(57)【要約】【目的】焼却炉などの洗浄に際してダイオキシン類や重金属を含んだ汚水が発生しても、ダイオキシン類や重金属が環境に排出されることを防止する。【構成】高圧水を噴出する洗浄ノズル２３を備えた高圧洗浄装置２と、洗浄ノズル２３から洗浄対象に高圧水を吹き付けることにより生ずる汚水を吸引するための汚水吸引手段３と、汚水吸引手段３により吸引された汚水を貯留する汚水回収タンク４と、汚水回収タンク４に接続する排水管路５とを有するシステムである。汚水吸引手段３、汚水回収タンク４、及び排水管路５から形成される汚水の流通経路に汚水中の固形粒子を除去するための濾材を配した固液分離部５２が設けられ、その下流側には汚水中に溶存する重金属を吸着可能な金属吸着フィルタを配した溶存金属除去部５３が設けられる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高圧水を噴出する洗浄ノズルを備えた高圧洗浄装置と、前記洗浄ノズルから洗浄対象に高圧水を吹き付けることにより生ずる汚水を吸引するための汚水吸引手段と、この汚水吸引手段により吸引された汚水を貯留する汚水回収タンクと、この汚水回収タンクに接続する排水管路とを有し、前記汚水吸引手段、汚水回収タンク、及び排水管路から形成される汚水の流通経路に汚水中の固形粒子を除去するための濾材を配した固液分離部が設けられると共に、その固液分離部の下流側には前記汚水中に溶存する重金属を吸着可能な金属吸着フィルタを配した溶存金属除去部が設けられることを特徴とする汚水処理システム。
【請求項２】
高圧洗浄装置に供給するための洗浄水を貯留する洗浄水槽を備え、その洗浄水槽に固液分離部より下流側で排水管路から分岐せしめた還流管が接続されて成る請求項１記載の汚水処理システム。
【請求項３】
溶存金属除去部を構成する金属吸着フィルタは、透水性を有する高分子基材の表面に重金属イオンと結合する官能基を固定化したものである請求項１、又は請求項２記載の汚水処理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は焼却炉の洗浄作業に用いて好適な汚水処理システムに係わり、特に洗浄によって発生した汚水に鉛などの重金属が溶存している場合でもこれを除去して環境保全することのできる汚水処理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、壁面洗浄などには高圧水を利用した高圧洗浄法が多用されているが、その種の洗浄では水の飛散や洗浄時に発生する汚水の処理に苦慮するという問題がある。
【０００３】
そこで、高圧水を噴出する洗浄ノズルをフードで覆い、そのフードにサクションホースを接続して発生した汚水をサクションホースで吸引し、これを浄化槽に回収して浄化させるようにした洗浄装置が提案されている（例えば、特許文献１）。
【０００４】
一方、工場廃液などに含まれる水銀や鉛といった重金属を除去する方法として、ビーズ状のキレート樹脂やイオン交換樹脂ほか、不織布などから成る基材にエポキシ基をもつ重合性単量体をグラフト重合し、その側鎖にポリアミン化合物を固定化した吸着剤などを利用することが知られている（例えば、特許文献２）。
【０００５】
【特許文献１】実開平７−９４７１号公報（実用新案登録請求の範囲、図１及び図２）
【０００６】
【特許文献２】特許第３１５０１７３号公報（特許請求の範囲、段落０００２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
然し乍ら、特許文献１に開示される洗浄装置によれば、汚水を浄化槽に回収して洗浄水として再利用できるので節水効果が得られるものの、係る浄化槽は水と固形分を分離するものにすぎない。このため、焼却炉などの洗浄に際して回収した汚水中に重金属が溶存していた場合にはこれを除去することはできず、洗浄後の汚水を浮遊物質が存在しないという理由だけで浄化槽から河川などに排出した場合には環境を害する虞れがある。
【０００８】
又、特許文献２に開示されるような吸着剤によれば、汚水に溶存する重金属（重金属イオン）を選択的に吸着して効率よく除去できるという効果が得られるものの、現状では工場の排水処理などに限定して利用されているにすぎない。
【０００９】
本発明は以上のような事情に鑑みて成されたものであり、その目的は焼却炉などの洗浄に際してダイオキシン類や重金属を含んだ汚水が発生しても、ダイオキシン類や重金属が環境に排出されることを防止することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は上記の目的を達成するため、高圧水を噴出する洗浄ノズルを備えた高圧洗浄装置と、前記洗浄ノズルから洗浄対象に高圧水を吹き付けることにより生ずる汚水を吸引するための汚水吸引手段と、この汚水吸引手段により吸引された汚水を貯留する汚水回収タンクと、この汚水回収タンクに接続する排水管路とを有し、前記汚水吸引手段、汚水回収タンク、及び排水管路から形成される汚水の流通経路に汚水中の固形粒子を除去するための濾材を配した固液分離部が設けられると共に、その固液分離部の下流側には前記汚水中に溶存する重金属を吸着可能な金属吸着フィルタを配した溶存金属除去部が設けられることを特徴とする汚水処理システムを提供する。
【００１１】
又、本発明は上記のような汚水処理システムにおいて、高圧洗浄装置に供給するための洗浄水を貯留する洗浄水槽を備え、その洗浄水槽に固液分離部より下流側で排水管路から分岐せしめた還流管が接続されることを特徴とする。
【００１２】
更に、溶存金属除去部を構成する金属吸着フィルタとして、透水性を有する高分子基材の表面に重金属イオンと結合する官能基を固定化したものを用いることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る汚水処理システムによれば、洗浄ノズルから洗浄対象に高圧水を吹き付けることにより生じた汚水を吸引して回収し、これを固液分離部と溶存金属除去部とに通して排水するので、ダイオキシン類や重金属を多く含んだ焼却炉の清掃などに際して河川や地下水の汚染を防止することができ、しかも溶存金属除去部が固液分離部より下流側に設けられることから固形粒子による金属吸着フィルタの目詰まりを防止して溶存重金属の吸着能力を良好に発揮せしめることができる。
【００１４】
又、回収した汚水を固液分離部を通して還流管から洗浄水槽に戻し、これを洗浄水として再利用できるようにしていることから、節水効果を上げることもできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の汚水処理システムを図面に基づいて詳しく説明する。図１は係る汚水処理システムの概略系統図である。図１において、１は水道などを水源に接続する洗浄水槽、、２は洗浄水槽に接続する公知の高圧洗浄装置であり、この高圧洗浄装置２は洗浄機本体２１と洗浄ヘッド２２とで構成される。洗浄機本体２１はポンプ２１Ａと該ポンプを駆動するための駆動源２１Ｂ（本例においてエンジン）とを一体とした可搬式のユニットであり、係るポンプ２１Ａの吸込口は配管Ｔ１を介して洗浄水槽１に接続され、その吐出口は可撓性の配管Ｔ２（ホース）を介して洗浄ヘッド２２に接続される。洗浄ヘッド２２は洗浄対象に押し付けて使用するものであり、その内部には高圧水（必要に応じて洗剤や蒸気を混合する場合もある）を噴出する洗浄ノズル２３が設けられる。
【００１６】
洗浄ヘッドの構成例を図２に示して説明すれば、係る洗浄ヘッド２２は高圧水の流路を形成する中空軸２４Ａとその一端側に固定されるフード２５を有し、中空軸２４Ａはその内部流路を開閉操作するためのトリガー２４Ｂを備えたグリップ部２４を形成する。そして、中空軸２４Ａの一端に上記の配管Ｔ２が接続され、該中空軸の他の一端にはフード２５内において上記の洗浄ノズル２３が設けられる。尚、洗浄ノズル２３は高圧水の噴射圧により中空軸２４Ａの一端を中心として回転するようになっている。又、フード２５は高圧水が周囲に飛散するのを防止すべく高圧水の噴出方向のみ開口した箱型のケースであり、その開口縁にはブラシ２６が固定される。尚、２７はフードの側面に形成した吸引口であり、この吸引口２７にはサクションホース３１の一端が接続される。
【００１７】
図１に示すように、サクションホース３１の下流側の一端はバキューム装置３２に連結され、そのサクションホース３１とバキューム装置３２は、洗浄ノズル２３から洗浄対象に高圧水を吹き付けることによって生ずる汚水を吸引するための汚水吸引手段３を構成する。尚、サクションホース３１の中途には沈澱槽３３が介在され、その沈澱槽３３により汚水中に含まれる比重の大きな土砂などを沈澱除去できるようにしてある。又、バキューム装置３２は真空ポンプ３２Ａと該真空ポンプを駆動するための駆動源３２Ｂ（本例において電動モータ）とを一体とした可搬式のユニットであり、係る真空ポンプ３２Ａの吸込口にはサクションホース３１が接続され、その吐出口は配管Ｔ３を介して汚水回収タンク４に連結される。
【００１８】
又、図１において、５は汚水回収タンクに接続する排水管路であり、この排水管路５には汚水回収タンク４に貯留した汚水を吸い出すためのポンプ５１、汚水に含まれる固形粒子（懸濁物質）を除去する三連式の濾過器５２Ａ，５２Ｂ，５２Ｃから構成される固液分離部５２、及び汚水に溶存する重金属（重金属イオン）を除去するための溶存金属除去部５３が介在される。特に、固液分離部５２の下流側において、排水管路５は二股に分岐され、その一方が還流管６として洗浄水槽１に連結される。そして、係る還流管６とその分岐点より下流の排水管路５には開閉弁Ｖ１，Ｖ２が設けられ、その切換操作により固液分離部５２を通過した汚水（濾液）の流路を切り換えられるようにしてある。これにより、排水管路５側の開閉弁Ｖ２を閉じて還流管６側の開閉弁Ｖ１を開放したときには、汚水吸引手段３により回収された汚水が固液分離部５２により濾液とされた後、洗浄水槽１に戻されて洗浄ノズル２３から噴出する高圧洗浄水として再利用されるという循環経路が形成される。従って、節水効果を上げることができる。
【００１９】
尚、図１によれば、溶存金属除去部５３は還流管６の分岐点より下流に設けられるが、これを上記のような循環経路内に設けてもよい。又、ポンプ５１は排水管路５の一端に設けて汚水回収タンク４内に設置するようにしてもよい。更に、固液分離部５２は３つの濾過器５２Ａ〜５２Ｃで構成されることに限らず、その数は任意に設定することができる。
【００２０】
ここに、濾過器５２Ａ〜５２Ｃはシリンダの内部にそれぞれ固形粒子を物理的に吸着する濾材を収容して構成される。本例において、濾過器５２Ａ，５２Ｂの濾材はプリーツフィルタといって波形に折り畳まれた濾布を芯材に巻き付けた円筒形のものであり、後段の濾過器５２Ｃにおける濾材には活性炭が用いられるが、それら濾材は上記したもののほか、グラスウール、金属フィルター、又は濾紙など公知のものの中から適宜選択することができる。尚、ダイオキシン類濃度２１５ｐｇ−ＴＥＱ／リットルの試験水を作成し、これを濾材として目粗さ１．５μｍの不織布フィルタ（濾布）に通液したところ、ダイオキシン類濃度が１．８ｐｇ−ＴＥＱ／リットル（排出水基準は１０ｐｇ−ＴＥＱ／リットル）に低減するという試験結果を得た。
【００２１】
又、固液分離部５２と溶存金属除去部５３は排水管路５に介在させることに限らず、サクションホース３１とバキューム装置３２から成る汚水吸引手段３、汚水回収タンク４、及び排水管路５から一連に形成される汚水の流通経路中であれば任意の箇所に配置することができる。例えば、汚水回収タンク４内に活性炭などから成る濾材を収容して固液分離部とすることもできる。但し、固液分離部５２は溶存金属除去部５３よりも上流側に設けることが肝要であり、これによれば溶存金属除去部５３の上流で固形粒子を予め除去して溶存重金属の除去を良好に行うことができる。
【００２２】
係る溶存金属除去部５３は、シリンダ内に溶存重金属を化学的に吸着する機能をもつ金属吸着フィルタを収容して構成される。係る金属吸着フィルタは、透水性を有する高分子基材の表面に重金属イオンと結合する官能基を固定化したものであり、高分子基材にはポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスルホン、ポリテトラフルオロエチレン、エチレン、プロピレン、ブテン、ヘキセン、テトラフルオロエチレン、又はクロロトリフルオロエチレンなどの単独もしくは共重合体から成る部材、好ましくは不織布が用いられる。
【００２３】
重金属イオンと結合する官能基は、電子供与原子として酸素、窒素、硫黄をもつアミノ基（−ＮＨ2）、アミド基（−ＣＯＮＨ2）、カルボキシル基（−ＣＯＯＨ）、カルボニル基（−Ｃ＝Ｏ）、水酸基（−ＯＨ）、スルホン基（−ＳＯ3Ｈ）、ニトリル基（−ＣＮ）などの配位基（キレート生成基）、イオン交換基（スルホン酸などの陽イオン交換基又は両性イオン交換基）であり、その固定化は高分子基材に重合性単量体をグラフト重合し、そのグラフト共重合体の側鎖に上記のような官能基をもつ化合物を化学反応により導入するか、又は上記のような官能基をもつ重合性単量体を高分子基材にグラフト重合することにより行われる。
【００２４】
尚、その種の金属吸着フィルタは公知のものの中から適宜選択することができるが、重金属イオンの吸着速度の点では、放射線グラフト重合法によって高分子基材（ＰＥ不織布など）にアクリロニトリル（ＣＨ2＝ＣＨＣＮ）とメタクリル酸（ＣＨ2＝Ｃ(ＣＨ3)ＣＯＯＨ）を重合した後、係る不織布をヒドロキシルアミン（ＮＨ2ＯＨ）の溶液に浸し、シアノ基（−ＣＮ）との反応によりグラフト共重合体の側鎖にアミドキシム基（−Ｃ＝Ｎ（ＯＨ）ＮＨ2）を導入したものが好適に用いられる。因に、アミドキシム基は、Ｃu2+、Ｒu6+、Ａu3+、Ｒh3+、Ｖ4+、Ｐd2+、Ｕ6+、Ｐt2+、Ｆe3+、Ｍo6+、Ｎi2+、Ｃo2+、Ｚn2+、Ｍn2+などを選択的に吸着することができる。
【００２５】
参考例として、上記のようなアミドキシム基をＰＥ不織布の表面に固定化した金属吸着フィルタの性能を調べた結果を図３に示す。尚、係る性能測定では内径７mmのカラム内に上記の金属吸着フィルタを９mmの高さに充填し、鉛とカドミウムの１００ｐｐｂ混合溶液（ｐＨ６）を６ml/minで通液し、通液後の鉛／カドミウム濃度を測定した。
【００２６】
図３から明らかなように、１２００ＢＶの通液後、カドミウムは検出されたが、鉛については殆ど検出されなかった。因に、カドミウムに対しては高分子基材に官能基としてイミノジ酢酸基を固定化したものが有効である。尚、鉛については図４のように２００倍高い濃度で１６０ＢＶ吸着が可能である。その他、シアン化合物についても同様の吸着試験を行ったが、これについては鉛と同様に通液後の試験水からシアン化合物は検出されなかった（シアン化合物＜０．０１ｍｇ／リットル）。
【００２７】
ここで、以上のように構成される汚水処理システムの作用を説明すると、係るシステムは主としてダイオキシン類や重金属の存在が多く認められる焼却炉の内部を洗浄するのに好適に用いられる。洗浄に際しては、水源から洗浄水槽１内に洗浄水を供給すると共に、開閉弁Ｖ１，Ｖ２の一方Ｖ１のみを開放状態にしておく。そして、洗浄機本体２１を駆動して洗浄水槽１内に貯留した洗浄水を吸い出し、これを高圧水として洗浄ノズル２３から噴出する。尚、高圧水の噴出はトリガー２４Ｂの操作により行うことができる。
【００２８】
高圧水の噴出時には、洗浄ヘッド２２のブラシ２６を炉壁などに押し当てて擦過するが、高圧水の飛散はフード２５により防止され、しかもフード２５内に発生した汚水は垂れ流しされる事なくサクションホース３１を通じて汚水回収タンク４に回収される。そこで、ポンプ５１を駆動すると、汚水回収タンク４内の汚水は固液分離部５２に導かれ、各濾過器５２Ａ〜５２Ｃ内の濾材との接触によりダイオキシン類をはじめとする固形粒子（これには粒子状の重金属も含む）が濾材の物理的吸着作用により除去される。而して、固液分離部５２を通過した汚水は濾液として還流管６から洗浄水槽１内に戻され、洗浄水として繰り返し利用される。
【００２９】
洗浄作業が終了したときには、開閉弁Ｖ１を閉じて他方の開閉弁Ｖ２を開放するのであり、このため汚水回収タンク４内の汚水は固液分離部５２から溶存金属除去部５３を経て外部に排出される。このため、重金属が溶存している汚水でも金属吸着フィルタとの接触により、溶存重金属が金属吸着フィルタによる化学的吸着作用により除去されることになる。従って、河川や地下水を重金属で汚染することを防止することができる。
【００３０】
以上、本発明について説明したが、係るシステムは焼却炉の洗浄のみならず、化学工場の跡地などに溜まった汚水の処理にも有効利用することができる。これには、洗浄ヘッド２２からサクションホース３１を切り離し、その先端を汚水地に導入してバキューム装置３２を駆動し、回収した汚水を固液分離部５２から溶存金属除去部５３を通して河川などに排水すればよい。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明に係る汚水処理システムを示す概略系統図
【図２】同システムに用いる洗浄ヘッドの内部構造を示す部分断面図
【図３】金属吸着フィルタの性能を示すグラフ
【図４】金属吸着フィルタの性能を示すグラフ
【符号の説明】
【００３２】
１  洗浄水槽
２  高圧洗浄装置
２１  洗浄機本体
２２  洗浄ヘッド
２３  洗浄ノズル
３  汚水吸引手段
３１  サクションホース
３２  バキューム装置
４  汚水回収タンク
５  排水管路
５２  固液分離部
５３  溶存金属除去部
６  還流管
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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