JP7283833B2 - 高濃度有機廃水の連続処理プロセス及び装置 - Google Patents

Description

本発明は工業廃水処理の技術分野に属し、具体的には、高濃度有機廃水の連続処理プロセス及び装置に関する。

中国の経済及び工業化の急速な発展に伴い、ますます多くの工業廃水が自然環境中に排出され、その中に処理しにくい高濃度有機廃水が含まれている。これらの高濃度有機廃水の化学的酸素要求量（ＣＯＤ）は通常２００００ｍｇ／Ｌ以上であり、ＣＯＤが数十万ｍｇ／Ｌに達する廃水もあり、しかも、その成分は複雑で、色度が強く、臭気が大きく、環境汚染が深刻である。そのため、高濃度有機廃水の処理は今日の社会では急務となっている。

廃水処理プロセスは、主に、物理処理法、生分解法及び化学酸化法がある。物理処理法は、廃水中の不溶性物質を化学的性質を変えずに物理的に分離することであり、低濃度の工業廃水に適している。生物法は、微生物の作用を利用して有機物を安定な無機成分に分解する方法であり、経済性が強く、安全性が高く、残留量が少ないなどの特徴があるが、その処理期間が長く、生物処理量が限られており、しかもその敷地面積が大きく、より高濃度の工業廃水を処理することが困難である。化学酸化法は、現在よく使用されている高濃度有機廃水処理技術であり、現在応用されている処理技術は主に２つある。一つは、強酸化剤による常温処理方法であり、この技術では、コストは主に酸化剤の消費によるものであり、酸化剤の消費は基本的に有機廃水の濃度に比例し、高濃度有機廃水を処理するコストは高い。もう一つの方法は、一般的に高濃度有機性廃水を焼却炉に投入して燃焼させる熱焼却法であり、この方法は、一般的に８００℃以上の高温を必要とし、燃料の一部を混合して燃焼させる必要があるため、焼却中にフラッシュバースト現象が発生する恐れがあり、廃水処理に不利であり、窒素酸化物が発生しやすく、その結果、環境を汚染する。このため、高濃度有機性廃水を連続的に処理するためのプロセス及び装置の開発が求められる。

従来技術の欠点を解決するために、本発明は、プロセスの手順が簡単であり、効率が高く、安定性が高い高濃度有機廃水の連続処理プロセス及び装置を提供する。

高濃度有機廃水の連続処理プロセスであって、
供給ポンプによって、高濃度有機廃水は液体流量計を介して多層蒸発器に送られて蒸発分離を行い、高濃度有機廃水中の有機軽質分画及び水分は気化されて軽質分画含有廃水蒸気を形成し、生成した軽質分画含有廃水蒸気は多層蒸発器のトップの出口からヒートポンプによって抽出され、多層蒸発を受けた廃水重質分画は多層蒸発器のボトムの出口から第２バルブによって排出される、高濃度有機廃水を分離するステップ１）と、
軽質分画含有廃水蒸気は熱交換器の冷媒通路及び第１予熱器を順次流れて加熱された後、空気とともに第１脱硫器に導入されて脱硫反応を行い、脱硫後の排ガスが第１脱硫器のボトムから第１触媒燃焼器に排出されて浄化反応を行い、浄化後の高温蒸気が熱交換器の熱媒通路に流れて熱交換を行った後、熱源として多層蒸発器を加熱し、熱交換凝縮後浄化水として排出される、軽質分画含有廃水蒸気を浄化するステップ２）と、
第１脱硫器内の脱硫剤及び第１触媒燃焼器内の触媒が不活性化すると、生成した軽質分画含有廃水蒸気は第２反応経路に切り替わり、即ち、空気とともに第２脱硫器に入って脱硫反応を行ってから、第２触媒燃焼器に入って浄化反応を行い、浄化後の高温蒸気は熱交換器の熱媒通路を通過した後、熱源として多層蒸発器を加熱し、第１脱硫器及び第１触媒燃焼器内にそれぞれ空気が導入されて５００～６００℃で再生活化が行われ、両方から排出された再生排ガスが併せられて一括して浄化処理を受ける、脱硫剤及び触媒を再生するステップ３）と、
を含むことを特徴とする。

前記高濃度有機廃水の連続処理プロセスにおいて、多層蒸発器内の真空は、ヒートポンプの作動の作用下で維持され、多層蒸発器内で蒸発分離が行われる絶対圧力は８０～１００ｋＰａであることを特徴とする。

前記高濃度有機廃水の連続処理プロセスにおいて、第１予熱器は電気加熱又は電磁加熱により加熱を行い、加熱温度が２００～４００℃であることを特徴とする。

前記高濃度有機廃水の連続処理プロセスにおいて、第１脱硫器又は第２脱硫器は電気加熱又は電磁加熱により加熱を行い、脱硫反応温度が２００～４００℃であり、その内部に充填される脱硫剤は酸化亜鉛、酸化マグネシウム、酸化鉄又は酸化カルシウムであることを特徴とする。

前記高濃度有機廃水の連続処理プロセスにおいて、第１触媒燃焼器又は第２触媒燃焼器は電気加熱又は電磁加熱により加熱を行い、浄化反応温度が２００～４００℃であり、これらの内部に充填される触媒は白金アルミナ触媒、白金希土類触媒、白金酸化ケイ素触媒又は白金硫酸バリウム触媒であることを特徴とする。

前記高濃度有機廃水の連続処理プロセスに使用される装置であって、
括供給ポンプと、液体流量計と、多層蒸発器と、ヒートポンプと、熱交換器と、第１予熱器と、並列して設けられた第１脱硫器及び第２脱硫器と、並列して設けられた第１触媒燃焼器及び第２触媒燃焼器とを含み、
多層蒸発器の上部の入口は液体流量計の配管を介して供給ポンプに接続され、多層蒸発器のトップの出口はヒートポンプ、熱交換器の冷媒通路を介して配管によって第１予熱器の入口に接続され、第１予熱器の出口は２つの分岐に分けられ、一方の分岐は第５バルブを介して配管によって第１脱硫器のトップに接続され、他方の分岐は第６バルブを介して配管によって第２脱硫器のトップに接続され、前記第１脱硫器のボトムの出口は２つの分岐に分けられ、一方の分岐は第８バルブを介して再生排ガスを排出し、他方の分岐は第７バルブを介して配管によって第１触媒燃焼器のトップに接続され、前記第２脱硫器のボトムの出口は２つの分岐に分けられ、一方の分岐は第９バルブを介して再生排ガスを排出し、他方の分岐は第１０バルブを介して配管によって第２触媒燃焼器のトップに接続され、
前記熱交換器の熱媒通路の入口は２つの分岐に分けられ、一方の分岐は第１１バルブを介して配管によって第１触媒燃焼器のボトムの出口に接続され、他方の分岐は第１４バルブを介して配管によって第２触媒燃焼器のボトムの出口に接続され、熱交換器の熱媒通路の出口から流出した高温蒸気は熱源として多層蒸発器を加熱し、前記第１触媒燃焼器のボトムの出口と第１１バルブとの間にある配管に第１分岐管が連通しており、第１分岐管には第１２バルブが設けられ、前記第２触媒燃焼器のボトムの出口と第１４バルブとの間にある配管に第２分岐管がさらに連通しており、第２分岐管には第１３バルブが設けられることを特徴とする。

前記高濃度有機廃水の連続処理プロセスに使用される装置において、
第２予熱器をさらに含み、第２予熱器の入口側からは空気が導入され、第２予熱器の出口は、それぞれ第１５バルブ、第１６バルブ、第１７バルブ及び第１８バルブを介して配管によって第１触媒燃焼器のトップの入口、第１脱硫器のトップの入口、第２脱硫器のトップの入口及び第２触媒燃焼器のトップの入口に接続される４つの分岐に分けられる、ことを特徴とする。

前記高濃度有機廃水の連続処理プロセスに使用される装置において、
前記多層蒸発器内において、上方から多層蒸発加熱トレイが設けられ、多層蒸発器内の多層蒸発加熱トレイ内の加熱管は全てＵ字形加熱管であり、前記蒸発加熱トレイの層数は４～１０層であることを特徴とする。

前記高濃度有機廃水の連続処理プロセスに使用される装置において、
多層蒸発器内の蒸発加熱トレイの層数はｎ層とし、熱交換器の熱媒通路の出口の配管に第４バルブ及び第３バルブが接続され、第４バルブと第３バルブとの間にある配管にはｎ－１本のブランチ管が連通しており、上方から、前記ｎ－１本のブランチ管はそれぞれ配管を介して最初のｎ－１層の蒸発加熱トレイ内の加熱管に接続され、これにより、熱交換器内から流出する高温蒸気は平均でｎ－１本に分岐し、それぞれ最初のｎ－１層の蒸発加熱トレイ内の加熱管に流れて加熱を行い、
ｎ層目の蒸発加熱トレイ内の加熱管内には新鮮な水蒸気が導入されて加熱を行う、
ことを特徴とする。

本発明の有益な効果は以下のとおりである。

１）本発明では、多層蒸発技術によって高濃度有機廃水を効率よく分離し（即ち、その中の有機軽質分画及び大部分の水分を除去）、分離により生成された軽質分画含有廃水蒸気をヒートポンプによってそのまま気相の形態として後続の装置に送って反応を行うことができ、これによって、廃水蒸気の凝縮や廃水の再気化を回避しつつ、生成した直後の廃水蒸気と浄化後の高温蒸気を還流して熱交換し、浄化後の高温蒸気を多層蒸発器を加熱する熱源として用いることで、エネルギー消費量を大幅に低下できる。

２）本発明では、高温脱硫技術によれば、脱硫が行われることによって、廃水の硫黄含有量を工業廃水の一級排出基準に達するものとし、また、金属酸化物脱硫剤は軽質分画含有廃水蒸気の５０％のＣＯＤを除去することができ、触媒燃焼技術によれば、高濃度有機廃水のＣＯＤを効果的に低減させつつ、有機物の燃焼温度を低下させ、能耗を低減させ、浄化処理後の廃水のＣＯＤを三級排出基準に達するものとすることができる。高温脱硫技術と触媒燃焼技術を有機的に組み合わせることによって、触媒硫黄中毒を回避し、触媒の触媒活性を維持することができる。

３）本発明では、脱硫剤及び触媒の原位置再生によって、装置が連続的かつ安定的に作動することが可能になる。

４）現在よく使用されている生分解法及び直接燃焼法に比べて、本発明は、プロセスの手順が簡単であり、高効率化、安定化、連続化などの利点がある。

本願の高濃度有機廃水の連続処理装置を示す図である。

以下、特定の実施例を参照しながら本発明をさらに説明するが、本発明の特許範囲はこれに限定されるものではない。

実施例
図１を参照すると、濃度有機廃水の連続処理装置は、供給ポンプ１と、液体流量計３と、多層蒸発器４と、ヒートポンプ５と、熱交換器６と、第１予熱器７と、並列して設けられた第１脱硫器８及び第２脱硫器１０と、並列して設けられた第１触媒燃焼器９及び第２触媒燃焼器１１とを含む。

供給ポンプ１の入口からは高濃度有機廃水が導入され、供給ポンプ１の出口は第１バルブ２１及び液体流量計３を介して配管によって多層蒸発器４の上部の入口に接続される。多層蒸発器４のトップの出口はヒートポンプ５、熱交換器６の冷媒通路を介して配管によって第１予熱器７の入口に接続され、第１予熱器７の出口は２つの分岐に分けられ、一方の分岐は第５バルブ２５を介して配管によって第１脱硫器８のトップに接続され、他方の分岐は第６バルブ２６を介して配管によって第２脱硫器１０のトップに接続される。実際に使用する際には、第１脱硫器８と第２脱硫器１０は交互に脱硫反応及び再生を行い、一方は反応状態で軽質分画含有廃水蒸気中の含硫化合物を除去するとともに、他方は空気を導入されて加熱再生を行う。

前記第１脱硫器８のボトムの出口は２つの分岐に分けられ、一方の分岐は第８バルブ２８を介して再生排ガスを排出し、他方の分岐は第７バルブ２７を介して配管によって第１触媒燃焼器９のトップに接続され、前記第２脱硫器１０のボトムの出口は２つの分岐に分けられ、一方の分岐は第９バルブ２９を介して再生排ガスを排出し、他方の分岐は第１０バルブ２１０を介して配管によって第２触媒燃焼器１１に接続される。実際に使用する際には、第１触媒燃焼器９と第２触媒燃焼器１１は交互に触媒燃焼反応及び再生を行い、一方は反応状態で軽質分画含有廃水蒸気中お有機物を除去するとともに、他方は空気を導入されて加熱再生を行う。

熱交換器６の熱媒通路の入口は２つの分岐に分けられ、一方の分岐は第１１バルブ２１１を介して配管によって第１触媒燃焼器９のボトムの出口に接続され、他方の分岐は第１４バルブ２１４を介して配管によって第２触媒燃焼器１１のボトムの出口に接続され、熱交換器６の熱媒通路の出口から流出する高温蒸気は熱源として多層蒸発器４を加熱し、前記第１触媒燃焼器９のボトムの出口と第１１バルブ２１１との間にある配管に第１分岐管がさらに連通しており、第１分岐管には第１２バルブ２１２が設けられ、前記第２触媒燃焼器１１のボトムの出口と第１４バルブ２１４との間にある配管に第２分岐管がさらに連通しており、第２分岐管には第１３バルブ２１３が設けられる。

図１を参照すると、本願の装置は第２予熱器１２をさらに含み、第２予熱器１２の入口側から空気が導入され、第２予熱器１２の出口は、それぞれ第１５バルブ２１５、第１６バルブ２１６、第１７バルブ２１７及び第１８バルブ２１８を介して配管によって第１触媒燃焼器９のトップの入口、第１脱硫器８のトップの入口、第２脱硫器１０のトップの入口及び第２触媒燃焼器１１のトップの入口に接続された４つの分岐に分けられ、これにより、それぞれ第２予熱器１２によって予熱された熱空気が導入される。

本願では、多層蒸発器４内において、上方から多層蒸発加熱トレイが設けられ、多層蒸発器４内の多層蒸発加熱トレイ内の加熱管は全てＵ字形加熱管であり、前記蒸発加熱トレイの層数は４～１０層である。

装置の作動初期において、新鮮な水蒸気が多層蒸発器４の加熱熱源とされる。装置の作動が安定化した後、熱交換器６の熱媒通路の出口から流出する高温蒸気について熱を回収するには、以下の形態が使用される。多層蒸発器４内の蒸発加熱トレイの層数はｎ層とし、熱交換器６の熱媒通路の出口の配管に第４バルブ２４及び第３バルブ２３が接続され、第４バルブ２４と第３バルブ２３との間にある配管にはｎ－１本のブランチ管が連通しており、上方から、前記ｎ－１本のブランチ管はそれぞれ配管を介して最初のｎ－１層の蒸発加熱トレイ内の加熱管に接続され、これにより、熱交換器６内から流出する高温蒸気は平均でｎ－１本に分岐し、それぞれ最初のｎ－１層の蒸発加熱トレイ内の加熱管内に流れて加熱を行い、ｎ層目の蒸発加熱トレイ内の加熱管内には新鮮な水蒸気が導入されて加熱を行う。

本願の装置を用いて、高濃度有機廃水を連続的に処理するプロセスのステップは以下のとおりである。

１）高濃度有機廃水の分離：供給ポンプ１によって、高濃度有機廃水は第１バルブ２１及び液体流量計３を順次通過して多層蒸発器４に送られて蒸発分離を行い、高濃度有機廃水中の有機軽質分画及び大部分の水分は気化されて軽質分画含有廃水蒸気を構成し、生成した軽質分画含有廃水蒸気は多層蒸発器４のトップの出口からヒートポンプ５によって抽出され（ヒートポンプ５の作動により多層蒸発器４内の絶対圧力が８０～１００ｋＰａに保持される）、多層蒸発を受けた廃水重質分画は多層蒸発器４のボトムの出口から第２バルブ２２によって排出される。

２）軽質分画含有廃水蒸気の浄化：軽質分画含有廃水蒸気は熱交換器６の冷媒通路及び第１予熱器７を順次流れて２００～４００℃に２段加熱された後、第５バルブ２５を介して第１脱硫器８に導入されながら、第２予熱器１２で予熱された熱空気は第１６バルブ２１６を介して第１脱硫器８に導入されて脱硫反応を行い、脱硫後の排ガスは第１脱硫器８のボトムから排出され、第７バルブ２７を介して第１触媒燃焼器９に入って浄化反応を行い、浄化後の高温蒸気が熱交換器６の熱媒通路に流れて熱交換を行った後、熱源として多層蒸発器４を加熱し、熱交換凝縮後浄化水として排出される。

３）脱硫剤及び触媒の再生：第１脱硫器８内の脱硫剤及び第１触媒燃焼器９内の触媒が不活性化すると、生成した軽質分画含有廃水蒸気は第２反応経路に切り替わり、即ち、第６バルブ２６を開いて第５バルブ２５を閉じることにより軽質分画含有廃水蒸気が最初に第２脱硫器１０に入って脱硫反応を行うように制御が行われ、第１０バルブ２１０を開いて第９バルブ２９を閉じることにより脱硫後の反応ガスが第２触媒燃焼器１１に入って浄化反応を行うように制御が行われ、浄化後の高温蒸気は熱交換器６の熱媒通路を通過した後、熱源として多層蒸発器４を加熱し、
また、上記ステップ３）の脱硫剤及び触媒の再生において、第１８バルブ２１８を閉じて、第１５バルブ２１５、第１６バルブ２１６及び第１７バルブ２１７を開くことにより、第２予熱器１２から予熱された３本の熱空気が排出され、これらのうち、２本の熱空気は脱硫剤及び触媒を再生し、即ち、それぞれ第１脱硫器８及び第１触媒燃焼器９に導入されて５００～６００℃の温度で再生活化を行い、このとき、第１脱硫器８のボトムの出口に連通している第７バルブ２７、及び第１触媒燃焼器９のボトムの出口に連通している第１１バルブ２１１は全て閉じられ、第１脱硫器８のボトムの出口は第８バルブ２８を介して再生排ガスを排出し、第１触媒燃焼器９のボトムの出口は第１２バルブ２１２を介して再生排ガスを排出し、第１脱硫器８及び第１触媒燃焼器９から排出された再生排ガスは合わせられて一括して浄化処理を受け、例えば、再生排ガスは吸収液を利用して吸収される。第２予熱器１２から排出された３番目の熱空気は第２脱硫器１０及び第２触媒燃焼器１１を順次流れて反応に用いる。

実施例１
図１に示す装置によって、高濃度有機廃水を連続的に処理するプロセスを行う。

まず、第１脱硫器８及び第２脱硫器１０の両方の内部に酸化亜鉛脱硫剤が充填されており、かつ、第１触媒燃焼器９及び第２触媒燃焼器１１の両方の内部に組成が０．５ｗｔ％ Ｐｔ／Ａｌ_２Ｏ_３の白金アルミナ触媒が充填されている。

第１予熱器７、第２予熱器１２、第１脱硫器８及び第１触媒燃焼器９の温度を、電気加熱により３００℃に昇温し、まず、新鮮な水蒸気を熱源として多層蒸発器４を加熱し、ヒートポンプ５を起動させて、多層蒸発器４内の絶対圧力を８５ｋＰａとする。装置が安定化すると、供給ポンプ１によってバイオディーゼルによる廃水が送られて、第１バルブ２１及び液体流量計３を通過して多層蒸発器４に入って蒸発分離を行い、９５℃の軽質分画含有廃水蒸気が生成されて多層蒸発器４のトップの出口からヒートポンプ５によって抽出され、熱交換器６の冷媒通路及び予熱器７を介して３００℃に２段加熱された後、第５バルブ２５を介して第１脱硫器８に導入されながら、第２予熱器１２で予熱された熱空気は第１６バルブ２１６を介して第１脱硫器８に導入されて脱硫反応を行い、脱硫後の排ガスは第１脱硫器８のボトムから排出され、第７バルブ２７を介して第１触媒燃焼器９に入って浄化反応を行い、浄化後の３００℃の高温蒸気は第１触媒燃焼器９のボトムから排出され、第１１バルブ２１１を介して熱交換器６の熱媒通路に入り、浄化後の３００℃の高温蒸気は９５℃の軽質分画含有廃水蒸気とともに熱交換器６にて熱交換を行い、熱交換後、熱交換器６の冷媒通路から流出する軽質分画含有廃水蒸気の温度が２５０℃に上昇し、熱交換器６の熱媒通路から流出する高温蒸気の温度が１４５℃に下がる。熱交換器６の熱媒通路から流出する１４５℃の蒸気は熱源として多層蒸発器４を加熱し、熱交換凝縮後、浄化水として排出される。装置の作動が安定化すると、１４５℃の新鮮な水蒸気だけで多層蒸発器４の最後層の蒸発加熱トレイが加熱され、多層蒸発器４の残りの蒸発加熱トレイは、熱交換器６の熱媒通路から流出した１４５℃の蒸気を熱源として加熱される。多重蒸発を受けた廃水重質分画は多層蒸発器４のボトムの出口から第２バルブ２２によって排出され、回収して再利用することができる。

脱硫器８内の脱硫剤及び触媒燃焼器９内の触媒が不活性化すると、第５バルブ２５、第７バルブ２７、及び第１１バルブ２１１を閉じて、第６バルブ２６、第１０バルブ２１０、第１４バルブ２１４、第１５バルブ２１５、第１６バルブ２１６及び第１７バルブ２１７を開き、第２予熱器１２から予熱された３本の熱空気が排出され、これらのうち、２本の熱空気は脱硫剤及び触媒を再生し、３番目の熱空気は反応に用いられる。軽質分画含有廃水蒸気は、第２予熱器１２から排出された３番目の熱空気とともに第２脱硫器１０に入って脱硫反応を行ってから、第２触媒燃焼器１１に入って浄化反応を行う。第２予熱器１２から排出された２本の再生用の熱空気は、それぞれ、第１脱硫器８及び第１触媒燃焼器９に導入され、５５０℃で再生活化を行い、再生排ガスはそれぞれ第８バルブ２８及び第１２バルブ２１２を通過した後、合わせられて排出され、さらに一括して浄化処理を受け、このように、装置の操作の連続化が達成される。

処理後、バイオディーゼルによる廃水は、化学的酸素要求量（ＣＯＤ）が最初の２０００００ｍｇ／Ｌから５００ｍｇ／Ｌ以下に低下し、除去率が９９．７５％以上と高く、工業廃水の三級排出基準に達し、廃水の硫黄含有量は１ｍｇ／Ｌ以下に低下し、工業廃水の一級排出基準に達する。

実施例２
図１に示す装置を用いて、高濃度有機廃水を連続的に処理するプロセスにおいて、以下の２つの相違点以外、操作のステップは実施例１と同様である。

１、第１脱硫器８及び第２脱硫器１０の脱硫剤は全て酸化鉄脱硫剤に変更される。

２、廃水原料は初期の化学的酸素要求量が約５０００ｍｇ／Ｌの油脂のエポキシ反応による廃水（即ち、バイオディーゼル、ギ酸及び過酸化水素がエポキシ反応を行った廃水）に変更され、これ以外、残りの操作のステップは実施例１と同様である。

処理後、油脂のエポキシ反応による廃水は、化学的酸素要求量（ＣＯＤ）が初期の５０００ｍｇ／Ｌから５０ｍｇ／Ｌ以下に低下し、除去率が９９％以上と高く、工業廃水の一級排出基準に達し、廃水の硫黄含有量は１ｍｇ／Ｌ以下に低下し、工業廃水の一級排出基準に達する。

本明細書に記載の内容は発明の構想を実現する形態の例示に過ぎず、本発明の特許範囲は実施例に記載の具体的な形態に限定されるものとしてみなすべきではない。

（付記）
（付記１）
高濃度有機廃水の連続処理プロセスであって、
供給ポンプ（１）によって、高濃度有機廃水は液体流量計（３）を介して多層蒸発器（４）に送られて蒸発分離を行い、高濃度有機廃水中の有機軽質分画及び水分は気化されて軽質分画含有廃水蒸気を形成し、生成した軽質分画含有廃水蒸気は多層蒸発器（４）のトップの出口からヒートポンプ（５）によって抽出され、多層蒸発を受けた廃水重質分画は多層蒸発器（４）のボトムの出口から第２バルブ（２２）によって排出される、高濃度有機廃水を分離するステップ１）と、
軽質分画含有廃水蒸気は熱交換器（６）の冷媒通路及び第１予熱器（７）を順次流れて加熱された後、空気とともに第１脱硫器（８）に導入されて脱硫反応を行い、脱硫後の排ガスが第１脱硫器（８）のボトムから第１触媒燃焼器（９）に排出されて浄化反応を行い、浄化後の高温蒸気が熱交換器（６）の熱媒通路に流れて熱交換を行った後、熱源として多層蒸発器（４）を加熱し、熱交換凝縮後浄化水として排出される、軽質分画含有廃水蒸気を浄化するステップ２）と、
第１脱硫器（８）内の脱硫剤及び第１触媒燃焼器（９）内の触媒が不活性化すると、生成した軽質分画含有廃水蒸気は第２反応経路に切り替わり、即ち、空気とともに第２脱硫器（１０）に入って脱硫反応を行ってから、第２触媒燃焼器（１１）に入って浄化反応を行い、浄化後の高温蒸気は熱交換器（６）の熱媒通路を通過した後、熱源として多層蒸発器（４）を加熱し、第１脱硫器（８）及び第１触媒燃焼器（９）内にそれぞれ空気が導入されて５００～６００℃で再生活化が行われ、両方から排出された再生排ガスが併せられて一括して浄化処理を受ける、脱硫剤及び触媒を再生するステップ３）と、
を含むことを特徴とする高濃度有機廃水の連続処理プロセス。

（付記２）
多層蒸発器（４）内の真空は、ヒートポンプ（５）の作動の作用下で維持され、多層蒸発器（４）内で蒸発分離が行われる絶対圧力は８０～１００ｋＰａである、
ことを特徴とする付記１に記載の高濃度有機廃水の連続処理プロセス。

（付記３）
第１予熱器（７）は電気加熱又は電磁加熱により加熱を行い、加熱温度が２００～４００℃である、
ことを特徴とする付記１に記載の高濃度有機廃水の連続処理プロセス。

（付記４）
第１脱硫器（８）又は第２脱硫器（１０）は電気加熱又は電磁加熱により加熱を行い、脱硫反応温度が２００～４００℃であり、その内部に充填される脱硫剤は酸化亜鉛、酸化マグネシウム、酸化鉄又は酸化カルシウムである、
ことを特徴とする付記１に記載の高濃度有機廃水の連続処理プロセス。

（付記５）
第１触媒燃焼器（９）又は第２触媒燃焼器（１１）は電気加熱又は電磁加熱により加熱を行い、浄化反応温度が２００～４００℃であり、これらの内部に充填される触媒は白金アルミナ触媒、白金希土類触媒、白金酸化ケイ素触媒又は白金硫酸バリウム触媒である、
ことを特徴とする付記１に記載の高濃度有機廃水の連続処理プロセス。

（付記６）
付記１に記載の高濃度有機廃水の連続処理プロセスに使用される装置であって、
括供給ポンプ（１）と、液体流量計（３）と、多層蒸発器（４）と、ヒートポンプ（５）と、熱交換器（６）と、第１予熱器（７）と、並列して設けられた第１脱硫器（８）及び第２脱硫器（１０）と、並列して設けられた第１触媒燃焼器（９）及び第２触媒燃焼器（１１）とを含み、
多層蒸発器（４）の上部の入口は液体流量計（３）の配管を介して供給ポンプ（１）に接続され、多層蒸発器（４）のトップの出口はヒートポンプ（５）、熱交換器（６）の冷媒通路を介して配管によって第１予熱器（７）の入口に接続され、第１予熱器（７）の出口は２つの分岐に分けられ、一方の分岐は第５バルブ（２５）を介して配管によって第１脱硫器（８）のトップに接続され、他方の分岐は第６バルブ（２６）を介して配管によって第２脱硫器（１０）のトップに接続され、前記第１脱硫器（８）のボトムの出口は２つの分岐に分けられ、一方の分岐は第８バルブ（２８）を介して再生排ガスを排出し、他方の分岐は第７バルブ（２７）を介して配管によって第１触媒燃焼器（９）のトップに接続され、前記第２脱硫器（１０）のボトムの出口は２つの分岐に分けられ、一方の分岐は第９バルブ（２９）を介して再生排ガスを排出し、他方の分岐は第１０バルブ（２１０）を介して配管によって第２触媒燃焼器（１１）のトップに接続され、
前記熱交換器（６）の熱媒通路の入口は２つの分岐に分けられ、一方の分岐は第１１バルブ（２１１）を介して配管によって第１触媒燃焼器（９）のボトムの出口に接続され、他方の分岐は第１４バルブ（２１４）を介して配管によって第２触媒燃焼器（１１）のボトムの出口に接続され、熱交換器（６）の熱媒通路の出口から流出した高温蒸気は熱源として多層蒸発器（４）を加熱し、前記第１触媒燃焼器（９）のボトムの出口と第１１バルブ（２１１）との間にある配管に第１分岐管が連通しており、第１分岐管には第１２バルブ（２１２）が設けられ、前記第２触媒燃焼器（１１）のボトムの出口と第１４バルブ（２１４）との間にある配管に第２分岐管がさらに連通しており、第２分岐管には第１３バルブ（２１３）が設けられる、
ことを特徴とする装置。

（付記７）
第２予熱器（１２）をさらに含み、第２予熱器（１２）の入口側からは空気が導入され、第２予熱器（１２）の出口は、それぞれ第１５バルブ（２１５）、第１６バルブ（２１６）、第１７バルブ（２１７）及び第１８バルブ（２１８）を介して配管によって第１触媒燃焼器（９）のトップの入口、第１脱硫器（８）のトップの入口、第２脱硫器（１０）のトップの入口及び第２触媒燃焼器（１１）のトップの入口に接続される４つの分岐に分けられる、
ことを特徴とする付記６に記載の高濃度有機廃水の連続処理プロセスに使用される装置。

（付記８）
前記多層蒸発器（４）内において、上方から多層蒸発加熱トレイが設けられ、多層蒸発器（４）内の多層蒸発加熱トレイ内の加熱管は全てＵ字形加熱管であり、前記蒸発加熱トレイの層数は４～１０層である、
ことを特徴とする付記６に記載の高濃度有機廃水の連続処理プロセスに使用される装置。

（付記９）
多層蒸発器（４）内の蒸発加熱トレイの層数はｎ層とし、熱交換器（６）の熱媒通路の出口の配管に第４バルブ（２４）及び第３バルブ（２３）が接続され、第４バルブ（２４）と第３バルブ（２３）との間にある配管にはｎ－１本のブランチ管が連通しており、上方から、前記ｎ－１本のブランチ管はそれぞれ配管を介して最初のｎ－１層の蒸発加熱トレイ内の加熱管に接続され、これにより、熱交換器（６）内から流出する高温蒸気は平均でｎ－１本に分岐し、それぞれ最初のｎ－１層の蒸発加熱トレイ内の加熱管に流れて加熱を行い、
ｎ層目の蒸発加熱トレイ内の加熱管内には新鮮な水蒸気が導入されて加熱を行う、
ことを特徴とする付記６に記載の高濃度有機廃水の連続処理プロセスに使用される装置。

１－供給ポンプ、２１－第１バルブ、２２－第２バルブ、２３－第３バルブ、２４－第４バルブ、２５－第５バルブ、２６－第６バルブ、２７－第７バルブ、２８－第８バルブ、２９－第９バルブ、２１０－第１０バルブ、２１１－第１１バルブ、２１２－第１２バルブ、２１３－第１３バルブ、２１４－第１４バルブ、２１５－第１５バルブ、２１６－第１６バルブ、２１７－第１７バルブ、２１８－第１８バルブ、３－液体流量計、４－多層蒸発器、５－ヒートポンプ、６－熱交換器、７－第１予熱器、８－第１脱硫器、９－第１触媒燃焼器、１０－第２脱硫器、１１－第２触媒燃焼器、１２－第２予熱器。

Claims (9)

1. 高濃度有機廃水の連続処理プロセスであって、
   供給ポンプ（１）によって、高濃度有機廃水は液体流量計（３）を介して多層蒸発器（４）に送られて蒸発分離を行い、高濃度有機廃水中の有機軽質分画及び水分は気化されて軽質分画含有廃水蒸気を形成し、生成した軽質分画含有廃水蒸気は多層蒸発器（４）のトップの出口からヒートポンプ（５）によって抽出され、多層蒸発を受けた廃水重質分画は多層蒸発器（４）のボトムの出口から第２バルブ（２２）によって排出される、高濃度有機廃水を分離するステップ１）と、
   軽質分画含有廃水蒸気は熱交換器（６）の冷媒通路及び第１予熱器（７）を順次流れて加熱された後、空気とともに第１脱硫器（８）に導入されて脱硫反応を行い、脱硫後の排ガスが第１脱硫器（８）のボトムから第１触媒燃焼器（９）に排出されて浄化反応を行い、浄化後の高温蒸気が熱交換器（６）の熱媒通路に流れて熱交換を行った後、熱源として多層蒸発器（４）を加熱し、熱交換凝縮後浄化水として排出される、軽質分画含有廃水蒸気を浄化するステップ２）と、
   第１脱硫器（８）内の脱硫剤及び第１触媒燃焼器（９）内の触媒が不活性化すると、生成した軽質分画含有廃水蒸気は第２反応経路に切り替わり、即ち、空気とともに第２脱硫器（１０）に入って脱硫反応を行ってから、第２触媒燃焼器（１１）に入って浄化反応を行い、浄化後の高温蒸気は熱交換器（６）の熱媒通路を通過した後、熱源として多層蒸発器（４）を加熱し、第１脱硫器（８）及び第１触媒燃焼器（９）内にそれぞれ空気が導入されて５００～６００℃で再生活化が行われ、両方から排出された再生排ガスが併せられて一括して浄化処理を受ける、脱硫剤及び触媒を再生するステップ３）と、
   を含むことを特徴とする高濃度有機廃水の連続処理プロセス。
2. 多層蒸発器（４）内の真空は、ヒートポンプ（５）の作動の作用下で維持され、多層蒸発器（４）内で蒸発分離が行われる絶対圧力は８０～１００ｋＰａである、
   ことを特徴とする請求項１に記載の高濃度有機廃水の連続処理プロセス。
3. 第１予熱器（７）は電気加熱又は電磁加熱により加熱を行い、加熱温度が２００～４００℃である、
   ことを特徴とする請求項１に記載の高濃度有機廃水の連続処理プロセス。
4. 第１脱硫器（８）又は第２脱硫器（１０）は電気加熱又は電磁加熱により加熱を行い、脱硫反応温度が２００～４００℃であり、その内部に充填される脱硫剤は酸化亜鉛、酸化マグネシウム、酸化鉄又は酸化カルシウムである、
   ことを特徴とする請求項１に記載の高濃度有機廃水の連続処理プロセス。
5. 第１触媒燃焼器（９）又は第２触媒燃焼器（１１）は電気加熱又は電磁加熱により加熱を行い、浄化反応温度が２００～４００℃であり、これらの内部に充填される触媒は白金アルミナ触媒、白金希土類触媒、白金酸化ケイ素触媒又は白金硫酸バリウム触媒である、
   ことを特徴とする請求項１に記載の高濃度有機廃水の連続処理プロセス。
6. 請求項１に記載の高濃度有機廃水の連続処理プロセスに使用される装置であって、
   括供給ポンプ（１）と、液体流量計（３）と、多層蒸発器（４）と、ヒートポンプ（５）と、熱交換器（６）と、第１予熱器（７）と、並列して設けられた第１脱硫器（８）及び第２脱硫器（１０）と、並列して設けられた第１触媒燃焼器（９）及び第２触媒燃焼器（１１）とを含み、
   多層蒸発器（４）の上部の入口は液体流量計（３）の配管を介して供給ポンプ（１）に接続され、多層蒸発器（４）のトップの出口はヒートポンプ（５）、熱交換器（６）の冷媒通路を介して配管によって第１予熱器（７）の入口に接続され、第１予熱器（７）の出口は２つの分岐に分けられ、一方の分岐は第５バルブ（２５）を介して配管によって第１脱硫器（８）のトップに接続され、他方の分岐は第６バルブ（２６）を介して配管によって第２脱硫器（１０）のトップに接続され、前記第１脱硫器（８）のボトムの出口は２つの分岐に分けられ、一方の分岐は第８バルブ（２８）を介して再生排ガスを排出し、他方の分岐は第７バルブ（２７）を介して配管によって第１触媒燃焼器（９）のトップに接続され、前記第２脱硫器（１０）のボトムの出口は２つの分岐に分けられ、一方の分岐は第９バルブ（２９）を介して再生排ガスを排出し、他方の分岐は第１０バルブ（２１０）を介して配管によって第２触媒燃焼器（１１）のトップに接続され、
   前記熱交換器（６）の熱媒通路の入口は２つの分岐に分けられ、一方の分岐は第１１バルブ（２１１）を介して配管によって第１触媒燃焼器（９）のボトムの出口に接続され、他方の分岐は第１４バルブ（２１４）を介して配管によって第２触媒燃焼器（１１）のボトムの出口に接続され、熱交換器（６）の熱媒通路の出口から流出した高温蒸気は熱源として多層蒸発器（４）を加熱し、前記第１触媒燃焼器（９）のボトムの出口と第１１バルブ（２１１）との間にある配管に第１分岐管が連通しており、第１分岐管には第１２バルブ（２１２）が設けられ、前記第２触媒燃焼器（１１）のボトムの出口と第１４バルブ（２１４）との間にある配管に第２分岐管がさらに連通しており、第２分岐管には第１３バルブ（２１３）が設けられる、
   ことを特徴とする装置。
7. 第２予熱器（１２）をさらに含み、第２予熱器（１２）の入口側からは空気が導入され、第２予熱器（１２）の出口は、それぞれ第１５バルブ（２１５）、第１６バルブ（２１６）、第１７バルブ（２１７）及び第１８バルブ（２１８）を介して配管によって第１触媒燃焼器（９）のトップの入口、第１脱硫器（８）のトップの入口、第２脱硫器（１０）のトップの入口及び第２触媒燃焼器（１１）のトップの入口に接続される４つの分岐に分けられる、
   ことを特徴とする請求項６に記載の高濃度有機廃水の連続処理プロセスに使用される装置。
8. 前記多層蒸発器（４）内において、上方から多層蒸発加熱トレイが設けられ、多層蒸発器（４）内の多層蒸発加熱トレイ内の加熱管は全てＵ字形加熱管であり、前記蒸発加熱トレイの層数は４～１０層である、
   ことを特徴とする請求項６に記載の高濃度有機廃水の連続処理プロセスに使用される装置。
9. 多層蒸発器（４）内の蒸発加熱トレイの層数はｎ層とし、熱交換器（６）の熱媒通路の出口の配管に第４バルブ（２４）及び第３バルブ（２３）が接続され、第４バルブ（２４）と第３バルブ（２３）との間にある配管にはｎ－１本のブランチ管が連通しており、上方から、前記ｎ－１本のブランチ管はそれぞれ配管を介して最初のｎ－１層の蒸発加熱トレイ内の加熱管に接続され、これにより、熱交換器（６）内から流出する高温蒸気は平均でｎ－１本に分岐し、それぞれ最初のｎ－１層の蒸発加熱トレイ内の加熱管に流れて加熱を行い、
   ｎ層目の蒸発加熱トレイ内の加熱管内には新鮮な水蒸気が導入されて加熱を行う、
   ことを特徴とする請求項６に記載の高濃度有機廃水の連続処理プロセスに使用される装置。

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