(57)【要約】【課題】カルシウムを十分に除去することができる被処理液の処理装置及び処理方法を提供する。【解決手段】処理装置Ｘに、反応槽２１及び後段濾過装置３０を備える。反応槽２１には、第１の領域Ｚ１及び第２の領域Ｚ２に仕切る仕切り材２２と、被処理液Ｄの供給口２４と、二酸化炭素の吹込み手段２３と、被処理液Ｄの排出口２５とが備わる。供給口２４から供給された被処理液Ｄは、二酸化炭素と接触し、仕切り材２２に沿って第１の領域Ｚを流れた後、第２の領域Ｚ２に流れ込み、排出口２５から排出される。また、処理方法においては、処理装置Ｘに、後段濾過装置３０から排出された被処理液Ｄのカルシウムイオン濃度を計測するイオン濃度計４３を備え、測定値が所定値以上である場合は、被処理液Ｄを反応槽２１に戻す。【選択図】図１
2019051452.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理液の反応槽と、この反応槽から排出された被処理液の濾過装置とを有し、
前記反応槽には、この反応槽内を第１の領域及び第２の領域に仕切る仕切り材と、前記第１の領域へ被処理液を供給する供給口と、前記第１の領域へ二酸化炭素を吹き込む吹込み手段と、前記第２の領域から被処理液を排出する排出口とが備わり、
前記供給口から供給された被処理液は、前記二酸化炭素と接触し、前記仕切り材に沿って前記第１の領域を流れた後、前記第２の領域に流れ込み、前記排出口から排出される、
ことを特徴とする被処理液の処理装置。
【請求項２】
前記仕切り材は、筒状で、かつ前記反応槽の中央底面に備わり、
前記供給口及び前記吹込み手段は、前記第１の領域の底部に備わる、
請求項１に記載の被処理液の処理装置。
【請求項３】
前記吹込み手段として、二酸化炭素を微細気泡として噴射する噴射ノズルが備わり、
この噴射ノズルの下流に、前記第１の領域を横切る第１の網状板が備わる、
請求項１又は請求項２に記載の被処理液の処理装置。
【請求項４】
前記第２の領域を横切る第２の網状板が備わり、
この第２の網状板の下流に前記排出口が備わる、
請求項１〜３のいずれか１項に記載の被処理液の処理装置。
【請求項５】
前記濾過装置として、前記反応槽の前段に前段濾過装置が備わり、前記反応槽の後段に後段濾過装置が備わる、
請求項１〜４のいずれか１項に記載の被処理液の処理装置。
【請求項６】
前記前段濾過装置と前記供給口との間に、被処理液の流量計及びｐＨ計が備わり、
前記流量計及び前記ｐＨ計の計測値に基づいて前記第１の領域に吹き込む二酸化炭素の流量を制御する制御手段が備わる、
請求項５に記載の被処理液の処理装置。
【請求項７】
前記後段濾過装置から排出された被処理液のカルシウムイオン濃度を計測するイオン濃度計が備わる請求項５に記載の処理装置を用い、
このイオン濃度計の測定値が所定値以上である場合は、前記被処理液を前記反応槽に戻す、
ことを特徴とする被処理液の処理方法。
【請求項８】
前記反応槽と前記濾過装置との間に、前記反応槽から排出された被処理液のカルシウムイオン濃度を計測するイオン濃度計が備わる請求項１に記載の処理装置を用い、
このイオン濃度計の測定値が所定値以上である場合は、前記被処理液を前記濾過装置に送る、
ことを特徴とする被処理液の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被処理液の処理装置及び処理方法に関するものである。特に、被処理液がウォータージェット排水、道路カッター排水、ごみ処理場排水等のカルシウムを含む排水である場合に好適な被処理液の処理装置及び処理方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在、コンクリート構造物の切断、斫り作業等においては、ウォータージェット工法（ＷＪ工法）が汎用されている。このウォータージェット工法においては、カルシウムを含む排水が発生する。この排水は、ＳＳが１０００〜３０００ｍｇ／Ｌ、カルシウムが１０００ｍｇ／Ｌ以上、ｐＨが１１以上にもなる。したがって、そのままでは海や河川等に放流することができない。また、排水中のカルシウムが析出、粒子化し、超高圧（例えば３００ＭＰａ）ポンプが故障するおそれがあることから、そのままではウォータージェット工法において再利用することもできない。したがって、ウォータージェット工法においては、水道水を使用するのが現状であり、水道料金、運搬費用等によってコストが増加する原因になっている。また、排水を運搬、浄化等するのにもコストがかる。これらのコストは、給水処理（水道料金及び運搬費用）には３０００円／ｍ2程度、排水処理（回収・運搬費用及び浄化費用）には５０００円／ｍ2程度かかるため、８０ｍ3／日とすると、６４００００円／日にもなる。したがって、例えば、橋梁コンクリート床板斫り工事では、工事期間中の水使用料が６０００ｍ3になるため、水の使用に関するコストだけで４８００００００円にもなる。もちろん、給水場所や排水場所が遠くなれば、その分、更にコストがかかる。
【０００３】
なお、水道水の水質基準は、例えば、ＳＳ２ｍｇ／Ｌ以下、硬度３００ｍｇ／Ｌ以下、ｐＨ５．８〜８．６とされている。これに対し、ウォータージェット工法に使用する水の水質基準は、ＳＳ１ｍｇ／Ｌ以下、カルシウム５０ｍｇ／Ｌ以下（マグネシウムは地域による差が存在するが１０ｍｇ／Ｌ程度。）、ｐＨ７前後が推奨されている。したがって、水道水であってもそのままではウォータージェット工法の水として使用することができない場合がある。
【０００４】
そこで、ウォータージェット排水をウォータージェット工法で再利用することを目的としたウォータージェット排水の処理装置が提案されている（特許文献１参照）。この処理装置は、ウォータージェット排水の中和装置及び固形物除去装置が備わることを特徴としている。また、この処理装置に備わる中和装置においては、ウォータージェット排水と硫酸とを混合するものとされている。
【０００５】
しかしながら、本発明者らが知見するところによると、この処理装置では、十分にカルシウムを除去することができない可能性がある。しかも、この処理装置は硫酸を使用することから、安全性の点で改善の余地がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−３３５４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明が解決しようとする主たる課題は、カルシウムを十分に除去することができる被処理液の処理装置及び処理方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
まず、本発明者らは、従来の技術におけるような硫酸を使用して被処理液中のカルシウムを除去する方法について検討をした。カルシウムに硫酸を反応させて硫酸カルシウムとし、この硫酸カルシウムを濾過装置で除去することでカルシウムを取り除くというものである。しかしながら、硫酸カルシウムは水に対する溶解度が高い（約２．４ｇ／Ｌ）。したがって、硫酸を使用する方法によると、被処理液のｐＨは中性になるが、カルシウムを十分に取り除くことができないことが知見された。
【０００９】
そこで、二酸化炭素を使用して被処理液中のカルシウムを除去する方法について検討した。カルシウムと二酸化炭素との反応で生成される炭酸カルシウムは溶解度が低く（０．０１５ｇ／Ｌ）、数μｍの結晶になることから、濾過装置で十分に取り除くことができるという試算による。しかしながら、カルシウムに二酸化炭素を単に反応させるのみでは、十分にカルシウムを取り除くことができなかった。その原因を追究したところ、二酸化炭素を使用した場合は、反応が進むと炭酸カルシウムが炭酸水素カルシウムになり、この炭酸水素カルシウムは水に溶解する（溶解度１６．６ｇ／Ｌ）ことが原因であると知見された。
【００１０】
そこで、これらの検討・知見等に基づいて創作するに至ったのが、本発明である。
すなわち、上記課題を解決するための手段は、
被処理液の反応槽と、この反応槽から排出された被処理液の濾過装置とを有し、
前記反応槽には、この反応槽内を第１の領域及び第２の領域に仕切る仕切り材と、前記第１の領域へ被処理液を供給する供給口と、前記第１の領域へ二酸化炭素を吹き込む吹込み手段と、前記第２の領域から被処理液を排出する排出口とが備わり、
前記供給口から供給された被処理液は、前記二酸化炭素と接触し、前記仕切り材に沿って前記第１の領域を流れた後、前記第２の領域に流れ込み、前記排出口から排出される、
ことを特徴とする被処理液の処理装置である。
【００１１】
また、前記後段濾過装置から排出された被処理液のカルシウムイオン濃度を計測するイオン濃度計が備わる前記処理装置を用い、
このイオン濃度計の測定値が所定値以上である場合は、前記被処理液を前記反応槽に戻す、
ことを特徴とする被処理液の処理方法である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によるとカルシウムを十分に除去することができる被処理液の処理装置及び処理方法となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１の形態の被処理液の処理装置の設備図である。
【図２】反応槽の変形例である。
【図３】第２の形態の被処理液の処理装置の設備図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
次に、本発明を実施するための形態を説明する。なお、この形態は、本発明の一例である。本発明の範囲は、この形態の範囲に限定されない。
【００１５】
（第１の形態）
図１に本形態の処理装置Ｘを示した。本形態の処理装置Ｘは、例えば、ウォータージェット排水、道路カッター排水、ごみ処理場排水等のカルシウムを含む排水（被処理液Ｄ）からカルシウムを除去するための装置である。したがって、処理装置Ｘで処理した浄水Ｃは、例えば、ウォータージェット工法での再利用が可能となり、また、海や川等への放流も可能となる。
【００１６】
本形態の処理装置Ｘは、反応槽２１及び濾過装置で主に構成され、濾過装置として、反応槽２１の前段（上流）に備わる前段濾過装置１０と、反応槽２１の後段（下流）に備わる後段濾過装置３０とが設けられている。なお、詳細は後述するが、後述する第２の処理装置Ｘ２は、濾過装置として、前段濾過装置１０のみが備えられており、この点で本形態（第１の形態）と大きな違いがある。
【００１７】
被処理液Ｄは、まず、ポンプＰ１によって前段濾過装置１０に送られる。この前段濾過装置１０は、被処理液Ｄに含まれる砂、セメント、ゴミ等の異物を除去するための装置である。反応槽２１の前段で異物を除去しておくことで、反応槽２１が汚れにくくなり、メンテナンスが容易になる。しかも、被処理液Ｄからセメントを除去しておくことで、反応槽２１においてセメントと二酸化炭素とが反応するのを避けることができ、二酸化炭素の消費（投与）量を減らすことができる。この点、二酸化炭素の投与量が増えると、単にコストが嵩むとの問題が生じるだけではない。二酸化炭素の投与量が増えると、その分炭酸カルシウムが炭酸水素カルシウムに変化する可能性が高まる。したがって、二酸化炭素の投与量を減少させることの利点は大きい。
【００１８】
前段濾過装置１０としては、ＵＦ膜（限外濾過膜）、ＭＦ膜（精密濾過膜）、ＲＯ膜（逆浸透膜）等の濾過膜が備わる種々の濾過装置を使用することができる。ただし、０．３μｍ以上の粒子を除去することができる性能の濾過装置を使用するのが好ましい。
【００１９】
前段濾過装置１０で濾過された被処理液Ｄは、流路８１及び流路８２を通して反応槽２１に送られる。この反応槽２１は、被処理液Ｄに含まれるカルシウムに二酸化炭素を反応させるための槽である。この反応槽２１は、二酸化炭素の過反応を防止することができるように設計されている点に特徴がある。具体的には、反応槽２１には、仕切り材２２、被処理液Ｄの供給口２４、二酸化炭素ＣＯ2の吹込み手段２３、及び被処理液Ｄの排出口２５が備わる。
【００２０】
仕切り材２２は、反応槽２１の内部を第１の領域Ｚ１と、第２の領域Ｚ２とに仕切る部材である。仕切り材２２は、例えば、図２の（１）に示すように、反応槽２１の底面２１ａから上方へ延在する平板状とすることができる。ただし、本形態の仕切り材２２は、円筒状で、かつ反応槽２１の中央部の底面２１ａに備わり、この中央底面２１ａから上方へ延在している。この形態においては、円筒状の仕切り材２２の内方（内側）が第１の領域Ｚ１に、外方（外側）が第２の領域Ｚ２に該当する。
【００２１】
本形態において、仕切り材２２の上端縁２２ｂは、反応槽２１内の被処理液Ｄの液面よりも下方に位置するように設計されている。他方、仕切り材２２の下端部２２ａは、反応槽２１の床面２１ａよりも下方へ突出しているが、突出しない形態も考えることができる。また、本形態の仕切り材２２は円筒状とされているが、角筒状等とすることも考えることができる。ただし、被処理液Ｄと二酸化炭素との均一な反応（接触）という観点からは円筒状とするのが好ましい。
【００２２】
流路８１及び流路８２を通して反応槽２１に送られた被処理液Ｄは、供給口２４を通して反応槽２１内に供給される。本形態の供給口２４は、開口であり、仕切り材２２の下端部２２ａの側壁に形成されている。したがって、供給口２４は、第１の領域Ｚ１の底部に位置することになり、被処理液Ｄは、まず、反応槽２１内の第１の領域Ｚ１に供給されることになる。なお、被処理液Ｄを、まず第１の領域Ｚ１に供給することができるのであれば、供給口２４は仕切り材２２以外の部材に形成されていてもよい。
【００２３】
二酸化炭素の吹込み手段２３は、第１の領域Ｚ１に二酸化炭素を吹き込む手段である。また、吹込み手段２３は、第１の領域Ｚ１の底部に位置する。したがって、第１の領域Ｚ１に供給された被処理液Ｄには、まず、二酸化炭素が吹き込まれることになる。
【００２４】
吹込み手段２３としては、種々の形態を考えることができる。ただし、本形態においては、二酸化炭素をマイクロバブル、マイクロナノバルブ、ナノバルブ等の微細気泡として噴射する噴射ノズルで吹込み手段２３を構成している。二酸化炭素を微細気泡として噴射することで、被処理液Ｄに含まれるカルシウムと二酸化炭素との反応効率が向上する。この点、反応効率が悪いと、カルシウムの一部は炭酸カルシウムへの反応が完了しているのに、カルシウムの残部は炭酸カルシウムへの反応が完了していない状態になる。そこで、反応が完了していないカルシウムの反応を進める必要が生じ、反応を進めると、反応が完了しているカルシウムの反応が更に進み、炭酸カルシウムから炭酸水素カルシウムに変化し、被処理液Ｄに溶解してしまう。したがって、反応効率の向上は極めて重要である。
【００２５】
以上のようにカルシウムと二酸化炭素との反応を制御することは極めて重要であり、本形態においては、吹込み手段２３から吹き込む二酸化炭素の量を、次のように制御してその正確性（過剰投与の防止）を向上させている。
すなわち、まず、二酸化炭素の供給に関する設備として、二酸化炭素が充填された貯留タンク５０と、二酸化炭素の圧力を調整する調圧弁５１と、二酸化炭素の流量を制御する流量弁（制御手段）５２とが備えられている。また、前段濾過装置１０と供給口２４との間に、被処理液Ｄの流量を計測する流量計４１と、被処理液ＤのｐＨを計測するｐＨ計４２が備えられている。さらに、流量計４１及びｐＨ計４２で計測された値（流量及びｐＨ）は、信号Ｓ１として流量弁５２に送られるように構成されている。そして、この流量弁５２は、信号Ｓ１の値に応じて開閉（流量）が制御され、もって第１の領域Ｚ１に吹き込む二酸化炭素の流量が制御される。また、この二酸化炭素は、第１の領域Ｚ１に吹き込まれるに先立って流路８３を通して取り込まれる被処理液Ｄと混合される。なお、流路８３は、流路８１及び流路８２から分岐しており、例えば、輸送管、ダクト等からなる。また、流路８１〜８３内の被処理液Ｄの流通は、ポンプＰ３によって行われている。
【００２６】
本発明者らが行った試験においては、二酸化炭素の流量を０．４Ｌ／分、流路８３からの被処理液Ｄと二酸化炭素との混合比を１０：１、反応槽２１内の被処理液Ｄの容量を１６．３Ｌとし、反応槽２１内における被処理液Ｄの滞留時間を５分として試験を行った。結果、過反応（炭酸水素カルシウムへの変化）を避けつつ、十分に炭酸カルシウムへの反応を行うことができることが知見された。
【００２７】
以上のようにして二酸化炭素が吹き込まれることで、第１の領域Ｚ１に供給された被処理液Ｄは、二酸化炭素と接触し、仕切り材２２に沿って第１の領域Ｚ１を（本形態においては仕切り材２２内を）流れる。この間、カルシウムと二酸化炭素との反応が進むことになるが、この反応を確実なものとするために、本形態においては、以下の工夫が凝らしてある。
【００２８】
まず、本形態においては、噴射ノズル（吹込み手段２３）の下流（上方）に、第１の領域Ｚ１を横切る第１の網状板２６が備えられている。吹込み手段２３が噴射ノズルである本形態においては、二酸化炭素の上方への噴射によって第１の領域Ｚ１における被処理液Ｄの流れＶ１が速まり、カルシウムと二酸化炭素との反応が十分に進まないおそれがある。そこで、第１の網状板２６を備えることで、被処理液Ｄの流れＶ１が早くなり過ぎるのを抑え、反応を確実に進めようとするものである。また、第１の網状板２６が網状であることによって、整流効果（特に乱流防止効果）も期待することができ、反応の均一性も確保することができる。なお、被処理液Ｄの流れは、例えば、０．１〜０．２ｍ／ｓとなるように設計することができる。また、以上に際しては、被処理液Ｄの流れが速くなり過ぎるのをより確実に防止するために、図示例のように被処理液Ｄを仕切り材２２の側方から供給する形態を採用するのが好ましい。
【００２９】
第１の網状板２６としては、以上の効果を考慮して種々のものを採用することができる。具体的には、例えば、パンチングメタル、一枚の板に多数の孔が形成された多孔板、金網、ハニカム構造部材等を採用することができる。
【００３０】
仕切り材２２に沿って第１の領域Ｚ１を上方へ流れた被処理液Ｄは、反応槽２１の上端部において仕切り材２２を超えて方向転換し、第２の領域Ｚ２に流れ込む。なお、この被処理液Ｄの流れを矢印で説明的に示している。
【００３１】
第２の領域Ｚ２に流れ込んだ被処理液Ｄは、第２の領域Ｚ２を下方へ流れ、排出口２５から排出される。この排出口２５は、反応槽２１の底部における側壁に形成されている。
【００３２】
本形態によると、第２の領域Ｚ２を流れている被処理液Ｄには、二酸化炭素が吹き込まれるおそれがない。したがって、炭酸カルシウムへの反応が終了しているカルシウムについて炭酸水素カルシウムへの過反応が生じるおそれはない。
【００３３】
また、本形態においては、第２の領域Ｚ２を流れる被処理液Ｄの一部が逆流して過反応等が生じることのないよう工夫を凝らしている。
すなわち、排出口２５の上流（上方）の第２の領域Ｚ２には、この第２の領域Ｚ２を横切る第２の網状板２７が備えられている。第２の領域Ｚ２に網状板２７を備えることで、被処理液Ｄの整流効果を期待することができ、炭酸水素カルシウムへの過反応を避けることができる。
【００３４】
第２の網状板２７を備える位置は、種々考えることができるが、図示例のように第２の領域Ｚ２の上端部に備えるのが好ましい。反応槽２１の上端部においては、被処理液Ｄの流れが方向転換することになり、従って被処理液Ｄの流れが乱れ易いためである。
【００３５】
第２の網状板２７としては、以上の効果を考慮して種々のものを採用することができる。具体的には、例えば、パンチングメタル、一枚の板に多数の孔が形成された多孔板、金網、ハニカム構造部材等を採用することができる。また、第２の網状板２７は、図示例のように流れ方向（本形態では上下方向）に２か所以上の複数を備えることもできる。なお、仕切り材２２が円筒状である本形態においては、第２の網状板２７がドーナツ状になる。
【００３６】
第２の領域Ｚ２を流れ、排出口２５から排出された被処理液Ｄは、ポンプＰ２によって後段濾過装置３０に送られる。この後段濾過装置３０は、被処理液Ｄに含まれる炭酸カルシウムを除去する装置である。炭酸カルシウムは水に溶解し難いため、後段濾過装置３０によって確実に除去することができ、したがって本処理装置Ｘによると被処理液Ｄからカルシウムを確実に除去することができるということになる。
【００３７】
後段濾過装置３０としては、前段濾過装置１０と同様、例えば、ＵＦ膜（限外濾過膜）、ＭＦ膜（精密濾過膜）、ＲＯ膜（逆浸透膜）等の濾過膜が備わる種々の濾過装置を使用することができる。ただし、０．３μｍ以上の粒子を除去することができる性能の濾過装置を使用するのが好ましい。また、必要により、前段濾過装置１０及び後段濾過装置３０として、同一の濾過装置を使用することができる。
【００３８】
後段濾過装置３０で濾過処理された被処理液Ｄは、そのままウォータージェット工法等において再利用することや、海や川などに放流することもできるが、本形態においては、安全を期するために、更なる設備が備えられている。
すなわち、後段濾過装置３０で濾過処理された被処理液Ｄは、流路８５を通して排出されるが、この流路８５には、イオン濃度計４３及びバイパス弁５３が備えられている。イオン濃度計４３は、流路８５を流れる被処理液Ｄに含まれるカルシウムのイオン濃度を計測する計器である。また、バイパス弁５３は、被処理液Ｄの流れを流路８６又は流路８７のいずれかに切り替える弁である。流路８６に送られた被処理液Ｄは、浄水Ｃとして再利用、あるいは放流等されることになる。流路８７に送られた被処理液Ｄは、流路８２を通して再度反応槽２１に送られる。
【００３９】
バイパス弁５３の切替えは、イオン濃度計４３の計測値に基づいて行われる。すなわち、イオン濃度計４３の計測値が所定値以上、例えば、５０ｇ／Ｌ以上である場合は、計測値を切替え信号Ｓ２としてバイパス弁５３に送り、バイパス弁５３による切替えが行われ、被処理液Ｄが反応槽２１に戻される。
【００４０】
以上では、仕切り材２２によって反応槽２１が第１の領域Ｚ１及び第２の領域Ｚ２に仕切られている形態を示したが、第２の領域Ｚ２は、１つの領域である必要はない。例えば、図２の（２）に示すように、仕切り材２２の外側に第２の仕切り材２９を備え、第２の領域Ｚ２を２つの領域に仕切ることもできる。第２の仕切り材２９は、円筒状で、第１の仕切り材２２と同軸的に備えられており、下端部は反応槽２１の床面２１ａに接しておらず、上端部は被処理液Ｄの液面よりも上方まで延在している。この形態においては、被処理液Ｄが仕切り材２２に沿って第１の領域Ｚ１を上方へ流れ、反応槽２１の上端部において仕切り材２２を超えて方向転換し、仕切り材２２及び第２の仕切り材２９の間を下方へ流れた後、更に第２の仕切り材２９を潜って方向添加し、第２の仕切り材２９及び反応槽２１の間を上方へ流れ、反応槽２１の上端部側壁に備わる排出口２５から排出されることになる。この形態の特徴は、前述した形態によりカルシウム及び二酸化炭素の反応時間を長くすることができる点にある。もっとも、この形態は、反応槽２１をメンテナンスする際に反応槽２１内の被処理液Ｄを完全に取り除くのに時間かかかるため、メンテナンスを重視する場合は、前述した形態によるのが好ましい。
【００４１】
反応槽２１内における被処理液Ｄの容量は、カルシウム及び二酸化炭素の反応時間に基づいて決定するのが好ましい。また、この容量を維持するために、本形態においては、被処理液Ｄの液面を検知するレベル計５４が備えられている。このレベル計５４からの信号Ｓ３に基づいて被処理液Ｄを前段濾過装置１０に送るポンプＰ１が制御される。
【００４２】
（第２の形態）
次に、図３に基づいて、第２の形態の処理装置Ｘ２について説明する。なお、この説明では、第１の形態の処理装置Ｘと異なる点を中心に説明する。
【００４３】
本形態の処理装置Ｘ２も、反応槽２１及び濾過装置で主に構成されている。しかしながら、本形態においては、濾過装置として反応槽２１の前段（上流）に位置する前段濾過装置１０のみが設けられている。つまり、本形態においては、第１の形態におけるのと異なり、後段濾過装置３０が設けられていない。したがって、反応槽２１から排出された被処理液Ｄは、濾過されることなく、つまり炭酸カルシウムを除去されることなく、イオン濃度計４３によってイオン濃度が計測される。そして、イオン濃度計４３の計測値（Ｓ２）に基づいてバイパス弁５３の切替えが行われる。もっとも、この時点では炭酸カルシウムの除去が行われていないため、通常、イオン濃度計４３の計測値（Ｓ２）が所定値以上であるとして、被処理液Ｄは流路８８を通して前段濾過装置１０に送られることになる。そして、この時点で被処理液Ｄに含まれる炭酸カルシウムが除去される。
【００４４】
前段濾過装置１０において炭酸カルシウムが除去された被処理液Ｄは、流路８２を通して反応槽２１に送られる。そして、この反応槽２１において二酸化炭素との反応が進められる。この点、この時点での二酸化炭素との反応は再度の反応ということになるが、炭酸カルシウムが除去されているので過反応が生じるおそれはない。この時点では、反応が完了していなかったカルシウムの反応のみが進むことになる。
【００４５】
反応槽２１において二酸化炭素との反応が進められた被処理液Ｄは、反応槽２１から排出され、イオン濃度計４３でカルシウムのイオン濃度が計測される。そして、この時点での計測値（Ｓ２）が所定値未満であれば、バイパス弁５３の切替えが行われ、流路８６を通して浄水Ｃとして系外に排出される。一方、計測値（Ｓ２）が所定値以上であれば、被処理液Ｄは再び前段濾過装置１０に送られ、炭酸カルシウムが除去される。
【００４６】
以上のように本形態においては、カルシウム及び二酸化炭素の反応（反応処理）、炭酸カルシウムの除去（除去処理）が繰り返され、最終的にカルシウムのイオン濃度が所定値未満になったら浄水Ｃとして系外に排出される。この反応処理及び除去処理に際しては、反応槽２１に新たな被処理液Ｄを注ぎ足しても、注ぎ足さなくてもよい。被処理液Ｄを注ぎ足さない場合は、被処理液Ｄが浄水Ｃとして系外に排出されて徐々に減るため、最終的には反応槽２１が空になる。反応槽２１が空になったら、再び反応槽２１を被処理液Ｄで満たし、同様の処理を繰り返すことになる。この処理は、同じ処理が繰り返されることになるため、バッチ式ということができる。一方、被処理液Ｄを注ぎ足す場合は、カルシウムの除去処理が連続して行われることになり、連続式ということができる。バッチ式は処理の安定性という点で利点があり、連続式は処理の効率性という点で利点がある。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明は、被処理液の処理装置及び処理方法、特に、被処理液がウォータージェット排水、道路カッター排水、ごみ処理場排水等のカルシウムを含む排水である場合に好適な被処理液の処理装置及び処理方法として利用可能である。
【符号の説明】
【００４８】
１０  前段濾過装置
２１  反応槽
２２  仕切り材
２３  吹込み手段
２４  供給口
２５  排出口
２６  第１の網状板
２７  第２の網状板
２９  第２の仕切り材
３０  後段濾過装置
４１  流量計
４２  ｐＨ計
４３  イオン濃度計
５０  貯留タンク
５１  調圧弁
５２  流量弁（制御手段）
５３  バイパス弁
５４  レベル計
Ｄ  被処理液
Ｃ  浄水
Ｓ１〜Ｓ３  信号
Ｘ，Ｘ１  処理装置
Ｚ１  第１の領域
Ｚ２  第２の領域
Ｐ１〜Ｐ３  ポンプ
【図１】
2019051452.tif 000003
【図２】
2019051452.tif 000004
【図３】
2019051452.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成30年9月7日(2018.9.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被処理液の処理装置及び処理方法に関するものである。特に、被処理液がウォータージェット排水、道路カッター排水、ごみ処理場排水等のカルシウムを含む排水である場合に好適な被処理液の処理装置及び処理方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在、コンクリート構造物の切断、斫り作業等においては、ウォータージェット工法（ＷＪ工法）が汎用されている。このウォータージェット工法においては、カルシウムを含む排水が発生する。この排水は、ＳＳが１０００〜３０００ｍｇ／Ｌ、カルシウムが１０００ｍｇ／Ｌ以上、ｐＨが１１以上にもなる。したがって、そのままでは海や河川等に放流することができない。また、排水中のカルシウムが析出、粒子化し、超高圧（例えば３００ＭＰａ）ポンプが故障するおそれがあることから、そのままではウォータージェット工法において再利用することもできない。したがって、ウォータージェット工法においては、水道水を使用するのが現状であり、水道料金、運搬費用等によってコストが増加する原因になっている。また、排水を運搬、浄化等するのにもコストがかる。これらのコストは、給水処理（水道料金及び運搬費用）には３０００円／ｍ2程度、排水処理（回収・運搬費用及び浄化費用）には５０００円／ｍ2程度かかるため、８０ｍ3／日とすると、６４００００円／日にもなる。したがって、例えば、橋梁コンクリート床板斫り工事では、工事期間中の水使用料が６０００ｍ3になるため、水の使用に関するコストだけで４８００００００円にもなる。もちろん、給水場所や排水場所が遠くなれば、その分、更にコストがかかる。
【０００３】
なお、水道水の水質基準は、例えば、ＳＳ２ｍｇ／Ｌ以下、硬度３００ｍｇ／Ｌ以下、ｐＨ５．８〜８．６とされている。これに対し、ウォータージェット工法に使用する水の水質基準は、ＳＳ１ｍｇ／Ｌ以下、カルシウム５０ｍｇ／Ｌ以下（マグネシウムは地域による差が存在するが１０ｍｇ／Ｌ程度。）、ｐＨ７前後が推奨されている。したがって、水道水であってもそのままではウォータージェット工法の水として使用することができない場合がある。
【０００４】
そこで、ウォータージェット排水をウォータージェット工法で再利用することを目的としたウォータージェット排水の処理装置が提案されている（特許文献１参照）。この処理装置は、ウォータージェット排水の中和装置及び固形物除去装置が備わることを特徴としている。また、この処理装置に備わる中和装置においては、ウォータージェット排水と硫酸とを混合するものとされている。
【０００５】
しかしながら、本発明者らが知見するところによると、この処理装置では、十分にカルシウムを除去することができない可能性がある。しかも、この処理装置は硫酸を使用することから、安全性の点で改善の余地がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−３３５４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明が解決しようとする主たる課題は、カルシウムを十分に除去することができる被処理液の処理装置及び処理方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
まず、本発明者らは、従来の技術におけるような硫酸を使用して被処理液中のカルシウムを除去する方法について検討をした。カルシウムに硫酸を反応させて硫酸カルシウムとし、この硫酸カルシウムを濾過装置で除去することでカルシウムを取り除くというものである。しかしながら、硫酸カルシウムは水に対する溶解度が高い（約２．４ｇ／Ｌ）。したがって、硫酸を使用する方法によると、被処理液のｐＨは中性になるが、カルシウムを十分に取り除くことができないことが知見された。
【０００９】
そこで、二酸化炭素を使用して被処理液中のカルシウムを除去する方法について検討した。カルシウムと二酸化炭素との反応で生成される炭酸カルシウムは溶解度が低く（０．０１５ｇ／Ｌ）、数μｍの結晶になることから、濾過装置で十分に取り除くことができるという試算による。しかしながら、カルシウムに二酸化炭素を単に反応させるのみでは、十分にカルシウムを取り除くことができなかった。その原因を追究したところ、二酸化炭素を使用した場合は、反応が進むと炭酸カルシウムが炭酸水素カルシウムになり、この炭酸水素カルシウムは水に溶解する（溶解度１６．６ｇ／Ｌ）ことが原因であると知見された。
【００１０】
そこで、これらの検討・知見等に基づいて創作するに至ったのが、本発明である。
すなわち、上記課題を解決するための手段は、
被処理液の反応槽と、この反応槽から排出された被処理液の濾過装置とを有し、
前記反応槽には、この反応槽内を第１の領域及び第２の領域に仕切る仕切り材と、前記第１の領域へ被処理液を供給する供給口と、前記第１の領域へ二酸化炭素を吹き込む吹込み手段と、前記第２の領域から被処理液を排出する排出口とが備わり、
前記供給口から供給された被処理液は、前記二酸化炭素と接触し、前記仕切り材に沿って前記第１の領域を流れた後、前記第２の領域に流れ込み、前記排出口から排出され、
前記仕切り材は、筒状で、かつ前記反応槽の中央底面に備わり、
前記供給口及び前記吹込み手段は、前記第１の領域の底部に備わる、
ことを特徴とする被処理液の処理装置である。
【００１１】
また、前記後段濾過装置から排出された被処理液のカルシウムイオン濃度を計測するイオン濃度計が備わる前記処理装置を用い、
このイオン濃度計の測定値が所定値以上である場合は、前記被処理液を前記反応槽に戻す、
ことを特徴とする被処理液の処理方法である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によるとカルシウムを十分に除去することができる被処理液の処理装置及び処理方法となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１の形態の被処理液の処理装置の設備図である。
【図２】反応槽の変形例である。
【図３】第２の形態の被処理液の処理装置の設備図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
次に、本発明を実施するための形態を説明する。なお、この形態は、本発明の一例である。本発明の範囲は、この形態の範囲に限定されない。
【００１５】
（第１の形態）
図１に本形態の処理装置Ｘを示した。本形態の処理装置Ｘは、例えば、ウォータージェット排水、道路カッター排水、ごみ処理場排水等のカルシウムを含む排水（被処理液Ｄ）からカルシウムを除去するための装置である。したがって、処理装置Ｘで処理した浄水Ｃは、例えば、ウォータージェット工法での再利用が可能となり、また、海や川等への放流も可能となる。
【００１６】
本形態の処理装置Ｘは、反応槽２１及び濾過装置で主に構成され、濾過装置として、反応槽２１の前段（上流）に備わる前段濾過装置１０と、反応槽２１の後段（下流）に備わる後段濾過装置３０とが設けられている。なお、詳細は後述するが、後述する第２の処理装置Ｘ２は、濾過装置として、前段濾過装置１０のみが備えられており、この点で本形態（第１の形態）と大きな違いがある。
【００１７】
被処理液Ｄは、まず、ポンプＰ１によって前段濾過装置１０に送られる。この前段濾過装置１０は、被処理液Ｄに含まれる砂、セメント、ゴミ等の異物を除去するための装置である。反応槽２１の前段で異物を除去しておくことで、反応槽２１が汚れにくくなり、メンテナンスが容易になる。しかも、被処理液Ｄからセメントを除去しておくことで、反応槽２１においてセメントと二酸化炭素とが反応するのを避けることができ、二酸化炭素の消費（投与）量を減らすことができる。この点、二酸化炭素の投与量が増えると、単にコストが嵩むとの問題が生じるだけではない。二酸化炭素の投与量が増えると、その分炭酸カルシウムが炭酸水素カルシウムに変化する可能性が高まる。したがって、二酸化炭素の投与量を減少させることの利点は大きい。
【００１８】
前段濾過装置１０としては、ＵＦ膜（限外濾過膜）、ＭＦ膜（精密濾過膜）、ＲＯ膜（逆浸透膜）等の濾過膜が備わる種々の濾過装置を使用することができる。ただし、０．３μｍ以上の粒子を除去することができる性能の濾過装置を使用するのが好ましい。
【００１９】
前段濾過装置１０で濾過された被処理液Ｄは、流路８１及び流路８２を通して反応槽２１に送られる。この反応槽２１は、被処理液Ｄに含まれるカルシウムに二酸化炭素を反応させるための槽である。この反応槽２１は、二酸化炭素の過反応を防止することができるように設計されている点に特徴がある。具体的には、反応槽２１には、仕切り材２２、被処理液Ｄの供給口２４、二酸化炭素ＣＯ2の吹込み手段２３、及び被処理液Ｄの排出口２５が備わる。
【００２０】
仕切り材２２は、反応槽２１の内部を第１の領域Ｚ１と、第２の領域Ｚ２とに仕切る部材である。仕切り材２２は、例えば、図２の（１）に示すように、反応槽２１の底面２１ａから上方へ延在する平板状とすることができる。ただし、本形態の仕切り材２２は、円筒状で、かつ反応槽２１の中央部の底面２１ａに備わり、この中央底面２１ａから上方へ延在している。この形態においては、円筒状の仕切り材２２の内方（内側）が第１の領域Ｚ１に、外方（外側）が第２の領域Ｚ２に該当する。
【００２１】
本形態において、仕切り材２２の上端縁２２ｂは、反応槽２１内の被処理液Ｄの液面よりも下方に位置するように設計されている。他方、仕切り材２２の下端部２２ａは、反応槽２１の床面２１ａよりも下方へ突出しているが、突出しない形態も考えることができる。また、本形態の仕切り材２２は円筒状とされているが、角筒状等とすることも考えることができる。ただし、被処理液Ｄと二酸化炭素との均一な反応（接触）という観点からは円筒状とするのが好ましい。
【００２２】
流路８１及び流路８２を通して反応槽２１に送られた被処理液Ｄは、供給口２４を通して反応槽２１内に供給される。本形態の供給口２４は、開口であり、仕切り材２２の下端部２２ａの側壁に形成されている。したがって、供給口２４は、第１の領域Ｚ１の底部に位置することになり、被処理液Ｄは、まず、反応槽２１内の第１の領域Ｚ１に供給されることになる。なお、被処理液Ｄを、まず第１の領域Ｚ１に供給することができるのであれば、供給口２４は仕切り材２２以外の部材に形成されていてもよい。
【００２３】
二酸化炭素の吹込み手段２３は、第１の領域Ｚ１に二酸化炭素を吹き込む手段である。また、吹込み手段２３は、第１の領域Ｚ１の底部に位置する。したがって、第１の領域Ｚ１に供給された被処理液Ｄには、まず、二酸化炭素が吹き込まれることになる。
【００２４】
吹込み手段２３としては、種々の形態を考えることができる。ただし、本形態においては、二酸化炭素をマイクロバブル、マイクロナノバルブ、ナノバルブ等の微細気泡として噴射する噴射ノズルで吹込み手段２３を構成している。二酸化炭素を微細気泡として噴射することで、被処理液Ｄに含まれるカルシウムと二酸化炭素との反応効率が向上する。この点、反応効率が悪いと、カルシウムの一部は炭酸カルシウムへの反応が完了しているのに、カルシウムの残部は炭酸カルシウムへの反応が完了していない状態になる。そこで、反応が完了していないカルシウムの反応を進める必要が生じ、反応を進めると、反応が完了しているカルシウムの反応が更に進み、炭酸カルシウムから炭酸水素カルシウムに変化し、被処理液Ｄに溶解してしまう。したがって、反応効率の向上は極めて重要である。
【００２５】
以上のようにカルシウムと二酸化炭素との反応を制御することは極めて重要であり、本形態においては、吹込み手段２３から吹き込む二酸化炭素の量を、次のように制御してその正確性（過剰投与の防止）を向上させている。
すなわち、まず、二酸化炭素の供給に関する設備として、二酸化炭素が充填された貯留タンク５０と、二酸化炭素の圧力を調整する調圧弁５１と、二酸化炭素の流量を制御する流量弁（制御手段）５２とが備えられている。また、前段濾過装置１０と供給口２４との間に、被処理液Ｄの流量を計測する流量計４１と、被処理液ＤのｐＨを計測するｐＨ計４２が備えられている。さらに、流量計４１及びｐＨ計４２で計測された値（流量及びｐＨ）は、信号Ｓ１として流量弁５２に送られるように構成されている。そして、この流量弁５２は、信号Ｓ１の値に応じて開閉（流量）が制御され、もって第１の領域Ｚ１に吹き込む二酸化炭素の流量が制御される。また、この二酸化炭素は、第１の領域Ｚ１に吹き込まれるに先立って流路８３を通して取り込まれる被処理液Ｄと混合される。なお、流路８３は、流路８１及び流路８２から分岐しており、例えば、輸送管、ダクト等からなる。また、流路８１〜８３内の被処理液Ｄの流通は、ポンプＰ３によって行われている。
【００２６】
本発明者らが行った試験においては、二酸化炭素の流量を０．４Ｌ／分、流路８３からの被処理液Ｄと二酸化炭素との混合比を１０：１、反応槽２１内の被処理液Ｄの容量を１６．３Ｌとし、反応槽２１内における被処理液Ｄの滞留時間を５分として試験を行った。結果、過反応（炭酸水素カルシウムへの変化）を避けつつ、十分に炭酸カルシウムへの反応を行うことができることが知見された。
【００２７】
以上のようにして二酸化炭素が吹き込まれることで、第１の領域Ｚ１に供給された被処理液Ｄは、二酸化炭素と接触し、仕切り材２２に沿って第１の領域Ｚ１を（本形態においては仕切り材２２内を）流れる。この間、カルシウムと二酸化炭素との反応が進むことになるが、この反応を確実なものとするために、本形態においては、以下の工夫が凝らしてある。
【００２８】
まず、本形態においては、噴射ノズル（吹込み手段２３）の下流（上方）に、第１の領域Ｚ１を横切る第１の網状板２６が備えられている。吹込み手段２３が噴射ノズルである本形態においては、二酸化炭素の上方への噴射によって第１の領域Ｚ１における被処理液Ｄの流れＶ１が速まり、カルシウムと二酸化炭素との反応が十分に進まないおそれがある。そこで、第１の網状板２６を備えることで、被処理液Ｄの流れＶ１が早くなり過ぎるのを抑え、反応を確実に進めようとするものである。また、第１の網状板２６が網状であることによって、整流効果（特に乱流防止効果）も期待することができ、反応の均一性も確保することができる。なお、被処理液Ｄの流れは、例えば、０．１〜０．２ｍ／ｓとなるように設計することができる。また、以上に際しては、被処理液Ｄの流れが速くなり過ぎるのをより確実に防止するために、図示例のように被処理液Ｄを仕切り材２２の側方から供給する形態を採用するのが好ましい。
【００２９】
第１の網状板２６としては、以上の効果を考慮して種々のものを採用することができる。具体的には、例えば、パンチングメタル、一枚の板に多数の孔が形成された多孔板、金網、ハニカム構造部材等を採用することができる。
【００３０】
仕切り材２２に沿って第１の領域Ｚ１を上方へ流れた被処理液Ｄは、反応槽２１の上端部において仕切り材２２を超えて方向転換し、第２の領域Ｚ２に流れ込む。なお、この被処理液Ｄの流れを矢印で説明的に示している。
【００３１】
第２の領域Ｚ２に流れ込んだ被処理液Ｄは、第２の領域Ｚ２を下方へ流れ、排出口２５から排出される。この排出口２５は、反応槽２１の底部における側壁に形成されている。
【００３２】
本形態によると、第２の領域Ｚ２を流れている被処理液Ｄには、二酸化炭素が吹き込まれるおそれがない。したがって、炭酸カルシウムへの反応が終了しているカルシウムについて炭酸水素カルシウムへの過反応が生じるおそれはない。
【００３３】
また、本形態においては、第２の領域Ｚ２を流れる被処理液Ｄの一部が逆流して過反応等が生じることのないよう工夫を凝らしている。
すなわち、排出口２５の上流（上方）の第２の領域Ｚ２には、この第２の領域Ｚ２を横切る第２の網状板２７が備えられている。第２の領域Ｚ２に網状板２７を備えることで、被処理液Ｄの整流効果を期待することができ、炭酸水素カルシウムへの過反応を避けることができる。
【００３４】
第２の網状板２７を備える位置は、種々考えることができるが、図示例のように第２の領域Ｚ２の上端部に備えるのが好ましい。反応槽２１の上端部においては、被処理液Ｄの流れが方向転換することになり、従って被処理液Ｄの流れが乱れ易いためである。
【００３５】
第２の網状板２７としては、以上の効果を考慮して種々のものを採用することができる。具体的には、例えば、パンチングメタル、一枚の板に多数の孔が形成された多孔板、金網、ハニカム構造部材等を採用することができる。また、第２の網状板２７は、図示例のように流れ方向（本形態では上下方向）に２か所以上の複数を備えることもできる。なお、仕切り材２２が円筒状である本形態においては、第２の網状板２７がドーナツ状になる。
【００３６】
第２の領域Ｚ２を流れ、排出口２５から排出された被処理液Ｄは、ポンプＰ２によって後段濾過装置３０に送られる。この後段濾過装置３０は、被処理液Ｄに含まれる炭酸カルシウムを除去する装置である。炭酸カルシウムは水に溶解し難いため、後段濾過装置３０によって確実に除去することができ、したがって本処理装置Ｘによると被処理液Ｄからカルシウムを確実に除去することができるということになる。
【００３７】
後段濾過装置３０としては、前段濾過装置１０と同様、例えば、ＵＦ膜（限外濾過膜）、ＭＦ膜（精密濾過膜）、ＲＯ膜（逆浸透膜）等の濾過膜が備わる種々の濾過装置を使用することができる。ただし、０．３μｍ以上の粒子を除去することができる性能の濾過装置を使用するのが好ましい。また、必要により、前段濾過装置１０及び後段濾過装置３０として、同一の濾過装置を使用することができる。
【００３８】
後段濾過装置３０で濾過処理された被処理液Ｄは、そのままウォータージェット工法等において再利用することや、海や川などに放流することもできるが、本形態においては、安全を期するために、更なる設備が備えられている。
すなわち、後段濾過装置３０で濾過処理された被処理液Ｄは、流路８５を通して排出されるが、この流路８５には、イオン濃度計４３及びバイパス弁５３が備えられている。イオン濃度計４３は、流路８５を流れる被処理液Ｄに含まれるカルシウムのイオン濃度を計測する計器である。また、バイパス弁５３は、被処理液Ｄの流れを流路８６又は流路８７のいずれかに切り替える弁である。流路８６に送られた被処理液Ｄは、浄水Ｃとして再利用、あるいは放流等されることになる。流路８７に送られた被処理液Ｄは、流路８２を通して再度反応槽２１に送られる。
【００３９】
バイパス弁５３の切替えは、イオン濃度計４３の計測値に基づいて行われる。すなわち、イオン濃度計４３の計測値が所定値以上、例えば、５０ｇ／Ｌ以上である場合は、計測値を切替え信号Ｓ２としてバイパス弁５３に送り、バイパス弁５３による切替えが行われ、被処理液Ｄが反応槽２１に戻される。
【００４０】
以上では、仕切り材２２によって反応槽２１が第１の領域Ｚ１及び第２の領域Ｚ２に仕切られている形態を示したが、第２の領域Ｚ２は、１つの領域である必要はない。例えば、図２の（２）に示すように、仕切り材２２の外側に第２の仕切り材２９を備え、第２の領域Ｚ２を２つの領域に仕切ることもできる。第２の仕切り材２９は、円筒状で、第１の仕切り材２２と同軸的に備えられており、下端部は反応槽２１の床面２１ａに接しておらず、上端部は被処理液Ｄの液面よりも上方まで延在している。この形態においては、被処理液Ｄが仕切り材２２に沿って第１の領域Ｚ１を上方へ流れ、反応槽２１の上端部において仕切り材２２を超えて方向転換し、仕切り材２２及び第２の仕切り材２９の間を下方へ流れた後、更に第２の仕切り材２９を潜って方向転換し、第２の仕切り材２９及び反応槽２１の間を上方へ流れ、反応槽２１の上端部側壁に備わる排出口２５から排出されることになる。この形態の特徴は、前述した形態によりカルシウム及び二酸化炭素の反応時間を長くすることができる点にある。もっとも、この形態は、反応槽２１をメンテナンスする際に反応槽２１内の被処理液Ｄを完全に取り除くのに時間かかかるため、メンテナンスを重視する場合は、前述した形態によるのが好ましい。
【００４１】
反応槽２１内における被処理液Ｄの容量は、カルシウム及び二酸化炭素の反応時間に基づいて決定するのが好ましい。また、この容量を維持するために、本形態においては、被処理液Ｄの液面を検知するレベル計５４が備えられている。このレベル計５４からの信号Ｓ３に基づいて被処理液Ｄを前段濾過装置１０に送るポンプＰ１が制御される。
【００４２】
（第２の形態）
次に、図３に基づいて、第２の形態の処理装置Ｘ２について説明する。なお、この説明では、第１の形態の処理装置Ｘと異なる点を中心に説明する。
【００４３】
本形態の処理装置Ｘ２も、反応槽２１及び濾過装置で主に構成されている。しかしながら、本形態においては、濾過装置として反応槽２１の前段（上流）に位置する前段濾過装置１０のみが設けられている。つまり、本形態においては、第１の形態におけるのと異なり、後段濾過装置３０が設けられていない。したがって、反応槽２１から排出された被処理液Ｄは、濾過されることなく、つまり炭酸カルシウムを除去されることなく、イオン濃度計４３によってイオン濃度が計測される。そして、イオン濃度計４３の計測値（Ｓ２）に基づいてバイパス弁５３の切替えが行われる。もっとも、この時点では炭酸カルシウムの除去が行われていないため、通常、イオン濃度計４３の計測値（Ｓ２）が所定値以上であるとして、被処理液Ｄは流路８８を通して前段濾過装置１０に送られることになる。そして、この時点で被処理液Ｄに含まれる炭酸カルシウムが除去される。
【００４４】
前段濾過装置１０において炭酸カルシウムが除去された被処理液Ｄは、流路８２を通して反応槽２１に送られる。そして、この反応槽２１において二酸化炭素との反応が進められる。この点、この時点での二酸化炭素との反応は再度の反応ということになるが、炭酸カルシウムが除去されているので過反応が生じるおそれはない。この時点では、反応が完了していなかったカルシウムの反応のみが進むことになる。
【００４５】
反応槽２１において二酸化炭素との反応が進められた被処理液Ｄは、反応槽２１から排出され、イオン濃度計４３でカルシウムのイオン濃度が計測される。そして、この時点での計測値（Ｓ２）が所定値未満であれば、バイパス弁５３の切替えが行われ、流路８６を通して浄水Ｃとして系外に排出される。一方、計測値（Ｓ２）が所定値以上であれば、被処理液Ｄは再び前段濾過装置１０に送られ、炭酸カルシウムが除去される。
【００４６】
以上のように本形態においては、カルシウム及び二酸化炭素の反応（反応処理）、炭酸カルシウムの除去（除去処理）が繰り返され、最終的にカルシウムのイオン濃度が所定値未満になったら浄水Ｃとして系外に排出される。この反応処理及び除去処理に際しては、反応槽２１に新たな被処理液Ｄを注ぎ足しても、注ぎ足さなくてもよい。被処理液Ｄを注ぎ足さない場合は、被処理液Ｄが浄水Ｃとして系外に排出されて徐々に減るため、最終的には反応槽２１が空になる。反応槽２１が空になったら、再び反応槽２１を被処理液Ｄで満たし、同様の処理を繰り返すことになる。この処理は、同じ処理が繰り返されることになるため、バッチ式ということができる。一方、被処理液Ｄを注ぎ足す場合は、カルシウムの除去処理が連続して行われることになり、連続式ということができる。バッチ式は処理の安定性という点で利点があり、連続式は処理の効率性という点で利点がある。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明は、被処理液の処理装置及び処理方法、特に、被処理液がウォータージェット排水、道路カッター排水、ごみ処理場排水等のカルシウムを含む排水である場合に好適な被処理液の処理装置及び処理方法として利用可能である。
【符号の説明】
【００４８】
１０  前段濾過装置
２１  反応槽
２２  仕切り材
２３  吹込み手段
２４  供給口
２５  排出口
２６  第１の網状板
２７  第２の網状板
２９  第２の仕切り材
３０  後段濾過装置
４１  流量計
４２  ｐＨ計
４３  イオン濃度計
５０  貯留タンク
５１  調圧弁
５２  流量弁（制御手段）
５３  バイパス弁
５４  レベル計
Ｄ  被処理液
Ｃ  浄水
Ｓ１〜Ｓ３  信号
Ｘ，Ｘ１  処理装置
Ｚ１  第１の領域
Ｚ２  第２の領域
Ｐ１〜Ｐ３  ポンプ
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理液の反応槽と、この反応槽から排出された被処理液の濾過装置とを有し、
前記反応槽には、この反応槽内を第１の領域及び第２の領域に仕切る仕切り材と、前記第１の領域へ被処理液を供給する供給口と、前記第１の領域へ二酸化炭素を吹き込む吹込み手段と、前記第２の領域から被処理液を排出する排出口とが備わり、
前記供給口から供給された被処理液は、前記二酸化炭素と接触し、前記仕切り材に沿って前記第１の領域を流れた後、前記第２の領域に流れ込み、前記排出口から排出され、
前記仕切り材は、筒状で、かつ前記反応槽の中央底面に備わり、
前記供給口及び前記吹込み手段は、前記第１の領域の底部に備わる、
ことを特徴とする被処理液の処理装置。
【請求項２】
前記吹込み手段として、二酸化炭素を微細気泡として噴射する噴射ノズルが備わり、
この噴射ノズルの下流に、前記第１の領域を横切る第１の網状板が備わる、
請求項１に記載の被処理液の処理装置。
【請求項３】
前記第２の領域を横切る第２の網状板が備わり、
この第２の網状板の下流に前記排出口が備わる、
請求項１又は請求項２に記載の被処理液の処理装置。
【請求項４】
前記濾過装置として、前記反応槽の前段に前段濾過装置が備わり、前記反応槽の後段に後段濾過装置が備わる、
請求項１〜３のいずれか１項に記載の被処理液の処理装置。
【請求項５】
前記前段濾過装置と前記供給口との間に、被処理液の流量計及びｐＨ計が備わり、
前記流量計及び前記ｐＨ計の計測値に基づいて前記第１の領域に吹き込む二酸化炭素の流量を制御する制御手段が備わる、
請求項４に記載の被処理液の処理装置。
【請求項６】
前記後段濾過装置から排出された被処理液のカルシウムイオン濃度を計測するイオン濃度計が備わる請求項４に記載の処理装置を用い、
このイオン濃度計の測定値が所定値以上である場合は、前記被処理液を前記反応槽に戻す、
ことを特徴とする被処理液の処理方法。
【請求項７】
前記反応槽と前記濾過装置との間に、前記反応槽から排出された被処理液のカルシウムイオン濃度を計測するイオン濃度計が備わる請求項１に記載の処理装置を用い、
このイオン濃度計の測定値が所定値以上である場合は、前記被処理液を前記濾過装置に送る、
ことを特徴とする被処理液の処理方法。