WO2013187038A1 - 廃水処理装置、廃水処理システム、排気再循環ユニット、エンジンシステム、及び船舶 - Google Patents

廃水処理装置、廃水処理システム、排気再循環ユニット、エンジンシステム、及び船舶 Download PDF

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wastewater
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藍 西山
茂英 平田
昭彦 猪股
正憲 東田
哲男 野上
尚子 印藤
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川崎重工業株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a wastewater treatment apparatus that removes dust from scrubber wastewater containing dust.
  • the present invention also relates to a wastewater treatment system, an exhaust gas recirculation unit, an engine system, and a ship provided with this wastewater treatment apparatus.
  • EGR exhaust gas recirculation
  • NOx nitrogen oxides
  • the pre-purified water used as waste water (hereinafter referred to as “scrubber waste water”) in this cleaning dust collector contains a lot of dust (solid particles such as soot), so its turbidity is very high. It is expensive and cannot be discharged out of the ship.
  • the turbidity emission regulation value is defined as 25 NTU (Nephelometric Turbidity Units). Therefore, in order to discharge the scrubber wastewater to the outside of the ship, it is necessary to remove the dust contained therein by some method.
  • Patent Document 1 proposes a wastewater treatment apparatus including a centrifugal separation unit that separates dust from water used for exhaust cleaning (that is, scrubber wastewater). That is, in the invention described in Patent Document 1, dust is removed from scrubber wastewater using a centrifuge.
  • JP 2004-81933 A JP 2001-276844 A Japanese Patent Laid-Open No. 2002-346581
  • the turbidity of the scrubber wastewater is less than the specified discharge value unless the centrifuge process is performed 2 to 3 times. It turned out not to be. Therefore, when trying to reduce the turbidity of the scrubber wastewater below the specified discharge value with only the centrifuge, either two to three centrifuges are arranged in series, or two to three times the processing capacity.
  • the treated scrubber wastewater must be repeatedly treated using a centrifuge with In any case, the wastewater treatment apparatus becomes larger as a whole, and a large amount of energy (electric power) is required for the treatment of scrubber wastewater.
  • the centrifugal separator is suitable for a process of removing small particles with a small particle size from the scrubber waste water because it uses centrifugal force, but is not suitable for a process of removing particles with a large particle size.
  • a method of increasing the distance between the umbrella-shaped members provided in the centrifuge and making the centrifuge less likely to be clogged with dust is also possible, but such a configuration is not preferable because the efficiency of the separation process is reduced.
  • a method of installing a filter upstream of the centrifuge is also conceivable, the filter is clogged immediately due to a large particle size soot, and frequent maintenance is still necessary.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, can be operated with small energy, can be easily maintained, can reduce the installation space, and can accurately remove dust from scrubber waste water,
  • An object is to provide a wastewater treatment apparatus.
  • a wastewater treatment apparatus is a wastewater treatment apparatus that removes dust from scrubber wastewater containing dust, and has an inclined surface that forms a predetermined inclination angle with respect to the horizontal direction.
  • soot and dust are separated by sedimentation, so that a large amount of energy is not required for operation and dust with a large particle size is not easily clogged.
  • the centrifuge part located downstream of a wastewater treatment apparatus isolate separates soot and dust by a centrifugation process, soot with a small particle diameter can also be removed accurately. Therefore, according to this wastewater treatment apparatus, the separation parts that complement each other are combined in an optimal arrangement, so that the whole can be operated with small energy, easy to maintain, the installation space can be reduced, and from the scrubber wastewater. Soot and dust can be removed with high accuracy.
  • An exhaust gas recirculation unit is an exhaust gas recirculation unit that returns exhaust gas from a diesel engine to the diesel engine, and is a cleaning dust collector that cleans the exhaust gas and discharges scrubber waste water. And the above-mentioned waste water treatment device for removing dust from the scrubber waste water discharged from the cleaning dust collecting device.
  • a wastewater treatment apparatus is a wastewater treatment apparatus that removes dust from scrubber wastewater containing dust, and includes a precipitation separation unit that precipitates dust and separates dust from the scrubber wastewater.
  • the sediment separator is a water tank into which the scrubber wastewater flows, a plurality of inclined pipes that are disposed inside the water tank and have a lower end portion located above the bottom surface of the water tank, and through which the scrubber wastewater passes. And vibration means for vibrating the plurality of inclined tubes.
  • the dust accumulated on the inclined tube can easily fall on the bottom surface of the water tank, and the dust can be prevented from clogging in the inclined tube.
  • vibration here includes not only those having a relatively long period but also so-called “swinging” having a short period.
  • the water tank includes a top plate portion located above the inclined tube, and a liquid column tube extending upward from the top plate portion, and the water surface of the scrubber waste water. May be configured to be located in the liquid column tube. According to such a configuration, since the scrubber wastewater surface (free water surface) is not formed below the top plate, the water surface of the scrubber wastewater is not greatly shaken by vibration by the vibration means, and as a result, the sedimentation of the dust is adversely affected. Can be prevented.
  • an outflow port for discharging scrubber wastewater that has passed through the inclined pipe may be formed in the liquid column pipe. According to such a configuration, since the outflow port is located above the top plate part, it is possible to easily adjust the water surface of the scrubber waste water within the liquid column pipe.
  • the water tank may further include an air vent valve attached to the liquid column pipe and capable of discharging air in the water tank manually or automatically. According to such a configuration, since the air in the water tank is appropriately discharged, the water surface of the scrubber waste water can be positioned more reliably in the liquid column pipe.
  • An exhaust gas recirculation unit is an exhaust gas recirculation unit that returns exhaust gas from a diesel engine to the diesel engine, the cleaning dust collection device cleaning the exhaust gas and discharging scrubber waste water, and the cleaning
  • the wastewater treatment device for removing dust from the scrubber wastewater discharged from the dust collector, and the vibration means vibrates the plurality of inclined pipes using vibration generated during operation of the diesel engine as a vibration source. .
  • the vibration of the diesel engine is used as a vibration source of the vibration means, it is not necessary to provide a separate vibration device or the like, and the configuration of the wastewater treatment device can be simplified.
  • a ship is a ship provided with an engine system having a diesel engine and an exhaust gas recirculation unit that returns exhaust gas of the diesel engine to the diesel engine, and the exhaust gas recirculation unit includes: A cleaning dust collection device for cleaning the exhaust gas and discharging scrubber waste water; and the waste water treatment device for removing dust from the scrubber waste water discharged from the cleaning dust collection device, wherein the vibration means is operated.
  • the plurality of inclined pipes are vibrated using a vibration generated at times as a vibration source.
  • a wastewater treatment system includes a wastewater treatment apparatus that separates and removes dust from scrubber wastewater containing dust, and includes at least one of before, when, and after containing dust.
  • the scrubber wastewater is heated to a predetermined temperature or more at a timing, and the heated scrubber wastewater is supplied to the wastewater treatment apparatus.
  • the above-described wastewater treatment system is configured to heat the scrubber wastewater to a predetermined temperature or more to promote the aggregation of the dust, and to separate and remove the aggregated dust from the scrubber wastewater. Therefore, according to the wastewater treatment system, dust can be efficiently removed from the scrubber wastewater.
  • An exhaust gas recirculation unit is an exhaust gas recirculation unit that returns exhaust gas from a diesel engine to the diesel engine, and is a cleaning dust collector that cleans the exhaust gas and drains scrubber waste water.
  • a wastewater treatment device that separates and removes dust from the scrubber wastewater, and heats the scrubber wastewater to a predetermined temperature or higher by the heat of the exhaust in the cleaning dust collector, and the heated scrubber wastewater is removed from the wastewater. It is comprised so that it may supply to a processing apparatus.
  • the scrubber wastewater is heated to a predetermined temperature or higher in the cleaning dust collector, and the heated scrubber wastewater is supplied to the wastewater treatment device. Therefore, in the scrubber waste water, the aggregation of the dust is promoted, and the waste water treatment apparatus can efficiently remove the dust from the scrubber waste water.
  • the exhaust gas recirculation unit may further include a connecting portion that connects the cleaning dust collector and the wastewater treatment device, and a connecting portion heat retaining portion that keeps the scrubber wastewater in the connecting portion warm. According to such a configuration, the temperature drop of the scrubber wastewater flowing into the wastewater treatment apparatus can be suppressed, so that the dust can be more efficiently removed.
  • the exhaust gas recirculation unit may further include a device heat retaining unit for retaining the scrubber waste water in the waste water treatment device. According to such a configuration, it is possible to suppress the temperature drop of the scrubber wastewater that has flowed into the wastewater treatment apparatus, so that the dust can be more efficiently removed.
  • the scrubber waste water is heated to 75 ° C. or higher in the cleaning dust collector. According to such a configuration, the scrubber wastewater having a sufficiently high temperature flows into the wastewater treatment apparatus, so that the dust can be efficiently removed.
  • an engine system includes a diesel engine and the exhaust gas recirculation unit described above. Moreover, the ship which concerns on a certain form of this invention is equipped with said engine system.
  • wastewater treatment apparatus it can be operated with small energy, can be easily maintained, can be reduced in installation space, and dust can be accurately removed from scrubber wastewater.
  • FIG. 1 is a block diagram of an engine system according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a block diagram of the wastewater treatment apparatus shown in FIG.
  • FIG. 3 is a schematic diagram of the precipitation separation unit shown in FIG.
  • FIG. 4 is a schematic diagram of the centrifuge shown in FIG.
  • FIG. 5 is a block diagram of an engine system according to the second embodiment.
  • FIG. 6 is a block diagram of the wastewater treatment apparatus shown in FIG.
  • FIG. 7 is a schematic view of the precipitation separation unit shown in FIG.
  • FIG. 8 is a schematic diagram of the precipitation separation unit of the third embodiment.
  • FIG. 9 is a schematic view of a precipitation separation unit which is a modification of FIG.
  • FIG. 10 is a block diagram of a wastewater treatment system according to the fourth embodiment.
  • FIG. 11 is a schematic view of the precipitation separation unit shown in FIG.
  • FIG. 12 is a schematic view of the centrifugal separation unit shown in FIG.
  • FIG. 13 is a block
  • FIG. 1 is a block diagram of the engine system 101.
  • the thick solid line in FIG. 1 shows the flow of scavenging (“scavenging” in a 2-cycle engine and “supplying air” in a 4-cycle engine, but both are collectively referred to as “scavenging” below)
  • the thick broken line indicates the flow of exhaust.
  • the engine system 101 according to the present embodiment is a marine engine system 101 mounted on the marine vessel 100. As shown in FIG. 1, the engine system 101 includes a diesel engine 10, a supercharger 20, and an exhaust gas recirculation unit 30.
  • the diesel engine 10 is a central component of the engine system 101.
  • the diesel engine 10 is connected to a propeller for propulsion (not shown) and rotates the propeller.
  • the diesel engine 10 of the present embodiment is for a large ship and uses so-called heavy oil as fuel, so that its exhaust includes not only SOx but a large amount of soot.
  • the supercharger 20 is a device for supplying compressed air to the diesel engine 10.
  • the supercharger 20 has a turbine part 21 and a compressor part 22. Exhaust gas is supplied from the diesel engine 10 to the turbine unit 21, and the turbine unit 21 is rotated by the energy of the exhaust gas.
  • the turbine part 21 and the compressor part 22 are connected by a shaft part 23, and the compressor part 22 also rotates as the turbine part 21 rotates.
  • the compressor unit 22 rotates, the air taken in from the outside is compressed, and the compressed air is supplied to the diesel engine 10 as scavenging air.
  • the exhaust gas recirculation unit 30 is a unit that returns exhaust gas to the diesel engine 10. Exhaust gas discharged from the diesel engine 10 is supplied not only to the supercharger 20 but also to the exhaust gas recirculation unit 30. As will be described in detail later, the exhaust gas supplied to the exhaust gas recirculation unit 30 is returned to the diesel engine 10 after removing suspended particulate matter. Since the exhaust gas discharged from the diesel engine 10 has a low oxygen concentration, the combustion temperature is lowered by returning it to the diesel engine 10. As a result, the amount of NOx discharged from the diesel engine 10 can be reduced.
  • the exhaust gas recirculation unit 30 is a unit that returns exhaust gas to the diesel engine 10.
  • the exhaust gas recirculation unit 30 includes a cleaning dust collection device (scrubber) 31, a wastewater treatment device 32, and an EGR blower 33.
  • the cleaning dust collector 31 is a device that removes suspended particulate matter from the exhaust of the diesel engine 10. As described above, since exhaust gas from a diesel engine for a large vessel contains a large amount of suspended particulate matter, a cleaning dust collection device is required for the exhaust gas recirculation unit used in the large vessel.
  • the cleaning dust collector 31 uses cleaning water to remove suspended particulate matter from the exhaust. There are methods to remove suspended particulate matter from the exhaust, such as a method of passing the exhaust through the cleaning water, a method of injecting the cleaning water into the exhaust, and a method of passing the exhaust between the members soaked with the cleaning water. The method may be adopted.
  • the cleaning water used in the cleaning dust collecting device 31 is discharged to the waste water treatment device 32 as scrubber waste water.
  • the wastewater treatment device 32 is a device for treating the scrubber wastewater discharged from the cleaning dust collection device 31.
  • Scrubber wastewater contains a large amount of particulate matter with suspended particulate matter and cannot be drained out of the ship. If the scrubber wastewater is drained out of the ship, the turbidity of the scrubber wastewater needs to be lowered to a predetermined value or less by the wastewater treatment device 32.
  • the scrubber wastewater discharged from the cleaning and dust collecting device 31 includes various particle sizes of dust from small to large particles.
  • the detail of the waste water treatment apparatus 32 is mentioned later.
  • the EGR blower 33 is a device that boosts the exhaust gas that has passed through the cleaning dust collector 31 and returns the boosted exhaust gas to the diesel engine 10 as scavenging air.
  • the EGR blower 33 has a blower 34 and an electric motor 35.
  • the blower 34 is driven by an electric motor 35.
  • the exhaust gas from which the suspended particulate matter has been removed by the cleaning dust collector 31 is pressurized by this blower 34.
  • the exhaust gas whose pressure has been increased by the EGR blower 33 (blower 34) is mixed with the atmosphere compressed by the supercharger 20 and supplied to the diesel engine 10.
  • the wastewater treatment device 32 is a device that removes dust from the scrubber wastewater.
  • FIG. 2 is a block diagram of the wastewater treatment apparatus 32. As shown in FIG. 2, the wastewater treatment device 32 includes a sedimentation separation unit 40 and a centrifugal separation unit 60 located downstream of the sedimentation separation unit 40.
  • the precipitation separation unit 40 is a part that removes the dust from the scrubber waste water by precipitating the dust.
  • FIG. 3 is a schematic diagram of the precipitation separation unit 40 according to the present embodiment.
  • the upper, lower, left, and right sides of FIG. 3 are simply referred to as “upper”, “lower”, “left”, and “right”, respectively.
  • the vertical direction in FIG. 3 corresponds to the vertical direction (the direction in which gravity is applied).
  • the precipitation separation unit 40 is mainly configured by a water tank 41, a partition plate 42, and an inclined tube group 43.
  • the inside of the water tank 41 is filled with scrubber waste water.
  • a partition plate 42 is disposed near the center in the left-right direction of the water tank 41 and above the bottom surface 44 of the water tank 41.
  • An inclined tube group 43 is disposed between the partition plate 42 and the right side wall of the water tank 41. The lower end portion of the inclined tube group 43 is located above the bottom surface 44 of the water tank 41.
  • a region 45 in the water tank 41 that is a combination of the region on the left side of the inclined tube group 43 and the region below the inclined tube group 43 is referred to as a “first region”.
  • 43 and the area 46 surrounded by the right side wall of the water tank 41 (the upper right area of the water tank 41) 46 are referred to as “second area”.
  • the inclined tube group 43 is located at the boundary between the first region 45 and the second region 46.
  • the inclined tube group 43 is formed by integrating a large number of inclined tubes 47 whose horizontal cross section is rectangular. 3 shows a plurality of inclined tubes 47 arranged in the left-right direction, but a large number of inclined tubes 47 are arranged not only in the left-right direction but also in the depth direction of the page of FIG.
  • Each inclined tube 47 has a lower portion opening in the first region 45 and an upper portion opening in the second region 46. That is, the first region 45 communicates with the second region 46 through each inclined tube 47.
  • Each inclined tube 47 is inclined by a predetermined inclination angle (for example, 60 degrees) with respect to the horizontal direction. Therefore, each inclined pipe 47 has an inclined surface 48, and this inclined surface 48 is inclined (upward) obliquely upward (upper left) by being inclined by a predetermined inclination angle with respect to the horizontal direction.
  • An inflow port 49 that opens to the first region 45 is formed on the left side wall of the water tank 41.
  • An outflow port 50 that opens to the second region 46 is formed on the right side wall of the water tank 41.
  • scrubber wastewater flows from the cleaning dust collector 31 into the sediment separator 40, and this scrubber wastewater flows into the water tank 41 through the inflow port 49.
  • the scrubber wastewater flowing into the water tank 41 enters the first region 45 of the water tank 41 as shown by the arrows in FIG. It flows from the bottom to the top and flows into the second region 46 and is finally discharged from the outflow port 50.
  • the scrubber wastewater that has entered the water tank 41 always passes through one of the inclined pipes 47. Then, when the scrubber wastewater passes through the inclined pipe 47, the dust in the scrubber wastewater settles on the inclined surface 48 of each inclined pipe 47. If the dust settles on the bottom surface 44 of the water tank 41, the dust must settle on a relatively long distance in order to settle on the bottom surface 44 and complete the precipitation. On the other hand, in this embodiment, since the dust settles on the inclined surface 48 of the inclined pipe 47, the precipitation is completed by sedimentation of a short distance. Further, in the present embodiment, since a large number of inclined pipes 47, that is, a large number of inclined surfaces 48 are arranged side by side, the area of the surface on which the dust settles is very large.
  • the sedimentation separation unit 40 separates the dust from the scrubber wastewater using gravity. Therefore, large power is not necessary for operation. Furthermore, since the scrubber wastewater does not pass through a narrow gap, even if the scrubber wastewater contains a large amount of soot with a large particle size, it is difficult to clog. Therefore, the sedimentation separation unit 40 of the present embodiment can be operated with small energy, and maintenance is very easy. In addition, when processing the same amount of scrubber wastewater, the precipitation separation part 40 can be comprised smaller as a whole than the centrifugation part 60 mentioned later.
  • FIG. 4 is a schematic diagram of the centrifuge 60 according to the present embodiment.
  • the centrifugal separator 60 includes a storage container 61, a shaft tube 62, and a large number of rotating plates 63.
  • the accommodating container 61 is a container that accommodates the axial tube 62 and the rotating plate 63.
  • the storage container 61 has a cylindrical portion 64 formed in a cylindrical shape and an upper surface portion 65 disposed above the cylindrical portion 64.
  • An outflow pipe 66 penetrating the upper surface portion 65 is disposed at the center of the upper surface portion 65, and an inflow pipe 67 penetrating the outflow tube 66 is disposed inside the outflow tube 66.
  • the shaft tube 62 is a tubular member housed in the housing container 61.
  • the shaft tube 62 communicates with the inflow tube 67 and extends along the central axis of the container 61 (main body portion 64). Furthermore, the shaft tube 62 rotates at a high speed (for example, 10,000 rpm) using an electric motor (not shown) as a drive source.
  • the scrubber wastewater discharged from the sedimentation separator 40 flows into the centrifugal separator 60. Specifically, the scrubber wastewater flows into the shaft pipe 62 through the inflow pipe 67. Furthermore, the scrubber wastewater that has flowed into the shaft tube 62 flows into the storage container 61 through an outflow hole 68 formed at the lower end.
  • the rotating plate 63 is a member that rotates together with the shaft tube 62.
  • the rotating plates 63 are arranged along the axial direction of the axial tube 62 and are directly fixed to the axial tube 62.
  • the rotating plate 63 has an umbrella-like (conical) shape, and is formed with circulation holes 69 arranged at equal intervals in the circumferential direction. Further, although the interval between the rotating plates 63 is illustrated widely in FIG. 4, it is actually very narrow, and the interval is, for example, 0.5 mm. In order to maintain this distance, a spacer (not shown) having a thickness of 0.5 mm, for example, is inserted between the rotating plates 63 in this embodiment.
  • the scrubber wastewater that has flowed into the storage container 61 through the inside of the shaft tube 62 passes through the flow holes 69 of the rotating plates 63 and is discharged from the outflow tube 66 to the outside of the ship.
  • centrifugal force is applied to the scrubber wastewater, and soot and dust having a large specific gravity is separated from the scrubber wastewater.
  • the separated dust is deposited on the inner wall of the cylindrical portion 64.
  • the scrubber wastewater that has flowed into the centrifugal separator 60 is discharged from the centrifugal separator 60 (the container 61) after the dust particles are forcibly separated.
  • each rotation plate 63 constituting the centrifugal separator 60 has a very small interval, if the scrubber wastewater that flows in contains a large amount of dust with a large particle size, the dust is immediately converted into the rotation plate 63. It will get stuck in between.
  • the centrifugal separation unit 60 forcibly separates dust using centrifugal force, it is possible to accurately separate dust with a small particle size. That is, the centrifugal separator 60 is not good at removing soot and dust having a large particle size, but is very effective for removing dust having a small particle size.
  • the precipitation separation unit 40 that is effective in removing soot and dust having a large particle diameter is disposed on the upstream side.
  • the sedimentation separation part 40 can be operated with small energy, is easy to maintain, and can be configured smaller than the centrifugal separation part 60.
  • a centrifugal separator 60 that is effective for removing dust with small particles is disposed on the downstream side.
  • the sedimentation separation unit 40 is disposed upstream of the centrifugal separation unit 60, soot with a large particle diameter hardly flows into the centrifugal separation unit 60.
  • the wastewater treatment apparatus 32 has the separation units 40 and 60 that complement each other combined in an optimal arrangement, can be operated with a small amount of energy as a whole, is easy to maintain, and has a small installation space. It can be made small, and dust can be accurately removed from the scrubber wastewater.
  • the turbidity is reduced to 110 NTU when the scrubber wastewater having a turbidity of 5000 NTU passes through the precipitation separation unit 40. Furthermore, it was confirmed that the scrubber wastewater having a turbidity of 110 NTU decreases to 5 NTU when passing through the centrifugal separator 60. Therefore, if the turbidity is scrubber wastewater of about 5000 NTU, the turbidity is reduced to 25 NTU or less of the emission regulation value defined in the IMO guidelines by passing the wastewater treatment device 32 according to this embodiment only once. As a result, the water can be drained out of the ship.
  • the wastewater treatment device 32 for treating the scrubber wastewater used for cleaning the exhaust of the diesel engine 10 has been described.
  • the wastewater treatment device treats the scrubber wastewater used for cleaning the exhaust of the boiler and the exhaust of the incinerator. You may do.
  • FIG. 5 is a block diagram of the engine system 101 according to the present embodiment
  • FIG. 6 is a block diagram of the wastewater treatment device 32 shown in FIG. 7
  • FIG. 7 is a diagram of the sedimentation separation unit 40 shown in FIG. FIG.
  • the second embodiment is different from the first embodiment in that the wastewater treatment apparatus 32 includes a vibrating means 70.
  • the vibration unit 70 will be mainly described.
  • the vibration means 70 is a means for vibrating the inclined pipe 47 (inclined pipe group 43) of the sedimentation separator 40.
  • the vibration means 70 vibrates the inclined tube 47 using vibration generated during operation of the diesel engine 10 as a vibration source.
  • the vibration means 70 includes a connecting member 71 that connects the diesel engine 10 and the precipitation separation unit 40.
  • the vibration means 70 vibrates the inclined tube 47, thereby producing the following effects. That is, as described above, the dust settled on the inclined surface 48 of each inclined tube 47 falls to the bottom surface 44 of the water tank 41 due to its own weight when accumulated to some extent, but not all the dust is dropped and no measures are taken. Otherwise, the accumulated dust does not fall and may clog the inclined tube 47. This is a phenomenon that occurs because dust is subjected to a large frictional force from the inclined surface 48 compared to its mass. On the other hand, in this embodiment, since the vibration means 70 vibrates the inclined tube 47, the accumulated dust is promoted to fall to the bottom surface 44 of the water tank 41. Thereby, it becomes difficult for dust to be clogged in the inclined pipe 47, and the function fall of the sedimentation separation part 40 can be prevented.
  • the vibration generated when the diesel engine 10 is operated is used as the vibration source of the vibration means 70. Therefore, the inclined tube 47 can be vibrated without using a separate vibration device or the like. Therefore, the configuration of the wastewater treatment device 32 can be simplified.
  • this embodiment demonstrated the case where the diesel engine 10 and the sediment separation part 40 were connected by the connection member 71, for example, the diesel engine 10 and the precipitation separation part 40 are arrange
  • the ship 300 according to the present embodiment is different from the ship 200 according to the second embodiment in the configuration of the sedimentation separator 40, but the other configurations are basically the same. Below, it demonstrates centering on the precipitation separation part 40 of this embodiment.
  • FIG. 8 is a schematic diagram of the precipitation separation unit 40 according to the present embodiment.
  • the precipitation separation unit 40 according to the present embodiment is mainly composed of a water tank 41, a partition plate 42, and an inclined tube group 43, similarly to the precipitation separation unit 40 according to the second embodiment. It is configured.
  • the water tank 41 of the present embodiment includes a top plate portion 51, a first liquid column pipe 52, and a second liquid column pipe 53 that are not provided in the water tank 41 of the second embodiment.
  • the top plate portion 51 is a member that covers the inside of the water tank 41 from above.
  • the top plate 51 extends so as to cover the entire upper surface of the water tank 41 including the second region 46 and the first region 45 above the inclined tube group 43.
  • the first liquid column tube 52 and the second liquid column tube 53 are members that extend upward from the top plate portion 51.
  • the first liquid column tube 52 is provided at a position corresponding to the first region 45 of the top plate portion 51.
  • the second liquid column tube 53 is provided at a position corresponding to the second region 46 of the top plate portion 51.
  • the first liquid column tube 52 and the second liquid column tube 5 are each provided with an air vent valve 54 that allows only air to pass therethrough without passing liquid.
  • the air vent valve 54 may be configured to automatically extract air from the water tank 41 (the first liquid column pipe 52 and the second liquid column pipe), or may be configured to manually extract air. .
  • an outflow port 50 is formed in the second liquid column tube 53.
  • the sedimentation separator 40 of the present embodiment has the above-described components, and the water surface (free water surface) of the scrubber wastewater in the water tank 41 is located in the liquid column pipes 52 and 53. It is configured as follows. Specifically, the scrubber wastewater is supplied to the sedimentation separation unit 40 using a pump (not shown), and the water level of the scrubber wastewater is adjusted by adjusting the discharge pressure of the pump to be above a certain level. It is located in the liquid column pipes 52 and 53 above the plate part 51. In addition, when the outflow port 50 is formed at a position lower than the top plate portion 51, it is necessary to adjust the resistance in the outflow port 50 by providing a valve in the outflow port 50 or the like. However, in this embodiment, since the outflow port 50 is formed above the top plate portion 51, adjustment such that the water surface of the scrubber waste water is located in the liquid column pipes 52 and 53 can be performed relatively easily. .
  • the sedimentation separation unit 40 of the present embodiment is configured such that the water surface of the scrubber wastewater is located in the liquid column tubes 52 and 53. With this configuration, the following operational effects can be achieved. That the scrubber waste water surface is located in the liquid column pipes 52 and 53 means that no water surface is formed below the top plate 51 (no gas-liquid interface).
  • the diesel engine 10 and the precipitation separation unit 40 are connected, and the vibration of the diesel engine 10 is transmitted to the precipitation separation unit 40.
  • vibration is transmitted to the sediment separator 40, the water surface of the scrubber wastewater in the sediment separator 40 (water tank 41) is greatly shaken.
  • FIG. 9 is a diagram showing a modification of FIG.
  • the top plate 51 is located only above the inclined tube group 43, that is, covers only the second region 46, and has the first liquid column tube 52. Not done. Even in such a configuration, since the shaking of the scrubber wastewater in the second region 46 can be suppressed, the influence of the shaking on the sedimentation of the dust can be suppressed.
  • the wastewater treatment apparatus 32 mentioned above processed the scrubber wastewater used for the washing
  • the wastewater treatment apparatus 32 is used for the washing
  • the scrubber wastewater used may be treated.
  • a vibration device or the like may be used as the vibration source of the vibration means 70, and vibrations of other existing rotating machines may be used as the vibration source.
  • the precipitation separation unit 40 may be disposed at a position where it is difficult to transmit the vibration of the diesel engine 10.
  • the vibration means 70 may be configured to vibrate the inclined pipe 47 using a vibration generated during operation of the ship 100 in place of the vibration of the diesel engine 10 or together with the vibration as a vibration source.
  • FIG. 10 is a block diagram of the wastewater treatment system 1 according to this embodiment.
  • the wastewater treatment system 1 according to the present embodiment is mainly configured by the heating device 2 and the wastewater treatment device 32 described above.
  • the heating device 2 is a device for heating the scrubber waste water to a predetermined temperature or higher.
  • the scrubber waste water is heated to, for example, 75 ° C or higher.
  • the heat source of the heating device 2 is not particularly limited, and may be heated using an electric heater, may be heated using high-temperature steam, or may be heated using the heat of the exhaust.
  • the heating device 2 is disposed downstream of the cleaning dust collector 31, but may be disposed upstream of the cleaning dust collector 31, and is disposed in the cleaning dust collector 31. May be. That is, the heating device 2 may heat the scrubber waste water before containing the dust (that is, the washing water before use), may heat the scrubber waste water when containing the dust, and after containing the dust.
  • the scrubber wastewater may be heated.
  • the scrubber wastewater may be heated at least at any of the above timings. Then, the scrubber waste water heated by the heating device 2 is supplied to the waste water treatment device 32.
  • the wastewater treatment device 32 includes a sedimentation separation unit 40 and a centrifugal separation unit 60 in the same manner as the wastewater treatment device 32 described so far.
  • the precipitation separation unit 40 of the present embodiment has a device heat retaining unit 55.
  • the device heat retaining unit 55 is a member that retains the scrubber waste water in the waste water treatment device 32, and in this case, heats the scrubber waste water in the sedimentation separation unit 40.
  • the device heat retaining portion 55 is disposed so as to cover the outer surface of the water tank 41.
  • the device heat retaining portion 55 is made of a known heat insulating material.
  • the device heat retaining portion 55 has an outer wall disposed outside the water tank 41, and a vacuum is formed between the outer wall and the water tank 41 so that heat in the water tank 41 is not easily transmitted to the outside. Good. Further, the device heat retaining unit 55 may be configured to be able to apply heat to the scrubber wastewater in the water tank 41 such as generating heat in order to maintain (or raise) the temperature of the scrubber wastewater in the water tank 41. Good. By providing such a device heat retaining unit 55, the waste water treatment can be performed by the precipitation separating unit 40 while the scrubber waste water heated by the heating device 2 is maintained at a desired temperature.
  • the centrifugal separator 60 of the present embodiment also has an apparatus heat retaining part 55.
  • the device heat retaining unit 55 is a member that retains the scrubber waste water in the waste water treatment device 32, and in this case, retains the scrubber waste water in the centrifugal separation unit 60.
  • the device heat retaining portion 55 is disposed so as to cover the outer surface of the storage container 61.
  • the apparatus heat retaining unit 55 is the same as that used in the precipitation separating unit 40 and is formed of a known heat insulating member.
  • the apparatus heat insulation part 55 may be comprised so that it may become a double structure, and may be comprised so that heat can be added to scrubber wastewater.
  • the device heat retaining unit 55 retains the scrubber waste water in the waste water treatment device 32
  • the scrubber waste water in the sedimentation separation unit 40 and the scrubber waste water in the centrifugal separation unit 60 are kept warm.
  • the device heat retaining unit 55 also retains the scrubber waste water in pipes other than the sediment separation unit 40 and the centrifugal separation unit 60 in the waste water treatment device 32.
  • the device heat retaining unit 55 is disposed so as to cover the outer surface of the piping connected from the heating device 2 to the precipitation separation unit 40 and the piping connected from the precipitation separation unit 40 to the centrifugal separation unit 60. The scrubber wastewater flowing through these pipes is also kept warm.
  • the scrubber wastewater is heated before the wastewater treatment is performed.
  • the effect of this heating will be described below.
  • the relationship between the temperature and the aggregation and dispersion of particles according to the generally known DLVO theory will be described.
  • aggregation and dispersion in water of particles that are insoluble in water are those that are determined by the difference between particles repulsion energy E 1 and inter-particle attraction energy E 2 (sum).
  • the particles dispersed is greater than inter-particle repulsion energy E 1 is attractive force between particles energy E 2, when the intergranular repulsion energy E 1 less than attractive force between particles energy E 2 are particles agglomerate.
  • the repulsive force energy E 1 is between particles, it can be represented by the following first equation (and the second type).
  • inter-particle attraction energy E 2 can be expressed by the third expression below. According to the first equation and the second equation, if increase the absolute temperature T of the water, interparticle repulsion energy E 1 is increased. On the other hand, inter-particle attraction energy E 2 is not affected by the absolute temperature T of the water. Therefore, according to the DLVO theory, when the absolute temperature T of the liquid increases, the cohesiveness of the particles deteriorates.
  • the treatment capacity was improved as the temperature of the scrubber wastewater increased. Therefore, according to the wastewater treatment system 1 according to this embodiment, the scrubber wastewater is heated by the heating device 2 and the wastewater treatment is performed by the wastewater treatment device 32 while maintaining the temperature by the device heat retaining unit 55, which is very efficient. Dust can be removed well.
  • FIG. 13 is a block diagram of the engine system according to the present embodiment. As shown in FIG. 13, the exhaust gas recirculation unit 30 according to the present embodiment has an adjustment valve 36.
  • the adjustment valve 36 is a valve that adjusts the flow rate of the cleaning water supplied to the cleaning dust collecting device 31 and consequently adjusts the temperature of the scrubber waste water.
  • the exhaust gas is cleaned with the cleaning water.
  • heat exchange is performed between the waste water and the cleaning water (scrubber waste water). That is, in the cleaning dust collector 31, cleaning water (scrubber waste water) is heated by the heat of the exhaust.
  • the flow rate of the cleaning water is increased by the adjustment valve 36, the rising temperature of the scrubber waste water becomes smaller, and if the flow rate of the cleaning water is decreased, the rising temperature of the scrubber waste water becomes higher.
  • the temperature of the scrubber waste water after heating can be arbitrarily set by adjusting the adjustment valve 36.
  • a temperature sensor (not shown) is installed downstream of the cleaning dust collector 31, for example, and the opening of the adjustment valve 36 is adjusted based on the temperature of the scrubber wastewater obtained from this temperature sensor. Also good.
  • the wastewater treatment ability tends to improve.
  • the wastewater treatment apparatus 32 exhibits a sufficiently high ability when heated to at least about 75 ° C. be able to. Therefore, the scrubber waste water is preferably heated to 75 ° C or higher.
  • the exhaust gas recirculation unit 30 does not hold if the scrubber waste water evaporates, it is necessary to substantially suppress the temperature of the scrubber waste water to less than 100 ° C.
  • the connecting portion 37 that connects the cleaning dust collecting device 31 and the wastewater treatment device 32 may be constituted only by a pipe, but a tank for adding a flocculant to the scrubber wastewater or acting as a buffer. You may have.
  • a connecting part heat retaining part 56 is attached to the outer surface of the connecting part 37.
  • the connection part heat retaining part 56 is formed of a known heat insulating member, similarly to the apparatus heat retaining part 55, and can retain the scrubber waste water in the connection part 37.
  • the connection part heat retention part 56 may be comprised so that it may become a double structure, and may be comprised so that heat can be added to scrubber wastewater. In this way, by attaching the connecting part heat retaining part 56 to the connecting part 37, the scrubber waste water heated by the heating device 2 can be supplied to the waste water treatment apparatus 32 while maintaining a desired temperature.
  • the exhaust gas recirculation unit 30 according to the fourth embodiment and the fifth embodiment.
  • the treatment capacity can be improved by heating the scrubber wastewater.
  • the scrubber wastewater is heated to a predetermined temperature or higher in the cleaning dust collector 31, and the heated scrubber wastewater is supplied to the wastewater treatment device 32 while being kept warm by the connecting portion heat retaining portion 56, thereby maintaining a high temperature.
  • the scrubber wastewater is treated by the wastewater treatment device 32 as it is. Therefore, dust can be removed from the scrubber wastewater very efficiently.
  • the cleaning and dust collecting device 31 of the fifth embodiment heats the scrubber waste water, and therefore corresponds to the heating device 2 of the fourth embodiment.
  • the exhaust gas recirculation unit 30 according to the fifth embodiment includes the wastewater treatment system 1 according to the fourth embodiment.
  • the wastewater treatment apparatus 32 includes the precipitation separation unit 40 and the centrifugal separation unit 60 has been described, but a separation unit using a filter may be used instead.
  • a separation unit using a filter may be used instead.
  • the waste water treatment apparatus according to the present invention can be operated with small energy, can be easily maintained, can reduce the installation space, and can accurately remove dust from the scrubber waste water. Therefore, it is useful in the technical field of wastewater treatment equipment.

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Abstract

　本発明に係る廃水処理装置（32）は、ばいじんを含有するスクラバー廃水からばいじんを除去する廃水処理装置であって、水平方向に対して所定の角度をなす傾斜面（48）を有し、該傾斜面（48）にばいじんを沈殿させてスクラバー廃水からばいじんを分離する沈殿分離部（40）と、沈殿分離部（40）の下流に配置され、遠心分離処理によりスクラバー廃水からばいじんを分離する遠心分離部（60）と、を備えている。

Description

廃水処理装置、廃水処理システム、排気再循環ユニット、エンジンシステム、及び船舶
　本発明は、ばいじんを含有するスクラバー廃水から、ばいじんを取り除く廃水処理装置に関する。また、本発明は、この廃水処理装置を備えた廃水処理システム、排気再循環ユニット、エンジンシステム、及び船舶に関する。
　大型船舶用のエンジンから排出される排気に含まれる窒素酸化物（ＮＯｘ）の量を低減するための技術として、排気をエンジンに戻す排気再循環（ＥＧＲ； Exhaust Gas Recirculation）技術がある。重油を燃料とする大型船舶用のエンジンの排気再循環では、排気をエンジンに戻す際、排気中に浮遊するカーボンなどの浮遊粒子状物質（ＳＰＭ；Suspended Particulate Matter）を除去する必要がある。排気から浮遊粒子状物質を除去する装置としては、洗浄水を用いた洗浄集じん装置（スクラバー）がある。
　この洗浄集じん装置で使用されて廃水（以下、「スクラバー廃水」と称す）となった先浄水は、多くのばいじん（すすなどの固体粒子）を含んでいることから、その濁度は非常に高く、そのままでは船外に排出することができない。例えば、ＩＭＯ（International Maritime Organization；国際海事機関）のガイドラインでは、濁度の排出規定値が２５ＮＴＵ（Nephelometric Turbidity Units）と定められているところ、上述したスクラバー廃水の濁度は例えば５０００ＮＴＵ程度となる。そのため、スクラバー廃水を船外に排出するには、何らかの方法で内部に含まれるばいじんを除去しなければならない。
　これに関し、特許文献１では、排気の洗浄に使用した水（すなわちスクラバー廃水）からばいじんを分離する遠心分離部を具備した廃水処理装置が提案されている。つまり、特許文献１に記載の発明では、遠心分離機を用いて、スクラバー廃水からばいじんを除去している。
　また、川から汲み上げた水などを浄水する浄水場では、沈殿池と呼ばれる設備が設けられている。この沈殿池では、汲み上げた水に含まれる砂などの異物を沈殿させ、異物を除去することができる。沈殿池には多数の傾斜管（水平方向に対して所定の角度をなした管）が設けられる場合がある（例えば、特許文献２及び３参照）。異物が傾斜管の傾斜面に達するまでの沈降距離は、沈殿池の底に達するまでの沈降距離よりも短いことから、傾斜管の傾斜面は沈殿池の底よりも異物が速く沈殿する。そのため、沈殿池に傾斜管を設けることで、浄水場の処理能力を向上させることができる。
特開２００４－８１９３３号公報 特開２００１－２７６８４４号公報 特開２００２－３４６５８１号公報
　ここで、発明者らの実験により、一般的な産業用の遠心分離機を用いた場合、２回から３回の遠心分離処理を行わなければ、スクラバー廃水の濁度が排出規定値以下にはならないことが判明した。そのため、遠心分離機だけでスクラバー廃水の濁度を排出規定値以下に低減させようとすると、２台から３台の遠心分離機を直列に配置するか、又は、２倍から３倍の処理能力を有する遠心分離機を用いて処理後のスクラバー廃水を繰り返し処理しなければならない。いずれにしても廃水処理装置が全体として大きくなるとともに、スクラバー廃水の処理に大量のエネルギ（電力）が必要となる。
　また、産業用の遠心分離機では、遠心力を創出する傘状（円錐状）の部材が軸方向に多数並べられている。そして、隣接する傘状の部材の間隔は０.５mm程度と非常に狭い。ところが、スクラバー廃水には、粒径の小さなばいじんだけでなく、粒径が０.５ｍｍを超える大きなばいじんも含まれている。そのため、遠心分離機だけでスクラバー廃水の処理を行うと、遠心分離機にばいじんが詰まりやすく、頻繁なメンテナンスが必要となる。このように、遠心分離機は、遠心力を利用するためスクラバー廃水から粒径の小さなばいじんを取り除く処理には適しているが、粒径の大きなばいじんを取り除く処理には適していない。
　なお、遠心分離機に設けられた傘状の部材の間隔を大きくし、遠心分離機にばいじんが詰まりにくくする方法も考えられるが、このような構成は分離処理の効率が低下するため好ましくない。また、遠心分離機の上流にフィルタを設置する方法も考えられるが、粒径の大きなばいじんにより、すぐにフィルタが詰まってしまい、頻繁なメンテナンスが必要であることに変わりない。
　さらに、上述した沈殿池は、川から汲み上げた水などを浄化するものであるが、発明者らはスクラバー廃水からばいじんを除去する装置としてこの沈殿池が応用できないかについて検証を行った。その結果、多数の傾斜管を設けた容器にスクラバー廃水を流し込むと、次のような問題が生じることが明らかとなった。つまり、スクラバー廃水から除去されたばいじんは、砂などに比べて質量の割には傾斜管の傾斜面から大きな摩擦力を受けるため、傾斜管には沈殿したばいじんが滑り落ちることなく堆積する場合があり、これにより処理能力が低下することが判明したのである。
　本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであって、小さなエネルギで稼動でき、メンテナンスが容易で、設置スペースを小さくでき、しかもスクラバー廃水からばいじんを精度よく除去することができる、廃水処理装置を提供することを目的とする。
　本発明のある形態に係る廃水処理装置は、ばいじんを含有するスクラバー廃水からばいじんを除去する廃水処理装置であって、水平方向に対して所定の傾斜角をなす傾斜面を有し、該傾斜面にばいじんを沈殿させて前記スクラバー廃水からばいじんを分離する沈殿分離部と、前記沈殿分離部の下流に配置され、遠心分離処理により前記スクラバー廃水からばいじんを分離する遠心分離部と、を備えている。
　この廃水処理装置の上流に位置する沈殿分離部では、沈殿によってばいじんを分離するため、稼動に大きなエネルギが不要であるとともに、粒径の大きなばいじんも詰まりにくい。また、廃水処理装置の下流に位置する遠心分離部は、遠心分離処理によりばいじんを分離するため、粒径の小さなばいじんも精度よく除去することができる。よって、この廃水処理装置によれば、互いに補完しあう分離部を最適な配置で組み合わせられているため、全体として小さなエネルギで稼動でき、メンテナンスが容易で、設置スペースを小さくでき、しかもスクラバー廃水からばいじんを精度よく除去することができる。
　また、本発明のある形態に係る排気再循環ユニットは、ディーゼルエンジンの排気を該ディーゼルエンジンに戻す排気再循環ユニットであって、前記排気を洗浄してスクラバー廃水を排出する洗浄集じん装置と、前記洗浄集じん装置から排出されたスクラバー廃水からばいじんを除去する上記の廃水処理装置と、を備えている。
　本発明のある形態に係る廃水処理装置は、ばいじんを含有するスクラバー廃水からばいじんを除去する廃水処理装置であって、ばいじんを沈殿させて前記スクラバー廃水からばいじんを分離する沈殿分離部を備え、前記沈殿分離部は、前記スクラバー廃水が流入する水槽と、前記水槽の内部であって下端部分が前記水槽の底面よりも上方に位置するように配置され、前記スクラバー廃水が通過する複数の傾斜管と、前記複数の傾斜管を振動させる振動手段と、を有する。
　かかる構成によれば、振動手段によって傾斜管が振動するため、傾斜管に堆積したばいじんが水槽の底面に落ちやすく、ばいじんが傾斜管内で詰まりにくくすることができる。なお、ここでいう「振動」とは、周期が比較的長いものの他、周期の短いいわゆる「揺動」も含まれる。
　また、上記の廃水処理装置において、前記水槽は、前記傾斜管の上方に位置する天板部と、前記天板部から上方に向かって延びる液柱管と、を有し、前記スクラバー廃水の水面が前記液柱管内に位置するよう構成されていてもよい。かかる構成によれば、天板部の下方にスクラバー廃水の水面（自由水面）が形成されないため、振動手段による振動にもスクラバー廃水の水面が大きく揺れることはなく、その結果、ばいじんの沈降に悪影響を与えるのを防ぐことができる。
　また、上記の廃水処理装置において、前記液柱管には、前記傾斜管を通過したスクラバー廃水を排出する流出ポートが形成されていてもよい。かかる構成によれば、流出ポートが天板部よりも上方に位置しているため、スクラバー廃水の水面を液柱管内に位置させる調整を容易に行うことができる。
　また、上記の廃水処理装置において、前記水槽は、前記液柱管に取り付けられ、手動又は自動で前記水槽内の空気を排出することができるエア抜き弁をさらに有していてもよい。かかる構成によれば、水槽内の空気が適切に排出されるため、スクラバー廃水の水面をより確実に液柱管内に位置させることができる。
　本発明のある形態に係る排気再循環ユニットは、ディーゼルエンジンの排気を該ディーゼルエンジンに戻す排気再循環ユニットであって、前記排気を洗浄してスクラバー廃水を排出する洗浄集じん装置と、前記洗浄集じん装置から排出されたスクラバー廃水からばいじんを除去する上記の廃水処理装置と、を備え、前記振動手段は、前記ディーゼルエンジンの運転時に生じる振動を振動源として、前記複数の傾斜管を振動させる。
　かかる構成によれば、ディーゼルエンジンの振動を振動手段の加振源として利用するため、別途加振装置等を設ける必要がなく、廃水処理装置の構成を簡略化することができる。
　本発明のある形態に係る船舶は、ディーゼルエンジンと、該ディーゼルエンジンの排気を該ディーゼルエンジンに戻す排気再循環ユニットと、を有するエンジンシステムを備えた船舶であって、前記排気再循環ユニットは、前記排気を洗浄してスクラバー廃水を排出する洗浄集じん装置と、前記洗浄集じん装置から排出されたスクラバー廃水からばいじんを除去する上記の廃水処理装置と、を有し、前記振動手段は、運行時に生じる揺れを振動源として、前記複数の傾斜管を振動させる。
　かかる構成によれば、船舶の揺れを振動手段の加振源として利用するため、別途加振装置等を設ける必要がなく、廃水処理装置の構成を簡略化することができる。
　本発明のある形態に係る廃水処理システムは、ばいじんを含有するスクラバー廃水からばいじんを分離して取り除く廃水処理装置を備え、ばいじんを含有する前、含有する際、及び含有した後の少なくともいずれかのタイミングで前記スクラバー廃水を所定温度以上に加熱し、加熱したスクラバー廃水を前記廃水処理装置に供給するよう構成されている。
　ここで、発明者らは、従来知られていた凝集と分散の理論に反し、水の温度が高ければ、その水に含まれるばいじん（すす）が凝集しやすいことを見いだした。そして、上記の廃水処理システムでは、スクラバー廃水を所定温度以上に加熱してばいじんの凝集を促し、凝集したばいじんをスクラバー廃水から分離して取り除くように構成されている。そのため、上記の廃水処理システムによれば、スクラバー廃水から効率よくばいじんを除去することができる。
　また、本発明のある形態に係る排気再循環ユニットは、ディーゼルエンジンの排気を該ディーゼルエンジンに戻す排気再循環ユニットであって、前記排気を洗浄してスクラバー廃水を排水する洗浄集じん装置と、前記スクラバー廃水からばいじんを分離して取り除く廃水処理装置と、を備え、前記洗浄集じん装置内において、前記排気が有する熱によって前記スクラバー廃水を所定温度以上に加熱し、加熱したスクラバー廃水を前記廃水処理装置に供給するよう構成されている。
　この排気再循環ユニットによれは、洗浄集じん装置内でスクラバー廃水を所定温度以上に加熱した上で、加熱したスクラバー廃水を廃水処理装置に供給する。そのため、スクラバー廃水内において、ばいじんの凝集が促され、廃水処理装置はスクラバー廃水から効率よくばいじんを除去することができる。
　また、上記の排気再循環ユニットは、前記洗浄集じん装置と前記廃水処理装置を連結する連結部と、前記連結部内のスクラバー廃水を保温する連結部保温部と、をさらに備えていてもよい。かかる構成によれば、廃水処理装置に流入するスクラバー廃水の温度低下を抑えることができるため、より効率的にばいじんを除去することができる。
　また、上記の排気再循環ユニットは、前記廃水処理装置内のスクラバー廃水を保温する装置保温部をさらに備えていてもよい。かかる構成によれば、廃水処理装置に流入したスクラバー廃水の温度低下を抑えることができるため、より効率的にばいじんを除去することができる。
　また、上記の排気再循環ユニットにおいて、前記洗浄集じん装置内で前記スクラバー廃水を７５゜Ｃ以上に加熱することが望ましい。かかる構成によれば、廃水処理装置内に十分高い温度のスクラバー廃水が流入するため、効率よくばいじんを除去することができる。
　また、本発明のある形態に係るエンジンシステムは、ディーゼルエンジンと、上記の排気再循環ユニットと、を備えている。また、本発明のある形態に係る船舶は、上記のエンジンシステムを備えている。
　上述した廃水処理装置によれば、小さなエネルギで稼動でき、メンテナンスが容易で、設置スペースを小さくでき、しかもスクラバー廃水からばいじんを精度よく除去することができる。
図１は、第１実施形態に係るエンジンシステムのブロック図である。 図２は、図１に示す廃水処理装置のブロック図である。 図３は、図２に示す沈殿分離部の概略図である。 図４は、図２に示す遠心分離部の概略図である。 図５は、第２実施形態に係るエンジンシステムのブロック図である。 図６は、図５に示す廃水処理装置のブロック図である。 図７は、図６に示す沈殿分離部の概略図である。 図８は、第３実施形態の沈殿分離部の概略図である。 図９は、図８の変形例である沈殿分離部の概略図である。 図１０は、第４実施形態に係る廃水処理システムのブロック図である。 図１１は、図１０に示す沈殿分離部の概略図である。 図１２は、図１０に示す遠心分離部の概略図である。 図１３は、第５実施形態に係るエンジンシステムのブロック図である。
　以下、本発明の実施形態について図を参照しながら説明する。以下では、全ての図面を通じて同一又は相当する要素には同じ符号を付して、重複する説明は省略する。
　（第１実施形態）
　はじめに第１実施形態について説明する。
　＜エンジンシステム＞
　まず、本実施形態に係るエンジンシステム１０１について説明する。図１は、エンジンシステム１０１のブロック図である。図１のうち太い実線は掃気（２サイクルエンジンでは「掃気」であり、４サイクルエンジンでは「給気」であるが、以下では両者をまとめて「掃気」と称する）の流れを示しており、太い破線は排気の流れを示している。本実施形態に係るエンジンシステム１０１は、船舶１００に搭載された船舶用のエンジンシステム１０１である。図１に示すように、エンジンシステム１０１は、ディーゼルエンジン１０と、過給機２０と、排気再循環ユニット３０と、を備えている。
　ディーゼルエンジン１０は、エンジンシステム１０１の中心となる構成要素である。ディーゼルエンジン１０は推進用のプロペラ（図示せず）に連結されており、このプロペラを回転させる。本実施形態のディーゼルエンジン１０は、大型の船舶用であり、いわゆる重油を燃料とするため、その排気にはＳＯｘだけでなく多量のすすが含まれる。
　過給機２０は、ディーゼルエンジン１０に圧縮空気を供給するための装置である。過給機２０は、タービン部２１と、コンプレッサ部２２とを有している。タービン部２１にはディーゼルエンジン１０から排気が供給され、排気のエネルギによりタービン部２１が回転する。タービン部２１とコンプレッサ部２２はシャフト部２３により連結されており、タービン部２１が回転することによりコンプレッサ部２２も回転する。コンプレッサ部２２が回転すると、外部から取り込んだ大気が圧縮され、圧縮された大気は掃気としてディーゼルエンジン１０へ供給される。
　排気再循環ユニット３０は、ディーゼルエンジン１０へ排気を戻すユニットである。ディーゼルエンジン１０から排出された排気は、過給機２０のみならず排気再循環ユニット３０にも供給される。詳しくは後述するが、排気再循環ユニット３０に供給された排気は、浮遊粒子状物質が取り除かれてディーゼルエンジン１０へ戻される。ディーゼルエンジン１０から排出される排気は、酸素の濃度が低いことからこれをディーゼルエンジン１０に戻すことで燃焼温度が下がる。その結果、ディーゼルエンジン１０から排出されるＮＯｘの排出量を低減することができる。
　＜排気再循環ユニット＞
　次に、本実施形態に係る排気再循環ユニット３０について説明する。上述したように、排気再循環ユニット３０は、ディーゼルエンジン１０に排気を戻すユニットである。図１に示すように、排気再循環ユニット３０は、洗浄集じん装置（スクラバー）３１と、廃水処理装置３２と、ＥＧＲブロワ３３と、を有している。
　洗浄集じん装置３１は、ディーゼルエンジン１０の排気から浮遊粒子状物質を取り除く装置である。上述したように、大型船舶用のディーゼルエンジンの排気には、多量の浮遊粒子状物質が含まれるため、大型船舶に用いられる排気再循環ユニットには洗浄集じん装置が必要となる。洗浄集じん装置３１は、排気から浮遊粒子状物質を取り除くために洗浄水を用いる。排気から浮遊粒子状物質を取り除く方法として、洗浄水中に排気を通過させる方式、排気に洗浄水を噴射する方式、洗浄水をしみこませた部材の間に排気を通過させる方式などがあるが、いずれの方式を採用してもよい。洗浄集じん装置３１で使用された洗浄水は、スクラバー廃水として廃水処理装置３２に排出される。
　廃水処理装置３２は、洗浄集じん装置３１から排出されたスクラバー廃水を処理する装置である。スクラバー廃水は、浮遊粒子状物質が固まった大量のばいじんが含まれるため、そのままでは船外に排水することができない。スクラバー廃水を船外に排水するのであれば、廃水処理装置３２によってスクラバー廃水の濁度を所定の値以下に低下させる必要がある。なお、洗浄集じん装置３１から排出されたスクラバー廃水には、粒径の小さなものから大きなものまで様々な粒径のばいじんが含まれる。その他、廃水処理装置３２の詳細については後述する。
　ＥＧＲブロワ３３は、洗浄集じん装置３１を経た排気を昇圧して、昇圧した排気を掃気としてディーゼルエンジン１０に戻す装置である。ＥＧＲブロワ３３は、ブロワ３４と、電動モータ３５とを有している。ブロワ３４は、電動モータ３５により駆動される。洗浄集じん装置３１によって浮遊粒子状物質が取り除かれた排気は、このブロワ３４によって昇圧される。そして、ＥＧＲブロワ３３（ブロワ３４）によって昇圧された排気は、過給機２０で圧縮された大気と混合されて、ディーゼルエンジン１０へ供給される。
　＜廃水処理装置＞
　次に、本実施形態に係る廃水処理装置３２について説明する。廃水処理装置３２は、スクラバー廃水からばいじんを除去する装置である。ここで図２は、廃水処理装置３２のブロック図である。図２に示すように、廃水処理装置３２は、沈殿分離部４０と、沈殿分離部４０の下流に位置する遠心分離部６０と、を有している。
　沈殿分離部４０は、ばいじんを沈殿させることでスクラバー廃水からばいじんを除去する部分である。ここで、図３は、本実施形態に係る沈殿分離部４０の概略図である。便宜上、図３の紙面の上下左右をそれぞれ単に「上」、「下」、「左」、「右」と称して説明する。なお、図３の紙面上下方向は、鉛直方向（重力がかかる方向）に一致する。図３に示すように、沈殿分離部４０は、水槽４１と、仕切板４２と、傾斜管群４３と、によって主に構成されている。
　水槽４１の内部は、スクラバー廃水によって満たされている。水槽４１の左右方向中央付近であって水槽４１の底面４４よりも上方に、仕切板４２が配置されている。また、この仕切板４２と水槽４１の右側壁との間には、傾斜管群４３が配置されている。そして、傾斜管群４３の下端部分は、水槽４１の底面４４よりも上方に位置している。以下では、水槽４１の内部のうち、傾斜管群４３よりも左側の領域と傾斜管群４３よりも下方の領域を合わせた領域４５を「第１領域」と呼び、仕切板４２、傾斜管群４３、及び水槽４１の右側壁で囲まれた領域（水槽４１の右上の領域）４６を「第２領域」と呼ぶこととする。
　そうすると、傾斜管群４３は、第１領域４５と第２領域４６の境界に位置しているといえる。傾斜管群４３は、水平方向の断面が矩形である多数の傾斜管４７が一体となって構成されている。なお、図３では左右方向に複数並ぶ傾斜管４７を図示しているが、傾斜管４７は左右方向のみならず図３の紙面奥行き方向にも多数並んでいる。各傾斜管４７は下方部分が第１領域４５に開口し、上方部分が第２領域４６に開口している。つまり、第１領域４５は、各傾斜管４７を介して第２領域４６と連通している。また、各傾斜管４７は、水平方向に対して所定の傾斜角度（例えば６０度）だけ傾斜している。そのため、各傾斜管４７は傾斜面４８を有しており、この傾斜面４８は水平方向に対して所定の傾斜角度だけ傾斜して斜め上方（左上）に向いている（面している）。
　水槽４１の左側壁には、第１領域４５に開口する流入ポート４９が形成されている。また、水槽４１の右側壁には、第２領域４６に開口する流出ポート５０が形成されている。図２に示すように、沈殿分離部４０には、洗浄集じん装置３１からスクラバー廃水が流入するが、このスクラバー廃水は上記の流入ポート４９から水槽４１に流入する。そして、水槽４１に流入したスクラバー廃水は、図３の矢印で示すように、水槽４１の第１領域４５に入ると、水槽４１の底面４４の方向（下方）に向い、その後各傾斜管４７を下から上へと抜けて第２領域４６に流入し、最終的に流出ポート５０から排出される。
　上記のように、水槽４１に入ったスクラバー廃水は、必ずいずれかの傾斜管４７を通過する。そして、スクラバー廃水が傾斜管４７を通過する際、スクラバー廃水内のばいじんが各傾斜管４７の傾斜面４８に沈殿する。仮に、ばいじんが水槽４１の底面４４に沈殿するとすれば、ばいじんは底面４４に定着して沈殿が完了するためには、比較的長い距離を沈降し続けなければならない。これに対し、本実施形態では、傾斜管４７の傾斜面４８にばいじんが沈殿するため、ばいじんは短い距離の沈降で沈殿が完了する。また、本実施形態では、多数の傾斜管４７、すなわち多数の傾斜面４８を並べて配置しているため、ばいじんが沈殿する面の面積が非常に大きい。これにより、本実施形態では、多量のばいじんの沈殿を短い時間で完了させることができる。なお、各傾斜管４７の傾斜面４８に沈殿したばいじんは、ある程度堆積すると自重によって水槽４１の底面４４に落下する。スクラバー廃水は、このようにしてばいじんが分離（除去）された後、流出ポート５０から遠心分離部６０へと排出される。
　以上で説明したとおり、沈殿分離部４０は、重力を利用してスクラバー廃水からばいじんを分離するものである。そのため、稼働のために大きな動力は必要ない。さらに、スクラバー廃水は狭い隙間を通ることはないため、スクラバー廃水に粒径の大きなばいじんが多く含まれていても詰まりにくい。そのため、本実施形態の沈殿分離部４０は、小さなエネルギで稼動でき、メンテナンスも非常に容易である。なお、同じ量のスクラバー廃水を処理する場合、沈殿分離部４０は後述する遠心分離部６０よりも全体を小さく構成することができる。
　引き続いて本実施形態の遠心分離部６０について説明する。遠心分離部６０は、遠心分離処理によりスクラバー廃水からばいじんを除去する部分である。ここで、図４は、本実施形態に係る遠心分離部６０の概略図である。図４に示すように、遠心分離部６０は、収容容器６１と、軸管６２と、多数の回転板６３と、を有している。
　収容容器６１は、軸管６２及び回転板６３を収容する容器である。収容容器６１は、円筒状に形成された円筒部６４と、円筒部６４の上方に配置された上面部６５とを有している。上面部６５の中央には上面部６５を貫通する流出管６６が配置されており、その流出管６６の内部には流出管６６を貫通する流入管６７が配置されている。
　軸管６２は、収容容器６１の内部に収容された円管状の部材である。軸管６２は、流入管６７に連通しており、収容容器６１（本体部６４）の中心軸に沿って延びている。さらに、軸管６２は、電動モータ（図示せず）を駆動源として高速（例えば、10,000rpm）で回転する。図２に示すように、遠心分離部６０には沈殿分離部４０から排出されたスクラバー廃水が流入するが、具体的にはスクラバー廃水は流入管６７を介してこの軸管６２へと流入する。さらに、軸管６２に流入したスクラバー廃水は、下端に形成された流出孔６８を介して収容容器６１内に流入する。
　回転板６３は、軸管６２とともに回転する部材である。回転板６３は、軸管６２の軸方向に沿って並べられており、軸管６２に直接固定されている。回転板６３は、傘状（円錐状）の形状を有しており、周方向に等間隔で並ぶ流通孔６９が形成されている。また、各回転板６３の間隔は、図４では広く図示しているが、実際には非常に狭く、その間隔は例えば０.５mmである。なお、この間隔を維持するために、本実施形態では各回転板６３の間に例えば厚さ０.５ｍｍのスペーサ（図示せず）が挿入されている。
　軸管６２の内部を通って収容容器６１内へ流出したスクラバー廃水は、各回転板６３の流通孔６９を通り、流出管６６から船外へと排出される。そして、スクラバー廃水が回転板６３を通過する際、スクラバー廃水には遠心力が加わり、比重の大きいばいじんがスクラバー廃水から分離される。なお、分離されたばいじんは、円筒部６４の内壁に堆積する。このように、遠心分離部６０に流入したスクラバー廃水は、強制的にばいじん粒子が分離された後、遠心分離部６０（収容容器６１）から排出される。
　なお、遠心分離部６０を構成する各回転板６３は、互いの間隔が非常に狭いため、仮に流入するスクラバー廃水に粒径の大きいばいじんが多く含まれていると、すぐにばいじんが回転板６３の間に詰まってしまう。その一方で、遠心分離部６０は、遠心力を利用して強制的にばいじんを分離するため、粒径の小さなばいじんを精度良く分離することができる。つまり、遠心分離部６０は、粒径の大きなばいじんの除去は苦手であるが、粒径の小さなばいじんの除去には非常に有効である。
　以上のように、本実施形態に係る廃水処理装置３２では、粒径の大きなばいじんの除去に有効な沈殿分離部４０を上流側に配置している。そして、沈殿分離部４０は、小さなエネルギで稼動でき、メンテナンスも容易であり、遠心分離部６０よりも小さく構成することができる。また、粒径の小さな粒子のばいじんの除去に有効な遠心分離部６０が下流側に配置されている。なお、遠心分離部６０の上流に沈殿分離部４０が配置されているため、遠心分離部６０には粒径の大きなばいじんはほとんど流入しない。このように、本実施形態に係る廃水処理装置３２は、互いに補完しあう分離部４０、６０が最適な配置で組み合わせられており、全体として小さなエネルギで稼動でき、メンテナンスが容易で、設置スペースを小さくでき、しかもスクラバー廃水からばいじんを精度よく除去することができる。
　なお、発明者らの実験により、濁度が５０００ＮＴＵであったスクラバー廃水が、沈殿分離部４０を通過することで濁度が１１０ＮＴＵにまで低下することが確認された。さらに、濁度が１１０ＮＴＵのスクラバー廃水が、遠心分離部６０を通過することで濁度が５ＮＴＵにまで低下することが確認された。よって、濁度が５０００ＮＴＵ程度のスクラバー廃水であれば、本実施形態に係る廃水処理装置３２を一度だけ通過させることで、ＩＭＯのガイドラインで定められた排出規定値の２５ＮＴＵ以下に濁度を低減させることができ、その結果、船外への排水することができる。
　以上が第１実施形態の説明である。以上では、ディーゼルエンジン１０の排気の洗浄に用いられたスクラバー廃水を処理する廃水処理装置３２について説明したが、廃水処理装置がボイラの排気や焼却炉の排気の洗浄に用いられたスクラバー廃水を処理するものであってもよい。
　（第２実施形態）
　次に、第２実施形態について説明する。ここで、図５は、本実施形態に係るエンジンシステム１０１のブロック図であり、図６は図７に示す廃水処理装置３２のブロック図であり、図７は図６に示す沈殿分離部４０の概略図である。図５乃至図７に示すように、第２実施形態では、廃水処理装置３２が振動手段７０を有している点で第１実施形態の場合と異なる。以下、振動手段７０を中心に説明する。
　振動手段７０は、沈殿分離部４０の傾斜管４７（傾斜管群４３）を振動させるための手段である。この振動手段７０は、ディーゼルエンジン１０の運転時に生じる振動を振動源として、傾斜管４７を振動させる。具体的には、振動手段７０は、ディーゼルエンジン１０と沈殿分離部４０を連結する連結部材７１を有している。このように、沈殿分離部４０は、ディーゼルエンジン１０に連結されているため、ディーゼルエンジン１０の振動が沈殿分離部４０ひいては傾斜管４７に伝わる。
　このように、振動手段７０が傾斜管４７を振動させることで、次のような効果を奏する。すなわち、上述したように、各傾斜管４７の傾斜面４８に沈殿したばいじんは、ある程度堆積すると自重によって水槽４１の底面４４に落下するが、全てのばいじんが落下するわけではなく、何ら対策を施さなければ、堆積したばいじんが落下せず、傾斜管４７に詰まる場合もある。これは、ばいじんが、その質量に比して傾斜面４８から大きな摩擦力を受けるために生じる現象である。これに対し、本実施形態では振動手段７０が傾斜管４７を振動させるため、堆積したばいじんが水槽４１の底面４４へ落下するのを促進する。これにより、ばいじんが傾斜管４７内で詰まりにくくなり、沈殿分離部４０の機能低下を防ぐことができる。
　また、本実施形態では、振動手段７０の振動源としてディーゼルエンジン１０の運転時に生じる振動を利用している。そのため、別途加振装置等を用いることなく、傾斜管４７を振動させることができる。よって、廃水処理装置３２の構成を簡略化することができる。なお、本実施形態では、ディーゼルエンジン１０と沈殿分離部４０を連結部材７１で連結する場合について説明したが、例えば、ディーゼルエンジン１０と沈殿分離部４０を共通の床に配置し、ディーゼルエンジン１０の振動が沈殿分離部４０（傾斜管４７）に伝わるように構成してもよい。
　（第３実施形態）
　次に、第３実施形態について説明する。本実施形態に係る船舶３００は、沈殿分離部４０の構成が第２実施形態に係る船舶２００のものと異なるが、それ以外の構成は基本的に同じである。以下では、本実施形態の沈殿分離部４０を中心に説明する。
　図８は、本実施形態に係る沈殿分離部４０の概略図である。図８に示すように、本実施形態に係る沈殿分離部４０は、第２実施形態に係る沈殿分離部４０と同様に、水槽４１と、仕切板４２と、傾斜管群４３と、によって主に構成されている。ただし、本実施形態の水槽４１は、第２実施形態の水槽４１にはない天板部５１と、第１液柱管５２と、第２液柱管５３とを有している。
　天板部５１は、水槽４１の内部を上から覆う部材である。本実施形態では、天板部５１は傾斜管群４３の上方、すなわち第２領域４６と、第１領域４５とを含む水槽４１の上面全体を覆うように広がっている。第１液柱管５２及び第２液柱管５３は、いずれも天板部５１から上方に向かって延びる部材である。このうち第１液柱管５２は、天板部５１の第１領域４５に対応する位置に設けられている。また、第２液柱管５３は、天板部５１の第２領域４６に対応する位置に設けられている。第１液柱管５２及び第２液柱管５には、それぞれ液体を通さずに空気のみを通すエア抜き弁５４が取り付けられている。このエア抜き弁５４は、水槽４１（第１液柱管５２及び第２液柱管）内の空気を自動で抜くように構成されていてもよく、手動で抜くように構成されていてもよい。さらに、第２液柱管５３には、流出ポート５０が形成されている。
　本実施形態の沈殿分離部４０は、上記のような構成要素を有しており、その上で、水槽４１内のスクラバー廃水の水面（自由水面）が、液柱管５２、５３内に位置するよう構成されている。具体的には、スクラバー廃水は、ポンプ（図示せず）を用いて沈殿分離部４０へ供給されるが、そのポンプの吐出圧力が一定以上になるよう調整することで、スクラバー廃水の水面を天板部５１よりも上方の液柱管５２、５３内に位置させている。なお、流出ポート５０が天板部５１よりも低い位置に形成されている場合は、流出ポート５０にバルブを設けるなどして流出ポート５０における抵抗を調整する必要がある。ところが、本実施形態では流出ポート５０が天板部５１よりも上方に形成されているため、スクラバー廃水の水面を液柱管５２、５３内に位置させるといった調整を比較的容易に行うことができる。
　以上のように、本実施形態の沈殿分離部４０は、スクラバー廃水の水面が液柱管５２、５３内に位置するよう構成されている。かかる構成により、次のような作用効果を奏することができる。スクラバー廃水の水面が液柱管５２、５３内に位置するということは、すなわち天板部５１の下方には水面が形成されない（気液界面がない）ということである。ここで、第２実施形態で説明したように、ディーゼルエンジン１０と沈殿分離部４０は連結されており、ディーゼルエンジン１０の振動が沈殿分離部４０に伝わる。沈殿分離部４０に振動が伝わると、沈殿分離部４０（水槽４１）内のスクラバー廃水の水面は大きく揺れる。仮に、スクラバー廃水の水面が水槽４１の全体に広がっていれば、水面の揺れがスクラバー廃水の内部まで伝わり、ばいじんの沈降に悪影響を及ぼす。これに対し、本実施形態では、天板部５１の下方に水面が形成されることはないため、水面の揺れによる影響を最小限に抑えることができる。
　以上のように、沈殿分離部４０（傾斜管４７）を振動させる場合、スクラバー廃水の水面を液柱管５２、５３内に位置させることは非常に有効である。なお、沈殿分離部４０を図８に示す構成に代えて、図９に示す構成としてもよい。図９は、図８の変形例を示した図である。図９に示す沈殿分離部４０の水槽４１は、天板部５１が傾斜管群４３の上方のみに位置し、すなわち第２領域４６のみを覆っており、また、第１液柱管５２を有していない。かかる構成であっても、第２領域４６におけるスクラバー廃水の揺れを抑えることができるため、この揺れが、ばいじんの沈降に及ぼす影響を抑えることができる。
　以上が、第２実施形態及び第３実施形態の説明である。なお、上述した廃水処理装置３２は、ディーゼルエンジン１０の排気の洗浄に用いられたスクラバー廃水を処理するものであったが、例えば、廃水処理装置３２がボイラの排気や焼却炉の排気の洗浄に用いられたスクラバー廃水を処理するものであってもよい。この場合、振動手段７０の振動源として加振装置等を用いてもよく、また、その他既存の回転機械の振動を振動源としてもよい。
　さらに、廃水処理装置３２がディーゼルエンジン１０の排気の洗浄に用いられたスクラバー廃水を処理するものであっても、沈殿分離部４０がディーゼルエンジン１０の振動を伝え難い位置に配置される場合がある。この場合、振動手段７０は、ディーゼルエンジン１０の振動に代えて、又は当該振動と共に船舶１００の運行時に生じる揺れを振動源として、傾斜管４７を振動させるように構成されていてもよい。
　（第４実施形態）
　次に、第４実施形態について説明する。図１０は、本実施形態に係る廃水処理システム１のブロック図である。図１０に示すように、本実施形態に係る廃水処理システム１は、加熱装置２と、上述した廃水処理装置３２とによって主に構成されている。
　加熱装置２は、スクラバー廃水を所定温度以上に加熱する装置である。加熱装置２では、スクラバー廃水を例えば７５゜Ｃ以上に加熱する。加熱装置２の熱源は特に限定されず、電熱器を用いて加熱してもよく、高温の蒸気を用いて加熱してもよく、排気の熱を利用して加熱してもよい。また、本実施形態では、加熱装置２は洗浄集じん装置３１の下流に配置されているが、洗浄集じん装置３１の上流に配置されていてもよく、洗浄集じん装置３１内に配置されていても良い。つまり、加熱装置２は、ばいじんを含有する前のスクラバー廃水（すなわち使用前の洗浄水）を加熱してもよく、ばいじんを含有する際のスクラバー廃水を加熱してもよく、ばいじんを含有した後のスクラバー廃水を加熱してもよい。このように、スクラバー廃水は、少なくとも上記のいずれかのタイミングで加熱されればよい。そして、加熱装置２で加熱されたスクラバー廃水は、廃水処理装置３２へ供給される。
　廃水処理装置３２は、これまで説明した廃水処理装置３２と同様に、沈殿分離部４０と、遠心分離部６０と、を有している。ただし、本実施形態の沈殿分離部４０は、装置保温部５５を有している。装置保温部５５は、廃水処理装置３２内のスクラバー廃水を保温する部材であり、ここでは沈殿分離部４０内のスクラバー廃水を保温する。図１１に示すように、装置保温部５５は、水槽４１の外表面を覆うように配置されている。装置保温部５５は、公知の断熱材料によって形成されている。ただし、装置保温部５５は、水槽４１の外側に配置された外壁を有し、その外壁と水槽４１の間を真空にして、水槽４１内の熱が外部に伝わりにくくなるように構成してもよい。また、装置保温部５５は、水槽４１内のスクラバー廃水の温度を維持するために（又は上昇させるために）、発熱するなど水槽４１内のスクラバー廃水に熱を加えることができるよう構成してもよい。このような装置保温部５５を備えることで、加熱装置２で加熱されたスクラバー廃水を所望の温度に維持したまま沈殿分離部４０で廃水処理を行うことができる。
　また、本実施形態の遠心分離部６０も装置保温部５５を有している。装置保温部５５は、廃水処理装置３２内のスクラバー廃水を保温する部材であり、ここでは遠心分離部６０内のスクラバー廃水を保温する。図１２に示すように、装置保温部５５は、収容容器６１の外表面を覆うように配置されている。装置保温部５５は、沈殿分離部４０で用いたものと同様であり、公知の断熱部材によって形成されている。なお、装置保温部５５は、二重構造となるように構成されていてもよく、スクラバー廃水に熱を加えることができるよう構成されていてもよい。このような装置保温部５５を備えることで、加熱装置２で加熱されたスクラバー廃水を所望の温度に維持したまま廃水処理を行うことができる。
　なお、以上では、装置保温部５５が廃水処理装置３２内のスクラバー廃水を保温する例として、沈殿分離部４０内のスクラバー廃水を保温する場合、及び遠心分離部６０内のスクラバー廃水を保温する場合について説明した。ただし、装置保温部５５は、廃水処理装置３２内の沈殿分離部４０及び遠心分離部６０以外の配管等内のスクラバー廃水も保温する。例えば、図１０に示すように、装置保温部５５は、加熱装置２から沈殿分離部４０へとつながる配管、及び沈殿分離部４０から遠心分離部６０へとつながる配管の外表面を覆うように配置されており、これらの配管を流れるスクラバー廃水も保温する。
　＜加熱による効果＞
　上記のように、本実施形態に係る廃水処理システム１では、廃水処理を行う前にスクラバー廃水を加熱するが、以下ではこの加熱による効果について説明する。なお、この効果を説明する前に、一般に知られているDLVO理論による粒子の凝集及び分散と温度との関係について説明する。このDLVO理論とは、水に溶けない粒子の水中における凝集及び分散は、粒子間斥力エネルギＥ１と粒子間引力エネルギＥ２の差（総和）によって決定されるというものである。例えば、粒子間斥力エネルギＥ１が粒子間引力エネルギＥ２よりも大きい場合には粒子は分散し、粒子間斥力エネルギＥ１が粒子間引力エネルギＥ２よりも小さい場合には粒子は凝集する。
　ここで、粒子間斥力エネルギＥ１は、以下の第１式（及び第２式）で表すことができる。また、粒子間引力エネルギＥ２は、以下の第３式で表すことができる。第１式及び第２式によれば、水の絶対温度Ｔが上昇すれば、粒子間斥力エネルギＥ１は上昇する。一方、粒子間引力エネルギＥ２は水の絶対温度Ｔに影響されない。そのため、DLVO理論によれば、液体の絶対温度Ｔが大きくなると、粒子の凝集性は悪くなる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　そして、上述した沈殿分離部４０及び遠心分離部６０では、粒子（ばいじん）の凝集性が悪くなれば処理能力が低下し、逆に凝集性が良くなれば処理能力が向上する。これは、粒径の２乗に比例して粒子の沈降速度が大きくなるからである。沈殿分離部４０は重力で、遠心分離部６０は遠心力で粒子（ばいじん）を沈降させるものであるため、ばいじんの沈降速度が廃水処理の能力に影響する。つまり、沈殿分離部４０及び遠心分離部６０は、ばいじんの凝集性が悪化することで、ばいじんが沈降しにくくなる結果、処理能力が低下するのである。
　上記のように、DLVO理論によれば、スクラバー廃水の絶対温度Ｔが大きくなると、廃水処理装置の能力は低下するはずであるが、発明者らの試験ではこれとは異なる結果が得られた。当該試験では、水平に対して６０度傾斜させた単一の傾斜管を用いて、スクラバー廃水の温度と沈殿分離部４０の処理能力との関係を検証した。この試験により下記の表１に示す結果が得られた。つまり、濁度が６５８NTU（Nephelometric Turbidity Units）であるスクラバー廃水を常温の２５゜Ｃで廃水処理したところ８０～９０NTUとなった。一方、同じく濁度が６５８NTUであるスクラバー廃水を８０～９０゜Ｃにまで加熱し、その後廃水処理を行ったところ、２０～３０NTUにまで低減した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　さらに、遠心分離機を用いて試験を行い、スクラバー廃水の温度と遠心分離部の処理能力との関係についても検証した。なお、当該試験では、ウェストファリアセパレータジャパン製のOSD２型連続式ディスク型遠心分離機を用い、流量１００L／Hrで３分間この遠心分離機を稼働させた。かかる試験により下記の表２に示す結果が得られた。つまり、濁度が１８７５NTUであるスクラバー廃水を６゜Ｃ、３０゜Ｃ、５０゜Ｃ、及び７５゜Ｃの各温度に加熱して廃水処理を行ったところ、処理後の濁度がそれぞれ８１NTU、５１NTU、３６NTU、及び２０NTUとなった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　以上のとおり、重力を用いた廃水処理及び遠心力を用いた廃水処理のいずれにおいても、スクラバー廃水の温度が高くなるに従って、処理能力が向上することが確認できた。よって、本実施形態に係る廃水処理システム１によれば、加熱装置２によってスクラバー廃水を加熱し、その温度を装置保温部５５によって維持したまま廃水処理装置３２で廃水処理を行うため、非常に効率よくばいじんを除去することができる。
　このように、DLVO理論に反し、スクラバー廃水の温度が上昇すると廃水処理の能力が向上するという結果が得られたが、これは粒子のブラウン運動が関与しているのではないかと発明者らは推測する。つまり、粒子の運動エネルギＥ３は下記の第４式で表されるが、水の絶対温度Ｔが上昇すると、粒子の運動エネルギＥ３も上昇する。これにより粒子のブラウン運動が活発になると、粒子同士の衝突回数が増加して凝集しやすくなると考えられる。つまり、粒子間斥力エネルギＥ１による影響よりも、粒子の運動エネルギＥ３による影響が勝り、粒子の凝集性が向上したと考えられる。その結果、スクラバー廃水の温度が上昇すると廃水処理の能力が向上したと推測する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
　（第５実施形態）
　次に、第５実施形態について説明する。図１３は、本実施形態に係るエンジンシステムのブロック図である。図１３に示すように、本実施形態に係る排気再循環ユニット３０は、調整バルブ３６を有している。
　調整バルブ３６は、洗浄集じん装置３１に供給された洗浄水の流量を調整し、ひいてはスクラバー廃水の温度を調整するバルブである。上述したように、洗浄集じん装置３１では洗浄水により排気が洗浄されるが、その際に排水と洗浄水（スクラバー廃水）との間で熱交換が行われる。つまり、洗浄集じん装置３１内において、洗浄水（スクラバー廃水）が、排気が有する熱によって加熱される。このとき、調整バルブ３６により、洗浄水の流量を増やせばスクラバー廃水の上昇温度は小さくなり、洗浄水の流量を減らせばスクラバー廃水の上昇温度は大きくなる。このように、調整バルブ３６を調整することで、加熱後のスクラバー廃水の温度を任意に設定することができる。なお、温度センサー（不図示）を例えば洗浄集じん装置３１の下流に設置し、この温度センサーから取得したスクラバー廃水の温度に基づいて、調整バルブ３６の開度が調整されるように構成してもよい。
　スクラバー廃水の温度が高ければ、廃水処理の能力が向上する傾向にあるが、表２等に示すように、少なくとも７５゜Ｃ程度にまで加熱すれば、廃水処理装置３２は十分高い能力を発揮することができる。よって、スクラバー廃水は７５゜Ｃ以上に加熱するのが好ましい。なお、スクラバー廃水が蒸発してしまっては排気再循環ユニット３０が成り立たなくなるため、実質的にスクラバー廃水の温度は１００゜Ｃ未満に抑える必要がある。
　なお、洗浄集じん装置３１と廃水処理装置３２を連結する連結部３７は、配管のみで構成されていてもよいが、スクラバー廃水へ凝集剤を添加するためや、バッファの役割を果たすためのタンクを有していても良い。また、連結部３７の外表面には連結部保温部５６が取り付けられている。連結部３７にタンクが含まれている場合は、このタンクにも連結部保温部５６が取り付けられる。連結部保温部５６は、装置保温部５５と同様に、公知の断熱部材によって形成され、連結部３７内のスクラバー廃水を保温することができる。なお、連結部保温部５６は、二重構造となるように構成されていてもよく、スクラバー廃水に熱を加えることができるよう構成されていてもよい。このように、連結部３７に連結部保温部５６を取り付けることで、加熱装置２で加熱されたスクラバー廃水を所望の温度に維持したまま廃水処理装置３２に供給することができる。
　以上が第４実施形態及び第５実施形態に係る排気再循環ユニット３０の説明である。第４実施形態で説明したように、スクラバー廃水からばいじんを分離して取り除く廃水処理装置を利用する場合、スクラバー廃水を加熱することで、その処理能力を向上させることができる。そして、第５実施形態では、洗浄集じん装置３１においてスクラバー廃水を所定温度以上に加熱し、加熱したスクラバー廃水を連結部保温部５６によって保温しながら廃水処理装置３２に供給し、高い温度を維持したまま廃水処理装置３２でスクラバー廃水を処理している。そのため、非常に効率よくスクラバー廃水からばいじんを除去することができる。
　また、第５実施形態の洗浄集じん装置３１は、スクラバー廃水を加熱するものであるから、第４実施形態の加熱装置２に相当する。このように、洗浄集じん装置３１が加熱装置２に相当するから、第５実施形態に係る排気再循環ユニット３０は、第４実施形態に係る廃水処理システム１を含んでいるといえる。
　第４実施形態及び第５実施形態では廃水処理装置３２が、沈殿分離部４０と遠心分離部６０を含む場合について説明したが、これに代えてフィルタを用いた分離部を用いても良い。スクラバー廃水の温度が上昇すると、ばいじんの凝集が促されるため、フィルタを用いた分離部であっても廃水処理の能力は向上する。
　以上、本発明の実施形態について図を参照して説明したが、具体的な構成はこれらの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。
　本発明に係る廃水処理装置は、小さなエネルギで稼動でき、メンテナンスが容易で、設置スペースを小さくでき、しかもスクラバー廃水からばいじんを精度よく除去することができる。よって、廃水処理装置の技術分野において有益である。
１　廃水処理システム
２　加熱装置
１０　ディーゼルエンジン
３０　排気再循環ユニット
３１　洗浄集じん装置
３２　廃水処理装置
３７　連結部
４０　沈殿分離部
４１　水槽
４７　傾斜管
４８　傾斜面
５０　流出ポート
５１　天板部
５２　第１液柱管
５３　第２液柱管
５４　エア抜き弁
５５　装置保温部
５６　連結部保温部
６０　遠心分離部
７０　振動手段
１００　船舶
１０１　エンジンシステム

Claims (15)

  1. 　ばいじんを含有するスクラバー廃水からばいじんを除去する廃水処理装置であって、
    　水平方向に対して所定の角度をなす傾斜面を有し、該傾斜面にばいじんを沈殿させて前記スクラバー廃水からばいじんを分離する沈殿分離部と、
    　前記沈殿分離部の下流に配置され、遠心分離処理により前記スクラバー廃水からばいじんを分離する遠心分離部と、を備えた廃水処理装置。
  2. 　ディーゼルエンジンの排気を該ディーゼルエンジンに戻す排気再循環ユニットであって、
    　前記排気を洗浄してスクラバー廃水を排水する洗浄集じん装置と、
    　前記洗浄集じん装置から排出されたスクラバー廃水からばいじんを除去する請求項１に記載の廃水処理装置と、を備えた排気再循環ユニット。
  3. 　ばいじんを含有するスクラバー廃水からばいじんを除去する廃水処理装置であって、
    　ばいじんを沈殿させて前記スクラバー廃水からばいじんを分離する沈殿分離部を備え、
    　前記沈殿分離部は、
    　前記スクラバー廃水が流入する水槽と、
    　前記水槽の内部であって下端部分が前記水槽の底面よりも上方に位置するように配置され、前記スクラバー廃水が通過する複数の傾斜管と、
    　前記複数の傾斜管を振動させる振動手段と、を有する廃水処理装置。
  4. 　前記水槽は、
    　前記傾斜管の上方に位置する天板部と、
    　前記天板部から上方に向かって延びる液柱管と、を有し、
    　前記スクラバー廃水の水面が前記液柱管内に位置するよう構成されている、請求項３に記載の廃水処理装置。
  5. 　前記液柱管には、前記傾斜管を通過したスクラバー廃水を排出する流出ポートが形成されている、請求項４に記載の廃水処理装置。
  6. 　前記水槽は、前記液柱管に取り付けられ、手動又は自動で前記水槽内の空気を排出することができるエア抜き弁をさらに有する、請求項５に記載の廃水処理装置。
  7. 　ディーゼルエンジンの排気を該ディーゼルエンジンに戻す排気再循環ユニットであって、
    　前記排気を洗浄してスクラバー廃水を排出する洗浄集じん装置と、
    　前記洗浄集じん装置から排出されたスクラバー廃水からばいじんを除去する請求項３乃至６のうちいずれか一の項に記載の廃水処理装置と、を備え、
    　前記振動手段は、前記ディーゼルエンジンの運転時に生じる振動を振動源として、前記複数の傾斜管を振動させる排気再循環ユニット。
  8. 　ディーゼルエンジンと、該ディーゼルエンジンの排気を該ディーゼルエンジンに戻す排気再循環ユニットと、を有するエンジンシステムを備えた船舶であって、
    　前記排気再循環ユニットは、
    　前記排気を洗浄してスクラバー廃水を排出する洗浄集じん装置と、
    　前記洗浄集じん装置から排出されたスクラバー廃水からばいじんを除去する請求項３乃至６のうちいずれか一の項に記載の廃水処理装置と、を有し、
    　前記振動手段は、運行時に生じる揺れを振動源として、前記複数の傾斜管を振動させる船舶。
  9. 　ばいじんを含有するスクラバー廃水からばいじんを分離して取り除く廃水処理装置を備え、ばいじんを含有する前、含有する際、及び含有した後の少なくともいずれかのタイミングで前記スクラバー廃水を所定温度以上に加熱し、加熱したスクラバー廃水を前記廃水処理装置に供給するよう構成されている、廃水処理システム。
  10. 　ディーゼルエンジンの排気を該ディーゼルエンジンに戻す排気再循環ユニットであって、
    　前記排気を洗浄してスクラバー廃水を排水する洗浄集じん装置と、
    　前記スクラバー廃水からばいじんを分離して取り除く廃水処理装置と、を備え、
    　前記洗浄集じん装置内において、前記排気が有する熱によって前記スクラバー廃水を所定温度以上に加熱し、加熱したスクラバー廃水を前記廃水処理装置に供給するよう構成されている、排気再循環ユニット。
  11. 　前記洗浄集じん装置と前記廃水処理装置を連結する連結部と、
    　前記連結部内のスクラバー廃水を保温する連結部保温部と、をさらに備える請求項１０に記載の排気再循環ユニット。
  12. 　前記廃水処理装置内のスクラバー廃水を保温する装置保温部をさらに備える、請求項１０又は１１に記載の排気再循環ユニット。
  13. 　前記洗浄集じん装置内で前記スクラバー廃水を７５゜Ｃ以上に加熱する、請求項１０乃至１２のうちいずれか一の項に記載の排気再循環ユニット。
  14. 　ディーゼルエンジンと、請求項２、７、１０乃至１３のうちいずれか一の項に記載の排気再循環ユニットと、を備えたエンジンシステム。
  15. 　請求項１４に記載のエンジンシステムを備えた船舶。
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