JPH10118404A

JPH10118404A - 液体濃縮方法

Info

Publication number: JPH10118404A
Application number: JP27911996A
Authority: JP
Inventors: Yoshiaki Harada; 吉明原田; Suekazu Yamada; 末和山田; Yasufumi Doi; 康文土井; Hiroshi Fujiya; 啓冨士谷; Haruyuki Okabe; 春志岡部
Original assignee: Osaka Gas Co Ltd
Current assignee: Osaka Gas Co Ltd
Priority date: 1996-10-22
Filing date: 1996-10-22
Publication date: 1998-05-12

Abstract

(57)【要約】【課題】上記の様な従来技術の問題点を解消乃至軽減し
て、小型で、設備費および運転経費の安価な蒸気圧縮式
濃縮技術を提供することを主な目的とする。【解決手段】１．カランドリア型の蒸発缶を使用する液
体濃縮方法において、（１）原液と蒸発缶内伝熱管外側
の蒸気の凝縮液とを予熱器において熱交換させて、原液
を予熱する工程、（２）予熱された原液を蒸発缶内液面
から伝熱管まで間の液中に導入する工程、（３）蒸発缶
内で発生した蒸気をスクリュー型圧縮機で圧縮・昇温す
る工程、（４）得られた圧縮蒸気を伝熱管外側に供給し
て、伝熱管内の液を加熱・蒸発させる工程、（５）伝熱
管外側における蒸気の凝縮液面高さを一定に制御するた
めの凝縮液槽から凝縮液を予熱器に導入する工程、
（６）蒸発缶内の液面高さを示す信号に対応して濃縮液
を蒸発缶塔底から抜き出し、濃縮液貯槽に送る工程、お
よび（７）予熱器を含む配管および伝熱管内を洗浄する
工程を備えたことを特徴とする液体濃縮方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、各種液体の濃縮、
蒸留などに好適な蒸気圧縮式濃縮技術の改良に関し、よ
り詳しくは、原液中の水分を蒸発することによって原液
の濃縮を行うに際し、原液からの発生蒸気を圧縮機にて
圧縮・昇温することによって、前記原液を蒸発するため
の熱源として利用する液体濃縮方法に関する。

【０００２】

【従来の技術とその問題点】例えば、特開昭59-26184号
公報における図面に示されている従来の蒸気圧縮式蒸発
装置は、下部に原液の溜室を備えた密閉型の蒸発器内の
上部に多数本の伝熱管を設け、該各伝熱管の外側面に、
原液ポンプによって送られて来る原液を散布器にて散布
することにより蒸発させ、この蒸発により発生した蒸気
をブロワー圧縮機で圧縮して昇温し、この昇温した蒸気
をダクトを介して、前記各伝熱管内に供給することによ
り、各伝熱管の外側面に散布されている原液を加熱・蒸
発させるとともに、前記各伝熱管内から空気などの非凝
縮性ガスを真空ポンプなどの真空発生手段にて抽出する
ことにより、前記蒸発器内を大気圧以下の減圧状態に保
持している。

【０００３】しかしながら、この形式の蒸気圧縮式蒸発
装置には、以下の様な問題点がある。

【０００４】イ．ブロワー圧縮機本体の圧縮効率が低
く、単位原液量を圧縮するための必要電力量が大きくな
り、運転経費が高くなり、設備も大きくなる。

【０００５】ロ．原液は、散布器を介して、各伝熱管の
外表面に散布されるので、液分散不良から生じる熱交換
器伝熱係数の低下がある。

【０００６】ハ．原液の濃縮倍率上昇または連続運転に
伴い、液分散器ノズル部分でのスラッジによる詰まりお
よび分散不良、各伝熱管外表面の汚れ、液比重または粘
度の上昇などによる伝熱係数の低下に対し、有効に対処
することができない。

【０００７】また、各管の外表面付着スケールの除去
は、液が分散されているため、伝熱管外面に対する液流
速が遅いことなどから、困難となる場合が多い。

【０００８】ニ．上記ロおよびハの結果、濃縮処理は、
常に単位断面積当たりの蒸発量が低い状態で行わざるを
得ない。従って、単位時間当たりの蒸発量を増大させる
ためには、伝熱面積を増大させるか、或いはブロワー圧
縮機として圧縮比の高いものを使用しなければならない
ため、装置が大型化するとともに、運転経費が嵩むとい
う問題がある。

【０００９】ホ．また、原液の種類によっては、濃縮処
理中に発泡を生じ、発生蒸気側に原液が飛散して、運転
を継続できなくなることがある。

【００１０】ヘ．さらに、濃縮すべき原液は、種々の金
属成分を含有していることがあり、この場合には、濃縮
処理中に装置の各所にスケールが析出して、伝熱係数が
下がり、処理能力が低下することがある。特公昭58-120
41号公報に開示されたスケール処理方法では、管路或い
は蒸発缶を交互に切り替えて、スケールの形成に対処し
ている。しかしながら、この方法では、設備費と運転経
費とが高くなる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明は、上
記の様な従来技術の問題点を解消乃至軽減して、小型
で、設備費および運転経費の安価な蒸気圧縮式濃縮技術
を提供することを主な目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記の様な
技術の現状に鑑みて鋭意研究を重ねた結果、濃縮装置で
発生する蒸気の圧縮にスクリュー型圧縮機を使用するこ
とにより、新規な液体濃縮技術を完成するに至った。

【００１３】すなわち、本発明は、下記の液体濃縮方法
を提供するものである。

【００１４】１．カランドリア型の蒸発缶を使用する液
体濃縮方法において、（１）原液と蒸発缶内伝熱管外側
の蒸気の凝縮液とを予熱器において熱交換させて、原液
を予熱する工程、（２）予熱された原液を蒸発缶内液面
から伝熱管まで間の液中に導入する工程、（３）蒸発缶
内で発生した蒸気をスクリュー型圧縮機で圧縮・昇温す
る工程、（４）得られた圧縮蒸気を伝熱管外側に供給し
て、伝熱管内の液を加熱・蒸発させる工程、（５）伝熱
管外側における蒸気の凝縮液面高さを一定に制御するた
めの凝縮液槽から凝縮液を予熱器に導入する工程、
（６）蒸発缶内の液面高さを示す信号に対応して濃縮液
を蒸発缶塔底から抜き出し、濃縮液貯槽に送る工程、お
よび（７）予熱器を含む配管および伝熱管内を洗浄する
工程を備えたことを特徴とする液体濃縮方法。

【００１５】２．工程（１）の予熱器が、プレート型熱
交換器である上記項１に記載の液体濃縮方法。

【００１６】３．工程（２）の原液の導入ライン中に背
圧弁を設けた上記項１に記載の液体濃縮方法。

【００１７】４．工程（２）において、蒸発缶内液面の
高さを調整するために蒸発缶塔底液をポンプで抜き取
り、原液の導入ラインへ循環する上記項１に記載の液体
濃縮方法。

【００１８】５．工程（３）のスクリュー型圧縮機のモ
ーター回転数をインバーター装置により制御する上記項
１に記載の液体濃縮方法。

【００１９】６．工程（３）において、蒸発缶内発生蒸
気量に対応してスクリュー型圧縮機のモーター回転数を
制御する上記項５に記載の液体濃縮方法。

【００２０】７．工程（３）において、蒸気量に応じて
複数のスクリュー型圧縮機が設けられている上記項１に
記載の液体濃縮方法。

【００２１】８．工程（５）の凝縮液槽の上部気相部と
伝熱管外側の蒸気ラインとが接続されている上記項１に
記載の液体濃縮方法。

【００２２】９．伝熱管外側の蒸気ラインに、蒸発缶内
の非凝縮性気体の自動的排出を定期的に行うための電磁
弁を設けた上記項１に記載の液体濃縮方法。

【００２３】１０．蒸発缶内の運転圧力が常圧又は減圧
である上記項１に記載の液体濃縮方法。

【００２４】１１．伝熱管外側の蒸気ラインの電磁弁の
後流側に減圧運転時に電磁弁の開閉と連動する真空ポン
プを設けた上記項１０に記載の液体濃縮方法。

【００２５】１２．スタートアップ時または長期運転時
に予熱器および／または蒸発缶内伝熱管の汚れによる蒸
発量の低下に対応するために、補助熱源を蒸発缶内底部
または圧縮機出口ラインへ導入する上記項１に記載の液
体濃縮方法。

【００２６】１３．補助熱源が蒸気である上記項１２に
記載の液体濃縮方法。

【００２７】１４．工程（７）における洗浄を水および
／または酸および／またはアルカリにより行う上記項１
に記載の液体濃縮方法。

【００２８】１５．液体の濃縮処理停止中に洗浄を行う
上記項１に記載の液体濃縮方法。

【００２９】１６．液体の濃縮処理中に原液と洗浄液と
の供給を切り替えて洗浄を行う上記項１に記載の方法。

【００３０】

【発明の実施の形態】本発明で使用する圧縮機は、従来
の濃縮技術では用いられたことがなかったスクリュー型
圧縮機であり、次の様な特性を備えている。

【００３１】ａ．低速回転時から高圧力・高効率運転が
可能である。

【００３２】ｂ．高い応答性を持っている。

【００３３】ｃ．小型、コンパクトで据え付けが容易で
ある。

【００３４】ｄ．発生蒸気量に対応して、スクリュー型
圧縮機のモーター回転数を制御することができる。

【００３５】本発明で使用するスクリュー型圧縮機は、
通常アルミニウム合金製のケーシング部に一対の雄、雌
シリンダーを内蔵する構造を有している。

【００３６】上記の様な構造を有し、効果を発揮するス
クリュー型圧縮機を使用する場合には、従来の圧縮機を
使用する場合に比して、設備費および運転費が大幅に安
価となる。

【００３７】本発明で使用するスクリュー型圧縮機は、
一例として、最大吐出圧力として160kPa、最高許容吐出
温度として160℃、最大吸気量として760m³/hr（空気換
算）、圧縮比として約2.3という高い特性を発揮するこ
とができる。

【００３８】従来の圧縮機としてのルーツブロワーでの
圧縮比限界が約1.8程度で、全断熱効率が約45〜60％で
あるのに対し、スクリュー型圧縮機は、圧縮比1.5で全
断熱効率約65％、圧縮比2〜2.3で約70％と高い性能を発
揮することができる。

【００３９】スクリュー型圧縮機のローターは、熱膨張
を少なくし、必要クリアランスを小さくするために、好
ましくは、膨張係数の少ないアルミニウム合金を用い、
ローターの表面にフッ素樹脂（たとえば、デュポン社か
ら商標名「テフロン」として市販されている）系コーテ
ィング材を塗布する。圧縮機は、発生蒸気量に応じて、
複数個設けることができる。

【００４０】従来、蒸気発生量に対応して圧縮機により
吸引および吐出を行い、蒸発缶内での蒸発を効率よく行
わせることは、圧縮機の制御上困難であった。本発明に
おいては、圧縮機の駆動源として高速回転型の誘導電動
機からなるモーターを使用し、このモーターの回転数制
御機構としてインバーター装置を用いる。すなわち、圧
縮機前流側に設けたオリフィス式流量計、フロート式流
量計などにより蒸気発生量を検出し、この入力信号を調
節計に送り、この調節計からの出力信号をインバーター
に入力して、蒸気発生量が一定となる様にするか、或い
は蒸気発生量に対応してモーターの回転数を増減するこ
とができる。その結果、装置全体が簡略化され、始動時
などにおける制御も容易となる。

【００４１】また、本発明においては、装置の小型化と
コスト低減のために、原液の予熱にプレート型熱交換器
を用いることができる。この予熱器および原液導入ライ
ン内の圧力を蒸発缶内圧力よりも高くすることにより、
予熱器内での気泡生成による伝熱係数の低下を防ぐた
め、予熱器出口（カランドリア型蒸発缶入口）側に背圧
弁を設けている。

【００４２】原液中に濃縮条件下に発泡を生じる可能性
がある成分（界面活性剤など）が含まれている場合に
は、あらかじめシリコン系消泡剤を添加してもよい。消
泡剤の添加量は、発泡性成分の含有量などを考慮して定
めれば良く、特に限定されるものではないが、通常30〜
500mg/l程度である。

【００４３】本発明で使用するカランドリア型蒸発缶に
おいては、従来技術で生じていた液分散不良などによる
伝熱係数の低下を防ぐために、カランドリア型蒸発缶
(以下単に「カランドリア」ということがある)内液面か
ら伝熱管上部までの液深さの上方から15〜50％程度の位
置に液を導入することが好ましい。これにより、液は、
伝熱管内に常時保持された状態で、伝熱管外の圧縮蒸気
により加熱・蒸発される。従来の液供給方法では、発泡
を促進することあり、その結果、濃縮処理が不能となる
ことがあった。しかるに、本発明方法では、前記の液の
分散による流速の低下ならびに発泡促進などの問題は、
解消される。

【００４４】また、必要に応じ、カランドリア内塔底液
をポンプで抜き出し、原液導入位置へ循環することによ
り、伝熱管内の液流速を増大させて、伝熱係数を上げる
ことができる。

【００４５】伝熱管外の蒸気は、伝熱管内の液を加熱
し、蒸発させた後、凝縮する。本発明においては、伝熱
管外の蒸気の凝縮液面高さを一定に制御するために、凝
縮液槽を設け、これにより、圧縮蒸気の系外への排出に
よる損失を防いでいる。凝縮液槽内の液は、予熱器を経
て液面制御弁から系外に排出され、再利用もしくは放流
される。この凝縮液槽の上部気相部と伝熱管外側の蒸気
ラインとの接続により、凝縮液槽内液面は安定して制御
される。

【００４６】圧縮機の効率、消費電力などに影響を与え
るカランドリア内の空気などの非凝縮性ガスは、伝熱管
外側の蒸気ラインに設けた電磁弁の開閉により、カラン
ドリア外へ排出される。排出ガスは、ガス中の成分に対
応して、必要ならば、活性炭吸着などにより所定成分を
除去した後、或いは濃縮液タンク内の液にバブリングさ
せて所定成分を吸収除去した後、大気中に放出される。
或いは、後述する補充熱源としての蒸気発生用ガスだき
ボイラーにおいて、空気と混合して、燃焼処理される。
電磁弁の開閉は、カランドリア内圧力と連動させる方法
や任意のタイマー設定などにより、自動的に行われる。

【００４７】濃縮液は、濃縮器内の液面計からの信号を
受け、塔底部から制御弁を通して排出される。

【００４８】カランドリア内の運転圧力が減圧系である
場合には、伝熱管外側の蒸気ラインに設けた電磁弁の後
流側にこの電磁弁の開閉と連動する真空ポンプを設け
る。

【００４９】必要ならば、スタートアップ時の装置全体
の昇温のために、或いは長期運転後の予熱器やカランド
リア伝熱管の汚れによる蒸発量の低下に応じて、補助熱
源(ガスだきボイラーからの蒸気など)をカランドリア内
底部または圧縮器出口ラインへ導入する。

【００５０】多くの原液は、金属成分（Fe、Si、Mg、C
a、Ni、Cu、Alなど）およびPなどを含有している。この
様な場合には、上記の濃縮装置の各部には、次第にスケ
ールが生成・析出して、伝熱係数を下げ、液の処理能力
を低下させる。この様な場合には、必要な時点で濃縮装
置の洗浄を行い、スケールの溶解・除去による処理能力
の回復を行う。

【００５１】濃縮装置の洗浄は、濃縮処理の停止中に原
水に代えて洗浄液を送給することにより行っても良く、
或いは濃縮処理中に原水と洗浄液の供給を適宜切り替え
て行っても良い。洗浄液は、原液の種類、析出したスケ
ールの組成などに応じて選択すれば良く、水または温水
乃至熱水、酸、アルカリなどが使用され、必要ならば、
繰り返し洗浄しても良い。例えば、酸洗浄、アルカリ洗
浄および水洗を適宜の順序で行うことができる。特に限
定されるものではないが、酸としては、硝酸水溶液（通
常1〜20％程度、好ましくは5〜10％程度）などが例示さ
れ、アルカリとしては、水酸化ナトリウム水溶液（通常
1〜20％程度、好ましくは5〜10％程度）などが例示され
る。

【００５２】以下図面を参照しつつ、本発明をさらに詳
細に説明する。なお、以下においては、廃水の濃縮につ
いて説明するが、前述の様に、本発明は、その他の液の
濃縮にも適用できることはいうまでもない。

【００５３】図1は、本発明による廃水の濃縮処理の一
例を示すフローシートである。濃縮すべき廃水は、廃水
タンク１から、ライン２を経て、廃水ポンプ３において
所定圧力まで昇温された後、ライン４から予熱器５に送
られ、ここで後述するライン１５からの凝縮液と熱交換
される。廃水が発泡性成分を含んでいる場合には、消泡
剤タンク（図示せず）からの消泡剤を添加しておくこと
ができる。

【００５４】予熱器５を出た液は、ライン６から濃縮器
(カランドリア型蒸発缶)８へ導入される。予熱器５と濃
縮器８との間に背圧弁７を設けることにより、予熱器５
内或いはライン6内などでの内圧を濃縮器８内の圧力よ
り高めることができるので、予熱器５内での気泡生成を
防止し、伝熱係数の低下を防ぐことができる。背圧弁７
を出た液は、濃縮器8内の液面から伝熱管までの液深さ
の15〜50％の位置（液面から下方に向けての位置）で濃
縮器に導入される。

【００５５】濃縮器８内で発生した蒸気は、ライン９を
経てスクリュー型圧縮機１０で圧縮され、昇温される。
スクリュー型圧縮機は、先述の様に、アルミニウム合金
製ケーシング内に一対の雄および雌ローターを内蔵した
形式のものを使用することが好ましい。得られた圧縮蒸
気は、ライン１１および２５を経て濃縮器8の伝熱管外
側に供給され、伝熱管内の液を加熱し、蒸発させる。こ
れにより、伝熱管外の蒸気自体は、凝縮・液化する。凝
縮液は、伝熱管８の下部からライン１２を経て、凝縮液
槽１３に溜められる。

【００５６】未凝縮蒸気の系外への排出（ライン１４→
ライン１９→電磁弁２０→ライン２１）による損失を防
ぐため、凝縮液槽１３での液面は、濃縮器８から凝縮液
槽１３への凝縮液取り出しライン１２の位置よりも高く
なる様に、制御する。凝縮液は、ライン１５から予熱器
５に送られ、ここで廃水と熱交換し、ライン１６上の液
面制御弁（図示せず）を通り、凝縮液タンク１７へ送ら
れた後、再利用または放流される。

【００５７】凝縮液槽１３の気相部は、ライン１４を経
て、伝熱管外側の蒸気ライン１９と接続されている。

【００５８】圧縮機１０の効率および消費電力などに影
響を与える濃縮器８内の空気などの非凝縮性ガスは、伝
熱管外側の蒸気ライン１９に設けた電磁弁２０の開閉に
より蒸発缶外へ排出される。この電磁弁２０の開閉は、
濃縮器８内圧力と連動させることにより行ってもよく、
或いはタイマー設定により自動的に行ってもよい。必要
ならば、排出ガスを活性炭などによる吸着処理に供した
り、或いは濃縮液タンク１７内の液中にバブリングさせ
る。

【００５９】濃縮器８内の濃縮液は、濃縮器８内の液面
計（図示せず）からの信号により、濃縮器８の下部ライ
ン２１および制御弁（図示せず）を通じて、濃縮液タン
ク２２に排出される。

【００６０】また、必要に応じて、濃縮器８内の液を液
抜き出しライン２１から循環ポンプ（図示せず）により
抜き出し、原液ライン６へ循環することにより、伝熱管
内の液流速を増大させ、伝熱係数を上げることができる
濃縮器８内の運転圧力が減圧系である場合には、電磁弁
２０の後流側に電磁弁２０の開閉と連動する真空ポンプ
（図示せず）を設ける。減圧系で運転する場合には、ラ
イン１６上に凝縮液ポンプ（図示せず）を設け、ライン
２１上に濃縮液ポンプ（図示せず）を設ける必要があ
る。

【００６１】また、必要に応じ、スタートアップ時の加
熱・昇温のために、或いは長期運転後に予熱器５、濃縮
器８の伝熱管などの汚れによる蒸発量の低下に応じて、
補助熱源として、例えばガスだきボイラー２３からの蒸
気をライン２４を経て、ライン２５から、またはライン
２５を経てライン２６から導入する。

【００６２】なお、予熱器５、濃縮器８の伝熱管などの
汚れとそれに伴う伝熱係数の低下を生じた場合には、運
転中に廃水の供給を一時的に中断し、工業用水を供給す
ることにより、汚れを洗浄・除去することができる。

【００６３】特に、原水中に含まれる金属成分により装
置内各部にスケールが析出する場合には、濃縮処理の停
止中に原水に代えて洗浄液タンク（図示せず）からの洗
浄液（水、酸、アルカリなど）を送給することにより、
或いは濃縮処理中に原水と洗浄液の供給を適宜切り替え
ることにより、スケールの溶解除去を行う。

【００６４】予熱器５を洗浄する場合には、洗浄液をラ
イン６上に設けた抜き出し弁（図示せず）から取り出
し、洗浄液タンクに循環させる。また、濃縮器８を洗浄
する場合には、ライン２１上に設けた抜き出し弁（図示
せず）から取り出し、洗浄液タンクに循環させる。

【００６５】本発明は、たとえば、各種の産業廃水、洗
浄廃水、写真現像液、定着液および洗浄廃水などの濃縮
・減容化、原液中の有用成分或いは不純物の蒸留分離、
食品工業での溶液（だし汁、ジュース、ミルクなど）の
濃縮などの広い分野で利用できる。本発明は、その他の
分野でも利用可能であり、ここに例示した分野での利用
に限定されるものではない。

【００６６】

【発明の効果】本発明方法によれば、以下の様な顕著な
効果が達成される。

【００６７】（１）従来技術に比して、原液の濃縮プロ
セスが簡単であり、設備が小型化されるので、設備費、
運転経費などが低減される。

【００６８】（２）連続的に安定した運転が可能であ
る。

【００６９】（３）原液中に含まれる金属成分に由来す
るスケールが析出した場合にも、その溶解除去を行い、
処理能力を容易に回復することができる。

【００７０】（４）濃縮処理における発泡を抑制するこ
とができる。

【００７１】

【実施例】以下に図面を参照しつつ実施例を示し、本発
明の特徴とするところをより一層明らかにする。

【００７２】実施例１図１に示すフローに従って本発明方法を実施した。すな
わち、銅メッキ工場廃水（銅イオン濃度5100mg/l、比重
1.01）を原液として、常圧下に表１に示す条件によりそ
の濃縮処理を行った。

【００７３】

【表１】

【００７４】本実施例において使用した電力は24.7kwh/
m³であり、ガスだきボイラーで補助熱源としての蒸気を
発生させるために使用した都市ガス量は、2.3Nm³/m³で
あった。その結果、本発明方法における運転経費は、特
開昭59-26184号公報に記載された従来技術による運転経
費の約1/4となり、大幅な経費削減が達成された。ま
た、本発明方法による濃縮処理は、安定して継続するこ
とが可能であった。

【００７５】また、所定時間経過後に得られる濃縮液の
比重、銅イオン濃度などを表２に示す。

【００７６】

【表２】

【００７７】表２に示す結果から、濃縮液中の成分は、
運転後約20時間で約10倍に濃縮されており、銅イオンは
全量濃縮液に移行していることが明らかである。これら
の結果は、本発明によれば、測定容易な濃縮液の比重に
より、原液の濃縮工程を管理することができるので、煩
雑な操作を必要とする液中含有成分の濃度分析を行う必
要はないことを明らかにしている。その結果、廃水など
の原液の処理コストが大幅に低下する。

【００７８】実施例２実施例１と同様の手法に準じて、減圧下にメッキ工場廃
水の濃縮処理を行った。その条件を表３に示す。

【００７９】

【表３】

【００８０】圧縮のための電力原単位は、実施例１に比
して約1.4倍に増大したが、より一層安定した濃縮処理
が可能であった。本実施例において、電力原単位が増加
した理由は、蒸気の比容積が、760mmHgにおいて1.673m³
/kgであるのに対し、200mmHgにおいては5.842m³/kgとな
るため、減圧下では圧縮のための蒸気流量が増加するこ
とによる。

【００８１】比較例１実施例１と同様の銅メッキ工場廃水（但し、界面活性剤
を約3％含有する）を実施例１と同様にして濃縮処理に
供したところ、カランドリア型蒸発缶内の温度が約60℃
を超え始めた時点で異常発泡現象を生じた。その結果、
廃水がライン９、圧縮機１０、ライン１１、濃縮器伝熱
管外側、凝縮液槽１３、予熱器５を経て凝縮器ラインか
ら排出され、運転が全く不可能となった。

【００８２】実施例３比較例１で処理した廃水にシリコーン系消泡剤をその濃
度が200ppmとなる割合で添加した後、実施例１と同様に
して処理を行ったところ、発泡現象を乗じることなく、
実施例１とほぼ同様の良好な処理結果が得られた。

【００８３】実施例４実施例２と同様にして減圧下に写真廃水（現像液と定着
液との混合廃液）の濃縮処理を行った。その条件を表４
に示す。

【００８４】

【表４】

【００８５】また、下記表５に濃縮処理に使用した廃水
の性状と得られた凝縮液の性状とを併せて示す。なお、
廃水と凝縮液のCODは、マンガン法により測定した値で
ある。

【００８６】

【表５】

【００８７】本実施例においては、凝縮液は、二次処理
を行うこなく放流可能な水質を有している。また、濃縮
処理は、安定して長時間継続することが可能であった。

【００８８】実施例５廃水として電気機器製造工場からの廃水を使用する以外
は実施例１と同様にして濃縮処理を行った。その条件を
表６に示し、廃水および得られた凝縮液の性状を表７に
示す。

【００８９】

【表６】

【００９０】

【表７】

【００９１】表７に示す結果から明らかな様に、廃水の
約90％の割合で生成する凝縮水は、二次処理を行うこと
なく、そのまま放流し或いは再利用することが可能であ
る。

【００９２】実施例６実施例１で処理したと同様の銅メッキ廃水、アルカリ浸
漬液および電解脱脂液の混合液からなる廃水を使用し、
実施例１と同様の条件下に廃水の濃縮処理を行った。

【００９３】この場合、廃水処理量、凝縮液量、濃縮液
量などについては、実施例１とほぼ同様の結果が得られ
たが、約２週間の運転後にはスケールの析出により、予
熱器およびカランドリア型蒸発缶管内総括伝熱係数が、
運転初期に比して約15％低下し、効果の処理能力が低下
した。そこで、上記と同じ濃縮処理条件を維持しつつ、
約２時間にわたり廃水に代えて工業用水を供給して操作
を行った後、廃水の供給を再開して、濃縮処理を継続し
た。これにより、伝熱係数および処理能力は、運転初期
と同程度まで回復した。

【００９４】４週間運転後には、スケールの析出によ
り、予熱器およびカランドリア型蒸発缶管内総括伝熱係
数が、運転初期に比して約50％低下した。そこで、カラ
ンドリア内底部に対する補助熱源としての蒸気の送入量
を50％増加させたところ、運転初期と同様の処理能力を
確保することができた。

【００９５】８週間運転後には、予熱器および蒸発缶管
内総括伝熱係数が、運転初期に比して50％以下に低下し
たので、圧縮機１０を停止し、蒸発缶内の温度が約80℃
に低下した時点で、約２時間にわたり10％硝酸水溶液を
供給し、次いで約２時間にわたり10％水酸化ナトリウム
水溶液を供給して、予熱器および蒸発缶管内の洗浄を行
った。その結果、総括伝熱係数は、運転当初の値まで回
復した。

【００９６】参考例１実施例６と同様の条件で、予熱器およびカランドリア型
蒸発缶管内の水洗および硝酸と水酸化ナトリウムによる
洗浄を行うことなく、8週間濃縮装置の運転を継続し、
析出したスケールを採取して、その成分分析および各成
分の溶解性試験を行った。結果を表８に示す。なお、溶
解性試験は、10％硝酸水溶液100mlと10％水酸化ナトリ
ウム水溶液100mlのそれぞれにスケール10gを加え、常温
で2時間保持することにより、行った。

【００９７】

【表８】

【００９８】表８に示す結果から、スケール成分は、常
温でも溶解するので、常温においても装置の洗浄による
スケール除去を行いうることが明らかである。また、ス
ケールの成分に応じて洗浄液を選択し得ることも、明ら
かである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による廃水の濃縮処理の一例を示すフロ
ーシートである。

【符号の説明】

１…廃水タンク３…廃水ポンプ５…予熱器７…背圧弁８…濃縮器１０…圧縮機１３…凝縮液槽１７…凝縮液タンク２０…電磁弁２２…濃縮液タンク２３…ボイラー

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Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】カランドリア型の蒸発缶を使用する液体濃
縮方法において、（１）原液と蒸発缶内伝熱管外側の蒸
気の凝縮液とを予熱器において熱交換させて、原液を予
熱する工程、（２）予熱された原液を蒸発缶内液面から
伝熱管まで間の液中に導入する工程、（３）蒸発缶内で
発生した蒸気をスクリュー型圧縮機で圧縮・昇温する工
程、（４）得られた圧縮蒸気を伝熱管外側に供給して、
伝熱管内の液を加熱・蒸発させる工程、（５）伝熱管外
側における蒸気の凝縮液面高さを一定に制御するための
凝縮液槽から凝縮液を予熱器に導入する工程、（６）蒸
発缶内の液面高さを示す信号に対応して濃縮液を蒸発缶
塔底から抜き出し、濃縮液貯槽に送る工程、および
（７）予熱器を含む配管および伝熱管内を洗浄する工程
を備えたことを特徴とする液体濃縮方法。
【請求項２】工程（１）の予熱器が、プレート型熱交換
器である請求項１に記載の液体濃縮方法。
【請求項３】工程（２）の原液の導入ライン中に背圧弁
を設けた請求項１に記載の液体濃縮方法。
【請求項４】工程（２）において、蒸発缶内液面の高さ
を調整するために蒸発缶塔底液をポンプで抜き取り、原
液の導入ラインへ循環する請求項１に記載の液体濃縮方
法。
【請求項５】工程（３）のスクリュー型圧縮機のモータ
ー回転数をインバーター装置により制御する請求項１に
記載の液体濃縮方法。
【請求項６】工程（３）において、蒸発缶内発生蒸気量
に対応してスクリュー型圧縮機のモーター回転数を制御
する請求項５に記載の液体濃縮方法。
【請求項７】工程（３）において、蒸気量に応じて複数
のスクリュー型圧縮機が設けられている請求項１に記載
の液体濃縮方法。
【請求項８】工程（５）の凝縮液槽の上部気相部と伝熱
管外側の蒸気ラインとが接続されている請求項１に記載
の液体濃縮方法。
【請求項９】伝熱管外側の蒸気ラインに、蒸発缶内の非
凝縮性気体の自動的排出を定期的に行うための電磁弁を
設けた請求項１に記載の液体濃縮方法。
【請求項１０】蒸発缶内の運転圧力が常圧又は減圧であ
る請求項１に記載の液体濃縮方法。
【請求項１１】伝熱管外側の蒸気ラインの電磁弁の後流
側に減圧運転時に電磁弁の開閉と連動する真空ポンプを
設けた請求項１０に記載の液体濃縮方法。
【請求項１２】スタートアップ時または長期運転時に予
熱器および／または蒸発缶内伝熱管の汚れによる蒸発量
の低下に対応するために、補助熱源を蒸発缶内底部また
は圧縮機出口ラインへ導入する請求項１に記載の液体濃
縮方法。
【請求項１３】補助熱源が蒸気である請求項１２に記載
の液体濃縮方法。
【請求項１４】工程（７）における洗浄を水および／ま
たは酸および／またはアルカリにより行う請求項１に記
載の液体濃縮方法。
【請求項１５】液体の濃縮処理停止中に洗浄を行う請求
項１に記載の液体濃縮方法。
【請求項１６】液体の濃縮処理中に原液と洗浄液との供
給を切り替えて洗浄を行う請求項１に記載の方法。