JP5239653B2

JP5239653B2 - 加圧浮上処理方法

Info

Publication number: JP5239653B2
Application number: JP2008227225A
Authority: JP
Inventors: 光春寺嶋
Original assignee: Kurita Water Industries Ltd
Current assignee: Kurita Water Industries Ltd
Priority date: 2008-09-04
Filing date: 2008-09-04
Publication date: 2013-07-17
Anticipated expiration: 2028-09-04
Also published as: JP2010058066A

Description

本発明は懸濁物質（ＳＳ）を含んだ水から該ＳＳを加圧浮上分離処理する方法に係り、特に凝集槽からの凝集処理水と加圧水とを混合して浮上槽に導入するようにした加圧浮上処理方法に関する。

ＳＳを含んだ水の処理装置として、原水と加圧水とを混合して浮上槽に供給し、槽内で原水中のＳＳを水面に浮上させる加圧浮上装置が周知である。この加圧浮上装置の原水として凝集水が用いられることも公知である（例えば下記特許文献１，２）。
特開２００６−２１８３８１号特開２００８−２９９５７号

特にＣＯＤ成分や色度成分を除去することを目的とする凝集処理において、ＣＯＤ成分や色度成分の捕集率が高いｐＨ５〜ｐＨ７程度の酸性条件で凝集反応を行い、加圧水と混合して浮上分離しようとすると、酸性条件下では、微細気泡とフロックの付着が悪いため、浮上槽でフロックが浮上分離せずに沈降してしまい、浮上処理水にフロックが流出してしまう場合がある。

凝集反応を微細気泡とフロックの付着に都合の良いアルカリ条件下で行うと、浮上槽におけるフロックの分離効率は良くなる。しかしながら、凝集処理槽において、フロックに捕集されないＣＯＤ成分や色度成分の量が多くなり、その結果、この凝集処理水を浮上分離処理した処理水中のＣＯＤ濃度や色度が高くなってしまう。

本発明は、上記従来の問題点を解決し、凝集処理及び浮上分離処理をいずれも効率的に行うことができ、水質の良好な浮上分離処理水を得ることができる加圧浮上処理方法を提供することを目的とする。

本発明の加圧浮上処理方法は、ＣＯＤ成分及び色度成分を含む原水に無機凝集剤又は無機凝集剤と有機凝集剤を添加して凝集処理した凝集処理水と加圧水とを混合し、この混合水を浮上槽内に導入して浮上分離処理する加圧浮上処理方法において、凝集処理水のｐＨが５〜７であり、該浮上槽に導入される混合水のｐＨをアルカリによってｐＨ７〜９に調整することを特徴とするものである。

本発明の加圧浮上処理方法にあっては、浮上槽に導入される混合水のｐＨを調整するようにしたので、凝集処理については凝集処理に適したｐＨにて行い、その後、浮上分離に適したｐＨに調整した混合水を浮上槽に導入して浮上分離処理することができる。これにより、凝集処理及び浮上分離をいずれも効率よく行うことができる。

浮上槽に導入される混合水のｐＨを調整するには、凝集処理水と加圧水とを混合する混合室にｐＨ調整剤を添加してもよく、混合前の凝集処理水及び加圧水の少なくとも一方にｐＨ調整剤を添加してもよい。

本発明では、凝集処理をｐＨ５〜７より好ましくはｐＨ５〜６で行い、浮上分離をｐＨ７〜９で行うことにより、凝集処理効率及び浮上分離効率がいずれも高くなり、好適である。

以下、図面を参照して実施の形態について説明する。第１図は実施の形態に係る加圧浮上分離装置の長手方向の縦断面図である。

平面視形状が略長方形の槽体３内が、仕切壁１及び隔壁２によって区画されることにより、凝集槽１０、混合室２０及び浮上分離室３０がこの順に形成されている。この実施の形態では、この混合室２０及び浮上分離室３０によって浮上槽４が構成されている。仕切壁１及び隔壁２は槽体３の短手方向すなわち幅方向に延設されている。

仕切壁１の下部に、凝集処理水の流出口１６が形成されている。仕切壁１の上端は、槽体３及び凝集槽１０の水面より上方に延出している。

隔壁２は、槽体３の底面から立設され、その上端は槽体３の水面よりも下位となっている。

各壁１，２は槽体３の両側面に連なっている。

凝集槽１０へは、原水配管１１を介して原水が導入されると共に、凝集剤及びアルカリ剤が各々の供給配管１２，１３を介して供給可能とされている。凝集槽１０内の水のｐＨを検知するためのｐＨ計（図示略）が設置され、このｐＨ計の検出値が所定範囲好ましくはｐＨ５〜７となるようにアルカリ剤薬注ポンプ（図示略）が作動される。

凝集剤としてはＰＡＣ等の無機凝集剤の他、各種の有機凝集剤も用いることができ、２種以上の凝集剤を併用してもよい。凝集剤は、凝集剤薬注ポンプ（図示略）によって所定量添加される。凝集槽１０内の水は撹拌機１５によって静かに撹拌され、凝集処理される。

凝集処理水は、流出口１６及び上昇流路１７を通って混合室２０に流入する。混合室２０内には、上昇流路１７の上方において仕切壁１から隔壁２へ向って張り出すガイド板１８が設けられている。そのため、凝集処理水は、このガイド板１８によって流れ方向を略水平方向に変更され、該混合室２０内を槽体３の底面に沿って流れる。この槽体３の底面のうち、幅方向中央かつ隔壁２に比較的近接して、加圧水吐出用のノズル２３が設けられている。ノズル２３の先端は、槽体３の底面から若干突出しているが、これに限定されるものではない。

この実施の形態では、浮上分離室３０内の下部から配管２１を介して水を取り出し、加圧水製造装置２２にて浮上槽４からのガスを加圧溶解させて加圧水とし、この加圧水をノズル２３へ供給する。ここでは、浮上分離室３０内の下部から加圧水用の水を取り出しているが、工水や後述の配管３５からの清浄水を取り出して用いてもよく、特に限定されるものではない。

この実施の形態では、ノズル２３は、後述する傾斜した隔壁上部２ｂの鉛直下方領域に配置されている。また、この実施の形態では、ノズル２３は槽体３の底面の幅方向の中央に１個のみ設けられているが、複数個設けられてもよい。

この実施の形態では、この混合室２０内にアルカリ剤を薬注するようにアルカリの供給配管２５が設けられている。この配管２５には薬注ポンプ（図示略）が設けられている。この混合室２０にはｐＨ計（図示略）が設けられており、混合室２０内のｐＨが好ましくは７〜９となるようにアルカリ剤の薬注が行われる。

凝集槽１０からの凝集処理水とノズル２３からの加圧水とは混ざり合いながら主として隔壁２の幅方向中央付近に沿って上昇する。隔壁２は、上部２ｂを除き略鉛直な（好ましくは、鉛直面に対し±１０゜以内の）鉛直部２ａとなっており、該上部２ｂは仕切壁１側へ傾斜している。

上記上昇流は、隔壁２の鉛直部２ａに沿って略鉛直上方へ向って流れる。この上昇流は、次いで、傾斜した隔壁上部２ｂに案内されて仕切壁１側へ流れ方向を変え、仕切壁１の近傍に到ると該隔壁１に沿って下降する下降流となる。隔壁１の下部にまで流れてきた下降流は、凝集槽１０からの凝集処理水と合流しながら槽体３の底面を隔壁２へ向って流れる。このようにして、混合室２０内に上下方向の循環流が形成される。そして、循環している間に、凝集処理水、加圧水及びアルカリ剤が十分に混合され、凝集フロックに対し加圧水から生じた微細な気泡が十分に付着したｐＨ７〜９の混合水となる。

このようにフロックに気泡が十分に付着すると共にｐＨ調整された後、フロック含有混合水が浮上分離室３０へ供給され、フロックが効率よく浮上分離される。

浮上したフロックは、スキマーやスクレーバ等のかき取り機３１によってスラッジ受入室３２へ排出され、排出管３３を介して取り出される。

なお、浮上分離室３０内で沈降したスラッジは、配管３４を介して排出される。

清浄水は、浮上分離室３０の上下方向の途中から配管３５によって抜き出され、水位調整槽３６及び取出配管３７を介して取り出される。この水位調整槽３６は、槽体３内の水位を調整するためのものである。

この実施の形態では、凝集槽１０内のｐＨを５〜７としているので、効率よく凝集処理が行われ、ＣＯＤ成分が十分にフロックに付着する。また、混合室２０から浮上分離室３０に導入される混合水のｐＨが７〜９であるので、浮上分離室３０内のフロックの浮上分離も効率よく行われ、フロックが十分に分離された処理水が配管３５を介して取り出される。

第１図の実施の形態では、混合室２０にアルカリ剤を薬注しているが、第２図のように加圧水をアルカリ性としたり、第３図のように上昇流路１７等において凝集処理水にアルカリ剤を添加し、これによって混合室２０内の混合水のｐＨを７〜９に調整するようにしてもよい。

なお、第２図では加圧水製造装置２２へ浮上分離処理水を導くための配管２１にアルカリ剤を添加するようにしているが、この配管２１内の水圧はノズル２３側よりも低いので、アルカリ剤の添加に好適である。

第３図では上昇流路１７にアルカリ剤を添加しているが、第４図のように凝集槽１０Ａの下段室１０ｃに添加するようにしてもよい。

なお、凝集槽１０Ａは棚板状の水平板材１９によって複数の小室（この実施の形態では上段小室１０ａ、中段小室１０ｂ、下段小室１０ｃの３室）に区画されている。板材１９はその中央が開放しており、この開放した部分に撹拌機１５の攪拌軸が挿通されている。各小室１０ａ、１０ｂ、１０ｃは、この中央部の開放口を介して相互に連通している。原水は上段小室１０ａに導入され、中段小室１０ｂを経て下段小室１０ｃに到る。

小室１０ａ、１０ｂのｐＨを５〜７とすることにより、効率よく凝集処理が行われる。下段小室１０ｃ内の凝集処理水が流出口１６から上昇流路１７へ流出する。

下段小室１０ｃにアルカリ剤を添加することにより、凝集処理水のｐＨが上昇し、その結果、混合室２０から浮上分離室３０に導入される混合水のｐＨが７〜９となる。

第５図（ａ）は本発明の異なる実施の形態に係る加圧浮上装置の縦断面図、第５図（ｂ）はこの加圧浮上装置の平面図（ただしスカムレーキは図示略）である。

この加圧浮上装置では、浮上槽５０の円形の槽体５１の内周に沿って内槽５２が設けられ、槽体５１と内槽５２との間を処理水が上昇可能となっている。この槽体５１の中心部にフィードウェル６０が立設されており、このフィードウェル６０の下部に原水流入管５３が接線方向に接続され、この原水流入管５３に加圧水流入管５４が接続されている。

このフィードウェル６０内にアルカリ剤を添加するように薬注配管６１が接続されている。フィードウェル６０内にはｐＨセンサ（図示略）が設置されており、フィードウェル６０内の混合水のｐＨが７〜９となるようにアルカリ剤が配管６１及び薬注ポンプ（図示略）を介してフィードウェル６０内に添加されるよう構成されている。なお、アルカリ剤はフィードウェル６０ではなく（又はフィードウェル６０と共に）流入管５３，５４のうちの少なくとも一方に添加されてもよい。

原水と加圧水は流入管５３，５４よりフィードウェル６０内に流入し、アルカリ剤が添加される。そして、該フィードウェル６０内を上昇する。この混合水は、フィードウェル６０の上端とトップ部材７０との間を通って内槽５２内に流入して浮上分離が行われる。処理水は内槽５２の下端を回り込んで内槽５２と槽体５１との間を上昇し、処理水トラフ５５より排出される。一方、浮上スカムはスカムレーキ（スキマー）５６により掻き寄せられてスカムボックス５８に落とし込まれ、排出口（図示せず。）から排出される。５７はスカムレーキ５６の駆動用のモータを示す。

フィードウェル６０の上側に設置されたトップ部材７０は、フィードウェル６０の中心（軸心）に向って凸となる円錐形の凸部７１を有する。この実施の形態では、凸部７１の下端はフィードウェル６０内の上部に差し込まれている。

なお、凸部７１は円錐形ではなく角錐形であってもよいが、流出部からの流れを等方的とするために円錐形であることが好ましい。

このトップ部材７０は、細い支柱を介してフィードウェル６０の上端に支持されてもよく、スカムレーキ５６に吊支されてもよい。

なお、この実施の形態では、トップ部材７０の上面側は円錐形の凹所となっており、この凹所が上方に向って開放しているが、この凹所は蓋で閉鎖されてもよい。また、凹所内を充填物で埋めてもよい。凸部７１の下部に、凹所内から堆積物を取り出すための開閉式の取出口を設けてもよい。

トップ部材７０は、その平面視において外周側がフィードウェル６０と重なるか、それよりも外方に張り出している。即ち、トップ部材７０の直径はフィードウェル６０の直径と等しいかそれよりも大である。

この実施の形態では、フィードウェル６０の上端とトップ部材７０との間の流出間隙を取り巻くように、円環状のバッフル８０が同軸状に複数本設けられている。

このバッフル８０は、支持部材を介してフィードウェル６０又はスカムレーキ５６に支持されている。

この実施の形態では、バッフル８０は、いずれも円環形であり、同心円状に複数列かつ上下多段に配置されている。

この実施の形態では、バッフル８０は千鳥配列となっている。

この千鳥配列の場合、フィードウェル６０とトップ部材７０との間の流出間隙から放射方向に向って流れる水とバッフル８０との接触頻度が高く、フロックに対し微細気泡が効率よく付着し、また、混合水が短絡的に槽外に流出することも防止され、十分に浮上分離処理を行うことができる。

なお、原水流入管がフィードウェルに対して接線方向に流入する加圧浮上装置では、フィードウェル内の流れの影響で、浮上槽内の流れに偏流が生じてしまう。環状バッフルは、フィードウェルから浮上槽への水の流れを一様化させる効果があり、偏流を弱めることができるため、このような加圧浮上装置においては、その効果が顕著である。

この実施の形態におけるバッフル８０の本数は一例であり、これに限定されるものではない。バッフル８０の列の数は２〜１０特に３〜５程度が好適である。１つの列におけるバッフル８０の上下方向の数は２〜１０程度が好適である。フィードウェル６０に最も近い最内周列におけるバッフル８０の数は２〜４程度が好適であり、第２列以降ではそれよりも０〜８本程度多く又は少なくするのが好ましい。

なお、バッフル８０は円形断面形状のパイプ又は中実棒状体よりなることが好ましい。バッフル８０の太さ（直径）は１０〜１００ｍｍ特に２０〜６０ｍｍ程度が好適である。パイプ又は棒よりなるバッフル８０の断面形状は、円形に限定されるものではなく、長方形、正方形、菱形、三角形、多角形（例えば六角形）や、楕円形などであってもよい。

本発明において、加圧水製造装置としては、例えば、渦流ポンプ方式やコンプレッサ方式など各種のものを採用することができる。

なお、本発明では加圧水製造装置にオゾンガスを導入してオゾン含有加圧水としてもよい。このようにすれば、原水や浮上スカムから異常な臭気を発生するような場合においても臭気成分を分解し、臭気を抑制することができる。

第１の実施の形態に係る加圧浮上装置の縦断面図である。第２の実施の形態に係る加圧浮上装置の縦断面図である。第３の実施の形態に係る加圧浮上装置の縦断面図である。第４の実施の形態に係る加圧浮上装置の縦断面図である。第５の実施の形態に係る加圧浮上装置の縦断面図である。

符号の説明

１仕切壁
２隔壁
３槽体
４浮上槽
１０凝集反応室
１５撹拌機
１６流出口
２０混合室
２２加圧水製造装置
２３ノズル
２５薬注用配管
３０浮上室
３１かき取り機
５０浮上槽
５１槽体
５２内槽
５３原水流入管
５４加圧水流入管
５５処理水トラフ
５６スカムレーキ（スキマー）
５８スカムボックス
６０フィードウェル
６１薬注用配管
７０トップ部材
８０バッフル

Claims

ＣＯＤ成分及び色度成分を含む原水に無機凝集剤又は無機凝集剤と有機凝集剤を添加して凝集処理した凝集処理水と加圧水とを混合し、この混合水を浮上槽内に導入して浮上分離処理する加圧浮上処理方法において、
凝集処理水のｐＨが５〜７であり、該浮上槽に導入される混合水のｐＨをアルカリによってｐＨ７〜９に調整することを特徴とする加圧浮上処理方法。
請求項１において、凝集処理水と加圧水とを混合する混合室にアルカリを添加することを特徴とする加圧浮上処理方法。
請求項１において、凝集処理水及び加圧水の少なくとも一方にアルカリを添加することを特徴とする加圧浮上処理方法。