JP2018034119A - 特定化学物質に汚染された汚染液から特定化学物質を分離回収するための分離装置 - Google Patents

Abstract

【課題】工作機械の加工液など、特定化学物質が混入している加工廃液から、特定化学物質（油や金属成分、水成分等からなる夾雑物）を除去し、廃液、廃水等を浄化するために好適な分離装置を得る。【解決手段】 汚染水を冷却貯留する貯留槽と、貯留槽から送られた汚染水からフッ素、夾雑物等の特定化学物質を分離する第１分離槽と、第１分離槽で分離された液からフッ素、夾雑物等を除去する電解浄化槽３、前記電解浄化槽３で分離処理された浄化液から残留フッ素、夾雑物を回収する気化吸着フィルタ６を備えていることを特徴とするフッ素や夾雑物を分離回収するための分離装置である。【選択図】 図１

Description

本発明は、特定化学物質（例えばフッ素等）が混入している汚染液から、混入物質を分離回収するための分離装置であり、主として、工作機械の加工液など、特定化学物質が混入している加工廃液から、特定化学物質（油や金属成分、水成分等からなる夾雑物）を除去することで、廃液、廃水等を浄化するために好適な分離装置に関するものである。

工作機等の加工廃液（特定化学物質が混入している廃液、排水）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。

汚染液処理技術やその関連技術としては、油水を静置して、比重差によって上層に浮上させて油滴を分離する装置や、油水を吸着材槽を通して吸着分離する装置、或いは、微粒子状の油滴などがエマルジョン化した廃液を電解処理槽に通して、油滴と水との界面電位の差を利用して電気泳動により分離する装置などが提案されている。

こうした各種ある分離装置の例として特許文献１（特開平１１−１１４３０４）に記載された発明がある。
この発明は、「油水発生源からの油水の受入口と分離水の排出管とを備えた貯留槽中に油水を受け入れて油滴を浮上分離する浮上油分離手段と、排出管を介して貯留槽と連結する電解槽中にアルミニウム電極を収納して、乳化状の微細油滴を含む分離水を受け入れて、電解処理し、電解水中に副生する水酸化アルミによってフロック化して油滴を浮上分離する電解分離手段と、該電解分離手段によって処理された電解処理水の入口と出口とを備え内部に吸着材を収納して成る吸着処理室が重なって設けられている吸着分離手段とを備えていることを特徴とする油水分離装置」というものである。

また、特許文献２（特開２０１３−１８４１１４）に記載される発明は、汚染水中の陽イオン、陰イオン、あるいは電解質等の汚染物質を確実に捕捉し、選択的に移動させ、除去できる装置であり、「円盤型電界イオン交換体の内腔に汚染水を流し、上側に圧をかけ、陽イオン、陰イオン、あるいは電解質等の汚染物質を選択的にＥＦＩＸの隙間のイオン交換基の電界力、クーロン力で捕捉し、圧等イオン交換外力によって、電解質物質を電界イオン交換体の隙間を移動させ、除去し、効率的に浄化する装置」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」である。

特開平１１−１１４３０４公報 特開２０１３−１８４１１４公報 特許第５１９７２７３号公報

上述したように、汚水液から油や夾雑物を除去するために必要な技術は上記各先行文献に開示されているものの、油や夾雑物、特に特定化学物質（たとえばフッ素、フッ素化合物など）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、フッ素などの夾雑物の分離が満足にできないことが判明し、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（特にフッ素等の汚染物）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フッ素等の汚染物を、廃液、廃水等の浄化装置内に組み込んだ電解油水金属分離槽、高速電解槽等により従来では期待できなかった汚染物を分離することができるようになった。

このため本発明が採用した課題解決手段は、
汚染水を冷却貯留する貯留槽と、貯留槽から送られた汚染水からフッ素、夾雑物等の特定化学物質を分離する第１分離槽２と、第１分離槽２で分離された液からフッ素、夾雑物等を除去する電解浄化槽３、前記電解浄化槽３で分離処理された浄化液から残留フッ素、夾雑物を回収する気化吸着フィルタ６を備えていることを特徴とするフッ素や夾雑物を分離回収するための分離装置である。
また、前記第１分離槽２には電極２ｃと攪拌機２ｂが配置されていることを特徴とする分離装置である。
また、前記第１分離槽２には第２分離槽４が接続され、前記第２分離槽４と第１分離槽２との間で液が循環できるようにしたことを特徴とする分離装置である。
また、前記第２分離槽４には電極４ａと仕切り板４ｂが配置されていることを特徴とする分離装置である。
また、前記貯留槽１には液体を冷却する冷却手段１ａを備えていることを特徴とする分離装置である。
また、前記電解浄化槽３には電極３ａと攪拌機３ｃと浮遊物回収装置２ａが配置されていることを特徴とする分離装置である。

本発明の廃液、廃水等から夾雑物等を分離するための分離装置によれば、浄化装置内に電解油水金属分離槽を組み込むことにより汚染物を効果的に除去することが可能となり、特に液体中に混入しているフッ素などの汚染物を確実に分離することが可能となった。

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。 （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、汚染水を冷却貯留する貯留槽と、貯留槽から送られた汚染水からフッ素、夾雑物等の特定化学物質を分離する第１分離槽２と、第１分離槽２で分離された液からフッ素、夾雑物等を除去する電解浄化槽３、前記電解浄化槽３で分離処理された浄化液から残留フッ素、夾雑物を回収する気化吸着フィルタ６を備えていることを特徴とし、浄化装置内に電解油水金属分離槽を組み込むことにより汚染物を効果的に除去することが出来る。

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は本願発明に係るフッ素等による汚染水から、フッ素や夾雑物を分離回収するための分離装置の構成図であり、図２（イ）（ロ）は電解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。

図において、１は汚染水を貯留する貯留槽であり、本例では約５００リットルの液を貯留できる槽として示されている。貯留槽１には液冷却手段（チラー）１ａが配置されるとともに、水位計１ｂ、温度計１ｃ、排出パイプ１ｄが配置され、さらに排出パイプ１ｄにはバルブ１ｅが配置されている。

２は第１分離槽であり、この槽２と前記貯留槽１との間には前記排出パイプ１ｄが配置されており、バルブ１ｅを開くことにより、前記貯留槽１から第１分離槽２に汚染水を供給できる構成となっている。第１分離槽２にはスクレーパ２ａ、攪拌機２ｂ、電解電極２ｃが配置され、上部には分離された夾雑物等を回収する回収口２ｄが形成され、回収口２ｄから掻きだされた夾雑物（オーバーフロー夾雑物）等は容器２ｅに回収される。なお、スクレーパの羽根は図示のように回転する帯に一辺が固定されている形式のものや、不図示ではあるが回転する帯に一辺が枢着され羽根が常に下方に垂れ下がった状態となっている形式のもの等が使用される。
また第１分離槽２の下部には槽内の液体をポンプ２ｆ、バルブ２ｇを介して電解浄化槽３に送ることができるパイプ２ｈが設けられているとともに、液体をポンプ２ｉ、バルブ２ｊを介して第２分離槽４に送るためのパイプ２ｋが設けられている。

電解浄化槽３は第１分離槽２で浄化された液をさらに浄化する槽であり、槽内に電解電極３ａ、水位計３ｂ、攪拌機３ｃが配置されている。電解浄化槽３で浄化された液はポンプ５により気化吸着フルター６に散布され、このフィルター６で最終的に、油、夾雑物の略全量を回収できる構成となっている。なお、気化吸着フィルタ−には、フィルターの交換の有無を判断できるフィルタ−交換計７を設けることができる。

また、前記第２分離槽４は槽内に電極４ａ、仕切り板４ｂが配置され、槽の上部には第２分離槽４で分離された夾雑物を排出する排出口４ｃが配置され、排出口から出た浮遊物は容器４ｄに移されて回収される。なお容器４ｄ内に残った液はパイプ４ｅを介して再び第１分離槽２に戻すようになっている。また、第２分離槽４で浄化された液は仕切り板４ｂによって区画された流路４ｇおよびパイプ４ｆを介して第１分離槽２に戻す循環式となっておりここで汚染水がさらに浄化できるようになっている。

図２には本願の電解分離に用いられる円形電極（図２イ）や正方形電極（図２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。
また、円形、四角形などの形状をした板状の電極板は、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。

以下本発明の作用を説明する。
フォークリフト等で運搬されてきた汚染水は先ず貯留槽１に貯留される。貯留槽１ではチラー１ａの作用により汚染水は所定の温度に冷却貯留される。バルブ１ｅを開くと貯留槽１から重力によって汚染水は第１分離槽２に送られる。第１分離槽２に汚染水が所定量送られると、第１分離槽２では液の電解が開始される。第１分離槽２で分離されたフッ素や夾雑物は第１分離槽２の上部に設けた排出手段２ｄにより槽外の回収容器２ｅに回収される。夾雑物等が分離された液は、ポンプ２ｆ、バルブ２ｇを介して電解浄化槽３に送られる。

電解浄化槽３では電極３ａ、攪拌機３ｃの作用により最終的にフッ素や夾雑物がぼぼ全量分離され、さらに浄化された液はポンプ５によって気化吸着フィルター６に霧状に散布され、液中にあったフッ素や夾雑物はこのフィルターによって最終的に略全量回収される。 なお、気化吸着フィルターにはフィルターセンサー７等が設けられ、フィルターの状態が監視され、詰まり等が生じて着た時には適宜交換できるようになっている。

また、第２分離槽４に送られた液は電解を受け、油分や夾雑物が分離除去され、パイプ４ｆを介して再び第１分離槽２に送られる。こうすることにより液は第２分離槽４と第１分離槽２を循環することになり、液中の油分や夾雑物が確実に除去することが可能となる。

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 貯留槽
１ａ チラ−
１ｂ 水位計
１ｃ 温度計
１ｄ 排出パイプ
１ｅ バルブ
２ 第１分離槽
２ａ スクレーパ
２ｂ 攪拌機
２ｃ 電解電極
２ｄ 回収口
２ｅ 容器
２ｆ、２ｉ ポンプ
２ｇ、２ｊ バルブ
２ｈ、２ｋ パイプ
３ 電解浄化槽
３ａ 電解電極
３ｂ 水位計
３ｃ 攪拌機
４ 第２分離槽
４ａ 電極、
４ｂ 攪拌機
４ｃ 水位計
４ｄ 容器
４ｅ、４ｆ パイプ
４ｇ 流路
５ ポンプ
６ 気化吸着フィルタ
７ フィルター交換計

Claims (6)

1. 汚染水を冷却貯留する貯留槽と、貯留槽から送られた汚染水からフッ素、夾雑物等の特定化学物質を分離する第１分離槽と、第１分離槽で分離された液からフッ素、夾雑物等を除去する電解浄化槽３、前記電解浄化槽３で分離処理された浄化液から残留フッ素、夾雑物を回収する気化吸着フィルタ６を備えていることを特徴とするフッ素や夾雑物を分離回収するための分離装置
2. 前記第１分離槽２には電極２ｃと攪拌機２ｂが配置されていることを特徴とする請求項１に記載の分離装置。
3. 前記第１分離槽２には第２分離槽４が接続され、前記第２分離槽４と第１分離槽２との間で液が循環できるようにしたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の分離装置。
4. 前記第２分離槽４には電極４ａと仕切り板４ｂが配置されていることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の分離装置。
5. 前記貯留槽１には液体を冷却する冷却手段１ａを備えていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の分離装置。
6. 前記電解浄化槽３には電極３ａと攪拌機３ｃが配置されていることを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の分離装置。

Images