CN103130356A - 废液处理装置和废液处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种废液处理装置和方法，其中，第一分解反应部分和第二分解反应部分分别装填有彼此不同类型的催化剂，或者，就以上各部分而言，也可以仅仅在第二分解反应部分装填催化剂。此外，第一分解反应部分的流体出口侧和第二分解反应部分的流体入口侧直接彼此连通而没有变窄。

Description

废液处理装置和废液处理方法

技术领域

本发明涉及一种废液处理的装置和方法，其通过加压和加热含有有机物的废液，从而分解废液中的有机物。

背景技术

通常，作为废液例如人类废物、污水、社区废水、牲畜排泄物、食物工厂废水净化的方法，通常采用活性污泥实施生物处理的方法。然而，这种方法在不改变液体的浓度的情况下不能用于处理阻碍微生物的活性的高浓度的有机溶剂废液或处理含有不能生物降解的塑料微粒的废液。此外，如果废液中含有大量不能溶于液体的有机悬浮固体，那么废液中的被活化的淤泥被强烈倍增，导致通气量增加和过分的污泥处理量，从而导致成本上升。因此，有必要使用物理或化学的处理方法如过滤或凝结沉降，预先将悬浮固体除去。

最近几年中，废液处理设备发展逐渐活跃，这种设备通过在高温高压的状态下，将废液中的水转变成超临界态或亚临界态，从而使废液中的有机物质在短时间内分解。这一类型的废液处理设备中，废液中的水被加热和加压到374℃和22MPa，从而转变成具有液体和气体的中间状态性质的超临界水。可替代的，废液中的水也可以通过将温度和压力设定成比上述描述稍低的温度和压力值而转变成亚临界态水，这种状态的水与超临界态水相比更稍微接近液体的性质。在超临界水和亚临界水中，流体中的有机物瞬间被溶解和水解，或在氧气存在下有机物质瞬间被氧化。此外，氨氮被分解转变成氮气。即使是高浓度的有机溶剂废液和含有塑料微粒的废液也能容易地被净化，这是用生物处理方法所不能实现的。此外，即使包含大量有机悬浮固体的废液，通过几乎完全氧化分解大量的有机悬浮固体，它们几乎完全地分解成水，氮气和二氧化碳。

日本专利申请公开说明书第2008-207135号中所描述的装置被认为是这样一种装置。该废液处理装置具有第一反应器和通过管道与之连接的第二反应器，作为耐高温和高压的反应器。废液首先在第一反应器中被加热和加压，同时与诸如空气的氧化剂混合，这样，废液中的有机物被水解和氧化分解。然后，其中的有机物在如经过如上所述的分解过程后仍残留的流体被供入第二反应器。第二反应器装填有氧化镁等构成的催化剂，从而促进在经受第一反应器分解过程后仍残留的有机物和氨氮的分解。供入第二反应器的流体与氧气混合，同时在高温高压的环境下与催化剂相接触，从而，有机物被氧化分解转变成二氧化碳。此外，流体中含有的氨氮转变成氮气。以此方式，废液中包含的有机物和氨氮和另外的在有机物分解过程中产生的有机酸和氨氮几乎完全被氧化分解，从而转变成二氧化碳和水。

这种废液处理装置使用两个反应器，即第一反应器和第二反应器。这是考虑到以下原因而做出。即：这种废液处理装置处理由牲畜排泄物组成的废液。牲畜排泄物组成的废液具有包含很高浓度氨氮的性质。在这样的废液中，氨氮可能不完全分解，而作为残余物被保留。如此，考虑到氨氮在第二反应器中以可靠的方式被氧化分解，所述第二反应器装填有利于氧化分解氨氮的催化剂。

第二反应器也可被认为是除了氧化分解氨氮目的以外的其他不同的原因而提供。例如，在包含持久稳固的多氯联苯(PCB)和一般有机物如碳水化合物和蛋白质的废液中，可能仅仅PCB不能完全被分解，而作为残留物被保留。在那样的废液中，PCB可以通过可靠的方式被氧化分解，所述的可靠的方式为加压和加热通过第一反应器的亚临界或超临界流体，同时流体与催化剂接触，该催化剂有利于促进在第二反应器中PCB的氧化分解。具有高分子量的有机物可能通过如下的处理被更加有效地分解。不提供给第一反应器氧化剂条件下，水解形成的低分子量有机物在第一反应器中以加强的方式进行。然后，低分子量有机物的氧化分解以与氧化剂混合的方式在第二反应器中进行。

然而，无论何种物质在第二反应器中被氧化分解，在日本专利申请公开说明书第2008-207135号中描述的废液处理装置的结构存在需要时间和劳动力维护的问题。特别地，在第一反应器和第二反应器中，无机材料，例如氧化铝、二氧化硅、氧化锆，以及磷酸盐作为氧化分解的部分最终产物而被分离出来。在日本专利申请公开说明书第2008-207135号中描述过的废液处理装置中，如上所述，第一反应器和第二反应器是通过管道彼此连接的，管道的内径比反应器的内径小很多。当无机物在管道中积聚时，管道就会被阻塞。为此，管道内部需要定期清洗，这样，时间和劳动力是十分必要的。

要指出的是，即使采用在第一反应器和第二反应器中将废液转变成亚临界流体而非超临界流体的结构也会出现同样的问题。

发明内容

本发明的目的是至少部分地解决传统技术中的问题。

有必要提供一种处理废液的装置和方法，与传统的装置和方法相比，其能够改善维护的容易性，同时能够以可靠的方式移除在第一个分解反应部分如第一分解反应器和第二分解反应部分如第二反应器中没有被完全移除的物质。

本发明的上述的和其它的目标，特征，优势，技术上和工业上的意义，将通过结合相关附图阅读本发明如下详细描述的具体实施方式而被更好地理解。

附图说明

图1是生产过程图解，说明了根据本发明实施例的废液处理装置和利用该装置的处理流程；

图2是根据本发明实施例的废液处理装置的反应容器的纵剖面图；

图3是根据本发明第一种改进方式的废液处理装置的反应容器的纵剖面图；

图4是根据本发明第二种改进方式的废液处理装置的示意性结构图；和

图5是根据本发明第二种改进方式的废液处理装置的反应容器的纵剖面图。

具体实施方式

下面将描述应用本发明废液处理装置的实施例。

首先，参照实施例，废液处理装置的基本结构将被描述。图1生产过程图解，说明了根据本发明实施例的废液处理装置和利用该装置的处理流程。根据本实施例的废液处理装置具有原水池1，搅拌机械2，原水供给泵3，原水压力计4，原水入口阀5，氧化剂压力输送泵6，氧化剂压力计7，氧化剂入口阀8，热交换器9，热媒池10，热交换泵11，出口压力计12，出口阀13，气-液分离器14，反应容器20，控制器(未画出)等。

控制器具有馈电电路，其由接地泄漏断路器，磁体开关，热继电器等组成，其数量能足够地满足搅拌机械2，原水供给泵3，氧化剂压力输送泵6和热交换泵11的需要。馈电电路的磁体开关的开启和关闭由来自可编程序列发生器的信号控制，实现对上述每一个器件通断电的单独控制。

每一个原水压力计4，氧化剂压力计7和出口压力计12输出对应于压力检测结果的电压值。反应容器20的温度计24输出对应于温度检测结果的电压值。来自于这些测量仪器的电压输出分别独立地被A/D转换器转换成数字数据，然后，作为可检测数据被输入可编程序列发生器。所述可编程序列发生器基于这些检测数据控制各种设备的驱动。

含有具有相对高分子量有机物的废液W以未处理的状态存储于原水池1中。废液W由有机溶剂废液，造纸过程中产生的造纸废液，调色剂制造过程中产生的调色剂制造废液中的至少一种构成，造纸废液和调色剂制造废液几乎不含氨氮，但是可能含有持续性有机物。

搅拌机械2搅拌作为要被处理的流体的废液W，使废液中包含的悬浮固体分散均匀，致使有机物的浓度均匀。原水池1中的废液W被由高压泵组成的原水供给泵3不断地加压供给，如此，原水在高压下通过原水入口阀5流入反应容器20。被原料供给泵3驱动的废液的流入压力被原水压力计4检测，并且作为检测数据输入控制器的可编程序列发生器中。可编程序列发生器通过调节原水供给泵3的驱动量来将废液的流入压力维持在预定的范围内。驱动量可以通过开和关原水供给泵3来调节，或通过改变带有逆变器的原水供给泵3的转动速度来调节。

由压缩机组成的氧化剂压力输送泵6吸入空气作为氧化剂，并且压缩空气为与废液的流入压力大致相等的压力，通过氧化剂入口阀8将空气供入反应容器20。氧化剂压力输送泵6驱动的空气的入流压力通过氧化剂压力计7进行测量，并作为检测数据输入控制器的可编程序列发生器中。可编程序列发生器通过调节氧化剂压力输送泵6的驱动量来将空气的流入压力维持在预定的范围内。空气供给量的范围由完全氧化废液中的有机物所需氧气的化学计算的量为基础确定。更确切地说，根据废液的生物需氧量(BOD)，化学需氧量(COD)，总氮(TN)，总磷(TP)等计算完全氧化所需的氧气的量，也可以根据废液W中的有机物浓度，氮的浓度，磷的浓度等计算完全氧化所需的氧气的量，并且，以上述计算结果为基础来确定空气的流入压力的控制范围。

空气流入压力控制范围由人工设定，但如果废液W中含有的有机物的种类是稳定的，并且其与废液的物理性质如浊度，透光率，比重和如上所述的氧气的需要量具有很好的相关性，那么可编程序列发生器可以事先设定，以便根据传感器等对物理性质的测量结果，执行自动校正上述相控制范围的设定的程序。

不仅空气，而且氧气、臭氧和过氧化氢溶液或其中两种或两种以上的混合物都能被用作氧化剂。

在流入反应容器20之前，作为要被处理的流体的废液W是液态的。然而，废液W流入反应容器20后，废液中的水就转变成了亚临界态水或超临界态水的状态，正如后面将要描述的一样，其区别于液态水的状态。紧接着，其被排出反应容器20后，废液W被气-液分离器14分离成液体和气体，同时，迅速被冷却和解压。

图2是纵剖面图，说明了废液处理装置的反应容器20。反应容器20具有双层结构，其中由外筒21和容纳在其中的内筒22组成，用于加热废液W的加热器23环绕内筒22。内筒22是由金属钛制成的筒，其高度耐酸。另一方面，外筒21是由金属材料制成，如不锈钢，强度超众。反应容器20内部的压力被控制在5MPa到30MPa之间。外筒21具有大的壁厚以便于能耐受上述高压。另一方面，内筒22要求能够耐腐蚀，而非耐压。因此具有优异的耐腐蚀性的钛作为上述材料而被使用。

通过压力供给泵(3图1中)向反应容器20压力供给的废液W流过原水入口阀(5图1中)，接着进入与原水入口阀外侧相连的进水管15。进水管15用进口接头17与流入管26相连，流入管26设置在反应容器20的进口端。在反应容器20内部，压力供给的废液由进口管15经过流入管26流入反应容器20，并且流入内筒22中。然后，废液W在内筒22中沿着纵向方向从左侧向右侧移动，如图2所示。

被氧化剂压力输送泵6供给到反应容器20内的空气A流入外筒21和内筒22之间形成的空间中。然后，空气在筒间空间中沿纵向方向从图2中的右侧向左侧移动。内筒22在图2中的左端开口，并且允许废液W流入内筒22的流入管26通过开口插入内筒22。在流入管26的外壁和内筒22内壁之间形成缝隙。这样，在筒间空间中移动到图2中左端的空气A进入内筒22，并且与废液W混合。

内筒22的内部处于高温，并且处于高压状态，其温度在200℃到500℃之间。当图中的废液处理设备开始运行时，内筒22中的废液W与空气A的混合物承受压力，但保持在没那么高的温度。相应地，在运行的开始，可编程序列发生器使加热器(23图1中)产生热，以便使在内筒22内的混合物的温度上升到200℃到500℃的范围。结果，内筒22中的废液W中的水转变成亚临界态水或超临界态水。如此，流体中的有机物被迅速水解和氧化分解，同时，以高速溶解。如果废液W中有机物的浓度高到一定的程度，在有机物开始按上述方式快速氧化分解时，亚临界状态或超临界状态通过其自身的氧化分解产生的热量而得以维持。这与当用火柴一旦点燃乙醇，乙醇就会保持燃烧直到完全氧化分解的现象是相同的。由于这一原因，基于温度计24的测量结果，可编程序列发生器使加热器23仅仅在需要产生热量时产生热量即可。

当内筒22中的有机物的氧化分解已经开始，并且内筒22中保持高温时，空气才开始流入内筒22，同时在内筒22与外筒21之间的筒间空间内被预热。

来自有机氯化物中的氯基团的盐酸和来自语氨基酸等的磺酰基的硫酸在内筒22中临时生成，这样，内筒22的内壁暴露于强酸性条件下。为此，内筒22采用钛制成的筒体，其具有出众的耐腐蚀性。然而，钛是非常昂贵的材料，所以，通过增加内筒22的厚度使之能耐受高压会导致非常高的成本。此外，钛在高温环境中强度相对较低。所以，无论内筒22增厚多少，在所需的高温状态下不能获得能够承受所期望的高压的强度。于是，外筒21被放置在内筒22的外部，这样，耐压需求通过由不锈钢等制成的外筒21来实现，而不锈钢比钛更便宜。压力供给的空气A使内筒22与外筒21之间的筒间空间具有与内筒22几乎相同的压力。因此，由薄壁钛制造的内筒22不承受大的压力。

已经移动到如图2中所示的内筒22右侧端附近的被处理的流体已经处于有机物和无机化合物几乎完全地被氧化分解的状态。用于供给内筒22内已经被净化的被处理流体的供给管16连接到内筒22中沿着流体供给的方向的下游末端并在二者之间具有出口接头18。被净化处理后的流体进入供给管16中。

在供给管16中，高温处理的流体被冷却成液体。在反应容器20内，内筒22的压力会随着经过流入管26流入内筒22的新供给的废液W的流入而增加。那么，供给管16中的液体的压力也曾加。由背压阀组成的出口阀13与供给管16的末端相连接，当供给管16中的压力增加到阈值以上时，出口阀13会自动的开启来排出供给管16中的流体，由此将供给管16中的压力保持低于阈值。通过出口阀13从供给管16内侧排出的流体被快速解压到接近大气压，从而被分离成处理后的液体和气体，然后流体通过气-液分离器14分离成处理后的液体和气体。处理后的液体存储于处理后液体池，气体被释放到大气中。

在处理后的液体中，采用活性污泥通过生物处理无法完全去除的低分子量的有机物几乎完全被氧化分解。因此，处理后的液体几乎不包含悬浮固体或有机物，而仅仅包含少量的无机物。根据使用目的，处理后的液体本身能再被用于工业用水。通过使用超滤膜进行过滤处理，处理后的液体也能转化为大规模集成电路的清洗液等等。被气-液分离器14分离的气体主要成分为二氧化碳和氮气。

接下来，将描述根据本实施例的废液处理装置的结构特征。

在反应容器20中的内筒22的内部空间里进行所有的反应，所述反应包括将液体中的水转变成亚临界水或超临界水，完全地氧化分解包含于亚临界水或超临界水中的物质。在内筒22的内部空间里，存在于作为被处理的流体的废液W中的组分与亚临界水或超临界水一起沿着筒的纵向方向从图2的左侧向右侧流动。其中流体以上述方式流动的内筒22被分成两部分，即第一分解反应部分22a和第二分解反应部分22b，它们有同样的直径和彼此相互连通。两部分之间的连通部分既没有变窄，也没有使用具有较小内径的管道连接。

相对于第二分解反应部分22b，第一分解反应部分22a被设置在流体供给方向的上游。在第一分解反应部分22a中，废液W中的水被转变成亚临界态水或超临界态水，并且流体中的有机物通过水解被降低分子量。在根据本实施例的废液处理装置中，作为氧化剂的空气提供给第一分解反应部分22a。因此，各种化合物也在第一分解反应部分22a中被氧化分解。氧化剂也可以仅仅引入于第二分解反应部分22b，以便化合物通过水解的低分子量化仅仅以加强的方式在第一分解反应部分22a中进行。

没有被完全氧化分解的有机物和氨氮以某一浓度存在于流过第一分解反应部分22a的亚临界态水或超临界态水中。第二分解反应部分22b装填有表面支持有钯的粒子。作为催化剂(25图1中)，其有利于在第一分解反应部分22a中没有被完全去除的低分子量有机物和氨氮化合物的氧化分解。在第二分解反应部分22b中，混合有空气的处理后的流体在高温高压下与催化剂接触。因此，包含于处理后的流体中的低分子量的有机物几乎被完全氧化分解。

在这种结构中，在单一内筒22中，第一分解反应部分22a和第二分解反应部分22b彼此之间相互连通，它们之间既没有被缩小，也没有使用具有较小内经的管道连接。因此，不需要管道的清洗工作。具备这样的结构，与传统的要求相比通过减少清洗频率，改善了维护的容易性。

作为有利于氧化分解低分子量有机物和氨氮的催化剂，优选地使用包括Ru、Pd、Rh、Pt、Au、Ir、Os、Fe、Cu、Zn、Ni、Co、Ce、Ti、Mn和C中的至少一种元素的催化剂。

根据废液W中包含的化合物的类型和浓度，装填于第二分解反应部分22b的催化剂25可以是专门用于氧化分解低分子量有机物的催化剂，或者也可以是专门用于分解氨氮的催化剂。而且，第一分解反应部分22a也可以装填与第二分解反应部分22b中不同的催化剂，而且，在第一分解反应部分22a和第二分解反应部分22b中，也可以仅仅在第一分解反应部分22a中装填催化剂。在这种情况下，作为催化剂，优选地使用专门用于将高分子量有机物水解和氧化分解成低分子量有机物的催化剂。更进一步地，氧化剂可以仅仅在第二分解反应部分22b引入，并且在第一分解反应部分22a中的有机物通过水解降低分子量后，有机物可以在第二分解反应部分22b中被氧化分解。

如果，废液W中的有机物浓度相对较高，有机物的氧化分解会释放出大量的热。因此，如上所述，虽然在运行的开始阶段需要使用加热器23加热，但当氧化分解开始后，根据有机物的浓度，有机物氧化分解产生的热量能自身维持使温度等于或高于将废液W中的水转变成亚临界态水或超临界态水所需的温度。相应地，当温度计24检测到的内筒22中的温度的检测结果等于或高于将水转变成亚临界态水或超临界态水所需要的温度时，控制器的可编程序列发生器关闭作为加热单元的加热器23。使用这样的构造，可以避免能量的不经济性消耗。

如果废液W中的无机物的浓度很高，有机物氧化分解产生的热量会超过将新流入内筒22的废液W加热到预定的温度所需要的热量。如此，如果弃之不管，内筒22内的温度会持续升高。于是，当温度计24所检测的内筒22中的温度达到预定温度上限之上时，控制器中的可编程序列发生器执行减少通过原水供给泵3向第一分解反应部分22a供给废液W的供给速度(feeding rate)的过程，或减少通过氧化剂压力输送泵6向第一分解反应部分22a供给空气的供给速度(supplyrate)。利用这样的结构，可以防止内筒22中的温度高于温度上限。如果使用作为将在后进行描述的热交换器9那样的交换器，该交换器除了与供给管16之间热交换外还与外筒21进行热交换，那么，可以增加供给外筒21周围的热交换流体的量，而代替减少废液W或空气A的供给量。

在根据本实施例的废液处理装置中，正如已经描述的，内筒22和外筒21之间的筒间空间的功能是将作为氧化剂的空气A引入到内筒22中的引入通道。已经流入到该筒间空间内的空气A朝向设置在内筒22左端的进口流入，同时与内筒22的外壁接触，这时，内筒22的第一分解反应部分22a和第二分解反应部分22b产生的热量通过内筒22的壁传递给空气A，以便对空气A进行预热。采用这种方式，在该实施例中的废液处理装置中，内筒22的壁作用是预热空气A的预热单元。在这种结构中，在内筒22中产生的热量被用于预热空气A，而不需要外部提供的能量来加热空气A。

热交换器9被安装在供给管16的外壁，供给管16用于冷却并向气-液分离器14提供经过第二分解反应部分22b并且被处理后的高温和高压的流体。热交换器9的主体由覆盖住供给管16外壁的外管组成，并且在外管和供给管外壁之间的空间被填充有热交换流体如水。供给管16外壁和热交换流体之间实现热交换，当反应容器20进行操作时，温度非常高的流体流入供给管16。因此，热量从供给管16传递到热交换器9的热交换流体，这样，热交换流体被加热了。热交换器9中的热交换流体的供给方向与供给管16中的液体的供给方向相反，这样可以实现所谓的逆流换热。也就是说，热交换流体从出口阀13的一侧向反应容器20供给，该供给由热交换泵11执行，热交换泵11从热媒池10中吸取热交换流体并将其供给热交换器9。通过流经热交换器9而被加热的热交换流体通过管道(未示出)供给发电机。当通过加热而压力升高的热交换流体从液体转变成气体时产生的气流驱动涡轮旋转，这样，就产生电力。

一部分热交换流体在通过热交换器9后，可以通过支管供给流入管26或供给到原水池1而用于对废液W的预热。

在供给管16中的出口阀13附近设置有用于测量供给管16中液体温度的出口温度计(未示出)，控制器的可编程序列发生器控制热交换泵11的驱动以便维持出口温度计的测量结果在预定的范围内。特别地，当出口温度计的测量结果达到预定的上限温度时，热交换泵11的驱动量会增加，来增加向热交换器9供给的热交换流体的量，如此，热交换器9的冷却功能得到增强。另一方面，当出口温度计的测量结果达到预定的下限温度时，热交换泵11的驱动量会减少，来减少向热交换器9供给的热交换流体的量，如此，热交换器9的冷却功能降低。在上述结构中，通过适当调节热交换量，供给管16中的流体的温度可以被维持在一定范围内。

此外，或作为替代，将热交换器9装配在供给管16上，热交换器9可以被装配在反应容器20的外筒21上。这种情况下，通过调节供给到外筒21周围的热交换流体的量以将温度计24测量结果保持在预定的范围内，可以防止内筒22的温度过度地升高或过度地降低。

图3是说明根据第一种改进方式的废液处理装置的反应容器20纵剖面图。在这个反应容器20中，在内筒22的第一分解反应部分22a和第二分解反应部分22b中，仅仅第二分解反应部分22b被供给空气A，该空气A被压力供给到内筒22与外筒21之间的筒间空间。在上述结构中，有机物在第一分解反应部分22a可以通过水解以加强的方式降低分子量，这个过程中不需要氧气。并且在此以后，低分子量的有机物和氨氮可以在第二分解反应部分22b中以加强的方式被分解。

图4是说明根据第二种改进方式的废液处理装置的示意性结构图。在根据第二种改进方式的废液处理装置中，圆筒形反应容器20以与圆筒的纵向方向基本上沿着垂直方向排列的姿态被安放，以便在反应容器20中基本上沿着垂直方向供给流体。

图5是说明根据第二种改进方式的废液处理装置中的反应容器20的纵剖面图。在图5中，在内筒22的内部空间里，已经流入内筒22中的废液W中的水沿垂直方向从上侧向下流动，同时转变成亚临界态水或超临界态水。

内筒22被分成第一分解反应部分22a和第二分解反应部分22b两个部分，二者具有相同的直径，并且彼此之间相互连通。以与实施例中与第一种改进方式中相同的方式，两部分之间的连通部分既没有被缩小，也没有使用具有较小内经的管道连接。

如上描述的仅仅是几个例子，本发明展现出的效果特别在于如下几个方面。

方面A

方面A的特征在于废液处理装置包括第一分解反应部分(如22a)，其加压和加热要被处理的流体，流体由包含有机物的废液组成，以至少水解或热裂解要要被处理的流体中的有机物，并包括第二分解反应部分(如22b)，其使要被处理的流体在流过第一分解反应部分后与氧化剂混合，同时加压和加热要被处理的流体，使得要被处理的流体中的有机物或无机物被氧化分解。方面A的特征还在于在废液处理装置中，第一分解反应部分和第二分解反应部分被安排有彼此之间不同种类的催化剂，或在第一分解反应部分和第二分解反应部分中，仅仅在第二分解反应部分安排有催化剂；特征还在于第一分解反应部分的流体出口侧与第二分解反应部分的流体入口侧彼此直接连通，而没有被缩小。

方面B

方面B的特征在于，在方面A中，促进有机物氧化分解的催化剂用作在第二分解反应部分中设置的催化剂。在上述结构中，当要被处理的流体与在第二分解反应部分中的催化剂相接触时，要被处理的流体中的有机物令人满意地被氧化分解。

方面C

方面C的特征在于，在方面A或方面B中，促进氨氮分解的催化剂被用作在第二分解反应部分中设置的催化剂。在上述结构中，当要被处理的流体与在第二分解反应部分中的催化剂接触时，要被处理的流体中的氨氮令人满意地被分解。

方面D

方面D的特征在于包括加热第一分解反应部分中的要被处理的流体的加热单元(如加热器23)；检测第一分解反应部分或第二分解反应部分中的要被处理的流体温度的反应温度检测单元(如温度计24)；基于反应温度检测单元的测量结果来控制加热单元的驱动的控制器(如配有可编程序列发生器的控制器)。在上述结构中，如上所描述的，在通过要被处理的流体中有机物的氧化分解所产生的热量，分解反应部分内的要被处理的流体的温度可以升高到所需要的温度而不必外部加热的情况下，通过停止对加热单元的驱动，能够避免不经济的消耗。

方面E

方面E的特征在于包括，在方面D中，在处理之前用于预热氧化剂和废液中至少一种的预热单元。在上述结构中，通过预加热氧化剂或废液，在第一分解反应部分能够更快地实现有机物的水解。

方面F

方面F的特征在于包括，在方面E，引入通道，该引入通道将氧化剂引入第一分解反应部分或第二分解反应部分，同时，将氧化剂设置成与第一分解反应部分和第二分解反应部分中至少一个部分的外壁接触；并且特征还在于所述外壁作为预热单元，所述预热单元使用第一分解反应部分或第二分解反应部分的热量预热引入通道内的氧化剂。在上述结构中，不必为预加热外部供给特别的能量，氧化剂就能被预热。

方面G

方面G特征在于，在方面E中，控制器被配置成以反应温度检测单元的测量结果为基础，执行对预热单元的控制驱动。在上述结构中，通过调节供给第一分解反应部分的废液的温度，第一分解反应部分和第二分解反应部分的温度在某种程度上可以被调节。

方面H

方面H的特征在于，在方面D到G之一中，控制器被配置成以反应温度检测单元的测量结果为基础，执行控制通过废液供给单元(如原水供给泵3)的供给速度的过程，所述废液供给单元将作为未处理的要被处理的流体的废液供给到第一分解反应部分；或者控制通过氧化剂供给单元(如氧化剂压力输送泵6)的供给速度的过程，所述氧化剂供给单元将氧化剂供给到第一分解反应部分。在这样的结构中，通过调节每单位时间内向第一分解反应部分供给的废液量，或调节每单位时间内向第一分解反应部分或第二分解反应部分供给的氧化剂的量，第一分解反应部分和第二分解反应部分的温度可以在某种程度上被调节。

方面I

在方面A到H任意方面之一，方面I的特征在于包括热交换单元(如热交换器9)，所述热交换单元使得热交换流体从第一分解反应部分、第二分解反应部分和供给单元(如供给管16)中至少之一中吸收热量，所述供给单元供给经过第二分解反应部分处理之后的处理后的水；并且包括热交换流体供给单元(如热交换泵11)，该热交换流体供给单元将热交换流体在热交换后供给发电单元。在这样的结构中，在分解反应部分处理后的处理后流体能够很快地通过热交换器冷却。此外，热交换器获得的热量可以用于发电机，这样热能以电能的形式被再利用。

方面J

在方面A到H的任意方面之一，方面J的特征在于包括热交换单元，所述热交换单元使得热交换流体从第一分解反应部分、第二分解反应部分和供给单元至少之一中吸收热量，所述供给单元供给经第二分解反应部分处理之后的处理后的水，并且还包括热交换流体供给单元，该热交换流体供给单元将热交换流体在热交换之后供给到预热单元，以预热氧化剂或废液。在这样的结构中，在分解反应部分处理后的处理后流体能够很快地通过热交换器冷却。此外，热交换器获得的热量可以用于氧化剂或废液的预热。

方面K

方面K的特征在于包括，在方面I或J中，热交换流体温度检测单元和控制器。所述热交换流体温度检测单元测量由热交换流体供给单元所供给的热交换流体的温度；所述控制器以热交换流体温度检测单元的测量结果为基础，控制热交换流体供给单元的供给速度。在上述结构中，通过调节热交换后热交换流体的供给速度，使热交换流体的温度保持在一个合适的范围内。

方面L

方面L的特征在于一种废液处理的方法，其包括加压和加热要被处理的流体的第一分解反应步骤。所述流体由含有有机物的废液组成，使得至少水解或裂解要被处理的流体中的有机物；和第二分解反应步骤，该步骤中，将经历第一分解反应步骤后的要被处理的流体与氧化剂混合，同时，加压和加热该要被处理的流体，使得要被处理的流体中的有机物或氨氮氧化分解。方面L的特征还在于在废液处理方法中，第一分解反应步骤和第二分解反应步骤被方面A到L中任意一项的废液处理装置实施。

方面M

方面M的特征在于，在方面L中，有机溶剂废液、造纸过程中产生的造纸废液、调色剂制造过程中产生的调色剂制造废液中的至少一种被用作废液。采用上述结构，包含在有机溶剂废液中、造纸废液或者调色剂制造废液中的有机物都能在亚临界态水或超临界态水中令人满意地被分解。

在本发明实施例中，在第一分解反应部分未设置的类型的催化剂促使在第二分解反应部分中特别物质的分解，如此，在第一分解反应部分没有被完全去除的物质能够在第二分解反应部分以可靠的方式被去除。可替代的是，在没有设置氧化剂的第一分解反应部分中，有机物没有氧化分解，而是仅仅通过水解降低了分子量，紧接着，在供给有氧化剂的第二分解反应部分中，该低分子量的有机物被氧化分解。这样，在第一分解反应部分没有被完全除去的低分子量的有机物能够被除去。

此外，在实施例中，第一分解反应部分的出口侧与第二分解反应部分的进口侧彼此直接连通，而没有被缩小，这就消除了使用内径比第一和第二反应部分内径小的管道来连接第一分解反应部分和第二分解反应部分。这样，由于清洗管道的工作不是必须的而改善了维护容易性，如此，与传统的需求相比降低了管道的清理频率。

虽然为了完整和清楚的公开，本发明已经关于特定实施例进行了描述，但所附权利要求不因此而受限，而是被解释为涵盖所有本领域普通技术人员可以想到的、完全落入这里提出的基本教导的所有修改和替代构造。

相关申请的交叉引用

本发明申请要求2011年11月28日在日本提交的日本专利申请第2011-259317号和2012年7月3日在日本提交的日本专利申请第2012-149961号的优先权，并将其全部内容援引并入本文。

Claims (13)

1.一种废液处理装置，包括：

第一分解反应部分，该第一分解反应部分被构造成加压和加热要被处理的流体，所述流体由含有有机物的废液组成，以至少水解或裂解要被处理的流体中的有机物；和

第二分解反应部分，该第二分解反应部分被构造成使要被处理的流体在通过第一分解反应部分后与氧化剂混合，同时加压和加热要被处理的流体，以氧化分解要被处理的流体中的有机物或无机物；

其中，所述第一分解反应部分和第二分解反应部分被设置有彼此不同种类的相应催化剂，或在所述第一分解反应部分和第二分解反应部分中，仅仅在第二分解反应部分中设置有催化剂；和

第一分解反应部分的流体出口侧与第二分解反应部分的流体入口侧彼此直接连通而不变窄。

2.如权利要求1所述的废液处理装置，其中，促进有机物氧化分解的催化剂被用作在第二分解反应部分中设置的催化剂。

3.如权利要求1或2所述的废液处理装置，其中，促进氨氮分解的催化剂被用作在第二分解反应部分中设置的催化剂。

4.如权利要求1至3中任一项所述的废液处理装置，进一步包括：

加热单元，该加热单元被构造成加热第一分解反应部分中的要被处理的流体；

反应温度检测单元，该反应温度检测单元被构造成检测在第一分解反应部分或第二分解反应部分中的要被处理的流体的温度；和

控制器，该控制器被构造成基于反应温度检测单元的测量结果控制加热单元的驱动。

5.如权利要求4所述的废液处理装置，进一步包括：预热氧化剂和废液中至少一种的预热单元。

6.如权利要求5所述的废液处理装置，进一步包括：

引入通道，该引入通道将氧化剂引入第一分解反应部分或第二分解反应部分，同时使得氧化剂与第一分解反应部分和第二分解反应部分中至少一个的外壁接触；

其中所述外壁用作预热单元，其利用第一分解反应部分或第二分解反应部分的热量来预热引入通道内的氧化剂。

7.如权利要求5所述的废液处理装置，其中，控制器被配置为以反应温度检测单元的测量结果为基础，执行控制预热单元的驱动的过程。

8.如权利要求4至7中任一项所述的废液处理装置，其中，控制器被配置为以反应温度检测单元的测量结果为基础，执行控制通过废液供给单元的供给速度的过程，所述废液供给单元将未处理的作为要被处理的流体的废液供给到第一分解反应部分；或者执行控制通过氧化剂供给单元的供给速度的过程，所述氧化剂供给单元将氧化剂供给到第一分解反应部分。

9.如权利要求1至8中任一项所述的废液处理装置，进一步包括：

热交换单元，所述热交换单元配置为使得热交换流体从第一分解反应部分、第二分解反应部分和供给单元中至少之一中吸收热量，所述供给单元供给经过第二分解反应部分处理之后的处理后的水；和

热交换流体供给单元，所述热流体供给单元配置为将所述热交换流体在热交换之后供给到发电单元。

10.如权利要求1至8中任一项所述的废液处理装置，进一步包括：

热交换单元，所述热交换单元配置为使得热交换流体从第一分解反应部分、第二分解反应部分和处理后的水的供给单元至少之一中吸收热量，所述供给单元供给经过第二分解反应部分处理之后的处理后的水；和

热交换流体供给单元，该热交换流体供给单元配置为将热交换流体在热交换之后供给到预热氧化剂或废液的预热单元。

11.如权利要求9或10所述的废液处理装置，进一步包括：

热交换流体温度检测单元，该热交换流体温度检测单元配置为测量由热交换流体供给单元供给的热交换流体的温度；和

控制器，所述控制器配置为以热交换流体温度检测单元的测量结果为基础，控制热交换流体供给单元的供给速度。

12.一种废液处理的方法，包括：

加压和加热要被处理的流体，所述流体由含有有机物的废液组成，以至少水解或裂解要被处理的流体中的有机物；和

将经受加压和加热后的要被处理的流体与氧化剂混合，同时，加压和加热要被处理的流体，以分解所述要被处理的流体中的有机物或氨氮；

其中所述加压，加热和混合，是利用如权利要求1-11中任一项所述的废液处理装置来执行。

13.如权利要求12所述的废液处理方法，其特征在于，其中有机溶剂废液、造纸过程中产生的造纸废液和调色剂制造过程中产生的调色剂制造废液中的至少一种被用作所述废液。

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