[发明专利]液体废物处理装置

说明书

技术领域

本发明涉及液体废物处理装置，该液体废物处理装置用于通过将压力和热量施加至处理对象流体，同时将含有有机物的处理对象流体与氧化剂混合，来分解处理对象流体中的有机物。

背景技术

迄今，利用加菌淤泥引导生物处理的方法通常被用作净化液体废物的方法，液体废物例如人类排泄物、污水、来自居民区的生活废水、家畜排泄物和来自食品加工厂的流出物。然而，该方法不能处理含有高浓度有机溶剂的液体废物，其阻止了加菌淤泥中微生物的活性，而浓度保持不变，或者该方法不能处理含有不可生物降解的塑料微粒的液体废物。同样，加菌淤泥逐渐增加从而在液体中具有高含量的未溶解有机悬浮固体的液体废物中繁殖，因而导致通风量或过多的已处理过的淤泥量的增加，进而导致成本升高，并且因此有必要通过物理和化学处理提前去除悬浮固体，例如通过滤网或通过凝固和沉淀。

期间，最近研制了一种液体废物处理装置，该液体废物处理装置用于通过把液体废物中的水变成高温和高压的环境下的过热的蒸汽状态、超临界状态或次临界状态，在短时间分解液体废物中的有机物。在这种类型的液体废物处理装置中，例如，液体废物在反应罐中被加热到374℃或更高的温度并被加压到22MPa或更高的压力，因而转变成超临界状态，在该超临界状态下液体废物呈现出介于液体和气体之间的性能。可替换地，分别将液体废物的温度和压力设置为稍微低于374℃和22MPa，由此使液体废物变成次临界状态，在该次临界状态下液体废物呈现出稍微比超临界状态更接近液体的性能，或者使液体废物变成过热的蒸汽状态，在该过热的蒸汽状态下液体废物具有374℃或更高的温度和10MPa或更低的压力。在处于超临界状态、次临界状态或过热的蒸汽状态的液体中，有机物立即被溶解和水解，或者通过与氧化剂混合使有机物或铵态氮立即经历氧化分解。甚至含有高浓度有机溶剂的液体废物或含有塑料微粒的液体废物可以被容易地净化，而这是不可能利用生物处理的。同样，甚至在含有大量有机悬浮固体的液体废物中，大量的悬浮固体充分地经历完全的氧化分解，从而，它们中的大多数可被分解成水、氮气和二氧化碳。

在这样的液体废物处理装置中，在具有磺酰基的有机物的氧化分解的过程中形成硫磺酸，或者在具有氯基团的有机物的氧化分解的过程中形成盐酸。因此，铁、不锈钢或类似物被用作反应罐的材料，立即就在反应罐内发生腐蚀。期间，反应罐需要具有能够抵抗10MPa或更高的压力的性能，并且因此有必要使高强度的金属，而不是低强度的塑料用于反应罐。虽然能够达到高耐蚀性和高耐压性的金属包含钛和镍合金，但是这些金属都非常昂贵，因此，当将金属用作反应罐的基础材料时，反应罐变得如此昂贵，以至于不适于实际应用。同样，当钛用于反应罐时，在高温条件下，它的强度变得非常低，因此，即使增加它的厚度，反应罐也难以提供所需的耐压性。

期间，在日本专利申请公开No.2008-207135中描述的压力平衡的反应罐被认为是常规的液体废物处理装置中的反应罐。如图1中所示，压力平衡的反应罐900具有双管结构，其包含管状形式的外部圆柱体901和布置在外部圆柱体901内部的管状形式的反应容器902。外部圆柱体901是用具有用于抵抗高压的足够厚度的不锈钢材料制造的。同样，反应容器902是用耐腐蚀的镍合金制造的。外部圆柱体901的下盖具有穿过其形成的空气供给管903，其经配置用于将作为氧化剂的空气压力供给到管间空间中，其中所述管间空间是在外部圆柱体901和反应容器902之间在外部圆柱体901内部形成的。同样，其下端部通过外部圆柱体的下盖的反应容器902由下盖悬挑（cantilever）。然后，在反应容器的上端壁中形成容纳流入管904的通孔902a，其位于反应容器902的自由末端侧。在外部圆柱体901的内部，从外部圆柱体901外面延伸通过外部圆柱体的上盖进入外部圆柱体901的流入管904的末端部分通过设置在反应容器902的上端壁中的通孔902a进入反应容器902。通过流入管904压力供给的引入的液体废物流入反应容器902，然后从外部圆柱体的上盖侧朝向外部圆柱体的下盖移动通过反应容器902。