(57)【要約】【課題】水よりも融点が高い液体を含む水から、簡単に効率よく省エネルギー的に、水よりも融点が高い不純物を分離・回収する方法と装置を提供する。【解決手段】水よりも融点が高い液体を不純物として含有する水から、不純物を分離・回収する方法において、前記不純物を含有する水を流動させながら、含有される不純物の融点よりも低く、水の凝固点よりも高い温度に冷却して、水よりも融点が高い不純物のみを凝固させて、不純物である液体と水とを分離することとしたものであり、また、前記装置において、前記不純物を含有する水を貯留する貯槽１と、該不純物の融点よりも低く、水の凝固点よりも高い温度に冷却された冷却セル３と、前記貯槽の不純物を含有する水を該冷却セルに吹付けて回収する手段と、冷却セルに凝固した不純物を回収する回収手段２とを有することとしたものである。【選択図】　図１
2004130241.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水よりも融点が高い液体を不純物として含有する水から、不純物を分離・回収する方法において、前記不純物を含有する水を流動させながら、含有される不純物の融点よりも低く、かつ、水の凝固点よりも高い温度に冷却することにより、水よりも融点が高い不純物のみを凝固させて、不純物である液体と水とを分離することを特徴とする不純物の分離・回収方法。
【請求項２】
水よりも融点が高い液体を不純物として含有する水から不純物を分離・回収する装置において、前記不純物を含有する水を貯留する貯槽と、該不純物の融点よりも低く、水の凝固点よりも高い温度に冷却された冷却セルと、前記貯槽の不純物を含有する水を該冷却セルに吹付けて回収する手段と、冷却セルに凝固した不純物を回収する回収手段とを有することを特徴とする不純物の分離・回収装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水中の不純物の分離・回収に係り、特に、工場排水や下水等の水よりも融点が高い液体を不純物として含む水溶液から、水よりも融点が高い液体を選択的に分離・回収する方法と装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】特開２００２−２４８４６７号公報
水に含まれる不純物を分離・回収する方法としては、減圧蒸留法に代表される蒸留法と溶媒抽出法及びイオン交換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、これらの方法にはそれぞれ以下に述べるような問題点がある。まず、蒸留法についてであるが、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不純物とを分離する方法である。例えば、メタノールやアセトン、イソプロピルアルコールなどの有機物が不純物として含有されていた場合、これらの成分は、水よりも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、この蒸留法は、水よりも沸点が高い酢酸などの物質が含まれている場合には、適用が困難である。なお、理論的には水側を蒸発させることで、水と水よりも沸点の高い液体とを分離することは可能であるが、この場合には、主体である水を気化させるために、多量のエネルギーを必要とするため、現実的な方法とは言えない。
【０００３】
さらに、この蒸留法では、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縮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。
一方、溶媒抽出法は、水に溶けている成分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おり、広く用いられている。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、酢酸等の水に易溶な物質が不純物として含まれる場合には、分離効率は悪い。
さらに、回収した成分を利用する場合には、抽出溶媒として用いる有機溶媒から、当該成分を再度分離する必要がある。
【０００４】
また、イオン交換法では、イオン交換樹脂に吸着させた当該成分を、薬液で樹脂から再溶出させて回収することになり、当該成分を再利用するためには、薬液成分と当該成分を再度分離する必要がある。
さらに、イオン交換法は、夾雑成分が多い場合には適用が困難であり、下水や排水を対象にした処理には適さない。
上述のとおり、蒸留法や溶媒抽出法、イオン交換法では、水よりも沸点が高い成分や水に易溶な成分を、水から効率よく分離し再利用するのには、それぞれ難点があり、特に夾雑成分を多く含む下水や排水を対象とした場合には、有効な手段とは成り難い。
なお、水よりも融点が低い液体を不純物として含有する水から、水を流動させながら氷結させることにより、水分のみを氷結させて、不純物である液体と水分とを分離する不純物の分離・回収方法及び装置が提案されている（特開２００２−２４８４６７号公報）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、前記従来技術の問題点を解消し、水よりも融点が高い液体を含む水について、簡単な手段で効率よく、省エネルギー的に、水よりも融点が高い不純物のみを水から分離・回収することができる方法と装置を提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明では、水よりも融点が高い液体を不純物として含有する水から、不純物を分離・回収する方法において、前記不純物を含有する水を流動させながら、含有される不純物の融点よりも低く、かつ、水の凝固点よりも高い温度に冷却することにより、水よりも融点が高い不純物のみを凝固させて、不純物である液体と水とを分離することを特徴とする不純物の分離・回収方法としたものである。
また、本発明では、水よりも融点が高い液体を不純物として含有する水から不純物を分離・回収する装置において、前記不純物を含有する水を貯留する貯槽と、該不純物の融点よりも低く、水の凝固点よりも高い温度に冷却された冷却セルと、前記貯槽の不純物を含有する水を該冷却セルに吹付けて回収する手段と、冷却セルに凝固した不純物を回収する回収手段とを有することを特徴とする不純物の分離・回収装置としたものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は、本発明を実施する一形態を説明する概略構成図である。
図１において、水よりも融点が高い液体を含む水である原水７を供給ラインに付設したポンプ４により凝固分離原水槽（貯槽）に供給する。
凝固分離原水槽１内の原水は、吹付けラインに付設したポンプ５の圧力により、凝固（冷却）セル３に繰返し吹付けられる。
【０００８】
凝固セル３は、吹付けた原水のうち凝固しなかったものが滴り落ちて回収されるように、傾斜角度を付けた板状のもの、あるいは上下を反転させたカップ状のものなどである。この凝固セル３を水の凝固点温度より若干高めの温度、望ましくは０℃〜３℃前後の温度に冷却し、これに原水を繰返し吹付ける。吹付けた原水の内、凝固セル３で水よりも融点が高い不純物成分は、凝固８して析出するが、凝固しきらなかった一部の不純物成分と水は、凝固せずにセルから滴り落ちる。
この滴り落ちた液は、凝固分離原水槽１内に回収され、再び凝固セル３に吹付けられる。この繰返しにより、最終的には、原水中の水よりも融点が高い不純物成分が凝固８して分離される。
【０００９】
【実施例】
以下、本発明を実施例により具体的に説明する。
実施例１
ＢＯＤ成分を２００ｍｇ／ｌの濃度で含有する下水２リットルに対して、この液を、上下を反転させたカップ状のガラス製凝固セルを約１℃に冷却したものに、下方より繰返し吹付ける形式により、流動させながら凝固させる処理を行った。この凝固操作を、凝固セル上に新たな凝固物の析出が見られなくなるまで繰返し行った。この操作により２０ｍｇの凝固物が回収された。
回収された凝固物を室温にて溶解し、ＢＯＤを測定したところ、ＢＯＤ濃度は６４０，０００ｍｇ／ｌであった。
また、液体として残留した水についてＢＯＤを測定したところ、ＢＯＤ濃度は１９２ｍｇ／ｌであり、処理前と比較して濃度が低下した。
これらの結果から、当該溶液中のＢＯＤ成分の一部が、一連の凝固分離操作により下水から分離・回収できたことが分かる。
【００１０】
【発明の効果】
本発明によれば、水よりも融点が高い液体を不純物として含有する水について、水よりも融点が高い不純物のみを凝固させて、不純物である液体を水分から効率的に分離・回収することができ、極めて有益である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の装置の一例を示す概略構成図。
【符号の説明】
１：凝固分離原水槽、２：凝固成分回収槽、３：凝固セル、４：原水供給ポンプ、５：原水吹付ポンプ、６：支柱、７：原水、８：凝固不純物
【図１】
2004130241.tif 000003