(57)【要約】      （修正有）【課題】  水可溶性有機物及び無機酸を含む被処理水から水可溶性有機物を高濃度、且つ高回収率で分離・回収する方法、及び回収システムを提供すること。【解決手段】  水可溶性有機物の回収方法は、水可溶性有機物及び無機酸を含む被処理水に、無機酸と反応してできた塩の溶解度が回収する水可溶性有機物に対して１質量％以下となる水酸化物、酸化物、炭酸塩あるいは炭酸水素塩のうち少なくとも１種類以上を、当該被処理水中に含まれる無機酸に相当する化学量論量添加して前記被処理水を中和する第１工程と、前記第１工程の後に、水に対する溶解度が３０質量％以上で、且つ回収する水可溶性有機物に対する溶解度が１質量％以下である塩のうち少なくとも１種類以上を添加して、水可溶性有機物と水を分離する第２工程とを備えている。【選択図】      なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
水可溶性有機物及び無機酸を含む被処理水に、前記無機酸と反応してできた塩の溶解度が回収する水可溶性有機物に対して１質量％以下となる水酸化物、酸化物、炭酸塩あるいは炭酸水素塩のうち少なくとも１種を、当該被処理水中に含まれる無機酸に相当する化学量論量添加して前記被処理水を中和する第１工程と、前記第１工程の後に、水に対する溶解度が３０質量％以上で、且つ回収する水可溶性有機物に対する溶解度が１質量％以下である塩のうち少なくとも１種を添加して、水可溶性有機物と水を分離する第２工程とを備えていることを特徴とする水可溶性有機物の回収方法。
【請求項２】
請求項１記載の水可溶性有機物の回収方法において、前記第１工程は、水可溶性有機物及び無機酸を含む被処理水に、前記無機酸と反応してできた塩の溶解度が回収する水可溶性有機物に対して０．５質量％以下となる水酸化物、酸化物、炭酸塩あるいは炭酸水素塩のうち少なくとも１種を、前記被処理水中に含まれる前記無機酸に相当する化学量論量添加して被処理水を中和することを含むことを特徴とする水可溶性有機物の回収方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の水可溶性有機物の回収方法において、前記第１工程は、水可溶性有機物及び無機酸を含む被処理水に、前記無機酸と反応してできた塩の溶解度が回収する水可溶性有機物に対して０．１質量％以下となる水酸化物、酸化物、炭酸塩あるいは炭酸水素塩のうち少なくとも１種を、前記被処理水中に含まれる無機酸に相当する化学量論量添加して当該被処理水を中和することを含むことを特徴とする水可溶性有機物の回収方法。
【請求項４】
請求項１記載の水可溶性有機物の回収方法において、前記第２工程は、溶解度が水に対して４０質量％以上で、且つ回収する水可溶性有機物に対して０．５質量％以下である塩のうち少なくとも１種を添加して、水可溶性有機物と水を分離することを含むことを特徴とする水可溶性有機物の回収方法。
【請求項５】
請求項１又は４に記載の水可溶性有機物の回収方法において、前記第２工程は、溶解度が水に対して５０質量％以上で、且つ回収する水可溶性有機物に対して０．１質量％以下である塩のうち少なくとも１種を添加して、水可溶性有機物と水を分離することを含むことを特徴とする水可溶性有機物の回収方法。
【請求項６】
請求項１、４及び５の内のいずれか一つに記載の水可溶性有機物の回収方法において、前記第２工程は、溶解度が水に対して３０質量％以上で、且つ回収する水可溶性有機物に対して１質量％以下である塩のうち少なくとも１種を、飽和状態となるように添加することを含むことを特徴とする水可溶性有機物の回収方法。
【請求項７】
請求項１、及び４乃至６の内のいずれか一つに記載の水可溶性有機物の回収方法において、前記第２工程は、溶解度が水に対して３０質量％以上で、且つ回収する水可溶性有機物に対して１質量％以下である塩のうち少なくとも１種を、過飽和状態となるように添加することを含むことを特徴とする水可溶性有機物の回収方法。
【請求項８】
請求項１乃至３の内のいずれか一つに記載の水可溶性有機物の回収方法において、前記第１工程は、更に、前記無機酸と反応してできた塩によって水可溶性有機物と水を分離することを含むことを特徴とする水可溶性有機物の回収方法。
【請求項９】
請求項１乃至３、及び８の内のいずれか一つに記載の水可溶性有機物の回収方法において、前記第１工程は、更に、前記無機酸と反応してできた塩によって水可溶性有機物と水を分離することを含むことで、前記第２工程を省略したことを特徴とする水可溶性有機物の回収方法。
【請求項１０】
請求項１乃至３、８及び９の内のいずれか一つに記載の水可溶性有機物の回収方法において、前記第１工程は、水可溶性有機物及び無機酸を含む被処理水に、前記無機酸と反応してできた塩の溶解度が水に対して３０質量％以上で、且つ回収する水可溶性有機物に対して１質量％以下となる水酸化物、酸化物、炭酸塩あるいは炭酸水素塩のうち少なくとも１種を、前記被処理水中に含まれる前記無機酸に相当する化学量論量添加して当該被処理水を中和することを含むこと特徴とする水可溶性有機物の回収方法。
【請求項１１】
請求項１乃至３、及び８乃至１０の内のいずれか一つに記載の水可溶性有機物の回収方法において、前記第１工程は、水可溶性有機物及び無機酸を含む被処理水に、無機酸と反応してできた塩の溶解度が水に対して４０質量％以上で、且つ回収する水可溶性有機物に対して０．５質量％以下となる水酸化物、酸化物、炭酸塩あるいは炭酸水素塩のうち少なくとも１種類以上を、前記被処理水中に含まれる無機酸に相当する化学量論量添加して当該被処理水を中和することを含むことを特徴とする水可溶性有機物の回収方法。
【請求項１２】
請求項１乃至３、及び８乃至１１の内のいずれか一つに記載の水可溶性有機物の回収方法において、前記第１工程は、水可溶性有機物及び無機酸を含む被処理水に、無機酸と反応してできた塩の溶解度が水に対して５０質量％以上で、且つ回収する水可溶性有機物に対して０．１質量％以下となる水酸化物、酸化物、炭酸塩あるいは炭酸水素塩のうち少なくとも１種を、前記被処理水中に含まれる無機酸に相当する化学量論量添加して当該被処理水を中和することを含むことを特徴とする水可溶性有機物の回収方法。
【請求項１３】
請求項１乃至３、及び８乃至１２の内のいずれか一つに記載の水可溶性有機物の回収方法において、前記第１工程は、無機酸と反応してできた塩の溶解度が水に対して３０質量％以上で、且つ回収する水可溶性有機物に対して１質量％以下である塩のうち少なくとも１種を、当該被処理水中において飽和状態にして行われることを特徴とする水可溶性有機物の回収方法。
【請求項１４】
請求項１乃至３、及び８乃至１３の内のいずれか一つに記載の水可溶性有機物の回収方法において、前記第１工程は、無機酸と反応してできた塩の溶解度が水に対して３０質量％以上で、且つ回収する水可溶性有機物に対して１質量％以下である塩のうち少なくとも１種を、当該被処理水中において過飽和状態にして行われることを特徴とする水可溶性有機物の回収方法。
【請求項１５】
請求項１記載の水可溶性有機物の回収方法において、前記水可溶性有機物は、比誘電率８２以下の化合物のうち少なくとも１種であることを特徴とする水可溶性有機物の回収方法。
【請求項１６】
請求項１記載の水可溶性有機物の回収方法において、前記水可溶性有機物は、アルコール、ケトン、エーテル、エポキシド、アルデヒド、アミン、ニトリル、有機酸、フェノール、チオール、及びスルフィドのうち少なくとも１種であることを特徴とする水可溶性有機物の回収方法。
【請求項１７】
請求項１、１５及び１６の内のいずれか一つに記載の水可溶性有機物の回収方法において、前記水可溶性有機物は、２−プロパノールを含むことを特徴とする水可溶性有機物の回収方法。
【請求項１８】
請求項１、１５及び１６の内のいずれか一つに記載の水可溶性有機物の回収方法において、前記水可溶性有機物は、アセトンを含むことを特徴とする水可溶性有機物の回収方法。
【請求項１９】
請求項１、及び１５乃至１８記載の水可溶性有機物の回収方法において、前記水可溶性有機物及び無機酸を含む被処理水の有機物濃度が、０．５〜９９．５質量％であることを特徴とする水可溶性有機物の回収方法。
【請求項２０】
請求項１、及び１５乃至１９の内のいずれか一つに記載の水可溶性有機物の回収方法において、前記水可溶性有機物及び無機酸を含む被処理水の有機物濃度が、１〜９９質量％であることを特徴とする水可溶性有機物の回収方法。
【請求項２１】
請求項１、及び１５乃至２０の内のいずれか一つに記載の水可溶性有機物の回収方法において、前記水可溶性有機物及び無機酸を含む被処理水の有機物濃度が、２〜９８質量％であることを特徴とする水可溶性有機物の回収方法。
【請求項２２】
請求項１記載の水可溶性有機物の回収方法において、前記無機酸は、フッ化水素酸を含むことを特徴とする水可溶性有機物の回収方法。
【請求項２３】
請求項１又は２２に記載の水可溶性有機物の回収方法において、前記水可溶性有機物及び無機酸を含む被処理水の前記無機酸の濃度が、０．００１〜９９．５質量％であることを特徴とする水可溶性有機物の回収方法。
【請求項２４】
請求項１、２２及び２３の内のいずれか一つに記載の水可溶性有機物の回収方法において、前記水可溶性有機物及び無機酸を含む被処理水の前記無機酸の濃度が、０．０１〜９９質量％であることを特徴とする水可溶性有機物の回収方法。
【請求項２５】
請求項１、及び２２乃至２４の内のいずれか一つに記載の水可溶性有機物の回収方法において、前記水可溶性有機物及び無機酸を含む被処理水の前記無機酸の濃度が、０．１〜９０質量％であることを特徴とする水可溶性有機物の回収方法。
【請求項２６】
請求項１乃至３、８乃至１７、及び１９乃至２５の内のいずれか一つに記載の水可溶性有機物の回収方法において、前記第１工程における２−プロパノール及びフッ化水素酸を含む被処理水に対して、当該被処理水に含まれるフッ化水素酸に相当する化学量論量添加する塩が、水酸化カリウム、炭酸カリウム、炭酸水素カリウム、水酸化セシウム、炭酸セシウム、及び炭酸水素セシウムのうち少なくとも１種を含むことを特徴とする水可溶性有機物の回収方法。
【請求項２７】
請求項１、４乃至７、１５乃至１７、及び１９乃至２５の内のいずれか一つに記載の水可溶性有機物の回収方法において、前記第２工程における２−プロパノールを含む被処理水に対して、添加する塩が、フッ化カリウム、炭酸カリウム、及びフッ化セシウムのうち少なくとも１種を含むことを特徴とする水可溶性有機物の回収方法。
【請求項２８】
水可溶性有機物及び無機酸を含む被処理水に、前記無機酸と反応してできた塩の溶解度が回収する水可溶性有機物に対して１質量％以下となる水酸化物、酸化物、炭酸塩あるいは炭酸水素塩のうち少なくとも１種を、当該被処理水中に含まれる無機酸に相当する化学量論量添加して前記被処理水を中和する第１の手段と、前記中和後に、水に対する溶解度が３０質量％以上で、且つ回収する水可溶性有機物に対する溶解度が１質量％以下である塩のうち少なくとも１種類以上を添加して、水可溶性有機物と水を分離する第２の手段とを備えていることを特徴とする水可溶性有機物の回収システム。
【請求項２９】
請求項２８記載の水可溶性有機物の回収システムにおいて、前記第１手段は、水可溶性有機物及び無機酸を含む被処理水に、前記無機酸と反応してできた塩の溶解度が回収する水可溶性有機物に対して０．５質量％以下となる水酸化物、酸化物、炭酸塩あるいは炭酸水素塩のうち少なくとも１種類を、当該被処理水中に含まれる無機酸に相当する化学量論量添加して前記被処理水を中和することを特徴とする水可溶性有機物の回収システム。
【請求項３０】
請求項２８又は２９に記載の水可溶性有機物の回収システムにおいて、前記第１手段は、水可溶性有機物及び無機酸を含む被処理水に、前記無機酸と反応してできた塩の溶解度が回収する水可溶性有機物に対して０．１質量％以下となる水酸化物、酸化物、炭酸塩あるいは炭酸水素塩のうち少なくとも１種を、当該被処理水中に含まれる無機酸に相当する化学量論量添加して前記被処理水を中和することを特徴とする水可溶性有機物の回収システム。
【請求項３１】
請求項２８に記載の水可溶性有機物の回収システムにおいて、前記第２手段は、溶解度が水に対して４０質量％以上で、且つ回収する水可溶性有機物に対して０．５質量％以下である塩のうち少なくとも１種を添加して、水可溶性有機物と水を分離することを特徴とする水可溶性有機物の回収システム。
【請求項３２】
請求項２８又は３１に記載の水可溶性有機物の回収システムにおいて、前記第２手段は、溶解度が水に対して５０質量％以上で、且つ回収する水可溶性有機物に対して０．１質量％以下である塩のうち少なくとも１種を添加して、水可溶性有機物と水を分離することを特徴とする水可溶性有機物の回収システム。
【請求項３３】
請求項２８、３１及び３２の内のいずれか一つに記載の水可溶性有機物の回収システムにおいて、前記第２手段は、溶解度が水に対して３０質量％以上で、且つ回収する水可溶性有機物に対して１質量％以下である塩のうち少なくとも１種を、飽和状態になるように添加することを含むことを特徴とする水可溶性有機物の回収システム。
【請求項３４】
請求項２８、及び３１乃至３３の内のいずれか一つに記載の水可溶性有機物の回収システムにおいて、溶解度が水に対して３０質量％以上で、且つ回収する水可溶性有機物に対して１質量％以下である塩のうち少なくとも１種を、過飽和状態になるように添加することを含むことを特徴とする水可溶性有機物の回収システム。
【請求項３５】
請求項２８乃至３０の内のいずれか一つに記載の水可溶性有機物の回収システムにおいて、前記第１手段は、無機酸と反応してできた塩によって水可溶性有機物と水を分離することを特徴とする水可溶性有機物の回収システム。
【請求項３６】
請求項２８乃至３０、及び３５の内のいずれか一つに記載の水可溶性有機物の回収システムにおいて、前記第１手段は、更に、前記無機酸と反応してできた塩によって水可溶性有機物と水を分離することを含むことで前記第２手段を省略したことを特徴とする水可溶性有機物の回収システム。
【請求項３７】
請求項２８乃至３０、３５及び３６の内のいずれか一つに記載の水可溶性有機物の回収システムにおいて、前記第１手段は、水可溶性有機物及び無機酸を含む被処理水に、前記無機酸と反応してできた塩の溶解度が水に対して３０質量％以上で、且つ回収する水可溶性有機物に対して１質量％以下となる水酸化物、酸化物、炭酸塩あるいは炭酸水素塩のうち少なくとも１種を、当該被処理水中に含まれる無機酸に相当する化学量論量添加して前記被処理水を中和することを特徴とする水可溶性有機物の回収システム。
【請求項３８】
請求項２８乃至３０、及び３５乃至３７の内のいずれか一つに記載の水可溶性有機物の回収システムにおいて、前記第１手段は、水可溶性有機物及び無機酸を含む被処理水に、前記無機酸と反応してできた塩の溶解度が水に対して４０質量％以上で、且つ回収する水可溶性有機物に対して０．５質量％以下となる水酸化物、酸化物、炭酸塩あるいは炭酸水素塩のうち少なくとも１種を、当該被処理水中に含まれる無機酸に相当する化学量論量添加して当該被処理水を中和することを特徴とする水可溶性有機物の回収システム。
【請求項３９】
請求項２８乃至３０、及び３５乃至３８の内のいずれか一つに記載の水可溶性有機物の回収システムにおいて、前記第１手段は、水可溶性有機物及び無機酸を含む被処理水に、前記無機酸と反応してできた塩の溶解度が水に対して５０質量％以上で、且つ回収する水可溶性有機物に対して０．１質量％以下となる水酸化物、酸化物、炭酸塩あるいは炭酸水素塩のうち少なくとも１種を、当該被処理水中に含まれる無機酸に相当する化学量論量添加して前記被処理水を中和することを特徴とする水可溶性有機物の回収システム。
【請求項４０】
請求項２８乃至３０、及び３５乃至３９の内のいずれか一つに記載の水可溶性有機物の回収システムにおいて、前記第１手段は、無機酸と反応してできた塩の溶解度が水に対して３０質量％以上で、且つ回収する水可溶性有機物に対して１質量％以下である塩のうち少なくとも１種を、当該被処理水中で飽和状態にして行われることを特徴とする水可溶性有機物の回収システム。
【請求項４１】
請求項２８乃至３０、及び３５乃至４０の内のいずれか一つに記載の水可溶性有機物の回収システムにおいて、前記第１手段は、無機酸と反応してできた塩の溶解度が水に対して３０質量％以上で、且つ回収する水可溶性有機物に対して１質量％以下である塩のうち少なくとも１種が、当該被処理水中で過飽和状態にして行われることを特徴とする水可溶性有機物の回収システム。
【請求項４２】
請求項２８に記載の水可溶性有機物の回収システムにおいて、前記水可溶性有機物のうち少なくとも１種類が比誘電率８２以下の化合物であることを特徴とする水可溶性有機物の回収システム。
【請求項４３】
請求項２８記載の水可溶性有機物の回収システムにおいて、前記水可溶性有機物は、アルコール、ケトン、エーテル、エポキシド、アルデヒド、アミン、ニトリル、有機酸、フェノール、チオール、及びスルフィドのうちの少なくとも一種であることを特徴とする水可溶性有機物の回収システム。
【請求項４４】
請求項２８、４２、及び４３の内のいずれか一つに記載の水可溶性有機物の回収システムにおいて、前記水可溶性有機物は、２−プロパノールを含むことを特徴とする水可溶性有機物の回収システム。
【請求項４５】
請求項２８、４２、及び４３の内のいずれか一つに記載の水可溶性有機物の回収システムにおいて、前記水可溶性有機物は、アセトンを含むことを特徴とする水可溶性有機物の回収システム。
【請求項４６】
請求項２８、及び３２乃至３５の内のいずれか一つに記載の水可溶性有機物の回収システムにおいて、前記水可溶性有機物及び無機酸を含む被処理水の有機物濃度が、０．５〜９９．５質量％であることを特徴とする水可溶性有機物の回収システム。
【請求項４７】
請求項２８、及び４２乃至４６の内のいずれか一つに記載の水可溶性有機物の回収システムにおいて、前記水可溶性有機物及び無機酸を含む被処理水の有機物濃度が、１〜９９質量％であることを特徴とする水可溶性有機物の回収システム。
【請求項４８】
請求項２８、及び３２乃至４７の内のいずれか一つに記載の水可溶性有機物の回収システムにおいて、前記水可溶性有機物及び無機酸を含む被処理水の有機物濃度が、２〜９８質量％であることを特徴とする水可溶性有機物の回収システム。
【請求項４９】
請求項２８に記載の水可溶性有機物の回収システムにおいて、前記無機酸は、フッ化水素酸を含むことを特徴とする水可溶性有機物の回収システム。
【請求項５０】
請求項２８又は４９に記載の水可溶性有機物の回収システムにおいて、前記水可溶性有機物及び無機酸を含む被処理水の無機酸濃度が、０．００１〜９９．５質量％であることを特徴とする水可溶性有機物の回収システム。
【請求項５１】
請求項２８、４９及び５０の内のいずれか一つに記載の水可溶性有機物の回収システムにおいて、前記水可溶性有機物及び無機酸を含む被処理水の無機酸濃度が、０．０１〜９９質量％であることを特徴とする水可溶性有機物の回収システム。
【請求項５２】
請求項２８、及び４９乃至５１の内のいずれか一つに記載の水可溶性有機物の回収システムにおいて、前記水可溶性有機物及び無機酸を含む被処理水の無機酸濃度が、０．１〜９０質量％であることを特徴とする水可溶性有機物の回収システム。
【請求項５３】
請求項２８乃至３０、３５乃至４４、及び４６乃至５２の内のいずれか一つに記載の水可溶性有機物の回収システムにおいて、前記第１手段における２−プロパノール及びフッ化水素酸を含む被処理水に対して、当該被処理水に含まれるフッ化水素酸に相当する化学量論量添加する塩が、水酸化カリウム、炭酸カリウム、炭酸水素カリウム、水酸化セシウム、炭酸セシウム、及び炭酸水素セシウムのうち少なくとも１種を含むことを特徴とする水可溶性有機物の回収システム。
【請求項５４】
請求項２８、３１乃至３４、４２乃至４４、及び４６乃至５２の内のいずれか一つに記載の水可溶性有機物の回収システムにおいて、前記第２手段における２−プロパノールを含む被処理水に対して、添加する塩が、フッ化カリウム、炭酸カリウム、及びフッ化セシウムのうちの少なくとも１種を含むことを特徴とする水可溶性有機物の回収システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水可溶性有機物及び無機酸を含む被処理水を、無機酸を中和させた後、水可溶性有機物層と水層に分離させ、水可溶性有機物を高濃度、且つ高回収率で回収する方法、及びその回収システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
水可溶性有機物を含む被処理水からの水可溶性有機物を分離・回収する方法としては、溶媒抽出方法と蒸留法が従来から一般的に広く用いられている。しかしながら、これらの方法はそれぞれ以下に述べるような問題点がある。
【０００３】
まず、溶媒抽出法についてであるが、この方法は主に水に溶解しにくい有機物を水から除去する場合に広く用いられ、水に溶解している有機物を有機溶媒側に抽出分離し、回収する方法として知られている。しかし、この方法は水に溶解している成分をある一定の比率（分配係数）で溶媒側に抽出する方法であり、不純物の一部はその比率に従って水側に残留する。このため、アルコール類やケトン類などの水に易溶な有機物を分離・回収する場合には、分離効率は悪い。
【０００４】
そのため、アルコール類やケトン類などの水に易溶な有機物は蒸留法を用いて分離・回収する。この方法は沸点の違いを利用して、当該液を加熱して水と有機物を分離する方法である。例えば、メタノールやアセトン、２−プロパノールなどの有機物が含まれている水の場合、これらの成分は水より沸点が低い物質であるため、この蒸留法を適用すれば、これらの成分を水から分離・回収することができる。しかしながら、この蒸留方法では、処理対象の液体全体を、一旦分離される液体の沸点まで加熱する操作と、気化した分離対象を再度凝集させるための冷却操作が必要であり、加熱と冷却に多くのエネルギーを必要とする。蒸留法を利用した有機物の回収方法としては、例えば、特許文献１がある。
【０００５】
また、水可溶性有機物を含む被処理水から水可溶性有機物を分離・回収する方法として、塩析が用いられる場合がある。しかし、従来用いられていた食塩を添加して水可溶性有機物を分離・回収する方法も可溶性有機物を高濃度、且つ高回収率で分離・回収するには至っておらず、また、特許文献２には、アルカリ金属水酸化物及び電解質を添加して水可溶性有機物を分離・回収する方法が提案されているが、水可溶性有機物を高濃度、且つ高回収率で分離・回収するには至っていない。
【０００６】
さらに、水可溶性有機物及び無機酸を含む被処理水から水可溶性有機物を分離・回収する場合、蒸留法や溶媒抽出法だけでは無機酸を水層側に固定することが難しく、回収する水可溶性有機物中に無機酸が含まれるため、水可溶性有機物を高濃度、且つ高回収率で分離・回収することが困難である。
【０００７】
そのため、水可溶性有機物及び酸を含む被処理水からの水可溶性有機物の回収に、多量のエネルギーを消費する蒸留を用いず、またアルコール類やケトン類などの水に易溶な有機物を分離・回収する場合には分離効率の悪い溶媒抽出を用いずに、水可溶性有機物及び酸を含む被処理水から水可溶性有機物を高濃度、且つ高回収率で分離・回収する方法が切望されている。
【０００８】
【特許文献１】特開平１１−３５５０４号公報「イソプロピルアルコールの回収方法」
【特許文献２】特開昭５９−６２５４０号公報「アルコールの乾燥法」
【非特許文献１】「化学便覧、基礎編II（改訂４版）」日本化学会編（１９９３年）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の技術的課題は、水可溶性有機物及び無機酸を含む被処理水からの水可溶性有機物の回収に、多量のエネルギーを消費する蒸留を用いず、またアルコール類やケトン類などの水に易溶な有機物を分離・回収する場合には分離効率の悪い溶媒抽出を用いずに、水可溶性有機物及び無機酸を含む被処理水から水可溶性有機物を高濃度、且つ高回収率で分離・回収する方法、及び回収システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者等は上記の現況に鑑みて鋭意研究を重ねた結果、水可溶性有機物及び無機酸を含む被処理水に、下記第１工程の後、第２工程を施すことにより、被処理水を水可溶性有機物層と水層に分離させ、水可溶性有機物を高濃度、且つ高回収率で回収する方法を見出し、本発明を為すに至ったものである。第１工程；第１手段により、水可溶性有機物及び無機酸を含む被処理水に、無機酸と反応してできた塩の回収する水可溶性有機物に対する溶解度が１質量％以下となる水酸化物、酸化物、炭酸塩あるいは炭酸水素塩のうち少なくとも１種類以上を、被処理水中に含まれる無機酸に相当する化学量論量添加して被処理水を中和する工程である。第２工程；第２手段によって水に対する溶解度が３０質量％以上で、且つ回収する水可溶性有機物に対する溶解度が１質量％以下である塩のうち少なくとも１種類以上を添加して、水可溶性有機物と水を分離する工程である。
【００１１】
即ち、本発明によれば、水可溶性有機物及び無機酸を含む被処理水に、前記無機酸と反応してできた塩の溶解度が回収する水可溶性有機物に対して１質量％以下となる水酸化物、酸化物、炭酸塩あるいは炭酸水素塩のうち少なくとも１種を、当該被処理水中に含まれる無機酸に相当する化学量論量添加して前記被処理水を中和する第１工程と、前記第１工程の後に、水に対する溶解度が３０質量％以上で、且つ回収する水可溶性有機物に対する溶解度が１質量％以下である塩のうち少なくとも１種類以上を添加して、水可溶性有機物と水を分離する第２工程とを備えていることを特徴とする水可溶性有機物の回収方法が得られる。
【００１２】
また、本発明によれば、前記水可溶性有機物の回収方法において、前記第１工程は、水可溶性有機物及び無機酸を含む被処理水に、前記無機酸と反応してできた塩の溶解度が回収する水可溶性有機物に対して０．５質量％以下となる水酸化物、酸化物、炭酸塩あるいは炭酸水素塩のうち少なくとも１種を、当該被処理水中に含まれる無機酸に相当する化学量論量添加して前記被処理水を中和することを含むことを特徴とする水可溶性有機物の回収方法が得られる。
【００１３】
また、本発明によれば、前記いずれか一つの水可溶性有機物の回収方法において、前記第１工程は、水可溶性有機物及び無機酸を含む被処理水に、前記無機酸と反応してできた塩の溶解度が回収する水可溶性有機物に対して０．１質量％以下となる水酸化物、酸化物、炭酸塩あるいは炭酸水素塩のうち少なくとも１種類以上を、当該被処理水中に含まれる無機酸に相当する化学量論量添加して前記被処理水を中和することを含むことを特徴とする水可溶性有機物の回収方法が得られる。
【００１４】
また、本発明によれば、前記水可溶性有機物の回収方法において、前記第２工程は、溶解度が水に対して４０質量％以上で、且つ回収する水可溶性有機物に対して０．５質量％以下である塩のうち少なくとも１種を添加して、水可溶性有機物と水を分離することを含むことを特徴とする水可溶性有機物の回収方法が得られる。
【００１５】
また、本発明によれば、前記いずれか一つの水可溶性有機物の回収方法において、前記第２工程は、溶解度が水に対して５０質量％以上で、且つ回収する水可溶性有機物に対して０．１質量％以下である塩のうち少なくとも１種を添加して、水可溶性有機物と水を分離することを含むことを特徴とする水可溶性有機物の回収方法が得られる。
【００１６】
また、本発明によれば、前記いずれか一つの水可溶性有機物の回収方法において、前記第２工程は、溶解度が水に対して３０質量％以上で、且つ回収する水可溶性有機物に対して１質量％以下である塩のうち少なくとも１種を、飽和状態になるように添加することを含むことを特徴とする水可溶性有機物の回収方法が得られる。
【００１７】
また、本発明によれば、前記いずれか一つの水可溶性有機物の回収方法において、前記第２工程は、溶解度が水に対して３０質量％以上で、且つ回収する水可溶性有機物に対して１質量％以下である塩のうち少なくとも１種を、過飽和状態となるように添加することを含むこと特徴とする水可溶性有機物の回収方法が得られる。
【００１８】
また、本発明によれば、前記いずれか一つの水可溶性有機物の回収方法において、前記第１工程は、無機酸と反応してできた塩によって水可溶性有機物と水を分離することを含むことを特徴とする水可溶性有機物の回収方法が得られる。
【００１９】
また、本発明によれば、前記いずれか一つの水可溶性有機物の回収方法において、前記第１工程は、更に、無機酸と反応してできた塩によって水可溶性有機物と水を分離することを含むことで前記第２工程を省略したことを特徴とする水可溶性有機物の回収方法が得られる。
【００２０】
また、本発明によれば、前記いずれか一つの水可溶性有機物の回収方法において、前記第１工程は、水可溶性有機物及び無機酸を含む被処理水に、前記無機酸と反応してできた塩の溶解度が水に対して３０質量％以上で、且つ回収する水可溶性有機物に対して１質量％以下となる水酸化物、酸化物、炭酸塩あるいは炭酸水素塩のうち少なくとも１種を、当該被処理水中に含まれる前記無機酸に相当する化学量論量添加して前記被処理水を中和することを特徴とする水可溶性有機物の回収方法が得られる。
【００２１】
また、本発明によれば、前記いずれか一つの水可溶性有機物の回収方法において、前記第１工程は、水可溶性有機物及び無機酸を含む被処理水に、前記無機酸と反応してできた塩の溶解度が水に対して４０質量％以上で、且つ回収する水可溶性有機物に対して０．５質量％以下となる水酸化物、酸化物、炭酸塩あるいは炭酸水素塩のうち少なくとも１種を、当該被処理水中に含まれる前記無機酸に相当する化学量論量添加して前記被処理水を中和することを含むことを特徴とする水可溶性有機物の回収方法が得られる。
【００２２】
また、本発明によれば、前記いずれか一つの水可溶性有機物の回収方法において、前記第１工程は、水可溶性有機物及び無機酸を含む被処理水に、前記無機酸と反応してできた塩の溶解度が水に対して５０質量％以上で、且つ回収する水可溶性有機物に対して０．１質量％以下となる水酸化物、酸化物、炭酸塩あるいは炭酸水素塩のうち少なくとも１種を、当該被処理水中に含まれる無機酸に相当する化学量論量添加して前記被処理水を中和することを含むことを特徴とする水可溶性有機物の回収方法が得られる。
【００２３】
また、本発明によれば、前記いずれか一つの水可溶性有機物の回収方法において、前記第１工程は、更に、無機酸と反応してできた塩の溶解度が水に対して３０質量％以上で、且つ回収する水可溶性有機物に対して１質量％以下である塩のうち少なくとも１種類以上を、前記被処理水中で飽和状態にして行われることを特徴とする水可溶性有機物の回収方法が得られる。
【００２４】
また、本発明によれば、前記いずれか一つの水可溶性有機物の回収方法において、前記第１工程は、無機酸と反応してできた塩の溶解度が水に対して３０質量％以上で、且つ回収する水可溶性有機物に対して１質量％以下である塩のうち少なくとも１種を、被処理水中で過飽和状態にして行うことを含むことを特徴とする水可溶性有機物の回収方法が得られる。
【００２５】
また、本発明によれば、前記水可溶性有機物の回収方法において、前記水可溶性有機物は、比誘電率８２以下の化合物のうち少なくとも１種であることを特徴とする水可溶性有機物の回収方法が得られる。
【００２６】
また、本発明によれば、前記水可溶性有機物の回収方法において、前記水可溶性有機物は、アルコール、ケトン、エーテル、エポキシド、アルデヒド、アミン、ニトリル、有機酸、フェノール、チオール、及びスルフィドのうち少なくとも１種であることを特徴とする水可溶性有機物の回収方法が得られる。
【００２７】
また、本発明によれば、前記いずれか一つの水可溶性有機物の回収方法において、前記水可溶性有機物は、２−プロパノールを含むことを特徴とする水可溶性有機物の回収方法が得られる。
【００２８】
また、本発明によれば、前記いずれか一つの水可溶性有機物の回収方法において、前記水可溶性有機物は、アセトンを含むことを特徴とする水可溶性有機物の回収方法が得られる。
【００２９】
また、本発明によれば、前記水可溶性有機物の回収方法において、前記水可溶性有機物及び無機酸を含む被処理水の有機物濃度が、０．５〜９９．５質量％であることを特徴とする水可溶性有機物の回収方法が得られる。
【００３０】
また、本発明によれば、前記いずれか一つの水可溶性有機物の回収方法において、前記水可溶性有機物及び無機酸を含む被処理水の有機物濃度が、１〜９９質量％であることを特徴とする水可溶性有機物の回収方法が得られる。
【００３１】
また、本発明によれば、前記いずれか一つの水可溶性有機物の回収方法において、前記水可溶性有機物及び無機酸を含む被処理水の有機物濃度が、２〜９８質量％であることを特徴とする水可溶性有機物の回収方法が得られる。
【００３２】
また、本発明によれば、前記水可溶性有機物の回収方法において、前記無機酸は、フッ化水素酸を含むことを特徴とする水可溶性有機物の回収方法が得られる。
【００３３】
また、本発明によれば、前記いずれか一つの水可溶性有機物の回収方法において、前記水可溶性有機物及び無機酸を含む被処理水の前記無機酸の濃度が、０．００１〜９９．５質量％であることを特徴とする水可溶性有機物の回収方法が得られる。
【００３４】
また、本発明によれば、前記いずれか一つの水可溶性有機物の回収方法において、前記水可溶性有機物及び無機酸を含む被処理水の前記無機酸の濃度が、０．０１〜９９質量％であることを特徴とする水可溶性有機物の回収方法が得られる。
【００３５】
また、本発明によれば、前記いずれか一つの水可溶性有機物の回収方法において、前記水可溶性有機物及び無機酸を含む被処理水の前記無機酸の濃度が、０．１〜９０質量％であることを特徴とする水可溶性有機物の回収方法が得られる。
【００３６】
また、本発明によれば、前記いずれか一つの水可溶性有機物の回収方法において、前記第１工程における２−プロパノール及びフッ化水素酸を含む被処理水に対して、当該被処理水に含まれるフッ化水素酸に相当する化学量論量添加する塩が、水酸化カリウム、炭酸カリウム、炭酸水素カリウム、水酸化セシウム、炭酸セシウム、及び炭酸水素セシウムのうち少なくとも１種を含むことを特徴とする水可溶性有機物の回収方法が得られる。
【００３７】
また、本発明によれば、前記いずれか一つの水可溶性有機物の回収方法において、前記第２工程における２−プロパノールを含む被処理水に対して、添加する塩が、フッ化カリウム、炭酸カリウム、及びフッ化セシウムのうち少なくとも１種を含むことを特徴とする水可溶性有機物の回収方法が得られる。
【００３８】
また、本発明によれば、水可溶性有機物及び無機酸を含む被処理水に、前記無機酸と反応してできた塩の溶解度が回収する水可溶性有機物に対して１質量％以下となる水酸化物、酸化物、炭酸塩あるいは炭酸水素塩のうち少なくとも１種類以上を、当該被処理水中に含まれる無機酸に相当する化学量論量添加して前記被処理水を中和する第１の手段と、前記第１の手段を行った後に、水に対する溶解度が３０質量％以上で、且つ回収する水可溶性有機物に対する溶解度が１質量％以下である塩のうち少なくとも１種を添加して、水可溶性有機物と水を分離する第２の手段とを備えていることを特徴とする水可溶性有機物の回収システムが得られる。
【００３９】
また、本発明によれば、前記水可溶性有機物の回収システムにおいて、前記第１手段は、水可溶性有機物及び無機酸を含む被処理水に、前記無機酸と反応してできた塩の溶解度が回収する水可溶性有機物に対して０．５質量％以下となる水酸化物、酸化物、炭酸塩あるいは炭酸水素塩のうち少なくとも１種を、当該被処理水中に含まれる無機酸に相当する化学量論量添加して前記被処理水を中和することを特徴とする水可溶性有機物の回収システムが得られる。
【００４０】
また、本発明によれば、前記いずれか一つの水可溶性有機物の回収システムにおいて、前記第１手段は、水可溶性有機物及び無機酸を含む被処理水に、前記無機酸と反応してできた塩の溶解度が回収する水可溶性有機物に対して０．１質量％以下となる水酸化物、酸化物、炭酸塩あるいは炭酸水素塩のうち少なくとも１種を、当該被処理水中に含まれる無機酸に相当する化学量論量添加して前記被処理水を中和することを特徴とする水可溶性有機物の回収システムが得られる。
【００４１】
また、本発明によれば、前記水可溶性有機物の回収システムにおいて、前記第２工程は、溶解度が水に対して４０質量％以上で、且つ回収する水可溶性有機物に対して０．５質量％以下である塩のうち少なくとも１種類以上を添加して、水可溶性有機物と水を分離することを特徴とする水可溶性有機物の回収システムが得られる。
【００４２】
また、本発明によれば、前記いずれか一つの水可溶性有機物の回収システムにおいて、前記第２工程は、溶解度が水に対して５０質量％以上で、且つ回収する水可溶性有機物に対して０．１質量％以下である塩のうち少なくとも１種を添加して、水可溶性有機物と水を分離することを特徴とする水可溶性有機物の回収システムが得られる。
【００４３】
また、本発明によれば、前記いずれか一つの水可溶性有機物の回収システムにおいて、前記第２手段は、溶解度が水に対して３０質量％以上で、且つ回収する水可溶性有機物に対して１質量％以下である塩のうち少なくとも１種を、飽和状態になるように添加することを含むことを特徴とする水可溶性有機物の回収システムが得られる。
【００４４】
また、本発明によれば、前記いずれか一つの水可溶性有機物の回収システムにおいて、溶解度が水に対して３０質量％以上で、且つ回収する水可溶性有機物に対して１質量％以下である塩のうち少なくとも１種を、過飽和状態になるように添加することを含むことを特徴とする水可溶性有機物の回収システムが得られる。
【００４５】
また、本発明によれば、前記いずれか一つの水可溶性有機物の回収システムにおいて、前記第１手段は、無機酸と反応してできた塩によって水可溶性有機物と水を分離することを特徴とする水可溶性有機物の回収システムが得られる。
【００４６】
また、本発明によれば、前記いずれか一つの水可溶性有機物の回収システムにおいて、前記第１手段は、無機酸と反応してできた塩によって水可溶性有機物と水を分離することで前記第２手段を省略したことを特徴とする水可溶性有機物の回収システムが得られる。
【００４７】
また、本発明によれば、前記いずれか一つの水可溶性有機物の回収システムにおいて、前記第１手段は、水可溶性有機物及び無機酸を含む被処理水に、前記無機酸と反応してできた塩の溶解度が水に対して３０質量％以上で、且つ回収する水可溶性有機物に対して１質量％以下となる水酸化物、酸化物、炭酸塩あるいは炭酸水素塩のうち少なくとも１種類以上を、当該被処理水中に含まれる無機酸に相当する化学量論量添加して前記被処理水を中和することを特徴とする水可溶性有機物の回収システムが得られる。
【００４８】
また、本発明によれば、前記いずれか一つの水可溶性有機物の回収システムにおいて、前記第１手段は、水可溶性有機物及び無機酸を含む被処理水に、前記無機酸と反応してできた塩の溶解度が水に対して４０質量％以上で、且つ回収する水可溶性有機物に対して０．５質量％以下となる水酸化物、酸化物、炭酸塩あるいは炭酸水素塩のうち少なくとも１種を、当該被処理水中に含まれる無機酸に相当する化学量論量添加して前記被処理水を中和することを特徴とする水可溶性有機物の回収システムが得られる。
【００４９】
また、本発明によれば、前記いずれか一つの水可溶性有機物の回収システムにおいて、前記第１手段は、水可溶性有機物及び無機酸を含む被処理水に、前記無機酸と反応してできた塩の溶解度が水に対して５０質量％以上で、且つ回収する水可溶性有機物に対して０．１質量％以下となる水酸化物、酸化物、炭酸塩あるいは炭酸水素塩のうち少なくとも１種を、当該被処理水中に含まれる無機酸に相当する化学量論量添加して前記被処理水を中和することを特徴とする水可溶性有機物の回収システムが得られる。
【００５０】
また、本発明によれば、前記いずれか一つの水可溶性有機物の回収システムにおいて、前記第１手段は、更に、無機酸と反応してできた塩の溶解度が水に対して３０質量％以上で、且つ回収する水可溶性有機物に対して１質量％以下である塩のうち少なくとも１種が、被処理水中で飽和であることを特徴とする水可溶性有機物の回収システムが得られる。
【００５１】
また、本発明によれば、前記いずれか一つの水可溶性有機物の回収システムにおいて、前記第１手段は、無機酸と反応してできた塩の溶解度が水に対して３０質量％以上で、且つ回収する水可溶性有機物に対して１質量％以下である塩のうち少なくとも１種類以上を、当該被処理水中で過飽和状態にして行うことを特徴とする水可溶性有機物の回収システムが得られる。
【００５２】
また、本発明によれば、前記いずれか一つの水可溶性有機物の回収システムにおいて、前記水可溶性有機物は、比誘電率８２以下の化合物の内の少なくとも一種を含むことを特徴とする水可溶性有機物の回収システムが得られる。
【００５３】
また、本発明によれば、前記いずれか一つの水可溶性有機物の回収システムにおいて、前記水可溶性有機物は、アルコール、ケトン、エーテル、エポキシド、アルデヒド、アミン、ニトリル、有機酸、フェノール、チオール、及びスルフィドのうちの少なくとも一種であることを特徴とする水可溶性有機物の回収システムが得られる。
【００５４】
また、本発明によれば、前記いずれか一つの水可溶性有機物の回収システムにおいて、前記水可溶性有機物は、２−プロパノールを含むことを特徴とする水可溶性有機物の回収システムが得られる。
【００５５】
また、本発明によれば、前記いずれか一つの水可溶性有機物の回収システムにおいて、前記水可溶性有機物は、アセトンを含むことを特徴とする水可溶性有機物の回収システムが得られる。
【００５６】
また、本発明によれば、前記いずれか一つの水可溶性有機物の回収システムにおいて、前記水可溶性有機物及び無機酸を含む被処理水の有機物濃度が、０．５〜９９．５質量％であることを特徴とする水可溶性有機物の回収システムが得られる。
【００５７】
また、本発明によれば、前記いずれか一つの水可溶性有機物の回収システムにおいて、前記水可溶性有機物及び無機酸を含む被処理水の有機物濃度が、１〜９９質量％であることを特徴とする水可溶性有機物の回収システムが得られる。
【００５８】
また、本発明によれば、前記いずれか一つの水可溶性有機物の回収システムにおいて、前記水可溶性有機物及び無機酸を含む被処理水の有機物濃度が、２〜９８質量％であることを特徴とする水可溶性有機物の回収システムが得られる。
【００５９】
また、本発明によれば、前記いずれか一つの水可溶性有機物の回収システムにおいて、前記無機酸は、フッ化水素酸を含むことを特徴とする水可溶性有機物の回収システムが得られる。
【００６０】
また、本発明によれば、前記いずれか一つの水可溶性有機物の回収システムにおいて、前記水可溶性有機物及び無機酸を含む被処理水の前記無機酸の濃度が、０．００１〜９９．５質量％であることを特徴とする水可溶性有機物の回収システムが得られる。
【００６１】
また、本発明によれば、前記いずれか一つの水可溶性有機物の回収システムにおいて、前記水可溶性有機物及び無機酸を含む被処理水の前記無機酸の濃度が、０．０１〜９９質量％であることを特徴とする水可溶性有機物の回収システムが得られる。
【００６２】
また、本発明によれば、前記いずれか一つの水可溶性有機物の回収システムにおいて、前記水可溶性有機物及び無機酸を含む被処理水の前記無機酸の濃度が、０．１〜９０質量％であることを特徴とする水可溶性有機物の回収システムが得られる。
【００６３】
また、本発明によれば、前記いずれか一つの水可溶性有機物の回収システムにおいて、前記第１手段における２−プロパノール及びフッ化水素酸を含む被処理水に対して、当該被処理水に含まれるフッ化水素酸に相当する化学量論量添加する塩が、水酸化カリウム、炭酸カリウム、炭酸水素カリウム、水酸化セシウム、炭酸セシウム、及び炭酸水素セシウムのうち少なくとも１種を含むことを特徴とする水可溶性有機物の回収システムが得られる。
【００６４】
また、本発明によれば、前記いずれか一つの水可溶性有機物の回収システムにおいて、前記第２手段における２−プロパノールを含む被処理水に対して、添加する塩が、フッ化カリウム、炭酸カリウム、及びフッ化セシウムのうち少なくとも１種を含むことを特徴とする水可溶性有機物の回収システムが得られる。
【発明の効果】
【００６５】
本発明では、水可溶性有機物及び無機酸を含む被処理水からの水可溶性有機物の回収に、多量のエネルギーを消費する蒸留を用いず、またアルコール類やケトン類などの水に易溶な有機物を分離・回収する場合には分離効率の悪い溶媒抽出を用いずに、水可溶性有機物及び無機酸を含む被処理水から水可溶性有機物を高濃度、且つ高回収率で分離・回収する方法、及び回収システムを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６６】
以下、本発明について更に詳しく説明する。
【００６７】
本発明では、は水可溶性有機物及び無機酸を含む被処理水に、下記第１工程（第１手段）の後、第２工程（第２手段）を施すことにより、被処理水を水可溶性有機物層と水層に分離させ、水可溶性有機物を回収する方法及び回収システムにより、水可溶性有機物及び無機酸を含む被処理水から水可溶性有機物を高濃度、且つ高回収率で分離・回収するものである。
【００６８】
第１工程；第１手段によって行われる工程で、水可溶性有機物及び無機酸を含む被処理水に、無機酸と反応してできた塩の回収する水可溶性有機物に対する溶解度が１質量％以下となる水酸化物、酸化物、炭酸塩あるいは炭酸水素塩のうち少なくとも１種類以上を、被処理水中に含まれる無機酸に相当する化学量論量添加して被処理水を中和する工程である。
【００６９】
第２工程；第２手段によって行われる工程で、水に対する溶解度が３０質量％以上で、且つ回収する水可溶性有機物に対する溶解度が１質量％以下である塩のうち少なくとも１種類以上を添加して、水可溶性有機物と水を分離する工程である。
【００７０】
ここで、本発明において、第１手段及び第２手段に係る装置は、使用される薬品に対して耐性があり、攪拌可能な容器中に収容された被処理水に添加物を夫々添加できる部位と生成物を回収できる部位を備え、上記第１工程及び第２工程を行えるものであるならば、その機器、器具、装置等の構造や種類に限定されるものではない。
【００７１】
本発明では、上記第１工程において、第１手段により水可溶性有機物及び無機酸を含む被処理水に、被処理水中に含まれる無機酸に相当する化学量論量添加する水酸化物、酸化物塩、炭酸塩あるいは炭酸水素塩のうち少なくとも１種類以上の塩は、酸と反応してできた塩の回収する水可溶性有機物に対する溶解度が１質量％以下であり、好ましくは回収する水可溶性有機物に対する溶解度が０．５質量％以下であり、より好ましくは回収する水可溶性有機物に対する溶解度が０．１質量％以下である。また、水及び水可溶性有機物に対する塩の溶解度を上記溶解度範囲に変化させるために、被処理水を加熱、または冷却してもよい。
【００７２】
また、本発明では、高濃度で且つ高回収率で分離・回収するために、上記第２工程において、第２手段によって、添加する塩は、水に対する溶解度が３０質量％以上で、且つ回収する水可溶性有機物に対する溶解度が１質量％以下であり、好ましくは水に対する溶解度が４０質量％以上で、且つ回収する水可溶性有機物に対する溶解度が０．５質量％以下であり、より好ましくは水に対する溶解度が５０質量％以上で、且つ回収する水可溶性有機物に対する溶解度が０．１質量％以下である。また、水及び水可溶性有機物に対する塩の溶解度を上記溶解度範囲に変化させるために、被処理水を加熱、または冷却してもよい。
【００７３】
また、本発明では、上記第２工程において第２手段により添加する塩は、水に対する溶解度が３０質量％以上で、且つ回収する水可溶性有機物に対する溶解度が１質量％以下である塩のうち少なくとも１種類以上を添加することにより、水可溶性有機物を高濃度、且つ高回収率で分離・回収することを特徴とする回収方法、及びそれらを使用した回収システムであり、塩としては、好ましくは飽和状態に、さらに好ましくは過飽和状態になるように添加することが好ましい。また、塩を添加した被処理水を飽和あるいは過飽和状態にするために、被処理水溶液を加熱、または冷却してもよい。
【００７４】
また、本発明では、上記第１工程において、第１手段は、水可溶性有機物及び無機酸を含む被処理水に、被処理水中に含まれる無機酸に相当する化学量論量添加する水酸化物、酸化物、炭酸塩あるいは炭酸水素塩のうち少なくとも１種類以上の塩を添加して、無機酸と反応してできた塩によって水可溶性有機物と水を分離してもよく、また水可溶性有機物及び無機酸を含む被処理水に、被処理水中に含まれる無機酸に相当する化学量論量添加する水酸化物、酸化物、炭酸塩あるいは炭酸水素塩のうち少なくとも１種類以上の塩を添加して、酸と反応してできた塩によって水可溶性有機物と水を分離することにより、第２手段による第２工程を省いてもよい。
【００７５】
また、本発明では、上記第１工程において、第１手段は、水可溶性有機物及び無機酸を含む被処理水に、被処理水中に含まれる無機酸に相当する化学量論量添加する水酸化物、酸化物、炭酸塩あるいは炭酸水素塩のうち少なくとも１種類以上の塩を添加して、無機酸と反応してできた塩の水に対する溶解度が３０質量％以上で、且つ回収する水可溶性有機物に対する溶解度が１質量％以下であり、好ましくは水に対する溶解度が４０質量％以上で、且つ回収する水可溶性有機物に対する溶解度が０．５質量％以下であり、より好ましくは水に対する溶解度が５０質量％以上で、且つ回収する水可溶性有機物に対する溶解度が０．１質量％以下である。また、水及び回収する有機物に対する塩の溶解度を上記溶解度範囲に変化させるために、被処理水を加熱、または冷却してもよい。
【００７６】
また、本発明では、上記第１工程において、第１手段は、水可溶性有機物及び酸を含む被処理水に、被処理水中に含まれる酸に相当する化学量論量添加する水酸化塩、酸化塩、炭酸塩あるいは炭酸水素塩のうち少なくとも１種類以上の塩を添加して、酸と反応してできた塩の水に対する溶解度が３０質量％以上で、且つ回収する水可溶性有機物に対する溶解度が１質量％以下である塩であり、塩としては、好ましくは飽和状態、さらに好ましくは過飽和状態であることが好ましい。また、塩を添加した被処理水を飽和あるいは過飽和状態にするために、被処理水溶液を加熱、または冷却してもよい。
【００７７】
また、本発明では、水可溶性有機物及び無機酸を含む被処理水から水可溶性有機物を高濃度、且つ高回収率で分離・回収する水可溶性有機物の回収方法、及びそれらを使用した回収システムであり、水可溶性有機物としては比誘電率が８２以下であり、好ましくは例えばメチルアルコール、エチルアルコール、ジエチルケトンなどであり、さらに好ましくは２−プロパノール、アセトンなどがある。
【００７８】
また、本発明は、水可溶性有機物及び無機酸を含む被処理水から水可溶性有機物を高濃度、且つ高回収率で分離・回収する水可溶性有機物の回収方法、及びそれらを使用した回収システムであり、水可溶性有機物としては、好ましくは例えばアルコール、ケトン、エーテル、エポキシド、アルデヒド、アミン、二トリル、有機酸、フェノール、チオール、スルフィドなどである。
【００７９】
アルコールとしては、好ましくは、例えば、メチルアルコール、エチルアルコール、１−プロパノール、１−ブタノール、２−ブタノール、ｔ−ブチルアルコール、アリルアルコール、アルドール、フルフリールアルコール、２−アミノエタノールなどであり、さらに好ましくは、２−プロパノールである。
【００８０】
また、ヒドロキシル基を２個以上有する多価アルコールであってもよく、好ましくは、例えば、エチレングリコール、グリセリン、トリエタノールアミン、トリエチレングリコール、１，２−プロパンジオールなどがある。ケトンとしては、好ましくは、例えば、エチルメチルケトン、ジエチルケトンなどであり、さらに好ましくはアセトンである。
【００８１】
エーテルとしては、好ましくは例えばジメチルエーテル、メチルエチルエーテル、１，３−ジオキサン、１，４−ジオキサンなどである。エポキシドとしては、好ましくは例えばエチレンオキシド、１，２−プロピレンオキシドなどである。
【００８２】
アルデヒドとしては、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、ホルムアミドなどである。
【００８３】
アミンとしては、好ましくは例えばエチルアミン、トリエチルアミン、ベンジルアミンなどである。ニトリルとしては、好ましくは、例えば、アセトニトリルなどである。
【００８４】
有機酸としては、好ましくは、例えば、ギ酸、グリセリン酸、酢酸、ビニル酢酸、ピリジン酸、プロピオン酸、酪酸などである。また、部分的にフッ素などのハロゲン原子に置換されたものでもよく、好ましくは例えば２−クロロエタノールなどである。また、被処理水に含まれる水可溶性有機物は１種類のもではなく、２種類以上を混合したものでもよい。例えば、組み合わせとしてアルコールより１種類、ケトンより１種類混合したものでもよい。
【００８５】
また、本発明では、水可溶性有機物及び無機酸を含む被処理水中の水可溶性有機物の濃度が０．５〜９９．５質量％であることを特徴とし、好ましくは１〜９９質量％、より好ましくは２〜９８質量％である。
【００８６】
また、本発明では、水可溶性有機物及び無機酸を含む被処理水から水可溶性有機物を高濃度、且つ高回収率で分離・回収する水可溶性有機物の回収方法、及びそれらを使用した回収システムであり、無機酸としては、好ましくは例えば塩化水素酸、臭化水素酸、ヨウ化水素酸、硝酸などであり、さらに好ましくは、フッ化水素酸である。また、プロトンを２個以上有する多価の酸であってもよく、好ましくは例えば硫酸などがある。また、被処理水に含まれる酸は１種類のもではなく、２種類以上を混合したものでもよい。例えば、組み合わせとして単価の無機酸より１種類、多価の無機酸より１種類混合したものでもよい。
【００８７】
また、本発明では、水可溶性有機物及び無機酸を含む被処理水中の無機酸の濃度が０．００１〜９９．５質量％以上であることを特徴とし、好ましくは０．０１〜９９質量％以上、より好ましくは０．１〜９０質量％以上である。
【００８８】
また、本発明では、上記第１工程において、第１手段は、水可溶性有機物及び無機酸を含む被処理水に、無機酸と反応してできた塩の回収する水可溶性有機物に対する溶解度が１質量％以下となる水酸化物、酸化物、炭酸塩あるいは炭酸水素塩のうち少なくとも１種類以上の塩を、被処理水中に含まれる無機酸に相当する化学量論量を添加することを特徴とする水可溶性有機物の回収方法、及びそれらを使用した回収システムであり、２−プロパノール及びフッ化水素酸を含む被処理水の場合、水酸化物、酸化物、炭酸塩あるいは炭酸水素塩としては、好ましくは例えば炭酸水素カリウム、水酸化セシウム、炭酸セシウム、炭酸水素セシウムなどであり、さらに好ましくは水酸化カリウム、炭酸カリウムである。
【００８９】
また、本発明では、上記第２工程において、第２手段は、水可溶性有機物及び無機酸を含む被処理水に、水に対する溶解度が３０質量％以上で、且つ回収する水可溶性有機物に対する溶解度が１質量％以下である塩のうち少なくとも１種類以上を添加することにより、水可溶性有機物を高濃度、且つ高回収率で分離・回収することを特徴とする水可溶性有機物の回収方法、及びそれらを使用した回収システムであり、２−プロパノールを含む被処理水の場合、塩としては、好ましくは例えばフッ化セシウムなどであり、さらに好ましくはフッ化カリウム、炭酸カリウムである。
【００９０】
要するに、本発明では、水可溶性有機物及び無機酸を含む被処理水に、下記第１手段による第１工程の後、第２手段による第２工程を施すことにより、被処理水を水可溶性有機物層と水層に分離させ、水可溶性有機物を回収する方法及び回収システムにより、水可溶性有機物及び無機酸を含む被処理水から水可溶性有機物を高濃度、且つ高回収率で分離・回収する回収方法、及びそれらを使用した回収システムであり、求められる水可溶性有機物の純度によっては、回収した水可溶性有機物を蒸留、溶媒抽出、イオン交換樹脂、イオン交換膜、電気透析などを用いてさらに精製してもよい。
【００９１】
第１工程；第１手段により水可溶性有機物及び無機酸を含む被処理水に、無機酸と反応してできた塩の回収する水可溶性有機物に対する溶解度が１質量％以下となる水酸化塩、酸化塩、炭酸塩あるいは炭酸水素塩のうち少なくとも１種類以上を、被処理水中に含まれる無機酸に相当する化学量論量添加して被処理水を中和する工程である。
【００９２】
第２工程；第２手段により水に対する溶解度が３０質量％以上で、且つ回収する水可溶性有機物に対する溶解度が１質量％以下である塩のうち少なくとも１種類以上を添加して、水可溶性有機物と水を分離する工程である。
【００９３】
以下、例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明は、これらの例に限定されるものではない。また、以下の例１〜３、及び比較例１〜２では、次の表１に示した塩を用いた。
【００９４】
（参考例）
下記表１に示したＮｏ．１〜７の塩の２−プロパノールに対する溶解度を測定した。測定方法は１００ｍｌのＰＦＡ容器に２−プロパノールを入れた後、過剰の塩を入れ、攪拌しながら一定温度下で６時間放置した。その後、１時間静置させてから、濾過した上澄み液約５ｇを白金シャーレに採り、重量を測定した。重量変化がなくなるまで、１５０℃のホットプレート上で蒸発乾固した後、重量を測定し、蒸発前後の重量から濃度を計算して溶解度を求めた。
【００９５】
また、下記表１に示したＮｏ．１〜７の塩の水に対する溶解度は、非特許文献１に記載のものによった。
【００９６】
【表１】
2006175331.tif 000002
【００９７】
（例１）
被処理水として２−プロパノールを３０質量％、フッ化水素酸を１０質量％含むモデル被処理水を用いた。このモデル被処理水５０ｇを入れたＰＦＡ容器を用意した。次いで、第１工程；モデル被処理水中のフッ化水素酸と同規定量の水酸化カリウム：１４．０ｇを添加し、一定温度下で２時間攪拌した。第２工程；モデル被処理水が過飽和になるようにフッ化カリウム：１５．６ｇを添加し、一定温度下で２時間攪拌した。
【００９８】
その後、１時間静置して上層と下層に分離させてから、上層中の２−プロパノール含有量、上層の体積を測定して、２−プロパノールの濃度及び回収率を求めた。その結果を下記表２に示す。
【００９９】
（例２）
被処理水として２−プロパノールを３０質量％、フッ化水素酸を１０質量％含むモデル被処理水を用いた。このモデル被処理水５０ｇを入れたＰＦＡ容器を用意した。次いで、第１工程；モデル被処理水中のフッ化水素酸と同規定量の炭酸カリウム：１７．３ｇを添加し、一定温度下で２時間攪拌した。第２工程；モデル被処理水が過飽和になるように炭酸カリウム：２２．５ｇを添加し、一定温度下で２時間攪拌した。
【０１００】
その後、１時間静置して上層と下層に分離させてから、上層中の２−プロパノール含有量、上層の体積を測定して、２−プロパノールの濃度及び回収率を求めた。その結果を下記表２に示す。
【０１０１】
【表２】
2006175331.tif 000003
【０１０２】
（例３）
被処理水として２−プロパノールを３０質量％、フッ化水素酸をそれぞれ６質量％、８質量％、１１質量％及び１３質量％含むモデル被処理水を用いた。このモデル被処理水をそれぞれ５０ｇ入れたＰＦＡ容器を用意した。次いで、第１工程；モデル被処理水中のフッ化水素酸と同規定量の水酸化カリウム：８．４ｇ、１１．２ｇ、１５．４ｇ及び１８．２ｇを添加し、一定温度下で２時間攪拌した。
【０１０３】
その後、１時間静置して上層と下層に分離させてから、上層中の２−プロパノール含有量、上層の体積を測定して、２−プロパノールの濃度及び回収率を求めた。その結果を下記表３に示す。
【０１０４】
【表３】
2006175331.tif 000004
【０１０５】
（比較例１）
被処理水として２−プロパノールを３０質量％、塩化水素酸を２質量％含むモデル被処理水を用いた。このモデル被処理水５０ｇを入れたＰＦＡ容器を用意した。次いで、第１工程；モデル被処理水中の塩化水素酸と同規定量の水酸化カルシウム：１．０ｇを添加し、一定温度下で２時間攪拌した。第２工程；モデル被処理水が過飽和になるように塩化カルシウム：３０．０ｇを添加し、一定温度下で２時間攪拌した。その後、１時間静置して上層と下層に分離させてから、上層中の２−プロパノール含有量、上層の体積を測定して、２−プロパノールの濃度及び回収率を求めた。その結果を下記表４に示す。
【０１０６】
（比較例２）
被処理水として２−プロパノールを３０質量％、塩化水素酸を２質量％含むモデル被処理水を用いた。このモデル被処理水５０ｇを入れたＰＦＡ容器を用意した。次いで、第１工程；モデル被処理水中の塩化水素酸と同規定量の水酸化ナトリウム：１．１ｇを添加し、一定温度下で２時間攪拌した。第２工程；モデル被処理水が過飽和になるように塩化ナトリウム：１０．２ｇを添加し、一定温度下で２時間攪拌した。その後、１時間静置して上層と下層に分離させてから、上層中の２−プロパノール含有量、上層の体積を測定して、２−プロパノールの濃度及び回収率を求めた。その結果を下記表４に示す。
【０１０７】
【表４】
2006175331.tif 000005
【０１０８】
以上説明したように、本発明の実施の形態による水可溶性有機物の回収方法及び回収システムは、水可溶性有機物及び無機酸を含む被処理水に、下記第１工程を施し、その後、第２工程を施すことにより、被処理水を水可溶性有機物層と水層に分離させ、水可溶性有機物を分離・回収するため、蒸留法のように加熱と冷却に多くのエネルギーを必要とせず、また水に易溶な有機物に対して分離効率の悪いアルコール類やケトン類などに対しても高濃度、且つ高回収率で分離・回収することができるものである。
【０１０９】
第１工程；第１手段による水可溶性有機物及び無機酸を含む被処理水に、無機酸と反応してできた塩の回収する水可溶性有機物に対する溶解度が１質量％以下となる水酸化物、酸化物、炭酸塩あるいは炭酸水素塩のうち少なくとも１種類以上を、被処理水中に含まれる無機酸に相当する化学量論量添加して被処理水を中和する工程である。第２工程；第２手段による水に対する溶解度が３０質量％以上で、且つ回収する水可溶性有機物に対する溶解度が１質量％以下である塩のうち少なくとも１種類以上を添加して、水可溶性有機物と水を分離する工程である。
【産業上の利用可能性】
【０１１０】
以上説明したように、本発明の水可溶性有機物の回収方法及び回収システムは、化学工業製品や化学薬品の製造における水可溶性有機物の精製、回収等や、産業の廃水における有機物の回収、処理、水の精製、例えば、半導体装置製造における処理水からの有機物の回収及び水の精製等に適用することができる。