JP4416144B2 - Coagulation precipitation method and apparatus - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、原水中の懸濁物質を凝集沈澱により汚泥と処理水とに分離する凝集沈澱方法および装置に関し、とくに凝集沈澱により分離した汚泥を効率よくさらに濃縮できるようにした凝集沈澱方法および装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
原水中に懸濁している物質(以下、SS[Suspended Solid] と称することもある。)を沈澱により分離除去する装置が知られている。従来の原水中のSSを除去するための凝集沈澱装置として、原水に単に凝集剤を添加して凝集物を沈澱させ、凝集物を汚泥として引き抜くとともに上部から処理水を導出するようにした装置はよく知られている。
【0003】
このような一般的な凝集沈澱装置では、凝集物の沈澱に長時間を要し、沈澱槽としても極めて大型のものが要求されることから、より効率よく凝集沈澱を行わせるようにした凝集沈澱装置が提案されている。
【0004】
たとえばフランス特許第1411792号には、凝集槽において、原水に凝集剤とともに、粒径10〜200μm程度の粒状物(代表的には、砂)を添加し、原水中のSSを比重の大きい粒状物を含んだ比較的大きなフロックとして凝集させ、沈澱槽において凝集槽から導入された被処理水中のフロックを沈澱させて処理水と分離する凝集沈澱装置が開示されている。沈澱槽から引き抜かれた沈澱フロックを含むスラリーは、サイクロン等の分離器により汚泥と粒状物とに分離され、分離された粒状物は凝集槽に戻されて循環再使用される。このような凝集沈澱装置では、比較的小型の沈澱槽にて、高流速で処理水と凝集フロックとの分離処理が可能になる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような凝集沈澱装置においては、分離器で分離された汚泥は、現実には、さらに後段に設けられた汚泥貯槽、脱水機等により濃縮処理されることが多い。ところが、前述の一般的な凝集沈澱装置における引き抜き汚泥の濃度が1〜2%程度であるのに対し、上記の粒状物を用いた凝集沈澱装置では、その分離器の出口汚泥濃度は0.05〜0.5%程度と低くなっており、後段に設けられる汚泥貯槽が大型化したり、脱水機の負荷が大きくなったりするという問題を招くおそれがある。
【0006】
このような問題に対し、未だ出願未公開の段階にあるが、先に本出願人により、分離器の後段に設けた分級塔で汚泥濃縮処理を行うようにした凝集沈澱装置が提案されている(特願平11−130978号)。
【0007】
この先に提案した凝集沈澱装置は、たとえば図3に示すように構成されている。凝集沈澱装置101は、凝集槽102と、それに隣接配置された沈澱槽103を備えている。原水供給ライン104を介して供給される原水105には、たとえば予備凝集槽107で無機凝集剤106が添加され、モータ108によって駆動される攪拌機109で混合され、凝集槽102に送られるときにさらに高分子凝集剤110が注入される。凝集槽102内には、粒状物としての砂111が添加される。凝集槽102には、モータ112によって駆動される攪拌機113が設けられており、攪拌機113による攪拌によって原水中の懸濁物質が、無機凝集剤106、高分子凝集剤110、砂111を含むフロックとして凝集、成長される。
【0008】
成長した凝集フロック114を含む被処理水は、越流ぜき115を介して沈澱槽103へと導入される。沈澱槽103では、導入水中のフロックが下方に沈降され、沈降されたフロックは上方の処理水116に対して分離される。沈澱槽103内の上部には、複数の傾斜板117が並設されており、処理水116とともにフロックが流出するのを抑制している。沈澱槽103の底部には、沈降されたフロックを引き抜くための引抜ライン118が接続されており、汚泥引抜ポンプ119によって、沈降した凝集フロックを含むスラリーが引き抜かれる。引き抜かれたスラリーは、分離器としてのサイクロン120に送られ、サイクロン120内における遠心分離により、汚泥121と砂111とに分離される。分離された砂111は、再び凝集槽102内に戻されて循環再使用される。
【0009】
サイクロン120で分離された汚泥121は、分級塔122で沈降分離処理され、さらに濃縮された汚泥123と、返送ライン124を介して予備凝集槽107に戻される分級処理水とに分離される。
【0010】
ところが、上記のように分級塔122を設けて汚泥の濃縮処理を行う凝集沈澱装置101には、以下のような問題が残されている。
【0011】
すなわち、原水が、たとえば生物処理水(活性汚泥等)等の有機性の排水の場合、サイクロン120後段の汚泥は非常に沈降しにくいものとなるため、分級塔122で重力による沈降濃縮が難しくなることがある。分級塔122での濃縮が目標通りに行われないと、凝集沈澱系に大量の汚泥が循環して凝集沈澱処理のバランスを崩し、その結果処理水の水質の悪化を招くおそれがある。
【0012】
また、分級塔122での汚泥の沈降濃縮性能を向上するために、塔の容量を大きくする方法もあるが、新たに設置面積、コストの増大という問題を招いてしまう。
【0013】
そこで本発明の課題は、上記のような問題点に鑑み、サイクロン等からなる汚泥分離器の後段で、装置の大型化を招くことなく効率よく汚泥の濃縮処理を行えるようにし、凝集沈澱処理系における処理水の水質を悪化させることなく、分離器の後段に設けられる汚泥貯槽の大型化の防止、脱水機負荷増大の抑制をはかることのできる凝集沈澱方法および装置を提供することにある。
【0014】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明に係る凝集沈澱方法は、原水に凝集剤と粒状物を添加し原水中の懸濁物質とともにフロックとして凝集させ、該フロックを沈降させて処理水と分離し、沈降したフロックを含むスラリーを抜き出して分離器により汚泥と粒状物とに分離し、分離した粒状物を循環再使用する凝集沈澱方法において、分離器で分離した汚泥を、気泡の浮上による浮上分離により、さらに濃縮された汚泥と浮上分離処理水とに分離することを特徴とする方法からなる。つまり、分離器で分離された汚泥のさらなる濃縮に、浮上分離という新しい概念を導入した方法である。本発明における浮上分離とは、気泡を汚泥に吸着させ、気泡の浮力で処理水と汚泥に分離することをいう。
【0015】
この凝集沈澱方法においては、浮上分離処理水を原水に返送することができる。浮上分離処理は、たとえば分離器で分離した汚泥中に浮上分離用水を導入し、該浮上分離用水中に気泡生成用空気を注入することにより行うことができる。浮上分離用水としては、たとえばフロックが沈降分離された処理水、つまり凝集沈澱系の処理水の一部を用いることができる。
【0016】
本発明に係る凝集沈澱装置は、原水中の懸濁物質を凝集剤と粒状物の添加によりフロックとして凝集させる凝集槽と、凝集槽からの導入水中のフロックを沈降させ処理水とフロックとに分離する沈澱槽と、沈澱槽から抜き出した沈降フロックを含むスラリーを汚泥と粒状物とに分離し、分離した粒状物を凝集槽に戻す分離器とを備えた凝集沈澱装置において、分離器で分離した汚泥を、気泡の浮上による浮上分離により、さらに濃縮された汚泥と浮上分離処理水とに分離する浮上分離手段を有することを特徴とするものからなる。
【0017】
この凝集沈澱装置においては、浮上分離手段により分離された浮上分離処理水を原水に返送する浮上分離処理水返送ラインを有する構成とすることができる。また、浮上分離手段に、気泡生成用空気が注入された浮上分離用水を供給する浮上分離用水供給ラインが接続されている構成を採用できる。浮上分離用水供給ラインは、沈澱槽からの処理水排出ラインから分岐すればよい。
【0018】
また、浮上分離処理には、単に気泡生成用の空気を供給、あるいはそれに加えて起泡剤を添加して、常圧浮上処理方式を採用することも可能であり、加圧空気を浮上分離用水中に注入し、それを浮上分離処理槽で急激に減圧(急激に大気圧に解放)することにより浮上分離のための気泡を生成するようにすることも可能である。後者の場合には、気泡生成用空気を浮上分離用水中に加圧注入する手段を設けておけばよい。
【0019】
浮上分離手段自体の構成はとくに限定されないが、たとえば浮上分離手段が、少なくとも内筒および外筒を含む浮上分離槽を有し、浮上分離用水供給ラインが内筒に接続されている構成とすることにより、濃縮汚泥と浮上分離処理水とをより効率よく分離することが可能になる。
【0020】
上記のような本発明に係る凝集沈澱方法および装置においては、分離器からの汚泥のさらなる濃縮に、浮上分離という新しい手法が採り入れられ、汚泥が浮上する気泡の動きに伴って効率よく分離、濃縮される。単なる沈降分離による濃縮処理ではなく、浮上分離による濃縮処理であるから、従来分離が困難であった有機性の排水からの汚泥に対しても、効率よく濃縮を行うことが可能になる。しかも、浮上分離による強制的な分離、濃縮処理であるから、格別大型の浮上分離槽も不必要である。
【0021】
したがって、装置を大型化することなく、分離器からの汚泥を効率よく濃縮でき、濃縮された汚泥を効率よく浮上分離処理水と分離でき、汚泥濃度の極めて低い浮上分離処理水を凝集沈澱系に戻すことが可能になる。汚泥が高い濃度まで濃縮される結果、後段の汚泥貯槽の大型化を防止でき、脱水機等の負荷を軽減できる。また、凝集沈澱系に戻される浮上分離処理水から汚泥が効率よく分離除去されているので、凝集沈澱系の処理水の水質悪化も防止される。
【0022】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の望ましい実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
図1は、本発明の一実施態様に係る凝集沈澱装置および凝集沈澱方法を示している。図1において、凝集沈澱装置1は、凝集槽2と、それに隣接配置された沈澱槽3を備えている。原水5は、原水供給ライン4を介して予備凝集槽7に供給され、そこで無機凝集剤6が添加される。予備凝集槽7には、モータ8によって駆動される攪拌機9が設けられており、攪拌機9で攪拌された後、凝集槽2に送られるときにさらに高分子凝集剤10が注入されるようになっている。
【0023】
凝集槽2内には、粒状物としての砂11が添加される。凝集槽2には、モータ12によって駆動される攪拌機13が設けられており、攪拌機13による攪拌によって原水中の懸濁物質が、無機凝集剤6、高分子凝集剤10、砂11を含むフロックとして凝集、成長される。
【0024】
この凝集においては、無機凝集剤6が懸濁物質を凝集させて微細なフロックを生成させ、それに高分子凝集剤10が絡まってより大きなフロックに成長させ、成長したフロックには比重の大きい粒状物としての砂11が含有され、全体として比較的大きな、比重の大きい沈降しやすいフロックに成長する。
【0025】
成長した凝集フロック14を含む被処理水は、越流ぜき15を介して沈澱槽3へと導入される。沈澱槽3では、導入水中のフロックが下方に沈降され、沈降されたフロックは上方の処理水16に対して分離される。沈澱槽3内の上部には、複数の傾斜板17が並設されており、処理水16とともにフロックが流出するのを抑制している。
【0026】
沈澱槽3の底部には、沈降されたフロックを引き抜くための引抜ライン18が接続されており、汚泥引抜ポンプ19によって、沈降した凝集フロックを含むスラリーが引き抜かれる。引き抜かれたスラリーは、分離器としてのサイクロン20に送られ、サイクロン20内における遠心分離により、汚泥21と砂11とに分離される。分離された砂11は、再び凝集槽2内に戻されて循環再使用される。
【0027】
ここまでの系統は、実質的に図3に示したものと同じである。本発明においては、分離器20(サイクロン)の後段に、次のような浮上分離手段が設けられる。
【0028】
分離器20からの濃縮前の汚泥21の導出ライン22は、浮上分離槽23に接続され、この汚泥導出ライン22に浮上分離用水供給ライン24が合流されている。浮上分離槽23は、本実施態様では、内筒25と外筒26を有し、外筒26の外側に浮上分離槽23の槽壁27が位置する構造となっている。汚泥導出ライン22と合流された浮上分離用水供給ライン24は、内筒25内に臨むように接続されており、この内筒25内で浮上分離のための気泡が浮上される。内筒25の上方および外筒26内上部には、浮上分離処理によって分離されたスカム28が集められ、さらに濃縮された汚泥29として後段の汚泥貯槽、さらには脱水機へと送られるようになっている(図示略)。
【0029】
浮上分離槽23の底部からは、該底部に沈降してきた汚泥30が引き抜かれる。また、外筒26と槽壁27との間の上部から、汚泥と分離された浮上分離処理水31が浮上分離処理水返送ライン32を介して予備凝集槽7に戻され、凝集沈澱系へと循環されるようになっている。
【0030】
浮上分離用水供給ライン24には、浮上分離のための気泡生成用の空気33が注入されるようになっており、本実施態様では加圧空気として注入される。また、浮上分離用水供給ライン24には、加圧ポンプ34と加圧タンク35が設けられており、注入された空気を所定の加圧状態にした後、内筒25内に供給される際に急激に減圧状態(大気圧状態)に解放して、気泡を生成できるようになっている。
【0031】
浮上分離用水供給ライン24に供給する水は、別の系から採水することも可能であるが、沈澱槽3からの処理水16のラインから分岐して処理水16の一部を利用するのが効率がよい。
【0032】
上記のような装置においては、分離器20からの比較的濃度の低い汚泥21が、浮上分離槽23内でさらに濃縮された汚泥29へと分離される。この浮上分離処理は、気泡の浮上動作に伴って、強制的に分離するものであるから、大型の槽は不要であり、強制分離力により高い分離効率が得られる。
【0033】
また、重力を利用した沈降分離処理とは異なり、沈降しにくい汚泥、たとえば前述したような有機性の汚泥まで、効率よく濃縮、分離することが可能になる。
【0034】
その結果、浮上分離槽23から後段に送られる汚泥29の濃度は、図3に示した分級塔を利用したものに比べて、はるかに高い濃度まで濃縮され、後段に設置される汚泥貯槽の小型化、脱水機の負荷軽減が可能になる。
【0035】
また、予備凝集槽7へと戻される浮上分離処理水31からは効率よく汚泥が除去されており、浮上分離処理水31中の汚泥濃度は極めて低いから、凝集沈澱系における凝集沈澱のバランスを崩すことはなく、その処理水16の水質を悪化させることもない。
【0036】
図2は、本発明の別の実施態様に係る凝集沈澱装置および凝集沈澱方法を示している。本実施態様では、浮上分離槽41が、内筒42と、外筒と共通壁に構成された槽壁43を備えたものに構成されており、浮上分離槽41の底部から、浮上分離処理水44が返送ライン45を介して直接的に予備凝集槽7へと戻されている。その他の構成は図1に示した装置に準じる。
【0037】
本実施態様では、図1に示した態様に比べ、浮上分離槽の底部から沈降汚泥の引き抜きを行っていないので、予備凝集槽7に戻される浮上分離処理水44中の汚泥濃度は若干高くなるが、浮上分離処理により濃縮汚泥が効率よく除去されているので、浮上分離処理水44中の汚泥濃度の絶対値は低いものとなる。戻された浮上分離処理水44は、原水とともに凝集沈澱処理に供されるから、浮上分離処理水44の汚泥濃度が低く保たれている限り、沈澱槽3からの処理水の水質には実質的に悪影響を及ぼさない。すなわち、浮上分離槽41における浮上分離処理による汚泥濃縮、分離性能が高いので、図1の装置よりもさらに簡略化が可能となる。
【0038】
なお、本発明において使用される無機凝集剤や高分子凝集剤については、とくに限定されないが、無機凝集剤としては、たとえばポリ塩化アルミニウム(PAC)、塩化第二鉄、硫酸第二鉄を使用でき、高分子凝集剤としては、たとえばノニオン性、アニオン性あるいは両性の高分子凝集剤を用いることができる。アニオン性の高分子凝集剤としては、たとえば、アクリル酸またはその塩の重合物、アクリル酸またはその塩とアクリルアミドとの共重合物、アクリルアミドと2−アクリルアミド−2メチルプロパンスルホン酸塩の共重合物、アクリル酸またはその塩とアクリルアミドと2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸塩の3元共重合物、ポリアクリルアミドの部分加水分解物などが挙げられるが、特にこれらに限定されるものではない。ノニオン性の高分子凝集剤としては、代表的なものとしてポリアクリルアミドが挙げられるが、特にこれに限定されるものではない。両性の高分子凝集剤としては、たとえば、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレートの3級塩および4級塩(塩化メチル塩等)等の少なくとも1種のカチオン性単量体と、アクリル酸およびその塩(ナトリウム、カルシウム等の塩類)、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸塩(ナトリウム、カルシウム等の塩類)等の少なくとも1種のアニオン性単量体の共重合物、あるいは、上記の少なくとも1種のカチオン性単量体および上記の少なくとも1種のアニオン性単量体とアクリルアミド等の少なくとも1種のノニオン性単量体との三元もしくは四元以上の共重合物等が挙げられるが、特にこれらに限定されるものではない。高分子凝集剤の分子量の範囲は特に限定されないが、500万〜2000万の範囲が好ましい。これらの高分子凝集剤は、単独で又は混合物として用いることができる。高分子凝集剤の添加量は、一般的に経済的な観点から0.3〜2mg/l程度である。
【0039】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の凝集沈澱方法および凝集沈澱装置によれば、分離器からの汚泥を、小型の浮上分離槽で効率よくさらに高濃度に濃縮でき、かつ、低濃度の浮上分離処理水と効率よく分離できる。分離汚泥を所望の濃度にまで濃縮できることから、後段の汚泥貯槽の小型化、脱水機の負荷軽減を達成できる。また、凝集沈澱系に戻される浮上分離処理水の汚泥濃度を極めて低く抑えることができるから、凝集沈澱処理水の水質を安定して高く保つことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施態様に係る凝集沈澱装置の全体構成図である。
【図2】本発明の別の実施態様に係る凝集沈澱装置の全体構成図である。
【図3】本出願人が先に提案した凝集沈澱装置(特願平11−130978号)の全体構成図である。
【符号の説明】
1 凝集沈澱装置
2 凝集槽
3 沈澱槽
4 原水供給ライン
5 原水
6 無機凝集剤
7 予備凝集槽
8 モータ
9 攪拌機
10 高分子凝集剤
11 粒状物としての砂
12 モータ
13 攪拌機
14 凝集フロック
15 越流ぜき
16 処理水
17 傾斜板
18 引抜ライン
19 汚泥引抜ポンプ
20 分離器としてのサイクロン
21 濃縮前の汚泥
22 汚泥導出ライン
23、41 浮上分離槽
24 浮上分離用水供給ライン
25、42 内筒
26 外筒
27、43 槽壁
28 スカム
29 濃縮された汚泥
30 沈降汚泥
31、44 浮上分離処理水
32、45 浮上分離処理水返送ライン
33 注入空気
34 加圧ポンプ
35 加圧タンク[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a coagulation sedimentation method and apparatus for separating suspended substances in raw water into sludge and treated water by coagulation sedimentation, and in particular, a coagulation sedimentation method and apparatus capable of further efficiently concentrating sludge separated by coagulation sedimentation. About.
[0002]
[Prior art]
An apparatus for separating and removing substances suspended in raw water (hereinafter sometimes referred to as SS [Suspended Solid]) by precipitation is known. As a conventional coagulating sedimentation apparatus for removing SS in raw water, an apparatus that simply adds a coagulant to raw water to precipitate the aggregate, pulls the aggregate as sludge, and derives treated water from the top is well known.
[0003]
In such a general coagulation precipitation apparatus, it takes a long time to precipitate the coagulum, and a very large sedimentation tank is required. Therefore, the coagulation precipitation can be performed more efficiently. A device has been proposed.
[0004]
For example, in French Patent No. 1411792, in a coagulation tank, a granular material (typically sand) having a particle size of about 10 to 200 μm is added to the raw water together with a flocculant, and the SS in the raw water has a large specific gravity. There is disclosed a coagulation-precipitation apparatus for agglomerating as a relatively large floc containing water and precipitating the floc in the water to be treated introduced from the coagulation tank in the precipitation tank to separate it from the treated water. The slurry containing the precipitation floc extracted from the precipitation tank is separated into sludge and particulates by a separator such as a cyclone, and the separated particulates are returned to the coagulation tank and recycled. In such a coagulating sedimentation apparatus, it is possible to separate the treated water and the coagulated floc at a high flow rate in a relatively small sedimentation tank.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In the coagulating sedimentation apparatus as described above, the sludge separated by the separator is actually often concentrated by a sludge storage tank, a dehydrator or the like provided in the subsequent stage. However, while the concentration of the extracted sludge in the above-described general coagulation sedimentation apparatus is about 1 to 2%, in the coagulation sedimentation apparatus using the above granular material, the outlet sludge concentration of the separator is 0.05. It is as low as about 0.5%, and there is a risk that the sludge storage tank provided in the latter stage will be enlarged or the load on the dehydrator will increase.
[0006]
In response to such a problem, although the application is still unpublished, the present applicant has previously proposed a coagulation sedimentation apparatus in which sludge concentration treatment is performed in a classification tower provided at the subsequent stage of the separator. (Japanese Patent Application No. 11-130978).
[0007]
The previously proposed agglomeration precipitation apparatus is configured as shown in FIG. 3, for example. The coagulation sedimentation apparatus 101 includes a
[0008]
The treated water containing the grown flocs 114 is introduced into the
[0009]
The
[0010]
However, the following problems remain in the coagulating sedimentation apparatus 101 in which the classification tower 122 is provided to concentrate the sludge as described above.
[0011]
That is, when the raw water is organic wastewater such as biologically treated water (activated sludge, etc.), the sludge downstream of the cyclone 120 is very difficult to settle, so it is difficult to concentrate and concentrate by gravity in the classification tower 122. Sometimes. If the concentration in the classification tower 122 is not performed according to the target, a large amount of sludge circulates in the coagulation sedimentation system, and the balance of the coagulation sedimentation treatment is lost. As a result, the water quality of the treated water may be deteriorated.
[0012]
Moreover, in order to improve the sedimentation and concentration performance of sludge in the classification tower 122, there is a method of increasing the capacity of the tower, but this causes a problem of newly increasing the installation area and cost.
[0013]
Therefore, in view of the above problems, the object of the present invention is to enable the sludge concentration process to be performed efficiently without causing an increase in the size of the apparatus at the subsequent stage of the sludge separator made of a cyclone or the like. It is an object of the present invention to provide a coagulation sedimentation method and apparatus capable of preventing an increase in the size of a sludge storage tank provided downstream of a separator and suppressing an increase in load on a dehydrator without deteriorating the quality of treated water.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the coagulation sedimentation method according to the present invention adds a flocculant and particulates to raw water, aggregates them together with suspended substances in the raw water, and precipitates the flocs to separate from the treated water. In a coagulation sedimentation method in which sludge containing settled flocs is extracted and separated into sludge and particulates by a separator, and the separated particulates are circulated and reused, the sludge separated by the separator is floated and separated by the rising of bubbles. Thus, the method further comprises separating the sludge into the concentrated sludge and the floating separation treated water. In other words, this is a method in which a new concept of flotation separation is introduced for further concentration of sludge separated by a separator. The floating separation in the present invention means that bubbles are adsorbed on sludge and separated into treated water and sludge by the buoyancy of the bubbles.
[0015]
In this coagulation sedimentation method, the floating separation treated water can be returned to the raw water. The flotation separation process can be performed, for example, by introducing flotation water into sludge separated by a separator and injecting air for generating bubbles into the flotation water. As the flotation separation water, for example, treated water from which flocs are settled and separated, that is, a part of the coagulation-precipitation treated water can be used.
[0016]
The coagulation sedimentation apparatus according to the present invention is a coagulation tank that aggregates suspended substances in raw water as flocs by adding a flocculant and particulates, and a floc in water introduced from the coagulation tank is settled and separated into treated water and flocs. In a coagulating sedimentation apparatus comprising a settling tank and a separator containing a settling floc extracted from the settling tank into sludge and granular materials, and returning the separated granular materials to the coagulating tank. It has a floating separation means for separating sludge into further concentrated sludge and floating separation treated water by floating separation by floating of bubbles.
[0017]
In this coagulation sedimentation apparatus, it can be set as the structure which has the floating separation processing water return line which returns the floating separation processing water isolate | separated by the floating separation means to raw | natural water. Further, it is possible to adopt a configuration in which a floating separation water supply line for supplying floating separation water into which bubble generating air is injected is connected to the floating separation means. The floating separation water supply line may be branched from the treated water discharge line from the settling tank.
[0018]
In addition, in the flotation separation process, it is possible to simply supply air for generating bubbles or add a foaming agent in addition thereto, and adopt a normal pressure flotation treatment method. It is also possible to generate bubbles for levitation separation by injecting the gas into the inside and abruptly reducing the pressure in the levitation separation processing tank (rapidly releasing to atmospheric pressure). In the latter case, a means for pressurizing and injecting air for generating bubbles into the water for floating separation may be provided.
[0019]
The configuration of the levitation separation means itself is not particularly limited. For example, the levitation separation means has a levitation separation tank including at least an inner cylinder and an outer cylinder, and the levitation separation water supply line is connected to the inner cylinder. This makes it possible to more efficiently separate the concentrated sludge and the floating separation treated water.
[0020]
In the coagulation sedimentation method and apparatus according to the present invention as described above, a new method of flotation separation is adopted for further concentration of sludge from the separator, and separation and concentration are efficiently performed along with the movement of bubbles where sludge floats. Is done. Since the concentration process is not simply a sedimentation separation but a flotation separation, it is possible to efficiently concentrate even sludge from organic wastewater, which has conventionally been difficult to separate. In addition, since it is a forced separation and concentration process by flotation separation, an exceptionally large flotation separation tank is unnecessary.
[0021]
Therefore, the sludge from the separator can be efficiently concentrated without increasing the size of the apparatus, the concentrated sludge can be efficiently separated from the floating separation treated water, and the floating separation treated water having an extremely low sludge concentration can be converted into a coagulation sedimentation system. It becomes possible to return. As a result of the concentration of sludge to a high concentration, it is possible to prevent the subsequent sludge storage tank from becoming large and to reduce the load on the dehydrator and the like. In addition, since sludge is efficiently separated and removed from the floating separation treated water returned to the coagulation sedimentation system, deterioration of the water quality of the coagulation precipitation system treated water is also prevented.
[0022]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a coagulation precipitation apparatus and coagulation precipitation method according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, the
[0023]
In the
[0024]
In this agglomeration, the inorganic flocculant 6 aggregates suspended substances to produce fine flocs, and the polymer flocculant 10 is entangled with them to grow into larger flocs. The grown flocs have a high specific gravity. As a whole, it grows into a floc that is relatively large and has a large specific gravity and is easy to settle.
[0025]
Water to be treated containing the grown flocs 14 is introduced into the
[0026]
A
[0027]
The system so far is substantially the same as that shown in FIG. In the present invention, the following flotation separation means is provided after the separator 20 (cyclone).
[0028]
An outlet line 22 for the sludge 21 before concentration from the separator 20 is connected to a floating separation tank 23, and a floating separation water supply line 24 is joined to the sludge outlet line 22. In this embodiment, the floating separation tank 23 has an inner cylinder 25 and an outer cylinder 26, and has a structure in which the tank wall 27 of the floating separation tank 23 is positioned outside the outer cylinder 26. The floating separation water supply line 24 merged with the sludge discharge line 22 is connected so as to face the inner cylinder 25, and bubbles for floating separation are floated in the inner cylinder 25. The scum 28 separated by the flotation separation process is collected above the inner cylinder 25 and in the upper part of the outer cylinder 26, and further sent as a concentrated sludge 29 to a subsequent sludge storage tank and further to a dehydrator. (Not shown).
[0029]
From the bottom of the levitation separation tank 23, the sludge 30 that has settled to the bottom is pulled out. In addition, from the upper part between the outer cylinder 26 and the tank wall 27, the floating separation treated water 31 separated from the sludge is returned to the preliminary coagulation tank 7 through the floating separation treated water return line 32, and into the coagulation sedimentation system. It is designed to be circulated.
[0030]
Air for generating bubbles 33 for floating separation is injected into the floating separation water supply line 24. In the present embodiment, the air 33 is injected as pressurized air. The floating separation water supply line 24 is provided with a pressurizing pump 34 and a pressurizing tank 35. When the injected air is supplied into the inner cylinder 25 after being brought into a predetermined pressurizing state. Air bubbles can be generated by rapidly releasing to a reduced pressure state (atmospheric pressure state).
[0031]
Although the water supplied to the floating separation water supply line 24 can be collected from another system, it is branched from the line of the treated water 16 from the
[0032]
In the apparatus as described above, the sludge 21 having a relatively low concentration from the separator 20 is separated into the sludge 29 further concentrated in the floating separation tank 23. Since this levitation separation process is forcibly separated in accordance with the bubble levitation operation, a large tank is unnecessary, and high separation efficiency can be obtained by the forced separation force.
[0033]
Further, unlike the sedimentation separation process using gravity, it is possible to efficiently concentrate and separate even sludge that is difficult to settle, such as organic sludge as described above.
[0034]
As a result, the concentration of the sludge 29 sent from the flotation separation tank 23 to the subsequent stage is concentrated to a much higher concentration than that using the classification tower shown in FIG. And the load on the dehydrator can be reduced.
[0035]
In addition, sludge is efficiently removed from the floating separation treated water 31 returned to the pre-flocculation tank 7, and the concentration of sludge in the floating separation treated water 31 is extremely low. There is nothing and the quality of the treated water 16 is not deteriorated.
[0036]
FIG. 2 shows a coagulation precipitation apparatus and coagulation precipitation method according to another embodiment of the present invention. In this embodiment, the levitating separation tank 41 is configured to have an inner cylinder 42 and a tank wall 43 configured as a common wall with the outer cylinder, and the levitated separation treated water is formed from the bottom of the levitating separation tank 41. 44 is returned directly to the pre-flocculation tank 7 via the return line 45. Other configurations are the same as those of the apparatus shown in FIG.
[0037]
In the present embodiment, compared with the embodiment shown in FIG. 1, since the sedimentation sludge is not extracted from the bottom of the flotation separation tank, the sludge concentration in the flotation separation treated water 44 returned to the preliminary coagulation tank 7 is slightly higher. However, since the concentrated sludge is efficiently removed by the floating separation treatment, the absolute value of the sludge concentration in the floating separation treated water 44 is low. Since the returned floating separation treated water 44 is subjected to the coagulation sedimentation treatment together with the raw water, the quality of the treated water from the
[0038]
The inorganic flocculant and polymer flocculant used in the present invention are not particularly limited, but as the inorganic flocculant, for example, polyaluminum chloride (PAC), ferric chloride, ferric sulfate can be used. As the polymer flocculant, for example, nonionic, anionic or amphoteric polymer flocculants can be used. Examples of the anionic polymer flocculant include a polymer of acrylic acid or a salt thereof, a copolymer of acrylic acid or a salt thereof and acrylamide, and a copolymer of acrylamide and 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonate. , A terpolymer of acrylic acid or a salt thereof, acrylamide and 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonate, a partial hydrolyzate of polyacrylamide, and the like, but is not particularly limited thereto. A typical example of the nonionic polymer flocculant includes polyacrylamide, but is not particularly limited thereto. Examples of amphoteric polymer flocculants include at least one cationic monomer such as dimethylaminoethyl (meth) acrylate tertiary salt and quaternary salt (such as methyl chloride salt), acrylic acid and salts thereof. (Salts such as sodium and calcium), copolymers of at least one anionic monomer such as 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonate (salts such as sodium and calcium), or at least one of the above Examples of the cationic monomer and terpolymer or quaternary copolymer of at least one anionic monomer and at least one nonionic monomer such as acrylamide, In particular, it is not limited to these. The molecular weight range of the polymer flocculant is not particularly limited, but a range of 5 million to 20 million is preferable. These polymer flocculants can be used alone or as a mixture. The addition amount of the polymer flocculant is generally about 0.3 to 2 mg / l from an economical viewpoint.
[0039]
【The invention's effect】
As described above, according to the coagulation sedimentation method and the coagulation sedimentation apparatus of the present invention, the sludge from the separator can be efficiently concentrated to a higher concentration in a small flotation separation tank, and the low concentration flotation separation treatment can be performed. Efficient separation from water. Since the separated sludge can be concentrated to a desired concentration, it is possible to reduce the size of the subsequent sludge storage tank and reduce the load on the dehydrator. Moreover, since the sludge concentration of the floatation separation treated water returned to the coagulation sedimentation system can be kept extremely low, the water quality of the coagulation sedimentation treatment water can be kept stable and high.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall configuration diagram of a coagulation precipitation apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an overall configuration diagram of a coagulation precipitation apparatus according to another embodiment of the present invention.
FIG. 3 is an overall configuration diagram of a coagulation precipitation apparatus (Japanese Patent Application No. 11-130978) previously proposed by the present applicant.
[Explanation of symbols]
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