(57)【要約】【課題】混入するダイオキシン類を簡単な構成で容易に除去できる排水処理装置を提供する。【解決手段】略箱状の処理槽３１０内に、散水手段３２０から処理槽３１０内へ流入し処理槽３１０に設けた排出口３１３へ流通する排水１０の流過方向で、それぞれ異なる平均粒径の活性炭を充填して積層状に複数の活性炭層３６０を設ける。散水手段３２０から流入した排水１０中の全ダイオキシン類の大部分が付着する粒子状物を活性炭層３６０で濾過し、排水１０中に残留するダイオキシン類は活性炭にて吸着する。目詰まりなどの処理低下が生じた場合、活性炭を排出し焼却処理する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダイオキシン類および粒子状物を含む排水を貯溜可能な処理槽と、
この処理槽に前記排水を流入する流入手段と、
前記処理槽に設けられ貯溜する排水を排出する排出口と、
この処理槽内に設けられ、前記流入手段から流入され前記排出口へ流過する前記排水の流過方向で複数の積層状に、それぞれ異なる平均粒径の活性炭が充填されて構成された活性炭層と、
を具備したことを特徴とした排水処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載の排水処理装置であって、
前記活性炭層は、前記排水中の粒子状物が濾過されて前記排水が通水可能な前記粒子状物の凝集層を形成する粒径分布の活性炭にて構成された
ことを特徴とした排水処理装置。
【請求項３】
請求項２に記載の排水処理装置であって、
前記活性炭層は、略鉛直方向で積層する状態に構成され、
前記流入手段は、前記排水を散水により前記処理槽内に流入させる
ことを特徴とした排水処理装置。
【請求項４】
請求項２または請求項３に記載の排水処理装置であって、
前記活性炭層は、略鉛直方向で積層する状態に構成され、
前記流入手段からの前記排水の流入量と前記排出口からの前記排水の排出量とを、前記処理槽内に貯溜する前記排水の液面位置が前記活性炭層より上方に位置する状態に調整する流量調整手段を具備した
ことを特徴とした排水処理装置。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の排水処理装置であって、
前記活性炭層のいずれか１つは、１ｍｍ以上５ｍｍ以下の粒径を主体とする活性炭にて構成された大径層であり、
前記活性炭層の他のいずれか１つは、０．１ｍｍ以上３ｍｍ以下の粒径を主体とする活性炭にて構成された小径層である
ことを特徴とした排水処理装置。
【請求項６】
請求項５に記載の排水処理装置であって、
前記各活性炭層は、前記大径層と前記小径層とが交互に積層状に構成された
ことを特徴とした排水処理装置。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の排水処理装置であって、
前記処理槽内に配設され前記処理槽内の液面位置を検出する液面位置検出手段と、
この液面位置検出手段にて前記処理槽内に流入された前記排水の液面が所定の液面位置に到達したことを検出するとその旨を報知する報知手段と、を具備した
ことを特徴とした排水処理装置。
【請求項８】
請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の排水処理装置が、互いに前記流入手段が連通するとともに前記排出口が連通する並列状に複数連結された
ことを特徴とした排水処理システム。
【請求項９】
請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の排水処理装置が、互いに前記流入手段および前記排出口が連通する直列状に複数連結された
ことを特徴とした排水処理システム。
【請求項１０】
ダイオキシン類および粒状物を含む排水を浄化処理する排水処理方法であって、
積層状にそれぞれ異なる平均粒径の活性炭が充填されて構成された複数の活性炭層に、前記排水を前記活性炭層の積層方向で流通させて前記粒子状物を前記活性炭層で濾過させる処理工程と、
この処理工程により前記排水が前記活性炭層を流通する流通抵抗が増大すると、前記排水の流通方向における上流側に位置する前記活性炭層を構成する前記活性炭を系外へ排出する排出工程と、
この排出工程で排出した活性炭を焼却する焼却処理工程と、を実施する
ことを特徴とする排水処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、活性炭を用いて排水中に混入するダイオキシンを除去する排水処理装置、排水処理システム、および、排水処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えばダイオキシンなどの汚染物質を含有する排水を、吸着処理により浄化処理する各種構成が知られている（例えば、特許文献１ないし特許文献３参照）。
特許文献１に記載のものは、圧力手動ポンプにより加圧した排水を、前処理用カーボンフィルタに流入させ、排水中の有機物の一部をカーボンフィルタに吸着させる。この後、加圧された排水は、逆浸透膜分離装置に流入され、排水中の重金属類、ダイオキシン類、細菌、トリハロメタンなどの有害物質を分離して浄水を得る構成が採られている。
特許文献２に記載のものは、焼却炉から排出されるダイオキシンを活性炭に吸着させ、このダイオキシンを吸着した活性炭を、水の臨界温度・臨界圧力以上の超臨界水中で酸化分解する構成が採られている。
特許文献３に記載のものは、ごみ最終処理場の埋立地進出水処理設備や各種産業における排水槽に貯留する排水を、薬品混入槽で凝集剤などが添加された後に凝集沈殿槽で沈殿物を除去する。この後、排水は、水和槽で中和され、砂濾過塔で砂濾過された後、膜分離装置で処理し、膜等下垂を活性炭吸着塔に通して吸着処理し、ダイオキシン類を除去する構成が採られている。
【０００３】
【特許文献１】実用新案登録第３０９８８７８号公報
【特許文献２】特開平１１−７６７５５号公報
【特許文献３】特開２０００−２１０６６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した特許文献１ないし特許文献３に記載のような従来の処理構成では、排水にダイオキシンとともに混入する粒子状物を除去するために、膜分離や凝集沈殿分離などの他の処理構成と吸着処理とを組み合わせる構成が採られているため、設備の複雑大型化や、浄化処理の運転コストの低減が図りにくいなどの不都合がある問題がある。
【０００５】
本発明は、このような状況を考慮して、混入するダイオキシン類を簡単な構成で容易に除去できる排水処理装置、排水処理システム、および、排水処理方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に記載の排水処理装置は、ダイオキシン類および粒子状物を含む排水を貯溜可能な処理槽と、この処理槽に前記排水を流入する流入手段と、前記処理槽に設けられ貯溜する排水を排出する排出口と、この処理槽内に設けられ、前記流入手段から流入され前記排出口へ流過する前記排水の流過方向で複数の積層状に、それぞれ異なる平均粒径の活性炭が充填されて構成された活性炭層と、を具備したことを特徴とした排水処理装置である。
この発明では、ダイオキシン類および粒子状物を含む排水を貯溜可能な処理槽に、流入手段から流入され排出口から排出される排水の流過方向で、それぞれ異なる平均粒径の活性炭を充填して積層状に複数の活性炭層を設ける。そして、流入手段から流入する排水は、活性炭層で、排水中に混入し排水中における全ダイオキシン類の大部分が付着する粒子状物が濾過され、排水中に残留するダイオキシン類は活性炭にて吸着される。
このため、活性炭を単にダイオキシン類の吸着除去のために利用するのみならず、ダイオキシン類の大部分が付着する粒子状物を活性炭層での目詰まりを抑制しつつ濾過分離でき、別途粒子状物を分離するための砂濾過などの構成が不要で、構成を簡略化でき、簡単な構成で容易にダイオキシン類および粒子状物を含む排水を安定して高度に浄化処理できる。
【０００７】
そして、本発明では、請求項１に記載の排水処理装置であって、前記活性炭層は、前記排水中の粒子状物が濾過されて前記排水が通水可能な前記粒子状物の凝集層を形成する粒径分布の活性炭にて構成されたことが好ましい。
この発明では、排水中の粒子状物が濾過されて排水が通水可能な粒子状物の凝集層を形成する粒径分布の活性炭にて活性炭層を構成している。
このため、ダイオキシン類の大部分が付着する粒子状物を活性炭層による濾過分離ととともに凝集層による濾過分離が得られ、高度にダイオキシン類および粒子状物を除去できる。
【０００８】
また、本発明では、請求項２に記載の排水処理装置であって、前記活性炭層は、略鉛直方向で積層する状態に構成され、前記流入手段は、前記排水を散水により前記処理槽内に流入させる構成とすることが好ましい。
この発明では、略鉛直方向で積層する状態に活性炭層を積層構築し、流入手段から排水を散水により処理槽内に流入させる。
このため、活性炭層における排水の流通方向での全面で処理できるとともに、例えば流入手段から流入された排水が活性炭層に落下する状態で衝突するような衝撃を低減でき、濾過分離した粒子状物による凝集層が形成されても、その凝集層が衝撃により破壊されず、凝集層による濾過効果も得られ、安定して高度に浄化処理できる。
【０００９】
さらに、本発明では、請求項２または請求項３に記載の排水処理装置であって、前記活性炭層は、略鉛直方向で積層する状態に構成され、前記流入手段からの前記排水の流入量と前記排出口からの前記排水の排出量とを、前記処理槽内に貯溜する前記排水の液面位置が前記活性炭層より上方に位置する状態に調整する流量調整手段を具備した構成とすることが好ましい。
この発明では、略鉛直方向で積層する状態に活性炭層を積層構築し、流量調整手段により、処理槽内に貯溜する排水の液面位置が活性炭層より上方に位置する状態に、流入手段からの排水の流入量と排出口からの排水の排出量とを調整する。
このため、流入する排水が活性炭層に落下する状態に衝突するような衝撃を低減でき、活性炭層における排水の流過方向での全面で略均一に排水が流過する状態が得られるとともに、濾過分離した粒子状物による凝集層が形成されても、その凝集層が衝撃により破壊されず、凝集層による濾過効果も得られ、安定して高度に浄化処理できる。
【００１０】
また、本発明では、請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の排水処理装置であって、前記活性炭層のいずれか１つは、１ｍｍ以上５ｍｍ以下の粒径を主体とする活性炭にて構成された大径層であり、前記活性炭層の他のいずれか１つは、０．１ｍｍ以上３ｍｍ以下の粒径を主体とする活性炭にて構成された小径層である構成とすることが好ましい。
この発明では、各活性炭層のうち、大径層となる活性炭層を構成する活性炭として１ｍｍ以上５ｍｍ以下の粒径を主体とする活性炭を用い、小径層となる活性炭層を構成する活性炭として０．１ｍｍ以上３ｍｍ以下の粒径を主体とする活性炭を用いる。
このため、例えば焼却炉の洗煙により生じる排水中など、ダイオキシン類が付着し１μｍ以上の比較的に径大の懸濁粒子やサブミクロン程度の比較的に径小の微粉粒子などを比較的に多く含む排水でも、活性炭層で目詰まりを抑制しつつ粒子状物を高度に安定して濾過分離でき、安定して高度にダイオキシン類および粒子状物を除去できる。特に、焼却炉の洗煙により生じる排水を対象とすることが好適である。
ここで、大径層の活性炭の粒径として、１ｍｍより細かくなると、活性炭層における排水の流過方向での上流側の面近傍で粒子状物が凝集層を形成し易くなり、目詰まりが生じやすくなるおそれがある。一方、５ｍｍより粗くなると、小径層で粒子状物の大半を濾過分離することとなり、小径層の負荷が増大して目詰まりが生じやすくなり、安定した浄化処理が得られなくなるおそれがある。このため、大径層として、１ｍｍ以上５ｍｍ以下の粒径を主体とする活性炭にて構成する。また、小径層の活性炭の粒径として、０．１ｍｍより細かくなると、活性炭層における排水の流過方向での上流側の面近傍で粒子状物が凝集層を形成し易くなり、目詰まりが生じやすくなるおそれがある。一方、３ｍｍより粗くなると、粒子状物を濾過分離できなくなるおそれがある。このため、小径層として、０．１ｍｍ以上３ｍｍ以下の粒径を主体とする活性炭にて構成する。
【００１１】
さらに、本発明では、請求項５に記載の排水処理装置であって、前記各活性炭層は、前記大径層と前記小径層とが交互に積層状に構成されたことが好ましい。
この発明では、大径層と小径層とが交互に積層する状態に活性炭層を積層状に構成する。
このため、大径層と小径層との濾過負荷が略均一化して安定して高度にダイオキシン類および粒子状物を除去できる。
【００１２】
そして、本発明では、請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の排水処理装置であって、前記処理槽内に配設され前記処理槽内の液面位置を検出する液面位置検出手段と、この液面位置検出手段にて前記処理槽内に流入された前記排水の液面が所定の液面位置に到達したことを検出するとその旨を報知する報知手段と、を具備した構成とすることが好ましい。
この発明では、処理槽内に配設した液面位置検出手段により、処理槽内に流入された排水の液面が所定の液面位置に到達したことを検出すると、報知手段にてその旨を報知する。
このため、例えば長期利用により目詰まりが生じるなどで排水が排出口から適切に排出されずに処理槽内に留まって水面位置が高くなるなどしても、管理者などに報知されることで、処理槽から排水がオーバーフローするなどの不都合がなく、安定して浄化処理できる。
【００１３】
本発明に記載の排水処理システムは、請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の排水処理装置が、互いに前記流入手段が連通するとともに前記排出口が連通する並列状に複数連結されたことを特徴とする。
この発明では、請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の排水処理装置を、互いに流入手段が連通するとともに排出口が連通する並列状に複数連結している。
このため、例えばいずれかの排水処理装置において、活性炭の交換などにて処理を停止させても、他の排水処理装置で浄化処理を継続でき、安定した排水の浄化処理が得られる。さらには、処理能力の向上による処理効率の向上や、排水の汚染状態や処理負荷に応じて、処理に利用する排水処理装置を選択的に切り替えて処理能力を変更することも容易にでき、効率よく浄化処理できる。
【００１４】
本発明に記載の排水処理システムは、請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の排水処理装置が、互いに前記流入手段および前記排出口が連通する直列状に複数連結されたことを特徴とする。
この発明では、請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の排水処理装置を、互いに流入手段および排出口が連通する直列状に複数連結している。
このため、例えばいずれかの排水処理装置において活性炭が破過するなどの処理能力が低下しても、他の排水処理装置での浄化処理により高度に浄化処理できる。また、例えば排水処理装置の１つおきに流入手段および排出口が連通して排水が排水処理装置に流入せずにバイパスさせる流路を設けるなどにより、排水処理装置の活性炭の交換なども可能となり、バイパスする経路を設ける簡単な構成で安定した排水の浄化処理が容易に得られるとともに、直列する排水処理装置の数により処理能力を選択的に変更することも容易にでき、効率的な浄化処理もバイパスする経路を設ける簡単な構成で容易に得られる。
【００１５】
本発明に記載の排水処理方法は、ダイオキシン類および粒状物を含む排水を浄化処理する排水処理方法であって、積層状にそれぞれ異なる平均粒径の活性炭が充填されて構成された複数の活性炭層に、前記排水を前記活性炭層の積層方向で流通させて前記粒子状物を前記活性炭層で濾過させる処理工程と、この処理工程により前記排水が前記活性炭層を流通する流通抵抗が増大すると、前記排水の流通方向における上流側に位置する前記活性炭層を構成する前記活性炭を系外へ排出する排出工程と、この排出工程で排出した活性炭を焼却する焼却処理工程と、を実施することを特徴とする。
この発明では、処理工程で、それぞれ異なる平均粒径の活性炭が処理槽内に充填されて複数積層状に構成された活性炭層に、排水を流通させて粒子状物を活性炭層で濾過する。そして、処理工程で排水が活性炭層を流通する流通抵抗が増大した際には、排出工程で排水の流通方向における上流側に位置する活性炭層を構成する収容容器を系外へ搬出して充填された活性炭を排出させる。この排出工程で排出した活性炭は、焼却処理工程で焼却処理する。
このため、活性炭を単にダイオキシン類の吸着除去のために利用するのみならず、ダイオキシン類の大部分が付着する粒子状物を活性炭層での目詰まりを抑制しつつ濾過分離するので、別途粒子状物を分離するための砂濾過などの構成が不要で、構成を簡略化でき、簡単な構成で容易にダイオキシン類および粒子状物を含む排水を安定して高度に浄化処理できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下に、本発明を実施するための最良の形態について詳述する。
なお、本実施形態において、例えば焼却炉の洗煙設備から排出される排水を処理する排水処理装置が連設された排水処理システムについて説明するが、システム構成に限らず、排水処理装置の単独利用形態としてもよい。そして、システム構成として、排水処理装置を２直列２並列で連結する構成を例示するが、単なる並列接続あるいは単なる直列接続構成でもよく、連結する排水処理装置の数は適宜設計される。また、排水処理装置として、略鉛直方向で排水を流通させて浄化処理する構成を例示するが、例えば略水平方向で流通させて浄化処理する構成とするなどしてもよい。
【００１７】
〔排水処理システムの構成〕
図１は、本発明における排水処理システムの概略構成を示すブロック図である。
図１において、１００は排水処理システムで、この排水処理システム１００は、例えば焼却炉の洗煙設備から排出される排水を処理するシステムである。この排水処理システム１００は、排水が流通する原水管１１０に接続されている。
そして、原水管１１０には、迂回手段２００が接続されている。この迂回手段２００は、一端が原水管１１０に連通して接続し排水が流通可能な迂回バルブ２１１を有した迂回管２１０を有している。この迂回管２１０の他端には、迂回管２１０を流通した排水が流入され貯溜する含油ピット２２０が接続されている。この含油ピット２２０には、各種排水が流入可能となっている。そして、含油ピット２２０には、貯溜する排水を別途処理する図示しない処理施設や、これら処理施設で処理するために貯溜するタンクなどへ流通させる流出管２３０が接続されている。
【００１８】
また、原水管１１０に接続する排水処理システム１００は、分岐管１２０を備えている。分岐管１２０は、原水管１１０に接続される側と反対側となる下流側が分岐する。そして、分岐管１２０の下流側の分岐部分には、それぞれ分岐バルブ１２１が設けられている。これら分岐管１２０の下流側の各端部には、分岐管１２０を流通する排水が流入される排水処理装置３００がそれぞれ並列状に接続されている。また、これら並列状に接続されている各排水処理装置３００には、これら排水処理装置３００に貯溜する排水を槽外へ流出する連結バルブ１３１を備えた連結管１３０がそれぞれ接続されている。さらに、これら連結管１３０の端部には、これら連結管１３０を流通する排水が流入される排水処理装置３００がそれぞれ直列状に接続されている。そして、これら直列状に接続する下流側の排水処理装置３００は、貯溜する排水を槽外に流出する集合管１４０が接続されている。集合管１４０は、排水処理装置３００に接続する上流側は複数に分岐する状態で下流側が１本に連結されている。
さらに、排水処理システム１００には、分岐管１２０の下流側の分岐する端部近傍と、連結管１３０との間に接続され、分岐管１２０を流通する排水が直列状に接続し上流側に位置する排水処理装置３００へ流入することなく、下流側の排水処理装置３００へ流入させる上流側バイパス管１５０がそれぞれ設けられている。各上流側バイパス管１５０には、上流バイパスバルブ１５１がそれぞれ設けられている。また、排水処理システム１００には、連結管１３０と、集合管１４０の分岐する上流側の端部近傍との間に接続されるとともに上流側バイパス管１５０に接続され、上流側の排水処理装置３００から流出する排水や上流側バイパス管１５０を流通する排水を、下流側の排水処理装置３００へ流入させずに集合管１４０に流通させる下流側バイパス管１６０が設けられている。各下流側バイパス管１６０には、下流バイパスバルブ１６１がそれぞれ設けられている。
なお、排水処理システム１００における各バルブは、例えば電磁弁などのように、別途設けられ流量調整手段を構成する図示しない制御装置にて開閉される。なお、手動により開閉される構成としてもよい。
【００１９】
また、集合管１４０の下流側の端部には例えば雨水ピット４１０が接続され、排水処理システム１００で処理された排水を雨水ピット４１０で雨水とともに貯溜する。
この雨水ピット４１０には、処理水管４２０が接続されている。そして、雨水ピット４１０に貯溜された排水は、処理水管４２０を介して、例えば汚水処理施設にて別途処理されて河川などに放流されたり、冷却水などに利用されたりする。なお、冷却水として利用される際には、海水などと混合して利用するなどしてもよい。
【００２０】
〔排水処理システムの構成〕
次に、上記排水処理システム１００を構成する排水処理装置の構成を、図面を参照して詳細に説明する。
図２は、排水処理システムを構成する排水処理装置の概略構成を示す断面図である。
【００２１】
排水処理装置３００は、図２に示すように、上面に開口面３１１を有した略箱状の処理槽３１０を備えている。この処理槽３１０は、例えば、縦寸法が約５ｍ、横寸法が２ｍ、高さ寸法が約２ｍの略箱状に構成されている。
そして、処理槽３１０の上部には、流入口３１２が開口形成されている。この流入口３１２には、分岐管１２０の下流側の端部が接続される流入手段としての散水手段３２０が接続されている。この散水手段３２０は、一端側が分岐管１２０に接続され、他端側が軸方向を水平方向に略沿う状態で略平行に配列された複数の散水管３２１に分岐されている。これら散水管３２１は周面における処理槽３１０の底面に対向する面に複数の散水孔３２２が設けられ、分岐管１２０を流通する排水１０が処理槽３１０内に散水される。
さらに、散水手段３２０には、液面位置検出手段としての流量計３２３が設けられている。この流量計３２３は、散水手段３２０の分岐管１２０に接続する端部側に設けられ、分岐管１２０から処理槽３１０内へ流入させる排水１０の流量を検出する。この流量計３２３は、図示しない制御装置に接続され、検出した排水１０の流量に関する検出信号を制御装置へ出力する。
【００２２】
また、処理槽３１０の底部には、いわゆるグレーチングである格子状やすのこ状の底上げ底部３３０が配設されている。この底上げ底部３３０は、処理槽３１０の底面との間に約０．２ｍ程度の隙間である集水室３３１を区画形成する状態で設けられている。この底上げ底部３３０の上面には、図示しない透水シートが設けられている。そして、処理槽３１０の底部には、集水室３３１に臨んで排出口３１３が開口形成されている。この排出口３１３には連結管１３０や集合管１４０が接続され、処理槽３１０内に貯溜する排水１０を槽外へ流出させる。
さらに、処理槽３１０内には、底上げ底部３３０の上面から平面方向が鉛直方向に略沿い、かつ流入口３１２に対向する状態に仕切板３４０が設けられている。この仕切板３４０は、処理槽３１０内における底上げ底部３３０の上方に、処理室３４１と、集水室３３１に連通するフロー室３４２とを区画形成する。この仕切板３４０は、処理槽３１０の壁面高さより若干低く形成され、処理室３４１から仕切板３４０の上端からフロー室３４２へ排水１０がオーバーフロー可能になっている。
【００２３】
そして、処理槽３１０の処理室３４１には、それぞれ異なる平均粒径の活性炭が、略鉛直方向で積層して複数の活性炭層を構成する状態に充填されている。なお、図２は、説明の都合上、活性炭層を２層形成した状態を例示する。
各活性炭層３６０を構成する活性炭としては、各種原料から形成されたいずれのものが利用できる。なお、木炭などの粉砕物も対象とすることができる。
そして、活性炭は、排水１０中に混入するダストなどの粒子状物を活性炭層３６０がフィルタとして機能して濾過分離できる粒径である０．１ｍｍ以上の平均粒径、好ましくは０．５ｍｍ以上の平均粒径のものが用いられる。ここで、活性炭の平均粒径が０．１ｍｍより細かくなると、１つの活性炭層３６０、特に最上の活性炭層３６０での粒子状物の濾過効率が高くなり、最上の活性炭層３６０での目詰まりが急激に進行し、安定した排水処理ができなくなるおそれがある。一方、活性炭の平均粒径が５ｍｍを越えると偏流の発生や濾過機能の低下などという不都合が生じるおそれがある。このことから、好ましくは０．５ｍｍ以上４ｍｍ以下、より好ましくは１ｍｍ以上３ｍｍ以下の平均粒径のものが用いられる。
また、各活性炭層３６０の活性炭は、同一の粒径のものでもよいが、好ましくは、粒度分布が異なるようにするとよい。例えば、活性炭が比較的に粗い層および活性炭が比較的に細かい層が、最上の層から順次繰り返し形成されるように構成するなどしてもよい。
【００２４】
また、フロー室３４２は、処理槽３１０の対向する壁面と例えば０．３ｍ程度の幅寸法で区画形成され、処理室３４１を流通して集水室３３１に流入した排水１０が、処理室３４１に流入した排水１０の水頭差により流入可能となっている。
そして、処理槽３１０には、フロー室３４２に臨んで、液面位置検出手段としての図示しないレベルセンサが設けられている。このレベルセンサは、フロー室３４２に流入した排水１０の液面位置を検出し、検出した液面位置に関する検出信号を制御装置へ出力する。
さらに、処理槽３１０には、所定の水頭差となる高さ位置に、フロー室３４２内の排水１０を槽外へ排出するオーバーフロー管３７０が設けられている。このオーバーフロー管３７０は、オーバーフローした排水１０を、例えば迂回手段２００の含油ピット２２０へ流入させる。なお、上流側に位置する排水処理装置３００のオーバーフロー管３７０の場合には、下流側の排水処理装置３００へ流入させるようにするなどしてもよい。
【００２５】
〔排水処理システムの処理動作〕
次に、上記排水処理システム１００での排水１０の処理動作について説明する。
なお、制御装置による自動制御にて排水１０を処理する構成を例示するが、手動によりバルブを適宜開閉させて処理する構成としてもよい。
【００２６】
まず、制御装置による制御により、排水１０を浄化処理する処理工程が実施される。
すなわち、制御装置は、排水処理システム１００の分岐管１２０の分岐バルブ１２１や連結管１３０の連結バルブ１３１を開くとともに、排水１０を原水管１１０から分岐管１２０へ流入させる。そして、分岐管１２０を流通する排水１０は、分岐されて排水処理装置３００へ流入される。この排水処理装置３００に流入した排水１０は、分岐管１２０に接続する散水手段３２０に流入し散水管３２１から処理室３４１内に流入、例えば散水される。
散水管３２１から散水された排水１０は、積層する活性炭層３６０上に降り注がれ、活性炭層３６０を流通して、集水室３３１に集水される。この活性炭層３６０を排水１０が流過する際、活性炭層３６０に混入する粒子状物が活性炭層３６０に濾過されるとともに、排水１０中に熔解する一部のダイオキシン類が活性炭に吸着除去される。この濾過および吸着の浄化処理では、洗煙により生じた排水１０中のダイオキシン類は、大半が粒子状物に付着し、残りの少量のダイオキシン類は溶解している。このことにより、活性炭層３６０は、粒度調整された活性炭にて構成されていることから、排水１０中の大部分のダイオキシン類が付着する粒子状物を効率よく濾過分離する。
そして、集水室３３１に集水された排水１０は、排出口３１３から連結管１３０を介して下流側の排水処理装置３００へ流入され、上述したように、粒子状物が濾過されるとともにダイオキシン類が吸着される。そして、下流側の排水処理装置３００で浄化処理され集水室３３１に集水された排水１０は、排出口３１３から集合管１４０を介して雨水ピット４１０に流入される。
【００２７】
また、ある程度の浄化処理が進行すると、活性炭層３６０に捕捉した粒子状物がいわゆるケーキ層となる凝集層を形成する。粒子状物による凝集層の形成により、順次流入され活性炭層３６０を流過する排水１０は、活性炭層３６０のみならず凝集層の流過の際にも排水１０中の粒子状物が濾過され、ダイオキシン類が付着する排水１０中の粒子状物がさらに効率よく濾過分離される。さらに、凝集層の形成により排水１０の通水抵抗が増大すると、例えば図２に示すように、活性炭層３６０の上面より上方に流入した排水１０の水面が位置する状態となり、活性炭層３６０に形成される凝集層は、散水される排水１０の衝突による破壊が抑制され、凝集層が安定して形成される。
そして、さらに浄化処理が進行して凝集層の厚さ寸法が次第に厚くなると、排水１０の通水抵抗が増大し、例えば図２に示すように、処理室３４１とフロー室３４２との水位に差が生じる。そして、排水１０の通水抵抗がある程度増大すると、フロー室３４２の水位がさらに低くなる状態となり、レベルセンサが所定の水位まで低下したことを検出する。そして、このレベルセンサから出力される検出信号を制御装置が認識すると、制御装置は、例えば作業者や管理者などに報知手段であるブザーや警告灯などを動作させて報知したり、報知手段である作業者や管理者が利用する端末装置へ電子メールにて報知したりする。
また、制御装置は、報知の対象となった排水処理装置３００に接続する分岐管１２０の分岐バルブ１２１、あるいは連結管１３０の連結バルブ１３１を閉じるとともに、並設関係となる上流側バイパス管１５０の上流バイパスバルブ１５１あるいは下流側バイパス管１６０の下流バイパスバルブ１６１を開き、報知の対象となった排水処理装置３００へ排水１０が流入せず、上流側バイパス管１５０あるいは下流側バイパス管１６０を介して下流側の排水処理装置３００や集合管１４０へ流過させ、排水１０の処理を継続させる。
【００２８】
一方、報知を認識した作業者や管理者は、排出工程の実施を開始する。
すなわち、対象の排水処理装置３００における散水手段３２０を取り外し、例えば吊り上げ装置などにて処理槽３１０を反転するようにし、充填された活性炭を槽外へ搬出する。この活性炭の搬出は、例えば運搬車両などへ排出されるように、搬送車両を処理槽３１０に隣接して停車させておけばよい。すなわち、底面が５ｍ×２ｍで高さ寸法が２ｍの箱状に処理槽３１０を構成しているので、吊り上げ装置などにて処理槽３１０を反転して排出したりすることが可能となっている。さらには、活性炭として約１２．５ｍ3程度が処理槽３１０に充填される容量であることから、搬送車両などにて搬出させることが可能となっている。
そして、活性炭が排出された処理槽３１０の処理室３４１内に再び活性炭を異なる平均粒径の活性炭層が積層形成される状態に充填する。
なお、活性炭の排出の際、排水１０の流過方向にかける上流側となる上部の活性炭層３６０の部分のみを排出し、その分の活性炭を充填してもよい。
【００２９】
また、排出工程で排出した活性炭は、焼却処理工程で処理する。
すなわち、活性炭は、場合により適宜水切りあるいは乾燥させ、焼却装置で焼却処理する。この焼却処理の際、ダイオキシン類が十分に分解される温度にて焼却される。すなわち、活性炭が焼失して灰分のみとなる温度で焼成することで、ダイオキシン類は十分に分解される。
【００３０】
〔排水処理システムの作用効果〕
上述したように、上記実施の形態では、ダイオキシン類および粒子状物を含む排水を貯溜可能な処理槽３１０内に、散水手段３２０から処理槽３１０内へ流入し処理槽３１０に設けられた排出口３１３へ流通する排水１０の流過方向で、それぞれ異なる平均粒径の活性炭を充填して積層状に複数の活性炭層３６０を設ける。そして、散水手段３２０から流入する排水１０は、活性炭層３６０で、排水１０中に混入し排水１０中における全ダイオキシン類の大部分が付着する粒子状物が濾過され、排水１０中に残留するダイオキシン類は活性炭にて吸着される。
このため、活性炭を単にダイオキシン類の吸着除去のために利用するのみならず、ダイオキシン類の大部分が付着する粒子状物を活性炭層３６０での目詰まりを抑制しつつ濾過分離でき、別途粒子状物を分離するための砂濾過などの構成が不要で、構成を簡略化でき、簡単な構成で容易にダイオキシン類および粒子状物を含む排水を安定して高度に浄化処理できる。
【００３１】
そして、活性炭として、排水１０中の粒子状物が濾過されて排水１０が通水可能な粒子状物の凝集層を形成する粒径分布のものを用いて活性炭層３６０を構成している。
このため、ダイオキシン類の大部分が付着する粒子状物を活性炭層３６０による濾過分離ととともに凝集層による濾過分離も得られ、高度にダイオキシン類および粒子状物を除去できる。
【００３２】
また、上方に開放する略箱状の処理槽３１０に略鉛直方向で積層する状態で複数の活性炭層３６０を積層状に構築し、散水手段３２０から排水１０を散水により処理槽３１０内に流入させている。
このため、活性炭層３６０における排水１０の流通方向での略全面で浄化処理できるとともに、例えば散水手段３２０から流入された排水１０が活性炭層３６０に落下する状態で衝突するような衝撃を低減でき、濾過分離した粒子状物による凝集層が形成されても、その凝集層が衝撃により破壊されず、凝集層による濾過効果も得られ、安定して高度に浄化処理できる。
【００３３】
さらに、処理槽３１０に略鉛直方向で積層する状態で活性炭層３６０を積層構築し、レベルセンサにて検出した液面位置に基づいて判断した制御装置の制御により、処理槽３１０内に貯溜する排水１０の液面位置が活性炭層３６０より上方に位置する状態に、散水手段３２０からの排水１０の流入量と排出口３１３からの排水１０の排出量とを調整する。例えば、各バルブの開度などを調整したり、流量計３２３の検出に基づく原水管１１０から供給する排水１０の流量を認識して図示しないポンプによる供給流量を調整したりするなどして、排水１０の流入量と流出量とを調整させる。
このことにより、流入する排水１０が活性炭層３６０に落下する状態に衝突するような衝撃を低減でき、活性炭層３６０における排水１０の流過方向での全面で略均一に排水１０が流過する状態が得られるとともに、濾過分離した粒子状物による凝集層が形成されても、その凝集層が衝撃により破壊されず、凝集層による濾過効果も得られ、安定して高度に浄化処理できる。特に、凝集層の形成当初では通水抵抗が比較的に低く活性炭層３６０が液面から露出する状態となり得るので、このような場合に有効である。
【００３４】
また、各活性炭層３６０のうち、大径層となる比較的に粗い層の活性炭層３６０を構成する活性炭として１ｍｍ以上５ｍｍ以下の粒径を主体とする活性炭を用い、小径層となる比較的に細かい層の活性炭層３６０を構成する活性炭として０．１ｍｍ以上３ｍｍ以下の粒径を主体とする活性炭を用いる。
このため、例えば焼却炉の洗煙により生じる排水１０中など、ダイオキシン類が付着し１μｍ以上の比較的に径大の懸濁粒子やサブミクロン程度の比較的に径小の微粉粒子などを比較的に多く含む排水１０でも、活性炭層３６０で目詰まりを抑制しつつ粒子状物を高度に安定して濾過分離でき、安定して高度にダイオキシン類および粒子状物を除去できる。特に、焼却炉の洗煙により生じる排水１０では、凝集処理や砂濾過処理、吸着処理などの多段処理を必要とせずに簡単な構成で安定して高度に浄化処理できる構成の保守管理や運転が容易にでき、好適である。
【００３５】
さらに、各活性炭層３６０を構成する活性炭の平均粒径を異なる状態に設定、すなわち、大径層となる比較的に粗い層や小径層となる比較的に細かい層となどにて複数の活性炭層３６０を積層形成する。
このため、活性炭層３６０での目詰まりを抑制しつつ、ダイオキシン類の大部分が付着する粒子状物を各活性炭層３６０で濾過分離でき、安定して高度にダイオキシン類および粒子状物を除去できる。
そしてさらに、大径層と小径層とが交互に積層する状態に活性炭層３６０を積層状に構成する。
このため、大径層と小径層との濾過負荷が略均一化し、より安定して高度にダイオキシン類および粒子状物を除去できる。
【００３６】
また、処理槽３１０内に配設したレベルセンサにより検出した排水１０の液面位置に基づいて制御装置が処理室３４１内に流入された排水１０が所定の液面位置に到達したことを判断し、ブザーや警告灯、電子メールなどにて作業者や管理者などに報知する。
このため、例えば長期利用により目詰まりが生じるなどで排水１０が排出口３１３から適切に排出されずに処理槽３１０内に留まって水面位置が高くなるなどしても、管理者などに報知されることで、処理槽３１０から排水１０がオーバーフローするなどの不都合がなく、安定して浄化処理できる。
さらに、制御装置にて各バルブを適宜開閉させたり、流量計に基づいて流量調整したりするなどにて、対象となる排水処理装置３００へ排水１０が流入しない、あるいは流入量を少なくするようにする。
このため、より確実にオーバーフローなどを生じることなく、より安定して浄化処理でき、また制御装置による自動制御により、さらに容易な浄化処理の運転が得られる。
【００３７】
そして、排水処理装置３００を、互いに散水手段３２０が連通するとともに排出口３１３が連通する並列状に複数連結している。
このため、例えばいずれかの排水処理装置３００において、活性炭の交換などにて処理を停止させる場合でも、他の排水処理装置３００で浄化処理を継続でき、安定した排水１０の浄化処理が得られる。さらには、処理能力の向上による処理効率の向上や、排水１０の汚染状態や排水処理装置３００の処理負荷に応じて、処理に利用する排水処理装置３００を選択的に切り替えて処理能力を変更することも容易にでき、効率よく浄化処理できる。
さらに、排水処理装置３００を、互いに散水手段３２０および排出口３１３が連通する直列状に複数連結している。
このため、例えばいずれかの排水処理装置３００において活性炭が破過したり、目詰まりが生じたりするなど、処理能力が低下しても、他の排水処理装置３００での浄化処理により高度に浄化処理できる。
また、例えば排水処理装置３００の１つおきに散水手段３２０および排出口３１３が連通して排水１０が排水処理装置３００に流入せずにバイパスさせる流路である上流側バイパス管１５０や下流側バイパス管１６０を設けている。
このため、排水処理装置３００の活性炭の交換など、排水１０を流入させずにバイパスさせる上流側バイパス管１５０や下流側バイパス管１６０を設ける簡単な構成で安定した排水１０の浄化処理が容易に得られるとともに、直列する排水処理装置３００の数により処理能力を選択的に変更することも容易にでき、効率的な浄化処理もバイパスする経路を設ける簡単な構成で容易に得られる。
【００３８】
〔実施の形態の変形例〕
なお、以上に説明した態様は、本発明の一態様を示したものであって、本発明は、前記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的および効果を達成できる範囲内での変形や改良が、本発明の内容に含まれるものであることはいうまでもない。また、本発明を実施する際における具体的な構造および形状などは、本発明の目的および効果を達成できる範囲内において、他の構造や形状などとしても問題はない。
【００３９】
すなわち、本発明の排水処理装置としては、複数を連結したシステム構成に限らず、１槽のみの単独構成としたり、１槽内に処理室３４１が複数区画されて、実質的に複数の排水処理装置３００が連結された構成としたりするなどしてもよい。また、システム構成として、４槽を例示したが、４槽に限らず２槽以上の複数槽を連結することができる。さらに、システム構成として、並列および直列構成に限らず、並列のみあるいは直列のみとしてもよい。
また、上面を開放する略箱状の処理槽３１０で処理して説明したが、例えば浄化処理の際には、上面が蓋体などにて閉塞され、活性炭の搬出の際には蓋体を取り外して上面を開放できる構成であればよい。
【００４０】
そして、排水１０の流入としては、散水手段３２０を用いず、単に流入口３１２から流入させる構成とするなどしてもよい。さらには、散水する構成としては、複数の散水管３２１を用いる構成に限らず、いわゆるスプリンクラーのように散水する構成などとしてもよい。
【００４１】
排水１０の浄化処理の際、制御装置にて各バルブの開閉状態や原水管１１０からの流量調整などを実施し、例えば活性炭層３６０が常時流入された排水１０の水面下に浸された状態に流量制御してもよい。この構成により、処理当初から活性炭に流入する排水１０が衝突することが抑制され、初期段階での凝集層の形成により、より高度な浄化処理が得られる。
さらに、流入する排水１０のダイオキシン濃度や粒子状物の含有率などに基づいて、流量調整するなどしてもよい。このことにより、安定した浄化処理が得られる。
【００４２】
そして、例えば通水抵抗が増大したり、活性炭の吸着能が破過したりするなどにより、活性炭を排出して交換する際の排出として、例えば処理槽３１０を反転して活性炭を排出して説明したが、例えば図３および図４に示すように、活性炭を搬出するための構成を設けてもよい。すなわち、図３に示すように、活性炭層３６０間に透水性の収容シート３５０が介在する状態に活性炭を充填し、収容シート３５０の少なくとも一縁を処理室３４１から延出させておく。そして、活性炭を搬出する際には、収容シート３５０の延出する一縁に設けた図示しない把手部に吊り上げ装置などを引っ掛けるなどして、散水管３２１の軸方向に対して交差する方向となる固定端となる他縁側へ１枚ずつ捲り返すようにし、収容シート３５０上に敷き詰めた活性炭を排出させる。この後、再び収容シート３５０を処理室３４１内に敷き詰めてから新しい活性炭を敷き詰めて活性炭層３６０を形成すればよい。
この図３および図４に示すように、上方に開口面３１１を開口する処理槽３１０内に、透水性を有する収容シート３５０を、開口面３１１から処理槽３１０外へ搬出可能で、複数積層状に設ける。さらに、収容シート３５０間に活性炭を充填して排水１０の流過方向で複数の積層状となる活性炭層３６０を構成させる。このことにより、容易に活性炭を交換でき、作業性や処理効率を向上できる。特に、凝集層などが形成された上部の活性炭層３６０のみを除去するなど、一部の活性炭のみを排出する構成では有効である。
そして、図３および図４に示すような構成において、収容シート３５０を捲り返す構成としては、手動、すなわち吊り上げ装置などにて吊り上げつつ他縁側に捲り返す作業を実施する他、収容シート３５０の縁を、処理槽３１０に配設したガイドレールを走行する滑車などの移動体などにそれぞれ保持し、対象となる排水処理装置３００の移動体をガイドレールで移動させて自動的に捲り返して活性炭を排出させてもよい。さらには、収容シート３５０などを用いず、底上げ底部３３０を持ち上げて処理槽３１０から排出するなどしてもよい。
特に、収容シート３５０の一縁を処理槽３１０に固定し、他縁側を処理槽３１０の開口面から槽外へ捲り返し可能に設けることで、収容シート３５０を用いる場合に、捲り返す方向が一方向に限られ、より作業性を向上できるとともに、収容シート３５０を設ける構成を簡略化でき製造性も向上できる。
なお、シート状の収容シート３５０を用いる構成に限らず、例えば収容シート３５０を袋状に形成して収容容器とし、この収容容器内に活性炭を充填する。そして、活性炭を収容した収容容器を、排水１０の流過方向で並設する状態に積層させる。具体的には、上記実施の形態のように、上方から排水１０を流入させて処理槽３１０の底部から流出させることで流過方向が略鉛直方向となる構成では、収容容器を積み上げるように積層させる。また、流過方向が略水平方向となる場合では、収容容器を吊り下げる状態として並設する状態とすればよい。なお、吊り下げ支持するような場合には、活性炭が収容容器の下部に偏らないように、格子や枠体を用いた構成とすることが好ましい。そして、袋状とすることで収容容器ごと処理槽３１０から吊り上げて搬出すればよく、より作業性が向上できる。さらには、麻袋など焼却できる袋構成とすることで、収容容器ごと焼却処理することも容易で、より作業性を向上できる。
【実施例】
【００４３】
次に、実施例および参考例を挙げて、本発明をさらに詳しく説明する。
なお、本発明は、これらの実施例などの記載内容に何ら制限されるものではない。
【００４４】
〔実施例１，２、参考例１〕
上記排水処理装置３００を１槽のみの構成で、焼却炉の洗煙装置から排出された排水１０の浄化処理を実施して処理状況を比較検討した。
以下に、その処理状況の比較検討について、説明する。
【００４５】
（処理条件）
排水処理装置３００として、表１に示す条件で、粒径の異なる活性炭を利用した。すなわち、実施例１として平均粒径が１．５ｍｍの活性炭と１．０ｍｍの活性炭とにて形成した２層構造、実施例２として平均粒径が１．０ｍｍ〜３．０ｍｍの活性炭と２．０ｍｍの活性炭とにて形成した２層構造、参考例１として平均粒径が１．５ｍｍの活性炭を用いた単層構造とした。なお、充填量としては、５．０ｍ3で統一した。そして、実施例１は、図１に示すようなシステム構成、実施例２および参考例１は、単槽構造とした。
また、排水１０は、表１に示す性状のものを用い、表１に示す条件で流入させた。そして、処理後の処理水におけるダイオキシン類の濃度、浮遊物質（ＳＳ：suspended solid）の量、および、濁度を測定した。なお、ダイオキシン類の濃度は、ＪＩＳ  Ｋ  ０３１２に準拠して、ＪＥＯＬ社製の商品名がＪＭＳ−７００を用いて測定した。浮遊物質は、ＪＩＳ  Ｋ  ０１２０に準拠して、孔径１μｍのガラス繊維濾紙にて濾過質量を用いて測定した。濁度は、ＪＩＳ  Ｋ  ０４００−９−１０に準拠して、ＨＡＣＨ社製の商品名が２１００Ｐの検査装置を用いて測定した。その結果を、表１に示す。
【００４６】
（結果）
【表１】
2008000680.tif 000003
【００４７】
この表１に示す結果から、接触時間の変化に対しダイオキシンの除去率は一次式で予測される効果をはるかに超える。すなわち、参考例１に対し、実施例２は５倍の接触時間である。参考例１の接触時間で出口のダイオキシンは入口の約１／２である。接触時間が５倍では約１／２5、すなわち約１／６４が一次予測であるが、約１／１０００まで低下できている。また、実施例１では、約１／２５６の予測に対して、約１／１５０００００まで低下できている。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明は、例えば焼却炉における洗煙処理により生じた排水など、ダイオキシン類および粒子状物を含む各種排水を、活性炭を用いて浄化処理する。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明における排水処理システムの概略構成を示すブロック図である。
【図２】前記実施の形態における排水処理システムを構成する排水処理装置の概略構成を示す断面図である。
【図３】本発明における排水処理装置の他の概略構成を示す概念図である。
【図４】上記図３における活性炭の排出状況を示す説明図である。
【符号の説明】
【００５０】
１０…排水
１００…排水処理システム
３００…排水処理装置
３１０…処理槽
３１１…開口面
３１３…排出口
３２０…流入手段としての散水手段
３６０…大径層あるいは小径層となる活性炭層
【図１】
2008000680.tif 000004
【図２】
2008000680.tif 000005
【図３】
2008000680.tif 000006
【図４】
2008000680.tif 000007