(57)【要約】      （修正有）【課題】  建設作業中に発生する廃水、重金属イオンが混入した廃水等の処理は、多量の凝集剤を必要とし、膨大な設置面積が必要となり、かつ、純水等へのリサイクル使用に際し、有機物である凝集剤の混入が障害となっている。【解決手段】撹拌タンク１において、廃液２中にマグネシウムイオン３と鉄イオン４とを添加した後、沈殿タンク１１の第１の部屋１２の上部から注ぎ込み、タンク下部において連通している第２の部屋１３の上部から透明な上澄み液を流出させる。廃液２を第１，第２の部屋１２，１３内に２０分以上溜めるようにして、マグネシウムイオン３の添加量は、除去対象物の物質量が４０ｐｐｍ未満の時には廃液２中の除去対象物の物質量と同等以上とし、除去対象物の物質量が４０ｐｐｍ以上の時には４０ｐｐｍ〜２００ｐｐｍとする。また、鉄イオン４の添加量は、廃液２中の除去対象物の物質量と同等以上にする。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃液中にマグネシュウムイオンと鉄イオンとを添加して撹拌する撹拌タンクと、
前記マグネシュウムイオンと前記鉄イオンとが添加された前記撹拌タンクからの廃液が上部から流入する第１の部屋と、前記第１の部屋と下部において連通し上部から廃液が流出する第２の部屋とからなり、前記第１，第２の部屋の合計容量を廃液を２０分以上溜められる容量とし、前記第１，第２の部屋の下部に沈殿物取出口を設けた沈殿タンクとを備え、
前記マグネシュウムイオンの添加量を、除去対象物の物質量が４０ｐｐｍ未満の時には廃液中の除去対象物の物質量と同等以上とし、除去対象物の物質量が４０ｐｐｍ以上の時には４０ｐｐｍ〜２００ｐｐｍとし、前記鉄イオンの添加量を、廃液中の除去対象物の物質量と同等以上としたことを特徴とする液体浄化装置。
【請求項２】
撹拌タンクに、ｐＨ調整装置を設け、マグネシュウムイオンと鉄イオンとの添加前、もしくは、添加後の廃液のｐＨ値を３以下として撹拌し、その後、廃液のｐＨ値を９〜１２にして、廃液を沈殿タンクに送り込むようにしたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の液体浄化装置。
【請求項３】
多孔体間に積層して設置され、少なくとも塩基性硫酸マグネシュウムと水酸化マグネシュウムとの結晶状繊維を集合してペレット状に形成された複数の凝集作用体からなる凝集装置を、前記撹拌タンクと前記沈殿タンクとの間に設け、前記撹拌タンクからの廃液を前記凝集作用体の相互間隙に通過させて廃液中の異物を凝集させて後、前記沈殿タンクに流入させるようにしたことを特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項記載の液体浄化装置。
【請求項４】
少なくとも塩基性硫酸マグネシュウムと水酸化マグネシュウムとの結晶状繊維を集合して毛玉状もしくは粉末状に形成された複数の凝集作用体と、この凝集作用体の後段に設けられた濾過手段とからなる凝集濾過装置を、前記沈殿タンクの後段に設け、前記沈殿タンクの第２の部屋から流出する廃液を前記凝集作用体の相互間隙に通過させ、廃液中の異物を凝集して後、前記濾過手段で除去するようにしたことを特徴とする特許請求の範囲第１項から第３項の何れか一に記載の液体浄化装置。
【請求項５】
廃液中にマグネシュウムイオンと鉄イオンとを添加し撹拌する撹拌タンクと、
前記マグネシュウムイオンと前記鉄イオンとが添加された前記撹拌タンクからの廃液が上部から流入する流入口と、下部から流出する流出口とを有し、流入する廃液を２０分以上溜められる容量を備えた沈殿タンクと、
前記沈殿タンクの流出口に接続され、前記沈殿タンク内の廃液を前記流出口がら取出し固液分離する遠心分離機とを備え、
前記マグネシュウムイオンの添加量を、除去対象物の物質量が４０ｐｐｍ未満の時には廃液中の除去対象物の物質量と同等以上とし、除去対象物の物質量が４０ｐｐｍ以上の時には４０ｐｐｍ〜２００ｐｐｍとし、前記鉄イオンの添加量を、廃液中の除去対象物の物質量と同等以上としたことを特徴とする液体浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】  この発明は、例えば、建設作業中に発生する廃水、重金属イオンを含有する工場廃水等の廃液を浄化する液体浄化装置に関するものである。
【０００２】  現在、建設作業中に発生するベンドナイト等が混入した廃水は、何日静置しても透明にならない。
また、重金属イオンが混入した廃水の処理は、例えば、３０００ｐｐｍ程度の多量の凝集剤を投入し、沈殿槽において３０分程度凝集沈殿させて後、下水放流されている。
【発明が解決しょうとする課題】
【０００３】  建設作業中に発生する廃水は、毎日数十トンにも達し、通常の凝集剤を投入する処理方法では膨大な設置面積が必要となり、狭い面積で短時間に処理する装置が要求されている。
また、重金属イオンが混入した廃水の処理は、多量の凝集剤を投入するため、廃棄物処理量が多くなり、また、有機物である凝集剤を多量に投入するため、例えば、純水等へのリサイクル使用が困難であった。
【０００４】  この発明は、上記の如く従来の要求を満たすためになされたもので、
【請求項１】
の発明は、撹拌タンクにおいて、廃液中にマグネシュウムイオンと鉄イオンとを添加し、マグネシュウムイオンと鉄イオンとが添加された廃液を沈殿タンクの第１の部屋の上部から注ぎ込み、第１の部屋と下部において連通している第２の部屋の上部から流出させ、廃液を第１，第２の部屋内に２０分以上溜めるようにし、マグネシュウムイオンの添加量を、除去対象物の物質量が４０ｐｐｍ未満の時には廃液中の除去対象物の物質量と同等以上とし、除去対象物の物質量が４０ｐｐｍ以上の時には４０ｐｐｍ〜２００ｐｐｍとし、鉄イオンの添加量を、廃液中の除去対象物の物質量と同等以上としたものである。
【請求項２】
の発明は、撹拌タンクにｐＨ調整装置を設け、マグネシュウムイオンと鉄イオンとの添加前、もしくは、添加後、廃液のｐＨ値を３以下にして鉄イオンと廃液中の除去対象物との反応を促進し、その後、廃液のｐＨ値を９〜１２にして凝集沈殿を促進して後、廃液を沈殿タンクに送り込むようにしたものである。
【請求項３】
の発明は、多孔体間に積層して設置され、少なくとも塩基性硫酸マグネシュウムと水酸化マグネシュウムとの結晶状繊維を集合してペレット状に形成された複数の凝集作用体からなる凝集装置を、撹拌タンクと沈殿タンクとの間に設け、撹拌タンクからの廃液を凝集作用体の相互間隙に通過させて廃液中の異物を凝集させ後、沈殿タンクに流入させ凝集沈殿速度を速めたものである。
【請求項４】
の発明は、少なくとも塩基性硫酸マグネシュウムと水酸化マグネシュウムとの結晶状繊維を集合して毛玉状もしくは粉末状に形成された複数の凝集作用体と、凝集作用体の後段に設けられた濾過手段とからなる凝集濾過装置を沈殿タンクの後段に設け、沈殿タンクから流出する廃液を凝集作用体の相互間隙に通過させ、廃液中の異物を凝集して濾過手段で除去するものである。
【請求項５】
の発明は、撹拌タンクにおいて、廃液中マグネシュウムイオンと鉄イオンとを添加し、マグネシュウムイオンと鉄イオンとが添加された撹拌タンクからの廃液を沈殿タンクの上部から流入させ、流入した廃液を２０分以上内部に留めた後、沈殿タンクの下部から流出させ、流出廃液を遠心分離機で固液分離するものであり、マグネシュウムイオンの添加量を、除去対象物の物質量が４０ｐｐｍ未満の時には廃液中の除去対象物の物質量と同等以上とし、除去対象物の物質量が４０ｐｐｍ以上の時には４０ｐｐｍ〜２００ｐｐｍとし、鉄イオンの添加量を、廃液中の除去対象物の物質量と同等以上としたものである。
【発明を解決しようとする手段】
【０００５】
【請求項１】
の発明は、廃液中にマグネシュウムイオンと鉄イオンとを添加して撹拌する撹拌タンクと、マグネシュウムイオンと鉄イオンとが添加された撹拌タンクからの廃液が上部から流入する第１の部屋と、第１の部屋と下部において連通し上部から廃液が流出する第２の部屋とからなり、第１，第２の部屋の合計容量を廃液を２０分以上溜められる容量とし、第１，第２の部屋の下部に沈殿物取出口を設けた沈殿タンクとを備え、マグネシュウムイオンの添加量を、除去対象物の物質量が４０ｐｐｍ未満の時には廃液中の除去対象物の物質量と同等以上とし、除去対象物の物質量が４０ｐｐｍ以上の時には４０ｐｐｍ〜２００ｐｐｍとし、鉄イオンの添加量を、廃液中の除去対象物の物質量と同等以上とした液体浄化装置を提供する。
【請求項２】
の発明は、撹拌タンクにｐＨ調整装置を設け、マグネシュウムイオンと鉄イオンとの添加前、もしくは、添加後の廃液のｐＨ値を３以下として撹拌し、その後、廃液のｐＨ値を９〜１２にして、廃液を沈殿タンクに送り込むようにした液体浄化装置を提供する。
【請求項３】
の発明は、多孔体間に積層して設置され、少なくとも塩基性硫酸マグネシュウムと水酸化マグネシュウムとの結晶状繊維を集合してペレット状に形成された複数の凝集作用体からなる凝集装置を、撹拌タンクと沈殿タンクとの間に設け、撹拌タンクからの廃液を凝集作用体の相互間隙に通過させて廃液中の異物を凝集させて後、沈殿タンクに流入させるようにした液体浄化装置を提供する。
【請求項４】
の発明は、少なくとも塩基性硫酸マグネシュウムと水酸化マグネシュウムとの結晶状繊維を集合して毛玉状もしくは粉末状に形成された複数の凝集作用体と、この凝集作用体の後段に設けられた濾過手段とからなる凝集濾過装置を、沈殿タンクの後段に設け、沈殿タンクの第２の部屋から流出する廃液を凝集作用体の相互間隙に通過させ、廃液中の異物を凝集して後、濾過手段で除去するようにした液体浄化装置を提供する。
【請求項５】
の発明は、廃液中にマグネシュウムイオンと鉄イオンとを添加して撹拌する撹拌タンクと、マグネシュウムイオンと鉄イオンとが添加された撹拌タンクからの廃液が、上部から流入する流入口と、下部から流出する流出口とを有し、流入する廃液を２０分以上溜められる容量を備えた沈殿タンクと、沈殿タンクの流出口からの廃液を固液分離する遠心分離機とを備え、マグネシュウムイオンの添加量を、除去対象物の物質量が４０ｐｐｍ未満の時には廃液中の除去対象物の物質量と同等以上とし、除去対象物の物質量が４０ｐｐｍ以上の時には４０ｐｐｍ〜２００ｐｐｍとし、鉄イオンの添加量を、廃液中の除去対象物の物質量と同等以上とした液体浄化装置を提供する。
【実施例】
【０００６】  以下この発明の一実施例を図について説明する。図１は、この発明の一実施例を示すブロック線図である。図において、撹拌タンク１には、廃液２が注ぎ込まれ、４０ｐｐｍ以上のマグネシュウムイオン３と、廃液２中の除去対象物の物質量と同等以上の物質量の鉄イオン４とが廃液２中に添加され、撹拌装置５によって撹拌される。
撹拌装置５は、撹拌タンク１内の廃液を吸引するポンプ６と、逆支弁７を介して流入するポンプ６からの廃液と、逆支弁８を介して流入するエァーとを撹拌して撹拌タンク１内に送り込むポンプ９とから構成されている。
マグネシュウムイオンと鉄イオンとが添加され撹拌装置５によって撹拌された撹拌タンク１の廃液は、ポンプ１０によって、上部から沈殿タンク１１の第１の部屋１２内に注ぎ込まれる。第２の部屋１３は、第１の部屋１２と下部の連通口１４において連通し、上部の流出口１５から、第１の部屋１２に流入する廃液量と同量の廃液２が流出する。第１，第２の部屋１２，１３の下部には沈殿物取出口１６が設けられている。なお、第１，第２の部屋１２，１３の合計容量は、廃液を２０分以上沈殿タンク１１内に溜められる容量とする。【０００７】  図２は建設現場の廃液２の写真で、２０日経過後においても殆ど沈殿は認められない。
図３は、廃液２に６０ｐｐｍのマグネシュウムイオン３と、廃液２中の除去対象物の物質量と同等以上の物質量の鉄イオン４とを添加し、５分静置した状態を示す写真であり、透明な上澄み液が認められる。なお、今回の場合、鉄イオンを３００ｐｐｍを添加した。
図４は、廃液２に、廃液２中の除去対象物の物質量と同等以上の物質量の鉄イオン４を添加し、１０分静置した状態を示す写真であり、上部に若干の懸濁状態が認められるのみである。
なお、マグネシュウムイオン３の添加量は、除去対象物の物質量が多くても、４０ｐｐｍ以上の添加で十分に有効であり、添加量が１５０ｐｐｍを超えると、上澄み液に若干の濁りが認められ、４０ｐｐｍ〜８０ｐｐｍが最適である。
また、除去対象物の物質量が４０ｐｐｍ未満の場合、マグネシュウムイオン３の添加量は、除去対象物の物質量と同等以上の物質量で良い。
即ち、混入物が全く沈殿しない廃液２であっても、マグネシュウムイオンと鉄イオンとを添加することにより、急速に凝集沈殿させることが出来る。【０００８】  図１において、マグネシュウムイオン３と鉄イオン４とが添加され、撹拌装置５で撹拌された撹拌タンク１内の廃液２は、ポンプ１０によって沈殿タンク１１の第１の部屋１２内に上部から注ぎ込まれる。第１の部屋１２内に注ぎ込まれた廃液２は下方向に流れ、連通口１４を介して第２の部屋１３内に流入し、２０分以上沈殿タンク１１内に留まって後、流出口１５から沈殿タンク１１外に流出する。この場合、流出口１５から流出する廃液２は、図３に示す上澄み液と同様の透明状態となる。【０００９】  図５は、この発明の他の実施例を示すブロック線図で、図において、ｐＨ調整装置１７は撹拌タンク１に設けられ、廃液２へのマグネシュウムイオン３と鉄イオン４との添加前、または、添加後、もしくは、何れか一方の添加後、廃液２のｐＨ値を３以下として撹拌装置５で廃液２を撹拌し、鉄イオン４と廃液２中の除去対象物との反応を促進し、その後、廃液２のｐＨ値を９〜１２にして凝集沈殿を促進して後、廃液２をポンプ１０を介して沈殿タンク１１に送り込む。
即ち、ｐＨ調整装置１７によって廃液２のｐＨ値を酸性にすることにより、鉄イオン４と廃液２中の除去対象物との反応を促進し、その後、廃液２のｐＨ値をアルカリ性にすることにより凝集沈殿を促進して、沈殿タンク１１における沈殿を促進する。【００１０】  図６は、この発明の他の実施例を示すブロック線図で、図において、凝集装置１８は、例えば金網からなる一対の円筒状の多孔体１９，２０間に積層して設置され、少なくとも塩基性硫酸マグネシュウムと水酸化マグネシュウムとの結晶状繊維を集合してペレット状に形成された複数の凝集作用体２１を備えている。
図７は、凝集作用体２１の一例を示す写真で、直径２．５ｍｍ、長さ５ｍｍの円柱状に形成されている。
即ち、凝集装置１８を、撹拌タンク１と沈殿タンク１１との間に設け、撹拌タンク１からの廃液２を凝集作用体２１の相互間隙に通過させて、廃液２中の異物を凝集させて後、沈殿タンク１１に流入させ、凝集沈殿速度を速める。【００１１】  図８は、この発明の他の実施例を示すブロック線図で、図において、凝集濾過装置２２は、例えば金網からなる円筒状の多孔体２３と、例えば、円筒状のフイルタである濾過手段２４間に積層して設置され、少なくとも塩基性硫酸マグネシュウムと水酸化マグネシュウムとの結晶状繊維を集合して毛玉状もしくは粉末状に形成された複数の凝集作用体２５からなり、濾過手段２４は凝集作用体２５の後段に設けられている。ポンプ２６は、流出口１６から流出し予備タンク２７内に溜められた廃液２を、凝集濾過装置２２に送り込むものである。
図９は、凝集作用体２５の一例を示す写真で、直径２５０μｍの毛玉状に形成されている。
即ち、凝集濾過装置２２を沈殿タンク１１の後段に設け、沈殿タンク１１から流出する廃液２を凝集作用体２５の相互間隙に通過させ、廃液２中の異物を凝集して濾過手段２４で除去し、廃液２をほぼ完全に浄化し、例えば、この浄化液を逆浸透膜に通して純水等にリサイクル使用する。【００１２】    図１０は、この発明の他の実施例を示すブロック線図で、図において、沈殿タンク２８は、撹拌タンク１からの４０ｐｐｍ以上のマグネシュウムイオン３と、廃液２中の除去対象物の物質量と同等以上の物質量の鉄イオン４とが添加された廃液２が上部から流入され、流入した廃液は２０分以上内部に留められた後、下部の流出口２９から予備タンク３０に流入する。予備タンク３０に流入した廃液２は、ポンプ３１によって遠心分離機３２に送り込まれ固液分離される。
即ち、図１の実施例のものは、沈殿タンク１１によって上澄み液を流出口１５から取り出しているのに対して、図１０の実施例のものは、遠心分離機３２によって強制的に固液分離をするものである。【００１３】  なお、図１の実施例において、沈殿タンク１１の沈殿物取出口１６に遠心分離機３２を接続し、流出口１５から上澄み液を取り出すと共に、沈殿した廃液２の一部を遠心分離機３２で固液分離してもよい。
また、図１０の実施例において、図５の実施例と同様に撹拌タンク１にｐＨ調整装置１７を設けても良く、また、図６の実施例と同様に、撹拌タンク１と沈殿タンク１１との間に凝集装置１８を設けても良い。さらに、図８の実施例と同様に、遠心分離機３２で固液分離された後の廃液２を、凝集濾過装置２２で浄化しても良い。【００１４】  なおまた、廃液２中にフッ素が含まれている場合、撹拌タンク１において、フッ素と同量以上のカルシュウムを添加すれば、フッ素も容易に除去可能である。
例えば、図８の実施例において、マグネシュウムイオン３並びに鉄イオン４を添加せず、２６ｐｐｍのカルシュウムのみを添加して、濃度２６ｐｐｍのフッ素を除去した場合、フッ素は３．４ｐｐｍに低減したのみであるが、マグネシュウムイオン６ｐｐｍと、鉄イオン２６ｐｐｍと、カルシュウム２６ｐｐｍとを添加すると、フッ素濃度は０．３ｐｐｍに低減した。
この場合、除去対象物であるフッ素の濃度は２６ｐｐｍと４０ｐｐｍ未満のため、マグネシュウムイオンの投入量をフッ素濃度と同等の２６ｐｐｍとし、また、鉄イオンの投入量もフッ素濃度と同等の２６ｐｐｍとした。
【発明の効果】
以上のように、
【請求項１】
の発明は、撹拌タンクにおいて、廃液中にマグネシュウムイオンと鉄イオンとを添加し、マグネシュウムイオンと鉄イオンとが添加された廃液を沈殿タンクの第１の部屋の上部から注ぎ込み、第１のタンクと下部において連通している第２の部屋の上部から廃液を流出させ、廃液を第１，第２の部屋内に２０分以上溜めるようにし、かつ、マグネシュウムイオンの添加量を、除去対象物の物質量が４０ｐｐｍ未満の時には廃液中の除去対象物の物質量と同等以上とし、除去対象物の物質量が４０ｐｐｍ以上の時には４０ｐｐｍ〜２００ｐｐｍとし、鉄イオンの添加量を、廃液中の除去対象物の物質量と同等以上とすることにより、簡単にかつ連続して透明な上澄み液を得ることができる。
【請求項２】
の発明は、撹拌タンクにｐＨ調整装置を設け、マグネシュウムイオンと鉄イオンとの添加前、もしくは、添加後、廃液のｐＨ値を３以下として鉄イオンと廃液中の除去対象物との反応を促進し、その後、廃液のｐＨ値を９〜１２にして凝集沈殿を促進して後、廃液を沈殿タンクに送り込むようにしているため、凝集沈殿速度を速めることが出来る。
【請求項３】
の発明は、多孔体間に積層して設置され、少なくとも塩基性硫酸マグネシュウムと水酸化マグネシュウムとの結晶状繊維を集合してペレット状に形成された複数の凝集作用体からなる凝集装置を、撹拌タンクと沈殿タンクとの間に設け、撹拌タンクからの廃液を凝集作用体の相互間隙に通過させて廃液中の異物を凝集させ後、沈殿タンクに流入させ凝集沈殿速度を速めることが出来る。
【請求項４】
の発明は、少なくとも塩基性硫酸マグネシュウムと水酸化マグネシュウムとの結晶状繊維を集合して毛玉状もしくは粉末状に形成された複数の凝集作用体と、凝集作用体の後段に設けられた濾過手段とからなる凝集濾過装置を沈殿タンクの後段に設け、沈殿タンクから流出する廃液を凝集作用体の相互間隙に通過させ、廃液中の異物を凝集して濾過手段で除去するため、廃液のリサイクル使用が容易となる。
【請求項５】
の発明は、撹拌タンクにおいて、廃液中にマグネシュウムイオンと鉄イオンとを添加し、マグネシュウムイオンと鉄イオンとが添加された撹拌タンクからの廃液を沈殿タンクの上部から流入させ、流入した廃液を２０分以上内部に留めた後、沈殿タンクの下部から流出させ、流出廃液を遠心分離機で固液分離し、かつ、マグネシュウムイオンの添加量を、除去対象物の物質量が４０ｐｐｍ未満の時には廃液中の除去対象物の物質量と同等以上とし、除去対象物の物質量が４０ｐｐｍ以上の時には４０ｐｐｍ〜２００ｐｐｍとし、鉄イオンの添加量を、廃液中の除去対象物の物質量と同等以上とすることにより、固液分離を連続して行うことが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の一実施例を示すブロック線図である。
【図２】  廃液の写真である。
【図３】  廃液にマグネシュウムイオンと鉄イオンとを添加した写真である。
【図４】  廃液に鉄イオンを添加した写真である。
【図５】  この発明の他の実施例を示すブロック線図である。
【図６】  この発明のさらに他の実施例を示すブロック線図である。
【図７】  図６に示す凝集作用体の一例を示す写真である。
【図８】  この発明のさらに他の実施例を示すブロック線図である。
【図９】  図８に示す凝集作用体の一例を示す写真である。
【図１０】  この発明のさらに他の実施例を示すブロック線図である。
【符号の説明】
１：撹拌タンク
２：廃液
３：マグネシュウムイオン
４：鉄イオン
１１：沈殿タンク
１２：第１の部屋
１３：第２の部屋
１４：連通口
１５：流出口
１７：ｐＨ調整装置
１８：凝集装置
２１：凝集作用体
２２：凝集濾過装置
２４：濾過手段
２５：凝集作用体
２８：沈殿タンク
３２：遠心分離機
【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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