(57)【要約】【課題】スラッジブランケットの形成を促進し、運転を開始してから目的とする水質に達した処理水を得るまでの立ち上げ期間を短縮することができる水処理装置を提供する。【解決手段】無機凝集剤および高分子凝集剤を用いて被処理水の凝集処理を行う凝集反応部（２２，２４）と、前記凝集処理によって形成されたフロックを沈降分離する沈殿槽１０と、を備え、沈殿槽１０は、槽内に前記フロックから形成されるスラッジブランケットを有するスラッジブランケット型の沈殿槽であり、運転開始から目的とする水質に達した処理水を得るまでの立ち上げ期間に、前記高分子凝集剤として、アクリルアミドモノマ含有率が０．００５重量％以下であるポリアクリルアミド系のアニオン性高分子凝集剤を用いる水処理装置１である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
無機凝集剤および高分子凝集剤を用いて被処理水の凝集処理を行う凝集反応部と、
前記凝集処理によって形成されたフロックを沈降分離する沈殿槽と、を備え、
前記沈殿槽は、槽内に前記フロックから形成されるスラッジブランケットを有するスラッジブランケット型の沈殿槽であり、
運転開始から目的とする水質に達した処理水を得るまでの立ち上げ期間に、前記高分子凝集剤として、アクリルアミドモノマ含有率が０．００５重量％以下であるポリアクリルアミド系のアニオン性高分子凝集剤を用いることを特徴とする水処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載の水処理装置は、浄水処理または用水処理に用いられることを特徴とする水処理装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の水処理装置であって、
前記アニオン性高分子凝集剤は、重量平均分子量が１３００万以上であり、コロイド当量値が−１〜−４ｍｅｑ／ｇであることを特徴とする水処理装置。
【請求項４】
無機凝集剤および高分子凝集剤を用いて被処理水の凝集処理を行う凝集反応工程と、
前記凝集処理によって形成されたフロックを沈降分離する沈殿工程と、を含み、
前記沈殿工程において、槽内に前記フロックから形成されるスラッジブランケットを有するスラッジブランケット型の沈殿槽を用い、
運転開始から目的とする水質に達した処理水を得るまでの立ち上げ期間に、前記高分子凝集剤として、アクリルアミドモノマ含有率が０．００５質量％以下であるポリアクリルアミド系のアニオン性高分子凝集剤を用いることを特徴とする水処理方法。
【請求項５】
請求項１に記載の水処理方法は、浄水処理または用水処理に用いられることを特徴とする水処理方法。
【請求項６】
請求項４又は５に記載の水処理方法であって、
前記アニオン性高分子凝集剤は、重量平均分子量が１３００万以上であり、コロイド当量値が−１〜−４ｍｅｑ／ｇであることを特徴とする水処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、懸濁物質等の除去対象物質を含む被処理水を処理する水処理装置および水処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
水道水等の浄水処理、工業用水等の用水処理等の水処理において、被処理水中の懸濁物質を凝集固液分離する技術が広く使われている。固液分離の方法としては、従来から横流式沈殿槽が広く使われている（例えば、特許文献１参照）。近年は、沈殿槽内に構造物等を設置する方法や、スラッジブランケットを用いる方法が開発され、より高速処理が可能な沈殿槽が使われるようになってきた（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−２５５９０４号公報
【特許文献２】特開２００４−３５８３１３号公報
【特許文献３】特開２０１２−２２８６７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、スラッジブランケット型の沈殿槽を用いた水処理装置（水処理方法）では、運転を開始してから沈殿槽内にスラッジブランケットを形成する必要があるが、このスラッジブランケット形成の期間が長くなると、運転を開始してから目的とする水質に達した処理水を得るまでの立ち上げ期間が長くなるという問題がある。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、スラッジブランケットの形成を促進し、運転を開始してから目的とする水質に達した処理水を得るまでの立ち上げ期間を短縮することができる水処理装置及び水処理方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、無機凝集剤および高分子凝集剤を用いて被処理水の凝集処理を行う凝集反応部と、前記凝集処理によって形成されたフロックを沈降分離する沈殿槽と、を備え、前記沈殿槽は、槽内に前記フロックから形成されるスラッジブランケットを有するスラッジブランケット型の沈殿槽であり、運転開始から目的とする水質に達した処理水を得るまでの立ち上げ期間に、前記高分子凝集剤として、アクリルアミドモノマ含有率が０．００５重量％以下であるポリアクリルアミド系のアニオン性高分子凝集剤を用いる水処理装置である。
【０００７】
前記水処理装置は、浄水処理または用水処理に用いられることが好ましい。
【０００８】
前記水処理装置において、前記アニオン性高分子凝集剤は、重量平均分子量が１３００万以上であり、コロイド当量値が−１〜−４ｍｅｑ／ｇであることが好ましい。
【０００９】
また、本発明は、無機凝集剤および高分子凝集剤を用いて被処理水の凝集処理を行う凝集反応工程と、前記凝集処理によって形成されたフロックを沈降分離する沈殿工程と、を含み、前記沈殿工程において、槽内に前記フロックから形成されるスラッジブランケットを有するスラッジブランケット型の沈殿槽を用い、運転開始から目的とする水質に達した処理水を得るまでの立上げ期間に、前記高分子凝集剤として、アクリルアミドモノマ含有率が０．００５質量％以下であるポリアクリルアミド系のアニオン性高分子凝集剤を用いる水処理方法である。
【００１０】
前記水処理方法は、浄水処理または用水処理に用いられることが好ましい。
【００１１】
前記水処理方法において、前記アニオン性高分子凝集剤は、重量平均分子量が１３００万以上であり、コロイド当量値が−１〜−４ｍｅｑ／ｇであることが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明では、スラッジブランケットの形成を促進し、運転を開始してから目的とする水質に達した処理水を得るまでの立ち上げ期間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態に係る水処理装置の一例を示す概略構成図である。
【図２】本発明の実施形態に係る水処理装置の他の例を示す概略構成図である。
【図３】本発明の実施形態に係る水処理装置の他の例を示す概略構成図である。
【図４】本発明の実施形態に係る水処理装置の他の例を示す概略構成図である。
【図５】実施例で用いた水処理装置を示す概略構成図である。
【図６】実施例及び比較例１〜２における運転経過時間に対する処理水濁度を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の実施の形態について以下説明する。本実施形態は本発明を実施する一例であって、本発明は本実施形態に限定されるものではない。
【００１５】
本発明の実施形態に係る水処理装置の一例の概略を図１に示し、その構成について説明する。
【００１６】
図１の水処理装置１は、無機凝集剤および高分子凝集剤を用いて被処理水の凝集処理を行う凝集反応部として、反応槽２２および高分子反応槽２４と、凝集処理によって形成されたフロックを沈降分離する沈殿槽１０とを備える。
【００１７】
沈殿槽１０は、上端が水面下に位置する仕切り板１８により、フロックの凝集および沈殿用の凝集沈殿室１４と、フロックの貯留、濃縮および排出用の濃縮室１６とに仕切ってなる槽であり、槽内にフロックから形成されるスラッジブランケットを有するスラッジブランケット型の沈殿槽である。水処理装置１は、沈殿槽１０内の原水に脈動を与える脈動発生手段として脈動発生装置１２を備えてもよい。脈動発生装置１２は、真空塔として塔２０と、塔２０の頂部に真空発生手段として真空ポンプ４６と、脱真空手段としてバキュームブレーカ４８とを備える。
【００１８】
図１の水処理装置１において、反応槽２２の被処理水入口には、配管５２が接続され、反応槽２２の反応液出口と高分子反応槽２４の反応液入口とは、配管５４により接続され、高分子反応槽２４の高分子反応液出口と、脈動発生装置１２の塔２０の入口とは、配管５６により接続されている。反応槽２２の無機凝集剤入口には、無機凝集剤添加手段として無機凝集剤添加配管６２が接続され、反応槽２２のｐＨ調整剤入口には、ｐＨ調整剤添加手段としてｐＨ調整剤添加配管６４が接続され、高分子反応槽２４の高分子凝集剤入口には、高分子凝集剤添加手段として高分子凝集剤添加配管６６が接続されている。反応槽２２、高分子反応槽２４は、モータ等の回転駆動手段および撹拌羽根等を有する撹拌手段である撹拌装置５８，６０をそれぞれ備えてもよい。配管５２には、被処理水の濁度を測定する濁度測定手段として濁度測定装置５０が設置されていてもよい。
【００１９】
沈殿槽１０の凝集沈殿室１４の底部の汚泥出口には、汚泥排出管２６が接続され、濃縮室１６の汚泥出口には、汚泥排出管２８が接続され、沈殿槽１０の上部の水面部には、少なくとも１つの処理水排出管３０が設けられている。塔２０には水位測定手段として水位計４４が設置されている。凝集沈殿室１４の中央下方部には少なくとも１つの原水分配管３２が横設され、原水分配管３２は塔２０の下部と給水ダクト３４により連通されている。原水分配管３２の下部には原水を流出するためのスリットまたは孔からなる少なくとも１つの流出口が下向きに１列以上設けられている。例えば、複数の流出口が原水分配管３２の真下方向に対して３０°程度の各斜め方向に、原水分配管３２の長軸方向に沿って２列設けられ、一方の列の流出口の間のピッチの略半分の位置に、他方の列の流出口が配置されるようになっている。原水分配管３２の上方はスラッジブランケット層３６が形成されるスラッジブランケットゾーン、阻流板４２の下方は撹拌ゾーン３８となっている。原水分配管３２の上方には、縦断面形状が例えばＶ字状である少なくとも１つの阻流板４２が設置されている。この位置に阻流板４２を設置することにより、槽内に流入された原水が阻流板４２に当たり、撹拌され、フロックが形成されやすくなる効果がある。スラッジブランケット層３６の上方には、沈降面積を増加させるための傾斜装置４０が設置されてもよい。傾斜装置４０を設置することにより、処理水質が向上する。
【００２０】
仕切り板１８によって仕切られた凝集沈殿室１４は、フロックの凝集および沈殿を行うものであり、濃縮室１６は、スラッジブランケット層３６より仕切り板１８を越流してきたフロックを貯留、濃縮するものである。
【００２１】
脈動発生装置１２は、凝集沈殿室１４に設けられた少なくとも１つの流出口を有する原水分配管３２と下方で接続され、原水を貯留する塔２０を有し、塔２０内の原水の落水および水位上昇を繰り返すことにより、流出口から原水が流出される際の脈動により凝集沈殿室１４内の原水を撹拌するものである。
【００２２】
本実施形態に係る水処理方法および水処理装置１の動作について説明する。
【００２３】
懸濁物質等の除去対象物質を含む被処理水は、配管５２を通して反応槽２２へ送液される。反応槽２２において、撹拌装置５８により撹拌されながら、無機凝集剤添加配管６２を通して無機凝集剤が添加されて（無機凝集剤添加工程）、凝集反応が行われる。反応槽２２において、ｐＨ調整剤添加配管６４を通してｐＨ調整剤が添加されて所定の範囲にｐＨ調整が行われてもよい（ｐＨ調整工程）。反応液は、配管５４を通して高分子反応槽２４へ送液される。高分子反応槽２４において、撹拌装置６０により撹拌されながら、高分子凝集剤添加配管６６を通して高分子凝集剤が添加されて（高分子凝集剤添加工程）、高分子凝集反応が行われる（凝集反応工程）。なお、高分子凝集剤を用いた被処理水の凝集処理は、高分子反応槽２４で行われる必要はなく、例えば、図２に示すように、高分子凝集剤が配管５６を流れる被処理水に添加され、配管５６内で凝集処理が行われてもよい。また、図での説明は省略するが、無機凝集剤も同様に、配管を流れる被処理水に添加され、配管内で凝集処理が行われてもよい。さらに、無機凝集剤及び高分子凝集剤は、１つの反応槽内の被処理水に添加され、１つの反応槽内で凝集処理が行われてもよい。
【００２４】
高分子反応液は原水として、配管５６を通して塔２０に送液される。水位計４４と連動した真空ポンプ４６の駆動およびバキュームブレーカ４８の開閉によって、塔２０内の真空と脱真空とを繰り返すことにより、塔２０内の原水の落水および水位上昇が繰り返されて、水位が上下されて原水に脈動が与えられる（脈動発生工程）。脈動が与えられた原水は、給水ダクト３４、原水分配管３２を通して流出口から凝集沈殿室１４の撹拌ゾーン３８に例えば斜め下方向に間欠的に流出される。この原水分配管３２の流出口から原水が流出される際の脈動により凝集沈殿室１４の水は撹拌を受け、原水中の懸濁物質は凝集しフロックが形成される。凝集沈殿室１４のスラッジブランケットゾーンには、フロック群が高濃度に懸濁平衡されて、スラッジブランケット層３６が形成されている。スラッジブランケット層３６は次第に高さを増してくるが、仕切り板１８は、スラッジブランケット層３６の上面高さを規定するものであり、すなわち、スラッジブランケット層３６の上面高さは、仕切り板１８の高さによって決定される。原水はこのスラッジブランケット層３６内を上向流で通過する際、下部で形成されたフロックがスラッジブランケット層３６中の既存のフロックと接触、吸合することにより、フロックが除去された除濁水が傾斜装置４０を上向流で通過して、処理水として少なくとも１つの処理水排出管３０から排出される。上記では、凝集沈殿室１４内にスラッジブランケット層３６が形成されているため、目的とする水質に達した処理水が処理水排出管３０から排出される。しかし、運転初期においては、凝集沈殿室１４内にスラッジブランケット層３６が形成されていないため、目的とする水質に達していない処理水が処理水排出管３０から排出される。
【００２５】
仕切り板１８によって仕切られた濃縮室１６内および濃縮室１６の上部は上昇流がほとんど起こらないので、スラッジブランケット層３６の上面の余剰のフロックは仕切り板１８の上端を越流して濃縮室１６内に貯留、濃縮され、スラッジブランケット層３６の高さはほぼ一定に保たれる。余剰の濃縮されたフロックは、汚泥として汚泥排出管２８を通して適切な間隔で、例えば定期的に系外に排出される。凝集沈殿室１４の底部にフロックが堆積した場合には、汚泥として汚泥排出管２６を通して適切な間隔で、例えば定期的に系外に排出されてもよい。
【００２６】
ここで、本実施形態に係る水処理装置（水処理方法）では、運転開始から目的とする水質に達した処理水が得られるまでの立ち上げ期間に、高分子凝集剤として、アクリルアミドモノマ含有率が０．００５質量％以下であるポリアクリルアミド系のアニオン性高分子凝集剤を用いる。図１に示す水処理装置１で言えば、配管５２に懸濁物質を含む被処理水の送液を開始してから、目的とする水質に達した処理水が処理水排出管３０から排出されるまでの立上げ期間に、アクリルアミドモノマ含有率が０．００５質量％以下であるポリアクリルアミド系のアニオン性高分子凝集剤を高分子反応槽２４に添加する。これにより、凝集沈殿室１４内においてスラッジブランケット層３６の形成が促進され、運転開始からスラッジブランケット層３６が形成されるまでの期間が短縮されるため、運転開始から目的とする水質に達した処理水を得るまでの立ち上げ期間が短縮される。目的とする水質は、適用する水処理等によって異なるが、水道水等の浄水処理、工業用水等の用水処理においては、例えば、処理水濁度が１度未満である。
【００２７】
本実施形態に係る水処理方法および水処理装置の処理対象となる被処理水は、懸濁物質等の除去対象物質を含む水であり、例えば、水道水等の上水、工業用水等の用水、河川水、湖沼水、ダム水、井水等が挙げられる。本実施形態に係る水処理方法および水処理装置は、懸濁物質等の除去対象物質を含む水の処理に適用されるものであるが、特に、水道水等の浄水処理、工業用水等の用水処理に好適に適用される。
【００２８】
処理対象となる被処理水の濁度は、特に制限はないが、例えば、１度〜５０００度の範囲である。特に被処理水の濁度が５０度以上である場合に、本実施形態に係る水処理方法および水処理装置が好適に適用される。本実施形態に係る水処理方法および水処理装置によって、処理水の濁度を例えば１度未満に低減することができる。
【００２９】
無機凝集剤としては、ポリ塩化アルミニウム（ＰＡＣ）、硫酸バンド、塩化第二鉄、ポリ鉄、ポリシリカ鉄（ＰＳＩ）等が挙げられる。
【００３０】
凝集反応工程において、ｐＨは、例えば５〜１０の範囲に調整されてもよく、６〜８の範囲に調整されることが好ましい。
【００３１】
ｐＨ調整剤としては、塩酸、硫酸等の酸や、水酸化ナトリウム、水酸化カルシウム等のアルカリ剤等が挙げられる。
【００３２】
高分子凝集剤としては、アクリルアミドモノマ含有率が０．００５質量％以下であるポリアクリルアミド系のアニオン性高分子凝集剤が用いられる。アクリルアミドモノマ含有率が０．００５質量％を超えると、スラッジブランケット層の形成が促進されず、運転開始から目的とする水質に達した処理水を得るまでの立ち上げ期間が長くなる。なお、アクリルアミドモノマ含有率の下限は低ければ低いほどよい。アクリルアミドモノマ含有率は、ガスクロマトグラフィ装置（（株）島津製作所製、ＧＣ−１８Ａ）を用いて測定することができる。
【００３３】
アクリルアミドモノマ含有率が０．００５質量％以下であるポリアクリルアミド系のアニオン性高分子凝集剤の使用は、運転開始から目的とする水質に達した処理水が得られるまでの立ち上げ期間の際だけでなく、当該立上げ期間後においても、その使用を継続してよい。また、本実施形態においては、その他の公知の高分子凝集剤の使用を制限するものではなく、立上げ期間の際にアクリルアミドモノマ含有率が０．００５質量％以下であるポリアクリルアミド系のアニオン性高分子凝集剤と併用してもよいし、又は立上げ期間後にアクリルアミドモノマ含有率が０．００５質量％以下であるポリアクリルアミド系のアニオン性高分子凝集剤に代えて使用してもよいし、或いは併用してもよい。
【００３４】
アクリルアミドモノマ含有率が０．００５質量％以下であるポリアクリルアミド系のアニオン性高分子凝集剤は、例えば、アクリルアミドとアニオン性モノマーの共重合物、ポリアクリルアミドの加水分解物等が挙げられる。アニオン性モノマーとしては、例えば、アクリル酸、アクリル酸塩、２−アクリロイルアミノ−２−メチルプロパンスルホン酸（ＡＭＰＳ）等のモノマーが挙げられる。
【００３５】
アクリルアミドモノマ含有率が０．００５質量％以下であるポリアクリルアミド系のアニオン性高分子凝集剤は、重量平均分子量が１３００万以上であることが好ましい。当該アニオン性高分子凝集剤の重量平均分子量が１３００万以上の方が、１３００万未満の場合と比較して、運転開始から目的とする水質に達した処理水が得られるまでの立上げ期間がより短縮される。当該アニオン性高分子凝集剤の重量平均分子量は、高ければ高い方がよく、特に制限はないが、上限は例えば、２５００万である。
【００３６】
アクリルアミドモノマ含有率が０．００５質量％以下であるポリアクリルアミド系のアニオン性高分子凝集剤は、コロイド当量値が−１〜−４ｍｅｑ／ｇの範囲であることが好ましく、−１〜−３ｍｅｑ／ｇの範囲であることがより好ましい。特に被処理水の濁度が５０度以上である場合に、コロイド当量値が−１ｍｅｑ／ｇより大きいと、アニオン性が弱すぎて処理水質が低下する場合があり、−４ｍｅｑ／ｇより小さいと、アニオン性が強すぎて処理水質が低下する場合がある。
【００３７】
フロック形成における撹拌条件の指標の一つとして撹拌強度（撹拌Ｇ値）がある。撹拌Ｇ値は、一般に、下記の式で表される。反応槽（反応槽２２、高分子反応槽２４）における凝集剤によるフロック形成において、撹拌強度（Ｇ値）が小さ過ぎるとフロックの成長が遅くなり、大き過ぎるとせん断力によりフロックが破壊されてしまう。反応槽（反応槽２２、高分子反応槽２４）における撹拌強度は、例えば１００〜３００／ｓ程度にすればよい。
撹拌Ｇ値＝√｛（ＣΣｉ（Ａｉ・ｖｉ３））／２νＶ｝
Ａｉ：撹拌翼ｉの運動方向に直角な面積（ｍ２）
ｖｉ：撹拌翼ｉの平均速度（ｍ／ｓ）
ν：水の動粘性係数（ｍ２／ｓ）（１．００４×１０−６ｍ２／ｓ）
Ｖ：反応槽容量（ｍ３）
Ｃ：撹拌翼の抵抗係数（−）（１．５）
【００３８】
本実施形態に係る水処理方法および水処理装置において、被処理水の濁度を測定する濁度測定手段として、濁度測定装置５０を備え、被処理水の濁度を監視してもよく、連続監視してもよい。濁度測定装置５０により測定した被処理水の濁度に応じて、無機凝集剤や高分子凝集剤の添加量を制御してもよい。例えば、立ち上げ期間後において、被処理水の濁度が５０度以上となったときに、アニオン性高分子凝集剤を添加することが好ましい。例えば、立ち上げ期間後において、被処理水の濁度が５０度未満の場合はアニオン性高分子凝集剤を添加せず、被処理水の濁度が５０〜９９度の場合、アニオン性高分子凝集剤を０．２ｍｇ／Ｌとなるように添加し、被処理水の濁度が１００度以上となった場合、アニオン性高分子凝集剤を０．５ｍｇ／Ｌとなるように添加すればよい。
【００３９】
沈殿槽１０の凝集沈殿室１４における脈動の強度は例えば、下記の式で算出される脈動Ｇ値（ｓ−１）により決定すればよい。
【００４０】
脈動Ｇ値には、例えば、塔２０で発生する脈動における落水時間、上昇時間、落水幅等を変更することにより調整することができる。例えば、真空ポンプの出力を上げ、脈動における上昇時間を短くすることにより、脈動Ｇ値を容易に高めることができる。また、落水水位を高くすること、または、バキュームブレーカ４８の開度を上げることによって落水時間を短くすることにより、脈動Ｇ値を容易に高めることができる。例えば、脈動Ｇ値（ｓ−１）を２（ｓ−１）以上５０（ｓ−１）以下の範囲として、原水に脈動を与えればよい。なお、脈動Ｇ値をどのくらい高くすればよいかについては、原水の温度と処理水の温度との差や、原水濁度の上昇率、目的とする処理水水質等、装置の運転条件に基づいて実験や試運転等により決定することができる。
【００４１】
脈動Ｇ値＝（落水Ｇ値×落水時間＋上昇Ｇ値×上昇時間）÷（落水時間＋上昇時間）
Ｇ＝√｛（Ａ・ｖ３）／（２ν・Ｖ）｝
Ａ：噴出面積（流出口面積）（ｍ２）
ｖ：噴出流速（ｍ／ｓ）
ν：動粘性係数（原水）（ｍ２／ｓ）
Ｖ：混和部（阻流板４２より下部）容量（ｍ３）
【００４２】
脈動発生手段としては、原水に脈動を付与することができるものであればよく、特に制限はない。脈動発生手段としては、図１及び図２に示す真空ポンプを用いる方式の他に、図３に示す水処理装置３のようにサイフォンを用いる方式、図４に示す水処理装置５のように回転弁を用いる方式のものであってもよい。
【００４３】
図３に示す水処理装置３では、塔２０の頂部にサイフォンを備えるサイフォン装置６８が設置され、高分子反応槽２４の高分子反応液出口と、サイフォン装置６８の入口とは、配管７２により接続されている。高分子反応液は原水として配管７２を通してサイフォン装置６８に送液される。サイフォン装置６８においてサイフォンの作用によって、サイフォン装置６８内の水位が上下されて原水に脈動が与えられる（脈動発生工程）。脈動が与えられた原水は、給水ダクト３４、原水分配管３２を通して流出口から凝集沈殿室１４の撹拌ゾーン３８に例えば斜め下方向に流出される。この場合、ダンパー弁７０の開度を変えることによって、脈動強度を変えることができる。
【００４４】
図４に示す水処理装置５では、配管５６の途中に回転弁７４が接続されている。高分子反応液は原水として配管５６を通して塔２０に送液される。回転弁７４の作用によって、塔２０内の水位が上下されて原水に脈動が与えられる（脈動発生工程）。脈動が与えられた原水は、給水ダクト３４、原水分配管３２を通して流出口から凝集沈殿室１４の撹拌ゾーン３８に例えば斜め下方向に流出される。この場合、回転弁７４の回転速度を変えることによって、脈動強度を変えることができる。
【００４５】
これらのうち、脈動発生手段としては、脈動の制御がしやすい、装置高さを抑えることができる等の点で、真空ポンプを用いる方式が好ましい。
【００４６】
阻流板４２としては、原水分配管３２からの噴流が当り、撹拌される構造のものであればよく、特に制限はない。阻流板４２としては、例えば、山型（縦断面形状がＶ字状）の阻流板や、平型の阻流板等が挙げられる。阻流板４２として、原水を通水させる複数の整流孔が形成された整流板、すなわち整流機構付き阻流板を用いてもよい。例えば、３〜３０％、好ましくは５〜２０％の開口率（阻流板４２の面積に対する整流孔の開口面積の割合）を有する阻流板を設置することで処理性能がさらに向上する。
【００４７】
沈殿槽１０の凝集沈殿室１４内にスラッジブランケット層３６の汚泥濃度を測定する汚泥濃度測定装置を設置し、汚泥濃度測定装置により測定した汚泥濃度に応じて、無機凝集剤や高分子凝集剤の添加量を制御してもよい。
【００４８】
本実施形態に係る水処理方法および水処理装置の後段において、さらに、砂ろ過装置、膜ろ過装置（例えば、精密ろ過（ＭＦ）膜、限外ろ過（ＵＦ）膜、有機中空糸膜、無機膜等）、活性炭装置等のうちの１つ以上の装置を設置して、砂ろ過処理、膜ろ過処理、活性炭処理等のうちの１つ以上の処理を行ってもよい。
【実施例】
【００４９】
以下、実施例および比較例を挙げ、本発明をより具体的に詳細に説明するが、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。
【００５０】
＜実施例＞
重量平均分子量の異なるアニオン性高分子凝集剤を用い、処理性能を比較した。実験フローを図５、実験条件を表１に示す。図５に示すように、原水槽において井戸水にベントナイトを添加して模擬水を調製し、撹拌槽１において無機凝集剤としてポリ塩化アルミニウム（ＰＡＣ）を添加し、塩酸を添加してｐＨ調整を行った。撹拌槽２においてアニオン性高分子凝集剤（ポリマ）を添加した。サージ槽で脈動を発生させるスラッジブランケット型の高速凝集沈殿槽において沈降分離を行い、処理水槽にて処理水を得た。
【００５１】
【表１】
2020089860.tif 000003
【００５２】
重量平均分子量の異なるアニオン性高分子凝集剤のポリマ物性を表２に示す。また、重量平均分子量の異なるアニオン性高分子凝集剤は全て、アクリルアミドモノマ含有率が０．００５重量％以下のポリアクリルアミド系アニオン性高分子凝集剤（ＭＴアクアポリマー（株）製、Ａ−１１０ＰＷＧ−Ｓ）である。アニオン性高分子凝集剤のアクリルアミドモノマ含有率は、ガスクロマトグラフィ装置（（株）島津製作所製、ＧＣ−１８Ａ）を用いて測定した。アニオン性高分子凝集剤の重量平均分子量は、ゲルパーミエイションクロマトグラフィ装置（東ソー（株）製、ＨＬＣ−８１２０ＧＰＣ）を用いて測定し、コロイド当量値は、コロイド滴定法で測定した。
【００５３】
【表２】
2020089860.tif 000004
【００５４】
＜比較例１＞
アニオン性高分子凝集剤を添加しなかったこと以外は、実施例と同様の条件で試験を行った。
【００５５】
＜比較例２＞
重量平均分子量１５００万、コロイド当量値−２〜−２．５ｍｅｑ／ｇ、アクリルアミドモノマ含有率が０．１重量％〜０．０１重量％のポリアクリルアミド系アニオン性高分子凝集剤を添加したこと以外は、実施例と同様の条件で試験を行った。
【００５６】
図６は、実施例及び比較例１〜２における運転経過時間に対する処理水濁度を示す図である。図６に示すように、目的とする処理水濁度を１度とした場合、アニオン性高分子凝集剤を添加しなかった比較例１は、運転開始から１０時間以上経過しても、目的とする処理水濁度に到達しなかった。また、アクリルアミドモノマ含有率が０．１重量％未満のポリアクリルアミド系アニオン性高分子凝集剤を添加した比較例２は、運転開始から目的とする処理水濁度に到達するまでに３時間掛かった。また、アクリルアミドモノマ含有率が０．００５％以下のポリアクリルアミド系アニオン性高分子凝集剤を添加した実施例は、比較例２より、運転開始から目的とする処理水濁度に到達するまでの時間が短縮した。すなわち、実施例は、比較例２より、運転開始から目的とする水質に達した処理水を得るまでの立ち上げ期間が短縮した。特に、重量平均分子量が１３００万以上のアニオン性高分子凝集剤を用いると、運転開始から目的とする水質に達した処理水を得るまでの立ち上げ期間がより短縮した。
【符号の説明】
【００５７】
１，３，５  水処理装置、１０  沈殿槽、１２  脈動発生装置、１４  凝集沈殿室、１６  濃縮室、１８  仕切り板、２０  塔、２２  反応槽、２４  高分子反応槽、２６，２８  汚泥排出管、３０  処理水排出管、３２  原水分配管、３４  給水ダクト、３６  スラッジブランケット層、３８  撹拌ゾーン、４０  傾斜装置、４２  阻流板、４４  水位計、４６  真空ポンプ、４８  バキュームブレーカ、５０  濁度測定装置、５２，５４，５６，７２  配管、５８，６０  撹拌装置、６２  無機凝集剤添加配管、６４  ｐＨ調整剤添加配管、６６  高分子凝集剤添加配管、６８  サイフォン装置、７０  ダンパー弁、７４  回転弁。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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