(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理物にアルミニウム系凝集剤を添加することにより生成したアルミニウム含有汚泥にアルミニウム溶解剤を添加して該汚泥を溶解させ、得られたアルミニウム溶出液を凝集剤として再利用するためのアルミニウム回収装置であって、
汚泥調整槽と、
該汚泥調整槽で濃度調整された汚泥が導入される汚泥溶解槽と、
該汚泥調整槽に前記アルミニウム含有汚泥を供給する汚泥供給手段と、
前記汚泥溶解槽にアルミニウム溶解剤を供給する薬注手段と、
該汚泥溶解槽内のアルミニウム溶出液を排出する排出手段と、
前記汚泥調整槽内の汚泥濃度を所定範囲に調整する汚泥濃度調整手段と
を備えてなることを特徴とするアルミニウム含有汚泥からのアルミニウム回収装置。
【請求項２】
請求項１において、前記汚泥濃度調整手段は、
前記汚泥調整槽に供給される汚泥の濃度を測定する汚泥濃度測定手段と、
該汚泥調整槽に希釈水を供給する希釈水供給手段と、
前記汚泥供給手段から分岐する分岐流路とを有し、
前記希釈水供給手段による希釈水供給量及び前記分岐流路への汚泥流量の少なくとも一方が、前記汚泥濃度計の測定結果に基いて制御されることを特徴とするアルミニウム含有汚泥からのアルミニウム回収装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はアルミニウム（Ａｌ）含有汚泥からのＡｌ回収装置に係り、特に、下水処理水又は有機物含有廃水の生物処理水のＡｌ塩による高度処理、浄水場における懸濁物質や色度成分のＡｌ塩による凝集処理、リンやフッ素を含む廃水のＡｌ塩による凝集処理等で発生するＡｌ含有汚泥を、酸又はアルカリで溶解処理して含有されるＡｌを凝集剤として回収して再利用するシステムにおいて、Ａｌ含有汚泥を効率良く溶解させ、均一濃度のＡｌ溶液を得ることで、Ａｌを効率的に回収再利用するための装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
下水処理水又は有機物含有廃水の生物処理水のＡｌ塩による高度処理、浄水場における懸濁物質や色度成分のＡｌ塩による凝集処理、リンやフッ素を含む廃水のＡｌ塩による凝集処理等においては、発生したＡｌ含有汚泥に酸又はアルカリを添加してＡｌを溶解させて回収し、凝集剤として再利用することが行われている。
【０００３】
従来、このＡｌ含有汚泥からのＡｌの回収に当っては、ｐＨ調整により薬注制御が行われている。即ち、アルカリを使用する場合には、ｐＨ１２〜１３．５のｐＨ範囲で、また、酸を使用する場合はｐＨ１〜２．５のｐＨ範囲で薬注制御が行われている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
この汚泥の溶解は、イオンの析出反応とは異なり、短時間では進行せず、ある程度の時間を要する。例えば、イオンの析出反応は一般に５〜１０分で終了するが、汚泥の溶解反応は、汚泥濃度や設定ｐＨにもよるが３０分〜２時間もの時間を要する。一方で、ｐＨ計は、低ｐＨ（強酸）又は高ｐＨ（強アルカリ）になると感度が悪くなり、応答性が鈍くなる傾向があるため、ｐＨ計による薬注では、汚泥濃度等の変動に十分に対応して過不足なく薬注を行うことができない。
【０００５】
また、汚泥濃度が変化した場合、例えば、汚泥濃度が高くなると、汚泥の粘性が高くなり、添加した酸又はアルカリが十分に作用しないために、溶出率が悪化することがあるなど、ｐＨ計による薬注制御では、酸又はアルカリを過不足なく添加することができない。
【０００６】
ところで、Ａｌ塩を使用して凝集処理を行う工程におけるＡｌ塩の薬注量は通常一定であり、特別な場合を除き処理対象のＳＳ，Ｆ，ＰＯ4等の濃度変動は一定幅にあるため、生成するＡｌ含有汚泥中のＡｌ濃度も一定である。従って、沈殿槽から排出されるＡｌ含有汚泥濃度が一定であれば、溶解処理工程において、このＡｌ含有汚泥に一定量の酸又はアルカリを添加すれば過不足なく薬注を行うことができ、しかも、得られるＡｌ溶出液のＡｌ濃度も一定であるために、これをＡｌ塩として再利用する場合の薬注管理も容易となる。
【０００７】
しかし、一般に、凝集処理工程の沈殿槽から汚泥貯槽への排泥管理はタイマーによる所定間隔の間欠排泥（一定時間排泥、一定時間休止）であるため、集泥レーキが沈殿槽底部の排泥溝に汚泥を掻き寄せたタイミングと排泥ポンプの運転タイミングとの関係で排泥される汚泥濃度には変動があった。
【０００８】
しかして、従来のｐＨ計によるＡｌ含有汚泥の溶解処理では、このような汚泥濃度の変動に十分に対処し得ず、過剰薬注を招いたり、溶解効率が低下したりするなどの不具合を生じていた。
【０００９】
本発明は上記従来の問題点を解決し、Ａｌ含有汚泥を酸又はアルカリで溶解処理して含有されるＡｌを凝集剤として回収して再利用するシステムにおいて、Ａｌ含有汚泥を効率良く溶解させ、均一濃度のＡｌ溶出液を得ることができるＡｌ含有汚泥からのＡｌ回収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Ａｌ含有汚泥からのＡｌ回収装置は、被処理物にＡｌ系凝集剤を添加することにより生成したＡｌ含有汚泥にＡｌ溶解剤を添加して該汚泥を溶解させ、得られたＡｌ溶出液を凝集剤として再利用するためのＡｌ回収装置であって、汚泥調整槽と、該汚泥調整槽で濃度調整された汚泥が導入される汚泥溶解槽と、該汚泥調整槽に前記Ａｌ含有汚泥を供給する汚泥供給手段と、前記汚泥溶解槽にＡｌ溶解剤を供給する薬注手段と、該汚泥溶解槽内のＡｌ溶出液を排出する排出手段と、前記汚泥調整槽内の汚泥濃度を所定範囲に調整する汚泥濃度調整手段とを備えてなることを特徴とする。
【００１１】
この汚泥濃度調整手段は、具体的には、前記汚泥調整槽に供給される汚泥の濃度を測定する汚泥濃度測定手段と、該汚泥調整槽に希釈水を供給する希釈水供給手段と、前記汚泥供給手段から分岐する分岐流路とを有し、前記希釈水供給手段による希釈水供給量及び前記分岐流路への汚泥流量の少なくとも一方を、前記汚泥濃度計の測定結果に基いて制御するものである。
【００１２】
このような本発明のＡｌ回収装置であれば、汚泥溶解槽に供給される汚泥濃度が所定範囲となるように調整される、即ち、汚泥調整槽に供給される汚泥の濃度が高く、汚泥の溶解性が悪い場合には、希釈水で希釈することにより、汚泥濃度を所定範囲に下げ、逆に、汚泥の濃度が低く過剰薬注が予想される場合には、汚泥を分岐流路へ送給し、汚泥調整槽内の濃度低下を防止するため、Ａｌ溶解剤の定量薬注にて過不足なく良好な薬注を行える。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して本発明のＡｌ含有汚泥からのＡｌ回収装置の実施の形態を詳細に説明する。
【００１４】
図１は本発明のＡｌ含有汚泥からのＡｌ回収装置の実施の形態を示す系統図である。なお、図１において、Ｍは撹拌機、ｐＨはｐＨ計、ＬＳはレベル計、ＦＩは流量計を示す。
【００１５】
このＡｌ回収装置は、反応槽１において、原水（被処理物）に後述の回収Ａｌと不足分として補給される新品のＡｌ塩と酸又はアルカリとを添加した後、凝集槽２で高分子凝集剤（ポリマー）を添加して凝集処理し、凝集処理液を沈殿槽３で固液分離して処理水を得る凝集処理工程から得られるＡｌ含有汚泥を処理してＡｌを回収するものである。
【００１６】
このような凝集処理設備では、通常の場合、沈殿槽３で分離されたＡｌ含有汚泥を貯留する汚泥貯槽４が設けられており、沈殿槽３からのＡｌ含有汚泥は、排泥ポンプＰ−１により汚泥貯槽４に移送され、この汚泥貯槽４に一旦貯留された後、移送ポンプＰ−２により、移送配管１０を経て汚泥調整槽５に移送される。
【００１７】
この移送配管１０には、汚泥濃度計１１が設けられており、汚泥調整槽５に移送されるＡｌ含有汚泥の濃度が測定される。この汚泥濃度計１１としては、市販品を用いることができる。また、この移送配管１０には、工水等の希釈水の供給管１２が接続されると共に、分岐管１３（１３Ａ，１３Ｂ）が設けられている。
【００１８】
汚泥濃度計１１は、希釈水供給管１２の水量調整弁ＣＶ−１、移送配管１０の自動弁ＡＶ−１，分岐管１３Ａ，１３Ｂの自動弁ＡＶ−２，ＡＶ−３に連動し、次のような制御が行われる。
【００１９】
▲１▼  汚泥濃度が所定範囲よりも高い場合（例えば２．５％を超える場合）
汚泥濃度計１１からの信号で、自動弁ＡＶ−１開，自動弁ＡＶ−２，ＡＶ−３閉，水量調整弁ＣＶ−１開として、所定量の工水で汚泥を希釈することにより、汚泥調整槽５に導入される汚泥濃度が所定範囲（例えば、２．５％前後）となるようにする。
【００２０】
▲２▼  汚泥濃度が所定範囲よりも低い場合（例えば２％以下の場合）
汚泥濃度計１１からの信号で、自動弁ＡＶ−１閉，自動弁ＡＶ−２及び／又はＡＶ−３開，水量調整弁ＣＶ−１閉として、低濃度汚泥の汚泥調整槽５への流入を阻止し、この汚泥を前段の反応槽１、凝集槽２、沈殿槽３及び汚泥貯槽４のうちの任意の箇所に返送する。
【００２１】
このように汚泥濃度に応じて、高濃度汚泥の希釈或いは低濃度汚泥の流入阻止を行うことにより、汚泥調整槽５内の汚泥濃度は常に所定範囲に維持されるようになる。
【００２２】
汚泥調整槽５には汚泥かき寄せレーキ５Ａが設けられ、一部の汚泥が槽内に滞留することなく、槽底部から順次排出される。
【００２３】
この汚泥調整槽５には、後述の汚泥定量ポンプＰ−３とＡｌ溶解剤の定量ポンプＰ−４と連動するレベル計が設けられており、レベル計で所定の水位になったことが感知されると、この汚泥調整槽５で所定範囲の汚泥濃度に調整された汚泥が、汚泥定量ポンプＰ−３により、移送配管１４を経て汚泥溶解槽６に移送される。同時に、定量ポンプＰ−４が作動してＡｌ溶解剤貯槽７のＡｌ溶解剤が薬注配管１５より汚泥溶解槽６に供給される。
【００２４】
この汚泥溶解槽６には、撹拌機とｐＨ計が設けられており、撹拌機によりＡｌ溶解剤と汚泥とが混合され、溶解反応が行われる。ｐＨ計は所定範囲になっていることを確認するためのものであり、Ａｌ溶解剤は、所定濃度の汚泥に対して、定量ポンプＰ−４により定量薬注される。
【００２５】
Ａｌは酸性側でもアルカリ性側でも溶解するため、このＡｌ溶解剤としては、水酸化ナトリウムなどのアルカリ、又は塩酸、硫酸などの酸を用いることができる。また、水酸化ナトリウムと共に、消石灰を併用しても良い。
【００２６】
汚泥溶解槽６で得られたＡｌ溶出液は、排出管１６より排出され、Ａｌ凝集剤として再利用されるが、このＡｌ溶出液はＳＳや他の不純物を含むことが多いので、再利用する前に、固液分離（遠心分離、沈降分離など）、浄化処理（吸着工程、不純物除去反応工程など）を経て清浄化するのが好ましい。
【００２７】
このような本発明のＡｌ回収装置によれば、所定濃度のＡｌ含有汚泥をＡｌ溶解剤の定量薬注にて確実に溶解処理することができ、また、このような溶解処理によりＡｌ濃度が一定のＡｌ溶出液を得ることができるため、Ａｌ溶出液の回収再利用も容易に行える。
【００２８】
なお、図１に示すＡｌ回収装置は、本発明のＡｌ回収装置の実施の形態の一例を示すものであって、本発明はその要旨を超えない限り、何ら図示のものに限定されるものではない。
【００２９】
例えば、汚泥濃度計は、汚泥調整槽に供給されるＡｌ含有汚泥の濃度が測定できる位置であれば任意の位置に設けることができ、汚泥の移送配管１０に設ける他、汚泥貯槽４に設けても良い。
【００３０】
また、希釈水の供給は、移送配管１０の他、汚泥貯槽４あるいは汚泥調整槽５に行っても良いが、汚泥濃度計１１の前段で供給するのが、希釈後の汚泥濃度を測定して希釈状態を確認することができ好ましい。この希釈水としては、工業用水を用いる他、前段の凝集処理工程の処理水や、その他任意の水を用いることができる。
【００３１】
また、汚泥濃度が所定範囲より低い場合は、汚泥調整槽５への汚泥の供給を一旦停止できれば良く、図１に示す如く、前工程の任意の場所に返送する他、分岐管からの低濃度汚泥を別途設けた汚泥貯槽に貯留し、高濃度汚泥の希釈用に用いても良い。
【００３２】
また、本発明のＡｌ回収装置では、汚泥調整槽５で調整する汚泥濃度の設定値を、凝集処理工程で発生するＡｌ含有汚泥の平均的な濃度よりも若干低めに設定しておき、通常は希釈水を供給して希釈するようにしても良い。
【００３３】
更に、図１のＡｌ回収装置では、Ａｌ溶解剤の定量薬注を、定量ポンプＰ−４を汚泥調整槽４のレベル計に連動させて行っているが、Ａｌ含有汚泥の設定濃度が低く、汚泥溶解槽６にてＡｌが短時間で溶解し、ｐＨ計の応答性が良好である場合には、定量ポンプＰ−４を汚泥溶解槽６のｐＨ計に連動させて定量薬注を行っても良い。
【００３４】
【発明の効果】
以上詳述した通り、本発明のＡｌ含有汚泥からのＡｌ回収装置によれば、溶解処理に供するＡｌ含有汚泥の濃度を所定範囲に維持することができ、Ａｌ溶解剤の定量薬注で過不足なく良好な薬注を行うことができる。このため、薬剤の無駄を生じることなく、経済的かつ効率的な処理を行うことができると共に、回収されるＡｌ溶出液のＡｌ濃度が一定となるため、凝集剤としての再利用に際しての薬注制御も容易となり、工業的に極めて有利である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のＡｌ含有汚泥からのＡｌ回収装置の実施の形態を示す系統図である。
【符号の説明】
１  反応槽
２  凝集槽
３  沈殿槽
４  汚泥貯槽
５  汚泥調整槽
６  汚泥溶解槽
７  Ａｌ溶解剤貯槽
１０  移送配管
１１  汚泥濃度計
１２  希釈水供給管
１３  分岐管
ＡＶ−１，ＡＶ−２，ＡＶ−３  自動弁
ＣＶ−１  水量調整弁
Ｐ−１  排泥ポンプ
Ｐ−２  移送ポンプ
Ｐ−３  汚泥定量ポンプ
Ｐ−４  定量ポンプ
【図１】
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