(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＣＯＤ含有排水に無機凝結剤及び有機凝結剤を添加した後、固液分離して処理水を得る排水処理における、該無機凝結剤及び／又は有機凝結剤の必要添加量を決定する方法であって、
予めジャーテストにより求めた該排水の処理水のＣＯＤＭｎ濃度と懸濁物質濃度との関係から、目標とする処理水のＣＯＤＭｎ濃度に対応する懸濁物質濃度を設定し、
該排水処理により得られる処理水の懸濁物質濃度が該懸濁物質濃度の設定値となるように前記無機凝結剤及び／又は有機凝結剤の必要添加量を決定することを特徴とする凝結剤の薬注量決定方法。
【請求項２】
請求項１において、該排水処理に供給される排水又は得られる処理水の流量を測定し、該流量の測定値の変動に基いて無機凝結剤及び／又は有機凝結剤の必要添加量を補正することを特徴とする凝結剤の薬注量決定方法。
【請求項３】
請求項１又は２において、加圧浮上処理により固液分離を行うことを特徴とする凝結剤の薬注量決定方法。
【請求項４】
ＣＯＤ含有排水に無機凝結剤及び有機凝結剤を添加した後、固液分離して処理水を得る排水処理用の薬注制御装置において、
前記請求項１ないし３のいずれか１項の方法で決定された必要添加量に基いて無機凝結剤及び有機凝結剤の少なくとも一方の添加量を制御することを特徴とする薬注制御装置。
【請求項５】
請求項４において、前記測定結果と制御結果を通信回線で遠隔地にデータ送信し、遠隔地における結果のモニタリング及び遠隔地からの当該装置の制御設定値の設定変更等の遠隔制御を行うことを特徴とする薬注制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、紙、パルプ、鉄鋼、機械、自動車、石油、化学、医薬、食品等の各種産業分野から排出されるＣＯＤ成分を含有する排水に無機凝結剤と有機凝結剤を添加して固液分離することによりＣＯＤ成分を除去する際に、両凝結剤の必要添加量を簡易かつ的確に決定する方法と、この結果に基いて薬注制御を行う装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
紙、パルプ、鉄鋼、機械、自動車、石油、化学、医薬、食品等の各種産業分野から発生する排水は、ＣＯＤ成分を多量に含有する場合が多く、そのうち、溶解性ＣＯＤ成分の除去には活性汚泥処理等の生物処理が採用されているが、非溶解性ＣＯＤ成分及び懸濁物質成分の除去には、通常、凝結剤を添加後、高分子凝集剤を添加して沈澱処理又は加圧浮上処理する方法が採用されている。
【０００３】
この場合、凝結剤として無機凝結剤の添加は、アルミニウム及び鉄等の金属水酸化物による発生汚泥量の増加に結びつくため、発生汚泥量の低減を目的に、一般に無機凝結剤と有機凝結剤との併用処理の適用が行われている。なお、有機凝結剤だけの添加では、処理コスト及び処理効果の両面で不十分な場合が多く、通常、無機凝結剤との併用処理とされている。
【０００４】
このような処理において、一般に、有機凝結剤としては、ポリエチレンイミン、ジシアンジアミド・ホルマリン重縮合物、ジメチルアミン・エピクロルヒドリン重縮合物、ジメチルアミノエチルメタクリレート・スチレン共重合物、メラミン・ホルマリン重縮合物、ポリジメチルジアクリルアンモニウム塩等が使用されている。また、無機凝結剤としては、硫酸バンド（硫酸アルミニウム）、ポリ塩化アルミニウム、塩化第二鉄、ポリ硫酸第二鉄等が使用されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
無機凝結剤と有機凝結剤の併用処理は、凝結剤を二剤使用する処理となるため、凝結剤を一剤使用する処理と比較して、排水水質が変動した場合の薬注量の調整が難しいという問題がある。
【０００６】
一方で、各種産業分野から発生する排水は均質である場合は少なく、工場の生産量や製造条件の変化に伴い大きく水質変動する。
【０００７】
本発明は、このような日常の排水の水質変動にかかわらず、無機凝結剤と有機凝結剤の両方を、ＣＯＤ除去の処理目標値に合致した最適添加量で、即ち、処理コストと処理効果の両面で最適な状態で添加して効率的なＣＯＤ除去を行うための凝結剤の薬注量決定方法及び薬注制御装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の凝結剤の薬注量決定方法は、ＣＯＤ含有排水に無機凝結剤及び有機凝結剤を添加した後、固液分離して処理水を得る排水処理における、該無機凝結剤及び／又は有機凝結剤の必要添加量を決定する方法であって、予めジャーテストにより求めた該排水の処理水のＣＯＤＭｎ濃度と懸濁物質濃度との関係から、目標とする処理水のＣＯＤＭｎ濃度に対応する懸濁物質濃度を設定し、該排水処理により得られる処理水の懸濁物質濃度が該懸濁物質濃度の設定値となるように前記無機凝結剤及び／又は有機凝結剤の必要添加量を決定することを特徴とする。
【０００９】
本発明の薬注制御装置は、ＣＯＤ含有排水に無機凝結剤及び有機凝結剤を添加した後、固液分離して処理水を得る排水処理用の薬注制御装置において、このような本発明の凝結剤の薬注量決定方法で決定された必要添加量に基いて無機凝結剤及び有機凝結剤の少なくとも一方の添加量を制御することを特徴とする。
【００１０】
各種産業分野から排出されるＣＯＤ含有排水の非溶解性ＣＯＤＭｎ濃度と懸濁物質濃度との間には相関関係がある。
【００１１】
本発明では、このＣＯＤＭｎ濃度と懸濁物質濃度との相関関係を利用して、目標とするＣＯＤＭｎ濃度を懸濁物質濃度に置き換え、この値を目標として無機凝結剤及び／又は有機凝結剤の薬注制御を行う。
【００１２】
なお、処理水の懸濁物質濃度は、濁度に比例することから、本発明において、この懸濁物質濃度は濁度で代替することができる。
【００１３】
このような本発明の薬注制御は、固液分離手段として凝集沈殿池を採用している排水処理設備にも適用可能であるが、本発明は特に、固液分離手段として加圧浮上装置を採用している排水処理設備に有効である。即ち、凝集処理水の槽内滞留時間は、通常、凝集沈殿池で概ね２時間以上であるのに対し、加圧浮上槽は概ね３０分以下の場合が多い。本発明を凝集沈殿池を採用している排水処理設備に適用した場合、滞留時間の長さの影響で、排水の水質変動に十分追随できず、制御性能が低下する場合があるが、滞留時間の短い加圧浮上装置で固液分離を行う排水処理設備であれば、排水の水質変動に十分に対応して良好な効果を得ることができる。
【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は本発明の凝結剤の薬注量決定方法及び薬注制御装置の実施の形態を示す系統図である。
【００１６】
この排水処理設備は、ＣＯＤ含有排水をまず第１反応槽１に送給して、無機凝結剤貯槽２の無機凝結剤を添加した後、第２反応槽３に送給して有機凝結剤貯槽４の有機凝結剤を添加する。その後、ｐＨ調整槽５に送給し、ｐＨ計５Ａの計測値に基いて酸又はアルカリを添加することによりｐＨ調整した後、凝集槽６に送給して高分子凝集剤を添加して凝集処理し、この凝集処理水を加圧水槽８からの加圧水と共に加圧浮上槽７に送給して加圧浮上分離する。この加圧浮上槽７の処理水は処理水槽９を経て放流される。また、浮上分離された汚泥スカムは、スカム取出部７Ａを経て脱水機１０に送給され脱水処理される。
【００１７】
図１に示す排水処理設備では、処理水槽９に設けられたＳＳ計（透過光式、超音波式等のいずれの方式のものであっても良い。）１１で処理水の懸濁物質濃度を測定すると共に、流量計１２で排水の流入量を測定する。これらの測定値は制御演算器１３に入力され、この制御演算器１３で無機凝結剤及び有機凝結剤の必要添加量が算出される。この算出結果は無機凝結剤の薬注ポンプＰ１及び有機凝結剤の薬注ポンプＰ２の制御信号としてインバーター等のポンプ制御器１４に出力され、ポンプ制御器１４により薬注ポンプＰ１，Ｐ２が制御され無機凝結剤及び有機凝結剤の適正な薬注が行われる。
【００１８】
図１に示す排水処理設備では、例えば次のような方法により無機凝結剤及び有機凝結剤の必要添加量が決定される。
【００１９】
まず、被処理排水について、予めジャーテストで同様の処理を行って、処理水を得、この処理水のＣＯＤＭｎ濃度と懸濁物質濃度との関係を求め、検量線を作成しておく。このＣＯＤＭｎ濃度と懸濁物質濃度とは後述の実施例で示すように相関関係がある。この検量線から目標とする処理水のＣＯＤＭｎ濃度に相応する懸濁物質濃度を求め、これを設定値（以下「ＳＳ設定値」と称す。なお、ＳＳ設定値は許容範囲内である程度の幅をもたせておく。）として制御演算器１３に入力しておく。また、このときの無機凝結剤添加量と有機凝結剤添加量とをそれぞれ基準添加量として制御演算器１３に入力しておく。
【００２０】
一方、排水の流入量を流量計１２で測定すると共にＳＳ計１１で処理水の懸濁物質濃度を測定し、これらの測定値を制御演算器に入力する。
【００２１】
制御演算器１３においては、例えば次のような演算（１）と（２）とを組み合わせて行って、必要添加量を定める。
【００２２】
演算（１）：流量設定値と流量計１２で測定された流量の測定値（以下「流量測定値」と称す。）とを比較し、流量測定値が流量設定値の範囲内の場合にＳＳ計１１で測定された懸濁物質濃度の測定値（以下「ＳＳ測定値」と称す。）とＳＳ設定値とを比較し、ＳＳ測定値がＳＳ設定値の範囲内であれば、無機凝結剤と有機凝結剤をそれぞれ基準添加量で薬注制御する。
ＳＳ測定値がＳＳ設定値を上回る場合、無機凝結剤及び／又は有機凝結剤の添加量を基準添加量より増加させる。この増加に当っては、ＳＳ測定値とＳＳ設定値との差から、添加量を２以上の段階的に増加する制御を行っても良い。
ＳＳ測定値がＳＳ設定値を下回る場合、無機凝結剤及び／又は有機凝結剤の添加量を基準添加量より低減させる。この低減に当っても、ＳＳ測定値とＳＳ設定値との差から、添加量を２以上の段階的に低減する制御を行っても良い。
【００２３】
演算（２）：上記（１）において、流量測定値が流量設定値の範囲から外れた場合、その流量の増減に応じて無機凝結剤及び／又は有機凝結剤の基準添加量或いは演算により求められた無機凝結剤及び／又は有機凝結剤の添加量を増減する。
【００２４】
このように処理水のＳＳ測定値とＳＳ設定値との比較結果に基いて無機凝結剤及び／又は有機凝結剤の添加量を決定すると共に、排水流量の変動によりこれを補正することにより、無機凝結剤及び／又は有機凝結剤の適正な薬注制御を行うことができる。
【００２５】
図１の排水処理設備にあっては、排水の処理を行う現場でのＳＳ計１１や流量計１２の測定結果と制御演算器１３の算出結果を通信端末１５を経て電話回線で遠隔地のセンターの遠隔監視装置１６に送信してモニタリングすると共に、この遠隔監視装置１６からの設定変更（例えば、ＳＳの設定値の変更、測定値からの適正薬注量の算出式の変更等）を電話回線で通信端末１５を経て制御演算器１３に送信可能とされており、現地／センター相互のデータ通信で遠隔地における処理状況の把握及び監視と遠隔制御が行えるように構成されている。
【００２６】
図１は本発明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。
【００２７】
図１では、無機凝結剤及び有機凝結剤の両方の薬注量を制御しているが、本発明では、無機凝結剤及び有機凝結剤のいずれか一方を定量添加とし、他方のみを薬注制御しても良い。また、図１では、この排水処理設備への排水の流入量を流量計１２で測定し、この測定値により無機凝結剤及び有機凝結剤の添加量の補正を行うが、排水の流入量の代りに、加圧浮上槽７に流入する凝集処理水の流入量、加圧浮上槽７からの処理水流出量を測定し、この結果に基いて補正を行っても良い。この流量に基く補正は必須ではなく、排水量の変動が小さい場合には、この補正を省略しても良い。
【００２８】
また、図１では、処理水の懸濁物質濃度を測定するためにＳＳ計を用いているが、この処理水の懸濁物質濃度の測定手段には特に制限はなく、ＳＳ計の他、濁度計等を用いて行うことができる。
【００２９】
なお、本発明において、排水に添加する無機凝結剤、有機凝結剤及び高分子凝集剤とｐＨ調整用の酸、アルカリとしては、このような排水処理設備において従来用いられているものを使用することができる。
【００３０】
これらの薬剤添加量や調整ｐＨは、処理する排水の水質や処理水の目標水質により異なるが、通常の場合、
無機凝結剤の添加量  ：５０〜２０００ｍｇ／Ｌ
有機凝結剤の添加量  ：１〜５０ｍｇ／Ｌ
調整ｐＨ            ：５．５〜７．５
高分子凝集剤の添加量：０．１〜１０．０ｍｇ／Ｌ
程度とされる。
【００３１】
【実施例】
以下に実施例を挙げて本発明をより具体的に説明する。
【００３２】
実施例１
製紙工場から排出される下記水質の排水に、下記の無機凝結剤、有機凝結剤及び高分子凝集剤を順次添加して加圧浮上処理を行う図１に示す排水処理設備において、本発明に従って、無機凝結剤及び／又は有機凝結剤の必要添加量を求め、この結果に基いて薬注制御を行った。
［排水水質］
ｐＨ      ：７．４
ＳＳ      ：１９００ｍｇ／Ｌ
ＣＯＤＭｎ：５１０ｍｇ／Ｌ
［薬剤］
無機凝結剤  ：液体硫酸バンド
有機凝結剤  ：栗田工業（株）製「ゼーターエースＣ３０１」
高分子凝集剤：栗田工業（株）製「クリフロックＰＡ３６２」
まず、この排水に上記薬剤を順次添加するジャーテストを行い、処理水のＣＯＤＭｎ濃度と濁度との関係を調べたところ、図２に示す如く、相関関係があることが認められた。
【００３３】
また、有機凝結剤の添加量を２ｍｇ／Ｌで一定とし、無機凝結剤の添加量を変え、無機凝結剤の添加量と処理水の濁度との関係を調べ、結果を図３に示した。
【００３４】
更に、無機凝結剤の添加量を２００ｍｇ／Ｌで一定とし、有機凝結剤の添加量を変え、有機凝結剤の添加量と処理水の濁度との関係を調べ、結果を図４に示した。
【００３５】
上記結果に基いて次のような薬注制御を行った。なお、排水処理量は２００〜４００ｍ３／Ｈであり、無機凝結剤及び有機凝結剤を添加した後の調整ｐＨ値は６．５とし、高分子凝集剤の添加量は１．０ｍｇ／Ｌで一定とし、加圧浮上槽の滞留時間は３０分とした。
【００３６】
薬注制御例１（無機凝結剤の薬注制御）
目標とする処理水のＣＯＤＭｎを１５０ｍｇ／Ｌと定め、図２より処理水の濁度の設定値を１００〜１５０度とした。一方、有機凝結剤の添加量を２ｍｇ／Ｌで一定とし、図３より無機凝結剤添加量を２５０ｍｇ／Ｌとして運転を行った。
【００３７】
処理水の濁度を測定し、濁度が１００〜１５０度の範囲内であるときは、無機凝結剤添加量を変更せず、この範囲から外れて濁度が増加した場合には無機凝結剤添加量を２０％増加し、濁度が減少した場合には無機凝結剤添加量を２０％減らす薬注制御を行った。
【００３８】
その結果、処理水のＣＯＤＭｎ濃度は１２０〜１４０ｍｇ／Ｌの範囲内に維持され、安定な処理を行えた。
【００３９】
薬注制御例２（有機凝結剤の薬注制御）
目標とする処理水のＣＯＤＭｎを１５０ｍｇ／Ｌと定め、図２より処理水の濁度の設定値を１００〜１５０度とした。一方、無機凝結剤の添加量を２００ｍｇ／Ｌで一定とし、図４より有機凝結剤添加量を２ｍｇ／Ｌとして運転を行った。
【００４０】
処理水の濁度を測定し、濁度が１００〜１５０度の範囲内であるときは、有機凝結剤添加量を変更せず、この範囲から外れて濁度が増加した場合には有機凝結剤添加量を２０％増加し、濁度が減少した場合には有機凝結剤添加量を２０％減らす薬注制御を行った。
【００４１】
その結果、処理水のＣＯＤＭｎ濃度は１２０〜１４０ｍｇ／Ｌの範囲内に維持され、安定な処理を行えた。
【００４２】
薬注制御例３（無機凝結剤及び有機凝結剤の薬注制御）
目標とする処理水のＣＯＤＭｎを１５０ｍｇ／Ｌと定め、図２より処理水の濁度の設定値を１００〜１５０度とした。一方、有機凝結剤の添加量を２ｍｇ／Ｌ、無機凝結剤の添加量を２００ｍｇ／Ｌとして運転を行い、処理水の濁度を測定し、濁度が１００〜１５０度の範囲内であるときは、無機凝結剤及び有機凝結剤添加量を変更せず、この範囲から外れて濁度が増加した場合には無機凝結剤添加量を１０％、有機凝結剤添加量を１０％それぞれ増加し、濁度が減少した場合には無機凝結剤添加量を１０％、有機凝結剤添加量を１０％それぞれ減らす薬注制御を行った。
【００４３】
その結果、処理水のＣＯＤＭｎ濃度は１２０〜１４０ｍｇ／Ｌの範囲内に維持され、安定な処理を行えた。
【００４４】
薬注制御例４（無機凝結剤の薬注制御と排水処理量による補正）
薬注制御例１において、更に排水処理量の基準値を２５０ｍ３／Ｈとし、排水処理量を計測して排水処理量がこの基準値よりも２５ｍ３／Ｈ以上増加したときには、無機凝結剤の添加量を１０％増加し、排水処理量がこの基準値よりも２５ｍ３／Ｈ以上減少したときには無機凝結剤の添加量を１０％低減する薬注量の補正を行った。
【００４５】
その結果、処理水のＣＯＤＭｎ濃度は１３０〜１４０ｍｇ／Ｌと、薬注制御１の場合よりもより一層狭い範囲内に維持され、一方で無機凝結剤使用量を１０％削減することができた。
【００４６】
【発明の効果】
以上詳述した通り、本発明の凝結剤の薬注量決定方法及び薬注制御装置によれば、紙、パルプ、鉄鋼、機械、自動車、石油、化学、医薬、食品等の各種産業分野から排出されるＣＯＤ成分を含有する排水に無機凝結剤と有機凝結剤を添加して固液分離することによりＣＯＤ成分を除去するに当たり、両凝結剤の必要添加量を簡易かつ的確に決定し、この値に基いて効率的な薬注制御を行うことができ、
▲１▼  処理の安定化が図れる：日常の排水の水質の変動に対し、常に、処理基準値内の運転が可能となる。
▲２▼  省コスト化が図れる：排水の水質変動にかかわらず、常に最適添加量の薬注を行うことができ、薬品使用量の低減が図れる。
▲３▼  省力化が図れる：排水変動に伴う薬注量設定の変更作業が不要となり、運転、メンテナンス作業の軽減が図れる。
等の優れた効果を得ることができる。
【００４７】
請求項２によれば、更に排水処理量の変動に対しても的確な薬注制御を行える。
【００４８】
請求項５の薬注制御装置によれば、遠隔地における処理状況の監視、処理目標値の設定変更等を行うことができ、無人化によるより一層の省力化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の凝結剤の薬注量決定方法及び薬注制御装置の実施の形態を示す系統図である。
【図２】実施例１における排水の処理水のＣＯＤＭｎ濃度と濁度との関係を示すグラフである。
【図３】実施例１における排水の無機凝結剤添加量と処理水の濁度との関係を示すグラフである。
【図４】実施例１における排水の有機凝結剤添加量と処理水の濁度との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１  第１反応槽
２  無機凝結剤貯槽
３  第２反応槽
４  有機凝結剤貯槽
５  ｐＨ調整槽
６  凝集槽
７  加圧浮上槽
８  加圧水槽
９  処理水槽
１０  脱水機
１１  ＳＳ計
１２  流量計
１３  制御演算器
１４  ポンプ制御器
１５  通信端末
１６  遠隔監視装置
【図１】
0003731454.tif 000002
【図２】
0003731454.tif 000003
【図３】
0003731454.tif 000004
【図４】
0003731454.tif 000005