JPH0655309B2 - 汚濁水の処理工法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は汚濁水、特に建設工事で大量発生する汚濁水の
処理工法に関するものである。

本発明は建設工事に伴って大量に発生する微細な土砂粒
子を含む汚濁水を建設工事現場内において簡易に処理
し、放流基準の厳しい河川へ直接放流できる程度にまで
清澄化処理することを目的とするもので、建設工事に伴
って発生した汚濁水中に含まれている微細な土砂粒子を
簡単に除去することにより、処理水中の浮遊物質濃度が
河川放流規制値以下にするように清澄化する処理工法で
ある。

〔従来の技術とその問題点〕

一般に建設工事で発生する汚濁水中の浮遊物質として
は、微細な土砂粒子がその大部分であり、生コンクリー
トを打設する際にアルカリ性水となる場合以外は、多く
の工場排水にみられるような有害物質や溶解性塩類など
を溶解性塩類などを殆ど含んでいない。

したがって、建設工事に伴う汚濁水の処理として要求さ
れることは、仮設的な建設現場内処理として、できるだ
け簡易に微粒子土砂分を除去することである。

このような微細土砂分を含む汚濁水の清澄化処理方法と
しては、上向流式または横流式沈澱分離槽を使用して重
力沈降により土砂粒子を沈降分離するか、または濾過材
を用いて濾過機により固液分離して清澄な処理水を得る
方法がよく行われている。この沈降分離または固液分離
に際し、粒子の沈降速度を早め、または固液の分離性を
改良するため、無機凝集剤および有機高分子凝集剤を併
用し、あるいは各々単独で汚濁水に添加して凝集反応を
行わせフロックを形成させることもよく行われている。

沈澱分離槽では、土砂粒子フロックの沈降速度以上に大
きい水面積負荷をもつ形状、寸法のものであれば、土砂
粒子フロックは槽内の滞留時間中にすべて槽底部に沈降
し、上澄水は清澄な処理水となって排出されるが、この
ような水面積負荷をもつ沈澱分離槽は、土砂粒子フロッ
クの沈降速度が遅く、時間当りの汚濁水処理量が大きく
なるに従って、その形状、寸法も大きなものを使用しな
ければならなくなる。

つぎに濾過機を用い濾材によって固液を分離する処理方
法においては、汚濁水中の水のみを通過させ、土砂粒子
固体を捕捉するため多孔性物質の濾材が使用されてい
る。これには粒状物として砂、アンスラサイト、ガーネ
ット、けいそう土などがあり、または塊状物として多孔
性陶磁器、多孔性プラスチック、焼結金属などがあり、
さらに繊維状物としては紙パルプシート、織布、不織布
などが用いられるが織布が最も一般的である。濾材とし
ては微細粒子の著しい漏れを伴うことなく粒子捕捉能力
が優れ、しかも目詰まりを起こさないことが、その選択
条件の１つになっており、織布の性質としては、例え
ば、開孔面積が５〜２０％程度で、等価有効孔径は０．
１〜０．２ミリメートル前後のものがよく使われてい
る。濾過による固液分離に際しては、濾材表面に微細粒
子を直接に捕捉する表面濾過によって清澄水を濾し別け
ることもあるが、多くの場合は濾過開始後しばらくして
濾材面上に濾過された微粒子による濾過ケーキ層が形成
され、このケーキ層がその後の濾過に対して濾材の役割
を果たす、いわゆるケーキ濾過が行われている。このよ
うな濾材を用いた濾過では、瀘液の流動に対する流動抵
抗があり、また濾材に接触した固体微粒子が瀘材の細孔
に入り込んで目詰まりを起こし、その結果濾過抵抗が増
大して次第に濾過が困難となってくる。したがって、濾
過装置としては濾過抵抗に打勝って濾過流動のための推
進力を与えるものとして、真空濾過機、遠心濾過機およ
び加圧濾過圧搾機などが使用される。しかしい仮設的な
要素の多い建設工事現場内の処理工法として、このよう
な沈澱分離槽や、真空濾過機、加圧濾過圧搾機などの処
理装置は不適当である。

本発明は汚濁水にあらかじめ凝集剤を添加してフロック
を形成させた後、僅かの動水勾配によって流れる緩徐な
水流の途中に特殊な布地層を挿し挟み、汚濁水を布地層
を通過させるだけの簡単な操作により、清澄な処理水が
得られるようにしたものである。

建設工事に伴って発生する汚濁水中には、土砂粒子径が
０．１ミクロン程度のコロイド粒子から２ミリメートル
程度の砂分までが含まれているが、機械的操作や沈澱池
での長時間滞留による重力沈降によって除去できるのは
約５０ミクロン程度までの土砂粒子であり、それ以下の
微細土砂粒子は凝集剤を添加して凝集反応を行わせてフ
ロックを形成させ、沈降速度を早くして沈澱分離槽によ
って沈澱除去するか、あるいは濾過機を用いて瀘材を使
用してケーキ濾過によって除去しなければ、河川に直接
放流できるまでに清澄な処理水が得られないことはよく
知られている。濾過機による固液分離の際に使用する瀘
材としては織布が一般であり、不織布もしばしば用いら
れている。しかしこのような瀘材は瀘材の空間率が低く
開孔面積率も小さく、透水性が悪いのでこれらの瀘材を
用いて本発明と同じ処理を試み、フロック化した汚濁水
を通過させようとしても損失水頭が著しく増加し、緩徐
な水流の途中でほとんど圧力損失なしにこの瀘材層を通
過させることはできない。

〔問題点の解決手段〕

本発明者等は、多くの布材料について多数の建設工事現
場において発生した汚濁水の現場内処理を実験した結
果、次の各条件を備える場合には簡単に河川放流の可能
な清澄な処理水が得られることを究明し、本発明を完成
するに至った。

本発明は、浮遊物質濃度が１０Ｋｇ／ｍ³以下の汚濁水
の処理工法において、汚濁水に予め無機凝集剤を加えた
のちアニオン性あるいはノニオン性の有機高分子凝集剤
を添加してフロックを形成させ、あるいは汚濁水に無機
凝集剤を加えることなくアニオン性あるいはノニオン性
の有機高分子凝集剤のみを添加してフロックを形成さ
せ、フロック化した汚濁水を透水係数が１×１０^-2〜６
×１０^-2ｍ／ｓ、通気度が１５０〜２８０、空間率が８
０〜９４％の所要の厚みを有する布地層を通過させ、清
澄な処理水とすることを要旨とする。

すなわち、まず汚濁水の浮遊物質濃度としては１ｍ³当
り約１０Ｋｇ以下の比較的希薄濃度のものが好ましい。
それ以上の濃度になると使用する布地が処理開始後短時
間で目詰まりを起こし、その後は損失水頭が著しく増加
して水流に大きな抵抗がつき布地を通過させることが困
難となる。したがって、浮遊物質濃度が高い汚濁水の場
合には、あらかじめ凝集沈澱分離槽において沈降分離に
より大部分の浮遊物質を除去し、希薄な汚濁水となって
凝集沈澱分離槽から流出してきたものについて、本発明
における特殊布地を通過させる処理工法を用いることが
好ましい。例えば、汚濁水の濃度が１ｍ³当り約１０Ｋ
ｇ以上の場合には、従来からよく知られた処理工法に従
い、まず汚濁水に対して無機凝集剤を加え、ついで有機
高分子凝集剤を添加して凝集反応によりフロックを形成
させ、凝集沈澱分離槽を用いてフロックを沈降分離させ
る。この場合、形成したフロックのうち微小なフロック
は、大部分のフロックが沈降した後もそのまま上層部分
に残留し、沈澱分離槽からの流出水中に混在して排出さ
れる。これが処理水を再汚濁してそのままでは河川に直
接放流できない濁りをもった処理水になる原因となる
が、このような処理不十分の汚濁処理水を本発明の特殊
布地を通過させる工法で処理すれば容易に河川放流が可
能なまでの清澄処理水にすることができる。

〔実施例〕

本発明を実施例に基づいて具体的に説明する。

建設工事現場の汚濁水は特殊布地を通過させる前に、あ
らかじめ汚濁水をアニオン性またはノニオン性の有機高
分子凝集剤によって凝集処理をしておくことが必要であ
る。汚濁水そのまま、あるいは汚濁水に硫酸アルミニウ
ムやポリ塩化アルミニウムのような無機凝集剤のみを加
えたもの、さらにはジメチルアミノエチルメタアクリレ
ート重合体やジアクリルアンモニウムクロライド重合体
のようなカチオン性の有機高分子凝集剤のみを加えたも
のでは、本実施例における布地を通過させても、河川放
流可能な程度にまで清澄化させることは困難である。

本実施例は、汚濁水に対してアクリル酸ナトリウムとア
クリルアミドの共重合体やアクリル酸ナトリウム高重合
体のようなアニオン性の有機高分子凝集剤またはアクリ
ルアミド重合体のようなノニオン性の有機高分子凝集剤
を添加し、これにより河川放流可能な程度までに容易に
清澄化させることができる。この場合あらかじめ汚濁水
に無機凝集剤を加えたのち、アニオン性またはノニオン
性有機高分子凝集剤を加え、あるいは汚濁水の性質によ
っては無機凝集剤を加えることなく、直接アニオン性ま
たはノニオン性の有機高分子凝集剤を加えてもよく、高
分子凝集剤を１種類のみでなく、例えば先にアニオン性
の強い高分子凝集剤を添加しておいてから、ノニオン性
高分子凝集剤を加えるような複合添加法でもよい。添加
量は処理する汚濁水の濃度によって多少は異なるが、一
般的には汚濁水に対して約１〜１０ｐｐｍである。

このようなアニオン性またはノニオン性有機高分子凝集
剤を添加する処理により、土粒子が集合しフロック化し
て粒子径が大きく成長するほか、フロックの表面が有機
高分子凝集剤の吸着によって親水性化して弱いアニオン
性に帯電し、さらに粘着しやすい性状のものとなる。こ
の結果フロック化汚濁水は特殊布地を通過中にフロック
が布地繊維と衝突し、直に繊維にフロックが付着して捕
捉され、周囲の水と分離するので、汚濁水が所望の程度
に清澄化される。

本実施例にて使用する布地は、濾過機による固液分離操
作の際に用いる布地とは、次の諸性質が大きく異なって
いる。

本実施例の布地は透水係数が１×１０^-2〜６×１０^-2ｍ
／ｓであり、一般に透水係数が１×１０^-3程度の濾過機
用の濾布に比べて本実施例の布地は透水係数が著しく大
きい。また本実施例の布地は通気度が１５０〜２８０で
あり、濾過機用の濾布の通気度が５０程度であるのに比
べて本実施例の布地は通気度も著しく大きく、さらに本
実施例の布地の空間率８０〜９４％であり、これも濾過
機用濾布の空間率３０〜４０％程度に比べて著しく大き
い。本実施例において、このように透水係数、通気度、
空間率の著しく大きい布地を用いることにより、汚濁水
の緩徐な水流の途中で、汚濁水を僅かばかりの水頭差を
利用して布地を通過させ通過による流体抵抗をほとんど
生じさせることなく、しかも簡単に微小フロックを濾し
別けて除去することに成功した。

このような著しく空間率が大きく、透水性の大きい布地
では微小フロックの粒径が布地の目開き孔径の大きさよ
りはるかに小さいので、当然表面濾過はされていない
し、また流体抵抗もほとんど生じることがないのでケー
キ濾過も行われていない。したがって、従来このような
布地にフロック化汚濁水を通過させるだけで、微細なフ
ロックが除去されて河川放流可能な清澄処理水が流出し
てくることは想定されなかった。

しかし、多くの建設工事現場での実験から、布地を通過
させるに先だって汚濁水にアニオン性またはノニオン性
有機高分子凝集剤を添加してフロックを形成させた場
合、フロックの表面が粘着性を有し、弱いアニオン性に
帯電しているので、このフロック化汚濁水を布地を通過
させて布地繊維と接触させると、慣性衝突作用およびさ
えぎり作用により、容易に微小フロックが布地繊維に捕
捉され、良好な清澄化処理水が得られることが判明し
た。

このような性質をもつ特殊な布地は、天然繊維または合
成繊維をもって製造された織布または不織布として得る
ことができ、空間率の極めて大きい布地としては織布よ
りも不織布の方が作り易い。また不織布とすることな
く、単に繊維を箱型枠内に詰めて繊維充填層としたもの
でも、上記の諸性質を具有させることはできるが広幅の
長尺物の布地としては不織布が一般的である。

つぎにフロック化汚濁水を布地に通過させる方法として
は、水流の流路に直角に布地を枠に貼って設置してもよ
く、また底部に多数の透孔を開けた箱内に布地を水平に
重畳させ、上からフロック化汚濁水を流下して通過させ
てもよい。さらには、接触面積を大きくしながら据付容
積を小さくするため布地をジグザグ型に折りたたんで箱
枠に嵌めこんだものを用い、これを流路に水平に設置す
るか、または上からフロック化汚濁水を流下して通過さ
せてもよい。いずれの方法をとっても、流体抵抗はほと
んどなく、汚濁水は容易に通過して清澄化した処理水が
流出し、良好な処理効果が得られる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、極めて簡単な処理をもって河川放流可
能な程度に清澄化された処理水を得ることができ、建設
工事のように大量に発生する汚濁水を仮設的な工事現場
内で処理する工法として極めて有益である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−159815（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−88018（ＪＰ，Ａ) 実公 昭60−36400（ＪＰ，Ｙ２)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】浮遊物質濃度が１０Ｋｇ／ｍ³以下の汚濁
   水の処理工法において、汚濁水に予め無機凝集剤を加え
   たのちアニオン性あるいはノニオン性の有機高分子凝集
   剤を添加してフロックを形成させ、あるいは汚濁水に無
   機凝集剤を加えることなくアニオン性あるいはノニオン
   性の有機高分子凝集剤のみを添加してフロックを形成さ
   せ、フロック化した汚濁水を透水係数が１×１０^-2〜６
   ×１０^-2ｍ／ｓ、通気度が１５０〜２８０、空間率が８
   ０〜９４％の所要の厚みを有する布地層を通過させ、清
   澄な処理水とすることを特徴とする汚濁水の処理工法。