JP2001149960A - 有機ハロゲン化合物を含有する排水の処理方法 - Google Patents

有機ハロゲン化合物を含有する排水の処理方法

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JP2001149960A
JP2001149960A JP33433799A JP33433799A JP2001149960A JP 2001149960 A JP2001149960 A JP 2001149960A JP 33433799 A JP33433799 A JP 33433799A JP 33433799 A JP33433799 A JP 33433799A JP 2001149960 A JP2001149960 A JP 2001149960A
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wastewater
organic halogen
halogen compound
catalyst
waste water
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Junichi Miyake
純一 三宅
Toru Ishii
徹 石井
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Nippon Shokubai Co Ltd
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Nippon Shokubai Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】ダイオキシン類,コプラナ−PCBなどの有機
ハロゲン化合物を含有する排水を効率よく除去する方法
を提供する。 【解決手段】有機ハロゲン化合物を含有する排水を、処
理温度20〜370℃でかつ該排水が液相を保持する圧
力下で、酸化剤の存在下でイオン触媒を用いて湿式酸化
処理する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ダイオキシン類,
コプラナ−PCBなどの有機ハロゲン化合物を含有する
排水を処理する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に有機ハロゲン化合物は化学的に安
定であり、特にダイオキシン類,コプラナ−PCBにお
いては自然界では半永久的に残存するといわれているほ
ど分解しにくい物質であるのに加え、排水中でのその含
有量が非常に低いため、これを効率よく処理することは
従来の排水処理方法では困難であった。従来の排水処理
方法としては、生物学的分解処理法、化学的分解処理方
法、物理学的分解処理方法などの種々の方法が提案され
ているが、未だ効率的な処理方法は確立されていない。
【0003】有機ハロゲン化合物を含有する排水の処理
方法のひとつとして湿式酸化処理が検討されている。し
かし、有機ハロゲン化合物を含有する排水には、スケー
ル生成の原因となる物質が含まれている場合が多く、こ
れを湿式酸化処理する際に固体触媒を用いた場合には、
スケールが固体触媒表面において生成して処理性能を低
下させることが多く、触媒の性能や寿命に問題があっ
た。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、排水
中に含まれる有機ハロゲン化合物の効果的な処理方法を
提供することにある。本発明では、有機ハロゲン化合物
を含有する排水を触媒を用いて湿式酸化処理するにあた
り、触媒性能低下を防止し、効率よく処理する方法を提
供することを目的としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記の課題
を解決するために鋭意研究した結果、排水が液相を保持
する圧力下、かつ酸化剤供給下において排水を加熱し、
触媒を用いて排水中の有機ハロゲン化合物を酸化および
/または分解処理する湿式酸化処理を行う方法であっ
て、該触媒が金属イオンであることを特徴とする新規な
排水の処理方法を見出し、本発明を完成するに至った。
【0006】かくして本発明は、以下のごとき排水の処
理方法を提供する。
【0007】(1)有機ハロゲン化合物の1種以上を含
む排水を処理するに際し、排水が液相を保持する圧力
下、かつ酸化剤供給下において、該排水を加熱して触媒
を用いることにより排水中の該有機ハロゲン化合物を酸
化および/または分解処理する湿式酸化処理を行う方法
であって、該触媒が金属イオンであることを特徴とする
排水の処理方法。
【0008】(2)有機ハロゲン化合物がダイオキシン
類および/またはコプラナ−PCBである(1)に記載
の排水の処理方法。
【0009】(3)排水の加熱温度が20〜370℃で
ある(1)または(2)に記載の排水の処理方法。
【0010】(4)触媒が、マンガン、鉄、コバルト、
ニッケル、クロム、ジルコニウム、ランタン、セリウ
ム、タングステン、銅、銀、金、白金、パラジウム、ロ
ジウム、ルテニウムおよびイリジウムからなる群より選
ばれる少なくとも1種の金属イオンである(1)〜
(3)のいずれかに記載の排水の処理方法。
【0011】(5)金属イオンの濃度が5〜5000m
g/リットルである(1)〜(4)のいずれかに記載の
排水の処理方法。
【0012】以下、本発明を詳細に説明する。
【0013】
【発明の実施の形態】本発明は、排水が液相を保持する
圧力下、かつ酸化剤供給下において排水を加熱し、触媒
を用いて排水中の有機ハロゲン化合物を酸化および/ま
たは分解処理する湿式酸化処理を行う新規な排水の処理
方法である。
【0014】以下、具体的に個々について本発明を説明
する。
【0015】本発明において有機ハロゲン化合物とは、
その分子内に少なくとも1個以上のハロゲン原子を含有
する有機化合物であればよく、例えば塩化メチル、塩化
エチル、ジクロロエチレン、トリクロロエチレン、テト
ラクロロエチレン、1,1,1-トリクロロエタン、塩化ビニ
ル、クロロホルムなどの脂肪族有機塩素化合物;臭化メ
チル、臭化エチル、臭化ビニルなどの脂肪族有機臭素化
合物;モノクロロベンゼン、ポリ塩化ベンゼン、クロロ
フェノール、ポリ塩化フェノール、塩化ベンジルなどの
芳香族有機塩素化合物;臭化ベンジル、臭化ベンジリデ
ンなどの芳香族有機臭素化合物;トリクロロフルオロメ
タン、ジクロロフルオロメタンなどのフロン;ダイオキ
シン類(臭素化合物も含む。);コプラナ−PCBなど
のポリ塩化ビフェニール類(PCB);ポリ臭化ビフェ
ニール類(PBB);アルドリン、ディルドリン、エン
ドリン、クロルデンなどの残留性有機汚染物質(POP
s);2,4,5−トリクロロフェノキシ酢酸、2,4
−ジクロロフェノキシ酢酸、アトラジン、アラクロー
ル、シマジン、ニトロフェン、トリフルラリン、ヘキサ
クロロシクロヘキサン、1,2−ジブロモ−3−クロロ
プロパン、ケルセン、ベンゾエピン、ヘプタクロル、メ
トキシクロル、シペルメトリン、エスフェンバレレー
ト、フェンバレレート、ペルメトリンなどのハロゲンを
含有する外因性内分泌攪乱化学物質(環境ホルモン)な
どが例示されるが、これらの有機ハロゲン化合物に限定
されるものではない。これらの中でも本発明は、特にダ
イオキシン類、コプラナ−PCBの処理に対して有効で
ある。
【0016】また、本発明の処理対象となる有機ハロゲ
ン化合物を含有する排水としては、例えば、廃棄物焼却
炉の排ガスを湿式洗浄した洗煙排水などの廃棄物焼却炉
からの排水や、浸出水などのゴミ埋立地からの排水、あ
るいは各種工業排水などが挙げられる。
【0017】図1は、本発明の排水の処理方法により、
排水中の有機ハロゲン化合物を処理する一つの実施態様
を示したものである。以下、本発明の排水の処理方法
を、図1に基づいて説明する。
【0018】有機ハロゲン化合物含有排水をライン1か
らポンプ2により昇圧する。ライン3からの空気をコン
プレッサー4で昇圧した後、有機ハロゲン化合物含有排
水に混入させる。ここで得られる気液混合物をライン5
を経て、熱交換器6で加熱した後、さらに加熱器7で加
熱し、湿式酸化反応塔8に導入し、ここで湿式酸化を行
う。処理液はライン9を経て、熱交換器6および冷却器
10により冷却した後、気液分離器11に導入し、ここ
で気液分離する。処理液はライン14から処理水タンク
15に排出させる。なお、気液分離器11では、液面コ
ントローラ(LC)により液面を検出して液面制御弁1
2を作動させて一定の液面を保持するとともに、圧力コ
ントローラ(PC)により圧力を検出して圧力制御弁1
3を作動させて圧力を所定値に維持する。
【0019】湿式酸化反応塔としては、排水の湿式酸化
に一般に用いられている装置を用いることができる。反
応塔は単管式、多管式のいずれの形式であってもよい
し、必要に応じて、両者を組み合わせて使用することも
できる。
【0020】湿式酸化反応塔には、処理性能を向上させ
ることを目的として固体触媒を充填することが多くなさ
れている。しかし、本発明の対象となる排水、すなわち
廃棄物焼却炉の排ガスを湿式洗浄した洗煙排水などの廃
棄物焼却炉からの排水や、浸出水などのゴミ埋立地から
の排水、あるいは各種工業排水などには、スケール生成
物質が含有されていることが多いため、湿式酸化反応塔
に固体触媒を充填した場合、スケールの生成により閉塞
することや、固体触媒表面でスケールが生成して被覆し
処理性能の低下を招くことが多い。ここでいうスケール
生成物質とは、排水の処理により固形物を生成しやすい
成分のことであり、具体的には、アルミニウム、リン、
ケイ素、カルシウム、マグネシウム、カドミウム、亜
鉛、スズ、アンチモン、鉛、タリウム、水銀、ヒ素およ
びビスマスからなる群から選ばれる少なくとも1種の元
素をさす。これらスケール生成物質の状態は特に限定さ
れるのではなく、例えば、各種のイオンまたは有機金属
化合物等の形態がある。また本発明に係る固形物の状態
としても特に限定されるものではなく、例えば、不溶性
もしくは難溶性の酸化物や塩などの形態がある。
【0021】本発明者らは鋭意検討の末、金属イオンを
排水に添加することにより、閉塞や処理性能の低下を生
じることなく、連続的に安定した処理を行えることを見
出した。排水中に添加する金属イオンとしては、液相酸
化の条件下で活性のある金属イオンであれば、いずれも
使用することができる。例えば、マンガン、鉄、コバル
ト、ニッケル、クロム、ジルコニウム、ランタン、セリ
ウム、タングステン、銅、銀、金、白金、パラジウム、
ロジウム、ルテニウムおよびイリジウムから選ばれる少
なくとも1種の金属元素のイオンを挙げることができ
る。
【0022】金属イオンの濃度としては、合計で5〜5
000mg/リットルであればよいが、10〜3000
mg/リットルであることが好ましく、50〜2000
mg/リットルであることが更に好ましい。金属イオン
の濃度が合計で5mg/リットルより低い場合には、触
媒作用が十分に得られない場合が多く、また5000m
g/リットルを超える場合には必要以上に金属イオンを
添加することになり経済的でない。
【0023】金属イオンは、通常、塩の形で添加するこ
とが多く、例えば、硝酸塩、塩化物、硫酸塩などが挙げ
られるが、特にこれらに限定されるものではない。ま
た、錯イオンの形のものも使用することができる。
【0024】また、本発明の対象となる排水中には金属
イオンがもとから含まれていることが多い。このような
場合には該金属イオンを利用して処理することができる
ため、排水中に添加する金属イオン量を軽減することが
できる。この場合、もとから排水中に含まれていた金属
イオンと添加する金属イオンの合計量は5〜5000m
g/リットルであればよいが、10〜3000mg/リ
ットルであることが好ましく、50〜2000mg/リ
ットルであることが更に好ましい。金属イオンの濃度が
合計で100mg/リットルより低い場合には、触媒作
用が十分に得られない場合が多く、また5000mg/
リットルを超える場合には必要以上に金属イオンを添加
することになり経済的でない。
【0025】本発明の対象となる排水のpHは、特に限
定されるものではない。排水が中性〜弱アルカリ性であ
る場合には、金属イオンは水酸化物として沈殿するた
め、アンモニウムイオンなどを共存させて錯イオンとし
て溶解させることが好ましい。
【0026】湿式酸化処理法の実施条件については特に
制限はなく、湿式酸化処理に一般に用いられている条件
下に行うことができる。通常、20〜370℃、好まし
くは100〜300℃の温度およびこの温度で排水が液
相を保持する圧力下で湿式酸化を行う。温度が370℃
を超えると排水を液相に保持できなくなる。一方、温度
が20℃未満では、処理効率が低下する。
【0027】排水の処理量は、処理温度が高い場合には
多くすることができ、逆に低い場合には少ないものとな
る。一般に、空間速度として、0.1〜20hr-1が効
果的であり、より効果的には0.5〜10hr-1であ
り、さらに効果的には1〜5hr-1である。
【0028】また湿式酸化処理には、酸素および/また
はオゾンを含有するガス、過酸化水素などの酸化剤が用
いられる。酸素および/またはオゾンは適宜不活性ガス
などにより希釈して用いることができる。一般には、空
気が用いられるが、それ以外に、他のプラントより生じ
る酸素含有の排ガスも適宜使用することもできる。酸化
剤の使用量は、排水中の被酸化性物質の濃度により適宜
選択することができる。
【0029】本発明において、排水中にあらかじめ、湿
式酸化処理によって発生するハロゲンイオンと対をなす
陽イオンを当量もしくはそれ以上に添加し、塩を形成さ
せることが好ましい。陽イオンを添加する場合、ナトリ
ウム、カリウムなどのアルカリ金属イオンを添加するこ
とがより好ましい。アルカリ金属イオンを排水中に添加
することによって、排水が処理中に酸性になって反応管
の耐久性を損なうことを防止するだけでなく、反応速度
も促進され、より迅速な処理が可能となる。アルカリ金
属イオンは、溶解して塩基性になるものであればどのよ
うなものを用いてもよく、例えば、水酸化ナトリウム、
水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、酢酸ナトリウムなど
が挙げられる。酢酸ナトリウムなどの有機酸を含む塩を
排水中に添加した場合、酢酸イオンも有機ハロゲン化合
物と同様に、二酸化炭素と水に分解される。
【0030】
【実施例】以下、実施例をあげて本発明を詳細に説明す
るが、本発明はこれだけに限定されるものではない。
【0031】図1の装置を用いて有機ハロゲン化合物含
有排水の触媒湿式酸化処理を行った。処理対象となる有
機ハロゲン化合物としては、ダイオキシン類濃度が47
00ng/リットル、TEQ39ng/リットルである
廃棄物焼却炉洗煙排水を用いた。有機ハロゲン化合物含
有排水をライン1からポンプ2により1リットル/hr
の流量で昇圧フィードした。一方、ライン3からの空気
をコンプレッサー4で昇圧した後、25Nリットル/h
rの流量で上記有機ハロゲン化合物含有排水に混入させ
た。この気液混合物をライン5を経て、熱交換器6で加
熱した後、さらに加熱器7で加熱し、湿式酸化反応塔8
に導入し、処理温度170℃で湿式酸化処理し、被処理
液はライン9を経て、熱交換器6および冷却器10によ
り冷却した後、気液分離器11に導入した。気液分離器
11では、液面コントローラ(LC)により液面を検出
して液面制御弁12を作動させて一定の液面を保持する
とともに、圧力コントローラ(PC)により圧力を検出
して圧力制御弁13を作動させて0.9MPaGの圧力
を保持するように操作した。処理液は処理液排出ライン
14から処理水タンク15に排出した。なお、触媒とし
ては塩化ニッケル(II)六水和物を、ニッケルイオン濃
度が1000mg/リットルになるように添加した。処
理水中のダイオキシン類濃度は16ng/リットル、T
EQ0.1ng/リットルまで低減できた。
【0032】
【発明の効果】本発明によれば、排水中に含有される有
機ハロゲン化合物を、二次的に有害物質を生成すること
なく、炭酸ガス、水、および溶解塩類や灰分などに効率
よく転換せしめ、無害化することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る湿式酸化処理の処理装置の実施態
様の一つである。
【符号の説明】
2.排水供給ポンプ 4.コンプレッサー 6.熱交換器 7.加熱器 8.湿式酸化反応塔 10.冷却器 11.気液分離器 12.液面制御弁 圧力制御弁 15.処理水タンク
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4D038 AA08 AB14 BA02 BA04 BB01 BB16 4D050 AA12 AB19 BB01 BC01 BC02 BC06 BD02 BD03 BD06 4G069 AA06 AA09 BA36A BB02A BC31A BC32A BC33A BC42A BC43A BC51A BC58A BC62A BC66A BC67A BC68A BC68B BC70A BC71A BC72A BC74A BC75A CA05 CA07 CA10 CA19 DA02

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 有機ハロゲン化合物の1種以上を含む排
    水を処理するに際し、排水が液相を保持する圧力下、か
    つ酸化剤供給下において、該排水を加熱して触媒を用い
    ることにより排水中の該有機ハロゲン化合物を酸化およ
    び/または分解処理する湿式酸化処理を行う方法であっ
    て、該触媒が金属イオンであることを特徴とする排水の
    処理方法。
  2. 【請求項2】 有機ハロゲン化合物がダイオキシン類お
    よび/またはコプラナ−PCBである請求項1に記載の
    排水の処理方法。
  3. 【請求項3】 排水の加熱温度が20〜370℃である
    請求項1または2に記載の排水の処理方法。
  4. 【請求項4】 触媒が、マンガン、鉄、コバルト、ニッ
    ケル、クロム、ジルコニウム、ランタン、セリウム、タ
    ングステン、銅、銀、金、白金、パラジウム、ロジウ
    ム、ルテニウムおよびイリジウムからなる群より選ばれ
    る少なくとも1種の金属イオンである請求項1〜3のい
    ずれかに記載の排水の処理方法。
  5. 【請求項5】 金属イオンの濃度が5〜5000mg/
    リットルである請求項1〜4のいずれかに記載の排水の
    処理方法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101523876B1 (ko) * 2014-03-04 2015-05-28 주식회사 제이에스엘코리아 폴리염화비페닐 제거용 촉매의 제조방법 및 이 방법으로 제조된 촉매
KR20170083582A (ko) * 2014-12-11 2017-07-18 다나카 기킨조쿠 고교 가부시키가이샤 과산화수소 분해용 촉매 및 그 제조 방법 그리고 그 촉매를 사용한 과산화수소를 분해하는 방법
JP2019147143A (ja) * 2018-02-28 2019-09-05 国立大学法人 筑波大学 酸化触媒、ハロゲン化芳香族化合物の酸化分解方法

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KR101963059B1 (ko) 2014-12-11 2019-03-27 다나카 기킨조쿠 고교 가부시키가이샤 과산화수소 분해용 촉매 및 그 제조 방법 그리고 그 촉매를 사용한 과산화수소를 분해하는 방법
JP2019147143A (ja) * 2018-02-28 2019-09-05 国立大学法人 筑波大学 酸化触媒、ハロゲン化芳香族化合物の酸化分解方法
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