JP2005169370A - 硫化水素を含有するガスの脱硫化水素処理剤および処理方法および処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】下水道処理場等において発生する硫化水素を除去するために使用し、使用により硫化水素を完全に回収でき、かつ無害化処理技術を提供できる。
【解決手段】硫化水素を含むガスを過酸化水素水または次亜塩素酸ソーダ等の酸化剤とアルカリを共有する液との接触により、吸着させる処理剤であって処理剤装置にエアレーションすることによって効率が上がる。また、万全を期すために図１の２のパック脱硫装置を併用することが望ましい。
又、図１の２のパック脱硫装置にも脱硫方法を併用すればより効果的である。
【選択図】 図１

Description

本発明は、下水道場、し尿処理場、食品工業廃水処理場、廃棄物埋め立て処理場などにおいて発生するガス中の硫化水素除去に関するものである。

従来、下水処理場等においては、その処理過程において有毒な硫化水素が発生するため、水酸化鉄および酸化鉄を主成分とするペレット状の脱硫化剤を充填した処理塔に発生ガスを通過させることにより、硫化水素を除去している。

しかし、この方式では硫化水素との反応で生成される硫化鉄は極めて活性化状態にあり、空気と接触すると激しく燃焼し亜硫酸ガスを発生して極めて危険である。

従来は水分を添加して、産業廃棄物として処理場に埋め立て処分されていた。
特開２００２−２５３９６３号公報 特願２００２−３００７５５ 特願２００３−４０００１４

しかし、前記埋め立て処分された使用済み脱硫化水素剤は、長期に亘って硫化水素または亜硫酸ガスを発生し、新たな災害をもたらすため、一部の処理場では受け取り拒否をしている状況である。
本発明は従来の処理における問題点を解決するためになされたものであって、硫化水素を含むガスを過酸化水素水、または次亜塩素酸ソーダ等の酸化剤とアルカリを共有する処理剤と接触させることによって、硫化水素を除去することを発見した。

処理剤と硫化水素との反応時にエアレーションを同時に行うことにより、反応は促進する。

本発明の処理剤はアルカリ金属の水酸化物、炭酸塩、重炭酸塩および酸化剤よりなる。
上記処理剤と硫化水素を含むガスを接触させることにより、硫化水素を除去する。

また、エアレーションを同時行うことにより、反応効率は上昇する。

本発明と、水酸化鉄および酸化鉄を耐薬品性かつ流体透過性のある不織布等に袋詰めした物を充填した脱硫化水素処理装置（以下、パック脱硫装置という）を併用することにより、より安全な処理装置となる。

本発明によって副生する物質は重金属等有害物質を含まない、純度の高い硫酸ナトリウムと硫黄で有価物利用が可能である。

本発明にあっては、従来の水酸化鉄および酸化鉄を主剤とした脱硫方法は、脱硫率が低くさらに使用済みの脱硫剤が大量の危険な産業廃棄物となる欠点を完全に補完する方法である。
即ち、本発明の処理剤を直接硫化水素と反応させることによって、重金属等の有害物を含まない安全な化合物・有価物として回収でき、または安全な廃水として放出でき、さらに従来の脱硫方法に比べて効率的で、著しく低コストで処理できる方法でもある。
［発明を実施するための最良の形態］

アルカリ金属としては主に水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、重炭酸ナトリウム、重炭酸カリウムの水溶液をいう。
濃度範囲は上記アルカリすべて０．１％〜４８％で良好であるが、低濃度側において高い吸着率を示した。

酸化剤は過酸化水素水および次亜塩素酸ソーダを用い、上記アルカリと混ぜて処理剤とした。

処理剤の温度は常温でかまわないが、冬場は１０〜３０℃に加温したが望ましい。

図１は、本発明による脱硫化水素反応と併せて

記述の脱硫剤による脱硫化水素反応とを同時に行うシステムを示している。
１は本発明による脱硫化水素装置で、２は水酸化鉄および酸化鉄を不織布等に袋詰めしたパック脱硫装置である。
１の装置では、処理剤とガスの接触を良くするため充填剤３を装填し、硫化水素含有ガスは下部から注入し、上部からは均一に処理剤を散布する。
吸着された硫化水素ガスは安全を目的として２のパック脱硫装置へ送気する。
４は袋詰めした水酸化鉄および酸化鉄脱硫剤であり、この装置にも５の処理液槽から処理剤を循環することにより、２のパック脱硫装置で硫化水素との反応した硫化鉄の再生を行う。

本装置では、本発明による脱硫化水素装置で殆んどの硫化水素を除去できるが、補完のためパック脱硫装置を設けて万全を期す。
さらに本発明装置並びにパック脱硫装置を組み合わせることがいっそう好ましい。

この反応は以下のようになり、硫化水素ガスの除去が行われる。
１．処理剤装置５に次亜塩素酸ナトリウムを使用した場合：

２．処理剤装置５に過酸化水素水を使用した場合：

００１７の硫化水素と処理剤との反応において、図２、３に示したように硫化水素吸着理論量以上の吸着が見られた。

この要因としては、酸化剤や、水溶液中の溶存酸素がアルカリの存在化において硫酸ナトリウムよりも硫黄が優先的に生成されていることが考えられる。

また、光（赤外線、紫外線）や温度（気温、液温）による影響も考えられる。

なお、上記反応によって生成される硫酸ソーダ：Ｎａ_２ＳＯ_４および硫黄：Ｓは通称「湯の花」などと呼称して入浴剤として利用できる。

また、処分する場合も有害物を含まないので簡単な処理で排出できる。

図１において、処理剤装置５にエアレーション１１を常時行い、硫化水素との反応の促進を図っている。反応式は下記の通り
２Ｈ_２Ｓ＋Ｏ_２（空気）→２Ｓ＋２Ｈ_２Ｏ

図１の処理を行う場合、処理剤装置５の各成分の濃度は１、２、５の各装置の容積や、硫化水素の濃度、外気温、液温、処理時間など各種条件により任意に設定することができる。

ミゼットインピンジャーに水酸化ナトリウム濃度０．２５、０．５、１、１．５％をそれぞれ２０ｍｌ採取したものに理論量の次亜塩素酸ソーダを添加し、硫化水素を４ｍｌ／Ｌの流速で注入し、 回収ガスを酢酸鉛溶液で検知した。
実験結果を図２に示す。

上記、水酸化ナトリウム濃度０．２５、０．５、１、１．５％を同様に２０ｍｌ採取し、それぞれに理論量の過酸化水素水を添加し、同様の実験を行った。
実験結果を図３に示す。

現在、各都道府県の下水処理場、し尿処理場においては発生する硫化水素対策として、水酸化鉄および酸化鉄をペレット状にしたものを脱硫塔に充填し、接触させることで硫化水素の回収を行っている。
ところが反応後生成した硫化鉄の処分方法が確立されていない状況である。
そこで、本発明を用いることによって現状の問題点が解決できる。

本発明実施の形態１の脱硫反応を行うシステムを示す説明図である。 実施の形態１の水酸化ナトリウム各溶液に理論量の次亜塩素酸ナトリウムを添加したときの水酸化ナトリウム１ｇ当りの硫化水素の吸着量 実施の形態１の水酸化ナトリウム各溶液に理論量の過酸化水素水を添加したときの水酸化ナトリウム１ｇ当りの硫化水素の吸着量

符号の説明

１ 請求項１の処理剤による脱硫化水素装置
２ パック脱硫装置
３ 充填剤
４ 袋詰めした酸化鉄
５ 処理剤槽
６ 処理剤を循環する配管
７、８ 処理剤を各装置へ循環する配管
９、１０ 循環した処理剤を回収する配管
１１ 処理剤中へのエアレーション

Claims (6)

1. アルカリ金属の水酸化物、炭酸塩、重炭酸塩のいずれか一種以上、及び酸化剤からなる水溶液の処理剤
2. 請求項１の水溶液処理剤により、硫化水素を含有するガスから硫化水素を除去する方法
3. 硫化水素を含有するガスに請求項１の水溶液の処理剤を接触させることによる脱硫化水素方法
4. 請求項３の脱硫化水素方法で処理した後、水酸化鉄および酸化鉄を主成分とする脱硫化水素剤を流体透過性の袋に詰めた物を充填した脱硫化水素装置を用いて、硫化水素を除去する方法
5. 請求項３の水溶液処理剤の中にエアレーションを行いながら硫化水素を除去する方法
6. 請求項３の処理により副生する硫酸ナトリウムおよび硫黄をろ過・乾燥し、有価物にする方法

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