JP4264950B2 - 水系廃液の蒸発濃縮装置及びこれを利用した水系洗浄装置 - Google Patents
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Description
従来、水系廃液は産業廃棄物として処理を委託するか、排水処理施設を設けて放流可能な水質に処理することが一般的であった。しかし、処理委託では廃液量が多い場合にコスト負担が増加してしまうという問題があり、排水処理施設を使用する場合は設備の設置と運営・管理に大きな負担を要するという問題があった。
例えば特許文献1においては、メッキ洗浄廃液を減圧状態の横置き円筒真空乾燥容器内で加熱し、蒸発した水分をコンデンサーで冷却して蒸留排水(留出水)とし、廃液は前記乾燥容器内で濃縮される。
また、特許文献2においては、写真処理廃液を減圧状態の蒸発濃縮カラムで加熱、蒸発させ、その上に設けた冷却凝縮部で凝縮液として回収される。また、液の加熱と蒸気の冷却にはヒートポンプが使用されている。
また、特許文献1の方法では、廃液を蒸発するために加えられた熱エネルギーは、最終的には冷却水の温度上昇となって排出されてしまい、熱エネルギーの有効利用の観点から問題がある。特に、蒸発濃縮方式による廃液濃縮装置においては、装置のエネルギー消費の大部分が、水の蒸発に要する熱エネルギーであるため、これを回収して再利用することが重要である。
本発明は、蒸留排水に低温揮発性油分が混入しても、それを分離除去でき、しかも、廃液の加熱に使用される熱エネルギーを、ヒートポンプを使用せずに高効率で回収することができる蒸発濃縮装置と、それを利用した水系洗浄装置を提供することを目的としている。
循環タンク12には、液面と同じ高さに循環水オーバーフロー口16を設け、循環水14をオーバーフローして蒸留排水W2とする。
更に、循環タンク12の循環水14は別に設ける油水分離ポンプ17を用いて油水分離ユニット18に送水し、ここで油水分離を行い油分除去された循環水14を循環タンク12に戻す。このとき、油水分離した循環水14は循環タンク12の液面よりも上の位置から循環タンク12に戻し、更に、循環タンク12には液面から50mm〜100mm下のところに仕切板19を設けることが好ましい。仕切板19は循環タンク12を完全に分離するのではなく、一部に通水口20を設けて上から下に水が流れるようにしておく。また、エジェクタ11からの戻り水は仕切板19よりも下に戻るようにする。こうすることで、エジェクタ11から戻った循環水14に油分が含まれていても、直接オーバーフローすることはなく、必ず油水分離ユニット18を通過した後でオーバーフローとして排出されることになる。
濃縮室1はステンレス製の円筒形状とし、水系廃液を20L貯留できる容量とし、ヒーター2には電気式ヒーターを用い、熱出力は10kWとした。
冷却管9には冷却水WCLとして水温15℃の水道水を5L/分通水した。
エジェクタ11に循環水14を循環することで、濃縮室1と冷却室8の内部圧力を大気圧(101kPa)から10〜15kPaまで減圧したところ、水系廃液WOは液温度35〜55℃で蒸発・沸騰した。また、油水分離ポンプ17を起動して循環水14の油分除去を行った。油水分離フィルターとしてのコアレッサ−101aには高橋金属株式会社製TKC100−25を使用した。
その他の条件は実施例1と同じである。
実施例1、実施例2、比較例1の処理条件と蒸留排水W2の水質を表1に示す。
図3において、蒸発濃縮装置の濃縮部、冷却部、循環水部、油水分離ユニット部は図1、または、図2と同じである。これらの部分は図3では、蒸発濃縮装置本体VEとして表現している。
このとき、吸引口201と補給口205は、戻り口203と取出口204よりも下に配置するようにしてある。
また、冷却水タンク200には冷却水量制御用に液量センサ206を設置してある。これは2点制御であり、上が補給停止用、下が補給開始用である。
好ましくは、戻り口位置、取り出し口位置と吸引口位置、補給口位置の間に仕切板207を設け、冷却水タンク200の上下の水が混合しにくくする方がよい。この仕切板207は冷却水タンク200を完全に分離するのではなく、一部に通水口208を設けて上から下に水が流れるようにしておく。
軟水を冷却水として使用した場合は、スケールの付着は発生せず、熱効率の低下を防止できた。しかし、錆の発生は、水道水の場合とほぼ同様である。
原水に水道水を使用して生成した電解アルカリ性水を冷却水として使用した場合は、冷却管9内面の錆の発生を抑制することができた。これはpHがアルカリ性になっていることと、塩化物イオンに代表されるような陰イオン濃度が低くなっているためと考えられる。しかし、スケールの付着は防止できなかった。
また、原水に軟水を使用して生成した電解アルカリ性水を冷却水として使用した場合は、冷却管9内面のスケール付着が防止できたのに加えて、冷却管内面の錆の発生も抑制することができた。
この実施例では水系洗浄装置としてコンベア式2槽洗浄装置を示しているが、洗浄槽の数や洗浄方式はこの例に限定されるものではなく、浸漬洗浄方式、超音波洗浄方式等の水系洗浄装置であれば適用できる。
水系洗浄装置300には、第1洗浄タンク301と第2洗浄タンク302があり、それぞれ洗浄ポンプ303、304と洗浄室にあるシャワーノズル305、306によって洗浄水をシャワーする。被洗浄物Aはコンベア307の入口308から投入し、洗浄済みの被洗浄物はコンベアの出口309から取り出す。水系洗浄装置の第2洗浄タンク302の液量が給水開始レベルまで減少したら、蒸発濃縮装置の冷却水タンク200の取水口204から第2洗浄タンク302に洗浄水を給水する。給水方法は洗浄水給水弁310を開いて液面の高低差で給水しても良いし、ポンプ(図示していない)を設置しておき、これを用いて給水しても良い。第2洗浄タンク302の液量が給水停止レベルになったら給水を停止する。
蒸発濃縮装置の冷却水WCLには、原水(滋賀県東浅井郡びわ町の水道水)を高橋金属製電解イオン水生成装置IONによって電気分解して生成した電解アルカリ性水を使用する。冷却水タンク200と真空減容化装置VEの接続は実施例3、実施例4と同じである。
各洗浄槽の容量:200L。電気ヒーター容量:10kW。シャワー圧力:0.3MPa。シャワー流量:100L/分。洗浄液温度:60℃。コンベア速度:2m/分。洗浄サンプル:ステンレス鋼板(SUS304 寸法200mm×200mm×t1.5mm)。サンプルに塗布した油:プレス加工油(日本工作油PG−3066)。油塗布量:0.8g/枚。洗浄処理速度:8枚/分。
以上の条件で8時間試験を行った結果を表4に示す。
2 ヒーター
4 水系廃液供給管
7 液量センサ
8 冷却室
9 冷却管
11 エジェクタ
12 循環タンク
17 油水分離ポンプ
18 油水分離ユニット
100 油水分離タンク
101 油水分離フィルター
101a コアレッサー
101b 限外ろ過膜
200 冷却水タンク
202 冷却水ポンプ
300 水系洗浄装置
W0 水系廃液
W1 濃縮廃液
W2 蒸留排水
WCL 冷却水
WCN 凝縮水
VE 蒸発濃縮装置本体
A 被洗浄物
ION 電解イオン水生成装置
Claims (5)
- 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み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または除去または吸着するための油水分離ユニットより構成され、且つ、冷却水を貯蔵する冷却水タンクと、冷却水を冷却管に送水する冷却水ポンプと、加熱された冷却水を再び冷却水タンクに戻す冷却水戻り配管と、更に、冷却水タンクには、冷却管に送水するための冷却水を吸引する吸引口と、加熱された冷却水を冷却水タンクに戻す戻り口と、冷却水を補給する補給口と、冷却水を取り出す取出口を有し、吸引口位置と補給口位置が戻り口位置と取出口位置よりも下に配置され、冷却水タンクの冷却水を取出口から取り出し、冷却水を温水供給源として使用することができることを特徴とする水系廃液の蒸発濃縮装置。
- 油水分離ユニットには、親油性繊維を原料として製造されたフィルターからなるコアレッサー、または/及び分画分子量が5,000〜300,000の限外ろ過膜を使用することを特徴とする請求項1記載の水系廃液の蒸発濃縮装置。
- 請求項1乃至請求項2のいずれかに記載の水系廃液の蒸発濃縮装置において、冷却水が全硬度10mg/L以下(炭酸カルシウム相当)の軟水または/及びpH8.0〜12.0の電解アルカリ性水であることを特徴とする水系廃液の蒸発濃 縮装置の使用方法。
- 水系洗浄装置において、洗浄に使用する前の洗浄水を請求項1乃至請求項2のいずれかに記載の水系廃液の蒸発濃縮装置の冷却水として使用し、蒸発濃縮装置で加熱された冷却水を水系洗浄装置の洗浄水として使用することを特徴とする水系洗浄装置。
- 水系洗浄装置の洗浄液を蒸発濃縮装置で濃縮処理しながら、濃縮処理により減少した洗浄液を補う量の新しい洗浄液を洗浄装置に補給することを特徴とする請求項4記載の水系洗浄装置。
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