JP2013176712A - Fluid purification device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fluid purification device capable of making an inner cylinder 22 and an outer cylinder 22 less in fatigue due to thermal expansion and shrinkage than before.SOLUTION: A fluid purification device includes: an inflow pipe 26 which has a double structure, in which an inner cylinder 22 is arranged inside an outer cylinder 21, and has its tip portion inserted into the inner cylinder 22 along its longitudinal direction so as to let waste water W flow in the inner cylinder 22; and a reaction tank 20 in which the waste water W is purified by subjecting organic matter in the waste water W to oxidative decomposition while an oxidizer introduced into an inter-cylinder space is mixed with the waste water W in the inner cylinder 22 after made to flow in the inner cylinder 22 from a tip opening of the inner cylinder 22 and the obtained mixed fluid is heated and pressurized. The fluid purification device is provided with a plurality of fluid discharge ports 26a arranged side by side along a longitudinal direction of the inflow pipe 26 at a tip portion of the inflow pipe 26.

Description

本発明は、有機物を含む浄化対象流体と、酸化剤との混合流体を加圧及び加熱しながら浄化対象流体中の有機物を酸化分解して浄化対象流体を浄化する流体浄化装置に関するものである。   The present invention relates to a fluid purification device that purifies a purification target fluid by oxidizing and decomposing the organic substance in the purification target fluid while pressurizing and heating a mixed fluid of the purification target fluid containing an organic substance and an oxidizing agent.

従来より、し尿、下水、集落廃水、家畜糞尿、食品工場廃水などの廃水を浄化する方法としては、活性汚泥を用いた生物処理を行う方法が一般的に用いられてきた。ところが、この方法では、活性汚泥中の微生物の活動を妨げる高濃度有機溶剤廃水をそのままの濃度で処理したり、生物分解ができないプラスチック微粒子を含む廃水を処理したりすることができなかった。また、有機性の浮遊物質(Suspended Solids)を多く含む廃水では、活性汚泥の増殖が盛んになって、エアレーション量や余剰汚泥処理量の増加によるコストアップを引き起こすことから、予め浮遊物質を篩いや凝集沈殿などの物理化学的処理で除去しておく必要があった。   Conventionally, as a method for purifying wastewater such as human waste, sewage, settlement wastewater, livestock manure, food factory wastewater, a method of performing biological treatment using activated sludge has been generally used. However, with this method, it has been impossible to treat high-concentration organic solvent wastewater that hinders the activity of microorganisms in activated sludge at the same concentration or wastewater containing plastic fine particles that cannot be biodegraded. In addition, wastewater containing a large amount of organic suspended solids (Suspended Solids) increases activated sludge, which increases costs due to increased aeration and excess sludge treatment. It had to be removed by physicochemical treatment such as coagulation sedimentation.

一方、近年、廃水と空気等の酸化剤との混合流体を加熱及び加圧しながら混合流体中の有機物を酸化分解して廃水を浄化する流体浄化装置の開発が行われるようになった。この種の流体浄化装置では、反応槽の中で廃水と酸化剤との混合流体を加熱及び加圧することで、混合流体中の有機物を化学的に酸化分解する。このような酸化分解においては、生物処理では不可能であった高濃度有機溶剤廃水やプラスチック微粒子含有廃水でも、浄化することができる。また、有機性の浮遊物質を多量に含む廃水であっても、多量の浮遊物質をほぼ完全に酸化分解して、その殆どを、水と、窒素ガスと、二酸化炭素とに分解することができる。   On the other hand, in recent years, development of fluid purification devices that purify wastewater by oxidizing and decomposing organic matter in the mixed fluid while heating and pressurizing the mixed fluid of wastewater and oxidant such as air has been performed. In this type of fluid purification device, the organic substance in the mixed fluid is chemically oxidized and decomposed by heating and pressurizing the mixed fluid of the wastewater and the oxidizing agent in the reaction tank. In such oxidative decomposition, it is possible to purify even high-concentration organic solvent wastewater and plastic fine particle-containing wastewater that were impossible with biological treatment. In addition, even wastewater containing a large amount of organic suspended solids can be decomposed almost completely into oxidatively decomposed water, nitrogen gas, and carbon dioxide. .

このような流体浄化装置における反応槽としては、特許文献1に記載の圧力バランス型反応槽が知られている。この圧力バランス型反応槽900は、図1に示されるように、筒状の外円筒体901と、これの内側に配設された筒状の反応容器902とを具備する二重筒構造になっている。外円筒体901は、高圧に耐えるように十分に厚みのあるステンレス材からなるものである。また、反応容器902は、耐食性のあるニッケル合金からなるものである。外円筒体901の下蓋には、外円筒体901の内側における外円筒体901と反応容器902との間に形成される筒間空間に、酸化剤としての空気を圧送するための送気管903が貫通している。また、反応容器902は、その下端部を外円筒体901の下蓋に貫通させた状態で、下蓋によって片持ち支持されている。そして、反応容器902の自由端側にある反応容器上端壁には、流入管904を受け入れるための貫通口902aが形成されている。外円筒体901の内側では、外円筒体901の外側から外円筒体上蓋を貫通して外円筒体901の内側に進入した流入管904の端部が、反応容器902の上端壁に設けられた貫通口902aを通って反応容器902の内側に進入している。流入管904を経由して圧送されてくる廃水は、反応容器902の内部に流入した後、反応容器902内を外円筒体上蓋側から外円筒体下蓋側に向けて移動する。   As a reaction tank in such a fluid purification apparatus, a pressure balance type reaction tank described in Patent Document 1 is known. As shown in FIG. 1, the pressure balance type reaction tank 900 has a double cylinder structure including a cylindrical outer cylindrical body 901 and a cylindrical reaction vessel 902 disposed inside the cylindrical outer cylindrical body 901. ing. The outer cylindrical body 901 is made of a stainless material that is sufficiently thick to withstand high pressure. The reaction vessel 902 is made of a corrosion-resistant nickel alloy. On the lower lid of the outer cylindrical body 901, an air supply pipe 903 for pressure-feeding air as an oxidant into an inter-cylinder space formed between the outer cylindrical body 901 and the reaction vessel 902 inside the outer cylindrical body 901. Has penetrated. The reaction vessel 902 is cantilevered by the lower lid in a state where the lower end of the reaction vessel 902 penetrates the lower lid of the outer cylindrical body 901. A through-hole 902 a for receiving the inflow pipe 904 is formed in the upper end wall of the reaction vessel on the free end side of the reaction vessel 902. On the inner side of the outer cylindrical body 901, the end of the inflow pipe 904 that penetrates the outer cylindrical body upper cover from the outer side of the outer cylindrical body 901 and enters the outer cylindrical body 901 is provided on the upper end wall of the reaction vessel 902. It enters the inside of the reaction vessel 902 through the through-hole 902a. Wastewater pumped through the inflow pipe 904 flows into the reaction vessel 902 and then moves in the reaction vessel 902 from the upper side of the outer cylindrical body toward the lower side of the outer cylindrical body.

かかる構成の圧力バランス型反応槽900内において、酸化剤としての空気は次のように移動する。即ち、外円筒体901の下蓋に設けられた送気管903を経由して外円筒体901と反応容器902との間の筒間空間に圧送された空気は、その筒間空間内を下側から上側に向けて移動して外円筒体901の上蓋の付近に至る。上蓋の付近では、反応容器902の上端壁に設けられた貫通口902aと、貫通口902aよりも小径の流入管904との間に間隙が形成されている。そして、外円筒体901と反応容器902との間の筒間空間は、その間隙を介して反応容器902の内側の空間と連通している。筒間空間内において、外円筒体901の上蓋の付近まで移動した空気は、貫通口902aと流入管904との間隙を通って反応容器902内に流入した後、廃水と混合されて、反応容器902内を上側から下側に向けて移動する。   In the pressure balance type reaction tank 900 having such a configuration, air as an oxidant moves as follows. In other words, the air pressure-fed into the inter-cylinder space between the outer cylindrical body 901 and the reaction vessel 902 via the air supply pipe 903 provided on the lower lid of the outer cylindrical body 901 moves downward in the inter-cylinder space. From the top to the top of the outer cylinder 901. In the vicinity of the upper lid, a gap is formed between a through port 902a provided in the upper end wall of the reaction vessel 902 and an inflow pipe 904 having a smaller diameter than the through port 902a. The inter-cylinder space between the outer cylindrical body 901 and the reaction vessel 902 communicates with the space inside the reaction vessel 902 through the gap. In the inter-cylinder space, the air that has moved to the vicinity of the upper lid of the outer cylindrical body 901 flows into the reaction vessel 902 through the gap between the through-hole 902a and the inflow pipe 904, and is then mixed with the waste water. It moves in the direction 902 from the upper side to the lower side.

外円筒体901と反応容器902との間の筒間空間と、反応容器902とは互いに連通していることから、筒間空間内の気圧と、反応容器902内における空気と廃水との混合流体の圧力とはほぼ同じになる。このため、反応容器902の内外の圧力差をほとんど発生させることなく、反応容器902内の混合流体に大きな圧力をかけることができる。これにより、高価なニッケル合金からなる反応容器902を厚みの小さな非耐圧仕様のものにして、低コスト化を実現することができる。   Since the inter-cylinder space between the outer cylindrical body 901 and the reaction vessel 902 and the reaction vessel 902 communicate with each other, the mixed fluid of the atmospheric pressure in the inter-cylinder space and the air and waste water in the reaction vessel 902 The pressure is almost the same. For this reason, a large pressure can be applied to the mixed fluid in the reaction vessel 902 without generating a pressure difference between the inside and outside of the reaction vessel 902. As a result, the reaction vessel 902 made of an expensive nickel alloy can be made into a non-breakdown pressure specification with a small thickness, and cost reduction can be realized.

しかしながら、この圧力バランス型反応槽900では、反応容器902における長手方向の全域のうち、流入管904の先端付近の領域が特に高温になって、伸縮による金属疲労を引き起こし易いという問題があった。具体的には、流入管904の先端付近では、空気と混ざり合った有機物が加熱及び加圧されて急激に酸化分解されるのに伴って発熱する。廃水中の有機物濃度が高濃度であると、有機物の酸化分解に伴う発熱が流入管904の付近で多量且つ集中的に起こることから、流入管904の付近の混合流体が非常に高温になる。これにより、反応容器902における流入管先端付近の領域が特に高温になってしまうのである。また、同様の理由により、外円筒体901においても、流入管先端付近の領域が特に高温になって金属疲労を引き起こし易くなってしまう。   However, this pressure balance type reaction tank 900 has a problem that, in the entire region in the longitudinal direction of the reaction vessel 902, the region near the tip of the inflow pipe 904 becomes particularly hot, and metal fatigue due to expansion and contraction tends to occur. Specifically, in the vicinity of the tip of the inflow pipe 904, the organic matter mixed with air is heated and pressurized, and heat is generated as it is rapidly oxidized and decomposed. If the organic matter concentration in the wastewater is high, heat generated by the oxidative decomposition of organic matter occurs in a large amount and in the vicinity of the inflow pipe 904, so that the mixed fluid in the vicinity of the inflow pipe 904 becomes very hot. As a result, the region near the tip of the inflow pipe in the reaction vessel 902 becomes particularly hot. For the same reason, even in the outer cylindrical body 901, the region near the tip of the inflow pipe becomes particularly hot and easily causes metal fatigue.

本発明は、以上の背景に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、内筒体(例えば反応容器902)や外筒体(例えば外円筒体901)の熱伸縮による疲労を従来よりも抑えることができる流体浄化装置を提供することである。   The present invention has been made in view of the above background, and the object of the present invention is to prevent fatigue caused by thermal expansion and contraction of the inner cylinder (for example, the reaction vessel 902) and the outer cylinder (for example, the outer cylinder 901). It is providing the fluid purification apparatus which can be suppressed more.

上記目的を達成するために、本発明は、筒状の外筒体の内側に筒状の内筒体を配設した二重構造を具備するとともに、浄化対象流体を前記内筒体の内部に流入させるために、自らの先端部を前記内筒体に対してその長手方向に沿って挿入している流入管と、酸化剤を前記外筒体と前記内筒体との間の筒間空間に導入するために前記外筒体に設けられた酸化剤導入口と、前記内筒体における長手方向の全域のうち、前記流入管の先端よりも後端側の領域に設けられた開口とを具備し、前記筒間空間内に導入された酸化剤を、前記開口から前記内筒体の内部に流入させた後、前記内筒体の内部の浄化対象流体と混合し、得られた混合流体を加熱及び加圧しながら、浄化対象流体中の有機物を酸化反応によって分解して浄化対象流体を浄化する反応槽を備える流体浄化装置において、前記流入管の長手方向に沿って並ぶ複数の流体排出口を、前記流入管の前記先端部に設けたことを特徴とするものである。   In order to achieve the above object, the present invention comprises a dual structure in which a cylindrical inner cylinder is disposed inside a cylindrical outer cylinder, and a fluid to be purified is placed inside the inner cylinder. An in-cylinder space between the outer tube and the inner tube, and an inflow tube in which its tip is inserted along the longitudinal direction of the inner tube with respect to the inner tube in order to flow in An oxidant introduction port provided in the outer cylinder for introduction into the inner cylinder, and an opening provided in a region on the rear end side of the front end of the inflow pipe in the entire area in the longitudinal direction of the inner cylinder. And an oxidant introduced into the inter-cylinder space is allowed to flow into the inner cylinder through the opening, and then mixed with a purification target fluid inside the inner cylinder, and the obtained mixed fluid The reaction to purify the fluid to be purified by decomposing organic matter in the fluid to be purified by oxidation reaction while heating and pressurizing The fluid purifying apparatus comprising a plurality of fluid outlets arranged along the longitudinal direction of the inlet pipe, is characterized in that provided in the front end portion of the inlet pipe.

本発明では、流入管の先端部に設けられた複数の流体排出口からそれぞれ、流入管内の浄化対象流体が内筒体の内部に排出されて酸化剤と混ざり合う。それら流体排出口は、流入管の長手方向に沿って並んでおり、且つ、流入管の長手方向は、内筒体の長手方向に沿っている。このため、内筒体の長手方向において、互いに異なる複数の流体排出口の付近でそれぞれ、浄化対象流体中の有機物の急速な酸化分解が起こる。このように、有機物の急速な酸化分解を起こす位置を、内筒体の長手方向において複数に分散させることで、長手方向における1つの位置だけで有機物の急速な酸化分解を起こしていた従来に比べて、内筒体の局所的な発熱を抑えて、内筒体や外筒体の熱伸縮による疲労を抑えることができる。   In the present invention, the purification target fluid in the inflow pipe is discharged from the plurality of fluid discharge ports provided at the distal end portion of the inflow pipe to the inside of the inner cylinder and mixed with the oxidant. These fluid discharge ports are arranged along the longitudinal direction of the inflow pipe, and the longitudinal direction of the inflow pipe is along the longitudinal direction of the inner cylinder. For this reason, in the longitudinal direction of the inner cylinder, rapid oxidative decomposition of the organic matter in the purification target fluid occurs in the vicinity of a plurality of different fluid discharge ports. In this way, by dispersing a plurality of positions in the longitudinal direction of the inner cylinder that cause rapid oxidative degradation of organic matter, compared to the conventional case where rapid oxidative degradation of organic matter occurs at only one position in the longitudinal direction. Thus, local heat generation of the inner cylinder can be suppressed, and fatigue due to thermal expansion and contraction of the inner cylinder and the outer cylinder can be suppressed.

特許文献1に記載の圧力バランス型反応槽を示す概略構成図。The schematic block diagram which shows the pressure balance type reaction tank of patent document 1. FIG. 実施形態に係る流体浄化装置を示す概略構成図。The schematic block diagram which shows the fluid purification apparatus which concerns on embodiment. 同流体浄化装置の反応槽の内筒を示す斜視図。The perspective view which shows the inner cylinder of the reaction tank of the fluid purification apparatus. 同反応槽を示す縦断面図。The longitudinal cross-sectional view which shows the reaction tank. 同反応槽の流入管を示す平断面図。The cross-sectional view which shows the inflow pipe of the reaction tank. 同内筒を同流入管とともに示す平断面図。The cross-sectional view which shows the inner cylinder with the inflow pipe. 変形例に係る流体浄化装置における縦型の反応槽の内筒及び流入管を示す縦断面図。The longitudinal cross-sectional view which shows the inner cylinder and inflow pipe | tube of a vertical reaction tank in the fluid purification apparatus which concerns on a modification.

以下、本発明を適用した流体浄化装置の一実施形態について説明する。
まず、実施形態に係る流体浄化装置の基本的な構成について説明する。図2は、実施形態に係る流体浄化装置を示す概略構成図である。実施形態に係る流体浄化装置は、原水タンク1、攪拌機2、原水供給ポンプ3、原水圧力計4、原水入口弁5、酸化剤圧送ポンプ6、酸化剤圧力計7、酸化剤入口弁8、熱交換器9、熱媒体タンク10、熱交換ポンプ11、出口圧力計12、出口弁13、気液分離器14、反応槽20、図示しない制御部などを備えている。
Hereinafter, an embodiment of a fluid purification apparatus to which the present invention is applied will be described.
First, a basic configuration of the fluid purification device according to the embodiment will be described. FIG. 2 is a schematic configuration diagram illustrating a fluid purification device according to the embodiment. The fluid purification device according to the embodiment includes a raw water tank 1, a stirrer 2, a raw water supply pump 3, a raw water pressure gauge 4, a raw water inlet valve 5, an oxidant pressure feed pump 6, an oxidant pressure gauge 7, an oxidant inlet valve 8, and heat. It includes an exchanger 9, a heat medium tank 10, a heat exchange pump 11, an outlet pressure gauge 12, an outlet valve 13, a gas-liquid separator 14, a reaction tank 20, a control unit (not shown), and the like.

制御部は、漏電ブレーカー、マグネットスイッチ、サーマルリレーなどの組み合わせからなる給電回路を、攪拌機2、原水供給ポンプ3、酸化剤圧送ポンプ6、酸化剤圧送ポンプ6、熱交換ポンプ11にそれぞれ個別に対応する分だけ有している。そして、プログラマブルシーケンサーからの制御信号によって給電回路のマグネットスイッチをオンオフすることで、それら機器に対する電源のオンオフを個別に制御する。   The control unit individually corresponds to a power feeding circuit composed of a combination of an earth leakage breaker, a magnet switch, a thermal relay, and the like to each of the agitator 2, the raw water supply pump 3, the oxidant pressure feed pump 6, the oxidant pressure feed pump 6, and the heat exchange pump 11. Have as much as you want. And the on / off of the power supply with respect to these apparatuses is controlled separately by turning on / off the magnet switch of a feed circuit with the control signal from a programmable sequencer.

原水圧力計4、酸化剤圧力計7、出口圧力計12はそれぞれ、圧力の検知結果に応じた値の電圧を出力する。また、反応槽20の温度計24は、温度の検知結果に応じた電圧を出力する。それらの測定機器から出力される電圧は、それぞれ図示しないA/Dコンバーターによって個別にデジタルデータに変換された後、センシングデータとしてプログラマブルシーケンサーに入力される。プログラマブルシーケンサーは、それらのセンシングデータに基づいて、各種の機器の駆動を制御する。   The raw water pressure gauge 4, the oxidant pressure gauge 7, and the outlet pressure gauge 12 each output a voltage having a value corresponding to the pressure detection result. Moreover, the thermometer 24 of the reaction vessel 20 outputs a voltage corresponding to the temperature detection result. The voltages output from these measuring devices are individually converted into digital data by an A / D converter (not shown) and then input to the programmable sequencer as sensing data. The programmable sequencer controls driving of various devices based on the sensing data.

原水タンク1には、分子量の比較的大きな有機物を含む廃水Wが未処理の状態で貯留されている。廃水Wは、有機溶剤廃水、製紙工程で生ずる製紙廃水、及びトナー製造工程で生ずるトナー製造廃水のうち、少なくとも何れか1つからなるものである。製紙廃水やトナー製造廃水には、難分解性の有機物が含まれている可能性がある。   In the raw water tank 1, waste water W containing an organic substance having a relatively large molecular weight is stored in an untreated state. The waste water W is composed of at least one of organic solvent waste water, paper making waste water generated in the paper manufacturing process, and toner manufacturing waste water generated in the toner manufacturing process. Papermaking wastewater and toner manufacturing wastewater may contain persistent organic substances.

攪拌機2は、浄化対象流体としての廃水Wを撹拌することで、廃水中に含まれる浮遊物質(Suspended solids)を均等に分散せしめて、有機物濃度の均一化を図っている。原水タンク1内の廃水Wは、高圧ポンプからなる原水供給ポンプ3によって連続的に圧送されて、原水入口弁5を介して反応槽20に高圧流入する。原水入口弁5は、逆止弁の役割を担っており、原水供給ポンプ3から圧送されてくる廃水Wについて、原水供給ポンプ3側から後述する反応槽20側への流れを許容する一方で、逆方向の流れを阻止する。   The stirrer 2 stirs the wastewater W as the purification target fluid to uniformly disperse suspended solids contained in the wastewater, thereby achieving a uniform organic substance concentration. The waste water W in the raw water tank 1 is continuously pumped by a raw water supply pump 3 composed of a high pressure pump, and flows into the reaction tank 20 through the raw water inlet valve 5 at a high pressure. The raw water inlet valve 5 plays the role of a check valve and allows the waste water W pumped from the raw water supply pump 3 to flow from the raw water supply pump 3 side to the reaction tank 20 side described later, Prevent reverse flow.

反応槽20は、外筒21と、これの内部に配設された内筒22とによる二重筒構造になっている。原水入口弁5を通過した廃水Wは、後述する流入管(図3の26)を通って、反応槽20の内筒22の内部に流入する。   The reaction tank 20 has a double cylinder structure including an outer cylinder 21 and an inner cylinder 22 disposed inside the reaction cylinder 20. The waste water W that has passed through the raw water inlet valve 5 flows into the inner cylinder 22 of the reaction tank 20 through an inflow pipe (26 in FIG. 3) described later.

原水供給ポンプ3の駆動による廃水Wの流入圧力は、原水入口弁5よりも上流側に配設された原水圧力計4によって検知されて、センシングデータとして制御部のプログラマブルシーケンサーに入力される。原水供給ポンプ3が駆動しているときの廃水Wの流入圧力と、内筒22内の圧力とは、ほぼ同じになる。プログラマブルシーケンサーは、原水供給ポンプ3を駆動しているときに原水圧力計4から送られてくる圧力の検知結果に基づいて、内筒22内の圧力の適否を判断する。   The inflow pressure of the waste water W due to the driving of the raw water supply pump 3 is detected by the raw water pressure gauge 4 disposed on the upstream side of the raw water inlet valve 5 and input as sensing data to the programmable sequencer of the control unit. The inflow pressure of the waste water W when the raw water supply pump 3 is driven and the pressure in the inner cylinder 22 are substantially the same. The programmable sequencer determines whether the pressure in the inner cylinder 22 is appropriate based on the detection result of the pressure sent from the raw water pressure gauge 4 when the raw water supply pump 3 is being driven.

コンプレッサーからなる酸化剤圧送ポンプ6は、酸化剤として取り込んだ空気を、廃水Wの流入圧力と同程度の圧力まで圧縮しながら、酸化剤入口弁8を介して反応槽20に送り込む。酸化剤入口弁8は、逆止弁の役割を担っており、酸化剤圧送ポンプ6から圧送されてくる空気について、酸化剤圧送ポンプ6側から反応槽20側への流れを許容する一方で、逆方向の流れを阻止する。   The oxidant pressure feed pump 6 composed of a compressor sends air taken in as an oxidant to the reaction tank 20 through the oxidant inlet valve 8 while compressing the air to a pressure similar to the inflow pressure of the waste water W. The oxidant inlet valve 8 plays the role of a check valve, and allows the air fed from the oxidant pressure feed pump 6 to flow from the oxidant pressure feed pump 6 side to the reaction tank 20 side, Prevent reverse flow.

反応槽20内に圧送された空気は、外筒21と内筒22との間にある筒間空間に進入した後、内筒22における長手方向の入口付近に流入する。そして、流入管によって内筒22内に送り込まれた廃水Wと混合されて混合流体になる。   The air pumped into the reaction tank 20 enters the inter-cylinder space between the outer cylinder 21 and the inner cylinder 22 and then flows into the vicinity of the longitudinal inlet of the inner cylinder 22. And it mixes with the waste water W sent in the inner cylinder 22 by the inflow pipe, and turns into a mixed fluid.

酸化剤圧送ポンプ6の駆動による空気の流入圧力は、酸化剤入口弁8よりも上流側に配設された酸化剤圧力計7によって検知されて、センシングデータとして制御部のプログラマブルシーケンサーに入力される。酸化剤圧力計7が駆動しているときの空気の流入圧力と、反応槽20内の圧力とは、ほぼ同じになる。プログラマブルシーケンサーは、酸化剤圧送ポンプ6を駆動しているときに酸化剤圧力計7から送られてくる圧力の検知結果にも基づいて、反応槽20内の圧力の適否を判断する。   The inflow pressure of the air generated by driving the oxidant pump 6 is detected by an oxidant pressure gauge 7 disposed upstream of the oxidant inlet valve 8 and input as sensing data to a programmable sequencer of the control unit. . The inflow pressure of air when the oxidant pressure gauge 7 is driven and the pressure in the reaction tank 20 are substantially the same. The programmable sequencer determines whether or not the pressure in the reaction vessel 20 is appropriate based on the detection result of the pressure sent from the oxidant pressure gauge 7 when the oxidant pressure feed pump 6 is being driven.

酸化剤圧送ポンプ6の駆動による空気の圧送量は、廃水中の有機物を完全に酸化させるのに必要となる化学量論的な酸素量に基づいて決定されている。より詳しくは、廃水のCOD(Chemical Oxygen Demand)、全窒素(TN)、全リン(TP)など、廃水W中の有機物濃度、窒素濃度、リン濃度などに基づいて、有機物の完全酸化に必要な酸素量が算出され、その結果に基づいて、空気の圧送量が設定されている。   The amount of air pumped by driving the oxidant pump 6 is determined based on the stoichiometric amount of oxygen necessary to completely oxidize the organic matter in the wastewater. More specifically, COD (Chemical Oxygen Demand) of wastewater, total nitrogen (TN), total phosphorus (TP), etc. are necessary for complete oxidation of organic matter based on organic matter concentration, nitrogen concentration, phosphorus concentration, etc. in wastewater W The amount of oxygen is calculated, and the pumping amount of air is set based on the result.

空気の流入量の設定は作業員によって行われるが、廃水W中に含まれる有機物の種類が経時で安定しており、濁度、光透過度、電気伝導度、比重などの物性と、前述の酸素量との相関関係が比較的良好である場合には、その物性をセンサー等で検知した結果に基づいて、前述の制御範囲を自動で補正する処理を実施するように、プログラマブルシーケンサーを構成してもよい。   The inflow of air is set by the worker, but the type of organic matter contained in the wastewater W is stable over time, and the physical properties such as turbidity, light transmittance, electrical conductivity, specific gravity, etc. When the correlation with the amount of oxygen is relatively good, the programmable sequencer is configured to perform the process of automatically correcting the above-mentioned control range based on the result of detecting the physical property by a sensor or the like. May be.

酸化剤としては、空気の他、酸素ガス、オゾンガス、過酸化水素水の何れか1つ、あるいは、それらの2種類以上を混合したもの、を用いることも可能である。内筒22からの熱の放出を抑えるという観点からすると、空気、酸素ガス、オゾンガスなどの気体を用いることが好ましい。気体は、液体に比べて熱伝導率が低いことから、筒間空間内を気体で満たすことにより、気体を断熱材として機能させることができるからである。   As the oxidizing agent, in addition to air, any one of oxygen gas, ozone gas, hydrogen peroxide water, or a mixture of two or more of them can be used. From the viewpoint of suppressing the release of heat from the inner cylinder 22, it is preferable to use a gas such as air, oxygen gas, or ozone gas. This is because the gas has a lower thermal conductivity than the liquid, so that the gas can function as a heat insulating material by filling the space between the cylinders with the gas.

図3に示されるように、内筒22の外面には、内筒22内の混合流体を加熱するためのヒーター23が巻き付けられている。図2において、内筒22内の混合流体は、ヒーター23によって加熱されることで昇温することに加えて、有機物が酸化分解されることによる発熱によっても昇温する。廃水Wが有機物を高濃度に含むものである場合、多量の有機物が酸化分解される際の多量の発熱だけで、混合流体が所望の温度まで昇温することもある。この場合、装置の立ち上げ時のみ、ヒーター23による加熱を行い、酸化分解が開始された後には、ヒーター23に対する電源をオフにすることができる。   As shown in FIG. 3, a heater 23 for heating the mixed fluid in the inner cylinder 22 is wound around the outer surface of the inner cylinder 22. In FIG. 2, the mixed fluid in the inner cylinder 22 is heated by the heater 23, and the temperature is also raised by heat generated by oxidative decomposition of the organic matter. When the wastewater W contains organic matter at a high concentration, the mixed fluid may be heated to a desired temperature only by a large amount of heat generated when a large amount of organic matter is decomposed by oxidation. In this case, heating by the heater 23 is performed only when the apparatus is started up, and the power supply to the heater 23 can be turned off after the oxidative decomposition is started.

内筒22内の混合流体に加える圧力としては、0.5〜30Mpa(望ましくは5〜30Mpa)の範囲を例示することができる。内筒22内の圧力は、後述する出口弁13によって調整される。出口弁13は、内筒22内の圧力が閾値よりも高くなると、自動で弁を開いて内筒22内の混合流体を外部に排出することで、内筒22内の圧力を閾値付近に維持する。   Examples of the pressure applied to the mixed fluid in the inner cylinder 22 include a range of 0.5 to 30 Mpa (desirably 5 to 30 Mpa). The pressure in the inner cylinder 22 is adjusted by an outlet valve 13 described later. When the pressure in the inner cylinder 22 becomes higher than the threshold value, the outlet valve 13 automatically opens the valve and discharges the fluid mixture in the inner cylinder 22 to the outside, thereby maintaining the pressure in the inner cylinder 22 near the threshold value. To do.

内筒22内の混合流体の温度としては、100〜700℃(望ましくは200〜550℃)を例示することができる。温度の調整は、上述したヒーターのオンオフによって行われる。なお、外筒21の外周面にも熱交換器を設けた場合には、この熱交換器のオンオフによっても、内筒22内の混合流体の温度を調整することが可能になる。   Examples of the temperature of the mixed fluid in the inner cylinder 22 include 100 to 700 ° C. (desirably 200 to 550 ° C.). The temperature is adjusted by turning on and off the heater described above. When a heat exchanger is also provided on the outer peripheral surface of the outer cylinder 21, the temperature of the mixed fluid in the inner cylinder 22 can be adjusted also by turning on / off the heat exchanger.

温度及び圧力の条件として、温度=374.2℃以上、且つ、圧力=21.8MPa以上を採用した場合、水の臨界温度や臨界圧力をそれぞれ超え、且つ空気の臨界温度や臨界圧力もそれぞれ超える状態であるため、混合流体が液体と気体との中間的な性質を帯びる超臨界流体になる。かかる超臨界流体中では、有機物が良好に超臨界流体に溶解するとともに、空気に良好に接触することから、有機物の酸化分解が急激に進行する。   When temperature = 374.2 ° C. or higher and pressure = 21.8 MPa or higher are adopted as temperature and pressure conditions, the critical temperature and critical pressure of water are exceeded, and the critical temperature and critical pressure of air are also exceeded. In this state, the mixed fluid becomes a supercritical fluid having an intermediate property between liquid and gas. In such a supercritical fluid, the organic matter is well dissolved in the supercritical fluid and is in good contact with air, so that the oxidative decomposition of the organic matter proceeds rapidly.

温度及び圧力の条件として、温度=200℃以上(望ましくは374.2℃以上)、且つ、圧力=21.8MPa未満(望ましくは10MPa以上)の比較的高圧を採用して、内筒22内で混合流体中の廃水を高温高圧蒸気にしてもよい。   As a condition of temperature and pressure, a relatively high pressure of temperature = 200 ° C. or higher (preferably 374.2 ° C. or higher) and pressure = 21.8 MPa (preferably 10 MPa or higher) is adopted. The waste water in the mixed fluid may be converted into high-temperature and high-pressure steam.

内筒22内においては、混合流体を高温且つ高圧の状態にすることで、混合流体中の有機物やアンモニア態窒素の酸化分解を促す。有機物やアンモニア態窒素が酸化分解された混合流体は、反応槽20から排出される。そして、急激に冷却されたのち、出口弁113で減圧されてから、気液分離器114によって液体と気体に分離される。   In the inner cylinder 22, the mixed fluid is brought into a high temperature and high pressure state to promote oxidative decomposition of organic matter and ammonia nitrogen in the mixed fluid. The mixed fluid obtained by oxidizing and decomposing organic matter and ammonia nitrogen is discharged from the reaction tank 20. Then, after being cooled rapidly, after being depressurized by the outlet valve 113, it is separated into liquid and gas by the gas-liquid separator 114.

図4は、反応槽20を示す縦断面図である。内筒22は、酸に強いチタン(Ti)からなる筒である。チタンからなるものに代えて、Ta、Au、Pt、Ir、Rh、又はPdからなるものを用いてもよい。また、Ti、Ta、Au、Pt、Ir、Rh、及びPdのうち、少なくとも何れか1つを含む合金からなるものを用いてもよい。   FIG. 4 is a longitudinal sectional view showing the reaction tank 20. The inner cylinder 22 is a cylinder made of acid-resistant titanium (Ti). Instead of titanium, one made of Ta, Au, Pt, Ir, Rh, or Pd may be used. Moreover, you may use what consists of an alloy containing at least any one among Ti, Ta, Au, Pt, Ir, Rh, and Pd.

外筒23は、ステンレス(SUS304、SUS316)、インコネル625など、強度に優れた金属材からなる筒である。反応槽20の内部の圧力は、0.5〜30Mpa、望ましくは5〜30Mpaという高圧に制御される。このような高圧に耐え得るように、外筒23の厚みは肉厚になっている。これに対し、内筒22は、耐圧性よりも耐食性が求められることから、優れた耐食性を発揮するチタンが材料として採用されている。   The outer cylinder 23 is a cylinder made of a metal material having excellent strength, such as stainless steel (SUS304, SUS316), Inconel 625, and the like. The pressure inside the reaction tank 20 is controlled to a high pressure of 0.5 to 30 Mpa, desirably 5 to 30 Mpa. The outer cylinder 23 is thick so that it can withstand such a high pressure. On the other hand, since the inner cylinder 22 is required to have corrosion resistance rather than pressure resistance, titanium that exhibits excellent corrosion resistance is adopted as a material.

原水供給ポンプ(図2の3)によって反応槽20に向けて圧送される廃水Wは、原水入口弁(図2の5)を経由した後、原水入口弁の出口側に接続されている給送管15に進入する。この給送管15は、入口継手17により、反応槽20の入口側に設けられている流入管26に接続されている。給送管15から反応槽20内に圧送された廃水Wは、反応槽20において、流入管26を通って内筒22内に流入する。そして、内筒20内のその長手方向に沿って図中左側から右側に向けて移動する。   Waste water W pumped toward the reaction tank 20 by the raw water supply pump (3 in FIG. 2) passes through the raw water inlet valve (5 in FIG. 2) and then is connected to the outlet side of the raw water inlet valve. Enter the tube 15. The feed pipe 15 is connected to an inflow pipe 26 provided on the inlet side of the reaction tank 20 by an inlet joint 17. The waste water W pumped from the feed pipe 15 into the reaction tank 20 flows into the inner cylinder 22 through the inflow pipe 26 in the reaction tank 20. Then, it moves from the left side to the right side in the drawing along the longitudinal direction in the inner cylinder 20.

一方、酸化剤導入ポンプ(図2の6)によって反応槽20内に圧送された空気Aは、外筒21と内筒22との間の筒間空間に流入する。そして、筒間空間をその長手方向に沿って図中右側から左側に向けて移動する。内筒22は、図中左側の端部に、筒断面の中心線を中心とし、且つ筒内径とほぼ同じ径の先端開口を有している。廃水Wを内筒22内に流入するための流入管26の先端部は、この先端開口を通じて内筒22内に挿入されている。流入管26の先端部の外径は、内筒22の内径よりも遙かに小さいため、内筒22内においては、流入管26の外周面と、内筒22の内周面との間に間隙が形成されている。外筒21と内筒22との間の筒間空間の図中左端まで移動した空気Aは、内筒22よりも図中左側に回り込んだ後m、その隙間を通って内筒22内に進入する。   On the other hand, the air A pumped into the reaction tank 20 by the oxidant introduction pump (6 in FIG. 2) flows into the inter-cylinder space between the outer cylinder 21 and the inner cylinder 22. Then, the inter-cylinder space moves from the right side to the left side in the drawing along the longitudinal direction. The inner cylinder 22 has a tip opening at the end on the left side in the figure, centered on the center line of the cylinder cross section and having the same diameter as the cylinder inner diameter. The distal end portion of the inflow pipe 26 for allowing the waste water W to flow into the inner cylinder 22 is inserted into the inner cylinder 22 through the distal end opening. Since the outer diameter of the distal end portion of the inflow pipe 26 is much smaller than the inner diameter of the inner cylinder 22, the inner cylinder 22 is provided between the outer peripheral surface of the inflow pipe 26 and the inner peripheral surface of the inner cylinder 22. A gap is formed. The air A that has moved to the left end of the inter-cylinder space between the outer cylinder 21 and the inner cylinder 22 turns to the left in the figure than the inner cylinder 22 and then passes through the gap into the inner cylinder 22. enter in.

内筒22内は、高圧であることに加えて、高温になっている。その温度は、100〜700℃、望ましくは200〜550℃である。流体浄化装置の運転が開始されるときには、内筒22内の廃水Wと空気Aとの混合流体は、圧力がかけられているが、温度はそれほど高くなっていない。そこで、運転開始時には、プログラマブルシーケンサーがヒーター(図3の23)を発熱させて、内筒22内の混合流体の温度を200〜550℃まで昇温させる。   The inside of the inner cylinder 22 is at a high temperature in addition to the high pressure. The temperature is 100 to 700 ° C, desirably 200 to 550 ° C. When the operation of the fluid purification device is started, the mixed fluid of the waste water W and the air A in the inner cylinder 22 is under pressure, but the temperature is not so high. Therefore, at the start of operation, the programmable sequencer causes the heater (23 in FIG. 3) to generate heat, and raises the temperature of the mixed fluid in the inner cylinder 22 to 200 to 550 ° C.

内筒22内において有機物の酸化分解が開始され、内筒22内の混合流体の温度が高温に維持されるようになると、内筒22と外筒21との間の筒間空間内で、内筒22の外周面やヒーター(23)に接触しながら図中右側から左側に進む空気Aが、内筒22の外周面やヒーターからの熱伝導によって予備加熱されながら、内筒22内に流入するようになる。   When the oxidative decomposition of the organic substance is started in the inner cylinder 22 and the temperature of the mixed fluid in the inner cylinder 22 is maintained at a high temperature, the inner cylinder 22 and the outer cylinder 21 are in the inter-cylinder space. Air A traveling from the right side to the left side in the figure while contacting the outer peripheral surface of the cylinder 22 and the heater (23) flows into the inner cylinder 22 while being preheated by heat conduction from the outer peripheral surface of the inner cylinder 22 and the heater. It becomes like this.

内筒22内では、有機塩化物のクロロ基に由来する塩酸や、アミノ酸等のスルホニル基に由来する硫酸が発生して、内筒22の内壁を強い酸性下におくことがある。このため、内筒22には、耐食性に優れたチタンからなる筒が採用されているのである。但し、チタンは非常に高価な材料であるため、内筒22の厚みを高圧に耐え得る値まで大きくすると、非常にコスト高になってしまう。そこで、内筒22の外側に外筒21を配設し、チタンよりも安価なステンレス等からなる外筒21によって必要な耐圧性を発揮させるようにしている。内筒22と外筒21との間の筒間空間の圧力は圧送される空気Aによって内筒22内の圧力とほぼ同じ値になるため、肉薄のチタンからなる内筒22に対しては、大きな圧力がかからないようになっている。   In the inner cylinder 22, hydrochloric acid derived from a chloro group of organic chloride and sulfuric acid derived from a sulfonyl group such as an amino acid may be generated, and the inner wall of the inner cylinder 22 may be placed under strong acidity. For this reason, a cylinder made of titanium having excellent corrosion resistance is adopted as the inner cylinder 22. However, since titanium is a very expensive material, if the thickness of the inner cylinder 22 is increased to a value that can withstand high pressure, the cost becomes very high. Therefore, the outer cylinder 21 is disposed outside the inner cylinder 22, and the required pressure resistance is exhibited by the outer cylinder 21 made of stainless steel or the like that is cheaper than titanium. Since the pressure in the inter-cylinder space between the inner cylinder 22 and the outer cylinder 21 becomes almost the same value as the pressure in the inner cylinder 22 by the air A being pumped, for the inner cylinder 22 made of thin titanium, A large pressure is not applied.

内筒22の図中右側端部付近まで移動した混合流体(W+A)は、有機物や無機化合物がほぼ完全に酸化分解された状態になっている。内筒22における流体搬送方向の下流側端部には、出口継手18を介して、内筒22内で浄化された混合流体を搬送するための搬送管16が接続されている。有機物の酸化分解によって浄化された混合流体は、この搬送管16に進入する。   The mixed fluid (W + A) that has moved to the vicinity of the right end of the inner cylinder 22 in the drawing is in a state in which organic substances and inorganic compounds are almost completely oxidized and decomposed. A conveyance pipe 16 for conveying the mixed fluid purified in the inner cylinder 22 is connected to the downstream end of the inner cylinder 22 in the fluid conveyance direction via an outlet joint 18. The mixed fluid purified by the oxidative decomposition of the organic matter enters the transport pipe 16.

搬送管16内では、浄化された混合流体中の水分が冷却されて、超臨界状態、あるいは高温高圧蒸気状態、から液体状態に態様を変化させる。一方、混合流体中の酸素や窒素は、超臨界状態から気体状態に態様を変化させる。搬送管16を通り過ぎた混合流体は、気液分離器14によって処理水とガスとに分離され、処理液は処理液タンクに貯留される。また、ガスは大気中に放出される。   In the transport pipe 16, the water in the purified mixed fluid is cooled to change the state from the supercritical state or the high temperature / high pressure vapor state to the liquid state. On the other hand, oxygen and nitrogen in the mixed fluid change the mode from the supercritical state to the gas state. The mixed fluid that has passed through the transport pipe 16 is separated into treated water and gas by the gas-liquid separator 14, and the treated liquid is stored in the treated liquid tank. Gas is also released into the atmosphere.

処理水は、活性汚泥による生物処理では除去し切れないフェノールなどの難分解性の有機物もほぼ完全に酸化分解されたものであるため、浮遊物質や有機物は殆ど含まれていない。酸化し切れなかったごく僅かな無機物が含まれているだけである。そのままの状態でも、用途によっては工業用水として再利用することが可能である。また、限外濾過膜による濾過処理を施せば、LSI洗浄液などに転用することも可能である。気液分離器14によって分離されたガスは、二酸化炭素、窒素、及び酸素ガスを主成分とするものである。   The treated water contains almost no suspended solids or organic matter because hardly decomposable organic matter such as phenol that cannot be removed by biological treatment with activated sludge is almost completely oxidized and decomposed. It contains only a small amount of inorganic material that could not be oxidized. Even as it is, it can be reused as industrial water depending on the application. Further, if a filtration process using an ultrafiltration membrane is performed, it can be diverted to an LSI cleaning liquid or the like. The gas separated by the gas-liquid separator 14 is mainly composed of carbon dioxide, nitrogen, and oxygen gas.

図2において、搬送管16の外壁には、熱交換器9が装着されている。熱交換器9の本体は、搬送管16の外壁を覆う外管で構成され、外管と搬送管16の外壁との間の空間を水などの熱交換流体で満たしている。そして、搬送管16の外壁と熱交換流体との熱交換を行う。反応槽20の運転時には、非常に高温の液体が搬送管16の内部に流れるため、搬送管16から熱交換器9内の熱交換流体に熱が移動して、熱交換流体が熱せられる。熱交換器9内における熱交換流体の搬送方向は、いわゆる向流型の熱交換を行うように、搬送管16内の液体の搬送方向とは逆方向になっている。即ち、出口弁13側から反応槽20側に向けて熱交換流体を送っている。これは、熱媒体タンク10内の熱交換流体を吸引しながら熱交換器9に送る熱交換ポンプ11によって行われる。熱交換器9を通過して熱せられた熱交換流体は、図示しないパイプを通って発電機に送られる。発電機では、熱せられたことによって圧力を高めている熱交換流体を液体から気体の状態にするときに発生する気流によってタービンを回転させることで発電が行われる。   In FIG. 2, a heat exchanger 9 is attached to the outer wall of the transfer pipe 16. The main body of the heat exchanger 9 is composed of an outer tube that covers the outer wall of the transfer tube 16, and a space between the outer tube and the outer wall of the transfer tube 16 is filled with a heat exchange fluid such as water. Then, heat exchange between the outer wall of the transfer pipe 16 and the heat exchange fluid is performed. When the reaction tank 20 is operated, a very high-temperature liquid flows inside the transfer pipe 16, so heat is transferred from the transfer pipe 16 to the heat exchange fluid in the heat exchanger 9, and the heat exchange fluid is heated. The transport direction of the heat exchange fluid in the heat exchanger 9 is opposite to the transport direction of the liquid in the transport pipe 16 so as to perform so-called countercurrent heat exchange. That is, the heat exchange fluid is sent from the outlet valve 13 side to the reaction tank 20 side. This is performed by the heat exchange pump 11 that sends the heat exchange fluid in the heat medium tank 10 to the heat exchanger 9 while sucking the heat exchange fluid. The heat exchange fluid heated through the heat exchanger 9 is sent to a generator through a pipe (not shown). In the generator, power generation is performed by rotating the turbine with an air flow generated when the heat exchange fluid that has been heated to increase the pressure from a liquid to a gas state.

なお、熱交換器9を通過した熱交換流体の一部を分岐パイプによって流入管26や原水タンク1まで搬送して、廃水Wの予備加熱に利用してもよい。   A part of the heat exchange fluid that has passed through the heat exchanger 9 may be conveyed to the inflow pipe 26 or the raw water tank 1 by a branch pipe and used for preheating the waste water W.

搬送管16における出口弁13の近傍には、搬送管16の温度、又は搬送管16内の液体の温度を検知する図示しない出口温度計が設けられている。制御部のプログラマブルシーケンサーは、出口温度計による検知結果を所定の上限温度以下にするように、熱交換ポンプ11の駆動を制御する。具体的には、出口温度計による検知結果が所定の上限温度に達したときには、熱交換ポンプ11の駆動量を増加して熱交換器9への熱交換流体の供給量を増やすことで、熱交換器9による冷却機能を高める。これにより、液体を上限温度以下の温度にした状態で、熱交換器9に流入させるようにする。   An exit thermometer (not shown) that detects the temperature of the transport pipe 16 or the temperature of the liquid in the transport pipe 16 is provided near the outlet valve 13 in the transport pipe 16. The programmable sequencer of the control unit controls the drive of the heat exchange pump 11 so that the detection result by the outlet thermometer is below a predetermined upper limit temperature. Specifically, when the detection result by the outlet thermometer reaches a predetermined upper limit temperature, the amount of heat exchange fluid supplied to the heat exchanger 9 is increased by increasing the drive amount of the heat exchange pump 11, The cooling function by the exchanger 9 is enhanced. Accordingly, the liquid is caused to flow into the heat exchanger 9 in a state where the temperature is equal to or lower than the upper limit temperature.

また、熱交換器9の近傍には、熱交換器9を通った直後の熱交換流体の温度を検知する図示しない熱交換温度計が設けられている。熱交換器9を通った直後の熱交換流体の温度は、所定の下限温度以上であることが望ましい。そこで、制御部のプログラマブルシーケンサーは、熱交換温度計による検知結果を所定の下限温度以下にするように、熱交換ポンプ11の駆動を制御する。具体的には、熱交換温度計による検知結果が所定の下限温度まで低下したときには、熱交換ポンプ11の駆動量を減少させて熱交換器9への熱交換流体の供給量を低下させる。これにより、熱交換器9を通った直後の熱交換流体の温度を上昇させるようにする。但し、出口温度計による検知結果に基づく熱交換ポンプ11の駆動量の調整が、熱交換温度計による検知結果に基づく熱交換ポンプ11の駆動量の調整よりも優先して行われる。このため、出口温度計による検知結果が所定の上限温度以上になっており、且つ、熱交換温度計による検知結果が所定の下限温度以下になっている場合には、前者の検知結果による駆動量の調整が優先されて、駆動量が増やされる。   A heat exchange thermometer (not shown) that detects the temperature of the heat exchange fluid immediately after passing through the heat exchanger 9 is provided in the vicinity of the heat exchanger 9. The temperature of the heat exchange fluid immediately after passing through the heat exchanger 9 is preferably equal to or higher than a predetermined lower limit temperature. Therefore, the programmable sequencer of the control unit controls the driving of the heat exchange pump 11 so that the detection result by the heat exchange thermometer is equal to or lower than a predetermined lower limit temperature. Specifically, when the detection result by the heat exchange thermometer decreases to a predetermined lower limit temperature, the amount of heat exchange fluid supplied to the heat exchanger 9 is decreased by decreasing the drive amount of the heat exchange pump 11. Thereby, the temperature of the heat exchange fluid immediately after passing through the heat exchanger 9 is raised. However, the adjustment of the drive amount of the heat exchange pump 11 based on the detection result by the outlet thermometer is prioritized over the adjustment of the drive amount of the heat exchange pump 11 based on the detection result by the heat exchange thermometer. For this reason, when the detection result by the outlet thermometer is equal to or higher than the predetermined upper limit temperature and the detection result by the heat exchange thermometer is equal to or lower than the predetermined lower limit temperature, the driving amount based on the former detection result The driving amount is increased by prioritizing the adjustment.

廃水W中の有機物濃度が比較的高い場合には、有機物の酸化分解によって多量の熱が発生する。このため、運転初期にはヒーター23を作動させるものの、有機物の酸化分解が開始された後には、有機物の酸化分解によって発生する熱により、廃水Wと空気Aとの混合流体の温度を、所望の温度まで自然に昇温することができるようになる場合もある。そこで、制御部のプログラマブルシーケンサーは、外筒21の温度を検知する温度計24による検知結果が、所定の温度よりも高くなった場合には、加熱手段としてのヒーター23をオフにする。これにより、無駄なエネルギーの消費を抑えることができる。   When the organic matter concentration in the wastewater W is relatively high, a large amount of heat is generated by oxidative decomposition of the organic matter. For this reason, although the heater 23 is operated at the initial stage of operation, after the oxidative decomposition of the organic substance is started, the temperature of the mixed fluid of the waste water W and the air A is set to a desired value by the heat generated by the oxidative decomposition of the organic substance. In some cases, the temperature can be naturally increased to the temperature. Therefore, the programmable sequencer of the control unit turns off the heater 23 as the heating means when the detection result by the thermometer 24 that detects the temperature of the outer cylinder 21 becomes higher than a predetermined temperature. Thereby, useless energy consumption can be suppressed.

次に、実施形態に係る流体浄化装置の特徴的な構成について説明する。
図4において、反応槽20の内筒22の中に挿入されている、流入管26の先端部には、流入管26の長手方向に沿って並ぶ複数の流体排出口26aが設けられている。
Next, a characteristic configuration of the fluid purification device according to the embodiment will be described.
In FIG. 4, a plurality of fluid discharge ports 26 a arranged along the longitudinal direction of the inflow pipe 26 are provided at the distal end portion of the inflow pipe 26 inserted into the inner cylinder 22 of the reaction tank 20.

図5は、流入管26を示す平断面図である。流入管26の先端部において、流入管26の長手方向に複数の流体排出口26aをそれぞれ設けている位置(P、P、P、P、P、P、P)では、それぞれ、流入管26の断面方向で互いに対向する2つの流体排出口26aからなる排出口対が設けられている。 FIG. 5 is a plan sectional view showing the inflow pipe 26. At the tip of the inflow pipe 26, at positions (P 1 , P 2 , P 3 , P 4 , P 5 , P 6 , P 7 ) where a plurality of fluid discharge ports 26 a are provided in the longitudinal direction of the inflow pipe 26. , Respectively, are provided with a pair of discharge ports composed of two fluid discharge ports 26 a facing each other in the cross-sectional direction of the inflow pipe 26.

図6は、内筒22を流入管26とともに示す平断面図である。同図では、内筒22内で、廃水Wを、374.2℃以上、21.8MPa以上に加熱及び加圧して、液体状態から超臨界状態に変化させる例を示している。空気Aは、反応槽の外部において、図示しない酸化剤入口弁(図2の8)を通過した時点で、内筒22内と同じ圧力である21.8MPa以上まで加圧される。空気Aの臨界温度は、氷点下(−140.7℃)であり、臨界圧力は3.72MPaである。酸化剤圧送ポンプ(図2の6)で高圧状態で圧送されている空気Aの温度は、0[℃]を超え、且つ臨界圧力を超えているため、空気Aは、図示しない酸化剤入口弁を通過した時点で超臨界状態になる。そして、超臨界状態で内筒22内に進入する。   FIG. 6 is a plan sectional view showing the inner cylinder 22 together with the inflow pipe 26. The figure shows an example in which the waste water W is heated and pressurized to 374.2 ° C. or higher and 21.8 MPa or higher in the inner cylinder 22 to change from the liquid state to the supercritical state. The air A is pressurized to 21.8 MPa or more, which is the same pressure as that in the inner cylinder 22, when it passes through an oxidant inlet valve (not shown) (8 in FIG. 2) outside the reaction tank. The critical temperature of air A is below freezing point (−140.7 ° C.), and the critical pressure is 3.72 MPa. Since the temperature of the air A being pumped in a high pressure state by the oxidant pump (6 in FIG. 2) exceeds 0 [° C.] and exceeds the critical pressure, the air A is an oxidant inlet valve (not shown). When it passes through, it becomes supercritical. Then, it enters the inner cylinder 22 in a supercritical state.

一方、廃水Wは、反応槽の外部において、図示しない原水入口弁(図2の5)を通過した時点で、内筒22内と同じ圧力である21.8MPa以上(水の臨界圧力と同等以上の圧力)まで加圧される。水の臨界温度は、非常に高温であり(374.2℃)、この時点で臨界温度に達していない廃水Wは、まだ液体状態のままである。流入管26内の廃水Wは、臨界圧力と同等以上の圧力まで加圧されるものの、液体状態のままで流入管26の先端部まで搬送されてくる。そして、位置P、位置P、位置P、位置P、位置P、位置P、位置P(位置については図5参照)おいてそれぞれ、流体排出口26aから管外部に向けて突出する。突出部分(以下、「廃水Wの排出口突出部分」という)は、図示のように、表面張力によって球状の形状になる。 On the other hand, when the waste water W passes through a raw water inlet valve (not shown) (5 in FIG. 2) outside the reaction tank, it is 21.8 MPa or more which is the same pressure as that in the inner cylinder 22 (equal or more than the critical pressure of water). Pressure). The critical temperature of water is very high (374.2 ° C.), and the waste water W that has not reached the critical temperature at this point is still in a liquid state. Although the waste water W in the inflow pipe 26 is pressurized to a pressure equal to or higher than the critical pressure, it is conveyed to the tip of the inflow pipe 26 in a liquid state. Then, at position P 1 , position P 2 , position P 3 , position P 4 , position P 5 , position P 6 , position P 7 (refer to FIG. 5 for the position), the fluid discharge port 26a is directed to the outside of the pipe. Protruding. As shown in the figure, the protruding portion (hereinafter referred to as “the protruding portion of the waste water W discharge port”) has a spherical shape due to surface tension.

内筒22内においては、超臨界状態の空気Aが流入管26の後端側から先端側に向けて(内筒の先端側から後端側に向けて)移動する。この空気Aは、既に説明したように、外筒(21)と内筒(22)との間の筒間空間で予備加熱されているため、水の臨界温度と同等以上の温度まで昇温している。流入管26の流体排出口26aから突出した球状の「廃水Wの排出口突出部分」は、空気Aに触れて臨界温度以上に加熱されることで、図中矢印Sで示されるように、液体状態から超臨界状態に変化する。このとき、液体状態のときに比べて体積を大きく増加させながら、超臨界状態の空気Aと積極的に混ざり合う。超臨界状態の水は、物質の溶解能力が極めて高いことから、廃水W中に含まれている有機物や無機物は、超臨界状態の水に速やかに溶解する。そして、空気Aに接触しながら、速やかに酸化分解される。このような現象が、位置P、位置P、位置P、位置P、位置P、位置P、位置Pの付近でそれぞれ発生する。 In the inner cylinder 22, the supercritical air A moves from the rear end side of the inflow pipe 26 toward the front end side (from the front end side to the rear end side of the inner cylinder). As already described, the air A is preheated in the inter-cylinder space between the outer cylinder (21) and the inner cylinder (22), so the temperature is raised to a temperature equal to or higher than the critical temperature of water. ing. A spherical “exhaust port protruding portion of the waste water W” protruding from the fluid discharge port 26a of the inflow pipe 26 is heated to a temperature higher than the critical temperature by touching the air A, and as shown by an arrow S in FIG. Change from state to supercritical state. At this time, the volume is greatly increased as compared with the liquid state, and the air A in the supercritical state is positively mixed. Since water in a supercritical state has a very high ability to dissolve substances, organic substances and inorganic substances contained in the waste water W are quickly dissolved in water in the supercritical state. Then, while being in contact with the air A, it is rapidly oxidized and decomposed. Such a phenomenon occurs in the vicinity of position P 1 , position P 2 , position P 3 , position P 4 , position P 5 , position P 6 , and position P 7 .

かかる構成では、有機物の急速な酸化分解を起こす位置を、内筒22の長手方向において複数に分散させることで、長手方向における1つの位置だけで有機物の急速な酸化分解を起こしていた従来に比べて、内筒22の局所的な発熱を抑えて、内筒22や外筒(21)の熱伸縮による疲労を抑えることができる。   In such a configuration, the position where the rapid oxidative decomposition of the organic substance is dispersed in a plurality in the longitudinal direction of the inner cylinder 22, so that the organic substance is rapidly oxidatively decomposed at only one position in the longitudinal direction. Thus, local heat generation of the inner cylinder 22 can be suppressed, and fatigue due to thermal expansion and contraction of the inner cylinder 22 and the outer cylinder (21) can be suppressed.

図5に示したように、流入管26の先端部においては、長手方向における位置P、位置P、位置P、位置P、位置P、位置P、位置Pでそれぞれ、互いに管断面方向で対向する2つの流体排出口26aからなる排出口対を設けている。かかる構成では、内筒22の円周方向において、少なくとも流体排出口26aを2つ設けて、有機物の急速な酸化分解を起こす位置を少なくとも2つに分散させることで、円周方向においても、内筒22や外筒21の局所的な発熱を抑えることができる。 As shown in FIG. 5, at the distal end portion of the inflow pipe 26, the position P 1 , the position P 2 , the position P 3 , the position P 4 , the position P 5 , the position P 6 , and the position P 7 in the longitudinal direction respectively. A pair of discharge ports including two fluid discharge ports 26a facing each other in the tube cross-sectional direction is provided. In such a configuration, at least two fluid discharge ports 26 a are provided in the circumferential direction of the inner cylinder 22, and the positions where the rapid oxidative decomposition of the organic matter is dispersed in at least two, so that the inner direction can be Local heat generation of the cylinder 22 and the outer cylinder 21 can be suppressed.

また、実施形態に係る流体浄化装置においては、図示のように、流入管26の先端を塞いでいる。かかる構成では、管先端から廃水Wを突出させないことで、流入管26の外周面に対して長手方向に沿って複数設けた流体排出口26aからそれぞれ、廃水Wを確実に排出することができる。   Moreover, in the fluid purification apparatus which concerns on embodiment, the front-end | tip of the inflow tube 26 is block | closed like illustration. In such a configuration, the waste water W can be reliably discharged from each of the plurality of fluid discharge ports 26a provided along the longitudinal direction with respect to the outer peripheral surface of the inflow pipe 26 by not projecting the waste water W from the pipe tip.

なお、廃水Wを内筒22の中で超臨界状態にする例について説明したが、上述したような高温高圧状態にしてもよい(圧力については、水の臨界圧力未満)。この場合、「廃水Wの排出口突出部分」は、空気Aに触れることで高温高圧蒸気状態になって、流体排出口26aの付近で体積を大きく増加させながら、有機物を空気A中に分散させる。空気A中に分散した有機物は、高温高圧の条件下で急速に酸化分解される。   In addition, although the example which makes waste water W the supercritical state in the inner cylinder 22 was demonstrated, you may make it the above-mentioned high temperature high pressure state (it is less than the critical pressure of water). In this case, the “extruding portion of the waste water W discharge port” is brought into a high-temperature and high-pressure steam state by touching the air A, and the organic matter is dispersed in the air A while increasing the volume in the vicinity of the fluid discharge port 26a. . The organic matter dispersed in the air A is rapidly oxidatively decomposed under high temperature and high pressure conditions.

図6において、内筒22の長手方向における全域のうち、流体搬送方向の下流側の領域には、管状の触媒25が内筒22の径方向に複数重ねた状態で配設されている。この触媒25は、廃水W中に含まれている有機物やアンモニア態窒素の酸化分解を促進する材料からなる。かかる材料としては、Ru、Pd、Rh、Pt、Au、Ir、Os、Fe、Cu、Zn、Ni、Co、Ce、Ti又はMnを例示することができる。また、それらのうち、少なくとも何れか1つを含む化合物でもよい。廃水W中に含まれる有機物の殆どは、内筒22の長手方向における前半の領域で酸化分解されるが、前半の領域を通過しても酸化分解されない有機物やアンモニア態窒素は、この触媒25によって酸化分解が促進される。かかる構成では、難分解性の有機物が廃水W中に含まれていても、それを完全に酸化分解することができる。また、アンモニア態窒素が廃水W中に多量に含まれていても、それを完全に酸化分解することができる。   In FIG. 6, a plurality of tubular catalysts 25 are arranged in the radial direction of the inner cylinder 22 in a region downstream of the fluid conveyance direction in the entire area in the longitudinal direction of the inner cylinder 22. The catalyst 25 is made of a material that promotes oxidative decomposition of organic substances and ammonia nitrogen contained in the waste water W. Examples of such materials include Ru, Pd, Rh, Pt, Au, Ir, Os, Fe, Cu, Zn, Ni, Co, Ce, Ti, or Mn. Moreover, the compound containing at least any one among them may be sufficient. Most of the organic matter contained in the waste water W is oxidatively decomposed in the first half region in the longitudinal direction of the inner cylinder 22, but organic matter and ammonia nitrogen that are not oxidatively decomposed even after passing through the first half region are separated by this catalyst 25. Oxidative decomposition is promoted. In such a configuration, even if a hardly decomposable organic substance is contained in the waste water W, it can be completely oxidatively decomposed. Even if ammonia nitrogen is contained in a large amount in the waste water W, it can be completely oxidatively decomposed.

廃水Wの有機物濃度が非常に高い場合には、内筒22内で廃水W中有の有機物の酸化分解によって発生する熱量が、新たに内筒22内に流入してくる廃水Wや空気Aを所望の温度まで昇温させるのに必要な熱量を上回ることもある。この場合、そのままでは、内筒22、外筒21、内筒22内の混合流体の温度がそれぞれ上昇の一途を辿ってしまう。そこで、制御部のプログラマブルシーケンサーは、温度計(24)による検知結果が、所定の上限温度よりも高くなった場合には、原水供給ポンプ(3)によって原水Wを内筒22内に送る給送速度を低下させるか、あるいは、原水供給ポンプの駆動を一時的に停止させる処理を実施する。このとき、酸化剤圧送ポンプ6も、駆動速度を低下させるか、駆動を一時停止させる。これにより、内筒22や外筒21の過剰な昇温を防止することができる。   When the organic matter concentration of the waste water W is very high, the amount of heat generated by the oxidative decomposition of the organic matter contained in the waste water W in the inner cylinder 22 causes the waste water W and air A newly flowing into the inner cylinder 22 to flow. It may exceed the amount of heat required to raise the temperature to the desired temperature. In this case, the temperature of the mixed fluid in the inner cylinder 22, the outer cylinder 21, and the inner cylinder 22 continues to rise as it is. Therefore, the programmable sequencer of the control unit feeds the raw water W into the inner cylinder 22 by the raw water supply pump (3) when the detection result by the thermometer (24) becomes higher than a predetermined upper limit temperature. Reduce the speed or temporarily stop driving the raw water supply pump. At this time, the oxidant pump 6 also decreases the driving speed or temporarily stops driving. Thereby, the excessive temperature rise of the inner cylinder 22 or the outer cylinder 21 can be prevented.

なお、外筒21の外周面の温度を検知させるように温度計(24)を配設した例について説明したが、筒間空間内の空気Aの温度、内筒22の外周面の温度、又は、内筒22内の混合流体の温度を検知させるように、温度計(24)を配設してもよい。   In addition, although the example which arrange | positioned the thermometer (24) so that the temperature of the outer peripheral surface of the outer cylinder 21 was detected was demonstrated, the temperature of the air A in the space between cylinders, the temperature of the outer peripheral surface of the inner cylinder 22, or A thermometer (24) may be disposed so as to detect the temperature of the mixed fluid in the inner cylinder 22.

また、筒の長手方向を水平方向に沿わせる横型の姿勢で反応槽(20)を配設した例について説明したが、筒の長手方向を鉛直方向に沿わせる縦型の姿勢や、筒の長手方向を鉛直方向や水平方向から傾けた傾斜方向に沿わせる傾斜型の姿勢で、反応槽(20)を配設してもよい。   Moreover, although the example which has arrange | positioned the reaction tank (20) with the horizontal attitude | position which follows the longitudinal direction of a pipe | tube along a horizontal direction was demonstrated, the vertical attitude | position which follows the longitudinal direction of a pipe | tube along a perpendicular direction, You may arrange | position the reaction tank (20) with the inclination-type attitude | position which makes a direction follow the inclination direction inclined from the perpendicular direction or the horizontal direction.

図7は、縦型の反応槽における内筒22及び流入管26を示す縦断面図である。図示しない外筒と、内筒22との間の筒間空間に導入された空気Aは、筒間空間内を鉛直方向下方から上方に向けて移動する。そして、内筒22の上端にある先端開口から内筒22の内部に進入した後、図中矢印で示されるように、鉛直方向上方から下方に向けて移動する。   FIG. 7 is a longitudinal sectional view showing the inner cylinder 22 and the inflow pipe 26 in the vertical reaction tank. The air A introduced into the inter-cylinder space between the outer cylinder (not shown) and the inner cylinder 22 moves in the inter-cylinder space from the lower side in the vertical direction to the upper side. Then, after entering the inside of the inner cylinder 22 from the tip opening at the upper end of the inner cylinder 22, as indicated by an arrow in the figure, it moves from the upper side to the lower side in the vertical direction.

流入管26は、その先端を鉛直方向下方に向ける姿勢で配設されている。そして、流入管26の先端部に設けられた複数の流体排出口は、鉛直方向上方から下方に向けて並んでいる。内筒22内を鉛直方向上方から下方に向けて移動する空気Aは、個々の流体排出口との対向位置を通過する際に、流体排出口から球状に突出している「廃水Wの排出口突出部分」に接触して、それを液体状態から超臨界状態又は高温高圧蒸気状態に変化させる。そして、廃水W中の有機物と混ざり合って、有機物の酸化分解に寄与する。   The inflow pipe 26 is disposed in such a posture that its tip is directed downward in the vertical direction. And the some fluid discharge port provided in the front-end | tip part of the inflow tube 26 is located in a line toward the downward direction from the upper direction of the perpendicular direction. The air A moving in the inner cylinder 22 from the upper side to the lower side in the vertical direction protrudes in a spherical shape from the fluid discharge port when passing through the position facing the individual fluid discharge ports. The “part” is contacted to change it from a liquid state to a supercritical state or a high temperature and high pressure vapor state. And it mixes with the organic matter in the wastewater W, and contributes to the oxidative decomposition of the organic matter.

以上に説明したものは一例であり、本発明は、次の態様毎に特有の効果を奏する。
[態様A]
筒状の外筒体(例えば外筒21)の内側に筒状の内筒体(例えば内筒22)を配設した二重構造を具備するとともに、浄化対象流体(例えば廃水W)を前記内筒体の内部に流入させるために、自らの先端部を前記内筒体に対してその長手方向に沿って挿入している流入管(例えば流入管26)と、酸化剤(例えば空気A)を前記外筒体と前記内筒体との間の筒間空間に導入するために前記外筒体に設けられた酸化剤導入口と、前記内筒体における長手方向の全域のうち、前記流入管の先端よりも後端側の領域に設けられた開口とを具備し、前記筒間空間内に導入された酸化剤を、前記開口から前記内筒体の内部に流入させた後、前記内筒体の内部の浄化対象流体と混合し、得られた混合流体を加熱及び加圧しながら、浄化対象流体中の有機物を酸化分解して浄化対象流体を浄化する反応槽(例えば反応槽20)を備える流体浄化装置において、前記流入管の長手方向に沿って並ぶ複数の流体排出口(例えば流体排出口26a)を、前記流入管の前記先端部に設けたことを特徴とするものである。
What has been described above is merely an example, and the present invention has a specific effect for each of the following modes.
[Aspect A]
While having a double structure in which a cylindrical inner cylinder (for example, inner cylinder 22) is disposed inside a cylindrical outer cylinder (for example, outer cylinder 21), the purification target fluid (for example, waste water W) In order to flow into the inside of the cylinder, an inflow pipe (for example, the inflow pipe 26) in which its tip is inserted along the longitudinal direction with respect to the inner cylinder, and an oxidizing agent (for example, air A) are provided. Of the oxidizer inlet provided in the outer cylinder for introduction into the inter-cylinder space between the outer cylinder and the inner cylinder, and the inflow pipe among the entire longitudinal area of the inner cylinder An opening provided in a region on the rear end side of the front end of the inner cylinder, and after the oxidant introduced into the inter-cylinder space is caused to flow into the inner cylinder from the opening, the inner cylinder Organic matter in the fluid to be purified while mixing with the fluid to be purified inside the body and heating and pressurizing the obtained mixed fluid In a fluid purification device including a reaction tank (for example, the reaction tank 20) that purifies a target fluid to be purified by oxidative decomposition, a plurality of fluid discharge ports (for example, the fluid discharge ports 26a) arranged along the longitudinal direction of the inflow pipe are arranged as described above. It is provided in the said front-end | tip part of an inflow tube.

[態様B]
態様Bは、態様Aにおいて、前記流入管の長手方向に複数の前記流体排出口をそれぞれ設けている位置で、それぞれ、前記流入管の断面方向で互いに対向する2つの流体排出口からなる排出口対を設けたことを特徴とするものである。かかる構成では、既に説明したように、内筒体の周方向において、少なくとも流体排出口を2つ設けて、有機物の急速な酸化分解を起こす位置を少なくとも2つに分散させることで、周方向においても、内筒体や外筒体の局所的な発熱を抑えることができる。
[Aspect B]
Aspect B is a discharge port comprising two fluid discharge ports facing each other in the cross-sectional direction of the inflow pipe at a position where a plurality of the fluid discharge ports are provided in the longitudinal direction of the inflow pipe, respectively. A pair is provided. In such a configuration, as already described, in the circumferential direction of the inner cylindrical body, at least two fluid discharge ports are provided, and at least two positions that cause rapid oxidative decomposition of organic matter are dispersed in the circumferential direction. In addition, local heat generation of the inner cylinder and the outer cylinder can be suppressed.

[態様C]
態様Cは、態様Bにおいて、前記流入管の先端を塞いだことを特徴とするものである。かかる構成では、既に説明したように、流入管の先端から浄化対象流体を突出させないことで、流入管の周面に対して長手方向に沿って複数設けた流体排出口からそれぞれ、浄化対象流体を確実に排出することができる。
[Aspect C]
Aspect C is characterized in that in Aspect B, the tip of the inflow pipe is closed. In such a configuration, as already described, the purification target fluid is not projected from the tip of the inflow pipe, so that the purification target fluid is respectively supplied from a plurality of fluid discharge ports provided along the longitudinal direction with respect to the peripheral surface of the inflow pipe. It can be discharged reliably.

[態様D]
態様Dは、態様A〜Cの何れかにおいて、浄化前の浄化対象流体を前記流入管の前記先端部に向けて圧送する浄化前流体圧送手段(例えば原水供給ポンプ3)と、前記内筒体内の混合流体の温度、前記内筒体の温度、又は前記外筒体の温度を検知する温度検知手段(例えば温度計24)と、前記温度検知手段による検知結果に基づいて、前記浄化前流体圧送手段の駆動を制御する制御手段(例えばプログラマブルシーケンサー)とを設けたことを特徴とするものである。かかる構成では、既に説明したように、廃水W中に有機物が極めて高濃度に含まれることに起因する内筒22や外筒21の過剰な昇温の発生を回避することができる。
[Aspect D]
Aspect D is any one of aspects A to C, wherein the fluid to be purified before purification is pumped toward the distal end of the inflow pipe (for example, raw water supply pump 3), and the inner cylinder Temperature detection means (for example, a thermometer 24) for detecting the temperature of the mixed fluid, the temperature of the inner cylinder, or the temperature of the outer cylinder, and the pre-purification fluid pumping based on the detection result by the temperature detection means The control means (for example, programmable sequencer) which controls the drive of a means is provided, It is characterized by the above-mentioned. In such a configuration, as already described, it is possible to avoid an excessive increase in the temperature of the inner cylinder 22 and the outer cylinder 21 due to the fact that the organic matter is contained in the waste water W at a very high concentration.

[態様E]
態様Eは、態様Dにおいて、酸化剤を前記酸化剤導入口に向けて圧送する酸化剤圧送手段(例えば、酸化剤圧送ポンプ6)を設けるとともに、前記温度検知手段による検知結果に基づいて、前記酸化剤圧送手段の駆動を制御する処理を実施するように、前記制御手段を構成したことを特徴とするものである。かかる構成では、既に説明したように、浄化前流体圧送手段の駆動速度を低速にしている際、あるいは、浄化前流体圧送手段の駆動を一時停止している際に、酸化剤圧送手段を通常通りに駆動してしまうことによる無駄な酸化剤の消費を回避することができる。
[Aspect E]
Aspect E provides an oxidant pumping means (for example, an oxidant pump 6) for pumping the oxidant toward the oxidant inlet in aspect D, and based on the detection result by the temperature detector, The control means is configured to perform a process for controlling the driving of the oxidant pumping means. In such a configuration, as described above, when the drive speed of the pre-purification fluid pumping means is low, or when the drive of the pre-purification fluid pumping means is temporarily stopped, the oxidant pumping means is operated as usual. Therefore, it is possible to avoid unnecessary consumption of the oxidant due to the driving.

[態様F]
態様Fは、態様A〜Eの何れかにおいて、前記内筒体として、Ti、Ta、Au、Pt、Ir、RhもしくはPd、又はそれらのうち少なくとも1つを含む合金からなるものを用いたことを特徴とするものである。かかる構成では、所望の耐食性を内筒体に発揮させることができる。
[Aspect F]
Aspect F uses Ti, Ta, Au, Pt, Ir, Rh or Pd, or an alloy containing at least one of them as the inner cylinder in any one of aspects A to E. It is characterized by. With such a configuration, desired corrosion resistance can be exerted on the inner cylinder.

[態様G]
態様Gは、態様A〜Fの何れかにおいて、前記外筒体として、ステンレス、ニッケル、又は、少なくともステンレスもしくはニッケルを含む合金からなるものを用いたことを特徴とするものである。かかる構成においては、所望の高圧条件に耐え得る耐圧性を、外筒体に発揮させることができる。
[Aspect G]
Aspect G is characterized in that in any of Aspects A to F, the outer cylinder is made of stainless steel, nickel, or an alloy containing at least stainless steel or nickel. In such a configuration, the outer cylinder can exhibit pressure resistance that can withstand a desired high-pressure condition.

[態様H]
態様Hは、態様A〜Gの何れかにおいて、有機物又はアンモニア態窒素の酸化分解を促進する触媒を、前記内筒体の中に配設したことを特徴とする流体浄化装置。かかる構成では、難分解性の有機物が浄化対象流体中に含まれていても、それを良好に酸化分解することができる。また、アンモニア態窒素が浄化対象流体中に多量に含まれていても、それを良好に酸化分解することができる。
[Aspect H]
Aspect H is a fluid purification apparatus according to any one of the aspects A to G, wherein a catalyst that promotes oxidative decomposition of organic matter or ammonia nitrogen is disposed in the inner cylinder. In such a configuration, even when a hardly decomposable organic substance is contained in the purification target fluid, it can be satisfactorily oxidatively decomposed. Moreover, even if ammonia nitrogen is contained in a large amount in the fluid to be purified, it can be oxidized and decomposed satisfactorily.

[態様I]
態様Iは、態様Hにおいて、前記触媒として、Ru、Pd、Rh、Pt、Au、Ir、Os、Fe、Cu、Zn、Ni、Co、Ce、Ti及びMnのうち、少なくとも何れか1つの元素を含む化合物からなるものを用いたことを特徴とするものである。かかる構成では、触媒に対して、有機物やアンモニア体窒素の酸化分解触媒性能を発揮させることができる。
[Aspect I]
Aspect I is that in aspect H, the catalyst is Ru, Pd, Rh, Pt, Au, Ir, Os, Fe, Cu, Zn, Ni, Co, Ce, Ti, and Mn. It is characterized by using the thing which consists of a compound containing. In such a configuration, the catalyst can exhibit the oxidative decomposition catalytic performance of organic matter and ammonia nitrogen.

[態様J]
態様Jは、態様A〜Iの何れかにおいて、前記酸化剤として、酸素ガス、オゾンガス、空気、又は過酸化水素水を用いることを特徴とするものである。かかる構成では、酸化剤を流体の状態で反応槽に供給することができる。
[Aspect J]
Aspect J is characterized in that in any one of Aspects A to I, oxygen gas, ozone gas, air, or hydrogen peroxide water is used as the oxidizing agent. In such a configuration, the oxidizing agent can be supplied to the reaction vessel in a fluid state.

3:原水供給ポンプ(浄化前流体圧送手段)
6:酸化剤圧送ポンプ(酸化剤圧送手段)
20:反応槽
21:外筒(外筒体)
22:内筒(内筒体)
23:ヒータ(加熱手段)
24:温度計(温度検知手段)
25:触媒
26:流入管
26a:流体排出口
W:廃水(浄化対象流体)
A:空気(酸化剤)
3: Raw water supply pump (fluid pre-purification means)
6: Oxidant pump (oxidant pump)
20: Reaction tank 21: Outer cylinder (outer cylinder)
22: Inner cylinder (inner cylinder)
23: Heater (heating means)
24: Thermometer (temperature detection means)
25: Catalyst 26: Inflow pipe 26a: Fluid discharge port W: Waste water (fluid to be purified)
A: Air (oxidizer)

特開2001−170334号公報JP 2001-170334 A

Claims (10)

筒状の外筒体の内側に筒状の内筒体を配設した二重構造を具備するとともに、浄化対象流体を前記内筒体の内部に流入させるために、自らの先端部を前記内筒体に対してその長手方向に沿って挿入している流入管と、酸化剤を前記外筒体と前記内筒体との間の筒間空間に導入するために前記外筒体に設けられた酸化剤導入口と、前記内筒体における長手方向の全域のうち、前記流入管の先端よりも後端側の領域に設けられた開口とを具備し、前記筒間空間内に導入された酸化剤を、前記開口から前記内筒体の内部に流入させた後、前記内筒体の内部の浄化対象流体と混合し、得られた混合流体を加熱及び加圧しながら、浄化対象流体中の有機物を酸化反応によって分解して浄化対象流体を浄化する反応槽を備える流体浄化装置において、
前記流入管の長手方向に沿って並ぶ複数の流体排出口を、前記流入管の前記先端部に設けたことを特徴とする流体浄化装置。
In addition to having a double structure in which a cylindrical inner cylinder is disposed inside a cylindrical outer cylinder, in order to allow the fluid to be purified to flow into the inner cylinder, An inflow pipe inserted along the longitudinal direction of the cylinder and an oxidizer provided in the outer cylinder for introducing an oxidant into the inter-cylinder space between the outer cylinder and the inner cylinder. And an opening provided in a region on the rear end side with respect to the front end of the inflow pipe in the longitudinal direction of the inner cylindrical body, and introduced into the inter-cylinder space. After the oxidant is caused to flow into the inner cylinder through the opening, the oxidant is mixed with the purification target fluid inside the inner cylinder, and the obtained mixed fluid is heated and pressurized while being mixed in the purification target fluid. In a fluid purification apparatus comprising a reaction tank that decomposes organic matter by an oxidation reaction to purify a fluid to be purified,
A fluid purification apparatus comprising a plurality of fluid discharge ports arranged along the longitudinal direction of the inflow pipe at the tip end portion of the inflow pipe.
請求項1の流体浄化装置において、
前記流入管の長手方向に複数の前記流体排出口をそれぞれ設けている位置で、それぞれ、前記流入管の断面方向で互いに対向する2つの流体排出口からなる排出口対を設けたことを特徴とする流体浄化装置。
The fluid purification device according to claim 1,
A discharge port pair comprising two fluid discharge ports facing each other in the cross-sectional direction of the inflow tube is provided at a position where a plurality of the fluid discharge ports are respectively provided in the longitudinal direction of the inflow tube. Fluid purifier.
請求項2の流体浄化装置において、
前記流入管の先端を塞いだことを特徴とする流体浄化装置。
The fluid purification apparatus according to claim 2, wherein
A fluid purification device, wherein a tip of the inflow pipe is closed.
請求項1乃至3の何れかの流体浄化装置において、
浄化前の浄化対象流体を前記流入管の前記先端部に向けて圧送する浄化前流体圧送手段と、
前記内筒体内の混合流体の温度、前記内筒体の温度、又は前記外筒体の温度を検知する温度検知手段と、
前記温度検知手段による検知結果に基づいて、前記浄化前流体圧送手段の駆動を制御する制御手段とを設けたことを特徴とする流体浄化装置。
The fluid purification device according to any one of claims 1 to 3,
A pre-purification fluid pumping means for pumping the purification target fluid before purification toward the tip of the inflow pipe;
Temperature detecting means for detecting the temperature of the mixed fluid in the inner cylinder, the temperature of the inner cylinder, or the temperature of the outer cylinder;
A fluid purification device comprising: control means for controlling driving of the pre-purification fluid pumping means based on a detection result by the temperature detection means.
請求項4の流体浄化装置において、
酸化剤を前記酸化剤導入口に向けて圧送する酸化剤圧送手段を設けるとともに、
前記温度検知手段による検知結果に基づいて、前記酸化剤圧送手段の駆動を制御する処理を実施するように、前記制御手段を構成したことを特徴とする流体浄化装置。
The fluid purification device according to claim 4, wherein
While providing an oxidizer pumping means for pumping the oxidizer toward the oxidizer inlet,
The fluid purification apparatus according to claim 1, wherein the control means is configured to perform a process of controlling the driving of the oxidant pumping means based on a detection result by the temperature detecting means.
請求項1乃至5の何れかの流体浄化装置において、
前記内筒体として、Ti、Ta、Au、Pt、Ir、RhもしくはPd、又はそれらのうち少なくとも1つを含む合金からなるものを用いたことを特徴とする流体浄化装置。
The fluid purification device according to any one of claims 1 to 5,
A fluid purification device using Ti, Ta, Au, Pt, Ir, Rh or Pd, or an alloy containing at least one of them as the inner cylinder.
請求項1乃至6の何れかの流体浄化装置において、
前記外筒体として、ステンレス、ニッケル、又は、少なくともステンレスもしくはニッケルを含む合金からなるものを用いたことを特徴とする流体浄化装置。
The fluid purification device according to any one of claims 1 to 6,
A fluid purification device using stainless steel, nickel, or an alloy containing at least stainless steel or nickel as the outer cylinder.
請求項1乃至7の何れかの流体浄化装置において、
有機物又はアンモニア態窒素の酸化分解を促進する触媒を、前記内筒体の中に配設したことを特徴とする流体浄化装置。
The fluid purification device according to any one of claims 1 to 7,
A fluid purification device, wherein a catalyst that promotes oxidative decomposition of organic matter or ammonia nitrogen is disposed in the inner cylinder.
請求項8の流体浄化装置において、
前記触媒として、Ru、Pd、Rh、Pt、Au、Ir、Os、Fe、Cu、Zn、Ni、Co、Ce、Ti及びMnのうち、少なくとも何れか1つの元素を含む化合物からなるものを用いたことを特徴とする流体浄化装置。
The fluid purification apparatus according to claim 8, wherein
As the catalyst, a catalyst comprising a compound containing at least one element of Ru, Pd, Rh, Pt, Au, Ir, Os, Fe, Cu, Zn, Ni, Co, Ce, Ti, and Mn is used. A fluid purification device characterized by that.
請求項1乃至9の何れかの流体浄化装置において、
前記酸化剤として、酸素ガス、オゾンガス、空気、又は過酸化水素水を用いることを特徴とする流体浄化装置。
The fluid purification device according to any one of claims 1 to 9,
A fluid purification apparatus using oxygen gas, ozone gas, air, or hydrogen peroxide as the oxidant.
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