JP4656830B2 - Solid-liquid separation method and apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、固液分離方法及び装置に関し、詳しくは、磁性粉と結合した被分離物質、例えば汚泥を磁性体(磁石)によって流体中から分離するための固液分離方法及び装置に関する。 The present invention relates to a solid-liquid separation method and apparatus, and more particularly, the separation material bound to the magnetic powder, for example, to solid-liquid separation method and apparatus for separating sludge from the fluid by the magnetic body (magnet).
下水や有機排水の処理法として、従来から活性汚泥法が広く行われている。この方法は、基本的に、下水等に含まれる有機物を曝気槽等の処理槽で活性汚泥により分解した後、最終沈殿池で活性汚泥を重力により沈降分離し、ここで分離した活性汚泥を処理槽に返送するという型式となっている。このような活性汚泥法において、近年は、処理水と活性汚泥とを分離する手段として、活性汚泥に磁性粉を添加することによって活性汚泥に着磁性を付与するとともに、この活性汚泥を永久磁石に磁着させて処理水から分離する磁気分離方法・装置が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。 Conventionally, the activated sludge method has been widely used as a treatment method for sewage and organic wastewater. In this method, basically, organic substances contained in sewage etc. are decomposed by activated sludge in a treatment tank such as an aeration tank, and then activated sludge is settled and separated by gravity in the final sedimentation tank, and the activated sludge separated here is treated. The model is to return to the tank. In such an activated sludge method, in recent years, as a means for separating treated water and activated sludge, magnetism is imparted to the activated sludge by adding magnetic powder to the activated sludge, and this activated sludge is used as a permanent magnet. A magnetic separation method and apparatus for magnetic separation and separation from treated water has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
また、活性汚泥を分離する手段として、通水性ろ過体であるダイナミックろ過膜の表面に活性汚泥粒子からなるダイナミックろ過層を形成してろ過処理を行う方法・装置も知られている(例えば、特許文献2参照。)。
しかし、通常の磁気分離装置で十分な磁気分離を行うためには、強力な磁性体からなる磁石、例えば、超電導磁石や電磁石等の特殊な磁石を使用する必要があり、装置コストが必要以上に上昇するおそれがある。また、ダイナミックろ過の場合は、ダイナミックろ過膜を洗浄してから、その表面に十分なダイナミックろ過層が形成されるまでの間は、所定のろ過処理(固液分離処理)を行えないという問題があった。 However, in order to perform sufficient magnetic separation with a normal magnetic separation device, it is necessary to use a magnet made of a strong magnetic material, for example, a special magnet such as a superconducting magnet or an electromagnet, and the device cost is more than necessary. May rise. Also, in the case of dynamic filtration, there is a problem that a predetermined filtration process (solid-liquid separation process) cannot be performed after the dynamic filtration membrane is washed until a sufficient dynamic filtration layer is formed on the surface. there were.
そこで本発明は、磁気分離装置の長所とダイナミックろ過装置の長所とを活かしながら、安価に入手が可能な永久磁石を使用可能で、かつ、ろ過体の洗浄後も直ちに所定の固液分離処理を確実に行うことができる固液分離方法及び装置を提供することを目的としている。 Therefore, the present invention makes it possible to use a permanent magnet that can be obtained at low cost while taking advantage of the advantages of the magnetic separation device and the dynamic filtration device, and to perform a predetermined solid-liquid separation process immediately after washing the filter body. It aims at providing the solid-liquid separation method and apparatus which can be performed reliably.
上記目的を達成するため、本発明の固液分離方法は、密閉された容器の内部を通水性ろ過体で仕切って流入室と流出室とに区画した固液分離装置を用いて汚泥懸濁液を固液分離する方法において、前記通水性ろ過体の少なくとも一部に磁性体を用い、汚泥懸濁液中に磁性粉を添加して、該汚泥懸濁液中の汚泥に前記磁性粉を結合させて形成した磁性粉含有汚泥を含む汚泥懸濁液を流入管を介して前記流入室に流入して、前記汚泥懸濁液が前記通水性ろ過体を通る際に、該汚泥懸濁液中の前記磁性粉含有汚泥を、前記通水ろ過体の磁性体に吸着させて、前記通水性ろ過体にダイナミックろ過層を形成しながら、該ダイナミックろ過層にて前記汚泥懸濁液から磁性粉含有汚泥を分離するとともに、前記ダイナミックろ過層を通過した流出室の処理水を流出することを特徴としている。また、本発明の固液分離装置は、密閉された容器の内部を通水性ろ過体で仕切って流入室と流出室とに区画した固液分離装置において、汚泥懸濁液中に磁性粉を添加して、該汚泥懸濁液中の汚泥に前記磁性粉を結合させて形成した磁性粉含有汚泥を含む汚泥懸濁液を流入させる流入管を前記流入室に設け、前記通水性ろ過体を通過した処理水を流出させる流出管を前記流出室に設け、前記通水性ろ過体の少なくとも一部に磁性体を用い、前記汚泥懸濁液が前記通水性ろ過体を通る際に、該汚泥懸濁液中の前記磁性粉含有汚泥を、前記通水ろ過体の磁性体に吸着させて、前記通水性ろ過体にダイナミックろ過層を形成しながら、該ダイナミックろ過層にて前記汚泥懸濁液から磁性粉含有汚泥を分離することを特徴としている。また、前記流入室と流出室とを、水平方向に配置した前記通水性ろ過体と鉛直方向に配置した仕切板とによって区画したこと、あるいは、前記流入室と流出室とを鉛直方向に配置した仕切板によって区画するとともに、該仕切板の流入室側に、複数のろ過体モジュールを設け、該ろ過体モジュールは、前記通水性ろ過体を支持体の両面に設置し、該支持体の内部を前記仕切板を介して前記流出室のみに連通させたことを特徴とし、さらに、前記流入室に濃縮汚泥の抜取管を、前記流出室に加圧空気の導入管及び排気管を設けたことを特徴とし、さらにまた、前記少なくとも一部に磁性体を用いた通水性ろ過体に代えて、上下方向に配置したパイプ状の支持部材の外周に柔軟性を有するプラスチック磁石をスペーサーを介して渦巻き状に巻回した通水性ろ過体を前記容器の内部に設置し、該渦巻き状に巻回した通水性ろ過体の下部に前記流入室を、上部に前記流出室を区画したことを特徴とし、また、前記流入室と汚泥貯留槽との間で活性汚泥懸濁液を循環させるポンプを設けるとともに、前記流出室と処理水貯槽とを、前記ポンプとは別のポンプを介して接続したことを特徴としている。 In order to achieve the above object, the solid-liquid separation method of the present invention uses a solid-liquid separation device in which the inside of a sealed container is partitioned by an aqueous filter and partitioned into an inflow chamber and an outflow chamber. a method of solid-liquid separation, using a magnetic material on at least a portion of the water permeability filtration body, by adding magnetic powder to the sludge suspension, coupling the magnetic powder to sludge sludge suspension It flows into the inflow chamber sludge suspension containing the magnetic powder-containing sludge which is formed by through the inlet pipe, when the sludge suspension through said water permeability filtration body, the sludge suspension wherein the magnetic powder-containing sludge, adsorbed to the magnetic of the water flow filtration body, while forming a dynamic filtration layer on the water permeability filtration body, magnetic powder from the sludge suspension in the dynamic filtration layer Treatment of the outflow chamber that separated the sludge and passed through the dynamic filtration layer It is characterized by flowing a. Further, solid-liquid separator of the present invention is a solid-liquid separator was partitioned internally to the inlet chamber partitioned by a water-permeable filtering material and outflow chamber a sealed container, the magnetic powder sludge suspension was added, it provided the inlet pipe for flowing the sludge suspension containing the magnetic powder-containing sludge which is formed by coupling the magnetic powder to sludge sludge suspension in the inlet chamber, the water permeability filtration body An outflow pipe for allowing the treated water to flow out is provided in the outflow chamber , a magnetic material is used for at least a part of the water-permeable filter body, and the sludge suspension is passed when the sludge suspension passes through the water-permeable filter body. The magnetic powder-containing sludge in the turbid liquid is adsorbed on the magnetic material of the water-permeable filter body, and a dynamic filtration layer is formed on the water-permeable filter material. It is characterized by separating magnetic powder-containing sludge . Further, the inflow chamber and the outflow chamber are partitioned by the water-permeable filter body arranged in the horizontal direction and the partition plate arranged in the vertical direction, or the inflow chamber and the outflow chamber are arranged in the vertical direction. In addition to partitioning by the partition plate, a plurality of filter body modules are provided on the inflow chamber side of the partition plate, and the filter body module is provided with the water-permeable filter body on both surfaces of the support body. It is characterized in that it communicates only with the outflow chamber through the partition plate, and further, a concentrated sludge extraction pipe is provided in the inflow chamber, and a pressurized air introduction pipe and an exhaust pipe are provided in the outflow chamber. Further , instead of the water-permeable filter body using a magnetic material at least in part, a plastic magnet having flexibility on the outer periphery of a pipe-shaped support member arranged in the vertical direction is spirally arranged through a spacer. Wound around Established a water-permeable filtering material inside said container, said inlet chamber at the bottom of the water-permeable filtering material wound in a vortex winding shape, and characterized in that dividing the outflow chamber into upper, also the inlet chamber In addition, a pump for circulating the activated sludge suspension between the tank and the sludge storage tank is provided, and the outflow chamber and the treated water storage tank are connected via a pump different from the pump.
本発明の固液分離方法及び装置によれば、通水性ろ過体に磁性体を用いたことにより、洗浄後のろ過体の表面に、磁性粉と結合した被分離物質が磁力で吸着されてダイナミックろ過層を短時間で形成するので、ろ過体洗浄直後から所定の固液分離処理を行うことができる。また、被分離物質が磁力でろ過体に捕捉されるため、通水性部分の間隔を広くしても、磁性粉と結合した被分離物質を磁力によって確実に捕捉でき、被分離物質が漏出することもない。さらに、通水性部分の間隔を広くすることにより、洗浄頻度を少なくできるとともに、洗浄操作も容易となる。 According to the solid-liquid separation method and apparatus of the present invention, the magnetic substance is used as the water-permeable filter, so that the substance to be separated combined with the magnetic powder is adsorbed by the magnetic force on the surface of the filter after washing. Since the filtration layer is formed in a short time, a predetermined solid-liquid separation process can be performed immediately after washing the filter body. In addition, since the substance to be separated is captured by the filter body by magnetic force, the substance to be separated combined with the magnetic powder can be reliably captured by the magnetic force even if the interval between the water-permeable portions is widened, and the substance to be separated leaks. Nor. Further, by widening the interval between the water-permeable portions, the frequency of cleaning can be reduced and the cleaning operation is facilitated.
図1は本発明の固液分離装置の第1形態例を示す説明図である。この固液分離装置は、排水処理装置における生物反応槽の下流側の液面部分に設置して用いられ、生物反応槽内の活性汚泥懸濁液を固液分離して活性汚泥を分離した処理水を得るようにした例を示している。 FIG. 1 is an explanatory view showing a first embodiment of the solid-liquid separation device of the present invention. This solid-liquid separation device is used by installing it on the liquid surface portion on the downstream side of the biological reaction tank in the wastewater treatment device, and separating the activated sludge by solid-liquid separation of the activated sludge suspension in the biological reaction tank. An example of obtaining water is shown.
本形態例に示す固液分離装置は、密閉された容器(ケーシング)11の内部を、水平方向に配置したろ過体12と鉛直方向に配置した仕切板13とによって流入室14と流出室15とに区画し、流入室14に活性汚泥懸濁液の流入管16を設けるとともに、流出室15に処理水の流出管17、濃縮汚泥の抜取管18、加圧空気の導入管19及び排気管20を設けたものである。
The solid-liquid separator shown in the present embodiment includes an
また、前記ろ過体12は、仕切板13の上下方向中間部に配置されており、ろ過体12の上面に処理水を貯めておくことができるようにしている。さらに、流入管16の流入部に、必要に応じてストレーナー21を設けておくことにより、粗大な夾雑物が容器11内に流入してろ過体12を損傷したりするトラブルを回避することができる。また、容器11の形状は任意であるが、圧力による変形等を考慮して耐圧容器形状とすることもできる。
Moreover, the said
前記ろ過体12は、磁性体を含む板状体あるいは膜状体を所定間隔で積層あるいは渦巻き状に巻回し、隣接する板状体間あるいは膜状体間を通水部としたものや、円形、楕円形、長穴等の打抜孔あるいはスリット等を通水部として設けた板状体、適当な目開きを有する網状体等、様々な形状のものを使用可能である。このとき、ろ過体12の全体を磁性体で形成することもできるが、例えば、通水性を有する適当な非磁性体からなる支持体によって磁性体からなる網状体を支持するようにしたり、通水部となる部分にのみ磁性体を用いたりすることも可能である。また、ろ過体12の全体を一つの構造体として形成することもできるが、ろ過体12を適当な大きさの磁性体モジュールに分割形成し、この磁性体モジュールをいくつか組み合わせて前記ろ過体12を形成することもできる。
The
すなわち、ろ過体12は、該ろ過体12を構成する磁性体の磁極間に、磁性粉と結合した活性汚泥(磁性粉含有汚泥)を含む活性汚泥懸濁液が通過できる隙間あるいは通孔等の通水部を有する磁性体で形成され、磁性粉含有汚泥を磁性体の隙間あるいは通孔に磁力で吸着させ、この吸着した磁性粉含有汚泥、さらに、磁性体に吸着した磁性粉含有汚泥に堆積する磁性粉含有汚泥やその他の固形分によってダイナミックろ過層を形成することができれば、任意の構造、形状を採用することが可能である。
That is, the
前記磁性体としては、超電導磁石や電磁石等の特殊な磁石を採用することもできるが、磁性粉含有汚泥の分離を実質的にダイナミックろ過層で行うため、磁力のみによって磁性粉含有汚泥の全てを懸濁液から分離するものではないため、一般的で、安価に入手が可能な永久磁石、例えばフェライト磁石を用いることができる。なお、電磁石、超電導磁石等と強磁性マトリックスとの組み合わせを用いた場合には、逆洗時に励磁力をゼロにすることができるので、逆洗効果を上げることができる。 As the magnetic material, a special magnet such as a superconducting magnet or an electromagnet can be used. However, since the magnetic powder-containing sludge is substantially separated by a dynamic filtration layer, all of the magnetic powder-containing sludge is removed only by magnetic force. Since it is not separated from the suspension, a general and inexpensive permanent magnet such as a ferrite magnet can be used. In addition, when a combination of an electromagnet, a superconducting magnet, or the like and a ferromagnetic matrix is used, the excitation force can be zero at the time of backwashing, so that the backwashing effect can be improved.
この固液分離装置で活性汚泥を分離するためには、あらかじめ活性汚泥に磁性粉を結合させて磁性粉含有汚泥の状態にしておく必要がある。使用する磁性粉には、適当なものを選定できるが、10μm以上の大きさの磁性粉は活性汚泥に対して重すぎるため、重力によって活性汚泥から分離してしまうことが多いので、これよりも小さなものが好ましく、通常は0.05〜2μmの範囲のものが最適である。超微粒子状の磁性粉を使用することも可能であるが、磁性粉のコストが上昇するので好ましくない。 In order to separate activated sludge with this solid-liquid separator, it is necessary to combine magnetic powder with activated sludge in advance to obtain a magnetic powder-containing sludge. As the magnetic powder to be used, an appropriate one can be selected. However, since magnetic powder having a size of 10 μm or more is too heavy for activated sludge, it is often separated from activated sludge by gravity. Smaller ones are preferred, and usually those in the range of 0.05 to 2 μm are optimal. Although it is possible to use ultrafine magnetic powder, it is not preferable because the cost of the magnetic powder increases.
また、磁性粉の保磁力は、0〜200Oeが適当であり、保磁力が大き過ぎる磁性粉は、自身の磁力によって凝集し、活性汚泥から分離して沈降してしまう欠点がある。さらに、長期の使用を考慮すると、常温の水中で溶解したり、変質したりすることがほとんどない酸化物系の磁性粉を使用することが好ましく、特に、コスト等を考慮すると、粒径が0.1〜1.0μm、例えば0.4μm程度の四三酸化鉄粉が最適である。 Further, the coercive force of the magnetic powder is suitably 0 to 200 Oe, and the magnetic powder having an excessively large coercive force has the disadvantage that it aggregates due to its own magnetic force and separates from the activated sludge and settles. Furthermore, in consideration of long-term use, it is preferable to use an oxide-based magnetic powder that hardly dissolves or deteriorates in water at room temperature. 0.1 to 1.0 μm, for example, about 0.4 μm of iron trioxide powder is optimal.
磁性粉の濃度(添加量)は、低すぎると活性汚泥を分離するために超電導磁石のような強力な磁石(磁性体)が必要となり、逆に濃度が高すぎると磁性粉のコストが上昇することになるので、活性汚泥のMLVSSが1に対して0.01から10の濃度範囲になるようにすることが好ましく、通常は、活性汚泥のMLVSSと同程度の濃度となるように設定すればよい。 If the concentration (addition amount) of magnetic powder is too low, a strong magnet (magnetic material) such as a superconducting magnet is required to separate activated sludge. Conversely, if the concentration is too high, the cost of magnetic powder increases. Therefore, it is preferable that the MLVSS of the activated sludge is in a concentration range of 0.01 to 10 with respect to 1, and normally, if the concentration is set to be the same level as the MLVSS of the activated sludge. Good.
このような磁性粉は、生物反応槽や循環系統等の適当な位置で活性汚泥懸濁液中に投入されると、直ちに活性汚泥に吸着保持された状態となり、磁性体に引き寄せられる磁性粉含有活性汚泥となる。この磁性粉含有活性汚泥は、一般の排水処理装置では、そのほとんどあるいは全量が返送汚泥と共に循環するので、活性汚泥懸濁液への磁性粉の添加混合は、通常は、固液分離を開始する前に1回だけ行えばよいが、水処理施設の状況に応じて適宜追加することもできる。また、磁性粉を添加する際には、系内を循環する活性汚泥の全体に満遍なく磁性粉が吸着するように、活性汚泥を循環させながら適当な量の磁性粉を適当な間隔で添加することが好ましい。 When such magnetic powder is put into the activated sludge suspension at an appropriate position such as a biological reaction tank or circulation system, it immediately becomes adsorbed and held in the activated sludge and contains magnetic powder that is attracted to the magnetic material. It becomes activated sludge. In general waste water treatment equipment, most or all of this magnetic powder-containing activated sludge is circulated together with the returned sludge. Therefore, the addition and mixing of the magnetic powder to the activated sludge suspension usually starts solid-liquid separation. It may be performed only once before, but can be added as appropriate depending on the situation of the water treatment facility. Also, when adding magnetic powder, add an appropriate amount of magnetic powder at appropriate intervals while circulating the activated sludge so that the magnetic powder is evenly adsorbed to the entire activated sludge circulating in the system. Is preferred.
この固液分離装置は、各管に設けられているバルブ16V,17V,18V,19V,20Vを所定の順序で開閉することにより、固液分離処理(ろ過処理)と洗浄処理とを交互に繰り返し行えるようにしている。すなわち、流入管16のバルブ16V、流出管17のバルブ17V及び排気管20のバルブ20Vを開き、抜取管18のバルブ18V及び導入管19のバルブ19Vを閉じた状態とすることにより、容器11の内外の水位差によって容器11外の活性汚泥懸濁液が容器内に流入してろ過処理を行うことができ、ろ過体12を通過した処理水は、仕切板13の上端をオーバーフローして流出管17から生物反応槽の外部に流出する。
This solid-liquid separation device alternately repeats solid-liquid separation processing (filtration processing) and washing processing by opening and
また、これとは逆に、バルブ16V,17V,20Vを閉じ、バルブ18V,19Vを開くとともに、導入管19から加圧空気を導入することにより、ろ過体12の上方に貯留されている処理水を加圧空気の圧力でろ過体12を通して下方に流すことができ、これによってろ過体12の表面に堆積したダイナミックろ過層を洗い流してろ過体12を洗浄することができ、洗浄排水(濃縮汚泥)は、抜取管18に抜き取られた後、通常は生物反応槽の上流側に返送される。
On the other hand, the
この洗浄操作は、タイマーによって予め設定した時間間隔で行ったり、生物反応槽の水位の上昇を検知して行ったり、この固液分離装置から流出する処理水の濁度を検出して行ったりすることができる。このようにして定期的にろ過体12の洗浄操作を行うことにより、安定した状態で効率よく固液分離を継続することができる。また、より確実な洗浄操作を行うため、空洗等の補助手段を併用することもできる。
This washing operation is performed at a preset time interval by a timer, detected by detecting a rise in the water level in the biological reaction tank, or by detecting the turbidity of the treated water flowing out from this solid-liquid separator. be able to. Thus, by regularly performing the washing operation of the
そして、洗浄操作後にろ過処理を開始するときには、バルブ16V,17V,20Vを開き、バルブ18V,19Vを閉じることにより、排気管20から容器11内の加圧空気が排出されるとともに、容器11内に活性汚泥懸濁液が流入してろ過体12の通水部を通って上昇するが、このとき、活性汚泥懸濁液中の磁性粉含有汚泥は、ろ過体12を構成する磁性体に引き寄せられてろ過体12の表面に吸着するので、処理水中に汚泥が漏れ出ることはほとんどない。しかも、磁力によって磁性粉含有汚泥を強制的にろ過体12の表面に堆積させることにより、ろ過体12の表面にダイナミックろ過層を短時間で形成することができるので、所定の固液分離性能を短時間で発揮することができる。
When the filtration process is started after the washing operation, the pressurized air in the
また、物理的に汚泥をトラップしてダイナミックろ過層を形成する場合は、洗浄後の処理水中への汚泥の漏出を考慮すると、ろ過体12の通水部をそれほど大きくすることはできなかったが、このようにして磁力で汚泥をトラップしてダイナミックろ過層を形成することにより、通水部の大きさを0.05〜数mmにまで広げることが可能となり、磁性体の磁力が強ければ数cmとすることも可能である。さらに、ろ過処理をダイナミックろ過層によって行うので、従来の磁気分離装置に比べて、より高効率での固液分離が可能となり、磁性粉と結合しない懸濁成分の分離も行うことができる。さらに、基本的には、一般のダイナミックろ過と同じ手法であるため、従来からダイナミックろ過で行われている各種操作、例えば水酸化ジルコニウムを添加しての酵素やRNAの分離を適用することができ、加えて、磁性体である酸化鉄によって溶解リンの除去も可能である。
In addition, when a sludge is physically trapped to form a dynamic filtration layer, in consideration of leakage of the sludge into the treated water after washing, the water passage portion of the
図2及び図3は、本発明の固液分離装置の第2形態例を示すもので、図2は断面平面図、図3は断面正面図である。この固液分離装置は、容器内に複数のろ過体を設置して大容量の処理に対応できるようにした例を示している。なお、以下の説明において、前記第1形態例で示した固液分離装置における構成要素と同一の構成要素には、それぞれ同一符号を付して詳細な説明は省略する。 2 and 3 show a second embodiment of the solid-liquid separator of the present invention. FIG. 2 is a sectional plan view, and FIG. 3 is a sectional front view. This solid-liquid separator shows an example in which a plurality of filter bodies are installed in a container so as to cope with a large volume of processing. In the following description, the same components as those in the solid-liquid separator shown in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
本形態例に示す固液分離装置は、容器11内を流入側と流出側とに仕切る仕切板31に、複数のろ過体モジュール32を設けている。このろ過体モジュール32は、前述のように形成したろ過体12を支持体33の両面に設置し、支持体33の内部を仕切板31を介して流出室15のみに連通させている。また、流入室14内には、活性汚泥懸濁液の流れを均一化するための整流板34を設けている。
In the solid-liquid separation device shown in this embodiment, a plurality of
したがって、流入室14に流入した活性汚泥懸濁液は、支持体33両面のろ過体12を通過して支持体33内から流出室15に流出する。そして、ろ過体12を通過する際に、活性汚泥懸濁液中の磁性粉含有汚泥が前述のようにしてろ過体12のダイナミックろ過層で分離される。この固液分離装置においても、容器11に接続した各管のバルブを開閉することにより、前記同様にろ過処理と洗浄操作とを交互に繰り返して行うことができる。
Therefore, the activated sludge suspension flowing into the
図4及び図5は、本発明の固液分離装置の第3形態例を示すもので、図4は系統図、図5はろ過体の平面図である。この固液分離装置は、円筒形容器41の内部に、パイプ状の支持部材42の外周に柔軟性を有するプラスチック磁石43をスペーサー44を介して渦巻き状に巻回したろ過体45を設置し、該円筒形容器41の底部に活性汚泥懸濁液をポンプ46によって汚泥貯留槽47との間で循環させる循環流入管48及び循環流出管49を設けるとともに、円筒形容器41の上部にポンプ50を備えた処理水流出管51を設けて処理水貯槽52に接続したものである。
4 and 5 show a third embodiment of the solid-liquid separation device of the present invention. FIG. 4 is a system diagram, and FIG. 5 is a plan view of a filter body. In this solid-liquid separator, a
循環流入管48及び循環流出管49によって円筒形容器41の下部と汚泥貯留槽47とを循環する活性汚泥懸濁液は、その一部が処理水流出管51のポンプ50により吸引されてろ過体45を上方に通過し、該ろ過体45で磁性粉含有汚泥が分離される。汚泥分離後の処理水は、処理水流出管51から処理水貯槽52に送られる。
Part of the activated sludge suspension circulating through the lower part of the
この固液分離装置は、スペーサー44の大きさ(太さ)やプラスチック磁石43の磁力を調節することによって磁性粉含有汚泥の分離性能を調整することができるので、実装置に適用する前の実験装置として最適である。
Since this solid-liquid separation device can adjust the separation performance of the magnetic powder-containing sludge by adjusting the size (thickness) of the
図4及び図5に示す構造の固液分離装置を作成した。プラスチック磁石には、幅3cm、厚さ2mm、両面多極着磁、直磁ピッチ5mmのものを用いた。このプラスチック磁石を、外径18mmの支持部材(アクリル管)の外周に、1.5mmのスペーサーを介して直径が5cmになるまで巻き付け、内径5cmのアクリル管からなる円筒形容器内に挿入した。ろ過体としての有効面積(磁石とギャップ(隙間)部分を含む)は、約18cm2である。 A solid-liquid separator having the structure shown in FIGS. 4 and 5 was prepared. A plastic magnet having a width of 3 cm, a thickness of 2 mm, double-sided multipolar magnetization, and a direct-magnetic pitch of 5 mm was used. The plastic magnet was wound around the outer periphery of a support member (acrylic tube) having an outer diameter of 18 mm through a 1.5 mm spacer until the diameter became 5 cm, and inserted into a cylindrical container made of an acrylic tube having an inner diameter of 5 cm. The effective area as a filter body (including a magnet and a gap (gap) part) is about 18 cm 2 .
また、原料汚泥には、下水処理場で採取した活性汚泥をポリペプトン、グルコースを主成分とした合成下水で馴養したものを用いた。この汚泥に、磁性粉として、市販の四三酸化鉄をMLVSSと同濃度になるように加え、濃縮して、MLVSS約5000mg/L、磁性粉濃度約約5000mg/Lの活性汚泥懸濁液を調製し、これを分離実験に使用した。 In addition, as the raw material sludge, activated sludge collected at a sewage treatment plant was conditioned with synthetic sewage mainly composed of polypeptone and glucose. To this sludge, commercially available iron trioxide as magnetic powder is added so as to have the same concentration as MLVSS, and concentrated to obtain an activated sludge suspension having an MLVSS of about 5000 mg / L and a magnetic powder concentration of about 5000 mg / L. Prepared and used for separation experiments.
その結果、積算流量200mLまでは、汚泥の漏れはほとんど認められず、略100%の固液分離を達成することができた。また、透過圧力も、水頭として、最初の100mLろ過時点で0.7cm、200mLろ過時点で2.4cm、500mLろ過以降は5〜6cmで略一定となった。さらに、通過液側からろ過体に水を流すことにより、余分な汚泥を洗い流すことができた。 As a result, almost no sludge leakage was observed up to an integrated flow rate of 200 mL, and almost 100% solid-liquid separation could be achieved. Further, the permeation pressure was substantially constant at 0.7 cm at the time of the first 100 mL filtration, 2.4 cm at the time of 200 mL filtration, and 5 to 6 cm after the 500 mL filtration. Furthermore, excess sludge could be washed away by flowing water from the passing liquid side to the filter medium.
本発明の固液分離装置は、各種排水処理(生物処理)における汚泥の分離をはじめとして、水酸化鉄や水酸化アルミニウムの分離、上水汚泥の分離、メタン発酵槽の汚泥の分離等、被処理流体中の被分離物質が磁性粉と結合可能な状態のものであれば、各種用途に適用可能である。 The solid-liquid separation apparatus of the present invention is capable of separating sludge in various wastewater treatment (biological treatment), iron hydroxide and aluminum hydroxide, water sludge separation, methane fermentation tank sludge separation, etc. As long as the substance to be separated in the processing fluid is in a state capable of being combined with the magnetic powder, it can be applied to various uses.
11…容器(ケーシング)、12…ろ過体、13…仕切板、14…流入室、15…流出室、16…流入管、17…流出管、18…抜取管、19…導入管、20…排気管、21…ストレーナー、31…仕切板、32…ろ過体モジュール、33…支持体、34…整流板、41…円筒形容器、42…支持部材、43…プラスチック磁石、44…スペーサー、45…ろ過体、46…ポンプ、47…汚泥貯留槽、48…循環流入管、49…循環流出管、50…ポンプ、51…処理水流出管、52…処理水貯槽
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