(57)【要約】【課題】  従来の汚水処理装置では、設置するのに種々の制約があり、簡単には設置することが出来なかった。微生物を利用して処理するものがあるが、これは先ず汚水を薄める必要があり、大量の水が廉価で手に入る場所でなければ設置することが出来ない。また処理後の汚水を放流してもよい河川が、近くになければならなかった。【解決手段】  汚水供給部１の汚水を加熱缶部３，蒸発缶６へ入れ、液面レベルをＬ6 とする。エア源発生部９は、気液分離缶７，蒸発缶６および加熱缶部３の空気を吸い込み、それらの中を低圧とする。加熱缶部３では、蒸気熱源２からの蒸気とエア源発生部９からの高温空気とで汚水が加熱されるが、低圧下ゆえ低温で蒸発する。汚水の蒸気は気液分離缶７に吸い込まれ、冷却水供給部８からの水で液化されて排出される。汚水中の固形汚染物質は下部連通管５から吸い出され、乾燥されて廃棄される。【選択図】        図１
2006122859.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蒸気熱源と、
冷却水供給部と、
熱交換器の構造を有し、前記蒸気熱源からの蒸気と処理すべき汚水とを熱交換させて該汚水を蒸発させると共に、熱源としての蒸気が所定圧力以上になると大気中に放出する圧力調整弁が付設された加熱缶部と、
該加熱缶部と上部連通管および下部連通管とにより上下が連通された蒸発缶と、
供給路が前記上部連通管の途中と接続され、加熱缶部および蒸発缶へ処理すべき汚水を供給する汚水供給部と、
熱交換器の構造を有し、前記蒸発缶から吸い出した汚水蒸発蒸気と前記冷却水供給部からの冷却水とを熱交換させ、該汚水蒸発蒸気の気液分離を行う気液分離缶と、
空気を吸い込む入力側が該気液分離缶で分離された気体を吸い出すよう接続され、高温圧縮空気を吐き出す出力側が該高温圧縮空気を熱源として供給するよう前記加熱缶部と接続されたエア源発生部と
を具え、
該エア源発生部による前記気液分離缶を介しての空気吸引により、前記加熱缶部および蒸発缶内を低圧にして前記汚水の蒸発を容易にし、且つ汚水中に含まれる固形汚染物質は前記下部連通管から吸い出し乾燥して廃棄し、汚水中に含まれる水分は気液分離缶で蒸留水とした後吸い出して廃棄するようにしたことを特徴とする汚水処理装置。
【請求項２】
加熱缶部が主加熱缶と予熱缶とから構成され、
該予熱缶は熱交換器の構造を有し、汚水供給部から最初に汚水が供給され、予熱された該汚水が前記主加熱缶と蒸発缶とを接続する上部連通管の途中より該主加熱缶および該蒸発缶へ供給されるように配設されている
ことを特徴とする請求項１記載の汚水処理装置。
【請求項３】
予熱缶は、その熱源として蒸気熱源から直接供給される蒸気と主加熱缶で加熱に使用された後の蒸気とが供給されるようにされ、それら蒸気が所定圧力以上になれば大気へ放出するようにした圧力調整弁が付設されている
ことを特徴とする請求項２記載の汚水処理装置。
【請求項４】
請求項１，２あるいは３記載の汚水処理装置において、加熱缶部と蒸発缶との組み合わせを複数段設け、
前段の下部連通管から吸い出した汚水を次段の上部連通管へ供給し、
前段の蒸発缶から吸い出した汚水蒸発蒸気を次段の加熱缶部の熱源として供給し、
最後の段の蒸発缶は気液分離缶へ接続し、
次段の加熱缶部で熱源として使用した蒸気を前段の加熱缶部の熱源として供給する
構成とし、
汚水に含まれていた固形汚染物質は最後の段の下部連通管より吸い出して廃棄し、汚水に含まれていた水分は気液分離缶で蒸留水とした後吸い出して廃棄するようにした
ことを特徴とする汚水処理装置。
【請求項５】
蒸気熱源と、
冷却水供給部と、
熱交換器の構造を有し、前記蒸気熱源からの蒸気と処理すべき汚水とを熱交換させて該汚水を蒸発させると共に、熱源としての蒸気が所定圧力以上になると大気中に放出する圧力調整弁が付設された加熱缶部と、
該加熱缶部と上部連通管および下部連通管とにより上下が連通された蒸発缶と、
供給路が前記上部連通管の途中と接続され、加熱缶部および蒸発缶へ処理すべき汚水を供給する汚水供給部と、
空気を吸い込む入力側が前記蒸発缶内の気体を吸い出すよう接続され、高温圧縮空気を吐き出す出力側が該高温圧縮空気を熱源として供給するよう前記加熱缶部と接続されたエア源発生部と
を具え、
該エア源発生部による前記蒸発缶を介しての空気吸引により、前記加熱缶部および蒸発缶内を低圧にして前記汚水の蒸発を容易にし、且つ汚水中に含まれる固形汚染物質は前記下部連通管から吸い出し乾燥して廃棄し、汚水中に含まれる水分は前記加熱缶部の圧力調整弁より大気中に放出するようにしたことを特徴とする汚水処理装置。
【請求項６】
加熱缶部が主加熱缶と予熱缶とから構成され、
該予熱缶は熱交換器の構造を有し、汚水供給部から最初に汚水が供給され、予熱された該汚水が前記主加熱缶と蒸発缶とを接続する上部連通管の途中より該主加熱缶および該蒸発缶へ供給されるように配設されている
ことを特徴とする請求項５記載の汚水処理装置。
【請求項７】
予熱缶は、その熱源として蒸気熱源から直接供給される蒸気と主加熱缶で加熱に使用された後の蒸気とが供給されるようにされ、それら蒸気が所定圧力以上になれば大気へ放出するようにした圧力調整弁が付設されている
ことを特徴とする請求項６記載の汚水処理装置。
【請求項８】
請求項５，６あるいは７記載の汚水処理装置において、加熱缶部と蒸発缶との組み合わせを複数段設け、
前段の下部連通管から吸い出した汚水を次段の上部連通管へ供給し、
前段の蒸発缶から吸い出した汚水蒸発蒸気を次段の加熱缶部の熱源として供給し、
次段の加熱缶部で熱源として使用した蒸気を前段の加熱缶部の熱源として供給する
構成とし、
汚水に含まれていた固形汚染物質は最後の段の下部連通管より吸い出して廃棄し、汚水に含まれていた水分は最初の段の加熱缶部に付設されている圧力調整弁より大気中へ放出するようにした
ことを特徴とする汚水処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種の産業活動から排出される汚水を、廃棄可能な形に処理する汚水処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
汚水を発生する産業としては、例えば酪農業や養豚業がある。これらの産業では、糞尿が混じった汚水が毎日大量に発生する。水産加工業や食品製造業でも、魚のはらわたや各種食材からの汚水が、毎日大量に発生する。これらは、勿論そのまま河川等へ排出することは禁じられている。何らかの処理を施し、廃棄基準を満たすようにしてからでないと、廃棄することは出来ない。
従来の汚水処理方法の１例としては、微生物を利用した処理方法がある。これは、汚水中に含まれる汚染物質を微生物により分解するものである。微生物による浄化作用を活発に行わせるには、汚水に含まれる汚染物質の濃度を、微生物が活動し易い濃度に調整してやる必要がある（濃度調整）。その濃度は、前記のような産業から排出されて来る汚水に比べて相当薄いものである。そのため、大量の水を加えて薄めた上で（原汚水の数十倍の水を加える場合もある）、微生物による処理を行っていた。
なお、環境問題は日本のみならず世界的にも年を追って注目されるようになり、良好な環境を後世に伝えるため、汚水を廃棄する基準も次第に厳しくなって来ている。
【特許文献１】特開２００２−３６１４８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
前記した微生物を利用した汚水処理方法には、次のような問題点があった。
（１）微生物による浄化作用を活発にするために汚水を薄める必要があるが、薄めるための大量の水が廉価で手に入る場所でなければ、設置することが出来なかった。
（２）汚水に大量の水を加える結果、汚水全体の量は大となる。従って、汚水処理設備としては、その大量の汚水を収容したり、移動させたりするための大きな設備が必要となると共に、それら設備を運用する経費（電気代，薬品代等）も嵩み、コストが高くなる。
（３）処理した水を近くの河川へ放流しようとする場合でも、その河川の種類によっては廃棄基準が厳しく、放流出来ない場合がある。また、今の時点では放流出来るものの、廃棄基準が改定され、従来と同じレベルの汚水処理をしていたのでは、１年後とか２年後とかには放流出来なくなるという事態も出て来ている（このことは、そのような土地に位置している事業所（例、酪農家）にとっては、事業所の存立を問われる極めて重大な問題となっている）。そのような事態に直面し、水分を河川に放流しなくても処理が出来るような処理方法が要請されているのに、未だその要請に応えることが出来ていない。
本発明は、以上のような問題点を有しない汚水処理装置を提供することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
前記課題を解決するため、本発明の汚水処理装置は、蒸気熱源と、冷却水供給部と、熱交換器の構造を有し前記蒸気熱源からの蒸気と処理すべき汚水とを熱交換させて該汚水を蒸発させると共に、熱源としての蒸気が所定圧力以上になると大気中に放出する圧力調整弁が付設された加熱缶部と、該加熱缶部と上部連通管および下部連通管とにより上下が連通された蒸発缶と、供給路が前記上部連通管の途中と接続され、加熱缶部および蒸発缶へ処理すべき汚水を供給する汚水供給部と、熱交換器の構造を有し、前記蒸発缶から吸い出した汚水蒸発蒸気と前記冷却水供給部からの冷却水とを熱交換させ、該汚水蒸発蒸気の気液分離を行う気液分離缶と、空気を吸い込む入力側が該気液分離缶で分離された気体を吸い出すよう接続され、高温圧縮空気を吐き出す出力側が該高温圧縮空気を熱源として供給するよう前記加熱缶部と接続されたエア源発生部とを具え、該エア源発生部による前記気液分離缶を介しての空気吸引により、前記加熱缶部および蒸発缶内を低圧にして前記汚水の蒸発を容易にし、且つ汚水中に含まれる固形汚染物質は前記下部連通管から吸い出し乾燥して廃棄し、汚水中に含まれる水分は気液分離缶で蒸留水とした後吸い出して廃棄する構成とした。
【０００５】
なお、前記加熱缶部が主加熱缶と予熱缶とから構成され、該予熱缶は熱交換器の構造を有し、汚水供給部から最初に汚水が供給され、予熱された該汚水が前記主加熱缶と蒸発缶とを接続する上部連通管の途中より該主加熱缶および該蒸発缶へ供給されるように配設されるようにしてもよい。
更に前記予熱缶は、その熱源として蒸気熱源から直接供給される蒸気と主加熱缶で加熱に使用された後の蒸気とが供給されるようにされ、それら蒸気が所定圧力以上になれば大気へ放出するようにした圧力調整弁が付設されているものとしてもよい。
【０００６】
あるいは、前記した汚水処理装置において、加熱缶部と蒸発缶との組み合わせを複数段設け、前段の下部連通管から吸い出した汚水を次段の上部連通管へ供給し、前段の蒸発缶から吸い出した汚水蒸発蒸気を次段の加熱缶部の熱源として供給し、最後の段の蒸発缶は気液分離缶へ接続し、次段の加熱缶部で熱源として使用した蒸気を前段の加熱缶部の熱源として供給する構成とし、汚水に含まれていた固形汚染物質は最後の段の下部連通管より吸い出して廃棄し、汚水に含まれていた水分は気液分離缶で蒸留水とした後吸い出して廃棄するようにすることも出来る。
【０００７】
また、本発明の汚水処理装置は、蒸気熱源と、冷却水供給部と、熱交換器の構造を有し前記蒸気熱源からの蒸気と処理すべき汚水とを熱交換させて該汚水を蒸発させると共に、熱源としての蒸気が所定圧力以上になると大気中に放出する圧力調整弁が付設された加熱缶部と、該加熱缶部と上部連通管および下部連通管とにより上下が連通された蒸発缶と、供給路が前記上部連通管の途中と接続され、加熱缶部および蒸発缶へ処理すべき汚水を供給する汚水供給部と、空気を吸い込む入力側が前記蒸発缶内の気体を吸い出すよう接続され、高温圧縮空気を吐き出す出力側が該高温圧縮空気を熱源として供給するよう前記加熱缶部と接続されたエア源発生部とを具え、該エア源発生部による前記蒸発缶を介しての空気吸引により、前記加熱缶部および蒸発缶内を低圧にして前記汚水の蒸発を容易にし、且つ汚水中に含まれる固形汚染物質は前記下部連通管から吸い出し乾燥して廃棄し、汚水中に含まれる水分は前記加熱缶部の圧力調整弁より大気中に放出する構成としてもよい。
【０００８】
なお、加熱缶部が主加熱缶と予熱缶とから構成され、該予熱缶は熱交換器の構造を有し、汚水供給部から最初に汚水が供給され、予熱された該汚水が前記主加熱缶と蒸発缶とを接続する上部連通管の途中より該主加熱缶および該蒸発缶へ供給されるようにされるようにしてもよい。
更に前記予熱缶は、その熱源として蒸気熱源から直接供給される蒸気と主加熱缶で加熱に使用された後の蒸気とが供給されるようにされ、それら蒸気が所定圧力以上になれば大気へ放出するようにした圧力調整弁が付設されているものとしてもよい。
【０００９】
あるいは、エア源発生部の入力側を蒸発缶に直接接続したところの前記した各汚水処理装置において、加熱缶部と蒸発缶との組み合わせを複数段設け、前段の下部連通管から吸い出した汚水を次段の上部連通管へ供給し、前段の蒸発缶から吸い出した汚水蒸発蒸気を次段の加熱缶部の熱源として供給し、次段の加熱缶部で熱源として使用した蒸気を前段の加熱缶部の熱源として供給する構成とし、汚水に含まれていた固形汚染物質は最後の段の下部連通管より吸い出して廃棄し、汚水に含まれていた水分は最初の段の加熱缶部に付設されている圧力調整弁より大気中へ放出するようにすることも出来る。
【発明の効果】
【００１０】
以上述べた如く、本発明の汚水処理装置によれば、次のような効果を奏する。
（１）汚水中の水分を、蒸留水の形で河川へ放流することも出来るし、蒸気の形で大気中へ放出してしまうことも出来る。
（２）汚水の蒸発を低圧下で行うためにエア源発生部を使用するが、その出力側から出る高温圧縮空気を大気へ放出してしまわないで、加熱缶部の加熱源の１つとして利用するようにした。そのため、エネルギーを再利用することが出来る。
（３）汚水処理装置の立地条件が軽減され、設置し易くなる。例えば、汚水を薄める必要がないから、大量の水を確保出来ない場所でも設置することが出来る。汚水をバッチ処理ではなく連続的に処理することが出来るから、汚水を溜めておく大型設備を建設する土地がなくとも設置することが出来る。汚水中の水分を放流し得る河川が近くになくとも、大気中に放出すればよいから設置することが出来る。
（４）汚水の蒸発を低圧下で行うようにしたので、低温で蒸発し、加熱エネルギーが少なくて済む。
（５）低温で処理するため、ガス体の発生少なく、発生する臭気が少ない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明の汚水処理装置の構成を示すブロック図である。図１において、１は汚水供給部、２は蒸気熱源、３は加熱缶部、４は上部連通管、５は下部連通管、６は蒸発缶、６Ｖは圧力調整弁、７は気液分離缶、８は冷却水供給部、９はエア源発生部、Ｌ6 は液面レベルである。
汚水供給部１は、事業所から排出されて来た汚水を貯めておく部分であり、例えば、ポンプが付設された汚水貯留槽とされる。蒸気熱源２は例えば蒸気ボイラーで構成され、加熱缶部３に導入された汚水を加熱するための蒸気を提供する。
加熱缶部３は、汚水供給部１から送られて来た汚水を加熱する部分である。ここは、一般的な熱交換器と同様の構造をしており、蒸気の熱をパイプ壁面ごしに汚水に伝えて汚水を加熱している。
【００１２】
蒸発缶６は、加熱缶部３の汚水通流部分と上部連通管４及び下部連通管５を介して連通させられており、下部には加熱された汚水が貯められ、上部には汚水からの蒸気が充満させられる。加熱缶部３と蒸発缶６とは連通しており、図示の液面レベルＬ6 は汚水の液面レベルを示している。
気液分離缶７は、蒸発缶６から蒸気を導入し、これを冷却水供給部８からの冷却水で冷やし、蒸気中に含まれる水分を液化するためのものである。気液分離缶７の構造も、一般的な熱交換器と同様の構造とされている。エア源発生部９は、その入力側では空気を吸い込むことにより、吸い込み先である気液分離缶７や蒸発缶６や加熱缶部３内を低圧にする。一方、その出力側へは、圧縮して高温にした空気を吐き出す。その高温圧縮空気は、加熱缶部３へ送られ、加熱源の一部として利用される。
【００１３】
汚水処理動作は、次の通りである。
汚水供給部１の汚水は、上部連通管４より加熱缶部３，下部連通管５，蒸発缶６へ入れられる。そして、その液面レベルＬ6 は、上部連通管４内に位置するように調節される。その位置に調節する理由は、加熱された汚水が上部連通管４，加熱缶部３，下部連通管５，蒸発缶６を循環的に移動し得るようにするためである。なお、液面レベルＬ6 の調節は、図示しない液面レベル検出器と汚水供給用ポンプとで行われる。液面レベルＬ6 が所定レベルより下がれば、汚水供給部１から汚水を供給する汚水供給用ポンプを駆動し、所定レベルより上がれば該ポンプを停止する。
【００１４】
エア源発生部９は、気液分離缶７からのみならず、そこを通して蒸発缶６や加熱缶部３からも空気を吸い込み、その中を低圧にする。気液分離缶７の空気は蒸発缶６内の空気とつながっているため、気液分離缶７が低圧にされることにより、蒸発缶６の中も低圧にされる。しかし、あまりに低圧にすると危険な面も出て来るので、圧力調整弁６Ｖを設けて所定の低圧以下にはならないようにしておく。即ち、所定圧力以下になると、圧力調整弁６Ｖが開いて外の空気を入れ、所定圧力以下になるのを防ぐ。更に、蒸発缶６の空気は加熱缶部３の空気とつながっているので、加熱缶部３の中も低圧にされる。
かくして、汚水が加熱されている加熱缶部３や蒸発缶６内は低圧に保たれるので、汚水の沸点は下がる。そのため、蒸気熱源２等から加えられる熱がそれほど多くなくても、汚水からは盛んに蒸気が発生する。この蒸気は、蒸発缶６に充満する。
蒸発缶６の蒸気は気液分離缶７に引き込まれるが、ここで冷却水供給部８からの冷却水により冷却されて、液化する。液化した水は、図示しないポンプにより気液分離缶７から吸い出される。この水は、蒸気を冷却したものであるから、かなり浄化された蒸留水となっているので、河川等へ放流することが出来る。
【００１５】
一方、汚水に含まれる固形の汚染物質は次第に沈下するが、汚水に含まれる水分はどんどん蒸発されるため、下部連通管５付近に濃度大になって溜まることになる。そこで、この固形汚染物質が濃度大に含まれた汚水液（どろどろとした汚泥状の液…固形汚染物質液）を、下部連通管５の途中から図示しないポンプで吸い出し、別途乾燥処理して（汚泥状なので水分少なく、乾燥処理も容易）、固形物として廃棄する。
なお、気液分離缶７等から空気を吸い込むためのエア源発生部９は、自ずと空気圧縮動作を行っているわけであるが、圧縮空気をそのまま大気中に放出してしまうのではなく、加熱缶部３に供給する。空気を圧縮すると高温になることはよく知られた現象であるが、その高温空気を大気中に逃がしてしまわず、加熱缶部３の熱源の一部として利用することにより、エア源発生部９で使用するエネルギーを再利用することが出来る。
空気を高温ならしめたエネルギーは、エア源発生部９運転のために使われた電気エネルギーであるから、その電気エネルギーを再利用することになる。
【００１６】
図２は、熱交換器の一般的な構造を説明する図である。加熱缶部３や気液分離缶７の内部は、熱交換器と同様の構造をしていると述べたが、それは図２のようなものである。図２において、１０は熱交換器、１１は蒸気通流隙間、１２は液体通流パイプ、１３は蒸気入口、１４は蒸気出口、１５は液体入口、１６は液体出口である。
液体は、液体入口１５から入れられ、液体通流パイプ１２を通り、液体出口１６から出て行く。蒸気は、蒸気入口１３から入れられ、蒸気通流隙間１１（液体通流パイプ１２間の隙間等）を通り、蒸気出口１４から出て行く。液体は、液体通流パイプ１２を通過してゆくときに、蒸気からパイプ壁を介して熱をもらい、加熱される。
【００１７】
（第１の実施形態）
図３は、本発明の第１の実施形態を示す図である。符号は図１のものに対応し、２０は汚水、２１はポンプ、２２，２３，２４，２５はパイプ、２６は主加熱缶、２７は圧力調整弁、２８は予熱缶、２９，３０はパイプ、３１はポンプ、３２は貯留ピット、３３は低圧乾燥部、３４，３５，３６はパイプ、３７はポンプ、３８，３９，４０はパイプ、４１はポンプ、４２は逆止弁、４３，４４はブロワー、４５は圧力調整弁、４６はパイプ、Ｌ7 は液面レベルである。
【００１８】
この例では、加熱缶部３を、主加熱缶２６と予熱缶２８とで構成するようにしている。そして予熱缶２８の内部構造も、主加熱缶２６と同様、熱交換器の構造とされている。
エア源発生部９は、ブロワー４３，４４，圧力調整弁４５等で構成される。ブロワー４３は、パイプ３８を介して気液分離缶７から空気を吸い出し、その中を低圧にする。気液分離缶７の空気通路はパイプ３４を経て蒸発缶６につながっているので、蒸発缶６の空気も吸い出し、その中も低圧にする（蒸発缶６内を低圧にすると、僅かの加熱で汚水を沸騰させ、蒸発させることが可能となる。）。
【００１９】
ブロワー４３の出口からは空気を吐出するから、出口側では少し空気が圧縮される。その圧縮された空気は次段のブロワー４４へ入れられ、そこで更に圧縮される。従って、ブロワー４４の出口側に吐出される空気は、２段階で圧縮されているので、高温圧縮空気となっている。
この空気は、パイプ３５，４６に供給される。パイプ４６には圧力調整弁４５が接続されていて、空気の圧力が圧力調整弁４５で設定されている圧力以上になると、その弁が開いて大気に通ずるようにしてある。それにより、ブロワー４４の出力側の空気の圧力は、圧力調整弁４５で設定された圧力以下に保たれる。パイプ３５に入った高温圧縮空気は、加熱缶部３（まず主加熱缶２６）へ送られ、加熱源として用いられる。
【００２０】
さて、次に汚水の流れを説明する。汚水供給部１の汚水２０は、ポンプ２１によりパイプ２２を経て、先ず予熱缶２８に送られる。予熱缶２８の加熱源として使用されるのは、蒸気熱源２からパイプ２４を経て送られて来る蒸気と、パイプ２５を経て送られて来る高温空気とである。この高温空気は、蒸気熱源２からの蒸気とエア源発生部９からの高温圧縮空気とが、主加熱缶２６で加熱に使用された後、主加熱缶２６内で混ざって排出されて来るものであるので、蒸気混じりの空気となっている。
予熱缶２８で加熱に使われた蒸気混じりの空気は、予熱缶２８内で溜まって、圧力調整弁２７で定められた圧力以上となると、圧力調整弁２７を通って大気中へと放出される（なお、以上の動作から既に推測し得るように、圧力調整弁２７と圧力調整弁４５の設定圧力は、ほぼ同じにされる。）。
【００２１】
予熱缶２８で予熱された汚水は、パイプ２９を経て上部連通管４内に入れられる。入れられる汚水の量は、液面レベルＬ6 が上部連通管４の中に位置するように調節されるので、汚水は、主加熱缶２６，下部連通管５，蒸発缶６，上部連通管４を通流することが出来る。
主加熱缶２６での加熱は、蒸気熱源２からパイプ２３を経て送られて来る蒸気と、エア源発生部９からパイプ３５を経て送られて来る高温圧縮空気とにより行われる。この加熱は、外部の大気圧より遙かに低い低圧下で行われる。なぜなら、エア源発生部９は気液分離缶７から空気を吸い出し、気液分離缶７を通って蒸発缶６および主加熱缶２６からも空気を吸い出すよう動作しているからである。低圧下で汚水を加熱すると、水分は１００℃より遙かに低い温度で沸騰し、蒸発する。本発明でエア源発生部９により低圧環境を作り出した理由は、少ない熱で汚水を蒸発させるためである。
なお、蒸発缶６に付設されている圧力調整弁６Ｖは、前記したように、所定の低圧以下にはならないようにするためのものである。
【００２２】
汚水中の水分の蒸発が進むに伴い、下部連通管５内に溜まる固形汚染物質の濃度は大になる。固形汚染物質の濃度が高くなってどろどろとなった汚水液を、下部連通管５に接続されたパイプ３０を通って外へ取り出す。その取り出しは、パイプ３０の途中に設けられたポンプ３１により行う。取り出した汚水液は、まず貯留ピット３２に貯留し、そこから乾燥部例えば低圧乾燥部３３に送り、粉体等の固形物として廃棄する。
一方、汚水より蒸発した水分は、まず蒸発缶６の上部空間に溜まり、次いでパイプ３４を通って気液分離缶７へと吸い出されて行く。
【００２３】
気液分離缶７では、蒸発缶６から吸い出して来た蒸気を、冷却水で冷却する。冷却水は、冷却水供給部８からポンプ３７の力によりパイプ３６を通って供給され、パイプ３９を通って冷却水供給部８へ回収される。
蒸気が冷却されると水分は液化して水となるが、この水はポンプ４１で外部へ排出される。外部への排出は適宜行うことが出来るが、１例を挙げれば、気液分離缶７の底に少なくとも一定量は残しておき、それ以上溜まったところで排出するというやり方とすることが出来る。即ち、気液分離缶７の底に溜まった水の液面レベルＬ7 を、図示しない検出器で検出し、液面レベルＬ7 が所定値以上となるとポンプ４１を駆動し、パイプ４０を通って外部へ吸い出す。液面レベルＬ7 が所定値以下となるとポンプ４１を停止し、水の吸い出しを停止する。
この水は、蒸留により出来たものであるから、固形汚染物質など勿論含んでおらず、他の基準（例、リンや窒素の許容含有基準）を満たせば、河川等へ放流することが出来る。  なお、パイプ４０の途中に設けられた逆止弁４２は、ポンプ４１の力が弱くなった時、大気圧に押されて水が逆流しないようにするためのものである。
【００２４】
一方、気液分離缶７内で水分を除去された空気は、多少温度は下げられるものの、まだ暖かさを有している。この空気はパイプ３８を通ってエア源発生部９へと吸い出される。エア源発生部９に吸い込まれた空気は、前記したように、エア源発生部９内のブロワー４３，４４による圧縮により高温とされると共に、圧力調整弁４５の作用により圧力調整され、パイプ３５を通って主加熱缶２６へ送られる。かくして、先にも述べたように、エア源発生部９で使用される電気エネルギーの一部は、加熱のエネルギーとして再利用されることになる。
なお図３の例では、予熱缶２８の熱源としては主加熱缶２６で用いているのと同様の蒸気を用いたが、他の種類の熱源（例、電熱）を用いてもよい。
【００２５】
以上述べた本発明の汚水処理装置の特徴をまとめると、次のようになる。
（１）処理するのに汚水の濃度を薄めたりする必要はなく（大量の薄め水不用）、ポンプで送り得る流動性を有していさえすれば処理することが出来る。そのため、汚水の質や性状を変えるための設備等を必要としない。
（２）汚水を連続的に送りながら処理することが出来るので、発生した汚水を直ぐに処理に回すことが出来る（或る程度の量貯めてから処理するバッチ処理では、処理の順が来るまで放置されるので、衛生管理が大変である。）。
（３）汚水を加熱蒸発させる際に大気圧より遙かに低い低圧下で行うので、蒸発させるに要する熱エネルギーが少なくて済むと共に、短時間で蒸発させることが出来る。
（４）低温で処理するため、固形汚染物質からのガス体の発生が少なく、そのため臭気が少ない。
（５）汚水を、最終的には乾燥固形物（例、粉体）と蒸留水という、廃棄し易い形に処理することが出来る。
（６）低圧環境を実現するために必要となるエア源発生部から出て来る高温圧縮空気を、蒸発のための熱源の一部として利用するようにしたので、エネルギーを再利用する形となり、使用エネルギーが少なくて済む（処理の途中から蒸気熱源の蒸気を止め、エア源発生部からの高温圧縮空気のみで足りるということになる場合もある。）
【００２６】
（第２の実施形態）
図４は、本発明の第２の実施形態を示す図である。符号は図３のものに対応し、４７は圧力調整弁である。図３の第１の実施形態と相違する点は、加熱缶部３に予熱缶２８を使用せず、主加熱缶２６のみを使用するようにした点である。
汚水処理装置を設置する場所によっては、強力な蒸気熱源２が確保される場合がある。例えば、食品会社などでは、既に強力な蒸気ボイラーが設置されており、そこから加熱源としての蒸気がいくらでも手に入ることがある。そのような場所では、予熱缶２８を省略することも出来る。
【００２７】
第２の実施形態では、汚水供給部１の汚水２０は、パイプ２２を通って上部連通管４に入れられる。蒸気熱源２からの蒸気は、主加熱缶２６のみに供給される。主加熱缶２６に付設された圧力調整弁４７は、図３で予熱缶２８に付設された圧力調整弁２７に相当するものである。主加熱缶２６内の加熱用の蒸気混じりの高温圧縮空気の圧力が、圧力調整弁４７で設定されている値以上となれば開いて大気に通じ、蒸気混じりの高温圧縮空気を大気中へ放出する。
他の部分の動作は、第１の実施形態と同様であるので、その説明は省略する。
【００２８】
（第３の実施形態）
図５は、本発明の第３の実施形態を示す図である。符号は図３のものに対応している。図３の第１の実施形態と相違する点は、気液分離缶７を設けないようにした点である。
この実施形態は、気液分離缶で蒸留した水を廃棄する場所が確保出来ない場合（例、放流する河川が近くに無い場合）に実施する。第１，第２の実施形態では、気液分離缶７から出て来る蒸留水を、近くの河川等へ放流するとしているが、河川の種類によっては放流基準が厳しく、その蒸留水さえも放流出来ない場合がある。
例えば、汚水の種類によってリンとか窒素とかを含んでいる場合があるが、その場合には図３，４の気液分離缶７からの蒸留水にも幾らか含まれて出て来る。その含有量が近くの河川の放流基準以上であると、そこへ放流することが出来ない。
【００２９】
この第３の実施形態では、汚水を蒸発させた蒸気を液化せず、最終的には蒸気のままで大気中へ放出する。大気中へは、前記したようなリンや窒素を少々含んでいても、放出基準にひっかかることもなく放出することが出来る。
第３の実施形態では、汚水の蒸発により発生した蒸気は、蒸発缶６からパイプ３４を経て、直接エア源発生部９へ吸い出される。エア源発生部９の出口からは、蒸気混じりの高温圧縮空気が吐き出され、パイプ３５を通って主加熱缶２６へ送られ、そこから更にパイプ２５を通って予熱缶２８へ送られる。
主加熱缶２６，予熱缶２８で加熱源の一部として利用された後、最終的には予熱缶２８に付設された圧力調整弁２７から大気中へと放出される。即ち、汚水中の水分は、予熱缶２８から大気へ放出される蒸気の形で廃棄される。従って、第３の実施形態の汚水処理装置は、蒸留水を放流する河川等が見当たらない場所でも、設置することが出来る。
他の部分の動作は、第１の実施形態と同様であるので、その説明は省略する。
【００３０】
（第４の実施形態）
図６は、本発明の第４の実施形態を示す図である。符号は図３，図４のものに対応している。図５の第３の実施形態と相違する点は、加熱缶部３に予熱缶２８を使用せず、主加熱缶２６のみを使用するようにした点である。この実施形態は、図４の第２の実施形態と同様、既に強力な蒸気熱源が設置されており、そこから加熱源としての蒸気がいくらでも手に入るような事業所（例、食品会社など）であって、且つ汚水の蒸留水を放流することが出来るような河川が、近くにない場合に実施する。
汚水中の水分は、主加熱缶２６の圧力調整弁４７を通って大気中へ放出され、汚水中の固形汚染物質は、低圧乾燥部３３より粉体等の形で廃棄される。
装置の各部分の動作は、図４，図５のものと同様であるので、その説明は省略する。
【００３１】
（第５の実施形態）
図７は、本発明の第５の実施形態を示す図である。符号は図６のものに対応し、５０は第１段加熱蒸発部、５１は第２段加熱蒸発部、５２，５３はパイプ、５４はポンプ、４Ｂは上部連通管、５Ｂは下部連通管、６Ｂは蒸発缶、６ＢＶは圧力調整弁、２６Ｂは主加熱缶、３４Ｂはパイプ、Ｌ6Bは液面レベルである。
これは、第４の実施形態（図６）の主加熱缶２６と蒸発缶６の部分を、２段に縦続接続したものである。第１段加熱蒸発部５０は主として主加熱缶２６と蒸発缶６とで構成され、第２段加熱蒸発部５１は主として主加熱缶２６Ｂと蒸発缶６Ｂとで構成される。
【００３２】
第１段加熱蒸発部５０の蒸発缶６からパイプ３４を通って出される蒸気（汚水蒸発分）は、次段の主加熱缶２６Ｂの加熱源用として導入される。第２段加熱蒸発部５１の下部連通管５に溜まる液（固形汚染物質濃度大の液）は、パイプ５２，ポンプ５４を経て次段の上部連通管４Ｂに入れられる。そして、それが主加熱缶２６Ｂ，蒸発缶６Ｂにより、再び加熱蒸発される。主加熱缶２６Ｂの加熱源としては、パイプ３４からの蒸気の他に、エア源発生部９からパイプ３５を経て供給される高温圧縮空気と、蒸気熱源２よりパイプ２３Ｂを経て供給される蒸気とがある。但し、蒸気熱源２からの蒸気は、補助的に用いられる程度である（例えば、装置の運転開始当初暫くの間だけとか、気温が下がった時だけ等）。
【００３３】
主加熱缶２６Ｂで使用された蒸気混じりの高温空気は、パイプ５３を経て主加熱缶２６へ送られ、ここでも加熱源の１つとして利用される。主加熱缶２６Ｂでは、蒸発缶６からの少し温度の下がった蒸気を熱源の１つとして使うため、主加熱缶２６におけるよりも加熱エネルギーがやや少なくなることも考えられる。そのような場合でも蒸発を充分に行わせるためには、圧力調整弁６ＢＶの設定圧力を、圧力調整弁６Ｖの設定圧力よりも少し低くしてやればよい。一層低圧にされれば、汚水の沸点は更に下がり、少ない加熱エネルギーでもよく蒸発するようになるからである。
【００３４】
蒸発缶６Ｂに溜まる汚水蒸発の蒸気は、パイプ３４Ｂを通ってエア源発生部９に吸い出される。その蒸気はエア源発生部９で高温圧縮空気とされ、パイプ３５を経て主加熱缶２６Ｂへ送られて加熱に使われ、更にそれを抜けてパイプ５３を経て主加熱缶２６へと送られて加熱に使われる（蒸発缶６からパイプ３４を経て送られて来ていた蒸気も、主加熱缶２６Ｂ内でエア源発生部９からの蒸気と混じり合い、パイプ５３を経て主加熱缶２６へ送られる。）。そして、最後に、主加熱缶２６に付設された圧力調整弁４７より大気へと放出される。
結局、第１段加熱蒸発部５０，第２段加熱蒸発部５１で汚水から蒸発した水分は、最終的には、圧力調整弁４７から大気へ放出される。一方、第２段加熱蒸発部５１で更に濃度大にされた固形汚染物質液は、下部連通管５Ｂからポンプ３１によりパイプ３０を経て吸い出され、低圧乾燥部３３等で処理され、粉体等の固形物とされる。
なお、図７では２段の縦続接続の例を示したが、３段以上にすることも可能である。また、図７は第４の実施形態（図６）のものを縦続接続したものであるが、他の実施形態（図３〜図５）のものをそれぞれ縦続接続することも出来る。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の汚水処理装置の構成を示すブロック図
【図２】熱交換器の一般的な構造を説明する図
【図３】本発明の第１の実施形態を示す図
【図４】本発明の第２の実施形態を示す図
【図５】本発明の第３の実施形態を示す図
【図６】本発明の第４の実施形態を示す図
【図７】本発明の第５の実施形態を示す図
【符号の説明】
【００３６】
１…汚水供給部、２…蒸気熱源、３…加熱缶部、３Ｖ…圧力調整弁、４，４Ｂ…上部連通管、５，５Ｂ…下部連通管、６，６Ｂ…蒸発缶、６Ｖ，６ＢＶ…圧力調整弁、７…気液分離缶、８…冷却水供給部、９…エア源発生部、１０…熱交換器、１１…蒸気通流隙間、１２…液体通流パイプ、１３…蒸気入口、１４…蒸気出口、１５…液体入口、１６…液体出口、２０…汚水、２１…ポンプ、２２，２３，２３Ｂ，２４，２５…パイプ、２６，２６Ｂ…主加熱缶、２７…圧力調整弁、２８…予熱缶、２９，３０…パイプ、３１…ポンプ、３２…貯留ピット、３３…低圧乾燥部、３４，３４Ｂ，３５，３６…パイプ、３７…ポンプ、３８，３９，４０…パイプ、４１…ポンプ、４２…逆止弁、４３，４４…ブロワー、４５…圧力調整弁、４６…パイプ、４７…圧力調整弁、
５０…第１段加熱蒸発部、５１…第２段加熱蒸発部、５２，５３…パイプ、５４…ポンプ、Ｌ6 ，Ｌ6B，Ｌ7 …液面レベル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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