JP4570089B2 - 被処理物の真空減量化脱臭システム - Google Patents

Description

本発明は、生ごみや汚泥などを減圧下で乾燥処理して減量化したり、水溶性切削液、アルカリ洗浄廃液、メッキ廃液、含水廃油などの各種廃液を減圧下で濃縮処理して減量化したりするとともに、それらの処理に伴って発生する臭気成分を含んだ臭気ガスを脱臭処理する被処理物の真空減量化脱臭システムに関する。

この種の被処理物の真空減量化脱臭システムとしては、従来一般に、次のような脱臭機能付き真空乾燥装置が知られている。
すなわち、耐圧密閉容器状の乾燥器の上側に耐圧密閉容器状の凝縮器が設けられ、乾燥器には温水ジャケットが設けられ、凝縮器には溜水部が備えられている。
溜水部の下部に、排水ポンプを備えた排水管を介して水槽が接続され、溜水部の上部に、真空ポンプを備えた排気管が接続され、その排気管の先端が水槽内下部側の曝気装置に接続されている。

排気管には、真空ポンプより上流側にエゼクターが設けられ、水槽の上部に接続されたエアー戻し管がエゼクターの噴出ノズルに連結されている。また、水槽の上部に臭気成分取出し管が接続され、その臭気成分取出し管の先端側にガスバーナが設けられている。

上記構成により、乾燥器において被乾燥物が加熱乾燥されるとともに、被乾燥物から蒸発した蒸気が凝縮器で凝縮され、溜水部に溜められて排水ポンプにより水槽に送られる。
真空ポンプにより乾燥器および凝縮器から引かれた空気が、曝気装置に供給され、排水中に混入した揮発性の有機物質（臭気成分が含まれる）を水から分離し、ガスバーナで燃焼するようになっている（特許文献１参照）。
特開平５−１０６９６３号公報

上述のような真空乾燥装置で使用する真空ポンプは、冷却機能を兼ねさせる上から水封式が主流であり、その作動用に水封水を必要とする。その水封水は臭気ガスと接触するために臭気が付着し、そのような水封水を循環使用することができず、水封水に対する脱臭処理が別途必要でイニシャルコストおよびランニングコストが高価になるとともに、水封水の消費量が増加してランニングコストが高価になり、経済性が低下する欠点があった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、請求項１に係る発明は、水封水の脱臭処理を簡単に行うととともに水封水を循環使用できるようにして経済性を向上できるようにし、かつ、簡単な構成で、オゾンと臭気ガスとを効率良く接触させて脱臭効率を向上できるようにすることを目的とし、請求項２および４に係る発明は、オゾンと臭気ガスとの接触効率を一層高めて脱臭効率を一層向上できるようにすることを目的とし、請求項３に係る発明は、臭気ガスの酸化を促進して脱臭効率を一層向上できるようにすることを目的とする。

請求項１に係る発明の被処理物の真空減量化脱臭システムは、上述のような目的を達成するために、
被処理物を密閉状態で減量化処理する処理容器と、
反応容器内にオゾン水を溜める水溜部を有するとともに脱臭処理を行うオゾン酸化脱臭装置と、
前記反応容器の底部側に設けられた臭気ガス供給口と前記処理容器とを接続する排気管に介装されて前記処理容器内の圧力を減圧するとともに前記処理容器からの臭気ガスと水封用の水封水とを水溜部に供給する水封式の真空ポンプと、
前記水溜部と前記真空ポンプとにわたって接続されて前記水溜部内のオゾン水を水封水として供給する水封水供給管とを備え、かつ、
前記オゾン酸化脱臭装置を、
前記水溜部を前記反応容器の下部側に設けるとともに、臭気成分を含んだガスを水中に供給する臭気ガス供給口を前記水溜部の底部側に設け、
更に、前記反応容器の上部側に設けられて臭気成分を除去した脱臭ガスを排出する脱臭ガス排出口と、
前記水溜部内から前記反応容器の上部にわたって設けられて前記反応容器内に紫外線を照射する紫外線照射手段とを備え、
前記反応容器の底面および内周面に前記紫外線照射手段から照射された紫外線を受けて酸素をオゾン化する酸化チタンを付設して構成する。
被処理物を密閉状態で減量化処理する処理容器としては、生ごみ真空乾燥装置における攪拌機を備えた乾燥釜、汚泥真空乾燥装置における攪拌機を備えた乾燥装置本体、廃液真空濃縮装置における蒸留釜などが挙げられる。

（作用・効果）
請求項１に係る発明の被処理物の真空減量化脱臭システムの構成によれば、処理容器での減量化処理に伴って発生する臭気ガスと、真空ポンプに対する水封水とをオゾン酸化脱臭装置に供給し、反応容器内の水溜部においてオゾン水に臭気ガスを接触させて脱臭処理する。また、水溜部内のオゾン水を水封水供給管を介して真空ポンプに水封水として供給する。
また、反応容器の底面および内周面に付設された酸化チタンにより、紫外線の照射に伴って、反応容器内の空間内全体でオゾンが発生し、水溜部では溶存酸素がオゾン化してオゾン水が発生する。その水溜部に臭気ガスが供給されるに伴ない、臭気ガスが気泡として分散され、分散した気泡とオゾン水やオゾンガスとを充分接触させて脱臭することができ、更に、水溜部の上部空間において、空間内の酸素がオゾン化され、そのオゾンを水溜部から浮上した臭気ガスに接触させて脱臭処理することができる。
したがって、処理容器から発生する臭気ガスを脱臭処理するオゾン酸化脱臭装置によって水封水に対する脱臭処理を行うから、水封水を脱臭するための別の脱臭装置が不要であり、水封水の脱臭処理を簡単に行うことができ、イニシャルコストおよびランニングコストを低減できる。
しかも、水封水を循環使用するから、水封水専用の消費量を無くすことができてランニングコストを大幅に低減でき、全体として経済性を良好に向上できる。
そのうえ、反応容器内の空間容積を十分に活かして臭気ガスにオゾンを接触させるのみならず、水溜部において気泡として分散させた臭気ガスとオゾン水やオゾンガスとを接触させるから、反応容器内に水溜部を備えさせるだけの簡単な構成で、オゾンと臭気ガスとを効率良く接触させて脱臭効率を向上できる。

請求項２に係る発明は、前述のような目的を達成するために、
請求項１に記載の被処理物の真空減量化脱臭システムにおいて、
水溜部の底部側に、臭気ガス供給口から供給される臭気ガスを気泡化する気泡板を備えて構成する。

（作用・効果）
請求項２に係る発明の被処理物の真空減量化脱臭システムの構成によれば、水溜部に供給される臭気ガスを気泡板により気泡化し、より微細な気泡にして臭気ガスをオゾン水やオゾンガスと接触させて脱臭処理することができる。
したがって、臭気成分とオゾン水やオゾンガスとの接触面積を拡大でき、オゾンと臭気ガスとの接触効率を一層高めて脱臭効率を一層向上できる。

請求項３に係る発明は、前述のような目的を達成するために、
請求項１または２に記載の被処理物の真空減量化脱臭システムにおいて、
反応容器の上部側に、脱臭ガスの酸化を促進する酸化促進充填材を設けて構成する。

（作用・効果）
請求項３に係る発明の被処理物の真空減量化脱臭システムの構成によれば、オゾンによって脱臭されて脱臭ガス排出口から排出される前に、脱臭ガスの酸化を促進し、臭気成分が残存していてもそれを脱臭することができる。
したがって、臭気ガスの酸化を促進して脱臭効率を一層向上できる。

請求項４に係る発明は、前述のような目的を達成するために、
請求項１、２、３のいずれかに記載の被処理物の真空減量化脱臭システムにおいて、
反応容器を円筒容器で構成するとともに、臭気ガス供給口からの臭気ガスを、前記反応容器の内周面に近い位置でその接線方向と平行な方向に噴出させるように構成する。

（作用・効果）
請求項４に係る発明の被処理物の真空減量化脱臭システムの構成によれば、脱臭ガスを反応容器内に噴出する力で水溜部内のオゾン水に旋回流を生じさせ、その旋回流動状態で気泡化することができる。
したがって、オゾン水やオゾンと臭気ガスとの接触効率を一層高めることができ、脱臭効率を一層向上できる。

以上の説明から明らかなように、請求項１に係る発明の被処理物の真空減量化脱臭システムによれば、処理容器での減量化処理に伴って発生する臭気ガスと、真空ポンプに対する水封水とをオゾン酸化脱臭装置に供給し、反応容器内の水溜部においてオゾン水に臭気ガスを接触させて脱臭処理する。また、水溜部内のオゾン水を水封水供給管を介して真空ポンプに水封水として供給する。
また、反応容器の底面および内周面に付設された酸化チタンにより、紫外線の照射に伴って、反応容器内の空間内全体でオゾンが発生し、水溜部では溶存酸素がオゾン化してオゾン水が発生する。その水溜部に臭気ガスが供給されるに伴ない、臭気ガスが気泡として分散され、分散した気泡とオゾン水やオゾンガスとを充分接触させて脱臭することができ、更に、水溜部の上部空間において、空間内の酸素がオゾン化され、そのオゾンを水溜部から浮上した臭気ガスに接触させて脱臭処理することができる。
したがって、処理容器から発生する臭気ガスを脱臭処理するオゾン酸化脱臭装置によって水封水に対する脱臭処理を行うから、水封水を脱臭するための別の脱臭装置が不要であり、水封水の脱臭処理を簡単に行うことができ、イニシャルコストおよびランニングコストを低減できる。
しかも、水封水を循環使用するから、水封水専用の消費量を無くすことができてランニングコストを大幅に低減でき、全体として経済性を良好に向上できる。
そのうえ、反応容器内の空間容積を十分に活かして臭気ガスにオゾンを接触させるのみならず、水溜部において気泡として分散させた臭気ガスとオゾン水やオゾンガスとを接触させるから、反応容器内に水溜部を備えさせるだけの簡単な構成で、オゾンと臭気ガスとを効率良く接触させて脱臭効率を向上できる。

次に、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。

図１は、本発明に係る被処理物の真空減量化脱臭システムの実施例１の全体概略構成図である。
実施例１は生ごみ真空乾燥装置を用いるものであり、攪拌機１を内装した密閉可能な処理容器としての乾燥釜２の下部側に処理物の取出し口３が設けられている。一方、乾燥釜２の上部に集塵器４が設けられ、集塵器４とオゾン酸化脱臭装置５とが、第１の冷却用熱交換器６、ドレンタンク７および真空ポンプ８を介装した臭気ガス排気管９を介して接続され、乾燥釜２を密閉状態にするとともに真空ポンプ８により減圧した状態で被処理物を高温水によって加熱乾燥し、被処理物を減量化処理するとともに発生した臭気ガスを脱臭処理するように構成されている。

オゾン酸化脱臭装置５を構成する反応容器１０が、有底筒状の下部容器１１と、中空筒状の上部容器１２と、上部容器１２に取り付けた蓋１３とから構成されている。
下部容器１１の上端側に、ボールタップ１４を介して給水管１５が接続され、一定量の水を溜める水溜部１６が形成されている。
下部容器１１の水溜部１６の底部側に、臭気成分を含んだ臭気ガスを水中に供給する臭気ガス供給口としての、排気管９の先端に取り付けられた臭気ガス噴出ノズル１７が設けられている。

臭気ガス噴出ノズル１７の噴出方向が、図２の横断面図（図１のＡ−Ａ線断面図）に示すように、臭気ガスを、反応容器１０の内周面に近い位置でその接線方向と平行な方向に噴出させ、水溜部１６に臭気ガスを噴出供給するに伴い、その噴出力で水溜部１６内のオゾン水に旋回流を生じさせるように構成されている。

臭気ガス噴出ノズル１７の上方に、水平方向に分散して多数の通気孔を形成した気泡板１８が設けられ、反応容器１０内に噴出された臭気ガスを微細な気泡に気泡化するように構成されている。

上部容器１２の上端側に、臭気成分を除去した脱臭ガスを排出する脱臭ガス排出口１９が設けられている。また、上部容器１２の上部側に、酸化チタンを塗布した酸化促進充填材２０が設けられ、脱臭ガス排出口１９に流動する脱臭ガスの酸化を促進するように構成されている。

下部容器１１の底面および内周面、ならびに、上部容器１２の内周面に酸化チタン２１が付設されるとともに、水溜部１６内から反応容器１０の上部にわたって、反応容器１０内に紫外線を照射する紫外線照射手段としての紫外線ランプ２２が備えられている。
この構成により、紫外線ランプ２２から照射された紫外線を受けて水溜部１６内の溶存酸素および上部容器１２内の酸素をオゾン化するようになっている。

水溜部１６と真空ポンプ８とにわたって、第２の熱交換器２３を介装した水封水供給管２４が接続され、水溜部１６内のオゾン水を水封水として供給し、循環使用するように構成されている。
第１および第２の熱交換器６，２３それぞれには、冷却水循環配管２５を介して冷却塔２６が接続され、臭気ガスならびに水封水を冷却するように構成されている。

上記構成により、水溜部１６に乾燥釜２から排出される臭気ガスならびに臭気ガスが付着した水封水を反応容器１０内に噴出供給するに伴い、その噴出力で水溜部１６内のオゾン水に旋回流を生じさせ、その旋回流動状態で臭気ガスを気泡化するとともに気泡板１８により気泡化し、より微細な気泡にして臭気ガスをオゾン水やオゾンガスと接触させる。更に、上部容器１２内で、水溜部１６から浮上した臭気ガスにオゾンを接触させて脱臭し、かつ、オゾンによって脱臭されて脱臭ガス排出口１９から排出される前に、酸化促進充填材２０を通じて脱臭ガスの酸化を促進し、臭気成分が残存していてもそれを脱臭し、良好に脱臭して外部に排出できる。

図３は、本発明に係る被処理物の真空減量化脱臭システムの実施例２の要部の構成図であり、実施例１と異なるところは次の通りである。
すなわち、酸化チタン２１および紫外線ランプ２２に代えて、反応容器１０の底部にオゾン供給ノズル３１が設けられ、そのオゾン供給ノズル３１にオゾン供給管３２を介してオゾン発生装置３３が接続され、オゾン発生装置３３で発生したオゾンを水溜部１６の下方から噴出供給するように構成されている。他の構成は実施例１と同じであり、同一図番を付すことにより、その説明は省略する。

図４は、本発明に係る被処理物の真空減量化脱臭システムの実施例３を示す全体概略構成図であり、実施例１と異なるところは次の通りである。
すなわち、生ごみ真空乾燥装置に代えて廃液真空濃縮装置が適用されたものであり、処理容器としての蒸留釜４１に、ヒータ温水による加熱管４２と、ジャケット温水による加熱ジャケット４３とが設けられている。

蒸留釜４１の上部に、臭気成分を含んだ蒸気を気液分離して排出するミストセパレータ４４が設けられ、そのミストセパレータ４４に、第１の熱交換器６、流動状態監視用のフローサイト４５、バッファタンク４６、逆止弁４７および真空ポンプ８を介装した排気管９が接続されている。

蒸留釜４１には、原水槽４８からの被処理物としての廃液が廃液供給管４９を介して供給するように構成され、水溶性切削液、アルカリ洗浄廃液、メッキ廃液、含水廃油などの各種廃液を減圧下で濃縮処理して減量化するとともに、それに伴って発生した臭気ガスおよび水封水に付着した臭気ガスをオゾン酸化脱臭装置５で脱臭処理するように構成されている。他の構成は実施例１と同じであり、同一図番を付すことにより、その説明は省略する。

図５は、本発明に係る被処理物の真空減量化脱臭システムの実施例４を示す全体概略構成図であり、実施例１と異なるところは次の通りである。
すなわち、生ごみ真空乾燥装置に代えて汚泥真空乾燥装置が適用されたものであり、処理容器としての乾燥装置本体５１内に攪拌機５２が設けられるとともに、外部に、温水による加熱ジャケット５３が設けられている。

乾燥装置本体５１の上部側に被処理物としての汚泥の投入口５４が設けられ、下部側に乾燥汚泥の排出口５５が設けられている。乾燥装置本体５１に、集塵器４、凝縮器５６および真空ポンプ８を介装した排気管９が接続されている。凝縮器５６には、冷却塔２６からの冷却水循環配管２５が接続されるとともに、ドレン配管５７を介してドレンタンク５８が接続され、汚泥を減圧下で乾燥処理して減量化するとともに、それに伴って発生した臭気ガスおよび水封水に付着した臭気ガスをオゾン酸化脱臭装置５で脱臭処理するように構成されている。他の構成は実施例１と同じであり、同一図番を付すことにより、その説明は省略する。

次に、比較実験結果について説明する。
実施例のシステムとしては、実施例１のシステムを用いて運転し、比較例のシステムとしては、オゾン酸化脱臭装置による脱臭を行わない状態で運転し、臭気濃度（Ｖｏｌｐｐｍ）、臭気指数、硫化水素濃度（Ｖｏｌｐｐｍ）、メチルメルカプタン濃度（Ｖｏｌｐｐｍ）およびエチルメルカプタン濃度（Ｖｏｌｐｐｍ）を求めた。排気量はＭＡＸ５０ｍ³／ｈで処理量２ｔ／日であった。

その結果は、次の通りであった。
比較例 実施例
臭気濃度 ７４０００ ９８０
臭気指数 ４９ ３０
硫化水素濃度 １４０ ０．０４
メチルメルカプタン濃度 １．１ ＜０．０５
エチルメルカプタン濃度 ０．２３ ＜０．０５

上記の結果から、実施例のシステムにより、良好な結果を得ることができて十分な脱臭効果を得られることが明らかであった。
また、２．２ｋＷの真空ポンプを用いた場合で考えれば、本発明の実施例のシステムの場合、水封水を循環使用するために、排出水量は０Ｌ／ｍｉｎであり、これに対して、水封水を循環使用しない場合、排出水量は８Ｌ／ｍｉｎで、１日２０時間稼動したとして９．６ｍ³／日となり、水の消費量の減少効果が極めて大きいことが明らかである。

上記実施例１、実施例３および実施例４それぞれにおいて、下部容器２および上部容器３それぞれの下部から空気などの酸素を供給するようにしても良い。
また、上記実施例１、実施例３および実施例４それぞれでは、旋回流を生じさせやすいように反応容器１を円筒容器で構成しているが、角筒容器で構成し、その底部から臭気ガスを供給するように構成するものでも良い。

本発明に係る被処理物の真空減量化脱臭システムの実施例１を示す全体概略構成図である。 図１のＡ−Ａ線断面図である。 本発明に係る被処理物の真空減量化脱臭システムの実施例２を示す要部の構成図である。 本発明に係る被処理物の真空減量化脱臭システムの実施例３を示す全体概略構成図である。 本発明に係る被処理物の真空減量化脱臭システムの実施例４を示す全体概略構成図である。

符号の説明

２…乾燥釜（処理容器）
５…オゾン酸化脱臭装置
８…真空ポンプ
９…排気管
１０…反応容器
１６…水溜部
１７…臭気ガス噴出ノズル（臭気ガス供給口）
１８…気泡板
１９…脱臭ガス排出口
２０…酸化促進充填材
２１…酸化チタン
２２…紫外線ランプ（紫外線照射手段）
２４…水封水供給管
４１…蒸留釜（処理容器）
５１…乾燥装置本体（処理容器）

Claims (4)

1. 被処理物を密閉状態で減量化処理する処理容器と、
   反応容器内にオゾン水を溜める水溜部を有するとともに脱臭処理を行うオゾン酸化脱臭装置と、
   前記反応容器の底部側に設けられた臭気ガス供給口と前記処理容器とを接続する排気管に介装されて前記処理容器内の圧力を減圧するとともに前記処理容器からの臭気ガスと水封用の水封水とを水溜部に供給する水封式の真空ポンプと、
   前記水溜部と前記真空ポンプとにわたって接続されて前記水溜部内のオゾン水を水封水として供給する水封水供給管とを備え、かつ、
   前記オゾン酸化脱臭装置を、
   前記水溜部を前記反応容器の下部側に設けるとともに、臭気成分を含んだガスを水中に供給する臭気ガス供給口を前記水溜部の底部側に設け、
   更に、前記反応容器の上部側に設けられて臭気成分を除去した脱臭ガスを排出する脱臭ガス排出口と、
   前記水溜部内から前記反応容器の上部にわたって設けられて前記反応容器内に紫外線を照射する紫外線照射手段とを備え、
   前記反応容器の底面および内周面に前記紫外線照射手段から照射された紫外線を受けて酸素をオゾン化する酸化チタンを付設して構成したことを特徴とする被処理物の真空減量化脱臭システム。
2. 請求項１に記載の被処理物の真空減量化脱臭システムにおいて、
   水溜部の底部側に、臭気ガス供給口から供給される臭気ガスを気泡化する気泡板を備えている被処理物の真空減量化脱臭システム。
3. 請求項１または２に記載の被処理物の真空減量化脱臭システムにおいて、
   反応容器の上部側に、脱臭ガスの酸化を促進する酸化促進充填材を設けてある被処理物の真空減量化脱臭システム。
4. 請求項１、２、３のいずれかに記載の被処理物の真空減量化脱臭システムにおいて、
   反応容器を円筒容器で構成するとともに、臭気ガス供給口からの臭気ガスを、前記反応容器の内周面に近い位置でその接線方向と平行な方向に噴出させるように構成したものである被処理物の真空減量化脱臭システム。