(57)【要約】【課題】  磁性フロック等の汚泥をそのまま廃棄しており、資源の再利用が図られていなかった。【解決手段】  原水１に磁性体と凝集剤を連続的に供給し、攪拌することにより、磁性フロック１０を発生させ、磁性フロック１０が通過できない目開きを有する網６′と磁性フロック１０を磁気吸引させる磁場発生手段８と、回収するためのカキ取り板９を設けた磁気分離浄化装置によって、汚泥回収槽１１に磁性フロック１０を集め、汚泥分解槽１２にて磁性フロック１０に塩酸１３を加えて攪拌し磁性フロックを分解して、沈殿槽１４で分解されて磁性フロックを含む処理液を比重分離し、磁性粉及び凝集剤を含む処理液を再利用する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被除去物が含まれた被処理流体に複数の材料から成る凝集剤を供給し、前記凝集剤によって前記被除去物を所定の大きさに凝集させて凝集物質を形成させ、前記被処理流体から前記凝集物質を分離回収し、該回収された前記凝集物質に分解剤を加えて前記被除去物と前記凝集剤とをそれぞれに分離し、該分離された前記被除去物および前記凝集剤をそれぞれに回収し、前記回収された凝集剤を複数の材料が混ざったまま新たな被除去物が含まれる被処理流体に供給することを特徴とする流体内からの被除去物除去処理方法。
【請求項２】
被除去物が含まれた被処理流体に磁性体と凝集剤を供給し、前記凝集剤によって前記被除去物とともに前記磁性体を凝集させて凝集物質を形成させ、前記被処理流体から前記凝集物質を分離回収し、該回収された前記凝集物質に分解剤を加えて前記被除去物と前記磁性体と前記凝集剤に分離し、該分離された前記被除去物を回収し、前記分離された前記磁性体および前記凝集剤を一緒にして新たな被除去物が含まれる被処理流体に供給することを特徴とする流体内からの被除去物除去処理方法。
【請求項３】
請求項１ないし２記載の流体内からの被除去物除去処理方法において、前記凝集剤に高分子剤を含み、前記分解剤に塩酸を用いる流体内からの被除去物除去処理方法。
【請求項４】
被除去物が含まれた被処理流体に凝集剤を供給する手段と、前記供給された凝集剤によって前記被除去物を所定の大きさに凝集させて凝集物質を形成する凝集物質形成槽と、前記凝集物質を含んだ前記被処理流体から前記凝集物質を分離回収する分離手段と、該分離回収された前記凝集物質に分解剤を供給する手段と、該分解剤が加えられ前記被除去物と前記凝集剤とをそれぞれに分離する分離槽と、該分離された前記被除去物および前記凝集剤をそれぞれに回収する回収手段と、前記回収された凝集剤を新たな被除去物が含まれる被処理流体に供給する供給手段とから成ることを特徴とする流体内からの被除去物除去処理装置。
【請求項５】
被除去物が含まれた被処理流体に磁性体と凝集剤を供給する手段と、前記供給された凝集剤によって前記被除去物とともに前記磁性体を凝集させて凝集物質を形成する凝集物質形成槽と、前記凝集物質を含んだ前記被処理流体から前記凝集物質を分離回収する分離手段と、該分離回収された前記凝集物質に分解剤を供給する手段と、該分解剤が加えられ前記凝集物質を前記被除去物と前記磁性体と前記凝集剤に分離する分離槽と、該分離された前記被除去物と前記磁性体と前記凝集剤を回収する回収手段と、前記回収された磁性体および凝集剤を一緒にして新たな被除去物が含まれる被処理流体に供給する供給手段とから成ることを特徴とする流体内からの被除去物除去処理装置。
【請求項６】
被除去物を含む被処理流体に、磁性体と凝集剤を連続的に供給し、攪拌することにより被除去物を前記磁性体と凝集剤により凝集させ凝集物質を形成させる凝集物生成手段と、前記凝集物質が通過できない目開きを有し前記凝集物質を含む被処理流体を濾過する濾過手段と、前記濾過手段で捕集された前記凝集物質を磁気吸引させる磁場発生手段と、前記磁気吸引された凝集物質を回収する汚泥回収手段と、前記汚泥回収手段に前記凝集物質をカキ取るカキ取り手段を設けた磁気分離浄化装置において、前記カキ取り手段によってカキ取られた凝集物質を貯え該凝集物質に塩酸を加えて攪拌する槽と、該槽内で前記塩酸により分解された前記凝集物質を磁性体と凝集剤及び被除去物に分離する沈殿槽と、該沈殿槽により分離された磁性体および凝集剤を一緒に回収して前記被処理流体に添加する供給手段とを設けてことを特徴とする汚泥分離回収装置。
【請求項７】
請求項６記載の汚泥分離回収装置において、前記沈殿槽に液面計を設けて、液面を一定に制御する汚泥分離回収装置。
【請求項８】
請求項６記載の汚泥分離回収装置において、前記沈殿槽の上部に少なくとも１つの多孔板を設けた汚泥分離回収装置。
【請求項９】
請求項６記載の汚泥分離回収装置において、前記沈殿槽の上部に少なくとも１つの邪魔板を設けた汚泥分離回収装置。
【請求項１０】
請求項８ないし９記載の汚泥分離回収装置において、前記沈殿槽の下部に攪拌翼を具備した汚泥分離回収装置。
【請求項１１】
請求項６記載の汚泥分離回収装置において、前記沈殿槽により分離された磁性体および凝集剤のｐＨを測定しｐＨ調整を行う汚泥分離回収装置。
【請求項１２】
請求項６記載の汚泥分離回収装置において、前記凝集剤に高分子剤を含み、前記分解剤に塩酸を用いる汚泥分離回収装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は汚泥の分解を行い水質浄化を行う流体内からの被除去物除去処理方法及び装置と汚泥分離回収装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
水質浄化を目的として、細めの金網や高分子繊維で編んだ網を分離膜として使用し、汚濁粒子を有する原水に凝集剤と磁性粉を添加して磁性フロックを生成し、磁性フロックを膜で分離し、膜で捕集した磁性フロックを磁場発生手段で磁気分離，除去して高濃度汚泥を回収する磁気分離浄化装置がある。このような分離浄化装置はステンレス鋼の細線やポリエステル繊維等の網で構成され、たとえば数十ミクロンメートルの目開きの開口部を有した膜分離部を有する。開口部よりも小さい微細な汚濁物質を分離するため、予め原水に、例えば、凝集剤の硫酸バン土やポリ塩化アルミニウムや塩化鉄と磁性粉を加えて攪拌し、原水中の微細な固形浮遊物や藻類，微生物を凝集剤によって数百ミクロンメートル程度の大きさに結合させた磁性フロックを形成させる。この磁性フロックは数十ミクロンメートルの目開きを有した開口部を通過できず高い除去率で捕集分離され、膜を通過した処理水はさらに浄化される。
【０００３】
従来は膜上に捕集された磁性フロックは、洗浄水で膜から洗い流された後、水面近傍に停留し、水面近傍に静止配置された磁石の磁気力で分離され、汚泥移送手段で汚泥回収槽に蓄えられる。汚泥は最終的には、トラックで処分場や焼却場に運搬したり、コンポスト化される。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２７３２６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記従来技術は、磁性フロック等の汚泥（凝集剤によって凝集された凝集物質）をそのまま廃棄しており、資源の再利用に関して配慮されていなかった。
【０００６】
本発明の目的は、汚泥から再利用できるものを回収し、装置の運転コストを低減することのできる流体内からの被除去物除去処理方法及び装置と汚泥分離回収装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的は、被除去物が含まれた被処理流体に複数の材料から成る凝集剤を供給し、凝集剤によって被除去物を所定の大きさに凝集させて凝集物質を形成させ、被処理流体から凝集物質を分離回収し、該回収された凝集物質に分解剤を加えて被除去物と凝集剤とをそれぞれに分離し、該分離された被除去物および凝集剤をそれぞれに回収し、回収された凝集剤を複数の材料が混ざったまま新たな被除去物が含まれる被処理流体に供給することにより、達成される。
【０００８】
さらに、凝集剤に高分子剤を用いて凝集物質の大きさを大きくし、凝集物質を分離し易くして回収し、回収された凝集物質に塩酸を添加して高分子剤による結合を分解し、分解された凝集物質から凝集剤を分離して被処理流体に供給することにより、凝集剤を再利用する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、汚泥を分解して凝集剤を回収して再利用するので、装置の運転コストを低減できるという効果がある。
【００１０】
また、凝集剤に高分子剤を用いて凝集物質の大きさを大きくし、凝集物質を分離し易くして回収し、回収された凝集物質に所定濃度の塩酸を添加することにより、高分子剤による結合を効率良く解くことができ、分解された凝集物質から凝集剤を効率良く分離回収して、被処理流体に供給し凝集剤を再利用できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
被処理流体に凝集剤を添加して被除去物を大きくし（凝集物質にし）、被処理流体から被除去物を濾過分離して取り除き、汚泥である取り除かれた被除去物（凝集物質）に分解剤を添加して分解し過ぎることなく元の被除去物と凝集剤とに分解し、分解された凝集剤をそのまま新たな被処理流体に供給する。
【実施例１】
【００１２】
本発明の一実施例を図１により説明する。図１は磁気分離浄化装置と汚泥回収装置を組合せた汚泥分離回収装置のフローを示したものである。油等の汚濁粒子を有する原水１は凝集剤（例えば、硫酸バン土，ポリ塩化アルミニウムや塩化鉄）及び磁性粉が予め適量混入（図示していない）されており、比較的回転数が高い（翼の周速が１ｍ／ｓ〜２ｍ／ｓ程度）攪拌槽３に導入され、数百ミクロンメートル程度の磁性マイクロフロックを形成しながら、次に比較的回転数が低い（翼の周速が０.５ｍ／ｓ 〜１ｍ／ｓ程度）攪拌槽４に流入し、高分子凝集剤２を加えることで磁性マイクロフロックは数ミリメートル程度の大きさの磁性フロックを形成する（磁性フロックの形成過程を図８に示す）。このように生成した磁性フロックと前処理水は次の槽５に導入される。槽５では回転ドラム６の外周面に、例えば、ステンレス鋼の細線やポリエステル繊維等で数ミクロンメートルから数十ミクロンメートルの目開きを有した膜となる網６′が設けられている。
【００１３】
槽５に流入した前処理水は、網６′を通過し回転ドラム６内に流入する。このとき前処理水中の磁性フロックは網６′に捕集され、濾過されて磁性フロックが取り除かれた前処理水は回転ドラム６内の排出用の開口部から排出され浄化水１７として系外に放流される。
【００１４】
一方、網６′に付着した磁性フロックは、回転ドラム６内部に設けられたノズルより洗浄水（図示していない）を噴出して網６′から洗い流された後、水面近傍に停留し、水面近傍に配置された回転体７に内蔵された磁場発生手段８、例えば、超伝導磁石や永久磁石により回転体７の表面に吸着されて、回転体７の回転によりカキ取り板９の方向に移動し、カキ取り板９によって回転体７の表面からはく離され、汚泥回収槽１１に自然落下して蓄えられる。
【００１５】
汚泥回収槽１１内にある程度蓄えられた磁性フロック１０は、次の汚泥分解槽１２に移送され、攪拌しながら適量の塩酸１３を加えることにより、高分子凝集剤を分解して、例えば、油，処理水を含んだ凝集剤及び磁性粉に分解される（磁性フロックの分解過程を図９に示す）。加える塩酸のｐＨは磁性フロック１０の状態にもよるが、２から４の範囲であることが望ましい。適量の塩酸を加えることにより、高分子凝集剤の結合が壊れ、マイクロフロックの状態になる。マイクロフロックは、油や塩化鉄の有する電荷によってくっついているだけなので、撹拌によりこれを切り離すことができ、それぞれをバラバラにすることができる。余り塩酸の濃度が濃いと高分子凝集剤以外に磁性粉が溶解するので不適当である。適当な滞留時間で分解された磁性フロックは沈殿槽１４にさらに移送される。
【００１６】
更に、沈殿槽１４において、適当な滞留時間を設けることによって沈殿槽１４の上方に比重の軽い油が浮上し、その下部には処理水を含んだ凝集剤と比重の大きい磁性粉とに分離される。処理水を含んだ凝集剤と磁性粉の混合物１６は原水１に戻され、再利用される。なお、翼２０の形状は一般的なパドル翼，タービン翼等を用いることができる。また、２１は混合物１６のｐＨを調整するためのｐＨ調整剤、例えば、苛性ソーダであり、２２は混合物１６のｐＨ値を検出してｐＨ調整剤２１の量を調整する調整手段である。
【００１７】
原水が原油を含んだ海水等の場合には、汚泥粒子である油１５は回収され、海水を含んだ凝集剤と磁性粉の混合物１６がそのまま原水１に戻され、再利用される。これにより、油田の随伴水処理に適用することにより、海水の浄化，油の回収，凝集剤および磁性粉の消費軽減を図ることができる。
【００１８】
以上、本実施例によれば、磁性フロックを塩酸で分解して、沈降分離することができ、凝集剤と磁性粉を回収して再利用することができるので、装置の運転コストを低減できる効果がある。さらに、原水が有価価値のある原油を含む場合には原油の回収量を増加できる効果がある。
【００１９】
また、本実施例によれば、汚泥回収槽１１，汚泥分解槽１２，沈殿槽１４を重力方向に配置して組み合わせているので、処理水は重力方向に流れ動力の消費をほとんど必要とせず、凝集剤と磁性粉の回収を実現することができる。
【００２０】
なお、本実施例は、油を含有する処理水の場合を例に説明したが、被除去物が油以外のものにも適用可能である。
【実施例２】
【００２１】
図２は本発明の他の実施例を示す。沈殿槽１４には、例えば、差圧式の液面計３２が設けられており、設定値よりも液面が高い場合には、信号３３により適当な制御器（図示していない）を介してポンプ３０の出口に設けられた自動弁３１を開いて液面を一定に保つ構造となっている。液面が設定値よりも低い場合には、この逆の動作を行う。
【００２２】
本実施例によれば、沈殿槽１４の液面を一定に保つことができるので、塩酸により分解された磁性フロック４０の処理量が変動した場合でも、沈殿槽１４の沈降分離の状態を乱すことなく、凝集剤と磁性粉を回収して再利用することができるので、装置の運転コストを低減できる効果がある。
【実施例３】
【００２３】
図３は本発明の他の実施例を示す。沈殿槽１４の上部には２組の多孔板４２及び４３が設けられ、下部には攪拌翼４１が槽底と近接して配置されている。塩酸により分解された磁性フロック４０は沈殿槽１４の上部に流下し、第１の多孔板４２によりその垂直方向の速度成分の運動エネルギを減少させられる。さらにその垂直方向の運動エネルギは第２の多孔板４３により減少する。これにより、比重分離されている油と処理水を含む凝集剤及び磁性粉の分離状態に余り影響を与えることがない。一方、沈殿槽下部では攪拌翼４１が低速で回転、すなわち、比重分離された油の層を乱すことのない速度で回転しており、凝集剤と磁性粉が良好に混合されている。なお、本実施例では運動エネルギを減じる手段として多孔板を示したが、適当な金網等を用いても良い。
【００２４】
本実施例によれば、より均一な濃度の凝集剤と磁性粉を回収して再利用できるので、磁気分離浄化装置の性能を安定化できる効果があり、また装置の運転コストを低減できる効果がある。また、攪拌翼４１によって凝集剤と磁性粉を含んだ処理水が撹拌されるので、凝集剤や磁性粉による供給ラインの目詰まり発生の可能性を防ぐことができる。
【実施例４】
【００２５】
図４は本発明の他の実施例を示す。沈殿槽１４の上部には邪魔板５０ないし５４が槽の垂直方向に対して千鳥状に４枚配列されている。塩酸により分解された磁性フロック４０は沈殿槽１４の上部に流下し、第１の邪魔板５０によりその垂直方向の速度成分の運動エネルギを減じて、第１の邪魔板５０に沿った水平方向の流れに転換される。次に沈殿槽の内壁で流れは反転し、第２の邪魔板５１に沿う流れを生じる。このような流れを発生しながら第３の邪魔板５２及び第４の邪魔板５３を通って沈殿槽１４内を流下する。これにより、沈殿槽１４の垂直方向の流れが減少し、比重分離されている油と処理水を含む凝集剤及び磁性粉の分離状態に余り影響を与えることがない。
【００２６】
本実施例によれば、沈殿槽１４の沈降分離の状態を乱すことなく、凝集剤と磁性粉を回収して再利用することができるので、装置の運転コストを低減できる効果がある。
【実施例５】
【００２７】
図５は本発明の他の実施例を示す。本図において、図１と同符号は同一部材を示し説明を省略する。本図が図１と異なる点は、槽３，槽４および槽５を独立の層にした点である。油田から排出される油含有廃液は原水槽１００に入れられ、ｐＨ調整剤６１を添加されて最適なｐＨ値に調整される。この場合は、槽３内に塩化鉄（塩化第二鉄）が供給され酸性になるのを防ぎ、ほぼ中性になるように前もって調整している。なお、ここではｐＨ調整剤６１を原水槽１００に供給するようにしているが、槽３内又は槽３に入る前に調整するようにしても良い。ここで、６２は磁性粉であり、６３は凝集剤である塩化第二鉄である。７０は沈殿槽１４の上部に浮いた油を回収する油回収器である。６４は塩酸１３の添加によって酸性の度合いが強くなった磁性粉を含む凝集剤溶液、この場合、塩化鉄水溶液のｐＨ値を所定の値に調整するｐＨ調整剤、この場合、苛性ソーダである。
【００２８】
本実施例によれば、槽３，４，５をそれぞれに独立させているので、処理に最適な条件に設定し易い。
【実施例６】
【００２９】
図６は本発明の他の実施例を示す。本図において、図１及び図５と同符号は同一部材を示し説明を省略する。本図が図５と異なる点は、磁性粉６２を供給しない点であり、槽４内では磁性粉を有さない凝集物質であるフロックが形成され、槽５ａ内に供給される。槽５ａ内では、例えば、螺旋状の網を回転させて槽５ａ内に溜まったフロックをフロック回収機７ａによって、処理水中からすくい上げて汚泥回収槽１１に溜めるようになっている。沈殿槽１４からは凝集剤である塩化鉄の水溶液を回収し、再利用する。
【００３０】
本実施例によれば、磁性粉を用いずに油を回収し、凝集剤を再利用することができる。
【実施例７】
【００３１】
図７は本発明の他の実施例を示す。本図において、図１及び図５と同符号は同一部材を示し説明を省略する。本図が図５と異なる点は、槽５を複数、この場合、２つ設けて２台の濾過機で磁性フロックを有する処理水を分離処理する点にある。
【００３２】
本実施例によれば、分離装置の大型化を防ぎ、処理能力に合わせて汚泥分離回収装置を構成することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
河川や湖の水質浄化，油田の随伴水処理，タンカーのバラスト処理等液体中の不要物の除去に好適であり、さらに不要物の除去に用いる凝集剤等の回収・再利用に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の一実施例である汚泥分離回収装置を示す概略図である。
【図２】図１の沈殿槽の他の実施を示す構成図である。
【図３】図１の沈殿槽の他の実施を示す構成図である。
【図４】図１の沈殿槽の他の実施を示す構成図である。
【図５】本発明の他の実施例である汚泥分離回収装置を示す概略図である。
【図６】本発明の他の実施例である汚泥分離回収装置を示す概略図である。
【図７】本発明の他の実施例である汚泥分離回収装置を示す概略図である。
【図８】磁性フロックの形成過程を示す図である。
【図９】磁性フロックの分解過程を示す図である。
【符号の説明】
【００３５】
１…原水、２…高分子凝集剤、６…回転ドラム、６′…網、７…回転体、８…磁場発生手段、９…カキ取り板、１０…磁性フロック、１１…汚泥回収槽、１２…汚泥分解槽、
１３…塩酸、１４…沈殿槽、２０…翼、３２…液面計、４１…攪拌翼、４２…第１の多孔板、５０…第１の邪魔板。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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