JP2003071204A - 被処理水からの水可溶性有機物の分離回収方法 - Google Patents
被処理水からの水可溶性有機物の分離回収方法Info
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Abstract
工程を省け、エネルギー消費量を大幅に軽減し得る、工
業的に有利な被処理水からそれに含まれる水可溶性有機
物を回収する方法を提供する。 【解決手段】 工程(1);水可溶性有機物を含む被処
理水と液化ジメチルエーテルとを混合し、水を含む水相
と前記水可溶性有機物を含むジメチルエーテル相とに分
離する工程、 工程(2);該ジメチルエーテル相をガ
ス化ジメチルエーテルと水可溶性有機物を含む相とに分
離する工程、 工程(3);水可溶性有機物を含む相か
ら水可溶性有機物を分離回収する工程を組み合わせる。
Description
る水可溶性有機物を分離回収する方法、特に、石油精製
施設、石炭・タール処理施設、バイオマス処理施設、製
紙工場、染料工場、石油化学工場などの工業用廃水から
水可溶性有機物を緩和な条件で分離回収する方法に関す
る。
は、水の蒸留、または、ヘプタンのような脂肪族炭化水
素またはトルエンのような芳香族炭化水素などの溶剤に
よる抽出で行われてきた。しかし、これらの方法では、
抽出物を単離する際に水や溶剤の蒸留が必須であり、ま
た、加熱及び冷却に多大のエネルギーを必要とするた
め、水中に含まれる水可溶性有機物の濃度が低い場合に
は有効な方法とはいえなかった。また活性汚泥による処
理方法も知られているが、この方法は、多量の汚泥を用
いる必要があり、また装置が大掛かりとなり更にはその
分離操作が煩雑となるといった問題点を包含する。
多量のエネルギーを消費する蒸留工程を省けエネルギー
消費量を大幅に軽減し得る緩和な条件で、被処理水から
それに含まれる水可溶性有機物を高効率で工業的に有利
に回収する方法を提供することを目的とする。
した結果、抽出剤として特定な抽出剤を用いると共に特
定な工程を組み合わせることにより上記課題が解決でき
ることを見いだし本発明を完成するに至った。すなわ
ち、本発明によれば、第一に、下記工程(1)〜(3)
を組み合わせたことを特徴とする、常温常圧での水への
溶解度が20%以下の水可溶性有機物を含む被処理水から
の水可溶性有機物の分離回収方法が提供される。 工程(1);常温常圧での水への溶解度が20%以下の水
可溶性有機物を含む被処理水と液化ジメチルエーテルと
を混合し、水を含む水相と前記水可溶性有機物を含むジ
メチルエーテル相とに分離する工程 工程(2);該ジメチルエーテル相をガス化ジメチルエ
ーテルと水可溶性有機物を含む相とに分離する工程 工程(3);水可溶性有機物を含む相から水可溶性有機
物を分離回収する工程第二に、第一の方法において、前
記工程(3)において、水可溶性有機物を含む相から水
を分離し、これを工程(1)に循環する工程(4)を付
加することを特徴とする水可溶性有機物の分離回収方法
が提供される。第三に、前記工程(4)において、水を
含む水相をガス化ジメチルエーテルと水からなる水相と
に分離する工程(5)を付加することを特徴とする水可
溶性有機物の分離回収方法が提供される。第四に、前記
工程(5)において、水を含む水相を水とガス化ジメチ
ルエーテルとに分離する工程(6)を付加することを特
徴とする水可溶性有機物の分離回収方法が提供される。
第五に、前記工程(2)、工程(5)及び工程(6)に
おいて、得られるガス化ジメチルエーテルの少なくとも
一種を液化ジメチルエーテルとし、これを前記工程
(1)に循環する工程(7)を付加することを特徴とす
る水可溶性有機物の分離回収方法が提供される。第六
に、水常温常圧での水への溶解度が20%以下の水可溶性
有機物を含む被処理水が、工業用排水であることを特徴
とする前記第一乃至五何れか記載の水可溶性有機物の分
離回収方法が提供される。第七に、工業用排水が、石油
精製施設、石炭・タール処理施設、バイオマス処理施
設、製紙工場、染料工場、石油化学工場から選ばれた少
なくとも一種であることを特徴とする第六記載の水可溶
性有機物の分離回収方法が提供される。第八に、工業用
排水が、含酸素化合物及び/又は含窒素化合物を含むこ
とを特徴とする第七記載の水可溶性有機物の分離回収方
法が提供される。第九に、含酸素化合物が、フェノール
類、フラン類及び炭素数4以上のアルコール類から選ば
れた少なくとも一種であり、含窒素化合物が、アニリン
類、ピロール類、キノリン類及びインドール類から選ば
れた少なくとも一種であることを特徴とする第八記載の
水可溶性有機物の分離回収方法が提供される。
での水への溶解度が20%以下の水可溶性有機物を含むも
のである。このような被処理水の代表例としては、工業
用廃水例えば、石油精製、コールタール製造、バイオマ
ス処理、製紙、染料製造、石炭、石油からの化学薬品製
造に由来するものなどが挙げられる。具体的には、フェ
ノール、アルキルフェノール類、フラン類、アルコール
類、ピロール類、アルキルピリジン類、インドール類、
キノリン類のような、含酸素化合物や含窒素化合物等を
含む被処理水が例示される。この場合、含酸素化合物と
しては、フェノール、クレゾール、キシレノール、レゾ
ルシノールなどのフェノール類、フラン、ベンゾフラン
などのフラン類及びブタノール、ペンタノール、シクロ
ヘキサノールなどの炭素数4以上のアルコール類などが
含まれる。また、含窒素化合物としては、アニリン類、
ピロール類、キノリン類、インドール類などが含まれ
る。
って説明する。本発明の基本的な工程は以下の工程を組
み合わせてなる。 工程(1);常温常圧での水への溶解度が20%以下の水
可溶性有機物を含む被処理水と液化ジメチルエーテルと
を混合し、水を含む水相と前記水可溶性有機物を含むジ
メチルエーテル相とに分離する工程 工程(2);該ジメチルエぜーテル相をガス化ジメチル
エーテルと水可溶性有機物を含む相とに分離する工程 工程(3);水可溶性有機物を含む相から水可溶性有機
物を分離回収する工程
る液化ジメチルエーテルと接触させ、水相に含まれる水
可溶性有機物をジメチエーテル相に抽出し、水を含む水
相と水可溶性有機物を含むジメチルエーテル相とに分離
するものである。ジメチルエーテルは、0.2〜1MPa
程度の加圧により簡単に液化するので、この抽出分離工
程は、好ましくはこのような加圧条件下でジメチルエー
テルと被処理水を混合することにより行われる。抽出温
度は特に制限はないが、0〜80℃好ましくは10〜5
0℃である。抽出時間は被処理水の種類、水可溶性有機
物の含有量などを考慮することにより適宜定められる。
また、ジメチルエーテルの使用量は、被処理水の種類、
水可溶性有機物の含有量などにより異なるが、通常、被
処理水1リットルに対して、1〜5リットル、好ましく
は1〜3リットルである。
物の大部分は液化ジメチルエーテルで抽出されジメチル
エーテル相に移行するが、若干の水も含まれる。この水
は後記する工程(3)で分離され、必要により工程
(1)に循環される。水相は大部分が水であるが、通
常、液化ジメチルエーテルが10〜40vol%が含ま
れる。この液化ジメチルエーテルは後記する工程(5)
及び工程(6)で分離回収され、必要により工程(1)
に循環される。
メチルエーテル相をガス化ジメチルエーテルと水可溶性
有機物を含む相とに分離するものである。この分離操作
は通常、常圧に戻すことにより行われる。この圧力スィ
ングにより液化ジメチルエーテルはガス化される。ま
た、水可溶性有機物を含む相には若干の水が含まれる場
合がある。この水は後記する工程(3)で分離され、必
要により工程(1)に循環される。
溶性有機物が水と相分離する場合、水可溶性有機物を水
と分離回収するものである。この分離操作は通常、分液
で行われる。
を工程(1)に循環するものである。
水を含む水相をガス化ジメチルエーテルと水からなる水
相とに分離するものである。この工程(1)で得られる
水を含む水相には、通常、液化ジメチルエーテルが10
〜40vol%が含まれる。この水相からのジメチルエ
ーテルの分離操作は通常、室温付近で常圧に戻すことに
より行われる。
には、なお、0〜10vol%のジメチルエーテルが含
まれるため、これを水とガス化ジメチルエーテルとに分
離するものである。この分離操作は、通常、30〜10
0℃程度の加温操作により行われる。
(5)及び工程(6)で得られるガス化ジメチルエーテ
ルの少なくとも一種を液化し、これを前記(1)の抽出
分離工程に循環するものである。この循環操作は、通
常、ガス化ジメチルエーテルを0〜80℃のような条件
で圧縮液化することにより行われる。
るものであるが、これらの抽出操作は一段でもよいが必
要に応じ多段抽出とすることことができる。
する。 実施例1 フェノール、m-クレゾールをそれぞれ3.2および1.0重量
%含む水溶液(モデル溶液)1容量部に、ジメチルエー
テル1.5容量部を加え、0.5MPa、30℃の条件で抽出を行
った。その結果を表1に示す。表1から1回の抽出操作
で水相中のフェノール、m-クレゾールの濃度をそれぞ
れ、0.57および0.12重量%まで低減できることが判る。
また、分離した水相を一旦常圧にし、再度同様に、2回
目の抽出を行うことにより、上記化合物の濃度をそれぞ
れ、0.06および0.01重量%まで減らすことができる。ま
た、ジメチルエーテルは常温、操作圧力で水の約50体積
%が溶解するが、水相を回収し、常圧に戻すことによ
り、水中の濃度は約10%まで減少した。一方、ジメチル
エーテル相には約10%の水が溶解するが、ジメチルエー
テルをガス化させることにより有機物相と水相に分離
し、それぞれを別個に回収することができた。
に含まれる水可溶性有機物を、多量のエネルギーを消費
する蒸留工程を用いることなく、簡便な抽出操作で回収
することができるので、消費エネルギーの少ない緩和な
工業的に有利な方法ということができる。 (2)本発明によれば、コールタールや石炭液化油から
の極性物質の抽出分離、および極性物質が高濃度で排水
に混入するプロセスで生成される水から、これらの有機
物を穏和な条件で分離回収することが可能であり、石炭
系燃料や廃水処理への応用が期待される。 (3)本発明方法においては、ジメチルエーテルは水の
約50体積%が水相に溶解するが、常圧に戻すことによ
り、ガスとして回収され、水相中の溶解量を約10%まで
低減できる。さらに、加温温することにより、ガスとし
てほぼ完全に回収できる。また、抽出相のジメチルエー
テルも常圧に戻すことにより、ガスとして回収できる。
液化ジメチルエーテルは約10%の水を溶解するが、この
水もジメチルエーテルをガス化したときに液体として回
収される。この場合、フェノールなどの比較的溶解度の
小さい物質は水から分離して液相となるため、それらと
水の分離も容易となる。 この圧力スイング法を併用した抽出法により、溶剤の回
収に多量のエネルギーを消費する蒸留工程を省略でき、
エネルギー消費量を大幅に軽減することができる。
Claims (9)
- 【請求項1】 下記工程(1)〜(3)を組み合わせた
ことを特徴とする、常温常圧での水への溶解度が20%以
下の水可溶性有機物を含む被処理水からの水可溶性有機
物の分離回収方法。 工程(1);常温常圧での水への溶解度が20%以下の水
可溶性有機物を含む被処理水と液化ジメチルエーテルと
を混合し、水を含む水相と前記水可溶性有機物を含むジ
メチルエーテル相とに分離する工程 工程(2);該ジメチルエーテル相をガス化ジメチルエ
ーテルと水可溶性有機物を含む相とに分離する工程 工程(3);水可溶性有機物を含む相から水可溶性有機
物を分離回収する工程 - 【請求項2】 前記工程(3)において、水可溶性有機
物を含む相から水を分離し、これを前記工程(1)に循
環する工程(4)を付加することを特徴とする請求項1
記載の水可溶性有機物の分離回収方法。 - 【請求項3】 前記工程(1)において、水を含む水相
をガス化ジメチルエーテルと水からなる水相とに分離す
る工程(5)を付加することを特徴とする請求項1又は
2記載の水可溶性有機物の分離回収方法。 - 【請求項4】 前記工程(5)において、水を含む水相
を水とガス化ジメチルエーテルとに分離する工程(6)
を付加することを特徴とする請求項1乃至3何れか記載
の水可溶性有機物の分離回収方法。 - 【請求項5】 前記工程(2)、工程(5)及び工程
(6)において、得られるガス化ジメチルエーテルの少
なくとも一種を液化ジメチルエーテルとし、これを前記
工程(1)に循環する工程(7)を付加することを特徴
とする請求項1乃至4何れか記載の水可溶性有機物の分
離回収方法。 - 【請求項6】水常温常圧での水への溶解度が20%以下の
水可溶性有機物を含む被処理水が、工業用排水であるこ
とを特徴とする請求項1乃至5何れか記載の水可溶性有
機物の分離回収方法。 - 【請求項7】 工業用排水が、石油精製施設、石炭・タ
ール処理施設、バイオマス処理施設、製紙工場、染料工
場、石油化学工場から選ばれた少なくとも一種であるこ
とを特徴とする請求項6記載の水可溶性有機物の分離回
収方法。 - 【請求項8】工業用排水が、含酸素化合物及び/又は含
窒素化合物を含むことを特徴とする請求項7記載の水可
溶性有機物の分離回収方法。 - 【請求項9】含酸素化合物が、フェノール類、フラン類
及び炭素数4以上のアルコール類から選ばれた少なくと
も一種であり、含窒素化合物が、アニリン類、ピロール
類、キノリン類及びインドール類から選ばれた少なくと
も一種であることを特徴とする請求項8記載の水可溶性
有機物の分離回収方法。
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-
2001
- 2001-09-05 JP JP2001269495A patent/JP3931224B2/ja not_active Expired - Lifetime
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AU2008210818B2 (en) * | 2007-01-31 | 2010-12-02 | Central Research Institute Of Electric Power Industry | Process for treatment of water-containing substance |
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