【誤訳訂正書】
【提出日】平成22年1月29日(2010.1.29)
【誤訳訂正１】
【訂正対象書類名】特許請求の範囲
【訂正対象項目名】全文
【訂正方法】変更
【訂正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィッシャー・トロプシュ反応水から、ＣＯＤ２０〜５００ｍｇ／ｌ、ｐＨ６．０〜９．０、懸濁固形分含量２５０ｍｇ／ｌ未満及び総溶解固形分含量６００ｍｇ／ｌ未満の水流である精製水を製造する方法であって、該方法は少なくとも、
ａ）一次水濃縮流を産生するために、前記フィッシャー・トロプシュ反応水から少なくとも非酸性の酸素含有炭化水素分画を除去する段階を少なくとも一段階備えた平衡段階式分離過程から成る第一の処理段階と、
ｂ）二次水濃縮流を産生するために、前記一次水濃縮流の少なくとも一部を蒸発させてその非蒸発部分中の有機成分分画総量を減少させる過程から成る第二の処理段階と、
ｃ）前記二次水濃縮流の少なくとも一部から少なくとも固体成分の一部を除去する固液分離過程から成る最終処理段階と、
の各段階を含むことを特徴とする。
【請求項２】
フィッシャー・トロプシュ反応水から、ＣＯＤ２０〜５００ｍｇ／ｌ、ｐＨ６．０〜９．０、懸濁固形分含量２５０ｍｇ／ｌ未満及び総溶解固形分含量６００ｍｇ／ｌ未満の水流である精製水を製造する方法であって、該方法は少なくとも、
ａ）一次水濃縮流を産生するために、前記フィッシャー・トロプシュ反応水から少なくとも非酸性の酸素含有炭化水素分画を除去する段階を少なくとも一段階備えた平衡段階式分離過程から成る第一の処理段階と、
ｂ）二次水濃縮流を産生するために、前記一次水濃縮流の少なくとも一部を蒸発させてその非蒸発部分中の有機成分分画総量を減少させる過程から成る第二の処理段階と、
ｃ）三次水濃縮流を産生するために、前記二次水濃縮流から少なくとも溶存有機炭素分画を除去する生物学的処理過程から成る第三の処理段階と、
ｄ）前記三次水濃縮流の少なくとも一部から少なくとも固体成分の一部を除去する固液分離過程から成る第四の処理段階と、
の各段階を含むことを特徴とする。
【請求項３】
前記非酸性の酸素含有炭化水素は、アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド、アセトン、メチルプロピルケトン、メタノール、エタノール，プロパノール、ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、及びヘプタノールを含む群から選択されるものとした請求項１又は請求項２記載の方法。
【請求項４】
前記溶存有機炭素をアルデヒド類、ケトン類、アルコール類及び有機酸類を含む群から選択されるものとした請求項２に記載の方法。
【請求項５】
前記第一の処理段階で使用される平衡段階式分離過程は、蒸留、液体溶剤を使用する溶剤抽出、及び液化ガス類を使用する溶剤抽出からなる群から選ばれることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかの一項に記載の方法。
【請求項６】
前記第一の処理段階は、極めて低沸点の化合物及び溶存気体類を前記フィッシャー・トロプシュ反応水から除去するための、該フィッシャー・トロプシュ反応水からの脱気処理を、該第一の処理段階でのその後の処理の前に含むことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかの一項に記載の方法。
【請求項７】
前記ｂ）の段階における蒸発は、冷却塔中の環境温度及び圧力の下で行われることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかの一項に記載の方法。
【請求項８】
前記ｂ）の段階における蒸発は、前記一次水濃縮流を蒸発冷却塔へのメイクアップ水として用いることで行われることを特徴とする前記請求項１乃至７のいずれかの一項に記載の方法。
【請求項９】
前記蒸発冷却塔を機械式の通風冷却塔、自然通風冷却塔、及び強制通風冷却塔のいずれかから選択するものとする請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記処理段階ｃ）の生物学的処理を好気性処理法とする請求項２に記載の方法。
【請求項１１】
前記好気性処理法に用いられる技術を活性スラッジ処理、生物学的通気フィルタ、細流フィルタ、回転式生物学的接触器、高速コンパクト反応器、膜バイオ・リアクター及び流動床反応器のうちから選択するものとする請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記第四の処理段階を生物学的処理中に発生した三次水濃縮流から懸濁固形分を除去するものとする請求項２に記載の方法。
【請求項１３】
フィッシャー・トロプシュ反応水から、ＣＯＤ５０ｍｇ／ｌ未満、ｐＨ６．０〜９．０、懸濁固形分含量５０ｍｇ／ｌ未満及び総溶解固形分含量１００ｍｇ／ｌ未満の水流である高度精製水を製造する方法であって、該方法は少なくとも、
ａ）一次水濃縮流を産生するために、前記フィッシャー・トロプシュ反応水から少なくとも非酸性の酸素含有炭化水素分画を除去する段階を少なくとも一段階備えた平衡段階式分離過程から成る第一の処理段階と、
ｂ）二次水濃縮流を産生するために、前記一次水濃縮流の少なくとも一部を蒸発させてその非蒸発部分中の有機成分分画総量を減少させる過程から成る第二の処理段階と、
ｃ）三次水濃縮流を産生するために、前記二次水濃縮流の少なくとも一部から少なくとも固体成分の一部を除去する固液分離過程から成る第三の処理段階と、
ｄ）前記三次水濃縮流の少なくとも一部から少なくとも溶解塩及び有機成分の一部を除去するための、溶解塩・有機成分除去過程から成る最終処理段階と、
の各段階を含むことを特徴とする。
【請求項１４】
フィッシャー・トロプシュ反応水から、ＣＯＤ５０ｍｇ／ｌ未満、ｐＨ６．０〜９．０、懸濁固形分含量５０ｍｇ／ｌ未満及び総溶解固形分含量１００ｍｇ／ｌ未満の水流である高度精製水を製造する方法であって、該方法は少なくとも、
ａ）一次水濃縮流を産生するために、前記フィッシャー・トロプシュ反応水から少なくとも非酸性の酸素含有炭化水素分画を除去する段階を少なくとも一段階備えた平衡段階式分離過程から成る第一の処理段階と、
ｂ）二次水濃縮流を産生するために、前記一次水濃縮流の少なくとも一部を蒸発させてその非蒸発部分中の有機成分分画総量を減少させる過程から成る第二の処理段階と、
ｃ）三次水濃縮流を産生するために、前記二次水濃縮流から少なくとも溶存有機炭素分画を除去する生物学的処理過程から成る第三の処理段階と、
ｄ）四次水濃縮流を産生するために、前記三次水濃縮流の少なくとも一部から少なくとも固体成分の一部を除去する固液分離過程から成る第四の処理段階と、
ｅ）前記四次水濃縮流の少なくとも一部から少なくとも溶解塩及び有機成分の一部を除去するための、溶解塩・有機成分除去過程から成る最終処理段階と、
の各段階を含むことを特徴とする。
【請求項１５】
前記非酸性の酸素含有炭化水素をアルデヒド類、ケトン類、アルコール類及び有機酸類の内から選択する請求項１３又は１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記第一の処理段階で使用される平衡段階式分離過程は、蒸留、液体溶剤を使用する溶剤抽出、及び液化ガス類を使用する溶剤抽出からなる群から選ばれる請求項１３乃至１５のいずれかの一項に記載の方法。
【請求項１７】
前記第一の処理段階は、極めて低沸点の化合物及び溶存気体類を前記フィッシャー・トロプシュ反応水から除去するための、該反応水からの脱気処理を、該一次処理段階でのその後の処理の前に含むことを特徴とする請求項１３乃至１６のいずれかの一項に記載の方法。
【請求項１８】
前記ｂ）の段階における蒸発は、冷却塔中の環境温度及び圧力の下で行われることを特徴とする請求項１３乃至１７のいずれかの一項に記載の方法。
【請求項１９】
前記蒸発冷却塔を機械式の通風冷却塔、自然通風冷却塔、及び強制通風冷却塔のいずれかから選択するものとする請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記段階ｃ）の生物学的処理を好気性処理法とする請求項１４に記載の方法。
【請求項２１】
前記好気性処理法に用いられる技術を活性スラッジ処理、生物学的通気フィルタ、細流フィルタ、回転式生物学的接触器、高速コンパクト反応器、膜バイオ・リアクター及び流動床反応器のうちから選択するようにした請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記第四の処理段階を生物学的処理中に生じた三次水濃縮流から懸濁固形分を除去するものとする請求項１４に記載の方法。
【請求項２３】
残留有機種を化学的酸化作用、紫外線発生フリーラジカル類、吸着及び／又は吸収過程から選択した一種あるいは数種の方法で前記最終処理段階において除去するようにした請求項１４に記載の方法。
【請求項２４】
前記吸着及び／又は吸収過程が活性炭素処理を行うことと有機物除去樹脂を使用することの一方の処理又は双方の処理を含むものとする請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記第三の処理から生じた溶解塩及び／又は他のいくつかの処理の排出物を、イオン交換、逆浸透、ナノ濾過、及び化学的沈殿法の中から選択した一種又は二種以上の方法によって前記最終処理段階において減少するようにした請求項１４に記載の方法。
【誤訳訂正２】
【訂正対象書類名】明細書
【訂正対象項目名】全文
【訂正方法】変更
【訂正の内容】
【書類名】  明細書
【発明の名称】  フィッシャー・トロプシュ法によって誘導された水を浄化する方法
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は各種の炭素質の物質が供給原料に用いられるフィッシャー・トロプシュ合成によって産生された水を浄化する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
天然ガスや石炭などの炭素質の供給原料から水を精製する方法であって、炭化水素も産生されるという方法を出願人は承知している。
【０００３】
そのような方法の一つがフィッシャー・トロプシュ法であって、その最大の産生物は水であり、オレフィン類、パラフィン類、ワックス類を含む炭化水素及びその酸素含有物の産生はそれよりも少量である。この方法については、たとえば、マーク・ドライ著「フィッシャー・トロプシュ法の技術」(Catal.Rev.Sci.Eng.,23巻(1,2合併号), pp.265-278)など多くの文献が存在する。
【０００４】
フィッシャー・トロプシュ法によって得られる生成物は、さらに、たとえば、水素化法によって、合成原油、オレフィン類、溶剤類、潤滑油、工業用オイル、薬用オイル、ロウ状炭化水素類、窒素及び酸素含有化合物、モーター用のガソリン、ディーゼル燃料、ジェット燃料、及び灯油等に加工することができる。この潤滑油には自動車用、ジェット用、タービン用、金属工作用のオイルが含まれる。工業用オイルには掘削流体、農業用油、熱伝導流体が含まれている。
【０００５】
炭素質の原油が見出される地域においては、水の供給は極めて少なく、極めて高価な資源といえる。また、天然水を得るためにフィッシャー・トロプシュ法を利用し、それによって生じた汚染された水を処分することは、これを阻止しないと環境問題となるので、阻止しなければならない。したがって、炭素質の供給原料を利用して使用することのできる水を製造し、回収することが考慮されている。
【０００６】
炭素質の供給原料は、一般的に石炭と天然ガスを含んでいて、これらはフィッシャー・トロプシュ合成中に炭化水素と水と二酸化炭素に転換される。当然、たとえば、海洋中に見出されるメタン水和物のような他の炭素質の供給原料も使用することができる。
【０００７】
本発明によれば、フィッシャー・トロプシュ法を利用して産生された水を精製する前に、フィッシャー・トロプシュ産成物から水濃縮流を分離する目的で予備分離処理に供することを特徴とする。
【０００８】
予備分離行程はフィッシャー・トロプシュ反応器からのガス状の生成物を凝縮することと、これを独特な三段階の分離器によって分離させることとからなっている。この分離器から排出される三種類の流れは、排ガス、主としてＣ5乃至Ｃ20の範囲の炭化水素から成る炭化水素凝縮物並びに非酸性の化学物質類、水、酸類及び懸濁炭化水素類を含有する反応水流である。
【０００９】
次いで、この反応水流はコアレッサーで炭化水素懸濁液と水濃縮流とに分けられる。
【００１０】
このコアレッサーは反応水流から炭化水素を１０ｐｐｍ乃至１０００ｐｐｍ、主として５０ｐｐｍの濃度にまで除去することができる。
【００１１】
このようにして得られた水濃縮流は、この発明による方法の供給材料となり、本明細書中では「フィッシャー・トロプシュ反応水」との用語で表示する。
【００１２】
この水濃縮流又は反応水の組成はフィッシャー・トロプシュ反応器に用いられる触媒金属と反応条件（たとえば温度、圧力）とに大きく左右される。フィッシャー・トロプシュ反応水は、脂肪族、芳香族及び環状アルコール類、アルデヒド類、ケトン類、及び酸類を含む酸素含有炭化水素を含有する可能性があり、さらにより少量の脂肪族、芳香族及び環状炭化水素、たとえばオレフィン類及びパラフィン類を含有する可能性がある。
【００１３】
フィッシャー・トロプシュ反応水には、またフィッシャー・トロプシュ反応器からの金属を含む無機化合物をごく少量含有している可能性があり、同様に、供給材料から発生する窒素及びイオウを含有する物質が含まれている可能性がある。
【００１４】
フィッシャー・トロプシュ反応水の品質に関して、使用したフィッシャー・トロプシュ合成の形式の影響を、３種類の相違する合成操作モードによって得られたフィッシャー・トロプシュ反応水の代表的な有機分析で（表１）に示す。すなわち、
・低温フィッシャー・トロプシュ  ＬＴＦＴ  コバルト又は鉄触媒
・高温フィッシャー・トロプシュ  ＨＴＦＴ  鉄触媒
【００１５】
【表１】
2005534468.tif 000001
【００１６】
それぞれ出所が異なる（表１）フィッシャー・トロプシュ反応水の分析で、これらの水、特にＨＴフィッシャー・トロプシュ反応水は比較的高濃度の有機化合物類を含有しており、これらの水をさらに処理して好ましくない成分を除去することなしに直接に利用したり、又は廃棄したりすることが一般的には適切でないことは明白である。フィッシャー・トロプシュ反応水の処理の度合は、専らその用途の如何に依存し、ボイラーへの給水用の水から環境に廃棄することのできるように部分的に処理された水まで広範囲の品質の水を産生することができる。
【００１７】
フィッシャー・トロプシュ反応水を雨水と同様に別個の特有の処理排水と共にあわせて処理することも可能である。
【００１８】
この発明に記載された水質浄化法は、極く僅か改造を加えれば、フィッシャー・トロプシュ合成法に使用した触媒と類似した金属触媒を使用して一般的な合成ガス変換処理によって発生した水流を処理するのにも応用することができる。
【発明の開示】
【００１９】
この発明の第一の形態は、フィッシャー・トロプシュ反応水から精製された水を製造する方法を提供するものであって、この方法は、少なくとも、
ａ）一次水濃縮流を産生するために、前記フィッシャー・トロプシュ反応水から少なくとも非酸性の酸素含有炭化水素分画を除去する段階を少なくとも一段階備えた平衡段階式分離過程から成る第一の処理段階と、
ｂ）二次水濃縮流を産生するために、前記一次水濃縮流の少なくとも一部を蒸発させてその非蒸発部分中の有機成分分画総量を減少させる過程から成る第二の処理段階と、
ｃ）前記二次水濃縮流の少なくとも一部から少なくとも固体成分の一部を除去する固液分離過程から成る最終処理段階と、
の各段階を含む。
【００２０】
この発明の第二の形態は、フィッシャー・トロプシュ反応水から精製された水を製造する方法を提供するものであって、この方法は、少なくとも、
ａ）一次水濃縮流を産生するために前記フィッシャー・トロプシュ反応水から少なくとも非酸性の酸素含有炭化水素分画を除去する段階を少なくとも一段階備えた平衡段階式分離過程から成る第一の処理段階と
ｂ）二次水濃縮流を産生するために、前記一次水濃縮流の少なくとも一部を蒸発させてその非蒸発部分中の有機成分分画総量を減少させる過程から成る第二の処理段階と、
ｃ）三次水濃縮流を産生するために、前記二次水濃縮流から少なくとも溶存有機炭素分画を除去する生物学的処理過程から成る第三の処理段階と、
ｄ）前記三次水濃縮流の少なくとも一部から少なくとも固体成分の一部を除去する固液分離過程から成る第四の処理段階と、
の各段階を含む。
【００２１】
「精製された水」との用語は、ＣＯＤが２０乃至５００ｍｇ／ｌで、ｐＨ が６．０乃至９．０で、懸濁固形分含量が２５０ｍｇ／ｌ未満で、総溶解固形分含量が６００ｍｇ／ｌ未満の水を意味するものとする。
【００２２】
非酸性酸素含有炭化水素類は、通常、アルコール類、ケトン類及びアルデヒド類の中から選択されるが、さらに詳細に述べれば、アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド、ブチルアルデヒド、アセトン、メチル−プロピル−ケトン、メタノール、エタノール，プロパノール、ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、及びヘプタノールの中から選択する。
【００２３】
多くの平衡段階式分離過程が第一の処理段階で用いられるのに適している。このような過程には、通常の液体溶媒又は液化ガスを用いた溶剤抽出のみならず、精錬及び石油化学産業において用いられている通常の蒸留過程が含まれる。
【００２４】
その第一の処理段階で蒸留を行うと、フィッシャー・トロプシュ反応水中に含有されている非酸性酸素含有炭化水素類の大部分が除去され、主としてモノカルボキシル酸類（たとえば、酢酸、プロピオン酸）及び、時には微量の非酸化合物が残る。有機酸が存在するので、一次水濃縮流はフィッシャー・トロプシュ酸性水として知られている。
【００２５】
蒸留による塔頂留出物は回収することができ、製品として加工されて、燃料あるいはエネルギー源として利用することができる。
【００２６】
フィッシャー・トロプシュ反応水からごく低沸点の化合物や溶存ガスを除去する目的で、第一の処理段階に反応水からの脱気過程を含めることとしてその後にさらなる処理過程に供することとしてもよい。
【００２７】
概して、ＨＴＦＴ鉄触媒過程によって生ずるフィッシャー・トロプシュ反応水は、第一の処理を経た後のフィッシャー・トロプシュ酸性水の中に残存する有機酸類が比較的高濃度（＞１質量％）であるがために応用範囲が限られているので、この水をさらに処理する必要がある。これとは対照的に、コバルトをベースとしたＬＴＦＴ過程によって得たフィッシャー・トロプシュ反応水は第一の処理を経た後の有機酸類の濃度が有意に低い（＜０．１質量％）ので、中和させた後であれば、充分に希釈することができ、かつ、排出基準が許せば環境に放出することができる。一次水濃縮流は処理水としての用途が制約されている。
【００２８】
段階ｂ）における蒸発は冷却塔の環境温度と圧力で生じ得る。
【００２９】
冷却塔での蒸発中に、一次水濃縮流の中に含まれている溶融有機成分の少なくとも一部が微生物類の作用によって減少する。その、全部又は一部が除かれる成分には酸性酸素含有炭化水素とメタノールとが含まれている。
【００３０】
冷却水として一次水濃縮流が使用されることによって、冷却塔におけるエアレーションによって酸素が豊富になり、これが一次水濃縮流の中にとけ込んでいる有機成分を食物源として利用する微生物類の成長を活発化させる。
【００３１】
この蒸発は、蒸発冷却塔へのメイクアップ水として一次水濃縮流を利用することを含んでもよい。この蒸発冷却塔は、機械式通風冷却塔、自然通風冷却塔、及び強制通風冷却塔等のうちから選択する。
【００３２】
冷却水として一次水濃縮流を使用するときには、冷却に用いられる装置を通過するその水の直線流速は、懸濁固形分がその装置に沈積しないよう十分な高速度としなければならない。
【００３３】
この水に触れる金属及び／又はコンクリートの表面の腐食を阻止するために、苛性ソーダなどのアルカリを加えて一次水濃縮流のｐＨを調整しなければならない。
【００３４】
一次水濃縮流を冷却水として使用する以前に、たとえば、汚損、腐食及びスケーリングなどの好ましくない作用を阻止するため一種若しくは数種の適当な添加物を添加してもよい。
【００３５】
好気性処理を二次水濃縮流の生物学的処理に含ませることもできる。
【００３６】
好気性処理法は通常の家庭の廃水及び産業廃水の処理と同様である。
【００３７】
好気性処理は、炭素含有有機成分の微生物学的分解を促進するために、窒素（たとえば、尿素、アンモニア若しくはアンモニウム塩）又はリン（たとえばリン酸塩）を含む化合物の形の栄養素を加えることを含むこととしてもよい。さらに、石灰、苛性ソーダ灰分などのアルカリ化合物を用いるｐＨ制御が微生物の性能を最適にするのに求められる。
【００３８】
二次水濃縮流の好気性処理には広範囲の技術を用いることができる。この種の技術は活性化スラッジ処理、高速コンパクト反応器、生物学的通気フィルタ、細流フィルタ、回転式生物学的接触器、膜バイオ・リアクター及び流体床反応器から選択することができる。シングルセルプロテイン（ＳＣＰ）の好気的産生も成功裡に開発されている。
【００３９】
水濃縮流又は三次水濃縮流の他に、好気性処理によると、通常、副産物として二酸化炭素とスラッジとを生ずる。二酸化炭素は周囲に放出することができる。スラッジの方は焼却して、埋め立て、肥料、土壌改善剤、あるいはＳＣＰの供給源として用いることができる。
【００４０】
第四の処理段階は生物学的処理中に生じた三次水濃縮流から懸濁固形分を除くことを目的とするものである。
【００４１】
懸濁固形分の除去には、次のような方法、すなわち、砂による濾過法、薄膜分離法（たとえば、マイクロ濾過法又は限外濾過法）、沈殿物の沈降法、（凝集剤を使用若しくは使用することなく行う）溶解されている空気の浮揚法、及び遠心分離法がある。
【００４２】
地方における排出基準又は意図する用途に応じて、第四の処理に必要なレベル及び形式が要求される。
【００４３】
前述の方法によって生成された精製された水の用途には、冷却水、灌漑用水、あるいは一般的な処理用水などが含まれる。
【００４４】
精製された水は概ね次表の通りの性質である。
【００４５】
【表２】
2005534468.tif 000002
【００４６】
この発明の第三の形態は、フィッシャー・トロプシュ反応水から高度に精製された水を製造する方法を提供するものであって、この方法は、少なくとも、
ａ）一次水濃縮流を産生するために、前記フィッシャー・トロプシュ反応水から少なくとも非酸性の酸素含有炭化水素分画を除去する段階を少なくとも一段階備えた平衡段階式分離過程から成る第一の処理段階と、
ｂ）二次水濃縮流を産生するために、前記一次水濃縮流の少なくとも一部を蒸発させてその非蒸発部分中の有機成分分画総量を減少させる過程から成る第二の処理 段階と、
ｃ）三次水濃縮流を産生するために、前記二次水濃縮流の少なくとも一部から少なくとも固体成分の一部を除去する固液分離過程から成る第三の処理段階と、
ｄ）前記三次水濃縮流の少なくとも一部から少なくとも溶解塩及び有機成分の一部を除去するための、溶解塩・有機成分除去過程から成る第四の処理段階と、
の各段階を含む。
【００４７】
この発明の第四の形態は、フィッシャー・トロプシュ反応水から高度に精製された水を製造する方法を提供するものであって、この方法は、少なくとも、
ａ）一次水濃縮流を産生するために、前記フィッシャー・トロプシュ反応水から少なくとも非酸性の酸素含有炭化水素分画を除去する段階を少なくとも一段階備えた平衡段階式分離過程から成る第一の処理段階と、
ｂ）二次水濃縮流を産生するために、前記一次水濃縮流の少なくとも一部を蒸発させてその非蒸発部分中の有機成分分画総量を減少させる過程から成る第二の処理段階と、
ｃ）三次水濃縮流を産生するために、前記二次水濃縮流から少なくとも溶存有機炭素分画を除去する生物学的処理から成る第三の処理段階と、
ｄ）四次水濃縮流を産生するために、前記三次水濃縮流の少なくとも一部から少なくとも固体成分の一部を除去する固液分離過程から成る第四の処理段階と、
ｅ）前記四次水濃縮流の少なくとも一部から少なくとも溶解塩及び有機成分の一部を除去するための、溶融塩・有機成分除去過程から成る最終処理段階と、
の各段階を含む。
【００４８】
「高度に精製された水」との用語は、５０ｍｇ／ｌのＣＯＤで、ｐＨが６．０乃至９．０であり、懸濁固形分含量が５０ｍｇ／ｌ未満で総溶解固形分含量が１００ｍｇ／ｌ未満である水を意味するものとする。
【００４９】
非酸性酸素含有炭化水素類は、通常、アルデヒド類、ケトン類及びアルコール類の中から選択されるが、さらに詳細に述べれば、アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド、ブチルアルデヒド、アセトン、メチル−プロピル−ケトン、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、及びヘプタノールの中から選択する。
【００５０】
多くの平衡段階式分離過程が第一の処理段階で用いられるのに適している。このような過程には、通常の液体溶剤又は液化ガスを用いた溶剤抽出のみならず、精製及び石油化学産業において用いられている通常の蒸留過程が含まれる。
【００５１】
その第一の処理段階で蒸留を行うと、フィッシャー・トロプシュ反応水中に含有されている非酸性酸素含有炭化水素類の大部分が除去され、主としてモノカルボキシル酸類（たとえば、酢酸、プロピオン酸）及び、時には微量の非酸化合物が残る。有機酸が存在するので、一次水濃縮流はフィッシャー・トロプシュ酸性水として知られている。
【００５２】
蒸留による塔頂留出物は回収することができ、製品として加工されて、燃料あるいはエネルギー源として利用することができる。
【００５３】
フィッシャー・トロプシュ反応水からごく低沸点の化合物や溶存ガスを除去する目的で、第一の処理段階に反応水からの脱気過程を含めることとしてその後にさらなる処理過程に供することとしてもよい。
【００５４】
概して、ＨＴＦＴ鉄触媒過程によって生ずるフィッシャー・トロプシュ反応水は、第一の処理を経た後のフィッシャー・トロプシュ酸性水の中に残存する有機酸類が比較的高濃度（＞１質量％）であるがために応用範囲が限られているので、この水をさらに処理する必要がある。これとは対照的に、コバルトをベースとしたＬＴＦＴ過程によって得たフィッシャー・トロプシュ反応水は第一の処理を経た後の有機酸類の濃度が有意に低い（＜０．１質量％）ので、中和させた後であれば、充分に希釈することができ、かつ、排出基準が許せば環境に放散することができる。一次水濃縮流は処理水としての用途が制約されている。
【００５５】
段階ｂ）における蒸発は冷却塔の環境温度と圧力で生じ得る。
【００５６】
冷却塔での蒸発中に、一次水濃縮流の中に含まれている溶融有機成分の少なくとも一部が微生物類の作用によって減少する。その、全部又は一部が除かれる成分には産生酸素含有炭化水素とメタノールとが含まれている。
【００５７】
冷却水として一次水濃縮流が使用されることによって、冷却塔におけるエアレーションによって酸素が多量になり、これが一次水濃縮流の中にとけ込んでいる有機成分を食物源として利用する微生物類の成長を活発化させる。
【００５８】
この蒸発は、蒸発冷却塔へのメイクアップ水として一次水濃縮流を利用することを含んでもよい。この蒸発冷却塔は、機械式通風冷却塔、自然通風冷却塔、及び強制通風冷却塔のうちから選択する。
【００５９】
冷却水として一次水濃縮流を使用するときには、冷却過程に用いられる装置を通過するその水の直線流速は、懸濁固形分がその装置に沈積しないよう十分な高速度としなければならない。
【００６０】
この水に触れる金属及び／又はコンクリートの表面の腐食を阻止するために、苛性ソーダなどのアルカリを加えて一次水濃縮流のｐＨを調整しなければならない。
【００６１】
一次水濃縮流を冷却水として使用する以前に、たとえば、汚損、腐食及びスケーリングなどの好ましくない作用を阻止するため一種若しくは数種の適当な添加物を添加してもよい。
【００６２】
好気性処理を二次水濃縮流の生物学的処理に含ませることもできる。
【００６３】
好気性処理法は通常の家庭の廃水及び産業廃水の処理と同様である。
【００６４】
好気性処理は、炭素含有有機成分の微生物学的分解を促進するために、窒素（たとえば、尿素、アンモニア若しくはアンモニウム塩）又はリン（たとえばリン酸塩）を含む化合物の形の栄養素を加えることを含むこととしてもよい。さらに、石灰、苛性ソーダ灰分などのアルカリ化合物を用いるｐＨ制御が微生物の性能を最適にするのに求められる。
【００６５】
二次水濃縮流の好気性処理には広範囲の技術を用いることができる。この種の技術は活性化スラッジ処理、高速コンパクト反応器、生物学的通気フィルタ、細流フィルタ、回転式生物学的接触器、膜バイオ・リアクター及び流動床反応器から選択することができる。シングルセルプロテイン（ＳＣＰ）の好気的産生も成功裡に開発されている。
【００６６】
水濃縮流又は三次水濃縮流の他に、好気性処理によると、通常、副産物として二酸化炭素とスラッジとを生ずる。二酸化炭素は周囲に放出することができる。スラッジの方は焼却して、埋め立て、肥料、土壌改善剤、あるいはＳＣＰの供給源として用いることができる。
【００６７】
第四の処理段階は生物学的処理中に生じた水濃縮流から懸濁固形分を除くことを目的とするものである。
【００６８】
懸濁固形分の除去には、次のような方法、すなわち、砂による濾過法、薄膜分離法（たとえば、マイクロ濾過法又は限外濾過法）、沈殿物の沈降法、（凝集剤を使用若しくは使用することなく行う）溶解されている空気の浮揚法、及び遠心分離法がある。
【００６９】
生物学的処理と固形分の除去とによっても除かれずに残った、残留有機物は、オゾン及び過酸化水素のような試薬を用いた化学的酸化、紫外線により発生されるフリーラジカル類、並びに活性炭素処理および有機物除去樹脂類を含む吸着／吸収過程などから選択した方法で除去することができる。
【００７０】
第二の処理（すなわち、ｐＨ制御化学物質、栄養素の添加）及び／又は他の処理の廃水との共同処理から生ずる溶解塩類は、イオン交換、逆浸透、ナノ濾過、並びに高温及び低温石灰軟化法を含む化学的な沈殿法等の、いずれかの方法によって減少させることができる。
【００７１】
これまでの方法によって生成された、高度に精製された水の利用例としては、ボイラーへの給水、または飲料水とすることが挙げられる。
【００７２】
高度に精製された水の性質を次の表３に示す。
【００７３】
【表３】
2005534468.tif 000003
【００７４】
この発明によって生成された精製水及び高度精製水の固有の利点は、フィッシャー・トロプシュ反応水は本質的に固形分を含まない水流であるために、溶解固形分を少量しか含有していないことである。精製水中の残存塩類が低レベルであるのは、一連の精製処理及び／又は溶解固形分を含有する他の廃水との共同処理の中で使用される化学物質の添加を制御することの結果である。これらの残存塩類は、Ｃａ、Ｍｇ、Ｎａ、Ｋ、Ｃｌ、ＳＯ4、ＨＣＯ3及びＣＯ3の組み合わせを含む。フィッシャー・トロプシュ反応水中の溶解固形分が低濃度であることで精製過程を単純化しそのコストを低減することができる。
【００７５】
この発明を、以下の限定のない実施例によって添付図面を参照しつつ説明する。
【００７６】
図１は種々の処理手段を含むこの発明の方法１０を示すブロック図である。
【００７７】
フィッシャー・トロプシュ反応水１２は、第一の処理のために蒸留塔１４へ送られる。
【００７８】
２本の流れ１６、１８が蒸留塔１４から出る。流れ１６には主に有機成分が含まれており、流れ１８は一次水濃縮流である。
【００７９】
流れ１８は強制通風冷却塔２０に送られて、この冷却塔用のメイクアップ水として用いられる。流れ１８を冷却水として用いることにより、その体積が蒸発によって減少し、冷却塔２０中でのエアレーションによる多量の酸素が、一次水濃縮流１８中の溶解有機成分
利用する微生物の成長を活性化することによって、流れ１８中の少なくとも溶解有機成分の一部の量が減少する。
【００８０】
流れ２２は、冷却塔から下流へ流出する部分又は蒸発しなかった部分（すなわち二次水濃縮流）であり、好気的消化２４の形で生物学的処理に供せられ、スラッジ２６、二酸化炭素２８及び三次水濃縮流３０を産生する。
【００８１】
その次の処理段階は、三次水濃縮流３０を固液分離３２に供する段階であって、その処理によってスラッジの形の固形分３４とともに精製水の流れ３６を産生する。
【００８２】
固液分離３２段階から得られた精製水３６の一部は膜分離３８の形式の最終処理段階に供され高度精製水４０と、濃縮された流れ４２とが得られる。この流れ４２は、非生物分解性の有機物と、濃縮無機塩類、たとえばナトリウム及びカルシウムの硫酸化物及び塩化物とを含み、さらに懸濁固形分を高濃度で含んでいる。
【００８３】
精製水３６又は高度精製水４０の最終的な使用意図に応じて、最低限要求される水質は下記表４に示すとおりであり、その方法に使用される装置の操作条件や好適な処理方法をそれに応じて選択することができる。
【００８４】
【表４】
2005534468.tif 000004
【００８５】
この発明の基本的な内容を記述したので、次にこの発明の特定の実施態様について説明する。
【００８６】
実施例：コバルト触媒ＬＴＦＴ過程により得られたフィッシャー・トロプシュ反応水の処理
【００８７】
副産物を除去した後に、ＬＴＦＴ過程により得た水濃縮流を大気圧において脱気させた。この水濃縮流の中に存在した遊離炭化水素は、コアレッサーによって０．００１％（質量％）に低下した。
【００８８】
このようにして得たフィッシャー・トロプシュ反応水の第一の処理を蒸留を用いて執り行った。蒸留塔の底部のフィッシャー・トロプシュ酸性水を分析した結果を表５に示す。微量のメタノールを除き他の非酸性含有酸素炭化水素の大部分は最初の蒸留で除去され、ｐＨ値３．５の有機酸に富む流れ、つまり一次水濃縮流（すなわち、有機酸類が０．０７２質量％）が残ったことは明らかである。この水流の化学的酸素要求量（ＣＯＤ）の測定値は、８００ｍｇＯ2／ｌのオーダーであった。
【００８９】
【表５】
2005534468.tif 000005
【００９０】
一次水濃縮流は、約７０℃の温度で開放した貯蔵タンクに送られる。
【００９１】
一次水濃縮流の中の微生物の集団を維持するために、尿素の形での窒素とリン酸の形でのリン酸塩とをその流れに加えた。一次水濃縮流のｐＨは、その後に水酸化ナトリウムを用いて、５に調節した。
【００９２】
次いで、一次水濃縮流をメイクアップ水として強制通風冷却塔に送水した。冷却塔は、４回の濃縮サイクル及びΔＴ＝１０℃で操作した。
【００９３】
この冷却塔での一次水濃縮流からの有機物の除去（ＣＯＤとして判定）は４５％のオーダーであって、揮発酸のおよそ５５％が除去された。この冷却塔で再循環する水のＣＯＤは、約１８００ｍｇ／ｌであって、懸濁固形分の濃度は約２００ｍｇ／ｌであり、その水のｐＨは、６．５と７．５の間の範囲を取った。
【００９４】
冷却塔及び周囲の熱交換機における腐食、汚損及びスケーリングについては、バイオ分散剤及びスケール抑制剤を含む適切な化学的処理プログラムを採用して許容範囲内に保った。
【００９５】
冷却塔から排出された水流、すなわち蒸発をしなかった水分（二次水濃縮流）は、次の条件：
・ ｐＨ：７．２ 乃至７．５
・ 溶融酸素濃度：＞２ｍｇ／ｌ
・ 温度：３５℃
・ ＨＲＴ：３０ｈ
・ Ｆ／Ｍ比：０．２−０．４ｋｇＣＯＤ／ｋｇ ＭＬＳＳ．ｄ
・ 細胞保持時間（スラッジ年齢）− １３日
・ 供給対リサイクルの割合： １：２
において、完全に混合された活性スラッジ・システム（好気性処理）で処理された。
【００９６】
ＣＯＤの除去効率を９１％までに達成することで得られた三次水濃縮流はＣＯＤが１６０ｍｇ／ｌであった。三次水濃縮流の懸濁固形分濃度は平均およそ１２０ｍｇ／ｌであった。
【００９７】
次に、三次水濃縮流を砂を利用して濾過し、その懸濁固形分濃度を２５ｍｇ／ｌに低下させた。このようにして精製した水は、潅漑用水及びプロセス冷却水の両方に用いた。この過程において生じたスラッジは焼却した。
【００９８】
活性スラッジ・システムにおける処理に代わりに、冷却塔から流下する水流又はその一部を０．２μｍのプロポリプレン・マイクロ濾過膜を具備するクロス・フロー膜装置を通るようにした。この装置の安定動作中に得られる透過流速は、７０〜８０ｌ／ｍ2・ｈとなった。その装置を通って回収した水は、７５〜８５％であった。マイクロ濾過装置を透過した水のＣＯＤ及び懸濁固形分濃度は、それぞれ１７５０ｍｇＯ2／ｌ及び＜５ｍｇ／ｌであった。
【００９９】
マイクロ濾過装置を通して得た精製された水を、さらに水酸化ナトリウムを用いて、そのｐＨを８．５に調整し、この精製された水を高遮断型ポリアミド海水用の膜を取り付けた逆浸透装置に送りこんで濾過した。この装置の安定動作中に得られる透過流速は、２０〜２５ｌ／ｍ2・ｈとなった。その装置を通って回収した水は８０〜９０％であった。この装置によって、ＣＯＤ及び総溶解固形分濃度がそれぞれ４５〜５０ｍｇＯ2／ｌ及び２０〜３０ｍｇ／ｌである高度精製水流が得られた。
【０１００】
この発明はこれまでに述べ、また図面に示した具体例または構成にのみに限定されるものではなく、たとえば、雨水又はフィッシャー・トロプシュ法以外の過程から得られた水濃縮流をも、以上に説明した方法によって精製することができるのである。
【図面の簡単な説明】
【０１０１】
【図１】この発明の方法１０を示すブロック図である。
【符号の説明】
【０１０２】
１２ フィッシャー・トロプシュ反応水
１４ 蒸留塔
１６ 主に有機成分が含まれる流れ
１８ 一次水濃縮流
２０ 冷却塔
２２ 二次水濃縮流
２４ 好気性消化
２６ スラッジ
２８ 二酸化炭素
３０ 三次水濃縮流
３２ 固液分離
３４ 固形分
３６ 精製水
３８ 膜分離
４０ 高度精製水
４２ 濃縮された流れ