(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、
被処理水に凝集剤として無機凝集剤又は無機凝集剤とカチオン性ポリマーを添加し、その後微細気泡を添加することなくライン混合し、
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水処理方法。
【請求項２】
請求項１において、被処理水に消泡剤を添加することを特徴とする水処理方法。
【請求項３】
請求項１又は２において、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水処理方法。
【請求項４】
請求項３において、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調整剤を添加することを特徴とする水処理方法。
【請求項５】
請求項４において、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を測定することを特徴とする水処理方法。
【請求項６】
請求項１又は２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、
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。
【請求項７】
請求項６において、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調整剤を添加することを特徴とする水処理方法。
【請求項８】
請求項６又は７において、前記センターウェルは筒軸を上下方向とした円筒形であり、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することを特徴とする水処理方法。
【請求項９】
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、
被処理水に凝集剤として無機凝集剤又は無機凝集剤とカチオン性ポリマーを添加し、その後微細気泡を添加することなく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、
気泡を除去した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と、
を備え、
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ることを特徴とする水処理装置。
【請求項１０】
請求項９において、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ることを特徴とする水処理装置。
【請求項１１】
請求項９又は１０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水処理装置。
【請求項１２】
請求項１１において、前記脱泡管に、被処理水のｐＨを測定する浸漬式ｐＨ計が設けられていることを特徴とする水処理装置。
【請求項１３】
請求項１２において、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ることを特徴とする水処理装置。
【請求項１４】
請求項９又は１０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水処理装置。
【請求項１５】
請求項１４において、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計が設けられていることを特徴とする水処理装置。
【請求項１６】
請求項１４又は１５において、前記センターウェルは筒軸を上下方向とした円筒形であり、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ことを特徴とする水処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第２０１４／０３８５３７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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。
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【発明の効果】
【００２８】
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。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】実施の形態に係る水処理方法を示すフロー図である。
【図２】第１態様による水処理装置の概略図である。
【図３】第２態様による水処理装置の概略図である。
【図４】第３態様による水処理装置の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
［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。
【００４１】
［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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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％］
【００５０】
［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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
［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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
＜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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
＜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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
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。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
＜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。
【実施例】
【００８３】
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。
【００８４】
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。
【００８５】
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。
【００８６】
［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。
【００８７】
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。
【符号の説明】
【００８８】
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
【図１】
0006589563.tif 000002
【図２】
0006589563.tif 000003
【図３】
0006589563.tif 000004
【図４】
0006589563.tif 000005