JP2000317466A

JP2000317466A - 凝集分離処理装置

Info

Publication number: JP2000317466A
Application number: JP11129841A
Authority: JP
Inventors: Kunio Ebie; 邦雄海老江; Tomoaki Miyanoshita; 友明宮ノ下
Original assignee: Organo Corp; Japan Organo Co Ltd
Current assignee: Organo Corp
Priority date: 1999-05-11
Filing date: 1999-05-11
Publication date: 2000-11-21

Abstract

(57)【要約】【課題】アルミニウムを含む汚泥に効果的に凝集力を
与えるように酸を加える。【解決手段】傾斜板沈殿槽２２の沈殿汚泥を濃縮槽３
０で濃縮、濃縮汚泥貯槽３２で曝気した後、ライン攪拌
機３６で硫酸と混合し、これを混和槽１０に返送し凝集
剤として再利用する。そして、この硫酸混合濃縮汚泥の
一部をアルミニウム化合物測定装置４２に供給し、アル
ミニウム化合物の分子量を測定する。そして、分子量１
１２００前後，６４００前後のアルミニウム化合物が増
加するように酸添加量を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、原水に無機アルミ
ニウム凝集剤を添加して、凝集処理した後固液分離して
処理水を得る凝集分離処理に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、河川水、湖沼水等の表流水を
浄化して上水などを得る浄水処理施設があり、この浄水
処理施設においては、無機アルミニウム凝集剤を利用し
た凝集沈殿処理装置が広く採用されている。そして、こ
の凝集沈殿処理装置において、分離された汚泥に酸を加
え、凝集助剤として凝集剤の混和槽に加える方法が知ら
れている。これによって、凝集剤を再利用することがで
き、凝集剤の使用量を減少できるというメリットがあ
る。

【０００３】ここで、汚泥に加える酸の量は、ｐＨによ
り決定され、通常の場合ｐＨ３〜４となるように酸を加
えている。また、汚泥に酸を加える目的は、汚泥中の凝
集剤に再度凝集力を持たせるためであり、経験的にｐＨ
が４．０以下であれば、再度凝集力が発生する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ここで、汚泥のｐＨと
凝集剤の凝集力再生の関係は、あくまで経験的なもので
あり、実際に凝集剤が有効な状態になっているのかは不
明である。従って、何らかの原因でｐＨを適切な値に制
御しても、アルミ凝集剤としての効果を発揮しない場合
もあり、このような場合には凝集剤不足となり、処理水
質が悪化してしまうという問題点があった。

【０００５】本発明は、上記課題に鑑みなされたもので
あり、汚泥に効果的に凝集力を与えるように酸を加える
ことができる凝集分離装置を提供することを目的とす
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、原水に無機ア
ルミニウム凝集剤を添加して、凝集処理した後固液分離
して処理水を得るとともに、固液分離によって得られた
汚泥に酸を添加混合した後、前記凝集処理へ返送する凝
集分離装置において、酸を加えた汚泥中のアルミニウム
化合物の分子量分布を測定するアルミニウム化合物測定
手段を備え、その測定結果に基づいて酸の注入率を決定
することを特徴とする。

【０００７】このように、本発明によれば、アルミニウ
ム化合物測定手段により、酸を加えた汚泥中のアルミニ
ウム化合物の分子量分布を測定する。アルミニウム系の
凝集剤としては、例えばポリ塩化アルミニウム（ＰＡ
Ｃ）があり、この凝集汚泥について酸を添加すること
で、凝集力を再度発生することができる。ここで、この
酸を添加した汚泥中のアルミ化合物の分子量分布を測定
したところ、分子量分布と凝集力に所定の関係があるこ
とが確認された。すなわち、分子量１１２００前後と６
４００前後のアルミ化合物が凝集力を有していることが
確認された。そこで、酸を添加した汚泥におけるアルミ
化合物の分子量分布を測定し、分子量１１２００前後と
６４００前後のアルミ化合物が生成されるように酸の添
加を制御することで、好適な凝集力の再生が行える。

【０００８】なお分子量１１２００前後とは、１１２０
０を中心にその前後約１００の幅を有するもので、１１
１００〜１１３００を指し、また分子量６４００前後と
は同じように６３００〜６５００を指す。

【０００９】無機アルミニウム系の凝集剤としては、Ｐ
ＡＣのほかに硫酸アルミニウムなどが利用される。ま
た、凝集処理においては、高分子凝集剤を併せて添加す
ることもできる。添加する酸としては、塩酸や硫酸が好
適である。

【００１０】また、酸を加えた汚泥中のアルミニウム化
合物として、分子量が１１２００前後のもの、６４００
前後のもののいずれかまたは両方が存在するように、酸
の注入率を制御することが好適である。

【００１１】また、前記アルミニウム化合物測定手段
は、液体クロマト分離測定装置であることが好適であ
る。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態（以下
実施形態という）について、図面に基づいて説明する。

【００１３】図１は、本実施形態に係る凝集分離装置の
全体構成を示す図である。河川水、湖沼水などの原水
は、まず混和槽１０に流入される。この混和槽１０に
は、凝集剤貯槽１２からの凝集剤が凝集剤ポンプ１４に
よって供給される。凝集剤は、ＰＡＣなどの無機アルミ
ニウム凝集剤である。そして、混和槽１０には、攪拌機
１６が設けられており、原水と凝集剤が急速攪拌され
る。この混和槽１０において、凝集剤が混和された凝集
剤混和水は、凝集槽１８に流入する。この凝集槽１８に
は、緩速攪拌機２０が配置されており、凝集剤混和水が
緩速攪拌され、凝集フロックの合体、粗大化が図られ
る。

【００１４】次に、凝集槽１８からの緩速攪拌後の凝集
剤混和水は、傾斜板沈殿槽２２に流入する。この傾斜板
沈殿槽２２は、仕切板２２ａにより入口側と排出側に仕
切られており、入口側に槽深の深い沈殿部２２ｂが形成
されている。そして、この沈殿部２２ｂの下部は、沈殿
汚泥を貯留するスラッジ貯留部分２２ｃになっている。
また、排出側には多数の傾斜板２２ｄが配置されて傾斜
板沈殿部２２ｅが形成されている。凝集剤混和水は沈殿
部２２ｂに流入され、ここで沈殿処理された後、仕切り
板２２ａの下を通過して、傾斜板沈殿部２２ｅを上向流
で通過する。そして、この傾斜板沈殿部２２ｅの傾斜板
２２ｄを通過する際にさらに沈殿処理がなされ、スラッ
ジが槽底へ向けて沈殿する。傾斜板沈殿部２２ｅの槽底
は、スラッジ貯留部分２２ｃに向けて深くなるように傾
斜しているため、沈殿スラッジは重力によりスラッジ貯
留部分２２ｃに移動し、ここにたまる。そして、傾斜板
沈殿部２２ｅを通過した上澄み水が傾斜板沈殿槽２２か
ら流出される。

【００１５】このような凝集沈殿処理により、傾斜板沈
殿槽２２からの沈殿処理水は、懸濁固形物のかなりの部
分は除去されたものになっている。この沈殿処理水は、
ろ過器２４に流入される。このろ過器２４は、通常は砂
のろ過層を有する圧力式の急速ろ過器である。また、ろ
過器２４に流入する沈殿処理水に対し、凝集剤を追加混
合することも好適である。そして、このろ過器２４のろ
過処理水は、処理水タンク２６に貯留された後、配水さ
れる。また、この処理水タンク２６内の処理水は、逆洗
ポンプ２８によりろ過器２４に上向流で供給し、ろ過器
２４内のろ層を逆洗できるようになっている。

【００１６】また、傾斜板沈殿槽２２のスラッジ貯留部
分２２ｃに沈殿した汚泥は、濃縮槽３０に導入される。
この濃縮槽３０は、沈殿汚泥を貯留し重力濃縮し、分離
水を系外に排出する。一方、この濃縮槽３０の濃縮汚泥
は、ブロアからの空気により曝気攪拌される汚泥貯槽３
２に供給され、ここに一旦貯留される。汚泥貯槽３２内
の濃縮汚泥は、濃縮汚泥ポンプ３４によってライン攪拌
機３６を介し混和槽１０に返送されるが、このライン攪
拌機３６へ供給される濃縮汚泥には、酸貯槽３８からの
酸（酸性溶液）が酸ポンプ４０によって添加される。そ
こで、ライン攪拌機３６において、濃縮汚泥に酸が攪拌
混合される。なお、この例では、酸として、硫酸が採用
されているが、塩酸なども採用できる。

【００１７】そして、ライン攪拌機３６によって、酸が
混合された濃縮汚泥の一部は、アルミニウム化合物測定
装置４２に供給される。このアルミニウム化合物測定装
置４２は、酸が添加された濃縮汚泥中のアルミニウム化
合物についての分子量分布を測定する。特に、このアル
ミニウム化合物測定装置４２は、分子量１１２００と６
４００のアルミニウム化合物の量について計測する。そ
して、測定結果に基づき、分子量１１２００と６４００
のアルミニウム化合物の量が増加するように酸ポンプ４
０を制御する。

【００１８】ここで、アルミニウム化合物測定装置４２
は、ＲＩ検出器（ＥＲＣ−７５１２）付きの高速液体ク
ロマトグラフィー（ＨＰＬＣ）で構成されている。この
検出器は、１．００〜１．７５程度の広い屈折率と移動
相に対応できるディフレクションタイプの示差屈折率計
である。また、カラムとしては、排除限界分子量１×１
０^５の水系ＧＦＣカラム（ＴＳＫｇｅｌＧ２０００ＳＷ
_ＸＬ）を用いている。さらに、溶離液としては、ｐＨを
調整したＨＰＬＣ蒸留水を利用している。この高速液体
クロマトグラフィーにおいて、測定汚泥中のアルミニウ
ム化合物は分子量に応じて検出時間が異なることにな
り、予め標準物質により検量線を作成しておくことによ
り、分子量分布が検出される。

【００１９】このように、本実施形態の装置において
は、アルミニウム化合物測定装置４２により、酸を添加
した濃縮汚泥におけるアルミニウム化合物の分子量分布
を測定し、分子量１１２００前後と６４００前後のアル
ミニウム化合物のいずれかまたは両方の量が増加するよ
うに酸の添加量を制御する。このような制御によって、
好適な凝集反応を維持することができる。

【００２０】特に、ＰＡＣの製品について、ｐＨを変更
してアルミニウム化合物の分子量分布を測定した場合、
ｐＨが３程度であると分子量１１２００前後と６４００
前後の両方が存在し、分子量１１２００前後のものが多
く、ｐＨを高くしていくと分子量６４００前後のものが
増加する。ｐＨをさらに高くすると、分子量１１２００
前後のものがなくなり、分子量６４００前後のものも減
少してくる。

【００２１】また、これらｐＨでの凝集処理実験の結果
によれば、分子量１１２００前後及び６４００前後のア
ルミニウム化合物には好適な凝集力がある。そして、そ
れら分子量のアルミニウム化合物が減少してくるにつ
れ、凝集力が落ちる。

【００２２】そして、酸を添加した汚泥についても、同
様の結果が得られており、これより分子量１１２００前
後及び６４００前後のいずれかまたは両方のアルミニウ
ム化合物を生成することが凝集力を得るために好適であ
る。

【００２３】一方、酸を添加した汚泥の場合、ｐＨとア
ルミニウム化合物の分子量の関係は、製品そのものと比
べ、安定していない。ｐＨを常に３以下とすれば、かな
りの凝集力を得ることができるが、酸の添加量が多くな
りすぎる。そこで、本実施形態のように、分子量を測定
し、少なくとも分子量６４００前後のアルミニウム化合
物が十分存在するように酸の添加量を制御することが好
適である。

【００２４】

【実施例】図１の装置を用いて実験を行った。実験条件
を以下に示す。

【００２５】＜実験条件＞・原水流量：１０００ｍ^３／ｈ・混和槽１０：滞留時間４分・傾斜板沈殿槽２２：上向流式傾斜板付き沈殿池、滞留
時間４０分、上昇速度５ｃｍ／ｍｉｎ・アルミニウム化合物分子量測定装置４２：高速液体ク
ロマトグラフィー・原水濁度：８〜３０度・原水ｐＨ：７．２〜７．５・凝集剤：ＰＡＣ１０〜３０ｍｇ／ｌ・汚泥注入率：４〜６Ｌ／ｍ３−処理水量（汚泥濃度２
％）・酸注入率：硫酸２〜６ｍＬ／Ｌ−濃縮汚泥、硫酸：７
５％Ｈ_２ＳＯ_４＜実験結果＞濁度８度の原水に対し、混和槽１０におい
て凝集剤としてＰＡＣ１０〜３０ｍｇ／Ｌを添加して、
傾斜板沈殿槽２２において得た凝集沈殿汚泥を濃縮槽３
０において固形物濃度２％まで重力濃縮した。この濃縮
汚泥を濃縮汚泥貯槽３２において曝気処理した後、混和
槽１０に返送する際に、濃縮汚泥４〜６Ｌ／ｍ^３に対
し、７５％硫酸を２〜６ｍＬ／Ｌ−汚泥を加えた。

【００２６】これによって、混和槽１０には、ＰＡＣの
他に酸添加濃縮汚泥が添加され、これが凝集層１８で緩
速攪拌された後傾斜板沈殿槽２２で沈殿処理され、さら
にろ過器２４にてろ過処理されて処理水が得られる。

【００２７】そして、ライン攪拌機３６にて混和後のも
のを一部抜き出し、アルミニウム化合物分子量測定装置
（高速液体クロマトグラフィー）４２にてアルミニウム
化合物の分子量を測定し、分子量１１２００前後か６４
００前後のピークが出現するような、硫酸の注入率とし
た。

【００２８】これによって、アルミニウム（Ａｌ）の回
収率を９０％以上に維持しつつ、濁度０．１以下の良好
な処理水が常に得られた。

【００２９】「その他の構成」なお、上述の例では、傾
斜板沈殿槽を利用したが、傾斜板は必ずしも必要なく、
また直接ろ過処理するなど他の固液分離手段を採用して
もよい。また、ろ過器２４は、重力式のろ過器も採用す
ることができ、ろ材には各種のものが採用できる。汚泥
濃縮槽３０についても浮上分離式など他の形式のものも
採用できる。さらに、ライン攪拌機３６に代えて、通常
の攪拌機による攪拌槽を設けてもよい。アルミニウム化
合物の分子量分析については、液体クロマトグラフィー
が最適であるが、アルミニウム化合物の分子量を検出で
きれば他の形式のものでもよい。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
確実に汚泥中のアルミニウムに再凝集力を与えられるよ
うになり、凝集不良による処理水質の悪化を確実に防止
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態の装置の全体構成を示す図である。

【符号の説明】

１０混和槽、１８凝集槽、２２傾斜板沈殿槽、２
４ろ過器、３０汚泥濃縮槽、３２濃縮汚泥貯槽、
３６ライン攪拌機、３８酸貯槽、４２アルミニウ
ム化合物測定装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ０１Ｎ 33/18 Ｇ０１Ｎ 33/18 ＡＦターム(参考） 2G042 AA01 BC12 CA03 CB03 DA01 EA06 FA01 HA07 4D015 BA04 BA09 BB05 CA11 DA04 FA11 4D059 AA06 BF12 BJ16 CB19 DA32 DA33 EA20 EB11 4D062 BA04 BA09 BB05 CA11 DA04 FA11

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】原水に無機アルミニウム凝集剤を添加し
て、凝集処理した後固液分離して処理水を得るととも
に、固液分離によって得られた汚泥に酸を添加混合した
後、前記凝集処理へ返送する凝集分離装置において、酸を加えた汚泥中のアルミニウム化合物の分子量分布を
測定するアルミニウム化合物測定手段を備え、その測定
結果に基づいて酸の注入率を制御することを特徴とする
凝集分離処理装置。
【請求項２】請求項１に記載の装置において、酸を加えた汚泥中のアルミニウム化合物として、分子量
が１１２００前後のもの、６４００前後のもののいずれ
かまたは両方が存在するように、酸の注入率を制御する
ことを特徴とする凝集分離処理装置。
【請求項３】請求項１または２に記載の装置におい
て、前記アルミニウム化合物測定手段は、液体クロマトグラ
フィーであることを特徴とする凝集分離処理装置。