(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃液貯蔵タンク（１）と、
前記廃液貯蔵タンク（１）に接続され、ルテニウム触媒またはニッケル触媒が固定されて
いる固定床反応器（２）と、
固定床反応器（２）に接続され、固定床反応器（２）の間に循環ループが構成される熱交
換器（３）と、
熱交換器（３）に接続され、水封タンク（６）を介してガソメーター（６０）が接続され
るアンモニアを吸収するフィラー吸収塔（４）と、
フィラー吸収塔（４）に接続され、接続箇所に補水循環ポンプ（５０）が設けられた一次
貯水タンク（５）と、を備え、
前記固定床反応器（２）と廃液貯蔵タンク（１）の接続箇所に、それぞれ流量計（２０）
および廃液汲み上げポンプ（２１）が設けられ、固定床反応器（２）は、内部に上から下
へに順に第１の反応チャンバー（２２０）、仕切りチャンバー（２２１）および第２の反
応チャンバー（２２２）が設けられた反応シェル（２２）と、前記第１の反応チャンバー
（２２０）および第２の反応チャンバー（２２２）内にそれぞれ設けられた反応管ラック
（２３）と、仕切りチャンバー（２２１）内に設けられた加熱素子（２４）を含み、第１
の反応チャンバー（２２０）と第２の反応チャンバー（２２２）の側壁にそれぞれ廃水入
口（２２３）および排出バブル（２２４）が設けられ、第１の反応チャンバー（２２０）
と第２の反応チャンバー（２２２）の底端に出口（２２５）が設けられ、前記反応管ラッ
ク（２３）は、上部接続板（２３０）、下部接続板（２３１）、および前記上部接続板（
２３０）と下部接続板（２３１）の間に位置し上下両端がそれぞれ前記上部接続板（２３
０）および下部接続板（２３１）を貫通して設けられた複数の反応分岐管（２３２）を含
み、各前記反応分岐管（２３２）内に垂直方向に沿って複数の案内板（２３２０）が交差
して分布され、反応分岐管（２３２）の外部に、内から外へそれぞれらせん状保温ジャケ
ット１（２３２１）およびらせん状保温ジャケット２（２３２２）が設けられ、前記らせ
ん状保温ジャケット１（２３２１）とらせん状保温ジャケット２（２３２２）の間にらせ
ん状保温加熱チャンバー（２３２３）が構成され、前記加熱素子（２４）はそれぞれ各ら
せん状保温加熱チャンバー（２３２３）の底端を貫通して接続され、
前記一次貯水タンク（５）は水封タンク（６）に水を供給し、かつ一次貯水タンク（５）
上に液面計（５１）が設けられ、
各反応分岐管内（２３２）に触媒が配置され、前記触媒はニッケル触媒またはルテニウム
触媒であり、
前記フィラー吸収塔（４）は、底端に空気入口（４００）が設けられ上端に空気出口（４
０１）が設けられる吸収シェル（４０）、上から下へ順に前記吸収シェル（４０）内に分
布されたスプレー部材（４１）、フィラープレス部材（４２）およびフィラー層（４３）
を含み、前記フィラープレス部材（４２）は、吸収シェル（４０）の左右両側に対称的に
配置され側壁に上から下へに均一に複数の係合用円形穴（４２００）が設けられた調節フ
レーム（４２０）、吸収シェル（４０）内に設けられフィラー層（４３）の上端に位置す
るプレスフレーム（４２１）、それぞれ吸収シェル（４０）の外壁の左右両側に設けられ
前記プレスフレーム（４２１）の左右両側にそれぞれ固定に接続された２つの円弧状のバ
ックルプレート（４２２）を含み、前記吸収シェル（４０）の側壁であって、２つの円弧
状のバックルプレート（４２２）の位置に垂直制限溝（４０２）が設けられ、前記円弧状
のバックルプレート（４２２）はスライドスリーブ（４２２０）を介して調節フレーム（
４２０）の外壁に接続され、且つ前記スライドスリーブ（４２２０）上に固定用円形穴（
４２２１）が設けられ、前記固定用円形穴（４２２１）は係合用円形穴（４２００）とボ
ルトを介して接続される、
ことを特徴とするピリジン複数環式化合物の廃水処理システム。
【請求項２】
前記第１の反応チャンバー（２２０）の第２の反応チャンバー（２２２）に対応する廃水
入口（２２３）の底端にそれぞれ均一化ディスク（２２６）が設けられ、各前記均一化デ
ィスク（２２６）の底端に、反応分岐管（２３２）と１対１に対応する差込口（２２６０
）が設けられ、各反応分岐管（２３２）の上端はそれぞれ上部接続板（２３０）を貫通し
て外部に延伸し、前記差込口（２２６０）は対応する反応分岐管（２３２）の上端の外壁
に差し込まれる、ことを特徴とする請求項１に記載のピリジン複数環式化合物の廃水処理
システム。
【請求項３】
前記第１の反応チャンバー（２２０）、仕切りチャンバー（２２１）および第２の反応チ
ャンバー（２２２）の側壁に、それぞれアクセスポート（２２７）が設けられ、各前記反
応分岐管（２３２）内にルテニウム基触媒が配置される、ことを特徴とする請求項１に記
載のピリジン複数環式化合物の廃水処理システム。
【請求項４】
前記廃液貯蔵タンク（１）内に、水平フィルター（１０）が設けられ、廃液貯蔵タンク（
１）の底端の中心にスラッジ排出口（１１）が設けられ、廃液貯蔵タンク（１）の底端は
円弧状の構造であり、且つ底端に前記スラッジ排出口（１１）の周方向に沿って分布され
た複数本のスラッジ案内溝（１１０）が設けられる、ことを特徴とする請求項１に記載の
ピリジン複数環式化合物の廃水処理システム。
【請求項５】
前記垂直制限溝（４０２）の高さは、最上端と最下端の係合用円形穴（４２００）間の距
離と等しく、円弧状のバックルプレート（４２２）の高さは垂直制限溝（４０２）の高さ
よりも高く、円弧状のバックルプレート（４２２）の内壁にシール密着層（４２２２）が
設けられる、ことを特徴とする請求項１に記載のピリジン複数環式化合物の廃水処理シス
テム。
【請求項６】
Ｓ１：廃水が廃液貯蔵タンク（１）に流入すると、水平フィルター（１０）で廃水中の固
形不純物を濾過した後、廃液貯蔵タンク（１）に一時的に貯蔵されるステップと、
Ｓ２：加熱素子（２４）を始動し、加熱素子（２４）により固定床反応器（２）を加熱し
、この時、熱が各らせん状保温加熱チャンバー（２３２３）の底端を通ってその内部に流
れ込み、らせん状保温加熱チャンバー（２３２３）に沿ってらせん状に上向きに広がり、
らせん状保温ジャケット２（２３２２）は反応分岐管（２３２）から離れて配置され、熱
がらせん状保温ジャケット２（２３２２）を介して間接的に反応分岐管（２３２）に伝達
されてその内部を加熱でき、熱が直接反応分岐管（２３２）の側壁に接触し反応分岐管（
２３２）内の触媒の局所的な焦げを招き、その触媒性能に影響を与えることを回避するス
テップと、
Ｓ３：固定床反応器（２）内の温度が３５０℃に達したとき、３０〜６０ｍｉｎ安定させ
、廃液汲み上げポンプ（２１）を始動し、廃液汲み上げポンプ（２１）を使用して廃水を
廃液貯蔵タンク（１）から２つの廃水入口（２２３）を介して、それぞれ第１の反応チャ
ンバー（２２０）および第２の反応チャンバー（２２２）の内部の上端に汲み上げると同
時に、固定床触媒床層の温度の安定性を確保できるように、流量計（２０）で汲上量を制
御し、この時、水流が均一化ディスク（２２６）の底端の差込口（２２６０）からそれぞ
れ様々な反応分岐管（２３２）内に均一に分散し、廃水が反応分岐管（２３２）内のルテ
ニウム基触媒と反応し、還元反応後の水が熱交換器（３）に進入し、熱交換および冷却の
後フィラー吸収塔（４）に入り、フィラー吸収塔（４）内の水が反応後のアンモニアを吸
収してアンモニア水となり収集され、メタン、二酸化炭素を含むガスがガソメーターに入
り貯蔵され、処理後の水が一次貯水タンク（５）に進入し貯蔵されるステップと、
Ｓ４：上記の熱交換器（３）内の熱を回収し、固定床反応器（２）に再投入でき、水質検
出器（５２）を使用して処理後の水質が基準を満たしたかどうかを検出し、基準を満たし
ていない場合、補水循環ポンプ（５０）により水をフィラー吸収塔（４）に再度汲み上げ
るステップと、を含むことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のシステムを
使用してピリジン複数環式化合物を含む廃水を処理するプロセス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、廃水処理の技術分野に属し、具体的には、ピリジン複数環式化合物の廃水処理
システムおよびそのプロセスに関する。
【背景技術】
【０００２】
ピリジンおよびピリジン誘導体は非常に重要なクラスの微細化学原料または製品であり、
工業用溶剤、医薬品、農薬、飼料、染料、その他の分野で広く使用されており、複素環式
薬剤、農薬、獣用医薬品の「チップ」として知られている。その幅広い用途のために、ピ
リジンおよびピリジン誘導体は多くの産業廃水で検出することができる。ピリジンおよび
ピリジン誘導体は、しばしば悪臭を放ち、刺激性があり、それらのいくつかは、潜在的な
発癌効果、生体内蓄積または高い移動性を有し、人体および天然微生物に特定の毒性作用
を有するため、このような有機廃水を効率的に除去することができる重要である。
【０００３】
リジン複素環式化合物の化学的性質が安定しているため、ピリジン複素環式化合物を含む
有機廃水を工業的に処理できる唯一の方法は焼却である。しかし、ピリジン環には窒素原
子が含まれているため、焼却処理時に大量のＣＯ２が発生するだけでなく、大量のＮＯｘ
が発生するため、焼却炉の排気ガス処理負荷や排出濃度が高くなると同時に、焼却処理に
も大量のエネルギーが必要になり、ある程度、その欠点は焼却技術のさらなる開発を制限
する。したがって、ピリジン複数環式化合物の廃水処理の応用ニーズおよびピリジン複数
環式化合物の特性を考慮すると、高い処理効率、徹底的な分解、省エネおよび環境保護を
備えた廃水処理システムおよびそのプロセスの開発は、良好な応用展望が期待されている
。
【発明の概要】
【０００４】
本発明の目的は、廃水中のピリジン複数環汚染物を効果的に分解できるだけでなく、フィ
ラー吸収塔内のフィラーの損失を回避することもできる、ピリジン複数環式化合物の廃水
処理システムおよびそのプロセスを提供することである。
【０００５】
本発明の技術的解決策として、以下を含むピリジン複数環式化合物の廃水処理システムを
提供する。
廃液貯蔵タンクは、一時的に貯蔵された廃水を濾過・攪拌し、廃水中の大きな固形不純物
を除去し、不純物がパイプラインを詰まらせたり後続の機器に侵入したりして、洗浄の難
しさを増やすのを防ぐ一方、廃水を継続的に攪拌することにより、廃水の処理の遅れによ
る水底端の酸素不足に起因して、廃水の汚染を悪化させるのを回避することができる。
前記廃液貯蔵タンクに接続された固定床反応器は、廃液貯蔵タンクとの接続箇所にそれぞ
れ流量計および廃液給料ポンプが設けられ、前記流量計は電子流量計であり、流量計およ
び廃液給料ポンプが外部のインテリジェント制御素子に電気的に接続され、外部のインテ
リジェント制御素子は、流量計の水流の大きさを検知し、廃液給料ポンプのオンオフを制
御し、同時に、明細書におｋる他の電気素子も外部のインテリジェント制御素子に電気的
に接続され、固定床反応器は、内部に上から下へ順に第１の反応チャンバー、仕切りチャ
ンバーおよび第２の反応チャンバーを含む反応シェルと、それぞれ前記第１の反応チャン
バーと第２の反応チャンバー内に設けられた反応管ラックと、仕切りチャンバー内に設け
られた加熱素子とを含み、第１の反応チャンバーおよび第２の反応チャンバーの側壁にそ
れぞれ廃水入口と排出バブルが設けられ、第１の反応チャンバーおよび第２の反応チャン
バーの底端に出口が設けられ、第１の反応チャンバーおよび第２の反応チャンバーは２バ
ッチで廃水を同時に処理し、廃水の処理効率を高める。
【０００６】
前記反応管ラックは、上部接続板、下部接続板および前記上部接続板と下部接続板間に位
置し上下両端がそれぞれ前記上部接続板および下部接続板を貫通して設けられた複数の反
応分岐管を含み、各前記反応分岐管内に垂直方向に沿って複数の案内板が交差して分布さ
れ、反応分岐管の外部に内から外へそれぞれらせん状保温ジャケット１およびらせん状保
温ジャケット２が設けられ、前記らせん状保温ジャケット１とらせん状保温ジャケット２
間にらせん状保温加熱チャンバーが構成され、らせん状保温加熱チャンバーの設置により
、熱が直接反応分岐管内の触媒に直接接触し、接触箇所の温度が高すぎて局所的な焦げ現
象が引き起こされ、触媒の触媒性能に影響を与え、廃水処理システム全体の処理効果を低
下させるのを回避する。
【０００７】
前記加熱素子はそれぞれ各らせん状保温加熱チャンバーの底端に貫通して接続される。
固定床反応器に接続された熱交換器は、固定床反応器との間で循環ループを形成し、循環
ループの設計により、触媒反応処理後の水が熱交換器熱で交換され、水の熱を収集し、循
環ループ重新を介して固定床反応器内に流れ込んで再利用でき、省エネおよび環境保護と
いう利点を有する。
【０００８】
熱交換器に接続されたフィラー吸収塔は、水封タンクを介してガソメーターが接続される
。
フィラー吸収塔に接続され接続箇所に補水循環ポンプが設けられた一次貯水タンクは、水
封タンクに水を供給し、一次貯水タンクに液面計が設けられる。
【０００９】
さらに、前記第１の反応チャンバーの第２の反応チャンバーに対応する廃水入口の底端に
それぞれ均一化ディスクが設けられ、各前記均一化ディスクの底端に、反応分岐管と１対
１に対応する差込口が設けられ、各反応分岐管の上端はそれぞれ上部接続板を貫通して外
部に延伸し、前記差込口は対応する反応分岐管の上端の外壁に差し込まれ、均一化ディス
クにより、第１の反応チャンバーおよび第２の反応チャンバー内に進入した廃水が反応管
ラックの上端に均一に分布され、同時に、各反応分岐管の上端が対応する差込口に接続さ
れ、廃水が均一に分布される同時に、より正確に対応する反応分岐管内に進入でき、廃水
の処理効果を高め、廃水が固定床反応器の内壁にこぼれて内部デバイスの汚染を引き起こ
すのを回避する。
【００１０】
さらに、前記第１の反応チャンバー、仕切りチャンバーおよび第２の反応チャンバーの側
壁に、それぞれアクセスポートが設けられ、各前記反応分岐管内にそれぞれルテニウム基
触媒が配置され、ピリジン複数環式化合物が酸化されにくいが、容易に還元され、還元反
応しやすいルテニウム基触媒を選択し、ピリジン環中の窒素をアンモニアの形で脱出し、
その他の炭素、水素、酸素原子もＣＯ２、ＣＨ４、Ｈ２Ｏの形で放出され、廃水中のピリ
ジン複数環汚染物を除去する目的を達成し、アクセスポートの設置により各前記反応分岐
管内に配置されたルテニウム基触媒を必要に応じて交換し、廃水の処理効果を高める。
さらに、前記廃液貯蔵タンク内に水平フィルターが設けられ、廃液貯蔵タンクの底端の中
心にスラッジ排出口が設けられ、廃液貯蔵タンクの底端は円弧状の構造であり、且つ底端
に前記スラッジ排出口の周方向に沿って分布された複数本のスラッジ案内溝が設けられ、
水平フィルターにより廃水中の固形不純物を濾過し、スラッジ排出口の周方向に沿って分
布された複数本のスラッジ案内溝により、廃水中の沈殿したスラッジが各スラッジ案内溝
を介してスラッジ排出口に案内されて排出され、スラッジ排出効率を高める。
【００１１】
さらに、前記フィラー吸収塔は、底端に空気入口が設けられ上端に空気出口が設けられた
吸収シェル、上から下へ順に前記吸収シェル内に分布されたスプレー部材、フィラープレ
ス部材およびフィラー層を含み、前記フィラープレス部材は、吸収シェルの左右両側に対
称的に設けられ側壁に上から下へに複数の係合用円形穴が均一に設けられた調節フレーム
、吸収シェル内であってフィラー層の上端に位置するプレスフレーム、それぞれ吸収シェ
ルの外壁の左右両側に設けられ前記プレスフレームの左右両側にそれぞれ固定に接続され
た２つの円弧状のバックルプレートを含み、前記吸収シェルの側壁であって２つの円弧状
のバックルプレートの位置に垂直制限溝が設けられ、前記円弧状のバックルプレートはス
ライドスリーブを介して調節フレームの外壁に接続され、前記スライドスリーブ上に固定
用円形穴が設けられ、前記固定用円形穴が係合用円形穴とボルトを介して接続され、スラ
イドスリーブの調節フレームからの高さを調節することで、プレスフレームとフィラー層
間の距離を調節し、フィラー層を交換する必要があると、スライドスリーブを調節フレー
ム上で上向きに移動させ、ボルトを対応の高さの固定用円形穴と係合用円形穴に挿入して
固定を行い、プレスフレームとフィラー層を分離した後交換を行い、交換が完了すると、
スライドスリーブを調節フレーム上で下向きに移動させ、ボルトを対応の高さの固定用円
形穴と係合用円形穴に挿入して固定を行い、プレスフレームでフィラー層をプレスし、フ
ィラー吸収塔の下から上昇する気流が大きい場合でも、プレスフレームがずれず、フィラ
ー層を十分にプレスすることができる。
【００１２】
さらに、前記垂直制限溝の高さは、最上端と最下端の係合用円形穴間の距離と等しく、円
弧状のバックルプレートの高さが垂直制限溝の高さよりも高く、円弧状のバックルプレー
トの内壁にシール密着層が設けられ、長さが垂直制限溝よりも大きい円弧状のバックルプ
レートを設置することで、プレスフレームの上下移動中、垂直制限溝が遮断されず、空気
漏れが発生し、フィラー吸収塔の通常使用に影響を与えるのを回避することができる。
またさらに、前記一次貯水タンク内に水質検出器、攪拌素子が設けられ、前記攪拌素子は
既存の攪拌パドルであればよく、水質検出器により、処理された水の質が基準を満たして
いるかどうかを検出し、二次汚染を防止し、攪拌素子により、処理された水を攪拌して、
処理の遅れによる水の底端の酸素不足に起因する二次汚染を回避することができる。
【００１３】
上記のピリジン複数環式化合物の廃水処理システムのプロセスは、具体的に以下のステッ
プを含む。
Ｓ１：廃水が廃液貯蔵タンクに流入すると、水平フィルターで廃水中の固形不純物を濾過
した後、廃液貯蔵タンクに一時的に貯蔵される。
Ｓ２：加熱素子を始動し、加熱素子により固定床反応器を加熱し、この時、熱が各らせん
状保温加熱チャンバーの底端を通ってその内部に流れ込み、らせん状保温加熱チャンバー
に沿ってらせん状に上向きに広がり、らせん状保温ジャケット２は反応分岐管から離れて
配置され、熱がらせん状保温ジャケット２を介して間接的に反応分岐管に伝達されてその
内部を加熱でき、熱が直接反応分岐管の側壁に接触し反応分岐管内の触媒の局所的な焦げ
を招き、その触媒性能に影響を与えることを回避する。
Ｓ３：固定床反応器内の温度が３５０℃に達したとき、３０〜６０ｍｉｎ安定させ、廃液
給料ポンプを始動し、廃液給料ポンプを使用して廃水を廃液貯蔵タンクから２つの廃水入
口を介して、それぞれ第１の反応チャンバーおよび第２の反応チャンバーの内部の上端に
汲み上げる同時に、固定床触媒床層の温度の安定性を確保できるように、流量計で汲上量
を制御し、この時、水流が均一化ディスクの底端の差込口からそれぞれ様々な反応分岐管
内に均一に分散し、廃水が反応分岐管内のルテニウム基触媒と反応し、還元反応後の水が
熱交換器に進入し、熱交換および冷却の後フィラー吸収塔に入り、フィラー吸収塔内の水
が反応後のアンモニアを吸収してアンモニア水となり収集され、メタン、二酸化炭素を含
むガスがガソメーターに入り貯蔵され、処理後の水が一次貯水タンクに進入し貯蔵される
。
Ｓ４：上記の熱交換器内の熱を回収し、固定床反応器に再投入でき、水質検出器を使用し
て処理後の水質が基準を満たしたかどうかを検出し、基準を満たしていない場合、補水循
環ポンプにより水をフィラー吸収塔に再度汲み上げればよい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は以下の有益な効果を有する。
（１）本発明のピリジン複数環式化合物は、ルテニウム基触媒の固定床反応器で還元反応
を起こし、ピリジン環中の窒素をアンモニアの形で脱出し、そのほかの炭素、水素、酸素
原子もＣＯ２、ＣＨ４、Ｈ２Ｏの形で放出され、廃水中のピリジン複数環汚染物を効果的
に分解し、ピリジン複数環を含む有機廃水の処理が難しい業界の問題を解決するとともに
、本発明のシステムは高い処理効率、徹底的な分解および省エネおよび環境保護という利
点を有するため、広い分野で応用され得る。
（２）本発明の固定床反応器内に２つの反応チャンバーが設けられ、廃水を２バッチで別
々に処理する同時に、各反応チャンバー内にルテニウム基触媒を含む複数の反応分岐管が
設けられ、各反応分岐管の上端が対応する差込口に接続され、廃水が均一に分布される同
時に、対応する反応分岐管内により正確に進入でき、廃水の処理効果を高め、廃水が固定
床反応器の内壁にこぼれて内部デバイスの汚染が発生するのを回避し、各反応分岐管の外
部にまた２層のらせん状保温ジャケットが設けられ、温度の分布がより均一にし、熱が直
接反応分岐管の側壁に直接接触するによる反応分岐管内の触媒局所的な焦げを引き起こし
、その触媒性能に影響することを回避し、らせん状の保温ジャケットにより、熱がらせん
状保温加熱チャンバーを通過する時間を延長し、十分な加熱を確保する。
（３）本発明の各反応分岐管内に垂直方向に沿って複数の案内板が交差して分布され、案
内板の設置により、廃水が十分な滞留時間で反応分岐管を通過し、その内部の汚染物を完
全に分解することができる。
（４）本発明は、フィラー吸収塔内にプレスフレームを設ける同時に、プレスフレームと
フィラー層間の距離を調節可能であるため、フィラー吸収塔の下から上昇する気流が大き
い場合でも、プレスフレームのずれによるフィラーの損失を引き起こし問題を回避するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の構造概略図である。
【図２】本発明の廃液貯蔵タンクの内部上面図である。
【図３】本発明の固定床反応器の内部構造の概略図である。
【図４】本発明の反応分岐管の断面図である。
【図５】本発明のフィラー吸収塔の構造概略図である。
【図６】本発明の円弧状のバックルプレートの構造概略図である。
【００１６】
［符号の説明］
１            廃液貯蔵タンク
１０          水平フィルター
１１          スラッジ排出口
１１０        スラッジ案内溝
２            固定床反応器
２０          流量計
２１          廃液給料ポンプ
２２          反応シェル
２２０        第１の反応チャンバー
２２１        仕切りチャンバー
２２２        第２の反応チャンバー
２２３        廃水入口
２２４        排出バブル
２２５        出口
２２６        均一化ディスク
２２６０      差込口
２２７        アクセスポート
２３          反応管ラック
２３０        上部接続板
２３１        下部接続板
２３２        反応分岐管
２３２０      案内板
２３２１      らせん状保温ジャケット１
２３２２      らせん状保温ジャケット２
２３２３      らせん状保温加熱チャンバー
２４          加熱素子
３            熱交換器
４            フィラー吸収塔
４０          吸収シェル
４００        空気入口
４０１        空気出口
４０２        垂直制限溝
４１          スプレー部材
４２          フィラープレス部材
４２０        調節フレーム
４２００      係合用円形穴
４２１        プレスフレーム
４２２        円弧状のバックルプレート
４２２０      スライドスリーブ
４２２１      固定用円形穴
４２２２      シール密着層
４３          フィラー層
５            一次貯水タンク
５０          補水循環ポンプ
５１          液面計
５２          水質検出器
５３          攪拌素子
６            水封タンク
６０          ガソメーター
【発明を実施するための形態】
【００１７】
実施例１
ピリジン複数環式化合物の廃水処理システムは、以下を含む：
廃液貯蔵タンク１は、その内部に水平フィルター１０が設けられ、廃液貯蔵タンク１の底
端の中心にスラッジ排出口１１が設けられ、廃液貯蔵タンク１の底端は円弧状の構造であ
り、底端にスラッジ排出口１１の周方向の沿って分布された複数本のスラッジ案内溝１１
０が設けられ、
廃液貯蔵タンク１に接続された固定床反応器２は、廃液貯蔵タンク１との接続箇所にそれ
ぞれ流量計２０および廃液給料ポンプ２１が設けられ、固定床反応器２は、内部に上から
下へ順に第１の反応チャンバー２２０、仕切りチャンバー２２１および第２の反応チャン
バー２２２が設けられた反応シェル２２、それぞれ第１の反応チャンバー２２０および第
２の反応チャンバー２２２内に設けられた反応管ラック２３、仕切りチャンバー２２１内
に設けられた加熱素子２４を含み、第１の反応チャンバー２２０および第２の反応チャン
バー２２２の側壁に廃水入口２２３と排出バブル２２４が設けられ、第１の反応チャンバ
ー２２０と第２の反応チャンバー２２２の底端に出口２２５が設けられ、
反応管ラック２３は上部接続板２３０、下部接続板２３１および上部接続板２３０と下部
接続板２３１間に位置し上下両端がそれぞれ上部接続板２３０および下部接続板２３１を
貫通して設けられた複数の反応分岐管２３２を含み、各反応分岐管２３２内に垂直方向に
沿って複数の案内板２３２０が交差して分布され、反応分岐管２３２の外部に内から外へ
それぞれらせん状保温ジャケット１  ２３２１およびらせん状保温ジャケット２  ２３２
２が設けられ、らせん状保温ジャケット１  ２３２１とらせん状保温ジャケット２  ２３
２２間でらせん状保温加熱チャンバー２３２３が構成され、
加熱素子２４はそれぞれ各らせん状保温加熱チャンバー２３２３の底端を貫通して接続さ
れ、第１の反応チャンバー２２０の第２の反応チャンバー２２２に対応する廃水入口２２
３の底端にそれぞれ均一化ディスク２２６が設けられ、各均一化ディスク２２６の底端に
反応分岐管２３２と１対１に対応する差込口２２６０が設けられ、各反応分岐管２３２の
上端がそれぞれ上部接続板２３０を貫通して外部に延伸し、差込口２２６０が対応する反
応分岐管２３２の上端の外壁に差し込まれ、
固定床反応器２に接続された熱交換器３は、固定床反応器２との間で循環ループが構成さ
れ、第１の反応チャンバー２２０、仕切りチャンバー２２１および第２の反応チャンバー
２２２の側壁にそれぞれアクセスポート２２７が設けられ、各反応分岐管２３２内にニッ
ケル触媒が配置され、
熱交換器３に接続されたフィラー吸収塔４は、水封タンク６を介してガソメーター６０が
接続され、フィラー吸収塔４は既存のフィラー吸収塔を採用し、
フィラー吸収塔４に接続され接続箇所に補水循環ポンプ５０が設けられた一次貯水タンク
５は、水封タンク６に水を供給し、一次貯水タンク５上に液面計５１が設けられ、一次貯
水タンク５内に水質検出器５２および攪拌素子５３が設けられ、攪拌素子５３は既存の攪
拌パドルであればよい。
【００１８】
上記ピリジン複数環式化合物の廃水処理システムのプロセスは、具体的に以下のステップ
を含む：
Ｓ１：廃水が廃液貯蔵タンク１に流入すると、水平フィルター１０で廃水中の固形不純物
を濾過した後、廃液貯蔵タンク１に一時的に貯蔵される、
Ｓ２：加熱素子２４を始動し、加熱素子２４により固定床反応器２を加熱し、この時、熱
が各らせん状保温加熱チャンバー２３２３の底端を通ってその内部に流れ込み、らせん状
保温加熱チャンバー２３２３に沿ってらせん状に上向きに広がり、らせん状保温ジャケッ
ト２  ２３２２は反応分岐管２３２から離れて配置され、熱がらせん状保温ジャケット２
２３２２を介して間接的に反応分岐管２３２に伝達されてその内部を加熱でき、熱が直
接反応分岐管２３２の側壁に接触し反応分岐管２３２内の触媒の局所的な焦げを招き、そ
の触媒性能に影響を与えることを回避する、
Ｓ３：固定床反応器２内の温度が２５０℃に達したとき、３０ｍｉｎ安定させ、廃液給料
ポンプ２１を始動し、廃液給料ポンプ２１を使用して廃水を廃液貯蔵タンク１から２つの
廃水入口２２３を介して、それぞれ第１の反応チャンバー２２０および第２の反応チャン
バー２２２の内部の上端に汲み上げる同時に、固定床触媒床層の温度の安定性を確保でき
るように、流量計２０で汲上量を制御し、この時、水流が均一化ディスク２２６の底端の
差込口２２６０からそれぞれ様々な反応分岐管２３２内に均一に分散し、廃水が反応分岐
管２３２内のルテニウム基触媒と反応し、還元反応後の水が熱交換器３に進入し、熱交換
および冷却の後フィラー吸収塔４に入り、フィラー吸収塔４内の水が反応後のアンモニア
を吸収してアンモニア水となり収集され、メタン、二酸化炭素を含むガスがガソメーター
に入り貯蔵され、処理後の水が一次貯水タンク５に進入し貯蔵される、
Ｓ４：上記の熱交換器３内の熱を回収し、固定床反応器２に再投入でき、水質検出器５２
を使用して処理後の水質が基準を満たしたかどうかを検出し、基準を満たしていない場合
、補水循環ポンプ５０により水をフィラー吸収塔４に再度汲み上げればよい。
既存のフィラー吸収塔４を使用して廃水を処理する場合、
【００１９】
実施例２
本実施例は以下のところを除いて実施例１とほぼ同じである。
フィラー吸収塔４は、底端に空気入口４００が設けられ上端に空気出口４０１が設けられ
た吸収シェル４０、上から下へ順に吸収シェル４０内に分布されたスプレー部材４１、フ
ィラープレス部材４２およびフィラー層４３を含み、フィラープレス部材４２は、吸収シ
ェル４０の左右両側に対称的に設けられ側壁に上から下へ複数の係合用円形穴４２００が
均一に設けられた調節フレーム４２０、吸収シェル４０内に設けられフィラー層４３の上
端に位置するプレスフレーム４２１、それぞれ吸収シェル４０の外壁の左右両側に設けら
れプレスフレーム４２１の左右両側にそれぞれ固定に接続された２つの円弧状のバックル
プレート４２２を含み、吸収シェル４０の側壁であって２つの円弧状のバックルプレート
４２２の位置に垂直制限溝４０２が設けられ、円弧状のバックルプレート４２２はスライ
ドスリーブ４２２０を介して調節フレーム４２０の外壁に接続され、スライドスリーブ４
２２０上に固定用円形穴４２２１が設けられ、固定用円形穴４２２１は係合用円形穴４２
００とボルトを介して接続され、
垂直制限溝４０２の高さは最上端と最下端の係合用円形穴４２００間の距離と等しく、円
弧状のバックルプレート４２２の高さが垂直制限溝４０２の高さよりも大きく、円弧状の
バックルプレート４２２の内壁にシール密着層４２２２が設けられる。
上記フィラー吸収塔４は以下のように動作する：
スライドスリーブ４２２０の調節フレーム４２０からの高さを調節することで、プレスフ
レーム４２１とフィラー層４３間の距離を調節し、フィラー層４３を交換する必要がある
と、スライドスリーブ４２２０を調節フレーム４２０上で上向きに移動させ、ボルトを対
応の高さの固定用円形穴４２２１と係合用円形穴４２００に挿入して固定を行い、プレス
フレーム４２１とフィラー層４３を分離した後交換を行い、交換が完了すると、スライド
スリーブ４２２０を調節フレーム４２０上で下向きに移動させ、ボルトを対応の高さの固
定用円形穴４２２１と係合用円形穴４２００に挿入して固定を行い、プレスフレーム４２
１でフィラー層４３をプレスし、フィラー吸収塔４の下から上昇する気流が大きい場合で
も、プレスフレーム４２１がずれない。
上記の実施例１〜２の結果を統計学的に分析したところ、廃水中の汚染物の処理効果に対
する異なるフィラー吸収塔４の影響を得て、具体的には以下の通りである。
結論１：従来の市販されているフィラー吸収塔４を使用する時、フィラー吸収塔４の下か
ら上昇する気流が大きい場合、その内部フィラーが損失しやすい問題があるため、廃水中
の汚染物の全体的な除去率はわずか４６．２３％であるが、本願のフィラー吸収塔４は内
部にプレスフレームがある同時に、プレスフレームとフィラー層間の距離が調節可能であ
り、フィラーの損失可能性を大幅に低減できるため、廃水中の汚染物の全体的な除去率は
５９．６％である。
【００２０】
実施例３
本実施例は以下のことを除いて実施例２とほぼ同じである。
各反応分岐管２３２内に配置された触媒はルテニウム基触媒であり、廃水中のピリジン複
数環式化合物の除去率は７６．５８％である。
上記の実施例２〜３の結果を統計的に分析したところ、廃水中の主要汚染物であるピリジ
ン複数環式化合物の処理効果に対する様々な触媒の影響を得、具体的な結論は以下の通り
である。
結論２：その他の機器およびパラメータが同じである場合、ニッケル触媒による廃水中の
主要汚染物であるピリジン複数環式化合物に対する除去率は５９．６％であり、ルテニウ
ム基触媒による廃水中の主要汚染物であるピリジン複数環式化合物に対する除去率は７６
．５８％であるため、ルテニウム基触媒を使用した場合の効果がより高い。
【００２１】
実施例４
本実施例は以下のことを除いて実施例３とほぼ同じである。
加熱素子２４の固定床反応器２に対する加熱温度が３００℃であり、安定時間が３０ｍｉ
ｎであり、廃水中のピリジン複数環式化合物の除去率が７８．２６％であった。
【００２２】
実施例５
本実施例は以下のことを除いて実施例４とほぼ同じである。
加熱素子２４の固定床反応器２に対する加熱温度が３２０℃であり、安定時間が３０ｍｉ
ｎであり、廃水中のピリジン複数環式化合物の除去率が８０．１２％であった。
【００２３】
実施例６
本実施例は以下のことを除いて実施例４とほぼ同じである。
加熱素子２４の固定床反応器２に対する加熱温度が３５０℃であり、安定時間が３０ｍｉ
ｎであり、廃水中のピリジン複数環式化合物の除去率が８９．３６％であった。
【００２４】
実施例７
本実施例は以下のことを除いて実施例４とほぼ同じである。
加熱素子２４の固定床反応器２に対する加熱温度が４００℃であり、安定時間が３０ｍｉ
ｎであり、廃水中のピリジン複数環式化合物の除去率が６８．１２％であった。
上記の実施例４〜７の結果を統計的に分析したところ、廃水中の主要汚染物であるピリジ
ン複数環式化合物の処理効果に対する異なる加熱温度の影響を得て、具体的な結論は以下
の通りである。
結論３：その他の機器および関連するパラメータが一定の場合、加熱温度が上昇すると、
廃水中の主要汚染物であるピリジン複数環式化合物の除去率が徐々に増加し、加熱温度が
３５０℃の場合、除去率が最大に達し、具体的には８９．３６％であり、その後、温度の
さらなる上昇につれて、廃水中のピリジン複数環式化合物の除去率が徐々に低下するため
、加熱温度が３５０℃の場合、加熱温度が最大に達した。
【００２５】
実施例８
本実施例は以下のことを除いて実施例６とほぼ同じである。
固定床反応器２を加熱した後、安定時間が４５ｍｉｎであり、廃水中のピリジン複数環式
化合物の除去率が９０．１３％であった。
【００２６】
実施例９
本実施例は以下のことを除いて実施例６とほぼ同じである。
固定床反応器２を加熱した後、安定時間が５０ｍｉｎであり、廃水中のピリジン複数環式
化合物の除去率が９１．１６％であった。
【００２７】
実施例１０
本実施例は以下のことを除いて実施例６とほぼ同じである。
固定床反応器２を加熱した後、安定時間が５５ｍｉｎであり、廃水中のピリジン複数環式
化合物の除去率が９３．２６％であった。
【００２８】
実施例１１
本実施例は以下のことを除いて実施例６とほぼ同じである。
固定床反応器２を加熱した後、安定時間が６０ｍｉｎであり、廃水中のピリジン複数環式
化合物の除去率が９６．５８％であった。
【００２９】
実施例１２
本実施例は以下のことを除いて実施例６とほぼ同じである。
固定床反応器２を加熱した後、安定時間が６５ｍｉｎであり、廃水中のピリジン複数環式
化合物の除去率が８６．９５％であった。
【００３０】
実施例１３
本実施例は以下のことを除いて実施例６とほぼ同じである。
固定床反応器２を加熱した後、安定時間が７０ｍｉｎであり、廃水中のピリジン複数環式
化合物の除去率が７６．５６％であった。
上記の実施例８〜１３の結果を統計的に分析したところ、廃水中の主要汚染物であるピリ
ジン複数環式化合物の処理効果に対する様々な温度および時間の影響を得て、具体的な結
論は以下の通りである。
結論４：その他の機器および関連するパラメータが一定の場合、安定時間の増加につれて
、廃水中の主要汚染物であるピリジン複数環式化合物の除去率が徐々に増加し、安定時間
が６０ｍｉｎの場合、ピリジン複数環式化合物の除去率が最大に達し、具体的に９６．５
８％であり、安定時間が６０ｍｉｎを超えると、ピリジン複数環式化合物の除去率が徐々
に低下し、これは、安定時間が長くなるほど温度が上昇し続け、最適な加熱温度を超える
と、ピリジン複数環式化合物の除去率が低下するため、最適な安定時間が６０ｍｉｎであ
る。
【００３１】
試験例
３５０℃の温度条件下で、本実施例の廃水処理システムおよび従来の廃水処理システムを
使用して、ピリジン有機物の同量の廃水をそれぞれ処理し、処理時間が２ｈであり、ピリ
ジン有機物を含む廃水の検出指標パラメータテーブルは表１に示され、両者の廃水処理性
能の比較表は表２に示される。
表１：ピリジン有機物を含む廃水の検出指標パラメータテーブル
【００３２】
0006977207.tif 000002
【００３３】
表２：本実施例のシステムと従来技術システムの廃水処理性能の比較表
【００３４】
0006977207.tif 000003
【００３５】
以上のように、同じ温度で、本実施例の廃水処理システムおよび従来技術の廃水処理シス
テムを使用して、同じピリジン有機物を含む廃水を同じ時間で処理する場合、本実施例の
効果は従来技術の廃水処理効果よりも著しく良好であることが分かる。
【要約】      （修正有）【課題】廃水中のピリジン複数環汚染物を効果的に分解できるだけでなく、フィラー吸収塔内のフィラーの損失を回避することもできる、ピリジン複数環式化合物の廃水処理システムおよびそのプロセスを提供する。【解決手段】順に接続された廃液貯蔵タンク１、固定床反応器２、熱交換器３、フィラー吸収塔４および一次貯水タンク５を含み、ルテニウム基触媒を含む固定床反応器を設置することで、廃水中のピリジン複数環式化合物との還元反応を容易に引き起こし、ピリジン環中の窒素をアンモニアの形で分解し、廃水中のピリジン複数環汚染物を除去する。各反応分岐管の外部に２層らせん状保温ジャケットが設けられ、温度分布をより均一にし、熱による反応分岐管の側壁との直接接触により引き起こされる反応分岐管内の触媒局所的な焦げ、それによる触媒性能への影響を回避することができる。【選択図】図１【図１】
0006977207.tif 000004
【図２】
0006977207.tif 000005
【図３】
0006977207.tif 000006
【図４】
0006977207.tif 000007
【図５】
0006977207.tif 000008
【図６】
0006977207.tif 000009