(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
取得した海水を被浄化液として一時貯留する浮上槽と、該浮上槽に気泡を導入し浮遊物質を該気泡に付着させることにより貯留槽内で浮上させる気泡発生部と、浮上した浮遊物質を取り除く分離部と、からなる加圧浮上分離装置と、
前記加圧浮上分離装置で浮遊物質が取り除かれた被浄化液を膜でろ過して清澄海水と非清澄海水とを分離する膜処理装置と、
前記清澄海水を酸化する酸化処理装置と、
前記浮上槽の前段に設けられ、海水を貯留するタンク内に凝集剤等を投入することで海水内の浮遊物質を凝集させる凝集部と、
を備え、
前記凝集部は、海水内の有機物を含む浮遊物質を凝集させる第１手段と、前記第１手段における凝集の効率を高める第２手段と、を含む浮遊物質含有海水の浄化装置。
【請求項２】
前記酸化処理装置は、清澄海水に紫外線を照射することで該清澄海水を酸化する、請求項１記載の浮遊物質含有海水の浄化装置。
【請求項３】
前記酸化処理装置は、清澄海水にオゾンを注入することで該清澄海水を酸化する、請求項１記載の浮遊物質含有海水の浄化装置。
【請求項４】
前記加圧浮上分離装置と膜処理装置間に海水の一時貯蔵部を設けた請求項１〜３のいずれかに記載の浮遊物質含有海水の浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、海水中のクラゲや汚染物質等の浮遊物質を除去する浄化装置に関し、特に火力発電所、製鉄所、石油精製所、石油化学工場、化学工場等に好適な浮遊物質含有海水の浄化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
発電所などでは、海水を冷却水として取り入れているが、この海水中にはクラゲ、赤潮、アオコ等と称される有機物からなる浮遊物質が含まれていることがある.
このような物質を含有した海水は浮遊物質（ＳＳ）、化学的酸素要求量（ＣＯＤ）が増大した富栄養化した状態であるため、これを冷却水として使用するには、事前に浮遊物質等を取り除いて浄化しておくことが必要である。そこで、一般には、海水を導入する第１段階でこれらの物質を除去し、浄化するための浄化装置を設けている。図１は、発電所システムの概要を示している。同図で、１は浄化装置、２は発電所である。海水３は浄化装置１に導入されて浮遊物質が取り除かれた後に発電所２の冷却水用に供給される。
【０００３】
図２は、上記の発電所システム等に使用される従来の浄化装置の構成を示している。
【０００４】
海水３はポンプ４によって原水槽５に導入される。原水槽５に導入された海水３は、さらにポンプ６により生物的処理のための硝化槽７に導かれる。この硝化槽７には栄養剤７が投入され、微生物による処理が行われる。さらに、海水３はメタノール注入装置９からメタノールが投入された脱窒リアクタ１０で脱窒処理され、また、気泡が形成されているタンク１１内で再曝気槽１１を通過して、沈殿槽１２に送られる。沈殿槽１２では浮遊物質を自重により沈殿させ、上澄み液を砂ろ過装置１３に送り、ろ過された海水を活性炭吸着装置１４に導入して逆洗処理を行い、処理水として排出する。
【０００５】
以上のように、従来の浄化装置は、沈殿処理、生物処理、化学的処理を複数段階組み合わせて海水の浄化を行ったり、またはそれらの処理のいずれかを単独で使用していた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の浄化装置は、沈殿処理、生物処理、化学的処理を行うことが必要であるため、これらの処理を行うための大がかりな装置と大きな設置面積を必要としていた。また、生物処理を行うには、その運転管理が比較的難しく、且つ、処理に時間を要するという不都合があった。また、生物処理部を含む装置では、クラゲ除去を目的として運転する場合、夏場だけの運転となる。このため、秋、冬場に設備が遊休となり、シーズン到来時には生物処理の立ち上げに長期間（およそ１ヶ月）を要することになって、機動性に欠けるという不都合もあった。さらに、これらの処理を行うには、施設がおおがかりになるために時間を要し、そのため被処理水が腐敗して作業環境が悪化するという問題もあった。
【０００７】
この発明の目的は、全体の構成を簡易且つ小規模とすることができ、運転管理も容易で処理時間も高速な海水浄化装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明は、上記の課題を解決するために以下の構成を備えている。
【０００９】
（１）  取得した海水を被浄化液として一時貯留する浮上槽と、該浮上槽に気泡を導入し浮遊物質を該気泡に付着させることにより貯留槽内で浮上させる気泡発生部と、浮上した浮遊物質を取り除く分離部と、からなる加圧浮上分離装置と、
前記加圧浮上分離装置で浮遊物質が取り除かれた被浄化液を膜でろ過して清澄海水と非清澄海水とを分離する膜処理装置と、
前記清澄海水を酸化する酸化処理装置と、
前記浮上槽の前段に設けられ、海水を貯留するタンク内に凝集剤等を投入することで海水内の浮遊物質を凝集させる凝集部と、
を備え、
前記凝集部は、海水内の有機物を含む浮遊物質を凝集させる第１手段と、前記第１手段における凝集の効率を高める第２手段と、を含む。
この発明では、浮遊物質を気泡に付着させて浮上させ、これを分離部で取り除く。この操作は、気泡を強制発生させて、これに浮遊物質を付着させて浮遊させる物理的な作用であるため、沈殿処理、生物処理、化学的処理とは異なる。また、次の段階では、浮遊物質が取り除かれた被浄化液を膜でろ過して清澄海水と非清澄海水とを分離させる物理的な処理を行うため、この段階でも、沈殿処理、生物処理、化学的処理を含まない。さらに、次の段階では、清澄海水の酸化を行って、化学的酸素要求量（ＣＯＤ）を減少させる。この酸化処理は、有機物を酸化するだけであるため、沈殿槽などの大きな装置は不要である。
また、海水を一旦凝集部に集め、その後に加圧浮上分離装置に導入する。凝集部は、浮遊物質を凝集させてフロックを形成するもので、後工程での処理の効率化を図る。すなわち、フロックを加圧浮上装置に導くことにより、気泡へのフロックの付着が促されることになり、結果として浮上する浮遊物質の量を増大することができる。
【００１０】
このように、この発明では、沈殿槽等のおおがかりな設備を必要とせず、また、処理に長時間を要したり運転管理も複雑・煩雑化することがない。
【００１１】
（２）前記酸化処理装置は、清澄海水に紫外線を照射することで該清澄海水を酸化する。
【００１２】
被浄化液内の有機物の酸化を紫外線により行うようにすることで、装置の小型化と処理の高速化、容易化を実現できる。
【００１３】
（３）前記酸化処理装置は、清澄海水にオゾンを注入することで該清澄海水を酸化する。
【００１４】
被浄化液にオゾンを注入することでも、有機物の酸化を促進することができる。構造もオゾン注入装置を設けるだけであるため簡単であり、小型化と処理の高速化も実現可能である。
【００１７】
（４）前記加圧浮上分離装置と膜処理装置間に海水の一時貯蔵郡を設ける。
【００１８】
加圧浮上分離装置と膜処理装置とは、それぞれ物理的な作用により浮遊物質を分離・除去するもので、その処理速度は、沈殿処理、生物処理、化学的処理により浮遊物質を取り除く従来の装置に比較してかなり高速である。このため、これらの２つの装置間に処理速度の差があると、処理の効率が低下してしまう。そこで、この発明では、これらの加圧浮上分離装置と膜処理装置間に海水の一時貯蔵部を設け、この一時貯留部をバッファとして使う。これにより、これらの２つの装置間に処理速度の差があっても、これによる全体の処理速度の低下を緩和することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
図３は、この発明の実施形態である海水浄化装置の横成図である。
【００２０】
原水槽２０には図外のポンプから海水が導入され、被浄化液はこの原水槽２０から原水ポンプ２１より取水される。取水された被浄化液は、加圧浮上分離装置２２に導かれる。加圧浮上分離装置２２は、凝集撹はん槽２３と、浮上槽２４と、気泡水製造装置２５と、スカムレーキ２６とを備えている。
【００２１】
擬集撹はん槽２３は、急速撹はん槽２３ａと、緩速撹はん槽２３ｂとで構成され、急速撹はん槽２３ａには塩鉄を含む擬集剤２７と苛性ソーダ２９がポンプ２８とポンプ３０により供給され、緩速撹はん槽２３ｂには高分子凝集剤３１がポンプ３２により供給される。擬集剤２７は、後段の浮上槽２４でスカムを効果的に浮上させるために有機物を適切に凝集させる。苛性ソーダ２９は、ＰＨ調整を行う中和剤として供給される。また、高分子凝集剤３１は、凝集助剤として機能し、スカム生成の効率を高める。また、急速撹はん槽２３ａには撹はん羽根３３が、緩速撹はん槽２３ｂには撹はん羽根３４がそれぞれ配置されている。
急速撹はん槽２３ａ、擬集剤２７、苛性ソーダ２９、ポンプ２８、ポンプ３０がこの発明の第１手段に相当し、緩速撹はん槽２３ｂ、高分子凝集剤３１、ポンプ３２が同じく第２手段に相当する。
【００２２】
前記気泡水製造装置２５は、超微細気泡を生成し、この気泡を擬集撹はん槽２３からの被浄化液とともに浮上槽２４に導入する。これらは、浮上槽２４の底面から導入することが好ましく、これにより、気泡が浮上するまでの期間に被浄化液内の凝集物（有機物）が気泡表面に十分に付着してスカムとして液成分と分離される。
【００２３】
前記浮上槽２４の上部には、板状のスカムレーキ２６が液面に沿って回転可能に配置されている。モータ３３は、このスカムレーキ２６を回転し、スカムレーキ２６が浮上槽２４の液面上を回転することにより、その液面に浮上しているスカムをすくい取り、スカム取り出し口３５に排出する。このスカム取り出し口３５に排出されたスカムはスカム排出パイプ３６によりスカム槽３４に排出される。これにより、被浄化液に含まれる固形の有機物のかなりの量が分離・排出される。
【００２４】
図４は、浮上槽２４内での凝集物の気泡付着状態を示している。液体成分３９には、多くの超微細気泡３８が混合していて、この気泡３８表面に、凝集物３７が付着している。同図に示すように、気泡３８は、凝集物３５の体積に比してかなり小さいため、凝集物３５には複数の気泡３６が接触する。このため、凝集物の浮力を十分に大きくすることができ、液面上にこれらを集めて凝集物の大きな塊のスカムとして抽出することができる。
【００２５】
なお、浮上槽２４でスカムが取り除かれた被浄化液は、一旦、被浄化液貯留部４０に排出され、これの一部がポンプ４１により気泡水製造装置２５に導かれる。このため、浮上槽２４に供給される気泡水はスカムの取り除かれたきれいな液内に超微細気泡の形成されたものとなる。
【００２６】
被浄化液貯留部４０内の被浄化液は、処理水貯蔵タンク５０に導かれる。この貯蔵タンク５０は、加圧浮上分離装置２２の処理速度と後段の膜処理装置５２の処理速度の相違を吸収する働きをするバッファとして機能する。加圧浮上分離装置２２と膜処理装置５２は、双方とも沈殿設備などを用いない物理的な処理を行うものであるため処理速度が大きい。そこで、この貯蔵タンク５０を設けることにより、それらの処理速度の相違を吸収することが可能になる。
【００２７】
処理水貯蔵タンク５０に一旦貯蔵された被浄化液は、ポンプ５１により膜処理装置５２に導かれる。この装置は、前記加圧浮上分離装置で浮遊物質が取り除かれた海水を膜浸透圧でろ過して清澄海水と非清澄海水とを分離する。膜処理装置５２は、原水槽５３と、その原水槽に貯留した被浄化液を取り出すポンプ５４と、ポンプ５４で取り出された被浄化液を導入して浸透圧により清澄海水と非清澄海水とを分離するモジュール５５と、膜面に付着している有機物をエアーにより下方に押し出すためのコンプレッサー５６と、を備えている。逆洗排水槽５７には、膜面の有機物を含む汚染液が排水される。また、ろ過排水、ドレイン排水も逆洗排水槽５７に対して行われる。
【００２８】
ＵＶ酸化装置５８は、以上のようにして有機物を除去した被浄化液を紫外線照射により酸化して、有機物に由来する化学的酸素要求量（ＣＯＤ）の酸化分解を行う。このＵＶ酸化装置５８は、被浄化液に対して紫外線を照射するだけであるために、大掛かりなものとはならない。
【００２９】
以上の構成により、原水槽２０に取水された海水は、以下の工程により有機物の浮遊物質（ＳＳ）が除去され、また、化学的酸素要求量（ＣＯＤ）が低下される。
【００３０】
海水は、まず、凝集撹はん槽２３によりフロック形成される。このフロックは浮上槽２４で気泡に付着することで浮上してスカムとなり、スカムレーキ２６により取り除かれる。ここまでの段階で、被浄化液（海水）に含まれるかなりの量の浮遊物質（ＳＳ）が除去される。
【００３１】
次に、このようにして浮遊物質（ＳＳ）が除去された被浄化液は、膜処理装置５２において、浸透圧により清澄海水と非清澄海水とに分離される。非清澄海水は逆洗排水槽５７にろ過排水として排水され、清澄海水だけが取り出される。この処理により、非常に微細な浮遊物質（ＳＳ）も除去される。
【００３２】
次の段階では、浮遊物質（ＳＳ）のほとんどが除去された被浄化液が紫外線照射により酸化され、化学的酸素要求量（ＣＯＤ）が低下される。
【００３３】
図５は、上記の装置により、各工程で浮遊物質（ＳＳ）と化学的酸素要求量（ＣＯＤ）の低下状態を示す。第３工程の膜処理装置５２の工程を終了した段階でも４３０ｍｇ／Ｌから７０ｍｇ／Ｌ以下に低下する。第４工程のＵＶ酸化処理を行うと、化学的酸素要求量（ＣＯＤ）が＜５０ｍｇ／Ｌまで低下する。
【００３４】
なお、ＵＶ酸化装置５８に替えて、他の酸化手段を使用することも可能である。例えば、清澄海水にオゾンを注入することで該清澄海水を酸化することも可能である。このような装置も清澄海水を酸化するだけであるために、おおがかりなものとはならない。
【００３５】
【発明の効果】
この発明によれば、装置が小型で処理速度が高速の加圧浮上分離装置と膜処理装置を用いるために、沈殿槽等のおおがかりな設備を必要とせず、また、処理に長時間を要することがない。また、微生物を使用したりすることもないため、運転管理が容易である。
【００３６】
また、被浄化液内の有機物の酸化を紫外線やオゾンにより行うようにすることで、装置の小型化と処理の高速化を容易に実現できる。
【００３７】
また、海水を一旦凝集部に集め、その後に加圧浮上分離装置に導入することにることができる。
【００３８】
また、これらの加圧浮上分離装置と膜処理装置間に海水の一時貯蔵部を設けることより、これらの２つの装置間に処理速度の差があっても、これによる全体の処理速度の低下を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】は、海水浄化装置が適用される発電所システムの概略図
【図２】は、従来の海水浄化システムの構成図
【図３】は、この発明の実施形態である海水浄化装置の構成図
【図４】は、加圧浮上分離装置の動作を説明するための図
【図５】は、名工程でのＳＳとＣＯＤの低下状態を示す図
【符号の説明】
２２：加圧浮上分離装置
２３：凝集撹はん槽
２４：浮上槽
２５：気泡水製造装置
５２：膜処理装置
５８：ＵＶ酸化装置
【図１】
0003931279.tif 000002
【図２】
0003931279.tif 000003
【図３】
0003931279.tif 000004
【図４】
0003931279.tif 000005
【図５】
0003931279.tif 000006