(57)【要約】【課題】ＶＯＣ含有廃液をストリッピング技術を用いてセメント製造設備で効率よく処理する。【解決手段】ＶＯＣ含有廃液Ｗ１からＶＯＣを分離する際に生じた泡層を消泡し、分離したＶＯＣ（ＶＯＣ含有吸着材Ａ１、ＶＯＣ含有排ガスＧ３）をセメント焼成装置で焼却処理し、ＶＯＣを分離した後の低濃度ＶＯＣ含有廃液（処理液）Ｌ２、Ｌ３をセメント製造設備で処理する。ＶＯＣ含有廃液に散気するか、吸着材を投入するか、撹拌するか、加温するかの少なくともいずれか一つを行うことで廃液からＶＯＣを分離する。消泡は、回転翼等の機械的接触、空気流との接触、消泡槽４内の温度や圧力の変化、振動の付与、散水、超音波の照射等により行う。分離したＶＯＣを直接、又はＶＯＣを吸着材に吸着させた後の吸着材若しくは分離したＶＯＣを冷却濃縮して得られた液体をセメント焼成装置で焼却処理することができる。【選択図】図１
2014180584.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
揮発性有機化合物含有廃液から揮発性有機化合物を分離する際に生じた泡層を消泡し、
前記分離した揮発性有機化合物をセメント焼成装置で焼却処理し、
前記揮発性有機化合物を分離した後の低濃度揮発性有機化合物含有廃液をセメント製造設備で処理することを特徴とする揮発性有機化合物含有廃液の処理方法。
【請求項２】
前記揮発性有機化合物含有廃液に散気するか、前記揮発性有機化合物含有廃液に吸着材を投入するか、前記揮発性有機化合物含有廃液を撹拌するか、前記揮発性有機化合物含有廃液を加温するかの少なくともいずれか一つを行うことにより、前記揮発性有機化合物含有廃液から揮発性有機化合物を分離することを特徴とする請求項１に記載の揮発性有機化合物含有廃液の処理方法。
【請求項３】
前記分離した揮発性有機化合物を直接、又は前記分離した揮発性有機化合物を吸着材に吸着させた後の吸着材若しくは前記分離した揮発性有機化合物を冷却濃縮して得られた液体をセメント焼成装置で焼却処理することを特徴とする請求項１に記載の揮発性有機化合物含有廃液の処理方法。
【請求項４】
前記低濃度揮発性有機化合物含有廃液を、前記セメント焼成装置からの排ガス、又は前記セメント焼成装置へ供給されるセメント原料に添加することを特徴とする請求項１に記載の揮発性有機化合物含有廃液の処理方法。
【請求項５】
揮発性有機化合物含有廃液から揮発性有機化合物を分離するガス分離槽と、
該ガス分離槽において前記揮発性有機化合物含有廃液に生じた泡層を消泡する消泡槽と、
前記ガス分離槽で分離した揮発性有機化合物をセメント焼成装置で焼却処理するために該セメント焼成装置に供給する第１の供給装置と、
前記ガス分離槽から排出される低濃度揮発性有機化合物含有廃液をセメント製造設備で処理するために該セメント製造設備に供給する第２の供給装置とを備えることを特徴とする揮発性有機化合物含有廃液の処理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、揮発性有機化合物（以下、適宜「ＶＯＣ」という。）を含有する廃液をセメント製造設備で処理する方法及びシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
工場発生廃液の処理方法として、特許文献１には、セメントクリンカ焼成系からの排ガスに工場発生廃液を添加し、電気集塵機で排ガス中のダストを除去した後、工場発生廃液中の無機質成分をセメント原料に用い、前記ダスト除去後の排ガス及び工場発生廃液中の水分を煙突から放出する方法が提案されている。また、工場発生廃液と汚泥を混合した物をセメント原料として用い、工場廃液中の無機質成分をセメントの原料として資源化すると共に、工場廃液中の水分を煙突から放出する方法が提案されている。
【０００３】
そこで、この方法を用いてＶＯＣを含有する廃液を処理することが考えられるが、この方法をそのまま適用すると、煙突から排出されるガスに含まれるＶＯＣ濃度が増加する。
【０００４】
一方、特許文献２には、廃水貯留槽のＶＯＣ含有廃液を散気することにより、ＶＯＣを散気ガスと共に廃液から分離し、分離されたＶＯＣをオゾンにより酸化分解処理する方法が記載されている。
【０００５】
また、特許文献３には、ＶＯＣを含有した原水を加熱し、放散塔においてストリッピングガスと向流接触させることで、ＶＯＣをストリッピングガスに含有させ、ストリッピングガスを冷却し、凝縮水を分離し、凝縮水から生物処理によりＶＯＣを除去し、凝縮水を分離した後のストリッピングガスを活性炭と接触させてＶＯＣを除去する方法が記載されている。
【０００６】
さらに、特許文献４には、ＶＯＣ含有水を減圧ストリッピング容器で空気と向流接触させることでＶＯＣを空気に含有させ、この空気に含まれるＶＯＣを微生物分解する方法が記載されている。また、活性炭等の吸着材による水質浄化技術は広く知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第４１８１６８２号公報
【特許文献２】特開２００２−２５４０６５号公報
【特許文献３】特開２００２−１４３８３５号公報
【特許文献４】特開２００４−２６７８５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
廃水貯留槽での散気（曝気）や廃液への活性炭投入においては、ＶＯＣ含有廃液からの活発な発泡が起こる場合がある。この発泡現象によって廃液の液面上に泡層（障壁）が生じるため、廃液の液面からのストリッピング処理の効率の低下を招き、さらに、処理後の廃液の送液工程においても泡の存在は阻害要因となる。また、散気（曝気）や活性炭投入等のストリッピング処理だけでは、廃液からのＶＯＣの揮発が効率的に進まず、廃液中のＶＯＣ濃度が十分に低減しない場合がある。親水性が高いＶＯＣ、例えばイソプロピルアルコール等は特に効率が悪い。
【０００９】
そこで、本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであって、ＶＯＣ含有廃液をストリッピング技術を用いてセメント製造設備で効率よく処理することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明は、ＶＯＣ含有廃液の処理方法であって、ＶＯＣ含有廃液からＶＯＣを分離する際に生じた泡層を消泡し、前記分離したＶＯＣをセメント焼成装置で焼却処理し、前記ＶＯＣを分離した後の低濃度ＶＯＣ含有廃液をセメント製造設備で処理することを特徴とする。
【００１１】
本発明によれば、ＶＯＣ含有廃液のストリッピング処理によって生じる泡層が、ＶＯＣ含有廃液と外部気相の界面積を増大させるものであり、その泡層を消泡することで、その増大した界面積を利用することとなり、ＶＯＣの分離効率が向上する。
【００１２】
すなわち、ＶＯＣ含有廃液からの発泡を積極的に生じさせることに連続して、その泡を連続的に消泡させることで、廃液−外部気相界面積の大きい状態を維持すると同時に、ＶＯＣの分離を阻害する泡層が消失するので、ＶＯＣのストリッピングを高効率で行うことができ、且つストリッピング処理後の廃液の送液の阻害要因を解消できる。
【００１３】
また、分離したＶＯＣをセメント焼成装置で焼却処理することで、系外に排出されるガスに含まれるＶＯＣ濃度を低く抑えることができ、ＶＯＣを分離した後の低濃度ＶＯＣ含有廃液をセメント製造設備で処理することで、ＶＯＣ含有廃液をすべてセメント製造設備で処理することができる。
【００１４】
上記ＶＯＣ含有廃液の処理方法において、前記ＶＯＣ含有廃液に散気するか、前記ＶＯＣ含有廃液に吸着材を投入するか、前記ＶＯＣ含有廃液を撹拌するか、前記ＶＯＣ含有廃液を加温するかの少なくともいずれか一つを行うことにより、前記ＶＯＣ含有廃液からＶＯＣを分離することができる。
【００１５】
また、前記分離したＶＯＣを直接、又は前記分離したＶＯＣを吸着材に吸着させた後の吸着材若しくは前記分離したＶＯＣを冷却濃縮して得られた液体をセメント焼成装置で焼却処理することができる。
【００１６】
さらに、前記低濃度ＶＯＣ含有廃液を、前記セメント焼成装置からの排ガス、又は前記セメント焼成装置へ供給されるセメント原料に添加することができる。
【００１７】
さらに、本発明は、ＶＯＣ含有廃液の処理システムであって、ＶＯＣ含有廃液からＶＯＣを分離するガス分離槽と、該ガス分離槽において前記ＶＯＣ含有廃液に生じた泡層を消泡する消泡槽と、前記ガス分離槽で分離したＶＯＣをセメント焼成装置で焼却処理するために該セメント焼成装置に供給する第１の供給装置と、前記ガス分離槽から排出される低濃度ＶＯＣ含有廃液をセメント製造設備で処理するために該セメント製造設備に供給する第２の供給装置とを備えることを特徴とする。
【００１８】
本発明によれば、ＶＯＣ含有廃液からＶＯＣを分離する際に、ＶＯＣ含有廃液からの発泡を積極的に生じさせることに連続して、その泡を連続的に消泡させることで、廃液−外部気相界面積の大きい状態を維持すると同時に、ＶＯＣの分離を阻害する泡層が消失するので、ＶＯＣの分離効率が向上する。また、分離したＶＯＣをセメント焼成装置で焼却処理することで、系外に排出されるガスに含まれるＶＯＣ濃度を低く抑え、ＶＯＣを分離した後の低濃度ＶＯＣ含有廃液をセメント製造設備で処理することで、ＶＯＣ含有廃液をすべてセメント製造設備で処理することができる。
【発明の効果】
【００１９】
以上のように、本発明によれば、ＶＯＣ含有廃液をストリッピング技術を用いてセメント製造設備で効率よく処理することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係るＶＯＣ含有廃液の処理システムを示す全体構成図である。
【図２】本発明に係るＶＯＣ含有廃液の処理方法の試験例を説明するための概略斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
次に、本発明を実施するための形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２２】
図１は、本発明に係るＶＯＣ含有廃液の処理システムの一実施の形態を示し、この処理システム１は、ＶＯＣ含有廃液Ｗ１を受け入れる廃液槽２と、ＶＯＣ含有廃液Ｗ１からＶＯＣを分離するガス分離槽３と、ＶＯＣを分離する際に生じた泡層の消泡を行う消泡槽４と、ガス分離槽３に散気を行うための気体Ｇ１を供給するガス分離槽散気装置６と、ＶＯＣ含有排ガスＧ２からＶＯＣを吸着する吸着槽７と、ガス分離槽３での処理液（低濃度ＶＯＣ含有廃液）Ｌ２、Ｌ３やＶＯＣ含有吸着材Ａ１、Ａ３等を処理するセメント製造設備８と、セメント製造設備８にＶＯＣ含有吸着材Ａ３を供給する吸着材排出装置９と、ガス分離槽３から排出された処理液Ｌ２を貯留する処理液貯水槽１０等で構成される。
【００２３】
廃液槽２は、ＶＯＣ含有廃液Ｗ１を受け入れて貯留するために備えられる。ＶＯＣ含有廃液とは、塗装、洗浄、化学製品製造、印刷、接着等の産業で発生した廃液、廃油、廃溶剤、汚泥等の産業廃棄物中間処理等で発生する廃液であり、含水率が６０％以上の液状のものをいう。尚、発泡性が高いＶＯＣ含有廃液は、散気（曝気）や活性炭投入で発泡現象を生じるが、発泡性が低い廃液については、界面活性剤を添加して、発泡可能な状態に前処理する。
【００２４】
ガス分離槽３は、ＶＯＣ含有廃液Ｗ２中のＶＯＣを分離するために備えられる。ガス分離槽３としては、曝気槽、加温槽、吸着反応槽等を用いることができる。ガス分離槽３での分離方法は、ＶＯＣ含有廃液Ｗ２の撹拌、加温、散気(曝気)、減圧、ＶＯＣ含有廃液Ｗ２への吸着材の投入等がある。曝気には、ミリバブル、マイクロバブルを用いるのが好ましい。曝気エアにクリンカクーラの排ガス等の工場排ガスを使用した場合には、後述する加温効果も期待できて好ましい。
【００２５】
ガス分離槽３での加温方法は、特に限定されないが、電気的に又は工場廃熱等で処理槽外部を加熱する間接法や、電気的に又は高温ガスを使用した曝気でＶＯＣ含有廃液Ｗ２を直接的に加熱する方法がある。吸着の方法は、特に限定されないが、活性炭等の有機物の吸着に優れた吸着材を使用する。ガス分離槽３の撹拌の方法は、特に限定されないが、撹拌機を使用しないで曝気のみで槽内の撹拌が可能な場合には、撹拌を目的とした装置は省略可能である。
【００２６】
消泡槽４は、ガス分離槽３で生じた泡層を消泡するために備えられる。消泡は、回転翼等の機械的接触、空気流との接触、消泡槽４内の温度や圧力の変化、振動の付与、散水、超音波の照射等のいずれか１つ以上の方法により行う。
【００２７】
ガス分離槽散気装置６は、ガス分離槽３でＶＯＣを含有させる気体Ｇ１をガス分離槽３に散気するために備えられる。
【００２８】
吸着槽７は、消泡槽４からのＶＯＣ含有排ガスＧ２からＶＯＣを除去するために備えられ、ＶＯＣ含有排ガスＧ２中のＶＯＣを吸着し、セメント製造設備８へＶＯＣ含有吸着材Ａ１を供給する。尚、吸着槽７に代えて、ＶＯＣ含有排ガスＧ２を冷却して濃縮する冷却濃縮槽を用い、セメント製造設備８に濃縮液を供給してもよい。また、吸着槽７を設けず、直接セメント製造設備８へＶＯＣ含有排ガスＧ２を送ることも可能である。
【００２９】
セメント製造設備８は、ＶＯＣ含有吸着材Ａ１、Ａ３や処理液Ｌ２、Ｌ３、ＶＯＣ含有排ガスＧ３を処理すると共に、セメント製造に有効利用するために備えられる。ＶＯＣを含むＶＯＣ含有吸着材Ａ１、Ａ３、及びＶＯＣ含有排ガスＧ３は、焼却処理するために供給装置によってセメント焼成装置に供給され、処理液Ｌ２、Ｌ３は、ＶＯＣ濃度が低いため、供給装置によってセメント製造設備に供給される。
【００３０】
吸着材排出装置９は、ＶＯＣ含有吸着材Ａ３をセメント製造設備８へ供給するために備えられる。
【００３１】
処理液貯水槽１０は、処理液Ｌ２を貯留し、必要に応じてセメント製造設備８へ供給するために備えられる。
【００３２】
次に、上記構成を有する処理システム１を用いたＶＯＣ含有廃液の処理方法について図１を参照しながら説明する。
【００３３】
ＶＯＣ含有廃液Ｗ１を受け入れて廃液槽２に貯留する。廃液槽２からＶＯＣ含有廃液Ｗ２をガス分離槽３に導入し、ガス分離槽散気装置６によって気体Ｇ１をガス分離槽３に散気し、気体Ｇ１とＶＯＣ含有廃水Ｗ２とを向流接触させると共に吸着材を添加してストリッピングを行うことで、ＶＯＣ含有廃水Ｗ２中のＶＯＣは気体Ｇ１に含有される。また、ストリッピングと同時に、消泡槽４でストリッピングによって生じた泡を連続的に消すことで、ストリッピングの障壁となる泡層を消失させる。
【００３４】
前記ストリッピング処理により、ガス分離槽３からは、ＶＯＣ含有排ガスＧ２、Ｇ３、及び処理液Ｌ１〜Ｌ３、ＶＯＣ含有吸着材Ａ２が排出される。
【００３５】
ＶＯＣ含有排ガスＧ２は、吸着槽７においてＶＯＣが吸着され、ＶＯＣ含有吸着材Ａ１は、供給装置を介してセメント製造設備８に供給し、セメント焼成装置で焼却処理される。
【００３６】
一方、ガス分離槽３から排出されたＶＯＣ含有排ガスＧ３は、直接セメント製造設備８に送られ、セメント焼成装置で焼却処理される。
【００３７】
ガス分離槽３から排出された処理液Ｌ１は、廃液槽２に戻され、ＶＯＣ含有廃液Ｗ１と共にガス分離槽３に供給される。
【００３８】
ガス分離槽３から排出された処理液Ｌ２は、処理液貯水槽１０において一時的に貯留され、必要に応じて供給装置を介してセメント製造設備８に供給される。また、処理液Ｌ３は、直接セメント製造設備８に供給される。処理液Ｌ２、Ｌ３は、ＶＯＣ濃度が低いため、セメント製造設備８においてセメント焼成装置からの排ガス、又はセメント焼成装置へ供給されるセメント原料に添加して処理される。
【００３９】
また、ＶＯＣ含有吸着材Ａ２は、吸着材排出装置９に送られた後、ＶＯＣ含有吸着材Ａ３としてセメント製造設備８へ供給され、セメント焼成装置で焼却処理される。
【００４０】
次に、本発明に係るＶＯＣ含有廃液の処理方法の試験例について、図２を参照しながら説明する。
【００４１】
ＶＯＣ濃度９０００ｐｐｍで１５℃のＶＯＣ含有廃液１８Ｌを曝気槽２３に入れ、曝気槽２３を５０℃の水で満たした水浴槽２４に浸漬させて加温し、撹拌機２５で撹拌しながら、曝気槽２３の内部に設けたエアストーン２６で１５℃の大気を２Ｌ/分の流量で曝気した。
【００４２】
また、曝気槽２３の上方から泡層に向けて４０℃の加熱空気を２.４ｍ3/分で市販のへアドライヤ２１、２２によって吹き付けた。へアドライヤ２１、２２各々の吐出温度は８０℃であり、各々の流量は１.２ｍ3/分である。
【００４３】
上記へアドライヤ２１、２２を用いた消泡の有無での廃液中の残存ＶＯＣ濃度(ｐｐｍ)を計測した。ＶＯＣ濃度の測定にあたって、廃液２００ｍＬを５００ｍＬの容器に投人した後、密閉し、水浴等で２５℃に保持しながら、スターラで１時間撹拌し、１時間経過後、容器内のヘッドスペースからガスを採取し、ＲＡＥＳｙｓｔｅｍｓ社製ＶＯＣモニタＭｉｎｉＲＡＥ３０００を用いてガスのＶＯＣ濃度を測定し、その数値を廃液の残存ＶＯＣ濃度として用いた。
【００４４】
表１は、上記試験結果を示し、消泡を行った実施例と、消泡を行わなかった比較例のストリッピング処理後の廃液中のＶＯＣ濃度を示している。実施例では、廃液中のＶＯＣ濃度の減少が著しく、ストリッピング処理時間が３時間の場合、廃液中のＶＯＣ濃度は、比較例の約１／２となり、ストリッピング処理時間が７時間の場合には、比較例の約１／５まで低下している。
【００４５】
【表１】
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【符号の説明】
【００４６】
１  揮発性有機化合物含有廃液の処理システム
２  廃液槽
３  ガス分離槽
４  消泡槽
６  ガス分離槽散気装置
７  吸着槽
８  セメント製造設備
９  吸着材排出装置
１０  処理液貯水槽
２１、２２  ヘアドライヤ
２３  曝気槽
２４  水浴槽
２５  撹拌機
２６  エアストーン
Ａ１〜Ａ３  ＶＯＣ含有吸着材
Ｃ  冷風
Ｇ１  （散気用）気体
Ｇ２、Ｇ３  ＶＯＣ含有排ガス
Ｈ  温風
Ｌ１〜Ｌ３  処理液
Ｗ１、Ｗ２  ＶＯＣ含有廃液
【図１】
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【図２】
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