(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024113357
(43)【公開日】2024-08-22
(54)【発明の名称】濁水処理装置および濁水処理方法
(51)【国際特許分類】
C02F 1/52 20230101AFI20240815BHJP
B01D 21/01 20060101ALI20240815BHJP
B01D 21/18 20060101ALI20240815BHJP
B01D 21/24 20060101ALI20240815BHJP
B03C 1/00 20060101ALI20240815BHJP
B03C 1/01 20060101ALI20240815BHJP
B03C 1/10 20060101ALI20240815BHJP
【ＦＩ】
C02F1/52 B
B01D21/01 108
B01D21/01 B
B01D21/18 Q
B01D21/24 H
B03C1/00 A
B03C1/01
B03C1/10 A
【審査請求】未請求
【請求項の数】6
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023018287
(22)【出願日】2023-02-09
(71)【出願人】
【識別番号】000206211
【氏名又は名称】大成建設株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001807
【氏名又は名称】弁理士法人磯野国際特許商標事務所
(72)【発明者】
【氏名】海野 円
(72)【発明者】
【氏名】高畑 陽
【テーマコード（参考）】
4D015
【Ｆターム（参考）】
4D015BA19
4D015BA21
4D015BA22
4D015BA29
4D015BB12
4D015CA10
4D015CA14
4D015CA20
4D015DA04
4D015DA06
4D015DA13
4D015DA15
4D015DA16
4D015DA24
4D015DA37
4D015DB01
4D015DB02
4D015DB12
4D015DB14
4D015DB23
4D015DC06
4D015DC07
4D015DC08
4D015EA12
4D015EA32
4D015FA01
4D015FA17
(57)【要約】
【課題】磁性粒子を用いる最適な処理方法（ｐＨ範囲）と、濁水がセメント混じりでアルカリ性の場合に中和剤使用量の抑制方法とを実現できる濁水処理装置および濁水処理方法を提供する。
【解決手段】本発明に係る濁水処理装置１は、濁水貯留槽２と、ｐＨ調整槽３と、磁性粒子添加手段４２を備える反応槽４と、凝集槽５と、沈殿槽６と、中和処理槽７と、回収手段８と、供給手段９と、を備え、前記濁水がセメント濁水であり、かつ、前記濁水貯留槽２で測定される濁水のｐＨが９以上である場合は、前記ｐＨ調整槽３を停止させて、前記磁性粒子添加手段４２、前記回収手段８、前記供給手段９を稼働させ、前記濁水貯留槽２で測定される濁水のｐＨが９以上でない場合および前記濁水がセメント濁水でない場合のうちの少なくとも一方である場合は、前記磁性粒子添加手段４２、前記回収手段８、前記供給手段９を停止させる。
【選択図】図１
【解決手段】本発明に係る濁水処理装置１は、濁水貯留槽２と、ｐＨ調整槽３と、磁性粒子添加手段４２を備える反応槽４と、凝集槽５と、沈殿槽６と、中和処理槽７と、回収手段８と、供給手段９と、を備え、前記濁水がセメント濁水であり、かつ、前記濁水貯留槽２で測定される濁水のｐＨが９以上である場合は、前記ｐＨ調整槽３を停止させて、前記磁性粒子添加手段４２、前記回収手段８、前記供給手段９を稼働させ、前記濁水貯留槽２で測定される濁水のｐＨが９以上でない場合および前記濁水がセメント濁水でない場合のうちの少なくとも一方である場合は、前記磁性粒子添加手段４２、前記回収手段８、前記供給手段９を停止させる。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
濁水を取り込んで貯留するとともに、前記濁水のｐＨを測定するｐＨ測定器を備える濁水貯留槽と、
前記濁水貯留槽の下流に設けられ、前記濁水のｐＨが６未満の場合および前記濁水のｐＨが９以上であるがセメント濁水ではない場合に前記濁水のｐＨを６以上９未満に調整するｐＨ調整槽と、
前記濁水貯留槽または前記ｐＨ調整槽の下流に設けられ、前記濁水に無機凝集剤を添加する無機凝集剤添加手段および前記濁水に磁性粒子を添加する磁性粒子添加手段を備えるとともに、前記無機凝集剤と前記磁性粒子とにより、前記濁水中の懸濁物質を凝集させる反応槽と、
前記反応槽の下流に設けられ、高分子凝集剤が添加されることにより前記懸濁物質を凝集させて磁性フロックとする凝集槽と、
前記凝集槽の下流に設けられ、凝集させた前記磁性フロックを沈殿させて、上澄み水と前記磁性粒子を含む汚泥とを得る沈殿槽と、
前記沈殿槽の下流に設けられ、前記上澄み水のｐＨが排出規制値を外れる場合に、前記上澄み水に中和剤を供給して中和処理を行う中和処理槽と、
前記汚泥から前記磁性粒子を回収する回収手段と、
回収された前記磁性粒子を前記磁性粒子添加手段に供給する供給手段と、
を備え、
前記濁水がセメント濁水であり、かつ、前記濁水貯留槽で測定される濁水のｐＨが９以上である場合は、前記ｐＨ調整槽を停止させて、前記磁性粒子添加手段、前記回収手段および前記供給手段を稼働させるとともに、前記無機凝集剤添加手段、前記反応槽、前記凝集槽、前記沈殿槽および前記中和処理槽を稼働させ、
前記濁水貯留槽で測定される濁水のｐＨが９以上でない場合および前記濁水がセメント濁水でない場合のうちの少なくとも一方である場合は、前記磁性粒子添加手段、前記回収手段および前記供給手段を停止させて、前記ｐＨ調整槽、前記無機凝集剤添加手段、前記反応槽、前記凝集槽、前記沈殿槽および前記中和処理槽を稼働させる
ことを特徴とする濁水処理装置。
前記濁水貯留槽の下流に設けられ、前記濁水のｐＨが６未満の場合および前記濁水のｐＨが９以上であるがセメント濁水ではない場合に前記濁水のｐＨを６以上９未満に調整するｐＨ調整槽と、
前記濁水貯留槽または前記ｐＨ調整槽の下流に設けられ、前記濁水に無機凝集剤を添加する無機凝集剤添加手段および前記濁水に磁性粒子を添加する磁性粒子添加手段を備えるとともに、前記無機凝集剤と前記磁性粒子とにより、前記濁水中の懸濁物質を凝集させる反応槽と、
前記反応槽の下流に設けられ、高分子凝集剤が添加されることにより前記懸濁物質を凝集させて磁性フロックとする凝集槽と、
前記凝集槽の下流に設けられ、凝集させた前記磁性フロックを沈殿させて、上澄み水と前記磁性粒子を含む汚泥とを得る沈殿槽と、
前記沈殿槽の下流に設けられ、前記上澄み水のｐＨが排出規制値を外れる場合に、前記上澄み水に中和剤を供給して中和処理を行う中和処理槽と、
前記汚泥から前記磁性粒子を回収する回収手段と、
回収された前記磁性粒子を前記磁性粒子添加手段に供給する供給手段と、
を備え、
前記濁水がセメント濁水であり、かつ、前記濁水貯留槽で測定される濁水のｐＨが９以上である場合は、前記ｐＨ調整槽を停止させて、前記磁性粒子添加手段、前記回収手段および前記供給手段を稼働させるとともに、前記無機凝集剤添加手段、前記反応槽、前記凝集槽、前記沈殿槽および前記中和処理槽を稼働させ、
前記濁水貯留槽で測定される濁水のｐＨが９以上でない場合および前記濁水がセメント濁水でない場合のうちの少なくとも一方である場合は、前記磁性粒子添加手段、前記回収手段および前記供給手段を停止させて、前記ｐＨ調整槽、前記無機凝集剤添加手段、前記反応槽、前記凝集槽、前記沈殿槽および前記中和処理槽を稼働させる
ことを特徴とする濁水処理装置。
【請求項2】
セメント濁水を取り込んで貯留する濁水貯留槽と、
前記濁水貯留槽の下流に設けられ、前記セメント濁水に無機凝集剤を添加する無機凝集剤添加手段および前記セメント濁水に磁性粒子を添加する磁性粒子添加手段を備えるとともに、前記無機凝集剤と前記磁性粒子とにより、前記セメント濁水中の懸濁物質を凝集させる反応槽と、
前記反応槽の下流に設けられ、高分子凝集剤が添加されることにより前記懸濁物質を凝集させて磁性フロックとする凝集槽と、
前記凝集槽の下流に設けられ、凝集させた前記磁性フロックを沈殿させて、上澄み水と前記磁性粒子を含む汚泥とを得る沈殿槽と、
前記沈殿槽の下流に設けられ、前記上澄み水に中和剤を供給して中和処理を行う中和処理槽と、
前記汚泥から前記磁性粒子を回収する回収手段と、
回収された前記磁性粒子を前記磁性粒子添加手段に供給する供給手段と、
を備えることを特徴とする濁水処理装置。
前記濁水貯留槽の下流に設けられ、前記セメント濁水に無機凝集剤を添加する無機凝集剤添加手段および前記セメント濁水に磁性粒子を添加する磁性粒子添加手段を備えるとともに、前記無機凝集剤と前記磁性粒子とにより、前記セメント濁水中の懸濁物質を凝集させる反応槽と、
前記反応槽の下流に設けられ、高分子凝集剤が添加されることにより前記懸濁物質を凝集させて磁性フロックとする凝集槽と、
前記凝集槽の下流に設けられ、凝集させた前記磁性フロックを沈殿させて、上澄み水と前記磁性粒子を含む汚泥とを得る沈殿槽と、
前記沈殿槽の下流に設けられ、前記上澄み水に中和剤を供給して中和処理を行う中和処理槽と、
前記汚泥から前記磁性粒子を回収する回収手段と、
回収された前記磁性粒子を前記磁性粒子添加手段に供給する供給手段と、
を備えることを特徴とする濁水処理装置。
【請求項3】
前記磁性粒子の粒径が、１０６μｍ以下であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の濁水処理装置。
【請求項4】
濁水を取り込んで貯留するとともに、ｐＨ測定器により前記濁水のｐＨを測定する濁水貯留ステップと、
前記濁水がセメント濁水であり、かつ、ｐＨが９以上であるか否かを判断する判断ステップと、
前記濁水のｐＨが６未満の場合および前記濁水のｐＨが９以上であるがセメント濁水ではない場合に前記濁水のｐＨを６以上９未満に調整するｐＨ調整ステップと、
前記濁水に無機凝集剤を添加する無機凝集剤添加ステップと、
前記濁水に磁性粒子を添加する磁性粒子添加ステップと、
前記無機凝集剤と前記磁性粒子とにより、前記濁水中の懸濁物質を凝集させる反応ステップと、
高分子凝集剤を添加することにより、凝集させた前記懸濁物質をさらに凝集させて磁性フロックとする凝集ステップと、
凝集させた前記磁性フロックを沈殿させて、上澄み水と前記磁性粒子を含む汚泥とを得る沈殿ステップと、
前記上澄み水のｐＨが排出規制値を外れる場合に、前記上澄み水に中和剤を供給して中和処理を行う中和処理ステップと、
前記汚泥から前記磁性粒子を回収する回収ステップと、
回収された前記磁性粒子を前記磁性粒子添加ステップに供給する供給ステップと、
を有し、
前記判断ステップで前記濁水がセメント濁水であり、かつ、ｐＨが９以上であると判断した場合は、前記ｐＨ調整ステップを行わずに、前記磁性粒子添加ステップ、前記回収ステップおよび前記供給ステップを行うとともに、前記無機凝集剤添加ステップ、前記反応ステップ、前記凝集ステップ、前記沈殿ステップおよび前記中和処理ステップを行い、
前記判断ステップで前記濁水のｐＨが９以上でないと判断した場合および前記濁水がセメント濁水でないと判断した場合のうちの少なくとも一方である場合は、前記磁性粒子添加ステップ、前記回収ステップおよび前記供給ステップを行わずに、前記ｐＨ調整ステップ、前記無機凝集剤添加ステップ、前記反応ステップ、前記凝集ステップ、前記沈殿ステップおよび前記中和処理ステップを行う
ことを特徴とする濁水処理方法。
前記濁水がセメント濁水であり、かつ、ｐＨが９以上であるか否かを判断する判断ステップと、
前記濁水のｐＨが６未満の場合および前記濁水のｐＨが９以上であるがセメント濁水ではない場合に前記濁水のｐＨを６以上９未満に調整するｐＨ調整ステップと、
前記濁水に無機凝集剤を添加する無機凝集剤添加ステップと、
前記濁水に磁性粒子を添加する磁性粒子添加ステップと、
前記無機凝集剤と前記磁性粒子とにより、前記濁水中の懸濁物質を凝集させる反応ステップと、
高分子凝集剤を添加することにより、凝集させた前記懸濁物質をさらに凝集させて磁性フロックとする凝集ステップと、
凝集させた前記磁性フロックを沈殿させて、上澄み水と前記磁性粒子を含む汚泥とを得る沈殿ステップと、
前記上澄み水のｐＨが排出規制値を外れる場合に、前記上澄み水に中和剤を供給して中和処理を行う中和処理ステップと、
前記汚泥から前記磁性粒子を回収する回収ステップと、
回収された前記磁性粒子を前記磁性粒子添加ステップに供給する供給ステップと、
を有し、
前記判断ステップで前記濁水がセメント濁水であり、かつ、ｐＨが９以上であると判断した場合は、前記ｐＨ調整ステップを行わずに、前記磁性粒子添加ステップ、前記回収ステップおよび前記供給ステップを行うとともに、前記無機凝集剤添加ステップ、前記反応ステップ、前記凝集ステップ、前記沈殿ステップおよび前記中和処理ステップを行い、
前記判断ステップで前記濁水のｐＨが９以上でないと判断した場合および前記濁水がセメント濁水でないと判断した場合のうちの少なくとも一方である場合は、前記磁性粒子添加ステップ、前記回収ステップおよび前記供給ステップを行わずに、前記ｐＨ調整ステップ、前記無機凝集剤添加ステップ、前記反応ステップ、前記凝集ステップ、前記沈殿ステップおよび前記中和処理ステップを行う
ことを特徴とする濁水処理方法。
【請求項5】
セメント濁水を取り込んで貯留する濁水貯留ステップと、
前記セメント濁水に無機凝集剤を添加する無機凝集剤添加ステップと、
前記セメント濁水に磁性粒子を添加する磁性粒子添加ステップと、
前記無機凝集剤と前記磁性粒子とにより、前記セメント濁水中の懸濁物質を凝集させる反応ステップと、
高分子凝集剤を添加することにより、凝集させた前記懸濁物質をさらに凝集させて磁性フロックとする凝集ステップと、
凝集させた前記磁性フロックを沈殿させて、上澄み水と前記磁性粒子を含む汚泥とを得る沈殿ステップと、
前記上澄み水に中和剤を供給して中和処理を行う中和処理ステップと、
前記汚泥から前記磁性粒子を回収する回収ステップと、
回収された前記磁性粒子を前記磁性粒子添加ステップに供給する供給ステップと、
を有することを特徴とする濁水処理方法。
前記セメント濁水に無機凝集剤を添加する無機凝集剤添加ステップと、
前記セメント濁水に磁性粒子を添加する磁性粒子添加ステップと、
前記無機凝集剤と前記磁性粒子とにより、前記セメント濁水中の懸濁物質を凝集させる反応ステップと、
高分子凝集剤を添加することにより、凝集させた前記懸濁物質をさらに凝集させて磁性フロックとする凝集ステップと、
凝集させた前記磁性フロックを沈殿させて、上澄み水と前記磁性粒子を含む汚泥とを得る沈殿ステップと、
前記上澄み水に中和剤を供給して中和処理を行う中和処理ステップと、
前記汚泥から前記磁性粒子を回収する回収ステップと、
回収された前記磁性粒子を前記磁性粒子添加ステップに供給する供給ステップと、
を有することを特徴とする濁水処理方法。
【請求項6】
前記磁性粒子の粒径が、１０６μｍ以下であることを特徴とする請求項４または請求項５に記載の濁水処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、濁水処理装置および濁水処理方法に関する。
【背景技術】
【0002】
図１１は、一般的な凝集沈殿装置の構成を説明する概略構成図である。図１１に示すように、一般的な凝集沈殿装置１１１は、ｐＨ調整槽１１２と、反応槽１１３と、凝集槽１１４と、沈殿槽１１５と、を備えている。ｐＨ調整槽１１２では、原水（濁水）にｐＨ調整剤を添加して濁水のｐＨを調整する。反応槽１１３では、ｐＨを調整した濁水に無機凝集剤を投入して、濁水中の懸濁物質と十分に混合させて基礎フロックを形成させる。凝集槽１１４では、高分子凝集剤を投入し、高分子凝集剤の架橋作用により粗大なフロックを形成させる。沈殿槽１１５では、フロックを沈降させて沈殿物（懸濁物質）とし、上澄み水と分離させる。そして、上澄み水は処理水として放流され、沈殿物は汚泥として排出される。上澄み水のｐＨが排出規制値を満たさないとき、図示しない中和処理槽で上澄み水のｐＨを中和処理して放流する。
【0003】
上記一般的な凝集沈殿装置には、フロックの沈降に時間を要し、処理量が多くなるほど装置が大きくなるという問題点があった。また、一般的に利用される無機凝集剤（例えば、ポリ塩化アルミニウム（ＰＡＣ））の適用範囲はｐＨ６～９であるため、凝集沈殿は中性域の原水に対して行われることが一般的である。そのため、トンネル排水で良く生じるセメント混じりの濁水（セメント濁水）などのアルカリ性（例、ｐＨ９以上）の濁水に対しては、初めに希硫酸等のｐＨ調整剤で中和処理を実施してから凝集沈殿を行っている。しかし、その処理に多量の希硫酸を要し、コストが嵩む要因となっていた。
【0004】
前記問題点のうち、フロックの沈降については、例えば、特許文献１～３に記載されているように、粒状物（砂等）を添加し、フロックを粗大化させる方法により沈降時間の短縮が図られている。これらに記載の技術は、添加した粒状物を核としてフロックを粗大化し、沈降を促進させるものである。
【0005】
また、近年、フロックの沈降に関して、例えば、特許文献４に記載の技術が提案された。特許文献４には、原水に凝集剤および磁性粉（磁性粒子・磁性体）を添加して凝集処理する凝集槽と、前記凝集槽の流出水が導入されるスラッジブランケット型沈殿槽と、前記沈殿槽内のスラッジブランケット下部の汚泥を引き抜いて汚泥分解装置に搬送する手段を有してなることを特徴とする浄化装置が記載されている。特許文献４によれば、この浄化装置について、磁性粉をシード剤として利用する凝集沈殿の方法を採用すると、沈降速度が速くなることで除去速度が速くなり、磁性粉の再利用が容易になることで連続運転の効率が向上するとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特許第３８６６０５４号公報
【特許文献2】特許第４０７３１１６号公報
【特許文献3】特許第６７２５３１６号公報
【特許文献4】特開２００１－１７０４０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
しかし、特許文献４に記載の技術には、磁性粒子を用いる最適な処理方法（ｐＨ範囲）について改善の余地があった。また、特許文献４に記載の技術では、濁水がセメント混じりでアルカリ性の場合に中和剤使用量の抑制をすることができなかった。なぜなら、特許文献４に記載の技術には、濁水がセメント混じりでアルカリ性の場合に、ｐＨ調整をせずに凝集沈殿処理を行い、当該処理後の上澄み水について中和処理するという発想がなかったからである。
【0008】
本発明は前記状況に鑑みてなされたものである。本発明の課題は、磁性粒子を用いる最適な処理方法（ｐＨ範囲）と、濁水がセメント混じりでアルカリ性の場合に中和剤使用量の抑制方法とを実現できる濁水処理装置および濁水処理方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0009】
前記課題を解決するため、本発明は以下の手段を有する。
本発明は、濁水を取り込んで貯留するとともに、前記濁水のｐＨを測定するｐＨ測定器を備える濁水貯留槽と、前記濁水貯留槽の下流に設けられ、前記濁水のｐＨが６未満の場合および前記濁水のｐＨが９以上であるがセメント濁水ではない場合に前記濁水のｐＨを６以上９未満に調整するｐＨ調整槽と、前記濁水貯留槽または前記ｐＨ調整槽の下流に設けられ、前記濁水に無機凝集剤を添加する無機凝集剤添加手段および前記濁水に磁性粒子を添加する磁性粒子添加手段を備えるとともに、前記無機凝集剤と前記磁性粒子とにより、前記濁水中の懸濁物質を凝集させる反応槽と、前記反応槽の下流に設けられ、高分子凝集剤が添加されることにより前記懸濁物質を凝集させて磁性フロックとする凝集槽と、前記凝集槽の下流に設けられ、凝集させた前記磁性フロックを沈殿させて、上澄み水と前記磁性粒子を含む汚泥とを得る沈殿槽と、前記沈殿槽の下流に設けられ、前記上澄み水のｐＨが排出規制値を外れる場合に、前記上澄み水に中和剤を供給して中和処理を行う中和処理槽と、前記汚泥から前記磁性粒子を回収する回収手段と、回収された前記磁性粒子を前記磁性粒子添加手段に供給する供給手段と、を備え、前記濁水がセメント濁水であり、かつ、前記濁水貯留槽で測定される濁水のｐＨが９以上である場合は、前記ｐＨ調整槽を停止させて、前記磁性粒子添加手段、前記回収手段および前記供給手段を稼働させるとともに、前記無機凝集剤添加手段、前記反応槽、前記凝集槽、前記沈殿槽および前記中和処理槽を稼働させ、前記濁水貯留槽で測定される濁水のｐＨが９以上でない場合および前記濁水がセメント濁水でない場合のうちの少なくとも一方である場合は、前記磁性粒子添加手段、前記回収手段および前記供給手段を停止させて、前記ｐＨ調整槽、前記無機凝集剤添加手段、前記反応槽、前記凝集槽、前記沈殿槽および前記中和処理槽を稼働させることを特徴とする濁水処理装置である。
本発明は、濁水を取り込んで貯留するとともに、前記濁水のｐＨを測定するｐＨ測定器を備える濁水貯留槽と、前記濁水貯留槽の下流に設けられ、前記濁水のｐＨが６未満の場合および前記濁水のｐＨが９以上であるがセメント濁水ではない場合に前記濁水のｐＨを６以上９未満に調整するｐＨ調整槽と、前記濁水貯留槽または前記ｐＨ調整槽の下流に設けられ、前記濁水に無機凝集剤を添加する無機凝集剤添加手段および前記濁水に磁性粒子を添加する磁性粒子添加手段を備えるとともに、前記無機凝集剤と前記磁性粒子とにより、前記濁水中の懸濁物質を凝集させる反応槽と、前記反応槽の下流に設けられ、高分子凝集剤が添加されることにより前記懸濁物質を凝集させて磁性フロックとする凝集槽と、前記凝集槽の下流に設けられ、凝集させた前記磁性フロックを沈殿させて、上澄み水と前記磁性粒子を含む汚泥とを得る沈殿槽と、前記沈殿槽の下流に設けられ、前記上澄み水のｐＨが排出規制値を外れる場合に、前記上澄み水に中和剤を供給して中和処理を行う中和処理槽と、前記汚泥から前記磁性粒子を回収する回収手段と、回収された前記磁性粒子を前記磁性粒子添加手段に供給する供給手段と、を備え、前記濁水がセメント濁水であり、かつ、前記濁水貯留槽で測定される濁水のｐＨが９以上である場合は、前記ｐＨ調整槽を停止させて、前記磁性粒子添加手段、前記回収手段および前記供給手段を稼働させるとともに、前記無機凝集剤添加手段、前記反応槽、前記凝集槽、前記沈殿槽および前記中和処理槽を稼働させ、前記濁水貯留槽で測定される濁水のｐＨが９以上でない場合および前記濁水がセメント濁水でない場合のうちの少なくとも一方である場合は、前記磁性粒子添加手段、前記回収手段および前記供給手段を停止させて、前記ｐＨ調整槽、前記無機凝集剤添加手段、前記反応槽、前記凝集槽、前記沈殿槽および前記中和処理槽を稼働させることを特徴とする濁水処理装置である。
【0010】
また、本発明は、濁水を取り込んで貯留するとともに、ｐＨ測定器により前記濁水のｐＨを測定する濁水貯留ステップと、前記濁水がセメント濁水であり、かつ、ｐＨが９以上であるか否かを判断する判断ステップと、前記濁水のｐＨが６未満の場合および前記濁水のｐＨが９以上であるがセメント濁水ではない場合に前記濁水のｐＨを６以上９未満に調整するｐＨ調整ステップと、前記濁水に無機凝集剤を添加する無機凝集剤添加ステップと、前記濁水に磁性粒子を添加する磁性粒子添加ステップと、前記無機凝集剤と前記磁性粒子とにより、前記濁水中の懸濁物質を凝集させる反応ステップと、高分子凝集剤を添加することにより、凝集させた前記懸濁物質をさらに凝集させて磁性フロックとする凝集ステップと、凝集させた前記磁性フロックを沈殿させて、上澄み水と前記磁性粒子を含む汚泥とを得る沈殿ステップと、前記上澄み水のｐＨが排出規制値を外れる場合に、前記上澄み水に中和剤を供給して中和処理を行う中和処理ステップと、前記汚泥から前記磁性粒子を回収する回収ステップと、回収された前記磁性粒子を前記磁性粒子添加ステップに供給する供給ステップと、を有し、前記判断ステップで前記濁水がセメント濁水であり、かつ、ｐＨが９以上であると判断した場合は、前記ｐＨ調整ステップを行わずに、前記磁性粒子添加ステップ、前記回収ステップおよび前記供給ステップを行うとともに、前記無機凝集剤添加ステップ、前記反応ステップ、前記凝集ステップ、前記沈殿ステップおよび前記中和処理ステップを行い、前記判断ステップで前記濁水のｐＨが９以上でないと判断した場合および前記濁水がセメント濁水でないと判断した場合のうちの少なくとも一方である場合は、前記磁性粒子添加ステップ、前記回収ステップおよび前記供給ステップを行わずに、前記ｐＨ調整ステップ、前記無機凝集剤添加ステップ、前記反応ステップ、前記凝集ステップ、前記沈殿ステップおよび前記中和処理ステップを行うことを特徴とする濁水処理方法である。
【0011】
従来は、濁水がセメント濁水であり、かつ、ｐＨが９以上の場合であって、通常の凝集沈殿処理（ＰＡＣ＋高分子凝集剤）を用いる場合には、濁水の中和処理を行ってから凝集沈殿処理を実施する必要があり、多くの中和剤を必要とした。一方、本発明に係る濁水処理装置および濁水処理方法は、通常の凝集沈殿処理に加えて磁性粒子を添加することで、濁水の中和処理を行わずに、アルカリ性のまま凝集沈殿処理（フロックの形成と沈殿）を行うことができる。これにより、フロック形成前の濁水のｐＨ調整が不要となる。そのため、本発明に係る濁水処理装置および濁水処理方法は、処理後の上澄み水（すなわち、土粒子などのｐＨ緩衝作用を有する懸濁物質の少ない上澄み水）に加える中和剤の使用量が、懸濁物質の多い濁水に中和剤を加える場合と比較して大幅に削減できるため、効率的かつコストを低減できる。また、濁水がセメント濁水でない場合やセメント濁水であるがｐＨが９以上でない場合は、汚泥からの磁性粒子の回収と、回収した磁性粒子の濁水への添加を停止し、通常の凝集沈殿処理を行うことができる。本発明に係る濁水処理装置および濁水処理方法は、濁水の種類やｐＨに変化が生じた場合でも運転の切り替えが簡単で、効率的な処理ができる。
【0012】
また、本発明は、セメント濁水を取り込んで貯留する濁水貯留槽と、前記濁水貯留槽の下流に設けられ、前記セメント濁水に無機凝集剤を添加する無機凝集剤添加手段および前記セメント濁水に磁性粒子を添加する磁性粒子添加手段を備えるとともに、前記無機凝集剤と前記磁性粒子とにより、前記セメント濁水中の懸濁物質を凝集させる反応槽と、前記反応槽の下流に設けられ、高分子凝集剤が添加されることにより前記懸濁物質を凝集させて磁性フロックとする凝集槽と、前記凝集槽の下流に設けられ、凝集させた前記磁性フロックを沈殿させて、上澄み水と前記磁性粒子を含む汚泥とを得る沈殿槽と、前記沈殿槽の下流に設けられ、前記上澄み水に中和剤を供給して中和処理を行う中和処理槽と、前記汚泥から前記磁性粒子を回収する回収手段と、回収された前記磁性粒子を前記磁性粒子添加手段に供給する供給手段と、を備えることを特徴とする濁水処理装置である。
【0013】
さらに、本発明は、セメント濁水を取り込んで貯留する濁水貯留ステップと、前記セメント濁水に無機凝集剤を添加する無機凝集剤添加ステップと、前記セメント濁水に磁性粒子を添加する磁性粒子添加ステップと、前記無機凝集剤と前記磁性粒子とにより、前記セメント濁水中の懸濁物質を凝集させる反応ステップと、高分子凝集剤を添加することにより、凝集させた前記懸濁物質をさらに凝集させて磁性フロックとする凝集ステップと、凝集させた前記磁性フロックを沈殿させて、上澄み水と前記磁性粒子を含む汚泥とを得る沈殿ステップと、前記上澄み水に中和剤を供給して中和処理を行う中和処理ステップと、前記汚泥から前記磁性粒子を回収する回収ステップと、回収された前記磁性粒子を前記磁性粒子添加ステップに供給する供給ステップと、を有することを特徴とする濁水処理方法である。
【0014】
本発明に係る濁水処理装置および濁水処理方法をトンネル工事などのセメントを使用する工事に適用する場合、濁水がセメント濁水であり、かつｐＨは９以上となる。この場合、前述のように濁水貯留槽でｐＨを測定したり、ｐＨ調整槽でｐＨを調整したり、また、セメント濁水であるか否かや、ｐＨが９以上であるか否かなどを判断したりすることなく、磁性粒子を添加して濁水の処理を行う。濁水がセメント濁水であり、かつｐＨが９以上であるので、前述同様、磁性粒子の添加、回収、供給を行いつつ、無機凝集剤と高分子凝集剤とで磁性フロックを凝集・沈殿させて上澄み水を得ることができる。つまり、通常の凝集沈殿処理に加えて磁性粒子を添加することで、フロック形成前の濁水のｐＨ調整を行うことなく、アルカリ性のまま凝集沈殿処理（磁性フロックの形成と沈殿）を行うことができる。そのため、本発明に係る濁水処理装置および濁水処理方法は、処理後の上澄み水に加える中和剤の使用量が、懸濁物質の多い濁水に中和剤を加える場合と比較して大幅に削減できるため、効率的かつコストを低減できる。さらに、本発明に係る濁水処理装置および濁水処理方法は、構成が簡易であるため、装置の製造コストを抑えることができる。
【0015】
本発明の濁水処理装置および濁水処理方法においては、前記磁性粒子の粒径が、１０６μｍ以下であることが好ましい。
このように、磁性粒子の粒径を１０６μｍ以下とすると、凝集させて磁性フロックを形成させる際に、攪拌の均一性と凝集効果を向上させることができる。
このように、磁性粒子の粒径を１０６μｍ以下とすると、凝集させて磁性フロックを形成させる際に、攪拌の均一性と凝集効果を向上させることができる。
【発明の効果】
【0016】
本発明によれば、磁性粒子を用いる最適な処理方法（ｐＨ範囲）と、濁水がセメント混じりでアルカリ性の場合に中和剤使用量の抑制方法とを実現できる濁水処理装置および濁水処理方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【図1】本実施形態に係る濁水処理装置の構成を説明する概略構成図である。
【図2】マグネットセパレーターの概略を説明する概略構成図である。
【図3】本実施形態に係る濁水処理方法を説明するフローチャートである。
【図4A】濁水のｐＨが凝集性能に及ぼす影響を調べた試験結果を示すグラフである。同図中、横軸はｐＨ、縦軸は濁度［ＮＴＵ］である。
【図4B】濁水のｐＨが凝集性能に及ぼす影響を調べた試験結果を示すグラフである。同図中、横軸はｐＨ、縦軸は濁度［ＮＴＵ］である。
【図5】試験２におけるサンプリング位置を説明する概要図である。
【図6A】急速攪拌中の磁性粒子の存在量と粒径の関係を示すグラフである。同図中、横軸は粒径範囲、縦軸は磁性粒子存在量［ｗｔ％］である。
【図6B】緩速攪拌中の磁性粒子の存在量と粒径の関係を示すグラフである。同図中、横軸は粒径範囲、縦軸は磁性粒子存在量［ｗｔ％］である。
【図7】磁性粒子の粒径が処理水の濁度に及ぼす影響を示すグラフである。同図中、横軸は粒径範囲、縦軸は濁度［ＮＴＵ］である。
【図8】濁水および処理後の上澄み水について、ｐＨ８．６に達するまでに添加した５％希硫酸の添加量を示すグラフである。同図中、横軸は濁水のｐＨ、縦軸は５％希硫酸添加量［ｍＬ／Ｌ］である。
【図9】磁性粒子回収試験の方法を説明する説明図である。
【図10】試験５における濁水Ａ（現場発生原水）の凝集沈殿処理前の様子を示す写真（左図）、鉄粉を添加しないで凝集沈殿処理した場合の様子を示す写真（中央図）、および鉄粉を添加して凝集沈殿処理した様子を示す写真（右図）である。
【図11】一般的な凝集沈殿装置の構成を説明する概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【0018】
以下、適宜図面を参照して本発明に係る濁水処理装置および濁水処理方法の一実施形態について詳細に説明する。なお、各実施形態の説明において、同一の構成要素に関しては同一の名称、符号で表し、重複する説明は省略する場合がある。
【0019】
（濁水処理装置）
図１は、本実施形態に係る濁水処理装置１の構成を説明する概略構成図である。
図１に示すように、濁水処理装置１は、濁水貯留槽２と、ｐＨ調整槽３と、反応槽４と、凝集槽５と、沈殿槽６と、中和処理槽７と、回収手段８と、供給手段９と、を備えている。
この濁水処理装置１は、懸濁物質を含む濁水を処理して上澄み水を得、これを処理水として装置外に放流するものである。濁水としては、例えば、建築工事や土木工事などからの排水のほか、下水、雨水、河川水、湖水、海水などを対象とすることができるが、これらに限定されない。濁水は懸濁物質を含むものであればどのような由来のものも対象とすることができる。濁水のｐＨは、酸性（例、ｐＨ３．０未満）、弱酸性（例、ｐＨ３．０以上６．０未満）、中性（例、ｐＨ６．０以上８．０以下）、弱アルカリ性（例、ｐＨ８．０を超えて１１．０以下）、アルカリ性（例、１１．０を超えるもの）のいずれであってもよい。なお、本明細書では弱アルカリ性およびアルカリ性をまとめて単にアルカリ性ということがある。また、本実施形態では後述するように、濁水がセメント濁水であり、かつ、濁水貯留槽２で測定される濁水のｐＨが９以上であるか否かで、装置における処理内容が変わる。ここで、濁水がセメント濁水である場合は、ｐＨ９以上であることが多く、また、ｐＨ１１以上であることも多い。
以下、濁水処理装置１の各構成について説明する。
図１は、本実施形態に係る濁水処理装置１の構成を説明する概略構成図である。
図１に示すように、濁水処理装置１は、濁水貯留槽２と、ｐＨ調整槽３と、反応槽４と、凝集槽５と、沈殿槽６と、中和処理槽７と、回収手段８と、供給手段９と、を備えている。
この濁水処理装置１は、懸濁物質を含む濁水を処理して上澄み水を得、これを処理水として装置外に放流するものである。濁水としては、例えば、建築工事や土木工事などからの排水のほか、下水、雨水、河川水、湖水、海水などを対象とすることができるが、これらに限定されない。濁水は懸濁物質を含むものであればどのような由来のものも対象とすることができる。濁水のｐＨは、酸性（例、ｐＨ３．０未満）、弱酸性（例、ｐＨ３．０以上６．０未満）、中性（例、ｐＨ６．０以上８．０以下）、弱アルカリ性（例、ｐＨ８．０を超えて１１．０以下）、アルカリ性（例、１１．０を超えるもの）のいずれであってもよい。なお、本明細書では弱アルカリ性およびアルカリ性をまとめて単にアルカリ性ということがある。また、本実施形態では後述するように、濁水がセメント濁水であり、かつ、濁水貯留槽２で測定される濁水のｐＨが９以上であるか否かで、装置における処理内容が変わる。ここで、濁水がセメント濁水である場合は、ｐＨ９以上であることが多く、また、ｐＨ１１以上であることも多い。
以下、濁水処理装置１の各構成について説明する。
【0020】
濁水貯留槽２は、濁水を取り込んで貯留する。濁水貯留槽２は、濁水のｐＨを測定するｐＨ測定器２１を備えている。ｐＨ測定器２１は、濁水のｐＨを連続的にまたは断続的に測定する。ｐＨ測定器２１は、市販されているものを用いることができる。
ｐＨ調整槽３は、濁水貯留槽２の下流に設けられている。ｐＨ調整槽３では、濁水貯留槽２で測定された濁水のｐＨが６未満の場合に、濁水のｐＨを６以上９未満に調整する。また、ｐＨ調整槽３では、濁水貯留槽２で測定された濁水のｐＨが９以上であるがセメント濁水ではない場合に前記濁水のｐＨを６以上９未満に調整する。
反応槽４で添加する無機凝集剤の適用範囲はｐＨ６～９であるので、ｐＨ調整槽３では、ｐＨ６未満の濁水のｐＨを無機凝集剤の適用範囲内に調整するものである。なお、濁水貯留槽２で測定された濁水のｐＨが６以上９未満にある場合およびｐＨが９以上かつ前記濁水がセメント濁水である場合は、ｐＨ調整槽３を経ずに、濁水貯留槽２から反応槽４に濁水を送液する。
ｐＨ調整槽３は、濁水貯留槽２の下流に設けられている。ｐＨ調整槽３では、濁水貯留槽２で測定された濁水のｐＨが６未満の場合に、濁水のｐＨを６以上９未満に調整する。また、ｐＨ調整槽３では、濁水貯留槽２で測定された濁水のｐＨが９以上であるがセメント濁水ではない場合に前記濁水のｐＨを６以上９未満に調整する。
反応槽４で添加する無機凝集剤の適用範囲はｐＨ６～９であるので、ｐＨ調整槽３では、ｐＨ６未満の濁水のｐＨを無機凝集剤の適用範囲内に調整するものである。なお、濁水貯留槽２で測定された濁水のｐＨが６以上９未満にある場合およびｐＨが９以上かつ前記濁水がセメント濁水である場合は、ｐＨ調整槽３を経ずに、濁水貯留槽２から反応槽４に濁水を送液する。
【0021】
ここで、ｐＨが６以上９未満の濁水（セメント濁水であるか否かは問わない）には、反応槽４において無機凝集剤を添加し、凝集槽５において高分子凝集剤を添加して、濁水中の懸濁物質を凝集させる。また、ｐＨが９以上かつセメント濁水である場合には、反応槽４において無機凝集剤と磁性粒子とを添加し、凝集槽５において高分子凝集剤を添加して、濁水中の懸濁物質を凝集させる。本実施形態では、ｐＨが９以上かつセメント濁水である場合に磁性粒子を使用するので、濁水のｐＨが９以上であっても、凝集前の濁水のｐＨを６以上９未満にする調整は不要である。
ｐＨ調整槽３は、濁水を取り込んで貯留し、ｐＨを調整できるものであればどのようなものでもよく、形状や大きさ、材質に限定はない。ｐＨ調整槽３は、濁水のｐＨの調整を速やかに行わせるため、攪拌翼やバブリング攪拌などの攪拌手段（図示せず）を備えていてもよい。ｐＨ調整槽３は、濁水の性状（例えば、セメント濁水であるか否か、酸性、中性など）や、水量に応じて適宜のものを用いることができる。ｐＨ調整槽３で用いることのできるｐＨ調整剤としては、例えば、酸性の濁水に対しては水酸化ナトリウム、アルカリ性の濁水に対しては希硫酸などを用いることができるが、これに限定されない。
ｐＨ調整槽３は、濁水を取り込んで貯留し、ｐＨを調整できるものであればどのようなものでもよく、形状や大きさ、材質に限定はない。ｐＨ調整槽３は、濁水のｐＨの調整を速やかに行わせるため、攪拌翼やバブリング攪拌などの攪拌手段（図示せず）を備えていてもよい。ｐＨ調整槽３は、濁水の性状（例えば、セメント濁水であるか否か、酸性、中性など）や、水量に応じて適宜のものを用いることができる。ｐＨ調整槽３で用いることのできるｐＨ調整剤としては、例えば、酸性の濁水に対しては水酸化ナトリウム、アルカリ性の濁水に対しては希硫酸などを用いることができるが、これに限定されない。
【0022】
反応槽４は、濁水貯留槽２の下流（ｐＨ調整槽３の下流）に設けられている。反応槽４は、濁水に無機凝集剤を添加する無機凝集剤添加手段４１を備えている。反応槽４は、濁水に磁性粒子を添加する磁性粒子添加手段４２を備えている。反応槽４では、無機凝集剤と磁性粒子とにより、濁水中の懸濁物質を凝集させる（基礎フロックを形成させる）。反応槽４は、濁水中の懸濁物質の凝集を効率的に行わせるため、攪拌翼やバブリング攪拌などの攪拌手段（図示せず）を備えていてもよい。
無機凝集剤添加手段４１および磁性粒子添加手段４２は、市販の搬送ローダ装置、フィーダ装置、スクリューコンベア、粉粒体供給装置などを用いることができる。
無機凝集剤添加手段４１は濁水の取り込みに際して適時稼働させればよい。
磁性粒子添加手段４２には、濁水処理装置１の新規使用時、回収した磁性粒子の再利用時、または喪失した分量の磁性粒子を補充する補充時に磁性粒子が投与され、投与された磁性粒子を反応槽４内に添加する。
無機凝集剤添加手段４１および磁性粒子添加手段４２は、市販の搬送ローダ装置、フィーダ装置、スクリューコンベア、粉粒体供給装置などを用いることができる。
無機凝集剤添加手段４１は濁水の取り込みに際して適時稼働させればよい。
磁性粒子添加手段４２には、濁水処理装置１の新規使用時、回収した磁性粒子の再利用時、または喪失した分量の磁性粒子を補充する補充時に磁性粒子が投与され、投与された磁性粒子を反応槽４内に添加する。
【0023】
無機凝集剤としては、例えば、ポリ塩化アルミニウム（ＰＡＣ）、硫酸アルミニウム、塩化第二鉄、ポリ硫酸第二鉄、硫酸第一鉄、消石灰、低分子量のカチオン性高分子凝集剤などを用いることができる。無機凝集剤は前記したものに限定されず、任意の凝集剤を用いることができる。
磁性粒子は、濁水中に含まれている有機物の粒子や無機物の粒子などの懸濁物質よりも比重が大きいものを用いる。磁性粒子としては鉄粉を好適に用いることができるが、これに限定されない。
磁性粒子は、濁水中に含まれている有機物の粒子や無機物の粒子などの懸濁物質よりも比重が大きいものを用いる。磁性粒子としては鉄粉を好適に用いることができるが、これに限定されない。
【0024】
磁性粒子は、粒径が１０６μｍ以下であることが好ましい。磁性粒子の粒径をこのようにすると、凝集槽５において濁水中に概ね均一に存在させることができ、濁水中の懸濁物質の凝集を効率よく好適に行わせることができる。磁性粒子の粒径は、例えば、所定の目開きを有するふるいを１つ以上用いてふるい分けを行うことで任意の大きさのものを得ることができる。磁性粒子の粒径は７５μｍ以下であることがより好ましく、４５μｍ以下であることがさらに好ましい。磁性粒子の粒径が小さくなればなるほど、濁水中に均一に存在させることができ、濁水中の懸濁物質の凝集効果をより向上させることができる。粒径が小さな磁性粒子を得る方法として、磁性粒子を水槽内に添加して攪拌直後に上澄み水を回収し、水中の磁性粒子を磁選機で回収することなどが挙げられる。磁性粒子の粒径は、例えば、ＪＩＳ Ｚ ８８１５－１９９４（ふるい分け試験方法通則）に準じて測定することができる。
【0025】
凝集槽５は、反応槽４の下流に設けられている。凝集槽５では、高分子凝集剤が添加されることにより懸濁物質をさらに凝集させて粗大な磁性フロックとする（磁性粒子を用いない処理の場合は通常の粗大なフロックとなる）。
磁性フロックとは、磁性粒子と無機凝集剤とにより濁水中の懸濁物質を凝集させたものが会合してより大きな集合体（凝集体）となったものをいう。
高分子凝集剤は、有機系凝集剤とも呼ばれている。高分子凝集剤としては、例えば、アニオン系凝集剤、カチオン系凝集剤、ノニオン系凝集剤などを用いることができる。アニオン系凝集剤やノニオン系凝集剤としては、例えば、ポリアクリルアミド系凝集剤、ポリアクリル酸ソーダなどを用いることができる。カチオン系凝集剤としては、例えば、ポリアクリル酸エステル系凝集剤、ポリメタクリル酸エステル系凝集剤などを用いることができる。高分子凝集剤としては前記したもの以外にも、例えば、ポリアミン系凝集剤、ジシアンジアミド系凝集剤なども用いることができる。有機系凝集剤は前記したものに限定されず、任意の凝集剤を用いることができる。
高分子凝集剤の添加は、凝集槽５に備えられている高分子凝集剤添加手段５１により行うことができる。高分子凝集剤添加手段５１は、無機凝集剤添加手段４１および磁性粒子添加手段４２と同様に、市販の搬送ローダ装置、フィーダ装置、スクリューコンベア、粉粒体供給装置などを用いることができる。
磁性フロックとは、磁性粒子と無機凝集剤とにより濁水中の懸濁物質を凝集させたものが会合してより大きな集合体（凝集体）となったものをいう。
高分子凝集剤は、有機系凝集剤とも呼ばれている。高分子凝集剤としては、例えば、アニオン系凝集剤、カチオン系凝集剤、ノニオン系凝集剤などを用いることができる。アニオン系凝集剤やノニオン系凝集剤としては、例えば、ポリアクリルアミド系凝集剤、ポリアクリル酸ソーダなどを用いることができる。カチオン系凝集剤としては、例えば、ポリアクリル酸エステル系凝集剤、ポリメタクリル酸エステル系凝集剤などを用いることができる。高分子凝集剤としては前記したもの以外にも、例えば、ポリアミン系凝集剤、ジシアンジアミド系凝集剤なども用いることができる。有機系凝集剤は前記したものに限定されず、任意の凝集剤を用いることができる。
高分子凝集剤の添加は、凝集槽５に備えられている高分子凝集剤添加手段５１により行うことができる。高分子凝集剤添加手段５１は、無機凝集剤添加手段４１および磁性粒子添加手段４２と同様に、市販の搬送ローダ装置、フィーダ装置、スクリューコンベア、粉粒体供給装置などを用いることができる。
【0026】
沈殿槽６は、凝集槽５の下流に設けられている。沈殿槽６では、凝集させた磁性フロックを沈殿させて、上澄み水と磁性粒子を含む汚泥（磁性粒子を用いない処理の場合は通常の汚泥である）とを得る。磁性フロックやフロックの沈殿は重力沈降で行うことができるが、迅速な処理を望む場合は、遠心分離などの他の方法で行うことができる。
沈殿槽６は、回収手段８を備えている。沈殿槽６は、沈殿した汚泥を回収手段８に送る。そして、回収手段８は、汚泥から磁性粒子を回収する。回収手段８は、例えば、汎用されている簡易なマグネットセパレーター８１を使用することができる。ここで、図２は、マグネットセパレーター８１の概略を説明する概略構成図である。図２に示すように、マグネットセパレーター８１は、マグネットコア８２と、マグネットコア８２の外周を覆う外筒８３と、外筒８３に付着した磁性粒子から水分を搾り出すローラー８４と、ローラー８４によって水分が搾り出された磁性粒子を外筒８３から剥がし取るスクレーパー８５と、を備える。このような回収手段８であれば、汚泥から磁性粒子をほぼ全て回収することができる。
なお、マグネットコア８２としては、例えば、２０００～１３０００ガウス、好ましくは４０００ガウス以上、より好ましくは１００００ガウス以上の表面磁束密度を有する磁石を使用することができる。具体的には、マグネットコア８２としてフェライト（等方、異方）磁石、ネオジム磁石、サマリウムコバルト磁石、アルニコ磁石などの永久磁石を使用することができる。
沈殿槽６は、回収手段８を備えている。沈殿槽６は、沈殿した汚泥を回収手段８に送る。そして、回収手段８は、汚泥から磁性粒子を回収する。回収手段８は、例えば、汎用されている簡易なマグネットセパレーター８１を使用することができる。ここで、図２は、マグネットセパレーター８１の概略を説明する概略構成図である。図２に示すように、マグネットセパレーター８１は、マグネットコア８２と、マグネットコア８２の外周を覆う外筒８３と、外筒８３に付着した磁性粒子から水分を搾り出すローラー８４と、ローラー８４によって水分が搾り出された磁性粒子を外筒８３から剥がし取るスクレーパー８５と、を備える。このような回収手段８であれば、汚泥から磁性粒子をほぼ全て回収することができる。
なお、マグネットコア８２としては、例えば、２０００～１３０００ガウス、好ましくは４０００ガウス以上、より好ましくは１００００ガウス以上の表面磁束密度を有する磁石を使用することができる。具体的には、マグネットコア８２としてフェライト（等方、異方）磁石、ネオジム磁石、サマリウムコバルト磁石、アルニコ磁石などの永久磁石を使用することができる。
【0027】
なお、回収手段８から回収された汚泥は、コンポストや焼却、埋め立て処分される。一方、後述するように、濁水がセメント濁水でない場合やセメント濁水であるがｐＨが９以上でない場合であって、磁性粒子添加手段４２、回収手段８および供給手段９を停止させた場合は、磁性粒子を用いておらず、そのため汚泥が磁性粒子を含んでいないので磁性粒子を回収する作業および再利用する作業を行う必要はない。従って、この場合は回収手段８を経ることなく、沈殿槽６で回収された汚泥をそのまま前記と同様の方法で処分できる。
【0028】
供給手段９は、回収手段８によって回収された磁性粒子を磁性粒子添加手段４２に供給する。供給手段９は、例えば、ベルトコンベアやスクリューコンベアなどを用いることができるが、反応槽４の上に回収手段８（マグネットセパレーター８１）を配置して、分離した磁性粒子を反応槽４に直接投入する方法がコンベアなどの輸送に比べて磁性粒子の損失が抑えられる。なお、回収手段８が前記した分離した磁性粒子を反応槽４に直接投入する方法を採用する場合、回収手段８は、供給手段９および磁性粒子添加手段４２の役割を兼ねることになる。
【0029】
中和処理槽７は、沈殿槽６の下流に設けられている。中和処理槽７は、沈殿槽６で得られた上澄み水のｐＨが排出規制値を外れる場合に、上澄み水に中和剤を供給して中和処理を行う。中和処理槽７は、上澄み水のｐＨを測定するためのｐＨ測定器７１を備えている。ｐＨ測定器７１は、上澄み水のｐＨを連続的にまたは断続的に測定する。ｐＨ測定器７１は、前記したｐＨ測定器２１と同様、市販されているものを用いることができる。排出規制値としては、例えば、処理対象となる濁水および処理水に対して国や地方自治体などが定めた値や、自主的に設けた値などが挙げられる。
中和処理槽７で用いる中和剤としては、例えば、希硫酸や炭酸ガスなどを用いることができるが、これらに限定されない。中和剤は、上澄み水のｐＨを中和できるものであればよく、どのようなものも用いることができる。
中和処理槽７で用いる中和剤としては、例えば、希硫酸や炭酸ガスなどを用いることができるが、これらに限定されない。中和剤は、上澄み水のｐＨを中和できるものであればよく、どのようなものも用いることができる。
【0030】
以上に説明した濁水貯留槽２、反応槽４、凝集槽５、沈殿槽６および中和処理槽７は、いずれも濁水や上澄み水を取り込んで貯留できるものであればどのようなものでもよく、形状や大きさ、材質に限定はない。これらの槽はいずれも、濁水や上澄み水の性状（例えば、セメント濁水であるか否か、酸性、中性、アルカリ性など）や、水量に応じて適宜のものを用いることができる。
【0031】
本実施形態では、このような構成の濁水処理装置１において、濁水貯留槽２に取り込む濁水がセメント濁水であり、かつ、濁水貯留槽２で測定される濁水のｐＨが９以上である場合（本実施形態の説明において、前者の場合ということがある）は、ｐＨ調整槽３を停止させて、磁性粒子添加手段４２、回収手段８および供給手段９を稼働させるとともに、無機凝集剤添加手段４１、反応槽４、凝集槽５、沈殿槽６および中和処理槽７を稼働させる。
【0032】
前者の場合、濁水処理装置１は、通常の凝集沈殿処理に加えて磁性粒子を添加・再利用することで、磁性フロックを形成させる。つまり、前者の場合、濁水処理装置１は、濁水の中和処理を行わずに、アルカリ性のまま凝集沈殿処理を行うことができる。そのため、濁水処理装置１は、処理後の上澄み水に加える中和剤の使用量が、濁水に中和剤を加える場合と比較して大幅に削減できるため、効率的かつコストを低減できる。また、濁水処理装置１は、濁水の中和処理を行わないので、その分、装置全体としての処理時間を短縮でき、コストを低減できる。
【0033】
一方、濁水処理装置１は、濁水貯留槽２で測定される濁水のｐＨが９以上でない場合および濁水貯留槽２に取り込む濁水がセメント濁水でない場合のうちの少なくとも一方である場合（本実施形態の説明において、後者の場合ということがある）は、磁性粒子添加手段４２、回収手段８および供給手段９を停止させて、ｐＨ調整槽３、無機凝集剤添加手段４１、反応槽４、凝集槽５、沈殿槽６および中和処理槽７を稼働させる。
【0034】
つまり、濁水貯留槽２で測定される濁水のｐＨが６以上９未満の場合は、濁水のｐＨが無機凝集剤の適用範囲内であるのでそのまま反応槽４に送液し、フロックを形成させる。また、濁水貯留槽２で測定される濁水のｐＨが９以上でなく、さらに、６以上９未満でない場合（すなわち、ｐＨが６未満の場合）、および、ｐＨが９以上であるがセメント濁水ではない場合は、濁水のｐＨが無機凝集剤の適用範囲ではないので、一旦、前述したようにｐＨ調整槽３に送液し、そこで濁水のｐＨを６以上９未満に調整した後、反応槽４に送液し、フロックを形成させる。従って、後者の場合、濁水処理装置１は、汚泥からの磁性粒子の回収と、回収した磁性粒子の濁水への添加を停止し、通常の凝集沈殿処理を行うことができる。また、後者の場合、磁性粒子添加手段４２、回収手段８および供給手段９を停止させるので、そのランニングコストを低減できる。また、この場合、磁性粒子の回収と再利用を行わないので磁性粒子の喪失がなく、従来技術（例えば、特許文献４）のように、常時、磁性粒子添加手段４２、回収手段８および供給手段９を稼働させる場合と比較して、磁性粒子を補充するコストと手間とを低減できる。
このように、本実施形態に係る濁水処理装置１は、濁水の種類やｐＨに変化が生じた場合でも運転の切り替えが簡単で、効率的な処理ができる。
このように、本実施形態に係る濁水処理装置１は、濁水の種類やｐＨに変化が生じた場合でも運転の切り替えが簡単で、効率的な処理ができる。
【0035】
（濁水処理方法）
次に、図３を参照して、本実施形態に係る濁水処理方法について説明する。なお、以下の説明において、濁水処理装置１と同様の構成については同一の符号を付し、その説明を省略する場合がある。また、本濁水処理方法においては、濁水処理装置１と同様の磁性粒子を用いることができる。
図３は、本実施形態に係る濁水処理方法を説明するフローチャートである。
図３に示すように、本濁水処理方法は、濁水貯留ステップＳ１と、判断ステップＳ２と、ｐＨ調整ステップＳ３と、無機凝集剤添加ステップＳ４と、磁性粒子添加ステップＳ５と、反応ステップＳ６と、凝集ステップＳ７と、沈殿ステップＳ８と、中和処理ステップＳ９と、回収ステップＳ１０と、供給ステップＳ１１と、を有している。
次に、図３を参照して、本実施形態に係る濁水処理方法について説明する。なお、以下の説明において、濁水処理装置１と同様の構成については同一の符号を付し、その説明を省略する場合がある。また、本濁水処理方法においては、濁水処理装置１と同様の磁性粒子を用いることができる。
図３は、本実施形態に係る濁水処理方法を説明するフローチャートである。
図３に示すように、本濁水処理方法は、濁水貯留ステップＳ１と、判断ステップＳ２と、ｐＨ調整ステップＳ３と、無機凝集剤添加ステップＳ４と、磁性粒子添加ステップＳ５と、反応ステップＳ６と、凝集ステップＳ７と、沈殿ステップＳ８と、中和処理ステップＳ９と、回収ステップＳ１０と、供給ステップＳ１１と、を有している。
【0036】
濁水貯留ステップＳ１では、濁水を取り込んで貯留するとともに、ｐＨ測定器２１により前記濁水のｐＨを測定する。このステップは、前記した濁水貯留槽２により実施することができる。
判断ステップＳ２では、濁水貯留槽２に取り込んだ濁水がセメント濁水であり、かつ、ｐＨが９以上であるか否かを判断する。このステップは、一般的には濁水の発生源となる場所でセメントを含むモルタルやコンクリート打設が行われているか否かで判断する。その判断時に、微量のセメント分であれば濁水のｐＨは低い場合があるので、その場合は、セメント分を含んでいても、通常処理を行う（通常の凝集沈殿処理を行う）。
判断ステップＳ２では、濁水貯留槽２に取り込んだ濁水がセメント濁水であり、かつ、ｐＨが９以上であるか否かを判断する。このステップは、一般的には濁水の発生源となる場所でセメントを含むモルタルやコンクリート打設が行われているか否かで判断する。その判断時に、微量のセメント分であれば濁水のｐＨは低い場合があるので、その場合は、セメント分を含んでいても、通常処理を行う（通常の凝集沈殿処理を行う）。
【0037】
判断ステップＳ２の一具体例を説明する。判断ステップＳ２では、まず、濁水のｐＨが９以上か否かを判断する（ステップＳ２１）。濁水のｐＨが９以上である場合（ステップＳ２１でＹｅｓ）、次に、セメント濁水であるか否かを判断する（ステップＳ２２）。濁水がセメント濁水である場合（ステップＳ２２でＹｅｓ）、反応ステップＳ６を行う。
また、ステップＳ２１で濁水のｐＨが９以上でない場合（ステップＳ２１でＮｏ）、次に、濁水のｐＨが６以上９未満であるか否かを判断する（ステップＳ２３）。濁水のｐＨが６以上９未満である場合（ステップＳ２３でＹｅｓ）、反応ステップＳ６を行う。
そして、ステップＳ２３で濁水のｐＨが６以上９未満でない場合（すなわち、濁水のｐＨが６未満である場合）（ステップＳ２３でＮｏ）、および、濁水のｐＨが９以上であるがセメント濁水でない場合（ステップＳ２１でＹｅｓ、ステップＳ２２でＮｏ）、ｐＨ調整ステップＳ３を行う。
また、ステップＳ２１で濁水のｐＨが９以上でない場合（ステップＳ２１でＮｏ）、次に、濁水のｐＨが６以上９未満であるか否かを判断する（ステップＳ２３）。濁水のｐＨが６以上９未満である場合（ステップＳ２３でＹｅｓ）、反応ステップＳ６を行う。
そして、ステップＳ２３で濁水のｐＨが６以上９未満でない場合（すなわち、濁水のｐＨが６未満である場合）（ステップＳ２３でＮｏ）、および、濁水のｐＨが９以上であるがセメント濁水でない場合（ステップＳ２１でＹｅｓ、ステップＳ２２でＮｏ）、ｐＨ調整ステップＳ３を行う。
【0038】
ｐＨ調整ステップＳ３では、濁水のｐＨが６未満である場合、および、濁水のｐＨが９以上であるがセメント濁水でない場合に、濁水のｐＨを６以上９未満に調整する。このステップは、前記したｐＨ調整槽３により実施することができる。
無機凝集剤添加ステップＳ４では、濁水に無機凝集剤を添加する。このステップは、前記した無機凝集剤添加手段４１により実施することができる。
磁性粒子添加ステップＳ５では、濁水に磁性粒子を添加する。このステップは、前記した磁性粒子添加手段４２により実施することができる。
反応ステップＳ６では、無機凝集剤と磁性粒子とにより、濁水中の懸濁物質を凝集させる（基礎フロックを形成させる）。このステップは、前記した反応槽４により実施することができる。
無機凝集剤添加ステップＳ４では、濁水に無機凝集剤を添加する。このステップは、前記した無機凝集剤添加手段４１により実施することができる。
磁性粒子添加ステップＳ５では、濁水に磁性粒子を添加する。このステップは、前記した磁性粒子添加手段４２により実施することができる。
反応ステップＳ６では、無機凝集剤と磁性粒子とにより、濁水中の懸濁物質を凝集させる（基礎フロックを形成させる）。このステップは、前記した反応槽４により実施することができる。
【0039】
凝集ステップＳ７では、高分子凝集剤を添加することにより、凝集させた前記懸濁物質をさらに凝集させて磁性フロックとする。このステップは、前記した凝集槽５により実施することができる。高分子凝集剤の添加は、高分子凝集剤添加ステップＳ７１で行うことができる。このステップは、前記した高分子凝集剤添加手段５１により行うことができる。
沈殿ステップＳ８では、凝集させた磁性フロックを沈殿させて、上澄み水と磁性粒子を含む汚泥とを得る。このステップは、前記した沈殿槽６により実施することができる。
中和処理ステップＳ９では、沈殿槽６で得られた上澄み水のｐＨが排出規制値を外れる場合に、上澄み水に中和剤を供給して中和処理を行う。上澄み水のｐＨの測定は、ｐＨ測定器７１で行うことができる。このステップは、前記した中和処理槽７により実施することができる。
回収ステップＳ１０では、汚泥から磁性粒子を回収する。このステップは、前記した回収手段８により実施することができる。
供給ステップＳ１１では、回収された磁性粒子を磁性粒子添加ステップＳ５に供給する。このステップは、前記した供給手段９により実施することができる。
沈殿ステップＳ８では、凝集させた磁性フロックを沈殿させて、上澄み水と磁性粒子を含む汚泥とを得る。このステップは、前記した沈殿槽６により実施することができる。
中和処理ステップＳ９では、沈殿槽６で得られた上澄み水のｐＨが排出規制値を外れる場合に、上澄み水に中和剤を供給して中和処理を行う。上澄み水のｐＨの測定は、ｐＨ測定器７１で行うことができる。このステップは、前記した中和処理槽７により実施することができる。
回収ステップＳ１０では、汚泥から磁性粒子を回収する。このステップは、前記した回収手段８により実施することができる。
供給ステップＳ１１では、回収された磁性粒子を磁性粒子添加ステップＳ５に供給する。このステップは、前記した供給手段９により実施することができる。
【0040】
本実施形態では、このような構成の濁水処理方法において、判断ステップＳ２で濁水がセメント濁水であり、かつ、ｐＨが９以上であると判断した場合、つまり、ステップＳ２１でＹｅｓおよびステップＳ２２でＹｅｓである場合（本実施形態の説明において、前者の場合ということがある）は、ｐＨ調整ステップＳ３を行わずに、磁性粒子添加ステップＳ５、回収ステップＳ１０および供給ステップＳ１１を行うとともに、無機凝集剤添加ステップＳ４、反応ステップＳ６、凝集ステップＳ７、沈殿ステップＳ８および中和処理ステップＳ９を行う。
【0041】
前者の場合、本濁水処理方法は、通常の凝集沈殿処理に加えて磁性粒子を添加・再利用することで、磁性フロックを形成させる。つまり、前者の場合、本濁水処理方法は、濁水の中和処理を行わずに、アルカリ性のまま凝集沈殿処理を行うことができる。そのため、本濁水処理方法は、処理後の上澄み水に加える中和剤の使用量が、濁水に中和剤を加える場合と比較して大幅に削減できるため、効率的かつコストを低減できる。また、本濁水処理方法は、濁水の中和処理を行わないので、その分、処理全体としての処理時間を短縮でき、コストを低減できる。
【0042】
一方、判断ステップＳ２で濁水のｐＨが９以上でないと判断した場合および濁水がセメント濁水でないと判断した場合のうちの少なくとも一方である場合、つまり、ステップＳ２１でＮｏおよびステップＳ２２でＮｏのうちの少なくとも一方である場合（本実施形態の説明において、後者の場合ということがある）は、磁性粒子添加ステップＳ５、回収ステップＳ１０および供給ステップＳ１１を行わずに、ｐＨ調整ステップＳ３、無機凝集剤添加ステップＳ４、反応ステップＳ６、凝集ステップＳ７、沈殿ステップＳ８および中和処理ステップＳ９を行う。
【0043】
また、後者の場合、濁水のｐＨに応じてｐＨ調整ステップＳ３を行う。つまり、濁水貯留ステップＳ１で測定される濁水のｐＨが６以上９未満である場合は、濁水のｐＨが無機凝集剤の適用範囲内であるのでそのまま反応ステップＳ６を行い、フロックを形成させる。また、濁水貯留ステップＳ１で測定される濁水のｐＨが９以上でなく、さらに、６以上９未満でない場合（すなわち、ｐＨが６未満の場合）、および、濁水のｐＨが９以上であるがセメント濁水ではない場合は、濁水のｐＨが無機凝集剤の適用範囲内ではないので、一旦、前述したようにｐＨ調整ステップＳ３を行い、濁水のｐＨを６以上９未満に調整した後、反応ステップＳ６を行ってフロックを形成させる。従って、後者の場合、本濁水処理方法は、汚泥からの磁性粒子の回収と、回収した磁性粒子の濁水への添加を停止し、通常の凝集沈殿処理を行うことができる。また、後者の場合、磁性粒子添加ステップＳ５、回収ステップＳ１０および供給ステップＳ１１を停止させるので、そのランニングコストを低減できる。また、この場合、磁性粒子の回収と再利用を行わないので磁性粒子の喪失がなく、従来技術（例えば、特許文献４）のように、常時、磁性粒子添加ステップＳ５、回収ステップＳ１０および供給ステップＳ１１を行う場合と比較して、磁性粒子を補充するコストと手間とを低減できる。
【0044】
また、以上に説明した本実施形態に係る濁水処理装置１および濁水処理方法は、土木工事、特にトンネル工事において有用である。土木工事、特にトンネル工事では、排出される濁水にはセメントが混入しており、濁度が小さく、アルカリ性が強い（ｐＨ１１から１２程度）。そのため、従来法では、当該濁水に対して大量の中和剤が必要になる。本実施形態では、磁性粒子を用いることにより、濁水のｐＨを調整しなくても迅速な磁性フロックの形成と沈殿とを行うことが可能となり、処理速度が向上する。また、それにより、従来よりも装置の省スペース化が可能となる。
【0045】
また、本実施形態に係る濁水処理装置１および濁水処理方法によれば、従来法よりもｐＨ調整剤の添加量を低減できる。つまり、一般的な濁水処理装置・方法では、フロック形成のために無機凝集剤および高分子凝集剤を使用している。その際、特に無機凝集剤の適用範囲は中性域であるので、その範囲となるよう、凝集沈殿前に、希硫酸などのｐＨ調整剤で濁水のｐＨを調整している。土粒子などの懸濁物質を多く含む濁水の中和には、懸濁物質のｐＨ緩衝作用が働くため、多量のｐＨ調整剤が必要になる。この点、本実施形態に係る濁水処理装置１および濁水処理方法では磁性粒子を添加するため、セメント濁水でもフロックの形成と沈殿が可能となる。従って、本実施形態に係る濁水処理装置１および濁水処理方法では、濁水がセメント濁水であり、かつ、濁水貯留槽２で測定される濁水のｐＨが９以上であっても、フロック形成前の濁水のｐＨ調整を必要としない。本実施形態に係る濁水処理装置１および濁水処理方法では、フロック形成およびその沈殿によって得られた（すなわち、土粒子などの懸濁物質の少ない）上澄み水のみを排出規制値に合わせたｐＨに調整すればよく、ｐＨ調整剤の添加量およびコストを従来よりも大幅に減らすことができる。ｐＨ調整剤の添加量は、例えば、従来の１／６～１／３に減らすことができる。
【0046】
また、本実施形態に係る濁水処理装置１および濁水処理方法では、濁水がセメント濁水でない場合や濁水のｐＨが９未満の場合は磁性粒子を使用せず、濁水がセメント濁水であり、かつ、濁水貯留槽２で測定される濁水のｐＨが９以上の場合に磁性粒子を使用する。そして、本実施形態に係る濁水処理装置１および濁水処理方法では、濁水がセメント濁水であり、かつ、濁水貯留槽２で測定される濁水のｐＨが９以上の場合で磁性粒子が使用されたときに回収された汚泥に対して、磁性粒子と汚泥との分離のため、前記した回収手段８（回収ステップＳ１０）を用いる。これにより、添加した磁性粒子を概ね全量回収することができ、再び凝集槽５（凝集ステップＳ７）に戻すことで繰り返し利用が可能となる。前記したように、濁水がセメント濁水でない場合や濁水のｐＨが９未満の場合は磁性粒子を使用せず、また、濁水がセメント濁水である場合や濁水貯留槽２で測定される濁水のｐＨが９以上の場合のみ磁性粒子を繰り返し利用するため、従来技術（例えば、特許文献４）よりも磁性粒子が喪失し難く、磁性粒子を補充するためのコストを低減できる。
【0047】
（変形例に係る濁水処理装置）
ここで、本実施形態に係る濁水処理装置１の一態様として、例えば、トンネル工事などのセメントを使用する工事に適用することが挙げられる。この場合、工事現場から生じる濁水はセメント濁水であり、かつｐＨは９以上となる。そのため、前述のように濁水貯留槽２でｐＨを測定したり、ｐＨ調整槽３でｐＨを調整したり、また、セメント濁水であるか否かや、ｐＨが９以上であるか否かなどを判断したりすることなく、磁性粒子を添加して濁水の処理を行うことができる。つまり、この場合、本実施形態に係る濁水処理装置１において、濁水貯留槽２におけるｐＨ測定ならびにｐＨ調整槽３およびこれによるｐＨ調整を省略してセメント濁水の処理を行うことができる。
ここで、本実施形態に係る濁水処理装置１の一態様として、例えば、トンネル工事などのセメントを使用する工事に適用することが挙げられる。この場合、工事現場から生じる濁水はセメント濁水であり、かつｐＨは９以上となる。そのため、前述のように濁水貯留槽２でｐＨを測定したり、ｐＨ調整槽３でｐＨを調整したり、また、セメント濁水であるか否かや、ｐＨが９以上であるか否かなどを判断したりすることなく、磁性粒子を添加して濁水の処理を行うことができる。つまり、この場合、本実施形態に係る濁水処理装置１において、濁水貯留槽２におけるｐＨ測定ならびにｐＨ調整槽３およびこれによるｐＨ調整を省略してセメント濁水の処理を行うことができる。
【0048】
この場合における本実施形態に係る濁水処理装置１の構成としては、具体的には、濁水貯留槽２と、反応槽４と、凝集槽５と、沈殿槽６と、中和処理槽７と、回収手段８と、供給手段９と、を備えることが挙げられる。
これらのうち、反応槽４、凝集槽５、沈殿槽６、回収手段８および供給手段９は、前記した態様と同様である。また、反応槽４が無機凝集剤添加手段４１および磁性粒子添加手段４２を備える点も同様であり、無機凝集剤と磁性粒子とにより、セメント濁水中の懸濁物質を凝集させる点も同様である。
これらのうち、反応槽４、凝集槽５、沈殿槽６、回収手段８および供給手段９は、前記した態様と同様である。また、反応槽４が無機凝集剤添加手段４１および磁性粒子添加手段４２を備える点も同様であり、無機凝集剤と磁性粒子とにより、セメント濁水中の懸濁物質を凝集させる点も同様である。
【0049】
なお、濁水貯留槽２では、前述したように、ｐＨを測定しない。また、本態様においては、ｐＨ調整槽３は省略されている。また、本態様においては、セメント濁水のｐＨが９以上であるので、処理後の上澄み水のｐＨは排出規制値を外れる。そのため、本態様では、中和処理槽７において上澄み水に中和剤を供給して中和処理を行う。
本態様においても、前述した態様と同様に磁性粒子を用いてセメント濁水の処理を行う。従って、本態様においても同様に、磁性粒子を用いる最適な処理方法（ｐＨ範囲）と、濁水がセメント混じりでアルカリ性の場合に中和剤使用量の抑制方法とを実現できる。
本態様においても、前述した態様と同様に磁性粒子を用いてセメント濁水の処理を行う。従って、本態様においても同様に、磁性粒子を用いる最適な処理方法（ｐＨ範囲）と、濁水がセメント混じりでアルカリ性の場合に中和剤使用量の抑制方法とを実現できる。
【0050】
（変形例に係る濁水処理方法）
前記同様、本実施形態に係る濁水処理方法の一態様として、例えば、トンネル工事などのセメントを使用する工事に適用することが挙げられる。この場合、工事現場から生じる濁水はセメント濁水であり、かつｐＨは９以上となる。そのため、前述のように濁水貯留ステップＳ１でｐＨを測定したり、ｐＨ調整ステップＳ３でｐＨを調整したり、また、セメント濁水であるか否かや、ｐＨが９以上であるか否かなどを判断したり（判断ステップＳ２）することなく、磁性粒子を添加して濁水の処理を行うことができる。つまり、この場合、本実施形態に係る濁水処理方法において、濁水貯留ステップＳ１におけるｐＨ測定ならびにｐＨ調整ステップＳ３およびこれによるｐＨ調整を省略してセメント濁水の処理を行うことができる。
前記同様、本実施形態に係る濁水処理方法の一態様として、例えば、トンネル工事などのセメントを使用する工事に適用することが挙げられる。この場合、工事現場から生じる濁水はセメント濁水であり、かつｐＨは９以上となる。そのため、前述のように濁水貯留ステップＳ１でｐＨを測定したり、ｐＨ調整ステップＳ３でｐＨを調整したり、また、セメント濁水であるか否かや、ｐＨが９以上であるか否かなどを判断したり（判断ステップＳ２）することなく、磁性粒子を添加して濁水の処理を行うことができる。つまり、この場合、本実施形態に係る濁水処理方法において、濁水貯留ステップＳ１におけるｐＨ測定ならびにｐＨ調整ステップＳ３およびこれによるｐＨ調整を省略してセメント濁水の処理を行うことができる。
【0051】
この場合における本実施形態に係る濁水処理方法の構成としては、具体的には、濁水貯留ステップＳ１と、無機凝集剤添加ステップＳ４と、磁性粒子添加ステップＳ５と、反応ステップＳ６と、凝集ステップＳ７と、沈殿ステップＳ８と、中和処理ステップＳ９と、回収ステップＳ１０と、供給ステップＳ１１と、を有することが挙げられる。
これらのうち、無機凝集剤添加ステップＳ４、磁性粒子添加ステップＳ５、反応ステップＳ６、凝集ステップＳ７、沈殿ステップＳ８、回収ステップＳ１０および供給ステップＳ１１は、前記した態様と同様である。
これらのうち、無機凝集剤添加ステップＳ４、磁性粒子添加ステップＳ５、反応ステップＳ６、凝集ステップＳ７、沈殿ステップＳ８、回収ステップＳ１０および供給ステップＳ１１は、前記した態様と同様である。
【0052】
なお、濁水貯留ステップＳ１では、前述したように、ｐＨを測定しない。また、本態様においては、判断ステップＳ２およびｐＨ調整ステップＳ３は省略されている。また、本態様においては、セメント濁水のｐＨが９以上であるので、処理後の上澄み水のｐＨは排出規制値を外れる。そのため、本態様では、中和処理ステップＳ９において上澄み水に中和剤を供給して中和処理を行う。
本態様においても、前述した態様と同様に磁性粒子を用いてセメント濁水の処理を行う。従って、本態様においても同様に、磁性粒子を用いる最適な処理方法（ｐＨ範囲）と、濁水がセメント混じりでアルカリ性の場合に中和剤使用量の抑制方法とを実現できる。
本態様においても、前述した態様と同様に磁性粒子を用いてセメント濁水の処理を行う。従って、本態様においても同様に、磁性粒子を用いる最適な処理方法（ｐＨ範囲）と、濁水がセメント混じりでアルカリ性の場合に中和剤使用量の抑制方法とを実現できる。
【実施例0053】
次に、本発明に関する実施例について説明する。
（試験１）濁水のｐＨが凝集性能に及ぼす影響
フロックの沈降を促進させるための材料として磁性粒子を添加する場合、凝集沈殿の効果は濁水のｐＨに依存する。凝集沈殿に最適な濁水のｐＨを明らかにすることを目的としてジャーテストを実施した。試験には、トンネル掘削現場より排出されたｐＨ１２、濁度１９００ＮＴＵ（Nephelometric Turbidity Unit；比濁法濁度単位）の濁水（セメント濁水）を使用した。
（試験１）濁水のｐＨが凝集性能に及ぼす影響
フロックの沈降を促進させるための材料として磁性粒子を添加する場合、凝集沈殿の効果は濁水のｐＨに依存する。凝集沈殿に最適な濁水のｐＨを明らかにすることを目的としてジャーテストを実施した。試験には、トンネル掘削現場より排出されたｐＨ１２、濁度１９００ＮＴＵ（Nephelometric Turbidity Unit；比濁法濁度単位）の濁水（セメント濁水）を使用した。
【0054】
今回の検討では、上記の濁水５００ｍＬを分取し、５％希硫酸溶液を用いてｐＨ７～１２の範囲で調整した。ｐＨを調整した濁水に無機凝集剤（７０ｍｇ／Ｌ）を添加した後、ジャーテスタ（図示せず）で６０秒間攪拌した。攪拌停止後、沈降を促進させる材料として磁性粒子を７．５ｇ／Ｌおよび高分子凝集剤（０．５ｍｇ／Ｌ）を添加し、２５０ｒｐｍで３０秒間の急速攪拌、１５０ｒｐｍで６０秒間の緩速攪拌を行い、攪拌を停止した。攪拌停止から３０秒後の上澄み溶液を採取し、濁度を測定した。濁度は、アズワン社製ＴＢＤ７００を用いて、波長８６０ｎｍの吸光度を測定した。無機凝集剤は、ポリ塩化アルミニウム（ＰＡＣ）（協和総業社製－液体）を使用した。高分子凝集剤は、タイポリマーＴＡ－３６０（アニオン系）（大明科学工業社製－粉体）を使用した。磁性粒子は、エコメル５３ＮＪ（神戸製鋼所社製）を使用した。比較として、従来方法である磁性粒子未添加の試験も併せて実施した。試験結果を図４Ａに示す。なお、図４Ａは、濁水のｐＨが凝集性能に及ぼす影響を調べた試験結果を示すグラフである。図４Ａは、磁性粒子、無機凝集剤および高分子凝集剤を添加した場合と従来方法の場合の結果を示している。
【0055】
従来方法である磁性粒子未添加（無機凝集剤、高分子凝集剤のみ添加）の場合、図４Ａにおいて「×」でプロットしたように、ｐＨ７で濁度が１８ＮＴＵであり、ｐＨが上昇するに伴い濁度も高くなった。
一方、磁性粒子（ふるい分けにより粒径を４５μｍ以下に調整）を添加した場合、図４Ａにおいて「◆」でプロットしたように、ｐＨ９以上で濁度が１２ＮＴＵとなり、磁性粒子未添加の場合と比較して濁度が低くなった。
一方、磁性粒子（ふるい分けにより粒径を４５μｍ以下に調整）を添加した場合、図４Ａにおいて「◆」でプロットしたように、ｐＨ９以上で濁度が１２ＮＴＵとなり、磁性粒子未添加の場合と比較して濁度が低くなった。
【0056】
なお、上記と同様の操作で、磁性粒子のみを用いた（無機凝集剤および高分子凝集剤を用いない）場合における、濁水のｐＨが凝集性能に及ぼす影響を調べた。図４Ｂは、濁水のｐＨが凝集性能に及ぼす影響を調べた試験結果を示すグラフである。
図４Ｂは、磁性粒子のみを添加した場合と、磁性粒子、無機凝集剤および高分子凝集剤を添加した場合とを比較した結果を示している。なお、図４Ｂにおける後者の場合の試験結果（図４Ｂにおいて「◆」でプロットした試験結果）は、図４Ａにおいて「◆」でプロットした試験結果と同じものである。
図４Ｂにおいて「●」でプロットしたように、磁性粒子のみでも濁水のｐＨが高くなるにつれ、濁度が低くなることが確認された。つまり、凝集剤を用いなくても磁性粒子のみでフロックを形成し得ることが確認された。
図４Ｂは、磁性粒子のみを添加した場合と、磁性粒子、無機凝集剤および高分子凝集剤を添加した場合とを比較した結果を示している。なお、図４Ｂにおける後者の場合の試験結果（図４Ｂにおいて「◆」でプロットした試験結果）は、図４Ａにおいて「◆」でプロットした試験結果と同じものである。
図４Ｂにおいて「●」でプロットしたように、磁性粒子のみでも濁水のｐＨが高くなるにつれ、濁度が低くなることが確認された。つまり、凝集剤を用いなくても磁性粒子のみでフロックを形成し得ることが確認された。
【0057】
（試験２）磁性粒子の粒径が混合効率に及ぼす影響
凝集沈殿過程において粒状の磁性粒子を混合した場合、比重の大きい磁性粒子は懸濁物質や薬剤（凝集剤）と十分に混ざり合わず、攪拌容器下部に滞留する可能性が懸念される。磁性粒子と濁水を十分に攪拌することができる磁性粒子の粒径範囲を調査するため、粒径の異なる磁性粒子を使用したジャーテストを実施した。
はじめに、ふるいを用いて磁性粒子を１０６μｍ超（ケース１）、１０６μｍ以下７５μｍ超（ケース２）、７５μｍ以下４５μｍ超（ケース３）、４５μｍ以下（ケース４）の４つの粒径区分に分級し、試験１と同様のジャーテストを実施した。試験２では、急速攪拌および緩速攪拌中に、図５に示す２か所のサンプリング位置、すなわち、攪拌容器上部および攪拌容器中部からそれぞれサンプリングを実施した。なお、図５は、試験２におけるサンプリング位置を説明する概要図である。
凝集沈殿過程において粒状の磁性粒子を混合した場合、比重の大きい磁性粒子は懸濁物質や薬剤（凝集剤）と十分に混ざり合わず、攪拌容器下部に滞留する可能性が懸念される。磁性粒子と濁水を十分に攪拌することができる磁性粒子の粒径範囲を調査するため、粒径の異なる磁性粒子を使用したジャーテストを実施した。
はじめに、ふるいを用いて磁性粒子を１０６μｍ超（ケース１）、１０６μｍ以下７５μｍ超（ケース２）、７５μｍ以下４５μｍ超（ケース３）、４５μｍ以下（ケース４）の４つの粒径区分に分級し、試験１と同様のジャーテストを実施した。試験２では、急速攪拌および緩速攪拌中に、図５に示す２か所のサンプリング位置、すなわち、攪拌容器上部および攪拌容器中部からそれぞれサンプリングを実施した。なお、図５は、試験２におけるサンプリング位置を説明する概要図である。
【0058】
そして、サンプリングした試料中の磁性粒子を、マグネットバー９４（図９参照）を用いて回収・計量することにより、磁性粒子が濁水中に均一に攪拌されているか否かを確認した。図６Ａおよび図６Ｂに試験結果を示す。なお、図６Ａは、急速攪拌中の磁性粒子の存在量と粒径の関係を示すグラフである。図６Ｂは、緩速攪拌中の磁性粒子の存在量と粒径の関係を示すグラフである。
図６Ａおよび図６Ｂにおいては、攪拌容器の上部および中部でサンプリングした磁性粒子の存在量が少ないほど、磁性粒子が攪拌容器下部に滞留していることを示している。なお、試験２においては、１Ｌの濁水に対して磁性粒子を７．５ｇ添加しているので（７．５ｇ／Ｌ）、「磁性体粒子存在量［ｗｔ％］＝磁性体量［ｇ］／濁水量［ｇ］×１００」で算出される磁性体粒子存在量は０．７５ｗｔ％が最大値となる（図６Ａおよび図６Ｂの破線参照）。
図６Ａおよび図６Ｂにおいては、攪拌容器の上部および中部でサンプリングした磁性粒子の存在量が少ないほど、磁性粒子が攪拌容器下部に滞留していることを示している。なお、試験２においては、１Ｌの濁水に対して磁性粒子を７．５ｇ添加しているので（７．５ｇ／Ｌ）、「磁性体粒子存在量［ｗｔ％］＝磁性体量［ｇ］／濁水量［ｇ］×１００」で算出される磁性体粒子存在量は０．７５ｗｔ％が最大値となる（図６Ａおよび図６Ｂの破線参照）。
【0059】
特に、粒径１０６μｍ超の磁性粒子（ケース１）は、図６Ａおよび図６Ｂに示すように、急速攪拌および緩速攪拌ともに殆どが下部に滞留した。
また、粒径１０６μｍ以下７５μｍ超の磁性粒子（ケース２）は、図６Ａに示すように、急速攪拌では約半量が濁水内で混合されているものの、図６Ｂに示すように、緩速攪拌になると、添加した磁性粒子を１００％とした場合の約８５％が沈殿した（すなわち、０．７５ｗｔ％のうちの約８５％が沈殿した）。
粒径７５μｍ以下４５μｍ超の磁性粒子（ケース３）は、図６Ａに示すように、急速攪拌では添加した磁性粒子を１００％とした場合の約９０％が濁水内で攪拌されており、また、図６Ｂに示すように、緩速攪拌では添加した磁性粒子を１００％とした場合の約７０％が濁水内で攪拌されていた（すなわち、０．７５ｗｔ％のうちの約７０％が濁水内で攪拌されていた）。
粒径４５μｍ以下の磁性粒子（ケース４）は、図６Ａおよび図６Ｂに示すように、概ねすべてが均一に攪拌されていた。
また、粒径１０６μｍ以下７５μｍ超の磁性粒子（ケース２）は、図６Ａに示すように、急速攪拌では約半量が濁水内で混合されているものの、図６Ｂに示すように、緩速攪拌になると、添加した磁性粒子を１００％とした場合の約８５％が沈殿した（すなわち、０．７５ｗｔ％のうちの約８５％が沈殿した）。
粒径７５μｍ以下４５μｍ超の磁性粒子（ケース３）は、図６Ａに示すように、急速攪拌では添加した磁性粒子を１００％とした場合の約９０％が濁水内で攪拌されており、また、図６Ｂに示すように、緩速攪拌では添加した磁性粒子を１００％とした場合の約７０％が濁水内で攪拌されていた（すなわち、０．７５ｗｔ％のうちの約７０％が濁水内で攪拌されていた）。
粒径４５μｍ以下の磁性粒子（ケース４）は、図６Ａおよび図６Ｂに示すように、概ねすべてが均一に攪拌されていた。
【0060】
ここで、図７は、磁性粒子の粒径が処理水の濁度に及ぼす影響を示すグラフである。図７に示すように、粒径１０６μｍ超（ケース１）以外の条件（すなわち、ケース２～４）では処理水の濁度が１０ＮＴＵ以下となった。このことから、磁性粒子から粒径１０６μｍ超の粗粒分を取り除くことで、凝集効果が向上し得ることが示された。攪拌の均一性と処理水の濁度の２つの観点からみて、磁性粒子の粒径を１０６μｍ以下に調整すると好ましいことが示された。
【0061】
（試験３）ｐＨ調整剤の添加量
磁性粒子を用いることで、セメント濁水などのアルカリ性の濁水を凝集沈殿処理することが可能になる。このため、濁水の中和処理は不要となり、処理後の上澄み水を必要に応じて排出規制値に合わせてｐＨ調整し、放流するだけでよくなる。
濁水をｐＨ調整する場合には、土粒子などの懸濁物質のｐＨ緩衝作用が働き、中和に多量のｐＨ調整剤を要する。一方、処理後の上澄み水には懸濁物質が殆ど含まれていないため、濁水の中和と比較して、使用するｐＨ調整剤が少なくなると考えられる。
そこで、試験１と同様のジャーテストの前後で濁水および処理後の上澄み水のｐＨ調整を実施し、ｐＨ調整剤（５％希硫酸）の添加量を比較した。
磁性粒子を用いることで、セメント濁水などのアルカリ性の濁水を凝集沈殿処理することが可能になる。このため、濁水の中和処理は不要となり、処理後の上澄み水を必要に応じて排出規制値に合わせてｐＨ調整し、放流するだけでよくなる。
濁水をｐＨ調整する場合には、土粒子などの懸濁物質のｐＨ緩衝作用が働き、中和に多量のｐＨ調整剤を要する。一方、処理後の上澄み水には懸濁物質が殆ど含まれていないため、濁水の中和と比較して、使用するｐＨ調整剤が少なくなると考えられる。
そこで、試験１と同様のジャーテストの前後で濁水および処理後の上澄み水のｐＨ調整を実施し、ｐＨ調整剤（５％希硫酸）の添加量を比較した。
【0062】
濁水または処理後の上澄み水１Ｌが、ｐＨ８．６に達するまでに添加した５％希硫酸の添加量を測定した。その結果を図８に示す。なお、図８は、濁水および処理後の上澄み水について、ｐＨ８．６に達するまでに添加した５％希硫酸の添加量を示すグラフである。
図８に示すように、処理後の上澄み水のｐＨ調整を行った場合、濁水のｐＨ調整と比較して希硫酸の添加量が大幅に減少した。上澄み水のｐＨ調整剤の添加量は、濁水のｐＨが９の場合は約１／６となり、濁水のｐＨが１２の場合は約１／３となった。
図８に示すように、処理後の上澄み水のｐＨ調整を行った場合、濁水のｐＨ調整と比較して希硫酸の添加量が大幅に減少した。上澄み水のｐＨ調整剤の添加量は、濁水のｐＨが９の場合は約１／６となり、濁水のｐＨが１２の場合は約１／３となった。
【0063】
（試験４）磁性粒子回収量の確認
凝集沈殿した懸濁物質から磁性粒子が磁石によって回収可能であることを確認するため、ジャーテスト試験後にマグネットバーを用いた磁性粒子回収試験を実施した。図９は、磁性粒子回収試験の方法を説明する説明図である。
図９（ａ）に示すように、ジャーテスト試験後に静置し、上澄み水９１（処理水）と、凝集沈殿した、磁性粒子を含む懸濁物質９２と、を分離させた。次いで、図９（ｂ）に示すように、上澄み水９１を廃棄し、凝集沈殿した懸濁物質の沈殿スラリー９３に、マグネットセパレーターに使用されているものと同様の磁石（永久磁石）を使用したマグネットバー９４を入れ、磁石に付着したもの（磁着物９６）を回収した。なお、図９（ｂ）に示すように、マグネットバー９４は、磁石の周囲を覆うカバー９５を有している。マグネットバー９４は、カバー９５から磁石を引き抜くことで磁性粒子に対する磁力の影響をなくすことができる。そのため、カバー９５を介して磁力により引きつけられていた磁性粒子を含む磁着物９６を脱離させ、回収することができる。
凝集沈殿した懸濁物質から磁性粒子が磁石によって回収可能であることを確認するため、ジャーテスト試験後にマグネットバーを用いた磁性粒子回収試験を実施した。図９は、磁性粒子回収試験の方法を説明する説明図である。
図９（ａ）に示すように、ジャーテスト試験後に静置し、上澄み水９１（処理水）と、凝集沈殿した、磁性粒子を含む懸濁物質９２と、を分離させた。次いで、図９（ｂ）に示すように、上澄み水９１を廃棄し、凝集沈殿した懸濁物質の沈殿スラリー９３に、マグネットセパレーターに使用されているものと同様の磁石（永久磁石）を使用したマグネットバー９４を入れ、磁石に付着したもの（磁着物９６）を回収した。なお、図９（ｂ）に示すように、マグネットバー９４は、磁石の周囲を覆うカバー９５を有している。マグネットバー９４は、カバー９５から磁石を引き抜くことで磁性粒子に対する磁力の影響をなくすことができる。そのため、カバー９５を介して磁力により引きつけられていた磁性粒子を含む磁着物９６を脱離させ、回収することができる。
【0064】
回収直後の磁着物９６（回収物）は水分を多く含んでいる。そのため、図９（ｃ）に示すように、空容器９７に回収物を入れ、真空乾燥を行った。その後、図９（ｄ）に示すように、回収物の重量を測定した。その試験結果を表１に示す。なお、磁性粒子回収率および懸濁物質の巻き込み率は、以下の方法で算出した。
磁性粒子回収率［％］＝（真空乾燥後の磁着物重量［ｇ］／添加した磁性粒子重量［ｇ］）×１００
懸濁物質の巻き込み率［％］＝｛（真空乾燥後の磁着物重量［ｇ］－添加した磁性粒子重量［ｇ］）／添加した磁性粒子重量［ｇ］｝×１００
磁性粒子回収率［％］＝（真空乾燥後の磁着物重量［ｇ］／添加した磁性粒子重量［ｇ］）×１００
懸濁物質の巻き込み率［％］＝｛（真空乾燥後の磁着物重量［ｇ］－添加した磁性粒子重量［ｇ］）／添加した磁性粒子重量［ｇ］｝×１００
【0065】
【表1】
【0066】
磁性粒子回収率は概ね１０６％であった。この結果から、濁水中の懸濁物を約６％巻き込んだ状態ではあるものの、添加した磁性粒子は概ね１００％回収されており、濁水側に残存しないことが示された。
砒素汚染泥水に磁性体（鉄粉）を添加して浄化処理を行った既往の検討において、泥水に添加した鉄粉を約２００回繰り返し利用した際にも、概ね全量の鉄粉が回収されており、処理泥水側に流出しないことが確認されている（参考文献：高畑陽他：泥水式シールドから発生した砒素汚染泥水の鉄粉を用いる浄化技術の検討－小型磁選機と鉄粉再生技術を導入した実規模試験－，地盤工学ジャーナル，Ｖｏｌ．１５，Ｎｏ．３，ｐｐ．４７９－４８６，２０２０．）。
砒素汚染泥水に磁性体（鉄粉）を添加して浄化処理を行った既往の検討において、泥水に添加した鉄粉を約２００回繰り返し利用した際にも、概ね全量の鉄粉が回収されており、処理泥水側に流出しないことが確認されている（参考文献：高畑陽他：泥水式シールドから発生した砒素汚染泥水の鉄粉を用いる浄化技術の検討－小型磁選機と鉄粉再生技術を導入した実規模試験－，地盤工学ジャーナル，Ｖｏｌ．１５，Ｎｏ．３，ｐｐ．４７９－４８６，２０２０．）。
【0067】
（試験５）セメント濁水とそうでない濁水との比較試験
セメント濁水とそうでない濁水（セメント未添加の濁水）とについて凝集沈殿試験を行い、その結果を比較した。
＜試験方法＞
１．表２および表３に示す濁水Ａ、Ｂ、Ｃ１００ｍＬをそれぞれ各ビーカーに分取した。
２．各ビーカーに無機凝集剤（ＰＡＣ）７５ｍｇ／Ｌを添加し、３０秒間攪拌した。
３．表２および表３に示す条件により、各ビーカーに鉄粉（磁性粒子）１０ｇ／Ｌを添加して、または鉄粉を添加しないで攪拌した後、高分子凝集剤１ｍｇ／Ｌを添加し、３０秒間攪拌した。
４．１分間静置後、上澄みの濁度を測定した。
なお、濁度は、アズワン社製ＴＢＤ７００を用いて、波長８６０ｎｍの吸光度を測定した。無機凝集剤は、ポリ塩化アルミニウム（ＰＡＣ）（協和総業社製－液体）を使用した。高分子凝集剤は、タイポリマーＴＡ－３６０（アニオン系）（大明科学工業社製－粉体）を使用した。磁性粒子は、エコメル５３ＮＪ（神戸製鋼所社製）を使用した。
セメント濁水とそうでない濁水（セメント未添加の濁水）とについて凝集沈殿試験を行い、その結果を比較した。
＜試験方法＞
１．表２および表３に示す濁水Ａ、Ｂ、Ｃ１００ｍＬをそれぞれ各ビーカーに分取した。
２．各ビーカーに無機凝集剤（ＰＡＣ）７５ｍｇ／Ｌを添加し、３０秒間攪拌した。
３．表２および表３に示す条件により、各ビーカーに鉄粉（磁性粒子）１０ｇ／Ｌを添加して、または鉄粉を添加しないで攪拌した後、高分子凝集剤１ｍｇ／Ｌを添加し、３０秒間攪拌した。
４．１分間静置後、上澄みの濁度を測定した。
なお、濁度は、アズワン社製ＴＢＤ７００を用いて、波長８６０ｎｍの吸光度を測定した。無機凝集剤は、ポリ塩化アルミニウム（ＰＡＣ）（協和総業社製－液体）を使用した。高分子凝集剤は、タイポリマーＴＡ－３６０（アニオン系）（大明科学工業社製－粉体）を使用した。磁性粒子は、エコメル５３ＮＪ（神戸製鋼所社製）を使用した。
【0068】
その結果を表２および表３ならびに図１０に示す。なお、図１０は、試験５における濁水Ａ（現場発生原水）の凝集沈殿処理前の様子を示す写真（左図）、鉄粉を添加しないで凝集沈殿処理した場合の様子を示す写真（中央図）、および鉄粉を添加して凝集沈殿処理した様子を示す写真（右図）である。
表２および表３において、現場発生原水は、トンネル掘削（ＮＡＴＭ工法）現場から採取したものである。現場発生原水には、セメントが混入している。模擬濁水は水道水に掘削ズリを１０ｇ／Ｌ（乾燥重量）混和して調製したものである。模擬濁水にセメントは添加されていない。模擬濁水には、表３に示すように、サンプルの条件により、現場発生原水と同程度のｐＨとするため２ｇ／Ｌでセメントを添加した（表３の濁水Ｂ、Ｃ）。表２中の「－」は、現場発生原水には、もともとセメントが添加されているために、セメント未添加のデータがないことを示している。
表２および表３において、現場発生原水は、トンネル掘削（ＮＡＴＭ工法）現場から採取したものである。現場発生原水には、セメントが混入している。模擬濁水は水道水に掘削ズリを１０ｇ／Ｌ（乾燥重量）混和して調製したものである。模擬濁水にセメントは添加されていない。模擬濁水には、表３に示すように、サンプルの条件により、現場発生原水と同程度のｐＨとするため２ｇ／Ｌでセメントを添加した（表３の濁水Ｂ、Ｃ）。表２中の「－」は、現場発生原水には、もともとセメントが添加されているために、セメント未添加のデータがないことを示している。
【0069】
【表2】
【0070】
【表3】
【0071】
表２の濁水Ｂ、Ｃから、濁水がセメントを含んでいない場合、鉄粉の有無による濁度の違いはほとんどなかった。
これに対し、表３の濁水Ａ、Ｂ、Ｃから、セメントが含まれている濁水に対して鉄粉を添加すると濁度がより低くなることがわかった。このことから、セメントが含まれている濁水の方が、鉄粉を添加する効果がより得られることがわかった。また、このようにすると、より高度な浄化処理が可能であることがわかった。これは、図１０からも明らかである。
これに対し、表３の濁水Ａ、Ｂ、Ｃから、セメントが含まれている濁水に対して鉄粉を添加すると濁度がより低くなることがわかった。このことから、セメントが含まれている濁水の方が、鉄粉を添加する効果がより得られることがわかった。また、このようにすると、より高度な浄化処理が可能であることがわかった。これは、図１０からも明らかである。
【0072】
つまり、図１０の左図に示すように、濁水Ａ（現場発生原水）の凝集沈殿処理前は、全体的にひどく濁っていた。
これに対し、図１０の中央図に示すように、凝集沈殿処理後の濁水（鉄粉無）は、かなり浄化され、上澄み水はかなりクリアになったが、目視で上澄みに微細な粒子が確認できた。
また、図１０の右図に示すように、凝集沈殿処理後の濁水（鉄粉有）は、鉄粉が添加されていることにより、さらに浄化され、上澄み水はさらにクリアになった。凝集沈殿処理後の濁水（鉄粉有）は、上澄みにほぼ粒子は残っていなかった。
図１０の右図に示す結果から、セメントが含まれている濁水に対して鉄粉を添加すると、上澄み水には懸濁物質がほとんど含まれない状態とできることから、土粒子などの懸濁物質のｐＨ緩衝作用の働きがかなり弱くなり、ｐＨ調整剤の添加量を低減できる（図８参照）。
また、以上に説明したように、本発明によれば、磁性粒子を用いる最適な処理方法（ｐＨ範囲）と、濁水がセメント混じりでアルカリ性の場合に中和剤使用量の抑制方法とを実現できることが確認された。
これに対し、図１０の中央図に示すように、凝集沈殿処理後の濁水（鉄粉無）は、かなり浄化され、上澄み水はかなりクリアになったが、目視で上澄みに微細な粒子が確認できた。
また、図１０の右図に示すように、凝集沈殿処理後の濁水（鉄粉有）は、鉄粉が添加されていることにより、さらに浄化され、上澄み水はさらにクリアになった。凝集沈殿処理後の濁水（鉄粉有）は、上澄みにほぼ粒子は残っていなかった。
図１０の右図に示す結果から、セメントが含まれている濁水に対して鉄粉を添加すると、上澄み水には懸濁物質がほとんど含まれない状態とできることから、土粒子などの懸濁物質のｐＨ緩衝作用の働きがかなり弱くなり、ｐＨ調整剤の添加量を低減できる（図８参照）。
また、以上に説明したように、本発明によれば、磁性粒子を用いる最適な処理方法（ｐＨ範囲）と、濁水がセメント混じりでアルカリ性の場合に中和剤使用量の抑制方法とを実現できることが確認された。
【0073】
以上、本発明の実施形態および実施例について説明したが、本発明は、前述の実施形態および実施例に限られず、前記の各構成要素については本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。
【符号の説明】
【0074】
１ 濁水処理装置
２ 濁水貯留槽
２１ ｐＨ測定器
３ ｐＨ調整槽
４ 反応槽
４１ 無機凝集剤添加手段
４２ 磁性粒子添加手段
５ 凝集槽
５１ 高分子凝集剤添加手段
６ 沈殿槽
７ 中和処理槽
７１ ｐＨ測定器
８ 回収手段
８１ マグネットセパレーター
８２ マグネットコア
８３ 外筒
８４ ローラー
８５ スクレーパー
９ 供給手段
Ｓ１ 濁水貯留ステップ
Ｓ２ 判断ステップ
Ｓ３ ｐＨ調整ステップ
Ｓ４ 無機凝集剤添加ステップ
Ｓ５ 磁性粒子添加ステップ
Ｓ６ 反応ステップ
Ｓ７ 凝集ステップ
Ｓ７１ 高分子凝集剤添加ステップ
Ｓ８ 沈殿ステップ
Ｓ９ 中和処理ステップ
Ｓ１０ 回収ステップ
Ｓ１１ 供給ステップ
２ 濁水貯留槽
２１ ｐＨ測定器
３ ｐＨ調整槽
４ 反応槽
４１ 無機凝集剤添加手段
４２ 磁性粒子添加手段
５ 凝集槽
５１ 高分子凝集剤添加手段
６ 沈殿槽
７ 中和処理槽
７１ ｐＨ測定器
８ 回収手段
８１ マグネットセパレーター
８２ マグネットコア
８３ 外筒
８４ ローラー
８５ スクレーパー
９ 供給手段
Ｓ１ 濁水貯留ステップ
Ｓ２ 判断ステップ
Ｓ３ ｐＨ調整ステップ
Ｓ４ 無機凝集剤添加ステップ
Ｓ５ 磁性粒子添加ステップ
Ｓ６ 反応ステップ
Ｓ７ 凝集ステップ
Ｓ７１ 高分子凝集剤添加ステップ
Ｓ８ 沈殿ステップ
Ｓ９ 中和処理ステップ
Ｓ１０ 回収ステップ
Ｓ１１ 供給ステップ
【図1】
【図2】
【図3】
【図4A】
【図4B】
【図5】
【図6A】
【図6B】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】