(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルカリ成分、揮発性酸成分及びアルコール成分を含む廃液を処理する廃液処理装置であって、
アルカリ成分を中和する酸を混合して廃液を加熱蒸発させることにより、中和塩を残留させると共に、揮発性酸成分及びアルコール成分を含む蒸気を生成して排出する蒸発装置と、
前記蒸発装置から排出された蒸気を凝縮して、主として揮発性酸成分を含む酸含有凝縮水と、主としてアルコール成分を含むアルコール含有凝縮水とを別々に生成する凝縮装置と、
前記凝縮装置で生成されたアルコール含有凝縮水からアルコール成分を分離するアルコール分離装置とを備えており、
前記凝縮装置は、前記蒸発装置から排出される蒸気が導入される蒸気導入室と、
前記蒸気導入室に導入された蒸気が第１伝熱管を介して導入されると共に、前記第１伝熱管で生成された凝縮水を貯留する第１貯留室と、
前記第１貯留室に導入された蒸気が第２伝熱管を介して導入されると共に、前記第２伝熱管で生成された凝縮水を貯留する第２貯留室とを備え、
前記第１伝熱管を通過する蒸気は、前記第１伝熱管の外表面を冷却する冷却水との熱交換により、蒸気に含まれる揮発性酸成分が溶解した酸含有凝縮水と、蒸気から揮発性酸成分が除去された残余のアルコール含有蒸気とに変換され、
前記第２伝熱管を通過するアルコール含有蒸気は、前記第２伝熱管の外表面を冷却する冷却水との熱交換により、アルコール含有凝縮水に変換されており、
前記アルコール分離装置は、アルコール成分が分離された凝縮水を前記冷却水として前記凝縮装置に導くように構成されている廃液処理装置。
【請求項２】
前記アルコール分離装置は、アルコール含有凝縮水を減圧下において散布することにより、凝縮水からアルコール成分を気化させる曝気装置である請求項１に記載の廃液処理装置。
【請求項３】
前記アルコール分離装置で分離されたアルコール成分を溶解用液に接触させて溶解させるアルコール吸収装置を備える請求項１又は２に記載の廃液処理装置。
【請求項４】
前記凝縮装置は、冷却水を貯留する貯留缶と、
前記貯留缶に貯留される冷却水を前記第１伝熱管及び前記第２伝熱管の外表面に散布する散布装置とを備え、
前記第１伝熱管及び前記第２伝熱管を通過する蒸気と、前記第１伝熱管及び前記第２伝熱管の外表面に散布される冷却水との熱交換により、前記第１伝熱管及び前記第２伝熱管の外表面において冷却水が蒸発して生成された蒸気の少なくとも一部を、前記蒸発装置において揮発性酸成分及びアルコール成分を含む蒸気を生成するための加熱源として前記蒸発装置に供給できるように構成されている請求項１から３のいずれかに記載の廃液処理装置。
【請求項５】
前記凝縮装置は、前記第１伝熱管で生成される酸含有凝縮水に中和用のアルカリ液を供給するアルカリ液供給装置と、
前記アルカリ液供給装置から供給されたアルカリ液及び酸含有凝縮水の中和反応により生成され、前記第１貯留室に貯留される中和塩を含む凝縮水を前記貯留缶に前記冷却水として導く還流手段とを備える請求項４に記載の廃液処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、廃液処理装置、特にアルコール成分を含む廃液を処理する廃液処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子部品等を製造する工場から排出されるアルカリ成分および揮発性酸成分を含む廃液からアルカリ成分および揮発性酸成分を除去する装置として、特許文献１に開示されているような排水処理装置が知られている。
【０００３】
この特許文献１に開示されている排水処理装置は、図３に示すように、アルカリ成分および揮発性酸成分を含む廃液を貯留する原水タンク１０１、廃液中のアルカリ成分を除去する脱気器１０２および廃液を蒸発濃縮する蒸発器１０３を備えている。
【０００４】
このように構成された排水処理装置１００を用いて、廃液からアルカリ成分および揮発性酸成分を除去するには、まず、原水タンク１０１に貯留された廃液のＰＨが４〜５となるように水酸化ナトリウムを廃液中に供給して、揮発性酸成分のナトリウム塩を生成する。次に、脱気器１０２において、廃液中のアルカリ成分を除去したのち、廃液を蒸発器１０３で蒸発濃縮し、蒸発器１０３で生成された水蒸気を凝縮して凝縮水として回収すると共に、揮発性酸成分のナトリウム塩を濃縮液として回収する。
【特許文献１】特開２００２−１４３８５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示されている排水処理装置を用いて、アルカリ成分及び揮発性酸成分に加えてアルコール成分をも含む廃液の処理を行う場合、蒸発器において生成される水蒸気中にアルコール成分が移行してしまうという問題があった。この結果、蒸発器において生成される水蒸気を凝縮して得られる凝縮水はアルコール成分を含むものとなり、この凝縮水を再利用したり、そのまま排水することが困難であった。
【０００６】
本発明は、このような問題を解決すべくなされたものであって、特にアルコール成分を含む廃液を効率良くかつ確実に処理することができる廃液処理装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の上記目的は、アルカリ成分、揮発性酸成分及びアルコール成分を含む廃液を処理する廃液処理装置であって、アルカリ成分を中和する酸を混合して廃液を加熱蒸発させることにより、中和塩を残留させると共に、揮発性酸成分及びアルコール成分を含む蒸気を生成して排出する蒸発装置と、前記蒸発装置から排出された蒸気を凝縮して、主として揮発性酸成分を含む酸含有凝縮水と、主としてアルコール成分を含むアルコール含有凝縮水とを別々に生成する凝縮装置と、前記凝縮装置で生成されたアルコール含有凝縮水からアルコール成分を分離するアルコール分離装置とを備えており、前記凝縮装置は、前記蒸発装置から排出される蒸気が導入される蒸気導入室と、前記蒸気導入室に導入された蒸気が第１伝熱管を介して導入されると共に、前記第１伝熱管で生成された凝縮水を貯留する第１貯留室と、前記第１貯留室に導入された蒸気が第２伝熱管を介して導入されると共に、前記第２伝熱管で生成された凝縮水を貯留する第２貯留室とを備え、前記第１伝熱管を通過する蒸気は、前記第１伝熱管の外表面を冷却する冷却水との熱交換により、蒸気に含まれる揮発性酸成分が溶解した酸含有凝縮水と、蒸気から揮発性酸成分が除去された残余のアルコール含有蒸気とに変換され、前記第２伝熱管を通過するアルコール含有蒸気は、前記第２伝熱管の外表面を冷却する冷却水との熱交換により、アルコール含有凝縮水に変換されており、前記アルコール分離装置は、アルコール成分が分離された凝縮水を前記冷却水として前記凝縮装置に導くように構成されている廃液処理装置により達成される。
【０００８】
この廃液処理装置において、前記アルコール分離装置は、アルコール含有凝縮水を減圧下において散布することにより、凝縮水からアルコール成分を気化させる曝気装置であることが好ましい。
【０００９】
また、前記アルコール分離装置で分離されたアルコール成分を溶解用液に接触させて溶解させるアルコール吸収装置を備えることが好ましい。
【００１０】
また、前記凝縮装置は、冷却水を貯留する貯留缶と、前記貯留缶に貯留される冷却水を前記第１伝熱管及び前記第２伝熱管の外表面に散布する散布装置とを備え、前記第１伝熱管及び前記第２伝熱管を通過する蒸気と、前記第１伝熱管及び前記第２伝熱管の外表面に散布される冷却水との熱交換により、前記第１伝熱管及び前記第２伝熱管の外表面において冷却水が蒸発して生成された蒸気の少なくとも一部を、前記蒸発装置において揮発性酸成分及びアルコール成分を含む蒸気を生成するための加熱源として前記蒸発装置に供給できるように構成されていることが好ましい。
【００１１】
また、前記凝縮装置は、前記第１伝熱管で生成される酸含有凝縮水に中和用のアルカリ液を供給するアルカリ液供給装置と、前記アルカリ液供給装置から供給されたアルカリ液及び酸含有凝縮水の中和反応により生成され、前記第１貯留室に貯留される中和塩を含む凝縮水を前記貯留缶に前記冷却水として導く還流手段とを備えることが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、特にアルコール成分を含む廃液を効率良くかつ確実に処理することができる廃液処理装置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】
【００１３】
本発明に係るアルカリ成分、揮発性酸成分及びアルコール成分を含む廃液を処理する廃液処理装置について添付図面を参照して説明する。なお、廃液に含まれるアルカリ成分としてはアンモニアを例示することができ、揮発性酸成分としては蟻酸や酢酸などを例示することができる。また、アルコール成分としてはメチルアルコール（メタノール）やエチルアルコール（エタノール）などを例示することができる。図１は、本発明の一実施形態に係る廃液処理装置の概略構成図である。図１に示すように、廃液処理装置１は、ＰＨ調整装置１０、エゼクター１５、蒸発装置２０、第１凝縮装置４０、第２凝縮装置７０、アルコール分離装置８０およびアルコール吸収装置９０を備えている。
【００１４】
ＰＨ調整装置１０は、図示しない廃液タンクから供給される廃液に溶け込んでいるアンモニアなどのアルカリ成分を中和して中和塩を生成して、廃液のＰＨを調整する装置である。このＰＨ調整装置１０は、貯留タンク１１、酸供給装置１２および廃液供給管路１３を備えている。貯留タンク１１は、図示しない廃液タンクから供給されるアルカリ成分、揮発性酸成分及びアルコール成分を含む廃液を貯留するタンクである。酸供給装置１２は、貯留タンク１１内に中和用の酸を供給する装置であり、酸を貯留する酸貯留部１２ａと当該酸貯留部１２ａ内の酸を貯留タンク１１に導く酸供給路１２ｂとを備えている。廃液供給管路１３は、貯留タンク１１において中和用の酸が混合された廃液を蒸発装置２０の蒸発缶２１に導く管路である。
【００１５】
酸供給装置１２から供給される酸としては、廃液中のアルカリ成分を中和して中和塩を生成することが可能な酸を採用する。廃液中のアルカリ成分が例えばアンモニアの場合には、酸供給装置１２から供給される酸として、例えば硫酸や塩酸、硝酸等を採用することができる。特に、金属腐食性の低い中和塩を生成するという観点からは、硫酸を採用することが好ましい。
【００１６】
エゼクター１５は、蒸気の吸引・圧縮を行う蒸気圧縮手段であり、蒸気吸い込み側１６には、図示しない蒸気供給源から供給される蒸気が流通する蒸気供給管路１８および第１凝縮装置４０から延びる蒸気再利用管路４４が接続している。また、エゼクター１５の吐出側１７には、当該エゼクター１５により圧縮された蒸気を蒸発装置２０に導く加熱用蒸気供給管路１９が接続している。
【００１７】
蒸発装置２０は、ＰＨ調整装置１０において中和用の酸が混合された廃液を加熱蒸発させることにより、中和塩が残留する濃縮液、並びに揮発性酸成分及びアルコール成分を含む蒸気を生成し、当該蒸気を排出する装置である。この蒸発装置２０は、密閉型の蒸発缶２１、廃液散布装置２２、間接式加熱器２３、蒸気移送管路２４および凝縮水ドレン管路２５を備えている。
【００１８】
蒸発缶２１の底部は、ＰＨ調整装置１０から供給される中和用の酸が混合された廃液を貯留する貯留部を構成している。
【００１９】
廃液散布装置２２は、蒸発缶２１の底部に貯留されている廃液を複数の伝熱管２９の外表面に向けて供給する供給装置であり、蒸発缶２１内の上部に配置され廃液を散布する廃液散布ノズル２６と、当該廃液散布ノズル２６と蒸発缶２１の底部とを接続する廃液循環管路２７とを備えている。廃液循環管路２７の途中には、蒸発缶２１の底部に貯留されている廃液を廃液散布ノズル２６に導く循環ポンプ２７ａが設けられている。また、廃液循環管路２７には、蒸発濃縮処理終了時における蒸発缶２１の底部に溜まった濃縮液を外部に排出する濃縮液排出管路２８が接続している。
【００２０】
間接式加熱器２３は、蒸発缶２１の内部に設けられる複数の伝熱管２９と、これら複数の伝熱管２９の両端にそれぞれ接続されている第１ヘッダ３０、第２ヘッダ３１とを備えている。第１ヘッダ３０には、上述のエゼクター１５により圧縮された蒸気を伝熱管２９に導く加熱用蒸気供給管路１９が接続している。第２ヘッダ３１には、第１ヘッダ３０から伝熱管２９を介して導かれる蒸気を後述の第２凝縮装置７０に導く加熱用蒸気排出管路３２が接続している。
【００２１】
蒸気移送管路２４は、蒸発装置２０にて生成される揮発性酸成分及びアルコール成分を含む蒸気を排出し、後述の第１凝縮装置４０の熱交換器４３に導く管路であり、蒸発缶２１の上部と第１凝縮装置４０の熱交換器４３を構成する第１ヘッダ５１とを接続している。
【００２２】
凝縮水ドレン管路２５は、間接式加熱器２３の第２ヘッダ３１に溜まった凝縮水を排出する管路であり、その一方端が第２ヘッダ３１の下部に接続し、他方端が後述する凝縮水排出管路７２に接続している。
【００２３】
第１凝縮装置４０は、蒸発装置２０から排出された揮発性酸成分及びアルコール成分を含む蒸気を凝縮して、主として揮発性酸成分を含む酸含有凝縮水、及び、主としてアルコール成分を含むアルコール含有凝縮水を生成する装置である。この第１凝縮装置４０は、内部に冷却水を貯留する密閉型の貯留缶４１、熱交換器４３、冷却水散布装置４２、アルカリ液供給装置６０、蒸気再利用管路４４、凝縮水還流管路４５、アルコール含有凝縮水供給管路４６およびアルコール含有蒸気供給管路４７を備えている。
【００２４】
熱交換器４３は、貯留缶４１内に設けられる複数の伝熱管５０、並びに、これら複数の伝熱管５０の両端にそれぞれ接続されている第１ヘッダ５１及び第２ヘッダ５２を備えている。複数の伝熱管５０は、上下方向に沿って配置されている。第１ヘッダ５１内は、仕切部材５３により仕切られて、蒸気導入室５１ａおよび第２貯留室５１ｂが形成されており、蒸発装置２０から排出される蒸気を蒸気導入室５１ａに導入できるように蒸気移送管路２４が第１ヘッダ５１に接続している。また、第２ヘッダ５２内は、第１貯留室５２ａを構成している。第１貯留室５２ａは、第１伝熱管５０１で生成された凝縮水を貯留する貯留空間であり、第２貯留室５１ｂは、第２伝熱管５０２で生成された凝縮水を貯留する貯留空間である。
【００２５】
このように第１ヘッダ５１内を蒸気導入室５１ａと第２貯留室５１ｂとに仕切ることによって、後述するように、蒸発装置２０から排出され、第１ヘッダ５１に導かれる蒸気は、蒸気導入室５１ａに導入されて、矢示Ａにて示すように第１伝熱管５０１を介して第１貯留室５２ａに導かれた後、矢示Ｂにて示すように第２伝熱管５０２を介して第２貯留室５１ｂに導かれることとなる。
【００２６】
冷却水散布装置４２は、貯留缶４１の底部に貯留されている冷却水を複数の伝熱管５０の外表面に向けて供給し、伝熱管５０の外表面を冷却する装置である。この冷却水散布装置４２は、貯留缶４１内の上部に配置され冷却水を散布する冷却水散布ノズル４８、及び、当該冷却水散布ノズル４８と貯留缶４１の底部とを接続する冷却水循環管路４９を備えている。冷却水循環管路４９の途中には、貯留缶４１の底部に貯留されている冷却水を冷却水散布ノズル４８に導く循環ポンプ４９ａが設けられている。また、冷却水循環管路４９には、貯留缶４１の底部に貯留される冷却水を外部に排出する冷却水排出管路５４が接続している。
【００２７】
アルカリ液供給装置６０は、第１伝熱管５０１内に中和用のアルカリ液を散布する装置である。このアルカリ液供給装置６０は、アルカリ液を貯留するアルカリ液タンク６１と、アルカリ液供給管路６２と、アルカリ液を散布する図示しないアルカリ液散布ノズルとを備えている。アルカリ液散布ノズルは蒸気移送管路２４内に設置されている。なお、このアルカリ液散布ノズルの設置位置は特に限定されず、例えば、第１ヘッダ５１の蒸気導入室５１ａ内に設置するような構成を採用することもできる。
【００２８】
また、アルカリ液供給装置６０は、第１凝縮装置４０の貯留缶４１に貯留される冷却水のＰＨに基づいてアルカリ液の散布量を制御可能に構成されている。具体的には、冷却水散布装置４２を構成する冷却水循環管路４９に設置されるＰＨモニター６５の計測値に基づいて、散布するアルカリ液の量を制御する開閉弁６６を備えるように構成されている。ＰＨモニター６５は、貯留缶４１の内部に貯留され冷却水循環管路４９を通過する冷却水のＰＨを計測する検出装置である。開閉弁６６は、モータＭを備えており、このモータＭを駆動することにより、開閉弁６６の開度を調節して、散布するアルカリ液の量を制御することができる。
【００２９】
アルカリ液供給装置６０から散布される中和用のアルカリ液としては、蒸発装置２０から第１凝縮装置４０に導かれる蒸気に含まれる揮発性酸成分を中和して中和塩を生成することが可能なアルカリ液を採用する。揮発性酸成分が例えば蟻酸の場合には、アルカリ液として、例えば水酸化ナトリウム水溶液や水酸化カルシウム水溶液等を採用することができる。特に、溶解度が高い中和塩を生成するという観点からは、アルカリ液として水酸化ナトリウム水溶液を採用することが好ましい。
【００３０】
蒸気再利用管路４４は、後述するように第１凝縮装置４０で生成される蒸気の少なくとも一部を、蒸発装置２０において揮発性酸成分及びアルコール成分を含有する蒸気を生成するための加熱源として、蒸発装置２０に供給するための管路であり、貯留缶４１の上部とエゼクター１５の吸い込み側１６とを接続している。また、この蒸気再利用管路４４の途中には、後述の第２凝縮装置７０と接続する凝縮用蒸気管路６７が設けられている。
【００３１】
凝縮水還流管路４５は、第１伝熱管５０１において生成され、第１貯留室５２ａに貯留される凝縮水を貯留缶４１に冷却水として導く管路であり、第２ヘッダ５２の底部と貯留缶４１とを接続している。
【００３２】
アルコール含有凝縮水供給管路４６は、第２伝熱管５０２において生成され、第２貯留室５１ｂに貯留される凝縮水を後述するアルコール分離装置８０に導く管路であり、第２貯留室５１ｂの底部とアルコール分離装置８０とを接続している。
【００３３】
アルコール含有蒸気供給管路４７は、第２伝熱管５０２において凝縮されなかった蒸気を後述するアルコール吸収装置９０に導く管路であり、第２貯留室５１ｂの上部とアルコール吸収装置９０とを接続している。
【００３４】
第２凝縮装置７０は、蒸発装置２０および第１凝縮装置４０から導かれた蒸気を冷却して凝縮することにより凝縮水を生成する装置であり、第１凝縮装置４０の蒸気再利用管路４４から分岐して延びる凝縮用蒸気管路６７、冷却水が導かれる冷却水供給管路７１、及び、生成した凝縮水を外部に排出する凝縮水排出管路７２を備えている。冷却水供給管路７１を介して第２凝縮装置７０に導かれる冷却水としては、図示しない冷却塔等で冷却された工業用水や冷凍装置で冷却された冷水（チラー水）等を使用できる。凝縮水排出管路７２の途中には、第１凝縮装置４０の貯留缶４１の底部に接続する補給水管路７３が接続しており、第２凝縮装置７０において生成された凝縮水を第１凝縮装置４０の貯留缶４１の底部に還流させて補給できるように構成されている。また、凝縮水排出管路７２には、蒸発装置２０の第２ヘッダ３１下部から延びる凝縮水ドレン管路２５が接続している。
【００３５】
アルコール分離装置８０は、第１凝縮装置４０で生成されたアルコール含有凝縮水からアルコール成分を気化して分離すると共に、アルコール成分が分離された凝縮水を冷却水として第１凝縮装置４０の貯留缶４１に導くように構成された装置である。図１においては、アルコール分離装置８０として曝気装置を採用した場合を例示している。この曝気装置は、アルコール含有凝縮水を減圧下において散布することにより、凝縮水からアルコール成分を気化させる装置であり、図１に示すように、アルコール含有凝縮水供給管路４６を介して導かれたアルコール成分を含む凝縮水を散布する凝縮水散布装置８１と、当該凝縮水散布装置８１を内部に設置する曝気塔８２と、凝縮水から分離されたガス状のアルコール成分をアルコール含有蒸気供給管路４７に導くアルコール移送管路８３と、アルコール成分が分離された凝縮水を第１凝縮装置４０の貯留缶４１に導く移送ポンプ付きの分離水供給管路８４と、曝気塔８２内を減圧する減圧手段８５とを備えている。減圧手段８５としては、例えば吸引ポンプを例示することができる。
【００３６】
アルコール吸収装置９０は、第１凝縮装置４０から導かれるアルコール成分を含む蒸気及びアルコール分離装置８０から導かれるアルコール成分を溶解用液に接触させて溶解させる装置であり、溶解用液が貯留される水洗室９１を有する水洗塔９２と溶解用液散布装置９３とを備えている。水洗塔９２は、アルコール含有蒸気供給管路４７が接続し、第１凝縮装置４０において凝縮しなかったアルコールを含む蒸気、及び、アルコール分離装置８０で分離されたアルコール成分を導き入れることができるように構成されている。溶解用液散布装置９３は、溶解用液散布ノズル９４と溶解用液循環管路９５とを備えており、水洗塔９２に貯留される溶解用液を溶解用液散布ノズル９４から散布できるように構成されている。また、溶解用液循環管路９５は、内部を流れる溶解用液を冷却する冷却装置９６を備えている。溶解用液としては、例えば、純水やアルコール水等を例示することができる。
【００３７】
このように構成された廃液処理装置１を用いて、アルカリ成分、揮発性酸成分及びアルコール成分を含む廃液を処理する方法について以下に説明する。なお、処理方法の理解を容易にするために、廃液に含まれるアルカリ成分、揮発性酸成分及びアルコール成分を、それぞれアンモニア、蟻酸、メタノールとし、廃液全体としてアルカリ性を示す場合を例に採り説明するが、廃液に含まれるアルカリ成分、揮発性酸成分及びアルコール成分はこれらに限定されない。また、ＰＨ調整装置１０において混合される酸として硫酸を採用し、第１凝縮装置４０のアルカリ液供給装置６０から散布されるアルカリ液として水酸化ナトリウム水溶液を採用した場合について説明する。
【００３８】
まず、図示しない廃液タンクからアンモニア、蟻酸及びメタノールが含まれる廃液をＰＨ調整装置１０の貯留タンク１１に供給する。そして、酸供給装置１２から貯留タンク１１に硫酸を供給し、貯留タンク１１に貯留される廃液に含まれるアンモニアを中和処理し硫酸アンモニア（中和塩）を生成する。このとき、廃液に含まれるアンモニアを硫酸アンモニアとして確実に回収するという観点から、ＰＨ調整後の廃液のＰＨが４〜５となるように供給する硫酸の量を調節する。硫酸が混合された廃液は、廃液供給管路１３を介して蒸発装置２０の蒸発缶２１の底部に導かれる。
【００３９】
蒸発缶２１の底部に貯留された廃液は、循環ポンプ２７ａの作用により廃液循環管路２７を通過して廃液散布ノズル２６に供給される。廃液散布ノズル２６に供給された廃液は、当該廃液散布ノズル２６により間接式加熱器２３における各伝熱管２９の外表面に散布され、加熱用蒸気供給管路１９及び第１ヘッダ３０を介して伝熱管２９に供給され、その内部を通過する蒸気との間で熱交換を行う。この熱交換によって廃液中の水の一部が蒸発し、蒸気が生成される。このとき、廃液に含まれる蟻酸及びメタノールも水の蒸発と一緒に気化する。このようにして生成された蟻酸及びメタノールを含む蒸気（揮発性酸成分及びアルコール成分を含む蒸気）は、蒸発缶２１の上部に接続する蒸気移送管路２４を経て第１凝縮装置４０に導かれることになる。
【００４０】
一方、複数の伝熱管２９の外表面において蒸発しなかった廃液は、伝熱管２９の外表面に沿って流下して蒸発缶２１の底部に貯留されている廃液に戻り、再び廃液循環管路２７を通過して廃液散布ノズル２６に供給される。蒸発缶２１の底部に貯留される廃液は、蒸発濃縮処理が終了するまで廃液循環管路２７を循環することとなる。蒸発缶２１に貯留される廃液には、伝熱管２９の加熱作用により気化する蟻酸及びメタノールの他に硫酸アンモニア及び硫酸が含まれているが、硫酸アンモニア及び硫酸は、伝熱管２９による加熱作用によって気化しないため、蒸発缶２１内に残留し、蒸発装置２０の蒸発濃縮処理終了時に、濃縮液として濃縮液排出管路２８を介して外部に排出される。つまり、廃液に含まれていたアンモニア（アルカリ成分）を硫酸アンモニア（中和塩）として廃液から確実に除去することができることになる。
【００４１】
加熱用蒸気供給管路１９を介して伝熱管２９内に供給された蒸気は、伝熱管２９の外表面に散布された廃液との熱交換により冷却されて凝縮水となり、間接式加熱器２３の第２ヘッダ３１下部に溜まることになる。この凝縮水は、凝縮水ドレン管路２５を介して凝縮水排出管路７２に導かれる。また、凝縮水に変換されなかった蒸気は、加熱用蒸気排出管路３２を介して第２凝縮装置７０に導かれる。
【００４２】
蒸発装置２０から排出され、蒸気移送管路２４を介して第１凝縮装置４０に導かれた蟻酸及びメタノールを含む蒸気は、第１ヘッダ５１の蒸気導入室５１ａに導かれる。そして、矢示Ａにて示すように第１伝熱管５０１を介して第１貯留室５２ａに導かれた後、当該第１貯留室５２ａにおいて上方に折り返されて、矢示Ｂにて示すように第２伝熱管５０２を介して第２貯留室５１ｂに導かれる。伝熱管５０内を通過する蒸気は、伝熱管５０の外表面を冷却する冷却水との熱交換作用により、第１伝熱管５０１から第１貯留室５２ａを介して第２伝熱管５０２を通過するに従ってその温度が低下していくため、第１伝熱管５０１内の温度が、伝熱管５０２内の温度よりも高い状態となる。
【００４３】
第１伝熱管５０１の内部を通過する蟻酸及びメタノールを含む蒸気は、冷却水散布ノズル４８から第１伝熱管５０１の外表面に散布される冷却水との熱交換により、第１伝熱管５０１内において凝縮水に変換される。第１伝熱管５０１内を通過する蒸気に含まれる蟻酸は、水への溶解度が高く、第１伝熱管５０１で生成される凝縮水に溶解するため、第１伝熱管５０１で生成される凝縮水は蟻酸を含む蟻酸含有凝縮水（酸含有凝縮水）となる。このように、第１伝熱管５０１を通過する蒸気に含まれる蟻酸は、第１伝熱管５０１内で生成される凝縮水に溶け込むので、第１貯留室５２ａにおいて上方に折り返されて、第２伝熱管５０２に導かれる蒸気は、蟻酸を含まない残余のメタノール含有蒸気（アルコール含有蒸気）となる。
【００４４】
一方、第２伝熱管５０２を通過するメタノール含有蒸気（アルコール含有蒸気）は、冷却水散布ノズル４８から第２伝熱管５０２の外表面に散布される冷却水との熱交換により、第２伝熱管５０２内においてメタノールを含むメタノール含有凝縮水（アルコール含有凝縮水）に変換される。なお、アルコール成分であるメタノールの液化温度は低いため、温度の高い第１伝熱管５０１内では凝縮せず、温度の低い第２伝熱管５０２内で凝縮する。
【００４５】
第１伝熱管５０１で生成される蟻酸含有凝縮水（酸含有凝縮水）は、第１伝熱管５０１内を通過する蒸気の流れに押されて、第２ヘッダ５２に導かれ、第１貯留室５２ａに溜まることになる。また、第２伝熱管５０２で生成されるメタノール含有凝縮水（アルコール含有凝縮水）は、第２伝熱管５０２内を通過する蒸気の流れに押されて、第２貯留室５１ｂ内に溜まることになる。
【００４６】
また、アルカリ液供給装置６０からは、第１伝熱管５０１で生成される蟻酸含有凝縮水を中和するための水酸化ナトリウム水溶液が供給されているため、第１伝熱管５０１内で生成された蟻酸含有凝縮水は、アルカリ液供給装置６０から供給される水酸化ナトリウム水溶液との中和反応により蟻酸ナトリウム（中和塩）を含む凝縮水となる。つまり、第１貯留室５２ａに溜まる凝縮水は、蟻酸ナトリウム（中和塩）を含む凝縮水となる。ここで、蒸発装置２０から供給される蒸気に含まれる蟻酸を蟻酸ナトリウムとして確実に回収するという観点から、ＰＨモニター６５による計測値が例えば１０〜１１となるように、アルカリ液供給装置６０の開閉弁６６の開度を調整して、散布される水酸化ナトリウム水溶液の量を制御することが好ましい。
【００４７】
第１伝熱管５０１で生成され、第１貯留室５２ａに貯留される凝縮水は、凝縮水還流管路４５を介して貯留缶４１に導かれる。貯留缶４１に導かれた凝縮水は、貯留缶４１内に貯留される冷却水と混合され、第１伝熱管５０１及び第２伝熱管５０２を通過する蒸気との熱交換のために、冷却水散布ノズル４８から第１伝熱管５０１及び第２伝熱管５０２の外表面に散布される。
【００４８】
第１伝熱管５０１及び第２伝熱管５０２の外表面に散布された冷却水は、第１伝熱管５０１及び第２伝熱管５０２の内部を通過する蒸気との間で熱交換を行い、第１伝熱管５０１及び第２伝熱管５０２の外表面において蒸気に変換される。第１伝熱管５０１及び第２伝熱管５０２の外表面において生成された蒸気は蒸気再利用管路４４を介して排出され、その一部が、蒸発装置２０の加熱源として蒸発装置２０に導かれる。残りの蒸気は、凝縮用蒸気管路６７を介して第２凝縮装置７０に導かれ凝縮水に変換される。
【００４９】
貯留缶４１に貯留される冷却水には、凝縮水還流管路４５により導かれた凝縮水が含まれるので、蟻酸ナトリウム及び中和用のアルカリである水酸化ナトリウムが含まれているが、これら蟻酸ナトリウム及び水酸化ナトリウムは、複数の伝熱管５０内を通過する蒸気との熱交換により気化しないため、貯留缶４１の底部に溜まり、廃液処理終了時に、濃縮液として冷却水排出管路５４を介して外部に排出される。つまり、廃液に含まれていた蟻酸（揮発性酸成分）を蟻酸ナトリウム（中和塩）として廃液から確実に除去することができることになる。
【００５０】
第１凝縮装置４０の第２貯留室５１ｂに貯留するメタノール含有凝縮水（アルコール含有凝縮水）は、アルコール含有凝縮水供給管路４６を介してアルコール分離装置８０に導かれる。アルコール分離装置８０に導かれたメタノール含有凝縮水は、凝縮水散布装置８１から散布されることにより、メタノール含有凝縮水に含まれるメタノール成分が気化して、凝縮水中から分離除去される。曝気塔８２は、減圧手段８５により減圧されているため、曝気塔８２内に散布される凝縮水からメタノール成分を効率良く分離することができる。メタノール成分が分離除去された凝縮水は、曝気塔８２内に溜まり、分離水供給管路８４を介して冷却水として第１凝縮装置４０の貯留缶４１に供給される。一方、凝縮水から分離されたメタノール成分は、アルコール移送管路８３及びアルコール含有蒸気供給管路４７を介してアルコール吸収装置９０に導かれる。
【００５１】
また、第２伝熱管５０２において凝縮水に変換されなかったメタノール含有蒸気は、第２貯留室５１ｂに接続するアルコール含有蒸気供給管路４７を介してアルコール吸収装置９０に導かれる。
【００５２】
アルコール含有蒸気供給管路４７を介して第１凝縮装置４０からアルコール吸収装置９０に導かれるメタノール含有蒸気、および、アルコール移送管路８３とアルコール含有蒸気供給管路４７とを介してアルコール分離装置８０からアルコール吸収装置９０に導かれるメタノール成分は、アルコール吸収装置９０の水洗塔９２内に導かれ、水洗塔９２に貯留され溶解用液散布装置９３を介して散布される溶解用液と接触することにより、溶解用液中に溶解して回収される。溶解用液中のアルコール濃度は、廃液処理の進行と共に徐々に増加していくこととなる。
【００５３】
次に、蒸発装置２０の間接式加熱器２３の第２ヘッダ３１から加熱用蒸気排出管路３２を介して第２凝縮装置７０に導かれる蒸気、及び、第１凝縮装置４０の貯留缶４１の上部から蒸気再利用管路４４及び凝縮用蒸気管路６７を介して第２凝縮装置７０に導かれる蒸気は、第２凝縮装置７０において、冷却水供給管路７１を通過する冷却水との熱交換により凝縮水に変換され、凝縮水排出管路７２を介して外部に排出される。凝縮水排出管路７２を通過する凝縮水の一部は、凝縮水排出管路７２の途中に設けられる補給水管路７３を介して、第１凝縮装置４０の貯留缶４１の底部に導かれた後、冷却水散布ノズル４８から伝熱管５０に散布され、伝熱管５０の熱交換作用により蒸気に変換される。補給水管路７３を介して、第１凝縮装置４０の貯留缶４１の底部に導かれる凝縮水の量は、例えば、第１凝縮装置４０の貯留缶４１の内部にレベルセンサーを設け、当該レベルセンサーからの検出値に基づいて貯留缶４１に貯留される冷却水の液量が一定となるように調整することが好ましい。
【００５４】
このように本実施形態に係る廃液処理装置１によれば、蒸発装置２０において廃液中のアルカリ成分を中和塩の濃縮液として確実に除去し、蒸発装置２０で生成された揮発性酸成分及びアルコール成分を含む蒸気を第１凝縮装置４０で凝縮して、主として揮発性酸成分を含む酸含有凝縮水と、主としてアルコール成分を含むアルコール含有凝縮水とを別々に回収することができる。そして、アルコール分離装置８０において、第１凝縮装置４０で生成されたアルコール含有凝縮水からアルコール成分を分離した後、アルコール成分分離後の凝縮水を第１凝縮装置４０の貯留缶４１に還流させるように構成しているので、アルコール成分が分離された凝縮水を伝熱管５０の内部を通過する蒸気との熱交換用の冷却水として有効に利用することができる。このアルコール分離装置８０から貯留缶４１に供給される凝縮水は、蒸発装置２０により蒸発処理される廃液中の水に相当するため、水資源を効率的に活用して廃液処理を行うことが可能になる。
【００５５】
また、第１凝縮装置４０の伝熱管５０の外表面において生成される蒸気中には、揮発性酸成分及びアルコール成分が含まれないため、第２凝縮装置７０において生成される凝縮水中に揮発性酸成分及びアルコール成分が移行することはなく、凝縮水を有効に再利用したり、そのまま外部に排水することが可能になる。
【００５６】
また、本実施形態においては、第１凝縮装置４０の第１伝熱管５０１で生成された凝縮水を貯留缶４１に還流させ、冷却水散布装置４２によって複数の伝熱管５０の外表面に散布できるように構成しているため、伝熱管５０の内部を通過する蒸気との熱交換に供される冷却水として、第１凝縮装置４０の第１伝熱管５０１で生成された凝縮水を利用することができる。第１凝縮装置４０の第１伝熱管５０１で生成された凝縮水は、蒸発装置２０により蒸発処理される廃液中の水に相当するため、当該廃液に含まれる水を伝熱管５０の内部を流通する蒸気との熱交換に供する冷媒として有効に利用することができ、水資源を効率的に活用して廃液処理を行うことが可能になる。
【００５７】
また、本実施形態においては、アルコール吸収装置９０を備えているため、アルコール分離装置８０で分離されたアルコール成分、及び、アルコール含有蒸気管路４７を介して導かれる蒸気に含まれるアルコール成分を溶解用液に確実に溶解させて回収することができる。更に、このアルコール吸収装置９０における溶解用液のアルコール濃度は、廃液処理の進行と共に徐々に増加していくため、所望のアルコール濃度を有するアルコール液を容易に生成して回収し、再利用することが可能となる。
【００５８】
更に、第１凝縮装置４０は、貯留缶４１の上部とエゼクター１５とを接続する蒸気再利用管路４４を備えているため、第１凝縮装置４０において生成された蒸気の少なくとも一部を蒸発装置２０に導き、揮発性酸成分及びアルコール成分を含む蒸気を生成するための加熱源として利用することが可能になる。この結果、エネルギー効率を高めて効率良く廃液の処理を行うことができる。また、第１凝縮装置４０において生成される蒸気は、廃液に含まれる水が状態変化したものであるため、当該廃液に含まれる水を蒸発装置２０の熱媒として有効に活用することができることになる。
【００５９】
また、本実施形態においては、補給水管路７３を介して第２凝縮装置７０において生成される凝縮水の少なくとも一部を第１凝縮装置４０の貯留缶４１の底部に還流させて、当該凝縮水を第１凝縮装置４０において蒸発させるように構成している。このようにして生成された蒸気の少なくとも一部は、上述のように、蒸気再利用管路４４を介して蒸発装置２０に導かれ、揮発性酸成分及びアルコール成分を含む蒸気を生成するための加熱源として利用されるため、第２凝縮装置７０において生成される凝縮水を蒸発装置２０の熱媒として有効に活用することができる。
【００６０】
また、本実施形態においては、図示しない廃液タンクに貯留されるアルカリ成分、揮発性酸成分及びアルコール成分を含む廃液を、蒸発装置２０に導く前にＰＨ調整装置１０の貯留タンク１１内において一旦貯留し、中和用の酸を当該廃液に混合しているため、蒸発装置２０において濃縮液として除去される廃液中のアルカリ成分と中和用の酸との中和塩を効率良くかつ確実に生成することができる。
【００６１】
また、本実施形態においては、第１凝縮装置４０の貯留缶４１に貯留される冷却水のＰＨを冷却水循環管路５７に設置されるＰＨモニター６５により計測し、この計測値に基づいてアルカリ液供給装置６０から散布する中和用のアルカリ液の量を制御できるように構成されているため、貯留缶４１に貯留される冷却水に含まれる揮発性酸成分の全てを中和塩として除去することが可能な量のアルカリ液を確実に散布することができる。
【００６２】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明の具体的な態様は上記実施形態に限定されない。例えば、図２に示すように、第１ヘッダ５１内および第２ヘッダ５２内に、それぞれ仕切部材５３ａ，５３ｂを設けて、蒸気導入室５１ａ、第１貯留室５２ａ、第２貯留室５１ｂ及び第３貯留室５２ｂを備える構成を採用し、第２貯留室５１ｂ及び第３貯留室５２ｂに貯留されるアルコールを含む凝縮水をアルコール分離装置８０に導くようにしてもよい。
【００６３】
また、本実施形態においては、アルコール分離装置８０として曝気装置を採用しているが、このような構成に特に限定されず、例えば、アルコール含有凝縮水供給管路４６を介して導かれるアルコール含有凝縮水をタンクに貯留し、当該タンクを加熱して当該アルコール含有凝縮水に含まれるアルコール成分を気化させて、アルコール含有凝縮水からアルコール成分を分離するような構成を採用することもできる。
【００６４】
また、アルコール吸収装置９０において、水洗塔８７に貯留される溶解用液を溶解用液散布装置８８から散布することにより、第１凝縮装置４０及びアルコール分離装置８０から水洗塔８７に導入されるアルコール成分を吸収できるように構成しているが、このような構成に特に限定されず、例えば、水洗塔８７の底部にアルコール含有蒸気供給管路４７を接続して、第１凝縮装置４０及びアルコール分離装置８０から供給されるアルコール成分が、水洗塔８７に貯留される溶解用液中を通過しながら溶解用液に溶解するように構成してもよい。
【００６５】
また、本実施形態においては、第１凝縮装置４０の第１貯留室５２ａに貯留される凝縮水を凝縮水還流管路４５を介して貯留缶４１に導くように構成されているが、このような構成に特に限定されず、例えば、第１貯留室５２ａに貯留される凝縮水をそのまま外部に排水するような構成を採用してもよい。
【００６６】
また、本実施形態においては、第１伝熱管５０１内で生成される酸含有凝縮水を中和するために、アルカリ液供給装置６０を設け、第１伝熱管５０１内に向けてアルカリ液を散布するように構成しているが、このような構成に特に限定されず、例えば、第１貯留室５２ａに貯留される酸含有凝縮水中に中和用のアルカリ液を注入するような構成を採用することもできる。更に、貯留缶４１内にアルカリ液を注入するような構成を採用することもできる。
【００６７】
また、本実施形態においては、ＰＨ調整装置１０は貯留タンク１１を備え、当該貯留タンク１１に中和用の酸を混合する構成を採用しているが、貯留タンク１１を省略し、蒸発装置２０の蒸発缶２１に中和用の酸を直接混合するような構成を採用してもよい。
【００６８】
また、本実施形態においては、第１凝縮装置４０の貯留缶４１内に貯留される冷却水のＰＨを計測するＰＨモニター６５を冷却水循環管路４９に設置するように構成されているが、このような構成に特に限定されず、例えば、第１凝縮装置４０の貯留缶４１にＰＨモニター６５を設置する構成を採用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明に係る廃液処理装置を示す概略構成図である。
【図２】図１に示す廃液処理装置の変形例を示す概略構成図である。
【図３】従来の排水処理装置を示す概略構成図である。
【符号の説明】
【００７０】
１    廃液処理装置
２０  蒸発装置
４０  凝縮装置
５０  伝熱管
５０１  第１伝熱管
５０２  第２伝熱管
５１  第１ヘッダ
５１ａ  蒸気導入室
５１ｂ  第２貯留室
５２  第２ヘッダ
５２ａ  第１貯留室
８０  アルコール分離装置
【図１】
0004514705.tif 000002
【図２】
0004514705.tif 000003
【図３】
0004514705.tif 000004