(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理水が導入される凝集反応槽と、凝集剤の添加量を調節して凝集反応槽に添加する第１および第２の凝集剤添加量調節手段と、凝集物を分離し処理水を得る固液分離手段とを備え、
第１の凝集剤添加量調節手段が、処理水のＳＳ濃度に基づいて凝集剤添加量を調節することができるようにされ、
第２の凝集剤添加量調節手段が、凝集剤を一定速度で添加することができるようにされていることを特徴とする凝集処理装置。
【請求項２】
被処理水が導入される凝集反応槽と、凝集剤の添加量を調節して凝集反応槽に添加する第１および第２の凝集剤添加量調節手段と、凝集物を分離し処理水を得る固液分離手段とを備え、
第１の凝集剤添加量調節手段が、処理水のＳＳ濃度に基づいて凝集剤添加量を調節することができるようにされ、
第２の凝集剤添加量調節手段が、被処理水の流量に基づいて凝集剤添加量を調節することができるようにされていることを特徴とする凝集処理装置。
【請求項３】
前記凝集剤は、無機系凝集剤であることを特徴とする請求項１または２記載の凝集処理装置。
【請求項４】
被処理水が導入される凝集反応槽と、無機系凝集剤の添加量を調節して凝集反応槽に添加する第１および第２の無機系凝集剤添加量調節手段と、高分子系凝集剤の添加量を調節して凝集反応槽に添加する高分子系凝集剤添加量調節手段と、凝集物を分離し処理水を得る固液分離手段とを備え、
第１の無機系凝集剤添加量調節手段が、処理水のＳＳ濃度に基づいて凝集剤添加量を調節することができるようにされ、
第２の無機系凝集剤添加量調節手段が、凝集剤を一定速度で添加することができるようにされ、
高分子系凝集剤添加量調節手段が、処理水のＳＳ濃度と被処理水流量のうち少なくともいずれか一方に基づいて凝集剤添加量を調節することができるようにされていることを特徴とする凝集処理装置。
【請求項５】
被処理水が導入される凝集反応槽と、無機系凝集剤の添加量を調節して凝集反応槽に添加する第１および第２の無機系凝集剤添加量調節手段と、高分子系凝集剤の添加量を調節して凝集反応槽に添加する高分子系凝集剤添加量調節手段と、凝集物を分離し処理水を得る固液分離手段とを備え、
第１の無機系凝集剤添加量調節手段が、処理水のＳＳ濃度に基づいて凝集剤添加量を調節することができるようにされ、
第２の無機系凝集剤添加量調節手段が、被処理水の流量に基づいて凝集剤添加量を調節することができるようにされ、
高分子系凝集剤添加量調節手段が、処理水のＳＳ濃度と被処理水流量のうち少なくともいずれか一方に基づいて凝集剤添加量を調節することができるようにされていることを特徴とする凝集処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、用水（河川水、湖水、井水等）、産業排水などを凝集剤を用いて凝集処理する凝集処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、凝集処理には、塩化アルミニウム、ポリ塩化アルミニウム、硫酸アルミニウム、塩化第二鉄、ポリ硫酸第二鉄などの無機系凝集剤や、高分子凝集剤などが用いられている。
凝集剤を添加する際には、被処理水に対する凝集剤の添加率を一定とするのが一般的であるが、被処理水の流量やＳＳ濃度などが変動する場合には、凝集剤添加量が過剰となったり、逆に不足して処理水質が悪化することがある。
このため、被処理水の流量とＳＳ濃度の積である総ＳＳ負荷に応じて凝集剤添加量を自動制御することができる凝集処理装置が提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記凝集剤添加量が制御可能な凝集処理装置を用いた場合でも、被処理水質が変動したときに凝集剤添加量が過剰または不足となるのを完全に防ぐのは困難であるのが現状である。
すなわち、従来の凝集処理装置では、懸濁物質の性状変動が小さい場合（例えば懸濁物質が金属水酸化物のみである場合）には、過不足が生じないように凝集剤を添加することは比較的容易であるが、懸濁物質の性状が変動する場合（例えば懸濁物質が無機系物質と有機系物質とを含む場合）には、凝集剤添加量が過剰または不足となることがあった。
凝集剤が過剰となった場合には、凝集剤に要するコストがかさむばかりでなく、凝集処理が悪化することがある。凝集剤が不足した場合には、凝集処理が不十分となり、処理水質が悪化することになる。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は以下のとおりである。
（１）被処理水質が変動した場合でも凝集剤を過不足なく添加することができる凝集処理装置を提供する。
（２）流量またはＳＳ負荷が高い場合でも良好な処理が可能となる凝集処理装置を提供する。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明の凝集処理装置は、被処理水が導入される凝集反応槽と、凝集剤の添加量を調節して凝集反応槽に添加する第１および第２の凝集剤添加量調節手段と、凝集物を分離し処理水を得る固液分離手段とを備え、第１の凝集剤添加量調節手段が、処理水のＳＳ濃度に基づいて凝集剤添加量を調節することができるようにされ、第２の凝集剤添加量調節手段が、凝集剤を一定速度で添加することができるようにされていることを特徴とする。
本発明の凝集処理装置は、被処理水が導入される凝集反応槽と、凝集剤の添加量を調節して凝集反応槽に添加する第１および第２の凝集剤添加量調節手段と、凝集物を分離し処理水を得る固液分離手段とを備え、第１の凝集剤添加量調節手段が、処理水のＳＳ濃度に基づいて凝集剤添加量を調節することができるようにされ、第２の凝集剤添加量調節手段が、被処理水の流量に基づいて凝集剤添加量を調節することができるようにされた構成を採用することもできる。
前記凝集剤としては、無機系凝集剤を用いることができる。
本発明の凝集処理装置は、被処理水が導入される凝集反応槽と、無機系凝集剤の添加量を調節して凝集反応槽に添加する第１および第２の無機系凝集剤添加量調節手段と、高分子系凝集剤の添加量を調節して凝集反応槽に添加する高分子系凝集剤添加量調節手段と、凝集物を分離し処理水を得る固液分離手段とを備え、第１の無機系凝集剤添加量調節手段が、処理水のＳＳ濃度に基づいて凝集剤添加量を調節することができるようにされ、第２の無機系凝集剤添加量調節手段が、凝集剤を一定速度で添加することができるようにされ、高分子系凝集剤添加量調節手段が、処理水のＳＳ濃度と被処理水流量のうち少なくともいずれか一方に基づいて凝集剤添加量を調節することができるようにされている構成を採用することもできる。
本発明の凝集処理装置は、被処理水が導入される凝集反応槽と、無機系凝集剤の添加量を調節して凝集反応槽に添加する第１および第２の無機系凝集剤添加量調節手段と、高分子系凝集剤の添加量を調節して凝集反応槽に添加する高分子系凝集剤添加量調節手段と、凝集物を分離し処理水を得る固液分離手段とを備え、第１の無機系凝集剤添加量調節手段が、処理水のＳＳ濃度に基づいて凝集剤添加量を調節することができるようにされ、第２の無機系凝集剤添加量調節手段が、被処理水の流量に基づいて凝集剤添加量を調節することができるようにされ、高分子系凝集剤添加量調節手段が、処理水のＳＳ濃度と被処理水流量のうち少なくともいずれか一方に基づいて凝集剤添加量を調節することができるようにされている構成を採用することもできる。
【０００５】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の凝集処理装置の第１の実施形態を示す概略構成図である。
図１において、符号１は、被処理水が導入される凝集反応槽を示し、符号２は、凝集物を固液分離する沈澱槽（固液分離手段）を示し、符号３は、処理水が導入される処理水槽を示す。
符号４、５は、無機系凝集剤を供給する第１および第２の凝集剤供給部を示し、符号６、７は、凝集剤供給部４、５からの凝集剤の添加量を調節して凝集反応槽１に添加する第１および第２の送液ポンプ（凝集剤添加量調節手段）を示す。符号８は、被処理水の流量を検出する流量計（流量検出手段）を示し、符号９は、処理水のＳＳ濃度を検出するＳＳ濃度計（ＳＳ濃度検出手段）を示し、符号１０は、流量計８およびＳＳ濃度計９からの検出信号に基づいて駆動信号を送液ポンプ６、７に出力する制御部を示す。
【０００６】
第１送液ポンプ６は、第１凝集剤供給部４からの凝集剤溶液を凝集反応槽１に供給する供給経路Ｌ５に設けられている。
第２送液ポンプ７は、第２凝集剤供給部５からの凝集剤溶液を凝集反応槽１に供給する供給経路Ｌ６に設けられている。
流量計８は、被処理水の供給経路Ｌ１に設けられている。
ＳＳ濃度計９は、処理水槽３に設けられている。
【０００７】
以下、上記凝集処理装置を使用した処理方法の例を説明する。
供給経路Ｌ１を通して被処理水を凝集反応槽１に導入するとともに、凝集剤供給部４、５からの無機系凝集剤溶液を供給経路Ｌ５、Ｌ６を通して凝集反応槽１に添加する。
無機系凝集剤としては、塩化アルミニウム、ポリ塩化アルミニウム、硫酸アルミニウム、塩化第二鉄、ポリ硫酸第二鉄が使用可能である。
【０００８】
第１凝集剤供給部４からの凝集剤の添加量は、ＳＳ濃度計９によって検出された処理水ＳＳ濃度に基づいて定められる。
すなわち、ＳＳ濃度計９によって処理水のＳＳ濃度が検出され、検出信号が制御部１０に入力され、この検出信号に基づいて駆動信号が第１送液ポンプ６に出力され、この駆動信号に応じて第１送液ポンプ６が駆動し、凝集剤溶液の流量が定められる。
一般には、あらかじめ目標となる処理水ＳＳ濃度を設定し、ＳＳ濃度計９の検出値がその目標値になるように、第１送液ポンプ６による凝集剤添加量を制御する。
【０００９】
処理水のＳＳ濃度が変動した場合には、ＳＳ濃度計９における検出値が変化し、検出値と設定値との偏差に基づいて制御部１０からの駆動信号が変化し、第１送液ポンプ６により凝集剤溶液流量が調節される。
凝集剤添加量の制御方式としては、ＰＩ制御、ＰＩＤ制御、ファジー制御などを採用することができる。
これによって、常時、処理水のＳＳ濃度検出値に応じた量の凝集剤が凝集反応槽１に添加される。例えば処理水のＳＳ濃度が高くなると凝集剤添加量が増加し、ＳＳ濃度が低くなると凝集剤添加量が減少する。
【００１０】
第２凝集剤供給部５からの凝集剤は、一定速度で添加される。
すなわち、第２送液ポンプ７において、凝集剤溶液の流量が一定とされる。
この凝集剤溶液の流量は、凝集反応槽１内の懸濁物質を凝集させるのに必要となる凝集剤量（最適凝集剤量）に応じた流量よりも若干低くなるように定めるのが好ましい。
【００１１】
凝集反応槽１において、被処理水中の懸濁物質等は、凝集剤により架橋、荷電中和されることによって凝集する。
凝集物は、経路Ｌ２を通して沈澱槽２に導入され、ここで沈降分離される。
凝集物が分離された処理水は、経路Ｌ３を通して処理水槽３に導入され、排出経路Ｌ４を通して系外に排出される。
【００１２】
この凝集処理装置では、第１送液ポンプ６が、処理水のＳＳ濃度に基づいて凝集剤添加量を調節でき、かつ第２送液ポンプ７が、凝集剤を一定速度で添加できるようにされているので、被処理水の水質（例えば懸濁物質の性状や濃度）が変化することによって、凝集処理が不十分となり処理水のＳＳ濃度が高くなった場合でも、第１送液ポンプ６によって、被処理水の水質変動に対応した量の凝集剤を添加することができる。
従って、被処理水質が変動した場合でも凝集剤を過不足なく添加することができる。
また第２送液ポンプ７が、凝集剤を一定速度で添加できるようにされているため、ＳＳ濃度計９の故障などによりＳＳ濃度検出値が実際の処理水のＳＳ濃度より低くなった場合でも、凝集反応槽１への凝集剤添加量が極端に不足することを防ぐことができる。
【００１３】
図２は、本発明の凝集処理装置の第２の実施形態を示すもので、ここに示す凝集処理装置は、第２送液ポンプ７が、被処理水の流量に基づいて凝集剤添加量を調節することができるようにされている点で、図１に示す凝集処理装置と異なる。
すなわち、流量計８によって被処理水の流量が検出され、検出信号が制御部１０に入力され、この検出信号に基づいて駆動信号が第２送液ポンプ７に出力され、この駆動信号に応じて第２送液ポンプ７が駆動し、凝集剤溶液の流量が定められる。
【００１４】
凝集反応槽１内の懸濁物質を凝集させるのに必要となる凝集剤量（最適凝集剤量）は、凝集反応槽１内に導入される懸濁物質量に応じた値となるため、通常、最適凝集剤量は被処理水の流量にほぼ比例した値となる。
このため、第２送液ポンプ７による凝集剤添加量は、被処理水流量にほぼ比例する値とするのが好ましい。
【００１５】
被処理水の流量が変動した場合には、流量計８における検出値が変化し、検出値と設定値との偏差に基づいて制御部１０からの駆動信号が変化し、第２送液ポンプ７により凝集剤溶液流量が調節される。
これによって、常時、被処理水流量に応じた量の凝集剤が凝集反応槽１に添加される。例えば被処理水の流量が高くなると凝集剤添加量が増加し、流量が低くなると凝集剤添加量が減少する。
【００１６】
この凝集処理装置では、第１送液ポンプ６が、処理水のＳＳ濃度に基づいて凝集剤添加量を調節でき、かつ第２送液ポンプ７が、被処理水の流量に基づいて凝集剤添加量を調節できるようにされているので、被処理水の流量が変動した場合でも凝集剤を過不足なく添加することができる。
【００１７】
なお、本発明では、第１または第２実施形態の凝集処理装置において、無機系凝集剤に代えて高分子系凝集剤を用いる構成も可能である。
【００１８】
図３は、本発明の凝集処理装置の第３の実施形態を示すもので、ここに示す凝集処理装置は、高分子系凝集剤を供給する第３の凝集剤供給部１１と、凝集剤供給部１１からの凝集剤の添加量を調節して凝集反応槽１に添加する第３の送液ポンプ（凝集剤添加量調節手段）１２を備えている点で図１に示す凝集処理装置と異なる。
第３送液ポンプ１２は、処理水のＳＳ濃度と被処理水流量のうち少なくともいずれか一方に基づいて凝集剤添加量を調節することができるようにされている。高分子系凝集剤としては、通常の凝集処理で使用される高分子系凝集剤が使用でき、このような高分子系凝集剤としては、アクリルアミド系の非イオン性あるいは陰イオン性の高分子系凝集剤や、ポリアクリル酸あるいはその塩を挙げることができる。
符号Ｌ７は、第３凝集剤供給部１１からの高分子系凝集剤を凝集反応槽１に供給する供給経路を示す。
【００１９】
処理水のＳＳ濃度に基づいて凝集剤添加量を調節する場合には、制御部１０において、ＳＳ濃度計９からの検出信号に基づいて駆動信号が第３送液ポンプ１２に出力され、この駆動信号に応じて第３送液ポンプ１２における凝集剤溶液の流量が定められる。
第３送液ポンプ１２による高分子系凝集剤添加量は、処理水ＳＳ濃度にほぼ比例する値とすることができる。
このような制御方法としては、ＳＳ濃度計９に設定値Ｍ1、Ｍ2、・・・Ｍn-1、Ｍn（Ｍ1＜Ｍ2＜・・・＜Ｍn）を設け、その設定値に対応する高分子系凝集剤の添加量Ｖ1、Ｖ2、・・・Ｖn-1、Ｖn（Ｖ1＜Ｖ2＜・・・＜Ｖn）を設定し、ＳＳ濃度計９の検出値がＭ1〜Ｍ2であれば高分子系凝集剤の添加量がＶ2になり、検出値がＭ2〜Ｍ3であれば添加量がＶ3になり、・・・検出値がＭn-1〜Ｍnであれば添加量がＶnになり、検出値がＭnより高ければ添加量がＶn+1になるように高分子系凝集剤の添加量を段階的に制御する方法を好適に用いることができる。
ＳＳ濃度計９の設定値は１つでもよいし、２つ以上でもよい。
また高分子系凝集剤添加量は、処理水ＳＳ濃度が設定値Ｓ以下であるときにゼロとなり、かつ設定値Ｓを越えたときに所定値Ｍとなるようにすることもできる。
【００２０】
被処理水流量に基づいて凝集剤添加量を調節する場合には、制御部１０において、流量計８からの検出信号に基づいて駆動信号が第３送液ポンプ１２に出力され、この駆動信号に応じて第３送液ポンプ１２における凝集剤溶液の流量が定められる。
第３送液ポンプ１２による高分子系凝集剤添加量は、被処理水の流量にほぼ比例する値とすることができる。
【００２１】
処理水のＳＳ濃度と被処理水流量の双方に基づいて凝集剤添加量を調節する場合には、第３送液ポンプ１２による高分子系凝集剤添加量を、処理水ＳＳ濃度と被処理水流量との積にほぼ比例する値とすることができる。
【００２２】
処理水ＳＳ濃度または被処理水流量が変動した場合には、流量計８またはＳＳ濃度計９における検出値が変化し、検出値と設定値との偏差に基づいて制御部１０からの駆動信号が変化し、第３送液ポンプ１２により凝集剤溶液流量が調節される。
凝集剤添加量の制御方式としては、ＰＩ制御、ＰＩＤ制御、ファジー制御などを採用することができる。
【００２３】
一般に、無機系凝集剤を用いて得られた凝集物は沈降速度が低いため、特に流量負荷またはＳＳ負荷（特に流量負荷）が高い場合に、固液分離が不十分となり、凝集物が処理水中に混入することがある。
この処理水悪化には、無機系凝集剤の添加量を増加させることで対処するのは難しい。これは、無機系凝集剤の添加量を増加させても、凝集物の沈降速度を高めるのが難しい場合があるためである。
【００２４】
これに対し、本実施形態の凝集処理装置では、第３送液ポンプ１２が、処理水のＳＳ濃度と被処理水流量のうち少なくともいずれか一方に基づいて添加量を調節しつつ、高分子系凝集剤を添加できるようにされているので、処理水質悪化時、流量負荷増加時、ＳＳ負荷増加時などにおいて、十分量の高分子系凝集剤を添加することができる。
高分子系凝集剤の添加によって、無機系凝集剤により得られた凝集物どうしを凝集させ、凝集物を粗大化し、沈降しやすくすることができる。
従って、被処理水質（例えば懸濁物質の性状や濃度）や流量が変動した場合でも、良好な処理が可能となる。
【００２５】
図４は、本発明の凝集処理装置の第４の実施形態を示すもので、ここに示す凝集処理装置は、第２送液ポンプ７が、被処理水の流量に基づいて凝集剤添加量を調節することができるようにされている点で、図３に示す凝集処理装置と異なる。
この凝集処理装置では、第２送液ポンプ７が、流量計８で検出された被処理水流量に基づいて凝集剤添加量を調節できるようにされているので、被処理水の流量が変動した場合に、凝集剤を過不足なく添加することができる。
【００２６】
図５は、本発明の凝集処理装置の第５の実施形態を示すもので、ここに示す凝集処理装置は、第２凝集剤供給部５および第２送液ポンプ７が設けられていない点で、図３に示す凝集処理装置と異なる。
【００２７】
本実施形態の凝集処理装置では、処理水のＳＳ濃度と被処理水流量のうち少なくともいずれか一方に基づいて添加量を調節しつつ、高分子系凝集剤を添加できるようにされているので、処理水質悪化時、流量負荷増加時、ＳＳ負荷増加時などにおいて、十分量の高分子系凝集剤を添加することができる。
従って、被処理水質や流量が変動した場合でも、良好な処理が可能となる。
【００２８】
なお、上記各実施形態の凝集処理装置では、凝集剤添加量の調節から、これによって凝集処理が変化するまでの時間を考慮して、所定時間（例えば３分間）の制御動作（添加量調節）と、所定時間（例えば６０分間）のホールド動作（制御を行わない）とを繰り返すようにするのが好ましい。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の凝集処理装置は、処理水のＳＳ濃度に基づいて凝集剤添加量を調節する第１の凝集剤添加量調節手段を備えているので、被処理水の水質が変化することによって、凝集処理が不十分となり処理水のＳＳ濃度が高くなった場合でも、処理水のＳＳ濃度に応じた量の凝集剤を添加することができる。
従って、被処理水質が変動した場合でも凝集剤を過不足なく添加することができる。
【００３０】
また、無機系凝集剤の添加量を調節して添加する無機系凝集剤添加量調節手段と、高分子系凝集剤の添加量を調節して添加する高分子系凝集剤添加量調節手段とを備え、高分子系凝集剤添加量調節手段が、処理水のＳＳ濃度と被処理水流量のうち少なくともいずれか一方に基づいて凝集剤添加量を調節することができるようにされた構成によって、処理水質悪化時、流量負荷増加時、ＳＳ負荷増加時などにおいて、十分量の高分子系凝集剤を添加することができる。
従って、被処理水質や流量が変動した場合でも、良好な処理が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】   本発明の凝集処理装置の第１実施形態を示す概略構成図である。
【図２】   本発明の凝集処理装置の第２実施形態を示す概略構成図である。
【図３】   本発明の凝集処理装置の第３実施形態を示す概略構成図である。
【図４】   本発明の凝集処理装置の第４実施形態を示す概略構成図である。
【図５】   本発明の凝集処理装置の第５実施形態を示す概略構成図である。
【符号の説明】
１・・・凝集反応槽、２・・・沈澱槽（固液分離手段）、６・・・第１送液ポンプ（第１の凝集剤添加量調節手段）、７・・・第２送液ポンプ（第２の凝集剤添加量調節手段）、８・・・流量計、９・・・ＳＳ濃度計、１２・・・第３送液ポンプ（高分子系凝集剤添加量調節手段）
【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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