(57)【要約】【課題】吸着材による配管の詰まりが生じにくく、メンテナンスの容易な排水処理システムを提供すること。【解決手段】本発明の排水処理システムは、油分を含有する排水から油分を分離除去する排水処理システムであって、吸着材が収容され前記排水が流入させられる内部空間を上部に有する吸着塔と、前記吸着塔の最下部に接続され、前記内部空間で処理された水を排出する排水用配管と、前記排水用配管の最も低い位置から枝分かれし、水平方向に対して上方５度、下方５度の範囲の角度をなして延びた枝管と、前記吸着塔の内部空間に溜まった水を抜き取るため、前記枝管に接続されたドレンバルブと、を有する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
油分を含有する排水から油分を分離除去する排水処理システムであって、
吸着材が収容され前記排水が流入させられる内部空間を上部に有する吸着塔と、
前記吸着塔の最下部に接続され、前記内部空間で処理された水を排出する排水用配管と、
前記排水用配管の最も低い位置から枝分かれし、水平方向に対して上方５度、下方５度の範囲の角度をなして延びた枝管と、
前記吸着塔の内部空間に溜まった水を抜き取るため、前記枝管に接続されたドレンバルブと、
を有する排水処理システム。
【請求項２】
前記枝管は水平方向に延びている、請求項１記載の排水処理システム。
【請求項３】
前記ドレンバルブはボールバルブである、請求項１又は２のいずれか１項に記載の排水処理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は排水処理システムに関し、特に吸着塔からの排水が通過する配管及びドレンバルブを有する排水処理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
工場やその他の施設から排出される機械洗浄排水には鉱物油のような油分が含まれており、このような排水を放流する前に、こういった油分を除去することは、環境保護の観点から重要である。このような油分を除去する排水処理システムが開発されてきており、油分を除去するシステムの一例として、粒状の吸着材（処理材）を充填した吸着塔を用いた排水処理システムが提案されている。（例えば特許文献１参照。）場合により得られた処理水を再び機械洗浄水として使用する事もある。
【０００３】
吸着塔に充填され油分を吸着させて除去する吸着材として、様々な吸着材が提案されている（例えば特許文献２乃至４参照）。この吸着材が充填された吸着塔に排水（原水）を通過させることで、排水に含まれる油分が吸着材に吸着され、油分が除去された水を排水として吸着塔から流出させる。具体的には、下部に吸着材を充填した吸着塔の内部空間の上方に一次側配管により排水を供給し、吸着材との接触によって油分を吸着除去した後、吸着塔の底部から二次側配管を介して排出するようにしている。
【０００４】
吸着材はその表面に油分を吸着させることで排水中の油分を除去するようになっているため、吸着材を排水処理に使用し続けると、その表面は吸着した油分で覆われることになる。したがって、吸着材表面に付着した油分が増加するにつれて、油分を吸着可能な面積が減少し、結果として吸着材の吸着能力が低下する。このように吸着能力が低下した吸着材を更に使い続けると排水からの所望の油分除去処理ができなくなるため、定期的に吸着材の逆洗を行いながら排水処理システムを稼動させる。逆洗によっても吸着材の吸着能力が回復しなくなった場合、吸着塔内の吸着材を交換することが必要となる。
【０００５】
吸着塔内に充填された吸着材を交換する際には、まず吸着塔内に残留する液体を抜き取る必要がある。この抜き取りの際、吸着塔の最下部に設けられた配管に備えられたドレンバルブを通して、吸着塔の内部に残留していた液体を外部に流出させる。
【０００６】
図４は従来の枝管及びドレンバルブを備えた排水処理システムを示す概略図である。吸着塔９１０の最下部から排水用配管９２０が延び、分枝している。分枝した一本の配管９２１は排水を更に図示しない処理水槽または第２の吸着塔へと送ることができるように図示しないバルブを介して延びている。分枝部分から鉛直方向の下方へと延びる枝管９２２の下端にはドレンバルブ９３０が接続されている。吸着材の交換等のため、吸着塔９１０の内部に残留する液体を抜き取る場合は、このドレンバルブ９３０を開き、枝管９２２を介して抜き取られた液体を図示しない原水槽へと排出する。
【０００７】
フィルターを用いて排水の処理を行うろ過装置においても、排水の処理方法に違いはあるものの、ドレンバルブが用いられている（例えば、特許文献５参照）。通常、このようなドレンバルブが設けられる枝管も鉛直方向に延びている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開昭５４−６０７６０号公報
【特許文献２】特開昭５７−２０９６３７号公報
【特許文献３】特開昭６０−１７５５４３号公報
【特許文献４】特開昭６０−１７５５９０号公報
【特許文献５】特開平１０−２４４１３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
吸着材を用いた排水処理システムにおいて、吸着塔９１０に充填された吸着材９４０を吸着塔９１０の内部に留めておくように、吸着塔９１０の下部には石積み層９５０やフィルター９６０が設けられている。これによって、吸着塔９１０の内部に残留した液体を排出するときも、吸着材は吸着塔９１０内に保持されることになる。
【００１０】
しかし、吸着材９４０を用いた排水処理システムが稼動すると、油分の吸着によって吸着材９４０が壊れて微細となり、液体を排出する際に吸着材９４０の一部が吸着塔９１０内の石積み層９５０やフィルター９６０を通過してしまうことがある。従来の排水処理システムでは、このような吸着塔９１０から流れ出た吸着材９４０は、排水用配管（二次側配管）９２０に沿って流れ、枝管９２２に達し、排水中の他の汚れとともにドレンバルブ９３０の上部に溜まりやすい。ドレンバルブ９３０の上部に吸着材や汚れが溜まると、枝管９２２が閉塞し、ドレンバルブ９３０からの液体の円滑な放出ができなくなる。吸着塔９１０の内部からの液体の排出が完了しないと吸着材９４０を交換することができないため、枝管９２２の閉塞が生じた場合、液体を排出させるために閉塞した枝管９２２そのものを交換することもある。このようにドレンバルブ９３０の上部に吸着材９４０や汚れが溜まると、吸着塔４内の吸着材９４０の交換に多大な労力を要することになり、排水処理システムのメンテナンスが困難になるという問題がある。
【００１１】
そこで、本発明は吸着材による配管の詰まりが生じにくく、メンテナンスの容易な排水処理システムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の目的を達成するため、本発明の排水処理システムは、油分を含有する排水から油分を分離除去する排水処理システムであって、吸着材が収容され前記排水が流入させられる内部空間を上部に有する吸着塔と、前記吸着塔の最下部に接続され、前記内部空間で処理された水を排出する排水用配管と、前記排水用配管の最も低い位置から枝分かれし、水平方向に対して上方５度、下方５度の範囲の角度をなして延びた枝管と、前記吸着塔の内部空間に溜まった水を抜き取るため、前記枝管に接続されたドレンバルブと、を有する。
【００１３】
このように構成された本発明においては、配管の詰まりが生じにくく、メンテナンスが容易となる。
【００１４】
また、本発明において、前記枝管は水平方向に延びていることが好ましい。このようにすることで、枝管の詰まりを防止しつつ、水の排出を滞りなく行うことが可能となる。
【００１５】
また、本発明において、前記ドレンバルブはボールバルブであることが好ましい。このようにすることで、ドレンバルブの操作の際、弁体が動作しやすく、確実に開閉動作させることが可能となる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の排水処理システムによれば、メンテナンスの容易な排水処理システムを提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態による排水処理システムの構成を示す概略図である。
【図２】本発明の実施形態による吸着塔及びその周辺部を示す側断面図である。
【図３】本発明のドレンバルブの周辺を示す斜視図である。
【図４】従来の枝管及びドレンバルブを備えた排水処理システムを示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図１は本発明の第１の実施形態による排水処理システムの構成を示す概略図であり、図２は本発明の第１の実施形態による吸着塔及びその周辺部を示す側断面図である。図１に示すように、本発明の第１の実施形態による排水処理システムは、吸着塔を１つ備えた、いわゆる１塔式の排水処理システムである。
【００１９】
この排水処理システムは、浄化処理を行なう必要のある油分を含む水が溜められる原水槽１と、この原水を油分の吸着によって浄化処理する吸着塔４と、吸着塔４によって処理された処理水が溜められる処理水槽６とを有する。原水槽１内にはポンプ２が配置されている。吸着塔４の下部には図２に示すように吸着材４１が充填され、この吸着材４１で油分の吸着が行なわれる。
【００２０】
原水槽１は複数段の重力浮上式の油水分離水槽を有している。水に比べて比重の軽い油は浮上し、下層の液体に含まれる油の割合は低くなるため、各油水分離水槽において、油分が浮上した後の下層の液体を次の油水分離水槽へと送出し、これを次々と繰り返すことで、油水分離水槽が下段へと進むにつれて液体中の油分の割合が徐々に低下する。このようにして油分の割合を低下させる前処理を行なうことで、吸着処理を効率的に行なうことができ、吸着塔内の吸着材の寿命を延ばすことが可能となる。また、各油水分離水槽で浮上した油分を取り除くことで油分の処理を容易に行なうことができる。
【００２１】
原水槽１のポンプ２は複数段の油水分離槽のうち、最終段に設けられており、第１の配管１０１の基端に接続されている。第１の配管１０１はポンプ２から吸着塔４へ延び、途中で分岐して一本は二方弁であるモータバルブ７１に接続され、もう一本は三方弁であるモータバルブ７４に接続されている。モータバルブ７１は第１の配管１０１と後述する第３の配管１０３との間を開閉する二方弁である。モータバルブ７４は第１の配管１０１と以下で説明する第２の配管１０２及び第５の配管１０５とを接続している三方弁である。モータバルブ７４からさらに、第１の配管１０１の先端と吸着塔４とを接続する第２の配管１０２が延びている。第２の配管１０２は吸着塔４の上部に接続している。これら第１の配管１０１と第２の配管１０２をまとめて一次側配管３と称する。
【００２２】
吸着塔４の底部には第３の配管１０３が接続されている。第３の配管１０３は吸着塔４の底部から処理水槽６へ延び、途中二箇所で分岐して、一本は二方弁であるモータバルブ７１に接続され、もう一本は二方弁であるモータバルブ７２に接続され、他のもう一本は二方弁であるモータバルブ７３に接続されている。モータバルブ７２は第３の配管１０３と第４の配管１０４との間を開閉する二方弁である。
【００２３】
モータバルブ７２からさらに、処理水槽６まで第４の配管１０４が延びている。第３の配管１０３と第４の配管１０４をまとめて二次側配管５と称する。第４の配管１０４は処理水槽６の手前で９０度折れ曲がって上方へと延びている。第４の配管１０４が上方へ延びて、その高さが吸着塔４の下部に充填された吸着材４１の最上面の高さ位置以上、かつ吸着塔４の上端部の高さ位置以下の高さにおいて再び９０度折れ曲がって水平方向に延び、そしてまた９０度折れ曲がって下方へと延びる。そのまま処理水槽６へ達するように延びても良く、第４の配管１０４が初めに上方へ９０度折れ曲がった部分の高さにまで降りてきたところで、また９０度折れ曲がって水平方向へと延び、最終的に処理水槽６へと達するようにしても良い。このように第４の配管は処理水槽６へと達する前に、逆Ｕ字型の形状をなす部分５３を有しており、この逆Ｕ字型の部分５３がサイフォンの役割を果たす。この逆Ｕ字型の部分５３の管路内における最上部にはサイフォンブレーカー５４が設けられている。
【００２４】
このように構成された第４の配管１０４は、通常のろ過工程時はサイフォンブレーカー５４が閉じられた状態であり、吸着塔４で処理された処理水を処理水槽６へと輸送するようにバルブで制御される。なお、処理水槽６に貯留される処理水の水面の位置は吸着塔４の下端部の位置よりも低い位置にあり、このようにすることで、サイフォンの原理によって処理水を吸着塔４から処理水槽６へと輸送することができる。
【００２５】
モータバルブ７３は第３の配管１０３と第５の配管１０５との間を開閉する二方弁である。第５の配管はモータバルブ７３で第３の配管１０３と接続し、またモータバルブ１０４で第１の配管１０１と接続している。それぞれのバルブから延びた第５の配管１０５が合流して、原水槽１まで延びている。
【００２６】
三方弁であるモータバルブ７４は、第２の配管１０２と第１の配管１０１とを接続する設定（設定Ａ）と、第２の配管１０２と第５の配管１０５とを接続する設定（設定Ｂ）との間で切り替え可能になっている。
【００２７】
第３の配管１０３は上述した分岐の他に吸着塔４との接続部近辺で分岐して第５の配管１０５に接続する枝管１１４があり、この枝管１１４にはドレンバルブ７０２が設けられている。このドレンバルブ７０２は吸着塔４内に残留した液体を抜き取る際に用いられる。詳しくは後述する。
【００２８】
また、処理水槽６はポンプ８が設けられている。さらに、処理水槽６と第１の配管１のポンプ２と、ボールバルブ７１へ分岐する分岐点との間に接続する処理水供給配管１１１が設けられている。ポンプ８が処理水槽６内で処理水供給配管１１１に接続されている。処理水供給配管１１１の途中にはバルブ７０１が設けられている。ポンプ８によって、処理水を処理水槽６から処理水供給配管１１１を介して送出し、途中の各バルブを適宜制御して流路を適切に設定することにより、第３の配管１０３を介して吸着塔４の底部から吸着塔４内に処理水を導入して吸着塔４内の吸着材４１の逆洗を行うことや、第２の配管１０２を介して吸着塔４の上部から吸着塔４内に処理水を導入して吸着塔４内の吸着材４１のろ過洗浄を行うことが可能となる。
【００２９】
第２の配管１０２の途中、吸着塔４付近に吸着塔内の圧力を計測するための圧力計９０が設けられている。第２の配管１０２の先端には分散器４０１が設けられ、分散器４０１の開口部によって管路は開放状態にあり、圧力計９０付近の一次側配管３の内部圧力は吸着塔４内の圧力と等しくなる。つまり、一次側配管３の途中にある圧力計９０で吸着塔４内の圧力をモニターすることができる。従ってこの圧力計９０の計測値によって、吸着塔４内の圧力が稼動時の圧力１００ｋＰａ付近にあるかどうか確認することが可能となる。
【００３０】
第１の配管１０１の途中には流量計９３が、第４の配管１０４の途中には流量計９５が設けられており、それぞれ配管を通過する液体の流量を計測する。
【００３１】
このような構成を有する排水処理システムにおいて、処理時には原水槽１のポンプ２により、原水が一次側配管３を通って吸着塔４へと送られる。吸着塔４内部に充填された後述する吸着材４１によって油分を吸着処理された処理水（浄水）は、吸着塔４の底部から二次側配管５を通って、処理水槽６へと排出される。また、処理水槽６の中に設けられたポンプ８によって、処理水を処理水槽６から送り出すことができる。上述した各バルブ７１−７４の開閉をそれぞれ制御することによって、吸着塔４に供給する原水や、吸着塔４から排出される処理水、吸着塔４内の吸着材を逆洗する際に供給される水、といった水の流路を適宜制御することができる。
【００３２】
図２は吸着塔４の内部構造を示す概略的な断面図である。図２に示すように、吸着塔４は両端が閉鎖された筒状の本体４０を有し、本体４０の頂部は略半球状のドーム状部分を有している。そして、浄化処理を行うべき原水を導入する原水入口４２がこの筒状の本体４０の側面上方に設けられ、原水を処理した後の処理水を排出するための排出口４０３がこの筒状の本体４０の底部に設けられている。この排出口４０３には上述した第３の配管１０３が接続されており、処理水について第３の配管１０３が排水用配管の役割を果たす。本実施形態においては、吸着塔４の直径は約７０ｃｍ、高さは約２ｍであるが、本発明の吸着塔４の寸法はこれに限られない。吸着塔４の内部には例えばポリオレフィン系高分子化合物と無機化合物より構成された吸着材４１が充填されている。本発明の各実施形態においては三菱レイヨン株式会社製のＤｉａＦｅｌｌｏｗ（商標）  ＤＭ油吸着材が吸着材４１として使用されている。
【００３３】
吸着塔４の内部に残留した水を抜き取る際にもこの排出口４０３から第３の配管１０３へと水を抜き取るが、このとき、後述する保持材４２の層やフィルター４０４をすり抜けた吸着材４１が水に混入して吸着塔４から流出することがある。
【００３４】
この排出口４０３から後述する石などが流出しないように、排出口４０３にはフィルター４０４が取り付けられている。フィルター４０４として、孔が多数開けられたパンチングプレートを用いられている。本発明の各実施形態においては、孔径が３ｍｍ〜１０ｍｍのパンチングプレートが用いられているが、この孔径に限られず、後述する石の粒径等に応じて適宜変更することができる。
【００３５】
排出口４０３に取り付けられたフィルター４０４の上には、吸着材４１を吸着塔４の中に保持するための保持材４２として、石が層状に敷き詰められている。吸着材を吸着塔内に適切に保持するためには、この保持材４２の層は粒径が異なる石からなる３層以上の層から構成されていることが好ましい。本実施形態では、最下層は粒径１２ｍｍ〜２０ｍｍほどの石からなり、その上の層は粒径６ｍｍ〜１２ｍｍほどの石からなり、さらに最上層は粒径３ｍｍ〜８ｍｍほどの石からなっている。このように、下層から上層に向けて石の粒径を徐々に小さくして敷き詰めている。本実施形態における保持材４２の層の厚さは３層を合計して約３０ｃｍほどである。
【００３６】
保持材の層４２の上に、吸着材４１が充填されている。本実施形態において、吸着塔４の内部下方に充填された吸着材４１の厚さは約８０ｃｍほどであるが、要求される排水処理能力に応じて適宜変更することが可能である。
【００３７】
吸着塔４の筒状の本体４０内部において、充填された吸着材４１の上方には空間部が存在し、上述した第２の配管１０２の端部がこの空間部に突き出しており、この端部に分散器４０１が設けられている。
【００３８】
図２に示すように吸着塔４の筒状の本体４０の上端部に、筒状の本体４０の壁を貫通してベント開口４０６が形成されている。このベント開口４０６は運転開始時に吸着塔４の内部に原水を導入する際、吸着塔４内の空気を抜くために使用されるものであり、本体４０のドーム状部分の頂部に配置されている。ベント開口４０６には上方に向かって延びる管４０７が接続され、管４０７の先端にはフランジ部４０８が設けられている。管４０７はこのフランジ部４０８を介して上方に延びるベント用配管４０９に接続されている。
【００３９】
このベント用配管４０９はフランジ部４０８から上方へと延び、９０度折れ曲がって水平方向へと延び、更に９０度折れ曲がって鉛直方向の下方へと延び、吸着塔４の据付面から１ｍ程の高さにまで降りてきている。そして、ベント用配管４０９の下端部にはベント用バルブ４１０が設けられている。このようにベント用配管４０９の下端部にベント用バルブ４１０を設けたことで、ベント用バルブ４１０が上方にある場合に比べて、操作者がバルブを操作しやすいようになっている。
【００４０】
ベント開口４０６とベント用バルブ４１０を接続するベント用配管４０９の水平部分に上方へと延びた枝管４１１が接続されており、この枝管４１１の先に圧力解放弁４１２が設けられている。この圧力解放弁４１２はベント用配管４０９の内部の圧力、すなわち吸着塔４の塔本体の内部圧力が、排水処理動作中における通常の圧力より高くなった場合に開放し、塔本体の内部圧力が所定レベル以上に上昇することを防止して安全を確保するものである。
【００４１】
本実施形態の排水処理システムにおいて、排水処理動作中、吸着塔４内の圧力が通常１００ｋＰａから１２０ｋＰａに達することから、安全を確保するためには１２０ないし１５０ｋＰａの間の所定の圧力で圧力解放弁４１２が開放するように設定することが好ましい。また、この圧力解放弁４１２は、吸着塔４内の圧力が所定値よりも高くなった場合にその圧力を解放するという目的上、吸着塔４の上方でベント用配管４０９の配管が水平になる部分のように、操作者から離れた位置に設置されるのが好ましい。本実施形態の圧力解放弁４１２は市販の安全弁などを用いられる。
【００４２】
図３は、本発明の排水処理システムの吸着塔４に接続された第３の配管１０３の一部と枝管１１４、ドレンバルブ７０２を示す斜視図である。図３に示すように、吸着塔４の内部から水を排出するために、第３の配管１０３が吸着塔４の底部に接続しており、図中の破線で示すように鉛直方向下方に延びる垂下部分１０３ａと、垂下部分１０３ａの下端から９０度折れ曲がって水平方向に延びている水平部分１０３ｂを有している。枝管１１４は第３の配管１０３（排水用配管）の最も低い位置から枝分かれしており、枝管１１４は水平面内で水平部分１０３ｂに対し、略直角に延びている。本実施形態において枝管１１４は水平方向へと延びているが、枝管１１４は水平方向に対して上方５度、下方５度の範囲内の角度をなして延びるようにするとよい。枝管１１４にはドレンバルブ７０２が設けられている。本実施形態においては、ドレンバルブ７０２として、ボールバルブを用いる。枝管１１４はドレンバルブ７０２の先に延び、図１に示すように第５の配管１０５に接続する。吸着塔から抜き取られた排水等は最終的に原水槽１へと戻される。
【００４３】
なお、枝管１１４が上方に角度をつけて延びている場合、ドレンバルブ７０２周辺に吸着材や汚れなどがより溜まりにくくなるという利点がある。一方、枝管１１４が下方に角度をつけて延びている場合は、吸着塔内に残留した液体を排出しやすいという利点がある。枝管１１４が水平方向に延びている場合、これらの利点を兼ね備えており、好ましい。
【００４４】
また、ドレンバルブ７０２に用いるバルブの種類としてはボールバルブの他にゲートバルブなどを用いることも可能であるが、例えば、ゲートバルブの場合、その構造上、ゲート部分に吸着材や汚れが付着しやすく、動作に支障をきたすおそれもあるため、ドレンバルブ７０２としては本実施形態のように安定して動作可能なボールバルブを用いるのが好ましい。
【００４５】
吸着塔４に充填された吸着材４１を交換する場合や吸着塔の補修の際、吸着塔内に残留する排水または処理水を抜き取る必要がある。このようなときに、ドレンバルブ７０２を開放して、吸着塔４の底部に接続された第３の配管１０３及び枝管１１４を介して吸着塔４内に残留した排水や処理水を抜き取ることができる。第３の配管１０３はこのとき、排水用配管としての役割を果たす。
【００４６】
なお、排水処理システムには、吸着塔を１つ備えた１塔式のシステムの他、吸着塔を２つ備えた２塔式のシステムがあり、処理すべき排水の量に応じて適宜選択することが可能である。本実施形態の説明において、排水処理システムは１塔式のものとして説明したが、吸着塔を２つ備えた２塔式のシステムや、それ以上備えたシステムであっても構わない。この場合、各吸着塔について、その底部から液体を排出するための配管から水平方向に対して上方５度、下方５度の範囲内の角度をなして延びている枝管１１４を設け、この枝管１１４にドレンバルブ７０２を設けるようにする。このようにすることで、保持材４２の層やフィルター４０４をすり抜けた吸着材４１が水に混入して吸着塔４から流出しても、枝管１１４内やドレンバルブ７０２周辺での吸着材４１による配管の詰まりが生じにくく、吸着塔４内に残留した排水や処理水を抜き出すことが可能となる。
【００４７】
このようにすることで、吸着塔４内の吸着材４１を交換する際も、吸着塔４内に残留した水を適切に抜き取ることが可能となり、排水処理システムのメンテナンスが容易となる。
【符号の説明】
【００４８】
１  原水槽
２、８  ポンプ
４  吸着塔
４０  筒状の本体
４１  吸着材
６  処理水槽
１０３  第３の配管
１１４  枝管
７０２  ドレンバルブ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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