(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
排水を反応槽に導入し、
反応物と未反応薬品を含む返送汚泥を、上記反応槽の内部に配置され、少なくとも上記反応物と反応する薬品を上記返送汚泥に添加して、上記反応槽の内部における反応とは別の反応をする別反応部に導入し、
この別反応部での別反応による別反応物と上記返送汚泥および上記未反応薬品を、上記別反応部の溶出部から溶出させることで、上記反応槽に導出することを特徴とする排水処理方法。
【請求項２】
排水が導入されて反応する反応槽と、
反応物と未反応薬品を含む返送汚泥が導入されると共に上記返送汚泥に少なくとも上記反応物と反応する薬品を添加して、上記反応槽の内部における反応とは別の別反応が行われ、この別反応による別反応物と上記未反応薬品および返送汚泥が上記反応槽に導入されるようになっている別反応部とを備え、
上記別反応部は上記反応槽の内部に配置されていると共に上記反応槽への上記別反応物,未反応薬品,返送汚泥の導入が溶出によりなされる溶出部を備えていることを特徴とする排水処理装置。
【請求項３】
請求項２に記載の排水処理装置において、
上記反応物や未反応薬品は、凝集剤に起因する物質であることを特徴とする排水処理装置。
【請求項４】
請求項２に記載の排水処理装置において、
上記溶出部に酸またはアルカリが添加されることを特徴とする排水処理装置。
【請求項５】
請求項２に記載の排水処理装置において、
上記返送汚泥がアルミニウムまたは鉄を含むことを特徴とする排水処理装置。
【請求項６】
請求項４に記載の排水処理装置において、
上記酸が鉱酸であり、上記アルカリが消石灰または苛性ソーダもしくはその両方であることを特徴とする排水処理装置。
【請求項７】
請求項２に記載の排水処理装置において、
上記別反応部が撹拌手段を備えていることを特徴とする排水処理装置。
【請求項８】
請求項７に記載の排水処理装置において、
上記別反応部の撹拌手段が、陸上タイプの撹拌機であることを特徴とする排水処理装置。
【請求項９】
請求項７に記載の排水処理装置において、
上記別反応部の撹拌手段が、水中撹拌機であることを特徴とする排水処理装置。
【請求項１０】
請求項７に記載の排水処理装置において、
上記別反応部の撹拌手段が曝気撹拌手段であることを特徴とする排水処理装置。
【請求項１１】
請求項２に記載の排水処理装置において、
上記別反応部にＰＨ計が設置されていることを特徴とする排水処理装置。
【請求項１２】
請求項２に記載の排水処理装置において、
上記別反応部がラインミキサーであることを特微とする排水処理装置。
【請求項１３】
請求項２に記載の排水処理装置において、
上記別反応部がサイクロンであることを特徴とする排水処理装置。
【請求項１４】
フッ素含有排水を、順次、酸原水槽、反応槽、ポリ塩化アルミニウム凝集槽、高分子凝集剤凝集槽、沈殿槽に導入して処理する排水処理装置であって、
反応物と未反応薬品を含む返送汚泥が導入されると共に上記返送汚泥に少なくとも上記反応物と反応する薬品を添加して、上記反応槽とは別の別反応が行われ、この別反応による別反応物と上記未反応薬品および返送汚泥が上記反応槽に導入されるようになっている別反応部を備え、
上記別反応部は、上記反応槽の内部に設置されていると共に上記反応槽への上記別反応物,未反応薬品,返送汚泥の導入が溶出によりなされる溶出部を備えていることを特徴とする排水処理装置。
【請求項１５】
フッ素含有排水を、順次、酸原水槽、沈澱部を有し返送汚泥が導入されるリサイクル槽、反応槽、ポリ塩化アルミニウム凝集槽、高分子凝集剤凝集槽、沈澱槽に導入して処理する排水処理装置であって、
反応物と未反応薬品を含む返送汚泥が導入されると共に上記返送汚泥に少なくとも上記反応物と反応する薬品を添加して、上記反応槽の内部における反応とは別の別反応が行われ、この別反応による別反応物と上記未反応薬品および返送汚泥が上記反応槽に導入されるようになっている別反応部を備え、
上記別反応部は、上記反応槽の内部に設置されていると共に上記反応槽への上記別反応物,未反応薬品,返送汚泥の導入が溶出によりなされる溶出部を備えることを特徴とする排水処理装置。
【請求項１６】
過酸化水素含有フッ素排水を、順次、酸原水槽、沈澱部を有し返送汚泥が導入されるリサイクル槽、反応槽、ポリ塩化アルミニウム凝集槽、高分子凝集剤凝集槽、沈澱槽に導入して処理する排水処理装置であって、
反応物と未反応薬品を含む返送汚泥が導入されると共に上記返送汚泥に少なくとも上記反応物と反応する薬品を添加して、上記反応槽の内部における反応とは別の別反応が行われ、この別反応による別反応物と上記未反応薬品および返送汚泥が上記反応槽に導入されるようになっている別反応部を備え、
上記別反応部は、上記反応槽の内部に設置されていると共に上記反応槽への上記別反応物,未反応薬品,返送汚泥の導入が溶出によりなされる溶出部を備えることを特徴とする排水処理装置。
【請求項１７】
有機物含有フッ素排水を、順次、酸原水槽、沈澱部を有し返送汚泥が導入されるリサイクル槽、反応槽、ポリ塩化アルミニウム凝集槽、高分子凝集剤凝集槽、沈澱槽に導入して処理する排水処理装置であって、
反応物と未反応薬品を含む返送汚泥が導入されると共に上記返送汚泥に少なくとも上記反応物と反応する薬品を添加して、上記反応槽の内部における反応とは別の別反応が行われ、この別反応による別反応物と上記未反応薬品および返送汚泥が上記反応槽に導入されるようになっている別反応部を備え、
上記別反応部は、上記反応槽の内部に設置されていると共に上記反応槽への上記別反応物,未反応薬品,返送汚泥の導入が溶出によりなされる溶出部を備えることを特徴とする排水処理装置。
【請求項１８】
フッ素含有排水を、順次、酸原水槽、沈澱部を有し返送汚泥が導入されるリサイクル槽、反応槽、第１高分子凝集剤凝集槽、上記リサイクル槽に汚泥を返送する第１沈澱槽、ポリ塩化アルミニウム凝集槽、第２高分子凝集剤凝集槽、第２沈澱槽に導入して処理する排水処理装置であって、
上記第２沈澱槽からの反応物と未反応薬品を含む返送汚泥が導入されると共に上記返送汚泥に少なくとも上記反応物と反応する薬品を添加して、上記反応槽の内部における反応とは別の別反応が行われ、この別反応による別反応物と上記未反応薬品および返送汚泥が上記反応槽に導入されるようになっている別反応部を備え、
上記別反応部は、上記反応槽の内部に設置されていると共に上記反応槽への上記別反応物,未反応薬品,返送汚泥の導入が溶出によりなされる溶出部を備えることを特徴とする排水処理装置。
【請求項１９】
過酸化水素含有フッ素排水を、酸原水槽、返送汚泥が導入され沈澱部を有するリサイクル槽、反応槽、第１高分子凝集剤凝集槽、第１沈澱槽、ポリ塩化アルミニウム凝集槽、第２高分子凝集剤凝集槽、第２沈澱槽に導入して処理する排水処理装置であって、
上記第２沈澱槽からの反応物と未反応薬品を含む返送汚泥が導入されると共に上記返送汚泥に少なくとも上記反応物と反応する薬品を添加して、上記反応槽の内部における反応とは別の別反応が行われ、この別反応による別反応物と上記未反応薬品および返送汚泥が上記反応槽に導入されるようになっている別反応部を備え、
上記別反応部は、上記反応槽の内部に設置されていると共に上記反応槽への上記別反応物,未反応薬品,返送汚泥の導入が溶出によりなされる溶出部を備えることを特徴とする排水処理装置。
【請求項２０】
有機物含有フッ素排水を、順次、酸原水槽、返送汚泥が導入され沈澱部を有するリサイクル槽、反応槽、第１高分子凝集剤凝集槽、第１沈澱槽、ポリ塩化アルミニウム凝集槽、高分子凝集剤凝集槽、第２沈澱槽に導入して処理する排水処理装置であって、
上記第２沈澱槽からの反応物と未反応薬品を含む返送汚泥が導入されると共に上記返送汚泥に少なくとも上記反応物と反応する薬品を添加して、上記反応槽の内部における反応とは別の別反応が行われ、この別反応による別反応物と上記未反応薬品および返送汚泥が上記反応槽に導入されるようになっている別反応部を備え、
上記別反応部は、上記反応槽の内部に設置されていると共に上記反応槽への上記別反応物,未反応薬品,返送汚泥の導入が溶出によりなされる溶出部を備えることを特徴とする排水処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、排水処理方法および排水処理装置に関し、特に反応物や未反応薬品をリサイクルし、発生汚泥量の削減と薬品使用量の削減をする排水処理方法および排水処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
廃棄物削減の時代にあって、排水処理装置から発生する汚泥について、各種の削減方法が検討されている。
【０００３】
また、処理コストの低減を目的として、凝集剤等の使用薬品から発生する汚泥を再生してリサイクルする排水処理方法が検討されている。
【０００４】
例えば、排水処理装置から発生する汚泥の内、消石灰汚泥のように未反応薬品(未反応の消石灰)を含む汚泥については、この未反応薬品を再利用する処理方法が用いられる。また、水酸化アルミニウム汚泥が発生する場合には、その汚泥からアルミニウムを溶出させてアルミニウムを再利用する方法が用いられている。このように、未反応薬品としては、(i)未反応消石灰,(ii)未反応水酸化アルミニウムがある。これら未反応薬品の再利用は、発生汚泥量の削減と薬品使用量の削減を目的としている。
【０００５】
このような排水処理装置の従来の一例を、図１７に示す。この従来例では、排水は、原水槽としての第１水槽１０１に流入する。この第１水槽１０１に、貯留された排水は、一定時間後、原水ポンプ１０２によって、従来の反応槽１３４に導入される。
【０００６】
この反応槽１３４には、反応槽急速撹拌機１０５とＰＨ計１０６が設置され、反応物や未反応薬品を含む返送汚泥が導入され、かつ酸またはアルカリが添加されている。より具体的な一例として、フッ素処理の排水処理装置における返送汚泥には、反応物としてのフッ化アルミニウムや未反応薬品としての水酸化アルミニウムが含まれている。それらの返送汚泥中のフッ化アルミニウムや水酸化アルミニウムからアルミニウムを確実に返送汚泥から溶出させるためには、反応槽１３４内におけるＰＨを１１以上にする必要があった。
【０００７】
しかし、この反応槽１３４でのＰＨを１１以上にするには多量の消石灰等のアルカリが必要となり、反応槽に添加する薬品使用量が増加して、ランニングコストが上昇することのみならず、特に消石灰を添加する場合、消石灰に起因する汚泥が発生していた。
【０００８】
ところで、一般に、排水処理における凝集剤としてのポリ塩化アルミニウムや硫酸アルミニウム等のアルミ剤は、過剰に添加されているので、再生し、リサイクルする各種の方法が検討されている。
【０００９】
このような従来技術としては、まず、特開平９−２７６８７５に示されているものがある。この従来技術は、フッ素の排水処理において、発生する汚泥量の削減と使用する薬品の削減を図る排水処理方法である。具体的には、フッ素を含有する排水に凝集剤として硫酸アルミニウムを加え、第１の反応槽においてＰＨを６.５として沈澱物を生成させる。次に、上記沈澱物を沈澱槽で分離した後、この沈澱物に、別の第２の反応槽で、水と硫酸を加えてＰＨを４.０とし、共沈したフッ素を溶出させる。そして、フッ素を含む溶液を、沈澱槽で分離した後、残っている沈澱物を第１の反応槽に返送して、凝集剤としてリサイクルする。
【００１０】
これらの反応では、硫酸アルミニウム汚泥が、中性域でフッ素を含んで沈澱し、酸性域またはアルカリ性域で、沈澱物からフッ素を吐き出す(フッ素の溶出）ことに着目し、酸性域またはアルカリ性域での沈澱物中のフッ素を含まない凝集剤としての硫酸アルミニウムをリサイクルするのである。これにより、硫酸アルミニウムが、リサイクルされ、汚泥の発生量と薬品としての凝集剤としての硫酸アルミニウムが削減される。
【００１１】
また、特開平６−２６２１７０では、別の従来技術が開示されている。この従来技術では、第１の反応槽において、水酸化アルミニウムでもって、排水に含まれるフッ素を吸着処理した後、第２の反応槽で、ＰＨ８の条件で、フッ素吸着水酸化アルミニウムに塩化カルシウムを作用させる。次に、排水を、沈澱槽に導入して、フッ素吸着水酸化アルミニウムに塩化カルシウムを作用させることによって、形成されるフッ化カルシウムを沈澱分離する。
【００１２】
この沈澱分離による上澄液の中では、水酸化アルミニウムが再生されてアルミン酸塩溶液となる。そしてさらに、別の第３の反応槽において、ＰＨを７とすることでアルミン酸塩が水酸化アルミニウムとなり、凝集剤としての水酸化アルミニウムが再生される。この水酸化アルミニウムを、第１の反応槽に返送してリサイクルが完了する。この従来技術による成果としては、凝集剤としてのアルミ剤の使用量を削減できることと、水酸化アルミニウムの汚泥量を削減できるというメリットがある。
【００１３】
また、特開平９−１９６８１では、さらにまた別の従来技術が開示されている。この従来技術では、第１の反応槽で水酸化アルミニウムによって排水に含まれるフッ素を吸着処理した後、排水が沈澱槽に導入されて、沈澱物としての水酸化アルミニウムと上澄液が分離される。次に、別の第２の反応槽で、過剰の硫酸カルシウムが添加されて、フッ化カルシウムが生成され、このことにより、水酸化アルミニウムによって吸着したフッ素を脱着させる。
【００１４】
そして、余剰のカルシウム成分は難溶性の硫酸カルシウムとして固定しておくことにより、別の第３の反応槽(溶解槽)において、強アルカリで水酸化アルミニウムを生成する。この生成された水酸化アルミニウムは、凝集剤として、第１の反応槽に返送してリサイクルが完了する。この従来技術による成果としては、凝集剤としてのアルミ剤の使用量を削減できることと、水酸化アルミニウムの汚泥量を削減できるメリットがある。
【００１５】
なお、上記従来技術で用いられる一般の反応槽は、図１７に示す通り、従来の反応槽１３４の中に、反応槽急速撹拌機１０５とＰＨ計１０６が設置されている極普通の水槽である。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
まず、第１に、従来の反応槽１３４において、例えば、返送汚泥中の有効成分としてのアルミニウムを容易に溶出させてリサイクルできる反応槽を構築して、リサイクルに関する課題を解決することが望まれている。
【００１７】
また、上述した特開平９−２７６８７５,特開平６−２６２１７０,特開平９−１９６８１における従来技術では、水酸化アルミニウムを再生する場合、いずれも、反応槽や沈澱槽が必要であり、反応槽や沈殿槽に関係する機器を含めた設備のための建設費が高いという問題がある。
【００１８】
今日、設備投資に対する企業の考え方は、益々厳密になっており、成果に対して設備投資金額が小さい排水処理システムが求められている。すなわち、小さい投資で最大の効果のある排水処理システムが求められているのである。
【００１９】
具体的には、例えば、水酸化アルミニウム等(水酸化アルミニウムやフッ化アルミニウムを意味する)の再生条件を明確化して、詳細に検討し、少ない設備投資で、目的である再生を達成できる排水処理システムを構築することが求められている。
【００２０】
そこで、この発明の目的は、低コストで廃棄物の少ない排水処理方法および排水処理装置を提供することにある。さらに、少ない設備投資でもって、排水処理で使用する目的物質を再生できる排水処理方法および排水処理装置を提供することにある。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、この発明の排水処理方法は、排水を反応槽に導入し、
反応物と未反応薬品を含む返送汚泥を、上記反応槽の内部に配置され、少なくとも上記反応物と反応する薬品を上記返送汚泥に添加して、上記反応槽の内部における反応とは別の反応をする別反応部に導入し、
この別反応部での別反応による別反応物と上記返送汚泥および上記未反応薬品を、上記別反応部の溶出部から溶出させることで、上記反応槽に導出することを特徴としている。
【００２２】
この発明では、反応槽では、所定の反応を行い、別反応槽では別反応を行う。そして、この別反応によって返送汚泥から生じた別反応物を、反応槽に導入し、反応槽での排水処理に役立てることができる。しかも、この別反応槽は、上記反応槽の内部に配置されていることから、設備投資費用を最小限に抑えることができる。したがって、低コストで廃棄物の少ない排水処理方法を実現できる。
【００２３】
また、一実施形態の排水処理装置は、排水が導入されて反応する反応槽と、
反応物と未反応薬品を含む返送汚泥が導入されると共に上記返送汚泥に少なくとも上記反応物と反応する薬品を添加して、上記反応槽の内部における反応とは別の別反応が行われ、この別反応による別反応物と上記未反応薬品および返送汚泥が上記反応槽に導入されるようになっている別反応部とを備え、
上記別反応部は上記反応槽の内部に配置されていると共に上記反応槽への上記別反応物,未反応薬品,返送汚泥の導入が溶出によりなされる溶出部を備えている。
【００２４】
この実施形態は、反応槽の内部に別反応部を構成し、２つの別々の反応をさせて、２段階の反応を行う。これにより、反応槽の内部に配置された別反応槽で行う別反応によって返送汚泥から生じた別反応物を、反応槽に導入し、反応槽での排水処理に役立てることができる。したがって、設備投資費用を最小限に抑えることができ、低コストで廃棄物の少ない排水処理装置を実現できる。
【００２５】
また、この実施形態では、上記別反応部が、反応物や未反応薬品の溶出部であるので、反応物や未反応薬品から薬品を溶出させることができ、さらには、溶出した薬品を、反応槽での排水処理に役立てて、リサイクルできる。
【００２６】
具体的一例として、反応物としてはフッ化アルミニウムがあげられ、未反応薬品としては水酸化アルミニウムがあげられる。
【００２７】
また、一実施形態の排水処理装置は、上記反応物や未反応薬品は、凝集剤に起因する物質である。
【００２８】
この実施形態では、上記未反応薬品が凝集剤に由来することから、凝集剤をリサイクルでき、凝集剤の使用量を低減することができる。一般に、フッ素の排水処理装置では、フッ素処理に多量のポリ塩化アルミニウムなどの凝集剤を使用している。
【００２９】
また、他の実施形態の排水処理装置は、上記溶出部に酸またはアルカリが添加される。この実施形態では、上記溶出部に酸またはアルカリが添加されるので、酸またはアルカリによって、反応物や未反応薬品から薬品を容易に溶出させることができる。具体例として、反応物としてのフッ化アルミニウム汚泥や未反応薬品としての水酸化アルミニウム汚泥のＰＨを、酸またはアルカリによって変化させることによって、有効成分としてのアルミニウムを溶出させることができる。
【００３０】
また、一実施形態の排水処理装置は、上記返送汚泥がアルミニウムまたは鉄を含む。この実施形態では、上記返送汚泥がアルミニウムまたは鉄を含有しているので、アルミニウムまたは、鉄をリサイクルすることができる。
【００３１】
また、他の実施形態の排水処理装置は、上記酸が鉱酸であり、上記アルカリが消石灰または苛性ソーダもしくはその両方である。この実施形態では、上記酸が硫酸,塩酸および硝酸等の鉱酸であるので、排水処理システムを構築し易い。また、上記アルカリが、消石灰または苛性ソーダもしくはその両方であり、一般に良く使用する代表的な薬品であることから、排水処理システムを容易に構築できる。なお、汚泥に酸を添加すると汚泥が溶解することが一般的に知られている。すなわち、汚泥に硫酸や塩酸や硝酸を添加して、その成分を溶出させることができる。一方、汚泥に消石灰や苛性ソーダ等のアルカリを添加して、汚泥成分を溶出させることもできる。たとえば、水酸化アルミニウム汚泥に消石灰を添加し、ＰＨを上げることで、アルミニウムを溶出させるのは、その典型例である。
【００３２】
また、一実施形態の排水処理装置は、上記別反応部が撹拌手段を備えている。この実施形態では、上記別反応部が撹拌手段を有しているので、反応部での反応効率が向上する。
【００３３】
また、他の実施形態の排水処理装置は、上記別反応部の撹拌手段が、陸上タイプの撹拌機である。陸上タイプの撹拌機は、最も一般的であり、排水処理装置を容易に構築できることとなる。
【００３４】
また、一実施形態の排水処理装置は、上記別反応部の撹拌手段が、水中撹拌機である。
【００３５】
この実施形態では、水中撹拌機が別反応部の水槽内に設置されているので、水中内で撹拌可能で、騒音規制の厳しい場所において、騒音を発生させることなく排水処理装置を構築できる。
【００３６】
また、他の実施形態の排水処理装置は、上記別反応部の撹拌手段が曝気撹拌手段である。
【００３７】
この実施形態では、別反応部での撹拌が曝気撹拌であるので、騒音を発生させることがなく、また、空気による撹拌であるので、汚泥をほぐすメリットも兼ね備えた排水処理装置を構築できる。
【００３８】
また、一実施形態の排水処理装置は、上記別反応部にＰＨ計が設置されている。
【００３９】
この実施形態では、別反応部のＰＨを感知認識することができることから、別反応部の再生条件が最も良いＰＨを認識して、設定できる。
【００４０】
また、他の実施形態の排水処理装置は、別反応部がラインミキサーである。
【００４１】
この実施形態では、別反応部がラインミキサーであり、このラインミキサーの構造に基づき、流入してくる返送汚泥と酸またはアルカリとを、物理的に撹拌反応させることができる。すなわち、撹拌機等の撹拌手段を設置しないでも返送汚泥を撹拌できる。
【００４２】
また、一実施形態の排水処理装置は、上記別反応部がサイクロンである。
【００４３】
この実施形態では、別反応部がサイクロンであるので、このサイクロンの構造によって、流入してくる返送汚泥と酸またはアルカリとを、物理的に撹拌できる。すなわち、撹拌機等の撹拌手段を設置することなく返送汚泥を撹拌できる。
【００４４】
また、他の実施形態の排水処理装置は、フッ素含有排水を、順次、酸原水槽、反応槽、ポリ塩化アルミニウム凝集槽、高分子凝集剤凝集槽、沈殿槽に導入して処理する排水処理装置であって、
反応物と未反応薬品を含む返送汚泥が導入されると共に上記返送汚泥に少なくとも上記反応物と反応する薬品を添加して、上記反応槽とは別の別反応が行われ、この別反応による別反応物と上記未反応薬品および返送汚泥が上記反応槽に導入されるようになっている別反応部を備え、
上記別反応部は、上記反応槽の内部に設置されていると共に上記反応槽への上記別反応物,未反応薬品,返送汚泥の導入が溶出によりなされる溶出部を備えている。
【００４５】
この実施形態によれば、上記反応槽の内部に設置されている溶出部において、未反応薬品中の有効成分を溶出させ、反応槽に導入して再利用しながら、フッ素含有排水中のフッ素を処理できる。
【００４６】
また、一実施形態の排水処理装置は、フッ素含有排水を、順次、酸原水槽、沈澱部を有し返送汚泥が導入されるリサイクル槽、反応槽、ポリ塩化アルミニウム凝集槽、高分子凝集剤凝集槽、沈澱槽に導入して処理する排水処理装置であって、
反応物と未反応薬品を含む返送汚泥が導入されると共に上記返送汚泥に少なくとも上記反応物と反応する薬品を添加して、上記反応槽の内部における反応とは別の別反応が行われ、この別反応による別反応物と上記未反応薬品および返送汚泥が上記反応槽に導入されるようになっている別反応部を備え、
上記別反応部は、上記反応槽の内部に設置されていると共に上記反応槽への上記別反応物,未反応薬品,返送汚泥の導入が溶出によりなされる溶出部を備える。
【００４７】
この実施形態では、フッ素含有排水中のフッ素を、沈澱部を有するリサイクル槽で返送汚泥中の成分をリサイクルしながら、排水処理でき、さらに、反応槽の内部に設置されている溶出部が、返送汚泥から反応物や未反応薬品を溶出させて再利用しながら、排水処理できる。
【００４８】
また、他の実施形態の排水処理装置は、過酸化水素含有フッ素排水を、順次、酸原水槽、沈澱部を有し返送汚泥が導入されるリサイクル槽、反応槽、ポリ塩化アルミニウム凝集槽、高分子凝集剤凝集槽、沈澱槽に導入して処理する排水処理装置であって、
反応物と未反応薬品を含む返送汚泥が導入されると共に上記返送汚泥に少なくとも上記反応物と反応する薬品を添加して、上記反応槽の内部における反応とは別の別反応が行われ、この別反応による別反応物と上記未反応薬品および返送汚泥が上記反応槽に導入されるようになっている別反応部を備え、
上記別反応部は、上記反応槽の内部に設置されていると共に上記反応槽への上記別反応物,未反応薬品,返送汚泥の導入が溶出によりなされる溶出部を備える。
【００４９】
この実施形態では、返送汚泥が導入されるリサイクル槽に繁殖した還元性を有する嫌気性の微生物によって、過酸化水素含有フッ素排水中の過酸化水素を処理できる。上記沈澱槽とリサイクル槽とが嫌気性の状態で維持されていることから、返送汚泥中には、時間の経過とともに嫌気性の微生物が繁殖する。よって、過酸化水素を、還元性を有する嫌気性徴生物で処理できる。
【００５０】
また、過酸化水素含有フッ素排水中のフッ素は、沈澱部を有するリサイクル槽で返送汚泥中の成分をリサイクルしながら処理できる。さらに、溶出部において、反応槽の内部に設置されている溶出部が、返送汚泥から反応物や未反応薬品を溶出させて再利用しながらフッ素を処理できる。すなわち、フッ素は、リサイクル槽で、未反応の消石灰をリサイクルしながら、反応物や未反応薬品から有効成分としてのアルミニウムを溶出部で溶出させて、反応槽で再利用しながら処理できる。
【００５１】
また、一実施形態の排水処理装置は、有機物含有フッ素排水を、順次、酸原水槽、沈澱部を有し返送汚泥が導入されるリサイクル槽、反応槽、ポリ塩化アルミニウム凝集槽、高分子凝集剤凝集槽、沈澱槽に導入して処理する排水処理装置であって、
反応物と未反応薬品を含む返送汚泥が導入されると共に上記返送汚泥に少なくとも上記反応物と反応する薬品を添加して、上記反応槽の内部における反応とは別の別反応が行われ、この別反応による別反応物と上記未反応薬品および返送汚泥が上記反応槽に導入されるようになっている別反応部を備え、
上記別反応部は、上記反応槽の内部に設置されていると共に上記反応槽への上記別反応物,未反応薬品,返送汚泥の導入が溶出によりなされる溶出部を備える。
【００５２】
この実施形態では、有機物含有フッ素排水中の有機物を返送汚泥が導入されるリサイクル槽に繁殖した嫌気性の微生物によって処理できる。
【００５３】
また、有機物含有フッ素排水中のフッ素は、沈澱部を有するリサイクル槽で返送汚泥中の成分をリサイクルしながら、また、溶出部で、反応物や未反応薬品から有効成分を溶出させて、反応槽で再利用しながら処理できる。
【００５４】
また、他の実施形態の排水処理装置は、フッ素含有排水を、順次、酸原水槽、沈澱部を有し返送汚泥が導入されるリサイクル槽、反応槽、第１高分子凝集剤凝集槽、上記リサイクル槽に汚泥を返送する第１沈澱槽、ポリ塩化アルミニウム凝集槽、第２高分子凝集剤凝集槽、第２沈澱槽に導入して処理する排水処理装置であって、
上記第２沈澱槽からの反応物と未反応薬品を含む返送汚泥が導入されると共に上記返送汚泥に少なくとも上記反応物と反応する薬品を添加して、上記反応槽の内部における反応とは別の別反応が行われ、この別反応による別反応物と上記未反応薬品および返送汚泥が上記反応槽に導入されるようになっている別反応部を備え、
上記別反応部は、上記反応槽の内部に設置されていると共に上記反応槽への上記別反応物,未反応薬品,返送汚泥の導入が溶出によりなされる溶出部を備える。
【００５５】
この実施形態では、フッ素含有排水中のフッ素を、リサイクル槽、反応槽、第１高分子凝集剤凝集槽とポリ塩化アルミニウム凝集槽,第２高分子凝集剤凝集槽とを使用して、２段階の凝集沈澱で処理するので、フッ素を高度にしかも安定的に処理できる。
【００５６】
また、反応槽内の別反応部に、第２沈澱槽からポリ塩化アルミニウム汚泥を返送するので、ポリ塩化アルミニウムを再利用し、ポリ塩化アルミニウムの使用量を低減できる。また、第１沈澱槽からの未反応消石灰を含む汚泥をリサイクル槽に返送するので、未反応消石灰を再利用し、消石灰の使用量を低減できる。
【００５７】
また、他の実施形態の排水処理装置は、過酸化水素含有フッ素排水を、酸原水槽、返送汚泥が導入され沈澱部を有するリサイクル槽、反応槽、第１高分子凝集剤凝集槽、第１沈澱槽、ポリ塩化アルミニウム凝集槽、第２高分子凝集剤凝集槽、第２沈澱槽に導入して処理する排水処理装置であって、
上記第２沈澱槽からの反応物と未反応薬品を含む返送汚泥が導入されると共に上記返送汚泥に少なくとも上記反応物と反応する薬品を添加して、上記反応槽の内部における反応とは別の別反応が行われ、この別反応による別反応物と上記未反応薬品および返送汚泥が上記反応槽に導入されるようになっている別反応部を備え、
上記別反応部は、上記反応槽の内部に設置されていると共に上記反応槽への上記別反応物,未反応薬品,返送汚泥の導入が溶出によりなされる溶出部を備える。
【００５８】
この実施形態では、過酸化水素含有フッ素排水中のフッ素を、リサイクル槽、反応槽、第１高分子凝集剤凝集槽とポリ塩化アルミニウム凝集槽,第２高分子凝集剤凝集槽とを使用して、２段階の凝集沈澱で処理するので、フッ素を高度にしかも安定的に処理できる。また、過酸化水素含有フッ素排水中の過酸化水素を返送汚泥が導入され沈澱部を有するリサイクル槽に繁殖した還元性を有する嫌気性の微生物によって処理できる。また、反応槽内部の別反応部に、第２沈澱槽からの水酸化アルミニウム汚泥を返送するので、水酸化アルミニウムを再利用でき、ポリ塩化アルミニウムの使用量を低減することができる。また、第１沈澱槽からの未反応消石灰を含む汚泥をリサイクル槽に返送するので、未反応消石灰を再利用でき、消石灰の使用量を低減できる。
【００５９】
また、一実施形態の発明の排水処理装置は、有機物含有フッ素排水を、順次、酸原水槽、返送汚泥が導入され沈澱部を有するリサイクル槽、反応槽、第１高分子凝集剤凝集槽、第１沈澱槽、ポリ塩化アルミニウム凝集槽、高分子凝集剤凝集槽、第２沈澱槽に導入して処理する排水処理装置であって、
上記第２沈澱槽からの反応物と未反応薬品を含む返送汚泥が導入されると共に上記返送汚泥に少なくとも上記反応物と反応する薬品を添加して、上記反応槽の内部における反応とは別の別反応が行われ、この別反応による別反応物と上記未反応薬品および返送汚泥が上記反応槽に導入されるようになっている別反応部を備え、
上記別反応部は、上記反応槽の内部に設置されていると共に上記反応槽への上記別反応物,未反応薬品,返送汚泥の導入が溶出によりなされる溶出部を備える。
【００６０】
この実施形態では、第１高分子凝集剤凝集槽およびポリ塩化アルミニウム凝集槽,第２高分子凝集剤凝集槽を使用して、有機物含有フッ素排水中のフッ素を２段階の凝集沈澱で処理するので、フッ素を高度にしかも安定的に処理できる。また、有機物含有フッ素排水中の有機物を、返送汚泥が導入され沈澱部を有するリサイクル槽に繁殖した有機物を生物分解する嫌気性の微生物によって処理できる。また、反応槽内部の別反応部に、第２沈澱槽から水酸化アルミニウム汚泥を返送して、水酸化アルミニウムを反応槽で再利用でき、ポリ塩化アルミニウムの使用量を低減できる。また、第１沈澱槽からの未反応消石灰を含む汚泥をリサイクル槽に返送して、未反応消石灰を再利用し、消石灰の使用量を低減できる。
【００６１】
【発明の実施の形態】
以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００６２】
〔第１の実施の形態〕
図１に、この発明の排水処理装置の第１実施形態を示す。
【００６３】
この第１実施形態は、排水を原水槽(第１水槽)１に導入する。この原水槽１に導入された排水は、一定時間貯留された後、水質がある程度調整されて、原水ポンプ２によって、反応槽(第２水槽)３に導入される。この反応槽３の内部には、反応槽３とは別の反応が行われる別反応部４が配置されている。この別反応部４の底部４Ａはメッシュ構造になっていて、反応槽３内に通じている。この反応槽３内部の別反応部４には、薬品としての酸またはアルカリと一般の化学的な排水処理設備の沈澱槽で沈澱した汚泥が返送汚泥と位置づけられて、導入されている。
【００６４】
ここで、一般に化学的な排水処理設備における沈澱槽で沈澱する汚泥には、反応物や未反応薬品がふくまれている。すなわち、この第１実施形態では、排水を反応槽(第２水槽)３内部に配置された別反応部４に、返送汚泥と共に酸またはアルカリを導入して排水処理する。
【００６５】
より詳しくは、この別反応部４に返送汚泥と酸またはアルカリを導入して、返送汚泥中から有効な成分を、酸またはアルカリによって再生して、再生された成分によって、原水槽(第１水槽)１から導入される排水を処理する。結果的には、酸またはアルカリによっても、反応槽３内の排水が処理されるが、返送汚泥を再生して返送汚泥の成分によっても排水を処理する内容である。
【００６６】
また、反応槽３内の反応槽急速撹拌機５は、反応槽３内における化学反応を円滑に進行させるための役目を持っている。また、反応槽３内には、ＰＨ計６が設置され、反応槽３内のＰＨを感知して、返送汚泥からの有効成分の再生に最適なＰＨ条件とすることができる。具体例として、返送汚泥として、アルミニウムや鉄を含む返送汚泥が存在する場合、アルミニウムや鉄は、酸またはアルカリによって、返送汚泥から溶出して、アルミニウムイオンや鉄イオンとなり、反応に有効に作用するのである。これにより、返送汚泥から再生されたアルミニウムイオンや鉄イオンが、リサイクルされて排水処理に有効に作用するのである。
【００６７】
さらに具体的には、凝集剤としての、ポリ塩化アルミニウムや塩化第２鉄は、排水処理の分野では、代表的な凝集剤である。そして、それらの凝集剤が、各種排水処理の分野で多量に使用されている。その各種排水処理の分野で、使用されているポリ塩化アルミニウムや塩化第２鉄等の凝集剤は、一般に排水処理装置における反応槽(この第１実施形態では反応槽３が該当)に多量に添加される。このため、沈澱槽で発生する汚泥中には、凝集剤に起因する反応物,水酸化物,未反応のポリ塩化アルミニウムや未反応の塩化第２鉄が存在して、汚泥発生の原因となっている。その凝集剤に起因する反応物,水酸化物や未反応の凝集剤を含む汚泥を返送汚泥として、別反応部４に導入し、返送汚泥中から有効成分としてのアルミニウムイオンや鉄イオンを溶出させて、再び反応槽３にてリサイクル(再生)させて排水処理するのである。
【００６８】
汚泥中の凝集剤としてのアルミニウム(ポリ塩化アルミニウム、硫酸アルミニウム)や鉄(塩化第２鉄、硫酸第１鉄)は、一般に過剰に添加されていることが多く、リサイクルしやすい物質である。
【００６９】
なお、一般には、凝集剤に由来する反応物,水酸化物や未反応の凝集剤からは、有効成分が再生されるが、反応物が酸またはアルカリに不溶の反応物が形成されている場合は、その反応物からは、再生されない。この不溶の反応物の代表としては、フッ化カルシウムがある。
【００７０】
〔第２の実施の形態〕
次に、図２に、この発明の排水処理装置の第２の実施の形態を示す。
【００７１】
この第２の実施の形態は、次の(i)の点のみが前述の第１の実施の形態と異なる。したがって、前述の第１実施形態と同じ構成部分には、同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
【００７２】
(i) 第１実施形態では、図１の別反応部４には撹拌機が設置されていなかったが、図２に示す第２実施形態では、別反応部４に反応部急速撹拌機２８が設置されている。別反応部４に反応部急速撹拌機２８が設置されているので、別反応部４での反応が、さらに効率的となる。緩速撹拌機でもある程度の効果はあるが、急速撹拌機の方が、より効率的である。特に、返送汚泥の汚泥濃度が高い場合や、返送汚泥が固まり易い場合には、効果的である。
【００７３】
〔第３の実施の形態〕
次に、図３に、この発明の排水処理装置の第３実施形態を示す。
【００７４】
この第３実施形態は、次の(ii)の点のみが前述の第１実施形態と異なる。したがって、前述の第１実施形態と同じ構成部分には、同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
【００７５】
(ii) 前述の第１実施形態では、図１の別反応部４には水中撹拌機が設置されていなかったが、図３に示す第３実施形態では、別反応部４の水中内に、水中撹拌機２９が設置されている。
【００７６】
別反応部４に水中撹拌機２９が設置されているので、別反応部４での反応が、さらに効率的となる。特に、返送汚泥の汚泥濃度が高い場合や、返送汚泥が固まり易い場合には、効果である。
【００７７】
また、水中撹拌機２９は、周囲が急速撹拌機のモーターによる騒音を嫌う場合に好適であり、また、別反応部４の上部が配管などで複雑な場合、水中撹拌機の機械部分が水中に没しているので、複雑にならないメリットがある。
【００７８】
〔第４の実施の形態〕
次に、図４に、この発明の排水処理装置の第４の実施の形態を示す。
【００７９】
この第４実施形態は、次の(iii)の点のみが前述の第１実施形態と異なる。したがって、前述の第１実施形態と同じ構成部分には、同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
【００８０】
(iii) 第１実施形態では、図１の別反応部４には撹拌機が設置されていなかったが、図４に示す第４実施形態では、別反応部４において、ブロワー３１で発生した空気が、散気管３０から吐出することによって、曝気撹拌する。
【００８１】
この別反応部４に散気管３０が設置され、散気管３０から吐出する空気によって、別反応部４内部が曝気撹拌されるから、別反応部４での反応が、さらに効率的となる。特に、返送汚泥の汚泥濃度が高い場合や、返送汚泥が固まり易い場合には、効果的である。また、別反応部４内に設置する機器は、散気管３０と配管のみとなるので、撹拌機のような機械的なトラブルは発生しないメリットがある。
【００８２】
〔第５の実施の形態〕
次に、図５に、この発明の排水処理装置の第５実施形態を示す。
【００８３】
この第５実施形態は、次の(iv)の点のみが前述の第１実施形態と異なる。したがって、前述の第１実施形態と同じ構成部分には、同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
【００８４】
(iv) 図１の第１実施形態では、別反応部４にＰＨ計が設置されていなかったが、図５に示す第５実施形態では、ＰＨ計６が設置されている。
【００８５】
別反応部４にＰＨ計６が設置されているので、別反応部４での反応が、最適ＰＨとなるように管理できる。したがって、有効成分などの再生がさらに効率的となる。特に、返送汚泥から有効な成分を溶出させるには、ＰＨ管理が、重要となるので、上記ＰＨ管理は効果的である。たとえば、アルミニウムを含む返送汚泥の場合、その最適なＰＨは、ＰＨ１１からＰＨ１２の範囲である。
【００８６】
〔第６の実施の形態〕
次に、図６に、この発明の排水処理装置の第６実施形態を示す。
【００８７】
この第６実施形態は、次の(ｖ)の点のみが前述の第１実施形態と異なる。したがって、前述の第１実施形態と同じ構成部分には、同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
【００８８】
(ｖ) 図１に示した第１実施形態では、別反応部４に撹拌機とＰＨ計が設置されていなかったが、図６に示す第６実施形態では、別反応部４に反応部急速撹拌機２８とＰＨ計６が設置されている。
【００８９】
この第６実施形態では、別反応部４に反応部急速撹拌機２８とＰＨ計６が設置されているので、別反応部４での反応が、迅速にかつ最適ＰＨとなるように管理でき、さらに一層効率的となる。特に、返送汚泥から有効な成分を溶出させるには、撹拌状態とＰＨ管理が重要となるので、その効果は格段に期待できる。一例として、アルミニウムを含む返送汚泥の場合、その最適なＰＨは、ＰＨ１１からＰＨ１２の範囲である。
【００９０】
〔第７の実施の形態〕
次に、図７に、この発明の排水処理装置の第７実施形態を示す。
【００９１】
第７実施形態は、次の(ｖi)の点のみが前述の第１の実施の形態と異なる。したがって第１実施の形態と同じ構成部分には、同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
【００９２】
(ｖi) この第７実施形態は、図１に示した第１実施形態における別反応部４の代替としてラインミキサー３２を反応槽３内に備えた。
【００９３】
この第７実施形態では、反応槽３内に、別反応部４の代替としてラインミキサー３２が設置されているので、酸またはアルカリと返送汚泥との反応は、ラインミキサー３２内で進行する。特に、ラインミキサー３２内は、小容量であるため、ラインミキサー３２内においては、酸またはアルカリの影響がより直接的であり、酸またはアルカリによる返送汚泥からの有効成分の再生が確実に実施される。ラインミキサー３２を採用するメリットとしては、ラインミキサー３２が、撹拌動力なしで、酸またはアルカリと返送汚泥とを撹拌反応させることができる点である。
【００９４】
なお、ラインミキサー３２は、一般的に市販されている汎用品を採用すれば良いが、容量的に小型を選定すると、返送汚泥によって、ラインミキサー内が閉塞するので、注意を要する。
【００９５】
〔第８の実施の形態〕
次に、図８に、この発明の排水処理装置の第８実施形態を示す。
【００９６】
この第８実施形態は、次の(ｖii)の点のみが前述の第１実施形態と異なる。したがって、前述の第１実施形態と同じ構成部分には、同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
【００９７】
(ｖii) この第８実施形態では、図１に示した第１実施形態における別反応部４の代替としてサイクロン３３を備えている。
【００９８】
この第８実施形態では、別反応部４の代替としてサイクロン３３が反応槽３内に設置されているので、酸またはアルカリと返送汚泥との反応は、サイクロン３３内で進行する。
【００９９】
サイクロン３３内においては、特に、酸またはアルカリと返送汚泥が、渦巻き状の水流のある状態で直接的に反応するので、酸またはアルカリによる返送汚泥からの有効成分の再生が確実に実施される。
【０１００】
一般に、サイクロンは、遠心力を利用した装置であるので、酸またはアルカリと返送汚泥とを遠心力によって反応させて、有効成分を再生することができる。
【０１０１】
サイクロン３３を採用することで、サイクロン３３が撹拌動力無しで、酸またはアルカリと返送汚泥とを撹拌反応させることができる利点がある。なお、サイクロン３３は、一般的に市販されている汎用品を採用すれば良い。
【０１０２】
〔第９の実施の形態〕
次に、図９に、この発明の排水処理装置の第９実施形態を示す。
【０１０３】
図９において、フッ素含有排水は、原水槽(第１水槽)１に導入される。
【０１０４】
この原水槽(第１水槽)１に、一定時間貯留されたフッ素含有排水は、原水ポンプ２によって、反応槽３内に配置された別反応部４に導入される。この別反応部４には、沈澱槽(第５水槽)１２で沈澱した汚泥が、返送汚泥として、上部から導入されている。
【０１０５】
そして、別反応部４の周囲の反応槽３に、原水ポンプ２によって原水槽１からフッ素含有排水が導入される。ここで、別反応部４に添加された消石灰が、返送汚泥中の有効な成分を再生しながら、別反応部４の下部に移動し、さらに、別反応部４のメッシュ状底部４Ａより出て、反応槽３内に移動し、消石灰中のカルシウムがフッ素含有排水中のフッ素と反応して、難溶性の微細なフッ化カルシウムを形成する。フッ素含有排水中のフッ素が、難溶性の微細なフッ化カルシウムを形成することによって、フッ素が処理されることとなる。
【０１０６】
また同時に、別反応部４において、消石灰が添加されることによって、ＰＨが上昇し、返送汚泥の一部であるフッ化アルミニウムや水酸化アルミニウムが再生され、アルミニウムイオンとなる。アルミニウムイオンは、薬品としてのポリ塩化アルミニウムと同様の凝集作用を示すこととなる。こうして、別反応部４以外の反応槽３において、形成された微細なフッ化カルシウムを凝集して、大きな水酸化物としてのフロックとなる。  次の表１に、別反応部４におけるＰＨと、返送汚泥から溶出したアルミニウムイオン濃度との関係を示す。
【０１０７】
【表１】
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表１
【０１０８】
別反応部４において、ＰＨを１１以上にすることで、水酸化アルミニウム汚泥から短時間でアルミニウムを溶出させることができる。
【０１０９】
反応槽３には、再生されたアルミニウムイオンによる凝集反応を促進するための反応槽急速撹拌機５と反応槽３内のＰＨを測定するためのＰＨ計６が設置されている。反応槽３より出た排水は、ポリ塩化アルミニウム凝集槽(第３水槽)７に流入して、新たなポリ塩化アルミニウムが添加されて、残存している微細なフッ化カルシウムを凝集する。ポリ塩化アルミニウム凝集槽(第３水槽)７には、凝集槽急速撹拌機８が設置され、凝集反応を促進している。
【０１１０】
この第３水槽７を出た排水は、続いて凝集槽緩速撹拌機１０が設置された高分子凝集剤凝集槽(第４水槽)９に移動して、高分子凝集剤が添加されて、フッ化カルシウムは、より安定した大きなフロックとなる。
【０１１１】
この第４水槽９を出た排水は、かき寄せ機１１が設置された沈澱槽(第５水槽)１２に導入されて、フッ化カルシウムフロック,フッ化アルミニウムフロック,水酸化アルミニウムフロックと上澄水とが固液分離され、フッ化カルシウムフロック,フッ化アルミニウムフロック,および水酸化アルミニウムフロックは、沈澱槽１２の底部に沈澱する。
【０１１２】
沈澱したフッ化カルシウムフロック,フッ化アルミニウムフロック,および水酸化アルミニウムフロックは、第５水槽返送ポンプ１３によって、返送汚泥として、反応槽３内に配置された別反応部４に導入される。この別反応部４には、消石灰が添加されているので、別反応部４内では、ＰＨが１１以上となり、フッ化アルミニウムや水酸化アルミニニウムフロックが再生されてアルミニウムイオンとフッ素イオンとなり、フッ素イオンは消石灰のカルシウムイオンと反応して、安定したフッ化カルシウムとなる。一方、再生されたアルミニウムイオンは、別反応部４のメッシュ状底部４Ａから出ることによって、ＰＨが、１１以下の中性域に近づき、再びフッ化アルミニウムや水酸化アルミニウムフロックとなっって反応槽３において凝集剤としての作用を示す。
【０１１３】
尚、沈澱槽(第５水槽)１２から凝集されて出てくる汚泥のうち、ほぼ１割が、濃縮槽(第６水槽)１４に入り、残りのほぼ９割が、返送汚泥として、別反応部４に入る。
【０１１４】
このように、第５水槽返送ポンプ１３によって、フッ化カルシウムフロック,フッ化アルミニウムフロック,および水酸化アルミニウムフロックや未反応消石灰を含む汚泥が返送汚泥として、別反応部４が内部に配置された反応槽３と沈澱槽１２の間を循環する。このことによって、以下の(i),(ii),(iii)の現象が生じる。
【０１１５】
(i) 未反応消石灰が限りなく減少する。
【０１１６】
(ii) 排水処理装置内で、フッ化アルミニウムや水酸化アルミニウムにおけるアルミニウムが常に再利用および循環される状態となる。
【０１１７】
(iii) 沈澱槽１２に沈澱する汚泥は、反応物として化学的に安定しているフッ化カルシウムのみとなる。
【０１１８】
そして、フッ化カルシウムを主体とした汚泥は、次に、かき寄せ機１１を有する濃縮槽(第６水槽)１４に導入されて、時間の経過とともに濃縮される。濃縮されたフッ化カルシウムを主体とする汚泥は、フィルタープレス１６によって、脱水処理される。このフイルタープレス１６によって、脱水された脱水ケーキの含水率は、運転管理によっても多少異なるが、約６０％程度である。
【０１１９】
図１０(ａ)に、この第９実施形態において、フッ素含有排水中のフッ素濃度が通常濃度の場合での各水槽におけるタイミングチャートを示し、図１０(ｂ)に、フッ素含有排水中のフッ素濃度が低濃度の場合での各水槽におけるタイミングチャートを示す。
【０１２０】
〔第１０の実施の形態〕
次に、図１１に、この発明の排水処理装置の第１０実施の形態を示す。
【０１２１】
この第１０実施の形態は、次の(ｖiii)の点のみが前述の第９実施形態と異なる。したがって、前述の第９実施の形態と同じ構成部分には、同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
【０１２２】
(ｖiii) この第１０実施形態では、図９の第９実施形態における第１水槽１と反応槽３の間にリサイクル槽１７を設置している。
【０１２３】
この第１０実施の形態では、リサイクル槽１７を設置し、そのリサイクル槽１７に関係する流入配管や流出配管等の処理フローが異なる点のみが、第９実施形態と異なる。
【０１２４】
このリサイクル槽１７は、遮断壁１９により、沈澱部２０と、沈澱部２０以外とに区分されている。沈澱部２０には、沈澱部ポンプ２１が設置されて、沈澱部２０に沈澱したフッ化カルシウム汚泥を濃縮槽(第６水槽)１４に導入している。
【０１２５】
このリサイクル槽１７には、リサイクル槽１７の下部の導入管１８より、フッ素含有排水が導入される。また、バルブ２２Ａが開の状態において、リサイクル槽１７には、あらかじめ沈澱槽(第５水槽)１２からのフッ化カルシウムフロック,フッ化アルミニウム,および水酸化アルミニウムフロックや未反応消石灰や未反応高分子凝集剤を含む返送汚泥が導入されて、リサイクル槽１７の下部に汚泥ゾーン２３として貯留されている。
【０１２６】
一方、バルブ２２Ｂが開の状態において、反応槽３内に配置された別反応部４にも、沈澱槽(第５水槽)１２からのフッ化カルシウムフロック,フッ化アルミニウム,および水酸化アルミニウムフロックや未反応消石灰や未反応高分子凝集剤を含む返送汚泥が導入されて、有効成分が溶出し、リサイクルされる。
【０１２７】
リサイクル槽１７に導入されたフッ素含有排水は、その排水中のフッ素が、汚泥ゾーン２３における未反応消石灰中のカルシウムと反応して、微細な化学的に安定なフッ化カルシウムを形成する。そして、微細なフッ化カルシウムは、フッ化アルミニウムや水酸化アルミニウムフロックからのアルミニウムイオンや未反応高分子凝集剤によって、安定したより大きなフロックとして凝集する。そして、沈澱部２０に移動して沈澱し、沈澱したフッ化カルシウム汚泥は、沈澱部ポンプ２１によって、濃縮槽(第６水槽)１４に導入される。リサイクル槽１７で処理されたフッ素含有排水は、その上澄液が、反応槽３に導入されて、第９実施形態と同様に処理される。
【０１２８】
〔第１１の実施の形態〕
次に、図１２に、この発明の排水処理装置の第１１実施形態を示す。
【０１２９】
この第１１実施形態は、前述の第１０実施形態と比較して、流入水の内容のみが異なる。したがって、前述の第１０実施形態と同じ構成部分には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
【０１３０】
第１０実施形態での流入水がフッ素含有排水であるのに対し、この第１１実施形態では、流入水が過酸化水素含有フッ素排水である。
【０１３１】
汚泥ゾーン２３におけるフッ化カルシウムフロック,フッ化アルミニウムフロック,および水酸化アルミニウムフロックや未反応消石灰や未反応高分子凝集剤を含む汚泥には、時間の経過とともに、嫌気性の微生物が繁殖する。嫌気性の微生物は、還元作用を有しているので、排水中に含まれる過酸化水素を、その還元作用により、処理することができる。
【０１３２】
汚泥ゾーン２３の上部の汚泥は、下部の汚泥と比較して、導入管１８から離れているので、その液性が中性に近く、嫌気性微生物が繁殖できる。ただし、汚泥ゾーン２３の下部の汚泥は、過酸化水素含有フッ素排水の酸性に影響されて、嫌気性微生物が容易に繁殖できない。過酸化水素含有フッ素排水中の過酸化水素は、あくまでも、嫌気性微生物が繁殖した汚泥ゾーン２３の上部で処理される。
【０１３３】
〔第１２実施の形態〕
次に、図１３に、この発明の排水処理装置の第１２実施形態を示す。
【０１３４】
この第１２実施形態は、前述の第１１実施形態と比較して、流入水の内容のみが異なる。したがって、前述の第１１実施形態と同じ構成部分には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
【０１３５】
前記第１１実施形態の流入水が、過酸化水素含有フッ素排水であるのに対し、この第１２実施形態では、流入水が有機物含有フッ素排水である。
【０１３６】
この汚泥ゾーン２３におけるフッ化カルシウムフロック,フッ化アルミニウムフロック,および水酸化アルミニウムフロックや未反応消石灰や未反応高分子凝集剤を含む汚泥には、時間の経過とともに嫌気性の微生物が繁殖する。この嫌気性の微生物は、有機物分解作用を有しているので、排水中に含まれる有機物を、その有機物分解作用によって処理できる。汚泥ゾーン２３の上部の汚泥は、下部の汚泥と比較して、導入管１８から離れているので、その液性が中性に近く、嫌気性微生物が繁殖できる。ただし、汚泥ゾーン２３の下部の汚泥は、有機物含有フッ素排水の酸性に影響されて、嫌気性微生物が容易に繁殖することができない。有機物含有フッ素排水中の有機物は、あくまでも、嫌気性微生物が繁殖した汚泥ゾーン２３の上部で処理される。
【０１３７】
〔第１３の実施の形態〕
次に、図１４に、この発明の排水処理装置の第１３実施形態を示す。
【０１３８】
この第１３実施形態は、前述の第１２実施形態と比較して、沈澱槽(第５水槽)１２以降の処理だけが異なる。したがって、前述の第１２実施形態と同じ構成部分には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
【０１３９】
前述した第１２実施形態では、沈澱槽(第５水槽)１２以降の処理は存在していなかったが、この第１３実施形態では、第１の沈澱槽１２以降に、ポリ塩化アルミニウムが添加されるポリ塩化アルミニウム凝集槽(第７水槽)２４,高分子凝集剤が添加される高分子凝集剤凝集槽(第８水槽)２５,第２沈澱槽(第９水槽)２６が設置されている。
【０１４０】
そして、ポリ塩化アルミニウム凝集槽２４には、反応槽急速撹拌機５が設置され、高分子凝集剤凝集槽２５には、凝集槽緩速撹拌機１０が設置されている。
【０１４１】
第１の沈澱槽１２以降の排水は、ポリ塩化アルミニウムと高分子凝集剤が添加され、微細な粒子が凝集して大きな安定したフロックを形成することによって、主として排水中のフッ素が処理される。大きな安定したフロックは、第２沈澱槽(第９水槽)２６で沈澱し、この沈澱した汚泥は、第９水槽返送ポンプ２７によって、別反応部４に返送され、多量の凝集剤を含む汚泥は、第１２実施形態と同様に、消石灰が添加されることによって、アルミニウムが溶出してリサイクルされる。
【０１４２】
〔第１４の実施の形態〕
次に、図１５に、この発明の排水処理装置の第１４実施形態を示す。
【０１４３】
この第１４実施形態は、前述の第１３実施形態と比較して、流入水の内容のみが異なる。したがって、前述の第１３実施形態と同じ構成部分には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
【０１４４】
前記した第１３実施形態での流入水がフッ素含有排水であるのに対し、この第１４実施形態では、流入水が過酸化水素含有フッ素排水である。
【０１４５】
この第１４実施形態では、汚泥ゾーン２３におけるフッ化カルシウムフロック,フッ化アルミニウムフロック,および水酸化アルミニウムフロックや未反応消石灰や未反応高分子凝集剤を含む汚泥には、時間の経過とともに、嫌気性の微生物が繁殖する。この嫌気性の微生物は、還元作用を有しているので、その還元作用によって、排水中に含まれる過酸化水素を処理できる。
【０１４６】
また、汚泥ゾーン２３の上部の汚泥は、下部の汚泥と比較して、導入管１８から離れているので、その液性が中性に近く、嫌気性微生物が繁殖できる。ただし、汚泥ゾーン２３の下部の汚泥は、過酸化水素含有フッ素排水の酸性に影響されて、嫌気性微生物が容易に繁殖できない。過酸化水素含有フッ素排水中の過酸化水素は、あくまでも、還元性を有する嫌気性微生物が繁殖した汚泥ゾーン２３の上部で処理される。
【０１４７】
〔第１５の実施の形態〕
次に、図１６に、この発明の排水処理装置の第１５実施形態を示す。
【０１４８】
この第１５実施形態は、前述の第１４実施形態と比較して、流入水の内容のみが異なる。したがって、前述の第１４実施形態と同じ構成部分には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
【０１４９】
前述した第１４実施形態での流入水が、過酸化水素含有フッ素排水であるのに対し、この第１５実施形態では、流入水が有機物含有フッ素排水である。
【０１５０】
この第１５実施形態では、汚泥ゾーン２３におけるフッ化カルシウムフロック,フッ化アルミニウムフロック,および水酸化アルミニウムフロックや未反応消石灰や未反応高分子凝集剤を含む汚泥には、時間の経過とともに、嫌気性の微生物が繁殖する。この嫌気性の微生物は、有機物分解作用を有しているので、排水中に含まれる有機物を、その有機物分解作用によって処理できる。汚泥ゾーン２３の上部の汚泥は、下部の汚泥と比較して、導入管１８から離れているので、その液性が中性に近く、嫌気性微生物が繁殖できる。ただし、汚泥ゾーン２３の下部の汚泥は、有機物含有フッ素排水の酸性に影響されて、嫌気性微生物が容易に繁殖することができない。有機物含有フッ素排水中の有機物は、あくまでも、嫌気性微生物が繁殖している汚泥ゾーン２３の上部で処理される。
【０１５１】
(第１実験例)
次に、具体的な実施例として、図９に示す第９実施形態と同じ構造の実験装置を用いた排水処理例を説明する。
【０１５２】
この第１実験例では、第１水槽１の容量を２立方メートルとし、別反応部４と反応槽３を加えた容量を２立方メートルとし、別反応部４の容量を０.４立方メートルとし、第３水槽７の容量を１.５立方メートルとし、第４水槽９の容量を１.５立方メートルとし、第５水槽１２の容量を６立方メートルとし、第６水槽１４の容量を１立方メートルとして排水を処理した。この実験装置でもって、フッ素含有排水のＰＨが２.２、フッ素濃度が１７２ｐｐｍの排水を処理した。その結果、処理後の排水では、ＰＨを６.８、フッ素濃度を８.３ｐｐｍとすることができた。
【０１５３】
(第２実験例)
次に、具体的な実施例として、図１１に示す第１０実施形態と同じ構造の実験装置を用いた排水処理例を説明する。
【０１５４】
この第２実験例では、第１水槽１の容量を２立方メートルとし、リサイクル槽１７の容量を３立方メートルとし、別反応部４と反応槽３とを加えた容量を２立方メートルとし、別反応部４の容量を０.４立方メートルとし、第３水槽７の容量を１.５立方メートルとし、第４水槽９の容量を１.５立方メートルとし、第５水槽１２の容量を６立方メートルとし、第６水槽１４の容量を１立方メートルとして排水を処理した。
【０１５５】
この実験装置でもって、フッ素含有排水のＰＨが２.１、フッ素濃度が、１９５ｐｐｍの排水を処理した。処理後の排水では、ＰＨを６.９、フッ素濃度を７.５ｐｐｍとすることができた。
【０１５６】
【発明の効果】
以上より明らかなように、この排水処理方法は、反応槽では、所定の反応を行い、別反応槽では別反応を行う。そして、この別反応によって返送汚泥から生じた別反応物を、反応槽に導入し、反応槽での排水処理に役立てることができる。しかも、この別反応槽は、上記反応槽の内部に配置されていることから、設備投資費用を最小限に抑えることができる。したがって、低コストで廃棄物の少ない排水処理方法を実現できる。
【０１５７】
また、一実施形態の排水処理装置は、反応槽の内部に別反応部を構成し、２つの別々の反応をさせて、２段階の反応を行う装置である。これにより、反応槽の内部に配置された別反応部で行う別反応によって返送汚泥から生じた別反応物を、反応槽に導入し、反応槽での排水処理に役立てることができる。したがって、設備投資費用を最小限に抑えることができ、低コストで廃棄物の少ない排水処理装置を実現できる。
【０１５８】
また、この実施形態の排水処理装置は、上記別反応部が、反応物や未反応薬品の溶出部であるので、反応物や未反応薬品から薬品を溶出させることができ、さらには、溶出した薬品を、反応槽での排水処理に役立てて、リサイクルできる。
【０１５９】
また、一実施形態の排水処理装置は、上記未反応薬品が凝集剤に由来することから、凝集剤をリサイクルでき、凝集剤の使用量を低減できる。一般に、フッ素の排水処理装置では、フッ素処理に多量のポリ塩化アルミニウムなどの凝集剤を使用している。
【０１６０】
また、他の実施形態の排水処理装置は、上記溶出部に酸またはアルカリが添加されるので、酸またはアルカリによって、反応物や未反応薬品から薬品を容易に溶出させることができる。具体例として、反応物としてのフッ化アルミニウム汚泥や未反応薬品としての水酸化アルミニウム汚泥のＰＨを、酸またはアルカリによって変化させることによって、有効成分としてのアルミニウムを溶出させることができる。
【０１６１】
また、一実施形態の排水処理装置は、上記返送汚泥がアルミニウムまたは鉄を含有しているので、アルミニウムまたは、鉄をリサイクルすることができる。
【０１６２】
また、他の実施形態の排水処理装置は、上記酸が硫酸,塩酸および硝酸等の鉱酸であるので、排水処理システムを構築し易い。また、上記アルカリが、消石灰または苛性ソーダもしくはその両方であり、一般に良く使用する代表的な薬品であることから、排水処理システムを容易に構築できる。
【０１６３】
また、一実施形態の排水処理装置は、上記別反応部が撹拌手段を有しているので、反応部での反応効率が向上する。
【０１６４】
また、他の実施形態の排水処理装置は、上記別反応部の撹拌手段が、陸上タイプの撹拌機である。陸上タイプの撹拌機は、最も一般的であり、排水処理装置を容易に構築できることとなる。
【０１６５】
また、一実施形態の排水処理装置は、水中撹拌機が別反応部の水槽内に設置されているので、水中内で撹拌可能で、騒音規制の厳しい場所において、騒音を発生させることなく排水処理装置を構築できる。
【０１６６】
また、他の実施形態の排水処理装置は、別反応部での撹拌が曝気撹拌であるので、機械的トラブルがなく、騒音を発生させることがなく、また、空気による撹拌であるので、汚泥をほぐすメリットも兼ね備えた排水処理装置を構築できる。
【０１６７】
また、一実施形態の排水処理装置は、上記別反応部にＰＨ計が設置されているので、別反応部のＰＨを感知認識して、液性を的確に管理できることから、別反応部の再生条件が最も良いＰＨを認識して、設定できる。
【０１６８】
また、他の実施形態の排水処理装置は、別反応部がラインミキサーであり、このラインミキサーの構造に基づき、流入してくる返送汚泥と酸またはアルカリとを、物理的に撹拌反応させることができる。すなわち、撹拌機等の撹拌手段を設置しないでも返送汚泥を撹拌できる。
【０１６９】
また、一実施形態の排水処理装置は、上記別反応部がサイクロンであるので、このサイクロンの構造によって、流入してくる返送汚泥と酸またはアルカリとを、物理的に撹拌できる。すなわち、撹拌機等の撹拌手段を設置することなく返送汚泥を撹拌できる。
【０１７０】
また、他の実施形態の排水処理装置は、上記反応槽の内部に設置されている溶出部において、未反応薬品中の有効成分を溶出させ、反応槽に導入して再利用しながら、フッ素含有排水中のフッ素を処理できる。したがって、薬品の使用量の削減と発生汚泥量の削減を達成できる。
【０１７１】
また、一実施形態の排水処理装置は、フッ素含有排水中のフッ素を、沈澱部を有するリサイクル槽で返送汚泥中の成分をリサイクルしながら、排水処理でき、さらに、反応槽の内部に設置されている溶出部が、返送汚泥から反応物や未反応薬品を溶出させて再利用しながら、排水処理できる。
【０１７２】
また、他の実施形態の排水処理装置は、返送汚泥が導入されるリサイクル槽に繁殖した還元性を有する嫌気性の微生物によって、過酸化水素含有フッ素排水中の過酸化水素を処理できる。上記沈澱槽とリサイクル槽とが嫌気性の状態で維持されていることから、返送汚泥中には、時間の経過とともに嫌気性の微生物が繁殖する。よって、過酸化水素を、還元性を有する嫌気性徴生物で処理できる。
【０１７３】
また、過酸化水素含有フッ素排水中のフッ素は、沈澱部を有するリサイクル槽で返送汚泥中の成分をリサイクルしながら処理できる。さらに、溶出部において、反応槽の内部に設置されている溶出部が、返送汚泥から反応物や未反応薬品を溶出させて再利用しながらフッ素を処理できる。すなわち、フッ素は、リサイクル槽で、未反応の消石灰をリサイクルしながら、反応物や未反応薬品から有効成分としてのアルミニウムを溶出部で溶出させて、反応槽で再利用しながら処理できる。
【０１７４】
また、一実施形態の排水処理装置は、有機物含有フッ素排水中の有機物を返送汚泥が導入されるリサイクル槽に繁殖した嫌気性の微生物によって処理できる。また、有機物含有フッ素排水中のフッ素は、沈澱部を有するリサイクル槽で返送汚泥中の成分をリサイクルしながら、また、溶出部で、反応物や未反応薬品から有効成分を溶出させて、反応槽で再利用しながら処理できる。
【０１７５】
また、他の実施形態の排水処理装置は、フッ素含有排水中のフッ素を、リサイクル槽、反応槽、第１高分子凝集剤凝集槽とポリ塩化アルミニウム凝集槽,第２高分子凝集剤凝集槽とを使用して、２段階の凝集沈澱で処理するので、フッ素を高度にしかも安定的に処理できる。また、反応槽内の別反応部に、第２沈澱槽からポリ塩化アルミニウム汚泥を返送するので、ポリ塩化アルミニウムを再利用し、ポリ塩化アルミニウムの使用量を低減できる。また、第１沈澱槽からの未反応消石灰を含む汚泥をリサイクル槽に返送するので、未反応消石灰を再利用し、消石灰の使用量を低減できる。
【０１７６】
また、他の実施形態の排水処理装置は、過酸化水素含有フッ素排水中のフッ素を、リサイクル槽、反応槽、第１高分子凝集剤凝集槽とポリ塩化アルミニウム凝集槽,第２高分子凝集剤凝集槽とを使用して、２段階の凝集沈澱で処理するので、フッ素を高度にしかも安定的に処理できる。また、過酸化水素含有フッ素排水中の過酸化水素を返送汚泥が導入され沈澱部を有するリサイクル槽に繁殖した還元性を有する嫌気性の微生物によって処理できる。また、反応槽内部の別反応部に、第２沈澱槽からの水酸化アルミニウム汚泥を返送するので、水酸化アルミニウムを再利用でき、ポリ塩化アルミニウムの使用量を低減することができる。また、第１沈澱槽からの未反応消石灰を含む汚泥をリサイクル槽に返送するので、未反応消石灰を再利用でき、消石灰の使用量を低減できる。
【０１７７】
また、一実施形態の排水処理装置は、リサイクル槽、反応槽、第１高分子凝集剤凝集槽およびポリ塩化アルミニウム凝集槽,第２高分子凝集剤凝集槽を使用して、有機物含有フッ素排水中のフッ素を２段階の凝集沈澱で処理するので、フッ素を高度にしかも安定的に処理できる。また、有機物含有フッ素排水中の有機物を、返送汚泥が導入され沈澱部を有するリサイクル槽に繁殖した有機物を生物分解する嫌気性の微生物によって処理できる。また、反応槽内部の別反応部に、第２沈澱槽から水酸化アルミニウム汚泥を返送して、水酸化アルミニウムを反応槽で再利用でき、ポリ塩化アルミニウムの使用量を低減できる。また、第１沈澱槽からの未反応消石灰を含む汚泥をリサイクル槽に返送して、未反応消石灰を再利用し、消石灰の使用量を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の排水処理装置における第１実施形態を示す構成図である。
【図２】  この発明の第２実施形態の排水処理装置の構成図である。
【図３】  この発明の第３実施形態の排水処理装置の構成図である。
【図４】  この発明の第４実施形態の排水処理装置の構成図である。
【図５】  この発明の第５実施形態の排水処理装置の構成図である。
【図６】  この発明の第６実施形態の排水処理装置の構成図である。
【図７】  この発明の第７実施形態の排水処理装置の構成図である。
【図８】  この発明の第８実施形態の排水処理装置の構成図である。
【図９】  この発明の第９実施形態の排水処理装置の構成図である。
【図１０】  第９実施形態の排水処理装置のタイミングチャートである。
【図１１】  この発明の第１０実施形態の排水処理装置の構成図である。
【図１２】  この発明の第１１実施形態の排水処理装置の構成図である。
【図１３】  この発明の第１２実施形態の排水処理装置の構成図である。
【図１４】  この発明の第１３実施形態の排水処理装置の構成図である。
【図１５】  この発明の第１４実施形態の排水処理装置の構成図である。
【図１６】  この発明の第１５実施形態の排水処理装置の構成図である。
【図１７】  従来の排水処理装置の構成図である。
【符号の説明】
１…原水槽(第１水槽)、２…原水ポンプ、３…反応槽、４…別反応部、
５…反応槽急速撹拌機、６…ＰＨ計、
７…ポリ塩化アルミニウム凝集槽(第３水槽)、８…凝集槽急速撹拌機、
９…高分子凝集剤凝集槽(第４水槽)、        １０…凝集槽緩速撹拌機、
１１…かき寄せ機、１２…沈澱槽(第５水槽)、１３…第５水槽返送ポンプ、
１４…濃縮槽(第６水槽)、１５…濃縮槽ポンプ、１６…フイルタープレス、
１７…リサイクル槽、１８…導入管、１９…遮断壁、２０…沈澱部、
２１…沈澱部ポンプ、２２Ａ,２２Ｂ…バルブ、２３…汚泥ゾーン、
２４…ポリ塩化アルミニウム凝集槽(第７水槽)、
２５…高分子凝集剤凝集槽(第８水槽)、２６…沈澱槽(第９水槽)、
２７…第９水槽返送ポンプ、２８…反応部急速撹拌機、２９…水中撹拌機、
３０…散気管、３１…ブロワー、３２…ラインミキサー、３３…サイクロン、
１３４…従来の反応槽。
【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】
0003978303.tif 000008
【図７】
0003978303.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
0003978303.tif 000012
【図１１】
0003978303.tif 000013
【図１２】
0003978303.tif 000014
【図１３】
0003978303.tif 000015
【図１４】
0003978303.tif 000016
【図１５】
0003978303.tif 000017
【図１６】
0003978303.tif 000018
【図１７】
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