JP2020179364A - 排水処理設備及び排水処理方法 - Google Patents
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Abstract
Description
ここで、単に蒸発濃縮処理を実施した蒸発濃縮水は、濃縮され過ぎたり、濃縮が不十分であったりする。例えば、濃縮され過ぎた蒸発濃縮水は、比較的多量の析出物を含むため、固形分生成部への移送時に析出物が移送経路等を詰まらせる等のトラブルを起こし得る。一方で、濃縮が不十分である蒸発濃縮水は、析出物をあまり含まないため、上記のようなトラブルを移送時にほとんど起こさないものの、蒸発濃縮水に含まれる溶解成分の濃度が低いため、移送された固形分生成部において効率的に析出物を生じさせることができない。
このように、蒸発濃縮処理によって単に濃縮された蒸発濃縮水は、移送されるときの析出物によるトラブルを抑制しつつ、移送後の固形分生成部において析出物を効率的に生じさせることが困難であるという問題がある。
前記蒸発濃縮水から固形分を生成させる固形分生成部と、を備え、
前記蒸発濃縮部から前記固形分生成部へ前記蒸発濃縮水が移送されるように構成され、
前記排水は、濃縮によって析出物となる溶解成分を含み、
前記固形分生成部では、前記析出物を含む前記固形分が生成され、
前記蒸発濃縮部では、前記蒸発濃縮処理が行われている前記蒸発濃縮水の比重、含水率、又は導電率の少なくとも1つによって前記蒸発濃縮処理の終了時が決定される。
従って、上記の排水処理設備においては、固形分生成部への移送時にトラブルを起こしにくい蒸発濃縮水であって、固形分生成部において効率的に析出物を生成できる蒸発濃縮水を得ることができる。
これにより、蒸発濃縮処理が終了した蒸発濃縮水は、析出物が生成する状態になっている。このような蒸発濃縮水が固形分生成部に移送されて静置又は冷却等されることによって、より効率的に析出物を生成させることができる。しかも、蒸発濃縮水において析出物が生じることは、上述したように、移送時の撹拌力によって抑制されるため、移送時のトラブルを起こしにくい。
前記蒸発濃縮水から固形分を生成させる固形分生成工程と、を備え、
前記蒸発濃縮工程を経た前記蒸発濃縮水を移送して前記固形分生成工程を実施し、
前記排水は、濃縮によって析出物となる溶解成分を含み、
前記固形分生成工程では、前記析出物を含む前記固形分が生成され、
前記蒸発濃縮工程では、前記蒸発濃縮処理が行われている前記蒸発濃縮水の比重、含水率、又は導電率の少なくとも1つによって前記蒸発濃縮処理の終了時を決定する。
本実施形態の排水処理設備1は、蒸発濃縮処理によって濃縮された蒸発濃縮水Bから、析出物を含む固形分Cを生成させる固形分生成部20をさらに備える。
本実施形態の排水処理設備1は、蒸発濃縮処理が終了した蒸発濃縮水Bを蒸発濃縮部10から固形分生成部20へ移送するように構成されている。
本実施形態の排水処理設備1の蒸発濃縮部10は、蒸発濃縮処理が行われている蒸発濃縮水Bの比重、含水率、又は導電率の少なくとも1つによって蒸発濃縮処理の終了時が決定される構成を有する。
また、本実施形態の排水処理設備1は、固形分生成部20において生成した固形分Cを取り出せる構成を有する。また、本実施形態の排水処理設備1は、貯まった固形分Cと分離した液分Dを、固形分生成部20から取り出す液分取り出し経路50を有する。
また、本実施形態の排水処理設備1は、蒸発濃縮部10において蒸発濃縮処理されている蒸発濃縮水Bの比重を断続的に測定する比重計70を備える。また、蒸発濃縮部10において蒸発濃縮処理されている蒸発濃縮水Bの含水率を断続的に測定する含水率計80を備える。蒸発濃縮部10において蒸発濃縮処理されている蒸発濃縮水Bの導電率を断続的に測定する導電率計(図示せず)を備えてもよい。
本実施形態の排水処理設備1は、排水Aを蒸発濃縮部10へ供給するための第1ポンプ61と、蒸発濃縮部10の蒸発濃縮水Bを固形分生成部20へ送るための第2ポンプ62と、固形分生成部20の液分Dを固形分生成部20から取り出すための第3ポンプ63とを有する。これらポンプとしては、市販されている製品を使用できる。
一方、本実施形態の排水処理設備1は、蒸発濃縮部10において蒸発濃縮処理を行いつつ間欠的に蒸発濃縮部10の蒸発濃縮水Bを固形分生成部20へ移送する半回分式(半連続式)の設備であってもよい。
また、本実施形態の排水処理設備1は、蒸発濃縮部10において蒸発濃縮処理を行いつつ連続的に蒸発濃縮部10の蒸発濃縮水Bを固形分生成部20へ移送する連続式の設備であってもよい。
斯かる排水Aは、例えば、活性汚泥法やメタン発酵処理などの生物処理を経た排水であってもよい。その後、さらに逆浸透膜による膜分離によって膜濃縮された排水(膜分離濃縮排水)であってもよい。
無機イオンとしては、ナトリウムイオン、カリウムイオン、マグネシウムイオン、アンモニウムイオン、硫酸イオン、リン酸イオン、硝酸イオン、塩化物イオン、フッ素イオン、又は、ホウ酸イオンなどが挙げられる。
水溶性有機物としては、イソプロピルアルコール(IPA)、ジメチルスルホキシドなどが挙げられる。
斯かる理由と同様の理由により、排水Aのマグネシウム含有量は、100mg/L以下であることが好ましい。
本実施形態の排水処理設備1の蒸発濃縮部10では、蒸発濃縮水Bにおいて析出物が生じるまで蒸発濃縮処理が行われてもよい。
従って、上記の排水処理設備1においては、固形分生成部20への移送時にトラブルを起こしにくい蒸発濃縮水Bであって、固形分生成部20において効率的に析出物を生成できる蒸発濃縮水Bを得ることができる。
比重設定値は、事前に実施する予備実験によって求められる。具体的には、蒸発濃縮部10において実施する蒸発濃縮処理と同条件(排水、温度、圧力等)で蒸発濃縮水Bを濃縮しつつ、析出物が生じたときの比重(理論比重値)を測定する。
上記の比重設定値は、上記の理論比重値の0.9倍以上1.5倍以下の1つの値であることが好ましく、0.9倍以上1.3倍以下の1つの値であることがより好ましく、1.0倍よりも大きく1.2倍以下の1つの値であることがさらに好ましい。
上記の比重設定値が理論比重値の0.9倍以上の1つの値であることによって、固形分生成部20へ移送された蒸発濃縮水Bにおいて、より効率的に析出物を生じさせることができる。
上記の比重設定値が理論比重値の1.5倍以下の1つの値であることによって、固形分生成部20へ移送される蒸発濃縮水Bに含まれ得る析出物が、蒸発濃縮水移送経路40の内部を詰まらせる等のトラブルをより抑制できる。
より具体的には、比重設定値としては、例えば1.05g/cm3以上1.50g/cm3以下、好ましくは1.175g/cm3以上1.375g/cm3以下の範囲における1数値を採用することができる。
本実施形態の排水処理設備1は、蒸発濃縮部10において蒸発濃縮水Bの導電率が特定の導電率設定値となった(特定の導電率設定値まで上昇した)ときに、蒸発濃縮処理を終了する構成を有してもよい。この場合、導電率設定値は、上記の比重設定値と同様にして求めることができ、導電率設定値は、理論導電率値に基づいた値(上述した理論比重値に対する倍数値と同様の値)であることが好ましい。
含水率設定値は、事前に実施する予備実験によって求められる。具体的には、蒸発濃縮部10において実施する蒸発濃縮処理と同条件(排水、温度、圧力等)で蒸発濃縮水Bを濃縮しつつ、析出物が生じたときの含水率(理論含水率値)を測定する。
上記の含水率設定値は、上記の理論含水率値の0.7倍以上1.3倍以下の1つの値であることが好ましく、0.8倍以上1.2倍以下の1つの値であることがより好ましく、0.9倍以上1.0倍未満の1つの値であることがさらに好ましい。
上記の含水率設定値が理論含水率値の0.9倍以上の1つの値であることによって、固形分生成部20へ移送される蒸発濃縮水Bに含まれ得る析出物が、蒸発濃縮水移送経路40の内部を詰まらせる等のトラブルをより抑制できる。
上記の含水率設定値が理論含水率値の1.5倍以下の1つの値であることによって、固形分生成部20へ移送された蒸発濃縮水Bにおいて、より効率的に析出物を生じさせることができる。
より具体的には、含水率設定値としては、例えば30%以上95%以下の範囲における1数値を採用することができる。
なお、排水Aにスケール防止剤を添加することによって、蒸発濃縮部10において固形分Cが過剰に生成することを抑制してもよい。
固形分生成部20における蒸発濃縮水Bの温度条件は、蒸発濃縮部10における蒸発濃縮水Bの温度条件よりも、10℃以上低いことが好ましい。斯かる温度条件が10℃以上低く設定されることによって、析出物が生じることがさらに促進され、固形分Cの沈殿をさらに促進させることができる。斯かる温度条件の差は、通常、80℃以下である。
析出沈殿槽21の底部に貯まった固形分Cは、例えば、液分Dを槽外に取り出した後、作業者(人力)によって槽外に取り出される。液分Dは、例えば吸入ポンプを備えたタンクローリ車によって槽外へ取り出される。
斯かる構成によって、流入する蒸発濃縮水Bの水流によって、下に貯まった固形分Cが液分D中に分散されてしまうことを抑制できる。
斯かる構成の撹拌用経路22によって析出沈殿槽21における液分Dを循環させつつ撹拌することができる。これにより、液分Dを均一な液に近づけることができる。そして、均一な液に近づいた液分Dを、上記の液分取り出し経路50によって、固形分生成部20から取り出すことができる。
斯かる構成によって、下に貯まった固形分Cが、流入する液分Dの液流によって液分D中に分散されてしまうことを抑制できる。
斯かる構成によって、固形分Cが撹拌用経路22に誤って入り込むことを抑制できる。固形分Cが入り込むと、撹拌用経路22の詰まりの原因となるが、斯かる詰まりを抑制することができる。
第3ポンプ63は、マグネットポンプ等よりも外部注水式シール方式の渦巻ポンプであることが好ましい。斯かるポンプは、注水構造を有することから、液分Dに含まれる微細な固形物質によって故障することがほとんどない。
上記のごとく液分Dのほとんどが排出された析出沈殿槽21において、作業者が内部空間に入り込み、沈殿した底部の固形分Cを砕いて小さくし、砕かれた固形分Cを作業者が析出沈殿槽21の外へ運び出すことができる。
一方、析出物が有用物でない場合などは、沈殿した固形分Cは、廃棄され得る。
排水に対して蒸発濃縮処理を施して蒸発濃縮水Bを得る蒸発濃縮工程と、
蒸発濃縮水Bから固形分Cを生成させる固形分生成工程と、を備え、
蒸発濃縮工程を経た蒸発濃縮水Bを移送して固形分生成工程を実施し、
排水Aは、濃縮によって析出物となる溶解成分を含み、
固形分生成工程では、析出物を含む固形分Cが生成され、
蒸発濃縮工程では、蒸発濃縮処理が行われている蒸発濃縮水Bの比重、含水率、又は導電率の少なくとも1つによって蒸発濃縮処理の終了時を決定する。
従って、上記の排水処理方法においては、移送時にトラブルを起こしにくい蒸発濃縮水Bであって、移送後に効率的に析出物を生成できる蒸発濃縮水Bを得ることができる。
なお、蒸発濃縮工程、蒸発濃縮水移送工程、及び固形分生成工程は、同時に実施してもよく、それぞれ別々に(例えば交互に)実施してもよい。
設定値決定工程は、蒸発濃縮工程よりも前に実施することが好ましい。蒸発濃縮水移送工程は、設定値決定工程の後に実施することが好ましい。
上記の各設定値は、蒸発濃縮処理において計測される所定温度及び所定圧力のときの設定値であることが好ましい。詳しくは、上記の各設定値は、好ましくは、蒸発濃縮処理の条件下における蒸発濃縮水Bの温度毎及び圧力毎に決められたものであり、事前に、蒸発濃縮水Bの比重、含水率、又は導電率を、温度毎及び圧力毎に測定することによって求められる。
比重設定値は、事前に(蒸発濃縮工程よりも前に)実施する予備実験によって求められる。具体的には、蒸発濃縮部10において実施する蒸発濃縮処理と同条件(排水、温度、圧力等)で蒸発濃縮水Bを濃縮しつつ、析出物が生じたときの比重(理論比重値)を測定する。
上記の比重設定値は、上記の理論比重値の0.9倍以上1.5倍以下の1つの値であることが好ましく、0.9倍以上1.3倍以下の1つの値であることがより好ましく、1.0倍よりも大きく1.2倍以下の1つの値であることがさらに好ましい。
上記の比重設定値が理論比重値の0.9倍以上の1つの値であることによって、固形分生成部20へ移送された蒸発濃縮水Bにおいて、より効率的に析出物を生じさせることができる。
上記の比重設定値が理論比重値の1.5倍以下の1つの値であることによって、固形分生成部20へ移送される蒸発濃縮水Bに含まれ得る析出物が、蒸発濃縮水移送経路40の内部を詰まらせる等のトラブルをより抑制できる。
より具体的には、比重設定値としては、例えば1.175g/cm3以上1.375g/cm3以下の範囲における1数値を採用することができる。
含水率設定値は、事前に(蒸発濃縮工程よりも前に)実施する予備実験によって求められる。具体的には、蒸発濃縮部10において実施する蒸発濃縮処理と同条件(排水、温度、圧力等)で蒸発濃縮水Bを濃縮しつつ、析出物が生じたときの含水率(理論含水率値)を測定する。
上記の含水率設定値は、上記の理論含水率値の0.7倍以上1.3倍以下の1つの値であることが好ましく、0.8倍以上1.2倍以下の1つの値であることがより好ましく、0.9倍以上1.0倍未満の1つの値であることがさらに好ましい。なお、これら倍数の数値は、百分率で表した含水率ではなく、1質量部の蒸発濃縮水Bを基準として表した数値である。
上記の含水率設定値が理論含水率値の0.9倍以上の1つの値であることによって、固形分生成部20へ移送される蒸発濃縮水Bに含まれ得る析出物が、蒸発濃縮水移送経路40の内部を詰まらせる等のトラブルをより抑制できる。
上記の含水率設定値が理論含水率値の1.5倍以下の1つの値であることによって、固形分生成部20へ移送された蒸発濃縮水Bにおいて、より効率的に析出物を生じさせることができる。
より具体的には、含水率設定値としては、例えば30%以上95%以下の範囲における1数値を採用することができる。
蒸発濃縮工程において、必ずしも加熱及び減圧の両方が必要ではなく、いずれか一方によって水分の蒸発を実施してもよい。
例えば、蒸発濃縮工程において、時間間隔を空けて蒸発濃縮水Bの比重を比重計70によって測定し、斯かる比重が上記の比重設定値まで上昇する間、該工程を継続してもよい。
例えば、蒸発濃縮工程において、時間間隔を空けて蒸発濃縮水Bの含水率を含水率計80によって測定し、斯かる含水率が上記の含水率設定値まで低下する間、該工程を継続してもよい。
例えば、蒸発濃縮工程において、時間間隔を空けて蒸発濃縮水Bの導電率を導電率計によって測定し、斯かる導電率が上記の導電率設定値まで上昇する間、該工程を継続してもよい。
蒸発濃縮工程では、蒸発濃縮水Bにおいて析出物が生じるまで蒸発濃縮処理が行われることが好ましい。
蒸発濃縮工程は、所定時間が経過したのちに終了してもよい。
蒸発濃縮水移送工程では、蒸発濃縮水移送経路40を通って移送される蒸発濃縮水Bが、撹拌力を受ける。従って、移送時の温度が蒸発濃縮処理時の温度よりも低かったとしても、また、移送される蒸発濃縮水Bの比重、含水率又は導電率が、理論上析出物が生じる上記のような理論値であったとしても、析出物が生じることが撹拌力によって抑制される。
具体的には、まず上記の撹拌用経路22を使用して液分Dを撹拌することによって、液分Dを均一な液に近づける。均一に近づいた液分Dを、液分取り出し経路50を介して固形分生成部20から取り出す。次に、固形分生成部20の析出沈殿槽21内に作業者が入り込み、底部に貯まった固形分Cを必要に応じて砕き、固形分Cを作業者が固形分生成部20から取り出す。例えばこのようにして、固形分Cと液分Dとをそれぞれ取り出す。
析出物が固形分Cに含まれる分、液分Dに含まれる無機イオン等が少なくなっている。固形分Cを各種用途で使用する場合であっても、また、固形分Cを廃棄処分する場合であっても、固形分Cに析出物が生じている分、固形分Cを効率的に利用又は廃棄処分できる。一方、液分Dの無機イオン等が少ない分、廃棄する際の負荷が少なくなり、液分Dを効率的に廃棄処分できる。
また、一般の排水処理設備及び排水処理方法において用いられる種々の態様を、本発明の効果を損ねない範囲において、採用することができる。
10:蒸発濃縮部、 11:気化槽、 12:循環経路、
20:固形分生成部、 21:析出沈殿槽、 22:撹拌用経路、
30:排水供給経路、
40:蒸発濃縮水移送経路、
50:液分取り出し経路、
61:第1ポンプ、 62:第2ポンプ、 63:第3ポンプ、
70:比重計、
80:含水率計、
A:排水、 B:蒸発濃縮水、 C:固形分、 D:液分、 E:凝縮水、 F:水蒸気。
含水率設定値は、事前に実施する予備実験によって求められる。具体的には、蒸発濃縮部10において実施する蒸発濃縮処理と同条件(排水、温度、圧力等)で蒸発濃縮水Bを濃縮しつつ、析出物が生じたときの含水率(理論含水率値)を測定する。
上記の含水率設定値は、上記の理論含水率値の0.7倍以上1.3倍以下の1つの値であることが好ましく、0.8倍以上1.2倍以下の1つの値であることがより好ましく、0.9倍以上1.0倍未満の1つの値であることがさらに好ましい。
上記の含水率設定値が理論含水率値の0.7倍以上の1つの値であることによって、固形分生成部20へ移送される蒸発濃縮水Bに含まれ得る析出物が、蒸発濃縮水移送経路40の内部を詰まらせる等のトラブルをより抑制できる。
上記の含水率設定値が理論含水率値の1.3倍以下の1つの値であることによって、固形分生成部20へ移送された蒸発濃縮水Bにおいて、より効率的に析出物を生じさせることができる。
より具体的には、含水率設定値としては、例えば30%以上95%以下の範囲における1数値を採用することができる。
含水率設定値は、事前に(蒸発濃縮工程よりも前に)実施する予備実験によって求められる。具体的には、蒸発濃縮部10において実施する蒸発濃縮処理と同条件(排水、温度、圧力等)で蒸発濃縮水Bを濃縮しつつ、析出物が生じたときの含水率(理論含水率値)を測定する。
上記の含水率設定値は、上記の理論含水率値の0.7倍以上1.3倍以下の1つの値であることが好ましく、0.8倍以上1.2倍以下の1つの値であることがより好ましく、0.9倍以上1.0倍未満の1つの値であることがさらに好ましい。なお、これら倍数の数値は、百分率で表した含水率ではなく、1質量部の蒸発濃縮水Bを基準として表した数値である。
上記の含水率設定値が理論含水率値の0.7倍以上の1つの値であることによって、固形分生成部20へ移送される蒸発濃縮水Bに含まれ得る析出物が、蒸発濃縮水移送経路40の内部を詰まらせる等のトラブルをより抑制できる。
上記の含水率設定値が理論含水率値の1.3倍以下の1つの値であることによって、固形分生成部20へ移送された蒸発濃縮水Bにおいて、より効率的に析出物を生じさせることができる。
より具体的には、含水率設定値としては、例えば30%以上95%以下の範囲における1数値を採用することができる。
Claims (3)
- 排水に対して蒸発濃縮処理を施して蒸発濃縮水を得る蒸発濃縮部と、
前記蒸発濃縮水から固形分を生成させる固形分生成部と、を備え、
前記蒸発濃縮部から前記固形分生成部へ前記蒸発濃縮水が移送されるように構成され、
前記排水は、濃縮によって析出物となる溶解成分を含み、
前記固形分生成部では、前記析出物を含む前記固形分が生成され、
前記蒸発濃縮部では、前記蒸発濃縮処理が行われている前記蒸発濃縮水の比重、含水率、又は導電率の少なくとも1つによって前記蒸発濃縮処理の終了時が決定される、排水処理設備。 - 前記蒸発濃縮部では、前記蒸発濃縮水において前記析出物が生じるまで前記蒸発濃縮処理が行われる、請求項1に記載の排水処理設備。
- 排水に対して蒸発濃縮処理を施して蒸発濃縮水を得る蒸発濃縮工程と、
前記蒸発濃縮水から固形分を生成させる固形分生成工程と、を備え、
前記蒸発濃縮工程を経た前記蒸発濃縮水を移送して前記固形分生成工程を実施し、
前記排水は、濃縮によって析出物となる溶解成分を含み、
前記固形分生成工程では、前記析出物を含む前記固形分が生成され、
前記蒸発濃縮工程では、前記蒸発濃縮処理が行われている前記蒸発濃縮水の比重、含水率、又は導電率の少なくとも1つによって前記蒸発濃縮処理の終了時を決定する、排水処理方法。
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