JP6218422B2

JP6218422B2 - Neutralizer

Info

Publication number: JP6218422B2
Application number: JP2013091959A
Authority: JP
Inventors: 伸彦久保田; 有香吉田; 初美岩崎; 和行城代; 崇小林; 拓郎前田
Original assignee: IHI Corp
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 2013-04-25
Filing date: 2013-04-25
Publication date: 2017-10-25
Anticipated expiration: 2032-08-16
Also published as: JP2014036950A

Description

本発明は、セメントと水とを接触させた結果生じる廃水を中和する中和装置に関する。 The present invention relates to a kimono location in neutralizing the waste water resulting from contacting the cement and water.

コンクリートで構造物を建設する場合、砂、砂利等と、セメントおよび水とを混合する。そうすると、セメントと水が反応（水和反応）して、反応生成物が糊として機能し、砂や砂利等を固定する。このような、一連の工程を経て、コンクリートで構造物を建設する処理を、一般的に「コンクリートを打つ」という。 When constructing a structure with concrete, sand, gravel, etc. are mixed with cement and water. Then, the cement and water react (hydration reaction), and the reaction product functions as a paste to fix sand and gravel. Such a process of constructing a structure with concrete through a series of steps is generally referred to as “striking concrete”.

打ち終わった直後のコンクリートには、未反応のセメントが含まれるため、強度が低い。そこで、コンクリートを打ち終わった後、散水を行うことで、未反応のセメントを水と反応させ、強度を向上させることが一般的に行われている（所謂、養生）。 Since the concrete immediately after being hammered contains unreacted cement, the strength is low. Therefore, after the concrete is finished, it is generally performed that water is sprayed to react unreacted cement with water and improve the strength (so-called curing).

養生を行った後に生じる廃水（養生水）は、ｐＨ１２程度と高アルカリ性の水溶液であるため、中和を行い、ｐＨを放流基準値まで下げた後に、放流することとなる。 Since the waste water (curing water) generated after curing is a highly alkaline aqueous solution with a pH of about 12, it is neutralized and discharged after the pH is lowered to the discharge standard value.

セメントと水とを接触させた結果生じる養生水等の廃水（以下、単に廃水と称する）を中和する技術として、廃水中に希硫酸を導入することで、廃水を中和する技術が開発されている。 Technology for neutralizing wastewater by introducing dilute sulfuric acid into wastewater has been developed as a technology for neutralizing wastewater such as curing water (hereinafter simply referred to as wastewater) resulting from contact between cement and water. ing.

しかし、希硫酸は、相対的に粘性が高く、拡散速度が遅いため、高機能な攪拌装置が必要であったり、特定化学物質等作業主任者といった資格が必要であったり、労働基準監督署への届出が必要であったり、貯留量によっては消防署への届出が必要であったりと、使用者にとって制約が多い。 However, dilute sulfuric acid has a relatively high viscosity and a low diffusion rate, so a highly functional stirring device is required, or qualifications such as a person in charge of specific chemicals are required. There are many restrictions for the user, such as the need to notify the fire department or the fire department depending on the amount of storage.

そこで、エジェクタを用いて廃水に二酸化炭素を導入することで、廃水と二酸化炭素とを接触させる技術が開示されている（例えば、特許文献１）。特許文献１の技術によれば、取り扱いに特別な資格や届出が不要である二酸化炭素を用いることができるため、使用者は煩わしい手続きを経ずとも、廃水を中和することができる。また、二酸化炭素は、常温常圧下（例えば、２５℃、１気圧）において、気体であるため、希硫酸と比較して拡散速度が速く、攪拌装置が不要となり、装置自体のコストを低減することができる。 Then, the technique which makes waste water and carbon dioxide contact is disclosed by introduce | transducing carbon dioxide into waste water using an ejector (for example, patent document 1). According to the technique of Patent Document 1, since carbon dioxide that does not require special qualification or notification can be used for handling, the user can neutralize wastewater without going through troublesome procedures. Also, since carbon dioxide is a gas at room temperature and normal pressure (for example, 25 ° C., 1 atm), it has a higher diffusion rate than dilute sulfuric acid, eliminates the need for a stirring device, and reduces the cost of the device itself. Can do.

特許第４４３０２０４号Patent No. 4430204

特許文献１の技術では、エジェクタによって、アルカリ性水溶液中に二酸化炭素の気流が生じ、アルカリ性溶液が二酸化炭素の気流によって攪拌されることとなる。この場合、二酸化炭素とアルカリ性水溶液の接触時間が短く、アルカリ性水溶液に二酸化炭素が十分に溶解せずに、二酸化炭素が大気に放出されてしまう。 In the technique of Patent Document 1, an ejector generates a carbon dioxide stream in the alkaline aqueous solution, and the alkaline solution is stirred by the carbon dioxide stream. In this case, the contact time between carbon dioxide and the alkaline aqueous solution is short, and carbon dioxide is released into the atmosphere without being sufficiently dissolved in the alkaline aqueous solution.

そうすると、放流基準値まで中和するには、長時間を要することとなる。また、放流基準値まで中和するには、二酸化炭素を大量に導入しなければならない。したがって、二酸化炭素を導入するためのポンプの駆動に要するコストや、二酸化炭素自体のコストが高くなってしまっていた。 Then, it takes a long time to neutralize to the discharge standard value. Also, in order to neutralize to the discharge standard value, a large amount of carbon dioxide must be introduced. Therefore, the cost required for driving the pump for introducing carbon dioxide and the cost of carbon dioxide itself have been increased.

そこで本発明は、このような課題に鑑み、二酸化炭素の導入態様を工夫することで、使用する二酸化炭素量を低減するとともに、中和に要する時間を短縮することが可能な中和装置を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of such a problem, by devising the manner of introduction of carbon dioxide, supplied with reducing the amount of carbon dioxide used, the kimono location inside is possible to shorten the time required for neutralization The purpose is to do.

上記課題を解決するために、本発明の中和装置は、セメントと水とを接触させた結果生じる廃水を収容する貯水槽と、廃水に、平均粒径が０．２ｍｍ以上２．５ｍｍ以下の二酸化炭素の泡をバブリングすることで、廃水を中和する複数のバブリング部と、バブリング部が設けられバブリング部によって二酸化炭素の泡がバブリングされる領域と、バブリング部が設けられず二酸化炭素の泡がバブリングされない領域とが混在するように、複数のバブリング部を貯水槽の底部に支持する支持機構と、を備え、廃水中には、バブリングによって生成される二酸化炭素の泡が導入されることを特徴とする。

In order to solve the above-described problems, the neutralization apparatus of the present invention has a water storage tank for storing waste water generated as a result of contacting cement and water, and the waste water has an average particle size of 0.2 mm to 2.5 mm. by bubbling carbon dioxide bubbles, and a plurality of bubbling portions to neutralize the waste water, and a region where the carbon dioxide bubbles is bubbled by bubbling the bubbling portion is provided part, carbon dioxide bubbles bubbling portion is not provided And a support mechanism that supports a plurality of bubbling portions at the bottom of the water storage tank so that a region where no bubbling is present is mixed, and in the wastewater, carbon dioxide bubbles generated by bubbling are introduced. Features.

大気圧より高圧に圧縮された二酸化炭素を貯留する二酸化炭素ボンベをさらに備え、バブリング部には、二酸化炭素ボンベから二酸化炭素が圧送されるとしてもよい。 A carbon dioxide cylinder for storing carbon dioxide compressed to a pressure higher than atmospheric pressure may be further provided, and carbon dioxide may be pumped from the carbon dioxide cylinder to the bubbling unit .

廃水のｐＨを測定するｐＨセンサと、測定されたｐＨが予め定められた閾値を上回る値である間、バブリング部を制御して二酸化炭素をバブリングさせ、測定されたｐＨが閾値以下となると、バブリング部を制御して二酸化炭素のバブリングを停止させる制御部と、をさらに備えるとしてもよい。 A pH sensor that measures the pH of the wastewater, and while the measured pH is a value that exceeds a predetermined threshold, the bubbling unit is controlled to bubble carbon dioxide, and when the measured pH falls below the threshold, And a control unit that controls the unit to stop the bubbling of carbon dioxide.

予め定められた閾値は、ｐＨ８．６〜ｐＨ５．８の間から選択された数値であるとしてもよい。 The predetermined threshold value may be a numerical value selected from pH 8.6 to pH 5.8.

バブリング部を、廃水内に位置させた状態に維持する係止部をさらに備えるとしてもよい。
バブリング部とともに、ｐＨセンサを廃水内に位置させた状態に維持する係止部をさらに備えるとしてもよい。 It is good also as providing the latching | locking part which maintains a bubbling part in the state located in the wastewater.
With Ba Bring unit may be further provided with a locking portion for maintaining a state in which the pH sensor is positioned in the wastewater.

本発明によれば、二酸化炭素の導入態様を工夫することで、使用する二酸化炭素量を低減するとともに、中和に要する時間を短縮することが可能となる。 According to the present invention, by devising the introduction mode of carbon dioxide, it is possible to reduce the amount of carbon dioxide to be used and shorten the time required for neutralization.

第１の実施形態にかかる中和装置の斜視図である。It is a perspective view of the neutralization device concerning a 1st embodiment. 第１の実施形態にかかる中和装置を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the neutralization apparatus concerning 1st Embodiment. （ａ）は、「気泡・分散工学−基礎と応用槙書店１９８２年発行」を出典とする気泡の平均粒径に対する上昇速度を示すグラフであり、（ｂ）は、「気泡・分散工学−基礎と応用槙書店１９８２年発行」を出典とする気泡の鉛直断面を示す図である。(A) is a graph showing the rate of increase with respect to the average particle size of bubbles, which is based on “Bubble / Dispersion Engineering-Fundamentals and Applications, Issued in 1982”. It is a figure which shows the vertical cross-section of the bubble which used as a reference the "and application Tsubaki Shoten 1982 issue." 第２の実施形態にかかる中和装置を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the neutralization apparatus concerning 2nd Embodiment. 変形例１の中和装置を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the neutralization apparatus of the modification 1. FIG. 変形例２の中和装置を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the neutralization apparatus of the modification 2. 二酸化炭素の粒径と、アルカリ水溶液のｐＨ変化とを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the particle size of a carbon dioxide, and pH change of aqueous alkali solution.

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、発明の理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The dimensions, materials, and other specific numerical values shown in the embodiments are merely examples for facilitating the understanding of the invention, and do not limit the present invention unless otherwise specified. In the present specification and drawings, elements having substantially the same function and configuration are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted, and elements not directly related to the present invention are not illustrated. To do.

（第１の実施形態：中和装置１００）
図１、図２は、第１の実施形態にかかる中和装置１００を説明するための図であり、図１は、中和装置１００の斜視図を、図２（ａ）は、中和装置１００を上面視した図、図２（ｂ）は、図１のＸＺ断面図を示す。本実施形態の図１では、垂直に交わるＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を図示の通り定義している。これらの図に示すように、中和装置１００は、貯水槽１１０と、ガス導入部１２０と、支持部材１２８（図１では、図示を省略する）と、バブリング部１３０と、ｐＨセンサ１４０と、制御部１５０とを含んで構成される。 (First Embodiment: Neutralizer 100)
FIG. 1 and FIG. 2 are views for explaining a neutralization device 100 according to the first embodiment, FIG. 1 is a perspective view of the neutralization device 100, and FIG. 2 (a) is a neutralization device. FIG. 2B is a cross-sectional view of FIG. In FIG. 1 of this embodiment, the X axis, the Y axis, and the Z axis that intersect perpendicularly are defined as illustrated. As shown in these drawings, the neutralization device 100 includes a water storage tank 110, a gas introduction unit 120, a support member 128 (not shown in FIG. 1), a bubbling unit 130, a pH sensor 140, And a control unit 150.

貯水槽１１０は、廃水１０２を収容する。ここで、廃水１０２は、セメントと水とを接触させた結果生じる、コンクリートの養生水、コンクリートの洗浄水等の水溶液である。 The water storage tank 110 stores the waste water 102. Here, the waste water 102 is an aqueous solution such as concrete curing water and concrete washing water, which is produced as a result of contacting cement with water.

ガス導入部１２０は、ガス供給管１２２と、ガス圧送管１２４とを含んで構成される。 The gas introduction unit 120 includes a gas supply pipe 122 and a gas pressure feeding pipe 124.

ガス供給管１２２は、例えば、可撓性を有する樹脂製の管で構成され、二酸化炭素供給源１０４とガス圧送管１２４とを連通する。 The gas supply pipe 122 is constituted by, for example, a flexible resin pipe, and communicates the carbon dioxide supply source 104 and the gas pressure feeding pipe 124.

二酸化炭素供給源１０４は、例えば、二酸化炭素ボンベ等で構成される。本実施形態では、二酸化炭素供給源１０４として、高圧圧縮された二酸化炭素を貯留した二酸化炭素ボンベを用いているため、ポンプを用いずとも二酸化炭素を圧送することができる。しかし、大気圧の二酸化炭素、または、圧縮率の低い二酸化炭素を貯留した貯留槽や、大気圧の二酸化炭素、または、圧縮率の低い二酸化炭素を生成する生成装置を二酸化炭素供給源１０４とする場合、ガス導入部１２０は、ポンプを含んで構成され、ポンプを駆動して、二酸化炭素供給源１０４からガス供給管１２２へ二酸化炭素を圧送するとよい。 The carbon dioxide supply source 104 is configured by, for example, a carbon dioxide cylinder. In this embodiment, since the carbon dioxide cylinder which stored the high-pressure-compressed carbon dioxide is used as the carbon dioxide supply source 104, the carbon dioxide can be pumped without using a pump. However, the carbon dioxide supply source 104 is a storage tank that stores carbon dioxide at atmospheric pressure or carbon dioxide with a low compression rate, or a generation device that generates carbon dioxide at atmospheric pressure or carbon dioxide with a low compression rate. In this case, the gas introduction unit 120 may include a pump, and the pump may be driven to pump carbon dioxide from the carbon dioxide supply source 104 to the gas supply pipe 122.

ガス圧送管１２４は、環状に形成されており、一部がガス供給管１２２に接続され、他部の一部がバブリング部１３０に接続された管である。また、図２に示すように、ガス圧送管１２４は、支持部材１２８によって貯水槽１１０の底部近傍に支持されている。 The gas pressure feeding pipe 124 is formed in an annular shape, a part of which is connected to the gas supply pipe 122 and a part of the other part is connected to the bubbling part 130. Further, as shown in FIG. 2, the gas pressure feeding pipe 124 is supported near the bottom of the water storage tank 110 by a support member 128.

したがって、二酸化炭素供給源１０４から供給された二酸化炭素は、ガス供給管１２２、ガス圧送管１２４を通じて、バブリング部１３０に供給される。 Therefore, the carbon dioxide supplied from the carbon dioxide supply source 104 is supplied to the bubbling unit 130 through the gas supply pipe 122 and the gas pressure feeding pipe 124.

バブリング部１３０は、ガス圧送管１２４と連通するとともに、ガス供給管１２２、ガス圧送管１２４を通じて二酸化炭素供給源１０４から供給された二酸化炭素を廃水１０２にバブリングする。 The bubbling unit 130 communicates with the gas pressure feeding pipe 124 and also bubbles the carbon dioxide supplied from the carbon dioxide supply source 104 to the waste water 102 through the gas supply pipe 122 and the gas pressure feeding pipe 124.

バブリング部１３０は、例えば、樹脂で形成された多孔質体、ガラスで形成された多孔質体、セラミックで形成された多孔質体、金属で形成された多孔質体、軽石等の多孔質体で形成され、廃水１０２中に、平均粒径（平均の気泡径）が２．５ｍｍ未満の二酸化炭素の泡（気泡）、好ましくは、平均粒径が１ｍｍ未満の二酸化炭素の泡（図１、図２においては、理解を容易にするために、実際よりも大きく示している）を導入する。 The bubbling portion 130 is, for example, a porous body formed of resin, a porous body formed of glass, a porous body formed of ceramic, a porous body formed of metal, a porous body such as pumice, and the like. Carbon dioxide bubbles (bubbles) formed and having an average particle diameter (average bubble diameter) of less than 2.5 mm, preferably carbon dioxide bubbles having an average particle diameter of less than 1 mm (FIG. 1, FIG. In FIG. 2, in order to facilitate understanding, it is shown larger than actual).

平均粒径が２．５ｍｍ未満の泡は、上昇速度が極めて遅い。例えば、粒径が１０μｍの泡（気泡）の上昇速度は、３ｍｍ／ｍｉｎ程度である。 Bubbles having an average particle size of less than 2.5 mm have a very slow rising rate. For example, the rising speed of bubbles (bubbles) having a particle size of 10 μm is about 3 mm / min.

図３（ａ）は、「気泡・分散工学−基礎と応用槙書店１９８２年発行」を出典とする気泡の平均粒径に対する上昇速度を示すグラフであり、図３（ｂ）は、「気泡・分散工学−基礎と応用槙書店１９８２年発行」を出典とする気泡の鉛直断面を示す図である。図３（ａ）中、実線で示すように、精製水において、平均粒径が１．５ｍｍ程度になるまでは、気泡の平均粒径が大きくなるほど、精製水中の気泡の上昇速度は大きくなるが、平均粒径が１．５ｍｍを超えると、上昇速度は一旦徐々に低下し、平均粒径が６ｍｍ以上となると、平均粒径が大きくなるほど、上昇速度が大きくなる。 FIG. 3 (a) is a graph showing the rising speed with respect to the average particle diameter of bubbles, which is based on “Bubble / dispersion engineering-basics and applications, published in 1982,” and FIG. It is a figure which shows the vertical cross section of the bubble which made the origin "dispersion engineering-basics and application Kashiwa Shoten 1982 issue". As shown by the solid line in FIG. 3 (a), in the purified water, until the average particle diameter becomes about 1.5 mm, the rising speed of the bubbles in the purified water increases as the average particle diameter of the bubbles increases. When the average particle diameter exceeds 1.5 mm, the increasing speed is gradually decreased. When the average particle diameter is 6 mm or more, the increasing speed increases as the average particle diameter increases.

一方、図３（ａ）中、破線で示すように、実際の廃水としてみなすことができる汚染水では、平均粒径が４ｍｍ程度になるまでは、気泡の平均粒径が大きくなるほど、汚染水中の気泡の上昇速度は徐々に大きくなり、４ｍｍを超えると上昇速度は２０ｃｍ／秒と一定値となり、さらに、平均粒径が１０ｍｍを超えると、また、平均粒径が大きくなるほど、上昇速度が徐々に大きくなる。 On the other hand, as shown by a broken line in FIG. 3 (a), in the contaminated water that can be regarded as actual waste water, the larger the average particle size of the bubbles, the larger the average particle size of the bubbles. The rising speed of the bubbles gradually increases, and when it exceeds 4 mm, the rising speed becomes a constant value of 20 cm / sec. Furthermore, when the average particle diameter exceeds 10 mm, the increasing speed gradually increases as the average particle diameter increases. growing.

このように、実際の廃水としてみなすことができる汚染水では、気泡の平均粒径が１０ｍｍ未満であれば、気泡の上昇速度を１８ｃｍ／秒未満とすることができ、気泡の滞留時間を長くすることが可能となることが分かる。 In this way, in the contaminated water that can be regarded as actual wastewater, if the average particle diameter of the bubbles is less than 10 mm, the rising speed of the bubbles can be less than 18 cm / sec, and the residence time of the bubbles is lengthened. It turns out that it becomes possible.

また、水中において、気泡の粒径が１ｍｍ未満であると、気泡の形状は球状になり（図３（ｂ）参照）、気泡の粒径が１ｍｍ以上２０ｍｍ未満であると、気泡の形状は楕円体状になり（図３（ｃ）、（ｄ）参照）、気泡の粒径が２０ｍｍ以上であると、気泡の形状は半球状になる（図３（ｅ）、（ｆ）参照）。したがって、気泡の粒径を１ｍｍ未満とすることで、気泡の形状を均一化することができ、安定的に気泡を水中に溶解させることができる。 Further, in water, when the bubble particle size is less than 1 mm, the bubble shape is spherical (see FIG. 3B), and when the bubble particle size is 1 mm or more and less than 20 mm, the bubble shape is elliptical. When the body is in a body shape (see FIGS. 3C and 3D) and the bubble particle size is 20 mm or more, the shape of the bubble is hemispherical (see FIGS. 3E and 3F). Therefore, by setting the particle diameter of the bubbles to less than 1 mm, the shape of the bubbles can be made uniform and the bubbles can be stably dissolved in water.

このように、バブリング部１３０が、後述する制御部１５０による制御に応じて、平均粒径が１０ｍｍ未満の泡の状態で二酸化炭素を導入することで、エジェクタによって二酸化炭素を導入する従来と比較して、廃水１０２における二酸化炭素の滞留時間を長くすることができる。つまり、廃水１０２と二酸化炭素の接触時間を長くすることができ、廃水１０２への二酸化炭素の溶解効率を向上させることが可能となる。 In this way, the bubbling unit 130 introduces carbon dioxide in the state of bubbles having an average particle size of less than 10 mm in accordance with control by the control unit 150 described later, compared with the conventional case where carbon dioxide is introduced by an ejector. Thus, the residence time of carbon dioxide in the waste water 102 can be increased. That is, the contact time between the wastewater 102 and carbon dioxide can be increased, and the dissolution efficiency of carbon dioxide in the wastewater 102 can be improved.

また、同じ量の二酸化炭素を導入する場合、二酸化炭素を平均粒径が１０ｍｍ未満の泡とすることで、平均粒径が１０ｍｍ以上の泡とした場合と比較して、二酸化炭素の比表面積を大きくすることができるため、これによっても、廃水１０２への二酸化炭素の溶解効率を向上させることが可能となる。さらに、詳しくは後述するが、二酸化炭素の平均粒径が２．５ｍｍ未満の泡とすることで、廃水１０２の中和に要する時間を著しく短縮することが可能となる。 In addition, when introducing the same amount of carbon dioxide, the specific surface area of carbon dioxide is reduced by making the carbon dioxide a bubble having an average particle size of less than 10 mm, compared to the case where the average particle size is made a bubble having an average particle size of 10 mm or more. Since it can be increased, it is possible to improve the dissolution efficiency of carbon dioxide in the waste water 102. Further, as will be described in detail later, the time required for neutralization of the wastewater 102 can be significantly shortened by forming bubbles with an average particle diameter of carbon dioxide of less than 2.5 mm.

また、二酸化炭素を平均粒径が１ｍｍ未満の泡とすることで、泡の形状を球状とすることができ、気泡の形状を均一化することが可能となり、二酸化炭素を安定的に廃水１０２に溶解させることができる。 Moreover, by making carbon dioxide into bubbles having an average particle diameter of less than 1 mm, the shape of the bubbles can be made spherical, the shape of the bubbles can be made uniform, and carbon dioxide can be stably added to the waste water 102. Can be dissolved.

そうすると、下記反応式（１）、（２）に示す中和反応が進行して、廃水１０２中の水酸化カルシウム（Ｃａ（ＯＨ）_２）が中和される。
Ｃａ（ＯＨ）_２＋ＣＯ_２→ＣａＣＯ_３＋Ｈ_２Ｏ
…反応式（１）
ＣａＣＯ_３＋ＣＯ_２＋Ｈ_２Ｏ→Ｃａ（ＨＣＯ_３）_２
…反応式（２） If it does so, the neutralization reaction shown to following Reaction formula (1), (2) will advance, and the calcium hydroxide (Ca (OH) ₂ ) in the wastewater 102 will be neutralized.
Ca (OH) ₂ + CO ₂ → CaCO ₃ + H ₂ O
... Reaction formula (1)
CaCO ₃ + CO ₂ + H ₂ O → Ca (HCO ₃ ) ₂
... Reaction formula (2)

したがって、従来と比較して、少量の二酸化炭素で上記中和反応を行うことができ、二酸化炭素自体のコストを低減することが可能となる。また、従来と比較して、短時間で上記中和反応を行うことができる。 Therefore, the neutralization reaction can be performed with a small amount of carbon dioxide as compared with the conventional case, and the cost of carbon dioxide itself can be reduced. In addition, the neutralization reaction can be performed in a shorter time than in the past.

なお、図１に戻って説明すると、本実施形態の中和装置１００では、バブリング部１３０を４つ備える構成を例に挙げて説明したが、バブリング部１３０の数に限定はない。 Returning to FIG. 1, the neutralization apparatus 100 according to the present embodiment has been described with an example of a configuration including four bubbling units 130, but the number of bubbling units 130 is not limited.

ｐＨセンサ１４０は、廃水１０２と接触する位置に設けられ、廃水１０２のｐＨを測定する。 The pH sensor 140 is provided at a position in contact with the waste water 102 and measures the pH of the waste water 102.

制御部１５０は、ＣＰＵ（中央処理装置）を含む半導体集積回路で構成され、ＲＯＭからＣＰＵ自体を動作させるためのプログラムやパラメータ等を読み出し、ワークエリアとしてのＲＡＭや他の電子回路と協働して中和装置１００全体を管理および制御する。本実施形態において制御部１５０は、ｐＨセンサ１４０によって測定されたｐＨが予め定められた閾値（例えば、放流基準値であるｐＨ８．６〜ｐＨ５．８の間から選択された数値）を上回る値である間、バブリング部１３０を制御して二酸化炭素をバブリングさせ、閾値以下となると、バブリング部１３０を制御して二酸化炭素のバブリングを停止させる。 The control unit 150 is composed of a semiconductor integrated circuit including a CPU (Central Processing Unit), reads a program and parameters for operating the CPU itself from the ROM, and cooperates with a RAM as a work area and other electronic circuits. Thus, the entire neutralizing device 100 is managed and controlled. In this embodiment, the control unit 150 is a value at which the pH measured by the pH sensor 140 exceeds a predetermined threshold value (for example, a numerical value selected from pH 8.6 to pH 5.8, which is a discharge reference value). For some time, the bubbling unit 130 is controlled to bubble carbon dioxide, and when the value is equal to or lower than the threshold, the bubbling unit 130 is controlled to stop bubbling of carbon dioxide.

ｐＨセンサ１４０、制御部１５０を備える構成により、廃水１０２のｐＨを過剰に下げてしまい、そのまま放流できなくなってしまう事態を回避することができる。 The configuration including the pH sensor 140 and the control unit 150 can avoid a situation in which the pH of the wastewater 102 is excessively lowered and cannot be discharged as it is.

以上説明したように、本実施形態にかかる中和装置１００によれば、使用する二酸化炭素量を低減するとともに、中和に要する時間を短縮することが可能となる。 As described above, according to the neutralization apparatus 100 according to the present embodiment, the amount of carbon dioxide to be used can be reduced and the time required for neutralization can be shortened.

（第２の実施形態：中和装置２００）
上述した第１の実施形態では、貯水槽１１０を備えた中和装置１００について説明した。しかし、必ずしも貯水槽１１０は必要ではない。第２の実施形態では、貯水槽１１０を有しない中和装置２００について説明する。 (Second Embodiment: Neutralizer 200)
In 1st Embodiment mentioned above, the neutralization apparatus 100 provided with the water storage tank 110 was demonstrated. However, the water tank 110 is not necessarily required. 2nd Embodiment demonstrates the neutralization apparatus 200 which does not have the water storage tank 110. FIG.

図４は、第２の実施形態にかかる中和装置２００を説明するための図であり、図４（ａ）は、中和装置２００の斜視図を、図４（ｂ）は、中和装置２００の使用形態を説明するための図を示す。本実施形態の図４では、垂直に交わるＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を図示の通り定義している。 FIG. 4 is a view for explaining a neutralization device 200 according to the second embodiment. FIG. 4 (a) is a perspective view of the neutralization device 200, and FIG. 4 (b) is a neutralization device. The figure for demonstrating the usage pattern of 200 is shown. In FIG. 4 of this embodiment, the X axis, the Y axis, and the Z axis that intersect perpendicularly are defined as illustrated.

図４（ａ）に示すように、中和装置２００は、ガス導入部１２０と、バブリング部１３０と、ｐＨセンサ１４０と、制御部１５０と、係止部２１０と、を含んで構成される。なお、上述した第１の実施形態において、すでに説明した、ガス導入部１２０、バブリング部１３０、ｐＨセンサ１４０、制御部１５０は、実質的に機能が等しいため、重複説明を省略し、ここでは、係止部２１０について詳述する。 As shown in FIG. 4A, the neutralization device 200 includes a gas introduction unit 120, a bubbling unit 130, a pH sensor 140, a control unit 150, and a locking unit 210. In the first embodiment described above, the gas introduction unit 120, the bubbling unit 130, the pH sensor 140, and the control unit 150 that have already been described have substantially the same functions. The locking part 210 will be described in detail.

係止部２１０は、例えば、図４中、ＸＺ断面がＬ字形状の平板で構成され、制御部１５０に接続されるとともに、既存の貯水槽２５０に係止可能に形成されている。そして、制御部１５０からガス圧送管１２４が延伸し、ガス圧送管１２４における制御部１５０に接続される端部と反対側の端部にバブリング部１３０が接続されている。 For example, in FIG. 4, the locking portion 210 is configured by a flat plate having an L-shaped XZ cross section, is connected to the control portion 150, and is formed so as to be locked to an existing water tank 250. The gas pressure feeding tube 124 extends from the control unit 150, and the bubbling unit 130 is connected to the end of the gas pressure feeding tube 124 opposite to the end connected to the control unit 150.

図４（ｂ）に示すように、既存の貯水槽２５０に収容された廃水１０２を中和する場合、係止部２１０を貯水槽２５０の側壁の上端に係止する。そうすると、ガス圧送管１２４、バブリング部１３０が貯水槽２５０内に配されることとなる。そして、ガス導入部１２０から二酸化炭素が導入されると、バブリング部１３０が廃水１０２に二酸化炭素をバブリングすることとなる。 As shown in FIG. 4B, when neutralizing the waste water 102 stored in the existing water tank 250, the locking part 210 is locked to the upper end of the side wall of the water tank 250. Then, the gas pressure feeding pipe 124 and the bubbling part 130 are arranged in the water storage tank 250. When carbon dioxide is introduced from the gas introduction unit 120, the bubbling unit 130 will bubble carbon dioxide into the waste water 102.

以上説明したように、本実施形態にかかる中和装置２００によれば、係止部２１０を係止するだけで、既存の貯水槽２５０にバブリング部１３０を設置することができ、貯水槽２５０に収容された廃水１０２を中和することが可能となる。 As described above, according to the neutralization apparatus 200 according to the present embodiment, the bubbling unit 130 can be installed in the existing water tank 250 simply by locking the locking part 210. It becomes possible to neutralize the stored wastewater 102.

また、中和装置２００は、ガス導入部１２０、バブリング部１３０、ｐＨセンサ１４０、制御部１５０、係止部２１０のみで構成されるため、可搬性（容易に運搬できること）を向上することができる。建設現場等においては、貯水槽２５０や、二酸化炭素供給源１０４が設置されていることが多いため、建設現場には、中和装置２００のみを運搬するだけで、廃水１０２を中和することができる。 Moreover, since the neutralization apparatus 200 is comprised only with the gas introducing | transducing part 120, the bubbling part 130, the pH sensor 140, the control part 150, and the latching | locking part 210, it can improve portability (that it can convey easily). . In construction sites and the like, since a water storage tank 250 and a carbon dioxide supply source 104 are often installed, it is possible to neutralize the waste water 102 only by transporting only the neutralization device 200 to the construction site. it can.

（変形例１）
図５は、変形例１の中和装置３００を説明するための図である。本実施形態の図５では、垂直に交わるＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を図示の通り定義している。図５に示すように、中和装置３００は、貯水槽１１０と、ガス導入部１２０と、支持部材１２８（図５では、図示を省略する）と、バブリング部１３０と、ｐＨセンサ１４０と、制御部１５０と、蓋部３１０とを含んで構成される。なお、上述した第１の実施形態において、すでに説明した、貯水槽１１０、ガス導入部１２０、支持部材１２８、バブリング部１３０、ｐＨセンサ１４０、制御部１５０は、実質的に機能が等しいため、重複説明を省略し、ここでは、蓋部３１０について詳述する。 (Modification 1)
FIG. 5 is a view for explaining a neutralization device 300 of the first modification. In FIG. 5 of the present embodiment, the X axis, the Y axis, and the Z axis that intersect perpendicularly are defined as illustrated. As shown in FIG. 5, the neutralization apparatus 300 includes a water storage tank 110, a gas introduction unit 120, a support member 128 (not shown in FIG. 5), a bubbling unit 130, a pH sensor 140, and a control. A part 150 and a lid part 310 are included. In the first embodiment described above, the water tank 110, the gas introduction unit 120, the support member 128, the bubbling unit 130, the pH sensor 140, and the control unit 150, which have already been described, have substantially the same functions, and therefore overlap. The description is omitted, and the lid 310 will be described in detail here.

蓋部３１０は、貯水槽１１０の開口部を封止する。蓋部３１０を備える構成により、貯水槽１１０の内部を密閉することができ、ガス導入部１２０による二酸化炭素の供給が遂行されることで、貯水槽１１０内を加圧状態にすることができる。これにより、二酸化炭素の廃水１０２への溶解を促進することができ、二酸化炭素の溶解効率をさらに向上させることが可能となる。 The lid part 310 seals the opening part of the water storage tank 110. With the configuration including the lid portion 310, the inside of the water storage tank 110 can be sealed, and the inside of the water storage tank 110 can be brought into a pressurized state by the supply of carbon dioxide by the gas introduction unit 120. Thereby, dissolution of carbon dioxide into the waste water 102 can be promoted, and the dissolution efficiency of carbon dioxide can be further improved.

（変形例２）
図６は、変形例２の中和装置４００を説明するための図である。本実施形態の図６では、垂直に交わるＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を図示の通り定義している。図６に示すように、中和装置４００は、貯水槽１１０と、ガス導入部１２０と、バブリング部４３０と、ｐＨセンサ１４０と、制御部１５０とを含んで構成される。なお、上述した第１の実施形態において、すでに説明した、貯水槽１１０、ガス導入部１２０、ｐＨセンサ１４０、制御部１５０は、実質的に機能が等しいため、重複説明を省略し、ここでは、バブリング部４３０について詳述する。 (Modification 2)
FIG. 6 is a view for explaining a neutralization device 400 of the second modification. In FIG. 6 of this embodiment, the X axis, the Y axis, and the Z axis that intersect perpendicularly are defined as illustrated. As shown in FIG. 6, the neutralization device 400 includes a water storage tank 110, a gas introduction unit 120, a bubbling unit 430, a pH sensor 140, and a control unit 150. In the first embodiment described above, the water tank 110, the gas introduction unit 120, the pH sensor 140, and the control unit 150, which have already been described, have substantially the same functions, and thus redundant description is omitted. The bubbling unit 430 will be described in detail.

変形例２において、バブリング部４３０は、焼結金属や、図６中Ｚ軸方向（鉛直方向）に複数枚重畳された複数枚の金属メッシュで構成されており、貯水槽１１０におけるＸＹ断面に亘って板状に形成されている。したがって、バブリング部４３０は、貯水槽１１０を鉛直方向に２分割する機能を有し、バブリング部４３０の鉛直上方には、廃水１０２が収容され、鉛直下方には、空間４１０が形成されることとなる。 In the second modification, the bubbling portion 430 is composed of a sintered metal or a plurality of metal meshes superimposed in the Z-axis direction (vertical direction) in FIG. It is formed in a plate shape. Therefore, the bubbling unit 430 has a function of dividing the water storage tank 110 into two in the vertical direction. The waste water 102 is accommodated vertically above the bubbling unit 430, and a space 410 is formed below the vertical. Become.

なお、バブリング部４３０は、平均粒径が２．５ｍｍ未満の二酸化炭素の泡を廃水１０２に導入するため、バブリング部４３０に形成された孔は、極めて小さい。したがって、廃水１０２は、バブリング部４３０の鉛直上方に収容されたとしても、水の表面張力によって、孔を通過できず、空間４１０まで廃水１０２が到達する事態を回避することができる。 In addition, since the bubbling part 430 introduce | transduces the bubble of the carbon dioxide whose average particle diameter is less than 2.5 mm into the wastewater 102, the hole formed in the bubbling part 430 is very small. Therefore, even if the waste water 102 is accommodated vertically above the bubbling portion 430, it is possible to avoid a situation where the waste water 102 reaches the space 410 because it cannot pass through the holes due to the surface tension of the water.

そして、ガス導入部１２０のガス圧送管１２４は、一端がガス供給管１２２に接続され、他端がバブリング部４３０の鉛直下方に形成された空間４１０に接続された管である。したがって、二酸化炭素供給源１０４から供給された二酸化炭素は、ガス供給管１２２、ガス圧送管１２４、空間４１０、バブリング部４３０の孔を通じて、廃水１０２に供給される。 The gas pressure feeding pipe 124 of the gas introduction part 120 is a pipe having one end connected to the gas supply pipe 122 and the other end connected to a space 410 formed vertically below the bubbling part 430. Therefore, the carbon dioxide supplied from the carbon dioxide supply source 104 is supplied to the wastewater 102 through the holes of the gas supply pipe 122, the gas pressure feeding pipe 124, the space 410, and the bubbling unit 430.

なお、バブリング部４３０に形成された微細な孔の閉塞を防ぐために、バブリング部４３０を通じて二酸化炭素を常時流したり、バブリング部４３０を傾けたりするとよい。 In addition, in order to prevent the fine holes formed in the bubbling portion 430 from being blocked, it is preferable to constantly flow carbon dioxide through the bubbling portion 430 or tilt the bubbling portion 430.

以上説明したように、本実施形態にかかる中和装置４００によれば、使用する二酸化炭素量を低減するとともに、中和に要する時間を短縮することが可能となる。 As described above, according to the neutralization apparatus 400 according to the present embodiment, it is possible to reduce the amount of carbon dioxide to be used and shorten the time required for neutralization.

（実施例）
図７は、二酸化炭素の粒径と、アルカリ水溶液のｐＨ変化とを説明するための図である。実施例では、アルカリ水溶液として、ｐＨ１２．４０〜ｐＨ１２．４１のＮａＯＨ水溶液を作成した。そして、４００ｍｌのＮａＯＨ水溶液（ｐＨ１２．４０〜ｐＨ１２．４１）に流量５ｍｌ／分で、実施例として０．２ｍｍの粒径の二酸化炭素を、比較例として５ｍｍの粒径の二酸化炭素、および、１０ｍｍの粒径の二酸化炭素をそれぞれ３０分間バブリングした。その結果を表１に示す。

(Example)
FIG. 7 is a diagram for explaining the particle diameter of carbon dioxide and the pH change of the alkaline aqueous solution. In the examples, an aqueous NaOH solution having a pH of 12.40 to pH 12.41 was prepared as the alkaline aqueous solution. Then, carbon dioxide having a particle diameter of 0.2 mm as an example, carbon dioxide having a particle diameter of 5 mm as a comparative example, and 10 mm as a comparative example in a 400 ml NaOH aqueous solution (pH 12.40 to pH 12.41) at a flow rate of 5 ml / min. Carbon dioxide having a particle size of 30 nm was bubbled for 30 minutes each. The results are shown in Table 1.

表１および図７（ａ）に示すように、二酸化炭素の粒径が５ｍｍである場合（図７中黒四角で示す）や、１０ｍｍである場合（図７中白丸で示す）には、ｐＨ１２程度までしかｐＨの低下が見られなかった。すなわちｐＨが０．４程度しか低下しなかった。 As shown in Table 1 and FIG. 7A, when the particle diameter of carbon dioxide is 5 mm (indicated by a black square in FIG. 7) or 10 mm (indicated by a white circle in FIG. 7), the pH is 12 Only a decrease in pH was observed. That is, the pH decreased only by about 0.4.

一方、二酸化炭素の粒径が０．２ｍｍである場合（図７中、白三角で示す）、ｐＨ１０程度まで低下することが分かった。すわなち、ｐＨを２程度低下させることができることが確認された。 On the other hand, it was found that when the particle diameter of carbon dioxide was 0.2 mm (indicated by white triangles in FIG. 7), the pH decreased to about 10. That is, it was confirmed that the pH can be lowered by about 2.

以上の結果から、アルカリ水溶液にバブリングする二酸化炭素の粒径が小さいほど、短時間でｐＨを低下することができることが分かった。 From the above results, it was found that the smaller the particle size of the carbon dioxide bubbled into the alkaline aqueous solution, the lower the pH in a shorter time.

また、上記結果に基づいて、二酸化炭素の粒径それぞれについて、バブリング時間に対するｐＨ値変化を線形近似し、ｐＨ８に達する時間を求めた。その結果を表２に示す。

Further, based on the above results, for each particle size of carbon dioxide, the pH value change with respect to the bubbling time was linearly approximated to determine the time to reach pH 8. The results are shown in Table 2.

そうすると、表２に示すように、実施例である粒径が０．２ｍｍである場合、ｐＨ８にするまでの時間は、５８分（約１時間）であった。一方、従来行われていたエジェクタによって二酸化炭素を導入する場合の二酸化炭素の泡の粒径であると考えられる粒径１０ｍｍである場合、ｐＨ８にするまでには、３６７分（約６時間）を要し、粒径５ｍｍである場合には、２９９分（約５時間）を要することが分かった。 Then, as shown in Table 2, when the particle diameter as an example was 0.2 mm, the time required to reach pH 8 was 58 minutes (about 1 hour). On the other hand, when the particle diameter is 10 mm, which is considered to be the particle diameter of carbon dioxide bubbles when carbon dioxide is introduced by a conventional ejector, it takes 367 minutes (about 6 hours) to reach pH 8. In other words, it was found that when the particle diameter was 5 mm, 299 minutes (about 5 hours) were required.

したがって、図７（ｂ）に示すように、粒径が２．５ｍｍの二酸化炭素の泡を導入すれば、従来行われていたエジェクタによって二酸化炭素を導入する場合の約半分の時間（３時間）でｐＨ１４のアルカリ水溶液をｐＨ８にまで低下させることができることが確認できた。 Therefore, as shown in FIG. 7B, if carbon dioxide bubbles having a particle size of 2.5 mm are introduced, about half the time (3 hours) when carbon dioxide is introduced by a conventional ejector. Thus, it was confirmed that the pH 14 alkaline aqueous solution could be lowered to pH 8.

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。 As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described referring an accompanying drawing, it cannot be overemphasized that this invention is not limited to this embodiment. It will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made within the scope of the claims, and these are naturally within the technical scope of the present invention. Is done.

例えば、上述した第２の実施形態において、係止部２１０がＬ字形状の平板で構成される場合を例に挙げて説明した。しかし、係止部２１０は、バブリング部１３０およびｐＨセンサ１４０を廃水１０２に接触できるように、既存の貯水槽２５０に係止できれば、形状に限定はない。 For example, in the above-described second embodiment, the case where the locking portion 210 is configured by an L-shaped flat plate has been described as an example. However, the shape of the locking part 210 is not limited as long as it can be locked to the existing water storage tank 250 so that the bubbling part 130 and the pH sensor 140 can be brought into contact with the waste water 102.

また、二酸化炭素供給源１０４を二酸化炭素ボンベで構成する場合、二酸化炭素ボンベの残量が予め定められた閾値を下回った場合に、警報を発する報知部を備えるとしてもよい。 In addition, when the carbon dioxide supply source 104 is configured with a carbon dioxide cylinder, a notification unit may be provided that issues an alarm when the remaining amount of the carbon dioxide cylinder falls below a predetermined threshold.

本発明は、アルカリ性水溶液を中和する中和装置に利用することができる。
The present invention can be utilized in kimono location in neutralizing the alkaline aqueous solution.

１００、２００、３００、４００ …中和装置
１３０ …バブリング部
１４０ …ｐＨセンサ
１５０ …制御部 100, 200, 300, 400 ... neutralization device 130 ... bubbling unit 140 ... pH sensor 150 ... control unit

Claims

A reservoir for containing waste water resulting from contact between cement and water;
A plurality of bubbling portions for neutralizing the waste water by bubbling carbon dioxide bubbles having an average particle size of 0.2 mm or more and 2.5 mm or less in the waste water;
A region in which bubbles of the carbon dioxide is bubbled by the bubbling portion is provided the bubbling unit, so that the region where the carbon dioxide bubbles the bubbling portion is not provided is not bubbled are mixed, the plurality of bubbling unit A support mechanism that supports the bottom of the water tank,
With
A neutralizing apparatus, wherein bubbles of carbon dioxide generated by bubbling are introduced into the waste water.

A carbon dioxide cylinder for storing carbon dioxide compressed to a pressure higher than atmospheric pressure;
The neutralization apparatus according to claim 1, wherein carbon dioxide is pumped from the carbon dioxide cylinder to the bubbling unit.

A pH sensor for measuring the pH of the wastewater;
While the measured pH is a value exceeding a predetermined threshold, the bubbling unit is controlled to bubble carbon dioxide, and when the measured pH falls below the threshold, the bubbling unit is controlled. A controller that stops bubbling of carbon dioxide;
The neutralization device according to claim 1 or 2, further comprising:

The neutralization apparatus according to claim 3, wherein the predetermined threshold value is a numerical value selected from pH 8.6 to pH 5.8.

The neutralizing device according to any one of claims 1 to 4, further comprising a locking portion that maintains the bubbling portion in a state of being positioned in the wastewater.

The neutralization device according to claim 3 or 4, further comprising a locking portion that maintains the pH sensor in a state of being located in the wastewater together with the bubbling portion.