特開 2024-66300 排水処理装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024066300

(43)【公開日】2024-05-15

(54)【発明の名称】排水処理装置

(51)【国際特許分類】

   C02F 1/02 20230101AFI20240508BHJP

   C02F 1/461 20230101ALI20240508BHJP

【ＦＩ】

C02F1/02 B

C02F1/461 101C

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022175795

(22)【出願日】2022-11-01

(71)【出願人】

【識別番号】399049981

【氏名又は名称】株式会社オメガ

(72)【発明者】

【氏名】中村 信一

【テーマコード（参考）】

4D034

4D061

【Ｆターム（参考）】

4D034AA26

4D034CA04

4D034DA02

4D061DA08

4D061DB19

4D061DC08

4D061EA01

4D061EB14

4D061ED03

(57)【要約】

【課題】排出される二酸化炭素を有効利用することができる排水処理装置を提供しようとするもの。
【解決手段】有機物を熱分解して炭化水素ガスを生成させる熱分解機構Hと、前記熱分解機構Hの熱源から排出される二酸化炭素からメタンガスを合成するメタンガス合成機構とを有し、前記熱分解機構Hの熱源として前記炭化水素ガスとメタンガスを補助利用するようにした。前記メタン合成機構で、前記二酸化炭素と水の有隔膜電気分解により一酸化炭素と水素を生成させる有隔膜電解機構E1を有するようにしてもよい。前記メタン合成機構で、前記一酸化炭素と水素からメタンガスを生成させるメタンガス生成機構Mを有するようにしてもよい。前記有機物の無隔膜電気分解により炭化水素ガスを生成させる無隔膜電解機構E2を有するようにしてもよい。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

有機物を熱分解して炭化水素ガスを生成させる熱分解機構（H）と、前記熱分解機構（H）の熱源から排出される二酸化炭素からメタンガスを合成するメタンガス合成機構とを有し、前記熱分解機構（H）の熱源として前記炭化水素ガスとメタンガスを補助利用するようにしたことを特徴とする排水処理装置。

【請求項2】

前記メタン合成機構で、前記二酸化炭素と水の有隔膜電気分解により一酸化炭素と水素を生成させる有隔膜電解機構（E1）を有するようにした請求項１記載の排水処理装置。

【請求項3】

前記メタン合成機構で、前記一酸化炭素と水素からメタンガスを生成させるメタンガス生成機構（M）を有するようにした請求項２記載の排水処理装置。

【請求項4】

前記有機物の無隔膜電気分解により炭化水素ガスを生成させる無隔膜電解機構（E2）を有するようにした請求項１乃至３のいずれかに記載の排水処理装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、排出される二酸化炭素を有効利用することができる排水処理装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、ゴム等の廃棄物を燃焼し熱を回収するリサイクルシステムに関する提案があった（特許文献１）。
すなわち、タイヤを含めたゴム製品等の廃棄に大きな問題となっていた。タイヤを含む自動車部品の処分は環境汚染などの観点により、粗大ごみで捨てることができず、廃棄物処理法で適正処理困難物に指定されており、適切な方法で処分する必要があった。
この従来提案は、ゴムの廃棄物を焼却することで発生した熱を回収し、その熱によって蒸気を発生させる蒸気発生装置と、前記蒸気を熱プレス成型機まで運ぶ蒸気搬送経路と、前記ゴムの廃棄物又はゴムの原料を型に供給し、前記蒸気の熱を利用して熱プレスによってゴムの成形品を形成する熱プレス成型機と、を備えたこととし、廃棄物を燃焼させ、廃棄物の燃焼から生成した熱をゴムの成形品を成形する際に利用することによって、熱を有効に活用することが可能である、というものである。
これに対し、排出される二酸化炭素を有効利用することができる排水処理装置に対する要望があった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第7050258号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

そこでこの発明は、排出される二酸化炭素を有効利用することができる排水処理装置を提供しようとするものである。

【課題を解決するための手段】

【0005】

前記課題を解決するためこの発明では次のような技術的手段を講じている。
（１）この発明の排水処理装置は、有機物を熱分解して炭化水素ガスを生成させる熱分解機構と、前記熱分解機構の熱源から排出される二酸化炭素からメタンガスを合成するメタンガス合成機構とを有し、前記熱分解機構の熱源として前記炭化水素ガスとメタンガスを補助利用するようにしたことを特徴とする。
前記排水は、工場その他の各種排水や高濃度廃液などを包含するものとする。

【0006】

この排水処理装置は、有機物を熱分解して炭化水素ガスを生成させる熱分解機構を有するので、排水中の有機物を熱分解して炭化水素ガス（メタンガス、エタンガス等）を得ることができる。
また、前記熱分解機構の熱源から排出される二酸化炭素からメタンガスを合成するメタンガス合成機構を有するので、熱分解機構の熱源として例えばLNGバーナーの燃焼ガス中の二酸化炭素からメタンガスを合成することができる。

【0007】

さらに、前記熱分解機構の熱源として前記炭化水素ガスとメタンガスを補助利用するようにしたので、排水中の有機物を熱分解した炭化水素ガス（メタンガス、エタンガス等）と、熱分解機構により排出される二酸化炭素から合成したメタンガスを共に熱源として補助利用することができる。
前記熱分解機構は、複数個の鋼鉄球（φ11mm）を貯留し、熱源としてLNGバーナーにより加熱して約660℃に昇温することを例示することができる。

【0008】

（２）前記メタン合成機構で、前記二酸化炭素と水の有隔膜電気分解により一酸化炭素と水素を生成させる有隔膜電解機構を有するようにすることができる。
このようにすると、メタン合成機構の有隔膜電解機構において、二酸化炭素と水の有隔膜電気分解により（陰極側から）一酸化炭素と（陽極側から）水素を生成させることができる。

【0009】

（３）前記メタン合成機構で、前記一酸化炭素と水素からメタンガスを生成させるメタンガス生成機構を有するようにすることができる。
このようにすると、メタンガス生成機構において一酸化炭素と水素からメタンガスを生成させ、このメタンガスを熱分解機構の熱源として補助利用することができることができる。
前記メタン合成機構は、複数個の鋼鉄球（φ11mm）を貯留し、誘導加熱（IH）により約900℃程度に昇温することを例示することができる。

【0010】

（４）前記有機物の無隔膜電気分解により炭化水素ガスを生成させる無隔膜電解機構を有するようにすることができる。
このようにすると、無隔膜電解機構で有機物を電気分解して炭化水素ガスを生成させ、この炭化水素ガスを熱分解機構の熱源として補助利用することができる。

【発明の効果】

【0011】

この発明は上述のような構成であり、次の効果を有する。
排水中の有機物を熱分解した炭化水素ガス（メタンガス、エタンガス等）と、熱分解機構により排出される二酸化炭素から合成したメタンガスを共に熱源として補助利用することができるので、排出される二酸化炭素を有効利用することができる排水処理装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】この発明の排水処理装置の実施形態を説明する図。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、この発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１に示すように、この実施形態の排水処理装置は、有機物を熱分解して炭化水素ガス（メタンガス、エタンガス等）を生成させる熱分解機構Hと、前記熱分解機構Hの熱源から排出される二酸化炭素からメタンガスを合成するメタンガス合成機構とを有し、前記熱分解機構Hの熱源として前記炭化水素ガスとメタンガスを補助利用するようにした。
前記排水として、高濃度有機廃液を処理した。また、前記熱分解機構Hは、複数個の鋼鉄球（φ11mm）を貯留し、熱源としてLNGバーナーBにより加熱して約660℃に昇温した。

【0014】

また、前記メタン合成機構で、前記二酸化炭素と水の有隔膜電気分解により一酸化炭素と水素を生成させる有隔膜電解機構E1を有するようにした。したがって、メタン合成機構の有隔膜電解機構E1において、二酸化炭素と水の有隔膜電気分解により陰極側から一酸化炭素と、陽極側から水素を生成させることができた。

【0015】

さらに、前記メタン合成機構で、前記一酸化炭素と水素からメタンガスを生成させるメタンガス生成機構Mを有するようにした。前記メタン生成機構は、複数個の鋼鉄球（φ11mm）を貯留し、誘導加熱（IH）により約900℃程度に昇温するようにした。
したがって、メタンガス生成機構Mにおいて一酸化炭素と水素からメタンガスを生成させ、このメタンガスを熱分解機構Hの熱源として補助利用することができることができた。

【0016】

そのうえ、前記有機物の無隔膜電気分解により炭化水素ガスを生成させる無隔膜電解機構E2を、熱分解機構Hの前工程として有するようにした。したがって、無隔膜電解機構E2で有機物を電気分解して炭化水素ガスを生成させ、次いで熱分解機構Hに通して有機物の炭化水素ガス化を推進し、この炭化水素ガスを熱分解機構Hの熱源として補助利用することができた。
有隔膜電解機構E1と無隔膜電解機構E2は、オゾナイザーOによりオゾンガス（O3）を圧入して電解することにより酸素ラジカル（・O）が生成されるようにした。したがって、排水を電気分解する際などに、含有される有機物の分解性（炭化水素ガス化）を高めることができた。

【0017】

次に、この実施形態の排水処理装置の使用状態を説明する。
この排水処理装置は、有機物を熱分解して炭化水素ガスを生成させる熱分解機構Hを有するので、排水中の有機物を熱分解して炭化水素ガス（メタンガス、エタンガス等）を得ることができた。
また、前記熱分解機構Hの熱源から排出される二酸化炭素からメタンガスを合成するメタンガス合成機構を有するので、熱分解機構Hの熱源としてLNGバーナーBの燃焼ガス中の二酸化炭素からメタンガスを合成することができた。

【0018】

さらに、前記熱分解機構Hの熱源として前記炭化水素ガスとメタンガスを補助利用するようにしたので、排水中の有機物を熱分解した炭化水素ガス（メタンガス、エタンガス等）と、熱分解機構Hにより排出される二酸化炭素から合成したメタンガスを共に熱源として補助利用することができ、排出される二酸化炭素を有効利用することができた。

【産業上の利用可能性】

【0019】

排出される二酸化炭素を有効利用することができることによって、種々の排水処理装置の用途に適用することができる。

【符号の説明】

【0020】

H 熱分解機構
E1 有隔膜電解機構
E2 無隔膜電解機構
M メタンガス生成機構

【図1】