JP2010253424A - 濁水浄化処理システム - Google Patents

Abstract

【課題】マイクロフィルターを備える濁水浄化処理システムにおいて、マイクロフィルターの目詰まりを抑制し、濁水処理量の低下を防止し、該マイクロフィルターの寿命を延長させることが可能な、環境面に優れた濁水浄化処理システムを提供すること。
【解決手段】本発明の濁水浄化処理システムは、特定の高分子凝集剤と濁水とを混合撹拌してスラリーを凝集させる凝集反応槽１２、スラリーの凝集物を沈降させて、該凝集物と上水とを分離する凝集物沈澱槽１３、及びマイクロフィルターを設けた処理水排出ユニット１５を備え、更に、前記凝集物沈澱槽と、前記処理水排出ユニットとの間に、凝集物沈澱槽の上水中の未反応の高分子凝集剤を含む浮遊物質を沈澱させる浮遊物質沈澱槽１４を設け、凝集物沈澱槽の上水を、浮遊物質沈澱槽に供給した後、該沈澱槽の上水を処理水排出ユニットに供給するることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、各種工事現場において発生する濁水を排水に適した水質まで浄化処理する濁水浄化処理システムに関する。

整地工事、土地造成、トンネル工事、土木工事、建築工事等の各種工事現場においては、湧水や雨水等と、工事による土砂とが混じって濁水が発生する。この濁水は、工事の妨げとなるので排水する必要がある。しかし、工事現場の濁水は、河川等を汚染するため、従来から濁水を排出に適した水質に処理してから河川等に放流している。
このような濁水を浄化処理する方法としては、例えば、(1)濁水中の浮遊物質を薬品を使用しないで池に沈澱させる自然沈澱池方式、(2)凝集剤を添加して濁水中の浮遊物質を沈澱池に沈澱させる凝集沈澱池方式、(3)凝集剤添加後、シックナなどで濁水中の浮遊物質を沈澱させ、沈澱スラッジをスラッジ貯留池で処理する機械処理沈澱方式、(4)凝集剤添加後、シックナなどで濁水中の浮遊物質を沈澱させ、沈澱スラッジを機械脱水処理する機械処理脱水方式が知られている。
上記各方式においては、濁水を浄化して排水する前に最終にマイクロフィルターで処理する方法が知られている。このようなマイクロフィルターを用いる場合、凝集剤を用いない上記(1)の方式においては、マイクロフィルターに目詰まりが発生するため、原水の浮遊物質量(ＳＳ)は１０００ｐｐｍが限界である。
また、凝集剤を用いる上記(2)〜(4)の方式においては、例えば、ＳＳ：３０００ｐｐｍ程度の工事濁水を処理する場合、凝集沈澱装置において凝集剤によりＳＳ：１０００ｐｐｍ程度まで低減させた濁水を更にマイクロフィルターで処理するのが一般的である。
しかしながら、例えば、ＰＡＣ(ポリ塩化アルミニウム)及び高分子増粘成分からなる高分子凝集剤を用い、その添加量がＳＳ濃度に対して過剰である場合、余剰の高分子凝集剤がマイクロフィルターを閉塞させる原因となり、濁水処理量に影響を及ぼすという課題がある。
上記高分子凝集剤は、濁水中の土粒子等と反応することで直ちに沈降するが、未反応の高分子凝集剤は沈降しにくいため、余剰の高分子凝集剤が水中を浮遊し、直接マイクロフィルターに接触・吸着して上記閉塞が生じる。

ところで、上記各方式において、環境の点等から最近では、上記(3)及び(4)の方式が主流になっており、これらの方式を採用するシステムが種々提案されている(例えば、特許文献１〜３参照)。
しかし、上記未反応の高分子凝集剤によるマイクロフィルターを閉塞させる課題については検討されていない。

特開２００６−１５０２９７号公報 特開２００７−６９１０４号公報 特開２００７−３０７５１５号公報

本発明の課題は、マイクロフィルターを備える濁水浄化処理システムにおいて、マイクロフィルターの目詰まりを抑制し、濁水処理量の低下を防止し、該マイクロフィルターの寿命を延長させることが可能な、環境面に優れた濁水浄化処理システムを提供することにある。

本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、凝集剤を用いた方式の、凝集反応槽と、凝集物沈澱槽と、マイクロフィルターを設けた処理水排出ユニットとを備えた従来の濁水処理システムにおいて、該フィルターの目詰まりの主な原因が、過剰添加された特定の高分子凝集剤が、凝集物沈澱槽で沈降せずに、処理水排出ユニットのマイクロフィルターに接触・吸着するためであることを突き止めた。そして、凝集物沈澱槽と、マイクロフィルターを設けた処理水排出ユニットとの間に、浮遊物質沈澱槽を設け、凝集物沈澱槽の上水を、浮遊物質沈澱槽に供給した後、該沈澱槽の上水を処理水排出ユニットに供給することによって、余剰の未反応高分子凝集剤のマイクロフィルターへの接触量を抑制しうることを見出し、本発明を完成した。

本発明によれば、工事現場において発生する濁水を浄化処理するシステムであって、アルミニウム系凝集成分及び高分子増粘成分からなる高分子凝集剤と濁水とを混合撹拌して、濁水中のスラリーを凝集させる凝集反応槽、前記スラリーを凝集させた凝集物を沈降させて、該凝集物と上水とを分離する凝集物沈澱槽、凝集物沈澱槽の上水中の未反応の高分子凝集剤を含む浮遊物質を沈澱させる浮遊物質沈澱槽、及び浮遊物質沈澱槽の上水を浄水するマイクロフィルターを設けた処理水排出ユニットを備えることを特徴とする濁水浄化処理システムが提供される。
また本発明によれば、工事現場において発生する濁水を浄化処理する方法であって、アルミニウム系凝集成分及び高分子増粘成分からなる高分子凝集剤と濁水とを凝集反応槽において混合撹拌し、濁水中のスラリーを凝集させる凝集工程、前記スラリーを凝集させた凝集物を凝集物沈殿槽において沈降させて、該凝集物と上水とを分離する分離工程、凝集物沈澱槽の上水中の未反応の高分子凝集剤を含む浮遊物質を浮遊物質沈澱槽において沈澱させる沈澱工程、及び浮遊物質沈澱槽の上水を浄水するマイクロフィルターを設けた処理水排出ユニットにおいて該上水を浄化し、排水する浄化排水工程を含むことを特徴とする濁水浄化処理方法が提供される。

前記凝集反応槽は、高分子凝集剤と濁水中のスラリーとを接触させ反応させることが可能な、撹拌機構等を備えたものであれば特に限定されず、従来提案されているもの等を使用することができる。
凝集反応槽に供給される高分子凝集剤は、アルミニウム系凝集成分及び高分子増粘成分からなる。アルミニウム系凝集成分としては、例えば、硫酸アルミニウム、ポリ塩化アルミニウム(PAC)が挙げられる。
高分子増粘成分は、増粘性があり、水に溶かした際にバインダーとなって前記凝集成分の粒子を接着することができる成分であって、例えば、アルギン酸ナトリウム、アルギン酸、カルボキシメチルセルロースナトリウム、デンプングリコール酸ナトリウム、デンプンリン酸エステルナトリウム、ブドウ糖多糖類、カードラン、デキストラン、ペクチン酸ナトリウム、キトサンなどの多糖類が挙げられる。
高分子凝集剤における高分子増粘成分の配合割合は、高分子凝集剤全量基準で通常、５〜４０質量％程度である。

前記凝集物沈澱槽は、前記高分子凝集剤と濁水中のスラリーとが反応した凝集物を沈降させ、該凝集物と上水とを分離しうるものであれば特に限定されず、従来提案されているもの等を使用することができる。例えば、沈降した凝集物を機械脱水処理する装置を連結したものが好ましく挙げられる。また、凝集物沈澱槽には、凝集物と分離された上水を、次の浮遊物質沈澱槽に送水する装置を設けることができる。
前記凝集物沈殿槽において実施する分離工程において、次の浮遊物沈殿槽に送水する上水中の浮遊物質量（SS）は、８０〜２００ｐｐｍが好ましく、特に、１００ｐｐｍ程度が好ましい。８０ｐｐｍ未満若しくは２００ｐｐｍを超える場合には、次の浮遊物沈殿槽において、未反応の高分子凝集剤を充分に沈降させることが困難になるおそれがある。

浮遊物質沈澱槽は、凝集物沈澱槽から送水された上水に含まれる未反応の高分子凝集剤を含む浮遊物質を沈澱させる槽であって、上記凝集物沈殿槽から次の浮遊物沈殿槽に送水される上水中の浮遊物質量（SS）を上記ある程度の量とすることで、該浮遊物質沈澱槽において上水を滞留させて、未反応の高分子凝集剤を含む浮遊物質を沈澱させることができる。更に、滞留時間が長時間に及ぶ場合には、強制的に未反応の高分子凝集剤を沈澱させるために、例えば、粘度粉末等の浮遊物質沈降剤を添加混合することもできる。
また、浮遊物質沈澱槽には、凝集物と分離された上水を、次の処理水排出ユニットに送水する装置を設けることができる。

処理水排出ユニットは、浮遊物質沈澱槽から送水された上水を、最終的に排水に適した水質に浄化して排出するユニットであって、マイクロフィルターを備えたものであれば特に限定されず、従来提案されているもの等を使用することができる。

本発明の濁水浄化処理システムにおいて、上記各構成間における濁水処理水の移送は、配管により行うことができる他、浮上水をオーバーフローさせて次の構成に流入させることもできる。本発明においては、上述の各構成の他に、本発明の効果を損なわない範囲で公知の種々の構成を追加することができる。例えば、本発明に用いるアルミニウム系凝集成分を含む高分子凝集剤は、ｐＨが中性付近において凝集効率が高くなるので、濁水の種類に応じて前記凝集反応槽に供給する濁水のｐＨを調整し、中和させることが可能な中和ユニットを設けることができる。該中和ユニットは、公知のもの等が使用できる。

本発明の濁水浄化処理システムは、凝集剤として、アルミニウム系凝集成分及び高分子増粘成分からなる高分子凝集剤を用い、凝集物沈澱槽と、マイクロフィルターを設けた処理水排出ユニットとの間に、浮遊物質沈澱槽を設け、凝集物沈澱槽の上水を、浮遊物質沈澱槽に供給した後、該沈澱槽の上水を処理水排出ユニットに供給するので、主に未反応の高分子凝集剤を含む浮遊物質が、浮遊物質沈澱槽に沈降し、処理水排出ユニットに設けられたマイクロフィルターへの未反応の高分子凝集剤の接触量が抑制でき、該フィルターの目詰まりを抑制することができる。更には、該フィルターの目詰まりが抑制されることで、寿命が延長され、産廃処理されていたマイクロフィルター量を減少させることができ、環境的にも貢献することができる。

本発明の濁水浄化処理システムの一実施形態を説明するためのブロック図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明するが、これら実施の形態は例示であって、本発明がこれらに限定されるものではない。
図１は、本発明の濁水浄化処理システムの一実施形態を説明するためのブロック図であって、１０は、各種工事現場において発生する濁水を貯留する濁水槽である。濁水槽１０には、濁水を連続処理することが可能なように一定量貯留され、通常、ポンプ等により濁水を対流させることができる機構を備えている。この濁水槽１０は、必ずしも必要ではなく、濁水発生源から濁水移送管等により直接、後述する中和ユニット又は凝集反応槽へ濁水を供給することもできる。

図１において１１は、濁水槽１０からポンプ等により供給される濁水を中性程度にｐＨ調整するための中和ユニットである。中和ユニット１１において、中和は、例えば、気化器により炭酸ガスボンベから炭酸ガスを濁水に供給する装置を設けることにより行うことができる。また、ｐＨ調整剤を添加して濁水を撹拌する装置を設けることによっても行うことができる。この中和ユニット１１は、原濁水のｐＨが中性程度である場合には必ずしも必要では無い。

図１において１２は、中和ユニット１１において中和された濁水中のスラリーと、アルミニウム系凝集成分及び高分子増粘成分からなる高分子凝集剤とを反応させるための凝集反応槽である。凝集反応槽１２には、ＰＡＣ等のアルミニウム系凝集成分と、高分子増粘成分とが別系統で凝集反応槽１２に供給可能な装置が設けられる。また、反応を促進させるために、通常、撹拌装置が設けられる。
凝集反応槽１２において、濁水中のスラリーと高分子凝集剤とが反応することにより、スラリーが凝集し、いわゆるフロックとなる。この際、濁水中の浮遊物質をなるべく凝集させるために、通常、高分子凝集剤が過剰に供給されることが多い。

図１において１３は、凝集反応槽１２で反応処理されたスラリーの凝集物を含む濁水を、凝集物を沈降させることにより上層の上水と下層の凝集物に分離する凝集物沈殿槽である。
凝集物沈殿槽１３の下層に沈澱した凝集物は、例えば、凝集物沈殿槽１３の下方に設けられた配管からポンプ等で引き抜かれ、フィルタープレス等により圧縮脱水してしょるすることができる。
凝集物沈殿槽１３の上層の上水には、凝集反応槽１２において供給された過剰の高分子凝集剤が未反応状態で浮遊物質として通常含まれる。

図１において１４は、凝集物沈殿槽１３から供給される上水から未反応の高分子凝集剤を含む浮遊物質を沈降させる浮遊物質沈澱層である。
浮遊物質沈澱槽１４においては、沈降させる未反応の高分子凝集剤が沈降し難いため、凝集物沈殿槽１３において分離した、次の浮遊物沈殿槽１４に送水する上水中の浮遊物質量（SS）を、８０〜２００ｐｐｍ、特に、１００ｐｐｍ程度に制御することが好ましい。
この場合、浮遊物質沈澱槽１４に送水される上記上水は、未反応の高分子凝集剤を沈降させるために、ある程度の時間滞留させる必要があるが、該滞留時間が長時間に及ぶ場合には、強制的に未反応の高分子凝集剤を沈澱させるために、例えば、粘度粉末等の浮遊物質沈降剤を添加混合することもできる。

図１において１５は、浮遊物質沈殿槽１４の上層の上水を浄水するマイクロフィルターを設けた処理水排出ユニットである。処理水排出ユニット１５には、浄化された処理水が排水に適した水質であるかを計測する計器、並びに放流する処理水の貯留槽、放流のためのポンプ等が通常設けられる。
処理水排出ユニット１５に供給される浮遊物質沈澱槽１４からの上水は、マイクロフィルターに接触吸着し、目詰まりの原因となる未反応の高分子凝集剤濃度が低減されているので、マイクロフィルターの機能を充分発揮させることができ、その寿命も延長する。

１０：濁水槽
１１：中和ユニット
１２：凝集反応槽
１３：凝集物沈殿槽
１４：浮遊物質沈澱槽
１５：処理水排出ユニット

Claims (6)

1. 工事現場において発生する濁水を浄化処理するシステムであって、
   アルミニウム系凝集成分及び高分子増粘成分からなる高分子凝集剤と濁水とを混合撹拌して、濁水中のスラリーを凝集させる凝集反応槽、前記スラリーを凝集させた凝集物を沈降させて、該凝集物と上水とを分離する凝集物沈澱槽、凝集物沈澱槽の上水中の未反応の高分子凝集剤を含む浮遊物質を沈澱させる浮遊物質沈澱槽、及び浮遊物質沈澱槽の上水を浄水するマイクロフィルターを設けた処理水排出ユニットを備えることを特徴とする濁水浄化処理システム。
2. 凝集反応槽に供給する濁水を中和する中和ユニットを備えることを特徴とする請求項１記載の濁水浄化処理システム。
3. 工事現場において発生する濁水を浄化処理する方法であって、
   アルミニウム系凝集成分及び高分子増粘成分からなる高分子凝集剤と濁水とを凝集反応槽において混合撹拌し、濁水中のスラリーを凝集させる凝集工程、前記スラリーを凝集させた凝集物を凝集物沈殿槽において沈降させて、該凝集物と上水とを分離する分離工程、凝集物沈澱槽の上水中の未反応の高分子凝集剤を含む浮遊物質を浮遊物質沈澱槽において沈澱させる沈澱工程、及び浮遊物質沈澱槽の上水を浄水するマイクロフィルターを設けた処理水排出ユニットにおいて該上水を浄化し、排水する浄化排水工程を含むことを特徴とする濁水浄化処理方法。
4. 前記凝集工程を実施する前に、濁水を中和する中和工程を含むことを特徴とする請求項３記載の濁水浄化処理方法。
5. 前記凝集物沈殿槽から前記浮遊物質沈澱槽に送水される上水中の浮遊物質量（SS）が８０〜２００ｐｐｍである請求項３又は４記載の濁水浄化処理方法。
6. 前記沈澱工程において、浮遊物質沈澱槽に浮遊物質沈降剤を添加することを特徴とする請求項３〜５のいずれかに記載の濁水浄化処理方法。

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