JPH02157005A - 凝集沈澱処理設備 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、原水中の懸濁物質を凝集沈澱法により固液分
離する凝集沈澱設備に関し、詳しくは凝集沈澱により回
収した汚泥を凝集沈澱反応の系に再利用することで、凝
集沈澱処理の効果を向上させた凝集沈澱設備に関するも
のである。

（発明の背景及び従来の技術） 般に浄水処理としては、処理設備に導入される原水に対
してアルミ系の凝集剤を添加して該原水中に含まれる懸
濁物質を凝結させ、凝集沈澱槽において凝集フロックを
成長させて沈澱させ、沈澱した汚泥を回収して処理する
代表的な方法が知られている。そしてこのような浄水処
理においては、原水に含まれる懸濁物質の十分な除去を
実現することや設備運転の費用の低減化等が一般的に求
められており、このような要求を実現するために従来か
ら種々の工夫が提案されている。

その一つは凝集剤の再利用についてである。

すなわち原水中の懸濁物質を凝集沈澱処理して発生する
汚泥には、原水に対して添加した凝集剤が例えば水酸化
アルミニウムのかたちで含有されているので、この含有
されるアルミ分を回収し凝集剤として再利用するのが有
益である。

この方法は一般に再生バンド方式と呼はれ従来より実際
に実施されている。再生バンド方式の内容は、沈澱回収
した汚泥を汚泥処理設備に穆し、硫酸若しくは塩酸等の
強酸を加えて汚泥のｐＨを２前後に調整して、この汚泥
中に含まれている水酸化アルミニウムＡＮ　（０）１）
　３を溶解させ、溶解したアルミニウムを含む上澄液を
取出してこの上澄液からアルミイオンｔ、１３−を回収
し、凝集剤として再使用することを内容としており、こ
の凝集剤の再使用により、凝集剤の新たな使用量か減少
し、また処理するイ５泥の総量が減少するという特徴が
ある。

また上記のような凝集剤の再使用とは別に、凝集効果の
向上を目的とした改良も提案されており、例えば上記凝
集剤と共にカオリンやベントナイト等の懸濁物質を凝集
助剤として添加し、凝集剤と被凝集物質とのバランスを
改善し、凝集反応の向上を図る方法も知られている。こ
の方法は濁度の低い水質の原水を対象とした場合や色度
除去を目的とした場合に有効とされている。

ところでこれらの方法にうち、上記再生バンド方式は、
新たに加える凝集剤の使用量を大幅に削減できるという
利点があるものの、上澄液中に含まれるアルミニウムの
量が凝集汚泥の量、質により変化するため、凝集反応を
適性とする注入量の制御が困難になるという問題かあり
、またアルミニウムの回収率を高めるために上述の如＜
　　ｐＨを２前後としているため、汚泥に含まれる他の
鉄等の重金属類も多く溶解して、凝集剤の循環再使用の
回数に応じて次第に重金属類が蓄積されるという問題か
ある。

方、凝集反応を向上させるためにカオリンやベントナイ
トを凝集助剤として加える上記方法は、水質的に濁度が
低く凝集反応か効果的でなかったり凝集フロックの沈降
性が悪い原水の凝集沈澱の効果の改善に有効であるが、
これらのカオリンやベントナイトは汚泥の一部として排
出されることになるために廃棄物の量が増加し、結果的
に浄水処理コストにつながるという問題がある。

（発明が解決しようとする課題） 本発明は上記したような種々の問題点を解消し、浄水処
理を行なうにあたって凝集沈澱処理のための凝集剤の注
入量をできるだけ減少させて経済的な処理を可能とする
と共に、凝集反応の向上や凝集フロックの沈降性の改善
を図り、従って良好な沈澱処理を実現できる凝集沈澱処
理設備を提供することを目的としてなされたものである
。

また本発明の別の目的は、特に濁度の低い水質の原水を
対象とした凝集沈澱の改善に有効で、これにより凝集剤
の添加量の削減、上記したカオリンやヘントナイト等の
凝集助剤の添加量の削減ないし省略を可能として、凝集
剤や凝集助剤の添加に伴なう汚泥発生量の増大を防止で
きる特徴をもった凝集沈澱処理設備を提供するところに
ある。近年においてこの汚泥発生量の減少は公害防止の
観点から重要な技術課題の一つとなっており、余剰汚泥
の脱水処理後の産業廃棄物としての処分において、該汚
泥中に含有される水酸化アルミニウムの多寡は処理の難
易に大きく影響するが、上記凝集剤添加量の削減という
目的の実現により、処理の容易化を可能とできる。

本発明の更に別の目的は、重金属の蓄積にょる弊害も招
くことがない凝集沈澱処理設備を提供することを目的と
する。

また本発明の他の目的は、季節的あるいは天候により水
質が変動し易い河川水や湖沼水を水源とする場合に好適
に対応できる凝集沈澱処理設備を提供するところにある
。すなわち、上水道等の凝集沈澱処理においては河川水
や湖沼水を水源とする場合が多いが、このような水源の
特徴として、−船釣には濁度が低いが降雨や雪溶けによ
り増水した場合には濁度が上昇することが知られている
。この場合濁度の上昇時には適度の凝集剤の添加により
良好な凝集沈澱かみられるものの、低濁度時には原水中
の被凝集物質と凝集剤のバランスが悪く沈降性の悪い凝
集フロックが生成されて処理水の水質が悪化するという
問題がある。かかる場合に本発明においては上記したカ
オリンやベントナイト等の懸濁物質を凝集助剤として大
量に添加する必要のない凝集沈澱処理設備の提供を可能
とするものである。

（課題を解決するための手段） 上記した種々の目的を実現するためになされた本発明の
特徴は、不溶性の水酸化アルミニウムと被凝集物質であ
る懸濁物質の双方が含まれている汚泥を、Ａ１分を含有
する凝集剤の添加により原水中の懸濁物質を凝結させる
攪拌系（ないしその前段）に返送することを一つの特徴
とする。汚泥の返送は一部であっても全量であってもよ
いし、季節変動、天候等を考慮して返送量を適宜変更制
御できるようにしてもよい。

上記原水に凝集剤を添加する攪拌系は、−船釣には攪拌
手段を設けた凝集剤混和槽として設要は必ずしもなく、
要は凝集沈澱処理設備における凝集反応を行う系の前に
汚泥を返送することで本発明の目的が実現される。

また本発明のもう一つの特徴は、上記返送汚泥に対して
これに含有される水酸化アルミニウムをイオン化させる
ために塩酸等の鉱酸を添加することにある。酸の添加量
は、汚泥に含有される水酸化アルミニウムをＡｌ３＋や
アルミニウムのポリイオン等にイオン化して返送後これ
が凝集剤として作用することを条件として添加すれハヨ
＜、−船釣には返送汚泥をｐＨ３〜４として水酸化アル
ミニウムの３０〜８０％程度を溶解させるように添加す
ることが適当である。酸の添加量を多くすると水酸化ア
ルミニウムの溶解割合は多くなるが、重金属類の溶解も
生ずる問題がある。

このような汚泥の返送によって、攪拌系（ないしその前
段）に返送された汚泥に含まれる溶解アルミ分及び未溶
解アルミ分は凝集剤としての効果を再び生じ、また該汚
泥に含まれる懸濁物質が被凝集物質となり、原水中に含
まれている被凝集物質と相刺して凝集沈澱に寄与する。

その結果、従来の凝集沈澱法に比べて凝集沈澱剤の添加
量の削減と沈降性の良好な凝集フロックの生成が得られ
ることになる。

そして上述したイオン化したアルミニウムと懸濁物質と
を含む汚泥の返送を行なう本発明の凝集沈澱処理設備に
おいては、特に原水濁度が１０度以下の低濁度原水にお
いて優れた効果を発揮する。すなわちこのような低濁度
原水を対象とする場合に従来法では凝集助剤としてカオ
リンやベントナイトを５　ｐｐｍ程度添加することが船
釣であったが、本発明の処理設備によればこのような凝
集助剤の外部からの添加が実質的に不要ないし大幅な削
減が可能となり、また低濁度原水を対象として従来は硫
酸バンド若しくはポリ塩化アルミニウム等の凝集剤を２
０〜５０ｐｐｍ添加することが必要であったのに比べ、
本発明設備ではこれが実質的に不要となるか、あるいは
多くても１０ｐｐｍ程度に減少できる。

本発明において、凝集・沈澱させ返送する汚泥は凝集・
沈澱槽から直接返送してもよいが、汚泥濃縮槽で更に１
〜１０％程度に濃縮してから返送することが返送量を低
減させる上で望ましい。また汚泥返送は、返送系の途中
に汚泥貯槽を設けてもよく、この場合には汚泥濃縮槽等
からの汚泥の引き抜きは間欠的に行ない、攪拌系等への
汚泥の返送注入は連続的に行なうことかできる利点があ
る。

なお凝集・沈澱した汚泥の余剰分は、適宜弓き抜いて公
知の方法により処理し産業廃棄物として処分すればよい
。本発明の設備では汚泥返送により系内な循環する懸濁
物質等の量は増加するものの、添加する凝集剤の量ある
いは被凝集物質の量を削減ないし不要化できるので、余
剰汚泥として処分すべき量か減少するという利点もある
。

（作用） 本発明は前記の構成をなすことによって、返送された汚
泥中に含まれる前記イオン状のアルミニウムが凝集剤と
して作用すると共に、共存する懸濁物質が被凝集物質と
なり、同様に原水中食まれる被凝集物質も取り込んで凝
集沈澱処理が行なわれ、その結果、従来法の凝集沈澱法
に比べて大幅な凝集剤の注入量の削減と沈降性の良好な
凝集フロックの生成が行なわれる。

（実施例） 以下本発明を図面に示す実施例に基づいて説明する。

この図において、２は凝集剤混和攪拌槽であり、原水導
入管１から導入される原水と、凝集剤貯留槽１３からポ
ンプ等の凝集剤注入装置１２によって注入される凝集剤
を攪拌混和させ、凝結反応を行なわせる。

この凝集剤混和攪拌槽２の後段には凝集沈澱槽３が配置
されていて、凝集フロックの成長、沈降分離により該槽
３の底部に汚泥を集め、処理水１５は溢流路を介して図
示しない後段の処理水系に排出される。

凝集・沈澱槽の底部に集められた汚泥は、凝集汚泥引抜
管４により凝集汚泥濃縮ａ１５に適宜引き抜かれ、該汚
泥は更に１０倍程度に濃縮される。そしてこの凝集汚泥
濃縮槽５の底部からは、濃縮凝集汚泥引抜管６１を通し
て濃縮凝集汚泥送泥ポンプ７、により凝集汚泥処理装置
１４に適宜間欠的に送泥して、余剰汚泥を廃棄処理でき
】　１ るようになっていると共に、濃縮凝集イ５泥送泥ポンプ
７２により濃縮凝集汚泥引抜管６２を通して濃縮汚泥を
上記凝集剤混和攪拌槽２に返送できるように接続された
汚泥返送系が設けられている。

この汚泥返送系の途中に、酸貯留槽９より酸を添加する
ための酸注入ポンプ８からの分岐経路が合流接続されて
いる。またこの分岐経路の合流点の下流には、攪拌装置
ｌＯが配置されて添加された酸と汚泥の適当な攪拌を行
なうようにしていると共に、酸添加による汚泥のｐＨを
検出するｐＨメータ１１を該汚泥返送系に装備させてい
る。

以上のような構成の凝集沈澱処理設備によれば、凝集・
沈澱して集められた汚泥に含まれている水酸化アルミニ
ウムを酸により熔解してイオン化して、原水に対する凝
集剤として再利用できると共に、該汚泥に含まれている
懸濁物質が凝集混和槽に返送することで凝集剤と被凝集
物質のバランスを調整でき、したがって比較的濁度の低
い水質の場合に従来のような沈降性の悪い凝集フロック
を生成することがなく、従来はこの改善のためにカオリ
ンやベントナイト等を被凝集物質として添加していたが
、本発明例ではこのようなカオリン等の添加が不要にな
るという利点がある。

そしてこのような特徴から本発明例の装置は特に、比較
的濁度の低い水質を対象とする凝集沈澱処理設備として
有効であり、また凝集剤と比凝集物質のバランスを汚泥
返送の量により容易に制御できるため、天候や季節変動
によって水質の変化が起こり易い水系を水源とする場合
にその有用性は極めて大きい。

（発明の効果） 本発明によれば次のような■〜■の効果が得られる。

■従来凝集作用の向上のために添加していた凝集助剤で
あるカオリンやベントナイト等の懸濁物質を不要とでき
る。

■汚泥中の凝集剤が再凝集するため使用する凝集剤の量
か大幅に減少される。

■凝集剤の使用量か減少する結果、凝集剤の注入により
発生する水酸化アルミニウムの生成量が減少し、凝集汚
泥の総発生量が減少する。

■凝集汚泥中の水酸化アルミニウムの含有量か減少する
結果、汚泥中の脱水処理性かよくなり、汚泥処理コスト
が削減される。

概要−例を示した図である。

１・・・原水導入管　　　２・・・凝集剤混和攪拌槽３
・・・凝集沈澱槽　　　４・・・凝集汚泥引抜管５・・
・凝集汚泥濃縮槽 ６、．６２・・・濃縮凝集汚泥引抜管 ７１．７２・・・濃縮凝集イ５送泥ポンプ８・・・酸注
入ポンプ　　９・・・酸貯留槽１０・・・攪拌装置　　
　　１１・・・１２・・・凝集剤注入装置　１３・・・
凝集剤貯留槽１４・・・凝集汚泥処理装置 １５・・・処理水 原水導入管 凝集剤混和撹拌槽 凝集沈殿槽 凝集汚泥引抜管 凝集汚泥濃縮槽 濃縮凝集汚泥引抜管 濃縮凝集汚泥送泥ポンプ 酸注入ポンプ 酸貯留槽 撹拌装置 凝集剤注入装置 手続補正書 平成２年３月す日 １、事件の表示 昭和ｌ、３年特許願第初Ｒ弘３？号 ンｓｉｘζ飄；　ンンヒＬン設５（ワ；理を艮二Ａオー
３、補正をする者 事件との関係　出　願　人 Ｈ←→介−情汁勃一 氏名（名称）オルガノ株式会社 ４、代理　人 住　所　　東京都千代田区丸の内２丁目６番２号丸の内
へ重洲ビル３３０補　　　　　正　　　　　書 本願明細書および図面中下記事項を補正いたします。

記 特許請求の範囲を別紙の如く訂正する。

２、第４頁下から５行目に 「方法にうちＪとあるを 「方法のりち」と訂正する。

第５頁下から７行目に 「浄水処理コスト」とあるを 「浄水処理コスト増」と訂正する。

第１１頁下から５〜４行目に 「原水中食まれる」とあるを 「原水中に含まれる」と訂正する。

第１４頁１０行目に 「汚泥返送」とあるを 「返送汚泥」と訂正する。

第１５頁下から６行目に ［ン農縮凝集汚送ン尼ポンフ゛」とあるを「濃縮凝集汚
泥送泥ポンプ」と訂正する。

７、第１５頁下から４行目に ｒｌｌ・・・」とあるを ｒｌｌ・・・ｐＨメータ」と訂正する。

８、図面を別紙の如く訂正する。

特許請求の範囲 ＩＡρ分を含有する凝集剤の添加により原水中の懸濁物
質を凝結させる攪拌系と、凝結した懸濁物質を凝集させ
て汚泥として沈澱回収する処理系とを有する凝集沈澱処
理設備において、上記攪拌系又は該攪拌系に原水を導入
させる径路に対して、上記沈澱回収された汚泥の少なく
とも一部を戻す汚泥返送系を設けると共に、この汚泥返
送系の途中には、返送汚泥中に含まれているＡｔｉ　（
ｏＨ）　３をイオン化させるための酸添加手段を設けた
ことを特徴とする凝集沈澱処理設備。

２　上記懸濁物質を凝結させる攪拌系を、導入原水に凝
集剤を添加して攪拌する凝集剤混和槽として形成し、返
送汚泥をこの凝集剤混和槽に対して戻すことを特徴とす
る請求項１に記載した凝集沈澱処理設備。

３　返送汚泥に対する酸添加手段が、該返送汚？尼をｐ
Ｈ３〜４とするものであることを特徴とする請求項１又
は２に記載した凝集沈澱処埋設備。

濁度１０度以下の原水を対象とすることを特徴とする請
求項１乃至３のいずれかに記載した凝集沈澱処理設備。

原水導入管 凝集剤混和撹拌槽 凝集沈殿槽 凝集汚泥引抜管 凝集汚泥濃縮槽 濃縮凝集汚泥引抜管 濃縮凝集汚泥送泥ポンプ 酸注入ポンプ 酸貯留槽 撹拌装置 ｐＨメータ 凝集剤注入装置 １５：処理水

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　Ａｌ分を含有する凝集剤の添加により原水中の懸濁
   物質を凝結させる攪拌系と、凝結した懸濁物質を凝集さ
   せて汚泥として沈澱回収する処理系とを有する凝集沈澱
   処理設備において、上記攪拌系又は該攪拌系に原水を導
   入させる径路に対して、上記沈澱回収された汚泥の少な
   くとも一部を戻す汚泥返送系を設けると共に、この汚泥
   返送系の途中には、返送汚泥中に含まれているＡｌ（Ｏ
   Ｈ）＿３をイオン化させるための酸添加手段を設けたこ
   とを特徴とする凝集沈澱処理設備。 ２　上記懸濁物質を凝結させる攪拌系を、導入原水に凝
   集剤を添加して攪拌する凝集剤混和槽として形成し、汚
   泥返送をこの凝集剤混和槽に対して戻すことを特徴とす
   る請求項１に記載した凝集沈澱処理設備。 ３　返送汚泥に対する酸添加手段が、該返送汚泥をｐＨ
   ３〜４とするものであることを特徴とする請求項１又は
   ２に記載した凝集沈澱処理設備。 ４　濁度１０度以下の原水を対象とすることを特徴とす
   る請求項１乃至３のいずれかに記載した凝集沈澱処理設
   備。