JP7536286B2 - 廃液処理装置、加熱調整方法 - Google Patents

Description

本発明は、処理槽に収容された廃液を加熱して含有水分を蒸発させることにより前記廃液を濃縮する廃液処理装置、及び前記廃液処理装置に適用される加熱調整方法に関する。

従来、処理槽に収容された廃水を加熱することにより水分を蒸発させる蒸発工程と、蒸発によって廃水の液面の位置が所定水位まで低下した場合に処理槽に処理前の廃水を供給（補給）する供給工程と、が繰り返し行われて、廃水を濃縮する処理装置が知られている（特許文献１参照）。前記供給工程では、処理槽に設けられた水位センサー（水位計）によって廃水の液面の位置が検知され、その検知結果に基づいて廃水の供給が行われる。

特開２０１８－０４４７５２号公報

ところで、廃水や廃油などの廃棄対象の廃液を処理する従来の廃液処理装置においては、処理槽内に発生した泡が検知されると、処理槽に消泡剤が供給される。しかしながら、処理槽に廃液が補給（補充）されることにより廃液の粘性が高くなると、消泡剤が供給されても、泡の発生を十分に抑制することができなくなる場合がある。泡の発生が頻繁に検知されると、廃液処理装置の運転が異常停止され、処理槽内の廃液を産業廃棄物として排出せざるを得なくなる。この場合、濃縮化が不十分な状態の廃液が排出されるおそれがある。

本発明の目的は、処理槽内の廃液を確実に濃縮化することが可能な廃液処理装置、及び加熱調整方法を提供することにある。

(1) 本発明の一実施形態に係る廃液処理装置は、処理槽に収容された廃液を加熱して含有水分を蒸発させることにより前記廃液を濃縮する廃液処理装置である。前記廃液処理装置は、前記処理槽内の前記廃液を加熱する加熱部と、前記処理槽内に発生する泡を検知する泡検知部と、前記泡検知部によって前記泡が検知された場合に消泡剤を前記処理槽に供給する消泡剤供給部と、前記消泡剤が供給されてから予め定められた第１設定時間が経過する前に前記泡検知部によって再び前記泡が検知された場合に、前記加熱部による加熱を抑制する加熱制御部と、を備える。

このように構成されているため、加熱部による加熱の強さを、処理槽内に泡が生じない程度まで抑制することができる。その結果、泡が生じたことを条件にすぐに廃液処理装置を異常停止させることなく、継続して廃液処理装置を運転させることができる。また、加熱力が抑制されるが、連続して廃液処理装置を運転させることにより、廃液の濃縮が途中で終わることなく、所望する濃縮水が得られるまで廃液の濃縮化を行うことができる。

(2) 前記加熱制御部は、前記第１設定時間が短いほど前記加熱部による加熱の抑制量を大きくすることを特徴とする。

これにより、加熱部による加熱の強さを、泡が生じ難くなるまで徐々に低下させることができる。

(3) 本発明の他の実施形態に係る廃液処理装置は、処理槽に収容された廃液を加熱して含有水分を蒸発させることにより前記廃液を濃縮する廃液処理装置である。前記廃液処理装置は、前記処理槽内の前記廃液を加熱する加熱部と、前記処理槽内に発生する泡を検知する泡検知部と、前記含有水分の蒸発によって前記処理槽内の前記廃液の液面が補給水位まで低下した場合に前記処理槽に前記廃液を供給する廃液供給部と、前記廃液供給部によって前記廃液が供給されてから予め定められた第２設定時間が経過する前に前記泡検知部によって前記泡が検知された場合に、前記加熱部による加熱を抑制する加熱制御部と、を備える。

このように構成されているため、前記第１設定時間が経過することを待たずに、低燃焼処理により加熱部による加熱の強さを、処理槽内に泡が生じない程度まで抑制することができる。ここで、前記第２設定時間は、前記第１設定時間よりも短い時間であることが好ましい。

(4) 本発明のその他の実施形態に係る加熱調整方法は、処理槽に収容された廃液を加熱して含有水分を蒸発させることにより前記廃液を濃縮する廃液処理装置に適用される加熱調整方法である。前記廃液処理装置は、前記処理槽内の前記廃液を加熱する加熱部と、前記処理槽内に発生する泡を検知する泡検知部と、を備える。前記加熱調整方法は、前記泡検知部によって前記泡が検知された場合に消泡剤を前記処理槽に供給する消泡剤供給工程と、前記消泡剤が供給されてから予め定められた第１設定時間が経過する前に前記泡検知部によって再び前記泡が検知された場合に、前記加熱部による加熱を抑制する加熱抑制工程と、を含む。

(5) 本発明のその他の実施形態に係る加熱調整方法は、処理槽に収容された廃液を加熱して含有水分を蒸発させることにより前記廃液を濃縮する廃液処理装置に適用される加熱調整方法である。前記廃液処理装置は、前記処理槽内の前記廃液を加熱する加熱部と、前記処理槽内に発生する泡を検知する泡検知部と、を備える。前記加熱調整方法は、前記含有水分の蒸発によって前記処理槽内の前記廃液の液面が補給水位まで低下した場合に前記処理槽に前記廃液を供給する廃液供給工程と、前記廃液供給工程によって前記廃液が供給されてから予め定められた第２設定時間が経過する前に前記泡検知部によって前記泡が検知された場合に、前記加熱部による加熱を抑制する加熱抑制工程と、を含む。

本発明によれば、処理槽内の廃液を確実に濃縮化することが可能である。

図１は、本発明の実施形態に係る廃水濃縮装置１１を含む廃水処理システム１０の構成を示す図である。 図２は、廃水濃縮装置１１の構成を示すブロック図である。 図３は、廃水濃縮装置１１において実行される濃縮処理の手順の一例を示すフローチャートである。 図４は、廃水濃縮装置１１において実行される濃縮処理の手順の一例を示すフローチャートである。 図５は、濃縮処理に含まれる低燃焼処理の手順の一例を示すフローチャートである。 図６は、廃水濃縮装置１１において実行される濃縮処理の手順の他の一例を示すフローチャートである。

以下、適宜図面を参照して本発明の実施形態について説明する。なお、以下に説明される実施形態は本発明を具体化した一例にすぎず、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

［廃水処理システム１０］
図１に示す廃水処理システム１０は、工場などから排出される廃水（廃液）を処理するものであり、具体的には、前記廃水から水分を蒸発させて前記廃水を濃縮化するとともに、前記廃水から生じた気体に含まれている難分解性物質を分解浄化するものである。

以下においては、廃水処理システム１０における処理対象として、工場や事業所などで使用された後に廃棄される液体であって、不純物や有害物質などによって汚染された廃水を例示する。具体例としては、例えば、金属の切削加工の際に潤滑及び冷却に用いられた使用済みの切削油剤（難分解性物質の一例）が前記廃水に該当する。ここで、切削油剤は、ＪＩＳ Ｋ ２２４１に定められるＡ１種の水溶性切削油剤であり、これは、水よりも密度の小さいものである。また、廃水には、前記切削油剤だけでなく、切削加工によって生じた金属粉も含まれる。なお、廃水処理システム１０による処理対象は、Ａ１種の水溶性切削油剤を含む廃水に限られず、例えば、他の水溶性切削油剤（Ａ２種及びＡ３種）、或いは、ＪＩＳ Ｋ ２２４１に定められる不水溶性切削油剤（Ｎ１～Ｎ４種）を含む廃水であってもよい。また、前記廃水は、有機廃水、含油廃水、医薬・食品廃水、メッキ廃水、塗装廃水など、様々な分野又は業種で使用された廃液を含む。

図１に示すように、廃水処理システム１０は、大別すると、廃水濃縮装置１１（本発明の廃液処理装置の一例）と、分解処理装置１２と、廃水処理システム１０の動作を制御する制御装置１３（図２参照）と、を有する。廃水濃縮装置１１と分解処理装置１２とは、廃水濃縮装置１１から分解処理装置１２へ蒸気を含む気体が送り込まれるように、互いに連結ダクト１４によって連結されている。

なお、本実施形態では、本発明の廃液処理装置の一例として、廃水処理システム１０の廃水濃縮装置１１を例示して説明するが、例えば、本発明の廃液処理装置は、工場などから排出される水分を含む廃油（廃液）などを処理する廃油処理装置であってもよい。

［廃水濃縮装置１１］
廃水濃縮装置１１は、処理槽１６に収容された廃水を加熱することにより水分を蒸発させて前記廃水を濃縮するものである。図１に示すように、廃水濃縮装置１１は、主として、処理槽１６（本発明の処理槽の一例）と、水位槽１８と、第１加熱装置２２（本発明の加熱部の一例）と、第２加熱装置２３と、送気ブロアー２４と、各種センサー３２～３５と、消泡剤供給部２７（本発明の消泡剤供給部の一例）と、供給ポンプ６１と、排出ポンプ６２と、を備える。

処理槽１６は、処理対象である廃水を収容するためのものである。処理槽１６の内部に、所定量の廃水が貯留される。廃水を濃縮処理する工程においては、廃水の水位が後述する上限水位Ｈ１となるように、廃水が処理槽１６に供給される。つまり、前記上限水位Ｈ１は、廃水を濃縮処理する工程において廃水が処理槽１６に貯留される上限水位である。

本実施形態では、処理槽１６に貯留されて濃縮処理される廃水は、例えば、工場などにおいて工業生産に水が使用され、その使用後に廃棄される汚水（所謂工業廃水）である。前記廃水は、上述したように、ＪＩＳ Ｋ ２２４１に定められるＡ１種の水溶性切削油剤（以下、単に「水溶性切削油剤」と称する場合がある。）、前記金属粉、及び水を含むものである。Ａ１種の水溶性切削油剤は、水に溶け難い疎水性物質の一例である油成分（鉱油又は脂肪油など）と、乳化剤としての界面活性剤とを含み、水に希釈されることにより乳化して乳白色のエマルション（乳濁液）となる。なお、前記廃水には、パラフィンや、１，４－ジオキサンなどの物質、防錆油添加剤、精製鉱物油、界面活性剤、潤滑性向上用の添加剤などが含まれている場合がある。これらはいずれも、難分解性の物質である。

処理対象である廃水は、別途設置された廃水タンク８１に貯留されている。前記廃水における水溶性切削油剤の含有率や、水の含有率などは、廃水の回収元である工場や事業所ごとによって異なる。したがって、工場や事業所から廃水処理システム１０が設置された廃水処理プラントに搬入された濃縮処理対象の廃水の粘性は、回収元それぞれによって異なり、粘性が高い廃水が搬入される場合もあれば、粘性の低い廃水が搬入される場合もある。そのため、廃水タンク８１に貯留される廃水の状態（粘性の程度や、難分解性物質の含有量など）は廃水タンク８１に廃水が追加されるたびに変動する。

廃水タンク８１は、配管５１によって処理槽１６に接続されている。配管５１には、電気駆動によって開閉される電動弁５１Ａと、供給ポンプ６１とが設けられている。供給ポンプ６１は、廃水タンク８１と電動弁５１Ａとの間に設けられている。供給ポンプ６１は、必要に応じて廃水タンク８１から処理槽１６に廃水を供給するための電動ポンプである。電動弁５１Ａ及び供給ポンプ６１は、制御装置１３の制御部１００（図２参照）によって駆動制御される。電動弁５１Ａが制御部１００によって制御されて開けられ、そして、供給ポンプ６１が制御部１００によって駆動されることにより、廃水タンク８１から処理槽１６に廃水が供給される。また、電動弁５１Ａが閉じられて、供給ポンプ６１の駆動が停止されると、廃水の供給が停止される。なお、電動弁５１Ａ及び供給ポンプ６１によって、廃水タンク８１の廃水を処理槽１６に供給する本発明の廃液供給部が実現される。

処理槽１６の底部には、多数の小孔が形成されたバブリング管２６が設けられている。バブリング管２６は、エアー配管５５によって、外部に設置された圧縮空気源としてのエアータンク３７（圧縮空気供給部）と接続されている。エアー配管５５に設けられた電磁弁５５Ａが動作されて圧縮空気がエアー配管５５に供給されると、バブリング管２６から無数の気泡が生じ、処理槽１６内の廃水が前記気泡の上昇流によって撹拌される。なお、前記圧縮空気源は、エアコンプレッサーであってもよい。

第１加熱装置２２は、処理槽１６内に貯留された廃水を加熱するものである。第１加熱装置２２は、例えば、処理槽１６に配置される燃焼炉２２１と、燃焼炉２２１に熱を放射するバーナー２２２と、燃料ガスの量を調整する均圧弁２２３と、バーナー２２２に空気を供給するブロアー２２４と、バーナー２２２に供給される空気の供給量を調整する電動弁２２５と、を有する。燃焼炉２２１はパイプ状に形成されており、処理槽１６の内部に設けられている。燃焼炉２２１は、処理槽１６の内部において高さ方向の中間位置よりも下方に設けられており、処理槽１６に所定量の廃水が貯留された状態でその全部が液体中に配置される。バーナー２２２は、燃焼炉２２１内で燃料ガスが燃焼して、熱を供給する。燃焼後の排気ガスは、燃焼炉２２１から、処理槽１６に接続された排気管３１に送出され、排気管３１から外部へ排出される。

バーナー２２２には、燃料ガスを供給するための配管５６が接続されており、また、配管５６とは別に、ブロアー２２４からの空気を供給するための配管５７が接続されている。電動弁２２５は、配管５７に設けられている。電動弁２２５は、制御装置１３の制御部１００（図２参照）によって駆動制御される。具体的には、制御部１００が駆動信号を電動弁２２５に出力すると電動弁２２５が開けられ、前記駆動信号の出力を停止すると、電動弁２２５が閉じられる。

均圧弁２２３は配管５６に設けられている。また、均圧弁２２３には、配管５７における電動弁２２５の二次側から分岐した分岐配管５８が接続されている。均圧弁２２３は、分岐配管５８における空気圧と概ね同じ圧力となるように配管５６におけるガス圧を調整する。

ブロアー２２４は、電気駆動される送風機である。第１加熱装置２２は、ブロアー２２４を駆動制御するブロア制御部２２６を有する。ブロア制御部２２６は、インバーター制御によってブロアー２２４を駆動する。制御部１００がブロア制御部２２６に所定風量に応じた駆動信号を出力すると、ブロア制御部２２６は、所定風量に応じた周波数信号をブロアー２２４出力して、ブロアー２２４の駆動を制御する。なお、前記駆動信号の出力レベルが変更されることにより、前記周波数信号の周波数が変更されて、ブロアー２２４の風量が調整される。

第１加熱装置２２は、所謂均圧弁方式によって燃焼を制御して、廃水の加熱を制御するものである。第１加熱装置２２では、ブロア制御部２２６によって所定風量となるように前記周波数信号がブロアー２２４に出力されると、ブロアー２２４から配管５７に空気が供給される。そして、ブロアー２２４の風量が調整されると、配管５７，５８における空気圧が変動し、また、均圧弁２２３は配管５７，５８の空気圧に応じた開度に調整される。これにより、ブロアー２２４から供給される風量が調整されることにより、バーナー２２２に供給される空気と燃料ガスとの空燃比を適正値に維持しつつ、バーナー２２２の燃焼量を調整することが可能である。つまり、第１加熱装置２２は、ブロアー２２４の風量が制御されることにより、処理槽１６内に貯留された廃水の加熱を制御することが可能である。

なお、第１加熱装置２２は、前記均圧弁方式によって加熱する構成のものに限られない。例えば、第１加熱装置２２は、均圧弁２２３に替えて配管５６に電動弁を設け、この電動弁の開度をブロアー２２４の風量に応じて制御する方式によって加熱するものであってもよい。

また、第１加熱装置２２は、処理槽１６内の廃水を加熱するものであれば、如何なる構成のものであってもよく、バーナー２２２や燃焼炉２２１に替えて、電気ヒーターを用いたものであってもよい。この場合、制御部１００から前記電気ヒーターを駆動させる駆動信号が出力され、この駆動信号のレベルが調整されることにより、第１加熱装置２２は、処理槽１６内に貯留された廃水の加熱を制御する。

送気ブロアー２４（図１参照）は、電気駆動される送風機である。送気ブロアー２４は、第１加熱装置２２による加熱によって処理槽１６内の廃水から生じた蒸気を処理槽１６から外部へ向けて送出する。送気ブロアー２４は、配管２５によって、連結ダクト１４の一部である中間ダクト１４Ａに連結されている。中間ダクト１４Ａは、処理槽１６の上面から上方へ延出するダクト部材である。送気ブロアー２４から送出された空気は、配管２５を通じて中間ダクト１４Ａの内部に送り込まれる。本実施形態では、送気ブロアー２４によって送出された空気は、配管２５によって、中間ダクト１４Ａの内部に上向きの気流を生じさせる方向へ送り込まれる。中間ダクト１４Ａに送り込まれた空気による気流によって、処理槽１６で発生した蒸気等を含む気体が連結ダクト１４へ導かれ、これにより、前記気体が処理槽１６の外部に排出される。なお、連結ダクト１４に入り込んだ前記気体は、連結ダクト１４を通って分解処理装置１２に送り込まれる。

第２加熱装置２３は、連結ダクト１４に設けられている。第２加熱装置２３は、連結ダクト１４を通過する気体（蒸気及び空気）を加熱する。第２加熱装置２３は、例えばハロゲンヒーターなどの電気ヒーター２３Ａと、電気ヒーター２３Ａを駆動させるドライバー回路を含む第２加熱制御部２３Ｂとが一体に構成されたユニットタイプのものである。電気ヒーター２３Ａは、連結ダクト１４の内部に設けられており、第２加熱制御部２３Ｂは、連結ダクト１４の外部に配置されている。第２加熱装置２３は、制御部１００によって駆動されることによって連結ダクト１４内の気体を加熱する。具体的には、制御部１００から駆動信号が第２加熱制御部２３Ｂに送られると、第２加熱制御部２３Ｂは、前記駆動信号に基づいて電気ヒーター２３Ａを駆動させて加熱制御する。なお、第２加熱装置２３は、連結ダクト１４内の気体を加熱するものであれば、抵抗加熱方式、赤外線加熱方式、マイクロ波加熱方式、 誘電加熱方式、誘導加熱方式のいずれの加熱方式のものであってもよい。

消泡剤供給部２７は、消泡剤を収容する収容ボックス３０と、収容ボックス３０と処理槽１６とを連結する配管２９に設けられた電動弁２９Ａとを備える。後述の泡センサー３３によって処理槽１６内に泡が発生したことが検知されると、電動弁２９Ａが開けられて、収容ボックス３０から配管２９を通じて前記消泡剤が処理槽１６内に投入（供給）される。消泡剤としては、例えば、シリコーン系消泡剤や有機系消泡剤などが適用可能である。しかし、コスト面において、水道源又は水タンクなどの水供給源から供給される水を消泡剤として用いることが好ましい。なお、消泡剤として水を用いる場合は、配管２９の端部に噴霧ノズルを設け、前記噴霧ノズルから処理槽１６内の液面へ向けて霧状の水が噴霧される。

また、処理槽１６には、水道源又は水タンクなどの水供給源（不図示）から延びる給水管２８が接続されている。給水管２８には、水の供給又は停止をするための電動弁２８Ａが設けられている。電動弁２８Ａは、例えば電動ボールバルブである。電動弁２８Ａの開閉が制御装置１３の制御部１００によって制御されることにより、必要に応じて、給水管２８から処理槽１６に水が供給される。

排出ポンプ６２は、電動ポンプである。排出ポンプ６２は、必要に応じて、処理槽１６に貯留されている廃水を処理槽１６の外部に排出する。本実施形態では、排出ポンプ６２は、濃縮処理後の処理槽１６内の濃縮水を外部タンク３６に送る用途に用いられる。処理槽１６の底部に配管５４が接続されており、この配管５４は、外部タンク３６に接続されている。排出ポンプ６２は、配管５４に設けられている。

また、配管５４には、排出ポンプ６２よりも上流側に、電気駆動によって開閉される電動弁５４Ａが設けられている。電動弁５４Ａが制御部１００による制御によって開けられ、そして、排出ポンプ６２が制御部１００によって駆動されることにより、処理槽１６内の廃水（濃縮水）が外部タンク３６に排出される。また、電動弁５４Ａが閉じられて、排出ポンプ６２の駆動が停止されると、前記廃水の排出が停止する。

水位槽１８は、処理槽１６に並ぶように併設されており、処理槽１６と同様に、内部に廃水を貯留可能に形成されている。水位槽１８は、大気と連通する開口やダクト等を有しておらず、密閉型に形成されている。水位槽１８は、後述するように、内部に廃水を貯留させ、その廃水の水位を測定する用途に用いられる。水位槽１８は、高さ方向のサイズが処理槽１６と同じであり、高さ方向において処理槽１６と同じ位置に設置されている。水位槽１８は、このような用途に適用可能な容量であれば十分であり、本実施形態では、処理槽１６に比べて容量が小さい。

図１に示すように、処理槽１６の下部と水位槽１８の下部とが、両槽間で廃水が流通可能なように、連結管５２によって連結されている。このように、処理槽１６及び水位槽１８それぞれが連結管５２によって連結されているため、処理槽１６に廃水が供給されると、その廃水が水位槽１８に行き渡り、水位槽１８における廃水の液面の位置（水位）が処理槽１６内の廃水の液面の位置と同じ高さとなる。

また、処理槽１６の上部と水位槽１８の上部とが連結管５３で連結されており、処理槽１６の上部の空気層と水位槽１８の上部の空気層とが連結管５２によって連通している。したがって、水位槽１８は、連結管５３、及び処理槽１６を介して、大気連通可能である。

水位槽１８には、液面センサー３４が設けられている。液面センサー３４は、水位槽１８に貯留されている前記廃水の液面の位置（水位）を検知するものであり、具体的には、液面へ向けて送出して液面で反射したパルス信号を受信することにより、液面の位置（水位）を検知するガイドパルス式のセンサーである。液面センサー３４は、廃水の液面が、水位槽１８に定められた前記上限水位Ｈ１、前記上限水位Ｈ１よりも低い補給水位Ｈ２、或いは、前記補給水位Ｈ２よりも更に低い下限水位Ｈ３のいずれかに達したことを検知するために用いられる。なお、液面センサー３４は、例えば、フロートスイッチタイプのものや静電容量を用いたものであってもよい。

本実施形態では、前記上限水位Ｈ１は、処理槽１６に規定量（例えば５００リットル）の廃水が貯留されたときの水位に定められている。また、前記補給水位Ｈ２は、処理槽１６に前記規定量の９０％の廃水が貯留されたときの水位に定められている。前記補給水位Ｈ２は、処理槽１６の廃水が蒸発して減少したことにより、廃水の補給が必要か否かを判定するために用いられる水位である。前記下限水位Ｈ３は、処理槽１６内の濃縮水が排出されて、処理槽１６内が空か否かを判定するために用いられる水位である。

液面センサー３４は、廃水の液面の位置に対応する検知信号を制御部１００に送り、制御部１００は、その検知信号のレベルが前記上限水位Ｈ１や前記補給水位Ｈ２に対応するレベル値であるか否かによって、液面が前記上限水位Ｈ１、或いは前記補給水位Ｈ２に達したか否かを判定する。

処理槽１６には、温度センサー３２、泡センサー３３（本発明の泡検知部の一例）、温度センサー３５が設けられている。

温度センサー３２は、処理槽１６に収容されている廃水の温度を検出するものであり、例えば、測温抵抗体、熱電対、或いはサーミスタなどで構成されている。温度センサー３２は、検出対象の温度に応じたセンサー信号を制御装置１３の制御部１００に送る。制御部１００は、そのセンサー信号に基づいて検出対象の温度を算出し、その温度情報を液晶モニター１０６に表示する。

また、第１加熱装置２２は、温度センサー３２によって検出された温度が予め定められた設定温度を超えた場合に、加熱を停止する。前記設定温度の情報は、ＥＥＰＲＯＭ１０４に記憶されている。本実施形態では、前記設定温度は１０５℃に設定されている。検出温度が１０５℃を超えた場合は、廃水の濃縮化が進み、廃水が異常な温度まで昇温していることを意味する。したがって、この場合は、これ以上の濃縮処理を停止するため、第１加熱装置２２は加熱を停止する。

泡センサー３３は、処理槽１６に貯留されている廃水の液面に発生した泡の有無を検知するものである。処理槽１６の廃水が加熱されると、加熱により生じる気泡によって廃水の液面が泡立つ場合がある。廃水の粘性が高ければ高いほど、泡が発生しやくすなる。泡センサー３３は、このように発生した泡の有無を検知する。泡センサー３３は、例えば、処理槽１６の上部の空間に所定距離を隔てて離間された発光素子及び受光素子により構成されている。前記発光素子及び前記受光素子は、前記上限水位Ｈ１よりも少し上方の位置、具体的には、前記上限水位Ｈ１よりも１５０ｍｍ高い位置に設けられている。

前記発光素子は、例えば発光ダイオードである。前記受光素子は、例えばフォトトランジスタである。発光素子から受光素子に光が照射されており、その照射光に応じた電圧信号が制御部１００に送られる。廃水の液面に生じた泡が増加して、その泡が前記発光素子から前記受光素子に至る光路に到達すると、光路を通る前記光が遮られ、前記電圧信号の電圧レベルが低下する。制御部１００は、前記電圧レベルが所定の閾値未満になった場合に、液面に泡が生じていると判定する。本実施形態では、発生した泡が液面から離れて連結ダクト１４を通って分解処理装置１２に送られると、分解処理装置１２が停止したり故障したりするおそれがある。そのため、制御部１００は、泡が生じていると判定した場合に、電動弁２９Ａを制御して、消泡剤供給部２７から処理槽１６に消泡剤を供給する。

温度センサー３５は、処理槽１６の上面に設けられている。温度センサー３５は、処理槽１６の内部の温度、具体的には、処理槽１６の上部の空間内の気体の温度を検出するものである。温度センサー３５は、例えば、測温抵抗体などで構成されている。温度センサー３５は、検出対象の温度に応じたセンサー信号を制御部１００に送る。制御部１００は、そのセンサー信号に基づいて検出対象の温度を算出し、その温度情報を液晶モニター１０６に表示する。

［分解処理装置１２］
分解処理装置１２は、連結ダクト１４よりも下流側に設けられている。分解処理装置１２は、筒状の筐体４１と、酸化触媒４３と、排気ダクト４４と、を備えている。

筐体４１は、鉛直方向に延びる断面円形の筒形状に形成されている。筐体４１の一方側（入口側）は連結ダクト１４の出口側に連結しており、連結ダクト１４から案内された気体を内部に流入させる。筐体４１の他方側（出口側）には排気ダクト４４が連結されている。連結ダクト１４から送られてきた気体（蒸気）は、筐体４１の内部を通って上方へ案内されて、排気ダクト４４に流入する。つまり、筐体４１の内部では、下部から上方へ向かう気流が生じる。

酸化触媒４３は、筐体４１の内部に設けられている。酸化触媒４３は、白金を主成分とする金属触媒であり、ハニカム構造を有する所謂メタルハニカム触媒である。ハニカム構造の内部を連結ダクト１４から送り込まれた蒸気を含む気体が通ることによって、その気体に含まれている難分解性の物質と酸化触媒４３とが酸化反応して、当該物質が分解される。

［制御装置１３］
制御装置１３は、第１加熱装置２２による処理槽１６内の廃水の加熱の制御、第２加熱装置２３による気体（蒸気又は空気）の加熱の制御、供給ポンプ６１等による処理槽１６への廃水の供給又は補給の制御、排出ポンプ６２等による濃縮後の廃水（濃縮水）の排出の制御、消泡剤供給部２７の電動弁２９Ａによる消泡剤の供給の制御、電動弁２８Ａによる水の供給の制御などを行う。

図２に示すように、制御装置１３は、その内部に、シーケンサーなどの制御部１００などが設けられている。また、制御装置１３の筐体には、液晶モニター１０６や、動作指示を入力するための操作部１０７などが設けられている。

制御部１００に、記憶部１０５、液晶モニター１０６、操作部１０７、各種センサー３２～３５、各種ポンプ６１，６２、各種電動弁２８Ａ，２９Ａ，５１Ａ，５４Ａ、第１加熱装置２２、及び第２加熱装置２３などが接続されており、互いに信号やデータの相互通信が可能に構成されている。液晶モニター１０６には、液面センサー３４の出力に基づいて、処理槽１６の廃水の水位が表示される。

制御部１００は、ＣＰＵ１０１、ＲＯＭ１０２、ＲＡＭ１０３、ＥＥＰＲＯＭ１０４（登録商標）等を有するコンピューターであり、廃水処理システム１０を統括的に制御する。ＲＯＭ１０２に制御プログラムが記憶されており、ＣＰＵ１０１が前記制御プログラムを読み出した実行することによって、後述の濃縮処理や、低燃焼処理などが実行される。

ところで、廃水を濃縮処理する廃水濃縮装置１１においては、処理槽１６内に発生した泡が泡センサー３３によって検知されると、処理槽１６内に消泡剤供給部２７から消泡剤が供給される。しかしながら、処理槽１６に廃水タンク８１から廃水が補給されることにより廃水の粘性が高くなると、消泡剤が供給されても、泡の発生を十分に抑制することができなくなる場合がある。廃水濃縮装置１１では、泡の発生が複数回連続して検知されると、運転が異常停止され、濃縮処理が中止され、処理槽１６内の廃水を産業廃棄物として排出せざるを得なくなる。この場合、濃縮化が不十分な状態の廃水が排出されるおそれがある。

これに対して、本実施形態では、処理槽１６内の廃水を確実に濃縮化することが可能なように、廃水濃縮装置１１において、後述する濃縮処理、及び低燃焼処理が行われる。

［濃縮処理］
次に、図３及び図４のフローチャートを参照して、廃水濃縮装置１１の制御部１００によって実行される濃縮処理の手順の一例について説明するとともに、本発明の加熱調整方法について説明する。ここで、図３及び図４は、廃水濃縮装置１１の制御部１００によって実行される濃縮処理の手順の一例を示すフローチャートである。図中において、Ｓ１１、Ｓ１２、・・・は処理手順（ステップ）の番号を表している。各ステップにおける処理は、制御部１００によって、より詳細にはＣＰＵ１０１がＲＯＭ１０２内の制御プログラムを実行することによって行われる。

なお、以下においては、説明の便宜上、処理槽１６及び水位槽１８それぞれが空の状態であり、各電動弁２８Ａ，２９Ａ，５１Ａ，５４Ａ，２２５が閉状態であり、電磁弁５５Ａが閉位置にある場合に、ステップＳ１１以降の処理が行われる例について説明する。

ステップＳ１１では、制御部１００は、処理槽１６に廃水を供給する廃水供給処理（廃水供給工程）を行う。具体的には、制御部１００は、電動弁５１Ａを制御して、電動弁５１Ａを閉位置から開位置に作動し、また、供給ポンプ６１を駆動させる。これにより、廃水タンク８１から処理槽１６への廃水の供給が開始される。

供給ポンプ６１によって廃水が処理槽１６に供給されると、処理槽１６の下部から連結管５２を通って廃水が水位槽１８に流入する。その後、廃水が前記上限水位Ｈ１まで貯留されると、制御部１００は、廃水の供給を停止する。具体的には、制御部１００は、液面センサー３４からの検知信号に基づいて、廃水の液面が前記上限水位Ｈ１に到達したと判定すると、電動弁５１Ａを閉位置に戻し、供給ポンプ６１を停止して、廃水の供給を停止する。

次のステップＳ１２では、制御部１００は、処理槽１６に貯留された廃水を加熱する加熱処理（加熱工程）を開始する。具体的には、制御部１００は、第１加熱装置２２の電動弁２２５を閉位置から開位置に作動し、また、ブロアー２２４を駆動させて空気を配管５７に供給し、その後、バーナー２２２において燃料ガスを着火して、燃料ガスを燃焼させる。このとき、第１加熱装置２２は、予め定められた火力となるように加熱制御する。具体的には、制御部１００からの駆動信号を受けたブロア制御部２２６は、予め定められた基準周波数（例えば、６０Ｈｚ）の周波数信号をブロアー２２４に出力して、予め定められた定格風量となるようにブロアー２２４を駆動させる。

また、ステップＳ１２において、制御部１００は、第２加熱装置２３の第２加熱制御部２３Ｂに駆動信号を出力して、第２加熱装置２３の電気ヒーター２３Ａを駆動させる。このとき、第２加熱制御部２３Ｂは、ＰＩＤ制御によって、酸化触媒４３の入口温度が、前記難分解性の物質などを酸化可能な温度となるように電気ヒーター２３Ａを加熱制御する。また、制御部１００は、送気ブロアー２４を駆動して、連結ダクト１４内に空気を送り込む。これにより、処理槽１６で生じた水蒸気が連結ダクト１４に吸い込まれて、更に、連結ダクト１４を通って筐体４１に送風されて、酸化触媒４３側へ送り込まれる。

ステップＳ１２の加熱処理が開始されると、処理槽１６内の廃水の貯留量は含有水分の蒸発によって徐々に減少して、廃水の濃縮化が進む。

ステップＳ１３では、制御部１００は、温度センサー３２のセンサー信号に基づいて、廃水が異常な温度（設定温度１０５℃）まで昇温したか否かを判定する。ここで、前記設定温度まで上昇したと判定されると、制御部１００は、液晶モニター１０６に廃水温度異常のエラーを出力し、更に第１加熱装置２２及び第２加熱装置２３による加熱処理を停止するエラー処理を行う（Ｓ１３１）。その後、一連の処理が終了する。

ステップＳ１３において、廃水が異常な温度ではないと判定されると、制御部１００は、処理槽１６の廃水が前記補給水位Ｈ２まで減少したかどうかを判定する（Ｓ１４）。この判定処理は、液面センサー３４からの検知信号に基づいて行われる。制御部１００は、廃水の液面が前記補給水位Ｈ２まで低下したと判定すると（Ｓ１４のＹＥＳ）、次のステップＳ１５の処理が行われる。

ステップＳ１５では、廃水の補給回数が予め定められた設定回数Ｎ１に達したか否かを判定する。ここで、前記補給回数が設定回数Ｎ１に達していないと判定されると、制御部１００は、次のステップＳ１６に移行する。

前記設定回数Ｎ１は、所望する濃縮水（例えば含水率３０％程度の廃水）が得られる回数に定められている。本実施形態では、前記設定回数Ｎ１が２０００回に設定されている。なお、この設定回数Ｎ１の数値は任意であり、廃水における水の含有率や処理槽１６の容積、加熱される廃水の設定温度（本実施形態では、例えば１０５℃）などに応じて定められる。

ステップＳ１６では、制御部１００は、廃水を処理槽１６に補給する廃水補給処理（廃水補給工程）を行う。この廃水補給処理は、上述したステップＳ１１の処理と同じ処理であるため、ここでの詳細な説明は省略する。その後、ステップＳ１３に戻り、ステップＳ１３以降の処理が行われる。なお、ステップＳ１６は、本発明の廃液供給工程の一例である。

一方、ステップＳ１５において、前記補給回数が設定回数Ｎ１に達したと判定されると、制御部１００は、ステップＳ１７に移行して、第１加熱装置２２及び第２加熱装置２３による加熱処理を停止する（Ｓ１７）。

その後、ステップＳ１８において、制御部１００は、処理槽１６に溜まっている濃縮処理後の濃縮水を排出する濃縮水排出処理（濃縮水排出工程）を行う。具体的には、制御部１００は、電動弁５４Ａを閉位置から開位置に作動させ、排出ポンプ６２を駆動させる。処理槽１６の底部から濃縮水が排出されて、配管５４を通って、外部タンク３６に貯留される。

ステップＳ１４において、廃水の液面が前記補給水位Ｈ２まで低下していないと判定されると（Ｓ１４のＮＯ）、制御部１００は、次のステップＳ１９において、泡センサー３３のセンサー信号に基づいて、処理槽１６に泡が生じたが否かを判定する。ここで、泡が発生したと判定されると、制御部１００は、図４のステップＳ２３に移行する。一方、泡が検知されてなかった場合、制御部１００は、ステップＳ２０に移行する。

ステップＳ２０では、制御部１００は、前回に泡を検出したときからの経過時間、つまり、泡を検知していない時間（以下、非検知時間と称する。）が予め定められた設定時間Ｔ１以上であるか否かを判定する。前記被検知時間が前記設定時間Ｔ１以上である場合は、後述の低燃焼状態であるか否かを判定し（Ｓ２１）、低燃焼状態である場合は、燃焼増加処理を行う（Ｓ２２）。ここで、前記低燃焼状態は、後述の低燃焼処理（図４のＳ２５）によって第１加熱装置２２による加熱が抑制されて、バーナー２２２の燃焼が抑制された状態である。処理槽１６において、前記設定時間Ｔ１以上泡が検知されなかった場合は、低燃焼にしておく必要はないため、制御部１００は、低燃焼状態から加熱を増加して、燃焼量を増加する処理を行う。具体的には、制御部１００は、現在のブロアー２２４の風量を、前記定格風量の１０％分を増加させるように、ブロア制御部２２６への周波数信号の周波数を大きくする。

なお、ステップＳ２０において、前記非検知時間が前記設定時間Ｔ１未満であると判定された場合、或いは、ステップＳ２１において低燃焼状態ではないと判定された場合、制御部１００は、ステップＳ１３に戻り、ステップＳ１３移行の処理を行う。

図４に示すように、処理がステップＳ２３に進むと、制御部１００は、処理槽１６に発生した泡を消すために、電動弁２９Ａを制御して、消泡剤供給部２７から処理槽１６に消泡剤を供給する。なお、ステップＳ２３は、本発明の消泡剤供給工程の一例である。

次のステップＳ２４では、制御部１００は、予め定められた設定時間Ｔ１０（本発明の第１設定時間の一例）が経過するまでに再び泡を検知したか否かを判定する。つまり、制御部１００は、消泡剤が供給されてから前記設定時間Ｔ１０が経過する前に泡センサー３３によって再び泡が検知されたか否かを判定する。ここで、前記設定時間Ｔ１０は、後述の低燃焼処理を実行するか否かを判定するための基準となる時間であり、本実施形態では、前記設定時間Ｔ１０は、６０秒に定められている。なお、前記設定時間Ｔ１０は、消泡剤の供給が開始された時点（電動弁２９Ａが開にされた時点）からカウントしてもよいし、消泡剤の供給が完了した時点（電動弁２９Ａが閉にされた時点）からカウントしてもよい。

ステップＳ２４において、前記設定時間Ｔ１０が経過する前に泡が再検知された場合は、制御部１００は、次のステップＳ２５において、第１加熱装置２２による加熱を抑制する低燃焼処理を行う。前記低燃焼処理は、例えば、現在のブロアー２２４の風量を、前記定格風量の１０％分を減少させるように、ブロア制御部２２６への周波数信号の周波数を小さくする処理である。このような処理を行う制御部１００は、本発明の加熱制御部の一例である。また、ステップＳ２５は、本発明の加熱抑制工程の一例である。一方、ステップＳ２４において、前記設定時間Ｔ１０が経過する前に泡が再検知されなかった場合は、制御部１００は、前記低燃焼処理を行わずに、ステップＳ１３に戻り、ステップＳ１３以降の処理を行う。

以上説明したように、本実施形態では、廃水濃縮装置１１において、廃水に含まれる水分の蒸発によって処理槽１６内の廃水の液面が前記補給水位Ｈ２まで低下した場合に処理槽１６に前記廃水を補給し、そして、廃水の補給が終了してから予め定められた前記設定時間Ｔ１０が経過する前に泡センサー３３によって泡が検知された場合に、第１加熱装置２２による加熱を抑制する低燃焼処理が行われる。これにより、第１加熱装置２２による加熱を、処理槽１６内に泡が生じない程度まで抑制することができる。その結果、泡が生じたことを条件にすぐに廃水濃縮装置１１を異常停止させることなく、継続して廃水濃縮装置１１を運転させることができる。また、加熱力が抑制されたものの連続して運転されることにより、廃水の濃縮が途中で終わることなく、所望する濃縮水（例えば含水率３０％程度の廃水）が得られるまで廃水の濃縮化を行うことができる。

なお、図４に示す低燃焼処理（Ｓ２５）は、例えば、図５に示すフローチャートに従って実行されてもよい。ここで、図５は、前記低燃焼処理の手順の他の例を示すフローチャートである。

図５に示すように、前記低燃焼処理は、消泡剤が供給されてから再び泡が検知されるまでの時間Ｔｒ（以下、再検知時間Ｔｒと称する。）が短いほど第１加熱装置２２による加熱の抑制量を大きくする、つまり、燃料量を小さくする処理である。

具体的には、まず、ステップＳ２５１において、制御部１００は、再検知時間Ｔｒが予め定められた設定時間Ｔ１１以上であるか否かを判定する。前記設定時間Ｔ１１は、例えば３０秒である。つまり、制御部１００は、前記再検知時間Ｔｒが、前記設定時間Ｔ１１以上であり、前記設定時間Ｔ１０未満であるか否かを判定する。ここで、前記再検知時間Ｔｒが、前記設定時間Ｔ１１以上であると判定されると、制御部１００は、ブロアー２２４が供給する風量を、前記定格風量の１５％分だけ減少させるように、ブロア制御部２２６への周波数信号の周波数を小さくする（Ｓ２５２）。具体的には、前記基準周波数（例えば、６０Ｈｚ）よりも１５％だけ周波数を小さくした周波数信号をブロア制御部２２６からブロアー２２４に出力させる。その後、ステップＳ１３に戻る。

ステップＳ２５１において、再検知時間Ｔｒが前記設定時間Ｔ１１未満であると判定されると、制御部１００は、次のステップＳ２５３において、再検知時間Ｔｒが予め定められた設定時間Ｔ１２以上であるか否かを判定する。前記設定時間Ｔ１２は、例えば１０秒である。つまり、制御部１００は、前記再検知時間Ｔｒが、前記設定時間Ｔ１２以上であり、前記設定時間Ｔ１１未満であるか否かを判定する。ここで、前記再検知時間Ｔｒが、前記設定時間Ｔ１２以上であると判定されると、制御部１００は、ブロアー２２４が供給する風量を、前記定格風量の３０％分だけ減少させるように、ブロア制御部２２６への周波数信号の周波数を小さくする（Ｓ２５４）。具体的には、前記基準周波数（例えば、６０Ｈｚ）よりも３０％だけ周波数を小さくした周波数信号をブロア制御部２２６からブロアー２２４に出力させる。その後、ステップＳ１３に戻る。

ステップＳ２５３において、再検知時間Ｔｒが前記設定時間Ｔ１２未満であると判定されると、制御部１００は、次のステップＳ２５５において、再検知時間Ｔｒが予め定められた設定時間Ｔ１３以上であるか否かを判定する。前記設定時間Ｔ１３は、例えば３秒である。つまり、制御部１００は、前記再検知時間Ｔｒが、前記設定時間Ｔ１３以上であり、前記設定時間Ｔ１２未満であるか否かを判定する。ここで、前記再検知時間Ｔｒが、前記設定時間Ｔ１３以上であると判定されると、制御部１００は、ブロアー２２４が供給する風量を、前記定格風量の４５％分だけ減少させるように、ブロア制御部２２６への周波数信号の周波数を小さくする（Ｓ２５６）。具体的には、前記基準周波数（例えば、６０Ｈｚ）よりも４５％だけ周波数を小さくした周波数信号をブロア制御部２２６からブロアー２２４に出力させる。その後、ステップＳ１３に戻る。

また、ステップＳ２５５において、再検知時間Ｔｒが予め定められた設定時間Ｔ１３未満であると判定されると、制御部１００は、ブロアー２２４が供給する風量を、前記定格風量の６０％分だけ減少させるように、ブロア制御部２２６への周波数信号の周波数を小さくする（Ｓ２５７）。具体的には、前記基準周波数（例えば、６０Ｈｚ）よりも６０％だけ周波数を小さくした周波数信号をブロア制御部２２６からブロアー２２４に出力させる。その後、ステップＳ１３に戻る。

このような低燃焼処理が行われることにより、第１加熱装置２２による加熱の強さを、泡が生じ難くなるまで徐々に低下させることができる。

なお、本実施形態では、図４に示すように、消泡剤が供給されてからステップＳ２４の判定処理を行う処理例について説明したが、本発明はこのような処理例に限られない。例えば、図６に示すように、処理槽１６に廃水が補給されてから予め定められた設定時間Ｔ２０（本発明の第２設定時間の一例）が経過する前に泡センサー３３によって泡が検知された場合に、第１加熱装置２２による加熱を抑制する低燃焼処理が行われてもよい。ここで、前記設定時間Ｔ２０は、前記設定時間Ｔ１０よりも短い時間に定められている。前記設定時間Ｔ２０は、ステップＳ１６による廃水の補給が行われた直後に泡が検知されたか否かを判定するための基準となる時間であり、本実施形態では、例えば、５秒に設定されている。つまり、制御部１００は、廃水が補給されて、補給が完了してから前記設定時間Ｔ２以内に泡が検知された場合に、電動弁２８Ａを作動させて水を処理槽１６に供給する加水処理（Ｓ２３２）を行い、その後に、低燃焼処理（Ｓ２５）を行う。

例えば、粘度の高い廃水が処理槽１６に補給された場合は、泡が発生しやすくなることから、このような処理が行われることにより、前記設定時間Ｔ１０が経過することを待たずに、低燃焼処理により第１加熱装置２２による加熱の強さを、処理槽１６内に泡が生じない程度まで抑制することができる。

１０ ：廃水処理システム，１１ ：廃水濃縮装置， １２ ：分解処理装置，
１３ ：制御装置， １６ ：処理槽， １８ ：水位槽，
２２ ：第１加熱装置， ２３ ：第２加熱装置， ２７ ：消泡剤供給部，
３２ ：温度センサー， ３３ ：泡センサー， ３４ ：液面センサー，
３５ ：温度センサー， ３７ ：エアータンク， ５１Ａ ：電動弁，
５４Ａ ：電動弁， ５５ ：エアー配管， ５５Ａ ：電磁弁，
６１ ：供給ポンプ， ６２ ：排出ポンプ， ８１ ：廃水タンク，
１００ ：制御部， ２２１ ：燃焼炉， ２２２ ：バーナー，
２２３ ：均圧弁， ２２４ ：ブロアー， ２２５ ：電動弁，
２２６ ：ブロア制御部

Claims (5)

1. 処理槽に収容された廃液を加熱して含有水分を蒸発させることにより前記廃液を濃縮する廃液処理装置であって、
   前記処理槽内の前記廃液を加熱する加熱部と、
   前記処理槽内に発生する泡を検知する泡検知部と、
   前記泡検知部によって前記泡が検知された場合に消泡剤を前記処理槽に供給する消泡剤供給部と、
   前記消泡剤が供給されてから予め定められた第１設定時間が経過する前に前記泡検知部によって再び前記泡が検知された場合に、前記加熱部による加熱を抑制する加熱制御部と、を備える廃液処理装置。
2. 前記加熱制御部は、前記第１設定時間が短いほど前記加熱部による加熱の抑制量を大きくする、請求項１に記載の廃液処理装置。
3. 処理槽に収容された廃液を加熱して含有水分を蒸発させることにより前記廃液を濃縮する廃液処理装置であって、
   前記処理槽内の前記廃液を加熱する加熱部と、
   前記処理槽内に発生する泡を検知する泡検知部と、
   前記含有水分の蒸発によって前記処理槽内の前記廃液の液面が補給水位まで低下した場合に前記処理槽に前記廃液を供給する廃液供給部と、
   前記廃液供給部によって前記廃液が供給されてから予め定められた第２設定時間が経過する前に前記泡検知部によって前記泡が検知された場合に、前記加熱部による加熱を抑制する加熱制御部と、を備える廃液処理装置。
4. 処理槽に収容された廃液を加熱して含有水分を蒸発させることにより前記廃液を濃縮する廃液処理装置に適用される加熱調整方法であって、
   前記廃液処理装置は、前記処理槽内の前記廃液を加熱する加熱部と、前記処理槽内に発生する泡を検知する泡検知部と、を備え、
   前記泡検知部によって前記泡が検知された場合に消泡剤を前記処理槽に供給する消泡剤供給工程と、
   前記消泡剤が供給されてから予め定められた第１設定時間が経過する前に前記泡検知部によって再び前記泡が検知された場合に、前記加熱部による加熱を抑制する加熱抑制工程と、を含む加熱調整方法。
5. 処理槽に収容された廃液を加熱して含有水分を蒸発させることにより前記廃液を濃縮する廃液処理装置に適用される加熱調整方法であって、
   前記廃液処理装置は、前記処理槽内の前記廃液を加熱する加熱部と、前記処理槽内に発生する泡を検知する泡検知部と、を備え、
   前記含有水分の蒸発によって前記処理槽内の前記廃液の液面が補給水位まで低下した場合に前記処理槽に前記廃液を供給する廃液供給工程と、
   前記廃液供給工程によって前記廃液が供給されてから予め定められた第２設定時間が経過する前に前記泡検知部によって前記泡が検知された場合に、前記加熱部による加熱を抑制する加熱抑制工程と、を含む加熱調整方法。