(57)【要約】【課題】廃水の処理に当たり、有害成分や悪臭成分を含むことのない水分としてリサイクル可能とすると共に、排水規格に合わせるための大量の地下水を用いた希釈を不要とする。【解決手段】頂部からの排気が可能な処理室１１と、処理室１１内に設けられた通気性材料からなる支持部材１６に散在状態で保持される廃水の吸収可能な多孔質の母材１２と、規定の処理を行った処理済みの廃水Ｈを母材１２の上方から散布するシャワーノズル１３と、母材１２に送風を行って母材１２から水分を気化させる送風手段１４と、気化した水分Ｓに温度差を与えて結露させることにより水を回収する結露水回収手段１５とを備える。【選択図】　　　　　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
規定の処理を行った処理済みの廃水を多孔質の母材に吸収させると共に母材に送風して水分を気化することにより、廃水中から水を分離することを特徴とする廃水処理方法。
【請求項２】
規定の処理を行った処理済みの廃水を多孔質の母材に吸収させると共に母材に送風して水分を気化することにより廃水中から水を分離し、気化した水分に温度差を与えることにより結露させて水を回収することを特徴とする廃水処理方法。
【請求項３】
母材への廃水の吸収と母材への送風とを並行して行うことを特徴とする請求項１または２記載の廃水処理方法。
【請求項４】
頂部からの排気が可能な処理室と、処理室内に設けられた通気性材料からなる支持部材に散在状態で保持される廃水の吸収可能な多孔質の母材と、規定の処理を行った処理済みの廃水を母材の上方から散布するシャワーノズルと、母材に送風を行って母材から水分を気化させる送風手段とを備えていることを特徴とする廃水処理装置。
【請求項５】
頂部からの排気が可能な処理室と、処理室内に設けられた通気性材料からなる支持部材に散在状態で保持される廃水の吸収可能な多孔質の母材と、規定の処理を行った処理済みの廃水を母材の上方から散布するシャワーノズルと、母材に送風を行って母材から水分を気化させる送風手段と、気化した水分に温度差を与えて結露させることにより水を回収する結露水回収手段とを備えていることを特徴とする廃水処理装置。
【請求項６】
送風手段が結露水回収手段に接続されており、結露によって得られた乾燥空気が供給されて母材に送風を行うことを特徴とする請求項５記載の廃水処理装置。
【請求項７】
母材を攪拌する攪拌手段を備えていることを特徴とする請求項４〜６のいずれかに記載の廃水処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、廃水処理方法及び廃水処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
農業、工業、病院或いは家庭その他の施設から排出される廃水の処理は、従来より、薬品を用いた化学反応によって廃水中の汚濁物質（ＳＳ）を凝集させた後、濾過によって汚濁物質を除去することによって行われている。また、この処理の後、さらにバクテリアによるバイオ分解を行う活性汚泥処理を行うこともある。これらの処理によっても、排水基準に達しない場合は、大量な地下水を用いた希釈を行った後、河川、湖沼、下水道へ放流している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、薬品を用いた化学反応及び濾過では、化学反応することなくしかも濾過が困難なメチルセルロース等を含む廃水や、濾過が困難なイオン化した重金属類を含む廃水に対しては、処理の限界がある。また、バクテリアを用いたバイオ分解は、工業廃水等の栄養不足の廃水に対して適用が難しいものとなっている。このような場合には、上述したように、地下水を大量に用いた希釈処理が必要となっているが、地下水は貴重な資源であり、廃水処理のために大量に用いることは好ましくない。
【０００４】
本発明は、化学反応や汚泥処理等の処理を行った廃水中から水を分離することにより、上述した従来の問題点を解決することが可能な廃水処理方法及び廃水処理装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１の発明の廃水処理方法は、規定の処理を行った処理済みの廃水を多孔質の母材に吸収させると共に母材に送風して水分を気化することにより、廃水中から水を分離することを特徴とする。
【０００６】
規定の処理とは、薬品との化学反応によって汚濁物質を凝集させ、濾過による除去や、バクテリアによるバイオ分解、その他の処理であり、廃水の発生源や履歴、廃水の性状や含有物質、その他の廃水の条件によって適宜選択される。
【０００７】
この発明では、規定の処理を行った処理済みの廃水を母材に吸収させる。吸収手段としては、処理済み廃水への浸漬、処理済み廃水の散布等によって行うことができる。母材としては、多孔質のものが使用されるものであり、これにより、処理済み廃水を効率良く吸収することができる。
【０００８】
処理済み廃水を吸収した母材に対しては、送風を行う。送風によって、母材に吸収されていた成分の内、水分が気化して母材から分離される。このようにして気化した水分は、廃水中の有害成分や悪臭成分を含んでいないため、有効利用に供することができる。
【０００９】
一方、水分が分離された後の母材には、金属等の有害成分以外の有用物質が残存しており、母材から有用物質を回収することにより、資源の有効利用に供することができる。
【００１０】
このような発明では、大量の地下水を用いた希釈が不要となるため、貴重な地下資源の保全を行うことができる。また、規定の処理では排除できない微量な汚濁物質が母材に捕獲されるため、その除去を確実に行うことができる。
【００１１】
請求項２の発明の廃水処理方法は、規定の処理を行った処理済みの廃水を多孔質の母材に吸収させると共に母材に送風して水分を気化することにより廃水中から水を分離し、気化した水分に温度差を与えることにより結露させて水を回収することを特徴とする。
【００１２】
この発明では、請求項１の発明に加えて、母材から気化した水分に温度差を与えて結露させ、結露した水を回収するため、廃水中の水分のリサイクルを確実に行うことができる。
【００１３】
請求項３の発明は、請求項１または２記載の廃水処理方法であって、母材への廃水の吸収と母材への送風とを並行して行うことを特徴とする。
【００１４】
このように、母材への廃水の吸収と母材への送風とを並行することにより、効率の良い処理を行うことができる。
【００１５】
請求項４の発明の廃水処理装置は、頂部からの排気が可能な処理室と、処理室内に設けられた通気性材料からなる支持部材に散在状態で保持される廃水の吸収可能な多孔質の母材と、規定の処理を行った処理済みの廃水を母材の上方から散布するシャワーノズルと、母材に送風を行って母材から水分を気化させる送風手段とを備えていることを特徴とする。
【００１６】
この発明では、規定の処理を行った処理済みの廃水をシャワーノズルから母材に散布することにより、多孔質の母材が廃水を効率良く吸収する。送風手段は、母材に対して送風を行う。この送風によって水分だけが気化して母材から分離される。
【００１７】
このような処理では、大量の地下水を用いて廃水を希釈する必要がないため、貴重な地下資源の保全を行うことができると共に、規定の処理では排除できない微量な汚濁物質を母材に捕獲することができ、その除去を確実に行うことができる。また、母材に残存している金属等の有用物質を回収することにより、資源の有効利用に供することができる。
【００１８】
請求項５の発明の廃水処理装置は、頂部からの排気が可能な処理室と、処理室内に設けられた通気性材料からなる支持部材に散在状態で保持される廃水の吸収可能な多孔質の母材と、規定の処理を行った処理済みの廃水を母材の上方から散布するシャワーノズルと、母材に送風を行って母材から水分を気化させる送風手段と、気化した水分に温度差を与えて結露させることにより水を回収する結露水回収手段とを備えていることを特徴とする。
【００１９】
この発明においても、請求項４と同様に、母材と、シャワーノズルと、送風手段とを備えているため、大量の地下水を用いて廃水を希釈する必要がなく、貴重な地下資源の保全を行うことができると共に、規定の処理では排除できない微量な汚濁物質を母材に捕獲することができ、しかも、母材に残存している金属等の有用物質を回収することにより、資源の有効利用に供することができる。
【００２０】
これに加えて、この発明では、気化した水分に温度差を与えて結露させることにより水を回収する結露水回収手段を備えているため、廃水中の水分のリサイクルを確実に行うことができる。
【００２１】
請求項６の発明は、請求項５記載の廃水処理装置であって、送風手段が結露水回収手段に接続されており、結露によって得られた乾燥空気が供給されて母材に送風を行うことを特徴とする。
【００２２】
この発明では、結露水回収手段からの乾燥空気を送風手段に供給することにより、乾燥空気を母材からの水分の気化に用いることができる。このような処理では、水分の気化を効率良く行うことができると共に、装置内で空気を循環使用するため、ポンプ、モータ等の駆動源を共通使用することができ、効率的な処理を行うことができる。
【００２３】
請求項７の発明は、請求項４〜６のいずれかに記載の廃水処理装置であって、母材を攪拌する攪拌手段を備えていることを特徴とする。
【００２４】
この発明では、撹拌手段が母材を撹拌するため、母材と廃水との接触度合いが増大し、母材が廃水を良好に吸収することができる。
【００２５】
図１は、本発明によって廃水処理を行う概要を示し、気化処理手段（処理室）１と、結露水回収手段２と、貯水槽３とを備えている。
【００２６】
気化処理手段（処理室）１は、規定の廃水処理を行った廃水Ｈが供給されるものである。規定の廃水処理は、処理プラント４での処理及び前処理５を含むものであり、処理プラント４としては、廃水に対して薬品を投入することにより、化学反応を起こさせて汚濁物質を凝集させ、その後、濾過により汚濁物質を除去するプラントあるいはバクテリアを用いたバイオ分解による活性汚泥処理プラント、その他のプラントが使用される。
【００２７】
前処理後は、処理プラント４で処理された廃水あるいは処理プラント４を経由することなく持ち込まれた廃水に対して処理を行うものであり、例えば酸化剤や還元剤を用いた酸化還元処理、酸やアルカリを用いた酸アルカリ処理、アルコール等を用いた洗浄処理、その他の処理を行う。
【００２８】
気化処理手段は、このような処理を行った処理済みの廃水Ｈが供給され、供給された廃水Ｈが内部に設けた多孔質の母材（図示省略）に吸収される。
【００２９】
結露水回収手段２は、気化処理手段１に送風を行う熱交換器６を有している。熱交換器６は、気化処理手段１内の母材に対して送風を行い、この送風によって母材から水分を気化させる。母材から気化した水分Ｓは結露水回収手段２に導入される。結露水回収手段２は、気化した水分（水蒸気）Ｓに対して温度差を与えることにより、水蒸気を結露して水Ｗとする。水蒸気Ｓから水Ｗへの結露においては、５℃〜１０℃程度の温度差を与えることにより簡単に行うことができる。従って、フロン等を用いた強制的な冷却等が不要となり、結露のための熱エネルギーを必要以上に消費することがない。
【００３０】
結露した水Ｗは貯水槽３に貯留された後、リサイクルに供される。この場合、母材から気化した水分には廃水中の有害成分や悪臭成分を含んでいないため、貯水槽３の水Ｗをそのままリサイクルすることができる。
【００３１】
上述した熱交換器６は、結露水回収手段２での水分結露に用いることにより乾燥した乾燥空気が同回収手段２から供給され、供給された乾燥空気ＤＡを気化処理手段１に送風する。このように乾燥空気ＤＡを送風する場合には、母材から水分を効率良く気化させることができる。また、乾燥空気ＤＡは結露水回収手段２での水分結露に用いることにより自然発生した空気であり、系外で乾燥した空気を用いる必要がないため、効率的で経済的な処理を行うことができる。
【００３２】
なお、母材から気化した水分Ｓをリサイクルする必要がない場合においては、気化処理手段１の頂部から水分Ｓを大気放出する。この場合においても、水分Ｓは有害成分や悪臭成分を含んでいないため、大気汚染の原因となることがない。大気放出においては、気化処理手段１の頂部に開放可能な窓部を設けることにより簡単に行うことができる。
【００３３】
【発明の実施の形態】
本発明を図示する実施の形態により具体的に説明する。
（実施の形態１）
【００３４】
図２は本発明の実施の形態１における廃水処理装置１０を示し、タワー状の処理室１１と、処理室１１内に配置された母材１２（破線ハッチングで示す）と、処理室１１内に挿入されたシャワーノズル１３と、処理室１１内に送風を行う送風手段１４と、水分を結露させる結露水回収手段１５とを備えている。
【００３５】
母材１２は、多孔質の材料が用いられ、例えば連続気泡を有した発泡樹脂、セラミック、フェルト等の不織布、その他の水分の吸湿、放湿性に優れた軽量な材料を任意に選択することができる。図３は母材１２の形態を示し、（Ａ）では上述した材料が一辺が１〜２ｃｍ程度の立方体形状に成形されており、（Ｂ）では、直径が１〜２ｃｍ程度の球状体に成形されており、（Ｃ）では不定形の粒状体に成形されている。こらの内のいずれを用いても良く、これ以外の形状の母材を用いても良い。
【００３６】
母材１２は通気性材料からなる支持部材１６に散在状態で多数が保持されている。支持部材１６は処理室１１の底部付近に張設されたネット、パンチングメタル、その他の通気性を有した材料が使用される。このような通気性を有することにより、支持部材１６は送風手段１４からの空気が母材１２と接触することを許容する。
【００３７】
処理室１１は、内部が密閉状態となるように成形されているが、頂部には排気口１７が開口されており、排気口１７から内部空気の大気放出が行われる。
【００３８】
シャワーノズル１３は、支持部材１６に保持された母材１２の上方に位置するように処理室１１内に挿入されており、規定の処理が行われた処理済みの廃水Ｈを母材１２に対し上方から散布する。この散布により、母材１２は廃水Ｈを吸収する。
【００３９】
この実施の形態において、母材１２の散在部位には撹拌手段１８が設けられている。撹拌手段１８は母材１２の散在部位に挿入される撹拌羽根１８ａと、撹拌羽根１８ａの回転軸１８ｂを回転させる撹拌モータ１８ｃとを備えている。撹拌モータ１８ｃは処理室１１の外側に設けられており、プーリ及びベルトからなる動力伝達部材１８ｄを介して撹拌羽根１８ａを回転させる。これにより母材１２が撹拌されるため、母材１２が廃水Ｈ及び送風手段１４からの送風空気Ａと良好に接触することができる。
【００４０】
送風手段１４は支持部材１６の下方に設けられており、図示を省略した送風モータによって回転する送風ファン１４ａを有している。この送風ファン１４ａの回転により、外気が処理室１１内に導入され、送風空気Ａとなって母材１２に送風される。
【００４１】
なお、処理室１１内の上部には、回転駆動される排気ファン１９が配置されることにより、母材１２から気化した水分Ｓに排気力を付与している。この排気ファン１９との隣接部分に結露水回収手段１５が配置されている。
【００４２】
結露水回収手段１５は処理室１１から導出される水分Ｓに温度差を与えることにより水分Ｓを結露させて水Ｗとするものである。このため、結露水回収手段１５としては、内部にコイル（図示省略）を設け、このコイルに冷媒を循環させた構造が用いられる。冷媒としては、処理室１１から導出される水分Ｓの温度を５〜１０℃程度低下させる程度のものであれば良く、例えば冷却された水やアルコール等の液体を使用することができる。このため、フロン等の冷媒ガスを使用する必要がない。フロンを用いないことにより、オゾン層の破壊を防止するメリットがある。
【００４３】
結露水回収手段１５の下方には、処理室１１と仕切られた貯水槽２０が設けられており、貯水槽２０に貯留された水Ｗはリサイクルに供される。
【００４４】
この実施の形態においては、撹拌羽根１８ａによって母材１２を撹拌しながらシャワーノズル１３から廃水Ｈを母材１２に散布する。この散布により、母材１２が廃水Ｈを吸収する。廃水Ｈとしては、図１に示すように処理プラント４での処理や、前処理５がなされることにより、規定の処理が行われたものが供給される。
【００４５】
送風手段１４からの送風空気Ａの送風は、シャワーノズル１３からの廃水Ｈの散布と並行して行われるか、廃水Ｈの散布後に行われる。送風空気Ａの送風により、母材１２からは水分Ｓだけが気化して処理室１１内を上昇する。気化した水分Ｓには、廃水中の有害成分や悪臭成分が含有されることがなく、結露水回収手段１５にそのまま導入される。そして、結露水回収手段１５内で温度差が与えられることにより、水Ｗが結露して貯水槽２０に落下する。結露により水分が除去された空気は排気口１７から大気放出される。
【００４６】
このような実施の形態においては、送風によって母材１２から気化した水分Ｓには、有害成分や悪臭成分が含有されていないため、この水分Ｓを結露することにより得られた水Ｗがそのままリサイクルに供することができる。
【００４７】
また、水分Ｓが気化した後の母材１２には貴金属、重金属等の有用な物質が残存しており、これらを母材１２から回収することにより、資源の有効利用を行うことができる。
【００４８】
さらに、規定の処理では排除できない微量な汚濁物質が母材１２に捕獲されるため、汚濁物質の確実な除去を行うことができる。このため、大量の地下水を用いた希釈を行う必要がなく、地下資源の保全を行うことができる。
（実施の形態２）
【００４９】
図４及び図５は、実施の形態２における廃水処理装置３０を示す。この実施の形態の廃水処理装置３０においては、母材１２の散在部位に撹拌手段１８が設けられることがなく、シャワーノズル１３から散布される処理済み廃水Ｈは自然浸透によって母材１２に吸収される。
【００５０】
また、この実施の形態における廃水処理装置３０では貯水ピット２２が設けられている。貯水ピット２２は、結露によって溜められた水が貯水槽２０から供給されることにより貯水槽２０と共に水を貯留する。貯水ピット２２に貯留された水は送風手段１４を通過した後、結露水回収手段１５に供給される。これにより結露水回収手段１５は、母材１２から気化した水分に対して温度差を与えることができる。そして、温度差を与えられた水分は結露し、その水が貯水槽２０に溜められる。
【００５１】
その他の構造は実施の形態１と同様であり、従って実施の形態１と同様な作用及び効果を有している。特にこの実施の形態では、結露した水を結露水回収手段１５に循環供給して水分の結露に用いるため、結露水回収手段１５に系外の冷却水を供給する必要がなく、効率的な水分の回収が可能となっている。
（実施の形態３）
【００５２】
図６は実施の形態３における廃水処理装置４０を示す。この実施の形態の廃水処理装置４０においては、処理室１１が幅広のハウス形状に成形されており、その内部の一画に貯水槽２０が設けられている。貯水槽２０を設けた以外の処理室１１の内部略全域に亘って母材１２が散在状態で配置されている。従って、この実施の形態の廃水処理装置は、大量の廃水の処理が可能となっている。
【００５３】
処理室１１の略中央部分の上部には、結露水回収手段１５が設けられている。また、結露水回収手段１５の下方には、同手段１５で結露した水が落下することにより、水を一時的に貯留するタンク２３が設けられており、タンク２３から貯水槽２０に水が供給される。
【００５４】
さらに、結露水回収手段１５で水分が気化することにより乾燥した乾燥空気ＤＡは母材１２の下方に設けた送風手段１４に供給され、送風手段１４から母材１２に送風される。このように乾燥空気ＤＡを母材１２に供給することにより、母材１２からの水分の気化を効率良く行うことができる。また、結露水回収手段１５で得られた乾燥空気ＤＡを水分気化に用いることから、系外からの空気を導入する必要がなく、効率的な処理を行うことが可能となっている。
【００５５】
図６において、矢印２４は母材１２からの気化水分を含有した多湿空気である。また、２５は処理室１１の頂部に設けた排気ファン１９の駆動によって、処理室の頂部から大気放出される空気である。
【００５６】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、処理済み廃水を母材に吸収させ、母材から水分を気化して分離するため、有害成分や悪臭成分を含むことのない水分とすることができ、水分をリサイクルすることができる。また、微量な汚濁物質を母材が吸収することができるため、排水規格に合わせるための大量の地下水を用いた希釈が不要となり、地下資源の保全を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の概要を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態１の廃水処理装置の全体断面図である。
【図３】（Ａ）〜（Ｃ）は母材の各形態を示す斜視図である。
【図４】実施の形態２の廃水処理装置の正面からの断面図である。
【図５】実施の形態２の廃水処理装置の側面からの断面図である。
【図６】実施の形態３の廃水処理装置の全体断面図である。
【符号の説明】
Ｈ　　　　　　　　規定の処理済み廃水
Ｓ　　　　　　　　水分
Ｗ　　　　　　　　結露した水
ＤＡ　　　　　　　乾燥空気
Ａ　　　　　　　　送風空気
４　　　　　　　　処理プラント
５　　　　　　　　前処理
１０、３０、４０　廃水処理装置
１１　　　　　　　処理室
１２　　　　　　　母材
１３　　　　　　　シャワーノズル
１４　　　　　　　送風手段
１５　　　　　　　結露水回収手段
１８　　　　　　　撹拌手段
【図１】
2004074113.tif 000003
【図２】
2004074113.tif 000004
【図３】
2004074113.tif 000005
【図４】
2004074113.tif 000006
【図５】
2004074113.tif 000007
【図６】
2004074113.tif 000008