JP2012055831A - Method for treating waste liquid - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、廃液処理方法に関する。 The present invention relates to a waste liquid treatment method.
従来、廃液を処理する方法としては、焼却処理、生物処理等の方法が知られている。しかしながら、焼却処理は、前処理の脱水や固形分凝集において、エネルギーや薬品が必要となり、不完全燃焼によりダイオキシン類が発生するという問題があった。また、生物処理は、処理時間が長く、処理後に発生する活性汚泥が新たな廃棄物となるという問題があった。 Conventionally, methods such as incineration and biological treatment are known as methods for treating waste liquid. However, the incineration process has a problem that energy and chemicals are required in the pretreatment dehydration and solid content aggregation, and dioxins are generated due to incomplete combustion. In addition, the biological treatment has a problem that the treatment time is long and the activated sludge generated after the treatment becomes a new waste.
そこで、亜臨界水、過熱水蒸気、超臨界水等の熱水中で廃液を処理する方法が知られている。 Therefore, a method for treating a waste liquid in hot water such as subcritical water, superheated steam, or supercritical water is known.
特許文献1には、液状有機廃棄物と水とが供給されて所定の濃度の液状有機廃棄物に調整する濃度調整タンクと、所定の濃度の液状有機廃棄物を所期の亜臨界条件の圧力に加圧するとともに酸化分解処理炉に連続的に供給する高圧ポンプと、所定の濃度の液状有機廃棄物を亜臨界状態で湿式酸化分解処理する酸化分解処理炉とを備える湿式酸化分解処理装置が開示されています。このとき、所定の濃度は、酸化分解の反応熱による酸化分解処理炉内の温度が所期の亜臨界条件の温度となる濃度に設定されています。 Patent Document 1 discloses a concentration adjustment tank that is supplied with liquid organic waste and water to adjust the liquid organic waste to a predetermined concentration, and the liquid organic waste having a predetermined concentration is subjected to pressure under a desired subcritical condition. Disclosed is a wet oxidative decomposition treatment apparatus comprising a high-pressure pump that pressurizes and continuously supplies liquid organic waste of a predetermined concentration to a oxidative decomposition treatment furnace, and a wet oxidative decomposition treatment furnace that performs wet oxidative decomposition treatment in a subcritical state. It has been. At this time, the prescribed concentration is set to a temperature at which the temperature in the oxidative decomposition treatment furnace by the heat of reaction of oxidative decomposition becomes the temperature of the desired subcritical condition.
しかしながら、所定の濃度の液状有機廃棄物に調整しないと、液状有機廃棄物の分解率が低下したり、NOxが発生したり、酸化分解処理炉が損傷したりするという問題がある。 However, unless the liquid organic waste is adjusted to a predetermined concentration, there are problems that the decomposition rate of the liquid organic waste is reduced, NOx is generated, and the oxidative decomposition treatment furnace is damaged.
本発明は、上記従来技術が有する問題に鑑み、廃液中の有機物の濃度を調整しなくても、有機物の分解率の低下、NOxの発生及び反応器の損傷を抑制することが可能な廃液処理方法を提供することを目的とする。 In view of the above-described problems of the prior art, the present invention is a waste liquid treatment capable of suppressing a decrease in the decomposition rate of organic substances, generation of NOx, and damage to a reactor without adjusting the concentration of organic substances in the waste liquid. It aims to provide a method.
請求項1に記載の発明は、廃液処理装置を用いて、水及び有機物を含む廃液を処理する方法であって、前記廃液処理装置は、前記水を亜臨界水、過熱水蒸気又は超臨界水に変化させると共に、前記有機物を酸化させる反応器と、前記廃液を貯蔵する容器と、前記容器から前記反応器に前記廃液を供給する廃液供給手段と、前記反応器に酸化剤を供給する酸化剤供給手段と、前記反応器を加熱する加熱手段と、前記反応器から排出された前記有機物が酸化した廃液を液体成分と気体成分に気液分離する気液分離手段と、前記容器に貯蔵されている前記廃液中の前記有機物の濃度を検出する第一の検出手段と、前記反応器の内部の温度を検出する第二の検出手段と、前記液体成分中に含まれる成分の濃度を検出する第三の検出手段と、前記気体成分中に含まれる成分の濃度を検出する第四の検出手段を有し、前記第一の検出手段により検出された前記有機物の濃度に基づいて、前記廃液供給手段により前記廃液が供給される供給速度及び前記酸化剤供給手段により前記酸化剤が供給される供給速度を設定する工程と、前記第二の検出手段により検出された前記供給速度における前記反応器の内部の温度、前記第三の検出手段により検出された前記供給速度における前記液体成分中に含まれる成分の濃度及び前記第四の検出手段により検出された前記供給速度における前記気体成分中に含まれる成分の濃度に基づいて、前記廃液供給手段により前記廃液が供給される速度及び前記酸化剤供給手段により前記酸化剤が供給される速度を再設定する工程を有することを特徴とする。 The invention according to claim 1 is a method for treating a waste liquid containing water and organic matter using a waste liquid treatment apparatus, wherein the waste liquid treatment apparatus converts the water into subcritical water, superheated steam or supercritical water. A reactor for oxidizing the organic matter, a container for storing the waste liquid, a waste liquid supply means for supplying the waste liquid from the container to the reactor, and an oxidant supply for supplying an oxidant to the reactor Means, heating means for heating the reactor, gas-liquid separation means for gas-liquid separation of the waste liquid oxidized from the organic matter discharged from the reactor into a liquid component and a gas component, and stored in the container A first detecting means for detecting the concentration of the organic substance in the waste liquid; a second detecting means for detecting the temperature inside the reactor; and a third for detecting the concentration of the component contained in the liquid component. Detecting means, and the gas component A supply speed at which the waste liquid is supplied by the waste liquid supply means based on the concentration of the organic substance detected by the first detection means; And a step of setting a supply rate at which the oxidant is supplied by the oxidant supply unit, a temperature inside the reactor at the supply rate detected by the second detection unit, and a third detection unit Supply of the waste liquid based on the concentration of the component contained in the liquid component at the supply speed detected by the method and the concentration of the component contained in the gas component at the supply speed detected by the fourth detection means. And a step of resetting the speed at which the waste liquid is supplied by the means and the speed at which the oxidant is supplied by the oxidant supply means.
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の廃液処理方法において、前記第三の検出手段は、前記液体成分中のNOx及びアンモニアの濃度を検出し、前記第四の検出手段は、前記気体成分中の酸素、二酸化炭素、一酸化炭素、NOx、SOx、アンモニア及び硫化水素の濃度を検出することを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the waste liquid treatment method according to the first aspect, the third detection unit detects the concentrations of NOx and ammonia in the liquid component, and the fourth detection unit includes: The concentration of oxygen, carbon dioxide, carbon monoxide, NOx, SOx, ammonia and hydrogen sulfide in the gas component is detected.
請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載の廃液処理方法において、前記廃液処理装置は、複数の前記廃液を貯蔵する容器を有することを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the waste liquid treatment method according to the first or second aspect, the waste liquid treatment apparatus includes a plurality of containers that store the waste liquid.
本発明によれば、廃液中の有機物の濃度を調整しなくても、有機物の分解率の低下、NOxの発生及び反応器の損傷を抑制することが可能な廃液処理方法を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, even if it does not adjust the density | concentration of the organic substance in a waste liquid, the waste liquid processing method which can suppress the fall of the decomposition | disassembly rate of an organic substance, generation | occurrence | production of NOx, and damage to a reactor can be provided. .
次に、本発明を実施するための形態を図面と共に説明する。 Next, the form for implementing this invention is demonstrated with drawing.
図1に、本発明の廃液処理装置の一例を示す。水及び有機物を含む廃液21aを処理する廃液処理装置100は、水を亜臨界水、過熱水蒸気又は超臨界水に変化させると共に、有機物を酸化させる反応器10と、反応器10に廃液21aを供給する廃液供給部20と、反応器10に過酸化水素水31aを供給する過酸化水素水供給部30と、反応器10に供給される廃液21a及び過酸化水素水31aを予熱する予熱器40と、反応器10を加熱するヒーター50と、反応器10から排出された有機物が酸化した廃液と熱交換する熱交換器60と、反応器10から排出された有機物が酸化した廃液を気液分離する気液分離部70を有する。
FIG. 1 shows an example of the waste liquid treatment apparatus of the present invention. The waste liquid treatment apparatus 100 for treating the
反応器10は、有機物が酸化した廃液が排出される側の端部の近傍に、酸化触媒として、MnO2(不図示)が充填されている。
The
なお、MnO2の代わりに、Pt、Ir、Ag、Pd、Rh、Ru、Cu、Ni、Co、Fe、W、PdO、PtO、PtO2、Ag2O、RuO2、CuO、Co3O4、NiO、Fe2O3、V2O5、Cr2O3、CdO、CeO2、Al2O3、ThO2等を用いてもよい。 In place of MnO 2 , Pt, Ir, Ag, Pd, Rh, Ru, Cu, Ni, Co, Fe, W, PdO, PtO, PtO 2 , Ag 2 O, RuO 2 , CuO, Co 3 O 4 NiO, Fe 2 O 3 , V 2 O 5, Cr 2 O 3 , CdO, CeO 2 , Al 2 O 3 , ThO 2, or the like may be used.
反応器10の内部の温度は、第二の検出手段としての、温度センサTにより検出され、所定の温度になるようにヒーター50が制御される。
The temperature inside the
ヒーター50としては、特に限定されないが、ラバーヒーター、バンドヒーター等が挙げられる。
Although it does not specifically limit as the
廃液供給部20は、廃液21aが貯蔵されているタンク21と、廃液21aを圧縮してタンク21から反応器10に連続供給するスラリーポンプ22と、開閉弁23を有する。このとき、タンク21には、攪拌羽根21bが設置されており、廃液21aを攪拌することができる。また、反応器10に供給される廃液21aの圧力は、圧力センサP1により検出され、所定の圧力になるようにスラリーポンプ22が制御される。
The waste liquid supply unit 20 includes a
反応器10に供給される廃液21aの圧力は、通常、1〜50MPaであり、5〜35MPaが好ましい。
The pressure of the
過酸化水素水供給部30は、過酸化水素水31aが貯蔵されているタンク31と、過酸化水素水31aを廃液が供給される圧力以上に圧縮してタンク31から反応器10に連続供給するシリンジポンプ32と、開閉弁33を有する。このとき、反応器10に供給される過酸化水素水31aの圧力は、圧力センサP2により検出され、所定の圧力になるようにシリンジポンプ32が制御される。
The hydrogen peroxide solution supply unit 30 compresses the
なお、タンク21に貯蔵されている廃液21a中の有機物の濃度は、第一の検出手段としての、全有機炭素測定装置C1により検出される。
The concentration of organic matter in the
このとき、全有機炭素測定装置C1により検出されたタンク21に貯蔵されている廃液21a中の全有機炭素の濃度に基づいて、反応器10に供給される廃液21aの圧力及び反応器10に供給される過酸化水素水31aの圧力が設定される。
At this time, based on the concentration of total organic carbon in the
このとき、予熱器40において、過酸化水素水31aに含まれる過酸化水素を分解させて、酸素を発生させてもよい。
At this time, the preheater 40 may decompose the hydrogen peroxide contained in the
以上のようにして、反応器10では、廃液供給部20から供給された廃液21aと、過酸化水素水供給部30から導入された過酸化水素水31aが混合される。このとき、廃液21a及び過酸化水素水31aは、予熱器40により予熱される。次に、ヒーター50により加熱されて、廃液21a及び過酸化水素水31aに含まれる水が亜臨界水、過熱水蒸気又は超臨界水に変化されると共に、廃液21aに含まれる有機物が酸化されて低分子化される。さらに、低分子化された有機物は、MnO2の触媒作用により完全酸化される。
As described above, in the
熱交換器60には、水(不図示)が貯蔵されているため、反応器10から排出された有機物が酸化した廃液が水と熱交換することにより、水蒸気が発生する。
Since water (not shown) is stored in the heat exchanger 60, steam is generated by exchanging heat with water from the waste liquid in which the organic matter discharged from the
気液分離部70は、熱交換器60から排出された有機物が酸化した廃液を大気圧まで減圧する背圧弁71と、減圧された有機物が酸化した廃液を気液分離する気液分離器72を有する。このとき、気液分離器72は、減圧された有機物が酸化した廃液を、液体成分としての、無機酸等を僅かに含む水と、二酸化炭素ガス、窒素ガス等を含む気体成分に分離し、液体成分が回収される。液体成分は、水質基準を確認した後、工業用水として再利用される。
The gas-liquid separation unit 70 includes a
なお、液体成分中のNOx及びアンモニアの濃度は、第三の検出手段としての、イオンメーターC2により検出される。また、気体成分中の酸素、二酸化炭素、一酸化炭素、NOx、SOx、アンモニア及び硫化水素の濃度は、第四の検出手段としての、ガス濃度検出器C3により検出される。 The concentration of NOx and ammonia in the liquid component, as a third means of detection are detected by an ion meter C 2. Further, oxygen in the gaseous component, carbon dioxide, carbon monoxide, NOx, SOx, the concentration of ammonia and hydrogen sulfide, as a fourth means of detection is detected by the gas concentration detector C 3.
このとき、温度センサTにより検出された反応器10の内部の温度、イオンメーターC2により検出された液体成分中のNOx及びアンモニアの濃度及びガス濃度検出器C3により検出された気体成分中の酸素、二酸化炭素、一酸化炭素、NOx及びアンモニアの濃度に基づいて、反応器10に供給される廃液21aの圧力及び反応器10に供給される過酸化水素水31aの圧力が再設定される。このため、反応器10に供給される廃液21aに含まれる有機物に対する反応器10に供給される過酸化水素水31aに含まれる過酸化水素の比を最適化することができる。その結果、過酸化水素が不足することによる有機物の分解率の低下及び過酸化水素が過剰に存在することによるNOxの発生を抑制することができる。また、反応器10に供給される廃液21aに含まれる有機物及び過酸化水素水31aに含まれる過酸化水素の総量を最適化することができる。その結果、反応器10の内部の温度が低下することによる有機物の分解率の低下及び反応器10の内部の温度が上昇することによる反応器10の損傷を抑制することができる。
At this time, the inside of the
反応器10に供給される廃液21aに含まれる有機物を酸化させるのに必要な過酸化水素に対する反応器10に供給される過酸化水素水31aに含まれる過酸化水素の比は、通常、1〜5であり、1〜1.5が好ましい。
The ratio of hydrogen peroxide contained in the
反応器10の内部の温度は、通常、100〜700℃であり、200〜600℃が好ましい。
The temperature inside the
第三の検出手段としては、液体成分中に含まれるH、B、C、N、O、F、Si、P、S、Cl、Ge、As、Se、Br、Te、I、Atを含む成分の濃度を検出することが可能であれば、イオンメーターC2に限定されない。 The third detection means is a component containing H, B, C, N, O, F, Si, P, S, Cl, Ge, As, Se, Br, Te, I, At contained in the liquid component. if it is possible to detect the concentration, but is not limited to ion meter C 2.
第四の検出手段としては、気体成分中に含まれるH、B、C、N、O、F、Si、P、S、Cl、Ge、As、Se、Br、Te、I、Atを含む成分の濃度を検出することが可能であれば、ガス濃度検出器C3に限定されない。 As a fourth detection means, a component containing H, B, C, N, O, F, Si, P, S, Cl, Ge, As, Se, Br, Te, I, At contained in the gas component if it is possible to detect the concentration, but is not limited to the gas concentration detector C 3.
なお、反応器10に過酸化水素水31aを供給する過酸化水素水供給部30の代わりに、反応器10に空気を供給する空気供給部、反応器10にオゾンを供給するオゾン供給部等を用いてもよい。
Instead of the hydrogen peroxide solution supply unit 30 for supplying the
また、廃液供給部20は、複数のタンク21を有していてもよい。これにより、一方のタンク21に貯蔵されている廃液21aを処理している間に、他方のタンク21に貯蔵されている廃液21a中の有機物の濃度を検出することができる。
Further, the waste liquid supply unit 20 may have a plurality of
以下、本発明を実施例に基づいて、具体的に説明する。 Hereinafter, the present invention will be specifically described based on examples.
[実施例1]
廃液処理装置100を用いて、濃度が不明なメタノール水溶液を処理した。このとき、反応器10は、SUS316製であり、メタノールが酸化した廃液が排出される側の端部の近傍にMnO25gを充填した。
[Example 1]
Using the waste liquid treatment apparatus 100, an aqueous methanol solution having an unknown concentration was treated. At this time, the
まず、開閉弁23及び32を閉じた状態で、ヒーター50を用いて、内部の温度が400℃になるまで反応器10を加熱した。このとき、予熱器40の内部の温度は、400℃であり、過酸化水素水31aに含まれる過酸化水素は分解して酸素が発生する。
First, with the on-off
次に、開閉弁23及び32を開き、スラリーポンプ22を用いて、メタノール水溶液を10MPaで反応器10に供給すると共に、シリンジポンプ32を用いて、30質量%の過酸化水素水31aを10MPaで反応器10に供給した。このとき、全有機炭素測定装置C1により検出されたタンク21に貯蔵されている廃液21a中の全有機炭素の濃度は37484mg/Lであったため、反応器10に供給されるメタノール水溶液に対する過酸化水素水31aの流量比を1.27、メタノール水溶液及び過酸化水素水31aの総流量を0.4mL/minに設定した。また、メタノール水溶液及び過酸化水素水31aの反応器10における滞留時間を1分間とした。
Next, the on-off
次に、反応器10から排出されたメタノールが酸化した廃液は、熱交換器60に貯蔵されている水と熱交換することにより瞬時に25℃に冷却された。さらに、冷却されたメタノールが酸化した廃液は、背圧弁71により減圧された後、気液分離器72により液体成分と気体成分に分離された。
Next, the waste liquid in which the methanol discharged from the
その結果、反応器10の内部の温度は412℃であった。また、ガス濃度検出器C3により検出された気体成分中の二酸化炭素及び一酸化炭素の濃度から、反応器10に供給された酸素は、メタノールの酸化に消費された酸素の1.32倍であり、メタノールの分解率は全有機炭素基準で96%であった。さらに、イオンメーターC2により検出された液体成分中のNOxの濃度は30ppm以上であり、ガス濃度検出器C3により検出された気体成分中のNOxの濃度は5ppm以上であった。
As a result, the temperature inside the
次に、スラリーポンプ22を用いて、メタノール水溶液を10MPaで反応器10に供給すると共に、シリンジポンプ32を用いて、30質量%の過酸化水素水31aを10MPaで反応器10に供給した。このとき、反応器10の内部の温度が430℃、反応器10に供給された酸素がメタノールの酸化に消費された酸素の1.2倍となるように、反応器10に供給されるメタノール水溶液に対する過酸化水素水31aの流量比を1.15、メタノール水溶液及び過酸化水素水31aの総流量を1mL/minに再設定した。また、メタノール水溶液及び過酸化水素水31aの反応器10における滞留時間を1分間とした。
Next, an aqueous methanol solution was supplied to the
その結果、反応器10の内部の温度は430℃であった。また、ガス濃度検出器C3により検出された気体成分中の二酸化炭素及び一酸化炭素の濃度から、反応器10に供給された酸素は、メタノールの酸化に消費された酸素の1.2倍であり、メタノールの分解率は全有機炭素基準で99.9%であった。さらに、イオンメーターC2により検出された液体成分中のNOx及びアンモニアの濃度は、いずれも30ppm未満であり、ガス濃度検出器C3により検出された気体成分中の一酸化炭素、NOx及びアンモニアの濃度は、いずれも5ppm未満であった。
As a result, the temperature inside the
[実施例2]
廃液処理装置100を用いて、実施例1のメタノール水溶液を処理した。このとき、反応器10は、SUS316製であり、メタノールが酸化した廃液が排出される側の端部の近傍にMnO25gを充填した。
[Example 2]
Using the waste liquid treatment apparatus 100, the aqueous methanol solution of Example 1 was treated. At this time, the
まず、開閉弁23及び32を閉じた状態で、ヒーター50を用いて、内部の温度が350℃になるまで反応器10を加熱した。このとき、予熱器40の内部の温度は、350℃であり、過酸化水素水31aに含まれる過酸化水素は分解して酸素が発生する。
First, with the on-off
次に、開閉弁23及び32を開き、スラリーポンプ22を用いて、メタノール水溶液を10MPaで反応器10に供給すると共に、シリンジポンプ32を用いて、30質量%の過酸化水素水31aを10MPaで反応器10に供給した。このとき、全有機炭素測定装置C1により検出されたタンク21に貯蔵されている廃液21a中の全有機炭素の濃度は37484mg/Lであったため、反応器10に供給されるメタノール水溶液に対する過酸化水素水31aの流量比を1.27、メタノール水溶液及び過酸化水素水31aの総流量を0.4mL/minに設定した。また、メタノール水溶液及び過酸化水素水31aの反応器10における滞留時間を1分間とした。
Next, the on-off
次に、反応器10から排出されたメタノールが酸化した廃液は、熱交換器60に貯蔵されている水と熱交換することにより瞬時に25℃に冷却された。さらに、冷却されたメタノールが酸化した廃液は、背圧弁71により減圧された後、気液分離器72により液体成分と気体成分に分離された。
Next, the waste liquid in which the methanol discharged from the
その結果、反応器10の内部の温度は361℃であった。また、ガス濃度検出器C3により検出された気体成分中の二酸化炭素及び一酸化炭素の濃度から、反応器10に供給された酸素は、メタノールの酸化に消費された酸素の1.35倍であり、メタノールの分解率は全有機炭素基準で80%であった。さらに、イオンメーターC2により検出された液体成分中のNOxの濃度は30ppm以上であり、ガス濃度検出器C3により検出された気体成分中のNOxの濃度は5ppm以上であった。
As a result, the temperature inside the
次に、スラリーポンプ22を用いて、メタノール水溶液を10MPaで反応器10に供給すると共に、シリンジポンプ32を用いて、30質量%の過酸化水素水31aを10MPaで反応器10に供給した。このとき、反応器10の内部の温度が430℃、反応器10に供給された酸素がメタノールの酸化に消費された酸素の1.2倍となるように、反応器10に供給されるメタノール水溶液に対する過酸化水素水31aの流量比を1.15、メタノール水溶液及び過酸化水素水31aの総流量を2.7mL/minに再設定した。また、メタノール水溶液及び過酸化水素水31aの反応器10における滞留時間を1分間とした。
Next, an aqueous methanol solution was supplied to the
その結果、反応器10の内部の温度は431℃であった。また、ガス濃度検出器C3により検出された気体成分中の二酸化炭素及び一酸化炭素の濃度から、反応器10に供給された酸素は、メタノールの酸化に消費された酸素の1.2倍であり、メタノールの分解率は全有機炭素基準で99.9%であった。さらに、イオンメーターC2により検出された液体成分中のNOx及びアンモニアの濃度は、いずれも30ppm未満であり、ガス濃度検出器C3により検出された気体成分中の一酸化炭素、NOx及びアンモニアの濃度は、いずれも5ppm未満であった。
As a result, the temperature inside the
[実施例3]
廃液処理装置100を用いて、濃度が不明なメタノール水溶液を処理した。このとき、反応器10は、SUS316製であり、メタノールが酸化した廃液が排出される側の端部の近傍にMnO25gを充填した。
[Example 3]
Using the waste liquid treatment apparatus 100, an aqueous methanol solution having an unknown concentration was treated. At this time, the
まず、開閉弁23及び32を閉じた状態で、ヒーター50を用いて、内部の温度が400℃になるまで反応器10を加熱した。このとき、予熱器40の内部の温度は、400℃であり、過酸化水素水31aに含まれる過酸化水素は分解して酸素が発生する。
First, with the on-off
次に、開閉弁23及び32を開き、スラリーポンプ22を用いて、メタノール水溶液を10MPaで反応器10に供給すると共に、シリンジポンプ32を用いて、30質量%の過酸化水素水31aを10MPaで反応器10に供給した。このとき、全有機炭素測定装置C1により検出されたタンク21に貯蔵されている廃液21a中の全有機炭素の濃度は18742mg/Lであったため、反応器10に供給されるメタノール水溶液に対する過酸化水素水31aの流量比を0.635、メタノール水溶液及び過酸化水素水31aの総流量を0.4mL/minに設定した。また、メタノール水溶液及び過酸化水素水31aの反応器10における滞留時間を1分間とした。
Next, the on-off
次に、反応器10から排出されたメタノールが酸化した廃液は、熱交換器60に貯蔵されている水と熱交換することにより瞬時に25℃に冷却された。さらに、冷却されたメタノールが酸化した廃液は、背圧弁71により減圧された後、気液分離器72により液体成分と気体成分に分離された。
Next, the waste liquid in which the methanol discharged from the
その結果、反応器10の内部の温度は407℃であった。また、ガス濃度検出器C3により検出された気体成分中の二酸化炭素及び一酸化炭素の濃度から、反応器10に供給された酸素は、全てメタノールの酸化に消費されており、メタノールの分解率は全有機炭素基準で81%であった。さらに、イオンメーターC2により検出された液体成分中のアンモニアの濃度は30ppm以上であり、ガス濃度検出器C3により検出された気体成分中の一酸化炭素及びアンモニアの濃度は、いずれも5ppm以上であった。
As a result, the temperature inside the
次に、スラリーポンプ22を用いて、メタノール水溶液を10MPaで反応器10に供給すると共に、シリンジポンプ32を用いて、30質量%の過酸化水素水31aを10MPaで反応器10に供給した。このとき、反応器10の内部の温度が430℃、反応器10に供給された酸素がメタノールの酸化に消費された酸素の1.2倍となるように、反応器10に供給されるメタノール水溶液に対する過酸化水素水31aの流量比を0.92、メタノール水溶液及び過酸化水素水31aの総流量を1.1mL/minに再設定した。また、メタノール水溶液及び過酸化水素水31aの反応器10における滞留時間を1分間とした。
Next, an aqueous methanol solution was supplied to the
その結果、反応器10の内部の温度は430℃であった。また、ガス濃度検出器C3により検出された気体成分中の二酸化炭素及び一酸化炭素の濃度から、反応器10に供給された酸素は、メタノールの酸化に消費された酸素の1.15倍であり、メタノールの分解率は全有機炭素基準で99.9%であった。さらに、イオンメーターC2により検出された液体成分中のNOx及びアンモニアの濃度は、いずれも30ppm未満であり、ガス濃度検出器C3により検出された気体成分中の一酸化炭素、NOx及びアンモニアの濃度は、いずれも5ppm未満であった。
As a result, the temperature inside the
[比較例1]
廃液処理装置100を用いて、実施例1のメタノール水溶液を処理した。このとき、反応器10は、SUS316製であり、メタノールが酸化した廃液が排出される側の端部の近傍にMnO25gを充填した。
[Comparative Example 1]
Using the waste liquid treatment apparatus 100, the aqueous methanol solution of Example 1 was treated. At this time, the
まず、開閉弁23及び32を閉じた状態で、ヒーター50を用いて、内部の温度が400℃になるまで反応器10を加熱した。このとき、予熱器40の内部の温度は、400℃であり、過酸化水素水31aに含まれる過酸化水素は分解して酸素が発生する。
First, with the on-off
次に、開閉弁23及び32を開き、スラリーポンプ22を用いて、メタノール水溶液を10MPaで反応器10に供給すると共に、シリンジポンプ32を用いて、30質量%の過酸化水素水31aを10MPaで反応器10に供給した。このとき、反応器10に供給されるメタノール水溶液に対する過酸化水素水31aの流量比を0.5、メタノール水溶液及び過酸化水素水31aの総流量を1mL/minに設定した。また、メタノール水溶液及び過酸化水素水31aの反応器10における滞留時間を1分間とした。
Next, the on-off
次に、反応器10から排出されたメタノールが酸化した廃液は、熱交換器60に貯蔵されている水と熱交換することにより瞬時に25℃に冷却された。さらに、冷却されたメタノールが酸化した廃液は、背圧弁71により減圧された後、気液分離器72により液体成分と気体成分に分離された。
Next, the waste liquid in which the methanol discharged from the
その結果、反応器10の内部の温度は413℃であった。また、ガス濃度検出器C3により検出された気体成分中の二酸化炭素及び一酸化炭素の濃度から、反応器10に供給された酸素は、全てメタノールの酸化に消費されており、メタノールの分解率は全有機炭素基準で47%であった。さらに、イオンメーターC2により検出された液体成分中のアンモニアの濃度は30ppm以上であり、ガス濃度検出器C3により検出された気体成分中の一酸化炭素及びアンモニアの濃度は、いずれも5ppm以上であった。
As a result, the temperature inside the
[比較例2]
反応器10に供給されるメタノール水溶液に対する過酸化水素水31aの流量比を2に設定した以外は、比較例1と同様にして、メタノール水溶液を処理した。
[Comparative Example 2]
The aqueous methanol solution was treated in the same manner as in Comparative Example 1 except that the flow rate ratio of the
その結果、反応器10の内部の温度は414℃であった。また、ガス濃度検出器C3により検出された気体成分中の二酸化炭素及び一酸化炭素の濃度から、反応器10に供給された酸素は、メタノールの酸化に消費された酸素の2倍であり、メタノールの分解率は全有機炭素基準で99%であった。さらに、イオンメーターC2により検出された液体成分中のNOxの濃度は30ppm以上であり、ガス濃度検出器C3により検出された気体成分中のNOxの濃度は5ppm以上であった。
As a result, the temperature inside the
[比較例3]
反応器10に供給されるメタノール水溶液に対する過酸化水素水31aの流量比を1.15、メタノール水溶液及び過酸化水素水31aの総流量を0.1mL/minに設定した以外は、比較例1と同様にして、メタノール水溶液を処理した。
[Comparative Example 3]
Comparative Example 1 except that the flow rate ratio of the
その結果、反応器10の内部の温度は403℃であった。また、ガス濃度検出器C3により検出された気体成分中の二酸化炭素及び一酸化炭素の濃度から、反応器10に供給された酸素は、メタノールの酸化に消費された酸素の1.2倍であり、メタノールの分解率は全有機炭素基準で85%であった。さらに、イオンメーターC2により検出された液体成分中のアンモニアの濃度は30ppm以上であり、ガス濃度検出器C3により検出された気体成分中の一酸化炭素及びアンモニアの濃度は、いずれも5ppm以上であった。
As a result, the temperature inside the
[比較例4]
反応器10に供給されるメタノール水溶液及び過酸化水素水31aの総流量を3.5mL/minに設定した以外は、比較例3と同様にして、メタノール水溶液を処理した。
[Comparative Example 4]
The aqueous methanol solution was treated in the same manner as in Comparative Example 3 except that the total flow rate of the aqueous methanol solution and the
その結果、反応器10の内部の温度は505℃であった。また、ガス濃度検出器C3により検出された気体成分中の二酸化炭素及び一酸化炭素の濃度から、反応器10に供給された酸素は、メタノールの酸化に消費された酸素の1.2倍であり、メタノールの分解率は全有機炭素基準で99.9%であった。さらに、イオンメーターC2により検出された液体成分中のNOx及びアンモニアの濃度は、いずれも30ppm未満であり、ガス濃度検出器C3により検出された気体成分中の一酸化炭素、NOx及びアンモニアの濃度は、いずれも5ppm未満であった。
As a result, the temperature inside the
なお、反応器10は、SUS316製であるため、内部の温度が450℃を超えると、損傷する危険性がある。
In addition, since the
100 廃液処理装置
10 反応器
20 廃液供給部
21 タンク
21a 廃液
21b 撹拌羽根
22 スラリーポンプ
23 開閉弁
30 過酸化水素水供給部
31 タンク
31a 過酸化水素水
32 シリンジポンプ
33 開閉弁
40 予熱器
50 ヒーター
60 熱交換器
70 気液分離部
71 背圧弁
72 気液分離器
T 温度センサ
P1、P2 圧力センサ
C1 全有機炭素測定装置
C2 イオンメーター
C3 ガス濃度検出器
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Waste
Claims (3)
前記廃液処理装置は、前記水を亜臨界水、過熱水蒸気又は超臨界水に変化させると共に、前記有機物を酸化させる反応器と、前記廃液を貯蔵する容器と、前記容器から前記反応器に前記廃液を供給する廃液供給手段と、前記反応器に酸化剤を供給する酸化剤供給手段と、前記反応器を加熱する加熱手段と、前記反応器から排出された前記有機物が酸化した廃液を液体成分と気体成分に気液分離する気液分離手段と、前記容器に貯蔵されている前記廃液中の前記有機物の濃度を検出する第一の検出手段と、前記反応器の内部の温度を検出する第二の検出手段と、前記液体成分中に含まれる成分の濃度を検出する第三の検出手段と、前記気体成分中に含まれる成分の濃度を検出する第四の検出手段を有し、
前記第一の検出手段により検出された前記有機物の濃度に基づいて、前記廃液供給手段により前記廃液が供給される供給速度及び前記酸化剤供給手段により前記酸化剤が供給される供給速度を設定する工程と、
前記第二の検出手段により検出された前記供給速度における前記反応器の内部の温度、前記第三の検出手段により検出された前記供給速度における前記液体成分中に含まれる成分の濃度及び前記第四の検出手段により検出された前記供給速度における前記気体成分中に含まれる成分の濃度に基づいて、前記廃液供給手段により前記廃液が供給される速度及び前記酸化剤供給手段により前記酸化剤が供給される速度を再設定する工程を有することを特徴とする廃液処理方法。 A method of treating waste liquid containing water and organic matter using a waste liquid treatment apparatus,
The waste liquid treatment apparatus converts the water into subcritical water, superheated steam or supercritical water and oxidizes the organic matter, a container for storing the waste liquid, and the waste liquid from the container to the reactor. A waste liquid supply means for supplying the reactor, an oxidant supply means for supplying an oxidant to the reactor, a heating means for heating the reactor, and a waste liquid obtained by oxidizing the organic matter discharged from the reactor as a liquid component. A gas-liquid separating means for separating the liquid into gas components; a first detecting means for detecting the concentration of the organic substance in the waste liquid stored in the container; and a second for detecting the temperature inside the reactor. Detection means, third detection means for detecting the concentration of the component contained in the liquid component, and fourth detection means for detecting the concentration of the component contained in the gas component,
Based on the concentration of the organic substance detected by the first detection means, a supply speed at which the waste liquid is supplied by the waste liquid supply means and a supply speed at which the oxidant is supplied by the oxidant supply means are set. Process,
The temperature inside the reactor at the supply speed detected by the second detection means, the concentration of the component contained in the liquid component at the supply speed detected by the third detection means, and the fourth Based on the concentration of the component contained in the gas component at the supply speed detected by the detection means, the oxidant is supplied by the speed at which the waste liquid is supplied by the waste liquid supply means and the oxidant supply means. A waste liquid treatment method comprising a step of resetting the speed of the waste liquid.
前記第四の検出手段は、前記気体成分中の酸素、二酸化炭素、一酸化炭素、NOx、SOx、アンモニア及び硫化水素の濃度を検出することを特徴とする請求項1に記載の廃液処理方法。 The third detection means detects the concentration of NOx and ammonia in the liquid component,
The waste liquid treatment method according to claim 1, wherein the fourth detection means detects concentrations of oxygen, carbon dioxide, carbon monoxide, NOx, SOx, ammonia, and hydrogen sulfide in the gas component.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010201775A JP2012055831A (en) | 2010-09-09 | 2010-09-09 | Method for treating waste liquid |
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Cited By (2)
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CN103159345A (en) * | 2013-01-08 | 2013-06-19 | 上海交通大学无锡研究院 | Method of processing high-toxicity and high-salinity wastewater |
JP2014000527A (en) * | 2012-06-19 | 2014-01-09 | Ricoh Co Ltd | Fluid purifier |
-
2010
- 2010-09-09 JP JP2010201775A patent/JP2012055831A/en active Pending
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