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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-01-14
(45)【発行日】2022-01-25
(54)【発明の名称】排水処理方法
(51)【国際特許分類】
C02F 1/28 20060101AFI20220118BHJP
C02F 1/24 20060101ALI20220118BHJP
C02F 1/40 20060101ALI20220118BHJP
B01D 17/022 20060101ALI20220118BHJP
C02F 9/04 20060101ALI20220118BHJP
C02F 9/06 20060101ALI20220118BHJP
C02F 9/08 20060101ALI20220118BHJP
【ＦＩ】
C02F1/28 A
C02F1/28 N
C02F1/24 D
C02F1/40 E
B01D17/022 502C
C02F9/04
C02F9/06
C02F9/08
【請求項の数】
2
(21)【出願番号】P 2019084193
(22)【出願日】2019-04-25
(65)【公開番号】P2020179349
(43)【公開日】2020-11-05
【審査請求日】2020-12-24
(73)【特許権者】
【識別番号】399049981
【氏名又は名称】株式会社オメガ
(72)【発明者】
【氏名】中村 信一
【審査官】富永 正史
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１３－０７１０５７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１４－１５１３１７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開昭５１－０３８７６９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開昭４９－０２１９４５（ＪＰ，Ａ）
【文献】実開昭５２－１５０２５８（ＪＰ，Ｕ）
【文献】米国特許出願公開第２００６／０１５７３９７（ＵＳ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｃ０２Ｆ １／２８
Ｃ０２Ｆ １／２４
Ｃ０２Ｆ １／４０
Ｃ０２Ｆ ９／００
Ｂ０１Ｄ １７／０２２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
ポリプロピレン繊維、ポリスルホン膜からなる付着材（４）（「吸着材」とは異なる）による排水中の油成分の付着工程と、活性炭からなる吸着材による排水中の汚れ成分の吸着工程と、汚れ成分の吸着材の加熱・賦活工程とを有し、前記汚れ成分の吸着材の加熱・賦活工程で油成分の付着材（４）を炭化するようにしたことを特徴とする排水処理方法。
【請求項2】
前記付着工程の前段において、前記油成分を微細気泡により浮上させるようにした請求項１記載の排水処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この発明は、工場排水その他の排水処理方法に関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来、工場排水その他の排水処理機構に関する提案があった（特許文献１）。
この排水処理機構は、排水中の汚れ物質を吸着する活性炭吸着槽と槽内流動機構とを有し、前記活性炭吸着槽に電解水を供給すると共に、前記活性炭吸着槽内で槽内流動機構により排水と活性炭とを流動させるようにしたものである。
そして、槽内が流動することにより一定の場所に停滞する部位が減少して電解水の洗浄作用を万遍なく活性炭に及ぼすことが出来るので、従来よりも効率良く分解することが出来るというものである。
これに対し、油成分を有する排水の浄化効率をより優れたものにしたいと共に活性炭の消耗に対処したいという更なる要望があった。
この排水処理機構は、排水中の汚れ物質を吸着する活性炭吸着槽と槽内流動機構とを有し、前記活性炭吸着槽に電解水を供給すると共に、前記活性炭吸着槽内で槽内流動機構により排水と活性炭とを流動させるようにしたものである。
そして、槽内が流動することにより一定の場所に停滞する部位が減少して電解水の洗浄作用を万遍なく活性炭に及ぼすことが出来るので、従来よりも効率良く分解することが出来るというものである。
これに対し、油成分を有する排水の浄化効率をより優れたものにしたいと共に活性炭の消耗に対処したいという更なる要望があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開2015-123442
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
そこでこの発明は、従来より油成分を有する排水の浄化効率に優れたものとすることができる共に活性炭の消耗に対処することができる排水処理方法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【0005】
前記課題を解決するためこの発明では次のような技術的手段を講じている。
（１）この発明の排水処理方法は、付着材による排水中の油成分の付着工程と、吸着材による排水中の汚れ成分の吸着工程と、汚れ成分の吸着材の加熱・賦活工程とを有し、前記汚れ成分の吸着材の加熱・賦活工程で油成分の付着材を炭化するようにしたことを特徴とする。
この排水処理方法は、付着材による排水中の油成分の付着工程を有するので、処理が厄介な排水中の油成分を付着材によって低減ないし除去することが出来る。この付着材による排水中の油成分の付着工程を先に持ってくると、その後の工程における処理の負荷を大きく低減することが出来る。
（１）この発明の排水処理方法は、付着材による排水中の油成分の付着工程と、吸着材による排水中の汚れ成分の吸着工程と、汚れ成分の吸着材の加熱・賦活工程とを有し、前記汚れ成分の吸着材の加熱・賦活工程で油成分の付着材を炭化するようにしたことを特徴とする。
この排水処理方法は、付着材による排水中の油成分の付着工程を有するので、処理が厄介な排水中の油成分を付着材によって低減ないし除去することが出来る。この付着材による排水中の油成分の付着工程を先に持ってくると、その後の工程における処理の負荷を大きく低減することが出来る。
【0006】
また、吸着材による排水中の汚れ成分の吸着工程を有するので、排水中の汚れ成分を吸着材によって低減することが出来る。
そして、前記汚れ成分の吸着材の加熱・賦活工程で油成分の付着材を炭化するようにしたので、吸着材の加熱・賦活工程での熱を利用して油成分の付着材を炭化することが出来る。また、加熱・賦活した吸着材の再利用時に、付着材の炭化物も加熱により同時に賦活され吸着材として利用することが出来る。
そして、前記汚れ成分の吸着材の加熱・賦活工程で油成分の付着材を炭化するようにしたので、吸着材の加熱・賦活工程での熱を利用して油成分の付着材を炭化することが出来る。また、加熱・賦活した吸着材の再利用時に、付着材の炭化物も加熱により同時に賦活され吸着材として利用することが出来る。
【0007】
ここで、前記油成分として動物油、植物油、灯油、A,B,C重油、シリコン・オイル等を例示することができる。前記付着材として、PP（ポリプロピレン）繊維による濾材、ポリスルホン膜などを例示することが出来る。前記吸着材として、活性炭を例示することが出来る。
排水中の汚れ成分として、有機物、溶解性COD成分、極微粒子、ss成分などを例示できる。具体的には、MPA（3-メトキシ-N,N-ジメチルプロピオンアミド）、クエン酸、ヒドロキシプロピルセルロース、PVAなどを例示することが出来る。また、分子サイズが小さい有機物、すなわちエチレングリコール（HO-CH2-CH2-OH）、プロピレングルコール、エチレンクロロヒドリン（Cl-CH2-CH2-OH）、プロピレンクロロヒドリン、アセトアルデヒド（CH3-CHO）、ダイオキシン類などを例示することが出来る。ダイオキシン類は、加熱・賦活工程で例えば900℃以上、３時間 加温することにより分解・無害化することが出来る。さらに、植物油、動物油、鉱物油、シリコン油などの疎水性の油類を界面活性剤で可溶化した排水を例示することが出来る。
汚れ成分の吸着材の加熱・賦活工程では、900℃以上で3時間加熱することを例示でき、これにより吸着材を賦活・活性化することが出来る。
排水中の汚れ成分として、有機物、溶解性COD成分、極微粒子、ss成分などを例示できる。具体的には、MPA（3-メトキシ-N,N-ジメチルプロピオンアミド）、クエン酸、ヒドロキシプロピルセルロース、PVAなどを例示することが出来る。また、分子サイズが小さい有機物、すなわちエチレングリコール（HO-CH2-CH2-OH）、プロピレングルコール、エチレンクロロヒドリン（Cl-CH2-CH2-OH）、プロピレンクロロヒドリン、アセトアルデヒド（CH3-CHO）、ダイオキシン類などを例示することが出来る。ダイオキシン類は、加熱・賦活工程で例えば900℃以上、３時間 加温することにより分解・無害化することが出来る。さらに、植物油、動物油、鉱物油、シリコン油などの疎水性の油類を界面活性剤で可溶化した排水を例示することが出来る。
汚れ成分の吸着材の加熱・賦活工程では、900℃以上で3時間加熱することを例示でき、これにより吸着材を賦活・活性化することが出来る。
【0008】
（２）前記油成分を微細気泡により浮上させるようにしてもよい。
このように構成し、油成分を微細気泡により浮上させるようにすると、油成分の付着工程における処理効率が向上することになる。
微細気泡の径は概ね40μm～1mmであるが、油成分の性状やサイズによって調整（アジャスト）することが好ましい。具体的には、排水処理槽への注入水流に対するエアの入射角により調整することが出来る。前記入射角が浅いと微細気泡径は大きくなり、前記入射角が深いと空気と水流との衝撃力が上がって微細気泡径は小さくなる。例えば、油成分の内容として比重が大きいタール・ピッチの場合、これに十分な浮力を与えるために微細気泡径を大きめに設定することが望ましい。
このように構成し、油成分を微細気泡により浮上させるようにすると、油成分の付着工程における処理効率が向上することになる。
微細気泡の径は概ね40μm～1mmであるが、油成分の性状やサイズによって調整（アジャスト）することが好ましい。具体的には、排水処理槽への注入水流に対するエアの入射角により調整することが出来る。前記入射角が浅いと微細気泡径は大きくなり、前記入射角が深いと空気と水流との衝撃力が上がって微細気泡径は小さくなる。例えば、油成分の内容として比重が大きいタール・ピッチの場合、これに十分な浮力を与えるために微細気泡径を大きめに設定することが望ましい。
【発明の効果】
【0009】
この発明は上述のような構成であり、次の効果を有する。
処理が厄介な排水中の油成分を付着材によって低減ないし除去することができるので、従来より油成分を有する排水の浄化効率に優れたものとすることができる排水処理方法を提供することが出来る。
また、付着材の炭化物も加熱により賦活され吸着材として利用することができるので、活性炭の消耗に対処することができる排水処理方法を提供することが出来る。
処理が厄介な排水中の油成分を付着材によって低減ないし除去することができるので、従来より油成分を有する排水の浄化効率に優れたものとすることができる排水処理方法を提供することが出来る。
また、付着材の炭化物も加熱により賦活され吸着材として利用することができるので、活性炭の消耗に対処することができる排水処理方法を提供することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】この発明の排水処理方法の実施形態を説明するシステム・フロー図。
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、この発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１に示すように、この実施形態の排水処理方法は、排水原水の水質をセンサーS-1で計測して、自動採水装置（一定時間毎に一定量のサンプルを採取する）を介し、先ずss・油成分浮上分離槽１において、微細気泡により油成分を浮上させるようにした。
前記油成分として動物油、植物油、灯油、A,B,C重油、シリコン・オイル、タール・ピッチが排水中に微量含有されているものを処理した。
図１に示すように、この実施形態の排水処理方法は、排水原水の水質をセンサーS-1で計測して、自動採水装置（一定時間毎に一定量のサンプルを採取する）を介し、先ずss・油成分浮上分離槽１において、微細気泡により油成分を浮上させるようにした。
前記油成分として動物油、植物油、灯油、A,B,C重油、シリコン・オイル、タール・ピッチが排水中に微量含有されているものを処理した。
【0012】
また、排水中の汚れ成分として、有機物、溶解性COD成分、極微粒子、ss成分が含有されていたものを処理した。有機物として、MPA（3-メトキシ-N,N-ジメチルプロピオンアミド）、クエン酸、ヒドロキシプロピルセルロース、PVAが含有されている排水を処理した。また、分子サイズが小さい有機物、すなわちエチレングリコール（HO-CH2-CH2-OH）、プロピレングルコール、エチレンクロロヒドリン（Cl-CH2-CH2-OH）、プロピレンクロロヒドリン、アセトアルデヒド（CH3-CHO）が含有されている排水を処理した。
【0013】
微細気泡の径は概ね40μm～1mmであるが、油成分の性状やサイズによって調整するようにした。すなわち微細気泡の径は、微細気泡発生機構２からss・油成分浮上分離槽１への注入水流に対するエアの入射角により調整するようにした。前記入射角が浅いと微細気泡径は大きくなり、前記入射角が深いと空気と水流との衝撃力が上がって微細気泡径は小さくなる。油成分が比重の大きいタール・ピッチの場合、これに十分な浮力を与えるために微細気泡径を大きめに設定するようにした。
そして、ss・油成分浮上分離槽１を横溢（図示中央部）した浮上ss・油成分を多く含む排水は、次の電解水注入混練槽３（モータMにより撹拌）に流下させ、再生した吸着材をスパイラルポンプSP7で添加しつつ、電解水槽から電解水をポンプP3により注入して脱臭するようにした。
そして、ss・油成分浮上分離槽１を横溢（図示中央部）した浮上ss・油成分を多く含む排水は、次の電解水注入混練槽３（モータMにより撹拌）に流下させ、再生した吸着材をスパイラルポンプSP7で添加しつつ、電解水槽から電解水をポンプP3により注入して脱臭するようにした。
【0014】
吸着材として、この実施形態では全て活性炭を使用した。
電解水は、電解機構Eにより生成させようにした。排水に対する電気的作用として、電流を流すことによる排水中の汚れ成分に対する電子e-の授受作用、電解塩素、過酸化水素、ラジカル等により酸化作用、電界を及ぼすことにより汚れ成分の粒子径の調整作用などがある。
電解水は、電解機構Eにより生成させようにした。排水に対する電気的作用として、電流を流すことによる排水中の汚れ成分に対する電子e-の授受作用、電解塩素、過酸化水素、ラジカル等により酸化作用、電界を及ぼすことにより汚れ成分の粒子径の調整作用などがある。
【0015】
次いで、付着材４（前記「吸着材」とは異なる）による排水中の油成分の付着工程（油成分付着分離槽５で構成）にスパイラルポンプSP10で移送するようにした。前記付着材４として、PP（ポリプロピレン）繊維による帯状濾材を使用したが、他にポリスルホン膜などを使用することもできる。
そして、ss・油成分浮上分離槽１の下方から流下した排水（ss・油成分が減少している）と、油成分付着分離槽５で処理した排水（油成分が付着材４に付着して減少している）を一次処理水槽６で合流して一時貯留するようにした。この一次処理水槽６には、再生した吸着材をスパイラルポンプSP6で添加するようにした。
そして、ss・油成分浮上分離槽１の下方から流下した排水（ss・油成分が減少している）と、油成分付着分離槽５で処理した排水（油成分が付着材４に付着して減少している）を一次処理水槽６で合流して一時貯留するようにした。この一次処理水槽６には、再生した吸着材をスパイラルポンプSP6で添加するようにした。
【0016】
ss・油成分を処理した次段階として、一次処理水槽６の排水をスパイラルポンプSP9で引き出して水質をセンサーS-2で計測し、吸着材による排水中の汚れ成分の吸着工程（吸着材濾過槽７で構成）へと配管ライン８で移送するようにした。
前記配管ライン８には分散捕捉剤をポンプP1で注入し、次いで凝結剤 PAC（ポリ塩化アルミニウム）をポンプP2で注入するようにした。また、この配管ライン８に、フィード・バック水（FB水）として排水処理後の清浄水を水質をセンサーS-3で計測しつつ注入するようにした。
前記配管ライン８には分散捕捉剤をポンプP1で注入し、次いで凝結剤 PAC（ポリ塩化アルミニウム）をポンプP2で注入するようにした。また、この配管ライン８に、フィード・バック水（FB水）として排水処理後の清浄水を水質をセンサーS-3で計測しつつ注入するようにした。
【0017】
前記分散捕捉剤は、排水中に分散して汚れ成分を捕捉する。分散捕捉剤が排水中に分散して分散性捕捉軟塊が形成され、汚れ成分を捕捉して取り込む。前記分散捕捉剤の材質として、ポリアクリルアマイドを使用した。
分散捕捉剤の濃度の調整としては、水に対して分散捕捉剤の原液を0.1wt％添加した。前記排水に対する分散捕捉剤の添加の割合としては、前記のように濃度調整したものを排水500ccに対して1ccの割合とした。
分散捕捉剤の濃度の調整としては、水に対して分散捕捉剤の原液を0.1wt％添加した。前記排水に対する分散捕捉剤の添加の割合としては、前記のように濃度調整したものを排水500ccに対して1ccの割合とした。
【0018】
吸着材濾過槽７は、上方の流動床濾過混練域（モータMにより撹拌）とその下方の固定床濾過域とで形成しており、図示右側の２セットで前処理をして中間槽に流下し、左側の１セットで仕上げをして処理水槽に流下するようにした。電解機構Eへは、前記中間槽の一部を送るようにした。電解機構Eで生成した電解水は電解水槽に貯留するようにした。
そして、処理水槽からスパイラルポンプSP11によりUF膜濾過機構９を介して、最終の水質をセンサーS-4 で測定し、再利用水（FB水）にするか又は排水として排出するようにした。
そして、処理水槽からスパイラルポンプSP11によりUF膜濾過機構９を介して、最終の水質をセンサーS-4 で測定し、再利用水（FB水）にするか又は排水として排出するようにした。
【0019】
次いで、汚れ成分の吸着材の加熱・賦活工程（加熱・賦活機構10で構成）を有し、油成分の付着材４を炭化するようにした。また、この工程では900℃以上で3時間加熱することにより吸着材を賦活・活性化するようにした。
賦活・活性化した活性炭は、冷却・脱塩工業用水で冷却するようにした。この冷却水は用水貯槽とドレン排水返送ラインを通じて、排水原水の希釈用に使用することも出来る。また、賦活・活性化した活性炭は、再び返送ライン11を通じて再利用するようにした。
賦活・活性化した活性炭は、冷却・脱塩工業用水で冷却するようにした。この冷却水は用水貯槽とドレン排水返送ラインを通じて、排水原水の希釈用に使用することも出来る。また、賦活・活性化した活性炭は、再び返送ライン11を通じて再利用するようにした。
【0020】
加熱・賦活機構10ではLNGガス・バーナーから1,200℃の熱風を吹き出し、モータMで回転駆動されるスクリュー・コンベアSにより移送されてきた吸着材に900℃の熱風を及ぼすようにした。
スクリュー・コンベアSを覆うパイプには、吸着材濾過槽７の下方の領域に複数の孔部が穿設されており、この孔部から濾過後の処理水が流下するようにしている。また、熱風の一部を紛体サイクロン機構に送り集塵して、熱風を加熱・賦活機構10へと循環するようにした。
スクリュー・コンベアSを覆うパイプには、吸着材濾過槽７の下方の領域に複数の孔部が穿設されており、この孔部から濾過後の処理水が流下するようにしている。また、熱風の一部を紛体サイクロン機構に送り集塵して、熱風を加熱・賦活機構10へと循環するようにした。
【0021】
排気ガスは2連並列の電解スクラバー機構12、活性炭濾過槽13を介して大気に開放するようにした。前記電解スクラバー機構12へは、電解機構Eで生成した電解水を供給するようにした。
排水原水に処理水（FB水）を混合して処理すると、高濃度有機廃液の排水の汚れ成分（指標としてCOD濃度やTOC濃度）がアップ・ダウンしても平準化して処理への影響を少なくすることが出来る。
排水原水に処理水（FB水）を混合して処理すると、高濃度有機廃液の排水の汚れ成分（指標としてCOD濃度やTOC濃度）がアップ・ダウンしても平準化して処理への影響を少なくすることが出来る。
【0022】
前記吸着材に吸着性機能剤14を付着させる付着機構15を有するようにした。前記吸着性機能剤14としてタール・ピッチを使用した。そして、熱処理機構４で吸着材に吸着した汚れ成分を熱分解することとし、前記吸着材を再び排水処理工程に供するようにした。
前記付着機構15は、スクリュー・コンベアSの途中に設けている。この付着機構15では、電気ヒーターにより吸着性機能剤14（タール・ピッチ）を600℃程度に昇温している。吸着材の基材は高温で脱水され、軟化したタール、ピッチが吸着材の基材表面に付着・成膜し、加熱・賦活機構10へと送られることとなる。
前記付着機構15は、スクリュー・コンベアSの途中に設けている。この付着機構15では、電気ヒーターにより吸着性機能剤14（タール・ピッチ）を600℃程度に昇温している。吸着材の基材は高温で脱水され、軟化したタール、ピッチが吸着材の基材表面に付着・成膜し、加熱・賦活機構10へと送られることとなる。
【0023】
次に、この実施形態の排水処理方法の使用状態を説明する。
この排水処理方法は、付着材４による排水中の油成分の付着工程（油成分付着分離槽５で構成）を有するので、処理が厄介な排水中の油成分を付着材４によって低減ないし除去することが出来た。この付着材４による排水中の油成分の付着工程を先に持ってきのたで、その後の工程における処理の負荷を大きく低減することが出来た。
また、吸着材による排水中の汚れ成分の吸着工程（吸着材濾過槽７で構成）を有するので、排水中の汚れ成分を吸着材によって低減することが出来た。
この排水処理方法は、付着材４による排水中の油成分の付着工程（油成分付着分離槽５で構成）を有するので、処理が厄介な排水中の油成分を付着材４によって低減ないし除去することが出来た。この付着材４による排水中の油成分の付着工程を先に持ってきのたで、その後の工程における処理の負荷を大きく低減することが出来た。
また、吸着材による排水中の汚れ成分の吸着工程（吸着材濾過槽７で構成）を有するので、排水中の汚れ成分を吸着材によって低減することが出来た。
【0024】
そして、前記汚れ成分の吸着材の加熱・賦活工程（加熱・賦活機構10で構成）で油成分の付着材４を炭化するようにしたので、吸着材の加熱・賦活工程での熱を利用して油成分の付着材４を炭化することが出来た。また、加熱・賦活した吸着材の再利用時に、付着材４の炭化物も加熱により同時に賦活され吸着材として利用することが出来た。
処理が厄介な排水中の油成分を付着材４によって低減ないし除去することができるので、従来より油成分を有する排水の浄化効率に優れたものとすることが出来た。
処理が厄介な排水中の油成分を付着材４によって低減ないし除去することができるので、従来より油成分を有する排水の浄化効率に優れたものとすることが出来た。
【0025】
また、付着材４の炭化物も加熱により賦活され吸着材として利用することができるので、活性炭の消耗に対処することが出来た。
さらに、ss・油成分浮上分離槽１において油成分を微細気泡により浮上させるようにしたので、油成分の付着工程における処理効率が向上した。
さらに、ss・油成分浮上分離槽１において油成分を微細気泡により浮上させるようにしたので、油成分の付着工程における処理効率が向上した。
【産業上の利用可能性】
【0026】
従来より油成分を有する排水の浄化効率に優れたものとすることができる共に活性炭の消耗に対処することができることによって、種々の排水処理の用途に適用することができる。
【符号の説明】
【0027】
４ 付着材
10（加熱・賦活機構）
10（加熱・賦活機構）
【図1】
