JP2002537086A

JP2002537086A - 廃水を浄化する方法及び装置

Info

Publication number: JP2002537086A
Application number: JP2000593087A
Authority: JP
Inventors: オルゼン，ヤン
Original assignee: フンキマヌラエイ／エス
Priority date: 1999-01-15
Filing date: 2000-01-14
Publication date: 2002-11-05
Also published as: WO2000041462A3; WO2000041462A2; DK173837B1; CA2360349A1; EP1204854A2; AU3033400A; KR20010101436A

Abstract

(57)【要約】【課題】廃水を浄化する方法及び装置を提供する。【解決手段】本プロセスにおいて、カラム段階は熱交換段階と組み合わされており、廃水からの蒸気は前記カラムに運ばれ、水の易動度に比べて易動度の高い化合物と易動度の低い化合物、特に弱酸及び弱塩基を含む廃水中の化合物は、反応し得、そして除去され得る。厩肥の浄化において、酢酸とアンモニアとの反応が本質的に起こるであろう。易動度の高い化合物、特にアンモニアを含む付加的な化合物は、圧縮段階を経て更に熱交換器にスチームとして導入され、前記熱交換器において、前記スチームは凝縮し且つそれ自体の凝集物に対向するように流れる。前記熱交換器から、その後、易動度の高い化合物は、更に熱交換器で使用するためのスチームとして除去される。良好に浄化された廃水は、底部にて、凝縮物として排出され得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】本発明は、浄化方法としてスチーム圧縮の手段による蒸発がその一部である、
廃水を浄化するためのプラントを改良する方法に関するものである。

【０００２】スチーム圧縮の手段による蒸発を使用する廃水浄化プラントは、例えば、潤滑
剤を冷却するために使用された重金属を含む廃水や、水を基剤とする脱グリース
液及び種々の洗浄プロセスからの廃水のような特殊な種類の廃水を浄化するため
の、一般的には重要性の低いプラントである。浄化された水は、通常は再使用さ
れるか水路系へと排出される。蒸発が起こる温度及びｐＨで移動可能な多量の化
合物を含むタイプの廃水は、浄化された水が通常は再使用のためには汚過ぎ、そ
して更に、移動可能な化合物の残存含有量が多すぎて水路系への排出は非常に問
題であるので、スチーム圧縮の手段による蒸発を使用する廃水浄化プラントの浄
化プロセスのために通常適さない。

【０００３】本発明において記載された方法は、弱酸及び弱塩基の形態にある移動可能な化
合物を含む生物学的廃水を浄化するために特に適する、スチーム圧縮の手段によ
る蒸発を用いる廃水浄化プラントを作る。

【０００４】しばしば多量の移動可能な化合物を含むような種類の廃水の例は、例えば、豚
からの厩肥、家畜からの厩肥、トイレの水、医薬品の製造からの廃水、屠殺場及
び冷却潤滑剤からの廃水、腐敗された前記種類の廃水を包含するが、一つ又はそ
れより多くの生物学的プロセスに関連してできる廃水である。通常、生物学的分
解プロセスにより発生する移動可能な化合物の多くの部分は、弱酸／弱塩基対と
して存在するであろう。

【０００５】本発明は、水の易動度に比べて易動度の高い化合物と易動度の低い化合物とを
含み、そして前記化合物が弱酸及び弱塩基として存在する生物学的廃水を浄化す
るための方法に関するものである。本方法は、なかんずく、廃水の蒸発を使用し
、前記廃水はボイラー中で加熱される。生成されたスチームから、不要な気体状
化合物が本方法により浄化され、そして沸騰段階から圧縮段階を経て熱交換段階
に至り、前記水が濃縮され、そして浄化された形態で受容器に排出され、そして
前記易動度の高い化合物の多くの部分は濃縮され、そしてスチームの残存フラク
ションと一緒に排出される。

【０００６】前記の新方法は、前記ボイラーからのスチームがカラムに運ばれ、そこで前記
スチームは濃縮された水のフラクションに対して対向流として移送されるという
事実により、従来技術に比べて特に利点があることは明らかである。本方法によ
り、易動度の低い化合物は、液体の形態で除去される。更に、易動度の高い化合
物の一部分と易動度の低い化合物とは、関連した水性の酸／塩基反応の一部にな
る。

【０００７】従って、易動度の低い化合物と易動度の高い化合物の残部とが、廃水を加熱し
て生じたスチーム中に存在することは明らかである。これらの化合物は、前述の
ように、更に、前記カラムから圧縮段階を経て熱交換段階へと運ばれ、ここで濃
縮され、そして前記易動度の高い化合物の多くの部分はスチームの残りのフラク
ションと一緒に排出され、その結果、濃縮され且つ浄化された廃水は受容器に取
り出される。

【０００８】本発明は、更に本方法の態様のための装置からなる。

【０００９】水性溶媒の易動度に比べて易動度の高い化合物と易動度の低い化合物とを含む
生物学的廃水の蒸発において、易動度の高い化合物の存在は、蒸発を充分に行な
うために熱を多く供給する必要があろうから、易動度の高い化合物の量は可能な
限り少ない方が望ましい。この理由は、前記の易動度の高い化合物は、通常水で
ある溶液からなる基準溶液の蒸発により適用される圧力及び温度の程度によって
は凝縮され得ない化合物よりなり、従って前記化合物は熱交換器内に絶縁層とし
て存在するので、水の蒸発を抑制するであろうということによる。このような層
は、熱交換器内で、凝縮し得る化合物への熱伝導に対するインヒビターとして作
用するであろうから、前記層はエネルギー消費の増加を当然意味するであろう。

【００１０】液体状の生物学的廃棄物の蒸発により、存在するより易動度の高い溶解された
化合物は、なかんずく二酸化炭素とアンモニアであろうし、そして、より易動度
の低い溶解された化合物は、なかんずく脂肪酸、鉱酸及びその塩であろう。前記
化合物は、中性及び荷電された形態の両方を包含する。

【００１１】蒸発の間の、易動度の高い化合物の存在に起因する前記の大きな熱伝導度の記
載された増加とは別に、従来技術に基づけばこのような液体の蒸発において、他
の種類の不利が存在し得、そしてこの事は、なかんずく、特に、続く圧縮段階に
おけるエネルギー消費が関与する。例えば二酸化炭素のような凝縮し得ない化合
物の含有量は、先ず第一に、ボイラーから熱交換器に取り出される水蒸気内の空
間を支配し、そしてこの事は、効率の損失を意味する。第二に、カラムからの水
蒸気中の易動度の高い化合物の存在は、続く圧縮段階におけるエネルギー消費の
増加を生じさせるであろう。

【００１２】前記の易動度の高い化合物の群に属する他の主な化合物は、上記するようにし
ばしばアンモニアであり、これは同様に、蒸気が熱交換器内に運ばれる前に除去
することが好ましい。この事のために適用可能な方法は、特許ＤＫ１７１６１１
に記載されているように、スクラバーを通してアンモニア蒸気を導くことである
。この方法は有効であることが証明されているが、しかし、その実施には、種々
のケミカルの供給が必要であるという不利益が関与し、この事は、特許ＤＫ１７
１６１１に詳細に記載されている。このように、それ以上にプロセス段階は面倒
であり費用がかさむ。

【００１３】前述のように化合物が前記液体中に存在し、前記化合物は、それらが溶解して
いる液体よりも易動度が低いものであり、そして本発明は更に、前記化合物を除
去することからなる。このための方法は、特許出願ＤＫ０１２８８／９６に記載
されており、それに基づいて、前記化合物の濃縮は、上記蒸発のために使用され
るボイラー中で行われる。加熱された液体はカラムに運ばれ、前記カラムから、
ガス状形態の易動度の高い化合物は第一熱交換器のプライマリーサイドに運ばれ
、その結果、前記易動度の高い化合物は凝縮され、そして前記プライマリーサイ
ドから抜き出され、そして同じカラムから、易動度の低い化合物は、上述の第一
熱交換器のセカンダリーサイドに液体状の形態で運ばれ、ここで、前記易動度の
低い化合物は、凝縮された易動度の高い化合物と熱交換される。この方法により
、前記熱交換器のセカンダリーサイドの中の易動度の高い化合物の付加的な部分
は、蒸発され、そして前記カラムに運ばれ、該カラムから、前記易動度の高い化
合物は、ガス状の形態で、前記第一熱交換器のプライマリーサイドに運ばれ、そ
して加熱された液体は、前記易動度の高い化合物の全部又は一部を分離した後、
前記ボイラーに戻される。前記カラムと前記熱交換器とからなる一層多くのサイ
クルにより、前記易動度の高い化合物の付加的な部分は、蒸発され、そして前記
カラムに運ばれ、該カラムから、前記易動度の高い化合物の付加的な部分は、プ
ライマリーサイドに循環され、該プライマリーサイドで濃縮される。

【００１４】本方法は、既知の方法に比べて、エネルギー消費が著しく低減され、そしてケ
ミカルの消費が、全体として減少していることは驚くべきことである。本発明は
、下記の実施例のように、厩肥の浄化に基づいてより詳細に記載されているが、
しかしながら、本方法は、下記の実施例に限定されるものではない。本発明の方
法により浄化され得る他の液体の例は、なかんずく厩肥を含む既知の、上述の生
物学的廃棄物液体とは別に、例えば、冷却油、潤滑油、エマルジョン、脱グリー
ス液、油を含む廃水、ランドリーからの廃水、食品工場からの溶媒及び廃水等、
のような液体を包含する。

【００１５】浄化すべき液体としての厩肥の例に基づいて、不要な化合物はＣＯ₂，ＮＨ₃ ，ＮＨ₄ ⁺，ＣＨ₃ＣＯＯＨを包含する脂肪酸、及び他の有機液体を含むであろ
う。前記不要な化合物は、中性及び／又は荷電された形態で、及び／又は塩とし
て存在し得る。

【００１６】既知のタイプの方法及び装置は、特許ＤＫ１７１６１１の開示に従って、一例
を形成し得る。ここで、厩肥は脱ガスされ、そして、スクラバーを通る続く通過
の間に、存在するアンモニア及び酢酸は、計算量の酸及び塩基の添加により中和
される。

【００１７】本発明をより詳細に開示するにあたり、このための技術的背景は、特許出願Ｄ
Ｋ０８６８／９４、特許ＤＫ１７１６１１及び特許出願ＤＫ０１２８８／９６に
記載された既知の技術であろう。前記開示は、下記の図１〜６に基づいており、
前記図１〜６について、本明細書の最後に付記されている使用符号の概略の説明
に関する記載がなされている。

【００１８】図１は、スクラバー５２（スクラバー５３及びスクラバー５４からなる）の手
段による既知の技術を用いた廃水浄化用のプラントを示し、図２は、既知の技術を用いたスクラバーの態様の略図を示し、図３は、カラム及び熱交換器を持つ、本発明を使用するプラントにおける前記
技術の態様の略図を示し、図４は、特に、本発明が利用する、図３のカラム及び熱交換器の組み合わせを
持つプラントの一部を示し、図５は、本発明の態様におけるカラムへの入口及びカラムからの出口、並びに
関連する化学平衡を示し、そして図６は、本発明の入口及び出口を持つ熱交換器の態様の略図を示す。

【００１９】記載において、既知の技術は、特にスクラバーの機能を開示している図２に言
及しつつ、図１に基づいて述べられるであろう。本発明の方法の説明において、
焦点は、図１を参照しつつ図３に当てられるであろう。図４〜６は、図１に含ま
れる既知のスクラバーを置換すること及び改良することを組み合わせた方法を示
す目的に特に役立つ。

【００２０】図１は、オランダ国特許出願第０１２８８／９６から既知の技術に基づくプラ
ントの態様の模式的な説明を示す。本プラントは、カラム１、第一熱交換器２、
コンプレッサー３、カラム１用の底部容器４、出口３６からの液体を受ける循環
ポンプ５、モーターバルブ６、逆止バルブ７、気体／液体分離器８、カラム１用
の底部容器４の液体レベルを調節するためのレベルセンサー９、第二熱交換器の
第一セクション１０、第二熱交換器の第二セクション１１、第三熱交換器１２、
第一モーターバルブ１３及び第二モーターバルブ１４を含む。カラム１は、カラ
ム１中の液体状の生物学的廃棄物を排出するノズル１５を備えている。

【００２１】カラム１は、該カラム１への液体状の生物学的廃棄物用の入口１６を備えてい
る。液体状の生物学的廃棄物の非限定的な例として、上述のような厩肥が、下記
の説明部分で用いられるであろう。前記厩肥は、カラム１中で易動度の高い化合
物と易動度の低い化合物とを分離するために、前記カラム１に運ばれる。前記易
動度の高い化合物は、カラム１の上部のフォームレストリクター１７に運ばれる
。前記易動度の低い化合物は、カラム１の底部の底部容器４に運ばれる。前記液
体状の生物学的廃棄物が厩肥である場合は、前記のより易動度の高い化合物は、
なかんずく、二酸化炭素（ＣＯ₂）及びアンモニア（ＮＨ₃）からなり、そして
前記のより易動度の低い化合物は、なかんずく、水（Ｈ₂Ｏ）、脂肪酸及び無機
塩からなるであろう。

【００２２】厩肥がカラム１に運ばれる前に、前記厩肥は、第二熱交換器の第一セクション
１０のセカンダリーサイド及び第二セクション１１のセカンダリーサイドを通っ
て運ばれるので、前記厩肥は加熱される。第二熱交換器の第一セクション１０は
、厩肥用の入口１８が備えられている。前記入口１８には、第一セクション１０
への厩肥の入口用のモーターバルブ１４が備えられている。第一セクション１０
には、出口１９が備えられており、前記出口１９は、第二熱交換器の第二セクシ
ョン１１用の入口２０に接続している。第二セクション１１には、出口２１が備
えられており、前記出口２１は、カラム１の入口１６に接続している。厩肥は、
該厩肥がカラム１のノズル１５に運ばれる前に、該厩肥の沸点まで温度を上昇せ
しめられる。

【００２３】カラム１中のノズル１５を通しての厩肥の移送並びに、上述のように、易動度
の高い化合物と易動度の低い化合物とへの分離に続いて、易動度の高い化合物は
、フォームレストリクター１７からの出口２２からコンプレッサー３に運ばれ、
該コンプレッサー３で、より易動度の高い化合物は圧縮される。より易動度の高
い化合物が圧縮された後、より易動度の高い化合物は、第一熱交換器２のプライ
マリーサイドの入口２３に運ばれる。より易動度の高い化合物は、第一熱交換器
２のプライマリーサイドを通って第一熱交換器２のプライマリーサイドからの出
口２４に運ばれる。より易動度の高い化合物は、その後、第二熱交換器の第二セ
クション１１のプライマリーサイドの入口２５に運ばれる。より易動度の高い化
合物は、第二セクション１１のプライマリーサイドを通り、そして第二熱交換器
の第二セクション１１の出口２６に運ばれる。

【００２４】第一熱交換器２のプライマリーサイド、第二熱交換器の第二セクション１１を
各々通って運ばれた後、より易動度の高い化合物は一部が凝縮され、そして気体
フラクションと液体フラクションとを構成する。第二熱交換器の第二セクション
のプライマリーサイドの出口２６から、易動度の高い化合物の気体フラクション
と液体フラクションとは、気体／液体分離器８への入口２７に運ばれる。

【００２５】分離器８の出口２８からの液体フラクションは、逆流として、液体フラクショ
ンの入口２９、次いでカラム１中のノズル３０に運ばれる。より易動度の高い化
合物を伴う分離器８からの気体フラクションは、出口３１から、第三熱交換器１
２のプライマリーサイドへの入口３２に運ばれる。第三熱交換器１２において、
気体フラクションの全凝縮が起こる。気体フラクションの凝縮により、二酸化炭
素（ＣＯ₂）が液体中に拡散し、該液体中で、二酸化炭素は水（Ｈ₂Ｏ）及びア
ンモニア（ＮＨ₃）と一緒になって炭酸水素アンモニウム（ＮＨ₄ＨＣＯ₃）を
形成する。この炭酸水素アンモニウムは、第三熱交換器のプライマリーサイドか
らの出口３３に運ばれ、そして一般的な閉鎖容器（図示せず）に貯蔵され得、そ
してここから排出され得る。

【００２６】第二熱交換器に運ばれる厩肥の部分は、初めに、第三熱交換器１２のセカンダ
リーサイドに運ばれる。厩肥は、第一モーターバルブ１３の手段により第三熱交
換器１２のセカンダリーサイドへの入口３４に運ばれ、そして第三熱交換器１２
のセカンダリーサイドを通って前記セカンダリーサイドからの出口に運ばれる。
第三熱交換器１２のセカンダリーサイドの出口３５から、厩肥は、第二熱交換器
の第二セクション１１のセカンダリーサイドの入口２０を通って運ばれる。

【００２７】より易動度の低い化合物は、上述のように、カラム１の底部容器４に運ばれる
。底部容器４からの出口３６から、液体形態中のより易動度の低い化合物は、循
環ポンプ５（出口３５からの液体を受ける）の手段により、第一熱交換器２のセ
カンダリーサイド用の入口３７に運ばれる。カラム１の底部容器４中のレベルセ
ンサー９は、充分な量のより易動度の低い化合物がカラム１の底部容器４中に存
在する前に、より易動度の低い化合物が底部容器４から運ばれないことを保証す
る。より易動度の低い化合物は、可能性のある付加的なより易動度の高い化合物
を蒸発させるために、第一熱交換器２のセカンダリーサイドを通って運ばれ、そ
してカラム１の底部容器４に戻る。より易動度の低い化合物を含む液体部分は、
易動度の低い化合物の循環の間に、カラム１用の底部容器４から次いで第一熱交
換器２のセカンダリーサイドを通って、断続的に排出される。第一熱交換器２の
セカンダリーサイドからの排出は、出口３８を通って、逆止バルブ７及びモータ
ーバルブ６を通って行なわれる。より易動度の低い化合物を含む液体部分は、脱
ガスされたもの、すなわち、より易動度の高い化合物が存在しないものと記載し
てもよく、そして、前記液体部分は、蒸発のような適用し得る付加的な処理のた
めに更に運ばれてよい。

【００２８】より易動度の高い化合物は、コンプレッサー３中での圧縮により、カラム１の
ノズル１５に運ばれる厩肥の温度より高い温度に達する。

【００２９】より易動度の低い化合物は、モーターバルブ６の通路に続いて、加工用の容器
４１に運ばれ、該容器４１はスクラバー５２（スクラバー５３とスクラバー５４
とからなる）に接続されており、そして特許出願ＤＫ０８６８／９４に記載され
ているような機能的な相関関係が形成され得、そして下記の図２が参考となる。
既知の技術に基づいて、汚染された液体は、スクラバー５２（スクラバー５３と
スクラバー５４とからなる）につながったプロセスのために、容器４１中で加熱
され、その後、循環ポンプ４３（前記プロセス容器からの出口に接続している）
は、エバポレーターの上部に液体を送っている。前記容器４１の底部に出口が設
けられており、前記出口は、スクラバー５２（スクラバー５３とスクラバー５４
とからなる）につながったプロセス容器４１からの濃縮され且つ汚染された部分
を排出することができる。プロセス容器４１の上部には、コンプレッサー４９に
接続されたスチーム栓４７が設けられており、前記スチーム栓４７は更に、前記
スクラバー５２を経由して、下降気流蒸発熱交換器５０に接続されており、前記
下降気流蒸発熱交換器５０は、エバポレーター内のプロセス容器４１（スクラバ
ー５２に接続されている）用の容器の上に配置されている。前記熱交換器５０の
底部に、出口パイプ５１が清浄な凝縮物のために配置されている。

【００３０】図２は、なかんずく、エバポレーター３９とスクラバー５２とからなるオラン
ダ国特許出願ＤＫ０８６８／９４からの既知のタイプのプラントを示す。前記エ
バポレーターの上部に、液体分配システム４０が設けられており、そして底部に
は、濃縮されたプロセスリキッド４２（略号Ｃ_cと記載される）を含む前記プロ
セス容器４１（スクラバー５２に接続されている）が存在する。プロセス容器４
１は循環ポンプ４３及び循環パイプ４４に接続されており、これらは、前記エバ
ポレーターの上部の前記分配システム４０に、加熱され且つ汚染されたプロセス
リキッド４２をポンプ輸送する。上述のようにスクラバー５２に接続されている
プロセス容器４１は、汚染されたプロセスリキッド４２の供給用の入口パイプ４
５と出口パイプ４６とを有し、該出口パイプ４６は、プロセス容器４１から濃縮
され且つ汚染された濃厚液（略号Ｃ_cと記載される）を取り出すために使用され
、該出口パイプ４６は、スクラバー５２（スクラバー５３とスクラバー５４とか
らなる）に接続されている。

【００３１】プロセス容器４１の上部に、スチーム栓４７が設けられており、前記スチーム
栓４７は、パイプライン４８とコンプレッサー４９とを経由して、エバポレータ
ー３９の内側に配置された下降気流蒸発熱交換器５０に接続されている。前記熱
交換器５０の底部に、清浄な凝縮物用の出口５１が設けられている。スクラバー
５２（スクラバー５３とスクラバー５４とからなる）は、スチームパイプ４８中
に配置されており、前記スチームパイプ４８中には、コンプレッサー４９も固定
されている。図示された構成において、スクラバー５２はコンプレッサー４９の
上流に配置されている。この事は好ましいが、しかし、コンプレッサー４９の下
流にスクラバー５２を配置することも困難無くできる。

【００３２】前記プラントの電気的な管理が図中に示されていないことは明らかである。し
かしながら、このような管理システムは当業者に周知であり、それ故、別に説明
する必要はないであろう。

【００３３】汚染され且つ濃縮されたプロセスリキッド４２は、パイプ４５でバッチ的に移
送され、出口パイプ４６を経由して行なわれた濃縮後に排出される。清浄な凝縮
物は、出口パイプ５１を経由して排出される。

【００３４】既知の設計に基づくスクラバー５２は、第一及び第二のスクラビング段階５３
，５４を含む。スクラバー５３は酸５５を含み、そしてスクラバー５４は塩基５
６を含む。スクラバー５３，５４には各々、酸用のパイプ５７と塩基用のパイプ
５８とが設けられている。本方法により、測定結果に応じて液５５と５６を交換
することができ、その結果、ｐＨは蒸発の間一定に維持され得る。

【００３５】全システムは、閉鎖され且つ断熱されたキャビネット５９中に含まれている。
それ故、周囲との交換の必要が無いので、エネルギー中性プロセス(energy neut
ral process)が達成される。この事は、望まれていない方法によるスチームの凝
縮が、低い温度を有する段階で避けられるという利点を意味する。いわゆる“コ
ールドステップ”が存在した場合には、スチームは、下降気流蒸発熱交換器中で
の望まれている凝縮の代わりに、そのようなコールドステップにおいて凝縮する
であろうから、本方法は停止するであろう。

【００３６】汚染された液体が、スクラバー５２に接続されているプロセス容器４１に移送
される場合は、プロセスリキッドに関して示されるレベル６０は、特定の時点で
達成され、その後、汚染された液体６１の入口を調節するフロートスイッチが作
動し、それにより、加熱要素（図示せず）及び循環ポンプ４３のスイッチが入れ
られる。温度は、これにより、浄化すべき液体（凝縮物）の沸点より僅かに低い
温度及び圧力に上昇する。前記液体が水である場合は、温度はほぼ１００℃に上
昇する。

【００３７】循環ポンプ４３は、全ての成分が同じ温度を有することを確実にするために、
前記プラント中で始動される。温度が約１００℃に達したとき、コンプレッサー
４９が始動される。コンプレッサー４９は、スクラバー５２に接続されたプロセ
ス容器４１中を減圧し、それにより、スチームを、スクラバー４２を通して、汚
染され且つ濃縮されたプロセスリキッド４２上に配置せしめ、その後、パイプラ
イン４８を経由したスチームは、熱交換器５０に移送され、前記熱交換器の一方
の側のスチームと、前記熱交換器の第二の側の加熱され、汚染され且つ濃縮され
たプロセスリキッド４２との熱交換が行なわれる。これにより、コンプレッサー
４９中で圧縮された前記スチームは、そのエネルギーを開放し、これは、前記熱
交換器の第二の側の、循環され汚染された液体４２に移動されるであろう。この
事は、浄化すべき液体の蒸発という結果をもたらす。このスチームは、一方の側
に沿って下降気流蒸発熱交換器まで降下し、そして、スクラバー５２に接続され
たプロセス容器４１の上部に流れ落ち、その後、スチーム出口４７を経由し、そ
してスクラバー５２、パイプライン４８及びコンプレッサー４９を通って、熱交
換器５０内に移るであろう。エネルギーを損失しながらスチームは凝縮し、次い
でスチームは、出口パイプ５１を経由して浄化された凝縮物として排出され得る
。

【００３８】コンプレッサー４９から下降気流蒸発熱交換器５０へのパイプ内に、スクラバ
ー５２は配置されており、前記スクラバー５２は、上述のように、二つの部分に
分離されている。上部５４は塩基（ＮａＯＨ）を含み、そして下部５３は酸（Ｈ
ＮＯ₃）を含み、これらは、各液体用のパイプを通って供給される。この事は、
流れ測定の結果を用いることによる添加された量の酸及び塩基の各々の調節を可
能とし、その結果、蒸発全体にわたってｐＨは一定に維持される。前記スクラバ
ー５２（スクラバー５３とスクラバー５４とからなる）中の上流部分は、酸がア
ルカリよりも易動度が高いので、下流のアルカリ性部分に対して、常に酸を供給
すべきである。

【００３９】前記スクラバー５２中の両方の部分は、泡，さざ波などの抑制用の装置を備え
ており、前記装置は飛沫を生じさせ易く、それにより、前記スチームパイプ内に
前記スクラバー５２から前記熱交換器５０へ液滴が運ばれる危険がある。

【００４０】本発明により開示された本方法は新規であり、且つ、驚くべきことに、特に、
ＤＫ特許出願０１２８８／９６を含む従来の技術及び知識に比べて著しい利点が
ある。本発明の方法は、この分野で従来公知の技術よりも簡単で、費用がより少
ない装置及びプロセスの技術的構成を使用する。この事とは別に、本プロセスの
態様は利点を示す。すなわち、本プロセスは、ケミカルの供給及び使用なく行な
われ、新規であり、そして本プロセスが行なわれる時間について並びに前記時間
以外にも、明らかに利点があるという著しい特徴がある。本プロセスが行なわれ
る時間に関して、従来の公知技術は、本プロセス用に必要なケミカルの供給を取
り扱う必要がある。この取り扱いは、全ての場合、多かれ少なかれ労力を要し、
従って望まれておらず、本発明のプロセスは、完全に、前記取り扱いを避けるこ
とができる。加えて、前記プロセスが動いていない前記時間の間、従来公知の技
術に基づいて本プロセスに必要なケミカルは貯蔵室内に貯蔵される必要がなく、
、ケミカルの管理は勿論労力が多く従って避けることが望まれており、そして更
に、貯蔵及び取り扱いの両方用のプラントは当局により管理されるべきであり、
それ故、この事は、このようなプラントの使用及び稼働の両方を面倒なものとす
る。本発明で使用すべき前記化合物（例えば、ＤＫ特許出願０１２８８／９６を
参照）は、当局により特別の注意を払って管理されているものは、前記化合物の
使用が環境上の制約を受けるので、その理由により特別の立方措置が当局からの
許可を得るには不可欠な要請であるのが普通である。最後に、本発明のプロセス
は、ケミカルの購入用の費用が避けられ、この事は、これに一番近い既知の技術
に比べて本プロセスの実施を一層安価にするという経済的利点を有することも述
べられてよい。

【００４１】プラントの例によりここに示されている既知の技術の不利益は、かくして、操
作が、比較的高いエネルギーの消費及びケミカルの高い使用と結びついているこ
とから明らかである。

【００４２】本発明は、本発明を使用するプラント用のフローシートの例を示す図３に基づ
いて、下記に詳細に記載されるであろう。

【００４３】図３に示される装置は下降気流蒸発熱交換器からなり、該下降気流蒸発熱交換
器を通って、蒸発中で且つ浄化すべきである液体は、プロセス容器からの出口に
接続された循環ポンプ４３の手段により循環される。ボイラー溶液４２は、熱交
換器５０を流下するその路で、吸収カラム６２からの凝縮水スチームと熱交換さ
れ、これが本発明の本質的な部分を構成する。前記カラム６２内で、本発明にお
ける非常に本質的なものとして、酸／塩基反応が起こる。前記酸／塩基反応は、
水の易動度に比べて、より易動度の高い化合物とより易動度の低い化合物として
述べられている、存在する弱酸と弱塩基との間で起こる。熱交換器５０により、
前記液体は沸点に達せられる。

【００４４】下降気流蒸発熱交換器は、現在蒸発している液体の受容器が存在するボイラー
４２上に配置されている。前記液体は、ポンプ４３の手段により循環される。蒸
発の間ボイラー４２中の圧力は、圧力が周囲に比べて５mmbar 上回る圧力以下で
ある場合に作動されるプレサーステート(pressor state) ６３（加熱要素６４の
調節用）の手段により、一定に保持される。熱交換器５０中の液体の沸騰により
生じるスチームは、前記液体と一緒にボイラー４２内に流れる。

【００４５】ボイラー４２中では液体／スチーム分離器６５が配置されており、前記液体／
スチーム分離器６５は、液体とスチームとを互いに分離し、それにより、液体は
ボイラー４２内に保持され、スチームは前記分離器６５から出て行く。スチーム
は、液体／スチーム分離器６５から吸収カラム６２へ流れ、そこで、スチーム中
の不純物の主要部が除去される。吸収カラム６２から、スチームはコンプレッサ
ー４９に流れ、それにより、スチームの圧力を高めることなく、スチームの凝縮
温度は、前記スチームが熱交換器５０の方に流れるとき凝縮し得るほどに高めら
れる。

【００４６】スチームからの凝縮物は熱交換器５０の底部に流下し、前記底部で、フロート
スイッチ６６により決定される所定のレベルが得られるまで集められ、フロート
スイッチ６６の作動によりバルブ６７が開けられ、そして前記凝縮物が容器６８
に流れることを可能にする。ボイラー４２中の液体のレベルは、バルブ７０の手
段により一定に保持され、前記バルブ７０はフロートスイッチ６９を通じて作動
されることにより開き、この事は、蒸発させるべき液体が前記バルブ７０、第一
熱交換器７１（この中で、汚染された液体は凝縮物と熱交換する）、第二予備熱
交換器７２（この中で、汚染された液体はスチームと熱交換する）を通って流れ
、そして現在蒸発中で、その後、下降気流蒸発熱交換器に導入されるボイラー４
２からの液体と混合されることを可能とする。

【００４７】凝縮物容器６８中で、凝縮物の留分は、レベルセンサー７３により決定される
レベルに達するまで集められ、これによりバルブ７４が開き、そして凝縮物（略
号Ｃ_dと記載される）の７５〜９５％が、入ってくる水性液体Ｗを受ける熱交換
器である第一予備熱交換器７１を通って前記装置を出る。

【００４８】凝縮物の一部（５％〜２５％）は、ポンプ７５の手段により、吸収カラム６２
の上部に輸送され、前記上部で、前記カラム内のカラム要素に分配される。吸収
カラム６２に下る路において、凝縮物は、ボイラー４２から上昇しているスチー
ムから不純物を吸収し、そして酸／塩基反応が起こる。図４の説明の中で、これ
らの反応を更に説明する。

【００４９】不純物を含む凝縮物は吸収カラム６２の底部から、スクラバー５２に接続され
ているプロセス容器４１に運ばれ、該プロセス容器４１の中で、前記凝縮物は、
現在蒸発中で且つ浄化されている液体と混合される。より易動度の高い化合物を
含むスチームの部分は、前記カラム６２から、コンプレッサー４９を経由して、
熱交換器５０に運ばれる。熱交換器５０を通過することにより凝縮しない部分は
、残りの量のスチームと一緒に濃縮された形態で、第二予備熱交換器７２内に流
れ、その中で、流入液体Ｗとの熱交換により冷却され且つ凝縮され、これにより
、更なる温度上昇が付加される。前記第二熱交換器７２中の気体／液体混合物の
温度があるレベルまで下がるとサーモスタット７６が作動し、これにより、バル
ブ７７が開き、そして気体／液体混合物は容器７８に流れ、ここで、気相は、第
二予備熱交換器７２中の気体／液体混合物の液相から分離される。

【００５０】気体が排出され、そして容器７８中に、レベルセンサー７９により決定された
所定レベルまで、液体の貯蔵が増加し、その後、バルブ８０が開き、そして前記
液体はプロセス容器４１に流れ、この中で、蒸発及び洗浄下にある液体と混合さ
れる。

【００５１】図４は、集約した形態で本発明を視覚化した図３のプラントの部分を示し、こ
れは、熱交換器と吸収カラムを合わせており、この中で、凝縮物は、蒸発システ
ムを用いて凝縮すべきスチームに対して対向流として流れる。

【００５２】図５は、本発明の吸収カラムの例を示し、ここで、凝縮物の一部分は、下方か
ら流れるスチームに対して対向流として流れる。カラム中で、カラム要素の表面
は多数の酸／塩基反応用の場所を提供する。この事に関する幾つかの関連する反
応は下記平衡反応（１）〜（４）：（１）ＣＨ₃ＣＯＯＨ（気体）＜…＞ＣＨ₃ＣＯＯＨ（水流体）、（２）ＣＨ₃ＣＯＯＨ（水流体）＜…＞ＣＨ₃ＣＯＯ^-＋Ｈ⁺、（３）ＮＨ₃（気体）＜…＞ＮＨ₃（水流体）、（４）ＮＨ₃（水流体）＜…＞ＮＨ₄ ⁺＋ＯＨ^- であり、これは更に図の円の中に示されている。前記円の左側には、下に向かう
スチームからの化合物が示されており、そして、右側に述べられている事は、底
部容器に流下している物についての関連する平衡である。

【００５３】図６に、本発明の熱交換器を示す。図には、下降気流蒸発熱交換器が示されて
おり、この中を、凝縮されるスチームはそれ自身の凝縮物に対向して流れる。

【００５４】水に比べてより易動度の高いスチーム中の化合物は、集められそして前記熱交
換器の上部から排出されるであろう。洗浄すべき廃水が厩肥である場合には、ア
ンモニアが、上述の排出物質の多くの部分を占めるであろう。底部において、浄
化された液体である凝縮物は排出されるであろう。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、スクラバー５２（スクラバー５３及びスクラバー５４からなる）の手
段による既知の技術を用いた廃水浄化用のプラントを示す図である。

【図２】図２は、既知の技術を用いたスクラバーの態様の略図である。

【図３】図３は、カラム及び熱交換器を持つ、本発明を使用するプラントにおける前記
技術の態様の略図である。

【図４】図４は、特に、本発明を利用する、図３のカラム及び熱交換器の組み合わせを
持つプラントの部分を示す図である。

【図５】図５は、本発明の態様におけるカラムへの入口及びカラムからの出口、並びに
関連する化学平衡を示す図である。

【図６】図６は、本発明の入口及び出口を持つ熱交換器の態様の略図である。

【符号の説明】

１：カラム２：第一熱交換器３：コンプレッサー４：カラム１用の底部容器５：出口３６からの液体を受ける循環ポンプ６：モーターバルブ７：逆止バルブ８：気体／液体分離器９：レベルセンサー１０：熱交換器の第一セクション１１：熱交換器の第二セクション１２：第三熱交換器１３：第一モーターバルブ１４：第二モーターバルブ１５：カラム１からの液体状の生物学的廃棄物の排出用ノズル１６：カラム１への液体状の生物学的廃棄物用の入口１７：カラム１の上部用のフォームレストリクター１８：厩肥用の入口１９：第二熱交換器の第一セクション１０からの出口２０：第二熱交換器の第二セクション１１用の入口２１：第二熱交換器の第二セクション１１からの出口２２：フォームインヒビター１７からの出口２３：第一熱交換器２のプライマリーサイド用の入口２４：第一熱交換器２のプライマリーサイドからの出口２５：第二熱交換器の第二セクション１１のプライマリーサイドへの入口２６：第二熱交換器の第二セクション１１からの出口２７：気体／液体分離器８への入口２８：気体／液体分離器８からの出口２９：ノズル３０用の液体を含む入口３０：カラム１中のノズル３０３１：分離器８からのガスフラクションを含む出口３２：第三熱交換器２のプライマリーサイドへのガスフラクションを含む入口３３：第三熱交換器のプライマリーサイドからの出口３４：第三熱交換器１２のセカンダリーサイドへの厩肥を含む入口３５：第三熱交換器１２のセカンダリーサイドからの出口３６：底部容器４からの出口３７：第一熱交換器２のセカンダリーサイドへの入口３８：第一熱交換器２のセカンダリーサイドからの出口３９：エバポレーター４０：液体分配システム４１：スクラバー５２に接続されたプロセス容器４２：濃縮されたプロセスリキッド（濃厚液Ｃ_c）４３：プロセス容器からの出口に接続された循環ポンプ４４：循環パイプ４５：入口パイプ４６：濃厚液（Ｃ_c）の出口を兼ねる出口パイプ４７：スチーム栓４８：スチーム用パイプ４９：コンプレッサー５０：下降気流蒸発熱交換器５１：清浄な凝縮物用の出口パイプ５２：スクラバー５３及び５４からなるスクラバー５２５３：酸を含むスクラバー５４：塩基を含むスクラバー５５：酸５６：塩基５７：酸用のパイプ５８：塩基用のパイプ５９：隔離されたキャビネット６０：プロセスリキッド用のレベル高さ６１：汚染された液体の供給を調節するためのレベルセンサー６２：吸収カラム６３：加熱要素６４を調節するためのプレソステート(pressostate) ６４：加熱要素６５：スチームと液体とを分離するための分離器６６：作動させることにより、バルブ６７を開けるフロートスイッチ６７：開けることにより、凝縮物が容器６８に流れることを可能にするバルブ６８：凝縮物用の容器６９：作動させることにより、バルブ７０を開けるフロートスイッチ７０：開けることにより、汚染された液体が第一予備熱交換器７１まで通過する
ことを可能にするバルブ７１：汚染された液体が凝縮物と熱交換する、第一予備熱交換器７２：汚染された液体がスチームと熱交換する、第二予備熱交換器７３：作動させることにより、バルブ７４を開けるレベルセンサー（容器６８中
に存在する）７４：開けることにより、凝縮物（Ｃ_d）が第一予備熱交換器７１を通過するこ
とを可能にするバルブ７５：６２の上部に凝縮物の一部を送るポンプ７６：作動させることにより、バルブ７７を開けるサーモスタット７７：開けることにより、７２からの気／液混合物が更に容器７８まで流れるこ
とを可能にするバルブ７８：７２の気／液混合物において、ガス相が液相から分離される容器７９：作動させることにより、バルブ８０を開けるレベルセンサー８０：開けることにより、液体が更にプロセス容器４１まで流れることを可能に
するバルブＣ_c：上記４２及び４６を参照Ｃ_d：上記７４を参照Ｗ：浄化することが望まれる、流入する汚染された液体

【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書

【提出日】平成１３年２月２０日（２００１．２．２０）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項８】先の請求項の何れかに記載の方法で使用し、そしてボイラー（４，４２）、カ
ラム（１，６２）、コンプレッサー（３，４９）及び熱交換器（２，５０）から
なり、前記コンプレッサー（３，４９）が前記カラム（１，６２）と前記熱交換
器（２，５０）との間に配置されており、且つ前記カラム（１，６２）からのス
チームの熱交換のため、前記ボイラー（４，４２）の内容物を前記熱交換器（２，５０）に移送するために、前記ボイラー（４，４２）と前記熱交換器（２，５０）との間にポンプ（５，４３）が配置されており、そして前記カラム（１，６２）は前記ボイラー（４，４２）からのスチーム栓（４７）に接続されていることを特徴とする装置。

【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書

【提出日】平成１３年４月１１日（２００１．４．１１）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００４９

【補正方法】変更

【補正の内容】

【００４９】不純物を含む凝縮物は吸収カラム６２の底部からプロセス容器４１に運ばれ、
該プロセス容器４１の中で、前記凝縮物は、現在蒸発中で且つ浄化されている液
体と混合される。より易動度の高い化合物を含むスチームの部分は、前記カラム
６２から、コンプレッサー４９を経由して、熱交換器５０に運ばれる。熱交換器
５０を通過することにより凝縮しない部分は、残りの量のスチームと一緒に濃縮
された形態で、第二予備熱交換器７２内に流れ、その中で、流入液体Ｗとの熱交
換により冷却され且つ凝縮され、これにより、更なる温度上昇が付加される。前
記第二熱交換器７２中の気体／液体混合物の温度があるレベルまで下がるとサー
モスタット７６が作動し、これにより、バルブ７７が開き、そして気体／液体混
合物は容器７８に流れ、ここで、気相は、第二予備熱交換器７２中の気体／液体
混合物の液相から分離される。

【手続補正２】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１

【補正方法】変更

【補正の内容】

【図１】

【手続補正３】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図２

【補正方法】変更

【補正の内容】

【図２】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ，ＺＷ )，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】水の易動度に比べて易動度の高い化合物と一層易動度の低い
化合物とを含み、前記化合物類は弱酸及び弱塩基として存在する生物学的廃水を
、ボイラー中で前記廃水を加熱することによる前記廃水の蒸発により浄化する方
法であって、発生したスチームから不要な気体状化合物が浄化され、前記スチー
ムは沸騰段階から圧縮段階を経て熱交換段階に至り、前記水が濃縮される方法で
あり、前記ボイラーからの前記スチームはカラムに誘導され、該カラムにおいて前記
スチームは、酸／塩基反応に関与している前記易動度の高い化合物の一部と前記
易動度の低い化合物とを含む前記易動度の低い化合物を液体形態中で除去するた
めに、濃縮された水のフラクションに対向して流れ、前記易動度の高い化合物の
残部を含む前記スチームのフラクションは、前記カラムから圧縮段階を経て熱交
換段階に運ばれ、そこで前記易動度の高い化合物の主部分は凝縮され且つ残りの
スチームのフラクションと一緒に排出され、そして濃縮され且つ浄化された廃水
は、受容器に排出されることを特徴とする方法。
【請求項２】前記廃水がＣＯ₂，ＮＨ₃，ＮＨ₄ ⁺，ＣＨ₃ＣＯＯＨを包
含する脂肪酸からなる化合物を含む厩肥であり、前記易動度の低い化合物と前記
易動度の高い化合物とが酸／塩基反応に関与することができ、そして前記熱交換
器からの凝縮物の一部が前記ボイラーから前記カラムに導入される前記スチーム
の流れに対向するように運ばれることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】前記カラムから出た前記スチームが熱交換器中で、対向流と
してのそれ自体の凝縮物とともに凝縮することを特徴とする請求項１又は２記載
の方法。
【請求項４】前記カラム中の前記酸／塩基反応が、カラム要素の表面で起
こることを特徴とする先の請求項の何れかに記載の方法。
【請求項５】前記カラムに運ばれる前記濃縮された廃水の残りのフラクシ
ョンが、全凝縮物の５〜２５％であることを特徴とする先の請求項の何れかに記
載の方法。
【請求項６】液体形態で前記カラムから運ばれそして前記ボイラーに戻さ
れた前記化合物が、濃度が予め決定されたレベルに達した場合に、その場所から
空にされることを特徴とする先の請求項の何れかに記載の方法。
【請求項７】前記熱交換段階が下降気流蒸発熱交換器(downdraught evapo
ration heat exchanger)中で行なわれ、そこでは気体フラクションがそれ自体の
凝集物と対向して流れることを特徴とする先の請求項の何れかに記載の方法。
【請求項８】先の請求項の何れかに記載の方法で使用し、そしてボイラー、カラム、コンプ
レッサー及び熱交換器からなり、前記コンプレッサーが前記カラムと前記熱交換
器との間に配置されており、且つ前記カラムからのスチームの熱交換のため、前
記ボイラーの内容物を前記熱交換器に移送するために、前記ボイラーと前記熱交
換器との間にポンプが配置されており、そして前記カラムは前記ボイラーからのスチーム栓に接続されていることを特
徴とする装置。