隔油＋気浮＋ろ過＋吸着プロセスによる機械工業の油含有廃水処理

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中国百科網　機械工場から排出される油分を含む廃水の量は非常に多く、その範囲も広い。この廃水中の油分は、一般的に浮遊油、分散油、乳化油の3つの状態で存在している。浮遊油の粒径は100μm以上で、静置するとすぐに上昇し、連続相の油膜として水面に浮かび、浮遊層を形成する。機械工場で漏れ出て廃水に混入する潤滑油や燃料油などは、ほとんどが浮油です。分散した油の粒径は10～100 nmで、水相中に懸濁・分散しているが、十分な時間静置するか外力を加えることで、より大きな油滴として水面に浮上することもあれば、さらに小さくなってエマルション油に変化することもある。分散油は廃水中で懸濁状態にあり、機械部品の加工前の洗浄工程で排出される含油廃水に含まれる油が分散油です。エマルジョンオイルの粒径は0.1～10μmで、廃水中では乳濁状態にある。油滴の表面には乳化剤（界面活性剤）分子からなる安定した薄膜が存在し、油滴同士の合体を防ぎ、長期間安定した状態を保つ。長時間静置しても上昇することはない。一般的な機械工場で発生するエマルション廃水に含まれる油は、エマルジョンオイルです。 　　含油廃水の処理方法には、物理法、化学法、物理化学法などがある。物理的な方法には、重力分離法、遠心分離法、粗粒化法、ろ過法（膜分離法）などがある。化学的な方法には、主に凝集法と塩析法がある。物理化学的な方法としては、主に浮選法（気浮法）がある。 　　1廃水の出所　油分を含む廃水には、主に以下が含まれる：機械加工の過程で発生するエマルジョン液（この廃水は別途処理した後に廃水処理場に排出される）。部品の洗浄過程で排出される洗浄液；各工場や付帯設備の洗浄水、床を洗う際の排水など。 　　2 設計規模及び流入・流出水の水質　　2.1 废水処理規模　　当工場の排水方式は雨水管と汚水管が合流する方式である。初期の雨水は廃水処理施設で処理される。設計規模：乾流流量 Q乾流＝40m；合流流量9合流=80m（截流倍数no=1）。 　　2.2 設計における流入水・流出水の水質　機械業界の廃水排出水質に関するデータによれば、処理後の廃水は「汚水再利用工事設計規範」GB50335-2002に定められている景観環境用水としての再生水の水質基準を満たす必要がある。当該廃水処理場の設計における流入水・流出水の水質は表1の通りである。 　　3廃水処理プロセス　　3.1プロセスの説明　　浦沅支社の東工場地区で発生する油分を含む廃水は、グリッド池によって浮遊物や大きな粒子状の異物が除去された後、自然に集水槽に流れ込みます。そこから汚水ポンプによって調整用の隔油池へと送られます。初期の雨水は廃水処理場に流入し、気浮処理を経て中間池から溢流排出される。調整用油分離槽は、水質・水量を調整する機能があるだけでなく、浮遊油も除去できる。池内の浮油は集油器で回収される。含油廃水は調整隔油池を経て気浮装置に入り、凝集剤が添加される。乳化破壊と油水分離を経て、中間水池に入る。汚水ポンプで機械式フィルターおよび活性炭吸着塔に送り込み、深度処理した後、再利用する。 　　機械フィルターと活性炭吸着塔は定期的に逆洗が行われ、逆洗水は調整分離槽に排出される。調整槽の油汚泥および気浮装置で発生する浮遊スラッジは定期的にスラッジタンクに排出され、油汚泥はスラッジポンプによってスラッジ乾燥床に送られて乾燥処理が行われる。乾燥後のスラッジはボイラー室に運ばれて焼却される。工程フローは図1を参照。 　3.2 主要な建築物及び設備　　(1)グリッドプール。1基、LxB=2.5mx1.0m、H=2.5In。機械式グレーティング汚物除去機を1台設置する。グレーティングの幅は1.0m、格子間隔は10mm。モーター出力は1.1kW。 　　(2)集水槽。1基、長さ×幅＝6.0m×3.0m、有効水深＝3.0m。水中排泥ポンプを3台設置し、2台で運用、1台を予備とする。Q=40～60m3／h、H=17—11in、N=4.0kW。水ポンプは自動および手動の2種類の制御方式を採用しており、自動方式では液面コントローラーで制御する。液面が高いときにポンプを起動し、液面が低いときに停止する。 　　(3) 油分除去槽の調整。1基、2区画に分かれており、L～B＝15.0m×4.5m、H＝4.0m。水質・水量を調整するとともに、粒径160μm以上の浮遊油を除去する。設計滞留時間は4.0時間（合流流量による調整後の滞留時間は2.0時間）。各セルには、浮油回収機および油水分離機を含む集油装置1セットが設置される。N=I.1kW。 　　(4)気浮処理一式装置。2セット、処理能力40mR、セット全体の定格出力N=I1kW。溶解薬剤投入装置2セット、各装置のN=1.1kW。(5)中間水池。1基、LxB=4.0m×4.0m、H=4.0m、有効容積5613。。潜汚水ポンプを3台設置し、2台で運用、1台を予備とする。Q=40～60m³/h、H=25～19m、N=7.5kW。水ポンプは自動と手動の2つの制御方式を採用している。自動方式は液面コントローラーによって制御される。液面が高いときにポンプを起動し、液面が低いときに停止する。 　　（6）機械式フィルター。1台、単体処理能力40m3／h。活性炭吸着塔と反洗水タンクを共有し、反洗排水は格子池に流れ込む。 　　(7)活性炭吸着塔。1台、単台処理能力40mR、内蔵型逆洗水タンク。活性炭を吸着剤として使用し、逆洗排水は集水槽に流れ込む。 　　(8)リサイクル水槽。1基、LxB=9.0m×4.0インチ、H=4.0インチ、有効容積126113。再利用水槽内には潜水汚水ポンプ1台が設置されており、Q=20～45m³/日、H=32～22m、N=5.5kWで、インバーター式速度制御装置を備えている。 　　(9) スラッジプール。1基、鉄筋コンクリート構造。気浮選別装置で分離された含油スカムや、隔油槽から排出される含油汚泥を貯蔵するためのものです。LxB=3.0m～3.0インチ、H=3.0ナノリットル、有効容積20インチ。池のそばにスラッジポンプを2台設置し、1台が使用、もう1台が予備となり、Q=5.0m3/h、H=15m、N=1.5kW。 　　汚泥乾燥池。1基、調整隔油池の上に建設されている。×B=9.0m×2.0m、H=1.2m、有効容積18m³。池の中には穿孔したプラスチック管と40メッシュのステンレス製金網が設置され、池の中には小石や川砂が詰められている。汚泥乾燥池から出たろ過水は、調整用の油分除去池で処理される。乾燥後の汚泥はボイラー室で焼却される。 　　4 運用効果　このプラントは2005年12月に試運転に成功して以来、安定して稼働している。処理水の水質も良好である。長沙県環境保護監視所が2006年2月にこのプラントの入口水および出口水の水質を調査した結果は表2に示されている。 　　表2の結果から、機械工業の油含有廃水を処理するにあたり、隔油＋気浮＋濾過＋吸着の工程を用いることが効果的であることがわかる。CODや石油類の濃度が低く、さまざまな汚染因子の除去率も高いため、処理水の水質は「汚水再利用工事設計規範」（GB50335-2002）に定められた景観環境用水用の再生水の水質基準を上回っている。詳細はhttp://www.dowater.comの関連技術ドキュメントをご覧ください。 　　5 技術経済指標　　(1)工事投資：土木工事が90万円、機器・資材および設置費用が140万円、調整その他の費用が20万円で、総投資額は約250万円です。 　　(2)運用コスト：薬剤費用は0.04元/m、電気代は0.44元/m、人件費は0.03元/m。廃水処理コストは0.51元/mである。運用費用は12.75万円/年。 　　(3)経済的効果：本油脂含有廃水処理プロジェクトの実施後、処理された水は100％が床の洗浄、車の洗浄、緑化、景観用水などに再利用され、油脂含有廃水の排出はゼロとなる。毎年、排出汚染物処理費を27.6万円削減し、新水を57.6万円節約、油の回収で0.8万円の効果があり、純利益は年間73.3万円となる。 　　(4)環境的効果と社会的効果：プロジェクトが実施されることで、毎年、石油系汚染物質9.2t、SS3.6t、COD3.2tの排出が削減される。これにより、廃水による環境への悪影響が軽減され、流陽川下流の水質や生態環境の保全に寄与する。同時に、企業と地元住民の関係を改善し、資源を合理的に活用することで企業の持続可能な発展が促進され、社会的効果も顕著である。 　　6 結論　　(1) 機械工業における油含有廃水の処理に、分離・気浮選・ろ過・吸着の工程を組み合わせて用いることで、処理効率が高く、運用コストも低い。実際の運転結果によると、この処理法を適用した後の廃水のCODおよび石油類の除去率はそれぞれ81％および99％であった。処理後の排水は再利用の要件を満たすことができる。 　　(2)プラントが運転を開始して3年以上が経ち、処理効果は安定している。処理後の水は、床の洗浄、車の洗浄、緑化、景観用水などに再利用され、顕著な経済的・環境的効果をもたらしている。