JP5266436B2 - Organic wastewater treatment method and apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、下水道等から排出される生活排水や畜産屎尿排水、さらには食品工場や焼酎工場等から排出される工場廃液のように有機物を高濃度に含む排水処理にも有用な有機排水処理方法及びその装置に関する。 The present invention is an organic wastewater treatment method useful for wastewater treatment containing a high concentration of organic substances such as domestic wastewater discharged from sewers, livestock wastewater, and factory wastewater discharged from food factories, shochu factories, etc. And an apparatus for the same.
従来、上記のように有機物を高濃度に含む廃液を浄化処理して河川や湖沼等に放流する排水処理方法として、廃液中の固体成分を沈殿池で自然沈降し、微生物の作用で有機物を分解する活性汚泥処理を行った後、沈殿池にて活性汚泥を沈降除去し、上澄み液を塩素で処理する方法が行われていた。 Conventionally, as a wastewater treatment method that purifies waste liquid containing organic matter at a high concentration and discharges it to rivers and lakes as described above, solid components in the waste liquid are naturally settled in a sedimentation basin, and the organic matter is decomposed by the action of microorganisms. After the activated sludge treatment, the activated sludge was settled and removed in a sedimentation basin, and the supernatant was treated with chlorine.
このような方法による処理水を河川や湖沼等の水域に放流するには、ＢＯＤ総量規制への対応が問題となり、また海洋投棄の場合には、ＣＯＤ総量規制への対応が問題となる。ところが、従来の活性汚泥処理法では、処理に長時間を要し、イニシャルコスト、ランニングコスト等にも多大なる負担が要求されるうえ、処理能力の点でも不十分なものであった。また、近時、廃棄物に対する海洋投棄等の規制が施行されるため、生産者においても、その対策が急務とされている。 In order to discharge treated water by such a method to water areas such as rivers and lakes, it becomes a problem to deal with the BOD total amount regulation, and in the case of ocean dumping, the correspondence to the COD total quantity regulation becomes a problem. However, the conventional activated sludge treatment method requires a long time for the treatment, requires a large burden on the initial cost, the running cost, and the like, and is insufficient in terms of treatment capacity. Recently, regulations such as marine dumping of waste have been enforced, and countermeasures are also urgently needed by producers.
このような事情のもとで開発された従来装置として特許文献１、２を参照する。特許文献１には、活性汚泥処理システムに適用可能な膜分離ユニットが記載されている。この膜分離ユニットに設けられた膜分離器は、透過膜材料を円筒形に形成してなる多数本の膜エレメントが膜分離器本体内に収容され、夫々の膜エレメントの内部空間と生物反応槽との間で汚泥の循環回路を構成してなるものである。このような構成により、処理すべき汚泥の固液分離能力を増大させることが可能とされている。 Patent documents 1 and 2 are referred to as conventional devices developed under such circumstances. Patent Document 1 describes a membrane separation unit applicable to an activated sludge treatment system. The membrane separator provided in this membrane separation unit has a plurality of membrane elements formed by forming a permeable membrane material in a cylindrical shape, and is housed in the membrane separator body, and the internal space of each membrane element and the biological reaction tank The sludge circulation circuit is configured between the two. With such a configuration, it is possible to increase the solid-liquid separation capability of the sludge to be treated.
また、特許文献２に記載された回転円板式汚水処理装置において、この装置の各回転円板には方向の異なる多数の細片部材が並設された網部が設けられ、隣り合う２枚の回転円板の一方の回転円板の突起が他方の回転円板の細片部材間に向けられた構成とされ、このような構成により、回転円板の単位体積当たりの表面積が大きくなり、汚水処理槽内の汚水が回転円板に付着する好気性菌と接触する度合いが増すため、低コストで処理性能の高い装置を得ることができるものとされている。
ところで、総理府で発令された排水濁度の目標値は２０ｐｐｍであり、従来は、例えば、１２０ｐｐｍの処理水であっても、浄水で薄めた状態で放流しているのが実情であった。 By the way, the target value of the wastewater turbidity issued by the Prime Minister's Office is 20 ppm. Conventionally, for example, even treated water of 120 ppm was actually discharged in a state diluted with purified water.
また、上記の活性汚泥法では、微生物の管理の良し悪しによって処理能力が不安定になる点、処理装置の設置に広い敷地を要する点、運転管理に特別な技術が必要である点、さらには生物増殖による余剰汚泥の発生が多く、その処分費用がコスト高となる等、種々の欠点があった。 In addition, in the activated sludge method described above, the processing capacity becomes unstable due to the management of microorganisms, the need for a large site for the installation of processing equipment, the need for special techniques for operation management, There were various disadvantages such as excessive sludge generation due to biological growth, and the cost of disposal increased.
さらに、上記の回転円板法では、分離困難な微細汚泥の抑制と分離技術が困難である点、浄水処理の前処理として低温度域での生物処理への適用条件調査に手間がかかる点、重要部品である回転軸の疲労破損など装置の信頼性に対する懸念等、種々の欠点が指摘されている。 Furthermore, with the rotating disk method described above, it is difficult to control fine sludge and separation technology that is difficult to separate, and it takes time to investigate the application conditions for biological treatment in low temperatures as pretreatment of water purification treatment, Various drawbacks have been pointed out, such as concerns about the reliability of the device, such as fatigue damage to the rotating shaft, which is an important part.
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、従来の一般的な廃液処理法である活性汚泥法や回転円板法等のように生物反応処理を用いることなく、コンパクトな装置構成を達成し、また高価なエネルギーコストを要する焼却処理法を用いることなく、さらには薬品を使用する必要もなく、メンテナンスが容易であって、消費物が存在しない等の理由で、低コストで高能率な水質改善を行うことができる有機排水処理方法及びその装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and has a compact apparatus configuration without using a biological reaction treatment such as the activated sludge method and the rotating disk method, which are conventional general waste liquid treatment methods. Low cost and high efficiency because it is easy to maintain without the use of incineration methods that require high energy costs and without the use of chemicals, maintenance is easy, and there are no consumables An object of the present invention is to provide an organic wastewater treatment method and apparatus capable of improving the water quality.
上記の目的を達成するために、本発明による請求項１記載の有機排水処理方法は、被処理水を磁気処理装置内に流通させることにより被処理水中の微小分散性浮遊物を結合した後、該結合してなる結合性浮遊物を含む被処理水を精密濾過装置にて濾過する有機排水処理方法であって、前記磁気処理装置に収容された多数の粒状磁性体が石英変岩をパウダー状にして焼成したものをバインダーで球状にして焼結することにより生成され、磁気処理装置内に、直径１０〜３０ｍｍの粒状磁性体を充填率５０％となるように充填し、磁気処理装置内を通過する被処理水の流速を調節することによって、磁気処理装置内の粒状磁性体が互いに摩擦を生じて６Ｈｚの磁気を発生することにより、磁気処理装置内の被処理水に含まれる水分子及びその他の微小分散性浮遊物の分子の分解及び結合によって結合性浮遊物を発生させ、次いで該結合性浮遊物を含む被処理水が前記精密濾過装置を構成する濾過容器内に充填された多数の粒状濾材で濾過されることによって前記結合性浮遊物が前記精密濾過装置内の上部にスラッジとして蓄積されることにより、該蓄積されたスラッジが濾材として作用するようにしたことを特徴とする。 In order to achieve the above object, the organic wastewater treatment method according to claim 1 according to the present invention, after binding the microdispersible suspended matter in the water to be treated by circulating the water to be treated in the magnetic treatment device, An organic wastewater treatment method for filtering water to be treated containing bound suspended matter formed by the combination using a microfiltration device, wherein a large number of granular magnetic materials contained in the magnetic treatment device are formed into powdered quartz metamorphic rocks. The sintered product is produced by sintering the sintered product into a spherical shape with a binder, and the magnetic processing device is filled with a granular magnetic material having a diameter of 10 to 30 mm so that the filling rate is 50%. By adjusting the flow rate of the water to be treated, the granular magnetic bodies in the magnetic treatment device generate friction with each other to generate 6 Hz magnetism, so that water molecules contained in the water to be treated in the magnetic treatment device and Other A large number of granular filter media in which a binding suspension is generated by decomposing and binding molecules of the small dispersible suspension, and then the water to be treated containing the binding suspension is filled in the filtration container constituting the microfiltration device. The binding suspended solids are accumulated as sludge in the upper part of the microfiltration device by being filtered with the filter, so that the accumulated sludge acts as a filter medium.
また、本発明における請求項２の有機排水処理方法は、請求項１において、前記磁気処理装置の上流側に設けられた原水バルブの流量調節により、前記磁気処理装置内を流れる被処理水の流速を調整することによって、該磁気処理装置内の粒状磁性体の流速を調整するようにしたことを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, there is provided an organic wastewater treatment method according to the first aspect, wherein the flow rate of the water to be treated flowing in the magnetic treatment device is adjusted by adjusting the flow rate of a raw water valve provided upstream of the magnetic treatment device. By adjusting the flow rate, the flow rate of the granular magnetic material in the magnetic processing apparatus is adjusted .
本発明における請求項３の有機排水処理装置は、被処理水を流通する磁気処理装置と該磁気処理装置を流通した被処理水を濾過する精密濾過装置とを有する有機排水処理装置であって、前記磁気処理装置は筒状容器内にて被処理水の流通によって互いに接触する多数の粒状磁性体が収容されてなり、前記磁気処理装置は筒状容器内に直径１０〜３０ｍｍの粒状磁性体を充填率５０％となるように充填し、粒状磁性体は石英変岩をパウダー状にして焼成したものをバインダーで球状にして焼結することにより生成され、筒状容器内を通過する被処理水の流速を調節することによって、筒状容器内の粒状磁性体が互いに摩擦を生じて６Ｈｚの磁気を発生し、該筒状容器は前記精密濾過装置を構成する濾過容器の上部に設けられた入口側に連結される一方、前記精密濾過装置は前記濾過容器の内部に多数の粒状濾材が充填されると共に、前記濾過容器の出口側に連通する集水管が該容器内に垂設されてなり、前記濾過容器内で被処理水の濾過を行う際には前記集水管の下部に設けられた管口から吸引を行い、また該集水管の管口から前記濾過容器内に逆流を行うことによって前記濾過容器内の洗浄を行うようにしたことを特徴とする。 The organic waste water treatment apparatus according to claim 3 of the present invention is an organic waste water treatment apparatus having a magnetic treatment device that circulates the water to be treated and a microfiltration device that filters the treated water that has circulated through the magnetic treatment device, The magnetic processing apparatus contains a large number of granular magnetic bodies that come into contact with each other by the flow of water to be treated in a cylindrical container, and the magnetic processing apparatus has a granular magnetic body having a diameter of 10 to 30 mm in the cylindrical container . Filled so that the filling rate is 50%, the granular magnetic material is produced by sintering a quartz rock that has been baked in powder form, and sintered into a spherical shape with a binder. The granular magnetic bodies in the cylindrical container produce friction with each other to generate 6 Hz magnetism by adjusting the flow rate of the cylindrical container, and the cylindrical container is an inlet provided at the upper part of the filtration container constituting the microfiltration device. Connected to the side On the other hand, the microfiltration device is filled with a large number of granular filter media inside the filtration container, and a water collection pipe communicating with the outlet side of the filtration container is suspended in the container. When the water to be treated is filtered, suction is performed from a pipe port provided at the lower part of the water collection pipe, and backflow is performed from the pipe port of the water collection pipe into the filtration container to clean the inside of the filtration container. It is characterized by having performed.
また、本発明における請求項４の有機排水処理方法は、請求項３において、前記磁気処理装置を構成する筒状容器の上流側に該容器内を流れる被処理水の流速を調整するバルブが設けられたことを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the organic wastewater treatment method according to the third aspect, wherein the valve for adjusting the flow rate of the water to be treated flowing in the container is provided upstream of the cylindrical container constituting the magnetic treatment apparatus. It is characterized by that.
さらに、本発明における請求項５の有機排水処理方法は、請求項３又は４において、前記精密濾過装置内に収容された濾材は、粒状の鉱物からなる非多孔性濾過材であることを特徴する。 Furthermore, the organic wastewater treatment method according to claim 5 of the present invention is characterized in that, in claim 3 or 4, the filter medium accommodated in the microfiltration device is a non-porous filter medium made of granular mineral. .
本発明による有機排水処理方法及びその装置によれば、被処理水を磁気処理装置内に流通させることにより被処理水中の微小分散性浮遊物を結合した後、該結合してなる結合性浮遊物を含む被処理水を精密濾過装置にて濾過する有機排水処理方法を実現するものであり、多数の粒状磁性体が収容された磁気処理装置内を通過する被処理水の水流によって磁気を発生することにより、被処理水に結合性浮遊物を発生させ、次いで該結合性浮遊物を含む被処理水が精密濾過装置の濾過容器内に充填された多数の粒状濾材で濾過されることによって結合性浮遊物が精密濾過装置内の上部にスラッジとして蓄積され、さらに該蓄積されたスラッジが濾材として作用するようにしたものである。 According to the organic wastewater treatment method and the apparatus according to the present invention, after the treated water is circulated in the magnetic treatment device, the microdispersed suspended matter in the treated water is combined, and then the combined suspended matter is combined. Organic wastewater treatment method for filtering water to be treated with a microfiltration device and generating magnetism by the flow of water to be treated that passes through a magnetic treatment device containing a large number of granular magnetic bodies As a result, binding water is generated in the water to be treated, and then the water to be treated containing the binding water is filtered by a large number of granular filter media filled in the filtration container of the microfiltration device. The suspended matter is accumulated as sludge in the upper part of the microfiltration device, and the accumulated sludge acts as a filter medium.
従って、本発明によれば、磁気処理装置内では流入された被処理水の流れを利用して磁気を発生することにより、結合性浮遊物を発生させるというように、他の高価なエネルギー源を必要とせず、また精密濾過装置の濾過容器内で濾過された結合性浮遊物がスラッジとなって、さらに濾材として作用するというように、極めて高能率な濾過処理を行うことが可能となり、従来一般的であった活性汚泥法や回転円板法等のような生物反応処理を用いることなく、高能率な固液分離を可能とし、コンパクトな装置構成であって、メンテナンスが容易であって、消費物が存在しないため、低コストで高能率な水質改善を行うことが可能となり、河川や下水道への放流も許容される基準値を十分にクリアして、放流することが可能となる。 Therefore, according to the present invention, another expensive energy source is generated in the magnetic treatment apparatus by generating magnetism by using the flow of the treated water that has flowed in, thereby generating binding suspended matter. It is not necessary, and it is possible to perform extremely efficient filtration treatment, such as the binding suspended matter filtered in the filtration container of the microfiltration device becomes sludge and further acts as a filter medium. Without using biological reaction treatments such as the activated sludge method and the rotating disk method, etc., which are suitable, it enables high-efficiency solid-liquid separation, a compact device configuration, easy maintenance, and consumption Since there is no object, it is possible to improve the water quality at a low cost and with high efficiency, and it is possible to release the water after sufficiently clearing the reference value that is allowed to be discharged into rivers and sewers.
さらに本発明による排水処理法の効果を検討すると、１０μｍ程度の物質は、従来の遠心分離等で約９０％分離はできるものであるが、ＢＯＤ、ＣＯＤ等の物質の基となる細菌類は１μｍから始まり、例えば、インフルエンザウイルスは１００μｍ、日本脳炎ウイルス２０μｍ、タンパク質分子は３μｍであるため、従来の排水処理で開発追及していた濾材の細密化、即ち、濾材の目を細密にして微小な細菌類を濾過するという技術ではなしえない技術であった。本発明は、このような従来の技術動向に対して、むしろ細菌類のサイズが大きくなるように結合した状態で濾過するという固液分離の方法を採用したものである。即ち、磁気処理装置内で、分散性浮遊物（ＢＯＤ、ＣＯＤ等）を電気泳動を用いて被処理水中の溶存物質を凝集し分離することを可能とし、極めて低いランニングコストを実現することが可能となる。 Further, when the effect of the wastewater treatment method according to the present invention is examined, a substance of about 10 μm can be separated by about 90% by conventional centrifugation or the like, but the bacteria which are the basis of substances such as BOD and COD are 1 μm. For example, the influenza virus is 100 μm, the Japanese encephalitis virus is 20 μm, and the protein molecules are 3 μm. It was a technique that could not be achieved by the technique of filtering the kind. The present invention adopts a solid-liquid separation method in which filtration is performed in such a state that the bacteria are combined so as to increase the size of the bacteria. In other words, it is possible to agglomerate and separate dispersible suspended matter (BOD, COD, etc.) in the magnetic treatment apparatus using electrophoresis to achieve a very low running cost. It becomes.
また、上記したように、本発明によれば、従来の水処理よりも、大幅に純度の高い処理水を得ることができ、水の透明度は２倍以上にも向上し、また活性汚泥法や回転円板法等のように生物反応処理を用いることなく、常に安定した処理能力を得ることができ、薬品添加による費用や焼却用のエネルギーコストを必要とすることもなく、低コストで高能率な水質改善を可能とすることができる。 In addition, as described above, according to the present invention, treated water having a significantly higher purity than conventional water treatment can be obtained, and the transparency of water is improved more than twice. Without using biological reaction treatment as in the rotating disk method, etc., it is possible to obtain a stable treatment capacity at all times, and there is no need for the cost of adding chemicals or the energy cost for incineration. Water quality can be improved.
以下、本発明による有機排水処理方法について、その方法を具体化した本発明の有機排水処理装置と併せて説明する。 Hereinafter, the organic wastewater treatment method according to the present invention will be described together with the organic wastewater treatment device of the present invention that embodies the method.
図１に示すフローチャートは、工場廃液を原水として一次処理する工程と、該一次処理によって得た一次処理水を被処理水として最終処理を施すことにより、さらに純度の高い最終処理水を得るための工程を示すものである。即ち、上記の最終処理の工程が本発明による有機排水処理方法であり、図１のフローチャートにおいて、磁気処理装置による処理（Ｆ９）と精密濾過装置による処理（Ｆ１０）を経ることによって、従来の一次処理水をさらに純度の高い最終処理水とするものである。 The flowchart shown in FIG. 1 is for obtaining a final treated water with higher purity by subjecting a factory waste liquid to a primary treatment as raw water and a final treatment using the primary treated water obtained by the primary treatment as a treated water. The process is shown. That is, the above-mentioned final treatment process is the organic wastewater treatment method according to the present invention. In the flowchart of FIG. 1, the conventional primary treatment is performed through the treatment by the magnetic treatment device (F9) and the treatment by the microfiltration device (F10). The treated water is used as final treated water with higher purity.
まず、図１のフローチャートを参照しながら上記の一次処理について説明する。原水である工場廃液を流入（Ｆ１）して、原水槽に収容する（Ｆ２）。この原水槽からポンプで吸い上げられた原水は、撹拌槽に収容され（Ｆ３）、該撹拌槽で撹拌された後、沈殿槽に収容される（Ｆ４）。この沈殿槽においては、水よりも比重の重い汚泥物質が沈降し、沈降した汚泥は、沈殿槽の底部に設けられた汚泥引抜きポンプにより、外部に吸引され、汚泥濃縮槽を経て（Ｆ４-１）、汚泥槽に収容される（Ｆ４-２）。さらに、この汚泥槽に収容された汚泥は、脱水機によって脱水され（Ｆ４-３）、脱水後の汚泥は場外に搬出処分され（Ｆ４-４）、また脱水後の水分は原水槽に移送され（Ｆ２）、再び撹拌槽を経て（Ｆ３）、沈殿槽に収容される（Ｆ４）。 First, the primary processing will be described with reference to the flowchart of FIG. The factory waste liquid, which is raw water, flows in (F1) and is stored in the raw water tank (F2). The raw water sucked up by the pump from the raw water tank is stored in a stirring tank (F3), stirred in the stirring tank, and then stored in a precipitation tank (F4). In this sedimentation tank, sludge substance having a specific gravity higher than that of water settles, and the settled sludge is sucked outside by a sludge extraction pump provided at the bottom of the sedimentation tank, and passes through the sludge concentration tank (F4-1). ), Stored in a sludge tank (F4-2). Furthermore, the sludge stored in this sludge tank is dehydrated by a dehydrator (F4-3), the dewatered sludge is carried out of the field (F4-4), and the dehydrated water is transferred to the raw water tank. (F2) After passing through the stirring tank again (F3), it is accommodated in the precipitation tank (F4).
この沈殿槽において、原水の上澄みは、砂濾過装置に移送され（Ｆ５）、濾過された後、移送ポンプ槽に貯留され（Ｆ６）、さらに糸巻きフィルター等による並列された保護フィルターを通過することによって濾過され（Ｆ７、Ｈ７）、中継タンクに収容されることによって（Ｆ８）、一次処理を終了する。 In this sedimentation tank, the supernatant of the raw water is transferred to a sand filtration device (F5), filtered, stored in a transfer pump tank (F6), and further passed through a parallel protective filter such as a spool filter. By being filtered (F7, H7) and accommodated in the relay tank (F8), the primary processing is completed.
上記の一次処理は、本発明の有機排水処理方法の前提となる処理であって、水質改善をより効率的に行うためのものであり、その一例を示すものである。ただし、本発明は、被処理水の汚染が軽微である場合、１次処理を行わずに処理してもよい。また、他の一次処理としては、海水に対する一次処理、また生活排水や畜産屎尿排水、さらには食品工場や焼酎工場等から排出される工場廃液等を一次処理するようにしてもよい。 The primary treatment described above is a premise of the organic wastewater treatment method of the present invention, and is for improving water quality more efficiently, and shows an example thereof. However, in the present invention, when the contamination of the water to be treated is slight, the treatment may be performed without performing the primary treatment. Further, as other primary treatment, primary treatment for seawater, domestic wastewater, livestock wastewater, factory waste liquid discharged from food factories, shochu factories, etc. may be primarily treated.
ここで、工場廃液を原水とする場合の、浮遊物質量（ＳＳ）、水素イオン濃度（ＰＨ）、化学的酸素要求量（ＣＯＤ）、生物化学的酸素要求量（ＢＯＤ）に関する計量結果を表１に示す。なお、この計量方法は、昭和４６年環境庁告示第５９号付表８によるものである。
また、上記の工場廃液を一次処理した一次処理水の場合の、浮遊物質量（ＳＳ）、水素イオン濃度（ＰＨ）、化学的酸素要求量（ＣＯＤ）、生物化学的酸素要求量（ＢＯＤ）に関する計量結果を表２に示す。
なお、平成１０年６月１７日施行の総理府令排水基準によれば、浮遊物質量（ＳＳ）は６０ｍｇ/Ｌ、化学的酸素要求量（ＣＯＤ）は９０ｍｇ/Ｌ、生物化学的酸素要求量（ＢＯＤ）は６０ｍｇ/Ｌとされ、上記の一次処理水は、表２のように、生物化学的酸素要求量（ＢＯＤ）のみがその基準値に達しているが、その他の浮遊物質量（ＳＳ）と化学的酸要求量（ＣＯＤ）はその基準値に到底及ばない結果となっている。
Here, Table 1 shows the measurement results regarding the suspended solid amount (SS), hydrogen ion concentration (PH), chemical oxygen demand (COD), and biochemical oxygen demand (BOD) when the factory waste liquid is used as raw water. Shown in This measuring method is based on Appendix 1 of the Environmental Agency Notification No. 59 of 1971.
In addition, concerning the amount of suspended solids (SS), hydrogen ion concentration (PH), chemical oxygen demand (COD), and biochemical oxygen demand (BOD) in the case of primary treated water obtained by primary treatment of the above factory waste liquid. Table 2 shows the measurement results.
According to the Prime Minister's Ordinance Drainage Standard that came into force on June 17, 1998, suspended solids (SS) is 60 mg / L, chemical oxygen demand (COD) is 90 mg / L, biochemical oxygen demand ( BOD) is set to 60 mg / L. As shown in Table 2, only the biochemical oxygen demand (BOD) has reached its reference value, but the amount of other suspended solids (SS) The chemical acid demand (COD) does not reach the standard value.
ここで、図１に示すフローチャートにおける２次処理、即ち本発明による最終処理について説明する。本発明による有機排水処理装置１は、図２に示すように、磁気処理装置２と該磁気処理装置２を流通した被処理水を濾過する精密濾過装置３とを有するものであって、非常にコンパクトな装置構成となる。 Here, the secondary processing in the flowchart shown in FIG. 1, that is, the final processing according to the present invention will be described. As shown in FIG. 2, the organic waste water treatment apparatus 1 according to the present invention includes a magnetic treatment apparatus 2 and a microfiltration apparatus 3 that filters the water to be treated that has circulated through the magnetic treatment apparatus 2. It becomes a compact device configuration.
磁気処理装置２は筒状容器４内にて被処理水の流通によって互いに接触する多数の粒状磁性体（不図示）が収容されてなるものである。より詳細には、磁気処理装置２は金属製等による筒状容器４から成り、この筒状容器４の上流側には分岐管５が設けられ、分岐管５の一方には上記の一次処理水等を被処理水として流通すると共に、その流量を調整することによって筒状容器４内を流れる被処理水の流速を調整する原水バルブ６が設けられている。一方、上記の分岐管５の他方には地下水等の洗浄水を流入するための逆洗バルブ７が設けられ、原水バルブ６を閉じると共に、逆洗バルブ７を開放することによって、筒状容器４内を洗浄することが可能とされている。 The magnetic processing apparatus 2 contains a large number of granular magnetic bodies (not shown) that come into contact with each other by circulation of water to be treated in a cylindrical container 4. More specifically, the magnetic treatment device 2 is composed of a cylindrical container 4 made of metal or the like. A branch pipe 5 is provided on the upstream side of the cylindrical container 4, and one of the branch pipes 5 includes the primary treated water. Are circulated as treated water, and a raw water valve 6 is provided for adjusting the flow rate of the treated water flowing in the cylindrical container 4 by adjusting the flow rate thereof. On the other hand, the other branch pipe 5 is provided with a backwash valve 7 for flowing washing water such as ground water. The raw water valve 6 is closed and the backwash valve 7 is opened to open the cylindrical container 4. It is possible to clean the inside.
上記の磁気処理装置２の筒状容器４内に収容された多数の粒状磁性体（不図示）は、石英片岩をパウダー状にして焼結したものをバインダーで球状にして焼結することにより形成する。また、個々の粒状磁性体の大きさは、直径１０〜３０ｍｍとし、筒状容器４内に５０％の充填率となるように収納する。また、筒状容器４内を流れる多数の粒状磁性体の流速は、夫々の粒状磁性体の大きさや充填率や筒状容器４の内径等にも左右されるものであるが、より簡易に行うには、原水バルブ６の調節によって、筒状容器４内で６Ｈｚの磁気が発生するように調節するとよい。 The above magnetic treatment device 2 of a cylindrical container a number of granular magnetic bodies housed in 4 (not shown), and a quartz schist in powdered those sintered in the spherical shape with a binder by sintering Form. Each granular magnetic body has a diameter of 10 to 30 mm and is stored in the cylindrical container 4 so as to have a filling rate of 50%. Further, the flow velocity of a large number of granular magnetic bodies flowing through the cylindrical container 4 depends on the size and filling rate of each granular magnetic body, the inner diameter of the cylindrical container 4, etc., but it is performed more easily. In this case, the raw water valve 6 may be adjusted so that 6 Hz magnetism is generated in the cylindrical container 4.
この磁気の値６Ｈｚは、個々の粒状磁性体の大きさが直径１０〜３０ｍｍであって、筒状容器４内に５０％の充填率となるように収納した状態で、筒状容器４内を多数の粒状磁性体が流れる際に、個々の粒状磁性体同士が接触し、摩擦されることによって生じる磁気の大きさであり、そのように発生した磁気によって、被処理水に含まれる水分子及びその他の微小分散性浮遊物の分子が分解及び結合を行って結合性浮遊物を発生させるのに最も効率的な値であり、これは様々に実験を繰り返した結果、得られたものである。 This magnetic value of 6 Hz is such that the size of each granular magnetic material is 10 to 30 mm in diameter, and is stored in the cylindrical container 4 so as to have a filling rate of 50%. When a large number of granular magnetic bodies flow, the individual granular magnetic bodies are in contact with each other and rubbed, and the magnitude of magnetism generated. The generated magnetism causes water molecules contained in the water to be treated and It is the most efficient value for the other microdispersed suspension molecules to decompose and bind to generate binding suspensions, which were obtained as a result of repeated experiments.
上記のように磁気処理装置２の筒状容器４内で発生した磁気によって電磁誘導が発生し、これによって発生した電子は溶存酸素と反応し、スーパーオキサイド・アニオン（Ｏ2−）という活性酸素になり、水素と反応して過酸化水素（Ｈ2Ｏ2）になる。過酸化水素（Ｈ2Ｏ2）は酸化が強く、水中に存在する細菌類や有機物を殺菌し分解して水（Ｈ2Ｏ）に戻る。 As described above, electromagnetic induction is generated by the magnetism generated in the cylindrical container 4 of the magnetic processing apparatus 2, and the electrons generated thereby react with dissolved oxygen, and become active oxygen called superoxide anion (O 2− ). It reacts with hydrogen to become hydrogen peroxide (H 2 O 2 ). Hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) is highly oxidized and sterilizes and decomposes bacteria and organic substances present in the water and returns to water (H 2 O).
このような分子の分解及び結合は、被処理水の水分子以外の種々の溶存汚染物質、即ち被処理水に溶存した微小分散性浮遊物の分子に対しても行われ、その結果、このような分子間に作用するファンデルワールス力により、微小分散性浮遊物が結合して結合性浮遊物が発生する。 Such molecular decomposition and binding is also performed on various dissolved contaminants other than the water molecules of the treated water, that is, on the molecules of the microdispersed suspended matter dissolved in the treated water. Due to the van der Waals force acting between the molecules, the microdispersed suspended matter binds to form a bound suspended matter.
上記の磁気処理装置２の筒状容器４の下流側は、図２に示すように、精密濾過装置３を構成する濾過容器８の上部に設けられた吸排機構１０の入口１１側に連結されている。なお、図２に示す精密濾過装置３は２機８Ａ，８Ｂが並設されているが、処理能力を倍加するためのものであり、夫々の内部構造は同様であって同様の処理動作を行うものであり、１機の設置でもよい。 As shown in FIG. 2, the downstream side of the cylindrical container 4 of the magnetic processing apparatus 2 is connected to the inlet 11 side of the intake / exhaust mechanism 10 provided on the upper part of the filtration container 8 constituting the microfiltration apparatus 3. Yes. The microfiltration device 3 shown in FIG. 2 has two machines 8A and 8B arranged in parallel, but is for doubling the processing capacity, and the internal structure of each is the same, and the same processing operation is performed. One machine may be installed.
図３に示すように、精密濾過装置３の濾過容器８の内部には、多数の粒状濾材９が充填されている。この濾材９は、上記と同様に、例えば、石英片岩をパウダー状にして焼結したものをバインダーで球状にして焼結することにより形成する。また、個々の粒状濾材９の大きさは４０メッシュを通過するものとし、このような鉱石を原料とする粒状濾材９を濾過容器８の内部に６０〜８０％の充填率で収容する。 As shown in FIG. 3, the inside of the filtration container 8 of the microfiltration device 3 is filled with a number of granular filter media 9. In the same manner as described above, the filter medium 9 is formed, for example, by sintering a quartz schist into powder and sintering it into a sphere with a binder. Moreover, the magnitude | size of each granular filter medium 9 shall pass 40 meshes, and the granular filter medium 9 which uses such an ore as a raw material is accommodated in the inside of the filtration container 8 with a filling rate of 60 to 80%.
精密濾過装置３を構成する濾過容器８の上部に設けられた吸排機構１０は、上記の磁気処理装置２から流入する被処理水を濾過容器８内に流入する管路を接続する入口１１と、精密濾過装置３内の被処理水を流出する管路を接続する出口１２と、バルブ調節によってバイパス管１８への流量調節を行う流量コントロール１３とを有し、さらに上記の出口１２はロータリカム１６ａによって駆動されるピストン１６を介して集水管１４に連通されている。また、集水管１４は濾過容器８内に垂設され、下部に分配管１５を有して濾過容器８の底部近傍に到る構成とされている。 The intake / exhaust mechanism 10 provided on the upper part of the filtration container 8 constituting the microfiltration device 3 includes an inlet 11 that connects a pipe through which the water to be treated flowing from the magnetic treatment device 2 flows into the filtration container 8, and It has an outlet 12 for connecting a pipe for flowing out the water to be treated in the microfiltration device 3, and a flow rate control 13 for adjusting the flow rate to the bypass pipe 18 by adjusting a valve. Further, the outlet 12 is provided by a rotary cam 16a. The water collecting pipe 14 communicates with the driven piston 16. Further, the water collecting pipe 14 is suspended in the filtration container 8, and has a distribution pipe 15 at the lower part so as to reach the vicinity of the bottom of the filtration container 8.
上記の構成において、精密濾過装置３により被処理水に対して通量運転である濾過を行う場合、図２においては、バルブＶ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４を開き、バルブＶ５、Ｖ６、Ｖ７は閉じた状態にする。このような被処理水の流入状態で、図３に示すように、ピストン１６の作動で濾過容器８の上部の入口部８ａが開放され、磁気処理装置２から送られてきた被処理水を入口１１から濾過容器８内に流入させる一方、不図示の吸引ポンプにより集水管１４に上方への吸引力を与えることによって、被処理水は濾過容器８内に充填された粒状濾材９の間を通過して集水管１４の下部の分配管１５から管内に吸い上げられた後、出口１２から流出され、放流槽１７を経て放流される。 In the above configuration, when the microfiltration device 3 performs filtration, which is a flow-through operation, the valves V1, V2, V3, and V4 are opened and the valves V5, V6, and V7 are closed in FIG. To the state. In such an inflow state of the water to be treated, as shown in FIG. 3, the inlet 16 a at the top of the filtration container 8 is opened by the operation of the piston 16, and the water to be treated sent from the magnetic treatment device 2 is taken into the inlet. The water to be treated passes between the particulate filter media 9 filled in the filtration container 8 by allowing the suction pipe (not shown) to flow into the filtration container 8 and applying an upward suction force to the water collecting pipe 14. Then, after being sucked into the pipe from the distribution pipe 15 below the water collecting pipe 14, it is discharged from the outlet 12 and discharged through the discharge tank 17.
このような被処理水の流通において、磁気処理装置２から送られてきた被処理水は上記のように微小分散性浮遊物が結合した結合性浮遊物を有し、この結合性浮遊物が濾過容器８内に充填された粒状濾材９によって濾過され、該粒状濾材９の集積された上部付近に蓄積されることとなる。そして、このように蓄積された結合性浮遊物は精密濾過装置３内の上部にスラッジＳとして蓄積されることにより、該蓄積されたスラッジＳが高密度の濾材として作用し、磁気処理装置２から送られてきた被処理水をより精密に濾過することとなる。 In the distribution of the water to be treated, the water to be treated sent from the magnetic treatment apparatus 2 has a binding suspended matter to which the microdispersible suspended matter is bound as described above, and this binding suspended matter is filtered. The particulate filter medium 9 filled in the container 8 is filtered and accumulated in the vicinity of the upper part where the granular filter medium 9 is accumulated. The accumulated suspended solids accumulated in this manner are accumulated as sludge S in the upper part of the microfiltration device 3, so that the accumulated sludge S acts as a high-density filter medium. The treated water that has been sent will be filtered more precisely.
このようにして最終処理された最終処理水の純度は、表３に表す通りとなる。この表に示す浮遊物質量（ＳＳ）、水素イオン濃度（ＰＨ）、化学的酸素要求量（ＣＯＤ）、生物化学的酸素要求量（ＢＯＤ）に関する計量方法は、上記と同様に、昭和４６年環境庁告示第５９号付表８によるものである。
この表３の計量結果と表２の計量結果を比較すると、浮遊物質量（ＳＳ）に関しては、一次処理水が４６５ｍｇ/Ｌであるのに対して最小処理水は５ｍｇ/Ｌ未満、化学的酸素要求量（ＣＯＤ）に関しては、一次処理水が１３１ｍｇ/Ｌであるのに対して最小処理水は１.５ｍｇ/Ｌ、生物化学的酸素要求量（ＢＯＤ）に関しては、一次処理水が５６．０ｍｇ/Ｌであるのに対して最小処理水は２.５ｍｇ/Ｌであり、最終処理水の純度が大幅に向上したものとなっている。
The purity of the final treated water thus final treated is as shown in Table 3. The measurement method for suspended solid amount (SS), hydrogen ion concentration (PH), chemical oxygen demand (COD), and biochemical oxygen demand (BOD) shown in this table is the same as above. According to Agency Notification No. 59, Appendix 8.
Comparing the measurement results in Table 3 with the measurement results in Table 2, the amount of suspended solids (SS) is 465 mg / L for the primary treatment water, while the minimum treatment water is less than 5 mg / L. Regarding the demand (COD), the primary treated water is 131 mg / L, whereas the minimum treated water is 1.5 mg / L, and the biochemical oxygen demand (BOD) is 56.0 mg of the primary treated water. The minimum treated water is 2.5 mg / L compared to / L, and the purity of the final treated water is greatly improved.
また、平成１０年６月１７日施行の総理府令排水基準は、上記の通り、浮遊物質量（ＳＳ）６０ｍｇ/Ｌ、化学的酸素要求量（ＣＯＤ）９０ｍｇ/Ｌ、生物化学的酸素要求量（ＢＯＤ）６０ｍｇ/Ｌであって、最終処理水は、これらの基準値を大幅にクリアした結果となっている。なお、上記の本発明による最終処理水は、２０ｐｐｍの精度を有し、河川や下水道への放流も基準値をクリアした状態で放流することが可能となる。 In addition, as stated above, the Prime Minister's ordinance drainage standards that came into effect on June 17, 1998 are suspended solids (SS) 60 mg / L, chemical oxygen demand (COD) 90 mg / L, biochemical oxygen demand ( BOD) 60 mg / L, and the final treated water is a result of greatly clearing these reference values. The final treated water according to the present invention has an accuracy of 20 ppm, and can be discharged into a river or sewer in a state where the reference value is cleared.
また、本実施例においては、上記のように磁気処理装置２から送られてきた被処理水が濾過容器８内の粒状濾材９によって濾過され、上部にスラッジＳ１０を形成し、このスラッジＳがさらに密度の高い濾材として作用するが、スラッジＳの蓄積量が過大になると、被処理水の流通量が抑制されるため、定期的に逆洗を行うことが必要となる。 Further, in this embodiment, the water to be treated sent from the magnetic treatment device 2 as described above is filtered by the particulate filter medium 9 in the filtration container 8 to form a sludge S10 on the upper part, and this sludge S further Although acting as a high-density filter medium, if the accumulated amount of sludge S is excessive, the flow rate of the water to be treated is suppressed, so it is necessary to perform regular backwashing.
次いで、精密濾過装置３内の逆洗を行う場合、図２においては、濾過容器８Ａ内を逆洗するために、バルブＶ６、Ｖ２、Ｖ７を開き、バルブＶ１、Ｖ３、Ｖ４、Ｖ５は閉じた状態にする。また、濾過容器８Ｂ内を逆洗するために、バルブＶ６、Ｖ３、Ｖ５を開き、バルブＶ１、Ｖ２、Ｖ４、Ｖ７は閉じた状態にする。このような流入状態で、図４に示すように、ピストン１６の作動で濾過容器８の上部の入口部８ａを閉鎖した状態にし、地下室等からの洗浄水を入口１１から集水管１４へ流入させて、分解管１５から濾過容器８内を上方に逆流させることにより、濾過容器８の内壁や粒状濾材９を洗浄し、出口１２を経て排出させる。 Next, when performing backwashing in the microfiltration device 3, in FIG. 2, in order to backwash the inside of the filtration container 8A, the valves V6, V2, and V7 are opened, and the valves V1, V3, V4, and V5 are closed. Put it in a state. Further, in order to backwash the inside of the filtration container 8B, the valves V6, V3, V5 are opened and the valves V1, V2, V4, V7 are closed. In such an inflow state, as shown in FIG. 4, the piston 16 is actuated to close the inlet 8 a at the top of the filtration container 8, and wash water from the basement or the like is allowed to flow from the inlet 11 to the water collecting pipe 14. Then, the inner wall of the filtration container 8 and the granular filter medium 9 are washed by flowing backward in the filtration container 8 from the decomposition tube 15, and discharged through the outlet 12.
上記したように、本発明によれば、従来の排水処理よりも、大幅に純度の高い処理水を得ることができ、水の透明度は２倍以上にも向上し、また活性汚泥法や回転円板法等のように生物反応処理を用いることなく、常に安定した処理能力を得ることが可能となる。また、薬品添加による費用や焼却用のエネルギーコストを必要とすることもなく、低コストで高能率な水質改善を可能とすることができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to obtain treated water with significantly higher purity than the conventional wastewater treatment, the transparency of the water is improved more than twice, and the activated sludge method and the rotating circle. It is possible to always obtain a stable treatment capacity without using a biological reaction treatment as in the plate method or the like. In addition, it is possible to improve the water quality with high efficiency at low cost without requiring the cost of chemical addition and the energy cost for incineration.
本発明の有機排水処理方法及びその装置は、畜産排水、食品工場排水、下水排水、水産加工排水、塵芥焼却排水、化学工業排水、クラフトパルプ排水、クリーニング排水等の有機物を高濃度に含む排水処理にも有用であり、イニシャルコスト、ランニングコスト、メンテナンス共に低コストであって、安定した排水処理を高能率に行うことができる有機排水処理方法及びその装置として利用することが可能である。 The organic wastewater treatment method and apparatus of the present invention is a wastewater treatment containing high concentrations of organic matter such as livestock wastewater, food factory wastewater, sewage wastewater, fishery processing wastewater, refuse incineration wastewater, chemical industrial wastewater, kraft pulp wastewater, cleaning wastewater, etc. In addition, the initial cost, running cost, and maintenance are low, and the organic wastewater treatment method and apparatus capable of performing stable wastewater treatment with high efficiency can be used.
１ 有機排水処理装置
２ 磁気処理装置
３ 精密濾過装置
４ 筒状容器
５ 分岐管
６ 原水バルブ
７ 逆洗バルブ
８ 濾過容器
９ 粒状濾材
１０ 吸排機構
１１ 入口
１２ 出口
１３ 流量コントロール
１４ 集水管
１５ 分配管
１６ ピストン
１６ａ ロータリカム
１７ 放流槽
１８ バイパス管
Ｓ スラッジ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Organic waste water treatment apparatus 2 Magnetic processing apparatus 3 Microfiltration apparatus 4 Cylindrical container 5 Branch pipe 6 Raw water valve 7 Backwash valve 8 Filtration container 9 Granular filter medium 10 Intake / exhaust mechanism 11 Inlet 12 Outlet 13 Flow control 14 Collection pipe 15 Divided pipe 16 Piston 16a Rotary cam 17 Discharge tank 18 Bypass pipe S Sludge
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