(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理水が導入される処理槽と、
該被処理水中の溶解汚染物質を不溶化する不溶化薬剤が供給される反応槽と、
前記処理槽の水を該反応槽へ送給する液移送路及び該反応槽の水を前記処理槽へ返送する液返送路と、
前記処理槽の水が供給される、不溶化物を固液分離する固液分離手段と
を備えてなる水処理装置において、
前記液移送路に濃縮手段を設置したことを特徴とする水処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は水処理装置に係り、特に、汚泥を返送する排水処理において、配管の閉塞、ポンプの磨耗を防止すると共に、所定の汚泥返送比Ｒを維持した上で槽容量の低減を図る水処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
重金属、リン、フッ素などを含有する排水の処理方法として、従来、図２に示すようなＨＤＳ法と呼ばれる汚泥返送法がある。図２に示す方法では、反応槽３において、固液分離槽７から返送された返送汚泥と薬液槽４から供給された、原水中の溶解性汚染物質を不溶化する不溶化薬剤とが混合され、この薬剤と汚泥との混合物が、処理槽２に供給され、原水槽１からの原水と混合されて、不溶化処理される。処理槽２の不溶化処理液は、凝集槽５に送給され、ポリマー貯槽６からポリマー（高分子凝集剤）が添加されて凝集処理される。凝集槽５の凝集処理液は固液分離槽７で固液分離され、分離液が処理水として系外へ排水される。分離汚泥の一部は返送汚泥として反応槽３に返送され、残部は系外へ排出される。なお、Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４はポンプであり、Ｖ１，Ｖ２は薬注バルブである。この薬注バルブＶ１，Ｖ２は処理槽２のｐＨ計２Ａに連動して開閉することで薬注制御が行われる。なお、このｐＨ計２Ａは、不溶化薬剤の種類によってはＯＲＰ計等のその他の計器である場合もある。
【０００３】
このＨＤＳ法によれば、固液分離された汚泥を返送することで不溶化効率を高め、汚泥の減容化を図ることができる。
【０００４】
しかし、ＨＤＳ法では、汚泥返送のためのポンプＰ４の磨耗、汚泥返送配管の閉塞の可能性が大きい。
【０００５】
即ち、固液分離槽７の下部で汚泥が圧密化し、流動性が乏しくなって、固液分離槽７下部からポンプＰ４までの配管が閉塞する場合がある。また、この汚泥濃度が高くなり過ぎるとポンプＰ４の磨耗も起こり易い。
【０００６】
このため、このような問題を解消するために、このＨＤＳ法を改良した方法として、固液分離槽７の分離汚泥ではなく、図３に示す如く処理槽２の不溶化処理液をポンプＰ５で直接反応槽３に返送する方法も提案されている。
【０００７】
図２，３に示すようなＨＤＳ法では、汚泥を返送することによる発生汚泥の減容化効果と原水の処理効果を高めるために、返送する汚泥量の好適範囲があり、下記式で算出される返送比（Ｒ）、即ち、処理槽２で発生する懸濁物質（ＳＳ）量に対する返送汚泥量が１５〜４０の範囲であれば最適な運転を行うことができるとされている。
Ｒ＝返送汚泥量（ｋｇ／ｈｒ）／発生ＳＳ量（ｋｇ／ｈｒ）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、図３に示す処理槽２の不溶化処理液を直接反応槽３に返送する方法では、返送される不溶化処理液の汚泥濃度が低いため、上記返送比Ｒ＝１５〜４０を維持するためには大量の不溶化処理液を返送する必要がある。このため、反応槽３や処理槽２において所定の滞留時間を得るためには、大容量の槽が必要となるという欠点がある。
【０００９】
本発明は上記従来の問題点を解決し、処理槽の不溶化処理液を反応槽に返送する排水処理法において、所定の返送比Ｒを維持した上で反応槽や処理槽を小型化することができる水処理装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の水処理装置は、被処理水が導入される処理槽と、該被処理水中の溶解汚染物質を不溶化する不溶化薬剤が供給される反応槽と、前記処理槽の水を該反応槽へ送給する液移送路及び該反応槽の水を前記処理槽へ返送する液返送路と、前記処理槽の水が供給される、不溶化物を固液分離する固液分離手段とを備えてなる水処理装置において、前記液移送路に濃縮手段を設置したことを特徴とする。
【００１１】
本発明の水処理装置では、処理槽の不溶化処理液を濃縮手段で濃縮した後、反応槽に移送することから、所定の返送汚泥量を維持した上で返送汚泥液量を低減することができる。
【００１２】
この濃縮で発生する分離液は適宜後段の凝集槽に送給すれば良く、このように濃縮を行うことで水質の低下を引き起こすことはない。
【００１３】
なお、この濃縮手段による濃縮は、液の流動性が確保される程度に行えば良く、配管閉塞の問題を生じることはない。また、この程度の濃縮率であれば、ポンプの磨耗を引き起こすこともない。特に、このポンプを液移送路の濃縮手段の上流側に設置することにより、濃縮液による磨耗の問題を解消することができる。また、濃縮手段を反応槽の上部に設け、濃縮液を直接反応槽に落下させるようにした場合には、濃縮により濃縮液の流動性が若干低下しても、配管閉塞の問題を生じることはない。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００１５】
図１は本発明の水処理装置の実施の形態を示す系統図である。図１において、図２，３と同一機能を奏する部材には同一符号が付してある。
【００１６】
この水処理装置では、処理槽２の不溶化処理液が濃縮手段８で濃縮され、濃縮液は反応槽３に、分離液は凝集槽５にそれぞれ送給される。
【００１７】
反応槽２では、この濃縮液と薬液槽４から供給された不溶化薬剤とが混合される。
【００１８】
この不溶化薬剤は、処理槽２のｐＨ計２Ａ（このｐＨ計は、添加する不溶化薬剤の種類によっては、ＯＲＰ計等のその他の計器である場合もある。）が所定の値となるように制御されるバルブＶ１，Ｖ２の開閉により薬注制御される。反応槽２の混合液は、処理槽２に供給され、原水槽１からの原水と混合されて、不溶化処理される。処理槽２の不溶化処理液は、凝集槽５に送給され、ポリマー貯槽６からポリマーが添加されて凝集処理される。凝集槽５の凝集処理液は固液分離槽７で固液分離され、分離液が処理水として系外へ排水され、分離汚泥は余剰汚泥として系外へ排出される。
【００１９】
このような排水処理において、本発明の水処理装置では、処理槽２の不溶化処理液が濃縮手段で濃縮された後反応槽３に送給され、反応槽３と処理槽２とを循環する液量が大幅に低減し、これにより所定の汚泥返送比Ｒ、所定の反応槽滞留時間及び処理槽滞留時間を維持した上で、反応槽３及び処理槽２の必要容量を低減することができる。
【００２０】
この濃縮手段８としては、汚泥を含む懸濁液を濃縮できるものであれば良く、特に制限はないが、例えば、サイクロン、遠心分離器などの固液分離装置を用いることができる。
【００２１】
また、濃縮倍率は、必要とする槽容量の減容化の程度に応じて、濃縮液の流動性が確保される程度に適宜決定される。この濃縮倍率が低いと槽容量の減容化効果を十分に得ることができず、過度に高いと、濃縮液の流動性が損なわれる。一般的には、ＳＳ濃度として約４０％以下であれば流動性を確保することができ、配管の閉塞、ポンプの磨耗の問題はないことから、濃縮倍率２〜８０倍程度の範囲で、濃縮液のＳＳ濃度が１０〜４０％程度となるように濃縮を行うのが好ましい。
【００２２】
前述の如く、この循環系のポンプＰ５を濃縮手段８の上流側に設けることで、濃縮倍率が高くても、ポンプＰ５が磨耗する恐れはなく、また、濃縮手段８を反応槽３の上部に設け、濃縮液を直接反応槽３に落下させるようにすることで、濃縮倍率が高い場合でも、濃縮液による配管の閉塞を防止することができる。従って、この場合には、濃縮液のＳＳ濃度が８０％程度になるまで濃縮することもできる。遠心分離器では濃縮液のＳＳ濃度が高くなり過ぎることもあるが、例えば、分離液の一部を反応槽に注入し、反応槽における流動性を確保できるようにするのがよい。本発明では、流動性が確保できる程度であれば、濃縮手段やポンプの設置箇所には何ら制限はない。
【００２３】
このような本発明の水処理装置は、原水に不溶化薬剤を添加して不溶化処理するに当たり、不溶化処理槽の不溶化処理液を不溶化薬剤と混合して原水に添加する水処理装置であれば、どのような水処理装置にも適用可能である。例えば、フッ素含有水に消石灰や塩化カルシウム等のカルシウム化合物を添加してフッ素をフッ化カルシウムとして不溶化する水処理装置や、リン含有水に不溶化薬剤として消石灰等のカルシウム化合物を添加して不溶化する水処理装置、重金属含有水にアルカリを添加して水酸化物の不溶化物を生成させる水処理装置等、各種の水処理装置に適用可能である。
【００２４】
【実施例】
以下に実施例及び比較例を挙げて本発明をより具体的に説明する。
【００２５】
実施例１、比較例１
図１に示す水処理装置により、フッ素：５０００ｍｇ／Ｌ、ＳＯ４：１０００ｍｇ／Ｌを含む排水を原水として処理した。
【００２６】
不溶化薬剤としては消石灰（Ｃａ（ＯＨ）２）を用い、処理槽（中和槽）２のｐＨが６．５になるように処理を行った。また、原水流量は６０Ｌ／ｈｒ，返送比Ｒは２０とした。反応槽３の滞留時間は３分、処理槽２の滞留時間は１０分とした。
【００２７】
濃縮手段８としてはサイクロンを用い、濃縮液を反応槽３に、分離液を凝集槽５にそれぞれ送給した。
【００２８】
サイクロンでの濃縮倍率を２０倍としたところ、必要な反応槽容量は３Ｌ、処理槽容量は１０Ｌであった（実施例１）。
【００２９】
一方、このサイクロンを用いず、図３に示す処理槽２の不溶化処理液をそのまま反応槽３に返送する方法により、同一の処理条件で処理を行ったところ（比較例１）、必要な反応槽容量は６０Ｌ，処理槽容量は２００Ｌでいずれも実施例１の場合の２０倍の槽容量が必要であった。
【００３０】
なお、処理水のフッ素濃度は、実施例１では９．４ｍｇ／Ｌ、比較例１では９．２ｍｇ／Ｌと、ほぼ同等の処理水質を得ることができた。
【００３１】
【発明の効果】
以上詳述した通り、本発明の水処理装置によれば、
▲１▼  必要とする槽容量を低減することができ、装置の小型化、設置スペースの低減を図ることができる。
▲２▼  ポンプの磨耗、配管の閉塞を防止することができる。
▲３▼  ▲１▼，▲２▼より装置設備、保守管理に要するコストを削減できる。
といった効果が奏され、安定かつ効率的な排水処理を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の水処理装置の実施の形態を示す系統図である。
【図２】従来例を示す系統図である。
【図３】従来例を示す系統図である。
【符号の説明】
１  原水槽
２  処理槽
３  反応槽
４  薬液槽
５  凝集槽
６  ポリマー貯槽
７  固液分離槽
８  濃縮手段
【図１】
0004457458.tif 000002
【図２】
0004457458.tif 000003
【図３】
0004457458.tif 000004