JP4875859B2 - 製鋼脱ガス排水中の浮遊物質の処理方法 - Google Patents

Description

本発明は、製鋼脱ガス排水中の浮遊物質の処理方法に関し、より詳しくは、製鋼炉からの脱ガス排水中の浮遊物質を効率よく且つ円滑に除去するための処理システムに関する。

製鋼工程で使用される転炉では、一次精錬が完了した溶鋼中から、更に真空槽中で水素・窒素を脱ガスすることが行われている。この真空脱ガス技術は、近年、製品の品質を左右する重要なものとなっている。一方、製造業において、資源の有効活用及び環境保全を図ることは重大な課題である。上記した脱ガス工程から出される排水中には、酸化鉄を主成分とする浮遊物質が１０，０００〜５０，０００（ｍｇ／ｌ）含まれているため、これらの浮遊物質を固液分離して処理することが行われている。そして、製鋼脱ガス排水中の浮遊物質の処理の方法としては、通常、シックナー（凝集沈澱槽）を使用しての自然沈澱方式がとられている（図３参照）。その際に行われる凝集沈澱を、塩濃度の上昇を抑制しつつ、十分に行うことについての提案がある（特許文献１参照）。

しかしながら、製鋼脱ガス排水中の浮遊物質の全量をシックナーで効率よく処理することが困難であるという問題があった。本発明者らは、この問題に対して検討した結果、製鋼脱ガス排水中の浮遊物質は、１〜１，０００μｍの広範な粒度分布を形成するものであるのに対し、何ら考慮されることなく、このように広範な粒度分布を有する製鋼脱ガス排水中の全浮遊物質を全て一律にシックナーで処理している点に問題があるとの結論に至った。

即ち、製鋼脱ガス排水中の浮遊物質の中には、沈降速度が速く、容易に分離できるものもあるのに対し、これらと比較して沈降速度の遅い数μｍ程度の超微細な物質と一緒にシックナーで一律に処理しており、このことがシックナーへの浮遊物質負荷を増加させ、効率のよい処理が行われない原因となっていることを見いだした。又、粒子径の大きな浮遊物質は、水切りすることで容易に固液分離することができるものであるのに対して、固液分離が困難な、特別に脱水処理を行う必要のある超微細な物質と一緒に処理されているため、シックナーに沈降した浮遊物質を脱水処理するための脱水設備への負荷の増加の原因となっていることを見いだした。又、製鋼脱ガス排水中の浮遊物質の処理におけるシックナー及び脱水設備への負荷の増大は、これらの設備の大型化を招くため、設備の点からも経済的な処理方法の開発が望まれる。

特開２００３−２２０３９２公報

従って、本発明の目的は、製鋼脱ガス排水中の浮遊物質をシックナーで処理する場合に、設備の面からも経済的であり、且つ、より効率のよい処理が可能となる製鋼脱ガス排水中の浮遊物質の処理方法を提供することにある。本発明の別の目的は、製鋼脱ガス排水中の浮遊物質をシックナーで処理する場合に、上記に加えて、ポンプや配管の閉塞を生じることなく、処理を円滑に連続的に行うことができ、更には処理の自動化が可能な製鋼脱ガス排水中の浮遊物質の処理方法を提供することにある。

上記の目的は、下記の本発明によって達成される。即ち、本発明は、製鋼脱ガス排水である原水中の浮遊物質をシックナーで処理する方法であって、上記原水を粗粒沈澱槽に導入し、該粗粒沈澱槽で沈澱した沈澱物は、引抜いて粗粒分離機に送り、該粗粒分離機を用いて水切りして粗粒を分離し、分離した粗粒を粗粒搬出装置によって搬出すると同時に分離水を粗粒沈澱槽に導入して、該粗粒沈澱槽の上澄み水と合わせてシックナーで処理することを特徴とする製鋼脱ガス排水中の浮遊物質の処理方法である。

又、上記本発明にかかる製鋼脱ガス排水中の浮遊物質の処理方法の好ましい形態としては、上記において、上記粗粒沈澱槽からの沈澱物の引抜きを連続的に行い、且つ、前記粗粒搬出装置による分離した粗粒の搬出を粗粒が一定量溜った段階で断続的に行い、該粗粒の搬出が行われている間は、引抜いた沈澱物を、粗粒分離機に送るラインから粗粒沈澱槽に返送するラインに切り替えて粗粒沈澱槽に返送するように制御することが挙げられる。更に、その具体的な手段として、粗粒分離機に送るラインと、粗粒沈澱槽に返送するラインの切り替えを、内面ゴムライニングのダイヤフラム弁を使用した自動弁を用いて自動的に行う方法が挙げられる。

本発明によれば、製鋼脱ガス排水中の浮遊物質をシックナーで処理する方法であるにもかかわらず、従来の方法に比べて、効率のよい分離が可能であり、設備やランニングコストの点でも経済的な処理が可能となる製鋼脱ガス排水中の浮遊物質の処理方法が提供される。又、本発明によれば、製鋼脱ガス排水中の浮遊物質をシックナーで処理する場合に、上記に加えて、ポンプや配管の閉塞を生じることなく、連続的に且つ円滑な処理を行うことができ、更には、処理の自動化をも可能にする製鋼脱ガス排水中の浮遊物質の処理方法が提供される。

次に、好ましい形態を挙げて、本発明を詳細に説明する。本発明者らは、上記した従来技術の課題を解決すべく、広範な粒度分布を示す製鋼脱ガス排水中の浮遊物質について詳細に検討した結果、これらの大半は酸化鉄を主成分とし、全浮遊物質の１５〜２０％（質量基準）は粒子径６０μｍ以上の粗粒であり、このような粗粒は、比較的容易に自然沈降し、又、水切りすることで容易に固液分離できることを見いだして本発明に至った。即ち、本発明者らの検討によれば、全浮遊物質をシックナーで処理していた場合と比較して、製鋼脱ガス排水中から上記粗粒を予め分離除去し、その後にシックナーによる処理を行うことで、従来の方法と比較して処理効率は格段に向上する。更に、分離・水切りされた粗粒は、脱水機による脱水処理をすることなく、搬出処分することが可能であるので、シックナーでの処理後に行うシックナーに沈降した浮遊物質の脱水処理の負荷は、従来の方法と比較して格段に低減する。

図１及び２に、本発明にかかる製鋼脱ガス排水（以下、原水という）中の浮遊物質の処理方法の模式的な工程図を示した。図１及び２に示したように、本発明にかかる方法は、シックナーによる処理の前に粗粒沈澱槽を設け、これによって、予め原水から、容易に自然沈降する粒子径６０μｍ以上の粗粒（以下、単に粗粒という）を分離し、その後にシックナーによる沈降処理を行うことを特徴とする。以下、各段階の処理について説明する。

本発明では、先ず、原水を粗粒沈澱槽に導入する。粗粒沈澱槽内において、粗粒は容易に自然沈降する。次に、該槽で沈澱した沈澱物（粗粒）をポンプ等によって引抜いて粗粒分離機へと送る。この際に用いる粗粒沈澱槽に沈澱した粗粒を粗粒分離機に揚送する方法としては、沈澱物はスラリー状であるため、ポンプ等を用いて連続的に行うようにすることが好ましい。即ち、このようにすれば、揚送配管系統の閉塞を防止して効率的に且つ円滑な処理を行うことが可能となる。

粗粒分離機に送られた粗粒沈澱槽における沈澱物は、図１及び２に示したような、粗粒分離機の移送機（コンベア）によって運ばれる間に、水切りされて粗粒と分離水とに分けられる。粗粒分離機としては、上記沈澱物を粗粒と分離水とに分けることができるものであればいずれのものであってもよいが、図１及び２に示したような、粗粒の移送と同時に水切りを行うことができる構造のものが好適である。粗粒分離機で分離された粗粒は、一定の容量を持つコンテナ等を有する粗粒搬出装置によって搬出される。より具体的には、粗粒は、コンテナに分離された粗粒が一定容量溜まった時点で搬出され、新たに空のコンテナに交換される、といった非連続式の方法によって搬出される。

上記粗粒分離機によって分離された分離水は、粗粒沈澱槽に導入される。又、シックナーには、先に説明した粗粒沈澱槽の上澄み水が送られる。上記で説明した粗粒沈澱槽による沈澱処理によって上澄み水は、粒子径が６０μｍ以上の浮遊物質（粗粒）が殆ど含まれないものとなっている。これらの結果、シックナーでは、粗粒沈澱槽及び粗粒分離機によって粗粒が取り除かれた状態の被処理液の処理を行うことになる。即ち、先に述べたように、粗粒は全浮遊物質の１５〜２０％を占めるため、粗粒を除くことで、シックナー及び脱水機の負荷は、８０〜８５％低減する。尚、本発明におけるシックナーによる処理、及びそれに続く脱水機による処理は、従来公知の方法で行えばよい。

上記における処理は、連続的に行うようにすることが、効率向上の点から好ましい。しかしながら、先に述べたように、粗粒沈澱槽からの沈澱物の揚送は連続的に行う必要がある一方、コンテナを使用しての粗粒搬出装置による粗粒の搬出は不連続な状態で行われる。通常、コンテナの交換に要する時間は１〜２時間を要するため、この間は粗粒分離機からの分離粗粒の排出を止める必要がある。このため、本発明においては、図２に示したように、粗粒沈澱槽からの沈澱物の揚送配管系に、該沈澱物を粗粒沈澱槽に返送できるように、ラインの切り替え装置を設けることが好ましい。そして、このラインの切り替え装置には、ラインの切り換えによってもスラリー状の沈澱物を良好な状態で送ることができ、しかも作業を自動化できるように、内面ゴムライニングのダイヤフラム弁を使用した自動弁を用いたものを使用することが好ましい。

粗粒沈澱槽からの沈澱物の揚送ラインに上記のような自動返送装置を設置した構成とし、該自動返送装置によって、粗粒分離機からコンテナへの分離粗粒の排出を止める時間帯は、粗粒沈澱槽からの沈澱物を粗粒沈澱槽に返送するように制御するようにする。このようにすれば、上記したように、連続的な処理を行うことを要する工程と、不連続の処理を行うことを要する工程とが存在しているにもかかわらず、処理を連続した状態で、安定して行うことができる。更には、一連の処理を自動で行うことも可能になる。

本発明にかかる製鋼脱ガス排水中の浮遊物質の処理方法に工程を模式的に説明する図である。 本発明にかかる製鋼脱ガス排水中の浮遊物質の処理方法の別の形態の工程を模式的に説明する図である。 従来の製鋼脱ガス排水中の浮遊物質の処理方法に工程を模式的に説明する図である。

Claims (3)

1. 製鋼脱ガス排水である原水中の浮遊物質をシックナーで処理する方法であって、上記原水を粗粒沈澱槽に導入し、該粗粒沈澱槽で沈澱した沈澱物は、引抜いて粗粒分離機に送り、該粗粒分離機を用いて水切りして粗粒を分離し、分離した粗粒を粗粒搬出装置によって搬出すると同時に分離水を粗粒沈澱槽に導入して、該粗粒沈澱槽の上澄み水と合わせてシックナーで処理することを特徴とする製鋼脱ガス排水中の浮遊物質の処理方法。
2. 前記粗粒沈澱槽からの沈澱物の引抜きを連続的に行い、且つ、前記粗粒搬出装置による分離した粗粒の搬出を粗粒が一定量溜った段階で断続的に行い、該粗粒の搬出が行われている間は、引抜いた沈澱物を、粗粒分離機に送るラインから粗粒沈澱槽に返送するラインに切り替えて粗粒沈澱槽に返送するように制御する請求項１に記載の製鋼脱ガス排水中の浮遊物質の処理方法。
3. 粗粒分離機に送るラインと、粗粒沈澱槽に返送するラインの切り替えを、内面ゴムライニングのダイヤフラム弁を使用した自動弁を用いて自動的に行う請求項２に記載の製鋼脱ガス排水中の浮遊物質の処理方法。

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