JP2005534468A - フィシャー・トロップシュ法によって誘導された水を浄化する方法 - Google Patents

Abstract

【課題】フィシャー・トロップシュ法によって誘導された水を極めて純粋な水に浄化すること。
【解決手段】フィシャー・トロップシュ法によって誘導された水１２を、第一処理段階１４で蒸留することと、第二処理段階２０で気化することと、第三処理段階で２４で好気性処理することと、第四処理段階３２で固体と液体とを分離することと、最終処理段階３８で薄膜処理することから成る。

Description

この発明は各種の炭素質の物質を供給原料として用いることができるフィシャー・トロップシュ（Ｆｉｓｃｈｅｒ−Ｔｒｏｐｓｃｈ）法によって誘導された水を浄化する方法に関する。

天然ガスや石炭などの炭素質の供給原料から水を精製する方法においては、炭化水素が精製されるという懸念がある。

フィシャー・トロップシュ法というのは、オレフィン類、パラフィン類、ワックス類及び酸素類を殆ど生成しない。このフィシャー・トロップシュ法については、例えば、マーク・ドライ カタール（Ｍａｒｋ Ｄｒｙ，Ｃａｔａｌ）著、レビユー・サイエンス・エンジニアリング（Ｒｅｖ．Ｓｃｉ．Ｅｎｇ．）１９８１年第２３巻（１及び２）の第２６５頁ないし第２７８頁に掲載されている「ザ・フィシャー・トロップシュ法」（Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ ｔｈｅ Ｆｉｓｃｈｅｒ−Ｔｒｏｐｓｃｈ Ｐｒｏｃｅｓｓ）など多くの文献が存在する。

フィシャー・トロップシュ法によって得られる生成物は、さらに、例えば、水素化法によって、合成原油、オレフィン類、溶剤類、潤滑剤、工業用オイル、薬用オイル、ロウ状炭化水素類、窒素及び酸素含有化合物、モーター用のガソリン、ディーゼル燃料、ジェット燃料、および灯油等を製造することができる。この潤滑剤には自動車用、ジェット用、タービン用、金属工作用のオイルが含まれ、工業用オイルには穿孔促進オイル、熱伝導液等が含まれている。

炭素質の原油が見出される地域においては、水の供給は極めて少なく、極めて高価な資源といえる。また、天然水を得るためにフィシャー・トロップシュ法を利用し、それによって生じた汚染された水を処分することは、これを阻止しないと環境問題となるので、阻止しなければならない。したがって、炭素質の供給原料を利用して使用することのできる水を製造し、回収することが考慮されている。

炭素質の供給原料は、一般的に炭化水素になる石炭と天然ガスを含んでいて、これらは合成中に水と二酸化炭素になる。本来、例えば、海洋中に見出されるメタン水和物のような別個の炭素質の供給原料も使用することができる。

フィシャー・トロップシュ法を利用して、水を製造する以前に、この発明によれば、フィシャー・トロップシュ法によって得た生成物から水分に富んだ流体の流れを分離しようとすることを目的とするのである。

予備分離行程はフィシャー・トロップシュ反応器からのガス状の生成物を凝縮することと、これを独特な三段階の分離器によって分離させることとからなっている。この分離器から排出される三種類の流れは、主としてＣ５乃至Ｃ２０の範囲の炭化水素と、非酸性の化学製品類と、水と懸濁した炭化水素とを含有する反応水の流れである。

次いで、この反応水の流れは分離器へ送られて炭化水素懸濁液と、水に富んだ流れとに分けられる。

この分離器は反応水の流れから炭化水素を１０ｐｐｍ乃至１０００ｐｐｍ、主として５０ｐｐｍの濃度に除去することができる。

このようにして得られた水に富んだ流れは、この発明による方法の供給材料となり、以後、「フィシャー・トロップシュ反応水」として表示する。

この水に富んだ流れ、すなわち反応水の組成はフィシャー・トロップシュ反応器に用いる触媒金属と反応条件（例えば温度、圧力）とに極めて大きく左右される。フィシャー・トロップシュ反応水は、脂肪族、芳香族、および環式アルコール類、アルデヒド類、ケトン類、および酸類を含有していてよく、さらに極めて少量の脂肪族、芳香族および環式炭化水素、例えばオレフィン類およびパラフィン類を含有するものとすることができる。

フィシャー・トロップシュ反応水には、またフィシャー・トロップシュ反応器からの金属を含む無機化合物をごく少量含有していても差し支えなく、同様に、供給材料から発生する窒素およびイオウを含有する物質が含まれていてもかまわない。

フィシャー・トロップシュ反応水の品質に関して、フィシャー・トロップシュ合成の形式の影響を３種類の相違する合成モードによって得られるフィシャー・トロップシュ反応水の代表的な基本分析を（表１）に示す。
・低温フィシャー・トロップシュ ＬＴＦＴ 炭素又は鉄触媒
・高温フィシャー・トロップシュ ＨＴＦＴ 鉄触媒

表１のそれぞれ出所が異なるフィシャー・トロップシュ反応水の分析で、これらの水、特にＨＴフィシャー・トロップシュ反応水は割合に高濃度の有機化合物類を含有しているので、これらの水は直接に利用するわけには行かず、廃棄するにはさらに処理をして好ましくない成分を除去する必要がある。フィシャー・トロップシュ反応水の処理の度合は、専らその用途の如何にあって、ボイラーへの給水用の水から周辺に廃棄することのできるように処理された水から部分的に処理された水まで広範囲の種類のものとすることができる。

フィシャー・トロップシュ反応水を雨水と同様に別個の特有の処理排水と共にあわせて処理することも可能である。

この発明について説明した水質浄化法は、極く僅か改造を加えれば、フィシャー・トロップシュ合成法に使用した触媒と類似した金属触媒を使用して一般的な合成ガス変換処理によって発生した水性の流れを処理するのにも応用することができる。

この発明はの第一の態様は、フィシャー・トロップシュ反応水から浄化された水を製造する方法を提供するものであって、この方法は、少なくとも、
ａ）第一の水に富む流れを作るためにフィシャー・トロップシュ反応水から少なくとも 非酸性の部分を除く少なくとも一つの段階の安定した分離処理から成る第一の処理 段階と、
ｂ）第二の水に富む流れを作るために非蒸発部分の有機成分の全体の分量を軽減するた めに第一の水に富む流れ中の少なくとも一部を蒸発させることから成る第二の段階 と、
ｃ）第二の水に富む流れの中の少なくとも一部分から少なくとも若干の固体を除去する ために固体−液体分離を行う最終処理段階と、
から成っている。

この発明の第二の形態は、フィシャー・トロップシュ反応水から浄化された水を製造する方法を提供するものであって、この方法は、少なくとも、
ａ）第一の水に富む流れを作るためにフィシャー・トロップシュ反応水から少なくとも 非酸性の分部を除去する少なくとも一段階の安定した分離処理から成る第一の処理 段階と
ｂ）第二の水に富む流れを作るために非蒸発部分の有機成分の全体の量を減少させるた めに第一の水に富む流れ中の少なくとも一部を蒸発させることから成る第二の処理 段階と、
ｃ）第三の水に富む流れを作るために第二の水に富む流れの中の少なくとも溶融有機炭 素の一部を除去する生物学的処理から成る第三の処理段階と、
ｄ）第三の水に富む流れの中の少なくとも一部分から少なくとも若干の固体を除去する ために固体−液体分離を行う第四の処理段階と、
から成っている。

『浄化された水』とは、ＣＯＤが２０乃至５００ｍｇ／ｌで、ｐＨ が６．０乃至９．０で、懸濁してる固体が２５０ｍｇ／ｌ以下で、溶解している固体の総量が６００ｍｇ／ｌ以下の水を意味するものとする。

非酸性過酸化炭化水素類は、通常、アルコール類、ケトン類およびアルデヒド類の中から選択されるが、さらに詳細に述べれば、アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド、アセトン、メチル−プロピル−ケトン、メタノール、エタノール，プロパノール、ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、およびヘプタノールの部類から選択する。

多数の平衡する分離処理は最初の処理段階で行うのが適切である。この種の方法には精錬および石油化学産業において応用されている通常の蒸留法や通常の液体溶剤や液化ガスに応用する溶剤の抽出に用いられている通常の蒸留法が含まれる。

その第一段階で蒸留を行うと、フィシャー・トロップシュ反応水中に含有されている非酸性酸化炭化水素類が除去され、主としてモノカルボキシル酸類（例えば、酢酸、プロピオン酸）が除去され、時には微量の非酸化合物が除かれる。有機酸が存在するので、第一の水に富んだ流れはフィシャー・トロップシュ酸水として知られている。

蒸留による塔頂留出物は回収することができ、製品として加工されて、燃料あるいはエネルギー源として利用することができる。

第一の処理段階に反応水のガス抜き操作を含めれば、その以前にフィシャー・トロップシュ反応水から極めて低沸点で溶解ガスの存在する化合物を除く必要がない。

概して、ＨＴＦＴ鉄触媒プロセスによって生ずるフィシャー・トロップシュ反応水はＦＴ酸性の水の中に残存する有機酸類が高濃度（＞１質量％）であるがために応用範囲が限られているので、これをさらに水を用いて処理する必要がある。これとは対照的に、コバルトをベースとしたＬＴＦＴプロセスによって得たフィシャー・トロップシュ反応水は有機酸類の濃度が極度に低い（＜０．１質量％）ので、中和させて充分に希釈されて放棄しても良い基準に達すれば周囲に放出することができる。第一の水に富む流れは処理用水としての用途が制約されている。

段階ｂ）における蒸発は冷却塔の周囲温度と圧力で行える。

冷却塔での蒸発中に、第一の水に富む流れの中に含まれている溶融有機構成物類の少なくとも若干量が微生物類の作用によって減少する。その除かれる一部あるいは総ての有機構成物類には酸素化炭化水素とメタノールとが含まれている。

冷却水として第一の水に富む流れが使用されることによって、冷却塔におけるエアレーションによって酸素が豊富になり、これが第一の水に富む流れの中にとけ込んでいる有機組成物の飼料になり、その成長を活発化させる。

第一の水に富む流れを利用する蒸発作用によって蒸発冷却塔に水が生ずるようになる。この蒸発冷却塔は、機械式通風冷却塔、自然通風冷却塔、および強制通風冷却塔等のうちから選択する。

冷却水に第一の水に富んだ流れを使用すると、冷却に用いられる装置を通過するその水の速度をかなり高速度にして、その水に懸濁している固体類がその装置に沈積しないようにしなければならない。

第一の水に富んだ流れに、苛性ソーダなどのアルカリを加えて、この水に触れる金属および／またはコンクリートの表面の腐食を阻止するようにしなければならない。

一種もしくは数種の適当な添加物を第一の水に富む流れを冷却水として使用する以前に、例えば、汚損、腐食およびスケーリングなどの好ましくない作用をすることがないように冷却水として使用する。

第二の水に富む流れの生物学的な処理を好気性処理に含ませることも出来る。

好気性処理法は通常の家庭の廃水及び産業廃水の処理と同様である。

好気性処理には有機体のカーボン含有構成物類の微生物の劣化を加速する化合物を含有する窒素の形の栄養素（例えば、アンモニアまたはアンモニウム塩類）とリン類（リン酸塩類）に栄養分を添加することを含めることができる。さらに、石灰、苛性ソーダ灰分などのアルカリ化合物を用いるｐＨ制御が微生物の性能を最適にするのに求められる。

第二の水に富む流れを好気性処理に用いることができる。この種の技術は活性化スラッジ法、光速コンパクト反応器、生物学的発泡フィルタ、細流フィルタ、回転式生物学的接触器、膜生物反応器および流体床反応器類から選択することができる。単独のタンパク質（ＳＣＰ）も効果的に発生される。

水に富む流れ又は第三の水に富む流れは別として、好気性処理によると、通常、副産物として二酸化炭素とスラッジとを生ずる。二酸化炭素は周囲に放出することが出来る。スラッジの方は焼却して、埋め立て、肥料、土壌改善剤、あるいはＳＣＰの供給源として用いることが出来る。

第四次処理段階は好気性処理中に生じた第三の水に富む流れの中に懸濁している固体類を除くことを目的とするものである。

懸濁している固体の除去には、次のような方法、すなわち、砂による濾過法、薄膜分離法（例えば、マイクロ濾過法または限外濾過法）、沈殿物の沈降法、（凝集剤を使用若しくは使用することなく行う）溶解されている空気の浮揚法、および遠心分離法がある。

局地における排出の基準または計画された廃棄手段に応じて、第四次処理の形式を指示する。

前述の方法によって生成された精製された水の応用には、冷却水、灌漑用水、あるいは一般的な処理用水などが含まれる。

精製された水は概ね次表の通りの性質である。

この発明の第三番目の形態はフィシャー・トロップシュ反応水から極めて精製された水を製造する方法であって、その方法は次の諸段階からなるものである。すなわち
ａ）第一の水に富む流れを作るためにフィシャー・トロップシュ反応水から少なくとも 非酸性の過酸化炭化水素の一部分を除去する少なくとも一つの段階の安定した分離 処理から成る第一の処理段階と、
ｂ）第二の水に富む流れを作るために非蒸発部分の有機成分の全体の分量を軽減するた めに第一の水に富む流れ中の少なくとも一部を蒸発させることから成る第二の処理 段階と、
ｃ）第三の水に富む流れを作るために第二の水に富む流れから少なくとも溶融有機炭素 の部分を除去する生物学的処理から成る第三の処理段階と、
ｄ）第四の水に富む流れを作るために第三の水に富む流れの少なくとも一部から少なく とも若干の固体類を除去するために固体−液体分離をおこなう第四の処理段階。

この発明の第四番目の形態はフィシャー・トロップシュ反応水から極めて精製された水を製造する方法であって、その方法は次の諸段階からなるものである。すなわち
ａ）第一の水に富む流れを作るためにフィシャー・トロップシュ反応水から少なくとも 非酸性の過酸化炭化水素の一部分を除去する少なくとも一つの段階の安定した分離 処理から成る第一の処理段階と、
ｂ）第二の水に富む流れを作るために非蒸発部分の有機成分の全体の分量を軽減するた めに第一の水に富む流れ中の少なくとも一部を蒸発させることから成る第二の処理 段階と、
ｃ）第三の水に富む流れを作るために第二の水に富む流れから少なくとも溶融有機炭素 の部分を除去する生物学的処理から成る第三の処理段階と、
ｄ）第四の水に富む流れを作るために第三の水に富む流れの少なくとも一部から少なく とも若干の固体類を除去するために固体−液体分離をおこなう第四の処理段階と、
ｅ）第四の水に富む流れの少なくとも一部から少なくとも若干の溶融塩類と有機成分と を除去する溶融塩と有機除去段階から成る最終段階。

用語として「極めて精製された水」とは、５０ｍｇ／ｌのＣＯＤで、ｐＨが６．０乃至９．０であり、懸濁している固体が５０ｍｇ／ｌ以下で溶融している固体の総量が１００ｍｇ／ｌ以下である水を意味するものとする。

非酸性の過酸化炭化水素は主として、アルデヒド類、ケトン類、アルコール類の中から、さらに詳しく述べれば、アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド、ブチルアルデヒド、アセトン、メチル−プロピル−ケトン、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、およびヘプタノールの中から選択する。

多くの平衡段階の分離プロセスは第一の処理段階に適用することが適切である。この種のプロセスには、通常の液体溶剤または液化ガス類のいずれかの一方を使用する溶媒の抽出と同様に、精製および石油産業に使用されている通常の蒸留法がある。

蒸留を第一の処理段階で行うと、フィシャー・トロップシュ反応水に含まれている非酸性の酸素化した炭化水素類の多くが除去されて、主にモノ−カルボ酸類（例えば、酢酸、プロピオン酸）と、すこぶる微小な非酸性の化合物とを除去する。有機酸類が存在するために、第一の水に富んだ流れはフィシャー・トロップシュ酸性水として知られている。

蒸留によって得たオーバーヘッドは回収することができ、生成物とするか、あるいは燃料、つまりエネルギー源として使用することができる。

フィシャー・トロップシュ反応水から低沸点で溶融しているガス類を含んでいる化合物を除去するのに先立って、その第一の処理段階で、反応水からガス抜きをすることもできる。

通常、ＨＴＦＴ鉄触媒法によって得られるフィシャー・トロップシュ反応水は、ＦＴ酸性水の中に残存する有機酸類が割合に高濃度（＞１質量％）であるために、その応用が制約されているから、さらに、その水を処理しなくてはならない。これに比べて、コバルトを基礎にしたＬＴＦＴ法によって得られるフィシャー・トロップシュ反応水は、有機酸類の濃度が低い（＜０．１質量％）ので、これを充分に希釈して放棄基準に適合させれば、周辺に放散することができる。

段階ｂ）における蒸発は、冷却塔の周囲温度と圧力とで行うことができる。

蒸留塔によって行われる蒸発中に、第一の水に富む流れに含まれている溶融した有機成分のうちの、少なくとも若干は微生物類の作用によって減少する。これが除かれた成分中には全体的、あるいは部分的に、アシド酸化された炭化水素類とメタノールとが含まれている。

第一の水に富む流れを冷却水として使用すれば、冷却塔内でのエアレーション作用によって酸素が多量になり、第一の水に富む流れの有機成分を食料源とする微生物の成長を旺盛にする。

蒸発式冷却塔には第一の水に富む流れを利用して、それによって水を生成させる。蒸発冷却塔は機械的通風冷却塔、自然通風式冷却塔、および強制冷却塔の中から選択することができる。

第一の水に富む流れを冷却水として用いる場合には、その冷却プロセスに使用する装置を通過する冷却水の直線流速を早めて、装置内に懸濁した固体類が沈殿しないようにする。

第一の水に富む流れに苛性ソーダなどのアルカリを添加して、そのｐＨをコントロールして、この水にさらされる金属および／またはコンクリートの表面等の酸による腐食を阻止するようにすべきである。

第一の水に富む流れを冷却水として使用する以前に、例えば、汚染、腐食、および水垢の付着などの好ましくない作用を阻止するために、一種または数種の適当な添加剤を加える。

第二の水に富む流れの生物学的処理には、好気性処理を含めることができる。

好気性処理法は家庭用および産業用の廃水処理に通常利用されている方法と同じにすることができる。

好気性処理には、有機炭素含有の微生物の機能の低下を促す化合物を含有する窒素の形体の栄養分（例えば、尿素、アンモニア、アンモニア塩類）の添加を包含させることができる。また、微生物が最適の性能を発揮するように、石灰、苛性ソーダ、ソーダ灰などのアルカリ化合物を用いてｐＨを制御する。

第二の水に富む流れを好気性処理するには、各種の技術を利用することができる。その技術としては、活性スラッジ処理、高速コンパクト反応器、生物学的発泡フィルタ類、細流フィルタ類、回転式生物学的コントラクター、膜バイオ・リアクター、流動床反応器などのうち選択することができる。

水に富む、または第三の水に富む流れとは別に、好気性処理によって、通常、二酸化炭素とスラッジとが副生成物としてできる。二酸化炭素は周辺に放出することができる。スラッジは灰化して土地の埋め立て、肥料、土壌の改良材として、またはＳＣＰの素としても使用される。

第四の処理段階は、生物学的処理で構成されていて、水に富む流れから懸濁している固体を除去することが、その目的である。

懸濁している固体を除去するには、砂を用いる濾過、薄膜分離（例えば、マイクロ濾過、または高速度濾過）、凝集沈殿法（凝集剤を使用し、または使用せずに行う）分離法などから選択して行う。

生物学的処理と固体の除去とによっても除かれずに残った、残留有機物を除去するためには、オゾンおよび過酸化水素、紫外線発生フリーラジカル類、および活性カーボン処理および有機物除去樹脂類を含む吸着／吸収プロセスなどから選択した方法で除去することができる。

第二の処理（すなわち、ｐＨ制御化学剤、栄養素の添加）および／または他の処理方法と共同処理によって生成された溶解塩類は、イオン交換逆浸透、ナノ濾過、および高温および低温石灰軟化法をふくむ化学的な沈殿法等の、いずれかの方法によって減少させることができる。

これまでの方法によって生成された、極めて精製された水の利用例としては、ボイラーへの給水、または飲料水とすることが挙げられる。

極めて精製された水の性質を次の表３に示す。

この発明によって、生成した生成され、また極めて精製された水には、フィシャー・トロップシュ反応水が固体を全く含んでいない流水であるために、溶解された固体を少量しか含有していない。精製処理及び／または、流出物中に含まれている他の溶解された固体類の処理に使用する薬剤の量を調整することにより、精製された水にはごく僅かしか塩類が残らない。これらの残存塩類は、Ｃａ・Ｍｇ・Ｎａ・Ｋ・Ｃｌ・ＳＯ_４・ＨＣＯ_３およびＣＯ_３が組み合わさったものである。

この発明をその特別な実施態様に限定することなく添付図面について説明する。

図１は種々の処理手段を含むこの発明の方法１０を示すブロック図である。

フィシャー・トロップシュ法による反応水１２は、それを一次処理するために蒸留塔１４へ送られる。

この蒸留塔１４で一時処理された反応水は２本の別個の第一の流れ１６及び第二の流れ１８として蒸留塔から出てゆく。第一の流れ１６には特に多量の有機成分が含まれており、第二の流れ１８の方は最初の水分に富んだ水流である。

第二の流れ１８は強制ドラフト冷却塔２０に送られて、この冷却塔用の水として用いられる。第二の流れ１８を冷却水として用いることにより、その水が蒸発によって水量が減少し、食料源としてこの水に富む流れ１８に存在する有機微生物は、この有機微生物の成長を活発にする冷却棟２０内の曝気によって酸素が減少するために、ほとんどなくなってしまう。

冷却塔２０から下方に流出する蒸発をしなかった第二の水に富む流れ２２は、好気性の消化２４の形式の生物学的な処理をされ、スラッジ２６、二酸化炭素２８、及び第三の水に富む流れ３０として出て行く。

その次の処理段階は、第三の水に富む流れ３０を処理する段階であって、その処理によって固体と液体との分離３２を行い、固体３４をスラッジとして排出し、精製された水３６を生ずる。

固体と液体との分離３２段階で、精製された水３６の若干は隔膜分離の形式の最終処理段階３８で極めて精製された水４０と、濃縮された流れ４２とになる。この流れ４２には、非生物分解性の有機物と、濃縮無機塩類、例えば硫酸塩類と塩化ナトリウムの塩化物類およびカルシウムとを含み、さらに懸濁した固体類を高濃度で含んでいる。

精製された、水３６と極めて精製された水４０を最終的に使用することによって、この発明の方法に於いて、使用する装置の作動には、表４に示す僅かの水量で、好ましい結果が達成されるのである。

この発明の基本的な内容を詳細に述べたので、次にこの発明の特別の実施態様について説明する。

実施例：コバルト触媒ＬＴＦＴ法により得られたフィシャー・トロプシュ法による反応水。

副生成物を除去した後に、ＬＴＦＴ法により得た水に富む流れを大気圧においてガス抜きを行った。この水に富む流れの中に存在した遊離炭化水素は、合体手段によって０．００１％（質量％）に低下した。

このようにして取得したフィシャー・トロップシュ反応水の第一の処理で蒸留した。蒸留塔の底部のＦＴ酸性の水を分析した結果を表５に示す。痕跡程度のメタノールを除いては、多くの他の非酸性過酸化水素を最初の蒸留時に有機酸に富む、つまり第一の水に富む流れから（０．０７２％質量％の有機酸類）を除去して、ｐＨを３．５にした。この流出する水の化学的酸素要求量（ＣＯＤ）は、８００ｍｇ〜Ｏ_２／ｌのものであった。

第一の水に富む流れは、約７０℃の温度で開放した貯蔵タンクに送られる。

第一の水に富む流れの中の微生物の集団を維持するために、尿素の形での窒素とリン酸の形でのリン酸塩とをその流れに加えた。第一の水に富む流れのｐＨは、その後に水酸化ナトリウムを用いて、５に調節した。

次いで、第一の水に富む流れから水を得るために、これを強制通風冷却塔に送水した。冷却塔は、濃度および１０℃デルタＴの４サイクルで、作動された。

この冷却塔の第一の水に富む流れから除かれた有機物（ＣＯＤとして判定）は、揮発性の酸が４５％程度であって、およそ５５％を除いた。この冷却塔で再循環する水のＣＯＤは、約１８００ｍｇ／ｌであって、懸濁した固体類の濃度は約２００ｍｇ／ｌであり、その水のｐＨは、６．５と７．５の間の値に変わった。

冷却塔と、周囲の熱交換機における腐食物、付着物、及びスケーリングとは、バイオ分散剤とスケール抑制剤とを含む適当な化学的処理を施して許容できる状態にした。

冷却塔から排出され、硫化あるいは蒸発をしなかった水（第二の流れ）は、次の状況：
・ ｐＨ：７．２ 乃至７．５
・ 溶融酸素濃度：＞２ｍｇ／ｌ
・ 温度：３５℃
・ ＨＲＴ：３０ｈ
・ Ｆ対Ｍの比：０．２−０．４ｋｇＣＯＤ／ｋｇ ＭＬＳＳ．Ｄ
・ 細胞保持時間（スラッジ年齢）− １３日
・ 供給対リサイクルの割合： １：２
において、完全に混合された活性スラッジ・システム（好気性処理）で処理された。

ＣＯＤの除去効率を９１％までに達成した。そして得られた第三の水に富む流れはＣＯＤが１６０ｍｇ／ｌであった。第三の水に富む流れの懸濁固体濃度は平均およそ１２０ｍｇ／ｌであった。

次に、第三の水に富む流れを砂を利用して濾過し、そのＳＳ濃度を２５ｍｇ／ｌに低下した。このようにして精製した水は、洗浄用水及びプロセス冷却水の両方に用いた。この処理において生じたスラッジは焼却した。

活性化したスラッジの処理に代わる手段として、冷却塔から流下する水又はその一部を０．２ｕｍのプロポリプレン・マイクロ濾過膜を具備する装置を通るようにした。この濾過膜を具備する装置の安定した作動中に、水の透過流動速度は、７０〜８０ｌ／ｍ^２となった。濾過膜を具備する装置を経由して回収した水は、７５〜８５％であった。濾過膜を具備する装置を浸透した水のＣＯＤと、ＳＳの濃度は、それぞれ１７５０ｍｇＯ_２／ｌと＜５ｍｇｌとであった。

マイクロ濾過装置を通して得た精製された水を、さらに水酸化ナトリウムを用いて、そのｐＨを８．５に調整し、この精製された水を強力なポリアミッド海水用の膜を取り付けた逆浸透装置に送りこんで濾過した。このようにして得た精製された水をさらに逆流浸透式の装置を用いて精製した。それによって、回収することのできた水の量は８０〜９０％であった。この装置によって極めて精製された水となり、そのＣＯＤと、ＴＤＳの濃度は、それそれ４５〜５０Ｏ_２／ｌと２０〜３０ｍｇ／ｌとなった。

この発明はこれまでに述べ、また図面に示した具体例または構成にのみに制約するものではなく、例えば、雨水またはフィシャー・トロップシュ法以外の処理に基づく水に富む流れをも、以上に説明した方法によって精製することができるのである。

この発明の方法１０を示ブロック図である。

符号の説明

１２ 反応水
１４ 蒸留塔
１６ 第一の流れ
１８ 第二の流れ
２０ 冷却塔
２２ 蒸発しなかった水流
２４ 好気性の水
２６ スラッジ
２８ 二酸化炭素
３０ 第三の水に豊む流れ
３２ 固体と液体分離器
３４ 固体
３６ 純化された水の流れ
３８ 最終処理段階
４０ 極めて純化された水の流れ
４２ 生物分解性でない有機性物質の流れ

Claims (25)

1. フィシャー・トロップシュ法によって誘導された水を、精製水として２０乃至５００ｍｇ／ｌのＣＯＤで、ｐＨが６．０乃至９．０であり、懸濁している固体が２５０ｍｇ／ｌ以下で溶融している固体の総量が６００ｍｇ／ｌ以下である水にするために、少なくとも、
   ａ）第一の水に富む流れを作るためにフィシャー・トロップシュ反応水から少なくとも 非酸性の過酸化炭化水素の一部分を除去する少なくとも一つの段階の安定した分離 処理から成る第一の処理段階と、
   ｂ）第二の水に富む流れを作るために非蒸発部分の有機成分の全体の分量を軽減するた めに第一の水に富む流れ中の少なくとも一部を蒸発させることから成る第二の処理 段階と、
   ｃ）第二の水に富む流れの中の少なくとも一部分から少なくとも若干の固体を除去する ために固体−液体分離を行う最終処理段階と、
   によって浄化することを特徴とするフィシャー・トロップシュ法によって誘導された水を浄化する方法。
2. フィシャー・トロップシュ法によって誘導された水を、精製水として２０乃至５００ｍｇ／ｌのＣＯＤで、ｐＨが６．０乃至９．０であり、懸濁している固体が２５０ｍｇ／ｌ以下で溶融している固体の総量が６００ｍｇ／ｌ以下である水にするために、少なくとも、
   ａ）第一の水に富む流れを作るためにフィシャー・トロップシュ反応水から少なくとも 非酸性の過酸化炭化水素の一部分を除去する少なくとも一段階の安定した分離処理 から成る第一の処理段階と
   ｂ）第二の水に富む流れを作るために非蒸発部分の有機成分の全体の量を減少させるた めに第一の水に富む流れ中の少なくとも一部を蒸発させることから成る第二の処理 段階と、
   ｃ）第三の水に富む流れを作るために第二の水に富む流の中の少なくとも溶融有機炭素 の一部分を除去する生物学的処理から成る第三の処理段階と、
   ｄ）第三の水に富む流れの中の少なくとも一部分から少なくとも若干の固体を除去する ために固体−液体分離を行う第四の処理段階と、
   によって浄化することを特徴とするフィシャー・トロップシュ法によって誘導された水を浄化する方法。
3. 前記非酸性過酸化炭化水素類をアセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド、アセトン、メチル−プロピル−ケトン、メタノール、エタノール，プロパノール、ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、およびヘプタノールの部類から選択するものとした請求項１または請求項２のいずれかの一項に記載の方法。
4. 前記溶融有機炭素をアルデヒド類、ケトン類、アルコール類および有機酸類から成る部類から選択するものとした請求項１乃至３のいずれかの一項に記載の方法。
5. 前記第一の処理段階に使用する平衡段階分離法を蒸留、液体溶剤類を使用する溶剤抽出物、および液化ガス類を使用する溶媒抽出物とする前記請求項１乃至４のいずれかの一項に記載の方法。
6. 前記処理段階にフィシャー・トロップシュ反応水からのガス抜き行程を含ませ、前記第一の処理段階を極めて沸騰点の低い化合物とフィシャー・トロップシュ反応水からの溶融ガスとから成る化合物類を除去する処理段階よりも前に行うようにしたことを特徴とする前記請求項１乃至５のいずれかの一項に記載の方法。
7. 前記ｂ）の蒸発をさせる段階を蒸発冷却塔の周囲温度と圧力に於いて行うようにする前記請求項１乃至６のいずれかの一項に記載の方法。
8. 前記ｂ）の蒸発をさせる段階を蒸発冷却塔において水を製造するために前記第一の水に富む流れを利用する前記請求項１乃至７のいずれかの一項に記載の方法。
9. 前記蒸発冷却塔を機械式の通風冷却塔、自然通風冷却塔、および強制通風冷却塔のいずれかから選択するものとする請求項８に記載の方法。
10. 前記処理段階ｃ）の生物処理を好気性処理法とする請求項２乃至９のいずれかの一項に記載の方法。
11. 前記好気性処理法を活性スラッジ法、生物学的通気フィルタ、トリックリング・フィルタ、回転生物学的接触器、高速度小型反応器、薄膜生物反応装置および流動床反応器のうちから選択するものとする請求項１０に記載の方法。
12. 前記第四の処理段階を生物学的処理中に発生した第三の水に富んだ流れから懸濁している固体類を除去するものとする請求項２乃至１１のいずれかの一項に記載の方法。
13. フィシャー・トロップシュ法によって誘導された水を、極めて精製された水として５０ｍｇ／ｌのＣＯＤで、ｐＨが６．０乃至９．０であり、懸濁している固体が５０ｍｇ／ｌ以下で溶融している固体の総量が１００ｍｇ／ｌ以下である水にするために、少なくとも、
    ａ）第一の水に富む流れを作るためにフィシャー・トロップシュ反応水から少なくとも 非酸性の過酸化炭化水素の一部分を除去する少なくとも一つの段階の安定した分離 処理から成る第一の処理段階と、
    ｂ）第二の水に富む流れを作るために非蒸発部分の有機成分の全体の分量を軽減するた めに第一の水に富む流れ中の少なくとも一部を蒸発させることから成る第二の処理 段階と、
    ｃ）第三の水に富む流れを作るために第二の水に富む流れから少なくとも若干の固体類 を除去する固体−液体分離的処理から成る第三の処理段階と、
    ｄ）第四の水に富む流れを作るために第三の水に富む流れの少なくとも一部から少なく とも若干の溶解した塩類を除去するために溶解した塩と有機成分除去段階とから成 る最終処理段階と、
    によって浄化することを特徴とするフィシャー・トロップシュ法によって誘導された水を浄化する方法。
14. フィシャー・トロップシュ法によって誘導された水を、極めて精製された水として５０ｍｇ／ｌのＣＯＤで、ｐＨが６．０乃至９．０であり、懸濁している固体が５０ｍｇ／ｌ以下で溶融している固体の総量が１００ｍｇ／ｌ以下である水にするために、少なくとも、
    ａ）第一の水に富む流れを作るためにフィシャー・トロップシュ反応水から少なくとも 非酸性の過酸化炭化水素の一部分を除去する少なくとも一つの段階の安定した分離 処理から成る第一の処理段階と、
    ｂ）第二の水に富む流れを作るために非蒸発部分の有機成分の全体の分量を軽減するた めに第一の水に富む流れ中の少なくとも一部を蒸発させることから成る第二の処理 段階と、
    ｃ）第三の水に富む流れを作るために第二の水に富む流れから少なくとも溶融有機炭素 の部分を除去する生物学的処理から成る第三の処理段階と、
    ｄ）第四の水に富む流れを作るために第三の水に富む流れの少なくとも一部から少なく とも若干の固体類を除去するために固体−液体分離をおこなう第四の処理段階と、
    ｅ）第四の水に富む流れの少なくとも一部から少なくとも若干の溶融塩類と有機成分と を除去する溶融塩と有機除去段階から成る最終段階と
    によって浄化することを特徴とするフィシャー・トロップシュ法によって誘導された水を浄化する方法。
15. 前記非酸性過酸化炭化水素をアルデヒド類、ケトン類、アルコール類および有機酸類の内から選択する請求項１３または１４のいずれかの一項に記載の方法。
16. 前記第一の処理段階において使用する安定した分離処理を蒸留、液体溶剤類を使用する溶剤抽出物、および液化ガスを用いる溶剤抽出から選択する前記請求項１３乃至１５のいずれかの一項に記載の方法。
17. 前記第一の処理段階が極めて低い沸騰温度でフィシャー・トロップシュ反応水からの分解ガス類を有する化合物を除去する前記第一の段階において処理する以前の反応水の脱気処理を含むものとする前記請求項１３乃至１６のいずれかの一項に記載の方法。
18. 前記処理段階ｂ）における蒸発を冷却塔の周囲温度及び圧力において行う前記請求項１３乃至１７のいずれかの一項に記載の方法。
19. 前記蒸発冷却塔を機械式通風冷却塔自然通風冷却塔、および強制通風冷却塔のいずれかから選択するものとする前記請求項１８に記載の方法。
20. 前記段階ｃ）の生物学的処理を好気性処理法とする前記請求項１３乃至１９のいずれかの一項に記載の方法。
21. 前記好気性処理法を活性スラッジ法、生物学的発泡フィルタ、トリクリング・フィルタ、回転式生物学的接触器、高速コンパクト反応器、膜バイオ反応器、および流動床反応器の中から選択するようにした前記請求項２０に記載の方法。
22. 前記第四の処理段階が生物学的処理中に生じた第三の水に富んだ流れから懸濁固体類を除去するようにした前記請求項１４乃至２１のいずれかの一項に記載の方法。
23. 残留有機種を化学的酸化作用、紫外線発生フリーラジカル類、吸着および／または吸収プロセスから選択した一種あるいは数種の方法で最終段階において除去するようにした前記請求項１４乃至２２のいずれかの一項に記載の方法。
24. 前記吸着および／または吸収プロセスが活性炭素処理を行うことと有機物除去樹脂を使用することの一方の処理または双方の処理を含むものとする前記請求項２３に記載の方法。
25. 前記第三の処理から生じた溶解した塩類および／または他のいくつかの処理の排出物を、イオン交換、逆方向の浸透、ナノ濾過、および化学的沈殿法の中から選択した一種若しくは数種の方法によって最終処理段階において減少するようにした前記請求項１４乃至２４のいずれかの一項に記載の方法。

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