JP6016079B2 - Fluid purification device - Google Patents
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Description
本発明は、浄化対象流体と酸化剤との混合流体を反応槽の中で加熱及び加圧して浄化対象流体の酸化分解反応を発生させ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 generates a oxidative decomposition reaction of a purification target fluid by heating and pressurizing a mixed fluid of the purification target fluid and an oxidant in a reaction tank.
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、油など、微生物による分解速度が遅い難分解性有機物を多く含む廃水を処理することもできなかった。 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, it has not been possible to treat wastewater containing a large amount of hardly decomposable organic substances, such as oil, which are slow to decompose by microorganisms.
一方、近年、処理対象流体としての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、プラスチック微粒子含有廃水、難分解性有機物含有廃水なども、良好に浄化することができる。 On the other hand, in recent years, a fluid purification device has been developed that purifies wastewater by oxidizing and decomposing organic matter in the mixed fluid while heating and pressurizing a mixed fluid of wastewater as a treatment target fluid and an oxidant such as air. became. 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, high-concentration organic solvent wastewater, plastic fine particle-containing wastewater, hardly-decomposable organic matter-containing wastewater, and the like, which could not be obtained by biological treatment, can be purified well.
このような流体浄化装置としては、特許文献1に記載のものが知られている。この流体浄化装置は、有機物の酸化分解を促進するための触媒を反応槽の中に配設している。触媒は、蜂の巣状のハニカム構造になっている。そして、ハニカム構造の複数の管状空間内に受け入れた廃水と酸化剤との混合流体における有機物の酸化分解を促す。かかる構成によれば、触媒によって有機物の酸化分解を促すことで、難分解性の有機物でも良好に酸化分解することができる。
As such a fluid purification device, the one described in
しかしながら、この流体浄化装置においては、無機微粒子が触媒の管状空間の壁に析出、付着して管状空間を閉塞してしまうおそれがあった。触媒の管状空間は反応槽の中における混合流体の搬送経路になっていることから、管状空間が無機微粒子等によって詰まると(以下、触媒の目詰まりという)、反応槽の中で混合流体を良好に搬送することができなくなってしまう。 However, in this fluid purification device, there is a possibility that the inorganic fine particles are deposited and adhered to the wall of the tubular space of the catalyst and block the tubular space. Since the tubular space of the catalyst is a transport path for the mixed fluid in the reaction tank, if the tubular space is clogged with inorganic fine particles (hereinafter referred to as clogging of the catalyst), the mixed fluid is excellent in the reaction tank. Can no longer be transported.
このため、反応槽の中に配設した触媒については、定期的に反応槽から取り出して無機塩類などの析出物を洗浄することが望ましい。ところが、この際、反応槽に対する廃水や酸化剤の圧送を停止させた状態で、反応槽の中の混合流体を冷やしたり、混合流体の圧力を下げたりしてから、触媒を反応槽から取り出す必要がある。そのために、流体浄化装置の運転を長時間停止しなければならず、それによる装置のダウンタイムの発生を考慮して、短時間で多量の浄化対象流体を浄化できるように流体浄化装置を設計すると、大幅なコストアップを引き起こしてしまう。 For this reason, about the catalyst arrange | positioned in a reaction tank, it is desirable to take out from a reaction tank regularly and wash | clean precipitates, such as inorganic salts. However, at this time, it is necessary to take out the catalyst from the reaction tank after cooling the mixed fluid in the reaction tank or lowering the pressure of the mixed fluid in a state where the pumping of waste water or oxidant to the reaction tank is stopped. There is. Therefore, the fluid purification device must be stopped for a long time, and the fluid purification device is designed so that a large amount of fluid to be purified can be purified in a short time in consideration of the occurrence of downtime of the device. , Will cause a significant cost increase.
本発明者らは、触媒の目詰まりについて鋭意研究を行ったところ、目詰まりは、触媒の全域のうち、反応槽内での流体搬送方向における上流側端部の領域で主に発生することがわかった。 As a result of intensive research on the clogging of the catalyst, the present inventors have found that the clogging mainly occurs in the region of the upstream end in the fluid conveyance direction in the reaction tank in the entire area of the catalyst. all right.
また、本発明者らは、触媒の目詰まりの発生を低減する狙いで、次のような実験を行ってみた。即ち、触媒の近傍であって且つ触媒よりも流体搬送方向の上流側に、網目状の構造をした析出物捕捉部材を配設して、この析出物捕捉部材に対して浄化対象流体と酸化剤との混合流体中に含まれる析出物を積極的に付着させる実験である。すると、触媒よりも上流側で混合流体中の析出物を析出物捕捉部材に良好に付着させて、触媒への析出物の付着を大幅に抑えることができた。 In addition, the present inventors performed the following experiment with the aim of reducing the occurrence of clogging of the catalyst. That is, a precipitate capturing member having a mesh structure is provided in the vicinity of the catalyst and upstream of the catalyst in the fluid conveyance direction, and the fluid to be purified and the oxidant are disposed on the precipitate capturing member. This is an experiment in which deposits contained in the fluid mixture are positively adhered. Then, the deposit in the mixed fluid was satisfactorily adhered to the deposit capturing member on the upstream side of the catalyst, and adhesion of the deposit to the catalyst was greatly suppressed.
ところが、多量の析出物を付着させた析出物捕捉部材が目詰まりすることから、触媒の代わりに析出物捕捉部材を定期的に反応槽から取り出して洗浄する必要が生じた。このため、触媒の目詰まりの発生を抑えることができたにもかかわらず、装置のダウンタイムを低減することができなかった。 However, since the deposit capturing member to which a large amount of deposit is adhered is clogged, it is necessary to periodically remove the precipitate capturing member from the reaction vessel instead of the catalyst and clean it. For this reason, although the occurrence of clogging of the catalyst could be suppressed, the downtime of the apparatus could not be reduced.
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、触媒とは別に配設した析出物捕捉部材を反応槽から取り出すことによる装置のダウンタイムの発生を低減す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 an object of the present invention is to reduce the occurrence of downtime of an apparatus caused by taking out a precipitate capturing member arranged separately from a catalyst from a reaction vessel. It is an object of the present invention to provide a fluid purification device capable of performing the above.
上記目的を達成するために、本発明は、浄化対象流体に含まれる有機物の酸化分解反応を発生させるための反応槽と、前記反応槽の中に浄化対象流体を圧送する浄化前流体圧送手段と、前記反応槽の中に酸化剤を圧送する酸化剤圧送手段と、前記反応槽の中の流体を加熱する加熱手段と、浄化対象流体に含まれる有機物の酸化分解を促すために前記反応槽の中に配設される触媒とを有し、前記反応槽の中で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前記反応槽内における流体搬送方向の上流側から下流側に向けて送る過程で前記浄化対象流体中の有機物を酸化分解し、この酸化分解によって浄化された浄化済み流体及び触媒を前記反応槽における前記下流側の端部から排出する流体浄化装置において、前記混合流体を自らの複数の貫通口に透過させる過程で前記混合流体中の析出物を自らに付着させて捕捉する複数の析出物捕捉部材と、それら析出物捕捉部材を、前記反応槽の中で前記触媒よりも前記上流側の位置にてそれぞれ前記流体搬送方向に直交する方向に延在させた姿勢で前記流体搬送方向に沿って並べた状態で、それら析出物捕捉部材の前記上流側から前記下流側に向けての移動を阻止しつつ前記下流側から前記上流側に向けての移動を許容するように、それら析出物捕捉部材をそれぞれ保持する保持手段と、反応槽の中で前記混合流体の前記下流側から前記上流側に向けての流れである逆流を発生させる逆流発生手段と、所定のタイミングで前記逆流発生手段を駆動して逆流を発生させることで、複数の前記析出物捕捉部材のうち、少なくとも最上流側に位置している析出物捕捉部材を前記保持手段上で前記下流側から前記上流側に向けて移動させて前記保持手段から離脱させる離脱処理を実施する制御手段とを設けたことを特徴とするものである。 To achieve the above object, the present invention provides a reaction tank for generating an oxidative decomposition reaction of an organic substance contained in a purification target fluid, and a pre-purification fluid pumping means for pumping the purification target fluid into the reaction tank. An oxidant pumping means for pumping an oxidant into the reaction tank, a heating means for heating a fluid in the reaction tank, and a reaction tank for promoting oxidative decomposition of organic substances contained in the fluid to be purified. A catalyst disposed in the reaction vessel, and pressurizing and heating a mixed fluid of the purification target fluid and the oxidant in the reaction vessel from the upstream side to the downstream side in the fluid conveyance direction. In the fluid purification device for oxidatively decomposing organic matter in the fluid to be purified in the process of sending the fluid and discharging the purified fluid and catalyst purified by the oxidative decomposition from the downstream end of the reaction tank, the mixing Fluid A plurality of precipitate trapping members for trapping the precipitates in the mixed fluid by adhering to them in the process of permeating through a plurality of through-holes, and the precipitate trapping members in the reaction tank rather than the catalyst From the upstream side of the precipitate capturing member toward the downstream side in a state of being arranged along the fluid conveyance direction in a posture extending in a direction perpendicular to the fluid conveyance direction at each upstream position. Holding means for holding each of the precipitate capturing members so as to allow movement from the downstream side toward the upstream side while preventing movement of the mixed fluid from the downstream side of the mixed fluid in a reaction tank By generating a backflow by driving the backflow generation means at a predetermined timing and generating a backflow that is a flow toward the upstream side, at least the most of the plurality of precipitate trapping members. Upstream And a control means for carrying out a detachment process for moving the precipitate capturing member located on the holding means from the downstream side toward the upstream side so as to be detached from the holding means. Is.
本発明では、反応槽内における触媒よりも流体搬送方向の上流側の位置に配設された析出物捕捉部材が混合流体中の析出物を自らに付着させることで、自らよりも流体搬送方向の下流側にある触媒への析出物の付着を抑える。この析出物捕捉部材は、流体搬送方向と直交する方向に延在する姿勢で、流体搬送方向に沿って複数並べられた状態で保持手段によって保持されている。析出物捕捉部材に対する析出物の付着は、複数の析出物捕捉部材のうち、主に最上流側の析出物捕捉部材で発生する。このため、複数の析出物捕捉部材のうち、最上流側に位置する析出物捕捉部材が一番初めに目詰まりを起こす。そして、制御手段が離脱処理を実施して反応槽内で混合流体を逆流させることで、目詰まりによって混合流体の流れに乗り易くなっている最上流側の析出物捕捉部材を、保持手段上で逆流方向に移動させて保持手段から離脱させる。保持手段から離脱した析出物捕捉部材は、流体搬送方向に直行する方向に延在する姿勢を保持手段によって保たれることがなくなることから、直行する方向から傾いた姿勢をとるようになる。これにより、析出物捕捉部材と反応槽の内壁との間に大きな隙間が形成されて、流体がその隙間を経由して流れるようになる。そして、保持手段によって保持されている別の析出物捕捉部材を経由してから、反応槽の外に排出される。その後、保持手段上で新たに最上流側に位置するようになった析出物捕捉部材が目詰まりすると、同様の離脱処理を実施してその析出物捕捉部材を保持手段から離脱させる。このようにして離脱処理を繰り返し実行することで、保持手段に保持される析出物捕捉部材が無くなるまで、反応槽からの析出物捕捉部材の取り出しを不要にする。これにより、析出物捕捉部材を反応槽から取り出すことによる装置のダウンタイムの発生を低減することができる。 In the present invention, the precipitate capturing member disposed at a position upstream of the catalyst in the reaction tank in the fluid conveyance direction attaches the precipitate in the mixed fluid to itself, thereby allowing the precipitate in the fluid conveyance direction to be greater than itself. Suppresses deposits on the downstream catalyst. The precipitate capturing member is held by a holding unit in a state in which the precipitate capturing member extends in a direction perpendicular to the fluid conveyance direction and is arranged in a plurality along the fluid conveyance direction. The deposit adheres to the precipitate trapping member, mainly among the plurality of precipitate trapping members, on the most upstream side of the precipitate trapping member. For this reason, among the plurality of precipitate capturing members, the precipitate capturing member located on the most upstream side is clogged first. Then, the control means performs the separation process and causes the mixed fluid to flow backward in the reaction tank, so that the deposit collecting member on the uppermost stream side that is easy to ride the flow of the mixed fluid due to clogging is placed on the holding means. It is moved away from the holding means by moving in the reverse flow direction. The precipitate capturing member detached from the holding means does not hold the posture extending in the direction perpendicular to the fluid conveyance direction by the holding means, and thus takes a posture inclined from the perpendicular direction. As a result, a large gap is formed between the precipitate capturing member and the inner wall of the reaction tank, and the fluid flows through the gap. Then, after passing through another precipitate capturing member held by the holding means, it is discharged out of the reaction vessel. Thereafter, when the precipitate capturing member newly positioned on the uppermost stream side on the holding means is clogged, the same separation process is performed to release the precipitate capturing member from the holding means. By repeatedly executing the detachment process in this manner, it becomes unnecessary to take out the precipitate capturing member from the reaction tank until there is no precipitate capturing member held by the holding means. Thereby, generation | occurrence | production of the down time of an apparatus by taking out a deposit capture | acquisition member from a reaction tank can be reduced.
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1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などを備えている。また、出口圧力計12、出口弁13、給送二重管15、搬送管16、反応槽20、反応槽ヒーター23、温度計24、反応第1圧力計29a、反応第2圧力計29b、原水タンク弁30、予備加熱ヒーター33なども備えている。更には、熱媒体弁34、逆流ポンプ37、第1逆流弁38、冷却装置39、逆流圧力計40、第2逆流弁41、気液分離器45、図示しない制御部なども備えている。
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. 1 is a schematic configuration diagram illustrating a fluid purification device according to an embodiment. The fluid purification device according to the embodiment includes a
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、次に列記する機器の分だけ有している。即ち、攪拌機2、原水供給ポンプ3、酸化剤圧送ポンプ6、熱交換ポンプ11、反応槽ヒーター23、原水タンク弁30、予備加熱ヒーター33、逆流ポンプ37、第1逆流弁38、冷却装置39、及び第2逆流弁41である。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 has a power feeding circuit composed of a combination of an earth leakage breaker, a magnet switch, a thermal relay, and the like for the devices listed next. That is, the
原水圧力計4、酸化剤圧力計7、出口圧力計12、反応第1圧力計29a、反応第2圧力計29b、逆流圧力計40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、反応槽内の先端側領域の温度を検知してそ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
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が未処理の状態で貯留されている。廃水は、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
攪拌機2は、浄化対象流体としての廃水を撹拌することで、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。廃水を圧送するための高圧ポンプからなる原水供給ポンプ3には、原水タンク弁30を介して原水タンク1が接続されている。原水タンク弁30は、モータバルブからなり、制御部からの指令によって弁を自動で開閉することができる。通常運転時には、原水タンク弁30が開かれている。これにより、原水供給ポンプ3が原水タンク1内の廃水を吸引して、後述する給送二重管15に向けて圧送する。
The
原水供給ポンプ3の吐出管に接続されている原水入口弁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について、原水供給ポンプ3側から後述する給送二重管15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 raw
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を介して給送二重管15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側から給送二重管15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 feeds air taken in as an oxidant to the feed
給送二重管15は、図2に示されるように、外管15aとこれの内側に配設された内管15bとからなる二重管構造になっている。そして、原水供給ポンプ(図1の3)から圧送されてくる廃水Wを内管15b内に受け入れて、後述する反応槽(図1の20)内に流入させる。また、酸化剤圧送ポンプ(図1の6)から圧送されてくる空気を内管15bと外管15aとの間の空間に受け入れて、後述する反応槽に流入させる。
As shown in FIG. 2, the feeding
図1において、原水供給ポンプ3の駆動による廃水の流入圧力は、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の流入圧力と、反応槽20内の圧力とは、ほぼ同じになる。
In FIG. 1, the inflow pressure of wastewater by driving the raw
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。
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
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。 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.
図1に示されるように、給送二重管15の外面には、給送二重管15の内管(図2の15b)と外管(図2の15a)との間を流れる空気を予備加熱するための予備加熱ヒーター33が取り付けられている。給送二重管15内において、内管と外管との間を流れる空気は、予備加熱ヒーター33によって予備加熱された後に、反応槽20内に圧送される。
As shown in FIG. 1, air flowing between the inner pipe (15b in FIG. 2) and the outer pipe (15a in FIG. 2) of the feeding
図3は、反応槽20を示す縦断面図である。給送二重管15と、反応槽20の図中左側の端部とは、入口カップリング17によって連結されている。なお、反応槽20の内壁の表面には、チタンなどからなる耐食層がコーティングされている。反応槽20の基材は、ステンレス(SUS304、SUS316)、インコネル625、ニッケル合金など、強度に優れた金属材からなる。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、反応槽20の厚みは肉厚になっている。
FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing the
給送二重管15の内管15b内で反応槽20に向けて圧送される廃水Wや、給送二重管15の内管15bと外管15aとの間の空間内で反応槽20に向けて圧送される空気Aは、反応槽20における図中左側端部に流入する。そして、廃水Aと空気Aとは互いに混合して混合流体になりながら、反応槽20内を図中左側から右側に向けて移動する。
Waste water W that is pumped toward the
図3において、反応槽20内では、廃水W中の有機物が分解されるのに伴って、塩酸や硫酸が発生して、反応槽20の内壁を強い酸性下におくことがある。このため、反応槽20の内壁には、図示しない耐食層がコーティングされているのである。
In FIG. 3, in the
反応槽20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。反応槽20内の圧力は、出口弁(図1の13)によって調整される。この出口弁は、反応槽20内の圧力が閾値よりも高くなると、自動で弁を開いて反応槽20内の混合流体を外部に排出することで、反応槽20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
反応槽20の混合流体は、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、反応槽20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反応槽ヒーター(図1の23)を発熱させて、反応槽20内の混合流体の温度を200〜700℃まで昇温させる。
In addition to the high pressure, the mixed fluid in the
図3において、反応槽20内の混合流体中で有機物の酸化分解が開始されると、その酸化分解に伴って熱が発生する。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、反応槽ヒーター23による加熱を行い、酸化分解が開始された後には、反応槽ヒーター23に対する電源をオフにすることができる。そこで、プログラマブルシーケンサーは、温度計(図1の24)による検知結果が所望の温度以上になった場合には、反応槽ヒーター23をオフにする。
In FIG. 3, when the oxidative decomposition of the organic substance is started in the mixed fluid in the
なお、反応槽20の外周面に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、反応槽20内の混合流体の温度を調整することが可能になる。
In the case where a heat exchanger is provided on the outer peripheral surface of the
反応槽20内を図中左側から右側に向けて移動する混合流体の中では、有機物の酸化分解が急速に進行していく。そして、反応槽20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。
In the mixed fluid moving in the
反応槽20の図中右側端部(後端部)には、出口カップリング18を介して、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、反応槽20内から搬送管16に排出される。
A
反応槽20内の全域のうち、流体搬送方向の下流側端部の領域には、触媒25が充填されている。この触媒25は、ハニカム構造になっており、ハニカム構造における複数の管状空間を反応槽20の長手方向に沿わせる姿勢になっている。そして、反応槽20内で図中左側から右側に移動する混合流体を複数の管状空間の中に受け入れて、反応槽20における下流端まで導く。この過程で、混合流体が触媒の管状空間の内壁に触れると、混合流体中の有機物の酸化分解が促進される。
Of the entire region in the
廃水中に含まれる有機物の殆どは、触媒25の助けを借りることなく、反応槽20の上流側の端部領域で速やかに酸化分解される。ところが、一部の有機物は、あまり酸化分解されずに、反応槽20の下流側端部付近まで移動してくる。そこで、反応槽20の下流側端部付近に触媒25を配設して、残った有機物の酸化分解を促している。
Most of the organic substances contained in the wastewater are rapidly oxidatively decomposed in the end region on the upstream side of the
触媒25の量は、廃水中に含まれる有機物の量や、反応槽20内における流体搬送速度などに基づいて設定されている。このため、触媒25を通り過ぎた混合流体中には、有機物が殆ど含まれていない。触媒25としては、Ru、Pd、Rh、Pt、Au、Ir、Os、Fe、Cu、Zn、Ni、Co、Ce、Ti、MnおよびCのうち、少なくとも何れか1つの元素を含むものを用いることが望ましい。
The amount of the
反応槽20内の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 the temperature and pressure conditions in the
また、反応槽20内の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、反応槽20内で混合流体中の廃水を高温高圧蒸気にしてもよい。
Further, as the conditions of the temperature and pressure in the
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。なお、搬送管16の内側には、耐食性に優れた金属材料からなる耐食層が被覆されている。
In the
図1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、熱交換器9は、搬送管16の外壁と熱交換流体との熱交換を行う。
In FIG. 1, a
反応槽20の運転時には、非常に高温の流体が搬送管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。
When the
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。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。
The heat exchange fluid heated through the
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。
In the vicinity of the
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。
A heat exchange thermometer (not shown) that detects the temperature of the heat exchange fluid immediately after passing through the
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。
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
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、運転初期には反応槽ヒーター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、廃水と空気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、反応槽20の先端側領域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、加熱手段としての反応槽ヒーター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
搬送管16を通り過ぎた混合流体は、気液分離器45によって処理水とガスとに分離され、処理水は図示しない処理水タンクに貯留される。また、ガスは大気中に放出される。
The mixed fluid that has passed through the
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。酸化できない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 only contains minerals that cannot 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4は、給送搬送管15と反応槽20との接続部を示す縦断面図である。給送管1と反応槽20とは入口カップリング17によって連結されている。給送搬送管15における外管15aと内管15bとは別体になっていて、外管15a内に挿入された内管15bが入口カップリング17の穴に貫通せしめられることで、入口カップリング17に保持される。
FIG. 4 is a longitudinal sectional view showing a connection portion between the feeding / conveying
図5は、反応槽20と搬送管16との接続部を示す縦断面図である。同図において、反応槽20の長手方向における処理対象流体排出側の端部は、出口カップリング18によって搬送管16と接続されている。
FIG. 5 is a longitudinal sectional view showing a connection portion between the
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3において、反応槽20の流体搬送方向の先端部には、反応槽20内の混合流体を反応槽20の外に向けて吸い出すための吸い出し部20bが反応槽20の外周面に突設せしめられている。また、反応槽20の流体搬送方向の後端部には、反応槽20内に対して混合流体を吐き出すための吐き出し部20aが形成されている。また、反応槽20の長手方向における中央部には、反応槽20の内周面から突出した姿勢で同長手方向に延在するレール(例えば、21a、21b、21c)が設けられている。なお、吐き出し部20aや吸い出し部20bの役割については後述する。
Next, a characteristic configuration of the fluid purification device according to the embodiment will be described.
In FIG. 3, a
図6は、図3の反応槽20におけるα−α’断面を示す横断面図である。この横断面図は、反応槽20を流体搬送方向の上流側から下流側に向けて眺めた様子を示している。反応槽20は、反応槽20の外周面の周方向における全域のうち、鉛直方向上方を向く領域で吐き出し部20aを鉛直方向上方に向けて突出させる姿勢で配設されている。
6 is a cross-sectional view showing an α-α ′ cross section in the
反応槽20の内周面には、第1レール21a、第2レール21b、第3レール21c、及び第4レール21dが設けられている。第1レール21aは、反応槽20の内周面の周方向における全域のうち、鉛直方向下方を向いている領域に突設せしめられている。また、第2レール21bは、反応槽20の内周面の周方向における全域のうち、水平方向の一端側から他端側に向いている領域に突設せしめられている。また、第3レール21cは、反応槽20の内周面の周方向における全域のうち、鉛直方向上方を向いている領域に突設せしめられている。また、第4レール21dは、反応槽20の内周面の周方向における全域のうち、水平方向の他端側から一端側に向いている領域に突設せしめられている。
A
反応槽20の中には、円盤状の析出物捕捉部材70が配設されている。この析出物捕捉部材70は、図7に示されるように、扁平な円盤状の形状をしており、その外周面には4つの凹部71が形成されている。4つの凹部71は、円盤状の析出物捕捉部材70の外周面において、90°ずつ位相ずれした位置に存在している。また、析出物捕捉部材70には、反応槽(20)内の混合流体を通過させるための複数の貫通口72が析出物捕捉部材70の本体を厚み方向に貫通する姿勢で設けられている。
A disc-shaped precipitate capturing
図6に示されるように、析出物捕捉部材70は、外周面に形成された4つの凹部(71)を、反応槽20の内周面に形成された4つのレール(21a〜d)に噛み合わせた状態で反応槽20の中に配設されている。この噛み合わせにより、析出物捕捉部材70は、反応槽20の横断面方向(=流体搬送方向と直行する方向)に延在する姿勢で、保持手段たる4つのレール(21a〜d)に保持されている。そして、4つのレール(21a〜d)上でレールに沿ってスライド移動することができる。
As shown in FIG. 6, the precipitate capturing
図3に示されるように、反応槽20のレール(21a〜d)は、触媒25よりも流体搬送方向の上流側の位置にて、流体搬送方向に直交する方向に延在する姿勢の複数の析出物捕捉部材70を、流体搬送方向に沿って並べた状態で保持している。
As shown in FIG. 3, the rails (21 a to 21 d) of the
図8は、反応槽20の長手方向における中央部を示す横断面図である。同図において、矢印は流体搬送方向を示している。4つのレール(21a〜d)はそれぞれ、流体搬送方向の後端部に、離脱防止爪22cを有している。また、4つのレールのうち、第1レール21a及び第3レール21cの2本は、離脱防止爪22cよりも上流側に配設された第2可動爪22bや、第2可動爪22bよりも上流側に配設された第1可動爪22aも有している。
FIG. 8 is a cross-sectional view showing a central portion in the longitudinal direction of the
第1可動爪21aや第2可動爪21bには、流体搬送方向の上流側から下流側に向かうにつれてレール表面からの突出高さが小さくなるテーパーが設けられている。そして、通常時には、レール内に配設された図示しないバネに付勢されて図示のようにレール表面から突出しているが、外部から押されることによってレール内に引っ込むことができる。
The first
複数の析出物捕捉部材70のうち、最上流側の析出物捕捉部材70は、流体搬送方向において第1可動爪22aと第2可動爪22bとの間に位置するように4つのレール(21a〜d)に保持されている。また、他の析出物捕捉部材70は、流体搬送方向において第2可動爪22bと離脱防止爪22cとの間に位置するように4つのレール(21a〜d)に保持されている。
Among the plurality of precipitate trapping
複数の析出物捕捉部材70はそれぞれ、反応槽20内の混合流体の流れに追従して、レールに沿って流体搬送方向の上流側から下流側にスライド移動しようとする。しかし、複数の析出物捕捉部材70のうち、流体搬送方向の最下流側に位置している析出物捕捉部材70は、4つのレール(21a〜d)におけるそれぞれの離脱防止爪22cに引っ掛かることから、前述のスライド移動が阻止される。また、最上流側の析出物捕捉部材70は、第2可動爪22bに引っ掛かることで前述のスライド移動が阻止される。また、他の析出物捕捉部材70のスライド移動は、最下流側の析出物捕捉部材70によって阻止される。このため、運転中に析出物捕捉部材70が4つのレール(21a〜d)から離脱してレールよりも下流側に移動することはない。
Each of the plurality of precipitate capturing
反応槽20内では、混合流体中の有機物の酸化分解に伴って無機微粒子などからなる析出物が析出する。析出物捕捉部材70は、その析出物を自らの表面上に付着させるためのものである。反応槽20内に圧送された廃水中の有機物の大半は、最上流側の析出物捕捉部材70の位置に運ばれる前に酸化分解される。このため、最上流側の析出物捕捉部材70に接触する直前の混合流体中には、比較的多くの析出物が含まれている。
In the
最上流側の析出物捕捉部材70には、多くの析出物を含む混合流体が接触するため、その表面に多くの析出物が付着する。これに対し、他の析出物捕捉部材70に対しては、最上流側の析出物捕捉部材70を通過して析出物の濃度を低下させた混合流体が接触するため、析出物はあまり付着しない。
Since the mixed fluid containing many precipitates contacts the most upstream
最上流側の析出物捕捉部材70の表面上で析出物が堆積していくと、最上流側の析出物捕捉部材70が目詰まりを起こし始める。すると、析出物捕捉部材70よりも上流側における混合流体の圧力が、析出物捕捉部材70よりも下流側の混合流体の圧力よりも高くなる。前者の圧力は、反応第1圧力計(29a)によって検知される。また、後者の圧力は、反応第2圧力計(29b)によって検知される。
As precipitates accumulate on the surface of the most upstream-side precipitate capturing
プログラマブルシーケンサーは、反応第1圧力計(29a)によって検知される第1圧力が反応第2圧力計(29)によって検知される第2圧力よりも高く、且つそれらの圧力差が所定の閾値を上回った場合に、離脱処理を実施する。この離脱処理は、複数の析出物捕捉部材70のうち、最上流側の析出物捕捉部材70を、4つのレール(21a〜d)よりも上流側に離脱させるための処理である。
The programmable sequencer is configured such that the first pressure detected by the reaction first pressure gauge (29a) is higher than the second pressure detected by the reaction second pressure gauge (29) and the pressure difference exceeds a predetermined threshold value. In the event of a failure, the withdrawal process is performed. This detachment process is a process for detaching the precipitate capturing
図3に示される吸い出し部20bには、図1に示される第2逆流弁41が接続されている。また、図3に示される吐き出し部20aには、図1に示される第1逆流弁38が接続されている。通常運転時には、第1逆流弁38、第2逆流弁41がそれぞれ閉じられている。このため、反応槽20の吐き出し部20aや吸い出し部20bから混合流体が漏れ出したり、混入したりすることはない。
A
上述した離脱処理が開始されると、原水供給ポンプ3及び酸化剤圧送ポンプ6がそれぞれ停止する。そして、第1逆流弁38、第2逆流弁41がそれぞれ開かれる。また、冷却装置39や逆流ポンプ37の駆動が開始される。
When the above-described detachment process is started, the raw
逆流ポンプ37が駆動すると、反応槽20内の混合流体が、第2逆流弁41と冷却装置39とを介して逆流ポンプ37に吸われる。これにより、反応槽20の吸い出し部20aから槽外に出た混合流体は、冷却装置39で冷却された後、逆流ポンプ37と、第1逆流弁38とを経由して、反応槽20の吐き出し部20aに至り、反応槽20の中に吐き出される。
When the
このような混合流体の吸い出し及び吐き出しにより、図9に示されるように、反応槽20内において、混合流体が通常とは逆方向に流れ始める。すると、図10に示されるように、複数の析出物捕捉部材70がレールに沿って逆流方向にスライド移動する。そして、正規の流れ方向における最上流側の析出物捕捉部材70は、第1可動爪22aに引っ掛かって止まる。また、最上流側から2番目の位置にある析出物捕捉部材70は、第2可動爪22bに引っ掛かって止まる。また、他の析出物捕捉部材70は、2番目の析出物捕捉部材70に引っ掛かって止まる。
By sucking and discharging the mixed fluid, the mixed fluid starts to flow in the reverse direction in the
複数の析出物捕捉部材70のうち、図中で最も左側に位置している析出物捕捉部材70は、目詰まりを起こしているので、混合流体の通過をあまり許容しない。このため、しばらくすると、正規の流れ方向のときとは逆に、析出物捕捉部材70よりも逆流方向の上流側における混合流体の圧力が、析出物捕捉部材70よりも逆流方向の下流側における混合流体の圧力よりも高くなる。すると、図中で最も左側に位置している析出物捕捉部材70が第1可動爪22aにより強い力で引っ掛かるようになり、やがて図11に示されるように、第1可動爪22aをレールの中に押し下げながら、第1可動爪22aを乗り上げていく。第1可動爪22aと第2可動爪22bとは連動していることから、このとき、第2可動爪22bもレール内に押し下げられる。そして、図12に示されるように、図中で最も左側に位置している析出物捕捉部材70が第1可動爪22aの位置を通り過ぎて、4つのレールから離脱する。また、図中で左側から2番目に位置していた析出物捕捉部材70が、第2可動爪22bの位置を通り過ぎて、第1可動爪22aと第2可動爪22bとの間にくる。これにより、2番目に位置していた析出物捕捉部材70が、新たにレール上における最上流側(正規の流れ方向で)の析出物捕捉部材70になる。
Of the plurality of precipitate trapping
扁平な析出物捕捉部材70は、レール上から離脱すると、流体搬送方向と直行する方向に延在する姿勢を維持することができなくなり、図13に示されるように水平方向に沿って寝た姿勢になる。これにより、反応槽20内の混合流体が、その析出物捕捉部材70を経由することなく、流れることができるようになる。
When the flat precipitate capturing
目詰まりしていた析出物捕捉部材70がレール上から離脱すると、反応第1圧力計(29a)によって検知される第1圧力と、反応第2圧力計(29b)によって検知される第2圧力とがほぼ同じになる。プログラマブルシーケンサーは、圧力がほぼ同じになったことに基づいて、離脱処理を終了した後、正規の流れでの浄化処理を再開する。
When the clogged precipitate capturing
図14は、プログラマブルシーケンサーによって実施される離脱処理における各工程を示すフローチャートである。プログラマブルシーケンサーは、第1圧力が第2圧力よりも高くなり(ステップ1でY:以下、ステップをSと記す)、且つそれらの圧力差が所定の閾値を超えた場合に(S2でY)離脱処理を開始する。そして、原水供給ポンプ3及び酸化剤圧送ポンプ6を停止させた後(S3)、第1逆流弁38及び第2逆流弁41を開いてから(S4)、冷却装置及び逆流ポンプ37の駆動を開始する(S5)。
FIG. 14 is a flowchart showing each step in the separation process performed by the programmable sequencer. The programmable sequencer leaves when the first pressure becomes higher than the second pressure (Y in
その後、第2圧力が第1圧力よりも高くなり(S6でY)、且つ圧力差が所定の閾値を超えたことを確認する(S7でY)。これは、目詰まりしている析出物捕捉部材(70)が逆流する混合流体に押されて第1可動爪(22a)を乗り越えようとするようになったことを確認するためである。確認が終わったら、目詰まりしている析出物捕捉部材(70)がレールから離脱したことによって第1圧力と第2圧力との差が所定の下限値まで下がったことを確認する(S8でY)。そして、逆流ポンプ(37)及び冷却装置39を停止させ(S9)、第1逆流弁(38)及び第2逆流弁(41)を閉じてから(S10)、原水供給ポンプ(3)及び酸化剤圧送ポンプ(6)を駆動させて(S11)、離脱処理を終了する。
Thereafter, it is confirmed that the second pressure is higher than the first pressure (Y in S6) and the pressure difference exceeds a predetermined threshold (Y in S7). This is for confirming that the clogged deposit capturing member (70) is pushed by the mixed fluid flowing backward and tries to get over the first movable claw (22a). When the confirmation is completed, it is confirmed that the difference between the first pressure and the second pressure has been lowered to a predetermined lower limit due to the clogged precipitate capturing member (70) being detached from the rail (Y in S8). ). Then, the backflow pump (37) and the
最上流側の析出物捕捉部材(70)が目詰まりを起こす度に、このような離脱処理をこのようにして離脱処理を繰り返し実行することで、レール上に保持される析出物捕捉部材(70)が無くなるまで、反応槽(20)からの析出物捕捉部材(70)の取り出しを不要にする。これにより、析出物捕捉部材(70)を反応槽(20)から取り出すことによる装置のダウンタイムの発生を低減することができる。 When the uppermost stream side deposit capturing member (70) is clogged, the separation process is repeatedly performed in this manner, so that the precipitate capturing member (70) held on the rail is retained. The removal of the precipitate capturing member (70) from the reaction vessel (20) becomes unnecessary until the) disappears. Thereby, generation | occurrence | production of the down time of an apparatus by taking out the deposit capture | acquisition member (70) from a reaction tank (20) can be reduced.
図3において、複数の析出物捕捉部材70は、それぞれ触媒25と同じ材料から構成されている。このため、複数の析出物捕捉部材70を触媒としても機能させて、有機物の分解をより促すことができる。
In FIG. 3, the plurality of precipitate capturing
なお、保持手段として、複数のレール(21a〜d)を設けた例について説明したが、レールの代わりに、流体搬送方向に延在する溝を設けてもよい。この場合、析出物捕捉部材70には、凹部71の代わりに、溝に挿入される凸部を設ける。
In addition, although the example which provided the some rail (21a-d) as a holding means was demonstrated, you may provide the groove | channel extended in a fluid conveyance direction instead of a rail. In this case, the
次に、実施形態に係る流体浄化装置に、より特徴的な構成を付加した実施例の流体浄化装置について説明する。なお、以下に特筆しない限り、実施例に係る流体浄化装置の構成は、実施形態と同様である。 Next, the fluid purification apparatus of the Example which added the more characteristic structure to the fluid purification apparatus which concerns on embodiment is demonstrated. Unless otherwise specified, the configuration of the fluid purification device according to the example is the same as that of the embodiment.
図15は、実施例に係る流体浄化装置の析出物捕捉部材70を示す正面図である。また、図16は、析出物捕捉部材70を示す分解正面図である。図16に示されるように、析出物捕捉部材70は、平面方向(流体搬送方向と直交する方向)において、第1分割片73、第2分割片74、第3分割片75、及び第4分割片76の4つに分割されるようになっている。それぞれの分割片は、レールが挿入される凹部71を1つずつ具備している。
FIG. 15 is a front view illustrating the precipitate capturing
図15において、析出物捕捉部材70のうち、濃い色で描かれている部分は、互いに隣接する分割片同士が重なり合っている領域である。4つの分割片はこのように重なりあっているだけである。
In FIG. 15, a portion drawn in a dark color in the precipitate capturing
このような析出物捕捉部材70が離脱処理によってレール上から離脱すると、図17に示されるように、複数の分割片がバラバラになって倒れる。これにより、分割片が通常運転時に混合流体の流れによって起きあがった姿勢になっても、反応槽20の流路を遮ってしまうことがなくなる。よって、離脱した析出物捕捉部材70が流れによって起きあがってしまうことによる流体搬送不良の発生を抑えることができる。
When such a precipitate capturing
なお、分割片の数は4つに限られるものではない。例えば、図18、図19に示されるように、析出物捕捉部材70を3つの分割片で構成してもよい。
Note that the number of divided pieces is not limited to four. For example, as shown in FIGS. 18 and 19, the precipitate capturing
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]
態様Aは、浄化対象流体に含まれる有機物の酸化分解反応を発生させるための反応槽(例えば反応槽20)と、前記反応槽の中に浄化対象流体を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、前記反応槽の中に酸化剤を圧送する酸化剤圧送手段(例えば酸化剤圧送ポンプ6)と、前記反応槽の中の流体を加熱する加熱手段(例えば反応槽ヒーター23)と、浄化対象流体に含まれる有機物の酸化分解を促すために前記反応槽の中に配設される触媒(例えば触媒25)とを有し、前記反応槽の中で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前記反応槽内における流体搬送方向の上流側から下流側に向けて送る過程で前記浄化対象流体中の有機物を酸化分解し、この酸化分解によって浄化された浄化済み流体及び触媒を前記反応槽における前記下流側の端部から排出する流体浄化装置において、前記混合流体を自らの複数の貫通口(例えば貫通口72)に透過させる過程で前記混合流体中の析出物を自らに付着させて捕捉する複数の析出物捕捉部材(例えば析出物捕捉部材70)と、それら析出物捕捉部材を、前記反応槽の中で前記触媒よりも前記上流側の位置にてそれぞれ前記流体搬送方向に直交する方向に延在させた姿勢で前記流体搬送方向に沿って並べた状態で、それら析出物捕捉部材の前記上流側から前記下流側に向けての移動を阻止しつつ前記下流側から前記上流側に向けての移動を許容するように、それら析出物捕捉部材をそれぞれ保持する保持手段(例えばレール21a〜d)と、反応槽の中で前記混合流体の前記下流側から前記上流側に向けての流れである逆流を発生させる逆流発生手段(例えば、第1逆流弁38、第2逆流弁41、逆流ポンプ37)と、所定のタイミングで前記逆流発生手段を駆動して逆流を発生させることで、複数の前記析出物捕捉部材のうち、少なくとも最上流側に位置している析出物捕捉部材を前記保持手段上で前記下流側から前記上流側に向けて移動させて前記保持手段から離脱させる離脱処理を実施する制御手段(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。
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]
Aspect A includes a reaction tank (for example, reaction tank 20) for generating an oxidative decomposition reaction of organic substances contained in the purification target fluid, and a pre-purification fluid pumping means (for example, raw water) for pumping the purification target fluid into the reaction tank. A supply pump 3), an oxidant pressure feeding means (for example, an oxidant pressure feeding pump 6) for pumping an oxidant into the reaction tank, and a heating means (for example, the reaction tank heater 23) for heating the fluid in the reaction tank. And a catalyst (for example, catalyst 25) disposed in the reaction tank in order to promote oxidative decomposition of organic substances contained in the purification target fluid, and the purification target fluid and the oxidizing agent in the reaction tank The organic matter in the purification target fluid is oxidatively decomposed in the process of sending from the upstream side to the downstream side in the fluid conveyance direction in the reaction tank while pressurizing and heating the mixed fluid, and the purification purified by this oxidative decomposition Spent fluid and In the fluid purification device that discharges the medium from the downstream end of the reaction tank, the precipitate in the mixed fluid is removed by itself in the process of allowing the mixed fluid to pass through the plurality of through holes (for example, the through holes 72). A plurality of precipitate trapping members (for example, the precipitate trapping member 70) that are attached to and trapped on the fluid, and the precipitate trapping members in the reaction tank at the position upstream of the catalyst, respectively. In the state of being arranged along the fluid conveying direction in a posture extending in a direction orthogonal to the direction, the precipitate capturing members are prevented from moving from the upstream side to the downstream side from the downstream side. Holding means (for example, rails 21a to 21d) for holding the precipitate trapping members so as to allow movement toward the upstream side, and the upstream side from the downstream side of the mixed fluid in the reaction tank Back flow generating means (for example, the first
[態様B]
態様Bは、態様Aにおいて、複数の前記析出物捕捉部材をそれぞれ複数の分割片(例えば分割片73〜76)に分割可能に構成するとともに、複数の前記析出物捕捉部材についてそれぞれ、複数の前記分割片を個別に保持するように前記保持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、保持手段から離脱した析出物捕捉部材を直交方向に延在させた姿勢に立たせてしまうことによる流体搬送不良の発生を抑えることができる。
[Aspect B]
Aspect B is the aspect A in which the plurality of precipitate capturing members are configured to be divided into a plurality of divided pieces (for example, divided
[態様C]
態様Cは、態様A又はBにおいて、複数の前記析出物捕捉部材として、それぞれ前記触媒と同じ材料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、複数の析出物捕捉部材をそれぞれ触媒として機能させることで、析出物捕捉部材への析出物の付着を促して、触媒の目詰まりの発生をより抑えることができる。
[Aspect C]
Aspect C is characterized in that in Aspects A and B, the plurality of precipitate capturing members are made of the same material as the catalyst. In such a configuration, by causing each of the plurality of precipitate capturing members to function as a catalyst, adhesion of the precipitate to the precipitate capturing member is promoted, and the occurrence of clogging of the catalyst can be further suppressed.
[態様D]
態様Dは、態様A〜Cの何れかにおいて、前記長手方向に沿って延在する凸状のレール(例えばレール21a〜d)、又は前記長手方向に沿って延在する溝、によって前記析出物捕捉部材を保持するように、前記保持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、レール又は溝の延在方向に沿って析出物捕捉部材を移動させて保持手段から離脱させることができる。
[Aspect D]
In the aspect D, in any one of the aspects A to C, the precipitate is formed by a convex rail (for example, the
[態様E]
態様Eは、態様Dにおいて、前記レールを受け入れるための凹部(例えば凹部71)、又は前記溝に嵌め込むための凸部を、前記析出物捕捉部材に設けたことを特徴とするものである。かかる構成では、保持手段のレール又は溝に触媒を係合させてレール又は溝上で触媒をスライド移動させることができる。
[Aspect E]
Aspect E is characterized in that, in aspect D, the precipitate capturing member is provided with a concave portion for receiving the rail (for example, a concave portion 71) or a convex portion for fitting into the groove. In such a configuration, the catalyst can be slid on the rail or groove by engaging the catalyst with the rail or groove of the holding means.
[態様F]
態様Fは、態様D又はEの流体浄化装置において、前記レール上又は前記溝上で前記上流側から前記下流側に向けてスライド移動しようとする前記析出物捕捉部材に引っ掛かってそのスライド移動を阻止する阻止部材(例えば、離脱防止爪22c)を設けたことを特徴とするものである。かかる構成では、阻止部材により、保持手段に保持される析出物捕捉部材の流体搬送方向に沿った移動を阻止することができる。
[Aspect F]
Aspect F is the fluid purification device according to aspect D or E, wherein the slide is prevented from sliding by being caught by the precipitate capturing member that is slid from the upstream side toward the downstream side on the rail or the groove. A blocking member (for example, a
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
21a〜d:レール(保持手段)
22c:離脱防止爪(阻止部材)
23:反応槽ヒーター(加熱手段)
25:触媒
27:保持機構(保持手段)
37:逆流ポンプ(逆流発生手段)
38:第1逆流弁(逆流発生手段)
41:第2逆流弁(逆流発生手段)
70:析出物捕捉部材
71:凹部
72:貫通口
73〜76:分割片
3: Raw water supply pump (fluid pre-purification means)
6: Oxidant pump (oxidant pump)
20:
22c: Detachment prevention claw (blocking member)
23: Reaction tank heater (heating means)
25: Catalyst 27: Holding mechanism (holding means)
37: Backflow pump (backflow generating means)
38: 1st backflow valve (backflow generating means)
41: Second backflow valve (backflow generating means)
70: Precipitate capturing member 71: Recess 72: Through-
Claims (6)
前記混合流体を自らの複数の貫通口に透過させる過程で前記混合流体中の析出物を自らに付着させて捕捉する複数の析出物捕捉部材と、それら析出物捕捉部材を、前記反応槽の中で前記触媒よりも前記上流側の位置にてそれぞれ前記流体搬送方向に直交する方向に延在させた姿勢で前記流体搬送方向に沿って並べた状態で、それら析出物捕捉部材の前記上流側から前記下流側に向けての移動を阻止しつつ前記下流側から前記上流側に向けての移動を許容するように、それら析出物捕捉部材をそれぞれ保持する保持手段と、反応槽の中で前記混合流体の前記下流側から前記上流側に向けての流れである逆流を発生させる逆流発生手段と、所定のタイミングで前記逆流発生手段を駆動して逆流を発生させることで、複数の前記析出物捕捉部材のうち、少なくとも最上流側に位置している析出物捕捉部材を前記保持手段上で前記下流側から前記上流側に向けて移動させて前記保持手段から離脱させる離脱処理を実施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。 A reaction tank for generating an oxidative decomposition reaction of an organic substance contained in the purification target fluid; a pre-purification fluid pressure feeding means for pumping the purification target fluid into the reaction tank; and an oxidant in the reaction tank. An oxidant pumping means, a heating means for heating the fluid in the reaction tank, and a catalyst disposed in the reaction tank to promote oxidative decomposition of organic substances contained in the fluid to be purified, Organic matter in the purification target fluid in the course of sending from the upstream side to the downstream side in the fluid conveyance direction in the reaction tank while pressurizing and heating the mixed fluid of the purification target fluid and the oxidizing agent in the reaction tank In a fluid purification apparatus that oxidizes and decomposes and purifies the purified fluid and catalyst purified by this oxidative decomposition from the downstream end of the reaction tank,
In the process of allowing the mixed fluid to permeate through the plurality of through-holes, a plurality of precipitate trapping members for adhering and trapping the deposits in the mixed fluid are collected in the reaction tank. From the upstream side of the precipitate trapping members in a state of being arranged along the fluid transport direction in a posture extending in a direction orthogonal to the fluid transport direction at a position upstream of the catalyst. Holding means for holding each of these precipitate capturing members so as to allow movement from the downstream side toward the upstream side while preventing movement toward the downstream side, and the mixing in the reaction tank A plurality of precipitates are captured by generating backflow by generating backflow by driving the backflow generation means at a predetermined timing, and backflow generation means that generates a backflow that is a flow from the downstream side toward the upstream side of the fluid. Material And a control means for carrying out a detachment process for moving the precipitate capturing member located at least on the most upstream side from the downstream side toward the upstream side on the holding means to be separated from the holding means. The fluid purification apparatus characterized by the above-mentioned.
複数の前記析出物捕捉部材をそれぞれ複数の分割片に分割可能に構成するとともに、複数の前記析出物捕捉部材についてそれぞれ、複数の前記分割片を個別に保持するように前記保持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 1,
The plurality of precipitate capturing members are configured to be divided into a plurality of divided pieces, respectively, and the holding means is configured to individually hold the plurality of divided pieces for each of the plurality of precipitate capturing members. A fluid purification device characterized by the above.
複数の前記析出物捕捉部材として、それぞれ前記触媒と同じ材料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 claim 1 or 2,
A fluid purifier using the same material as that of the catalyst as the plurality of precipitate capturing members.
前記反応槽の長手方向に沿って延在する凸状のレール、又は前記長手方向に沿って延在する溝、によって前記析出物捕捉部材を保持するように、前記保持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 any one of claims 1 to 3,
The holding means is configured to hold the precipitate capturing member by a convex rail extending along the longitudinal direction of the reaction tank or a groove extending along the longitudinal direction. Fluid purification device.
前記レールを受け入れるための凹部、又は前記溝に嵌め込むための凸部を、前記析出物捕捉部材に設けたことを特徴とする流体浄化装置。 The fluid purification device according to claim 4, wherein
The fluid purifying apparatus according to claim 1, wherein a concave portion for receiving the rail or a convex portion for fitting into the groove is provided on the precipitate capturing member.
前記レール上又は前記溝上で前記上流側から前記下流側に向けてスライド移動しようとする前記析出物捕捉部材に引っ掛かってそのスライド移動を阻止する阻止部材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 4 or 5,
A fluid purification device, comprising: a blocking member that is caught on the precipitate capturing member that is slid from the upstream side toward the downstream side on the rail or the groove to prevent the sliding movement.
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