JP2000153152A - 水処理用触媒 - Google Patents
水処理用触媒Info
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Landscapes
- Catalysts (AREA)
- Treatment Of Water By Oxidation Or Reduction (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】有機塩素化合物に対して優れた除去性能を持つ
水処理用触媒を提供する 【解決手段】酸化剤の共存下で有機塩素化合物を含む水
処理用の触媒であって、粒径が０．５〜２０μｍ、比表
面積１５０ｍ2／ｇ以上の無定形二酸化マンガンである
ことを特徴とする水処理用触媒。酸化剤はオゾン、過酸
化水素である。無定形で表面積の大きい二酸化マンガン
に有機塩素化合物が吸着され、水に添加した酸化剤のオ
ゾンなどが無定形二酸化マンガンに接触して活性化さ
れ、吸着した有機塩素化合物を酸化分解して除去する。
二酸化マンガンに吸着した有機塩素化合物は酸化剤で除
去されるので触媒の表面は常時活性を有し長期間の使用
に耐える。
水処理用触媒を提供する 【解決手段】酸化剤の共存下で有機塩素化合物を含む水
処理用の触媒であって、粒径が０．５〜２０μｍ、比表
面積１５０ｍ2／ｇ以上の無定形二酸化マンガンである
ことを特徴とする水処理用触媒。酸化剤はオゾン、過酸
化水素である。無定形で表面積の大きい二酸化マンガン
に有機塩素化合物が吸着され、水に添加した酸化剤のオ
ゾンなどが無定形二酸化マンガンに接触して活性化さ
れ、吸着した有機塩素化合物を酸化分解して除去する。
二酸化マンガンに吸着した有機塩素化合物は酸化剤で除
去されるので触媒の表面は常時活性を有し長期間の使用
に耐える。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、水処理に使用される触
媒に関し、特に有機塩素化合物を含む排水処理に使用で
きる触媒に係るものである。
媒に関し、特に有機塩素化合物を含む排水処理に使用で
きる触媒に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、廃水処理や着色水の処理法として
オゾンと二酸化マンガンを使用する方法が知られてい
る。特開昭５９−１３９９９１号公報で開示された方法
は、処理水をオゾンと接触させた後二酸化マンガン触媒
被膜を有する濾材層で濾過し、総トリハロメタン量の生
成を抑制しながら残留オゾンの処理をする方法である。
この方法は有機ハロゲン化合物の量を増やさないで処理
できる処理法ではあるが有機塩素を処理することはでき
ない。
オゾンと二酸化マンガンを使用する方法が知られてい
る。特開昭５９−１３９９９１号公報で開示された方法
は、処理水をオゾンと接触させた後二酸化マンガン触媒
被膜を有する濾材層で濾過し、総トリハロメタン量の生
成を抑制しながら残留オゾンの処理をする方法である。
この方法は有機ハロゲン化合物の量を増やさないで処理
できる処理法ではあるが有機塩素を処理することはでき
ない。
【０００３】また、有機性排水中からＣＯＤ成分やアン
モニア性窒素とオゾンと二酸化マンガンで処理する廃水
処理法法や装置が特開平８−８９９８１号公報に、ＣＯ
Ｄ成分や色素をオゾンと二酸化マンガンで処理する排水
処理方法や装置が特開平９−２５３６７２号公報に開示
されている。これらの処理方法では、二酸化マンガンを
長期間補充することなく処理できる。しかし有機塩素化
合物を含む排水中のハロゲン化合物の処理についての開
示はない。
モニア性窒素とオゾンと二酸化マンガンで処理する廃水
処理法法や装置が特開平８−８９９８１号公報に、ＣＯ
Ｄ成分や色素をオゾンと二酸化マンガンで処理する排水
処理方法や装置が特開平９−２５３６７２号公報に開示
されている。これらの処理方法では、二酸化マンガンを
長期間補充することなく処理できる。しかし有機塩素化
合物を含む排水中のハロゲン化合物の処理についての開
示はない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の事情
に鑑みてなされたもので、有機塩素化合物に対して優れ
た除去性能を持つ水処理用触媒を提供することを目的と
する。
に鑑みてなされたもので、有機塩素化合物に対して優れ
た除去性能を持つ水処理用触媒を提供することを目的と
する。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、従来の二
酸化マンガン触媒について鋭意検討した結果、特定の形
状の二酸化マンガンが有機塩素化合物の分解処理に有効
であることを見出し本発明を完成した。すなわち、本発
明の水処理用触媒は、酸化剤の共存下で有機塩素化合物
を含む水処理用の触媒であって、粒径が０．５〜２０μ
ｍ、比表面積１５０ｍ2／ｇ以上の無定形二酸化マンガ
ンであることを特徴とする。
酸化マンガン触媒について鋭意検討した結果、特定の形
状の二酸化マンガンが有機塩素化合物の分解処理に有効
であることを見出し本発明を完成した。すなわち、本発
明の水処理用触媒は、酸化剤の共存下で有機塩素化合物
を含む水処理用の触媒であって、粒径が０．５〜２０μ
ｍ、比表面積１５０ｍ2／ｇ以上の無定形二酸化マンガ
ンであることを特徴とする。
【０００６】なお、酸化剤はオゾン、過酸化水素の少な
くとも一種であることが好ましい。
くとも一種であることが好ましい。
【０００７】
【発明の実施の形態】本発明の水処理用触媒は、有機塩
素化合物を含む水処理用の触媒であって、酸化剤として
機能するオゾンなどの共存下で、無定形の二酸化マンガ
ンの微粒子を触媒として使用することで、処理水中の有
機塩素化合物を分解除去することができる。
素化合物を含む水処理用の触媒であって、酸化剤として
機能するオゾンなどの共存下で、無定形の二酸化マンガ
ンの微粒子を触媒として使用することで、処理水中の有
機塩素化合物を分解除去することができる。
【０００８】二酸化マンガン粉末としては、α型、β
型、γ型および無定形のもが知られている。本発明では
無定形の二酸化マンガンを使用する。無定形の二酸化マ
ンガンはα型、β型、γ型の結晶構造のものよりも有機
塩素化合物の処理能力に優れている。無定形の二酸化マ
ンガンは、その触媒活性を高めるために粒径が０．５〜
２０μｍ、比表面積１５０ｍ2／ｇ以上の微粒子である
ことが必要である。粒径および比表面積が上記の範囲外
であると充分な水処理能力を示さなくなるので好ましく
ない。
型、γ型および無定形のもが知られている。本発明では
無定形の二酸化マンガンを使用する。無定形の二酸化マ
ンガンはα型、β型、γ型の結晶構造のものよりも有機
塩素化合物の処理能力に優れている。無定形の二酸化マ
ンガンは、その触媒活性を高めるために粒径が０．５〜
２０μｍ、比表面積１５０ｍ2／ｇ以上の微粒子である
ことが必要である。粒径および比表面積が上記の範囲外
であると充分な水処理能力を示さなくなるので好ましく
ない。
【０００９】二酸化マンガンは、上記のように無定形の
微粒子が用いられる。この二酸化マンガン微粒子はバイ
ンダーを用いて所定の形状に一体化して使用することが
できる。使用するバインダーとしては、シリカゾル、ア
ルミナゾルなどの無機系バインダーが使用できる。な
お、焼結などで微粒子を一体化する場合は、バインダー
は必要としない。
微粒子が用いられる。この二酸化マンガン微粒子はバイ
ンダーを用いて所定の形状に一体化して使用することが
できる。使用するバインダーとしては、シリカゾル、ア
ルミナゾルなどの無機系バインダーが使用できる。な
お、焼結などで微粒子を一体化する場合は、バインダー
は必要としない。
【００１０】本発明の水処理用触媒は、球状、棒状等の
ペレットとすることも、ハニカム担体などの担体の表面
に層状に担持したものでもよい。ハニカム担体に担持す
る場合には、無定型二酸化マンガンとしてはハニカム体
積１リットル当たり２０〜２００ｇ程度が好ましい。酸
化剤としてはオゾン単独、過酸化水素単独またはオゾン
と過酸化水素を併用して使用することができる。酸化剤
のオゾンの量は、除去すべき化合物を酸化するのに充分
な量を添加して用いる。通常オゾン化空気として被処理
水中に導入するのが好ましい。過酸化水素の場合は被処
理水の濃度にもよるが、除去すべき化合物が２０〜６０
ｍｇ／Ｌの場合、過酸化水素添加量は、１０〜２００ｍ
ｇ／Ｌ程度が好ましい。
ペレットとすることも、ハニカム担体などの担体の表面
に層状に担持したものでもよい。ハニカム担体に担持す
る場合には、無定型二酸化マンガンとしてはハニカム体
積１リットル当たり２０〜２００ｇ程度が好ましい。酸
化剤としてはオゾン単独、過酸化水素単独またはオゾン
と過酸化水素を併用して使用することができる。酸化剤
のオゾンの量は、除去すべき化合物を酸化するのに充分
な量を添加して用いる。通常オゾン化空気として被処理
水中に導入するのが好ましい。過酸化水素の場合は被処
理水の濃度にもよるが、除去すべき化合物が２０〜６０
ｍｇ／Ｌの場合、過酸化水素添加量は、１０〜２００ｍ
ｇ／Ｌ程度が好ましい。
【００１１】過酸化水素とオゾンを併用する場合にも、
オゾンは除去すべき化合物を酸化するのに充分な量を添
加する。この場合の過酸化水素の添加量は、過酸化水素
単独の場合より少ない量の５〜１００ｍｇ／Ｌ程度でよ
い。
オゾンは除去すべき化合物を酸化するのに充分な量を添
加する。この場合の過酸化水素の添加量は、過酸化水素
単独の場合より少ない量の５〜１００ｍｇ／Ｌ程度でよ
い。
【００１２】
【作用】本発明の水処理用触媒は、酸化剤が添加された
被処理水に接触させる触媒成分であり、触媒成分の無定
形で表面積の大きい二酸化マンガンに有機塩素化合物が
吸着される。そして被処理水に添加した酸化剤のオゾン
などが、微粒子状の無定形二酸化マンガンに接触して活
性化され、吸着した有機塩素化合物を酸化分解して除去
する。したがって、二酸化マンガンに吸着した塩素化合
物は酸化剤で除去されるので触媒の表面は常時活性を有
し長期間の使用に耐えることができる。
被処理水に接触させる触媒成分であり、触媒成分の無定
形で表面積の大きい二酸化マンガンに有機塩素化合物が
吸着される。そして被処理水に添加した酸化剤のオゾン
などが、微粒子状の無定形二酸化マンガンに接触して活
性化され、吸着した有機塩素化合物を酸化分解して除去
する。したがって、二酸化マンガンに吸着した塩素化合
物は酸化剤で除去されるので触媒の表面は常時活性を有
し長期間の使用に耐えることができる。
【００１３】
【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
るが、本発明はこれらに限定されるものではない。 （実施例１）市販の二酸化マンガン粉末（無定形、粒径
２μｍ、比表面積２２０ｍ2／ｇ）１０００ｇと市販の
シリカゾル（固形分２０％）１５００ｇおよび水を加え
て固形分２５％程度のスラリーを作製した。このスラリ
ーをコージエライトハニカム担体（１００セル／インチ
2）にコートし、３００℃で焼成し触媒Ａを得た。この
触媒のコート量は、６０ｇ／Ｌであった。
るが、本発明はこれらに限定されるものではない。 （実施例１）市販の二酸化マンガン粉末（無定形、粒径
２μｍ、比表面積２２０ｍ2／ｇ）１０００ｇと市販の
シリカゾル（固形分２０％）１５００ｇおよび水を加え
て固形分２５％程度のスラリーを作製した。このスラリ
ーをコージエライトハニカム担体（１００セル／インチ
2）にコートし、３００℃で焼成し触媒Ａを得た。この
触媒のコート量は、６０ｇ／Ｌであった。
【００１４】（比較例１）市販の二酸化マンガン粉末
（γ型、粒径２μｍ、比表面積５０ｍ2／ｇ）１０００
ｇと市販のアルミナゾル１５０ｇおよび適量の水加えて
混練し、造粒機にて直径３ｍｍ、長さ３〜７ｍｍのペレ
ット状に成形し、３００℃で焼成して触媒Ｂを得た。
（γ型、粒径２μｍ、比表面積５０ｍ2／ｇ）１０００
ｇと市販のアルミナゾル１５０ｇおよび適量の水加えて
混練し、造粒機にて直径３ｍｍ、長さ３〜７ｍｍのペレ
ット状に成形し、３００℃で焼成して触媒Ｂを得た。
【００１５】（比較例２）比較例１と同じ二酸化マンガ
ン粉末１０００ｇと市販のシリカゾル（固形分２０％）
１５００ｇおよび適量の水を加え、固形分４０％程度の
スラリーを作製した。このスラリーを実施例１と同じハ
ニカム担体にコートし、３００℃で焼成し、触媒Ｃを得
た。この触媒のコート量は、６０ｇ／Ｌであった。
ン粉末１０００ｇと市販のシリカゾル（固形分２０％）
１５００ｇおよび適量の水を加え、固形分４０％程度の
スラリーを作製した。このスラリーを実施例１と同じハ
ニカム担体にコートし、３００℃で焼成し、触媒Ｃを得
た。この触媒のコート量は、６０ｇ／Ｌであった。
【００１６】（比較例３）市販の硝酸マンガンに適量の
水を加え、固形分２５％程度のスラリーを得た。このス
ラリーを実施例１と同じハニカム担体にコートし、３０
０℃で焼成し、触媒Ｄを得た。なお、この触媒を構成す
る二酸化マンガンはβ型であった。また、この触媒のコ
ート量は７０ｇ／Ｌであった。
水を加え、固形分２５％程度のスラリーを得た。このス
ラリーを実施例１と同じハニカム担体にコートし、３０
０℃で焼成し、触媒Ｄを得た。なお、この触媒を構成す
る二酸化マンガンはβ型であった。また、この触媒のコ
ート量は７０ｇ／Ｌであった。
【００１７】（評価試験）被処理水として５０ｍｇ／Ｌ
に調製したｏ−クロロ安息香酸（ＴＯＣ濃度２６ｍｇ／
Ｌ、塩素濃度１０ｍｇ／Ｌ）を使用した。触媒として前
記実施例１の触媒Ａおよび比較例１〜３の触媒Ｂ、Ｃ、
Ｄを使用した。各触媒はそれぞれ３００ｍＬ使用し、内
径３０ｍｍ、長さ２ｍのカラムに挿入して使用した。被
処理水は、図１に示すようにカラム上方から入れ、カラ
ム下方より排出するようにした。なお、触媒は常に被処
理水に完全に漬かっている状態とした。処理液のｐＨは
中性からアルカリ性に調製した。
に調製したｏ−クロロ安息香酸（ＴＯＣ濃度２６ｍｇ／
Ｌ、塩素濃度１０ｍｇ／Ｌ）を使用した。触媒として前
記実施例１の触媒Ａおよび比較例１〜３の触媒Ｂ、Ｃ、
Ｄを使用した。各触媒はそれぞれ３００ｍＬ使用し、内
径３０ｍｍ、長さ２ｍのカラムに挿入して使用した。被
処理水は、図１に示すようにカラム上方から入れ、カラ
ム下方より排出するようにした。なお、触媒は常に被処
理水に完全に漬かっている状態とした。処理液のｐＨは
中性からアルカリ性に調製した。
【００１８】また、酸化剤のオゾン化空気（オゾン１０
ｇ／Ｎｍ3）は、触媒の下方から入れ、被処理水の流れ
と対交流になるようにした。過酸化水素を添加する場合
は、カラム上方から被処理水とともに添加した。添加後
の被処理水の過酸化水素濃度は、３０ｍｇ／Ｌであっ
た。 被処理水の液量は、３００ｍＬ／Ｈｒとした。Ｓ
Ｖは、１／Ｈｒとなる。オゾン化空気の注入量は、２０
Ｌ／Ｈｒとした。
ｇ／Ｎｍ3）は、触媒の下方から入れ、被処理水の流れ
と対交流になるようにした。過酸化水素を添加する場合
は、カラム上方から被処理水とともに添加した。添加後
の被処理水の過酸化水素濃度は、３０ｍｇ／Ｌであっ
た。 被処理水の液量は、３００ｍＬ／Ｈｒとした。Ｓ
Ｖは、１／Ｈｒとなる。オゾン化空気の注入量は、２０
Ｌ／Ｈｒとした。
【００１９】そして、それぞれ５０時間後、１００時間
後および２００時間後の処理水を採取し、それらのＴＯ
Ｃ濃度、塩素イオン濃度を測定し、ＴＯＣ除去率、有機
塩素分解率を算出した。ＴＯＣ除去率の結果を表１に、
有機塩素分解率の結果を表２に示した。塩素イオンは、
イオンクロマトグラフィーにより分析した。参考とし
て、触媒Ａを使用して、オゾン化空気を注入しなかった
もの（参考例１）、および、触媒を全く使用せず、オゾ
ン化空気のみを注入したもの（参考例２）も同じ試験を
した。結果を表１、２に合わせて示した。
後および２００時間後の処理水を採取し、それらのＴＯ
Ｃ濃度、塩素イオン濃度を測定し、ＴＯＣ除去率、有機
塩素分解率を算出した。ＴＯＣ除去率の結果を表１に、
有機塩素分解率の結果を表２に示した。塩素イオンは、
イオンクロマトグラフィーにより分析した。参考とし
て、触媒Ａを使用して、オゾン化空気を注入しなかった
もの（参考例１）、および、触媒を全く使用せず、オゾ
ン化空気のみを注入したもの（参考例２）も同じ試験を
した。結果を表１、２に合わせて示した。
【００２０】
【表１】
【００２１】
【表２】 表から明らかなように、酸化剤のオゾン共存下で使用し
た本実施例の触媒は、非常に高いＴＯＣ除去率、有機塩
素分解率を示した。また、酸化剤にオゾンと過酸化水素
を併用した場合はＴＯＣ除去率、有機塩素分解率がさら
に向上した。
た本実施例の触媒は、非常に高いＴＯＣ除去率、有機塩
素分解率を示した。また、酸化剤にオゾンと過酸化水素
を併用した場合はＴＯＣ除去率、有機塩素分解率がさら
に向上した。
【００２２】比較例１、２、３の二酸化マンガンの結晶
構造がβ型、γ型を用いた場合はＴＯＣ除去率、有機塩
素分解率が、本発明に比べて低く効果が充分でない。し
たがって、本発明の二酸化マンガンの結晶構造を無定形
の用いることが水処理用触媒、特に有機塩素化合物を含
む場合に有効であることを示している。本実施例の触媒
Ａを使用してもオゾンを添加しなければ、参考例１に示
したようにＴＯＣ除去率、有機塩素分解率は高くならな
かった。触媒を使用しなくてもオゾンだけの参考例２で
は多少のＴＯＣ除去率、有機塩素分解率が認められた。
構造がβ型、γ型を用いた場合はＴＯＣ除去率、有機塩
素分解率が、本発明に比べて低く効果が充分でない。し
たがって、本発明の二酸化マンガンの結晶構造を無定形
の用いることが水処理用触媒、特に有機塩素化合物を含
む場合に有効であることを示している。本実施例の触媒
Ａを使用してもオゾンを添加しなければ、参考例１に示
したようにＴＯＣ除去率、有機塩素分解率は高くならな
かった。触媒を使用しなくてもオゾンだけの参考例２で
は多少のＴＯＣ除去率、有機塩素分解率が認められた。
【００２３】
【発明の効果】上記で説明したように、本発明の水処理
用触媒は、ＴＯＣ除去率、特に有機塩素分解率が極めて
高い。また、本発明の水処理用触媒は、分解によって生
成する塩素イオンの被毒作用を受けず長時間にわたり安
定した触媒機能を発揮することができる。
用触媒は、ＴＯＣ除去率、特に有機塩素分解率が極めて
高い。また、本発明の水処理用触媒は、分解によって生
成する塩素イオンの被毒作用を受けず長時間にわたり安
定した触媒機能を発揮することができる。
【図１】本発明の水処理触媒の評価試験の工程の模式説
明図である。
明図である。
フロントページの続き Ｆターム(参考） 4D050 AA13 AB07 AB19 BB02 BB09 BC06 BC10 BD02 BD08 4G069 AA02 AA08 BA13B BB04A BB04B BC62A BC62B CA05 CA07 CA19 DA05 EA01X EA19 EB18X EB18Y EC03X EC03Y EC04X EC05X EC26 FA03 FB15 FB23
Claims (2)
- 【請求項１】酸化剤の共存下で有機塩素化合物を含む水
処理用の触媒であって、 前記触媒は、粒径が０．５〜２０μｍ、比表面積１５０
ｍ2／ｇ以上の無定形二酸化マンガンであることを特徴
とする水処理用触媒。 - 【請求項２】前記酸化剤はオゾンおよび過酸化水素の少
なくとも一種である請求項１に記載の水処理用触媒。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10329765A JP2000153152A (ja) | 1998-11-19 | 1998-11-19 | 水処理用触媒 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10329765A JP2000153152A (ja) | 1998-11-19 | 1998-11-19 | 水処理用触媒 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000153152A true JP2000153152A (ja) | 2000-06-06 |
Family
ID=18225029
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10329765A Pending JP2000153152A (ja) | 1998-11-19 | 1998-11-19 | 水処理用触媒 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000153152A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009090258A (ja) * | 2007-10-12 | 2009-04-30 | Toshiba Corp | 廃液処理装置およびその処理方法 |
| JP4786771B2 (ja) * | 2009-03-24 | 2011-10-05 | 株式会社アサカ理研 | 水処理方法及び水処理システム |
| JP2015188823A (ja) * | 2014-03-28 | 2015-11-02 | 吸着技術工業株式会社 | 有害物質含有液の処理方法及び装置 |
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| US10549235B2 (en) | 2015-09-30 | 2020-02-04 | Futamura Kagaku Kabushiki Kaisha | Ozone oxidation decomposition treatment method for VOCs and/or gaseous inorganic reducing compounds in gas |
-
1998
- 1998-11-19 JP JP10329765A patent/JP2000153152A/ja active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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