説明

汚濁泥水処理システム

【課題】 混合ホースを使用する汚濁泥水の中型処理システムを提供する。
【解決手段】
泥水処理剤を含有する固液分離装置の1以上で汚濁泥水を処理し、処理混合物を沈殿槽及び必要に応じて浄化槽で処理し、沈殿物と浄水とに分離する汚濁泥水処理システムにおいて、固液分離装置での処理泥水を混合ホース又はチューブ内で凝集反応させることからなる汚濁泥水処理システムであり、混合ホース又はチューブが長尺のものからなり、該ホース又はチューブがジグザグ状態或いは巻かれた状態で使用されるものである。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は汚濁泥水を固液分離する処理システムに関する。
【背景技術】
【0002】
従来より、浚渫底質の泥水等の汚濁泥水の固液分離には、遠心分離機、フィルタープレス、ベルトプレスを用いる脱水処理機等がある。近年では、本発明者による疏水化剤、中和剤、有機高分子凝集剤を用いて固液を分離する方法があり(特許文献1、特許文献2及び特許文献3)、又最近では、泥水処理剤と特定の混合機との組合わせによる浚渫底質泥水の処理方法及び固液水分離装置が開発されている(特許文献4)。
【特許文献1】特公平8−240
【特許文献2】特公平7−112560
【特許文献3】特公平7−75720
【特許文献4】特開平10−499
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
従来の前記遠心分離機、フィルタープレス等の脱水処理機での処理方法は多額の費用を投下しても底泥から水分を絞り出して含水率を低下させるにとどまり、悪臭、土質、水質の改善はなされない。また汚泥の固化状態が完全ではないため、埋立、盛土用土としてはその利用が困難である。
又、前記の疏水化剤、中和剤、有機高分子凝集剤等を添加しての固液分離する方法ではいずれも、撹拌混合が不十分でありそのため、固液の分離が十分でなく、長時間を要し、細菌、重金属の解毒、臭気の消除が十分でなく、環境汚染等の公害問題が避けられないものであった。
そのため、浚渫底質泥水を短時間で効率よく環境汚染のない固液分離され、改良された土質及び分離水の得られる固液の分離方法及び装置として前記の特開平10−499の処理方法及び装置が開発された。本発明は該発明の更なる効率を求めて、泥水処理のためのシステムの開発を行うものである。
【課題を解決するための手段】
【0004】
本発明者は汚泥水を効率よく処理する課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、固液分離装置(スピラミキサー又はラインミキサー)で汚濁泥水を処理し、該処理混合物を沈殿槽、次いで浄化槽で処理して沈殿物と浄水とに分離する処理システムにおいて、固液分離装置での処理泥水を長い混合ホース又はチューブ内で凝集反応させることにより、中型又は小型の規模のシステムにおいて泥水の固液分離、凝集沈殿が効率よく確実に行われ、土質の改良された有効に再利用できる土砂及び分離浄水が効率よく得られることを見出し、本発明に到達した。
即ち、本発明は
(1)泥水処理剤を含有する固液分離装置の1以上で汚濁泥水を処理し、処理混合物を沈殿槽必要に応じて次いで浄化槽で処理し、沈殿物と浄水とに分離する汚濁泥水処理システムにおいて、固液分離装置での処理泥水を混合ホース又はチューブ内で凝集反応させることからなる汚濁泥水処理システム、
(2)固液分離装置が、円筒状の本体からなる混合機21であり、該混合機本体は該本体よりも細い短管からなる汚濁泥水の導入口22及び混合処理物の排出口23を有し、該混合機21には泥水処理剤を導入するための薬剤供給管36が薬剤注入口28を介してその導入口に設けられ、該本体の入口及び出口近辺にあって、該入口及び出口近辺の内部の側面4箇所それぞれには該側面から中央に向かって平板からなる仕切板が固定され、該入口及び出口近辺内部の該4つの平板からなる仕切板の中間部にあって該混合機円筒体の円断面の中央部にはその突端部が該導入口方向に向けてあるように配置された「くの字形」の仕切板が固定されているものからなるものであり、必要に応じて前記薬剤の1以上を導入するようにした同様の混合機2以上を連結することからなる汚濁泥水の処理のための固液分離装置、である(1)記載の汚濁泥水処理システム、
(3)固液分離装置の円筒状本体が出口の直径より中央拡大部の直径が2倍であり、長さが4倍のものである(2)記載の汚濁泥水処理システム、
(4)混合機本体が横向にされたものからなる(2)又は(3)記載の汚濁泥水処理システム、
(5)泥水処理剤が疏水化剤、中和剤及び凝集剤の1つ以上から選択されるものである、(1)記載の汚濁泥水処理システム、
(6)混合ホース又はチューブが長尺のものである(1)記載の汚濁泥水処理剤、
(7)混合ホース又はチューブがジグザグ状に折り畳まれたもの或いは巻かれた状態にされたものからなる(1)又は(6)記載の汚濁泥水処理システム、
(8)混合ホース又はチューブが10〜100mの長さのものである(1)、(6)又は(7)記載の汚濁泥水処理システム、
(9)固液分離装置が疏水化剤含有装置(i)、中和剤含有装置(ii)および/又は高分子凝集剤含有装置(iii)からなり、前記分離装置(i)の反応ホース又はチューブが20m、分離装置(ii)の反応ホース又はチューブが30m、分離装置(iii)の反応ホース又はチューブが40mである(1),(6),(7)又は(8)記載の汚濁泥水処理システム、
に関するものである。
【発明の効果】
【0005】
公害問題となる汚濁水を疏水化処理剤を含有する邪魔板式スピラ又はラインミキサーに連続的に供給し、混合撹拌した処理混合物を長い混合ホース又はチューブに導入し、該ホース又はチューブ内(中)で処理混合物を凝集させることにより、泥水の疏水化が速やかに行われ、土粒子が結合して土塊となり、改質された土及び分離浄水が得られる。又本発明では混合ホース又はチューブを利用し、該ホース又はチューブはジグザグ状或いは巻かれた状態にできるので、中型から小型の装置の作成が自由に且つ容易に可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0006】
本発明で使用する泥水処理剤は公知のいずれのものも使用でき、疏水化剤としては特公平8−240号公報記載の無機凝集剤、例えば、2価又は3価の鉄塩、3価の金属塩及びアルカリ土類金属を主成分として、該無機塩を溶媒水に溶解したものからなる無機凝集剤、又は該凝集剤に更に五酸化二燐を加えたものからなる無機凝集剤であることができる。
2価又は3価の鉄塩としては硫酸第一鉄、硫酸第二鉄、塩化第二鉄等が挙げられ、3価の金属塩としては硫酸アルミニウム〔Al2(SO43〕、硫酸アルミニウムカリウム〔AlK(SO43〕等である。又、アルカリ土類金属塩としては塩化マグネシウム(MgCl2・6H2O)、塩化カルシウム(CaCl2・2H2O)等である。
本願発明では上記の無機凝集剤に更に五酸化二燐(P25)を加えた無機凝集剤とする。
本発明の上記無機凝集剤成分の組成割合は、その処理する汚泥物類の発生源、即ち汚泥物類を構成する成分や粒度構成比、含水率、pH、温度等により適宜選択するが、2価又は3価の鉄塩50〜30重量%、3価の金属塩45〜30重量%、及びP251.5〜0.3重量%であることができ、それにより効果的に処理することができる。
疏水化剤の使用量は特に限定されないが、底質泥水(含水率7〜12%)1に対して0.1〜1%、好ましくは0.2〜0.5%である。
本発明の浚渫底質等の汚濁泥水処理に当っては、本発明では疏水化剤である例えば前記の無機凝集剤で処理した後、無機凝集剤によって水中の水素イオン濃度が上がり、pHが下がり凝集反応を鈍化するときは、中和剤である水酸化カルシウム〔Ca(OH)2〕、水酸化ナトリウム(NaOH)、酸化マグネシウム(MgO)等で処理し、水素イオン濃度を下げ、pHを上げて凝集凝結反応を円滑に行なう。又疏水化剤によりpHが上昇する場合は無機酸である硫酸、塩酸等を使用する。該pHは5〜9、好ましくは5.8〜8.6であることができる。
又、本発明で使用する高分子凝集剤はアニオン、ノニオン、カチオンの各種の高分子凝集剤が用いられ、例えばアニオンではポリアクリルアマイド系〔ハイモロックSS500、同OK107(登録商標)(共立有機工業株式会社)〕、ノニオンではポリアクリルアマイド系〔ハイモロックSS200(登録商標)(共立有機工業株式会社)〕、カチオンではポリアクリルアマイド系〔ハイモロックMP173、同Q101、同Q105(登録商標)(共立有機工業株式会社)〕等が用いられる。
この高分子凝集により、汚泥物類粒子同志の凝集凝結反応をさらに促進させることができる。汚泥物類は浄化分離処理剤との相乗作用により急速に大きなフロックを形成して沈降する。
本発明では浚渫底質泥水等の汚濁泥水により、処理剤として、前記の疏水化剤、中和剤及び高分子凝集剤の1種以上を用いることができ、例えば泥水により選択され、例えば、1種類の処理剤を用いることもあるし、又先ず第一段階として前記疏水化剤で処理し、ついで第二段階で中和剤で、第三段階として有機高分子凝集剤で処理するものである。その混合機として邪魔板式スピラ又はラインミキサーを用いて処理するものである。これにより極めて有効に浚渫底質泥水と各処理剤が混合され、泥水の固液分離が完全に行なわれ、分離土及び分離水が有効に利用できるものとなるのである。
【0007】
図面について説明する。
図1は本発明の汚濁泥水処理システムのフローシートである。
原水(汚水)を除塵機(11)を通して地下の流量調整池(流量調整槽)(2)に流入させ、ポンプ(P)にて原水調整槽(3)に送り、ついでポンプで固液分離混合機(スピラミキサー又はラインミキサー)(20)、(20’)、(20”)の3基に送られる。スピラミキサーにはそれぞれ疏水化剤のタンク(31)〜(31”)、中和剤のタンク(32)〜(32’)及び高分子凝集剤のタンク(33)〜(33’)より疏水化剤、中和剤及び高分子凝集剤が導入される。疏水化剤含有スピラミキサー20で処理された処理物は混合ホース(4)を通り、中和剤含有スピラミキサー20’に導入され、混合ホース(4’)を通り、更に高分子凝集剤含有スピラミキサー20”で混合処理され、沈殿槽(5)〜(5”)に送られ、上水(浄水)は回収利用される。沈殿槽(5〜5”)で沈降した沈殿物(フロック)は汚泥引抜きポンプ(P)にて脱水機(フィルタープレス)(6)に送り、脱水汚泥物は固形格納箱(7)、(7’)へ送られ回収利用される。脱水機(6)で搾った水は原水調整槽(3)に送られ、本処理システムで繰返し処理されることからなる汚濁泥水処理システムのフローを示すものである。
図2は本発明の薬注配管混合撹拌機(スピラミキサー又はラインミキサー)(20)の構造模式図である。ラインミキサー本体(21)は円筒体を横にしたものからなり、その左右には短管からなる導入口(22)及び排出口(23)を有し、本体内部の入口及び出口付近にあって、本体側面4箇所及び中央部に邪魔板(仕切板又は仕切羽)(24)が設けられている。本体側面の邪魔板(仕切板又は仕切羽24)は平板からなり、中央の邪魔板(仕切板又は仕切羽24)はくの字型の形状を有するものである。この邪魔板を通り抜ける間に泥水又は混合処理物と薬剤が十分に混合される仕組みとされている。
図3は従来法(特開平10−499)の浚渫底質泥水の処理方法のフローシートである。浚渫地からの底泥水を薬注配管混合撹拌機(スピラミキサー又はラインミキサー)(20)に導入すると共に、供給タンク(31)から疏水化剤を注入し、混合する。混合物を第2のラインミキサーに移送して導入すると共に供給タンク(32)から中和剤を注入し混合する。混合物をさらに第3のラインミキサー(20)に移送して導入し、供給タンク(33)から高分子凝集剤を注入し混合する。得られた混合物は充分に疏水化されており、次の処理、例えば水と固形物(土)の分離のための処理、例えば濾過処理等が施される。
図中、34は供給ポンプ、35は流量計、36は供給ホース、27は逆止弁、28は注入口であり、26はフランジ、24は仕切り板、25は仕切り板支持体、37は制御弁、22は短管からなる導入口、23は短管からなる排出口である。
【実施例】
【0008】
以下に図面に基づいて本発明の実施例を記載するが、本発明はこの実施例に限定されるものではない。
実施例1
中型(規模)処理システムによる汚濁泥水処理
原水(汚水)をスクリーン(大型不純物除去)を通し、地下流量調整池(地下流量調整槽)(2)(47.91m)に自然流体で流入させる(流入原水の水質:pH6.5〜7.4、SS50〜110mg/l、COD55〜221mg/l、BOD20〜69mg/l、NH−N4.5〜11.2mg/l、OIL0.9〜9.5mg/l)。
(前記水質において、pH:水素イオン濃度、SS:浮遊物質量、COD:化学的酸素要求量、
BOD:生物化学的酵素要求量、NH−N:アンモニア性窒素、OIL:ノルマルヘキサンである。)
地下流量調整槽(2)に流入した原水は水中ポンプ(能力120m/h)にて原水調整槽(3)(459m)へ送られる(水中ポンプの始動及び停止は液面センサーにより自動制御される)。
原水(汚水)を原水調整槽(3)から水中ポンプ(能力130m/h)にて流量1500リッター/分で125A(径125mm)の配管を通り第一工程の固液分離混合機(スピラミキサー)20へ送られる(水中ポンプの始動及び停止は液面センサーにより自動制御される)。(スピラミキサーの大きさ、長さ500〜1100mm、出入口径125mm、中間部径250mm)。
第一工程のスピラミキサー20には、添加量は泥水1に対して0.1〜1%である。疏水化剤(DLH)がタンク31、31’又は31”から定量ポンプ(P)にて添加される。定量ポンプは、耐酸性で能力は0.2〜2.1リッター/分のものであった。また、DLH定量ポンプの流量計は薬剤が強酸性の為、非接触型の流量計を用いる(添加量は電磁流量計で自動制御される)。
疏水化剤(DLH)を添加混合された原水(汚水)は125Aの反応チューブ(4)20mを通り、第二工程のスピラミキサー(20’)に到達までに疏水化反応を終了する(疏水化反応により水分子と汚れの分子を完全に分離する)。
第二工程のスピラミキサー20’では、中和剤DLα(水酸化ナトリウム)がタンク(32)、(32’)から定量ポンプ(P)にて添加される。中和剤の添加量は泥水1に対して0.2〜1%である(定量ポンプ能力は0.5〜10リッター/分であり、添加量はJDS設備入口にある電磁流量計で自動制御される)。
中和剤DLα(水酸化ナトリウム)を添加された原水(汚水)は、125Aの反応チューブ(4’)30mを通り、第三工程のスピラミキサー(20”)に到達までに中和反応を終了する(中和反応により原水が中性域になり第三工程で添加する高分子凝集剤の効果を向上させる)。
第三工程のスピラミキサー(20”)では、高分子凝集剤DLNがタンク(33)、(33’)から定量ポンプ(P)にて添加される。添加量は泥水1に対して0.2〜1%である(定量ポンプ能力は2.0〜20.5リッター/分であり、添加量はJDS設備入口にある電磁流量計で自動制御されている)。
高分子凝集剤DLNを添加混合された処理物は、125Aの反応チューブ(4”)40mを通り、沈殿槽(5)〜(5”)への到達までに大きなフロックを形成する。
沈殿槽(5)〜(5”)に流入した処理物は、約1時間滞留した後、上水のみが排出される。沈殿槽(5)〜(5”)(30m×4基)には、pH計、UV計(COD測定装置が設置されており、pH(下限6以下、上限9以上)、COD数値(80mg/以上)の数値を計測すると、JDSシステムは自動停止する設定になっている(処理水質:pH6.8〜7.2、SS7〜21mg/l、COD9〜51mg/l、BOD3.9〜9mg/l、NH−N4 3.0〜5.1mg/l、OIL0.25〜1.75mg/l)。
沈殿槽(5)〜(5”)で沈降したフロックは、汚泥引抜きポンプ(P)(5m/h)にて脱水機(フィルタープレス)(6)、(6’)へ送られる。
脱水機(フィルタープレス)(6)〜(6’)で搾った汚泥は、固形物となり、固形収納箱7、7’(ケーキ台)へ送られ、収納する(脱水機 ろ板720×720×53 40室)×2台)。固形物は埋立又は再資源化(肥料等)に利用される。
脱水機(フィルタープレス)(6)〜(6’)で搾った水は、原水調整槽(3)へ送られ、さらに処理システムで処理される。
本実施例では、原水(汚水)はDLH(ヘドロクリーン)、DLα中和剤(水酸化ナトリウム)、DLN(高分子凝集剤)を含有する3基のスピラミキサー(ラインミキサー)(無動力式高速撹拌機)(20)、(20’)、(20”)で処理し、スピラミキサーの排出口に設けられた125A、合計全長90mの反応チューブ(4)、(4’)、(4”)内で処理汚水を凝集反応させる。
反応チューブの格納スペースは、1200mm(縦)×9400mm(横)×1750mm(高さ)であり、薬剤添加用のタンク(31)〜(33)の6基(各薬剤に対し2基のタンクがあり、1基の液面計が低レベルを感知すると、自動的にもう一方のタンクに切り替わり薬剤が添加される)等を含めても、汚水処理システム(JDS)設備面積は9400mm×6950mmの65.33mである。
一日処理量2200m/日の施設が、322mの敷地の中すべて盛り込まれている(世界で最小の処理場である)。
本発明は特定のスピラミキサー(ラインミキサー)及び疏水化剤を用いることにより、以下のような効果を有するものである。
本発明のラインミキサーは円筒形で出口の直径より中央拡大部の直径は2倍とする。長さは4倍とし、出入口と中央部に邪魔板が設けられ、この邪魔板の枚数の2乗に比例して薬剤と泥水が混合撹拌される。中央拡大部の容積が広いので流速が阻害されない。それにより勾配等による自然の流れを有効に利用して固液の混合撹拌分離を可能とするものである。又、本発明で用いる疏水化剤ヘドロクリンH/Cは早い凝集性と安全性が高く経済的である。ヘドロクリンH/Cはジェター電位が300mv以上と他の凝集剤の2倍〜3倍と強電位なので凝集性は10倍〜15倍早いことからラインミキサーとの性能と相俟って撹拌による固液の分離が最も効果的に行われる。
又、スピラミキサーで混合した後、特定の反応ホース又はチューブを用いるので凝集反応がスムーズに行われ又、ホース又はチューブを用いるため、その設備面積を縮小できるという効果を有する。
安全試験の結果
(1)小松葉の発芽試験(2)ヒメダカの育成試験(3)海洋底 生物影響試験(4)変異原性試験
ヘドロクリンH/C 1,000PBM添加の時のDNA損傷性は陰性と判定されヘドロクリンH/CがDNAレベルに与える影響は認められなかった。
【産業上の利用可能性】
【0009】
本発明の汚濁汚水処理システムは長尺のホース又はチューブを用いて泥水の凝集反応を行うので、凝集反応が円滑に行われると共に、該ホース又はチューブは、適宜にその設備使用面積を縮小することができるので、中型又は小型の装置とすることが可能であり、画期的なシステムと言え、有用性の極めて高いものである。処理水は冷却水及び散水に利用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】本発明の汚濁泥水処理のフローシートである。
【図2】本発明のラインミキサーの構造模式図である。
【図3】従来法(特開平10−499)の浚渫底質泥水処理のフローシートである。
【符号の説明】
【0011】
1 汚濁泥水の処理システム
2 流量調整槽
3 原水調整槽
4、4’、4” 混合ホース又はチューブ
5、5’、5” 沈殿槽
6、6’ 脱水機
7、7’ 固形物収納箱
11 除塵機
20、20’、20” ライン(スピラ)ミキサー
21 混合機本体
22 泥水導入口
23 排出口
24 仕切り板
25 仕切り板支持体
26 フランジ
27 逆止弁
28 薬剤注入口
31、31’、31” (供給タンク)(疏水化剤)
32、32’ (供給タンク)(中和剤)
33、33’ (供給タンク)(高分子凝集剤)
P ポンプ

【特許請求の範囲】
【請求項1】
泥水処理剤を含有する固液分離装置の1以上で汚濁泥水を処理し、処理混合物を沈殿槽必要に応じて次いで浄化槽で処理し、沈殿物と浄水とに分離する汚濁泥水処理システムにおいて、固液分離装置での処理泥水を混合ホース又はチューブ内で凝集反応させることからなる汚濁泥水処理システム。
【請求項2】
固液分離装置が、円筒状の本体からなる混合機21であり、該混合機本体は該本体よりも細い短管からなる汚濁泥水の導入口22及び混合処理物の排出口23を有し、該混合機21には泥水処理剤を導入するための薬剤供給管36が薬剤注入口28を介してその導入口に設けられ、該本体の入口及び出口近辺にあって、該入口及び出口近辺の内部の側面4箇所それぞれには該側面から中央に向かって平板からなる仕切板が固定され、該入口及び出口近辺内部の該4つの平板からなる仕切板の中間部にあって該混合機円筒体の円断面の中央部にはその突端部が該導入口方向に向けてあるように配置された「くの字形」の仕切板が固定されているものからなるものであり、必要に応じて前記薬剤の1以上を導入するようにした同様の混合機2以上を連結することからなる汚濁泥水の処理のための固液分離装置、である請求項1記載の汚濁泥水処理システム。
【請求項3】
固液分離装置の円筒状本体が出口の直径より中央拡大部の直径が2倍であり、長さが4倍のものである請求項2記載の汚濁泥水処理システム。
【請求項4】
混合機本体が横向にされたものからなる請求項2又は3記載の汚濁泥水処理システム。
【請求項5】
泥水処理剤が疏水化剤、中和剤及び凝集剤の1つ以上から選択されるものである、請求項1記載の汚濁泥水処理システム。
【請求項6】
混合ホース又はチューブが長尺のものである請求項1記載の汚濁泥水処理剤。
【請求項7】
混合ホース又はチューブがジグザグ状に折り畳まれたもの或いは巻かれた状態にされたものからなる請求項1又は6記載の汚濁泥水処理システム。
【請求項8】
混合ホース又はチューブが10〜100mの長さのものである請求項1、6又は7記載の汚濁泥水処理システム。
【請求項9】
固液分離装置が疏水化剤含有装置(1)、中和剤含有装置(2)および/又は高分子凝集剤含有装置(3)からなり、前記分離装置(1)の反応ホース又はチューブが20m、分離装置(2)の反応ホース又はチューブが30m、分離装置(3)の反応ホース又はチューブが40mである請求項1,6,7又は8記載の汚濁泥水処理システム。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【公開番号】特開2009−56346(P2009−56346A)
【公開日】平成21年3月19日(2009.3.19)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2007−223357(P2007−223357)
【出願日】平成19年8月30日(2007.8.30)
【出願人】(000234786)
【出願人】(507176035)
【Fターム(参考)】