(57)【要約】【課題】  脱水ケーキの含水率が低く、フロックの脱水性が向上し、脱水時間の短縮した、濁水の凝集脱水処理方法を提供する。【解決手段】  濁水に無機系凝集剤Ａを添加して攪拌混合した後、これに有機系凝集剤Ｂを添加し、緩速攪拌してフロックＬを生成し、フロックＬに無機系凝集剤Ｃを添加して攪拌混合し、フロックＬを分解又は破壊した後、これを脱水処理する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
濁水に無機系凝集剤Ａを添加して攪拌混合した後、
これに有機系凝集剤Ｂを添加し、緩速攪拌してフロックＬを生成し、
該フロックＬに無機系凝集剤Ｃを添加して攪拌混合し、前記フロックＬを分解又は破壊した後、
これを脱水処理することを特徴とする濁水の凝集脱水処理方法。
【請求項２】
前記フロックＬを分解又は破壊した後、
これに有機系凝集剤Ｄを添加し、緩速攪拌してフロックＭを生成し、
該フロックＭを脱水処理し、脱水ケーキを生成する請求項１に記載の濁水の凝集脱水処理方法。
【請求項３】
前記フロックＭに、さらに無機系凝集剤Ｅを添加して攪拌混合し、前記フロックＭを分解又は破壊した後、
これに、さらに有機系凝集剤Ｆを添加し、緩速攪拌してフロックＮを生成し、
該フロックＮを脱水処理し、脱水ケーキを生成する請求項２に記載の濁水の凝集脱水処理方法。
【請求項４】
前記無機系凝集剤Ａ、Ｃ、及びＥが、硫酸アルミニウム、ポリ塩化アルミニウム、鉄塩からなる群から選ばれる少なくとも１種以上であり、
前記有機系凝集剤Ｂ、Ｄ、及びＦが、ポリアクリルアミド又はポリアクリル酸である請求項１〜３のいずれか一項に記載の濁水の凝集脱水処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、濁水の凝集脱水処理方法に関するものであり、特に、建設工事排水等の濁水の、脱水時間の短縮した凝集脱水処理方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、建設工事排水等の濁水の凝集処理には、無機系凝集剤と有機系凝集剤を単独又は組合わせて使用し、微細粒子の凝結やフロック化を行っている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この凝集処理したフロックは、沈降性が速くなるため、分離水の除去に効果的であるが、近年は沈降したフロックに、さらに機械的脱水処理を行うのが一般的である。また、凝集処理では、懸濁排水の懸濁物濃度やｐＨ、有機物量等によって凝集剤の添加量やフロック生成の攪拌条件を設定しているのが一般的である。
【特許文献１】特開２０００−１８５２０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、この凝集処理において、有機系凝集剤として高分子凝集剤を添加したフロックは、機械的脱水処理での脱水性が極めて悪く、長時間の脱水が必要となったり、あるいは高い圧力の脱水や脱水機の大型化が必要であるという問題があった。
【０００５】
そのため、濁水の凝集・脱水処理を効率的に行うため、脱水機の改良や脱水助剤の使用が試みられているが、処理のコスト上昇や設置スペースの拡大等の問題があり、完全な解決法には至らなかった。
【０００６】
本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み、脱水ケーキの含水率が低く、フロックの脱水性が向上し、脱水時間を短縮した、濁水の凝集脱水処理方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
かかる課題を解決するため、
請求項１にかかる発明は、濁水に無機系凝集剤Ａを添加して攪拌混合した後、これに有機系凝集剤Ｂを添加し、緩速攪拌してフロックＬを生成し、該フロックＬに無機系凝集剤Ｃを添加して攪拌混合し、前記フロックＬを分解又は破壊した後、これを脱水処理することを特徴とする濁水の凝集脱水処理方法である。
【０００８】
請求項２にかかる発明は、前記フロックＬを分解又は破壊した後、これに有機系凝集剤Ｄを添加し、緩速攪拌してフロックＭを生成し、該フロックＭを脱水処理し、脱水ケーキを生成する請求項１に記載の濁水の凝集脱水処理方法である。
【０００９】
請求項３にかかる発明は、前記フロックＭに、さらに無機系凝集剤Ｅを添加して攪拌混合し、前記フロックＭを分解又は破壊した後、これに、さらに有機系凝集剤Ｆを添加し、緩速攪拌してフロックＮを生成し、該フロックＮを脱水処理し、脱水ケーキを生成する請求項２に記載の濁水の凝集脱水処理方法である。
【００１０】
請求項４にかかる発明は、前記無機系凝集剤Ａ、Ｃ、及びＥが、硫酸アルミニウム、ポリ塩化アルミニウム、鉄塩からなる群から選ばれる少なくとも１種以上であり、前記有機系凝集剤Ｂ、Ｄ、及びＦが、ポリアクリルアミド又はポリアクリル酸である請求項１〜３のいずれか一項に記載の濁水の凝集脱水処理方法である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の濁水の凝集脱水処理方法によれば、無機系凝集剤を添加して攪拌混合するのと有機系凝集剤を添加して緩速攪拌するのを２回以上繰り返すことにより、従来の１回の添加では粗大であったフロックが分解又は破壊されて親水性でなくなるため、脱水処理におけるフロックの脱水性（水切れ性）が向上し、脱水時間を著しく短縮することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明に係る濁水の凝集脱水処理方法の実施形態の例を図面に示し、詳細に説明する。
【００１３】
図１は、本発明の濁水の凝集脱水処理方法の一実施形態に係る工程図である。本実施形態の濁水の凝集脱水処理方法は、濁水に無機系凝集剤Ａを添加して攪拌混合した後、これに有機系凝集剤Ｂを添加し、緩速攪拌してフロックＬを生成し、該フロックＬに無機系凝集剤Ｃを添加して攪拌混合し、前記フロックＬを分解又は破壊した後、これに有機系凝集剤Ｄを添加し、緩速攪拌してフロックＭを生成し、該フロックＭを脱水処理し、脱水ケーキを生成するものである。
【００１４】
対象となる濁水とは、建設工事排水、産業廃水、無機性・有機性汚泥を含んだ懸濁水、有害物質を含有する汚染土壌を洗浄し、有害物質の吸着した微粒子を含んだ懸濁水、泥水等である。この濁水には、水中で沈降しない粒子径７５μｍ以下の微粒子が含まれているのが一般的である。
【００１５】
この濁水に、最初に添加する無機系凝集剤Ａとしては、アルミニウム塩や鉄塩が挙げられる。このようなアルミニウム塩としては、例えば、硫酸アルミニウム（硫酸バンド）、ポリ塩化アルミニウム（ＰＡＣ）、塩化アルミニウム等が好適である。
【００１６】
また、鉄塩としては、塩化第一鉄、塩化第二鉄、硫酸第一鉄、硫酸第二鉄、ポリ硫酸鉄等が使用される。そのなかでも、硫酸アルミニウム、ポリ塩化アルミニウム、鉄塩からなる群から選ばれる少なくとも１種以上であるのが好ましい。これらの無機系凝集剤は、１種又は２種以上が目的に応じて適宜選択して使用される。
【００１７】
無機系凝集剤Ａの添加量は、濁水の性状にもよるが、濁水に対して１０〜５０００ｐｐｍであるのが好ましく、１００〜１０００ｐｐｍであるのがより好ましい。無機系凝集剤Ａの添加量を適性にすることで、濁水中の単一微粒子をいくつかの微粒子が結合したフロック状にすることができる。
【００１８】
濁水に、無機系凝集剤Ａを添加して攪拌混合を行う。この攪拌混合には、公知の攪拌混合装置を用いることができる。攪拌混合の時間は３０秒以上の滞留時間を確保するのが好ましい。３０秒以上の滞留時間を確保することにより、微粒子が電気的に中和する凝集反応を充分に行うことができる。また、攪拌混合の速度は、１００〜５０００ｒｐｍであるのが好ましく、３００〜３０００ｒｐｍであるのがより好ましい。
【００１９】
次いで、これに有機系凝集剤Ｂを添加する。添加する有機系凝集剤Ｂとしては、高分子凝集剤が挙げられる。そのなかでも、ポリアクリルアミド又はポリアクリル酸が好ましい。また、有機系凝集剤Ｂの添加量は、濁水に対して１〜５００ｐｐｍであるのが好ましく、３〜３００ｐｐｍであるのがより好ましい。有機系凝集剤Ｂの添加量を適正にすることにより、高分子で固形物を包んで粗大化した含水状のフロックＬとすることができる。
【００２０】
有機系凝集剤Ｂを添加した後、緩速攪拌してフロックＬを生成する。有機系凝集剤Ｂを添加した後の攪拌混合は、先の無機系凝集剤Ａを添加した際の攪拌混合時の速度よりも遅く、１０〜５００ｒｐｍとするのが好ましく、１０〜１００ｒｐｍとするのがより好ましい。緩速攪拌を行うことにより、機械的切断によるフロックの分断が減り、フロックＬを粗大化し、沈降速度を速くすることができる。また、緩速攪拌の時間は３０秒以上の滞留時間を確保するのが好ましい。
【００２１】
従来法では、この生成したフロックＬをそのまま脱水処理して処理が完了する。本実施形態ではここで脱水処理は行わず、このフロックＬに無機系凝集剤Ｃを添加して攪拌混合を行う。添加する無機系凝集剤Ｃには、上記無機系凝集剤Ａで挙げた凝集剤を用いることができる。
【００２２】
また、無機系凝集剤Ｃの添加量は、無機系凝集剤Ａの添加量と同量かそれ以下であるのが好ましい。また、攪拌混合には、無機系凝集剤Ａの添加に用いたのと同様の装置を用いることができ、攪拌混合時間、速度も同様とするのが好ましい。
【００２３】
一旦生成したフロックＬに、無機系凝集剤Ｃを添加すると、フロックＬが攪拌によって切断され壊れて高分子ポリマーが縮み、親水性でなくなるため、フロックＬの内部に含まれていた水を離す。フロックＬとは、無機系凝集剤Ａの添加で凝結や電気的中和により接触した微粒子群に、有機系凝集剤Ｂを添加して、有機系凝集剤Ｂのポリマーが微粒子群と水を同時に包み込んで粗大フロックとしたものである。このフロックＬに無機系凝集剤Ｃが添加されると、粗大フロックのポリマーが分解・縮小して水を離し、フロックが細かくなる。
【００２４】
この状態で脱水処理を行うこともできるが、フロックＬの分解物は流動性があり、脱水ケーキのような固形物として取り除くのは難しいため、この場合、後述するフロックＭの脱水処理時の圧力よりも１．５倍以上高くして行う必要がある。
【００２５】
本実施形態では、ここで脱水処理は行わず、次の工程まで進む。すなわち、フロックＬの分解物に有機系凝集剤Ｄを添加し、緩速攪拌してフロックＭを生成する。添加する有機系凝集剤Ｄには、上記有機系凝集剤Ｂで挙げた凝集剤を用いることができる。また、有機系凝集剤Ｄの添加量は、有機系凝集剤Ｂの添加量より少なくてもよいし、同量以上でもよい。
【００２６】
また、攪拌混合には、有機系凝集剤Ｂの添加に用いたのと同様の装置を用いることができ、攪拌混合時間、速度も同様とするのが好ましい。フロックＬを一度分解して再凝集することにより、余分な水も脱離するため、フロックＭの含水率をフロックＬよりも低下することができる。
【００２７】
次いで、このフロックＭを脱水処理し、脱水ケーキを生成する。脱水処理には、ベルトプレス、フィルタープレス、真空脱水機等の公知の脱水機を用いることができる。このフロックＭは、フロックＬに比べ脱水性が向上しているため、脱水機の処理能力を１．５倍以上向上させ、脱水時間を５０％程度短縮することができる。また、含水率の低減した脱水ケーキを得ることができる。
【００２８】
本発明の濁水の凝集脱水処理方法では、凝集剤を２回添加するため、従来法に比べ凝集剤の使用量は１．５倍以上になるが、脱水機の処理能力が向上し、脱水時間が短縮できるため、凝集・脱水の総コストは、従来に比べ３０〜５０％削減することができる。
【００２９】
本実施形態では、有機系凝集剤Ｄを添加して生成したフロックＭを脱水処理しているが、このフロックＭに、さらに無機系凝集剤Ｅを添加して攪拌混合し、フロックＭを分解又は破壊した後、これに、さらに有機系凝集剤Ｆを添加し、緩速攪拌してフロックＮを生成し、フロックＮを脱水処理し、脱水ケーキを生成してもよい。
【００３０】
この場合、無機系凝集剤Ｅには、上記無機系凝集剤Ｃで挙げた凝集剤を用いることができ、添加量も無機系凝集剤Ｃの添加量と同量とすることができる。また、有機系凝集剤Ｆには、上記有機系凝集剤Ｄで挙げた凝集剤を用いることができ、添加量も有機系凝集剤Ｄの添加量と同量とすることができる。
【００３１】
上記のように凝集剤の添加を３回行うことにより、フロックＮの脱水性をさらに向上させることができる。
【実施例】
【００３２】
以下、実施例により、本発明をさらに詳しく説明する。本発明は、下記実施例に何ら制限されるものではない。
【００３３】
［実施例１］
有害物質を含有する汚染土壌を洗浄し、有害物質の吸着した微粒子を含んだ懸濁水に、無機系凝集剤Ａであるポリ塩化アルミニウム（略して、「ＰＡＣ」という。）を５００ｐｐｍ添加し、プロペラ型攪拌機（スリーワンモーター）で１分２００ｒｐｍで攪拌混合した。これに有機系凝集剤ＢであるＰＡ−３３１（（株）クリタ）を５ｐｐｍを添加し、０．５分２０ｒｐｍで緩速攪拌してフロックＬを生成した。
【００３４】
このフロックＬに、さらに無機系凝集剤ＣであるＰＡＣを２５０ｐｐｍ添加して、上記装置で１分２００ｒｐｍ攪拌混合し、このフロックＬを壊した。これに有機系凝集剤ＤであるＰＡ−３３１を１０ｐｐｍ添加し、０．５分２０ｒｐｍで緩速攪拌してフロックＭを生成した。これらの凝集剤の添加量を表１に示す。
【００３５】
【表１】
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【００３６】
このフロックＭをヌッチェ式真空脱水装置で脱水処理し、脱水ケーキ約２０ｇを得た。この時の脱水量（ｍｌ）と脱水時間（秒）との関係を測定し、図２に示した。図２は、フロックＭの脱水処理における脱水量と脱水時間との関係をプロットしたグラフである。
【００３７】
［実施例２］
凝集剤の添加量の中で、有機系凝集剤Ｄの添加量を２０ｐｐｍと変えた以外は、実施例１と同様にして、フロックＭを生成させ、脱水量（ｍｌ）と脱水時間（秒）との関係を測定した。凝集剤の添加量を表１に、結果を、図２に各々示す。
【００３８】
［実施例３］
無機系凝集剤Ａを１０００ｐｐｍ、有機系凝集剤Ｂを２０ｐｐｍ、無機系凝集剤Ｃを２５０ｐｐｍ、有機系凝集剤Ｄを１０ｐｐｍ添加して、実施例１と同様にして、フロックＭを生成させ、脱水量（ｍｌ）と脱水時間（秒）との関係を測定した。凝集剤の添加量を表１に、結果を、図２に各々示す。
【００３９】
［比較例１］
実施例１と同量の懸濁水に、無機系凝集剤ＡであるＰＡＣを５００ｐｐｍ添加し、プロペラ型攪拌機で１分２００ｒｐｍで攪拌混合し、有機系凝集剤ＢであるＰＡ−３３１を５ｐｐｍを添加し、０．５分２０ｒｐｍで緩速攪拌してフロックＬを生成し、これを実施例１と同様に脱水処理した。凝集剤の添加量を表１に、フロックＬの脱水処理における脱水量（ｍｌ）と脱水時間（秒）との関係を、図２に各々示す。
【００４０】
［比較例２］
無機系凝集剤Ａを７５０ｐｐｍ、有機系凝集剤Ｂを１０ｐｐｍ添加した以外は、比較例１と同様にして、フロックＬを生成させ、脱水量（ｍｌ）と脱水時間（秒）との関係を測定した。凝集剤の添加量を表１に、結果を、図２に各々示す。
【００４１】
図２の結果から、脱水量が１８０ｍｌに達するのに、比較例１では１７１秒、比較例２では２００秒かかったのが、実施例１では２４秒、実施例２では８３秒、実施例３では１０５秒であり、実施例１は比較例１〜２と比べ、脱水率が７〜８倍、実施例２〜３では比較例１〜２と比べ、１．７〜２．４倍向上したことがわかった。
【００４２】
以上の結果から、本発明の濁水の凝集脱水処理方法によれば、フロックの脱水処理における脱水性が向上し、脱水時間を１．５倍以上短縮できることが確認された。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の濁水の凝集脱水処理方法の一実施形態に係る工程図である。
【図２】実施例１〜３及び比較例１〜２におけるフロックの脱水処理における脱水量と脱水時間との関係をプロットしたグラフである。
【図１】
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【図２】
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