(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
重金属を含有する廃水を貯留する原水槽と、該原水槽の原水をポンプにより移送し、前記重金属の水酸化物を生成する複数の反応槽と、該反応槽の処理水を曝気する複数のブロワーを有する曝気装置と、前記反応槽の処理水の溶存酸素濃度を検出する溶存酸素計と、前記溶存酸素計による溶存酸素濃度が所定の範囲を満たすように前記ブロワーの出力を制御する制御手段とを備えた廃水処理装置の制御装置において、
前記複数のブロワーは一方をメインブロワー、他方を予備ブロワーとするように前記複数の反応槽に対し共通に配管され、前記メインブロワーの出力が１００％に達したときは、前記制御手段が前記予備ブロワーを起動するように制御するとともに、前記複数のブロワーの出力がいずれも１００％に達したときは、前記制御手段が前記ポンプの出力を減少させるように制御することを特徴とする廃水処理装置の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主として鉄、亜鉛、銅等の重金属を含有する廃水の廃水処理装置における自動制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
重金属を含有する工場廃水、例えば鋼管等を酸洗いしたあとの湯洗水（水洗水）は含有物質である鉄の排出基準を満たすようにｐＨ調整し水酸化鉄として沈殿分離せしめてから排水される。すなわち、廃水中に含まれる鉄金属は以下の化学反応式に従って処理されている。
ＦｅＣｌ2 ＋Ｃａ（ＯＨ）2 →ＣａＣｌ2 ＋Ｆｅ（ＯＨ）2     …（１）
２Ｆｅ（ＯＨ）2 ＋Ｈ2 Ｏ＋１／２Ｏ2 →２Ｆｅ（ＯＨ）3     …（２）
従って、従来の酸洗い後水洗水の処理装置は、主として、酸洗い後水洗水を貯留する原水槽と、塩化鉄の溶液に水酸化カルシウムなどのアルカリ水溶液を加えて上記（１）式により水酸化第１鉄を生成する反応槽と、反応槽の処理水を曝気する曝気装置とから構成されている。そして、水酸化鉄の溶解度積から水酸化第１鉄を水酸化第２鉄とすることにより著しく鉄の排出量を低減することができるため、曝気装置のブロワーにより空気を吹き込むこととしている。この場合、水酸化第１鉄は淡緑色であるが、水酸化第２鉄は赤褐色であるため、色の違いを目視判断してブロワーによる空気吹き込み量を調節したり、ポンプによる原水供給量を調節していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、色による判断では人手を省くことができないのみならず、反応槽の負荷に応じてブロワーの運転を１台にしたり、２台にするなど細かな操作を必要とし、きわめて煩雑で非能率的であった。
【０００４】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、溶存酸素計により自動運転を可能にした廃水処理装置の制御装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る廃水処理装置の制御装置は、重金属を含有する廃水を貯留する原水槽と、該原水槽の原水をポンプにより移送し、前記重金属の水酸化物を生成する複数の反応槽と、該反応槽の処理水を曝気する複数のブロワーを有する曝気装置と、前記反応槽の処理水の溶存酸素濃度を検出する溶存酸素計と、前記溶存酸素計による溶存酸素濃度が所定の範囲を満たすように前記ブロワーの出力を制御する制御手段とを備えた廃水処理装置の制御装置において、前記複数のブロワーは一方をメインブロワー、他方を予備ブロワーとするように前記複数の反応槽に対し共通に配管され、前記メインブロワーの出力が１００％に達したときは、前記制御手段が前記予備ブロワーを起動するように制御するとともに、前記複数のブロワーの出力がいずれも１００％に達したときは、前記制御手段が前記ポンプの出力を減少させるように制御することを特徴とするものである。
【０００６】
本発明の制御装置は、溶存酸素計により反応槽の処理水の溶存酸素濃度を検出し、検出された溶存酸素濃度が所定の範囲を満たすようにブロワーの出力を制御するので、色による判断は不要であり、廃水処理装置の自動運転が可能になる。また、各反応槽の曝気はメインブロワーを用いて共通に行い、それでも曝気不足になったときにのみ予備ブロワーを働かせるように段階的な出力制御とすることにより、廃水処理を効率良く行うことができる。そして、複数のブロワーの出力がいずれも１００％に達したときは、ポンプの出力を減少させるように制御するので、廃水処理量は一時減少するが、反応槽の負荷の減少と、処理水の反応槽での滞留時間が長くなることで、溶存酸素濃度は速やかに回復に向かうため、廃水処理量をはやく回復させることができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の一実施例に係る廃水処理装置の構成図である。
図において、１は原水槽で、重金属を含有する工場廃水、例えば鋼管等を酸洗い後水洗した時の鉄金属を含有する水が供給され貯留される。２、３、４はそれぞれ第１、第２、第３の反応槽で、各反応槽は仕切壁の上部に設けた連通口５により連通している。原水槽１の酸洗い後水洗水は、原水ポンプ６により、まず第１の反応槽２に移送される。７は原水ポンプ６の操作盤で、原水ポンプ６をインバータ制御部８によりＰＩＤ制御するようになっている。
９、１０、１１はそれぞれ薬液タンクで、それぞれ石灰乳が入っており、第１の反応槽２、第２の反応槽３、第３の反応槽４に石灰乳を供給するタンクである。各反応槽にはｐＨ計１２が設置されており、ｐＨ操作盤１３によって監視されている。
１４、１５、１６はそれぞれ各反応槽に設置された散気管で、２台のブロワー１７、１８に共通に配管され、一方をメインブロワー１７とし、他方を予備ブロワー１８としている。通常、ブロワー１７、１８を例えば１週間おきに交互に使用するようにしている。１９はブロワー操作盤で、各ブロワーをインバータ制御部２０、２１によりＰＩＤ制御するようになっている。２２はカレンダータイマーで、ブロワー１７、１８を１週間おきに切り替える。２３は各反応槽に設置された攪拌機である。
２４は反応槽の処理水の溶存酸素濃度を検出する溶存酸素計で、ここでは溶存酸素計２４は第２の反応槽３に設置されており、出力部２５の出力を制御装置２６にフィードバックし、更に制御装置２６の出力で原水ポンプ６のインバータ制御部８及びブロワー１７、１８の各インバータ制御部２０、２１を制御する。
【０００８】
次に、この実施例装置の動作を説明する。
鉄金属を含有する酸洗い後の水洗水は、まず、原水ポンプ６により原水槽１から第１の反応槽２に移送される。この反応槽２では薬液タンク９より石灰乳を供給し、前記の化学反応式（１）により水酸化第１鉄を生成する粗反応を行う。処理水のｐＨはｐＨ計１２で検出され、ｐＨ操作盤１３で設定値に維持される。第１の反応槽２の処理水は連通口５を通じて第２の反応槽３、次いで第３の反応槽４に入る。また、各反応槽２、３、４にはメインブロワー１７によりそれぞれの散気管１４、１５、１６に空気を送り込み、各反応槽を曝気するとともに、攪拌機２３により攪拌する。予備ブロワー１８は停止されている。
次に、第２の反応槽３及び第３の反応槽４では薬液タンク１０、１１より石灰乳が供給され、本格中和及び仕上中和が行われ、前記化学反応式（１）、（２）により水酸化第１鉄から水酸化第２鉄へ酸化し、水酸化第２鉄が沈殿し、鉄イオン濃度が低下した上澄水が最終的に外部に排出される。第２、第３の反応槽もそれぞれｐＨ計１２でｐＨ調整されている。
ところで、第２の反応槽３には溶存酸素計２４が設置されているので、この溶存酸素計２４により処理水の溶存酸素濃度を検出し、出力部２５の出力を制御装置２５にフィードバックし、更に制御装置２５の出力で原水ポンプ６のインバータ制御部８及びメインブロワー１７のインバータ制御部２０を制御している。そして、この溶存酸素計２４の出力により以下のように制御している。
【０００９】
図２は溶存酸素濃度と制御装置２５の制御出力の関係を示すグラフである。なお、溶存酸素濃度と溶存酸素計２４の出力電流とはほぼ比例関係となっている。いま、溶存酸素濃度の設定値ＰＶを例えば５．６ppm 、溶存酸素濃度の上限値ＰＨ及び下限値ＰＬをそれぞれ例えば５．７ppm 、５．０ppm に設定したとする。
▲１▼ＰＨ≧ＰＶ≧ＰＬのときは、制御装置２５の制御出力はそのまま維持される。従って、原水ポンプ６は１００％の出力で連続運転となっており、メインブロワーＢＬ1 (17)も現状維持で連続運転を継続する。
▲２▼ＰＶ＜ＰＬのとき、すなわち溶存酸素濃度が下限値を割って、更に低下を続けたとき、メインブロワーＢＬ1 の出力が１００％まで高まり、１００％に到達したら、予備ブロワーＢＬ2 (18)が起動する。このとき、原水ポンプ６は出力１００％の運転を継続している。
▲３▼更に溶存酸素濃度が低下を続けたときは、メインブロワーＢＬ1 は出力１００％の運転で、しかも予備ブロワーＢＬ2 の出力も１００％に限りなく近づく。原水ポンプ６は出力１００％の運転である。
▲４▼メインブロワーＢＬ1 が出力１００％、予備ブロワーＢＬ2 が出力１００％に到達したら、原水ポンプ６に減速指令を出し、原水ポンプ６の出力を１００％から５３％に絞る。その結果、廃水処理量が５０ｍ3 ／Ｈから２６．７ｍ3 ／Ｈとなる。
▲５▼廃水処理量が減少すると、第２、第３の反応槽の負荷の減少と、処理水の中和槽での滞留時間が長くなることで、溶存酸素濃度は速やかに回復に向かい、予備ブロワーＢＬ2 の出力が７０％になると、原水ポンプ６の減速指令が解除され、廃水処理量が１００％に回復し、やがて予備ブロワーＢＬ2 は停止する。
▲６▼なお、ＰＶ＞ＰＨのときは、メインブロワーＢＬ1 の出力を更に絞ればよい。
【００１０】
以上のようにして溶存酸素濃度が所定の範囲内に入るようにメインブロワー１７、更には予備ブロワー１８の出力を制御し、更に場合によっては原水ポンプ６の出力をも低下する方向に制御することによって、廃水処理装置の自動運転を可能にしている。従って、処理水の色による判断は不要である。
【００１１】
上記実施例では、曝気装置を構成するブロワーを２台用いて各反応槽に共通に使用する構成となっているが、ブロワーは３台以上でも何ら差し支えないものであり、また各反応槽に１台ずつブロワーを設置することも可能である。
溶存酸素計は第２または第３の反応槽に設置することが適当である。第１の反応槽に設置すると、強酸と強アルカリの溶液が交互に入るため制御系がチャタリングを起こしやすい。
また、上記実施例では鉄金属を含有する廃水の自動処理について述べたが、亜鉛、銅、カドミニウムその他の重金属を含有する廃水でも同様である。
【００１２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の廃水処理装置の制御装置は、溶存酸素計を反応槽に設置して処理水の溶存酸素濃度を検出し、それを基に曝気装置のブロワーの出力を制御するようにしたので、廃水処理装置の自動運転が可能になった。また、メインブロワー及び予備ブロワーを有し、メインブロワーと予備ブロワーを段階的に出力制御することによって廃水処理を効率良く行うことができる。そして、どのブロワーの出力も１００％になったときは原水ポンプの出力を減少するように制御するので、溶存酸素濃度の回復を早めることができ、廃水処理量も早く回復させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例による廃水処理装置の構成図である。
【図２】溶存酸素濃度と制御装置の制御出力との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１  原水槽
２、３、４  反応槽
６  原水ポンプ
１７  メインブロワー
１８  予備ブロワー
２４  溶存酸素計
２６  制御装置
【図１】
0003648798.tif 000002
【図２】
0003648798.tif 000003