JP2012183496A - 廃液処理装置及び廃液処理装置の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】廃液を加熱することにより、廃液の液体成分を蒸発させて濃縮又は固化を行う廃液処理装置1において、廃液を収容する加熱鍋30と、加熱鍋30を密閉する蓋26と、加熱鍋30を外側から加熱する電気式加熱手段32と、加熱鍋の温度を検知する温度センサ34と、温度センサ34が所定温度を検知するまで廃液を加熱して、廃液を濃縮する濃縮工程と、この濃縮工程の後、廃液の温度低下と所定温度までの再加熱を繰り返す乾燥工程が実行されるように加熱手段32を制御する制御部38と、を備える。
【選択図】図1
Description
なお、本明細書において「廃液」とは、例えば、水系切削油廃液、アルカリ洗浄廃液、炭素研磨粉の廃液、塗装廃液、めっき廃液、眼鏡の研磨廃液、製薬会社の工程廃液等の様々な廃液を意味し、これらの廃液に限定されるものではない。さらに、本明細書において「脱水」とは、廃液に含まれる液体成分を取り除くこと全般を意味し、廃液から除去される液体は水に限定されないものとする。
このような方法に従来用いられている廃液を加熱する廃液濃縮装置は、ヒーターを上部を開口した廃液タンク中の廃液に直接投入した装置等である。ヒーターが直接ヒーター周囲の廃液を加熱して廃液中の水分を蒸発させるように構成されている。
また、ヒーター周囲の廃液のみが固化されやすいので、廃液全体を濃縮し固化させることが出来なかった。さらに、ヒーターに付着物が強固に固着するので、この付着物を除去する大変な作業が必要であるという問題があった。
従って、これらの問題点を解決する構成を有する廃液処理装置が望ましいが、問題点を全て解決できる新たな廃液処理装置を製造する場合には、非常に多額の製造費用がかかるという問題があった。
このように構成された本発明においては、廃液は、廃液処理装置本体に備えられた加熱鍋の内側に収容され、加熱鍋の外側に設けられた電気式加熱手段を用いて加熱される。
廃液処理装置の制御部が、廃液を、温度センサが所定温度を検知するまで加熱して廃液を濃縮する濃縮工程と、この濃縮工程の後、廃液の温度低下と所定温度までの再加熱を繰り返す乾燥工程が実行されるように加熱手段を制御する。従って、加熱鍋に収容された廃液は液体成分が蒸発されて濃縮又は固化が行われ廃液の容量が減少するので廃液の廃棄コストを抑えることができる。
このように構成された本発明においては、制御部は、廃液供給ポンプを制御して、濃縮工程開始前に廃液を加熱鍋に導入すると共に、濃縮工程中に廃液を加熱鍋に追加供給する。従って、一度に加熱鍋に供給可能な量よりも多くの廃液を追加処理することが可能になる。
このように構成された本発明においては、制御部は、消泡剤供給ポンプを駆動して消泡剤を加熱鍋に供給でき、且つ添加剤供給ポンプを駆動して添加剤を加熱鍋に供給できる。従って、廃液を大容量の廃液タンクから加熱鍋に供給しながら大容量の廃液の濃縮又は固化を行う場合に、制御部は消泡剤及び/或いは添加剤の供給を制御できる。従って、消泡剤及び/或いは添加剤を供給しながら大容量の廃液の濃縮又は固化を行うことが可能となる。
このように構成された本発明においては、廃液の蒸気は、加熱鍋と連通された蒸気凝縮装置で凝縮される。従って、廃液の蒸気に含まれる有害物質等が直接に外気に放出されるのを防ぐことができる。
制御部が、温度センサが所定温度を検知するまで廃液を加熱して、廃液を濃縮する濃縮工程と、この濃縮工程の後、廃液の温度低下と所定温度までの再加熱を繰り返す乾燥工程を実行するように、制御部のプログラムを改変するステップと、を備えることを特徴としている。
このように構成された本発明においては、廃液処理装置の製造方法において、炊飯用の電気式炊飯器を用いて、廃液処理装置を製造することができるので、廃液処理装置を容易に製造でき、且つ、廃液処理装置の製造コストを大きく抑えることができる。
図1は、本発明の廃液処理装置の構成を説明する図であり、図2は、本発明の廃液処理装置の作用を説明する図である。
図1に示すように、廃液処理装置1は、廃液タンク2と、消泡剤タンク4と、添加剤タンク6と、蒸気凝縮槽8と、廃液処理装置本体10とを備えている。
消泡剤タンク4は、消泡剤を貯蔵するタンクである。消泡剤は、廃液の発泡防止剤であり、消泡剤として、例えば、シリコン系消泡剤等を使用することができる。
添加剤タンク6は、添加剤を貯蔵するタンクである。添加剤は、廃液の臭気防止剤等であり、添加剤として、例えば、pHを調整するためのクエン酸水溶液等を使用することができる。
蒸気凝縮槽8は、廃液処理装置本体10で発生した蒸気を凝縮させて回収する蒸気凝縮槽である。蒸気凝縮槽8は例えば水を所定水位まで収容している。蒸気は、蒸気凝縮槽8の液体中に導出されて凝縮される。蒸気凝縮槽8は、蒸気凝縮槽8の液体の蒸留液が下水に流される或いは再利用されるように構成される。廃液処理装置本体10と蒸気凝縮槽8とは、蒸気パイプ12で連通される。蒸気パイプ12の一方の端が蒸気凝縮槽8の液体中で開口されている。蒸気凝縮槽8は、廃液の蒸気に含まれる有害物質等が直接に外気に放出されるのを防ぐこともできる。なお、廃液処理装置本体10側の圧力が低下した際に、蒸気凝縮槽8から廃液処理装置本体10への逆流を防止するために、蒸気パイプ12に逆流防止弁、バキュームブレーカ等を設けても良い。
消泡剤タンク4と廃液処理装置本体10とは、消泡剤供給ポンプ18を介した消泡剤パイプ20(消泡剤連通手段)で連通される。消泡剤供給ポンプ18は、後述する制御部により駆動でき、消泡剤供給ポンプ18の駆動により、消泡剤を消泡剤タンク4から廃液処理装置本体10に供給できる。連通手段は、パイプ、ホース等の流体連通可能な手段であればよい。
添加剤タンク6と廃液処理装置本体10とは、添加剤供給ポンプ22を介した添加剤パイプ24(添加剤連通手段)で連通される。添加剤供給ポンプ22は、後述する制御部により駆動でき、添加剤供給ポンプ22の駆動により、添加剤を添加剤タンク6から廃液処理装置本体10に供給できる。連通手段は、パイプ、ホース等の流体連通可能な手段であればよい。
廃液処理装置本体10は、蓋26と、廃液処理装置本体ケース28と、加熱鍋30と、電気式加熱手段32と、温度センサ34と、液面センサ36及び制御部38とを備える。
加熱鍋30は、廃液処理装置本体ケース28から取り外し可能に構成される。従って、使用者が、加熱鍋30を、廃液を濃縮・固化した後に廃液処理装置本体10から取り外して作業、例えば清掃や交換を行うことが容易である。さらに、加熱鍋30は、その表面に付着物防止加工がなされているので、濃縮固化後の廃液の固化乾固物(残留物)を容易に剥離して除去することができる。濃縮固化後の乾固物が粘着性を有する場合等には、亀甲金網或いは耐熱性のネットを事前に加熱鍋30内部に設置する。廃液を濃縮又は固化した後に、亀甲金網或いは耐熱性のネットを取り出すことで、同時に乾固物を容易に取り出すことができる。
制御部38は、蓋26、加熱手段32、温度センサ34、液面センサ36、コントロールパネル40、廃液供給ポンプ14、消泡剤供給ポンプ18及び添加剤供給ポンプ22等と電気的に接続している。
制御部38は、例えば、温度センサ34、液面センサ36、コントロールパネル40入力等の情報から、加熱手段32を制御する。制御部38を、任意に他の構成部材例えば安全装置等に接続することも可能である。
圧力調整機構42は、加熱鍋30内部の圧力が異常に上昇するのを防止するように構成されている。
ロック機構44は、蓋26を加熱鍋30を密閉したまま開かないようにロックする機構である。蓋26が開いたまま運転されて、高温の蒸気が吹き出すこと及び有害な蒸気が蒸気凝縮槽8以外に流出するのを防ぐ。ロック機構44は、制御部38に接続される。従って、制御部38は、ロック機構44がロックされていない状態で使用者が運転を開始しようとすると警告音を発して、運転を開始しないように使用者に警告する。
コントロールパネル40は、廃液処理装置本体ケース28の外部側面前方に使用者に見やすいように配置される。コントロールパネル40は、廃液処理装置1の運転状態等を表示する表示部46と、使用者が操作できる操作部48とを備える。
操作部48は、廃液処理装置本体10の操作ボタンを備える。操作ボタンは、例えば運転開始ボタン、数値加減ボタン等であり、プログラムによって各操作ボタンの有する機能が変更可能である。使用者が運転開始ボタンを押すと、運転動作の開始を制御部に伝える。操作ボタンの入力に従って、脱水装置1のパラメータ設定数値(即ち脱水装置の制御の設定)が表示及び/又は変更できるようになっている。さらに、使用者が、脱水装置1の運転動作中に、操作ボタンを操作することによって、加熱の開始、繰り返し加熱運転の開始、運転の強制終了等を行わせる、いわゆるマニュアル運転動作をさせることも可能になっている。
従って、使用者は、表示部46を視認しながら、後述する操作部48を操作して、廃液処理装置1のパラメータの数値を容易に変更することができる。
本発明に言う「パラメータの数値」とは、例えば、ヒーター出力、ヒーター通電率、加熱の繰り返し回数、加熱を停止させる温度、ヒーターの加熱休止時間、脱水装置の運転を終了させる温度等の設定数値を示す。
このように、使用者が、廃液処理装置1の運転動作状況に合わせて、廃液処理装置1をより効率よく運転できるように調整することが可能になる。例えば、廃液の種類、脱水装置の設置される周囲の環境、使用者の意図する廃液の最終的な濃縮・固化の状態、等にあわせて、使用者が廃液処理装置を調整可能である。
使用者が、廃液供給ポンプ14を駆動操作して、脱水すべき廃液を通常6リットル分加熱鍋30内に供給する。
次に、使用者が、消泡剤供給ポンプ18を運転して、消泡剤を所定量、加熱鍋30内に供給する。同様に、使用者が、添加剤供給ポンプ22を駆動して、添加剤を所定量、加熱鍋30内に供給する。
使用者は、蓋26を加熱鍋30の円筒上縁と合致させて、蓋26のロック機構44をロック操作する。加熱鍋30内部は、加熱鍋30と蓋26とが密着されるので、密閉された状態となる。
その後、使用者は、コントロールパネル40を操作して、廃液処理装置1のパラメータ設定数値を調整する。
使用者は、図2の時刻T1において、運転開始ボタンを操作して、制御部38に運転開始信号を送り、廃液処理装置1を作動させる。
時刻T2で、温度センサ34が所定の温度115℃を検知した後、加熱手段32は時刻T3までの60秒の所定時間(加熱休止時間)、加熱手段32への通電を停止し、加熱を休止する。これにより、加熱鍋30の温度が過剰に上昇するのを防止する。なお、加熱手段32は完全に通電を停止されるのではなく、低い出力で加熱を続けていてもよい。
また、本実施形態においては、温度が115℃に到達した後、所定時間加熱を休止しているが、変形例として、温度センサ34が所定温度の115℃を検知した後、例えば温度が100℃に低下するまで、加熱を休止するように制御することもできる。
時刻T2乃至時刻T3における間、加熱鍋30の鍋底温度は徐々に低下するが、廃液の液体成分の蒸発は継続し、廃液は濃縮及び固化が進んでいる。時刻T3に至るまで、加熱を休止していても廃液の蒸発が活発に継続するように、時刻T3までの所定時間等を決定することができる。
時刻T43の後、使用者は、蓋26を開いて、脱水すべき廃液の脱水後の固化乾固物を取り出すことが可能である。
本実施形態における廃液処理装置1の鍋底温度と時間の関係は、図2において時刻T1とT2の間隔が異なる他はほぼ同じであるので、同じ時刻Tの符号を用いて以下説明している。
先ず、使用者は、コントロールパネル40を操作して、廃液処理装置1のパラメータ設定数値を調整する。
そして、時刻T1において、使用者は、運転開始ボタンを操作して、制御部38に運転開始信号を送り、廃液処理装置1を作動させる。制御部38は、廃液供給ポンプ14を所定時間駆動して、液面センサ36が液面を検知するまで、脱水すべき廃液を外部の廃液タンク2から加熱鍋30に供給する。
次に、制御部38が、消泡剤供給ポンプ18を所定時間駆動して、消泡剤を所定量、加熱鍋30内に供給する。同様に、制御部38が、添加剤供給ポンプ22を所定時間駆動して、添加剤を所定量、加熱鍋30内に供給する。
濃縮工程における間、制御部38は、廃液タンク2等からの廃液等の再供給を所定回数実行する。従って、一度に加熱鍋30に投入可能な量よりも多くの工業廃液を処理することが可能になる。
時刻T43において、温度センサ34が所定温度60℃を検知すると、制御部38が脱水の終了をコントロールパネル40に表示する或いは音等により使用者に通知する。
時刻T43の後、使用者は、蓋26を開いて、脱水すべき廃液の脱水後の固化乾固物(残留物)を取り出すことが可能である。
本実施形態の廃液処理装置によると、廃液は、廃液処理装置本体10に備えられた加熱鍋30の内側に収容され、加熱鍋30の外側に設けられた電気式加熱手段32を用いて加熱される。
廃液処理装置1の制御部38が、廃液を、温度センサ34が所定温度を検知するまで加熱し、温度を低下させた後に、温度センサ34が所定温度を検知するまで再加熱させ、廃液の再加熱を繰り返すことで濃縮又は固化を行うように加熱手段32を制御する。従って、加熱鍋30に収容された廃液は液体成分が蒸発されて濃縮又は固化が行われ廃液の容量が減少するので廃液の廃棄コストを抑えることができる。
また、加熱鍋30が蓋26によって密閉されるので、電気式加熱手段32によって加えられた熱による、廃液の液体成分の蒸発の効率が良い。
また、本実施形態の廃液処理装置1によれば、廃液の種類により容量及び重量を約20分の1程度に減少させることができる。
本発明の実施形態よる廃液処理装置は、上述したように、加熱鍋、蓋、電気式加熱手段、温度センサ及びこれらを制御する制御部等を備えたものである。これらの構成を備えた装置を専用に設計し、製造すると、極めて多くの装置を製造しない限り、装置一台当たりのコストが膨大なものとなり、市場性の乏しいものとなってしまう。
本発明の発明者らは、廃液処理装置の製造コスト削減のため、多くの実験、試行錯誤をした結果、廃液処理とは全く技術分野が異なる分野である飲食用機器の分野において、お米を炊くための電気式炊飯器を応用することを着想した。即ち、市販の電気式炊飯器が備える、炊飯鍋、蓋、ヒーター、温度センサ及び炊飯器を制御する制御部等の各構成要素を利用して、本発明の実施形態よる廃液処理装置を製造することを着想した。電気式炊飯器は、一般に大量に製造販売されている電気機器であるため、比較的安価に入手することが可能であり、本発明の実施形態よる廃液処理装置に応用できる多くの構成要素を備えていることが見出された。しかしながら、炊飯と、工業用の廃液処理とは全く異なるものであり、特に廃液には油分を含む場合もあることから、単純に電気式炊飯器に廃液を収容して加熱したのでは、廃液を十分に濃縮、固化することができないばかりか、処理する廃液によっては危険が伴う場合がある。従って、本発明の発明者らは、炊飯用の電気式炊飯器を使用し、工場等廃液の廃液処理装置を製造する具体的な手法を開発したものである。
即ち、電気式炊飯器に備えられた炊飯鍋、蓋、ヒーター、温度検出器、及びコントローラを、廃液処理装置1における加熱鍋30、蓋26、電気式加熱手段32、温度センサ34、及び制御部38として、夫々利用する。
本実施形態では、電気式炊飯器の炊飯鍋が加熱鍋30として使用される。炊飯鍋は、炊飯用に耐熱性及び耐圧性の素材で形成されており、加熱鍋30が廃液を加熱する場合の高温に耐えることができる。炊飯時に炊飯鍋を取り外して給水及び洗米を行うために炊飯器本体ケース28から取り外し可能に構成される。従って、使用者が、加熱鍋30を、廃液を濃縮・固化した後に廃液処理装置本体10から取り外して作業、例えば清掃や交換を行うことが容易である。さらに、炊飯鍋は、その表面にお米が強固に付着するのを防ぐため付着防止用のテフロン(登録商標)加工或いはマーブル加工等がなされているので、脱水後の廃液の固化乾固物(残留物)を容易に剥離して除去することができる。
電気式炊飯器のコントローラには、当初、炊飯器運転用の炊飯プログラムが設けられている。追い炊き機能付きの炊飯器では、廃液を繰り返し加熱する乾燥工程に、追い炊き機能を応用し、追い炊き機能を多数回繰り返し実行するように、プログラムを改変することもできる。改変後のプログラムは元の炊飯プログラムを発展したプログラム或いは新たに独自に作成されたプログラムであってもよい。
さらに、電気式炊飯器は、炊飯状態等を表示する表示部と、使用者が操作する操作部とを備えているので、これらを、廃液処理装置1の運転状態等を表示する表示部46及び操作部48として応用することができる。これにより、操作性の良い廃液処理装置1を低コストで構成することができる。
2 廃液タンク
4 消泡剤タンク
6 添加剤タンク
8 蒸気凝縮槽
10 廃液処理装置本体
12 蒸気パイプ
14 廃液供給ポンプ
16 廃液パイプ
18 消泡剤供給ポンプ
20 消泡剤パイプ
22 添加剤供給ポンプ
24 添加剤パイプ
26 蓋
28 廃液処理装置本体ケース
30 加熱鍋
32 電気式加熱手段
34 温度センサ
36 液面センサ
38 制御部
39 プログラム
40 コントロールパネル
42 圧力調整機構
44 ロック機構
46 表示部
48 操作部
Claims (5)
- 廃液を加熱することにより、廃液の液体成分を蒸発させて濃縮又は固化を行う廃液処理装置において、
廃液を収容する加熱鍋と、
前記加熱鍋を密閉する蓋と、
前記加熱鍋を外側から加熱する電気式加熱手段と、
前記加熱鍋の温度を検知する温度センサと、
前記温度センサが所定温度を検知するまで廃液を加熱して、廃液を濃縮する濃縮工程と、この濃縮工程の後、廃液の温度低下と所定温度までの再加熱を繰り返す乾燥工程が実行されるように前記加熱手段を制御する制御部と、を備えることを特徴とする、廃液処理装置。 - さらに、廃液を貯蔵する廃液タンクと、前記廃液タンクと前記加熱鍋とを連通する廃液連通手段に設置された廃液供給ポンプとを備え、前記制御部は、前記廃液供給ポンプを制御して、濃縮工程開始前に廃液を前記加熱鍋に導入すると共に、濃縮工程中に廃液を前記加熱鍋に追加供給することを特徴とする、請求項1に記載の廃液処理装置。
- さらに、消泡財を貯蔵する消泡剤タンクと、添加剤を貯蔵する添加剤タンクと、前記消泡剤タンクと前記加熱鍋とを連通する消泡剤連通手段に設置された消泡剤供給ポンプと、前記添加剤タンクと前記加熱鍋とを連通する添加剤連通手段に設置された添加剤供給ポンプとを備え、前記制御部は、前記消泡剤供給ポンプと、前記添加剤供給ポンプとを制御して、消泡剤及び添加剤を前記加熱鍋に投入することを特徴とする、請求項1又は2に記載の廃液処理装置。
- さらに、加熱した廃液から蒸発した蒸気を凝縮する、前記加熱鍋と連通された蒸気凝縮装置を備えることを特徴とする、請求項1乃至3のいずれか1項に記載の廃液処理装置。
- 廃液処理装置の製造方法であって、
廃液を収容するための炊飯鍋と、前記炊飯鍋を密閉する蓋と、前記炊飯鍋の外側に設けられた電気式加熱手段と、前記炊飯鍋の温度を検知する温度センサと、前記温度センサの温度の検知に基づいて、前記加熱手段を制御する制御部とを備えた電気式炊飯器を準備するステップと、
前記制御部が、前記温度センサが所定温度を検知するまで廃液を加熱して、廃液を濃縮する濃縮工程と、この濃縮工程の後、廃液の温度低下と所定温度までの再加熱を繰り返す乾燥工程を実行するように、前記制御部のプログラムを改変するステップと、を備えたことを特徴とする脱水装置の製造方法。
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