JP6983882B2 - 強化された電解浮上による廃水処理のためのシステム及び方法 - Google Patents
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Description
加圧浮上法(DAF:Dissolved Air Flotation)は、油及び油脂又は固形物のような浮遊物質を除去することにより廃水を浄化する水処理プロセスである。このような除去は、外部からの圧縮空気供給又はブロワユニットからの空気供給のいずれかを用いて加圧下で廃水中に空気を溶解させた後に、その空気を浮上分離槽内で大気圧で放出することにより実現される。放出された空気は、廃水中の浮遊物質に付着するマイクロ気泡を形成して、浮遊物質を水の表面に浮上させ、その後、そこから浮遊物質を機械的スキミング装置によって除去し得る。しかしながら、高コストの専用ディフューザ及び高圧空気供給装置を用いることなく、浮遊物質を効果的に浮上させるための最適な微細気泡サイズ(気泡束)を形成することは難しい。また、DAF槽の底に取り付けられた気泡ディフューザは、槽の表面積を100%カバーすることはできないので、廃水の一部が処理されることなく最終的にDAF浮上分離プロセスを迂回することを許す。さらに、浮上した固形塊は水面上に残留するので、それらの固形物を槽から効果的に除去するために、機械的スキミング装置又はポンプが必要となる。DAFは、より機械集約的であるが、設備保守がおろそかになりやすい海洋掘削基地のような場所には適していない。
一態様によれば、廃水処理のためのシステム(すなわち「処理システム」)は、水位制御システムを有する回分式汚水処理用の主槽と、局所取付けされた電気制御盤と、高効率電解セル(群)と、水素希釈用ブロワと、スキッド搭載の自動ポリマブレンド/混合システムと、によって構成される。処理システムは、さらに、船舶に緩結合された亜硫酸/亜硫酸水素ナトリウム貯留/脱塩素(中和)槽と薬液注入ポンプとを備えた脱塩素処理ユニットを備える。脱塩素処理ユニットによって、無塩素の国際海事機関(IMO:International Maritime Organization)準拠の排水が海洋に投棄されることを確実なものとする。この処理システムの処理能力は、小さい設置床面積を利用しつつ、1日当たり4.85〜49.95立方メートルの範囲である。一態様では、この処理システムは、海洋汚水処理のための永久運転又は長期運転が要求される海洋設備及び沖合設備において使用される。
システム100を使用して廃水を処理するための例示的な方法について、図4を参照して説明する。新たな回分処理サイクルは、自動海水入口弁407を開くことによって予め設定された量の海水405が槽105に送られる充填サイクルで開始する。海水は内部の海水噴霧器410によって槽105に移送される。噴霧器410は、槽105の頂部に沿って構成され得る。海水は、本処理プロセスの重要な要素である。有機物を効果的に除去するとともに糞便性大腸菌を死滅させるための所要量の次亜塩素酸ナトリウムを生成するために、電解酸化/殺菌は、海水に依存するからである。レベルセンサ409から受け取る測定値に基づいて、槽105は、予め規定された槽液位まで充填される。回分槽105内の液位を検出するために、2つ以上のレベルセンサを使用することができるものと理解される。作動している海水供給弁407は、回分槽105内の海水が予め規定された液位に達したら、自動的に閉止/通電停止するように構成されている。
本出願人の処理システムに対して、フランス船級協会(BV:Bureau Veritas)公認機関の監督の下、型式承認検定試験を実施した。国際海事機関(IMO)の海洋環境保護委員会(MEPC:Marine Environmental Protection Committee)によって1976年12月3日の決議MEPC 2(VI)で採択された「排水基準に関する汚水処理施設の性能試験のための指針」並びに2006年10月13日のMEPC 159(55)及び2012年10月5日のMEPC 227(64)で採択された改訂の下で、処理システムを運転した。
Claims (21)
- 廃水処理のための方法であって、
第1の予め設定されたレベルに達するまで、海水を回分槽に充填することと、
前記回分槽内の海水と浮遊固形粒子を含む廃水との混合物が第2の予め設定されたレベルに達するまで、前記回分槽に前記廃水を移送することと、
前記回分槽の外に装着された電解セル内で、前記海水と廃水との混合物の流れに電気分解を施すことにより、電解流を生成することと、
鎮圧室に電解流を配管移送することであって、前記鎮圧室は、前記回分槽の上に装着され、かつ、希釈ポリマ溶液と前記電解流とを分散させるための一体型フローディフューザ板を有するコアレシングパックを備え、前記電解流には、前記電気分解の過程で発生したマイクロ気泡/微細ガス気泡が混入している、前記電解流を配管移送することと、
前記電解セルの出口において、消泡剤貯留室から、薬液注入ポンプにより、希釈消泡剤溶液を注入することと、
インラインミキサ配管の上流において前記希釈ポリマ溶液を注入し、前記電解流と略同時に前記鎮圧室内に配管移送することと、
前記浮遊固形粒子の凝集を促す前記希釈ポリマ溶液と、前記電解流とを、前記回分槽内の残留海水と廃水との上に微細なシャワーとして散布可能にすることと、
前記マイクロ気泡が付着した、前記凝集した固形粒子の顕著な浮力のある層を形成することと、
凝集した前記層から略浄化済みの排水を分離することと、
残留固形粒子を有するスラリを生成するために、前記浄化済みの排水の流れを前記回分槽に噴霧することと、
前記残留固形粒子を圧縮するとともに、遠心分離液を生成するために、前記スラリを脱水することと、
後続の処理サイクルの過程で使用するために、前記回分槽に前記遠心分離液を再循環させることと、を備える方法。 - 前記電気分解を施す前に、前記浮遊固形粒子をふやかすことをさらに備える、請求項1に記載の方法。
- 前記希釈消泡剤溶液は、前記鎮圧室に配管移送される前の前記電解流における余剰の泡の蓄積を管理する、請求項1に記載の方法。
- ポリマ混合室/混合塔を備えるイン・サイチュ・ポリマ混合システムにおいて、前記希釈ポリマ溶液を生成するために、カチオン性ポリマを予め設定された量の水道水とブレンドすることをさらに備える、請求項1に記載の方法。
- 前記海水を前記回分槽に移送するのと同時に、前記ブレンドすることのために、前記ポリマ混合室/混合塔内に前記カチオン性ポリマをポンピングする、請求項4に記載の方法。
- 前記ポリマ混合室/混合塔内のポリマ溶液レベルを検出するために、前記ポリマ混合室/混合塔に、第1の/上側スイッチ及び第2の/下側スイッチを設けることをさらに備え、これにより、最適量の前記希釈ポリマ溶液が前記回分槽に添加されることを確実なものとする、請求項4に記載の方法。
- 前記凝集した前記層から略浄化済みの排水を分離することを可能とするために、沈降時間サイクルを進めることをさらに備える、請求項1に記載の方法。
- 前記浄化済みの排水を前記回分槽から排出することをさらに備える、請求項1に記載の方法。
- 前記浄化済みの排水の前記排出を、第3の予め設定されたレベルに達したときに終了させる、請求項8に記載の方法。
- 前記排出することの前に、前記浄化済みの排水中の残留塩素を、1種以上の化学物質を用いて中和することをさらに備える、請求項8に記載の方法。
- 前記中和することの少なくとも前後いずれか一方に、前記浄化済みの排水の濁度を測定することをさらに備える、請求項10に記載の方法。
- 前記浄化済みの排水と一緒に凝集した前記層が排出されることを防ぐように、装置を用いて前記回分槽内で凝集した前記層を概ね捕捉することをさらに備える、請求項8に記載の方法。
- 前記回分槽内において、概ね空の回分槽に相当する遮断レベルが検出されるまで、スラッジ槽内に前記回分槽から凝集した前記層をポンピングすることをさらに備える、請求項12に記載の方法。
- 前記廃水の処理のための後続サイクルを開始するために、海水の前記回分槽への充填を再開することをさらに備える、請求項13に記載の方法。
- 前記後続の処理サイクルにおいて海水を添加する前に、前記海水に補充するための前記遠心分離液を、前記回分槽に戻すために添加する、請求項1に記載の方法。
- 廃水処理のためのシステムであって、
浮遊固形粒子を含む廃水と、海水とを受容するための回分槽と、
前記回分槽に動作可能に連通している電解セルであって、前記回分槽の外に設置され、かつ、前記海水と廃水との混合物の流れを電気分解することにより、電解流を生成するように構成されており、当該電解流が混入したマイクロ気泡/微細ガス気泡を含む、前記電解セルと、
前記回分槽の上に装着され、かつ、前記回分槽及び前記電解セルに流体連通している鎮圧室と、
イン・サイチュ・ポリマ混合システムであって、前記鎮圧室に液体連通するポリマ混合室/混合塔を備え、かつ、前記ポリマ混合室/混合塔は、当該ポリマ混合室/混合塔内のポリマ溶液レベルを検出するために、第1の/上側スイッチ及び第2の/下側スイッチを有する、前記イン・サイチュ・ポリマ混合システムと、を備え、
前記回分槽は、1つ以上のセンサを備え、前記1つ以上のセンサは、
前記回分槽内の予め設定された海水充填レベルに対応した第1の予め設定されたレベルと、
前記回分槽内の予め設定された廃水充填レベルに対応した第2の予め設定されたレベルと、を検出するように構成されており、
前記鎮圧室は、一体型フローディフューザ板を有するコアレシングパックを備える、システム。 - 前記システムは、スキッドに搭載されている、請求項16に記載のシステム。
- 前記回分槽の外で、前記電解セルに近接して配置された消泡剤注入器をさらに備える、請求項16に記載のシステム。
- 浄化済みの排水を排出するためのポートに近接して配置されて、前記浄化済みの排水を中和するための脱塩素剤注入器をさらに備える、請求項16に記載のシステム。
- 含水スラリの形態で凝集した固形粒子を受け取るための遠心分離機を備える脱水システムをさらに備える、請求項16に記載のシステム。
- 前記脱水システムは、前記凝集した固形粒子/含水スラリの遠心分離/脱水で発生した遠心分離液を前記回分槽に循環させるための配管をさらに備える、請求項20に記載のシステム。
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