(57)【要約】【課題】これまで、エマルジョン化した、あるいはエマルジョン様の排水処理にあたり、排水濃度を管理しながら連続的に行うことに関し、必ずしも十分な技術が提供されている状況でなかった。そこで、本発明では、特にエマルジョン化した、あるいはエマルジョン様の排水浄化処理に関し浄化処理と排水濃度管理と、を連続的に行うことができる排水処理装置技術を提供する。【解決手段】本発明では、電解槽を有し、電解槽の下流側の次位に上流側気泡発生槽と、さらに該気泡発生槽の下流側の次位に下流側気泡発生槽と、を有し、これらの気泡発生槽の下流側に排水浄化進行測定部および浮遊物回収機構が付置された浮遊分別槽を有してなる。特に、排水浄化進行測定部ではビーム源から発生したビームが減衰環を通って浮遊分別槽に取付けられた光透過管に当てられ、ここで光透過管内部の浄化水を通過し透過または散乱後ビームとなり受光部に入る。この機構によって排水浄化処理と排水濃度管理と、を連続的に行うことができるため、簡便な排水処理が可能になる。【選択図】図４
2016112533.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電圧を交互に印加する電極が隔膜を挟んで配置された電解槽が最上流に位置し、該電解槽の下流側の次位に上流側気泡発生槽と、この上流側気泡発生槽の下流側の次位に下流側気泡発生槽と、を有し、これらの気泡発生槽の下流側に排水浄化進行測定部および浮遊物回収機構と浮遊物回収容器と、が付置された浮遊分別槽を有することを特徴とする排水処理装置
【請求項２】
ビーム源から発生させたビームが減衰環を通って前記浮遊分別槽に取り付けられた光透過管に当てられ、該透過管内部の浄化水を通過したのち透過または散乱後ビームを受光部に導くことを特徴とする排水浄化進行測定部を有することを特徴とする請求項１記載の排水処理装置
【請求項３】
前記排水浄化進行測定部を構成する減衰環が回転可能な機構を有する円盤状の減衰環であり、これに複数のフィルタが設置されていて、設置されたフィルタがＵＶカットフィルタ、１／２減衰フィルタ、１／４減衰フィルタおよび１／１００減衰フィルタであることを特徴とする請求項１乃至２記載の排水処理装置
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、切削液などの金属加工に使用された油を含む排水処理装置の分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
（国内金属加工の現状と排水浄化装置の必要性）
国内の金属加工は、新興国製品との差別化を図るため精密化が進んでいる。このため、切削工程などの金属加工条件が厳しくなり切削液使用量そのものが増加している。国内では特に微細かつ精密な加工が進み、切削液のわずかな汚れ、切削液に微小な異物が含まれる場合でも製品の品質を保つために切削液が廃棄される傾向が見られている。このように使用量の増加と使用期間の短縮傾向が強まり、その結果として、製品洗浄などの工程で発生する加工油を含む排水量が増加している。
【０００３】
（水溶性の金属切削液の普及と新技術による排水浄化装置の必要性）
例えば、自動車産業を中心とした金属加工業では高速加工技術の発展にともない冷却性や火災防止の安全面から水溶性切削液が主流となっている。この理由は、水溶性切削液は水で希釈して使用できるためコスト面で油性切削液に比べ優位性があること（経済的な優位性）、水溶性加工油は難燃性であるため、火災防止対策に有効であること（安全性）が大きな理由である。
【０００４】
実例では、水溶性切削液を水に添加し濃度約３％乃至１０％で使用される例が多い。水溶性切削液には水に溶けやすい有機アミンや界面活性剤を多量に含んでいて、機械部品に付着している油脂類とエマルジョン化することが多く、排水処理にかかる負荷が非常に大きい。このようにエマルジョン化またはエマルジョン状態に良く似た排水技術の開発が強く望まれている現状がある。以下、エマルジョン状態に良く似た状態をエマルジョン様という。
【０００５】
（これまでの排水浄化技術）
油分を含むスケール類が存在すると考えられる、クーリングタワー循環水の浄化などでは特許文献１には、スケール成分を電気的に除去する電解浄化装置に関する技術が開示されている。しかしながら、このような方式では、電界浄化槽底部に堆積したスケールの排出のために、一旦、浄化運転を停止する必要がある。すなわち連続的な電解浄化が難しい課題がある。さらに、堆積したスケールの排出を自動で行わせる場合においては、複雑な制御装置が必要となり、作動信頼性には常に注意を払うことが求められるなどの問題を内包していた。
【０００６】
また、生活排水などの汚水を処理する技術として、特許文献２には汚水処理装置が開示されている。これは、汚水を貯留することのできる処理槽と処理槽内の水を電気分解するための電界装置と、処理槽内の水中に微細気泡を発生させるための発生装置と、を備えることを特徴とするものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−１３９６６号公報
【０００８】
【特許文献２】特開２００６−１３６７６７号公報
【０００９】
しかし、本方式では処理槽内に電界装置と、微細気泡発生装置とが設置されるがために、電界装置の時に電極に纏わりつく微細気泡の影響で、電界効果が変動するための対策を講ずる必要があり、また、微細気泡の径（サイズ）にも細心な注意を払うことが求められるなどの問題を内包していた。さらにまた、処理水の浄化がどの程度進んでいるのかについて、連続的かつ簡便にモニターすることが難しいなどの問題を有していた。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、水溶性切削液が機械部品に付着している油脂類とエマルジョン化した、あるいはエマルジョン様の排水処理に適用することが大前提であって、本発明の第１の目的は、排水処理に有効な電解浄化を連続的に運転することが可能な水処理装置を提供することにある。第２の目的は、エマルジョン化した、あるいはエマルジョン様排水の浄化の進行に関し、これを連続的にかつ簡易に計測する技術を提供することにある。
【００１１】
このため、本発明が採用した課題を解決するための手段は、電解槽を有し、電解槽の下流側に気泡発生槽を配置し、気泡発生槽の下流側に浮遊分別槽を配置し、浮遊分別槽は槽に浮遊する生成物質を収集する回収装置を有してなることを特徴とする水処理装置である。また、浮遊分別槽では光の透過時の減衰状況を簡易計測し、エマルジョン化した、あるいはエマルジョン様の排水の浄化経過を連続して知り得る機構を有してなることを特徴とする水処理装置である。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
発明者らが上述の課題を解決すべく鋭意開発研究と検討を重ねた結果、（１）直流電圧を交互に印加する電極が隔膜を挟んで配置された電解槽が最上流に位置し、該電解槽の下流側の次位に上流側気泡発生槽と、この上流側気泡発生槽の下流側の次位に下流側気泡発生槽と、を有し、これらの気泡発生槽の下流側に排水浄化進行測定部および浮遊物回収機構と浮遊物回収容器と、が付置された浮遊分別槽を有することを特徴とする排水処理装置であり、（２）ビーム源から発生させたビームが減衰環を通って前記浮遊分別槽に取り付けられた光透過管に当てられ、該透過管内部の浄化水を通過したのち透過または散乱後ビームを受光部に導くことを特徴とする排水浄化進行測定部を有することを特徴とする（１）記載の排水処理装置であり、（３）前記排水浄化進行測定部を構成する減衰環が回転可能な機構を有する円盤状の減衰環であり、これに複数のフィルタが設置されていて、設置されたフィルタがＵＶカットフィルタ、１／２減衰フィルタ、１／４減衰フィルタおよび１／１００減衰フィルタであることを特徴とする（１）乃至（２）記載の排水処理装置に関する発明を完成するに至った。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によると、エマルジョン化した、あるいはエマルジョン様排水の浄化を効率的に進めることができ、かつ、排水浄化の進行を連続して数値化して記録、数値管理することができるため、排水環境の改善を著しく改善し、簡便に管理することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に、本発明につて詳細に開示する。これは本発明の実施態様を詳細に説明するためのものであり、発明の範囲を限定的に捉えることを目的としていない。
【００１５】
（排水浄化装置の構成）
本廃水浄化装置は、電解槽を備え、電解槽の下流側の次位に上流側気泡発生槽を、さらに該気泡発生槽の下流側の次位に下流側気泡発生槽を有しこれらの気泡発生槽の下流側に浮遊分別槽を有してなり、該浮遊分別槽には、排水浄化の進行を簡便かつ連続して数値化して記録、数値管理するための、検出部である排水浄化進行測定部が付置されていることを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施例にかかる排水浄化装置の構成図である。
【図２】本発明の実施例にかかる排水浄化装置の浮遊分別槽に付置する排水浄化進行測定部の概要図である。
【図３】本発明の実施例にかかる排水装置の浮遊分別槽に付置された排水浄化進行測定部の光透過管の説明図である。
【図４】本発明の実施例にかかる排水装置の浮遊分別槽に付置された排水浄化進行測定部の光学部の説明図である。
【図５】本発明の実施例に係る排水装置の浮遊分別槽に付置された排水浄化進行測定部の減衰環の説明図である。
【００１７】
本発明を実施するための形態としては、電解槽を有し、電解槽の下流側の次位に上流側気泡発生槽と、さらに該気泡発生槽の下流側の次位に下流側気泡発生槽と、を有し、これらの気泡発生槽の下流側に排水浄化進行測定部および浮遊物回収機構が付置された浮遊分別槽を有する水処理装置、とすることができる。
【実施例】
【００１８】
（排水浄化装置の構成）
（排水導入部と電解槽）
以下に、本発明の実施例について図面を参照し、重要部には符号を付けて説明する。図１の排水浄化装置の構成図に示すように、切削液、油脂類と水等からなるエマルジョン、またはエマルジョン様の排水は排水導管１０からストップバルブ１ｇを介して電解槽１に入る。電解槽１には隔膜１ｃを挟んで正極１ｂと負極１ｄが配置され、正極１ｂと負極１ｄは直流電源１ａに接続されている。正極１ｂと負極１ｄに直流電圧を印加される。
【００１９】
（電解槽の撹拌機構）
電解槽１には電動機と回転羽からなる撹拌機構１ｆが付置されており、槽内に流れを作ることによって均一に排水を電解処理することができる。回転羽の回転数は１５０ｒｐｍ以上７００ｒｐｍ以下が好ましく、１８０ｒｐｍ以上５００ｒｐｍ以下がより好ましく、２００ｒｐｍ以上４５０ｒｐｍ以下が最も好ましい。本範囲未満では十分な撹拌効果が得られ難くなる傾向が見られ、この範囲を超えると飛沫の発生などが見られる傾向があるため好ましくない。
【００２０】
（電解促進液タンク）
電解促進液タンク８の電解促進液は電磁弁１ｅの開閉により電解槽１に供給される。電解促進液はアルカリ性を示す電解水などを好ましく使用することができる。電解促進タンクに蓄えられる電解促進液のＰｈ値は１０．０以上１３．０以下が好ましく、１０．５以上１２．５以下がより好ましく、１１．５以上１２．５以下が最も好ましい。Ｐｈ値がこの範囲未満では、電解促進剤の注入量が多くなる傾向が見られ、逆にこの範囲を超過した場合には苛性ソーダや苛性カリなどの強アルカリを多く使用しなければならないため取扱性が低下する虞がある。
【００２１】
（電解条件）
直流電圧は制御盤９において１３．５Ｖ以上２３．４Ｖ以下で制御することにより電解される。なお、あるインターバルで正負の切替えを行うと電極の汚損を抑制することが期待できる。正負の切替えのインターバルに関しては３秒以上１５分以下が好ましく、１０秒以上１０分以下がより好ましく、１分以上７分以下が最も好ましい。この範囲未満では汚損抑制効果が飽和することが散見され、逆に超過した場合には汚損を抑止することが難しくなる場合があるため好ましくない。
【００２２】
（本排水浄化装置における電解の効果）
電解によって、エマルジョンあるいはエマルジョン様の排水中の油分粒子の接合あるいは合粒が進んで粒子径が大きくなり、後段の上流側および下流側気泡発生層での油水分離が容易になるだけでなく、カルシウム、マグネシウム、バリウム、ストロンチウムなどのアルカリ土類分が除去される、かこれらの付着が抑制され連続的な排水浄化処理に関し効果的である。また、電解によって微生物の活性も低下する副次的効果が期待でき、排水の腐敗の抑制に関しても効果を有する。
【００２３】
（上流側気泡発生槽）
電解槽１と下流側気泡発生槽３とはストップバルブ１ｈ、ポンプ６およびストップバルブ３ｂを配した配管で接続されている。ストップバルブ３ｂとストップバルブ１ｈを開け、ポンプ６を動作させることにより処理液を電解槽１にリターンできる構造になっている。電解槽１へのリターンによるか、排水導管１０からの排水もしくは浄水の導入により液面を上昇させ、電解された排水は下流側次位に配置された上流側気泡発生槽２に導入される。なお、ここでいう浄水とは通常飲用に適す井戸水、雨水、水道水などを指す。
【００２４】
上流側気泡発生槽２の槽内底部には気泡発生ノズル２ａが設置され、該ノズルはストップバルブ２ｂを介して、気泡発生用ポンプ７に接続されている。ストップバルブ２ｂを開け、気泡発生ポンプ７を稼働させることによって上流側気泡発生槽２内に細かな気泡が発生し上昇流が発生する。エマルジョン排水あるいはエマルジョン様の排水は気泡に触れることによって、エマルジョン粒子または排水中に高分散した油粒子同士が接合あるいは合粒した状況で水面に浮遊してくる。上流側気泡発生槽２の槽内底部にはストップバルブ２ｃが設置され、著しく汚れた排水が槽内にある場合には、ストップバルブ３ｃおよび４ｄを閉じ、ストップバルブ２ｃおよび１ｈを開き、液循環ポンプ６で電解槽１の底面からリターンできる。
【００２５】
（下流側気泡発生槽）
電解槽１の水面を高めていくか、ストップバルブ２ｃから浄水を導入することなどによって、上流側気泡発生槽２の液面も次第に上昇し、上面に浮遊したエマルジョン粒子または排水中に高分散した油粒子の接合あるいは合粒物は下流側気泡発生槽３に移る。下流側気泡発生槽３では、上流側気泡発生槽２と同様に槽内底部に気泡発生ノズル３ａが設置され、該ノズルはストップバルブ３ｃを介して、気泡発生用ポンプ７に接続されている。
【００２６】
ストップバルブ３ｃを開け、気泡発生ポンプ７を稼働させることによって、下流側気泡発生槽３内に細かな気泡が発生し上昇流が発生する。エマルジョンあるいはエマルジョン様の排水は上流側気泡発生槽２に続き再度、下流側気泡発生槽３で微細な気泡に接触し、エマルジョン粒子または排水中に高分散した油粒子の接合あるいは合粒物と水層との分離が一層促進される。また、下流側気泡発生槽３の槽内底部にはストップバルブ３ｂが設置され、本槽においても、槽内水が著しく汚れている場合には、ストップバルブ２ｃおよび４ｄを閉じ、ストップバルブ３ｂおよび１ｈを開き、液循環ポンプ６で電解槽１の底面からリターンできる。このように、本発明の排水浄化装置では、電解工程後に２度微細気泡との接触を行うことで、エマルジョン粒子または排水中に高分散した油粒子を分離し、高度に浄化された水層に変化させる特徴を有している。
【００２７】
（浮遊分別槽）
浮遊分別槽４には、浮遊してきたエマルジョン粒子または排水中に高分散した油粒子の接合あるいは合粒物を回収するための浮遊物回収機構４ａと回収したエマルジョン粒子または排水中に高分散した油粒子等を一時的に貯えるための浮遊物回収容器４ｂと、排水浄化の進行を連続的に計測するための排水浄化進行測定部５と、が設けられている。浮遊物回収機構４ａはドラム状の回転体がエマルジョン粒子または排水中に高分散した油粒子等を掻き集める機構になっている。
【００２８】
詳細は後術する排水浄化進行測定部５では排水の浄化度が不充分だった場合に備え、浮遊分別槽４の槽内底部にはストップバルブ４ｄが設置されている。この場合にはストップバルブ２ｃおよび３ｂを閉じ、ストップバルブ４ｄおよび１ｈを開け、液循環ポンプ６により再度、電解槽１にリターンできる。
【００２９】
（浮遊分別槽に付置した浮遊物回収機構および浮遊物回収容器）
ドラム状の回転体に接する傾斜した箆４ｅによってエマルジョン粒子または排水中に高分散した油粒子等が剥ぎ取られ、浮遊物回収容器４ｂにゆっくりと移送されていく。エマルジョン化したあるいはエマルジョン様の廃液の体積と比較した場合、含まれるエマルジョン粒子等の量は少ないため、ドラム状の回転体からなる浮遊物回収機構４ａと傾斜した箆４ｅを伝わって浮遊物回収容器４ｂに移送する方式で充分対応できる。
【００３０】
（浮遊分別槽への排水浄化進行測定部の設置概要）
本発明の第２の目的は、排水浄化装置において、特に、エマルジョン化したあるいはエマルジョン様の排水浄化の進行に関し、これを連続的にかつ簡易に計測する技術を提供することにある。本技術に関連する排水浄化進行測定部５は浮遊分別槽４の壁面に設置される。図２には排水浄化進行測定部５の概要を示す。浮遊分別槽４壁面から光透過管２０３がコの字状に取付けられ、垂直になっている部分にビーム２０１が当てられる。なお、図２の右側の丸囲みは排水浄化進行測定部５の拡大模式断面図である。
【００３１】
ビーム２０１は光透過管の内側にある浄化廃液を透過または散乱しながら通過し、透過または散乱後ビーム２０２になる。図３には光透過管２０３の正面から見た設置概要を示す。浮遊分別槽４にフィッティングなどにより取付けられた光透過管２０３の垂直部にビーム２０１が当てられ、光透過管２０３を透過または散乱しながら通過した後、透過または散乱後ビーム２０２になる。
【００３２】
（排水浄化進行測定部の構成）
図４には排水浄化進行測定部４の詳細な構成を示す。該測定部４ではビーム２０１はビーム源３０１から発生し、減衰環３０２を通って浮遊分別槽４に取付けられた光透過管２０３に当てられる。ここで光透過管２０３内部の浄化水を通過し透過または散乱後ビーム２０２となり受光部３０３に入る。図５には減衰環３０２の正面から見た詳細を示す。
【００３３】
減衰環３０２には無色透明の紫外線カットフィルタ４０１、減衰率１／２の減衰フィルタ（ｎｅｕｔｒａｌ  ｄｅｎｓｉｔｙ  ｆｉｌｔｅｒ）４０２、減衰率１／４の減衰フィルタ４０３および減衰率１／１００の減衰フィルタ４０４が設置されており、減衰環３０２を左右に回転させることで、ビーム源３０１から得られるビーム強度を調節することができる。これは、ビーム強度を調節することにより適切に浄化の進行をモニターすることができる。受光部から得られる信号は自記記録計、データーロガー、パソコンなどに送信することで連続的な浄化進行の管理が可能になる。
【００３４】
（光透過管）
光透過管２０３の内径は７ｍｍ以上２０ｍｍ以下が好ましく、８ｍｍ以上１５ｍｍ以下がより好ましく８ｍｍ以上１２ｍｍ以下が最も好適である。この範囲未満ではビームの吸収または散乱に伴う光強度減少が検出されにくくなる虞があり、この範囲を超えた場合には、ビームの吸収または散乱に伴う光強度の減少が著しくなり、浄化進行のモニタリングが難しくなる可能性があるなどのため好ましくない。
【００３５】
（光透過管の材質）
光透過管２０３の材質としては、ガラス、アクリル樹脂などの無色透明な材質が好ましく、ガラスがより好ましく、硬質ガラス、ホウ珪酸ガラスおよび石英がさらに好ましく、ホウ珪酸ガラスおよび石英が最も好ましい。
【００３６】
（排水浄化度評価方法の例）
これまでに述べたように排水浄化進行測定部５では、浄化された排水に光を当て、透過または散乱後のビームを検出する機能を備えたものである。評価方法としては、数１のようにビーム源３の強度（Ｉ１）と透過または散乱後ビーム２０２の強度（Ｉ２）との比である減衰比（Ｒ）で表しても良いし、数２のような透過強度（Ａ）による表記でも良い。
【００３７】
（数１）  Ｒ＝Ｉ２／Ｉ１
【００３８】
（数２）  Ａ＝−ｌｏｇ（Ｉ２／Ｉ１）
【００３９】
以上、実施例を示し本発明について具体的に説明したが、本考案は主要な特徴を逸脱することなく、他のさまざまな形で実施することができる。また、前述の実施例はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
この発明に係る排水処理装置は、各種の要処理水の浄化に適用することができ、浄化運転と浄化進行のモニタリングと、を連続的に行うことができるから、環境調和型の排水処理浄化装置として、特に、エマルジョン化したあるいはエマルジョン様の排水浄化に広汎な分野で用いられることが大いに期待できる。
【図１】
2016112533.tif 000003
【図２】
2016112533.tif 000004
【図３】
2016112533.tif 000005
【図４】
2016112533.tif 000006
【図５】
2016112533.tif 000007