JP2017087090A - Water treatment method and water treatment equipment - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、被処理水から微細な懸濁物質等を凝集分離する水処理方法及び水処理装置に関する。 The present invention relates to a water treatment method and a water treatment apparatus for agglomerating and separating fine suspended substances and the like from water to be treated.
工場廃水、下水などの原水(被処理水)に無機凝集剤を添加した後、アニオン系高分子凝集剤及びカチオン系高分子凝集剤を添加し、固液分離することが公知である。特許文献1には、微細なSSを含有する原水に無機凝集剤、カチオン系高分子凝集剤及びアニオン系高分子凝集剤を添加するライン混合装置と、ライン混合装置の下流側に設けられた造粒型凝集沈殿槽とを備える水処理装置が開示されている。 It is known that an inorganic flocculant is added to raw water (treated water) such as factory waste water and sewage, and then an anionic polymer flocculant and a cationic polymer flocculant are added to perform solid-liquid separation. Patent Document 1 discloses a line mixing device for adding an inorganic flocculant, a cationic polymer flocculant and an anionic polymer flocculant to raw water containing fine SS, and a structure provided on the downstream side of the line mixing device. A water treatment apparatus comprising a granulated coagulation sedimentation tank is disclosed.
このような従来の水処理装置では、原水による気泡がライン混合装置に流入することがあった。また、無機凝集剤の添加によりpHが低下し、脱炭酸による気泡が発生することがあった。ライン混合装置に気泡が流入/発生すると、この気泡が凝集沈殿槽に流入し、凝集沈殿槽内のスラッジブランケットのフロックに気泡が付着する。気泡が付着したフロックは浮上しやすくなり、処理水質が低下するという問題があった。 In such a conventional water treatment apparatus, bubbles from raw water may flow into the line mixing apparatus. In addition, the addition of an inorganic flocculant may lower the pH and generate bubbles due to decarboxylation. When bubbles enter / generate into the line mixing device, the bubbles flow into the coagulation sedimentation tank, and the bubbles adhere to the flocs of the sludge blanket in the coagulation sedimentation tank. There was a problem that the flocs to which bubbles were attached easily floated and the quality of treated water was lowered.
また、従来の水処理装置では、ライン混合装置に流通式のpH計が設置され、原水のpHが所定範囲の値となるようにpH調整剤が添加されていた。しかし、配管の閉塞や、pH計の電極の洗浄不足等により、pH計測不良が発生することがあった。また、原水中のSS粒子による電極摩耗が発生し、pH計のメンテナンス頻度が高くなることがあった。 Moreover, in the conventional water treatment apparatus, the flow-type pH meter was installed in the line mixing apparatus, and the pH adjuster was added so that the pH of raw | natural water might become the value of the predetermined range. However, poor pH measurement may occur due to blockage of the piping or insufficient cleaning of the electrodes of the pH meter. Moreover, electrode wear due to SS particles in the raw water may occur, and the maintenance frequency of the pH meter may increase.
本発明は、上記従来の実状に鑑みてなされたものであり、凝集沈殿槽への気泡の流入を抑制し、処理水質の低下を防止できる水処理方法及び水処理装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described conventional situation, and an object thereof is to provide a water treatment method and a water treatment apparatus capable of suppressing the inflow of bubbles into a coagulation sedimentation tank and preventing deterioration of treated water quality. To do.
本発明(第1発明)の水処理方法は、凝集沈殿槽内に形成されたスラッジブランケットの下部に被処理水を導入し、該スラッジブランケットを上向流で通過させて処理水を得る水処理方法であって、被処理水に凝集剤を添加してライン混合し、ライン混合された被処理水から気泡を除去し、気泡を除去した被処理水を前記スラッジブランケットの下部へ導入することを特徴とするものである。 The water treatment method of the present invention (first invention) is a water treatment in which treated water is introduced into a lower portion of a sludge blanket formed in a coagulation sedimentation tank, and the treated water is obtained by passing the sludge blanket in an upward flow. In this method, a flocculant is added to the water to be treated, line-mixed, air bubbles are removed from the water to be treated mixed with the line, and the water to be treated from which bubbles have been removed is introduced to the lower portion of the sludge blanket. It is a feature.
第1発明の一態様に係る水処理方法は、被処理水に消泡剤を添加することを特徴とする。 The water treatment method according to one aspect of the first invention is characterized in that an antifoaming agent is added to the water to be treated.
第1発明の一態様に係る水処理方法は、気泡を除去した被処理水又は気泡を除去中の被処理水にアニオン性ポリマーを添加し、前記スラッジブランケットの下部へ導入することを特徴とする。 The water treatment method according to one aspect of the first invention is characterized in that an anionic polymer is added to the water to be treated from which bubbles have been removed or the water to be treated in which bubbles are being removed, and introduced into the lower portion of the sludge blanket. .
第1発明の一態様に係る水処理方法は、前記凝集剤が、無機凝集剤及び/又はカチオン性ポリマーであることを特徴とする。 The water treatment method according to one aspect of the first invention is characterized in that the flocculant is an inorganic flocculant and / or a cationic polymer.
第1発明の一態様に係る水処理方法は、前記ライン混合された被処理水を、凝集沈殿槽外に上下方向に設置した脱泡管の上部から供給し、気泡を除去した被処理水を該脱泡管の下部から排出して前記凝集沈殿槽に導入し、該脱泡管における被処理水の下降流速を0.1m/s以下とすることを特徴とする。 In the water treatment method according to one aspect of the first invention, the treated water mixed in the line is supplied from the upper part of a defoaming pipe installed in the vertical direction outside the coagulating sedimentation tank, and the treated water from which bubbles are removed is obtained. It discharges | emits from the lower part of this defoaming pipe | tube, and introduce | transduces into the said coagulation sedimentation tank, The descent | fall flow rate of the to-be-processed water in this defoaming pipe | tube is 0.1 m / s or less.
この場合、前記脱泡管内で浸漬式pH計を用いて被処理水のpHを測定し、測定結果に基づいて、ライン混合されている被処理水にpH調整剤を添加してもよい。 In this case, the pH of the water to be treated may be measured using an immersion pH meter in the defoaming tube, and a pH adjuster may be added to the water to be treated that is line-mixed based on the measurement result.
さらに、前記浸漬式pH計のプローブの電極部を、前記脱泡管の被処理水供給口よりも低い位置、かつ該電極部と該被処理水供給口との上下方向の距離hと、該脱泡管の径Dとが同じ又はh/Dが1〜3となる位置に配置して、被処理水のpHを測定してもよい。 Furthermore, the electrode part of the probe of the immersion type pH meter is positioned lower than the treated water supply port of the defoaming tube, and the vertical distance h between the electrode part and the treated water supply port, You may arrange | position to the position where the diameter D of a defoaming tube is the same, or h / D becomes 1-3, and may measure pH of to-be-processed water.
第1発明の一態様に係る水処理方法は、前記凝集沈殿槽の中央部にセンターカラムが上下方向に延設され、該センターカラムの上部に供給された被処理水が該センターカラムの下部から前記スラッジブランケットの下部へ導入されるようになっており、該センターカラムの上部に該センターカラムよりも径の大きいセンターウェルが設けられ、該センターウェルで気泡を除去し、該センターウェルにおける被処理水の下降流速を0.1m/s以下とすることを特徴とする。 In the water treatment method according to one aspect of the first invention, a center column extends vertically in the center of the coagulation sedimentation tank, and the water to be treated supplied to the upper part of the center column is fed from the lower part of the center column. The sludge blanket is designed to be introduced into the lower part of the sludge blanket. A center well having a diameter larger than that of the center column is provided at the upper part of the center column, and bubbles are removed by the center well. The descending flow rate of water is set to 0.1 m / s or less.
この場合、前記センターウェル内で浸漬式pH計を用いて被処理水のpHを測定し、測定結果に基づいて、ライン混合されている被処理水にpH調整剤を添加してもよい。 In this case, the pH of the water to be treated may be measured using an immersion pH meter in the center well, and a pH adjuster may be added to the water to be treated that is line-mixed based on the measurement result.
また、前記センターウェルを、筒軸を上下方向とした円筒形とし、該センターウェルに被処理水を供給して該センターウェルの周壁に沿った旋回流を形成してもよい。 Further, the center well may be formed in a cylindrical shape having a cylinder axis in the vertical direction, and water to be treated may be supplied to the center well to form a swirling flow along the peripheral wall of the center well.
本発明(第2発明)の水処理装置は、スラッジブランケットの下部に被処理水を導入し、該スラッジブランケットを通過させて処理水を得る凝集沈殿槽を備える水処理装置であって、被処理水に凝集剤を添加してライン混合するライン混合装置と、ライン混合された被処理水から気泡を除去する脱泡部と、を備え、該脱泡部からの脱泡処理水が前記凝集沈殿槽に導入されることを特徴とするものである。 The water treatment apparatus of the present invention (second invention) is a water treatment apparatus comprising a coagulation sedimentation tank for introducing treated water into a lower portion of a sludge blanket and obtaining treated water by passing through the sludge blanket. A line mixing device for adding a flocculant to the water and mixing the lines; and a defoaming unit for removing bubbles from the water to be treated that has been mixed by line. It is characterized by being introduced into a tank.
第2発明の一態様に係る水処理装置は、スラッジブランケットの下部に被処理水を導入し、該スラッジブランケットを上向流で通過させて処理水を得る凝集沈殿槽を備える水処理装置であって、被処理水に凝集剤を添加してライン混合するライン混合装置と、ライン混合された被処理水から気泡を除去する脱泡部と、を備え、該脱泡部からの脱泡処理水が前記凝集沈殿槽に導入されることを特徴とする。 A water treatment apparatus according to one aspect of the second invention is a water treatment apparatus comprising a coagulation sedimentation tank for introducing treated water into a lower part of a sludge blanket and passing the sludge blanket in an upward flow to obtain treated water. The defoaming treated water from the defoaming unit is provided with a line mixing device that adds a flocculant to the treated water and performs line mixing, and a defoaming unit that removes bubbles from the treated water subjected to the line mixing. Is introduced into the coagulation sedimentation tank.
この場合、前記ライン混合装置の上流側に設けられた、前記被処理水に消泡剤を添加する消泡剤添加手段をさらに備えてもよい。 In this case, you may further provide the antifoamer addition means provided in the upstream of the said line mixing apparatus which adds an antifoamer to the said to-be-processed water.
また、気泡を除去した被処理水又は気泡を除去中の被処理水にアニオン性ポリマーを添加するアニオン性ポリマー添加手段をさらに備え、該アニオン性ポリマーが添加された被処理水が前記スラッジブランケットの下部へ導入されてもよい。 Further, an anionic polymer addition means for adding an anionic polymer to the treated water from which bubbles are removed or to the treated water from which bubbles are being removed, the treated water to which the anionic polymer has been added is provided in the sludge blanket. It may be introduced to the lower part.
前記凝集剤は、無機凝集剤及び/又はカチオン性ポリマーであってもよい。 The flocculant may be an inorganic flocculant and / or a cationic polymer.
第2発明の一態様に係る水処理装置において、前記脱泡部は前記凝集沈殿槽の上流側に上下方向に設けられた脱泡管であることを特徴とする。 In the water treatment apparatus according to one aspect of the second invention, the defoaming section is a defoaming pipe provided in the vertical direction on the upstream side of the coagulation sedimentation tank.
この場合、前記脱泡管に、被処理水のpHを測定する浸漬式pH計が設けられていてもよい。 In this case, the defoaming tube may be provided with an immersion pH meter that measures the pH of the water to be treated.
さらに、前記浸漬式pH計のプローブの電極部が、前記脱泡管の被処理水供給口よりも低い位置、かつ該電極部と該被処理水供給口との上下方向の距離hと、該脱泡管の径Dとが同じ又はh/Dが1〜3となる位置に配置されていてもよい。 Further, the electrode part of the probe of the immersion type pH meter is positioned lower than the treated water supply port of the defoaming tube, and the vertical distance h between the electrode part and the treated water supply port, You may arrange | position in the position where the diameter D of a defoaming tube is the same, or h / D becomes 1-3.
第2発明の一態様に係る水処理装置において、前記凝集沈殿槽は、中央部にセンターカラムが上下方向に延設され、該センターカラムの上部に供給された被処理水が該センターカラムの下部から前記スラッジブランケットの下部へ導入されるようになっており、該センターカラムの上部に該センターカラムよりも径の大きいセンターウェルが設けられており、前記アニオン性ポリマー添加手段は、該センターウェルにアニオン性ポリマーを添加することを特徴とする。 In the water treatment apparatus according to one aspect of the second invention, the coagulation sedimentation tank has a center column extending in the vertical direction at the center, and the treated water supplied to the upper part of the center column is below the center column. To the lower part of the sludge blanket, a center well having a diameter larger than that of the center column is provided at the upper part of the center column, and the anionic polymer addition means is provided in the center well. An anionic polymer is added.
この場合、前記センターウェルに、被処理水のpHを測定する浸漬式pH計が設けられていてもよい。 In this case, the center well may be provided with an immersion pH meter for measuring the pH of the water to be treated.
また、前記センターウェルを、筒軸を上下方向とした円筒形とし、該センターウェルの周壁に沿った旋回流が形成されるように該センターウェルに被処理水が供給されるようにしてもよい。 Further, the center well may have a cylindrical shape with a cylinder axis in the vertical direction, and the water to be treated may be supplied to the center well so as to form a swirling flow along the peripheral wall of the center well. .
本発明では、気泡を除去した被処理水にアニオン性ポリマーを添加して、凝集沈殿槽内のスラッジブランケットの下部へ導入するため、スラッジブランケットに気泡が流入してフロックが浮上することを防止し、処理水質の低下を防止できる。 In the present invention, an anionic polymer is added to the water to be treated from which bubbles have been removed, and introduced into the lower part of the sludge blanket in the coagulation sedimentation tank, so that bubbles are prevented from flowing into the sludge blanket and floating. , Can prevent deterioration of treated water quality.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図1に示すように、本実施形態に係る水処理装置は、ライン混合装置2、脱泡部4及び凝集沈殿槽6を備える。微細なSSを含有する原水(被処理水)が、配管1を介し、原水ポンプ10によってライン混合装置(ラインミキサ)2に通水される。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, the water treatment device according to this embodiment includes a
配管1において原水に消泡剤が添加される。消泡剤が添加された原水は、ライン混合装置2において、無機凝集剤、pH調整剤及びカチオン性ポリマーが添加される。pH調整剤によって原水のpHを6〜8程度に調整する。
In the pipe 1, an antifoaming agent is added to the raw water. The raw water to which the antifoaming agent is added is added with an inorganic flocculant, a pH adjuster and a cationic polymer in the
無機凝集剤、pH調整剤及びカチオン性ポリマーの添加順序はこの順または同時とすることが好ましい。無機凝集剤とカチオン性ポリマーの正電荷がSSの負電荷に作用して荷電中和するとともに、カチオン性ポリマーの高分子鎖が水素結合により絡まりあって、小粒径であるが密度が高くしっかりとしたフロックが形成される。 The order of addition of the inorganic flocculant, pH adjuster and cationic polymer is preferably this order or simultaneous. The positive charge of the inorganic flocculant and the cationic polymer acts on the negative charge of the SS to neutralize the charge, and the polymer chains of the cationic polymer are entangled by hydrogen bonds, resulting in a small particle size but high density and firmness. A floc is formed.
ライン混合装置11の混合強度はG値(平均速度勾配値)で50〜500s−1程度が好適であり、脱泡部4との合計の滞留時間として20〜120秒、特に20〜60秒程度であることが好ましい。 The mixing intensity of the line mixer 11 is preferably about 50 to 500 s −1 in terms of G value (average velocity gradient value), and the total residence time with the defoaming section 4 is about 20 to 120 seconds, particularly about 20 to 60 seconds. It is preferable that
ライン混合装置2で無機凝集剤、pH調整剤及びカチオン性ポリマーが添加された原水は、配管3を介して脱泡部4に供給される。脱泡部4は、原水から気泡を除去する。
The raw water to which the inorganic flocculant, the pH adjuster and the cationic polymer are added in the
脱泡部4にて気泡が除去された原水にアニオン性ポリマーが添加される。アニオン性ポリマーが添加された原水は、造粒型の凝集沈殿槽6の底部に導入される。凝集沈殿槽6では沈降速度が非常に大きい凝集体(ペレット)が保持されたスラッジブランケットが形成されている。運転初期に系外からペレットを供給するだけでなく造粒型凝集沈殿の運転を行って凝集体を成長させてペレットを作ることによってもペレットが保持されたスラッジブランケットを形成することができる。凝集沈殿槽6の底部に導入された原水はスラッジブランケット(以下、単にブランケットということがある。)を上向流で通過する際、フロックがブランケット中のペレットに吸着されて固液分離されるため、清澄な(例えばSS濃度20mg/L以下、特に10mg/L以下)水のみが処理水として流出する。 An anionic polymer is added to the raw water from which bubbles have been removed in the defoaming section 4. The raw water to which the anionic polymer is added is introduced into the bottom of the granulation type coagulation sedimentation tank 6. In the coagulation sedimentation tank 6, a sludge blanket is formed in which aggregates (pellets) having a very high sedimentation rate are held. In addition to supplying pellets from the outside of the system at the initial stage of operation, a sludge blanket holding pellets can be formed by growing agglomerates by performing granulation-type aggregation precipitation. When the raw water introduced into the bottom of the coagulation sedimentation tank 6 passes through a sludge blanket (hereinafter sometimes simply referred to as a blanket) in an upward flow, flocs are adsorbed by the pellets in the blanket and are separated into solid and liquid. Only clear water (for example, SS concentration of 20 mg / L or less, particularly 10 mg / L or less) flows out as treated water.
凝集沈殿槽6に撹拌羽根が設けられていてもよい。撹拌羽根がブランケットに剪断力を与えることにより、フロックの機械的脱水が促進されて造粒されたペレットが形成される。アニオン性ポリマーとフロックを含んだ水がこのブランケットを通過すると、フロックがペレットに強固に結合するため懸濁物質の除去がなされ、剪断力によって壊れにくいペレットになる。造粒されたペレット(造粒汚泥)は凝集沈殿槽6から引き抜かれる。ペレット形成過程でフロックからの脱水が促進されているため、造粒汚泥は高密度となる。 Agitation blades may be provided in the coagulation sedimentation tank 6. The stirring blade applies a shearing force to the blanket, thereby promoting mechanical dehydration of the floc and forming granulated pellets. When water containing an anionic polymer and flocs passes through the blanket, the flocs are firmly bonded to the pellets, so that suspended substances are removed and the pellets are hard to break by shearing force. The granulated pellet (granulated sludge) is drawn out from the coagulation sedimentation tank 6. Since dehydration from floc is promoted during the pellet formation process, the granulated sludge has a high density.
凝集沈殿槽6におけるブランケットの撹拌強度はG値で1〜150s−1特に2〜50s−1とすることが好ましい。ブランケットのSS濃度は5000〜60000mg/L特に10000〜30000mg/Lであることが好ましい。また、凝集沈殿槽6の通水LVを4〜30m/hr特に6〜20m/hrとすることが好ましい。
The stirring strength of the blanket in the coagulation sedimentation tank 6 is preferably 1 to 150 s −1, particularly 2 to 50 s −1 in terms of G value. The SS concentration of the blanket is preferably 5000 to 60000 mg / L, particularly 10,000 to 30000 mg / L. Moreover, it is preferable that the water flow LV of the coagulation sedimentation tank 6 is 4 to 30 m / hr, particularly 6 to 20 m / hr.
原水にアニオン性ポリマーを添加後、十分に凝集することなく凝集フロックと混合状態で原水を凝集沈殿槽6に導入させる必要があるため、アニオン性ポリマーの添加直後(例えば0.5〜60秒特に1〜30秒)に原水を凝集沈殿槽6(ブランケット下部)に導入することが好ましい。 After the anionic polymer is added to the raw water, it is necessary to introduce the raw water into the coagulating sedimentation tank 6 in a mixed state with the coagulated floc without sufficiently coagulating, so immediately after the addition of the anionic polymer (for example, 0.5 to 60 seconds in particular) It is preferable to introduce raw water into the coagulation sedimentation tank 6 (lower blanket) at 1 to 30 seconds).
本実施の形態では、消泡剤を添加した原水から、脱泡部4にて気泡を除去する。気泡を除去した原水にアニオン性ポリマーを添加し、ブランケット下部に導入するため、凝集沈殿槽6のブランケットへの気泡流入を防止し、フロックの浮上を抑え、処理水質の低下を防止できる。 In the present embodiment, bubbles are removed by the defoaming unit 4 from the raw water to which the antifoaming agent is added. Since an anionic polymer is added to the raw water from which bubbles have been removed and introduced into the lower part of the blanket, it is possible to prevent bubbles from flowing into the blanket of the coagulation sedimentation tank 6, to prevent the flocs from rising, and to prevent deterioration of the treated water quality.
[原水]
原水(被処理水)は、河川水、雨水、工場の用排水等、微細な懸濁物質が含まれる水や、重金属、フッ素又はリン酸を含む水であれば特に限定されない。なお、懸濁物質含有水が被処理水である場合、好ましくはそのSS濃度は20〜10000mg/L特に20〜5000mg/Lである。また、フッ素含有水が処理対象の場合は、フッ素濃度は20〜1500mg/L程度が好ましく、リン酸含有水が処理対象の場合は、リン酸濃度は10〜1000mg/L程度が好ましい。
[Raw water]
The raw water (treated water) is not particularly limited as long as it is water containing fine suspended substances such as river water, rain water, factory waste water, or water containing heavy metals, fluorine, or phosphoric acid. In addition, when suspended substance containing water is to-be-processed water, Preferably the SS density | concentration is 20-10000 mg / L especially 20-5000 mg / L. In addition, when the fluorine-containing water is a treatment target, the fluorine concentration is preferably about 20 to 1500 mg / L, and when the phosphoric acid-containing water is a treatment target, the phosphoric acid concentration is preferably about 10 to 1000 mg / L.
[凝集剤]
無機凝集剤は、PAC、ポリ鉄(ポリ硫酸第二鉄)、塩鉄(塩化第二鉄)あるいは硫酸バンドなど水酸化物を形成するものが好ましい。また、フッ素含有水やリン酸含有水では、消石灰などのカルシウム化合物も無機凝集剤として使用することができる。無機凝集剤の添加量は20〜2000mg/L特に50〜1500mg/L程度が好ましい。
[Flocculant]
The inorganic flocculant is preferably one that forms hydroxide such as PAC, polyiron (polyferric sulfate), salt iron (ferric chloride), or sulfate band. In fluorine-containing water and phosphoric acid-containing water, calcium compounds such as slaked lime can also be used as the inorganic flocculant. The amount of the inorganic flocculant added is preferably 20 to 2000 mg / L, particularly about 50 to 1500 mg / L.
カチオン性ポリマー(カチオン系高分子凝集剤)はアクリルアミド系のものが好適であり、そのカチオン基比率は10〜50モル%、特に15〜40モル%、更に15〜30モル%が好適である。カチオン系高分子凝集剤の重量平均分子量は1200万〜2500万特に1500万〜2200万程度が好適である。カチオン系高分子凝集剤の添加量は0.1〜3mg/L特に0.5〜2mg/Lが好適である。 The cationic polymer (cationic polymer flocculant) is preferably an acrylamide type, and the cationic group ratio is preferably 10 to 50 mol%, particularly 15 to 40 mol%, and more preferably 15 to 30 mol%. The weight average molecular weight of the cationic polymer flocculant is preferably about 12 million to 25 million, particularly about 15 million to 22 million. The addition amount of the cationic polymer flocculant is preferably 0.1 to 3 mg / L, particularly 0.5 to 2 mg / L.
このようなカチオン性ポリマーとしては、例えばカチオン性モノマーとアクリルアミドとの共重合物を好適に用いることができる。カチオン性モノマーの具体例としては、ジメチルアミノエチルアクリレートやジメチルアミノエチルメタクリレート(以下、両化合物を併せて「ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート」と記す場合がある)の酸塩もしくはその4級アンモニウム塩、ジメチルアミノプロピルアクリアミドやジメチルアミノプロピルメタクリアミド(以下、両化合物を併せて「ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド」と記す場合がある)の酸塩もしくはその4級アンモニウム塩を好適に用いることができるが、これに限定されるものではない。 As such a cationic polymer, for example, a copolymer of a cationic monomer and acrylamide can be suitably used. Specific examples of the cationic monomer include dimethylaminoethyl acrylate and dimethylaminoethyl methacrylate (hereinafter, both compounds may be referred to as “dimethylaminoethyl (meth) acrylate”) or a quaternary ammonium salt thereof. Dimethylaminopropylacrylamide, dimethylaminopropylmethacrylamide (hereinafter, both compounds may be referred to as “dimethylaminopropyl (meth) acrylamide”) or their quaternary ammonium salts are preferably used. Yes, but not limited to this.
カチオン性ポリマーの製品形態は特に限定されるものではなく、粉末品、W/O型エマルション、或いは、高塩類濃度の水系媒体中にカチオン性高分子凝集剤粒子が分散しているディスパージョンなど、排水の凝集処理用に一般に流通しているのが適用できる。 The product form of the cationic polymer is not particularly limited, such as a powder product, a W / O type emulsion, or a dispersion in which cationic polymer flocculant particles are dispersed in an aqueous medium having a high salt concentration. It is applicable to the general circulation for waste water agglomeration treatment.
アニオン性ポリマー(アニオン系高分子凝集剤)はアクリルアミド系のものが好適であり、そのアニオン基比率は5〜30モル%特に5〜20モル%が好適である。アニオン性ポリマーの重量平均分子量は900万〜2000万特に1000万〜1800万程度が好適である。アニオン系高分子凝集剤の添加量は0.2〜8mg/L特に0.5〜6mg/Lが好適である。 The anionic polymer (anionic polymer flocculant) is preferably an acrylamide type, and the anionic group ratio is preferably 5 to 30 mol%, particularly 5 to 20 mol%. The weight average molecular weight of the anionic polymer is preferably 9 million to 20 million, particularly about 10 million to 18 million. The addition amount of the anionic polymer flocculant is preferably 0.2 to 8 mg / L, particularly 0.5 to 6 mg / L.
このようなアニオン性ポリマーとしては、例えばアニオン性モノマーとアクリルアミドとの共重合物、または、ポリアクリルアミドの加水分解物を用いることができる。アニオン性モノマーの具体例としては、アクリル酸若しくはその塩を好適に用いることができる。アニオン性モノマーとして、アクリル酸若しくはその塩とともに、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸若しくはその塩を用いて、アクリルアミドと共重合した重合物は、広いpH範囲で安定して使用できる点で特に好適に用いることができる。 As such an anionic polymer, for example, a copolymer of an anionic monomer and acrylamide, or a hydrolyzate of polyacrylamide can be used. As a specific example of the anionic monomer, acrylic acid or a salt thereof can be suitably used. Polymers copolymerized with acrylamide using 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid or a salt thereof together with acrylic acid or a salt thereof as an anionic monomer are particularly useful in that they can be used stably over a wide pH range. It can be used suitably.
アニオン性ポリマーの製品形態は特に限定されるものではなく、粉末品、W/O型エマルション、或いは、高塩類濃度の水系媒体中にアニオン性高分子凝集剤粒子が分散しているディスパージョンなど、排水の凝集処理用に一般に流通しているものが適用できる。 The product form of the anionic polymer is not particularly limited, such as a powder product, a W / O type emulsion, or a dispersion in which anionic polymer flocculant particles are dispersed in an aqueous medium having a high salt concentration. Those generally circulated for wastewater agglomeration treatment can be applied.
カチオン基比率とは、共重合するノニオン性モノマーとカチオン性モノマーとの合計モル量に占めるカチオン性モノマーのモル比である。アニオン基比率とは、共重合するノニオン性モノマーとアニオン性モノマーとの合計モル量に占めるアニオン性モノマーのモル比(ポリアクリルアミドの加水分解物の場合は、ノニオン性繰り返し単位とアニオン性繰り返し単位のモル比)である。 The cationic group ratio is a molar ratio of the cationic monomer in the total molar amount of the nonionic monomer and the cationic monomer to be copolymerized. Anionic group ratio is the molar ratio of anionic monomer to the total molar amount of nonionic monomer and anionic monomer to be copolymerized (in the case of polyacrylamide hydrolyzate, nonionic repeating unit and anionic repeating unit Molar ratio).
例えば、アクリルアミド80モルとジメチルアミノエチルアクリレートの4級アンモニウム塩20モルとを共重合したカチオン系高分子凝集剤の場合、カチオン基比率は以下の通り20モル%となる。
カチオン基比率[モル%]=
[カチオン性モノマーのモル比/(カチオン性モノマーのモル比+ノニオン性モノマーのモル比)]×100
=[20/(20+80)]×100=20 [モル%]
For example, in the case of a cationic polymer flocculant obtained by copolymerizing 80 mol of acrylamide and 20 mol of quaternary ammonium salt of dimethylaminoethyl acrylate, the ratio of the cation group is 20 mol% as follows.
Cationic group ratio [mol%] =
[Molar ratio of cationic monomer / (molar ratio of cationic monomer + molar ratio of nonionic monomer)] × 100
= [20 / (20 + 80)] x 100 = 20 [mol%]
[凝集剤の添加のタイミング、添加量及び添加手段]
カチオン性ポリマーは被処理水(原水)に対し、無機凝集剤と共に添加されるか、又は無機凝集剤を添加した直後(例えば1秒〜1分特に5秒〜30秒)又はそれ以降に添加される。その後、30秒〜2分経過後にアニオン性ポリマーが添加される。
[Timing of addition of coagulant, addition amount and addition means]
The cationic polymer is added to the water to be treated (raw water) together with the inorganic flocculant, or immediately after the addition of the inorganic flocculant (for example, 1 second to 1 minute, particularly 5 seconds to 30 seconds) or later. The Thereafter, the anionic polymer is added after 30 seconds to 2 minutes.
カチオン性ポリマーの添加量Acとアニオン性ポリマーの添加量Aaとの比Ac/Aaが0.1〜1特に0.4〜0.8であることが好ましい。 The ratio Ac / Aa between the addition amount Ac of the cationic polymer and the addition amount Aa of the anionic polymer is preferably from 0.1 to 1, particularly from 0.4 to 0.8.
無機凝集剤の添加量Am、カチオン性ポリマーの添加量Ac及びアニオン性ポリマーの添加量Aaが下式を満たすことが好ましい。
0.1<(Am/100+Ac)/Aa<2
凝集剤の添加は、薬注ポンプなどによって行われる。
It is preferable that the addition amount Am of the inorganic flocculant, the addition amount Ac of the cationic polymer, and the addition amount Aa of the anionic polymer satisfy the following formula.
0.1 <(Am / 100 + Ac) / Aa <2
The flocculant is added by a chemical injection pump or the like.
[消泡剤]
消泡剤としては特に制限はなく、例えば疎水性有機溶剤、脂肪酸多価金属塩、疎水性無機粉体、非イオン系界面活性剤などを用いることができる。
[Defoamer]
There is no restriction | limiting in particular as an antifoamer, For example, a hydrophobic organic solvent, a fatty acid polyvalent metal salt, hydrophobic inorganic powder, a nonionic surfactant etc. can be used.
疎水性有機溶剤としては、例えばパラフィン系炭化水素、ナフテン系炭化水素、石油系溶剤などが挙げられ、脂肪酸多価金属塩としては、例えばラウリン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸、エルカ酸などの脂肪酸のマグネシウム、アルミニウム、カルシウム、鉄、亜鉛、ニッケル、バリウムなどの金属塩が挙げられる。 Examples of the hydrophobic organic solvent include paraffinic hydrocarbons, naphthenic hydrocarbons, and petroleum solvents. Examples of the fatty acid polyvalent metal salt include lauric acid, palmitic acid, stearic acid, oleic acid, erucic acid, and the like. And metal salts of fatty acids such as magnesium, aluminum, calcium, iron, zinc, nickel and barium.
疎水性無機粉体としては、例えば疎水性シリカ、アルミナ、酸化マグネシウムなどが挙げられ、非イオン系界面活性剤としては、例えばグリセリン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリエチレングリコール脂肪酸エステル等の脂肪酸エステル、ポリエチレングリコール、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレン(プルロニック型・テトロニック型)、ポリオキシエチレンアルキルエーテル等のエーテル型などが挙げられる。 Examples of the hydrophobic inorganic powder include hydrophobic silica, alumina, and magnesium oxide. Examples of the nonionic surfactant include fatty acid esters such as glycerin fatty acid ester, sorbitan fatty acid ester, polyethylene glycol fatty acid ester, and polyethylene. Examples thereof include ether types such as glycol, polyoxyethylene polyoxypropylene (pluronic type / tetronic type), and polyoxyethylene alkyl ether.
これらの消泡剤は1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。 These antifoaming agents may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.
<第1態様による水処理装置>
図2は、脱泡部4として脱泡管40を使用した水処理装置の概略構成図である。脱泡管40は、管軸を上下方向とし、上方が開口した管体からなる。脱泡管40の上部には、配管3が接続される供給口41が設けられている。ライン混合装置2で無機凝集剤、pH調整剤及びカチオン性ポリマーが添加された原水は、配管3を介して、この供給口41から脱泡管40内に導かれる。脱泡管40内の液面レベルは、供給口41の位置よりも高く、脱泡管40内への原水の導入にあたり気泡が発生しないようになっている。
<Water treatment apparatus according to the first aspect>
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a water treatment apparatus using a
脱泡管40に供給される原水には、消泡剤が添加されている。そのため、原水は、脱泡管40内を下降しながら、徐々に気泡が除去される。脱泡管40の下部には排出口42が設けられ、気泡が除去された原水を連続して排出することができるようになっている。
An antifoaming agent is added to the raw water supplied to the
脱泡管40の内径Dは例えば200〜600mm、長さHは600〜1800mmであるが、これに限定されない。
The inner diameter D of the
水処理装置は、脱泡管40内の原水のpHを測定する浸漬式のpH計12を備える。pH計12のプローブ14が、脱泡管40の上方開口部40aを通って、脱泡管40内の原水に挿入され、原水のpHが測定される。このようにアニオン性ポリマーの添加位置より上流側に脱泡管40が設置される場合は、プローブ14の先端部の電極16が、供給口41よりも低い(深い)箇所に位置するようにし、特に、供給口41から電極16までの上下方向の距離hが脱泡管40の内径Dと略同一であるか、又はh/Dが1〜3程度であることが好ましい。h/Dが3を超えると、供給口41と電極16が遠すぎるため、pH計12からのフィードバック制御信号の遅れ時間が大きくなり、ハンチングしてしまうおそれがある。h/Dが1を下回ると、供給口41と電極が近すぎるため、電極16がSSで摩耗して劣化を引き起こしやすくなる。
The water treatment apparatus includes an immersion
pH計12の測定結果に基づいて、原水pH6〜8程度になるように、ライン混合装置2におけるpH調整剤の添加量が制御される。
Based on the measurement result of the
脱泡管40内を原水が下降する速度(下降流速)は、0.15m/s以下、特に0.1m/s以下であることが好ましい。また、下降流速は0.04m/s以上、特に0.06m/s以上であることが好ましい。 The speed at which the raw water descends through the defoaming tube 40 (downflow velocity) is preferably 0.15 m / s or less, particularly preferably 0.1 m / s or less. The descending flow rate is preferably 0.04 m / s or more, particularly 0.06 m / s or more.
下降流速が0.15m/sより大きい場合、原水の脱泡管40内での滞留時間が短く、気泡を十分に除去できない場合がある。下降流速が0.04m/sよりも小さい場合、不必要に大型の脱泡管が必要となり、設備の大型化、設置スペースの拡大を招く。
When the descending flow rate is larger than 0.15 m / s, the residence time in the
排出口42から排出された原水は、配管5を通って、凝集沈殿槽6Aの底部に導入される。なお、配管5において、原水にアニオン性ポリマーが添加される。
The raw water discharged from the
凝集沈殿槽6Aの底部に導入された原水はスラッジブランケットを上向流で通過し、フロックがスラッジブランケット中のペレットに吸着されて固液分離され、清澄な処理水がトラフ63から流出する。スラッジブランケットは、造粒用攪拌機61の攪拌羽根62によって剪断力が与えられており、フロックの機械的脱水が促進されて造粒されたペレットが形成される。
The raw water introduced into the bottom of the coagulation sedimentation tank 6 </ b> A passes through the sludge blanket in an upward flow. The sludge blanket is given a shearing force by the stirring
凝集沈殿槽6Aに隣接して受入槽69が設けられている。受入槽69は、凝集沈殿槽6Aの中間部又はそれよりも若干上位に設けられた流出口69aを介して凝集沈殿槽6Aに連通している。スラッジブランケットの界面が流出口69aの高さに達すると、ペレット(造粒汚泥)は受入槽69にこぼれ落ちる。受入槽69内に貯留されて濃縮された汚泥は、受入槽69の底部から取り出される。
A receiving tank 69 is provided adjacent to the
本態様では、凝集沈殿槽6Aの上流側に配置した脱泡管40にて原水から気泡を除去し、その後、原水にアニオン性ポリマーを添加して凝集沈殿槽6Aに導入する。これにより、スラッジブランケットに気泡が流入してフロックが浮上することを防止し、処理水質の低下を防止できる。
In this embodiment, bubbles are removed from the raw water by the
また、本態様では、浸漬式のpH計12を脱泡管40に設置している。流通式のpH計をライン混合装置2に設置する場合と比較して、pH計測不良が発生し難く、メンテナンス頻度を抑えることができる。
In this embodiment, the immersion
図2に示す凝集沈殿槽6Aから、造粒用攪拌機61及び攪拌羽根62を省略してもよい。
The
<第2態様による水処理装置>
図3(a)は、凝集沈殿槽6Bのセンターウェル65にて脱泡を行う水処理装置の概略構成図であり、図3(b)はセンターウェル65の上面図である。凝集沈殿槽6Bの中央部にはセンターカラム64が上下方向に延在している。センターカラム64の下端部には、凝集沈殿槽6B内に原水を均一に分散供給するためのディストリビュータ67が設けられている。ディストリビュータ67は、センターカラム64の下端から放射方向に延設された管状体よりなる。
<Water treatment apparatus according to the second aspect>
3A is a schematic configuration diagram of a water treatment device that performs defoaming in the center well 65 of the
センターカラム64の上部には、原水受入部としてのセンターウェル65が設けられている。センターウェル65は、筒軸方向を上下方向とした円筒形である。センターウェル65はセンターカラム64よりも径の大きい拡径部となっている。例えば、センターウェル65の径D1は250〜1400mm、上下方向の長さは50〜400mm、センターカラム64の径dは200〜1000mm、上下方向の長さは1000〜3000mmであるが、これに限定されない。
A center well 65 as a raw water receiving portion is provided on the upper portion of the
センターウェル65には、ライン混合装置2で無機凝集剤、pH調整剤及びカチオン性ポリマーが添加された原水が、配管3を介して供給される。配管3から、センターウェル65の周壁の接線方向に原水が供給される。これにより、センターウェル65では、図3(b)に示すように、周壁に沿った旋回流SFが形成される。
The raw water to which the inorganic flocculant, the pH adjuster and the cationic polymer are added by the
原水には、ライン混合装置2の上流側で消泡剤が添加されている。そのため、原水はセンターウェル65にて徐々に気泡が除去される。センターウェル65における旋回流SFにより脱泡が促進される。センターウェル65におけるHRT(Hydraulic Retention Time、水理学的滞留時間)は例えば1〜5秒程度である。
An antifoaming agent is added to the raw water on the upstream side of the
センターウェル65にて気泡を除去中の原水にアニオン性ポリマーが添加される。気泡が除去され、アニオン性ポリマーが添加された原水は、センターカラム64を下降し、ディストリビュータ67からスラッジブランケット内に供給される。
An anionic polymer is added to the raw water whose bubbles are being removed by the center well 65. The raw water from which bubbles are removed and to which the anionic polymer is added descends the
センターウェル65を原水が下降する速度(下降流速)は、0.15m/s以下、特に0.1m/s以下であることが好ましい。また、下降流速は0.04m/s以上、特に0.06m/s以上であることが好ましい。 The speed at which the raw water descends through the center well 65 (downflow velocity) is preferably 0.15 m / s or less, particularly preferably 0.1 m / s or less. The descending flow rate is preferably 0.04 m / s or more, particularly 0.06 m / s or more.
下降流速が0.15m/sより大きい場合、気泡を十分に除去できない場合がある。下降流速が0.04m/sよりも小さい場合、設計上、センターカラム64の内径を大きくする必要があり、設備の大型化を招く。
If the descending flow rate is greater than 0.15 m / s, the bubbles may not be sufficiently removed. When the descending flow velocity is smaller than 0.04 m / s, it is necessary to increase the inner diameter of the
ディストリビュータ67から凝集沈殿槽6Bの底部に導入された原水は、スラッジブランケットを上向流で通過し、微細なSS等が濾過分離され、清澄な処理水がトラフ68から流出する。沈降したフロックは、凝集沈殿槽6Bの下部から引き抜かれる。
The raw water introduced from the
浸漬式のpH計12のプローブ14が、センターウェル65内の原水に挿入され、原水のpHが測定される。pH計12の測定結果に基づいて、ライン混合装置2におけるpH調整剤の添加量が制御される。
The
例えば、図3(b)に示すように、センターウェル65の9時の位置で、配管3から原水を供給し、時計回り方向の旋回流SFを形成する場合、センターウェル65の12時の位置でアニオン性ポリマーを添加し、3時の位置にプローブ14を設置する。これにより、プローブ14に原水が直接当たらず、緩やかな旋回流と接触するので、プローブ14の電極16が、配管3の原水供給口と同じ高さに位置する場合であっても、電極16の劣化を抑えることができる。
For example, as shown in FIG. 3B, when raw water is supplied from the
本態様では、凝集沈殿槽6Bのセンターウェル65を脱泡部として利用し、原水から気泡を除去する。その後、ディストリビュータ67からスラッジブランケットへ原水を導入する。これにより、スラッジブランケットに気泡が流入してフロックが浮上することを防止し、処理水質の低下を防止できる。
In this aspect, the center well 65 of the
また、本態様では、浸漬式のpH計12を用いてセンターウェル65内を緩やかに旋回する原水のpHを測定している。流通式のpH計をライン混合装置2に設置する場合と比較して、pH計測不良が発生し難く、メンテナンス頻度を抑えることができる。
In this embodiment, the pH of the raw water that gently turns in the center well 65 is measured using the immersion
<第3態様による水処理装置>
図4に示すように、凝集沈殿槽6Cの傾斜底面に沿った集泥レーキ81をディストリビュータ67と一体に設けてもよい。センターカラム64は、モータ82のシャフト83に連結され、集泥レーキ81及びディストリビュータ67と共に、モータ82によって一体にゆっくりと回転する。集泥レーキ81は、レーキアクション効果を利用して、沈殿した汚泥を濃縮しながら排泥する。
<Water treatment apparatus according to the third aspect>
As shown in FIG. 4, a
以下に実施例を挙げて本発明をより具体的に説明する。
[実施例1]
SS濃度が50mg/Lの生物処理水を原水として、図2に示す水処理装置を用いて処理を行った。消泡剤として栗田工業製「クリレスS115」を1mg/L添加した。ライン混合装置2にて無機凝集剤としてポリ硫酸第二鉄を200mg/L添加した。pH調整剤として25%NaOHを用いてpHを7に調整した。カチオン性ポリマーとして栗田工業製「クリファームPC728」を1mg/L添加した。脱泡管40内の原水の下降流速は、0.08m/sであった。
Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples.
[Example 1]
Treatment was performed using the water treatment apparatus shown in FIG. 2 using biologically treated water with an SS concentration of 50 mg / L as raw water. As an antifoaming agent, 1 mg / L of Kurita Kogyo "Kuriresu S115" was added. In the
脱泡管40から排出された原水にアニオン性ポリマーとして栗田工業製「クリファームPA465」を2mg/L添加した。凝集沈殿槽6Aの直径は1000mm、高さは1500mmであった。凝集沈殿槽6AのスラッジブランケットのSS濃度は3000mg/Lであった。
To the raw water discharged from the
凝集沈殿槽6Aのトラフ63から流出する処理水のSS濃度は2〜5mg/Lであった。
The SS concentration of the treated water flowing out from the
[比較例1]
実施例1において、脱泡管40での脱泡処理及び消泡剤の添加を省略した。その他の条件は実施例1と同一とした。処理水のSS濃度は5〜15mg/Lであった。
[Comparative Example 1]
In Example 1, the defoaming process in the
消泡剤を添加し、脱泡管40で気泡を除去することで、処理水質が向上することが確認された。
It was confirmed that the quality of the treated water was improved by adding an antifoaming agent and removing bubbles with the
1,3,5 配管
2 ライン混合装置
4 脱泡部
6,6A,6B,6C 凝集沈殿槽
12 pH計
14 プローブ
40 脱泡管
64 センターカラム
65 センターウェル
67 ディストリビュータ
1, 3, 5
Claims (20)
被処理水に凝集剤を添加してライン混合し、
ライン混合された被処理水から気泡を除去し、
気泡を除去した被処理水を前記スラッジブランケットの下部へ導入することを特徴とする水処理方法。 A water treatment method for introducing treated water into a lower portion of a sludge blanket formed in a coagulation sedimentation tank and passing the sludge blanket in an upward flow to obtain treated water,
Add flocculant to the water to be treated and mix the lines.
Remove air bubbles from the mixed water to be treated
A water treatment method comprising introducing treated water from which bubbles have been removed into a lower portion of the sludge blanket.
該脱泡管における被処理水の下降流速を0.1m/s以下とすることを特徴とする水処理方法。 5. The treated water mixed in the line according to claim 1, wherein the treated water mixed in the line is supplied from an upper part of a defoaming pipe installed vertically outside the coagulation sedimentation tank, and the treated water from which bubbles are removed is supplied to the treated water. Discharged from the lower part of the defoaming tube and introduced into the coagulation sedimentation tank,
A water treatment method, wherein a descending flow rate of water to be treated in the defoaming tube is 0.1 m / s or less.
該センターカラムの上部に該センターカラムよりも径の大きいセンターウェルが設けられ、
該センターウェルで気泡を除去し、
該センターウェルにおける被処理水の下降流速を0.1m/s以下とすることを特徴とする水処理方法。 5. The coagulation sedimentation tank according to claim 1, wherein the coagulation sedimentation tank has a center column extending in the vertical direction at the center, and the water to be treated supplied to the upper part of the center column is supplied from the lower part of the center column. It is designed to be introduced to the bottom of the sludge blanket,
A center well having a diameter larger than that of the center column is provided on the center column,
Remove bubbles in the center well,
A water treatment method, wherein a descending flow rate of water to be treated in the center well is 0.1 m / s or less.
被処理水に凝集剤を添加してライン混合するライン混合装置と、
ライン混合された被処理水から気泡を除去する脱泡部と、
を備え、
該脱泡部からの脱泡処理水が前記凝集沈殿槽に導入されることを特徴とする水処理装置。 A water treatment apparatus comprising a coagulation sedimentation tank for introducing treated water into a lower portion of a sludge blanket and passing the sludge blanket in an upward flow to obtain treated water,
A line mixing device for adding a flocculant to the water to be treated and mixing the lines;
A defoaming section for removing air bubbles from the water to be treated mixed in a line;
With
A water treatment apparatus, wherein defoamed water from the defoaming section is introduced into the coagulation sedimentation tank.
該アニオン性ポリマーが添加された被処理水が前記スラッジブランケットの下部へ導入されることを特徴とする水処理装置。 In Claim 11 or 12, further comprising an anionic polymer addition means for adding an anionic polymer to the water to be treated from which bubbles have been removed or the water to be treated in which bubbles are being removed,
A water treatment apparatus, wherein water to be treated to which the anionic polymer is added is introduced into a lower portion of the sludge blanket.
該センターカラムの上部に該センターカラムよりも径の大きいセンターウェルが設けられており、
前記アニオン性ポリマー添加手段は、該センターウェルにアニオン性ポリマーを添加することを特徴とする水処理装置。 In any one of Claims 11 thru | or 14, the said coagulation sedimentation tank has a center column extended in the up-down direction in the center part, and the to-be-processed water supplied to the upper part of this center column is from the lower part of this center column. It is designed to be introduced to the bottom of the sludge blanket,
A center well larger in diameter than the center column is provided at the top of the center column,
The water treatment apparatus, wherein the anionic polymer addition means adds an anionic polymer to the center well.
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