JP2001113121A - 脱硫排水の処理方法 - Google Patents

脱硫排水の処理方法

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JP2001113121A
JP2001113121A JP29172899A JP29172899A JP2001113121A JP 2001113121 A JP2001113121 A JP 2001113121A JP 29172899 A JP29172899 A JP 29172899A JP 29172899 A JP29172899 A JP 29172899A JP 2001113121 A JP2001113121 A JP 2001113121A
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wastewater
treating
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Yasunobu Minamino
康信 南野
Hitoshi Ito
仁志 伊藤
Kazuhiro Akaike
一宏 赤池
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Mitsubishi Kakoki Kaisha Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】脱硫排水中の還元性物質を確実に低い濃度まで
低減することができ、設備が小型で薬品費用も低廉な脱
硫排水の処理方法を提供する。 【解決手段】湿式脱硫装置より排出される排水の処理方
法において、排水に酸化剤を添加したのち、排水中の還
元性物質と酸化剤との反応を促進する触媒と接触させて
還元性物質を酸化することを特徴とする脱硫排水の処理
方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、硫黄酸化物を含有
する排ガス中の硫黄酸化物をアルカリ吸収液で吸収除去
する湿式脱硫装置より排出される排水の処理方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】湿式脱硫装置より排出される脱硫排水中
には、亜硫酸塩やジチオン酸塩などの還元性物質が多量
に含まれており、それらの物質はCOD源となるため、
空気酸化法、フェントン試薬法、活性炭吸着法又はオゾ
ン酸化法などにより酸化処理したのちに河川などに放流
されている。
【0003】なお、湿式脱硫装置では、吸収液として、
石灰溶液、水酸化ナトリウム溶液又は水酸化マグネシウ
ム溶液などのアルカリ吸収液が一般的に用いられてお
り、特に水酸化マグネシウム溶液を吸収液として使用す
る湿式脱硫装置は、水酸化マグネシウムの価格が低廉で
あり、また、生成塩などの溶解度も高く、配管などでの
閉塞を起こしにくいため、小型の脱硫装置に多く使用さ
れている。
【0004】また、ディ−ゼル発電設備から排出される
排ガスにおいては、過剰酸素状態で燃焼させるため、通
常の燃焼設備から排出される硫黄酸化物を含有する排ガ
スと比較して、酸素や窒素酸化物などの濃度が高く、ア
ルカリ吸収液での脱硫においては、排水中に亜硫酸塩以
外のジチオン酸塩などの難分解性物質の生成量が多くな
り、それら物質の酸化処理がより重要になっている。
【0005】また、特開平7−265877号に発電所
排水や肥料工場排水中のアンモニアを分解除去する方法
として、排水に亜硝酸イオンを添加したのち、100〜
300℃に加熱して、白金やパラジウムなどの貴金属触
媒と接触させる方法が開示されており、また、特開平8
−192192号には、脱硫排水に亜硝酸イオンを添加
したのち、70〜300℃に加熱して、白金、パラジウ
ム、ニッケル又はコバルトなどの金属触媒と接触させる
方法が開示されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】前記従来の酸化処理方
法にあって、空気酸化法は、排水を空気で曝気すること
により、空気の酸化力により排水中の還元性物質を酸化
する方法であるが、酸化力が弱いため、亜硫酸塩は酸化
されるが、ジチオン酸塩などの難分解性物質の酸化が不
十分となり、従って、CODの低減率が低いという問題
がある。
【0007】また、フェントン試薬法にあっては、フェ
ントン試薬は過酸化水素と第一鉄塩との混合薬剤であ
り、酸化力は強力であるが、操作条件として排水をpH
2前後の強酸性としなければならず、アルカリ性の脱硫
排水処理には適していない。また、発生する沈殿物量も
多くその処理に多大な労力と設備を必要とする問題があ
る。更に、薬剤の添加量に比較してその効果が不十分で
あるという問題もある。
【0008】また、活性炭吸着法にあっては、COD源
である還元性物質を吸着除去するものであるが、脱硫排
水は還元性物質の含有量が多いため、活性炭使用量が多
くなり、また、使用済活性炭の再生も困難であるため、
焼却廃棄することになり費用が嵩む問題がある。
【0009】また、オゾン酸化法にあっては、オゾンの
酸化力が極めて強力なため、COD低減の効果は大きい
が、酸化反応速度が遅いため、排水とオゾンの接触時間
を長時間とする必要があり、設備が過大となる問題があ
る。
【0010】また、特開平7−265877号及び特開
平8−192192号に開示された、排水中のアンモニ
アの触媒分解方法においては、操作条件として排水を高
温に加熱するため、高温、高圧状態での処理となり、処
理装置が耐圧装置となり、装置費用が極めて高価になる
問題がある。
【0011】本発明は、硫黄酸化物を含有する排ガス中
の硫黄酸化物をアルカリ吸収液で吸収除去する湿式脱硫
装置より排出される排水中の還元性物質を酸化処理する
処理方法において、還元性物質を確実に低い濃度まで低
減することができ、設備が小型で、薬品費用も低廉な脱
硫排水の処理方法を提供する目的で成されたものであ
る。
【0012】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の本発明の要旨は、請求項1に記載した発明において
は、硫黄酸化物を含有する排ガス中の硫黄酸化物をアル
カリ吸収液で吸収除去する湿式脱硫装置より排出される
排水の処理方法において、排水に酸化剤を添加したの
ち、排水中の還元性物質と酸化剤との反応を促進する触
媒と接触させて還元性物質を酸化することを特徴とする
脱硫排水の処理方法である。
【0013】また、請求項2に記載した発明において
は、請求項1記載の脱硫排水の処理方法において、硫黄
酸化物を含有する排ガスがディ−ゼル発電設備から排出
される排ガスであり、アルカリ吸収液がマグネシウム塩
溶液であることを特徴とする脱硫排水の処理方法であ
る。
【0014】また、請求項3に記載した発明において
は、請求項1又は請求項2記載の脱硫排水の処理方法に
おいて、酸化剤が次亜塩素酸塩溶液であることを特徴と
する脱硫排水の処理方法であり、更に、請求項4に記載
した発明においては、請求項1、請求項2又は請求項3
記載の脱硫排水の処理方法において、排水の温度を25
〜90℃にして触媒と接触させることを特徴とする脱硫
排水の処理方法である。
【0015】前記において、脱硫排水としては、火力発
電設備、各種燃焼炉、焼却炉又はエンジン等から排出さ
れる硫黄酸化物を含有する排ガスを、石灰溶液、水酸化
ナトリウム溶液又は水酸化マグネシウム溶液などのアル
カリ吸収液で脱硫処理し、それらの設備からパ−ジ液と
して排出される脱硫後の吸収液に起因する排水である。
また、本発明の処理方法は、酸化効率が高いため、ディ
−ゼル発電設備から排出される排ガスを、マグネシウム
塩溶液の吸収液で脱硫処理し、その設備からパ−ジ液と
して排出される脱硫後の吸収液に起因する排水に適用す
るのが、難分解性の成分を多く含有するため最も適して
いる。
【0016】前記酸化剤としては、次亜塩素酸塩や過酸
化水素などが使用できるが、薬品費用や取扱のし易さな
どから次亜塩素酸塩を用いるのが好ましい。また、還元
性物質と酸化剤との反応を促進する触媒としては、白
金、パラジウム及び/又はルテニウムなどの貴金属を触
媒活性成分として、アルミナやシリカなどの担体に担持
した触媒又は銅、ニッケル及び/又はコバルトなどの金
属酸化物を触媒活性成分として、アルミナやシリカなど
の担体に担持した触媒が使用できるが、価格や活性持続
期間及び触媒活性などからニッケル酸化物をアルミナ担
体に担持した触媒を用いるのが好ましい。更に、触媒と
接触する排水の温度は25〜90℃であるが、熱エネル
ギ−消費量的にも優位な30〜60℃が好ましい。排水
の温度が25℃未満ではCODの低減効果が低くなり過
ぎ、90℃よりも高いと熱エネルギ−消費量が多くなり
過ぎると共に装置費も嵩むため好ましくない。また、触
媒層におけるSVを5〜200Hr-1で操作するのが好
ましい。SV値が5未満であると処理量が少なすぎ、S
V値が200Hr-1を超えるとCODの低減効果が低く
なり好ましくない。
【0017】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態につい
て図面に基づいて説明する。図1は本発明の一実施の形
態である脱硫排水の処理装置の系統図である。
【0018】1は硫黄酸化物を含有する排ガス中の硫黄
酸化物を、アルカリ吸収液で吸収除去する湿式脱硫塔
(以下脱硫塔という)であり、頂部に処理ガス排出流路
6、上部に吸収液供給流路8、下部に被処理ガス供給流
路5、原吸収液供給流路12及び底部に吸収液抜出流路
7が接続している。なお、本脱硫塔は、棚段塔、充填塔
又はスプレ−塔などいずれの形式でもよいが、アルカリ
吸収液がマグネシウム塩溶液の場合には、棚段塔が好ま
しい。また、原吸収液供給流路12は、図示しない原吸
収液貯留タンクから原吸収液供給ポンプなどに接続して
いる。
【0019】2は内部に、還元性物質と酸化剤との反応
を促進する触媒が充填されて触媒層3を形成し、頂部に
処理液排出流路11及び底部にパ−ジ液供給流路9が接
続している触媒酸化塔である。また、前記構成では、脱
硫塔1及び触媒酸化塔2が夫々1塔で構成されている
が、複数の脱硫塔1又は/及び複数の触媒酸化塔2とし
て構成してもよい。
【0020】前記触媒層3に用いられる触媒としては、
白金、パラジウム及び/又はルテニウムなどの貴金属を
触媒活性成分として、アルミナやシリカなどの担体に担
持した触媒又は銅、ニッケル及び/又はコバルトなどの
金属酸化物を触媒活性成分として、アルミナやシリカな
どの担体に担持した触媒が使用できるが、ニッケル酸化
物をアルミナ担体に担持した触媒を用いるのが好まし
い。また、触媒の形状は、粒状、円筒状又は円柱状など
いずれでもよく、その形状は特に限定されない。
【0021】4は吸入側に吸収液抜出流路7が接続し、
吐出側に吸収液供給流路8が接続して循環流路を形成す
る循環ポンプであり、吸収液を脱硫塔1で循環すると共
に吸収液供給流路8から分岐されたパ−ジ液供給流路9
により触媒酸化塔2に吸収液を供給する。
【0022】10は酸化剤供給流路であり、図示しない
酸化剤貯留タンクから酸化剤供給ポンプなどに接続して
いる。なお、酸化剤としては、次亜塩素酸塩や過酸化水
素などが使用できるが、次亜塩素酸塩を用いるのが好ま
しい。また、前記においては、吸収液供給流路8から分
岐してパ−ジ液供給流路9が設けられ、パ−ジ液供給流
路9に酸化剤供給流路10が接続し、流路内でパ−ジ液
と酸化剤を混合する構成であるが、攪拌装置を付設した
混合タンクを介在させて両液を混合させる構成でもよ
く、パ−ジ液を水で希釈してもよい。
【0023】前記構成の処理装置により脱硫排水を処理
する方法について以下詳述する。硫黄酸化物を含有する
ディ−ゼル発電設備から排出される排ガスを被処理ガス
供給流路5から脱硫塔1に供給し、脱硫塔1上部の吸収
液供給流路8から供給されたマグネシウム塩溶液である
アルカリ溶液と棚段部で向流接触して上向流する間に吸
収液で硫黄酸化物が吸収除去される。
【0024】硫黄酸化物を吸収した吸収液は吸収液抜出
流路7から循環ポンプで抜出され、吸収液供給流路8か
ら脱硫塔1上部に循環供給されるが、一部はパ−ジ液供
給流路9からパ−ジ液として触媒酸化塔2に供給され
る。なお、循環吸収液の不足分は、原吸収液貯留タンク
から原吸収液供給ポンプなどにより原吸収液供給流路1
2から脱硫塔1下部の液溜り部に供給補充される。
【0025】パ−ジ液供給流路9を流通するパ−ジ液
は、酸化剤貯留タンクから酸化剤供給ポンプなどにより
酸化剤供給流路10から次亜塩素酸塩溶液が供給混合さ
れ、還元性物質と酸化剤との反応を促進するニッケル酸
化物をアルミナ担体に担持した触媒が充填され触媒層3
を形成した触媒酸化塔2に供給される。
【0026】触媒酸化塔2に供給されたパ−ジ液は、触
媒層3を上向流する間に、触媒の作用で次亜塩素酸塩が
分解されて発生期の酸素が発生され、その発生期の強力
な酸化作用でパ−ジ液中の還元性物質が酸化され、処理
液排出流路11から排出されて河川などに放流される。
【0027】
【実施例】以下に本発明の実施例及び比較例を示して本
発明を更に詳細に説明するが、本発明は本実施例により
限定されるものではない。なお、テストに使用した脱硫
排水は、ディ−ゼル発電設備から排出される排ガスを水
酸化マグネシウム水溶液の吸収液で吸収除去する湿式脱
硫装置より排出された排水を用いた。また、実施例及び
比較例の効果の比較はCOD値で行った。
【0028】(実施例1)排水に次亜塩素酸ナトリウム
溶液(有効塩素5%)を排水1L当り40ml添加し、
排水の液温度を60℃に加熱して、SV値を変化させて
触媒層を通過させ処理した。なお、触媒としては、アル
ミナ担体にNi:26wt%以上を担持した触媒を用い
た。その結果は以下の通りであった。 SV値 COD(mg/L) COD除去率(%) 未処理液 430 5 187 56.5 10 200 53.5 50 200 53.5 200 210 51.2
【0029】(実施例2)排水に次亜塩素酸ナトリウム
溶液(有効塩素5%)を排水1L当り40ml添加し、
排水の液温度を30℃に加熱して、触媒層を通過させ処
理した。なお、触媒としては、アルミナ担体にNi:2
6wt%以上を担持した触媒を用いた。その結果は以下
の通りであった。 SV値 COD(mg/L) COD除去率(%) 10 210 51.2
【0030】(比較例1)排水250mlに空気を1.
5L/minの流量で吹き込み所定の時間曝気した。そ
の結果は以下の通りであった。 曝気時間(Hr) COD(mg/L) COD除去率(%) 未曝気液 497 3 470 5.4
【0031】(比較例2)排水500mlに硫酸第一鉄
7水和物1.25g、過酸化水素1.25gを添加し、
液温度60℃に加熱して所定の時間攪拌した。その結果
は以下の通りであった。 処理時間(Hr) COD(mg/L) COD除去率(%) 未処理液 397 5 304 23.4
【0032】(比較例3)排水300mlに活性炭1
5.6gを添加し攪拌した。その結果は以下の通りであ
った。 処理時間(Hr) COD(mg/L) COD除去率(%) 未処理液 397 処理液 299 24.7
【0033】(比較例4)排水6000mlにオゾン濃
度8mg/L、通気流量3.6L/minでロ−タリ−
アトマイザから通気して処理した。その結果は以下の通
りであった。 処理時間(Hr) COD(mg/L) COD除去率(%) 未処理液 397 2 197 50.4
【0034】前記の結果から、本発明の処理方法によ
り、排水中のCOD成分である還元性物質を確実に低い
濃度まで低減することができることが明確となった。
【0035】
【発明の効果】本発明は、湿式脱硫装置より排出される
排水中の還元性物質を、確実に低い濃度まで低減するこ
とができ、設備が小型で、薬品費用も低廉な脱硫排水の
処理方法である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態である脱硫排水の処理装
置の系統図
【符号の説明】
1:湿式脱硫塔 2:触媒酸化塔 3:触媒層 4:循環ポンプ 5:被処理ガス供給流路 6:処理ガス排出流路 7:吸収液抜出流路 8:吸収液供給流路 9:パ−ジ液供給流路 10:酸化剤供給流路 11:処理液排出流路 12:原吸収液供給流路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4D002 AA02 AC10 BA02 CA01 CA02 DA04 DA06 DA12 EA11 EA20 GA01 GB11 HA10 4D038 AA08 AB34 AB37 AB38 BA02 BA06 BB16 BB20 4D050 AA12 AA13 AB40 AB42 AB43 BB06 BC01 BC04 BC06 BD02 BD08

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】硫黄酸化物を含有する排ガス中の硫黄酸化
    物をアルカリ吸収液で吸収除去する湿式脱硫装置より排
    出される排水の処理方法において、排水に酸化剤を添加
    したのち、排水中の還元性物質と酸化剤との反応を促進
    する触媒と接触させて還元性物質を酸化することを特徴
    とする脱硫排水の処理方法。
  2. 【請求項2】硫黄酸化物を含有する排ガスがディ−ゼル
    発電設備から排出される排ガスであり、アルカリ吸収液
    がマグネシウム塩溶液であることを特徴とする請求項1
    記載の脱硫排水の処理方法。
  3. 【請求項3】酸化剤が次亜塩素酸塩溶液であることを特
    徴とする請求項1又は請求項2記載の脱硫排水の処理方
    法。
  4. 【請求項4】排水の温度を25〜90℃にして触媒と接
    触させることを特徴とする請求項1、請求項2又は請求
    項3記載の脱硫排水の処理方法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2008540104A (ja) * 2005-05-12 2008-11-20 サウジ アラビアン オイル カンパニー 処理方法
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