(57)【要約】【課題】強酸を使用することなく容易かつ速やかにアルカリ性の廃液を中和する。【解決手段】アルカリ廃液中和装置であって、アルカリ性の廃液を貯留できる処理槽と、該処理槽の底部側に設置された散気管と、二酸化炭素ガスを供給できるガス供給源を備え、該ガス供給源から所定以上の圧力で該散気管に二酸化炭素ガスを供給し、該処理槽に貯留されたアルカリ性の廃液中に該散気管から該二酸化炭素ガスを微細な気泡として放出させ、該廃液を流動させつつ該二酸化炭素ガスを該廃液に溶かすガス供給部と、を備える。好ましくは、該処理槽から中和された該廃液を排出する廃液排出路と、中和された該廃液のｐＨを測定するｐＨ測定器と、をさらに備え、該廃液排出路は、該ｐＨ測定器により測定された該廃液のｐＨが所定の値以上になった場合、該処理槽からの該廃液の排出を停止させる電磁弁を備える。【選択図】図１
2020124683.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルカリ性の廃液を貯留できる処理槽と、
該処理槽の底部側に設置された散気管と、
二酸化炭素ガスを供給できるガス供給源を備え、該ガス供給源から所定以上の圧力で該散気管に二酸化炭素ガスを供給し、該処理槽に貯留されたアルカリ性の廃液中に該散気管から該二酸化炭素ガスを微細な気泡として放出させ、該廃液を流動させつつ該二酸化炭素ガスを該廃液に溶かすガス供給部と、を備えることを特徴とするアルカリ廃液中和装置。
【請求項２】
該ガス供給源は、耐圧容器に二酸化炭素が圧縮されて封入されたガスボンベであることを特徴とする請求項１記載のアルカリ廃液中和装置。
【請求項３】
該処理槽から中和された該廃液を排出する廃液排出路と、
中和された該廃液のｐＨを測定するｐＨ測定器と、をさらに備え、
該廃液排出路は、該ｐＨ測定器により測定された該廃液のｐＨが所定の値以上になった場合、該処理槽からの該廃液の排出を停止させる電磁弁を備えることを特徴とする請求項１又は２記載のアルカリ廃液中和装置。
【請求項４】
該ガス供給部に接続された上流散気管が設置された上流処理槽をさらに備え、
該処理槽には、該上流処理槽において該上流散気管から放出された二酸化炭素ガスが溶かされた該廃液が流入することを特徴とする請求項１乃至３記載のアルカリ廃液中和装置。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アルカリ性の廃液を中和するアルカリ廃液中和装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
各種の工場で実施される各種の工程では、例えば、アルカリ性の液体が用いられる場合がある（例えば、特許文献１参照）。アルカリ性の該液体の使用済みの廃液を強アルカリ性のまま廃棄すると環境へ悪影響を与えてしまうため、該廃液は、工場内の処理設備で中和処理されてから廃棄される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−２４４５３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
アルカリ性の廃液の中和には硫酸等の強酸が使用されるが、強酸の取り扱いには注意を要する。例えば、強酸を扱う作業者の安全対策が必要であり、また、強酸の厳重な管理体制が必要である。特に、強酸を使用してアルカリ性の廃液を中和する場合、大量の中和熱が生じることもあり、強酸をアルカリ性の液体に投入するタイミングの精密な制御が必要となる。
【０００５】
また、アルカリ性の廃液に誤って過剰の強酸を投入してしまうと、該廃液が酸性となってしまう。やはり、そのままでは該廃液を工場から廃棄できないため、該廃液にさらにアルカリ性の液体を供給する作業が必要になる場合がある。
【０００６】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、強酸を使用することなく容易かつ速やかにアルカリ性の廃液を中和できるアルカリ廃液中和装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様によると、アルカリ性の廃液を貯留できる処理槽と、該処理槽の底部側に設置された散気管と、二酸化炭素ガスを供給できるガス供給源を備え、該ガス供給源から所定以上の圧力で該散気管に二酸化炭素ガスを供給し、該処理槽に貯留されたアルカリ性の廃液中に該散気管から該二酸化炭素ガスを微細な気泡として放出して該廃液を流動させつつ該二酸化炭素ガスを該廃液に溶かすガス供給部と、を備えることを特徴とするアルカリ廃液中和装置が提供される。
【０００８】
好ましくは、該ガス供給源は、耐圧容器に二酸化炭素が圧縮されて封入されたガスボンベである。
【０００９】
また、好ましくは、該処理槽から中和された該廃液を排出する廃液排出路と、中和された該廃液のｐＨを測定するｐＨ測定器と、をさらに備え、該廃液排出路は、該ｐＨ測定器により測定された該廃液のｐＨが所定の値以上になった場合、該処理槽からの該廃液の排出を停止させる電磁弁を備える。
【００１０】
さらに、好ましくは、該ガス供給部に接続された上流散気管が設置された上流処理槽をさらに備え、該処理槽には、該上流処理槽において該上流散気管から放出された二酸化炭素ガスが溶かされた該廃液が流入する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の一態様に係るアルカリ廃液中和装置は、アルカリ性の廃液を貯留できる処理槽と、該処理槽の底部側に設置された散気管と、二酸化炭素ガスを供給できるガス供給源と、二酸化炭素ガスを処理槽に供給するガス供給部と、を備える。処理槽に貯留されたアルカリ性の廃液を中和する際には、ガス供給源から所定以上の圧力で散気管に二酸化炭素ガスを供給し、該処理槽に貯留されたアルカリ性の廃液中に該散気管から該二酸化炭素ガスを微細な気泡として放出させる。
【００１２】
アルカリ性の廃液中に二酸化炭素ガスの気泡が放出されると、該気泡が該廃液を流動させつつ該二酸化炭素ガスが効率的に廃液中に溶けてゆく。二酸化炭素がアルカリ性の廃液中に溶けると、該廃液が中和されて廃液のｐＨが低下していく。そして、二酸化炭素を廃液中に必要以上に溶解させた場合にも、二酸化炭素は廃液のｐＨを強酸程には低下させない。
【００１３】
そのため、二酸化炭素が過剰に溶解した該廃液も十分に廃棄可能であり、処理槽に貯留されたアルカリ性の廃液中に放出させる二酸化炭素ガスの量を厳密に管理する必要はない。また、二酸化炭素ガスは、強酸の溶液よりも扱いが容易であり、作業者の安全対策も軽度で済む。
【００１４】
したがって、本発明の一態様によると、強酸を使用することなく容易かつ速やかにアルカリ性の廃液を中和できるアルカリ廃液中和装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】処理槽を備えるアルカリ廃液中和装置を模式的に示す断面図である。
【図２】処理槽及び上流処理槽を備えるアルカリ廃液中和装置を模式的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
添付図面を参照して、本発明の一態様に係る実施形態について説明する。図１は、処理槽８を備えるアルカリ廃液中和装置２を模式的に示す断面図である。アルカリ廃液中和装置２は、アルカリ性の廃液１を処理槽８において中和処理して排出する装置である。
【００１７】
アルカリ性の廃液１について説明する。アルカリ性の廃液１は、例えば、各種工程で使用されたアルカリ性の薬液の廃液であり、例えば、円板状の被加工物の表面を研磨加工する際に使用される強アルカリ性のスラリーである。アルカリ性の廃液１を廃棄する際には、環境へ悪影響を与えないように、環境基準等を満たした状態になるようにアルカリ性の廃液１に中和処理を行う。アルカリ性の廃液１は、例えば、研磨装置等の加工装置４から排出される。
【００１８】
次に、アルカリ廃液中和装置２について説明する。アルカリ廃液中和装置２は、アルカリ性の廃液１を貯留でき、該廃液１の中和処理が実施される処理槽８を備える。処理槽８には、加工装置４から廃液送液管６によりアルカリ性の該廃液１が送られる。処理槽８の底部側には散気管１０が設置されている。散気管１０は、例えば、圧縮気体を細かな気泡として放出するディフューザーであり、アルカリ性の廃液１や二酸化炭素と反応しにくいセラミックス製である。
【００１９】
散気管１０には、ガス供給部１２が接続されている。ガス供給部１２は、二酸化炭素ガス５を供給できるガス供給源１４と、二酸化炭素ガス５を散気管１０に送る経路となるガス供給路１６と、を備える。ガス供給部１２は、ガス供給源１４から所定以上の圧力で散気管１０にガス供給路１６を経て二酸化炭素ガス５を供給する。
【００２０】
ここで、ガス供給源１４は、例えば、耐圧容器を備えるガスボンベであり、ガス供給源１４には二酸化炭素が圧縮されて封入されている。ガス供給路１６は、耐圧のパイプ状の部材である。
【００２１】
ガス供給部１２は、処理槽８に貯留されたアルカリ性の廃液１中に散気管１０から二酸化炭素ガス５を微細な気泡３として放出させ、廃液１を流動させつつ該二酸化炭素ガス５を該廃液１に溶かす。二酸化炭素が廃液１中に溶けると、該廃液１が中和されてｐＨが低下する。そして、中和されｐＨが低下した廃液１は処理槽８の底部に接続された廃液排出路１８から排出される。
【００２２】
ここで、気泡３に含まれる二酸化炭素を廃液１中に効率的に溶かすためには、例えば、気泡３と、廃液１と、の接触時間が長くなることが好ましい。そのため、例えば、散気管１０は、気泡３の廃液１中の上昇速度が低下するように細かい気泡３を形成できることが好ましい。具体的には、散気管１０が有する空気孔の径は３００μｍ以下であることが好ましく、より好ましくは１００μｍ以下であり、さらに好ましくは２０μｍ以下である。
【００２３】
本実施形態に係るアルカリ廃液中和装置２により実施したアルカリ性の廃液１を中和する実験について説明する。アルカリ性の廃液１が研磨装置で使用された強アルカリ性のスラリーである場合、そのｐＨは例えば１０を超えた値となる。該実験では、該スラリーの廃液１を６０Ｌ準備し、処理槽８に貯留させた。そして、ガス供給部１２を作動させて、散気管１０から廃液１中に所定の速度で二酸化炭素ガスを放出させて、廃液１のｐＨの値の変化を観測した。
【００２４】
例えば、二酸化炭素ガスを２Ｌ／ｍｉｎの速度で廃液１中に放出すると、二酸化炭素ガスの放出を開始してから１２０秒程度で廃液１のｐＨが７を下回った。二酸化炭素ガスを５Ｌ／ｍｉｎの速度で廃液１中に放出すると、二酸化炭素ガスの放出を開始してから６５秒程度で廃液１のｐＨが７を下回った。また、二酸化炭素ガスを１０Ｌ／ｍｉｎの速度で廃液１中に放出すると、二酸化炭素ガスの放出を開始してから４５秒程度で廃液１のｐＨが７を下回った。
【００２５】
このように、二酸化炭素ガスをアルカリ性の廃液１中に放出すると、廃液１を中和できることが確認された。また、これらの実験において廃液１のｐＨが７を下回った後に廃液１に二酸化炭素ガスを供給し続けても、ｐＨ６前後で廃液１のｐＨ値の変動が小さくなった。すなわち、二酸化炭素ガスを過剰に廃液１に供給し続けても、強酸とはならないことが確認された。
【００２６】
日本における排水基準では、海域以外の公共用水域に排出される排水のｐＨが５．８以上８．６以下であると定められているが、本実施形態に係るアルカリ廃液中和装置２を使用すると廃液１のｐＨを当該基準を概ね満たすｐＨにできることが確認できた。
【００２７】
本実施形態に係るアルカリ廃液中和装置２では、二酸化炭素ガスを使用してアルカリ性の廃液１を中和するため、硫酸、塩酸、硝酸等の強酸を使用する場合と比較して安全に中和処理を実施できる。また、処理をある程度過剰に実施しても廃液１のｐＨが排水基準を下回るものとはなりにくいため、処理の制御が容易となる。さらに、ガス供給源１４に二酸化炭素のボンベを使用する場合、ボンベを定期的に交換することでアルカリ性の廃液１を中和する能力を維持できるため、アルカリ廃液中和装置２のメンテナンス性も高い。
【００２８】
次に、本実施形態に係るアルカリ廃液中和装置の変形例について図２を用いて説明する。図２は、処理槽８ａ及び上流処理槽２０を備えるアルカリ廃液中和装置２ａを模式的に示す断面図である。アルカリ廃液中和装置２ａは、２つの処理槽を備える。すなわち、アルカリ廃液中和装置２ａは、処理槽８ａの他に該処理槽８ａに隣接する上流処理槽２０を備え、上流処理槽２０で中和処理の第１段階が実施され、処理槽８ａで中和処理の第２段階が実施される。
【００２９】
図２に示す例では、アルカリ性の廃液１が廃液タンク２４に一時的に貯留されており、廃液タンク２４及び上流処理槽２０が廃液送液管３６により接続されている。廃液送液管３６にはポンプ２６が設けられており、該ポンプ２６を作動させると廃液タンク２４に貯留されていたアルカリ性の廃液１を廃液送液管３６を経由して上流処理槽２０に送ることができる。
【００３０】
上流処理槽２０の底部側には上流散気管２２が設置されている。アルカリ廃液中和装置２ａは、ガス供給源１４ｂと、一端が該ガス供給源１４ｂに接続され他端が上流散気管２２に接続されたガス供給路１６ｂと、を備えるガス供給部１２ａを備える。また、下流側の処理槽８ａの底部側には散気管１０ａが設置されている。該ガス供給部１２ａは、ガス供給源１４ａと、一端が該ガス供給源１４ａに接続され他端が散気管１０ａに接続されたガス供給路１６ａと、を備える。
【００３１】
アルカリ廃液中和装置２ａの各構成要素は、図１に示したアルカリ廃液中和装置２の各構成要素と同様に構成される。すなわち、上流散気管２２及び散気管１０ａは散気管１０と同様に構成され、ガス供給源１４ａ及びガス供給源１４ｂはガス供給源１４と同様に構成され、ガス供給路１６ａ及びガス供給路１６ｂはガス供給路１６と同様に構成される。なお、ガス供給部１２ａのガス供給源１４ａ及びガス供給源１４ｂは、同一の二酸化炭素のガスボンベでもよい。
【００３２】
廃液タンク２４に貯留されたアルカリ性の廃液１はポンプ２６及び廃液送液管３６の機能により上流処理槽２０に移される。そして、ガス供給部１２ａから二酸化炭素ガスが供給され、上流散気管２２から二酸化炭素ガスの気泡３が放出されて該廃液１が中和処理される。
【００３３】
上流処理槽２０と、下流側の処理槽８ａと、は、例えば、隔壁３０により隔てられている。上流処理槽２０にアルカリ性の廃液１が供給され続けると、上流処理槽２０において上流散気管２２から放出された二酸化炭素ガスが溶かされ中和処理された廃液１ａが上流処理槽２０から溢れ出し、廃液１ａが隔壁３０を超えて処理槽８ａに流入するようになる。そして、ガス供給部１２ａから二酸化炭素ガスが供給され、散気管１０ａから二酸化炭素ガスの気泡３が放出されて該廃液１ａが中和処理される。
【００３４】
アルカリ廃液中和装置２ａは、一端が処理槽８ａの内部に達するパイプ状の廃液排出路１８ａを備える。廃液排出路１８ａにはポンプ２８が設けられており、ポンプ２８を作動させると処理槽８ａにおいて中和処理された廃液１ｂが廃液排出路１８ａの該一端から吸い上げられて、アルカリ廃液中和装置２ａから排出される。
【００３５】
さらに、廃液排出路１８ａには、該廃液排出路１８ａを通る廃液１ｂのｐＨを測定できるｐＨ測定器３２と、廃液排出路１８ａ中の廃液１ｂの流れを遮断できる電磁弁３４と、を備える。ｐＨ測定器３２は、廃液のｐＨ値を測定して監視する。電磁弁３４は、ｐＨ測定器３２により測定された該廃液１ｂのｐＨが所定の値以上になった場合、処理槽８ａからの廃液の排出を停止させる。
【００３６】
例えば、ｐＨ測定器３２は、廃液１ｂのｐＨ値が環境基準に定められた所定の値以上になった場合に電磁弁３４に指示を発して廃液排出路１８ａ中の廃液１ｂの流れを遮断する。アルカリ廃液中和装置２ａは、流れが遮断された廃液１ｂを処理槽８ａに戻す還流路をさらに備えても良い。
【００３７】
アルカリ廃液中和装置２ａの上流処理槽２０の大きさは、例えば、幅３３０ｍｍ、奥行５０８ｍｍ、高さ４３３ｍｍとされ、容量は約７２Ｌとされる。また、処理槽８ａの大きさは、例えば、幅５５５ｍｍ、奥行５０８ｍｍ、高さ４０２ｍｍとされ、容量は約１１３Ｌとされる。
【００３８】
上流処理槽２０では、ｐＨが高いアルカリ性の廃液１ａにより多量の二酸化炭素を溶かしてｐＨを速やかに低下させるために、下流側の処理槽８ａと比べて高さを大きくして気泡３がより長時間廃液１ａ中に留まれるようにする。その一方で、処理槽８ａでは廃液１ｂの全体が偏りなく均一に中和処理されるように、上流処理槽２０と比べて底面積を大きくして気泡３による廃液１ｂの攪拌が生じ易いようにする。
【００３９】
アルカリ廃液中和装置２ａは、このようにアルカリ性の廃液１を２段階に分けてより確実に中和処理できる。さらに、廃液排出路１８ａにｐＨ測定器３２及び電磁弁３４を備えるため、環境基準を満たさないｐＨ値で廃液１を排出することはない。本実施形態に係るアルカリ廃液中和装置２ａは、強酸を使用することなく容易かつ速やかにアルカリ性の廃液を中和できる。
【００４０】
なお、本発明は、上記の実施形態の記載に限定されず、種々変更して実施可能である。例えば、上記実施形態では、２つの処理槽を備えるアルカリ廃液中和装置２ａについて、上流処理槽２０及び処理槽８ａが隔壁３０により隔てられている場合について説明したが、本発明の一態様はこれに限定されない。本発明の一態様に係るアルカリ廃液中和装置は、一端が上流処理槽の内部に達し、他端が下流側の処理槽に達する送液路を備えてもよい。この場合、該送液路にはポンプが設けられる。
【００４１】
その他、上記実施形態に係る構造、方法等は、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施できる。
【符号の説明】
【００４２】
１  アルカリ性の廃液
３  気泡
５  二酸化炭素ガス
２，２ａ  アルカリ廃液中和装置
４  加工装置
６  廃液送液管
８，８ａ  処理槽
１０，１０ａ  散気管
１２，１２ａ  ガス供給部
１４，１４ａ，１４ｂ  ガス供給源
１６，１６ａ，１６ｂ  ガス供給路
１８，１８ａ  廃液排出路
２０  上流処理槽
２２  上流散気管
２４  廃液タンク
２６，２８  ポンプ
３０  隔壁
３２  ｐＨ測定器
３４  電磁弁
３６  廃液送液管
【図１】
2020124683.tif 000003
【図２】
2020124683.tif 000004