(57)【要約】【課題】浄化対象流体を加熱するためのエネルギー消費に係るランニングコストを低減できる流体浄化装置を提供する。【解決手段】原水タンク１に収容された浄化対象流体としての廃水Ｗは、原水供給ポンプ３により反応槽２０に向けて圧送される。遊星ボールミル４２により所定の大きさに粉砕された繊維を有する有機性粉砕物は水と混合されて高濃度有機性スラリーＳとして、スラリー圧送ポンプ４９により反応槽２０に向けて圧送される。装置の立ち上げ時にはヒーター２３を加熱源として酸化反応温度を得るが、その後は有機性粉砕物が酸化分解されるときの発熱を利用することにより、ヒーター２３をオフした状態で酸化反応温度を維持することができる。【選択図】図１
2015047545.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機物を含む浄化対象流体を反応槽へ圧送し、該反応槽内で加熱、加圧しながら酸化剤と混合し、酸化反応により前記有機物を分解することにより前記浄化対象流体を浄化する流体浄化装置において、
繊維を含む有機性固形物を粉砕して有機性粉砕物を得る粉砕手段を備え、
前記浄化対象流体を、前記有機性粉砕物と混合した状態で前記反応槽に圧送してなり、
前記粉砕手段は、前記有機性粉砕物が前記反応槽までの圧送経路内で滞留しない大きさに粉砕する機能を有していることを特徴とする流体浄化装置。
【請求項２】
請求項１に記載の流体浄化装置において、
前記有機性粉砕物を前記浄化対象流体とは別の液体と混合して有機性流体を得る有機性流体生成手段を備え、
前記浄化対象流体と前記有機性流体とを混合して前記反応槽に圧送することを特徴とする流体浄化装置。
【請求項３】
請求項１に記載の流体浄化装置において、
前記有機性粉砕物を前記浄化対象流体に直接混合し、該混合流体を前記反応槽に圧送することを特徴とする流体浄化装置。
【請求項４】
請求項３に記載の流体浄化装置において、
前記浄化対象流体に該浄化対象流体とは別の流体を混合し、前記有機性粉砕物の濃度を調整することを特徴とする流体浄化装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１つに記載の流体浄化装置において、
前記粉砕手段として、球体と有機性固形物とを収容する容器を公転させながら自転させることにより、前記球体を公転の遠心力によって前記容器の内壁に向けて押さえ付けながら、前記容器の自転によって前記球体と前記内壁との間で前記有機性固形物を粉砕する構成のものを用いたことを特徴とする流体浄化装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１つに記載の流体浄化装置において、
前記反応槽に圧送される混合流体における前記有機性粉砕物の濃度を調整可能であり、
前記反応槽又は前記反応槽の中の混合流体の温度を検知する温度検知手段と、
前記温度検知手段の検知情報に基づいて前記有機性粉砕物の濃度を調整する制御手段と、
を有することを特徴とする流体浄化装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１つに記載の流体浄化装置において、
前記有機性固形物を細断する細断手段を備え、該細断手段によって細断された細断片を前記粉砕手段に供給することを特徴とする流体浄化装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１つに記載の流体浄化装置において、
前記有機性固形物として、古紙を用いることを特徴とする流体浄化装置。
【請求項９】
請求項８に記載の流体浄化装置において、
前記古紙として、古感熱紙を用いることを特徴とする流体浄化装置。
【請求項１０】
有機物を含む浄化対象流体を反応槽へ圧送し、該反応槽内で加熱、加圧しながら酸化剤と混合し、酸化反応により前記有機物を分解することにより前記浄化対象流体を浄化する流体浄化方法において、
粉砕手段により繊維を含む有機性固形物を粉砕して有機性粉砕物を得て、
前記浄化対象流体を、前記有機性粉砕物と混合した状態で前記反応槽に圧送し、
前記有機性粉砕物は、前記反応槽までの圧送経路内で滞留しない大きさに粉砕されていることを特徴とする流体浄化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機物を含む浄化対象流体を反応槽内で加熱、加圧しながら酸化剤と混合し、酸化反応により有機物を分解することにより浄化対象流体を浄化する流体浄化装置及び流体浄化方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、し尿、下水、集落廃水、家畜糞尿、食品工場廃水などの有機性廃水（浄化対象流体）を浄化する方法としては、活性汚泥を用いた生物処理を行う方法が一般的に用いられてきた。
ところが、この方法では、活性汚泥中の微生物の活動を妨げる高濃度有機溶剤廃水をそのままの濃度で処理したり、生物分解ができないプラスチック微粒子を含む廃水を処理したりすることができなかった。
また、油など、微生物による分解速度が遅い難分解性有機物を多く含む廃水を処理することもできなかった。
【０００３】
一方、近年、廃水と、空気等の酸化剤とを加熱及び加圧しながら廃水中の有機物を酸化分解することで、廃水を浄化する廃水浄化装置の開発が行われるようになった。
かかる廃水浄化装置としては、例えば特許文献１に記載のものが知られている。
この廃水浄化装置は、反応槽の中で廃水と空気とを加熱及び加圧して、廃水中の水を超臨界水にする。
超臨界水は、液体と気体との中間の性質を帯びた状態の水であり、その状態は、温度が水の臨界温度（３７４℃）を超えるとともに圧力が水の臨界圧力（２２ＭＰａ）を超えることによって起こる。
反応槽の中においては、超臨界水の中で有機物が一瞬のうちに酸化分解される。
【０００４】
廃水を超臨界水にする代わりに、亜臨界水にした状態で空気と混合することにより、廃水中の有機物を酸化分解する廃水浄化装置も知られている。
亜臨界水は、超臨界水よりも液体に近い性質を帯びた状態であり、水をその臨界圧力よりも低い圧力で加圧しながら加熱することで起こる。
廃水を反応槽の中で亜臨界水にすることによっても、有機物を一瞬のうちに酸化分解することが可能である。
【０００５】
廃水と空気とを高温・高圧下でそれぞれ超臨界や亜臨界の状態にして廃水中の有機物を酸化分解する構成では、生物処理では不可能であった高濃度有機溶剤廃水を良好に浄化することができる。
また、プラスチック微粒子含有廃水や難分解性有機物含有廃水なども、良好に浄化することができる。
上記臨界温度等に加熱するための構成、すなわち、有機物を酸化分解するための反応温度を得るための構成は、一般的に、反応槽の外部に設けたヒーター等の加熱手段で加熱する方式となっている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、反応槽内の廃水をヒーターなどの加熱手段によって反応温度付近まで昇温させるために、非常に多くのエネルギーを消費することから、ランニングコストが高くなるという問題があった。
なお、本発明者らは、反応槽の中で廃水や有機溶媒などを加熱及び加圧して過熱蒸気の状態にすることによっても、有機物を良好に酸化分解し得ることを実験によって見出した。
このようにして廃水や有機溶媒などを浄化する場合にも、加熱のために非常に多くのエネルギーを消費することから、ランニングコストが高くなってしまう。
【０００７】
本発明は、このような背景に鑑みてなされたもので、浄化対象流体を加熱するためのエネルギー消費に係るランニングコストを低減できる流体浄化装置の提供を、その主な目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明は、有機物を含む浄化対象流体を反応槽へ圧送し、該反応槽内で加熱、加圧しながら酸化剤と混合し、酸化反応により前記有機物を分解することにより前記浄化対象流体を浄化する流体浄化装置において、繊維を含む有機性固形物を粉砕して有機性粉砕物を得る粉砕手段を備え、前記浄化対象流体を、前記有機性粉砕物と混合した状態で前記反応槽に圧送してなり、前記粉砕手段は、前記有機性粉砕物が前記反応槽までの圧送経路内で滞留しない大きさに粉砕する機能を有していることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明は、有機物を含む浄化対象流体を反応槽へ圧送し、該反応槽内で加熱、加圧しながら酸化剤と混合し、酸化反応により前記有機物を分解することにより前記浄化対象流体を浄化する流体浄化方法において、粉砕手段により繊維を含む有機性固形物を粉砕して有機性粉砕物を得て、前記浄化対象流体を、前記有機性粉砕物と混合した状態で前記反応槽に圧送し、前記有機性粉砕物は、前記反応槽までの圧送経路内で滞留しない大きさに粉砕されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、有機性粉砕物の酸化分解に伴う発熱を反応槽内の温度を調整するための熱源として利用することができ、ランニングコストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る流体浄化装置の全体構成を示す図である。
【図２】反応槽の縦断面図である。
【図３】同反応槽の分解縦断面図である。
【図４】遊星ボールミルを示す概要平面図である。
【図５】同遊星ボールミルの粉砕原理を説明するための概要平面図である。
【図６】有機性粉砕物の大きさが大きすぎる場合の不具合を示す模式図である。
【図７】制御ブロック図である。
【図８】第２の実施形態に係る流体浄化装置の全体構成を示す図である。
【図９】第２の実施形態における制御ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態を図を参照して説明する。
まず、本発明の実施形態を説明する前に、本発明の課題について具体的に説明する。
上記ランニングコストが高くなるという問題に対処すべく、本出願人は、反応槽内に、廃水に含有する有機物とは別に、繊維を含む有機性固形物を粉砕してなる有機性粉砕物を液体に混合して意図的に供給する装置（先願）を提案した。
廃水の有機物濃度がある程度高濃度である場合には、有機物の酸化分解が開始されると、その酸化分解によって多量の熱が発生する。
この多量の熱により、反応槽内部の流体はヒーター等による加熱を必要とせずとも温度上昇し酸化反応を継続できる。
【００１３】
上記先願はこの現象を利用したもので、廃水の有機物濃度が高濃度でない場合でも別途供給された有機性粉砕物の酸化分解によって多量の熱が発生する。
これにより、酸化反応を継続するためのヒーター等による加熱を不要ないし低減でき、その分、加熱手段によるエネルギー消費量を抑制することができる。
すなわち、別途供給される有機性粉砕物は、それ自体が酸化分解することにより加熱手段の代替エネルギー源として機能するものである。
加熱手段によって酸化反応が生じるまでの温度が得られれば、その後の酸化反応を継続するためのエネルギーは有機性粉砕物の供給により確保することができる。
有機性固形物としては、リサイクル性のない焼却ゴミとしてのシュレッダーダストや使用済み感熱紙等を利用できるため、ランニングコストを抑制するための有機性粉砕物の意図的供給による上記メリットをコストアップを来たすことなく十分に享受できる。
【００１４】
ところで、浄化対象流体や有機性粉砕物は超臨界状態等の条件を満たすべく、反応槽へ圧力を掛けて導入されるが、反応槽までの圧送経路にはポンプや逆止弁等が存在する。
このため、圧送経路（流路）は全体に亘って均一ではなく、流路断面が変化することを避けられない。
本発明者らの実験によると、有機性粉砕物のサイズが大きすぎると流路断面が変化する部位で有機性粉砕物が滞留して送られないことが判った。
有機性粉砕物の反応槽への供給が低下すると、代替エネルギー源としての機能が十分に得られない。
このような場合、ランニングコストの低減機能が十分に得られないことになる。
【００１５】
本発明は、このような状況に鑑み、上記ランニングコストの低減に十分に寄与できる流体浄化装置の提供を、その主な目的としている。
【００１６】
図１乃至図７に基づいて第１の実施形態を説明する。
図１に基づいて、本実施形態に係る流体浄化装置の全体構成を説明する。
流体浄化装置は、浄化対象流体としての廃水が収容される原水タンク１、原水攪拌機２、原水供給ポンプ３、原水圧力計４、原水出口弁５、酸化剤圧送ポンプ６、酸化剤圧力計７、酸化剤出口弁８、熱交換器９、熱媒体タンク１０、熱交換ポンプ１１、出口圧力計１２などを備えている。
【００１７】
また、流体浄化装置は、反応出口弁１３、気液分離器１４、反応槽２０、温度検知手段としての反応槽温度計２４、反応槽入口弁３０、細断機４１、粉砕手段としての遊星ボールミル４２、紙粉貯留ホッパー４３、紙粉投入弁４４、水タンク４５、水供給ポンプ４６などを備えている。
更に流体浄化装置は、遊星ボールミル４２によって粉砕された有機性粉砕物としての紙粉と水とを混合して高濃度有機性スラリーを生成するためのスラリータンク４８、スラリー攪拌機４７、スラリー圧送手段としてのスラリー圧送ポンプ４９、スラリー出口弁５０、図示しない制御部なども備えている。
紙粉貯留ホッパー４３、紙粉投入弁４４、水タンク４５、水供給ポンプ４６、スラリータンク４８、スラリー攪拌機４７は、有機性流体生成手段を構成している。
【００１８】
制御部は、漏電ブレーカー、マグネットスイッチ、サーマルリレーなどの組み合わせからなる給電回路を各駆動機器に対応する個数だけ有している。
後述する制御手段としてのプログラマブルシーケンサーからの制御信号によって給電回路のマグネットスイッチをオンオフすることで、それら駆動機器に対する電源のオンオフを個別に制御する。
【００１９】
原水圧力計４、酸化剤圧力計７、出口圧力計１２はそれぞれ、圧力の検知結果に応じた値の電圧を出力する。
反応槽温度計２４は、温度の検知結果に応じた電圧を出力する。
それらの測定機器から出力される電圧は、それぞれ図示しないＡ／Ｄコンバーターによって個別にデジタルデータに変換された後、センシングデータとしてプログラマブルシーケンサーに入力される。
プログラマブルシーケンサーは、それらのセンシングデータに基づいて、各種の駆動機器の駆動を制御する。
【００２０】
原水タンク１には、有機物を含む浄化対象流体たる廃水Ｗが未浄化の状態で貯留されている。廃水Ｗは、有機溶剤廃水、製紙工程で生ずる製紙廃水、及びトナー製造工程で生ずるトナー製造廃水のうち、少なくとも何れか１つからなるものである。
製紙廃水やトナー製造廃水には、難分解性の有機物が含まれている。
原水攪拌機２は、原水タンク１内に貯留されている廃水Ｗを撹拌することで、廃水中に含まれる浮遊物質（Suspended solids）を均等に分散せしめて、有機物濃度の均一化を図る。
原水タンク１内の廃水Ｗは、原水供給ポンプ３によって反応槽２０に向けて連続的に圧送される。
【００２１】
原水出口弁５は、逆止弁の役割を担っており、原水供給ポンプ３から圧送されてくる廃水Ｗについて、原水供給ポンプ３側から反応槽２０側への流れを許容する一方で、逆方向の流れを阻止する。
作業者は、繊維を含む有機性固形物としての古感熱紙をシュレッダーなどの細断機４１に投入して細かい紙片（細断片）に細断する。
その後、得られた紙片を遊星ボールミル４２にセットして有機性粉砕物としての紙粉に粉砕した後、紙粉貯留ホッパー４３に投入する。
細断機４１に対する古感熱紙の投入、遊星ボールミル４２に対する紙片のセット、及び紙粉貯留ホッパー４３に対する紙粉のセットについては、作業員が手作業で行う。
遊星ボールミル４２などを連続式の構成にすることで、それらを自動化することも可能である。
【００２２】
具体的には、細断機４１から落下してくる紙片を回転刃などを備える粉砕機で粗粉砕しながら、得られた粗紙粉を連続式の遊星ボールミル４２に連続的に投入する。
そして、得られた微細紙粉を遊星ボールミル４２から紙粉貯留ホッパー４３に連続的に投入する。
連続式の遊星ボールミル４２としては、特開平７−１７１４３０号公報に記載のものを採用することができる。
【００２３】
紙粉貯留ホッパー４３の底には急角度のテーパー部が設けられており、テーパー部の底面に接続されるドレン管には、紙粉投入弁４４が設けられている。
制御部は、紙粉投入弁４４を開閉することで、スラリータンク４８に対して紙粉を定量的に投入する。
ドレン管内に紙粉が詰まり易い場合には、ドレン管内にエアーを圧送するコンプレッサーを設け、紙粉投入弁４４を開くと同時にコンプレッサーを駆動してドレン管内にエアーを圧送することで、詰まりの発生を抑えることが可能である。
【００２４】
制御部は、紙粉投入弁４４を開いて紙粉をスラリータンク４８に投入するのと並行して、水供給ポンプ４６を駆動して水タンク４５内の水をスラリータンク４８内に定量的に供給する。
これにより、紙粉と水とをそれぞれ所定の割合でスラリータンク４８に投入しながらスラリー攪拌機４７によって撹拌することで、４ｗｔ％以上の高濃度有機性スラリーＳを得る。
スラリータンク４８に投入する紙粉又は水の量を調整することにより、高濃度有機性スラリーの濃度を調整することができる。
有機性流体としての高濃度有機性スラリーＳ中の紙粉の繊維は、遊星ボールミル４２で粉砕されていることで、数十μｍ程度の細かい長さになっていることから、繊維同士で凝集することなく、液体としての水中に良好に拡散する。
かかる高濃度有機性スラリーＳは、スラリー圧送ポンプ４９による圧送が可能である。
【００２５】
スラリータンク４８内で撹拌されている高濃度有機性スラリーＳは、スラリー圧送ポンプ４９によって反応槽２０に向けて連続的且つ定量的に圧送される。
スラリー出口弁５０は、逆止弁の役割を担っており、スラリー圧送ポンプ４９から圧送されてくる高濃度有機性スラリーＳについて、ポンプ側から反応槽２０側への流れを許容する一方で、逆方向の流れを阻止する。
【００２６】
原水出口弁５に接続されている原水圧送管と、スラリー出口弁５０に接続されているスラリー圧送管とは途中で１つに合流する。
すなわち、原水出口弁５を通過した廃水Ｗと、スラリー出口弁５０を通過した高濃度有機性スラリーＳとは途中で合流して混合スラリー（Ｗ＋Ｓ）になる。
反応槽２０は、図２に示すように、外筒２１と、これの内部に配設された内筒２２とによる二重構造になっている。
混合スラリー（Ｗ＋Ｓ）は、反応槽入口弁３０を通過した後に、反応槽２０の内筒２２の内部に流入する。
反応槽２０の構成の詳細については後述する。
【００２７】
図１に示すように、原水供給ポンプ３の駆動による廃水Ｗの流入圧力は、原水出口弁５よりも上流側に配設された原水圧力計４によって検知されて、センシングデータとして制御部のプログラマブルシーケンサーに入力される。
原水供給ポンプ３が駆動しているときの廃水Ｗの流入圧力と、内筒２２内の圧力とは、ほぼ同じになる。
プログラマブルシーケンサーは、原水供給ポンプ３を駆動しているときに原水圧力計４から送られてくる圧力の検知結果に基づいて、内筒内の圧力の適否を判断する。
【００２８】
コンプレッサーからなる酸化剤圧送ポンプ６は、酸化剤として取り込んだ空気を、反応槽２０に対する廃水Ｗの流入圧力と同程度の圧力まで圧縮しながら、酸化剤出口弁８を介して反応槽２０に送り込む。
酸化剤出口弁８は、逆止弁の役割を担っており、酸化剤圧送ポンプ６から圧送されてくる空気について、酸化剤圧送ポンプ６側から反応槽２０側への流れを許容する一方で、逆方向の流れを阻止する。
【００２９】
図２に示すように、反応槽２０内に圧送された空気Ａは、外筒２１と内筒２２との間にある筒間空間に進入した後、内筒２２における長手方向の入口付近に流入する。
そして、内筒２２内に送り込まれてくる混合スラリー（Ｗ＋Ｓ）と混合されて混合流体（Ｗ＋Ｓ＋Ａ）になる。
【００３０】
図１に示すように、酸化剤圧送ポンプ６の駆動による空気の反応槽２０に対する流入圧力は、酸化剤出口弁８よりも上流側に配設された酸化剤圧力計７によって検知されて、センシングデータとして制御部のプログラマブルシーケンサーに入力される。
酸化剤圧力計７が駆動しているときの空気の流入圧力と、反応槽２０内の圧力とは、ほぼ同じになる。
プログラマブルシーケンサーは、酸化剤圧送ポンプ６を駆動しているときに酸化剤圧力計７から送られてくる圧力の検知結果にも基づいて、反応槽２０内の圧力の適否を判断する。
【００３１】
酸化剤圧送ポンプ６の駆動による空気の圧送量は、混合スラリー（Ｗ＋Ｓ）中の有機物を完全に酸化させるのに必要となる化学量論的な酸素量に基づいて決定されている。
より詳しくは、廃水のＣＯＤ（Chemical Oxygen Demand）など、廃水Ｗや高濃度有機性スラリーＳ中の有機物濃度などに基づいて、有機物の完全酸化に必要な酸素量が算出される。
そして、その結果に基づいて、空気の圧送量が設定されている。
空気の流入量の設定は作業員によって行われるが、次のような場合には、その物性をセンサー等で検知した結果に基づいて、前述の制御範囲を自動で補正する処理を実施するように、プログラマブルシーケンサーを構成してもよい。
すなわち、廃水Ｗ中に含まれる有機物の種類が経時で安定しており、濁度、光透過度、電気伝導度、比重などの物性と、前述の酸素量との相関関係が比較的良好な場合である。
【００３２】
酸化剤としては、空気の他、酸素ガス、オゾンガス、過酸化水素水の何れか１つ、あるいは、それらの２種類以上を混合したものを用いることも可能である。
内筒２２からの熱の放出を抑えるという観点からすると、空気、酸素ガス、オゾンガスなどの気体を用いることが好ましい。
気体は、液体に比べて熱伝導率が低いことから、筒間空間内を気体で満たすことにより、気体を断熱材として機能させることができるからである。
【００３３】
外筒２１の外周面は、外筒２１と内筒２２との間の空気や、内筒２２内の混合流体（Ｗ＋Ｓ＋Ａ）を加熱するための加熱手段としてのヒーター２３で覆われている。
内筒２２内においては、混合流体（Ｗ＋Ｓ＋Ａ）が加圧及び加熱されることで、混合流体中の有機物や無機化合物が酸化分解される。
この際、高濃度有機性スラリーＳ中の繊維（セルロースなど）が酸化分解されるのに伴って発熱することで、混合流体の温度を昇温させることから、ヒーター２３による加熱量を低減することが可能となる。
内筒２２内での有機物の酸化分解によって浄化された混合流体は、浄化流体搬送管１６に進入する。
【００３４】
浄化流体搬送管１６内では、浄化された混合流体中の水分が冷却されて、超臨界状態、あるいは過熱蒸気状態から液体状態の浄化水に態様を変化させる。
一方、混合流体中の酸素や窒素は、超臨界状態あるいは過熱蒸気状態から気体状態に態様を変化させる。
気液分離器１４によって分離された気体は、その組成がガスクロマトグラフ５１によって検知される。
ガスクロマトグラフ５１により、未分解の物質が検出された場合、ガスクロマトグラフ５１からの出力信号を受けるプログラマブルシーケンサーが警報を発する。ガスクロマトグラフ５１を通過した気体は、大気中に放出される。
【００３５】
一方、気液分離器１４によって分離された浄化水は、そのＴＯＣ（全有機炭素）濃度がＴＯＣ分析装置５２によって検知される。
ＴＯＣ分析装置５２により、閾値を超える濃度の総有機性炭素が検出された場合には、ＴＯＣ分析装置５２からの出力信号を受けるプログラマブルシーケンサーが警報を発する。ＴＯＣ分析装置５２を通り過ぎた浄化水は、図示しない浄化水タンクに貯留される。
【００３６】
浄化水は、活性汚泥による生物処理では除去し切れないごく低分子の有機物もほぼ完全に酸化分解されたものであるため、浮遊物質や有機物は殆ど含まれていない。酸化し切れなかったごく僅かな無機物が含まれているだけである。
そのままの状態でも、用途によっては工業用水として再利用することが可能である。また、限外濾過膜による濾過処理を施せば、ＬＳＩ洗浄液などに転用することも可能である。
気液分離器１４によって分離されたガスは、二酸化炭素及び窒素ガスを主成分とするものである。
【００３７】
浄化流体搬送管１６の外面には、熱交換器９が装着されている。
熱交換器９の本体は、浄化流体搬送管１６の外面を覆う外管で構成され、外管と浄化流体搬送管１６の外面との間の空間を水などの熱交換流体で満たしている。
浄化流体搬送管１６の外面と熱交換流体との間で熱交換を行う。
反応槽２０の運転時には、非常に高温の液体が浄化流体搬送管１６の内部に流れるため、浄化流体搬送管１６から熱交換器９内の熱交換流体に熱が移動して、熱交換流体が熱せられる。
【００３８】
熱交換器９内における熱交換流体の搬送方向は、いわゆる向流型の熱交換を行うように、浄化流体搬送管１６内の液体の搬送方向とは逆方向になっている。
すなわち、反応出口弁１３側から反応槽２０側に向けて熱交換流体を送っている。これは、熱媒体タンク１０内の熱交換流体を吸引しながら熱交換器９に送る熱交換ポンプ１１によって行われる。
熱交換器９を通過して熱せられた熱交換流体は、図示しない発電施設に送られて発電のためのタービンの駆動に寄与する。
浄化流体搬送管１６における反応出口弁１３の近傍には、浄化流体搬送管１６の温度、又は浄化流体搬送管１６内の液体の温度を検知する図示しない出口温度計が設けられている。
【００３９】
制御部のプログラマブルシーケンサーは、出口温度計による検知結果が所定の数値範囲内に維持されるように、熱交換ポンプ１１の駆動を制御する。
具体的には、出口温度計による検知結果が所定の上限温度に達したときには、熱交換ポンプ１１の駆動量を増加して熱交換器９への熱交換流体の供給量を増やすことで、熱交換器９による冷却機能を高める。
これに対し、出口温度計による検知結果が所定の下限温度に達したときには、熱交換ポンプ１１の駆動量を減少させて熱交換器９への熱交換流体の供給量を減らすことで、熱交換器９による冷却機能を低下させる。
かかる構成では、熱交換量を適切に調整して浄化流体搬送管１６内の液体の温度を一定範囲に維持することができる。
なお、熱交換器９を、浄化流体搬送管１６に取り付けることに加えて、あるいは代えて、反応槽２０の外筒２１に取り付けてもよい。
【００４０】
次に、反応槽の構成について詳細に説明する。
図２は、反応槽２０の縦断面図で、図３は、反応槽２０の分解縦断面図である。
内筒２２は、酸に強いチタン（Ｔｉ）からなる筒である。チタンからなるものに代えて、Ｔａ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｉｒ、Ｒｈ、又はＰｄからなるものを用いてもよい。
また、Ｔｉ、Ｔａ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｉｒ、Ｒｈ、及びＰｄのうち、少なくとも何れか１つを含む合金からなるものを用いてもよい。
外筒２１は、ステンレス（ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１６）、インコネル６２５など、強度に優れた金属材からなる筒である。
【００４１】
反応槽２０の内部の圧力は、０．５〜３０ＭＰａ、望ましくは５〜３０ＭＰａという高圧に制御される。このような高圧に耐え得るように、外筒２１の厚みは肉厚になっている。
これに対し、内筒２２は、耐圧性よりも耐食性が求められることから、優れた耐食性を発揮するチタンが材料として採用されている。
【００４２】
原水供給ポンプ３によって反応槽２０に向けて圧送される廃水Ｗと、スラリー圧送ポンプ４９によって反応槽２０に向けて圧送される高濃度有機性スラリーＳとの混合スラリー（Ｗ＋Ｓ）は、原水搬送管１５に進入する。
原水搬送管１５は、入口継手１７により、反応槽２０の入口側に挿入された流入管２６に接続されている。
原水搬送管１５から反応槽２０内に送られた廃水Ｗ及び高濃度有機性スラリーＳは、流入管２６を通って内筒２２内に流入する。
そして、内筒２２内をその長手方向に沿って鉛直方向上方から下方に向けて移動する。
【００４３】
一方、原水供給ポンプ３によって反応槽２０内に圧送された空気Ａは、外筒２１と内筒２２との間の筒間空間に流入する。そして、筒間空間をその長手方向に沿って鉛直方向下方から上方に向けて移動する。
内筒２２は、その上端に、筒断面の中心線を中心とし、且つ筒内径とほぼ同じ径の管挿入貫通口を有している。
廃水Ｗ及び高濃度有機性スラリーＳを内筒２２内に導入するための流入管２６の先端部は、この管挿入貫通口を通じて内筒２２内に挿入されている。
流入管２６の先端部の外径は、内筒２２の内径よりも遙かに小さいため、内筒２２内においては、流入管２６の外周面と、内筒２２の内周面との間に間隙が形成されている。
外筒２１と内筒２２との間の筒間空間の上端まで移動した空気Ａは、内筒２２の上方に回り込みながら、その隙間を通って内筒２２内に進入する。
【００４４】
内筒２２内は、高圧であることに加えて、高温になっている。その温度は、１００〜７００℃、望ましくは２００〜５５０℃である。
流体浄化装置の運転が開始されるときには、内筒２２内の廃水Ｗと高濃度有機性スラリーＳと空気Ａとの混合流体は、圧力がかけられているが、温度はそれほど高くなっていない。
運転開始時には、プログラマブルシーケンサーが、外筒２１の外周面を覆っているヒーター２３を発熱させて、内筒２２内の混合流体の温度を２００〜５５０℃まで昇温させる。
【００４５】
内筒２２内において、内筒２２内の混合流体が昇温されると、有機物の酸化分解が開始される。
また、内筒２２と外筒２１との間の筒間空間内で内筒２２の外周面や外筒２１の内周面に接触しながら鉛直方向下方から上方に向けて移動する空気Ａが、内筒２２の外周面や外筒２１の内周面からの熱伝導によって予備加熱されるようになる。
内筒２２内では、有機塩化物のクロロ基に由来する塩酸や、アミノ酸等のスルホニル基に由来する硫酸が発生して、内筒２２の内壁を強い酸性下におくことがある。
このため、内筒２２には、耐食性に優れたチタンからなる筒が採用されている。
【００４６】
但し、チタンは非常に高価な材料であるため、内筒２２の厚みを高圧に耐え得る値まで大きくすると、非常にコスト高になってしまう。
そこで、内筒２２の外側に外筒２１を配設し、チタンよりも安価なステンレス等からなる外筒２１によって必要な耐圧性を発揮させるようにしている。
内筒２２と外筒２１との間の筒間空間の圧力は圧送される空気Ａによって内筒２２内の圧力とほぼ同じ値になるため、肉薄のチタンからなる内筒２２に対しては、大きな圧力がかからないようになっている。
【００４７】
内筒２２の長手方向における全域のうち、流体搬送方向の下流側の領域（下端側の領域）には、ハニカム構造状の触媒２５が複数の管状空間を内筒２２の筒軸線方向に沿う姿勢で配設されている。
触媒２５は、廃水Ｗ及び高濃度有機性スラリーＳに含まれている有機物やアンモニア態窒素の酸化分解を促進する材料からなる。
かかる材料としては、Ｒｕ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｉｒ、Ｏｓ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｃｅ、Ｔｉ又はＭｎを例示することができる。また、それらのうち、少なくとも何れか１つを含む化合物でもよい。
触媒の形状としてはハニカム構造に限定されず、種々のものを採用することができる。
【００４８】
廃水Ｗや高濃度有機性スラリーＳに含まれる有機物の殆どは、内筒２２の長手方向における前半の領域で酸化分解されるが、前半の領域を通過しても酸化分解されない有機物やアンモニア態窒素は、触媒２５によって酸化分解が促進される。
かかる構成では、難分解性の有機物が廃水Ｗ中に含まれていても、それを良好に酸化分解することができる。また、アンモニア態窒素が廃水Ｗ中に多量に含まれていても、それを良好に酸化分解することができる。
【００４９】
内筒２２の下端部で移動した混合流体（Ｗ＋Ｓ＋Ａ）は、有機物や無機化合物がほぼ完全に酸化分解された状態になっている。
内筒２２における下端部には、出口継手１８を介して、浄化流体搬送管１６が接続されている。有機物の酸化分解によって浄化された混合流体は、この浄化流体搬送管１６に進入する。
内筒２２内の混合流体に加える圧力としては、０．５〜３０ＭＰａ（望ましくは５〜３０ＭＰａ）の範囲を例示することができる。
内筒２２内の圧力は、浄化流体搬送管１６に接続された反応出口弁１３によって調整される。
反応出口弁１３は、内筒２２内の圧力が閾値よりも高くなると、自動で弁を開いて内筒２２内の混合流体を外部に排出する。これにより、内筒２２内の圧力が所定の範囲内に維持される。
【００５０】
内筒２２内の混合流体の温度としては、１００〜７００℃（望ましくは２００〜５５０℃）を例示することができる。
温度の調整は、ヒーター２３のオンオフ等によって行われる。
【００５１】
温度及び圧力の条件として、温度＝３７４．２℃以上、且つ、圧力＝２２．１ＭＰａ以上を採用した場合、内筒２２内において、水の臨界温度や臨界圧力をそれぞれ超え、且つ空気の臨界温度や臨界圧力もそれぞれ超える。
このため、混合流体が液体と気体との中間的な性質を帯びる超臨界流体になる。かかる超臨界流体中では、有機物が良好に超臨界流体に溶解するとともに、空気に良好に接触することから、有機物の酸化分解が急激に進行する。
【００５２】
温度及び圧力の条件として、温度＝２００℃以上（望ましくは３７４．２℃以上）、且つ、圧力＝２２．１ＭＰａ未満（望ましくは１０ＭＰａ以上）の比較的高圧を採用して、内筒２２内で混合流体中の廃水を過熱水蒸気にしてもよい。
内筒２２内においては、混合流体を高温且つ高圧の状態にすることで、混合流体中の有機物やアンモニア態窒素の酸化分解を促す。有機物やアンモニア態窒素が酸化分解された混合流体は、反応槽２０から排出される。
【００５３】
反応槽２０内に送られる高濃度有機性スラリーＳは、有機性固形物（有機性固形廃棄物の概念を含む）を原料とするものである。
上述のように、本実施形態に係る流体浄化装置は、有機性固形廃棄物を粉砕する遊星ボールミル４２を備えている。
遊星ボールミル４２によって得られた有機性粉砕物としての紙粉と水とを混合した高濃度有機性スラリーＳを廃水Ｗと混合して反応槽２０に圧送する。
【００５４】
廃水Ｗに含有する有機物とは別に意図的に反応槽２０に送り込まれた高濃度有機性スラリーＳは、反応槽２０内で酸化分解されるのに伴って発熱して、反応槽中の廃水Ｗや空気Ａを加熱する。
このように、有機性固形廃棄物を原料とする高濃度有機性スラリーＳを反応槽２０内で熱エネルギーに変換することで、反応槽２０に対して高濃度有機性スラリーＳを送り込まない場合に比べて、ヒーター２３による反応槽２０の加熱量を低減することが可能となる。
すなわち、高濃度有機性スラリーＳに含まれる有機性粉砕物の酸化分解に伴う発熱を反応槽２０内の温度を調整するための熱源として利用することにより、ヒーター２３によるエネルギー消費量を低減することができる。
これにより、反応槽２０内の混合流体の加熱のためのランニングコストを低減することができる。
【００５５】
次に、粉砕手段として遊星ボールミル４２を採用した経緯等について述べる。
本発明者らは、高濃度有機性スラリーＳの原料になる有機性固形破棄物として、シュレッダーダストや使用済みの感熱紙に着目した。
シュレッダーダストは、情報保護のために、印刷済みの紙をシュレッダーによって細断したものである。紙の繊維を細かく切断してしまうことから、再生紙として再生することが困難になっている。
このため、資源ごみとして回収されることは殆ど無く、可燃ごみとして捨てられて焼却されるのが一般的である。
また、微粒状の塩基性無色染料、呈色剤、増感剤、無機顔料等を含む感熱層が原紙の表面上に積層された感熱紙は、インクやトナーなどを使用することなく画像を記録することができるという利点を有する反面、再利用が困難であるという欠点を有する。
【００５６】
財団法人  古紙再生促進センターによって規定された標準品質規格では、感熱紙は禁忌品Ｂ類に分類されており、製紙原料に混入することが好ましくない紙とされている。
このため、使用済みの感熱紙は、再生紙の製造のために再利用されることなく、焼却処分されるのが一般的であり、再資源化されることが殆ど無かった。
本発明では、従来は焼却処分されていたシュレッダーダストや感熱紙を高濃度有機性スラリーＳの原料とすることができるので、資源の有効利用を図ることが可能になる。
【００５７】
反応槽２０の内筒２２内の混合流体は、ヒーター２３によって加熱されることで昇温することに加えて、有機物が酸化分解されることによる発熱によっても昇温する。
内筒２２内に多量の有機物が送られる場合、多量の有機物が酸化分解される際の多量の発熱だけで、混合流体が所望の温度まで昇温することもある。
この場合、装置の立ち上げ時のみ、ヒーター２３による加熱を行い、酸化分解が開始された後には、ヒーターの電源をオフにすることができる。
【００５８】
有機物濃度の比較的低い廃水Ｗを浄化する場合、立ち上げ時のみヒーターを使用し、その後は有機物の酸化分解に伴って発生する熱だけで混合流体の温度を所望の温度にするためには、かなり濃い高濃度有機性スラリーを反応槽２０に送り込む必要がある。
そして、紙を原料にする場合には、高濃度有機性スラリーにおける紙の濃度を最低でも４ｗｔ％程度までは濃くする必要があると思われる。
【００５９】
そこで、本発明者らは、シュレッダーダストを粉砕機によって細かく粉砕して、４ｗｔ％の濃度で紙を含む高濃度有機性スラリーＳを製造する実験を行った。
まず、実験１を行った。具体的には、印刷済みの感熱紙をシュレッダーで３×８ｍｍ程度に細断した。
そして、その紙片と純水とを混合しながら、製紙工程で一般的に用いられる叩解機を用いて感熱紙の繊維を解繊させて、４ｗｔ％の高濃度有機性スラリーを得た。
【００６０】
この高濃度有機性スラリーを１リッターのメスシリンダーに入れてしばらく放置したところ、紙の繊維が沈殿してメスシリンダーの底に堆積した。
沈殿した紙の繊維を拡散させるために、メスシリンダーを手で激しく振ったが、繊維は全く拡散することなく、底に沈んだままであった。
メスシリンダーを上下逆さまにすると、水だけがこぼれ落ちて、繊維はメスシリンダーの底に貼り付いたままとなり、綿のように強固に凝集していた。
繊維を顕微鏡で観察したところ、長さ８００〜９００μｍの繊維が複雑に絡み合っていた。
このような高濃度有機性スラリーは、ポンプで移動することができないことから、それを反応槽２０にポンプ圧送する必要がある本実施形態の流体浄化装置で使用することはできない。
【００６１】
そこで、新たに実験２を行った。具体的には、シュレッダーで３×８ｍｍ程度に細断した紙片（感熱紙）を、大阪ケミカル社製のワンダーブレンダーで粉砕して綿状の粉砕物を得た。
粉砕物を顕微鏡で観察したところ、観察される繊維の長さは実験１と大差なかった。但し、ワンダーブレンダーの蓋には、繊維が粒子状に切断されたと思われるものが付着していた。
それをＩＲ分析した結果、主成分はセルロースであった。このため、紙の繊維の一部は粒子状に細かく切断がされていたことが判明した。
粉砕物を４ｗｔ％の濃度で含む高濃度有機性スラリーを製造したが、実験１と同様に、凝集した繊維がメスシリンダーの底に貼り付いてしまった。
【００６２】
次に、実験３を行った。具体的には、紙片を大阪ケミカル社製のワンダーブレンダーで粉砕して得た粉砕物に純水を加えて攪拌した。
この液に対し、ＭＴＥＣＨＮＩＱＵＥ社製のクレアミクスにより、ローターＲ１、スクリーンＳ２．０−２４、１５０００ｒｐｍ、５分間の条件で粉砕物の更なる粉砕処理を施したが、粉砕物中の繊維が更に細かくなることはなかった。
更に、増粘によるせん断力向上を狙い、ＰＶＡを添加して同様の粉砕処理を施したが、繊維が細かくなることはなかった。
【００６３】
次に、実験４を行った。具体的には、紙をＩＫＡ社製のマジックラボシュレッダーで３×８ｍｍ程度に細断して紙片を得た。
この紙片に対し、ＩＫＡ製のマジックラボを用いて、１枚刃および２枚刃、１５０００〜２００００ｒｐｍの条件で粉砕処理を施した。
より詳しくは、純水９６０ｇに対して紙片４０ｇを徐々に投入して約６０分かけて粉砕処理を完了した。得られた４ｗｔ％のスラリーを顕微鏡で観察したところ、叩解機による解繊と同様に、長さ８００〜９００μｍの繊維が観察された。
この長さでは、実験１と同様に、ポンプ圧送不能であることが明白であった。
【００６４】
以上のように、本発明者らは試行錯誤を繰り返したが、なかなか良い結果を得ることができなかった。
そして、高濃度有機性スラリーの原料として紙を用いることを諦めかけていたとき、遊星ボールミルという粉砕機によって漸くよい結果を得ることができた。
具体的には、次のような実験５を行った。すなわち、粉砕機として、遊星ボールミルを用意した。この遊星ボールミルの構成については後述する。
普通紙をシュレッダーで３×８ｍｍ程度の大きさの紙片に細断した。遊星ボールミルの粉砕ポットとしては、ジルコニア製で容量が２５０ｍｌであるものを用いた。
その粉砕ポットに、１０ｇの紙片と、直径２５ｍｍのジルコニア製のボール６個とを入れて封入した後、粉砕ポットを遊星ボールミルの回転台にセットした。
【００６５】
そして、３２０ｒｐｍの回転数で１０分間の粉砕処理を行った。粉砕物を粉砕ポットから取り出して目視確認したところ、繊維はまだ十分に粉砕されていなかったが、嵩の減少が一目でわかるほどまでには細かくなっていた。
繊維を更に細かく粉砕するために、前述の粉砕ポットに直径１０ｍｍのジルコニア製のボールを５０個入れた。そして、４００ｒｐｍの回転数で１０分間の粉砕処理を行った。
その後、粉砕物を粉砕ポットから取り出して目視確認したところ、繊維は粉末状になっていたが、一部粉砕されずに残った切れ端が確認された。
更に、４００ｒｐｍの回転数で１０分間の粉砕処理を行った。そして、ふるいを用いて粉砕物と、ボールと、未粉砕繊維とを分離した。
【００６６】
１０分間だけ粉砕処理を行った粉砕物と比べると、明らかに細かく粉砕されていた。粉末状の粉砕物の長さ分布を顕微鏡によって測定したところ、分布の中央は約２１μｍであった。
この粉砕物を４ｗｔ％の濃度で水と混合してメスシリンダーに入れて、しばらく放置した。
そして、粉砕物がメスシリンダーの底に沈殿しているのを確かめた後、メスシリンダーを振ったところ、沈殿していた粉砕物を上澄みの水に良好に拡散させることができた。
【００６７】
このように繊維の拡散性が良好な高濃度有機性スラリーであれば、ポンプ移送することが可能である。
なお、紙の繊維を効率的に粉砕するためには、ある一定の時間だけ粉砕処理した後、ふるいによって未粉砕の繊維を取り除いてから粉砕処理を続行するのが望ましいと思われる。
【００６８】
次に、遊星ボールミルの有効性を確かめるために、実験６、実験７を行った。実験６では、粉砕ポットとして、容量１２５ｍｌのステンレス製のものを用意した。
この粉砕ポットに、１０ｇの紙片と、直径２０ｍｍのボール６個とを入れて封入した後、粉砕ポットを遊星ボールミルの回転台にセットした。
そして、４００ｒｐｍの回転数で３０分間の粉砕処理を行った後、粉砕ポットから取り出した粉砕物を篩いにかけた。
【００６９】
分離後の粉砕物における繊維の長さ分布を調べたところ、全ての繊維が１００μｍ以下の長さに粉砕されており、分布の中央値は約３５μｍであった。
この粉砕物を４ｗｔ％の濃度で水と混合してメスシリンダーに入れて、しばらく放置した。
そして、粉砕物がメスシリンダーの底に沈殿しているのを確かめた後、メスシリンダーを振ったところ、沈殿していた粉砕物を上澄みの水に良好に拡散させることができた。
【００７０】
実験７では、粉砕ポットとして、容量２５０ｍｌのジルコニア製のものを用意した。この粉砕ポットに、１０ｇの紙片と、ジルコニア製の直径２０ｍｍのボール６個とを入れて封入した後、粉砕ポットを遊星ボールミルの回転台にセットした。
そして、４００ｒｐｍの回転数で２５分間の粉砕処理を行った後、粉砕ポットから取り出した粉砕物を篩いにかけた。分離後の粉砕物における繊維の長さ分布を調べたところ、全ての繊維が１００μｍ以下の長さに粉砕されており、分布の中央値は約３９μｍであった。
この粉砕物を４ｗｔ％の濃度で水と混合してメスシリンダーに入れて、しばらく放置した。そして、粉砕物がメスシリンダーの底に沈殿しているのを確かめた後、メスシリンダーを振ったところ、沈殿していた粉砕物を上澄みの水に良好に拡散させることができた。
【００７１】
この実験結果に鑑みて、本実施形態に係る流体浄化装置では、高濃度有機性スラリーの原料たる有機性固形廃棄物として、使用済みの紙やシュレッダーダストを用い、且つ粉砕手段として、遊星ボールミルを具備するものを用いる構成とした。
【００７２】
遊星ボールミルは、例えば図４に示すように、回転軸９０２を中心にして回転駆動される回転台９０１や、回転台９０１の半径方向における外縁付近で回転台９０１に回転自在に保持される容器としての粉砕ポット９０３などを有している。
回転軸９０２には、大型のギヤ９０４が固定されており、回転台９０１とともに回転軸９０２を中心にして回転する。
一方、回転台９０１に回転自在に保持される粉砕ポット９０３は、図示しない自転軸を具備しており、この自転軸を中心にして回転する。
粉砕ポット９０３の自転軸には、ポットギヤ９０５が固定されており、大型のギヤ９０４と噛み合っている。
【００７３】
回転台９０１が回転駆動されると、回転台９０１の回転軸９０２を中心にして粉砕ポット９０３が公転する。
また、回転台９０１のギヤ９０４とポットギヤ９０５との噛み合いにより、粉砕ポット９０３が自転軸を中心にして自転する。このように、粉砕ポット９０３は、回転軸９０２を中心にして公転しながら、自転軸を中心にして自転する。
【００７４】
粉砕ポット９０３の中には、図５に示すように、粉砕対象物９１０と、球体としてのボール９０６とが収容されている。
ここでの粉砕対象物９１０は、細断機４１で細断された紙片である。
粉砕ポット９０３の内周面には粗面化処理が施されている。遊星ボールミルが駆動して粉砕ポット９０３が公転及び自転をすると、粉砕ポット９０３の中の粉砕対象物９１０やボール９０６には、図中の直線矢印で示されるように、公転による遠心力が働く。
これにより粉砕対象物９１０が粉砕ポット９０３の内周面に押さえ付けられながら、粉砕対象物９１０に対してボール９０６が強く押し当たる。
そして、粉砕ポット９０３の自転に伴ってボール９０６が矢印方向に回転する。これにより、粉砕対象物９１０が粉砕ポット９０３の内周面に強く擦り付けられて細かく粉砕される。
【００７５】
遊星ボールミル４２によって粉砕された有機性粉砕物の大きさは、上記のように回転時間やボールの数等の条件により異なる。
本発明者らの実験により、有機性粉砕物の大きさが大きすぎると、反応槽２０までの圧送経路で有機性粉砕物が滞留して詰まり、最終的には圧送できなくなることが確認されている。
【００７６】
この現象を図６に基づいて説明する。
有機性粉砕物のうち、一定の大きさを超えるもの（非流動性の粒子や繊維）は、圧送経路内での流動性が悪く、図６（ａ）に示すように、継手部分等のくびれとなっている部分で滞留しやすい。
時間の経過とともに滞留量が多くなっていくと、図６（ｂ）に示すように、流路が狭くなり、塞がれていない部分を濃度が薄いスラリー（水分）が移動する。
流動性のよい粒子や繊維も滞留した非流動性の粒子や繊維に絡み付き、図６（ｃ）に示すように、滞留がさらに増長する。
図６（ｄ）に示すような状態になると、絡み合った繊維に流動性のよい粒子や繊維が堰き止められ、下流に流れるのは殆ど水のみとなる。この状態になると、差圧が生じ、送液不可能となる。
【００７７】
有機性粉砕物の大きさが大きすぎると、送液不可能に至る過程においても有機性粉砕物の供給量が低下し、その供給量の制御による反応槽内における混合流体の温度制御の精度が低下する。
本実施形態ではこのような不具合を回避すべく、有機性粉砕物の大きさを、圧送経路内で滞留せずに圧送可能な大きさ、例えば３００μｍ以下となるように、遊星ボールミル４２の構成、稼動条件を設定している。
「圧送可能な大きさ」とは、水等の流体と混合した状態（高濃度有機性スラリー）で滞留せずに圧送できる大きさを意味する。
有機性固形物を圧送可能な大きさに粉砕できれば、粉砕手段は遊星ボールミルに限定されない。
例えばカッターの回転による粉砕構成を有するものでもよい。
【００７８】
次に、本実施形態におけるランニングコストを抑制するための制御について説明する。
図７に示すように、制御手段（プログラマブルシーケンサー）５５は、反応槽温度計２４の検知情報により反応槽２０の中の混合流体の温度を監視している。
本実施形態では、反応槽温度計２４により反応槽２０の表面温度を検知することにより反応槽２０の中の混合流体の温度を間接的に検知しているが、直接検知するようにしてもよい。
装置の立ち上げ時には、制御手段５５はヒーター２３に通電して酸化分解が開始される温度を得る。
酸化分解が開始される温度に達したら、ヒーター２３の電源をオフする。
【００７９】
その後、反応槽の中の混合流体の温度が、高濃度有機性スラリーＳの圧送によって反応槽２０内に導入された有機性粉砕物の酸化分解による熱で所定温度よりも高い場合には、浄化対象流体（廃液Ｗ）に対する高濃度有機性スラリーＳの混合比を減らす。
具体的には、紙粉投入弁４４を制御して高濃度有機性スラリーＳの濃度を低下させ、混合流体中の有機物濃度を減少させるよう制御を行う。
あるいは、スラリー圧送ポンプ４９による高濃度有機性スラリーの圧送速度を低下させ、混合流体中の有機物濃度を減少させる制御を行う。
【００８０】
逆に反応槽の中の混合流体の温度が所定温度よりも低い場合には、浄化対象流体に対する高濃度有機性スラリーの混合比を増加させる。
具体的には、紙粉投入弁４４を制御して高濃度有機性スラリーＳの濃度を増加させ、混合流体中の有機物濃度を増加させるよう制御を行う。
あるいは、スラリー圧送ポンプ４９による高濃度有機性スラリーの圧送速度を増加させ、混合流体中の有機物濃度を増加させるよう制御を行う。
すなわち、反応槽温度計２４による検知結果に基づいて、浄化対象流体に対する高濃度有機性スラリーの混合比の調整によって反応槽の中の混合流体の温度を制御することができる。
【００８１】
ヒーター２３の電源がオフされた後は、ヒーター２３による加熱機能が高濃度有機性スラリーの供給によって担われるため、ヒーター２３への通電による消費エネルギーを低減でき、ランニングコストを抑制できる。
【００８２】
本実施形態では、高濃度有機性スラリーＳを廃水Ｗとは別に反応槽２０（流入管２６）に向けて圧送するスラリー圧送手段としてのスラリー圧送ポンプ４９を設けているが、その代わりに、次のような構成としてもよい。
すなわち、廃水Ｗと高濃度有機性スラリーＳとを混合して反応槽２０に圧送する混合圧送手段を設ける構成である。
より詳しくは、スラリー圧送ポンプ４９に代えて、スラリー移送ポンプを設け、このスラリー移送ポンプにより、スラリータンク４８内の高濃度有機性スラリーＳを原水タンク１内に移送するようにする。
そして、原水タンク１内で、廃水Ｗと高濃度有機性スラリーＳとを所定の割合で混合して混合スラリーを得て、それを原水供給ポンプ３によって反応槽２０に向けて圧送する。
【００８３】
上記実施形態では、粉砕手段を流体浄化装置のシステム内に組み込む構成としたが、予め粉砕手段で粉砕された有機性粉砕物を紙粉貯留ホッパー４３に投入する構成としてもよい。
【００８４】
図８に基づいて第２の実施形態を説明する。なお、上記実施形態と同一部分は同一符号で示し、特に必要がない限り既にした構成上及び機能上の説明は省略して要部のみ説明する。
本実施形態では、スラリータンク４８を設けずに、紙粉と水を原水タンク１内に直接投入する構成を特徴としている。
すなわち、紙粉投入弁４４を開いて紙粉をスラリータンク４８に投入する代わりに、原水タンク１内に直接投入して直接混合するようにする。
【００８５】
また、水供給ポンプ４６を駆動して水タンク４５内の水をスラリータンク４８内に投入する代わりに、原水タンク１内に直接投入するようにする。
紙粉と水とをそれぞれ所定の割合で原水タンク１に投入しながら原水攪拌機２によって撹拌する。
これにより、廃水Ｗと高濃度有機性スラリーＳとを混合する場合に比べて高濃度の混合スラリーを簡易な構成で得ることができ、それを原水供給ポンプ３によって反応槽２０に向けて圧送することができる。
【００８６】
図８において、符号５６、５７、５８は流量計を、５９は圧力計を、６０は原水タンク１内の混合流体の濃度を検知する濃度センサーをそれぞれ示している。
熱交換器９は反応槽２０の下流側端部を取り巻くように配置されている。
本実施形態では触媒として、粒状の触媒６１を内筒２２内に配置している。
【００８７】
本実施形態におけるランニングコストを抑制するための制御について説明する。
図９に示すように、制御手段５５は、反応槽温度計２４により反応槽２０の中の混合流体の温度を監視している。
本実施形態では、反応槽温度計２４により反応槽２０の表面温度を検知することにより反応槽２０の中の混合流体の温度を間接的に検知しているが、直接検知するようにしてもよい。
装置の立ち上げ時には、制御手段５５はヒーター２３に通電して酸化分解が開始される温度を得る。
酸化分解が開始される温度に達したら、ヒーター２３の電源をオフする。
【００８８】
その後、反応槽の中の混合流体の温度が所定温度よりも高い場合には、水供給ポンプ４６の流量を流量計５６の出力値をモニターしながら増加させる。
あるいは、紙粉投入弁４４を閉じて紙粉を原水タンク１に投入する量を減少させ廃水と紙粉の混合スラリーの濃度を、濃度センサー６０の出力値をモニターしながら低下させるように制御する。
逆に、反応槽の中の混合流体の温度が所定温度よりも低い場合は、水供給ポンプ４６の流量を減少または停止させる。
あるいは紙投入弁４４を開いて紙粉を原水タンク１に投入する量を増加させ廃水と紙粉の混合スラリーの濃度を増加させるように制御する。
すなわち、反応槽温度計２４による検知結果に基づいて、原水タンク１の混合スラリーの濃度の調整によって、反応槽の中の混合流体の温度を制御することができる。
【００８９】
原水タンク１内の廃水の濃度によっては、水タンク４５からの水の供給は不要である。
本実施形態においても粉砕手段を流体浄化装置のシステム内に組み込む構成としたが、予め粉砕手段で粉砕された有機性粉砕物を紙粉貯留ホッパー４３に投入する構成としてもよい。
【符号の説明】
【００９０】
Ｗ  浄化対象流体
２０  反応槽
２４  温度検知手段としての反応槽温度計
４１  細断手段
４２  粉砕手段としての遊星ボールミル
５５  制御手段
９０３  容器としての粉砕ポット
９０６  球体としてのボール
【先行技術文献】
【特許文献】
【００９１】
【特許文献１】特開２００１−９４８２号公報
【図１】
2015047545.tif 000003
【図２】
2015047545.tif 000004
【図３】
2015047545.tif 000005
【図４】
2015047545.tif 000006
【図５】
2015047545.tif 000007
【図６】
2015047545.tif 000008
【図７】
2015047545.tif 000009
【図８】
2015047545.tif 000010
【図９】
2015047545.tif 000011