JP2004081933A - Wastewater treatment equipment - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To properly treat the wastewater from a gas washing scrubber for washing a combustion exhaust gas to reduce harmful substances, to reduce the harmful substances and to recycle the treated wastewater if necessary to utilize the same. <P>SOLUTION: The wastewater treatment equipment is equipped with a piping 15-3 for allowing to flow a water, which has been used in washing performed in a gas washing scrubber 13 for the combustion exhaust gas, a centrifugal separation part 22 connected to the piping 15-3 to separate dust contained in the water used in washing, oil removing parts 23-1 and 23-2 for removing an oil component from water from which dust is separated and a neutralizing part 24 for neutralizing the water treated in the oil removing parts 23-1 and 23-2. The water treated in the neutralizing part 24 is discharged so as to be again utilized in the washing of the exhaust gas. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、排ガスを処理した排水の処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、ディーゼルエンジンの排ガスには、ＮＯｘ、ＳＯｘ、ＣＯ２などの有害物質や環境に負荷を与える物質が含まれている。特に、低質な燃料が用いられる船舶用のディーゼルエンジンにあっては、有害物質の含有量も多い。その為、その排ガスは、そのまま排出されるのではなく、何らかの処理装置により有害物質の含有量を低減された後に排出されるのが一般的である。
【０００３】
ガス洗浄用スクラバーは、排ガスを海水に通すことにより、排ガス中のばいじん及びＳＯｘ等を大幅に低減する排ガス処理装置である。船舶の場合には、多くの場合海水を使用するが、一部清水を使用する場合もある。そして、ガス洗浄用スクラバーは、排ガス処理の際、汲み上げられた海水等と排ガスとを接触混合する。それにより、排ガス中のばいじん及びＳＯｘ等は、海水等中に取りこまれるため、排ガス中の有害物質は大幅に低減される。
【０００４】
しかし、処理終了後の海水等は、そのままの状態で直接海へ排水されるが、その排水中にはばいじん、硫酸、油分等が混入しているため、そのような汚染排水を直接海へ流すことがないように、排水中の有害物質の処理・低減する技術が求められている。その技術を応用したエンジンや船舶が求められている。今後、船舶の集中や海洋汚染物質の蓄積が起き易く、直接排水の影響が出易い湾内や内海航行時だけでなく、公海上においても厳しい環境規制が予想され、世界的にも上記排水処理技術が要望される。また、そのような技術は、定置方のエンジンやボイラの排ガス処理装置に対しても応用可能である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、船舶のエンジン等の燃焼による排ガスを、水を使って洗浄するガス洗浄用スクラバーからの排水中に含まれる有害物質を、低減することが可能な排水処理装置を提供することである。
【０００６】
本発明の他の目的は、船舶のエンジン等の燃焼による排ガスを洗浄するガス洗浄用スクラバーからの排水を、リサイクル利用することが可能な排水処理装置を提供することである。
【０００７】
本発明の他の目的は、排ガス処理に伴い排出される有害物質の少ない船舶用エンジン及び排出される有害物質の少ない船舶を提供することである。
【０００８】
本発明の別の目的は、定置型のエンジンやボイラーの排ガスを洗浄するガス洗浄用スクラバーからの排水中に含まれる有害物質を、低減することが可能な排水処理装置を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
以下に、［発明の実施の形態］で使用される番号・符号を用いて、課題を解決するための手段を説明する。これらの番号・符号は、［特許請求の範囲］の記載と［発明の実施の形態］との対応関係を明らかにするために付加されたものである。ただし、それらの番号・符号を、［特許請求の範囲］に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明の排水処理装置は、燃焼による排ガスの洗浄に使用した水を流す配管（１５−３）と、配管（１５−３）に接続され、その水に含まれるばいじんをその水から分離する遠心分離部（２２）とを具備する。
【００１１】
また、本発明の排水処理装置は、船舶用エンジン（１）の排ガスのガス洗浄用スクラバー（１３）による洗浄に使用した水を流す配管（１５−３）と、配管（１５−３）に接続され、その水に含まれるばいじんをその水から分離するばいじん分離部（２２）とを具備する。
【００１２】
更に、本発明の排水処理装置は、そのばいじんを分離されたその水から油分を除去する油除去部（２３−１／２３−２）と、を更に具備する。
【００１３】
更に、本発明の排水処理装置は、油除去部（２３−１／２３−２）で処理されたその水を中和する中和部（２４）とを更に具備する。
【００１４】
更に、本発明の排水処理装置は、中和部（２４）で処理されたその水を再びその排ガスの洗浄に利用するために排出する。
【００１５】
更に、本発明の排水処理装置は、その燃焼が、内燃機関による燃焼である。
【００１６】
更に、本発明の排水処理装置は、その内燃機関が、船舶用のエンジン（１）である。
【００１７】
更に、本発明の排水処理装置は、その排ガスの洗浄が、ガス洗浄用スクラバー（１３）で行われる。
【００１８】
更に、本発明の排水処理装置は、その水が、海水である。
【００１９】
上記課題を解決するための、本発明の船舶用エンジンは、排ガスを洗浄するガス洗浄用スクラバー（１３）と、上記のいずれか一項に記載の排水処理装置（３０）とを具備する。
【００２０】
上記課題を解決するための、本発明の排水処理方法は、船舶のエンジン（１）からの排ガスを海水により浄化するステップと、その海水から、ばいじんを取り除くステップと、そのばいじんを取り除かれた海水から、油分を取り除くするステップと、その油分を取り除かれた海水を中和するステップとを具備する。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明である排ガスを処理した後の排水の処理装置である排水処理装置の一実施の形態に関して、添付図面を参照して説明する。本実施例において、船舶のエンジンの排ガスを海水等により処理するガス洗浄用スクラバーに使用される排水処理装置を例に示して説明するが、定置型のエンジンやボイラからの排ガスを水（この場合は海水ではない）で処理するガス洗浄用スクラバーにおいても、適用可能である。
【００２２】
では、本発明である排水処理装置の一実施の形態を、添付図面を用いて説明する。
図１は、本発明である排水処理装置の一実施の形態を示すブロック図である。図１は、排水処理装置を備えた、ガス洗浄用スクラバーを有する排ガス再循環エンジンを示している。
【００２３】
エンジン１、掃気室２、排気室３、エアクーラ４、過給機５、エコノマイザー１１、排ガス流量調節弁１２、ガス洗浄用スクラバー１３、ブロワ１６、排水処理装置３０、第１ポンプ１７、排気管１９、配管Ｂ１８−１〜配管Ｂ１８−３及び配管Ｃ２０−１〜配管Ｃ２０−８より構成されている。ここで、排水処理装置３０は、容積部６、処理部７、排水締切弁８、取水弁９、第２ポンプ１０、排水処理弁１４、配管Ａ１５−１〜配管Ａ１５−６、配管Ａ１５−１５、配管Ｂ１８−４〜配管Ｂ１８−６及び排水管２１とを具備する。
【００２４】
配管Ｃ２０−１〜配管Ｃ２０−８は、ＥＧＲを実現するための排ガス再循環を行うための配管である。各配管の位置は、他の各構成の説明と共に、説明する。
【００２５】
エンジン１は、内燃機関のエンジンである。本実施例では、船舶におけるディーゼルエンジンである。排ガスの一部を、燃焼に用いる空気と混合することで空気中のＯ２濃度を下げ、ＮＯｘの生成を抑制する排ガス再循環方式（ＥＧＲ）を採用している。
【００２６】
掃気室２は、エンジン１の燃焼に必要な空気を常時貯蔵している部屋である。
【００２７】
排気室３は、エンジン１での燃焼により発生した排気（排ガス）を受け入れ、一時貯蔵する部室である。その排ガスは、順次排気室３から過給機５へ排出される。
配管Ｃ２０−３は、排気室３と過給機５とを接続する配管である。
【００２８】
過給機５は、掃気室２に加圧した空気を送るための過給機ブロアと、その過給機ブロアを駆動するための過給機タービンとを具備する。両者は回転軸で結合しているが、気体の流路としては隔離されている。排気室３から過給機５に供給された排ガスは、過給機タービン側に供給される。そして、高圧から低圧になる過程でエネルギーを開放し、過給機タービンを回転させる。過給機タービンの回転により、過給機ブロアが回転する。その後排ガスは、エコノマイザー１１へ向けて排出される。
配管Ｃ２０−４は、一端部が過給機５に、他端部がエコノマイザー１１にガスの出入りが可能なように接続されている。
【００２９】
エコノマイザー１１は、過給機５からの高温の排ガスから熱を回収するための熱交換器である。排ガスは、熱回収の後、ガス流量調節弁１２へ向けて排出される。
配管Ｃ２０−５は、一端部がエコノマイザー１１に、他端部がガス流量調節弁１２にガスの出入りが可能なように接続されている。
【００３０】
ガス流量調節弁１２は、エコノマイザー１１からの排ガスの内、一定量をＥＧＲ用の排ガスとして、ガス洗浄用スクラバー１３へ向けて排出する。その排ガスは、排ガス再循環用の配管（配管Ｃ２０−１〜配管Ｃ２０−８）内を流れ、エンジン１での燃焼に寄与する。残りの排ガスは、煙突（図示せず）から排気される。
配管Ｃ２０−６は、一端部がガス流量調節弁１２に、他端部がガス洗浄用スクラバー１３にガスの出入りが可能なように接続されている。
【００３１】
排気管１９は、一端部がガス流量調節弁１２に、他端部が煙突（図示せず）にガスの出入りが可能なように接続されている。ＥＧＲ用の排ガスとして用いない排ガスを煙突まで導く。
【００３２】
ガス洗浄用スクラバー１３は、配管Ｃ２０−６の他端部と、配管Ｃ２０−７の一端部と、配管Ｂ１８−３の一端部と、配管Ｂ１８−４の一端部が接続されている。ガス流量調節弁１２からの排ガスを、海水を利用して洗浄し、主にばいじん及びＳＯｘを除去する。そして、洗浄後の排ガスをブロア１６へ送り込む。また、洗浄に用いる海水は、第１ポンプ１７（配管Ｂ１８−３経由）から導入され、洗浄後に処理部７（配管Ｂ１８−４経由）へ入る。
【００３３】
第１ポンプ１７は、ガス洗浄用スクラバー１３に使用する水を供給するためのポンプである。本実施例では、水として海水を汲み上げる。配管Ｂ１８−１は、第１ポンプ１７を介して、配管Ｂ１８−２と接続しているもので、海水を汲み上げ、ガス洗浄用スクラバー１３方面へ排出するための配管である。
【００３４】
ガス洗浄用スクラバー１３により、配管Ｃ２０−６からの排ガスは、海水洗浄にて、主にばいじん及びＳＯｘが除去される。そして、洗浄後の排ガスは配管Ｃ２０−７へ排出される。
【００３５】
図１を参照して、ブロワ１６は、ガス洗浄用スクラバー１３から排ガスを吸い出し、吸い出した排ガスを、過給機５へ排出するもので、排ガス再循環を良好に行う機器である。
【００３６】
ブロワ１６にて送り出された排ガスは、過給機５の過給機ブロア側に供給される。過給機ブロアの回転により、排ガスと外周部より吸い込まれた外気（空気）とが混合され、圧縮混合気が形成される。圧縮混合気は、エアクーラ４へ送り出される。
【００３７】
エアクーラ４により、冷却された圧縮混合気は、掃気室２に供給される。供給された圧縮混合気は、エンジンでの燃焼に寄与する。
【００３８】
排ガス再循環方式（ＥＧＲ）を採用し、排ガスの一部を燃焼に用いる空気の一部と代替するので、混合気中のＯ２濃度が下がり、ＮＯｘの生成を抑制することが可能となる。
【００３９】
次に、図２を参照して、排水処理装置３０について説明する。
【００４０】
排水処理装置３０は、容積部６と処理部７と排水締切弁８と取水弁９と第２ポンプ１０と排水処理弁１４と配管Ａ１５−１〜配管Ａ１５−６と配管Ｂ１８−４〜配管Ｂ１８−６と排水管２１とを具備する。
【００４１】
容積部６は、海水を一時的に溜めておくための貯蔵室である。また、メンテナンス時に一時的に海水をストップする場合などのバッファとしても機能する。ガス洗浄用スクラバー１３において、排ガス洗浄に使用した海水を容積部６にて受け取り、溜めておくことが可能である。その海水の洗浄を行う場合には、第２ポンプ１０を介して処理部７へ送られるのに対して、そのまま海中へ戻される場合には、排水締切弁８を開放して海中（外部）へ排水される。
配管Ｂ１８−４は、ガス洗浄用スクラバー１３と容積部６を接続する配管である。
【００４２】
排水締切弁８は、容積部６の海水を海中へ排水するための配管の弁である。容積部６の海水を海中へ排水する場合には開となり、排水しない場合には閉止される。
また、配管Ｂ１８−５は、容積部６と排水締切弁８を接続する。配管Ｂ１８−６は、排水締切弁８を介して、容積部６の海水を海中へ排水するための配管である。
【００４３】
取水弁９は、容積部６の水を処理部７側へ送るラインの弁である。
配管Ａ１５−１は、容積部６と取水弁９を接続している。
【００４４】
第２ポンプ１０は、容積部６の海水を吸い出し、その吸い出した海水を処理部７へ送出するためのポンプである。
配管Ａ１５−２は、取水弁９と第２ポンプ１０を接続している。
【００４５】
配管Ａ１５−７〜配管Ａ１５−１４は、処理部７内において、排ガス処理を行った海水を通す配管である。また、交換弁２７−１〜交換弁２７−２は、処理部７内において、排ガス処理を行った海水を通す配管の開閉を行う弁である。取付位置に付いては、処理部７内の各構成の説明と共に行う。
【００４６】
処理部７は、遠心分離部２２、油除去部２３、中和部２４、クーラ２５、配管Ａ１５−７〜配管Ａ１５−１４及び交換弁２７−１〜交換弁２７−２を有する。第２ポンプ１０から送られた海水から、主にばいじん除去や中和等ＳＯｘを取り除く処理を行う。
【００４７】
遠心分離部２２（又はばいじん分離部ともいう）は、第２ポンプ１０から送られてきた排ガス処理を行った海水を、遠心力を利用して、各成分の比重の違いにより、各成分毎に分離する遠心分離装置である。
配管Ａ１５−３は、第２ポンプ１０と遠心分離部２２を接続している。
【００４８】
遠心力Ｆは、Ｆ＝ｍｒω２（ただし、ｍ：質量又は比重、ｒ：半径、ω：角速度）で表される。すわなち、同じ半径ｒ、角速度ωにおいて、比重の違いにより受ける遠心力の大きさが異なることから、比重の大きさの異なる物質同士を分離することが可能である。
本実施例の遠心分離部では、排ガス処理を行った海水中に含まれるばいじんと、その他の海水とを分離するために用いる。ばいじんの比重は、約２ｇ／ｃｍ３、海水の比重は、約１．０ｇ／ｃｍ３である。すなわち、比重が２倍近く異なるので、容易に分離することが可能である。除去されたばいじんは、遠心分離部２２から、一定の量が溜まるごとに除去される。
【００４９】
ばいじん分離部としては、上記の遠心分離部のような遠心分離を使用する方法のほかに、ばいじんを含む海水をフィルターで濾過することにより、ばいじんの分離を行うことが可能である。
【００５０】
油除去部２３−１（又は２３−２）は、油を吸着するフィルターである油吸着マットが複数枚重ねられた油分を除去するためのフィルター装置である。遠心分離部２２で処理された海水を油吸着マットに通し、油を吸着除去することが可能である。油吸着マットが充分に油分を吸収した場合、油吸着マットを交換する。交換の際は、他方の油除去装置２３−２（又は２３−１）を使用する。油除去装置２３−１（又は２３−２）により処理された海水は、中和部２４へ送られる。
【００５１】
上記のように２台の油除去部（２３−１及び２３−２）を用いることにより、油吸着マットの交換を行っても、その間途切れることなく、海水の処理が可能となる。また、海水処理量が、非常に多い場合には、２台同時に使用することも可能である。更に、３台以上用いても同様の効果を得ることが出来る。これは、遠心分離部２２（又はばいじん分離部）及び中和部２４においても、同様である（ただし本実施例では、１台のみの例示である）。
【００５２】
配管Ａ１５−７は、遠心分離部２２と配管Ａ１５−８及び配管Ａ１５−９を接続している。配管Ａ１５−８は、配管Ａ１５−７と交換弁２７−１を接続している。配管Ａ１５−９は、配管Ａ１５−７と交換弁２７−２を接続している。
【００５３】
交換弁２７−１は、配管Ａ１５−８と配管Ａ１５−１０を接続している。また、交換弁２７−２は、配管Ａ１５−９と配管Ａ１５−１１を接続している。そして、交換弁２７−１を開くことにより、遠心分離部２２からの海水が油除去部２３−１へ送られる。また、交換弁２７−２を開くことにより、油除去部２３−２へ遠心分離部２２からの海水が送られる。
【００５４】
配管Ａ１５−１０は、交換弁２７−１と油除去部２３−１を接続している。配管Ａ１５−１１は、交換弁２７−２と油除去部２３−２を接続している。
【００５５】
中和部２４は、油除去部２３−１（又は２３−２）からの油除去処理後の海水の中和を行う中和装置である。海水は、ガス洗浄用スクラバー１３での排ガス処理により硫酸分を多量に含んだ状態である。
この時、中和装置において、上述の海水を苛性ソーダ（ＮａＯＨ）溶液に通すことにより、海水を中和する。その時、ＮａＯＨ溶液は、主に次のように反応し、無害のＮａ２ＳＯ４を生成する。
Ｈ２ＳＯ４＋２ＮａＯＨ→Ｎａ２ＳＯ４＋２Ｈ２Ｏ
上記処理を行った海水は、クーラ２５へ排出される。
【００５６】
配管Ａ１５−１２は、油除去部２３−１と中和部２４を接続している。配管Ａ１５−１３は、油除去部２３−２と中和部２４を接続している。
【００５７】
また、上記海水は、中和されており、かつばいじん及び油分をほとんど含まない為、海中に排水することが可能である。
【００５８】
上記海水は、ばいじん、油分及びＳＯｘ等を除去されている為、リサイクルし（以下、リサイクル海水という）、再びガス洗浄用スクラバー１３の洗浄液として使用することも可能である。その場合、ガス洗浄用スクラバー１３の洗浄液に、リサイクル海水のみを使用する閉じた系とすることが可能である。閉じた系なので、ガス洗浄用スクラバー１３からの排水を環境中へ排出せず、環境に対する負荷の著しく小さいシステムといえる。
【００５９】
一方、リサイクル海水と新しい海水を混合し、ガス洗浄用スクラバーの洗浄液として使用することも可能である。この場合、一部ガス洗浄用スクラバーからの排水を、環境中へ排出するが、上述のように充分に洗浄し、無害化しているので、環境への負荷は非常に小さい。
【００６０】
クーラ２５は、上述の各処理を施された海水の温度を低下させるための空冷又は水冷の冷却機である。
配管Ａ１５−１４は、中和部２４とクーラ２５を接続している。
【００６１】
配管Ａ１５−４は、処理部７に、配管Ａ１５−５と配管Ａ１５−６を接続し、上記処理された海水をリサイクルまたは海中排水へ導く配管である。
また、配管Ａ１５−５は、配管Ａ１５−４と排水処理弁１４−２を接続しているもので、上記処理された海水を海中排水へ導く配管である。一方配管Ａ１５−６は、配管Ａ１５−４と排水処理弁１４−１に接続している。上記処理された海水をリサイクルする配管である。
【００６２】
排水処理弁１４−１は、処理部７において処理された海水をリサイクル利用するための配管である配管Ａ１５−１５方向の弁である。この弁を開くことにより、処理された海水をリサイクル利用することが
可能となる。また、排水処理弁１４−２は、処理部７において処理された海水を海中に処理するための配管である排水管２１方向の弁である。この弁を開くことにより、処理された海水を海中へ排水することが可能となる。
【００６３】
配管Ａ１５−１５は、排水処理弁１４−１と配管Ｂ１８−２及び配管Ｂ１８−３に接続しているもので、海水のリサイクル用のラインである。
また、排水管２１は、一端部を排水処理弁１４−２に接続し、他端部を外部に開放している。海水の海中排水用のラインである。
【００６４】
次に、本発明である排水処理装置の一実施の形態の動作について、添付図面を参照して説明する。
【００６５】
図１を参照してエンジン１が駆動されると、過給機５において過給機ブロア側で外気に排ガスが混合され、混合気が形成される。混合気は、エアクーラ４を介して掃気室２へ送り込まれ、エンジン１にて燃焼される。そして、このエンジン１にて燃焼により生じた排ガスは、排気室３から送り出される。送り出された排ガスは、過給機５に供給され、過給機タービンを駆動させる。その後、排ガスは、エコノマイザー１１において熱交換を行う。熱交換後、ガス流量調節弁１２にてその一部が、排ガス再循環を行う為にガス洗浄用スクラバー１３側へ送り込まれ、残りが排気管１９へ送り出されて煙突から排出される。
【００６６】
ガス洗浄用スクラバー１３側へ送り込まれた排ガスは、ガス洗浄用スクラバー１３へ送り込まれ、このガス洗浄装置により洗浄される。
【００６７】
図１を参照して、ガス洗浄用スクラバー１３によって、洗浄された排ガスは、その後、ブロワ１６よって引き込まれて、配管Ｃ２０−８を介して過給機５に送り出される。過給機５は、過給機ブロワ側において、ブロワ１６から送り出された排ガスと新気（外部の空気）とを混合する。そして、そのガスを加圧した後、エアクーラ４を介して掃気室２へ送り込む。これにより、エンジン１の燃焼時におけるＮＯｘの生成が抑制される。
【００６８】
ここで、新気に混合されて掃気室２へ送り込まれてエンジン１の燃焼室にて燃焼される排ガスは、途中に設けられたガス洗浄用スクラバー１３によって洗浄されてばいじんやＳＯｘが除去されているので、ばいじんやＳＯｘによってピストンリングやシリンダライナーが磨耗したり、あるいは燃焼室につながる掃気室２やエアクーラ４などが汚れることはない。従って、ピストンリングやシリンダライナーが磨耗したり、或いは燃焼室につながる掃気室２やエアクーラ４などが汚れるような不具合を無くすことが出来、エンジン１の信頼性及び耐久性を向上させることが出来る。
【００６９】
次に、図２を参照して、排水処理装置３０の動作について説明する。
【００７０】
ガス洗浄用スクラバー１３より排出された洗浄に使用された海水は、容積部６において一時的に溜められる。この段階の海水は、エンジン１の排ガス中に含まれていた油分、ばいじん及びＳＯｘ等の有害物質を含んでいる。溜められている海水は、洗浄を行う場合には、第２ポンプ１０を介して処理部７へ送られる。なお、そのまま海中へ戻される場合には、排水締切弁８を開放して海中（外部）へ排水される。
【００７１】
容積部６において一時的に溜めらた海水（洗浄水）は、取水弁９の開及び第２ポンプ１０の作動により、処理部７へ向けて吸い出される。そして、処理部７において、以下のような海水の洗浄に関わる遠心分離、濾過、中和の各処理が行われる。
【００７２】
まず、海水は、遠心分離部２２において、遠心力を利用して、各成分の比重の違いにより、各成分毎に分離される。ここでは、固体であるばいじん（比重：約２ｇ／ｃｍ３）を、液体である海水（比重：約１．０ｇ／ｃｍ３）から分離する。この動作により、排ガスを処理した海水中のばいじんの大部分を除去することが可能と成る。
【００７３】
次に、遠心分離部２２で処理された海水は、油除去部２３−１（又は２３−２）へ送られる。この段階の海水は、ばいじんを除去されたが、油分及びＳＯｘを多く含んでいる状態である。油除去部では、海水は、油を吸着するフィルターである油吸着マットを通過する。そして、通過する間に、海水中の油分が、油吸着マットに吸着され、海水から除去される。この動作により、排ガスを処理した海水中の油分の大部分を吸着除去することが可能となる。
【００７４】
なお、油吸着マットが充分に油分を吸収した場合、油吸着マットを交換する。交換の際は、他方の油除去装置２３−２（又は２３−１）を使用して、油除去処理を継続することが可能である。油吸着マットの油分の吸着状況は、目視又はマットの入口側及び出口側における圧力差などで監視する。
【００７５】
油除去装置２３−１（又は２３−２）により処理された海水は、中和部２４へ送られる。この段階の海水は、ばいじん及び油分を除去されたが、硫酸分を多く含んでおり、酸性の状態である。中和部２４では、この時、上記海水と苛性ソーダ（ＮａＯＨ）溶液とを混合することにより、海水を中和する。
この動作により、排ガスを処理した海水中の硫酸分を中和し、海水全体を中性化させることが可能となる。
【００７６】
海水と苛性ソーダ溶液との混合方法としては、海水のｐＨを監視しながら海水中に苛性ソーダ溶液を混合していき、中和部２４においてｐＨが中性になるようにする。この場合の中性とは、ｐＨが６〜８、好ましくは概ね７になることをいう。ただし、国内あるいは世界的な環境基準等がある場合には、それらに従った値の範囲にする。
【００７７】
上記海水は、クーラ２５により、その温度を低下され、再びガス洗浄用スクラバーの洗浄液（リサイクル海水）とされるか、又は、海水中に排水される。リサイクル海水とする場合には、排水処理弁１４−１を開いて、配管Ｂ１８−３へ海水を流す。海水中に排水する場合には、排水処理弁１４−２を開いて、排水管２１へ海水を流す。
【００７８】
上記海水は、ばいじん、油分及び硫酸等を除去されている為、他の装置を汚すことがなく、かつ、再びばいじん、油分及びＳＯｘ等を吸収できる。従って、リサイクル海水として、再びガス洗浄用スクラバーの洗浄液として使用することも可能である。その場合、リサイクル海水と新しい海水とを混合した排水をガス洗浄用スクラバーの洗浄液に使用することや、リサイクル海水のみを使用する閉じた系とすることが可能である。これにより、新しい海水の使用量が減り、排出する海水を減らす、又はゼロにすることが可能となる。さらに、全量をリサイクル海水で間に合わすとすれば、閉じた系となるので、ガス洗浄用スクラバーからの排水を環境中へ排出せず、環境に対する負荷の著しく小さいシステムといえる。
【００７９】
以上の動作により、船舶のディーゼルエンジンの排ガス中に含まれるばいじん、油分及びＳＯｘ等の有害物質を海水により除去することが可能となる。そして、ばいじん、油分及びＳＯｘ等を除去する際に使用している海水中に含まれるばいじん、油分及び硫酸等を除去することが可能となる。そして、使用済みの海水を、リサイクル、又は環境に与える負荷を著しく低減した形で外部（海中）に排出することが可能となる。
【００８０】
また、本発明の排水処理装置を有する図１に例示されるエンジンは、海中へ有害物質を排出する量が著しく小さくなる。すなわち、海を汚すことなく航行することが出来、環境への負荷の少ないエンジンである。
【００８１】
なお、本実施例では、図１に示すような、排ガス再循環（ＥＧＲ）方式を採用したエンジンについて説明をしたが、排気再循環を実施しない船においても、本発明を利用することが可能である。
【００８２】
図３を参照して、説明する。図３の例はエンジン排ガスをオイルタンカーのイナートガスシステムに利用している。
図３の構成は、基本的に図１と同様である。しかし、この場合、排ガス再循環のための構成（ブロア１６、ガス流量調節弁１２及び配管Ｃ２０−８）が無い。そして、ガス洗浄用スクラバー１３の排ガスの出口側の配管Ｃ２０−７が、図１の排気管１９に取って代わり、配管Ｃ２０−７の出口側が煙突に接続している。
【００８３】
しかし、ガス洗浄用スクラバー１３及び排水処理装置３０の構成及び動作は、前述の実施例の場合と同様である。そして、それに伴う効果も実施例の場合と同様である。
【００８４】
この図３に例示される構成により、エンジン１の排ガスは全てガス洗浄用スクラバー１３に入り、そこで処理される。そして排ガスは全てクリーンな状態となり、煙突から排出される。加えて、本発明の排水処理装置を有し、海中へ有害物質を排出する量が著しく小さくなる。すなわち、海水の排出及び排ガスの排出において、環境への負荷を低減することが可能なエンジンである。
【００８５】
本発明における図１及び図３に例示される構成を有する船舶は、排ガス中に含まれる油分やばいじん、ＳＯｘ等の有害物質の排出量を著しく低減している。従って、湾内や内海での航行においても、海洋汚染を引き起こす原因を発生しない、環境への悪影響がほとんど無い船舶である。
【００８６】
本発明は、船舶におけるエンジンについて説明しているが、定置型の施設（排ガスを発生する設備を有するエンジンやボイラなど）においても適用可能である。その場合には、海水の代わりとして工業用水を利用し、ガス洗浄用スクラバーに用いるようにする。また、そこで使用される工業用水は出来るだけリサイクルして使用するようにする。
【００８７】
【発明の効果】
本発明により、排ガスを洗浄し有害物質を低減するガス洗浄用スクラバーからの排水を、適切に処理し、有害物質を低減し、必要に応じてリサイクル利用することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明である排水処理装置の一実施の形態の構成を示す図である。
【図２】本発明である排水処理装置の一実施の形態の構成の詳細を示す図である。
【図３】本発明である排水処理装置の一実施の形態の他の構成を示す図である。
【符号の説明】
１　　エンジン
２　　掃気室
３　　排気室
４　　エアクーラ
５　　過給機
６　　容積部
７　　処理部
８　　排水締切弁
９　　取水弁
１０　　第２ポンプ
１１　　エコノマイザー
１２　　排ガス流量調節弁
１３　　ガス洗浄用スクラバー
１４−１　排水処理弁
１４−２　排水処理弁
１５−１　　配管Ａ
１５−２　　配管Ａ
１５−３　　配管Ａ
１５−４　　配管Ａ
１５−５　　配管Ａ
１５−６　　配管Ａ
１５−７　　配管Ａ
１５−８　　配管Ａ
１５−９　　配管Ａ
１５−１０　　配管Ａ
１５−１１　　配管Ａ
１５−１２　　配管Ａ
１５−１３　　配管Ａ
１５−１４　　配管Ａ
１５−１５　　配管Ａ
１６　　ブロワ
１７　　第１ポンプ
１８−１　　配管Ｂ
１８−２　　配管Ｂ
１８−３　　配管Ｂ
１８−４　　配管Ｂ
１８−５　　配管Ｂ
１８−６　　配管Ｂ
１９　　排気管
２０−１　　配管Ｃ
２０−２　　配管Ｃ
２０−３　　配管Ｃ
２０−４　　配管Ｃ
２０−５　　配管Ｃ
２０−６　　配管Ｃ
２０−７　　配管Ｃ
２０−８　　配管Ｃ
２１　　配水管
２２　　遠心分離部
２３−１　　油除去部
２３−２　　油除去部
２４　　中和部
２５　　クーラ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a wastewater treatment device that treats exhaust gas.
[0002]
[Prior art]
In general, NOx, SOx, CO 2 Contains harmful substances such as harmful substances and substances that load the environment. In particular, marine diesel engines that use low-quality fuel have a large amount of harmful substances. Therefore, the exhaust gas is generally not discharged as it is, but is discharged after the content of harmful substances is reduced by some processing apparatus.
[0003]
The scrubber for gas cleaning is an exhaust gas treatment device that greatly reduces dust and SOx in exhaust gas by passing the exhaust gas through seawater. In the case of ships, seawater is used in many cases, but in some cases fresh water is used. Then, the scrubber for gas cleaning contacts and mixes the pumped sea water and the like with the exhaust gas during the exhaust gas treatment. As a result, dust and SOx in the exhaust gas are taken into seawater and the like, so that harmful substances in the exhaust gas are significantly reduced.
[0004]
However, seawater etc. after the treatment is drained directly to the sea as it is, but because such wastewater contains soot, sulfuric acid, oil, etc., such contaminated wastewater is directly discharged to the sea. There is a need for a technology to treat and reduce harmful substances in wastewater so that there is no such problem. There is a need for engines and ships that apply that technology. In the future, strict environmental regulations are expected not only when navigating in bays and inland seas, where the concentration of ships and the accumulation of marine pollutants are likely to occur and direct drainage is likely to occur, but also on the high seas. Is required. Such technology is also applicable to stationary engines and boiler exhaust gas treatment devices.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to provide a wastewater treatment apparatus capable of reducing harmful substances contained in wastewater from a gas scrubber for washing exhaust gas generated by combustion of a ship engine or the like using water. It is.
[0006]
Another object of the present invention is to provide a wastewater treatment apparatus capable of recycling wastewater from a gas scrubber for cleaning exhaust gas generated by combustion of a ship engine or the like.
[0007]
It is another object of the present invention to provide a marine engine that emits less harmful substances and a marine vessel that emits less harmful substances.
[0008]
Another object of the present invention is to provide a wastewater treatment apparatus capable of reducing harmful substances contained in wastewater from a gas scrubber for cleaning exhaust gas from stationary engines and boilers.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The means for solving the problem will be described below using the numbers and symbols used in [Embodiments of the Invention]. These numbers and symbols have been added in order to clarify the correspondence between the description of [Claims] and [Embodiments of the Invention]. However, those numbers and symbols must not be used for interpreting the technical scope of the invention described in [Claims].
[0010]
In order to solve the above problems, a wastewater treatment apparatus of the present invention is connected to a pipe (15-3) for flowing water used for cleaning exhaust gas by combustion and a pipe (15-3), and is included in the water. A centrifugal separator (22) for separating soot and dust from the water.
[0011]
Further, the wastewater treatment apparatus of the present invention is connected to a pipe (15-3) through which water used for cleaning exhaust gas from a marine engine (1) by a scrubber (13) for gas cleaning and a pipe (15-3). And a soot and dust separation section (22) for separating soot and dust contained in the water from the water.
[0012]
Further, the wastewater treatment apparatus of the present invention further includes an oil removing unit (23-1 / 23-2) for removing oil from the water from which the dust has been separated.
[0013]
Further, the wastewater treatment device of the present invention further includes a neutralizing section (24) for neutralizing the water treated in the oil removing section (23-1 / 23-2).
[0014]
Further, the wastewater treatment device of the present invention discharges the water treated in the neutralization section (24) for reuse in cleaning the exhaust gas.
[0015]
Further, in the wastewater treatment apparatus of the present invention, the combustion is combustion by an internal combustion engine.
[0016]
Further, in the wastewater treatment apparatus of the present invention, the internal combustion engine is a marine engine (1).
[0017]
Further, in the wastewater treatment apparatus of the present invention, the exhaust gas is cleaned by the gas cleaning scrubber (13).
[0018]
Further, in the wastewater treatment device of the present invention, the water is seawater.
[0019]
In order to solve the above problems, a marine engine of the present invention includes a scrubber (13) for cleaning gas exhaust gas and a wastewater treatment device (30) according to any one of the above.
[0020]
In order to solve the above problems, a wastewater treatment method according to the present invention includes a step of purifying exhaust gas from an engine (1) of a ship with seawater, a step of removing soot and dust from the seawater, and a step of removing seawater from the soot and dust. And a step of neutralizing the seawater from which the oil has been removed.
[0021]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of a wastewater treatment device that is a treatment device for wastewater after treating exhaust gas according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the present embodiment, a wastewater treatment apparatus used in a gas scrubber for treating exhaust gas from a ship engine with seawater or the like will be described as an example. Exhaust gas from a stationary engine or a boiler is treated with water (in this case, Is not seawater), and is also applicable to a scrubber for gas cleaning which is treated with seawater.
[0022]
Next, an embodiment of a wastewater treatment apparatus according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing one embodiment of the wastewater treatment apparatus according to the present invention. FIG. 1 shows an exhaust gas recirculation engine having a scrubber for gas cleaning with a wastewater treatment device.
[0023]
Engine 1, scavenging chamber 2, exhaust chamber 3, air cooler 4, supercharger 5, economizer 11, exhaust gas flow control valve 12, gas scrubber 13, blower 16, waste water treatment device 30, first pump 17, exhaust pipe 19, a pipe B18-1 to a pipe B18-3 and a pipe C20-1 to a pipe C20-8. Here, the wastewater treatment device 30 includes a volume section 6, a treatment section 7, a wastewater cutoff valve 8, a water intake valve 9, a second pump 10, a wastewater treatment valve 14, pipes A15-1 to A15-6, and pipes A15-15. , A pipe B18-4 to a pipe B18-6, and a drain pipe 21.
[0024]
The pipes C20-1 to C20-8 are pipes for performing exhaust gas recirculation for realizing EGR. The position of each pipe will be described together with the description of the other components.
[0025]
The engine 1 is an engine of an internal combustion engine. In this embodiment, it is a diesel engine in a ship. A part of the exhaust gas is mixed with air used for combustion, so that O 2 An exhaust gas recirculation system (EGR) that reduces the concentration and suppresses the generation of NOx is employed.
[0026]
The scavenging chamber 2 is a room that always stores air required for combustion of the engine 1.
[0027]
The exhaust chamber 3 is a compartment for receiving and temporarily storing exhaust gas (exhaust gas) generated by combustion in the engine 1. The exhaust gas is sequentially discharged from the exhaust chamber 3 to the supercharger 5.
The pipe C20-3 is a pipe that connects the exhaust chamber 3 and the supercharger 5.
[0028]
The supercharger 5 includes a supercharger blower for sending pressurized air to the scavenging chamber 2 and a supercharger turbine for driving the supercharger blower. Both are connected by a rotating shaft, but are isolated as a gas flow path. The exhaust gas supplied from the exhaust chamber 3 to the supercharger 5 is supplied to the supercharger turbine. Then, energy is released in the process of changing from high pressure to low pressure, and the turbocharger turbine is rotated. The rotation of the turbocharger turbine causes the turbocharger blower to rotate. Thereafter, the exhaust gas is discharged toward the economizer 11.
The pipe C20-4 has one end connected to the turbocharger 5 and the other end connected to the economizer 11 so that gas can enter and exit.
[0029]
The economizer 11 is a heat exchanger for recovering heat from high-temperature exhaust gas from the supercharger 5. The exhaust gas is discharged toward the gas flow control valve 12 after heat recovery.
The pipe C20-5 has one end connected to the economizer 11 and the other end connected to the gas flow control valve 12 so that gas can enter and exit.
[0030]
The gas flow control valve 12 discharges a certain amount of the exhaust gas from the economizer 11 as exhaust gas for EGR toward the scrubber 13 for gas cleaning. The exhaust gas flows in the exhaust gas recirculation pipe (pipe C20-1 to pipe C20-8) and contributes to combustion in the engine 1. The remaining exhaust gas is exhausted from a chimney (not shown).
The pipe C20-6 has one end connected to the gas flow control valve 12 and the other end connected to the gas scrubber 13 so that gas can enter and exit.
[0031]
The exhaust pipe 19 has one end connected to the gas flow control valve 12 and the other end connected to a chimney (not shown) so that gas can enter and exit. Exhaust gas not used as exhaust gas for EGR is led to the chimney.
[0032]
The scrubber 13 for gas cleaning is connected to the other end of the pipe C20-6, one end of the pipe C20-7, one end of the pipe B18-3, and one end of the pipe B18-4. Exhaust gas from the gas flow control valve 12 is washed using seawater to remove mainly dust and SOx. Then, the exhaust gas after cleaning is sent to the blower 16. The seawater used for cleaning is introduced from the first pump 17 (via the pipe B18-3), and enters the processing unit 7 (via the pipe B18-4) after the cleaning.
[0033]
The first pump 17 is a pump for supplying water used for the scrubber 13 for gas cleaning. In this embodiment, seawater is pumped as water. The pipe B18-1 is connected to the pipe B18-2 via the first pump 17, and is a pipe for pumping seawater and discharging it to the scrubber 13 for gas cleaning.
[0034]
The gas cleaning scrubber 13 removes mainly dust and SOx from the exhaust gas from the pipe C20-6 by seawater cleaning. Then, the exhaust gas after the cleaning is discharged to the pipe C20-7.
[0035]
Referring to FIG. 1, blower 16 is a device that sucks exhaust gas from scrubber 13 for gas cleaning and discharges the sucked exhaust gas to supercharger 5, and is a device that performs good exhaust gas recirculation.
[0036]
The exhaust gas sent out by the blower 16 is supplied to a supercharger blower side of the supercharger 5. By the rotation of the turbocharger blower, the exhaust gas and the outside air (air) sucked from the outer peripheral portion are mixed, and a compressed air-fuel mixture is formed. The compressed air-fuel mixture is sent to the air cooler 4.
[0037]
The compressed air-fuel mixture cooled by the air cooler 4 is supplied to the scavenging chamber 2. The supplied compressed air-fuel mixture contributes to combustion in the engine.
[0038]
Since the exhaust gas recirculation system (EGR) is adopted and a part of the exhaust gas is replaced with a part of the air used for combustion, O 2 2 The concentration decreases, and the generation of NOx can be suppressed.
[0039]
Next, the wastewater treatment device 30 will be described with reference to FIG.
[0040]
The drainage treatment device 30 includes a volume section 6, a treatment section 7, a drainage cutoff valve 8, an intake valve 9, a second pump 10, a wastewater treatment valve 14, pipes A15-1 to A15-6, pipes B18-4 to pipes B18. -6 and a drain pipe 21.
[0041]
The volume section 6 is a storage room for temporarily storing seawater. It also functions as a buffer when temporarily stopping seawater during maintenance. In the scrubber 13 for gas cleaning, the seawater used for exhaust gas cleaning can be received in the volume section 6 and stored. When the seawater is washed, it is sent to the processing unit 7 via the second pump 10, whereas when it is returned to the sea as it is, the drainage cutoff valve 8 is opened to go into the sea (outside). Drained.
The pipe B18-4 is a pipe that connects the scrubber 13 for gas cleaning and the volume section 6.
[0042]
The drainage cutoff valve 8 is a pipe valve for draining the seawater in the volume 6 into the sea. It is opened when the seawater in the volume 6 is drained into the sea, and closed when the seawater is not drained.
Further, the pipe B18-5 connects the volume section 6 and the drainage cutoff valve 8. The pipe B18-6 is a pipe for draining the seawater in the volume 6 into the sea via the drainage cutoff valve 8.
[0043]
The water intake valve 9 is a valve of a line that sends the water in the volume section 6 to the processing section 7 side.
The pipe A15-1 connects the volume section 6 and the water intake valve 9.
[0044]
The second pump 10 is a pump for sucking seawater in the volume section 6 and sending out the sucked seawater to the processing section 7.
The pipe A15-2 connects the water intake valve 9 and the second pump 10.
[0045]
The pipes A15-7 to A15-14 are pipes for passing seawater that has been subjected to exhaust gas treatment in the processing unit 7. Further, the exchange valves 27-1 to 27-2 are valves that open and close pipes through which seawater subjected to exhaust gas treatment passes in the processing unit 7. The attachment position will be described together with the description of each component in the processing unit 7.
[0046]
The processing section 7 includes a centrifugal separation section 22, an oil removal section 23, a neutralization section 24, a cooler 25, pipes A15-7 to A15-14, and exchange valves 27-1 to 27-2. A process for removing SOx, such as dust removal and neutralization, is mainly performed from seawater sent from the second pump 10.
[0047]
The centrifugal separation section 22 (or soot separation section) uses the centrifugal force to separate the seawater sent from the second pump 10 and subjected to the exhaust gas treatment to each component by a difference in specific gravity of each component. It is a centrifugal separator for separation.
The pipe A15-3 connects the second pump 10 and the centrifugal separator 22.
[0048]
The centrifugal force F is F = mrω 2 (Where m: mass or specific gravity, r: radius, ω: angular velocity). That is, at the same radius r and angular velocity ω, the magnitude of the centrifugal force received differs due to the difference in specific gravity, so that substances having different magnitudes in specific gravity can be separated from each other.
The centrifugal separator of this embodiment is used for separating soot and dust contained in seawater subjected to exhaust gas treatment from other seawater. The specific gravity of soot is about 2 g / cm 3 , The specific gravity of seawater is about 1.0g / cm 3 It is. That is, since the specific gravities are almost twice different, it is possible to easily separate them. The removed soot is removed from the centrifugal separation section 22 every time a certain amount is accumulated.
[0049]
As the dust separation section, in addition to the method using the centrifugal separation as in the above-described centrifugal separation section, it is possible to separate the dust by filtering seawater containing the dust with a filter.
[0050]
The oil removing unit 23-1 (or 23-2) is a filter device for removing an oil component on which a plurality of oil absorbing mats, which are filters for absorbing oil, are stacked. The seawater treated by the centrifugal separation section 22 can be passed through an oil adsorption mat to adsorb and remove oil. If the sorbent mat has absorbed enough oil, replace the sorbent mat. At the time of replacement, the other oil removing device 23-2 (or 23-1) is used. The seawater treated by the oil removing device 23-1 (or 23-2) is sent to the neutralization unit 24.
[0051]
By using the two oil removing units (23-1 and 23-2) as described above, even if the oil adsorption mat is replaced, the seawater can be treated without interruption. When the amount of seawater treatment is very large, two units can be used at the same time. Further, the same effect can be obtained by using three or more devices. The same applies to the centrifugal separation unit 22 (or the dust separation unit) and the neutralization unit 24 (however, in this embodiment, only one unit is illustrated).
[0052]
The pipe A15-7 connects the centrifugal separator 22, the pipe A15-8, and the pipe A15-9. The pipe A15-8 connects the pipe A15-7 to the exchange valve 27-1. The pipe A15-9 connects the pipe A15-7 to the exchange valve 27-2.
[0053]
The exchange valve 27-1 connects the pipe A15-8 and the pipe A15-10. The exchange valve 27-2 connects the pipe A15-9 and the pipe A15-11. Then, by opening the exchange valve 27-1, seawater from the centrifugal separation unit 22 is sent to the oil removal unit 23-1. By opening the exchange valve 27-2, the seawater from the centrifugal separation unit 22 is sent to the oil removal unit 23-2.
[0054]
The pipe A15-10 connects the exchange valve 27-1 and the oil removing unit 23-1. The pipe A15-11 connects the exchange valve 27-2 and the oil removing unit 23-2.
[0055]
The neutralization unit 24 is a neutralization device that neutralizes seawater after the oil removal processing from the oil removal unit 23-1 (or 23-2). Seawater is in a state containing a large amount of sulfuric acid due to exhaust gas treatment by the scrubber 13 for gas cleaning.
At this time, the seawater is neutralized by passing the above seawater through a caustic soda (NaOH) solution in a neutralization device. At that time, the NaOH solution mainly reacts as follows, and the harmless Na 2 SO 4 Generate
H 2 SO 4 + 2NaOH → Na 2 SO 4 + 2H 2 O
The seawater subjected to the above processing is discharged to the cooler 25.
[0056]
The pipe A15-12 connects the oil removing unit 23-1 and the neutralizing unit 24. The pipe A15-13 connects the oil removing unit 23-2 and the neutralizing unit 24.
[0057]
Further, since the seawater is neutralized and contains almost no dust and oil, it can be discharged into the sea.
[0058]
Since the above seawater has been removed from dust, oil, SOx and the like, it can be recycled (hereinafter referred to as “recycled seawater”) and used again as a cleaning solution for the gas cleaning scrubber 13. In that case, it is possible to use a closed system using only recycled seawater as the cleaning liquid for the gas cleaning scrubber 13. Since it is a closed system, the drainage from the scrubber 13 for gas cleaning is not discharged into the environment, and it can be said that the system has a remarkably small load on the environment.
[0059]
On the other hand, recycled seawater and fresh seawater can be mixed and used as a scrubber cleaning gas for gas cleaning. In this case, the wastewater from the gas scrubber is partially discharged into the environment. However, since the wastewater is sufficiently cleaned and made harmless as described above, the load on the environment is very small.
[0060]
The cooler 25 is an air-cooled or water-cooled cooler for lowering the temperature of the seawater subjected to each of the above-described processes.
The pipe A15-14 connects the neutralization section 24 and the cooler 25.
[0061]
The pipe A15-4 is a pipe that connects the pipe A15-5 and the pipe A15-6 to the processing unit 7, and guides the processed seawater to the recycle or the seawater drainage.
The pipe A15-5 connects the pipe A15-4 and the wastewater treatment valve 14-2, and is a pipe that guides the treated seawater to underwater drainage. On the other hand, the pipe A15-6 is connected to the pipe A15-4 and the wastewater treatment valve 14-1. A pipe for recycling the treated seawater.
[0062]
The drainage treatment valve 14-1 is a valve in the direction of the pipe A15-15, which is a pipe for recycling the seawater processed in the processing unit 7. By opening this valve, the treated seawater can be recycled.
It becomes possible. The drainage treatment valve 14-2 is a valve in the direction of the drainage pipe 21 which is a pipe for treating seawater treated in the treatment unit 7 into the sea. By opening this valve, it becomes possible to drain the treated seawater into the sea.
[0063]
The pipe A15-15 is connected to the wastewater treatment valve 14-1, the pipe B18-2, and the pipe B18-3, and is a line for recycling seawater.
The drain pipe 21 has one end connected to the drainage treatment valve 14-2 and the other end open to the outside. This is a seawater drainage line.
[0064]
Next, the operation of one embodiment of the wastewater treatment apparatus according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
[0065]
When the engine 1 is driven with reference to FIG. 1, the exhaust gas is mixed with the outside air on the supercharger blower side in the supercharger 5, and an air-fuel mixture is formed. The air-fuel mixture is sent to the scavenging chamber 2 via the air cooler 4 and is burned by the engine 1. Exhaust gas generated by combustion in the engine 1 is sent out from the exhaust chamber 3. The discharged exhaust gas is supplied to the supercharger 5 to drive the supercharger turbine. Thereafter, the exhaust gas undergoes heat exchange in the economizer 11. After the heat exchange, part of the gas is sent to the gas scrubber 13 side by the gas flow control valve 12 to recirculate the exhaust gas, and the rest is sent to the exhaust pipe 19 and discharged from the chimney.
[0066]
The exhaust gas sent to the gas cleaning scrubber 13 is sent to the gas cleaning scrubber 13 and cleaned by the gas cleaning device.
[0067]
Referring to FIG. 1, the exhaust gas cleaned by the gas cleaning scrubber 13 is then drawn in by the blower 16 and sent out to the supercharger 5 via the pipe C20-8. The supercharger 5 mixes the exhaust gas sent from the blower 16 and fresh air (external air) on the supercharger blower side. After the gas is pressurized, it is sent into the scavenging chamber 2 via the air cooler 4. Thus, generation of NOx during combustion of the engine 1 is suppressed.
[0068]
Here, the exhaust gas mixed with fresh air and sent to the scavenging chamber 2 and burned in the combustion chamber of the engine 1 is cleaned by a gas cleaning scrubber 13 provided on the way to remove soot and SOx. Therefore, the dust and the SOx do not wear the piston ring and the cylinder liner, and the scavenging chamber 2 and the air cooler 4 connected to the combustion chamber are not contaminated. Therefore, it is possible to eliminate such a problem that the piston ring and the cylinder liner are worn, or the scavenging chamber 2 and the air cooler 4 that are connected to the combustion chamber become dirty, and the reliability and durability of the engine 1 can be improved.
[0069]
Next, the operation of the wastewater treatment device 30 will be described with reference to FIG.
[0070]
The seawater used for cleaning discharged from the gas cleaning scrubber 13 is temporarily stored in the volume 6. The seawater at this stage contains harmful substances such as oil, soot and SOx contained in the exhaust gas of the engine 1. The stored seawater is sent to the processing unit 7 via the second pump 10 when washing is performed. When returning to the sea as it is, the drainage cutoff valve 8 is opened and the water is drained to the sea (outside).
[0071]
The seawater (wash water) temporarily stored in the volume section 6 is sucked out to the processing section 7 by opening the water intake valve 9 and operating the second pump 10. Then, the processing unit 7 performs the following processes of centrifugal separation, filtration, and neutralization relating to the washing of seawater as described below.
[0072]
First, seawater is separated for each component in the centrifugal separation section 22 by using the centrifugal force and the difference in specific gravity of each component. Here, solid soot (specific gravity: about 2 g / cm 3 ) With seawater (specific gravity: about 1.0 g / cm) 3 ). By this operation, it is possible to remove most of the soot and dust in seawater obtained by treating the exhaust gas.
[0073]
Next, the seawater treated by the centrifugal separation unit 22 is sent to the oil removal unit 23-1 (or 23-2). The seawater at this stage has had soot and dust removed, but still contains a large amount of oil and SOx. In the oil removing section, the seawater passes through an oil adsorption mat, which is a filter that adsorbs oil. Then, during the passage, the oil component in the seawater is adsorbed by the oil adsorption mat and removed from the seawater. By this operation, it is possible to adsorb and remove most of the oil component in the seawater obtained by treating the exhaust gas.
[0074]
When the oil absorption mat has sufficiently absorbed the oil, the oil absorption mat is replaced. At the time of replacement, it is possible to continue the oil removal process using the other oil removal device 23-2 (or 23-1). The oil adsorption state of the oil adsorption mat is monitored visually or by a pressure difference between the inlet side and the outlet side of the mat.
[0075]
The seawater treated by the oil removing device 23-1 (or 23-2) is sent to the neutralization unit 24. The seawater at this stage has been removed from dust and oil, but contains a large amount of sulfuric acid and is in an acidic state. At this time, the neutralization unit 24 neutralizes the seawater by mixing the seawater with a caustic soda (NaOH) solution.
This operation makes it possible to neutralize the sulfuric acid content in the seawater obtained by treating the exhaust gas and to neutralize the entire seawater.
[0076]
As a method of mixing the seawater and the caustic soda solution, the caustic soda solution is mixed into the seawater while monitoring the pH of the seawater so that the pH becomes neutral in the neutralization section 24. Neutral in this case means that the pH becomes 6 to 8, preferably about 7. However, if there is a national or global environmental standard, the value shall be in the range according to them.
[0077]
The temperature of the seawater is lowered by the cooler 25, and the seawater is again used as a cleaning liquid for the gas cleaning scrubber (recycled seawater), or is discharged into the seawater. In the case of using the recycled seawater, the wastewater treatment valve 14-1 is opened, and the seawater flows through the pipe B18-3. When draining into seawater, the wastewater treatment valve 14-2 is opened and the seawater flows into the drain pipe 21.
[0078]
Since the seawater has been removed from soot, oil, sulfuric acid, and the like, it does not contaminate other devices, and can absorb soot, oil, SOx, and the like again. Therefore, it can be reused as recycled seawater as a cleaning solution for a gas cleaning scrubber. In this case, it is possible to use the wastewater obtained by mixing the recycled seawater and the new seawater as the cleaning solution for the scrubber for gas cleaning, or to provide a closed system using only the recycled seawater. As a result, the amount of fresh seawater used is reduced, and the amount of discharged seawater can be reduced or eliminated. Furthermore, if the whole amount can be made in time with recycled seawater, the system is closed, so that the wastewater from the scrubber for gas cleaning is not discharged into the environment, and it can be said that the system has a remarkably small load on the environment.
[0079]
By the above operation, it is possible to remove harmful substances such as soot, oil and SOx contained in the exhaust gas of the diesel engine of the ship by seawater. Then, it becomes possible to remove soot, oil, sulfuric acid, and the like contained in seawater used for removing soot, oil, SOx, and the like. Then, the used seawater can be recycled or discharged to the outside (in the sea) in a form in which the load on the environment is significantly reduced.
[0080]
Further, the engine illustrated in FIG. 1 having the wastewater treatment apparatus of the present invention significantly reduces the amount of harmful substances discharged into the sea. That is, it is an engine that can sail without polluting the sea and has a low environmental load.
[0081]
In this embodiment, an engine employing an exhaust gas recirculation (EGR) system as shown in FIG. 1 has been described. However, the present invention can be applied to a ship that does not perform exhaust gas recirculation. is there.
[0082]
This will be described with reference to FIG. The example in FIG. 3 uses engine exhaust gas for an inert gas system of an oil tanker.
The configuration of FIG. 3 is basically the same as that of FIG. However, in this case, there is no configuration for exhaust gas recirculation (blower 16, gas flow control valve 12, and pipe C20-8). Then, the pipe C20-7 on the exhaust gas outlet side of the scrubber 13 for gas cleaning replaces the exhaust pipe 19 of FIG. 1, and the outlet side of the pipe C20-7 is connected to the chimney.
[0083]
However, the configurations and operations of the gas cleaning scrubber 13 and the wastewater treatment device 30 are the same as those in the above-described embodiment. And the effect accompanying it is the same as that of the embodiment.
[0084]
With the configuration illustrated in FIG. 3, all exhaust gas of the engine 1 enters the scrubber 13 for gas cleaning and is processed there. And all the exhaust gas is in a clean state and is discharged from the chimney. In addition, with the wastewater treatment apparatus of the present invention, the amount of harmful substances discharged into the sea is significantly reduced. That is, the engine is capable of reducing the load on the environment in discharging seawater and exhaust gas.
[0085]
The ship having the configuration illustrated in FIGS. 1 and 3 according to the present invention significantly reduces the emission of harmful substances such as oil, soot, and SOx contained in exhaust gas. Therefore, even when navigating in the bay or inland sea, the ship does not cause a cause of marine pollution and has almost no adverse effect on the environment.
[0086]
Although the present invention has been described with respect to an engine in a ship, the present invention is also applicable to a stationary facility (an engine or a boiler having a facility for generating exhaust gas). In that case, industrial water is used instead of seawater, and the scrubber for gas cleaning is used. In addition, the industrial water used there is recycled as much as possible.
[0087]
【The invention's effect】
ADVANTAGE OF THE INVENTION By this invention, it becomes possible to process wastewater from the scrubber for gas washing which wash | cleans exhaust gas and reduces harmful substances appropriately, reduces harmful substances, and can recycle as needed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an embodiment of a wastewater treatment apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing details of a configuration of an embodiment of a wastewater treatment apparatus according to the present invention.
FIG. 3 is a diagram showing another configuration of one embodiment of the wastewater treatment apparatus according to the present invention.
[Explanation of symbols]
1 engine
2 Scavenging chamber
3 Exhaust chamber
4 Air cooler
5 Supercharger
6 volume part
7 Processing unit
8 Drainage cutoff valve
9 Intake valve
10 Second pump
11 Economizer
12 Exhaust gas flow control valve
13 Scrubber for gas cleaning
14-1 Wastewater treatment valve
14-2 Wastewater treatment valve
15-1 Piping A
15-2 Piping A
15-3 Piping A
15-4 Piping A
15-5 Piping A
15-6 Piping A
15-7 Piping A
15-8 Piping A
15-9 Piping A
15-10 Piping A
15-11 Piping A
15-12 Piping A
15-13 Piping A
15-14 Piping A
15-15 Piping A
16 Blower
17 First pump
18-1 Piping B
18-2 Piping B
18-3 Piping B
18-4 Piping B
18-5 Piping B
18-6 Piping B
19 Exhaust pipe
20-1 Piping C
20-2 Piping C
20-3 Piping C
20-4 Piping C
20-5 Piping C
20-6 Piping C
20-7 Piping C
20-8 Piping C
21 Water pipe
22 Centrifuge
23-1 Oil removal section
23-2 Oil removal unit
24 Neutralization section
25 Cooler

Claims (11)

燃焼による排ガスの洗浄に使用した水を流す配管と、
前記配管に接続され、前記水に含まれるばいじんを前記水から分離する遠心分離部と、
を具備する、
排水処理装置。A pipe for flowing water used for cleaning exhaust gas by combustion,
A centrifugal separator connected to the pipe and separating soot and dust contained in the water from the water,
Comprising,
Wastewater treatment equipment. 船舶用エンジンの排ガスのガス洗浄用スクラバーによる洗浄に使用した水を流す配管と、
前記配管に接続され、前記水に含まれるばいじんを前記水から分離するばいじん分離部と、
を具備する、
排水処理装置。A pipe for flowing water used to scrub the exhaust gas of the marine engine with a gas scrubber,
A dust separation unit connected to the pipe, for separating soot and dust contained in the water from the water,
Comprising,
Wastewater treatment equipment. 前記ばいじんを分離された前記水から油分を除去する油除去部と、
を更に具備する、
請求項１又は２に記載の排水処理装置。An oil removing unit that removes oil from the water from which the dust has been separated,
Further comprising
The wastewater treatment device according to claim 1. 前記油除去部で処理された前記水を中和する中和部と、
を更に具備する、
請求項３に記載の排水処理装置。A neutralization unit that neutralizes the water treated by the oil removal unit;
Further comprising
The wastewater treatment device according to claim 3. 前記中和部で処理された前記水を再び前記排ガスの洗浄に利用するために排出する、
請求項４に記載の排水処理装置。Discharging the water treated in the neutralization section again for use in cleaning the exhaust gas,
The wastewater treatment device according to claim 4. 前記燃焼は、内燃機関による燃焼である、
請求項１乃至５のいずれか一項に記載の排水処理装置。The combustion is combustion by an internal combustion engine,
The wastewater treatment device according to any one of claims 1 to 5. 前記内燃機関は、船舶用のエンジンである、
請求項６に記載の排水処理装置。The internal combustion engine is a marine engine,
The wastewater treatment device according to claim 6. 前記排ガスの洗浄は、ガス洗浄用スクラバーで行われる、
請求項１乃至７のいずれか一項に記載の排水処理装置。The cleaning of the exhaust gas is performed by a gas cleaning scrubber,
The wastewater treatment device according to any one of claims 1 to 7. 前記水は、海水である、
請求項１乃至８のいずれか一項に記載の排水処理装置。The water is seawater;
The wastewater treatment device according to any one of claims 1 to 8. 排ガスを洗浄するガス洗浄用スクラバーと、
請求項１乃至８のいずれか一項に記載の排水処理装置と、
を具備する、
船舶用エンジン。A gas scrubber for cleaning exhaust gas,
A wastewater treatment device according to any one of claims 1 to 8,
Comprising,
Ship engine. 船舶のエンジンからの排ガスを海水により浄化するステップと、
前記海水から、ばいじんを取り除くステップと、
前記ばいじんを取り除かれた海水から、油分を取り除くするステップと、
前記油分を取り除かれた海水を中和するステップと、
を具備する排水処理方法。Purifying exhaust gas from a ship engine with seawater;
Removing soot and dust from the seawater;
Removing oil from the seawater from which the dust has been removed;
Neutralizing the deoiled seawater;
Wastewater treatment method comprising:
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