JP5276820B2 - 排出ガス処理装置および排出ガス処理方法 - Google Patents
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Description
上部散水管を有すると共に排出ガス中の揮発性有機化合物を上記上部散水管から散水される洗浄水に溶解させて上記排出ガスを処理する第1のスクラバー方式ガス処理部と、
下部散水管を有すると共にナノバブルの発生時にナノバブル発生とは別に磁気が作用されたナノバブル含有汚泥水を上記下部散水管から散水して上記洗浄水中に移行した揮発性有機化合物を上記ナノバブル含有汚泥水で処理する第2のスクラバー方式ガス処理部と
を備え、
上記下部散水管の下方から排出ガスが導入されると共に上記上部散水管の上方のダクトから排出ガスが排出され、
さらに、上記第2のスクラバー方式ガス処理部から上記揮発性有機化合物が移行された洗浄水および上記磁気が作用されたナノバブル含有汚泥水が落下してくる下部沈澱部と、
上記下部沈澱部から上記洗浄水と上記磁気が作用されたナノバブル含有汚泥水との混合物が導入されると共に上記混合物に含まれる汚泥を内部に堆積させる急速ろ過器と、
上記急速ろ過器で処理された洗浄水が導入されると共に上記洗浄水に対して活性炭による吸着処理を行う活性炭吸着処理部と、
上記吸着処理後の上記洗浄水を上記活性炭吸着処理部から上記第1のスクラバー方式ガス処理部の上記上部散水管へ返送する返送部と、
上記急速ろ過器からの上記磁気が作用されたナノバブルを含有するナノバブル含有汚泥水を上記第2のスクラバー方式ガス処理部の上記下部散水管へ返送する返送部と
を備えることを特徴としている。
上記吸着処理後の上記洗浄水を上記活性炭吸着処理部から上記第1のスクラバー方式ガス処理部へ返送する返送部とを備える。
上記急速ろ過器からの洗浄水を上記第1のスクラバー方式ガス処理部へ返送する返送部とを備える。
上記上部散水部から上記磁気を作用させたナノバブル含有汚泥水および上記洗浄水が落下してくる下部沈澱部と、
上記下部沈澱部でのTOC濃度を計測するTOC計と、
上記TOC計が計測した上記TOC濃度に応じて、上記第2のスクラバー方式ガス処理部で散水される上記ナノバブル含有汚泥水の量を制御する散水制御部とを有する。
上記急速ろ過器からの洗浄水が導入されると共に上記洗浄水に対して活性炭による吸着処理を行う活性炭吸着処理部と、
上記吸着処理後の上記洗浄水を上記活性炭吸着処理部から上記第1のスクラバー方式ガス処理部へ返送する返送部とを備える。
上記洗浄水にマイクロバブルを発生させる第1気体せん断部と、
上記第1気体せん断部から上記マイクロバブルを含有する洗浄水が導入されると共に上記マイクロバブルをせん断してナノバブルを生成する第2気体せん断部と、
上記第2気体せん断部からマイクロナノバブル含有洗浄水が導入されると共に上記マイクロバブルをせん断してナノバブルを生成する第3気体せん断部とを有する。
上記第1および第2のスクラバー方式ガス処理部から処理後のガスを排出する出口ダクトと、
上記入口ダクトまたは出口ダクトに設置されていると共にガス中の揮発性有機化合物をサンプリングして上記ガス中の揮発性有機化合物の濃度を測定する揮発性有機化合物測定器と、
上記急速ろ過器を逆洗すると共に上記揮発性有機化合物測定器が測定した揮発性有機化合物の濃度に応じて運転が制御される逆洗ポンプとを備える。
第1のスクラバー方式ガス処理部の上部散水管から洗浄水を散水させて排出ガス中の揮発性有機化合物を上記洗浄水に溶解させて排出ガスをスクラバー方式で処理する第1処理と、
第2のスクラバー方式ガス処理部の下部散水管からナノバブルの発生時にナノバブル発生とは別に磁気が作用されたナノバブル含有汚泥水を散水させて上記洗浄水中に移行した揮発性有機化合物をスクラバー方式で処理する第2処理と
を行い、
さらに、
上記第2処理により処理された上記揮発性有機化合物が移行された洗浄水および上記磁気が作用されたナノバブル含有汚泥水を下部沈澱部から急速ろ過器に導入して汚泥を急速ろ過器内部に堆積させ、
上記急速ろ過器で処理した洗浄水を活性炭吸着処理部に導入して上記洗浄水に対して活性炭による吸着処理を行い、
上記吸着処理後の上記洗浄水を上記活性炭吸着処理部から上記第1のスクラバー方式ガス処理部の上記上部散水管へ返送し、
上記急速ろ過器からの上記磁気が作用されたナノバブルを含有するナノバブル含有汚泥水を上記第2のスクラバー方式ガス処理部の上記下部散水管へ返送し、
上記下部散水管の下方から排出ガスを導入し、上記上部散水管の上方のダクトから排出ガスを排出する
ことを特徴としている。
図1は、この発明の排出ガス処理装置の第1実施形態としての揮発性有機化合物含有排出ガスの処理装置67を模式的に示す図である。
このパターン1では、急速ろ過器24に関係する電動バルブ22,47を開とし、電動バルブ27,75を閉とする。一方、第1,第2活性炭吸着塔45,51に関係する電動バルブ46または52を開とし、電動バルブ44,50,54,49,53を閉とする。この通常運転では、吸い込み配管20からの洗浄水がポンプ21,電動バルブ22,急速ろ過器24,電動バルブ47,配管48、電動バルブ46,第1活性炭吸着塔45(または電動バルブ52,第2活性炭吸着塔51)を経由して、配管18を通って、上部散水管7の上部散水ノズル8から散水される。一方、下部散水ノズル12からは散水されない。
このパターン2では、急速ろ過器24の逆洗運転と第1,第2活性炭吸着塔45,51の逆洗運転(活性炭の再生運転)が行われる。このパターン2では、急速ろ過器24に関係する電動バルブ22,47を閉とし、電動バルブ27,75を開とする。一方、第1,第2活性炭吸着塔45,51に関係する電動バルブ46,52を閉とし、電動バルブ44,50,49,53,54を開とする。この逆洗運転1では、第1逆洗ポンプ29からの磁気活水ナノバブル含有洗浄水で急速ろ過器24が逆洗され、この急速ろ過器24を逆洗した磁気活水ナノバブル含有洗浄水は配管19を通って下部散水ノズル12から散水される。一方、第1,第2活性炭吸着塔45,51を逆洗した磁気活水ナノバブル含有洗浄水は配管61を経由してろ材再生槽28へ還流される。また、開の電動バルブ54から磁気活水ナノバブル含有洗浄水が配管18を通って上部散水ノズル8から散水される。
このパターン3では、第1,第2活性炭吸着塔45,51のうちの一方の逆洗運転(活性炭の再生運転)が行われる。このパターン3では、急速ろ過器24に関係する電動バルブ22,47を開とし、電動バルブ27,75を閉とする。そして、第1活性炭吸着塔45を運転して第2活性炭吸着塔51を逆洗する場合、電動バルブ46,50,53を開とし、電動バルブ44,49,52,54を閉とする。一方、第1活性炭吸着塔45を逆洗して第2活性炭吸着塔51を運転する場合、電動バルブ46,50,53,54を閉とし、電動バルブ44,49,52を開とする。
磁気活水ナノバブル発生機76に使用している気液混合循環ポンプ34は、揚程40m以上(つまり、4kg/cm2の高圧)の高揚程のポンプである。すなわち、第1気体せん断部35を有する気液混合循環ポンプ34は、高揚程のポンプであり、かつトルクが安定している2ポールのものを選定することが好ましい。ポンプには、2ポールと4ポールのものがあり、4ポールのポンプよりも2ポールのポンプの方が、トルクが安定している。
上記第1気体せん断部35を有する気液混合循環ポンプ34で発生させたマイクロバブルを、第2気体せん断部36に水配管を通じて圧送する。前述の第1段階の後の第2気体せん断部36と第3気体せん断部32においては、さらに配管サイズを細くして、かつ、高速流体運動させて、気体空洞部を竜巻状に細くして、より高速で旋回する回転せん断流を発生させる。これによって、マイクロバブルからナノバブルが発生すると同時に、超高温の極限反応場が形成される。この第2気体せん断部36と第3気体せん断部32を構築している理由は、気体せん断部を1段階で構築する場合よりも、気体せん断部を2段階で構築する方が、ナノバブルを多量に発生できるからである。すなわち、超高温の極限反応場が形成されると、局部的に高温高圧状態となり、不安定なフリーラジカルができ、同時に熱を発生することとなる。
次に、図2にこの発明の第2実施形態を示す。この第2実施形態は、前述の第1実施形態におけるTOC検出器71,TOC調節計72がCOD検出器73,COD調節計74に置き換わっている点が、図1の第1実施形態と異なる。よって、この第2実施形態では、前述の第1実施形態と同じ部分については、同じ符号を付けて詳細説明を省略し、第1実施形態と異なる部分を説明する。
次に、図3に、この発明の第3実施形態を示す。この第3実施形態は、次の(i)、(ii)の点が前述の第1実施形態と異なる。
次に、図4に、この発明の第4実施形態を示す。この第4実施形態は、次の(i)、(ii)の点が前述の第1実施形態と異なる。
図1の第1実施形態の排出ガス処理装置に対応する排出ガス処理実験装置を製作した。この排出ガス処理実験装置における散水部2の容量を約4m3とし、沈澱部3の容量を約0.5m3とし、急速ろ過塔24の容量を1m3とし、2塔の活性炭吸着塔45,51の容量を3m3とし、活性炭再生用水設備59の容量を2m3とした。このように製作した揮発性有機化合物含有排出ガスの処理装置に関する実験装置において、上部散水部2に合成樹脂製不規則充填物を設置して1ヶ月間の試運転を行った。この1ヶ月の試運転後、半導体工場からのイソプロピールアルコールを含有する排出ガスを導入して7日後に、排気入口ダクト1でのイソプロピールアルコールの処理前濃度と排気出口ダクト6での処理後の濃度を測定した。この測定の結果、イソプロピールアルコールの除去率は概ね90%であった。また、イソプロピールアルコールが分解することによって生成する反応物としてのアセトンの除去率を測定したところ、80%であった。
2 上部散水部
3 下部沈澱部
4 排出ガス処理部
5 排気ファン
6 排気出口ダクト
7 上部散水管
8 上部散水ノズル
9 上部充填材
10、14 多孔板
11 下部散水管
12 下部散水ノズル
13 下部充填材
15 ホッパー部
16 汚泥引き抜き配管
17、22、23、27 電動バルブ
18、19 配管
20 吸込み配管
21 ポンプ
24 急速ろ過器
25 発生汚泥
26 ろ材
28 ろ材再生槽
29 第1逆洗ポンプ
30 第2逆洗ポンプ
31 水流
32 第3気体せん断部
33 吸込み配管
34 気液混合循環ポンプ
35 第1気体せん断部
36 第2気体せん断部
37 フランジ
38 N極磁石
39 S極磁石
40 磁気活水器
41 液体通過部
42 磁力線
43 フランジ
44、46、47、49 電動バルブ
45 第1活性炭吸着塔
48 配管
50、52、53、54 電動バルブ
51 第2活性炭吸着塔
55 シーケンサー
56、57 信号線
58 沈澱部付スクラバー
59 活性炭再生用水設備
60 揮発性有機物除去および活性炭再生用水設備
61、62 配管
63 空気配管
64 電動ニードルバルブ
65 急速ろ過器上部
66 急速ろ過器下部
67 揮発性有機化合物含有排出ガス処理装置
68 サンプリング管
69 サンプリングポンプ
70 VOC測定器
71 TOC検出器
72 TOC調節計
73 COD検出器
74 COD調節計
75 電動バルブ
76 磁気活水ナノバブル発生機
77 信号線
Claims (10)
- 上部散水管を有すると共に排出ガス中の揮発性有機化合物を上記上部散水管から散水される洗浄水に溶解させて上記排出ガスを処理する第1のスクラバー方式ガス処理部と、
下部散水管を有すると共にナノバブルの発生時にナノバブル発生とは別に磁気が作用されたナノバブル含有汚泥水を上記下部散水管から散水して上記洗浄水中に移行した揮発性有機化合物を上記ナノバブル含有汚泥水で処理する第2のスクラバー方式ガス処理部と
を備え、
上記下部散水管の下方から排出ガスが導入されると共に上記上部散水管の上方のダクトから排出ガスが排出され、
さらに、上記第2のスクラバー方式ガス処理部から上記揮発性有機化合物が移行された洗浄水および上記磁気が作用されたナノバブル含有汚泥水が落下してくる下部沈澱部と、
上記下部沈澱部から上記洗浄水と上記磁気が作用されたナノバブル含有汚泥水との混合物が導入されると共に上記混合物に含まれる汚泥を内部に堆積させる急速ろ過器と、
上記急速ろ過器で処理された洗浄水が導入されると共に上記洗浄水に対して活性炭による吸着処理を行う活性炭吸着処理部と、
上記吸着処理後の上記洗浄水を上記活性炭吸着処理部から上記第1のスクラバー方式ガス処理部の上記上部散水管へ返送する返送部と、
上記急速ろ過器からの上記磁気が作用されたナノバブルを含有するナノバブル含有汚泥水を上記第2のスクラバー方式ガス処理部の上記下部散水管へ返送する返送部と
を備えることを特徴とする排出ガス処理装置。 - 請求項1に記載の排出ガス処理装置において、
上記第1のスクラバー方式ガス処理部は、上記洗浄水を散水する上部散水管を有し、
上記第2のスクラバー方式ガス処理部は、上記磁気が作用されたナノバブル含有汚泥水を散水する下部散水管を有することを特徴とする排出ガス処理装置。 - 請求項2に記載の排出ガス処理装置において、
上記上部散水管による散水が連続的に行われると共に上記下部散水管による散水は、流入排出ガス中の揮発性有機化合物濃度が上昇した場合または流出排出ガス中の揮発性有機化合物濃度が上昇した場合に行われるように制御する散水制御部を有することを特徴とする排出ガス処理装置。 - 請求項1から3のいずれか1つに記載の排出ガス処理装置において、
上記下部沈澱部でのTOC濃度を計測するTOC計と、
上記TOC計が計測した上記TOC濃度に応じて、上記第2のスクラバー方式ガス処理部で散水される上記ナノバブル含有汚泥水の量を制御する散水制御部と
を有することを特徴とする排出ガス処理装置。 - 請求項1から4のいずれか1つに記載の排出ガス処理装置において、
ナノバブルの発生時にナノバブル発生とは別に磁気を作用させたナノバブル含有洗浄水を生成して、上記急速ろ過器および上記活性炭吸着処理部に上記磁気が作用されたナノバブル含有洗浄水を導入する磁気ナノバブル含有洗浄水発生設備を備えることを特徴とする排出ガス処理装置。 - 請求項5に記載の排出ガス処理装置において、
上記活性炭吸着処理部は2塔の活性炭吸着塔を有し、
さらに、上記2塔の活性炭吸着塔のうちの一方を、上記急速ろ過器からの洗浄水が導入される動作状態にすると共に、上記2塔の活性炭吸着塔のうちの他方を、上記急速ろ過器からの洗浄水が導入されずに上記磁気ナノバブル含有洗浄水発生設備から上記磁気が作用されたナノバブル含有洗浄水が導入される休止状態にする活性炭吸着塔制御部を有することを特徴とする排出ガス処理装置。 - 請求項5に記載の排出ガス処理装置において、
上記磁気ナノバブル含有洗浄水発生設備は、洗浄水に磁界を作用させる磁界発生部と、上記洗浄水にナノバブルを発生させるナノバブル発生機とを有することを特徴とする排出ガス処理装置。 - 請求項7に記載の排出ガス処理装置において、
上記ナノバブル発生機は、
上記洗浄水にマイクロバブルを発生させる第1気体せん断部と、
上記第1気体せん断部から上記マイクロバブルを含有する洗浄水が導入されると共に上記マイクロバブルをせん断してナノバブルを生成する第2気体せん断部と、
上記第2気体せん断部からマイクロナノバブル含有洗浄水が導入されると共に上記マイクロバブルをせん断してナノバブルを生成する第3気体せん断部とを有することを特徴とする排出ガス処理装置。 - 請求項5から8のいずれか1つに記載の排出ガス処理装置において、
上記第1および第2のスクラバー方式ガス処理部へ排出ガスを導入する入口ダクトと、
上記第1および第2のスクラバー方式ガス処理部から処理後のガスを排出する出口ダクトと、
上記入口ダクトまたは出口ダクトに設置されていると共にガス中の揮発性有機化合物をサンプリングして上記ガス中の揮発性有機化合物の濃度を測定する揮発性有機化合物測定器と、
上記急速ろ過器を逆洗すると共に上記揮発性有機化合物測定器が測定した揮発性有機化合物の濃度に応じて運転が制御される逆洗ポンプとを備えることを特徴とする排出ガス処理装置。 - 第1のスクラバー方式ガス処理部の上部散水管から洗浄水を散水させて排出ガス中の揮発性有機化合物を上記洗浄水に溶解させて排出ガスをスクラバー方式で処理する第1処理と、
第2のスクラバー方式ガス処理部の下部散水管からナノバブルの発生時にナノバブル発生とは別に磁気が作用されたナノバブル含有汚泥水を散水させて上記洗浄水中に移行した揮発性有機化合物をスクラバー方式で処理する第2処理と
を行い、
さらに、
上記第2処理により処理された上記揮発性有機化合物が移行された洗浄水および上記磁気が作用されたナノバブル含有汚泥水を下部沈澱部から急速ろ過器に導入して汚泥を急速ろ過器内部に堆積させ、
上記急速ろ過器で処理した洗浄水を活性炭吸着処理部に導入して上記洗浄水に対して活性炭による吸着処理を行い、
上記吸着処理後の上記洗浄水を上記活性炭吸着処理部から上記第1のスクラバー方式ガス処理部の上記上部散水管へ返送し、
上記急速ろ過器からの上記磁気が作用されたナノバブルを含有するナノバブル含有汚泥水を上記第2のスクラバー方式ガス処理部の上記下部散水管へ返送し、
上記下部散水管の下方から排出ガスを導入し、上記上部散水管の上方のダクトから排出ガスを排出することを特徴とする排出ガス処理方法。
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