JP6582851B2

JP6582851B2 - 有機溶剤回収システム

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Publication number: JP6582851B2
Application number: JP2015202065A
Authority: JP
Inventors: 武将岡田; 彰成木村; 杉浦　勉; 勉杉浦
Original assignee: Toyobo Co Ltd
Current assignee: Toyobo Co Ltd
Priority date: 2015-10-13
Filing date: 2015-10-13
Publication date: 2019-10-02
Anticipated expiration: 2035-10-13
Also published as: JP2017074538A

Description

本発明は、有機溶剤を含有する排水から有機溶剤を回収する有機溶剤回収システムに関し、特に、各種工場や研究施設等から排出される有機溶剤を含有する産業排水から有機溶剤を効率的に回収するシステムに関する。

近年では石油資源の再生利用が重要視されており、排水に含まれる有機溶剤を凝縮回収して再利用する技術が注目されている。一般的に実用化されている例として、排水を水と有機溶剤との共沸温度まで加温して有機溶剤を揮発させ、揮発した有機溶剤を冷却凝縮して回収する蒸留装置や、ゼオライト膜や炭素膜を利用して水と有機溶剤とを分離する分離膜精製装置などが挙げられる。

基本的な蒸留装置の構成例は、例えば特許文献１に述べられている。蒸留装置は、数基の蒸留塔を直列に接続した蒸留塔群で構成され、蒸留塔では塔頂に有機溶剤を凝縮する凝縮回収装置を備えている。有機溶剤を含有する排水は蒸留塔に供給され、水は濃縮されて蒸留塔の底部から取り出され、有機溶剤は蒸留塔の頂部から凝縮回収装置に移行し、冷却凝縮され、凝縮液として回収される。

一方、従来、排水から有機溶剤を除去する方法として曝気処理が広く知られている。この処理は、外気や不活性ガスなどを排水へ導入してバブリングさせ、さらに必要に応じて曝気槽内を加温することで、排水中の有機溶剤を揮発させて除去するものである。

ＷＯ２００３／０２２３８９号（２００３年３月２０日公開）

しかしながら、蒸留装置は排水のすべてを水と有機溶剤との共沸点まで加温する必要があり、そのために膨大な熱エネルギーを必要とする。例えば、イソプロピルアルコールを含有する排水を蒸留する場合、共沸点は８０．１℃であり、排水のすべてを共沸点温度まで加温しなければならない。

さらに、水とイソプロピルアルコールの共沸点において平衡にある水相と気相のイソプロピルアルコール組成は８７〜８８ｗｔ．％であり、単純な水−イソプロピルアルコール二成分系の蒸留ではイソプロピルアルコール濃度が８８ｗｔ．％以下の凝縮液でしか回収できない。

また、分離膜精製装置においては、排水の有機溶剤濃度が低い場合、非常に大きな膜面積が必要になり、装置の大型化や熱エネルギーおよび電力が膨大となる傾向にある上、排水中に高沸点の有機化合物や界面活性剤、微生物が存在する場合、分離膜が劣化してしまい、頻繁な分離膜の交換を余儀なくされる。

また、曝気処理を利用する場合、特に高濃度の有機溶剤を揮発させるには、安全面を考慮して第１キャリアガスとして不活性ガスを使用することが好ましい。しかしその場合、不活性ガスの排出について検討する必要がある。

そこで、本願発明は上記課題に鑑みなされ、その目的は、従来技術に対して、省エネルギーを図りつつ有機溶剤を高濃度で回収する有機溶剤回収システムを提供することにある。

本発明者らは上記課題を解決するため、鋭意研究した結果、ついに本発明を完成するに到った。すなわち、本発明は以下の通りである。

本発明に係る有機溶剤回収システムは、有機溶剤を含有する排水から当該有機溶剤を回収する有機溶剤回収システムであって、導入された第１キャリアガスを用いた曝気処理により前記排水から前記有機溶剤を揮発させ、当該有機溶剤を含有する前記第１キャリアガスを排出する曝気槽と、前記曝気槽から排出された前記第１キャリアガスから前記有機溶剤を凝縮回収し、未凝縮の前記有機溶剤を含有する前記第１キャリアガスを排出する第１凝縮回収装置と、前記第１凝縮回収装置から排出された前記第１キャリアガスを清浄化し、前記曝気槽に導入する前記第１キャリアガスの少なくとも一部として前記曝気槽に戻すガス処理装置と、を備えている。
また、本発明に係る有機溶剤回収システムでは、上記構成に加え、前記ガス処理装置は、前記第１凝縮回収装置から排出された前記第１キャリアガスから前記有機溶剤を吸着除去することで前記清浄化を行うのが好ましい。
また、本発明に係る有機溶剤回収システムでは、上記構成に加え、前記ガス処理装置は、前記有機溶剤の吸着と脱着とを行う第１吸脱着素子を有し、当該第１吸脱着素子に吸着された前記有機溶剤を第２キャリアガスにて脱着して排出する第１吸脱着処理装置と、前記第１吸脱着処理装置に導入される前記第２キャリアガスを高温の状態にする第１温度調節手段と、前記第１吸脱着処理装置から排出された前記第２キャリアガスから前記有機溶剤を凝縮回収する第２凝縮回収装置と、を備え手いるのが好ましい。
また、本発明に係る有機溶剤回収システムは、上記構成に加え、前記第２凝縮回収装置から排出された前記第２キャリアガスを高温の状態にする第２温度調節手段と、
前記第２温度調節手段に接続され、前記第２凝縮回収装置から排出された前記第２キャリアガスに含有された前記有機溶剤の吸着と脱着とを行う第２吸脱着素子を含む第２吸脱着処理装置と、を備え、
前記第１温度調節手段は、前記第２吸脱着処理装置から排出された前記第２キャリアガスを高温の状態にして前記第１吸脱着処理装置に導入し、
前記第２吸脱着処理装置は、前記第２凝縮回収装置から排出された前記第２キャリアガスを高温の状態にして導入する第１経路と、前記第１吸脱着装置から排出された前記第２キャリアガスを前記第２凝縮回収装置を経由させずに直接導入する第２経路とに接続され、前記第１経路から導入された前記第２キャリアガスと前記第２経路から導入された前記第２キャリアガスとを時間的に交互に前記第２吸脱着素子に接触させることにより、前記有機溶剤をより高温の状態にある前記第１経路から導入された前記第２キャリアガスに移動させ、
また、前記第２吸脱着処理装置は、前記第１吸脱着素子から前記有機溶剤を脱着する脱着処理期間の始めの段階において、前記第１経路から高温の状態にある前記第２キャリアガスを導入し、前記脱着処理期間の終わりの段階において、前記第２経路から前記第２キャリアガスを導入するのが好ましい。
また、本発明に係る有機溶剤回収システムでは、上記構成に加え、前記第１キャリアガスは不活性ガスであるのが好ましい。
また、本発明に係る有機溶剤回収システムでは、上記構成に加え、前記第２キャリアガスは不活性ガスであるのが好ましい。
また、本発明に係る有機溶剤回収システムでは、上記構成に加え、前記第１吸脱着素子は活性炭素繊維であるのが好ましい。
また、本発明に係る有機溶剤回収システムでは、上記構成に加え、前記第２吸脱着素子は活性炭素繊維であるのが好ましい。

本発明によれば、第１キャリアガスを用いた曝気処理により排水から有機溶剤を揮発させ、当該有機溶剤を凝縮回収することで、排水中よりも高濃度にて有機溶剤を回収することができる。また、曝気処理を用いることで、従来よりもエネルギーを省エネルギーにて有機溶剤を回収することが可能となる。また、第１キャリアガスを清浄化し曝気槽に戻すことで、曝気処理効率が向上し、有機溶剤の回収量が増加する。さらに、第１キャリアガスを清浄化し曝気槽に戻すことで、第１キャリアガスがシステム外に排出されることが無いため、例えば第１キャリアガスとして不活性ガスを用いた場合でも、排出規制を考慮したシステムとして設計することができる。

つまり、本発明によれば、排水中の有機溶剤を省エネルギーにて高濃度で含有する凝縮液を回収できる有機溶剤回収システムを提供できる。

本発明の実施の形態１に係る有機溶剤回収システムの構成図である。本発明の実施の形態１に係る有機溶剤回収システムが備えるガス浄化システムの構成図である。本発明の実施の形態２に係る有機溶剤回収システムの構成図である。

以下、本発明の実施の形態について、図を参照して詳細に説明する。なお、以下に示す実施の形態においては、同一のまたは共通する構成、部分、材料等について図中同一の符号とし、その説明は繰り返さない。

〔実施の形態１〕
図１は、本発明の実施の形態１における有機溶剤回収システム１０の構成図である。以下においては、図１を参照して、本実施の形態１における有機溶剤回収システム１０の構成について説明する。

図１に示すように、有機溶剤回収システム１０は、曝気槽１００と、第１凝縮回収装置２００と、ガス処理システム（ガス処理装置）３００とを主として備えている。これらは、第１キャリアガスを循環させる第１循環路上に配置される。

曝気槽１００は、第１キャリアガスの気泡を発生させる曝気装置１０１を備え、曝気装置１０１からの気泡により水中の有機溶剤を揮発させて水中から排出させる曝気処理を行うものである。

曝気槽１００には、通液ラインＷ１から有機溶剤を含有する排水が導入され、通気ラインＬ１から第１キャリアガスが導入され、この排水が第１キャリアガスにて曝気処理される。曝気処理により排水から有機溶剤を揮発させることで、排水中の有機溶剤を低減する。排水中の有機溶剤が低減された処理水は、曝気槽１００に接続する通液ラインＷ２から系外に排出される。曝気処理により排水から揮発された有機溶剤を含有する第１キャリアガス（曝気ガス）は、通気ラインＬ２に導入される。

排水および第１キャリアガスの導入量および導入速度は、それぞれ適切に設定される。

有機溶剤回収システム１０で回収する対象は、揮発性有機溶剤が挙げられ、具体例として、イソプロピルアルコール、エタノール、テトラヒドロフラン等が挙げられるが、これらに限定されない。

第１キャリアガスには、空気や不活性ガス等の様々な種類のガスを利用することが可能である。ただし、曝気ガスには高濃度の有機溶剤が含まれる場合があるため、特に不活性ガスを利用すると、有機溶剤回収システム１０をより安全に構成できる。

なお、通気ラインＬ１には、第１キャリアガスを第１循環経路外から導入する導入ラインが設けられている。この導入ラインは、有機溶剤回収システム１０の初期設置時において第１キャリアガスを第１循環経路に導入したり、メンテナンス時等において必要に応じて第１キャリアガスを第１循環経路に補充したりするために用いられる。

第１凝縮回収装置２００は、第１コンデンサ２０１および第１回収タンク２０２を備えている。第１コンデンサ２０１は、曝気槽１００から排出された第１キャリアガスを低温の状態に温度調節することによって第１キャリアガスに含有された有機溶剤を冷却凝縮させる装置である。また、第１回収タンク２０２は、通液ラインＷ３から第１コンデンサ２０１にて凝縮された有機溶剤である凝縮液Ａを回収して貯留する容器である。

第１凝縮回収装置２００には、通気ラインＬ２と通気ラインＬ３とが接続されている。通気ラインＬ２は、曝気槽１００から排出された第１キャリアガスを第１コンデンサ２０１に導入する。通気ラインＬ３は、第１コンデンサ２０１内に残留する未凝縮の有機溶剤を含む低温の状態にある第１キャリアガスを３００にガス処理システム３００に導入する。

第１コンデンサ２０１は低温の一定の設定温度に保たれており、第１コンデンサ２０１からは該当設定温度の飽和蒸気濃度の有機溶剤を含む第１キャリアガスが排出され、通気ラインＬ３に導入される。すなわち、第１凝縮回収装置２００では第１コンデンサ２０１に導入される第１キャリアガス中の有機溶剤の濃度と、コンデンサ２０１から排出される第１キャリアガス中の有機溶剤の濃度との差分が回収される。

ここで、有機溶剤および水の組成について、排水中に含まれる有機溶剤の重量比率が、水と有機溶剤との共沸点において平衡にある水相と気相の有機溶剤の重量比率より低い場合、曝気ガス中に含まれる有機溶剤の重量比率は、曝気処理する前の排水中に含まれる有機溶剤の重量比率より高くなる。そのため、第１凝縮回収装置２００の第１回収タンク２０２は、凝縮液Ａにおける有機溶剤の重量比率を、排水における有機溶剤の重量比率よりも高い状態で、凝縮液Ａを回収することができる。

ガス処理システム３００は、通気ラインＬ３から導入された有機溶剤を含有する第１キャリアガスから有機溶剤を除去し、清浄化された第１キャリアガス（清浄化ガス）として生成するものである。ガス処理システム３００には、有機溶剤が除去された清浄化ガスを排出する為の通気ラインＬ４が接続されている。

通気ラインＬ４は通気ラインＬ１に接続しており、有機溶剤が除去された清浄化ガスは、曝気槽１００に導入される第１キャリアガスの少なくとも一部として曝気槽１００に再び導入される。ガス処理システム３００にて第１キャリアガスを清浄化することにより、曝気槽１００の曝気処理効率が向上し、処理水に含まれる有機溶剤の濃度を低減でき、有機溶剤の回収量が増加する。

ガス処理システム３００は、第１凝縮回収装置２００から排出された第１キャリアガスから有機溶剤を除去し、清浄化ガスを生成するものであればどのような手段でも構わない。例として、第１キャリアガスを高温に加熱して有機溶剤を分解させて無害化するシステムや、有機溶剤を吸着する吸着素子を用いて第１キャリアガスから有機溶剤を吸着除去するシステムなどが挙げられる。

ここで、第１キャリアガスを高温に加熱して有機溶剤を分解させて無害化するシステム場合、有機溶剤の副生成物が生成しやすく、それが第１凝縮回収装置２００の第１回収タンク２０２の凝縮液Ａに混入する可能性がある。それを防ぐために、ガス処理システム３００としては、第１キャリアガスから有機溶剤を吸着除去し、清浄化ガスを排出するシステムが好適である。

そこで、ガス処理システム３００として用いられる、第１キャリアガスから有機溶剤を吸着除去し清浄化ガスを排出するシステムの一例について、図２を用いて説明する。以下では、この一例のシステムを、ガス処理システム３００と称することにする。

図２は、ガス処理システム３００の構成を示す図である。図２に示すように、ガス処理システム３００は、第１吸脱着処理装置３１０、第２凝縮回収装置３２０、および第２吸脱着処理装置３３０を備えている。これらは、第２キャリアガスを循環させる第２循環経路上に配置される。また、第２循環経路上には循環送風機３４０が配置される。

ここで、第２循環経路は、図中に示す通気ラインＬ５〜Ｌ９によって主として構成されている。循環送風機３４０は、当該第２循環経路中において第２キャリアガスを通流させるための送風手段である。なお、第２キャリアガスとしては、水蒸気、加熱空気、高温に加熱した不活性ガス等、様々な種類のガスを利用することが可能である。ただし、特に水分を含まないガスである不活性ガスを利用すれば、ガス処理システム３００をより簡素に構成できる。

第１吸脱着処理装置３１０は、第１吸脱着槽Ａ３１１、第１吸脱着槽Ｂ３１２、および第１吸脱着素子脱着用ヒーター３１５を備えている。第１吸脱着槽Ａ３１１には第１吸脱着素子Ａ３１３が内蔵され、第１吸脱着槽Ｂ３１２には第１吸脱着素子Ｂ３１４が内蔵されている。

第１吸脱着素子脱着用ヒーター３１５は、第１吸脱着素子で吸着された有機溶剤を第２キャリアガスにて脱着するために、第２キャリアガスを高温の状態に温度調整する加熱手段である。第１吸脱着素子脱着用ヒーター３１５は、初めに系に導入される第２キャリアガスに加え、第２吸脱着処理装置３３０から排出されて循環送風機３４０を経由した第２キャリアガスも高温の状態に温度調節する。

第１吸脱着素子Ａ３１３および第１吸脱着素子Ｂ３１４は、通気ラインＬ３から導入された第１キャリアガスを接触させることで第１キャリアガスに含有された有機溶剤を吸着する。これにより第１凝縮回収装置２００から排出された第１キャリアガスは、有機溶剤が吸着除去され、清浄化されて第１吸脱着槽Ａ３１１および第１吸脱着槽Ｂ３１２から排出される。排出された清浄化ガスは通気ラインＬ４に導入される。

また、第１吸脱着素子Ａ３１３および第１吸脱着素子ＡＢ３１４は、通気ラインＬ５から導入された高温の状態にある第２キャリアガスを接触させることで吸着した有機溶剤を脱着する。したがって、第１吸脱着処理装置３１０においては、有機溶剤を含有する第２キャリアガスが第１吸脱着槽Ａ３１１および第１吸脱着槽Ｂ３１２から排出され、通気ラインＬ６に導入される。

ここで、通気ラインＬ５には、第２キャリアガスを第２循環経路外から導入する導入ラインが設けられている。この導入ラインは、ガス処理システム１０の初期設置時において第２キャリアガスを第２循環経路に導入したり、メンテナンス時等において必要に応じて第２キャリアガスを第２循環経路に補充したりするために用いられる。

第１吸脱着素子Ａ３１３および第１吸脱着素子Ｂ３１４は、粒状活性炭、活性炭素繊維、ゼオライト、シリカゲル、活性アルミナおよび多孔性有機化合物のいずれかを含む吸着材から構成される。好ましくは活性炭素繊維から構成される。活性炭素繊維は、繊維構造のため外表面積が非常に大きく、繊維表面にミクロポアが直接開孔しているため、ガスとの接触効率が高く、他の吸着材よりも高い吸脱着効率を発揮する。

第１吸脱着処理装置３１０には、通気ラインＬ３〜Ｌ６がそれぞれ接続されており、バルブによって第１吸脱着槽Ａ３１１および第１吸脱着槽Ｂ３１２に対する接続／非接続状態が切り替えられる。これにより、第１キャリアガスと、第１吸脱着素子脱着用ヒーター３１５にて高温の状態に温度調節された第２キャリアガスとが、時間的に交互に導入される。これにより、第１吸脱着槽Ａ３１１および第１吸脱着槽Ｂ３１２は、時間的に交互に吸着槽および脱着槽として機能することになる。これにより、有機溶剤が第１キャリアガスから高温の状態にある第２キャリアガスに移動されることになる。

第２凝縮回収装置３２０は、第２コンデンサ３２１および第２回収タンク３２２を備えでいる。コンデンサ３２１は、第２キャリアガスを低温の状態に温度調節することによって通気ラインＬ６から導入された第２キャリアガスに含有された有機溶剤を冷却凝縮させるものである。また、第２回収タンク３２２は、第２コンデンサ３２１にて液化された凝縮液Ｂを通液ラインＷ３を介して回収して貯留するものである。

ガス処理システム３００が第１吸脱着処理装置３１０および第２凝縮回収装置３２０を備えていることにより、第１凝縮回収装置２００から排出される第１キャリアガスに含有する有機溶剤を凝縮液Ｂとして回収することができる。よって、有機溶剤回収システム１０全体における有機溶剤の回収効率が向上する。

また、第１吸脱着処理装置３１０の第１吸脱着素子Ａ３１３および第１吸脱着素子Ｂ３１４に活性炭素繊維などの疎水性吸着素子を使用することにより、水よりも有機溶剤を第１キャリアガスから選択的に吸着回収できる。そのため、第２凝縮回収装置２００の第２回収タンクで回収される凝縮液Ｂは非常に高濃度の有機溶剤を含んだ状態で回収できる。

第２凝縮回収装置３２０は、第２コンデンサ３２１内に残留する未凝縮の有機溶剤を含む低温の状態にある第２キャリアガスを第２コンデンサ３２１から排出するための通気ラインが接続されている。

第２吸脱着処理装置３３０は、第２吸脱着素子３３２が内蔵された第２吸脱着槽３３１、第２吸脱着素子脱着用ヒーター３３４と、経路切替装置３３３とを主に備えている。

第２吸脱着素子脱着用ヒーター３３４は、第２凝縮回収装置３２０から排出された低温の状態の第２キャリアガスを高温の状態に温度調節する加熱手段である。高温の状態に温度調節された第２キャリアガスは、通気ラインＬ８により第２吸脱着槽３３１に導入される。

第２吸脱着処理装置３３０は、第１吸脱着処理装置３１０から排出された第２キャリアガスを第２凝縮回収装置３２０および第２吸脱着素子脱着用ヒーター３３４を経由させず、直接第２吸脱着処理装置３３０に導入するためのバイパスラインＬ７を有する。

第２吸脱着処理装置３３０は、通気ラインＬ８から排出される高温の状態の第２キャリアガスと、バイパスラインＬ７から排出される第２キャリアガスとのいずれかを第２吸脱着処理装置３３０に時間的に交互に導入するための経路切替装置３３３を有する。

第２吸脱着処理装置３３０は、第２吸脱着槽３３１に内蔵された第２吸脱着素子３３２に、第２吸脱着素子脱着用ヒーター３３４から排出されて高温の状態にある第２キャリアガスを接触させることで有機溶剤を脱着し、有機溶剤を含有する第２キャリアガスを排出する。また、第２吸脱着処理装置３３０は、第２吸脱着素子脱着用ヒーター３３４から排出されて高温の状態にある第２キャリアガスより低温の状態にある第２キャリアガスを接触させることで有機溶剤を吸着し、有機溶剤が除去された第２キャリアガスを第２吸脱着処理槽３３１から排出する。

第２吸脱着素子３３２は、粒状活性炭、活性炭素繊維、ゼオライト、シリカゲル、活性アルミナおよび多孔性有機化合物のいずれかを含む吸着材から構成される。好ましくは活性炭素繊維から構成される吸着材である。活性炭素繊維は、繊維構造のため外表面積が非常に大きく、繊維表面にミクロポアが直接開孔しているため、ガスとの接触効率が高く、他の吸着材よりも高い吸脱着効率を発揮する。

第２吸脱着処理装置３３０から排出された第２キャリアガスは、通気ラインＬ９から循環送風機３４０に導入され、第１吸脱着処理装置用ヒーター３１５にて高温の状態に温度調節され、再び第１吸脱着処理装置３１０の第１吸脱着槽Ａ３１１または第１吸脱着槽Ｂ３１２に導入される。

第１吸脱着処理装置３１０の脱着処理期間の初めの段階においては、経路切替装置３３３は第２吸脱着素子脱着用ヒーター３３４から排出される高温の状態の第２キャリアガスを通気ラインＬ８から第２吸脱着槽３３１に導入するように設定される。他方、脱着処理期間の終わりの段階においては、経路切替装置３３３はバイパスラインＬ７から排出される第２キャリアガスを第２吸脱着槽３３１に導入するように設定される。

第１吸脱着処理装置３１０の脱着処理期間の終わりの段階において、第２吸脱着処理装置３３０からは有機溶剤が除去された第２キャリアガスが排出され、第１吸脱着処理装置用ヒーター３１５にて高温の状態に温度調節され、再び第１吸脱着槽Ａ３１１または第１吸脱着槽Ｂ３１２に導入される。これにより、第１吸脱着処理装置３１０の第１吸脱着素子Ａ３１３または第１吸脱着素子Ｂ３１４からの脱着がさらに促進され、第１吸脱着素子Ａ３１３または第１吸脱着素子Ｂ３１４の浄化能力が向上し、有機溶剤の回収効率もまた向上する。

〔実施の形態２〕
図３は、本発明の実施の形態２における有機溶剤回収システム１０Ａの概念図である。有機溶剤回収システム１０Ａは、実施の形態１にて説明した有機溶剤回収システム１０に加え、第１凝縮回収装置２００とガス処理システム３００とを接続している通気ラインＬ３上に、第１キャリアガスを高温の状態に温度調節する温度調節装置４００を備えている。これ以外の構成は、有機溶剤回収システム１０と同様である。

温度調節装置４００は、ガス処理システム３００に導入される第１キャリアガスを第１凝縮回収装置２００の第１コンデンサ２０１における設定温度よりも高温の状態に調節する。これにより、ガス処理システム３００に導入される第１キャリアガスの相対湿度を下げることができる。

ガス処理システム３００に導入される第１キャリアガスの相対湿度を下げることにより、ガス処理システム３００の第１吸脱着処理装置３１０の第１吸脱着素子Ａ３１３および第１吸脱着素子Ｂ３１４で吸着回収される水分が減少し、有機溶剤を高濃度で含有する凝縮液Ｂをガス処理システム３００から得る事ができる。

上記説明した有機溶剤回収システム１０，１０Ａを用いて有機溶剤の回収を以下のように実施した。

＜実施例１＞
有機溶剤回収システム１０を用いた。イソプロピルアルコール５０ｗｔ．％を含有する排水（３０℃）を１９００ｋｇ／ｈｒにて曝気槽１００に導入した。曝気槽１００にて排水を６０℃に加温しながら、第１キャリアガスとして窒素ガスを使用し、これを１０Ｎｍ^３／ｍｉｎで曝気装置１０１に導入し、排水をバブリングして排水からイソプロピルアルコールを除去した。

揮発したイソプロピルアルコールを含む第１キャリアガス（曝気ガス）は、１０℃に設定した第１凝縮回収装置２００の第１コンデンサ２０１に導入された。第１コンデンサ２０１にてイソプロピルアルコールが冷却凝縮され、第１回収タンク２０２に凝縮液Ａが回収された。

第１凝縮回収装置２００の第１コンデンサ２０１から排出された未凝縮のイソプロピルアルコール（１５，０００ｐｐｍ）を含有する第１キャリアガスは、ガス処理システム３００に導入された。ガス処理システム３００では、第１吸脱着素子Ａ３１３、第１吸脱着素子Ｂ３１４として比表面積が１５００ｍ^２／ｇの活性炭素繊維を使用し、第２吸脱着素子３３２として比表面積が２０００ｍ^２／ｇの活性炭素繊維を使用した。第２キャリアガスとして１２０℃の窒素ガスを使用し、第２凝縮回収装置３２０の第２コンデンサ３２１を１０℃に設定した。第１吸脱着処理装置３１０にてイソプロピルアルコールは、第１キャリアガスから第２キャリアガスへと移動し、さらに第２凝縮回収装置３２０の第２コンデンサ３２１で冷却凝縮され、第２回収タンク３２２に凝縮液Ｂが回収された。

＜実施例２＞
第１凝縮回収装置２００とガス処理システム３００とを接続している通気ラインＬ３上に第１キャリアガスを高温の状態に温度調節する温度調節装置４００を備えた有機溶剤回収システム１０Ａを用いた。この有機溶剤回収システム１０Ａにおいて、温度調節装置４００を２０℃に設定したこと以外は実施例１と同様の操作を行った。

＜比較例１＞
比較例１として、蒸留装置を用いた有機溶剤の回収を行った。イソプロピルアルコール５０ｗｔ．％を含有する排水（３０℃）を、１９００Ｌ／ｈにて単蒸留装置に導入した。排水を８１℃に加熱して排水からイソプロピルアルコールを除去し、揮発したイソプロピルアルコールおよび水を１０℃まで冷却し、凝縮液Ａを得た。

実施例１，２および比較例１から得られた結果を表１に示す。

表１から、実施例１および実施例２はいずれも比較例１より熱エネルギー使用量が大幅に削減されていることがわかる。つまり、本発明の有機溶剤回収システムを用いることで、排水中から有機溶剤を高効率に除去でき、かつ熱エネルギー使用量を大幅に削減することで省エネルギー運転が可能であることが確認できた。

また、比較例１にて回収された凝縮液Ａに対して、実施例１および実施例２においては凝縮液Ａに加え、さらに高濃度のイソプロピルアルコールを含む凝縮液Ｂを回収できたことがわかる。特に実施例２の凝縮液Ａ，Ｂ中のイソプロピルアルコール濃度は高いことがわかる。また、実施例１および実施例２の凝縮液Ｂのイソプロピルアルコール濃度は、水―イソプロピルアルコール二成分系の蒸留では達成できない良好な値である。

なお、上記開示した各実施の形態および各実施例はすべて例示であり制限的なものではない。本発明の技術的範囲は、特許請求の範囲によって有効であり、特許請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内のすべての変更・修正・置き換え等を含むものである。

本発明は、例えば各種工場や研究施設等から排出される有機溶剤を含有する排水から有機溶剤を回収するシステムに有効に利用することができる。

１０，１０Ａ有機溶剤回収システム
１００曝気槽
１０１曝気装置
２００第１凝縮回収装置
２０１第１コンデンサ
２０２第１回収タンク
３００ガス処理システム
３１０第１吸脱着処理装置
３１１第１吸脱着槽Ａ
３１２第１吸脱着槽Ｂ
３１３第１吸脱着素子Ａ
３１４第１吸脱着素子Ｂ
３１５第１吸脱着素子脱着用ヒーター
３２０第２凝縮回収装置
３２１第２コンデンサ
３２２第２回収タンク
３３０第２吸脱着処理装置
３３１第２吸脱着処理槽
３３２第２吸脱着素子
３３３経路切替装置
３３４第２吸脱着素子脱着用ヒーター
３４０循環送風機
４００温度調節装置
Ｌ１〜Ｌ６、Ｌ８，Ｌ９通気ライン
Ｌ７バイパスライン
Ｗ１〜Ｗ４通液ライン

Claims

有機溶剤を含有する排水から当該有機溶剤を回収する有機溶剤回収システムであって、
導入された第１キャリアガスを用いた曝気処理により前記排水から前記有機溶剤を揮発させ、当該有機溶剤を含有する前記第１キャリアガスを排出する曝気槽と、
前記曝気槽から排出された前記第１キャリアガスから前記有機溶剤を凝縮回収し、未凝縮の前記有機溶剤を含有する前記第１キャリアガスを排出する第１凝縮回収装置と、
前記第１凝縮回収装置から排出された前記第１キャリアガスを清浄化し、前記曝気槽に導入する前記第１キャリアガスの少なくとも一部として前記曝気槽に戻すガス処理装置と、を備えたことを特徴とする有機溶剤回収システム。
前記ガス処理装置は、前記第１凝縮回収装置から排出された前記第１キャリアガスから前記有機溶剤を吸着除去することで前記清浄化を行うことを特徴とする請求項１に記載の有機溶剤回収システム。
前記ガス処理装置は、
前記有機溶剤の吸着と脱着とを行う第１吸脱着素子を有し、当該第１吸脱着素子に吸着された前記有機溶剤を第２キャリアガスにて脱着して排出する第１吸脱着処理装置と、
前記第１吸脱着処理装置に導入される前記第２キャリアガスを高温の状態にする第１温度調節手段と、
前記第１吸脱着処理装置から排出された前記第２キャリアガスから前記有機溶剤を凝縮回収する第２凝縮回収装置と、を備えたことを特徴とする請求項２に記載の有機溶剤回収システム。
前記第２凝縮回収装置から排出された前記第２キャリアガスを高温の状態にする第２温
度調節手段と、
前記第２温度調節手段に接続され、前記第２凝縮回収装置から排出された前記第２キャリアガスに含有された前記有機溶剤の吸着と脱着とを行う第２吸脱着素子を含む第２吸脱着処理装置と、を備え、
前記第１温度調節手段は、前記第２吸脱着処理装置から排出された前記第２キャリアガスを高温の状態にして前記第１吸脱着処理装置に導入し、
前記第２吸脱着処理装置は、前記第２凝縮回収装置から排出された前記第２キャリアガスを高温の状態にして導入する第１経路と、前記第１吸脱着装置から排出された前記第２キャリアガスを前記第２凝縮回収装置を経由させずに直接導入する第２経路とに接続され、前記第１経路から導入された前記第２キャリアガスと前記第２経路から導入された前記第２キャリアガスとを時間的に交互に前記第２吸脱着素子に接触させることにより、前記有機溶剤をより高温の状態にある前記第１経路から導入された前記第２キャリアガスに移動させ、
また、前記第２吸脱着処理装置は、前記第１吸脱着素子から前記有機溶剤を脱着する脱着処理期間の始めの段階において、前記第１経路から高温の状態にある前記第２キャリアガスを導入し、前記脱着処理期間の終わりの段階において、前記第２経路から前記第２キャリアガスを導入することを特徴とする請求項３に記載の有機溶剤回収システム。
前記第１凝縮回収装置から排出された前記第１キャリアガスを低温の状態から高温の状態にする温度調節装置を備えていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の有機溶剤回収システム。
前記第１キャリアガスは不活性ガスであることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の有機溶剤回収システム。
前記第２キャリアガスは不活性ガスであることを特徴とする請求項３または４に記載の有機溶剤回収システム。
前記第１吸脱着素子は活性炭素繊維であることを特徴とする請求項３または４に記載の有機溶剤回収システム。
前記第２吸脱着素子は活性炭素繊維であることを特徴とする請求項３または４に記載の有機溶剤回収システム。