浄水プロセスの運転管理方法
【課題】浄水場の現状施設である浄水処理工程と排水処理工程を発生土の観点から運転管理し、マンガン濃度の低い浄水発生土を得る方法を提供することである。
【解決手段】 沈殿池に凝集剤、あるいは凝集剤と酸化剤を注入した被処理液を流入させ、その下流側において、前記被処理液への酸化剤注入状態に対応して酸化剤が注入される沈殿池流出水をろ過池に流入させる浄水プロセスであって、沈殿池で沈殿した濁質分と、ろ過池の洗浄排水に含まれる濁質分とをそれぞれ分離回収し、マンガン濃度の異なる複数種類の浄水発生土を得るようにプロセスを運転管理することを特徴とする浄水プロセスの運転管理方法。
【解決手段】 沈殿池に凝集剤、あるいは凝集剤と酸化剤を注入した被処理液を流入させ、その下流側において、前記被処理液への酸化剤注入状態に対応して酸化剤が注入される沈殿池流出水をろ過池に流入させる浄水プロセスであって、沈殿池で沈殿した濁質分と、ろ過池の洗浄排水に含まれる濁質分とをそれぞれ分離回収し、マンガン濃度の異なる複数種類の浄水発生土を得るようにプロセスを運転管理することを特徴とする浄水プロセスの運転管理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、浄水場における浄水処理と排水処理工程を連動させる運転管理に関するもので、特に、ろ過池の洗浄排水を含めた排水処理工程の濁質分を個別回収するとともに、排水処理工程から浄水処理工程に還流される返送水中のマンガン成分を適正に処理し、浄水処理工程の沈殿池から排出される低マンガン濃度の発生土を含む、複数濃度の発生土を得るものである。
【背景技術】
【０００２】
浄水場では固液分離して浄水を製造するとともに、発生土を排出する。通常、浄水場の原水にはマンガンが含まれ、マンガンを含有した発生土になる。この発生土を土壌に還元する場合、マンガン濃度が高い場合、植物に対してマンガン過剰障害を引起す問題がある。
【０００３】
発生土を土壌や農業用に利用する場合のマンガン量低減方式には、マンガン量の少ない工業用水発生土を混合する方法（特許文献１）、ゼオライトなどを混合する方法（特許文献２）、酸を注入してマンガンを溶出させた発生土を水洗いして脱水する方法（特許文献３）や、マンガン吸着剤で吸着させ、この吸着剤を酸と水洗いで再生する方法（特許文献４）などが提案されている。
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−２２５５７２号公報
【特許文献２】特開平０７−２２７１４４号公報
【特許文献３】特開平１１−１９７６９５号公報
【特許文献４】特開２００２−２７３４１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
浄水発生土にマンガン成分の低い他の物質を混合する方法は、発生土のマンガン比率を相対的に低下できるが、混合資材の輸送手段や混合するための撹拌手段等が必要となり、建設及び運転コストが嵩む。これは工業用水発生土を混合する場合も同様である。同一敷地内で浄水と工業用水の両者を製造している浄水場は稀で、一般の浄水場に適用するには工業用水か浄水かどちらかの発生土を移動させなければならない。
【０００６】
発生土からマンガンを溶出させる方法や吸着剤に吸着させる方法は、一度回収したマンガンを再度溶出させ、水洗い、さらには脱水という複雑な工程を追加する必要があり、建設及び運転コストを高くする。さらに、溶出させたマンガンは固定化して回収する必要が生じ、環境面及び経済的にも問題がある。
【０００７】
本発明は、上記浄水発生土のマンガン低減の問題に対処したもので、その目的とするところは新たなマンガン専用処理設備を設置する必要がなく、また、副資材を混入することもない、発生土排出コストを高めずに土壌改善や農業用に利用する浄水発生土のマンガン濃度を低減できる方法を提供することにある。さらに、本発明の目的は、浄水場の現状施設である浄水処理工程と排水処理工程を発生土の観点から運転管理する方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によれば、沈殿池に凝集剤、あるいは凝集剤と酸化剤を注入した被処理液を流入させ、その下流側において、前記被処理液への酸化剤注入状態に対応して酸化剤が注入される沈殿池流出水をろ過池に流入させる浄水プロセスであって、沈殿池で沈殿した濁質分と、ろ過池の洗浄排水に含まれる濁質分とをそれぞれ分離回収し、マンガン濃度の異なる複数種類の浄水発生土を得るようにプロセスを運転管理することを特徴とする浄水プロセスの運転管理方法が提供される。
【０００９】
上記方法において、沈殿濁質分の発生土を製造する過程で排出される固液分離液を酸化剤存在の下にろ過池に流入させ、ろ過池の洗浄排水濁質分の発生土を製造する過程で排出される固液分離液の一部を貯留し、ろ過池の洗浄水に利用することができる。また、沈殿池の沈殿濁質分を回収してマンガン濃度の低い第１の発生土と、第１の発生土を得る過程で排出された固液分離液とろ過池の洗浄排水に含有する濁質分を回収してマンガン濃度の高い第２の発生土を分離製造し、第２の発生土を得る過程で排出された固液分離液を沈殿池上流部、あるいは酸化剤存在の下にろ過池に流入させることができる。
【００１０】
更に、本発明は、凝集剤、あるいは凝集剤と酸化剤を注入した被処理液が流入する沈殿池と、その後方で、前記被処理液への酸化剤注入状態に対応して酸化剤が注入される沈殿池流出水が流入するろ過池を有し、ろ過池を間欠洗浄してその洗浄排水を沈殿池上流部に還流する浄水プロセスにおいて、ろ過池洗浄排水の濁質分が沈殿池で沈降する時間帯と、洗浄排水濁質分の沈降していない時間帯で沈殿池の沈殿濁質分を分離回収してマンガン濃度の異なる複数種類の浄水発生土を得ることを特徴とする浄水プロセスの運転管理方法を提供するものである。上記方法において、沈殿池の一部をろ過池の洗浄排水が還流する特定の沈殿池にし、特定沈殿池とその他の沈殿池の沈殿濁質分を分離回収してマンガン濃度の異なる複数種類の浄水発生土を製造し、これらの発生土を得る過程で排出された固液分離液を特定沈殿池、あるいは酸化剤存在の下にろ過池に流入させることができる。
【００１１】
沈殿池の沈殿濁質分を回収してマンガン濃度の低い第１の発生土と、ろ過池の洗浄排水に含有する濁質分を回収して第１の発生土よりマンガン濃度の高い第２の発生土と、第１の発生土を得る過程で排出された固液分離液を直接あるいは酸化剤存在の下に結晶化されたマンガン砂で通水処理し、通水後の処理水でマンガン砂を逆洗させ、この逆洗水に含有する濁質分を回収して第２の発生土よりマンガン濃度の高い第３の発生土とを分離製造し、第２の発生土及び第３の発生土を得る過程で排出された固液分離液を沈殿池上流部、あるいはろ過池に流入させることができる。また、沈殿池の沈殿濁質分を回収してマンガン濃度の低い第１の発生土と、第１の発生土を得る過程で排出された固液分離液を直接あるいは酸化剤存在の元に結晶化されたマンガン砂で通水処理し、通水後の処理水でマンガン砂を逆洗させ、この逆洗水に含有する濁質分を回収してマンガン濃度の高い第３の発生土とを分離製造し、第３の発生土を得る過程で排出された固液分離液を沈殿池上流部、あるいはろ過池に流入させることができる。
【００１２】
さらに、作物に対するマンガン障害のない低マンガン濃度の発生土を浄水場の沈殿池から選択的に回収して、土壌還元剤あるいは農業用材を生産することができる。また、ろ過池のフィルターを浄水池の水で逆洗してマンガン濃度の高い発生土を得るようにプラントを制御・管理して、工業用材や建築用材あるいはマンガン材を生産することができる。
【００１３】
更にまた、沈殿池に凝集剤、あるいは凝集剤と酸化剤を注入した被処理液を流入させ、その下流側において、前記被処理液への酸化剤注入状態に対応して酸化剤が注入される沈殿池流出水をろ過池に流入させる浄水プロセスであって、沈殿池で沈殿した濁質分からマンガン濃度の低い第１の発生土と、ろ過池の洗浄排水に含まれる濁質分から得られたマンガン濃度の高い第２の発生土とを選択的に回収するようにプロセスを運転管理することができる。更に、上記方法において、沈殿池で沈殿した濁質分からマンガン濃度の低い第１の発生土の排出設備の濁質分から最もマンガン濃度の高い第３の発生土を回収するようにプロセスを運転管理することができる。
【００１４】
大部分の浄水場では凝集沈殿とろ過を組合せた方法で原水中の濁質や溶解性物質を除去し、浄水を製造している。処理工程は着水井、薬品混和池、フロック形成池、沈殿池、ろ過池などで構成される浄水処理工程と、排泥池、洗浄排水池、濃縮槽、脱水機などで構成される排水処理工程に大別できる。原水中の濁質や溶解性物質の一部は、薬品混和池で注入された凝集剤や酸化物（塩素系）により、フロック形成池で凝集し、沈殿池の固液分離作用で除去される。沈殿池で除去されなかった濁質や溶解性物質の一部は、後段のろ過池で除去される。沈殿池で分離された物質は排泥池、濃縮槽、脱水機でさらに固液分離され、浄水発生土となる。この固液分離過程で出てくる上澄み液や脱水ろ液は浄水処理工程の上流部、例えば着水井に還流される。
【００１５】
一方、ろ過池は定期的あるいは目詰りの状態に応じて洗浄し、充填されたろ材に吸着あるいはろ材間に捕捉された物質を除去してろ材を再生する。除去物質を含む洗浄排液は洗浄排水池を介して浄水処理工程の上流部に還流される。固液分離機能を有する洗浄排水池もあるが、分離除去された濁質は排泥池に、分離液は浄水処理工程の上流部に還流される。
【００１６】
このような浄水場において、原水中には通常、溶解性及び不溶解性のマンガンが含まれる。マンガンは管網系に蓄積され、黒水障害を発生させるため、浄水場内で除去している。このうち、不溶解性マンガンの大部分は凝集剤の凝集作用により沈殿地で沈殿除去されるため、発生土はマンガンを含んでいる。凝集沈殿で除去できなかった溶解性のマンガンは、ろ過池のろ材の一部にマンガン砂を用い、薬品混和池あるいは沈殿池とろ過池の間に塩素などの酸化剤を注入し、この酸化剤とマンガン砂の働きで吸着除去する。
【００１７】
本発明者らは浄水場におけるマンガンマスフローを調査し、処理工程を一部変更することで発生土中のマンガン量を低減できることを見出し、本発明に至った。マンガンマスフロー調査結果によれば、排水処理工程から浄水処理工程に還流される戻り液のマンガン量は浄水処理工程全体の２〜３割強を占め、さらに、ろ過池洗浄排液のマンガンは固形性（不溶解性）、沈殿池を経由した固液分離液のマンガンは溶解性が主体となるという知見を得た。
【００１８】
これらの知見に基づいて、本発明は、ろ過池洗浄排水中のマンガン濃度の高い濁質分と沈殿池排泥中のマンガン濃度の低い濁質分を分離回収して２〜４種類又はそれ以上の浄水発生土を製造し、これらの発生土を製造する過程で排出される溶解性マンガン濃度の高い固液分離液を酸化剤存在の下にろ過池に流入させるように構成する。
【発明の効果】
【００１９】
本発明は、発生土を利用する観点から浄水プロセスの運転管理方法を提案するものである。現状の浄水プロセスにおける排水処理工程の流路を一部変更するのみでマンガン濃度の低い発生土を容易に、しかも安価に製造することができる。また、新たな処理工程や薬品などの副資材の必要がなくコストや環境負荷の低減効果もある。さらに、マンガン濃度の低い発生土とマンガン濃度の高い発生土を選択的に回収することにより、発生土を有効利用することができる。例えば、マンガン濃度の低い発生土は土壌還元剤や農業資材として用いることができ、マンガン濃度の高い発生土は工業用原料又はマンガン材として用いることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明は、排水処理工程の流路を一部変更し、運転管理方式を改善することで、新たなマンガン専用の処理設備を設置する必要がなく、また、副資材を混入することもない、発生土製造コストを高めずに、土壌や農業用に利用する浄水発生土のマンガン低減方法を実現した。以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００２１】
本発明の第１実施例を図１に示す。図１において、浄水処理工程は着水井１、薬品混和池２、フロック形成池３、沈殿池４、ろ過池５、及び浄水池６を主構成設備としている。濁質やマンガンを含有した原水２０は着水井１を通って薬品混和池２で前薬品注入設備１２から凝集剤や酸化剤（消毒剤）が注入される。凝集剤にはアルミニウム系や鉄系、さらには高分子凝集剤が、酸化剤には塩素系が一般に適用される。フロック形成池３で凝集成長した濁質分は沈殿池４で沈降し、その上澄み液は沈殿池流出液２１としてろ過池５に流入する。ろ過池５はマンガン砂を含めた複数種類のろ材が充填され、沈殿池４で沈降しなかった濁質分を捕捉するとともに、溶解性マンガンを酸化剤とマンガン砂の作用で除去する。ろ過液は浄水池６で一時貯留されて、浄水２２となる。ろ過池５は捕捉物質によって目詰りするため、浄水池６に貯留されているろ過液の一部を洗浄水２４として、ろ材を逆洗・再生する。ろ過池５の洗浄排水２５は従来、洗浄排水池７を経由して、浄水処理工程の上流部、例えば着水井１に還流されていた。
【００２２】
本発明者らが浄水処理工程のマンガン量を測定した結果、ろ過池５の洗浄排水２５には原水２０全体の２０％強に相当するマンガンを含有し、還流することが明らかとなった。さらに、還流マンガンは殆どが不溶解性の濁質成分を呈し、沈降性も良く、容易に固液分離することが分かった。沈殿池４の沈降濁質に対して、還流濁質は２倍強の高マンガン濃度であるという結果も得た。
【００２３】
これらの知見に基づいて構成した排水処理工程を以下説明する。図１は、固液分離機能を持たない洗浄排水池７を対象にしている。洗浄排水池７の流出液２６を濁質分離設備１０に流入させて固液分離する。濁質分離設備１０には重力沈降式沈殿池、浮上性、沈降性、あるいは繊維状の樹脂製ろ材を充填したろ過槽、サイクロンによる分離機能を有した装置、及び膜分離装置を適用できる。分離された濁質は、濃縮槽や脱水機などで構成される発生土排出設備１１で含水率数十％の発生土Ｂ５１（第２の発生土）となって排出される。濁質分離設備１０の固液分離液３０や発生土排出設備１１の固液分離液２８は着水井１に還流する。
【００２４】
沈殿池４の沈降濁質を含有する排泥液２３は排泥池８を経由して発生土排出設備９に流入する。発生土排出設備９も濃縮槽や脱水機などで構成され、沈降濁質を含水率数十％の発生土Ａ５０（第１の発生土）にして排出する。発生土排出設備９から出る固液分離液２７は発生土排出設備１１の固液分離液２８とともに排水処理液２９として浄水処理工程に還流される。洗浄排水２５の高マンガン濁質を分離回収することで、沈殿池沈降濁質で製造される発生土Ａのマンガン濃度を低減できる。
【００２５】
なお、複数の発生土排出設備が設置されている浄水場では、発生土Ａ用と発生土Ｂ用に区分けして使用できる。また、固液分離機能を有する洗浄排水池であれば、濁質分離設備１０は必要なく、分離濁質を直接発生土排出設備１１に導入できるので、新たな設備を設置することなく、排水処理工程の配管系を変更することで対応できる。
【実施例２】
【００２６】
本発明の第２実施例を図２に示す。本発明者らが実施した調査によれば、発生土排出設備９から排出される固液分離液２７には濁質分が殆どないが、原水２０全体の１０％強に相当するマンガンを含有し、還流していた。さらに、還流マンガンは殆どが溶解性であった。
【００２７】
本実施例はこの知見に基づいて構築した。図２は、沈殿池流出液２１に中薬品注入設備１３からマンガン酸化剤（塩素系）を注入した後、ろ過処理する浄水処理工程のフロー例である。このような浄水フローにおいて、排水処理液２９を沈殿池４と中薬品注入設備１３の間に還流する。排水処理液２９は濁質分がなく、溶解性マンガンのみを除去すれば浄水として即回収できる。中薬品注入設備１３の上流に還流することで、酸化剤存在の下で溶解性マンガンをろ過池５のマンガン砂で吸着除去できる。また、濁質分がないので、ろ過池５に負担をかけることもない。
【００２８】
さらに、洗浄排液２５を対象とした濁質分離設備１０の固液分離液３０の一時貯留槽１５を設け、ろ過池５の洗浄水３１として利用する。この洗浄水３１と浄水池６の洗浄水２４は、例えばろ過池洗浄時間帯の前半を洗浄水３１を用い、後半の仕上げに洗浄水２４を用いることで、製品である浄水の使用量を削減、即ちコストを低減できる。
【００２９】
このように、排水処理工程の固液分離液を沈殿池４後段で利用あるいは処理することにより、沈殿池４までの被処理液流量が低下し、前薬品注入量の低減や滞留時間の増長による凝集沈殿効率の向上効果が期待できる。当然のことながら、固液分離液２７のマンガンが沈殿池４に還流されないため、発生土Ａ５０のマンガン量を低減できる。
【００３０】
なお、中薬品注入をしていない浄水処理工程の場合、固液分離液３０用の薬品注入設備を設けて対処できる。
【実施例３】
【００３１】
本発明の第３実施例を図３に示す。本実施例は発生土排出設備９の固液分離機能が悪い、あるいは発生土排出設備９の例えば脱水機洗浄などで固液分離液２７に混入する濁質分がろ過池５に影響する場合の構成例である。
【００３２】
濁質分離設備１０には洗浄排水池７の流出液２６と排水処理液２９を流入させ、分離回収した濁質分を発生土排出設備１１に送り発生土Ｂ５１を排出する。発生土排出設備１１の固液分離液２８は排水処理液２９に合流させる。濁質分離設備１０の固液分離液３０は中薬品注入設備１３上流部の沈殿池流出液２１に還流する。中薬品注入設備１３がない場合や濁質濃度が高い場合は着水井１に固液分離液３０を還流しても良い。また、中薬品注入設備１３がない場合は薬品注入設備を設けて沈殿池流出液２１に固液分離液３０を還流できる。なお、図示していないが、固液分離液３０の一部を一時貯留してろ過池５の洗浄水に利用しても良い。このような排水処理工程フローとすることで、実施例２と同様の効果が期待できる。
【実施例４】
【００３３】
本発明の第４実施例を図４に示す。図４は配管系を変更せずにろ過池５の洗浄操作と沈殿池４の排泥操作でマンガン濃度の異なる発生土を製造する運転管理方式を提供するものである。
【００３４】
沈殿池４の排泥液２３流路に切替設備４１を設け、制御設備４２の信号で排泥池８と発生土排出設備９で構成される排泥処理系Ａ、あるいは排泥池１４と発生土排出設備１１で構成される排泥処理系Ｂに排泥液２３を流す。切替設備４１は開閉弁、制御設備４２は計算機などである。
【００３５】
浄水場では洗浄操作や排泥操作の運転を間欠で実施しており、制御設備４２からの切替信号は、例えば図８の方式で実施する。図８は洗浄操作に合せて排泥操作を実施する方式である。洗浄が実施されると、洗浄排水中の濁質分が沈殿池に流入し、沈降濁質となるまでに流達、沈降時間遅れが生ずる。その時間遅れＴを考慮して切替設備４１を調節する。即ち、沈殿池４の沈降濁質が原水濁質主体の時間帯では排泥液２３が排泥処理系Ａへ、洗浄排水の濁質が混入する時間帯は排泥処理系Ｂに流入するように切替えておく。沈殿池４の排泥操作は洗浄排水濁質が混入してくる前と、混入が終了する時間帯に実施する。
【００３６】
このような運転管理を実施することで、排泥処理系Ａからは原水濁質主体でマンガン濃度の低い発生土Ａ、排泥処理系Ｂは洗浄排水濁質主体で、原水濁質も含まれるがマンガン濃度の高い発生土Ｂ５１が排出される。
【実施例５】
【００３７】
本発明の第５実施例を図５に示す。一般の浄水場ではフロック形成池や沈殿池、ろ過池を複数設置している。また、水道需要家の節水意識が高揚して、浄水量が低下している浄水場では設備に余裕があり、運転を休止している設備もある。本実施例は、このような浄水場で配管系の変更を最小限にしてマンガン比率の低い発生土を提供する構成例である。
【００３８】
図５は、フロック形成池３と沈殿池４が対をなしている場合の例である。複数系列のうちの特定のフロック形成池３Ｈと沈殿池４Ｈを還流液専用の濁質分離設備１０とし、薬品混和池２からの被処理液を流入させず、洗浄排水池流出液２６と排水処理液２９を導入する。還流液中の濁質は沈殿池４Ｈで沈降除去され、その上澄み流出液を従来の配管系を用いて中薬品を注入してろ過池５に流入させる。沈殿池４Ｈの沈降濁質は排泥処理系Ｂに流入させてマンガン量の多い発生土Ｂ５１が排出される。
【００３９】
還流液の濁質が全く混入しない沈殿池４Ａから４Ｇの原水濁質のみの沈降濁質は排泥処理系Ａに導入させ、マンガン量の少ない発生土Ａ５０となって排出される。排泥処理系Ａの固液分離液２７は排水処理液２９に合流させて還流液専用の濁質分離設備１０に流入させる。以上のように既設設備を有効に利用した構成とすることにより、新たなコストがかかることなく低マンガン濃度の発生土を提供できる。
【実施例６】
【００４０】
本発明の第６実施例を図６に示す。本実施例は第１実施例において、排泥池８を対象とした発生土排出設備９の固液分離液２７に含有する溶解性マンガンを個別分離回収する。固液分離液２７に薬品注入設備１６からマンガン酸化剤、例えば次亜塩素酸ソーダを注入混合させてろ過池１７に流入させる。ろ過池１７にはマンガン砂を充填し、溶解性マンガンを酸化マンガンとして吸着分離する。マンガンが除去された排水処理液２９は一時貯留槽１５を介して浄水処理工程に還流される。ろ過池１７は一時貯留槽１５の貯留液の一部を洗浄水３２として洗浄され、その洗浄排水３３を濁質分離設備１８で固液分離する。分離された濁質は発生土排出設備１９でさらに水分が低減されて発生土Ｃ５２（第３の発生土）を排出する。濁質分離設備１８、発生土排出設備１９の固液分離液２８は浄水処理工程に還流される。還流される固液分離液２８、３０、及び排水処理液２９は沈殿池上流部、あるいはろ過池に流入させる。このような構成で分離回収された発生土Ｃは発生土Ａ、Ｂに比べてマンガン濃度が高く、適切な加工処理を施せばマンガン材としても利用できる。
【００４１】
本発明者らの実験によれば、ろ過池１７に充填するマンガン砂は酸化マンガンを結晶化させたものを用いることで、高濃度の溶解性マンガンを、短時間で吸着除去できる。また、溶解性マンガン濃度Ｃ、あるいは溶解性マンガン濃度Ｃと反応時間Ｔの乗算値ＣＴに設定値を設け、測定値が設定値以下であれば薬品注入設備１６の運転を停止させ、薬品量を低減することもできる。
【実施例７】
【００４２】
本発明の第７実施例を図７に示す。本実施例は第６実施例において、ろ過池５の洗浄排水２５中の濁質を分離回収せずに沈殿池上流部に還流する構成とする。これは、洗浄排水２５中のマンガンは不溶解性の酸化マンガンで、形態的に安定しており、沈降性も良好である。このろ過池洗浄排水の濁質を沈殿池４で他の凝集物質と一緒に沈降分離させ、排泥池８、発生土排出設備９を介して発生土Ａ’５３（第４の発生土）とする。発生土Ａ’５３はマンガン濃度が発生土Ａ５０より高いが、形態的に安定しており、土壌還元してもマンガン溶出が抑制され、植物へのマンガン過剰障害を防止できる。また、ろ過池５の洗浄排水２５中の濁質を分離回収する設備を新たに設置する必要がない。
【実施例８】
【００４３】
上記実施例によれば、各々の実施例ではマンガン成分の異なる２種類の発生土が排出されるが、全体では３〜４種類の発生土が排出されることになる。そこで、本発明の第８実施例は発生土の用途に関するもので、それぞれの発生土の特徴と用途例を表１に示す。
【００４４】
【表１】
【００４５】
上記説明で触れなかったが、発生土Ａは有機物成分が多く、ろ過池洗浄排水２５中の濁質、即ち発生土Ｂはアルミニウム（Ａｌ）と珪素（Ｓｉ）の比が発生土Ａに比べて２倍程度高い。これらの結果も踏まえて、マンガン比率の低い発生土Ａは直接土壌培土に、マンガン比率やＡｌ／Ｓｉが高い発生土Ｂは加工処理して工業用材や建築用材、さらにはゼオライト原料、マンガン濃度が非常に高い発生土Ｃは発生土Ｂの用途の他に、マンガンそのものを回収する処理を適用でき、マンガン材として利用できる。
【００４６】
以上、本発明の浄水プロセスの運転管理方法について複数の実施例を説明したが、本発明は上記実施例に記載した構成に限定されるものでなく、各実施例に記載した構成を適宜組合せてもよい。また、各実施例に記載した構成、並びに適宜組合せた構成は、砂ろ過工程の後段にオゾン処理などの高度処理設備や膜利用のろ過設備を付加した浄水プロセスにも適用できる。なお、実施例では固液分離機能を持たない洗浄排水池や排泥池で説明したが、これらの設備が固液分離機能を有する、あるいは設備そのものが設置されていなくとも本発明を適用できる。
【００４７】
浄水プロセスを対象に説明したが、同様の方式で製造する工業用水を対象としたプロセスにも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の第１実施例を説明する構成図である。
【図２】本発明の第２実施例を説明する構成図である。
【図３】本発明の第３実施例を説明する構成図である。
【図４】本発明の第４実施例を説明する構成図である。
【図５】本発明の第５実施例を説明する構成図である。
【図６】本発明の第６実施例を説明する構成図である。
【図７】本発明の第７実施例を説明する構成図である。
【図８】本発明の第４実施例の運転管理方法の一例を説明する工程図である。
【符号の説明】
【００４９】
１…着水井、２…薬品混和池、３…フロック形成池、４…沈殿池、５…ろ過池、６…浄水池、７…洗浄排水池、８、１４…排泥池、９、１１…発生土排出設備、１０…濁質分離設備、１２…前薬品注入設備、１３…中薬品注入設備、１５…一時貯留槽、２０…原水、２１…沈殿池流出液、２２…浄水、２３…排泥液、２４、３１、３２…洗浄水、２５、３３…洗浄排水、２６…洗浄排水池流出液、２７、２８、３０…固液分離液、２９…排水処理液、４１…切替設備、４２…制御設備、５０…発生土Ａ、５１…発生土Ｂ、５２…発生土Ｃ、５３…発生土Ａ’。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、浄水場における浄水処理と排水処理工程を連動させる運転管理に関するもので、特に、ろ過池の洗浄排水を含めた排水処理工程の濁質分を個別回収するとともに、排水処理工程から浄水処理工程に還流される返送水中のマンガン成分を適正に処理し、浄水処理工程の沈殿池から排出される低マンガン濃度の発生土を含む、複数濃度の発生土を得るものである。
【背景技術】
【０００２】
浄水場では固液分離して浄水を製造するとともに、発生土を排出する。通常、浄水場の原水にはマンガンが含まれ、マンガンを含有した発生土になる。この発生土を土壌に還元する場合、マンガン濃度が高い場合、植物に対してマンガン過剰障害を引起す問題がある。
【０００３】
発生土を土壌や農業用に利用する場合のマンガン量低減方式には、マンガン量の少ない工業用水発生土を混合する方法（特許文献１）、ゼオライトなどを混合する方法（特許文献２）、酸を注入してマンガンを溶出させた発生土を水洗いして脱水する方法（特許文献３）や、マンガン吸着剤で吸着させ、この吸着剤を酸と水洗いで再生する方法（特許文献４）などが提案されている。
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−２２５５７２号公報
【特許文献２】特開平０７−２２７１４４号公報
【特許文献３】特開平１１−１９７６９５号公報
【特許文献４】特開２００２−２７３４１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
浄水発生土にマンガン成分の低い他の物質を混合する方法は、発生土のマンガン比率を相対的に低下できるが、混合資材の輸送手段や混合するための撹拌手段等が必要となり、建設及び運転コストが嵩む。これは工業用水発生土を混合する場合も同様である。同一敷地内で浄水と工業用水の両者を製造している浄水場は稀で、一般の浄水場に適用するには工業用水か浄水かどちらかの発生土を移動させなければならない。
【０００６】
発生土からマンガンを溶出させる方法や吸着剤に吸着させる方法は、一度回収したマンガンを再度溶出させ、水洗い、さらには脱水という複雑な工程を追加する必要があり、建設及び運転コストを高くする。さらに、溶出させたマンガンは固定化して回収する必要が生じ、環境面及び経済的にも問題がある。
【０００７】
本発明は、上記浄水発生土のマンガン低減の問題に対処したもので、その目的とするところは新たなマンガン専用処理設備を設置する必要がなく、また、副資材を混入することもない、発生土排出コストを高めずに土壌改善や農業用に利用する浄水発生土のマンガン濃度を低減できる方法を提供することにある。さらに、本発明の目的は、浄水場の現状施設である浄水処理工程と排水処理工程を発生土の観点から運転管理する方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によれば、沈殿池に凝集剤、あるいは凝集剤と酸化剤を注入した被処理液を流入させ、その下流側において、前記被処理液への酸化剤注入状態に対応して酸化剤が注入される沈殿池流出水をろ過池に流入させる浄水プロセスであって、沈殿池で沈殿した濁質分と、ろ過池の洗浄排水に含まれる濁質分とをそれぞれ分離回収し、マンガン濃度の異なる複数種類の浄水発生土を得るようにプロセスを運転管理することを特徴とする浄水プロセスの運転管理方法が提供される。
【０００９】
上記方法において、沈殿濁質分の発生土を製造する過程で排出される固液分離液を酸化剤存在の下にろ過池に流入させ、ろ過池の洗浄排水濁質分の発生土を製造する過程で排出される固液分離液の一部を貯留し、ろ過池の洗浄水に利用することができる。また、沈殿池の沈殿濁質分を回収してマンガン濃度の低い第１の発生土と、第１の発生土を得る過程で排出された固液分離液とろ過池の洗浄排水に含有する濁質分を回収してマンガン濃度の高い第２の発生土を分離製造し、第２の発生土を得る過程で排出された固液分離液を沈殿池上流部、あるいは酸化剤存在の下にろ過池に流入させることができる。
【００１０】
更に、本発明は、凝集剤、あるいは凝集剤と酸化剤を注入した被処理液が流入する沈殿池と、その後方で、前記被処理液への酸化剤注入状態に対応して酸化剤が注入される沈殿池流出水が流入するろ過池を有し、ろ過池を間欠洗浄してその洗浄排水を沈殿池上流部に還流する浄水プロセスにおいて、ろ過池洗浄排水の濁質分が沈殿池で沈降する時間帯と、洗浄排水濁質分の沈降していない時間帯で沈殿池の沈殿濁質分を分離回収してマンガン濃度の異なる複数種類の浄水発生土を得ることを特徴とする浄水プロセスの運転管理方法を提供するものである。上記方法において、沈殿池の一部をろ過池の洗浄排水が還流する特定の沈殿池にし、特定沈殿池とその他の沈殿池の沈殿濁質分を分離回収してマンガン濃度の異なる複数種類の浄水発生土を製造し、これらの発生土を得る過程で排出された固液分離液を特定沈殿池、あるいは酸化剤存在の下にろ過池に流入させることができる。
【００１１】
沈殿池の沈殿濁質分を回収してマンガン濃度の低い第１の発生土と、ろ過池の洗浄排水に含有する濁質分を回収して第１の発生土よりマンガン濃度の高い第２の発生土と、第１の発生土を得る過程で排出された固液分離液を直接あるいは酸化剤存在の下に結晶化されたマンガン砂で通水処理し、通水後の処理水でマンガン砂を逆洗させ、この逆洗水に含有する濁質分を回収して第２の発生土よりマンガン濃度の高い第３の発生土とを分離製造し、第２の発生土及び第３の発生土を得る過程で排出された固液分離液を沈殿池上流部、あるいはろ過池に流入させることができる。また、沈殿池の沈殿濁質分を回収してマンガン濃度の低い第１の発生土と、第１の発生土を得る過程で排出された固液分離液を直接あるいは酸化剤存在の元に結晶化されたマンガン砂で通水処理し、通水後の処理水でマンガン砂を逆洗させ、この逆洗水に含有する濁質分を回収してマンガン濃度の高い第３の発生土とを分離製造し、第３の発生土を得る過程で排出された固液分離液を沈殿池上流部、あるいはろ過池に流入させることができる。
【００１２】
さらに、作物に対するマンガン障害のない低マンガン濃度の発生土を浄水場の沈殿池から選択的に回収して、土壌還元剤あるいは農業用材を生産することができる。また、ろ過池のフィルターを浄水池の水で逆洗してマンガン濃度の高い発生土を得るようにプラントを制御・管理して、工業用材や建築用材あるいはマンガン材を生産することができる。
【００１３】
更にまた、沈殿池に凝集剤、あるいは凝集剤と酸化剤を注入した被処理液を流入させ、その下流側において、前記被処理液への酸化剤注入状態に対応して酸化剤が注入される沈殿池流出水をろ過池に流入させる浄水プロセスであって、沈殿池で沈殿した濁質分からマンガン濃度の低い第１の発生土と、ろ過池の洗浄排水に含まれる濁質分から得られたマンガン濃度の高い第２の発生土とを選択的に回収するようにプロセスを運転管理することができる。更に、上記方法において、沈殿池で沈殿した濁質分からマンガン濃度の低い第１の発生土の排出設備の濁質分から最もマンガン濃度の高い第３の発生土を回収するようにプロセスを運転管理することができる。
【００１４】
大部分の浄水場では凝集沈殿とろ過を組合せた方法で原水中の濁質や溶解性物質を除去し、浄水を製造している。処理工程は着水井、薬品混和池、フロック形成池、沈殿池、ろ過池などで構成される浄水処理工程と、排泥池、洗浄排水池、濃縮槽、脱水機などで構成される排水処理工程に大別できる。原水中の濁質や溶解性物質の一部は、薬品混和池で注入された凝集剤や酸化物（塩素系）により、フロック形成池で凝集し、沈殿池の固液分離作用で除去される。沈殿池で除去されなかった濁質や溶解性物質の一部は、後段のろ過池で除去される。沈殿池で分離された物質は排泥池、濃縮槽、脱水機でさらに固液分離され、浄水発生土となる。この固液分離過程で出てくる上澄み液や脱水ろ液は浄水処理工程の上流部、例えば着水井に還流される。
【００１５】
一方、ろ過池は定期的あるいは目詰りの状態に応じて洗浄し、充填されたろ材に吸着あるいはろ材間に捕捉された物質を除去してろ材を再生する。除去物質を含む洗浄排液は洗浄排水池を介して浄水処理工程の上流部に還流される。固液分離機能を有する洗浄排水池もあるが、分離除去された濁質は排泥池に、分離液は浄水処理工程の上流部に還流される。
【００１６】
このような浄水場において、原水中には通常、溶解性及び不溶解性のマンガンが含まれる。マンガンは管網系に蓄積され、黒水障害を発生させるため、浄水場内で除去している。このうち、不溶解性マンガンの大部分は凝集剤の凝集作用により沈殿地で沈殿除去されるため、発生土はマンガンを含んでいる。凝集沈殿で除去できなかった溶解性のマンガンは、ろ過池のろ材の一部にマンガン砂を用い、薬品混和池あるいは沈殿池とろ過池の間に塩素などの酸化剤を注入し、この酸化剤とマンガン砂の働きで吸着除去する。
【００１７】
本発明者らは浄水場におけるマンガンマスフローを調査し、処理工程を一部変更することで発生土中のマンガン量を低減できることを見出し、本発明に至った。マンガンマスフロー調査結果によれば、排水処理工程から浄水処理工程に還流される戻り液のマンガン量は浄水処理工程全体の２〜３割強を占め、さらに、ろ過池洗浄排液のマンガンは固形性（不溶解性）、沈殿池を経由した固液分離液のマンガンは溶解性が主体となるという知見を得た。
【００１８】
これらの知見に基づいて、本発明は、ろ過池洗浄排水中のマンガン濃度の高い濁質分と沈殿池排泥中のマンガン濃度の低い濁質分を分離回収して２〜４種類又はそれ以上の浄水発生土を製造し、これらの発生土を製造する過程で排出される溶解性マンガン濃度の高い固液分離液を酸化剤存在の下にろ過池に流入させるように構成する。
【発明の効果】
【００１９】
本発明は、発生土を利用する観点から浄水プロセスの運転管理方法を提案するものである。現状の浄水プロセスにおける排水処理工程の流路を一部変更するのみでマンガン濃度の低い発生土を容易に、しかも安価に製造することができる。また、新たな処理工程や薬品などの副資材の必要がなくコストや環境負荷の低減効果もある。さらに、マンガン濃度の低い発生土とマンガン濃度の高い発生土を選択的に回収することにより、発生土を有効利用することができる。例えば、マンガン濃度の低い発生土は土壌還元剤や農業資材として用いることができ、マンガン濃度の高い発生土は工業用原料又はマンガン材として用いることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明は、排水処理工程の流路を一部変更し、運転管理方式を改善することで、新たなマンガン専用の処理設備を設置する必要がなく、また、副資材を混入することもない、発生土製造コストを高めずに、土壌や農業用に利用する浄水発生土のマンガン低減方法を実現した。以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００２１】
本発明の第１実施例を図１に示す。図１において、浄水処理工程は着水井１、薬品混和池２、フロック形成池３、沈殿池４、ろ過池５、及び浄水池６を主構成設備としている。濁質やマンガンを含有した原水２０は着水井１を通って薬品混和池２で前薬品注入設備１２から凝集剤や酸化剤（消毒剤）が注入される。凝集剤にはアルミニウム系や鉄系、さらには高分子凝集剤が、酸化剤には塩素系が一般に適用される。フロック形成池３で凝集成長した濁質分は沈殿池４で沈降し、その上澄み液は沈殿池流出液２１としてろ過池５に流入する。ろ過池５はマンガン砂を含めた複数種類のろ材が充填され、沈殿池４で沈降しなかった濁質分を捕捉するとともに、溶解性マンガンを酸化剤とマンガン砂の作用で除去する。ろ過液は浄水池６で一時貯留されて、浄水２２となる。ろ過池５は捕捉物質によって目詰りするため、浄水池６に貯留されているろ過液の一部を洗浄水２４として、ろ材を逆洗・再生する。ろ過池５の洗浄排水２５は従来、洗浄排水池７を経由して、浄水処理工程の上流部、例えば着水井１に還流されていた。
【００２２】
本発明者らが浄水処理工程のマンガン量を測定した結果、ろ過池５の洗浄排水２５には原水２０全体の２０％強に相当するマンガンを含有し、還流することが明らかとなった。さらに、還流マンガンは殆どが不溶解性の濁質成分を呈し、沈降性も良く、容易に固液分離することが分かった。沈殿池４の沈降濁質に対して、還流濁質は２倍強の高マンガン濃度であるという結果も得た。
【００２３】
これらの知見に基づいて構成した排水処理工程を以下説明する。図１は、固液分離機能を持たない洗浄排水池７を対象にしている。洗浄排水池７の流出液２６を濁質分離設備１０に流入させて固液分離する。濁質分離設備１０には重力沈降式沈殿池、浮上性、沈降性、あるいは繊維状の樹脂製ろ材を充填したろ過槽、サイクロンによる分離機能を有した装置、及び膜分離装置を適用できる。分離された濁質は、濃縮槽や脱水機などで構成される発生土排出設備１１で含水率数十％の発生土Ｂ５１（第２の発生土）となって排出される。濁質分離設備１０の固液分離液３０や発生土排出設備１１の固液分離液２８は着水井１に還流する。
【００２４】
沈殿池４の沈降濁質を含有する排泥液２３は排泥池８を経由して発生土排出設備９に流入する。発生土排出設備９も濃縮槽や脱水機などで構成され、沈降濁質を含水率数十％の発生土Ａ５０（第１の発生土）にして排出する。発生土排出設備９から出る固液分離液２７は発生土排出設備１１の固液分離液２８とともに排水処理液２９として浄水処理工程に還流される。洗浄排水２５の高マンガン濁質を分離回収することで、沈殿池沈降濁質で製造される発生土Ａのマンガン濃度を低減できる。
【００２５】
なお、複数の発生土排出設備が設置されている浄水場では、発生土Ａ用と発生土Ｂ用に区分けして使用できる。また、固液分離機能を有する洗浄排水池であれば、濁質分離設備１０は必要なく、分離濁質を直接発生土排出設備１１に導入できるので、新たな設備を設置することなく、排水処理工程の配管系を変更することで対応できる。
【実施例２】
【００２６】
本発明の第２実施例を図２に示す。本発明者らが実施した調査によれば、発生土排出設備９から排出される固液分離液２７には濁質分が殆どないが、原水２０全体の１０％強に相当するマンガンを含有し、還流していた。さらに、還流マンガンは殆どが溶解性であった。
【００２７】
本実施例はこの知見に基づいて構築した。図２は、沈殿池流出液２１に中薬品注入設備１３からマンガン酸化剤（塩素系）を注入した後、ろ過処理する浄水処理工程のフロー例である。このような浄水フローにおいて、排水処理液２９を沈殿池４と中薬品注入設備１３の間に還流する。排水処理液２９は濁質分がなく、溶解性マンガンのみを除去すれば浄水として即回収できる。中薬品注入設備１３の上流に還流することで、酸化剤存在の下で溶解性マンガンをろ過池５のマンガン砂で吸着除去できる。また、濁質分がないので、ろ過池５に負担をかけることもない。
【００２８】
さらに、洗浄排液２５を対象とした濁質分離設備１０の固液分離液３０の一時貯留槽１５を設け、ろ過池５の洗浄水３１として利用する。この洗浄水３１と浄水池６の洗浄水２４は、例えばろ過池洗浄時間帯の前半を洗浄水３１を用い、後半の仕上げに洗浄水２４を用いることで、製品である浄水の使用量を削減、即ちコストを低減できる。
【００２９】
このように、排水処理工程の固液分離液を沈殿池４後段で利用あるいは処理することにより、沈殿池４までの被処理液流量が低下し、前薬品注入量の低減や滞留時間の増長による凝集沈殿効率の向上効果が期待できる。当然のことながら、固液分離液２７のマンガンが沈殿池４に還流されないため、発生土Ａ５０のマンガン量を低減できる。
【００３０】
なお、中薬品注入をしていない浄水処理工程の場合、固液分離液３０用の薬品注入設備を設けて対処できる。
【実施例３】
【００３１】
本発明の第３実施例を図３に示す。本実施例は発生土排出設備９の固液分離機能が悪い、あるいは発生土排出設備９の例えば脱水機洗浄などで固液分離液２７に混入する濁質分がろ過池５に影響する場合の構成例である。
【００３２】
濁質分離設備１０には洗浄排水池７の流出液２６と排水処理液２９を流入させ、分離回収した濁質分を発生土排出設備１１に送り発生土Ｂ５１を排出する。発生土排出設備１１の固液分離液２８は排水処理液２９に合流させる。濁質分離設備１０の固液分離液３０は中薬品注入設備１３上流部の沈殿池流出液２１に還流する。中薬品注入設備１３がない場合や濁質濃度が高い場合は着水井１に固液分離液３０を還流しても良い。また、中薬品注入設備１３がない場合は薬品注入設備を設けて沈殿池流出液２１に固液分離液３０を還流できる。なお、図示していないが、固液分離液３０の一部を一時貯留してろ過池５の洗浄水に利用しても良い。このような排水処理工程フローとすることで、実施例２と同様の効果が期待できる。
【実施例４】
【００３３】
本発明の第４実施例を図４に示す。図４は配管系を変更せずにろ過池５の洗浄操作と沈殿池４の排泥操作でマンガン濃度の異なる発生土を製造する運転管理方式を提供するものである。
【００３４】
沈殿池４の排泥液２３流路に切替設備４１を設け、制御設備４２の信号で排泥池８と発生土排出設備９で構成される排泥処理系Ａ、あるいは排泥池１４と発生土排出設備１１で構成される排泥処理系Ｂに排泥液２３を流す。切替設備４１は開閉弁、制御設備４２は計算機などである。
【００３５】
浄水場では洗浄操作や排泥操作の運転を間欠で実施しており、制御設備４２からの切替信号は、例えば図８の方式で実施する。図８は洗浄操作に合せて排泥操作を実施する方式である。洗浄が実施されると、洗浄排水中の濁質分が沈殿池に流入し、沈降濁質となるまでに流達、沈降時間遅れが生ずる。その時間遅れＴを考慮して切替設備４１を調節する。即ち、沈殿池４の沈降濁質が原水濁質主体の時間帯では排泥液２３が排泥処理系Ａへ、洗浄排水の濁質が混入する時間帯は排泥処理系Ｂに流入するように切替えておく。沈殿池４の排泥操作は洗浄排水濁質が混入してくる前と、混入が終了する時間帯に実施する。
【００３６】
このような運転管理を実施することで、排泥処理系Ａからは原水濁質主体でマンガン濃度の低い発生土Ａ、排泥処理系Ｂは洗浄排水濁質主体で、原水濁質も含まれるがマンガン濃度の高い発生土Ｂ５１が排出される。
【実施例５】
【００３７】
本発明の第５実施例を図５に示す。一般の浄水場ではフロック形成池や沈殿池、ろ過池を複数設置している。また、水道需要家の節水意識が高揚して、浄水量が低下している浄水場では設備に余裕があり、運転を休止している設備もある。本実施例は、このような浄水場で配管系の変更を最小限にしてマンガン比率の低い発生土を提供する構成例である。
【００３８】
図５は、フロック形成池３と沈殿池４が対をなしている場合の例である。複数系列のうちの特定のフロック形成池３Ｈと沈殿池４Ｈを還流液専用の濁質分離設備１０とし、薬品混和池２からの被処理液を流入させず、洗浄排水池流出液２６と排水処理液２９を導入する。還流液中の濁質は沈殿池４Ｈで沈降除去され、その上澄み流出液を従来の配管系を用いて中薬品を注入してろ過池５に流入させる。沈殿池４Ｈの沈降濁質は排泥処理系Ｂに流入させてマンガン量の多い発生土Ｂ５１が排出される。
【００３９】
還流液の濁質が全く混入しない沈殿池４Ａから４Ｇの原水濁質のみの沈降濁質は排泥処理系Ａに導入させ、マンガン量の少ない発生土Ａ５０となって排出される。排泥処理系Ａの固液分離液２７は排水処理液２９に合流させて還流液専用の濁質分離設備１０に流入させる。以上のように既設設備を有効に利用した構成とすることにより、新たなコストがかかることなく低マンガン濃度の発生土を提供できる。
【実施例６】
【００４０】
本発明の第６実施例を図６に示す。本実施例は第１実施例において、排泥池８を対象とした発生土排出設備９の固液分離液２７に含有する溶解性マンガンを個別分離回収する。固液分離液２７に薬品注入設備１６からマンガン酸化剤、例えば次亜塩素酸ソーダを注入混合させてろ過池１７に流入させる。ろ過池１７にはマンガン砂を充填し、溶解性マンガンを酸化マンガンとして吸着分離する。マンガンが除去された排水処理液２９は一時貯留槽１５を介して浄水処理工程に還流される。ろ過池１７は一時貯留槽１５の貯留液の一部を洗浄水３２として洗浄され、その洗浄排水３３を濁質分離設備１８で固液分離する。分離された濁質は発生土排出設備１９でさらに水分が低減されて発生土Ｃ５２（第３の発生土）を排出する。濁質分離設備１８、発生土排出設備１９の固液分離液２８は浄水処理工程に還流される。還流される固液分離液２８、３０、及び排水処理液２９は沈殿池上流部、あるいはろ過池に流入させる。このような構成で分離回収された発生土Ｃは発生土Ａ、Ｂに比べてマンガン濃度が高く、適切な加工処理を施せばマンガン材としても利用できる。
【００４１】
本発明者らの実験によれば、ろ過池１７に充填するマンガン砂は酸化マンガンを結晶化させたものを用いることで、高濃度の溶解性マンガンを、短時間で吸着除去できる。また、溶解性マンガン濃度Ｃ、あるいは溶解性マンガン濃度Ｃと反応時間Ｔの乗算値ＣＴに設定値を設け、測定値が設定値以下であれば薬品注入設備１６の運転を停止させ、薬品量を低減することもできる。
【実施例７】
【００４２】
本発明の第７実施例を図７に示す。本実施例は第６実施例において、ろ過池５の洗浄排水２５中の濁質を分離回収せずに沈殿池上流部に還流する構成とする。これは、洗浄排水２５中のマンガンは不溶解性の酸化マンガンで、形態的に安定しており、沈降性も良好である。このろ過池洗浄排水の濁質を沈殿池４で他の凝集物質と一緒に沈降分離させ、排泥池８、発生土排出設備９を介して発生土Ａ’５３（第４の発生土）とする。発生土Ａ’５３はマンガン濃度が発生土Ａ５０より高いが、形態的に安定しており、土壌還元してもマンガン溶出が抑制され、植物へのマンガン過剰障害を防止できる。また、ろ過池５の洗浄排水２５中の濁質を分離回収する設備を新たに設置する必要がない。
【実施例８】
【００４３】
上記実施例によれば、各々の実施例ではマンガン成分の異なる２種類の発生土が排出されるが、全体では３〜４種類の発生土が排出されることになる。そこで、本発明の第８実施例は発生土の用途に関するもので、それぞれの発生土の特徴と用途例を表１に示す。
【００４４】
【表１】
【００４５】
上記説明で触れなかったが、発生土Ａは有機物成分が多く、ろ過池洗浄排水２５中の濁質、即ち発生土Ｂはアルミニウム（Ａｌ）と珪素（Ｓｉ）の比が発生土Ａに比べて２倍程度高い。これらの結果も踏まえて、マンガン比率の低い発生土Ａは直接土壌培土に、マンガン比率やＡｌ／Ｓｉが高い発生土Ｂは加工処理して工業用材や建築用材、さらにはゼオライト原料、マンガン濃度が非常に高い発生土Ｃは発生土Ｂの用途の他に、マンガンそのものを回収する処理を適用でき、マンガン材として利用できる。
【００４６】
以上、本発明の浄水プロセスの運転管理方法について複数の実施例を説明したが、本発明は上記実施例に記載した構成に限定されるものでなく、各実施例に記載した構成を適宜組合せてもよい。また、各実施例に記載した構成、並びに適宜組合せた構成は、砂ろ過工程の後段にオゾン処理などの高度処理設備や膜利用のろ過設備を付加した浄水プロセスにも適用できる。なお、実施例では固液分離機能を持たない洗浄排水池や排泥池で説明したが、これらの設備が固液分離機能を有する、あるいは設備そのものが設置されていなくとも本発明を適用できる。
【００４７】
浄水プロセスを対象に説明したが、同様の方式で製造する工業用水を対象としたプロセスにも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の第１実施例を説明する構成図である。
【図２】本発明の第２実施例を説明する構成図である。
【図３】本発明の第３実施例を説明する構成図である。
【図４】本発明の第４実施例を説明する構成図である。
【図５】本発明の第５実施例を説明する構成図である。
【図６】本発明の第６実施例を説明する構成図である。
【図７】本発明の第７実施例を説明する構成図である。
【図８】本発明の第４実施例の運転管理方法の一例を説明する工程図である。
【符号の説明】
【００４９】
１…着水井、２…薬品混和池、３…フロック形成池、４…沈殿池、５…ろ過池、６…浄水池、７…洗浄排水池、８、１４…排泥池、９、１１…発生土排出設備、１０…濁質分離設備、１２…前薬品注入設備、１３…中薬品注入設備、１５…一時貯留槽、２０…原水、２１…沈殿池流出液、２２…浄水、２３…排泥液、２４、３１、３２…洗浄水、２５、３３…洗浄排水、２６…洗浄排水池流出液、２７、２８、３０…固液分離液、２９…排水処理液、４１…切替設備、４２…制御設備、５０…発生土Ａ、５１…発生土Ｂ、５２…発生土Ｃ、５３…発生土Ａ’。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
沈殿池に凝集剤、あるいは凝集剤と酸化剤を注入した被処理液を流入させ、その下流側において、前記被処理液への酸化剤注入状態に対応して酸化剤が注入される沈殿池流出水をろ過池に流入させる浄水プロセスであって、沈殿池で沈殿した濁質分と、ろ過池の洗浄排水に含まれる濁質分とをそれぞれ分離回収し、マンガン濃度の異なる複数種類の浄水発生土を得るようにプロセスを運転管理することを特徴とする浄水プロセスの運転管理方法。
【請求項２】
沈殿濁質分の発生土を製造する過程で排出される固液分離液を酸化剤存在の下にろ過池に流入させ、ろ過池の洗浄排水濁質分の発生土を製造する過程で排出される固液分離液の一部を貯留し、ろ過池の洗浄水に利用することを特徴とする請求項１記載の浄水プロセスの運転管理方法。
【請求項３】
沈殿池の沈殿濁質分を回収してマンガン濃度の低い第１の発生土と、第１の発生土を得る過程で排出された固液分離液とろ過池の洗浄排水に含有する濁質分を回収してマンガン濃度の高い第２の発生土を分離製造し、第２の発生土を得る過程で排出された固液分離液を沈殿池上流部、あるいは酸化剤存在の下にろ過池に流入させることを特徴とする請求項１記載の浄水プロセスの運転管理方法。
【請求項４】
凝集剤、あるいは凝集剤と酸化剤を注入した被処理液が流入する沈殿池と、その後方で、前記被処理液への酸化剤注入状態に対応して酸化剤が注入される沈殿池流出水が流入するろ過池を有し、ろ過池を間欠洗浄してその洗浄排水を沈殿池上流部に還流する浄水プロセスにおいて、ろ過池洗浄排水の濁質分が沈殿池で沈降する時間帯と、洗浄排水濁質分の沈降していない時間帯で沈殿池の沈殿濁質分を分離回収してマンガン濃度の異なる複数種類の浄水発生土を得ることを特徴とする浄水プロセスの運転管理方法。
【請求項５】
沈殿池の一部をろ過池の洗浄排水が還流する特定の沈殿池にし、特定沈殿池とその他の沈殿池の沈殿濁質分を分離回収してマンガン濃度の異なる複数種類の浄水発生土を製造し、これらの発生土を得る過程で排出された固液分離液を特定沈殿池、あるいは酸化剤存在の下にろ過池に流入させることを特徴とする請求項１又は４記載の浄水プロセスの運転管理方法。
【請求項６】
沈殿池の沈殿濁質分を回収してマンガン濃度の低い第１の発生土と、ろ過池の洗浄排水に含有する濁質分を回収して第１の発生土よりマンガン濃度の高い第２の発生土と、第１の発生土を得る過程で排出された固液分離液を直接あるいは酸化剤存在の下に結晶化されたマンガン砂で通水処理し、通水後の処理水でマンガン砂を逆洗させ、この逆洗水に含有する濁質分を回収して第２の発生土よりマンガン濃度の高い第３の発生土とを分離製造し、第２の発生土及び第３の発生土を得る過程で排出された固液分離液を沈殿池上流部、あるいはろ過池に流入させることを特徴とする請求項１又は４記載の浄水プロセスの運転管理方法。
【請求項７】
沈殿池の沈殿濁質分を回収してマンガン濃度の低い第１の発生土と、第１の発生土を得る過程で排出された固液分離液を直接あるいは酸化剤存在の元に結晶化されたマンガン砂で通水処理し、通水後の処理水でマンガン砂を逆洗させ、この逆洗水に含有する濁質分を回収してマンガン濃度の高い第３の発生土とを分離製造し、第３の発生土を得る過程で排出された固液分離液を沈殿池上流部、あるいはろ過池に流入させることを特徴とする請求項１又は４記載の浄水プロセスの運転管理方法。
【請求項８】
作物に対するマンガン障害のない低マンガン濃度の発生土を浄水場の沈殿池から選択的に回収して、土壌還元剤あるいは農業用材を生産することを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の浄水プロセスの運転管理方法。
【請求項９】
ろ過池のフィルターを浄水池の水で逆洗して得られたマンガン濃度の高い発生土を、工業用材や建築用材あるいはマンガン材として生産することを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の浄水プロセスの運転管理方法。
【請求項１０】
沈殿池に凝集剤、あるいは凝集剤と酸化剤を注入した被処理液を流入させ、その下流側において、前記被処理液への酸化剤注入状態に対応して酸化剤が注入される沈殿池流出水をろ過池に流入させる浄水プロセスであって、沈殿池で沈殿した濁質分からマンガン濃度の低い第１の発生土と、ろ過池の洗浄排水に含まれる濁質分から得られたマンガン濃度の高い第２の発生土とを選択的に回収するようにプロセスを運転管理することを特徴とする浄水プロセスの運転管理方法。
【請求項１１】
更に、沈殿池で沈殿した濁質分からマンガン濃度の低い第１の発生土の排出設備の濁質分から最も高いマンガン濃度の第３の発生土を回収するようにプロセスを運転管理することを特徴とする請求項１０記載の浄水プロセスの運転管理方法。
【請求項１】
沈殿池に凝集剤、あるいは凝集剤と酸化剤を注入した被処理液を流入させ、その下流側において、前記被処理液への酸化剤注入状態に対応して酸化剤が注入される沈殿池流出水をろ過池に流入させる浄水プロセスであって、沈殿池で沈殿した濁質分と、ろ過池の洗浄排水に含まれる濁質分とをそれぞれ分離回収し、マンガン濃度の異なる複数種類の浄水発生土を得るようにプロセスを運転管理することを特徴とする浄水プロセスの運転管理方法。
【請求項２】
沈殿濁質分の発生土を製造する過程で排出される固液分離液を酸化剤存在の下にろ過池に流入させ、ろ過池の洗浄排水濁質分の発生土を製造する過程で排出される固液分離液の一部を貯留し、ろ過池の洗浄水に利用することを特徴とする請求項１記載の浄水プロセスの運転管理方法。
【請求項３】
沈殿池の沈殿濁質分を回収してマンガン濃度の低い第１の発生土と、第１の発生土を得る過程で排出された固液分離液とろ過池の洗浄排水に含有する濁質分を回収してマンガン濃度の高い第２の発生土を分離製造し、第２の発生土を得る過程で排出された固液分離液を沈殿池上流部、あるいは酸化剤存在の下にろ過池に流入させることを特徴とする請求項１記載の浄水プロセスの運転管理方法。
【請求項４】
凝集剤、あるいは凝集剤と酸化剤を注入した被処理液が流入する沈殿池と、その後方で、前記被処理液への酸化剤注入状態に対応して酸化剤が注入される沈殿池流出水が流入するろ過池を有し、ろ過池を間欠洗浄してその洗浄排水を沈殿池上流部に還流する浄水プロセスにおいて、ろ過池洗浄排水の濁質分が沈殿池で沈降する時間帯と、洗浄排水濁質分の沈降していない時間帯で沈殿池の沈殿濁質分を分離回収してマンガン濃度の異なる複数種類の浄水発生土を得ることを特徴とする浄水プロセスの運転管理方法。
【請求項５】
沈殿池の一部をろ過池の洗浄排水が還流する特定の沈殿池にし、特定沈殿池とその他の沈殿池の沈殿濁質分を分離回収してマンガン濃度の異なる複数種類の浄水発生土を製造し、これらの発生土を得る過程で排出された固液分離液を特定沈殿池、あるいは酸化剤存在の下にろ過池に流入させることを特徴とする請求項１又は４記載の浄水プロセスの運転管理方法。
【請求項６】
沈殿池の沈殿濁質分を回収してマンガン濃度の低い第１の発生土と、ろ過池の洗浄排水に含有する濁質分を回収して第１の発生土よりマンガン濃度の高い第２の発生土と、第１の発生土を得る過程で排出された固液分離液を直接あるいは酸化剤存在の下に結晶化されたマンガン砂で通水処理し、通水後の処理水でマンガン砂を逆洗させ、この逆洗水に含有する濁質分を回収して第２の発生土よりマンガン濃度の高い第３の発生土とを分離製造し、第２の発生土及び第３の発生土を得る過程で排出された固液分離液を沈殿池上流部、あるいはろ過池に流入させることを特徴とする請求項１又は４記載の浄水プロセスの運転管理方法。
【請求項７】
沈殿池の沈殿濁質分を回収してマンガン濃度の低い第１の発生土と、第１の発生土を得る過程で排出された固液分離液を直接あるいは酸化剤存在の元に結晶化されたマンガン砂で通水処理し、通水後の処理水でマンガン砂を逆洗させ、この逆洗水に含有する濁質分を回収してマンガン濃度の高い第３の発生土とを分離製造し、第３の発生土を得る過程で排出された固液分離液を沈殿池上流部、あるいはろ過池に流入させることを特徴とする請求項１又は４記載の浄水プロセスの運転管理方法。
【請求項８】
作物に対するマンガン障害のない低マンガン濃度の発生土を浄水場の沈殿池から選択的に回収して、土壌還元剤あるいは農業用材を生産することを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の浄水プロセスの運転管理方法。
【請求項９】
ろ過池のフィルターを浄水池の水で逆洗して得られたマンガン濃度の高い発生土を、工業用材や建築用材あるいはマンガン材として生産することを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の浄水プロセスの運転管理方法。
【請求項１０】
沈殿池に凝集剤、あるいは凝集剤と酸化剤を注入した被処理液を流入させ、その下流側において、前記被処理液への酸化剤注入状態に対応して酸化剤が注入される沈殿池流出水をろ過池に流入させる浄水プロセスであって、沈殿池で沈殿した濁質分からマンガン濃度の低い第１の発生土と、ろ過池の洗浄排水に含まれる濁質分から得られたマンガン濃度の高い第２の発生土とを選択的に回収するようにプロセスを運転管理することを特徴とする浄水プロセスの運転管理方法。
【請求項１１】
更に、沈殿池で沈殿した濁質分からマンガン濃度の低い第１の発生土の排出設備の濁質分から最も高いマンガン濃度の第３の発生土を回収するようにプロセスを運転管理することを特徴とする請求項１０記載の浄水プロセスの運転管理方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００６−２２４０１０（Ｐ２００６−２２４０１０Ａ）
【公開日】平成１８年８月３１日（２００６．８．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−４２０９２（Ｐ２００５−４２０９２）
【出願日】平成１７年２月１８日（２００５．２．１８）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【出願人】（５９１０４３５８１）東京都 (107)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年８月３１日（２００６．８．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年２月１８日（２００５．２．１８）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【出願人】（５９１０４３５８１）東京都 (107)
【Ｆターム（参考）】
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