JP2003285082A - アルカリ塩素塩含有廃水の処理方法 - Google Patents
アルカリ塩素塩含有廃水の処理方法Info
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Abstract
て、アルカリ塩素塩として捕集させた後のアルカリ塩素
塩含有廃水を、急激な発熱、発泡などの問題を生じるこ
となく、安全かつ効率よく処理する方法を提供する。 【解決手段】 廃水に還元剤を添加して還元処理した
後、酸性物質を添加して余剰のアルカリ性物質を中和す
る。
Description
廃水の処理方法、詳しくは塩素ガスをアルカリ性物質含
有水溶液中に導入し、アルカリ塩素塩として捕集して得
られるアルカリ塩素塩含有廃水に酸性物質を添加して余
剰のアルカリ物質を中和した後、廃棄する、アルカリ塩
素塩含有廃水の処理を工業的に安全に実施する方法に関
する。
未反応ないしは余剰の塩素ガスが反応装置から排出され
ることがある。このような塩素ガスは、通常、反応装置
から取り出し、アルカリ性水溶液中に導入して、アルカ
リ塩素塩として捕集して処理されている。
ちアルカリ塩素塩含有廃水はそのまま廃棄することは環
境上許されないので、通常、酸性物質を添加して中和し
た後、固形物を除去してから、廃棄することが行われて
いる。
実施するところによれば、アルカリ塩素塩含有廃水に酸
性物質を添加して中和する際に、急激な発熱や発泡など
という工業的に好ましくない問題が発生することがわか
った。
廃水を中和する際の急激な発熱や発泡などという好まし
くない現象の発生を抑制し、アルカリ塩素塩含有廃水の
中和処理を安全かつ効率よく実施できるようにするアル
カリ塩素塩含有廃水の処理方法を提供しようとするもの
である。
ば、(イ)例えば、水酸化ナトリウム水溶液中に塩素ガ
スを導入すると、下記式 2NaOH+Cl2 → NaCl+NaOCl+H2
O にしたがって反応が進行し、塩化ナトリウムのほかに、
次亜塩素酸ナトリウム(塩素酸塩)が副生すること、
(ロ)この次亜塩素酸ナトリウムは、時間の経過ととも
に更に分解して過塩素酸ナトリウム(NaClO3)な
どとなり、その後に添加する酸性物質と反応して、急激
な発熱や発泡などという問題を引き起こすこと、(ハ)
そこで酸性物質で中和処理する前に還元剤を添加して副
生した次亜塩素酸ナトリウム(塩素酸塩)を還元処理す
れば上記問題を解決できることがわかった。本発明はこ
のような知見に基づいて完成されたものである。
性物質水溶液中に導入して、アルカリ塩素塩として捕集
させた後のアルカリ塩素塩含有廃水を処理するにあた
り、該廃水に還元剤を添加して還元処理した後、酸性物
質を添加して余剰のアルカリ性物質を中和することを特
徴とするアルカリ塩素塩含有廃水の処理方法である。
50〜250mvの範囲となるように還元剤を添加して
行うのがよい。
液中に予め存在させておいてもよい。
るものではなく、いずれの塩素ガスであってもよい。具
体的には、例えば、下記のような塩素ガスを用いる芳香
族化合物の気相または液相反応における余剰の塩素ガス
の処理に本発明の方法は好適に用いられる。
基、カルボキシル基またはメチル基であり、nは0、1
または2の整数であり、a>mであり、m+n≦6であ
り、またmは1から6の整数である。
ら4の整数である。
または2、mが4または5である、ベンゾニトリルまた
はフタロニトリルからペンタクロロベンゾニトリルまた
はテトラクロロフタロニトリルを製造する反応が代表的
である。
カリ塩素塩を形成し得るものであればよく、例えば、ア
ルカリ金属元素、アルカリ土類金属元素、希土類元素な
どの酸化物、水酸化物などを挙げることができる。なか
でも、水酸化ナトリウムが好適に用いられる。
素ガスより過剰に存在すればよく、具体的には、塩素ガ
ス1当量に対し、1.01〜10当量、好ましくは1.
05〜7当量、更に好ましくは1.1〜5当量である。
したがって、アルカリ性物質水溶液は、塩素ガスの導入
が終了するまで、pHが7以上、好ましくは7.5以
上、更に好ましくは8以上である。
質量%、好ましくは3〜30質量%、更に好ましくは5
〜20質量%である。なお、濃度が高すぎると、塩素ガ
スの捕集ないしは吸収に伴って発生する熱量が大きくな
り、工業的に好ましくない。
によるアルカリ塩素塩の形成は中和反応であるので、発
熱する。このため、冷却したり、塩素ガスの導入速度を
調整したりして、除熱を行うのが好ましい。具体的に
は、例えば、アルカリ物質水溶液を処理槽の外部に設け
た熱交換器に循環して冷却する方法、処理槽に冷却器ま
たは放散塔を設けて冷却する方法などを適宜採用すれば
よい。
水溶液の温度は、通常、5〜70℃であり、好ましくは
10〜60℃、より好ましくは15〜50℃である。7
0℃を超えると処理槽の腐食などを考慮する必要が生じ
て、工業的に好ましくない。本発明の特徴は、塩素ガス
をアルカリ性物質水溶液中に導入し、アルカリ塩素塩と
して捕集した後のアルカリ塩素塩含有廃水を酸性物質で
中和する前に、還元剤を添加して廃水中に副生した塩素
酸塩を還元処理する点にある。
るものであればいずれでもよく、例えば、水素化物、低
級酸化物、低級酸素酸塩、硫黄化合物、低原子価状態の
金属塩、酸化段階の低い有機化合物などを挙げることが
できる。なかでも、低級酸化物および低級酸素酸塩が好
ましく、特に亜硫酸塩が好適に用いられる。還元剤は、
固体あるいは液体のいずれの形態で添加してもよいが、
操作性の点から、水溶液として添加するのがよい。
に急激な発熱や発泡などの問題が生じない程度まで、廃
水中の塩素酸塩を還元処理し得るように添加すればよ
い。具体的には、廃水の酸化還元電位が150〜250
mv、好ましくは160〜240mv、更に好ましくは
170〜230mvとなるようにすればよい。酸化還元
電位が250mvを超えると、塩素酸塩の還元処理が十
分でなく、残存した塩素酸塩が時間とともに蓄積して、
その後の酸性物質による中和の際に、急激な発熱や発泡
などの問題が生じるおそれがある。なお、150mvよ
り低くなるようにするのは必要以上に還元剤を使用する
ことになり経済的でない。
素ガスの導入が終了後、アルカリ塩素塩含有廃水の酸化
還元電位を測定しながら添加しても、あるいは必要量の
一部を予めアルカリ性物質水溶液中に投入しておき、残
りを廃水の酸化還元電位を測定しながら添加してもよ
い。
余剰のアルカリ性物質を酸性物質を添加して中和する。
この酸性物質としては、使用したアルカリ性物質を中和
し得るものであれば無機酸または有機酸のいずれも使用
できる。なかでも、経済的な理由から、塩酸、硫酸、硝
酸などの無機酸、特に硫酸が好適に用いられる。
カリ性物質水溶液中に導入し、アルカリ塩素塩として捕
集した後のアルカリ塩素塩含有廃水を、急激な発熱や発
泡などの問題を生じることなく、安全かつ効率よく中和
処理することができる。
説明する。 実施例1 直径4ミリ、長さ約5ミリの円柱状に成型された活性炭
(窒素吸着法によって求めた平均細孔半径が12.6
Å、活性炭の細孔半径5〜100Åの領域の水蒸気吸着
法によって求めた累積細孔容積が0.48g/cc、
B.E.T法による比表面積が902m2/gであるヤ
シガラ活性炭)60ccを内径26ミリのニッケル製反
応管中に充填した。この反応管を熱媒に浸し、熱媒の温
度を350℃に保ち、毎分160ml供給される塩素ガ
スと毎分480ml供給される窒素ガスを混合して上記
の反応管中に30分間通して触媒に塩素を賦活した。
するガスは、後述の反応生成物を結晶状態で捕集する捕
集管を通った後、10%水酸化ナトリウム水溶液150
0gを仕込んである2Lの4つ口フラスコに導入した。
4つ口フラスコは、反応中水浴に浸して、外部から冷却
した。
ゾニトリル中に通し、それによってベンゾニトリルを気
化し、ガス中に毎分55ml同伴されるベンゾニトリル
を含有するガスを毎分495ml供給される塩素ガスと
混合して反応管中に通して、1時間反応を行った。この
場合、反応のS.V.は、1000hr−1、ベンゾニ
トリルガス濃度5%、ベンゾニトリルに対する塩素のモ
ル比は9(理論上の必要量の1.8倍)となる。反応中
の熱媒の温度を350℃に保ち、この反応条件で塩素化
反応を1時間継続した。反応時に生成する固形物を結晶
状態で捕集器に捕集し、ガスクロマトグラフィによって
分析してペンタクロロベンゾニトリルの純度および収率
を求めた。ベンゾニトリル転化率は99%で、収量3
9.8g(ベンゾニトリルに対する収率98モル%)
で、ペンタクロロベンゾニトリル純度が99%であっ
た。
とするガスは、前記の10%水酸化ナトリウム水溶液を
仕込んである2Lの4つ口フラスコに導入した。
トリウム水溶液(廃水)に、還元剤として、亜硫酸ナト
リウム101gを堀場製作所製複合電極6861−50
C型で酸化還元電位を測定しながら添加して、酸化還元
電位を200mvに調整した。酸化還元電位を測定時の
水酸化ナトリウム水溶液の液温は35℃であった。
化ナトリウムを中和することによって、発泡などの問題
なく廃水を処理することができた。 実施例2 実施例1と同じ装置、触媒を使用して反応管に触媒を充
填した後、この反応管を熱媒中に浸し、熱媒の温度を3
50℃に保ち、毎分160ml供給される塩素ガスと毎
分480ml供給される窒素ガスを混合して上記の反応
管中に30分間通して触媒を賦活した。
するガスは、後述の反応生成物を結晶状態で捕集する捕
集管を通った後、10%水酸化ナトリウム水溶液700
gおよび亜硫酸ナトリウム54gを仕込んである2Lの
4つ口フラスコに導入した。4つ口フラスコは反応中水
浴に浸して、外部から冷却した。
状態のフタロニトリル中に通し、それによって気化しガ
ス中に毎分33ml同伴されるフタロニトリルを含有す
るガスを毎分231ml供給される塩素ガスと混合して
反応管中に通して1時間反応を行った。この場合、反応
のS.V.は1000h−1、フタロニトリルのガス濃
度3%、フタロニトリルに対する塩素のモル比は7(理
論上の必要量の1.75倍)となる。
の反応条件で、塩素化反応を1時間継続した。反応時に
生成する固形物を結晶状態で、前述の捕集器に捕集し、
ガスクロマトグラフィによって分析してテトラクロロフ
タロニトリルの純度および収率を求めた。フタロニトリ
ル転化率は99%で、テトラクロロフタロニトリルの収
量23g(フタロニトリルに対する収率98モル%)
で、テトラクロロフタロニトリル純度が99%であっ
た。
とするガスは、前記の10%水酸化ナトリウム水溶液を
仕込んである2Lの4つ口フラスコに導入した。
トリウム水溶液(廃水)に、還元剤として、亜硫酸ナト
リウム6gを堀場製作所製複合電極6861−50C型
で酸化還元電位を測定しながら添加して、酸化還元電位
を200mvに調整した。酸化還元電位を測定時の水酸
化ナトリウム水溶液の液温は35℃であった。
化ナトリウムを中和することによって、発泡などの問題
なく廃水を処理することができた。 実施例3 実施例1と同様の反応装置、反応条件で反応した後、還
元剤として、亜硫酸ナトリウム83gを堀場製作所製複
合電極6861−50C型で酸化還元電位を測定しなが
ら添加して、酸化還元電位を230mvに調整した。酸
化還元電位を測定時の水酸化ナトリウム水溶液の液温は
35℃であった。
化ナトリウムを中和することによって、発泡などの問題
もほとんどなく廃水を処理することができた。 実施例4 実施例1と同様の反応装置、反応条件で反応した後、還
元剤として、亜硫酸ナトリウム110gを堀場製作所製
複合電極6861−50C型で酸化還元電位を測定しな
がら添加して、酸化還元電位を170mvに調整した。
酸化還元電位を測定時の水酸化ナトリウム水溶液の液温
は35℃であった。
化ナトリウムを中和することによって、発泡などの問題
なく廃水を処理することができた。 実施例5 実施例1と同様の反応装置、反応条件で反応した後、還
元剤として、亜硫酸ソーダ60gを堀場製作所製複合電
極6861−50C型で酸化還元電位を測定しながら添
加して、酸化還元電位を260mvに調整した。酸化還
元電位を測定時の水酸化ナトリウム水溶液の液温は35
℃であった。
化ナトリウムを中和しようとしたところ、発泡現象がお
こり、さらに発熱がみられたが冷却などの処置をするこ
とにより廃水を処理することができた。 比較例1 実施例1において、反応廃ガスを吸収した10%水酸化
ナトリウム水溶液(酸化還元電位は430mv)に、還
元剤の亜硫酸ソーダを添加することなく、硫酸で中和し
たところ、次亜塩素酸ナトリウムと硫酸との急激な反応
と思われる発熱および発泡が発生し、円滑な中和操作を
行うことができなかった。
Claims (3)
- 【請求項1】 塩素ガスをアルカリ性物質水溶液中に導
入し、アルカリ塩素塩として捕集した後のアルカリ塩素
塩含有廃水を処理するにあたり、該廃水に還元剤を添加
して還元処理した後、酸性物質を添加して余剰のアルカ
リ性物質を中和することを特徴とするアルカリ塩素塩含
有廃水の処理方法。 - 【請求項2】 アルカリ塩素塩含有廃水の酸化還元電位
が150〜250mvの範囲となるまで還元剤を添加し
て還元処理する請求項1記載のアルカリ塩素塩含有廃水
の処理方法。 - 【請求項3】 還元剤の一部を予めアルカリ性物質含有
水溶液中に存在させる請求項1または2記載のアルカリ
塩素塩含有廃水の処理方法。
Priority Applications (1)
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JP2002087918A JP3792590B2 (ja) | 2002-03-27 | 2002-03-27 | アルカリ塩素塩含有廃水の処理方法 |
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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---|---|---|---|---|
KR20110125214A (ko) * | 2009-02-06 | 2011-11-18 | 바이엘 머티리얼사이언스 아게 | 폐수 처리 방법 |
-
2002
- 2002-03-27 JP JP2002087918A patent/JP3792590B2/ja not_active Expired - Fee Related
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KR20110125214A (ko) * | 2009-02-06 | 2011-11-18 | 바이엘 머티리얼사이언스 아게 | 폐수 처리 방법 |
KR101650218B1 (ko) | 2009-02-06 | 2016-08-22 | 코베스트로 도이칠란드 아게 | 폐수 처리 방법 |
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