(57)【要約】【課題】安価で大量の廃水を処理できる油水分離装置を提供すること。【解決手段】汚染物質として油分と油分以外の部分が混在した廃水から汚染物質を除去して浄水を得るための廃水処理プラントＰにおいて、廃水が導入される油水分離装置１と、同油水分離装置１の下流側に設置された電解分離装置３８とを備えるようにする。油水分離装置１は３枚の隔壁によって区画された直列に配置された４つの分離槽を備え、第２の隔壁を上方ほど下流側に傾斜するように構成し、流出する廃水を斜め上方に導くようにして廃水中の油分を徐々に集積させて上層に油層として効率的に分離させ、油分が除去された水層のみを前記電解分離装置３８に導きここで油分以外の汚染物質を除去し、次いで濾過装置５０によって電解分離装置３８で除去された汚染物質由来のスラッジを除去して浄水を得る。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
汚染物質として油分と油分以外の部分が混在した廃水から汚染物質を除去して浄水を得るための廃水処理プラントにおいて、
廃水が導入される油水分離装置と、同油水分離装置の下流側に設置された電解分離装置とを備え、
前記油水分離装置は複数の隔壁によって区画された直列に配置された複数の分離槽を備え、少なくとも１つの隔壁には下流側の分離槽に向かって流出する廃水を斜め上方に導く整流板が形成されており、廃水を同分離槽を通過させる際に油分を徐々に集積させて上層に油層として分離させ、油分が除去された水層のみを前記電解分離装置に導いて処理するようにしたことを特徴とする廃水処理プラント。
【請求項２】
前記油水分離装置の少なくとも１つの前記分離槽内には底部側及び上部側を封塞しない１枚ないしは複数枚の障壁を立設させるようにしたことを特徴とする請求項１に記載の廃水処理プラント。
【請求項３】
前記整流板は前記分離槽を区画する隔壁であって、下流側の分離槽に面した隔壁は上部寄りほど下流側の分離槽側に傾斜していることを特徴とする請求項１又は２に記載の廃水処理プラント。
【請求項４】
前記電解分離装置の下流には濾過装置を配設したことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の廃水処理プラント。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は廃水を浄化する廃水処理プラントに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
洗浄や加工によって排出される廃水は基本的に下水として処理される。しかし、廃水中に油分を多く含む廃水はそのまま下水として流すことはできない。廃水の油分は下水管を詰まらせたり堆積して火災の原因物質となることや河川にそのまま放流された場合に水質汚染を引き起こすからである。更に油分以外の汚染物質、例えば洗剤として排出された界面活性剤、塗料に含まれる重金属、水中の栄養分を利用して繁殖した各種細菌類及び細菌由来の悪臭成分や毒素成分も水質汚染を引き起こすため、例え油分を多く含んでいなくともこれを河川や海に廃水をそのまま流すことは許されなくなってきている。これら廃水は実際には油分も油分以外の汚染物質も混在しているものである。
廃水は工場排水、レストラン等の飲食業者の洗浄排水、ガソリンスタンドの洗浄排水、一般家庭からの排水等から広く由来し極めて大量に排出されることとなる。
【特許文献１】特開２００１−２５２６７１号公報
【特許文献２】特開平６−２０１８９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
このような油分やその他の汚染物質を多く含んでいる廃水を大量に処理できる処理装置は従来存在しなかった。例えば、フィルター交換式の油水分離装置は存在したものの、フィルターが短時間で目詰まりしてしまうため、大量の廃水の処理には不向きである。更に、重金属や細菌由来の汚染物質等は例えば特許文献１又は２のような電解分離装置によって凝集させて除去することは可能なのであるが、実際には油分を多く含んだ廃水において電解分離装置を使用してこれら油分以外の汚染物質を除去することは困難であった。これは油分が電解分離作用を阻害するからであった。
本発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものである。その目的とするところは、安価で大量の廃水を処理できる廃水処理プラントを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記の目的を達成するために請求項１に記載の発明では、汚染物質として油分と油分以外の部分が混在した廃水から汚染物質を除去して浄水を得るための廃水処理プラントにおいて、廃水が導入される油水分離装置と、同油水分離装置の下流側に設置された電解分離装置とを備え、前記油水分離装置は複数の隔壁によって区画された直列に配置された複数の分離槽を備え、少なくとも１つの隔壁には下流側の分離槽に向かって流出する廃水を斜め上方に導く整流板が形成されており、廃水を同分離槽を通過させる際に油分を徐々に集積させて上層に油層として分離させ、油分が除去された水層のみを前記電解分離装置に導いて処理するようにしたことをその要旨とする。
また、請求項２の発明では請求項１に記載の発明の構成に加え、前記油水分離装置の少なくとも１つの前記分離槽内には底部側及び上部側を封塞しない１枚ないしは複数枚の障壁を立設させるようにしたことをその要旨とする。
【０００５】
また、請求項３の発明では請求項１又は２に記載の発明の構成に加え、前記整流板は前記分離槽を区画する隔壁であって、下流側の分離槽に面した隔壁は上部寄りほど下流側の分離槽側に傾斜していることをその要旨とする。また、請求項４の発明では請求項１〜３のいずれかに記載の発明の構成に加え、前記電解分離装置の下流には濾過装置を配設したことをその要旨とする。
【０００６】
このような構成の廃水処理プラントにおいては廃水は油水分離装置に至り、次いで油水分離装置の下流側に設置された電解分離装置に至る。
油水分離装置では油分のみを分離して上層に浮上させるため、複数の隔壁によって区画された直列に配置された複数の分離槽を備え、少なくとも１つの隔壁には下流側の分離槽に向かって流出する廃水を斜め上方に導く整流板が形成されている。油水分離装置内に勢い良く流入してくる廃水は中には大量の油分が残存している。特にいわゆる油ダマと呼称される数十μｍ程度の径の微少粒子はごく軽量であるため水層中に拡散していると揺動する水の圧力によって水中で自由運動をしてしまうこととなり浮上することが容易にはできない。廃水は分離槽を流下するに従って整流板によって油ダマを効率よく上昇させる。つまり、油ダマは水層中において自由運動をしているが、油ダマが傾斜面に衝突する際の衝突力は傾斜面に沿った方向へのベクトルを発生させることとなるため、特に整流板の傾斜面に衝突した油ダマは傾斜面に沿って平面的に上昇又は下降するようになる。従って、傾斜面での油ダマの密度が高くなるとともに傾斜面に沿って移動する際に相接する油ダマ同士が新たなより大きな油ダマを次々と形成し、徐々に浮力を増していくこととなる。成長した油ダマは順次浮き上がっていく。
【０００７】
複数の分離槽を経由することによって概ね油分は上層に集積する。このように上層に分離された油層は廃棄してもよく再利用することも可能である。
次いで油分が分離された水層を電解分離装置に導いて処理する。電解分離装置では油分以外の水層に残存するその他の汚染物質、例えば洗剤として排出された界面活性剤、塗料に含まれる重金属、水中の栄養分を利用して繁殖した各種細菌類及び細菌由来の悪臭成分や毒素成分をスカム化及びスラッジ化して除去する。
このようにして浄化し廃水はスカム及びスラッジを取り去って下水として排水することが可能となる。極めて浄化されているためそのまま河川に排水することも可能である。もちろん、排水させずに再利用してもよい。
このように浄化された廃水は更に濾過装置によって濾過することで例えば上水として利用することも可能である。濾過装置としては分離対象によって濾紙、精密濾過膜、限外濾過膜等を使い分けることが可能である。
【０００８】
ここに、油水分離装置における整流板は分離槽を区画する隔壁と一体化してもよい。具体的には例えば下流側の分離槽に面した隔壁をその上部寄りほど下流側の分離槽側に傾斜させることである。また、油水分離装置の少なくとも１つの前記分離槽内には底部側及び上部側を封塞しない１枚ないしは複数枚の障壁を立設させるようにしてもよい。この障壁に水層中の油ダマが衝突することによって油ダマは成長して浮力を増して上昇していくこととなる。
【発明の効果】
【０００９】
上記各請求項の発明では、大量の廃水であっても油水分離装置において油分を効率的に除去でき、油分の除去された廃水をその他の汚染物質を除去するために電解分離装置によって処理することができることとなる。これによって大量の廃水を極めて純度の高い浄水とすることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の廃水処理プラントを概略具体化した実施の形態を図面に基づいて説明する。尚、以下の説明で前方とは図１における右方向を、後方とは同図における左方向を言うものとする。上流側とは図２及び図４における左方向を、下流側とは同各図における右方向を言うものとする。左右とは下流側を向いた状態での左右方向を言うものとする。
図１〜図３に示すように、廃水処理プラントＰは油水分離装置１を備えている。油水分離装置１は天板２、底板３及び側面を包囲する４枚の側部板４ａ〜４ｄからなる直方体形状の液槽５を備えている。液槽５内部は第１〜第４の４つの分離槽６〜９に区画されている。第１〜第４の４つの分離槽６〜９は上流から下流に向かって直列に配置されている。第１の分離槽６は液槽５の最上流に配置されている。第１の分離槽６は三方の側部板４ａ〜４ｃと第１の隔壁１２とによって区画されている。第１の分離槽６の上部には廃水を導入するための導入口としての開口部１１が形成されている。第１の隔壁１２は左右の側部板４ｂ，４ｃ間に及ぶとともに天板２の左端から下方に向かって垂直に延出されている。第１の隔壁１２の下端側は開放され隣接する第２の分離槽７と連通する第１の連通路１３が形成されている。
【００１１】
第２の分離槽７は左右の側部板４ｂ，４ｃと第１及び第２の隔壁１２、１５とによって区画されている。第２の隔壁１５は第１の隔壁１２の下流に配置され、左右の側部板４ｂ，４ｃ間に及ぶとともに底板３から斜め右上方に真っ直ぐに延出されている。第２の隔壁１５の上部位置は天板２から離間した所定の下方位置（天板２と底板３間の高さの約３／４の位置）とされ第２の隔壁１５の上端と天板２との間には隣接する第３の分離槽８と連通する第２の連通孔１７が形成されている。第２の隔壁１５の上端寄りは上流方向に更に大きく屈曲された第１の屈曲部１８とされている。
第３の分離槽８は左右の側部板４ｂ，４ｃと第２及び第３の隔壁１５、２１によって区画されている。第３の隔壁２１は第３の隔壁２１の下流に配置され、左右の側部板４ｂ，４ｃ間に及ぶとともに天板２から下方に向かって垂直に延出されている。第３の隔壁２１の下端側は開放され隣接する第４の分離槽９と連通する第３の連通路２３が形成されている。
第３の分離槽８内には前記第２の隔壁１５と同じ傾斜角度とされた３枚の第１の障壁２５が配設されている。各第１の障壁２５はいずれも左右の側部板４ｂ，４ｃ間に及ぶ板体であって、天板２及び底板３との間において等間隔を空けて配設されている。各第１の障壁２５の上端は第２の隔壁１５と水平位置において同高さとされている。各第１の障壁２５の下端は下流側ほど底板３に接近している。つまり、各第１の障壁２５は下流側ほど長く形成されている。第３の分離槽８における右側部板４ｃには第３の隔壁２０寄りであって各第１の障壁２５の上端と略同位置に横長の排油孔２６が形成されている。
前記第１の障壁２５の上端に第２の隔壁１５の第１の屈曲部１８のような屈曲部を設けるようにしてもよい。
【００１２】
第４の分離槽９は三方の側部板４ｂ〜４ｄ及び第３の隔壁２１によって区画されている。第３の隔壁２１の第４の分離槽９側に面した下端寄りには油分貯留部２７が配設されている。油分貯留部２７は左右の側部板４ｂ，４ｃ間に及ぶごく長尺の板片を第３の隔壁２０から斜め下方に向かって傾斜するように固着した構造とされている。
第４の分離槽９にはオイルスキマー２９が配設されている。第４の分離槽９における側部板４ｄの上部位置には横長の排水孔３０が形成されている。排水孔３０は前記排油孔２６よりも若干上方に配置されている。
図２に示すように、右側部板４ｃの下部位置には掃除用の水抜きパイプ３１が配設されている。底板３には油水分離装置１を搬送するための車輪３２が配設されている。尚、液槽５は図示しないヒータによって所定温度に加温されている。
【００１３】
このような油水分離装置１は図１に示すように貯水槽３５上に設置されている。貯水槽３５には油水分離装置１の排水孔３０から排出された油分が分離された水（第１の処理済み水）が導入される。貯水槽３５の後方には廃油タンク３６が設置され、同廃油タンク３６には排油孔２６から油層（廃油）が導かれる。
貯水槽３５の前方には電解分離装置３８が配設されている。電解分離装置３８は図４に示すように、上方が開放された電解槽３９を備えている。電解槽３９内には左右の側部板４０ａ，４０ｂから交互に延出された隔壁４１によって蛇行した流水通路４２が構成されている。前記貯水槽３５内の第１の処理済み水は第１のポンプ４５によって電解槽３９の最上流部に供給される。流水通路４２内の上流側位置には所定間隔で４つの電極ユニット４３が配設されている。各電極ユニット４３内には複数の溶解性アルミニウム電極板（陽極及び陰極）が内蔵されている。電解槽３９の上部寄り位置には第１の水位センサ４４が配設されている。
【００１４】
電解分離装置３８の前方には凝集槽４６が配設されている。凝集槽４６内には電解分離装置３８によって処理された第１の処理済み水から油分以外の汚染物質の除去処理を行った後の水（第２の処理済み水）が第２のポンプ４７によって導入される。第２の処理済み水は凝集槽４６内に静置される。凝集槽４６内部は導入された第２の処理済み水を一旦下方に導く隔壁５６が形成されている。凝集槽４６の後壁４６ａにはスラッジの上昇を阻止する遮蔽板５７が配設されている。後壁４６ａには遮蔽板５７よりも上部位置には排水口４９が形成されている。凝集槽４６の上部寄り位置には第２の水位センサ４８が配設されている。
凝集槽４６の前方には圧力式濾過装置５０が配設されている。圧力式濾過装置５０内部には交換可能なフィルターが内蔵されている。本実施の形態におけるフィルターによる分離対象（粒子径）は０．０１〜１ｍｍ程度とされている。圧力式濾過装置５０には凝集槽４６の下部位置から取水されたスラッジが混ざった第２の処理済み水が第３のポンプ５１によって導入される。
このように構成される廃水処理プラントＰは隣接する制御盤５３によって制御されている。制御盤５３内部の図示しないコントローラは前記第１及び第２の水位センサ４４，４８からの検出信号に基づいて各ポンプ４５，４７，５１及び油水分離装置１に廃水を供給するパイプ５４の電磁弁５５を制御する。
【００１５】
次に、このような構成の実施の形態の廃水処理プラントＰの作用について説明する。
パイプ５４から供給される廃水は連続的に油水分離装置１の開口部１１から第１の分離槽６内に導入される。廃水は第１の分離槽６においてまず水層と油層とに大きく分離される。但し、この段階では多くの油分が水層中に浮遊している状態である。分離された水層と油層は次々と導入される廃水の圧力によって一旦下方に導かれ第１の隔壁１２の底部寄りの第１の連通路１３から第２の分離槽７側に流出していく。油層は第２の分離槽７に至るとその浮力で速やかに水層の上層に浮上する。
この段階でかなりの油分が油層として除去されるが、水層中には未だ大量の油分（その多くは油ダマ）が残存している。第２の分離槽７においては第１の分離槽から流入した水層は次々と流入する廃水に押されて第２の隔壁１５の傾斜面に沿って浮上していくこととなる。水層中の油ダマが第２の隔壁１５に接するとその傾斜面に沿って浮上する。傾斜面付近の油ダマの密度は高くなり油ダマ同士は互いに接して徐々に成長して浮力を増して逐次浮上していく。また、第１の屈曲部１８の下流側には乱流が生ずるため油ダマが相接する機会が更に増える。水層は油ダマを上層に排出させながら第２の隔壁１５の上部の第２の連通孔１７から第３の分離槽８に連続的に流出していく。
【００１６】
第３の分離槽８には第２の分離槽７で除去されなかった油ダマを含む水層が流入することとなる。水流は第１の障壁２５に干渉することでその勢いが減衰させられる。また、水層中の油ダマが第１の障壁２５に接すると第２の隔壁１５と同様の作用によりその傾斜面に沿って浮上する。傾斜面付近の油ダマの密度は高くなり油ダマ同士は互いに接して徐々に成長して浮力を増して逐次浮上していく。第３の分離槽で上層に浮上した油分は上記第２の分離槽７の上層に集積した油分と一体化し、第２及び第３の分離槽では水層の上部に広く油層が形成されることとなる。このような油層は油層位置に形成された排油孔２６から公知の取り出し手段によって回収又は廃棄される。
最後に水層は第３の連通路２３から第４の分離槽９に至る。このとき、水層中に残った油ダマは第４の分離槽９に至る際に油分貯留部２７に貯留され、更に第４の分離槽９に至ってからも排水孔３０に面したオイルスキマー２９によって僅かに残った油分をすくい取るることとなる。このような工程でほとんどの油分が取り去られた水層は排水孔３０から貯水槽３５に導入される。
【００１７】
貯水槽３５内の第１の処理済み水は油分はほとんど除去されているが、油分以外の汚染物質、例えば例えば洗剤として排出された界面活性剤、塗料に含まれる重金属、水中の栄養分を利用して繁殖した各種細菌類及び細菌由来の悪臭成分や毒素成分は依然として水中に残存している。このような第１の処理済み水をポンプ４５によって電解分離装置３８で処理を行う。電解槽３９に導入された第１の処理済み水中の汚染物質は電極ユニット４３を通過する際に電気分解反応によって凝集させられる。電気分解反応の詳しい作用は省略するが、一次的には電極面との境界において生じる電気分解反応による種々の作用（酸化・還元、中和等）によって汚染物質が分解、吸着、中和されることとなる。また、二次的にはアルミニウム陽極から溶出したアルミニウムイオンと水の電気分解によって生じる水酸イオンが反応して生成される水酸化アルミニウムの作用によって有機物粒子が凝集させられることとなる。
【００１８】
凝集された汚染物質は水中に雲状に分散して浮遊し、蛇行した流水通路４２を流下する際に徐々に集積してスカム及びスラッジが形成されていく。このように油分以外の汚染物質を除去した第２の処理済み水をポンプ４７によって凝集槽４６に導入され、凝集槽４６内で静置させる。静置させることによってスラッジは沈殿しスカムは水面に浮上する。そして、スカム及びスラッジが混入していない上層〜中層の第２の処理済み水を汚染物質が除去された浄水として排水口４９から取り出す。これはそのまま河川に放流してもよい程度に浄化されている。スカムはすくい取って脱水することで焼却可能である。
一方、沈殿したスラッジが混入した凝集槽４６の下層の第２の処理済み水はポンプ５１によって圧力式濾過装置５０に導入され濾過されて浄水が生成される。これもそのまま河川に放流してもよい程度に浄化されている。濾過装置５０内のフィルターに徐々に集積するスラッジは別途脱水して焼却可能である。
【００１９】
このような廃水処理プラントＰは制御盤５３によって制御される。制御盤５３のコントローラは水位センサ４４，４８によって電解槽３９と凝集槽４６の水位をチェックし、オーバーフローしないように制御しながら第１及び第２の処理済み水をポンプ４５，４７によって供給する。また、ポンプ５１及び電磁弁５５の駆動制御を行う。
【００２０】
このように構成することにより本実施の形態の廃水処理プラントＰは次のような効果を奏する。
（１）油水分離装置１での油分の除去はフィルター方式ではなく簡便に大量の廃水の油分を除去できることとなっている。そのため、このような油分が除去された後の廃水を電解分離装置３８で処理することができるため大量の廃水の完全な浄水化処理が可能となる。
（２）油水分離装置１では油と水が混ざった廃水を４つの槽６〜７を通過させるだけで水層から効率よく油分を除去することができ、大量の廃水の分別処理が可能となる。
（３）油水分離装置１においては第２の分離槽７では未だ多くの油ダマが水層中に拡散しているが、これらが第２の隔壁１５に衝突しその傾斜面に沿って移動する際に油ダマの成長を促すことができるため、水層からの油ダマの除去がスムーズに行われる。また、第２の隔壁１５は上部寄りほど第３の分離槽８側に傾斜した傾斜面であるため油ダマの上昇が助長されることとなり、成長した油ダマの速やかな浮上を助長する。
【００２１】
尚、この発明は、次のように変更して具体化することも可能である。
・上記電解分離装置３８における電解槽３９の構成は構造を簡略化して説明した一例であって、他の構成の電解槽であってもよい。電極ユニット４３も上記に限定されるものではない。
・油水分離装置１は上記実施の形態では貯水槽３５の上に設置されていたが、その設置位置は上記に限定されるものではない。
・油水分離装置１は装置の構造を簡略化して説明したものであって、かつ一例に過ぎない。従って、隔壁１２，１５，２１の構造や天板２等の液槽５を構成する部材の構造等は上記に限定されるものではない。
・濾過装置５０は上記に限定されない。また、濾過装置５０ははこのプラントにおいて必須構成ではない。
・油水分離装置１において第１の障壁２５は１枚以上であれば枚数は問わない。本実施の形態では３枚までを例示したが、数十枚をセットするようにしても構わない。
・油水分離装置１において第１の障壁２５の上端に第２の隔壁１５の第１の屈曲部１８のような屈曲部を設けるようにしてもよい。
・第１の隔壁１２と第２の隔壁１５の間にも第１の障壁２５のような上方が下流側に傾斜した障壁を配置するようにしてもよい。
・その他、本発明の趣旨を逸脱しない態様で実施することは自由である。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施の形態の廃水処理プラントの概念図。
【図２】本発明の実施の形態の油水分離装置の斜視図。
【図３】同じ油水分離装置の原理を具体化した説明図。
【図４】本発明の実施の形態の電解槽の簡略平面図
【符号の説明】
【００２３】
１…油水分離装置、３５…貯水槽、３８…電解分離装置、４６…凝集槽、５０…濾過装置、Ｐ…廃水処理プラント。
【図１】
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【図２】
2005211806.tif 000004
【図３】
2005211806.tif 000005
【図４】
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