JP5036480B2 - 濃縮装置および濃縮方法 - Google Patents

Description

本発明は、濃縮装置および濃縮方法に関する。

半導体装置や電子部品などを製造する工場などからは、有機物が含まれる廃液が排出される場合がある。たとえば、半導体装置を製造するときの剥離剤や洗浄剤として、ＤＭＳＯ（ジメチルスルホキシド）やＭＥＡ（モノエタノールアミン）などが使用される。これらの有機物は、使用後に廃液となる。従来の技術において有機物を含む廃液の処理方法としては、生物処理が知られている（たとえば、特開平６−９１２８９号公報）。

しかし、たとえば有機物が高濃度のときに、生物処理を行うための希釈が必要になる場合がある。希釈により廃液の体積は大きくなって、廃液を処理するための設備が大型になる。または、廃液を処理するための設備の運転管理が難しくなる。近年においては、有機物を含む廃液を処理する方法として、蒸発濃縮法が採用されている。蒸発濃縮法では、濃縮装置を用いて廃液を濃縮して、濃縮液を再利用したり焼却等により処分したりする。

図４に、特開２０００−２４４０３号公報に開示されている濃縮装置の主要部の概略図を示す。この濃縮装置は、水平管型蒸発器５３を備える。水平管型蒸発器５３は、蒸発缶３１を備える。蒸発缶３１は、内部に処理液４５を溜められるように形成されている。

水平管型蒸発器５３は、伝熱器３４を備える。伝熱器３４は、伝熱管３４ａとヘッダ部３４ｂと含む。伝熱器３４は、伝熱管３４ａが水平方向に延びるように配置されている。それぞれの伝熱管３４ａは、ヘッダ部３４ｂに接続されている。蒸発缶３１の内部の上部には、散布器３３が配置されている。散布器３３は、伝熱管３４ａに向かって処理液４５を散布できるように形成されている。

工場から排出される廃液等の処理液４５は、矢印７０に示すように、蒸発缶３１の内部に供給される。処理液４５は、蒸発缶３１の下部に溜められる。処理液４５は、循環ポンプ３２によって、散布器３３に供給される。散布器３３から処理液４５が散布される。

伝熱器３４には、矢印７２に示すように蒸気が供給される。蒸気は、ヘッダ部３４ｂおよび伝熱管３４ａを通って凝縮水となり、矢印７３に示すように排出される。蒸気が伝熱管３４ａを通ることにより、伝熱管３４ａが加熱される。散布器３３により、伝熱管３４ａの外側の表面に処理液４５が散布されることにより、処理液４５の一部が蒸気となる。蒸発缶３１に貯留する処理液４５は、濃縮される。

水平管型蒸発器５３で生成された蒸気は、矢印７４に示すように、凝縮器３５に導かれる。蒸気は、凝縮器３５で凝縮されて凝縮水になる。凝縮水は、矢印７５に示すように、凝縮水ポンプ３６によって排出される。

蒸発缶３１での蒸発を継続することにより、蒸発缶３１の内部に貯留する処理液４５の濃度が上昇する。蒸発缶３１の内部に貯留する処理液４５が所定の濃度に達したら、矢印７６に示すように、濃縮された処理液４５を排出する。
特開平６−９１２８９号公報 特開２０００−２４４０３号公報

図４を参照して、従来の技術における濃縮装置においては、蒸発缶３１で濃縮された処理液４５の排出を行う一方で、処理液４５が補給されていた。蒸発缶３１において、処理液４５の液面の高さが略一定になるように運転していた。すなわち、蒸発され、または排出された処理液４５を補う新たな処理液４５が、蒸発缶３１に連続的または断続的に投入されていた。

処理液に沸点の低い物質が含まれている場合には、処理液が主タンクの内部に供給されると、沸点の低い物質が速やかに蒸発する。従来の技術においては、蒸発を行ないながら連続的に処理液４５が蒸発缶３１に供給されているために、蒸発缶３１の内部には連続的に低沸点の物質が供給される。このため、蒸発缶３１から排出される蒸気中には連続的に低沸点の物質が混入していた。たとえば、従来の技術における濃縮装置では、処理液に含まれる低沸点の有機物が凝縮水に混入して、この有機物の混入を少なくすることができなかった。

本発明は、処理液を蒸発濃縮するときに、処理液に含まれる物質が不純物として凝縮水に混入することを抑制する濃縮装置および濃縮方法の提供を目的にする。

本発明の濃縮装置は、処理液を貯留する主タンクを含み、前記処理液を加熱して蒸気を排出する第１蒸発器と、前記第１蒸発器への前記処理液の流入経路を遮断する流入遮断弁と、前記第１蒸発器からの前記処理液の流出経路を遮断する流出遮断弁と、前記流入遮断弁および前記流出遮断弁の開閉を制御する制御手段と、前記第１蒸発器から排出される蒸気に混入する不純物の濃度を検知する検知手段と、前記第１蒸発器から排出される蒸気を凝縮する凝縮手段と、前記凝縮手段から排出される凝縮水の流路を切り替える流路切替手段と、清浄な水を蒸発させる第２蒸発器とを備える。前記制御手段は、前記第１蒸発器において前記処理液を蒸発させるときに、前記流入遮断弁および前記流出遮断弁を全閉に制御し、また、前記制御手段は、前記検知手段からの信号を受信して、前記流路切替手段を制御するように形成されている。前記第１蒸発器は、前記処理液を加熱する加熱器を含み、前記加熱器は、前記第２蒸発器から排出される蒸気と前記処理液との熱交換を行うように形成されている。前記第２蒸発器は、前記第１蒸発器から排出される蒸気と前記清浄な水との熱交換を行う伝熱器を含み、前記伝熱器で熱交換を行った蒸気の凝縮水を排出するように形成されている。また、本発明の濃縮装置は、前記主タンクで濃縮した前記処理液を貯留する補助タンクをさらに備え、前記主タンクと前記補助タンクとの間には、前記処理液を相互に移送するための２つの流路が形成されているとともに、前記両流路には、流路を遮断または開放する開閉弁が設けられている。前記制御手段は、前記第１蒸発器の主タンクに供給されて蒸発濃縮された第１バッチの前記処理液を補助タンクに移送して保管するとともに、前記主タンクに供給された第２バッチの前記処理液を蒸発させた後、前記補助タンクの第１バッチの前記処理液を前記主タンクに移送して蒸発濃縮された第２バッチの前記処理液と混合し、前記主タンクの内部の前記処理液を蒸発させるように、前記流出遮断弁および前記両開閉弁を制御する。

上記発明において好ましくは、蒸気を生成する蒸気生成機器と、蒸気生成機器に接続され、加熱器に蒸気を供給するためのエゼクタとを備える。エゼクタは、蒸気生成機器から排出される蒸気の流れにより、第２蒸発器から排出される蒸気の一部を吸引して、吸引された蒸気よりも温度の高い混合蒸気を生成するように形成されている。加熱器は、混合蒸気と処理液とが熱交換を行うように形成されている。

上記発明において好ましくは、第１蒸発器は、主タンクの内部を減圧する排気機器と、主タンクの上部に配置されている散布器とを含む。散布器は、加熱器に接続されている。散布器は、加熱器にて加熱された処理液を、主タンクの内部に散布するように形成されている。

上記発明において好ましくは、前記第１蒸発器は、加熱された前記処理液を飽和蒸気圧以下の圧力の雰囲気中に配置することによりフラッシュ蒸発を行うフラッシュ型蒸発器である。

上記発明において好ましくは、前記検知手段は、前記第１蒸発器から排出される蒸気の凝縮水の電気伝導度を計測する電気伝導度計、および前記主タンクの水位を計測する水位計のうち少なくとも一方を含む。また、前記流路切替手段は、前記凝縮手段から排出される凝縮水を、第１凝縮水の排出流路、第２凝縮水の排出流路または第３凝縮水の排出流路のいずれかに導くように構成されており、前記制御手段は、前記検知手段により検知された蒸気に混入する不純物の濃度に基づいて、前記流路切替手段を制御することにより、前記凝縮手段から排出される凝縮水を第１凝縮水〜第３凝縮水に分けて回収する。

本発明の濃縮方法は、第１蒸発器によって処理液を蒸発させる蒸発工程と、前記第１蒸発器から排出される前記処理液の蒸気を凝縮する工程と、前記第１蒸発器から排出される蒸気の不純物の濃度を検知する工程とを含む。前記蒸発工程は、前記第１蒸発器の主タンクに第１バッチの前記処理液を流入する工程と、前記第１蒸発器への前記処理液の流入および前記第１蒸発器からの前記処理液の流出を遮断した状態で、前記主タンクの内部の前記処理液を蒸発させる第１蒸発工程と、蒸発濃縮された第１バッチの前記処理液を補助タンクに移送して保管する工程と、前記主タンクに第２バッチの前記処理液を流入する工程と、前記第１蒸発器への前記処理液の流入および前記第１蒸発器からの前記処理液の流出を遮断した状態で、前記主タンクの内部の前記処理液を蒸発させる第２蒸発工程と、前記補助タンクの第１バッチの前記処理液を前記主タンクに移送して、蒸発濃縮された第２バッチの前記処理液と混合する工程と、前記第１蒸発器への前記処理液の流入および前記第１蒸発器からの前記処理液の流出を遮断した状態で、前記主タンクの内部の前記処理液を蒸発させる第３蒸発工程とを含む。

上記発明において好ましくは、前記第１蒸発器は、加熱された前記処理液を飽和蒸気圧以下の圧力の雰囲気中に配置することによりフラッシュ蒸発を行うフラッシュ型蒸発器であり、前記処理液を加熱する加熱器と、前記主タンクの内部を減圧する排気機器と、前記主タンクの上部に配置されている散布器とを含み、前記散布器は、前記加熱器に接続され、前記加熱器にて加熱された前記処理液を、前記主タンクの内部に散布するように形成されている。また、前記凝縮工程で排出される凝縮水の流路を切り替える流路切替工程をさらに含み、前記流路切替工程では、前記凝縮工程で排出される凝縮水を、第１凝縮水の排出流路、第２凝縮水の排出流路または第３凝縮水の排出流路のいずれかに導くように構成されており、前記検知工程で検知された蒸気に混入する不純物の濃度に基づいて、前記凝縮工程で排出される凝縮水を第１凝縮水〜第３凝縮水に分けて回収する。

本発明によれば、処理液を蒸発濃縮するときに、処理液に含まれる物質が不純物として凝縮水に混入することを抑制する濃縮装置および濃縮方法を提供することができる。

（実施の形態１）
図１を参照して、実施の形態１における濃縮装置および濃縮方法について説明する。図１は、本実施の形態における濃縮装置の概略図である。

本実施の形態における濃縮装置は、第１蒸発器としてフラッシュ型蒸発器５１を備える。フラッシュ型蒸発器は、液体を飽和蒸気圧以下の圧力の雰囲気中に配置することによりフラッシュ蒸発を行う装置である。

本実施の形態におけるフラッシュ型蒸発器５１は、処理液４５を加熱して、処理液４５の蒸気を排出するように形成されている。フラッシュ型蒸発器５１は、主タンクとしてのフラッシュ缶１１を含む。フラッシュ缶１１は、内部が空洞に形成されている。フラッシュ缶１１は、内部に処理液４５を貯留することができるように形成されている。フラッシュ缶１１には、処理液４５を供給するための管６８が接続されている。フラッシュ缶１１には、内部にて生成された蒸気を排出するための管６２が接続されている。また、本実施の形態におけるフラッシュ缶１１には、水位を計測するための水位計が配置されている。

本実施の形態におけるフラッシュ型蒸発器５１は、フラッシュ缶１１に貯留する処理液４５を循環するための循環流路を含む。循環流路には、管６１が配置されている。フラッシュ型蒸発器５１は、循環ポンプ１３を含む。循環ポンプ１３は、フラッシュ缶１１の底部に接続されている。フラッシュ型蒸発器５１は、散布器１５を備える。散布器１５は、循環ポンプ１３に接続されている。散布器１５は、フラッシュ缶１１の上部に配置されている。散布器１５は、処理液４５をフラッシュ缶１１の内部に散布できるように形成されている。

フラッシュ型蒸発器５１は、加熱器としてのヒータ１６を備える。ヒータ１６は、熱交換器である。ヒータ１６は、循環ポンプ１３によって循環する処理液４５を加熱するように形成されている。本実施の形態においては、蒸気生成機器としてのボイラで生成された生蒸気が管６６を通ってヒータ１６に送られる。ヒータ１６において、処理液４５と生蒸気との間で熱交換が行われて処理液４５が加熱される。ヒータ１６の出口には、蒸気ドレンを排出するためのドレンポンプ３７が接続されている。

本実施の形態のボイラにおいては、清浄な水が加熱されて蒸気が生成される。清浄な水は、有機物などの不純物を含まない水であり、ボイラにおいては、不純物を含まない蒸気が生成される。

本実施の形態における濃縮装置は、フラッシュ型蒸発器５１から排出される蒸気を凝縮する凝縮手段としての凝縮器１８を備える。凝縮器１８は、管６２に接続されている。凝縮器１８は、熱交換器である。凝縮器１８は、フラッシュ缶１１から排出された蒸気を冷却するように形成されている。凝縮器１８には、矢印１０１に示すように冷却水が供給されている。凝縮器１８にて、熱交換が行われる。熱交換を行った冷却水は、矢印１０２に示すように排出される。

本実施の形態における濃縮装置は、凝縮水ポンプ１９を備える。凝縮水ポンプ１９は、凝縮器１８に接続されている。凝縮水ポンプ１９は、凝縮器１８で凝縮された凝縮水を排出することができるように形成されている。凝縮水ポンプ１９の下流側では、凝縮水を排出する流路が分岐するように形成されている。

本実施の形態における濃縮装置は、フラッシュ缶１１の内部を減圧するための排気機器としての真空ポンプ２０を備える。真空ポンプ２０は、凝縮器１８に接続されている。フラッシュ缶１１は、蒸気を排出する管６２および凝縮器１８を通して排気される。排気機器としてはこの形態に限られず、フラッシュ缶の内部を排気できるように形成されていれば構わない。

本実施の形態における濃縮装置は、フラッシュ型蒸発器５１から排出される蒸気に混入する不純物の濃度を検知する検知手段として、電気伝導度計５５を備える。電気伝導度計５５は、凝縮器１８で生成された凝縮水の電気伝導度を計測して、蒸気に混入する不純物の濃度を検知するように形成されている。本実施の形態における電気伝導度計５５は、凝縮器１８の出口に接続されている管６５に配置されている。

本実施の形態における濃縮装置は、濃縮液ポンプ１４を備える。濃縮液ポンプ１４は、循環ポンプ１３に接続されている。濃縮液ポンプ１４は、濃縮された処理液４５を排出することができるように形成されている。

本実施の形態においては、フラッシュ缶１１に処理液４５を供給する管６８に、流入遮断弁としての開閉弁２６が配置されている。開閉弁２６は、フラッシュ型蒸発器５１への処理液４５の流入経路を遮断できるように形成されている。

また、循環ポンプ１３と濃縮液ポンプ１４との間には、流出遮断弁としての開閉弁２７が配置されている。開閉弁２７は、処理液４５が散布器１５に向かう分岐よりも濃縮液ポンプ１４に近い流路に配置されている。開閉弁２７は、フラッシュ型蒸発器５１からの処理液４５の流出経路を遮断できるように形成されている。

本実施の形態における濃縮装置は、開閉弁２６，２７を閉じることにより、フラッシュ型蒸発器５１に対して、処理液４５が流入する経路および処理液４５が流出する経路が遮断される。

本実施の形態における濃縮装置は、流入遮断弁および流出遮断弁の開閉を制御する制御手段として、図示しない制御装置を備える。制御装置は、フラッシュ型蒸発器５１において処理液４５を蒸発濃縮するときに、流入遮断弁および流出遮断弁を全閉に制御するように形成されている。本実施の形態における制御装置は、開閉弁２６，２７を全閉に制御した状態で、フラッシュ型蒸発器５１を運転状態に制御するように形成されている。

本実施の形態における濃縮装置は、凝縮器１８から排出される凝縮水の流路を切り替える流路切替手段として、開閉弁４７〜４９を備える。本実施の形態においては、開閉弁４７〜４９の開閉状態を制御することにより、凝縮水の排出流路が変更される。凝縮水は、第１凝縮水、第２凝縮水または第３凝縮水として回収される。本実施の形態における制御装置は、電気伝導度計５５からの信号を受信して、開閉弁４７〜４９の開閉状態を制御するように形成されている。

濃縮液ポンプ１４から濃縮液を排出する管には、開閉弁２９が配置されている。それぞれの開閉弁２６，２７，２９，４７〜４９は、流路を遮断したり開放したりできるように形成されている。

処理液には、複数の物質が含まれている場合がある。本実施の形態における処理液４５は、電子部品を製造する工場から排出される廃液である。本実施の形態における処理液４５は、低沸点の物質および高沸点の物質を含む。

本発明における低沸点とは、蒸発させる圧力条件下において水の沸点より低い沸点を示し、高沸点とは、蒸発させる圧力条件下において水の沸点より高い沸点を示す。濃縮装置の蒸発缶の内部が大気圧よりも低いときには、その圧力での沸点を示す。低沸点の物質としては、たとえば、大気圧中で処理液を蒸発させる場合に沸点が８０℃以下の物質である。高沸点の物質としては、たとえば、大気圧中で処理液を蒸発させる場合に沸点が１５０℃以上の物質である。

本実施の形態において、処理液に含まれる物質は有機物である。本実施の形態における処理液には、低沸点の物質として一のアルコール系の溶剤、および高沸点の物質として他のアルコール系の溶剤が含まれている。

次に、本実施の形態における濃縮方法について説明する。本実施の形態においては、フラッシュ型蒸発器５１を閉じた系にして濃縮を行なう。本実施の形態においては、制御装置により自動運転が行われる。始めに制御装置は、開閉弁２７を閉じる状態に制御する。制御装置が開閉弁２６を開いた状態に制御することにより、矢印８０に示すように、処理液４５がフラッシュ缶１１に供給される。バッチ処理を行うための第１バッチの処理液４５が供給される。本実施の形態においては、処理液４５を略２０ｍ³供給する。制御装置が開閉弁２６を閉じた状態に制御することにより、フラッシュ型蒸発器５１の処理液４５の流入および流出の経路が遮断される。

次に、フラッシュ缶１１の内部で、処理液４５を蒸発させる第１蒸発工程を行なう。第１蒸発工程においては、制御装置が循環ポンプ１３を駆動することにより、矢印８１に示すように、処理液４５がフラッシュ缶１１の底部からヒータ１６に移送される。ヒータ１６には、矢印８５に示すように、生蒸気が供給されている。ヒータ１６に供給される蒸気により処理液４５が加熱される。処理液４５は、矢印８２に示すように、散布器１５に送られる。散布器１５は、処理液４５を散布する。

制御装置が真空ポンプ２０を駆動することにより、矢印８７に示すように排気が行われる。ここで、真空ポンプ２０を駆動することにより、凝縮器１８および管６２を通して、フラッシュ缶１１の内部を排気することができる。フラッシュ缶１１の内部の圧力は低下して減圧状態になる。

散布器１５から、加熱された処理液４５が散布されることにより、減圧雰囲気中に処理液４５が配置される。この時に、処理液４５がフラッシュ蒸発を起こして蒸気が生成される。

処理液４５の蒸気は、矢印８３に示すように、凝縮器１８に送られて冷却される。凝縮器１８では、蒸気が凝縮されて凝縮水が生成される。制御装置が凝縮水ポンプ１９を駆動することにより、凝縮水は、矢印８４に示すように排出される。凝縮水の電気伝導度が電気伝導度計５５により測定される。電気伝導度計５５の信号は、制御装置に送信される。

一方で、制御装置は、第１蒸発工程を開始するときに、開閉弁４７を開状態に制御する。制御装置は、開閉弁４８，４９を閉状態に制御する。フラッシュ型蒸発器５１から排出される蒸気の凝縮水は、初期凝縮水として第１凝縮水の排出流路に導かれる。

本実施の形態においては、蒸発を開始すると、始めに低沸点の物質が凝縮水に混入することにより電気伝導度が上昇する。次に、低沸点の物質の減少とともに電気伝導度が下がる。低沸点の物質が減少して凝縮水に混入する物質が少なくなると、電気伝導度が小さくなる。

制御装置は、凝縮水の電気伝導度が小さくなったことを検知して、開閉弁４７を閉状態に制御するとともに、開閉弁４８を開状態に制御する。フラッシュ型蒸発器５１から排出される蒸気の凝縮水は、中期凝縮水として第２凝縮水の排出流路に導かれる。

処理液の濃縮が進み、蒸気に高沸点の物質が含まれるようになると、電気伝導度が再び上昇する。制御装置は、凝縮水の電気伝導度が上昇したことを検知して、開閉弁４８を閉状態にするとともに、開閉弁４９を開状態に制御する。フラッシュ型蒸発器５１から排出される蒸気の凝縮水は、後期凝縮水として第３凝縮水の排出流路に導かれる。

このように、本実施の形態においては、制御装置が電気伝導度計５５の信号を受信して、それぞれの開閉弁４７〜４９を制御する。開閉弁４７〜４９の開閉においては、たとえば、電気伝導度の判定値を設けて、この判定値により開閉の制御を行うことができる。蒸発工程の途中に開閉弁４７〜４９の開閉状態を制御することにより、凝縮水をそれぞれの種類ごとに分けて回収することができる。

ヒータ１６に供給された生蒸気は、ヒータ１６において熱交換を行うことにより、蒸気ドレンとなる。蒸気ドレンは、ドレンポンプ３７が駆動することにより、矢印８６に示すように系外に排出される。

本実施の形態においては、フラッシュ型蒸発器５１に処理液４５が補給されたり、フラッシュ型蒸発器５１から処理液４５が排出されたりすることがない遮断された状態で蒸発が行われる。このため、フラッシュ缶１１においては、処理液４５の液面が下がる。フラッシュ缶１１に残存する処理液４５は、濃縮されて体積が小さくなる。本実施の形態においては、フラッシュ缶１１に残存する体積が略４ｍ³になるまで濃縮を継続する。

本実施の形態における第１蒸発工程は、主タンクの水位計により計測された水位が既定の高さになった時に第１蒸発工程を終了する。本実施の形態においては、制御装置が水位計からの信号を受信して、フラッシュ型蒸発器５１を停止するように制御する。

次に、制御装置は、開閉弁２７，２９を開いた状態にして濃縮液ポンプ１４を駆動する。濃縮された処理液４５は、矢印８８に示すように濃縮液として排出される。排出された濃縮液は、たとえば、焼却処理などにより処分したり、再利用したりする。

次に、本実施の形態においては、バッチ処理にて処理液４５を蒸発させる第２蒸発工程を行う。本実施の形態の第２蒸発工程は、第１蒸発工程と同様の工程である。このように、本実施の形態においては、同様の蒸発工程を繰り返し行う。

図４を参照して、従来の技術においては、低沸点の物質を含む処理液の蒸発を行った場合、連続的に処理液４５が蒸発缶３１に供給されているために、蒸発缶３１から排出される蒸気には常に低沸点の物質が混入していた。すなわち、凝縮水には低沸点の物質が混入していた。また、高沸点の物質も連続的に高濃度の濃縮液から蒸発するために、凝縮水に混入する不純物の量が多くなっていた。

または、図４を参照して、蒸発缶３１に処理液４５を補給する一方で蒸発缶３１からの流出経路を遮断した状態で蒸発を行う方法が考えられる。この方法では、蒸発缶３１の処理液４５の水位が一定になるように、蒸発減量分の処理液４５が供給されながら濃縮が行われる。処理液４５が所定の濃度になったときに、蒸発を終了して濃縮された処理液４５を蒸発缶３１から取り出す。この方法においても、低沸点の物質を含む処理液４５の蒸発を行った場合、連続的に処理液４５が蒸発缶３１に供給されているために、蒸発缶３１から排出される蒸気には常に低沸点の物質が混入する。

図１を参照して、本実施の形態における濃縮装置は、フラッシュ型蒸発器５１への処理液４５の流入および処理液４５の流出が遮断された状態で運転を行なう。蒸発工程において、フラッシュ缶１１にて蒸発濃縮を行うと、蒸発の開始後、速やかに低沸点の物質が蒸気とともに排出され、この後、低沸点の物質が蒸気に混入することが抑制される。このように、多量の低沸点の物質が連続して凝縮水に混入することを防止できる。

一方で、高沸点の物質は、主に処理液４５の濃度が高くなったときに蒸気に混入して凝縮水の不純物になる。このため、低沸点の物質が混入する初期と、高沸点の物質が混入する終期との間の中期において、低沸点の物質および高沸点の物質の混入が抑制された凝縮水を得ることができる。本実施の形態においては、流路切替手段が排出流路を切り替えることにより、主に低沸点の物質が含まれる凝縮水、低沸点の物質および高沸点の物質の混入が抑制された凝縮水、および主に高沸点の物質が含まれる凝縮水に分別して回収することができる。

本実施の形態においては、検知手段としての電気伝導度計５５が配置され、凝縮器１８から排出される凝縮水の電気伝導度を計測することにより、凝縮水に含まれる不純物の濃度を測定することができる。さらに、凝縮水に含まれる不純物の濃度から蒸気に含まれる不純物の濃度を算出することができる。この結果、凝縮水を容易に複数種類に分けて回収することができる。

分別して回収した凝縮水のうち、蒸発の初期に排出された主に低沸点の物質を含む凝縮水、および蒸発の終期に排出された主に高沸点の物質を含む凝縮水は、たとえば焼却処理を行なうことができる。これに対して、凝縮水のうち蒸発の中期に排出される不純物の濃度が低い凝縮水は、たとえば、そのまま放流したり再使用したりすることができる。このように、凝縮水に含まれる物質の種類や濃度に応じて選択的な処理を行なうことができる。

従来の技術における生物処理においては、廃液の含有成分、微生物の種類または含有成分の濃度等によって、生物処理を行うための希釈が必要になる。たとえば、特定の有機物の濃度が高い場合には、バクテリア等の分解能力が不十分となるために希釈が必要になる。このため、廃液を処理する設備が大きくなってしまったり、処理量が少なくなったりしてしまう。本実施の形態における濃縮装置は、設備を小型にすることができる。また、廃液の含有成分等に関わらず処理を行うことができる。

本実施の形態においては、処理液に２種類の物質が含まれていたが、この形態に限られず、１種類の物質を含む処理液または３種類以上の物質を含む処理液に対しても本発明を適用することができる。

たとえば、処理液に低沸点の物質のみが含まれている場合には、蒸発工程の初期には、主に低沸点の物質が含まれている凝縮水が排出される。蒸発工程の中期以降においては、低沸点の物質の混入が少ない凝縮水が排出される。または、たとえば処理液に高沸点の物質のみが含まれている場合には、蒸発工程の初期および中期には、高沸点の物質の混入の少ない凝縮水が排出される。蒸発工程の終期においては、主に高沸点の物質が含まれる凝縮水が排出される。それぞれの凝縮水の回収においては、排出経路を変更することにより、処理液に含まれる物質に対応させて流路切替手段を制御することが好ましい。

本実施の形態における検知手段としての電気伝導度計は、凝縮器から排出される凝縮水の電気伝導度を計測するように配置されているが、この形態に限られず、凝縮水の電気伝導度を測定できる任意の位置に配置することができる。または、検知手段は、蒸気に混入する不純物の濃度を検知できれば、任意の形態を採用することができる。

本実施の形態の蒸発工程においては、高沸点の物質が蒸気に混入するまで蒸発を継続しているが、この形態に限られず、任意の時期に蒸発工程を終了しても構わない。たとえば、高沸点の物質が多量に凝縮水に混入する前に蒸発工程を終了しても構わない。

また、本実施の形態においては、初期凝縮水、中期凝縮水および終期凝縮水に分類して凝縮水を回収しているが、この形態に限られず、任意の期間で分離しても構わない。たとえば、初期と終期とに分離して回収しても構わない。さらに、本実施の形態においては、それぞれの期間に排出される凝縮水を分別しているが、この形態に限られず、任意の回収を行うことができる。たとえば、不純物が含まれる初期と後期との凝縮水を第１凝縮水として、不純物の混入が抑制された中期の凝縮水を第２凝縮水としても構わない。

本実施の形態おいては、主タンクの水位を計測して第１蒸発工程の終了時期を定めているが、この形態に限られず、たとえば、蒸気の凝縮水の電気伝導度を計測する電気伝導度計の測定値により第１蒸発工程の終了時期を定めても構わない。

本実施の形態における濃縮装置は、主タンクの内部を減圧するための排気機器と、主タンクに貯留する処理液を主タンクの上部から散布するための散布器と、主タンクの上部から散布される処理液を加熱するための加熱器とを備える。すなわち、本実施の形態における濃縮装置は、フラッシュ型蒸発器を備える。この構成により、主タンクの処理液を貯留する体積を大きくすることができて、高い濃度まで濃縮を行うことができる。

たとえば、図４に示す水平管型蒸発器においては、蒸発缶３１の内部に伝熱器３４が配置されているために、蒸発缶３１の内部空間のうち、処理液４５を貯留する空間が小さくなってしまう。図１を参照して、本実施の形態においては、フラッシュ缶１１の内部に伝熱器を配置する必要がないため、フラッシュ缶１１の内部に多くの処理液４５を投入することができる。この結果、高い濃度まで処理液の濃縮を行うことができる。または、主タンクとしてのフラッシュ缶１１の体積を小さくすることができ、濃縮装置の小型化を図ることができる。

また、第１蒸発器としてフラッシュ型蒸発器を採用することにより、処理液を加熱するための熱交換器にスラリーが付着することを抑制することができる。たとえば、図４に示す水平管型蒸発器においては、伝熱管３４ａの内部に蒸気が流れ、伝熱管３４ａの外面で処理液４５が加熱されるとともに蒸発される。このために、伝熱管３４ａの表面にスラリーが堆積し易くなる。図１を参照して、本実施の形態においては、ヒータ１６で処理液４５を加熱している。処理液４５がヒータ１６を通るときには、ヒータ１６の伝熱管の内部を通る。処理液４５は、循環ポンプ１３によって強制的に流されるために、ヒータ１６の伝熱管の内部でスラリーが堆積することを抑制できる。

本実施の形態における検知手段は、電気伝導度計を含むが、この形態に限られず、検知手段は、第１蒸発器から排出される蒸気に混入する不純物の濃度が検知可能に形成されていれば構わない。たとえば、既知の処理液を処理する場合には、主タンクに配置される水位計によって計測された水位を用いて、蒸気に混入する不純物の濃度が計測可能に形成されていても構わない。

本実施の形態においては、凝縮手段として凝縮器が配置されているが、この形態に限られず、凝縮手段としては蒸気を凝縮させる任意の構成を採用することができる。また、流路切替手段として排出流路に分岐が形成され、分岐の下流側のそれぞれの流路に開閉弁が配置されているが、この形態に限られず、流路切替手段は、流路を切り替える任意の構成を採用することができる。

本実施の形態における濃縮装置は、流路切替手段を備えているが、この形態に限られず、濃縮装置に接続される外部の装置に流路切替手段が配置されていても構わない。たとえば、濃縮装置に接続される凝縮水の回収装置に流路切替手段が配置されていても構わない。さらに、本実施の形態においては、濃縮装置の制御手段が、流路切替手段を制御しているが、この形態に限られず、流路切替手段は、外部の装置により制御されていても構わない。

また、本実施の形態における濃縮装置は、制御装置によって第１蒸発器の流入遮断弁および流出遮断弁の開閉を制御しているが、この形態に限られず、手動により流入遮断弁および流出遮断弁の開閉を行っても構わない。

本実施の形態においては、処理液や凝縮水の移送をポンプによって行っているが、この形態に限られず、移送が可能な任意の装置や方法を採用することができる。また、第１蒸発器としてフラッシュ型蒸発器が採用されているが、この形態に限られず、任意の蒸発器を採用することができる。

（実施の形態２）
図２を参照して、実施の形態２における濃縮装置および濃縮方法について説明する。図２は、本実施の形態における濃縮装置の概略図である。濃縮装置がフラッシュ型蒸発器を備え、フラッシュ型蒸発器にて生成される蒸気が凝縮器で凝縮されることは、実施の形態１と同様である。

本実施の形態における濃縮装置は、補助タンク１２を備える。本実施の形態における補助タンク１２は、フラッシュ缶１１よりも容積が小さく形成されている。本実施の形態においては、フラッシュ缶１１の容積が２５ｍ³であるのに対して、補助タンク１２の容積は５ｍ³である。

本実施の形態においては、フラッシュ缶１１と補助タンク１２との間を、処理液４５が相互に移送されるように形成されている。本実施の形態における濃縮装置は、フラッシュ缶１１の処理液４５を補助タンク１２に移送することができるように形成されている。濃縮液ポンプ１４の出口には、補助タンク１２に処理液を移送する管６３が接続されている。

また、濃縮装置は、補助タンク１２の処理液４５をフラッシュ缶１１に移送することができるように形成されている。本実施における濃縮装置は、移送ポンプ３９を備える。移送ポンプ３９は、補助タンク１２の内部とフラッシュ缶１１を接続する管６４に配置されている。

補助タンク１２からフラッシュ缶１１に処理液を移送するための管６４には、流入遮断弁としての開閉弁２８が配置されている。濃縮液ポンプ１４から補助タンク１２に向かう管６３には、開閉弁３０が配置されている。それぞれの開閉弁２８，３０は、流路を遮断したり開放したりできるように形成されている。

次に、本実施の形態における濃縮方法について説明する。本実施の形態においては、フラッシュ型蒸発器５１を閉じた系にして濃縮を行なう。始めに制御装置は、開閉弁２７，２８を閉じる状態に制御する。フラッシュ型蒸発器５１の処理液４５の流出経路が遮断される。

制御装置が開閉弁２６を開いた状態に制御することにより、矢印８０に示すように、処理液４５がフラッシュ缶１１に供給される。バッチ処理を行うための第１バッチの処理液４５が供給される。本実施の形態においては、処理液４５を略２０ｍ³供給する。制御装置が開閉弁２６を閉じた状態に制御することにより、フラッシュ型蒸発器５１の処理液４５の流入経路が遮断される。

次に、バッチ処理にて第１バッチの処理液４５を蒸発させる第１蒸発工程を行う。第１蒸発工程においては、フラッシュ缶１１の内部で、処理液４５を蒸発させる。本実施の形態における第１蒸発工程は、実施の形態１における第１蒸発工程と同様である。蒸気の凝縮水の回収についても実施の形態１と同様である。

本実施の形態における第１蒸発工程においては、濃縮された処理液４５のほぼ全てを補助タンク１２に移送できるまで継続する。本実施の形態においては、フラッシュ缶１１に残存する体積が略４ｍ³になるまで濃縮を継続する。フラッシュ缶１１に残存する処理液４５の体積が、補助タンク１２の容積よりも小さくなったときに第１蒸発工程を終了する。本実施の形態においては、主タンクの水位計により計測された水位が既定の高さになった時に第１蒸発工程を終了する。制御装置が水位計からの信号を受信して、フラッシュ型蒸発器５１を停止するように制御する。

次に、制御装置は、開閉弁２９を閉じた状態に制御して、開閉弁３０を開く状態に制御する。制御装置は、開閉弁２７を開いた状態にして濃縮液ポンプ１４を駆動する。濃縮された処理液４５は、矢印８９に示すように、管６３を通って補助タンク１２に移送される。本実施の形態においては、全ての濃縮液を補助タンク１２に移送して保管する。ここで、フラッシュ缶１１に残存する全ての濃縮液を補助タンク１２に移送せずに、一部の濃縮液を移送しても構わない。

次に、バッチ処理にて第２バッチの処理液４５を蒸発させる第２蒸発工程を行う。本実施の形態の第２蒸発工程は、第１蒸発工程と同様の工程である。制御装置は、開閉弁２７を閉じた状態に制御する。制御装置が開閉弁２６を開いた状態に制御することにより、矢印８０に示すように、第２バッチの処理液４５がフラッシュ缶１１に供給される。本実施の形態においては、第１バッチの処理液４５と同じ量の略２０ｍ³の処理液４５が投入される。フラッシュ缶１１に投入される処理液４５の量は、それぞれのバッチ処理毎に異なっていても構わない。

次に、制御装置は、第１蒸発工程と同様に開閉弁２６〜２８を閉じた状態に制御する。制御装置は、ヒータ１６に蒸気が供給された状態で、真空ポンプ２０および循環ポンプ１３を駆動する。処理液４５の濃縮が行なわれる。本実施の形態においては、第２蒸発工程においても、処理液４５の体積が略４ｍ³になるまで濃縮を行なっている。蒸気の凝縮水の回収については、第１蒸発工程と同様である。

第２蒸発工程が終了したら、補助タンク１２に貯留しておいた第１バッチの濃縮された処理液４５をフラッシュ缶１１に戻す。本実施の形態においては、制御装置の制御により開閉弁２８を開いて移送ポンプ３９を駆動する。矢印９０に示すように処理液４５をフラッシュ缶１１に移送する。本実施の形態においては、第１バッチで濃縮された処理液（略４ｍ³）と第２バッチ目で濃縮された処理液（略４ｍ³）とが混合されて、混合液（略８ｍ³）がフラッシュ缶１１に貯留される。

次に、濃縮された処理液４５を、バッチ処理にて更に濃縮する第３蒸発工程を行なう。制御装置は、開閉弁２６〜２８を閉じた状態に制御する。制御装置は、開閉弁４７，４８を閉状態に制御する。また、開閉弁４９を開状態に制御する。制御装置がヒータ１６、真空ポンプ２０および循環ポンプ１３を駆動する状態に制御することにより、処理液４５の濃縮を行なう。第３蒸発工程においては、濃縮された処理液４５が更に濃縮される。

本実施の形態の第３蒸発工程においては、既に濃縮された処理液の蒸発濃縮が行なわれる。濃縮された処理液には低沸点の物質がほとんど含まれないために、凝縮水には主に高沸点の物質が含まれる。蒸気の凝縮水は、主に高沸点の物質が含まれる第３凝縮水として回収される。

第３蒸発工程においては、たとえば、フラッシュ缶１１の内部の処理液４５の体積が略４ｍ³になるまで濃縮を行なう。本実施の形態においては、水位計により計測された水位を検知することにより第３蒸発工程を終了する。

第３蒸発工程が終了したら、制御装置は、開閉弁２７および開閉弁２９を開いた状態に制御する。制御装置は、開閉弁３０を閉じた状態に制御する。濃縮液ポンプ１４を駆動することにより、矢印８８に示すように、濃縮液を排出する。

濃縮装置においては、処理液が高い濃度まで濃縮されることが好ましい場合がある。たとえば、廃液の濃縮装置であれば、濃縮後の処理液が廃棄処分されるために、濃縮後の処理液の体積は小さいことが好ましい。しかしながら従来の技術においては、蒸発を行なっているときにも、濃度の低い処理液が蒸発缶に供給されるために、処理液を高い濃度まで濃縮することができなかった。

高い濃度まで濃縮を行なうためには、主タンクとしてのフラッシュ缶の容積を大きくすることが考えられるが、設備が非常に大きくなってしまう。本実施の形態における濃縮装置は、フラッシュ缶の容積を小さくすることができて、装置全体を小型にすることができる。

本実施の形態における濃縮装置は、第１蒸発工程にて処理液４５を濃縮した後に、補助タンク１２にて濃縮された処理液４５を保管しておくことができる。第２蒸発工程にて新たな処理液４５を濃縮した後に、補助タンク１２に溜めていた処理液４５をフラッシュ缶１１に戻して、さらに濃縮を行なうことができる。このため、処理液４５を高い濃度まで濃縮することができる。

蒸発器の主タンクは、濃縮運転を可能にするための最小保有水量を有する。本実施の形態においては、矢印８１，８２に示すように、循環流路において処理液４５を循環する必要があるために、この循環運転を可能にする最小保有水量以上の処理液４５をフラッシュ缶１１に保有しておく必要がある。従来の技術においては、この最小保有水量未満では運転を行なうことができずに濃縮の限界があった。しかし、本実施の形態においては、補助タンクを用いることにより、濃縮された処理液を一時的に保管することができて、更なる濃縮を行なうことができる。この結果、高い濃度まで濃縮を行なうことができる。

本実施の形態における補助タンクは、散布器から処理液を散布するために必要な主タンクの最小保有水量よりも容量が大きくなるように形成されている。この構成により、主タンクの処理液が最小保有水量になるまで濃縮を行った後に、濃縮された処理液の全てを補助タンクに移送することができて、効率よく濃縮を行うことができる。

本実施の形態においては、処理液に２種類の物質が含まれていたが、この形態に限られず、１種類の物質を含む処理液または３種類以上の物質を含む処理液に対しても本発明を適用することができる。

たとえば、処理液に低沸点の物質のみが含まれている場合には、第１蒸発工程および第２蒸発工程のそれぞれの工程において、初期には、主に低沸点の物質が含まれている凝縮水が排出される。蒸発工程の中期以降においては、低沸点の物質の混入が少ない凝縮水が排出される。第３蒸発工程においては、低沸点の物質の混入が少ない凝縮水が排出される。

または、たとえば処理液に高沸点の物質のみが含まれている場合には、第１蒸発工程および第２蒸発工程のそれぞれの工程において、初期および中期には、高沸点の物質の混入の少ない凝縮水が排出される。蒸発工程の終期においては、主に高沸点の物質が含まれる凝縮水が排出される。第３蒸発工程においては、主に高沸点の物質が含まれている凝縮水が排出される。

本実施の形態の第１蒸発工程および第２蒸発工程のそれぞれの工程においては、高沸点の物質が蒸気に混入するまで蒸発を継続しているが、この形態に限られず、任意の時期にそれぞれの蒸発工程を終了しても構わない。また、本実施の形態においては、第１蒸発工程、第２蒸発工程および第３蒸発工程の３回の蒸発工程を行っているが、この形態に限られず、任意の回数で蒸発工程を行うことができる。

本実施の形態においては、補助タンクを濃縮された処理液を一時的に溜めておくタンクとして用いているが、この形態に限られず、処理液に高沸点の物質が含まれ、低沸点の物質が含まれていない場合には、濃縮装置に供給される処理液（原液）を溜めておくタンクとして補助タンクを用いることができる。すなわち、蒸発器の主タンクに処理液を供給するときに、補助タンクにも処理液を溜めておいて、第１蒸発工程を行った後に、補助タンクの処理液を主タンクに加えて第２蒸発工程を行っても構わない。

本実施の形態においては、１個の主タンクに対して１個の補助タンクが配置されているが、主タンクおよび補助タンクの数に制限はなく、任意の個数を採用することができる。たとえば、補助タンクを複数配置して、主タンクでの濃縮および補助タンクへの移送を繰り返し行った後に、最終的に全ての補助タンクの濃縮液を主タンクに戻して、更なる濃縮を行なっても構わない。

その他の構成、方法、作用および効果については、実施の形態１と同様であるのでここでは説明を繰り返さない。

（実施の形態３）
図３を参照して、実施の形態３における濃縮装置および濃縮方法について説明する。

図３は、本実施の形態における濃縮装置の概略図である。濃縮装置がフラッシュ型蒸発器を備えることや補助タンクを備えることは実施の形態２と同様である。本実施の形態における濃縮装置は、熱効率の向上を図るための水蒸発器およびエゼクタを備える。

本実施の形態における濃縮装置は、第２蒸発器としての水平管型蒸発器５２を備える。水平管型蒸発器５２は、水蒸発器である。水蒸発器は、清浄な水を蒸発させて不純物の混入のない蒸気を生成する蒸発器である。

本実施の形態における水平管型蒸発器５２は、蒸発缶２１を含む。蒸発缶２１は、内部に空洞を有する。蒸発缶２１は、内部に清浄な水４２を溜めることができるように形成されている。

本実施の形態における水平管型蒸発器５２は、フラッシュ型蒸発器５１から排出される蒸気を凝縮させる凝縮手段としての伝熱器２４を含む。伝熱器２４は、蒸発缶２１の内部に配置されている。伝熱器２４は、伝熱管２４ａを含む。伝熱管２４ａは、水平方向に延びるように形成されている。伝熱器２４は、ヘッダ部２４ｂ，２４ｃを含む。ヘッダ部２４ｂは蒸気の入口側のヘッダ部であり、ヘッダ部２４ｃは蒸気の出口側のヘッダ部である。ヘッダ部２４ｂ，２４ｃには、複数の伝熱管２４ａが接続されている。

本実施の形態における水平管型蒸発器５２は、循環ポンプ２２を備える。水平管型蒸発器５２は、循環ポンプ２２に接続されている散布器２３を有する。散布器２３は、蒸発缶２１の内部に配置されている。散布器２３は、伝熱器２４の上側に配置されている。散布器２３は、伝熱管２４ａに処理液を散布するように形成されている。

本実施の形態における濃縮装置は、フラッシュ型蒸発器５１を備える。フラッシュ缶１１の蒸気の出口には、管６２が接続されている。管６２は、水平管型蒸発器５２の伝熱器２４のヘッダ部２４ｂに接続されている。フラッシュ型蒸発器５１にて生成される蒸気は、伝熱器２４に供給されている。水平管型蒸発器５２は、フラッシュ型蒸発器５１にて生成される蒸気を熱源として水４２を蒸発する。

本実施の形態における濃縮装置は、真空ポンプ２０を備える。真空ポンプ２０は、伝熱器２４のヘッダ部２４ｃに接続されている。真空ポンプ２０が駆動することにより、伝熱器２４および管６２を通じて、フラッシュ缶１１の内部が減圧されるように形成されている。

本実施の形態における濃縮装置は、エゼクタ１７を備える。エゼクタ１７は、ヒータ１６に供給される生蒸気が通る管６６に配置されている。エゼクタ１７には、水平管型蒸発器５２で生成された蒸気がエゼクタ１７に供給されるように管６９が接続されている。エゼクタ１７の出口は、ヒータ１６に接続されている。ヒータ１６の凝縮水の出口は、水平管型蒸発器５２の蒸発缶２１に接続されている。

本実施の形態における濃縮装置は、凝縮水ポンプ２５を備える。凝縮水ポンプ２５は、伝熱器２４のヘッダ部２４ｃに管６５を介して接続されている。凝縮水ポンプ２５の出口には、伝熱器２４のヘッダ部２４ｃに戻る管６０が接続されている。管６０は、凝縮水ポンプ２５のミニマムフローラインを構成する。凝縮水の一部をヘッダ部２４ｃに戻すことにより、凝縮水ポンプ２５の空運転を防止する。

本実施の形態における濃縮装置は、検知手段としてフラッシュ缶１１から排出された蒸気の凝縮水の電気伝導度を測定するための電気伝導度計５５を備える。本実施の形態における電気伝導度計５５は、管６０に配置されている。

本実施の形態における濃縮装置において、フラッシュ型蒸発器５１にて処理を行なう方法については実施の形態２と同様である。本実施の形態における濃縮装置において、フラッシュ缶１１にて生成される処理液４５の蒸気は、矢印９１に示すように、管６２を通って伝熱器２４に送られる。

フラッシュ缶１１にて生成された蒸気は、伝熱器２４において、水４２と熱交換を行って凝縮水４６になる。凝縮水４６は、矢印９２，９４に示すように、凝縮水ポンプ２５によって排出される。凝縮水４６の一部は、矢印９３に示すように、伝熱器２４のヘッダ部２４ｃに戻される。凝縮水４６の回収方法は、実施の形態２と同様である。

水平管型蒸発器５２においては、蒸発缶２１の内部に貯留する水４２が、矢印９６，９７に示すように、循環ポンプ２２によって散布器２３に送られる。水は、散布器２３によって、伝熱管２４ａの外側の表面に散布される。水の一部は、伝熱管２４ａの外側の表面において蒸気になる。蒸発缶２１の内部で発生した蒸気の一部は、矢印９８に示すように、管６９を通ってエゼクタ１７に吸引される。

エゼクタ１７の出口からは、蒸発缶２１の内部で生成された蒸気の一部が吸引されて吸引蒸気よりも昇温された混合蒸気が排出される。エゼクタ１７では、蒸気が圧縮されて出口での温度が高くなる。このため、高い温度の蒸気をヒータ１６に供給することができる。

ヒータ１６においては、混合蒸気と処理液４５との熱交換が行われて、処理液４５が加熱される。ヒータ１６を通った蒸気は凝縮して、矢印９５に示すように、蒸発缶２１に凝縮水として移送される。伝熱管２４ａの表面に散布された水４２は、一部が蒸発して蒸気となるとともに、一部が液滴４１となって落下する。液滴４１は、ヒータ１６から排出された凝縮水と混合されて加熱される。蒸発缶２１の内部で生じる蒸気のうち、過剰な蒸気は、矢印１００に示すように、図示しない凝縮器に導かれることにより回収される。

本実施の形態における濃縮装置においては、フラッシュ型蒸発器５１にて生成される蒸気の排熱を利用して、処理液を加熱するための新たな蒸気を生成することができる。この蒸気にて処理液を加熱することができるために、熱効率が向上する。特に、ヒータに供給する蒸気を生成するために水蒸発器とエゼクタとを組み合わせた構成を採用することにより、生蒸気を減らすことが可能になって熱効率が向上する。

本実施の形態において、矢印９８に示すエゼクタ１７に供給される蒸気は、水蒸発器の蒸気である。この蒸気は、有機物などの不純物が含まれていない蒸気である。このため、蒸発缶２１に貯留する水４２および矢印１００に示すように排出される蒸気にも、有機物などの不純物は含まれていない。本実施の形態において、フラッシュ缶１１の出口に接続されている系統は、ヒータ１６に蒸気を送る系統と隔離されている。このために、ヒータ１６に蒸気を送る系統に有機物などの不純物が混入することを回避できる。この結果、有機物などの不純物が含まれた凝縮水を少なくすることができる。

その他の構成、方法、作用および効果については、実施の形態１および２と同様であるのでここでは説明を繰り返さない。

上記に記載の実施の形態は、本発明を限定するものではなく例示である。また、それぞれの図において、同一の部分および相当する部分には、同一の符号を付している。

実施の形態１における濃縮装置の概略系統図である。 実施の形態２における濃縮装置の概略系統図である。 実施の形態３における濃縮装置の概略系統図である。 従来の技術における濃縮装置の主要部の概略図である。

符号の説明

１１ フラッシュ缶
１２ 補助タンク
１３ 循環ポンプ
１４ 濃縮液ポンプ
１５ 散布器
１６ ヒータ
１７ エゼクタ
１８ 凝縮器
１９ 凝縮水ポンプ
２０ 真空ポンプ
２１，３１ 蒸発缶
２２，３２ 循環ポンプ
２３，３３ 散布器
２４，３４ 伝熱器
２４ａ，３４ａ 伝熱管
２４ｂ，２４ｃ，３４ｂ ヘッダ部
２５，３６ 凝縮水ポンプ
２６〜３０，４７〜４９ 開閉弁
３５ 凝縮器
３７ ドレンポンプ
３９ 移送ポンプ
４１ 液滴
４２ 水
４５ 処理液
４６ 凝縮水
５１ フラッシュ型蒸発器
５２，５３ 水平管型蒸発器
５５ 電気伝導度計
６０〜６６，６８，６９ 管
７０〜７６，８０〜１０２ 矢印

Claims (9)

1. 処理液を貯留する主タンクを含み、前記処理液を加熱して蒸気を排出する第１蒸発器と、
   前記第１蒸発器への前記処理液の流入経路を遮断する流入遮断弁と、
   前記第１蒸発器からの前記処理液の流出経路を遮断する流出遮断弁と、
   前記流入遮断弁および前記流出遮断弁の開閉を制御する制御手段と、
   前記第１蒸発器から排出される蒸気に混入する不純物の濃度を検知する検知手段と、
   前記第１蒸発器から排出される蒸気を凝縮する凝縮手段と、
   前記凝縮手段から排出される凝縮水の流路を切り替える流路切替手段と、
   清浄な水を蒸発させる第２蒸発器とを備え、
   前記制御手段は、前記第１蒸発器において前記処理液を蒸発させるときに、前記流入遮断弁および前記流出遮断弁を全閉に制御し、また、前記制御手段は、前記検知手段からの信号を受信して、前記流路切替手段を制御するように形成されており、
   前記第１蒸発器は、前記処理液を加熱する加熱器を含み、前記加熱器は、前記第２蒸発器から排出される蒸気と前記処理液との熱交換を行うように形成され、
   前記第２蒸発器は、前記第１蒸発器から排出される蒸気と前記清浄な水との熱交換を行う伝熱器を含み、前記伝熱器で熱交換を行った蒸気の凝縮水を排出するように形成されており、
   前記主タンクで濃縮した前記処理液を貯留する補助タンクをさらに備え、前記主タンクと前記補助タンクとの間には、前記処理液を相互に移送するための２つの流路が形成されているとともに、前記両流路には、流路を遮断または開放する開閉弁が設けられており、
   前記制御手段は、前記第１蒸発器の主タンクに供給されて蒸発濃縮された第１バッチの前記処理液を補助タンクに移送して保管するとともに、前記主タンクに供給された第２バッチの前記処理液を蒸発させた後、前記補助タンクの第１バッチの前記処理液を前記主タンクに移送して蒸発濃縮された第２バッチの前記処理液と混合し、前記主タンクの内部の前記処理液を蒸発させるように、前記流出遮断弁および前記両開閉弁を制御する、濃縮装置。
2. 蒸気を生成する蒸気生成機器と、
   前記蒸気生成機器に接続され、前記加熱器に蒸気を供給するためのエゼクタとを備え、
   前記エゼクタは、前記蒸気生成機器から排出される蒸気の流れにより、前記第２蒸発器から排出される蒸気の一部を吸引して、吸引された蒸気よりも温度の高い混合蒸気を生成するように形成され、
   前記加熱器は、前記混合蒸気と前記処理液とが熱交換を行うように形成されている、請求項１に記載の濃縮装置。
3. 前記第１蒸発器は、前記主タンクの内部を減圧する排気機器と、前記主タンクの上部に配置されている散布器とを含み、
   前記散布器は、前記加熱器に接続され、前記加熱器にて加熱された前記処理液を、前記主タンクの内部に散布するように形成されている、請求項１または２に記載の濃縮装置。
4. 前記第１蒸発器は、加熱された前記処理液を飽和蒸気圧以下の圧力の雰囲気中に配置することによりフラッシュ蒸発を行うフラッシュ型蒸発器である、請求項３に記載の濃縮装置。
5. 前記検知手段は、前記第１蒸発器から排出される蒸気の凝縮水の電気伝導度を計測する電気伝導度計、および前記主タンクの水位を計測する水位計のうち少なくとも一方を含む、請求項１から４のいずれかに記載の濃縮装置。
6. 前記流路切替手段は、前記凝縮手段から排出される凝縮水を、第１凝縮水の排出流路、第２凝縮水の排出流路または第３凝縮水の排出流路のいずれかに導くように構成されており、
   前記制御手段は、前記検知手段により検知された蒸気に混入する不純物の濃度に基づいて、前記流路切替手段を制御することにより、前記凝縮手段から排出される凝縮水を第１凝縮水〜第３凝縮水に分けて回収する、請求項１から５のいずれかに記載の濃縮装置。
7. 第１蒸発器によって処理液を蒸発させる蒸発工程と、
   前記第１蒸発器から排出される前記処理液の蒸気を凝縮する凝縮工程と、
   前記第１蒸発器から排出される蒸気の不純物の濃度を検知する検知工程とを含み、
   前記蒸発工程は、前記第１蒸発器の主タンクに第１バッチの前記処理液を流入する工程と、
   前記第１蒸発器への前記処理液の流入および前記第１蒸発器からの前記処理液の流出を遮断した状態で、前記主タンクの内部の第１バッチの前記処理液を蒸発させる第１蒸発工程と、
   蒸発濃縮された第１バッチの前記処理液を補助タンクに移送して保管する工程と、
   前記主タンクに第２バッチの前記処理液を流入する工程と、
   前記第１蒸発器への前記処理液の流入および前記第１蒸発器からの前記処理液の流出を遮断した状態で、前記主タンクの内部の第２バッチの前記処理液を蒸発させる第２蒸発工程と、
   前記補助タンクの第１バッチの前記処理液を前記主タンクに移送して、蒸発濃縮された第２バッチの前記処理液と混合する工程と、
   前記第１蒸発器への前記処理液の流入および前記第１蒸発器からの前記処理液の流出を遮断した状態で、前記主タンクの内部の前記処理液を蒸発させる第３蒸発工程とを含む、濃縮方法。
8. 前記第１蒸発器は、加熱された前記処理液を飽和蒸気圧以下の圧力の雰囲気中に配置することによりフラッシュ蒸発を行うフラッシュ型蒸発器であり、
   前記処理液を加熱する加熱器と、前記主タンクの内部を減圧する排気機器と、前記主タンクの上部に配置されている散布器とを含み、
   前記散布器は、前記加熱器に接続され、前記加熱器にて加熱された前記処理液を、前記主タンクの内部に散布するように形成されている、請求項７に記載の濃縮方法。
9. 前記凝縮工程で排出される凝縮水の流路を切り替える流路切替工程をさらに含み、
   前記流路切替工程では、前記凝縮工程で排出される凝縮水を、第１凝縮水の排出流路、第２凝縮水の排出流路または第３凝縮水の排出流路のいずれかに導くように構成されており、前記検知工程で検知された蒸気に混入する不純物の濃度に基づいて、前記凝縮工程で排出される凝縮水を第１凝縮水〜第３凝縮水に分けて回収する、請求項７または８に記載の濃縮方法。

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