(57)【要約】【課題】  廃水の処理速度を低下させることなく廃水を処理でき、且つ、同伴飛沫によって汚染されない回収水を得ることができる廃水処理システム等を提供すること。【解決手段】  本発明の廃水処理システム１は、加熱によって廃水を処理する廃水処理システムであって、廃水を加熱して廃水に含まれる溶媒成分を気化させる気化装置２と、気化装置の下流側に配置され気化した溶媒成分が導入され溶媒成分に同伴された沸点の高い成分および／または固形分を分離する蒸留塔４と、蒸留塔の下流側に配置され蒸留塔の頂部から排出される溶媒成分の気体を冷却する凝縮装置６とを少なくとも備えている。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱によって廃水を処理する廃水処理システムであって、
前記廃水を加熱して該廃水に含まれる溶媒成分を気化させる気化装置と、
該気化装置の下流側に配置され前記気化した溶媒成分が導入され、該溶媒成分に同伴された沸点の高い成分および／または固形分を分離する蒸留塔と、
該蒸留塔の下流側に配置され、該蒸留塔の頂部から排出される前記溶媒成分の気体を冷却する凝縮装置と、を少なくとも備えている、
ことを特徴とする廃水処理システム。
【請求項２】
前記蒸留塔が、複数の棚板を備えている多段式蒸留塔である、
請求項１に記載の廃水処理システム。
【請求項３】
前記蒸留塔が、充填材を充填した充填塔である、
請求項１に記載の廃水処理システム。
【請求項４】
前記蒸留塔が、蒸留塔の回収部と留出部のいずれかに複数の棚板または充填材を備えている、
請求項１に記載の廃水処理システム。
【請求項５】
前記凝縮装置から液体として排出された溶媒成分の一部分が、前記蒸留塔の上部に還流される、
請求項１ないし４のいずれか１項に記載の廃水処理システム。
【請求項６】
前記気化装置で気化させられた溶媒成分とともに、前記気化装置からの空気が前記蒸留塔に導入される、
請求項１ないし５のいずれか１項に記載の廃水処理システム。
【請求項７】
前記気化装置が、前記廃水中の溶媒成分を気化させ沸点の高い成分および／または固形分を分離させる蒸発機である、
請求項１ないし６のいずれか１項に記載の廃水処理システム。
【請求項８】
前記蒸発機がディスクドライヤである、
請求項７に記載の廃水処理システム。
【請求項９】
前記気化装置が、前記廃水中の溶媒成分の量を減少させることにより、前記廃水を濃縮する濃縮機である、
請求項１ないし４のいずれか１項に記載の廃水処理システム。
【請求項１０】
加熱によって廃水を処理する廃水処理方法であって、
前記廃水を加熱して該廃水に含まれる溶媒成分を気化させる気化工程と、
蒸留塔で、溶媒成分に同伴された沸点の高い成分および／または固形分を前記気化した溶媒成分から分離する蒸留工程と、
前記蒸留塔の頂部から気体として排出される溶媒成分を冷却する凝縮工程と、を少なくとも備えている、
ことを特徴とする廃水処理方法。
【請求項１１】
前記蒸留塔が、複数の棚板を備えている多段式蒸留塔である、
請求項１０に記載の廃水処理方法。
【請求項１２】
前記蒸留塔が、充填材を充填した充填塔である、
請求項１０に記載の廃水処理方法。
【請求項１３】
前記蒸留塔が、蒸留塔の回収部と留出部のいずれかに複数の棚板または充填材を備えている、
請求項１０に記載の廃水処理方法。
【請求項１４】
前記凝縮工程装置から液体として排出された溶媒成分の一部分が、前記蒸留塔の頂部に還流される、
請求項１０ないし１３のいずれか１項に記載の廃水処理方法。
【請求項１５】
前記気化工程で気化させられた溶媒成分とともに、前記気化工程からの空気が前記蒸留塔に導入される、
請求項１０ないし１４のいずれか１項に記載の廃水処理方法。
【請求項１６】
前記気化工程において用いる気化装置が、前記廃水中の溶媒成分を気化させ沸点の高い成分および／または固形分を分離させる蒸発機である、
請求項１０ないし１５のいずれか１項に記載の廃水処理方法。
【請求項１７】
前記蒸発機がディスクドライヤである、
請求項１６に記載の廃水処理方法。
【請求項１８】
前記気化工程において用いる気化装置が、前記廃水中の溶媒成分の量を減少させることにより、前記廃水を濃縮する濃縮器である、
請求項１０ないし１７のいずれか１項に記載の廃水処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、廃水処理システム等に関し、詳細には、廃水中に含有されている物質を分離する廃水処理システム等に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、機械洗浄廃水等の廃水は、種々の汚染物質を含むため下水に流して廃棄することはできない。このため、加熱によって廃水から水分を蒸発させる濃縮処理を行って減量させ、濃縮した成分を焼却する等して処理している。
このような濃縮処理では、蒸発機、濃縮器によって廃水を加熱することによって水分を蒸発させ、蒸発した水分を下流側で凝縮して回収し、この回収水を再利用あるいは廃棄している。
本発明は、このような公知の技術に基づいて開発されたものである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上述したような加熱により廃水を濃縮する工程を有する廃水処理システムでは、加熱中に廃水が突沸を起こすことがある。特に、濃縮が進んだ段階では、突沸が極めて起こりやすくなる。このような突沸が起こると、廃水から分離される水蒸気に廃水の飛沫が同伴飛沫として混入する。そして、この同伴飛沫が下流側で回収される回収水に混入し、回収水を汚染してしまう結果、回収水を直接、再利用あるいは廃棄することができなくなるという問題が生じる。
【０００４】
このような混入を防止するため金網を重ねた構造を有するデミスタを濃縮工程の下流側に配置し、同伴飛沫を除去することが行われているが、処理速度を上げて通過する水蒸気量が多くなると、デミスタでは同伴飛沫を十分に、除去することができなくなる。
一方、廃水の加熱を緩やかに行うことにより突沸を抑制することができるが、加熱を緩やかにすれば、廃水の処理速度が低下することになる。
【０００５】
本発明は、このような問題に対処するためになされたものであり、廃水の処理速度を低下させることなく、廃水を処理でき、且つ、同伴飛沫によって汚染されない回収水を得ることができる廃水処理システムおよび廃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】
本発明によれば、加熱によって廃水を処理する廃水処理システムであって、前記廃水を加熱して該廃水に含まれる溶媒成分を気化させる気化装置と、該気化装置の下流側に配置され前記気化した溶媒成分が導入され、該溶媒成分に同伴された沸点の高い成分および／または固形分を分離する蒸留塔と、該蒸留塔の下流側に配置され、該蒸留塔の頂部から排出される前記溶媒成分の気体を冷却する凝縮装置と、を備えていることを特徴とする廃水処理システムが提供される。
【０００７】
このような構成を有する本発明によれば、気化装置で気化させられた溶媒成分が蒸留塔で蒸留される。したがって、気化させられた溶媒成分（気体）に同伴飛沫が混入していても、この飛沫は蒸留塔で除去される。蒸留塔では、沸点の差を利用して分離が行われるので、気化させられた溶媒成分に同伴飛沫として混入した沸点の高い成分や固形分は確実に除去される。
【０００８】
本発明の他の好ましい態様によれば、前記蒸留塔が、複数の棚板を備えている多段式蒸留塔である。このような構成によれば、沸点の高い成分や固形分の分離が迅速且つ確実に行われる。
また、他の好ましい態様によれば、前記蒸留塔は、充填材を充填した充填塔、蒸留塔の回収部と留出部のいずれかに複数の棚板を備えるか充填材を充填した蒸留塔である。
【０００９】
本発明の他の好ましい態様によれば、前記凝縮装置から液体として排出された溶媒成分の一部分が、前記蒸留塔の上部に還流される。還流位置は、蒸留塔の頂部が好ましい。
本発明の他の好ましい態様によれば、前記気化装置で気化させられた溶媒成分とともに、前記気化装置からの空気が前記蒸留塔に導入される。
【００１０】
本発明の他の好ましい態様によれば、前記気化装置としては、前記廃水中の溶媒成分を気化させ沸点の高い成分および／または固形分を分離させる蒸発機、例えば、ディスクドライヤ、ドラムドライヤーやダブルベルト装置等が挙げられる。
本発明の他の好ましい態様によれば、前記気化装置が、前記廃水中の溶媒成分の量を減少させることにより、前記廃水を濃縮する濃縮機である。
【００１１】
本発明の他の態様によれば、加熱によって廃水を処理する廃水処理方法であって、前記廃水を加熱して該廃水に含まれる溶媒成分を気化させる気化工程と、蒸留塔で、溶媒成分に同伴された沸点の高い成分および／または固形分を前記気化した溶媒成分から分離する蒸留工程と、前記蒸留塔の頂部から気体として排出される溶媒成分を冷却する凝縮工程と、を備えていることを特徴とする廃水処理方法が提供される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、廃水の処理速度を低下させることなく、同伴飛沫による汚染が少ない回収水を得ることができる廃水処理システムおよび方法が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の廃水処理システムの好ましい実施形態を図面に沿って詳細に説明する。図１は、本発明の廃水処理システム１の一実施態様の概略的な構成を示すブロック図である。廃水処理システム１は、印刷機の洗浄廃水を処理するためのシステムであり、洗浄廃水には、溶媒としての水に水溶性インク（インク成分）、無機固形分、ポリマー等が成分、固形分として含まれている。
【００１４】
図１に示されているように、廃水処理システム１は、蒸発機２、蒸留塔４、凝縮器６、加熱蒸発器８、および、ポンプ１０を備えている。
洗浄廃水に含まれる溶媒成分の水を気化させる気化装置である蒸発機２には、矢印１２で示されるように洗浄廃水が導入される。なおここでは蒸発機２は、所謂ディスクドライヤを用いた例である。ディスクドライヤ２は、例えば、特開平９−３２４９８６号公報、特開平１１−２１６４９８号公報等で開示されている多板型乾燥機と同様の基本構成を備えている。
【００１５】
ディスクドライヤ２内には、複数枚の金属製のディスク（円板）が直立した並列状態で配置されている。これらのディスクは、モータを備えた駆動機構によって毎分５回転程度の速度で回転駆動され、下方位置でその表面に洗浄廃水が振りかけられる。ディスクドライヤ２の内部は、高温のガスが導入され高温に維持されているので、ディスクの表面に振りかけられた洗浄廃水中の溶媒成分（水）は蒸発していき、ディスクの表面に、固化した成分（無機固形物、ポリマー、着色物を含むインク成分等）が付着している状態となる。
なお、高温のガスによってディスクドライヤ２の内部空間を高温にする上記構成に代え、ディスクを中空構造とし、ディスク内に加熱した液体、気体等を循環させてディスク自身を加熱し、ディスク表面に付着した洗浄廃水の溶媒成分を蒸発させるタイプのディスクドライヤを用いても良い。
【００１６】
固化した成分は、ディスクが回転して上方位置にきたとき、ブレードによってディスクから、こそげ落とされ、ディスクドライヤ２の底部から矢印１４で示されるように排出される。
また、本実施態様では、ディスクドライヤ２内に、矢印１６で示すように、ディスク表面から蒸発した水蒸気の外漏れ防止のためにできるだけ少量の空気または非圧縮性のガスが導入され、ディスクドライヤ２の内部は略大気圧とされている。
ここで蒸発機２には上述の空気または非圧縮性のガスの導入のための開口部が設けられている。この開口部を設けることにより、後述のポンプ１０により空気または非圧縮性ガスが吸入される結果、水蒸気の外漏れ防止効果を有するとともに、設備が真空態様に比較して簡易になり、設備コストが安くなるという効果も有する。なお、内部を減圧（真空）状態として運転する構成でもよい。
【００１７】
蒸発した溶媒成分（水蒸気）は、ディスクドライヤ２の上部から矢印１８で示されているように、外部に排出される。成分（インク成分等）を含む廃水の一部が、ディスク表面で溶媒成分が蒸発する際に起こる突沸によって同伴飛沫となり、水蒸気と共にディスクドライヤ２から系外に排出される。また、洗浄廃水に含まれ沸点が水より低い有機溶媒の蒸気および、ディスクドライヤ２内の空気も水蒸気とともに系外に排出される。
【００１８】
蒸留塔４では、ディスクドライヤ２から導入されインク成分等の成分が混入している水蒸気を、水蒸気および空気の混合物と、インク成分等の成分が混入した液体とに分離する。分離された水蒸気および空気の混合物は、矢印２０で示されるように、凝縮器６に送られる。
本実施態様では、凝縮器６は水によるシャワーで水蒸気および空気の混合物を冷却するスクラバである。スクラバ６に導入された水蒸気および空気の混合物は、シャワーによって冷却されて、水蒸気が液化され液体（水）とされ、矢印２２で示されるように、スクラバ６から排出される。この水の一部分は、矢印２４で示されるように、蒸留塔４の頂部に還流され、残部は処理済みの回収水として、矢印２６で示されるように、系外に排出される。
なお、ここで頂部に還流される水の割合は得ようとする回収水の純度にもよるが、通常の洗浄水として再使用する程度の場合には、たとえばスクラバ６から排出される水の３０〜５０％程度の量を還流すればよい。
【００１９】
一方、水蒸気が取り除かれた残りの気体成分（空気）は、矢印２８、２９で示されるように、ポンプ１０によって、システムの系外に排出される。ポンプ１０に代えてブロア等を配置した構成でもよい。
【００２０】
蒸留塔４で分離されたインク成分等の成分が混入した液体（水）は、矢印３０で示されているように、蒸留塔４の底部から排出される。この液体（水）は、一部分は加熱蒸発器８で水蒸気とされて蒸留塔４に送られ（矢印３２、３４）、蒸留塔４における蒸留の熱エネルギ源とされる。一方、液体の残部は、矢印３６で示されているように、蒸発機２に送られる洗浄廃水に添加される。
【００２１】
次に、図２に沿って、蒸留塔４で行われる、インク成分等の成分が混入している水蒸気を水蒸気および空気の混合物と、沸点の高い成分および／または固形分が混入した液体とに分離する工程を詳細に説明する。図２は、蒸留塔４の構成を模式的に示す縦断面図である。
図２に示されているように、蒸留塔４は、内部に複数枚の棚板４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄ…４０ｎが取付けられている。各棚板４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄ…４０ｎは、蒸留塔４の内部空間を横断するように水平に、所定間隔をおいて配置されている。棚板４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄ…４０ｎには多数の小孔４２が設けられており、上側に液体層Ｌａ、Ｌｂ、Ｌｃ、Ｌｄ…Ｌｎを保持しつつ、下方位置から導入される加熱蒸発器８からの加熱蒸気（矢印３４）によって下側の棚板から蒸発してきた蒸気を通過させることができるように構成されている。尚、各棚板４０の上側に保持されている各液体層Ｌは、主として溶媒としての水に、同伴飛沫として混入してきたインク成分等が混入したものである。
【００２２】
一方、凝縮器２４から還流されてきた液体（矢印２４）は、最上部の棚板４０ａ上にシャワー状に振りまかれ、最上部の棚板４０ａ上に液体層Ｌａの一部を形成する。一方、蒸発器２から導入されたたとえばインク成分等の成分が混入している水蒸気（矢印１８）が、下方位置に導入される。
【００２３】
このような構成を有する蒸留塔４では、最下部の棚板４０ｎの下方には、加熱蒸発器８からの蒸気が導入される（矢印３４）。この蒸気は、最下部の棚板４０ｎの小孔４２を通して、最下部の棚板４０ｎ上に保持された液体層Ｌｎを下方から熱する。この結果、最下部の棚板４０ｎ上に保持された液体層Ｌｎの一部が気化して上昇していく。このとき、沸点の低い水が主に気化し、沸点が高いインク成分は、液体層Ｌｎに残される。
【００２４】
液体層Ｌｎから上昇する蒸気は、下から２番目の棚板４０ｎ−１の小孔４２を通して、下から２番目の棚板４０ｎ−１上に保持された液体層Ｌｎ−１を下方から熱する。この結果、下から２番目の棚板４０ｎ−１上に保持された液体層Ｌｎ−１の一部が気化して上昇していく。このときも、沸点の低い水が主に気化し、沸点が高いインク成分は、液体層Ｌｎ−１に残される。
【００２５】
このような工程を進めた結果、上方の棚板上の液体層ほどインク成分などの成分が少ない状態が作り出され、最上部の棚板４０ａ上に保持された液体層Ｌａから気化する蒸気には、インク成分等の成分はほとんど含まれなくなる。
この結果、蒸留塔４から排出され、凝縮器６で液化された溶媒成分（回収水）にもインク成分等の成分がほとんど含まれず、回収水をそのまま廃棄あるいは再利用することが可能となる。
【００２６】
本発明は上記実施形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された技術事項の範囲内で種々の変更または変形が可能である。
上記実施態様では、蒸発器としてディスクドライヤを使用したが、他のタイプ、たとえばドラムドライヤー、ダブルベルト装置などのような蒸発器を使用してもよく、また、蒸発器に替えて濃縮器を使用してもよい。
また、上記実施態様は、印刷機械の洗浄廃水を処理するシステムであったが、本発明は、水を溶媒とする他の廃水、たとえば、牛乳工場における牛乳を溶質あるいは混入物として含む廃水等の処理にも適用できる。さらに、水以外の溶媒に溶質が解けているあるいは他の物質が混入している廃水の処理にも適用できる。
また、上記実施態様では、棚板を備えた蒸留塔を使用しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、充填材を充填したタイプの蒸留塔を使用することも可能である。
さらに、回収部または留出部のいずれかに、棚板が配置または充填材が充填されているタイプの蒸留塔でも良い。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の廃水処理システムの一実施態様の概略的な構成を示すブロック図である
【図２】蒸留塔の構成を模式的に示す縦断面図である。
【符号の説明】
【００２８】
１：廃水処理システム
２：蒸発機
４：蒸留塔
６：凝縮器
８：加熱蒸発器
４０：棚板
４２：小孔
【図１】
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【図２】
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