JP6975506B2 - 排水処理機構 - Google Patents
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Description
すなわち、自動車、機械加工、金属加工等の工場では、水溶性切削油の廃水が排出される。この廃水はノルマルヘキサン(n−Hex)抽出物質が数千〜数万mg/Lと高濃度であり、一般的にはエマルジョン油分が乳化した状態で水と混合している。エマルジョン油分は非常に分離しにくい物質であるため、水溶性切削油の廃水から油分を完全に除去することは困難である。一方で、油分の除去が不完全な廃水を放流すると環境への影響が大きいという問題があるため、例えばノルマルヘキサン抽出物質の下水放流基準は5mg/L(鉱物油) に規制されている。
そこで、水溶性切削油の廃水をまず硫酸や塩酸などの鉱酸によって強酸性領域にpH調整し、これを静置することによってエマルジョンを分解している。そして、エマルジョンを分解した廃水にPACや塩化鉄等の凝集剤を添加することにより、凝集処理を行って油分を分離している。油分を分離した処理水は生物学的に処理することによって、ノルマルヘキサン抽出物質、BOD、CODが除去される。
この従来提案は、水溶性切削油などの難生物分解性の物質を含む廃水を効率よく生物処理することができ且つ廃水処理にかかるランニングコストを削減する廃水処理方法を提供することを目的とし、廃水を減圧下で蒸留する減圧蒸留処理することによって、蒸留凝縮水と濃縮液とに分離し、前記濃縮液を酸処理することによって、前記エマルジョンを分解し、該エマルジョンを分解した濃縮液を遠心分離処理することによって前記油分を分離する、というものである。
しかし、この方法では減圧蒸留のための熱エネルギーのコストが結構かかるという問題があった。
(1)この発明の排水処理機構は、排水の水滴を形成する水滴形成室を有し、前記水滴に上向流を及ぼして前記水滴形成室から排出し、排出した前記水滴の熱分解室を有すると共に、前記水滴形成室では上向流を及ぼされる水滴中のイオン性成分の通過の電気的抑制手段を備えるようにしたことを特徴とする。
そして、排水の水滴を形成する水滴形成室を有するので、容器に貯留した排水の表面のみから熱エネルギーによって順に蒸発させる場合より、その表面積が飛躍的に増大した水滴の球状の表面から蒸発する方が熱効率に優れ、また蒸発が進むと水滴のサイズが等比級数的に減少していくのでより熱効率がよい。
また、前記水滴形成室では上向流を及ぼされる水滴中のイオン性成分の通過の電気的抑制手段を備えるようにしたので、水滴形成室からのイオン性成分の排出が削減されることとなる。これにより、イオン性成分が熱分解室に移行して蓄積されていくことによる熱効率の低下を緩和し得る。
ここで、排水中の汚れ成分として、有機物、無機物、この無機物として具体的には放射能汚染土壌の除染処理水中の放射性セシウムが収着した粘土・シルトなどを例示することが出来る。
前記熱分解室の温度として、300〜1,200℃を例示することが出来る。300〜600℃で有機物はほぼ熱分解し、800℃×2秒以上でダイオキシン類も無害化することが出来る。
前記水滴中のイオン性成分の通過の電気的抑制手段の材質として、導電性を付加したSiC、フェライト、セラミックスなどを使用することが出来る。前記水滴中のイオン性成分として、無機イオン、埃、塵などを例示することが出来る。前記水滴中のイオン性成分の通過の電気的抑制手段の態様として、イオン性成分たる無機イオン、埃、塵などの電気的吸着(集塵)や電気的排斥を例示することが出来る。いずれの態様になるかは、排水に含有されるイオン性成分の電気的極性(+、−、δ+、δ−)その他の性状による。
(2)前記水滴形成室では排水を薄膜状に流下し、これを回転子に衝突させることにより水滴を形成するようにしてもよい。
このように構成し、前記水滴形成室では排水を薄膜状に流下するようにしたので、円形の吐出口のノズルではできない量の排水をウォーター・カーテンによって微細化することが出来る。また、流下するようにしたので、ノズルを用いた場合のような吐出口の詰まりが起こらない。流下する態様として、上方が開放での越流、横溢などを例示することが出来る。
そして、これを回転子に衝突させることにより水滴を形成するようにしたので、排水が回転子に衝突した衝撃力で機械的に微細化することができ熱エネルギーによって排水表面から順に蒸発させる場合より効率がいい。
このように構成し、水滴形成室を高温雰囲気にすると、排水の水滴の微細化を促進することが出来る。前記高温雰囲気の水滴形成室の温度として、40〜90℃を例示することが出来る。
このように構成し、水滴形成室を加熱する熱源として熱分解室の熱を利用するようにすると、熱分解室の廃熱利用を行うことができエネルギー効率に優れることとなる。熱分解室の熱源として、LNGのガス・バーナーを例示することが出来る。
このように構成し、水滴形成室で落下した排水を熱分解室に導くようにすると、沸点が高く揮散しにくい汚れ成分を熱分解して浄化することが出来る。
このように構成し、熱分解室(例えば600〜1,200℃)に蓄熱加熱媒体を配するようにすると、加熱媒体の表面積を大きくして要処理時間を短縮することが出来る。
前記蓄熱加熱媒体として、ステンレス球(例えば直径φ11mm)、ジルコンやジルコニア、炭化ケイ素の小球塊を例示することが出来る。排水中の汚れ成分の炭化物や無機物と容易に分離するため、蓄熱加熱媒体は比重が大きい材質が好ましい。
このように構成し、前記水滴形成室では上向流を及ぼされる水滴への熱履歴付与手段を備えるようにすると、水滴が熱による気化の促進により微細化が促進され、重量低減が推進されて、重力の作用に抗して上向流に乗り易くなり、水滴形成室からの排出が加速されることとなる。
この熱履歴付与手段は、水滴中のイオン性成分の通過の電気的抑制手段と同じユニットにより同一物として構成することが出来る。
容器に貯留した排水の表面のみから熱エネルギーによって順に蒸発させる場合より、その表面積が飛躍的に増大した水滴の球状の表面から蒸発する方が熱効率に優れ、また蒸発が進むと水滴のサイズが等比級数的に減少していくのでより熱効率がよいので、従来よりエネルギー・コストが掛からない排水処理機構を提供することが出来る。
また、水滴形成室では上向流を及ぼされる水滴中のイオン性成分の通過の電気的抑制手段を備えるようにしたので、水滴形成室からのイオン性成分の排出が削減されることとなる。これにより、イオン性成分が熱分解室に移行して蓄積されていくことによる熱効率の低下を緩和し得る。
排水として、食品に配合するショ糖脂肪酸エステルを製造のオーバー・ラン水(COD 72,000ppm)を処理した。前記汚れ成分として、ショ糖脂肪酸エステルの製造の際の反応溶媒であるDMSO、芒硝が含まれていた。
また、熱履歴付与手段を、水滴中のイオン性成分の通過の電気的抑制手段5と同じユニットにより構成した。熱履歴付与手段として、900〜1,100℃に昇温した導電性セラミックス・フィルターを使用した。具体的には、SiC(炭化ケイ素)製のメッシュ・ヒータを使用した。
前記水滴中のイオン性成分の通過の電気的抑制手段5として、導電性を付加した前記導電性セラミックス・フィルターを使用した。前記水滴中のイオン性成分として、無機イオン、埃、塵が含まれていた。前記水滴中のイオン性成分の通過の電気的抑制手段5の態様として、イオン性成分たる無機イオン、埃、塵などの電気的吸着(集塵)をするようにした。この態様を、電気的排斥とするようにしてもよい。いずれの態様にするかは、排水に含有されるイオン性成分の電気的極性(+、−、δ+、δ−)その他の性状により決定する。
水滴形成室2から排出した水滴1は、ファンFaにより熱分解室4に押し込むようにした。また、水滴形成室2から排出した水滴1の一部は、ルーツブロワLBで電解スクラバー6に送り、電解直接酸化排水処理装置7との間を循環させながら浄化し、気化水は活性炭フィルター8を通して大気解放するようにした。循環水は、活性炭濾過吸着装置9へも循環させるようにした。
前記熱分解室4の温度は、1,100℃に設定した。300〜600℃で有機物はほぼ熱分解し、800℃×2秒以上でダイオキシン類も無害化することが出来る。熱分解室4は、ロータリー・キルン方式でモータMにより回転させるようにした。
さらに、前記水滴形成室2を高温雰囲気にするようにした。前記高温雰囲気の水滴形成室2の温度は、40〜60℃となるように設定した。11は、逆流防止板である。
この排水処理機構は、排水の水滴1を形成する水滴形成室2を有し、前記水滴1に上向流3を及ぼして前記水滴形成室2から排出し、排出した前記水滴1の熱分解室4を有するので、排水中の有機物などの汚れ成分を二酸化炭素や水まで熱分解して浄化することが出来た。
そして、排水の水滴1を形成する水滴形成室2を有するので、貯留した排水の表面から熱エネルギーによって順に蒸発させる場合より効率がよく、従来よりエネルギー・コストが掛からないという利点を有する。
さらに、前記水滴形成室2では上向流3を及ぼされる水滴1への熱履歴付与手段を電気的抑制手段5と同じユニットにより備えるようにしたので、水滴1が熱による気化の促進により微細化が促進され、重量低減が推進されて、重力の作用に抗して上向流3に乗り易くなり、水滴形成室2からの排出が加速されることとなるという利点を有する。
そして、これを回転子10に衝突させることにより水滴1を形成するようにしたので、排水が回転子10に衝突した衝撃力で機械的に微細化することができ熱エネルギーによって排水表面から順に蒸発させる場合より効率がいい。
2 水滴形成室
3 上向流
4 熱分解室
5 イオン性成分の通過の電気的抑制手段
10 回転子
12 蓄熱加熱媒体
Claims (1)
- 排水の水滴(1)を形成する水滴形成室(2)を有し、前記水滴(1)に上向流(3)を及ぼして前記水滴形成室(2)から排出し、排出した前記水滴(1)の熱分解室(4)を有すると共に、前記水滴形成室(2)では上向流(3)を及ぼされる水滴(1)中のイオン性成分の通過の電気的抑制手段(5)を備えるようにし、前記水滴中のイオン性成分の通過の電気的抑制手段の態様として、イオン性成分たる無機イオン、埃、塵の電気的吸着や電気的排斥をするようにしたことを特徴とする排水処理機構。
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JP2018106802A JP6975506B2 (ja) | 2018-06-04 | 2018-06-04 | 排水処理機構 |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2018106802A JP6975506B2 (ja) | 2018-06-04 | 2018-06-04 | 排水処理機構 |
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JP6975506B2 true JP6975506B2 (ja) | 2021-12-01 |
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Family Applications (1)
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JP2018106802A Active JP6975506B2 (ja) | 2018-06-04 | 2018-06-04 | 排水処理機構 |
Country Status (1)
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