JP2018051534A - 排水処理装置および排水処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】排気ガスの洗浄に使用した液体中に含まれる固形成分の回収効率を向上するとともに、排気ガスの洗浄に使用した液体中の油分を効率的に処理できる排水処理装置および排水処理方法を提供する。【解決手段】排気ガスの洗浄に使用され排気ガス中の固形成分を含有する液体をバッファタンク３に貯留した後に、固液分離機４で液体と固形成分とを分離させて、固形成分をスラッジタンク５に貯留する排水処理方法において、バッファタンク３に撹拌機構７を配置して、この撹拌機構７でバッファタンク３に貯留されている液体を撹拌するとともに、液面１０の近傍に回収機構８を配置して、この回収機構８で液面に浮遊するスカムＳを回収する。【選択図】図１

Description

本発明は、排気ガスの洗浄に使用した液体を処理する排水処理装置および排水処理方法に関するものであり、詳しくは排気ガスの洗浄に使用した液体中に含まれる固形成分の回収効率を向上するとともに、排気ガスの洗浄に使用した液体中の油分を効率的に処理できる排水処理装置および排水処理方法に関するものである。

船舶の主機等から発生する排気ガスに海水を接触させて、排気ガス中の煤塵や硫化物などの固形成分を海水中に回収する排気ガス処理装置（以下、スクラバということもある）が種々提案されている（例えば特許文献１参照）。

特許文献１は、スクラバからの排水（以下、スクラバ排水ということがある）を遠心分離機により固形成分と液体とに分離し、固形成分をスラッジタンクに貯留し、液体を船外に排出する排気ガス処理装置を提案する。

スクラバ排水を遠心分離機に供給する途中で、スクラバ排水に含まれている油分が、海水と激しく混合されて乳化する場合がある。油分の乳化により発生する乳濁液（以下、スカムということがある）は、スクラバ排水中の煤塵等の固形成分を内包することがある。このスカムは高い粘性を有するクリーム状の流体であり、主に海水から成るスクラバ排水よりも比重が小さい。

スカムはスクラバ排水よりも比重が小さいので遠心分離機で処理した場合、スカムはスクラバ排水とともに排出されてしまっていた。つまりスカムに内包されている煤塵等の固形成分をスクラバ排水から分離して回収することができなかった。そのためスクラバ排水に含まれる煤塵等の固形成分の回収効率を向上することが従来は困難であった。

また乳化しなかった油分に煤塵等の固形成分が付着してしまうことがあった。油分に付着した固形成分は、見かけ上、比重が海水等の液体よりも小さくなるので遠心分離機で液体から分離することが困難であった。そのためスクラバ排水に含まれる煤塵等の固形成分の回収効率を向上することが困難であった。

一方で、スクラバ排水が油分を含んだ状態では船外に排出できないので、スクラバ排水から油分を取り除くための機器等を設置する必要があった。排水処理装置を構成する機器が増えるので、排水処理装置の製造コストが大きくなるという不具合が生じる。また油分を取り除くための機器等を設置するスペースを確保する必要があった。船舶にこの機器等を設置する場合は、貨物等の収容スペースを削らなくてはならない不具合が生じる。

特開２００４−０８１９３３号公報

本発明は上記の問題を鑑みてなされたものであり、その目的は排気ガスの洗浄に使用した液体中に含まれる固形成分の回収効率を向上するとともに、排気ガスの洗浄に使用した液体中の油分を効率的に処理できる排水処理装置および排水処理方法を提供することにある。

上記の目的を達成する本発明の排水処理装置は、排気ガスの洗浄に使用して排気ガス中の固形成分を含有する液体を貯留するバッファタンクと、このバッファタンクに貯留された前記液体と前記固形成分とを分離する固液分離機と、前記固形成分を貯留するスラッジタンクとを備える排水処理装置において、前記バッファタンクの中に貯留されている前記液体を撹拌する撹拌機構と、前記バッファタンクの中に貯留されている前記液体の液面に浮遊するスカムを回収する回収機構とを備えることを特徴とする。

本発明の排水処理方法は、排気ガスの洗浄に使用され排気ガス中の固形成分を含有する液体をバッファタンクに貯留した後に、固液分離機で前記液体と前記固形成分とを分離させて、前記固形成分をスラッジタンクに貯留する排水処理方法において、前記バッファタンクに撹拌機構を配置して、この撹拌機構で前記バッファタンクに貯留されている前記液体を撹拌するとともに、前記液面の近傍に回収機構を配置して、この回収機構で前記液面に浮遊するスカムを回収することを特徴とする。

本発明によれば、スカムに内包される煤塵等の固形成分を回収機構により回収することができるので、排気ガスの洗浄に使用した液体中に含まれる固形成分の回収効率を向上するには有利である。油分に付着している固形成分をスカムとして回収することができるので、固形成分の回収効率を向上するには有利である。

撹拌機構により煤塵と油分と海水等との接触および撹拌を積極的に進めることができるので、油分が乳化してスカムが発生し易くなる。スカムを発生させることにより排気ガスの洗浄に使用された液体から油分を回収し易くなるので、排水処理装置の製造コストを増加させることなく油分を効率的に回収するには有利である。

バッファタンクの上流側に配置されていて排気ガスの洗浄に使用した液体の圧力を降下させる減圧機構を備える構成にすることができる。

排気ガスの洗浄に使用された液体の圧力を減圧機構で下げることにより、液体中に気泡が発生してスカムが生成され易くなる。積極的に発生させたスカムを回収することにより、液体中の油分の量を低下させることができる。

バッファタンクに起泡剤を供給する起泡剤供給機構を備える構成にすることができる。起泡剤の供給によりバッファタンク内でスカムが発生し易くなる。排気ガスの洗浄に使用された液体中の油分の大部分をスカムとすることができるので、油分を効率的に回収するには有利である。

バッファタンクに中和剤を供給する中和剤供給機構を備える構成にすることができる。中和剤を供給してバッファタンク内のｐＨを所定の範囲に調整することにより、バッファタンク内でスカムが発生し易くなる。

撹拌機構が配置される第一区域と回収機構が配置される第二区域とにバッファタンクを分割する堰を備えていて、堰が、液面よりも低い位置に配置される上端と、下端近傍に形成され第一区域から第二区域に液体を移動させる流通口とを備えている構成にすることができる。

この構成によれば、堰の設置により撹拌機構による撹拌の影響や供給管から第一区域に供給される液体の流れの影響を第二区域内の液体は受けにくくなる。第二区域の回収機構
の近傍に集まったスカムが、液体の流れにより分散し難くなるので、スカムを回収し易くなる。

排水処理装置を船舶に設置する場合は、バッファタンクを船舶の船底近傍に配置する構成にすることができる。バッファタンクが船舶の揺れの影響を受け難くなるので、スカムを効率的に回収することができる。

本発明の排水処理装置を例示する説明図である。 図１の堰を例示する説明図である。 図２の堰の変形例を例示する説明図である。 排水処理装置の別の実施形態を例示する説明図である。 分離効率と起泡剤添加濃度との関係を例示するグラフである。 分離効率とバッファタンク内のｐＨとの関係を例示するグラフである。 図１の変形例を例示する説明図である。 含水率と回収間隔との関係を例示するグラフである。

以下、本発明の排水処理装置および排水処理方法を図に示した実施形態に基づいて説明する。

図１に例示するように本発明の排水処理装置１は、船舶等から排出される排気ガスに海水や清水などの液体を接触させることにより、排気ガス中の煤塵や硫化物などの固形成分を液中に回収する排気ガス処理装置２に併設されている。

この排水処理装置１は、排気ガスの洗浄に使用して排気ガス中の固形成分を含有する液体を貯留するバッファタンク３と、バッファタンク３に貯留されている液体と固形成分とを分離する固液分離機４と、固形成分を貯留するスラッジタンク５とを備えている。この実施形態では、固液分離機４は中空糸膜で構成されている。

なおスクラバ２やバッファタンク３などを連通する配管にはポンプＰが設置されている。ポンプＰは必要な場所に適宜設置することができる。

バッファタンク３には、スクラバ２から排出されるスクラバ排水をバッファタンク３に供給する供給管６と、バッファタンク３内に供給されるスクラバ排水を撹拌する撹拌機構７と、バッファタンク３内の液面に浮かぶ浮遊物を回収する回収機構８とが設置されている。

この実施形態では撹拌機構７は、スクラバ排水中に水没した状態で配置された羽根がモータＭの動力により回転することにより、スクラバ排水を撹拌する回転式撹拌機構で構成されている。撹拌機構７の構成は上記に限定されず、バッファタンク３内のスクラバ排水を撹拌できればよい。撹拌機構７は例えばバッファタンク３内に気泡を供給することによりスクラバ排水を撹拌する気泡式撹拌機構で構成してもよく、回転式や気泡式などの複数の方式を組み合わせた撹拌機構で構成してもよい。つまり撹拌機構７は、バッファタンク３内に配置された羽根が回転するとともに、この羽根から気泡を発生させる撹拌機構で構成してもよい。

供給管６の内径は、スクラバ２から排出されるスクラバ排水で供給管６内が常に満たされた状態となる程度の大きさに設定されている。また撹拌機構７が配置されている第一区域Ｆ１と、回収機構８が配置されている第二区域Ｆ２とにバッファタンク３の内部を分割
する堰９が配置されている。

スクラバ２から供給管６を通ってバッファタンク３に供給されるスクラバ排水は、主に海水等の液体で構成されているが、排気ガスの洗浄により回収した煤塵や硫化物等の固形成分と、未燃燃料やシリンダオイル等の油分とを含んでいる。

スクラバ排水がスクラバ２からバッファタンク３に供給される過程で、この油分の乳化にともないスカムＳが発生する。スカムＳは、供給管６内やバッファタンク３内で油分と海水等が激しく撹拌されることにより発生する。このスカムＳは、クリーム状であり海水等の液体に浮く性質を有していて、煤塵等の固形成分を内包している。

図１に例示するように供給管６の下端６ａは、バッファタンク３内に貯留されている液体の液面１０よりも下方に設定されている。スクラバ排水は、供給管６内を満たした状態でバッファタンク３内に供給されるので、バッファタンク３内の液面１０に衝突することなく液体中に供給される。そのためスクラバ排水中のスカムＳが液面１０と衝突して壊れて小さく分離してしまうことを抑制できる。スカムＳが比較的大きな塊の状態でバッファタンク３に供給されるので、比重が比較的小さいスカムＳを液面１０に浮上させて集めやすい。

また第一区域Ｆ１のスクラバ排水は撹拌機構７により撹拌されるので、第一区域Ｆ１内においても撹拌された油分と煤塵からスカムＳが発生する。つまり撹拌機構７によりスクラバ排水中の油分を積極的にスカムＳに変化させている。第一区域Ｆ１内で発生したスカムＳは液面１０に浮上していく。

堰９の上端９ｂは液面１０よりも下方に設定されているので、液面１０に浮かび上がったスカムＳは第二区域Ｆ２の方に徐々に移動していく。バッファタンク３内に堰９が設置されているので、第二区域Ｆ２内の液体の移動は限定的となり、第二区域Ｆ２において液面１０はほとんど揺動しない。つまり撹拌機構７により発生する液体の流れの影響を、第二区域Ｆ２の液体はほとんど受けない。

第二区域Ｆ２において液面１０がほとんど揺動しないので、スカムＳを回収機構８の周囲に集めやすくなる。回収機構８の周囲に集まったスカムＳは、回収機構８により回収されスラッジタンク５に送られる。

本実施形態の回収機構８は、バッファタンク３内の液体の液面１０に浮かんでいるスカムＳをかき集めるアーム部と、このアーム部でかき集めたスカムＳを回収する回収部とを備えるアーム式スカム回収装置で構成することができる。回収機構８の構成は上記に限定されず、液面１０に浮かんでいるスカムＳを回収してスラッジタンク５に送る機能を有していれば他の構成を採用してもよい。回収機構８は、例えばスカムスキマ―や、所定の高さに開口部を設定してこの開口部内に流れ込んでくるスカムＳを回収するオーバーフロー式配管などで構成してもよい。

回収機構８は、連続的にスカムＳを回収する構成にしてもよいが、例えば２０分など所定の時間が経過するごとに間欠的にスカムＳを回収する構成にすることが望ましい。回収機構８により間欠的にスカムＳを回収した方が、回収物全体に対するスカムＳの割合が大きくなり、スカムＳとともにスラッジタンク５に送られてしまう余分な液体の量を抑制することができる。設置するスラッジタンク５の容積を小さくするには有利である。

バッファタンク３に供給されたスクラバ排水は、主に堰９の下端９ａを通って第一区域Ｆ１から第二区域Ｆ２に移動する。スクラバ排水に含まれている固形成分の内、スカムＳ
に取り込まれなかった固形成分はバッファタンク３内で沈殿しつつ、スクラバ排水とともに第二区域Ｆ２に移動していく。

バッファタンク３内のスクラバ排水の大部分は、第二区域Ｆ２の中層から抜き出されてスクラバ２に送られて、スクラバ２とバッファタンク３とを循環する。バッファタンク３の底面３ａからスクラバ排水の一部は抜き出されて、中空糸膜等の固液分離機４に送られる。固液分離機４はスクラバ排水から固形成分を分離して捕集する。固液分離機４で固形成分を取り除かれたスクラバ排水は三方弁１１を経由してバッファタンク３の第二区域Ｆ２に戻される。固液分離機４からバッファタンク３に戻されるスクラバ排水は第一区域Ｆ１に戻してもよい。

燃料の燃焼により発生して排気ガスに含まれる水等によりバッファタンク３内の液体量が増加することがある。このような場合は、固液分離機４の下流側に配置されている三方弁１１を切り替えて、バッファタンク３ではなく船外に液体を排出する。

バッファタンク３内に回収機構８を設置する構成により、スカムＳに内包される固形成分を回収してスラッジタンク５に送ることができる。スカムＳに内包されていたため従来遠心分離機で回収できなかった固形成分を回収できるので、固形成分の回収効率を向上することができる。

撹拌機構７を設置する構成により、固形成分が付着した油分を積極的にスカムＳに変化させることができる。油分に付着した状態であり従来回収することができなかった固形成分を、スカムＳとして回収することができるので、固形成分の回収効率を向上することができる。

固形成分をスカムＳに内包させた状態で回収する構成により、大型の遠心分離機等の大きな動力が必要な固液分離機４を設置しなくても、中空糸膜等の簡単なものでスクラバ排水から固形成分を比較的効率よく回収できる。なお中空糸膜は所定期間使用した後に新しいものと交換する構成としてもよく、中空糸膜に通常とは逆向きに液体を通過させることにより洗浄する逆洗浄を行なう構成としてもよい。固液分離機４は中空糸膜に限らず、消費電力が比較的小さい小型の遠心分離機や、金属製フィルタで構成してもよい。

比較的回収し易いスカムＳに油分を積極的に変化させた後に回収機構８で回収するので、スクラバ排水から油分を分離する複雑で大きな設置スペースを必要とする処理装置等が不要となる。スクラバ排水中の油分を効率的に回収するには有利である。

極微量であり効率よく回収することが困難であった油分をスカムＳとして回収するので、スクラバ排水中の油分の量を減少させることができる。スクラバ排水を船外に排出する際に、この液体中に含まれる油分の量を抑制するには有利である。

図２に例示するように堰９の上端９ｂは液面１０よりも低い位置に設定されている。また堰９の下端９ａにはスクラバ排水を第一区域Ｆ１から第二区域Ｆ２に移動させる流通口１２が形成されている。第一区域Ｆ１で沈殿した固形成分はスクラバ排水とともに第二区域Ｆ２に流通口１２を通って移動して、その後、固液分離機４に送られる。

この実施形態では堰９の下端９ａの全体にわたる流通口１２を形成していて、堰９の下端９ａの全体がバッファタンク３と接触しない状態に構成している。つまり堰９の下端９ａとバッファタンク３の底面３ａとの間に形成されるすき間全体が流通口１２となる。

流通口１２はこの構成に限定されず、スクラバ排水が第一区域Ｆ１から第二区域Ｆ２に
移動できればよい。例えば堰９の下端９ａの一部に流通口１２を形成してもよい。つまり堰９の下端９ａの一部がバッファタンク３の底面３ａと接触しない状態で流通口１２を構成し、下端９ａの他の部分が底面３ａと接触する状態で固定される構成としてもよい。

また図３に例示するように下端９ａよりも上方となる位置に流通口１２を形成してもよい。この場合は堰９の下端９ａの全体がバッファタンク３の底面３ａに接する状態となり、第一区域Ｆ１で沈殿した固形成分は第二区域Ｆ２に移動しにくいので、定期的に第一区域Ｆ１から沈殿した固形成分を取り除く必要がある。例えば第一区域Ｆ１の底面３ａと固液分離機４とを連通する配管を設置して、第一区域Ｆ１で沈殿した固形成分を固液分離機４に送る構成にしてもよい。

堰９の設置により、第一区域Ｆ１内の液体を撹拌機構７で撹拌しても、第二区域Ｆ２内の液体はこの影響を受けにくくなる。つまり第二区域Ｆ２内の液体は静置された状態に近くなるので、スカムＳを液面１０に浮上させるとともに固形成分を沈殿させ易くなる。第二区域Ｆ２の回収機構８の近傍に集まったスカムＳが、スクラバ排水の流れにより分散し難くなるので、回収機構８でスカムＳを効率よく回収することができる。

図２に例示する堰９の側端はバッファタンク３の内壁面と接触する状態に構成されているが、堰９の側端とバッファタンク３の内壁面との間にすき間を形成して、このすき間を流通口１２として利用してもよい。このすき間を介して第一区域Ｆ１から第二区域Ｆ２にスクラバ排水が移動することができる。

本発明において堰９は必須の要件ではない。そのため堰９を設置していない構成であっても本発明の効果を一定は得ることはできる。一方で撹拌機構７の回転速度やバッファタンク３の大きさによっては、撹拌されたスクラバ排水がバッファタンク３内に大きな流れを発生させない場合がある。このようはときは、堰９がなくても本発明の効果を十分に得ることができる。

スクラバ２が、例えば０．４ＭＰａなど高圧で排気ガスが循環する流路に海水等の洗浄水を供給する構成である場合は、スクラバ排水は０．４ＭＰａなど高圧の状態でスクラバ２から排出される。このようなとき、図１に破線で示すように供給管６の上流側に減圧機構１３を設置してもよい。この減圧機構１３により、０．４ＭＰａのスクラバ排水を例えば０．１ＭＰａに減圧させた後に、バッファタンク３に供給する。この減圧機構１３を設置する位置は上記に限定されず、バッファタンク３の上流側であればよく、例えば減圧機構１３を供給管６内に組み込む構成としてもよい。

高圧のスクラバ排水を減圧機構１３で減圧すると、液体中に気泡が発生して、スカムＳが生成され易くなる。つまりさらに積極的にスカムＳを発生させることができる。

スクラバ２が、例えば大気圧程度の排気ガスが循環する流路に洗浄水を供給する構成である場合は、スクラバ２から排出されるスクラバ排水も大気圧程度となる。このようなときは減圧機構１３を設置する必要はない。

図４に例示するように撹拌機構７を、バッファタンク３内に気泡を供給することによりスクラバ排水を撹拌する気泡式撹拌機構で構成している。バッファタンク３内のスクラバ排水は気泡式撹拌機から発生する気泡により撹拌されるので、バッファタンク３内でスカムＳが発生し易くなる。

バッファタンク３には第三区域Ｆ３を形成してもよい。この実施形態では第二区域Ｆ２と第三区域Ｆ３との間に第二堰１４を配置している。第二堰１４は、上端がバッファタン
ク３の内面に固定されている。第二堰１４の上端は閉じた状態となるので、スカムが第二区域Ｆ２から第三区域Ｆ３に移動することはない。第二堰１４は下端近傍に流通口１２が形成されている。バッファタンク３からスクラバ２に液体を供給する配管は、第三区域Ｆ３の底部に連結されている。

ほとんどのスカムＳは、第一区域Ｆ１および第二区域Ｆ２で液面１０に浮上して、回収機構８および固液分離機４を経由してスラッジタンク５に回収される。固形成分の大部分はスカムＳに取り込まれて回収機構８により回収され、スカムＳに取り込まれなかった固形成分の残りは第一区域Ｆ１および第二区域Ｆ２で沈殿して、第三区域Ｆ３に移動した後にスクラバ２に移動する。

第二堰１４を設置した構成により、第三区域Ｆ３は、撹拌機構７による撹拌の影響および供給管６から供給されるスクラバ排水による流れの影響をほとんど受けない。つまり液体は比較的静かな状態となるので、液体中にわずかに残っているスカムＳを液面１０に浮上させて、固形成分を沈殿させるには有利である。

第三区域Ｆ３の液体中にはスカムＳおよび固形成分がほとんど含まれてない状態となる。つまり比較的きれいな状態の液体を第三区域Ｆ３の底面からスクラバ２に供給できるので、スクラバ２における排気ガスの洗浄を効率的に行なうことができる。

スクラバ２に供給する液体を第三区域Ｆ３の底面から取り出す構成により、第三区域Ｆ３まで移動した固形成分が堆積することを抑制できる。第三区域Ｆ３まで固形成分が移動したとしてもその量はわずかであるため、この固形成分がスクラバ２に送られる液体中に含まれていても何ら影響はない。この固形成分はスクラバ２からバッファタンク３に循環する過程でいずれスカムＳに取り込まれて回収される。

わずかではあるが第三区域Ｆ３までスカムＳが移動する可能性はある。このスカムＳを第三区域Ｆ３から取り除くために、第三区域Ｆ３の液面１０の近傍の液体を第一区域Ｆ１に戻す回収管１５を設置してもよい。

固液分離機４から排出される液体は、固形成分が取り除かれて比較的きれいな状態であるため、三方弁１１を経由して第三区域Ｆ３に戻す構成とすることが望ましい。固液分離機４からバッファタンク３に戻される液体を第三区域Ｆ３に戻す構成により、第一区域Ｆ１や第二区域Ｆ２の液面１０が揺動してスカムＳが細切れになることを抑制できる。

バッファタンク３に起泡剤を供給する起泡剤供給機構１６を設置する構成にすることができる。この起泡剤供給機構１６は、バッファタンク３に供給されるスクラバ排水の流量に応じて起泡剤の供給量を調整する機能を備えている。起泡剤として例えばメチルイソブチルカルビノール（ＭＩＢＣ）などを採用することができる。この場合、起泡剤の添加量はスクラバ排水の質量に対して１０〜１２０ｐｐｍ程度である。

起泡剤の添加濃度（％）とスクラバ排水の分離効率（％）との関係を求める実験を行なった。図５に例示するように起泡剤の添加量を増やすほど、分離効率を向上することができる。本明細書において分離効率とは以下の式１で定義される割合をいう。
分離効率（％）＝（スクラバ排水のＳＳ濃度−処理水のＳＳ濃度）／（スクラバ排水のＳＳ濃度）×１００・・・式１

ここでスクラバ排水のＳＳ濃度はバッファタンク３に供給されるスクラバ排水における懸濁物質（固形成分）の重量濃度（ｍｇ／Ｌ）を示し、処理水のＳＳ濃度は撹拌機構７により撹拌され回収機構８によりスカムＳを除去された後の液体における懸濁物質（固形成分）の重量濃度（ｍｇ／Ｌ）を示している。

バッファタンク３に中和剤を供給する中和剤供給機構１７を設置する構成にすることができる。この中和剤供給機構１７は、バッファタンク３内のスクラバ排水のｐＨに応じて中和剤の供給量を調整する機能を備えている。中和剤としては例えば苛性ソーダなどのアルカリ性の物質を採用することができる。

バッファタンク３内のｐＨの数値とスクラバ排水の分離効率（％）との関係を求める実験を行なった。図６に例示するようにｐＨの値が大きくなるほど（アルカリ性に傾くほど）、分離効率を向上することができる。これはスクラバ排水のｐＨの値が小さくなるほど（酸性に傾くほど）スカムＳが生成されにくくなるためである。

ｐＨ測定器等でバッファタンク３内のｐＨの値を監視し、ｐＨが所定の値よりも小さくなったときに、例えば苛性ソーダなどのアルカリ性の物質を中和剤としてバッファタンク３内に供給する。具体的には中和剤供給機構１７によりバッファタンク３内のｐＨの値が６．５以上となる状態に制御する。望ましくはバッファタンク３内のｐＨの値を９．０以上となる状態に維持する。バッファタンク３内においてスカムＳを積極的に発生させて分離効率を向上するには有利である。

この実施形態において固液分離機４はフィルタープレス機で構成され、回収機構８で回収されるスカムＳを脱水処理する。スカムＳとともに回収機構８で回収された液体を取り除くことができるので、スラッジタンク５で回収されるスカムＳを減容化することができる。スラッジタンク５を小さくできるので、排水処理装置１全体を小型化するには有利である。

本発明ではスクラバ排水に含まれる固形成分のほとんどをスカムＳに内包させることができるので、バッファタンク３内の液体を固液分離機４で処理する必要がほとんどなくなる。大量の液体から固形成分を取り除く必要がなくなるので固液分離機４としてフィルタープレス機を採用できる。フィルタープレス機は遠心分離機ほど処理量を大きくできないが、脱水効率は遠心分離機を遥かに上回る。スラッジタンク５に送られるスラッジの容積を抑制するには有利である。

図７に例示するようにバッファタンク３からスクラバ２に液体を送る流路の途中に三方弁１８を配置して、この三方弁１８から固液分離機４に液体を供給する構成にすることができる。船外に液体を排出するための三方弁１１が、固液分離機４の下流側に配置されている。三方弁１１の一端は船外に連通していて、もう一端はスラッジタンク５に連結されている。

バッファタンク３内の液体量が増加した場合は、バッファタンク３と三方弁１８との間に配置されるポンプＰの流量を一時的に増加させて、三方弁１８を通過してスクラバ２に供給される液体の一部を固液分離機４に送る。固液分離機４を通過した液体であって、船外に排出する基準を満たす液体は三方弁１１を介して船外に排出され、基準を満たさない液体は三方弁１１を介してスラッジタンク５に送られる。

なお固液分離機４の下流側には固液分離機４から排出される液体中の固形成分の量を測定するセンサ１９等を設置することが望ましい。このセンサ１９の値に基づき三方弁１１を切り替える制御機構２０を三方弁１１に設置してもよい。

バッファタンク３からスクラバ２に液体を送るポンプＰを利用して、バッファタンク３
から固液分離機４に液体を送ることができるので、図１に例示する実施形態と比べて必要なポンプＰの数を抑制することができる。排水処理装置１の製造コストを抑制するには有利である。

図７に例示するようにスクラバ２と供給管６との間の流路に表面改質機２１を設置する構成にすることができる。表面改質機２１は減圧機構１３と供給管６との間の流路に並列となる状態で配置され、供給管６に供給されるスクラバ排水の一部が表面改質機２１に供給される構成とすることが望ましい。供給管６に供給される液体の全部ではなく一部を表面改質機２１に送ることができるので、全体的なスクラバ排水の循環に表面改質機２１が悪影響を与えるおそれはほとんどない。

表面改質機２１は、例えば供給される液体を高いせん断効果を発生させた状態で撹拌する撹拌機で構成することができる。表面改質機２１の構成は上記に限らず、煤塵等の固形成分を油分に積極的に付着させる効果を発揮できればよい。表面改質機２１により固形成分を油分に付着させ、その後スカムＳ内に積極的に取り込ませることができるので、固形成分の分離効率を向上するには有利である。

表面改質機２１の使用の有無のみの条件を変えて分離効率を測定する実験を行ったところ、表面改質機２１を使用しない場合の分離効率が５９．４％となり、使用した場合の分離効率が７４．５％となった。排水処理装置１の構成により分離効率の絶対値は異なるが、実験により表面改質機２１を使用した方が分離効率を向上できることがわかった。

固液分離機４から排出される液体中の固形成分の量を測定するセンサ１９と表面改質機２１とを組み合わせて使用することができる。このセンサ１９により、固液分離機４から排出された液体が船外に排出する基準を満たさない状態を検知できる。このような場合はセンサ１９からの信号に基づき、表面改質機２１を作動させる、または表面改質機２１に送るスクラバ排水の流量を増やす制御を行なうことができる。

図７に例示されている三方弁１８や表面改質機２１等の構成は、図４に例示する実施形態にも適宜組み合わせて採用することができる。

図１に例示する排水処理装置１を使用して排水処理の実験を行った。実験ではバッファタンク３の容量を２．３ｍ^３、スクラバ２からバッファタンク３に供給されるスクラバ排水の流量を１０ｍ^３／ｈｒ、第一区域Ｆ１および第二区域Ｆ２におけるスクラバ排水の滞留時間をそれぞれ６ｍｉｎ、供給管６の内径を６５ｍｍとした。

バッファタンク３内に発生したスカムＳを、回収する時間間隔を変えながら回収機構８で回収した。図８に四角印で例示するように回収機構８で回収したスカムの含水率は、回収間隔に関わらずおよそ９５％前後であった。ここで含水率とは、回収機構８で回収したスカムＳ全体の質量に対する水分の質量の割合である。また回収間隔とは、回収機構８を作動させてスカムＳをスラッジタンク５に送る時間間隔（ｍｉｎ）である。

上述の実験に対して、比較例としてバッファタンク３内のスクラバ排水を遠心分離機に供給して、固体として回収されたものの含水率を測定した。図８に丸印で例示するように回収間隔が３０ｍｉｎのときは含水率が９８．５％であり、回収間隔が６０ｍｉｎのときでも含水率は９７．８％である。つまりスカムＳとして回収するよりも遠心分離機で固体として回収した場合の方が、固形成分に同伴する水分量が多くなる。

なお遠心分離機による回収間隔とは、遠心分離機で分離された固体を遠心分離機から排出する時間間隔（ｍｉｎ）である。遠心分離機においては回収間隔が大きいほど液体と固
体との分離は進むが、遠心分離機で処理できるスクラバ排水の全体量は回収間隔が大きいほど低下していき効率は悪化する。

図８に例示するように遠心分離機で分離する比較例に比べて、固形成分をスカムＳに内包させてスカムＳとして回収する方が、固形成分の回収効率は格段に良くなる。積極的にスカムＳを発生させてスカムＳとして固形成分を回収する方が、固形成分の回収効率を向上するには有利である。

供給管６内においてスクラバ排水の流れが乱流となる方が、撹拌が進みスカムＳが発生し易くなる。そのためスクラバ２から排水されるスクラバ排水の流量によって具体的な大きさは異なるが、供給管６の内径は比較的大きい方が望ましい。またスクラバ排水が供給管６内を通過する流速は比較的速い方が望ましい。

本発明の排水処理装置１は、船舶等に設置して利用する場合に限らず、工場等でも利用することができる。排水処理装置１を船舶に設置する際には少なくともバッファタンク３が船舶の船底近傍に配置することが望ましい。波等に対して揺れの少ない船底にバッファタンク３を配置する構成により、バッファタンク３に揺れが発生し難くなるので、バッファタンク３内の液体を比較的静かな状態にすることができる。バッファタンク３内の液体が揺れてスカムが液体中に拡散してしまうことを抑制するには有利である。

本明細書において船底近傍とは、船舶の底面から甲板までの高さに対して底面から２０％以内の高さとなる位置をいう。具体的にはバッファタンク３の上端部が、船底から２０％以内の高さとなる位置に配置する。望ましくはバッファタンク３の上端部が、船底から１０％以内の高さとなる位置に配置する。バッファタンク３は例えば船舶の主機と船底との間に配置することができる。またバッファタンク３は例えば主機の底面と主機の上面との間となる位置に配置することができる。

１ 排水処理装置
２ スクラバ
３ バッファタンク
３ａ （バッファタンクの）底面
４ 固液分離機
５ スラッジタンク
６ 供給管
６ａ （供給管の）下端
７ 撹拌機構
８ 回収機構
９ 堰
９ａ （堰の）下端
９ｂ （堰の）上端
１０ 液面
１１ 三方弁
１２ 流通口
１３ 減圧機構
１４ 第二堰
１５ 回収管
１６ 起泡剤供給機構
１７ 中和剤供給機構
１８ 三方弁
１９ センサ
２０ 制御機構
２１ 表面改質機
Ｐ ポンプ
Ｓ スカム
Ｆ１ 第一区域
Ｆ２ 第二区域
Ｆ３ 第三区域

Claims (11)

1. 排気ガスの洗浄に使用して排気ガス中の固形成分を含有する液体を貯留するバッファタンクと、このバッファタンクに貯留された前記液体と前記固形成分とを分離する固液分離機と、前記固形成分を貯留するスラッジタンクとを備える排水処理装置において、
   前記バッファタンクの中に貯留されている前記液体を撹拌する撹拌機構と、前記バッファタンクの中に貯留されている前記液体の液面に浮遊するスカムを回収する回収機構とを備えることを特徴とする排水処理装置。
2. 前記バッファタンクの上流側に配置されていて前記排気ガスの洗浄に使用した前記液体の圧力を降下させる減圧機構を備える請求項１に記載の排水処理装置。
3. 前記バッファタンクに起泡剤を供給する起泡剤供給機構を備える請求項１または２に記載の排水処理装置。
4. 前記バッファタンクに中和剤を供給する中和剤供給機構を備える請求項１〜３のいずれかに記載の排水処理装置。
5. 前記撹拌機構が配置される第一区域と前記回収機構が配置される第二区域とに前記バッファタンクを分割する堰を備えていて、
   前記堰が、前記液面よりも低い位置に配置される上端と、下端近傍に形成され前記第一区域から前記第二区域に前記液体を移動させる流通口とを備えている請求項１〜４のいずれかに記載の排水処理装置。
6. 前記バッファタンクが船舶の船底近傍に配置される請求項１〜５のいずれかに記載の排水処理装置。
7. 排気ガスの洗浄に使用され排気ガス中の固形成分を含有する液体をバッファタンクに貯留した後に、固液分離機で前記液体と前記固形成分とを分離させて、前記固形成分をスラッジタンクに貯留する排水処理方法において、
   前記バッファタンクに撹拌機構を配置して、この撹拌機構で前記バッファタンクに貯留されている前記液体を撹拌するとともに、
   前記液体の液面の近傍に回収機構を配置して、この回収機構で前記液面に浮遊するスカムを回収することを特徴とする排水処理方法。
8. 前記液体を前記バッファタンクに供給する前に、前記液体の圧力を降下させる請求項７に記載の排水処理方法。
9. 前記バッファタンクに貯留されている前記液体を撹拌する際に、前記バッファタンクに起泡剤を供給する請求項７または８に記載の排水処理方法。
10. 前記バッファタンクに貯留されている前記液体のｐＨの値を測定して、前記液体のｐＨの値が所定の値よりも小さくなったときに、前記バッファタンクに中和剤を供給する請求項７〜９のいずれかに記載の排水処理方法。
11. 前記バッファタンクを、前記撹拌機構が配置される第一区域と前記回収機構が配置される第二区域とに分割する堰を設置して、前記堰の上端から前記液体および前記スカムを前記第一区域から前記第二区域に移動させるとともに、前記堰の下端近傍に流通口を形成してこの流通口から前記液体および前記固形成分を前記第一区域から前記第二区域に移動させる請求項７〜１０のいずれかに記載の排水処理方法。

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