凝聚处理方法

专利名称：凝聚处理方法
技术领域：
本发明涉及通过经由微絮凝化工序和残留(过滤)工序实现的被处理水的凝聚 处理方法，该微絮凝化工序将无机凝聚剂注入到江河水、雨水、工厂的用排水等的被处理水 中，将包含在被处理水中的微细的悬浮粒子集块化，形成微絮凝物；该残留(过滤)工序 一边促进该微絮凝物的絮凝化一边对该絮凝物进行过滤，由接触材料集积槽和砂过滤层实 现。
背景技术：
被处理水的凝聚处理被采用作为砂过滤的预处理，但在该凝聚方法中，通过将无 机凝聚剂注入到被处理水中，使作为包含在被处理水中的微细的悬浮粒子的微絮凝物尽可 能地凝聚，从而进行絮凝化，并且，将该絮凝物的残留(过滤)作为不可缺少的工序。在根据以往技术的凝聚处理方法中，探索为了形成更大直径的絮凝物所必需的凝 聚剂和凝聚辅助剂的种类和量为主要的技术课题。现行的凝聚处理方法，立足于由Smoluchowski (斯莫卢霍夫斯基)方程式表示的 下述的通式。dN/dt = α β Hi · rij(N 单位体积中的微细的悬浮粒子和微絮凝物的个数，α 碰撞效率(表示2个粒子碰撞时的附着率，由无机凝聚剂左右)，β :2个粒子的碰撞频率，η,流入到单位体积中的粒子的数量，η」单位体积中的已有粒子的数量，另外，由上述通式表达的dN/dt表示每单位时间的微细的悬浮粒子和微絮凝物的 减少速度，称为絮凝物形成速度。)然而，在立足于上述Smoluchowski方程式的凝聚理论中，例如，如非专利文献1所 示被说明为以惯用工艺为对象，将集块化的过程划分为2个部分，包含在被处理水中的微 细的悬浮粒子的荷电中和和该悬浮粒子被集块化成大约直径3. 0 μ m的微絮凝物的微絮凝 化工序依赖于布朗运动，另一方面，直径3. 0 μ m以上的微絮凝物被集块化直到成为可沉淀 分离的直径的絮凝物的絮凝化工序的成功与否由是否进行了伴有规定以上的搅拌力的搅 拌左右。然而，另一方面，如非专利文献2那样被报告为若进行强烈的急速搅拌则会招致 絮凝物的破坏，由此说明了絮凝物破坏是因为由于剪切力而使絮凝物表面劣化的缘故，受 到由此带来的影响，在絮凝物形成工序中，采用了搅拌强度比较低的缓速搅拌。现在，高速凝聚沉淀池的大半是由美国开发的，但如上述那样，受到非专利文献2 的影响，在微絮凝化工序中采用了搅拌强度弱的水流搅拌。另一方面，如非专利文献3所示，在Smoluchowski方程式中，示出了上述碰撞频率 β的上升即搅拌强度的上升对集块化是有效的，例如，以污泥层(sludge blanket)型高速凝聚沉淀池为对象，进行了使急速搅拌强度上升的尝试。但是，该文献的报告的结论是，在 微絮凝化工序中长时间持续强力的搅拌的情况下，即，在使作为急速搅拌强度的值和作 为急速搅拌时间的Tk值上升的情况下，是母絮凝物被破坏且沉淀水浊度上升这样的与以往 的报告相同的结果，因此，基本不采用如上述那样的急速搅拌方式。这样，对于目前的提高过滤水质的要求，在位于前段的凝聚处理中，以促进悬浮粒 子的集块化和抑制絮凝物破坏为前提，采用了强烈依赖于无机凝聚剂注入率的上升的运行 法。特别是在不具备急速搅拌的高速凝聚沉淀池的运行中，已经使无机凝聚剂注入率上升 到没有改善余地的程度。但是，强烈依赖于无机凝聚剂注入率的上升的运行法，虽然对于沉淀处理而言可 以得到大致能够满足的结果，但是，在与沉淀处理后续的过滤处理和污泥处理的阶段会引 起其他技术上的问题。S卩，以通过提高无机凝聚剂注入率而使絮凝物的容积上升为原因，流入过滤池的 微絮凝物的粗粒低密度化和沉淀水中的凝析集块物残留量上升，其结果，产生不得不提高 过滤池的清洗频率的问题。此外，就污泥处理而言，同样随着无机凝聚剂的增加，污泥的产生量自身增加，而 且，由于污泥的浓缩、脱水性降低，污泥处理变得困难。这样的现有技术的问题，其基本的原因在于采用了这样的运行法，即，尽管凝聚、 沉淀、过滤和污泥处理作为一个系统被运用，但基本没有考虑过滤和污泥处理的最佳化，为 了沉淀处理的最佳化仅重视了形成大直径的絮凝物，具体来说，担心伴随着絮凝物的破坏 的沉淀水浊度的上升，选择了极为没有效率的低的搅拌强度的集块化处理方法，没有考虑 实现其后的优质的过滤处理。反映这样的状况，在专利文献1中提出了 设置多级的急速搅拌槽，而且对于最初 的第1槽，设定搅拌强度的下限值，对于第2槽及其后的槽，设定搅拌强度的上限值，然后对 各急速搅拌槽分割注入无机凝聚剂，由此，实现粒子分离效率的提高、残留的无机凝聚剂浓 度的降低化的提高(参照权利要求书中的权利要求6和说明书中的与权利要求6相关的记 载事项)。但是，在专利文献1提供的上述构成的情况下，在将第2槽及其后的槽的搅拌强度 限定为必要以上的这一方面，在上述效果上不充分，而且，并未调整作为整体的无机凝聚剂 的注入的程度并且设定与该调整相关的基准，不能避免可达成上述目的的程度极为不充分 这一内容的评价。在专利文献2中，对通过配置中空接触材料层使得细粒且高密度的微絮凝物可分 离的方案进行了说明，但随着微絮凝物的滞留，接触材料层闭塞，以此为因不得不进行洗 净，因此不能适用于以连续处理为前提的沉淀处理。S卩，通过如上述那样的细粒高密度的微絮凝物的形成，一方面产生了残留的无机 凝聚剂浓度的降低化的可能性，但另一方面，由于不能适用于连续处理这样的基本的技术 上的要求，因此作为被处理水的凝聚处理方法，不能避免具有致命的缺陷这一内容的评价。在非专利文献4中，记载了 优选采用基于低的无机凝聚剂注入率和高的搅拌强 度的凝聚处理法，来代替以往的在低搅拌强度下使无机凝聚剂注入率上升的凝聚处理法。 但是，发生了由该凝聚处理法形成的絮凝物由于细粒高密度化而在沉淀水中大量残留微絮凝物的基本问题，不管该问题，用于分离该微絮凝物而避免上述的基本问题的具体的构成 完全不清楚，因此，不能避免在技术上未完成这一内容的评价。考虑到这样的情况，在日本专利申请2008-158743中提出申请的发明(以下简称 为“先申请发明”。)中，提出了如下构成在与现有技术的情况相比限定了无机凝聚剂的使 用量之后，实现残留的微絮凝物和絮凝物的高密度化和微小化，另一方面，由于上述絮凝物 的微细化，为了防止砂过滤层的过滤功能的降低，在沉淀池内采用间距狭小的倾斜板，高效 地分离微絮凝物。但是，作为如上述那样限定无机凝聚剂的使用量并且防止砂过滤层的过滤功能降 低的方法，并不限于如先申请发明那样的采用倾斜板的构成。S卩，尽管可以积极地充分利用由非专利文献5介绍的接触材料集积槽、即将通过 与微絮凝物和絮凝物接触来将絮凝物残留过滤的接触材料(拉西环)集积的粗粒过滤层的 过滤功能，但在现有技术中，完全没有公开或启示通过积极地充分利用接触材料集积槽的 功能可降低无机凝聚剂的使用量那样的构成。现有技术文献专利文献1 日本特开2007-203133专利文献2 日本特开平6-304411非专利文献1 丹保宪仁水处理的凝聚机理的基础研究(1) (4)，自来水协会 杂志，第 361 号、363 号、365 号、367 号，(1964. 10，1964. 12，1965. 2，1965. 4)。非专利文献2 Committee Report Capacity and Loadings ofSuspended Solids Contact Units，J. AffffA，April，1951。非专利文献3 角田省吾、片冈克之泥渣层(slurry blanket)型高速凝聚沉淀装 置的研究O)-关于凝集搅拌条件对泥渣层的影响-工业用水，第133号，pp. 39 47，昭和 44年10月。非专利文献4 自来水设施设计指南，日本自来水协会，平成12年发行。非专利文献5 丹保宪仁、小林三树高容量过滤池的研究(自来水协会杂志，第 571号，pp. 37 50，昭和57年4月)。

发明内容
本发明的课题是提供如下的被处理水的凝聚处理方法的构成通过飞跃性地提高 接触材料集积槽内的残留率(过渡率)，与先申请发明同样地，在限定了无机凝聚剂的使用 量的状态下，实现微絮凝物和絮凝物的高密度化和微细化，并且可降低到达砂过滤层的上 述微絮凝物的流入的程度。为了解决上述课题，本发明的基本构成包括以下方案。(1) 一种被处理水的凝聚处理方法，采用了向被处理水中注入无机凝聚剂的无机 凝聚剂注入工序、在急速搅拌槽中混合搅拌被注入了上述无机凝聚剂的上述被处理水从而 预先将上述被处理水中的微细的悬浮粒子微絮凝化的微絮凝化工序、和最终阶段的砂的过 滤工序，其中，使上述微絮凝化工序和上述砂过滤工序之间介有接触材料集积槽，所述接触 材料集积槽集积有能够促进微絮凝物的絮凝化并且使该微絮凝物和该絮凝物残留的接触 材料，通过预先向该接触材料集积槽的入口和/或接触材料集积槽内的上述入口附近填充含有粒径为7. Ομπι以上的絮凝物的絮凝物，使被处理水开始通过该接触材料集积槽的阶 段中的粒径为7. 0 μ m以上的絮凝物在接触材料集积槽内的残留率(过滤率)为80%以上。(2)根据上述(1)所述的被处理水的凝聚处理方法，其特征在于，在微絮凝化工序 和砂过滤工序之间介有通过上述微絮凝物与已有絮凝物的接触来促进絮凝化的絮凝化工 序和将该絮凝物沉淀分离的沉淀分离工序，在絮凝化工序和沉淀分离工序的前阶段和/或 后阶段设置有接触材料集积槽。在上述基本构成的本发明中，在被处理水通过的最初阶段，使粒径7. 0 μ m以上的 絮凝物的残留率(过滤率)为80%以上，由此不仅对于该粒径7. Ομπι以上的絮凝物，而且 对于粒径7. 0 μ m以下的絮凝物和微絮凝物而言，也都能以高的比例在接触材料集积槽内 残留(过滤)，基于此，在限定了无机凝聚剂的使用量的状态下，使到达砂过滤层的絮凝物 的程度为轻微，由此可以进一步提高砂过滤层的功能，其结果，残留在澄清水中的微絮凝物 与现有技术的情况相比更微细并且高密度化，因此，可以得到优质的澄清水，另一方面可减 少与无机凝聚剂的使用相伴的污泥的产生量，进而基于该减少可降低污泥处理的麻烦。


图1表示被处理水通过接触材料集积槽的阶段的絮凝物的残留率(过滤率)，(a) 表示在不介有絮凝化工序和沉淀分离工序的情况下，在接触材料集积槽的入口或其附近没 有填充含有粒径7. 0 μ m以上的絮凝物的絮凝物的情况下的变化状况；(b)表示在不介有絮 凝化工序和沉淀分离工序的实施方式的情况(图4(a)的配置关系的情况)下，进行了上述 填充的情况的变化状况；(c)表示在不介有絮凝化工序和沉淀分离工序的实施方式的情况 (图4(a)的配置关系的情况)下，在接触材料集积槽的入口或其附近没有进行上述填充的 情况和进行了上述填充的情况的粒径0. 5 1. 0 μ m的絮凝物的数量的变化情况和浊度的 变化情况。图2表示在微絮凝化工序与絮凝化工序以及沉淀分离工序之间，在入口或其附近 填充了含有粒径7. Ομπι以上的絮凝物的絮凝物的实施方式的情况(图4(b)的配置关系的 情况)下的接触材料集积槽中的具有各粒径范围的絮凝物的残留率(过滤率)的变化情 况。图3表示经过了砂过滤层的阶段的浊度的随时间的变化的曲线图，(α )表示采用 絮凝化工序和沉淀分离工序，但倾斜板和接触材料集积槽中的任一个都没有采用的情况， (β)表示在经过絮凝化工序和沉淀分离工序之后采用倾斜板的先申请发明的情况，(Y) 表示没有采用絮凝化工序和沉淀分离工序的本申请发明的实施方式的情况(图4(a)的配 置状态的情况)。图4表示与本发明的接触材料集积槽的配置相关的实施方式，(a)表示不介有絮 凝化工序和沉淀分离工序，而在由急速搅拌槽实现的微絮凝化工序和砂过滤工序之间直接 介有接触材料集积槽的实施方式，(b)表示在絮凝化工序以及沉淀分离工序与砂过滤工序 之间介有接触材料集积槽的实施方式，(c)表示在微絮凝化工序与絮凝化工序以及沉淀分 离工序之间介有接触材料集积槽的实施方式，(d)表示在絮凝化和沉淀分离工序的前后的 双方介有接触材料集积槽的实施方式。图5表示作为由多级急速搅拌槽实现的微絮凝化工序的接下来的阶段采用了絮凝化工序和沉淀分离工序的情况的实施方式，(a)表示采用了污泥层方式的实施方式，(b) 表示在基于常规方式的絮凝化工序之后采用由沉淀池实现的沉淀分离工序的实施方式。图6表示基于下述情况的剖视图的实施例，所述情况为在接触材料集积槽内填充 含有粒径7. 0 μ m以下的絮凝物的絮凝物的上限的位置，从排出口排出多余的上述絮凝物， 并且，在被处理水的流入阶段关闭该排出口的阀的情况。
具体实施例方式在上述基本构成(1)中，如图4(a)、(b)、(c)、(d)所示，以无机凝聚剂的注入工序 和基于急速搅拌槽10中的混合搅拌的微絮凝化工序、作为最终阶段的经过砂过滤层14的 砂过滤工序的存在为不可缺少的前提，以在相互的工序之间介有接触材料集积槽12为不 可缺少的要件，本申请中的“微絮凝物”是指经过了急速搅拌槽10的阶段的粒子的状态，“絮 凝物”是指上述微絮凝物通过相互碰撞而凝聚、其粒径增大了的状态。首先，对无机凝聚剂的使用量和絮凝化的关系，基于在背景技术项中说明了的 Smoluchowski方程式来进行说明。上述方程式可以采用如下所述的另外的表现。dN/dt =-α (46Φ/π) · N(N 每单位体积的粒子(微絮凝物或絮凝物)的个数，α 基于无机凝聚剂的影响的碰撞效率G 速度梯度、Φ 单位体积中的粒子(微絮凝物或絮凝物)的平均容积)上述初等微分方程式的通解可以表达为N = Aexp (-kt)(其中，A为t = 0的阶段 的每单位体积的粒子(微絮凝物或絮凝物)的个数，k = α (46Φ/ π )。)。在微絮凝化已结束的阶段，将如本发明那样限定了无机凝聚剂的使用量的情况下 的通解设为Na，将如现有技术的情况那样无机凝聚剂的使用量比上述限定了的情况多的情 况下的通解设为N’a时，作为基于无机凝聚剂的影响的碰撞效率的α和单位体积中的絮凝 物或微絮凝物的平均容积Φ，存在相比于Na，N’ a—方为较大的以上、Na>N’ a这一关系。本申请发明，通过在微絮凝化工序和砂过滤工序之间介有接触材料集积槽12，来 促进微絮凝物的絮凝化，并且，该微絮凝物和该絮凝物被残留在接触材料集积槽12中。具体来说，在管状的接触材料中形成涡流，该涡流中的微絮凝物相互碰撞(被过 滤)，絮凝化，在管状的接触材料中沉淀，产生微絮凝物和絮凝物的残留。这样，在通过从接触材料集积槽12通过，使微絮凝物和絮凝物的粒子数降低之 后，即使在到达接触材料集积槽12的前阶段，微絮凝物或絮凝物的数量(Na)比现有技术的 情况下的数量(N’ a)多，在通过了接触材料集积槽12之后的阶段，微絮凝物或絮凝物被残 留(被过滤)，在利用砂过滤层14进一步过滤了的阶段，可形成为最终形成的絮凝物和微絮 凝物的数量N与现有技术的情况大致相等的状态、进而更少的状态。不但如此，在通过限定无机凝聚剂的使用量，使絮凝物和微絮凝物高密度化了的 情况下，残留在澄清水中的微絮凝物的沉淀的频率提高，进而，可以得到优质的澄清水，并 且，如到目前为止所指出的那样，可减少污泥的产生量。如上述那样，接触材料集积槽12自身具有促进微絮凝物的絮凝化和使微絮凝物 和絮凝物在接触材料集积槽12中沉淀这样的功能。
但是，在上述基本构成(1)中，作为接触材料集积槽12介于微絮凝化工序和砂过 滤工序之间的事例(case)，在相互的工序之间不介有其他工序的情况、和在相互之间介有 促进微絮凝物的絮凝化的絮凝化工序和沉淀分离絮凝物的沉淀分离工序，且使接触材料集 积槽12介于该絮凝化工序和沉淀分离工序的前阶段、后阶段和双方的阶段中的实施方式 的任一种都可以采用。具体来说，可以采用如下实施方式如图4(a)所示不采用絮凝化工序和沉淀分离 工序而介有接触材料集积槽12的实施方式；如4 (b)所示使接触材料集积槽12介于絮凝化 和沉淀分离工序的前阶段的工序；如图4(c)所示使接触材料集积槽12介于絮凝化工序和 沉淀分离工序的后阶段、砂过滤层14的前阶段的实施方式，如图4(d)所示使接触材料集积 槽介于沉淀池21中的絮凝化以及沉淀分离工序的前阶段和后阶段的双方的实施方式。并且，作为进行絮凝化工序和上述沉淀分离工序的方式，可以采用下述方式作为 典型例，所述方式为如图5(a)所示一边使被处理水1在絮凝化和沉淀分离用装置5内依 次上升一边进行上述絮凝化和沉淀分离的污泥层(sludge blanket)方式，以及，如图5(b) 所示作为通过缓速搅拌机20的搅拌实现的上述絮凝化工序的常规方式之后通过沉淀池21 进行沉淀分离的方式。在先申请发明中，作为应对上述砂过滤层14中的故障的对策，在沉淀池21内采用 间距狭小的倾斜板8，进行微絮凝物的高效的分离，从而确保了良好的沉淀，但在上述基本 构成(1)中，通过在接触材料集积槽12的入口或其附近的位置填充含有粒径7.0μπι以上 的絮凝物的絮凝物，将被处理水1通过接触材料集积槽12的最初的阶段的粒径7. 0 μ m以 上的絮凝物的残留率(过滤率)设定为80%以上，由此实现絮凝物和微絮凝物的高效的残 留(过滤)，其根据如下。图1(a)示出了 如图4(a)所示在微絮凝化工序和砂过滤工序之间直接介有接触 材料集积槽12，但在入口或其附近没有填充如上述(1)那样的含有粒径7. 0 μ m以上的絮凝 物的絮凝物的状态下，使被处理水1通过高度35cm且水平方向截面积30cm2的接触材料集 积槽12的情况下，接触材料集积槽12的多个的各位置的粒径7. 0 μ m以上的絮凝物在接触 材料集积槽12内的残留率(由0表示)以及粒径0. 5 1. 0 μ m的絮凝物的残留率(由 表示)的随时间的变化(另外，被处理水1的通过接触材料集积槽12的通水速度为4. Om/ 小时。)。如从图1(a)的曲线图可明确的那样，判明了 在粒径7.0μπι以上的絮凝物的平均 残留率达到80%的情况下，粒径0. 5 1. 0 μ m的絮凝物的平均残留率也达到约60%左右。如从图1(a)的曲线图可明确的那样，通过提高粒径7.0μπι以上的絮凝物的残留 率(过滤率)，粒径7.0μπι以下的絮凝物的残留率(过滤率)也有提高的倾斜方向。图1(b)表示对于下述情况，各粒径的范围的絮凝物通过了接触材料集积槽12的 情况下的接触材料集积槽12内的残留率(过滤率)的随时间的变化，所述情况是与图 1(a)的情况同样为如图4(a)所示的配置状态，采用了基于同一规格的接触材料集积槽12， 在接触材料集积槽12的入口填充了含有约24000个/mL的含有粒径7. 0 μ m以上的絮凝物 的絮凝物的絮凝物水溶液约IOL的情况。如从图2(b)可明确的那样，判明了 粒径7.0μπι以上的絮凝物的残留率(过滤 率)最初处于接近于100%的状态，随着时间的经过之后，残留率(过滤率)逐渐降低，以至于为约82%左右。与此相对，在粒径0. 5 1. 0 μ m这样的几乎不产生凝聚或者凝聚的程度小的微絮 凝物或絮凝物的情况下，最初显示出约64%的残留率(过滤率)，残留率(过滤率)逐渐上 升，在最终阶段，显示出约85%的残留率(过滤率)。图1(b)，如图4(a)那样使接触材料集积槽12直接介于微絮凝化工序和砂过滤工 序之间，在微絮凝化工序之后不经过采用了沉淀池21的絮凝化工序和沉淀分离工序，因此 被处理水1流入接触材料集积槽12的阶段的浊度为20度。但是，在如图1(b)所示的残留率(过滤率)下，被处理水1通过接触材料集积槽 12之后，成为该浊度充分降低了的状态。如从图1(a)和图1(b)的对比可明确的那样，证明了 通过在接触材料集积槽12 的入口或其附近预先填充含有粒径7. 0 μ m以上的絮凝物的絮凝物，絮凝物的残留率(过滤 率)提高为客观事实。图1(c)示出了，在由急速搅拌实现的微絮凝化工序之后，在被处理水1以4m/小 时的流速流入高度40cm且水平方向的截面积为30cm2的接触材料集积槽12的阶段，将含有 24000个/mL的粒径7. 0 μ m以上的絮凝物的絮凝物水溶液约IOL填充到上述接触材料集积 槽12的入口的前后的经过接触材料集积槽12后的阶段的粒径0. 5 1. 0 μ m的絮凝物的每 单位面积的数量和浊度的变化状况，由该变化，客观证明了由上述填充所带来的作用效果。即，在上述填充的前阶段，经过高度40cm的接触材料集积槽12之后的上述粒径的 絮凝物为约48万个/mL，与此相对，通过上述填充之后，变化为约14万 12万2000个/mL， 实现了约70%以上的降低，另一方面，就浊度而言，也从约0. 7变化为0. 2，同样实现了 70% 以上的降低。如已经说明了的那样，图1(b)示出了都如图4(a)所示那样在微絮凝化工序和砂 过滤工序之间介有接触材料集积槽12但不介有絮凝化工序和沉淀分离工序的情况的实施 方式，但在如图4(c)所示的实施方式，即使接触材料集积槽12介于微絮凝化工序之后、絮 凝化工序和沉淀分离工序的前阶段的情况下，也呈现对于紧接在微絮凝化之后的状态的絮 凝物的残留状况，因此，显示出与图1(b)同样的随时间的变化，并且浊度也显示出同样的 降低化。图2示出了对于下述情况，各粒径范围的絮凝物的残留率(过滤率)的随时间的 变化，所述情况为在图4(b)所示的实施方式、即使接触材料集积槽12介于絮凝化工序以 及沉淀分离工序(实际上采用了污泥层方式)与砂过滤工序之间的实施方式中，与图1(a)、 (b)同样，被处理水1以4m/h的流速流入高度80cm且将水平方向的截面积为30cm2的接触 材料集积槽12，在接触材料集积槽12的入口填充含有3000个/mL的粒径7. 0 μ m以上的微 絮凝物的水溶液约10L，并且流入该接触材料集积槽12的阶段的被处理水1的浊度为0. 1 度的情况。如从图2可明确的那样，接触材料集积槽12中的粒径7. 0 μ m以上的絮凝物的残 留率(过滤率)最初为80%，但快速(30分以内)达到约100%的状态。判明与上述变化对应，粒径为0. 5 1. 0 μ m的微絮凝物和絮凝物的残留率(过 滤率)从最初就超过60%，其后，逐渐增加，由此达到通过后面的砂过滤工序可被充分残留 (过滤)的状态。
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并且，粒径7. 0 μ m以上的絮凝物和粒径0. 5 1. 0 μ m的絮凝物的中间的粒径即 1.0 Oym的絮凝物呈现上述7. 0 μ m以上的情况和上述0. 5 1. 0 μ m的情况的中间的 随时间的变化。另外，图2所示的粒径0.5 Ι.Ομπι的絮凝物的残留率(过滤率)，与图1(b)所示 的情况相比上升的程度低，可以解释为是因为由于已经过了絮凝化工序和沉淀分离工序， 在接触材料集积槽12中残留(过滤)的粒径7. 0 μ m以上的絮凝物的数量，与粒径7. 0 μ m 以下的微絮凝物和絮凝物的数量相比减少了。这样，图4(b)所示的实施方式，作为整体，示出了比图4(a)的实施方式好的残留 率(过滤率)，但图4(d)的实施方式，即在絮凝化工序和沉淀分离工序的前阶段和后阶段的 双方介有接触材料集积槽12，因此，与图4(b)的实施方式相比可期待更好的残留(过滤)作用。如从图1 (b)和图2的对比可明确的那样，在紧接在微絮凝化工序之后介有上述基 本构成(1)的接触材料集积槽12的情况下，与在经过絮凝化工序和沉淀分离工序之后介有 它的情况相比，整体的残留率(过滤率)随着时间的经过而降低，其原因在于接触材料集 积槽12发挥絮凝化和该絮凝物的沉淀分离的功能，另一方面，残留的絮凝物和微絮凝物在 接触材料集积槽12中逐渐达到接近于饱和的状态，变得不能充分发挥进一步的残留(过 滤)功能。考虑到这样的情况，根据特征为在紧接在微絮凝化工序之后的阶段采用多个单位 的接触材料集积槽12的实施方式，即使最接近微絮凝化工序的接触材料集积槽12达到饱 和状态，后续的接触材料集积槽12也能够在没有饱和的状态下发挥出良好的残留(过滤) 功能。在介有多个单位的与微絮凝化工序后续的接触材料集积槽12的情况下，并不需 要在全部的接触材料集积槽12的入口和/或其附近填充含有粒径7. 0 μ m以上的絮凝物的 絮凝物。S卩，特征为在紧接在微絮凝化工序之后的阶段，在接触材料集积槽12的后面设置 了在入口和/或该入口的附近没有预先填充含有粒径7. Ομπι以上的絮凝物的絮凝物的接 触材料集积槽12的实施方式，可以说，就没有进行上述填充的接触材料集积槽12而言，发 挥使基本构成(1)的接触材料集积槽12延长那样的功能，发挥降低上述饱和的功能。这样，优选采用在图4(a)、(c)的实施方式以及图4(d)的实施方式中的紧接在 微絮凝化工序之后的阶段设置多个单位的接触材料集积槽12的实施方式，与此相对，在图 4(c)的实施方式以及图4(d)的经过了絮凝化工序和沉淀分离工序之后的阶段中，由于在 接触材料集积槽12中不存在如上述那样的饱和状态的危险，因此通常不采用采用多个单 位的接触材料集积槽12的方式。但是，在即将进行砂过滤工序之前的接触材料集积槽12的情况下，考虑到紧凑的 空间，可优选采用下述实施方式，所述实施方式特征为在即将进行砂过滤工序之前的阶 段，在位于砂过滤层14的上侧并且通过存积而形成的池中设置了接触材料集积槽。另外，如从上述说明可明确的那样，砂过滤工序，在被处理水1通过砂过滤层14的 阶段开始，上述池，即使是砂过滤槽13的构成部分，也不是有助于砂过滤工序的构成要素。如从以上的说明可明确的那样，在上述基本构成⑴中，以在接触材料集积槽12的入口或其附近填充含有粒径7. 0 μ m以上的絮凝物的絮凝物为前提，对于经过接触材料 集积槽12之后的阶段中的粒径7. Oym以上的絮凝物的残留率(过滤率)而言，从被处理 水1的通过的开始阶段就设为80%以上，正是因为如图1(b)和图2所示，作为接触剂集 积槽12的前阶段，不论是否存在絮凝化工序和沉淀分离工序，对于其余的粒径7. 0 μ m以下 的絮凝物而言，都可以发挥充分的过滤功能，其结果，通过后面的砂过滤层的过滤功能的补 充，可以对被处理水1实现需要的净化。这样，在上述基本构成(1)中，通过接触材料集积槽12，粒径7. Ομπι以上的絮凝物 自不用说，对于粒子7.0μπι以下的絮凝物，也可发挥良好的残留(过滤)功能，因此，降低 在无机凝聚剂注入工序中的无机凝聚剂的注入量，即使在微絮凝化工序中粒径小的微絮凝 物的比例增大，也可以在到达砂过滤工序之前发挥良好的残留(过滤)功能。不但如此，如上述效果项中记载的那样，残留在处理后的澄清水中的微絮凝物与 现有技术的情况相比更微细并且高密度化，因此可得到浊度小的澄清水，另一方面，可以减 少伴随着无机凝聚剂的使用的污泥的产生量，可以降低该污泥处理的麻烦。立足于图4(a)的实施方式的图1(b)的残留率(过滤率)的变化状态，在浊度为 20度的情况下，这样的被处理水1流入接触材料集积槽12中，但浊度越大，则接触材料集积 槽12中的微絮凝物和絮凝物的残留量饱和而存在残留率(过滤率)降低的危险性。考虑到这样的情况，优选如下实施方式在被处理水流入接触材料集积槽的前阶 段中，调整无机凝聚剂的注入量以使浊度为20度以下。当然，使浊度为20度以下，意味着将无机凝聚剂的使用量设为规定量以下，但将 浊度设为20度，决非意味着使用如现有技术那样的大量的无机凝聚剂，通过充分保证(提 高)急速搅拌槽10的急速搅拌功能，可以如上述那样充分实现高密度化了的微絮凝物。对于上述基本构成(1)中的上述80%以上的数值要件的技术上的意义进一步深 入说明，在流入急速搅拌槽10的以前的阶段，对于浊度20度的被处理水1，注入9mg/L的无 机凝聚剂，经过了伴随着急速搅拌的微絮凝化工序、采用污泥层方式的絮凝化工序和沉淀 分离工序之后，不经过倾斜板8和接触材料集积槽12而直接经过砂过滤层14的情况下的 浊度呈现出如图2(a)所示的变化，但如图5(a)所示，立足于先申请发明，上述采用污泥层 方式的絮凝化工序和沉淀分离工序，在最终阶段设置2级的安装间距IOmm的倾斜板8，并 且，不设置接触材料集积槽12而通过了砂过滤层14的情况下的浊度，为如图2 ( β )所示的 状态。与此相对，上述基本构成(1)中，图4(a)的实施方式，即在不经过絮凝化工序和沉 淀分离工序而在微絮凝化工序和砂过滤工序之间介有高度40cm、水平方向的截面积30cm2 的接触材料集积槽12，将含有24000个/mL的粒径为7. 0 μ m以上的絮凝物的含有絮凝物的 水约IOL预先填充到接触材料集积槽12的入口，由此将上述絮凝物的残留率(过滤率)设 定为80%，并且没有设置倾斜板8的情况下的浊度呈现出如图3( γ)那样的变化状况。并且，图3 ( α ) ( β ) ( Y )所示的过滤持续时间(小时)和平均浊度如下表所示。表 权利要求
1.一种被处理水的凝聚处理方法，采用了向被处理水中注入无机凝聚剂的无机凝聚 剂注入工序、在急速搅拌槽中混合搅拌被注入了上述无机凝聚剂的上述被处理水从而预先 将上述被处理水中的微细的悬浮粒子微絮凝化的微絮凝化工序、和最终阶段的砂的过滤工 序，其中，使上述微絮凝化工序和上述砂过滤工序之间介有接触材料集积槽，所述接触材料集积 槽集积有能够促进微絮凝物的絮凝化并且使该微絮凝物和该絮凝物残留的接触材料，通过预先向该接触材料集积槽的入口和/或接触材料集积槽内的上述入口附近填充 含有粒径为7. Oym以上的絮凝物的絮凝物，使被处理水开始通过该接触材料集积槽的阶 段中的粒径为7. Oym以上的絮凝物在接触材料集积槽内的残留率即过滤率为80%以上。
2.根据权利要求1所述的被处理水的凝聚处理方法，其特征在于，在微絮凝化工序和砂过滤工序之间介有通过上述微絮凝物与已有絮凝物的接触来促 进絮凝化的絮凝化工序和将该絮凝物沉淀分离的沉淀分离工序，在絮凝化工序和沉淀分离工序的前阶段和/或后阶段设置有接触材料集积槽。
3.根据权利要求1或2所述的被处理水的凝聚处理方法，其特征在于，在微絮凝化工序 之后紧接着的阶段，采用了多个单位的接触材料集积槽。
4.根据权利要求1 3中任一项所述的被处理水的凝聚处理方法，其特征在于，在微絮 凝化工序之后紧接着的阶段，在接触材料集积槽之后，设置有没有预先向入口和/或该入 口附近填充含有粒径为7. 0 μ m以上的絮凝物的絮凝物的接触材料集积槽。
5.根据权利要求1 4中任一项所述的被处理水的凝聚处理方法，其特征在于，在即将 进行砂过滤工序之前的阶段，在位于砂过滤层的上侧并且通过积存而形成的池中设置了接 触材料集积槽。
6.根据权利要求2 5中任一项所述的被处理水的凝聚处理方法，其特征在于，作为絮 凝化工序和沉淀分离工序，采用了污泥层方式或使沉淀池后接在基于常规方式的搅拌槽的 方式的任一种。
7.根据权利要求1 6中任一项所述的被处理水的凝聚处理方法，其特征在于，在接触 材料集积槽中，使被处理水从下侧向上侧流通。
8.根据权利要求1 7中任一项所述的被处理水的凝聚处理方法，其特征在于，在被处 理水流入到接触材料集积槽的前阶段，调整无机凝聚剂的注入量使得浊度为20度以下。
9.根据权利要求1 8中任一项所述的被处理水的凝聚处理方法，其特征在于，在微絮凝化工序中，以被处理水能够顺次转移那样的串联连接的状态具有被分割成2个以上的区划的急速搅拌槽，设置第1凝聚剂注入工序，该工序对处于直到微絮凝化工序的第1区划为止的全部或一部 分的阶段的被处理水注入无机凝聚剂；和第2凝聚剂注入工序，该工序对处于从微絮凝化工序的第2区划到絮凝化工序为止的 全部或一部分的阶段的被处理水注入无机凝聚剂，分别调整由第1凝聚剂注入工序和第2凝聚剂注入工序实现的注入量。
10.根据权利要求1 9中任一项所述的被处理水的凝聚处理方法，其特征在于， 作为表示凝聚集块物残留量的指标，在微絮凝化工序已结束的阶段中的被处理水的STR(Suction Time Ratio)为4. 0以下，所述STR为在采用相同的吸引程度使相同的滤纸吸 引被处理水和同温且等量的蒸馏水的情况下，将被处理水的吸引时间记为Ts，将蒸馏水的 吸引时间记为Tv时，由Ts/Tv表示的指标比率。
11.根据权利要求1 10中任一项所述的被处理水的凝聚处理方法，其特征在于，对从 接触材料集积槽流出并流入砂过滤层的被处理水再注入凝聚剂。
12.根据权利要求1 11中任一项所述的被处理水的凝聚处理方法，其特征在于，在被 处理水的注入前阶段预先向接触材料集积槽的入口和/或接触材料集积槽内的所述入口 附近填充含有粒径为7. Ομπι以上的絮凝物的絮凝物时，从位于所述入口附近的上限的位 置的排出口排出多余的所述絮凝物，在被处理水的流入阶段关闭该排出口的阀。
全文摘要
本发明的课题是提供如下的被处理水的凝聚处理方法的方案通过飞跃性地提高接触材料集积槽的残留率即过滤率，在限定了无机凝聚剂的使用量的状态下实现微絮凝物和絮凝物的高密度化和微小化，并且可降低到达砂过滤层的上述微絮凝物的流入的程度。可完成上述课题的被处理水的凝聚处理方法，在微絮凝化工序和砂过滤工序之间介有接触材料集积槽(12)，通过在该接触材料集积槽(12)的入口和/或该入口附近预先填充粒径为7.0μm以上的絮凝物，从被处理水1的开始通过的阶段起，使在上述接触材料集积槽(12)中的粒径为7.0μm以上的絮凝物的残留率即过滤率为80％以上。
文档编号B01D21/30GK102137818SQ20098013348
公开日2011年7月27日 申请日期2009年9月25日 优先权日2009年3月5日
发明者落合寿昭 申请人:落合寿昭