JP2001276855A

JP2001276855A - 排水の処理方法

Info

Publication number: JP2001276855A
Application number: JP2000092647A
Authority: JP
Inventors: Yusuke Shioda; 祐介塩田; Takaaki Hashimoto; 高明橋本; Shigeji Yoneshima; 茂治米島
Original assignee: Nippon Shokubai Co Ltd
Current assignee: Nippon Shokubai Co Ltd
Priority date: 2000-03-30
Filing date: 2000-03-30
Publication date: 2001-10-09

Abstract

(57)【要約】【課題】排水の浄化性が高く、また処理コストも低く抑
えることができる新規な排水の処理方法を提供する。【解決手段】排水が液相を保持する圧力下、該排水を８
０〜３７０℃に加熱して酸素含有ガスの供給のもとに酸
化処理および／または分解処理する方法において、該排
水を気液上向並流で処理した後、固体触媒を用いて気液
下向並流で更に処理を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、化学プラント、電
子部品製造設備、食品加工設備、金属加工設備、金属メ
ッキ設備、印刷製版設備、発電設備、写真処理設備等の
各種産業プラントから排出される排水やし尿、下水など
の生活排水などの種々の排水を浄化処理するのに用いら
れる。さらに本発明は、排水を浄化処理し、その処理水
を再利用するのにも用いられる。この中でも、特に本発
明は、各種産業プラントから排出される排水の浄化処理
および／または処理水の再利用に用いられる。また本発
明は、排水を加熱処理する処理方法の設備コストおよび
ランニングコストを低減し、なおかつ排水の浄化性を向
上し、排水処理の運転操作を容易にすることにも利用さ
れる。

【０００２】

【従来の技術】従来、排水を処理する手段としては、生
物処理法、燃焼法、湿式酸化法などが広く知られてい
る。生物処理法では、余剰汚泥などの副産物が発生する
ため、その処理が問題であったり、処理困難な排水が多
く存在するなどの問題がある。また燃焼法では、燃料と
して化石燃料を燃焼させるため資源の浪費であるばかり
か、近年地球温暖化の問題でクローズアップされている
二酸化炭素の排出量が増加するなどの問題がある。

【０００３】一方、加圧下に加熱処理することで排水を
浄化できる湿式酸化法は、上記のような問題がなく、非
常に優れている。だが、排水の処理性能向上のために、
排水の処理条件が高温高圧と過酷な処理条件とする必要
がある時や処理時間を長くとる必要がある時には、排水
処理装置が大型化し、ランニング費も高騰するものであ
った。また、排水の処理性能は、より一層の向上を要求
されるものであった。この問題を解決するために、固体
触媒を用いた湿式酸化法が提案されている。

【０００４】固体触媒を用いた湿式酸化法には、固体触
媒層を気液上向並流で処理する方法や気液下向並流で処
理する方法、また気液向流で処理する方法など種々の方
法が、適宜選択され実施されている。さらに、設備コス
トやランニングコストを低減するため、排水の浄化性を
向上するため、さらには固体触媒の耐久性を向上するた
めに、固体触媒で排水を処理する前に、排水を固体触媒
のない条件下において、湿式酸化処理することが効果的
である場合が多い。しかし、固体触媒を用いた湿式酸化
法を気液下向並流で行う場合、固体触媒を用いない湿式
酸化処理を気液下向並流で行うことは困難である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
問題点を解決することができる方法を提供することにあ
る。すなわち、排水の処理性能をより一層向上できる新
規な排水の処理方法を提供することにある。この場合、
排水の処理設備は大型化することなく、また設備費も低
減することにある。また排水の処理費も低減することに
ある。

【０００６】さらに、本発明の方法で排水を処理した後
の処理水は、他の用途にも用水として再利用できるとこ
ろの資源のリサイクルとの面からも優れた新規な排水の
処理方法を提供することにある。

【０００７】

【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の結果、排水が液相を保持す
る圧力下、該排水を８０〜３７０℃に加熱して酸素含有
ガスの供給のもとに酸化処理および／または分解処理す
る方法において、該排水を気液上向並流で処理した後、
固体触媒を用いて気液下向並流で更に処理を行う新規な
排水の処理方法を見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち本発明は、無触媒での気液上向並流での湿式酸
化処理と、固体触媒を用いた気液下向並流での湿式酸化
処理とを組み合わせて行うものであり、好ましくは１基
の反応塔内で実施するものである。また、好ましくは気
液上向並流の処理層上部と気液下向並流の処理層上部と
の間を、気液導通管で連結するものである。また、好ま
しくは気液上向並流と気液下向並流との間で気液分離を
行うものである。

【０００８】かくして本発明は、以下のごとくの排水の
処理方法を提供する。

【０００９】（１）排水が液相を保持する圧力下、該
排水を８０〜３７０℃に加熱して酸素含有ガスの供給の
もとに酸化処理および／または分解処理する方法におい
て、該排水を気液上向並流で処理した後、固体触媒を用
いて気液下向並流でさらに処理することを特徴とする排
水の処理方法。

【００１０】（２）気液上向並流と気液下向並流での
処理を、１基の反応塔内で実施する上記（１）に記載の
方法。

【００１１】（３）気液上向並流の出口と気液下向並
流の入口との間を、気液導通管で連結する上記（１）も
しくは（２）に記載の方法。

【００１２】（４）気液上向並流と気液下向並流との
間で気液分離を行う上記（１）〜（３）に記載の方法。

【００１３】以下、本発明を詳細に説明する。

【００１４】

【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、該排水を８０〜３７０℃に加熱して酸素含有ガ
スの供給のもとに酸化処理および／または分解処理する
（以下、単に分解処理すると記載することもある。）方
法において、該排水を気液上向並流で処理した後、固体
触媒を用いて気液下向並流で更に処理を行うことで排水
の浄化性を高めることができる新規な排水の処理方法で
ある。すなわち、本発明は、無触媒での気液上向並流で
の湿式酸化処理と、固体触媒を用いた気液下向並流での
湿式酸化処理とを組み合わせて行うものである。以下、
具体的に個々について本発明を説明する。

【００１５】本発明は、固体触媒を用いて気液下向並流
で湿式酸化処理を行う（以下、第２処理工程とも記載す
ることがある。）際、この前に気液上向並流で湿式酸化
処理（以下、第１処理工程とも記載することがある。）
を実施するものである。これによって、設備コストやラ
ンニングコストを低減することができ、また排水の浄化
性を向上することができ、さらには固体触媒の耐久性を
向上することができる。気液上向並流で湿式酸化処理す
ることで、固体触媒を用いて気液下向並流で湿式酸化処
理する排水を予め分解処理し、気液下向並流での固体触
媒の量を低減し、また固体触媒にかかる負荷をも低減で
きるものである。

【００１６】特に限定されるものではないが、第１処理
工程での処理は、固体触媒を用いずに湿式酸化処理を行
うものである。固体触媒を用いずともよい程度に予め排
水を処理することで、第２処理工程での処理効果が向上
できるものである。しかしながら、第１処理工程で固体
触媒を使用してはならないものではなく、特に使用する
必要性が無いとのものである。このため、第１処理工程
での湿式酸化処理は、第２処理工程に比較して、特に液
の滞留時間が処理性能に大きく影響する。このため、第
１処理工程は、気液上向並流で処理を実施することが好
ましいものである。気液上向並流とすることで、液を反
応塔内に滞留させることが容易となる。しかし、気液下
向並流で第１処理工程を実施しようとした場合、液の滞
留時間を長くすることができる何らかの手段が必要とな
り、実施困難なものである。従って本発明は、気液下向
並流で固体触媒を用いて湿式酸化処理を行う場合におい
ても、その前に気液上向並流での湿式酸化処理を行うこ
とを提案するものである。

【００１７】本発明において第１処理工程と第２処理工
程の反応塔は別々でも良く、また１基の反応塔であって
も良い。別々の反応塔であった場合、気液上向並流の第
１処理工程用の反応塔と、気液下向並流の第２処理工程
用の反応塔とを気液導通管などで連結すれば良い。すな
わち、互いの反応塔の上部を連結することで達成するこ
とができる。しかしながら、反応塔が複数ある方法は、
設備費が高く、また維持管理費も高いものとなるため、
好ましくは１基の反応塔とするべきである。すなわち、
第１処理工程と第２処理工程とが同一の反応塔であるこ
とが好ましい。

【００１８】本発明において、１基の反応塔で第１処理
工程と第２処理工程を実施するには、第１処理工程の出
口と第２処理工程の入口を気液導通管などで連結する必
要がある。この連結する方法としては、気液導通管が効
果的であるが、気液別々に連結しても良く、液導通管だ
けで連結することも可能である。気液導通管で連結する
場合、気液連結管は、第１処理工程の反応層内を通して
も良いし、第２処理工程の反応塔内を通しても良く、ま
た反応塔の外部を通しても良く、特にその形態が限定さ
れるものではない。具体的には、図２に記載するような
形態や図８に記載するような形態を用いることができ
る。なお、第１処理工程の出口とは、第１処理工程の処
理層上部のことであり、また第２処理工程の入口とは、
第２処理工程の処理層上部のことである。また図８の下
部には省略したが、図２に記載した第２処理工程と同じ
形態のものが使用される。

【００１９】また本発明において、１基の反応塔で第１
処理工程と第２処理工程を実施するに際し、第１処理工
程が反応塔の上部で第２処理工程が反応塔の下部であっ
ても良いし、第１処理工程が反応塔の下部で第２処理工
程が反応塔の上部であっても良く、特にその形態に限定
されるものではない。具体的には、図２および図８に記
載した第１処理工程が反応塔の上部にあるような形態や
図９記載した第１処理工程が反応塔の下部にあるような
形態のことである。

【００２０】本発明では、第１処理工程と第２処理工程
との間で気液分離を実施することもできる。この気液分
離を実施する第１処理工程と第２処理工程との間とは、
第１処理工程の処理層上部であっても良いし、第１処理
工程と第２処理工程とを連結する途中であっても良く、
また第２処理工程の処理層上部であっても良く、特に限
定されるものではない。この気液分離を実施した場合に
は、第１処理工程と第２処理工程を気液別々に連結する
ことが可能となり、また液導通管だけで連結することも
可能となる。これによって、第１処理工程および第２処
理工程でのガス量をより適切な量に調節することが可能
となる。また第２処理工程での処理に、新たな酸素含有
ガスを供給することで、より酸素濃度の濃い条件で第２
処理工程を実施することができるようになる。すなわ
ち、第１処理工程および第２処理工程で適切な酸素供給
量もしくはガス量で処理が可能となるため、より処理性
能を向上することができるものである。具体的には、図
５に記載したような形態を使用することができる。

【００２１】本発明において、酸化処理もしくは分解処
理とは、例えばエタノールを酢酸にする酸化処理、酢酸
を二酸化炭素と水にする酸化分解処理、酢酸を二酸化炭
素とメタンにする脱炭酸の分解処理、各種の有機物を低
分子量化する分解処理、尿素をアンモニアと二酸化炭素
にする加水分解処理、アンモニアやヒドラジンを窒素ガ
スと水にする酸化分解処理、硝酸イオンもしくは亜硝酸
イオンを窒素ガスなどにする分解処理など種々の処理の
ことである。

【００２２】本発明の排水の加熱温度は、８０〜３７０
℃であることが効果的であり、好ましくは１００〜３０
０℃であり、より好ましくは１１０〜２８０℃である。
３７０℃を越える場合には、液が液相を保持できないも
のである。一方、８０℃未満である場合は、処理性能が
著しく低下するものである。また３００℃を越える場合
は、液相を保持するための圧力がたいへん高く、このた
めの設備費およびランニング費が高いものとなる。また
１００℃未満である場合も、処理性能が一般に低く、排
水の浄化性が低いことが多いものである。

【００２３】本発明では、排水を加熱条件下にて処理す
るが、その処理圧力は、排水が液相を保持する圧力であ
れば特に限定されず、処理温度との相関性により適宜選
択される。

【００２４】本発明は、特に限定されるものではない
が、種々の固体触媒を用いることができる。固体触媒を
用いることでさらに排水の浄化性を高くすることができ
る。また、処理温度が触媒を使用しない時と比較して下
げることができるため、より処理条件を穏和にでき、装
置費およびランニング費を下げることができる。この固
体触媒の種類は、特に限定されるものではないが、例え
ば、マンガン、クロム、コバルト、ニッケル、銅、セリ
ウム、銀、白金、パラジウム、ロジウム、金、イリジウ
ム、ルテニウムの群から選ばれる少なくとも１種を含有
する固体触媒であることが効果的である。これらの量は
特に限定されるものではないが、固体触媒中に０．０５
〜２５重量％の割合であることが好ましい。また該固体
触媒は、上記の金属以外にチタン、ジルコニウム、アル
ミニウム、ケイ素、鉄および活性炭等の中から選ばれる
少なくとも１種を含有することが好ましい。また該固体
触媒の形状は、ぺレット状、球状、粒状、リング状およ
びハニカム状から選ばれる少なくとも１種であることが
効果的であるが、特に限定されるものではない。また固
体触媒のサイズも特に限定されるものではない。例え
ば、その形状がぺレット状、球状、粒状、リング状であ
った場合、通常１〜２０ｍｍ程度のサイズのものを適宜
使用することができる。またハニカム状であった場合に
も、貫通孔の相当直径が１〜２０ｍｍ程度のサイズのも
のを適宜使用することができる。

【００２５】本発明において、アルカリ金属イオンや無
機酸などを添加する場合、これらの添加位置は特に限定
されるものではなく、例えば、排水の原水に添加しても
よく、第１処理工程の前後もしくは第１処理工程で添加
してもよく、また第２処理工程の前後もくしは第２処理
工程で添加してもよい。また、その添加量の制御も一定
量を常に添加しても良いし、液のｐＨやイオン量を測定
して制御してもよく、特に限定されるものではない。ま
た排水の希釈も適宜実施することができ、その添加位置
や希釈方法等が特に限定されるものではない。

【００２６】本発明に係る酸素含有ガスとは、酸素分子
および／またはオゾンを含有するガスであり、オゾンも
しくは酸素等のガスを用いる場合には、適宜不活性ガス
等により希釈して用いることができる。また酸素富化ガ
スを使用することもでき、これらのガス以外にも他のプ
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。しかしながら最も好ましいものは、価格の安
価な空気である。

【００２７】本発明に係る酸素含有ガスの供給量は、特
に限定されるものではない。排水の浄化性を高めるのに
有効な量を供給すればよい。具体的には、排水中の被酸
化性物質の理論酸素要求量の０．４倍以上５．０倍以下
の量であることが効果的である。また、さらに０．５倍
以上３．０倍以下の量であることがより効果的である。
酸素含有ガスの供給量が、０．４倍未満である場合は、
排水中の被酸化性物質が比較的多く残留することが多
い。また５．０倍を越える場合は、無用な供給であるこ
とが多い。ここで被酸化性物質の理論酸素要求量とは被
酸化性物質を窒素、二酸化炭素、水および／または硫酸
塩等の灰分にまで分解するのに必要な酸素量のことを言
う。

【００２８】本発明に係る方法において排水の空間速度
は、第１処理工程で０.１ｈｒ-1〜５ｈｒ-1が効果的で
ある。空間速度０.１ｈｒ-1未満である場合は排水の処
理量が低下して設備が過大なものとなり、逆に５ｈｒ-1
を超える場合には本発明の効果が低下して好ましくな
い。また好ましくは、０.３ｈｒ-1〜３ｈｒ-1である。
また第２処理工程では、０.１ｈｒ-1〜１０ｈｒ-1が効
果的である。空間速度０.１ｈｒ-1未満である場合は排
水の処理量が低下して設備が過大なものとなり、逆に１
０ｈｒ-1を超える場合には本発明の効果が低下して好ま
しくない。また好ましくは、０.３ｈｒ-1〜５ｈｒ-1で
ある。

【００２９】本発明の第１処理工程の反応塔の内部に
は、気液の攪拌および接触効率を向上させ、また気液の
偏流を低減するため、充填物や種々の内作物などを組み
込むことができる。具体的には、図３に記載したような
例えばバッフルトレイなどを組み込むことが好ましい。
また図２や図８、図９に記載したように、処理性能を向
上するため、特に第１処理工程の反応塔内部を複数層に
分割することが有効である。また、特に必要ではない
が、固体触媒を充填することもできる。

【００３０】また本発明の第２処理工程の反応塔の内部
には、先に記載した固体触媒以外に、気液の攪拌および
接触効率を向上させ、気液の偏流を低減するため、充填
物や種々の内作物などを組み込むことができる。また第
２処理工程の層長の長い場合には、第２処理工程の固体
触媒層を複数層に分割することが有効である。具体的に
は、触媒層長が１０００ｍｍ以上の場合に有効であり、
より好ましくは１５００ｍｍ以上の場合に効果的であ
る。また第２処理工程の上部や固体触媒層を複数層に分
割した際の分割部には、気液（特には液体）の偏流を少
なくするための分散設備を設けることが望ましい。この
分散設備には、種々の形状および材質のものを用いるこ
とができ、化学プラントの反応塔、蒸留塔、放散塔など
で使用される液や気液の分散設備を使用することができ
る。具体的には、図２や図９に記載したような気液分散
部を設けることが好ましい。このため本発明において
は、第１処理工程と第２処理工程の間に気液分散部を設
置することが望ましいものである。

【００３１】また本発明において固体触媒層の上部に
は、固体触媒の移動、振動等を低減し、また気液の衝突
による固体触媒の摩耗等を低減するために、金属もしく
はセラミック、硝子などの押圧材層を設けることが望ま
しい。この押圧材層は、固体触媒の上に充填され、固体
触媒を適度に押さえるものであるならば、特に限定され
るものではない。またこの押圧材層は、固体触媒層の変
形や移動に伴って追従して変形、移動するものが好まし
く、例えて挙げるならば、ＳＵＳなどの金属のボールや
ペレット、もしくはチタニアのペレットなどの成型品、
粒状の硝子などがある。

【００３２】また本発明において固体触媒層の下部に
は、固体触媒を支え、固体触媒による下部グリッドなど
の閉塞を防ぎ、圧力損失の上昇を抑制するための固体触
媒支持層を設けることが望ましい。この支持層は、固体
触媒の下に設置され、固体触媒を支えるものであるなら
ば、特に限定されるものではない。例えて挙げるなら
ば、ＳＵＳなどの金属のボールやペレット、もしくはチ
タニアのペレットなどの成型品、粒状の硝子などがあ
り、また金網や各種パッキング類を使用することもでき
る。

【００３３】また本発明では、第１処理工程と第２処理
工程との間で固液分離を実施することもできる。この固
液分離を実施する第１処理工程と第２処理工程との間と
は、第１処理工程の処理層上部であっても良いし、第１
処理工程と第２処理工程とを連結する途中であっても良
く、また第２処理工程の処理層上部であっても良く、特
に限定されるものではない。また第１処理工程で処理し
た後、一度解圧して気液分離し、固液分離を実施した後
で第２処理工程を実施することもできる。これによっ
て、第２処理工程での固体触媒の劣化を特に抑制するこ
とが可能となる。

【００３４】また本発明では、第１処理工程と第２処理
工程との間で熱交換を実施することもできる。またスチ
ームの供給による加熱や水の供給による冷却などを実施
することもできる。このような処理を実施した場合、第
１処理工程および第２処理工程をより適切な温度で処理
することが可能となるため、より処理性能を向上するこ
とができるものである。

【００３５】本発明の処理対象とする排水は、化学プラ
ント、電子部品製造設備、食品加工設備、金属加工設
備、金属メッキ設備、印刷製版設備、発電設備、写真処
理設備等の各種産業プラントから排出される排水やし
尿、下水などの生活排水など種々の排水が挙げられる
が、本発明の処理対象となり得る排水はこれらに限定さ
れるものではない。しかしながら、排水がアクリル酸、
アクリル酸エステル、メタクリル酸、メタクリル酸エス
テルなどの脂肪族カルボン酸、脂肪族カルボン酸エステ
ル製造設備、もしくはテレフタル酸、テレフタル酸エス
テルなどの芳香族カルボン酸、芳香族カルボン酸エステ
ル製造設備、もくしはＥＯＧ製造設備、もしくはメタノ
ール、エタノール、高級アルコールなどのアルコール類
製造設備、もしくは食品添加物や医薬品、工業薬品製造
設備などから排出される有機物含有排水である場合に、
特に効果的であり、また排水が発電設備、電子部品製造
設備などから排出されるアンモニア含有排水である場合
にも効果的である。

【００３６】

【実施例】以下、本発明を実施例および比較例をあげて
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。

【００３７】（実施例１）図１および図２、図３、図４
に示す装置を使用し、下記の条件下で排水の処理を行っ
た。

【００３８】図１記載の反応塔１は、内径１０００ｍｍ
の円筒状であった。また反応塔１の内部には、チタニア
と白金を主成分とし、白金の含有量が０.１５重量％の
直径２ｍｍφ、長さ４ｍｍＬのペレット状触媒を２．５
ｍ³充填した。この触媒は、比表面積約４０ｍ²／ｇ、細
孔容積約０．３４ｍｌ／ｇ、細孔径とこれに対する細孔
容積の細孔径分布において主ピークが約３０ｎｍ、また
副ピークが約２μｍにあった。処理に供した排水は、脂
肪族カルボン酸および脂肪族カルボン酸エステル製造設
備から排出された排水で、アルコールやアルデヒド、カ
ルボン酸の化合物を多く含有する排水であった。排水の
ＣＯＤ（Ｃｒ）は３５ｇ／リットルで、ｐＨ７．８であ
った。

【００３９】排水の処理の方法は、排水供給ライン７か
ら送られてくる排水を排水供給ポンプ２で２．５ｍ³／
ｈの流量、すなわち触媒量あたりの空間速度（以後、Ｌ
ＨＳＶとも記載する）１ｈｒ−１で昇圧フィ−ドした
後、熱交換器３および加熱器４で約２００℃に加熱し、
反応塔１に供給した。また空気を酸素含有ガス供給ライ
ン８より供給し、コンプレッサー５で昇圧した後、Ｏ２
／ＣＯＤ（Ｃｒ）（供給ガス中の酸素量／排水の化学的
酸素要求量）＝１．０５の割合となるように酸素含有ガ
ス流量調節弁６で流量を制御して熱交換器３の手前から
供給し、該排水に混入した。反応塔１で処理された液
は、処理液ライン９を経て、熱交換器３で冷却され、圧
力制御弁１０で解圧後さらに冷却器１１で冷却した後、
気液分離器１２で気液分離した。気液分離器１２におい
ては、液面コントローラー（ＬＣ）により液面を検出
し、一定の液面を保持するように処理液排出ポンプ１３
を制御し、処理液排出ライン１４から排出した。また圧
力制御弁１０は、圧力コントローラー（ＰＣ）で圧力を
検出し、３．０ＭＰａ（Ｇａｕｇｅ）の圧力を保持する
ように制御した。

【００４０】反応塔１の内部は、図２に示す。加熱器４
で加熱された気液は、気液供給ライン２１から反応塔１
に供給され、３層に分割された無触媒湿式酸化反応層２
２において、第１処理工程の湿式酸化処理を実施され
る。気液供給ライン２１から供給された気液は、第１層
目の無触媒湿式酸化反応層２２に供給された。この無触
媒湿式酸化反応層２２の上部には、気液攪拌効果を向上
することができるバッフルトレイ２３が設置されてお
り、気液はこのバッフルトレイの中央に設けられた穴を
通過して第２層目の無触媒湿式酸化反応層に供給され
る。このようにして反応塔の最上部（第３層目の無触媒
湿式酸化反応層の上部）に到達した気液は、気液導通管
２４に導入され、気液分散部に供給される。気液導通管
２４より供給された気液は、フィードパイプ２５におい
て反応塔１の断面に対して気液を広く分散する。フィー
ドパイプ２５の下部には小径の穴が多数空けられてお
り、液体はこの穴を通して下部のディストリビューター
２６に供給される。またフィードパイプ２５の上部は開
放されており、気体はこの上部より気液分散部に供給さ
れる。また液量が増加した場合に備えて、フィードパイ
プ２５の上部には切れ込みが多数も受けられており、液
がフィードパイプ２５下部の穴からだけでは通過しきれ
ない場合にも、フィードパイプ２５上部の切れ込みから
液が分散して落下し、下部のディストリビューター２６
に供給できる。このようにしてディストリビューター２
６に供給された気液は、さらにディストリビューター２
６にて分散され、第２処理工程の固体触媒層２９に供給
される。第２処理工程においては、下部グリッド３１の
上部に８ｍｍφのＳＵＳボールを１００ｍｍＨ充填（固
体触媒支持層３０）し、その上に固体触媒が充填されて
いる。また固体触媒の上部には、固体触媒の摩耗や移動
を防止し、固体触媒の耐久性を高めることができる押圧
材層２８が充填され、更にその上部には上部グリッド２
７がある。この押圧材層２８としては、８ｍｍφのＳＵ
Ｓボールを１００ｍｍＨ充填した。

【００４１】なお、図３にはバッフルトレイ２３の詳細
図を、図４にはフィードパイプ２５の詳細図を記載し
た。

【００４２】該処理装置を用い、該処理方法で処理した
結果は、ＣＯＤ（Ｃｒ）処理性能で９９．５％以上を示
し、４０００時間の処理においても処理性能の低下を観
察しなかった。

【００４３】（実施例２）図５に示す装置を使用し、下
記の条件下で排水の処理を行った。

【００４４】反応塔４１および４２は、２本とも内径２
６ｍｍの円筒状で２５００ｍｍの層長があった。第１処
理工程として使用した反応塔４１は空塔とし、気液上向
並流で処理を行った。また第２処理工程として使用した
反応塔４２には固体触媒を充填し、気液下向並流で処理
を行った。この固体触媒には、活性炭と白金を主成分と
し、白金の含有量が０.４重量％の直径５ｍｍφ、長さ
６ｍｍＬのペレット状触媒を１リットル充填して用い
た。この固体触媒は、比表面積約１１００ｍ²／ｇ、細
孔容積約１ｍｌ／ｇ、細孔径とこれに対する細孔容積の
細孔径分布において主ピークが約２ｎｍにあった。処理
に供した排水は、化学プラントから排出された排水で、
ＰＶＡや酢酸などを含有する排水であった。排水のＣＯ
Ｄ（Ｃｒ）は２１ｇ／リットルで、ｐＨ２．７であっ
た。

【００４５】第１処理工程の処理の方法は、排水供給ラ
イン７から送られてくる排水を排水供給ポンプ２で１リ
ットル／ｈの流量で昇圧フィ−ドした後、加熱器４で約
１６０℃に加熱し、反応塔４１に供給した。また空気を
酸素含有ガス供給ライン８より供給し、コンプレッサー
５で昇圧した後、Ｏ２／ＣＯＤ（Ｃｒ）（供給ガス中の
酸素量／排水の化学的酸素要求量）＝２．０の割合とな
るように酸素含有ガス流量調節弁６で流量を制御して加
熱器４の手前で該排水に混入した。反応塔４１では、電
気ヒーター１７で１６０℃に保温し、処理を行った。処
理された液は、気液導通管２４を経て、気液分離器４４
に送られた。気液分離器４４においては、液面コントロ
ーラー（ＬＣ）により液面を検出し、一定の液面を保持
するように液面制御弁４７を制御し、排出された液は反
応塔４２の上部より供給した。また圧力制御弁４５は、
圧力コントローラー（ＰＣ）で圧力を検出し、９．０Ｍ
Ｐａ（Ｇａｕｇｅ）の圧力を保持するように制御した。
なお、気液分離器４４の気液の温度は、放熱のため１０
０℃未満に低下していた。

【００４６】引き続き、第２処理工程の処理を行った。
処理の方法は、気液分離器４４で気液分離した液に対し
て、空気を排水に対するＯ２／ＣＯＤ（Ｃｒ）＝０．７
の割合となるように、酸素含有ガス流量調節弁４３で流
量を制御して反応塔４２の手前で混入した。反応塔４２
では、電気ヒーター１７で１２０℃に加温し、処理を行
った。反応塔４２の内部には固体触媒が充填されている
が、気液の偏流を防止するため、および昇温するために
固体触媒層２９の上部にはディストリビューター２６と
して、ＳＵＳ３１６製の直径３ｍｍφのディクソンパッ
キングを層長３００ｍｍ充填した。処理された液は、反
応塔４２の底から排出し、冷却器１１で冷却された後、
気液分離器１２に送られた。気液分離器１２において
は、圧力を４．０ＭＰａ（Ｇａｕｇｅ）の圧力を保持す
るように制御した以外は、先に記載した方法と同様の方
法で制御した。該処理装置を用い、該処理方法で処理し
た結果は、ＣＯＤ（Ｃｒ）処理効率で９９％以上を示
し、５００時間の処理においても処理性能の低下を観察
しなかった。

【００４７】（比較例１）図６に示す装置を使用し、下
記の条件下で排水の処理を行った。

【００４８】図６の装置は、図５で示した処理装置の反
応塔４１と気液分離器４４のないこと以外は実施例２と
同じ装置であった。そして、実施例５で行った気液上向
並流での湿式酸化処理を行わず、供給空気量を排水に対
するＯ２／ＣＯＤ（Ｃｒ）＝１．０５の割合に変更した
こと以外は、同じ排水を用い、同じ処理条件で気液下向
並流での固体触媒を用いた湿式酸化処理を行った。

【００４９】該処理装置を用い、該処理方法で処理した
結果は、処理開始１２時間においてＣＯＤ（Ｃｒ）処理
効率で９７％であったが、１００時間経過時には８２％
に低下し、さらに２００時間経過時には６９％に処理性
能が低下した。

【００５０】（比較例２）図７に示す装置を使用し、下
記の条件下で排水の処理を行った。

【００５１】図７の装置は、図５で示した処理装置の反
応塔４２と気液分離器１２のないこと以外は実施例２と
同じ装置であった。そして、実施例５で行った気液下向
並流での固体触媒を用いた湿式酸化処理を行わず、気液
上向並流での湿式酸化処理のみを行った以外は、同じ排
水を用い、同じ処理条件で処理を行った。

【００５２】該処理装置を用い、該処理方法で処理した
結果は、ＣＯＤ（Ｃｒ）処理効率で３１％であった。

【００５３】

【発明の効果】本発明に係る方法は、単に排水を気液下
向並流で固体触媒を用いて湿式酸化処理する方法に比較
して、排水の浄化性を向上することができる。また同時
に、固体触媒の耐久性をも飛躍的に向上することができ
るものである。また排水の浄化性を向上するための他の
手段や固体触媒の耐久性を向上するための他の手段を採
用した場合と比較して、設備費を低く押さえることもで
きる。これらのことから本発明は、排水の処理費を低く
押さえることができる。また本発明に係る方法は、単に
排水を気液下向並流で固体触媒を用いて湿式酸化処理す
る処理操作の延長上で実施することができ、非常に処理
運転操作が簡易なものである。

【００５４】また実際の処理に際して、排水の性状（例
えば排水中に含有される成分の種類や排水中に含有され
る成分の比率、排水のＣＯＤ濃度、ｐＨなど）や排水の
処理条件（例えば処理温度や処理圧力、排水の処理量な
ど）が変化した場合においても、排水を安定して高度処
理し易いものである。

【００５５】さらに、本発明の方法で排水を処理した後
の処理液は、他の用途にも用水として再利用することが
でき、資源のリサイクルとの面からも優れている。これ
により、コストを下げること、および資源を有効に活用
できるなどの効果がある。

【００５６】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る処理装置の実施態様の一つであ
る。

【図２】本発明に係る処理装置の反応塔に関する実施態
様の一つである。

【図３】本発明に係る処理装置のバッフルトレイに関す
る実施態様の一つである。

【図４】本発明に係る処理装置のフィードパイプに関す
る実施態様の一つである。

【図５】本発明に係る処理装置の実施態様の一つであ
る。

【図６】本発明の比較例に係る処理装置の実施態様の一
つである。

【図７】本発明の比較例に係る処理装置の実施態様の一
つである。

【図８】本発明に係る処理装置の反応塔に関する実施態
様の一つである。

【図９】本発明に係る処理装置の反応塔に関する実施態
様の一つである。

【符号の説明】

１．反応塔２．排水供給ポンプ３．熱交換器４．加熱器５．コンプレッサー６．酸素含有ガス流量調節弁７．排水供給ライン８．酸素含有ガス供給ライン９．処理液ライン１０．圧力制御弁１１．冷却器１２．気液分離器１３．処理液排出ポンプ１４．処理液排出ライン１５．ガス排出ライン１６．排水タンク２１．気液供給ライン２２．無触媒湿式酸化反応層２３．バッフルトレイ２４．気液導通管２５．フィードパイプ２６．ディストリビューター２７．上部グリッド２８．押圧材層２９．固体触媒層３０．固体触媒支持層３１．下部グリッド４１．第１処理工程反応塔４２．第２処理工程反応塔４３．酸素含有ガス流量調節弁４４．気液分離器４５．圧力制御弁４６．ガス排出ライン４７．液面制御弁４８．電気ヒーター

フロントページの続きＦターム(参考） 4D050 AA13 AA15 AA16 AB07 AB14 AB16 AB17 AB22 AB35 AB36 AB37 BB01 BC01 BC02 BC04 BD02 BD03 BD06 BD08 CA20 4G069 AA03 BA04B BA08B BB02B BC75B CA05 CA07 CA10 DA06 EA02Y EB14Y EB18Y EC02Y EC05Y EC06Y EC07Y EC20

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】排水が液相を保持する圧力下、該排水を
８０〜３７０℃に加熱して酸素含有ガスの供給のもとに
酸化処理および／または分解処理する方法において、該
排水を気液上向並流で処理した後、固体触媒を用いて気
液下向並流でさらに処理することを特徴とする排水の処
理方法。
【請求項２】気液上向並流と気液下向並流での処理
を、１基の反応塔内で実施する請求項１に記載の方法。
【請求項３】気液上向並流の出口と気液下向並流の入
口との間を、気液導通管で連結する請求項１もしくは２
に記載の方法。
【請求項４】気液上向並流と気液下向並流との間で気
液分離を行う請求項１〜３に記載の方法。