汚水処理用凝集剤の調製と投入方法

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凝集剤の投入システムは、薬剤の貯蔵・輸送、調製、昇圧、貯液、計量・投入、混合などのユニットで構成されている。（一）薬剤の調製 1. 薬剤の調製方法 凝集剤の溶解および希釈は、投入量の大小や凝集剤の性質に応じて、機械的な方法、水力を利用する方法、または圧縮空気を用いる方法などから適切なものを選択する。(1)機械的調製は、さまざまな薬剤や規模に適用可能で、広く使用されている。撹拌羽根車はモーターで駆動可能で、必要に応じて回転速度調整装置を設けることが考えられる；撹拌装置には防食対策を講じる必要があり、特に鉄塩系薬剤を使用する場合はそうである；(2)水力調節式の溶解槽を採用し、使用する圧力水の水圧は0.2MPa；(3)圧縮空気方式は、大量の汚水を処理する下水処理場における各種薬剤の調製に適している；具体的な要件は以下の通りです：①空気供給強度：溶解槽は8～10L/(㎡・s)、溶液槽は3～5L/(㎡・s)；②空気管の孔からの流速は20～30m/s、孔の直径は3～4mm；③圧縮空気を利用した調整方法は、石灰乳液を長時間連続して撹拌するのには適していない。2. 溶液池と溶解池　溶液池の役割は、濃い溶液を一定の濃度の溶液に調製することです；溶解槽は、塊状または粒状の薬剤を溶液に溶解させます。それぞれ式(2)、式(3)に従って計算する。 W1=aQ/417cn (2) W2 =(0.2~0.3)W1 (3)
ここで、W1は溶液槽の容積で、単位はm3。W2は溶解槽の容積で、単位もm3。aは凝集剤の最大添加量で、無水物換算で表される。石灰の最大使用量はCaO換算で、単位はmg/L。Qは処理される水の量で、単位はm3/h。cは溶液の濃度で、一般的には5%～20％（凝集剤の固体質量に基づく）または5%～7.5％（結晶水を差し引いた値）が用いられる。石灰乳の場合は2%～5％（純CaO換算）となる；nは1日の調整回数で、凝集剤の添加量や調製条件などの要因によって決定されるべきであり、一般的には3回を超えない方が良い。（二）調製装置 (1) 溶解槽および溶液槽の底の勾配は0.02以上でなければならず、槽底にはスラッジ排出管を設置し、溶液が溢れ出さないように槽壁には十分な高さを持たせる必要がある ；(2)溶解槽および溶液槽の内壁は防食処理を行う必要がある。一般的に内壁にはエポキシグラスファイバー、デイサイト、耐酸モルタル、タイル、またはポリ塩化ビニール板などが使用される。使用する薬剤の腐食性がそれほど強くない場合には、耐酸セメントモルタルを用いることもできる。塩化第三鉄を使用する場合、加熱によって軟化・変形するポリ塩化ビニルなどの材料は適していない；(3)薬剤の投入量が少ない場合は、薬剤溶解槽の代わりに溶液タンクの上部に浸出用の容器を設置することもできる。使用時には薬剤をその容器に入れ、水力によって溶解された薬剤溶液が溶液タンクに流れ込む；(4) 溶液タンクは、重力によって薬剤を投入できるよう、高架式に設置できる。池の周囲には作業台を設け、池内の最高作業水位部分には溢流装置を設置することが望ましい；(5)薬剤投入量が少ない溶液槽は、溶解槽と合わせて1つの槽にできる；(6)ポリアクリルアミド溶液タンクには必ず撹拌装置を設置し、撹拌回転数は一般的に10～15r/minとする。（三）薬液の昇圧および投入 1.計量装置の設計要件 自動制御を実現するために、計量ポンプ、ローター式流量計、または電磁流量計などを使用でき、その設計要件は以下の通りである：(1)ポンプおよび配管は耐腐食性のある金属材料を使用すべきである。(2)添加装置には計量ポンプを使用することが望ましく、薬剤の添加量を自動的に調整するための自動制御装置を設置すべきである。計量ポンプを使用する際には、以下の点に注意する必要があります：①計量ポンプは一般的にダイヤフラムポンプまたはピストンポンプが使用されます。現在、ほとんどの水処理場ではプランジャー式計量ポンプまたはダイヤフラム式計量ポンプが使用されており、その利点は信頼性の高い運転ができること、そして計量ポンプのストロークを変更したり周波数変換によって凝集剤の投入量を調整したりすることで、手動でも自動でも制御が可能であることです。プランジャーポンプは、特に高い圧力で薬剤を注入する場面に適しており、設計時には具体的な条件に応じて選択できます；②設計上、計量ポンプには予備機を備え、可能な限り同じ型式・規格の計量ポンプを使用し、十分な消耗部品および予備部品を装備する必要がある；③特殊薬剤の投入（アルカリや酸を添加するシステム）にあたっては、計量ポンプおよびシステム部品の材質が耐腐食性を有していることに注意する必要がある；④一部の計量ポンプにはストローク周波数のフィードバック信号があり、実際の注入流量を算出できる。そのため、計量ポンプは水質管理指標と連動し、薬剤添加量を自動的に調整する必要がある；⑤凝集剤または助凝剤は、自動制御による添加が望ましい；⑥溶液供給管には、計量ポンプの詰まりを防ぐために、必要な溶液フィルターを装備しなければならない。2. 薬剤の投入方法
薬液の投入方法には、重力による投入と圧力による投入がある。どちらの方法であっても、溶解槽から溶液槽、そして薬液投入点までの間には、必ず薬液を送り出すための装置が必要である。一般的に使用される薬液送り出し装置には、遠心ポンプやウォータージェットポンプがある。1) 重力投入：重力を利用して薬剤を水ポンプの吸水管内または吸水井の吸水ラッパ口に投入し、水ポンプのインペラーによって混合させる。取水ポンプ室が水処理場の薬剤投入室に近い中小規模の水処理場では、この方法が適している。送水ポンプ室が水処理場から遠い場合は、高所に溶液タンクを設置し、重力を利用して薬剤を送水ポンプの圧力管に投入することができる。下図は高位置の溶液タンクからの重力投与の模式図です。http://www.ep360.cn/public/editor/kindeditor/attached/image/20161219/20161219151751_25088.jpg 1. 溶解タンク；2、溶液池；3、昇圧ポンプ；4、水封箱；5、フロートバルブ；6、流量計；7、調節弁；8、圧力水2）圧力注入：ポンプやウォータージェットを用いて薬剤を原水管に注入する方法で、圧力配水管への薬剤注入や、標高が高く距離が遠い浄水施設内への注入に適している。①ポンプによる添加とは、溶液タンク内の薬液を圧力配管へ送り込むことで、計量ポンプを直接使用する方法と、耐酸ポンプに回転式流量計を組み合わせて使用する2つの方法がある；下図は計量ポンプによる添加の模式図です。http://www.ep360.cn/public/editor/kindeditor/attached/image/20161219/20161219151809_63140.jpg 1、溶液タンク；2、計量ポンプ；3、圧力水路②ウォータージェット注入　ウォータージェット注入とは、高圧水（圧力＞0.25MPa）をノズルおよびスロートを通過させた際の負圧による吸引作用を利用して、薬液を圧力水路内に吸い込む方法である。ウォータージェット注入には計量装置を設置すべきであり、一般的な水道場の給水管は高圧であるため、使用が容易である。下図はウォータージェット注入の模式図です。http://www.ep360.cn/public/editor/kindeditor/attached/image/20161219/20161219151816_83835.jpg 1、溶液タンク；2、薬剤投入箱；3、；漏斗；4、ウォータージェット；5、圧水管；6、高圧水道管は易净水網より転載。