沈降速度と粒径から粒子沈降速度式を用いて導出した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 [考察]
（１）　実施例１と２の結果より、反応槽の代わりにライン混合装置を用いても良いことが認められる。
（２）　実施例１と比較例１より、添加順はカチオン系高分子凝集剤→アニオン系高分子凝集剤が適することが認められる。
（３）　実施例１と比較例２より、カチオン系高分子凝集剤の添加が必要であることが認められる。
（４）　実施例１と実施例３より、造粒型凝集槽と固液分離手段を用い、余剰汚泥を種汚泥として返送する方式でも性能が出るが、処理水ＳＳ濃度の点で造粒型凝集沈殿槽の方がより好ましいことが認められる。
（５）　実施例１と比較例３及び比較例４より、両性高分子凝集剤は効果が劣ることが認められる。
［実験２：高分子凝集剤のイオン基比率及び重量平均分子量を変えた実験］
　図１のフローにおいて、添加するカチオン系高分子凝集剤またはアニオン系高分子凝集剤のイオン基比率あるいは重量平均分子量を変化させたこと以外は実施例１と同一条件にて原水を処理し、処理水ＳＳ濃度及びフロック沈降速度を調べた。フロックの沈降速度は、５００ｍＬメスシリンダーでフロックを沈降させ、９０％以上のフロックが沈降しきるまでの時間と沈降距離から算出した。結果を図４～７に示す。
　ここで、カチオン系高分子凝集剤およびアニオン系高分子凝集剤の重量平均分子量は以下の方法により算出した。
［カチオン系高分子凝集剤の重量平均分子量］
　カチオン系高分子凝集剤の重量平均分子量（Ｍｗ）は、ジメチルアミノメチルメタクリレートの塩化メチル４級塩（以下　「ＤＡＭ４級塩」と記す）のホモポリマーの粘度式：［η］＝４．０９×１０－５Ｍｗ０．７３［加藤忠哉、高分子凝集剤懇話会報告書「実験課題：ホモカチオン（DM-MC）の粘度式の決定」、１９９８年３月２３日］から、次の方法によって算出した。
　まず、１Ｎ－ＮａＣｌ水溶液中２５℃の条件で測定したカチオン系高分子凝集剤の固有粘度（単位はｄｌ／ｇ）から、上記粘度式を用いてMwを算出する。算出したＭｗをＤＡＭ４級塩の分子量２０７．５で除し、重合度を算出する。この重合度に、使用したカチオン系高分子凝集剤の１ユニットの分子量９５．６（カチオン基比率２０モル％のアクリルアミド／ジメチルアミノエチルアクリレート塩化メチル４級塩共重合物）を掛けることによって得た数値を重量平均分子量とした。
［アニオン系高分子凝集剤の重量平均分子量］
　アニオン系高分子凝集剤の重量平均分子量（Ｍｗ）は、ポリアクリルアミド系高分子の粘度式：［η］＝３．７３×１０－４Ｍｗ０．６６［ラジカル重合ハンドブック、（株）エヌ・ティー・エス刊、５５８頁（１９９９）］からＭｗを算出した。アニオン系高分子凝集剤の重量平均分子量の算出にあたっては、固有粘度［η］は、１Ｎ－ＮａＮＯ３水溶液中３０℃での測定値（単位はｄｌ／ｇ）を用いた。また、アクリル酸とアクリルアミドとは分子量がほぼ等しいので、カチオン系高分子凝集剤の場合と異なり、重合度に換算することなく、上記式から算出されたＭｗをそのままアニオン系高分子凝集剤の重量平均分子量とした。
　図４及び６に、カチオン系高分子凝集剤及びアニオン系高分子凝集剤の分子量を同一とし、イオン基比率を変化させたときの、ＬＶ６０ｍ／ｈｒにおける処理水質を示す。図示の通り、カチオン系高分子凝集剤、アニオン系高分子凝集剤のいずれも、イオン基比率が小さいほうが良好な処理水質が得られた。ただしカチオン基比率は過度に小さいと処理水質が悪化した。即ち、カチオン系高分子凝集剤はカチオン基比率は１０～５０モル％、特に１５～４０モル％、更に２０～３０モル％であることが好ましく、アニオン系高分子凝集剤はアニオン基比率５～３０モル％であることが好ましいことが認められた。
　図５及び７にカチオン系高分子凝集剤及びアニオン系高分子凝集剤のイオン基比率を同一とし、重量平均分子量を変化させたときの、ＬＶ６０ｍ／ｈｒにおける処理水質を示す。カチオン系高分子凝集剤、アニオン系高分子凝集剤のいずれも、重量平均分子量が大きいほうが良好な処理水質が得られた。即ち、カチオン系高分子凝集剤の重量平均分子量１２００万以上が好ましく、アニオン系高分子凝集剤の重量平均分子量は９００万以上が好ましい。
［実験３：カチオン系高分子凝集剤／アニオン系高分子凝集剤添加量比率を変えた実験］
　図１のフローにおいて、カチオン系高分子凝集剤とアニオン系高分子凝集剤の添加量の比を変化させたこと以外は実施例１と同一条件にて原水を処理し、処理水ＳＳ濃度及びフロック沈降速度を調べた。
　図８にカチオン系高分子凝集剤ｃ／アニオン系高分子凝集剤ａ添加量比率と処理水ＳＳ濃度及びフロック沈降速度の関係を示す。図８の通り、カチオン系高分子凝集剤／アニオン系高分子凝集剤添加量比率が０．１から１の範囲ではフロック沈降速度が約７５から９０ｍ／ｈｒであり、処理水ＳＳ濃度も１０ｍｇ／Ｌ以下と良好であった。しかし、添加量比率を２としたときにはフロック沈降速度が低下し、処理水ＳＳ濃度が４０ｍｇ／Ｌまで悪化した。このことから、良好なフロック沈降速度のペブルを得るためにはカチオン系高分子凝集剤及びアニオン系高分子凝集剤の添加量比率は０．１～１とする必要があることが認められる。
［実験４：添加量比率（Ａｍ／１００＋Ａｃ）／Ａａを変えた実験］
　図１のフローにてアニオン系高分子凝集剤ａを２ｍｇ／Ｌとし、無機凝集剤添加量とカチオン系高分子凝集剤ｃの添加量を変化させたこと以外は実施例１と同一条件にて原水を処理し、処理水ＳＳ濃度及びフロック沈降速度を調べた。
　図９に添加量比率（Ａｍ／１００＋Ａｃ）／Ａａと処理水ＳＳ濃度及びフロック沈降速度の関係を示す。図９の通り、添加量比率（Ａｍ／１００＋Ａｃ）／Ａａが０．１～２ではフロック沈降速度が７９ｍ／ｈｒ以上、処理水ＳＳ濃度が２０ｍｇ／Ｌ以下と良好であった。
　しかし、添加量比率（Ａｍ／１００＋Ａｃ）／Ａａを２．８としたときはフロック沈降速度が６５ｍ／ｈｒに低下し、処理水ＳＳ濃度も４０ｍｇ／Ｌまで悪化した。
　このことから、良好なフロック沈降速度のペブルを得るためには添加量比率（Ａｍ／１００＋Ａｃ）／Ａａは０．１～２とする必要があることが認められる。
［実験５：ブランケットの撹拌のＧ値を変えた実験］
　図１のフローにおいて、ブランケット撹拌のＧ値を変化させたこと以外は実施例１と同一条件にて原水を処理し、処理水ＳＳ濃度及びフロック沈降速度を調べた。
　図１０にブランケットの撹拌のＧ値と処理水ＳＳ濃度及びフロック沈降速度の関係を示す。図１０の通り、Ｇ値を５～１５０ｓ－１とすることによってフロック沈降速度が大きく、ＳＳ濃度１０ｍｇ／Ｌ以下と良好な処理水質が得られた。しかしながら、Ｇ値を３００ｓ－１とした場合にはフロックの巻き上がりが起こり、処理水質が悪化した。また、Ｇ値を１ｓ－１とした場合にはフロックの沈降速度が小さくなり、処理水ＳＳ濃度が増加した。Ｇ値が小さい場合にはフロックの機械的脱水が促進されないため、沈降速度が低下したと考えられる。このため、ブランケットの撹拌のＧ値は５～１５０ｓ－１とする必要がある。
［実施例４（第２態様）］
　図１１に示すフローに従って、表２に示す水質のＣｕ（銅）含有排水を処理した。主な条件は次の通りである。
　　原水流量：１ｍ３／ｈｒ
　　撹拌槽：容積　８０Ｌ
　　　　　　ｐＨ　８．４（ＮａＯＨ添加）
　　　　　　ＨＲＴ　５ｍｉｎ
　　　　　　カチオン系高分子凝集剤ｃ　１ｍｇ／Ｌ添加
　　アニオン系高分子凝集剤ａ添加量：２ｍｇ／Ｌ（配管４にて添加）
　　造粒型凝集沈殿槽：直径　３００ｍｍ
　　　　　　　　　　　高さ　１５００ｍｍ
　　　　　　　　　　　ＬＶ　１５ｍ／ｈｒ
　処理水の水質を表２に示す。
［比較例５］
　実施例４において、カチオン系高分子凝集剤としてカチオン系高分子凝集とはカチオン基比率のみ異なるカチオン系高分子凝集剤ｃ’（カチオン基比率６０モル％）を用いたこと以外は同様にして処理を行った。処理水の水質を表２に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　表２の通り、本発明によると処理の水質が良好になる。
　本発明は２０１２年９月１０日に出願された日本特許出願２０１２－１９８５５９に基づいており、その全体が援用により引用される。
　２　撹拌槽（第１撹拌槽）
　５　造粒型凝集沈殿槽
　１０　ライン混合装置
　２０　第２撹拌槽
　３０　沈殿槽

Claims (17)

  1. 　被処理水にアニオン系高分子凝集剤を添加して凝集フロックを生成させる凝集工程と、
    　次いで該被処理水を撹拌して凝集フロックを造粒する造粒工程と、
    　生成した造粒物を固液分離して処理水を得る固液分離工程と
    を有する水処理方法において、
    　前記アニオン系高分子凝集剤を添加する前に、前記被処理水に、カチオン基比率が１０～５０モル％のカチオン系高分子凝集剤を添加することを特徴とする水処理方法。
  2. 　請求項１において、前記被処理水に、前記カチオン系高分子凝集剤と共に、又はカチオン系高分子凝集剤の添加前に無機凝集剤を添加することを特徴とする水処理方法。
  3. 　請求項２において、無機凝集剤の添加量Ａｍ、カチオン系高分子凝集剤の添加量Ａｃ及びアニオン系高分子凝集剤の添加量Ａａが下式を満たすことを特徴とする水処理方法。
    　０．１＜（Ａｍ／１００＋Ａｃ）／Ａａ＜２
  4. 　請求項１ないし３のいずれか１項において、前記被処理水は重金属を含んでおり、前記アニオン系高分子凝集剤を添加する前に該被処理水を中和処理して重金属水酸化物を析出させる中和工程をさらに有することを特徴とする水処理方法。
  5. 　請求項１ないし４のいずれか１項において、前記造粒工程の直前に前記アニオン系高分子凝集剤を添加することを特徴とする水処理方法。
  6. 　請求項１ないし５のいずれか１項において、アニオン系高分子凝集剤はアニオン基比率３０モル％以下の低イオン性アニオン系高分子凝集剤であることを特徴とする水処理方法。
  7. 　請求項１ないし６のいずれか１項において、カチオン系高分子凝集剤の重量平均分子量が１２００万～２２００万であることを特徴とする水処理方法。
  8. 　請求項１ないし７のいずれか１項において、アニオン系高分子凝集剤の重量平均分子量が９００万～１８００万であることを特徴とする水処理方法。
  9. 　請求項１ないし８のいずれか１項において、カチオン系高分子凝集剤の添加量Ａｃとアニオン系高分子凝集剤の添加量Ａａとの比Ａｃ／Ａａが０．１～１であることを特徴とする水処理方法。
  10. 　請求項１ないし９のいずれか１項において、カチオン系高分子凝集剤を添加して撹拌するときの撹拌槽のＧ値を２～１５０ｓ－１とすることを特徴とする水処理方法。
  11. 　請求項１ないし１０のいずれか１項において、固液分離を造粒型凝集沈殿槽にて行い、該造粒型凝集沈殿槽内のスラッジブランケットのＳＳ濃度を２０００～１０００００ｍｇ／Ｌとすることを特徴とする水処理方法。
  12. 　請求項１１において、造粒型凝集沈殿槽の通水ＬＶを５～９０ｍ／ｈｒとすることを特徴とする水処理方法。
  13. 　請求項１ないし１２のいずれか１項において、処理水のＳＳ濃度が２０ｍｇ－ＳＳ／Ｌ以下であることを特徴とする水処理方法。
  14. 　被処理水にアニオン系高分子凝集剤を添加するアニオン系高分子凝集剤添加手段と、
    　該アニオン系高分子凝集剤添加手段の下流側に設けられた、被処理水を撹拌して凝集フロックを造粒する撹拌手段と、
    　該撹拌手段によって撹拌された後の被処理水を固液分離して処理水を得る固液分離手段と
    を備える水処理装置において、
    　前記アニオン系高分子凝集剤添加手段の上流側に設けられた、カチオン基比率が１０～５０モル％のカチオン系高分子凝集剤を添加するカチオン系高分子凝集剤添加手段を備えたことを特徴とする水処理装置。
  15. 　請求項１４において、前記カチオン系高分子凝集剤と共に、又はカチオン系高分子凝集剤添加手段よりも上流側において前記被処理水に無機凝集剤を添加する無機凝集剤添加手段を備えたことを特徴とする水処理装置。
  16. 　請求項１４において、前記被処理水は重金属を含んでおり、前記カチオン系高分子凝集剤添加手段の上流側に、被処理水を中和して重金属水酸化物を析出させる中和手段を備えたことを特徴とする水処理装置。
  17. 　請求項１４ないし１６のいずれか１項において、撹拌造粒手段及び固液分離手段として造粒型凝集沈殿槽を備えたことを特徴とする水処理装置。
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