JP2001286873A - 排水処理方法および排水処理装置 - Google Patents

排水処理方法および排水処理装置

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 低コストで廃棄物の少ない排水処理方法およ
び排水処理装置を提供する。 【解決手段】 この排水処理装置は、反応槽３の内部に
別反応部４を構成し、２つの別々の反応をさせて、２段
階の反応を行う。これにより、反応槽３の内部に配置さ
れた別反応槽４で行う別反応によって返送汚泥から生じ
た別反応物を、反応槽３に導入し、反応槽３での排水処
理に役立てることができる。したがって、設備投資費用
を最小限に抑えることができ、低コストで廃棄物の少な
い排水処理装置を実現できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、排水処理方法お
よび排水処理装置に関し、特に反応物や未反応薬品をリ
サイクルし、発生汚泥量の削減と薬品使用量の削減をす
る排水処理方法および排水処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】廃棄物削減の時代にあって、排水処理装
置から発生する汚泥について、各種の削減方法が検討さ
れている。
【０００３】また、処理コストの低減を目的として、凝
集剤等の使用薬品から発生する汚泥を再生してリサイク
ルする排水処理方法が検討されている。
【０００４】例えば、排水処理装置から発生する汚泥の
内、消石灰汚泥のように未反応薬品(未反応の消石灰)を
含む汚泥については、この未反応薬品を再利用する処理
方法が用いられる。また、水酸化アルミニウム汚泥が発
生する場合には、その汚泥からアルミニウムを溶出させ
てアルミニウムを再利用する方法が用いられている。こ
のように、未反応薬品としては、未反応消石灰,未
反応水酸化アルミニウムがある。これら未反応薬品の再
利用は、発生汚泥量の削減と薬品使用量の削減を目的と
している。
【０００５】このような排水処理装置の従来の一例を、
図１７に示す。この従来例では、排水は、原水槽として
の第１水槽１０１に流入する。この第１水槽１０１に、
貯留された排水は、一定時間後、原水ポンプ１０２によ
って、従来の反応槽１３４に導入される。
【０００６】この反応槽１３４には、反応槽急速撹拌機
１０５とＰＨ計１０６が設置され、反応物や未反応薬品
を含む返送汚泥が導入され、かつ酸またはアルカリが添
加されている。より具体的な一例として、フッ素処理の
排水処理装置における返送汚泥には、反応物としてのフ
ッ化アルミニウムや未反応薬品としての水酸化アルミニ
ウムが含まれている。それらの返送汚泥中のフッ化アル
ミニウムや水酸化アルミニウムからアルミニウムを確実
に返送汚泥から溶出させるためには、反応槽１３４内に
おけるＰＨを１１以上にする必要があった。
【０００７】しかし、この反応槽１３４でのＰＨを１１
以上にするには多量の消石灰等のアルカリが必要とな
り、反応槽に添加する薬品使用量が増加して、ランニン
グコストが上昇することのみならず、特に消石灰を添加
する場合、消石灰に起因する汚泥が発生していた。
【０００８】ところで、一般に、排水処理における凝集
剤としてのポリ塩化アルミニウムや硫酸アルミニウム等
のアルミ剤は、過剰に添加されているので、再生し、リ
サイクルする各種の方法が検討されている。
【０００９】このような従来技術としては、まず、特開
平９−２７６８７５に示されているものがある。この従
来技術は、フッ素の排水処理において、発生する汚泥量
の削減と使用する薬品の削減を図る排水処理方法であ
る。具体的には、フッ素を含有する排水に凝集剤として
硫酸アルミニウムを加え、第１の反応槽においてＰＨを
６.５として沈澱物を生成させる。次に、上記沈澱物を
沈澱槽で分離した後、この沈澱物に、別の第２の反応槽
で、水と硫酸を加えてＰＨを４.０とし、共沈したフッ
素を溶出させる。そして、フッ素を含む溶液を、沈澱槽
で分離した後、残っている沈澱物を第１の反応槽に返送
して、凝集剤としてリサイクルする。
【００１０】これらの反応では、硫酸アルミニウム汚泥
が、中性域でフッ素を含んで沈澱し、酸性域またはアル
カリ性域で、沈澱物からフッ素を吐き出す(フッ素の溶
出）ことに着目し、酸性域またはアルカリ性域での沈澱
物中のフッ素を含まない凝集剤としての硫酸アルミニウ
ムをリサイクルするのである。これにより、硫酸アルミ
ニウムが、リサイクルされ、汚泥の発生量と薬品として
の凝集剤としての硫酸アルミニウムが削減される。
【００１１】また、特開平６−２６２１７０では、別の
従来技術が開示されている。この従来技術では、第１の
反応槽において、水酸化アルミニウムでもって、排水に
含まれるフッ素を吸着処理した後、第２の反応槽で、Ｐ
Ｈ８の条件で、フッ素吸着水酸化アルミニウムに塩化カ
ルシウムを作用させる。次に、排水を、沈澱槽に導入し
て、フッ素吸着水酸化アルミニウムに塩化カルシウムを
作用させることによって、形成されるフッ化カルシウム
を沈澱分離する。
【００１２】この沈澱分離による上澄液の中では、水酸
化アルミニウムが再生されてアルミン酸塩溶液となる。
そしてさらに、別の第３の反応槽において、ＰＨを７と
することでアルミン酸塩が水酸化アルミニウムとなり、
凝集剤としての水酸化アルミニウムが再生される。この
水酸化アルミニウムを、第１の反応槽に返送してリサイ
クルが完了する。この従来技術による成果としては、凝
集剤としてのアルミ剤の使用量を削減できることと、水
酸化アルミニウムの汚泥量を削減できるというメリット
がある。
【００１３】また、特開平９−１９６８１では、さらに
また別の従来技術が開示されている。この従来技術で
は、第１の反応槽で水酸化アルミニウムによって排水に
含まれるフッ素を吸着処理した後、排水が沈澱槽に導入
されて、沈澱物としての水酸化アルミニウムと上澄液が
分離される。次に、別の第２の反応槽で、過剰の硫酸カ
ルシウムが添加されて、フッ化カルシウムが生成され、
このことにより、水酸化アルミニウムによって吸着した
フッ素を脱着させる。
【００１４】そして、余剰のカルシウム成分は難溶性の
硫酸カルシウムとして固定しておくことにより、別の第
３の反応槽(溶解槽)において、強アルカリで水酸化アル
ミニウムを生成する。この生成された水酸化アルミニウ
ムは、凝集剤として、第１の反応槽に返送してリサイク
ルが完了する。この従来技術による成果としては、凝集
剤としてのアルミ剤の使用量を削減できることと、水酸
化アルミニウムの汚泥量を削減できるメリットがある。
【００１５】なお、上記従来技術で用いられる一般の反
応槽は、図１７に示す通り、従来の反応槽１３４の中
に、反応槽急速撹拌機１０５とＰＨ計１０６が設置され
ている極普通の水槽である。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】まず、第１に、従来の
反応槽１３４において、例えば、返送汚泥中の有効成分
としてのアルミニウムを容易に溶出させてリサイクルで
きる反応槽を構築して、リサイクルに関する課題を解決
することが望まれている。
【００１７】また、上述した特開平９−２７６８７５,
特開平６−２６２１７０,特開平９−１９６８１におけ
る従来技術では、水酸化アルミニウムを再生する場合、
いずれも、反応槽や沈澱槽が必要であり、反応槽や沈殿
槽に関係する機器を含めた設備のための建設費が高いと
いう問題がある。
【００１８】今日、設備投資に対する企業の考え方は、
益々厳密になっており、成果に対して設備投資金額が小
さい排水処理システムが求められている。すなわち、小
さい投資で最大の効果のある排水処理システムが求めら
れているのである。
【００１９】具体的には、例えば、水酸化アルミニウム
等(水酸化アルミニウムやフッ化アルミニウムを意味す
る)の再生条件を明確化して、詳細に検討し、少ない設
備投資で、目的である再生を達成できる排水処理システ
ムを構築することが求められている。
【００２０】そこで、この発明の目的は、低コストで廃
棄物の少ない排水処理方法および排水処理装置を提供す
ることにある。さらに、少ない設備投資でもって、排水
処理で使用する目的物質を再生できる排水処理方法およ
び排水処理装置を提供することにある。
【００２１】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明の排水処理方法は、排水を反応槽に導入
し、返送汚泥を、上記反応槽の内部に配置され、上記反
応槽の内部における反応とは別の反応をする別反応部に
導入し、この別反応部での別反応による別反応物を、上
記反応槽に導入することを特徴としている。
【００２２】この発明では、反応槽では、所定の反応を
行い、別反応槽では別反応を行う。そして、この別反応
によって返送汚泥から生じた別反応物を、反応槽に導入
し、反応槽での排水処理に役立てることができる。しか
も、この別反応槽は、上記反応槽の内部に配置されてい
ることから、設備投資費用を最小限に抑えることができ
る。したがって、低コストで廃棄物の少ない排水処理方
法を実現できる。
【００２３】また、一実施形態の排水処理装置は、排水
が導入されて反応する反応槽と、返送汚泥が導入され、
上記反応槽の内部における反応とは別の別反応が行わ
れ、この別反応による別反応物が上記反応槽に導入され
るようになっている別反応部とを備え、上記別反応部は
上記反応槽の内部に配置されている。
【００２４】この実施形態は、反応槽の内部に別反応部
を構成し、２つの別々の反応をさせて、２段階の反応を
行う。これにより、反応槽の内部に配置された別反応槽
で行う別反応によって返送汚泥から生じた別反応物を、
反応槽に導入し、反応槽での排水処理に役立てることが
できる。したがって、設備投資費用を最小限に抑えるこ
とができ、低コストで廃棄物の少ない排水処理装置を実
現できる。
【００２５】また、他の実施形態の排水処理装置は、上
記別反応部は、上記返送汚泥が含む反応物と未反応薬品
が溶出する溶出部である。
【００２６】この実施形態では、上記別反応部が、反応
物や未反応薬品の溶出部であるので、反応物や未反応薬
品から薬品を溶出させることができ、さらには、溶出し
た薬品を、反応槽での排水処理に役立てて、リサイクル
できる。
【００２７】具体的一例として、反応物としてはフッ化
アルミニウムがあげられ、未反応薬品としては水酸化ア
ルミニウムがあげられる。
【００２８】また、一実施形態の排水処理装置は、上記
反応物や未反応薬品は、凝集剤に起因する物質である。
【００２９】この実施形態では、上記未反応薬品が凝集
剤に由来することから、凝集剤をリサイクルでき、凝集
剤の使用量を低減することができる。一般に、フッ素の
排水処理装置では、フッ素処理に多量のポリ塩化アルミ
ニウムなどの凝集剤を使用している。
【００３０】また、他の実施形態の排水処理装置は、上
記溶出部に酸またはアルカリが添加される。この実施形
態では、上記溶出部に酸またはアルカリが添加されるの
で、酸またはアルカリによって、反応物や未反応薬品か
ら薬品を容易に溶出させることができる。具体例とし
て、反応物としてのフッ化アルミニウム汚泥や未反応薬
品としての水酸化アルミニウム汚泥のＰＨを、酸または
アルカリによって変化させることによって、有効成分と
してのアルミニウムを溶出させることができる。
【００３１】また、一実施形態の排水処理装置は、上記
返送汚泥がアルミニウムまたは鉄を含む。この実施形態
では、上記返送汚泥がアルミニウムまたは鉄を含有して
いるので、アルミニウムまたは、鉄をリサイクルするこ
とができる。
【００３２】また、他の実施形態の排水処理装置は、上
記酸が鉱酸であり、上記アルカリが消石灰または苛性ソ
ーダもしくはその両方である。この実施形態では、上記
酸が硫酸,塩酸および硝酸等の鉱酸であるので、排水処
理システムを構築し易い。また、上記アルカリが、消石
灰または苛性ソーダもしくはその両方であり、一般に良
く使用する代表的な薬品であることから、排水処理シス
テムを容易に構築できる。なお、汚泥に酸を添加すると
汚泥が溶解することが一般的に知られている。すなわ
ち、汚泥に硫酸や塩酸や硝酸を添加して、その成分を溶
出させることができる。一方、汚泥に消石灰や苛性ソー
ダ等のアルカリを添加して、汚泥成分を溶出させること
もできる。たとえば、水酸化アルミニウム汚泥に消石灰
を添加し、ＰＨを上げることで、アルミニウムを溶出さ
せるのは、その典型例である。
【００３３】また、一実施形態の排水処理装置は、上記
別反応部が撹拌手段を備えている。この実施形態では、
上記別反応部が撹拌手段を有しているので、反応部での
反応効率が向上する。
【００３４】また、他の実施形態の排水処理装置は、上
記別反応部の撹拌手段が、陸上タイプの撹拌機である。
陸上タイプの撹拌機は、最も一般的であり、排水処理装
置を容易に構築できることとなる。
【００３５】また、一実施形態の排水処理装置は、上記
別反応部の撹拌手段が、水中撹拌機である。
【００３６】この実施形態では、水中撹拌機が別反応部
の水槽内に設置されているので、水中内で撹拌可能で、
騒音規制の厳しい場所において、騒音を発生させること
なく排水処理装置を構築できる。
【００３７】また、他の実施形態の排水処理装置は、上
記別反応部の撹拌手段が曝気撹拌手段である。
【００３８】この実施形態では、別反応部での撹拌が曝
気撹拌であるので、騒音を発生させることがなく、ま
た、空気による撹拌であるので、汚泥をほぐすメリット
も兼ね備えた排水処理装置を構築できる。
【００３９】また、一実施形態の排水処理装置は、上記
別反応部にＰＨ計が設置されている。
【００４０】この実施形態では、別反応部のＰＨを感知
認識することができることから、別反応部の再生条件が
最も良いＰＨを認識して、設定できる。
【００４１】また、他の実施形態の排水処理装置は、別
反応部がラインミキサーである。
【００４２】この実施形態では、別反応部がラインミキ
サーであり、このラインミキサーの構造に基づき、流入
してくる返送汚泥と酸またはアルカリとを、物理的に撹
拌反応させることができる。すなわち、撹拌機等の撹拌
手段を設置しないでも返送汚泥を撹拌できる。
【００４３】また、一実施形態の排水処理装置は、上記
別反応部がサイクロンである。
【００４４】この実施形態では、別反応部がサイクロン
であるので、このサイクロンの構造によって、流入して
くる返送汚泥と酸またはアルカリとを、物理的に撹拌で
きる。すなわち、撹拌機等の撹拌手段を設置することな
く返送汚泥を撹拌できる。
【００４５】また、他の実施形態の排水処理装置は、フ
ッ素含有排水を、順次、酸原水槽、反応槽、ポリ塩化ア
ルミニウム凝集槽、高分子凝集剤凝集槽、沈澱槽に導入
して処理する排水処理装置であって、返送汚泥が導入さ
れ、上記反応槽の内部における反応とは別の別反応が行
われ、上記返送汚泥が含む反応物と未反応薬品が溶出
し、この溶出した反応物と未反応薬品が上記反応槽に導
入されるようになっている溶出部が、上記反応槽の内部
に設置されている。
【００４６】この実施形態によれば、上記反応槽の内部
に設置されている溶出部において、未反応薬品中の有効
成分を溶出させ、反応槽に導入して再利用しながら、フ
ッ素含有排水中のフッ素を処理できる。
【００４７】また、一実施形態の排水処理装置は、フッ
素含有排水を、順次、酸原水槽、沈澱部を有し返送汚泥
が導入されるリサイクル槽、反応槽、ポリ塩化アルミニ
ウム凝集槽、高分子凝集剤凝集槽、沈澱槽に導入して処
理する排水処理装置であって、返送汚泥が導入され、上
記反応槽の内部における反応とは別の別反応が行われ、
上記返送汚泥が含む反応物と未反応薬品が溶出し、この
溶出した反応物と未反応薬品が上記反応槽に導入される
ようになっている溶出部が、上記反応槽の内部に設置さ
れている。
【００４８】この実施形態では、フッ素含有排水中のフ
ッ素を、沈澱部を有するリサイクル槽で返送汚泥中の成
分をリサイクルしながら、排水処理でき、さらに、反応
槽の内部に設置されている溶出部が、返送汚泥から反応
物や未反応薬品を溶出させて再利用しながら、排水処理
できる。
【００４９】また、他の実施形態の排水処理装置は、過
酸化水素含有フッ素排水を、順次、酸原水槽、沈澱部を
有し返送汚泥が導入されるリサイクル槽、反応槽、ポリ
塩化アルミニウム凝集槽、高分子凝集剤凝集槽、沈澱槽
に導入して処理する排水処理装置であって、返送汚泥が
導入され、上記反応槽の内部における反応とは別の別反
応が行われ、上記返送汚泥が含む反応物と未反応薬品が
溶出し、この溶出した反応物と未反応薬品が上記反応槽
に導入されるようになっている溶出部が、上記反応槽の
内部に設置されている。
【００５０】この実施形態では、返送汚泥が導入される
リサイクル槽に繁殖した還元性を有する嫌気性の微生物
によって、過酸化水素含有フッ素排水中の過酸化水素を
処理できる。上記沈澱槽とリサイクル槽とが嫌気性の状
態で維持されていることから、返送汚泥中には、時間の
経過とともに嫌気性の微生物が繁殖する。よって、過酸
化水素を、還元性を有する嫌気性徴生物で処理できる。
【００５１】また、過酸化水素含有フッ素排水中のフッ
素は、沈澱部を有するリサイクル槽で返送汚泥中の成分
をリサイクルしながら処理できる。さらに、溶出部にお
いて、反応槽の内部に設置されている溶出部が、返送汚
泥から反応物や未反応薬品を溶出させて再利用しながら
フッ素を処理できる。すなわち、フッ素は、リサイクル
槽で、未反応の消石灰をリサイクルしながら、反応物や
未反応薬品から有効成分としてのアルミニウムを溶出部
で溶出させて、反応槽で再利用しながら処理できる。
【００５２】また、一実施形態の排水処理装置は、有機
物含有フッ素排水を、順次、酸原水槽、沈澱部を有し返
送汚泥が導入されるリサイクル槽、反応槽、ポリ塩化ア
ルミニウム凝集槽、高分子凝集剤凝集槽、沈澱槽に導入
して処理する排水処理装置であって、返送汚泥が導入さ
れ、上記反応槽の内部における反応とは別の別反応が行
われ、上記返送汚泥が含む反応物と未反応薬品が溶出
し、この溶出した反応物と未反応薬品が上記反応槽に導
入されるようになっている溶出部が、上記反応槽の内部
に設置されている。
【００５３】この実施形態では、有機物含有フッ素排水
中の有機物を返送汚泥が導入されるリサイクル槽に繁殖
した嫌気性の微生物によって処理できる。
【００５４】また、有機物含有フッ素排水中のフッ素
は、沈澱部を有するリサイクル槽で返送汚泥中の成分を
リサイクルしながら、また、溶出部で、反応物や未反応
薬品から有効成分を溶出させて、反応槽で再利用しなが
ら処理できる。
【００５５】また、他の実施形態の排水処理装置は、フ
ッ素含有排水を、順次、酸原水槽、沈澱部を有し返送汚
泥が導入されるリサイクル槽、反応槽、第１高分子凝集
剤凝集槽、上記リサイクル槽に汚泥を返送する第１沈澱
槽、ポリ塩化アルミニウム凝集槽、第２高分子凝集剤凝
集槽、第２沈澱槽に導入して処理する排水処理装置であ
って、上記第２沈澱槽からの返送汚泥が導入され、上記
反応槽の内部における反応とは別の別反応が行われ、上
記返送汚泥が含む反応物と未反応薬品が溶出し、この溶
出した反応物と未反応薬品が上記反応槽に導入されるよ
うになっている溶出部が、上記反応槽の内部に設置され
ている。
【００５６】この実施形態では、フッ素含有排水中のフ
ッ素を、リサイクル槽、反応槽、第１高分子凝集剤凝集
槽とポリ塩化アルミニウム凝集槽,第２高分子凝集剤凝
集槽とを使用して、２段階の凝集沈澱で処理するので、
フッ素を高度にしかも安定的に処理できる。
【００５７】また、反応槽内の別反応部に、第２沈澱槽
からポリ塩化アルミニウム汚泥を返送するので、ポリ塩
化アルミニウムを再利用し、ポリ塩化アルミニウムの使
用量を低減できる。また、第１沈澱槽からの未反応消石
灰を含む汚泥をリサイクル槽に返送するので、未反応消
石灰を再利用し、消石灰の使用量を低減できる。
【００５８】また、他の実施形態の排水処理装置は、過
酸化水素含有フッ素排水を、酸原水槽、返送汚泥が導入
され沈澱部を有するリサイクル槽、反応槽、第１高分子
凝集剤凝集槽、第１沈澱槽、ポリ塩化アルミニウム凝集
槽、第２高分子凝集剤凝集槽、第２沈澱槽に導入して処
理する排水処理装置であって、返送汚泥が導入され、上
記反応槽の内部における反応とは別の別反応が行われ、
上記返送汚泥が含む反応物と未反応薬品が溶出し、この
溶出した反応物と未反応薬品が上記反応槽に導入される
ようになっている溶出部が、上記反応槽の内部に設置さ
れている。
【００５９】この実施形態では、過酸化水素含有フッ素
排水中のフッ素を、リサイクル槽、反応槽、第１高分子
凝集剤凝集槽とポリ塩化アルミニウム凝集槽,第２高分
子凝集剤凝集槽とを使用して、２段階の凝集沈澱で処理
するので、フッ素を高度にしかも安定的に処理できる。
また、過酸化水素含有フッ素排水中の過酸化水素を返送
汚泥が導入され沈澱部を有するリサイクル槽に繁殖した
還元性を有する嫌気性の微生物によって処理できる。ま
た、反応槽内部の別反応部に、第２沈澱槽からの水酸化
アルミニウム汚泥を返送するので、水酸化アルミニウム
を再利用でき、ポリ塩化アルミニウムの使用量を低減す
ることができる。また、第１沈澱槽からの未反応消石灰
を含む汚泥をリサイクル槽に返送するので、未反応消石
灰を再利用でき、消石灰の使用量を低減できる。
【００６０】また、一実施形態の発明の排水処理装置
は、有機物含有フッ素排水を、順次、酸原水槽、返送汚
泥が導入され沈澱部を有するリサイクル槽、反応槽、第
１高分子凝集剤凝集槽、第１沈澱槽、ポリ塩化アルミニ
ウム凝集槽、第２高分子凝集剤凝集槽、第２沈澱槽に導
入して処理する排水処理装置であって、返送汚泥が導入
され、上記反応槽の内部における反応とは別の別反応が
行われ、上記返送汚泥が含む反応物と未反応薬品が溶出
し、この溶出した反応物と未反応薬品が上記反応槽に導
入されるようになっている溶出部が、上記反応槽の内部
に設置されている。
【００６１】この実施形態では、第１高分子凝集剤凝集
槽およびポリ塩化アルミニウム凝集槽,第２高分子凝集
剤凝集槽を使用して、有機物含有フッ素排水中のフッ素
を２段階の凝集沈澱で処理するので、フッ素を高度にし
かも安定的に処理できる。また、有機物含有フッ素排水
中の有機物を、返送汚泥が導入され沈澱部を有するリサ
イクル槽に繁殖した有機物を生物分解する嫌気性の微生
物によって処理できる。また、反応槽内部の別反応部
に、第２沈澱槽から水酸化アルミニウム汚泥を返送し
て、水酸化アルミニウムを反応槽で再利用でき、ポリ塩
化アルミニウムの使用量を低減できる。また、第１沈澱
槽からの未反応消石灰を含む汚泥をリサイクル槽に返送
して、未反応消石灰を再利用し、消石灰の使用量を低減
できる。
【００６２】
【発明の実施の形態】以下、この発明を図示の実施の形
態により詳細に説明する。
【００６３】〔第１の実施の形態〕図１に、この発明の
排水処理装置の第１実施形態を示す。
【００６４】この第１実施形態は、排水を原水槽(第１
水槽)１に導入する。この原水槽１に導入された排水
は、一定時間貯留された後、水質がある程度調整され
て、原水ポンプ２によって、反応槽(第２水槽)３に導入
される。この反応槽３の内部には、反応槽３とは別の反
応が行われる別反応部４が配置されている。この別反応
部４の底部４Ａはメッシュ構造になっていて、反応槽３
内に通じている。この反応槽３内部の別反応部４には、
薬品としての酸またはアルカリと一般の化学的な排水処
理設備の沈澱槽で沈澱した汚泥が返送汚泥と位置づけら
れて、導入されている。
【００６５】ここで、一般に化学的な排水処理設備にお
ける沈澱槽で沈澱する汚泥には、反応物や未反応薬品が
ふくまれている。すなわち、この第１実施形態では、排
水を反応槽(第２水槽)３内部に配置された別反応部４
に、返送汚泥と共に酸またはアルカリを導入して排水処
理する。
【００６６】より詳しくは、この別反応部４に返送汚泥
と酸またはアルカリを導入して、返送汚泥中から有効な
成分を、酸またはアルカリによって再生して、再生され
た成分によって、原水槽(第１水槽)１から導入される排
水を処理する。結果的には、酸またはアルカリによって
も、反応槽３内の排水が処理されるが、返送汚泥を再生
して返送汚泥の成分によっても排水を処理する内容であ
る。
【００６７】また、反応槽３内の反応槽急速撹拌機５
は、反応槽３内における化学反応を円滑に進行させるた
めの役目を持っている。また、反応槽３内には、ＰＨ計
６が設置され、反応槽３内のＰＨを感知して、返送汚泥
からの有効成分の再生に最適なＰＨ条件とすることがで
きる。具体例として、返送汚泥として、アルミニウムや
鉄を含む返送汚泥が存在する場合、アルミニウムや鉄
は、酸またはアルカリによって、返送汚泥から溶出し
て、アルミニウムイオンや鉄イオンとなり、反応に有効
に作用するのである。これにより、返送汚泥から再生さ
れたアルミニウムイオンや鉄イオンが、リサイクルされ
て排水処理に有効に作用するのである。
【００６８】さらに具体的には、凝集剤としての、ポリ
塩化アルミニウムや塩化第２鉄は、排水処理の分野で
は、代表的な凝集剤である。そして、それらの凝集剤
が、各種排水処理の分野で多量に使用されている。その
各種排水処理の分野で、使用されているポリ塩化アルミ
ニウムや塩化第２鉄等の凝集剤は、一般に排水処理装置
における反応槽(この第１実施形態では反応槽３が該当)
に多量に添加される。このため、沈澱槽で発生する汚泥
中には、凝集剤に起因する反応物,水酸化物,未反応のポ
リ塩化アルミニウムや未反応の塩化第２鉄が存在して、
汚泥発生の原因となっている。その凝集剤に起因する反
応物,水酸化物や未反応の凝集剤を含む汚泥を返送汚泥
として、別反応部４に導入し、返送汚泥中から有効成分
としてのアルミニウムイオンや鉄イオンを溶出させて、
再び反応槽３にてリサイクル(再生)させて排水処理する
のである。
【００６９】汚泥中の凝集剤としてのアルミニウム(ポ
リ塩化アルミニウム、硫酸アルミニウム)や鉄(塩化第２
鉄、硫酸第１鉄)は、一般に過剰に添加されていること
が多く、リサイクルしやすい物質である。
【００７０】なお、一般には、凝集剤に由来する反応
物,水酸化物や未反応の凝集剤からは、有効成分が再生
されるが、反応物が酸またはアルカリに不溶の反応物が
形成されている場合は、その反応物からは、再生されな
い。この不溶の反応物の代表としては、フッ化カルシウ
ムがある。
【００７１】〔第２の実施の形態〕次に、図２に、この
発明の排水処理装置の第２の実施の形態を示す。
【００７２】この第２の実施の形態は、次のの点のみ
が前述の第１の実施の形態と異なる。したがって、前述
の第１実施形態と同じ構成部分には、同じ符号を付して
詳細な説明を省略する。
【００７３】 第１実施形態では、図１の別反応部４
には撹拌機が設置されていなかったが、図２に示す第２
実施形態では、別反応部４に反応部急速撹拌機２８が設
置されている。別反応部４に反応部急速撹拌機２８が設
置されているので、別反応部４での反応が、さらに効率
的となる。緩速撹拌機でもある程度の効果はあるが、急
速撹拌機の方が、より効率的である。特に、返送汚泥の
汚泥濃度が高い場合や、返送汚泥が固まり易い場合に
は、効果的である。
【００７４】〔第３の実施の形態〕次に、図３に、この
発明の排水処理装置の第３実施形態を示す。
【００７５】この第３実施形態は、次のの点のみが前
述の第１実施形態と異なる。したがって、前述の第１実
施形態と同じ構成部分には、同じ符号を付して詳細な説
明を省略する。
【００７６】 前述の第１実施形態では、図１の別反
応部４には水中撹拌機が設置されていなかったが、図３
に示す第３実施形態では、別反応部４の水中内に、水中
撹拌機２９が設置されている。
【００７７】別反応部４に水中撹拌機２９が設置されて
いるので、別反応部４での反応が、さらに効率的とな
る。特に、返送汚泥の汚泥濃度が高い場合や、返送汚泥
が固まり易い場合には、効果である。
【００７８】また、水中撹拌機２９は、周囲が急速撹拌
機のモーターによる騒音を嫌う場合に好適であり、ま
た、別反応部４の上部が配管などで複雑な場合、水中撹
拌機の機械部分が水中に没しているので、複雑にならな
いメリットがある。
【００７９】〔第４の実施の形態〕次に、図４に、この
発明の排水処理装置の第４の実施の形態を示す。
【００８０】この第４実施形態は、次のの点のみが前
述の第１実施形態と異なる。したがって、前述の第１実
施形態と同じ構成部分には、同じ符号を付して詳細な説
明を省略する。
【００８１】 第１実施形態では、図１の別反応部４
には撹拌機が設置されていなかったが、図４に示す第４
実施形態では、別反応部４において、ブロワー３１で発
生した空気が、散気管３０から吐出することによって、
曝気撹拌する。
【００８２】この別反応部４に散気管３０が設置され、
散気管３０から吐出する空気によって、別反応部４内部
が曝気撹拌されるから、別反応部４での反応が、さらに
効率的となる。特に、返送汚泥の汚泥濃度が高い場合
や、返送汚泥が固まり易い場合には、効果的である。ま
た、別反応部４内に設置する機器は、散気管３０と配管
のみとなるので、撹拌機のような機械的なトラブルは発
生しないメリットがある。
【００８３】〔第５の実施の形態〕次に、図５に、この
発明の排水処理装置の第５実施形態を示す。
【００８４】この第５実施形態は、次のの点のみが前
述の第１実施形態と異なる。したがって、前述の第１実
施形態と同じ構成部分には、同じ符号を付して詳細な説
明を省略する。
【００８５】 図１の第１実施形態では、別反応部４
にＰＨ計が設置されていなかったが、図５に示す第５実
施形態では、ＰＨ計６が設置されている。
【００８６】別反応部４にＰＨ計６が設置されているの
で、別反応部４での反応が、最適ＰＨとなるように管理
できる。したがって、有効成分などの再生がさらに効率
的となる。特に、返送汚泥から有効な成分を溶出させる
には、ＰＨ管理が、重要となるので、上記ＰＨ管理は効
果的である。たとえば、アルミニウムを含む返送汚泥の
場合、その最適なＰＨは、ＰＨ１１からＰＨ１２の範囲
である。
【００８７】〔第６の実施の形態〕次に、図６に、この
発明の排水処理装置の第６実施形態を示す。
【００８８】この第６実施形態は、次のの点のみが前
述の第１実施形態と異なる。したがって、前述の第１実
施形態と同じ構成部分には、同じ符号を付して詳細な説
明を省略する。
【００８９】 図１に示した第１実施形態では、別反
応部４に撹拌機とＰＨ計が設置されていなかったが、図
６に示す第６実施形態では、別反応部４に反応部急速撹
拌機２８とＰＨ計６が設置されている。
【００９０】この第６実施形態では、別反応部４に反応
部急速撹拌機２８とＰＨ計６が設置されているので、別
反応部４での反応が、迅速にかつ最適ＰＨとなるように
管理でき、さらに一層効率的となる。特に、返送汚泥か
ら有効な成分を溶出させるには、撹拌状態とＰＨ管理が
重要となるので、その効果は格段に期待できる。一例と
して、アルミニウムを含む返送汚泥の場合、その最適な
ＰＨは、ＰＨ１１からＰＨ１２の範囲である。
【００９１】〔第７の実施の形態〕次に、図７に、この
発明の排水処理装置の第７実施形態を示す。
【００９２】第７実施形態は、次のの点のみが前述の
第１の実施の形態と異なる。したがって第１実施の形態
と同じ構成部分には、同じ符号を付して詳細な説明を省
略する。
【００９３】 この第７実施形態は、図１に示した第
１実施形態における別反応部４の代替としてラインミキ
サー３２を反応槽３内に備えた。
【００９４】この第７実施形態では、反応槽３内に、別
反応部４の代替としてラインミキサー３２が設置されて
いるので、酸またはアルカリと返送汚泥との反応は、ラ
インミキサー３２内で進行する。特に、ラインミキサー
３２内は、小容量であるため、ラインミキサー３２内に
おいては、酸またはアルカリの影響がより直接的であ
り、酸またはアルカリによる返送汚泥からの有効成分の
再生が確実に実施される。ラインミキサー３２を採用す
るメリットとしては、ラインミキサー３２が、撹拌動力
なしで、酸またはアルカリと返送汚泥とを撹拌反応させ
ることができる点である。
【００９５】なお、ラインミキサー３２は、一般的に市
販されている汎用品を採用すれば良いが、容量的に小型
を選定すると、返送汚泥によって、ラインミキサー内が
閉塞するので、注意を要する。
【００９６】〔第８の実施の形態〕次に、図８に、この
発明の排水処理装置の第８実施形態を示す。
【００９７】この第８実施形態は、次のの点のみが前
述の第１実施形態と異なる。したがって、前述の第１実
施形態と同じ構成部分には、同じ符号を付して詳細な説
明を省略する。
【００９８】 この第８実施形態では、図１に示した
第１実施形態における別反応部４の代替としてサイクロ
ン３３を備えている。
【００９９】この第８実施形態では、別反応部４の代替
としてサイクロン３３が反応槽３内に設置されているの
で、酸またはアルカリと返送汚泥との反応は、サイクロ
ン３３内で進行する。
【０１００】サイクロン３３内においては、特に、酸ま
たはアルカリと返送汚泥が、渦巻き状の水流のある状態
で直接的に反応するので、酸またはアルカリによる返送
汚泥からの有効成分の再生が確実に実施される。
【０１０１】一般に、サイクロンは、遠心力を利用した
装置であるので、酸またはアルカリと返送汚泥とを遠心
力によって反応させて、有効成分を再生することができ
る。
【０１０２】サイクロン３３を採用することで、サイク
ロン３３が撹拌動力無しで、酸またはアルカリと返送汚
泥とを撹拌反応させることができる利点がある。なお、
サイクロン３３は、一般的に市販されている汎用品を採
用すれば良い。
【０１０３】〔第９の実施の形態〕次に、図９に、この
発明の排水処理装置の第９実施形態を示す。
【０１０４】図９において、フッ素含有排水は、原水槽
(第１水槽)１に導入される。
【０１０５】この原水槽(第１水槽)１に、一定時間貯留
されたフッ素含有排水は、原水ポンプ２によって、反応
槽３内に配置された別反応部４に導入される。この別反
応部４には、沈澱槽(第５水槽)１２で沈澱した汚泥が、
返送汚泥として、上部から導入されている。
【０１０６】そして、別反応部４の周囲の反応槽３に、
原水ポンプ２によって原水槽１からフッ素含有排水が導
入される。ここで、別反応部４に添加された消石灰が、
返送汚泥中の有効な成分を再生しながら、別反応部４の
下部に移動し、さらに、別反応部４のメッシュ状底部４
Ａより出て、反応槽３内に移動し、消石灰中のカルシウ
ムがフッ素含有排水中のフッ素と反応して、難溶性の微
細なフッ化カルシウムを形成する。フッ素含有排水中の
フッ素が、難溶性の微細なフッ化カルシウムを形成する
ことによって、フッ素が処理されることとなる。
【０１０７】また同時に、別反応部４において、消石灰
が添加されることによって、ＰＨが上昇し、返送汚泥の
一部であるフッ化アルミニウムや水酸化アルミニウムが
再生され、アルミニウムイオンとなる。アルミニウムイ
オンは、薬品としてのポリ塩化アルミニウムと同様の凝
集作用を示すこととなる。こうして、別反応部４以外の
反応槽３において、形成された微細なフッ化カルシウム
を凝集して、大きな水酸化物としてのフロックとなる。
次の表１に、別反応部４におけるＰＨと、返送汚泥か
ら溶出したアルミニウムイオン濃度との関係を示す。
【０１０８】
【表１】 表１
【０１０９】別反応部４において、ＰＨを１１以上にす
ることで、水酸化アルミニウム汚泥から短時間でアルミ
ニウムを溶出させることができる。
【０１１０】反応槽３には、再生されたアルミニウムイ
オンによる凝集反応を促進するための反応槽急速撹拌機
５と反応槽３内のＰＨを測定するためのＰＨ計６が設置
されている。反応槽３より出た排水は、ポリ塩化アルミ
ニウム凝集槽(第３水槽)７に流入して、新たなポリ塩化
アルミニウムが添加されて、残存している微細なフッ化
カルシウムを凝集する。ポリ塩化アルミニウム凝集槽
(第３水槽)７には、凝集槽急速撹拌機８が設置され、凝
集反応を促進している。
【０１１１】この第３水槽７を出た排水は、続いて凝集
槽緩速撹拌機１０が設置された高分子凝集剤凝集槽(第
４水槽)９に移動して、高分子凝集剤が添加されて、フ
ッ化カルシウムは、より安定した大きなフロックとな
る。
【０１１２】この第４水槽９を出た排水は、かき寄せ機
１１が設置された沈澱槽(第５水槽)１２に導入されて、
フッ化カルシウムフロック,フッ化アルミニウムフロッ
ク,水酸化アルミニウムフロックと上澄水とが固液分離
され、フッ化カルシウムフロック,フッ化アルミニウム
フロック,および水酸化アルミニウムフロックは、沈澱
槽１２の底部に沈澱する。
【０１１３】沈澱したフッ化カルシウムフロック,フッ
化アルミニウムフロック,および水酸化アルミニウムフ
ロックは、第５水槽返送ポンプ１３によって、返送汚泥
として、反応槽３内に配置された別反応部４に導入され
る。この別反応部４には、消石灰が添加されているの
で、別反応部４内では、ＰＨが１１以上となり、フッ化
アルミニウムや水酸化アルミニニウムフロックが再生さ
れてアルミニウムイオンとフッ素イオンとなり、フッ素
イオンは消石灰のカルシウムイオンと反応して、安定し
たフッ化カルシウムとなる。一方、再生されたアルミニ
ウムイオンは、別反応部４のメッシュ状底部４Ａから出
ることによって、ＰＨが、１１以下の中性域に近づき、
再びフッ化アルミニウムや水酸化アルミニウムフロック
となっって反応槽３において凝集剤としての作用を示
す。
【０１１４】尚、沈澱槽(第５水槽)１２から凝集されて
出てくる汚泥のうち、ほぼ１割が、濃縮槽(第６水槽)１
４に入り、残りのほぼ９割が、返送汚泥として、別反応
部４に入る。
【０１１５】このように、第５水槽返送ポンプ１３によ
って、フッ化カルシウムフロック,フッ化アルミニウム
フロック,および水酸化アルミニウムフロックや未反応
消石灰を含む汚泥が返送汚泥として、別反応部４が内部
に配置された反応槽３と沈澱槽１２の間を循環する。こ
のことによって、以下の,,の現象が生じる。
【０１１６】 未反応消石灰が限りなく減少する。
【０１１７】 排水処理装置内で、フッ化アルミニウ
ムや水酸化アルミニウムにおけるアルミニウムが常に再
利用および循環される状態となる。
【０１１８】 沈澱槽１２に沈澱する汚泥は、反応物
として化学的に安定しているフッ化カルシウムのみとな
る。
【０１１９】そして、フッ化カルシウムを主体とした汚
泥は、次に、かき寄せ機１１を有する濃縮槽(第６水槽)
１４に導入されて、時間の経過とともに濃縮される。濃
縮されたフッ化カルシウムを主体とする汚泥は、フィル
タープレス１６によって、脱水処理される。このフイル
タープレス１６によって、脱水された脱水ケーキの含水
率は、運転管理によっても多少異なるが、約６０％程度
である。
【０１２０】図１０(ａ)に、この第９実施形態におい
て、フッ素含有排水中のフッ素濃度が通常濃度の場合で
の各水槽におけるタイミングチャートを示し、図１０
(ｂ)に、フッ素含有排水中のフッ素濃度が低濃度の場合
での各水槽におけるタイミングチャートを示す。
【０１２１】〔第１０の実施の形態〕次に、図１１に、
この発明の排水処理装置の第１０実施の形態を示す。
【０１２２】この第１０実施の形態は、次のの点のみ
が前述の第９実施形態と異なる。したがって、前述の第
９実施の形態と同じ構成部分には、同じ符号を付して詳
細な説明を省略する。
【０１２３】 この第１０実施形態では、図９の第９
実施形態における第１水槽１と反応槽３の間にリサイク
ル槽１７を設置している。
【０１２４】この第１０実施の形態では、リサイクル槽
１７を設置し、そのリサイクル槽１７に関係する流入配
管や流出配管等の処理フローが異なる点のみが、第９実
施形態と異なる。
【０１２５】このリサイクル槽１７は、遮断壁１９によ
り、沈澱部２０と、沈澱部２０以外とに区分されてい
る。沈澱部２０には、沈澱部ポンプ２１が設置されて、
沈澱部２０に沈澱したフッ化カルシウム汚泥を濃縮槽
(第６水槽)１４に導入している。
【０１２６】このリサイクル槽１７には、リサイクル槽
１７の下部の導入管１８より、フッ素含有排水が導入さ
れる。また、バルブ２２Ａが開の状態において、リサイ
クル槽１７には、あらかじめ沈澱槽(第５水槽)１２から
のフッ化カルシウムフロック,フッ化アルミニウム,およ
び水酸化アルミニウムフロックや未反応消石灰や未反応
高分子凝集剤を含む返送汚泥が導入されて、リサイクル
槽１７の下部に汚泥ゾーン２３として貯留されている。
【０１２７】一方、バルブ２２Ｂが開の状態において、
反応槽３内に配置された別反応部４にも、沈澱槽(第５
水槽)１２からのフッ化カルシウムフロック,フッ化アル
ミニウム,および水酸化アルミニウムフロックや未反応
消石灰や未反応高分子凝集剤を含む返送汚泥が導入され
て、有効成分が溶出し、リサイクルされる。
【０１２８】リサイクル槽１７に導入されたフッ素含有
排水は、その排水中のフッ素が、汚泥ゾーン２３におけ
る未反応消石灰中のカルシウムと反応して、微細な化学
的に安定なフッ化カルシウムを形成する。そして、微細
なフッ化カルシウムは、フッ化アルミニウムや水酸化ア
ルミニウムフロックからのアルミニウムイオンや未反応
高分子凝集剤によって、安定したより大きなフロックと
して凝集する。そして、沈澱部２０に移動して沈澱し、
沈澱したフッ化カルシウム汚泥は、沈澱部ポンプ２１に
よって、濃縮槽(第６水槽)１４に導入される。リサイク
ル槽１７で処理されたフッ素含有排水は、その上澄液
が、反応槽３に導入されて、第９実施形態と同様に処理
される。
【０１２９】〔第１１の実施の形態〕次に、図１２に、
この発明の排水処理装置の第１１実施形態を示す。
【０１３０】この第１１実施形態は、前述の第１０実施
形態と比較して、流入水の内容のみが異なる。したがっ
て、前述の第１０実施形態と同じ構成部分には同じ符号
を付して詳細な説明を省略する。
【０１３１】第１０実施形態での流入水がフッ素含有排
水であるのに対し、この第１１実施形態では、流入水が
過酸化水素含有フッ素排水である。
【０１３２】汚泥ゾーン２３におけるフッ化カルシウム
フロック,フッ化アルミニウムフロック,および水酸化ア
ルミニウムフロックや未反応消石灰や未反応高分子凝集
剤を含む汚泥には、時間の経過とともに、嫌気性の微生
物が繁殖する。嫌気性の微生物は、還元作用を有してい
るので、排水中に含まれる過酸化水素を、その還元作用
により、処理することができる。
【０１３３】汚泥ゾーン２３の上部の汚泥は、下部の汚
泥と比較して、導入管１８から離れているので、その液
性が中性に近く、嫌気性微生物が繁殖できる。ただし、
汚泥ゾーン２３の下部の汚泥は、過酸化水素含有フッ素
排水の酸性に影響されて、嫌気性微生物が容易に繁殖で
きない。過酸化水素含有フッ素排水中の過酸化水素は、
あくまでも、嫌気性微生物が繁殖した汚泥ゾーン２３の
上部で処理される。
【０１３４】〔第１２実施の形態〕次に、図１３に、こ
の発明の排水処理装置の第１２実施形態を示す。
【０１３５】この第１２実施形態は、前述の第１１実施
形態と比較して、流入水の内容のみが異なる。したがっ
て、前述の第１１実施形態と同じ構成部分には同じ符号
を付して詳細な説明を省略する。
【０１３６】前記第１１実施形態の流入水が、過酸化水
素含有フッ素排水であるのに対し、この第１２実施形態
では、流入水が有機物含有フッ素排水である。
【０１３７】この汚泥ゾーン２３におけるフッ化カルシ
ウムフロック,フッ化アルミニウムフロック,および水酸
化アルミニウムフロックや未反応消石灰や未反応高分子
凝集剤を含む汚泥には、時間の経過とともに嫌気性の微
生物が繁殖する。この嫌気性の微生物は、有機物分解作
用を有しているので、排水中に含まれる有機物を、その
有機物分解作用によって処理できる。汚泥ゾーン２３の
上部の汚泥は、下部の汚泥と比較して、導入管１８から
離れているので、その液性が中性に近く、嫌気性微生物
が繁殖できる。ただし、汚泥ゾーン２３の下部の汚泥
は、有機物含有フッ素排水の酸性に影響されて、嫌気性
微生物が容易に繁殖することができない。有機物含有フ
ッ素排水中の有機物は、あくまでも、嫌気性微生物が繁
殖した汚泥ゾーン２３の上部で処理される。
【０１３８】〔第１３の実施の形態〕次に、図１４に、
この発明の排水処理装置の第１３実施形態を示す。
【０１３９】この第１３実施形態は、前述の第１２実施
形態と比較して、沈澱槽(第５水槽)１２以降の処理だけ
が異なる。したがって、前述の第１２実施形態と同じ構
成部分には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
【０１４０】前述した第１２実施形態では、沈澱槽(第
５水槽)１２以降の処理は存在していなかったが、この
第１３実施形態では、第１の沈澱槽１２以降に、ポリ塩
化アルミニウムが添加されるポリ塩化アルミニウム凝集
槽(第７水槽)２４,高分子凝集剤が添加される高分子凝
集剤凝集槽(第８水槽)２５,第２沈澱槽(第９水槽)２６
が設置されている。
【０１４１】そして、ポリ塩化アルミニウム凝集槽２４
には、反応槽急速撹拌機５が設置され、高分子凝集剤凝
集槽２５には、凝集槽緩速撹拌機１０が設置されてい
る。
【０１４２】第１の沈澱槽１２以降の排水は、ポリ塩化
アルミニウムと高分子凝集剤が添加され、微細な粒子が
凝集して大きな安定したフロックを形成することによっ
て、主として排水中のフッ素が処理される。大きな安定
したフロックは、第２沈澱槽(第９水槽)２６で沈澱し、
この沈澱した汚泥は、第９水槽返送ポンプ２７によっ
て、別反応部４に返送され、多量の凝集剤を含む汚泥
は、第１２実施形態と同様に、消石灰が添加されること
によって、アルミニウムが溶出してリサイクルされる。
【０１４３】〔第１４の実施の形態〕次に、図１５に、
この発明の排水処理装置の第１４実施形態を示す。
【０１４４】この第１４実施形態は、前述の第１３実施
形態と比較して、流入水の内容のみが異なる。したがっ
て、前述の第１３実施形態と同じ構成部分には同じ符号
を付して詳細な説明を省略する。
【０１４５】前記した第１３実施形態での流入水がフッ
素含有排水であるのに対し、この第１４実施形態では、
流入水が過酸化水素含有フッ素排水である。
【０１４６】この第１４実施形態では、汚泥ゾーン２３
におけるフッ化カルシウムフロック,フッ化アルミニウ
ムフロック,および水酸化アルミニウムフロックや未反
応消石灰や未反応高分子凝集剤を含む汚泥には、時間の
経過とともに、嫌気性の微生物が繁殖する。この嫌気性
の微生物は、還元作用を有しているので、その還元作用
によって、排水中に含まれる過酸化水素を処理できる。
【０１４７】また、汚泥ゾーン２３の上部の汚泥は、下
部の汚泥と比較して、導入管１８から離れているので、
その液性が中性に近く、嫌気性微生物が繁殖できる。た
だし、汚泥ゾーン２３の下部の汚泥は、過酸化水素含有
フッ素排水の酸性に影響されて、嫌気性微生物が容易に
繁殖できない。過酸化水素含有フッ素排水中の過酸化水
素は、あくまでも、還元性を有する嫌気性微生物が繁殖
した汚泥ゾーン２３の上部で処理される。
【０１４８】〔第１５の実施の形態〕次に、図１６に、
この発明の排水処理装置の第１５実施形態を示す。
【０１４９】この第１５実施形態は、前述の第１４実施
形態と比較して、流入水の内容のみが異なる。したがっ
て、前述の第１４実施形態と同じ構成部分には同じ符号
を付して詳細な説明を省略する。
【０１５０】前述した第１４実施形態での流入水が、過
酸化水素含有フッ素排水であるのに対し、この第１５実
施形態では、流入水が有機物含有フッ素排水である。
【０１５１】この第１５実施形態では、汚泥ゾーン２３
におけるフッ化カルシウムフロック,フッ化アルミニウ
ムフロック,および水酸化アルミニウムフロックや未反
応消石灰や未反応高分子凝集剤を含む汚泥には、時間の
経過とともに、嫌気性の微生物が繁殖する。この嫌気性
の微生物は、有機物分解作用を有しているので、排水中
に含まれる有機物を、その有機物分解作用によって処理
できる。汚泥ゾーン２３の上部の汚泥は、下部の汚泥と
比較して、導入管１８から離れているので、その液性が
中性に近く、嫌気性微生物が繁殖できる。ただし、汚泥
ゾーン２３の下部の汚泥は、有機物含有フッ素排水の酸
性に影響されて、嫌気性微生物が容易に繁殖することが
できない。有機物含有フッ素排水中の有機物は、あくま
でも、嫌気性微生物が繁殖している汚泥ゾーン２３の上
部で処理される。
【０１５２】(第１実験例)次に、具体的な実施例とし
て、図９に示す第９実施形態と同じ構造の実験装置を用
いた排水処理例を説明する。
【０１５３】この第１実験例では、第１水槽１の容量を
２立方メートルとし、別反応部４と反応槽３を加えた容
量を２立方メートルとし、別反応部４の容量を０.４立
方メートルとし、第３水槽７の容量を１.５立方メート
ルとし、第４水槽９の容量を１.５立方メートルとし、
第５水槽１２の容量を６立方メートルとし、第６水槽１
４の容量を１立方メートルとして排水を処理した。この
実験装置でもって、フッ素含有排水のＰＨが２.２、フ
ッ素濃度が１７２ｐｐｍの排水を処理した。その結果、
処理後の排水では、ＰＨを６.８、フッ素濃度を８.３ｐ
ｐｍとすることができた。
【０１５４】(第２実験例)次に、具体的な実施例とし
て、図１１に示す第１０実施形態と同じ構造の実験装置
を用いた排水処理例を説明する。
【０１５５】この第２実験例では、第１水槽１の容量を
２立方メートルとし、リサイクル槽１７の容量を３立方
メートルとし、別反応部４と反応槽３とを加えた容量を
２立方メートルとし、別反応部４の容量を０.４立方メ
ートルとし、第３水槽７の容量を１.５立方メートルと
し、第４水槽９の容量を１.５立方メートルとし、第５
水槽１２の容量を６立方メートルとし、第６水槽１４の
容量を１立方メートルとして排水を処理した。
【０１５６】この実験装置でもって、フッ素含有排水の
ＰＨが２.１、フッ素濃度が、１９５ｐｐｍの排水を処
理した。処理後の排水では、ＰＨを６.９、フッ素濃度
を７.５ｐｐｍとすることができた。
【０１５７】
【発明の効果】以上より明らかなように、この排水処理
方法は、反応槽では、所定の反応を行い、別反応槽では
別反応を行う。そして、この別反応によって返送汚泥か
ら生じた別反応物を、反応槽に導入し、反応槽での排水
処理に役立てることができる。しかも、この別反応槽
は、上記反応槽の内部に配置されていることから、設備
投資費用を最小限に抑えることができる。したがって、
低コストで廃棄物の少ない排水処理方法を実現できる。
【０１５８】また、一実施形態の排水処理装置は、反応
槽の内部に別反応部を構成し、２つの別々の反応をさせ
て、２段階の反応を行う装置である。これにより、反応
槽の内部に配置された別反応部で行う別反応によって返
送汚泥から生じた別反応物を、反応槽に導入し、反応槽
での排水処理に役立てることができる。したがって、設
備投資費用を最小限に抑えることができ、低コストで廃
棄物の少ない排水処理装置を実現できる。
【０１５９】また、他の実施形態の排水処理装置は、上
記別反応部が、反応物や未反応薬品の溶出部であるの
で、反応物や未反応薬品から薬品を溶出させることがで
き、さらには、溶出した薬品を、反応槽での排水処理に
役立てて、リサイクルできる。
【０１６０】また、一実施形態の排水処理装置は、上記
未反応薬品が凝集剤に由来することから、凝集剤をリサ
イクルでき、凝集剤の使用量を低減できる。一般に、フ
ッ素の排水処理装置では、フッ素処理に多量のポリ塩化
アルミニウムなどの凝集剤を使用している。
【０１６１】また、他の実施形態の排水処理装置は、上
記溶出部に酸またはアルカリが添加されるので、酸また
はアルカリによって、反応物や未反応薬品から薬品を容
易に溶出させることができる。具体例として、反応物と
してのフッ化アルミニウム汚泥や未反応薬品としての水
酸化アルミニウム汚泥のＰＨを、酸またはアルカリによ
って変化させることによって、有効成分としてのアルミ
ニウムを溶出させることができる。
【０１６２】また、一実施形態の排水処理装置は、上記
返送汚泥がアルミニウムまたは鉄を含有しているので、
アルミニウムまたは、鉄をリサイクルすることができ
る。
【０１６３】また、他の実施形態の排水処理装置は、上
記酸が硫酸,塩酸および硝酸等の鉱酸であるので、排水
処理システムを構築し易い。また、上記アルカリが、消
石灰または苛性ソーダもしくはその両方であり、一般に
良く使用する代表的な薬品であることから、排水処理シ
ステムを容易に構築できる。
【０１６４】また、一実施形態の排水処理装置は、上記
別反応部が撹拌手段を有しているので、反応部での反応
効率が向上する。
【０１６５】また、他の実施形態の排水処理装置は、上
記別反応部の撹拌手段が、陸上タイプの撹拌機である。
陸上タイプの撹拌機は、最も一般的であり、排水処理装
置を容易に構築できることとなる。
【０１６６】また、一実施形態の排水処理装置は、水中
撹拌機が別反応部の水槽内に設置されているので、水中
内で撹拌可能で、騒音規制の厳しい場所において、騒音
を発生させることなく排水処理装置を構築できる。
【０１６７】また、他の実施形態の排水処理装置は、別
反応部での撹拌が曝気撹拌であるので、機械的トラブル
がなく、騒音を発生させることがなく、また、空気によ
る撹拌であるので、汚泥をほぐすメリットも兼ね備えた
排水処理装置を構築できる。
【０１６８】また、一実施形態の排水処理装置は、上記
別反応部にＰＨ計が設置されているので、別反応部のＰ
Ｈを感知認識して、液性を的確に管理できることから、
別反応部の再生条件が最も良いＰＨを認識して、設定で
きる。
【０１６９】また、他の実施形態の排水処理装置は、別
反応部がラインミキサーであり、このラインミキサーの
構造に基づき、流入してくる返送汚泥と酸またはアルカ
リとを、物理的に撹拌反応させることができる。すなわ
ち、撹拌機等の撹拌手段を設置しないでも返送汚泥を撹
拌できる。
【０１７０】また、一実施形態の排水処理装置は、上記
別反応部がサイクロンであるので、このサイクロンの構
造によって、流入してくる返送汚泥と酸またはアルカリ
とを、物理的に撹拌できる。すなわち、撹拌機等の撹拌
手段を設置することなく返送汚泥を撹拌できる。
【０１７１】また、他の実施形態の排水処理装置は、上
記反応槽の内部に設置されている溶出部において、未反
応薬品中の有効成分を溶出させ、反応槽に導入して再利
用しながら、フッ素含有排水中のフッ素を処理できる。
したがって、薬品の使用量の削減と発生汚泥量の削減を
達成できる。
【０１７２】また、一実施形態の排水処理装置は、フッ
素含有排水中のフッ素を、沈澱部を有するリサイクル槽
で返送汚泥中の成分をリサイクルしながら、排水処理で
き、さらに、反応槽の内部に設置されている溶出部が、
返送汚泥から反応物や未反応薬品を溶出させて再利用し
ながら、排水処理できる。
【０１７３】また、他の実施形態の排水処理装置は、返
送汚泥が導入されるリサイクル槽に繁殖した還元性を有
する嫌気性の微生物によって、過酸化水素含有フッ素排
水中の過酸化水素を処理できる。上記沈澱槽とリサイク
ル槽とが嫌気性の状態で維持されていることから、返送
汚泥中には、時間の経過とともに嫌気性の微生物が繁殖
する。よって、過酸化水素を、還元性を有する嫌気性徴
生物で処理できる。
【０１７４】また、過酸化水素含有フッ素排水中のフッ
素は、沈澱部を有するリサイクル槽で返送汚泥中の成分
をリサイクルしながら処理できる。さらに、溶出部にお
いて、反応槽の内部に設置されている溶出部が、返送汚
泥から反応物や未反応薬品を溶出させて再利用しながら
フッ素を処理できる。すなわち、フッ素は、リサイクル
槽で、未反応の消石灰をリサイクルしながら、反応物や
未反応薬品から有効成分としてのアルミニウムを溶出部
で溶出させて、反応槽で再利用しながら処理できる。
【０１７５】また、一実施形態の排水処理装置は、有機
物含有フッ素排水中の有機物を返送汚泥が導入されるリ
サイクル槽に繁殖した嫌気性の微生物によって処理でき
る。また、有機物含有フッ素排水中のフッ素は、沈澱部
を有するリサイクル槽で返送汚泥中の成分をリサイクル
しながら、また、溶出部で、反応物や未反応薬品から有
効成分を溶出させて、反応槽で再利用しながら処理でき
る。
【０１７６】また、他の実施形態の排水処理装置は、フ
ッ素含有排水中のフッ素を、リサイクル槽、反応槽、第
１高分子凝集剤凝集槽とポリ塩化アルミニウム凝集槽,
第２高分子凝集剤凝集槽とを使用して、２段階の凝集沈
澱で処理するので、フッ素を高度にしかも安定的に処理
できる。また、反応槽内の別反応部に、第２沈澱槽から
ポリ塩化アルミニウム汚泥を返送するので、ポリ塩化ア
ルミニウムを再利用し、ポリ塩化アルミニウムの使用量
を低減できる。また、第１沈澱槽からの未反応消石灰を
含む汚泥をリサイクル槽に返送するので、未反応消石灰
を再利用し、消石灰の使用量を低減できる。
【０１７７】また、他の実施形態の排水処理装置は、過
酸化水素含有フッ素排水中のフッ素を、リサイクル槽、
反応槽、第１高分子凝集剤凝集槽とポリ塩化アルミニウ
ム凝集槽,第２高分子凝集剤凝集槽とを使用して、２段
階の凝集沈澱で処理するので、フッ素を高度にしかも安
定的に処理できる。また、過酸化水素含有フッ素排水中
の過酸化水素を返送汚泥が導入され沈澱部を有するリサ
イクル槽に繁殖した還元性を有する嫌気性の微生物によ
って処理できる。また、反応槽内部の別反応部に、第２
沈澱槽からの水酸化アルミニウム汚泥を返送するので、
水酸化アルミニウムを再利用でき、ポリ塩化アルミニウ
ムの使用量を低減することができる。また、第１沈澱槽
からの未反応消石灰を含む汚泥をリサイクル槽に返送す
るので、未反応消石灰を再利用でき、消石灰の使用量を
低減できる。
【０１７８】また、一実施形態の排水処理装置は、リサ
イクル槽、反応槽、第１高分子凝集剤凝集槽およびポリ
塩化アルミニウム凝集槽,第２高分子凝集剤凝集槽を使
用して、有機物含有フッ素排水中のフッ素を２段階の凝
集沈澱で処理するので、フッ素を高度にしかも安定的に
処理できる。また、有機物含有フッ素排水中の有機物
を、返送汚泥が導入され沈澱部を有するリサイクル槽に
繁殖した有機物を生物分解する嫌気性の微生物によって
処理できる。また、反応槽内部の別反応部に、第２沈澱
槽から水酸化アルミニウム汚泥を返送して、水酸化アル
ミニウムを反応槽で再利用でき、ポリ塩化アルミニウム
の使用量を低減できる。また、第１沈澱槽からの未反応
消石灰を含む汚泥をリサイクル槽に返送して、未反応消
石灰を再利用し、消石灰の使用量を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の排水処理装置における第１実施形
態を示す構成図である。
【図２】 この発明の第２実施形態の排水処理装置の構
成図である。
【図３】 この発明の第３実施形態の排水処理装置の構
成図である。
【図４】 この発明の第４実施形態の排水処理装置の構
成図である。
【図５】 この発明の第５実施形態の排水処理装置の構
成図である。
【図６】 この発明の第６実施形態の排水処理装置の構
成図である。
【図７】 この発明の第７実施形態の排水処理装置の構
成図である。
【図８】 この発明の第８実施形態の排水処理装置の構
成図である。
【図９】 この発明の第９実施形態の排水処理装置の構
成図である。
【図１０】 第９実施形態の排水処理装置のタイミング
チャートである。
【図１１】 この発明の第１０実施形態の排水処理装置
の構成図である。
【図１２】 この発明の第１１実施形態の排水処理装置
の構成図である。
【図１３】 この発明の第１２実施形態の排水処理装置
の構成図である。
【図１４】 この発明の第１３実施形態の排水処理装置
の構成図である。
【図１５】 この発明の第１４実施形態の排水処理装置
の構成図である。
【図１６】 この発明の第１５実施形態の排水処理装置
の構成図である。
【図１７】 従来の排水処理装置の構成図である。
【符号の説明】
１…原水槽(第１水槽)、２…原水ポンプ、３…反応槽、
４…別反応部、５…反応槽急速撹拌機、６…ＰＨ計、７
…ポリ塩化アルミニウム凝集槽(第３水槽)、８…凝集槽
急速撹拌機、９…高分子凝集剤凝集槽(第４水槽)、
１０…凝集槽緩速撹拌機、１１…かき寄せ機、１２
…沈澱槽(第５水槽)、１３…第５水槽返送ポンプ、１４
…濃縮槽(第６水槽)、１５…濃縮槽ポンプ、１６…フイ
ルタープレス、１７…リサイクル槽、１８…導入管、１
９…遮断壁、２０…沈澱部、２１…沈澱部ポンプ、２２
Ａ,２２Ｂ…バルブ、２３…汚泥ゾーン、２４…ポリ塩
化アルミニウム凝集槽(第７水槽)、２５…高分子凝集剤
凝集槽(第８水槽)、２６…沈澱槽(第９水槽)、２７…第
９水槽返送ポンプ、２８…反応部急速撹拌機、２９…水
中撹拌機、３０…散気管、３１…ブロワー、３２…ライ
ンミキサー、３３…サイクロン、１３４…従来の反応
槽。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中條 数美 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 Ｆターム(参考） 4D015 BA15 BA19 BA23 BA24 BA25 BA28 BB05 BB09 BB12 CA01 CA17 CA20 DA04 DA05 DA13 DA15 DB01 EA32 FA01 FA02 FA03 FA19 FA26 FA28 4D038 AA08 AB41 BA02 BA04 BA06 BB13 BB18 BB19 4D062 BA15 BA19 BA23 BA24 BA25 BA28 BB05 BB09 BB12 CA01 CA17 CA20 DA04 DA05 DA13 DA15 DB01 EA32 FA01 FA02 FA03 FA19 FA26 FA28

Claims (21)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 排水を反応槽に導入し、 返送汚泥を、上記反応槽の内部に配置され、上記反応槽
    の内部における反応とは別の反応をする別反応部に導入
    し、この別反応部での別反応による別反応物を、上記反
    応槽に導入することを特徴とする排水処理方法。
  2. 【請求項２】 排水が導入されて反応する反応槽と、 返送汚泥が導入され、上記反応槽の内部における反応と
    は別の別反応が行われ、この別反応による別反応物が上
    記反応槽に導入されるようになっている別反応部とを備
    え、 上記別反応部は上記反応槽の内部に配置されていること
    を特徴とする排水処理装置。
  3. 【請求項３】 請求項２に記載の排水処理装置におい
    て、 上記別反応部は、上記返送汚泥が含む反応物と未反応薬
    品が溶出する溶出部であることを特徴とする排水処理装
    置。
  4. 【請求項４】 請求項３に記載の排水処理装置におい
    て、 上記反応物や未反応薬品は、凝集剤に起因する物質であ
    ることを特徴とする排水処理装置。
  5. 【請求項５】 請求項３に記載の排水処理装置におい
    て、 上記溶出部に酸またはアルカリが添加されることを特徴
    とする排水処理装置。
  6. 【請求項６】 請求項２に記載の排水処理装置におい
    て、 上記返送汚泥がアルミニウムまたは鉄を含むことを特徴
    とする排水処理装置。
  7. 【請求項７】 請求項５に記載の排水処理装置におい
    て、 上記酸が鉱酸であり、上記アルカリが消石灰または苛性
    ソーダもしくはその両方であることを特徴とする排水処
    理装置。
  8. 【請求項８】 請求項２に記載の排水処理装置におい
    て、 上記別反応部が撹拌手段を備えていることを特徴とする
    排水処理装置。
  9. 【請求項９】 請求項８に記載の排水処理装置におい
    て、 上記別反応部の撹拌手段が、陸上タイプの撹拌機である
    ことを特徴とする排水処理装置。
  10. 【請求項１０】 請求項８に記載の排水処理装置におい
    て、 上記別反応部の撹拌手段が、水中撹拌機であることを特
    徴とする排水処理装置。
  11. 【請求項１１】 請求項８に記載の排水処理装置におい
    て、 上記別反応部の撹拌手段が曝気撹拌手段であることを特
    徴とする排水処理装置。
  12. 【請求項１２】 請求項２に記載の排水処理装置におい
    て、 上記別反応部にＰＨ計が設置されていることを特徴とす
    る排水処理装置。
  13. 【請求項１３】 請求項２に記載の排水処理装置におい
    て、 上記別反応部がラインミキサーであることを特微とする
    排水処理装置。
  14. 【請求項１４】 請求項２に記載の排水処理装置におい
    て、 上記別反応部がサイクロンであることを特徴とする排水
    処理装置。
  15. 【請求項１５】 フッ素含有排水を、順次、酸原水槽、
    反応槽、ポリ塩化アルミニウム凝集槽、高分子凝集剤凝
    集槽、沈殿槽に導入して処理する排水処理装置であっ
    て、 返送汚泥が導入され、上記反応槽とは別の別反応が行わ
    れ、上記返送汚泥が含む反応物と未反応薬品が溶出し、
    この溶出した反応物と未反応薬品が上記反応槽に導入さ
    れるようになっている溶出部が、上記反応槽の内部に設
    置されていることを特徴とする排水処理装置。
  16. 【請求項１６】 フッ素含有排水を、順次、酸原水槽、
    沈澱部を有し返送汚泥が導入されるリサイクル槽、反応
    槽、ポリ塩化アルミニウム凝集槽、高分子凝集剤凝集
    槽、沈澱槽に導入して処理する排水処理装置であって、 返送汚泥が導入され、上記反応槽の内部における反応と
    は別の別反応が行われ、上記返送汚泥が含む反応物と未
    反応薬品が溶出し、この溶出した反応物と未反応薬品が
    上記反応槽に導入されるようになっている溶出部が、上
    記反応槽の内部に設置されていることを特徴とする排水
    処理装置。
  17. 【請求項１７】 過酸化水素含有フッ素排水を、順次、
    酸原水槽、沈澱部を有し返送汚泥が導入されるリサイク
    ル槽、反応槽、ポリ塩化アルミニウム凝集槽、高分子凝
    集剤凝集槽、沈澱槽に導入して処理する排水処理装置で
    あって、 返送汚泥が導入され、上記反応槽の内部における反応と
    は別の別反応が行われ、上記返送汚泥が含む反応物と未
    反応薬品が溶出し、この溶出した反応物と未反応薬品が
    上記反応槽に導入されるようになっている溶出部が、上
    記反応槽の内部に設置されていることを特徴とする排水
    処理装置。
  18. 【請求項１８】 有機物含有フッ素排水を、順次、酸原
    水槽、沈澱部を有し返送汚泥が導入されるリサイクル
    槽、反応槽、ポリ塩化アルミニウム凝集槽、高分子凝集
    剤凝集槽、沈澱槽に導入して処理する排水処理装置であ
    って、 返送汚泥が導入され、上記反応槽の内部における反応と
    は別の別反応が行われ、上記返送汚泥が含む反応物と未
    反応薬品が溶出し、この溶出した反応物と未反応薬品が
    上記反応槽に導入されるようになっている溶出部が、上
    記反応槽の内部に設置されていることを特徴とする排水
    処理装置。
  19. 【請求項１９】 フッ素含有排水を、順次、酸原水槽、
    沈澱部を有し返送汚泥が導入されるリサイクル槽、反応
    槽、第１高分子凝集剤凝集槽、上記リサイクル槽に汚泥
    を返送する第１沈澱槽、ポリ塩化アルミニウム凝集槽、
    第２高分子凝集剤凝集槽、第２沈澱槽に導入して処理す
    る排水処理装置であって、 上記第２沈澱槽からの返送汚泥が導入され、上記反応槽
    の内部における反応とは別の別反応が行われ、上記返送
    汚泥が含む反応物と未反応薬品が溶出し、この溶出した
    反応物と未反応薬品が上記反応槽に導入されるようにな
    っている溶出部が、上記反応槽の内部に設置されている
    ことを特徴とする排水処理装置。
  20. 【請求項２０】 過酸化水素含有フッ素排水を、酸原水
    槽、返送汚泥が導入され沈澱部を有するリサイクル槽、
    反応槽、第１高分子凝集剤凝集槽、第１沈澱槽、ポリ塩
    化アルミニウム凝集槽、第２高分子凝集剤凝集槽、第２
    沈澱槽に導入して処理する排水処理装置であって、 返送汚泥が導入され、上記反応槽の内部における反応と
    は別の別反応が行われ、上記返送汚泥が含む反応物と未
    反応薬品が溶出し、この溶出した反応物と未反応薬品が
    上記反応槽に導入されるようになっている溶出部が、上
    記反応槽の内部に設置されていることを特徴とする排水
    処理装置。
  21. 【請求項２１】 有機物含有フッ素排水を、順次、酸原
    水槽、返送汚泥が導入され沈澱部を有するリサイクル
    槽、反応槽、第１高分子凝集剤凝集槽、第１沈澱槽、ポ
    リ塩化アルミニウム凝集槽、高分子凝集剤凝集槽、第２
    沈澱槽に導入して処理する排水処理装置であって、 返送汚泥が導入され、上記反応槽の内部における反応と
    は別の別反応が行われ、上記返送汚泥が含む反応物と未
    反応薬品が溶出し、この溶出した反応物と未反応薬品が
    上記反応槽に導入されるようになっている溶出部が、上
    記反応槽の内部に設置されていることを特徴とする排水
    処理装置。
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