JP2010110681A - 揮発性炭化水素の回収処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡素な構造で、汚染水などの発生する工事現場などに設置可能であり、かつ、処理能力の高い揮発性炭化水素の回収処理装置を提供する。
【解決手段】揮発性炭化水素が溶け込んだ汚染水Ｗｂを貯留する処理槽２０と、処理槽２０内の汚染水ＷｂにマイクロバブルＢを発生させるバブル発生器３と、マイクロバブルＢ中に揮発した揮発性炭化水素をマイクロバブルＢを構成する気体Ｇｂと共に処理槽２０から取り出す取出手段２１，２２と、取出手段２１，２２で取り出した排気Ｇｂ中から揮発性炭化水素を吸着して浄化する吸着手段２４と、吸着手段２４で浄化された気体Ｇｃを処理槽２０に回収する回収手段２５と、回収手段２５で回収された回収気体Ｇｃを処理槽２０の下部において気泡化する散気装置２６とを備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は汚染水や排水に溶け込んだ揮発性炭化水素の回収処理装置に関するものである。

危険物施設の排水処理や、漏油事故時の汚染水の処理、石油製品貯蔵槽で使用した汚染水の処理、ガソリンスタンドの地下タンクの廃棄・交換等の洗浄処理に用いた汚染水の処理など、揮発性炭化水素が水に溶け込んだ汚染水や排水は生物環境や人体に対し強い毒性を有している。しかも、揮発性炭化水素は揮発性であるため、汚染が拡散し易く、一旦環境中に漏洩すると、環境汚染が非常に大きな問題となる。

そこで、一般に、揮発性炭化水素を含む排水や汚染水を焼却場で焼却処理する方法が行われている。しかし、前記排水や汚染水が工事現場などから発生した場合には、焼却費用の他に前記焼却場への搬送に多大な費用が生じる。

一方、微生物を用いて揮発性炭化水素を除去する方法が提案されている（特許文献１参照）。
特開２００５−１３８７２（要約書）

しかし、特許文献１の方法は、微生物によって揮発性炭化水素を分解しているので、処理に多大な時間を要し、処理能力が低い。また、大規模な浄化槽が必要となると共に、微生物を培養するためのタンクなども別途必要となる。そのため、設備投資や維持に多大な費用が生じる。
また、前述の焼却処理を行う場合と同様に、工事現場などで発生した汚染水を前記浄化槽が設けられた処理施設まで搬送するための費用が生じる。

したがって、本発明の主目的は、簡素な構造で汚染水などの発生する工事現場などに設置可能であり、かつ、処理能力の高い揮発性炭化水素の回収処理装置を提供することである。

前記目的を達成するために、本発明の揮発性炭化水素の回収処理装置は、汚染水に溶け込んだ揮発性炭化水素の回収処理装置であって、揮発性炭化水素が溶け込んだ汚染水を貯留する処理槽と、前記処理槽内の汚染水にマイクロバブルを発生させるバブル発生器と、前記マイクロバブル中に揮発した揮発性炭化水素を前記マイクロバブルを構成する気体と共に前記処理槽から取り出す取出手段と、前記取出手段で取り出した排気中から前記揮発性炭化水素を吸着して浄化する吸着手段と、前記吸着手段で浄化された気体を前記処理槽に回収する回収手段と、前記回収手段で回収された回収気体を前記処理槽の下部において気泡化する散気装置とを備えている。

ここで、水中に直径５０μｍ以下の微細な気泡からなるマイクロバブルを発生させると、前記水中に溶け込んだ揮発性炭化水素などの気体がマイクロバブル中に揮発することにより水中から分離されることは公知である（たとえば、特開２００８−４５０４９参照）。

本発明は、前記マイクロバブルの特性を利用したものであり、マイクロバブル中に揮発した揮発性炭化水素を前記マイクロバブルと共に取り出し、これを吸着手段により吸着させることにより、大幅な処理能力の向上を図り得る。

特に、散気装置により回収気体を汚染水中に気泡化させることにより、該回収気体中にも揮発性炭化水素が揮発する。したがって、マイクロバブルの発生と散気装置による気泡化を併用することで揮発性炭化水素の分離能力および分離速度をより一層向上させることができる。

また、マイクロバブルと吸着手段を用いることにより、回収処理装置を簡便な構造で、かつ、コンパクトに作成し得る。そのため、前記回収処理装置を安価に作成することができる。
また、本回収処理装置を工事現場などに設置することにより、汚染水を当該工事現場で処理することができるので、処理場まで搬送するための搬送費用などが発生しないから、処理コストを大幅に削減することができる。

なお、マイクロバブルを発生させる方法としては、加圧減圧法や気液剪断法などを用いることができる。
前記加圧減圧法は、高圧下で気体を大量に溶解させ、減圧により再気泡化する方法であり、加圧減圧法としては、たとえば、加圧ポンプと特開２００１−５８１４２に記載されたマイクロバブル吐出ノズルからなるバブル発生器を採用することができる。
一方、前記気液剪断法は、渦流を作って、この中に気体を巻き込みファン等により切断・紛砕させてマイクロバブルを発生させる方法であり、気液剪断法としては、たとえば、特開平７−１０８１４９に記載のバブル発生器を採用することができる。

本発明において、揮発性炭化水素の回収処理装置は、油分および揮発性炭化水素を含む排水から前記油分および揮発性炭化水素を取り除く揮発性炭化水素の回収処理装置であって、前記排水に含まれる固形分を沈殿させて前記排水から固形分を取り除く沈殿槽と、前記固形分が取り除かれた排水から油分を取り除く油分除去手段と、前記固形分および油分が除去された汚染水を前記処理槽に導入する導入手段とを更に備えていてもよい。

この態様によれば、沈殿槽および油分除去手段により、排水から固形分や油分を除去すると共に、汚染水を前記処理槽に導入することにより、揮発性炭化水素の回収処理を行うことができる。

本発明において、前記回収処理装置は車両に搭載されて移動可能であってもよい。
この態様によれば、回収処理装置を車両に搭載することにより、汚染水や排水が発生した工事現場などに当該回収処理装置を運んで回収処理を行うことができ、汚染水が大量の場合には、現地で処理を数回にわたって行うことで汚染水や排水を搬送する必要がないし、汚染水が少量の場合には浄化処理を行いながら次の現場に向かうことも可能である。
なお、前記回収処理装置は、車両に搭載されたままの状態で使用されてもよいし、車両から降ろして使用されてもよい。

以下、本発明の一実施例を図面にしたがって説明する。
全体構成：
図１に示すように、回収処理装置は排水処理部１と汚染水処理部２とを備えており、工事現場などに設置されたり、あるいは車両に搭載される。
前記排水処理部１は、排水Ｗａを処理して固形分や油分などを取り除き揮発性炭化水素が溶け込んだ汚染水Ｗｂを排出する。
前記汚染水処理部２は、排水処理部１から排出された汚染水Ｗｂに溶け込んでいる揮発性炭化水素を分離して回収する。

排水処理部１：
前記排水処理部１は、沈殿槽１０、油分除去槽１１、濾過槽１２および貯水槽１３などを備えている。

前記沈殿槽１０には、図示しない排水導入ポンプにより排水Ｗａが導入され、排水Ｗａに含まれる前記固形分Ｍが沈殿槽１０の底に沈殿する。前記沈殿した固形分Ｍは、所定量が堆積すると、沈殿槽１０の下部に形成されたドレン１０ａから抜き取られる。

前記油分除去槽１１では、前記固形分Ｍが取り除かれた排水Ｗａから油分が取り除かれる。排水Ｗａから油分を取り除くには、たとえば、油分除去槽１１内に所定の角度の多数枚の傾斜板１１ａ（油分除去手段の一部）を設けることにより、油分が水分と分離して該斜板１１ａに沿って上昇し、排水Ｗａから分離される。

前記濾過槽１２では、該濾過槽１２に装着した吸着マット１２ａ（油分除去手段の一部）により、油分やゴミなどが吸着される。
貯水槽１３には、前記排水Ｗａから固形分Ｍおよび油分が除去された汚染水Ｗｂが貯留される。

前記沈殿槽１０、油分除去槽１１、濾過槽１２および貯水槽１３の順に排水Ｗａが流れ、該排水Ｗａに含まれる泥土などの固形分Ｍや油分などが取り除かれた汚染水Ｗｂが汚染水処理部２に排出される。

汚染水処理部２：
汚染水処理部２は、導入管１４、導入ポンプＰ１、加圧ポンプＰ２および処理槽２０などを備えている。
前記導入ポンプＰ１によって導入管１４を介して処理槽２０内に汚染水Ｗｂが導入されると共に、該汚染水Ｗｂの一部が加圧ポンプＰ２によってバブル発生ノズル３０に導入される。前記処理槽２０は取出管２１および通気管２２を介して大気に連通しており、導入管１４から導入された汚染水Ｗｂを貯留する。
前記導入ポンプＰ１、加圧ポンプＰ２および導入管１４は、処理槽２０に汚染水Ｗｂを導入する導入手段を構成している。

バブル発生ノズル３０：
処理槽２０の底部には前記バブル発生ノズル３０が設けられており、該バブル発生ノズル３０は該処理槽２０内の汚染水ＷｂにマイクロバブルＢを吐出する。
図２Ｂに示すように、バブル発生ノズル３０は、加圧ポンプＰ２（図１）によって加圧された汚染水Ｗｂおよび処理槽２０内の気体Ｇｂの導入部３２と、気泡発生室３５とを有する。

図２Ａおよび図２Ｂに示すように、前記導入部３２内には、前記汚染水Ｗｂが導入される汚染水導入孔３３と、処理槽２０内の気体Ｇｂが導出される気体吐出孔３４とが形成されている。
図２Ｂおよび図２Ｃに示すように、導入管１４（図１）から導入された汚染水Ｗｂが汚染水導入孔３３を通り気泡発生部３５に吐出されると共に、空気導入管３６から導入された気体Ｇｂが気体吐出孔３４を通り気泡発生部３５に吐出され、バブル発生ノズル３０からマイクロバブルＢを含む汚染水Ｗｂが吐出される。
すなわち、汚染水導入孔３３の開口から気泡発生部３５内に導入された汚染水Ｗｂは、高圧の下で気泡発生部３５内に吐出されてはがれ域を生じる。このはがれ現象によって、気体吐出孔３４から吐出された気体Ｇｂは、マイクロバブル（超細気泡）Ｂとして汚染水Ｗｂの吐出水流中に分散される。

なお、前記気体Ｇｂの気体吐出孔３４への供給量を調節してマイクロバブルＢの大きさを調整するための調節弁３７を設けてもよい。
前記バブル発生ノズル３０としては、たとえば、特開２００１−５８１４２に記載のバブル発生ノズルを採用することができる。
なお、図１に示す加圧ポンプＰ２、バブル発生ノズル３０および空気導入管３６はバブル発生器３を構成している。

バブル発生ノズル３０によってマイクロバブルＢが発生すると、汚染水Ｗｂ中に溶け込んだ揮発性炭化水素がマイクロバブルＢ中に揮発する。マイクロバブルＢは汚染水Ｗｂ中をゆっくりと上昇し、該マイクロバブルＢ内の揮発性炭化水素が処理槽２０の上部に、該汚染水Ｗｂと分離されて溜まる。

取出手段：
前記処理槽２０の上部には取出管２１が連通している。取出管２１には吸引ポンプＰ３が設けられており、吸引ポンプＰ３は取出管２１を介してマイクロバブルＢ中に揮発した揮発性炭化水素をマイクロバブルＢを構成する気体Ｇｂと共に取り出す。なお、前記気体Ｇｂとは、処理槽２０内の空気と、マイクロバブルＢによって分離された揮発性炭化水素との混合ガスからなる。
なお、吸引ポンプＰ３および取出管２１は取出手段を構成している。

吸着手段２４：
前記取出手段で取り出された気体（排気）Ｇｂは前記吸引ポンプＰ３によって吸着手段２４に圧送され、該吸着手段２４によって揮発性炭化水素が吸着される。
前記吸着手段２４は、前記気体Ｇｂ中の揮発性炭化水素を吸着するものであり、該吸着手段２４に用いる吸着材としては、たとえば、活性炭やマイクロフィルタ等からなる吸着材を採用することができる。

回収手段２５、散気装置２６：
前記吸着手段２４により前記気体Ｇｂの揮発性炭化水素が吸着されて浄化された回収気体Ｇｃは、回収管からなる回収手段２５を通り、処理槽２０の下部に設置された散気装置２６に送られる。前記散気装置２６は処理槽２０の底部に設置されている。
前記散気装置２６は、たとえば、無数の微細な孔が穿孔された筒状のパイプからなり、該孔から前記回収気体Ｇｃが処理槽２０内の汚染水Ｗｂに気泡化されて放出される。

なお、取出管２１には通気管２２が接続されており、該通気管２２に設けられた圧力弁２３により、浄化されたガスが大気Ｇａ中に放出される。

回収処理方法：
排水処理を行う工事現場において、排水処理部１が設置されると共に、排水処理部１と車両に搭載された汚染水処理部２とが導入管１４によって接続される。

図示しない排水導入ポンプから排水処理部１に排水Ｗａが導入され、沈殿槽１０、油分除去槽１１、濾過槽１２および貯水槽１３の順に排水Ｗａが流れ、該排水Ｗａに含まれる泥土などの固形分Ｍや油分などが取り除かれた汚染水Ｗｂが生成される。

その後、導入ポンプＰ１により、導入管１４を介して前記汚染水Ｗｂが処理槽２０内に所定量導入される。処理槽２０内に汚染水Ｗｂが所定量溜まると、前記汚染水Ｗｂの一部が加圧ポンプＰ２によりバブル発生ノズル３０に圧送され、バブル発生ノズル３０によって発生されたマイクロバブルＢが処理槽２０内に吐出されと、前記マイクロバブルＢ中に揮発性炭化水素が揮発する。

マイクロバブルＢ内に揮発した揮発性炭化水素は、該マイクロバブルＢを構成する気体Ｇｂと共に吸引ポンプＰ３により取出管２１を介して吸着手段２４に圧送される。気体（排気）Ｇｂ中の揮発性炭化水素は、前記吸着手段２４により吸着されて浄化される。

前記浄化された回収気体Ｇｃは、回収手段２５を通り、処理槽２０の下部の散気装置２６に送られ、散気装置２６により処理槽２０の汚染水Ｗｂに気泡化されて放出される。この回収気体Ｇｃ中にも揮発性炭化水素が揮発する。

以上説明したバブル発生器３によるマイクロバブルＢの発生、吸着手段２４による処理槽２０内の気体（排気）Ｇｂの吸着、散気装置２６による回収気体Ｇｃの汚染水Ｗｂ中への気泡化が繰り返され、汚染水Ｗｂ内の揮発性炭化水素の濃度が排出基準以下になると、処理済水Ｗｃが放流管２７から放流される。
その後、新たな汚染水Ｗｂが処理槽２０に導入されて揮発性炭化水素の分離と処理済水Ｗｃの排出が行われる。

なお、前記吸着手段２４に用いる吸着材は吸着能力が低下する毎に交換できるようにしてもよい。
また、図３に示すように、複数の吸着手段２４Ａ，２４Ｂを予め用意し、一方の吸着手段２４Ａの吸着能力が低下すると、切換弁２８によって他方の吸着手段２４Ｂに切り換えられるようにしてもよい。
さらに、前記汚染水処理部２は、前述したように、車両に搭載されて使用されてもよいし、一旦、車両から降ろして使用されてもよい。

本発明は揮発性炭化水素の回収処理装置に利用することができる。

本発明の一実施例にかかる揮発性炭化水素の回収処理装置を示す概略構成図である。 バブル発生ノズルを示す両側面図および縦断面図である。 揮発性炭化水素の回収処理装置の他の例を示す概略構成図である。

符号の説明

３：バブル発生器
１０：沈殿槽
１１ａ：傾斜板（油分除去手段の一部）
１２ａ：吸着マット（油分除去手段の一部）
１４：導入管（導入手段の一部）
２０：処理槽
２１：取出管
２２：通気管
２４：吸着手段
２５：回収手段
Ｇｂ：気体（排気）
Ｇｃ：回収気体（浄化された気体）
Ｐ１：導入ポンプ（導入手段の一部）
Ｐ２：加圧ポンプ（導入手段の一部）
Ｗａ：排水
Ｗｂ：汚染水

Claims (4)

1. 汚染水に溶け込んだ揮発性炭化水素の回収処理装置であって、
   揮発性炭化水素が溶け込んだ汚染水を貯留する処理槽と、
   前記処理槽内の汚染水にマイクロバブルを発生させるバブル発生器と、
   前記マイクロバブル中に揮発した揮発性炭化水素を前記マイクロバブルを構成する気体と共に前記処理槽から取り出す取出手段と、
   前記取出手段で取り出した排気中から前記揮発性炭化水素を吸着して浄化する吸着手段と、
   前記吸着手段で浄化された気体を前記処理槽に回収する回収手段と、
   前記回収手段で回収された回収気体を前記処理槽の下部において気泡化する散気装置とを備えた揮発性炭化水素の回収処理装置。
2. 油分および揮発性炭化水素を含む排水から前記油分および揮発性炭化水素を取り除く揮発性炭化水素の回収処理装置であって、
   前記排水に含まれる固形分を沈殿させて前記排水から固形分を取り除く沈殿槽と、
   前記固形分が取り除かれた排水から油分を取り除く油分除去手段と、
   前記固形分および油分が除去された汚染水を前記処理槽に導入する導入手段とを更に備えた請求項１に記載の揮発性炭化水素の回収処理装置。
3. 請求項１もしくは２において、前記回収処理装置が車両に搭載されて移動可能であることを特徴とする揮発性炭化水素の回収処理装置。
4. 請求項３において、前記バブル発生器は前記汚染水を加圧液体として用いることを特徴とする揮発性炭化水素の回収処理装置。

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