(57)【要約】  大型の設備や煩雑なメンテナンスを必要とせず、一旦形成させたフロックの固液分離も容易な、スクラバ排水の処理方法及びスクラバ排水の処理装置を提供する。  スクラバ排水に、磁性粉を添加して、前記スクラバ排水に含まれる浮遊物と前記磁性粉との結合物を形成せしめて、これを磁気分離して前記排水を浄化する。このスクラバ排水の処理方法においては、前記磁性粉とともに更に凝集剤を添加することが好ましい。また、スクラバ排水に磁性粉を添加する磁性粉添加装置９と、前記スクラバ排水に含まれる浮遊物と前記磁性粉との結合物を磁気分離する磁気分離装置１１とを備えたスクラバ排水の処理装置を構成する。このスクラバ排水の処理装置においては、更に、前記スクラバ排水に凝集剤を添加する凝集剤添加装置１０を備えることが好ましい。
2016147708.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼排ガスをスクラバで処理する際に生じるスクラバ排水に、磁性粉を添加して、前記スクラバ排水に含まれる浮遊物と前記磁性粉との結合物を形成せしめて、これを磁気分離して前記排水を浄化することを特徴とするスクラバ排水の処理方法。
【請求項２】
前記スクラバ排水に、前記磁性粉とともに更に凝集剤を添加して、前記スクラバ排水に含まれる浮遊物と前記磁性粉との結合物を形成せしめて、これを磁気分離する請求項１に記載のスクラバ排水の処理方法。
【請求項３】
前記スクラバ排水の濁度又は浮遊物質濃度について、浮遊物の除去処理を必要としない範囲Ａと、磁性粉だけの添加で処理できる範囲Ｂと、磁性粉と凝集剤とを併用する必要がある範囲Ｃとを予め設定しておき、前記濁度又は浮遊物質濃度を測定して、前記濁度又は浮遊物質濃度が範囲Ａにある場合はスクラバ排水をそのまま排水又は循環使用し、前記濁度又は浮遊物質濃度が範囲Ｂにある場合はスクラバ排水に磁性粉のみを添加して処理を行い、前記濁度又は浮遊物質濃度が範囲Ｃにある場合はスクラバ排水に磁性粉及び凝集剤を添加して処理を行なう、請求項１又は２記載のスクラバ排水の処理方法。
【請求項４】
前記濁度又は浮遊物質濃度の範囲がＢ又はＣにある場合の前記磁性粉の添加量及び／又は前記凝集剤の添加量を、前記濁度又は浮遊物質濃度に応じた量とする請求項３記載のスクラバ排水の処理方法。
【請求項５】
前記範囲Ａと前記範囲Ｂとの境界値が、濁度２５〜１００ＮＴＵの範囲で設定される請求項３又は４記載のスクラバ排水の処理方法。
【請求項６】
前記範囲Ａと前記範囲Ｂとの境界値が、浮遊物質濃度１０〜５０ｍｇ／Ｌの範囲で設定される請求項３又は４記載のスクラバ排水の処理方法。
【請求項７】
前記範囲Ｂと前記範囲Ｃとの境界値が、濁度５０〜１５０ＮＴＵの範囲で設定され、且つ、前記範囲Ａと前記範囲Ｂとの境界値より２５ＮＴＵ以上大きい値とされる請求項５記載のスクラバ排水の処理方法。
【請求項８】
前記範囲Ｂと前記範囲Ｃとの境界値が、浮遊物質濃度２０〜１００ｍｇ／Ｌの範囲で設定され、且つ、前記範囲Ａと前記範囲Ｂとの境界値より１０ｍｇ／Ｌ以上大きい値とされる請求項６記載のスクラバ排水の処理方法。
【請求項９】
燃焼排ガスをスクラバで処理する際に生じるスクラバ排水に磁性粉を添加する磁性粉添加装置と、前記スクラバ排水に含まれる浮遊物と前記磁性粉との結合物を磁気分離する磁気分離装置とを備えることを特徴とするスクラバ排水の処理装置。
【請求項１０】
更に、前記スクラバ排水に凝集剤を添加する凝集剤添加装置を備える請求項９記載のスクラバ排水の処理装置。
【請求項１１】
更に、前記スクラバ排水の濁度又は浮遊物質濃度を測定する測定装置と、前記測定装置による測定値に応じて、前記磁性粉添加装置からの磁性粉の添加量を制御する制御装置とを備える請求項９記載のスクラバ排水の処理装置。
【請求項１２】
更に、前記スクラバ排水の濁度又は浮遊物質濃度を測定する測定装置と、前記測定装置による測定値に応じて、前記磁性粉添加装置からの磁性粉の添加量及び前記凝集剤添加装置からの凝集剤の添加量を制御する制御装置を備える請求項１０記載のスクラバ排水の処理装置。
【請求項１３】
前記スクラバ排水の濁度又は浮遊物質濃度について、浮遊物の除去処理を必要としない範囲Ａと、磁性粉だけの添加で処理できる範囲Ｂと、磁性粉と凝集剤とを併用する必要がある範囲Ｃとを前記制御装置に予め入力しておき、前記測定装置によって前記濁度又は浮遊物質濃度を測定して、前記制御装置に予め入力した範囲と対比し、前記濁度又は浮遊物質濃度が範囲Ａにある場合はスクラバ排水をそのまま排水又は循環使用し、前記濁度又は浮遊物質濃度が範囲Ｂにある場合はスクラバ排水に磁性粉のみを添加して処理を行い、前記濁度又は浮遊物質濃度が範囲Ｃにある場合はスクラバ排水に磁性粉及び凝集剤を添加して処理を行なう、請求項１２記載のスクラバ排水の処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃焼排ガスをスクラバで処理する際に生じるスクラバ排水の処理方法、及び該スクラバ排水の処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
船舶のディーゼルエンジンや焼却炉などから生じた燃焼排ガスには、ブラックカーボン、スス、油滴などが含まれるので、排ガスを集じん装置（スクラバ）に通して、洗浄水を噴霧して気液接触させ、その洗浄水側にそれら有害物を移行させて除去することが行われている。一方、このような集じん装置（スクラバ）による処理の際に生じたスクラバ排水には回収されたブラックカーボン、スス、油滴などの有害物が含まれるので、これも環境中に放出しないように除去する必要がある。従来、スクラバ排水からの有害物の除去には、遠心分離（下記特許文献１参照）、ろ過処理（下記特許文献２（段落００１９）参照）、凝集沈殿（下記特許文献３（段落０００４）参照）などの方法が採られていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−８１９３３号公報
【特許文献２】特開平１１−１６５１８０号公報
【特許文献３】特開２００１−１２９５９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、遠心分離は、装置の消費電力が大きく、そのための発電設備が必要であり、大がかりな設備が必要であるという問題があった。また、揺れる船舶などでは安全性に問題があった。ろ過処理は、目詰まりによるろ材の交換や洗浄といったメンテナンスが煩雑であった。凝集沈殿は、凝集したフロックを沈殿させるためには長時間静置する必要があり効率が悪く、また、揺れる船舶などでは一旦形成させた沈殿が舞い上がりやすく、安定して効率的に固液分離することが困難であるという問題があった。【０００５】
よって、本発明の目的は、大型の設備や煩雑なメンテナンスを必要とせず、一旦形成させたフロックの固液分離も容易な、スクラバ排水の処理方法及びスクラバ排水の処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明のスクラバ排水の処理方法は、燃焼排ガスをスクラバで処理する際に生じるスクラバ排水に、磁性粉を添加して、前記スクラバ排水に含まれる浮遊物と前記磁性粉との結合物を形成せしめて、これを磁気分離して前記排水を浄化することを特徴とする。【０００７】
本発明のスクラバ排水の処理方法によれば、スクラバ排水に含まれる、比重が軽くて沈降しにくい、ブラックカーボン、スス、油等の浮遊物であっても、磁性粉と一緒に磁気分離することにより、浮遊物を効率的に除去して、排水を浄化することができる。【０００８】
本発明のスクラバ排水の処理方法においては、前記スクラバ排水に、前記磁性粉とともに更に凝集剤を添加して、前記スクラバ排水に含まれる浮遊物と前記磁性粉との結合物を形成せしめて、これを磁気分離することが好ましい。これによれば、凝集剤により、スクラバ排水に含まれる浮遊物と磁性粉との結合物が形成する効率が高まるので、より効率的に排水を浄化することができる。【０００９】
また、前記スクラバ排水の濁度又は浮遊物質濃度について、浮遊物の除去処理を必要としない範囲Ａと、磁性粉だけの添加で処理できる範囲Ｂと、磁性粉と凝集剤とを併用する必要がある範囲Ｃとを予め設定しておき、前記濁度又は浮遊物質濃度を測定して、前記濁度又は浮遊物質濃度が範囲Ａにある場合はスクラバ排水をそのまま排水又は循環使用し、前記濁度又は浮遊物質濃度が範囲Ｂにある場合はスクラバ排水に磁性粉のみを添加して処理を行い、前記濁度又は浮遊物質濃度が範囲Ｃにある場合はスクラバ排水に磁性粉及び凝集剤を添加して処理を行なうことが好ましい。これによれば、スクラバ排水の濁度又は浮遊物質濃度に応じて磁性粉や凝集剤を添加するので、磁性粉や凝集剤を過剰に使用することが抑制され、ランニングコストを抑えることができる。【００１０】
また、前記濁度又は浮遊物質濃度の範囲がＢ又はＣにある場合の前記磁性粉の添加量及び／又は前記凝集剤の添加量を、前記濁度又は浮遊物質濃度に応じた量とすることが好ましい。これによれば、磁性粉や凝集剤の過剰な使用をより効果的に抑制して、ランニングコストを更に抑えることができる。【００１１】
また、前記範囲Ａと前記範囲Ｂとの境界値が、濁度２５〜１００ＮＴＵの範囲で設定されることが好ましい。【００１２】
また、前記範囲Ａと前記範囲Ｂとの境界値が、浮遊物質濃度１０〜５０ｍｇ／Ｌの範囲で設定されることが好ましい。【００１３】
また、前記範囲Ｂと前記範囲Ｃとの境界値が、濁度５０〜１５０ＮＴＵの範囲で設定され、且つ、前記範囲Ａと前記範囲Ｂとの境界値より２５ＮＴＵ以上大きい値とされることが好ましい。【００１４】
また、前記範囲Ｂと前記範囲Ｃとの境界値が、浮遊物質濃度２０〜１００ｍｇ／Ｌの範囲で設定され、且つ、前記範囲Ａと前記範囲Ｂとの境界値より１０ｍｇ／Ｌ以上大きい値とされることが好ましい。【００１５】
一方、本発明のスクラバ排水の処理装置は、燃焼排ガスをスクラバで処理する際に生じるスクラバ排水に磁性粉を添加する磁性粉添加装置と、前記スクラバ排水に含まれる浮遊物と前記磁性粉との結合物を磁気分離する磁気分離装置とを備えることを特徴とする。【００１６】
本発明のスクラバ排水の処理装置によれば、スクラバ排水に含まれる、比重が軽くて沈降しにくい、ブラックカーボン、スス、油等の浮遊物であっても、磁性粉と一緒に磁気分離することにより、浮遊物を効率的に除去して、排水を浄化することができる。【００１７】
本発明のスクラバ排水の処理装置においては、更に、前記スクラバ排水に凝集剤を添加する凝集剤添加装置を備えることが好ましい。これによれば、凝集剤により、スクラバ排水に含まれる浮遊物と磁性粉との結合物が形成する効率が高まるので、より効率的に排水を浄化することができる。【００１８】
また、更に、前記スクラバ排水の濁度又は浮遊物質濃度を測定する測定装置と、前記測定装置による測定値に応じて、前記磁性粉添加装置からの磁性粉の添加量を制御する制御装置とを備えることが好ましい。これによれば、磁性粉を必要以上に使用することがないので、ランニングコストを抑えることができる。【００１９】
また、更に、前記スクラバ排水の濁度又は浮遊物質濃度を測定する測定装置と、前記測定装置による測定値に応じて、前記磁性粉添加装置からの磁性粉の添加量及び前記凝集剤添加装置からの凝集剤の添加量を制御する制御装置を備えることが好ましい。これによれば、磁性粉と凝集剤を必要以上に使用することがないので、ランニングコストを抑えることができる。【００２０】
また、前記スクラバ排水の濁度又は浮遊物質濃度について、浮遊物の除去処理を必要としない範囲Ａと、磁性粉だけの添加で処理できる範囲Ｂと、磁性粉と凝集剤とを併用する必要がある範囲Ｃとを前記制御装置に予め入力しておき、前記測定装置によって前記濁度又は浮遊物質濃度を測定して、前記制御装置に予め入力した範囲と対比し、前記濁度又は浮遊物質濃度が範囲Ａにある場合はスクラバ排水をそのまま排水又は循環使用し、前記濁度又は浮遊物質濃度が範囲Ｂにある場合はスクラバ排水に磁性粉のみを添加して処理を行い、前記濁度又は浮遊物質濃度が範囲Ｃにある場合はスクラバ排水に磁性粉及び凝集剤を添加して処理を行なうことが好ましい。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、スクラバ排水に含まれる、比重が軽くて沈降しにくい、ブラックカーボン、スス、油等の浮遊物であっても、磁性粉と一緒に磁気分離することにより、浮遊物を効率的に除去して、排水を浄化することができる。また、凝集剤を併用することにより、スクラバ排水に含まれる浮遊物と磁性粉との結合物が形成する効率が高まるので、より効率的に排水を浄化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の方法を実施するための第１の実施形態に係る装置の概略構成図である。
【図２】上記装置による第１の運転例の説明図である。
【図３】上記装置による第２の運転例の説明図である。
【図４】上記装置による第３の運転例の説明図である。
【図５】上記第１〜第３の運転例を相互に制御する例を表わすフローチャートである。
【図６】上記第１の実施形態に係る装置に備わる磁気分離装置の一例を示す概略構成図である。
【図７】上記第１の実施形態に係る装置に備わる磁気分離装置の別の例を示す概略構成図である。
【図８】本発明の方法を実施するための第２の実施形態に係る装置の概略構成図である。
【図９】上記第２の実施形態に係る装置に備わる磁気分離装置の一例を示す概略構成図である。
【図１０】本発明の方法を実施するための第３の実施形態に係る装置の概略構成図である。
【図１１】上記第３の実施形態に係る装置に備わる磁気分離装置の一例を示す概略構成図である。
【図１２】本発明の方法を実施するための第４の実施形態に係る装置の概略構成図である。
【図１３】上記第４の実施形態に係る装置に備わる磁気分離装置の一例を示す概略構成図である。
【図１４】上記第４の実施形態に係る装置に備わる磁気分離装置の別の例を示す概略構成図である。
【図１５】スクラバ排水の凝集沈降試験において、透明部分と懸濁部分の境界面の高さを経時的に測定した結果を示す図表である。
【図１６】スクラバ排水の凝集沈降試験において、凝集沈降後、水面から２ｃｍの位置でサンプリングを行い濁度を測定した結果を示す図表である。
【図１７】スクラバ排水の凝集沈降試験において、凝集沈降後、デカンテーションにより上澄みを除去した残りをスラッジとし赤外線水分計により含水率を測定した結果を示す図表である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施形態を説明する。
【００２４】
図１には、本発明の方法を実施するための第１の実施形態に係る装置を示す。この実施形態では、エンジン１から生じた排ガスが、給気口２ａからスクラバ２に導入されて、スクラバ洗浄水と気液接触して、その洗浄水側にブラックカーボン、スス、油滴など有害物が移行して、除去された後に、排気口２ｂから排気されるようになっている。また、その際に生じたスクラバ排水は、排水口２ｃから配管Ｌ１へと通じ、弁３を介し配管Ｌ２ないしは配管Ｌ３に導入されるようになっている。そして、配管Ｌ２が混合タンク７やその下流の磁気分離装置１１に通じる一方、配管Ｌ３は混合タンク７や磁気分離装置１１をバイパスし、それらの下流の配管Ｌ６に通じている。このバイパス経路によって、排水が、混合タンク７や磁気分離装置１１での処理を受けずに放流されるか、あるいはスクラバ洗浄水として循環利用されるようになっている。また、配管Ｌ１は、弁３の上流側において測定タンク４に通じる配管Ｌ１ａに分岐しており、排水の一部が配管Ｌ１ａを通って測定タンク４に移送されて溜まり、ｐＨ測定装置５や水質測定装置６によって、排水を検査することができるようになっている。なお、この実施形態では、排水の一部を測定タンク４に溜めて検査しているが、タンクを設けずに配管Ｌ１ａのみとし、その配管内を流れる排水を直接検査してもよい。また、配管を分岐させて検査用に排水の一部を取り出しているが、排水の一部を取り出さずに配管Ｌ１内を流れる排水を直接検査してもよい。また、検査後の排水は配管Ｌ４を通って混合タンク７に移送されるようになっているが、弁３の上流であって分岐点の下流の配管Ｌ１に戻して、検査を受けた排水についても、必要がない場合には、配管Ｌ３を通じて混合タンク７や磁気分離装置１１をバイパスすることができるようにしてもよい。
【００２５】
水質測定装置６によって検査する水質の項目としては、排水に含まれるブラックカーボン、スス、油滴等の浮遊物の代表的な指標として、排水の濁度又は浮遊物質（ＳＳ）の濃度（本明細書において「浮遊物質濃度」とする。）が挙げられる。例えば排水の濁度は、ＪＩＳ  Ｋ０１０１の９．３に準拠した方法などによって測定することができる。また、排水の浮遊物質濃度は、ＪＩＳ  Ｋ０１０２の１４．１に準拠した方法などによって測定することができる。
【００２６】
混合タンク７には、図２〜４に示すように、モータＭによって回転軸１５ｂを介して回転する撹拌羽１５ａを有する撹拌装置１５が設けられている。そして、混合タンク７においては、撹拌装置１５によって、排水が、ｐＨ調整装置８から添加されるアルカリ剤や酸剤や、磁性粉添加装置９から添加される磁性粉や、凝集剤添加装置１０から添加される凝集剤と混合されるようになっており、これにより、排水に含まれるブラックカーボン、スス、油滴等の浮遊物と磁性粉との結合物（以下「磁性フロック」という。）を形成させることができる。排水のｐＨとしては４〜１１に調整することが好ましい。これによれば、凝集剤が消費するアルカリが供給可能であるので、磁性フロックを効率よく形成させることができる。なお、ｐＨは、ｐＨ測定装置５で測定された排水のｐＨの状態に応じて、調整することが好ましい。
【００２７】
磁性粉としては、粉末状で添加したり、あるいは水などの分散媒に磁性粉を分散した状態で添加したりすることができる。磁性粉の材質としては、常磁性粉あるいは強磁性粉のいずれであってもよく、例えば、四三酸化鉄等の酸化鉄、コバルト、酸化クロム、フェライトなどが挙げられる。磁性粉の粒径は、通常０．０５μｍ以上１０μｍ以下の範囲のものが好ましく、０．０５μｍ以上５μｍ以下の範囲のものがより好ましい。また、磁性粉の保磁力としては、通常１０４/４πＡ／ｍ以上４×１０５/４πＡ／ｍ以下の範囲のものが好ましく、２×１０５/４πＡ／ｍ以上３×１０５/４πＡ／ｍ以下の範囲のものがより好ましい。磁性粉の添加量としては、浮遊物質質量の１に対して磁性粉質量が０．１〜１０となるように添加することが好ましく、０．５〜５となるように添加することがより好ましい。添加量がこの範囲未満であると、磁性フロックを形成する効率が悪くなる傾向となり、この範囲を超えると、磁性粉を不必要に過剰に使用することになりそのコストが上昇するので、いずれも好ましくない。また、磁性粉の添加量は、水質測定装置６で測定された排水の濁度又は浮遊物質濃度に応じて、調整することが好ましい。この場合、例えば、後述する制御装置に測定値と磁性粉の添加量との関係表を予め格納しておき、それを参照することにより添加量を決定するようにしてもよい。
【００２８】
凝集剤としては、粉末状で添加したり、あるいは水などの分散媒に凝集剤を分散した状態で添加したりすることができる。凝集剤の成分としては、例えば、ポリ塩化アルミニウム（ＰＡＣ）、ポリ硫酸第二鉄（ポリ鉄）、硫酸アルミニウム（硫酸バンド）、高分子（ノニオン系、カチオン系、アニオン系、両性）などが挙げられ、排水の性状により凝集剤を選定することができる。凝集剤の添加量としては、浮遊物質質量の１に対して凝集剤質量が０．００５〜１となるように添加することが好ましく、０．０１〜０．５となるように添加することがより好ましい。添加量がこの範囲未満であると、磁性フロックの形成を助ける効率が悪くなる傾向となり、この範囲を超えると、凝集剤を不必要に過剰に使用することになりそのコストが上昇するので、いずれも好ましくない。また、凝集剤の添加量は、水質測定装置６で測定された排水の濁度又は浮遊物質濃度に応じて、調整することが好ましい。この場合、例えば、後述する制御装置に測定値と凝集剤の添加量との関係表を予め格納しておき、それを参照することにより添加量を決定するようにしてもよい。
【００２９】
混合タンク７において、磁性粉や凝集剤などと混合され、形成された磁性フロックを含む排水は、配管Ｌ５を通して磁気分離装置１１に導入され、磁気分離の処理を受け、磁気分離の処理により凝集物（磁性フロックの塊）として回収されたスラッジがスラッジタンク１２に貯留されるようになっている。磁気分離装置１１での磁気分離の処理は後述する。
【００３０】
磁気分離後の液部（清澄な上澄み）は、配管Ｌ６から弁１３を介し、配管Ｌ７を通じて放流されるか、あるいは配管Ｌ８を通じて給液口２ｄからスクラバ２に導入されてスクラバ洗浄水として再利用されるようになっている。
【００３１】
この実施形態の装置には、更に、制御装置１４が備わり、配線ＴにてｐＨ測定装置５、水質測定装置６、ｐＨ調整装置８、磁性粉添加装置９、凝集剤添加装置１０、磁気分離装置１１、弁３、１３に、それぞれ接続され、信号を送受信したり、判定用データを格納したり、判定用データと対比して判定をしたりすることができるようになっている。すなわち、例えば、ｐＨ測定装置５や水質測定装置６からの測定値に関わる信号を受信したり、受信したその測定値が所定範囲にあるかどうかを判定したり、ｐＨ調整装置８にアルカリ剤や酸剤の添加量に関わる信号を、磁性粉添加装置９に磁性粉の添加量に関わる信号を、凝集剤添加装置１０に凝集剤の添加量に関わる信号をそれぞれ送信したり、磁気分離装置１１に稼働の要否に関わる信号を送信したり、弁３、１３による配管の接続に関わる信号を送信したりすることができるようになっている。
【００３２】
なお、以上の説明は、排水の全量を処理する形態を前提としたが、配管やバルブ等により排水を分岐させ、一部を処理し、その処理水と未処理の排水とを混合して、放流するか、あるいはスクラバ洗浄水として再利用するように構成してもよい。この場合、弁３を、配管Ｌ２と配管Ｌ３への排水量の割合を任意に変更できる構成とし、処理すべき排水の量と処理しない排水の量との割合を任意に選択できるようにしてもよい。
【００３３】
図２には、上記装置による第１の運転例を示す。この運転例では、配管Ｌ１からの排水が、三方弁からなる弁３の接続により、配管Ｌ３に流れ、混合タンク７や磁気分離装置１１をバイパスして、それらの下流の配管Ｌ６に移送されるようになっている。このような運転例は、排水中の浮遊物の量が浮遊物の除去処理を必要としない範囲（以下「範囲Ａ」とする）にあって、排水の浮遊物を除去する必要がないときに適している。上記範囲Ａの上限値（以下「境界値ＡＢ」とする）は、スクラバの装置構成、用途、放流規制の水準などによっても異なるが、例えば、排水の濁度を指標とすると、２５〜１００ＮＴＵの範囲、あるいは排水の浮遊物質濃度を指標とすると、１０〜５０ｍｇ／Ｌの範囲で設定することが好ましい。この場合、磁性粉添加装置９からの磁性粉の添加や、凝集剤添加装置１０からの凝集剤の添加などはなく、撹拌装置１５や磁気分離装置１１も稼働していない。なお、ｐＨ調整装置８からのアルカリ剤や酸剤の添加は任意である。
【００３４】
図３には、上記装置による第２の運転例を示す。この運転例では、配管Ｌ１からの排水が、三方弁からなる弁３の接続により、配管Ｌ２に流れ、混合タンク７に移送されるようになっている。混合タンク７では、タンク内に一定時間貯留する排水に、磁性粉添加装置９から磁性粉が添加され、撹拌装置１５により撹拌して、磁性フロックを形成させるようにしている。なお、ｐＨ調整装置８からのアルカリ剤や酸剤の添加は任意である。このような運転例は、排水の浮遊物を磁性粉だけで磁性フロックを形成せしめて処理できる範囲（以下「範囲Ｂ」とする）にあって、凝集剤の添加までは必要とされないときに適している。上記範囲Ｂの上限値（以下「境界値ＢＣ」とする）は、スクラバの装置構成、用途、放流規制の水準などによっても異なるが、例えば、排水の濁度を指標とすると、５０〜１５０ＮＴＵの範囲にあって、且つ、前記境界値ＡＢよりも２５ＮＴＵ以上大きい値、あるいは排水の浮遊物質濃度を指標とすると、２０〜１００ｍｇ／Ｌの範囲にあって、且つ、前記境界値ＡＢより１０ｍｇ／Ｌ以上大きい値であることが好ましい。排水の浮遊物が上記範囲Ｂにあれば、排水の浮遊物を磁性粉だけで磁性フロックを形成せしめて処理できる。よって、凝集剤添加装置１０からの凝集剤の添加は行われない。
【００３５】
図４には、上記装置による第３の運転例を示す。この運転例では、配管Ｌ１からの排水が、三方弁からなる弁３の接続により、配管Ｌ２に流れ、混合タンク７に移送されるようになっている。混合タンク７では、タンク内に一定時間貯留する排水に、磁性粉添加装置９から磁性粉が添加されるとともに、凝集剤添加装置１０から凝集剤が添加され、撹拌装置１５により撹拌して、磁性フロックを形成させるようにしている。なお、ｐＨ調整装置８からのアルカリ剤や酸剤の添加は任意である。このような運転例は、排水の浮遊物を磁性粉だけでは処理できずに凝集剤を併用する必要がある範囲（以下「範囲Ｃ」とする）にあるときに適している。この範囲Ｃは、スクラバの装置構成、用途、放流規制の水準などによっても異なるが、前記境界値ＢＣを超える範囲、すなわち、排水の濁度を指標にすると、５０〜１５０ＮＴＵを超える範囲、あるいは排水の浮遊物質濃度を指標にすると、２０〜１００ｍｇ／Ｌを超える範囲とすることが好ましい。なお、凝集剤添加時には、まず微細なマイクロフロックを形成するために強い攪拌をし、次により大きなフロックを成長させるための弱い攪拌をするよう、撹拌操作を調整することが望ましく、それら操作は、混合タンク７を２槽以上に分けて、別々に行ってもよい。
【００３６】
上記第１〜第３の運転例は、例えば、上記水質測定装置６と上記制御装置１４により制御可能である。図５には、その制御の一例を表わすフローチャートを示す。この制御例では、まず、排水を水質測定装置６によって検査して、その測定値を予め制御装置１４に格納した判定用データと対比して、浮遊物の除去処理を必要としない範囲Ａであるか、言い換えると、前記境界値ＡＢ以下か否かを判定する（ステップＳ１）。境界値ＡＢ以下である場合、上記第１の運転例により、弁３を配管Ｌ３に接続し（ステップＳ２）、排水は放流又は再循環する（ステップＳ３）。
【００３７】
次に、境界値ＡＢを超える場合には、弁３を配管Ｌ２に接続し（ステップＳ４）、水質測定装置６による測定値を予め制御装置１４に格納した判定用データと対比して、磁性粉だけの添加で処理できる範囲Ｂであるか、言い換えると境界値ＢＣ以下か否かを判定する（ステップＳ５）。境界値ＢＣ以下である場合、上記第２の運転例により、磁性粉添加装置９から磁性粉を添加して磁性フロックを形成させ（ステップＳ６）、磁気分離装置１１により、凝集物（磁性フロックの塊）と液部（清澄な上澄み）とに磁気分離し（ステップＳ７）、処理後の排水は放流又は再循環する（ステップＳ８）。
【００３８】
次に、境界値ＢＣを超える場合には、磁性粉と凝集剤とを併用する必要がある範囲Ｃであると判定し（ステップＳ９）、上記第３の運転例により、磁性粉添加装置９から磁性粉を添加するとともに（ステップＳ１０）、凝集剤添加装置１０から凝集剤を添加して磁性フロックを形成させ（ステップＳ１１）、磁気分離装置１１により、凝集物（磁性フロックの塊）と液部（清澄な上澄み）とに磁気分離し（ステップＳ１２）、処理後の排水は放流又は再循環する（ステップＳ１３）。
【００３９】
なお、上記のような制御を行う場合、範囲Ａ、範囲Ｂ、範囲Ｃは、相互に重複しない範囲で設定する必要がある。例えば、範囲Ａは境界値ＡＢ以下、範囲Ｂは境界値ＡＢ超かつ境界値ＢＣ以下、範囲Ｃは境界値ＢＣ超などに設定する。
【００４０】
以下、図６、７を参照しつつ、磁気分離装置１１での磁気分離の処理について説明する。
【００４１】
図６には、上記第１の実施形態に係る装置に備わる磁気分離装置の一例を示す。この磁気分離装置２０では、混合タンク７から延出した配管Ｌ５に連通する流路２１が設けられ、流路２１が所定容積を有することにより、混合タンク７での処理を終えた排水が流路２１を通過するときに所定時間滞留しつつ通過するようになっている。その流路２１の上方からは、回転盤２２が、そのおよそ下半部が流路２１を流れる排水に浸かるように配され、図示しない駆動手段によって回転する。図６では、回転盤２２の周方向に沿った回転方向は、排水に浸かる部分において流れに対して順方向である。また、この回転盤２２は、その複数枚が、図示されない奥行き方向に沿って同軸で並列に所定間隔で整列しており、わずかな隙間を開けた状態で、流路２１の幅方向のほぼ全体に亘るように配されている。回転盤２２の表面の全部又は流路２１の流水の深さをほぼカバーし得る範囲には磁石が配されており、排水中に形成された磁性フロックが磁石の磁気吸引力によって回転盤２２の表面に付着するようになっている。回転盤２２の排水の水面から露出する部分には、回転盤２２の両側の表面に沿うようにスクレーパー２３が配置されており、磁性フロックが塊となったスラッジが掻き取られて、スラッジタンク１２に貯留されるようになっている。
【００４２】
図７には、上記第１の実施形態に係る装置に備わる磁気分離装置の別の例を示す。この磁気分離装置３０では、上記図６に示した回転盤２２の代わりに、円柱状の側面に磁石を配した回転ドラム３２を用いる。回転ドラム３２は、排水に下半部が浸かるように配置されており、排水の水面から露出する部分には、回転ドラム３２の側面に沿うようにスクレーパー３３が配置されている。排水中に形成された磁性フロックは、回転ドラム３２に配された磁石によって回転ドラム３２の側面に付着し、磁性フロックが塊となったスラッジがスクレーパー３３によって掻き取られて、スラッジタンク１２に貯留されるようになっている。
【００４３】
図８には、本発明の方法を実施するための第２の実施形態に係る装置を示す。この実施形態に係る装置は、第１の実施形態に係る装置とは、混合タンク７ａと磁気分離装置１１ａとが一体となって構成されている点において相違している。
【００４４】
図９には、上記第２の実施形態に係る装置に備わる磁気分離装置の一例を示す。この磁気分離装置４０は、上記図７において説明した磁気分離装置３０と、その基本構成を共通にし、ただし混合タンクから延出した流路ではなく、混合タンク７ａに直接設置されている。そして、その回転ドラム４１の下半部が混合タンク７ａ中の排水に浸かるように配され、混合タンク７ａ中でブラックカーボン、スス、油等の浮遊物１６に磁性粉もしくは磁性粉及び凝集剤を添加して混合して形成せしめた磁性フロック１７を、回転ドラム４１に配された磁石によって回転ドラム４１の側面に付着させ、磁性フロックが塊となったスラッジがスクレーパー４２によって掻き取られて、スラッジタンク１２に貯留されるようになっている。
【００４５】
図１０には、本発明の方法を実施するための第３の実施形態に係る装置を示す。この実施形態に係る装置は、第１の実施形態に係る装置とは、混合タンク７ｂと磁気分離装置１１ｂとが一体となって構成され、更には混合タンク７ｂがスラッジタンクの機能を兼ねている点において相違している。すなわち、この実施形態では、スラッジが混合タンク７ｂの底部に溜まり、それを定期的に図示しない排出口から排出するようにしている。
【００４６】
図１１には、上記第３の実施形態に係る装置に備わる磁気分離装置の一例を示す。この磁気分離装置５０は電磁石からなり、混合タンク７ｂの底面を隔ててその外側面に配されている。混合タンク７ｂ中でブラックカーボン、スス、油等の浮遊物１６に磁性粉もしくは磁性粉及び凝集剤を添加して混合して形成せしめた磁性フロック１７は、その電磁石により引き寄せられて混合タンク７ｂの内側底面に貯留されるようになっている。なお、この磁性フロックが塊となったスラッジは、別途スラッジ排出のための運転モードを設けて、電磁石をオフにしつつ、撹拌装置１５での撹拌を行いながら、排水のかわりに清浄な水を流して、図示しないスラッジ取出し経路を通じて混合タンク７ｂから排出させることができる。
【００４７】
図１２には、本発明の方法を実施するための第４の実施形態に係る装置を示す。この実施形態に係る装置は、第１の実施形態に係る装置とは、混合タンクの代わりにインラインミキサを備えた混合配管７ｃが設けられ、これと磁気分離装置１１ｃとが一体となって構成され、更にはそれらの構造がスラッジタンクの機能を兼ねている点において相違している。
【００４８】
図１３には、上記第４の実施形態に係る装置に備わる磁気分離装置の一例を示す。この磁気分離装置６０は電磁石からなり、インラインミキサを備えた混合配管７ｃの側面を隔ててその外側面に配されている。混合配管７ｃ中で、図示されないインラインミキサにより、ブラックカーボン、スス、油等の浮遊物１６に磁性粉もしくは磁性粉及び凝集剤を添加して混合して形成せしめた磁性フロック１７は、その電磁石により引き寄せられて混合配管７ｃの内側側面に貯留されるようになっている。なお、この磁性フロックが塊となったスラッジは、別途スラッジ排出のための運転モードを設けて、電磁石をオフにしつつ、排水のかわりに清浄な水を流して、図示しないスラッジ取出し経路を通じて混合配管７ｃから排出させることができる。
【００４９】
図１４には、上記第４の実施形態に係る装置に備わる磁気分離装置の別の例を示す。この磁気分離装置７０は、インラインミキサを備えた混合配管７ｃから枝分かれしたスラッジ貯留配管７１と、混合配管７ｃからスラッジ貯留配管７１への枝分かれ部分の内側側面の交差部分に配された管路誘導ガイド７２と、管路誘導ガイド７２に対向する管外側の位置に配され、所定の回転軸をもって回転する磁気発生ドラム７３と、スラッジ貯留配管７１の側面を隔ててその外側面に配された電磁石７４とから構成されている。混合配管７ｃ中で、図示されないインラインミキサにより、ブラックカーボン、スス、油等の浮遊物１６に磁性粉もしくは磁性粉及び凝集剤を添加して混合して形成せしめた磁性フロック１７は、管路誘導ガイド７２と磁気発生ドラム７３の作用により、スラッジ貯留配管７１側に引き寄せられて、排水の流れとともにスラッジ貯留配管７１に移送され、その外側側面に配された電磁石７４に引き寄せられてスラッジ貯留配管７１の内側側面に貯留されるようになっている。なお、この磁性フロックが塊となったスラッジは、別途スラッジ排出のための運転モードを設けて、電磁石をオフにしつつ、排水のかわりに清浄な水を流して、図示しないスラッジ取出し経路を通じてスラッジ貯留配管７１及び混合配管７ｃから排出させることができる。
【実施例１】
【００５０】
本発明による作用効果を実証するため、スクラバ排水の凝集沈降試験を行った。【００５１】
＜試験例１＞  
ディーゼルエンジンの排気をスクラバにより処理し、濁度２４０ＮＴＵ（ホルマジン）、浮遊物質濃度８０ｍｇ／Ｌとなったスクラバ排水を準備し、凝集剤としてポリ塩化アルミニウム（ＰＡＣ）を、浮遊物質質量に対して凝集剤質量が１００：５となるように添加した。ジャーステーターにて１５０ｒｐｍの急速攪拌を２０秒間、その後４０ｒｐｍの緩速攪拌を２０分間行い、排水を５００ｍＬ容メスシリンダーに移した。処理速度の指標として、透明部分と懸濁部分の境界面の高さを経時的に測定した。また、処理水質の指標として、凝集沈降後、水面から２ｃｍの位置でサンプリングを行い、ポータブル濁度計２１００Ｑ（ＨＡＣＨ社）にて濁度を測定した。更に、凝集沈降後、デカンテーションにより上澄みを除去した残りをスラッジとし、赤外線水分計により含水率を測定した。【００５２】
＜試験例２＞  
凝集剤としてポリ塩化アルミニウム（ＰＡＣ）のかわりにポリ硫酸第二鉄（ポリ鉄）を用いた以外は、試験例１と同様にして、試験例２を行った。【００５３】
＜試験例３＞  
上記スクラバ排水に、磁性粉として四三酸化鉄を、浮遊物質質量に対して磁性粉質量が１：１となるように添加した。ジャーステーターにて１５０ｒｐｍの急速攪拌を２０秒行った後、５００ｍＬ容メスシリンダーに排水を移し、そのメスシリンダーをネオジウム磁石の上に設置した。試験例１と同様に、透明部分と懸濁部分の境界面の高さを経時的に測定した。また、凝集沈降後、水面から２ｃｍの位置でサンプリングを行い、濁度を測定した。更に、スラッジの含水率を測定した。【００５４】
＜試験例４＞  
上記スクラバ排水に、磁性粉として四三酸化鉄を、浮遊物質質量に対して磁性粉質量が１：１となるように添加し、更に、凝集剤としてポリ硫酸第二鉄（ポリ鉄）を、浮遊物質質量に対して凝集剤質量が１００：５となるように添加した。ジャーステーターにて１５０ｒｐｍの急速攪拌を２０秒行った後、５００ｍＬ容メスシリンダーに排水を移し、そのメスシリンダーをネオジウム磁石の上に設置した。試験例１と同様に、透明部分と懸濁部分の境界面の高さを経時的に測定した。また、凝集沈降後、水面から２ｃｍの位置でサンプリングを行い、濁度を測定した。更に、スラッジの含水率を測定した。【００５５】
＜対照例１＞  
何も添加しないスクラバ排水を対照例１とした。【００５６】
［結果］  
図１５には透明部分と懸濁部分の境界面の高さの結果を示す。図１５に示されるように、対照例１や、凝集剤を添加した試験例１、２では、この試験時間内では界面の高さの下降がほとんど起こらなかった。これに対し、磁性粉を添加した試験例３や、磁性粉及び凝集剤を添加した試験例４では、４分間程度で界面がメスシリンダーの底付近に達し、磁気分離により凝集沈降が速やかに完了することが明らかとなった。【００５７】
図１６には水面から２ｃｍの位置での濁度の結果を示す。図１６に示されるように、対照例１では、水面付近の濁度の低下がほとんど起こらなかった。これに対し、凝集剤を添加した試験例１、２では、水面付近の濁度が低下し、水質の浄化が確認できた。一方、磁性粉を添加した試験例３や、磁性粉及び凝集剤を添加した試験例４でも、水面付近の濁度は低下し、水質の浄化が確認できた。例えば、磁性粉を添加した試験例３では、処理後の濁度が６０ＮＴＵ程度となり、放流するにはやや濁度は高いが、スクラバで再利用するには問題がないレベルであった。また、磁性粉及び凝集剤を添加した試験例４では、濁度が１２ＮＴＵまで低下し、放流可能なレベルであった。【００５８】
図１７には回収したスラッジの含水率を示す。なお、対照例１では、スラッジとして回収することが困難であったため、便宜上、排水自体の含水率を測定し、その結果含水率１００％と扱った。【００５９】
図１７に示されるように、凝集剤としてポリ塩化アルミニウム（ＰＡＣ）を用いた場合も（試験例１）、ポリ硫酸第二鉄（ポリ鉄）を用いた場合も（試験例２）、いずれもスラッジの含水率が９９．５％と高く、これに対し、磁気分離によれば、試験例３の磁性粉のみの系、試験例４の磁性粉とポリ鉄を併用した系のいずれも含水率が８９％となった。この含水率から換算すると、凝集剤のみで回収したスラッジと比較して、磁気分離によるスラッジは、体積が１／２００程度となることが明らかとなった。また、凝集剤のみで回収したスラッジは、密度が低いためデカンテーション時にスラッジが舞い上がるなど、水流等の力に非常に弱いことが明らかとなった。これに対し、磁気分離によるスラッジは、容器の底面を挟んで磁石に引き寄せられた状態で容器を逆さにしても剥離せず、水流等の力に非常に強いことが明らかとなった。
【符号の説明】
【００６０】
１：エンジン
２：スクラバ
２ａ：給気口
２ｂ：排気口
２ｃ：排水口
２ｄ：給液口
３、１３：弁
４：測定タンク
５：ｐＨ測定装置
６：水質測定装置
７、７ａ、７ｂ、：混合タンク
７ｃ：混合配管
８：ｐＨ調整装置
９：磁性粉添加装置
１０：凝集剤添加装置
１１、１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、２０、３０、４０、５０、６０、７０：磁気分離装置
１２：スラッジタンク
１４：制御装置
１５：撹拌装置
１６：浮遊物
１７：磁性フロック
２１：流路
２２：回転盤
２３、３３、４２：スクレーパー
３２、４１：回転ドラム
７１：スラッジ貯留配管
７２：管路誘導ガイド
７３：磁気発生ドラム
７４：電磁石
Ｌ１、Ｌ１ａ、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４、Ｌ５、Ｌ６、Ｌ７、Ｌ８：配管
Ｍ：モータ
Ｔ：配線
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【手続補正書】
【提出日】平成28年6月14日(2016.6.14)
【手続補正１】
【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】
燃焼排ガスをスクラバで処理する際に生じるスクラバ排水の濁度又は浮遊物質濃度を測定して、前記濁度又は浮遊物質濃度が前記スクラバ排水に含まれる浮遊物の除去を必要としない第一範囲であれば前記スクラバ排水をそのまま排水又は循環使用し、
前記第一範囲外である第二範囲の場合は、前記スクラバ排水に磁性粉を添加して、前記浮遊物と前記磁性粉との結合物を形成せしめて、これを磁気分離して前記スクラバ排水を浄化した後、排水又は循環使用することを特徴とするスクラバ排水の処理方法。
【請求項２】
前記第二範囲において、前記濁度又は浮遊物質濃度が前記磁性粉だけの添加で前記浮遊物の除去ができる第三範囲である場合は、前記スクラバ排水に前記磁性粉のみを添加して処理を行い、
前記磁性粉だけの添加で前記浮遊物の除去ができない第四範囲である場合は、前記スクラバ排水に前記磁性粉に加えて凝集剤を添加して処理を行う、
請求項１に記載のスクラバ排水の処理方法。
【請求項３】
前記濁度又は浮遊物質濃度の範囲が第二にある場合の前記磁性粉の添加量を、前記濁度又は浮遊物質濃度に応じた量とする請求項１記載のスクラバ排水の処理方法。
【請求項４】
前記濁度又は浮遊物質濃度の範囲が第三又は第四にある場合の前記磁性粉の添加量及び／又は前記凝集剤の添加量を、前記濁度又は浮遊物質濃度に応じた量とする請求項２記載のスクラバ排水の処理方法。
【請求項５】
前記第一範囲と前記第二範囲との境界値が、濁度２５〜１００ＮＴＵの範囲で設定される請求項１記載のスクラバ排水の処理方法。
【請求項６】
前記第一範囲と前記第二範囲との境界値が、浮遊物質濃度１０〜５０ｍｇ／Ｌの範囲で設定される請求項１記載のスクラバ排水の処理方法。
【請求項７】
前記第三範囲と前記第四範囲との境界値が、濁度５０〜１５０ＮＴＵの範囲で設定され、且つ、前記第一範囲と前記第二範囲との境界値より２５ＮＴＵ以上大きい値とされる請求項２又は４記載のスクラバ排水の処理方法。
【請求項８】
前記第三範囲と前記第四範囲との境界値が、浮遊物質濃度２０〜１００ｍｇ／Ｌの範囲で設定され、且つ、前記第一範囲と前記第二範囲との境界値より１０ｍｇ／Ｌ以上大きい値とされる請求項２又は４記載のスクラバ排水の処理方法。
【請求項９】
燃焼排ガスをスクラバで処理する際に生じるスクラバ排水に磁性粉を添加する磁性粉添加装置と、
前記スクラバ排水に含まれる浮遊物と前記磁性粉との結合物を磁気分離して前記スクラバ排水を浄化する磁気分離装置と、
前記スクラバ排水の濁度又は浮遊物質濃度を測定する測定装置と、
前記測定装置による測定値に応じて、前記磁性粉添加装置からの磁性粉の添加を制御する制御装置を備え、
前記制御装置により、前記測定装置による測定値に基づき、前記浮遊物の除去を必要としない第一範囲と、前記第一範囲外である第二範囲を判定し、前記第一範囲であれば前記スクラバ排水をそのまま排水又は循環使用し、前記第二範囲の場合は前記磁性粉添加装置より前記磁性粉を添加し、前記磁気分離装置により浄化された前記スクラバ排水を排水又は循環使用するように構成されていることを特徴とするスクラバ排水の処理装置。
【請求項１０】
更に、前記スクラバ排水に凝集剤を添加する凝集剤添加装置を備え、
前記制御装置により、更に、前記第二範囲において、前記磁性粉だけの添加で浮遊物の除去ができる第三範囲と、前記磁性粉だけの添加で前記浮遊物の除去ができない第四範囲を判定し、前記第三範囲であれば前記磁性粉のみを添加し、前記第四範囲の場合は前記磁性粉とともに更に前記凝集剤添加装置より前記凝集剤を添加するように構成されている請求項９記載のスクラバ排水の処理装置。
【請求項１１】
（削除）
【請求項１２】
（削除）
【請求項１３】
（削除）
【国際調査報告】
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