JP3650571B2 - ドレン浄化装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はドレン浄化装置に係り、特に、空気圧縮機より排出されるドレンから油を分離回収し、清浄な水を公共下水道に放出するのに好適なドレン浄化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
産業界で一般に広く使われている空気圧縮機では、圧縮のプロセスの中において空気中の水分が凝縮し、その水に圧縮機の潤滑油などが懸濁した状態となって混じり合ったドレンが排出される。
【０００３】
大型の往復動式圧縮機や油冷式スクリュー圧縮機などはドレン中に含まれる油の濃度が高くなっており、このドレンを一般下水道に放出することは水質の汚濁・汚染の原因となり、水質汚濁防止法の排水基準（ｎ−ヘキサン含有量５ｐｐｍ以下）に違反することとなる。そこで、このドレン中の主な有害物質である油を水と分離して集めリサイクル・焼却などの処理を行い、清浄となった水（ｎ−ヘキサン含有量５ｐｐｍ以下）のみを一般下水道に放出することが必要となる。
【０００４】
従来、水と油の比重差を利用した重力分離法が用いられている。
【０００５】
重力分離においては、油の分離速度は油滴径の二乗に比例するため、浮上分離可能すなわち水と混合しないで遊離できる油滴径は６０μｍ以上であり、油滴径は６０μｍ以下の場合は乳化の状態となる。特に油滴径１〜５μｍの場合は、殆ど浮上せず乳化の状態を維持し続ける。
【０００６】
水中の油滴がごく小さい乳化油の場合の油水分離法として、電解浮上法（「排水処理技術 施設管理マニュアル −含油排水編−」 神奈川県環境部 昭和57-3-31 発行）がある。
【０００７】
電解浮上法で油水分離を実行する従来の電解槽を、図４にて説明する。
空気圧縮機から排出されたドレンＤは、電解槽１の下部より流入する。電解槽１内には複数対の正負の各電極２，３が対向配置され、電気分解することにより油分が凝集し、凝集した油分と発生した水素ガスなどが付着し、クリーム状のスカム４となって浮上する。
【０００８】
浮上したスカム４は、スキーマ５により間欠的にスカム受け６に掻き出され、廃棄物７として定期的に排出（Ｅｘ）される。また、電気分解されたドレンＤａは、新しく流入してくるドレンＤに押されて、電解槽１から比重差分離槽８に入る。
【０００９】
正極の電極金属としてアルミニウム合金を用いるが、その理由は電解で溶け出したアルミニウムイオンが乳化油を破壊し、油分を凝集する効果を持っていることにある。
【００１０】
電解中に溶出したアルミニウムイオンはその後酸化アルミニウムとなり、油と分離させた水（電気分解されたドレンＤａ）と一緒に廃棄しては環境汚染となるので、水との比重差を利用して比重差分離槽８の底に酸化アルミニウムと油分が混合した浮遊物体（以下、ＳＳと略記）９を沈殿させて排出（Ｅｘ）するようにしている。また、電解槽１の底部にもＳＳ１０が沈殿するので、比重差分離槽８のＳＳ９とともに排出（Ｅｘ）し処分する。
【００１１】
比重差分離槽８のドレン（水）Ｄａは、比重差分離槽８の上部の設けた浄水取り込み口１１から排出（Ｅｘ）され、後処理の吸着・フィルタ部を経て廃棄する。尚、負電極としては、ステンレススチールを用いることが多い。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
上記した従来装置の比重差分離槽８では比重差を利用して水と酸化アルミニウムを沈殿分離しているので、確実なる分離のためには時間が必要である。
そのために比重差分離槽８はＵ字型（逆サイホンの形）の空間構成とし一方の縦空間の上部で該電解槽から水を受けて該水から該電気分解の過程で溶け出す電極金属を下方に向かう流れに乗せて沈殿させ他方の縦空間の上部から水を排出させ、流路を長くすることにより比重差分離槽８での該水の滞留時間を持たせて凝集効果が出るようにしている。
【００１３】
ＳＳは、時間経過とともに槽底に堆積していく。しかしながら、処理すべきドレンＤ量が多い場合には、逆サイホンの形を取っているために浄水取り込み口１１からの排出も多くなり、比重差分離槽８での流速が増し、滞留時間が短くなって比重差を利用した水との分離が不充分になるだけでなく、ＳＳは水と比重が近いために、微細なものは水流で、浄水取り込み口１１から排出され、後段の図示していない吸着・フィルタ部に至る分量が増加し、吸着・フィルタ部で目詰りを起こし、フィルタを交換しなければならない。
特に、小型化のために比重差分離槽８を小さくしていくと、槽底に堆積した微細なＳＳは流水で捲き上げられやすくなって、下流の、吸着・フィルタ部で目詰りを起こしやすくなる。
【００１４】
それゆえ発明の目的は、比重差分離槽でも回収できない溶け出した電極金属や油分が混合したものを確実に分離・回収することができるドレン浄化装置を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する本発明ドレン浄化装置の特徴とするところは、内部にドレンを電気分解して油と水を分離させる少なくとも１対の正負各電極及び上部に該電気分解の過程で発生し浮上するスカムを排出するスキーマを備えた電解槽と、Ｕ字型の空間を有しその一方の縦空間の上部で該電解槽で油水分離された水を受けて該水から該電気分解の過程で溶け出す電極金属を沈殿させ他方の縦空間の上部から水を排出する比重差分離槽とを有するドレン浄化装置において、槽壁中段に該比重差分離槽から排出される水の流入口を有し該流入口より上部に槽内の水を排出する排出口を有する沈殿槽を設けたことにある。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の一実施形態になるドレン浄化装置の全体構成を示し、図２は図１の要部を拡大して示している。
尚、図４に示したものと同一物あるいは相当物には同一符号を用い、説明の重複を避ける。
【００１７】
圧縮機２１から排出されるドレンＤは、ポンプ２２により電解槽１に供給される。供給されたドレンＤは電解槽１内において、直流電源２３から電流が供給され電極２，３間で電気分解される。電気分解により分離浮上したスカム４はスキーマ５により電解槽１の外に掻き出され、スカム受け６を経て廃棄物７として定期的に排出される。分離後の油濃度の低くなったドレンＤａは比重差分離槽８に入り、浄水取り込み口１１から沈殿槽３１を経てフィルタユニット４１に導入される。
フィルタユニット４１には油吸着剤が充填されており、残存する油分などを取り去り、浄化された水Ｗが排出される。
【００１８】
次に、電解槽１と比重差分離槽８の構成を説明する。
電解槽１と比重差分離槽８の間の流路Ｐは両槽１，８の仕切板の上部中位置にある。浮上して電解槽１の液面に溜まったスカム４の下層部が流路Ｐの上部に到らない内に浮上したスカム４をスキーマ５で掻き出す。それで、電解槽１の液面に浮上したスカム４は比重差分離槽８の液面に広がらない。流路Ｐの断面は、ここでの流速がスカム４の浮上速度より遅くなるようなものとする。すると、浮上中のスカム４が比重差分離槽８に直接流れ込むことはなく、スカム４は比重差分離槽８の液面に広がらない。
【００１９】
ポンプ２２で電解槽１に供給するドレンＤは、電解槽１の底部から浮いた位置に各正負電極２，３の下端部に対向するように直線状，十字状あるいは放射状に設けたパイプ２６から均等に供給する。それで、パイプ２６から電解槽１に吹き出るドレンＤの流速は低下し、沈殿してくる酸化アルミニウム１０は巻き上げられることなく、そのままパイプ２６より下の電解槽１の槽底に沈降堆積していく。
【００２０】
比重差分離槽８では、ドレンＤａに含まれる油分は僅かで酸化アルミニウムと混合したＳＳ９はその分量が従来装置よりも少なく槽底に沈降堆積する。
ドレン量Ｄが増えても、浄水取り込み口１１から沈殿槽３１に排出するドレンＤｂに含まれるＳＳの量は大幅に低下する。
【００２１】
沈殿槽３１は円筒形であり、図２に示すように、槽壁中段に比重差分離槽８から排出される水の流入口３２を有し、流入口３２より上部に槽内の水を排出する排出口３３を有する。また、流入口と排出口３３の間に排出口３３に向う水流の障害になるじゃま板３４を設けている。
【００２２】
３５は傾斜した槽底、３６は槽底３５の最低部に設けた排出管、３７は排出管３６に設けた閉止弁である。
【００２３】
沈殿槽３１では、流入口３２が槽壁に横向に開口していて、流入するドレンＤｂは槽内を水平に流れる。閉止弁３７は閉じられていて流入口３２から槽底３５に至る間のドレンＤｃに槽底３５に向かうほど流れが消えて、謂わば、死水状態にある。そのため、流入したドレンＤｂ中のＳＳは時間を掛けてゆっくり凝集沈降し、ＳＳ３８として堆積する。
【００２４】
沈殿槽３１内での流れは、流入口３２から上方に存在する排出口３３に向かう上昇流になる。この流れが流入口３２から直ちに発生すると排出口３３から流出するＳＳが増加するから、上昇流に対し障害となるじゃま板３４が下方に向かう流れを起こして、沈殿槽３１内でのドレンＤｂの滞留時間を一層長くしている。
【００２５】
一定量のＳＳ３８が貯まると、閉止弁３７を開放してＳＳを除去するが、槽底３５は排出管３６に向って傾斜しているので、殆どのＳＳを回収することができる。
【００２６】
本発明者等の実験によれば、ｎ−ヘキサン含有量が５０ｐｐｍ程度のドレン原水について、図４の従来装置では吸着・フィルタ部の流入口においてｎ−ヘキサン含有量は５ｐｐｍ以上であったが、図１に示す本発明装置ではフィルタユニット４１の流入口においてｎ−ヘキサン含有量は２ｐｐｍ程度、フィルタユニット４１の流出口において１ｐｐｍ以下であり、水質汚濁防止法の排水基準を充分満足できることを確認している。
【００２７】
また、閉止弁３７を通して取出したＳＳを含む排水の成分分析をしてみたところ、重量％で油分３０％−酸化アルミニウム２０％−残り水他であり、沈殿槽３１でのＳＳ凝集による油分分離効果も確かめられた。それで、フィルタユニット４１における吸着剤交換の頻度は著しく低下し、ランニングコストの低減効果がある。
【００２８】
図３は、図２に示した沈殿槽３１の傾斜した槽底を比重差分離槽８に適用したものである。ＳＳ９の排出が確実であることのほかに、流れで巻き上げる微細なＳＳの量が減って、沈殿槽３１に流出し難くなる。
【００２９】
傾斜した槽底は、比重差分離槽８では流れの関係から図３のように下流に向かう片流れがよいが、沈殿槽３１では漏斗状でも良いし、槽が箱型であれば、四角錘状などでも構わない。
【００３０】
閉止弁の操作は、電磁弁としてタイマーを利用しての自動開閉でもよいし、手動開閉でも良い。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明ドレン浄化装置によれば、比重差分離槽でも回収できない溶け出した電極金属や油分を確実に分離・回収することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態になるドレン浄化装置の全体構成を示す図である。
【図２】図１のドレン浄化装置における沈殿槽の断面図である。
【図３】図１のドレン浄化装置における比重差分離槽の断面図である。
【図４】従来のドレン浄化装置における要部を拡大して示す図である。
【符号の説明】
Ｄ，Ｄａ〜Ｄｃ…ドレン
Ｐ…流路
１…電解槽
２，３…電極
４…スカム
５…スキーマ
８…比重差分離槽
９，１０，３８…溶け出した電極金属の酸化物や油分の混合物（ＳＳ）
１１…浄水取り込み口
３１…沈殿槽
３２…流入口
３３…排出口
３４…じゃま板
８ａ，３５…槽底
３６…排出管
３７…閉止弁
４１…フィルタユニット

Claims (4)

1. 内部にドレンを電気分解して油と水を分離させる少なくとも１対の正負各電極及び上部に該電気分解の過程で発生し浮上するスカムを排出するスキーマを備えた電解槽と、Ｕ字型の空間を有しその一方の縦空間の上部で該電解槽で油水分離された水を受けて該水から該電気分解の過程で溶け出す電極金属を沈殿させ他方の縦空間の上部から水を排出する比重差分離槽とを有するドレン浄化装置において、
   槽壁中段に該比重差分離槽から排出される水の流入口を有し該流入口より上部に槽内の水を排出する排出口を有する沈殿槽を設けたことを特徴とするドレン浄化装置。
2. 上記請求項１において、該沈殿槽はその流入口と排出口の間に該排出口に向う水流の障害になるじゃま板を備えていることを特徴とするドレン浄化装置。
3. 上記請求項１において、該比重差分離槽または沈殿槽の槽底に閉止弁を有する排出管が連通しており、該槽底は該排出管に向って傾斜を有することを特徴とするドレン浄化装置。
4. 上記請求項３において、該比重差分離槽における該排出管は他方の縦空間の下部に連通していることを特徴とするドレン浄化装置。

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