JP2008068200A - 凝集装置及び凝集方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】原水を凝集攪拌槽2Aに導入し、凝集剤を添加することにより凝集処理する凝集装置及び凝集方法。原水中の有機物濃度及び凝集阻害物質量を検出する有機物濃度計22及び吸光度測定器11と、これらの検出値に基いて凝集剤の添加量を制御する制御装置20とを有する。原水の有機物を分子量に応じて分画し、分画された有機物濃度を測定し、これに基いて凝集剤添加量を制御する。好ましくは、紫外部の吸光度と可視部の吸光度とを測定し、両者の差も考慮して凝集剤添加量を制御する。凝集沈殿処理後、砂濾過及び膜濾過する。
【選択図】図1
Description
(凝集阻害物質濃度)=[(フミン・フルボ酸系有機物)−(濁度物質)]
=A×[(紫外部吸光度)−(可視部吸光度)]
凝集剤添加量=a・(低分子量有機物濃度)m+b・(中間分子量有機物濃度)n+
c・(高分子量有機物濃度)p+d …(1)
a,b,c,dは定数である。m,n,pは各群の有機物濃度と最適凝集剤添加量との関係から求められる関数の次元であり、通常1としてよい。
凝集添加量=g・(低分子量有機物濃度)q+e・(凝集阻害物質濃度)r+f
である。g,e,fは定数である。
なお、q,rは低分子量の有機物濃度及び阻害物質濃度と最適凝集剤添加量との関係から求められる関数の次元であり、通常は1としてよい。即ち、前述の通り、凝集阻害物質濃度と有機物濃度の相関は分子量によって異なる。この凝集阻害物質濃度は、紫外部吸光度と可視部吸光度との差に比例するので、阻害物質濃度は、紫外部吸光度と可視部吸光度に係数を乗じて演算するのが好適である。
ただし、凝集阻害物質濃度は、紫外部吸光度のみに比例するものとして演算してもよい。多少精度は低くなるが、簡便に凝集阻害物質濃度を求めることができる。
有機物濃度、(E260−E660)値が異なる原水を分子量1000で分画した低分子量有機物含有水について凝集試験を行い、KMF値が低い値で安定する最小PAC添加量を最適PAC添加濃度とする。なお、ここでのKMF値とは、直径47mmのメンブレンフィルターを用い、真空吸引圧力500mmHgで濾過した時の最初の500mL濾過時間及びその後の500mL濾過時間を足したものとする。
最適PAC添加濃度=204.63×
(紫外部吸光度E260−可視部吸光度E660)+α
で表すことができる。低分子量有機物濃度が増加するに従って、最適PAC添加濃度は上昇する。
最適PAC添加濃度=46.129×(低分子量有機物濃度[mg/L])+
204.63×(E260−E660[abs./50mm])−19.35
と表すことができる。
上記の緩速凝集撹拌槽2Bに設置された凝集状態検出センサ17としては、緩速凝集撹拌槽2Bの液体を別の沈殿槽に移送して、一定時間沈降させた上澄みの濁度を検出する装置とセンサや、凝結ないし凝集した粒子のゼータ電位や流動電位を検出する装置とセンサ等も用いることもできるが、緩速凝集撹拌槽2B内にて凝結ないし凝集した粒子間の清澄度を検出する光遮断式微粒子センサや光散乱式微粒子センサが好適に用いられる。
また、膜濾過装置9の透過性能の検出手段を設け、さらにこの検出手段の検出値に基いて凝集剤添加量を制御するようにしてもよい。この透過性能の検出手段としては、透過差圧計や、透過流束測定装置などを用いることができる。
有機物汚染の進んだA湖水を水源とする凝集・沈殿・砂濾過・UF膜濾過施設において、図1に示す凝集沈殿装置を用いて、本発明による凝集沈澱処理を行った。砂濾過器8は有効径0.45mmの濾過砂を600mm積層したカラムを用いた。凝集撹拌槽2A,2Bは有効容量300m3のパドル式撹拌機付きの角型撹拌槽であり、原水量は30m3/h、急速凝集撹拌槽の滞留時間は6分とした。急速凝集撹拌槽2Aでは60rpm、緩速凝集撹拌槽2Bでは30rpmで撹拌した。
PAC添加濃度(mg/L)=71.778×(低分子量有機物濃度[mg/L])
+58.416×(中間分子量有機物濃度[mg/L])+36.892×(
(高間分子量有機物濃度[mg/L])+14.31
また、急速凝集撹拌槽2AのpHは6.5となるように酸、アルカリの薬注制御を行った。
分画装置21とTOC計とを一体化した装置を用いた他は実施例1と同様にして試験を行った。結果を表1に示す。
通水試験結果を表1に示す。
実施例1において、吸光度測定器11でさらに波長260nmの紫外部吸光度を測定し、PAC添加量演算式を次の通りとした他は同様にして試験を行った。
PAC添加濃度(mg/L)=46.129×(低分子量有機物濃度[mg/L])
+204.63×E260[abs./50mm]−19.35
通水試験結果を表1に示す。
実施例1において、吸光度測定器11で波長260nmの紫外部吸光度と660nmの可視部吸光度を測定し、PAC添加量演算式を次の通りとした他は同様にして試験を行った。
PAC添加濃度(mg/L)=46.129×(低分子量有機物濃度[mg/L])
+204.63×(E260−E660[abs./50mm])−19.35
通水試験結果を表1に示す。
実施例4において、高速液体クロマトグラフィーの代わりに選択性濾過膜を用いた他は同様にして試験を行った。結果を表1に示す。
実施例5において、凝集状態検出センサ17の検出値を加味してPAC添加量を補正した。凝集状態検出センサとしては栗田工業株式会社製の凝集センサ(クリピタリ)を用いた。添加量補正は具体的には、凝集状態を検出するセンサで測定した上澄水濁度が1度を超えた場合にPAC添加量を演算式で導いた値の1.2倍添加するように補正した。
通水試験結果を表1に示す。
吸光度の測定によるPAC添加量制御を行わず、PAC添加量を60mg/Lと一定としたこと以外は実施例1と同様にして凝集沈殿処理を行った。
PAC添加濃度をE260−E660にのみ基いて制御した。即ち、分画した各有機物濃度はPAC添加制御に採用せず、PAC添加濃度を次式で制御した。
PAC添加濃度=517×(E260−E660)−10.6
5月の晴天、降雨により水質変動が生じた時期にそれぞれ1ヶ月の通水を行った。なお、同じ原水を使用するため、実施例1〜6と比較例1〜2を並列して行った。通水試験期間中の原水のE260と、PAC添加濃度、凝集沈殿処理水KMF値、UF膜の濾過差圧ΔP上昇速度を表1に示した。
実施例3では、分画した低分子量有機物濃度とE260(原水有機物濃度指標)によりPAC添加量を制御したことで、実施例1よりもΔP上昇速度が低かった。
実施例4では、さらにE660(原水濁度指標)を加味して凝集剤添加量を制御したことで、実施例3よりもΔP上昇速度が低かった。実施例5でも同様の効果が得られた。
実施例6では、凝集状態からPAC添加量を補正したことで、実施例5よりもΔP上昇速度が低かった。
比較例1,2では、いずれもΔPが急激に上昇した。
2A 急速凝集撹拌槽
2B 緩速凝集撹拌槽
3 沈殿槽
4 凝集剤貯槽
8 砂濾過器
9 膜濾過装置
11 吸光度測定器
13 pHセンサ
14,15,16 薬注ポンプ
17 凝集状態検出センサ
20 制御装置
21 有機物分画装置
22 有機物濃度計
Claims (8)
- 原水に凝集剤を添加する凝集剤添加手段と、
原水中の有機物を分子量に応じて複数の群に分画する分画手段と、
分画された少なくとも1つの群の有機物濃度を測定する無機炭素除去機能を有する有機物濃度計と、
該有機物濃度計で測定された有機物濃度に基いて前記凝集剤添加手段の凝集剤添加量を制御する凝集剤添加量制御手段とを備えてなることを特徴とする凝集装置。 - 請求項1において、前記分画手段は、M1,M2の2個の分画分子量によって有機物を3群に分画するものであり、M1は500〜2000の間から選定され、M2は10万〜20万の間から選定された分子量であり、3群の有機物濃度に基いて凝集剤添加量を制御することを特徴とする凝集装置。
- 請求項1又は2において、前記分画手段は、高速液体クロマトグラフィー又は選択性濾過膜であることを特徴とする凝集装置。
- 請求項1ないし3のいずれか1項において、原水の波長200〜700nmの光の吸光度を少なくとも1波長測定する吸光度測定器が設けられており、
前記凝集剤添加量制御手段は、少なくとも低分子量の群の有機物濃度と、この吸光度測定器の測定値とに基いて凝集剤添加量を制御することを特徴とする凝集装置。 - 請求項4において、該吸光度測定器は、200〜490nmの紫外部吸光度と、500〜700nmの可視部吸光度をそれぞれ1波長以上測定するものであることを特徴とする凝集装置。
- 請求項1ないし5のいずれか1項において、さらに、凝集処理後の処理水を処理する選択性透過膜処理装置を備えたことを特徴とする凝集装置。
- 請求項6において、前記選択性透過膜処理装置の透過性能の検出手段が設けられており、前記凝集剤添加量制御手段は、さらにこの検出手段の検出値に基いて凝集剤添加量を制御することを特徴とする凝集装置。
- 原水に凝集剤を添加することにより凝集処理する凝集方法において、
原水中の有機物を分子量に応じて複数の群に分画し、少なくとも1つの群の有機物濃度の検出値に基いて原水への凝集剤添加量を制御することを特徴とする凝集方法。
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