自治体および工業用廃水処理システムにおいて、安定した一次清澄は以下の凝固剤の協調的な性能に依存しています。 ポリ塩化アルミニウム(PAC), 硫酸アルミニウム、鉄塩、補助処理薬品などが含まれます。しかし、濁度の急増、CODの変動、藻類の大量発生、季節ごとの有機負荷の変化など、影響が激しい条件下では、従来の凝集だけでは一貫した堆積効率を維持できないことがあります。
これらの動的条件下では、 粉末活性炭(粉末AC)—水処理活性炭の一形態—は強力なプロセス強化ツールとして機能します。
それとは違います 凝固剤粉末ACは電荷中和によって粒子を不安定化させません。代わりに、吸着、フロック強化、コロイド捕獲機構を通じて一次沈降を改善します。
一次堆積が不安定になる理由
影響のある品質が変動すると、処理場はしばしば以下のような状況を経験します。
- 溶存有機物(ヒューミック/フルヴィック物質)が凝固剤の性能を妨げる
- CODの上昇による凝固剤需要の増加
- 藻類汚染によるフロック密度の低下
- 弱いせん断感受性フロックの形成
- 沈下特性が悪いスラッジ
これらの問題は以下のような結果をもたらす可能性があります:
- 濁度の持ち越しが高くなる
- 化学物質消費の増加
- 洗浄器の装載能力の低下
- 下流の生物学的不安定性
火薬ACは安定化補強戦略を提供します。
メカニズム:粉末ACが一次清算を高める方法
1️¶ 溶解有機物の吸着 – 凝固剤競争の減少
溶存有機化合物はしばしばコロイド粒子をコーティングし、アルミニウムや鉄系の凝固剤の効果を制限します。
粉末ACは急速に吸着します:
- 腐植酸
- フルヴィック酸
- 可溶性COD分画
- 臭いを引き起こす有機物
これらの干渉物質を除去することで、凝固剤は以下のようになります:
✔ コロイドをより効果的に中和する
✔ より大きく密度の高いフロックを形成します
✔ 堆積効率の向上
結果: 排水濁度が低く、COD除去がより安定します。
2️��� フロック核として機能する – 構造補強
粉末AC粒子はフロック形成時にマイクロコアとして機能します。
急速な混合およびフロックレーションの際:
- マイクロフロックは粉末AC表面に付着します
- 複合「カーボンフロック集合体」形態
- フロックは密度が高く、よりコンパクトになります
従来の無機フロックと比較して:
| 財産 | 従来型フロック | 粉末AC強化フロック |
|---|---|---|
| 密度 | 中程度 | 高く |
| 沈降速度 | メディア | もっと速く |
| せん断抵抗 | 下 | 改良版 |
| クラリファイアの安定性 | 可変 | より安定 |
これにより、水理変動下での固液分離効率が向上します。
3️^ 細かいコロイドと藻類の捕獲
濁度は低いが色や藻類が多い影響のある細かい粒子は従来の凝集に抵抗することが多いです。
表面積は通常800〜1200 m²/gで、粉末ACは以下の性能を発揮します:
- 吸着マイクロコロイド
- 分散した藻類細胞の捕捉
- 集合体微細有機粒子
これらの粒子はより大きな沈殿可能なフロックに統合されます。
4️^ スラッジ特性の改善
粉末AC強化スラッジはしばしば以下を示します:
- 沈降性の向上
- 浮遊スラッジリスクの低減
- 増厚性能の向上
- 排水挙動の強化
これにより、下流の汚泥処理システムに利益をもたらします。
運用最適化ガイドライン
1️^ 典型的な用量範囲
- 定期的な強化: 5〜30 mg/L
- 重度のインフルエント変動: 30〜50 mg/L以上
実際の用量は以下によって決定されるべきです:
- ジャーテスト
- 現地パイロット検証
- リアルタイムCODおよび濁度モニタリング
2️^ 最適な投与位置
最大の効果を得るために、粉末ACは以下の投与が必要です:
✔ 凝固剤付加前
✔ または急速混ぜの際に同時に
✔ インテークチャンネルまたはフラッシュミキサーで
後期段階の投与(例:沈降後)は一次澄清を促進しません。
3️そして 接触時間
効果的な吸着には通常以下の条件が必要です:
30〜60分の接触時間、影響特性によって異なります。
4️^ 湿式投与量と乾燥投与量の違い
| 方法 | 利点 | 制限 |
|---|---|---|
| ドライフィーディング | 機器コストの削減 | ダストと拡散の課題 |
| 湿式スラリー(5〜10%) | 均一な混合、粉塵の減少 | 資本コストの高さ |
頻繁に変動が出る植物には、湿式スラリー投与が推奨されます。
期待されるパフォーマンス向上
凝固・沈殿プロセスに適切に統合されると、パウダーACは以下の効果をもたらします:
- 追加で15〜30%のCOD削減
- 濁度の改善 20–40%
- 凝固剤過剰投与の減少
- より大きなクリアリファイア耐性
- 下流の生物学的安定性の向上
これは プロセス安定装置アルミニウムや鉄の凝固剤の代替ではありません。
結論
変動するインフルエント条件下では、一次沈降効率を維持するには標準的な凝固化学以上のものが必要です。
粉末活性炭(Powder AC)を前処理段階に組み込むことで:
- 溶解した有機干渉は減少します
- フロック密度と強度の増加
- 細かいコロイドや藻類が捕獲されます
- スラッジ品質の向上
その結果は次の通りです より安定し、回復力があり、効率的な一次明化性能—特に季節的または衝撃荷重の変動が起きるシステムにおいて。