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技術 水処理装置

出願人 オルガノ株式会社
発明者 海老江邦雄宮ノ下友明
出願日 2000年3月15日 (20年3ヶ月経過) 出願番号 2000-071418
公開日 2001年9月25日 (18年9ヶ月経過) 公開番号 2001-259653
状態 未査定
技術分野 凝集・沈殿処理 凝集又は沈殿 汚泥処理 凝集または沈澱による水処理
主要キーワード 混和水 円錐筒状 沈殿スラッジ 浄水処理場 凝集剤混和槽 固形物量 重力式 圧力式
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2001年9月25日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (2)

課題

アルミニウムを含む汚泥を効果的に再利用する。

解決手段

傾斜板沈殿槽22の沈殿汚泥濃縮槽30で濃縮濃縮汚泥貯槽32で曝気した後、ラインミキサ36で硫酸と混合する。そして、この酸処理された汚泥をサイクロン42で処理し、大きな固形物を除去する。そして、小さな固形物を含む酸処理汚泥を混和槽10に返送凝集剤として再利用する。

概要

背景

従来より、河川水湖沼水などの表流水原水として、これを浄水処理し、これを水道水などとして供給する浄水処理場がある。このような浄水処理場では、アルミ系凝集剤を利用した凝集沈殿処理が広く採用されている。そして、このアルミ系の凝集剤の有効利用を図るために、凝集沈殿汚泥酸処理し、水酸化アルミニウムを溶解回収し凝集剤として再利用する再生バンド法や、酸処理汚泥をそのまま凝集助剤として凝集沈殿処理の凝集剤混和槽返送する汚泥助剤化法などが提案されている。

このような方法により、凝集剤の有効利用を図ることができ、凝集剤の使用量を減少することができる。また、汚泥発生量も減少することができる。

概要

アルミニウムを含む汚泥を効果的に再利用する。

傾斜板沈殿槽22の沈殿汚泥濃縮槽30で濃縮濃縮汚泥貯槽32で曝気した後、ラインミキサ36で硫酸と混合する。そして、この酸処理された汚泥をサイクロン42で処理し、大きな固形物を除去する。そして、小さな固形物を含む酸処理汚泥を混和槽10に返送し凝集剤として再利用する。

目的

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、凝集汚泥を利用して適切な凝集処理が行える水処理装置を提供することを目的とする。

効果

実績

技術文献被引用数
3件
牽制数
0件

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請求項1

原水に対し無機アルミニウム凝集剤を使用して、凝集処理した後固液分離して処理水を得る凝集分離手段と、この凝集分離処理手段により発生した汚泥に酸を加え、汚泥を酸処理する酸処理手段と、酸処理された汚泥の中の固形物を部分的に分離する部分的分離手段と、を有し、前記部分的分離手段で固形物が部分的に分離された汚泥を前記凝集分離手段に供給することを特徴とする水処理装置

請求項2

請求項1に記載の装置において、前記一部分離手段がサイクロンであることを特徴とする水処理装置。

技術分野

0001

本発明は、原水に対し無機アルミニウム凝集剤を使用して、凝集沈殿処理して処理水を得る水処理装置に関する。

背景技術

0002

従来より、河川水湖沼水などの表流水を原水として、これを浄水処理し、これを水道水などとして供給する浄水処理場がある。このような浄水処理場では、アルミ系の凝集剤を利用した凝集沈殿処理が広く採用されている。そして、このアルミ系の凝集剤の有効利用を図るために、凝集沈殿汚泥酸処理し、水酸化アルミニウムを溶解回収し凝集剤として再利用する再生バンド法や、酸処理汚泥をそのまま凝集助剤として凝集沈殿処理の凝集剤混和槽返送する汚泥助剤化法などが提案されている。

0003

このような方法により、凝集剤の有効利用を図ることができ、凝集剤の使用量を減少することができる。また、汚泥発生量も減少することができる。

発明が解決しようとする課題

0004

しかし、再生バンド法では、酸処理汚泥を重力濃縮し、水酸化アルミニウムが溶解されている上澄みを凝集剤混和槽に返送するため、比較的大きな重力濃縮槽が必要になるという問題がある。また、汚泥助剤化法では、重力濃縮槽が不要となるが、凝集剤混和槽に返送される酸汚泥中の固形物が凝集剤を消費してしまうという問題点がある。

0005

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、凝集汚泥を利用して適切な凝集処理が行える水処理装置を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0006

本発明は、原水に対し無機アルミニウム凝集剤を使用して、凝集処理した後固液分離して処理水を得る凝集分離手段と、この凝集沈殿分離手段により発生した汚泥に酸を加え、汚泥を酸処理する酸性化手段と、酸処理された汚泥の中の固形物を部分的に分離する部分的分離手段と、を有し、この部分的分離手段で固形物が部分的に分離された汚泥を前記凝集分離手段に供給することを特徴とする。

0007

このように、酸処理した汚泥から部分的に固形物を分離したものが凝集分離処理手段に返送される。従って、凝集分離処理において、適度の固形物が添加され、効果的な凝集処理を行うことができる。

0008

また、前記一部分離手段がサイクロンであることが好適である。サイクロンは、簡単な装置で固形物の分離が行え、かつ酸処理汚泥を処理した場合に部分的な固形物の除去が行える。また、粒径の大きな固形物が優先的に分離されるため、十分な個数の固形物を原水に添加することができ、効果的な凝集処理を行うことができる。

発明を実施するための最良の形態

0009

以下、本発明の実施の形態(以下実施形態という)について、図面に基づいて説明する。

0010

図1は、本実施形態に係る水処理装置の全体構成を示す図である。河川水、湖沼水などの原水は、まず混和槽10に流入される。この混和槽10には、凝集剤貯槽12からの凝集剤が凝集剤ポンプ14によって供給される。凝集剤は、PACなどの無機アルミニウム凝集剤である。そして、混和槽10には、攪拌機16が設けられており、原水と凝集剤が急速攪拌される。この混和槽10において、凝集剤が混和された凝集剤混和水は、凝集槽18に流入する。この凝集槽18には、緩速攪拌機20が配置されており、凝集剤混和水が緩速攪拌され、凝集フロック合体、粗大化が図られる。

0011

次に、凝集槽18からの緩速攪拌後の凝集剤混和水は、傾斜板沈殿槽22に流入する。この傾斜板沈殿槽22は、仕切板22aにより入口側と排出側に仕切られており、入口側に槽深の深い沈殿部22bが形成されている。そして、この沈殿部22bの下部は、沈殿汚泥貯留するスラッジ貯留部22cになっている。また、排出側には多数の傾斜板22dが配置されて傾斜板沈殿部22eが形成されている。凝集剤混和水は沈殿部22bに流入され、ここで沈殿処理された後、仕切り板22aの下を通過して、傾斜板沈殿部22eを上向流で通過する。そして、この傾斜板沈殿部22eの傾斜板22dを通過する際にさらに沈殿処理がなされ、スラッジが槽底へ向けて沈殿する。傾斜板沈殿部22eの槽底は、スラッジ貯留部22cに向けて深くなるように傾斜しているため、沈殿スラッジ重力によりスラッジ貯留部22cに移動し、ここに貯留される。そして、傾斜板沈殿部22eを通過した上澄み水が傾斜板沈殿槽22から流出される。

0012

このような凝集沈殿処理により、傾斜板沈殿槽22からの沈殿処理水は、懸濁固形物のかなりの部分が除去されたものになっている。この沈殿処理水は、ろ過器24に流入される。このろ過器24は、通常は砂のろ過層を有する重力式急速ろ過器である。この例では、ろ層は、アンスラサイト上層と砂の下層からなっている。また、ろ過器24に流入する沈殿処理水に対し、凝集剤を追加混合することも好適である。そして、このろ過器24のろ過処理水は、処理水タンク26に貯留された後、配水される。また、この処理水タンク26内の処理水は、逆洗ポンプ28によりろ過器24に上向流で供給し、ろ過器24内のろ層を逆洗できるようになっている。

0013

また、傾斜板沈殿槽22のスラッジ貯留部22cに沈殿した汚泥は、濃縮槽30に導入される。この濃縮槽30は、沈殿汚泥を貯留し重力濃縮し、分離水を系外に排出する。一方、この濃縮槽30の濃縮汚泥は、一部が余剰汚泥として排出され、残部は濃縮汚泥を好気性状態とするためにブロアからの空気により曝気攪拌される汚泥貯槽32に供給され、ここに一旦貯留される。汚泥貯槽32内の濃縮汚泥は、濃縮汚泥ポンプ34によってラインミキサ36を介し混和槽10に返送されるが、このラインミキサ36へ供給される濃縮汚泥には、酸貯槽38からの酸(酸性溶液)が酸ポンプ40によって添加される。そこで、ラインミキサ36において、濃縮汚泥に酸が攪拌混合され、水酸化アルミニウムを溶解しアルミニウムイオンとする。なお、この例では、酸として硫酸が採用されているが、塩酸なども採用できる。

0014

ここで、この酸添加量は、酸を添加した汚泥(酸処理汚泥)のpHを常に3以下(例えば、2.5〜3.0の範囲)になるように、制御することが好ましい。しかし、この酸添加量は、汚泥量に対し一定量としたり、汚泥中の固形物量に対し一定量としてもよい。

0015

そして、酸処理汚泥は、サイクロン42に供給される。このサイクロンは、内面が下方に向けて直径が小さくなる円錐筒状で、上部に処理水の排出口が設けられ、底部に固形物の排出口が設けられている。被処理水である酸処理汚泥は、このサイクロン42に円周方向に所定の速度で流入される。酸処理汚泥は、サイクロンの内面に沿って円運動をし、遠心力を利用した固液分離が行われるとともに、一部の固形物は下方へ移動し上部に固形物の量が減少した処理水が得られる。そこで、上部の処理水排出口より処理水が排出され、底部の排出口から固形物が排出される。

0016

ここで、このサイクロン42は、小型で比較的大量の処理が可能であるが、固形物の分離能力はそれほど高くない。そこで、水中に含まれた砂等の除去には、最適であるが、酸処理汚泥などを処理した場合には、大きな固形物が分離できるが小さな固形物はそのまま処理水中に残留する。そこで、相当量の固形物が処理水側に含有される。例えば、このサイクロン42により、酸処理汚泥を処理した場合の固形物分離能力は、粒径30μm以上の固形物を分離できる程度である。通常汚泥の粒径は数μm〜数10μmに分布しており、その80〜90%が30μm以下である。そこで、このサイクロン42では酸処理汚泥中の固形物の10〜20%程度が固形物として分離除去されるが、80〜90%は処理水側に残留する。

0017

なお、サイクロン42における固形物の除去率としては、50%以下、好ましくは20%以下とすることが好ましい。

0018

そして、この固形物を含有するアルミニウムイオン含有処理水が混和槽10に供給される。従って、混和槽10には、アルミニウムイオンを含有する酸性液であって、固形分をある程度含むものが返送され、原水および新たな凝集剤と混合される。

0019

ここで、凝集処理における凝集効率は、GCTが指標とされている。このGは攪拌強度、Cは固形物(個数)濃度、Tは攪拌時間である。従って、固形物の個数が多い方が凝集効率は高くなる。原水が多くの固形物を含む場合には、原水中の固形物の存在により、さらに固形物を添加する必要はない。しかし、水源によっては、それほど多くの固形物を含まない場合もある。そこで、ある程度の固形物を添加することで凝集効果を上げることができる。

0020

一方、汚泥助剤化法のように酸処理汚泥を全量混和槽10に供給すると、固形物量が多すぎ、追加の凝集剤が多く必要になってしまう。

0021

本実施形態のように、粒径の大きな固形物を部分的に除去することによって、十分な個数の固形物を原水に添加することができ、効果的な凝集処理を行うことができる。

0022

なお、サイクロン42で分離された固形物は、濃縮槽30からの余剰汚泥とともに処理される。

0023

図1の装置を用いて実験を行った。実験条件を以下に示す。

0024

<実験条件>
原水流量:1000m3/D
・混和槽10:滞留時間4分
・傾斜板沈殿槽22:上向流式傾斜板付き沈殿池、滞留時間40分、上昇速度5cm/min
・原水濁度:8〜30度
・原水pH:7.2〜7.5
・凝集剤:PAC10〜30mg/l、PAC(ポリ塩化アルミニウム):有効成分Al2O3:10%
・混和槽における汚泥注入率:4〜6L/m3−処理水量汚泥濃度2%)
酸注入率:硫酸2〜6mL/L−濃縮汚泥、硫酸:75%H2SO4。

0025

<実験結果>濁度8度の原水に対し、混和槽10において凝集剤としてPAC15mg/Lを添加して、傾斜板沈殿槽22において得た凝集沈殿汚泥を濃縮槽30において固形物濃度2%まで重力濃縮した。この濃縮汚泥を濃縮汚泥貯槽32において曝気処理した後、混和槽10に返送する際に、濃縮汚泥4〜6L/m3に対し、75%硫酸を2〜6mL/L−汚泥を加えた。

0026

そして、この酸処理汚泥をサイクロン42によって処理し、固形物の一部を除去した後、混和槽10に返送した。本例の場合、粒径30μm以上の固形物が15%程度であったため、サイクロン42における固形物除去率はほぼ15%であった。そして、この固形物が一部除去された酸処理汚泥が混和槽10に返送された。

0027

これによって、混和槽10には、新しいPACの他にアルミニウムイオンを含む酸処理汚泥が添加され、これが凝集槽18で緩速攪拌された後傾斜沈殿槽22で沈殿処理され、さらにろ過器24にてろ過処理されて処理水が得られた。

0028

これによって、アルミニウム(Al)の回収率を90%以上に維持しつつ、濁度0.1以下の良好な処理水が常に得られた。

0029

「その他の構成」なお、上述の例では、傾斜板沈殿槽を利用したが、傾斜板は必ずしも必要ない。また、ろ過器24は、圧力式のろ過器も採用することができ、ろ材には各種のものが採用できる。汚泥濃縮槽30についても浮上分離式など他の形式のものも採用できる。さらに、ラインミキサ36に代えて、通常の攪拌機による攪拌槽を設けてもよい。

0030

さらに、酸処理汚泥から固形物の一部を除去する装置としては、サイクロン42が好適であるが、これに限定されるものではない。例えば、重力沈殿や、ろ過処理により、固形物の一部を除去してもよい。さらに、酸処理汚泥を全量処理することなく、その一部について固形物分離処理し、残部をそのまま混和槽10に返送することもできる。この方式によれば、固形物分離処理量の調整によって、任意の量の固形物を混和槽10に返送することができる。

発明の効果

0031

以上説明したように、本発明によれば、酸処理汚泥から固形物を部分的に除去した後、凝集分離処理手段に返送される。従って、凝集分離処理において、適度の固形物が添加され、効果的な凝集処理を行うことができる。

0032

また、サイクロンは、簡単な装置であり、これを用いて固形物の部分的な分離を効率的に行うことができる。

図面の簡単な説明

0033

図1実施形態の装置の全体構成を示す図である。

--

0034

10混和槽、18凝集槽、22傾斜板沈殿槽、24ろ過器、30汚泥濃縮槽、32濃縮汚泥貯槽、36ラインミキサ、38 酸貯槽、42サイクロン。

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