JPS601070B2

JPS601070B2 - 廃泥水の連続処理装置

Info

Publication number: JPS601070B2
Application number: JP53124582A
Authority: JP
Inventors: 仙一松本; 裕渋谷; 辰男小林; 要治田村
Original assignee: Agency of Industrial Science and Technology
Current assignee: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Priority date: 1978-10-12
Filing date: 1978-10-12
Publication date: 1985-01-11
Also published as: JPS5551485A

Description

【発明の詳細な説明】この発明は、地熱開発井において循環泥水が使用される
場合に、附随的に発生する着色した安定なコロイド分を
含有する希薄な廃泥水の固液を分離する処理処置に関す
るものである。

地熱開発井において使用される循環泥水が掘管の錫降の
際に水洗又は雨水により希釈されて敷地内の側溝及びビ
ット等に集まったもの（以下「廃泥水」という）は、着
色し、固形分（粘土鉱物など）を含有しているので、直
接河川等に放流することは、自然環境の保護等社会的面
から好ましくない。

本発明者らは、これらの廃泥水を河川等に放流するため
に、廃泥水中の固形分、着色物を除去して無害化する装
置について研究を行なって来た結果、本発明の処理装置
を完成するに至った。

地熱開発井の掘さくに使用される循環泥水とは、水１０
の重量部に対して、ベントナィト（主成分ナトリウムモ
ンモリロナイト）を１〜６重量部、繊維状構造を有する
粘士鉱物（例えば、石綿、海泡石、アタバルシャィト等
）を０〜５重量部、天然化石樹脂（主成分アスファルト
）を０〜２重量部、有機高分子電解質等の分散剤（ニト
ロフミン酸塩、ポリアクリル酸塩等）を３〜１５重量部
、潤滑剤その他界面活性剤等の添加剤を０．１〜２重量
部を添加混合し、ＰＨを１０前後に調整して安定な分散
系懸濁液とした循環用流体である。この循環泥水は、坑
内壁を補強して安定化させ、堀さく坑底において生成す
る掘りくずを地上へ搬出するために用いられるものであ
る。この循環泥水が郷さくの作業の際に排出され、また
掘管の楊隆の場合に使用する洗浄水又は雨水などによっ
て希釈されて廃泥水となる。

この廃泥水は、上記の組成をもつので、直接に河川に放
流することは好ましくなく「何らかの処理によって河川
に放流するのに適した排水としなければならない。

また、このような廃泥水は、有機高分子電解質等の分散
剤を含有するため、非常に安定した分散状態を示してい
る。このため、一般に行われている凝集剤等による処理
方法では十分に固液を分離することは不可能である。本
発明は、このような課題を解決するためになれたもので
、その要旨は、有機高分子電解質等の分散剤を含有する
廃泥水（以下単に廃泥水という）に鉄あるいはアルミニ
ウムの塩酸塩、硫酸塩、硝酸塩又は無機高分子凝集剤か
ら選ばれた少くとも１種をＰＨ２〜５に達するまで添加
し、十分に反応させ、次いでアルミニウム金属又はアル
カリ士類金属の水酸化物又は酸化物をＰＨ６．５以上に
達するまで添加し混合反応させ、その後に適量の有機高
分子凝集剤を加えて希薄泥水中の固形分を凝集させて、
′間液分離を容易にすることを特徴とする蓮続廃泥水の
処理装置にある。

本発明によれば、廃泥水の安定した分散状態を破壊させ
、固形分のフロック形成を助け、固液分離を容易にし、
その分離水はＰＨを調整して排水とし、固形物はセメン
トなどで固化して、重金属等の有機物の溶出のない無害
の固形物にすることができる。

図示のブロック図を参照しながら、本発明を一層詳細に
説明すれば、次のとおりである。

本発明は、廃泥水に鉄あるいはアルミニウムの塩酸塩、
硫酸塩、硝酸塩又は無機高分子凝集剤から選ばれた少く
とも１種の適量を第１図の添加混合槽１に加え、ＰＨを
２〜５、好ましくは３〜３．５程度に調整し、これを反
応槽２に移し、該槽において十分に濃梓反応させる。

すると、廃泥水中のペントナィトのコロイド分は不活性
化し、同時に分散剤である有機高分子電解質等も不活性
化し、安定な分散系の廃泥水は凝集系の懸濁液へと変化
する（以下これを「一次処理」という）。上記一次処理
で用いるＦｅ塩としては、ＦｅＣ１２・４日２０，Ｆｅ
Ｃ１３水溶液、ＦｅＳ０４・７日２０（緑ばん）、Ｆｅ
２（Ｓ０４）３０ｎＱＯなどがあり、ＡＩ塩としては
、ＡＩＣ１３・細２０，山２（Ｓ０４）３・ＸＨ２０（
硫酸バンド）、ＡＩ（Ｎ０３）３・帆２０などがあり、
無機高分子凝集剤としては、ポリ塩化アルミニウム〔Ａ
Ｉ２（ＯＨ）ｎＣ１６ｎ〕ｍｌ＜ｎ＜５，ｍ＜１０を用
いる。

また、上記廃泥水は、固形分濃度２夕／１００叫の場合
、その組成は、無機質分０．９〜１．３蟹，有機質分
０．７〜１．１ｇｒであり、固形分濃度５タノ１００
の‘の場合、その組成は、無機質分２．２〜３．２夕
、有機質分１．８〜２．８夕であった。

次いでアルミニウム金属又はアルミニウム士類金属の水
酸化物又は酸化物の適量を槽３に加え、ＰＨを６．５以
上に調整する。

好ましいＰＨ‘ま、一次処理において鉄塩を用いた場合
にはＰＨ９〜１１．５、アルミニウム塩を用いた場合に
はＰＨ６．５〜７．５である。これを反応槽４に送り、
ここで反応を完結させる（以下これを「二次処理」とい
う）。二次処理で得た懸濁液はこれを添加混合槽５に送
り、ここで適量の有機高分子凝集剤を添加する。本発明
で用いる有機高分子凝集剤は、ポリアクリルアミド系高
分子凝集剤であり、例えばポリアクリルアミド、ポリア
クリルアミドの一部加水分解物などが用いられらる。

本発明において高分子凝集剤は、一次処理で鉄塩を用い
た場合は、原液廃泥水の含有固形分１００重量部に対し
て０．１〜０．箱重量部、好ましくは０．１３〜０．１
母重量部、また一次処理でアルミニウム塩を用いた場合
には、原廃泥水の含有固形分１０の重量部に対し、０．
２〜０．５重量部好ましくは０．３〜０．４重量部を用
いるが、第１図に示す工程においてはその全量を糟５に
添加し、蝿杵混合する。

そして高分子凝集剤と廃泥水中の固形分との接触を十分
に行わせ、次いでこれを傾斜角８をもつ回転する凝集槽
７に移し、該槽内で凝集させたのち、脱水槽８で脱水し
、固形分は１０から取り出し、水は１１から排出させる
。第２図に示す工程によると、上記高分子凝集剤の１／
３量を槽５に添加し〜損枠混合し、次に、この混合懸濁
液を沈降分離槽６において５時間以上沈降させ、上燈液
はそのまま中和廃棄し、固形分を多く含有する沈降物は
下から抜き取り、次いで傾斜角ａを有し回転する円筒状
の凝集槽７において高分子凝集剤の残り２／３量を添加
する。

他は第１図の工程と同様である。凝集槽７において、希
薄な泥水中の固形分のフロックを均一に成長させ、また
フロックの疎水性を増大させて固液の分離を容易にする
ことができる。

凝集槽７は、処理槽により、あるいは希薄泥水の固形分
濃度に従って適度に傾斜角８を変え、また円筒本体の回
転速度も必要に応じて変えることができるものである。
この凝集槽７は、回転式で傾斜を有しているので連続的
に希薄な泥水を処理することが可能であり、操作も容易
である。凝集槽７の第４図Ｂ−Ｂ線による縦断面図を第
３図に示し、第３図Ａ−Ａ線に沿った断面を第４図に示
し、第５図に凝集槽の設置状態を示す。凝集槽７は、円
筒状の大体１２を備え、その内部に内壁から中心に向っ
て取り着けたかきあげ板１３を等間隔に８枚有し、環状
の４枚の仕切板１４により、同一容積の３つの部屋１５
，１６，１７に分割してある。仕切板１４に設けた中央
孔１４′は本体１２の半径の１／２から３／４のもので
ある。１８は入口のシュート、１９は出口である。

本体１２は、第５図に示すように回転ローラ２０上に乗
っていて、中心軸を軸として必要に応じた速度で回転す
ることができる。また回転ローラ台２１は一方を軸２２
で支持され、他方を油圧シリンダー２３によって支えら
れていて、回転軸の傾斜角を必要に応じて変えることが
できる。凝集槽７の特徴は、各かきあげ板１３の円筒半
径方向の長さＱが仕切板１４の半径方向の長さ８より小
さいことで、この比。

／８が０．８：１〜０．５：１の範囲のものが非常に有
効である。また、仕切板１４により分割される各部屋１
５，１６，１７の占める空間の体積は同一容積であり、
仕切板１４の円筒の半径方向の長さＱ‘よ、円筒内壁か
ら中心に向って同筒の半径の１／４〜１／２の範囲であ
ることが必要である。かくして、凝集槽７は、これが回
転すると、希薄な泥水中の固形分と有機高分子凝集剤と
の接触を大きくし、固形分と凝集剤は傾斜を下りながょ
らフロックを成長させ、また疎水性を増大させる。以上
の工程におけるＰＨの調整は、これを自動的に行うこと
は慣用の手段によって容易であり、また各工程は、設定
するＰＨ値で処理を行うことが必要で、設定ＰＨ値以外
で処理した場合には、廃泥水の含有固形分の凝集フロッ
クの形成を悪くし、高分子凝集剤の凝集効果を低下させ
、排水中の総含有固形分量、着色の度合などについて排
水基準に適合しなくなる。

したがって、この各工程（一次処理及び二次処理を意味
する）のＰＨ調整には注意を要する。また、本発明にお
ける操作に関し、ＰＨ調整及び廃泥水の処理を自動的か
つ連続的に行うことができるのも特徴の一つである。

凝集槽７で得られた疎水性のフロックを含有する懸濁液
は、脱水槽８で固液が分離される。

この脱水槽８で分離された水はｐＨを調整するのみで容
易に河川への放流が可能である。本発明の各工程の操作
は「どの工程を省略しても、順序を変えても目的を達す
ることはできない。

次に実施例を挙げて、本発明を説明する。

実施例一１廃泥水中の含有固形分量が泥水１００必中２，３，５夕
のものについて、一次処理において塩化第二鉄を適量添
加し、ＰＨをを３．２とし、二次処理において、水酸化
カルシウムを適量添加し、ＰＨを１１．０とした後に槽
５及び槽７において有機高分子凝集剤（ポリァクリルア
ミド）を適量添加して処理した。

その結果を表−１に示す。

表−１表 −１１（）内は処理前。

２添加量は、含有固形分１０の重量部に対する重量部
。

３ＳＳ値は、総合有固形分量。

４ＣＯＤは、化学的酸素消費量。

５透過率は、試料溶液を３５皿〃の波長の光が透過す
る割合。

実施例−２廃泥水中の含有固形分量が泥水１００の上中３夕のもの
について、一次処理においてポリ塩化アルミニウムを適
量添加しＰＨを４とし、二次処理において、水酸化ナト
リウムを適量添加しＰＨを７．０とした後、糟５及び糟
７において、それぞれ必要量の有機高分子凝集剤（ポリ
アクリルアミド）を添加して処理した。

その結果を表−２に示す。

表−２１（）内は処理前。

２添加量は、含有固形分量１０の重量部に対しての重
量部である。

以上の実施例に使用した塩化第二鉄、ポリ塩化アルミニ
ウム及び水酸化カルシウム、水酸化ナトリウム並びに有
機高分子凝集剤は表−３に示す状態のものである。

表−３塩化第二鉄３８％水溶液（比重１３９１）
水酸化カルシウム粉末ポリ塩化
アルミニウム１０．５重量％水溶液（山２０３に換算）
水酸酸化ナトリウム２０％水溶液（比重１２２５）
有機高分子凝集剤０．な重量％水溶液

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の廃泥水処理工程系統図、第２図は本発
明の他の実施態様の廃泥水処理工程の系統図、第３図は
凝集槽７の第４図Ｂ−Ｂ線による縦断面図、第４図は第
３図Ａ−Ａ線による断面図、第５図は凝集槽７の設置状
態を示す図である。１，３・・・添加混合槽、２，４・・・反応槽、５・・
・高分子凝集剤添加槽、６・・・沈降分離槽、７・・・
凝集槽、８・・・脱水槽、９・・・廃泥水送入、１０・
・・固形分取出し、１１・・・排水取り出し、１２・・
・凝集槽本体、１３・・・かきあげ板、１４・・・仕切
板、１５，１．６，１７・・・部屋、１８・・・処理泥
水入口、１９・・・処理泥水出口、２０・・・回転ロー
ラ、２１…回転ローラ台、２２・・・軸、２３・・・油
圧シリンダー、ａ・・・凝集槽７の傾斜角。第１図第２図第３図第４図第５図

Claims

【特許請求の範囲】１有機高分子電解質の分散剤を含有する廃泥水に、鉄
あるいはアルミニウムの塩酸塩、硫酸塩、硝酸塩又はポ
リ塩化アルミニウムのごとき無機高分子凝集剤から選ば
れた少なくとも１種をＰＨ２〜５に達するまで添加し、
十分に反応せしめる添加混合槽１とその反応槽２、次い
でアルカリ金属又はアルカリ土類金属の水酸化物又は酸
化物をＰＨ６．５以上に達するまで添加し混合反応せし
める添加混合槽３とその反応槽４、その後に適量の有機
高分子凝集剤を添加混合する槽６、傾斜角を有し、回転
する円筒状の凝集槽７並びに脱水装置８を順次に連結配
置してなる希薄泥水中の固形分を凝集させて、固液分離
を容易にすることを特徴とする廃泥水の連続処理装置。２前記高分子凝集剤を適量添加混合する槽５と回転す
る円筒状の凝集槽７との間に含有固形物を沈降させ上澄
を排出する沈降分離槽６を連続配置してなる特許請求の
範囲第１項記載の廃泥水の連続処理装置。３前記凝集
槽７が、円筒状の本体１２を備え、その内部に円周上か
ら中心に向って取り付けたかきあげ板１３を等間隔に複
数枚有し、円筒の半径３／４から１／２の半径の円形上
に円筒と同じ的にくりぬいた環状の仕切板４により、同
一容積の３つの部屋１５，１６，１７に分割されており
、円筒の中心軸を軸として必要に応じた速度で回転し、
その回転軸の傾斜角を必要に応じた角度に変えることが
できるように構成した特許請求の範囲第１項又は第２項
記載の廃泥水の連続処理装置。