JP2002102868A - 洗浄廃液処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 水熱反応処理システム内を洗浄した洗浄廃液
を被処理液と混合して水熱反応処理することにより、洗
浄廃液を発生現場で処理して無害化できる洗浄廃液処理
方法を提供する。 【解決手段】 水熱反応処理システムによって被処理液
を水熱反応処理する方法において、被処理液タンク１を
洗浄した洗浄廃液に無機物を除く前処理を第１前処理装
置１１で行い、予熱器４を洗浄した洗浄廃液に無機物を
除く前処理を第２前処理装置１３で行うとともに、第１
および第２前処理装置１１，１３で前処理を行った洗浄
廃液を被処理液と混合して反応容器３１内で水熱反応処
理する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、水熱反応処理シ
ステム内を洗浄した洗浄廃液を被処理液と混合して水熱
反応処理する洗浄廃液処理方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】被反応物を処理して酸化分解したり、加
水分解反応により廃棄物を分解したり、エネルギーを生
成したり、または化学物質を製造する水熱反応処理は、
長年に亘って研究され、利用されてきている。特に、近
年、３７４℃以上、２２．１ＭＰａ（２２０気圧）以上
の超臨界状態で、または、例えば３７４℃以上、２．５
ＭＰａ（２５気圧）以上２２．１ＭＰａ未満、あるいは
３７４℃未満、２２．１ＭＰａ以上、あるいは３７４℃
未満、２２．１ＭＰａ未満であっても臨界点に近い高温
高圧状態である亜臨界状態で、被反応物と、酸化剤を含
んだ水とを反応させることにより、燃焼を含む酸化反応
を生じさせ、被反応物中の有機物を短時間でほぼ完全に
分解する水熱反応処理が注目されている。

【０００３】このようにして反応容器内で水熱反応処理
する被反応物が廃液（被処理液）である場合、被処理液
タンク内、各液を送る送液配管内、被処理液を予め加熱
する予熱器内、水熱反応処理を行う反応容器内、処理液
を冷却するための冷却器内などに、スラッジの付着やス
ケールの析出による障害が想定されるので、各部を定期
的に洗浄することにより、スラッジやスケールを除去し
ている。

【０００４】このスラッジ成分としては有機成分の汚
れ、また、スケール成分としてはカルシウムスケールを
代表とする無機成分が代表的であり、各々に対して適切
な洗浄剤を使用して除去する。なお、有機成分を洗浄す
るための洗浄剤としては水や界面活性剤系洗浄剤、アル
カリ系洗浄剤などが代表的であり、無機成分を洗浄する
ための洗浄剤としては、硝酸などの無機酸系洗浄剤、ク
エン酸などの有機酸系洗浄剤、およびＥＤＴＡ（エチレ
ンジアミン四酢酸）などのキレート剤系洗浄剤が代表的
である。

【０００５】これらの洗浄剤で洗浄した後の洗浄廃液
は、硝酸や有機物、窒素成分といった水質汚濁成分を含
有する上、非定常的に排出されるので、産業廃棄物とし
て外部で処理することが多かった。また、場内の生物処
理施設で処理できる場合もあるが、洗浄廃液に生物毒と
なるような成分（重金属など）が含まれている場合は、
洗浄廃液を外部で生物処理できず、産廃処理せざるを得
なかった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記したように、洗浄
廃液は、非定常的に排出され、生物毒となるような成分
が含まれている場合、生物処理できないため、産業廃棄
物として外部で処理せざるを得なかった。しかしなが
ら、産業廃棄物はできるだけ削減することが望まれてお
り、洗浄廃液を発生現場で処理できないかとの要望があ
る。

【０００７】この発明は、上記したような要望に応え、
産業廃棄物の排出を少なくするためになされたもので、
水熱反応処理システム内を洗浄した洗浄廃液を被処理液
と混合して水熱反応処理することにより、洗浄廃液を発
生現場で処理して無害化できる洗浄廃液処理方法を提供
するものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】まず、請求項１にかかる
発明は、水熱反応処理システムによって被処理液を水熱
反応処理する方法において、水熱反応処理システム内を
洗浄した洗浄廃液を、被処理液と混合して水熱反応処理
する洗浄廃液処理方法である。次に、請求項２にかかる
発明は、請求項１の発明において、被処理液と混合する
前の洗浄廃液に無機物を除く、ｐＨ調整、濾過、凝集沈
殿、イオン交換、希釈、濃縮、部分酸化の少なくとも１
つの前処理を行う洗浄廃液処理方法である。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施形態を図に
基づいて説明する。図１はこの発明の一実施形態である
水熱反応処理システムの概略構成を示す構成図である。

【００１０】図１において、１は被処理液を貯留する被
処理液タンク、２は被処理液タンク１内を洗浄剤で洗浄
した洗浄廃液を収集する第１洗浄廃液受け、３は被処理
液タンク１内の被処理液を予熱器４へ供給する送液ポン
プ、５は予熱器４内を洗浄剤で洗浄した洗浄廃液を収集
する第２洗浄廃液受け、６は予熱器４から被処理液が供
給される蒸発濃縮装置を示し、この蒸発濃縮装置６は、
被処理液から水分を分離して被処理液を濃縮するもので
ある。

【００１１】７は蒸発濃縮装置６で分離した水分（回収
水）を浄化装置８へ供給する送液ポンプを示す。上記し
た浄化装置８は、蒸発濃縮装置６からの回収水に適切な
処理を行い、水質が排出許容値未満になるように浄化す
るものであり、例えば蒸発濃縮装置を使用することによ
り、アンモニアなどの揮発成分が混入している場合、こ
の揮発成分を適切なレベルまで除去した後、回収水を排
出管９で所定の個所へ放流する。このようにして回収水
中から除去する被除去対象に基づいて適切なもの、例え
ばアンモニアであれば、ＲＯ膜やストリッピング、触媒
分解などが利用でき、塩類であれば、蒸留やイオン交換
などが利用できる他、活性炭処理、凝集沈殿処理、電気
透析処理などを必要に応じて選択することができる。な
お、これらは必要に応じて１つか、２つ以上を組み合わ
せることができ、２つ以上を組み合わせる場合は、同一
技術のものを組み合わせてもよい。

【００１２】１０は第１洗浄廃液受け２の洗浄廃液を濃
縮被処理液貯留槽２１へ送液する送液配管、１１は送液
配管１０の途中に配設された第１前処理装置、１２は第
２洗浄廃液受け５の洗浄廃液を濃縮被処理液貯留槽２１
へ送液する送液配管、１３は送液配管１２の途中に配設
された第２前処理装置、１４は蒸発濃縮装置６で濃縮し
た濃縮被処理液を濃縮被処理液貯留槽２１へ送液する送
液配管、１５は浄化装置８で発生した廃棄物を濃縮被処
理液貯留槽２１へ移送する移送配管を示す。なお、洗浄
廃液に無機塩類が含まれていると、後述する反応容器３
１が腐食したり、反応容器３１の内側に塩が堆積すると
いった障害が発生する場合があるので、第１前処理装置
１１および第２前処理装置１３は、洗浄廃液に含まれて
いる無機物を、ｐＨ調整、濾過、凝集沈殿、イオン交
換、希釈、濃縮、部分酸化などによって適切に処理する
ものである。そして、これらは必要に応じて１つか、２
つ以上を組み合わせることができ、２つ以上を組み合わ
せる場合は、同一技術のものを組み合わせてもよい。

【００１３】２１は濃縮被処理液を貯留する濃縮被処理
液貯留槽を示し、第１洗浄廃液受け２から被処理液タン
ク１内を洗浄した洗浄廃液が送液配管１０によって供給
され、第２洗浄廃液受け５から予熱器４内を洗浄した洗
浄廃液が送液配管１２によって供給され、蒸発濃縮装置
６から被処理液を濃縮した濃縮被処理液が送液配管１４
によって供給されるとともに、浄化装置８で発生した廃
棄物が移送配管１５によって供給されるものである。こ
こで、廃棄物とは、例えばＲＯ膜処理時の濃縮水、活性
炭処理時の活性炭、イオン交換時のイオン交換樹脂など
を挙げることができる。このように廃棄物を濃縮被処理
液と混合して水熱反応処理すると、総廃棄物量を削減す
ることができる。

【００１４】２２は高圧送液ポンプを示し、洗浄廃液、
濃縮被処理液、廃棄物を混合した濃縮被処理液貯留槽２
１内の濃縮混合被処理液を、供給管２３を介して反応容
器３１へ、例えば２．５ＭＰａ（２５気圧）以上の高圧
で供給するものである。２４は補助燃料を貯留する補助
燃料貯留槽、２５は補助燃料貯留槽２４の補助燃料を供
給管２３へ供給管２６を介して、例えば２．５ＭＰａ
（２５気圧）以上の高圧で供給する高圧送液ポンプ、２
７は水を貯留する水槽、２８は水槽２７の水を供給管２
６へ、例えば２．５ＭＰａ（２５気圧）以上の高圧で供
給する高圧送液ポンプ、２９は空気を、例えば２．５Ｍ
Ｐａ（２５気圧）以上の高圧で供給するエアーコンプレ
ッサー、３０はエアーコンプレッサー２９からの空気を
所定の温度に予備加熱して供給管２３へ供給する予備加
熱器を示す。

【００１５】３１は円筒状の反応容器を示し、上蓋（天
井）の中心に、供給管２３から供給される濃縮混合被処
理液などを噴出するノズルが設けられ、下側に、クエン
チ水を噴出するクエンチ水供給管が設けられるととも
に、処理水を排出する排出口が設けられている。そし
て、反応容器３１内には、内側に析出して堆積する塩な
どを掻き落とす、駆動機構によって回転させられるスク
レーパー（掻き取り手段）（図示が省略されている。）
が設けられている。

【００１６】４１はｐＨ調整剤を貯留するｐＨ調整剤貯
留槽、４２はｐＨ調整剤貯留槽４１内のｐＨ調整剤を送
液する送液ポンプ、４３はクエンチ水調整槽を示し、こ
のクエンチ水調整槽４３は、クエンチ水に、送液ポンプ
４２によって供給されるｐＨ調整剤を混合するためのも
のである。このようにクエンチ水にｐＨ調整剤を添加す
ることにより、処理流体中の酸やアルカリに起因する腐
蝕を抑制することができる。４４は高圧送液ポンプを示
し、クエンチ水調整槽４３内のクエンチ水を、例えば
２．５ＭＰａ（２５気圧）以上の高圧で反応容器３１に
設けられたクエンチ水供給管へ供給するものである。

【００１７】５１は反応容器３１の排出口からの処理液
を冷却する冷却器、５２は冷却器５１からの処理液を気
体と液体とに分離する気液分離器、５３は気液分離器５
２で分離した気体を減圧して放出する減圧弁、５４は気
液分離器５２で分離した液体を減圧して放出する減圧弁
を示す。

【００１８】次に、水熱反応処理について説明する。ま
ず、被処理液を蒸発濃縮装置６で濃縮して濃縮被処理液
貯留槽２１へ供給する一方、被処理液を濃縮して得た回
収水に浄化装置８で浄化処理を行って回収水を浄化す
る。そして、回収水を浄化することによって発生する廃
棄物を濃縮被処理液貯留槽２１へ供給し、廃棄物と濃縮
被処理液とを混合する。さらに、被処理液タンク１およ
び予熱器４を定期的に洗浄剤で洗浄することによって発
生する洗浄廃液を濃縮被処理液貯留槽２１へ供給し、廃
棄物および濃縮被処理液と混合する。

【００１９】このように濃縮被処理液、廃棄物および洗
浄廃液を混合した濃縮混合被処理液を反応容器３１へ供
給する一方、補助燃料、水、空気を反応容器３１へ供給
し、反応容器３１内で水熱反応を起こさせ、濃縮混合被
処理液を水熱反応処理する。この水熱反応処理を連続し
て行うと、塩が析出して反応容器３１の内側に堆積する
ことにより、反応領域が狭くなり、最悪の場合、装置が
閉塞することもある。そこで、間欠的あるいは連続的に
スクレーパー（図示が省略されている。）を回転させ、
堆積した塩を掻き落とし、反応容器３１の下部に移動さ
せる。

【００２０】このようにして掻き落とされ、反応容器３
１の下部に移動した塩を含む固形物は、高圧送液ポンプ
４４によってクエンチ水供給管に供給されるクエンチ水
に溶解、または懸濁して排出口から反応容器３１外へ排
出されるとともに、処理液も排出口から排出され、冷却
器５１で冷却された後、気液分離器５２で気体と液体と
に分離され、減圧弁５３，５４で減圧されて排出され
る。

【００２１】次に、実施例について説明する。 〔実施例１〕し尿は原液のままでは、ＣＯＤＣｒ（化学
的酸素要求量）が２０，０００ｍｇ／ｌ前後で、水熱反
応処理するには熱量が不足するので、図１に示すよう
に、予熱器４で予熱して蒸発濃縮装置６で濃縮するが、
予熱器４内に有機スラッジ、無機スケールの混合汚れが
付着するため、定期的に５％の硝酸で予熱器４内を洗浄
する。また、被処理液タンク１は、ノニオン系界面活性
剤系の洗浄剤で洗浄する。

【００２２】この洗浄廃液をし尿と混合して水熱反応処
理できるか確認するため、グルコール濃度が６，５００
ｍｇ／ｌ、尿素濃度が１３，０００ｍｇ／ｌ、酢酸濃度
が２２，０００ｍｇ／ｌ、硝酸ナトリウム濃度が２００
ｍｇ／ｌ、ポリエチレングリコールフェニルエーテル濃
度が５，０００ｍｇ／ｌの模擬被処理液を調整して濃縮
被処理液貯留槽２１に供給し、洗浄廃液と混合し、６５
０℃、２５ＭＰａで水熱反応処理した。この結果、反応
容器３１から排出された処理液は、ＴＯＣ（全有機態炭
素量）濃度が２ｍｇ／ｌ、アンモニア性窒素濃度が３ｍ
ｇ／ｌ、硝酸性窒素濃度が１ｍｇ／ｌで、清浄であっ
た。なお、この水熱反応処理において、ｐＨ調整剤貯留
槽４１〜高圧送液ポンプ４４のクエンチ水供給機構は使
用しなかった。

【００２３】ここで、洗浄剤について説明する。まず、
水は、水熱反応処理に利用しているので、洗浄剤として
利用することに問題はない。次に、無機酸系洗浄剤、有
機成分中の硫黄やリンは、反応容器３１内の水熱反応処
理で酸や塩となるが、第１、第２前処理装置１１，１３
で中和されたり、取り除かれ、また、スクレーパーによ
って処理できるので、使用することができる。なお、無
機酸系洗浄剤の内、硝酸（ＮＯ₃ ^-）を含む洗浄剤などの
酸化力を有するものは、硝酸自体が酸化剤として働き、
自らは窒素ガスとなるため、硝酸イオンの処理と被処理
液の酸化が同時に行えるため、水熱反応に好適である。

【００２４】そして、有機酸系洗浄剤、キレート剤系洗
浄剤、あるいは界面活性剤系洗浄剤中に含まれる（含窒
素）有機成分は、二酸化炭素と水（と窒素ガス）とに分
解できるので、使用することができる。さらに、アルカ
リ系洗浄剤は、処理液が酸性になる被処理液の中和用と
して有効利用することができる。したがって、これらの
洗浄剤の少なくとも１つ、すなわち１つの洗浄剤、また
は複数の洗浄剤を混合して使用することができる。

【００２５】上述したように、この発明の一実施形態に
よれば、水熱反応処理システム内の洗浄に使用した洗浄
廃液を、被処理液と混合して水熱反応処理するので、洗
浄廃液を発生現場で処理して無害化することができ、産
業廃棄物の排出を少なくすることができる。そして、被
処理液（濃縮被処理液）と混合する前の洗浄廃液に、無
機物を除く前処理を施すことにより、析出して反応容器
３１内に堆積する無機塩類を少なくし、反応容器３１で
の塩堆積による障害を防止することができる。

【００２６】上記した実施形態では、被処理液タンク１
を洗浄剤で洗浄した洗浄廃液、予熱器４を洗浄剤で洗浄
した洗浄廃液を被処理液（濃縮処理液）と混合して水熱
反応処理したが、他の部分を洗浄剤で洗浄した洗浄廃液
であっても、同様に水熱反応処理することができる。そ
して、濃縮被処理液、洗浄廃液などを濃縮被処理液貯留
槽２１で混合したが、反応容器３１の直前で濃縮被処理
液、洗浄廃液などを混合してもよい。

【００２７】また、洗浄廃液の添加割合は、水熱反応処
理に悪影響を及ぼさない範囲であれば、どのような割合
であってもよく、例えば、洗浄廃液が強酸性で反応容器
３１内などの腐食が懸念される場合は、処理液のｐＨが
実質的に腐食の起こらないレベルになる量を混合すれば
よい。さらに、洗浄廃液の熱量が小さく、多量に添加す
ると、水熱反応処理の温度に影響を与える場合、通常、
洗浄廃液は非定常的で、それ程多くないので、水熱反応
処理の温度に影響を与えない量の洗浄廃液を少しずつ被
処理液に混合して処理すれば、十分に対応することがで
きる。

【００２８】なお、上述したように、洗浄廃液の混合割
合は水熱反応処理に影響を与えないレベルに設定すれば
よいが、洗浄廃液の組成が不明確な場合、洗浄廃液の組
成を分析するなどしていると、時間がかかるので、濃縮
混合被処理液を水熱反応処理しながら、反応容器内の温
度（反応温度）、処理流体の酸素濃度をモニタリング
し、その値から酸化剤（空気）の量、補助燃料の量を調
整することにより、例えば、洗浄廃液の混合によって有
機物濃度が濃くなる場合は酸素の消費量が多くなるの
で、酸化剤の供給量を多くし、また、有機物濃度が薄く
なる場合は反応温度が低下する可能性があるので、補助
燃料の供給量を多くすることにより、適切な反応（反応
温度）が維持でき、安定した水熱反応処理を継続させる
ことができる。

【００２９】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、水熱
反応処理システム内を洗浄した洗浄廃液を、被処理液と
混合して水熱反応処理するので、洗浄廃液を発生現場で
処理して無害化することができ、産業廃棄物の排出を少
なくすることができる。そして、ある種の洗浄廃液（例
えば、硝酸）は酸化力を有しており、洗浄廃液を水熱反
応の酸化剤として利用することができる。さらに、被処
理液と混合する前の洗浄廃液に、無機物を除く前処理を
施したので、析出して反応容器内に堆積する無機塩類を
少なくすることができ、反応容器での塩堆積による障害
を防止することがきる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施形態である水熱反応処理シス
テムの概略構成を示す構成図である。

【符号の説明】

１ 被処理液タンク ２ 第１洗浄廃液受け ３，７ 送液ポンプ ４ 予熱器 ５ 第２洗浄廃液受け ６ 蒸発濃縮装置 ８ 浄化装置 ９ 排出管 １０，１２ 送液配管 １１ 第１前処理装置 １３ 第２前処理装置 １４ 送液配管 １５ 移送配管 ２１ 濃縮被処理液貯留槽 ２２，２５ 高圧送液ポンプ ２３，２６ 供給管 ２４ 補助燃料貯留槽 ２７ 水槽 ２８ 高圧送液ポンプ ２９ エアーコンプレッサー ３０ 予備加熱器 ３１ 反応容器 ４１ ｐＨ調整剤貯留槽 ４２ 送液ポンプ ４３ クエンチ水調整槽 ４４ 高圧送液ポンプ ５１ 冷却器 ５２ 気液分離器 ５３，５４ 減圧弁

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 598124375 ジェネラル アトミックス インコーポレ イティッド アメリカ合衆国 カリフォルニア州 サン ディエゴ ジェネラル アトミックス コ ート 3550 (72)発明者 小布施 洋 東京都新宿区西新宿三丁目４番７号 栗田 工業株式会社内 Ｆターム(参考） 4D050 AA12 AB07 AB35 AB37 BB01 BC01 BC02 BD03 BD06 CA02 CA08 CA13 CA15 CA16

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水熱反応処理システムによって被処理液
   を水熱反応処理する方法において、 前記水熱反応処理システム内を洗浄した洗浄廃液を、前
   記被処理液と混合して水熱反応処理する、 ことを特徴とする洗浄廃液処理方法。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の洗浄廃液処理方法にお
   いて、 前記被処理液と混合する前の前記洗浄廃液に対して無機
   物を除く、ｐＨ調整、濾過、凝集沈殿、イオン交換、希
   釈、濃縮、部分酸化の少なくとも１つの前処理を行う、 ことを特徴とする洗浄廃液処理方法。