專(zhuān)利名稱(chēng)：凝聚處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通過(guò)經(jīng)由微絮凝化工序和殘留(過(guò)濾)工序?qū)崿F(xiàn)的被處理水的凝聚 處理方法，該微絮凝化工序?qū)o(wú)機(jī)凝聚劑注入到江河水、雨水、工廠的用排水等的被處理水 中，將包含在被處理水中的微細(xì)的懸浮粒子集塊化，形成微絮凝物；該殘留(過(guò)濾)工序 一邊促進(jìn)該微絮凝物的絮凝化一邊對(duì)該絮凝物進(jìn)行過(guò)濾，由接觸材料集積槽和砂過(guò)濾層實(shí) 現(xiàn)。
背景技術(shù)：
被處理水的凝聚處理被采用作為砂過(guò)濾的預(yù)處理，但在該凝聚方法中，通過(guò)將無(wú) 機(jī)凝聚劑注入到被處理水中，使作為包含在被處理水中的微細(xì)的懸浮粒子的微絮凝物盡可 能地凝聚，從而進(jìn)行絮凝化，并且，將該絮凝物的殘留(過(guò)濾)作為不可缺少的工序。在根據(jù)以往技術(shù)的凝聚處理方法中，探索為了形成更大直徑的絮凝物所必需的凝 聚劑和凝聚輔助劑的種類(lèi)和量為主要的技術(shù)課題?，F(xiàn)行的凝聚處理方法，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 β Hi · rij(N 單位體積中的微細(xì)的懸浮粒子和微絮凝物的個(gè)數(shù)，α 碰撞效率(表示2個(gè)粒子碰撞時(shí)的附著率，由無(wú)機(jī)凝聚劑左右)，β :2個(gè)粒子的碰撞頻率，η,流入到單位體積中的粒子的數(shù)量，η」單位體積中的已有粒子的數(shù)量，另外，由上述通式表達(dá)的dN/dt表示每單位時(shí)間的微細(xì)的懸浮粒子和微絮凝物的 減少速度，稱(chēng)為絮凝物形成速度。)然而，在立足于上述Smoluchowski方程式的凝聚理論中，例如，如非專(zhuān)利文獻(xiàn)1所 示被說(shuō)明為以慣用工藝為對(duì)象，將集塊化的過(guò)程劃分為2個(gè)部分，包含在被處理水中的微 細(xì)的懸浮粒子的荷電中和和該懸浮粒子被集塊化成大約直徑3. 0 μ m的微絮凝物的微絮凝 化工序依賴(lài)于布朗運(yùn)動(dòng)，另一方面，直徑3. 0 μ m以上的微絮凝物被集塊化直到成為可沉淀 分離的直徑的絮凝物的絮凝化工序的成功與否由是否進(jìn)行了伴有規(guī)定以上的攪拌力的攪 拌左右。然而，另一方面，如非專(zhuān)利文獻(xiàn)2那樣被報(bào)告為若進(jìn)行強(qiáng)烈的急速攪拌則會(huì)招致 絮凝物的破壞，由此說(shuō)明了絮凝物破壞是因?yàn)橛捎诩羟辛Χ剐跄锉砻媪踊木壒?，?到由此帶來(lái)的影響，在絮凝物形成工序中，采用了攪拌強(qiáng)度比較低的緩速攪拌?，F(xiàn)在，高速凝聚沉淀池的大半是由美國(guó)開(kāi)發(fā)的，但如上述那樣，受到非專(zhuān)利文獻(xiàn)2 的影響，在微絮凝化工序中采用了攪拌強(qiáng)度弱的水流攪拌。另一方面，如非專(zhuān)利文獻(xiàn)3所示，在Smoluchowski方程式中，示出了上述碰撞頻率 β的上升即攪拌強(qiáng)度的上升對(duì)集塊化是有效的，例如，以污泥層(sludge blanket)型高速凝聚沉淀池為對(duì)象，進(jìn)行了使急速攪拌強(qiáng)度上升的嘗試。但是，該文獻(xiàn)的報(bào)告的結(jié)論是，在 微絮凝化工序中長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)強(qiáng)力的攪拌的情況下，即，在使作為急速攪拌強(qiáng)度的值和作 為急速攪拌時(shí)間的Tk值上升的情況下，是母絮凝物被破壞且沉淀水濁度上升這樣的與以往 的報(bào)告相同的結(jié)果，因此，基本不采用如上述那樣的急速攪拌方式。這樣，對(duì)于目前的提高過(guò)濾水質(zhì)的要求，在位于前段的凝聚處理中，以促進(jìn)懸浮粒 子的集塊化和抑制絮凝物破壞為前提，采用了強(qiáng)烈依賴(lài)于無(wú)機(jī)凝聚劑注入率的上升的運(yùn)行 法。特別是在不具備急速攪拌的高速凝聚沉淀池的運(yùn)行中，已經(jīng)使無(wú)機(jī)凝聚劑注入率上升 到?jīng)]有改善余地的程度。但是，強(qiáng)烈依賴(lài)于無(wú)機(jī)凝聚劑注入率的上升的運(yùn)行法，雖然對(duì)于沉淀處理而言可 以得到大致能夠滿(mǎn)足的結(jié)果，但是，在與沉淀處理后續(xù)的過(guò)濾處理和污泥處理的階段會(huì)引 起其他技術(shù)上的問(wèn)題。S卩，以通過(guò)提高無(wú)機(jī)凝聚劑注入率而使絮凝物的容積上升為原因，流入過(guò)濾池的 微絮凝物的粗粒低密度化和沉淀水中的凝析集塊物殘留量上升，其結(jié)果，產(chǎn)生不得不提高 過(guò)濾池的清洗頻率的問(wèn)題。此外，就污泥處理而言，同樣隨著無(wú)機(jī)凝聚劑的增加，污泥的產(chǎn)生量自身增加，而 且，由于污泥的濃縮、脫水性降低，污泥處理變得困難。這樣的現(xiàn)有技術(shù)的問(wèn)題，其基本的原因在于采用了這樣的運(yùn)行法，即，盡管凝聚、 沉淀、過(guò)濾和污泥處理作為一個(gè)系統(tǒng)被運(yùn)用，但基本沒(méi)有考慮過(guò)濾和污泥處理的最佳化，為 了沉淀處理的最佳化僅重視了形成大直徑的絮凝物，具體來(lái)說(shuō)，擔(dān)心伴隨著絮凝物的破壞 的沉淀水濁度的上升，選擇了極為沒(méi)有效率的低的攪拌強(qiáng)度的集塊化處理方法，沒(méi)有考慮 實(shí)現(xiàn)其后的優(yōu)質(zhì)的過(guò)濾處理。反映這樣的狀況，在專(zhuān)利文獻(xiàn)1中提出了 設(shè)置多級(jí)的急速攪拌槽，而且對(duì)于最初 的第1槽，設(shè)定攪拌強(qiáng)度的下限值，對(duì)于第2槽及其后的槽，設(shè)定攪拌強(qiáng)度的上限值，然后對(duì) 各急速攪拌槽分割注入無(wú)機(jī)凝聚劑，由此，實(shí)現(xiàn)粒子分離效率的提高、殘留的無(wú)機(jī)凝聚劑濃 度的降低化的提高(參照權(quán)利要求書(shū)中的權(quán)利要求6和說(shuō)明書(shū)中的與權(quán)利要求6相關(guān)的記 載事項(xiàng))。但是，在專(zhuān)利文獻(xiàn)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(qiáng)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(wú)機(jī)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(dá)成上述目的的程度極為不充分 這一內(nèi)容的評(píng)價(jià)。在專(zhuān)利文獻(xiàn)2中，對(duì)通過(guò)配置中空接觸材料層使得細(xì)粒且高密度的微絮凝物可分 離的方案進(jìn)行了說(shuō)明，但隨著微絮凝物的滯留，接觸材料層閉塞，以此為因不得不進(jìn)行洗 凈，因此不能適用于以連續(xù)處理為前提的沉淀處理。S卩，通過(guò)如上述那樣的細(xì)粒高密度的微絮凝物的形成，一方面產(chǎn)生了殘留的無(wú)機(jī) 凝聚劑濃度的降低化的可能性，但另一方面，由于不能適用于連續(xù)處理這樣的基本的技術(shù) 上的要求，因此作為被處理水的凝聚處理方法，不能避免具有致命的缺陷這一內(nèi)容的評(píng)價(jià)。在非專(zhuān)利文獻(xiàn)4中，記載了 優(yōu)選采用基于低的無(wú)機(jī)凝聚劑注入率和高的攪拌強(qiáng) 度的凝聚處理法，來(lái)代替以往的在低攪拌強(qiáng)度下使無(wú)機(jī)凝聚劑注入率上升的凝聚處理法。 但是，發(fā)生了由該凝聚處理法形成的絮凝物由于細(xì)粒高密度化而在沉淀水中大量殘留微絮凝物的基本問(wèn)題，不管該問(wèn)題，用于分離該微絮凝物而避免上述的基本問(wèn)題的具體的構(gòu)成 完全不清楚，因此，不能避免在技術(shù)上未完成這一內(nèi)容的評(píng)價(jià)?？紤]到這樣的情況，在日本專(zhuān)利申請(qǐng)2008-158743中提出申請(qǐng)的發(fā)明(以下簡(jiǎn)稱(chēng) 為“先申請(qǐng)發(fā)明”。)中，提出了如下構(gòu)成在與現(xiàn)有技術(shù)的情況相比限定了無(wú)機(jī)凝聚劑的使 用量之后，實(shí)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，由于上述絮凝物 的微細(xì)化，為了防止砂過(guò)濾層的過(guò)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。但是，作為如上述那樣限定無(wú)機(jī)凝聚劑的使用量并且防止砂過(guò)濾層的過(guò)濾功能降 低的方法，并不限于如先申請(qǐng)發(fā)明那樣的采用傾斜板的構(gòu)成。S卩，盡管可以積極地充分利用由非專(zhuān)利文獻(xiàn)5介紹的接觸材料集積槽、即將通過(guò) 與微絮凝物和絮凝物接觸來(lái)將絮凝物殘留過(guò)濾的接觸材料(拉西環(huán))集積的粗粒過(guò)濾層的 過(guò)濾功能，但在現(xiàn)有技術(shù)中，完全沒(méi)有公開(kāi)或啟示通過(guò)積極地充分利用接觸材料集積槽的 功能可降低無(wú)機(jī)凝聚劑的使用量那樣的構(gòu)成。現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專(zhuān)利文獻(xiàn)1 日本特開(kāi)2007-203133專(zhuān)利文獻(xiàn)2 日本特開(kāi)平6-304411非專(zhuān)利文獻(xiàn)1 丹保憲仁水處理的凝聚機(jī)理的基礎(chǔ)研究(1) (4)，自來(lái)水協(xié)會(huì) 雜志，第 361 號(hào)、363 號(hào)、365 號(hào)、367 號(hào)，(1964. 10，1964. 12，1965. 2，1965. 4)。非專(zhuān)利文獻(xiàn)2 Committee Report Capacity and Loadings ofSuspended Solids Contact Units，J. AffffA，April，1951。非專(zhuān)利文獻(xiàn)3 角田省吾、片岡克之泥渣層(slurry blanket)型高速凝聚沉淀裝 置的研究O)-關(guān)于凝集攪拌條件對(duì)泥渣層的影響-工業(yè)用水，第133號(hào)，pp. 39 47，昭和 44年10月。非專(zhuān)利文獻(xiàn)4 自來(lái)水設(shè)施設(shè)計(jì)指南，日本自來(lái)水協(xié)會(huì)，平成12年發(fā)行。非專(zhuān)利文獻(xiàn)5 丹保憲仁、小林三樹(shù)高容量過(guò)濾池的研究(自來(lái)水協(xié)會(huì)雜志，第 571號(hào)，pp. 37 50，昭和57年4月)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的課題是提供如下的被處理水的凝聚處理方法的構(gòu)成通過(guò)飛躍性地提高 接觸材料集積槽內(nèi)的殘留率(過(guò)渡率)，與先申請(qǐng)發(fā)明同樣地，在限定了無(wú)機(jī)凝聚劑的使用 量的狀態(tài)下，實(shí)現(xiàn)微絮凝物和絮凝物的高密度化和微細(xì)化，并且可降低到達(dá)砂過(guò)濾層的上 述微絮凝物的流入的程度。為了解決上述課題，本發(fā)明的基本構(gòu)成包括以下方案。(1) 一種被處理水的凝聚處理方法，采用了向被處理水中注入無(wú)機(jī)凝聚劑的無(wú)機(jī) 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(wú)機(jī)凝聚劑的上述被處理水從而 預(yù)先將上述被處理水中的微細(xì)的懸浮粒子微絮凝化的微絮凝化工序、和最終階段的砂的過(guò) 濾工序，其中，使上述微絮凝化工序和上述砂過(guò)濾工序之間介有接觸材料集積槽，所述接觸 材料集積槽集積有能夠促進(jìn)微絮凝物的絮凝化并且使該微絮凝物和該絮凝物殘留的接觸 材料，通過(guò)預(yù)先向該接觸材料集積槽的入口和/或接觸材料集積槽內(nèi)的上述入口附近填充含有粒徑為7. Ομπι以上的絮凝物的絮凝物，使被處理水開(kāi)始通過(guò)該接觸材料集積槽的階 段中的粒徑為7. 0 μ m以上的絮凝物在接觸材料集積槽內(nèi)的殘留率(過(guò)濾率)為80%以上。(2)根據(jù)上述(1)所述的被處理水的凝聚處理方法，其特征在于，在微絮凝化工序 和砂過(guò)濾工序之間介有通過(guò)上述微絮凝物與已有絮凝物的接觸來(lái)促進(jìn)絮凝化的絮凝化工 序和將該絮凝物沉淀分離的沉淀分離工序，在絮凝化工序和沉淀分離工序的前階段和/或 后階段設(shè)置有接觸材料集積槽。在上述基本構(gòu)成的本發(fā)明中，在被處理水通過(guò)的最初階段，使粒徑7. 0 μ m以上的 絮凝物的殘留率(過(guò)濾率)為80%以上，由此不僅對(duì)于該粒徑7. Ομπι以上的絮凝物，而且 對(duì)于粒徑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觸材料集積槽內(nèi) 殘留(過(guò)濾)，基于此，在限定了無(wú)機(jī)凝聚劑的使用量的狀態(tài)下，使到達(dá)砂過(guò)濾層的絮凝物 的程度為輕微，由此可以進(jìn)一步提高砂過(guò)濾層的功能，其結(jié)果，殘留在澄清水中的微絮凝物 與現(xiàn)有技術(shù)的情況相比更微細(xì)并且高密度化，因此，可以得到優(yōu)質(zhì)的澄清水，另一方面可減 少與無(wú)機(jī)凝聚劑的使用相伴的污泥的產(chǎn)生量，進(jìn)而基于該減少可降低污泥處理的麻煩。


圖1表示被處理水通過(guò)接觸材料集積槽的階段的絮凝物的殘留率(過(guò)濾率)，(a) 表示在不介有絮凝化工序和沉淀分離工序的情況下，在接觸材料集積槽的入口或其附近沒(méi) 有填充含有粒徑7. 0 μ m以上的絮凝物的絮凝物的情況下的變化狀況；(b)表示在不介有絮 凝化工序和沉淀分離工序的實(shí)施方式的情況(圖4(a)的配置關(guān)系的情況)下，進(jìn)行了上述 填充的情況的變化狀況；(c)表示在不介有絮凝化工序和沉淀分離工序的實(shí)施方式的情況 (圖4(a)的配置關(guān)系的情況)下，在接觸材料集積槽的入口或其附近沒(méi)有進(jìn)行上述填充的 情況和進(jìn)行了上述填充的情況的粒徑0. 5 1. 0 μ m的絮凝物的數(shù)量的變化情況和濁度的 變化情況。圖2表示在微絮凝化工序與絮凝化工序以及沉淀分離工序之間，在入口或其附近 填充了含有粒徑7. Ομπι以上的絮凝物的絮凝物的實(shí)施方式的情況(圖4(b)的配置關(guān)系的 情況)下的接觸材料集積槽中的具有各粒徑范圍的絮凝物的殘留率(過(guò)濾率)的變化情 況。圖3表示經(jīng)過(guò)了砂過(guò)濾層的階段的濁度的隨時(shí)間的變化的曲線圖，(α )表示采用 絮凝化工序和沉淀分離工序，但傾斜板和接觸材料集積槽中的任一個(gè)都沒(méi)有采用的情況， (β)表示在經(jīng)過(guò)絮凝化工序和沉淀分離工序之后采用傾斜板的先申請(qǐng)發(fā)明的情況，(Y) 表示沒(méi)有采用絮凝化工序和沉淀分離工序的本申請(qǐng)發(fā)明的實(shí)施方式的情況(圖4(a)的配 置狀態(tài)的情況)。圖4表示與本發(fā)明的接觸材料集積槽的配置相關(guān)的實(shí)施方式，(a)表示不介有絮 凝化工序和沉淀分離工序，而在由急速攪拌槽實(shí)現(xiàn)的微絮凝化工序和砂過(guò)濾工序之間直接 介有接觸材料集積槽的實(shí)施方式，(b)表示在絮凝化工序以及沉淀分離工序與砂過(guò)濾工序 之間介有接觸材料集積槽的實(shí)施方式，(c)表示在微絮凝化工序與絮凝化工序以及沉淀分 離工序之間介有接觸材料集積槽的實(shí)施方式，(d)表示在絮凝化和沉淀分離工序的前后的 雙方介有接觸材料集積槽的實(shí)施方式。圖5表示作為由多級(jí)急速攪拌槽實(shí)現(xiàn)的微絮凝化工序的接下來(lái)的階段采用了絮凝化工序和沉淀分離工序的情況的實(shí)施方式，(a)表示采用了污泥層方式的實(shí)施方式，(b) 表示在基于常規(guī)方式的絮凝化工序之后采用由沉淀池實(shí)現(xiàn)的沉淀分離工序的實(shí)施方式。圖6表示基于下述情況的剖視圖的實(shí)施例，所述情況為在接觸材料集積槽內(nèi)填充 含有粒徑7. 0 μ m以下的絮凝物的絮凝物的上限的位置，從排出口排出多余的上述絮凝物， 并且，在被處理水的流入階段關(guān)閉該排出口的閥的情況。
具體實(shí)施例方式在上述基本構(gòu)成(1)中，如圖4(a)、(b)、(c)、(d)所示，以無(wú)機(jī)凝聚劑的注入工序 和基于急速攪拌槽10中的混合攪拌的微絮凝化工序、作為最終階段的經(jīng)過(guò)砂過(guò)濾層14的 砂過(guò)濾工序的存在為不可缺少的前提，以在相互的工序之間介有接觸材料集積槽12為不 可缺少的要件，本申請(qǐng)中的“微絮凝物”是指經(jīng)過(guò)了急速攪拌槽10的階段的粒子的狀態(tài)，“絮 凝物”是指上述微絮凝物通過(guò)相互碰撞而凝聚、其粒徑增大了的狀態(tài)。首先，對(duì)無(wú)機(jī)凝聚劑的使用量和絮凝化的關(guān)系，基于在背景技術(shù)項(xiàng)中說(shuō)明了的 Smoluchowski方程式來(lái)進(jìn)行說(shuō)明。上述方程式可以采用如下所述的另外的表現(xiàn)。dN/dt =-α (46Φ/π) · N(N 每單位體積的粒子(微絮凝物或絮凝物)的個(gè)數(shù)，α 基于無(wú)機(jī)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(dá)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(gè)數(shù)，k = α (46Φ/ π )。)。在微絮凝化已結(jié)束的階段，將如本發(fā)明那樣限定了無(wú)機(jī)凝聚劑的使用量的情況下 的通解設(shè)為Na，將如現(xiàn)有技術(shù)的情況那樣無(wú)機(jī)凝聚劑的使用量比上述限定了的情況多的情 況下的通解設(shè)為N’a時(shí)，作為基于無(wú)機(jī)凝聚劑的影響的碰撞效率的α和單位體積中的絮凝 物或微絮凝物的平均容積Φ，存在相比于Na，N’ a—方為較大的以上、Na>N’ a這一關(guān)系。本申請(qǐng)發(fā)明，通過(guò)在微絮凝化工序和砂過(guò)濾工序之間介有接觸材料集積槽12，來(lái) 促進(jìn)微絮凝物的絮凝化，并且，該微絮凝物和該絮凝物被殘留在接觸材料集積槽12中。具體來(lái)說(shuō)，在管狀的接觸材料中形成渦流，該渦流中的微絮凝物相互碰撞(被過(guò) 濾)，絮凝化，在管狀的接觸材料中沉淀，產(chǎn)生微絮凝物和絮凝物的殘留。這樣，在通過(guò)從接觸材料集積槽12通過(guò)，使微絮凝物和絮凝物的粒子數(shù)降低之 后，即使在到達(dá)接觸材料集積槽12的前階段，微絮凝物或絮凝物的數(shù)量(Na)比現(xiàn)有技術(shù)的 情況下的數(shù)量(N’ a)多，在通過(guò)了接觸材料集積槽12之后的階段，微絮凝物或絮凝物被殘 留(被過(guò)濾)，在利用砂過(guò)濾層14進(jìn)一步過(guò)濾了的階段，可形成為最終形成的絮凝物和微絮 凝物的數(shù)量N與現(xiàn)有技術(shù)的情況大致相等的狀態(tài)、進(jìn)而更少的狀態(tài)。不但如此，在通過(guò)限定無(wú)機(jī)凝聚劑的使用量，使絮凝物和微絮凝物高密度化了的 情況下，殘留在澄清水中的微絮凝物的沉淀的頻率提高，進(jìn)而，可以得到優(yōu)質(zhì)的澄清水，并 且，如到目前為止所指出的那樣，可減少污泥的產(chǎn)生量。如上述那樣，接觸材料集積槽12自身具有促進(jìn)微絮凝物的絮凝化和使微絮凝物 和絮凝物在接觸材料集積槽12中沉淀這樣的功能。
但是，在上述基本構(gòu)成(1)中，作為接觸材料集積槽12介于微絮凝化工序和砂過(guò) 濾工序之間的事例(case)，在相互的工序之間不介有其他工序的情況、和在相互之間介有 促進(jìn)微絮凝物的絮凝化的絮凝化工序和沉淀分離絮凝物的沉淀分離工序，且使接觸材料集 積槽12介于該絮凝化工序和沉淀分離工序的前階段、后階段和雙方的階段中的實(shí)施方式 的任一種都可以采用。具體來(lái)說(shuō)，可以采用如下實(shí)施方式如圖4(a)所示不采用絮凝化工序和沉淀分離 工序而介有接觸材料集積槽12的實(shí)施方式；如4 (b)所示使接觸材料集積槽12介于絮凝化 和沉淀分離工序的前階段的工序；如圖4(c)所示使接觸材料集積槽12介于絮凝化工序和 沉淀分離工序的后階段、砂過(guò)濾層14的前階段的實(shí)施方式，如圖4(d)所示使接觸材料集積 槽介于沉淀池21中的絮凝化以及沉淀分離工序的前階段和后階段的雙方的實(shí)施方式。并且，作為進(jìn)行絮凝化工序和上述沉淀分離工序的方式，可以采用下述方式作為 典型例，所述方式為如圖5(a)所示一邊使被處理水1在絮凝化和沉淀分離用裝置5內(nèi)依 次上升一邊進(jìn)行上述絮凝化和沉淀分離的污泥層(sludge blanket)方式，以及，如圖5(b) 所示作為通過(guò)緩速攪拌機(jī)20的攪拌實(shí)現(xiàn)的上述絮凝化工序的常規(guī)方式之后通過(guò)沉淀池21 進(jìn)行沉淀分離的方式。在先申請(qǐng)發(fā)明中，作為應(yīng)對(duì)上述砂過(guò)濾層14中的故障的對(duì)策，在沉淀池21內(nèi)采用 間距狹小的傾斜板8，進(jìn)行微絮凝物的高效的分離，從而確保了良好的沉淀，但在上述基本 構(gòu)成(1)中，通過(guò)在接觸材料集積槽12的入口或其附近的位置填充含有粒徑7.0μπι以上 的絮凝物的絮凝物，將被處理水1通過(guò)接觸材料集積槽12的最初的階段的粒徑7. 0 μ m以 上的絮凝物的殘留率(過(guò)濾率)設(shè)定為80%以上，由此實(shí)現(xiàn)絮凝物和微絮凝物的高效的殘 留(過(guò)濾)，其根據(jù)如下。圖1(a)示出了 如圖4(a)所示在微絮凝化工序和砂過(guò)濾工序之間直接介有接觸 材料集積槽12，但在入口或其附近沒(méi)有填充如上述(1)那樣的含有粒徑7. 0 μ m以上的絮凝 物的絮凝物的狀態(tài)下，使被處理水1通過(guò)高度35cm且水平方向截面積30cm2的接觸材料集 積槽12的情況下，接觸材料集積槽12的多個(gè)的各位置的粒徑7. 0 μ m以上的絮凝物在接觸 材料集積槽12內(nèi)的殘留率(由0表示)以及粒徑0. 5 1. 0 μ m的絮凝物的殘留率(由 表示)的隨時(shí)間的變化(另外，被處理水1的通過(guò)接觸材料集積槽12的通水速度為4. Om/ 小時(shí)。)。如從圖1(a)的曲線圖可明確的那樣，判明了 在粒徑7.0μπι以上的絮凝物的平均 殘留率達(dá)到80%的情況下，粒徑0. 5 1. 0 μ m的絮凝物的平均殘留率也達(dá)到約60%左右。如從圖1(a)的曲線圖可明確的那樣，通過(guò)提高粒徑7.0μπι以上的絮凝物的殘留 率(過(guò)濾率)，粒徑7.0μπι以下的絮凝物的殘留率(過(guò)濾率)也有提高的傾斜方向。圖1(b)表示對(duì)于下述情況，各粒徑的范圍的絮凝物通過(guò)了接觸材料集積槽12的 情況下的接觸材料集積槽12內(nèi)的殘留率(過(guò)濾率)的隨時(shí)間的變化，所述情況是與圖 1(a)的情況同樣為如圖4(a)所示的配置狀態(tài)，采用了基于同一規(guī)格的接觸材料集積槽12， 在接觸材料集積槽12的入口填充了含有約24000個(gè)/mL的含有粒徑7. 0 μ m以上的絮凝物 的絮凝物的絮凝物水溶液約IOL的情況。如從圖2(b)可明確的那樣，判明了 粒徑7.0μπι以上的絮凝物的殘留率(過(guò)濾 率)最初處于接近于100%的狀態(tài)，隨著時(shí)間的經(jīng)過(guò)之后，殘留率(過(guò)濾率)逐漸降低，以至于為約82%左右。與此相對(duì)，在粒徑0. 5 1. 0 μ m這樣的幾乎不產(chǎn)生凝聚或者凝聚的程度小的微絮 凝物或絮凝物的情況下，最初顯示出約64%的殘留率(過(guò)濾率)，殘留率(過(guò)濾率)逐漸上 升，在最終階段，顯示出約85%的殘留率(過(guò)濾率)。圖1(b)，如圖4(a)那樣使接觸材料集積槽12直接介于微絮凝化工序和砂過(guò)濾工 序之間，在微絮凝化工序之后不經(jīng)過(guò)采用了沉淀池21的絮凝化工序和沉淀分離工序，因此 被處理水1流入接觸材料集積槽12的階段的濁度為20度。但是，在如圖1(b)所示的殘留率(過(guò)濾率)下，被處理水1通過(guò)接觸材料集積槽 12之后，成為該濁度充分降低了的狀態(tài)。如從圖1(a)和圖1(b)的對(duì)比可明確的那樣，證明了 通過(guò)在接觸材料集積槽12 的入口或其附近預(yù)先填充含有粒徑7. 0 μ m以上的絮凝物的絮凝物，絮凝物的殘留率(過(guò)濾 率)提高為客觀事實(shí)。圖1(c)示出了，在由急速攪拌實(shí)現(xiàn)的微絮凝化工序之后，在被處理水1以4m/小 時(shí)的流速流入高度40cm且水平方向的截面積為30cm2的接觸材料集積槽12的階段，將含有 24000個(gè)/mL的粒徑7. 0 μ m以上的絮凝物的絮凝物水溶液約IOL填充到上述接觸材料集積 槽12的入口的前后的經(jīng)過(guò)接觸材料集積槽12后的階段的粒徑0. 5 1. 0 μ m的絮凝物的每 單位面積的數(shù)量和濁度的變化狀況，由該變化，客觀證明了由上述填充所帶來(lái)的作用效果。即，在上述填充的前階段，經(jīng)過(guò)高度40cm的接觸材料集積槽12之后的上述粒徑的 絮凝物為約48萬(wàn)個(gè)/mL，與此相對(duì)，通過(guò)上述填充之后，變化為約14萬(wàn) 12萬(wàn)2000個(gè)/mL， 實(shí)現(xiàn)了約70%以上的降低，另一方面，就濁度而言，也從約0. 7變化為0. 2，同樣實(shí)現(xiàn)了 70% 以上的降低。如已經(jīng)說(shuō)明了的那樣，圖1(b)示出了都如圖4(a)所示那樣在微絮凝化工序和砂 過(guò)濾工序之間介有接觸材料集積槽12但不介有絮凝化工序和沉淀分離工序的情況的實(shí)施 方式，但在如圖4(c)所示的實(shí)施方式，即使接觸材料集積槽12介于微絮凝化工序之后、絮 凝化工序和沉淀分離工序的前階段的情況下，也呈現(xiàn)對(duì)于緊接在微絮凝化之后的狀態(tài)的絮 凝物的殘留狀況，因此，顯示出與圖1(b)同樣的隨時(shí)間的變化，并且濁度也顯示出同樣的 降低化。圖2示出了對(duì)于下述情況，各粒徑范圍的絮凝物的殘留率(過(guò)濾率)的隨時(shí)間的 變化，所述情況為在圖4(b)所示的實(shí)施方式、即使接觸材料集積槽12介于絮凝化工序以 及沉淀分離工序(實(shí)際上采用了污泥層方式)與砂過(guò)濾工序之間的實(shí)施方式中，與圖1(a)、 (b)同樣，被處理水1以4m/h的流速流入高度80cm且將水平方向的截面積為30cm2的接觸 材料集積槽12，在接觸材料集積槽12的入口填充含有3000個(gè)/mL的粒徑7. 0 μ m以上的微 絮凝物的水溶液約10L，并且流入該接觸材料集積槽12的階段的被處理水1的濁度為0. 1 度的情況。如從圖2可明確的那樣，接觸材料集積槽12中的粒徑7. 0 μ m以上的絮凝物的殘 留率(過(guò)濾率)最初為80%，但快速(30分以?xún)?nèi))達(dá)到約100%的狀態(tài)。判明與上述變化對(duì)應(yīng)，粒徑為0. 5 1. 0 μ m的微絮凝物和絮凝物的殘留率(過(guò) 濾率)從最初就超過(guò)60%，其后，逐漸增加，由此達(dá)到通過(guò)后面的砂過(guò)濾工序可被充分殘留 (過(guò)濾)的狀態(tài)。
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并且，粒徑7. 0 μ m以上的絮凝物和粒徑0. 5 1. 0 μ m的絮凝物的中間的粒徑即 1.0 Oym的絮凝物呈現(xiàn)上述7. 0 μ m以上的情況和上述0. 5 1. 0 μ m的情況的中間的 隨時(shí)間的變化。另外，圖2所示的粒徑0.5 Ι.Ομπι的絮凝物的殘留率(過(guò)濾率)，與圖1(b)所示 的情況相比上升的程度低，可以解釋為是因?yàn)橛捎谝呀?jīng)過(guò)了絮凝化工序和沉淀分離工序， 在接觸材料集積槽12中殘留(過(guò)濾)的粒徑7. 0 μ m以上的絮凝物的數(shù)量，與粒徑7. 0 μ m 以下的微絮凝物和絮凝物的數(shù)量相比減少了。這樣，圖4(b)所示的實(shí)施方式，作為整體，示出了比圖4(a)的實(shí)施方式好的殘留 率(過(guò)濾率)，但圖4(d)的實(shí)施方式，即在絮凝化工序和沉淀分離工序的前階段和后階段的 雙方介有接觸材料集積槽12，因此，與圖4(b)的實(shí)施方式相比可期待更好的殘留(過(guò)濾)作用。如從圖1 (b)和圖2的對(duì)比可明確的那樣，在緊接在微絮凝化工序之后介有上述基 本構(gòu)成(1)的接觸材料集積槽12的情況下，與在經(jīng)過(guò)絮凝化工序和沉淀分離工序之后介有 它的情況相比，整體的殘留率(過(guò)濾率)隨著時(shí)間的經(jīng)過(guò)而降低，其原因在于接觸材料集 積槽12發(fā)揮絮凝化和該絮凝物的沉淀分離的功能，另一方面，殘留的絮凝物和微絮凝物在 接觸材料集積槽12中逐漸達(dá)到接近于飽和的狀態(tài)，變得不能充分發(fā)揮進(jìn)一步的殘留(過(guò) 濾)功能?？紤]到這樣的情況，根據(jù)特征為在緊接在微絮凝化工序之后的階段采用多個(gè)單位 的接觸材料集積槽12的實(shí)施方式，即使最接近微絮凝化工序的接觸材料集積槽12達(dá)到飽 和狀態(tài)，后續(xù)的接觸材料集積槽12也能夠在沒(méi)有飽和的狀態(tài)下發(fā)揮出良好的殘留(過(guò)濾) 功能。在介有多個(gè)單位的與微絮凝化工序后續(xù)的接觸材料集積槽12的情況下，并不需 要在全部的接觸材料集積槽12的入口和/或其附近填充含有粒徑7. 0 μ m以上的絮凝物的 絮凝物。S卩，特征為在緊接在微絮凝化工序之后的階段，在接觸材料集積槽12的后面設(shè)置 了在入口和/或該入口的附近沒(méi)有預(yù)先填充含有粒徑7. Ομπι以上的絮凝物的絮凝物的接 觸材料集積槽12的實(shí)施方式，可以說(shuō)，就沒(méi)有進(jìn)行上述填充的接觸材料集積槽12而言，發(fā) 揮使基本構(gòu)成(1)的接觸材料集積槽12延長(zhǎng)那樣的功能，發(fā)揮降低上述飽和的功能。這樣，優(yōu)選采用在圖4(a)、(c)的實(shí)施方式以及圖4(d)的實(shí)施方式中的緊接在 微絮凝化工序之后的階段設(shè)置多個(gè)單位的接觸材料集積槽12的實(shí)施方式，與此相對(duì)，在圖 4(c)的實(shí)施方式以及圖4(d)的經(jīng)過(guò)了絮凝化工序和沉淀分離工序之后的階段中，由于在 接觸材料集積槽12中不存在如上述那樣的飽和狀態(tài)的危險(xiǎn)，因此通常不采用采用多個(gè)單 位的接觸材料集積槽12的方式。但是，在即將進(jìn)行砂過(guò)濾工序之前的接觸材料集積槽12的情況下，考慮到緊湊的 空間，可優(yōu)選采用下述實(shí)施方式，所述實(shí)施方式特征為在即將進(jìn)行砂過(guò)濾工序之前的階 段，在位于砂過(guò)濾層14的上側(cè)并且通過(guò)存積而形成的池中設(shè)置了接觸材料集積槽。另外，如從上述說(shuō)明可明確的那樣，砂過(guò)濾工序，在被處理水1通過(guò)砂過(guò)濾層14的 階段開(kāi)始，上述池，即使是砂過(guò)濾槽13的構(gòu)成部分，也不是有助于砂過(guò)濾工序的構(gòu)成要素。如從以上的說(shuō)明可明確的那樣，在上述基本構(gòu)成⑴中，以在接觸材料集積槽12的入口或其附近填充含有粒徑7. 0 μ m以上的絮凝物的絮凝物為前提，對(duì)于經(jīng)過(guò)接觸材料 集積槽12之后的階段中的粒徑7. Oym以上的絮凝物的殘留率(過(guò)濾率)而言，從被處理 水1的通過(guò)的開(kāi)始階段就設(shè)為80%以上，正是因?yàn)槿鐖D1(b)和圖2所示，作為接觸劑集 積槽12的前階段，不論是否存在絮凝化工序和沉淀分離工序，對(duì)于其余的粒徑7. 0 μ m以下 的絮凝物而言，都可以發(fā)揮充分的過(guò)濾功能，其結(jié)果，通過(guò)后面的砂過(guò)濾層的過(guò)濾功能的補(bǔ) 充，可以對(duì)被處理水1實(shí)現(xiàn)需要的凈化。這樣，在上述基本構(gòu)成(1)中，通過(guò)接觸材料集積槽12，粒徑7. Ομπι以上的絮凝物 自不用說(shuō)，對(duì)于粒子7.0μπι以下的絮凝物，也可發(fā)揮良好的殘留(過(guò)濾)功能，因此，降低 在無(wú)機(jī)凝聚劑注入工序中的無(wú)機(jī)凝聚劑的注入量，即使在微絮凝化工序中粒徑小的微絮凝 物的比例增大，也可以在到達(dá)砂過(guò)濾工序之前發(fā)揮良好的殘留(過(guò)濾)功能。不但如此，如上述效果項(xiàng)中記載的那樣，殘留在處理后的澄清水中的微絮凝物與 現(xiàn)有技術(shù)的情況相比更微細(xì)并且高密度化，因此可得到濁度小的澄清水，另一方面，可以減 少伴隨著無(wú)機(jī)凝聚劑的使用的污泥的產(chǎn)生量，可以降低該污泥處理的麻煩。立足于圖4(a)的實(shí)施方式的圖1(b)的殘留率(過(guò)濾率)的變化狀態(tài)，在濁度為 20度的情況下，這樣的被處理水1流入接觸材料集積槽12中，但濁度越大，則接觸材料集積 槽12中的微絮凝物和絮凝物的殘留量飽和而存在殘留率(過(guò)濾率)降低的危險(xiǎn)性?？紤]到這樣的情況，優(yōu)選如下實(shí)施方式在被處理水流入接觸材料集積槽的前階 段中，調(diào)整無(wú)機(jī)凝聚劑的注入量以使?jié)岫葹?0度以下。當(dāng)然，使?jié)岫葹?0度以下，意味著將無(wú)機(jī)凝聚劑的使用量設(shè)為規(guī)定量以下，但將 濁度設(shè)為20度，決非意味著使用如現(xiàn)有技術(shù)那樣的大量的無(wú)機(jī)凝聚劑，通過(guò)充分保證(提 高)急速攪拌槽10的急速攪拌功能，可以如上述那樣充分實(shí)現(xiàn)高密度化了的微絮凝物。對(duì)于上述基本構(gòu)成(1)中的上述80%以上的數(shù)值要件的技術(shù)上的意義進(jìn)一步深 入說(shuō)明，在流入急速攪拌槽10的以前的階段，對(duì)于濁度20度的被處理水1，注入9mg/L的無(wú) 機(jī)凝聚劑，經(jīng)過(guò)了伴隨著急速攪拌的微絮凝化工序、采用污泥層方式的絮凝化工序和沉淀 分離工序之后，不經(jīng)過(guò)傾斜板8和接觸材料集積槽12而直接經(jīng)過(guò)砂過(guò)濾層14的情況下的 濁度呈現(xiàn)出如圖2(a)所示的變化，但如圖5(a)所示，立足于先申請(qǐng)發(fā)明，上述采用污泥層 方式的絮凝化工序和沉淀分離工序，在最終階段設(shè)置2級(jí)的安裝間距IOmm的傾斜板8，并 且，不設(shè)置接觸材料集積槽12而通過(guò)了砂過(guò)濾層14的情況下的濁度，為如圖2 ( β )所示的 狀態(tài)。與此相對(duì)，上述基本構(gòu)成(1)中，圖4(a)的實(shí)施方式，即在不經(jīng)過(guò)絮凝化工序和沉 淀分離工序而在微絮凝化工序和砂過(guò)濾工序之間介有高度40cm、水平方向的截面積30cm2 的接觸材料集積槽12，將含有24000個(gè)/mL的粒徑為7. 0 μ m以上的絮凝物的含有絮凝物的 水約IOL預(yù)先填充到接觸材料集積槽12的入口，由此將上述絮凝物的殘留率(過(guò)濾率)設(shè) 定為80%，并且沒(méi)有設(shè)置傾斜板8的情況下的濁度呈現(xiàn)出如圖3( γ)那樣的變化狀況。并且，圖3 ( α ) ( β ) ( Y )所示的過(guò)濾持續(xù)時(shí)間(小時(shí))和平均濁度如下表所示。表 權(quán)利要求
1.一種被處理水的凝聚處理方法，采用了向被處理水中注入無(wú)機(jī)凝聚劑的無(wú)機(jī)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(wú)機(jī)凝聚劑的上述被處理水從而預(yù)先 將上述被處理水中的微細(xì)的懸浮粒子微絮凝化的微絮凝化工序、和最終階段的砂的過(guò)濾工 序，其中，使上述微絮凝化工序和上述砂過(guò)濾工序之間介有接觸材料集積槽，所述接觸材料集積 槽集積有能夠促進(jìn)微絮凝物的絮凝化并且使該微絮凝物和該絮凝物殘留的接觸材料，通過(guò)預(yù)先向該接觸材料集積槽的入口和/或接觸材料集積槽內(nèi)的上述入口附近填充 含有粒徑為7. Oym以上的絮凝物的絮凝物，使被處理水開(kāi)始通過(guò)該接觸材料集積槽的階 段中的粒徑為7. Oym以上的絮凝物在接觸材料集積槽內(nèi)的殘留率即過(guò)濾率為80%以上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的被處理水的凝聚處理方法，其特征在于，在微絮凝化工序和砂過(guò)濾工序之間介有通過(guò)上述微絮凝物與已有絮凝物的接觸來(lái)促 進(jìn)絮凝化的絮凝化工序和將該絮凝物沉淀分離的沉淀分離工序，在絮凝化工序和沉淀分離工序的前階段和/或后階段設(shè)置有接觸材料集積槽。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的被處理水的凝聚處理方法，其特征在于，在微絮凝化工序 之后緊接著的階段，采用了多個(gè)單位的接觸材料集積槽。
4.根據(jù)權(quán)利要求1 3中任一項(xiàng)所述的被處理水的凝聚處理方法，其特征在于，在微絮 凝化工序之后緊接著的階段，在接觸材料集積槽之后，設(shè)置有沒(méi)有預(yù)先向入口和/或該入 口附近填充含有粒徑為7. 0 μ m以上的絮凝物的絮凝物的接觸材料集積槽。
5.根據(jù)權(quán)利要求1 4中任一項(xiàng)所述的被處理水的凝聚處理方法，其特征在于，在即將 進(jìn)行砂過(guò)濾工序之前的階段，在位于砂過(guò)濾層的上側(cè)并且通過(guò)積存而形成的池中設(shè)置了接 觸材料集積槽。
6.根據(jù)權(quán)利要求2 5中任一項(xiàng)所述的被處理水的凝聚處理方法，其特征在于，作為絮 凝化工序和沉淀分離工序，采用了污泥層方式或使沉淀池后接在基于常規(guī)方式的攪拌槽的 方式的任一種。
7.根據(jù)權(quán)利要求1 6中任一項(xiàng)所述的被處理水的凝聚處理方法，其特征在于，在接觸 材料集積槽中，使被處理水從下側(cè)向上側(cè)流通。
8.根據(jù)權(quán)利要求1 7中任一項(xiàng)所述的被處理水的凝聚處理方法，其特征在于，在被處 理水流入到接觸材料集積槽的前階段，調(diào)整無(wú)機(jī)凝聚劑的注入量使得濁度為20度以下。
9.根據(jù)權(quán)利要求1 8中任一項(xiàng)所述的被處理水的凝聚處理方法，其特征在于，在微絮凝化工序中，以被處理水能夠順次轉(zhuǎn)移那樣的串聯(lián)連接的狀態(tài)具有被分割成2個(gè)以上的區(qū)劃的急速攪拌槽，設(shè)置第1凝聚劑注入工序，該工序?qū)μ幱谥钡轿⑿跄ば虻牡?區(qū)劃為止的全部或一部 分的階段的被處理水注入無(wú)機(jī)凝聚劑；和第2凝聚劑注入工序，該工序?qū)μ幱趶奈⑿跄ば虻牡?區(qū)劃到絮凝化工序?yàn)橹沟?全部或一部分的階段的被處理水注入無(wú)機(jī)凝聚劑，分別調(diào)整由第1凝聚劑注入工序和第2凝聚劑注入工序?qū)崿F(xiàn)的注入量。
10.根據(jù)權(quán)利要求1 9中任一項(xiàng)所述的被處理水的凝聚處理方法，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4. 0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(shí)間記為T(mén)s，將蒸餾水的 吸引時(shí)間記為T(mén)v時(shí)，由Ts/Tv表示的指標(biāo)比率。
11.根據(jù)權(quán)利要求1 10中任一項(xiàng)所述的被處理水的凝聚處理方法，其特征在于，對(duì)從 接觸材料集積槽流出并流入砂過(guò)濾層的被處理水再注入凝聚劑。
12.根據(jù)權(quán)利要求1 11中任一項(xiàng)所述的被處理水的凝聚處理方法，其特征在于，在被 處理水的注入前階段預(yù)先向接觸材料集積槽的入口和/或接觸材料集積槽內(nèi)的所述入口 附近填充含有粒徑為7. Ομπι以上的絮凝物的絮凝物時(shí)，從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，在被處理水的流入階段關(guān)閉該排出口的閥。
全文摘要
本發(fā)明的課題是提供如下的被處理水的凝聚處理方法的方案通過(guò)飛躍性地提高接觸材料集積槽的殘留率即過(guò)濾率，在限定了無(wú)機(jī)凝聚劑的使用量的狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)微絮凝物和絮凝物的高密度化和微小化，并且可降低到達(dá)砂過(guò)濾層的上述微絮凝物的流入的程度?？赏瓿缮鲜稣n題的被處理水的凝聚處理方法，在微絮凝化工序和砂過(guò)濾工序之間介有接觸材料集積槽(12)，通過(guò)在該接觸材料集積槽(12)的入口和/或該入口附近預(yù)先填充粒徑為7.0μm以上的絮凝物，從被處理水1的開(kāi)始通過(guò)的階段起，使在上述接觸材料集積槽(12)中的粒徑為7.0μm以上的絮凝物的殘留率即過(guò)濾率為80％以上。
文檔編號(hào)B01D21/30GK102137818SQ20098013348
公開(kāi)日2011年7月27日 申請(qǐng)日期2009年9月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月5日
發(fā)明者落合壽昭 申請(qǐng)人:落合壽昭