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技術 制御装置及び固液分離システム

出願人 株式会社東芝東芝インフラシステムズ株式会社
発明者 永森泰彦茂庭忍仕入英武早見徳介木内智明
出願日 2019年7月1日 (1年10ヶ月経過) 出願番号 2019-122886
公開日 2021年1月28日 (3ヶ月経過) 公開番号 2021-007913
状態 未査定
技術分野 凝集又は沈殿 イオン交換による水処理
主要キーワード 削減コスト 混和水 改質制御 磁気ハードディスク装置 希釈用水 模擬試験 浮遊性物質 使用量削減
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(2021年1月28日)のものです。
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図面 (7)

課題

希釈用水水質によらず、高い固液分離性能を発揮する制御装置及び固液分離システムを提供することである。

解決手段

実施形態の制御装置は、改質装置と、溶解槽と、凝集槽と、固液分離装置と、を備える固液分離システムの制御装置であり、測定部と制御部とを持つ。改質装置は、希釈用水を改質する。溶解槽は、改質装置によって改質された希釈用水と高分子凝集剤とを混合して高分子溶液を調製する。凝集槽は、高分子溶液を被処理水注入して被処理水中固形物凝集させる。固液分離装置は、固形物が凝集した被処理水を固形物と水分とに分離する。測定部は、改質装置と溶解槽との間にあって、改質後の希釈用水のカルシウム量マグネシウム量または硬度の何れか1種以上を測定する。制御部は、測定部による希釈用水の測定結果閾値を超える場合に、改質装置から溶解槽への希釈用水の供給を停止させる。

概要

背景

排水や汚泥処理方法の一つに固液分離がある。排水処理における固液分離は、排水処理の前処理として行う。固液分離によって排水中の固形物を分離し、その後、固形物と排水とをそれぞれに適した方法で処理することで、排水を低コストかつ容易に処理できる。また、排水処理の場合、固液分離された排水は、そのまま処理水として下水道等に排出することもある。

汚泥の場合の固液分離は、汚泥中の含水率を低減するための処理であり、具体的には汚泥を脱水処理する。脱水処理によって汚泥中の含水率を低減することで、汚泥を減容して脱水汚泥とし、脱水汚泥の輸送費や処分費を低減できる。

固液分離では固液分離性能を高めるために高分子凝集剤が用いられる場合がある。高分子凝集剤を排水や汚泥に添加することで、排水や汚泥中の固形物を凝集させ、粗大なフロックが形成される。これにより、固液分離性が向上する。

より具体的には、例えば、顆粒状の高分子凝集剤を、溶媒である水(以下、希釈用水という)に加え、攪拌溶解させて高分子凝集剤溶液(以下、高分子溶液という)を得る。この高分子溶液を、排水または汚泥に注入して攪拌することで、排水または汚泥中の固形物を凝集させる。次いで、固形物が凝集した排水または汚泥を固液分離し、固形物が除去された処理水と、固形物が濃縮された固形分とに分離される。

高分子凝集剤は、排水や汚泥に含まれる固形物に作用する。そのため、固液分離処理では、排水または汚泥の固形物濃度に対する高分子溶液の注入率を、固液分離性能が良好となる最適注入率に調整する必要がある。高分子溶液の注入率が、最適注入率より少ないと、固液分離性能が低下して望ましい性状の処理水及び固形分が得られない。一方、注入率が最適注入率より多い場合、やはり固液分離性能は低下するとともに、高分子凝集剤の使用量が増大して処理コストが過大となる。また、水分中残余の高分子凝集剤が残留し、水分の水質が悪化し、水分の排出先の環境も悪化する懸念がある。そこで、従来の固液分離処理では、固液分離を模擬する試験を予め行い、固液分離性能が良好となる最適注入率を選定し、高分子溶液の注入率を手動で設定することが一般的に行われている。

しかし、高分子溶液を調製する際に、水質が低下した希釈用水を使用すると、高分子溶液の凝集性能が低下する場合がある。また、一般的な固液分離処理では、あらかじめ調製した高分子溶液を凝集剤タンク保管しておき、固液分離を行う都度、凝集剤タンクから高分子溶液を抜き出して排水等に添加している。そのため、高分子溶液は、調製後から長期間に渡って保管される場合がある。このとき、水質が低下した希釈用水から調製された高分子溶液は、凝集性能が径時劣化する場合がある。

このように、凝集性能が低下した高分子溶液や、凝集性能が径時劣化した高分子溶液を用いて固液分離処理を行うと、最適注入率で注入したにも関わらず、十分な固液分離性能が得られない場合があった。

概要

希釈用水の水質によらず、高い固液分離性能を発揮する制御装置及び固液分離システムを提供することである。実施形態の制御装置は、改質装置と、溶解槽と、凝集槽と、固液分離装置と、を備える固液分離システムの制御装置であり、測定部と制御部とを持つ。改質装置は、希釈用水を改質する。溶解槽は、改質装置によって改質された希釈用水と高分子凝集剤とを混合して高分子溶液を調製する。凝集槽は、高分子溶液を被処理水に注入して被処理水中の固形物を凝集させる。固液分離装置は、固形物が凝集した被処理水を固形物と水分とに分離する。測定部は、改質装置と溶解槽との間にあって、改質後の希釈用水のカルシウム量マグネシウム量または硬度の何れか1種以上を測定する。制御部は、測定部による希釈用水の測定結果閾値を超える場合に、改質装置から溶解槽への希釈用水の供給を停止させる。

目的

本発明が解決しようとする課題は、希釈用水の水質によらず、高い固液分離性能を発揮する制御装置及び固液分離システムを提供する

効果

実績

技術文献被引用数
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請求項1

希釈用水改質する改質装置と、前記改質装置によって改質された前記希釈用水と高分子凝集剤とを混合して高分子溶液を調製する溶解槽と、前記高分子溶液を被処理水注入して前記被処理水中固形物凝集させる凝集槽と、前記固形物が凝集した前記被処理水を前記固形物と水分とに分離する固液分離装置と、を備える固液分離ステム制御装置であって、改質後の前記希釈用水のカルシウム量マグネシウム量または硬度の何れか1種以上を測定する測定部と、前記測定部による前記希釈用水の測定結果閾値を超える場合に、前記改質装置から前記溶解槽への前記希釈用水の供給を停止させる制御部と、を備える、制御装置。

請求項2

前記制御部は、前記希釈用水の測定結果が閾値を超える場合に、前記改質装置が希釈用水を改質する動作、又は改質後の希釈用水を前記溶解槽に供給する動作を抑止する、請求項1に記載の制御装置。

請求項3

前記固液分離システムの前記改質装置に、前記希釈用水中のカルシウム又はマグネシウムを除去する陽イオン交換樹脂が備えられている、請求項1または請求項2に記載の制御装置。

請求項4

希釈用水を改質する改質装置と、前記改質装置によって改質された前記希釈用水と高分子凝集剤とを混合して高分子溶液を調製する溶解槽と、前記高分子溶液を被処理水に注入して前記被処理水中の固形物を凝集させる凝集槽と、前記固形物が凝集した前記被処理水を前記固形物と水分とに分離する固液分離装置と、改質後の前記希釈用水のカルシウム量、マグネシウム量または硬度の何れか1種以上を測定する測定部と、前記測定部による前記希釈用水の測定結果が閾値を超える場合に、前記改質装置から前記溶解槽への前記希釈用水の供給を停止させる制御部と、を備える、固液分離システム。

請求項5

前記制御部は、前記希釈用水の測定結果が閾値を超える場合に、前記改質装置が希釈用水を改質する動作、又は改質後の希釈用水を前記溶解槽に供給する動作を抑止する、請求項4に記載の固液分離システム。

請求項6

前記固液分離システムの前記改質装置に、前記希釈用水中のカルシウム又はマグネシウムを除去する陽イオン交換樹脂が備えられている、請求項4または請求項5に記載の固液分離システム。

技術分野

0001

本発明の実施形態は、制御装置及び固液分離ステムに関する。

背景技術

0002

排水や汚泥処理方法の一つに固液分離がある。排水処理における固液分離は、排水処理の前処理として行う。固液分離によって排水中の固形物を分離し、その後、固形物と排水とをそれぞれに適した方法で処理することで、排水を低コストかつ容易に処理できる。また、排水処理の場合、固液分離された排水は、そのまま処理水として下水道等に排出することもある。

0003

汚泥の場合の固液分離は、汚泥中の含水率を低減するための処理であり、具体的には汚泥を脱水処理する。脱水処理によって汚泥中の含水率を低減することで、汚泥を減容して脱水汚泥とし、脱水汚泥の輸送費や処分費を低減できる。

0004

固液分離では固液分離性能を高めるために高分子凝集剤が用いられる場合がある。高分子凝集剤を排水や汚泥に添加することで、排水や汚泥中の固形物を凝集させ、粗大なフロックが形成される。これにより、固液分離性が向上する。

0005

より具体的には、例えば、顆粒状の高分子凝集剤を、溶媒である水(以下、希釈用水という)に加え、攪拌溶解させて高分子凝集剤溶液(以下、高分子溶液という)を得る。この高分子溶液を、排水または汚泥に注入して攪拌することで、排水または汚泥中の固形物を凝集させる。次いで、固形物が凝集した排水または汚泥を固液分離し、固形物が除去された処理水と、固形物が濃縮された固形分とに分離される。

0006

高分子凝集剤は、排水や汚泥に含まれる固形物に作用する。そのため、固液分離処理では、排水または汚泥の固形物濃度に対する高分子溶液の注入率を、固液分離性能が良好となる最適注入率に調整する必要がある。高分子溶液の注入率が、最適注入率より少ないと、固液分離性能が低下して望ましい性状の処理水及び固形分が得られない。一方、注入率が最適注入率より多い場合、やはり固液分離性能は低下するとともに、高分子凝集剤の使用量が増大して処理コストが過大となる。また、水分中残余の高分子凝集剤が残留し、水分の水質が悪化し、水分の排出先の環境も悪化する懸念がある。そこで、従来の固液分離処理では、固液分離を模擬する試験を予め行い、固液分離性能が良好となる最適注入率を選定し、高分子溶液の注入率を手動で設定することが一般的に行われている。

0007

しかし、高分子溶液を調製する際に、水質が低下した希釈用水を使用すると、高分子溶液の凝集性能が低下する場合がある。また、一般的な固液分離処理では、あらかじめ調製した高分子溶液を凝集剤タンク保管しておき、固液分離を行う都度、凝集剤タンクから高分子溶液を抜き出して排水等に添加している。そのため、高分子溶液は、調製後から長期間に渡って保管される場合がある。このとき、水質が低下した希釈用水から調製された高分子溶液は、凝集性能が径時劣化する場合がある。

0008

このように、凝集性能が低下した高分子溶液や、凝集性能が径時劣化した高分子溶液を用いて固液分離処理を行うと、最適注入率で注入したにも関わらず、十分な固液分離性能が得られない場合があった。

先行技術

0009

Gehr, Ronald & Kalluri, Ramesh. (1983). EFFECTSOF SHORT-TERM STORAGE AND ELEVATEDTEMPERATURESON THEFLOCCULATION ACTIVITY OF AQUEOUS POLYMER SOLUTIONS.. Water pollution research journal of Canada. 18. 23-43.

発明が解決しようとする課題

0010

本発明が解決しようとする課題は、希釈用水の水質によらず、高い固液分離性能を発揮する制御装置及び固液分離システムを提供することである。
を課題とする。

課題を解決するための手段

0011

実施形態の制御装置は、改質装置と、溶解槽と、凝集槽と、固液分離装置と、を備える固液分離システムの制御装置であり、測定部と制御部とを持つ。
改質装置は、希釈用水を改質する。溶解槽は、改質装置によって改質された希釈用水と高分子凝集剤とを混合して高分子溶液を調製する。凝集槽は、高分子溶液を被処理水に注入して被処理水中の固形物を凝集させる。固液分離装置は、固形物が凝集した被処理水を固形物と水分とに分離する。
測定部は、改質装置と溶解槽との間にあって、改質後の希釈用水のカルシウム量マグネシウム量または硬度の何れか1種以上を測定する。制御部は、測定部による希釈用水の測定結果閾値を超える場合に、改質装置から溶解槽への希釈用水の供給を停止させる。

図面の簡単な説明

0012

従来の固液分離システムの構成例を示す図。
第1の実施形態の固液分離システムの構成例を示す図。
第1の実施形態における制御装置の機能構成の具体例を示す図。
実施例の結果を示す図。
実施例の結果を示す図。
実施例の結果を示す図。

0013

以下、実施形態の制御装置及び固液分離システムを、図面を参照して説明する。

0014

図1は、従来の固液分離システムの構成例を示す図である。図1に示す固液分離システム90は、溶解槽91、第1攪拌機92、高分子溶液注入ポンプ93、凝集槽94、第2攪拌機95及び固液分離装置96を備える。溶解槽91は、顆粒状の高分子凝集剤を溶媒である水(以下「希釈用水」という。)に溶解させ、高分子凝集剤の水溶液(以下「高分子溶液」という。)を調製するための水槽である。第1攪拌機92は、溶解槽91に投入された高分子凝集剤及び希釈用水を攪拌する装置である。高分子溶液注入ポンプ93は、溶解槽91において調製された高分子溶液を凝集槽94に注入する装置である。凝集槽94は、高分子溶液と被処理水とを混和させて被処理水中の固形物を凝集させるための水槽である。第2攪拌機95は、高分子溶液と被処理水とを混和させるために攪拌する装置である。固液分離装置96は、固形物が凝集した被処理水を固形物と水分とに分離する装置である。

0015

ここで、高分子溶液注入ポンプ93は、実験室Lで行われた固液分離の模擬試験の結果に基づいて決定された注入率(以下「設定注入率」という。)で動作するように構成される。基本的に、設定注入率は、良好な固液分離性能が得られた試験結果に基づいて決定された注入率であり、最適注入率とも言う。

0016

しかし、高分子溶液を調製する際に、水質が低下した希釈用水を使用すると、高分子溶液の凝集性能が低下する場合がある。また、一般的な固液分離処理では、あらかじめ調製した高分子溶液を凝集剤タンクに保管しておき、固液分離を行う都度、凝集剤タンクから高分子溶液を抜き出して排水等に添加している。そのため、高分子溶液は、調製後から長期間に渡って保管される場合がある。このとき、水質が低下した希釈用水から調製された高分子溶液は、凝集性能が径時劣化する場合がある。

0017

このように、凝集性能が低下した高分子溶液や、凝集性能が径時劣化した高分子溶液を用いて固液分離処理を行うと、最適注入率で注入したにも関わらず、十分な固液分離性能が得られない場合があった。

0018

図2は、本実施形態の固液分離システムの構成例を示す図である。本実施形態の固液分離システム100は、改質装置10、溶解槽1、高分子溶液注入ポンプ2、凝集槽3、固液分離装置4及び制御装置5を備える。制御装置5は、測定部12と、制御部15とを備える。

0019

改質装置10は、希釈用水を改質する装置である。希釈用水は、溶解槽1において高分子凝集剤を溶解させる溶媒として用いられる水である。改質装置10には、陽イオン交換樹脂が備えられている。希釈用水は、例えば、井戸水工業用水が用いられる。陽イオン交換樹脂に希釈用水を接触させることによって、希釈用水中に含まれるカルシウム及びマグネシウムが除去される。また、図示を省略するが、改質装置10は、制御装置5と通信可能に接続される。改質装置10は、制御装置5から通知される制御信号に基づいて動作が制御される。

0020

改質装置10と溶解槽1との間には、希釈用水供給ポンプ13が備えられている。希釈用水供給ポンプ13は、制御装置5と通信可能に接続される。希釈用水供給ポンプ13は、制御装置5から通知される制御信号に基づいて希釈用水を溶解槽1に供給する。

0021

溶解槽1は、改質装置10によって改質された希釈用水に、顆粒状の高分子凝集剤を溶解させ、高分子凝集剤の水溶液(以下「高分子溶液」という。)を調製するための水槽である。溶解槽1には、高分子溶液を攪拌する第1攪拌機11が備えられる。

0022

高分子溶液注入ポンプ2は、溶解槽1において調製された高分子溶液を凝集槽3に注入する装置である。高分子溶液注入ポンプ2は制御装置5と通信可能に接続される。高分子溶液注入ポンプ2は、制御装置5の指令に基づいて高分子溶液の注入動作を行う。

0023

凝集槽3は、高分子溶液注入ポンプ2によって注入された高分子溶液と被処理水とを混和させて被処理水中の固形物を凝集させるための水槽である。凝集槽3には、高分子溶液と被処理水との混和水を攪拌する第2攪拌機31が備えられる。

0024

固液分離装置4は、高分子溶液の注入により固形物が凝集した被処理水(混和水)を固形分と水分とに分離する装置である。

0025

制御装置5は、改質装置10によって改質された希釈用水の水質を監視し、希釈用水の水質が低下した場合は、改質装置10から溶解槽1への希釈用水の供給を停止させる。

0026

制御装置5は、測定部12と制御部15とを備えている。
測定部12は、改質装置10と溶解槽1との間にあって、改質後の希釈用水のカルシウム量、マグネシウム量または硬度の何れか1種以上を測定する測定装置である。より具体的には、測定部12には、希釈用水のカルシウム量を測定するカルシウム濃度計、希釈用水のマグネシウム量を測定するマグネシウム濃度計、希釈用水の硬度を測定する硬度計の何れか1種または2種以上が備えられている。特に測定部12は、希釈用水の2価のカルシウムイオン量を測定するカルシウムイオン濃度計、希釈用水の2価のマグネシウムイオン量を測定するマグネシウムイオン濃度計、希釈用水の硬度を測定する硬度計の何れか1種または2種以上が備えられていることが好ましい。

0027

制御部15は、測定部12による希釈用水の測定結果が閾値を超える場合に、改質装置10から溶解槽1への希釈用水の供給を停止させる。

0028

図3は、本実施形態における制御部15の機能構成の具体例を示す図である。本実施形態における制御部15は、バスで接続されたCPU(Central Processing Unit)やメモリ補助記憶装置などを備え、プログラムを実行する。制御部15は、プログラムの実行によって通信部51、記憶部52、測定データ取得部53及び改質制御部54を備える装置として機能する。なお、制御部15の各機能の全て又は一部は、ASIC(Application Specific IntegratedCircuit)やPLD(Programmable Logic Device)やFPGA(Field Programmable Gate Array)等のハードウェアを用いて実現されてもよい。プログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、例えばフレキシブルディスク光磁気ディスク、ROM、CD−ROM等の可搬媒体コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置である。プログラムは、電気通信回線を介して送信されてもよい。

0029

通信部51は通信インタフェースである。通信部51は、有線通信インタフェースであってもよいし、無線通信インタフェースであってもよい。通信部51は、改質装置10、測定部12、希釈用水供給ポンプ13、高分子溶液注入ポンプ2と通信可能に接続される。

0030

記憶部52は、磁気ハードディスク装置半導体記憶装置などの記憶装置を用いて構成される。記憶部52は、測定部12の測定データを記憶する。また、記憶部52には、希釈用水のカルシウム量、マグネシウム量、硬度の閾値が予め記憶されている。

0031

測定データ取得部53は、通信部51を介して測定部12から測定データを取得する。測定データ取得部53は取得した測定データを記憶部52に保存する。

0032

改質制御部54は、改質装置10または希釈用水供給ポンプ13を制御する機能を有する。具体的には、改質制御部54は、測定部12による希釈用水の測定結果が閾値を超えた場合は、通信部51を介して、改質装置10の機能を停止させるか、あるいは、希釈用水供給ポンプ13を停止させる。これにより、溶解槽1への希釈用水の供給が停止される。

0033

次に、本実施形態の固液分離システム100及び制御装置5の動作について説明する。

0034

まず、希釈用水を改質装置10に供給し、希釈用水を改質する。ここで、希釈用水の改質とは、希釈用水中のカルシウム量やマグネシウム量を低減することを意味する。また、希釈用水の改質には、希釈用水の硬度を低減することも含まれる。具体的には、希釈用水としては、井戸水または工業用水等が用いられる。また、改質装置10には、陽イオン交換樹脂が備えられている。改質装置10に供給された希釈用水は、陽イオン交換樹脂に接触させられる。このとき、希釈用水中のカルシウムやマグネシウムが陽イオン交換樹脂に吸着され、希釈用水中のカルシウム量やマグネシウム量が低減され、また、硬度も低減する。

0035

次に、改質された希釈用水は、希釈用水供給ポンプ13によって溶解槽1に送られる。また、改質装置10から溶解槽1に供給される間で、希釈用水の水質が測定部12によって測定される。測定項目は、希釈用水中のカルシウム量、マグネシウム量または硬度のいずれか1種または2種以上である。希釈用水の測定結果は、制御装置5の制御部15に送られる。

0036

溶解槽1に供給された改質後の希釈用水には、同じく溶解槽1に供給された高分子凝集剤が添加され、そして、第1攪拌機11によって希釈用水と高分子凝集剤とが攪拌混合される。高分子凝集剤は次第に希釈用水に溶解し、高分子溶液が形成される。

0037

調製された高分子溶液は、高分子溶液注入ポンプ2によって凝集槽3に供給される。
凝集槽3では、被処理水に高分子溶液が注入され、被処理水中の固形物が高分子溶液の凝集作用によって塊状に凝集される。そして、固形物が凝集された被処理水は固液分離装置4に送られる。

0038

固液分離装置4では、凝集した固形物を有する被処理水が、水分と固形分とに分離される。

0039

改質装置10における改質処理が良好に機能している場合は、希釈用水のカルシウム濃度、マグネシウム濃度、硬度は低い値に維持される。改質装置10において希釈用水が改質されることによって、希釈用水中のカルシウム量、マグネシウム量または硬度が低減される。これによりカルシウム濃度とマグネシウム濃度、硬度が閾値よりも低い希釈用水が、高分子凝集剤の溶解に用いられる。改質後の希釈用水に高分子凝集剤が溶解された高分子溶液は、その凝集性能が向上し、また、凝集性能の経時劣化も少なくなる。なお、高分子溶液の凝集性能とは、被処理水中の固形分の凝集能力を指す。凝集性能に優れた高分子溶液は、凝集性能が低い高分子溶液に比べて、少量を被処理水に添加することにより固形分を十分に凝集でき、かつ、固液分離後の水分中の固形分濃度が少なくなる。

0040

一方、改質装置10によって改質されたにもかかわらず、測定部12による測定結果が閾値を超えるまで水質が低下した希釈用水は、高分子溶液の凝集性能を低下させるとともに、高分子溶液の凝集性能の経時劣化が大きくなる。これは、希釈用水中に含まれていたカルシウムまたはマグネシウムが、高分子溶液の凝集性能に悪影響を及ぼすためと考えられる。

0041

水質が低下した希釈用水を溶解槽1に供給し続けた場合、凝集性能が低下し、かつ、凝集性能が経時劣化する高分子溶液が調製される。このような高分子溶液が固液分離処理に供されると、固液分離装置4から流出される水分中の固形分濃度が上昇して水質が悪化する。このような場合に制御部15は、測定部12から送信された希釈用水の測定結果を通信部51が取得する。取得された測定結果は、測定データ取得部53を経て記憶部52に送られる。そして、改質制御部54において、測定部12による希釈用水の測定結果が閾値を超えるかどうかを判断する。希釈用水の測定結果が閾値を超える場合は、改質制御部54は、通信部51を介して、改質装置10または希釈用水供給ポンプ13の作動を停止させる。これにより、高分子溶液の調製が中断され、高分子溶液の凝集性能の低下及び凝集性能の経時劣化が未然に防止される。

0042

希釈用水の水質の悪化原因は、改質装置10に備えられた陽イオ交換樹脂破過に伴うイオン交換能力の低下が主な原因と考えられるので、このような場合は陽イオン交換樹脂を再生すればよい。

0043

本実施形態の固液分離システム100及び制御装置5によれば、高分子溶液の凝集性能の低下を防止し、また、凝集性能の経時劣化を防止できるので、被処理水の固液分離性能の低下を抑制できる。

0044

以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、希釈用水を改質する改質装置と、改質後の希釈用水のカルシウム量、マグネシウム量または硬度の何れか1種以上を測定する測定部と、測定部による希釈用水の測定結果が閾値を超える場合に、改質装置から溶解槽への希釈用水の供給を停止させる制御部とを持つことにより、希釈用水の水質によらず、高い固液分離性能を発揮する制御装置及び固液分離システムを提供できる。

0045

希釈用水の水質として、カルシウム濃度、マグネシウム濃度、硬度が高分子溶液の凝集性能に及ぼす影響を評価した。使用した希釈用水を図4に示す。カルシウムとマグネシウムを高濃度で含み硬度が高い硬水として硬度281の地下水と、この地下水をイオン交換樹脂で処理したイオン交換水を対象とした。

0046

高分子凝集剤(強カチオン性分子量850万)をこれら2種類の希釈用水で溶解して濃度0.2%の高分子溶液をそれぞれ調製した。調製直後の高分子溶液を用いて以下の手順で凝集試験を行った。その後、常温での貯留を想定して28℃で1週間保管した後凝集試験を行った。さらに28℃で1週間(計2週間)保管した後凝集試験を行った。

0047

凝集試験は、下水処理場から採取した消化汚泥(濃度1.50%)に対して、高分子溶液を注入率1〜4%の範囲で120rpmで1分間撹拌した後、遠心分離機で1500Gで2分間遠心分離して得られた分離液浮遊性物質濃度を測定した。

0048

浮遊性物質濃度が最も低くなる注入率をその高分子溶液の最適注入率として、比較評価した。結果を図5に示す。イオン交換水の最適注入率は貯留時間によらず2.0%で変わらなかったが、地下水は高分子溶液調製直後(貯留時間0週間)でも最適注入率が2.5%と0.5%高くなり、貯留時間1週間以上では3.0%の注入率が必要であった。

0049

このことから、地下水では、高分子溶液の凝集性に劣化が生じて、より多くの高分子凝集剤が必要となること、地下水を改質してカルシウムイオン、マグネシウムイオン、硬度を除去することでそれが防止できることが示唆された。すなわち地下水の改質によって高分子注入率を最大1.0%削減できる可能性が示唆された。

0050

希釈用水の改質コストが高分子注入率の削減コストに見合うものかをシミュレータで評価した。DOW WATER& PROCESS SOLUTION製のWAVE(Water Appliarion Value)を使用してイオン交換法での改質コストを試算した。条件および結果を図6に示す。イオン交換法では1530円/日となり、高分子使用量削減効果の20400円/日の1/10以下であった。希釈用水の改質は低コストで高分子注入率を削減可能とわかった。

実施例

0051

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同様に、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ものである。

0052

1…溶解槽、3…凝集槽、4…固液分離装置、5…制御装置、10…改質装置、12…測定部、15…制御部、100…固液分離システム。

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