(57)【要約】本発明は汚廃水浄化装置及びその浄化方法に関するものである。本発明によるアトマイジング処理されたスラグボールによる汚廃水浄化システムは、濾過槽内にアトマイジング処理された製鋼スラグボールを充填させ、濾過槽内に汚廃水を通過させると、汚廃水内に含まれた浮遊物質及び有機物が製鋼スラグボール上に電着されることにより、浮遊物質及び有機物が除去され、汚廃水の処理時間が従来の砂を用いる濾過方法に比べ７〜８倍以上短縮されるので、汚廃水の処理容量が画期的に増大し、有機物及び浮遊物質の除去率が従来の方法よりも遥かに高いし、色度除去の効果が９０％以上と卓越し、浮遊物質（ＳＳ）の除去率が９５％以上と卓越し、スラッジの脱水性に優れるので、スラッジの処理が容易であり、ひいてはスラッジを再活用することができ、濾過後、スラグボールを下方に設けられた逆洗ポンプを用いて、スラグボールに付いたスラッジを洗浄し再使用することができ、設備が簡単になるので、設置費用が大幅節減され、スラグボールを繰り返し使用することができ、維持管理費用が節減され、汚廃水浄化による２次汚染の発生がない。
2004517724.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アトマイジング処理されたスラグボールが充填された濾過床反応器を有し、汚廃水が前記スラグボール層を通過することにより濾過されるようになったことを特徴とする汚廃水浄化装置。
【請求項２】
請求項１において、前記濾過床反応器は、前記濾過床反応器に処理された流入汚廃水を供給する平衡槽と、前記濾過床反応器で処理された処理水が集水される処理水槽と、前記スラグボール層を洗浄するため、前記濾過床反応器の下部に設けられた逆洗ポンプと、逆洗水が排出されて逆洗水貯蔵槽に送出されるようにするため、前記濾過床反応器の上部に設けられた送出バルブとをさらに含むことを特徴とする汚廃水浄化装置。
【請求項３】
請求項１において、アトマイジング処理されたスラグボールが充填された前記濾過床反応器は、浄化すべき河川水が通過しながら濾過されるように、河川内に設置されることを特徴とする汚廃水浄化装置。
【請求項４】
汚廃水をアトマイジング処理されたスラグボール層を通過させることで、汚廃水内に含有された汚染物質を除去することを特徴とする汚廃水浄化方法。
【請求項５】
請求項４において、前記アトマイジング処理されたスラグボール層を河川内に設置して、河川水が通過しながら濾過されるようにすることを特徴とする汚廃水浄化方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
技術分野
本発明は製鋼スラグボールを用いて汚廃水を浄化させる汚廃水浄化システムに関し、より詳しくはアトマイジング処理された製鋼スラグボールが有する固有の磁性と静電気を用い、汚廃水内に含有された有機物及び浮遊物質を効果的に除去することができ、汚廃水の浄化費用を大幅減少させるとともに、浄化効率が大きく向上し、ほかの汚染物質を発生しない、製鋼スラグボールを用いて汚廃水を浄化させる汚廃水浄化方法及び汚廃水浄化装置に関するものである。
【０００２】
従来技術
全世界的な産業高度化にしたがい、各種産業廃棄物が多量で発生し、このような産業廃棄物は地球の自然生態系を無差別に破壊しており、自然生態系の破壊による余波により環境破壊が加速化している。このような環境破壊による影響は段々大きく表れ、現在人類の生存権さえ脅かしている。特に、このような産業廃棄物により人類の生存に必要な水の汚染程度が極めて酷くなり、日に日に増えている、家庭生活で発生する生活廃水、染色工場又は皮革工場などで発生する工場廃水、農薬又は家畜の飼育に伴う農水畜産廃水などは河川と地下水を汚染させ、人類の存立さえ難しくする最大要因であり、人類が解決すべき最大課題となっている。したがって、このような水質汚染問題を解決するため、至大な努力を注いでいる実状である。
【０００３】
このような汚廃水を浄化するためには、別の汚廃水処理場で汚廃水を集水して汚廃物を処理している。汚廃水を処理するための最も一般の方法は化学的処理方法で、汚廃水に化学薬品を投入して浄化させているが、このような方法は、化学薬品の投入により維持管理費が高くなり、化学薬品の投入による２次汚染原因となり、発生したスラッジの処理に過多の費用がかかるという問題点があった。また、物理的処理方法として用いられる濾過方法は砂利、砂、炭を通過させる方法であるが、この方法は処理時間が長くなり浄化効率が低下し、特に濾過池に用いられた砂などは再処理ができなくてほかの廃棄物を発生させるという問題点があり、混和池及び凝集池などのほかの施設が必要であるので、維持管理に高い費用がかかり、イオン状態の小さい物質は除去しにくいという問題点を有する。
【０００４】
発明の開示
本発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、その目的は、製鋼スラグを水噴射で冷却させてアトマイジング処理した球状の製鋼スラグボールを用いて低廉な費用で汚廃水を処理することができる、製鋼スラグボールを用いて汚廃水を浄化させる汚廃水浄化方法及び汚廃水浄化装置を提供することである。
【０００５】
本発明のほかの目的は、製鋼スラグを水噴射で冷却させてアトマイジング処理した球状の製鋼スラグボールを用いて汚廃水を処理して、浄化設備を大幅に減少して低廉な費用で汚廃水を浄化させることができる汚廃水浄化方法及び汚廃水浄化装置を提供することである。
【０００６】
本発明のさらにほかの目的は、汚廃水の浄化に際して、アトマイジング処理された耐久性に優れた製鋼スラグボールを用いて汚廃水を処理し、使用した製鋼スラグボールを繰り返し再使用して、維持管理費用を大幅節減し、２次汚染源が発生しないようにする、汚廃水浄化方法及び汚廃水浄化装置を提供することである。
【０００７】
本発明のさらにほかの目的は、汚廃水を浄化し、浄化された処理水を再使用することができ、製品生産費用を節減することができる汚廃水浄化方法及び汚廃水浄化装置を提供することである。
【０００８】
本発明の前記目的は、濾過槽内に、アトマイジング処理された製鋼スラグボールを充填し、この濾過槽内に汚廃水を通過させることで、汚廃水内に含まれた浮遊物質及び有機物が製鋼スラグボール上に電着されるようにして、浮遊物質及び有機物を除去することができる、本発明による製鋼スラグボールを用いて汚廃水を浄化させる汚廃水浄化方法及び汚廃水浄化装置により達成できる。
【０００９】
発明を実施するための最良の様態
本発明の一実施例による、アトマイジング処理された製鋼スラグボール（以下、スラグボールという）を用いる汚廃水浄化装置Ａは、図２に示すように、スラグボール１が充填されスラグボール層が形成された濾過床反応器２と、前記濾過床反応器２に、処理される汚廃水を供給する平衡槽３と、前記濾過床反応器２で処理された処理水が集水される処理水槽４とを含む。前記濾過床反応器２の下部には、前記スラグボール１を洗浄する逆洗ポンプ５が設けられ、前記濾過床反応器２の上部には、逆洗水が排出され逆洗水貯蔵槽６に送出されるようにする送出バルブ２１が設けられている。
【００１０】
転炉で溶融された１０００℃以上の製鋼スラグを水噴射流内を通過させるとともに急冷させてアトマイジング処理を行ってスピネルが発生するため、前記スラグボール１はガラスのような結晶構造を有する。このようなスピネル構造はたいていビッカース硬度７４０であり、耐風化性耐水性に強い物質に変形されたスラグで、製鋼過程中に生成されたスラグとして製造されるので、内部にはＦｅ２Ｏ３成分が含まれて磁性を呈し、表面には多量の静電気電荷（−）を呈している構造であり、その成分は、Ｃａ ４２〜６３ｗｔ％、Ｆｅ２Ｏ３  ２２〜３５ｗｔ％、ＳｉＯ２  ９〜１１ｗｔ％、ＭｇＯ  ６〜９ｗｔ％、ＦｅＯ  ３ｗｔ％、Ｆｅ残量で構成されるが、その成分範囲に多少偏差があり得る。
【００１１】
このような本発明のスラグボールが投与された濾過床反応器２内に汚染された汚廃水が流入されると、汚廃水内の浮遊物質又は有機物がスラグボールと接触するか近接する。この際、スラグボール１の表面は陰電荷を呈しているので、スラグボール１に近接した汚廃水内のコロイドの部分は陽電荷を、コロイドの反対側は陰電荷を呈して、スラグボール１の表面に電着され、スラグボール１の表面に電着されたコロイドの反対側には陰電化を呈するので、ほかのコロイドが電着される。このような過程を繰り返すにつれて、汚廃水内の浮遊物質又は色度誘発物質と陽イオンなどがスラグボール１上に電着される過程が図１に示されている。
【００１２】
以上のように、本発明によるアトマイジング処理されたスラグボールによる汚廃水浄化システムは、濾過槽内にアトマイジング処理された製鋼スラグボールを充填させ、濾過槽内に汚廃水を通過させると、汚廃水内に含まれた浮遊物質及び有機物が製鋼スラグボール上に電着されることにより、浮遊物質及び有機物が除去され、汚廃水の処理時間が従来の砂を用いる濾過方法に比べ７〜８倍以上短縮されるので、汚廃水の処理容量が画期的に増大し、有機物及び浮遊物質の除去率が従来の方法よりも遥かに高いし、色度除去の効果が９０％以上と卓越し、浮遊物質（ＳＳ）の除去率が９５％以上と卓越し、スラッジの脱水性に優れるので、スラッジの処理が容易であり、ひいてはスラッジを再活用することができ、濾過後、スラグボールを下方に設けられた逆洗ポンプを用いて、スラグボールに付いたスラッジを洗浄し再使用することができ、設備が簡単になるので、設置費用が大幅節減され、スラグボールを繰り返し使用することができ、維持管理費用が節減され、汚廃水浄化による２次汚染の発生がない画期的な効果を有する。
【００１３】
さらに、図３に示すように、前記のような効果により、河川水Ｗが流れるところにアトマイジング処理されたスラグボールの充填された障壁Ｂを設置して、河川水が自然通過するようにすると、低廉な費用で河川水の汚染を画期的に改善させることができる効果を有する。
【００１４】
このようなスラグボールによる浄化過程を有する濾過床反応器を通過する水はつぎのような濾過処理試験結果を表す。
【００１５】
実施例１
濾過処理する前の汚廃水は化学的酸素要求量（ＣＯＤ）が６１．０２、総有機炭素量（ＴＯＣ）が２２．７３、浮遊物質（ＳＳ）が２４．２２、ＮＨ４−Ｎが４５．２４、総窒素量（ＴＮ）が５０．２２、総燐量（ＴＰ）が６．１３、色度が４９５ＮＴＵ、Ｃａが６０．１、Ｍｇが１０．２、Ｆｅが０．９８であった（単位はｍｇ／Ｌである）。
【００１６】
これを、スラグボール（直径０．５〜１．５ｍｍ）１の充填された濾過床反応器２をおよそ１０分内外で通過させて成分を測定した結果、ＣＯＤが２９．７５、ＴＯＣが１２．５４、ＳＳが８．８、ＮＨ４−Ｎが２２．５０、ＴＮが２３．３２、ＴＰが０．５４、色度が７２ＮＴＵ、Ｃａが７９．８、Ｍｇが１．０２、Ｆｅが０．１１であった。
【００１７】
比較例
濾過処理する前の汚廃水は化学的酸素要求量（ＣＯＤ）が５７．５５、総有機炭素量（ＴＯＣ）が２１．８０、浮遊物質（ＳＳ）が２２．９５、ＮＨ４−Ｎが４０．８４、総窒素量（ＴＮ）が４６．５２、総燐量（ＴＰ）が６．４５、色度が４８４ＮＴＵ、Ｃａが６０．０、Ｍｇが１０．１、Ｆｅが１．１２であった（単位はｍｇ／Ｌである）。
【００１８】
これを、通常の砂（直径０．４５〜０．７ｍｍ）、砂利及び炭の充填された濾過器をおよそ９０分内外で通過させて成分を測定した結果、ＣＯＤが４５．９８、ＴＯＣが１７．２０、ＳＳが１３．０、ＮＨ４−Ｎが３２．６９、ＴＮが３６．１２、ＴＰが１．９３、色度が１３２ＮＴＵ、Ｃａが７６．２、Ｍｇが８．４０、Ｆｅが０．６８であった。
【００１９】
以上のような結果を比較してみると、汚廃水の処理時間が従来の砂を用いる濾過方法よりも７〜８倍以上短縮されるので、汚廃水の処理容量が画期的に増大し、有機物及び浮遊物質の除去率が従来の方法よりも遥かに高いし、色度除去効果が９０％以上と卓越し、浮遊物質除去率が９５％以上と卓越し、スラッジの脱離性に優れるので、生成スラッジを易しく分離することができ、砂などのほかのものとは混合されないので、スラッジの処理が容易であり、濾過後、スラグボールに付いたスラッジを、下方に設けられた逆洗ポンプで洗浄し、再使用することができる。
【００２０】
産業上の利用可能性
以上のように、本発明は、一般の汚廃水を発生させる工場又は農畜産業分野に広範囲に使用できるとともに、日に日に汚染が深化している河川、江又は湖などを低廉な費用で浄化させることができる。
【図面の簡単な説明】
本発明によるアトマイジング処理された製鋼スラグボールによる汚廃水浄化方法及び汚廃水浄化装置を添付図面を参照して以下に詳細に説明する。
【図１】本発明によるアトマイジング処理された製鋼スラグボールによる濾過及び色度除去原理を示す説明図である。
【図２】本発明の一実施例によるアトマイジング処理された製鋼スラグボールを用いる汚廃水浄化装置の概略図である。
【図３】本発明のほかの実施例による、河川に設置された、製鋼スラグボールを用いる汚廃水浄化装置の設置図である。
【図１】
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【図２】
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【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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