(57)【要約】【課題】硫酸バンドの添加量を自動的に調整し、硫酸バンドを必要最小限に抑制しようとするパルプ排水処理工程における硫酸バンドの自動添加方法を提供する。【解決手段】薬注混合槽と円形沈殿槽を備えたパルプ排水処理装置からなり、該装置の薬注混合槽にてパルプ排水の凝集沈殿処理する際に、▲１▼パルプ排水、およびパルプ排水の処理水に複数種の排水を混合して公共用水域に排出される総合排水の各々ＣＯＤと色度、▲２▼該円形沈殿槽で処理されたパルプ排水の処理水、および該総合排水の各流量、を測定し、それぞれの測定値を演算制御装置に入力して硫酸バンドの所定添加量を演算し、予めＣＯＤ７５ｍｇ／リットル以下および色度１１０度以下に自主管理設定した総合排水となるよう、硫酸バンドを該薬注混合槽に自動添加することを特徴とするパルプ排水処理工程における硫酸バンドの自動添加方法。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
パルプ排水処理工程における硫酸バンドの自動添加方法において、薬注混合槽と円形沈殿槽を備えたパルプ排水処理装置からなり、該装置の薬注混合槽にてパルプ排水の凝集沈殿処理する際に、
▲１▼パルプ排水、およびパルプ排水の処理水に複数種の排水を混合して公共用水域に排出される総合排水の各々ＣＯＤと色度、
▲２▼該円形沈殿槽で処理されたパルプ排水の処理水、および該総合排水の各流量、を測定し、それぞれの測定値を演算制御装置に入力して硫酸バンドの所定添加量を演算し、予めＣＯＤ７５ｍｇ／リットル以下および色度１１０度以下に自主管理設定した総合排水となるよう、硫酸バンドを該薬注混合槽に自動添加することを特徴とするパルプ排水処理工程における硫酸バンドの自動添加方法。
【請求項２】
総合排水に対し、連続的に実測されたＣＯＤおよび色度およびＪＩＳ  Ｋ０１０２に基いて測定されたＣＯＤおよび色度とを演算制御装置に入力して演算し、得られた各補正値に基づいて硫酸バンドを自動添加することを特徴とする請求項１記載のパルプ排水処理工程における硫酸バンドの自動添加方法。
【請求項３】
パルプ排水が主としてクラフトパルプ製造工程から排出される該排水であることを特徴とする請求項１記載のパルプ排水処理工程における硫酸バンドの自動添加方法。
【請求項４】
パルプ排水および総合排水のＣＯＤ、色度を連続的に測定する連続測定器が、ＵＶ計、ＣＯＤ自動測定器、または色度自動測定器であることを特徴とする請求項１記載のパルプ排水処理工程における硫酸バンドの自動添加方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、パルプ排水処理工程における硫酸バンドの自動添加方法に関するものであり、さらに詳しくは、流入するパルプ排水のＣＯＤ、色度の変化に対応し、かつＣＯＤ、色度の安定した総合排水を排出するために硫酸バンドの添加量を自動的に調整し、硫酸バンドを必要最小限に抑制しようとするパルプ排水処理工程における硫酸バンドの自動添加方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のパルプ排水の処理方法について、図２を用いて説明する。図２は、従来におけるパルプ排水処理設備を示す概略図である。図２において、パルプ排水処理設備は、薬注混合槽２１、円形沈殿槽２２、演算制御装置２３、硫酸バンドタンク２５、硫酸バンド流量計２６、処理水流量計２９、原水用連続測定器２８から構成されている。凝集沈殿処理において、薬注混合槽２１ではパルプ排水（以下、原水と称する。）に凝集剤を添加し反応させ、円形沈殿槽２２では反応で生じる凝集体（以下、フロックと称する。）を成長、沈降分離させる。
【０００３】
図２より、従来における排水の流れとして、パルプ排水（原水）が薬注混合槽２１に流入し、一方、薬注混合槽１には硫酸バンドタンク２５から定量ポンプ２４により硫酸バンドが添加され、薬注混合槽２１に設けられた攪拌機によって原水と硫酸バンドが混合され、原水中の汚濁物質と硫酸バンドによる反応物（フロック）が生成される。フロックとの混合水は円形沈殿槽２２に流入し、高分子凝集剤などの凝集剤を添加して沈降分離するのに十分な大きさまで成長させ、汚泥と処理水とを沈降分離する。処理水は円形沈殿槽２２よりオーバーフローして流出し、排水路の途中で、抄紙排水や雑排水と合流し、総合排水として公共用水域に排出される。
【０００４】
まず、原水サンプリングポンプ２７により測定試料を汲み上げ、原水連続測定器２８でＣＯＤと色度を測定し、演算制御装置３に測定値の信号２ａが送信される。また、円形沈殿槽２２の処理水流量計２９で得られる流量は、演算制御装置３に測定値の信号２ｂとして送信される。
【０００５】
演算制御装置２３に送信された原水による測定値の信号２ａ、処理水流量の信号２ｂは、演算制御装置２３に入力され、ＣＯＤ除去に対する硫酸バンド添加量、色度除去に対する硫酸バンド添加量を演算し、演算結果に基づく硫酸バンド添加量の信号２ｅにより硫酸バンド流量計６に送信され、薬注混合槽２１に硫酸バンドが所定量添加される。ここで、演算制御装置２３に入力される入力データ２ｆとしては、１）原水のＣＯＤと色度の測定値、２）処理水のＣＯＤと色度の測定値、である。
【０００６】
凝集沈殿処理工程では、原水中に含まれる微細なパルプ繊維に代表される濁質、パルプの漂白で発生するＣＯＤ、色度の原因物質となる木材中に含まれるリグニンに代表される水に可溶な有機性汚濁物などを、薬注混合槽２１で凝集剤を添加してフロックを形成させ、このフロックを次の円形沈殿槽２２で沈降分離するのに十分な大きさまで成長させ、沈殿物（以下、汚泥と称する。）とパルプ排水の処理水（以下、処理水と称する。）が得られる。処理水は抄紙排水、雑排水と合流され、総合排水として公共用水域に排出される。
【０００７】
凝集沈殿処理の原理は、凝集剤に硫酸バンドを用いた場合、下記一般式１の加水分解に伴って生じる水酸化アルミニウムが排水を浄化させるということにある。
【０００８】
【化１】
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【０００９】
加水分解により生じる水酸化アルミニウムはゲル状の沈殿物であり、多孔質のために表面積が著しく大きく、排水中に汚濁物質として存在するコロイド粒子を凝集してフロックを生成する。一般に、コロイド粒子は水中でブラウン運動をしており、また粒子表面が負に荷電して互いに反発し合っているため、安定な分散状態を保っている。また、コロイド粒子と水が接触する部分にはゼータ電位が生じている。安定な分散状態を保っている排水中に正荷電を持つ水酸化アルミニウムが存在すると、コロイド粒子の荷電が中和され、ファン・デル・ワールス力（ｖａｎ  ｄｅｒ  Ｗａａｌｓ  ｆｏｒｃｅ）によって凝集が起こり、フロックが生成する。
【００１０】
原水中に添加される凝集剤の添加量は、円形沈殿槽２に流入される流量に対する比である添加率として管理される。凝集剤は、一般にアルミニウムの硫酸塩である硫酸バンドが多く用いられている。この他に、ポリ塩化アルミニウム（ＰＡＣ）や塩化第２鉄なども用いられる。また、凝集剤との反応で生じるフロックの成長を促進するために、アクリルアミドなどを主原料とする高分子凝集剤も使用する場合がある（例えば、非特許文献１〜２参照。）。
【００１１】
凝集剤の添加率の決定は、ジャーテストでの添加率を決定する方法、運転員の経験的な感を拠り所とするものが多く、原水水質の急激な変化に追従できない上に、添加率を細かく設定することもできない。また、複数以上の運転員間での経験の差、水質の変化への対応の違いなど、対応に個人差が生じるために安定した水質の処理水を得ることが困難であった。
【００１２】
【非特許文献１】
用廃水管理技術研究会「用廃水管理叢書Ｎｏ．３凝集沈殿」１９６６年、第４４〜６１頁
【非特許文献２】
紙パルプ技術協会「環境対策・用水」１９７８年、第２３１〜２３５頁
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、流入するパルプ排水（原水）のＣＯＤ、色度の変化に対応し、かつＣＯＤ、色度の安定した総合排水を排出するために硫酸バンドの添加量を自動的に調整し、硫酸バンドを必要最小限に抑制しようとするパルプ排水処理工程における硫酸バンドの自動添加方法を提供するものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記の課題を解決するため検討を重ねた結果、本発明のパルプ排水処理工程における硫酸バンドの自動添加方法を発明するに至った。
【００１５】
すなわち、本発明のパルプ排水処理工程における硫酸バンドの自動添加方法は、パルプ排水処理工程における硫酸バンドの自動添加方法において、薬注混合槽と円形沈殿槽を備えたパルプ排水処理装置からなり、該装置の薬注混合槽にてパルプ排水の凝集沈殿処理する際に、
▲１▼パルプ排水、およびその処理水に複数種の排水を混合して公共用水域に排出される総合排水の各々のＣＯＤと色度、
▲２▼該円形沈殿槽で処理されたパルプ排水の処理水、および該総合排水の各流量、を測定し、それぞれの測定値を演算制御装置に入力して硫酸バンドの所定添加量を演算し、予めＣＯＤ７５ｍｇ／リットル以下および色度１１０度以下に自主管理設定した総合排水となるよう、硫酸バンドを該薬注混合槽に自動添加することを特徴とするものである。
【００１６】
本発明において、総合排水に対し、連続的に実測されたＣＯＤおよび色度およびＪＩＳ  Ｋ０１０２に基いて測定されたＣＯＤおよび色度とを演算制御装置に入力して演算し、得られた各補正値に基づいて硫酸バンドを自動添加することを特徴とする。
【００１７】
また、本発明において、パルプ排水が主としてクラフトパルプ製造工程から排出される該排水であることを特徴とする。
【００１８】
上記発明において、パルプ排水および総合排水のＣＯＤ、色度を連続的に測定する連続測定器が、ＵＶ計、ＣＯＤ自動測定器、または色度自動測定器であることを特徴とする。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のパルプ排水処理における硫酸バンドの自動添加方法について、詳細に説明する。
【００２０】
本発明は、パルプ排水（原水）の凝集沈殿処理、例えば、主にクラフトパルプ製造工程から排出される原水を凝集沈殿処理する際に、▲１▼連続測定した原水、および複数種の排水を混合して公共用水域に排出される総合排水の各々のＣＯＤと色度、▲２▼円形沈殿槽で処理された処理水、および該総合排水の各流量、に基づき演算制御装置で必要な硫酸バンドの添加量を演算し、
該総合排水の自主管理設定値としてＣＯＤを７５ｍｇ／リットル以下、色度を１１０度以下になるように、定量ポンプで演算結果に基づく添加量の硫酸バンドを自動添加し、法規制値を遵守することを前提にして硫酸バンドを必要最小限に抑制し、ランニングコストを削減しようとするものである。
【００２１】
本発明において、自主管理設定値として、ＣＯＤを７５ｍｇ／リットル以下、色度を１１０度以下に規定しているが、この設定値は、通常、公に規定されている数値より厳しい値である。
【００２２】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明におけるパルプ排水処理設備を示す概略図である。図１において、パルプ排水処理設備は、薬注混合槽１、円形沈殿槽２、演算制御装置３、硫酸バンドタンク５、硫酸バンド流量計６、処理水流量計１１、総合排水流量計１２、原水用連続測定器８、総合排水用連続測定器１０から構成されている。
【００２３】
図１より、本発明における排水の流れとして、パルプ排水（原水）が薬注混合槽１に流入し、一方、薬注混合槽１には硫酸バンドタンク５から定量ポンプ４により硫酸バンドが添加され、薬注混合槽１に設けられた攪拌機によって原水と硫酸バンドが混合され、原水中の汚濁物質と硫酸バンドによる反応物（フロック）が生成される。フロックとの混合水は円形沈殿槽２に流入し、高分子凝集剤などの凝集剤を添加して沈降分離するのに十分な大きさまで成長させ、汚泥と処理水とを沈降分離する。処理水は円形沈殿槽２よりオーバーフローして流出し、排水路の途中で、抄紙排水や雑排水と合流し、総合排水として公共用水域に排出される。
【００２４】
本発明は、硫酸バンドの添加量を自動的に決定するものであるが、予め入力データｆに示す総合排水のＣＯＤと色度に対応する自主管理設定値、処理水のＣＯＤと色度の総合排水への影響度、硫酸バンド濃度、およびＣＯＤ除去、色度除去に対する硫酸バンドの反応効率を演算制御装置３に入力する。ここで、入力データｆは、１）総合排水のＣＯＤと色度の自主管理設定値、２）処理水ＣＯＤと色度の総合排水への影響度、３）硫酸バンド濃度、４）ＣＯＤ除去と色度除去に対する硫酸バンド反応効率、を示している。
【００２５】
他の制御に必要なデータは、原水サンプリングポンプ７により測定試料を汲み上げ、原水連続測定器８でＣＯＤと色度を測定し、演算制御装置３に測定値の信号ａが送信される。また、円形沈殿槽２の処理水流量計１１および総合排水流量計１２で得られる流量は、演算制御装置３にそれぞれ測定値の信号ｂおよびｃで送信される。
【００２６】
演算制御装置３に送信された原水による測定値の信号ａ、処理水流量の信号ｂおよび総合排水流量の信号ｃは、演算制御装置３に入力され、下記の数式１および数式２の演算式により、ＣＯＤ除去に対する硫酸バンド添加量、色度除去に対する硫酸バンド添加量を演算する。
【００２７】
【数１】
2004267981.tif 000004
Ｅ１
Ｆａ１：ＣＯＤ除去に対する硫酸バンド添加量（リットル／ｍｉｎ）
Ｃｓ１：円形沈殿槽入口ＣＯＤ（ｇ／ｍ３）
Ｆｓ  ：円形沈殿槽流量（ｍ３／ｈ）
Ｃｔ１：総合排水ＣＯＤ（ｇ／ｍ３）
Ｆｔ  ：総合排水流量（ｍ３／ｈ）
Ａ１  ：円形沈殿槽処理水ＣＯＤ負荷の総合排水への影響度
［経験値］（ｗ／ｗ％）
Ｅ１  ：ＣＯＤ除去に対する硫酸バンド反応効率（ｋｇ−除去ＣＯＤ／ｋｇ−硫酸バンド）
Ｃａ  ：硫酸バンド濃度（ｗ／ｖ％）
【００２８】
【数２】
2004267981.tif 000005
Ｆａ２：色度除去に対する硫酸バンド添加量（リットル／ｍｉｎ）
Ｃｓ２：円形沈殿槽入口色度（度）
Ｆｓ  ：円形沈殿槽流量（ｍ３／ｈ）
Ｃｔ２：総合排水色度（度）
Ｆｔ  ：総合排水流量（ｍ３／ｈ）
Ａ２  ：円形沈殿槽処理水色度負荷の総合排水への影響度
［経験値］（ｗ／ｗ％）
Ｅ２  ：色度除去に対する硫酸バンド反応効率（ｋｇ−除去色度／ｋｇ−硫酸バンド）
Ｃａ  ：硫酸バンド濃度（ｗ／ｖ％）
【００２９】
ここで、上記数式１および数式２で得られたＣＯＤ除去に対する硫酸バンド添加量、色度除去に対する硫酸バンド添加量を演算制御装置３で比較して、添加量の多い方を添加すべき硫酸バンド添加量と決定する。
【００３０】
得られた硫酸バンド添加量は、演算制御装置３からの演算結果に基づく硫酸バンド添加量の信号ｅにより、硫酸バンド流量計６に送信され、これに従って定量ポンプ４にて硫酸バンドタンク５から薬注混合槽１へ自動添加される。
【００３１】
この制御を内部に有するタイマーの設定に従って繰り返し演算を行い、自動的に硫酸バンド添加量を調整する。
【００３２】
また、総合排水は常に状態を監視する必要があり、総合排水サンプリングポンプ９により測定試料を汲み上げ、総合排水の連続測定器１０でＣＯＤ、色度を測定し、演算制御装置３に測定値の信号ｄが送信される。総合排水の連続測定器１０の測定値およびＪＩＳに基いて測定された測定値とを自主管理値に近づけるため、演算制御装置３に運転員が適宜補正値を入力し、下記数式３により添加量を補正し、補正後の実添加量を得る。
【００３３】
【数３】
Ｆａｃ＝Ｆａ×Ｎ                                                                                              （数式３）
Ｆａｃ：補正後の硫酸バンド添加量［実添加量］（リットル／ｍｉｎ）
Ｆａ  ：硫酸バンド添加量（リットル／ｍｉｎ）
Ｎ  ：補正値
【００３４】
ここで、補正によって得られた実添加量は、演算結果に基づく硫酸バンド添加量の信号ｅで硫酸バンド流量計６に送信され、これに従って定量ポンプ４にて硫酸バンドタンク５から薬注混合槽１へ自動添加される。
【００３５】
このように、本発明は、パルプ排水のＣＯＤ除去および色度除去に対する硫酸バンドの自動添加方法であるが、ＣＯＤおよび色度は以下の測定方法によって規定されるものである。
ＣＯＤ：ＪＩＳ  Ｋ０１０２  工場排水試験方法
（１００℃における過マンガン酸カリウムによる酸素消費量の測定）
色度：ＪＩＳ  Ｋ０１０２  工場排水試験方法
（色度）
【００３６】
本発明において、パルプ排水および総合排水のＣＯＤ、色度を連続的に測定する連続測定器としては、ＵＶ計、ＣＯＤ自動測定器、または色度自動測定器などを使用することができる。例えば、ＵＶ計を用いる場合には、ＵＶ計による測定値とＣＯＤおよび色度各々の相関分析に基づく回帰式を予め求め、演算制御装置でＣＯＤおよび色度に換算し、硫酸バンドの添加量を演算する。
【００３７】
【発明の効果】
上記のとおり、本発明のパルプ排水処理における硫酸バンドの自動添加方法により、演算結果に基づく添加量の硫酸バンドを自動添加することによって、安定した処理水を得ると共に、法規制値を遵守することを前提に硫酸バンドを必要最小限に抑制し、ランニングコストを削減することが可能となる。また、硫酸バンドに代表される凝集剤の過剰な添加が減少することにより、凝集沈殿処理の結果発生する汚泥の減少につながり、産業廃棄物の発生抑制にも寄与する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明におけるパルプ排水処理設備を示す概略図である。
【図２】従来におけるパルプ排水処理設備を示す概略図である。
【符号の説明】
１、２１  薬注混合槽
２、２２  円形沈殿槽
３、２３  演算制御装置
４、２４  定量ポンプ
５、２５  硫酸バンドタンク
６、２６  硫酸バンド流量計
７、２７  原水サンプリングポンプ
８、２８  原水用連続測定器
９  総合排水サンプリングポンプ
１０  総合排水用連続測定器
１１、２９  処理水流量計
１２  総合排水流量計
ａ、２ａ  原水の測定値の信号
ｂ、２ｂ  処理水の流量の信号
ｃ、２ｃ  総合排水の流量の信号
ｄ  総合排水の測定値の信号
ｅ、２ｅ  演算結果に基づく硫酸バンド添加量の信号
ｆ、２ｆ  入力データ
【図１】
2004267981.tif 000006
【図２】
2004267981.tif 000007