CN101594920A - 含水物质的处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供可高效地处理含水物质并在处理后能作为资源实现再利用的手段。即，本发明提供含水物质的处理方法以及含水物质的处理装置，所述方法的特征在于，包括下述工序：(A)使常温常压的条件下呈气体的物质作为液体与含水物质接触的接触工序；(B)获得液体层的对所述(A)工序后的处理物进行固液分离的固液分离工序；(C)从通过所述(B)工序得到的液体层，作为气体提取所述常温常压的条件下呈气体的物质的至少一部分的气化提取工序；(D)对所述(C)工序后的液体层进行液液分离，采取下层的液液分离工序。

Description

含水物质的处理方法

技术领域

本发明涉及含水物质的处理方法，具体涉及可以利用常温常压的条件下呈气体的物质的气体的液化-气化现象高效地处理含水物质来实现再利用的处理方法以及适合于实施所述方法的处理装置。

背景技术

一直以来，已知各种含水物质，从其再利用和品质提高的角度，开发了各种含水物质的处理方法。

例如，作为由下水道产生的下水道污泥的处理方法，一般焚烧并填埋焚烧灰来进行处置。但是，焚烧时必须适当组合浓缩处理、脱水处理、干燥处理来对下水道污泥中的大量水分进行预处理，处理困难。此外，下水道污泥被大量排放，但填埋场的设立存在极限，所以也希望有用于再利用的技术。

另一方面，作为脱水技术之一，油中改性法(例如参照日本专利特开2000-290673号公报(专利文献1))中，将煤假定为含水分的固体，通过对经油中浆料化的含水分的固体在150℃以上进行加热处理而使含水分的固体的水分蒸发。由于通过将在操作温度下几乎不会蒸发的液体状的油作为加热介质，仅水选择性地蒸发，所以水蒸气不会被稀释，水蒸气所具有的蒸发潜热的密度不会下降。因此，油中改性法被认为可以高效地回收水蒸气所具有的蒸发潜热。尤其，关于煤的脱水，现有的方法中，油中改性法所需的能量被认为最小。然而，油中改性法中，为了将沸点比水高的油与煤分离(脱油)，需要离心分离或高于150℃的温度下的加热操作，所以脱油工序中的能耗高于脱水工序中的能耗，尚未实现真正的商业运转。

专利文献1：日本专利特开2000-290673号公报

发明的揭示

本发明的目的在于提供可高效地处理含水物质并在处理后能作为资源实现再利用的手段。

本发明人鉴于上述的目的而反复进行了研究，结果关注到以下现象：常温常压的条件下呈气体的物质在其性质上即使不设定苛刻的条件也可以容易地气化而由液体(液化物)转变为气体。另外，试错后发现，通过按照多项工序使所述物质作用于下水道污泥，可以将下水道污泥中的各种成分提取并分离，分离到的物质被单一成分化至可作为资源利用的程度，且只要是含水物质，并不局限于下水道污泥，还可以广泛地适用于煤等多种多样的物质，从而完成了本发明。

本发明提供以下的发明。

〔1〕含水物质的处理方法，其特征在于，包括下述工序：

(A)使常温常压的条件下呈气体的物质作为液体与含水物质接触的接触工序；

(B)获得液体层的对所述(A)工序后的处理物进行固液分离的固液分离工序；

(C)从通过所述(B)工序得到的液体层，作为气体提取所述常温常压的条件下呈气体的物质的至少一部分的气化提取工序；

(D)对所述(C)工序后的液体层进行液液分离，采取下层的液液分离工序。

〔2〕如〔1〕所述的处理方法，其特征在于，所述常温常压的条件下呈气体的物质是在25℃和1大气压的条件下呈气体的物质。

〔3〕如〔1〕或〔2〕所述的处理方法，其特征在于，所述常温常压的条件下呈气体的物质是选自甲醚、甲基乙基醚、甲醛、乙烯酮、乙醛、丁烷和丙烷的1种或2种以上的混合物。

〔4〕如〔1〕～〔3〕中的任一项所述的处理方法，其特征在于，还包括下述工序：(E)对于所述工序(D)的上层，作为气体提取所述常温常压的条件下呈气体的物质的至少一部分的气化提取工序。

〔5〕如〔1〕～〔3〕中的任一项所述的处理方法，其特征在于，还包括下述工序：(F)回收所述工序(C)中气化而分离到的常温常压的条件下呈气体的物质的气体，使该气体液化而获得液化物的液化工序。

〔6〕如〔4〕所述的处理方法，其特征在于，还包括下述工序：(F′)回收所述工序(C)和/或(E)中气化而分离到的常温常压的条件下呈气体的物质的气体，使该气体液化而获得液化物的液化工序。

〔7〕如〔1〕～〔6〕中的任一项所述的处理方法，其特征在于，所述工序(A)中，使常温常压的条件下呈气体的物质的液体与含水物质以233∶1～233∶50的重量比接触。

〔8〕如〔1〕～〔7〕中的任一项所述的处理方法，其特征在于，所述工序(A)中，进行400～1000rpm的搅拌。

〔9〕含水物质的处理装置，其特征在于，至少包括：

使常温常压的条件下呈气体的物质作为液体与含水物质接触的接触槽；

使在所述接触槽中进行了接触的所述物质的液体和含水物质的混合物固液分离的固液分离槽；

从分离后的液体层作为气体提取所述常温常压的条件下呈气体的物质的至少一部分的浓缩器；

对所述固液分离后的液体层进行液液分离的液液分离器。

〔10〕如〔9〕所述的处理装置，其特征在于，还包括：作为气体提取在所述液液分离器中分离到的液体层中的所述常温常压的条件下呈气体的物质的至少一部分的蒸发器。

〔11〕如〔9〕或〔10〕所述的处理装置，其特征在于，还包括：对常温常压的条件下呈气体的物质的气体进行加压的压缩机。

如果采用本发明，则能够提供可高效地处理含水物质并在处理后能实现作为资源的再利用的手段。尤其，如果采用本发明，可以利用常温常压的条件下呈气体的物质以温和的条件高效地处理下水道污泥中的污泥成分。处理后可以获得清洁的水，根据需要进一步进行纯化处理后，可以在饮料水、工业用水、农业用水等各种用途中进行再利用。此外，处理后的脱水污泥除了减少了除去的水分的重量而容易搬运之外，还可以省略或简化废弃时的焚烧时的预处理，所以能够实现废弃时的劳动力和成本的降低，同时在资源保护方面也是理想的。另外，本发明可以同样广泛地适用于多种多样的各种水分含量的含水物质，例如若应用于煤的脱水，则可以高效地获得高品质的煤。

附图的简单说明

图1是表示作为本发明的处理装置的例子的脱水装置1的概念图。

图2是表示作为本发明的处理装置的例子的脱水装置2的概念图。

图3是表示作为本发明的处理装置的例子的脱水装置3的概念图。

图4是表示本发明的处理装置的具体例子的模式图。

符号的说明

11：接触槽，12：固液分离槽，13：浓缩器，14：液液分离器，15：蒸发器，16、16A、16B、16C：压缩机，17A、17B、17C：热交换器，18：减压阀，21：缓冲罐，22：压榨机，23：甲醚(DME)除去器，31：液化DME供给部，32：液化DME，33：下水道污泥供给部，34：下水道污泥，35：处理物，36：固体层，37：液体层，38：气体，39：液体，40：下层，41：上层，42：气体，43：液体，44：液化DME。

实施发明的最佳方式

本发明的含水物质的处理方法的特征在于，包括下述的工序(A)、(B)、(C)和(D)。

(A)接触工序中，使常温常压的条件下呈气体的物质作为液体与含水物质接触。

常温常压的条件下呈气体的物质是指至少在包含于常温且常压的范围内的任意的温度和压力的条件下以气体状态存在的物质。即，只要是在包含于常温且常压的范围内的温度A和压力B的条件下呈气体状态的物质即可，在常温常压的条件下所包含的温度A以外的温度和压力B以外的压力下可以不呈气体状态。

在这里，常温是指接近于外部气温的温度，一般指-10～50℃、特别是0～40℃的范围。常压是指接近于外部气压的压力，一般指1大气压左右的范围。

作为常温常压的条件下呈气体的物质，具体较好是在25℃和1大气压的条件下呈气体的物质、在0℃和1大气压的条件下呈气体的物质，最好是在25℃和1大气压的条件下呈气体状态且在0℃和1大气压的条件下也呈气体的物质。

从能以较少的能耗实现脱水的角度来看，常温常压的条件下呈气体的物质较好是沸点在常温附近或其以下的物质。特别好是沸点在25℃以下，较好是在10℃以下，更好是在-5℃以下。如果是沸点超过常温的物质，则在后述的工序(C)中为了使该物质气化而需要高温的能量源，预计脱水所需的能量会增加，所以是不理想的。

作为常温常压的条件下呈气体的物质，具体可以例举甲醚、甲基乙基醚、甲醛、乙烯酮、乙醛、丁烷、丙烷等。它们可以使用1种，或者也可以2种以上混合使用。其中，较好是单独的甲醚以及甲醚与作为具体例子的上述其它物质的混合物。

甲醚在1大气压下的沸点为-24.8℃，在-10℃～50℃的大气压下呈气体。高效的甲醚的制造方法及制造装置揭示于例如日本专利特开平11-130714号公报、日本专利特开平10-195009号公报、日本专利特开平10-195008号公报、日本专利特开平10-182527号～日本专利特开平10-182535号的各公报、日本专利特开平09-309850号～日本专利特开平09-309852号的各公报、日本专利特开平09-286754号公报、日本专利特开平09-173863号公报、日本专利特开平09-173848号公报、日本专利特开平09-173845号公报等中，按照这些文献中所揭示的技术可以容易地获得。

本发明的处理对象是含水物质。含水物质是指含有水分的物质。“水分”是指水或水溶液，其组成、来源等没有特别限定。例如，可以例举水、血液、体液、污水。“含有”是指上述的水分含于某种物质。作为某种物质，对于尺寸、成分都没有特别限定，作为含水物质，较好是固体或浆状的形态。对于含水物质中的水分的存在形态也没有特别限定，可以是包裹于内部的水分，或者可以存在于外表面、固体粒子间，有时也可以存在于位于固体粒子的内侧的细孔中。另外，含水物质的含水量没有特别限定，但通常为20～98重量％，较好是35～85重量％。这些含水物质只要含水即可，可以是预先进行其它脱水处理后的物质。

作为这样的含水物质，具体可以例举例如下水道污泥。在这里，下水道污泥是指从处理家庭污水和工业污水等污水的下水道污水处理场排出的污泥，也包括脱水滤饼。脱水滤饼是指将下水道污泥脱水而得的固体物质。用于由下水道污泥获得脱水滤饼的方法例如有采用具备过滤器、螺杆、离心机、辊等的装置的过滤浓缩、固液分离、压榨，本发明中所用的脱水滤饼可以对这些方法适当选择而得，较好是组合过滤浓缩和压榨而得的脱水滤饼。作为用于制造脱水滤饼的装置，可以例举带式压力机、离心脱水机、螺旋压力机等。下水道污泥(包括脱水滤饼)的水分量一般被认为是75～85重量％(78重量％左右)。此外，作为含水物质的其它例子，可以例举煤、高分子吸收体(使用后的纸尿布、生理用品等)、生物(杂草、花束、水母等)、生物质原料(木屑、剩饭、厨房垃圾、其它的所谓废弃物)、土壤等。其中，通过对煤的应用，可以高效地获得高品质的煤。煤可以直接是开采后的煤，也可以是再进行某种脱水处理(例如，油中改性法(参照日本专利特开2000-290673号公报)、采用干燥惰性气体的脱水方法(参照日本专利特开平10-338653号公报))而得的煤，它们都可以作为本发明的对象。煤的含水量通常为20～80重量％，较好是35～67重量％。作为煤的种类，可以例举次烟煤、土状褐煤、暗色褐煤、泥煤。

(A)接触工序中，使常温常压的条件下呈气体的物质作为液体与含水物质接触。接触的方法没有特别限定，可以将常温常压的条件下呈气体的物质和含水物质收纳于容器中来实施。含水物质和液体的量的比例可以适当确定，例如含水物质为下水道污泥时，较好是至少在使下水道污泥中的水分(通常78重量％左右)溶解而获得高含水的液化物所需的量以上。即，较好是使常温常压的条件下呈气体的物质的液体与含水物质以233∶1～233∶50的重量比接触。此外，例如使用甲醚作为常温常压的条件下呈气体的物质时，20℃时水对于液化DME的饱和溶解度为7.2wt％，所以若以上述的下水道污泥中的水分量换算，则可以以下水道污泥相对于甲醚的浓度达到9重量％以上的量适当确定。此外，对于下水道污泥相对于甲醚的浓度的上限没有特别规定，下水道污泥的量过少时甲醚的接触也会变得困难，所以可以设为例如20重量％以下。

在这里，使常温常压的条件下呈气体的物质的液化物与含水物质接触时，必须将该物质维持在液体状态。用于维持在液体状态的方法没有特别限定，理想的是以饱和蒸汽压维持液化物。特别是工序(A)的温度条件理想的是在-10℃～50℃、较好是0～40℃的范围内适当设定。接触时间(脱水时间)由含水物质和液化物的种类和量、接触方式等条件决定，难以一概而论，但可以适当设定为含水物质中的水分充分溶解于液化物的时间。

常温常压的条件下呈气体的物质的液化物与含水物质的接触方式、液化物的接触量、接触时间等温度和压力以外的条件可以适当设定为含水物质中的水分溶解于该液化物的条件。接触方式可以是将含水物质浸渍于液化物、使液化物通过含水物质等通常的脱水方法中所采用的任意方法。此外，也可以将逆流接触与其它接触方式组合来实施，例如逆流接触后，将含水物质浸渍于液化物，再进行逆流接触等。特别是从提高接触的效率的角度来看，理想的是使含水物质的至少一部分对于所述物质的液体可溶的同时进行。作为用于可溶化的手段，可以例举搅拌、含水物质的小片化等。

搅拌的条件只要是所述物质的液体和含水物质充分可溶化的条件即可，没有特别限定。若以含水物质为下水道污泥的情况为例进行说明，则转速可以根据装置的尺寸确定，通常设定在400rpm～1000rpm、较好是600rpm～800rpm、更好是600rpm～700rpm的范围内。搅拌时间也可以根据装置的尺寸确定，通常设定在1分钟～10分钟、较好是3分钟～8分钟、更好是4分钟～6分钟的范围内。

此外，含水物质的小片化的条件也没有特别限定，下水道污泥的情况下，可以适当确定小片化后的小片的尺寸达到短径1mm～1cm的范围内的条件。此外，从小片化操作的难易度来看，小片的形状可以例举球状、面条状等。小片的尺寸可以不固定。作为用于小片化的装置，可以例举挤压机、挤出机等。

这些处理中，从可以同时进行可溶化和接触这一点来看，较好是搅拌处理。

推测由此通过在工序(A)中使常温常压的条件下呈气体的物质的液体与含水物质接触，对于所述液体，例如含水物质为下水道污泥时，使下水道污泥中的水、油等主要的液状成分溶解，促进与其它成分的分离，促进后述的(B)工序中的固液分离。

(B)固液分离工序中，对所述(A)工序后的处理物进行固液分离，获得液体层。

作为固液分离的手段，可以例举采用静置的分层、采用膜处理的分离等。其中，较好是采用基于静置的分层。静置时间例如下水道污泥的情况下可以由污泥的沉降速度求得，通常以1～2mm/s沉淀。此外，可以也考虑到分离所需的沉降深度来确定时间。固液分离的方法没有特别限定，可以将液体层通过安装于容器或与容器独立的泵等吸除。此外，(B)工序也可以重复进行2次以上。

例如温度条件和压力条件等上述时间以外的条件只要是可以高效地进行固液分离的条件即可。尤其，较好是如工序(A)中例举的可以保持常温常压的条件下呈气体的物质呈液体的状态的条件，特别好是采用与(A)工序的实施条件相同的条件。

推测由此在工序(B)中进一步促进所述工序(A)中产生的含水物质的液状成分对于常温常压的条件下呈气体的物质的液体的溶解现象，使该溶解成分作为液体层从以含水物质中除液状成分以外的成分(凝胶、固体等)为主的固体层分离。

(C)气化提取工序中，从通过所述(B)工序得到的液体层，作为气体提取(气化提取)所述常温常压的条件下呈气体的物质的至少一部分。

常温常压的条件下呈气体的物质的气化可以通过使温度条件和/或压力条件上升至超过工序(A)中的各条件来进行。

提高温度条件的情况下，较好是上升至超过常温常压的条件下呈气体的物质的沸点的温度，本发明中利用常温常压的条件下呈气体的物质，所以通常可以在常温附近、即接近于外部气温的温度条件下气化。即，通过加热，甚至是仅通过从工序(A)、(B)的冷却状态恢复至常温状态就可以实现气化。作为气化的温度条件，也根据所用的液化物和压力条件而不同，较好是常温状态、-10℃～50℃，特别好是0～40℃。工序(C)中使压力条件下降的情况下，其条件为小于饱和蒸汽压，可以根据温度条件适当确定。

工序(C)中的气化提取只要提取常温常压的条件下呈气体的物质的至少一部分即可，也可以全部提取，但理想的是进行至残存一定程度的量的程度。藉此，可以在后续的工序(D)中高效地进行液液分离。例如，较好是使常温常压的条件下呈气体的物质在工序(C)中的处理后的液体层中残存76～89重量％、更好是80～85重量％、特别好是82重量％左右。

由此通过在工序(C)中将常温常压的条件下呈气体的物质的气体从液体层分离，可以促进后述的工序(D)中的分离。

(D)液液分离工序中，对所述(C)工序后的液体层进行液液分离，采取下层。

对于液液分离的条件没有特别限定，可以采用静置分离。在这里，采取下层时，理想的是在上层、即由常温常压的条件下呈气体的物质的液体和含水物质中的液状成分形成的层不与下层混合的情况下采取，因此较好是留下少许下层中与上层交界的部分。下层的深度也根据抽吸速度和抽吸管径而不同，较好是达到50cm～2m。

由此，在工序(D)中，可以去除富含残存于通过所述工序(C)得到的液体层中的溶解于常温常压的条件下呈气体的物质的液体的状态的含水物质中的液状成分的层(上层)，采取作为排出水的层(下层)。这样得到的下层根据需要通过进一步进行处理，可以实现作为饮料水、工业用水、农业用水的再利用。

此外，所述工序(C)中气化提取后得到的液体层溶存所述常温常压的条件下呈气体的物质的气体。因此，该液体层不仅对于环境的负荷大而无法直接再利用，而且所述物质的损失量也增加。于是，回收溶存于水分的所述物质的气体，使对于环境的负荷和所述物质的损失量达到最低限度。

如上所述，本发明的脱水方法中，通过上述工序(A)～(D)，可以从含水物质中除去水分而获得脱水物，也可以还包括下述(E)气化提取工序和/或(F)液化工序。

(E)气化提取工序中，对于工序(D)的上层，作为气体提取所述常温常压的条件下呈气体的物质的至少一部分。通过进行工序(E)，可以取出富含含水物质的液状成分的排出水，进一步促进所述常温常压的条件下呈气体的物质的资源利用。

(F)或(F′)液化工序中，回收工序(C)和/或工序(E)中气化而分离到的常温常压的条件下呈气体的物质的气体，使该气体液化而获得液化物。

液化是指将常温常压的条件下呈气体的物质的气体转变为液体。常温常压的条件下呈气体的物质的液化可以通过加压和/或冷却，即加压、冷却或者加压和冷却的并用来进行，具体的实施条件可以考虑到所用的物质的标准沸点等适当选择有利的条件。特别是采用冷却的情况下，冷却温度较好是以标准沸点为限，而从简便地进行脱水的角度来看，较好是在常温、即外部气温的范围内进行设定，例如-10～50℃，特别好是0～40℃。

例如，作为常温常压的条件下呈气体的物质，1大气压下的沸点为0℃的物质的液化较好是采用0℃以下的冷却。较好是再组合加压。这是因为如果不加压而仅通过冷却进行液化，则液化物的温度达到0℃以下，可能会无法脱水。

此外，使用1大气压下的沸点超过0℃的物质的情况下，较好是通过沸点以上的冷却来进行液化。这是因为标准沸点以下时物质的饱和蒸汽压不足1大气压，因而装置的内部压力不足1大气压，因此装置的制造成本增加，操作变得困难。

对于加压的条件，难以一般化，但较好是在加压下的沸点在常温、即外部气温的范围内进行设定，例如在-10～50℃、特别好是0～40℃的范围内。与冷却并用时，可以根据冷却温度来确定。

含水物质为下水道污泥时，对于本发明的上述工序(B)中从液体层分离的下水道污泥中的液状成分以外的成分(无机性的成分或者以食物残渣和菌体及其遗骸为代表的有机性的固体等)、工序(C)中分离的固体层成分、工序(D)中除去的下层成分，也可以通过进行除去常温常压的条件下呈气体的物质和其它成分的处理，从而纯化处理至可再利用的形态。例如，工序(B)中从液体层分离的成分因常温常压的条件下呈气体的物质的液体而膨胀，所以通过压榨等降低所含的液体的比例后，将该物质作为气体除去，从而可以作为脱水污泥得到。

上述的本发明的处理方法可以通过例如下述的含水物质的处理装置高效地实施。

即，本发明的含水物质的处理装置至少包括如下所述的接触槽、固液分离槽、浓缩器和液液分离器。

接触槽是使常温常压的条件下呈气体的物质作为液体与含水物质接触，用于实施上述本发明的处理方法中的(A)接触工序的单元。

固液分离槽是使在所述接触槽中进行了接触的所述物质的液体和含水物质的混合物固液分离，用于实施上述本发明的处理方法中的(B)固液分离工序的单元。

接触槽和固液分离槽通常可以分别通过适当具备用于将常温常压的条件下呈气体的物质保持在液体状态的温度和压力的调整装置、例如热交换器的水槽来实现。此外，它们可以分别独立地存在，也可以将其中的2个以上作为共用的水槽进行设置。

浓缩器是从分离后的液体层作为气体提取所述常温常压的条件下呈气体的物质的至少一部分，用于实施上述本发明的处理方法中的(C)气化提取工序的单元。通常可以通过适当具备用于将常温常压的条件下呈气体的物质气化的温度和压力的调整装置、例如热交换器的水槽来实现。

液液分离器是对所述固液分离后的液体层进行液液分离，用于实施上述本发明的处理方法中的(D)液液分离工序的单元。液液分离器通常可以通过适当具备用于将常温常压的条件下呈气体的物质保持在液体状态的温度和压力的调整装置的水槽来实现。

本发明的处理装置可以包括作为气体提取在所述液液分离器中分离到的液体层中的所述常温常压的条件下呈气体的物质的至少一部分的蒸发器。蒸发器用于实施上述本发明的处理方法中的工序(E)，通常可以通过适当具备用于将常温常压的条件下呈气体的物质气化的温度和压力的调整装置、例如热交换器的水槽来实现。

本发明的处理装置可以还包括对常温常压的条件下呈气体的物质的气体进行加压的压缩机。压缩机用于实施上述本发明的处理方法中的工序(F)或(F′)。即，回收工序(C)或工序(E)中气化的所述物质的气体，使其液化而再次变成液体。例如，使用甲醚作为常温常压的条件下呈气体的物质时，为了在常温下获得其液体，需要在加压下的操作。因此，较好是压缩机与浓缩机和蒸发器连接。压缩机的个数没有特别限定，可以以分别与固液分离器和蒸发器连接的形式具备1个压缩机，也可以具备分别与它们连接的2个压缩机。

本发明的处理装置中，接触槽、固液分离槽、浓缩器、液液分离器和可根据需要具备的蒸发器可以以该顺序通过根据需要具备泵的管道串联连接。

此外，可以根据需要具备以可供给至体系内的方式容纳常温常压的条件下呈气体的物质的缓冲罐、用于压榨固液分离槽的下层的压榨机、除去所述压榨机的处理物中的常温常压的条件下呈气体的物质的除去器等。

参照图1～3对本发明的处理装置的构成和采用该装置的脱水处理的工艺进行说明。图1～3是表示作为本发明的处理装置的例子的脱水装置1～3的概念图。图1～图3中，构成处理装置的各单元标记共通的符号表示。以下，对图1的脱水装置1进行说明后，对于图2的脱水装置2仅说明与脱水装置1不同的地方，进而对于图3的脱水装置3仅说明与脱水装置1和脱水装置2不同的地方。

图1的脱水装置1包括：使作为常温常压的条件下呈气体的物质的一例的液化甲醚(液化DME)与作为含水物质的一例的下水道污泥接触的接触槽11；使在接触槽11中进行了接触的液体DME和含水物质的混合物固液分离的固液分离槽12；从分离后的液体层作为气体提取所述常温常压的条件下呈气体的物质的至少一部分的浓缩器13；对所述固液分离后的液体层进行液液分离的液液分离器14。

图1所示的脱水装置1中，液化DME32自液化DME供给部31供给至接触槽11，下水道污泥34自下水道污泥供给部33供给至接触槽11。在接触槽11中进行了接触的液化DME和下水道污泥的混合物(处理物)35被移至固液分离槽12并分离为固体层(主要为由凝胶、固体形成的脱水物)36和液体层(液化DME和下水道污泥中的液状成分)37，作为最终处理物获得固体层36。液体层37被送至浓缩器13，通过浓缩器13进行气化提取处理，被分离为气体(主要为气化DME)38和液体39后，液体39被送至液液分离器14进行液液分离处理，被分为下层40和上层41，作为排出水获得下层40。

图2的脱水装置2与上述脱水装置1相比，不同点在于还设有蒸发器15。通过液液分离器14分离到的上层41被供给至蒸发器15后，气体(气化DME)42蒸发，作为排出水获得液体43。

图3的脱水装置3与上述脱水装置2相比，不同点在于还设有压缩机16。通过浓缩器13气化提取到的气化DME38和自蒸发器15通过蒸发分离到的气化DME42被供给至压缩机16，再生为液化DME。再生的液化DME44再次被供给至接触槽11。脱水装置3中，呈自浓缩器13分离到的气体(主要为气化DME)38和自蒸发器15分离到的气化DME42这两者被供给至压缩机16的形态，但也可以供给其中任一方。此外，脱水装置3中，对于接触槽11，采用来自液化DME供给部31的液化DME32供给和再生的液化DME44供给这两者，但也可以仅供给再生的液化DME44。

本发明的处理装置的构成的一例简略地示于图4。

本例中，假定含水物质以下水道污泥为对象且采用甲醚作为常温常压的条件下呈气体的物质的情况，但本发明的系统并不局限于此。如所述(A)中所说明，甲醚在1大气压下的沸点为约-25℃，在0℃～50℃的大气压下呈气体，所以为了在常温下获得液体状态的甲醚(甲醚的液化物)，需要加压下的操作。

图4所示的处理装置中，接触槽11、固液分离槽12、浓缩器13、液液分离器14、蒸发器15以该顺序通过管道连接。其中，浓缩器13和蒸发器15上分别连接有压缩机16A、16B以及热交换器17A、17B。另外，接触槽11上连接有用于供给甲醚的缓冲罐21。缓冲罐21上连接有浓缩器13和蒸发器15，系统整体形成循环通路。并且，固液分离槽12上依次连接有压榨机22和甲醚除去器23。甲醚除去器23上连接有压缩机16C以及热交换器17C。此外，固液分离槽12和浓缩器13之间的管上设有减压阀18。

图4的处理装置中，甲醚进行气体-液体的状态变化的同时进行循环，反复进行与下水道污泥的分离和接触。图4中，带箭头的直线表示供给DME的管道，箭头表示甲醚、下水道污泥或者甲醚和下水道污泥的混合物的前进方向。

图4的装置中的下水道污泥的路径如下。下水道污泥被填充于接触槽11，与液化甲醚接触后，在固液分离槽12中被分离为液体层和固体层，液体层被送至浓缩器13，固体层被排出。在浓缩器13中液体层被气化提取后，送至液液分离器14。在液液分离器14中得到的上层被送至蒸发器15，下层通过液液分离器14底部的阀门作为排出水被排出。通过蒸发器15再次进行气化提取，液体层通过蒸发器15底部的阀门作为排出水被排出。此外，在固液分离槽12中分离到的固体层通过固液分离槽12底部的阀门(未图示)被排出。还有，被排出的固体层可以根据需要供给至压榨机22压榨后，经由热交换器17C供给至甲醚除去器23。甲醚除去器23中，对于所述固体层，可以将残存于该固体层中的DME作为气化DME排出，且可以排出几乎不含DME的脱水污泥。此外，从甲醚除去器23排出的气化DME可以供给至压缩机16C液化后，经由热交换器17C回到缓冲罐21，再次利用于脱水用途。

图4中的甲醚的路径如下。液化甲醚的过冷液被收集至缓冲罐21后，供给至接触槽11并与下水道污泥接触，再依次送至固液分离槽12、浓缩器13。在浓缩器13中液化甲醚被气化，作为甲醚气体蒸发，通过压缩机16A、16B、16C中加压而形成过热气体后，通过热交换器17A、17B、17C形成过冷液，回到缓冲罐21。

实施例

参考例1

将5.0g下水道污泥(脱水滤饼：含水量78重量％)致密地填充于柱(耐压玻璃工业株式会社(耐压硝子工業(株))制，耐高压玻璃柱(ハイパ一グラスシリンダ一)HPG10-5型，玻璃制，内径11mm)中。填充状态下的污泥的体积为约4.5ml(直径11mm，厚43mm)，密度为1.11g/ml。将玻璃珠致密地填充于在全长190mm、出入口节流外径12.5mm的该柱中所填充的下水道污泥的前段侧和后段侧这两侧。在填充有下水道污泥的柱的两端设置压力计，在常温下自柱的下侧供给0.42MPaG的液化DME。

测定了柱两端的压力，结果液化DME上游侧的压力为0.42MPaG(接近饱和蒸汽压)，而下游侧的压力为0.0MPaG。此外，对液化DME向下水道污泥层的浸蚀状态进行观察直至自液化DME供给开始1小时后，呈液化DME完全未浸蚀的状态。由该结果可知，需要用于使下水道污泥和液化DME高效地接触的操作。

参考例2

准备3个内容积96ml的容器，向它们分别加入5.0g、1.0g、0.1g下水道污泥(脱水滤饼：含水量78重量％)和30～35ml(＝20.0～23.3g)液化DME。各容器内使用搅拌子进行搅拌(转速600～700rpm)，通过肉眼实时地观察容器内的状态。

装填了5.0g下水道污泥的容器中，刚在容器中加入液化DME后，污泥的体积就溶胀至约38ml。污泥的体积通过搅拌逐渐减少，自搅拌开始1分钟后下水道污泥的体积减少至约29ml。然后，持续搅拌了1小时，下水道污泥的体积未发生变化。

装填了1.0g下水道污泥的容器中，在容器中加入液化DME并开始搅拌后，约5分钟后液化DME开始分散在下水道污泥中，约30分钟后可确认均匀分散的状态。搅拌1小时后静置而使下水道污泥沉淀后，自沉淀开始5秒后液化DME和下水道污泥的边界还不清晰，但11秒后在18ml附近出现液化DME和下水道污泥的交界面，确认了液化DME和下水道污泥的分离。此外，这11秒中，下水道污泥的液面高度从约30ml减少至约18ml，所以下水道污泥的沉降速度为约2.0mm/s。

此外，如果假定脱水前的下水道污泥的水分量为78重量％，则可算出本试验中使用的下水道污泥的干燥重量为0.22g。另一方面，处理后沉淀了的下水道污泥的表观体积为约18ml，下水道污泥的表观重量为约12g。在这里，如果假设该下水道污泥中水分和凝胶状、固体状的下水道污泥的含量少而几乎都为液化DME，则由上述结果可以推测，沉淀了的下水道污泥的污泥浓度为0.22÷12＝1.8wt％，其余的98.2wt％为液化DME。

另外，装填了0.1g下水道污泥的容器中，加入液化DME并搅拌10分钟，液化DME也仅仅通过下水道污泥内，未能确认到液化DME中分散有下水道污泥。

由本实施例的结果可知，为了使下水道污泥分散于液化DME中，需要调整下水道污泥相对于液化DME的配比。

实施例1

在内容积96ml的“容器1”(玻璃制)中加入2.15g下水道污泥(脱水滤饼：含水量78重量％)和35.0ml(＝23.3g)液化DME，搅拌5分钟(转速600～700rpm)。

搅拌5分钟后，静置10秒以上而使污泥沉淀后，吸出15.76g“容器1”的液化DME的上清液，移至“容器2”。

使液化DME在常温、大气压的条件下从“容器2”蒸发，液液分离为DME层(上层)和水层(下层)。DME的蒸发量为13.00g。然后，吸出水层(下层)，移至“容器3”。移至容器3的水层(下层)的重量为0.87g。

将残留于“容器2”的富含DME的液体和“容器3”的富含水的液体分别减压，使其蒸发，测定分别残留于各容器的水和脂膏的重量。其结果是，残留于“容器2”的水分为0.424g，其中脂膏为0.023g(浓度5.15wt％)。此外，自“容器2”的DME蒸发量为2.34g。另一方面，残留于“容器3”的水分为0.419g，其中来源于污泥的液状成分以外的固体状、凝胶状的成分(以下称为脂膏)为0.006g(浓度1.41％)。此外，自“容器3”的DME蒸发量为0.45g。

然后，在100℃加热而使水分蒸发，测定所含的脂膏等的重量。

“容器1”中，通过5分钟的搅拌液化DME和下水道污泥基本上均匀地混合，确认液化DME中分散有下水道污泥。还有，进行5分钟以上的搅拌的情况下，也与通过5分钟的搅拌得到的分散状态相同。

还有，使自“容器2”的DME蒸发量为12.00g时，“容器2”中含脂膏的DME相多，使残留的DME蒸发后，水相的脂膏浓度升高。相反地，如果使该蒸发量为14.00g，则DME相少，脂膏浓度过高，产生水相混浊的现象。

Claims (11)

1.含水物质的处理方法，其特征在于，包括下述工序：

(A)使常温常压的条件下呈气体的物质作为液体与含水物质接触的接触工序；

(B)获得液体层的对所述(A)工序后的处理物进行固液分离的固液分离工序；

(C)从通过所述(B)工序得到的液体层，作为气体提取所述常温常压的条件下呈气体的物质的至少一部分的气化提取工序；

(D)对所述(C)工序后的液体层进行液液分离，采取下层的液液分离工序。

2.如权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述常温常压的条件下呈气体的物质是在25℃和1大气压的条件下呈气体的物质。

3.如权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述常温常压的条件下呈气体的物质是选自甲醚、甲基乙基醚、甲醛、乙烯酮、乙醛、丁烷和丙烷的1种或2种以上的混合物。

4.如权利要求1所述的处理方法，其特征在于，还包括下述工序：(E)对于所述工序(D)的上层，作为气体提取所述常温常压的条件下呈气体的物质的至少一部分的气化提取工序。

5.如权利要求1所述的处理方法，其特征在于，还包括下述工序：(F)回收所述工序(C)中气化而分离到的常温常压的条件下呈气体的物质的气体，使该气体液化而获得液化物的液化工序。

6.如权利要求4所述的处理方法，其特征在于，还包括下述工序：(F′)回收所述工序(C)和/或(E)中气化而分离到的常温常压的条件下呈气体的物质的气体，使该气体液化而获得液化物的液化工序。

7.如权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述工序(A)中，使常温常压的条件下呈气体的物质的液体与含水物质以233∶1～233∶50的重量比接触。

8.如权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述工序(A)中，进行400～1000rpm的搅拌。

9.含水物质的处理装置，其特征在于，至少包括：

使常温常压的条件下呈气体的物质作为液体与含水物质接触的接触槽；

使在所述接触槽中进行了接触的所述物质的液体和含水物质的混合物固液分离的固液分离槽；

从分离后的液体层作为气体提取所述常温常压的条件下呈气体的物质的至少一部分的浓缩器；

对所述固液分离后的液体层进行液液分离的液液分离器。

10.如权利要求9所述的处理装置，其特征在于，还包括：作为气体提取在所述液液分离器中分离到的液体层中的所述常温常压的条件下呈气体的物质的至少一部分的蒸发器。

11.如权利要求9或10所述的处理装置，其特征在于，还包括：对常温常压的条件下呈气体的物质的气体进行加压的压缩机。

Images