(57)【要約】【課題】固液分離された汚泥のｐＨ値の調整を簡易にする汚泥処理システムを提供する。【解決手段】汚泥処理システムは、圧搾部、液体収容槽、薬液供給部、およびｐＨ調整手段を少なくとも備えている。圧搾部は、工場から排出された廃液を固液分離するように構成される。液体収容槽は、固液分離された液体を収容するように構成される。ｐＨ調整手段は、液体収容槽内の液体のｐＨ値を調整するように構成される。薬液供給部は、ｐＨ調整された液体収容槽内の液体を圧搾部に混入するように構成される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
汚泥を含む廃水を固液分離する汚泥処理システムであって、
前記汚泥を加圧脱水する圧搾部と、
前記圧搾部にて分離された液体を受け入れるように構成された液体収容槽と、
前記液体収容槽内の液体を前記圧搾部内に供給する薬液供給部と、
前記液体収容槽内の液体のｐＨを調整するように構成されたｐＨ調整手段と、
を少なくとも備えた汚泥処理システム。
【請求項２】
前記薬液供給部が、前記圧搾部において加圧されている汚泥に対して前記薬液収容槽の液体を混入するように構成された請求項１に記載の汚泥処理システム。
【請求項３】
前記ｐＨ調整手段にてｐＨ調整がされた液体を前記圧搾部の汚泥に対して混入し、前記圧搾部から再び分離されて前記液体収容槽に導入される液体に対して再びｐＨ調整を行うプロセスを、前記液体収容槽の液体が所望のｐＨ値になるまで繰り返すように構成された請求項１または請求項２に記載の汚泥処理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、廃水に含まれている汚泥を脱水する汚泥処理システムに関し、特に脱水した汚泥のｐＨ値を効率的に調整することが可能な汚泥処理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
工場等から排出される廃液は、有害物質が含まれている場合が多いため、そのまま下水や河川に放流することはできない。そのため、工場内で有害物質を含む廃液に薬品を投入することで、有害物質を固形化させたうえで、廃液の中から有害物質を固液分離することで有害物質を取り除くように処理している。
【０００３】
固液分離された液体は、通常、有害物質が規定量以下になっていることを確認した上で河川や下水に放流される。一方で、廃液から取り除かれた固形状の汚泥は、工場内で更に後処理を行うか、あるいは、外部に処理を依頼して、無害化処理をされたり、廃棄物として処分されたりする。このようにして工場等から排出される廃液が適正に処理されている。
【０００４】
しかしながら、汚泥のｐＨ値が極端に酸性または、アルカリ性を示す場合は、後処理をする際に扱いにくいため、ｐＨ値を調整する必要がある。また、外部に処理を依頼する場合でも、ｐＨ値によって処理コストが増大してしまうおそれがある。そのため、固液分離の段階で、汚泥を後処理に最適なｐＨ値に調整しておくことが好ましい。
【０００５】
そこで、従来技術の中には、工場で廃液の固液分離を行い、汚泥を脱水した後に中和剤を用いて汚泥を中和させる技術が存在する。（例えば、特許文献１参照。）この技術によれば、固液分離槽から排出されたスラリーを中和処理槽に排出して中和処理をしているので、汚泥の再利用が可能となり、コスト削減も可能になるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−０１２３０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述の特許文献１に係る技術では、固液分離された汚泥を固液分離槽から排出して、中和処理槽にて再び処理を行っているので、一旦含水率を落とした汚泥をもう一度、液体と接触させることになる。そのため、脱水処理を複数回行わなければならないので、かえって処理コストの増大や処理時間の長期化といった不具合が発生する可能性があった。また、圧搾部内にて加圧脱水された汚泥を受け入れて中和処理をするために専ら用いる槽を設ける必要があるため処理設備の肥大化といった不具合が発生してしまうおそれがあった。
【０００８】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであって、より簡便に固液分離された汚泥のｐＨ値の調整を可能にする汚泥処理システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明に係る汚泥処理システムは、廃液に含まれる汚泥を加圧脱水しながら、汚泥のｐＨ値を調整可能なように構成されている。
【００１０】
この汚泥処理システムは、汚泥を加圧脱水する圧搾部と、圧搾部にて固液分離された液体を収容する液体収容槽と、この液体収容槽内の液体を圧搾部に供給する液体供給部と、液体収容槽内の液体のｐＨを調整するように構成されたｐＨ調整手段と、を少なくとも備えている。
【００１１】
この構成によると、圧搾部内にて加圧脱水されている汚泥に対して、液体供給部を用いて液体収容槽内にてｐＨ値の調整がされた液体を混入することで、汚泥のｐＨ値を調整することが可能となる。また、液体供給部によって混入された液体は、圧搾部にて再び加圧脱水されることで、液体収容槽に収容される。そして、液体収容槽に収容された液体は、必要に応じて再びｐＨ値の調整がされた後に、液体供給部によって再び圧搾部に供給される。このように、液体を圧搾部と液体収容槽において循環させることで、圧搾部内の汚泥のｐＨ値を所望の領域に移行させていくことが可能となる。
【００１２】
ｐＨ調整手段は、液体収容槽にてｐＨ値を測定するｐＨ測定部と液体収容槽に供給するｐＨ調整薬液を収容する薬液槽から構成される。液体収容槽の液体は、汚泥と接触させる度に徐々にｐＨ値が変化してしまうため、ｐＨ調整手段を用いて液体収容槽内の液体のｐＨ値を所望のｐＨ値を調整する。ｐＨ測定部によって測定された液体収容槽内のｐＨ値があらかじめ設定されたｐＨ値から外れた場合、薬液槽からｐＨ調整薬液が供給されるように構成される。この構成によると、必要な分だけ薬液を追加することが可能となり、薬液の使用量を抑えることができる。また、圧搾部から排出されたろ液のｐＨ値を測定することで、圧搾部内でｐＨ値を測定することなく汚泥のｐＨ値を確認でき、ｐＨ値の調整も容易となる。
【００１３】
上述のように、汚泥を加圧脱水すると同時にｐＨ値の調整も可能となるため、汚泥の後処理も容易となるだけでなく、ｐＨ調整のための薬液を循環させながら使用しているため、薬液の使用も最小限に抑えることが可能になる。また、外部に処理を委託して、そのまま廃棄物として廃棄する場合も、コスト削減を図れる。更に、中和処理槽等の追加の設備を設置する必要がなくなるため、処理設備の省スペース化を図ることができる。
【発明の効果】
【００１４】
上記した本発明によれば、固液分離された汚泥のｐＨ値を効率的に調整することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】汚泥処理システムの概略を示す図である。
【図２】圧搾部の概観を示す概略斜視図である。
【図３】圧搾部の概略側面図である。
【図４】排水処理システムをより詳細に示した図である。
【図５】排水処理システムを制御するための構成を示すブロック図である。
【図６】フィルタープレス内でのｐＨ調整された薬液の流れを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１は、本願発明に係る廃液の汚泥処理システムの構成図である。本願発明に係る汚泥処理システム１０は、原液槽１２、フィルタープレス１４、ｐＨ調整槽１６、洗浄水供給部１８、薬液供給部２０を備えている。本実施形態では、ガラスエッチングの廃液から発生する汚泥の処理を行う。
【００１７】
原液槽１２は、工場からのガラスエッチング廃液を受入可能に構成されている。原液槽１２は、原液供給パイプ５０１を介して、フィルタープレス１４と接続されている。
【００１８】
フィルタープレス１４は、本発明に係る圧搾部と対応している。フィルタープレス１４は、原液槽１２から送られてきた廃液を固液分離するように構成されている。フィルタープレス１４は、ろ液排出パイプ５０２を介して、ｐＨ調整槽１６と接続されている。
【００１９】
ｐＨ調整槽１６は、フィルタープレス１４でろ過されて汚泥から分離された液体を収容可能に構成されている。ｐＨ調整槽１６は、本発明に係る液体収容槽と対応しており、洗浄水供給部１８を介してフィルタープレス１４と接続されている。なお、洗浄水供給部１８は、本発明に係る液体供給部と対応している。洗浄水供給部１８は、ｐＨ調整槽１６内の液体をフィルタープレス１４に混入するように構成されている。
【００２０】
薬液供給部２０は、本発明に係るｐＨ調整手段に対応しており、少なくとも薬液槽２２とｐＨ計２４（図４参照）を備えている。薬液供給部２０は、ｐＨ調整槽１６内にｐＨ調整薬液を供給して、ろ液のｐＨ値を所望の値に調整するように構成される。
【００２１】
本実施例におけるガラスエッチングとは、フッ酸を主成分とする研磨液を用いて、ガラスの薄型化等を目的に行う表面処理のことである。ガラスと研磨液が接触すると、研磨液中のフッ素と反応して、ガラス中に含まれている成分が研磨液中に溶出する。ガラス基板にはケイ素を主成分として、アルミニウム、ホウ素、カルシウム、マグネシウムといった成分が含まれており、これらがフッ素と結合して、フッ素化合物を生成し酸性汚泥を発生させている。
【００２２】
本実施形態の汚泥処理システム１０は、フッ素含有の酸性汚泥を中和処理し無害化することを目的とする。
【００２３】
ここから、各構成要素について説明する。工場から排出された研磨廃液は、一旦、原液槽１２に受け入れられる。原液槽１２内の廃液は、原液供給ポンプ３０１によって圧力をかけられて、原液供給パイプ５０１を介してフィルタープレス１４に搬送される。また、フィルタープレス１４に搬送する前に、廃液に凝集剤を添加する構成を設けておくと、汚泥の粒子が大きくなり、固液分離の効率化が図れるため、好ましい。
【００２４】
図２及び図３を用いて、フィルタープレス１４について説明する。図２は、フィルタープレス１４の斜視図であり、図３は、フィルタープレス１４の側面図である。フィルタープレス１４は、運ばれてきた廃液を加圧脱水するための装置であり、この実施形態ではフィルタープレス型の加圧脱水機を用いる。ただし、本発明の圧搾部は、この構成には限定されない。例えば、スクリュープレス型、ベルトプレス型等を採用することも可能である。
【００２５】
フィルタープレス１４は、廃液をろ過するろ布が表面に張られた複数のろ板２６が設けられている。ろ板２６は、油圧シリンダ２８によって加圧されることで、お互いに密着し、ろ板２６間に廃液が充填されるろ室を形成する。また、ろ板２６がお互いに密着することで、廃液をフィルタープレス１４内に送り込む原液入口３２と、ろ液をフィルタープレス１４から排出するろ液出口３４が各ろ室を貫通するように形成される。
【００２６】
原液供給パイプ５０１を通じて送られてきた廃液は、原液入口３２を通って、各ろ室に充填される。各ろ室に充填された廃液は、ろ布によってろ過されて、フィルタープレス１４外に排出される。ろ布の目を通ることのできない汚泥は、ろ室内に留まる。
【００２７】
ろ過された液体は、ろ液出口３４を通って、フィルタープレス１４から排出される。ろ液出口３４は、ろ液排出パイプ５０２と接続されている。ろ液出口３４から排出されたろ液は、ろ液排出パイプ５０２を通って、ｐＨ調整槽１６に収容される。
【００２８】
所定量の汚泥がろ室内に充填されると、汚泥の含水率を下げるために汚泥を圧搾する。フィルタープレス１４は、エア供給部３６（図１参照）から送られるエアによって各ろ板２６内でダイヤフラム（図示省略）を膨らませることで、汚泥をさらに圧搾するように構成される。エア供給部３６として、ダイヤフラムポンプやコンプレッサー等を挙げることができるが、これらに限定されない。
【００２９】
ダイヤフラムによる圧搾が完了した後に、エア供給部３６からろ室内に直接エアを供給することで強制的に水分を飛ばすように構成されると、より含水率が下がるため好ましい。汚泥の含水率を下げることで、汚泥のｐＨ値を調整する薬液を混入する際に、ｐＨ値の調整を効率的に行うことができる。
【００３０】
フィルタープレス１４内の酸性汚泥の中和処理を行うために、薬液供給部２０からｐＨ調整薬液を供給してｐＨ調整槽１６内でろ液のｐＨ値の調整を行う。本実施形態ではろ液のｐＨ値は、酸性を示しているため、薬液供給部２０は、ろ液のｐＨ値を所望の値まで上昇させるように構成される。
【００３１】
上述のように、薬液供給部２０は、少なくとも薬液槽２２とｐＨ計２４を備えている。薬液槽２２は、ｐＨ調整薬液を収容しており、薬液供給パイプ５０４を介して、ｐＨ調整槽１６にｐＨ調整薬液を供給するように構成される。ｐＨ計２４は、ｐＨ調整槽１６内の液体、ろ液排出パイプ５０２のｐＨ調整槽１６側の出口付近のろ液、またはその両方にてｐＨ値を測定するように構成される。ｐＨ計２４としては、ｐＨメーターが挙げられるが、ｐＨ値を測定できるものであれば、これに限定されない。ｐＨ計２４によって測定されたｐＨ値に応じて、薬液槽２２からｐＨ調整槽１６内にｐＨ調整薬液を供給する。ｐＨ調整薬液としては、水酸化ナトリウム等のアルカリ金属塩があげられるが、酸性廃液のｐＨ値を高め、中和するものならば、これに限定されない。
【００３２】
薬液槽２２は、ｐＨ調整薬液を供給することで、ｐＨ計２４が所望のｐＨ値を示すと、ｐＨ調整薬液の供給を停止するように構成される。また、ｐＨ調整槽１６内の液体は、攪拌機３８によって攪拌されていることが好ましい。
【００３３】
ここで図５を用いて、ｐＨ調整の制御方法を説明する。ＣＰＵ４２は、ＲＯＭ４４に格納されたプログラムに基づいてｐＨ調整薬液の供給を制御する。ＣＰＵ４２は、ｐＨ計２４から送られてくるｐＨ値を判断しており、ｐＨ値があらかじめ設定された閾値以上になると薬液供給バルブ４０４を閉め、薬液供給ポンプ３０４を停止するように命令する。
【００３４】
所定のｐＨ値に調整されたｐＨ調整槽１６内の液体は、洗浄水供給部１８を用いて、フィルタープレス１４に供給される。洗浄水供給部１８は、洗浄水供給ポンプ３０３、洗浄水供給バルブ４０３と洗浄水供給パイプ５０３を少なくとも備えている。洗浄水供給パイプ５０３は、ｐＨ調整槽１６とフィルタープレス１４を接続しており、洗浄水供給ポンプ５０３で圧力をかけてｐＨ値を調整された薬液を加圧されているフィルタープレス１４に搬送する。
【００３５】
洗浄水供給パイプ５０３を介して運ばれた薬液は、原液入口３２を通って、フィルタープレス１４内に供給される。この構成によると、装置が複雑化することもなく、廃液注入時に原液入口３２に残った汚泥も洗い流すことができる。
【００３６】
原液入口３２から混入された薬液は、ダイヤフラムが膨らんで汚泥を圧搾してできたスペースのある一方のろ板２６１側からろ室に流れ込むように構成されることが好ましい。（図６参照）ろ室に流れ込んだ薬液は、圧力をかけられていることによって、汚泥と接触してもう一方のろ板２６２からろ液出口３４を通って、フィルタープレス１４から排出される。この時に、ろ液出口３４を汚泥が充填されている高さよりも上部に設けておくことが好ましい。この構成によると、汚泥と薬液が満遍なく接触するようになるので、中和処理を均一に行うことが可能となる。
【００３７】
フィルタープレス１４内から排出された薬液は、ろ液排出パイプ５０２を通って、再びｐＨ調整槽１６に収容される。フィルタープレス１４内でｐＨ調整を行うことで、別途、中和処理槽や脱水処理設備を設ける必要もないので、処理設備の肥大化を防ぐことができ、処理時間も短縮できる。
【００３８】
フィルタープレス１４を通ってｐＨ調整槽１６に戻ってきた薬液は、酸性汚泥と接触したことでｐＨ値が低下している。ｐＨ調整槽１６内の液体のｐＨ値が閾値以下に低下したことをＣＰＵが判断すると、薬液供給バルブ４０４を開け、薬液供給ポンプ３０４を作動させることで、ｐＨ調整薬液を添加する。薬液供給部２０にて、ｐＨ調整槽１６内の液体のｐＨ値を所望の値に再び調整する。
【００３９】
このときにｐＨ調整薬液の添加により、ｐＨ調整槽内１６内の水位が上昇した場合は、ｐＨ調整槽１６から排水タンク（図示省略）に排水する。ｐＨ調整槽１６内の水位は、超音波液面計、フロート式液面計等の液面計を用いて測定する。
【００４０】
ｐＨ調整された薬液は、再び洗浄水供給手段１８を用いて加圧されているフィルタープレス１４に供給される。このように、フィルタープレス１４とｐＨ調整槽１６の間で薬液を循環させることで、フィルタープレス１４内の汚泥を中和していく。
【００４１】
フィルタープレス１４内の汚泥のｐＨ値は、フィルタープレス１４から出てくるろ液のｐＨに基づいて判断する。ｐＨ計２４で測定しているろ液排出パイプ５０２から出てきたろ液、ｐＨ調整槽１６内の液体、またはその両方のｐＨ値が所望の値になると、カウンタ４６が作動する。カウンタ４６は、ｐＨ計２４の値が所望の値を維持している間、時間を計測するように構成されている。カウンタ４６が所定時間作動し続けていることをＣＰＵ４２が判断すると、ＣＰＵ４２からの命令により洗浄水供給バルブ４０３を閉め、洗浄水供給ポンプ３０３を停止する。このため、フィルタープレス１４内の汚泥のｐＨ値を測定せずとも中和状態を確認できる。また、上記の構成を採用することにより、瞬間的にｐＨ値が変動したことによって中和作業を中止してしまうといった不具合が発生しない。
【００４２】
ｐＨ値が調整された汚泥は、再びダイヤフラムによる圧搾と、直接エアを吹き付けることによって、含水率を低下させる。油圧シリンダ２８の圧力を解除すると、ろ板２６が開放されるので、フィルタープレス１４から脱水された汚泥ケーキが排出される。フィルタープレス１４の下部にはケーキ回収槽（図示省略）を設けておき、排出された汚泥を回収するように構成される。
上述の実施形態では、酸汚泥をアルカリ性の添加剤によって中性化する例を説明したが、アルカリ汚泥に対して酸性の添加剤を加えて中性化する場合であっても、本発明の汚泥処理システムを用いることが可能である。
【００４３】
アルカリ汚泥を中和する例としては、水酸化アルミニウムが挙げられる。水酸化アルミニウムの汚泥は、アルミニウムの表面処理等において発生している。この水酸化アルミニウム汚泥をフィルタープレス１４にて脱水し、アルカリ性のろ液に薬液供給部２０を用いて塩酸等の酸性のｐＨ調整薬液を供給することで、ろ液のｐＨを調整する。ｐＨが調整されたろ液をフィルタープレス１４に供給することで、アルカリ性の汚泥も中和することが可能になる。
【００４４】
上述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００４５】
１０−汚泥処理システム
１２−原液槽
１４−フィルタープレス
１６−ｐＨ調整槽
１８−洗浄水供給部
２０−薬液供給部
２２−薬液槽
２４−ｐＨ計
２６−ろ板
２８−油圧シリンダ
３２−原液入口
３４−ろ液出口
３６−エア供給部
３８−攪拌機
４２−ＣＰＵ
４４−ＲＯＭ
４６−カウンタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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