JP3731834B2

JP3731834B2 - Coagulation treatment method, coagulant

Info

Publication number: JP3731834B2
Application number: JP19623696A
Authority: JP
Inventors: 嘉郎脇村
Original assignee: 嘉郎脇村
Priority date: 1995-07-26
Filing date: 1996-07-25
Publication date: 2006-01-05
Anticipated expiration: 2016-07-25
Also published as: JPH09192674A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は汚濁水（ヘドロ状態を含む）中の懸濁物質あるいは溶解物質の凝集方法と凝集剤に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
下水、土木排水、染色排水、あるいは工場廃液に大量に懸汚している物質あるいは溶解している物質は、河川や海に廃棄されてヘドロ状態となって体積し生態系を乱したり、食物連鎖によって人間の体に取り込まれたりといった公害の原因となっている。
【０００３】
そこで近年は上記土木排水等は該水中浮遊物や溶解物質が基準の濃度以下になるように処理されてから廃棄されているのであるが、その処理に要する時間と経費は莫大なものとなっている。
【０００４】
例えば、下水処理では被処理水に有機の凝集剤を投入し、大容量の沈殿槽に長時間滞溜させて懸濁物質を沈殿させ、必要に応じて活性炭処理、バイオ処理を付加してＳＳ，ＢＯＤ，ＣＯＤ値が所定の値以下になるように処理した後に廃棄するようにしている。
【０００５】
また、染色工場の排水は、溶解色素の除去が非常に困難であり、現在のところ、排水を一旦沈澱槽に溜めて、活性炭、バイオ処理で脱色するとともに、ＢＯＤ，ＣＯＤが基準値以下になるように処理して排水するようにしている。
【０００６】
製紙工場よりの排水には紙表面を滑らかにするために汎用されている酸化チタンの微粒粉あるいは、パルプ繊維の微粒粉が含まれている。これらの微粒粉を除去するために、一旦貯水槽に溜めて有機系あるいは無機系の凝集剤を添加し、凝集、沈殿させてから排水するようにしている。
【０００７】
また、海底や河川を浚渫したときに排出されるヘドロは含水率が非常に多く、このまま固化しようとすると莫大なセメント量を必要とする。そこで、大容量の沈殿槽にヘドロを導いてびいて、有機凝集剤を添加して沈殿処理をおこなった後、凝固処理を行うようにしている。
【０００８】
上記従来の凝集処理に使用される凝集剤としては種々のものが開発されている。例えば無機系ではアルミニウム塩（硫酸アルミニウム、水酸化アルミニウム、アンモニウムミョウバン、カリミョウバン、アルミン酸ナトリウム、ポリ塩化アルミニウム）、鉄塩（塩化第一鉄、塩化第二鉄、硫酸第一鉄、硫酸第二鉄、ポリ硫酸第二鉄等）、有機系では、低分子塩、界面活性剤、天然あるいは合成の高分子物質等が開発され使用されている。
【０００９】
更に、本願出願人は特開平2-99185 号にて、▲１▼可溶性のアルミニウム塩と▲２▼アルカリ金属塩と上記▲１▼剤と▲２▼剤の直接の接触密度を小さくするための隔離剤とを主成分とし、更に微量の有機凝集剤を含有させて多大な効果をあげている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、上記従来の方法は大容量の沈殿槽を必要とし、さらに、処理時間が長時間に渡るうえ、活性炭やバイオ処理を用いて処理された排水は、一応「基準値」を満たしているものの、多少の懸濁物質、匂い、色を残留させたまま河川に放出されている場合もある。また、上記活性炭やバイオ処理は、装置が大がかりとなり非常にコスト高となる欠点があった。
【００１１】
また、上記のように凝集沈殿されたヘドロであっても、含水率が非常に高く、このまま固化しようとすると莫大なセメント量を必要とするが、現在では含水率を減らすための有効な手段は見出されていない。
【００１２】
本願出願人が特開平2-99185 号にて提案している凝集剤は非常に大きな効果があるが、この凝集剤を汚濁度の高い下水、染色排水、製紙排水の浄化のために直接用いた場合、あるいは、ヘドロの含水率低減のために直接用いた場合は、効果の点で多少不満がのこる場合があり、更に、価格が高くなる傾向があった。
【００１３】
本発明は上記従来の事情に鑑みてなされたものであって、僅かな量の薬剤を用いて低コストで、下水等を浄化でき、また、ヘドロの含水率を減らすことが出来る方法を提供することを目的とするものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明は以下の手段を採用する。
すなわち、被処理液に対して、アルカリ金属の珪酸塩と、上記アルカリ金属の珪酸塩に反応するゲル化剤とを上記の順、又は、上記と逆の順で攪拌しながら投
入し、各剤を添加後に可溶性のアルミニウム塩とアルカリ金属の炭酸塩とを主成分とする第２凝集剤を添加する。または、アルカリ金属の珪酸塩と、上記ゲル化剤とを投入後、さらに硫酸カルシウムを添加する。
【００１５】
上記アルカリ金属の珪酸塩としては、例えばメタ珪酸ナトリウム、二珪酸ナトリウム、四珪酸ナトリウム、オルト珪酸ナトリウム、及びこれらの種々の割合の水和物、さらにカリウムの珪酸塩を一部混合させてもよい。ただし、経済的には市販の水ガラスを使用するのが最も好ましい。
【００１６】
上記ゲル化剤としては塩化カルシウム、硫酸カルシウム、塩化アグネシウム等を使用するのが好ましく、また他のゲル化剤として、更に、可溶性のアルミニウム塩（例えば硫酸アルミニウム、アンモニウムミョウバン、カリミョウバン、ポリ塩化アルミニウム）、可溶性の鉄塩（塩化第一鉄、塩化第二鉄、硫酸第一鉄、硫酸第二鉄、ポリ硫酸第二鉄等）、硫酸、塩酸等を用いることができる。
【００１７】
上記のようにアルカリ金属の珪酸塩と、ゲル化剤を被処理液に、上記の順、あるいは上記と逆の順で、下記のように極微量添加することによって微小なゲル状体が被処理液中のＳＳあるいは溶解物を取り込んで、被処理液中に浮遊した状態となり、ＢＯＤ，ＣＯＤが急激に減少する。
【００１８】
上記の微小なゲル状体は時間が経過すると沈殿し、水分と分離することができる。また濾紙で濾過することによって、あるいは遠心分離機等の機械的な方法を用いて水分と沈殿物とを分離するとができる。
【００１９】
ゲル化剤として塩化カルシウム、硫酸カルシウム、塩化マグネシウム等を用いた場合には、被処理液に溶け込んでいる蛋白やデンプンあるいは樹脂分が水分から分離された状態になるので、例えば、塩化カルシウムを先に被処理液に投入して、その後に珪酸塩を投入すると、上記水分から分離された蛋白やデンプンあるいは樹脂分もともに凝集させることができて、この発明の効果をより高めることができる。
【００２０】
更に、ゲル化剤として塩化カルシウムと硫酸バンドを用いた場合を比較すると、塩化カルシウムを用いた場合の方がはるかにゲル化速度が早い点で有益である。
【００２１】
アルカリ金属の珪酸塩は被処理液に対して少なくとも０．０２重量％（被処理液１０００ｃｃに対して２０％濃度の水ガラスを０．１ｇ程度）を必要とする。また、上記ゲル化剤も少なくとも上記珪酸塩と同量程度を添加する。
【００２２】
アルカリ金属の珪酸塩は上記のようにゲル化剤によってゲル化するが、ゲル量をいたずらに増すと廃棄物を増加させることになる。従って、上記アルカリ金属の珪酸塩とゲル化剤は最少限の添加量にとどめるのが望ましい。アルカリ金属の珪酸塩とゲル化剤の添加量の最適値は被処理液の性質によって異なるので一概にはいえない。
【００２３】
上記珪酸塩とゲル化剤を被処理液に添加すると同時に、又は、珪酸塩とゲル化剤を被処理液に添加後に更に、有機凝集剤を添加すると更に効果を上げることができる。
【００２４】
上記有機凝集剤としては、アニオン系（例えばアルギン酸ソーダ、ＣＭＣナトリュウム塩、ポリアクリル酸ソーダ、ポリアクリルアミドの部分加水分解塩、マレイン酸重合物等）、ノニオン系（例えばポリアクリルアミド、ポリオキシエチレン、苛性化デンプン等）、カチオン系（ポリアクリル酸エステル、水溶性アニリン樹脂、ポリチオ尿素、ポリエチレンイミン、第４級アンモニュウム塩、ポリビニルピリジン類等）のいずれをも用いることができる。
【００２５】
上記有機凝集剤の添加量は被処理液に対して極微量であって、0.１ppm 程度である。上記有機凝集剤を添加することによって無機剤だけを用いる場合に比して形成されるフロックが大きくなり、濾過あるいは脱水時の目づまりがなくなるとともに、濾過あるいは脱水速度も早くなる。
【００２６】
有機凝集剤の添加量の上限及び下限は限定されないが、多量に使用するとそれだけ経済的な効果は減少することになり、あまり少ないと形成されるフロックが小さくなり、濾過がし難くなる。
【００２７】
上記有機凝集剤は、アルカリ金属の珪酸塩又はゲル化剤の中の少なくともいずれか一方に予め含有させておくことができ、これによって、上記アルカリ金属の珪酸塩とゲル化剤を添加した後に有機凝集剤を添加する手順を省略することができる。
【００２８】
また、上記凝集処理をしても色が残存する場合には、上記凝集処理をする前又は後に漂白剤を添加することによって上記色の除去が可能である。
上記凝集処理をする前、あるいは後に、フライアッシュ等の各種焼却灰を被処理液に添加することが好ましい。これによって、匂いの消去が可能となるとともに、ＳＳやＢＯＤ、ＣＯＤ値を更に下げることができる。尚、投入した各種焼却灰は下記の第２凝集剤を使用すると完全に凝集させることができる。
【００２９】
上記凝集処理及び脱色処理をしても未だ不充分な点が残る場合に、更に第２凝集剤を使用する。該第２凝集剤は特開平２−９９１８５号に開示するように、可溶性のアルミニウム塩とアルカリ金属の炭酸塩と微量の有機凝集剤を主成分とする。
【００３０】
上記の処理によって以下の実施例で示すように、ＳＳ，ＣＯＤ，ＢＯＤ値等を基準以下に抑えることが可能となるが、現実に上記の手順で処理をした水（原水は例えば下水）で生物（例えば魚）の生息状況を観察すると、息苦しそうにしている状態が観察され、また、生息時間も短い。
【００３１】
そこで上記の処理のいずれかの過程、すなわち、原水、処理中の中間処理水、あるいは凝集処理後の水に対して硫酸カウシュウム０．１〜数重量％添加すると生物の状態が活発となり、生息時間は長くなる。すなわち、下水あるいは製紙排水には大量の酸化物（食品の酸化物、糞尿の酸化物、木材繊維あるいは樹液の酸化物）が含有されており、硫酸カルシュウムはこれら酸化物を中和するものと考えられる。
【００３２】
この処理によって、ＣＯＤ，ＢＯＤ値を更に下げることができ、この処理後の水での生物の生息状況は、硫酸カルシュウムを使用しない場合に比較して格段の差がみられる。
【００３３】
また、このように硫酸カルシュムを添加することにによって、次亜塩素酸ソーダ等の漂白剤を使用する必要性が小さく、処理後の水の品質を向上させることができる。
【００３４】
硫酸カルシュウムを添加することは、本願凝集処理に対してはもちろん、有機凝集剤のみによる凝集処理、無機凝集剤のみによる凝集処理、あるいは、両者を併用する凝集処理等のあらゆる凝集処理、あるいは、水処理に利用することが可能である。
【００３５】
上記の方法は液体の薬剤を使用するこを前提としているが、本発明は、珪酸塩の粉末、ゲル化剤の粉末あるいは必要に応じて有機凝集剤の粉末を予め混合した薬剤を被処理液に投入することでも実現可能である。
【００３６】
【実施の態様】
以下の実施例においての作業手順は(1) ゲル化剤としての塩化カルシウム又は硫酸バンドの添加、(2) 珪酸塩（水がらす）の添加、(3) フライアッシュの添加、(4) 漂白剤としての次亜塩素酸ソーダ添加、(5) 第２凝集剤の添加の順となり、その後濾過したものである。ただし、上記(1) と(2) の工程は逆の場合もあり、また上記(3) 又は(4) の工程は省略されることがあり、更に(4) の工程は(1) の工程の前に置いてもよい。更に、上記ゲル化剤及び水がらすには、100ppm〜1000ppm 程度の有機凝集剤（ポリアクリルアミド）が添加されており、被処理液に下記のように該水ガラス、およびゲル化剤を添加したときに被処理液中の有機凝集剤の濃度が0.1ppm〜1ppmになるようになっている。
〔実施例▲１▼〕
平成７年１月の淡路・神戸大震災によって一時的な操業停止を余儀なくされた東灘下水処理場では未処理の下水道水の溢出を防止するため、施設に隣接する運河を堰止めることにより一次貯水池として転用し、急場を凌いだ。
【００３７】
この例では上記一次貯水池として転用された運河の貯溜水を原水として採取し、この原水1000ccに対して塩化カルシウム１ｇ（濃度１６％）投入して攪拌した後、更に水ガラス（珪酸ソーダ）を0.5g（濃度２０％）を添加する（１次処理）。
【００３８】
上記塩化カルシウムの添加によって原水中の蛋白、澱粉が水分より分離されるとともに、水ガラスを添加すると、該水ガラスは原水中の溶解物質や懸濁物を取り込みゲル化する。これによって、原水中のＳＳはほぼ除去され、ＢＯＤ、ＣＯＤは表１に示すように急激に小さくなる。この処理後にフライアッシュを０．５ｇ投入して更に、第２凝集剤を１ｇ程度投入して攪拌（２次処理）することによって、上記一次処理で残存したＳＳ，ＢＯＤ，ＣＯＤ等が更に除かれ、その結果を表１に並記する。表１に示すように少なくとも各計量項目については放流可能な水質基準に迫る良好な結果を得た。
【００３９】
【表１】

【００４０】
上記原水に塩化カルシウムと水ガラスを添加してゲル化が生じる時間は１５秒ぐらいであるが、上記水ガラスに代えて硫酸バンドを用いた場合は１分程度かかっている。また、有機凝集剤を添加した塩化カルシウムと水ガラスを用いた場合の一次処理中にできるフロックの大きさは２ｍｍ前後であり、有機凝集剤を添加しない場合には０．５ｍｍ前後であった。従って上記２次処理水を濾過するに要する時間も有機凝集剤を添加した場合の方が３０％程時間が短くできた。
【００４１】
〔実施例▲２▼〕
加古川下水道センターへの流入下水を原水として処理した例を以下に示す。まず原水1000ccに対して塩化カルシウム１ｇ（濃度１６％）を投入して攪拌した後、更に水ガラスを原水1000ccに対して0.5g（濃度２０％）を添加する（１次処理）。
【００４２】
これによって、原水中のＳＳはほぼ除去され、ＢＯＤ、ＣＯＤは表２に示すように急激に小さくなる。この状態の液に対して、フライアッシュを0.5g投入して更に、第２の次凝集剤を0.5g程度投入して攪拌することによって得られた結果を表２に並記する。表２に示すように少なくとも各計量項目については放流可能な水質基準に迫る良好な結果を得た。またフライアッシュを用いた場合より多少劣るがフライアッシュを添加しない例も上記表２に並記する。
【００４３】
上記〔塩化カルシウム＋水ガラス〕と〔硫酸バンド＋水ガラス〕のそれぞれの場合ゲル化時間の比較、有機凝集剤を添加した場合と添加しない場合のフロックの大きさおよび濾過時間の比較は上記実施例▲１▼の場合と同じである。
【００４４】
【表２】

【００４５】
〔実施例▲３▼〕
下記表３及び表４は、大蔵省印刷局製紙研究部より得られた白廃液、黒廃液の浄化処理に本発明を適用した例をそれぞれ示している。上記白廃液は製紙工程に伴って生成されるものであって、パルプ繊維や酸化チタン等による比較的多量の懸濁物質が存在する一方、黒廃液はパルプ製造工程において原木より抽出された有機物や色素等による極めて濃厚な黒褐色を呈し、採取水の４倍希釈後もなおＣＯＤ及びＢＯＤが極めて高く、いずれにしても浄化処理の難しい（長時間を要する）廃液として知られている。
【００４６】
これら両廃液1000ccに対してそれぞれ濃度５０％の次亜塩素酸ナトリウムを２ｇ添加し、さらに水ガラス１ｇ（水ガラス濃度16％）を添加した後、硫酸バンドを１ｇ（硫酸バンド濃度30％）添加して表３、表４に示すような１次処理水を得る。その後更に第２凝集剤を１ｇ程度添加して２次処理水を得た。
【００４７】
その結果、表３及び表４に示すように、１次処理によってＢＯＤ、ＣＯＤ、ＳＳとも相当減少しており、更に２次処理によっていずれの廃液の計量項目も８５％以上も低下するという極めて優れた性能を極めて短時間のうちに発揮し、処理時間が飛躍的に短縮され得ることがわかった。
【００４８】
【表３】

【００４９】
【表４】

【００５０】
上記実施例においては、水ガラスと硫酸バンドとの投入手順はいずれが前後してもよいことが確認できた。
〔実施例▲４▼〕
鳥取大学三浦団地生活排水処理施設より採取した原水に対する処理結果を表５に示す。添加手順は珪酸ソーダ(MB) 20%濃度 →硫酸バンド(KC) 30%濃度 →フライアッシュ(FA)→次亜塩素酸ナトリウム(GA) 50%濃度 →第２凝集剤(POK) である。
【００５１】
【表５】

【００５２】
上記表５に示すように、窒素を除いて極めて良好な結果を示していることが理解できる。
〔実施例▲５▼〕
上記▲１▼、▲２▼、▲４▼の実施例での処理後の水での生物（メダカ、及び金魚）の生息状況を観察したところ、息苦しそうにしている状況が観測され、また、生息時間は１日以内と短かった。そこで、上記処理後の水に２〜３％重量の硫酸カルシウムを添加したところ、生物の息苦しさが解消されるとともに、生息時間は水道の水を使用した場合と遜色なかった。
【００５３】
〔実施例▲６▼〕
海底又は河川の浚渫によって汲み上げられるヘドロは含水率は多く、そのまま固化しようとすると大量のセメントを必要とするが、以下のように処理すると含水率を極端に減少させることができ、固化処理も容易である。
（１）処理対象泥の性質
試料として東京湾より採取した底泥を１昼夜静置して上澄水を除いたもの（以下、処理対象泥と記す）。または処理対象泥を海水にて２倍あるいは４倍に希釈したもの（以下、希釈泥と記す）を用いた。表６に処理対象泥の分析データを示す。処理対象泥の含水比は３８５％であり、汚泥濃度に対して約２０％であった。またｐＨは７．５とほぼ中性であった。
【００５４】
【表６】

【００５５】
（２）凝集特性
上記処理対象泥は含水比が高く、そのまま固化処理を行うことは経済的でないと考えられる。そこで、処理対象泥および希釈泥に対して凝集および脱水処理を行って体積を減少させることを考えた。まず、以下に示す方法によって凝集処理を行い、脱水性の良い良好な凝集泥を得た。
【００５６】
▲１▼処理対象泥または希釈泥に塩化カルシウム(MA)（濃度１６％水溶液）および水ガラス(MB)（濃度２０％水溶液）を表７に示す所定量添加して混和する。
▲２▼第２凝集剤(POK) を予め100g/Lの濃度の水溶液にして攪拌し、フロックを形成させておく。
【００５７】
▲３▼塩化カルシウム(MA)および水ガラス(MB)を添加した底泥に対して、第２の凝集剤(POK) 水溶液の所定量を添加して混和する。
▲４▼有機凝集剤〔ポリアクリルアミド〕(BK)（濃度１％水溶液）の所定量を添加して混和する。
【００５８】
処理対象泥および希釈泥に対する凝集剤の添加量を表７に示す。
本方法による処理において、塩化カルシウム(MA)および水ガラス(MB)を添加して混和した時点で底泥の粘性が若干増加し、ある程度の凝集効果が見られた。次に第２凝集剤(POK) を添加した時点で、底泥の粘性がさらに増加し凝集効果が顕著に見られた。更に最終段で有機凝集剤(BK)を添加することにより、凝集した底泥の粘性がいっそう高まるとともに清澄な上澄水および良好な凝集泥が得られた。
【００５９】
なお、この凝集に要する時間はトータルで約１分間程度であった。
【００６０】
【表７】

【００６１】
（３）脱水特性
上記のように凝集処理を行った処理対象泥に対して、1000Ｇ、1minの条件にて遠心分離を行い脱水ケーキを得た。得られた脱水ケーキおよび上澄水の分析結果を表８に示す。
【００６２】
【表８】

【００６３】
脱水ケーキの含水比は１７０％と処理前の半分以下まで低下し、後段の固化処理を行う泥の体積を約２分の１まで低減させることができた。上澄水に関してもｐＨ７．７、ＳＳ濃度は約８０mg/Lであり、排水基準値を満足する値が得られた。
【００６４】
また、２倍希釈泥および４倍希釈泥についても同様の遠心処理を行ったところ、やはり含水比約１７０％の脱水ケーキが得られ、泥の体積は初期値に対してそれぞれ約４分の１および８分の１まで低減させることが出来た。
【００６５】
上記と同様の方法で、有機凝集剤を塩化カルシウム、水ガラスに添加しないで凝集処理を行った場合には、上記脱水処理に使用する遠心分離機の布目を小さくする必要があり、従って脱水処理時間が３０％程長くかかる結果となった。
【００６６】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明は簡単な手順と低いコストで下水等の処理の難しい排水であってもほぼ完全に再利用な程度にまで、ＢＯＤ，ＣＯＤ，ＳＳ値を下げることができ、更に、匂いや、色も完全に取り除くことが可能となる効果がある。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a flocculating method and a flocculating agent for suspended substances or dissolved substances in polluted water (including sludge state).
[0002]
[Prior art]
Substances that are heavily polluted or dissolved in sewage, civil engineering wastewater, dyeing wastewater, or factory wastewater are discarded in rivers and oceans and become sludge and volume up, disturb the ecosystem, It is a cause of pollution such as being taken into the human body.
[0003]
Therefore, in recent years, the civil engineering wastewater and the like have been disposed of after being treated so that the suspended matters and dissolved substances in the water are below the standard concentration, but the time and cost required for the treatment are enormous. Yes.
[0004]
For example, in sewage treatment, an organic flocculant is added to the water to be treated, and suspended in a large-capacity sedimentation tank for a long time to precipitate suspended substances. If necessary, activated carbon treatment and biotreatment are added to SS. , BOD, and COD values are processed to be below predetermined values, and then discarded.
[0005]
In addition, it is very difficult to remove dissolved pigment from wastewater from dyeing plants. At present, wastewater is temporarily stored in a sedimentation tank and decolorized by activated carbon and biotreatment, and BOD and COD are below standard values. So that it is treated and drained.
[0006]
The wastewater from the paper mill contains titanium oxide fine particles or pulp fiber fine particles which are widely used to smooth the paper surface. In order to remove these fine particles, an organic or inorganic flocculant is once stored in a water storage tank, and after agglomeration and precipitation, the water is drained.
[0007]
In addition, sludge discharged when dredging the seabed and rivers has a very high moisture content, and an enormous amount of cement is required to solidify as it is. Therefore, sludge is introduced into a large-capacity sedimentation tank, and an organic flocculant is added to perform a precipitation treatment, followed by a solidification treatment.
[0008]
Various types of flocculants have been developed for use in the conventional flocculation process. For example, in inorganic systems, aluminum salts (aluminum sulfate, aluminum hydroxide, ammonium alum, potassium alum, sodium aluminate, polyaluminum chloride), iron salts (ferrous chloride, ferric chloride, ferrous sulfate, ferric sulfate) Iron, polyferric sulfate, etc.), and organic systems, low molecular salts, surfactants, natural or synthetic polymer substances have been developed and used.
[0009]
Further, the applicant of the present application disclosed in JP-A-2-99185 to reduce the direct contact density of (1) soluble aluminum salt, (2) alkali metal salt, (1) agent and (2) agent. A sequestering agent is the main component, and a very small amount of organic flocculant is added to achieve a great effect.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, the above-mentioned conventional method requires a large-capacity sedimentation tank, and further, the treatment time is long, and the wastewater treated using activated carbon or biotreatment satisfies the “standard value”. However, it may be released into rivers with some suspended matter, odor, and color remaining. Moreover, the activated carbon and the biotreatment have a drawback that the apparatus becomes large and the cost is very high.
[0011]
Moreover, even if the sludge is coagulated and precipitated as described above, the moisture content is very high, and an enormous amount of cement is required to solidify as it is, but at present, an effective means for reducing the moisture content is Not found.
[0012]
The flocculant proposed by the present applicant in Japanese Patent Laid-Open No. 2-99185 has a very large effect, but this flocculant was directly used for purification of highly polluted sewage, dyeing wastewater, and papermaking wastewater. In some cases, or when used directly to reduce the moisture content of sludge, there may be some dissatisfaction with the effect, and the price tends to increase.
[0013]
The present invention has been made in view of the above-described conventional circumstances, and provides a method capable of purifying sewage and the like and reducing the moisture content of sludge at a low cost using a small amount of chemicals. It is for the purpose.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention employs the following means.
In other words, an alkali metal silicate and a gelling agent that reacts with the alkali metal silicate are added to the liquid to be treated while stirring in the above order or in the reverse order. After adding, a second flocculant composed mainly of a soluble aluminum salt and an alkali metal carbonate is added. Alternatively, after adding the alkali metal silicate and the gelling agent, calcium sulfate is further added.
[0015]
Examples of the alkali metal silicate may include, for example, sodium metasilicate, sodium disilicate, sodium tetrasilicate, sodium orthosilicate, and hydrates of various ratios thereof, and also a part of potassium silicate. . However, it is most preferable to use commercially available water glass economically.
[0016]
As the gelling agent, calcium chloride, calcium sulfate, agnesium chloride or the like is preferably used, and as other gelling agents, soluble aluminum salts (for example, aluminum sulfate, ammonium alum, potash alum, polyaluminum chloride) are also used. ), Soluble iron salts (such as ferrous chloride, ferric chloride, ferrous sulfate, ferric sulfate, and polyferric sulfate), sulfuric acid, hydrochloric acid, and the like can be used.
[0017]
As described above, by adding a trace amount of alkali metal silicate and gelling agent to the liquid to be processed in the above order or in the reverse order as described above, a minute gel-like body is processed. The SS or dissolved substance in the liquid is taken in and floated in the liquid to be treated, and BOD and COD are rapidly reduced.
[0018]
The fine gel-like body precipitates over time and can be separated from moisture. Further, it is possible to separate the water and the precipitate by filtering with a filter paper or using a mechanical method such as a centrifugal separator.
[0019]
When calcium chloride, calcium sulfate, magnesium chloride or the like is used as the gelling agent, the protein, starch, or resin component dissolved in the liquid to be treated is separated from moisture. When the silicate is added to the liquid to be treated, the protein, starch or resin separated from the water can be aggregated together, and the effect of the present invention can be further enhanced.
[0020]
Furthermore, when calcium chloride and a sulfate band are used as gelling agents, the use of calcium chloride is more advantageous in that the gelation rate is much faster.
[0021]
The alkali metal silicate requires at least 0.02% by weight based on the liquid to be treated (approximately 0.1 g of 20% water glass with respect to 1000 cc of the liquid to be treated). Further, the gelling agent is added at least in the same amount as the silicate.
[0022]
Alkali metal silicates are gelled by the gelling agent as described above, but if the amount of gel is increased unnecessarily, the amount of waste increases. Therefore, it is desirable that the alkali metal silicate and the gelling agent be kept to a minimum amount. The optimum values of the addition amount of the alkali metal silicate and the gelling agent vary depending on the properties of the liquid to be treated, and thus cannot be generally described.
[0023]
When the silicate and the gelling agent are added to the liquid to be treated, or after the silicate and the gelling agent are added to the liquid to be treated, an organic flocculant can be added to further increase the effect.
[0024]
Examples of the organic flocculant include anionic (for example, sodium alginate, CMC sodium salt, polyacrylic acid soda, partially hydrolyzed salt of polyacrylamide, maleic acid polymer, etc.), nonionic (for example, polyacrylamide, polyoxyethylene, caustic Any of cationized starch, polyacrylic acid ester, water-soluble aniline resin, polythiourea, polyethyleneimine, quaternary ammonium salt, polyvinylpyridines, etc.) can be used.
[0025]
The amount of the organic flocculant added is extremely small relative to the liquid to be treated, and is about 0.1 ppm. By adding the organic flocculant, flocs formed are larger than when only the inorganic agent is used, and clogging during filtration or dehydration is eliminated, and the filtration or dehydration rate is increased.
[0026]
The upper limit and the lower limit of the amount of the organic flocculant added are not limited, but if used in a large amount, the economic effect will be reduced accordingly, and if it is too small, the flocs formed will be small and filtration will be difficult.
[0027]
The organic flocculant can be previously contained in at least one of the alkali metal silicate and the gelling agent, whereby the organic flocculant is added after the alkali metal silicate and the gelling agent are added. The procedure for adding the flocculant can be omitted.
[0028]
If the color remains even after the aggregation treatment, the color can be removed by adding a bleaching agent before or after the aggregation treatment.
It is preferable to add various incineration ash such as fly ash to the liquid to be treated before or after the aggregation treatment. As a result, the odor can be erased and the SS, BOD, and COD values can be further lowered. The various incinerated ash charged can be completely agglomerated by using the following second aggregating agent.
[0029]
A second flocculant is further used when insufficient points still remain after the agglomeration and decolorization. As disclosed in JP-A-2-99185, the second flocculant contains a soluble aluminum salt, an alkali metal carbonate, and a trace amount of organic flocculant as main components.
[0030]
Although the SS, COD, BOD value, etc. can be suppressed to below the standard by the above treatment as shown in the following examples, the biologically treated water (raw water is, for example, sewage) actually treated by the above procedure. Observing the state of habitat (for example, fish), the state of suffocating is observed, and the inhabiting time is also short.
[0031]
Therefore, when any of the above treatments, that is, raw water, intermediate treated water being treated, or water after coagulation treatment is added in an amount of 0.1 to several percent by weight of kausium sulfate, the state of the organism becomes active and the inhabiting time Becomes longer. In other words, sewage or paper wastewater contains a large amount of oxides (food oxides, manure oxides, wood fibers or sap oxides), and calcium sulfate is considered to neutralize these oxides. It is done.
[0032]
By this treatment, the COD and BOD values can be further lowered, and the living state of the organism in the water after this treatment is markedly different from that in the case where calcium sulfate is not used.
[0033]
Further, by adding calcium sulfate in this manner, the necessity of using a bleaching agent such as sodium hypochlorite is small, and the quality of the water after treatment can be improved.
[0034]
The addition of calcium sulfate is not limited to the present flocculation treatment, but also flocculation treatment using only an organic flocculating agent, flocculation treatment using only an inorganic flocculating agent, or flocculation treatment using both in combination, or water. It can be used for processing.
[0035]
The above method is based on the premise that a liquid drug is used. However, the present invention is based on a liquid to be treated which is prepared by mixing a silicate powder, a gelling agent powder, or an organic flocculant powder as necessary. It can also be realized by putting it in
[0036]
Embodiment
The working procedures in the following examples are: (1) Addition of calcium chloride or sulfate band as gelling agent, (2) Addition of silicate (water lees), (3) Addition of fly ash, (4) Bleaching In this order, sodium hypochlorite was added as an agent, and (5) the second flocculant was added, followed by filtration. However, the above steps (1) and (2) may be reversed, the above step (3) or (4) may be omitted, and the step (4) may be the step (1). It may be placed in front of. Furthermore, about 100 ppm to 1000 ppm of organic flocculant (polyacrylamide) is added to the gelling agent and water, and the water glass and gelling agent are added to the liquid to be treated as follows. Sometimes the concentration of the organic flocculant in the liquid to be treated is 0.1 ppm to 1 ppm.
[Example (1)]
In Tojo Sewage Treatment Plant, which was forced to temporarily stop operation due to the Great Hanshin Earthquake in January 1995, as a primary reservoir by blocking the canal adjacent to the facility in order to prevent overflow of untreated sewer water Diverted and surpassed the urgent need.
[0037]
In this example, the water stored in the canal that was diverted as the primary reservoir was collected as raw water, and 1 g of calcium chloride (concentration 16%) was added to 1000 cc of the raw water and stirred, and then water glass (sodium silicate) was added to 0.5 ml. g (concentration 20%) is added (primary treatment).
[0038]
When the calcium chloride is added, the protein and starch in the raw water are separated from the water, and when water glass is added, the water glass takes in dissolved substances and suspensions in the raw water and gels. As a result, SS in the raw water is almost removed, and BOD and COD are rapidly reduced as shown in Table 1. After this treatment, 0.5 g of fly ash is added and about 1 g of the second flocculant is added and stirred (secondary treatment) to further remove SS, BOD, COD, etc. remaining in the primary treatment. The results are listed in Table 1. As shown in Table 1, at least for each measurement item, good results approaching the water quality standards that can be discharged were obtained.
[0039]
[Table 1]

[0040]
The time when gelation occurs when calcium chloride and water glass are added to the raw water is about 15 seconds, but when a sulfuric acid band is used instead of the water glass, it takes about 1 minute. In addition, the size of floc formed during the primary treatment when using calcium chloride and water glass to which an organic flocculant was added was around 2 mm, and around 0.5 mm when no organic flocculant was added. Therefore, the time required for filtering the secondary treated water can be shortened by about 30% when the organic flocculant is added.
[0041]
[Example (2)]
The following shows an example of treating the sewage flowing into the Kakogawa Sewer Center as raw water. First, 1 g of calcium chloride (concentration 16%) is added to 1000 cc of raw water and stirred, and then 0.5 g (concentration 20%) of water glass is added to 1000 cc of raw water (primary treatment).
[0042]
As a result, SS in the raw water is almost removed, and BOD and COD are rapidly reduced as shown in Table 2. Table 2 shows the results obtained by adding 0.5 g of fly ash to the liquid in this state and further adding about 0.5 g of the second secondary flocculant and stirring. As shown in Table 2, at least for each measurement item, a good result approaching the water quality standard that can be discharged was obtained. In addition, examples in which fly ash is not added, although slightly inferior to those using fly ash, are also shown in Table 2 above.
[0043]
For each of the above [Calcium chloride + water glass] and [Sulfuric acid band + water glass], comparison of gelation time, comparison of floc size and filtration time with and without addition of organic flocculant It is the same as the case of example (1).
[0044]
[Table 2]

[0045]
[Example (3)]
Tables 3 and 4 below show examples in which the present invention is applied to the purification treatment of white waste liquid and black waste liquid obtained from the Paper Research Department, Ministry of Finance Printing Bureau. The white waste liquid is produced during the papermaking process, and there is a relatively large amount of suspended solids such as pulp fibers and titanium oxide. On the other hand, the black waste liquid is an organic matter extracted from raw wood in the pulp manufacturing process. It exhibits a very dark black-brown color due to pigments, etc., and still has a very high COD and BOD even after 4-fold dilution of the collected water. In any case, it is known as a waste liquid that is difficult to purify (requires a long time).
[0046]
Add 2 g of sodium hypochlorite with a concentration of 50% to each 1000 cc of these waste liquids, add 1 g of water glass (water glass concentration 16%), and then add 1 g of sulfuric acid band (sulfuric acid band concentration 30%). Thus, primary treated water as shown in Tables 3 and 4 is obtained. Thereafter, about 1 g of the second flocculant was added to obtain secondary treated water.
[0047]
As a result, as shown in Tables 3 and 4, BOD, COD, and SS are considerably reduced by the primary treatment, and the measurement items of any waste liquid are further reduced by 85% or more by the secondary treatment. It was found that the processing performance can be demonstrated in a very short time and the processing time can be drastically shortened.
[0048]
[Table 3]

[0049]
[Table 4]

[0050]
In the said Example, it has confirmed that any of the injection | throwing-in procedures of water glass and a sulfuric acid band may be followed.
[Example (4)]
Table 5 shows the treatment results for the raw water collected from the Tottori University Miura Housing Life Wastewater Treatment Facility. The addition procedure is: sodium silicate (MB) 20% concentration → sulfuric acid band (KC) 30% concentration → fly ash (FA) → sodium hypochlorite (GA) 50% concentration → second flocculant (POK).
[0051]
[Table 5]

[0052]
As shown in Table 5 above, it can be understood that very good results are shown except for nitrogen.
[Example (5)]
When observing the living state of living organisms (medaka and goldfish) in the water after treatment in the embodiments of (1), (2), and (4) above, it was observed that they were breathing, The habitat was as short as one day. Therefore, when 2 to 3% by weight of calcium sulfate was added to the treated water, the breathlessness of the organism was resolved, and the inhabiting time was comparable to that when using tap water.
[0053]
[Example (6)]
The sludge pumped up by the seabed or river dredging has a high moisture content and requires a large amount of cement to solidify as it is, but the moisture content can be drastically reduced by the following treatment and the solidification process is easy. It is.
(1) Properties of mud to be treated Samples of mud collected from Tokyo Bay that are left standing for one day and night and the supernatant water is removed (hereinafter referred to as mud to be treated). Or what diluted the process target mud 2 times or 4 times with seawater (henceforth diluted mud) was used. Table 6 shows the analysis data of the target mud. The water content of the mud to be treated was 385%, which was about 20% with respect to the sludge concentration. The pH was approximately neutral at 7.5.
[0054]
[Table 6]

[0055]
(2) Agglomeration characteristics The above-mentioned mud to be treated has a high water content, and it is considered that it is not economical to perform the solidification treatment as it is. Therefore, it was considered to reduce the volume by subjecting the mud to be treated and the diluted mud to coagulation and dehydration. First, flocculation treatment was performed by the method shown below to obtain a good flocculated mud having good dewaterability.
[0056]
(1) Calcium chloride (MA) (16% strength aqueous solution) and water glass (MB) (20% strength aqueous solution) are added to the mud to be treated or diluted mud in a predetermined amount shown in Table 7 and mixed.
{Circle around (2)} The second flocculant (POK) is made into an aqueous solution having a concentration of 100 g / L in advance and stirred to form a floc.
[0057]
(3) Add a predetermined amount of the second flocculant (POK) aqueous solution to the bottom mud to which calcium chloride (MA) and water glass (MB) are added and mix.
(4) Add a predetermined amount of organic flocculant [polyacrylamide] (BK) (1% concentration aqueous solution) and mix.
[0058]
Table 7 shows the amount of flocculant added to the mud to be treated and the diluted mud.
In the treatment by this method, when the calcium chloride (MA) and water glass (MB) were added and mixed, the viscosity of the bottom mud slightly increased and a certain degree of coagulation effect was observed. Next, when the second flocculant (POK) was added, the viscosity of the bottom mud further increased and the agglomeration effect was noticeable. Furthermore, by adding the organic flocculant (BK) in the final stage, the viscosity of the agglomerated bottom mud further increased, and clear supernatant water and good agglomerated mud were obtained.
[0059]
The total time required for this aggregation was about 1 minute.
[0060]
[Table 7]

[0061]
(3) Dehydration characteristics The processing target mud subjected to the agglomeration treatment as described above was centrifuged under conditions of 1000 G and 1 min to obtain a dehydrated cake. Table 8 shows the analysis results of the obtained dehydrated cake and supernatant water.
[0062]
[Table 8]

[0063]
The water content of the dewatered cake was 170%, which was reduced to less than half of that before the treatment, and the volume of mud for the subsequent solidification treatment could be reduced to about one half. The supernatant water also had a pH of 7.7 and an SS concentration of about 80 mg / L, and a value satisfying the wastewater standard value was obtained.
[0064]
Further, when the same centrifugal treatment was performed on the 2-fold diluted mud and the 4-fold diluted mud, a dehydrated cake having a moisture content of about 170% was obtained, and the volume of the mud was about 1/4 of the initial value. And could be reduced to 1/8.
[0065]
When the coagulation treatment is performed without adding the organic flocculant to calcium chloride or water glass in the same manner as described above, it is necessary to reduce the cloth of the centrifuge used for the dehydration treatment. The result was that it took about 30% longer.
[0066]
【The invention's effect】
As described above, the present invention can reduce the BOD, COD, and SS values to a level that can be almost completely reused even with wastewater that is difficult to treat, such as sewage, with a simple procedure and low cost. , Smell and color can be completely removed.

Claims

(1) Alkali metal silicate,
(2) The gelling agent that reacts with the alkali metal silicate is added while stirring in the above order or in the reverse order.
A coagulation method comprising: adding a second coagulant composed mainly of a soluble aluminum salt and an alkali metal carbonate after adding each of the above agents.

The agglomeration method according to claim 1, wherein a bleaching agent is added before or after each of the agents is added.

The agglomeration method according to claim 1 or 2, wherein calcium sulfate is added in any of the processes.

The aggregating method according to claim 1, wherein the second aggregating agent is used in place of the second aggregating agent by previously stirring the second aggregating agent in a predetermined amount of water to form a floc.

For liquid to be processed
(1) an alkali metal silicate;
(2) The gelling agent that reacts with the alkali metal silicate is added while stirring in the above order or in the reverse order of the above.
Furthermore, a calcium sulfate is added, The aggregation method characterized by the above-mentioned.

6. The agglomeration method according to claim 5, wherein a bleaching agent is added before or after each of the above agents is added.