マイクロバブル・ナノバブル発生装置 導入事例7

マイクロバブル・ナノバブル発生装置 導入事例7

食品製造工場S社のマイクロバブル・ナノバブル発生装置「YJノズル」採用事例

マイクロバブル・ナノバブル発生装置「YJノズル」の活性汚泥で余剰汚泥ゼロ化に成功

■ 排水処理の対象

漬物製造S社工場 排水処理(小豆島)

■ 問題点および課題

余剰汚泥対策、騒音対策、水質の改善

■ 排水処理の概要

処理水量40m³/日  原水 BOD2000~3000mg/ℓ
調整槽 → 曝気槽80³ → 膜分離処理 → 放流

民家と曝気槽が隣接

今回の設置機種

マイクロバブル・ナノバブル発生装置YJノズル「YJ-15」を調整槽に4台、「YJ-32-inline」を曝気槽に4台設置

曝気槽上に設置されたマイクロバブル・ナノバブル発生装置「YJノズル」

うなぎの寝床のような細長い曝気槽

処理内容

  • マイクロバブル・ナノバブル発生装置「YJノズル」設置の効果により臭気が全く発生していない。
  • YJ採用により原水BOD2500 mg/ℓ が5 mg/ℓに大幅低減して放流。瀬戸内海の厳しい規制値を余裕でクリアしている。
  • 2018年2月運転開始から現在に至るまで、余剰汚泥の引き抜きはゼロを継続中。マイクロバブル・ナノバブル発生装置「YJノズル」のSS分解能力が極めて高いため、活性汚泥のMLSSは自己消化作用が強く働くためMLSSは運転開始以降、7000mg/ℓ以上に増加することはなく、余剰汚泥引き抜きゼロを継続中である。
  • 真ん中の写真のようにすぐ隣に民家があり、臭気、騒音は決して許されない。この条件を解決するためには散気用のブロワの騒音を避ける必要があった。このこともありポンプ可動式のため騒音の少ないマイクロバブル・ナノバブル発生装置「YJノズル」が採用され、結果、この問題をクリアしている。
マイクロバブル・ナノバブル発生装置 導入事例6

マイクロバブル・ナノバブル発生装置 導入事例6

マイクロバブル(ナノバブル)によるマイクロ金型洗浄方法の検討

(山梨工業技術センター 研究報告No.23より抜粋引用)

実験方法

洗浄用マイクロバブル・ナノバブルの超音波との併用の実験を行った。環境問題の観点から、超高圧マイクロジェット噴流等、有機溶剤や洗浄液を使用しない洗浄技術の開発が活発に行われている。その中で、マイクロバブルを用いた洗浄方法は、注目を集めている技術の1 つである。通常、気泡は直ぐに水面へ上昇して破裂するが、気泡サイズが数十μm 以下になると、水中での滞在時間が長くなり、水中で収縮・消滅(完全溶解)するようになる。このマイクロバブルによる洗浄メカニズムは、まだ明確に解明されていないが、次のような効果が期待されているため、本研究でもマイクロバブルの利用を検討することにした。

① 気泡表面積が大きく、油分等の汚れが付着する。
② 気泡の消滅時に衝撃波が発生し、汚れを剥離する。

表4 マイクロバブル発生器の主な仕様

ノズル形式 YJ-9 ノズル径 9mm
ポンプ出力 0.4 kW ポンプ流量 80 L/min
空気供給量 28 L/min 発生気泡径 30~50 μm

図9 に本研究で使用した実験装置の概略図と、マイクロバブル発生器を示す。
約60L の水槽中でマイクロバブルを発生させ、洗浄実験槽を兼ねた超音波洗浄機に循環させる構造とした。本研究で使用したマイクロバブル発生器は、専用ノズルに吸水するだけで自然吸気し、マイクロバブルを放出するタイプである。表4 に、マイクロバブル発生器の主な仕様について示す。

マイクロバブル(ナノバブル)洗浄の結果

まず、マイクロバブルの発生によって、洗浄液がどのような影響を受けるか検証した。具体的には、水道水を実験装置内で循環させただけの場合と、マイクロバブルを発生させた場合で、水質の変化を電極型pH 計(堀場製作所製、twin pH B-212)を用いて測定した。本研究で使用するマイクロバブル発生器を稼働しても、洗浄水は無色透明であり、目視でマイクロバブルの発生状況は把握できない。

しかし、図10 に示すように、マイクロバブルを発生し始めると、少しずつ水質がアルカリ性に変化し、約20 分後には、pH8.2 で安定することが分かった。本研究で使用したpH 計は電極型のため、マイクロバブルがマイナスに帯電すると、その溶液はアルカリ性と認識する可能性がある6)。気泡表面の帯電メカニズムは、まだ明確に解明されていないものの、この測定結果より、目視できないマイクロバブルが、確実に発生していることが確認できた。次に、マイクロバブルの洗浄能力について実験を行った。

76.0×26.0mm のガラス板上に、模擬汚れとして白色ワセリンを塗布し、超音波洗浄のみの場合と、マイクロバブルを含む洗浄水で超音波洗浄した場合で、洗浄能力がどのように変化するか比較した。白色ワセリンは、ガラス板中央部に約20mm 幅で塗布した。超音波洗浄は5 分間行い、非接触表面形状測定機(Zygo製、NewView 6300)を用いて白色ワセリンの残留状態を測定・比較した。

図11 に実験結果を示す。超音波洗浄のみの場合では、目視でも判別できるほど白色ワセリンが残留した部分があったが、マイクロバブルが付加されると、多量に付着した部分が殆ど存在しない状態となり、一定の洗浄能力向上が確認できた。

マイクロバブル(ナノバブル)洗浄に関する結言

転写型の型の洗浄方法等の要素技術について検討を行った。得られた結果は以下のとおりである。マイクロバブルを用いた洗浄方法を検討した結果、マイクロバブルによる水質変化と、一定の洗浄能力向上が確認できた。

図11 洗浄実験結果

マイクロバブル・ナノバブル発生装置 導入事例5

マイクロバブル・ナノバブル発生装置 導入事例5

マイクロバブル発生装置(ナノバブル発生装置)をテスト導入し、約3週間に渡って実機試験を行い、「流量調整槽からの臭気対策」「曝気槽自体の曝気不足改善による処理能力向上」「膜表面に付着した有機物の分解による目詰まりの解消」など多くの実証結果が得られました。マイクロバブル発生装置(ナノバブル発生装置)YJ装置のご購入いただけることになりました。
こちらでは、そのときのマイクロバブル発生装置(ナノバブル発生装置)の実証データや写真を使用して、本事例をご紹介します。

化学工場I社様 排水処理、洗浄設備

マイクロバブル発生装置(ナノバブル発生装置)設置前

  原水 処理場出口 バッキ槽 河川放流口
  pH COD COD SS 濾過時間(秒) COD
  管理値 管理値
2000mg/L以下
管理値
30mg/L以下
管理値 管理値 協定値
20mg/L以下
10月1週目 8.48 957.87 52.16 9463 28 4.97
10月2週目 6.33 613.84 16.85 9680 20 1.20
10月3週目 6.23 767.30 13.29 9088 18 1.23
10月4週目 7.96 874.62 15.85 9720 22 2.17
10月5週目 6.8 774.8 22.07 10063 24 3.06
平均 7.15 792.83 23.34 9611 22 2.45

マイクロバブル発生装置(ナノバブル発生装置)設置後

  原水 処理場出口 バッキ槽 河川放流口
  pH COD COD SS 濾過時間(秒) COD
  管理値 管理値
2000mg/L以下
管理値
30mg/L以下
管理値 管理値 協定値
20mg/L以下
11月1週目 7.67 679.53 13.17 9825 23 3.03
11月2週目 8.05 896.68 12.44 9840 19 1.22
11月3週目 8.45 1048.14 11.03 10663 17 0.60
平均 7.98 827.48 12.75 100093 20 1.50

マイクロバブル発生装置(ナノバブル発生装置)YJ装置により、処理場出口CODが半分、マイクロバブル発生装置(ナノバブル発生装置)YJ装置により、河川数流口CODが約1/3下がった。

事例写真

事例写真

マイクロバブル・ナノバブル発生装置 導入事例4

マイクロバブル・ナノバブル発生装置 導入事例4

マイクロバブル・ナノバブル発生装置「YJノズル」は、排水処理に最適で浮上分離に活用できる独自のストレート構造で目詰まりが起きず、業界最高レベルのエネルギー効率を誇るなど優れた特徴を持ちます。他製品とは一線を画す当製品を導入し、悪臭対策や負荷軽減、コストカットなどに成功した企業様の事例をご紹介します。

乳製品工場 Y社様・M社様・K社様 マイクロバブル・ナノバブル発生装置「YJノズル」採用例

悪臭対策 排水処理、洗浄設備で、槽底が低酸素濃度となり、嫌気性菌の活動によって硫化水素系の臭気問題が発生。マイクロバブル・ナノバブル発生装置「YJノズル」の設置によって槽底までマイクロバブル・ナノバブルが行き渡るようになり、槽内のDO(溶存酸素)が高い数値で均一化した。これにより嫌気性菌の活動は沈静化し、画期的な消臭効果につながった。
負荷軽減 マイクロバブル・ナノバブル発生装置「YJノズル」を調整槽から曝気槽に送り込む流入ポンプの先端に取り付けるだけで、曝気の効率が大幅にアップ。動力をプラスすることなく、負荷低減を実現した。
洗浄効果アップ マイクロバブル・ナノバブル発生装置「YJノズル」をCIPユニットに循環系を設け取り付けたところ、従来は不可能であった熱凝固系蛋白の残渣物の完全除去に成功。薬剤使用量の削減に大きく貢献している。

CIPユニットタンクの構造
CIPユニットの洗浄効果で活用

浮上分離槽の加圧タンク入口
浮上分離槽の加圧タンク入口に設置

類似の実績

M社様の製菓工場では、CIP洗浄にマイクロバブル・ナノバブル発生装置「YJノズル」を併用することで、薬剤使用量の半減に成功しました。また、T社様の自動車工場では、車のボディーの洗浄ラインにマイクロバブル・ナノバブル発生装置「YJノズル」が採用され、洗浄性能が大幅に向上。リピートオーダーが相次いでいます。

製造業、工場におけるマイクロバブル・ナノバブルの活用は、排水処理、洗浄にとどまらず、製造設備の洗浄性向上や負荷軽減、それにともなう薬品使用量の削減と低コスト化も可能にします。

マイクロバブル・ナノバブル発生装置 導入事例3

マイクロバブル・ナノバブル発生装置 導入事例3

マイクロバブル・ナノバブル発生装置「YJノズル」は、廃水処理に最適でBOD低減が可能で、独自のストレート構造で目詰まりが起きず、業界最高レベルのエネルギー効率を誇るなど優れた特徴を持ちます。以下では、他製品とは一線を画す本製品を導入し、処理効率の向上に成功した企業様の事例をご紹介します。

自動車関係塗装 S社様 塗装ライン洗浄排水 マイクロバブル・ナノバブル発生装置「YJノズル」採用例

導入試験 マイクロバブル・ナノバブル発生装置「YJノズル」の仕様を塗装工場廃水のBOD値低減を目的に行った。試用は段階的に実施し、低減の効果を各フェイズで確認した。

フェイズ 試験内容 結果
試験1 マイクロバブル・ナノバブル発生装置「YJノズル」を塗装ブース水槽に設置し、3日間稼働しノズルにエアーを供給しながら曝気した。 15%低減
試験2 6日間の稼働停止。マイクロバブル・ナノバブル発生装置「YJノズル」により、塗装ブース水槽を自然吸気で曝気した。 32%低減
試験3 試験1の廃水を原水槽へ流し、前処理ラインの洗浄水で希釈。さらに凝集剤を添加して、廃水処理、洗浄施設内で18時間循環した。 94%低減
試験4 試験2の廃水を原水槽へ流し、試験3と同様に希釈・添加と循環を行った。それに平行して、原水槽にマイクロバブル・ナノバブル発生装置「YJ-9」を設置。エアー供給し、曝気を65時間行った。 98%低減

塗装工場排水処理、洗浄フロー図

総括

前処理洗浄水での希釈と凝集剤の添加、および廃水処理、洗浄施設内での循環処理とマイクロバブル・ナノバブル発生装置「YJノズル」とにより、塗装ブース内の汚水3,000mg/lが60mg/lにまで大幅低減しました。これにより、安定して浄化された放流水が得られるようになりました。

マイクロバブル・ナノバブル発生装置 導入事例2

マイクロバブル・ナノバブル発生装置 導入事例2

マイクロバブル・ナノバブル発生装置「YJノズル」は、排水処理に最適、且つ臭気対策に有効な独自のストレート構造で目詰まりが起きず、メンテナンスフリーなど優れた特徴を持ち、他製品とは一線を画します。マイクロバブル・ナノバブル発生装置「YJノズル」を導入されている企業様・団体様の事例をご紹介します。臭気対策の処理効率の向上やコストカットなど、大きなメリットを感じていただいています。

原料製造N社様 排水処理、洗浄施設

排水処理の対象 化粧品原料等化学品製造工場排水処理
これまでの問題点
および課題
  • 原水槽、調整槽等における臭気が発生(臭気対策)
  • ベントナイト凝集汚泥と活性汚泥の余剰汚泥の発生(汚泥減容)
排水処理、洗浄の概要
  • 処理水量150m3/日
  • 凝集前処理後の調整槽 BOD7000mg/l
  • 原水槽100m3⇒凝集処理 ⇒調整槽100m3⇒嫌気槽⇒曝気槽 ⇒沈殿槽

今回の対応内容
  • マイクロバブル・ナノバブル発生装置YJノズル「YJ-15」(0.75kw水中ポンプ)を原水槽、調整槽に各々1基設置した
結果
  • 数10年来の問題点であった臭気がマイクロバブル・ナノバブルYJノズル設置後、わずか1日で完全に解消した(臭気対策に成功)
  • ベントナイト凝集処理後の原水BOD7000mg/lが3000mg/lに大幅低減した(水質向上)
  • ベントナイトの薬品使用量も半減し、コストダウンに成功した(製品削減)
  • ベントナイト凝集汚泥の引き抜き回数が月平均22回から11回に半減
    (余剰汚泥減容・産廃費用半減)
  • 活性汚泥処理の余剰汚泥も半減(産廃費用半減)でコストダウンに成功
  • 振動、騒音が極端に少ないマイクロバブル・ナノバブル曝気が環境改善に貢献

ベントナイト凝集処理後の原水量

ベントナイト薬品使用料

ベントナイト凝集汚泥引き抜き回数

臭気対策で導入したYJノズルで臭気対策はもちろん様々な効果が発揮され、結果コストダウンにもつながった。

今後の改善計画

原水槽、調整槽へのマイクロバブル・ナノバブル発生装置「YJノズル」の設置で、臭気対策に施工し大幅に薬注減量、汚泥減容に成功することができた。この結果をうけ、今後は曝気槽を従来のブロ ワによるディフューザー曝気から低振動、低騒音、省エネルギーなマイクロバブル・ナノバブル「YJノズル」の曝気に変更することで大幅な省エネおよびブロワの撤去によ る振動、騒音の管理対象削減による省力化など、更なる改善を近々実施予定。

マイクロバブル・ナノバブル発生装置 導入事例1

マイクロバブル・ナノバブル発生装置 導入事例1

マイクロバブル・ナノバブル発生装置「YJノズル」は、廃水処理に最適な独自のストレート構造で目詰まりが起きず、メンテナンスフリーなど優れた特徴を持ち、他製品とは一線を画します。この「YJノズル」を導入されている企業様・団体様の事例をご紹介します。処理効率の向上やコストカットなど、大きなメリットを感じていただいています。

大手化学工場様 マイクロバブル・ナノバブル発生装置「YJノズル」採用例

お客様の現状
  • 他社製水中エアレーター5.5kw×14基にて運転
  • 負荷変動等による廃水処理トラブルが頻発
テスト導入
  • テスト的に14基中の1基をマイクロバブル・ナノバブル発生装置「YJノズル」(5.5Kw=YJ-21×3本組みYJ-BR曝気装置)に変更
  • 頻発していた廃水処理トラブルが激減、DOがアップし、運転にかなり余力が生じた
追加導入
  • マイクロバブル・ナノバブル発生装置、YJ-BR曝気装置を3基追加、計4基(YJ-21×12本)を納入
導入後の状況
  • 他社製水中エアレーターのときはBOD90mg/lが限界だったが、マイクロバブル・ナノバブル発生装置「YJノズル」変更後、BODがわずか20mg/lになった⇒マイクロバブル・ナノバブルはBOD・CODの分解性能が高い
  • 他社製(5.5kw)の残り10台はほとんど運転おらず、マイクロバブル・ナノバブル発生装置、YJ曝気装置(5.5kw)4基のみで通常は運転している⇒動力費が1/3以下に激減し、超省エネルギー、CO2削減に成功

常識的にはYJノズルの酸素溶解効率を50%として、6.9m3/minの純酸素が必要酸素量として必要ですが、 今回の場合、YJ-21(100/min)×12本=1.2m3/minの酸素でBOD負荷5,000kg・BOD/日を分解しており、これは常識的に必要な必要酸素量のわずか1/5以下にすぎないことが分かります。
これはマイクロナノバブルのマイナスイオン化、マイクロナノバブルの圧壊、超音波、OHラジカル発生等によるBOD分解作用、微生物活性化作用などが必要酸素量とは関係なく、効果をあげているものと思われます。