JP2003290740A

JP2003290740A - 有機性固形物の可溶化処理方法と装置

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Publication number: JP2003290740A
Application number: JP2002098284A
Authority: JP
Inventors: Koichi Sato; 弘一佐藤; Shusaku Hamada; 周作濱田; Tatsuya Nishimura; 達也西村; Roberto Masahiro Serikawa; ロベルト正浩芹川; Takashi Usui; 高史臼井
Original assignee: Ebara Corp
Current assignee: Ebara Corp
Priority date: 2002-04-01
Filing date: 2002-04-01
Publication date: 2003-10-14
Anticipated expiration: 2022-04-01
Also published as: JP3761487B2

Abstract

(57)【要約】【課題】低コストで有機性固形物を効率よく可溶化で
き、また、処理液の着色を抑制可能とした有機性固形物
の可溶化処理方法と装置を提供する。【解決手段】有機性固形物を含有する水媒体１を、密
閉容器内において、１００℃以上で前記水媒体の臨界温
度未満の温度に加熱すると共に、前記水媒体が液相を維
持する圧力下に保持して、前記有機性固形物を可溶化処
理する方法であって、前記温度と圧力下で、前記水媒体
中に直流電流１２を、前記有機性固形物を含有する水媒
体が、可溶化処理される前に有する化学的酸素要求量に
相当する酸素を、水の電気分解で発生させるために必要
となる電気量の半分以下で供給することとしたものであ
り、前記可溶化処理は、有機性固形物を含有する水媒体
中に酸、アルカリ又は電解質を添加して行うことができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、有機性固形物の可
溶化処理に係り、特に、下水汚泥、初沈汚泥、余剰汚
泥、食品残さ、動物の糞尿、動物の死骸、動植物性残
さ、厨芥、バイオマスの少なくとも一つを成分として含
む有機性固形物の可溶化処理方法と装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】近年、廃棄物による環境負荷の増大、最
終処分場の残余容量の逼迫、焼却処理に伴うダイオキシ
ン類などの有害化学物質生成といった問題が深刻化する
中、資源の有効利用が強く求められており、廃棄物のリ
サイクルが必要となってきている。そのような中で、下
水汚泥を始めとする各種有機性固形物の資源化が大きな
課題となっている。有機性固形物を資源化する方法の一
つとして、メタン発酵処理がある。メタン発酵処理は嫌
気性消化菌を用いることで、有機性固形物からメタンガ
スとしてエネルギーを回収することが可能となり、生物
処理のため消費エネルギーも少ない等の利点を持ってい
る。

【０００３】メタン発酵は、次の３つの過程を経て、進
行するとされている。１）微生物の体外酵素によって基質中の炭水化物、脂
質、タンパク質がそれぞれ糖分、脂肪酸、アミノ酸に分
解・可溶化される加水分解過程、２）加水分解過程で生成された低分子有機物質が、プロ
ピオン酸、酪酸及び低級アルコールへと分解される酸生
成過程、３）酸生成過程で生成された有機酸やアルコールから、
メタンと二酸化炭素を生成するメタン生成過程。前記各過程の反応速度は、酸生成＞メタン生成＞加水分
解の関係を持ち、加水分解過程が律速段階とされている
〔松川康夫、環境技術、１３（１１）、７７２、１９８
４〕。したがって、有機性固形物のように不溶性固形物
を基質としてメタン発酵を行う場合には、有機性固形物
に可溶化処理（破砕、粉砕、加水分解、熱分解等の物理
的もしくは化学的、あるいは物理化学的処理を施し、不
溶性有機性固形物を可溶性の有機化合物に変換する処
理）を施すことで、消化速度の増大や消化率及びメタン
転換率の向上といった効果を期待することができる。

【０００４】このような背景から、有機性固形物の各種
可溶化処理方法が提案されており、例えば、有機性汚泥
をアルカリ性にすると共に有機性汚泥の温度を５０〜１
００℃に維持する方法、余剰汚泥に湿式媒体式ミル処理
を施す方法、汚泥を超音波で処理する方法等が提案され
ている。一方、密閉容器内において、水の存在下で高
温、高圧に保持することで、有機性固形物の可溶化処理
（以下、水熱可溶化処理と呼ぶ）を行い、メタンガス発
生量の増大や消化率の向上を図る方法が提案されている
（王偉ら、衛生工学研究論文集、Ｖｏｌ．２４、４１、
１９８８）。水熱可溶化処理は、有機性固形物を短時間
で高効率に可溶化可能であり、酸やアルカリを少量加え
て適切な条件を選定することで、有機性固形物を有機酸
にまで変換することが可能である。

【０００５】しかしながら、従来の水熱可溶化処理にお
いては、可溶化処理液が著しく着色するため、処理液を
最終的に環境中に放出する際には、高度な脱色工程が必
要となる問題や、着色成分により、後段の発酵工程にお
いて発酵が阻害される可能性があった。さらに、酸やア
ルカリを加えて水熱可溶化処理をする場合には、金属に
対する腐食性が極めて厳しくなるために、反応器材料に
高価な耐食性材料が必要となり、設備の製造コストが高
価にならざるを得ない等の問題も生じる。上記問題点を
解消する目的で、水熱処理と電気分解処理を併用するこ
とで、着色を抑制した有機性固形物の高効率分解処理法
が提案されている。

【０００６】この高温高圧下の水媒体中で電気分解を行
う方法としては、芹川等により国際出願ＰＣＴ／ＪＰ９
８／０３５４４号に開示された水熱電解酸化法がある。
水熱電解酸化法とは、１００℃以上、臨界温度以下の温
度条件下にて水媒体が液相を維持できる圧力の下に、直
流電流を水媒体に印可し、水熱雰囲気下において電気分
解を行う技術であり、酸化能力は非常に高くほとんどの
還元性物質を、投入した電気量に比例して同じように分
解する。つまり、易分解性物質であっても、難分解性物
質であっても一様に熱水中で分解可能となる〔Ｊｏｕｒ
ｎａｌｏｆＡｐｐｌｉｅｄＥｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍ
ｉｓｔｒｙ、３０、８７５（２０００）〕。従って、水
熱電解酸化法を水熱可溶化処理に用いた場合には、着色
成分のみならず、有機性固形物及び有機性固形物からの
可溶化物質が、炭酸ガスと水に変換されてしまい、有機
性固形物を低分子化させて、微生物が取り込み易い有機
物に変換することが困難であると考えられてきた。例え
ば、有機性汚泥を湿式酸化処理する際に、該汚泥に高温
高圧条件下で直流電流を印可し、汚泥中の有機物を酸化
分解処理する方法では、処理液の着色を低減するもの
の、可溶化成分である溶解性ＣＯＤ濃度も著しく低減さ
れている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来技
術に鑑みてなされたものであり、有機固形物を含んだ水
媒体を高温高圧処理するに際し、着色を抑制して可溶化
成分である溶解性ＣＯＤを高濃度に残すことができる有
機性固形物の可溶化処理方法と装置を提供することを課
題とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明では、有機性固形物を含有する水媒体を、密
閉容器内において、１００℃以上で前記水媒体の臨界温
度未満の温度に加熱すると共に、前記水媒体が液相を維
持する圧力下に保持して、前記有機性固形物を可溶化処
理する方法であって、前記温度と圧力下で、前記水媒体
中に直流電流を、前記有機性固形物を含有する水媒体
が、可溶化処理される前に有する化学的酸素要求量に相
当する酸素を、水を電気分解することで発生させるため
に必要となる電気量の半分以下で供給することを特徴と
する有機性固形物の可溶化処理方法としたものである。
前記可溶化処理は、水媒体中に酸、アルカリ又は電解質
の１又は２種を添加して行うことができる。また、本発
明では、有機性固形物を含有する水媒体を導入する密閉
容器と、該密閉容器内を、１００℃以上で前記水媒体の
臨界温度未満の温度に加熱すると共に、前記水媒体が液
相を維持する圧力下に保持する手段とを有する前記有機
性固形物を可溶化処理する装置であって、前記温度と圧
力下に、前記水媒体中に直流電流を、前記有機性固形物
を含有する水媒体が、可溶化処理される前に有する化学
的酸素要求量に相当する酸素を、水の電気分解で発生さ
せるために必要となる電気量の半分以下で供給する手段
を有することを特徴とする有機性固形物の可溶化処理装
置としたものである。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明者らは、前記課題を解決す
べく鋭意研究を重ねた結果、有機性固形物を含んだ水媒
体に、高温高圧処理を施して有機性固形物の可溶化処理
を行うに際し、同じ高温高圧条件下にて直流電流を低電
気量で供給することにより、着色成分を選択的に分解
し、着色を抑制した可溶化処理を行うことが可能となる
ことを見出し、本発明を完成するに至った。図１、図２
に、有機性固形物のモデル物質として、１ｗｔ％トイレ
ットペーパー含有水を反応温度（図１）及び水媒体のｐ
Ｈ（図２）を変化させて可溶化させた場合の、懸濁物質
（ＳＳ）濃度、溶解性ＣＯＤｃｒ濃度、溶解性全糖濃
度、揮発性有機酸濃度及び色度の変化を示した。図１に
おいて、ＳＳ濃度及び溶解性ＣＯＤｃｒ濃度に注目する
と、反応温度の上昇に伴いＳＳ濃度は減少し、溶解性Ｃ
ＯＤｃｒ濃度は増加している。つまり、処理温度の上昇
に伴い、不溶性の有機化合物が可溶化されて、溶解性の
有機化合物に変換されており、特に高温条件において、
可溶化率が良いことが明らかである。しかし、色度に着
目すると、溶解性ＣＯＤｃｒ濃度が増加するに伴って色
度も増加し、可溶化率の良い高温条件において、着色が
著しいことが分かる。

【００１０】一方、図２において、ＳＳ濃度及び溶解性
ＣＯＤｃｒ濃度に着目すると、ｐＨの低下に伴いＳＳ濃
度が減少し、溶解性ＣＯＤｃｒ濃度は増加している。つ
まり、処理ｐＨの下降に伴い、不溶性の有機化合物が可
溶化されて溶解性の有機化合物に変換されており、特に
高温条件において、可溶化率が良いことが明らかであ
る。しかし、色度に着目すると、溶解性ＣＯＤｃｒ濃度
が増加するに伴って色度も増加し、可溶化率の良い低ｐ
Ｈ条件において着色が著しいことが分かる。これらのこ
とから、可溶化成分である溶解性ＣＯＤｃｒ濃度が上昇
するに伴い、色度が著しく増加している様子が分かる。
本発明において、水熱可溶化処理を行う際に前記電気量
で直流電流を供給することにより、高温高圧条件下で有
機性固形物を可溶化する際に副反応として生じる着色原
因物質を低減し、処理液の色度増加を抑制することが可
能となる。着色成分の低減メカニズムは、はっきりとは
理解されていないが、陽極表面上での着色原因物質の直
接分解や、着色原因物質の生成抑制が考えられる。

【００１１】また、水媒体中にハロゲン化物イオンが存
在する場合には、下記式により陽極上で発生するハロゲ
ン分子が、水と反応して生成する次亜ハロゲン酸によ
り、着色原因物質や着色原因物質前駆体が分解されるも
のと考えられる。２Ｘ^-→Ｘ₂＋２ｅ^- （１）Ｘ₂＋Ｈ₂Ｏ→ＨＸ＋ＨＸＯ（２）（式中Ｘはハロゲン化物イオン）また、本発明では、前記有機性固形物を含有する水媒体
に、酸、アルカリ、電解質の中から選ばれる１又は２種
を添加することをができる。酸又はアルカリを添加する
ことで、可溶化効率を向上させることが可能であり、ま
た、電解質を添加することで、直流電流を供給した際の
通電電圧が低く済むので、電気分解に必要なエネルギー
コストを大幅に削減可能であり、また、電気分解による
色度低減効果を大きくすることができる。

【００１２】以下、本発明の実施の形態を図面を参照し
て説明する。図３は、本発明の実施形態を示す有機性固
形物の可溶化処理装置の概略構成図である。図３に示し
た有機性固形物の可溶化装置は、有機性固形物供給ライ
ン１、水供給ライン２、酸又はアルカリ供給ライン３
（ａ，ｂ，ｃ）、電解質供給ライン４、水媒体調整タン
ク５、水媒体供給ライン６、高圧ポンプ７、高圧水媒体
供給ライン８、温度調節部９、高温・高圧水媒体供給ラ
イン１０、可溶化反応器１１、直流電流供給手段１２及
び排出手段１３を主要構成要素とする。有機性固形物を
含有する水媒体を調整する水媒体調整部は、有機性固形
物供給ライン１と、水供給ライン２と、酸又はアルカリ
供給ライン３ａ及び電解質供給ライン４と、これらの供
給ラインと接続されており、これらの供給ラインから供
給された有機性固形物や水等を撹拌混合する水媒体調整
タンク５を有し、有機性固形物を含有する水媒体を調整
することができる。

【００１３】本発明では、有機性固形物として、特に下
水汚泥、初沈汚泥、余剰汚泥、食品残さ、動物の糞尿、
動物の死骸、動植物性残さ、厨芥の少なくとも一つを成
分として含む有機性固形物である場合に好適に用いられ
る。水媒体中の有機性固形物濃度は、１から１０％が望
ましい。前記範囲未満の濃度では、可溶化効率が悪く、
前記範囲以上の濃度では、調整した水媒体を可溶化反応
器１１に供給することが困難になる。また、水媒体中の
有機物濃度は、４から１０％がさらに望ましい。

【００１４】酸又はアルカリ供給ライン３（ａ,ｂ,ｃ）
からは、可溶化効率を向上するための酸又はアルカリが
便宜に供給される。酸の投入は、前記有機性固形物の性
状が、初沈汚泥やセルロース系バイオマス等のようにセ
ルロース質成分が多い場合に好適に用いられる。一方、
アルカリの投入は、上記有機性固形物の性状が、余剰汚
泥や食品残さのようにタンパク質、脂質成分を多く含ん
でいる場合に有効である。酸の投入によって調節される
水媒体のｐＨは、１．０〜６．５が好ましく、特に１．
０〜４．０が好ましい。一方、アルカリの投入によって
調整される水媒体のｐＨは、７．５〜１３．０が好まし
く、特に９．０〜１３．０が好ましい。酸又はアルカリ
供給ライン３ｂは、酸又はアルカリの投入を高圧ポンプ
７の下流側で行うものであり、酸又はアルカリによる高
圧ポンプ７の劣化を抑制する効果がある。同様に、酸供
給ライン３ｃは、酸又はアルカリの供給を温度調節部９
の下流側で行うものであり、酸又はアルカリによる高圧
ポンプ及び温度調節部９の劣化を抑制する効果がある。

【００１５】電解質供給ライン４からは、便宜に電解質
が供給され、電解質を投入することで電気伝導度を上昇
させると共に、直流電流の供給による着色抑制を促進す
る効果が期待できる。前記電解質としては、ハロゲン化
物塩、硫酸塩、りん酸塩等の水媒体中に容易に溶解する
塩類を用いることが好ましい。特に、ハロゲン化物塩を
用いる場合が好ましく、この場合のハロゲン化物イオン
濃度は、５０ｐｐｍ〜２０ｗｔ％の範囲になることが好
ましい。ハロゲン化物イオンの供給源としては、食塩、
岩塩、海水、塩化カリウム、臭化カリウム、臭化ナトリ
ウムなどが好適に用いられる。

【００１６】前記水媒体を、水媒体調整部から可溶化反
応器１１へ供給する水媒体供給手段は、水媒体調整タン
ク５に接続された水媒体供給ライン６と高圧ポンプ７を
有する。前記高圧ポンプ７には、一般的な高圧ポンプで
あるプランジャ型ポンプ、ダイヤフラム型ポンプ等が使
用可能である。高圧ポンプ７により圧送された水媒体
は、高圧水媒体供給ライン８を経て温度調節部９に導入
され、所定の温度に昇温する。この温度調節部９は、一
般的な熱交換器及び／又はヒーターを使用することが可
能であり、熱交換器の場合には、熱源として排出部１３
を経て排出されてくる可溶化処理液を利用することがで
きる。また、周辺に存在する焼却炉や燃料電池等の高温
廃熱源を利用することも可能であり、ランニングコスト
を大幅に削減することが可能である。

【００１７】前記可溶化反応器１１は、有機性固形物を
含有する水媒体が１００℃以上で前記水媒体の臨界温度
未満の温度において、前記水媒体が、液相を維持する圧
力の下に保持することにより、前記有機性固形物に加水
分解反応や熱分解反応等を生じさせ可溶化させるもので
ある。前記温度・圧力は、１５０℃〜３５０℃、１ＭＰ
ａ〜２２ＭＰａの範囲に維持されること好ましい。前記
温度・圧力より低い温度・圧力では、可溶化反応があま
り進行せず、また、前記温度・圧力範囲より高い温度・
圧力範囲では、有機性固形物や可溶化成分が無機化され
てしまうため、可溶化効率が悪くなってしまう。可溶化
させる温度・圧力範囲は、１５０℃〜２５０℃、１ＭＰ
ａ〜６ＭＰａが更に好ましい。

【００１８】また、直流電流供給手段１２は、前記温度
・圧力の下で直流電流を供給することで、熱水中の電解
作用により可溶化処理液の着色を抑制するものである。
ファラデーの法則によれば、電極反応系の単位体積当り
に電気量Ｑ（Ｃ／ｌ）を通じた時に、その単位体積当り
に生成もしくは消費される物質のモル数ｍ（ｍｏｌ／
ｌ）は、反応電子数をＺとすると次のように表わされ
る。ｍ＝Ｑ／ｚＦ（ｍｏｌ／ｌ）（１）ここで、Ｆはファラデー定数〔９６５００（Ｃ／ｍｏ
ｌ）〕である。（１）式のモル数ｍを、化学的酸素要求
量ＣＯＤ（ｍｇ／ｌ）に置き換えると、酸素の分子量は
３２であるから、（１）式は次のように表わせる。ＣＯＤ／３２０００＝Ｑ／ｚＦ（ｍｏｌ／ｌ）（２）

【００１９】ここで、ＣＯＤに相当する酸素が、水の電
気分解により供給されると仮定すると、水の電気分解に
よる酸素の生成反応式は、２Ｈ₂Ｏ→Ｏ₂十４Ｈ⁺４ｅ^- （３）であるので、反応電子数ｍ＝４となり、式（２）は次の
ように表わせる。Ｑ＝ｚＦＣＯＤ／３２０００＝４×９６５００ＣＯＤ／３２０００＝１２．０６２５ＣＯＤ（Ｃ／ｌ）（４）ここで、１Ｃ＝１Ａｓ＝１／３６００Ａｈであるから、
式（４）は次のように表わすことができる。Ｑ*＝０．００３３５ＣＯＤ（Ａｈ／ｌ）（５）

【００２０】ここで、（５）式のＣＯＤが、前記有機性
固形物を含有する水媒体が、可溶化処理される前に有す
る化学的酸素要求量のＣＯＤ水媒体である時のＱを、理
論電気量Ｑ*と定義すると、前記直流電流を前記水媒体
が、可溶化処理される前に有する化学的酸素要求量に相
当する酸素を、水を電気分解することで発生させるため
に必要となる電気量以下で供給するということは、前記
直流電流を理論電気量Ｑ*以下で供給することとなり、
また、前記直流電流は、電気量０．０００１Ｑ*〜０．
５Ｑ*で供給されることが好ましく、さらには、電気量
０．００１Ｑ*〜０．３Ｑ*で供給されることがより好ま
しい。なお、ここで用いられているＣＯＤ水媒体濃度は
正しくは、化合物の化学式から求められる理論的酸素要
求量を用いるべきである。しかし、水媒体中の有機性固
形物について、すべての化学式を同定することは困難で
あるので、重クロム酸カリウムを用いて求められる化学
的酸素要求量（ＣＯＤｃｒ）を用いることが好ましい。
また、燃焼させて酸素低減量を測定することにより求ま
る全酸素要求量（ＴＯＤ）を用いることも同様に好まし
い。

【００２１】直流電流供給手段１２の実施形態例として
は、図４〜図７の様な形態が考えられる。図４及び図５
に示した実施形態例は、可溶化反応と直流電流供給手段
１２を同一の密閉容器中で行うものであり、装置の小型
化を可能とする。図４に示した可溶化反応器１１は、直
流電流供給手段１２として、直流電流を供給するための
少なくとも一対の相対する陽極１４及び陰極１５と、直
流電源１６を主要構成要素とする直流電流供給装置、及
び排出部１３を有するものである。ここで使用される一
対の電極の形状は、一般的な電極形状のものが使用で
き、板型電極、多重円筒型電極、棒型などが挙げられ
る。図４では、例として、板型電極を示した。

【００２２】図５に示した可溶化反応器１１は、直流電
流供給手段１２として、直流電流を供給するための陽極
１４及び陰極１５と、直流電源１６を構成要素とする直
流電流供給装置、及び排出部１３を有するものであり、
陰極１５を可溶化反応器１１の内壁としたものである。
前記陰極を内壁面とすることで、可溶化反応器１１の防
食を行うことが可能であり、可溶化処理中に可溶化反応
器１１が腐食される恐れがある場合には、非常に有効と
なる。ここで使用される陽極１４の形状は、反応容器内
壁と電極との間隔が何処でも均等になるようにすること
が好ましく、例えば、反応容器が円筒型の場合には電極
も円筒型が好ましい。陽極１４自体は、メッシュ状、棒
状、板状のいずれでもよい。陽極１４の材料としては、
不溶性電極であれば何でも良く、例えば、陽極の表面が
ルテニウム、イリジウム、白金、パラジウム、ロジウム
の金属元素もしくはこれらの酸化物、あるいはこれらの
金属の合金で被覆されていることが好ましい。

【００２３】図６、図７に示した実施形態例は、可溶化
処理と直流電流供給手段１２を異なる密閉容器中で行う
ものであり、可溶化処理手段は、可溶化反応器１１、可
溶化処理液供給ライン１７を構成要素とし、直流電流供
給手段１２は、陽極１４、陰極１５及び直流電源１６を
構成要素とする直流電流供給装置、反応容器１８及び排
出部１３を有するものである。それぞれ、図４、図５で
示した直流電流供給手段１２を可溶化反応器１１内で行
わずに、下流側の反応容器１８内で行うものである。こ
の方法により、スラリー粒径やスラリー濃度の問題、あ
るいは電極構造上の問題で、可溶化と電解脱色を同時に
行おうとした際に、電極間の空隙で閉塞する恐れがある
場合に、効果的に可溶化処理を行うことが可能となる。
排出部１３は、可溶化反応器１１及び直流電流供給手段
１２を経た可溶化処理液を外部に排出するためのもので
あり、ここには図示していない冷却器、減圧弁、気液分
離器などを主要構成要素とする。

【００２４】

【実施例】以下、本発明を実施例により具体的に説明す
る。実施例１有機性固形物モデル物質（トイレットペーパー）３ｇを
純水に分散させ１５０ｇとし、塩酸を加えてｐＨを１．
６としたものを試料とした。雰囲気ガスにアルゴン（Ａ
ｒ）ガスを選び、反応温度２００℃、反応圧力２．５Ｍ
Ｐａ、反応時間３０分にて可溶化処理を行い、可溶化処
理開始から終了するまで直流電流を供給した。直流電流
を供給するに際し、円筒状の白金電極（電極面積０．２
７ｍ²）を陽極に、反応容器本体を陰極として電流０．
２Ａ、電圧１．８Ｖで行い、供給した電気量はO．６７
Ａｈ／１（０．０１Ｑ*）であった。処理液は、茶色を
した溶液と沈殿物で構成されていた。また、オートクレ
ーブ内の腐食は見られなかった。結果を表１に示す。

【００２５】実施例２電流０．４Ａ〔供給電気量：１．３３Ａｈ／１（０．０
２Ｑ*）〕とした以外は、実施例（１）と同条件下にて
実験を行なった。処理液は、茶色をした溶液と沈殿物で
構成されていた。また、オートクレーブ内の腐食は見ら
れなかった。結果を表１に示す。

【００２６】実施例３電流０．６Ａ〔供給電気量：２．００Ａｈ／１（０．０
３Ｑ*）〕とした以外は、実施例（１）と同条件下にて
実験を行なった。処理液は、薄い茶色をした溶液と沈殿
物で構成されていた。また、オートクレーブ内の腐食は
見られなかった。結果を表１に示す。

【００２７】比較例１直流電流を供給せずに、実施例１と同じ条件で試料の可
溶化処理を行なった。処理液は濃い茶色を呈していた。
また、オートクレーブ内には、ところどころ腐食が進行
している傾向が観測された。結果を表１に示す。

【００２８】比較例２雰囲気ガスを酸素（Ｏ₂）に変更した以外は、比較例１
と同じ条件で試料を可溶化処理した。処理液は、茶色を
呈していた。また、オートクレーブ内は激しく腐食が進
行していた。結果を表１に示す。

【００２９】比較例３電流１２．０Ａ（供給電気量：３９．０Ａｈ／１（０．
６２Ｑ*）とした以外は、実施例（１）と同条件下にて
実験を行なった。処理液は、ほぼ無色の溶液と沈殿物で
構成されていた。また、オートクレーブ内の腐食は見ら
れなかった。結果を表１に示す。電流を供給しなかった
比較例１では、可溶化は進行しているものの処理液が著
しく着色していることが明らかである。これに対して、
実施例１〜３では、電解電流が増加するのに伴い、処理
液の色度は低減されている。また、雰囲気ガスを酸素に
した比較例２では、色度低減効果は電解に比べて小さい
ことが明らかである。さらに、供給電気量を０．６２Ｑ
*とした比較例３においては、色度が大きく低減される
ものの、可溶化成分である溶解性ＣＯＤｃｒが分解され
てしまっている。

【００３０】

【表１】

【００３１】

【発明の効果】本発明の有機性固形物の可溶化処理方法
及び装置によれば、有機性固形物を含有する水媒体を、
密閉容器内において１００℃以上で、前記水媒体の臨界
温度以下の温度に加熱し、前記水媒体が液相を維持する
圧力の下に保持することにより、前記有機性固形物を可
溶化する方法において、前記温度・圧力の下で直流電流
を供給することで、着色を抑制した有機性固形物の高効
率可溶化処理を行うことが可能となる。処理液の着色が
抑制されているため、脱色コストを大幅に削減すること
が可能であり、また、直流電流を供給する際に、反応容
器内壁を陰極とすることで防食を可能とし、装置コスト
が低減可能であるなど、低コストで、かつ、安全に有機
性固形物を可溶化することができる。また、供給される
直流電流は、低レベルのものであり、低コストに実施可
能で、かつ、操作性は極めて容易であり、さらには、選
択的に着色原因物質に作用するため、水媒体中に存在す
る可溶化された化合物を減ずることなく、高効率に可溶
化処理を実施できる、等の優れた効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

【図１】有機性固形物モデル物質の処理温度による濃度
と色度の変化を示すグラフ。

【図２】有機性固形物モデル物質の処理ｐＨによる濃度
と色度の変化を示すグラフ。

【図３】本発明の有機性固形物の可溶化処理装置の一例
を示すフロー構成図。

【図４】可溶化反応器及び直流電流供給手段の一例を示
す概略構成図。

【図５】可溶化反応器及び直流電流供給手段の他の例を
示す概略構成図。

【図６】可溶化反応器及び直流電流供給手段の更に他の
例を示す概略構成図。

【図７】可溶化反応器及び直流電流供給手段の更に他の
例を示す概略構成図。

【符号の説明】

１：有機性固形物供給ライン、２：水供給ライン、３
（ａ，ｂ，ｃ）：酸又はアルカリ供給ライン、４：電解
質供給ライン、５：水媒体調整タンク、６：水媒体供給
ライン、７：高圧ポンプ、８：高圧水媒体供給ライン、
９：温度調節部、１０：高温・高圧水媒体供給ライン、
１１：可溶化反応器、１２：直流電流供給手段、１３：
排出部、１４：陽極、１５：陰極、１６：直流電源、１
７：可溶化処理液供給ライン、１８：反応容器

───────────────────────────────────────────────────── 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 11/00 Ｃ０２Ｆ 1/46 １０１ 11/08 (72)発明者西村達也神奈川県藤沢市本藤沢４丁目２番１号株式会社荏原総合研究所内 (72)発明者芹川ロベルト正浩神奈川県藤沢市本藤沢４丁目２番１号株式会社荏原総合研究所内 (72)発明者臼井高史神奈川県藤沢市本藤沢４丁目２番１号株式会社荏原総合研究所内Ｆターム(参考） 4D004 AA01 AA02 AA03 BA03 CA18 CA22 CA35 CA39 CA44 CB04 CB31 CC11 DA03 DA06 DA07 DA10 DA20 4D059 AA01 AA02 AA04 AA05 BC01 BK21 DA01 DA46 EB05 EB06 EB20 4D061 DA10 DB20 DC03 EA03 EB04 EB14 EB19 EB30 EB39 ED12 ED13 FA01 FA11 GC12 GC20

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】有機性固形物を含有する水媒体を、密閉
容器内において、１００℃以上で前記水媒体の臨界温度
未満の温度に加熱すると共に、前記水媒体が液相を維持
する圧力下に保持して、前記有機性固形物を可溶化処理
する方法であって、前記温度と圧力下で、前記水媒体中
に直流電流を、前記有機性固形物を含有する水媒体が、
可溶化処理される前に有する化学的酸素要求量に相当す
る酸素を、水の電気分解で発生させるために必要となる
電気量の半分以下で供給することを特徴とする有機性固
形物の可溶化処理方法。
【請求項２】前記可溶化処理は、有機性固形物を含有
する水媒体中に酸、アルカリ又は電解質の中から選ばれ
る１又は２種を添加して行うことを特徴とする請求項１
記載の有機性固形物の可溶化処理方法。
【請求項３】有機性固形物を含有する水媒体を導入す
る密閉容器と、該密閉容器内を、１００℃以上で前記水
媒体の臨界温度未満の温度に加熱すると共に、前記水媒
体が液相を維持する圧力下に保持する手段とを有する前
記有機性固形物を可溶化処理する装置であって、前記温
度と圧力下に、前記水媒体中に直流電流を、前記有機性
固形物を含有する水媒体が、可溶化処理される前に有す
る化学的酸素要求量に相当する酸素を、水の電気分解で
発生させるために必要となる電気量の半分以下で供給す
る手段を有することを特徴とする有機性固形物の可溶化
処理装置。