JPH08257310A

JPH08257310A - 沈殿装置

Info

Publication number: JPH08257310A
Application number: JP6938995A
Authority: JP
Inventors: Isamu Kato; 勇加藤; Toru Kamisasanuki; 透上笹貫
Original assignee: Kurita Water Industries Ltd
Current assignee: Kurita Water Industries Ltd
Priority date: 1995-03-28
Filing date: 1995-03-28
Publication date: 1996-10-08
Anticipated expiration: 2017-08-12
Also published as: JP3314575B2

Abstract

(57)【要約】【目的】沈殿槽への流入水量を一定量として継続運転
することにより、沈殿槽における固液分離機能を効果的
に発揮させて安定な処理を行う沈殿装置を提供すること
を目的とする。【構成】原水ポンプＰ₁ を一定水量で稼働させ、沈殿
槽４の処理水の一部を、原水槽１に返送する。この返送
処理水量は流入原水量又は原水槽の水位に応じて調整す
る。【効果】流入原水量に変動があった場合でも、原水ポ
ンプを一定流量で稼働させて沈殿槽への流入水量を一定
とすることができる。このため、継続運転にて沈殿槽内
の密度流や乱流を防止して高水質処理水を安定に得るこ
とができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、原水槽及び沈殿槽を備
えた沈殿装置に係り、特に、原水量が変動する場合であ
っても沈殿槽の水面積負荷を常に一定範囲内に保つこと
により、良好な水質の処理水を安定して得ることができ
る沈殿装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】産業廃水には重金属，フッ素，リン酸或
いは懸濁固形物（ＳＳ）などのそのまま放流できない汚
濁物質が含有されている。このような産業廃水は、廃水
中の重金属等を、重金属水酸化物や難溶性Ｃａ塩などの
ＳＳの形にして凝集処理し、その後、沈殿槽で固液分離
することにより除去した後、放流されている。

【０００３】廃水中に含有される有機物は活性汚泥法で
生物分解することにより除去するのが一般的であるが、
ここで生成する余剰汚泥も凝集処理後、沈殿槽で固液分
離されている。

【０００４】沈殿槽から得られる処理水中のＳＳ量を減
少させるために、沈殿槽の後段に濾過設備を設置し、処
理水中のＳＳをより高度に除去することが多いが、沈殿
槽からのＳＳのリークが多くなると、濾過設備の濾過層
が短時間で閉塞することによる。この場合には、頻繁に
逆洗を行う必要があるなど、処理装置の保守管理が煩雑
になる。

【０００５】このようなことから、廃水処理設備の沈殿
槽においては、ＳＳのリークを極力防止して、高水質の
処理水を安定に得ることが望まれる。

【０００６】ところで、廃水を凝集沈殿処理する場合、
連続処理とするのが望ましい。その理由は、沈殿槽をＯ
Ｎ−ＯＦＦ運転すると処理水が安定しなくなるためであ
る。即ち、運転停止後に沈殿槽を再起動させる場合、沈
殿槽に凝集処理水が再流入し始めた後約５分間位は、密
度流によって沈殿槽内の水の流れが不均一となり、固液
分離が不十分になると共に、既に沈殿していたＳＳを巻
き上げる乱流も発生する。このため、再起動後１０〜６
０分は、数十〜数百ｐｐｍのＳＳが処理水中にリークす
る場合がある。

【０００７】従来の廃水処理装置においては、装置の断
続運転を避けると共に、原水水質の均一化のために、原
水槽が設置され、一旦原水槽で廃水を受け、原水槽内の
廃水を原水ポンプで沈殿槽に送給している。

【０００８】しかしながら、原水槽を設置した場合にお
いても、沈殿槽への流入水は断続的とならざるを得な
い。即ち、一般的に、流入原水量は工程の稼働状態によ
り変動することから、原水槽から廃水をオーバーフロー
させないために、沈殿槽に廃水を送る原水ポンプは、流
入原水量の最大値に合わせた運転を行っている。そし
て、流入原水量が減少して原水槽水位が低下すると、水
位レベル計がこれを感知し、原水ポンプを停止させる。
このようなことから、通常の沈殿装置では、ＯＮ−ＯＦ
Ｆ運転は避けられないのが現状である。

【０００９】ＯＮ−ＯＦＦ運転を避けるために、複数の
原水ポンプを設置し、原水槽の水位に応じて稼働ポンプ
台数を制御する方式もあるが、原水ポンプ廻りの配管，
ポンプ台数の増加により装置設置面積が増大し、好まし
くない。しかも、この場合には、沈殿槽への流入水量が
変化することになるが、沈殿槽への流入水量の変化は、
沈殿槽内の乱流の発生原因となり、定量運転に比べて処
理水が不安定になるという問題がある。また、原水槽の
水位に応じて原水ポンプの回転数を制御する方式もある
が、この場合においても、沈殿槽への流入水量の変化に
より、処理水が不安定になるという問題がある。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上述の如く、従来の沈
殿装置においては、ＯＮ−ＯＦＦ運転とするか、或い
は、継続運転を行う場合であっても沈殿槽への流入水量
が変動し、このため沈殿槽内の密度流や乱流の発生によ
り、処理水質の変動を避けられない状況にある。

【００１１】本発明は上記従来の問題点を解決し、沈殿
槽への流入水量を一定量として継続運転することによ
り、沈殿槽における固液分離機能を効果的に発揮させて
安定な処理を行う沈殿装置を提供することを目的とす
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】請求項１の沈殿装置は、
原水を受入れる原水槽と、該原水槽から原水が原水ポン
プによって一定流量で導入される沈殿槽と、該沈殿槽か
ら排出される処理水の一部を該原水槽に返送する返送水
路と、該返送水路を経て該原水槽に返送される処理水量
を、該原水槽への流入原水量又は原水槽内の水位に応じ
て調整する手段とを備えてなることを特徴とする。

【００１３】請求項２の沈殿装置は、請求項１の沈殿装
置において、更に、前記沈殿槽に導入される原水に対し
て凝集剤を添加する凝集剤添加手段と、該凝集剤添加手
段の凝集剤供給量を、該原水槽への流入原水量又は原水
槽内の水位に応じて調整する手段とを備えてなることを
特徴とする。

【００１４】

【作用】本発明の沈殿装置によれば、原水槽への流入原
水量又は原水槽の水位に応じて、沈殿槽から原水槽に返
送する処理水量を調整することにより、流入原水量に変
動があった場合でも、原水ポンプを一定流量で稼働させ
て沈殿槽への流入水量を一定とすることができる。即
ち、原水槽への流入原水量又は原水槽の水位が低減した
場合には、原水ポンプの稼働は一定流量のまま、沈殿槽
から原水槽への処理水返送量を増加させる。逆に、原水
槽への流入原水量又は原水槽の水位が増加した場合に
は、原水ポンプの稼働は一定流量のまま、沈殿槽から原
水槽への処理水返送量を低減するか、返送を停止する。
これにより、原水槽からの原水のオーバーフローを防止
して、継続運転にて、沈殿槽への流入水量を常に一定水
量とすることができる。

【００１５】請求項２の沈殿装置によれば、沈殿槽から
返送される処理水により希釈される原水の希釈の程度に
応じて、凝集剤供給量を制御することができるため、過
剰供給又は過少供給を防止して効率的な凝集処理を行え
る。

【００１６】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の沈殿装置の実
施例につき詳細に説明する。

【００１７】図１，２は本発明の沈殿装置の一実施例を
示す系統図である。図１，２において、１は原水槽、２
は反応槽、３は凝集槽、４は沈殿槽、５は処理水槽、６
は水位レベル計、７は流量コントロール弁（電磁弁）、
８は流量計、９は制御部、Ｐ₁ ，Ｐ₂ ，Ｐ₃ ，Ｐ₄ ，Ｐ
₅ はポンプ、１１〜２１の各符号は配管を示す。

【００１８】まず、図１を参照して原水槽１に、水位レ
ベル計６を設置し、レベル計６の信号により、沈殿槽４
から原水槽１へ返送する処理水量を制御する方式の沈殿
装置について説明する。

【００１９】本実施例の沈殿装置においては、配管１１
より原水槽１に導入された原水は、原水ポンプＰ₁ の稼
働により配管１２より、反応槽２に導入される。反応槽
２においては、原水に、ポンプＰ₄ を備える配管１５よ
り酸又はアルカリが添加されてｐＨ調整がなされると共
に、薬注ポンプＰ₂ を備える配管１３よりアルミニウム
塩や鉄塩などの無機凝集剤が添加されて凝集処理され
る。反応槽２の液は、次いで、凝集槽３に送給され、薬
注ポンプＰ₃ を備える配管１４より有機凝集剤（ポリマ
ー）が添加され、更に高度に凝集処理された後、配管１
６より沈殿槽４に送給され、固液分離処理される。沈殿
槽４で分離されたＳＳは配管１７より系外へ排出され、
一方、上澄水の一部は必要に応じて配管１９より原水槽
１に返送され、残部は配管１８より処理水槽５に送給さ
れ、配管２０より処理水として系外へ排出される。

【００２０】本実施例においては、原水槽１に水位レベ
ル計６が設けられており、このレベル計６の信号によ
り、処理水返送配管１９の流量コントロール弁７の開度
調整を行って、沈殿槽４から原水槽１に返送する処理水
量を制御する。また、このレベル計６の信号により、薬
注ポンプＰ₂ ，Ｐ₃ の回転数又はストロークを制御し
て、原水に添加する無機凝集剤及びポリマーの供給量を
調整する。

【００２１】原水槽１に設けられた水位レベル計６は４
個の接点ａ，ｂ，ｃ，ｄを有し、このうち、最上部の接
点ａは原水槽の水位の上限に位置し、接点ａが作動した
場合には、原水槽１の上流側で原水槽１への原水の流入
を停止又は流入量を制限する措置が必要となる。接点ｂ
は、例えば、原水槽１の貯水量が満水時の３０〜６０％
程度の水位に相当する位置に設けられており、原水槽１
の水位が次第に低下して接点ｂが作動した場合には、以
後、原水槽１の原水量が低減して原水槽７が空になる可
能性がある。従って、レベル計６の検出値が接点ａと接
点ｂとの間である場合には、流量コントロール弁７を閉
とし、沈殿槽４の処理水の全量を処理水槽５に送給する
と共に、薬注ポンプＰ₂ ，Ｐ₃ により、予め定めた所定
量の薬注量で無機凝集剤及びポリマーを添加する通常運
転を行うが、レベル計６が接点ｂ或いはそれ以下の水位
を検出した場合には、流量コントロール弁７を開き、例
えば沈殿槽４から排出される全処理水量（Ｑ）の０．２
〜０．４倍量（０．２Ｑ〜０．４Ｑ）の処理水を配管１
９より原水槽１に返送する。

【００２２】このように、処理水の一部、例えば０．２
〜０．４倍量を原水槽１に返送する運転を所定時間継続
した場合、原水槽１中の原水のＳＳや重金属濃度は返送
処理水により２０〜４０％希釈される。従って、薬注ポ
ンプＰ₂ ，Ｐ₃ により添加する無機凝集剤やポリマー添
加量も２０〜４０％少なくて足りることから、レベル計
６の信号により、上述の流量コントロール弁７の開度調
整と共に、薬注ポンプＰ₂ ，Ｐ₃ による薬注量の調整を
行う。

【００２３】処理水を原水槽１に返送することにより、
原水槽１の水位が上昇し、接点ｂを超えた場合には、前
述の通常運転に戻す。

【００２４】また、レベル計６の接点ｃは、例えば、原
水槽１の貯水量が満水時の１５〜３０％程度の水位に相
当する位置に設けられており、原水槽１の水位が接点ｂ
を超えて更に低下し、接点ｃが作動した場合には、原水
槽１の原水量が更に低減して比較的短時間内に空になる
可能性がある。従って、レベル計６が接点ｃ或いはそれ
以下を検出した場合には、流量コントロール弁７の開度
を上げ、例えば沈殿槽４から排出される全処理水量
（Ｑ）の０．４〜０．７倍量（０．４Ｑ〜０．７Ｑ）の
処理水を配管１９より原水槽１に返送する。

【００２５】このように、処理水の一部、例えば０．４
〜０．７倍量を原水槽１に返送する運転を所定時間継続
した場合、前述の如く、原水槽１中の原水のＳＳや重金
属濃度は返送処理水により４０〜７０％希釈される。従
って、薬注ポンプＰ₂ ，Ｐ₃により添加する無機凝集剤
やポリマー添加量も４０〜７０％少なくて足りることか
ら、レベル計６の信号により、上述の流量コントロール
弁７の開度調整と共に、薬注ポンプＰ₂ ，Ｐ₃ による薬
注量の調整を行う。

【００２６】レベル計６の接点ｄは、満水時の５〜１５
％の水位に設定されており、原水槽１が殆ど空の状態、
即ち、原水槽１内に原水が殆ど流入しないことを示すた
め、レベル計６が接点ｄを検出した場合は装置の運転を
停止する。そして、原水の流入が再開し、原水槽１内の
水位が接点ｄよりも上昇した場合には、運転を再開す
る。

【００２７】上記レベル計６による装置運転、処理水返
送量及び薬注量の自動制御を表１にまとめて示す。

【００２８】

【表１】

【００２９】このような自動制御を行うことにより、レ
ベル計が接点ｄを検出しない限り、沈殿槽には常に一定
量の原水が流入することから、沈殿槽の水負荷が一定と
なり、固液分離処理が安定するため、安定した水質の処
理水を得ることができるようになる。

【００３０】また、原水の希釈の度合、即ちＳＳや重金
属濃度に応じて薬注量の制御も行えるため、過剰薬注に
よる無駄を生じることもない。

【００３１】なお、図１に示す沈殿装置において、水位
レベル計６としては、特に制限はなく、任意のものが使
用できる。例えば、電極式，静電容量式，超音波式，電
波式，フロート式等を採用することができる。また、水
位の検出は、原水槽の全高にわたって連続的に測定でき
るものであっても、図１に示す如く、多段階、例えば、
３〜５点の水位を感知するものであっても良い。

【００３２】図１に示す沈殿装置は、原水槽の水位に応
じて返送処理水量を制御するものであるが、本発明で
は、原水槽に流入する原水量に応じて返送処理水を調整
しても良い。即ち、原水の流入量を測定することによ
り、原水槽の水位の変化を予測できるので、流入原水量
に応じて、原水槽の水位を所定レベルに保つように原水
槽への返送処理水量を調整する。

【００３３】図２は、このような沈殿装置の実施例を示
し、原水導入配管１１には流量計８が設けられ、また、
この流量計８の測定値に基いて薬注ポンプＰ₂ ，Ｐ₃ 、
及び、処理水槽５から原水槽１へ処理水を返送する配管
２１に設けられた処理水返送ポンプＰ₅ の回転数やスト
ロークを制御する制御部９が設けられている。

【００３４】図２に示す沈殿装置においても、流入原水
量に応じて返送処理水量を調整することにより、原水槽
１の水位を所定レベルに保持すると共に、原水ポンプＰ
₁ により、常時、一定量の原水を沈殿槽４に供給するこ
とができ、この結果、沈殿槽４の水負荷を一定として安
定した水質の処理水を得ることができる。また、流入原
水量に比例して薬注ポンプＰ₂ ，Ｐ₃ の薬注量を制御で
きるため、常時、適正な薬注量で良好な処理を行える。

【００３５】なお、図１，２に示す沈殿装置は本発明の
一実施例であって、本発明はその要旨を超えない限り何
ら図示のものに限定されるものではない。

【００３６】例えば、図１の沈殿装置において、薬注ポ
ンプの代りに電磁弁を設け、その開度を調整して薬注量
を制御するようにすることもできる。

【００３７】また、図２の沈殿装置において、原水槽１
への返送処理水量の制御は返送ポンプＰ₅ の代りに、図
１に示すような流量コントロール弁によるものであって
も良い。

【００３８】本発明の沈殿装置において、返送処理水量
を原水槽への流入原水量に基いて制御するか、或いは、
原水槽の水位に応じて制御するかは、装置の適用性或い
は、要求される制御の精度等に応じて適宜選択される。

【００３９】即ち、原水槽への流入原水量の変化を瞬時
に検知して返送処理水量を調整するためには、図２に示
すような流量計方式が優れている。しかし、この場合に
は、新たな電磁流量計の設置が必要となる。また、返送
処理水量の制御を行っても流入原水量の増減に正確に対
応することは困難であると共に、更に原水槽の水位管理
が必要となる場合がある。

【００４０】従って、実用性の面では、返送処理水量の
制御としては、精度が若干落ちるものの、図１に示すよ
うな、既存のレベル計を転用できる原水槽の水位による
制御が好ましい。ただし、処理水量を一定とする際はこ
の限りでなく、図２のものが適している場合もある。

【００４１】処理水の返送は、図１に示す如く、処理水
排出管１８から分岐して返送配管１９を設けて行って
も、図２に示す如く、処理水槽５から返送配管２１を経
て行っても良いが、装置の簡素化の面からは、返送ポン
プが不要で、流量コントロール弁のみですむ図１の方式
が有利である。

【００４２】なお、図１，２では、凝集剤添加を行う凝
集沈殿装置を例示したが、本発明は、凝集剤を用いない
自然沈降の沈殿装置にも適用できる。

【００４３】次に具体的な実施例を挙げて、本発明をよ
り詳細に説明する。

【００４４】実施例１ｐＨ：１．８〜２．６，Ｔ−Ｆｅ：４０〜１００ｍｇ／
ｌ，Ｚｎ：１０〜２０ｍｇ／ｌの鋼板酸洗廃水が消石灰
による中和でｐＨ９〜９．５に調整されると共に、ポリ
マー（「クリフロックＰＡ３３１」栗田工業（株）製）
１ｐｐｍで凝集処理された後、沈殿槽で固液分離される
廃水処理系における、本発明の沈殿装置による処理結果
と従来装置による処理結果を比較した。

【００４５】なお、凝集槽には消石灰とポリマーが同時
に注入され、その滞留時間は１５分である。沈殿槽の直
径は９ｍであり、水面積負荷１．５ｍ³ ／ｍ² ・ｈｒで
運転されている。原水槽は６ｍ×６ｍ×５ｍ（深さ）で
あり、従来は、原水ポンプ（１００ｍ³ ／ｈｒ）は原水
槽のレベル計で制御されており、原水槽の水位が原水槽
底部より１ｍの高さ位置に下がると原水ポンプは停止、
１ｍを超えると運転されている。水位が原水槽底部より
４ｍに達すると警報が発せられて満水位を予告し、４．
５ｍに達すると緊急用に設置されたエマジェンシイポン
プ（１００ｍ³／ｈｒ）が作動するシステムとなってい
る。

【００４６】通常運転ではエマジェンシイポンプが作動
することはなく、原水ポンプのＯＮ−ＯＦＦ、例えば１
〜５時間の運転と１０分〜１時間の停止が繰り返される
断続運転となっている。このため、沈殿槽の処理水ＳＳ
は図４に示すように２〜２５ｍｇ／ｌの範囲で大きく変
動していた（比較例）。

【００４７】上記廃水処理系に、図１に示すような本発
明の沈殿装置の構成を組み込んだ。即ち、原水槽のレベ
ル計を多接点型とし、その信号で開度が調整できる自動
弁を備える処理水返送配管を設置し、同時に、ポリマー
注入ポンプの回転数の制御ができるようにシーケンス改
造を行い、次のような制御を行った。

【００４８】原水槽のレベル計の最上段ａは水位４．５
ｍ（底部より４．５ｍの位置）とし、既設のエマジェン
シイポンプは存続させた。接点ｂは水位２．５ｍとし、
接点ａ−ｂ間は処理水を返送しない通常運転とした。水
位が接点ｂ以下になった場合は、処理水返送配管の自動
弁を作動させ、沈殿槽の処理水の１／４Ｑ、即ち２５ｍ
³ ／ｈｒを返送した。また、原水槽の水位が更に下がり
接点ｃ（水位１ｍ）に達した場合には、１／２Ｑ（５０
ｍ³ ／ｈｒ）を返送した。更に、低水位となって接点ｄ
（水位０．５ｍ）に達した場合は、原水ポンプ、ポリマ
ー注入ポンプを全て停止する方式とした。

【００４９】一方、ポリマー注入量は、ｂ点以下或いは
ｃ点以下の水位が３０分継続された場合は注入量をそれ
ぞれ定常状態の２／３，１／２になるようにポンプの回
転数を制御した。

【００５０】本方式で運転した場合の処理水ＳＳは図３
に示すように１〜６ｍｇ／ｌと、極めて安定していた
（本発明例）。

【００５１】

【発明の効果】以上詳述した通り、本発明の沈殿装置に
よれば、装置の継続運転において、流入原水量の変動が
あっても、沈殿槽への流入水量を一定として、下記〜
等の効果のもとに高水質処理水を安定に得ることがで
きる。

【００５２】原水ポンプの断続の確率は大幅に低減
するため、再稼働時の処理水の悪化現象が防止される。沈殿槽の処理水を更に濾過処理している場合には、
濾過層の逆洗回数が大幅に低減され、保守管理が軽減さ
れる。１台の原水ポンプで連続運転可能なため、省スペー
ス化が図れる。

【００５３】請求項２の沈殿装置によれば、沈殿槽から
の返送処理水による原水の希釈の程度に対応して薬注制
御することができることから、効率的な凝集処理を行え
る。

【００５４】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の沈殿装置の一実施例を示す系統図であ
る。

【図２】本発明の沈殿装置の他の実施例を示す系統図で
ある。

【図３】実施例１における本発明装置による処理水ＳＳ
の変化を示すグラフである。

【図４】実施例１における従来装置による処理水ＳＳの
変化を示すグラフである。

【符号の説明】

１原水槽２反応槽３凝集槽４沈殿槽５処理水槽６水位レベル計７流量コントロール弁８流量計９制御部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】原水を受入れる原水槽と、該原水槽から原水が原水ポンプによって一定流量で導入
される沈殿槽と、該沈殿槽から排出される処理水の一部を該原水槽に返送
する返送水路と、該返送水路を経て該原水槽に返送される処理水量を、該
原水槽への流入原水量又は原水槽内の水位に応じて調整
する手段とを備えてなる沈殿装置。
【請求項２】請求項１の沈殿装置において、更に、前記沈殿槽に導入される原水に対して凝集剤を添加する
凝集剤添加手段と、該凝集剤添加手段の凝集剤供給量を、該原水槽への流入
原水量又は原水槽内の水位に応じて調整する手段とを備
えてなる沈殿装置。