(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フッ素排水を、後部に沈澱部を有する返送汚泥反応槽、測定機器を有する上澄測定槽、反応槽、凝集槽、および沈澱槽に順次排水を導入して処理し、上記返送汚泥反応槽で発生した汚泥のみを濃縮槽に導入し、この濃縮槽の後段の脱水手段で脱水処理する排水処理装置であって、
上記反応槽は、上記返送汚泥反応槽からのフッ素排水に消石灰を添加してフッ化カルシウムを生成する消石灰反応槽であり、
上記凝集槽は、上記消石灰反応槽からの排水に凝集剤を添加して上記排水に含まれる上記フッ化カルシウムをフロックとする凝集槽であり、
上記沈澱槽は、上記凝集槽からの排水が導入されると共に上記排水に含まれるフロックを沈澱させ、かつ、上澄液を処理水として流出させる沈澱槽であり、
上記沈澱槽で沈澱したフロックを含む汚泥を上記返送汚泥反応槽に返送することを特徴とする排水処理装置。
【請求項２】
フッ素排水を、後部に沈澱部を有する返送汚泥反応槽、測定機器を有する上澄測定槽、反応槽、凝集槽、およびサスペンディッド・ソリッド分離槽に順次導入して処理し、返送汚泥反応槽で発生した汚泥のみを濃縮槽に導入し、その後段の脱水手段で脱水処理する排水処理装置であって、
上記反応槽は、上記返送汚泥反応槽からのフッ素排水に消石灰を添加してフッ化カルシウムを生成する消石灰反応槽であり、
上記凝集槽は、上記消石灰反応槽からの排水に凝集剤を添加して上記排水に含まれる上記フッ化カルシウムをフロックとする凝集槽であり、
上記サスペンディッド・ソリッド分離槽は、上記凝集槽からの排水が導入されると共に上記排水に含まれるフロックを沈澱させると共に排水中のサスペンディッド・ソリッドを膜分離し、かつ、上澄液を処理水として流出させるサスペンディッド・ソリッド分離槽であり、
上記サスペンディッド・ソリッド分離槽で沈澱したフロックを含む汚泥を上記返送汚泥反応槽に返送することを特徴とする排水処理装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の排水処理装置において、
上記フッ素排水が有機物を含有し、かつ、
上記返送汚泥反応槽の前段の原水槽に、上記有機物含有フッ素排水に加えて、過酸化水素排水を導入し、かつ、
上記返送汚泥反応槽に生物処理水が導入されることを特徴とする排水処理装置。
【請求項４】
請求項１または２に記載の排水処理装置において、
上記返送汚泥反応槽の前段の原水槽に、上記フッ素排水と共にシリコン排水を導入することを特徴とする排水処理装置。
【請求項５】
請求項１に記載の排水処理装置で構成された第１の処理系統と、
請求項２に記載の排水処理装置で構成された第２の処理系統とを備え、
上記第１の処理系統と第２の処理系統とで濃縮槽と脱水手段を共有しており、
上記第１,第２の処理系統によって、フッ素排水を並列処理すると共に、上記返送汚泥反応槽で発生した汚泥を濃縮槽に導入し、上記脱水手段としての脱水機で脱水することを特徴とする排水処理装置。
【請求項６】
請求項１または２に記載の排水処理装置において、
上記上澄測定槽の測定機器の測定結果に応じて、
上記返送汚泥反応槽の沈澱部に設置された汚泥搬出手段と、上記沈澱槽またはサスペンディッド・ソリッド分離槽に設置された返送汚泥ポンプとをインバーター制御して、
上記汚泥搬出手段による搬出量と、上記返送汚泥ポンプの吐出量の両方を制御す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、半導体工場から排水されるフッ素排水に対して、フッ素排水の排水処理装置から発生する汚泥量を最小量にした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】
〔第１従来例〕
図１９を参照して、第１従来例を説明する。この第１従来例では、フッ素排水は、原水槽１０１に導入される。原水槽１０１に貯留されたフッ素排水は、水質と水量が調整されて策１水槽ポンプ１０２によって、消石灰反応槽１１４に移送される。この消石灰反応槽１１４において、上記排水中のフッ素が、添加された消石灰に由来するカルシウムと反応して反応物としてのフッ化カルシウム１３０となる。
【０００３】
上記消石灰反応槽１１４では、反応を促進するための撹拌手段としての急速撹拌機１１５が設置されており、この急速撹拌機１１５で、排水が撹拌されている。しかし、消石灰反応槽１１４内での排水の滞留時間が１時間以内であるので、未反応の消石灰が消石灰反応槽１１４から流出してポリ塩化アルミニウム反応槽１１６に流入する。このポリ塩化アルミニウム反応槽１１６にも急速撹拌機１１５が設置されており、消石灰反応槽１１４で反応し、生成した反応物としての微細なフッ化カルシウム１３０は、無機凝集剤としてのポリ塩化アルミニウムによって凝集してフロックを形成する。また、未反応の消石灰もポリ塩化アルミニウムによって凝集し、フロックを形成する。この消石灰による凝集フロックは、カルシウムイオンではないため、フッ素の処理には全く有効でない。すなわち、薬品の無駄であり、凝集フロックは未反応薬品１２９としての位置付けとなる。そして、上記フロックとなったフッ化カルシウム１３０は、高分子凝集剤が添加される高分子凝集剤凝集槽１１７において、より安定した大きなフロックとなる。
【０００４】
一方、消石灰に起因する未反応フロック１２９は、フッ素の処理には有効ではないが、高分子凝集剤凝集槽１１７において高分子凝集剤が添加されることによってより安定した大きなフロックとなる。
【０００５】
より安定した大きなフロックとしてのフッ化カルシウム１３０のフロックと、より安定した大きなフロックとしての消石灰フロックは、沈澱槽１１９に流入して沈澱し、沈澱槽かき寄せ機１２０によって沈澱槽１１９の底部の中心にかき寄せられる。こうしてかき寄せられたフロックは汚泥となる。
【０００６】
すなわち、この汚泥量は、フッ化カルシウム１３０による汚泥と未反応消石灰による汚泥や未反応凝集剤による汚泥の合計汚泥量である。沈澱槽１１９の底部の中心にかき寄せられた汚泥は、濃縮槽かき寄せ機１２３が設置されている濃縮槽１２２に流入して濃縮された後、フィルタープレスポンプ１２４によって、フィルタープレス１２５に移送されて脱水される。この排水処理装置から発生する汚泥量は多量であるため、フィルタープレス１２５は２台設置してある。
【０００７】
尚、上記濃縮槽１２２の上澄液は、オーバーフロー配管(図示せず)を通じて原水槽１０１に導入される。
【０００８】
ところで、今日の時代のニーズとしては、脱水された後の脱水ケーキ量すなわち汚泥量が少ない排水処理設備が求められているのであるが、上記第１従来例の排水処理設備より発生する汚泥は、フッ化カルシウム汚泥と未反応の消石灰汚泥も含むため、汚泥量が多い。工場排水の条件によっても異なるが、一般には、フッ化カルシウム汚泥量の倍以上が未反応の消石灰汚泥である。
【０００９】
〔第２従来例〕
次に、図２０に第２従来例を示す。この第２従来例は、図１９の第１従来例における沈澱槽１１９からの汚泥の一部を、汚泥返送ポンプ１２１によって、原水槽１０１に返送するようになっている点が、前述の第１従来例と異なっている。
【００１０】
この第２従来例では、沈澱槽１１９からの汚泥の一部を原水槽１０１に返送するので、未反応薬品を含む汚泥がフッ素排水によって消費される。このため、この第２従来例では、図１９の第１従来例よりも、発生汚泥量が少なくなる。
【００１１】
〔第３従来例〕
次に、図２１に、第３従来例を示す。この第３従来例は、沈澱槽１１９からの汚泥の一部を汚泥返送ポンプ１２１によって、消石灰反応槽１１４に返送する点が前述の第１従来例と異なる。この第３従来例では、消石灰反応槽１１４に沈澱槽１１９からの汚泥の一部を返送するので、未反応薬品を含む汚泥がフッ素排水によって消費されることとなり、第１従来例に比べて、発生汚泥量が少なくなる。
【００１２】
〔参考例〕
次に、参考例を図２２に示す。この参考例では、フッ素排水は、原水槽１０１に導入される。原水槽１０１に貯留されたフッ素排水は、水質と水量が調整されて原水槽ポンプ１０２によって、反応水槽１２６に移送される。
【００１３】
この反応水槽１２６においては、フッ素排水は、下部流入管１０４より嫌気汚泥ゾーン１０９の下部より導入される。
【００１４】
そして、反応水槽１２６においては、フッ素排水の導入と沈澱槽１１９からの未反応薬品(未反応消石灰と未反応凝集剤の合計)１２９を含む汚泥が汚泥返送ポンプ１２１によって導入されている。このため、反応水槽１２６においては、嫌気汚泥ゾーン１０９が常時構築されている。
【００１５】
この反応水槽１２６においては、フッ素排水中のフッ素と未反応薬品１２９中のカルシウムが反応してフッ化カルシウム１３０となる。このことは、カルシウムのリサイクルとなり発生汚泥量の削減に役立つ。
【００１６】
したがって、この参考例の排水処理装置では、第１従来例と比較して、発生汚泥量が削減されているが、十分ではない。
【００１７】
第１従来例と参考例とを比較すると、参考例から発生する汚泥量の方が少ない。参考例においては、反応水槽１２６が曝気されていないので、フッ化カルシウム１３０は沈澱する。この反応水槽１２６においては、時間の経過とともに、沈澱したフッ化カルシウム１３０が多くなり、嫌気汚泥ゾーン１０９のゾーンの高さが上昇する。嫌気汚泥ゾーン１０９の高さが上昇するとフッ化カルシウム１３０と被処理水(排水)が消石灰反応槽１１４に流入する。
【００１８】
消石灰反応槽１１４においては、排水中の未反応のフッ素が新たな消石灰に由来するカルシウムと反応して反応物としての新たなフッ化カルシウム１３０となる。ただし、すべてのカルシウムがフッ化カルシウム１３０になるわけではなく、未反応のカルシウムすなわち未反応消石灰も存在する。
【００１９】
なお、ここで注目すべき現象がある。すなわち、消石灰反応槽１１４に反応水槽１２６からのフッ化カルシウム１３０が多量に流入し、汚泥濃度が上昇すると、消石灰のアルカリとしての中和作用が弱くなる現象がある。このため、消石灰が消石灰反応槽１１４に多量に添加される現象が発生する。
【００２０】
さらに、消石灰反応槽１１４には反応を促進するための撹拌手段としての急速撹拌機１１５が設置されて撹拌されているが、消石灰反応槽１１４内での排水の滞留時間が１時間以内であることに起因し、また消石灰の中和作用が弱くなったことに起因して、未反応の消石灰が多くなり、消石灰反応槽１１４から流出して次のポリ塩化アルミニウム凝集槽１１６に流入する。そして、それらは、未反応消石灰や未反応凝集剤となり未反応薬品１２９を構成することなる。
【００２１】
また、ポリ塩化アルミニウム凝集槽１１６にも急速撹拌機１１５が設置されており、消石灰反応槽１１４で反応生成した反応物としての微細なフッ化カルシウム１３０は、無機凝集剤としてのポリ塩化アルミニウムによって凝集してフロックを形成する。また、未反応の消石灰もポリ塩化アルミニウムによって凝集し、フロックを形成する。この消石灰による凝集フロックは、フッ素の処理には全く有効でない。この消石灰による凝集フロックは、薬品の無駄であり、未反応薬品１２９としての位置付けとなる。
【００２２】
そして、上記フロックとなったフッ化カルシウム１３０は、高分子凝集剤凝集槽１１７において高分子凝集剤が添加され、より安定した大きなフロックとなる。一方、消石灰に起因する未反応フロックも、フッ素の処理には有効ではないが、高分子凝集剤が添加されることによって、より安定した大きなフロックとなる。フッ化カルシウム１３０のより安定した大きなフロックと、消石灰のより安定した大きなフロックとは、沈澱槽１１９に流入して沈澱し、かき寄せ機１２０によって沈澱槽１１９の底部の中心にかき寄せられる。このかき寄せられたフロックは汚泥となる。この汚泥量は、反応済のフッ化カルシウム１３０による汚泥と未反応消石灰汚泥の合計の汚泥量である。沈澱槽かき寄せ機１２０によって、沈澱槽１１９の底部の中心にかき寄せられた汚泥は、汚泥返送ポンプ１２１によって一部が反応水槽１２６に返送され、未反応薬品(未反応消石灰と未反応凝集剤)１２９が再利用される。よって、この参考例の排水処理装置から発生する汚泥量は、再利用しない排水処理装置すなわち図１９の第１従来例と比較して削減されている。また、一部のフッ化カルシウム１３０による汚泥と未反応消石灰による汚泥は、濃縮槽かき寄せ機１２３が設置されている濃縮槽１２２に流入して濃縮された後、フィルタープレスポンプ１２４によって、フィルタープレス１２５に移送されて脱水される。
【００２３】
尚、濃縮槽１２２の上澄液は、図示しないオーバーフロー配管によって、原水槽１０１に導入される。
【００２４】
上記参考例の排水処理装置の沈澱槽１１９より発生する汚泥は、削減されたとは言え、フッ化カルシウム１３０による汚泥と未反応薬品を含む汚泥を含有している。このため、この参考例では、第１従来例の排水処理装置に比べて、発生汚泥量が削減されているが充分とは言えないのである。つまり、参考例の濃縮槽１２２には、未反応薬品に起因する汚泥も導入されることとなり、濃縮後にフィルタープレス１２５によって脱水処理されて汚泥となっているのである。
【００２５】
また、別の従来技術として、公開特許公報(特開平６―８６９８８)に、「フッ素イオン及び過酸化水素を含有する排水の処理方法」が開示されている。この従来技術は、フッ素イオンおよび過酸化水素を含有する排水に、アルカリ性カルシウム含有化合物としての消石灰を添加してフッ素イオンをフッ化カルシウムとした後、アニオン性高分子凝集剤を添加して微細フロックを生成させ、ついで固液分離した後にカタラーゼを添加して過酸化水素を分解するものである。この従来技術では、沈澱槽からの汚泥が未反応の薬品を含むので、発生汚泥量が多いという問題点がある上に、排水中の過酸化水素を分解する目的でカタラーゼを添加することに起因してランニングコストが高くなるという問題点がある。
【００２６】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように、排水中のフッ素を処理するには、消石灰、ポリ塩化アルミニウム等の無機凝集剤、高分子凝集剤を使用して排水処理することが、一般であるが、反応槽や凝集槽において、未反応の薬品によるフロック(汚泥)が必ず発生し、それらが排水処理設備から発生する汚泥量の増加につながっていることが問題である。
【００２７】
このような未反応の薬品によるフロックすなわち汚泥が発生する理由としては以下のことがあげられる。
【００２８】
(1)  建設費の関係から反応槽を格段に大きくできないので、反応槽での排水の滞留時間が短く、下記のような化学反応式のような完全反応ができない問題がある。
【００２９】
２ＨＦ＋Ｃａ(ＯＨ)２＝ＣａＦ２＋２Ｈ２Ｏ
具体的には、一般の排水処理設備の反応槽においては、下記の反応式となりフッ化カルシウム汚泥のみならず、未反応の消石灰フロックによる消石灰汚泥も発生する。
【００３０】
２ＨＦ＋２Ｃａ(ＯＨ)２＝ＣａＦ２(フッ化カルシウム汚泥)＋
２Ｈ２Ｏ＋Ｃａ(ＯＨ)２(消石灰汚泥)
消石灰汚泥は、酸によってカルシウムイオンを溶出すれば、薬品としての機能を果たすので再利用することが望ましい。
【００３１】
(2)  排水中のフッ素を１５ｐｐｍ以下まで処理しようとすると、フッ素量よりも過剰の消石灰(カルシウムとしての)を添加しないと目的とするフッ素濃度(１５ｐｐｍ以下)まで処理できない。このことは、フッ素の排水処理における経験的内容であり、１５ｐｐｍ以下とするため過剰の消石灰を添加している。
【００３２】
そこで、図１９に示す第１従来例の排水処理設備における沈澱槽１１９に新たに汚泥返送ポンプを設置して、この汚泥返送ポンプによって、沈澱槽１１９からの沈澱汚泥(未反応薬品を含む)を原水槽１０１や消石灰反応槽１１４へ返送して未反応薬品を再利用することが考えられる。
【００３３】
また、図２０に示した第２従来例のように、沈澱槽１１９からの沈澱汚泥(未反応薬品を含む)を汚泥返送ポンプ１２１によって原水槽１０１に返送する排水処理フローがあり、図２１に示した第３従来例のように、沈澱槽１１９からの沈澱汚泥(未反応薬品を含む)を汚泥返送ポンプ１２１によって消石灰反応槽１１４に返送する排水処理フローがある。この両方の排水処理フローとも、排水処理時間の経過とともに系統内の汚泥濃度(フッ化カルシウム汚泥濃度と消石灰汚泥濃度の合算値)が上昇する。汚泥濃度が上昇することはさほど問題ないであろうと考えられていたが、しかし、運転の結果、消石灰反応槽１１４においては、汚泥濃度が高いと消石灰消費量が格段に増加する事実が発生した。未反応の薬品としての未反応消石灰を再利用する目的で原水槽１０１や消石灰反応槽１１４に返送したものの、消石灰反応槽１１４の汚泥濃度が１０００ｐｐｍ以上に上昇した場合、消石灰が添加される消石灰反応槽１１４においては、かえって消石灰の消費量が増加するマイナスの現象が発生することを発見した。この消石灰の消費量が増加する理由としては、汚泥濃度が高いと薬品としての消石灰の効力(ＰＨを上昇させる効力→具体的にはＰＨ２〜３のフッ素排水を中性もしくは弱アルカリまで上昇させる効力)が打ち消されて消石灰の消費量が多くなることによる。すなわち汚泥の緩衝作用により薬品としての消石灰のＰＨを高める効力が打ち消されたのである。消石灰反応槽１１４の消石灰添加方法は、一般的なＰＨの設定による消石灰添加制御であり、オンオフ制御や比例制御が該当する。
【００３４】
上記緩衝作用を簡単な例で説明すると、水道水の一定量に１ｇの消石灰を添加するとＰＨが１０になったとする。同じ量の汚泥水(汚泥濃度１０００ｐｐｍ)に１ｇの消石灰を添加するとＰＨが１０にならないで、ＰＨ８．５になる現象である。排水のＰＨを１０に設定すると、水道水の場合は、１ｇの消石灰で良いが、汚泥を多量に含む排水では、多量の消石灰が必要となる現象である。
【００３５】
また、図２２に示す参考例の排水処理装置では、沈澱槽１１９より汚泥を濃縮槽１２２に引き抜いている限り、未反応の薬品を皆無(零)とすることはできない。未反応の薬品を皆無にするには排水処理システム全体を見直す必要がある。すなわち、未反応薬品を含む汚泥をすべて再利用し、かつ排水処理設備全体の機能,性能を正常に保つような、新たな目的にあった水槽やシステムが求められている。
【００３６】
そこで、この発明の目的は、省エネルギー,廃棄物削減,薬品使用量の低減を達成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。
【００３７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、その水槽の機能は以下の(1),(2),(3)の内容を有していることが望ましい。
【００３８】
(1)  フッ素排水と未反応薬品を含む汚泥とが効率的に反応すること。
【００３９】
具体的には、未反応薬品に含まれるアルカリ量(消石灰量)とフッ素排水中の酸量を比較した場合、酸量が多くなるようなシステムにすれば、未反応薬品(ここでは消石灰量)は皆無となる。より具体的には、汚泥のＰＨを測定してＰＨが７以下となれば未反応薬品(消石灰量)は皆無となる。未反応消石灰が汚泥中に存在すればアルカリ性を示す。装置としては、返送汚泥反応槽の後に上澄測定槽のような槽を設置して、その水槽のＰＨを制御する排水処理装置が該当する。
【００４０】
(2)  反応後の反応物を容易に分離できて容易に系外に排出できる。
【００４１】
具体的には、ＰＨが酸性となった汚泥を引き抜くことができる排水処理装置。
【００４２】
(3)  排水処理システムとしては、消石灰反応槽の汚泥濃度を管理できて、最適な汚泥濃度以上に汚泥濃度が上昇した場合は、汚泥濃度を最適にするシステムも必要となる。具体的には、サスペンディッド・ソリッド(ＳＳ)濃度計を設置した排水処理装置を意味する。これら(1),(2),(3)のことが、未反応薬品を再利用して、かつ汚泥濃度上昇による薬品の過剰消費を防ぐ内容の排水処理装置となる。
【００４３】
そこで、この発明の排水処理装置は、フッ素排水を、後部に沈澱部を有する返送汚泥反応槽、測定機器を有する上澄測定槽、反応槽、凝集槽、および沈澱槽に順次排水を導入して処理し、上記返送汚泥反応槽で発生した汚泥のみを濃縮槽に導入し、この濃縮槽の後段の脱水手段で脱水処理する排水処理装置であって、
上記反応槽は、上記返送汚泥反応槽からのフッ素排水に消石灰を添加してフッ化カルシウムを生成する消石灰反応槽であり、
上記凝集槽は、上記消石灰反応槽からの排水に凝集剤を添加して上記排水に含まれる上記フッ化カルシウムをフロックとする凝集槽であり、
上記沈澱槽は、上記凝集槽からの排水が導入されると共に上記排水に含まれるフロックを沈澱させ、かつ、上澄液を処理水として流出させる沈澱槽であり、
上記沈澱槽で沈澱したフロックを含む汚泥を上記返送汚泥反応槽に返送することを特徴としている。
【００４４】
上記発明の排水処理装置では、沈澱槽にて沈澱した未反応薬品を含む汚泥を、後部に沈澱部を有する返送汚泥反応槽に導入するので、返送汚泥反応槽において、未反応薬品とフッ素排水とを反応させることができる。また、未反応薬品とフッ素排水とが反応した反応物を後部の沈澱部に沈澱させることができる。
【００４５】
また、沈澱槽での汚泥は、返送汚泥反応槽に導入されるので、従来の排水処理装置における沈澱槽からの汚泥に含まれていた未反応薬品を含む汚泥を沈澱槽の後段の濃縮槽に導入することは皆無となる。
また、この発明の排水処理装置では、フッ素排水を、後部に沈澱部を有する返送汚泥反応槽、上澄測定槽、反応槽、凝集槽、および沈澱槽に順次排水を導入して処理し、返送汚泥反応槽で発生した汚泥のみを濃縮槽に導入し、その後脱水処理する。したがって、未反応薬品を含む汚泥を脱水することなく、排水処理設備から発生する汚泥量を削減できる。返送汚泥反応槽では、返送汚泥に含まれる未反応薬品がフッ素排水によって確実に全て処理されるので、未反応薬品に起因する汚泥は無くなる。
【００４６】
また、一実施形態の排水処理装置は、上記返送汚泥反応槽の沈澱部に汚泥搬出手段が設置されている。
【００４７】
この実施形態では、返送汚泥反応槽が汚泥搬出手段を有しているので、返送汚泥反応槽の一部である沈澱部に沈澱した反応済みの汚泥を上記汚泥搬出手段で系外に搬出できる。このため、排水処理装置の特殊反応槽(返送汚泥反応槽)から反応済みの汚泥を確実に取り除くことができる。
【００４８】
また、１実施形態の排水処理装置は、上記返送汚泥反応槽が、前部から後部にかけて順に、反応部，沈澱部および上澄部を有する。
【００４９】
この実施形態では、上記返送汚泥反応槽が、反応槽でありながら、沈澱部を有しているので、フロック汚泥を含む排水から沈澱部に汚泥を沈降させることができ、また上澄部に上澄水のみを存在させることができる。すなわち、返送汚泥反応槽が、反応槽でありながら、上澄部と沈澱部を有しているので、汚泥を含む排水を上澄水と汚泥とに分離できる。
【００５０】
また、他の実施形態の排水処理装置は、上記汚泥搬出手段がポンプによる搬出手段である。
【００５１】
この実施形態では、返送汚泥反応槽が、反応槽でありながら、ポンプが設置されているので、返送汚泥反応槽からポンプで容易に汚泥を搬出できる。また、ポンプは汎用品であり、排水処理装置を容易に構成できる。また、汚泥の搬出量をポンプの運転時間によって容易に可変できる。
【００５２】
また、１実施形態の排水処理装置は、フッ素排水を、後部に沈澱部を有する返送汚泥反応槽、測定機器を有する上澄測定槽、反応槽、凝集槽、および沈澱槽に順次導入して処理し、かつ上記沈澱槽で沈澱した汚泥の全量を汚泥返送ポンプで上記返送汚泥反応槽に返送する。
【００５３】
この排水処理装置では、返送汚泥反応槽で未反応薬品を含む汚泥とフッ素排水を反応させることができ、また、続いて上澄測定槽で上澄水の水質を測定することができる。また、続いて反応槽でフッ素排水と薬品(消石灰)とを反応させることができる。続いて、凝集槽で凝集剤(ポリ塩化アルミニウムと高分子凝集剤)によって、上記反応槽で反応した排水を凝集させることができ、続いて凝集槽で凝集剤で凝集した排水を沈澱槽で上澄液と沈澱物を分離できる。また、この沈澱槽で沈澱した未反応薬品を含む汚泥の全量を、返送汚泥反応槽に返送して再利用できる。
【００５４】
また、他の実施形態の排水処理装置は、上記上澄測定槽の測定機器の測定結果に応じて、上記返送汚泥反応槽の沈澱部に設置された汚泥搬出手段と、上記沈澱槽に設置された返送汚泥ポンプとをインバーター制御して、上記汚泥搬出手段による搬出量と、上記返送汚泥ポンプの吐出量の両方を制御する。
【００５５】
この排水処理装置では、上澄測定槽の計測機器によって、上澄測定槽の水質を測定し、その水質によって汚泥搬出手段を制御するので、上澄測定槽のみならず他の水槽の水質も適正に維持でき、排水処理設備全体の水質(汚泥濃度＝ＳＳ(サスペンディッドソリッド)濃度)を適正に維持して排水処理設備を適正に維持できる。
【００５６】
また、１実施形態の排水処理装置は、上記測定機器を有する上澄測定槽の測定機器がサスペンディッド・ソリッド(suspendid solid)濃度計である。
【００５７】
この排水処理装置では、上澄測定槽の計測機器がＳＳ(suspendid solid)濃度計であるので、上澄測定槽のみならず排水処理設備全体のＳＳ濃度(汚泥濃度)を適正に維持することができる。このため、ＳＳ濃度が適正濃度よりも高い濃度の時に発生するような、消石灰の過剰添加の現象を防止することができる。消石灰の過剰添加の現象が発生すると、排水処理設備全体のＳＳ濃度が上昇して、例えば、沈澱槽におけるかき寄せ機のトルクオーバーによる停止(かき寄せ機に汚泥による機械的な負荷がかかって、かき寄せ機が停止する現象)を防止できる。
【００５８】
また、他の実施形態の排水処理装置は、上記測定機器を有する上澄測定槽の測定機器がＰＨ計である。
【００５９】
この実施形態では、上澄測定槽の計測機器がＰＨ計であるので、上澄測定槽のＰＨを測定でき、排水中のフッ素濃度等が示す酸性度に対応した消石灰量を添加できる。
【００６０】
また、１実施形態の排水処理装置は、上記上澄測定槽が、測定機器として、サスペンディッド・ソリッド濃度計とＰＨ計の両方を備えている。
【００６１】
この１実施形態では、上澄測定槽が、測定機器として、サスペンディッド・ソリッド濃度計とＰＨ計の両方を備えているので、上澄測定槽のＳＳ濃度とＰＨの両方を測定することができ、どちらかの項目が設定値よりも範囲を越えると汚泥搬出手段を作動させて排水処理設備全体を適正に維持できる。
【００６２】
ＳＳ濃度計の役割は、上澄測定槽のみならず排水処理設備全体のＳＳ濃度を適正に維持することに重きをおいており、ＰＨ計の役割は、上澄測定槽のみならず排水処理設備全体のＰＨ値に重きをおいている。上澄測定槽のＰＨ値によっても沈澱槽からの返送汚泥中に含まれる未反応消石灰が、返送汚泥反応槽において消費されたかどうかを判断できる。
【００６３】
(備考)  上澄測定槽のＳＳ濃度が１０００ｐｐｍ以上の場合、消石灰のアルカリとしての効力が少なくなる。よってＳＳ濃度が１０００ｐｐｍ以上の場合は、汚泥搬出手段を作動させて汚泥を排水処理設備全体から抜き取り(搬出)、ＳＳ濃度を１０００ｐｐｍ以下として適正に維持する。上澄測定槽のＰＨ値が７以下の場合は、フッ素排水と返送汚泥中に含まれる未反応消石灰は完全に反応して、アルカリ性を示す未反応消石灰が殆ど無くなり、汚泥は全て反応済のフッ化カルシウムとなるから、汚泥搬出手段を作動させて汚泥を排水処理設備全体から抜き取る。
【００６４】
また、他の実施形態の排水処理装置は、フッ素排水を、後部に沈澱部を有する返送汚泥反応槽、測定機器を有する上澄測定槽、反応槽、凝集槽、およびサスペンディッド・ソリッド分離槽に順次導入して処理し、かつ上記サスペンディッド・ソリッド分離槽で沈澱した汚泥の全量を汚泥返送ポンプで上記返送汚泥反応槽に返送する。
【００６５】
この実施形態では、沈澱槽の代替槽としてＳＳ(サスペンディッド・ソリッド)分離槽が設置されている。したがって、排水中のＳＳとしてのフロック等の固形物と清澄水(ＳＳを含んでいない水)とを確実に分離することができる。すなわち、ＳＳを全く含まない水質の処理水を得ることができる。
【００６６】
また、１実施形態の排水処理装置は、上記サスペンディッド・ソリッド分離槽に、膜分離装置が設置されている。
【００６７】
この実施形態では、ＳＳ分離槽に膜分離装置が設置されているので、膜分離という物理学的手法によってフッ化カルシウムフロックや未反応薬品に起因するフロックを分離でき、水質の良い処理水を得ることができる。
【００６８】
膜分離装置は、一般に、逆浸透膜(ＲＯ)、精密濾過膜(ＭＦ)、限外濾過膜(ＵＦ)等で構成される。
【００６９】
また、他の実施形態の排水処理装置は、上記膜分離装置が液中膜で構成されている。
【００７０】
この実施形態では、膜分離装置が液中膜であるので、ＳＳ分離槽の槽内の液中に設置でき、液中膜のための設置スペースを新たに計画する必要がなく、排水処理装置を小スペースで構築できる。液中膜とは、一般に水中に没している膜分離装置を意味する。
【００７１】
また、１実施形態の排水処理装置では、上記液中膜が限外濾過膜または精密濾過膜である。
【００７２】
この１実施形態では、液中膜が限外濾過膜もしくは精密濾過膜であるので、ミクロン程度の大きさのＳＳ(サスペンディッド・ソリッド)まで分離することができ、処理水の水質の向上に役立つ。また現在各種の限外濾過膜や精密濾過膜が市販されているので、排水処理装置を容易に構築できる。一般に、限外濾過膜または精密濾過膜で、ミクロンオーダーのＳＳ(浮遊物質)を濾過できる。また、一般に、精密濾過膜よりも限外濾過膜の方が濾過精度が高い。
【００７３】
また、他の実施形態の排水処理装置は、上記液中膜の下部に曝気装置が設置されている。
【００７４】
この実施形態では、液中膜の下部に曝気装置が設置されているので、液中膜が浮遊物質(サスペンディッド・ソリッド)によって閉塞しないように、空気曝気によって容易に液中膜表面を洗浄できる。そして、常時曝気しておけば、液中膜は、微細な浮遊物質(ＳＳ)によって全く閉塞することなく運転できる。
【００７５】
また、一実施形態の排水処理装置は、フッ素排水を、後部に沈澱部を有する返送汚泥反応槽、測定機器を有する上澄測定槽、反応槽、凝集槽、およびサスペンディッド・ソリッド分離槽に順次導入して処理し、返送汚泥反応槽で発生した汚泥のみを濃縮槽に導入し、その後段の脱水手段で脱水処理する排水処理装置であって、
上記反応槽は、上記返送汚泥反応槽からのフッ素排水に消石灰を添加してフッ化カルシウムを生成する消石灰反応槽であり、
上記凝集槽は、上記消石灰反応槽からの排水に凝集剤を添加して上記排水に含まれる上記フッ化カルシウムをフロックとする凝集槽であり、
上記サスペンディッド・ソリッド分離槽は、上記凝集槽からの排水が導入されると共に上記排水に含まれるフロックを沈澱させると共に排水中のサスペンディッド・ソリッドを膜分離し、かつ、上澄液を処理水として流出させるサスペンディッド・ソリッド分離槽であり、
上記サスペンディッド・ソリッド分離槽で沈澱したフロックを含む汚泥を上記返送汚泥反応槽に返送する。
【００７６】
この実施形態では、フッ素排水を、後部に沈澱部を有する返送汚泥反応槽、上澄測定槽、反応槽、凝集槽、およびＳＳ分離槽に順次導入して処理し、返送汚泥反応槽で発生した汚泥のみを濃縮槽に導入し、その後、脱水処理する。したがって、未反応薬品を含む汚泥を脱水することがなく、排水処理設備から発生する汚泥量を削減できる。返送汚泥反応槽では、返送汚泥に含まれる未反応薬品がフッ素排水によって確実に全て処理されるので、未反応薬品に起因する汚泥が無くなる。また、処理水はＳＳ分離槽から確保できるので、沈澱槽ではしばしば発生するＳＳ(サスペンディッド・ソリッド)の流出が全く無く、ＳＳが確実に分離処理された処理水を得ることができる。
【００７７】
また、他の実施形態の排水処理装置は、上記フッ素排水が有機物を含有し、かつ、上記返送汚泥反応槽の前段の原水槽に、上記有機物含有フッ素排水に加えて、過酸化水素排水を導入し、かつ、上記返送汚泥反応槽に生物処理水が導入される。
【００７８】
この実施形態では、フッ素排水が有機物を含有し、かつ過酸化水素排水も同時に原水槽に導入され、かつ返送汚泥反応槽(第２水槽)に生物処理水が導入される。したがって、返送汚泥反応槽ではフッ素排水の酸性が中和されており、かつ、生物処理水が返送汚泥反応槽に導入される。このため、生物処理水中の微生物が、フッ素排水中の有機物を栄養源として繁殖し、特に繁殖した嫌気性の微生物は、嫌気性微生物が持つ還元性によって排水中の過酸化水素を還元処理することができる。
【００７９】
また、この実施形態の排水処理装置では、フッ素排水が有機物を含有し、かつ過酸化水素排水も同時に原水槽に導入され、かつ返送汚泥反応槽(第２水槽)に生物処理水が導入される。したがって、返送汚泥反応槽ではフッ素排水の酸性が中和されており、かつ、生物処理水が返送汚泥反応槽に導入される。このため、生物処理水中の微生物が、フッ素排水中の有機物を栄養源として繁殖し、特に繁殖した嫌気性の微生物は、嫌気性微生物が持つ還元性によって排水中の過酸化水素を還元処理することができる。
【００８０】
また、他の実施形態の排水処理装置は、上記返送汚泥反応槽の前段の原水槽に、上記フッ素排水と共にシリコン排水を導入する。
【００８１】
この排水処理装置では、フッ素排水と同時にシリコン排水が原水槽に導入されるので、フッ素排水とシリコン排水が混合され、返送汚泥反応槽においては、シリコン排水中のシリコン粒子がもつフロック汚泥の沈降性向上作用により、形成されたフッ化カルシウムフロック汚泥の沈降性向上に貢献できる。(シリコン粒子はフロックの核となり、結果的にフロックが集まった汚泥の沈降性を良くする作用がある。)
この沈降性の良くなったフッ化カルシウムフロックが集まって、沈降性の良い汚泥となり、さらに返送汚泥反応槽３の嫌気汚泥ゾーン９をしっかりとした汚泥ゾーンとして形成することができる。その結果、返送汚泥反応槽３において、フッ素排水が下部から導入されるに際して、その水流によって形成された嫌気汚泥ゾーン９の汚泥が巻き上がることがほとんどなくなり、処理性能を維持できる。すなわち、フッ素排水が嫌気汚泥ゾーン内をショートパス(ゾーン内に孔が開いて排水が貫き通ること)することなく、排水中のフッ素が処理される。
【００８２】
また、ＳＳ分離槽を有している場合、ＳＳ分離槽から、ＳＳ(サスペンディッド・ソリッド)が確実に処理された処理水を得ることができる。
【００８３】
また、１実施形態の排水処理装置は、請求項１に記載の排水処理装置で構成された第１の処理系統と、請求項２に記載の排水処理装置で構成された第２の処理系統とを備え、上記第１の処理系統と第２の処理系統とで濃縮槽と脱水手段を共有しており、上記第１,第２の処理系統によって、フッ素排水を並列処理すると共に、上記返送汚泥反応槽で発生した汚泥を濃縮槽に導入し、上記脱水手段としての脱水機で脱水する。
【００８４】
この排水処理装置では、上記２つの処理系統に排水を並列に導入して処理するので、処理水の水質の良いＳＳ分離槽を有する第２の処理系統でもって、沈澱槽を有する水質の悪い第１の処理系統の水質を混合調整することができる。ＳＳ分離槽を有する第２の処理系統の水質が、沈澱槽を有する第１の処理系統の水質よりも良い理由としては、沈澱槽において、フロックがキャリオーバー(流出)することがあり、その事が水質を悪化させるからである。一方、ＳＳ分離槽においては、物理学的にＳＳ(フロック)を分離するので、そのキャリオーバーが全くなく、水質が良い方に安定している。
【００８５】
また、上記２つの処理系統のどちらも、返送汚泥反応槽で発生した汚泥のみを濃縮槽に導入し、その後脱水処理するので、未反応薬品を含んでいない汚泥を脱水処理することとなり、沈澱槽から濃縮槽に汚泥を導入して、その後脱水処理する従来の方法よりも、発生汚泥量を削減できる。
【００８６】
また、他の実施形態の排水処理装置は、上記上澄測定槽の測定機器の測定結果に応じて、上記返送汚泥反応槽の沈澱部に設置された汚泥搬出手段と、上記沈殿槽またはサスペンディッド・ソリッド分離槽に設置された返送汚泥ポンプとをインバーター制御して、上記汚泥搬出手段による搬出量と、上記返送汚泥ポンプの吐出量の両方を制御する。
【００８７】
この実施形態の排水処理装置では、上澄測定槽の計測機器測定結果に応じて、汚泥搬出手段による搬出量と沈殿槽またはＳＳ分離槽に設置された返送汚泥ポンプの吐出量をインバーター制御する。したがって、排水処理装置の返送汚泥反応槽の汚泥量および状態を適正に維持できる。
【００８８】
具体的には、計測機器によって返送汚泥反応槽の汚泥量を適正に維持するとは、返送汚泥反応槽の汚泥の多くが上澄測定槽に多く流入しないように、適正量を維持することである。仮に、返送汚泥反応槽の汚泥が上澄測定槽に流入すると、汚泥の緩衝作用により、消石灰の添加のシステムが破壊され、消石灰が過剰に添加される問題がある。
【００８９】
また、返送汚泥反応槽の状態を適正に維持するとは、返送汚泥に含まれる未反応消石灰を主体とした未反応薬品を、フッ素排水による反応によって使い切って、沈殿部に未反応薬品を含む汚泥が移動してこないようにすることである。このことは、未反応薬品は全てフッ素排水によって使用されて上澄液のＰＨが７以下となることを意味する。
【００９０】
【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。
【００９１】
〔第１の参考例〕
図１に、この発明の排水処理装置の第１の参考例を示す。この第１の参考例は、フッ素排水を、後部に沈澱部６を有する返送汚泥反応槽３、消石灰反応槽１４、ポリ塩化アルミニウム凝集槽１６、高分子凝集剤凝集槽１７、沈澱槽１９にて処理する排水処理装置である。この第１の参考例では、上記返送汚泥反応槽３の沈澱部６で発生した未反応薬品２９を含まない汚泥を濃縮槽２２に導入した後、フィルタープレス２５で脱水処理している。
【００９２】
フッ素排水は、原水槽(第１水槽)１に導入される。原水槽１に導入されたフッ素排水は、原水槽ポンプ２によって、返送汚泥反応槽(第２水槽)３の下部に設置されている下部流入管４から返送汚泥反応槽３の上方に向かって流出する。返送汚泥反応槽３には、沈澱槽(第７水槽)１９から、多量のＰＨ８．０〜８．５程度のアルカリ性を示す返送汚泥があらかじめ充填されて、嫌気汚泥ゾーン９を形成している。この嫌気汚泥ゾーン９は、槽内に撹拌機や散気管による曝気手段等の撹拌手段が一切無いことに起因して、返送汚泥反応槽３の下部に安定的に沈澱している。
【００９３】
この嫌気汚泥ゾーン９の未反応薬品２９を含む汚泥は、酸性のフッ素排水と反応後、遮断壁５の上部を通過して沈澱部６に移動する。
【００９４】
返送汚泥反応槽３へのフッ素排水の導入量と沈澱槽１９から返送汚泥反応槽３への返送汚泥量の導入量を調整して、沈澱部６に移動した汚泥が未反応薬品２９を含まないようにしている。すなわち、未反応薬品２９を含まないような汚泥を確保するには、沈澱部ポンプ８から濃縮槽２２へ移送される汚泥のＰＨが中性から弱い酸性、具体的には、ＰＨ７以下の汚泥となる様に、返送汚泥反応槽３へのフッ素排水の導入量と沈澱槽１９から返送汚泥反応槽３への返送汚泥量の導入量を調整すれば良い。
【００９５】
こうして、沈澱部６の汚泥は、フッ化カルシウム３０からなる汚泥となって、沈澱部ポンプ８から濃縮槽(第８水槽)２２へ移送される。
【００９６】
返送汚泥反応槽３の嫌気汚泥ゾーン９で、フッ素排水中のフッ素が一次処理された排水は、分離壁１０を越えて上澄部７に流入する。この分離壁１０は、重いフッ化カルシウム３０からなる汚泥が上澄部７に流入しないように設計された壁である。
【００９７】
一方、沈澱槽１９から返送汚泥反応槽３への返送汚泥は、ＰＨが８．０〜８．５程度の弱いアルカリ性を示す。このＰＨが８．０〜８．５程度の弱いアルカリ性を示す汚泥は、未反応の消石灰や未反応のポリ塩化アルミニウムや未反応の高分子凝集剤を含んでいる。ＰＨ２〜３の酸性のフッ素排水は、嫌気汚泥ゾーン９の弱アルカリ汚泥のカルシウム等の成分を溶解させながら、フッ素排水自体は、次第にアルカリ成分によって中和されていく。
【００９８】
フッ素排水の沈澱部６と上澄部７を除く返送汚泥反応槽３での滞留時間は、２時間以上を選定すれば、弱酸性から中性すなわちＰＨ７以下ＰＨ５以上の排水を得ることが可能となる。ＰＨ７以下ＰＨ５以上のフッ素排水は、上澄部７から消石灰反応槽(第４水槽)１４に流入する。消石灰反応槽１４には、急速撹拌機１５が設置されており、返送汚泥反応槽３で反応しきれなかった排水中のフッ素を新たな消石灰を添加して撹拌し反応させて、２次的に処理する。すなわち、排水中のフッ素は、返送汚泥反応槽３で１次的に処理され、消石灰反応槽１４で２次的に処理される。
【００９９】
消石灰反応槽１４で残存していた排水中のフッ素は、消石灰の添加と急速撹拌機１５の撹拌により、微細なフッ化カルシウムとなり、続いてポリ塩化アルミニウム凝集槽(第５水槽)１６に導入されて、無機凝集剤としてのポリ塩化アルミニウムが添加され大きなフロックとなる。そして、そのフロックを含む排水は、続いて緩速撹拌機１８が設置してある高分子凝集剤凝集槽(第６水槽)１７に導入され、高分子凝集剤の添加により、上記大きなフロックは、より安定した沈降し易いより大きなフロックとなる。このより安定した沈降し易いより大きなフロックは、次に沈澱槽かき寄せ機２０を有する沈澱槽１９に流入し、沈澱槽１９の下部に沈澱する。尚、沈澱槽１９における上澄液は処理水となる。
【０１００】
この沈澱槽１９で沈澱したフロックすなわち汚泥は、消石灰反応槽１４で消石灰が添加されているので、未反応の消石灰を含んでいる。また、上記汚泥は、ポリ塩化アルミニウム凝集槽１６でポリ塩化アルミニウムが過剰に添加されているので、未反応ポリ塩化アルミニウムを含む。また、上記汚泥は、高分子凝集剤凝集槽１７で高分子凝集剤が添加されているので、未反応の高分子凝集剤を含んでいる。
【０１０１】
この沈澱槽１９で沈澱した汚泥のすべては、汚泥返送ポンプ２１によって、返送汚泥反応槽３の上部に返送される。そして、未反応薬品２９が全て再利用されて、嫌気汚泥ゾーン９の汚泥は、沈澱部６に移動し、さらに沈澱部ポンプ８によって、濃縮槽２２に移送されて濃縮された後、フィルタープレスポンプ２４によって、フィルタープレス２５に移送されて脱水処理される。
【０１０２】
図２(ａ)に、フッ素排水のフッ素濃度が通常濃度の場合における各槽での処理タイミングチャートを示し、図２(ｂ)に、フッ素排水のフッ素濃度が低い濃度の場合における各槽での処理タイミングチャートを示す。
【０１０３】
この参考例では、沈澱槽１９での汚泥は、すべて返送汚泥反応槽３に導入されるので、従来の排水処理装置における沈澱槽からの汚泥に含まれていた未反応薬品を含む汚泥を沈澱槽１９の後段の濃縮槽２２に導入することは皆無となる。
【０１０４】
また、この排水処理装置では、沈澱槽１９にて沈澱した汚泥を「後部に沈澱部６を有する返送汚泥反応槽３」に導入(返送)して処理するので、沈澱槽１９にて沈澱した汚泥が含む未反応薬品を、返送汚泥反応槽３で再利用することができ、未反応薬品が汚泥として排出されることがない。したがって、汚泥を沈澱槽１９から引き抜いていた従来の排水処理方法と比較して、汚泥発生量を格段に減少させることができ、結果として汚泥処分費や消石灰の使用量や脱水機のメンテナンスコスト等のランニングコストを低減できる。
【０１０５】
また、この排水処理装置は、反応槽であるにもかかわらず、上記返送汚泥反応槽３の沈澱部６に汚泥搬出ポンプ８が設置されているので、返送汚泥反応槽３で反応済の汚泥を都合の良い時に、また必要量だけ搬出することができる。したがって、排水処理装置に汚泥が過剰に貯量されることがなく、排水処理装置のシステムが安定する効果がある。
【０１０６】
また、この参考例の排水処理装置は、反応槽であるにもかかわらず、上記返送汚泥反応槽３が沈澱部６と上澄部７を有しているので、排水の返送汚泥反応槽３での反応後、反応沈澱物は沈澱部６に、また上澄液は上澄部７に移動させて固液分離できる。すなわち、新たに別の沈澱槽を準備して固液分離するのではなく、返送汚泥反応槽３の一部で固液分離を実施できるので、イニシャルコストを低減できる。
【０１０７】
また、この参考例の排水処理装置は、汚泥搬出手段がポンプであるので、排水処理装置を容易に、しかも低コストで構成することができる。
【０１０８】
また、この参考例の排水処理装置は、フッ素排水を「後部に沈澱部６を有する返送汚泥反応槽３」、反応槽１４、凝集槽１６,１７、および沈澱槽１９に順次排水を導入して処理するので、多くの槽を経てフッ素排水を処理しており、フッ素排水の処理が確実にできる。また、特に従来の装置には存在しない返送汚泥反応槽３に汚泥を返送して排水処理するので、一般に返送汚泥中に含まれる未反応薬品を再利用してランニングコストを低減できる。
【０１０９】
また、この参考例の排水処理装置は、返送汚泥反応槽３で発生した汚泥のみを濃縮槽２２に導入して、その後段で脱水処理するので、上記汚泥は未反応の消石灰を含まない汚泥、すなわち具体的には反応生成物としてのフッ化カルシウム汚泥のみとなり、汚泥中に未反応消石灰を多量に含んでいた沈澱槽１９からの汚泥と比較して、排水処理装置からの発生汚泥量を削減できる効果がある。また、未反応消石灰等の未反応薬品を再利用できるので、資源の有効利用に役立つ効果がある。
【０１１０】
〔第１の実施の形態〕
次に、図３に、この発明の排水処理装置の第１の実施の形態を示す。この第１の実施の形態は、上澄測定槽１１を備えている点のみが前述の第１の参考例と異なる。したがって、前述の第１参考例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。
【０１１１】
この第１実施形態では、返送汚泥反応槽(第２水槽)３と消石灰反応槽(第４水槽)１４の間に、新たに上澄測定槽(第３水槽)１１を設置している。返送汚泥反応槽３からの上澄が上澄測定槽１１に流入し、この上澄の水質を測定するための測定機器１２が上澄測定槽１１に設置されている。この測定機器１２からの信号線１３は、ポンプ８とポンプ２１に接続されている。具体的には、この測定機器１２としては、排水の処理条拌によって、ＳＳ(サスペンディッドソリッド)濃度計、ＰＨ計のどちらか、または、その両方が選択される。ＳＳ濃度計としては、電気化学計器株式会社のＳＳＤ型を採用した。またＰＨ計としても電気化学計器株式会社のＭＡＣ型を採用した。これらの測定機器は、一般の排水処理装置で使用するもので特殊な機器ではないので容易に選定できる。この上澄測定槽１１は、排水の滞留時間が２０分程度の容量を確保すれば充分である。
【０１１２】
そして、上澄測定槽１１に設置されている測定機器１２がＳＳ濃度計の場合、上澄測定槽１１内のＳＳ濃度が１０００ｐｐｍ以上となった場合、ＳＳ濃度計の信号が沈澱部ポンプ８の吐出量をインバータ制御により増加させると共に、返送汚泥ポンプ２１の吐出量をインバータ制御により減少させて、返送汚泥反応槽３内の嫌気汚泥ゾーン９における汚泥量を減少させて汚泥量を適正に保つ。嫌気汚泥ゾーン９における適正汚泥量は、嫌気汚泥ゾーン９の容量全体の約５０％程度以下である。
【０１１３】
次に、上澄測定槽１１に設置されている測定機器１２がＰＨ計の場合、上澄測定槽１１内のＰＨ計の値がＰＨ７以上となった場合に、ＰＨ計の信号が沈澱部ポンプ８の吐出量をインバータ制御により増加させ、かつ返送汚泥ポンプ２１の吐出量をインバータ制御により減少させて、返送汚泥反応槽３内の嫌気汚泥ゾーン９における汚泥量を適正に保ち、上澄測定槽１１内のＰＨ計の値がＰＨ７以下となるように自動制御する。
【０１１４】
尚、返送汚泥ポンプ２１における返送汚泥のＰＨは、ＰＨ８．０〜８．５である。この返送汚泥は、場合によっては未反応消石灰が多く、それ以上のアルカリ性を示す場合もある。返送汚泥のＰＨが、ＰＨ８．０〜８．５である理由は、返送汚泥が未反応のアルカリ性を示す消石灰を含有しているからである。
【０１１５】
次に、上澄測定槽１１に設置されている測定機器１２が、ＳＳ濃度計とＰＨ計の両方の場合、上澄測定槽１１内のＳＳ濃度が１０００ｐｐｍ以上もしくはＰＨ計の値がＰＨ７以上となった場合に、ＳＳ濃度計の信号もしくはＰＨ計の信号のどちらかが、沈澱部ポンプ８の吐出量をインバータ制御により増加させ、かつ返送汚泥ポンプ２１の吐出量をインバータ制御により減少させる。これによって、返送汚泥反応槽３内の嫌気汚泥ゾーン９における汚泥量を適正に保ち、上澄測定槽１１内のＳＳ濃度を１０００ｐｐｍ以下にし、かつＰＨ値をＰＨ７以下に適性に保つようにする。
【０１１６】
図４(ａ)には、フッ素排水のフッ素濃度が通常濃度の場合における各槽での処理タイミングチャートを示し、図４(ｂ)には、フッ素排水のフッ素濃度が低い濃度の場合における各槽での処理タイミングチャートを示す。
【０１１７】
この実施形態の排水処理装置は、上澄測定槽１１の計測機器１２の計測結果に基づいて、汚泥搬出ポンプ８による搬出量と、返送汚泥ポンプ２１の吐出量の両方をインバータ制御するから、排水処理装置内の汚泥量を適正に管理維持できる。すなわち、排水処理装置内の汚泥量が適正かどうかは、上澄測定槽１１の水質によって判断している。汚泥量が多くなれば上澄測定槽１１の水質に変化があるからである。
【０１１８】
また、この実施形態の排水処理装置は、上澄測定槽１１の計測機器１２がＳＳ濃度計である場合、特に、返送汚泥反応槽３の出口の上澄部７の汚泥濃度(ＳＳ濃度)を適正に管理維持できる。すなわち、返送汚泥反応槽３の出口の上澄部７の汚泥濃度を適正に管理することによって、返送汚泥反応槽３全体の汚泥量を管理できる。
【０１１９】
また、この実施形態の排水処理装置は、上澄測定槽１１の計測機器１２がＰＨ計である場合、特に、返送汚泥反応槽３出口の上澄部７のＰＨを適正に管理維持できる。すなわち、返送汚泥反応槽３の出口の上澄部７のＰＨを適正に管理することによって、返送汚泥反応槽３全体のＰＨを管理できる。
【０１２０】
また、この実施形態の排水処理装置は、上澄測定槽１１の計測機器１２が、ＳＳ濃度計とＰＨ計の両方を備えている場合、特に、返送汚泥反応槽３の出口の上澄部７のＳＳ濃度とＰＨの両方を適正に管理維持できる。すなわち、返送汚泥反応槽３の出口の上澄部７のＳＳ濃度とＰＨを適正に管理することによって、返送汚泥反応槽３全体のＳＳ濃度とＰＨの両方を管理できる。
【０１２１】
〔第２の参考例〕
次に、図５に、この発明の排水処理装置の第２の参考例を示す。この第２の参考例は、上澄測定槽１１が無く、過酸化水素排水が原水槽１に導入され、生物処理水が返送汚泥反応槽３に導入される点が前述の第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。
【０１２２】
この第２の参考例は、第１の実施の形態と比較して、原水槽１に流入する排水の種類が異なる。すなわち、前述の第１の実施の形態では、原水槽１に流入する排水は、フッ素排水のみであったが、この第２参考例では、有機物含有フッ素排水と過酸化水素排水が原水槽１に流入する。また、返送汚泥反応槽３に汚泥返送ポンプ２１による返送汚泥のみならず生物処理水が流入する点が第１の実施の形態と異なっている。
【０１２３】
この生物処理水には、微生物３１が含まれており、返送汚泥反応槽３の上部に流入した時点では、排水は嫌気汚泥ゾーン９を通過しているので、上部においては、排水は中和されており、微生物３１は、有機物含有フッ素排水中の有機物を栄養源に繁殖する。酸性を示す有機物含有フッ素排水が嫌気汚泥ゾーン９を通過すると中和される。すなわち、嫌気汚泥ゾーン９中に存在する未反応の消石灰が、有機物含有フッ素排水を中和するのである。
【０１２４】
返送汚泥反応槽３内には曝気装置が設置されていないので、槽内は嫌気状態となり、微生物の中でも嫌気性の微生物が特に繁殖する。よって、嫌気性微生物が持つ還元作用により、排水中の過酸化水素を処理できる。嫌気性微生物は、返送汚泥反応槽３、消石灰反応槽１４、ポリ塩化アルミニウム凝集槽１６、高分子凝集剤凝集槽１７、沈澱槽１９においても、排水中の微量の有機物を栄養源に繁殖して、排水中の過酸化水素を確実に分解処理する。排水中の過酸化水素が確実に処理されるので、過酸化水素によって処理水中のＣＯＤ(Chemical Oxygen Demand)値が上昇して水質を悪化させることはない。
【０１２５】
〔第２の実施の形態〕
次に、図６に、この発明の排水処理装置の第２の実施の形態を示す。この第２の実施の形態は、返送汚泥反応槽３と消石灰反応槽１４の間に上澄測定槽１１を設置している点のみが前述の第２の参考例と異なる。したがって、前述の第２参考例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。
【０１２６】
上澄測定槽１１には、上澄の水質を測定するための測定機器１２が設置されている。また、測定機器１２からの信号線１３がポンプ８とポンプ２１に接続されている。測定機器１２としては、排水の処理条件によって、具体的にはＳＳ濃度計、ＰＨ計のどちらか、または、その両方が選択される。ＳＳ濃度計としては、電気化学計器株式会社のＳＳＤ型を採用した。またＰＨ計としても電気化学計器株式会社のＭＡＣ型を採用した。これらの測定機器は、一般の排水処理装置で使用するもので特殊な機器ではないので容易に選定することができる。
【０１２７】
上澄測定槽１１の容量としては、排水の滞留時間が１０分間程度の容量を確保すれば充分である。そして、上澄測定槽１１に設置されている測定機器１２がＳＳ濃度計の場合、上澄測定槽１１内のＳＳ濃度が１０００ｐｐｍ以上となった場合、ＳＳ濃度計の信号が沈澱部ポンプ８の吐出量をインバータ制御により増加させ、かつ返送汚泥ポンプ２１の吐出量をインバータ制御により減少させる。こうして、返送汚泥反応槽３内の嫌気汚泥ゾーン９における汚泥量を減少させて汚泥量を適正に保つ。嫌気汚泥ゾーン９における適正汚泥量は、嫌気汚泥ゾーン９容量全体の約５０％程度以下である。
【０１２８】
次に、上澄測定槽１１に設置されている測定機器１２がＰＨ計の場合、上澄測定槽１１内のＰＨ計の値がＰＨ７以上となった場合、ＰＨ計の信号が沈澱部ポンプ８の吐出量をインバータ制御により増加させ、かつ返送汚泥ポンプ２１の吐出量をインバータ制御により減少させる。これによって、返送汚泥反応槽３内の嫌気汚泥ゾーン９における汚泥量を適正に保ち、上澄測定槽１１内のＰＨ計の値がＰＨ７以下となるように自動制御する。なお、返送汚泥ポンプ２１における返送汚泥のＰＨは、ＰＨ８．０〜８．５である。この返送汚泥のＰＨが、ＰＨ８．０〜８．５である理由は、返送汚泥が未反応の消石灰を含有しているからである。
【０１２９】
次に、上澄測定槽１１に設置されている測定機器１２が、ＳＳ濃度計とＰＨ計の両方の場合、上澄測定槽１１内のＳＳ濃度が１０００ｐｐｍ以上もしくはＰＨ計の値がＰＨ７以上となった場合、ＳＳ濃度計の信号もしくはＰＨ計の信号のどちらかが、沈澱部ポンプ８の吐出量をインバータ制御により増加させ、かつ返送汚泥ポンプ２１の吐出量をインバータ制御により減少させる。これにより、返送汚泥反応槽３内の嫌気汚泥ゾーン９における汚泥量を適正に保ち、上澄測定槽１１のＳＳ濃度を１０００ｐｐｍ以下であり、かつＰＨ値をＰＨ７以下に適性に保つこととなる。
【０１３０】
〔第３の参考例〕
次に、図７に、この発明の排水処理装置の第３の参考例を示す。この第３の参考例は、原水槽１にフッ素排水に加えてシリコン排水が導入される点のみが前述の第１の参考例と異なる。したがって、前述の第１参考例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。
【０１３１】
この第３参考例は、原水槽１に、フッ素排水に加えて、シリコン排水も流入する。このフッ素排水とシリコン排水とが混合された混合排水は、原水槽ポンプ２によって、返送汚泥反応槽３の下部に設置してある下部流入管４から、嫌気汚泥ゾーン９に導入される。この嫌気汚泥ゾーン９における汚泥はシリコンを含むことになるので、シリコンを含まない汚泥と比較して重くなり、嫌気汚泥ゾーン９を強固なしっかりとしたゾーンを形成することができる。
【０１３２】
シリコンは、微細なものの、比重が１よりも大きいので返送汚泥と混合することによって汚泥の性状を重く変化させて、下部流入管４より吐出する急激なる水流によって嫌気汚泥ゾーン９のゾーンが崩れるのを防止する。よって、混合排水が、嫌気汚泥ゾーン９をショートパスすることがなく、嫌気汚泥ゾーン９に含まれる未反応薬品によって処理されないことはない。したがって、排水処理装置の動作を安定化させることができる。
【０１３３】
そして、返送汚泥反応槽３の嫌気汚泥ゾーン９のシリコンを含む汚泥は、返送汚泥反応槽３の下部を沈殿部６の方向に移動して、ついには遮断壁５を越えて沈澱部６に移動する。沈澱部６の上部には、沈澱部ポンプ８が設置されているため、シリコンを含む汚泥は、濃縮槽２２に移送されて濃縮され、さらにはフィルタープレスポンプ２４によって、フィルタープレス２５に導入されて、脱水処理される。
【０１３４】
〔第３の実施の形態〕
次に、図８に、この発明の排水処理装置の第３の実施の形態を示す。この第３の実施の形態は、返送汚泥反応槽３と消石灰反応槽１４の間に上澄測定槽１１を設置している点のみが前述の第３参考例と異なる。同時に、この第３実施形態は、原水槽１に、フッ素排水だけでなく、シリコン排水も流入する点だけ第１実施形態と異なる。この第３実施形態では、第１実施形態と異なる点を重点的に説明する。
【０１３５】
この第３の実施の形態は、原水槽１に、フッ素排水だけでなく、シリコン排水も流入する。フッ素排水とシリコン排水とが混合された混合排水は、原水槽ポンプ２によって、返送汚泥反応槽３の下部に設置してある下部流入管４から、嫌気汚泥ゾーン９に導入される。
【０１３６】
嫌気汚泥ゾーン９における汚泥はシリコンを含むことになるので、シリコンを含まない汚泥と比較して重くなり、嫌気汚泥ゾーン９を強固なしっかりとしたゾーンを形成することができる。シリコンは微細なものの、比重が１よりも大きいので返送汚泥と混合することによって汚泥の性状を重く変化させて、下部流入管４より吐出する急激なる水流によって嫌気汚泥ゾーン９のゾーンが崩れるのを防止する。よって、フッ素排水とシリコン排水との混合排水が嫌気汚泥ゾーン９をショートパスすることがなく、嫌気汚泥ゾーン９に含まれる未反応薬品によって処理されないことはない。
【０１３７】
そして、返送汚泥反応槽３の嫌気汚泥ゾーン９のシリコンを含む汚泥は、返送汚泥反応槽３の下部を沈殿部６の方向に移動して、ついには遮断壁５を越えて沈澱部６に移動する。沈澱部６の上部には、沈澱部ポンプ８が設置されているため、シリコンを含むフッ化カルシウム汚泥は、濃縮槽としての第８水槽に移送されて、濃縮され、さらにはフィルタープレスポンプ２４によって、フィルタープレス２５に導入されて、脱水処理される。
【０１３８】
〔第４の参考例〕
次に、図９に、この発明の排水処理装置の第４の参考例を示す。この第４の参考例は、次の点のみが前述の第１の参考例と異なる。したがって、前述の第１参考例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。この第４の参考例と第１参考例の差異は、第１参考例の沈澱槽１９の代替としてＳＳ分離槽３７が設置してある点である。
【０１３９】
この第４参考例では、第１参考例の沈澱槽１９の代替としてのＳＳ分離槽(第７水槽)３７の内部に、液中膜３３が設置されている。この液中膜３３には、液中膜ポンプ３４と配管が接続されている。また、液中膜３３の下方に、液中膜３３を空気洗浄できる散気管３５が配置されている。この散気管３５は空気配管によってブロワー３６に接続されている。このブロワー３６としては、一般的なルーツ型ブロワー(メーカーは株式会社アンレット)を選定した。
【０１４０】
また、このＳＳ分離槽３７での滞留時間は、第１参考例の沈澱槽１９と同じように３時間程度の容量でも良いし、また３時間以下の容量でも良い。
【０１４１】
沈澱槽が自然沈降での物理学的な沈降により、排水を処理していたのに対し、液中膜による処理は、液中膜３３と液中膜ポンプ３４による強制的な物理学的処理である。このため、ＳＳ分離槽３７は、小さい容量の水槽でも処理能力が発揮でき、沈澱槽よりも小さい容量で良くなるのである。液中膜３３の設計次第では、沈澱槽容量の約半分の容量でＳＳ分離槽３７を構築しても問題はない。なお、液中膜３３としては、限外濾過膜(株式会社クボタ製)や精密濾過膜(三菱レイヨン株式会社製)を選定すれば良い。また、ＳＳ分離槽３７の材質もコンクリート製でも鉄板製でも良く、特に材質は限定しない。
【０１４２】
高分子凝集剤凝集槽(第６水槽)１７からのフロック汚泥および未反応薬品等を含む排水は、ＳＳ分離槽３７に流入して、液中膜３３によって精密に濾過される。この精密に濾過された処理水は、液中膜ポンプ３４によって系外に排出される。
【０１４３】
一方、ＳＳ分離槽３７の下部もしくは、ＳＳ分離槽３７全体に貯留された未反応薬品を含む汚泥は、汚泥返送ポンプ２１によって返送汚泥反応槽３に返送され、未反応薬品がフッ素排水によって処理される。
【０１４４】
なお、図１０(ａ)に、フッ素濃度が通常濃度の場合における各槽での処理タイミングを示し、図１０(ｂ)にフッ素濃度が低濃度の場合における各槽での処理タイミングを示す。
【０１４５】
この参考例の排水処理装置は、沈澱槽の代替槽としてのＳＳ分離槽３７が設置されているので、従来の沈澱槽によくあるＳＳ(サスペンディッドソリッド)の流失がなく、処理水のＳＳ濃度を確実に維持できる。
【０１４６】
〔第４の実施の形態〕
次に、図１１に、この発明の排水処理装置の第４の実施の形態を示す。この第４の実施の形態は、次の点(1)のみが前述の第１の実施の形態(図３)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ば同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
【０１４７】
(1)  この第４の実施の形態と第１実施形態の差は、第１実施の形態の沈澱槽１９の代替としてＳＳ分離槽(第７水槽)３７が設置してある点である。
【０１４８】
この第４実施形態は、第１実施形態の沈澱槽１９の代替としてのＳＳ分離槽３７の槽内部に液中膜３３が設置されており、この液中膜３３には、液中膜ポンプ３４と配管が接続されている。
【０１４９】
液中膜３３の下部には、散気管３５が配置されており、液中膜３３を空気洗浄できるようになっている。この散気管３５は、空気配管によってブロワー３６に接続されている。ブロワー３６としては、一般的なルーツ型ブロワー(メーカーは株式会社アンレット)を選定した。
【０１５０】
また、ＳＳ分離槽３７の容量は、第１参考例の沈澱槽１９と同様に滞留時間が３時間程度になる容量でも良いし、また滞留時間が３時間以下になる容量でも良い。ＳＳ分離槽３７が沈澱槽よりも小さい容量で良い理由は、沈澱槽が自然沈降での物理学的な沈降により、排水を処理していたのに対し、液中膜による処理は、液中膜３３と液中膜ポンプ３４による強制的な物理学的処理であるからである。液中膜３３の設計次第では、沈澱槽容量の約半分の容量でＳＳ分離槽３７を構築しても問題はない。
【０１５１】
なお、液中膜３３としては、限外濾過膜(株式会社クボタ製)や精密濾過膜(三菱レイヨン株式会社製)を選定すれば良い。
【０１５２】
また、ＳＳ分離槽３７の材質もコンクリート造でも鉄板製でも良く、特に材質は限定しない。
【０１５３】
高分子凝集剤凝集槽(第６水槽)１７からのフロック汚泥および未反応薬品等を含む排水は、ＳＳ分離槽３７に流入して、液中膜３３によって精密に濾過される。この精密に濾過された処理水は、液中膜ポンプ３４によって系外に排出される。
【０１５４】
一方、ＳＳ分離槽３７の下部もしくは、ＳＳ分離槽３７全体に貯留された未反応薬品を含む汚泥は、汚泥返送ポンプ２１によって返送汚泥反応槽３に返送され、未反応薬品がフッ素排水によって処理される。
【０１５５】
次に、図１２(ａ)に、フッ素濃度が通常濃度の場合における各槽での処理タイミングを示し、図１２(ｂ)に、フッ素濃度が低濃度の場合における各槽での処理タイミングを示す。
【０１５６】
この実施形態の排水処理装置は、沈澱槽の代替槽としてのＳＳ分離槽３７が設置されているので、従来の沈澱槽によくあるＳＳ(サスペンディッドソリッド)の流失がなく、処理水のＳＳ濃度を確実に維持できる。
【０１５７】
〔第５の参考例〕
次に、図１３に、この発明の排水処理装置の第５の参考例を示す。この第５の参考例は、次の点のみが前述の第２の参考例と異なる。したがって、前述の第２参考例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。この第５の参考例と第２参考例の差は、第２参考例の沈澱槽１９の代替としてＳＳ分離槽３７が設置してある点である。
【０１５８】
この第５の参考例では、第２参考例の沈澱槽１９の代替としてのＳＳ分離槽３７の槽内部に液中膜３３が設置されており、液中膜３３は液中膜ポンプ３４と配管に接続されている。
【０１５９】
また、液中膜３３の下方に、散気管３５が配置されており、液中膜３３を空気洗浄できるようになっている。この散気管３５は空気配管によってブロワー３６に接続されている。このブロワー３６としては、一般的なルーツ型ブロワー(メーカーは株式会社アンレット)を選定した。
【０１６０】
この参考例の排水処理装置は、液中膜３３の下部に曝気用の散気管３５が設置されているので、液中膜３３の表面がＳＳ(サスペンディッドソリッド)によって閉塞した時は、散気管３５から吐出する空気によって洗浄することができ、液中膜３３を含めた排水処理装置の処理機能を長時間にわたって安定化できる。
【０１６１】
また、ＳＳ分離槽３７の容量は、第１参考例の沈澱槽１９と同様に滞留時間が３時間程度となる容量でも良いし、また、滞留時間が３時間以下になる容量でも良い。ＳＳ分離槽３７が沈澱槽よりも小さい容量で良い理由は、沈澱槽が自然沈降での物理学的な沈降によって排水を処理していたのに対し、液中膜による処理は、液中膜３３と液中膜ポンプ３４による強制的な物理学的処理であるからである。このため、ＳＳ分離槽３７によれば、小さい容量の水槽でも処理能力が発揮できるのである。液中膜３３の設計次第で、沈澱槽容量の約半分の容量でＳＳ分離槽３７を構築しても問題はない。液中膜３３としては、限外濾過膜(株式会社クボタ製)や精密濾過膜(三菱レイヨン株式会社製)を選定すれば良い。また、ＳＳ分離槽の材質もコンクリート造でも鉄板製でも良く、特に材質は限定しない。
【０１６２】
この第５参考例では、高分子凝集剤凝集槽１７からのフロック汚泥および未反応薬品等を含む排水は、ＳＳ分離槽３７に流入して、液中膜３３によって精密に濾過される。この精密に濾過された処理水は、液中膜ポンプ３４によって系外に排出される。一方、ＳＳ分離槽３７の下部もしくは、ＳＳ分離槽３７全体に貯留された未反応薬品を含む汚泥は、汚泥返送ポンプ２１によって返送汚泥反応槽３に返送され、未反応薬品がフッ素排水によって処理される。
【０１６３】
また、この参考例の排水処理装置は、沈澱槽の代替槽としてのＳＳ分離槽３７が設置されているので、従来の沈澱槽によくあるＳＳ(サスペンディッドソリッド)の流失がなく、処理水のＳＳ濃度を確実に維持できる。
【０１６４】
また、この参考例の排水処理装置は、膜分離装置が液中膜３３で構成されているので、ＳＳ分離槽３７の水槽内、すなわち水中に設置できて、設置面積の増加を必要としない効果がある。
【０１６５】
〔第５の実施の形態〕
次に、図１４に、この発明の排水処理装置の第５の実施の形態を示す。この第５の実施の形態は、次の点(1)のみが前述の第２の実施の形態と異なる。したがって、前述の第２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。
【０１６６】
(1)  第５の実施の形態と第２実施の形態の差は、第２実施の形態の沈澱槽１９の代替としてＳＳ分離槽３７が設置してある点である。
【０１６７】
この第５実施形態では、第２実施形態の沈澱槽１９の代替としてのＳＳ分離槽３７の内部に液中膜３３が設置されており、この液中膜３３は、配管によって液中膜ポンプ３４に接続されている。
【０１６８】
また、液中膜３３の下方には、散気管３５が配置されており、液中膜３３を空気洗浄できるようになっている。この散気管３５は空気配管によってブロワー３６に接続されている。ブロワー３６は、一般的なルーツ型ブロワー(メーカーは株式会社アンレット)を選定した。
【０１６９】
この実施形態の排水処理装置は、液中膜３３の下部に曝気用散気管３５が設置されているので、液中膜３３の表面がＳＳ(サスペンディッドソリッド)によって閉塞した時は、散気管３５から吐出する空気によって洗浄することができ、液中膜３３を含めた排水処理装置の処理機能を長時間にわたって安定化できる。
【０１７０】
上記ＳＳ分離槽３７の容量は、第１実施形態の沈澱槽１９と同様に、滞留時間が３時間程度となる容量でも良いし、滞留時間が３時間以下になる容量でも良い。このＳＳ分離槽３７が沈澱槽よりも小さい容量で良い理由としては、沈澱槽が自然沈降での物理学的な沈降によって排水を処理していたのに対し、液中膜による処理は、液中膜３３と液中膜ポンプ３４による強制的な物理学的処理であるからである。このため、ＳＳ分離槽３７は、小さい容量の水槽でも処理能力が発揮できるのである。この液中膜３３の設計次第で、沈澱槽容量の約半分の容量でＳＳ分離槽３７を構築しても問題がなくなる。
【０１７１】
液中膜３３としては、限外濾過膜(株式会社クボタ製)や精密濾過膜(三菱レイヨン株式会社製)を選定すれば良い。また、ＳＳ分離槽３７の材質もコンクリート造でも鉄板製でも良く、特に材質は限定しない。
【０１７２】
高分子凝集剤凝集槽１７からのフロック汚泥および未反応薬品等を含む排水は、ＳＳ分離槽３７に流入して、液中膜３３によって精密に濾過される。この精密に濾過された処理水は、液中膜ポンプ３４によって系外に排出される。
【０１７３】
一方、ＳＳ分離槽３７の下部もしくは、ＳＳ分離槽３７全体に貯留された未反応薬品を含む汚泥は、汚泥返送ポンプ２１によって返送汚泥反応槽３に返送され、未反応薬品がフッ素排水によって処理される。
【０１７４】
また、この実施形態の排水処理装置は、沈澱槽の代替槽としてのＳＳ分離槽３７が設置されているので、従来の沈澱槽によくあるＳＳ(サスペンディッドソリッド)の流失がなく、処理水のＳＳ濃度を確実に維持できる。
【０１７５】
また、この実施形態の排水処理装置は、膜分離装置が液中膜３３で構成されているので、ＳＳ分離槽３７の水槽内、すなわち水中に設置できて、設置面積の増加を必要としない効果がある。
【０１７６】
〔第６の参考例〕
次に、図１５に、この発明の排水処理装置の第６の参考例を示す。この第６の参考例は、次の点のみが前述の第３の参考例と異なる。したがって、策３の参考例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。
【０１７７】
(1)  第６の参考例と第３参考例の差は、第３参考例の沈澱槽１９の代替としてＳＳ分離槽３７が設置してある点である。
【０１７８】
この第６参考例では、第３参考例の沈澱槽１９の代替としてのＳＳ分離槽３７の槽内部に液中膜３３が設置されており、この液中膜３３は、配管によって液中膜ポンプ３４に接続されている。
【０１７９】
また、液中膜３３の下方には、散気管３５が配置されており、液中膜３３を空気洗浄できるようになっている。この散気管３５は空気配管によってブロワー３６に接続されている。ブロワー３６は、一般的なルーツ型ブロワー(メーカーは株式会社アンレット)を選定した。
【０１８０】
この参考例の排水処理装置は、液中膜３３の下部に曝気用散気管３５が設置されているので、液中膜３３の表面がＳＳ(サスペンディッドソリッド)によって閉塞した時は、散気管３５から吐出する空気によって洗浄することができ、液中膜３３を含めた排水処理装置の処理機能を長時間にわたって安定化できる。
【０１８１】
また、ＳＳ分離槽３７の容量は、第１参考例の沈澱槽１９と同様に滞留時間が３時間程度となる容量でも良いし、滞留時間が３時間以下になる容量でも良い。このＳＳ分離槽３７が沈澱槽よりも小さい容量で良い理由としては、沈澱槽が自然沈降での物理学的な沈降によって排水を処理していたのに対し、液中膜による処理は、液中膜３３と液中膜ポンプ３４による強制的な物理学的処理であるからである。このため、ＳＳ分離槽３７によれば、小さい容量の水槽でも処理能力が発揮できるのである。この液中膜３３の設計次第では、沈澱槽容量の約半分の容量でＳＳ分離槽３７を構築しても問題がなくなる。ここで、液中膜３３としては、限外濾過膜(株式会社クボタ製)や精密濾過膜(三菱レイヨン株式会社製)を選定すれば良い。また、ＳＳ分離槽の材質もコンクリート造でも鉄板製でも良く、特に材質は限定しない。
【０１８２】
高分子凝集剤凝集槽１７からのフロック汚泥と未反応薬品等を含む排水は、ＳＳ分離槽３７に流入して、液中膜３３によって精密に濾過される。この精密に濾過された処理水は、液中膜ポンプ３４によって系外に排出される。
【０１８３】
一方、ＳＳ分離槽３７の下部もしくはＳＳ分離槽３７全体に貯留された未反応薬品を含む汚泥は、汚泥返送ポンプ２１によって返送汚泥反応槽３に返送され、未反応薬品がフッ素排水によって処理される。
【０１８４】
この参考例の排水処理装置は、沈澱槽の代替槽としてのＳＳ分離槽３７が設置されているので、従来の沈澱槽によくあるＳＳ(サスペンディッドソリッド)の流失がなく、処理水のＳＳ濃度を確実に維持できる。また、この参考例の排水処理装置は、膜分離装置が液中膜３３で構成されているので、ＳＳ分離槽３７の水槽内、すなわち水中に設置できて、設置面積の増加を必要としない効果がある。
【０１８５】
〔第６の実施の形態〕
次に、図１６に、この発明の排水処理装置の策６の実施の形態を示す。この第６の実施の形態は、次の点(1)のみが前述の第３の実施の形態と異なる。したがって、第３の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。
【０１８６】
(1)  第６の実施の形態と第３実施の形態の差は、第３の実施の形態の沈澱槽１９の代替としてＳＳ分離槽３７が設置してある点である。
【０１８７】
この第６実施形態では、第３実施形態の沈澱槽１９の代替としてのＳＳ分離槽３７の槽内部に液中膜３３が設置されており、この液中膜３３は、配管によって液中膜ポンプ３４に接続されている。
【０１８８】
また、液中膜３３の下方には、散気管３５が配置されており、液中膜３３を空気洗浄できるようになっている。この散気管３５は空気配管によってブロワー３６と接続されている。このブロワー３６は、一般的なルーツ型ブロワー(メーカーは株式会社アンレット)を選定した。この実施形態の排水処理装置は、液中膜３３の下部に曝気用散気管３５が設置されているので、液中膜３３の表面がＳＳ(サスペンディッドソリッド)によって閉塞した時は、散気管３５から吐出する空気によって洗浄することができ、液中膜３３を含めた排水処理装置の処理機能を長時間にわたって安定化できる。
【０１８９】
また、ＳＳ分離槽３７の容量は、第１参考例の沈澱槽１９と同様に、滞留時間が３時間程度となる容量でも良いし、滞留時間が３時間以下となる容量でも良い。
【０１９０】
このＳＳ分離槽３７が沈澱槽よりも小さい容量で良い理由としては、沈澱槽が自然沈降での物理学的な沈降により、排水を処理していたのに対し、液中膜による処理は、液中膜３３と液中膜ポンプ３４による強制的な物理学的処理であるからである。このため、ＳＳ分離槽３７によれば、小さい容量の水槽でも処理能力が発揮できるのである。この液中膜３３の設計次第では、沈澱槽容量の約半分の容量でＳＳ分離槽３７を構築しても問題がなくなる。この液中膜３３としては、限外濾過膜(株式会社クボタ製)や精密濾過膜(三菱レイヨン株式会社製)を選定すれば良い。また、ＳＳ分離槽３７の材質もコンクリート造でも鉄板製でも良く、特に材質は限定しない。
【０１９１】
高分子凝集剤凝集槽１７からのフロック汚泥と未反応薬品等を含む排水は、ＳＳ分離槽３７に流入して、液中膜３３によって精密に濾過される。この精密に濾過された処理水は、液中膜ポンプ３４によって系外に排出される。
【０１９２】
一方、ＳＳ分離槽３７の下部もしくはＳＳ分離槽３７全体に貯留された未反応薬品を含む汚泥は、汚泥返送ポンプ２１によって返送汚泥反応槽３に返送され、未反応薬品がフッ素排水によって処理される。この実施形態の排水処理装置は、沈澱槽の代替槽としてのＳＳ分離槽３７が設置されているので、従来の沈澱槽によくあるＳＳ(サスペンディッドソリッド)の流失がなく、処理水のＳＳ濃度を確実に維持できる。また、膜分離装置が液中膜３３で構成されているので、ＳＳ分離槽３７の水槽内、すなわち水中に設置できて、設置面積の増加を必要としない効果がある。
【０１９３】
〔第７の参考例〕
次に、図１７に、この発明の排水処理装置の第７の参考例を示す。第７の参考例は、２系統の排水処理装置を設置し、それぞれの排水の処理水を合流させた内容である。ただし、濃縮槽２２とフィルタープレスポンプ２４とフィルタープレス２５とは共用しており、１系統しか設置されていない。
【０１９４】
上記２系統の内、１系統(Ａ系統と表現する)は濃縮槽２２の上流の処理フローが第１参考例と同様の内容であり、また別の１系統(Ｂ系統と表現する)は、濃縮槽２２の上流の処理フローが第４参考例と同様の内容である。
【０１９５】
よって、この第７の参考例は、第１の参考例および第４の参考例と同じ構成部分には同じ符号を付して、この第７参考例に特有な点を詳細に説明する。
【０１９６】
図１７に示すように、上段の系統であるＡ系統における沈澱槽１９の処理水は、時として、消石灰反応槽１４やポリ塩化アルミニウム凝集槽１６や高分子凝集剤凝集槽１７の条件によってフロックが沈澱槽１９から流出し水質が悪化することがある。また、原水槽１に流入するフッ素排水の水質が極端に変動した時、時として処理水の水質が悪化することがある。
【０１９７】
しかし、下段の系統であるＢ系統に有るＳＳ分離槽３７では、液中膜３３によって、フロック等の浮遊物質(サスペンディッドソリッド)を確実に濾過処理するので、Ａ系統のような状況は皆無である。
【０１９８】
また、仮に、消石灰反応槽１４やポリ塩化アルミニウム凝集槽１６や高分子凝集剤凝集槽１７の反応状態や凝集状態が悪化して、ＳＳ分離槽３７において、凝集フロック等が浮く状態に至っても液中膜３３によって濾過処理できるから、特に問題が発生しない。
【０１９９】
したがって、Ａ系統の水質が悪化した場合は、Ｂ系統で全量処理するか、最終の処理水の水質を把握しながら、Ａ系統に流入させる水量とＢ系統に流入させる水量を調節し、目的とする水質を確保することができる。ただし、Ｂ系統のみでフッ素排水の排水処理装置を構築することもできるが、Ｂ系統におけるＳＳ分離槽３７に設置してある液中膜３３のイニシャルコストは高いので、Ａ系統とＢ系統の両方を準備するようにしている。
【０２００】
また、水質、特に規制物質としてのＳＳ(浮遊物質)の規制が厳しい地域においては、Ａ系統の排水処理設備単独よりも、この第７参考例のように、Ａ系統とＢ系統の併用、もしくはイニシャルコストは必要なもののＢ系統単独の排水処理装置を設置することが望ましい。
【０２０１】
〔策７の実施の形態〕
次に、図１８に、この発明の排水処理装置の策７の実施の形態を示す。この第７の実施の形態は、Ｃ,Ｄの２系統の排水処理装置を設置し、それぞれの排水の処理水を合流させた内容である。ただし、濃縮槽２２やフィルタープレスポンプ２４やフィルタープレス２５は共用しており、１系統しか設置されていない。
【０２０２】
上記２系統の内の１系統(Ｃ系統と表現する)は濃縮槽２２の上流の処理フローが、第１実施形態と同様の内容であり、また別の１系統(Ｄ系統と表現する)は、濃縮槽２２の上流の処理フローが、前記第４実施形態と同様の内容である。
【０２０３】
したがって、第１の実施の形態および第４の実施の形態と同じ構成部分には同じ符号を付して、この第７実施形態の特徴点を詳細に説明する。
【０２０４】
この第７実施形態では、図１８の上段の系統であるＡ系統における沈澱槽１９の処理水は、時として、消石灰反応槽１４やポリ塩化アルミニウム凝集槽１６や高分子凝集剤凝集槽１７の条件によってフロックが沈澱槽１９から流出し水質が悪化することがある。
【０２０５】
また、原水槽１に流入するフッ素排水の水質が極端に変動した時、時として処理水の水質が悪化することがある。
【０２０６】
しかし、下段の系統であるＢ系統に存在するＳＳ分離槽３７では、液中膜３３によって、フロック等の浮遊物質(サスペンディッドソリッド)を確実に処理するのでＡ系統のような状況は皆無である。
【０２０７】
仮に、消石灰反応槽１４やポリ塩化アルミニウム凝集槽１６や高分子凝集剤凝集槽１７の反応状態や凝集状態が悪化し、ＳＳ分離槽３７において、凝集フロック等が浮く状態に至っても液中膜３３によって濾過処理されるので、特に問題は発生しない。
【０２０８】
したがって、Ａ系統の水質が悪化した場合は、Ｂ系統で全量処理するか、最終の処理水の水質を把握しながら、Ａ系統に流入させる水量とＢ系統に流入させる水量を調節することによって、目的とする水質を確保できる。ただし、Ｂ系統のみでフッ素排水の排水処理装置を構築することもできるが、Ｂ系統におけるＳＳ分離槽３７に設置してある液中膜３３のイニシャルコストは高いので、Ａ系統とＢ系統の両方を準備するようにしている。
【０２０９】
また、水質、特に規制物質としてのＳＳ(浮遊物質)が厳しい地域においては、Ａ系統の排水処理設備単独よりも、図１８のようにＡ系統とＢ系統の併用、もしくはイニシャルコストは必要なもののＢ系統単独の排水処理装置を設置することが望ましい。
【０２１０】
〔参考具体例〕
［第１参考具体例］
次に、具体的な参考具体例として、図１に示す第１参考例と同じ構造の実装置を用いた排水処理参考具体例を説明する。
【０２１１】
この第１参考具体例では、原水槽１の容量を約２００立方メートルとし、返送汚泥反応槽３の容量を約６００立方メートルとし、消石灰反応槽１４、ポリ塩化アルミニウム凝集槽１６および高分子凝集剤凝集槽１７の、それぞれの容量を約１００立方メートルとし、沈澱槽１９の容量を約３００立方メートルとした。
【０２１２】
この参考具体例の装置で、ＰＨが２．１で、フッ素濃度が１６３ｐｐｍの排水を処理したところ、処理後の排水では、ＰＨが７．３で、フッ素濃度が１０ｐｐｍとなった。
【０２１３】
［第１実験例］
次に、具体的な実験例として、図９に示す第４参考例と同じ構造の実験装置を用いた排水処理実験例を説明する。
【０２１４】
この実験例では、原水槽１の容量を約２立方メートルとし、返送汚泥反応槽３の容量を約６立方メートルとし、消石灰反応槽１４、ポリ塩化アルミニウム凝集槽１６および高分子凝集剤凝集槽１７の、それぞれの容量を約１立方メートルとし、ＳＳ分離槽３７の容量を約３立方メートルとした。
【０２１５】
この実験装置で、ＰＨが２．２で、フッ素濃度が１５５ｐｐｍの排水を処理したところ、処理後の排水では、ＰＨが７．３で、フッ素濃度が６ｐｐｍとなった。
【０２１６】
【発明の効果】
以上より、明らかなように、この発明の排水処理装置は、沈澱槽にて沈澱した汚泥を「後部に沈澱部を有する返送汚泥反応槽」に導入(返送)して処理するので、沈澱槽にて沈澱した汚泥が含む未反応薬品を、返送汚泥反応槽で再利用することができ、未反応薬品が汚泥として排出されることがない。したがって、汚泥を沈澱槽から引き抜いていた従来の排水処理方法と比較して、汚泥発生量を格段に減少させることができ、結果として汚泥処分費や消石灰の使用量や脱水機のメンテナンスコスト等のランニングコストを低減できる。
【０２１７】
また、この発明の排水処理装置は、返送汚泥反応槽で発生した汚泥のみを濃縮槽に導入して、その後段で脱水処理するので、上記汚泥は未反応の消石灰を含まない汚泥、すなわち具体的には反応生成物としてのフッ化カルシウム汚泥のみとなり、汚泥中に未反応消石灰を多量に含んでいた沈澱槽からの汚泥と比較して、排水処理装置からの発生汚泥量を削減できる効果がある。また、未反応消石灰等の未反応薬品を再利用できるので、資源の有効利用に役立つ効果がある。
【０２１８】
また、１実施形態の排水処理装置は、反応槽であるにもかかわらず、上記返送汚泥反応槽の沈澱部に汚泥搬出手段が設置されているので、返送汚泥反応槽で反応済の汚泥を必要時に、また必要量だけ搬出することができる。したがって、排水処理装置に汚泥が過剰に貯量されることがなく、排水処理装置のシステムが安定する効果がある。
【０２１９】
また、他の実施形態の排水処理装置は、反応槽であるにもかかわらず、上記返送汚泥反応槽が沈澱部と上澄部を有しているので、排水の返送汚泥反応槽での反応後、反応沈澱物は沈澱部に、また上澄液は上澄部に移動させて固液分離できる。すなわち、新たに別の沈澱槽を準備して固液分離するのではなく、返送汚泥反応槽の一部で固液分離を実施できるので、イニシャルコストを低減できる。
【０２２０】
また、１実施形態の排水処理装置は、汚泥搬出手段がポンプによる搬出手段であるので、排水処理装置を容易に、しかも低コストで構成することができる。
【０２２１】
また、他の実施形態の排水処理装置は、フッ素排水を「後部に沈澱部を有する返送汚泥反応槽」、上澄測定槽、反応槽、凝集槽、および沈澱槽に順次排水を導入して処理するので、多くの槽を経てフッ素排水を処理しており、フッ素排水の処理が確実にできる。また、特に従来の装置には存在しない返送汚泥反応槽に汚泥を返送して排水処理するので、一般に返送汚泥中に含まれる未反応薬品を再利用してランニングコストを低減できる。また、沈澱槽での汚泥は、すべて返送汚泥反応槽に導入されるので、従来の排水処理装置における沈澱槽からの汚泥に含まれていた未反応薬品を含む汚泥を沈澱槽の後段の濃縮槽に導入することは皆無となる。
【０２２２】
また、１実施形態の排水処理装置は、上澄測定槽の計測機器によって汚泥搬出手段による搬出量と、返送汚泥ポンプの吐出量の両方をインバータ制御するので、排水処理装置内の汚泥量を適正に管理維持できる効果がある。すなわち、排水処理装置内の汚泥量が適正かどうかは、上澄測定槽の水質によって判断している。汚泥量が多くなれば上澄測定槽の水質に変化があるからである。
【０２２３】
また、他の実施形態の排水処理装置は、上澄測定槽の計測機器がＳＳ濃度計であるので、特に、返送汚泥反応槽出口の上澄部の汚泥濃度(ＳＳ濃度)を適正に管理維持できる効果がある。すなわち、返送汚泥反応槽の出口の上澄部の汚泥濃度を適正に管理することによって、返送汚泥反応槽全体の汚泥量を管理することができる。
【０２２４】
また、１実施形態の排水処理装置は、上澄測定槽の計測機器がＰＨ計であるので、特に、返送汚泥反応槽出口の上澄部のＰＨを適正に管理維持できる効果がある。すなわち、返送汚泥反応槽出口の上澄部のＰＨを適正に管理することによって、返送汚泥反応槽全体のＰＨを管理することができる。
【０２２５】
また、他の実施形態の排水処理装置は、上澄測定槽の計測機器が、ＳＳ濃度計とＰＨ計の両方を備えているので、特に、返送汚泥反応槽の出口の上澄部のＳＳ濃度とＰＨの両方を適正に管理維持できる。すなわち、返送汚泥反応槽の出口の上澄部のＳＳ濃度とＰＨを適正に管理することによって、返送汚泥反応槽全体のＳＳ濃度とＰＨの両方を管理することができる。
【０２２６】
また、１実施形態の排水処理装置は、沈澱槽の代替槽としてのＳＳ分離槽が設置されているので、従来の沈澱槽によくあるＳＳ(サスペンディッドソリッド)の流失がなく、処理水のＳＳ濃度を確実に維持できる。
【０２２７】
また、他の実施形態の排水処理装置は、ＳＳ分離槽に膜分離装置が設置されている。一般に膜分離装置は、設置面積が小面積で濾過水質がよいので、設置面積をあまり必要とせずに処理水の水質を向上させることができる。
【０２２８】
また、１実施形態の排水処理装置は、膜分離装置が液中膜で構成されているので、ＳＳ分離槽の水槽内、すなわち水中に設置できて、設置面積の増加を必要としない効果がある。
【０２２９】
また、他の実施形態の排水処理装置は、液中膜が限外濾過膜または精密濾過膜であるので、処理水の水質を、特にＳＳ濃度に関して実質的に皆無(０ｐｐｍに近い値)にできる。また、液中膜が限外濾過膜または精密濾過膜であり、それらは一般に販売されているので、排水処理装置を容易に構築することができる。
【０２３０】
また、１実施形態の排水処理装置は、液中膜の下部に曝気装置が設置されているので、液中膜の表面がＳＳ(サスペンディッドソリッド)によって閉塞した時は、曝気装置から吐出する空気によって洗浄することができ、液中膜を含めた排水処理装置の処理機能を長時間にわたって安定化させることができる。
【０２３１】
また、１実施形態の排水処理装置は、ＳＳ分離槽から処理水を得るので、ＳＳ濃度に関して水質が、沈澱槽から得る処理水と比較して格段に向上できる。また、排水処理装置への流入水の水質が変化して、反応や凝集が円滑に進行しなくなった時でも、ＳＳ分離槽からＳＳを確実に分離して処理水を得るのでＳＳ濃度に関して、格段に良い水質を確保できる効果がある。また、返送汚泥反応槽で発生した汚泥のみを濃縮槽に導入して、その後脱水処理するので、上記汚泥は未反応の消石灰を含まない汚泥すなわち具体的にはフッ化カルシウム汚泥のみとなり、汚泥中に未反応消石灰を多量に含んでいた沈澱槽からの汚泥と比較して、排水処理装置からの発生汚泥量を格段に削減できる効果がある。また、未反応消石灰等の未反応薬品を再利用できるので資源の有効利用に役立つ効果がある。
【０２３２】
また、他の実施形態の排水処理装置は、フッ素排水が有機物を含有していることと、返送汚泥反応槽に生物処理水が導入されることにより、返送汚泥反応槽に微生物、特に、嫌気性の微生物が繁殖することとなる。嫌気性微生物が繁殖することにより、嫌気性の微生物が持つ還元性により、フッ素排水中の酸化性のある過酸化水素を、還元処理できる効果がある。また、微生物による処理であるため、還元剤等の薬品処理や活性炭による触媒処理と比較してランニングコストを低減できる効果がある。
【０２３３】
また、この実施形態の排水処理装置は、フッ素排水が有機物を含有していることと、返送汚泥反応槽に生物処理水が導入されることにより、返送汚泥反応槽に微生物、特に、嫌気性の微生物が繁殖することとなる。嫌気性微生物が繁殖することにより、嫌気性の微生物が持つ還元性により、フッ素排水中の酸化性のある過酸化水素を、還元処理できる効果がある。また、ＳＳ分離槽から処理水を得るので、ＳＳ濃度に関して水質が、沈澱槽から得る処理水と比較して格段に向上できる効果がある。また、排水処理装置への流入水の水質が変化して反応や凝集が円滑に進行しなくなった時でも、ＳＳ分離槽からＳＳ(サスペンディッドソリッド)を確実に分離して処理水を得るので、ＳＳ濃度に関して、格段に良い水質を確保でき、排水処理装置が安定する効果がある。
【０２３４】
また、返送汚泥反応槽で発生した汚泥のみを濃縮槽に導入して、その後脱水処理するので、上記汚泥は未反応の消石灰を含まない汚泥すなわち具体的にはフッ化カルシウム汚泥のみとなり、汚泥中に未反応消石灰を多量に含んでいた沈澱槽からの汚泥と比較して、排水処理装置からの発生汚泥量を格段に削減できる効果がある。また、未反応消石灰等の未反応薬品を再利用できるので資源の有効利用に役立つ効果がある。
【０２３５】
また、１実施形態の排水処理装置は、原水槽にフッ素排水と同時にシリコン排水が導入されるので、返送汚泥反応槽の嫌気汚泥ゾーンは、シリコンのもつ汚泥ゾーン形成力によって、汚泥ゾーンの濃度も高まり、フッ素排水中のフッ素が未処理のまま、ショートパスすることなく排水処理装置を安定化させる効果がある。
【０２３６】
また、返送汚泥反応槽で発生した汚泥のみを濃縮槽に導入して、その後脱水処理するので、上記汚泥は未反応の消石灰を含まない汚泥、すなわち具体的には反応生成物としてのフッ化カルシウム汚泥のみとなり、汚泥中に未反応消石灰を多量に含んでいた沈澱槽からの汚泥と比較して、排水処理装置からの発生汚泥量を削減できる効果がある。また、未反応消石灰等の未反応薬品を再利用できるので資源の有効利用に役立つ効果がある。
【０２３７】
また、この実施形態の排水処理装置では、ＳＳ分離槽から処理水を得る場合、ＳＳ濃度に関して水質が、沈澱槽から得る処理水と比較して格段に向上できる効果がある。また、排水処理装置への流入水の水質が変化して反応や凝集が円滑に進行しなくなった時でも、ＳＳ分離槽からＳＳを確実に分離して処理水を得るのでＳＳ濃度に関して、格段に良い水質を確保できる効果がある。また、返送汚泥反応槽で発生した汚泥のみを濃縮槽に導入して、その後脱水処理するので、上記汚泥は未反応の消石灰を含まない汚泥すなわち具体的にはフッ化カルシウム汚泥のみとなり、汚泥中に未反応消石灰を多量に含んでいた沈澱槽からの汚泥と比較して、排水処理装置からの発生汚泥量を格段に削減できる効果がある。
【０２３８】
また、未反応消石灰等の未反応薬品を再利用できるので資源の有効利用に役立つ効果がある。
【０２３９】
また、１実施形態の排水処理装置では、内容が一部異なる２つの系統の排水処理装置を並列に設置して排水処理するので、一方の系統の処理水質が悪化した場合、水質の良い別の系統の流入水量を増加させて排水処理し、排水処理設備全体の信頼性を高める効果がある。また、メンテナンス等で１つの系統を停止する場合は、それぞれ別の系統で排水処理することができ、排水処理設備の連続操業維持に効果がある。
【０２４０】
また、他の実施形態の排水処理装置は、沈澱槽の代替槽としてのＳＳ分離槽が設置されているので、従来の沈澱槽によくあるＳＳの流失がなく、処理水のＳＳ濃度を確実に維持できる効果がある。また、上澄測定槽の計測機器によって汚泥搬出手段による搬出量と、返送汚泥ポンプの吐出量の両方をインバータ制御するので、排水処理装置内の汚泥量を適正に管理維持できる効果がある。
【０２４１】
すなわち、排水処理装置内の汚泥量が適正かどうかは、上澄測定槽の水質によって判断している。汚泥量が多くなれば上澄測定槽の水質に変化があるからである。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の排水処理装置の第１の参考例を示す構成図である。
【図２】  図２(ａ)は通常濃度における上記第１の参考例の各処理槽での処理時間を示すタイミングチャートであり、図２(ｂ)は低濃度における上記第１の参考例の各処理槽での処理時間を示すタイミングチャートである。
【図３】  この発明の排水処理装置の第１の実施の形態を示す構成図である。
【図４】  図４(ａ)は通常濃度における上記第１実施形態の各処理槽での処理時間を示すタイミングチャートであり、図４(ｂ)は低濃度における上記第１実施形態の各処理槽での処理時間を示すタイミングチャートである。
【図５】  この発明の排水処理装置の第２の参考例を示す構成図である。
【図６】  この発明の排水処理装置の第２の実施の形態を示す構成図である。
【図７】  この発明の排水処理装置の第３の参考例を示す構成図である。
【図８】  この発明の排水処理装置の第３の実施の形態を示す構成図である。
【図９】  この発明の排水処理装置の第４の参考例を示す構成図である。
【図１０】  図１０(ａ)は通常濃度における上記第４参考例の各処理槽での処理時間を示すタイミングチャートであり、図１０(ｂ)は低濃度における上記第４参考例の各処理槽での処理時間を示すタイミングチャートである。
【図１１】  この発明の排水処理装置の第４の実施の形態を示す構成図である。
【図１２】  図１２(ａ)は通常濃度における上記第４実施形態の各処理槽での処理時間を示すタイミングチャートであり、図１２(ｂ)は低濃度における上記第４実施形態の各処理槽での処理時間を示すタイミングチャートである。
【図１３】  この発明の排水処理装置の第５の参考例を示す構成図である。
【図１４】  この発明の排水処理装置の第５の実施の形態を示す構成図である。
【図１５】  この発明の排水処理装置の第６の参考例を示す構成図である。
【図１６】  この発明の排水処理装置の第６の実施の形態を示す構成図である。
【図１７】  この発明の排水処理装置の第７の参考例を示す構成図である。
【図１８】  この発明の排水処理装置の第７の実施の形態を示す構成図である。
【図１９】  第１従来例の構成を示す図である。
【図２０】  第２従来例の構成を示す図である。
【図２１】  第３従来例の構成を示す図である。
【図２２】  参考例の構成を示す図である。
【符号の説明】
１…原水槽、２…原水槽ポンプ、３…沈澱部を有する反応槽(第２水槽)、
４…下部流入管、５…遮断壁、６…沈澱部、７…上澄部、８…沈澱部ポンプ、
９…嫌気汚泥ゾーン、１０…分離壁、１１…上澄測定槽(第３槽)、
１２…測定機器、１３…信号線、１４…消石灰反応槽(第４水槽)、
１５…急速撹拌機、１６…ポリ塩化アルミニウム凝集槽(第５水槽)、
１７…高分子凝集剤凝集槽(第６水槽)、１８…緩速撹拌機、
１９…沈澱槽(第７水槽)、２０…沈澱槽かき寄せ機、２１…汚泥返送ポンプ、
２２…濃縮槽(第８水槽)、２３…濃縮槽かき寄せ機、
２４…フィルタープレスポンプ、２５…フィルタープレス、
２９…未反応薬品、３０…フッ化カルシウム、３１…微生物、
３２…シリコン、３３…液中膜、３４…液中膜ポンプ、
３５…散気管、３６…ブロワー、３７…ＳＳ分離槽。
【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】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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