JP2017144353A - 廃液、廃水等の浄化装置用の電解油水金属分離槽 - Google Patents

Abstract

【課題】 油成分と化学物質成分、金属成分、水成分等からなる夾雑物（混合物）を除去し、廃液、廃水等を浄化するための浄化装置に好適な電解油水金属分離槽を提供すること。
【解決手段】 廃液、廃水等の浄化装置用の電解油水金属分離槽３であって、前記分離槽は、容器２０と、同容器内に収納される電極１９と、前記電極に電気を供給する高周波電源と、前記容器２０の上部に嵌合配置されるピストン１８と、前記ピストンで収集した夾雑物を排出する配管１３と、同配管内に設けた電動バルブ９とを備えており、ピストンにはＯリング２３が設けられ容器内壁との隙間をなくしており、さらにピストン１８にはピストン１８を上下に操作する適宜操作棒１７が取り付けられている。前記容器内で分離された夾雑物をピストンを容器内で移動することにより、容器内の夾雑物を電動バルブ、配管を介して装置外に排出できるようにしたことを特徴としている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、主として、油成分と化学物質成分、金属成分、水成分等からなる夾雑物（混合物）を除去し、廃液、廃水等を浄化するための浄化装置に好適な電解油水金属分離槽に関するものである。

廃液、排水や汚水等の無害化処理は地球環境保全の重要な緊急課題の一つであって、改善技術の開発には世界が積極的に取り組んでいるところである。しかし、廃液、排水や汚水の種類や性質は多種多様に亘り、処理技術も画一化されていないのが現況である。

水処理技術やその関連技術は多数存在するところ、特許文献１（特開２００５−３２９３８０号公報）に記載される発明は、「水系廃液の蒸発濃縮装置において、水系廃液の加熱手段としてのヒーターと、このヒーターを組み込んで水系廃液を蒸発濃縮するための濃縮室と、濃縮室で発生した蒸気を冷却し液化するために冷却水を通水する冷却管と、この冷却管を収納する冷却室と、濃縮室と冷却室を減圧するためのエジェクタと、エジェクタに通水する循環水を送水する循環ポンプと、循環水を貯水する循環タンクと、循環水に含まれる油分を分離・除去・吸着するための油水分離ユニットより構成されることを特徴とする水系廃液の蒸発濃縮装置」というものである。

また、特許文献２（特許第３３５８７８６号公報）に記載される発明は、「界面活性剤と、該界面活性剤の作用によって乳化した油分とを含有する排水の油水分離方法において、多孔性隔膜によって仕切られた陽極室と陰極室にそれぞれ陽極と陰極を設け、該陽極と陰極の間に直流電圧が印可されている隔膜電解工程の陽極室に、前記排水を送液して電解処理し、該陽極処理液の一部は隔膜を通過させて陰極室から排出し、残部の陽極処理液を陽極室から排出して気液分離器の中間部に導入し、気液分離器の上部より該液の一部を抜き出し、付着材が充填された充填層に導入して付着材と接触させた後に、油水分離工程に導き油水分離すると共に、気液分離器の底部より残部を抜き出して、電解工程への送液中に循環することを特徴とする乳化油分含有排水の油水分離方法」というものである。

さらに、特許文献３（特許第５１９７２７３号公報）に記載される発明は、「セラミックスの粉末にバインダが添加されたスラリーを噴霧乾燥室内に液滴として噴霧し、該液滴を乾燥させることによって造粒された顆粒を得る噴霧乾燥装置において、前記噴霧乾燥室の内壁の一部に、ガラスファイバー，カーボンファイバー，セラミックファイバーおよびセラミックウィスカーのうち少なくとも１種の繊維状無機物をフッ素樹脂でコーティングした層が形成されていることを特徴とする噴霧乾燥装置」というものである。

特開２００５−３２９３８０号公報 特許第３３５８７８６号公報 特許第５１９７２７３号公報

汚水液から夾雑物を除去するために必要な技術は上記それぞれの先行文献に開示されているものの、夾雑物を効率的に除去するための分離技術としては未だ不完全であり、業界等ではより安価で効率的な装置の開発が望まれている。こうした背景の中、本出願人は水処理に関する永年の研究や実験から得た知見を元に、特に油分を含む廃液、排水や汚水等の無害化処理に当たって、まず、油分と水分とを分離することが肝要であるとの考えに至った。そこでまず、油と金属イオンとが付着しないことを利用して、油分を含む廃液、排水や汚水等の当初の処理は液電解技術により油と水との分離を達成し、分離された水のさらなる無害化処理には必要に応じて噴霧乾燥処理や電解分離処理や電解殺菌処理を適用して無害化することにより課題の解決を図った技術開発に成功した。そして、この技術については、特願２０１５−１７３５３としてすでに特許出願済である。

しかし、その後の研究により前記出願済技術で使用する電解槽では、排水や汚水等の浄化にあたって、夾雑物の分離が満足できるものでないことが判明し、これらを解決するためにさらなる研究開発を進めてきた。このような中で、本出願人は、液体中に混入している夾雑物（汚染物）をより効果的に分離できる新しい電解油水金属分離槽の開発に成功した。

本発明は、上記知見にもとづいてなされたものであり、本発明によれば、液体中に混入している汚染物を廃液、廃水等の浄化装置内に、新しい電解油水金属分離槽を組み込むことでより効果的に汚染物を分離することが可能となった。

このため、本発明は、廃液、廃水等の浄化装置用の電解油水金属分離槽であって、前記分離槽は、容器と、同容器内に収納される電極と、前記電極に電気を供給する高周波電源と、前記容器の上部に配置されるピストンと、前記ピストンで収集した夾雑物を排出する配管と、同配管内に設けた電動バルブとを備え、前記容器内で分離された夾雑物をピストンを容器内で移動することにより、容器内の夾雑物を電動バルブ、配管を介して装置外に排出できるようにしたことを特徴とするものであり、これにより、課題解決の手段とするものである。

本発明の廃液、廃水等の浄化装置によれば、油成分と化学物質成分や金属成分と水成分とからなる混合物から構成された廃液は、油成分、夾雑物と水成分とに分離されて装置外へ排出できるようにしたため、無害化処理の効率的進捗がし易くなる。

主として廃液、廃水等の浄化汚染水浄化装置の一例の構成説明図である。 図１に示す浄化汚染水浄化装置で使用する電解油水金属分離装置の詳細図である。 （イ）（ロ）は電解油水金属分離装置に配置する電極の説明図であり、（イ）は円形形状のもの、（ロ）は方形形状のものである。

本願発明を実施する形態は、廃液、廃水等の浄化装置用の電解油水金属分離槽であって、前記分離槽は、容器と、同容器内に収納される電極と、前記電極に電気を供給する不図示の高周波電源と、前記容器の上部に嵌合配置されかつ容器内を下方に移動できるピストンと、夾雑物を収集するためにピストン下面に形成した収集部と、前記収集部で収集した夾雑物を排出する配管と、同配管内に設けた電動バルブとを備えている。前記容器内で分離された夾雑物をピストンを容器内で移動することにより、容器内の夾雑物を電動バルブ、配管を介して装置外に排出できるようにした。

また、前記電解油水金属分離槽に配置される電極は、高周波電源に接続されていることを特徴としている。

また、前記電極の正面形状は概略円形であり、電極間の距離は５ｍｍ以下であることを徴としている。

また、前記プレート状電極の正面形状は概略方形であり、電極間の距離は５ｍｍ以下であることを特徴としている。

前記ピストンには夾雑物回収用凹部が形成されていることを特徴としている。

また、前記油水分離後の水成分は、さらに静菌油水分離装置によって、殺菌処理を受けることを特徴としている。

以下、本発明の実施例を図面を参照しながら説明する。

図１は本願発明に係る主として汚染水浄化装置の一例を示す全体構成説明図、図２は同装置内に配置される電解油水金属分離槽の説明図である。
図において、１は汚染水を収容する廃液タンク、２は汚染水の一定量を下流側に重力移動するためのサブタンク、３は本発明の特徴部である電解油水金属分離槽、４は前記電解油水金属分離槽３で処理した処理液を無害化するための処理を行なう清菌油水分離装置である。前述した廃液タンク１、サブタンク２、電解油水金属分離槽３、清菌油水分離装置４のそれぞれは図示のようにバルブを有する配管により接続され、本装置のシステムを構成している。

具体的には、廃液タンク１とサブタンク２を接続する配管１０内には廃液タンク１をサブタンク２に供給するポンプ５と、バルブ６が配置されている。また、サブタンク２と電解油水金属分離槽３とを接続する配管１１内にはバルブ７が配置されている。さらに電解油水金属分離槽３と静菌油水分離装置４とを接続する配管１２にはバルブ８が配置されている。さらに、電解油水金属分離槽３には電動バルブ９を有する配管１３が接続されている。

図２において、電解油水金属分離槽３は汚染液を貯留することができる容器２０を備えており、この容器２０の上方には容器内の汚染水に圧力をかけることができるピストン１８が前記容器の上部に嵌合配置されかつ容器内を下方に移動できるようになっている。ピストンにはＯリング２３が設けられており、容器内壁との隙間をなくしており、さらにピストン１８にはピストン１８を上下に操作する適宜操作棒１７が取り付けられている。またピストン１８の下面には夾雑物を収集するために形成した夾雑物回収用凹部（収用部）１４が形成されている。本実施例では回収用凹部は図示の如く断面円錐状に形成されているが、夾雑物を回収でき、また集めた夾雑物、気体等を外部へ放出できるる形状であれば、特に円錐状でなくてもよい。夾雑物回収用凹部１４の頂点１５には、後述する電解作用によって凹部１４に溜まった気体２１や夾雑物２２を回収するための配管１３が接続され、配管１３中には電動バルブ９が設けられている。電動バルブ９は図示せぬ制御装置からの指令によりバルブを開閉し、ガス圧を制御しながらガスや夾雑物を排出できるようになっている。

さらに電解油水金属分離槽３の下部には電解用の電極１９が収納されている。電極１９は、図３（イ）（ロ）に示すように円形、四角形などの形状をした板状の電極板を有し、隣り合う電極板同志が異なる極に接続され、図示せぬ高周波電源に接続されている。高周波電源としては、１００ＨZ 以上の周波数を有するものが有効であり、また電極板間の距離は５mm以下として構成することが肝要である。

図３には本願の電解分離に用いられる円形電極（図３イ）や正方形電極（図３ロ）の説明図が示されている。電解分離に用いられる円形電極４０には夫々正端子４１または負端子４２が取り付けられていて、正端子４１同士と負端子４２同士は互いに配線で導電関係を担保されている。用いられるものが円形電極であれ、方形電極であれ、プレート電極の面が荒れていたり滑らかさを欠くと電解効率を大きく損ねるので端面にはアール加工を施すのがよい。
電解電極はユニット化されているので、電解電極のユニット数を調整することにより、電解処理装置の容量や処理液の種類等に適切に対応できる。

以下本例の作動を説明する。
一旦廃液タンク１に貯留された廃液はポンプ５によりサブタンク４に送られ、サブタンク４から汚染水の一定量が電解油水金属分離槽３に重力によって供給され、電解油水金属分離槽３により電解分離処理を受ける。電解油水金属分離槽内の電極１９により槽３内の油水は分離が行われて一般的に油液層と夾雑物層と水成分層の三層に綺麗に分離される。

ここで、電極の間隔は、上述したように５ミリ以下とされ、さらに電極には１００Ｈｚ以上の高周波が通電される。電極に高周波が通電されると、分離された油や夾雑物が電極に引き寄せられ、電極で発生したガスに付着した油、夾雑物はガスの浮力によって上方に移動し、ピストン１８の下面に形成した凹部に集まる。集まったガスは適宜バルブ９を開くことにより、配管１３より外部に排出される。また凹部１４に溜まった夾雑物２２は、ピストン１８を下方に移動することでバルブ９、配１３を介して槽外に排出される。バルブの開閉は、図示せぬセンサからの信号により、制御装置によって行なわれる。特に、本例では電極の間隔が５ミリ以下と極めて狭いため、電極に引き寄せられた夾雑物質が電極に付着することなく、電極で発生する気体によって浮き上がるため、夾雑物が効率的に分離される。

電解油水金属分離槽３で油成分、夾雑物を回収された廃液は、配管１２を介して静菌油水分離装置４に送られ、ここで滅菌処理され次工程に送られる。

なお、分離槽３、静菌槽４で処理を受けた廃液は細菌類の含有が少なく、油成分も取り除かれているが、十分に取り除かれていない油分が槽４内に残った場合は、油分は槽４の上側に溜まるため、溜まった油分等は静菌槽４の上側に配置した回収装置により回収される。

本例では、廃液中の金属イオンと油成分はくっつき合うことがないので上方に浮かんだ油成分に金属イオンがくっつかないことは処理上好都合である。
電解油水金属分離槽により電解され、電解油水金属分離槽で三層に分離された廃液は夾雑物も油成分と並行して回収してしまうので有力な手法であることに変わりはない。

以上、本発明の実施例について説明してきたが、この発明の電解油水金属分離槽は廃液中の油水金属を電解分離するものであるから、産業用工場などからの切削、研磨などの廃液やメッキ工場、食品工場などの廃液処理に適用して大幅なコスト削減に寄与できるので、産業界に広く受け入れられることが期待できる。
本発明はその精神や主要な特徴から逸脱することなく、他の種々な形で実施することができる。そのため、前述の実施例は単なる例示に過ぎず、本発明を限定的に解釈してはならない。

１ 廃液タンク
２ サブタンク
３ 電解油水金属分離槽
４ 清菌油水分離装置
５ ポンプ
６、７、８ バルブ
９ 電動バルブ
１０、１１、１２、１３ 配管
１４ 凹部
１５ 頂点
１７ 操作棒
１８ ピストン
１９ 電極
２０ 容器
２１ ガス
２２ 夾雑物
２３ Ｏリング

Claims (6)

1. 廃液、廃水等の浄化装置用の電解油水金属分離槽であって、前記分離槽は、容器と、同容器内に収納される電極と、前記電極に電気を供給する不図示の高周波電源と、前記容器の上部に嵌合配置されかつ容器内を下方に移動できるピストンと、夾雑物を収集するためにピストン下面に形成した収集部と、前記収集部で収集した夾雑物を排出する配管と、同配管内に設けた電動バルブとを備えており、前記容器内で分離された夾雑物をピストンを容器内で移動することにより、前記収集部から夾雑物を電動バルブ、配管を介して装置外に排出できるようにしたことを特徴とする電解油水金属分離槽。
2. 前記電解油水金属分離槽に配置される電極は、高周波電源に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の電解油水金属分離槽。
3. 前記電極の正面形状は概略円形であり、電極間の距離は５ｍｍ以下であることを特徴する請求項１に記載の電解油水金属分離槽。
4. 前記プレート状電極の正面形状は概略方形であり、電極間の距離は５ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の電解油水金属分離槽。
5. 前記ピストンには夾雑物回収用凹部が形成されていることを特徴とする請求項１〜４に記載の電解油水金属分離槽。
6. 前記油水分離後の水成分は、さらに静菌油水分離装置によって、殺菌処理を受けることを特徴とする請求項５に記載の電解油水金属分離槽。

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