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技術 油分含有排水処理装置

出願人 株式会社東芝
発明者 堤剣治深谷太郎山梨伊知郎山崎厚内村泰造
出願日 2011年12月19日 (8年7ヶ月経過) 出願番号 2011-277283
公開日 2013年6月27日 (7年1ヶ月経過) 公開番号 2013-126640
状態 特許登録済
技術分野 凝集又は沈殿 濾過工程・プレコート 磁気分離
主要キーワード 返送機構 微小浮遊物 ポリマー被覆量 使用薬品 チタン鉄鉱 油吸着剤 多面体構造 直接ろ過
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (3)

課題

少量の薬品使用量油分含有排水を処理できることを課題とする。

解決手段

浮遊粒子等を含有する被処理水ポリマーを供給する凝集槽1と、磁性体含有共沈剤を貯留する共沈剤貯留槽3と、被処理水を一次処理水共沈剤スラリーに分離する沈澱槽2と、共沈剤スラリーを磁石により共沈剤と浮遊粒子に分離、洗浄する共沈剤洗浄装置4と、共沈剤スラリーを共沈剤貯留槽へ移送する第1の返送機構と、洗浄済み共沈剤を共沈剤貯留槽へ戻す第2の返送機構と、磁性体含有のろ過助剤を供給するろ過助剤貯留槽12と、一次処理水をバッファするろ過原水槽8と、ろ過助剤と一次処理水からろ過助剤スラリーを作製する混合槽9と、ろ過助剤スラリー及び一次処理水をろ過する固液分離装置10と、ろ過助剤を除去する第2の洗浄機構と、ろ過助剤と浮遊粒子を分離するろ過助剤洗浄槽13と、ろ過助剤をろ過助剤貯留槽へ戻す第3の返送機構とを具備する。

概要

背景

昨今、工業の発達や人口の増加により水資源の有効利用が求められている。そのためには、工業排水などの廃水の再利用が非常に重要である。これらを達成するためには水の浄化、すなわち水中から他の物質を分離することが必要である。

液体からほかの物質を分離する方法としては、各種の方法が知られており、例えば膜分離遠心分離活性炭吸着オゾン処理凝集、さらには所定の吸着材による浮遊物質の除去などが挙げられる。このような方法によって、水に含まれるリン窒素などの環境に影響の大きい化学物質を除去したり、水中に分散した油類クレイなどを除去したりすることができる。

これらのうち、膜分離はもっとも一般的に使用されている方法のひとつであるが、水中に分散した油類や微小SSを除去する場合には膜の細孔にこれらが詰まり易く、膜の寿命が短くなりやすいという問題がある。このため、水中の油や微小浮遊物を除去するには,ろ過処理が適切でない場合や大量の凝集剤の添加を必要とする場合が多い。

一方、水中から油分を除去する方法として、水中に溶解する物質に凝集剤及び高分子凝集剤を添加することにより、加圧浮上分離する方法が知られている。この方法の一例として、例えば、粉末有機高分子からなる油吸着剤原水に添加して油分を吸着させ、この混合水を急速攪拌槽に導入して凝集剤を添加し凝集させるとともに、緩速攪拌槽に導入して高分子凝集剤を添加し、緩速攪拌してフロックを形成させ加圧浮上分離を行う技術が開示されている。

概要

少量の薬品使用量油分含有排水を処理できることを課題とする。浮遊粒子等を含有する被処理水ポリマーを供給する凝集槽1と、磁性体含有共沈剤を貯留する共沈剤貯留槽3と、被処理水を一次処理水共沈剤スラリーに分離する沈澱槽2と、共沈剤スラリーを磁石により共沈剤と浮遊粒子に分離、洗浄する共沈剤洗浄装置4と、共沈剤スラリーを共沈剤貯留槽へ移送する第1の返送機構と、洗浄済み共沈剤を共沈剤貯留槽へ戻す第2の返送機構と、磁性体含有のろ過助剤を供給するろ過助剤貯留槽12と、一次処理水をバッファするろ過原水槽8と、ろ過助剤と一次処理水からろ過助剤スラリーを作製する混合槽9と、ろ過助剤スラリー及び一次処理水をろ過する固液分離装置10と、ろ過助剤を除去する第2の洗浄機構と、ろ過助剤と浮遊粒子を分離するろ過助剤洗浄槽13と、ろ過助剤をろ過助剤貯留槽へ戻す第3の返送機構とを具備する。

目的

実施形態の目的は、少量の薬品使用量で油分含有排水を処理できる油分含有排水処理装置及び排水処理方法を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

浮遊粒子及び油分を含有する被処理水高分子凝集剤を供給する凝集槽と、磁性体を含有し,一次粒子径が5〜100μmの共沈剤を貯留する共沈剤貯留槽と、被処理水を前記共沈剤貯留槽から送られる共沈剤によって一次処理水共沈剤スラリーに分離する沈澱槽と、この沈澱槽で沈降分離された共沈剤スラリーが移送され,共沈剤スラリーを磁石により共沈剤と浮遊粒子に分離、洗浄する共沈剤洗浄槽と、前記沈澱槽で沈降分離された共沈剤スラリーを前記共沈剤洗浄槽へ移送する第1の返送機構と、前記洗浄済み共沈剤を前記共沈剤貯留槽へ戻す第2の返送機構と、磁性体を含有し,一次粒子径が0.5〜50μmのろ過助剤を供給するろ過助剤貯留槽と、一次処理水を一時的に貯留するろ過原水槽と、ろ過助剤と一次処理水を混合してろ過助剤スラリーを作製する混合槽と、前記ろ過助剤スラリー及び一次処理水をろ過する固液分離装置と、この固液分離装置から堆積したろ過助剤を除去する洗浄機構と、前記ろ過助剤と浮遊粒子を分離するろ過助剤洗浄槽と、このろ過助剤洗浄槽で分離されたろ過助剤を前記ろ過助剤貯留槽へ戻す第3の返送機構とを具備することを特徴とする油分含有排水処理装置

請求項2

浮遊粒子及び油分を含有する被処理水に高分子凝集剤を供給する凝集槽と、磁性体を含有し,一次粒子径が5〜100μmの共沈剤を貯留する共沈剤貯留槽と、被処理水を前記共沈剤貯留槽から送られる共沈剤によって一次処理水と共沈剤スラリーに分離する沈澱槽と、この沈澱槽で沈降分離された共沈剤スラリーが供給され,共沈剤スラリーを磁石により共沈剤と濃縮浮遊粒子に分離、洗浄する共沈剤洗浄槽と、前記沈澱槽で沈降分離された共沈剤スラリーを前記共沈剤洗浄槽へ移送する第1の返送機構と、前記洗浄済み共沈剤を前記共沈剤貯留槽へ戻す第2の返送機構と、磁性体を含有し,一次粒子径が0.5〜50μmのろ過助剤を供給するろ過助剤貯留槽と、一次処理水とろ助剤を一時的に貯留するろ過原水槽と、前記ろ過助剤スラリー及び一次処理水をろ過する固液分離装置と、この固液分離装置から堆積したろ過助剤を除去する洗浄機構と、前記ろ過助剤と浮遊粒子を分離するろ過助剤洗浄槽と、このろ過助剤洗浄槽で分離されたろ過助剤をろ過助剤貯留槽へ戻す第3の返送機構とを具備することを特徴とする油分含有排水処理装置。

請求項3

浮遊粒子及び油分を含有する被処理水を高分子凝集剤と反応させる第1の工程と、磁性体を含有し,一次粒子径が5〜100μmの共沈剤を沈澱槽へ供給する第2の工程と、被処理水を重力沈降により浮遊粒子と一次処理水に分離する第3の工程と、前記沈澱槽で沈澱された浮遊粒子と共沈剤を含むスラリーを共沈剤洗浄装置へ移送する第4の工程と、前記スラリーを磁石により共沈剤と浮遊粒子に分離、洗浄する第5の工程と、磁性体を含有し,一次粒子径が0.5〜50μmのろ過助剤をろ過助剤洗浄槽へ供給する第6の工程と、ろ過助剤と一次処理水を混合してろ過助剤スラリーを作製する第7の工程と、前記ろ過助剤スラリーを固液分離装置に供給する第8の工程と、固液分離装置から堆積したろ過助剤を除去する第9の工程と、前記ろ過助剤と浮遊粒子を分離する第10の工程と、前記固液分離装置で分離されたろ過助剤をろ過助剤貯槽へ戻す第11の工程とを具備する油分含有排水処理方法

請求項4

浮遊粒子及び油分を含有する被処理水を高分子凝集剤と反応させる第1の工程と、磁性体を含有し,一次粒子径が5〜100μmの共沈剤を沈澱槽へ供給する第2の工程と、被処理水を重力沈降により浮遊粒子と一次処理水に分離する第3の工程と、前記沈澱槽で沈澱された浮遊粒子と共沈剤を含むスラリーを共沈剤洗浄装置へ移送する第4の工程と、前記スラリーを磁石により共沈剤と浮遊粒子に分離、洗浄する第5の工程と、磁性体を含有し,一次粒子径が0.5〜50μmのろ過助剤をろ過助剤洗浄槽へ供給する第6の工程と、一次処理水と前記浮遊粒子を混合し、固液分離装置へ供給する第7の工程と、固液分離装置から堆積したろ過助剤を除去する第8の工程と、前記ろ過助剤と浮遊粒子を分離する第9の工程と、前記固液分離装置で分離されたろ過助剤をろ過助剤貯槽へ戻す第10の工程とを具備する油分含有排水処理方法。

技術分野

0001

本発明の実施形態は、水中に存在する油分及び浮遊粒子SS)を除去する油分含有排水処理装置及び排水処理方法に関する。

背景技術

0002

昨今、工業の発達や人口の増加により水資源の有効利用が求められている。そのためには、工業排水などの廃水の再利用が非常に重要である。これらを達成するためには水の浄化、すなわち水中から他の物質を分離することが必要である。

0003

液体からほかの物質を分離する方法としては、各種の方法が知られており、例えば膜分離遠心分離活性炭吸着オゾン処理凝集、さらには所定の吸着材による浮遊物質の除去などが挙げられる。このような方法によって、水に含まれるリン窒素などの環境に影響の大きい化学物質を除去したり、水中に分散した油類クレイなどを除去したりすることができる。

0004

これらのうち、膜分離はもっとも一般的に使用されている方法のひとつであるが、水中に分散した油類や微小なSSを除去する場合には膜の細孔にこれらが詰まり易く、膜の寿命が短くなりやすいという問題がある。このため、水中の油や微小浮遊物を除去するには,ろ過処理が適切でない場合や大量の凝集剤の添加を必要とする場合が多い。

0005

一方、水中から油分を除去する方法として、水中に溶解する物質に凝集剤及び高分子凝集剤を添加することにより、加圧浮上分離する方法が知られている。この方法の一例として、例えば、粉末有機高分子からなる油吸着剤原水に添加して油分を吸着させ、この混合水を急速攪拌槽に導入して凝集剤を添加し凝集させるとともに、緩速攪拌槽に導入して高分子凝集剤を添加し、緩速攪拌してフロックを形成させ加圧浮上分離を行う技術が開示されている。

先行技術

0006

特開平7−96284号公報

発明が解決しようとする課題

0007

上記技術では、水中の油分に対して凝集剤に加えて高分子凝集剤ポリマーを用いて粒子径を大きくしている。しかし、大量に無機凝集剤を使用するため、薬品コストが大きくなる問題や、廃業する場合に汚泥量が多くなってしまう問題がある。これらを直接ろ過等で固液分離できれば、使用薬品汚泥発生量が少なくなるが、粒子径が細かくフィルター目詰まりが頻発するため直接ろ過が困難であった。

0008

実施形態の目的は、少量の薬品使用量油分含有排水を処理できる油分含有排水処理装置及び排水処理方法を提供することである。

課題を解決するための手段

0009

実施形態によれば、浮遊粒子及び油分を含有する被処理水に高分子凝集剤を供給する凝集槽と、磁性体を含有し,一次粒子径が5〜100μmの共沈剤を貯留する共沈剤貯留槽と、被処理水を前記共沈剤貯留槽から送られる共沈剤によって一次処理水共沈剤スラリーに分離する沈澱槽と、この沈澱槽で沈降分離された共沈剤スラリーが移送され,共沈剤スラリーを磁石により共沈剤と浮遊粒子に分離、洗浄する共沈剤洗浄槽と、前記沈澱槽で沈降分離された共沈剤スラリーを前記共沈剤洗浄槽へ移送する第1の返送機構と、前記洗浄済み共沈剤を前記共沈剤貯留槽へ戻す第2の返送機構と、磁性体を含有し,一次粒子径が0.5〜50μmのろ過助剤を供給するろ過助剤貯留槽と、一次処理水を一時的に貯留するろ過原水槽と、ろ過助剤と一次処理水を混合してろ過助剤スラリーを作製する混合槽と、前記ろ過助剤スラリー及び一次処理水をろ過する固液分離装置と、この固液分離装置から堆積したろ過助剤を除去する洗浄機構と、前記ろ過助剤と浮遊粒子を分離するろ過助剤洗浄槽と、このろ過助剤洗浄槽で分離されたろ過助剤を前記ろ過助剤貯留槽へ戻す第3の返送機構とを具備することを特徴とする油分含有排水処理装置を提供できる。

図面の簡単な説明

0010

第1の実施形態に係る油分含有排水処理装置の説明図。
第5の実施形態に係る油分含有排水処理装置の説明図。

実施例

0011

次に、本実施形態に係る油分含有排水処理装置及び処理方法について詳細に説明する。
本実施形態に係る共沈剤は、磁性体を含有し,一次粒子径が5〜100μmであることを特徴とする。共沈剤は、後述するように凝集していても構わない。また磁性体単独であっても、ポリマーなどで被覆あるいは凝集されていても構わない。ここで、平均粒子径は、レーザー回折法により測定されたものである。具体的には、株式会社島津製作所製のSALD−DS21型測定装置商品名)などにより測定することができる。粒子としての磁性体の平均粒子径が100μmよりも大きいと、共沈剤自体の沈降速度が速く後述する水中の微細析出物と凝集しない場合がある。また、平均粒子径が5μmより小さくなると、粒子が緻密に凝集し、水中の微細な析出物を除去できるものの、分離、回収再利用ができなくなる場合もある。これらの磁性体を組み込むことにより、相対的に共沈剤の比重が高くなるため、重力による沈降や、サイクロンを用いた遠心力による分離を、磁気による分離と併用することが可能となるため、共沈剤を水から迅速に分離することができる。

0012

本実施形態に係るろ過助剤としては、磁性体を含有する粒子を含み、一次粒子径が0.5〜50μmのものを用いる。なお、粒子は磁性体単独であっても、ポリマーなどで被覆あるいは凝集されていても構わない。より好ましくは、磁性体の大きさAはA=0.5〜5μmであり、この磁性体がポリマーまたはトリアルコキシシランによって一部が凝集され、その凝集体の径BがA<B≦50μmの範囲であり、かつポリマーの表面被覆厚さCが0.01≦C≦0.25μmであることが好ましい。

0013

ここで、一次粒子径は、レーザー回折法により測定されたものである。具体的には、株式会社島津製作所製のSALD−DS21型測定装置(商品名)などにより測定することができる。一次粒子径が50μmよりも大きいと、粒子間の距離が大きくなりすぎて後述する水中の微細な析出物を通過させてしまう場合がある。また、一次粒子径が0.5μmより小さくなると、粒子が緻密に凝集し、水中の微細な析出物を除去できるものの、実効的な通水量を得ることができなくなる場合もある。これらの磁性体を組み込むことにより、相対的にろ過助剤の比重が高くなるため、重力による沈降や、サイクロンを用いた遠心力による分離を、磁気による分離と併用することが可能となるため、ろ過助剤を水から迅速に分離することができる。

0014

前記磁性体としては、強磁性物質全般的に用いることができ、例えば鉄、および鉄を含む合金磁鉄鉱チタン鉄鉱磁硫鉄鉱マグネシアフェライトコバルトフェライトニッケルフェライトバリウムフェライトなどのフェライト系化合物が挙げられる。これらのうち水中での安定性に優れたフェライト系化合物であれば、より効果的に本実施形態による効果を達成することができる。例えば磁鉄鉱であるマグネタイト(Fe3O4)は安価であるだけでなく、水中でも磁性体として安定し、元素としても安全であるため、水処理に使用しやすいので好ましい。また、磁性体は、球状、多面体不定形など種々の形状を取り得るが特に限定されない。用いるに当って望ましい磁性担体粒径や形状は、製造コストなどを考慮して適宜選択すれば良く、特に球状または角が丸い多面体構造が好ましい。これらの磁性体は、必要であればCuメッキNiメッキなど、通常のメッキ処理が施されていてもよい。

0015

また、ポリマーにより表面が被覆された磁性体が凝集した二次凝集体からなる凝集体では、磁性体をコア、その表面を被覆するポリマーの層がシェルを構成するコア/シェル構造一次粒子が凝集して二次凝集体を構成している。

0016

本実施形態において、磁性体の表面を被覆し凝集させるために用いるポリマーは、目的に応じて任意のものを選択することができる。好ましくは、磁性体に被覆しやすく、耐酸アルカリ性を有するポリアクリロニトリルポリメチルメタクリレートポリスチレンやこれらの共重合体、水中での分散に優れるフェノール樹脂、磁性体と強固に接着して水中での安定性の高いトリアルコキシシラン縮合物が好適に用いられる。このポリマーの平均表面被覆厚さCは好ましくは0.01≦C≦0.25μmになるように被覆するのが好ましい。

0017

ここで、厚さCが0.01μmより薄い場合は、二次凝集体の強度が弱くなり、水中で使用することが困難な場合がある。また、厚さCが0.25μmより厚い場合は、粒子間の空隙が狭くなり、ろ過助剤として用いたときに実効的な通水量を確保することができない場合がある。ポリマーの被覆量の計算は光学顕微鏡やSEMなどによる観察で測定しても良いが、好ましくは無酸素状態高温に上げ、ろ過助剤を熱分解させて重量減少量、即ちポリマー被覆量を求め、粒子の比表面積からポリマー層の平均厚さを計算すると正確に求めることができる。

0018

本実施形態に係るろ過助剤は、前記ろ過助剤の構造を実現できるものであれば任意の方法により製造することができる。このような方法の一例として、ポリマーを溶解し得る有機溶媒にポリマーを溶解させ、その溶液中に磁性体を分散させた組成物を調整し、その組成物を噴霧することにより有機溶媒を除去するスプレードライ法が挙げられる。この方法によれば、スプレードライ環境温度噴出速度などを調整することにより、一次粒子が凝集した二次凝集体の平均粒子径が調整できる上、凝集した一次粒子の間から有機溶媒が除去される際に孔が形成され、好適な多孔質構造を容易に形成させることもできる。

0019

一方、工業的には、ポリマーを溶解し得る溶媒にポリマーを溶解させたポリマー溶液を調製し、型などに入れられた磁性体の表面にポリマー溶液を流し込み、さらに溶媒を除去して固化させたものを破砕したり、あるいはポリマー溶液に磁性体を分散させた組成物から有機溶媒を除去して固化させたもの破砕したりすることによっても、前記ろ過助剤を形成させることができる。また、ヘンシェルミキサーボールミル、または造粒機などに、ポリマーを溶媒に溶解した組成物を滴下し、乾燥させることでろ過助剤を製造することができる。この時、磁性体の表面を覆うような製造条件と、その磁性体を凝集させるような条件の2工程を経ると、好ましいろ過助剤を製造することができる。

0020

本実施形態に係る油分含有排水処理方法においては、油分を含有する被処理水に凝集剤として高分子凝集剤を添加し、一次フロックを形成させる。高分子凝集剤の種類は特に問わないが、カチオン系ポリマーが最もよい。このような油分含有排水に対する高分子凝集剤処理で形成されるフロックは、沈降速度が遅く沈澱処理は困難である。しかし、本実施形態による方法を用いると、共沈剤の効果により容易に沈澱処理を行なうことができるので、装置も簡略化しやすい。沈澱処理で処理できない粒子系が細かい状態の油分を含有するSSについては、磁性体を含有し,一次粒子が0.5〜50μmであるろ過助剤を添加することによりろ過処理を行なうことができる。

0021

本実施形態に係る油分含有排水処理装置には、以下の2通りのタイプがある。
(第1の油分含有排水処理装置)
第1の油分含有排水処理装置は、いわゆるプレコート法と呼ばれる手法を用いた装置であり、特に被処理水中残留する油分を含有するSS濃度が低い場合に有効である。
最初に、磁性体を含有するろ過助剤と分散媒とを混合し懸濁液を調整する。磁性体を含有するろ過助剤は、上述したようにして構成することができる。分散媒は主に水を用いるが、適宜その他の分散媒を用いることができる。懸濁液中のろ過助剤濃度は以下の操作によってプレコート層が形成できれば特に問わないが、例えば10000〜200000mg/L程度に調整する。

0022

次いで、懸濁液をフィルターに通水し、懸濁液中のろ過助剤をろ過して、フィルター上に残留させ、ろ過助剤が積層してなるろ過層、即ち上記プレコート層を形成する。なお、通水は加圧下で行われる。

0023

また、プレコート層は、上述のように外力の作用によって形成及び保持されるので、ろ過操作(フィルタリング)は、例えば、上記フィルターを所定の容器容器口を塞ぐようにして配置し、このように配置したフィルター上にろ過助剤が残留し、配列及び積層されるようにする。この場合、上記容器の壁面からの外力及び上方に位置するろ過助剤の重さに起因した下方に向けての外力(重力)によって、上記プレコート層は形成及び保持されることになる。なお、プレコート層の厚さは処理する液の濃度で変わってくるが、概ね0.1〜10mm程度である。

0024

次いで、上述のようにして形成したプレコート層に対して被処理水を通水して油分を含有するSSを除去する。通水は主に加圧下で行われる。このとき、被処理水中の油分を含有するSSは、プレコート層、具体的にはプレコート層を構成するろ過助剤の表面に吸着することによって除去される。このとき、ろ過助剤を上述したように特殊な構成にすることにより、この油分を含有するSSをトラップし、十分な通水速度を得ることができる。

0025

水中のSSを除去した後は、プレコート層を分散媒中に分散させ、プレコート層をろ過助剤に分解するとともに、ろ過助剤を洗浄する。この洗浄はフィルターの設置されている容器内で行っても、他の容器で行っても構わない。他の容器で行う場合は、洗浄などの手段を用いてプレコート層をろ過助剤に分解した後、輸送する。洗浄には水を使用するが、界面活性剤や有機溶媒を用いて洗浄することも可能である。

0026

次いで、洗浄後のろ過助剤を、磁気分離を用いて回収する。磁気分離の方法は特に問わないが、容器中に永久磁石又は電磁石投入して回収する方法や、磁石で磁化した金網などで回収して、磁場を開放することにより粒子を回収する方法などが挙げられる。

0027

なお、第1の油分含有排水処理装置では、フィルター上に予めプレコート層を形成しておき、その後、排水を通水するので、処理時間とともに、ろ過助剤の表面に吸着する油分を含有するSSの量が増大する。その結果、特に過剰に吸着したSSが、ろ過助剤の空隙を埋設してしまうようになるので、通水速度が低下してしまうようになる。従って、上述したように、第1の脂分含有排水処理装置は、水中のSS濃度が低い場合に有効である。

0028

(第2の油分含有排水処理装置)
第2の油分含有排水処理装置は、いわゆるボディーフィード法と呼ばれるものであり、以下に説明するように、被処理水中に残留するSS濃度が高い場合に有効である。
この油分含有排水処理装置においても、最初にろ過助剤と分散媒とを混合し懸濁液を調整するが、この場合に使用する分散媒は、被処理水とする。即ち、本装置では排水中に直接ろ過助剤を投入して排水から懸濁液を調整する。懸濁液中のろ過助剤濃度は以下の操作によってろ過層が形成できれば特に問わないが、例えば10000〜200000mg/L程度に調整する。

0029

次いで、懸濁液(被処理水)をフィルターに通水し、懸濁液中のろ過助剤をろ別して、フィルター上に残留させ、ろ過助剤が凝集してなるろ過層を形成する。なお、通水は加圧下で行われる。
また、ろ過層は、上述のように外力の作用によって形成及び保持されるので、フィルタリングは、例えば、上記フィルターを所定の容器の容器口を塞ぐようにして配置し、このように配置したフィルター上にろ過助剤が残留し、配列及び積層されるようにする。この場合、上記容器の壁面からの外力及び上方に位置するろ過助剤の重さに起因した下方に向けての外力(重力)によって、上記ろ過層は形成及び保持されることになる。

0030

上述のようにして排水中の油分を含有するSSを除去した後は、ろ過層を分散媒中に分散させ、ろ過層をろ過助剤に分解するとともに、ろ過助剤を洗浄する。この洗浄はフィルターの設置されている容器内で行っても、他の容器で行っても構わない。他の容器で行う場合は、洗浄などの手段を用いてろ過層をろ過助剤に分解した後、輸送する。洗浄には水を使用するが、界面活性剤や有機溶媒を用いて洗浄することも可能である。

0031

次いで、洗浄後のろ過助剤を、磁気分離を用いて回収する。磁気分離の方法は特に問わないが、容器中に永久磁石又は電磁石を投入して回収する方法や、磁石で磁化した金網などで回収して、磁場を開放することにより粒子を回収する方法などが挙げられる。

0032

なお、第2の油分含有排水処理装置では、ろ過層を構成するろ過助剤は上記被処理水、即ちこの水を利用して調整した懸濁液中に含まれているので、除去すべき油分を含有するSSを含む被処理水(懸濁液)とともに、常に1次凝集体が供給されることになる。

0033

従って、特に被処理水(懸濁液)中の油分を含有するSS量が多い場合においても、SSの供給とろ過助剤の供給とは同時に行われることになるので、第1の油分含有排水処理装置のように、過剰に吸着したSSが、ろ過助剤の空隙を埋設してしまうことがない。このため、長時間ろ過速度を維持することができる。結果として、上述したように、第2の油分含有排水処理装置は、排水中の油分を含有するSS濃度が高い場合に有効である。

0034

次に、具体的な実施形態について、詳細に説明する。
(共沈剤の準備)
(共沈剤A)
平均粒子径5μmのフェライト粒子を準備した。
(共沈剤B)
平均粒子径20μmのフェライト粒子を準備した。
(共沈剤C)
平均粒子径80μmのフェライト粒子を準備した。
(ろ過助剤の準備)
(ろ過助剤A)
平均粒子径2μmのマグネタイト粒子を準備した。
(ろ過助剤B)
平均粒子径0.5μmのマグネタイト粒子を準備した。

0035

(第1の実施形態)
図1を参照する。
まず、油分、SSを含有する被処理水を凝集槽1に供給し、この凝集槽1に高分子凝集剤としてのカチオンポリマー水溶液を添加してフロックを形成させる。この凝集槽1は、可変速の撹拌機(図示せず)を具備しており、凝集槽1での撹拌コントロールできるようになっている。微細なフロックを含有した被処理水は、沈澱槽2へ送られる。沈澱槽2には共沈剤貯留槽3から共沈剤が送られ、微細なフロックと混合され沈降する。沈澱槽2で沈降速度の速いSSは分離される。沈澱したSSと共沈剤の混合物引抜きされ、共沈剤洗浄槽4へ移送される。ここで、沈殿槽2と共沈剤洗浄槽4とを接続する配管5aと、この配管5aに介装されたポンプ6aにより第1の返送機構が構成されている。

0036

共沈剤洗浄槽4は攪拌機構と磁石7を備えており、混合しながら共沈剤とSSを分離し、共沈剤のみを磁石7で回収して分離する。共沈剤を回収した液は、高濃度の共沈剤を含有するスラリー(濃縮排水)として前記共沈剤貯留槽3へ返送される。このようにして返送された共沈剤は、再度沈澱槽2に供給されて再利用される。ここで、共沈剤洗浄槽4と共沈剤貯留槽3とを接続する配管5bと、この配管5bに介装されたポンプ6bにより第2の返送機構が構成されている。

0037

沈澱槽2で沈降速度の速いSSと分離された被処理水(一次処理水)は、ろ過原水槽8へ移送される。混合槽9では、ろ過助剤が一部再利用する処理水と混合されてろ過助剤スラリーが作られる。なお、この処理水は水道水でも可能である。前記ろ過助剤スラリーを先にフィルター11が水平に設けられた固液分離装置10に送り、フィルター11上にろ過助剤の膜を形成する。前記ろ過原水槽8と固液分離装置10は、ポンプ6cを介装した配管5cにより接続されている。ここで、固液分離装置10に供給される洗浄液と、この洗浄液によりフィルター11より剥離されたスラリーがろ過助剤洗浄槽13へ供給される配管5eにより洗浄機構が構成されている。

0038

その後、ろ過原水槽8から、微細なSSを含む被処理液を圧力下で固液分離装置10に供給し、予め形成しておいたろ過助剤の膜で固液分離(ろ過)を行う。ろ過液は微細なSSの除去された処理液であり排水してもよいが、固液分離装置10の洗浄水や混合槽9のろ過助剤スラリー作製時の液体としても使用可能である。被処理水のろ過が終了すると、固液分離装置10内のフィルター11に、ろ過助剤と分離したSSのケーキが存在する。これを洗浄するため、フィルター11の横から洗浄水を供給してケーキを崩し、攪拌機(図示せず)及び磁石14を備えたろ過助剤洗浄槽13へ供給する。また、前記ろ過助剤Aが充填されたろ過助剤貯留槽12から混合槽9にろ過助剤を供給して一部再利用する処理水(一次処理水)を混合し、ろ過助剤スラリーを作製した。これを固液分離装置10に供給し、フィルター11上に平均1mmの厚さのろ過助剤の層を作製した。ここで、ろ過助剤洗浄槽13とろ過助剤貯留槽12を接続する配管5dと、この配管5dに介装されたポンプ6dにより第3の返送機構が構成されている。

0039

この後、ろ過原水槽8から固液分離装置10に一次処理水を供給し、ろ過を行ったところ、ろ過水(処理水)中のSSの99%以上が除去されていることが確認できた。ろ過処理後、固液分離装置10のフィルター11の横から洗浄水を供給し、フィルター11上に形成されている層を壊してろ過助剤洗浄槽13に供給した。ろ過助剤洗浄槽13内の攪拌機を動作させてろ過助剤とSSを分離した後、磁石14を動作させてろ過助剤のみを分離し、液体を排出してSS濃縮液を得た。その後、磁石14の磁場を解除し、洗浄水を供給してろ過助剤スラリーにした後、ろ過助剤貯槽12に返送した。この後、混合槽9に供給し同様の操作を行ったが、問題なく再利用できた
(第2の実施形態)
第1の実施形態と同じ装置を用い、共沈剤Aの代わりに共沈剤Bを用いたこと以外は、第1の実施形態と同様に試験を行った。SSの除去率は99%以上であった。第2の実施形態によれば、第1の実施形態と比較して固液分離装置の通水速度がほぼ倍となったが、問題なく運転できた。

0040

(第3の実施形態)
第1の実施形態と同じ装置を用い、共沈剤Aの代わりに共沈剤Cを用いたこと以外は、第1の実施形態と同様に試験を行った。SSの除去率は99%以上であった。第3の実施形態によれば、第1の実施形態と比較して固液分離装置の通水速度がほぼ倍以上となったが、問題なく運転できた。

0041

(第4の実施形態)
第1の実施形態と同じ装置を用い、共沈剤Aの代わりに共沈剤B、ろ過助剤Aの代わりにろ過助剤Bを用いたこと以外は同様に試験を行った。SSの除去率は約99.5%であった。第4の実施形態によれば、第1の実施形態と比較して固液分離装置の通水速度が1.1倍となったが、問題なく運転できた。

0042

(第5の実施形態)
図2を参照して説明する。但し、図1と同部材は同符号を付して説明を省略する。第5の実施形態は、第1の実施形態と比べて、ろ過原水槽8が前記混合槽の機能も有していることを特徴とする。
まず、油分、SSを含有する被処理水を凝集槽1に供給し、この凝集槽1に高分子凝集剤としてのカチオンポリマー水溶液を添加してフロックを形成させる。微細なフロックを含有した被処理水は沈澱槽2へ送られる。沈澱槽2では共沈剤貯留槽3から共沈剤が送られ、微細なフロックと混合され沈降する。沈澱槽2で沈降速度の速いSSは分離される。沈澱したSSと沈共剤の混合物は引抜きされ、共沈剤洗浄槽4へ移送される。共沈剤洗浄槽4では、混合しながら共沈剤とSSを分離し、共沈剤のみを磁石7で回収して分離する。

0043

共沈剤を回収した液は、高濃度の共沈剤を含有するスラリーとして濃縮排水として共沈剤貯槽3へ返送される。このようにして返送された共沈剤は、再度沈澱槽2に供給され再利用される。沈澱槽2で沈降速度の速いSSと分離された被処理水は、ろ過原水槽8へ移送される。また、ろ過助剤貯留槽1からもろ過助剤がろ過原水槽8に供給され、SS含有排水とろ過助剤の混合液が作られる。この混合液を固液分離装置10に送り、フィルター11上にろ過助剤の膜を形成しながらSSを除去する。ろ過液は中和槽を通して排水してもよいが、固液分離装置10の洗浄水や分離槽の磁石の洗浄水としても使用可能である。

0044

被処理水のろ過が終了すると、固液分離装置10内のフィルター11に、ろ過助剤とSSのケーキが存在する。これを洗浄するため、フィルター11の横から洗浄水を供給してケーキを崩し、ろ過助剤洗浄槽13へ供給する。ろ過助剤洗浄槽13では、攪拌機構で混合しながらろ過助剤とSSを分離し、ろ過助剤のみを磁石14で回収して分離する。ろ過助剤を回収した液は、供給された洗浄水で洗われろ過助剤貯留槽12へ返送される。このようにして返送されたろ過助剤は、再度、ろ過原水槽8に供給されて再利用される。

0045

ところで、被処理水として、SS換算で100mg/L含有する水溶液を準備した。またろ過助剤Aが充填されたろ過助剤貯留槽12からろ過原水槽8にろ過助剤を1000mg/Lとなるよう供給し、ろ過助剤とSS含有排水の混合液を作製した。これを固液分離装置10に供給し、フィルター11上でろ過を行ったところ、ろ過水(処理水)中のSSの99%以上が除去されていることが確認できた。

0046

ろ過処理後、固液分離装置10のフィルター11の横から洗浄水を供給し、フィルター11上に形成されている層を壊してろ過助剤洗浄槽13に供給した。ろ過助剤洗浄槽13内の攪拌機を動作させてろ過助剤とSSを分離した後、磁石14を動作させてろ過助剤のみを分離し、液体を排出してSS濃縮液を得た。その後、磁石14の磁場を解除し、洗浄水を供給してろ過助剤スラリーにした後、ろ過助剤貯槽12に返送した。この後、ろ過原水槽8に供給し同様の操作を行ったが、問題なく再利用できた。

0047

(第6の実施形態)
第5の実施形態と同じ装置を用い、ろ過助剤Aの代わりにろ過助剤Bを用いたこと以外は、第5の実施形態と同様に試験を行った。その結果、銅の回収率は98%であった。また、第6の実施形態によれば、第5の実施形態と比較して固液分離装置の通水速度が1.3倍となったが、問題なく運転できた。

0048

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

0049

1…凝集槽、2…沈殿槽、3…共沈剤貯留槽、4…共沈剤洗浄槽、5a〜5e…配管、6a〜6d…ポンプ、7,14…磁石、8…ろ過原水槽、9…混合槽、10…固液分離装置、11…フィルター、12…ろ過助剤貯留槽、13…ろ過助剤洗浄槽。

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