JP6810582B2 - 廃水処理システム - Google Patents

Description

本発明は、廃水処理システムに関する。

大型船舶用のディーゼルエンジンから排出される窒素酸化物（ＮＯｘ）の量を低減する技術として、排気をエンジンに戻す排気再循環（ＥＧＲ； Exhaust Gas Recirculation）技術がある。ただし、大型船舶用のディーゼルエンジンは、燃料として重油を使用していることから、排気にはカーボンなどの浮遊粒子状物質が多量に含まれる。そのため、排気をエンジンに戻す際には、その排気（ＥＧＲガス）から浮遊粒子状物質を除去する必要がある。ＥＧＲガスから浮遊粒子状物質を除去する装置としては、洗浄水を用いた洗浄集じん装置がある。

洗浄集じん装置で使用した洗浄水を廃水として船外に排出するには、この廃水からばいじん（すすなどの固体粒子）を分離する廃水処理を行う必要がある。本願の発明者らは、この廃水処理を行うシステムとして、沈殿分離処理を行う沈殿槽と、沈殿槽の下流に位置し遠心分離処理を行う遠心分離機とを備えた廃水処理システムを提案している（特許文献１参照）。なお、遠心分離機の上流に沈殿槽を配置しているのは、遠心分離機による廃水処理の負荷を軽減するためである。

特開２０１３−２５５８７６号公報

上記の廃水処理システムでは、遠心分離機の内部に設けられた回転体が回転することにより、遠心分離機は廃水を吸引するようにして取り込む。そのため、遠心分離機の廃水を取り込む力（すなわち沈殿槽の背圧）が変動して一時的に大きくなると、沈殿槽内で沈殿したばいじんが廃水とともに沈殿槽から流出し遠心分離機に流入するおそれがある。

本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであって、沈殿槽の下流に遠心分離機が配置された廃水処理システムにおいて、遠心分離機の廃水を取り込む力が変動して一時的に大きくなったとしても、沈殿槽内で沈殿したばいじんが沈殿槽から流出するのを抑制できる廃水処理システムを提供することを目的とする。

本発明の一態様に係る廃水処理システムは、廃水からばいじんを分離する廃水処理システムであって、沈殿分離処理を行う沈殿槽と、沈殿分離処理が行われた廃水を取り込んで遠心分離処理を行う遠心分離機と、前記沈殿槽と前記遠心分離機の間に位置し、沈殿分離処理が行われた廃水を一時的に溜め、一時的に溜めた廃水を前記遠心分離機に供給する中間タンクと、を備えている。

この構成によれば、遠心分離機の廃水を取り込む力が変動して一時的に大きくなったとしても、その力の変動は中間タンクが吸収するため沈殿槽に伝わりにくく、沈殿槽で沈殿したばいじんが沈殿槽から流出するのを抑制することができる。

上記の廃水処理システムにおいて、前記沈殿槽から前記中間タンクへ廃水を供給する供給配管をさらに備え、前記供給配管は下流端に前記中間タンクの内部で開口する放出口を有し、前記放出口は前記中間タンクに溜められた廃水の水面よりも高い位置に位置していてもよい。

この構成によれば、沈殿槽から排出された廃水は中間タンク内の空間に放出され、一旦空気中を通過することになる。そのため、遠心分離機の廃水を取り込む力の変動は沈殿槽にほとんど伝わらず、沈殿槽で沈殿したばいじんが沈殿槽から流出するのを一層抑制することができる。

上記の廃水処理システムにおいて、前記中間タンクの内部は大気開放されていてもよい。

この構成によれば、中間タンクの内部圧は遠心分離機の廃水を取り込む力の変動にかかわらず一定（つまり大気圧）であるため、遠心分離機の廃水を取り込む力の変動が沈殿槽に伝わることはない。よって、沈殿槽で沈殿したばいじんが沈殿槽から流出するのをより一層抑制することができる。

上記の廃水処理システムにおいて、前記沈殿槽は内部が水封されており、前記供給配管は、前記放出口よりも高い位置から下方に延びて前記放出口よりも低い位置に達した後に上方に延びて前記放出口に至るトラップ部を有していてもよい。

この構成によれば、トラップ部は常に内部が廃水で満たされるため、その廃水が供給配管において栓の役割を果たすことになり、放出口から沈殿槽へ空気が流入するのを防ぐことができる。その結果、沈殿槽に空気が流入することによる沈殿分離処理の能力の低下を防ぐことができる。

上記の廃水処理システムにおいて、前記中間タンクに溜められた廃水の水位が予め定められた上限位置に達したとき、前記中間タンクに溜められた廃水を前記沈殿槽に戻す戻り配管をさらに備えていてもよい。

この構成によれば、放出口が中間タンクに溜められた廃水の水面よりも高い位置に位置する状態を維持することができる。

上記の廃水処理システムにおいて、前記中間タンクは前記戻り配管が接続される戻り口を有し、前記戻り口は前記中間タンク内の前記上限位置に位置していてもよい。

この構成によれば、中間タンクに溜められた廃水の水位が上限位置に達すると、廃水が戻り口から排出され、戻り配管を介して沈殿槽に戻される。よって、放出口が中間タンクに溜められた廃水の水面よりも高い位置に位置する状態を容易に維持することができる。

前述したとおり、上記の廃水処理システムによれば、沈殿槽で沈殿したばいじんが沈殿槽から流出するのを抑制することができる。

図１は、実施形態に係る廃水処理システムの全体図である。

以下、本発明の実施形態に係る廃水処理システム１００について説明する。図１は、廃水処理システム１００の全体図である。本実施形態に係る廃水処理システム１００は、洗浄集じん装置１０１から排出された廃水を処理するシステムであって、船体に搭載されている。なお、洗浄集じん装置１０１は、大型船舶用のディーゼルエンジンから排出された排気のうち当該エンジンに戻すＥＧＲガスの洗浄を行う。

図１に示すように、廃水処理システム１００は、沈殿槽１０と、中間タンク２０と、供給配管３０と、戻り配管４０と、遠心分離機５０と、を備えている。以下、これらの各構成要素について順に説明する。

沈殿槽１０は、廃水に含まれるばいじんを沈殿させ、廃水からばいじんを分離する沈殿分離処理を行う。沈殿槽１０は、流入配管１１を介して洗浄集じん装置１０１から廃水を取り込む。流入配管１１には、廃水を搬送するためのポンプを設けてもよい。本実施形態の沈殿槽１０は、筒状で軸心が傾斜した傾斜管を多数有しており、廃水がこの傾斜管を通過する際に傾斜管にばいじんが沈殿する。また、船体の揺れが沈殿分離処理に及ぼす悪影響を防ぐため、沈殿槽１０の内部は廃水で満たされており、沈殿槽１０の内部に空気が入らいないように構成されている。つまり、沈殿槽１０は内部が水封されている。

中間タンク２０は、沈殿槽１０と遠心分離機５０の間に位置するタンクである。中間タンク２０は、沈殿槽１０で沈殿分離処理が行われた廃水を一時的に溜め、一時的に溜めた廃水を遠心分離機５０に供給する。中間タンク２０は大気につながる大気口２１を有しており、中間タンク２０の内部は大気開放されている。また、中間タンク２０は、内部に開口する戻り口２２を側部の所定の高さ位置に有している。さらに、中間タンク２０は、底部に排出口２３を有している。

供給配管３０は、沈殿槽１０から中間タンク２０へ廃水を供給する配管である。供給配管３０は、下流端に中間タンク２０の内部で開口する放出口３１を有している。この放出口３１は中間タンク２０に溜められた廃水の水面よりも高い位置に位置している。そのため、沈殿槽１０から供給された廃水は、放出口３１から中間タンク２０の上方に位置する空間（空気で満たされた領域）に放出される。

また、供給配管３０は、Ｊ字状のトラップ部３２を有している。トラップ部３２は、上流側からみると、放出口３１よりも高い位置から下方に延びて放出口３１よりも低い位置に達した後に上方に延びて放出口３１に至る形状を有している。トラップ部３２はこのような形状を有しているため、内部が常に廃水で満たされることになる。これにより、トラップ部３２内の廃水が栓の役割を果たし、放出口３１から沈殿槽１０へ空気が流入するのを防ぐことができる。

戻り配管４０は、中間タンク２０に溜められた廃水を沈殿槽１０に戻す配管である。戻り配管４０の一端は中間タンク２０の戻り口２２に接続されており、他端は流入配管１１に接続されている。本実施形態では、中間タンク２０に溜められた廃水の水位が戻り口２２が位置する高さに達すると、廃水は戻り口２２から排出され、戻り配管４０及び流入配管１１を介して沈殿槽１０に戻される。

つまり、本実施形態に係る廃水処理システム１００では、戻り口２２は放出口３１よりも低い所定の上限位置に位置しており、中間タンク２０に溜められた廃水の水位が当該上限位置に達したとき、戻り配管４０が中間タンク２０に溜められた廃水を沈殿槽１０に戻すように構成されている。これにより、放出口３１が中間タンク２０に溜められた廃水の水面よりも高い位置に位置する状態を維持することができる。

なお、中間タンク２０に溜められた廃水の水位は、レベル計を用いて制御してもよい。例えば、戻り配管４０の一端を中間タンク２０の底部に接続するとともに、戻り配管４０に開閉バルブを設け、レベル計が中間タンク２０に溜められた廃水の水位が上限位置に達したことを検知したとき、開閉バルブを開放するようにしてもよい。この場合でも、中間タンク２０に溜められた廃水の水位を適切な高さ位置に維持することができる。

遠心分離機５０は、沈殿槽１０で沈殿分離処理が行われた廃水を取り込んで、遠心力によって廃水からばいじんを分離する遠心分離処理を行う。なお、遠心分離機５０よりも上流に沈殿槽１０を配置しているのは、遠心分離機５０による廃水処理の負荷を軽減するためである。また、遠心分離機５０で遠心分離処理が行われた廃水は、流出配管５１を介して船外へ排出されるか、洗浄集じん装置１０１に返送して再利用される。

また、遠心分離機５０は、中間タンク２０の排出口２３に接続された取込配管５２を介して中間タンク２０から廃水を取り込む。この取込配管５２には取込バルブ５３が設けられている。さらに、遠心分離機５０はスラッジ配管５４を介してスラッジタンク１０２に連結されている。なお、遠心分離機５０は、遠心分離機５０の下流側の接続先を流出配管５１からスラッジ配管５４に切り替えることができ、また、スラッジ配管５４から流出配管５１に切り替えることができる。

ここで、遠心分離処理によって分離したばいじんは、次第に遠心分離機５０の内部に溜まってゆくことから、定期的にばいじんを除去する除去作業が必要となる。本実施形態では、除去作業を行うにあたり、取込バルブ５３が閉じられるとともに、遠心分離機５０の下流側の接続先が流出配管５１からスラッジ配管５４に切り替えられ、さらに遠心分離機５０内がエアパージされる。これにより、遠心分離機５０内部に溜まったばいじんは、廃水とともにスラッジ配管５４を介してスラッジタンク１０２へ排出される。

一方、除去作業終了後には、遠心分離機５０の下流側の接続先が流出配管５１からスラッジ配管５４に切り替えられ、取込バルブ５３が開かれることで、遠心分離機５０は廃水の取り込みを再開する。除去作業時には、遠心分離機５０内の廃水が一旦全て排出されるため、遠心分離機５０が廃水の取り込みを再開すると一時的に廃水を取り込む力が大きくなる。

仮に、中間タンク２０を介さずに沈殿槽１０と遠心分離機５０が直接接続されていれば、遠心分離機５０の廃水を取り込む力が一時的に大きくなったとき、沈殿槽１０に沈殿しているばいじんが遠心分離機５０に吸引されて沈殿槽１０から流出し、遠心分離機５０に流入するおそれがある。その場合、遠心分離機５０による廃水処理の負荷が急激に増加し、遠心分離機５０が十分に機能しないおそれがある。

これに対し、本実施形態に係る廃水処理システム１００は、上記のように沈殿槽１０と遠心分離機５０の間に中間タンク２０を配置しているため、遠心分離機５０による廃水を取り込む力が変動して一時的に大きくなったとしても、中間タンク２０がこの力の変動を吸収することができる。その結果、沈殿槽１０に沈殿しているばいじんが流出して遠心分離機５０に流入するのを抑制することができる。

さらに、本実施形態では、中間タンク２０は大気開放された空間を有しており、沈殿槽１０から供給された廃水は放出口３１からこの空間に放出される。そのため、遠心分離機５０が廃水を取り込む力が変動しても、沈殿槽１０にその力の変動は伝わらず（沈殿槽１０の背圧は変化せず）、沈殿槽１０で沈殿したばいじんが沈殿槽１０から流出して遠心分離機５０に流入するのを抑制することができる。

１０ 沈殿槽
２０ 中間タンク
２２ 戻り口
３０ 供給配管
３１ 放出口
３２ トラップ部
４０ 戻り配管
５０ 遠心分離機
１００ 廃水処理システム

Claims (5)

1. 廃水からばいじんを分離する廃水処理システムであって、
   沈殿分離処理を行う沈殿槽と、
   沈殿分離処理が行われた廃水を取り込んで遠心分離処理を行う遠心分離機と、
   前記沈殿槽と前記遠心分離機の間に位置し、沈殿分離処理が行われた廃水を一時的に溜め、一時的に溜めた廃水を前記遠心分離機に供給する中間タンクと、
   前記沈殿槽から前記中間タンクへ廃水を供給する供給配管と、を備え、
   前記供給配管は下流端に前記中間タンクの内部で開口する放出口を有し、
   前記放出口は前記中間タンクに溜められた廃水の水面よりも高い位置に位置している、廃水処理システム。
2. 前記中間タンクの内部は大気開放されている、請求項１に記載の廃水処理システム。
3. 前記沈殿槽は内部が水封されており、
   前記供給配管は、前記放出口よりも高い位置から下方に延びて前記放出口よりも低い位置に達した後に上方に延びて前記放出口に至るトラップ部を有する、請求項１又は２に記載の廃水処理システム。
4. 前記中間タンクに溜められた廃水の水位が予め定められた上限位置に達したとき、前記中間タンクに溜められた廃水を前記沈殿槽に戻す戻り配管をさらに備える、請求項１乃至３のうちいずれか一の項に記載の廃水処理システム。
5. 前記中間タンクは前記戻り配管が接続される戻り口を有し、
   前記戻り口は前記中間タンク内の前記上限位置に位置している、請求項４に記載の廃水処理システム。

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