JP5260972B2 - 排水処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、排水の浄化処理を行う排水処理装置に関するものである。

従来、排水の浄化処理を行う排水処理装置として、排水に含まれる異物を吸着する吸着剤を用いて浄化能力を向上させるものが知られている。例えば、特許文献１に記載の油水分離装置では、吸着剤を含む吸着層の上に凝集剤を含む支持体層を設けることで、排水に含まれる油の除去率を高めて浄化能力を向上させている。

特開２００４−８８８８号公報

ところで、特許文献１に記載の発明のように吸着剤を用いて排水処理を行うと、異物の吸着などによって吸着剤が次第に劣化していくこととなる。このように劣化した吸着剤においては、目詰まりなどが発生して槽の排水処理能力が大幅に低下するため、吸着剤の交換を行う必要がある。この吸着剤の交換方法としては、バキューム装置などを用いて吸着剤の回収及び充填を行う方法があるが、このような方法では、吸着剤の交換に労力が費やされ、時間がかかるという問題があった。

そこで、本発明は、吸着剤を容易に交換できる排水処理装置を提供することを目的とする。

本発明に係る排水処理装置は、排水が供給される槽と、吸着剤を収容する容器と、を備え、容器は、槽内に配置され、容器の壁は、容器内外間での排水の流通を可能とする流通孔を有することを特徴とする。この排水処理装置によれば、排水が容器の壁の流通孔により容器内外間を流通可能とされ、容器内に収容された吸着剤の隙間を排水が流れることで、排水中の異物が吸着されて排水を浄化することができる。さらに、吸着剤の交換が必要な場合には、劣化した吸着剤を収容する容器を新しい吸着剤を収容する容器と交換すればよい。このようにして、本発明に係る排水処理装置は、容器を交換することにより吸着剤を容易に交換することができる。

ここで、上記の排水処理装置は、容器を槽内に複数備えることが好ましい。このように、容器を複数備える構成とすることで、吸着剤の交換にかかる労力を分散させて、吸着剤を容易に交換することができる。

また、容器を槽内における排水の流通方向に沿って複数段備えることが好ましい。この場合、上流側に配置された容器から吸着剤の劣化が進行していくこととなる。したがって、例えば、上流側からの容器のみを選択的に交換することで、槽の浄化能力を容易に回復させることができる。

また、槽内における容器の下方に配置された、逆洗用流体を排出する逆洗孔を更に備えることが好ましい。これにより、容器の下方に配置された逆洗孔から逆洗用流体を排出することで、吸着剤に付着した異物を除去する逆洗を行うことができる。その結果、吸着剤が再賦活されるので、槽の浄化能力を回復させることができる。

また、上記の排水処理装置は、槽を並列に複数備えると共に、槽から排出される液体の水質を検知する水質検知手段と、排水の一方の槽への供給と、他方の槽への供給とを切り替える切り替え手段と、を更に備えることが好ましい。このような構成によれば、一方の槽の水質が劣化してきた場合に、排水の供給を切り替えて他方の槽に処理を行わせながら、当該一方の槽の吸着剤の交換や逆洗を行うことができる。このようにして、排水処理装置は、高い排水処理能力を維持しつつ、連続運転を行うことができる。

本発明によれば、吸着剤を容易に交換できる排水処理装置を提供することができる。

以下、図面を参照しつつ本発明に係る排水処理装置の好適な実施形態について詳細に説明する。

本実施形態に係る排水処理装置１は、特に、製油所のタンクや工場配管等の洗浄時に発生する高濃度の油汚染排水を処理して、一般環境へ排出可能な濃度まで浄化するものである。

図１に示すように、本実施形態に係る排水処理装置１は、油水分離槽２、第一吸着槽（槽）３、第二吸着槽（槽）４、第三吸着槽（槽）５、処理水水槽６、予備槽（槽）７、水質モニタ（水質検知手段）８、逆洗装置９を主として備える。

油水分離槽２は、供給された排水に含まれる油を分離するものである。この油水分離槽２としては、例えば、水と油の比重の違いを利用した自然分離浮上方式のものが用いられる。この油水分離槽２によって油を分離された排水は、ポンプ１０を備えるラインＬ１を介して第一吸着槽３に供給される。

第一吸着槽３、第二吸着槽４、及び第三吸着槽５は、排水に含まれる油分などの異物を吸着する吸着剤により排水の浄化を行うものである。この第一吸着槽３に供給された排水は、槽内の吸着剤によって浄化され、ポンプ１１を備えるラインＬ２を介して第二吸着槽４に供給される。

この第二吸着槽４において吸着剤により浄化された排水は、ポンプ１２を備えるラインＬ３を介して第三吸着槽５に供給され、この第三吸着槽５において吸着剤により浄化された排水は、ポンプ１３を備えるラインＬ４を介して処理水水槽６に供給される。処理水水槽６は、浄化処理された排水を貯留するものである。この処理水水槽６から、浄化処理された排水が河川などの一般環境へ排出される。

予備槽７は、第一吸着槽３と並列に配置され、この第一吸着槽３と同じ構造及び性能を有するものである。この予備槽７には、油水分離槽２から排出された排水を供給するためのラインＬ１が上方に配管されていると共に、予備槽７から排出された排水を第二吸着槽４に供給するためのラインＬ２が底部に配管されている。

このラインＬ１には、切り替え弁（切り替え手段）１４が備えられており、この切り替え弁１４としては、油水分離槽２側開口部、第一吸着槽３側開口部、及び予備槽７側開口部を有する三方弁等が用いられる。

この切り替え弁１４は、通常、予備槽７側開口部が閉じられ、第一吸着槽３側開口部が開かれた状態となっており、油水分離槽２から排出された排水はこの第一吸着槽３側開口部を通じて第一吸着槽３に供給される。そして、この第一吸着槽３側開口部が閉じられ、予備槽７側開口部が開かれるように切り替え弁１４を切り替えることで、第一吸着槽３に対する排水の供給を止めて、予備槽７に排水を供給する構成となっている。

水質モニタ８は、排水の水質を検知するものである。この水質モニタ８は、ラインＬ２及びラインＬ４に接続されており、第一吸着槽３から排出された排水の水質と第三吸着槽５から排出された排水の水質とを検知する。この水質モニタ８は、排水の水質として、ＴＯＣ（全有機炭素）、ＣＯＤ（化学的酸素要求量）、ＳＳ（浮遊物質量）等を検知する。

また、水質モニタ８には、排水の水質検知結果を表示するディスプレイが備えられ、このディスプレイを確認することで、第一吸着槽３から排出された排水の水質と第三吸着槽５から排出された排水の水質とを確認することができる。このような水質モニタ８としては、例えば、西華産業株式会社製オートサンプリング据置型連続式水質測定器ＩＸＯ−５１０(測定対象：ＴＯＣ、ＣＯＤ、ＳＳ等）が備えられる。

逆洗装置９は、各吸着槽に逆洗用流体を供給して、槽内に配置された吸着剤の逆洗を行うものである。この逆洗用流体としては、温水、スチーム、空気などがある。この逆洗装置９には、第一吸着槽３に連結するラインＬ１０が配管され、ラインＬ１０を介して逆洗用流体を第一吸着槽３に供給する。この第一吸着槽３の上部には、油水分離槽２と連結したラインＬ１１が接続されており、このラインＬ１１を介して逆洗用流体が排出される。

同様に、逆洗装置９には、第二吸着槽４及び第三吸着槽５に連結するラインＬ１２と予備槽７に連結するラインＬ１３とが配管され、ラインＬ１２及びラインＬ１３を介して逆洗用流体を各槽に供給する。これらの予備槽７、第二吸着槽４、及び第三吸着槽５の上部には、油水分離槽２に連結するラインＬ１４が配管され、このラインＬ１４を介して逆洗用流体が排出される。

このような構成により、本実施形態に係る排水処理装置１では、水質モニタ８が第一吸着槽３から排出される排水の水質を検知するので、ディスプレイに表示された水質検知結果に基づいて、第一吸着槽３の浄化能力が低下しているか否かを判断することができる。

第一吸着槽３の浄化能力が低下していると判断した場合には、切り替え弁１４を切り替えて、第一吸着槽３に対する排水の供給を止めると共に、予備槽７に排水の供給を行う。そして、第一吸着槽３に対して、槽内の吸着剤の交換や逆洗装置９による逆洗を行うことで、第一吸着槽３の浄化能力を回復させる。その後、再び切り替え弁１４を切り替えて、予備槽７に対する排水の供給を止めると共に、第一吸着槽３に排水の供給を行う。このようにして、本実施形態に係る排水処理装置１は、高い排水処理能力を維持しながら、連続運転を行うことができる。

また、本実施形態に係る排水処理装置１では、水質モニタ８が第一吸着槽３から排出される排水と第三吸着槽５から排出される排水との水質検知結果をディスプレイに表示するので、これらの水質検知結果を比較して、第二吸着槽４及び第三吸着槽５の浄化能力が低下しているか否かを判断することができる。

第二吸着槽４及び第三吸着槽５の浄化能力が低下していると判断した場合には、排水処理装置１に対する排水の供給を止める。そして、第二吸着槽４及び第三吸着槽５における吸着剤の交換や逆洗装置９による逆洗を行うことで、第二吸着槽４及び第三吸着槽５の浄化能力を回復させることができる。

また、本実施形態に係る排水処理装置１に用いられるポンプ１０、１１、１２、１３、水質モニタ８、逆洗装置９などは、全て防爆仕様のものが採用されており、可燃性ガスの雰囲気下においても排水処理を行うことが可能である。

また、本実施形態に係る排水処理装置１によれば、大型の槽や装置を必要としないので、例えば、トラックなどに載せることで、運搬可能な移動式排水処理装置として運用することができる。

図２に示すように、第一吸着槽３は、上蓋３ａと槽本体３ｂとから構成されている。この上蓋３ａの中央には、上蓋３ａを貫いて、油水分離槽２に連結したラインＬ１が配管されている。このラインＬ１は、第一吸着槽３の上部において傘状に展開しており、排水を分散して槽内に供給する。このラインＬ１を介して第一吸着槽３内に供給される排水は、槽内を流下した後、槽本体３ｂの底に配管されたラインＬ２を介して排出される。

また、第一吸着槽３内には、吸着剤容器（容器）３０、３１、３２が排水の流通方向に沿って配置されている。これらの吸着剤容器３０、３１、３２内には、それぞれ吸着剤３３、３４、３５が充填されており、これらの吸着剤３３、３４、３５は、油などの異物を吸着する機能を有している。このような吸着剤３３、３４、３５としては、例えば、活性炭が用いられるが、特に、特開２００６−８２０６２号公報に開示されたか焼コークスを用いると好適である。また、この吸着剤の好適な粒径は、１〜１０ｍｍである。

図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、吸着剤容器３０は、底に設けられた網部３０ａ、円筒上の本体３０ｂ、及び本体３０ｂに取り付けられたベルト３０ｃを備えている。この網部３０ａは、吸着剤容器３０内に充填される吸着剤を通さず、かつ、排水の流通を可能とすべく適切な孔径の流通孔を有している。この場合の好適なメッシュ値は、５０〜１００である。また、ベルト３０ｃは、吸着剤を収容した吸着剤容器３０を吊持するために本体３０ｂに確実に取り付けられると共に、容器を槽内に設置した際に本体３０ｂの側方にしまい込むために十分な長さを有している。

このような構成の吸着剤容器３０によれば、図２に示すように、吸着剤３３を充填しつつ、排水が流通可能なように槽内に配置することができる。この第一吸着槽３内において、ラインＬ１から供給され、吸着剤容器３０内に流入した排水は、容器内に充填された吸着剤３３の隙間を流れ、網部３０ａを介して吸着剤容器３０外に流出する。このとき、排水に含まれる油などが吸着剤に吸着されることで、排水の浄化が行われることとなる。また、吸着剤容器３１、３２も同様の構成及び機能を有している。

また、これらの吸着剤容器３０、３１、３２の下方には、ラインＬ１０と接続された中空の逆洗環４０、４１、４２がそれぞれ配置されている。これらの逆洗環４０、４１、４２には、ラインＬ１０を介して逆洗装置９から供給された逆洗用流体を上方に排出するための複数の逆洗孔４０ａ、４１ａ、４２ａがそれぞれ設けられている。

図４に示すように、逆洗環４０は、複数の逆洗孔４０ａを有する環本体４０ｂ、環本体４０ｂに連結されたホース４０ｃ、ホース４０ｃをラインＬ１０に接続するための接続部４０ｄを備えている。この逆洗環４０の逆洗孔４０ａは、逆洗用流体を効果的に分散して排出できるように、環本体４０ｂ上に所定間隔で設けられている。

このような構成の逆洗環４０によれば、図２に示すように、接続部４０ｄによりラインＬ１０に接続すると共に、ホース４０ｃの可撓性により余裕を持って吸着剤容器３０の下方に配置することができる。これにより、逆洗装置９からラインＬ１０に供給された逆洗用流体は、接続部４０ｄ及びホース４０ｃを介して逆洗環４０内に供給される。そして、逆洗用流体は、環本体４０ｂ上に設けられた逆洗孔４０ａより分散して排出されて、吸着剤容器３０内の吸着剤３３を効果的に逆洗することができる。また、逆洗環４１、４２も同様の構成及び機能を有している。

また、第一吸着槽３底に設けられたラインＬ２には、逆洗時に閉じられる逆洗用弁３６が設けられている。この逆洗用弁３６を閉じることにより、逆洗環４０、４１、４２から排出された逆洗用流体は、第一吸着槽３内を満たしていき、第一吸着槽３の上部に接続されたライン１１を介して油水分離槽２に排出されることとなる。

次に、以上の構成を有する第一吸着槽３における吸着剤の交換方法について説明する。

まず、第一吸着槽３の上蓋３ａ及びラインＬ１を槽本体３ｂから外す。次に、ベルト３０ｃを用いて吸着剤容器３０を吊り上げて上方から運び出すと共に、槽内の吸着剤容器３１に充填された吸着剤３４の状態を確認して、吸着剤３４の交換が必要か否かを判断する。このとき、吸着剤３４は劣化していないと判断した場合には、槽内の逆洗環４０の上に新しい吸着剤を充填した吸着剤容器を配置する。

一方、吸着剤３４が劣化していると判断した場合には、逆洗環４０の接続部４０ｄをラインＬ１０から外して逆洗環４０を回収する。その後、吸着剤容器３１を吊り上げて上方から運び出す。そして、槽内の吸着剤容器３２に充填された吸着剤３５の状態を確認して、吸着剤３５の交換が必要か否かを判断する。このとき、吸着剤３５は劣化していないと判断した場合には、槽内の逆洗環４１の上に２つの新たな吸着剤を充填した吸着剤容器及び逆洗環４０を交互に配置する。一方、吸着剤３４が劣化していると判断した場合には、逆洗環４１を回収して吸着剤容器３２を上方から運び出し、槽内の逆洗環４２の上に３つの新しい吸着剤を充填した吸着剤容器及び逆洗環４０、４１を交互に配置する。最後に、第一吸着槽３の槽本体３ｂに上蓋３ａ及びラインＬ１を再び取り付ける。

このように、本実施形態に係る第一吸着槽３では、劣化した吸着剤の交換を行う場合に、吸着剤を収容した吸着剤容器を交換することで、容易に吸着剤の交換を行うことができる。さらに、吸着剤容器は、排水の流通方向に沿って配置されており、吸着剤の劣化は上流側から進行するので、上流側に配置された吸着剤容器の吸着剤を順次確認して、劣化した吸着剤のみを交換していくことで、効率良く第一吸着槽３の浄化能力の回復を図ることができる。

本発明は、前述した実施形態に限定されないことは言うまでもない。例えば、第一吸着槽３内には、３つの吸着剤容器３０、３１、３２が配置されていたが、吸着剤容器の数は、１つや２つでも良く、４つ以上配置しても良い。また、各吸着剤容器には、それぞれ異なる種類の吸着剤を収容しても良い。

また、排水処理装置１には、第一吸着槽３、第二吸着槽４、第三吸着槽５が備えられていたが、排水の種類に応じて吸着槽は１つでも良く、４つ以上であっても良い、また、それぞれ異なる種類の吸着剤を備える吸着槽であることを妨げない。

また、逆洗孔を有する部材として、中空の逆洗環を用いたが、環状の部材でなくても良く、中空であれば、棒状部材であっても、板状部材であっても良い。

また、吸着剤容器は、全体が金属繊維で編まれた袋状の容器であっても良い。

また、流通孔を有する容器の壁としては、網目ではなく、多孔板や多孔質板でもよい。

以上のような構成を備える排水処理装置の吸着槽において、各吸着剤容器に２００ｋｇの吸着剤を収容して排水処理を行った。このときの排水の通水量は３ｔ／ｈであり、排水の油分濃度は５００ｍｇ／Ｌであった。また、排水処理を行った時間は２時間であり、排水に含まれて吸着槽に供給された油の総量は３ｋｇであった。

表１は、吸着剤として活性炭及び特開２００６−８２０６２号公報に開示されたか焼コークスを用いた場合における排水処理後の各吸着剤容器内の吸着剤の油分含有濃度(単位は、質量％)である。

表１に示すように、本実施形態における構成を有する吸着槽では、排水に含まれる油分を効果的に吸着して、十分な浄化性能を発揮することができた。このとき、排水処理後の吸着剤に含まれる油分含有濃度は、上段（排水流入側）が最も高く、活性炭で０．６質量％、か焼コークスで１．４質量％であった。これに対して、中段、下段（排水流出側）においては、活性炭及びか焼コークス共に０．１質量％前後であった。

このように、吸着剤に油が吸着する割合は、排水流入側と排水流出側とで大きく異なる。したがって、吸着剤の吸着性能の劣化は、排水流入側の吸着剤において主として進行することとなる。そこで、本発明に係る排水処理装置のように、吸着槽の排水流通方向に沿って複数の吸着剤容器を備え、これらの吸着剤容器内に吸着剤を収容する。これにより、吸着槽の浄化能力が低下した場合に、排水流入側の吸着剤を選択的に交換することで、吸着槽の浄化処理能力を効率よく回復させることができる。

本発明に係る排水処理装置における排水処理のフロー図である。 図１の第一吸着槽を示す概略断面図である。 （ａ）図２の吸着剤容器を下方から見た斜視図である。（ｂ）図２の吸着剤容器を上方から見た斜視図である。 図２の逆洗環を示す斜視図である。

符号の説明

１…排水処理装置、２…油水分離槽、３…第一吸着槽（槽）、４…第二吸着槽（槽）、５…第三吸着槽（槽）、６…処理水水槽、７…予備槽（槽）、８…水質モニタ（水質検知手段）、９…逆洗装置、１０、１１、１２、１３…ポンプ、１４…切り替え弁（切り替え手段）、３０、３１、３２…吸着剤容器（容器）、３３、３４、３５…吸着剤、３６…逆洗用弁、４０、４１、４２…逆洗環、４０ａ、４１ａ、４２ａ…逆洗孔。

Claims (5)

1. 排水が供給される槽と、
   吸着剤を収容する容器と、
   逆洗用流体を上方に排出する逆洗孔を有し、前記槽内における前記容器の下方に配置された中空の逆洗用部材と、を備え、
   前記容器は、前記槽内に配置され、前記容器の壁は、前記容器内外間での前記排水の流通を可能とする流通孔を有し、
   前記容器を、前記槽内における前記排水の流通方向に沿って複数段備え、
   前記複数段の容器の下方には、前記逆洗用部材がそれぞれ配置されており、
   それぞれの前記逆洗用部材の上面は前記容器に当接していることを特徴とする排水処理装置。
2. 前記逆洗用部材は、環状の部材であり、
   前記逆洗孔は、前記逆洗用部材上に所定間隔で複数設けられている請求項１に記載の排水処理装置。
3. 前記容器の底部に前記流通孔が設けられている請求項１又は２に記載の排水処理装置。
4. 前記逆洗用部材は、可撓性を有するホースを介して逆洗用流体供給用のラインに接続されている請求項１〜３のいずれか一項に記載の排水処理装置。
5. 前記槽を並列に複数備え、
   前記槽から排出される排水の水質を検知する水質検知手段と、
   前記排水の一方の槽への供給と、他方の槽への供給とを切り替える切り替え手段と、を更に備える請求項１〜４のうちいずれか一項に記載の排水処理装置。
   

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