(57)【要約】【課題】  高沸点物質と低沸点物質とを含む廃液から、それら高沸点物質及び低沸点物質をともに効果的に分離し得る廃液処理方法を提供する。【解決手段】  加熱により廃液Ｗを低沸点物質が含まれる前段分離蒸気Ｓ１と高沸点物質が濃縮状態で含まれる前段残液Ｌ１とに分離する前段蒸留工程と、この前段蒸留工程で得られた前段分離蒸気Ｓ１の凝縮液Ｗｓ１に中和剤Ｚを投入して、その凝縮液Ｗｓ１に含まれる低沸点物質を塩にする中和工程と、この中和工程で中和剤Ｚを投入した凝縮液Ｗｓ１を加熱により後段分離蒸気Ｓ２と凝縮液Ｗｓ１中における高沸点物質の残留分が濃縮状態で含まれる後段残液Ｌ２とに分離する後段蒸留工程とを含む廃液処理方法。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高沸点物質と低沸点物質とを含む廃液から前記高沸点物質及び前記低沸点物質を分離する廃液処理方法であって、
加熱により前記廃液を前記低沸点物質が含まれる前段分離蒸気と前記高沸点物質が濃縮状態で含まれる前段残液とに分離する前段蒸留工程と、
この前段蒸留工程で得られた前段分離蒸気の凝縮液に中和剤を投入して、その凝縮液に含まれる前記低沸点物質を塩にする中和工程と、
この中和工程で中和剤を投入した前記凝縮液を加熱により後段分離蒸気と凝縮液中における前記高沸点物質の残留分が濃縮状態で含まれる後段残液とに分離する後段蒸留工程とを含む廃液処理方法。
【請求項２】
前記高沸点物質及び前記低沸点物質がともにアルカリ性物質又は酸性物質である請求項１記載の廃液処理方法。
【請求項３】
前記後段蒸留工程で得られる後段分離蒸気における前記低沸点物質の残留量に応じて、前記中和工程で前記凝縮液に投入する前記中和剤の投入量を調整する請求項１又は２記載の廃液処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は廃液処理方法に関し、詳しくは、高沸点物質と低沸点物質とを含む廃液から、それら高沸点物質及び低沸点物質を分離する廃液処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、廃液に含まれる高沸点物質を分離するには、図３に示す如く、廃液Ｗを蒸発缶４で加熱して高沸点物質以外の液分を分離蒸気Ｓとして蒸発させることにより、高沸点物質が濃縮状態で含まれる濃縮残液Ｌの形で高沸点物質を廃液Ｗから分離する蒸留による方法が一般に知られている（例えば、下記の特許文献１参照）。
【０００３】
また、廃液Ｗに高沸点物質とともに低沸点物質（揮発性の高い物質）が含まれる場合、同図３に破線で示す如く廃液Ｗに中和剤Ｚを投入して低沸点物質を塩にすることで低沸点物質を固定し、その上で廃液Ｗを加熱（蒸留）することにより、分離蒸気Ｓに低沸点物質が含まれるのを防止して全体としての分離効率を高めるようにしながら、上記濃縮残液Ｌの形で高沸点物質を分離する方法も知られている（同じく、下記特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開平１−２６２９８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記した従来の廃液処理方法では、廃液Ｗの加熱により得る分離蒸気Ｓ（すなわち、蒸留処理での分離蒸気）に高沸点物質が液の飛沫化による随伴や一部蒸発などで混入して、処理済液としての分離蒸気Ｓの凝縮液Ｗｓに未だかなりの濃度で高沸点物質が残留し易く、この為、環境保全などの面から、その処理済液Ｗｓをそのまま外部に排出することができずに、処理済液Ｗｓの後処理（例えば産廃処理）に大きな経費を要するなどの問題があった。
【０００６】
また、上記した従来の方法では、高沸点物質とともに低沸点物質が廃液Ｗに含まれる場合、その低沸点物質を塩にして固定するのに、廃液Ｗにおける低沸点物質の含有量の割りに大量の中和剤Ｚを要し、これにより、必要経費が一層嵩む問題もあった。
【０００７】
この実情に鑑み、本発明の主たる課題は、合理的な処理形態を採ることにより、従来の廃液処理方法における上記の如き問題を効果的に解消する点にある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
〔１〕本発明の第１特徴構成は、高沸点物質と低沸点物質とを含む廃液から前記高沸点物質及び前記低沸点物質を分離する廃液処理方法に係り、その特徴は、
加熱により前記廃液を前記低沸点物質が含まれる前段分離蒸気と前記高沸点物質が濃縮状態で含まれる前段残液とに分離する前段蒸留工程と、
この前段蒸留工程で得られた前段分離蒸気の凝縮液に中和剤を投入して、その凝縮液に含まれる前記低沸点物質を塩にする中和工程と、
この中和工程で中和剤を投入した前記凝縮液を加熱により後段分離蒸気と凝縮液中における前記高沸点物質の残留分が濃縮状態で含まれる後段残液とに分離する後段蒸留工程とを含む点にある。
【０００９】
つまり、この第１特徴構成による廃液処理方法では、高沸点物質と低沸点物質とを含む廃液からそれら高沸点物質及び低沸点物質を分離するのに、前段蒸留工程において、廃液を加熱することにより、その廃液を低沸点物質が含まれる前段分離蒸気と高沸点物質が濃縮状態で含まれる前段残液とに分離する。
【００１０】
そして、中和工程において、先の前段蒸留工程で得られた前段分離蒸気の凝縮液に中和剤を投入することで、その凝縮液に含まれる低沸点物質を塩にして固定するが、前段分離蒸気の凝縮液は、前段蒸留工程を経る前の廃液に比べ、前段蒸留工程での蒸発分離により高沸点物質の含有量が大きく低減され、また、廃液に他物質が含まれる場合、その他物質の含有量も大きく低減されていることから、この前段分離蒸気の凝縮液に中和剤を投入して低沸点物質を塩にする当該方法であれば、従来方法の如く蒸留前の廃液に中和剤を投入して低沸点物質を塩にするのに比べ、中和剤が低沸点物質との反応以外に高沸点物質との反応や廃液中他物質との反応に費やされるのを抑止することができ、これにより、中和剤の必要投入量を効果的に低減することができる。
【００１１】
また、前段蒸留工程において廃液中の高沸点物質が液の飛沫化による随伴や一部蒸発などで前段分離蒸気に混入することにより、前段分離蒸気の凝縮液には高沸点物質が未だ残留することに対し、後段蒸留工程において、先の中和工程で中和剤を投入した凝縮液を加熱することにより、先の中和工程での固定をもって分離蒸気への低沸点物質の混入を阻止した状態の下で、その凝縮液を後段分離蒸気と凝縮液中における高沸点物質の残留分が濃縮状態で含まれる後段残液とに分離する。
【００１２】
すなわち、この方法によれば、前段蒸留工程での高沸点物質の分離、後段蒸留工程での高沸点物質の残留分の分離、及び、中和工程での低沸点物質の固定により、高沸点物質及び低沸点物質をともに効果的に廃液から分離することができて、処理済物としての後段分離蒸気（ないし、それを凝縮させた処理済液）は、高沸点物質及び低沸点物質が効果的に分離除去されたものになる。そして、前述の如く中和剤の必要投入量も効果的に低減することができ、また、分離対象の高沸点物質及び低沸点物質については、従来方法と同様、濃縮状態の少量の蒸発分離残液の形で回収することができ、これらのことから、従来の廃液処理方法に比べ、処理済物（処理済液）に対する後処理の面、及び、中和剤の必要投入量の面で必要経費を効果的に低減することができる。
【００１３】
〔２〕本発明の第２特徴構成は、第１特徴構成の実施に好適な実施形態を特定するものであり、その特徴は、
前記高沸点物質及び前記低沸点物質がともにアルカリ性物質又は酸性物質である点にある。
【００１４】
つまり、蒸留前の廃液に中和剤を投入して低沸点物質を塩にする従来方法では、廃液に含まれる高沸点物質及び低沸点物質がともにアルカリ性物質あるいは酸性物質である場合、低沸点物質を塩にして固定するために投入する中和剤が高沸点物質の中和にも費やされてしまう為、中和剤の必要投入量がかなりの大量になってしまうが、前述した第１特徴構成による廃液処理方法であれば、高沸点物質の含有量が大きく低減された前段分離蒸気の凝縮液に中和剤を投入して低沸点物質を固定するから、上記の第２特徴構成の如く、高沸点物質及び低沸点物質がともにアルカリ性物質あるいは酸性物質である場合に特に、従来方法に比べ中和剤の必要投入量を効果的に低減することができて、高沸点物質がアルカリ性物質で低沸点物質が酸性物質である場合や、逆に高沸点物質が酸性物質で低沸点物質がアルカリ性物質である場合などに比べ、中和剤の必要投入量の低減の面でより顕著な効果を得ることができる。
【００１５】
〔３〕本発明の第３特徴構成は、第１又は第２特徴構成の実施に好適な実施形態を特定するものであり、その特徴は、
前記後段蒸留工程で得られる後段分離蒸気における前記低沸点物質の残留量に応じて、前記中和工程で前記凝縮液に投入する前記中和剤の投入量を調整する点にある。
【００１６】
つまり、この第３特徴構成によれば、後段分離蒸気における低沸点物質の残留量に応じて中和剤の投入量を調整するから、中和工程において凝縮液に対し必要以上の中和剤を無駄に投入してしまうことや、逆に中和工程において凝縮液に対する中和剤の投入量が不足で処理済物としての後段分離蒸気（ないし、それを凝縮させた処理済液）における低沸点物質の残留量が大きくなるといったことを、上記の調整により効果的に回避することができ、この点、低沸点物質の分離の面及び中和剤投入量の低減の面で一層有利な廃液処理方法にすることができる。
【００１７】
ちなみに、中和工程において前段分離蒸気の凝縮液に投入する中和剤の投入量を調整するには、凝縮液のｐＨ値を検出して、その検出ｐＨ値が所定値になるように中和剤の投入量を調整することも考えられるが、これに比べ、後段分離蒸気における低沸点物質の残留量に応じて中和剤の投入量を調整する上記方式によれば、処理済物としての後段分離蒸気（ないし、それを凝縮させた処理済液）を一層的確に所望の処理済状態にすることができる。
【００１８】
なお、第３特徴構成の実施において、後段分離蒸気における低沸点物質の残留量に応じて中和剤の投入量を調整するのに、具体的には、後段分離蒸気における低沸点物質の濃度などを検出して、その検出情報に基づき中和剤の投入量を調整する方式に限らず、後段分離蒸気の凝縮液における低沸点物質濃度やｐＨ値などを検出して、その検出情報に基づき中和剤の投入量を調整するなどしてもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
図１は本発明による廃液処理装置を示し、本実施形態では、ヒドラジンを還元剤として用いる設備から排出される廃水Ｗ（廃液）を廃液処理装置により処理する場合を例示する。
【００２０】
１は廃水Ｗを導く廃液路、２は廃液路１により導かれる廃水Ｗを受け入れる受入タンクであり、この廃水Ｗには、ヒドラジン（Ｎ2Ｈ4）を還元剤として使用することにおいて、未反応のまま排出されたヒドラジンが含まれるとともに、還元剤として作用することでヒドラジンから生じたアンモニア（ＮＨ3）が含まれている。
【００２１】
ヒドラジンは沸点が１１３．５℃の強アルカリ性の高沸点物質であり、一方、アンモニアは沸点が−３３．４℃のアルカリ性の低沸点物質であるが、ヒドラジンは強い毒性を有するため、ヒドラジンを含む上記廃水Ｗは生物処理により処理することが難しく、また、図３に示す如く、上記廃水Ｗに対する蒸留処理により高沸点物質であるヒドラジンを濃縮残液Ｌの形で廃水Ｗから分離するにしても、ヒドラジンとともにアンモニアを含む上記廃水Ｗの蒸留処理では、廃水Ｗ中における低沸点物質のアンモニアが蒸発により分離蒸気Ｓとともに送出されて、その分離蒸気Ｓの凝縮水Ｗｓ（すなわち、処理済水）に含まれてしまい、この為、排水基準を満たす放流可能な処理済水を得ることが難しいのが実情であった。
【００２２】
また、同図３に破線で示す如く、廃水Ｗに硫酸などの中和剤Ｚを投入してアンモニアを塩にすることでアンモニアを固定し、その上で廃水Ｗを蒸留処理することにより、分離蒸気Ｓに低沸点物質のアンモニアが含まれるのを防止した状態で、高沸点物質のヒドラジンを濃縮残液Ｌの形で廃水Ｗから分離することも考えられるが、これにしても、廃水Ｗの蒸留処理において、廃水Ｗ中のヒドラジンが液の飛沫化による随伴や一部蒸発などにより分離蒸気Ｓに混入することで、その分離蒸気Ｓの凝縮水Ｗｓ（処理済水）に未だかなりのヒドラジンが残留してしまい、この点でやはり、放流可能（ないしは生物処理可能）な処理済水を得ることが難しく、また、アンモニアを塩にして固定するのに、廃水Ｗ中におけるアンモニアの含有量の割りに大量の中和剤Ｚを要する問題もあった。
【００２３】
これに対し、本実施形態では、図１に示す廃液処理装置において下記（イ）〜（ハ）の処理工程を経ることにより上記廃水Ｗを放流可能な処理済水にする。
【００２４】
（イ）前段蒸留工程
受入タンク２に受け入れた廃水Ｗを第１送路３を通じてポンプＰ１により前段蒸発缶４に移し、この前段蒸発缶４おいて廃水Ｗを加熱用蒸気Ｈにより所要の温度に加熱することで、その廃水Ｗを、低沸点物質のアンモニアが含まれる前段分離蒸気Ｓ１と、高沸点物質のヒドラジンが濃縮状態で含まれる前段残液Ｌ１とに分離する。
【００２５】
そして、前段蒸発缶４から蒸気取出路５へ送出される前段分離蒸気Ｓ１を前段凝縮器６において冷却水Ｃにより冷却することで凝縮させる。
【００２６】
７は前段蒸発缶４から残液取出路８を通じて取り出した前段残液Ｌ１を貯留する前段残液タンクであり、この前段残液タンク７に貯留した前段残液Ｌ１（換言すれば、ヒドラジン濃縮液）は定期的に回収して産廃処理などにより処理する。
【００２７】
（ロ）中和工程
前段凝縮器６において凝縮させた前段分離蒸気Ｓ１の凝縮水Ｗｓ１を前段凝縮液路９を通じて中和槽１０に受け入れ貯留し、この中和槽１０において攪拌機１１による攪拌の下で、前段分離蒸気Ｓ１の凝縮水Ｗｓ１に対し中和剤タンク１２から所要量の中和剤Ｚを投入することにより、その凝縮水Ｗｓ１に含まれる低沸点物質のアンモニアを塩にして固定する。
【００２８】
（ハ）後段蒸留工程
中和槽１０において中和剤Ｚを投入した前段分離蒸気Ｓ１の凝縮水Ｗｓ１を第２送路１３を通じてポンプＰ２により中和槽１０から後段蒸発缶１４に移し、この後段蒸発缶１４において中和剤投入後の凝縮水Ｗｓ１を加熱用蒸気Ｈにより所要の温度に加熱することで、先の中和工程での固定をもって分離蒸気Ｓ２へのアンモニア混入を阻止した状態の下で、その凝縮水Ｗｓ１を、後段分離蒸気Ｓ２と、凝縮液Ｗｓ１中におけるヒドラジンの残留分（すなわち、前段蒸留工程において液の飛沫化による随伴や一部蒸発で前段分離蒸気Ｓ１に混入したヒドラジン）が濃縮状態で含まれる後段残液Ｌ２とに分離する。
【００２９】
そして、後段蒸発缶１４から蒸気取出路１５へ送出される後段分離蒸気Ｓ２を後段凝縮器１６において冷却水Ｃにより冷却することで凝縮させ、この後段分離蒸気Ｓ２の凝縮水Ｗｓ２を後段凝縮液路１７を通じて貯留槽１８に受け入れ貯留した上で、処理済水として貯留槽１８から下水へ放流する。
【００３０】
１９は後段蒸発缶１４から残液取出路２０を通じて取り出した後段残液Ｌ２を貯留する後段残液タンクであり、この後段残液タンク１９に貯留した後段残液Ｌ２は前段残液タンク７の前段残液Ｌ１とともに定期的に回収して産廃処理などにより処理する。
【００３１】
すなわち、上記（イ）〜（ハ）の処理工程を経る本実施形態の廃液処理方法によれば、前段蒸留工程でのヒドラジンの分離、後段蒸留工程でのヒドラジン残留分の分離、及び、中和工程でのアンモニアの固定により、高沸点物質であるヒドラジン及び低沸点物質であるアンモニアをともに効果的に廃水Ｗから分離することができて、ヒドラジン及びアンモニアを含む廃水Ｗを高い処理性能をもって放流可能な処理済水Ｗｓ２にすることができる。
【００３２】
そしてまた、アルカリ性の低沸点物質であるアンモニアを塩にして固定するのに、前段蒸留工程での蒸発分離により強アルカリ性のヒドラジンの含有量が大きく低減された前段分離蒸気Ｓ１の凝縮水Ｗｓ１に中和剤Ｚを投入してアンモニアを固定するから、蒸留前の廃水Ｗに中和剤を投入して低沸点物質のアンモニアを塩にするのに比べ、中和剤Ｚが強アルカリ性のヒドラジンとの反応に費やされるのを抑止し得る分、中和剤Ｚの必要投入量も効果的に低減することができる。
【００３３】
なお、中和工程において前段分離蒸気Ｓ１の凝縮水Ｗｓ１に投入する中和剤Ｚの投入量の調整については、例えば、その凝縮水Ｗｓ１のｐＨ値を検出して、その検出ｐＨ値が所定値になるように中和剤Ｚの投入量を調整する、あるいは、処理済水としての後段分離蒸気Ｓ２の凝縮水Ｗｓ２におけるｐＨ値を検出して、その検出ｐＨ値が所定値になるように中和剤Ｚの投入量を調整するなどの調整方式を採る。
【００３４】
図２は、ヒドラジン及びアンモニアを含む廃水Ｗを本実施形態の処理方法をもって処理した場合における各処理段階（廃水Ｗ、前段分離蒸気Ｓ１の凝縮水Ｗｓ１、中和剤Ｚを投入した凝縮水Ｗｓ１、後段分離蒸気Ｓ２の凝縮水Ｗｓ２）でのｐＨ値、ＢＯＤ値、全窒素の一例を示し、この例においても、処理済水としての後段分離蒸気Ｓ２の凝縮水Ｗｓ２はｐＨ値、ＢＯＤ値、全窒素のいずれについても排水基準を十分に満たしていることがわかる。
【００３５】
〔別実施形態〕
本発明の第１特徴構成による廃液処理方法の実施において、処理対象の廃液Ｗ中における分離対象の高沸点物質及び分離対象の低沸点物質は、ヒドラジン及びアンモニアに限られるものではなく、本発明の第１特徴構成による廃液処理方法は種々の高沸点物質と低沸点物質とを含む廃液の処理に適用できる。
【００３６】
また、本発明の第１特徴構成による廃液処理方法は、処理対象の廃液Ｗに含まれる分離対象の高沸点物質と低沸点物質とがともにアルカリ性物質の場合、又は、ともに酸性物質の場合に特に有用であるが、分離対象の高沸点物質がアルカリ性物質であるのに対し分離対象の低沸点物質が酸性物質で、それら高沸点物質と低沸点物質とが中和反応するものの低沸点物質の方が強勢で全体として酸性を示す場合や、逆に、分離対象の高沸点物質が酸性物質であるのに対し分離対象の低沸点物質がアルカリ性物質で、それら高沸点物質と低沸点物質とが中和反応するものの低沸点物質の方が強勢で全体としてアルカリ性を示す場合などにも適用できる。
【００３７】
本発明の第１特徴構成による廃液処理方法の実施において、分離対象の低沸点物質は中和剤Ｚの投入により塩を形成するものであればよく、また、分離対象の高沸点物質はアルカリ性物質又は酸性物質に限らず中性物質であってもよい。
【００３８】
前段蒸留工程において加熱により廃液Ｗを低沸点物質が含まれる前段分離蒸気Ｓ１と高沸点物質が濃縮状態で含まれる前段残液Ｌ１とに分離するための具体的装置構成は、前述の実施形態で示した装置構成に限らず、種々の構成変更が可能である。
【００３９】
また、中和工程において前段分離蒸気Ｓ１の凝縮液Ｗｓ１に中和剤Ｚを投入するための具体的装置構成、及び、後段蒸留工程において加熱により中和剤投入後の凝縮液Ｗｓ１を後段分離蒸気Ｓ２と凝縮液中における高沸点物質の残留分が濃縮状態で含まれる後段残液Ｌ２とに分離するための具体的装置構成も、前述の実施形態で示した装置構成に限らず、種々の構成変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明は、ヒドラジンとアンモニアとを含む廃水の処理に限らず、高沸点物質と低沸点物質とを含む種々の廃液の処理に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】実施形態を示す廃液処理装置の構成図
【図２】各処理段階における各値の一例を示す図表
【図３】従来例を示す廃液処理装置の構成図
【符号の説明】
【００４２】
Ｗ          廃液
Ｓ１        前段分離蒸気
Ｌ１        前段残液
Ｗｓ１      前段分離蒸気の凝縮液
Ｚ          中和剤
Ｓ２        後段分離蒸気
Ｌ２        後段残液
【図１】
2006110465.tif 000003
【図２】
2006110465.tif 000004
【図３】
2006110465.tif 000005