JPH0771671B2 - Method for wet oxidation of organic wastes in wastewater - Google Patents

Method for wet oxidation of organic wastes in wastewater

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JPH0771671B2
JPH0771671B2 JP46986A JP46986A JPH0771671B2 JP H0771671 B2 JPH0771671 B2 JP H0771671B2 JP 46986 A JP46986 A JP 46986A JP 46986 A JP46986 A JP 46986A JP H0771671 B2 JPH0771671 B2 JP H0771671B2
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ジエイムズ・シー・バーリスン
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ジエイムズ・シ−・バ−リスン
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  • Treatment Of Water By Oxidation Or Reduction (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) この発明は廃水中の有機廃棄物を湿式酸化するための方
法に関し、詳しくは廃棄物の酸化を特徴とする広範囲の
廃棄物の処理方法に関する。
Description: FIELD OF THE INVENTION This invention relates to a method for wet oxidizing organic waste in wastewater, and more particularly to a wide range of waste treatment methods characterized by waste oxidation. .

(従来技術) 工業的なプラントの関係では比較的広範囲の廃棄物が発
生することがまま有る。ここで廃棄物という用語は蓄積
された有機廃棄物までに至る非常に広義の用語として用
いている。このような有機廃棄物の一例としては都市の
汚水処理設備から出る汚水や泥水がある。従ってこれに
は多量のバクテリアが含まれている。またここで廃棄物
という用語で指す他の材料としては比較的広範囲の様々
な炭化水素がある。このような炭化水素には雑多な形態
の様々なハロゲン、硫黄、ナトリウムのような軽金属等
が一般に含まれている。これにはまた鉛、水銀等の複合
物を含む金属毒となる重金属イオンを含んでいる。この
種の廃棄物の処理はバクテリアを殺したり、炭化水素を
分解したり、あるいは様々な塩を回収したりする等の必
要性を含む広範囲の要求に応えねばならない。従って本
発明では廃棄物の用語を以上に列挙した種類の物質を含
むものとしている。廃棄物には他にも様々なものが含ま
れ、また、種々の廃棄物成分の混合物やその比率は極め
て広範囲に亘っている。
(Prior Art) In the context of an industrial plant, a relatively large amount of waste is often generated. Here, the term waste is used as a very broad term that extends to accumulated organic waste. An example of such organic waste is sewage and muddy water discharged from urban sewage treatment facilities. Therefore, it contains a large amount of bacteria. Other materials, referred to herein by the term waste, also include a relatively wide variety of hydrocarbons. Such hydrocarbons generally include various forms of halogens, sulfur, light metals such as sodium, and the like. It also contains heavy metal ions which are metal poisons, including compounds such as lead and mercury. The disposal of this type of waste must meet a wide range of needs including the need to kill bacteria, decompose hydrocarbons, or recover various salts. Therefore, in the present invention, the term waste is intended to include substances of the types listed above. There are various other types of waste, and the mixture and ratio of various waste components are extremely wide.

このような性状の廃棄物(おそらくはより狭い意味で定
義された)の処理のために提案されたシステムの一つに
は「スーパークリティカル・ウォーター・オキシディシ
ョン・フォー・ウェイストウォーター・トリートメン
ト:プレリミナリー・スタディー・オブ・ウレア・デス
トラクション」(Supercritical Water Oxidation for
Wastewater Treatment:Preliminary Study of Urea Des
truction)と題するエスエーイー・テクニカル・ペーパ
ー820872(SAE Technical Paper 820872)に19827月19
−20日付けで記載されたものがある。同書には長期間の
宇宙ミッションに利用される装置が記載されており、そ
の第1図および第2図に示された装置がそれである。し
かしながらこの種の装置はその宇宙船での利用から明ら
かなようにかなり限られた範囲に重要性が置かれている
ものである。他の技術文献としてはエーシ−エス(AC
S)により発行されたエンバイアランメンタル・サイエ
ンス・アンド・テクノロジー(Environmental Science
&Technology)ナンバー10、第16巻、548A−551Aページ
に記載された「スーパークリティカル・フルイズ」(Su
percritical Fluids)と題するものがある。この文献に
は上記のSAE誌と同様な担当員が参入しており、特定の
廃棄物を扱う装置が示されているものである。
One of the proposed systems for the treatment of waste of this nature (probably defined in a narrower sense) is "Supercritical Water Oxidation for Wastewater Treatment: Preliminary Study. Of Urea Destruction "(Supercritical Water Oxidation for
Wastewater Treatment: Preliminary Study of Urea Des
truction) in SAE Technical Paper 820872, 19 July 1982.
There is one written on the 20th. The same document describes a device used for a long-term space mission, which is the device shown in FIGS. 1 and 2 thereof. However, this type of device is of very limited importance, as evidenced by its use in spacecraft. Other technical documents include AC-S (AC
Environmental Science and Technology (Environmental Science)
& Technology) No. 10, Volume 16, 548A-551A, "Super Critical Fluids" (Su
percritical fluids). The same staff member as SAE magazine mentioned above participates in this document, and shows a device for handling a specific waste.

特許に注目するとバウアー(Bauer)による米国特許第
3,449,247号がある。同特許には湿式酸化法が示されて
いる。より最近の米国特許ではローレス(Lawless)に
よる第3,606,999号がある。これには高圧と連続流(大
量の)を利用したシステムが示されている。またさらに
最近の米国特許ではチトマス(Titmas)による第3,853,
759号がある。
Focusing on Patents, US Patent No. 1 by Bauer
There are 3,449,247 issues. The patent shows a wet oxidation method. More recent U.S. patents include Lawless No. 3,606,999. It shows a system utilizing high pressure and continuous flow (massive). And in a more recent U.S. patent, No. 3,853 by Titmas,
There is number 759.

(発明の構成) 本発明は上記のような広範囲の廃棄物を処理するための
方法である。本発明は廃棄された井戸を利用する有利な
方法を提供するものである。ここで井戸という用語は以
降廃棄物が周囲の地層にしみ込んでこれを損うことのな
いよう十分に封止されたものを指すものとして定義す
る。これは一般に周囲の地層とケーシングとの間にセメ
ントを埋め込んでケーシングを固定して封止を行なった
井戸のことを指すものである。セメントはまた非常に頻
繁に断熱材として利用されている。さらに井戸用の断熱
材が井戸の底部で反応チャンバを形成するのが好まし
い。井戸はその底部での圧力が約3200psi(225kg/cm2
を越えるほどの十分な深さを有するものとされる。水を
含んだ廃棄物が約380℃で十分に加熱され、約3200psi
(225kg/cm2)を越える臨界超過範囲の圧力を受ける。
この範囲でガスは極めて迅速に溶解し、グリースやオイ
ルを含む通常では不溶解の有機物が溶解する。
(Structure of Invention) The present invention is a method for treating a wide range of wastes as described above. The present invention provides an advantageous method of utilizing discarded wells. Here, the term well is hereinafter defined as a well-sealed material that does not allow waste to penetrate and damage the surrounding formations. This generally refers to a well in which cement is embedded between the surrounding formation and the casing to fix the casing and seal the well. Cement is also very often used as an insulating material. Further, the well insulation preferably forms a reaction chamber at the bottom of the well. The well has a pressure at its bottom of about 3200 psi (225 kg / cm 2 ).
It is assumed to have a sufficient depth to exceed. Water-containing waste is fully heated at about 380 ° C and about 3200 psi
Subject to pressure in the supercritical range exceeding (225 kg / cm 2 ).
In this range, the gas dissolves very quickly and the normally insoluble organic matter, including grease and oil, dissolves.

このような圧力は比較的高価な反応槽で達成できるもの
である。このような反応槽としては例えば上記に挙げた
二つの先行技術のうちの最初に挙げたものに記載された
会社であるモダー・インコーポレーテッド(Modar,In
c)により提案されたものである。もうひとつの種類の
反応槽としてはジンブロ・インコーポレーテッド(Zimb
ro,Inc)として知られるアメリカ合衆国ウィスコンシン
州ロスチャイルド(Rothschild)の会社により利用され
ているオートクレーブがある。このような様々な反応槽
は製造費が比較的高くつくものである。これらは内圧を
少なくとも3200psi(225kg/cm2)に保つ必要がある。オ
ーバーデザインを考えるとこれらはおそらく3500psi(2
46kg/cm2)用に設計されている。このような目標圧力を
利用することから反応槽は一般に安全のため余裕を持っ
てさらに高い圧力用に設計され、従ってこれらは一般に
5000psi(352kg/cm2)もしくはそれ以上の圧力定格を有
している。
Such pressures can be achieved in relatively expensive reaction vessels. An example of such a reaction vessel is Modar, Incorporated, which is a company described in the first one of the above-mentioned two prior arts.
It was proposed by c). Another type of reactor is Zimbro Incorporated (Zimb
There is an autoclave used by a company in Rothschild, Wisconsin, USA known as ro, Inc). Such various reactors are relatively expensive to manufacture. They must maintain an internal pressure of at least 3200 psi (225 kg / cm 2 ). Given the overdesign, these are probably 3500psi (2
Designed for 46kg / cm 2 ). Because of the use of such target pressures, reactors are generally designed with margins for higher pressures for safety, and therefore they are generally
Has a pressure rating of 5000 psi (352 kg / cm 2 ) or higher.

このような圧力定格によって装置への導入時に高価とな
るのは不可避であった。これには、一般に比較的厳密な
反応槽を設計し製造する必要がある。またこのような圧
力槽は小さくするのが不可避となっている。例えば、モ
ダー・インコーポレーテッドの装置は一日約50ガロン
(190リットル)の処理量を通常見込んだものである。
型式をスケールアップしようとすると収益漸減の問題が
生ずる。例えば、圧力槽の容量は、圧力槽が円筒形であ
ると仮定して、半径を少し増すことだけで倍にすること
ができる。それでもなお、これによりプラントの実用的
なサイズにより制限すなわち制限が生ずる。プラントの
サイズは不可避的に処理能に関連する。さらに、このよ
うなプラントは一般に熱を連続的に供給して運転に必要
な温度を保持せねばならず、このような熱の供給は不可
避的にコスト高となる。
It was inevitable that such a pressure rating would be expensive when introduced into the device. This generally requires the design and manufacture of relatively rigorous reaction vessels. In addition, it is inevitable to make such a pressure tank small. For example, Modder Incorporated's equipment typically allows for throughputs of about 50 gallons (190 liters) per day.
If you try to scale up the model, there will be a problem of gradually decreasing profits. For example, the volume of the pressure vessel can be doubled by only slightly increasing the radius, assuming that the pressure vessel is cylindrical. Nevertheless, this causes limitations due to the practical size of the plant. Plant size is inevitably related to throughput. Furthermore, such plants generally have to continuously supply heat to maintain the temperature required for operation, which is inevitably costly to supply.

本発明はこれらをまったく異なる方法で取扱うものであ
る。本発明は廃棄された油井の利用を提案するものであ
る。これらは一般に十分な深さまで堀穿されているので
底部で臨界超過圧力を得ることが可能である。これらが
さほど深くない場合でも供給を加圧下で行なうことで利
用可能である。つまり底部の圧力は地表面での圧力ブー
ストにより直立水柱を加圧することで増加させることが
できる。水柱の高さが2フィート(0.61メートル)高ま
るごとに圧力が約1psi(0.07kg/cm2)増加するという大
雑把な経験法を利用すると、約6400フィート(1950メー
トル)の深さの井戸は約3200psi(225kg/cm2)の底穴圧
を有することとなる。この場合には井戸を上部で加圧す
る必要がない。このことに照し合せると井戸は底部すな
わち反応域において圧力が臨界超過圧力まで増加する直
立水柱を閉込めていることが認められよう。このような
直立水柱は上方に圧力ヘッドを加えることで任意に加圧
することができる。このような圧力ヘッドを加える手段
としてはウェルヘッドに接続された圧力保持タンク、バ
ルブ等か有るが、これらは一般に地上で3200psi(225kg
/cm2)の圧力を得るのに必要な設備ほど高価ではない。
本発明の地上設備は500psi(35.2kg/cm2)程の圧力ブー
ストを与えるものであればよい。このような設備は5400
フィート(1650メートル)の深さしかない井戸の補助を
行なうことができる。
The present invention deals with them in a completely different way. The present invention proposes the use of abandoned oil wells. They are generally dug to a sufficient depth that it is possible to obtain a supercritical pressure at the bottom. Even if these are not so deep, they can be used by supplying under pressure. That is, the bottom pressure can be increased by pressurizing the upright water column by pressure boosting on the ground surface. Using the general rule of thumb that pressure increases by about 1 psi (0.07 kg / cm 2 ) for every 2 feet (0.61 meters) of water column height, a well at a depth of about 6400 feet (1950 meters) is about It will have a bottom hole pressure of 3200 psi (225 kg / cm 2 ). In this case it is not necessary to pressurize the well at the top. In light of this, it can be seen that the well contains a vertical column of water at the bottom or reaction zone where the pressure increases to supercritical pressure. Such an upright water column can be optionally pressurized by adding a pressure head above. There are pressure holding tanks, valves, etc. connected to the well head as a means for adding such a pressure head, but these are generally 3200 psi (225 kg) on the ground.
less expensive than the equipment needed to obtain a pressure of / cm 2 ).
The ground facility of the present invention may be one that provides a pressure boost of about 500 psi (35.2 kg / cm 2 ). 5400 such equipment
It can assist wells that are only a foot deep (1650 meters).

ここで圧力槽という用語は本発明では幾分相対的に用い
られることとなる。この用語は廃棄された井戸の底部を
差すものである。この様な廃棄井戸は周囲の地層への侵
入を防止するため封止されているのが好ましい。さらに
ケーシングはセメントにより位置固めされて井戸の底部
のチャンバが連続的に運転され利用され操作されること
ができるようになっているのが好ましい。このことは一
般に絶間ない流れとして供給される産業廃棄物を本発明
の装置を通じて循環させながら処理することができるよ
うにするのに特に重要である。
Here the term pressure vessel will be used somewhat relative in the present invention. The term refers to the bottom of an abandoned well. Such waste wells are preferably sealed to prevent entry into the surrounding formations. Further, the casing is preferably cemented so that the chamber at the bottom of the well can be continuously operated, utilized and operated. This is particularly important to allow industrial waste, which is generally supplied as a continuous stream, to be recycled and processed through the apparatus of the present invention.

本発明の装置を特にスタートアップの点から考えてみる
と、以降で説明するように発熱法が採用されている。一
方説明のため井戸の穴内には始めに雰囲気温度の水柱が
有り、井戸の穴の深さは8000フィート(2440メートル)
であり、また井戸はケーシングにより囲まれいてこのケ
ーシングはセメントで位置固められ、さらに井戸の底部
は8000フィート(2440メートル)の深さで栓がされてい
るものと仮定する。この装置は特に運転開始操作の説明
のために設定したものである。反応チャンバ内には中央
に隙間を隔てて裸の導体が配置される。この反応チャン
バは7500フィート〜8000フィート(2200メートル〜2440
メートル)の深さに位置している。裸の導体はチャンバ
内を半径方向外側に向かう電流を放射する。また導体は
地上から下降して反応チャンバに至る部分に絶縁被覆を
有している。裸の導体は反応チャンバ内で中央に位置し
ており、周囲のチュービングと接触しないようにスタン
ドオフポストにより保持されている。導体およびチャン
バの長さは非常に長く、例えば100メートルほどの長さ
を有している。チュービンブが内径約20センチメートル
のものならば導体を適宜サイズにしてチャンバの中央に
沿って中心に配置できる。これによって導体から電流を
電極を取囲む導電性に優れた材料を通じて半径方向外側
に流すことができる。
Considering the apparatus of the present invention particularly from the standpoint of start-up, the exothermic method is adopted as described below. On the other hand, for the sake of explanation, there is a column of water at ambient temperature in the hole of the well, and the depth of the hole is 8000 feet (2440 meters).
And the well is surrounded by a casing which is cemented and the bottom of the well is plugged at a depth of 8000 feet (2440 meters). This device is specifically set for explaining the operation of starting operation. A bare conductor is disposed in the center of the reaction chamber with a gap in between. This reaction chamber is 7500 feet to 8000 feet (2200 meters to 2440 feet)
It is located at a depth of m. The bare conductor radiates a current radially outward in the chamber. In addition, the conductor has an insulating coating on a portion descending from the ground to reach the reaction chamber. The bare conductor is centrally located within the reaction chamber and is held by standoff posts so that it does not contact the surrounding tubing. The conductors and chambers are very long, for example as long as 100 meters. If the tube has an inside diameter of about 20 cm, the conductors can be appropriately sized and centered along the center of the chamber. This allows current to flow from the conductor to the outside in the radial direction through the material having excellent conductivity surrounding the electrode.

本発明の方法は特に周囲の流体を電流により加熱する方
法を提供するものである。熱の発生により周囲の流体が
加熱され、温度の上昇にともなって電流がさらに増すこ
とから温度がさらに上昇する。このような電流の増加は
電気抵抗の減少によるものである。温度はこのような電
気抵抗加熱装置により最終的に臨界超過温度まで上昇さ
れる。発熱酸化により生じた熱により以降温度レベルが
保持される。このような酸化によりもちろん廃棄物を構
成する成分の解離がさらに生ずる。バクテリアを含んだ
廃棄物は完全に殺菌され、バクテリアは分解される。
The method of the present invention provides, among other things, a method of heating the surrounding fluid with an electric current. Due to the generation of heat, the surrounding fluid is heated, and as the temperature rises, the current further increases and the temperature further rises. Such an increase in current is due to a decrease in electric resistance. The temperature is finally raised to the supercritical temperature by such an electric resistance heating device. The heat generated by the exothermic oxidation holds the temperature level thereafter. Such oxidation, of course, causes further dissociation of the constituents of the waste. Waste containing bacteria is completely sterilized and bacteria are decomposed.

本発明はケーシングにより封止されてセメント固めされ
た井戸の穴のような設備を有益に利用したものである。
深い井戸では底穴の温度は一般に100フィートの深さ毎
に約1゜F(すなわち約54メートル毎に1℃)の割合で
必然的に増加する。このような温度増加により底部に供
給される流体の温度の加熱が最小限で済む。より重要な
ことは封止されかつセメント固めされた井戸穴に関連す
る周囲の地層の熱伝導特性によって熱の保持が行なわ
れ、反応チャンバ内の水が臨界超過状態に保たれること
である。このため水は噴出された空気と混合され、気相
の流体が水中に対し完全な溶解性を有してこれにほぼ溶
解され、すなわち換言すると水に含まれた廃棄物やガス
が完全に溶解する。臨界超過状態では表面張力が減少す
るのでほとんど完全な混合が可能となり、酸素と水とに
含まれた廃棄材料とが完全に接触する。酸素は粒子のど
んなに小さな孔内にも入り込むことができるので材料を
完全に酸化することができ、廃棄物の燃焼が促進され
る。
The present invention takes advantage of equipment such as well holes that are sealed and cemented by a casing.
In deep wells, the temperature of the bottom hole generally increases at a rate of about 1 ° F per 100 feet of depth (ie, 1 ° C every about 54 meters). This increase in temperature minimizes the heating of the temperature of the fluid supplied to the bottom. More importantly, the heat transfer properties of the surrounding formation associated with the sealed and cemented well holes provide heat retention and keep the water in the reaction chamber supercritical. For this reason, water is mixed with the jetted air, and the gas phase fluid has a complete solubility in water and is almost dissolved therein, that is, the waste and gas contained in the water are completely dissolved. To do. In the supercritical state, the surface tension is reduced, so that almost complete mixing is possible, and oxygen and the waste material contained in water come into complete contact. Oxygen can penetrate into even the smallest pores of the particles and can completely oxidize the material, facilitating combustion of the waste.

廃棄物の破壊の副産物としては二酸化炭素、水さらには
溶解性および非溶解性の塩を含む様々な塩がある。生体
細胞は基本的にすべて破壊され、従って排出物をよりい
っそう迅速に処理することができる。有害な毒物や危険
な毒素等は無くなって排出物はさらに容易に取扱うこと
ができる。排出物には重金属塩が含まれることがある
が、これらは除去することでさらに清浄な流出物が得ら
れる。これは先に挙げた処理に関連する問題点に比べれ
ば何等問題とならない。
By-products of waste destruction are carbon dioxide, water and various salts including soluble and insoluble salts. Essentially all living cells are destroyed, so the effluent can be processed even faster. Emissions can be handled more easily as harmful toxins and dangerous toxins are eliminated. The effluent may contain heavy metal salts, which can be removed to produce a cleaner effluent. This is no problem compared to the problems related to the above-mentioned processing.

以上の説明は本発明の方法とそれに利用する装置を極め
て一般的に説明したものであり、利用した手順も一般的
に述べたものである。
The above description is a very general description of the method of the invention and the apparatus used for it, and the procedure used is also general.

(実施例) 次にこの発明の一実施例を添附の図面に従って説明す
る。図示したのはケーシングで囲まれたセメント固めさ
れた廃棄井戸で、10で示したのは井戸の穴内に配置され
た一般的なケーシングである。このケーシング10はセメ
ント製の外被12により位置保持され、井戸の穴内にセメ
ント固めされた状態となっている。セメントはケース10
を越えて特定の深さまで貫設されており、このような深
さはケーシング10を適宜位置固定しかつケーシング10に
より貫かれた様々な地層間からの侵入物のケースの外面
に沿う侵入を防止するに充分な深さに設定される。井戸
はそれを形成するのに利用されたドリルビットのサイズ
に応じた一般的な径を有するものであり、8,000フィー
ト(2,440メートル)の深さにおいて、以下に説明する
ような適当なダウンホール圧(穿孔内圧力)を与える直
立水柱を提供する。底部において705゜F(374℃)の温
度8,000フィート(2,440メートル)の高さの水柱は、温
度上昇によって生ずる密度減少を補うため約350psi(25
kg/cm2)の圧力付加を必要とする。井戸がこれより深け
れば深いほど地表部での水柱に対する付加圧力は少なく
てよい。
(Embodiment) Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. Shown is a cemented waste well surrounded by a casing, and 10 is a typical casing placed in the well bore. The casing 10 is held in position by a cement outer cover 12, and is in a state of being cemented in the hole of the well. Cement case 10
Is penetrated to a specific depth beyond the above, and such a depth fixes the casing 10 in an appropriate position and prevents invasion of invading objects from various strata penetrated by the casing 10 along the outer surface of the case. It is set to a depth sufficient to do so. The wells have a typical diameter depending on the size of the drill bit used to form them, and at a depth of 8,000 feet (2,440 meters) a suitable downhole pressure as described below. Providing an upright water column that provides (pressure in the borehole). A water column at the bottom with a temperature of 705 ° F (374 ° C) and a height of 8,000 feet (2,440 meters) has a water column of about 350 psi (25
It is necessary to apply pressure of kg / cm 2 ). The deeper the well, the less pressure applied to the water column at the surface.

ケーシング10は上部を蓋部材14により封止されている。
この蓋部材には様々な流体導管および電気配線が通され
ており、そのまわりには漏れを防止するための適当な性
質のシールが設けられている。さらに、蓋部材14は井戸
の内部に圧力チャンバを形成しており、この圧力チャン
バは井戸の上部に16で示してある。井戸の底部には反応
チャンバ20が設けられており、この反応チャンバ20はケ
ーシング10内に配置された栓22の上方に位置している。
井戸の深さははっきりと示されていないが、井戸が深け
れば深いほど栓22をケーシング10の底部すなわちケーシ
ング10により形成された穴の下端のほぼ上部に配置する
ことができる。余分な穴は塞がれて隔絶される。また、
栓22はケーシング10の底部から100フィート(30メート
ル)以内の高さに配置される。
The top of the casing 10 is sealed by a lid member 14.
Various fluid conduits and electrical wiring are threaded through the lid member around which is provided a seal of suitable nature to prevent leakage. Furthermore, the lid member 14 forms a pressure chamber inside the well, which pressure chamber is indicated at 16 at the top of the well. A reaction chamber 20 is provided at the bottom of the well, and the reaction chamber 20 is located above a stopper 22 arranged in the casing 10.
The depth of the well is not explicitly shown, but the deeper the well, the more the plug 22 can be located at the bottom of the casing 10, approximately above the lower end of the hole formed by the casing 10. The extra holes are blocked and isolated. Also,
Stopper 22 is positioned at a height within 100 feet (30 meters) of the bottom of casing 10.

井戸の上端部の説明に戻ると、空気源はポンプ24に接続
されており、チュービングストリング26を通じて井戸内
の廃棄流体(後述)中に圧入される。このチュービング
ストリング26は約2,000フィート(610メートル)延出し
た位置に排出ノズル28を有している。空気中の酸素は水
中で泡となり、このような酸素は水温が233゜F(111
℃)以上では良く溶解し、これ以下では溶解性が悪くな
る。チュービングストリング26の排出ノズル28は廃棄流
体用のチュービング30内に同心円状で配置されており、
チュービングストリング26は以降で説明するようにポン
プからの流体を加圧下で送出する。空気は排出ノズル28
を通って廃棄流体の流れに送り出される。
Returning to the description of the upper end of the well, the air source is connected to the pump 24 and is forced through the tubing string 26 into the waste fluid (described below) in the well. The tubing string 26 has an exhaust nozzle 28 extending about 2,000 feet (610 meters). Oxygen in the air becomes bubbles in water, and such oxygen has a water temperature of 233 ° F (111 ° F).
(° C) or higher, the solubility is good, and below this, the solubility becomes poor. The discharge nozzle 28 of the tubing string 26 is concentrically arranged in the tubing 30 for waste fluid,
The tubing string 26 delivers fluid from the pump under pressure as described below. Air exhaust nozzle 28
Through a waste fluid stream.

適当な廃棄物が廃棄流体用のチュービング30を通って井
戸内に導かれる。このチュービング30は栓22の上方およ
び6インチ(15センチメートル)の隙間を隔てて底部に
近接する位置まで延出している。この隙間によって底が
洗いさらわれて沈澱物がすべて流され、流出流体ととも
に水面に向けて流れる。一般に、廃棄物は上記に例示し
た物を含んでおり、また、これらは溶解状態すなわちス
ラリーとして井戸内に導かれる。一般に、廃棄流体は十
億分の一から非常に高い濃度に至る範囲の廃棄成分を含
んだ水である。廃棄流体が廃棄物が含んだ水が主体であ
り、これには生体細胞あるいは有機物が含まれているこ
とがすぐに仮定できる。またさら廃棄流体がいろんなも
のの混合物であることも仮定される。このような混合物
は一般にHCMSNを含んでいるものとして特徴づけられ
る。これは化学式ではなくて廃棄物を構成する成分に見
い出される一般的な元素を単に表わすものである。すな
わち、HCは各種の炭化水素を、Mは金属を(軽金属の例
ではソジウムが重金属の例では水銀が挙げられる)、S
は硫黄を、Nはその他の元素をそれぞれ示している。そ
の他の元素の例としては各種のハロゲンが含まれる。廃
棄物は有機物と無機物の双方の成分を含んでいる。
Appropriate waste is directed into the well through tubing 30 for waste fluid. The tubing 30 extends above the plug 22 and at a distance of 6 inches (15 centimeters) to a position close to the bottom. The bottom is washed away by this gap, all the precipitate is washed away, and flows toward the water surface together with the outflow fluid. Generally, the waste contains the above-exemplified substances, and these are introduced into the well as a dissolved state or slurry. In general, waste fluid is water with waste components ranging from parts per billion to very high concentrations. It can be immediately assumed that the waste fluid is mainly water containing wastes, which contains living cells or organic matter. It is also assumed that the waste fluid is a mixture of different things. Such a mixture is generally characterized as containing HCMSN. This is not a chemical formula, but merely a general element found in the constituents of waste. That is, HC is various kinds of hydrocarbons, M is a metal (sodium is an example of a light metal, and mercury is an example of a heavy metal), S
Indicates sulfur and N indicates other elements. Examples of other elements include various halogens. The waste contains both organic and inorganic components.

廃棄物はチュービング30を通って導かれ、このチュービ
ング30はほぼ底部に向けて延出されるべきである。これ
によって廃棄物材料(HCMSN)の反応チャンバ20への送
り出しが確実化される。一般に、反応チャンバは100〜5
00フィート(30〜150メートル)の高さを有している。
Waste is guided through tubing 30, which should extend approximately toward the bottom. This ensures delivery of waste material (HCMSN) to the reaction chamber 20. Generally, the reaction chamber is 100-5
It has a height of 00 feet (30 to 150 meters).

蓋部材14には出口管路32が接続されており、この出口管
路32には調整弁34が設けられている。この調整弁34は処
理材料の放出を補助するものである。処理材料は井戸の
上部に流れて簡単に排出されるのが好ましい。
An outlet pipe 32 is connected to the lid member 14, and a regulating valve 34 is provided in the outlet pipe 32. The regulating valve 34 assists the discharge of the processing material. The treatment material preferably flows to the top of the well and is easily discharged.

調整弁34は背圧を保つためのものであり、穴の底部の圧
力を水が臨界超過状態となるに必要な圧力を越えた圧力
に保持できるようにするのが望ましい。このような圧力
は約3200psi(225kg/cm2)である。事実、各種の雑誌で
はこのような圧力は218.3気圧であることが報じられて
いる。このような圧力レベルにおいてまた以降で説明す
る臨界温度を越えた温度においては、水の密度、水素を
含む様々な分子の結合、その他の物理的な特性が変化す
る。すなわち、水はより極性のある有機的な液体として
作用する。この臨界点では水の溶解性が急激に変化す
る。このレベルで、水は有機物の極めて良好な溶媒とな
る。つまり、この温度および圧力下ではオイルやグリー
スが水と混和可能となる。さらに、水の密度が減少する
一方、無機塩がほんの僅かしか溶解しなくなる。またこ
の状態では有機成分(特にオイルやグリースを含む)が
水に溶解可能となるばかりでなく、酸素も水に完全に溶
解可能となる。総じて言うと、臨界超過点ではガスが水
中に取込まれ、水と互いに完全に溶解可能となる。この
状態において水は液相および気相の双方において同一の
密度を有している。無機塩は臨界超過水には溶解しな
い。これらは流れによって分離され、拾いあげられて流
され、水面に向かって運ばれて水温が低下するに伴い部
分的に溶解される。つまり、このような塩は通常底部に
集まることなく排出される。
The regulator valve 34 is for maintaining back pressure, and it is desirable to be able to maintain the pressure at the bottom of the hole above the pressure required for the water to become supercritical. Such pressure is about 3200 psi (225 kg / cm 2 ). In fact, various magazines report that such pressure is 218.3 atm. At such pressure levels, and above the critical temperature described below, the density of water, the binding of various molecules including hydrogen, and other physical properties change. That is, water acts as a more polar organic liquid. At this critical point, the solubility of water changes rapidly. At this level, water is a very good solvent for organics. That is, at this temperature and pressure, oil and grease can be mixed with water. Moreover, the density of water is reduced, while the inorganic salts are only slightly soluble. Further, in this state, not only the organic components (especially including oil and grease) can be dissolved in water, but also oxygen can be completely dissolved in water. Overall, at the supercritical point, the gas is taken up in the water and is completely soluble with it. In this state, water has the same density in both the liquid phase and the gas phase. Inorganic salts do not dissolve in supercritical water. These are separated by a stream, picked up and washed away, carried towards the surface of the water and partially dissolved as the water temperature decreases. That is, such salts are usually discharged without collecting at the bottom.

炭化水素廃棄物の炭素および水素は急速に酸化される。
従ってこれらにより酸化物が形成され、このような酸化
物には二酸化炭素さらには水が含まれる。これらは処理
において何等問題を生じない。また廃棄物中にハロゲン
や金属が存在すると仮定すればこれらは塩を形成する。
これらの塩は分離して流れが水面に近付くにつれて再び
溶解される。これらは水の流れにより後述するように井
戸から外に流される。
The carbon and hydrogen of hydrocarbon waste is rapidly oxidized.
They therefore form oxides, which include carbon dioxide and also water. These do not cause any problems in processing. Assuming the presence of halogens and metals in the waste, they form salts.
These salts separate and are redissolved as the flow approaches the surface of the water. These are flushed out of the well as described below by the flow of water.

生体細胞が水中に入っている場合、これらは一般にまず
チャンバー20に入る前においても高熱により殺され、次
いで反応チャンバ内で起こる反応により殺され、酸化さ
れる。
When living cells are contained in water, they are generally killed by the high heat even before entering the chamber 20, and then killed and oxidized by the reaction occurring in the reaction chamber.

反応チャンバ20内の加熱について考えてみると、図中38
で示したのは電源であり、その一方はケーシングにアー
スされ、他端は導線40に接続されている。導線40は反応
チャンバ20まで延びており絶縁材により被覆されてその
長さ沿いでは導線40から電流の流れは生じないようにな
っているが、先端42では露出している。この先端42は反
応チャンバ内に位置しており、ケーシング10に向かう半
径方向外側への電流の流れを発生させる。従ってケーシ
ングに向かうアース側への電流の経路が周囲の液体によ
り形成される。このような先端42からの電流は反応の開
始に利用される。周囲の地面の穴底部における反応開始
前の温度は70〜80℃であると仮定される。また、井戸は
底穴の圧力がほぼ3200psi(225kg/cm2)を越えるような
高さの直立水柱を備えているものと仮定され、この時点
では単なる直立水柱に過ぎない。水柱が様々な廃棄物を
多く含んでいるものとしてもその解析はこの説明には重
要ではない。またこの時点での先端42を取り巻く水の誘
電率は80以上であると仮定される。しかしながら、廃棄
物中には誘電率を80よりも幾分か下げるに充分な量の導
電性材料が存在するであろう。誘電率が80以下になるこ
とはスタートアップ条件において重要ではないが、誘電
率が80であると悪い結果をもたらすものと考えられる。
スタートアップにおいて流れは一時的に減少されて反応
チャンバ内の水の加熱が行なわれる。
Considering the heating in the reaction chamber 20, 38
Is a power source, one of which is grounded to the casing and the other end of which is connected to the conductor 40. The conductor 40 extends to the reaction chamber 20 and is covered with an insulating material so that no current flows from the conductor 40 along its length, but is exposed at the tip 42. The tip 42 is located within the reaction chamber and causes a current flow radially outward toward the casing 10. Therefore, the path of the electric current to the ground side toward the casing is formed by the surrounding liquid. The electric current from the tip 42 is used to initiate the reaction. It is assumed that the temperature at the bottom of the hole in the surrounding ground before the reaction starts is 70-80 ° C. In addition, it is assumed that the well has an upright water column whose height is such that the pressure in the bottom hole exceeds approximately 3200 psi (225 kg / cm 2 ), and at this point it is merely an upright water column. Even if the water column contains a lot of different wastes, its analysis is not important for this explanation. It is also assumed that the dielectric constant of water surrounding the tip 42 at this point is 80 or more. However, there will be a sufficient amount of conductive material in the waste to lower the dielectric constant somewhat below 80. A dielectric constant of 80 or less is not important under start-up conditions, but a dielectric constant of 80 is believed to give bad results.
At start-up, the flow is temporarily reduced to heat the water in the reaction chamber.

電流がまず導線の先端42から流れて半径方向外側に伝わ
り、このような電流により熱が生ずる。ここで、井戸が
セメントの外被12で取囲まれていることを想起し、さら
にこれが周囲の地層により囲まれていることを想起する
と、熱の幾分かは金属製のケーシング10から伝導逸散す
るが、先端42の近傍に発生した熱はほぼ補捉される。電
流を何回も流すと反応チャンバ20内に十分な熱が集って
チャンバ内の温度が上昇する。また、このような作用が
一般に70〜80゜の雰囲気温度で開始されるとすると、温
度は臨界温度に到達するまで上昇させられる。必然的に
温度レベルは臨界超過温度である374℃に極限的に近付
く。この様な温度の増加によって誘電率が多かれ少なか
れ直線的に減少する。つまり、誘電率は約25℃において
一般に約80である。このような誘電率は臨界超過温度近
傍の水では漸落して結局約10以下まで降下する。このよ
うな降下によって所要電流が減少し、反応チャンバ20内
の熱の容積が促進される。反応チャンバ20はすぐに臨界
超過状態となり、それによってチャンバ20内の部位の廃
棄物分子が流動化され、すなわちこれらの分子が臨界超
過状態の水にさらされて酸化される。このようなスター
トアップはほとんど純水に近い水で行なうことができ、
水が燃焼可能な廃棄物を含んでいるならばさらに多くの
熱を発生させることによりプロセスがスピードアップす
る。
An electric current first flows from the wire tip 42 and travels radially outwards, and such current produces heat. Recalling that the well is surrounded by a cement jacket 12, which is surrounded by the surrounding formation, some of the heat is conducted away from the metal casing 10. Although dissipated, the heat generated near the tip 42 is almost trapped. When the electric current is passed many times, sufficient heat is collected in the reaction chamber 20 to raise the temperature in the chamber. Moreover, if such an action is generally initiated at an ambient temperature of 70 to 80 °, the temperature is raised until the critical temperature is reached. Inevitably the temperature level approaches the supercritical temperature of 374 ° C. This increase in temperature causes the dielectric constant to decrease more or less linearly. That is, the dielectric constant is generally about 80 at about 25 ° C. Such a dielectric constant gradually drops in water near the supercritical temperature and eventually drops to about 10 or less. Such a drop reduces the required current and promotes the volume of heat in the reaction chamber 20. The reaction chamber 20 quickly becomes supercritical, thereby fluidizing waste molecules at sites within the chamber 20, that is, exposing these molecules to supercritical water and oxidation. This kind of startup can be done with water that is almost pure water,
Generating more heat speeds up the process if the water contains combustible waste.

ポンプ24は操作の開始時に切替えられる。臨界超過条件
が達せられる以前でも多少の酸化が行なわれる。加圧空
気が導管を通じて圧送され、先端28から放出される。空
気は単に泡となって先端28から出るだけではない。臨界
超過条件に近付くに従って酸素の水への溶解性が急激に
高まり、空気の溶解に伴って泡のサイズが小さくなる。
酸素は水に簡単に溶解し、HCMSNを含む廃棄物分子の酸
化が可能となる。この時点で酸素は水中に導かれてい
る。廃棄物を含んだ水は井戸の底部に流れて酸素を共連
れにする。水は閉じこめられて流れに入ることが出来な
い状態を考えると、この状態での水の臨界超過性は水を
正確には液体ではない臨界超過流体として表わすのがよ
り明確になる。この状態ではチャンバ20内の水は密度変
化が生ずるが、直率水柱の状態のままである。臨界超過
状態においてこのような密度は水の臨界密度である0.32
5g/cm3をついには越えてしまう。空気(より高価なアプ
ローチが望まれる場合には酸素)の絶間ない流れが廃棄
物を含む水の絶間ない流れに注がれる。水は次いでリリ
ーフ弁34を通って上部から排出される。このリリーフ弁
34はシステムの背圧を適当に保つように調節されてお
り、流入および流出を保ちつつチャンバ内に臨界超過圧
力を確実に保持できるようになっている。
The pump 24 is switched at the beginning of operation. Some oxidation takes place even before the supercritical condition is reached. Pressurized air is pumped through the conduit and expelled from tip 28. The air does not merely bubble into the tip 28. As the supercritical condition is approached, the solubility of oxygen in water increases rapidly, and the size of bubbles decreases with the dissolution of air.
Oxygen easily dissolves in water, allowing the oxidation of waste molecules including HCMSN. At this point oxygen is being led into the water. Water containing waste flows to the bottom of the well and is accompanied by oxygen. Considering the condition where water is trapped and cannot enter the stream, it becomes clearer that the supercriticality of water in this condition is represented by the water as a supercritical fluid that is not exactly a liquid. In this state, the density of the water in the chamber 20 changes, but it remains in the state of a straight water column. In the supercritical state such density is the critical density of water 0.32
It will eventually exceed 5g / cm3. A continuous stream of air (or oxygen if a more expensive approach is desired) is poured into the continuous stream of waste containing water. Water is then drained from the top through relief valve 34. This relief valve
34 is adjusted to maintain an adequate system back pressure to ensure that the supercritical pressure is maintained in the chamber while maintaining inflow and outflow.

このような圧力は3200psi(225kg/cm2)を越える圧力で
あるとみなされるべきである。この圧力はそのような圧
力を受ける深さの井戸を利用することによって得ること
ができる。井戸の深さが十分でない場合には背圧弁34が
井戸の圧力ヘッドを十分に保つ。井戸が浅い場合にはシ
ステムの背圧を反応チャンバ20内の圧力が3200psi(225
kg/cm2)を越えるように保たねばならない。また井戸が
深い場合には背圧は事実上ゼロまで減ずることができ
る。
Such pressures should be considered to be pressures above 3200 psi (225 kg / cm 2 ). This pressure can be obtained by utilizing a well whose depth is subject to such pressure. If the well is not deep enough, the back pressure valve 34 will keep the pressure head of the well well. If the wells are shallow, the back pressure of the system is reduced to 3200 psi (225 psi) in reaction chamber 20.
must be kept above kg / cm 2 ). Also, when the well is deep, back pressure can be reduced to virtually zero.

廃棄物の流れは酸化可能な有機物材料を実質的に十分に
含むものが望ましい。ここで酸化可能という用語は必ず
しも空気中の酸素で燃焼可能なものを指すものではな
く、いわば水の作用により変換が生ずるがチャンバ20内
で酸化可能な材料をむしろ指すものである。チャンバ20
内に導かれた廃棄物の酸化が一旦始まると、このような
酸化は引続き行なわれる。このため、電源を切替えて所
要電流を少なくすることができる。また電気加熱時間を
短縮することもできる。このような操作は或意味におい
て自己維持性を有している。すなわち、チャンバ20の近
傍におけるHCMSNの燃焼により十分な熱が発せられてチ
ャンバ20が臨界超過温度に保たれるのである。このよう
な維持温度は一般に374℃〜約400℃であるのが望まし
い。この温度レベルを越えるエネルギーは無用である
が、電流を調節して定温制御し、廃棄材料の燃焼の開始
後においても悪作用を避けるようにすることが望まし
い。
Desirably, the waste stream contains substantially sufficient oxidizable organic material. Here, the term oxidizable does not necessarily refer to one that is combustible with oxygen in the air, but rather to a material that is oxidizable within the chamber 20 but which is converted by the action of water. Chamber 20
Once oxidation of the waste introduced therein begins, such oxidation continues. Therefore, the power supply can be switched to reduce the required current. Also, the electric heating time can be shortened. Such operation is self-maintaining in a sense. That is, sufficient heat is generated by the combustion of HCMSN in the vicinity of the chamber 20, and the chamber 20 is maintained at the supercritical temperature. Such maintenance temperatures are generally desired to be 374 ° C to about 400 ° C. Although energy above this temperature level is useless, it is desirable to regulate the current to control it at a constant temperature to avoid adverse effects even after the start of combustion of the waste material.

上記のようにこのようなプロセスは自己維持性を有して
おり、十分な量の可燃性有機廃棄物を連続的に導入する
ことにより理想的に自己維持されるものである。必要と
される量の正確な値は一般に比較的少なく、システムの
全処理量のほんの数パーセント以下である。つまり、供
給廃棄物が約0.02%〜5%の廃棄材料を含んでいる場
合、廃棄物の投入量は燃焼を継続して続けるに充分であ
る。決定要素は流量と濃度である。井戸の熱損を考える
と、500ガロン/分(1900リットル/分)の流量で200pp
mの可燃性炭化水素を含むものであれば操作を維持でき
る。
As mentioned above, such a process is self-sustaining and ideally self-sustaining by the continuous introduction of a sufficient amount of combustible organic waste. The exact amount required is generally relatively small, no more than a few percent of the total system throughput. That is, if the feed waste contains about 0.02% to 5% of waste material, then the waste input is sufficient to continue combustion. The determinants are flow rate and concentration. Considering the heat loss of the well, 200pp at a flow rate of 500 gallons / minute (1900 liters / minute)
Operation can be maintained as long as it contains m combustible hydrocarbons.

このような条件が揃えばシステムの運転には少なくとも
臨界超過条件を維持するのにそれ以上のエネルギーの投
入を必要としない。必要とされるのはポンプへのパワー
入力のみである。廃棄物は一般に水性溶解物の形で送ら
れ、また空気も必要であるので、操作の維持に必要な唯
一のエネルギー消費機構は二基のポンプだけである。
If such conditions are met, the operation of the system does not require any more energy input to maintain at least the supercritical condition. Only power input to the pump is needed. Since the waste is generally sent in the form of an aqueous lysate and air is also required, the only energy consuming mechanism required to maintain operation is two pumps.

チャンバ20内に発生した熱の幾分かは周囲の地面に吸収
される。井戸は十分に断熱することができるので排出さ
れる純化廃棄流体は実際上十分に清浄なものとなり、ま
た十分に高温なためこれから幾分かのエネルギーを回収
してポンプその他の設備の運転に利用できる。つまり、
廃棄物が変換装置に供給されている限り自己維持性をほ
ぼ完全に保つことができる。
Some of the heat generated in chamber 20 is absorbed by the surrounding ground. The wells can be well insulated so that the purified waste fluid that is discharged is actually sufficiently clean and that it is hot enough to recover some energy from it for pump and other equipment operation. it can. That is,
Self-sustaining properties can be maintained almost completely as long as the waste is fed to the converter.

実用上、チュービングやケーシングは小電流により保護
される。井戸内の温度や加えられる圧力が上昇すると水
に溶解した酸素および特に二酸化炭素が金属製のパイプ
に影響を及ぼす。腐蝕抵抗を有するステンレスは高価で
あり、陰極電極システムにより保護されている場合には
軟質鋼を利用できる。これは条件によるが、パイプやチ
ュービングの底部がそのような型式で保護されているの
が望ましい。
In practice, the tubing and casing are protected by a small current. Oxygen and especially carbon dioxide dissolved in water affect metal pipes as the temperature and pressure in the well rises. Corrosion resistant stainless steel is expensive and soft steel is available when protected by the cathode electrode system. This depends on the conditions, but it is desirable that the bottom of the pipe or tubing be protected in such a manner.

供給水の下向きの流れと温水の上方への排出とにより向
流熱交換が行なわれる。このような向流によって断熱平
衡の維持が可能となる。排出される温水により単位時間
あたり最百万BTU(1BTU=0.252kcal)の熱エネルギーが
送られる。このような熱を廃棄せずに供給水予熱装置に
より利用して供給水の加熱に利用することができる。事
実、水中の可燃燃料にもよるが、井戸から放出される熱
は井戸の運転に必要なエネルギー、すなわち主にポンプ
のパワーとして利用されるエネルギーを越えるものであ
る。これは燃料の供給量を変化させることで変えること
ができる。
Countercurrent heat exchange is performed by the downward flow of the feed water and the upward discharge of the hot water. Such countercurrent makes it possible to maintain adiabatic equilibrium. The discharged hot water delivers up to 1 million BTU (1 BTU = 0.252 kcal) of heat energy per unit time. Such heat can be used by the feed water preheating device without being discarded to heat the feed water. In fact, depending on the combustible fuel in the water, the heat released from the well exceeds the energy needed to operate the well, that is to say the energy used primarily for pump power. This can be changed by changing the fuel supply amount.

高圧の反応チャンバを地下に配置したことにより安全性
が高まっており、これは地面に配置される高圧高温設備
に代わるものである。また、高圧部位を地下に隔絶する
ことで安全性が確保されている。このような構成はコス
ト節減にも寄与する。
Safety is increased by placing the high pressure reaction chamber underground, which replaces the high pressure high temperature equipment located on the ground. In addition, safety is secured by isolating the high-pressure area underground. Such a configuration also contributes to cost reduction.

井戸は通常隔絶されたチャンバを形成しており、このた
め井戸からの流出しまたは井戸へ流入する水の損失が最
小となっている。またパイプのまわりをセメントで囲む
ことにより熱のコントロールが可能となり、熱損失を制
限することができる。さらに、井戸の底部のチャンバは
高温で地面下の層により取囲まれているので温度差が少
なくなり、熱損失が減少する。
Wells usually form an isolated chamber, which minimizes the loss of water to or from the well. Also, by surrounding the pipe with cement, heat can be controlled and heat loss can be limited. In addition, the chamber at the bottom of the well is surrounded by a layer below the ground at high temperatures, which reduces the temperature difference and reduces heat loss.

以上に一般的な作用を述べたが、熱は徐々に供給されて
温度を臨界超過条件まで上昇させ始める。これが達せら
れて運転サイクルが一旦開始すると井戸から排出される
流水は実質的に浄化されたものとなる。つまり、井戸内
に投入された廃棄混合物が実質的に変換される。流出水
は様々な炭化水素の燃焼の結果二酸化炭素を含んでい
る。また流出水には塩も含まれる。浄化された水はリリ
ーフ弁34を通って排出され、かくして浄化を簡単に行な
うことができる。浄化水は水銀、ナトリウム等の塩のよ
うな一般的な金属塩を主として含んでいる。これはもち
ろん井戸に導かれる廃棄物の実際的な成分により変って
くる。
As mentioned above, the general effect is that heat is gradually supplied to start raising the temperature to the supercritical condition. Once this is reached and the operating cycle begins, the running water discharged from the well is substantially purified. That is, the waste mixture injected into the well is substantially converted. The effluent contains carbon dioxide as a result of the combustion of various hydrocarbons. The runoff also contains salt. The purified water is discharged through the relief valve 34, thus making the purification easy. Purified water mainly contains common metal salts such as salts of mercury and sodium. This will, of course, depend on the practical composition of the waste that is introduced to the well.

以上の説明は本発明の好ましい実施例に関するもので、
本発明の範囲は特許請求の範囲にのみ制限される。
The above description relates to the preferred embodiment of the present invention,
The scope of the invention is limited only by the claims.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

図はこの発明の一実施例を示す廃水中の有機廃棄物を湿
式酸化するための装置の断面図である。 10……井戸のケーシング(金属) 12……井戸の外被(セメント) 14……蓋部材 20……反応チャンバ 22……栓 24……空気ポンプ 26……空気流入チュービング 30……廃水流入チュービング 38……直流電源 40……被覆導線 42……先端導体部分
FIG. 1 is a sectional view of an apparatus for wet-oxidizing organic waste in wastewater showing an embodiment of the present invention. 10 …… Well casing (metal) 12 …… Well jacket (cement) 14 …… Lid member 20 …… Reaction chamber 22 …… Plug 24 …… Air pump 26 …… Air inlet tubing 30 …… Waste water inlet tubing 38 …… DC power supply 40 …… Coated conductor 42 …… Tip conductor part

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】廃水中の有機廃棄物を湿式酸化するための
方法であって、 (a)有機廃棄物を含む廃水を断熱された深井戸内に流
入させ、 (b)前記廃水の流れの中に酸素を連続的に圧入し、 (c)前記井戸底部の圧力が水を臨界超過状態とするに
要する圧力に増加する深さまで前記廃水を井戸内に導
き、 (d)前記井戸の底部の廃水に地上の制御機構を介して
電流を流し、廃水に適度の抵抗熱を発生させて前記井戸
の底部の廃水を初期加熱し、廃水中の廃棄物の酸化を生
起させ、 (e)連続して流入される廃水中の有機廃棄物を酸化さ
せて前記井戸内に熱の発生を継続させて臨界超過水に必
要な温度を維持し、有機廃棄物の酸化により発熱状態が
保持された後は前記制御機構を介する初期加熱を終了さ
せ、 (f)前記井戸内で廃水中の有機廃棄物の湿式酸化を引
続き行なうために、井戸の底部に処理すべき廃水を継続
的に流入させるとともに、流入廃水に酸素を処理期間に
わたって圧入し、廃棄物の酸化に伴う発熱で水の臨界超
過温度を維持して廃棄物の処理を実施し、処理された廃
水を酸化生成物と共に井戸から排出させる ことを特徴とする廃水中の有機廃棄物を湿式酸化するた
めの方法。
1. A method for wet-oxidizing organic waste in wastewater, comprising: (a) flowing wastewater containing organic waste into a deep well with heat insulation; Continuously injecting oxygen into the well, (c) guiding the wastewater into the well to a depth where the pressure at the bottom of the well increases to the pressure required to bring water into a supercritical state, and (d) at the bottom of the well. An electric current is applied to the wastewater through a control mechanism on the ground to generate an appropriate amount of resistance heat in the wastewater to initially heat the wastewater at the bottom of the well to cause oxidation of the wastewater in the wastewater, and (e) continuously. Oxidize the organic waste in the inflowing wastewater to continue the generation of heat in the well to maintain the temperature required for supercritical water, and after the heat generation is maintained by the oxidation of the organic waste. Ending the initial heating via the control mechanism, and (f) the presence of wastewater in the well. In order to continue the wet oxidation of waste, the wastewater to be treated is continuously flowed into the bottom of the well, and oxygen is injected into the inflowing wastewater over the treatment period. A method for wet-oxidizing organic waste in wastewater, which comprises treating the wastewater while maintaining the temperature and discharging the treated wastewater together with oxidation products from a well.
【請求項2】処理すべき廃水を井戸中心の廃水流入チュ
ービングを通じて前記井戸の底部に吹き出し、井戸周面
のケーシングの底部で水流を反転させ、不溶性沈降物を
底部から洗い流して前記周面ケーシング内を処理された
廃水と共に上昇させ井戸の頂部から排出する特許請求の
範囲第1項記載の廃水中の有機廃棄物を湿式酸化するた
めの方法。
2. The wastewater to be treated is blown to the bottom of the well through wastewater inflow tubing at the center of the well, the water flow is reversed at the bottom of the casing at the peripheral surface of the well, and the insoluble sediment is washed away from the bottom, and inside the peripheral casing. The method for wet oxidizing organic waste in wastewater according to claim 1, wherein the water is raised with the treated wastewater and discharged from the top of the well.
【請求項3】電流を前記廃水流入チュービングの下部に
おいて、廃水を通じて前記井戸内の金属製チュービング
類に向けて流すことにより金属製チュービング類に対す
る陰極保護を行なう特許請求の範囲第2項記載の廃水中
の有機廃棄物を湿式酸化するための方法。
3. The wastewater according to claim 2, wherein an electric current is made to flow through the wastewater toward the metal tubing in the well in the lower part of the wastewater inflow tubing to perform cathode protection for the metal tubing. For the wet oxidation of organic wastes therein.
【請求項4】前記酸素の圧入のために圧縮空気を井戸の
中心に設けたチュービングストリングを介して所定の深
さまで流して空気で廃水中で泡立たせ、空気を伴う流れ
を井戸内のかなりの深さまで起こして空気中の酸素が廃
水の表面張力の減少にともなって溶解しさらに有機廃棄
物を酸化させる特許請求の範囲第2項記載の廃水中の有
機廃棄物を湿式酸化するための方法。
4. In order to pressurize the oxygen, compressed air is caused to flow to a predetermined depth through a tubing string provided at the center of the well, and air is bubbled in the waste water so that a flow accompanied by the air is considerably generated in the well. The method for wet-oxidizing organic waste in wastewater according to claim 2, wherein oxygen in the air is dissolved to a depth and dissolved with a decrease in the surface tension of the wastewater to further oxidize the organic waste.
【請求項5】前記圧縮空気が、断熱された井戸の底部か
ら前記周面のケーシング内を上方へ流出される処理済み
の高温廃水によって前記金属チュービングを介して少な
くとも予め加熱されて下方へ流入される未処理の廃水中
に放出される特許請求の範囲第4項記載の廃水中の有機
廃棄物を湿式酸化するための方法。
5. The compressed air is preheated at least through the metal tubing by the treated high temperature wastewater flowing upward from the bottom of the insulated well in the casing of the peripheral surface and then flows downward. A method for the wet oxidation of organic waste in wastewater according to claim 4, which is released into untreated wastewater.
【請求項6】前記井戸の底部には該井戸の深さにより決
定される所定の深さに底を限定する栓機構が設けられて
おり、井戸周面のケーシングによりこの栓機構の部位で
所定の圧力を有する直立水柱が形成保持され、さらに地
上の部位で流入される廃水に補助的な圧力を加えて前記
栓機構の部位でその直立水柱に臨界超過圧力が得られる
ようにする特許請求の範囲第1項記載の廃水中の有機廃
棄物を湿式酸化するための方法。
6. A stopper mechanism for limiting the bottom to a predetermined depth determined by the depth of the well is provided at the bottom of the well, and a casing on the peripheral surface of the well provides a predetermined stopper mechanism at this stopper mechanism. An upright water column having a pressure of 1 is formed and held, and a supplementary pressure is applied to the waste water flowing in at a site on the ground so that a supercritical pressure is obtained in the upright water column at the site of the plug mechanism. A method for the wet oxidation of organic wastes in wastewater according to claim 1.
【請求項7】前記井戸の頂部を蓋部材で閉鎖し、かつ廃
水の流入および排出用チュービングをそれぞれこの蓋部
材に貫通保持させ、井戸内の圧力を保持する特許請求の
範囲第1項記載の廃水中の有機廃棄物を湿式酸化するた
めの方法。
7. The method according to claim 1, wherein the top of the well is closed by a cover member, and the tubing for inflowing and discharging the waste water is retained through the cover member to maintain the pressure in the well. Method for wet oxidation of organic waste in wastewater.
【請求項8】井戸の底部における水圧を変えるために、
廃水流入圧力を調整する特許請求の範囲第6項記載の廃
水中の有機廃棄物を湿式酸化するための方法。
8. In order to change the water pressure at the bottom of the well,
7. A method for wet oxidizing organic waste in wastewater according to claim 6, wherein the wastewater inflow pressure is adjusted.
【請求項9】前記井戸の地上部分で直流電源の一極をチ
ュービングを介してアースに接続し、他極を導線を介し
て廃水流入チュービング内の底部に設けた先端の導体部
分に連結して廃水中に放電させ、該電極先端部分からの
電流を反応チャンバ内の廃水に通すことで廃水を加熱
し、次いで電流を弱くしてチャンバ内に前記の陰極保護
電流を流す特許請求の範囲第3項記載の廃水中の有機廃
棄物を湿式酸化するための方法。
9. In the aboveground part of the well, one pole of a DC power source is connected to the ground through tubing, and the other pole is connected through a lead wire to a conductor portion at the tip provided in the bottom of the wastewater inflow tubing. The discharge water is discharged, and the current from the electrode tip portion is passed through the waste water in the reaction chamber to heat the waste water, and then the current is weakened to cause the cathode protection current to flow in the chamber. A method for wet-oxidizing an organic waste in the wastewater according to the item.
【請求項10】前記直流電源と前記先端の導体部分とを
繋ぐ導線を絶縁被覆して、前記井戸の内部における放電
を井戸底部の反応チャンバ内に限定する特許請求の範囲
第9項記載の廃水中の有機廃棄物を湿式酸化するための
方法。
10. The wastewater according to claim 9, wherein a conductive wire connecting the DC power source and the conductor portion at the tip is insulation-coated to limit the discharge inside the well to the reaction chamber at the bottom of the well. For the wet oxidation of organic wastes therein.
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