JP4034221B2 - 真空蒸発濃縮式浸出水処理装置および方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、管理型最終処分場の浸出水を放流可能な程度まで処理した後の処理水中に含まれる微量汚染物質を真空蒸発方式により分離する真空蒸発濃縮式浸出水処理装置および方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
管理型最終処分場から流出する浸出水は、廃棄物中の汚染物質を含んだ状態になっていることから、そのままでは下水道等へ放流することができない。このため、浸出水処理設備において、上記浸出水に対して、生物処理、凝集沈澱、砂ろ過、滅菌等の処理を行い、これによってＢＯＤ、ＣＯＤ、ＳＳ等が排出基準値以下となった処理水を下水道等へ放流している。
【０００３】
しかし、上記浸出水処理設備のみでは、ダイオキシン類や塩類等を含む微量汚染物質を完全に除去することができず、当該微量汚染物質が処理水とともに排出されることになる。これに対して、ダイオキシン類の排出基準はますます厳しくなる傾向にあり、最終的にはダイオキシン類を完全に除去する技術の開発が望まれている。このため、ダイオキシン類等を含む微量汚染物質を除去する技術が急速に開発されつつある。
【０００４】
この微量汚染物質を除去する高度処理技術としては、例えば活性炭吸着、膜分離、ＯＨラジカルによる酸化分解等の技術がある（例えば、非特許文献１参照。）。
【０００５】
【非特許文献１】
「環境施設」株式会社公共投資ジャーナル社出版、２００２年９月、ｐ．１６〜４２、企画特集・３ダイオキシン類・脱塩の浸出水処理技術傾向
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記活性炭吸着、膜分離、ＯＨラジカルによる酸化分解等の技術では、ごく微量ではあるがダイオキシン類や塩類等が処理水とともに流出してしまうという問題がある。
【０００７】
この発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、浸出水からダイオキシン類等を含む汚染物質を確実に分離回収することができ、かつその分離回収に要するコストの低減を図ることのできる真空蒸発濃縮式浸出水処理装置および方法を提供することを課題としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の真空蒸発濃縮式浸出水処理装置は、管理型最終処分場の浸出水を放流可能な程度まで処理した後の処理水中に含まれるダイオキシン類含有の微量汚染物質を固形分として分離回収する浸出水処理装置であって、上記処理水を真空雰囲気下で加熱して、当該処理水の水分を８０〜９０％蒸発させることにより第１濃縮水を得る第１蒸発装置と、上記第１濃縮水を真空雰囲気下で加熱して、当該第１濃縮水の水分を５０〜７０％蒸発させることにより第２濃縮水を得る第２蒸発装置と、上記第２濃縮水を大気圧雰囲気下で加熱して、当該第２濃縮水の水分を蒸発させることにより上記微量汚染物質を固形物として分離回収する第３蒸発装置とを備えており、上記第３蒸発装置は、上記第２濃縮水を蒸発させる密閉された蒸発容器及びこの蒸発容器内の気体を吸引して、当該気体中に含まれるダストを回収するサイクロン並びにこのサイクロンと上記蒸発容器との間に介装され、上記気体中に含まれる水滴を捕集するミスト捕集器を有し、上記蒸発容器は、円筒形状の外周壁を有して、上下の端部が天板及び底板で覆われてなる容器本体と、この容器本体内に上下方向を仕切るように設置されて、それぞれ下方に通じかつ互いに重ならない位置に開口部が形成された複数枚の加熱皿と、これらの加熱皿の軸心部を貫通するように延在している回転軸と、この回転軸の外周面から上記加熱皿の上方を半径方向に延在する支持棒と、この支持棒に固定されて下方に垂れ下がり、上記加熱皿によって加熱される処理水を攪拌するレーキチェーンとを有し、上記容器本体には、最上位置の上記加熱皿に上記第２濃縮水を供給する供給口と、上記ミスト捕集器を介して上記サイクロンに接続されるガス排出口とが形成され、かつ上記底板には、上記第２の濃縮水から水分が蒸発することによって残った上記固形物を排出する排出口が形成されていることを特徴としている。
【０００９】
なお、真空雰囲気とは、通常の大気圧より低い圧力の気体で満たされた雰囲気をいい、加熱直後においては空気による真空雰囲気の状態にあり、蒸発が進行した後は水蒸気による真空雰囲気の状態となる。
【００１０】
請求項２に記載の真空蒸発濃縮式浸出水処理装置は、請求項１に記載の発明において、上記第１蒸発装置は、密閉された蒸発容器と、この蒸発容器内に設置された加熱管と、この加熱管に向けて上記処理水を噴出するように上記蒸発容器の天井部に設けられたノズルと、上記処理水の加熱管の表面での薄膜蒸発により生成される水蒸気を吸引して、圧縮させるとともに温度上昇させて、上記加熱管に供給するヒートポンプと、このヒートポンプを通じて上記加熱管に供給した上記水蒸気が上記処理水の薄膜蒸発によって冷却凝縮されて生成された凝縮水と上記ノズルに供給する前記放流可能な程度まで処理した処理水とを流通させて、上記凝縮水の熱によって上記処理水を加熱する熱交換器とを備えていることを特徴としている。
【００１１】
請求項３に記載の真空蒸発濃縮式浸出水処理装置は、請求項２に記載の発明において、上記第１蒸発装置は、前記放流可能な程度まで処理されて、上記熱交換器によって加熱された処理水が上記蒸発容器の底部に供給されるようになっており、この底部に供給された処理水および上記ノズルから噴出されて上記蒸発容器の底部に溜まった処理水を上記ノズルに供給する循環ポンプが介装された管路と、上記処理水の一部を上記第２蒸発装置に供給する管路とが設けられ、かつ当該循環ポンプが介装された管路には、消泡剤、分散剤及びスルファミン酸が供給されるようになっていることを特徴としている。
【００１２】
請求項４に記載の真空蒸発濃縮式浸出水処理装置は、請求項３に記載の発明において、上記熱交換器から排出された凝縮水を加熱するボイラが設けられており、このボイラによって加熱された凝縮水が上記加熱管に再供給されるようになっていることを特徴としている。
【００１３】
請求項５に記載の真空蒸発濃縮式浸出水処理装置は、請求項４に記載の発明において、上記加熱皿は、上記開口部の一方の縁部から他方の縁部まで円弧状に延在し、かつ上記容器本体と同軸状に配置され、上記ボイラによって加熱された凝縮水を流通させる複数の加熱管が連結されて構成されており、上記供給口から供給されて、上記レーキチェーンによって攪拌される上記第２濃縮水を当該加熱皿によって蒸発させるようになっていることを特徴としている。
【００１４】
請求項６に記載の真空蒸発濃縮式浸出水処理方法は、請求項５に記載の真空蒸発濃縮式浸出水処理装置を用いて、管理型最終処分場の浸出水を放流可能な程度まで処理した後の処理水中に含まれるダイオキシン類含有の微量汚染物質を固形物として分離回収する真空蒸発濃縮式浸出水処理方法であって、上記処理水を真空雰囲気下で加熱して、当該処理水の水分を８０〜９０％蒸発させることにより第１濃縮水を得る第１蒸発工程と、上記第１濃縮水を真空雰囲気下で加熱して、当該第１濃縮水の水分を５０〜７０％蒸発させることにより第２濃縮水を得る第２蒸発工程と、上記第２濃縮水を大気圧雰囲気下で加熱して、当該第２濃縮水の水分を蒸発させることにより上記微量汚染物質を固形物として分離回収する第３蒸発工程とを備えており、上記第３蒸発工程は、上記供給口から最上位置の上記加熱皿に供給された上記第２濃縮水を、上記レーキチェーンで攪拌しながら当該加熱皿によって加熱して、水分を蒸発させつつ上記開口部を介して、下方の加熱皿に移動させることによって、上記第２濃縮水の水分を最下位置の加熱皿上で完全に蒸発させた状態にして、上記固形物として上記排出口から排出するとともに、上記サイクロンによって、上記ガス排出口から上記第３蒸発装置内の気体を吸引して、当該気体中に含まれるダストを回収し、かつ上記ミスト捕集器によって、当該気体中に含まれる水滴を捕集することを特徴としている。
【００１５】
請求項７に記載の真空蒸発濃縮式浸出水処理方法は、請求項６に記載の発明において、上記第１蒸発工程は、前記放流可能な程度まで処理した処理水を、上記熱交換器によって上記凝縮水の熱により加熱した後に、蒸発容器の天井部に設けられたノズルから水蒸気が流通する加熱管に向けて噴出させることにより、上記処理水の水分を上記加熱管の表面で薄膜蒸発させ、かつ上記蒸発容器の底部に溜まった処理水を上記循環ポンプが介装された管路によって上記ノズルに再供給するとともに、上記底部に溜まった処理水の一部を上記第１濃縮水として管路によって上記第２蒸発装置に供給することを特徴としている。
【００１６】
請求項８に記載の真空蒸発濃縮式浸出水処理方法は、請求項７に記載の発明において、上記熱交換器によって加熱した処理水を、上記蒸発容器の底部に供給して、この底部に供給された処理水を上記循環ポンプが介装された管路に供給することよって上記ノズルから上記加熱管に向けて噴出させるとともに、上記底部に供給された処理水の一部を上記底部に溜まった処理水の一部とともに上記第１濃縮水として管路によって上記第２蒸発装置に供給することを特徴としている。
【００１７】
請求項９に記載の真空蒸発濃縮式浸出水処理方法は、請求項７または８に記載の発明において、上記処理水を上記ノズルに供給する上記循環ポンプが介装された管路内に、消泡剤、分散剤及びスルファミン酸を供給することを特徴としている。
【００１８】
請求項１０に記載の真空蒸発濃縮式浸出水処理方法は、請求項７ないし９のいずれかに記載の発明において、上記処理水の水分が上記加熱管の表面で薄膜蒸発することにより生成される水蒸気を上記ヒートポンプによって吸引して圧縮するとともに、温度上昇させた高温の水蒸気、および／または上記凝縮水を上記ボイラによって加熱した高温の水蒸気を、上記加熱管に流通させることを特徴としている。
【００１９】
請求項１１に記載の真空蒸発濃縮式浸出水処理方法は、請求項６ないし１０のいずれかに記載の発明において、上記第１蒸発工程及び上記第２蒸発工程における上記真空雰囲気は、水の沸点が６０℃〜８０℃となる真空の雰囲気であることを特徴としている。
【００２１】
上記請求項１〜１１に記載の発明においては、処理水の水分を蒸発させることにより当該水分を凝縮水として回収することができるとともに、塩類等の汚染物質を固形物として回収することができる。この場合、ダイオキシン類は、水に溶けにくく通常ＳＳやコロイドに付着していることから、上記固形物とともに回収することができ、凝縮水に入るのを確実に防止することができる。
すなわち、上記凝縮水は、ほぼ純水の状態で回収することができるので、そのまま下水道等に排出することはもちろんのこと、農業用水等に多目的に利用することができる。
【００２２】
しかも、真空雰囲気下で処理水を加熱しているので、通常の大気圧の状態に比べて水の沸点を下げることができる。したがって、汚染物質を固形物として分離回収するのに要する加熱費用の低減を図ることができる。
【００２３】
加えて、第１蒸発工程（または第１蒸装置）、第２蒸発工程（または第２蒸発装置）および第３蒸発工程（または第３蒸発装置）の三段階に分けて、徐々に蒸発させているので、第１蒸発工程（または第１蒸発装置）に処理水を連続的に供給しながら、第３蒸発工程（または第３蒸発装置）から汚染物質を固形物として連続して回収することができる。すなわち、汚染物質を処理水から能率よく分離回収することができる。
【００２４】
そして、第１蒸発工程（または第１蒸発装置）において、処理水の水分を８０〜９０％蒸発させるようにしたのは、８０％未満では、装置の能力に余裕があるからであり、９０％を超えると、装置の能力に余裕がなくなり、効率が下がり、経済的に不利となるからである。
【００２５】
また、第２蒸発工程（または第２蒸発装置）において、第１濃縮水の水分を５０〜７０％蒸発させるようにしたのは、５０％未満では、装置の能力に余裕があり、非効率であるからであり、７０％を超えると、装置能力に余裕がなくなるからである。
【００２６】
さらに、第３蒸発工程（または第３蒸発装置）において、真空雰囲気下で蒸発を行わなかったのは、第２蒸発工程（または第２蒸発装置）までに、水分を十分除去することができ、真空雰囲気化で加熱しなくても、十分効率よく水分を蒸発させることができるからである。
【００２７】
特に、請求項１１に記載の発明においては、水の沸点が６０〜８０℃の範囲となる真空雰囲気下で加熱しているので、汚染物質を固形物として分離回収するための加熱費用を十分に低減することができる。
【００２８】
なお、水の沸点を６０〜８０℃の範囲となるようにしたのは、６０℃未満になると、真空ポンプの容量が大きくなり、経済的に不利になるからであり、８０℃を超えると、処理水に対する真空蒸発システムのエネルギーレベルが高くなって、経済的に不利となるからである。
【００２９】
また、上記固形物は、遮水性容器に詰めて管理型最終処分場に埋立処理することによって、固形物に含まれる汚染物質を極めて安全に、かつ経済的に処理することができる。
【００３０】
さらに、得られた凝縮水を上記管理型最終処分場に散布することによって、廃棄物に含まれる汚染物質を洗い流すことができる。特に、凝縮水は、不純物がほとんど含まれておらず、塩類等を溶解する能力が高いので、上記汚染物質を洗浄す
るのに極めて都合がよい。したがって、管理型最終処分場の無害化を早期に実現することができる。
【００３１】
また、管理型最終処分場の廃棄物中に発生した可燃性ガスを処理水の加熱のための熱源として利用することによって、処理水の蒸発に要する加熱費用の低減を図ることができる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の一実施の形態としての真空蒸発濃縮式浸出水処理装置について図面を参照しながら説明した後、真空蒸発濃縮式浸出水処理方法について説明する。
【００３３】
図１において、１は在来型処理設備であり、２は真空蒸発濃縮式浸出水処理装置である。
【００３４】
在来型処理設備１は、図１および図２に示すように、管理型最終処分場Ｆの浸出水を一時的に蓄える原水タンク１ａと、カルシウム処理装置１ｂと、第一凝集沈澱装置１ｃと、生物処理装置１ｄと、第二凝集沈澱装置１ｅと、砂ろ過装置１ｆと、活性炭吸着装置１ｇと、滅菌装置１ｈ等を備え、これによってＢＯＤ、ＣＯＤ、ＳＳ等を排出基準値以下まで処理し、下水道等への放流が可能な処理水を得るようになっている。
【００３５】
処理水は、調整タンク１ｉに一時的に蓄えられた後、ポンプ１ｊによって真空蒸発濃縮式浸出水処理装置２に送られるようになっている。また、第一凝集沈澱装置１ｃおよび第二凝集沈澱装置１ｅで回収された汚泥は、濃縮装置１ｍおよび脱水装置１ｎによって処理された後、管理型最終処分場Ｆに埋め立てられることになる。
【００３６】
真空蒸発濃縮式浸出水処理装置２は、図１に示すように、在来型処理設備１によって得られた処理水中に含まれる微量汚染物質を分離回収すべく構成されたものであり、上記処理水を真空雰囲気下で加熱して蒸発させる真空蒸発装置としての第１蒸発装置２１および第２蒸発装置２２と、大気圧雰囲気下で加熱して蒸発させる第３蒸発装置２３とを備えている。
【００３７】
第１蒸発装置２１は、図３に示すように、蒸発容器２１ａと、真空ポンプ２１ｂと、加熱管２１ｃと、ノズル２１ｄと、循環ポンプ２１ｅと、ヒートポンプ２１ｆと、熱交換器２１ｇを備えている。
【００３８】
蒸発容器２１ａは、密閉された容器によって構成されている。また、調整タンク１ｉから送られてきた処理水は、蒸発容器２１ａの底部に供給されるようになっている。
【００３９】
真空ポンプ２１ｂは、蒸発容器２１ａの天板部に接続されており、基本的には蒸発作業の初期において蒸発容器２１ａ内を真空雰囲気に保持するために用いられるようになっている。ただし、継続作業時に、蒸発容器２１ａ内を所定の真空雰囲気に調整するために用いてもよい。真空雰囲気は、水の沸点が６０〜８０℃（ただし、この実施の形態では７０℃）となるように設定されるようになっている。
【００４０】
加熱管２１ｃは、高温の水蒸気を通すようになっており、複数のものが蒸発容器２１ａ内に設置されている。
ノズル２１ｄは、蒸発容器２１ａの天板部に設けられており、循環ポンプ２１ｅによって供給される処理水を蒸発容器２１ａ内の加熱管２１ｃに向けて噴出するようになっている。
循環ポンプ２１ｅは、蒸発容器２１ａの底部に溜まった処理水をノズル２１ｄに供給するとともに、当該底部に溜まった処理水の一部を第１濃縮水として管路２１ｈを介して第２蒸発装置２２に供給するようになっている。
【００４１】
ヒートポンプ２１ｆは、処理水の水分が加熱管２１ｃの表面で薄膜蒸発した後の水蒸気を吸引して圧縮し、３〜６℃温度上昇させた後の水蒸気を加熱管２１ｃに供給するようになっている。すなわち、ヒートポンプ２１ｆは、継続作業時に真空ポンプ２１ｂに代わって上記真空雰囲気を維持する役割を担うとともに、加熱管２１ｃに高温の水蒸気を供給する役割も担うようになっている。また、ヒートポンプ２１ｆは、高温の水蒸気を加熱管２１ｃに供給することができるため、通常の継続作業時には後述するボイラ装置３からの高温の水蒸気の供給を受けることなく、加熱管２１ｃを高温状態に維持することが可能である。
【００４２】
熱交換器２１ｇは、水蒸気が加熱管２１ｃ内を通ることによって冷却されて凝縮した凝縮水と、調整タンク１ｉから供給される処理水とを通すことによって、凝縮水の熱を処理水に与えるようになっている。また、凝縮水は、熱交換器２１ｇを通過後、ボイラ設備３の凝縮水タンク３１に供給されることになる。
【００４３】
また、図３において、２１ｉは凝縮水を加熱管２１ｃから熱交換器２１ｇを介して凝縮水タンク３１に供給するためのポンプであり、２１ｊはボイラ設備３から供給される高温の水蒸気について、加熱管２１ｃに供給する量を調整するためのバルブである。
すなわち、バルブ２１ｊは、例えば蒸発作業の初期において開状態にすることによりボイラ設備３からの高温の水蒸気を加熱管２１ｃに供給して当該加熱管２１ｃを加熱することができ、また例えば継続作業時に閉状態にすることによりヒートポンプ２１ｆから供給される高温の水蒸気のみを加熱管２１ｃに供給することができるようになっている。
さらに、図３において、２１ｋは、循環ポンプ２１ｅからノズル２１ｄに処理水を供給する管路であり、この管路２１ｋ内には、消泡剤、分散剤およびスルファミン酸が供給されるようになっている。
【００４４】
消泡剤は、処理水の発泡を防止することによって、当該処理水を加熱管２１ｃの表面に薄膜状に接触させ、これによって薄膜蒸発を促進させて、処理水の水分の蒸発効率の向上を図るようになっている。
分散剤は、処理水中に分散しにくい例えば固体粒子を一様に分散させ、これによって、処理水の水分を一様に蒸発させるようになっている。
スルファミン酸は、装置の内部を洗浄するために使用する。
【００４５】
このように構成された第１蒸発装置２１では、調整タンク１ｉから供給された処理水の水分を８０〜９０％（この実施の形態では約９０％）蒸発させた後の第１濃縮水を管路２１ｈを介して第２蒸発装置２２に供給するようになっている。
すなわち、第１濃縮水は、処理水に対して５〜１０倍（この実施の形態では約１０倍）濃縮されて第２蒸発装置２２に供給されることになる。
【００４６】
ボイラ設備３は、凝縮水タンク３１と、ボイラ３２とを備えている。
凝縮水タンク３１は、真空蒸発濃縮式浸出水処理装置２の運転初期において必要なボイラ用水を蓄えるようになっているとともに、熱交換器２１ｇから供給される凝縮水や、第２蒸発装置２２および第３蒸発装置２３から供給される凝縮水を蓄えるようになっている。また、熱交換器２１ｇ等から供給される凝縮水によって、凝縮水タンク３１ｂ内の水量が徐々に増加するが、その余剰となった水は、ポンプ３１ａによって凝縮水タンク３１ｂに送られて蓄えられるようになっている。
【００４７】
ボイラ３２は、凝縮水タンク３１からポンプ３１ｃを介して供給された水を加熱して気化させ、高温となった水蒸気を管路３３ａ、３３ｂ、３３ｃおよびバルブ２１ｉを介して加熱管２１ｃに供給し、また管路３３ａ、３３ｂ、３３ｄを介して第２蒸発装置２２の後述するエゼクタ２２ｂに供給し、さらに管路３３ａ、３３ｅを介して第３蒸発装置２３の後述する導入管Ａ２ｄに供給するようになっている。
【００４８】
また、図３において、３２ａは重油を燃焼させるバーナであり、３２ｂは燃焼ガスを排出するための誘引送風機である。
【００４９】
第２蒸発装置２２は、図４に示すように、蒸発容器２２ａと、エゼクタ２２ｂと、ノズル２２ｃと、循環ポンプ２２ｄと、ヒータ２２ｅと、コンデンサ２２ｆを備えている。
【００５０】
蒸発容器２２ａは、密閉された容器によって構成されている。また、循環ポンプ２１ｅから管路２１ｈを介して送られてきた第１濃縮水は、蒸発容器２２ａの底部に供給されるようになっている。
【００５１】
エゼクタ２２ｂは、ボイラ３２から管路３３ｄを介して供給される高速の水蒸気によって生じる負圧を利用して蒸発容器２２ａ内を真空雰囲気に維持するようになっている。ここでの真空雰囲気は、水の沸点が６０〜８０℃（ただし、この実施の形態では７０℃）となるように設定されるようになっている。
【００５２】
ノズル２２ｃは、蒸発容器２２ａの天板部に設けられており、循環ポンプ２２ｄによって供給され、かつヒータ２２ｅによって加熱された後の高温の第１濃縮水を蒸発容器２２ａ内の下方に向けて霧状に吹き出すことによって、当該第１濃縮水の水分を蒸発させるようになっている。
【００５３】
循環ポンプ２２ｄは、蒸発容器２２ａの底部に溜まった第１濃縮水をヒータ２２ｅを介してノズル２２ｃに供給するとともに、第１濃縮水の一部を第２濃縮水として管路２２ｇを介して第３蒸発装置２３の後述する蒸発容器２３ａに供給するようになっている。
【００５４】
ヒータ２２ｅは、ボイラ３２から供給されエゼクタ２２ｂを通過後の高温の水蒸気およびこのエゼクタ２２ｂで吸引された蒸発容器２２ａ内の水蒸気が混合された高温の水蒸気と、循環ポンプ２１ｅから供給された第１濃縮水とを通すことによって、水蒸気の熱を第１濃縮水に与えて、同第１濃縮水を加熱するようになっている。また、水蒸気は、第１濃縮水に熱を奪われることによって凝縮し凝縮水となる。
【００５５】
コンデンサ２２ｆは、蒸発容器２２ａで蒸発した水蒸気のうちエゼクタ２２ｂで吸引途中の水蒸気を真空ポンプ２２ｈによって導くとともに、クーリングタワー２２ｉからポンプ２２ｊによって供給される冷却水を導くことにより、水蒸気を冷却、凝縮させて凝縮水とするようになっている。
【００５６】
また、コンデンサ２２ｆで凝縮した凝縮水は、ヒータ２２ｅで凝縮した凝縮水と共にポンプ２２ｋによって管路２ａに吐出され、凝縮水タンク３１に送られるようになっている。
【００５７】
このように構成された第２蒸発装置２２では、第１蒸発装置２１の循環ポンプ２１ｅから管路２１ｈを介して供給された第１濃縮水の水分を５０〜８０％（この実施の形態では約６７％）蒸発させた後の第２濃縮水を管路２２ｇを介して第３蒸発装置２３に供給するようになっている。すなわち、第２濃縮水は、第１濃縮水に対して２〜５倍（この実施の形態では約３倍）濃縮されて第３蒸発装置２３に供給されることになる。
【００５８】
第３蒸発装置２３は、図５〜図７に示すように、蒸発容器２３ａと、ミスト捕集器２３ｂと、サイクロン２３ｃを備えている。
【００５９】
蒸発容器２３ａは、図６および図７に示すように、容器本体Ａ１と、加熱皿Ａ２と、回転軸Ａ３と、レーキチェーンＡ４を備えている。
【００６０】
容器本体Ａ１は、軸方向を上下方向に向けて設置された円筒形状の外周壁Ａ１ａを有し、その上下の端部が天板Ａ１ｂおよび底板Ａ１ｃで覆われている。天板Ａ１ｂには、最上位置の加熱皿Ａ２に第２濃縮水を供給する供給口Ａ１ｄと、ガス排出口Ａ１ｅが設けられている。また、底板Ａ１ｃには、第２濃縮水の水分が蒸発することによって残った固形物を排出するための排出口Ａ１ｄが設けられている。
【００６１】
加熱皿Ａ２は、容器本体Ａ１内の上下方向の３位置に配置され、かつ当該容器本体Ａ１内を上下方向に仕切るように設けられており、それぞれには下方に通じかつ互いに重ならない位置に開口部Ａ２ａが形成されている。
各加熱皿Ａ２は、開口部Ａ２ａの一方の縁部から他方の縁部まで円弧状に延在し、かつ容器本体Ａ１と同軸状に配置された複数の加熱管Ａ２ｂと、隣り合う加熱管Ａ２ｂを連結する加熱板Ａ２ｃとを備えている。なお、最外位置の加熱管Ａ２ｂと外周壁Ａ１ａとを連結するように加熱板Ａ２ｃを設けてもよい。
【００６２】
また、各加熱皿Ａ２における各加熱管Ａ２ｂには、その開口部Ａ２ａの一方の縁部に対応する位置に高温の水蒸気の導入管Ａ２ｄが接続され、開口部Ａ２ａの他方の縁部に対応する位置に各加熱管Ａ２ｂ内で凝縮した凝縮水を排出する排出管Ａ２ｅが接続されている。
各導入管Ａ２ｄは、ボイラ３２から供給される高温の水蒸気を導く管路３３ｅに接続されている。また、排出管Ａ２ｅは、ポンプ２３ｄを介して管路２ａに接続されている。ポンプ２３ｄは、加熱管Ａ２ｂで生じた凝縮水を管路２ａに吐出して、凝縮水タンク３１に送るようになっている。
【００６３】
回転軸Ａ３は、容器本体Ａ１および各加熱皿Ａ２の軸心部を貫通するように延在しており、これらの容器本体Ａ１および加熱皿Ａ２に対して所定の方向に回転駆動されるようになっている。そして、回転軸Ａ３には、その外周面から各加熱皿Ａ２の上方を半径方向に延在する支持棒Ａ３ａが設けられている。
【００６４】
レーキチェーンＡ４は、上端部が各支持棒Ａ３ａに固定されて下方に垂れ下がり、下端部が加熱皿Ａ２の上面に摺動するように構成されている。このレーキチェーンＡ４は支持棒Ａ３ａの軸方向に複数設けられており、回転軸Ａ３の回転に伴って、加熱皿Ａ２上を周方向に移動することにより、当該加熱皿Ａ２上の第２濃縮水を攪拌したり、第２濃縮水の水分が蒸発して汚染物質の塩等が固形化したものを掻き上げることになる。
【００６５】
すなわち、最上位置の加熱皿Ａ２上に供給された第２濃縮水は、レーキチェーンＡ４で十分に攪拌されながら加熱皿Ａ２によって加熱され、水分が十分に蒸発した状態になるとともに、開口部Ａ２ａ介してさらに下方の加熱皿Ａ２に移動する。このため、最下位置の加熱皿Ａ２上では、第２濃縮水の水分が完全に蒸発した状態になる。
【００６６】
また、底板Ａ１ｂに設けた排出口Ａ１ｃは、最下位置の加熱皿Ａ２の開口部Ａ２ａと一致する位置に開口しており、当該最下位置の加熱皿Ａ２上に残った固形物を排出するための開口部になっている。この排出口Ａ１ｃから排出された固形物は、フレコンバック（遮水性容器）４に詰められて管理型最終処分場Ｆに埋立処理されるようになっている。
フレコンバック４は、遮水性の高い柔軟性を有するシートによって袋状に形成されたものであり、管理型最終処分場Ｆに埋立処分した場合に、内部の汚染物質に雨水等が流入しないようになっている。
【００６７】
一方、天板Ａ１ｂの供給口Ａ１ｄは、第２濃縮水を供給する管路２２ｇが接続されており、同天板Ａ１ｂのガス排出口Ａ１ｅは、ミスト捕集器２３ｂを介してサイクロン２３ｃに接続されている。
【００６８】
ミスト捕集器２３ｂは、サイクロン２３ｃによって容器本体Ａ１内の気体を吸引する際のその気体中に含まれる水滴を捕集するようになっている。サイクロン２３ｃは、上記気体中に含まれるダスト分を回収するようになっている。
【００６９】
また、図５において、２３ｅは、サイクロン２３ｃから気体を吸引するための誘引送風機であり、２３ｆは、容器本体Ａ１内に外気を供給するための送風機である。
【００７０】
また、凝縮水タンク３１ｂに蓄えられた凝縮水は、図１に示す散布設備５によって、管理型最終処分場Ｆの廃棄物等の上に散布されるようになっている。この散布設備５は、凝縮水を圧送するためのポンプ（図示せず）と、このポンプによって供給される凝縮水を廃棄物等上の所定の位置に送るための配管５ａと、この配管５ａにおける廃棄物等上の適度に分散された位置に設けられた散布ノズル５ｂとを備えた構成になっている。
【００７１】
さらに、管理型最終処分場Ｆの廃棄物中に発生したメタンガス（可燃性ガス）を処理水の加熱のための少なくとも一部の熱源として導く図示しない配管設備が備られている。この配管設備によって得られたメタンガスは、ボイラ３２の燃料としての上記重油の代用として用いたり、当該重油に対して補助的に用いたり、ボイラ３２で加熱する前段において処理水の予熱に用いたりすることが可能である。
【００７２】
次ぎに、真空蒸発濃縮式浸出水処理方法を説明する。
この真空蒸発濃縮式浸出水処理方法は、管理型最終処分場Ｆの浸出水を在来型処理設備１によって放流可能な程度まで処理した後の処理水中に含まれる微量汚染物質を固形物として分離回収する浸出水処理方法であり、処理水を真空雰囲気下で加熱して水分を蒸発させる工程を備えている。
【００７３】
上記工程は、上記第１蒸発装置２１によって第１濃縮水を得る第１蒸発工程と、上記第２蒸発装置２２によって第２濃縮水を得る第２蒸発工程とからなる。
また、上記第３蒸発装置２３によって第２濃縮水の水分を大気圧雰囲気下で蒸発させて微量汚染物質を固形物として分離回収する第３蒸発工程を備えている。
【００７４】
上記のように構成された真空蒸発濃縮式浸出水処理装置および方法においては、例えば図１に示すように、管理型最終処分場Ｆから２０℃の浸出水が一日当たり１２０トン流出すると仮定すると、一時間当たりの処理量は５トン、すなわち、５ｔ／ｈ（図１参照）となる。
【００７５】
そして、この５ｔ／ｈの水が処理水として第１蒸発装置２１に供給されたと仮定すると、この第１蒸発装置２１では約９０％の水分を蒸発させることになるので、約４．５ｔ／ｈの凝縮水が得られるとともに、約０．５ｔ／ｈの第１濃縮水が得られる。
【００７６】
約０．５ｔ／ｈの第１濃縮水は、さらに第２蒸発装置２２に供給され、ここで約６７％の水分が蒸発されることになるので、約０．３３３ｔ／ｈの凝縮水が得られるとともに、約０．１６７ｔ／ｈの第２濃縮水が得られる。
【００７７】
また、最初に供給される処理水の５ｔ／ｈ中に含まれる汚染物質の量を約０．０５５ｔ／ｈであると仮定すると、第２濃縮水を第３蒸発装置２３に供給して大気圧中、すなわち１００℃で乾燥処理することにより、約０．１１２ｔ／ｈの凝縮水が得られるとともに、約０．０５５ｔ／ｈの固形物が得られる。
【００７８】
上記凝縮水は、ほぼ純水の状態で回収することができるので、そのまま下水道等に排出することはもちろんのこと、農業用水等に多目的に利用することができる。また、例えば晴天の日には、上記凝縮水を散布設備５を用いて管理型最終処分場Ｆに散布することにより、廃棄物に含まれる汚染物質を洗い流すことができる。特に、凝縮水は、不純物がほとんど含まれておらず、塩類等を溶解する能力が高いので、汚染物質を効率よく洗浄することができる。したがって、管理型最終処分場の無害化を促進させることができる。
【００７９】
また、処理水に含まれるダイオキシン類は、水に溶けにくく通常ＳＳやコロイドに付着していることから、上記固形物とともに回収することができる。したがって、ダイオキシン類が凝縮水に入るのを確実に防止することができる。
【００８０】
しかも、大量に水分を蒸発させる必要のある第１蒸発装置２１や第２蒸発装置２２における各工程では、真空雰囲気下で加熱しているので、通常の大気圧下での加熱に比べて水分の蒸発を促進させることができる。したがって、汚染物質を固形物として分離回収するために要するトータルの加熱費用を低減することができる。
【００８１】
そして、第１蒸発装置２１および第２蒸発装置２２では、水の沸点が６０〜８０℃の範囲となる真空雰囲気下で加熱しているので、加熱費用を十分に低減することができる。
【００８２】
なお、処理水の沸点を６０〜８０℃の範囲となるようにしたのは、６０℃未満になると、真空ポンプの容量が大きくなり、経済的に不利になるからであり、８０℃を超えると、処理水に対する真空蒸発システムのエネルギーレベルが高くなって、経済的に不利となるからである。
【００８３】
また、第１蒸発装置２１、第２蒸発装置２２および第３蒸発装置２３の三段階に分けて、徐々に水分を蒸発させているので、第１蒸発装置２１に処理水を連続的に供給しながら、第３蒸発装置２３から固形化した汚染物質を連続して回収することができる。したがって、汚染物質を処理水から能率よく分離回収することができる。
【００８４】
そして、第１蒸発装置２１において、処理水の水分を８０〜９０％蒸発させるようにしたのは、８０％未満では、装置の能力に余裕があるからであり、９０％を超えると、装置の能力に余裕がなくなり、効率が下がり、経済的に不利となるからである。
【００８５】
また、第２蒸発装置２２において、第１濃縮水の水分を５０〜７０％蒸発させるようにしたのは、５０％未満では、装置の能力に余裕があり、非効率であるからであり、７０％を超えると、装置能力に余裕がなくなるからである。
【００８６】
さらに、第３蒸発装置２３において、大気圧下で蒸発を行ったのは、第２蒸発装置２２までに、水分が十分除去されており、真空雰囲気化で加熱しなくても、十分効率よく水分を蒸発させることができるからである。なお、送風機２３ｆによって容器本体Ａ１内に供給する外気の量を制限することにより、容器本体Ａ１内を所定の真空度の真空雰囲気状態に保持してもよい。
【００８７】
また、固形物を遮水性のフレコンバック４に詰めて管理型最終処分場Ｆに埋立処理することができるので、ダイオキシン類を含む汚染物質を極めて安全に、かつ経済的に処理することができる。
【００８８】
また、配管設備によって、管理型最終処分場Ｆの廃棄物中に発生したメタンガスを処理水の加熱のための熱源として利用することができるので、処理水の蒸発に要する加熱費用の低減を図ることができる。
【００８９】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１〜１１に記載の発明によれば、処理水の水分を蒸発させることにより当該水分を凝縮水として回収することができるとともに、塩類等の汚染物質を固形物として回収することができる。この場合、ダイオキシン類は、水に溶けにくく通常ＳＳやコロイドに付着していることから、上記固形物とともに回収することができ、凝縮水に入るのを確実に防止することができる。すなわち、ダイオキシン類等を含む汚染物質を浸出水から確実に分離回収することができる。
【００９０】
また、上記凝縮水は、ほぼ純水の状態で回収することができるので、そのまま下水道等に排出することはもちろんのこと、農業用水等に多目的に利用することができる。
【００９１】
しかも、真空雰囲気下で処理水を加熱しているので、通常の大気圧の状態に比べて水の沸点を下げることができる。したがって、汚染物質を固形物として分離回収するのに要するコストの低減を図ることができる。
【００９２】
加えて、第１蒸発工程（または第１蒸装置）、第２蒸発工程（または第２蒸発装置）および第３蒸発工程（または第３蒸発装置）の三段階に分けて、徐々に蒸発しているので、第１蒸発工程（または第１蒸発装置）に処理水を連続的に供給しながら、第３蒸発工程（または第３蒸発装置）から汚染物質を固形物として連続して回収することができる。すなわち、汚染物質を処理水から能率よく分離回収することができる。
【００９３】
特に、請求項１１に記載の発明によれば、水の沸点が６０〜８０℃の範囲となる真空雰囲気下で加熱しているので、汚染物質を固形物として分離回収するための加熱費用を十分に低減することができる。
【００９４】
また、上記固形物は、遮水性容器に詰めて管理型最終処分場に埋立処理することによって、固形物に含まれる汚染物質を極めて安全に、かつ経済的に処理することができる。
【００９５】
さらに、得られた凝縮水を上記管理型最終処分場に散布することによって、廃棄物に含まれる汚染物質を洗い流すことができる。特に、凝縮水は、不純物がほとんど含まれておらず、塩類等を溶解する能力が高いので、上記汚染物質を洗浄するのに極めて都合がよい。したがって、管理型最終処分場の無害化を早期に実現することができる。
【００９６】
また、管理型最終処分場の廃棄物中に発生した可燃性ガスを処理水の加熱のための熱源として利用することによって、処理水の蒸発に要する加熱費用の低減を図ることができる。すなわち、汚染物質の分離回収に要する費用の低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施の形態として示した真空蒸発濃縮式浸出水処理装置の説明図である。
【図２】同真空蒸発濃縮式浸出水処理装置の前段で処理する在来型処理設のブロック図である。
【図３】同真空蒸発濃縮式浸出水処理装置の第１蒸発装置およびボイラ装置を示す説明図である。
【図４】同真空蒸発濃縮式浸出水処理装置の第２蒸発装置を示す説明図である。
【図５】同真空蒸発濃縮式浸出水処理装置の第３蒸発装置を示す説明図である。
【図６】同真空蒸発濃縮式浸出水処理装置の第３蒸発装置の蒸発容器を示す断面図である。
【図７】同真空蒸発濃縮式浸出水処理装置の第３蒸発装置の蒸発容器を示す図であって、図６のVII−VII線に沿う断面図である。
【符号の説明】
２ 真空蒸発濃縮式浸出水処理装置
４ フレコンバック（遮水性容器）
２１ 第１蒸発装置（真空蒸発装置）
２２ 第２蒸発装置（真空蒸発装置）
２３ 第３蒸発装置
Ｆ 管理型最終処分場
【発明の属する技術分野】
本発明は、管理型最終処分場の浸出水を放流可能な程度まで処理した後の処理水中に含まれる微量汚染物質を真空蒸発方式により分離する真空蒸発濃縮式浸出水処理装置および方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
管理型最終処分場から流出する浸出水は、廃棄物中の汚染物質を含んだ状態になっていることから、そのままでは下水道等へ放流することができない。このため、浸出水処理設備において、上記浸出水に対して、生物処理、凝集沈澱、砂ろ過、滅菌等の処理を行い、これによってＢＯＤ、ＣＯＤ、ＳＳ等が排出基準値以下となった処理水を下水道等へ放流している。
【０００３】
しかし、上記浸出水処理設備のみでは、ダイオキシン類や塩類等を含む微量汚染物質を完全に除去することができず、当該微量汚染物質が処理水とともに排出されることになる。これに対して、ダイオキシン類の排出基準はますます厳しくなる傾向にあり、最終的にはダイオキシン類を完全に除去する技術の開発が望まれている。このため、ダイオキシン類等を含む微量汚染物質を除去する技術が急速に開発されつつある。
【０００４】
この微量汚染物質を除去する高度処理技術としては、例えば活性炭吸着、膜分離、ＯＨラジカルによる酸化分解等の技術がある（例えば、非特許文献１参照。）。
【０００５】
【非特許文献１】
「環境施設」株式会社公共投資ジャーナル社出版、２００２年９月、ｐ．１６〜４２、企画特集・３ダイオキシン類・脱塩の浸出水処理技術傾向
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記活性炭吸着、膜分離、ＯＨラジカルによる酸化分解等の技術では、ごく微量ではあるがダイオキシン類や塩類等が処理水とともに流出してしまうという問題がある。
【０００７】
この発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、浸出水からダイオキシン類等を含む汚染物質を確実に分離回収することができ、かつその分離回収に要するコストの低減を図ることのできる真空蒸発濃縮式浸出水処理装置および方法を提供することを課題としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の真空蒸発濃縮式浸出水処理装置は、管理型最終処分場の浸出水を放流可能な程度まで処理した後の処理水中に含まれるダイオキシン類含有の微量汚染物質を固形分として分離回収する浸出水処理装置であって、上記処理水を真空雰囲気下で加熱して、当該処理水の水分を８０〜９０％蒸発させることにより第１濃縮水を得る第１蒸発装置と、上記第１濃縮水を真空雰囲気下で加熱して、当該第１濃縮水の水分を５０〜７０％蒸発させることにより第２濃縮水を得る第２蒸発装置と、上記第２濃縮水を大気圧雰囲気下で加熱して、当該第２濃縮水の水分を蒸発させることにより上記微量汚染物質を固形物として分離回収する第３蒸発装置とを備えており、上記第３蒸発装置は、上記第２濃縮水を蒸発させる密閉された蒸発容器及びこの蒸発容器内の気体を吸引して、当該気体中に含まれるダストを回収するサイクロン並びにこのサイクロンと上記蒸発容器との間に介装され、上記気体中に含まれる水滴を捕集するミスト捕集器を有し、上記蒸発容器は、円筒形状の外周壁を有して、上下の端部が天板及び底板で覆われてなる容器本体と、この容器本体内に上下方向を仕切るように設置されて、それぞれ下方に通じかつ互いに重ならない位置に開口部が形成された複数枚の加熱皿と、これらの加熱皿の軸心部を貫通するように延在している回転軸と、この回転軸の外周面から上記加熱皿の上方を半径方向に延在する支持棒と、この支持棒に固定されて下方に垂れ下がり、上記加熱皿によって加熱される処理水を攪拌するレーキチェーンとを有し、上記容器本体には、最上位置の上記加熱皿に上記第２濃縮水を供給する供給口と、上記ミスト捕集器を介して上記サイクロンに接続されるガス排出口とが形成され、かつ上記底板には、上記第２の濃縮水から水分が蒸発することによって残った上記固形物を排出する排出口が形成されていることを特徴としている。
【０００９】
なお、真空雰囲気とは、通常の大気圧より低い圧力の気体で満たされた雰囲気をいい、加熱直後においては空気による真空雰囲気の状態にあり、蒸発が進行した後は水蒸気による真空雰囲気の状態となる。
【００１０】
請求項２に記載の真空蒸発濃縮式浸出水処理装置は、請求項１に記載の発明において、上記第１蒸発装置は、密閉された蒸発容器と、この蒸発容器内に設置された加熱管と、この加熱管に向けて上記処理水を噴出するように上記蒸発容器の天井部に設けられたノズルと、上記処理水の加熱管の表面での薄膜蒸発により生成される水蒸気を吸引して、圧縮させるとともに温度上昇させて、上記加熱管に供給するヒートポンプと、このヒートポンプを通じて上記加熱管に供給した上記水蒸気が上記処理水の薄膜蒸発によって冷却凝縮されて生成された凝縮水と上記ノズルに供給する前記放流可能な程度まで処理した処理水とを流通させて、上記凝縮水の熱によって上記処理水を加熱する熱交換器とを備えていることを特徴としている。
【００１１】
請求項３に記載の真空蒸発濃縮式浸出水処理装置は、請求項２に記載の発明において、上記第１蒸発装置は、前記放流可能な程度まで処理されて、上記熱交換器によって加熱された処理水が上記蒸発容器の底部に供給されるようになっており、この底部に供給された処理水および上記ノズルから噴出されて上記蒸発容器の底部に溜まった処理水を上記ノズルに供給する循環ポンプが介装された管路と、上記処理水の一部を上記第２蒸発装置に供給する管路とが設けられ、かつ当該循環ポンプが介装された管路には、消泡剤、分散剤及びスルファミン酸が供給されるようになっていることを特徴としている。
【００１２】
請求項４に記載の真空蒸発濃縮式浸出水処理装置は、請求項３に記載の発明において、上記熱交換器から排出された凝縮水を加熱するボイラが設けられており、このボイラによって加熱された凝縮水が上記加熱管に再供給されるようになっていることを特徴としている。
【００１３】
請求項５に記載の真空蒸発濃縮式浸出水処理装置は、請求項４に記載の発明において、上記加熱皿は、上記開口部の一方の縁部から他方の縁部まで円弧状に延在し、かつ上記容器本体と同軸状に配置され、上記ボイラによって加熱された凝縮水を流通させる複数の加熱管が連結されて構成されており、上記供給口から供給されて、上記レーキチェーンによって攪拌される上記第２濃縮水を当該加熱皿によって蒸発させるようになっていることを特徴としている。
【００１４】
請求項６に記載の真空蒸発濃縮式浸出水処理方法は、請求項５に記載の真空蒸発濃縮式浸出水処理装置を用いて、管理型最終処分場の浸出水を放流可能な程度まで処理した後の処理水中に含まれるダイオキシン類含有の微量汚染物質を固形物として分離回収する真空蒸発濃縮式浸出水処理方法であって、上記処理水を真空雰囲気下で加熱して、当該処理水の水分を８０〜９０％蒸発させることにより第１濃縮水を得る第１蒸発工程と、上記第１濃縮水を真空雰囲気下で加熱して、当該第１濃縮水の水分を５０〜７０％蒸発させることにより第２濃縮水を得る第２蒸発工程と、上記第２濃縮水を大気圧雰囲気下で加熱して、当該第２濃縮水の水分を蒸発させることにより上記微量汚染物質を固形物として分離回収する第３蒸発工程とを備えており、上記第３蒸発工程は、上記供給口から最上位置の上記加熱皿に供給された上記第２濃縮水を、上記レーキチェーンで攪拌しながら当該加熱皿によって加熱して、水分を蒸発させつつ上記開口部を介して、下方の加熱皿に移動させることによって、上記第２濃縮水の水分を最下位置の加熱皿上で完全に蒸発させた状態にして、上記固形物として上記排出口から排出するとともに、上記サイクロンによって、上記ガス排出口から上記第３蒸発装置内の気体を吸引して、当該気体中に含まれるダストを回収し、かつ上記ミスト捕集器によって、当該気体中に含まれる水滴を捕集することを特徴としている。
【００１５】
請求項７に記載の真空蒸発濃縮式浸出水処理方法は、請求項６に記載の発明において、上記第１蒸発工程は、前記放流可能な程度まで処理した処理水を、上記熱交換器によって上記凝縮水の熱により加熱した後に、蒸発容器の天井部に設けられたノズルから水蒸気が流通する加熱管に向けて噴出させることにより、上記処理水の水分を上記加熱管の表面で薄膜蒸発させ、かつ上記蒸発容器の底部に溜まった処理水を上記循環ポンプが介装された管路によって上記ノズルに再供給するとともに、上記底部に溜まった処理水の一部を上記第１濃縮水として管路によって上記第２蒸発装置に供給することを特徴としている。
【００１６】
請求項８に記載の真空蒸発濃縮式浸出水処理方法は、請求項７に記載の発明において、上記熱交換器によって加熱した処理水を、上記蒸発容器の底部に供給して、この底部に供給された処理水を上記循環ポンプが介装された管路に供給することよって上記ノズルから上記加熱管に向けて噴出させるとともに、上記底部に供給された処理水の一部を上記底部に溜まった処理水の一部とともに上記第１濃縮水として管路によって上記第２蒸発装置に供給することを特徴としている。
【００１７】
請求項９に記載の真空蒸発濃縮式浸出水処理方法は、請求項７または８に記載の発明において、上記処理水を上記ノズルに供給する上記循環ポンプが介装された管路内に、消泡剤、分散剤及びスルファミン酸を供給することを特徴としている。
【００１８】
請求項１０に記載の真空蒸発濃縮式浸出水処理方法は、請求項７ないし９のいずれかに記載の発明において、上記処理水の水分が上記加熱管の表面で薄膜蒸発することにより生成される水蒸気を上記ヒートポンプによって吸引して圧縮するとともに、温度上昇させた高温の水蒸気、および／または上記凝縮水を上記ボイラによって加熱した高温の水蒸気を、上記加熱管に流通させることを特徴としている。
【００１９】
請求項１１に記載の真空蒸発濃縮式浸出水処理方法は、請求項６ないし１０のいずれかに記載の発明において、上記第１蒸発工程及び上記第２蒸発工程における上記真空雰囲気は、水の沸点が６０℃〜８０℃となる真空の雰囲気であることを特徴としている。
【００２１】
上記請求項１〜１１に記載の発明においては、処理水の水分を蒸発させることにより当該水分を凝縮水として回収することができるとともに、塩類等の汚染物質を固形物として回収することができる。この場合、ダイオキシン類は、水に溶けにくく通常ＳＳやコロイドに付着していることから、上記固形物とともに回収することができ、凝縮水に入るのを確実に防止することができる。
すなわち、上記凝縮水は、ほぼ純水の状態で回収することができるので、そのまま下水道等に排出することはもちろんのこと、農業用水等に多目的に利用することができる。
【００２２】
しかも、真空雰囲気下で処理水を加熱しているので、通常の大気圧の状態に比べて水の沸点を下げることができる。したがって、汚染物質を固形物として分離回収するのに要する加熱費用の低減を図ることができる。
【００２３】
加えて、第１蒸発工程（または第１蒸装置）、第２蒸発工程（または第２蒸発装置）および第３蒸発工程（または第３蒸発装置）の三段階に分けて、徐々に蒸発させているので、第１蒸発工程（または第１蒸発装置）に処理水を連続的に供給しながら、第３蒸発工程（または第３蒸発装置）から汚染物質を固形物として連続して回収することができる。すなわち、汚染物質を処理水から能率よく分離回収することができる。
【００２４】
そして、第１蒸発工程（または第１蒸発装置）において、処理水の水分を８０〜９０％蒸発させるようにしたのは、８０％未満では、装置の能力に余裕があるからであり、９０％を超えると、装置の能力に余裕がなくなり、効率が下がり、経済的に不利となるからである。
【００２５】
また、第２蒸発工程（または第２蒸発装置）において、第１濃縮水の水分を５０〜７０％蒸発させるようにしたのは、５０％未満では、装置の能力に余裕があり、非効率であるからであり、７０％を超えると、装置能力に余裕がなくなるからである。
【００２６】
さらに、第３蒸発工程（または第３蒸発装置）において、真空雰囲気下で蒸発を行わなかったのは、第２蒸発工程（または第２蒸発装置）までに、水分を十分除去することができ、真空雰囲気化で加熱しなくても、十分効率よく水分を蒸発させることができるからである。
【００２７】
特に、請求項１１に記載の発明においては、水の沸点が６０〜８０℃の範囲となる真空雰囲気下で加熱しているので、汚染物質を固形物として分離回収するための加熱費用を十分に低減することができる。
【００２８】
なお、水の沸点を６０〜８０℃の範囲となるようにしたのは、６０℃未満になると、真空ポンプの容量が大きくなり、経済的に不利になるからであり、８０℃を超えると、処理水に対する真空蒸発システムのエネルギーレベルが高くなって、経済的に不利となるからである。
【００２９】
また、上記固形物は、遮水性容器に詰めて管理型最終処分場に埋立処理することによって、固形物に含まれる汚染物質を極めて安全に、かつ経済的に処理することができる。
【００３０】
さらに、得られた凝縮水を上記管理型最終処分場に散布することによって、廃棄物に含まれる汚染物質を洗い流すことができる。特に、凝縮水は、不純物がほとんど含まれておらず、塩類等を溶解する能力が高いので、上記汚染物質を洗浄す
るのに極めて都合がよい。したがって、管理型最終処分場の無害化を早期に実現することができる。
【００３１】
また、管理型最終処分場の廃棄物中に発生した可燃性ガスを処理水の加熱のための熱源として利用することによって、処理水の蒸発に要する加熱費用の低減を図ることができる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の一実施の形態としての真空蒸発濃縮式浸出水処理装置について図面を参照しながら説明した後、真空蒸発濃縮式浸出水処理方法について説明する。
【００３３】
図１において、１は在来型処理設備であり、２は真空蒸発濃縮式浸出水処理装置である。
【００３４】
在来型処理設備１は、図１および図２に示すように、管理型最終処分場Ｆの浸出水を一時的に蓄える原水タンク１ａと、カルシウム処理装置１ｂと、第一凝集沈澱装置１ｃと、生物処理装置１ｄと、第二凝集沈澱装置１ｅと、砂ろ過装置１ｆと、活性炭吸着装置１ｇと、滅菌装置１ｈ等を備え、これによってＢＯＤ、ＣＯＤ、ＳＳ等を排出基準値以下まで処理し、下水道等への放流が可能な処理水を得るようになっている。
【００３５】
処理水は、調整タンク１ｉに一時的に蓄えられた後、ポンプ１ｊによって真空蒸発濃縮式浸出水処理装置２に送られるようになっている。また、第一凝集沈澱装置１ｃおよび第二凝集沈澱装置１ｅで回収された汚泥は、濃縮装置１ｍおよび脱水装置１ｎによって処理された後、管理型最終処分場Ｆに埋め立てられることになる。
【００３６】
真空蒸発濃縮式浸出水処理装置２は、図１に示すように、在来型処理設備１によって得られた処理水中に含まれる微量汚染物質を分離回収すべく構成されたものであり、上記処理水を真空雰囲気下で加熱して蒸発させる真空蒸発装置としての第１蒸発装置２１および第２蒸発装置２２と、大気圧雰囲気下で加熱して蒸発させる第３蒸発装置２３とを備えている。
【００３７】
第１蒸発装置２１は、図３に示すように、蒸発容器２１ａと、真空ポンプ２１ｂと、加熱管２１ｃと、ノズル２１ｄと、循環ポンプ２１ｅと、ヒートポンプ２１ｆと、熱交換器２１ｇを備えている。
【００３８】
蒸発容器２１ａは、密閉された容器によって構成されている。また、調整タンク１ｉから送られてきた処理水は、蒸発容器２１ａの底部に供給されるようになっている。
【００３９】
真空ポンプ２１ｂは、蒸発容器２１ａの天板部に接続されており、基本的には蒸発作業の初期において蒸発容器２１ａ内を真空雰囲気に保持するために用いられるようになっている。ただし、継続作業時に、蒸発容器２１ａ内を所定の真空雰囲気に調整するために用いてもよい。真空雰囲気は、水の沸点が６０〜８０℃（ただし、この実施の形態では７０℃）となるように設定されるようになっている。
【００４０】
加熱管２１ｃは、高温の水蒸気を通すようになっており、複数のものが蒸発容器２１ａ内に設置されている。
ノズル２１ｄは、蒸発容器２１ａの天板部に設けられており、循環ポンプ２１ｅによって供給される処理水を蒸発容器２１ａ内の加熱管２１ｃに向けて噴出するようになっている。
循環ポンプ２１ｅは、蒸発容器２１ａの底部に溜まった処理水をノズル２１ｄに供給するとともに、当該底部に溜まった処理水の一部を第１濃縮水として管路２１ｈを介して第２蒸発装置２２に供給するようになっている。
【００４１】
ヒートポンプ２１ｆは、処理水の水分が加熱管２１ｃの表面で薄膜蒸発した後の水蒸気を吸引して圧縮し、３〜６℃温度上昇させた後の水蒸気を加熱管２１ｃに供給するようになっている。すなわち、ヒートポンプ２１ｆは、継続作業時に真空ポンプ２１ｂに代わって上記真空雰囲気を維持する役割を担うとともに、加熱管２１ｃに高温の水蒸気を供給する役割も担うようになっている。また、ヒートポンプ２１ｆは、高温の水蒸気を加熱管２１ｃに供給することができるため、通常の継続作業時には後述するボイラ装置３からの高温の水蒸気の供給を受けることなく、加熱管２１ｃを高温状態に維持することが可能である。
【００４２】
熱交換器２１ｇは、水蒸気が加熱管２１ｃ内を通ることによって冷却されて凝縮した凝縮水と、調整タンク１ｉから供給される処理水とを通すことによって、凝縮水の熱を処理水に与えるようになっている。また、凝縮水は、熱交換器２１ｇを通過後、ボイラ設備３の凝縮水タンク３１に供給されることになる。
【００４３】
また、図３において、２１ｉは凝縮水を加熱管２１ｃから熱交換器２１ｇを介して凝縮水タンク３１に供給するためのポンプであり、２１ｊはボイラ設備３から供給される高温の水蒸気について、加熱管２１ｃに供給する量を調整するためのバルブである。
すなわち、バルブ２１ｊは、例えば蒸発作業の初期において開状態にすることによりボイラ設備３からの高温の水蒸気を加熱管２１ｃに供給して当該加熱管２１ｃを加熱することができ、また例えば継続作業時に閉状態にすることによりヒートポンプ２１ｆから供給される高温の水蒸気のみを加熱管２１ｃに供給することができるようになっている。
さらに、図３において、２１ｋは、循環ポンプ２１ｅからノズル２１ｄに処理水を供給する管路であり、この管路２１ｋ内には、消泡剤、分散剤およびスルファミン酸が供給されるようになっている。
【００４４】
消泡剤は、処理水の発泡を防止することによって、当該処理水を加熱管２１ｃの表面に薄膜状に接触させ、これによって薄膜蒸発を促進させて、処理水の水分の蒸発効率の向上を図るようになっている。
分散剤は、処理水中に分散しにくい例えば固体粒子を一様に分散させ、これによって、処理水の水分を一様に蒸発させるようになっている。
スルファミン酸は、装置の内部を洗浄するために使用する。
【００４５】
このように構成された第１蒸発装置２１では、調整タンク１ｉから供給された処理水の水分を８０〜９０％（この実施の形態では約９０％）蒸発させた後の第１濃縮水を管路２１ｈを介して第２蒸発装置２２に供給するようになっている。
すなわち、第１濃縮水は、処理水に対して５〜１０倍（この実施の形態では約１０倍）濃縮されて第２蒸発装置２２に供給されることになる。
【００４６】
ボイラ設備３は、凝縮水タンク３１と、ボイラ３２とを備えている。
凝縮水タンク３１は、真空蒸発濃縮式浸出水処理装置２の運転初期において必要なボイラ用水を蓄えるようになっているとともに、熱交換器２１ｇから供給される凝縮水や、第２蒸発装置２２および第３蒸発装置２３から供給される凝縮水を蓄えるようになっている。また、熱交換器２１ｇ等から供給される凝縮水によって、凝縮水タンク３１ｂ内の水量が徐々に増加するが、その余剰となった水は、ポンプ３１ａによって凝縮水タンク３１ｂに送られて蓄えられるようになっている。
【００４７】
ボイラ３２は、凝縮水タンク３１からポンプ３１ｃを介して供給された水を加熱して気化させ、高温となった水蒸気を管路３３ａ、３３ｂ、３３ｃおよびバルブ２１ｉを介して加熱管２１ｃに供給し、また管路３３ａ、３３ｂ、３３ｄを介して第２蒸発装置２２の後述するエゼクタ２２ｂに供給し、さらに管路３３ａ、３３ｅを介して第３蒸発装置２３の後述する導入管Ａ２ｄに供給するようになっている。
【００４８】
また、図３において、３２ａは重油を燃焼させるバーナであり、３２ｂは燃焼ガスを排出するための誘引送風機である。
【００４９】
第２蒸発装置２２は、図４に示すように、蒸発容器２２ａと、エゼクタ２２ｂと、ノズル２２ｃと、循環ポンプ２２ｄと、ヒータ２２ｅと、コンデンサ２２ｆを備えている。
【００５０】
蒸発容器２２ａは、密閉された容器によって構成されている。また、循環ポンプ２１ｅから管路２１ｈを介して送られてきた第１濃縮水は、蒸発容器２２ａの底部に供給されるようになっている。
【００５１】
エゼクタ２２ｂは、ボイラ３２から管路３３ｄを介して供給される高速の水蒸気によって生じる負圧を利用して蒸発容器２２ａ内を真空雰囲気に維持するようになっている。ここでの真空雰囲気は、水の沸点が６０〜８０℃（ただし、この実施の形態では７０℃）となるように設定されるようになっている。
【００５２】
ノズル２２ｃは、蒸発容器２２ａの天板部に設けられており、循環ポンプ２２ｄによって供給され、かつヒータ２２ｅによって加熱された後の高温の第１濃縮水を蒸発容器２２ａ内の下方に向けて霧状に吹き出すことによって、当該第１濃縮水の水分を蒸発させるようになっている。
【００５３】
循環ポンプ２２ｄは、蒸発容器２２ａの底部に溜まった第１濃縮水をヒータ２２ｅを介してノズル２２ｃに供給するとともに、第１濃縮水の一部を第２濃縮水として管路２２ｇを介して第３蒸発装置２３の後述する蒸発容器２３ａに供給するようになっている。
【００５４】
ヒータ２２ｅは、ボイラ３２から供給されエゼクタ２２ｂを通過後の高温の水蒸気およびこのエゼクタ２２ｂで吸引された蒸発容器２２ａ内の水蒸気が混合された高温の水蒸気と、循環ポンプ２１ｅから供給された第１濃縮水とを通すことによって、水蒸気の熱を第１濃縮水に与えて、同第１濃縮水を加熱するようになっている。また、水蒸気は、第１濃縮水に熱を奪われることによって凝縮し凝縮水となる。
【００５５】
コンデンサ２２ｆは、蒸発容器２２ａで蒸発した水蒸気のうちエゼクタ２２ｂで吸引途中の水蒸気を真空ポンプ２２ｈによって導くとともに、クーリングタワー２２ｉからポンプ２２ｊによって供給される冷却水を導くことにより、水蒸気を冷却、凝縮させて凝縮水とするようになっている。
【００５６】
また、コンデンサ２２ｆで凝縮した凝縮水は、ヒータ２２ｅで凝縮した凝縮水と共にポンプ２２ｋによって管路２ａに吐出され、凝縮水タンク３１に送られるようになっている。
【００５７】
このように構成された第２蒸発装置２２では、第１蒸発装置２１の循環ポンプ２１ｅから管路２１ｈを介して供給された第１濃縮水の水分を５０〜８０％（この実施の形態では約６７％）蒸発させた後の第２濃縮水を管路２２ｇを介して第３蒸発装置２３に供給するようになっている。すなわち、第２濃縮水は、第１濃縮水に対して２〜５倍（この実施の形態では約３倍）濃縮されて第３蒸発装置２３に供給されることになる。
【００５８】
第３蒸発装置２３は、図５〜図７に示すように、蒸発容器２３ａと、ミスト捕集器２３ｂと、サイクロン２３ｃを備えている。
【００５９】
蒸発容器２３ａは、図６および図７に示すように、容器本体Ａ１と、加熱皿Ａ２と、回転軸Ａ３と、レーキチェーンＡ４を備えている。
【００６０】
容器本体Ａ１は、軸方向を上下方向に向けて設置された円筒形状の外周壁Ａ１ａを有し、その上下の端部が天板Ａ１ｂおよび底板Ａ１ｃで覆われている。天板Ａ１ｂには、最上位置の加熱皿Ａ２に第２濃縮水を供給する供給口Ａ１ｄと、ガス排出口Ａ１ｅが設けられている。また、底板Ａ１ｃには、第２濃縮水の水分が蒸発することによって残った固形物を排出するための排出口Ａ１ｄが設けられている。
【００６１】
加熱皿Ａ２は、容器本体Ａ１内の上下方向の３位置に配置され、かつ当該容器本体Ａ１内を上下方向に仕切るように設けられており、それぞれには下方に通じかつ互いに重ならない位置に開口部Ａ２ａが形成されている。
各加熱皿Ａ２は、開口部Ａ２ａの一方の縁部から他方の縁部まで円弧状に延在し、かつ容器本体Ａ１と同軸状に配置された複数の加熱管Ａ２ｂと、隣り合う加熱管Ａ２ｂを連結する加熱板Ａ２ｃとを備えている。なお、最外位置の加熱管Ａ２ｂと外周壁Ａ１ａとを連結するように加熱板Ａ２ｃを設けてもよい。
【００６２】
また、各加熱皿Ａ２における各加熱管Ａ２ｂには、その開口部Ａ２ａの一方の縁部に対応する位置に高温の水蒸気の導入管Ａ２ｄが接続され、開口部Ａ２ａの他方の縁部に対応する位置に各加熱管Ａ２ｂ内で凝縮した凝縮水を排出する排出管Ａ２ｅが接続されている。
各導入管Ａ２ｄは、ボイラ３２から供給される高温の水蒸気を導く管路３３ｅに接続されている。また、排出管Ａ２ｅは、ポンプ２３ｄを介して管路２ａに接続されている。ポンプ２３ｄは、加熱管Ａ２ｂで生じた凝縮水を管路２ａに吐出して、凝縮水タンク３１に送るようになっている。
【００６３】
回転軸Ａ３は、容器本体Ａ１および各加熱皿Ａ２の軸心部を貫通するように延在しており、これらの容器本体Ａ１および加熱皿Ａ２に対して所定の方向に回転駆動されるようになっている。そして、回転軸Ａ３には、その外周面から各加熱皿Ａ２の上方を半径方向に延在する支持棒Ａ３ａが設けられている。
【００６４】
レーキチェーンＡ４は、上端部が各支持棒Ａ３ａに固定されて下方に垂れ下がり、下端部が加熱皿Ａ２の上面に摺動するように構成されている。このレーキチェーンＡ４は支持棒Ａ３ａの軸方向に複数設けられており、回転軸Ａ３の回転に伴って、加熱皿Ａ２上を周方向に移動することにより、当該加熱皿Ａ２上の第２濃縮水を攪拌したり、第２濃縮水の水分が蒸発して汚染物質の塩等が固形化したものを掻き上げることになる。
【００６５】
すなわち、最上位置の加熱皿Ａ２上に供給された第２濃縮水は、レーキチェーンＡ４で十分に攪拌されながら加熱皿Ａ２によって加熱され、水分が十分に蒸発した状態になるとともに、開口部Ａ２ａ介してさらに下方の加熱皿Ａ２に移動する。このため、最下位置の加熱皿Ａ２上では、第２濃縮水の水分が完全に蒸発した状態になる。
【００６６】
また、底板Ａ１ｂに設けた排出口Ａ１ｃは、最下位置の加熱皿Ａ２の開口部Ａ２ａと一致する位置に開口しており、当該最下位置の加熱皿Ａ２上に残った固形物を排出するための開口部になっている。この排出口Ａ１ｃから排出された固形物は、フレコンバック（遮水性容器）４に詰められて管理型最終処分場Ｆに埋立処理されるようになっている。
フレコンバック４は、遮水性の高い柔軟性を有するシートによって袋状に形成されたものであり、管理型最終処分場Ｆに埋立処分した場合に、内部の汚染物質に雨水等が流入しないようになっている。
【００６７】
一方、天板Ａ１ｂの供給口Ａ１ｄは、第２濃縮水を供給する管路２２ｇが接続されており、同天板Ａ１ｂのガス排出口Ａ１ｅは、ミスト捕集器２３ｂを介してサイクロン２３ｃに接続されている。
【００６８】
ミスト捕集器２３ｂは、サイクロン２３ｃによって容器本体Ａ１内の気体を吸引する際のその気体中に含まれる水滴を捕集するようになっている。サイクロン２３ｃは、上記気体中に含まれるダスト分を回収するようになっている。
【００６９】
また、図５において、２３ｅは、サイクロン２３ｃから気体を吸引するための誘引送風機であり、２３ｆは、容器本体Ａ１内に外気を供給するための送風機である。
【００７０】
また、凝縮水タンク３１ｂに蓄えられた凝縮水は、図１に示す散布設備５によって、管理型最終処分場Ｆの廃棄物等の上に散布されるようになっている。この散布設備５は、凝縮水を圧送するためのポンプ（図示せず）と、このポンプによって供給される凝縮水を廃棄物等上の所定の位置に送るための配管５ａと、この配管５ａにおける廃棄物等上の適度に分散された位置に設けられた散布ノズル５ｂとを備えた構成になっている。
【００７１】
さらに、管理型最終処分場Ｆの廃棄物中に発生したメタンガス（可燃性ガス）を処理水の加熱のための少なくとも一部の熱源として導く図示しない配管設備が備られている。この配管設備によって得られたメタンガスは、ボイラ３２の燃料としての上記重油の代用として用いたり、当該重油に対して補助的に用いたり、ボイラ３２で加熱する前段において処理水の予熱に用いたりすることが可能である。
【００７２】
次ぎに、真空蒸発濃縮式浸出水処理方法を説明する。
この真空蒸発濃縮式浸出水処理方法は、管理型最終処分場Ｆの浸出水を在来型処理設備１によって放流可能な程度まで処理した後の処理水中に含まれる微量汚染物質を固形物として分離回収する浸出水処理方法であり、処理水を真空雰囲気下で加熱して水分を蒸発させる工程を備えている。
【００７３】
上記工程は、上記第１蒸発装置２１によって第１濃縮水を得る第１蒸発工程と、上記第２蒸発装置２２によって第２濃縮水を得る第２蒸発工程とからなる。
また、上記第３蒸発装置２３によって第２濃縮水の水分を大気圧雰囲気下で蒸発させて微量汚染物質を固形物として分離回収する第３蒸発工程を備えている。
【００７４】
上記のように構成された真空蒸発濃縮式浸出水処理装置および方法においては、例えば図１に示すように、管理型最終処分場Ｆから２０℃の浸出水が一日当たり１２０トン流出すると仮定すると、一時間当たりの処理量は５トン、すなわち、５ｔ／ｈ（図１参照）となる。
【００７５】
そして、この５ｔ／ｈの水が処理水として第１蒸発装置２１に供給されたと仮定すると、この第１蒸発装置２１では約９０％の水分を蒸発させることになるので、約４．５ｔ／ｈの凝縮水が得られるとともに、約０．５ｔ／ｈの第１濃縮水が得られる。
【００７６】
約０．５ｔ／ｈの第１濃縮水は、さらに第２蒸発装置２２に供給され、ここで約６７％の水分が蒸発されることになるので、約０．３３３ｔ／ｈの凝縮水が得られるとともに、約０．１６７ｔ／ｈの第２濃縮水が得られる。
【００７７】
また、最初に供給される処理水の５ｔ／ｈ中に含まれる汚染物質の量を約０．０５５ｔ／ｈであると仮定すると、第２濃縮水を第３蒸発装置２３に供給して大気圧中、すなわち１００℃で乾燥処理することにより、約０．１１２ｔ／ｈの凝縮水が得られるとともに、約０．０５５ｔ／ｈの固形物が得られる。
【００７８】
上記凝縮水は、ほぼ純水の状態で回収することができるので、そのまま下水道等に排出することはもちろんのこと、農業用水等に多目的に利用することができる。また、例えば晴天の日には、上記凝縮水を散布設備５を用いて管理型最終処分場Ｆに散布することにより、廃棄物に含まれる汚染物質を洗い流すことができる。特に、凝縮水は、不純物がほとんど含まれておらず、塩類等を溶解する能力が高いので、汚染物質を効率よく洗浄することができる。したがって、管理型最終処分場の無害化を促進させることができる。
【００７９】
また、処理水に含まれるダイオキシン類は、水に溶けにくく通常ＳＳやコロイドに付着していることから、上記固形物とともに回収することができる。したがって、ダイオキシン類が凝縮水に入るのを確実に防止することができる。
【００８０】
しかも、大量に水分を蒸発させる必要のある第１蒸発装置２１や第２蒸発装置２２における各工程では、真空雰囲気下で加熱しているので、通常の大気圧下での加熱に比べて水分の蒸発を促進させることができる。したがって、汚染物質を固形物として分離回収するために要するトータルの加熱費用を低減することができる。
【００８１】
そして、第１蒸発装置２１および第２蒸発装置２２では、水の沸点が６０〜８０℃の範囲となる真空雰囲気下で加熱しているので、加熱費用を十分に低減することができる。
【００８２】
なお、処理水の沸点を６０〜８０℃の範囲となるようにしたのは、６０℃未満になると、真空ポンプの容量が大きくなり、経済的に不利になるからであり、８０℃を超えると、処理水に対する真空蒸発システムのエネルギーレベルが高くなって、経済的に不利となるからである。
【００８３】
また、第１蒸発装置２１、第２蒸発装置２２および第３蒸発装置２３の三段階に分けて、徐々に水分を蒸発させているので、第１蒸発装置２１に処理水を連続的に供給しながら、第３蒸発装置２３から固形化した汚染物質を連続して回収することができる。したがって、汚染物質を処理水から能率よく分離回収することができる。
【００８４】
そして、第１蒸発装置２１において、処理水の水分を８０〜９０％蒸発させるようにしたのは、８０％未満では、装置の能力に余裕があるからであり、９０％を超えると、装置の能力に余裕がなくなり、効率が下がり、経済的に不利となるからである。
【００８５】
また、第２蒸発装置２２において、第１濃縮水の水分を５０〜７０％蒸発させるようにしたのは、５０％未満では、装置の能力に余裕があり、非効率であるからであり、７０％を超えると、装置能力に余裕がなくなるからである。
【００８６】
さらに、第３蒸発装置２３において、大気圧下で蒸発を行ったのは、第２蒸発装置２２までに、水分が十分除去されており、真空雰囲気化で加熱しなくても、十分効率よく水分を蒸発させることができるからである。なお、送風機２３ｆによって容器本体Ａ１内に供給する外気の量を制限することにより、容器本体Ａ１内を所定の真空度の真空雰囲気状態に保持してもよい。
【００８７】
また、固形物を遮水性のフレコンバック４に詰めて管理型最終処分場Ｆに埋立処理することができるので、ダイオキシン類を含む汚染物質を極めて安全に、かつ経済的に処理することができる。
【００８８】
また、配管設備によって、管理型最終処分場Ｆの廃棄物中に発生したメタンガスを処理水の加熱のための熱源として利用することができるので、処理水の蒸発に要する加熱費用の低減を図ることができる。
【００８９】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１〜１１に記載の発明によれば、処理水の水分を蒸発させることにより当該水分を凝縮水として回収することができるとともに、塩類等の汚染物質を固形物として回収することができる。この場合、ダイオキシン類は、水に溶けにくく通常ＳＳやコロイドに付着していることから、上記固形物とともに回収することができ、凝縮水に入るのを確実に防止することができる。すなわち、ダイオキシン類等を含む汚染物質を浸出水から確実に分離回収することができる。
【００９０】
また、上記凝縮水は、ほぼ純水の状態で回収することができるので、そのまま下水道等に排出することはもちろんのこと、農業用水等に多目的に利用することができる。
【００９１】
しかも、真空雰囲気下で処理水を加熱しているので、通常の大気圧の状態に比べて水の沸点を下げることができる。したがって、汚染物質を固形物として分離回収するのに要するコストの低減を図ることができる。
【００９２】
加えて、第１蒸発工程（または第１蒸装置）、第２蒸発工程（または第２蒸発装置）および第３蒸発工程（または第３蒸発装置）の三段階に分けて、徐々に蒸発しているので、第１蒸発工程（または第１蒸発装置）に処理水を連続的に供給しながら、第３蒸発工程（または第３蒸発装置）から汚染物質を固形物として連続して回収することができる。すなわち、汚染物質を処理水から能率よく分離回収することができる。
【００９３】
特に、請求項１１に記載の発明によれば、水の沸点が６０〜８０℃の範囲となる真空雰囲気下で加熱しているので、汚染物質を固形物として分離回収するための加熱費用を十分に低減することができる。
【００９４】
また、上記固形物は、遮水性容器に詰めて管理型最終処分場に埋立処理することによって、固形物に含まれる汚染物質を極めて安全に、かつ経済的に処理することができる。
【００９５】
さらに、得られた凝縮水を上記管理型最終処分場に散布することによって、廃棄物に含まれる汚染物質を洗い流すことができる。特に、凝縮水は、不純物がほとんど含まれておらず、塩類等を溶解する能力が高いので、上記汚染物質を洗浄するのに極めて都合がよい。したがって、管理型最終処分場の無害化を早期に実現することができる。
【００９６】
また、管理型最終処分場の廃棄物中に発生した可燃性ガスを処理水の加熱のための熱源として利用することによって、処理水の蒸発に要する加熱費用の低減を図ることができる。すなわち、汚染物質の分離回収に要する費用の低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施の形態として示した真空蒸発濃縮式浸出水処理装置の説明図である。
【図２】同真空蒸発濃縮式浸出水処理装置の前段で処理する在来型処理設のブロック図である。
【図３】同真空蒸発濃縮式浸出水処理装置の第１蒸発装置およびボイラ装置を示す説明図である。
【図４】同真空蒸発濃縮式浸出水処理装置の第２蒸発装置を示す説明図である。
【図５】同真空蒸発濃縮式浸出水処理装置の第３蒸発装置を示す説明図である。
【図６】同真空蒸発濃縮式浸出水処理装置の第３蒸発装置の蒸発容器を示す断面図である。
【図７】同真空蒸発濃縮式浸出水処理装置の第３蒸発装置の蒸発容器を示す図であって、図６のVII−VII線に沿う断面図である。
【符号の説明】
２ 真空蒸発濃縮式浸出水処理装置
４ フレコンバック（遮水性容器）
２１ 第１蒸発装置（真空蒸発装置）
２２ 第２蒸発装置（真空蒸発装置）
２３ 第３蒸発装置
Ｆ 管理型最終処分場
Claims (11)
- 管理型最終処分場の浸出水を放流可能な程度まで処理した後の処理水中に含まれるダイオキシン類含有の微量汚染物質を固形分として分離回収する浸出水処理装置であって、
上記処理水を真空雰囲気下で加熱して、当該処理水の水分を８０〜９０％蒸発させることにより第１濃縮水を得る第１蒸発装置と、上記第１濃縮水を真空雰囲気下で加熱して、当該第１濃縮水の水分を５０〜７０％蒸発させることにより第２濃縮水を得る第２蒸発装置と、上記第２濃縮水を大気圧雰囲気下で加熱して、当該第２濃縮水の水分を蒸発させることにより上記微量汚染物質を固形物として分離回収する第３蒸発装置とを備えており、
上記第３蒸発装置は、上記第２濃縮水を蒸発させる密閉された蒸発容器及びこの蒸発容器内の気体を吸引して、当該気体中に含まれるダストを回収するサイクロン並びにこのサイクロンと上記蒸発容器との間に介装され、上記気体中に含まれる水滴を捕集するミスト捕集器を有し、
上記蒸発容器は、円筒形状の外周壁を有して、上下の端部が天板及び底板で覆われてなる容器本体と、この容器本体内に上下方向を仕切るように設置されて、それぞれ下方に通じかつ互いに重ならない位置に開口部が形成された複数枚の加熱皿と、これらの加熱皿の軸心部を貫通するように延在している回転軸と、この回転軸の外周面から上記加熱皿の上方を半径方向に延在する支持棒と、この支持棒に固定されて下方に垂れ下がり、上記加熱皿によって加熱される処理水を攪拌するレーキチェーンとを有し、
上記容器本体には、最上位置の上記加熱皿に上記第２濃縮水を供給する供給口と、上記ミスト捕集器を介して上記サイクロンに接続されるガス排出口とが形成され、かつ上記底板には、上記第２の濃縮水から水分が蒸発することによって残った上記固形物を排出する排出口が形成されていることを特徴とする真空蒸発濃縮式浸出水処理装置。 - 上記第１蒸発装置は、密閉された蒸発容器と、この蒸発容器内に設置された加熱管と、この加熱管に向けて上記処理水を噴出するように上記蒸発容器の天井部に設けられたノズルと、上記処理水の加熱管の表面での薄膜蒸発により生成される水蒸気を吸引して、圧縮させるとともに温度上昇させて、上記加熱管に供給するヒートポンプと、このヒートポンプを通じて上記加熱管に供給した上記水蒸気が上記処理水の薄膜蒸発によって冷却凝縮されて生成された凝縮水と上記ノズルに供給する前記放流可能な程度まで処理した処理水とを流通させて、上記凝縮水の熱によって上記処理水を加熱する熱交換器とを備えていることを特徴とする請求項１に記載の真空蒸発濃縮式浸出水処理装置。
- 上記第１蒸発装置は、前記放流可能な程度まで処理されて、上記熱交換器によって加熱された処理水が上記蒸発容器の底部に供給されるようになっており、この底部に供給された処理水および上記ノズルから噴出されて上記蒸発容器の底部に溜まった処理水を上記ノズルに供給する循環ポンプが介装された管路と、上記処理水の一部を上記第２蒸発装置に供給する管路とが設けられ、かつ上記循環ポンプが介装された管路には、消泡剤、分散剤及びスルファミン酸が供給されるようになっていることを特徴とする請求項２に記載の真空蒸発濃縮式浸出水処理装置。
- 上記熱交換器から排出された凝縮水を加熱するボイラが設けられており、このボイラによって加熱された凝縮水が上記加熱管に再供給されるようになっていることを特徴とする請求項３に記載の真空蒸発濃縮式浸出水処理装置。
- 上記加熱皿は、上記開口部の一方の縁部から他方の縁部まで円弧状に延在し、かつ上記容器本体と同軸状に配置され、上記ボイラによって加熱された凝縮水を流通させる複数の加熱管が連結されて構成されており、上記供給口から供給されて、上記レーキチェーンによって攪拌される上記第２濃縮水を当該加熱皿によって蒸発させるようになっていることを特徴とする請求項４に記載の真空蒸発濃縮式浸出水処理装置。
- 請求項５に記載の真空蒸発濃縮式浸出水処理装置を用いて、管理型最終処分場の浸出水を放流可能な程度まで処理した後の処理水中に含まれるダイオキシン類含有の微量汚染物質を固形物として分離回収する真空蒸発濃縮式浸出水処理方法であって、
上記処理水を真空雰囲気下で加熱して、当該処理水の水分を８０〜９０％蒸発させることにより第１濃縮水を得る第１蒸発工程と、上記第１濃縮水を真空雰囲気下で加熱して、当該第１濃縮水の水分を５０〜７０％蒸発させることにより第２濃縮水を得る第２蒸発工程と、上記第２濃縮水を大気圧雰囲気下で加熱して、当該第２濃縮水の水分を蒸発させることにより上記微量汚染物質を固形物として分離回収する第３蒸発工程とを備えており、
上記第３蒸発工程は、上記供給口から最上位置の上記加熱皿に供給された上記第２濃縮水を、上記レーキチェーンで攪拌しながら当該加熱皿によって加熱して、水分を蒸発させつつ上記開口部を介して、下方の加熱皿に移動させることによって、上記第２濃縮水の水分を最下位置の加熱皿上で完全に蒸発させた状態にして、上記固形物として上記排出口から排出するとともに、上記サイクロンによって、上記ガス排出口から上記第３蒸発装置内の気体を吸引して、当該気体中に含まれるダストを回収し、かつ上記ミスト捕集器によって、当該気体中に含まれる水滴を捕集することを特徴とする真空蒸発濃縮式浸出水処理方法。 - 上記第１蒸発工程は、前記放流可能な程度まで処理した処理水を、上記熱交換器によって上記凝縮水の熱により加熱した後に、蒸発容器の天井部に設けられたノズルから水蒸気が流通する加熱管に向けて噴出させることにより、上記処理水の水分を上記加熱管の表面で薄膜蒸発させ、かつ上記蒸発容器の底部に溜まった処理水を上記循環ポンプが介装された管路によって上記ノズルに再供給するとともに、上記底部に溜まった処理水の一部を上記第１濃縮水として管路によって上記第２蒸発装置に供給することを特徴とする請求項６に記載の真空蒸発濃縮式浸出水処理方法。
- 上記熱交換器によって加熱した処理水を、上記蒸発容器の底部に供給して、この底部に供給された処理水を上記循環ポンプが介装された管路に供給することよって上記ノズルから上記加熱管に向けて噴出させるとともに、上記底部に供給された処理水の一部を上記底部に溜まった処理水の一部とともに上記第１濃縮水として管路によって上記第２蒸発装置に供給することを特徴とする請求項７に記載の真空蒸発濃縮式浸出水処理方法。
- 上記処理水を上記ノズルに供給する上記循環ポンプが介装された管路内に、消泡剤、分散剤及びスルファミン酸を供給することを特徴とする請求項７または８に記載の真空蒸発濃縮式浸出水処理方法。
- 上記処理水の水分が上記加熱管の表面で薄膜蒸発することにより生成される水蒸気を上記ヒートポンプによって吸引して圧縮するとともに、温度上昇させた高温の水蒸気、および／または上記凝縮水を上記ボイラによって加熱した高温の水蒸気を、上記加熱管に流通させることを特徴とする請求項７ないし９のいずれか一項に記載の真空蒸発濃縮式浸出水処理方法。
- 上記第１蒸発工程及び上記第２蒸発工程における上記真空雰囲気は、水の沸点が６０℃〜８０℃となる真空の雰囲気であることを特徴とする請求項６ないし１０のいずれか一項に記載の真空蒸発濃縮式浸出水処理方法。
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