含有淤泥的水的凝集處理方法及裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明的課題是在對含有高濃度淤泥的水進行凝集處理時，通過形成高密度且沉降性高的絮凝物來改善固液分離性能，并且獲得高水質(zhì)的處理水。本發(fā)明提供了一種含有淤泥的水的凝集處理方法及裝置，其是在含有淤泥的水中添加無機凝集劑和陽離子系高分子凝集劑后，添加陰離子系高分子凝集劑進行凝集處理，然后，進行固液分離。在先添加陽離子系高分子凝集劑之后添加陰離子系高分子凝集劑時，在無機凝集劑和陽離子系高分子凝集劑的作用下，使SS結(jié)合得牢固，盡管絮凝物的直徑小，但能夠形成高密度且充分結(jié)實的絮凝物，此后，通過添加陰離子系高分子凝集劑，在保持該絮凝物處于高密度的狀態(tài)下，進一步使其粗大化，形成難以崩解并且沉降性優(yōu)良的絮凝物。
【專利說明】含有淤泥的水的凝集處理方法及裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種對河水等含有淤泥(silt)的水進行凝集處理的方法以及裝置，特別是涉及一種采用無機凝集劑和陽離子系高分子凝集劑以及陰離子系高分子凝集劑對含有淤泥的水施以凝集處理后進行固液分離的方法以及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]對諸如河水、湖泊和沼澤的水等用水或者污水、工業(yè)廢水等廢水之類的含有懸浮物(SS)的水進行的凝集、固液分離處理，通常是以如下方式實施:在添加用于去除含有SS的水中所含的SS所需要的無機凝集劑后，添加pH調(diào)節(jié)劑來調(diào)節(jié)成適于凝集處理的pH從而形成絮凝物，并采用沉降分離、浮上分離、過濾分離等進行固液分離以去除固體成分。在該凝集處理中，為了使所形成的絮凝物粗大化而提高固液分離性能，與無機凝集劑一起并用有高分子凝集劑，在專利文獻I中，提出了如下方法:在各種懸浮液的凝集處理中，對高分子凝集劑分前后兩級實施添加，在前級中添加陰離子系高分子凝集劑，在后級中添加陽離子系高分子凝集劑。
[0003]此外，有時采用沉淀槽作為凝集處理水的固液分離裝置，還有時進一步采用過濾器處理由沉淀槽所分離的上清水。
[0004]另外，對固液分離水而言，有時根據(jù)其用途再進一步通過逆滲透(RO)膜分離裝置來進行脫鹽處理。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)文獻
[0006]專利文獻
[0007]專利文獻1:日本特開2008-114142號公報
【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]基于本發(fā)明人等的研究發(fā)現(xiàn)，當對含有高濃度淤泥的水進行凝集處理時，在先添加陰離子系高分子凝集劑而后添加陽離子系高分子凝集劑進行凝集處理的情況下，所形成的絮凝物過于粗大化，由此會使絮凝物變脆并容易崩解。即，淤泥是微細的土壤顆粒，在水中懸浮而難以沉降，以高濃度含有這種淤泥的水，即使采用通常的含有SS的水的凝集處理法，也無法得到良好的凝集絮凝物。
[0009]當絮凝物進行崩解而產(chǎn)生微細絮凝物時，該微細絮凝物會引起沉淀槽的上清水的濁度增高，使處理水的水質(zhì)發(fā)生惡化，并且容易使后級的過濾器發(fā)生堵塞，由此會使過濾器的反洗頻率加大。并且，在該后級中安裝有RO膜分離裝置的情況下，該RO膜分離裝置也容易發(fā)生堵塞而存在壓差升高的問題。
[0010]另外，在絮凝物過度粗大化的情況下，絮凝物內(nèi)和絮凝物間的空隙率增大，沉淀槽的污泥界面上升，因此，為了將該污泥界面保持在適當位置，有必要加大污泥的取出量。
[0011]本發(fā)明的課題是提供一種含有淤泥的水的凝集處理方法以及裝置以解決上述以往的問題，并且其能夠在含有高濃度淤泥的水的凝集處理中，通過形成高密度且沉降性高的絮凝物來改善固液分離性能，并獲得高水質(zhì)的處理水。
[0012]為了 解決上述課題，發(fā)明人等反復進行了精心研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在含有高濃度淤泥的水的凝集處理中，作為與無機凝集劑一起并用的高分子凝集劑的添加步驟，與專利文獻I中所記載的方法相反，在先添加陽離子系高分子凝集劑后添加陰離子系高分子凝集劑時，在無機凝集劑和陽離子系高分子凝集劑的作用下，使SS結(jié)合得牢固，盡管絮凝物的直徑小，但能夠形成高密度且充分結(jié)實的絮凝物，此后，通過添加陰離子系高分子凝集劑，在保持該絮凝物處于高密度的狀態(tài)下，進一步使其粗大化，形成難以崩解并且沉降性優(yōu)良的絮凝物
[0013]本發(fā)明就是基于上述見解而完成的，并且以如下各種方案作為其要旨。
[0014][I] 一種含有淤泥的水的凝集處理方法，其是含有淤泥的水的處理方法，其具有在含有淤泥的水中添加凝集劑進行凝集處理的凝集工序、和在凝集工序之后的進行固液分離的固液分離工序，其特征在于，
[0015]該凝集工序具有:
[0016]在該含有淤泥的水中添加無機凝集劑以及陽離子系高分子凝集劑的工序；和
[0017]在添加無機凝集劑以及陽離子系高分子凝集劑的工序之后進行的添加陰離子系聞分子凝集劑的工序。
[0018][2]如[I]所述的含有淤泥的水的凝集處理方法，其特征在于，
[0019]在第一反應槽中、或者在導入該第一反應槽的含有淤泥的水中，添加所述無機凝集劑，
[0020]在該第一反應槽中添加所述陽離子系高分子凝集劑，
[0021]在該第一反應槽之外設置的第二反應槽中導入該第一反應槽的流出水，在該第二反應槽中或者在該第二反應槽的流入水中添加所述陰離子系高分子凝集劑。
[0022][3]如[I]或者[2]所述的含有淤泥的水的凝集處理方法，其特征在于，所述無機凝集劑是Fe系凝集劑，并且使所述凝集工序的pH成為5~6。
[0023][4]如[I]至[3]中任一項所述的含有淤泥的水的凝集處理方法，其特征在于，所述含有淤泥的水的濁度在100NTU以上并且SS濃度在200mg/L以上。
[0024][5] 一種含有淤泥的水的凝集處理裝置，其特征在于，其具有:
[0025]用于導入含有淤泥的水的第一反應槽；
[0026]在導入該第一反應槽的含有淤泥的水中、或者在該第一反應槽中添加無機凝集劑的無機凝集劑添加裝置；
[0027]在該第一反應槽中添加陽離子系高分子凝集劑的陽離子系高分子凝集劑添加裝置；
[0028]用于導入來自該第一反應槽的流出水的第二反應槽；
[0029]在流向該第二反應槽中的流入水中或者在該第二反應槽中添加陰離子系高分子凝集劑的陰離子系高分子凝集劑添加裝置；以及
[0030]對該第二反應槽的流出水進行固液分離的固液分離裝置。
[0031][6]如[5]所述的含有淤泥的水的凝集處理裝置，其特征在于，其設置有用于使第一反應槽和第二反應槽的pH成為5~6的pH調(diào)節(jié)裝置。
[0032]基于本發(fā)明，在對含有高濃度淤泥的水進行凝集處理時，能夠形成高密度且沉降性優(yōu)良、難以崩解的粗大絮凝物，因此，能夠通過對該凝集處理水進行固液分離來獲得高水質(zhì)的處理水。
[0033]另外，當在沉淀槽中進行固液分離時，能夠抑制上清水濁度的升高以及槽內(nèi)的污泥界面的升高，能夠減少用以保持污泥界面的污泥取出量，并且，能夠降低在后級中設置的過濾器的反洗頻率，能夠獲得高水質(zhì)的過濾水。另外，進一步在后級中設置RO膜分離裝置的情況下，也能夠抑制該RO膜分離裝置的壓差的升高。
[0034]即使在設置膜分離裝置或過濾器作為固液分離裝置的情況下，也能夠防止其壓差的升高并降低反洗頻率。
[0035]另外，在采用浮上分離槽作為固液分離裝置的情況下，也可以防止浮垢的破損，可以獲得澄清的處理水。
[0036]在本發(fā)明中，從獲得充分去除SS的高水質(zhì)處理水的觀點出發(fā)，優(yōu)選凝集處理在pH5~6的范圍內(nèi)進行；由于在上述pH條件下進行凝集處理的緣故,優(yōu)選使用Fe系凝集劑作為無機凝集劑。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0037]圖1是表示本發(fā)明的含有淤泥的水的凝集處理方法以及裝置的實施方式的一個實例的系統(tǒng)圖。
[0038]附圖標記說明如下:
[0039]I第一反應槽；2第二反應槽；3沉淀槽。
【具體實施方式】
[0040]下面，通過參照附圖來詳細說明本發(fā)明的含有淤泥的水的凝集處理方法以及裝置的實施方式。
[0041]圖1是表示本發(fā)明的含有淤泥的水的凝集處理方法以及裝置的實施方式的一個實例的系統(tǒng)圖。在圖1中“原水(含有淤泥的水)”被導入第一反應槽I中，添加無機凝集劑和陽離子系高分子凝集劑(下稱“陽離子聚合物”)以及根據(jù)需要添加的PH調(diào)節(jié)劑來進行凝集處理，然后，接著被導入第二反應槽2，添加陰離子系高分子凝集劑(下稱“陰離子聚合物”)以及根據(jù)需要添加的PH調(diào)節(jié)劑來進行凝集處理。經(jīng)過沉淀槽3，對第二反應槽2的流出水進行固液分離，取出上清水(分離水)作為處理水。
[0042]在本發(fā)明中進行凝集處理的含有淤泥的水，是指諸如河川、湖泊和沼澤等場所的表層水之類的、含有粒徑在0.002~0.02mm左右的微細土壤顆粒的粘土性物質(zhì)(淤泥)的水。在這種含有淤泥的水中，本發(fā)明對濁度在100NTU以上(例如100~10000NTU)并且SS濃度在100mg/L以上(例如100~3000mg/L左右)的含有高濃度淤泥的水特別有效。
[0043]如上所述的含有淤泥的水的凝集處理中的pH條件優(yōu)選在pH5~6的范圍。通過在該PH范圍內(nèi)進行凝集處理，能夠獲得高水質(zhì)的處理水。因此，在圖1中，在第一反應槽I和第二反應槽2中，優(yōu)選根據(jù)需要添加酸性或堿性pH調(diào)節(jié)劑以使槽內(nèi)液體的pH成為5~6。 [0044]另外，如此地將凝集處理時的pH設定為優(yōu)選5~6，基于此，作為原水中添加的無機凝集劑，優(yōu)選使用在PH5~6的范圍內(nèi)凝集效果高的Fe系無機凝集劑，例如三氯化鐵、聚硫酸亞鐵等中的一種或兩種以上。Fe系凝集劑的比重是比較重的，這對提高所形成的絮凝物的沉降性也是有效的。
[0045]在原水中的無機凝集劑的添加量，是根據(jù)原水的水質(zhì)、使用的無機凝集劑的種類的不同而不同，但在通常情況下，優(yōu)選40~500mg/L左右。
[0046]作為在第一反應槽中添加的陽離子聚合物，并沒有特別限制，例如，可以舉出--聚二烯丙基季銨鹽、聚(甲基)丙烯酸氨基酯、聚(甲基)丙烯酸氨基酯共聚物、聚乙烯亞胺、聚酰胺聚胺、二鹵代烷聚亞烷基聚胺縮聚物、聚丙烯酰胺的曼尼期改性物、聚丙烯酰胺的霍夫曼降解物、聚(甲基)丙烯酸酯聚亞烷聚胺、陽離子化淀粉、殼聚糖等。可使用它們中的一種或者兩種以上。
[0047]對陽離子聚合物的添加量而言，若過少則無法形成充分致密的絮凝物，若過多則有可能會泄漏、堵塞過濾器或者RO膜，從上述觀點出發(fā)，優(yōu)選為2.5~10mg/L左右。
[0048]此外，在第一反應槽I中，為了形成充分致密的絮凝物，優(yōu)選以使第一反應槽I的停留時間成為10~30min的方式進行處理。
[0049]作為在第二反應槽2中添加的陰離子聚合物，并沒有特別限制，例如，可以舉出:聚丙烯酰胺的部分水解物、聚丙烯酰胺與丙烯酸鈉的共聚物、丙烯酰胺與乙烯基磺酸鈉的共聚物、以及丙烯酰胺與丙烯酸鈉與2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸鈉的三元共聚物等?？墒褂盟鼈冎械囊环N或者兩種以上。
[0050]對陰離子聚合物的添加量而言，若過少則無法使絮凝物充分粗大化，若過多則有可能會與陽離子聚合物同樣地發(fā)生泄漏、堵塞過濾器或者RO膜，從上述觀點出發(fā)，優(yōu)選為2~10mg/L左右。
[0051]此外，在第二反應槽2中，為了使絮凝物充分粗大化，優(yōu)選以使第二反應槽2的停留時間成為10~30min的方式進行處理。
[0052]優(yōu)選對第二反應槽2的凝集處理水進行固液分離的沉淀槽3是在LVl~5m/hr左右的條件下運行。
[0053]圖1中示出了本發(fā)明的實施方式的一個例子，但對本發(fā)明而言，只要不超出其宗旨即可，并不局限于圖1所示的方式。
[0054]例如，對無機凝集劑的添加而言，除了可添加于第一反應槽I中之外，也可添加于通向第一反應槽I的原水的導入配管中，也可添加于該導入配管和第一反應槽I兩者中。
[0055]另外，對陰離子聚合物的添加而言，除了可添加于第二反應槽2中之外，也可添加于用以將第一反應槽I的流出水導入第二反應槽2的配管中，也可添加于該導入配管和第二反應槽2兩者中。
[0056] 另外，對固液分離裝置而言，并不限于沉淀槽，也可以是過濾器、超濾膜分離裝置、微濾膜分離裝置、或者浮上分離槽，也可以在沉淀槽的后級中設置過濾器和這些膜分離裝置。并且，還可以采用RO膜分離裝置來處理固液分離水。
[0057]實施例
[0058]下面，通過舉出實施例、比較例以及實驗例來更具體地說明本發(fā)明。
[0059][實施例1]
[0060]采用圖1所示的裝置，對濁度為100NTU、SS濃度為200mg/L的含有淤泥的水進行了凝集、固液分離處理。[0061]作為無機凝集劑，使用了三氯化鐵(FeCl3)并添加了 100mg/L。另外，作為陽離子聚合物，添加了 5mg/L的栗田工業(yè)株式會社制造的“七'一夕一卞(Zetaace)(注冊商標)”；作為陰離子聚合物，添加了 5mg/L的栗田工業(yè)株式會社制造的“夕7 π 〃 ^ (Kuriflock)(注冊商標)”。使第一反應槽I的停留時間成為lOmin、第二反應槽2的停留時間成為lOmin、沉淀槽3的通水LV成為4m/hr，在第一反應槽I中添加pH調(diào)節(jié)劑以達到pH5.5。在第二反應槽2中不添加pH調(diào)節(jié)劑，保持pH5.5。
[0062]調(diào)查該處理所獲得的處理水(沉淀槽上清水)的濁度，并將結(jié)果示于表1中。
[0063][比較例I]
[0064]除了在實施例1中沒有在第一反應槽I內(nèi)添加陽離子聚合物以外，與實施例1同樣地進行處理，調(diào)查所獲得的處理水(沉淀槽上清水)的濁度，并將結(jié)果示于表1中。
[0065][比較例2]
[0066]除了在實施例1中在第一反應槽I內(nèi)添加陰離子聚合物并在第二反應槽2內(nèi)添加陽離子聚合物以外，與實施例1同樣地進行處理、調(diào)查所獲得的處理水(沉淀槽上清水)的濁度，并將結(jié)果不于表1中。
[0067]表1
[0068]
【權(quán)利要求】
1.一種含有淤泥的水的凝集處理方法，其是含有淤泥的水的處理方法，其具有在含有淤泥的水中添加凝集劑進行凝集處理的凝集工序、和在凝集工序之后的進行固液分離的固液分離工序，其特征在于， 該凝集工序具有: 在該含有淤泥的水中添加無機凝集劑以及陽離子系高分子凝集劑的工序；和 在添加無機凝集劑以及陽離子系高分子凝集劑的工序之后進行的添加陰離子系高分子凝集劑的工序。
2.如權(quán)利要求1所述的含有淤泥的水的凝集處理方法，其特征在于， 在第一反應槽中、或者在導入該第一反應槽的含有淤泥的水中，添加所述無機凝集劑， 在該第一反應槽中添加所述陽離子系高分子凝集劑， 在該第一反應槽之外設置的第二反應槽中導入該第一反應槽的流出水，在該第二反應槽中或者在該第二反應槽的流入水中添加所述陰離子系高分子凝集劑。
3.如權(quán)利要求1或2所述的含有淤泥的水的凝集處理方法，其特征在于，所述無機凝集劑是Fe系凝集劑，并且使所述凝集工序的pH成為5~6。
4.如權(quán)利要求 1或2所述的含有淤泥的水的凝集處理方法，其特征在于，所述含有淤泥的水的濁度在1OONTU以上并且SS濃度在200mg/L以上。
5.如權(quán)利要求3所述的含有淤泥的水的凝集處理方法，其特征在于，所述含有淤泥的水的濁度在100NTU以上并且SS濃度在200mg/L以上。
6.一種含有淤泥的水的凝集處理裝置，其特征在于，其具有: 用于導入含有淤泥的水的第一反應槽； 在導入該第一反應槽的含有淤泥的水中、或者在該第一反應槽中添加無機凝集劑的無機凝集劑添加裝置； 在該第一反應槽中添加陽離子系高分子凝集劑的陽離子系高分子凝集劑添加裝置； 用于導入來自該第一反應槽的流出水的第二反應槽； 在流向該第二反應槽的流入水中、或者在該第二反應槽中添加陰離子系高分子凝集劑的陰離子系高分子凝集劑添加裝置；以及 對該第二反應槽的流出水進行固液分離的固液分離裝置。
7.如權(quán)利要求6所述的含有淤泥的水的凝集處理裝置，其特征在于，其設置有用于使所述第一反應槽和第二反應槽的pH成為5~6的pH調(diào)節(jié)裝置。
【文檔編號】C02F9/04GK103910444SQ201210591497
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2012年12月28日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月28日
【發(fā)明者】育野望, 前田雄史 申請人:栗田工業(yè)株式會社