專利名稱:凝聚沉淀處理方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及基于對下述微絮凝物通過污泥層槽內(nèi)的微絮凝物粒子彼此的結(jié)合和/ 或微絮凝物和現(xiàn)有絮凝物的結(jié)合來進行的絮凝化和該絮凝化粒子的沉淀分離的被處理水的凝聚沉淀處理方法,所述微絮凝物是通過將無機凝聚劑注入到江河水、雨水、工廠的用排水等的被處理水中而將被處理水中所含的微細的懸浮粒子集塊化的微絮凝化工序來形成。
背景技術(shù):
被處理水的凝聚沉淀處理被采用來作為砂過濾的預(yù)處理,但在該凝聚沉淀方法中,通過將無機凝聚劑注入到被處理水中,使被處理水中所含的微細的懸浮粒子集塊化成為可沉淀分離的直徑的絮凝物,通過重力的作用對該絮凝物進行沉淀分離。凝聚沉淀處理裝置,大致分類為慣常方式和高速凝聚沉淀池方式,后者可進一步分類為漿循環(huán)方式、污泥層(sludge blanket)方式,本申請發(fā)明選擇后者。但是,不論是哪一種方式,在經(jīng)由懸浮粒子的微絮凝化工序和微絮凝物的絮凝化工序來進行沉淀分離方面沒有改變?,F(xiàn)行的凝聚沉淀處理方法立足于由Smoluchowski (斯莫盧霍夫斯基)方程式表示的下述的通式。dN/dt = - α (46Φ/ π ) · N (a)N 每單位體積的粒子(微絮凝物或絮凝物)的個數(shù),α 基于無機凝聚劑的影響的碰撞效率,G 速度梯度,Φ 單位體積中的粒子(微絮凝物或絮凝物)的平均容積。上述初等微分方程式的通解可以表達為N = Aexp (-kt)(其中,A為t = 0的階段的每單位體積的粒子(微絮凝物或絮凝物)的個數(shù),k = α (46Φ/π )。)。在立足于上述Smoluchowski方程式的基礎(chǔ)上,在現(xiàn)有技術(shù)中,曾采用了強烈依賴于無機凝聚劑注入率的上升的運轉(zhuǎn)法,其根據(jù)在于如下那樣的方面通過將無機凝聚劑的注入率設(shè)定得大,增大上述(a)式的碰撞效率α的數(shù)值,提高以微絮凝物為基準(zhǔn)的情況下的dN/dt的減少率,促進絮凝化。但是,在使無機凝聚劑注入率上升了的情況下,以絮凝物的容積上升為原因,流入過濾池的微絮凝物的粗粒低密度化和沉淀水中的凝聚劑粒子的殘留量上升,其結(jié)果,必然招致如下那樣的重大的技術(shù)難題一旦被殘留下來的微絮凝物泄漏到過濾水中的量增加, 進而不得不提高過濾池的清洗頻率。反映這樣的情況,在專利文獻1中,提出了 設(shè)置多級的急速攪拌槽,而且對于最初的第1槽,設(shè)定攪拌強度的下限值,對于第2槽及其后的槽,設(shè)定攪拌強度的上限值,而且,對各急速攪拌槽分割注入無機凝聚劑,由此,實現(xiàn)粒子分離效率的提高、殘留的無機凝聚劑濃度的降低化的提高(參照權(quán)利要求書中的權(quán)利要求6和說明書中的與權(quán)利要求6相關(guān)的記載事項)。
但是,在專利文獻1提供的上述構(gòu)成的情況下,在將第2槽及其后的槽的攪拌強度限定為必要以上的這一方面,在上述效果上不充分,而且,并未調(diào)整作為整體的無機凝聚劑的注入的程度并且設(shè)定與該調(diào)整相關(guān)的基準(zhǔn),不能避免可達成上述目的的程度極為不充分這一內(nèi)容的評價。鑒于這樣的情況,在日本專利申請2009-504161的發(fā)明(以下簡稱為“先申請發(fā)明”。)中提出如下構(gòu)成在與以往技術(shù)的情況相比限定了無機凝聚劑的使用量之后,通過攪拌強度的增強等實現(xiàn)殘留的微絮凝物和絮凝物的高密度化和微小化,另一方面,通過上述絮凝物的微小化,防止砂過濾槽的過濾功能的降低,在沉淀池內(nèi)采用間距狹小的傾斜板, 高效地分離微絮凝物;就上述構(gòu)成而言,已經(jīng)進行了專利登記(日本專利第4316671號)。如先申請發(fā)明那樣,在限制無機凝聚劑的注入量并且將急速攪拌槽的攪拌強度設(shè)為規(guī)定以上的情況下,必然地形成細粒且高密度的微絮凝物,該絮凝物在污泥層槽內(nèi)通過相互凝聚來進行絮凝化,通過進一步吸附后續(xù)流入的微絮凝物,進一步促進絮凝化。但是,在如上述那樣細粒且高密度的微絮凝物絮凝化了的情況下,該絮凝化粒子也為高密度,因此,在污泥層槽內(nèi)快速沉淀。在這樣的情況下,在流入到污泥層槽中的微絮凝物的濃度為規(guī)定量以下的情況下,以不能補充如上述那樣快速沉淀的絮凝化粒子為原因,污泥層槽內(nèi)的絮凝物的濃度逐漸減小。在此,對于無機凝聚劑的殘留量和在微絮凝化工序結(jié)束了的階段中的微絮凝化粒子的數(shù)量的關(guān)系,根據(jù)具體的實驗來進行說明。作為反映無機凝聚劑的注入量并且表示凝聚劑粒子的水中殘留量的指標(biāo),采用了在微絮凝化工序結(jié)束了的階段中的被處理水的STR(Sucti0nTime Ratio 利用相同的吸引程度使相同的濾紙吸引被處理水1和同溫且等量的蒸餾水的情況下,將被處理水1的吸引時間設(shè)為Ts,將蒸餾水的吸引時間設(shè)為Tv的情況下,由Ts/Tv表示的指標(biāo)),圖5(a)、(b) 的曲線圖表示微絮凝化工序中的STR值的隨時間的變化和與該變化對應(yīng)的在結(jié)束了微絮凝化工序的階段中的微絮凝物粒子數(shù)的變化的對應(yīng)關(guān)系。實現(xiàn)圖5(a)、(b)的數(shù)據(jù)的微絮凝化工序中的實驗條件是,將1個急速攪拌槽10 中的作為急速攪拌強度的值(在將攪拌系數(shù)設(shè)為C,將攪拌葉片的面積設(shè)為A (m2),將攪拌葉片的周邊速度設(shè)為v(m/秒),將運動粘性系數(shù)設(shè)為Y (m2/秒),將攪拌槽的體積(容表示的數(shù)值)設(shè)定為150(^^1代替含有懸浮粒子的被處理水,以使成為lmg/L的濃度的方式向澄清水中注入高嶺土(為白陶土,是實現(xiàn)澄清水的懸浮的程度的模擬懸浮粒子的集合體),并且以使成為5mg/L的濃度的方式注入作為無機凝聚劑的聚氯化鋁(PAC)。根據(jù)圖5 (a)、(b),在如上述那樣的實驗條件下,如(a)所示,粒徑0. 5 1 μ m的粒子數(shù)(個/mL)隨著STR值下降而下降,但如(b)所示,粒徑30 μ m以上的粒子數(shù)(個/mL), 在STR上升直到達到規(guī)定的數(shù)值(具體來說為2以下),其后與(a)的情況同樣地下降。這樣的實驗結(jié)果表示,隨著急速攪拌的進行,無機凝聚劑的凝聚能力降低,殘留的無機凝聚劑粒子被破壞,粒子數(shù)減少;而這樣的減少的程度,隨著急速攪拌槽的數(shù)量增加, 變?yōu)楦语@著的狀態(tài)。
量)設(shè)為V(m3)的情況下,由數(shù)學(xué)式G
在污泥層槽中,微絮凝化粒子絮凝化,但如上述那樣,流入的微絮凝物粒子的數(shù)量少意味著,上述(a)式中右邊的N小,進而dN/dt小,S卩,從微絮凝物變化成絮凝物的比例S卩,在如上述那樣流入到污泥層槽的絮凝物粒子的數(shù)量少的情況下,在污泥層槽中,基于規(guī)定數(shù)量的微絮凝物粒子的流入所產(chǎn)生的絮凝化工序的程度也不得不減小。而且,這樣的結(jié)果,必然對以污泥層槽中的絮凝化為前提的沉淀分離功能產(chǎn)生妨礙。在專利文獻2中公開了如下方法通過將在污泥層槽中沉淀并且被排出到污泥積存槽的絮凝化粒子直接歸還到污泥層槽,將上述絮凝化工序的程度維持在規(guī)定的水準(zhǔn)。但是,就專利文獻2的方法而言,從污泥積存槽歸還的絮凝化粒子沒有經(jīng)過急速攪拌工序,因此,基于凝聚劑的殘留的凝聚能力極度缺乏,在污泥層槽內(nèi),不能期待以細粒且高密度的微絮凝物的形成為前提的絮凝化。現(xiàn)有技術(shù)文獻專利文獻1 日本特開2007-203133號公報專利文獻2 日本特開2000-176207號公報
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的課題是提供在污泥層槽內(nèi)處于絮凝化工序的粒子的濃度不減小那樣的被處理水的凝聚沉淀處理方法。為了解決上述課題,本發(fā)明的技術(shù)方案⑴、(2)、(3)的基本構(gòu)成如下(1) 一種被處理水的凝聚沉淀處理方法,具有將無機凝聚劑注入到被處理水中的無機凝聚劑注入工序;在急速攪拌槽中混合攪拌被注入了上述無機凝聚劑的上述被處理水,預(yù)先將上述被處理水中的微細的懸浮粒子微絮凝化的微絮凝化工序;在污泥層槽內(nèi),基于流入的該微絮凝物粒子彼此的結(jié)合和/或微絮凝物粒子或絮凝物粒子與已有的絮凝物粒子的結(jié)合的絮凝化工序;以及沉淀分離該絮凝化粒子并將沉淀了的絮凝化粒子和未沉淀而分離了的其余粒子分別排出到污泥層槽的外部的工序,其中,為了防止以無機凝聚劑的凝聚能力降低為原因的污泥層槽內(nèi)的基于絮凝化的沉淀分離功能產(chǎn)生故障,關(guān)于將上述沉淀了的絮凝化粒子歸還到微絮凝化工序的前階段、使其與上述無機凝聚劑的注入同時或者在其前后注入到被處理水中的情況下的該歸還的絮凝化粒子的注入量,在進行被處理水的凝聚沉淀處理的前階段,在將無機凝聚劑的種類和注入量這些執(zhí)行無機凝聚劑注入工序的條件以及設(shè)置攪拌槽的區(qū)劃數(shù)、攪拌時間、攪拌的程度這些微絮凝化工序中的攪拌條件設(shè)定為與轉(zhuǎn)移到了上述被處理水的凝聚沉淀處理工序的情況相同的條件的預(yù)實驗中,在進行上述歸還的絮凝化粒子的規(guī)定的注入量的情況下,使被處理水通過時,判別污泥層槽內(nèi)的被處理水中的處于絮凝化工序的粒子的基于每單位體積的重量測定的濃度是否隨著時間的經(jīng)過而減小,在沒有減小的情況下,作為轉(zhuǎn)移到被處理水的凝聚沉淀處理的注入量來采用,在減小的情況下,采用通過增加使得上述濃度變?yōu)椴粶p小的程度以上來調(diào)整得到的注入量,通過設(shè)定這樣的注入量基準(zhǔn),形成為污泥層槽內(nèi)的處于絮凝化工序的粒子的上述濃度不隨著時間的經(jīng)過而減小的狀態(tài)之后,轉(zhuǎn)移到被處理水的凝聚沉淀處理。
(2)根據(jù)上述(1)所述的被處理水的凝聚沉淀處理方法,其特征在于,在將無機凝聚劑的種類和注入量這些執(zhí)行無機凝聚劑注入工序的條件以及設(shè)置攪拌槽的區(qū)劃數(shù)、攪拌時間、攪拌的程度這些微絮凝化工序中的攪拌條件設(shè)定為與轉(zhuǎn)移到了上述被處理水的凝聚沉淀處理工序的情況相同的條件的預(yù)實驗中,在微絮凝化工序的前階段,將鋁相對于無機凝聚劑的總重量的含有比率(A1/T)規(guī)定為0. 05以下,而且,設(shè)定進行歸還的絮凝化粒子的注入量,使得被處理水的凝固固形物、無機凝聚劑、從污泥層槽歸還了的絮凝化粒子這3種成分的基于每單位體積的重量測定的濃度為7. 5mg/L以上。(3)根據(jù)上述(1)、(2)的任一項所述的被處理水的凝聚沉淀處理方法,其特征在于,在使沉淀了的絮凝化粒子轉(zhuǎn)移到與污泥層槽鄰接的集中器中之后,使該絮凝化粒子歸還。在上述基本構(gòu)成(1)、(2), (3)涉及的本發(fā)明中,以由急速攪拌槽實現(xiàn)的微絮凝化為前提,可以以穩(wěn)定的狀態(tài)實現(xiàn)污泥層槽內(nèi)的絮凝化,其結(jié)果,殘留在澄清水中的微絮凝物,與現(xiàn)有技術(shù)的情況相比更加微細,并且高密度化,因此可以得到優(yōu)質(zhì)的澄清水。此外,如在實施例中后述的那樣,在污泥層槽的上側(cè)出口附近設(shè)置有上行流傾斜板或上行流傾斜管的情況下,可以得到特別優(yōu)質(zhì)的澄清水。
圖1是實現(xiàn)被處理水的凝聚沉淀處理方法中的各工序的框圖。圖2是表示在使微絮凝化工序的前階段中的被處理水的懸浮粒子、被注入的無機凝聚劑、歸還的絮凝化粒子這3種成分的濃度(mg/L)變化了的情況下的污泥層槽內(nèi)的處于絮凝化工序的粒子的濃度(mg/L)的變化情況的曲線圖。圖3表示在使微絮凝化工序的前階段中的被處理水的懸浮粒子、被注入的無機凝聚劑、歸還的絮凝化粒子這3種成分的濃度(mg/L)變化了的情況下的在污泥層槽內(nèi)沉淀并且被排出的沉淀水的濁度(由絮凝化粒子的數(shù)量表示。)的隨時間的變化的曲線圖,(a)表示該絮凝化粒子的直徑為0. 5 1 μ m的情況,(b)表示該絮凝化粒子的直徑為7. 0 μ m以上的情況。圖4是說明在實施例中根據(jù)上行流傾斜板的有無而水的凈化的程度不同的曲線圖,(a)表示作為整體的濁度(mg/L)的對比,(b)表示與各粒徑的區(qū)分對應(yīng)的被凈化分離了的階段中殘留的絮凝化粒子數(shù)的對比、以及在采用了上行流傾斜板的情況下的與各粒徑的區(qū)分對應(yīng)的除去率(以粒子數(shù)為單位。)。圖5表示與微絮凝化工序中的STR值的變化對應(yīng)的微絮凝化工序中的微絮凝物粒子數(shù)的變化的狀況,(a)表示粒徑為0. 5 1 μ m的情況,(b)表示粒徑超過30 μ m的情況。
具體實施例方式上述基本構(gòu)成(1),如圖1的框圖所示,以無機凝聚劑2的注入工序、通過經(jīng)過在急速攪拌槽10中的攪拌機11的混合攪拌進行的微絮凝化工序和通過經(jīng)過污泥層槽5進行的絮凝化工序以及沉淀分離工序為基本工序。在污泥層槽5內(nèi),通過微絮凝物彼此的結(jié)合和/或微絮凝物粒子或絮凝物粒子與已有的絮凝物粒子的結(jié)合,來進行絮凝化工序。
伴隨著絮凝化工序,具有規(guī)定的粒徑和重量的絮凝化粒子沉淀,通常經(jīng)過集中器 4,移動到污泥積存槽9中,另一方面,未沉淀而被分離了的其余粒子(未絮凝化而殘留了的微絮凝物粒子、一次絮凝化但被破壞而細分化了的絮凝化粒子、以及粒徑和重量小的絮凝化粒子等),與被處理水1 一起轉(zhuǎn)移到后面的砂過濾槽(但是,在大部分的情況下,在轉(zhuǎn)移到砂過濾槽之前,如示于圖1并且在實施例中說明的那樣,經(jīng)過設(shè)置在污泥層槽5的上側(cè)出口附近的上行流傾斜板或上行流傾斜管8。)。上述基本構(gòu)成(1),當(dāng)然預(yù)定了 通過限定無機凝聚劑注入量并且將急速攪拌的程度設(shè)定為規(guī)定水平以上,可以得到細粒且高密度的微絮凝物。在這樣的基本構(gòu)成(1)中,將在污泥層槽5中沉淀了的絮凝化粒子歸還到微絮凝化工序的前階段,與無機凝聚劑的注入同時或在其前后注入到被處理水1中。通過這樣的歸還和注入,在如背景技術(shù)項中所指出的通過限定無機凝聚劑的注入量并且將急速攪拌的程度設(shè)得較大來使微絮凝物粒子細粒且高密度化的情況下,補償了污泥層槽5內(nèi)的絮凝化粒子的濃度的減少。但是,就上述歸還的絮凝化粒子的注入量而言,在設(shè)定了下述的注入量的基準(zhǔn)之后,轉(zhuǎn)移到被處理水1的凝聚沉淀處理,所述的注入量的基準(zhǔn)為在預(yù)先的預(yù)實驗中,在規(guī)定的歸還的注入量的情況下,判別污泥層槽5內(nèi)的處于絮凝化工序的粒子的基于每單位體積的重量測定的濃度是否減小,在沒有減小的情況下,作為轉(zhuǎn)移到被處理水1的凝聚沉淀處理的注入量來采用,在減小的情況下,采用通過增加使得上述濃度變?yōu)椴粶p小的程度以上來調(diào)整得到的注入量。不言而喻,在上述預(yù)實驗中,將執(zhí)行無機凝聚劑注入工序的條件(具體來說,與無機凝聚劑的種類和注入量相關(guān)的條件)和在微絮凝化工序中的攪拌條件(設(shè)置攪拌槽的區(qū)劃數(shù)、攪拌時間、攪拌的程度等的條件)設(shè)定為與轉(zhuǎn)移到本來的凝聚沉淀處理工序的情況相同的條件。在轉(zhuǎn)移到被處理水1的凝聚沉淀處理的前階段中的污泥層槽5中,判斷處于絮凝化工序的粒子的濃度是否減小,并且在上述濃度減小的情況下,增加基于上述歸還的注入量來調(diào)整,這可以通過測定與上述濃度相關(guān)的時間的推移來容易地實現(xiàn)。歸還沉淀了的絮凝化粒子的階段,可以選擇相對于無機凝聚劑注入工序,在其之前、與其同時、在其之后的3個階段。但是,為了盡可能地發(fā)揮由無機凝聚劑產(chǎn)生的影響,優(yōu)選在與無機凝聚劑注入工序同時或在其后的階段進行歸還。在污泥層槽5內(nèi)沉淀并且在微絮凝化工序的前階段被歸還的絮凝化粒子中的無機凝聚劑的殘留量變?yōu)橄喈?dāng)?shù)偷臓顟B(tài)。在這樣的歸還了的絮凝化粒子,與無機凝聚劑一起在急速攪拌槽10中受到混合攪拌的情況下,與被處理水1中的懸浮粒子同樣地重新微絮凝化,并再度流入污泥層槽5 內(nèi)。因此,上述歸還,其結(jié)果,對于流入污泥層槽5的微絮凝物,意味著只用以被處理水1中的懸浮粒子作為原因的微絮凝物粒子補充不足的部分,在以微絮凝物為基準(zhǔn)的情況下的上述(a)式中,使右邊的N的數(shù)值增大,其結(jié)果,無非是通過還增大dN/dt的微絮凝物的減少的程度,反過來使產(chǎn)生絮凝化的程度增大。
這樣,基本構(gòu)成(1)以下述內(nèi)容為基本技術(shù)思想,所述內(nèi)容為將在污泥層槽5內(nèi)沉淀了的絮凝化粒子歸還到微絮凝化工序的前階段,將基于該歸還的注入量設(shè)定為在污泥層槽5內(nèi)處于絮凝化工序的粒子數(shù)的濃度不減小的程度以上之后,轉(zhuǎn)移到被處理水1的凝聚沉淀處理,由此形成細粒且高密度化了的微絮凝物,得到如上述那樣的效果。對權(quán)利要求⑵涉及的基本構(gòu)成(2)進行說明,圖2表示在設(shè)定5個區(qū)劃的在微絮凝化工序中的急速攪拌槽10,將急速攪拌強度(^值設(shè)為150秒―1,將急速攪拌時間設(shè)定為 7分鐘,對于無機凝聚劑的注入量,將注入了的無機凝聚劑中的作為鋁的重量比的A1/T設(shè)為0. 05,而且從污泥積存槽9與無機凝聚劑的注入同時地歸還、注入進行了污泥處理了的絮凝化粒子的情況下,將微絮凝化工序的前階段中的被處理水1的懸浮粒子、無機凝聚劑、 歸還了的絮凝化粒子這3種成分的濃度分別設(shè)為3. 0 (mg/L)、5. 0 (mg/L)、7. 5 (mg/L)的情況下的污泥層槽5中的絮凝化粒子的濃度的隨時間的變化。上述的A1/T比值0.05,作為在通常的作業(yè)現(xiàn)場可采用的鋁量,相當(dāng)于極低的數(shù)值 (在實際的作業(yè)現(xiàn)場可采用的下限值),另一方面,根據(jù)上述5個區(qū)劃將值設(shè)為150秒將急速攪拌時間設(shè)為7分鐘,這歸結(jié)為設(shè)定了相當(dāng)高度的攪拌條件。在這樣的條件下,在上述的3種成分的濃度為3. 0 (mg/L)的情況下和為5. 0 (mg/L) 的情況下,污泥層槽5內(nèi)的處于絮凝化工序的粒子的濃度隨著通水時間的經(jīng)過逐漸降低。與此相對,在微絮凝化工序的前階段中的上述濃度為7. 5 (mg/L)的情況下,污泥層槽5中的絮凝化粒子的濃度大致保持為一定。圖3表示在設(shè)定了與圖2的實驗相同的條件之后,在上述3種成分的濃度分別為 3. 0 (mg/L)、5. 0 (mg/L)、7. 5 (mg/L)的情況下的污泥層槽5中,與變?yōu)樾跄锪W颖粌艋蛛x了的狀態(tài)而流出的沉淀水3的通水時間相伴的粒子數(shù)隨通水時間的變化的狀態(tài),(a)表示直徑為0. 5 1 μ m的粒子的情況,(b)表示直徑為7. 0 μ m以上的情況的粒子的數(shù)量。如從圖3 (a)、(b)可明確的那樣,上述濃度為3. 0 (mg/L)、5. 0 (mg/L)的情況下,隨著通水時間的經(jīng)過,處于上述直徑的范圍內(nèi)的絮凝化粒子的粒子數(shù)逐漸增大,與此相對,在上述濃度為7. 5 (mg/L)的情況下,成為沉淀水3而流出的絮凝化粒子大致保持為一定。圖2和圖3(a)、(b)的結(jié)果意味著如上述條件那樣,在實際的被處理水1的凝聚沉淀處理方法的作業(yè)現(xiàn)場,A1/T比值為0. 05這樣的極小的值并且攪拌條件如上述那樣為相當(dāng)高度,污泥層槽5內(nèi)的絮凝化了的粒子容易沉淀,該絮凝化工序的粒子的濃度的維持即使為極嚴(yán)格的條件,在上述3種成分的濃度為7. 5 (mg/L)以上的情況下,在幾乎大部分的作業(yè)現(xiàn)場可維持污泥層槽5內(nèi)的處于絮凝化工序的粒子的濃度。著眼于這樣的情況,在上述基本構(gòu)成O)中,在預(yù)實驗時,就上述3種成分的濃度而言,預(yù)先設(shè)定基于絮凝化粒子的歸還的注入量使得其為7. 5 (mg/L),其結(jié)果,在確認到污泥層槽5內(nèi)的處于絮凝化工序的粒子的數(shù)量沒有減少的情況下,轉(zhuǎn)移到被處理水1的沉淀處理工序,在萬一盡管上述3種成分的濃度為7. 5 (mg/L)以上,但還是確認到上述減少的情況下,對于基于上述歸還的注入量而言,使其增加以使得變?yōu)椴划a(chǎn)生如上述那樣的減少的程度,再實現(xiàn)上述轉(zhuǎn)移(但是,在實際的作業(yè)現(xiàn)場,將上述3種成分的濃度設(shè)為7. 5 (mg/L) 以上的情況下產(chǎn)生如上述那樣的減小是極為例外的。)。在上述3種成分的濃度為7. 5(mg/L)以上這樣的規(guī)定的濃度以上的情況下,如圖 3(a)、(b)所示,作為沉淀水3內(nèi)的各粒子的數(shù)量(濃度)變小的原因,可認為是由于絮凝化粒子的歸還量多,因此微絮凝化粒子的流入污泥層槽5內(nèi)的微絮凝物粒子的粒子數(shù)增大,由此可維持絮凝化的程度,通過微絮凝物粒子的殘留程度以及殘留在微絮凝物粒子內(nèi)的無機凝聚劑的粘結(jié)力的維持,絮凝化了的粒子的破壞的程度少(反過來,在上述3種成分的濃度為3.0(mg/L)以及5.0(mg/L)的情況下,可認為絮凝化的程度不充分,因此不能充分維持殘留在微絮凝物中的無機凝聚劑的粘結(jié)力,因此絮凝化粒子的破損的程度也多。)。在基本構(gòu)成O)中,其特征是注入將鋁相對于無機凝聚劑的總重量的的含有比率 (A1/T)設(shè)為0. 05以下的無機凝聚劑,但在這樣將鋁的含有比率設(shè)定得小的情況下,通??尚纬蓸O為高密度化的微絮凝物。在這樣的情況下,在基本構(gòu)成O)中,可以通過沉淀了的絮凝物的歸還,來維持污泥層槽5內(nèi)的絮凝化功能,因此,上述實施方式的數(shù)值限定提供了極為有用的基準(zhǔn)。另外,鋁在被處理水整體中的含有量,由被注入的無機凝聚劑的濃度左右,但在上述含有比率(A1/T)的情況下,可以通過將該濃度設(shè)定為與通常的無機凝聚劑注入的情況相同的程度來實現(xiàn)如上述那樣的高密度化了的微絮凝物的形成。權(quán)利要求(3)涉及的上述基本構(gòu)成(3),在使沉淀了的絮凝化粒子轉(zhuǎn)移到集中器4 中之后,進行了上述歸還,在幾乎大部分的情況的實施方式中,采用基本構(gòu)成(3)。但是,不是從集中器4而是從污泥積存槽9直接歸還沉淀了的絮凝化粒子,這本來就是可以的。在權(quán)利要求4涉及的實施方式中,通過將急速攪拌槽10的數(shù)劃分為2個以上的區(qū)劃,增多急速攪拌的機會,其結(jié)果,增大了攪拌的程度。根據(jù)基于上述Smoluchowski方程式的通解來進行說明,在將最初的急速攪拌槽 10的攪拌時間設(shè)為、,將第2級的急速攪拌槽10的攪拌時間設(shè)為t2的情況下,最初的急速攪拌槽10中的通解N1 = AexpGkt1),與此相對,經(jīng)過了第2級的急速攪拌槽10的粒子數(shù) N1+2可表示為I2 = AexpHUfk、),其結(jié)果,N1+2成為比N1小的數(shù)值,表示凝聚的程度進一步進行。而且,在實際的作業(yè)現(xiàn)場,可以對被處理水1中的直徑為0. 5 1 μ m的懸浮粒子的降低化產(chǎn)生幫助。對權(quán)利要求5涉及的實施方式進行說明,STR的容易理解的定義如權(quán)利要求5和背景技術(shù)項中記載的那樣,但嚴(yán)格來說,由STR = Ts/Tv的比率來定義,該比率是將分別由安裝有合計45mm的薄膜濾紙(平均孔徑0. 45 μ m、多孔度38 %的ADVANTEC公司制的濾紙)的吸引裝置(具體來說是具備減壓容器、過濾器夾(filter folder)和真空到達度為 26. 7kPa的吸引泵的裝置)吸引試樣水500mL以及與其同溫且等量的蒸餾水的時間分別設(shè)為Ts (秒)和Tv (秒)的情況下的比率。但是,權(quán)利要求5涉及的實施方式,不是根據(jù)上述那樣的嚴(yán)格的定義的STR,而是根據(jù)如權(quán)利要求5中記載的STR,可以充分進行上述基本構(gòu)成涉及的無機凝聚劑的使用的程度的調(diào)整(限定)。而且,如權(quán)利要求5的實施方式那樣,在調(diào)整無機凝聚劑注入率使得絮凝化工序入口的STR變?yōu)?. 5以下的情況下,反映并且維持微細且高密度化了的微絮凝物性狀,并且,還可使其向例如30μπι以上的絮凝物生長。雖然這樣的絮凝物與如現(xiàn)有技術(shù)那樣通過注入大量的無機凝聚劑來形成的絮凝物相比直徑小,但由于已高密度化,因此具有大的沉降速度,因此可有助于沉淀池中的沉淀分離,此外可以如在實施例中后述的那樣,在設(shè)置有上行流傾斜板或上行流傾斜管9的情況下,可以高效地進行微絮凝物粒子的分離。權(quán)利要求6的實施方式,其特征是,微絮凝化工序被劃分為2個以上的區(qū)劃,對于各區(qū)劃中的作為急速攪拌強度的(^值(在將攪拌系數(shù)設(shè)為C,將攪拌葉片的面積設(shè)為 A (m2),將攪拌葉片的周邊速度設(shè)為ν (m/秒),將運動粘性系數(shù)設(shè)為Y (m2/秒),將攪拌槽的體積(容量)設(shè)為V(m3)的情況下,由
權(quán)利要求
1.一種被處理水的凝聚沉淀處理方法,具有向被處理水中注入無機凝聚劑的無機凝聚劑注入工序;在急速攪拌槽中混合攪拌被注入了上述無機凝聚劑的上述被處理水,預(yù)先將上述被處理水中的微細的懸浮粒子微絮凝化的微絮凝化工序;在污泥層槽內(nèi),基于流入的該微絮凝物粒子彼此的結(jié)合和/或微絮凝物粒子或絮凝物粒子與已有的絮凝物粒子的結(jié)合的絮凝化工序;以及沉淀分離該絮凝化粒子并將沉淀了的絮凝化粒子和未沉淀而分離了的其余粒子分別排出到污泥層槽的外部的工序,其中,為了防止以無機凝聚劑的凝聚能力降低為原因的污泥層槽內(nèi)的基于絮凝化的沉淀分離功能發(fā)生故障,關(guān)于將上述沉淀了的絮凝化粒子歸還到微絮凝化工序的前階段、使其與上述無機凝聚劑的注入同時或者在其前后注入到被處理水中的情況下的該歸還的絮凝化粒子的注入量,在進行被處理水的凝聚沉淀處理的前階段,在將無機凝聚劑的種類和注入量這些的執(zhí)行無機凝聚劑注入工序的條件以及設(shè)置攪拌槽的區(qū)劃數(shù)、攪拌時間、攪拌的程度這些的在微絮凝化工序中的攪拌條件設(shè)定為與轉(zhuǎn)移到了上述被處理水的凝聚沉淀處理工序的情況相同的條件的預(yù)實驗中,在進行上述歸還的絮凝化粒子的規(guī)定的注入量的情況下,使被處理水通過時,判別污泥層槽內(nèi)的被處理水中的處于絮凝化工序的粒子的基于每單位體積的重量測定的濃度是否隨著時間的經(jīng)過而減小,在沒有減小的情況下,作為轉(zhuǎn)移到被處理水的凝聚沉淀處理的注入量來采用,在減小的情況下,采用通過增加使得上述濃度變?yōu)椴粶p小的程度以上來調(diào)整得到的注入量,通過設(shè)定這樣的注入量基準(zhǔn),形成為污泥層槽內(nèi)的處于絮凝化工序的粒子的上述濃度不隨著時間的經(jīng)過而減小的狀態(tài)后,轉(zhuǎn)移到被處理水的凝聚沉淀處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的被處理水的凝聚沉淀處理方法,其特征在于,在將無機凝聚劑的種類和注入量這些執(zhí)行無機凝聚劑注入工序的條件以及設(shè)置攪拌槽的區(qū)劃數(shù)、攪拌時間、攪拌的程度這些微絮凝化工序中的攪拌條件設(shè)定為與轉(zhuǎn)移到了上述被處理水的凝聚沉淀處理工序的情況相同的條件的預(yù)實驗中,在微絮凝化工序的前階段,將鋁相對于無機凝聚劑的總重量的含有比率(A1/T)規(guī)定為0. 05以下,而且,設(shè)定進行歸還的絮凝化粒子的注入量,使得被處理水的凝固固形物、無機凝聚劑、從污泥層槽歸還了的絮凝化粒子這3種成分的基于每單位體積的重量測定的濃度為7. 5mg/L以上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的被處理水的凝聚沉淀處理方法,其特征在于,在使沉淀了的絮凝化粒子轉(zhuǎn)移到與污泥層槽鄰接的集中器中之后,使該絮凝化粒子歸還。
4.根據(jù)權(quán)利要求1 3的任一項所述的被處理水的凝聚沉淀處理方法,其特征在于,在微絮凝化工序中,以被處理水可依次轉(zhuǎn)移的串聯(lián)連接的狀態(tài)具有被劃分為2個以上的區(qū)劃的急速攪拌槽。
5.根據(jù)權(quán)利要求1 4的任一項所述的被處理水的凝聚沉淀處理方法,其特征在于,作為表示凝聚集塊物殘留量的指標(biāo),在微絮凝化工序已結(jié)束的階段中的被處理水的 STR(Suction Time Ratio)為2. 5以下,所述STR為在采用相同的吸引程度使相同的濾紙吸引被處理水和同溫且等量的蒸餾水的情況下,將被處理水的吸引時間記為Ts,將蒸餾水的吸引時間記為Tv時,由Ts/Tv表示的指標(biāo)比率。
6.根據(jù)權(quán)利要求1 5的任一項所述的被處理水的凝聚沉淀處理方法,其特征在于, 在對于微絮凝化工序的各區(qū)劃中的作為急速攪拌強度的值,選擇秒―1的單位,對于作為急速攪拌時間的Tk值,選擇秒的單位的情況下,作為雙方的積的· Te值為30000以上,所述值是在將攪拌系數(shù)設(shè)為C、將攪拌葉片的面積設(shè)為A(m2)、將攪拌葉片的周邊速度設(shè)為 ν(m/秒)、將運動粘性系數(shù)設(shè)為Y (m2/秒)、將攪拌槽的體積即容量設(shè)為V(m3)的情況下,表示的數(shù)值。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的被處理水的凝聚沉淀處理方法,其特征在于,將急速攪拌強度(^值設(shè)定為15(^^-1以上,將急速攪拌時間Tk值設(shè)定為180秒(3分鐘)以上。
8.根據(jù)權(quán)利要求1 7的任一項所述的被處理水的凝聚沉淀處理方法,其特征在于,在污泥層槽內(nèi)的上側(cè)出口附近設(shè)置有上行流傾斜板或上行流傾斜管。
全文摘要
本發(fā)明的課題是提供在污泥層槽內(nèi)處于絮凝化工序的粒子的濃度不減小那樣的被處理水的凝聚沉淀處理方法,該被處理水的凝聚沉淀處理方法是具有無機凝聚劑注入工序、通過急速攪拌槽的工作來進行的微絮凝化工序、在污泥層槽(5)內(nèi)的絮凝化工序、以及將該絮凝化粒子沉淀分離并排出到外部的工序的被處理水(1)的凝聚沉淀處理方法,對于將上述沉淀了的絮凝化粒子歸還到微絮凝化工序的前階段,并注入到被處理水(1)中的注入量,在預(yù)先的預(yù)實驗中,以污泥層槽(5)內(nèi)的處于絮凝化工序的粒子的濃度是否減小為基準(zhǔn)來設(shè)定和調(diào)整,預(yù)先選擇、得到上述注入量來作為作業(yè)現(xiàn)場的合適的基準(zhǔn),以使得在微絮凝化工序的前階段中的濃度變?yōu)?.5mg/L以上。
文檔編號B01D21/02GK102176952SQ201080002430
公開日2011年9月7日 申請日期2010年6月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月8日
發(fā)明者久保惠裕, 宇山浩, 木內(nèi)正人, 落合壽昭, 見并勝佳 申請人:國立大學(xué)法人大阪大學(xué), 株式會社水處理技術(shù)研究所, 獨立行政法人產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合研究所