JP2002273482A - Method and apparatus for treating night soil and / or septic tank sludge - Google Patents

Method and apparatus for treating night soil and / or septic tank sludge

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JP2002273482A
JP2002273482A JP2001083485A JP2001083485A JP2002273482A JP 2002273482 A JP2002273482 A JP 2002273482A JP 2001083485 A JP2001083485 A JP 2001083485A JP 2001083485 A JP2001083485 A JP 2001083485A JP 2002273482 A JP2002273482 A JP 2002273482A
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solid
liquid phase
septic tank
liquid
hydrothermal reaction
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Application number
JP2001083485A
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Japanese (ja)
Inventor
Hironori Kako
啓憲 加来
Masaaki Wakita
正明 脇田
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Komatsu Ltd
Kurita Water Industries Ltd
General Atomics Corp
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Komatsu Ltd
Kurita Water Industries Ltd
General Atomics Corp
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  • Heat Treatment Of Water, Waste Water Or Sewage (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 少ないエネルギーでし尿および/または浄化
槽汚泥を分解して無害化することができるし尿および/
または浄化槽汚泥の処理方法を得る。 【解決手段】 し尿および/または浄化槽汚泥からなる
被処理物から固液分離装置1において固形物を除去して
液体相を得る固液分離工程と、液体相を濃縮装置2にお
いて蒸発濃縮させる濃縮工程と、被処理物から除去され
た固形物と濃縮された液体相とを混合槽3で混合し、水
熱反応において水の超臨界または亜臨界状態で水熱反応
により酸化分解する水熱反応工程とを含む。
(57) [Summary] [Problem] Human waste and / or can detoxify human waste and / or septic tank sludge with a small amount of energy.
Alternatively, a method for treating septic tank sludge is obtained. SOLUTION: A solid-liquid separation step of removing a solid substance from an object to be treated consisting of night soil and / or septic tank sludge in a solid-liquid separation device 1 to obtain a liquid phase, and a concentration step of evaporating and concentrating the liquid phase in a concentration device 2 And a solid phase removed from the object to be treated and a concentrated liquid phase are mixed in a mixing tank 3, and a hydrothermal reaction step of oxidatively decomposing by a hydrothermal reaction in a supercritical or subcritical state of water in the hydrothermal reaction And

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は本発明はし尿および
/または浄化槽汚泥を水熱反応により処理する方法およ
び装置に関するものである。
The present invention relates to a method and an apparatus for treating human waste and / or septic tank sludge by a hydrothermal reaction.

【0002】[0002]

【従来の技術】し尿は家庭、施設等からバキューム車で
汲み取ってし尿処理場に集められ、集中的に処理されて
いる。また家庭、施設等にし尿の浄化槽が設置される場
合は浄化槽汚泥をバキューム車で汲み取ってし尿処理場
に集められ、し尿と混合して処理されている。このよう
なし尿処理場におけるし尿および/または浄化槽汚泥の
処理方法は、嫌気性処理、好気性処理等の生物学的処理
方法が一般的である。
2. Description of the Related Art Human waste is collected from homes and facilities by vacuum trucks, collected in a human waste treatment plant, and intensively processed. When a septic tank for urine is installed in homes, facilities, etc., the septic tank sludge is collected by a vacuum truck and collected in a sewage treatment plant, and is mixed with human waste to be treated. As a method of treating night soil and / or septic tank sludge in such a night soil treatment plant, a biological treatment method such as an anaerobic treatment and an aerobic treatment is generally used.

【0003】一方、近年下水処理汚泥等の有機性汚泥の
処理方法として、超臨界における水熱反応による処理方
法が提案されている。水熱反応は水の超臨界または亜臨
界状態で、被反応物を酸化反応や加水分解反応させて廃
棄物を分解したり、エネルギーを生成したり、化学物質
を製造したりする方法である。下水処理汚泥等の有機性
汚泥の場合、水の超臨界または亜臨界状態で有機物を含
む被反応物と、酸化剤を反応させることにより酸化反応
を生じさせ、被反応物中の有機物を短時間で、ほぼ完全
に分解することができる。
On the other hand, in recent years, as a method of treating organic sludge such as sewage treated sludge, a treatment method using a supercritical hydrothermal reaction has been proposed. The hydrothermal reaction is a method in which a reactant is oxidized or hydrolyzed in a supercritical or subcritical state of water to decompose waste, generate energy, or produce a chemical substance. In the case of organic sludge such as sewage sludge, an oxidation reaction is caused by reacting an oxidizing agent with a reactant containing an organic substance in a supercritical or subcritical state of water, and the organic substance in the reactant is reduced for a short time. Then, it can be almost completely decomposed.

【0004】このように水熱反応により被反応物中の有
機物を酸化分解する場合、被反応物、酸化剤、水を加
圧、加熱し反応器へ供給して酸化反応させる。この場
合、被反応物に予め適正量の水を含む場合は、水を供給
する必要はない。反応の結果、有機物は酸化分解され、
水と二酸化炭素からなる高温高圧の液体と、乾燥または
スラリー状態の灰分や塩類等の固体を含む反応生成物が
得られる。反応生成物のうち固体は固液分離装置によっ
て分離される。固体を分離した流体はエネルギー回収さ
れるか、冷却、減圧され、ガス分と液分とに分離され
る。
When the organic matter in the reactant is oxidatively decomposed by the hydrothermal reaction as described above, the reactant, the oxidizing agent, and water are pressurized and heated, and supplied to the reactor to cause an oxidation reaction. In this case, when the reactant contains an appropriate amount of water in advance, it is not necessary to supply water. As a result of the reaction, organic matter is oxidized and decomposed,
A reaction product containing a high-temperature and high-pressure liquid composed of water and carbon dioxide and a solid such as ash or salt in a dried or slurry state is obtained. Solids among the reaction products are separated by a solid-liquid separator. The fluid from which the solids have been separated is recovered for energy, or cooled and decompressed, and separated into gas and liquid components.

【0005】し尿および/または浄化槽汚泥については
前述のように、一般的には生物処理法で処理されている
のが現状であるが、生物処理では汚泥が発生するため、
完全分解できる水熱反応処理の検討がなされている。例
えば「水熱反応による未来型環境装置システムに関する
調査研究報告書」(平成9年3月、財団法人 機械シス
テム振興協会)では、酸素ガス加圧下、2〜10MPa
の圧力、300℃以上の温度で酸化すると、CODMn
で90%以上の分解率を得られ、22〜25MPa、5
00℃の超臨界水熱反応による酸化ではTOCで97%
以上の分解率が得られることが報告されている。すなわ
ち、300〜500℃では未分解の有機分が残留し、特
にアンモニアの分解が困難で、完全分解するには500
℃以上の反応温度が必要であると報告されている。ま
た、Decomposition of Municipal Sludge by Supercrit
ical Water Oxidation, Goto, M.ら、Journal of Chemi
calEngineering of Japan, Vol.30, No.5, P.813-818(1
997)では、アンモニアの分解に600℃以上が必要であ
ると報告されている。
As described above, human waste and / or septic tank sludge is generally treated by a biological treatment method at present, but sludge is generated in biological treatment.
Studies have been made on hydrothermal reaction treatments that can be completely decomposed. For example, in "Survey Report on Future Environmental Equipment System by Hydrothermal Reaction" (March 1997, Japan Society for the Promotion of Mechanical Systems), 2-10MPa under oxygen gas pressurization
When oxidized at a pressure of 300 ° C. or higher, CODMn
, A decomposition rate of 90% or more was obtained.
97% TOC for oxidation by supercritical hydrothermal reaction at 00 ° C
It is reported that the above decomposition rate can be obtained. That is, at 300 to 500 ° C., undecomposed organic components remain, and it is particularly difficult to decompose ammonia.
It is reported that a reaction temperature of at least ℃ is required. Also, Decomposition of Municipal Sludge by Supercrit
ical Water Oxidation, Goto, M. et al., Journal of Chemi
calEngineering of Japan, Vol.30, No.5, P.813-818 (1
997) reports that the decomposition of ammonia requires 600 ° C. or higher.

【0006】このように、し尿および/または浄化槽汚
泥を水熱反応により処理する場合、水熱反応の際には高
温が必要とされるが、従来技術では完全分解を達成する
ために高い反応温度、例えば600〜650℃の反応を
行うには、外部熱源で反応器を加熱するか、あるいはし
尿および/または浄化槽汚泥を予熱するかが必要であ
り、そのために多量の灯油などの補助燃料を添加する必
要があった。
As described above, when treating night soil and / or septic tank sludge by a hydrothermal reaction, a high temperature is required during the hydrothermal reaction, but in the prior art, a high reaction temperature is required to achieve complete decomposition. For example, in order to carry out the reaction at 600 to 650 ° C., it is necessary to heat the reactor with an external heat source or to preheat the night soil and / or the septic tank sludge, and for this purpose, a large amount of auxiliary fuel such as kerosene is added. I needed to.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、し尿
および/または浄化槽汚泥を水熱反応によって処理する
方法において、少ないエネルギーでし尿および/または
浄化槽汚泥を分解して無害化することができるし尿およ
び/または浄化槽汚泥の処理方法および装置を提案する
ことである。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a method for treating human waste and / or septic tank sludge by a hydrothermal reaction, whereby the human waste and / or septic tank sludge can be decomposed and made harmless with little energy. It is to propose a method and an apparatus for treating night soil and / or septic tank sludge.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明は次のし尿および
/または浄化槽汚泥の処理方法および装置である。 (1) し尿および/または浄化槽汚泥からなる被処理
物から固形物を除去して液体相を得る固液分離工程と、
液体相を蒸発濃縮させる濃縮工程と、被処理物から除去
された固形物と濃縮された液体相とを水の超臨界または
亜臨界状態で水熱反応により酸化分解する水熱反応工程
と、を含むし尿および/または浄化槽汚泥の処理方法。 (2) 固液分離工程では膜分離によって固形物の除去
を行う上記(1)記載の方法。 (3) 濃縮工程はpH6以下で蒸発濃縮を行う上記
(1)または(2)記載の方法。 (4) 濃縮工程は種晶を添加して蒸発濃縮を行う上記
(1)ないし(3)のいずれかに記載の方法。 (5) 水熱反応工程は600℃以上で酸化分解を行う
上記(1)ないし(4)のいずれかに記載の方法。 (6) し尿および/または浄化槽汚泥からなる被処理
物から固形物を除去して液体相を得る固液分離装置と、
液体相を蒸発濃縮する濃縮装置と、被処理物から除去さ
れた固形物と濃縮された液体相とを水の超臨界または亜
臨界状態で水熱反応により酸化分解する水熱反応装置と
を含むし尿および/または浄化槽汚泥の処理装置。 (7) 濃縮装置は加熱した被処理物を熱交換器を通し
て循環し、発生蒸気を圧縮して熱交換器に供給して、循
環する被処理物を加熱するものである上記(6)記載の
装置。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to the following method and apparatus for treating human waste and / or septic tank sludge. (1) a solid-liquid separation step of obtaining a liquid phase by removing solid matter from a material to be treated consisting of night soil and / or septic tank sludge;
A concentration step of evaporating and concentrating the liquid phase, and a hydrothermal reaction step of oxidatively decomposing the solid matter removed from the object to be treated and the concentrated liquid phase by a hydrothermal reaction in a supercritical or subcritical state of water. A method for treating human waste and / or septic tank sludge. (2) The method according to the above (1), wherein the solid is removed by membrane separation in the solid-liquid separation step. (3) The method according to the above (1) or (2), wherein the concentration step is performed by evaporating and concentrating at a pH of 6 or less. (4) The method according to any one of the above (1) to (3), wherein the concentration step comprises evaporating and concentrating by adding a seed crystal. (5) The method according to any one of the above (1) to (4), wherein the hydrothermal reaction step performs oxidative decomposition at 600 ° C. or higher. (6) a solid-liquid separation device for removing a solid substance from an object to be treated consisting of night soil and / or septic tank sludge to obtain a liquid phase;
Including a concentrating device for evaporating and concentrating a liquid phase, and a hydrothermal reactor for oxidatively decomposing a solid removed from a treatment object and a concentrated liquid phase by a hydrothermal reaction in a supercritical or subcritical state of water Equipment for treating night soil and / or septic tank sludge. (7) The concentrator according to the above (6), wherein the condensing device circulates the heated object to be processed through a heat exchanger, compresses the generated steam and supplies it to the heat exchanger, and heats the circulating object to be processed. apparatus.

【0009】本発明において処理の対象となる被処理物
はし尿および/または浄化槽汚泥である。し尿は家庭ま
たは施設等からバキューム車で汲み取られた生し尿また
はその前処理物などがあげられる。浄化槽汚泥は家庭ま
たは施設等において、し尿処理用に設置される浄化槽に
堆積する汚泥であって、し尿と同様にバキューム車で汲
み取って集められる汚泥またはその前処理物などがあげ
られる。これらのし尿および浄化槽汚泥は両者を任意の
割合で混合して被処理物としてもよく、また別々に被処
理物としてもよい。また他の有機性排液やゴミ等を混合
して被処理物としてもよい。
The object to be treated in the present invention is human waste and / or septic tank sludge. The night soil includes raw night soil collected from a home or facility by a vacuum truck or a pretreated product thereof. Septic tank sludge is sludge that accumulates in a septic tank installed for the treatment of night soil at home or in a facility, such as sludge collected by a vacuum truck and collected in the same manner as night soil. These human waste and septic tank sludge may be mixed at an arbitrary ratio to be treated, or may be separately treated. In addition, other organic wastewater, dust, or the like may be mixed to be processed.

【0010】し尿および/または浄化槽汚泥には、し渣
やトイレットペーパーに由来する繊維質等の固形物が含
まれている。また、他の有機性排液やゴミ等を混合して
被処理物とする場合、被処理物には生ごみ等の不溶性の
固形物が含まれることとなる。本発明ではこのような固
形物を含有するし尿および/または浄化槽汚泥を含む被
処理物を固液分離工程において固形物を分離して液体相
を得る。この液体相には、固形物として長さが500μ
mより長い、若しくは径が500μmより大きな不溶性
物質が含まれていないことが好ましい。固液分離工程で
は、固液分離によって得られる液体相中に固形物が存在
しないように分離処理ができればよく、分離された固形
物中に少量の水分が含まれ、分離された固形物がある程
度の流動性を有するように処理することが好ましい。分
離された固形物が流動性を有すると、後の水熱反応装置
へ導入しやすいものとなる。
[0010] Night soil and / or septic tank sludge contains solid substances such as fibers derived from human waste and toilet paper. In addition, when another organic waste liquid, dust, or the like is mixed to form a treatment target, the treatment target contains insoluble solids such as garbage. In the present invention, a liquid phase is obtained by separating the solid matter in the solid-liquid separation step from the object to be treated including human waste and / or septic tank sludge containing the solid matter. This liquid phase has a solid length of 500μ
It is preferable that an insoluble substance longer than m or having a diameter larger than 500 μm is not contained. In the solid-liquid separation step, it suffices if the separation treatment can be performed so that no solids are present in the liquid phase obtained by the solid-liquid separation, and the separated solids contain a small amount of water, and the separated solids have a certain amount. It is preferred that the treatment is carried out so as to have a fluidity. When the separated solid has fluidity, it can be easily introduced into the subsequent hydrothermal reactor.

【0011】固液分離装置としては、特に制限なく使用
でき、例えばスクリーン、脱水装置、濾過装置や膜分離
装置等をあげることができる。膜分離装置としては、U
F膜(限外濾過膜)、MF膜(精密濾過膜)等をあげる
ことができる。モジュールとしては平膜、スパイラル、
チューブラ、中空糸など任意の形状の透過膜を用いるも
のが使用できる。これらのモジュールは透過膜により濃
縮液室と透過液室とを区画し、濃縮液室に被処理液をポ
ンプ等を利用して加圧して供給し膜分離を行い、透過液
室側から処理水(液体相)を流出させるものや、透過液
側を吸引して膜分離を行うものが使用できる。
The solid-liquid separator can be used without any particular limitation, and examples thereof include a screen, a dehydrator, a filter, and a membrane separator. As a membrane separation device, U
F membrane (ultrafiltration membrane), MF membrane (microfiltration membrane) and the like. Modules include flat membrane, spiral,
Those using a permeable membrane of any shape, such as a tubular or hollow fiber, can be used. In these modules, the concentrated liquid chamber and the permeated liquid chamber are separated by a permeable membrane, and the liquid to be treated is supplied to the concentrated liquid chamber by applying pressure by using a pump or the like to perform membrane separation. One that allows (liquid phase) to flow out and one that performs membrane separation by suctioning the permeate side can be used.

【0012】なお上記固液分離工程に先立って被処理物
を粉砕装置により予め粉砕し、均質化したものについて
固液分離を行ってもよい。粉砕手段としては破砕ポンプ
や粉砕機等が使用できる。被処理物を通常1mm程度に
粉砕することにより上記固液分離を効率的に行うことが
できる。
Prior to the solid-liquid separation step, the material to be treated may be pulverized by a pulverizer in advance and homogenized to be subjected to solid-liquid separation. A crushing pump, a crusher, or the like can be used as the crushing means. The solid-liquid separation can be efficiently performed by crushing the object to be processed to about 1 mm.

【0013】次に、固液分離によって得られた被処理物
の液体相を濃縮工程において蒸発濃縮する。濃縮工程で
使用する濃縮装置は液体相を蒸発により濃縮できるもの
であれば制限なく、液膜式、浸管式、フラッシュ式な
ど、任意の濃縮装置を用いることができるが、加熱した
液体相を熱交換部を通して循環し、発生蒸気を必要によ
りミストを除去して圧縮し、熱交換部に供給することに
より、循環する液体相を加熱する循環式のものが好まし
い。このような循環式の濃縮装置は最初に加熱を行え
ば、その後は圧縮のためのエネルギーを加えるだけで蒸
発濃縮を行うことができ好ましい。液体相の加熱に必要
な熱は濃縮装置および/または水熱反応装置から排出さ
れる処理物から回収して使用することができる。
Next, the liquid phase of the object to be treated obtained by the solid-liquid separation is concentrated by evaporation in the concentration step. The concentration device used in the concentration step is not limited as long as the liquid phase can be concentrated by evaporation, and any concentration device such as a liquid film type, a dip tube type, and a flash type can be used. It is preferable to use a circulation type in which the circulating liquid phase is heated by circulating through the heat exchange unit, compressing the generated steam by removing mist as required, and supplying the compressed mist to the heat exchange unit. Such a circulation-type concentrating apparatus is preferable if heating is performed first, and thereafter evaporation and concentration can be performed only by adding energy for compression. The heat required for heating the liquid phase can be recovered from the treated product discharged from the concentrator and / or the hydrothermal reactor and used.

【0014】濃縮工程において塩酸、硫酸等の酸や酸性
塩を液体相へ添加することによりpH6以下、好ましく
は5以下に調整して濃縮処理を行うと、アンモニアの蒸
発を防止するとともに、発泡を防止して消泡剤の使用量
を少なくすることができる。pHの下限はないが、腐食
防止および薬剤使用量の点からpH4以上が好ましく、
pH5付近で濃縮を行うのが最も好ましい。
In the concentration step, an acid such as hydrochloric acid or sulfuric acid or an acid salt is added to the liquid phase to adjust the pH to 6 or less, preferably 5 or less, and the concentration treatment is carried out. It is possible to reduce the amount of the antifoaming agent to be used. Although there is no lower limit of pH, pH 4 or more is preferable from the viewpoint of corrosion prevention and the amount of chemicals used,
It is most preferred to concentrate at around pH 5.

【0015】また濃縮工程においてpH6以下で蒸発濃
縮を行うことにより、アンモニアの蒸発は抑制される
が、それでも一部のアンモニアは蒸発し、その一部は凝
縮水に移行し、一部は非凝縮ガスとともに排気される。
この場合蒸発したアンモニアの分解装置を設けることに
より、後処理が容易になる。アンモニア分解工程として
は触媒分解装置が好ましく、蒸気または凝縮水の状態で
酸化剤の存在下に触媒層を通すことにより、アンモニア
を分解することができる。触媒としては貴金属類を担持
させた触媒、好ましくは白金担持アルミナ触媒が望まし
く、蒸気の状態で分解する場合は300〜400℃、凝
集させてから分解するためには150〜200℃が好適
である。アンモニアの分解と同時に有機物等も分解され
るので、凝縮水はそのまま洗浄水等として再利用が可能
である。
In the concentration step, evaporation of ammonia at a pH of 6 or less suppresses the evaporation of ammonia. However, part of the ammonia evaporates, part of the ammonia is transferred to condensed water, and part of the ammonia is condensed. Exhausted with gas.
In this case, provision of a device for decomposing the evaporated ammonia facilitates post-treatment. As the ammonia decomposition step, a catalyst decomposition apparatus is preferable, and ammonia can be decomposed by passing the catalyst layer in the presence of an oxidizing agent in the state of steam or condensed water. As the catalyst, a catalyst supporting a noble metal, preferably a platinum-supported alumina catalyst, is desirable. When decomposing in a vapor state, 300 to 400 ° C. is preferable, and for decomposing after aggregating, 150 to 200 ° C. is suitable. . Since organic substances and the like are also decomposed simultaneously with the decomposition of ammonia, condensed water can be reused as washing water or the like as it is.

【0016】濃縮工程において種晶を添加して蒸発濃縮
を行うと、液体相中のリン酸、カルシウム、マグネシウ
ム等が種晶上に析出するため、濃縮装置および水熱反応
装置の腐食およびスケール化を防止することができる。
種晶としては特に制限はなく、硫酸カルシウム、リン酸
カルシウムなどが使用できる。このような種晶その他の
固形物は濃縮工程後に除去してもよく、また除去するこ
となく水熱反応を行い、その後除去してもよい。
In the concentration step, when a seed crystal is added and evaporation and concentration is performed, phosphoric acid, calcium, magnesium, etc. in the liquid phase precipitate on the seed crystal, so that corrosion and scale of the concentrator and the hydrothermal reactor are reduced. Can be prevented.
The seed crystal is not particularly limited, and calcium sulfate, calcium phosphate and the like can be used. Such seed crystals and other solids may be removed after the concentration step, or a hydrothermal reaction may be performed without removal, and then removed.

【0017】濃縮工程における液体相の濃縮倍率は任意
であるが、水熱反応工程において、含まれる有機物の酸
化により600℃以上に維持できる程度の濃度まで濃縮
するのが好ましく、これにより補助燃料なしに水熱反応
を行うことができる。濃縮倍率を高めすぎると濃縮物の
流動性が低下する場合があるので、この場合は濃縮倍率
を低くし、補助燃料を使用することができる。
Although the concentration ratio of the liquid phase in the concentration step is arbitrary, it is preferable that the liquid phase be concentrated in the hydrothermal reaction step to a concentration at which it can be maintained at 600 ° C. or higher by oxidizing the organic substances contained therein. Can be subjected to a hydrothermal reaction. If the enrichment ratio is too high, the fluidity of the concentrate may decrease. In this case, the enrichment ratio can be lowered and auxiliary fuel can be used.

【0018】濃縮工程においては、固液分離工程におい
て固形分が除去された液体相を濃縮するため、濃縮中に
蒸発装置の伝熱面にし渣やトイレットペーパー由来の固
形物が付着することがなく、管内を閉塞させたりするこ
とがない。したがって、熱の伝導性の低下による濃縮効
率の低下を防止できるので、液体相の濃縮を効率よく且
つ確実に行うことができる。
In the concentration step, the liquid phase from which solids have been removed in the solid-liquid separation step is concentrated, so that no residue or solids derived from toilet paper adhere to the heat transfer surface of the evaporator during concentration. And does not block the inside of the tube. Therefore, a decrease in concentration efficiency due to a decrease in heat conductivity can be prevented, so that the liquid phase can be concentrated efficiently and reliably.

【0019】次に、上記濃縮工程において液体相から生
成する濃縮物と、予め固液分離工程で分離された固形物
が被反応物として水熱反応工程に送られる。なお濃縮工
程において蒸発した蒸気の凝縮水にも有機物、アンモニ
ア、固形物等の不純物が移行しているので、逆浸透膜を
用いる膜分離等により有機物その他の不純物を濃縮し、
その濃縮液を上記被処理物の濃縮物と合わせて水熱反応
工程へ送るのが好ましい。なお膜分離による分離液は活
性炭処理等により有機物その他の不純物を除去すること
により回収、使用することができる。
Next, the concentrate generated from the liquid phase in the concentration step and the solid separated in the solid-liquid separation step are sent to the hydrothermal reaction step as reactants. Since impurities such as organic matter, ammonia, and solid matter are also transferred to the condensed water of the vapor evaporated in the concentration step, the organic matter and other impurities are concentrated by membrane separation using a reverse osmosis membrane, and the like.
It is preferable to send the concentrate to the hydrothermal reaction step together with the concentrate of the object to be treated. The liquid separated by membrane separation can be recovered and used by removing organic substances and other impurities by activated carbon treatment or the like.

【0020】水熱反応工程では水熱反応により有機物の
酸化分解を行う。被反応物である濃縮物、固形物、およ
び凝縮水の濃縮水は予め混合して、または別々に水熱反
応工程へ導入することができる。ただし、水熱反応の処
理効率の点を考慮すると、それらは予め混合して水熱反
応工程へ導入することが好ましい。水熱反応装置は導入
される被反応物を水の超臨界または亜臨界状態で水熱反
応により酸化分解するように構成される。
In the hydrothermal reaction step, organic substances are oxidatively decomposed by a hydrothermal reaction. The concentrates, solids, and condensate of the condensate, which are the reactants, can be premixed or separately introduced into the hydrothermal reaction step. However, considering the processing efficiency of the hydrothermal reaction, it is preferable that they are mixed in advance and introduced into the hydrothermal reaction step. The hydrothermal reactor is configured to oxidatively decompose the introduced reactant in a supercritical or subcritical state of water by a hydrothermal reaction.

【0021】水熱反応は、超臨界または亜臨界状態の高
温高圧の水および酸化剤の存在下に濃縮物を酸化反応に
より酸化分解する反応である。ここで超臨界状態とは3
74℃以上、22MPa以上の状態である。また亜臨界
状態とは例えば374℃以上、2.5MPa以上22M
Pa未満あるいは374℃以下、22MPa以上の状
態、あるいは374℃以下、22MPa未満であっても
臨界点に近い高温高圧状態をいう。
The hydrothermal reaction is a reaction in which a concentrate is oxidatively decomposed by an oxidation reaction in the presence of supercritical or subcritical high-temperature and high-pressure water and an oxidizing agent. Here, the supercritical state is 3
The temperature is 74 ° C. or higher and 22 MPa or higher. The subcritical state is, for example, 374 ° C. or more, 2.5 MPa or more and 22M or more.
It refers to a state of less than Pa or 374 ° C. or less and 22 MPa or more, or a high temperature and high pressure state close to a critical point even if it is 374 ° C. or less and less than 22 MPa.

【0022】このような水熱反応は被反応物が酸化剤と
混合した状態で水熱反応装置に導入されて行われ、これ
らの混合物が反応器内部で水熱反応を受ける。酸化剤と
しては、空気、酸素、液体酸素、過酸化水素水、硝酸、
亜硝酸、硝酸塩、亜硝酸塩等を用いることができる。酸
化剤は、被処理物の濃縮物と混合されて供給されてもよ
いし、供給口を二重管ノズルにして複層流として供給し
てもよい。また必要により触媒や中和剤等が添加される
場合があるが、これらも被反応物と混合して、あるいは
別々に反応器に供給することができる。
Such a hydrothermal reaction is carried out by introducing a reactant in a state of being mixed with an oxidizing agent into a hydrothermal reactor, and the mixture undergoes a hydrothermal reaction inside the reactor. As oxidants, air, oxygen, liquid oxygen, hydrogen peroxide, nitric acid,
Nitrite, nitrate, nitrite and the like can be used. The oxidizing agent may be supplied by being mixed with a concentrate of the object to be treated, or may be supplied as a multi-layer flow by using a double-hole nozzle at a supply port. If necessary, a catalyst, a neutralizing agent, and the like may be added. These may be mixed with the reactant or supplied to the reactor separately.

【0023】本発明で用いられる水熱反応装置は超臨界
または亜臨界状態で水熱反応を行うように、耐熱、耐圧
材料により、実質的に垂直方向に配置した筒状反応器で
形成される。反応熱だけでは超臨界または亜臨界状態に
達しない場合には外部加熱手段を設けることができる。
反応器の形状は円筒、だ円筒、多角筒のものを用いるこ
とができ、下端部はコーン状とすることができる。この
ような水熱反応装置により超臨界または亜臨界状態で水
熱反応を行うと、被反応物の有機物は酸化剤により酸化
されて最終的に水と二酸化炭素に分解され、あるいは加
水分解により低分子化し、無機物は固体あるいは溶融状
態で分離する。反応生成物は固形物を分離後、冷却、減
圧され、ガス分と液分に分離される。
The hydrothermal reactor used in the present invention is formed of a heat-resistant, pressure-resistant material and a substantially vertical cylindrical reactor so as to perform a hydrothermal reaction in a supercritical or subcritical state. . When the supercritical or subcritical state is not reached only by the heat of reaction, an external heating means can be provided.
The shape of the reactor may be a cylinder, an ellipsoid, or a polygonal cylinder, and the lower end may have a cone shape. When a hydrothermal reaction is performed in a supercritical or subcritical state using such a hydrothermal reactor, the organic substance to be reacted is oxidized by an oxidizing agent and is finally decomposed into water and carbon dioxide, or is reduced by hydrolysis. It is molecularized, and the inorganic substances are separated in a solid or molten state. After separating the solid, the reaction product is cooled, decompressed, and separated into a gas component and a liquid component.

【0024】水熱反応装置の材質は制限されないが、ハ
ステロイ、インコネル、ステンレス等の耐食性の材質が
好ましい。水熱反応装置には耐腐食性ライナーを設ける
のが好ましい。耐腐食性ライナーは特に限定されず、特
開平11−156186号に開示されたような耐腐食性
ライナーと圧力負荷壁との間に間隙が存在するような耐
腐食性ライナーを用いることができる。
The material of the hydrothermal reactor is not limited, but is preferably a corrosion-resistant material such as Hastelloy, Inconel or stainless steel. Preferably, the hydrothermal reactor is provided with a corrosion resistant liner. The corrosion-resistant liner is not particularly limited, and a corrosion-resistant liner having a gap between the corrosion-resistant liner and the pressure load wall as disclosed in JP-A-11-156186 can be used.

【0025】水熱反応装置には反応混合物を排出口から
排出する前に冷却するための冷却手段を設けることがで
きる。冷却手段は特に限定されないが、反応器内に水を
導入して冷却し、無機塩を溶解してその排出を促進する
ことができる。また、反応器内に酸やアルカリを含む水
を導入して冷却し、アルカリや酸の中和を行うことがで
きる。固体の粘着性が著しい場合には、反応器の内壁に
付着した固体を除去するための機械的除去装置を設ける
ことができる。固体除去のための機械的除去装置は特に
限定されないが、特開平11−156186号で開示さ
れた切欠窓部分を含む実質的に円筒状のスクレーパが好
適である。
The hydrothermal reactor can be provided with cooling means for cooling the reaction mixture before discharging it from the outlet. The cooling means is not particularly limited, but water can be introduced into the reactor to cool it, and the inorganic salt can be dissolved to facilitate its discharge. In addition, water containing an acid or an alkali can be introduced into the reactor and cooled to neutralize the alkali or the acid. If the solid is very sticky, a mechanical removal device for removing the solid attached to the inner wall of the reactor can be provided. The mechanical removal device for removing solids is not particularly limited, but a substantially cylindrical scraper including a cutout window portion disclosed in JP-A-11-156186 is preferred.

【0026】水熱反応装置から排出される反応流体中の
固形物を分離する分離手段を設けることができる。特
に、超臨界状態の反応流体中では無機塩類が溶解せずに
固体として含まれているため、不溶化している無機物を
分離することにより、処理水の再利用が容易になる。固
形物分離手段は特に限定されず、水熱反応装置から反応
流体を導入する流入口および固体を除去した流体を排出
する流出口を備えた容器と、容器内に配設されて前記反
応流体に含まれている前記固体を除去し、排出する手段
とを備えたものが使用できる。なお、冷却、減圧の工程
で、固体分離や気液分離の手段を含むこともできる。
A separation means for separating solids in the reaction fluid discharged from the hydrothermal reactor can be provided. In particular, since the inorganic salts are not dissolved but contained as a solid in the reaction fluid in a supercritical state, it is easy to reuse the treated water by separating the insoluble inorganic substances. The solid matter separating means is not particularly limited, and a container provided with an inlet for introducing a reaction fluid from a hydrothermal reactor and an outlet for discharging a fluid from which solids have been removed, and the reaction fluid provided in the container and having a One provided with a means for removing and discharging the solid contained therein can be used. In the steps of cooling and depressurization, means for solid separation or gas-liquid separation may be included.

【0027】水熱反応装置による反応開始の手段は特に
制限されない。通常、反応器は反応開始にあたって所定
の反応温度付近に予熱される。予熱は加熱装置を反応器
に設けるか、あるいは被反応物および/または酸化剤供
給路に設けて加熱された水や空気を導入して実施するこ
とができる。また、通常、反応器に水や酸化剤を供給
し、通常設けられる圧力調整弁によって所定の圧力に加
圧される。所定の温度、圧力に調整された後、被反応物
を含む流体を供給して水熱反応を開始する。反応によっ
て有機物が分解され、反応熱が発生する。水熱反応装置
上部(反応器上部)に逆流を伴う混合反応域を設けた場
合、ここで逆流を伴う混合作用で被反応物、酸化剤およ
び反応器内容物などが十分に混合されるため、流体の温
度が上昇する。これにより供給される被処理物は速やか
に水熱反応を開始し、安定した反応が継続されることに
なる。反応流体は反応器内を下向きに移動し、栓状流反
応域で継続反応した後、排出口から排出される。反応器
の長さ:直径の比は1:1〜100:1が好ましい。
The means for initiating the reaction by the hydrothermal reactor is not particularly limited. Usually, the reactor is preheated to near a predetermined reaction temperature at the start of the reaction. Preheating can be performed by providing a heating device in the reactor, or by introducing heated water or air provided in the reactant and / or oxidant supply passage. In addition, usually, water or an oxidizing agent is supplied to the reactor, and the reactor is pressurized to a predetermined pressure by a normally provided pressure regulating valve. After the temperature and pressure are adjusted to the predetermined values, the fluid containing the reactant is supplied to start the hydrothermal reaction. Organic substances are decomposed by the reaction, and heat of reaction is generated. If a mixing reaction zone with a backflow is provided in the upper part of the hydrothermal reactor (upper part of the reactor), the reactant, oxidizing agent and contents of the reactor are sufficiently mixed by the mixing action with the backflow. The temperature of the fluid increases. As a result, the object to be supplied immediately starts a hydrothermal reaction, and a stable reaction is continued. The reaction fluid moves downward in the reactor, continuously reacts in the plug flow reaction zone, and is discharged from the outlet. The length: diameter ratio of the reactor is preferably from 1: 1 to 100: 1.

【0028】水熱反応装置を出た反応流体は、固体を分
離した後、冷却して減圧され気液分離される。反応器内
で冷却して液体が生成している場合は反応装置を出た段
階で固体とともに液体と分離し、必要によりさらに冷却
および気液分離を行う。最終的に生成した水、気体、固
体は、そのまま、エネルギー回収されたり、物質として
再利用されたり、そのままあるいは追加処理されて廃棄
される。
The reaction fluid exiting the hydrothermal reactor is separated into solids, cooled, decompressed, and separated into gas and liquid. When a liquid is generated by cooling in the reactor, the liquid is separated from the liquid together with the solid upon exiting the reactor, and if necessary, further cooling and gas-liquid separation are performed. The finally generated water, gas, and solid are directly recovered for energy, reused as a substance, or disposed as they are or additionally processed.

【0029】上記水熱反応の被反応物は、固液分離工程
で分離された固形物と、濃縮工程で確実に濃縮された液
体相と、濃縮された凝縮水とであり、被反応物の燃焼熱
により水熱反応装置の反応器内を容易に600℃以上の
高温にしてアンモニアを分解することができ、外部から
加える熱量を少なくして高分解率で有機物およびアンモ
ニアを分解することが可能になる。
The reactants of the hydrothermal reaction are the solid separated in the solid-liquid separation step, the liquid phase reliably concentrated in the concentration step, and the concentrated condensed water. Ammonia can be decomposed by raising the temperature inside the reactor of the hydrothermal reactor easily to 600 ° C or higher by combustion heat, and it is possible to decompose organic substances and ammonia at a high decomposition rate by reducing the amount of heat added from the outside. become.

【0030】[0030]

【発明の効果】本発明の水熱反応方法においては、し尿
および/または浄化槽汚泥を予め固液分離工程で固形物
と液体相とを分離し、この液体相を濃縮工程で濃縮す
る。液体相は固形物を含んでいないので、濃縮工程の蒸
発装置の伝熱面に固形物が付着し、濃縮効率を低下させ
ることが無く、高濃度に濃縮された液体相を確実に且つ
効率的に得ることができる。この濃縮された液体相と固
形物を超臨界または亜臨界状態で水熱反応により酸化分
解するようにしたので、少ないエネルギーでし尿および
/または浄化槽汚泥を水熱反応により高分解率で酸化分
解して無害化することができる。
According to the hydrothermal reaction method of the present invention, night soil and / or septic tank sludge are previously separated into solid and liquid phases in a solid-liquid separation step, and the liquid phase is concentrated in a concentration step. Since the liquid phase does not contain solid matter, solid matter adheres to the heat transfer surface of the evaporator in the concentration step and does not reduce the concentration efficiency. Can be obtained. The concentrated liquid phase and solids are oxidatively decomposed by a hydrothermal reaction in a supercritical or subcritical state, so that human waste and / or septic tank sludge can be oxidatively decomposed at a high decomposition rate by a hydrothermal reaction with little energy. Can be made harmless.

【0031】[0031]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
により説明する。図1、図2は実施形態の処理装置のフ
ロー図である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 and 2 are flowcharts of the processing apparatus according to the embodiment.

【0032】図1において、1は固液分離装置、2は濃
縮装置、3は混合槽、4は水熱反応装置、5は酸化剤槽
である。固液分離装置1には、被処理物槽10から延び
る系路10aが連絡している。被処理物槽10にはし尿
および/または浄化槽汚泥からなる被処理物を粉砕して
供給するための粉砕機7aを有する被処理物供給路7と
ともに、pH調整剤供給路8aおよび種晶供給路8bが
連絡している。また被処理物槽10から系路10aが固
液分離装置1に連絡している。
In FIG. 1, 1 is a solid-liquid separator, 2 is a concentrator, 3 is a mixing tank, 4 is a hydrothermal reactor, and 5 is an oxidizer tank. The solid-liquid separator 1 is connected to a system path 10 a extending from the processing object tank 10. The processing object tank 10 has a processing object supply path 7 having a crusher 7a for crushing and supplying a processing object composed of night soil and / or septic tank sludge, a pH adjusting agent supply path 8a and a seed crystal supply path. 8b is in contact. In addition, a system path 10 a communicates with the solid-liquid separation device 1 from the processing object tank 10.

【0033】固液分離装置1は膜分離装置であり、モジ
ュールとその内部に設けられた透過膜1aによって構成
されており、透過膜1aによって濃縮液室1bと透過液
室1cとに区画されている。被処理物槽10から延びる
系路10aは濃縮液室1bに連絡しており、透過液室1
cからは系路11aが延びて熱交換器12を介して濃縮
装置2の下部に連絡している。また濃縮液室1bから延
びる系路11bは混合槽3に連絡している。
The solid-liquid separation device 1 is a membrane separation device, which is composed of a module and a permeable membrane 1a provided therein, and is divided into a concentrated liquid chamber 1b and a permeated liquid chamber 1c by the permeable membrane 1a. I have. A system path 10a extending from the processing object tank 10 communicates with the concentrated liquid chamber 1b, and the permeated liquid chamber 1b.
A system line 11a extends from c and communicates with the lower part of the concentrator 2 via a heat exchanger 12. A system path 11b extending from the concentrate chamber 1b communicates with the mixing tank 3.

【0034】濃縮装置2は循環式の蒸発濃縮装置であ
り、被処理物の液体相13と蒸気14を収容する本体1
5の上部に、複数の熱交換管16を垂直方向に配置した
熱交換部17、およびさらにその上に分配部18を有
し、本体15の下部から延びる系路19を通してポンプ
21により液体相13を分配部18に送り、分配器22
により被処理物を熱交換管16の内壁に沿って膜状に流
下させて循環するように構成されている。また本体15
の上部と熱交換部17間に設けられたミスト除去部材2
3を通して、本体15上部から蒸気を系路24に吸引
し、コンプレッサ25で圧縮して熱交換部17の熱交換
管16の外側に供給するように構成されている。系路1
9から分岐する系路26が混合槽3に連絡している。
The concentrating device 2 is a circulation type evaporating and concentrating device, and a main body 1 for accommodating a liquid phase 13 and a vapor 14 of an object to be treated.
5 has a heat exchange section 17 in which a plurality of heat exchange tubes 16 are vertically arranged, and further has a distribution section 18 thereon. To the distributor 18 and the distributor 22
Thus, the object to be processed is configured to flow down and circulate in the form of a film along the inner wall of the heat exchange tube 16. Also the main body 15
Mist removal member 2 provided between the upper part of
3, the steam is sucked from the upper part of the main body 15 into the system passage 24, compressed by the compressor 25, and supplied to the outside of the heat exchange pipe 16 of the heat exchange unit 17. Route 1
A line 26 branching from 9 communicates with the mixing tank 3.

【0035】濃縮装置2の熱交換部17から延びる系路
27が熱交換器12を介して膜分離装置28の濃縮室2
9に連絡している。膜分離装置28は内部に設けられた
逆浸透膜31により濃縮室29と透過室32に区画され
ている。濃縮室29から延びる系路33が混合槽3に連
絡している。また透過室32から延びる系路34が活性
炭35を充填した吸着槽36を介して系外に連絡してい
る。
The system 27 extending from the heat exchange section 17 of the concentrator 2 is connected to the concentrator 2 of the membrane separation device 28 via the heat exchanger 12.
Contact 9 The membrane separation device 28 is divided into a concentration chamber 29 and a permeation chamber 32 by a reverse osmosis membrane 31 provided inside. A system path 33 extending from the concentration chamber 29 communicates with the mixing tank 3. A system path 34 extending from the permeation chamber 32 communicates with the outside of the system via an adsorption tank 36 filled with activated carbon 35.

【0036】混合槽3から延びる濃縮物30を供給する
高圧ポンプ37を有する系路38が水熱反応装置4の上
部に設けられた噴射装置41に連絡している。噴射装置
41には空気を供給する酸化剤槽5からポンプ42を有
する系路43が連絡している。この噴射装置41は酸化
剤と濃縮物と固形物の混合流を中空の反応器40内に噴
射するように反応器40に取付けられている。
A system 38 having a high-pressure pump 37 for supplying the concentrate 30 extending from the mixing tank 3 is connected to an injection device 41 provided above the hydrothermal reactor 4. A system 43 having a pump 42 is connected to the injection device 41 from the oxidant tank 5 for supplying air. The injector 41 is attached to the reactor 40 so as to inject a mixed flow of the oxidant, the concentrate and the solid into the hollow reactor 40.

【0037】水熱反応装置4には必要により保温材46
が設けられる。反応器40の下部から系路47が固体分
離器48を介して冷却器49に連絡し、冷却器49から
系路51が気液分離器52に連絡している。固体分離器
48から固体排出路50が系外に連絡し、気液分離器5
2から気体排出路53および液体排出路54が系外に連
絡している。冷却器49には冷却水路55が連絡してい
る。なお上記の装置においてポンプ、弁等が必要である
が、省略して図示されている。
The hydrothermal reactor 4 has a heat insulating material 46 as necessary.
Is provided. From the lower part of the reactor 40, a system path 47 communicates with a cooler 49 via a solid separator 48, and a system path 51 from the cooler 49 communicates with a gas-liquid separator 52. From the solid separator 48, a solid discharge path 50 communicates with the outside of the system, and the gas-liquid separator 5
From 2, a gas discharge path 53 and a liquid discharge path 54 communicate with the outside of the system. A cooling water channel 55 communicates with the cooler 49. Although a pump, a valve, and the like are required in the above-described apparatus, they are omitted in the figure.

【0038】上記の装置における処理は以下のように行
われる。まずし尿および/または浄化槽汚泥からなる被
処理物を被処理物供給路7から供給し、粉砕機7aで粉
砕して被処理物槽10に導入する。被処理物槽10には
pH調整剤供給路8aからpH調整剤を供給してpH6
以下に調整し、また種晶供給路8bから種晶を供給して
被処理物6と混合する。
The processing in the above device is performed as follows. First, an object to be treated consisting of night soil and / or septic tank sludge is supplied from the object to be treated supply channel 7, crushed by a crusher 7 a, and introduced into the object to be treated tank 10. The pH adjusting agent is supplied from the pH adjusting agent supply passage 8a to the processing object tank 10 so that the
It is adjusted as follows, and the seed crystal is supplied from the seed crystal supply path 8b and mixed with the workpiece 6.

【0039】被処理物槽10内の被処理物6は系路10
aを介して固液分離装置1の濃縮液室1bへポンプなど
で加圧して導入される。ここで被処理水の液体分のみが
透過膜1aを透過して透過液室1cへと移動し、固形分
は濃縮液室1b内に滞留する。透過膜1aを透過した被
処理物の液体分は、液体相として系路11aを通って濃
縮工程へと送られる。一方、濃縮液室1b内に滞留した
固形分は系路11bを通って混合槽3へ送られる。
The processing object 6 in the processing object tank 10 is
The liquid is pressurized and introduced into the concentrated liquid chamber 1b of the solid-liquid separation device 1 via a. Here, only the liquid component of the water to be treated permeates through the permeable membrane 1a and moves to the permeated liquid chamber 1c, and the solid content stays in the concentrated liquid chamber 1b. The liquid component of the object to be processed that has passed through the permeable membrane 1a is sent to the concentration step as a liquid phase through the system path 11a. On the other hand, the solid content retained in the concentrate chamber 1b is sent to the mixing tank 3 through the system path 11b.

【0040】固液分離により得られた液体相は系路11
aにおいて熱交換器12を通して加熱され、濃縮装置2
の本体15aの下部に導入される。濃縮装置2ではポン
プ21を駆動することにより系路19を通して液体相1
3を分配部18に送り、分配器22により熱交換管16
の内壁に膜状に分配して流下させることにより水分を蒸
発させ、蒸気および濃縮物を本体15に循環させる。
The liquid phase obtained by the solid-liquid separation is passed through the system 11
a through the heat exchanger 12 and the concentrator 2
Is introduced into the lower part of the main body 15a. In the concentration device 2, the pump 21 is driven to drive the liquid phase 1 through the system line 19.
3 to the distribution unit 18 and the heat exchanger tubes 16 by the distributor 22.
The water is evaporated by distributing and flowing down in a film form on the inner wall of the main body, and the vapor and the concentrate are circulated to the main body 15.

【0041】一方、蒸気14はミスト除去部材23を通
してミストを除去し、コンプレッサ25により圧縮して
系路24から熱交換部17に供給する。圧縮により温度
上昇した蒸気は熱交換管16の外側に至り、熱交換管1
6の内壁を膜状に流下する被処理物を加熱して蒸発さ
せ、自身は凝縮して凝縮水となり、系路27から熱交換
器12に入って新しい被処理物と熱交換して膜分離装置
28に入る。本発明においては、濃縮処理される液体相
は固形物を含有しておらず、加熱される熱交換管16に
固形物が析出して熱伝導率を低下させたり、管を閉塞さ
せることがない。したがって、効率的に且つ確実に濃縮
処理を行うことができる。
On the other hand, the steam 14 removes mist through the mist removing member 23, is compressed by the compressor 25, and is supplied to the heat exchange section 17 from the system line 24. The steam whose temperature has risen due to the compression reaches the outside of the heat exchange tube 16 and the heat exchange tube 1
The object to be processed, which flows down in the form of a film on the inner wall of 6, is heated and evaporated, and itself is condensed to form condensed water. Enter device 28. In the present invention, the liquid phase to be concentrated does not contain a solid, and the solid does not precipitate on the heat exchange tube 16 to be heated, and does not lower the thermal conductivity or block the tube. . Therefore, the concentration process can be performed efficiently and reliably.

【0042】なお上記の濃縮工程では、運転開始時に熱
交換器12に蒸気等の熱源を供給して液体相13を加熱
して蒸発を開始すれば、その後はコンプレッサ25の圧
縮によって温度上昇させて蒸発を行い、液体相13を効
率よく濃縮することができる。濃縮物は系路26から混
合槽3に送られる。ミスト除去部材23で除去されたミ
ストはそのまま本体15に戻り、凝縮水の汚染を防止す
る。
In the enrichment step, when the operation is started, a heat source such as steam is supplied to the heat exchanger 12 to heat the liquid phase 13 to start evaporation, and thereafter the temperature is increased by the compression of the compressor 25. The liquid phase 13 can be efficiently concentrated by performing evaporation. The concentrate is sent from the system line 26 to the mixing tank 3. The mist removed by the mist removing member 23 returns to the main body 15 as it is to prevent the condensed water from being contaminated.

【0043】濃縮工程においてpH6以下の条件で液体
相13から水を蒸発させることによりアンモニアの気化
を防止することができるが、一部のアンモニアは気化す
るので、ミスト除去部材23を通過する固形物、有機物
等の不純物とともに膜分離装置28で膜分離を行う。膜
分離装置28では凝縮液を系路27から濃縮室29に高
圧で供給し、逆浸透膜31を通して水を透過室32に透
過させ、濃縮液は系路33から混合槽3に送る。透過液
は吸着槽36に供給し、活性炭35により有機物その他
の不純物を除去し、系路34から排出し、必要により回
収水として使用される。
In the concentration step, the vaporization of ammonia can be prevented by evaporating water from the liquid phase 13 under the condition of pH 6 or less. However, since a part of ammonia is vaporized, the solid matter passing through the mist removing member 23 The membrane is separated by the membrane separation device 28 together with impurities such as organic substances. In the membrane separation device 28, the condensate is supplied from the system 27 to the concentration chamber 29 at a high pressure, water is passed through the reverse osmosis membrane 31 to the permeation chamber 32, and the concentrate is sent from the system 33 to the mixing tank 3. The permeate is supplied to an adsorption tank 36, and organic matter and other impurities are removed by activated carbon 35, discharged from a system 34, and used as recovered water if necessary.

【0044】混合槽3では、固液分離によって得られた
固形分と、濃縮された液体相と、凝集液の濃縮液とが混
合された濃縮物30が貯留されている。この濃縮物30
を高圧ポンプ37により系路38から水熱反応装置4の
噴射装置41に送り、ここで酸化剤槽5からポンプ42
により系路43を通して送られる酸化剤(例えば空気、
過酸化水素水)と混合し、混合流を反応器40に下向流
で噴射して水熱反応を行う。反応器40では反応開始時
に系路38または43に設けられる予熱器(図示せず)
により、加熱を行って超臨界または亜臨界状態に保って
水熱反応を行う。
The mixing tank 3 stores a concentrate 30 obtained by mixing a solid obtained by solid-liquid separation, a concentrated liquid phase, and a concentrated liquid of the flocculated liquid. This concentrate 30
Is sent from the system 38 to the injection device 41 of the hydrothermal reactor 4 by the high-pressure pump 37, where the pump 42
Oxidant (eg, air,
(Hydrogen peroxide solution), and the mixed stream is jetted downward into the reactor 40 to perform a hydrothermal reaction. In the reactor 40, a preheater (not shown) provided in the system path 38 or 43 at the start of the reaction
To carry out a hydrothermal reaction while maintaining the supercritical or subcritical state.

【0045】噴射装置41から噴射される混合流は反応
器40内で酸化分解が行われる。この水熱反応工程では
前段の濃縮工程で濃縮されて熱量の高くなった濃縮物が
酸化されるため、濃縮物の持つ熱量だけで、あるいは少
ない補助燃料で反応温度を600℃以上に維持すること
ができる。このため高温で反応を行い高分解率でアンモ
ニアを分解することができる。
The mixed stream injected from the injection device 41 undergoes oxidative decomposition in the reactor 40. In this hydrothermal reaction step, the concentrate having a high calorific value which is concentrated in the preceding concentration step is oxidized. Therefore, the reaction temperature should be maintained at 600 ° C. or higher with only the calorie of the concentrate or with a small amount of auxiliary fuel. Can be. Therefore, the reaction can be performed at a high temperature to decompose ammonia at a high decomposition rate.

【0046】反応器40の反応物は系路47から固体分
離器48に導入して固体を分離し、分離した固体を固体
排出路50より排出する。分離した反応物は冷却器49
に導入して冷却水路55から供給する冷却水で冷却し、
気液分離器52で気液分離し、気体排出路53から気体
を排出し、液体排出路54から処理水を排出する。
The reactant in the reactor 40 is introduced into the solid separator 48 from the system line 47 to separate the solid, and the separated solid is discharged from the solid discharge passage 50. The separated reactant is cooled 49
And cooled by cooling water supplied from a cooling water passage 55,
Gas-liquid separation is performed by a gas-liquid separator 52, gas is discharged from a gas discharge path 53, and treated water is discharged from a liquid discharge path 54.

【0047】図2は他の実施形態の処理装置を示すフロ
ー図である。この実施形態では基本的な構成は図1とほ
ぼ同様となっており、相違点は濃縮装置2から凝縮水を
取り出す系路27に熱交換器56、57および触媒反応
槽58が設けられていることと、図1における膜分離装
置28、吸着槽36および系路33、34が省略されて
いることである。
FIG. 2 is a flowchart showing a processing apparatus according to another embodiment. In this embodiment, the basic configuration is substantially the same as that of FIG. 1, and the difference is that heat exchangers 56 and 57 and a catalyst reaction tank 58 are provided in a system path 27 for taking out condensed water from the concentrator 2. That is, the membrane separation device 28, the adsorption tank 36, and the channels 33 and 34 in FIG. 1 are omitted.

【0048】図2の装置による処理方法は、図1の場合
とほぼ同様に行われるが、濃縮装置2から取り出される
凝縮水は熱交換器56で加熱した後、熱交換器57にお
いて蒸気供給路60から供給する蒸気により加熱して触
媒反応槽58において触媒層59を通過させることによ
り、アンモニアおよび有機物が分解し、熱交換器56、
12を通して系路39から凝縮水を排出する点が相違し
ている。これにより膜分離の操作は省略される。
The treatment method using the apparatus shown in FIG. 2 is performed in substantially the same manner as in FIG. 1, except that the condensed water taken out of the concentrator 2 is heated in the heat exchanger 56 and then is supplied to the steam supply path in the heat exchanger 57. Ammonia and organic matter are decomposed by heating with steam supplied from 60 and passing through the catalyst layer 59 in the catalyst reaction tank 58, and the heat exchanger 56,
The difference is that the condensed water is discharged from the system path 39 through 12. Thereby, the operation of membrane separation is omitted.

【0049】上記の実施形態において、濃縮装置2とし
て循環式の蒸発濃縮装置を示したが液膜式、浸管式、フ
ラッシュ式など他の蒸発形式の蒸発濃縮装置を用いても
よい。また濃縮装置から得られる凝縮水の処理には、図
1および図2に示される膜分離、触媒酸化のほかに、イ
オン交換、凝集、生物処理など他の処理手段が採用でき
る。
In the above embodiment, the circulation type evaporating and concentrating device is shown as the concentrating device 2. However, other evaporating type evaporating and concentrating devices such as a liquid film type, a dip tube type and a flash type may be used. For the treatment of the condensed water obtained from the concentrator, other treatment means such as ion exchange, coagulation, biological treatment and the like can be employed in addition to the membrane separation and catalytic oxidation shown in FIGS.

【0050】[0050]

【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。 実施例1 蒸発濃縮試験装置で、1mm目の金ざるで固形物を粗取
りしたし尿の濃縮試験を行った。その結果、27.6時
間で3.7倍(292L→80L)にまで濃縮できたと
ころで、蒸発濃縮が止まった。
Embodiments of the present invention will be described below. Example 1 A human urine concentration test was carried out using an evaporative concentration test apparatus, in which a solid was roughly removed with a 1-mm metal shell. As a result, when the concentration could be increased to 3.7 times (292 L → 80 L) in 27.6 hours, the evaporation and concentration stopped.

【0051】比較例1 蒸発濃縮試験装置で、固液分離処理を行わなかったし尿
の濃縮を行った。その結果、約2.5倍まで濃縮したと
ころで、蒸発濃縮が止まった。
Comparative Example 1 The human urine without solid-liquid separation treatment was concentrated using an evaporative concentration test apparatus. As a result, when the concentration was about 2.5 times, the evaporation and concentration stopped.

【0052】実施例1および比較例1において、それぞ
れの装置停止後、開缶し内部を観察したところ、伝熱管
表面がトイレットペーパーと思われる物質を多く含む濃
縮し尿で覆われており、蒸発濃縮が充分にできなくなっ
ていたことがわかった。しかし比較例1と比べると、実
施例1では濃縮倍率が高く、固液分離した効果が確認で
きた。
In Example 1 and Comparative Example 1, after the respective devices were stopped, the can was opened and the inside was observed. As a result, the surface of the heat transfer tube was covered with concentrated urine containing a large amount of a substance considered to be toilet paper. Turned out to be not enough. However, as compared with Comparative Example 1, in Example 1, the concentration ratio was higher, and the effect of solid-liquid separation could be confirmed.

【0053】実施例2 蒸発濃縮試験装置で、1mm目の金ざるで固形物を粗取
りし、さらに濾布で固形物を取り除いたし尿の濃縮を行
った。その結果、約20時間で約8倍にまで問題なく蒸
発濃縮できた。実施例2において、し尿中の固形物の伝
熱面の付着に伴う蒸発濃縮効率の低下は見られなかっ
た。
Example 2 Using an evaporative concentration test apparatus, a solid substance was roughly removed with a 1-mm metal pad, and the solid substance was removed with a filter cloth to concentrate urine. As a result, it was possible to evaporate and concentrate to about 8 times in about 20 hours without any problem. In Example 2, no decrease in the evaporative concentration efficiency due to the attachment of the solid matter in the night soil to the heat transfer surface was observed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】実施形態の処理装置のフロー図である。FIG. 1 is a flowchart of a processing apparatus according to an embodiment.

【図2】他の実施形態の処理装置のフロー図である。FIG. 2 is a flowchart of a processing apparatus according to another embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 固液分離装置 2 濃縮装置 3 混合物槽 4 水熱反応装置 5 酸化剤槽 6、13 被処理物 7 被処理物供給路 7a 粉砕機 8a pH調整剤供給路 8b 種晶供給路 10 被処理物槽 12、56、57 熱交換器 14 蒸気 15 本体 16 熱交換管 17 熱交換部 18 分配部 21、42 ポンプ 22 分配器 23 ミスト除去部材 25 コンプレッサ 28 膜分離装置 29 濃縮室 30 濃縮物 31 逆浸透膜 32 透過室 35 活性炭 36 吸着槽 37 高圧ポンプ 40 反応器 41 噴射装置 46 保温材 48 固体分離器 49 冷却器 50 固体排出路 52 気液分離器 53 気体排出路 54 液体排出路 58 触媒反応槽 59 触媒層 60 蒸気供給路 61 冷却域 62 噴射口 63 噴射ノズル 64 混合部 67 ライナー 68 スクレーパ 71 駆動機構 72 冷却水路 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Solid-liquid separation apparatus 2 Concentrator 3 Mixture tank 4 Hydrothermal reactor 5 Oxidizer tank 6, 13 Workpiece 7 Workpiece supply path 7a Pulverizer 8a pH adjuster supply path 8b Seed crystal supply path 10 Workpiece Vessel 12, 56, 57 Heat exchanger 14 Steam 15 Main body 16 Heat exchange tube 17 Heat exchange part 18 Distribution part 21, 42 Pump 22 Distributor 23 Mist removing member 25 Compressor 28 Membrane separation device 29 Concentration room 30 Concentrate 31 Reverse osmosis Membrane 32 Permeation chamber 35 Activated carbon 36 Adsorption tank 37 High-pressure pump 40 Reactor 41 Injector 46 Insulation material 48 Solid separator 49 Cooler 50 Solid discharge path 52 Gas-liquid separator 53 Gas discharge path 54 Liquid discharge path 58 Catalyst reaction tank 59 Catalyst layer 60 Steam supply path 61 Cooling area 62 Injection port 63 Injection nozzle 64 Mixing section 67 Liner 68 Scraper 71 Driving machine 72 cooling water passage

─────────────────────────────────────────────────────
────────────────────────────────────────────────── ───

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成13年3月23日(2001.3.2
3)
[Submission date] March 23, 2001 (2001.3.2)
3)

【手続補正1】[Procedure amendment 1]

【補正対象書類名】図面[Document name to be amended] Drawing

【補正対象項目名】図1[Correction target item name] Fig. 1

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【図1】 FIG.

【手続補正2】[Procedure amendment 2]

【補正対象書類名】図面[Document name to be amended] Drawing

【補正対象項目名】図2[Correction target item name] Figure 2

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【図2】 FIG. 2

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C02F 11/06 C02F 11/06 A 11/12 11/12 C (71)出願人 598124412 ジェネラル アトミックス インコーポレ イテッド 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 加来 啓憲 東京都新宿区西新宿3丁目4番7号 栗田 工業株式会社内 (72)発明者 脇田 正明 東京都新宿区西新宿3丁目4番7号 栗田 工業株式会社内 Fターム(参考) 4D006 GA06 GA07 HA01 HA21 HA41 HA61 PB08 4D034 AA16 AA26 BA01 CA12 DA02 4D059 AA01 AA02 BC01 BC02 BE42 BE49 BK11 CA21 DA31 DA44 DA47 EB06 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) C02F 11/06 C02F 11/06 A 11/12 11/12 C (71) Applicant 598124412 General Atomics Inc. United States San Diego, California General Atomics Coat 3550 (72) Inventor Hironori Kaku 3-4-7 Nishi-Shinjuku, Shinjuku-ku, Tokyo Inside Kurita Industrial Co., Ltd. (72) Inventor Masaaki Wakita Nishi, Shinjuku-ku, Tokyo 3-4 Shinjuku Kurita Kogyo Co., Ltd. F-term (reference) 4D006 GA06 GA07 HA01 HA21 HA41 HA61 PB08 4D034 AA16 AA26 BA01 CA12 DA02 4D059 AA01 AA02 BC01 BC02 BE42 BE49 BK11 CA21 DA31 DA44 DA47 EB06

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 し尿および/または浄化槽汚泥からなる
被処理物から固形物を除去して液体相を得る固液分離工
程と、 液体相を蒸発濃縮させる濃縮工程と、 被処理物から除去された固形物と濃縮された液体相とを
水の超臨界または亜臨界状態で水熱反応により酸化分解
する水熱反応工程と、 を含むし尿および/または浄化槽汚泥の処理方法。
1. A solid-liquid separation step of removing a solid substance from an object to be treated consisting of night soil and / or septic tank sludge to obtain a liquid phase; a concentration step of evaporating and concentrating the liquid phase; A hydrothermal reaction step of oxidatively decomposing the solid matter and the concentrated liquid phase by a hydrothermal reaction in a supercritical or subcritical water state, and a method for treating human waste and / or septic tank sludge.
【請求項2】 固液分離工程では膜分離によって固形物
の除去を行う請求項1記載の方法。
2. The method according to claim 1, wherein the solids are removed by membrane separation in the solid-liquid separation step.
【請求項3】 濃縮工程はpH6以下で蒸発濃縮を行う
請求項1または2記載の方法。
3. The method according to claim 1, wherein the concentration step comprises evaporating and concentrating at a pH of 6 or less.
【請求項4】 濃縮工程は種晶を添加して蒸発濃縮を行
う請求項1ないし3のいずれかに記載の方法。
4. The method according to claim 1, wherein the concentration step comprises evaporating and concentrating by adding seed crystals.
【請求項5】 水熱反応工程は600℃以上で酸化分解
を行う請求項1ないし4のいずれかに記載の方法。
5. The method according to claim 1, wherein the hydrothermal reaction step performs oxidative decomposition at a temperature of 600 ° C. or higher.
【請求項6】 し尿および/または浄化槽汚泥からなる
被処理物から固形物を除去して液体相を得る固液分離装
置と、 液体相を蒸発濃縮する濃縮装置と、 被処理物から除去された固形物と濃縮された液体相とを
水の超臨界または亜臨界状態で水熱反応により酸化分解
する水熱反応装置とを含むし尿および/または浄化槽汚
泥の処理装置。
6. A solid-liquid separation device for removing a solid substance from an object to be treated consisting of night soil and / or septic tank sludge to obtain a liquid phase, a concentration device for evaporating and concentrating the liquid phase, An apparatus for treating human waste and / or septic tank sludge, comprising: a hydrothermal reactor for oxidatively decomposing a solid matter and a concentrated liquid phase by a hydrothermal reaction in a supercritical or subcritical state of water.
【請求項7】 濃縮装置は加熱した被処理物を熱交換器
を通して循環し、発生蒸気を圧縮して熱交換器に供給し
て、循環する被処理物を加熱するものである請求項6記
載の装置。
7. The concentrating device circulates a heated object to be processed through a heat exchanger, compresses generated steam and supplies it to the heat exchanger to heat the circulating object to be processed. Equipment.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002355698A (en) * 2001-05-31 2002-12-10 Japan Organo Co Ltd Method of supercritical water oxidative decomposition of organic sludge and apparatus therefor
CN103570087A (en) * 2012-07-30 2014-02-12 江苏维多股份有限公司 Processing method for aspartame production wastewater
CN105645709A (en) * 2016-03-12 2016-06-08 上海大学 Dissolved gas and reagent integrated vacuum preloading method
CN113845280A (en) * 2021-10-25 2021-12-28 同济大学 A kind of method that surfactant strengthens sludge hydrothermal harmless
CN113896400A (en) * 2021-10-19 2022-01-07 北京誉铧生物科技有限公司 Low-temperature hydrolysis drying process system

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002355698A (en) * 2001-05-31 2002-12-10 Japan Organo Co Ltd Method of supercritical water oxidative decomposition of organic sludge and apparatus therefor
CN103570087A (en) * 2012-07-30 2014-02-12 江苏维多股份有限公司 Processing method for aspartame production wastewater
CN103570087B (en) * 2012-07-30 2015-10-28 江苏维多股份有限公司 A kind of aspartame production wastewater treatment method
CN105645709A (en) * 2016-03-12 2016-06-08 上海大学 Dissolved gas and reagent integrated vacuum preloading method
CN105645709B (en) * 2016-03-12 2019-02-22 上海大学 Dissolved gas-pharmaceutical vacuum preloading method
CN113896400A (en) * 2021-10-19 2022-01-07 北京誉铧生物科技有限公司 Low-temperature hydrolysis drying process system
CN113845280A (en) * 2021-10-25 2021-12-28 同济大学 A kind of method that surfactant strengthens sludge hydrothermal harmless

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