JPH02290290A - 廃水の磁気的固液分離方法 - 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〕 本発明は廃水の固液分離方法に係り、特に磁性粉体を用
いた廃水の磁気的固液分離方法に関する。

〔従来の技術〕

一般に、下水道には分流式下水道と合流式下水道に分類
され、分流式下水道が汚水専用の下水道であるのに対し
、合流式下水道は汚水に加え雨水をも含んだ下水道であ
る６従って、分流式下水道においては天候に左右されな
い安定した下水処理を行うことができる。一方、合流式
下水道の場合は、雨天時に雨水が下水道に流入するため
、下水量が増大し、処理場の処理能力では対応できない
状態となる。そのため、雨天時に処理能力を超える越流
水については処理場の最初沈澱池で沈降分雌処理した後
塩素消毒を行っただけで、河川或いは海域などの公共用
水域に放流せざるを得ない場合があり、公共用水域の水
質を悪化させるという問題がある。

雨天時流入下水の水質は、最大値でおよそ、ＳＳ（濁貿
成分）　４００ｍｇ／　ｊ２、有機物の汚染指標である
Ｃ　Ｏ　ＤＭ−１８０　ｍｇ／　Ｊ１！及びＢ　Ｏ　Ｄ
２７０　ｍｇ　／　ｌとなっている。これに対して、処
理場からの放流水の水質としては、ＳＳ６０ｍｇ／１以
下、ＣＯＤｍｈ３５＋ｎｇ，／ｊ！以下、Ｂ　Ｏ　Ｄ２
５＋ｎｇ／　１以下であることが望ましい。また、大腸
菌群については３．　［１００涸／一以下にする必要が
ある。

そこで、従来技術としては下水に含まれる夾雑物をスク
リーンで除去した後、凝集沈Ｒ法又は砂ろ過法が考えら
れる。

〔発明が解決しようとする課題〕

凝集沈澱法は水面積負荷が１〜２ｍ／ｈと小さいため、
大量の汚水を処理するには設置面積を非常に大きくしな
げればならない。しかしながら、地価の高騰などによる
用地の確保難から新たな処理施設を作るのは離しい。ま
た、砂ろ過法はろ過速度が５〜１０ｌＴｌ／ｈであり、
凝集沈殿法に比べて設置面債は小さいが、更にコンパク
ト化が望まれている。

そして、これらの処理ンステムでは大腸菌群を安定して
３．　０００個／ｍｊ！以下にするのが難しいため、消
毒用に塩素を添加する必要がある。しかし、大腸菌群の
濃度に応じて塩素添加量を過不足なく制御することが難
しく、更に、塩素添加設備のためのスペースが必要とな
るという欠点がある。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、処理
効率が高く、保守管理が容易でしかもコンパクト化が図
れる固液分離方法を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、前記目的を達成するために、廃水に磁性粉体
及び凝集剤を添加し、これらを混合する第１工程と、第
１工程からの廃水を円筒型面液分離装置の中間部に接線
方向に導入し、廃水中に生成したフロックを粗分離する
第２工程と、第２工程からの廃水を磁気フィルタを通し
て残留フロックを除去する第３工程と、から成ることを
特徴としている。

〔作用〕

本発明によれば、フロックの生成を促進するため、廃水
が供給される凝集槽（１０）に磁性粉体（２２）と凝集
剤（２４）を添加し、磁性粉体（２２）を含有するフロ
ックの生成を促進するようにしている。これにより、沈
降性のよいフロックを容易に得ることができる。

また、廃水を凝集漕（１０）から廃水供給管（２８）に
よって固液分離槽（ｌ２）に接線方向に廃水を供給して
旋回流を生じさせることによりフロックの生成を促進す
ると共に、フロックを沈降させてフロックを粗分離する
。

次いで、廃水供給管（２８）の上方に配設された整流板
（１４）でスラッジブランケット層（３１）を形成しつ
つスラッジブランケット層（３１）を通過した廃水をろ
材層（１６）及び磁気フィルタく１８）によって廃水中
の残留微細フロックを分離除去する。

これにより、効率よく廃水を処理すると共に、粗大フロ
ックは固液分離槽（１２）内に供給された時点で粗分離
されるので、ろ材層（ｌ６）及び磁気フィルタ（１８）
の負荷を低減することができる。また、ろ過後一定時間
が経過すると、ろ財層（１６）はフロックで飽和し、ろ
材層（ｌ６）内でフロックの切り離し及び吸着が繰り返
され、磁気フィルタ（１８）に送り込まれる廃水の性状
が安定化する。このため、磁気フィルタ（ｌ８）の性能
を安定化することができ、廃水を効率よく処理すること
が可能である。

〔実施例〕

以下、添付図面に従って本発明に係る廃水の磁気的固液
分離方法の好ましい実施例を詳説する。

第１図は本発明に係る磁気的固夜分離方法に使用される
固液分離装置の概略を示す系統図である。

本固液分離装置は凝集槽１０、円簡型固液分離嗜１２、
整流坂１４、ろ材廖１６、磁気フィルタ１８を主な構成
としている。凝集嗜１０には廃水を供給する導入管２０
が接続されている。また、磁性θ体２２、凝集剤２４、
凝集助剤２６が凝集槽１０に添加される。凝集剤２４と
しては、硫酸バンド、ポリ塩化アルミ、塩化第２鉄等の
無機凝集剤、凝集助剤２６としては、アニオン惟または
ノニオン性の高分子′Ｍ集剤が適している。凝集槽１０
と固液分離漕１２との間には廃水供給管２８が配管され
ているっ 第２図は廃水供給管２８の断面図である。廃水供給管２
８には第２図に示すように、永久磁石３０、３０が上下
に配設されている。これにより、供給管２８の内周面に
弱い磁気が発生し、廃水供給管２８を通過する廃水中の
磁性粉体に残留磁気が付与され、！ｌｌ集フロックの形
成が促進される。

尚、残留磁気の付与手段として永久磁石の代わりに電磁
石を使用してもよい。

第３図は円笥型固夜分離槽１２における前記廃水供給管
２８近傍の内部構造を示す断面図である。

第１図及び第３図に示すように、円筒型固液分雅ＦＶｌ
２の略中央部には内筒３２が図示しないリフ等によって
支持されている。また、廃水供給管２８は第３図に示さ
れるように円筒型固液分離漕１２の接線方向の位置に接
続され、導入された廃水は円筒型固液分離擾１２内で矢
印に示すよう第３図上で旋回流が生じるよう導入される
。また、円筒型面液分離槽１２は下部に於いて逆円錐形
のフロック沈降部１２Ａが形成されており、その下端部
に沈降汚泥徘出管３３が接続されている。

廃水供給管２８の上方にはスラソジブランケット層３ｌ
を形成するため整流板１４が取り付けられる。第４図：
ま整流板ｌ４の構造を示す斜視図である。第４図に示す
ように、整流板１４は格子状に形成され、整流彼ｌ４の
開孔率は６０〜８０％が望ましい。整流板１４上方には
スラッジブランケット層３１のスラッジを間欠的又は連
続的に排出するスラッジ排出管３４が配管される。スラ
ンジ排出管３４にはパルブ３６が管路中に取り付けられ
ている。更に、スラッジブランケット層３１の上方にほ
ろ材層１６が設けられており、ろ材４＠１６には洗浄水
流入管３８及び洗浄排水排出管４０が取付けられる。ま
た、ろ材漕１６にはろ材層１６を通過した処理水を排出
する排出管４２が接続されている。スラッノ排出管３４
と同様に洗浄水流人管３８、洗浄排水排出管４０の管路
中にはバルブ３７、３９がそれぞれ取り付けられている
。

残留微細フロック除去の最終段階として、排出管４２の
管路中に磁気フィルタ１８が設けられる。

磁気フィルタ１８に；まろ材層１６と同様に、先浄水・
．゛共袷管４４及び洗浄水排出管４６が配管されて′ハ
　ろ。

＃Ｉ記の如く構成した本発明に係る廃水の磁気的固夜分
帷方法は以下の通り行われる。第１図に示すように、予
めスクリーン等により夾雑物が取り除かれた廃水が、導
入管２０を通って凝集槽ｌＯに導入される．，凝集擾１
０に於いて、先ず磁性粉体２２、凝１剤２４、必要に応
じて凝集助剤２６が凝集槽１０に添加され、フロックが
生成される。

次に、’ｕ集ＩｆＩＯ内で１０Ｏｒｐｍ以上の高速で廃
水を攪拌し、磁性粉体２２及び凝集剤２４との混合を行
う。尚、凝集助剤２６は凝集槽ＩＯ出口の供給管２８内
に注入してもよい。

凝集槽１０を通過した廃水は供給管２８を通って円筒型
固液分雑槽ｌ２内に接線方向に導入される。この時、廃
水は磁石３０、３０によって形成された磁界中を通過し
、これにより廃水中の磁性粒子は磁化されに目互に結合
してフロックの生成を促進する。固液分離嗜１２に導入
された廃水は第３図に示すように、旋回流を生じながら
上方へと移動する。この移動の際にフロノクは粗大化さ
れ、大きなフロック；ま沈降分離し固液分離嗜１２内下
部のフロック沈降部１２Ａに堆積する。堆積したフロッ
クは沈降汚泥排出管３３から間欠的或いは連続的に排出
される。

一方、上方へ移動した液は整流阪１４によって整流され
、整流阪１４上方で弱い，１流となると共に旋回流が停
止させられ、夜中のフロックの沈降が促進される。そし
て、整流板１４を通過した水はゆるやかな上向流の安定
した層流状態を形成し、ここでもフロックの形成が進行
する。これは（１）整流阪自体のフＯ　ンク支持及び沈
降阻止効果、（ｌ１）整流坂を通る水の流速が開孔率に
反比例して相対的に速くなることによる上向水流による
沈降阻止効果によるものである。この結果、フロックが
整流板上方に保持堆積し、スラッジプランケ７１−層３
１が形成され、このブランケット層３ｌでのフロソク相
互の結びつきによる粗大化が促進する。また、下方から
上向流で新たにこの層に流入する水の濁買やフロックも
、このブランケット層３１を通過する過程で捕捉され易
くなる。即ち、剪断力の低下によりフロキュレーション
が促進され粗大化したフロックを沈降させると共に、整
流板１４上方に弱い層流を起こしスラッジブランケット
層３１を形成する。また、整流板ｌ４はスラッジブラン
ケット層３１が沈降しないよう支持する１゛勤きを有す
る。

スラッジブランケット層３１は、スラッジの蓄債と共に
下方から上向流で新たに通過する濁質や微細なフロック
の一部を吸着分離する。スラッジプランケノト層３ｌの
高さは１ｍ〜２ｍが適当であり、その高さを維持するた
めスラッジをスラッジ排出管３４から適宜排出する。

整流阪１４上方のブランケット３３１を径だ水中には、
まだ、徹細な粒子が残存している。従って、この残存粒
子を必要に応じて捕捉すべく、ろ財層１６が存在する。

ろ材＠１６は粒状ろ材よりは、むしろ、空隙率が大きく
、比表面積の大きいものを選択する。即ち、スクラハー
等に用いる接触充填材などが好ましい。ろ材層において
は、ろ材の存在により、流速が早い部分と、流速が０に
近い部分とが広い流速範囲で無数に分布することになり
、流速が遅い部分に沈積、付着した微細粒子やフロック
がしだいに成長して、ろ材の空隙邦分に停まり、この粗
大化フロックが連鎖して、通過する微細粒子やフロック
を次々に浦捉する。

しかし、ろ材層１６が飽和するとる材層１６を通過する
廃水の圧力損失が増大し、この圧力損失がろ財層ｌ６内
のフロックを強制的に切り離す力として作用する。この
ため、新たに、流入して捕捉されるフロックの量と、強
制的に切り離されるフロックの量とがバランスする状態
となる。この時、切り離されて第３工程に流出するフロ
ックは、ろ材層１６に流入するフロックに比較して、フ
ロックの大きさ及びみかけ密度が太き《締まった状態と
なり均質化したものとなることが実験的に確かめられて
いる。このため、後段の磁気フィルタ１８の性能を安定
化させることができる。

また、ろ材層１６は、スラッジブランケット層３ｌが形
成され、フロックの除去機能が安定化するまで除去機能
を代行する。従って、ろ材層ｌ６の洗浄に関しては、連
続運転中は行う必要がなく、運転終了もしくは開始前に
一度行えば良い。

更に、夜中の磁性粉体を含む微細なフロックは最終処理
として排出管４２の管路中に配設された磁気フィルタ１
８によって完全に分離される。これにより完全な固液分
離が可能である。また、磁気フィルタｌ８のフロックＷ
ＩＪＩＩが限度に達した時点でろ過を停止し、洗浄水供
給管４４から洗浄水を導入して逆ｆｆｉ＆浄を行い、洗
浄水排出管４６から排出する。

前記のように構成した本発明に係る磁気的固液分離方法
の性能試験結果は以下のとおりである。

廃水は合流式下水道の雨天時流入下水を用いた結果、そ
の処理水のＢＯＤＳＣＯＤい、ＳＳ並びに大腸菌群につ
いては前述した目標渣を達成することができ、良好な水
質を得ることができた。また、固液分離槽１２及び磁気
フィルタ１８のＬＶ（線速度）はそれぞれ３　［］ｍ／
ｈ　　　８　０ｉＴｌ／ｈ　前後であり、従来の凝集沈
殿方法と砂ろ過処理法に比較して大幅な省スペース化を
図ることができる。

尚、本実施例では廃水を混合凝集槽１０かる固液分離槽
ｌ２へ供給する時、内筒３２と固液分離槽ｌ２との間に
供給するようにしたが、内筒３２内部に供給するように
してもよい。

第５図は本発明に係る第２実施例の構造が示され、第１
図の第１実施例中の同一部材若しくは順似の邦材には同
一の符号を付し、その詳しい説肋は省略する。第２実施
例が第１実施例と異なる点は、固液分離槽１２内に整流
阪１４を設けていないことである。これにより第２実施
例では、スラッジブランケット層３１は形成されない。

以下第２実施例の作用について説明すると、凝集漕１０
に於いて、磁性粉体２２、凝集剤２４、凝集助剤２６が
添加される。その後廃水は供給管２８を通り、ここで永
久磁石３０、３０の作用により磁性粉体が磁化されて結
合し、フロックの生成を促進する。

固液分離槽ｌ２に導入された廃水は第１実施例と同随に
旋回流を生じる。この時、粗大フロックは沈降分離し、
分離槽１２の下部１２Ａに堆積する。堆積したフロック
は排出管３３から除去される。

一方、原水は旋回しながら上昇し、汚水中の微佃フロッ
クはる材層１６を通過する時ろ材１１６で除去される。

最後に廃水は磁気フィルタ１８を通り、磁性粉体が補促
され、完全に廃水の固液分雌がなされる。

このように、本発明にとって、整流板１４は必ずしも必
要ではない。

尚、本発明実施例では、円筒形型固液分離槽１２と磁気
フィルタ１８を別々に設けたが、両者を上下に重ねた一
体化構造にしても良い。これにより更に設置スペースを
小さくできる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明に係る廃水の磁気的固液分離
方法によれば、磁性粉体を廃水に添加し、固液分離槽内
に旋回流を発生させながら廃水を導入するため、磁性粉
体を核としてフロックの生成及びフロンクの沈降分離が
促進される。これにより、粗大フロソクの粗分離が容易
となる。また、磁気フィルタによって残留フロックを除
去するので、これにより、廃水の固液分離を完全に行う
ことができる。更に、砂ろ過法、凝集沈殿法に比較して
廃水の処理速度が向上しているので、処理施設の単位面
積当りの処理能力が向上し、処理施設の省スペース化、
コンパクト化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る磁気的固液分離方法に使用される
固液分離装置の概略を示す系統図、第２図；ま廃水供給
管の断面図、第３図は円筒型固液分離｛曹における廃水
供給管近傍の内部構造を示す断面図、第４図は整流板の
構造を示す斜視図、第５＝は本発明の第２実施例を示す
系統図である。 １０・・・凝集漕、　　１２−・・円筒型固液分離槽　
ｌ４　・整流阪、　　ｌ６・・・ろ材．層、　　１８・
・・磁気フィルタ、　２２・・・磁性粉体、　２４・・
・凝集剤、　２６・・・凝集助剤、　３０・・・永久磁
石、　３１・・・スラッジブランケット１、　　３２・
・・内筒。 第１図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）廃水に磁性粉体及び凝集剤を添加し、これらを混
   合する第１工程と、 第１工程からの廃水を円筒型固液分離装置の中間部に接
   線方向に導入し、廃水中に生成したフロックを粗分離す
   る第２工程と、 第２工程からの廃水を磁気フィルタを通して残留フロッ
   クを除去する第３工程と、 から成る廃水の磁気的固液分離方法。
2. （２）前記円筒型固液分離装置に於いて、廃水の導入部
   より上方に整流板を設け、整流板上にスラッジブランケ
   ット層を形成し、廃水が第３工程に送られる前に廃水を
   スラッジブランケット層に通してフロックを除去するこ
   とを特徴とする請求項（１）の廃水の磁気的固液分離方
   法。
3. （３）前記円筒型固液分離装置の上部にろ材層が設けら
   れ、廃水が第３工程に送られる前に廃水をろ材層に通し
   てフロックを除去する請求項（１）の廃水の磁気的固液
   分離方法。
4. （４）廃水中の磁性粉体は、第１工程と第２工程との間
   で磁化されることを特徴とする請求項（１）の廃水の磁
   気的固液分離方法。