JP2013255905A - Fluid purification device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、有機物の酸化分解を促進する触媒が配設された反応槽の中で、浄化対象流体及び酸化剤を混合しながら反応槽の先端側から後端側に向けて送る過程で、浄化対象流体中の有機物を酸化分解して浄化対象流体を浄化する流体浄化装置に関するものである。 The present invention provides a purification process in which a purification target fluid and an oxidant are mixed and fed from the front end side to the rear end side of the reaction tank in which a catalyst for promoting oxidative decomposition of organic substances is disposed. The present invention relates to a fluid purification device that purifies a purification target fluid by oxidizing and decomposing organic matter in the target fluid.
この種の流体浄化装置としては、特許文献1に記載のものが知られている。この流体浄化装置は、処理対象流体としての廃水を反応槽の中で酸化剤と混合した状態で、水の臨界温度(374℃)以上の温度まで加熱するとともに、水の臨界圧力(22MPa)以上の圧力で加圧することで、廃水を超臨界状態にする。そして、超臨界状態の廃水中の有機物を速やかに酸化分解することで、廃水を浄化する。反応槽の中には、有機物の酸化分解を促進する触媒が配設されている。この触媒により、難分解性の有機物であっても良好に酸化分解することができる。 As this type of fluid purification device, the one described in Patent Document 1 is known. In this fluid purification device, waste water as a treatment target fluid is heated to a temperature equal to or higher than the critical temperature of water (374 ° C.) in a state where it is mixed with an oxidant in a reaction tank, and the critical pressure of water (22 MPa) or higher. The wastewater is brought into a supercritical state by pressurizing at a pressure of. Then, the wastewater is purified by rapidly oxidizing and decomposing organic matter in the wastewater in the supercritical state. A catalyst that promotes oxidative decomposition of organic substances is disposed in the reaction vessel. By this catalyst, even a hardly decomposable organic substance can be oxidatively decomposed well.
しかしながら、この流体浄化装置においては、反応槽の流体搬送方向における上流側部分が下流側部分に比べてかなり高温になって、伸縮による金属疲労を引き起こし易いという問題があった。具体的には、反応槽の先端部では、外部から圧送されてくる廃水と酸化剤(例えば空気)とが加熱及び加圧されて超臨界状態になって混ざり合うことで、廃水中の有機物の酸化分解が急速に始まる。廃水中の有機物濃度が高濃度であると、反応槽の流体搬送方向における上流側の領域において有機物の酸化分解反応が集中して起こることから、反応槽の上流側部分が下流側部分に比べてかなり高温になってしまうのである。 However, this fluid purification apparatus has a problem that the upstream portion in the fluid conveyance direction of the reaction tank becomes considerably hotter than the downstream portion, and metal fatigue due to expansion and contraction is likely to occur. Specifically, at the front end of the reaction tank, wastewater pumped from the outside and an oxidant (for example, air) are heated and pressurized to be mixed in a supercritical state, so that the organic matter in the wastewater is mixed. Oxidative decomposition begins rapidly. If the organic matter concentration in the wastewater is high, the oxidative decomposition reaction of organic matter occurs in the upstream region in the fluid conveyance direction of the reaction tank, so the upstream part of the reaction tank is compared to the downstream part. It becomes quite hot.
なお、特許文献1の流体浄化装置は、反応槽の内部で廃水を加熱及び加圧して超臨界状態にするものであるが、廃水を亜臨界状態あるいは加熱高温蒸気状態にする構成であっても、反応槽の先端部で有機物の酸化分解が集中して先端部が特に高温になるおそれがある。 In addition, although the fluid purification apparatus of patent document 1 heats and pressurizes waste water inside a reaction tank and makes it a supercritical state, even if it is the structure which makes waste water a subcritical state or a heating high temperature steam state. The oxidative decomposition of organic substances concentrates at the tip of the reaction tank, and the tip may be particularly hot.
本発明は、以上の背景に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、反応槽の熱伸縮による疲労を従来よりも抑えることができる流体浄化装置を提供することである。 This invention is made | formed in view of the above background, The place made into the objective is providing the fluid purification apparatus which can suppress the fatigue by the thermal expansion-contraction of a reaction tank rather than before.
上記目的を達成するために、本発明は、自らの内部に受け入れた浄化対象流体及び酸化剤を混合しながら自らの先端側から後端側に向けて送る過程で、前記浄化対象流体中の有機物を酸化分解して前記浄化対象流体を浄化するための反応槽と、有機物の酸化分解を促進するために前記反応槽の中に配設された触媒とを備える流体浄化装置において、前記反応槽内での流体搬送方向における前記触媒の触媒能を下流側から上流側に向かうにつれて低くしたことを特徴とするものである。 In order to achieve the above object, the present invention provides an organic substance in the purification target fluid in a process in which the purification target fluid and the oxidant received inside are mixed and sent from the front end side to the rear end side. In a fluid purification apparatus comprising: a reaction tank for oxidatively decomposing and purifying the fluid to be purified; and a catalyst disposed in the reaction tank for promoting oxidative decomposition of organic matter, The catalyst capacity of the catalyst in the fluid conveyance direction is reduced from the downstream side toward the upstream side.
本発明において、反応槽の流体搬送方向における上流側部分では、下流側部分に比べて触媒の触媒能が低くなることで、上流側部分で酸化分解される有機物の量が従来よりも減って上流側部分の発熱量が減少する。この一方で、反応槽の流体搬送方向における下流側部分では、上流側部分に比べて触媒の触媒能が高くなることで、下流側部分で酸化分解される有機物の量が従来よりも増えて下流側部分の発熱量が増加する。このようにして、反応槽の上流側部分と下流側部分とで発熱量の均一化を図って上流側部分の昇温温度を従来よりも低くすることで、反応槽の熱伸縮による疲労を従来よりも抑えることができる。 In the present invention, the upstream portion of the reaction tank in the fluid conveyance direction has a lower catalytic ability of the catalyst than the downstream portion, so that the amount of organic matter that is oxidatively decomposed in the upstream portion is reduced compared to the prior art. The calorific value of the side part is reduced. On the other hand, the downstream portion of the reaction tank in the fluid conveyance direction has a higher catalytic ability of the catalyst than the upstream portion, so that the amount of organic matter that is oxidatively decomposed in the downstream portion is increased compared to the conventional case. The calorific value of the side part increases. In this way, the heat generated in the upstream and downstream portions of the reaction vessel is made uniform and the temperature rise at the upstream portion is made lower than before, thereby reducing fatigue caused by thermal expansion and contraction of the reaction vessel. Than can be suppressed.
以下、本発明を適用した流体浄化装置の一実施形態について説明する。
まず、実施形態に係る流体浄化装置の基本的な構成について説明する。図1は、実施形態に係る流体浄化装置を示す概略構成図である。実施形態に係る流体浄化装置は、原水タンク1、攪拌機2、原水供給ポンプ3、原水入口弁4、酸化剤予備加熱器5、酸化剤圧送ポンプ6、酸化剤タンク7、酸化剤入口弁8、合流部9、合流部温度計10、熱交換器11、出口圧力計12、出口弁13、気液分離器14、反応槽20、図示しない制御部などを備えている。
Hereinafter, an embodiment of a fluid purification apparatus to which the present invention is applied will be described.
First, a basic configuration of the fluid purification device according to the embodiment will be described. FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating a fluid purification device according to an embodiment. The fluid purification device according to the embodiment includes a raw water tank 1, a stirrer 2, a raw
制御部は、漏電ブレーカー、マグネットスイッチ、サーマルリレーなどの組み合わせからなる給電回路を、攪拌機2、原水供給ポンプ3、予備加熱器5、酸化剤圧送ポンプ6、酸化剤熱交換器11にそれぞれ個別に対応する分だけ有している。そして、プログラマブルシーケンサーからの制御信号によって給電回路のマグネットスイッチをオンオフすることで、それら機器に対する電源のオンオフを個別に制御する。
The control unit individually supplies a power supply circuit composed of a combination of an earth leakage breaker, a magnet switch, a thermal relay, and the like to the agitator 2, the raw
出口圧力計12は、圧力の検知結果に応じた値の電圧を出力する。また、合流部温度計10は、合流部9内で合流した酸化剤と廃水との混合流体の温度を検知してその検知結果に応じた電圧を出力する。また、後述する第1温度計21、第2温度計22、第3温度計23、第4温度計24、第5温度計25はそれぞれ、反応槽20内の混合流体の温度を検知してその検知結果に応じた電圧を出力する。それらの測定機器から出力される電圧は、それぞれ図示しないA/Dコンバーターによって個別にデジタルデータに変換された後、センシングデータとしてプログラマブルシーケンサーに入力される。プログラマブルシーケンサーは、それらのセンシングデータに基づいて、各種の機器の駆動を制御する。
The
原水タンク1には、分子量の比較的大きな有機物を含む廃水が未処理の状態で貯留されている。廃水、有機溶剤廃水、製紙工程で生ずる製紙廃水、及びトナー製造工程で生ずるトナー製造廃水のうち、少なくとも何れか1つからなるものである。製紙廃水やトナー製造廃水には、難分解性の有機物が含まれている可能性がある。 In the raw water tank 1, waste water containing organic substances having a relatively large molecular weight is stored in an untreated state. It comprises at least one of waste water, organic solvent waste water, paper making waste water generated in the paper manufacturing process, and toner manufacturing waste water generated in the toner manufacturing process. Papermaking wastewater and toner manufacturing wastewater may contain persistent organic substances.
攪拌機2は、浄化対象流体としての廃水を撹拌することで、廃水中に含まれる浮遊物質(Suspended solids)を均等に分散せしめて、有機物濃度の均一化を図っている。原水タンク1内の廃水は、高圧ポンプからなる原水供給ポンプ3によって連続的に圧送されて、原水入口弁4を介して合流部9に高圧流入する。原水入口弁4は、逆止弁の役割を担っており、原水供給ポンプ3から圧送されてくる廃水について、原水供給ポンプ3側から合流部9側への流れを許容する一方で、逆方向の流れを阻止する。
The stirrer 2 stirs the wastewater as the fluid to be purified to uniformly disperse suspended solids contained in the wastewater, thereby achieving a uniform organic substance concentration. Waste water in the raw water tank 1 is continuously pumped by a raw
酸化剤圧送ポンプ6は、酸化剤タンク7に貯留されている酸化剤たる過酸化水素水を吸い込んで、廃水の流入圧力と同程度の圧力まで圧縮しながら、酸化剤入口弁8を介して合流部9に向けて送り込む。酸化剤圧送ポンプ6から高圧で送り出された過酸化水素水は、酸化剤入口弁8と酸化剤予備加熱器5とを介して合流部に進入する。
The
酸化剤入口弁8は、逆止弁の役割を担っており、酸化剤圧送ポンプ6から送られてくる過酸化水素水について、酸化剤圧送ポンプ6側から合流部9側への流れを許容する一方で、逆方向の流れを阻止する。酸化剤入口弁8を経由した過酸化水素水は、酸化剤予備加熱器5によって予備加熱されてから合流部9に進入する。
The
合流部9で合流した過酸化水素水と廃水との混合流体は、反応槽20に進入する。酸化剤圧送ポンプ6の駆動による過酸化水素水の圧送量は、廃水中の有機物を完全に酸化させるのに必要となる化学量論的な酸素量に基づいて決定されている。より詳しくは、廃水のCOD(Chemical Oxygen Demand)、全窒素(TN)、全リン(TP)など、廃水中の有機物濃度、窒素濃度、リン濃度などに基づいて、有機物の完全酸化に必要な酸素量が算出され、その結果に基づいて、過酸化水素水の圧送量が設定されている。
The mixed fluid of the hydrogen peroxide solution and the waste water that merged at the junction 9 enters the
過酸化水素水の流入量の設定は作業員によって行われるが、廃水中に含まれる有機物の種類が経時で安定しており、濁度、光透過度、電気伝導度、比重などの物性と、前述の酸素量との相関関係が比較的良好である場合には、その物性をセンサー等で検知した結果に基づいて、前述の制御範囲を自動で補正する処理を実施するように、プログラマブルシーケンサーを構成してもよい。酸化剤としては、過酸化水素水の他、空気、酸素ガス、オゾンガスの何れか1つ、あるいは、それらの2種類以上を混合したもの、を用いることも可能である。 The amount of hydrogen peroxide water inflow is set by workers, but the type of organic matter contained in the wastewater is stable over time, and physical properties such as turbidity, light transmittance, electrical conductivity, specific gravity, When the correlation with the oxygen amount is relatively good, the programmable sequencer is set so that the control range is automatically corrected based on the result of detecting the physical property by a sensor or the like. It may be configured. As the oxidizing agent, hydrogen peroxide water, one of air, oxygen gas, ozone gas, or a mixture of two or more of them can be used.
反応槽20の外側には、反応槽20を加熱するためのヒーター30が配設されている。反応槽20内に圧送された混合流体は、ヒーター30によって加熱されることで昇温することに加えて、有機物が酸化分解されることによる発熱によっても昇温する。廃水が有機物を高濃度に含むものである場合、多量の有機物が酸化分解される際の多量の発熱だけで、混合流体が所望の温度まで昇温することもある。この場合、装置の立ち上げ時のみ、ヒーター30による加熱を行い、酸化分解が開始された後には、ヒーター30に対する電源をオフにすることができる。
A
反応槽20内の混合流体に加える圧力としては、0.5〜30Mpa(望ましくは5〜30Mpa)の範囲を例示することができる。反応槽20内の圧力は、後述する出口弁13によって調整される。出口弁13は、反応槽20内の圧力が閾値よりも高くなると、自動で弁を開いて反応槽20内の混合流体を外部に排出することで、反応槽20内の圧力を閾値付近に維持する。
Examples of the pressure applied to the mixed fluid in the
反応槽20内の混合流体の温度としては、100〜700℃(望ましくは200〜550℃)を例示することができる。温度の調整は、ヒーター30のオンオフによって行われる。温度及び圧力の条件として、温度=374.2℃以上、且つ、圧力=21.8MPa以上を採用した場合、水の臨界温度や臨界圧力をそれぞれ超え、且つ空気の臨界温度や臨界圧力もそれぞれ超える状態であるため、混合流体が液体と気体との中間的な性質を帯びる超臨界流体になる。かかる超臨界流体中では、有機物が良好に超臨界流体に溶解するとともに、空気に良好に接触することから、有機物の酸化分解が急激に進行する。
Examples of the temperature of the mixed fluid in the
温度及び圧力の条件として、温度=200℃以上(望ましくは374.2℃以上)、且つ、圧力=21.8MPa未満(望ましくは10MPa以上)の比較的高圧を採用して、反応槽20内で混合流体中の廃水を高温高圧蒸気にしてもよい。
As a condition of temperature and pressure, a relatively high pressure of temperature = 200 ° C. or higher (desirably 374.2 ° C. or higher) and pressure = 21.8 MPa (desirably 10 MPa or higher) is adopted in the
反応槽20内においては、混合流体を高温且つ高圧の状態にすることで、混合流体中の有機物やアンモニア態窒素の酸化分解を促す。有機物やアンモニア態窒素が酸化分解された混合流体は、反応槽20から処理水搬送管に排出される。この処理水搬送管には、熱交換器11が装着されている。熱交換器11は、処理水搬送管の外側を覆う外管を有しており、その外観と処理水搬送管との間の空間を水などの熱交換流体で満たしている。そして、処理水搬送管の外壁と熱交換流体との熱交換を行う。反応槽20の運転時には、非常に高温の処理流体が処理水搬送管の内部に流れるため、処理水搬送管から熱交換器11内の熱交換流体に熱が移動して、熱交換流体が熱せられる。熱交換器11内における熱交換流体の搬送方向は、いわゆる向流型の熱交換を行うように、処理水搬送管内の液体の搬送方向とは逆方向になっている。即ち、出口弁13側から反応槽20側に向けて熱交換流体を送っている。これは、図示しない熱媒体タンク内の熱交換流体を吸引しながら熱交換器11に送る熱交換ポンプによって行われる。
In the
熱交換器11を通過して熱せられた熱交換流体は、図示しないパイプを通って発電機に送られる。発電機では、熱せられたことによって圧力を高めている熱交換流体を液体から気体の状態にするときに発生する気流によってタービンを回転させることで発電が行われる。
The heat exchange fluid heated through the
処理水搬送管の末端付近には、図示しない出口温度計と、出口圧力計12と、出口弁13とが順に配設されている。出口温度計は、処理水搬送管内の流体の温度を検知して、その検知結果を制御部のプログラマブルシーケンサーに出力する。プログラマブルシーケンサーは、出口温度計による検知結果を所定の上限温度以下にするように、熱交換ポンプの駆動を制御する。具体的には、出口温度計による検知結果が所定の上限温度に達したときには、熱交換ポンプの駆動量を増加して熱交換器11への熱交換流体の供給量を増やすことで、熱交換器11による冷却機能を高める。これにより、液体を上限温度以下の温度にした状態で、熱交換器11に流入させるようにする。
An outlet thermometer, an
また、熱交換器11の近傍には、熱交換器9を通った直後の熱交換流体の温度を検知する図示しない熱交換温度計が設けられている。熱交換器11を通った直後の熱交換流体の温度は、所定の下限温度以上であることが望ましい。そこで、制御部のプログラマブルシーケンサーは、熱交換温度計による検知結果を所定の下限温度以下にするように、熱交換ポンプの駆動を制御する。具体的には、熱交換温度計による検知結果が所定の下限温度まで低下したときには、熱交換ポンプの駆動量を減少させて熱交換器11への熱交換流体の供給量を低下させる。これにより、熱交換器11を通った直後の熱交換流体の温度を上昇させるようにする。但し、出口温度計による検知結果に基づく熱交換ポンプの駆動量の調整が、熱交換温度計による検知結果に基づく熱交換ポンプの駆動量の調整よりも優先して行われる。このため、出口温度計による検知結果が所定の上限温度以上になっており、且つ、熱交換温度計による検知結果が所定の下限温度以下になっている場合には、前者の検知結果による駆動量の調整が優先されて、駆動量が増やされる。
A heat exchange thermometer (not shown) that detects the temperature of the heat exchange fluid immediately after passing through the heat exchanger 9 is provided in the vicinity of the
廃水中の有機物濃度が比較的高い場合には、有機物の酸化分解によって多量の熱が発生する。このため、運転初期にはヒーター30を作動させるものの、有機物の酸化分解が開始された後には、有機物の酸化分解によって発生する熱により、廃水と過酸化水素水との混合流体の温度を、所望の温度まで自然に昇温することができるようになる場合もある。反応槽20は、内部の混合流体の温度を流体搬送方向の上流側から下流側に向けて順に検知する第1温度計21、第2温度計22、第3温度計23、第4温度計24、第5温度計25を有している。制御部のプログラマブルシーケンサーは、それら温度計による検知結果が、所定の温度よりも高くなった場合には、加熱手段としてのヒーター30をオフにする。これにより、無駄なエネルギーの消費を抑えることができる。
When the organic matter concentration in the wastewater is relatively high, a large amount of heat is generated by the oxidative decomposition of the organic matter. For this reason, although the
処理水搬送管内では、浄化された混合流体中の水分が冷却されて、超臨界状態、あるいは高温高圧蒸気状態、から液体状態に態様を変化させる。一方、混合流体中の酸素や窒素は、超臨界状態から気体状態に態様を変化させる。処理水搬送管を通り過ぎた混合流体は、気液分離器14によって処理水とガスとに分離され、処理液は処理液タンクに貯留される。また、ガスは大気中に放出される。
In the treated water transport pipe, the water in the purified mixed fluid is cooled to change the state from the supercritical state or the high temperature / high pressure vapor state to the liquid state. On the other hand, oxygen and nitrogen in the mixed fluid change the mode from the supercritical state to the gas state. The mixed fluid that has passed through the treated water conveyance pipe is separated into treated water and gas by the gas-
処理水は、活性汚泥による生物処理では除去し切れないフェノールなどの難分解性の有機物もほぼ完全に酸化分解されたものであるため、浮遊物質や有機物は殆ど含まれていない。酸化し切れなかったごく僅かな無機物が含まれているだけである。そのままの状態でも、用途によっては工業用水として再利用することが可能である。また、限外濾過膜による濾過処理を施せば、LSI洗浄液などに転用することも可能である。気液分離器14によって分離されたガスは、二酸化炭素、窒素、及び酸素ガスを主成分とするものである。
The treated water contains almost no suspended solids or organic matter because hardly decomposable organic matter such as phenol that cannot be removed by biological treatment with activated sludge is almost completely oxidized and decomposed. It contains only a small amount of inorganic material that could not be oxidized. Even as it is, it can be reused as industrial water depending on the application. Further, if a filtration process using an ultrafiltration membrane is performed, it can be diverted to an LSI cleaning liquid or the like. The gas separated by the gas-
次に、実施形態に係る流体浄化装置の特徴的な構成について説明する。
図2は、反応槽20を示す縦断面図である。図中矢印A方向は、反応槽20内で流体が進む流体搬送方向を示している。反応槽20の流体搬送方向の上流側端部には、フランジによって流入管16が接続されている。この流入管16の図示しない領域(上流側端部)は、合流部9になっている。また、反応槽20の流体搬送方向の下流側端部には、フランジによって処理水搬送管17が接続されている。反応槽20内で処理された処理流体は、反応槽20内から処理水搬送管17に排出される。
Next, a characteristic configuration of the fluid purification device according to the embodiment will be described.
FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing the
反応槽20内には、第1触媒カートリッジ26、第2触媒カートリッジ27、第3触媒カートリッジ28が流体搬送方向の上流側から下流側に向けて順に並んでいる。流入管16から反応槽20内に進入した混合流体(廃水+過酸化水素水)は、加熱及び加圧されながら、第1触媒カートリッジ26、第2触媒カートリッジ27、第3触媒カートリッジ28を順に通過する。この過程で、有機物やアンモニア態窒素が徐々に酸化分解していく。
In the
図3は、反応槽20を示す分解斜視図である。反応槽20の槽本体20aは、円筒状の形状をしており、流体搬送方向(図中矢印A方向)の上流側端部、下流側端部にそれぞれフランジが設けられている。槽本体20aから流入管16又は処理水搬送管17の何れか一方を取り外すことで、槽本体20a内に挿入されている第1触媒カートリッジ26、第2触媒カートリッジ27、及び第3触媒カートリッジ28を槽本体26a内から取り出すことが可能になる。第1触媒カートリッジ26は、円筒状の第1触媒収容器26aと、これの中に充填された第1触媒26bとを具備している。また、第2触媒カートリッジ27は、円筒状の第2触媒収容器27aと、これの中に充填された第2触媒27bとを具備している。また、第3触媒カートリッジ27は、円筒状の第3触媒収容器28aと、これの中に充填された第3触媒28bとを具備している。
FIG. 3 is an exploded perspective view showing the
第1触媒収容器26a、第2触媒収容器27a、第3触媒収容器28aはそれぞれ、ステンレス、ニッケル、アルミナ、ジルコニアのうち、少なくとも何れか1つを含む合金からなる。槽本体20a内では、有機塩化物のクロロ基に由来する塩酸や、アミノ酸等のスルホニル基に由来する硫酸が中間生成物として発生して、混合流体が強い酸性になる。このため、各触媒収容器として、耐食性に優れた前述のような合金からなるものを用いている。これにより、各触媒収容器の腐食を抑えることができる。
Each of the
3つの触媒カートリッジ(26、27、28)においては、それぞれ、触媒(26b、27b、28b)を触媒収容器(26a、27a、28a)の中に収容して触媒収容器と一体的に反応槽20の槽本体20aに対して着脱可能にしている。かかる構成では、複雑な形状の触媒であっても、それを触媒収容器の中に収めたことで、それを容易且つ安全に槽本体20aに着脱することができる。
In the three catalyst cartridges (26, 27, 28), the catalyst (26b, 27b, 28b) is accommodated in the catalyst container (26a, 27a, 28a), and the reaction tank is integrated with the catalyst container. It is made detachable with respect to 20 tank
第1触媒26b、第2触媒27b、第3触媒28bはそれぞれ、複数の管状空間をその長手方向と直交する方向に並べた並列管構造を具備しており、その長手方向を流体搬送方向(図中矢印A方向)に沿わせる姿勢で触媒収容器(26a、27a、28a)内に配設されている。管状空間の壁を構成している管壁が、触媒として機能しており、その管壁は、金属からなる基材と、これの表面に被覆された触媒材料からなる触媒層とからなっている。管壁の触媒層に混合流体が接触しながら移動することで、混合流体中の有機物の酸化分解が促される。管状空間の密度は、第1触媒26b、第2触媒27b、第3触媒28bの順で高くなっていることから、触媒の流体搬送方向における単位面積あたりの表面積は、その順で大きくなっている。よって、実施形態に係る流体浄化装置では、触媒の単位長さあたりの表面積が、流体搬送方向の下流側から上流側に向かうにつれて小さくなっている。これにより、反応槽20内での流体搬送方向における触媒の触媒能が下流側から上流側に向かうにつれて低くなっている。
Each of the
かかる構成において、反応槽20の流体搬送方向における上流側部分では、中流部分や下流側部分に比べて触媒の触媒能が低くなることで、上流側部分で酸化分解される有機物の量が従来よりも減って上流側部分の発熱量が減少する。この一方で、反応槽20の流体搬送方向における中流部分や下流側部分では、上流側部分に比べて触媒の触媒能が高くなることで、中流部分や下流側部分で酸化分解される有機物の量が従来よりも増えて中流部分や下流側部分の発熱量が増加する。このようにして、反応槽20の上流側部分と中流部分と下流側部分とで発熱量の均一化を図って上流側部分の昇温温度を従来よりも低くすることで、反応槽20の熱伸縮による疲労を従来よりも抑えることができる。
In such a configuration, the upstream portion in the fluid conveyance direction of the
なお、反応槽20内において、流体搬送方向の全域に触媒を配設した例について説明したが、上流側の領域には触媒を配設せずに、中流領域や下流領域だけに触媒を配設してもよい。
In the
上述したように、第1触媒26b、第2触媒27b、第3触媒28bは、金属からなる基材と、これの表面に被覆された触媒材料からなる触媒層とからなっている。かかる構成では、金属からなる基材により、触媒の骨格をなす管壁の形状を精度よく加工することで、触媒の表面積を容易且つ正確に調整することができる。
As described above, the
また、3つの触媒カートリッジにおいては、互いに表面積の異なる第1触媒26b、27b、28bを、互いに異なる触媒収容器(26a、27a、28a)に収容してそれぞれ槽本体20aに対して個別に着脱するようになっている。かかる構成では、それぞれの触媒を汚れや劣化の度合いに応じてそれぞれ容易に個別交換することができる。
In the three catalyst cartridges, the
第1触媒26b、第2触媒27b、第3触媒28bにおいて、触媒層の触媒材料としては、Ru、Pd、Rh、Pt、Au、Ir、Os、Fe、Cu、Zn、Ni、Co、Ce、Ti及びMnのうち、少なくとも何れか1つを含む化合物からなるものを用いている。かかる構成では、その化合部により、有機物やアンモニア態窒素の酸化分解を良好に促すことができる。
In the
反応槽20の槽本体20aとしては、その筒状構造の内周面に、Ti、Ta、Au、Pt、Ir、Rh、及びPdのうち、少なくとも何れか1つを含む合金からなる耐食層を被覆したものを用いている。この耐食層により、有機物の酸化分解産物である塩酸や硫酸が発生しても、槽本体20aの内壁の腐食を長期間に渡って抑えることができる。
As the
槽本体20aにおいて、その筒状構造の骨格をなす基材としては、ステンレス、ニッケル、又はそれらの少なくとも1つを含む合金、からなるものを用いている。かかる構成では、高温高圧の条件で使用する槽本体20aについて、所望の耐熱性及び耐圧性を発揮させることができる。
In the
次に、本発明者らが行った実験について説明する。
本発明者らは、実施形態に係る流体浄化装置と同様の構成の流体浄化実験装置を用意した。そして、この流体浄化実験装置を用いて、実験廃水の浄化試験を行った。なお、反応槽20としては、全長が240[mm]であるものを用いた。そして、第1温度計21、第2温度計22、第3温度計23、第4温度計24、第5温度計25を、反応槽20の上流端(入口)から20、70、120、170、220[mm]の位置に設置した。
[実験1]
実験廃水として、メタノール水溶液を用意した。また、酸化剤として、過酸化水素水を用意した。そして、まず、原水タンク1や酸化剤タンク7に純水を入れて、原水供給ポンプ3、酸化剤圧送ポンプ6によってそれぞれ純水を混合部9に圧送した。そして、混合部9から反応槽20内に純水を送りながら出口弁13の圧調整ネジを調整して、反応槽20内を純水で満たすとともに、反応槽20内の圧力を10[MPa]まで高めた。その後、ヒーター30の電源を入れて、反応槽20内の純水の温度を400[℃]まで上昇させた。次に、酸化剤タンク7内の純水を酸化剤としての過酸化水素水に入れ替えて、過酸化水素水を混合部9よりも上流側で酸化剤予備加熱器5によって予備加熱しながら反応槽20内に圧送した。その後、1時間経過した時点で、原水タンク1内の純水を実験廃水としてのメタノール水溶液に入れ替えて、メタノールの酸化分解処理を開始した。このとき、混合部9において、メタノール水溶液と過酸化水素水との混合流体におけるメタノール濃度が8[wt%]になり、混合流体を反応槽(20)内に20秒間滞留させ、且つ、過酸化水素水から発生する酸素量をメタノールの完全酸化分解に必要な化学量論量の1.5倍にする条件で、過酸化水素水及びメタノール水溶液を混合部9に圧送した。このような条件でメタノール水溶液を反応槽20内で酸化分解しながら、反応槽20から排出された処理流体を気液分離して処理水を得た。処理水のメタノール濃度を測定したところ、ほぼゼロであった。各種の温度計によって反応槽20内の温度が450[℃]付近まで上昇したのを確認した後、ヒーター30の電源をオフして、ヒーター30による加熱を停止させた。その後も、メタノールが酸化分解するのに伴って発熱することにより、反応槽20内の温度が低下していかないことを確認した。
Next, experiments conducted by the present inventors will be described.
The present inventors prepared a fluid purification experimental apparatus having the same configuration as the fluid purification apparatus according to the embodiment. And the purification test of the experimental wastewater was done using this fluid purification experimental apparatus. In addition, as the
[Experiment 1]
An aqueous methanol solution was prepared as experimental wastewater. Moreover, hydrogen peroxide water was prepared as an oxidizing agent. First, pure water was put into the raw water tank 1 and the oxidant tank 7, and pure water was pumped to the mixing unit 9 by the raw
メタノール水溶液の圧送を開始してから2時間が経過した時点で、各温度計によって反応槽20内の温度を測定した。この結果を図4に示す。図示のように、メタノール水溶液の圧送を開始する直前のタイミングである処理開始前には、反応槽20内の各位置における流体温度はそれぞれ400[℃]になっていた。ヒーター30によって400[℃]になるように均一に加熱していたので当然の結果である。これに対し、2時間経過後には、各位置の流体温度が450[℃]まで上昇している。メタノールの酸化分解に伴う発熱により、加熱手段で加熱しなくても流体の温度が450[℃]まで自然に上昇したのである。注目すべき点は、各位置(20、70、120、170、220mm)の流体温度が何れも450[℃]で安定していることである。これは、反応槽20の長手方向(流体搬送方向)において、メタノールの酸化分解反応が均一に起こったことを裏付けている。
When 2 hours had passed since the start of the pumping of the methanol aqueous solution, the temperature in the
[実験2]
流体浄化実験装置の反応槽20内から、第1触媒カートリッジ26、第2触媒カートリッジ27、及び第3触媒カートリッジ28を取り出した。そして、反応槽20内に、新品の3つの第3触媒カートリッジ28をセットした。つまり、互いに触媒の表面積が同じである3つの第3触媒カートリッジ28を並べて配設したのである。
[Experiment 2]
The
実験1と同様にして、メタノール水溶液の酸化分解試験を行った。反応槽20の各位置における温度の測定結果を図5に示す。図示のように、処理開始から2時間後には、反応槽20の入口に最も近い第1位置(入口から20mm地点)では、流体の温度が520[℃]まで上昇した。また、入口に対して2番目に近い第2位置(入口から70mm地点)では、流体の温度が500[℃]まで上昇した。これに対し、第3位置、第4位置、第5位置(入口から120mm地点、170mm地点、220mm地点)では、流体の温度が400[℃]付近であった。これは、メタノールの酸化分解反応が反応槽20の下流側の領域よりも上流側の領域で活発に行われた結果、上流側の領域の温度が下流側の領域よりも高くなったことを裏付けている。この結果から、下流側から上流側に向かうにつれて触媒の表面積を小さくすることで(実験1)、メタノールの酸化分解反応量の均一化を図り得ることが立証された。
In the same manner as in Experiment 1, an oxidative decomposition test of an aqueous methanol solution was performed. The temperature measurement results at each position in the
以上に説明したものは一例であり、本発明は、次の態様毎に特有の効果を奏する。
[態様A]
態様Aは、自らの内部に受け入れた浄化対象流体及び酸化剤を混合しながら自らの先端側から後端側に向けて送る過程で、前記浄化対象流体中の有機物を酸化分解して前記浄化対象流体を浄化するための反応槽(例えば反応槽20)と、有機物の酸化分解を促進するために前記反応槽の中に配設された触媒(例えば第1触媒26b、第2触媒27b、第3触媒28b)とを備える流体浄化装置において、前記反応槽内での流体搬送方向における前記触媒の触媒能を下流側から上流側に向かうにつれて低くしたことを特徴とするものである。
What has been described above is merely an example, and the present invention has a specific effect for each of the following modes.
[Aspect A]
Aspect A is a process in which an organic substance in the purification target fluid is oxidized and decomposed in the process of sending the purification target fluid and the oxidant received therein and mixing from the front end side to the rear end side. A reaction tank (for example, the reaction tank 20) for purifying the fluid, and a catalyst (for example, the
[態様B]
態様Bは、態様Aにおいて、前記触媒の単位長さあたりの表面積を、前記流体搬送方向の下流側から上流側に向かうにつれて小さくしたことで、前記触媒能を下流側から上流側に向かうにつれて低くしたことを特徴とするものである。かかる構成では、流体搬送方向において、触媒の表面積を異ならせることで、触媒の触媒能を容易且つ正確に調整することができる。
[Aspect B]
Aspect B is that in Aspect A, the surface area per unit length of the catalyst is reduced from the downstream side to the upstream side in the fluid conveyance direction, so that the catalytic ability is reduced from the downstream side to the upstream side. It is characterized by that. In such a configuration, the catalytic ability of the catalyst can be easily and accurately adjusted by varying the surface area of the catalyst in the fluid conveyance direction.
[態様C]
態様Cは、態様Bにおいて、前記触媒として、基材と、これの表面に被覆された触媒材料からなる触媒層とを具備するものを用いたことを特徴とするものである。かかる構成では、金属からなる基材により、触媒の骨格をなす管壁の形状を精度よく加工することで、触媒の表面積を容易且つ正確に調整することができる。
[Aspect C]
Aspect C is characterized in that in Aspect B, a catalyst comprising a base material and a catalyst layer made of a catalyst material coated on the surface thereof is used as the catalyst. In such a configuration, the surface area of the catalyst can be easily and accurately adjusted by accurately processing the shape of the tube wall forming the skeleton of the catalyst with the base material made of metal.
[態様D]
これまで、流体搬送方向において、触媒の表面積を異ならせることで触媒能を異ならせる態様について説明してきたが、次の態様Dのように、触媒の種類を異ならせることで触媒能を異ならせてもよい。即ち、態様Dは、態様Aにおいて、前記触媒として、前記流体搬送方向の下流側から上流側に向かうにつれてより触媒能の低い種類の触媒材料を並べたものを用いたことで、前記触媒能を下流側から上流側に向かうにつれて低くしたことを特徴とするものである。かかる構成では、触媒の表面積を異ならせることなく触媒能を変化させることが可能であるため、触媒の表面積を厳密に調整する必要がない。このため、顆粒状の触媒粒を充填するといった簡単な構成を採用することができる。
[Aspect D]
So far, in the fluid conveyance direction, the aspect in which the catalytic ability is made different by changing the surface area of the catalyst has been described. However, as in the following aspect D, the catalytic ability is made different by making the type of the catalyst different. Also good. That is, in the aspect D, in the aspect A, as the catalyst, a catalyst material having a lower catalytic ability arranged in the order from the downstream side to the upstream side in the fluid conveyance direction is used. It is characterized by being lowered from the downstream side toward the upstream side. In such a configuration, it is possible to change the catalytic ability without changing the surface area of the catalyst, and therefore it is not necessary to strictly adjust the surface area of the catalyst. For this reason, a simple configuration in which granular catalyst particles are filled can be employed.
なお、触媒材料の触媒能は、酸化分解の対象となる有機物の種類によって異なってくる。態様Dにおける触媒能は、浄化対象流体中に含まれている有機物のうち、最も高濃度に存在している有機物に対する触媒能である。例えば、メタンに対する触媒能と触媒材料との関係は、Pd>Pt>Co>Cr>Mn>Cu>Ce>Fe>V>Ni>Mo>Tiとなる。 Note that the catalytic ability of the catalyst material varies depending on the type of organic matter to be oxidatively decomposed. The catalytic ability in the aspect D is catalytic ability with respect to the organic substance present in the highest concentration among the organic substances contained in the purification target fluid. For example, the relationship between the catalytic ability for methane and the catalyst material is Pd> Pt> Co> Cr> Mn> Cu> Ce> Fe> V> Ni> Mo> Ti.
[態様E]
態様Eは、態様A〜Dの何れかにおいて、前記触媒を触媒収容器(例えば第1触媒収容器26a、第2触媒収容器27a、第3触媒収容器28a)の中に収容して前記触媒収容器と一体的に前記反応槽に対して着脱可能にしたことを特徴とするものである。かかる構成では、複雑な形状の触媒であっても、それを触媒収容器の中に収めたことで、それを容易且つ安全に反応槽に着脱することができる。
[Aspect E]
Aspect E is any one of the aspects A to D, wherein the catalyst is accommodated in a catalyst container (for example, the
[態様F]
態様Fは、態様Eにおいて、互いに前記表面積の異なる触媒、あるいは、互いに触媒材料の種類が異なる触媒を、互いに異なる前記触媒収容器に収容してそれぞれ前記反応槽に対して個別に着脱するようにしたことを特徴とするものである。かかる構成では、互いに表面積の異なる触媒、あるいは、互いに触媒材料の種類が異なる触媒を、汚れや劣化の度合いに応じてそれぞれ容易に個別交換することができる。
[Aspect F]
In aspect F, in aspect E, the catalysts having different surface areas or the catalysts having different types of catalyst materials are accommodated in the catalyst containers different from each other and individually attached to and detached from the reaction vessel. It is characterized by that. In such a configuration, a catalyst having a different surface area or a catalyst having a different type of catalyst material can be easily replaced individually depending on the degree of contamination or deterioration.
[態様G]
態様Gは、態様E又はFにおいて、前記触媒収容器として、ステンレス、ニッケル、アルミナ、ジルコニアのうち、少なくとも何れか1つを含むものを用いたことを特徴とするものである。かかる構成では、触媒収容器の腐食の発生を抑えることができる。
[Aspect G]
Aspect G is characterized in that in Aspect E or F, the catalyst container is one containing at least one of stainless steel, nickel, alumina, and zirconia. In such a configuration, the occurrence of corrosion of the catalyst container can be suppressed.
[態様H]
態様Hは、態様A〜Gの何れかにおいて、前記触媒として、触媒材料がRu、Pd、Rh、Pt、Au、Ir、Os、Fe、Cu、Zn、Ni、Co、Ce、Ti及びMnのうち、少なくとも何れか1つを含む化合物からなるものを用いたことを特徴とするものである。かかる構成では、その化合部により、有機物やアンモニア態窒素の酸化分解を良好に促すことができる。
[Aspect H]
Aspect H is any one of aspects A to G, wherein the catalyst material is Ru, Pd, Rh, Pt, Au, Ir, Os, Fe, Cu, Zn, Ni, Co, Ce, Ti, and Mn as the catalyst. Of these, a compound comprising a compound containing at least one of them is used. In such a configuration, the oxidative decomposition of organic matter and ammonia nitrogen can be favorably promoted by the combined portion.
[態様I]
態様Iは、態様A〜Hの何れかにおいて、前記反応槽として、Ti、Ta、Au、Pt、Ir、Rh、及びPdのうち、少なくとも何れか1つを含む合金からなる耐食層が内側に被覆されたものを用いたことを特徴とするものである。かかる構成では、その耐食層により、有機物の酸化分解産物である塩酸や硫酸が発生しても、反応槽の内壁の腐食を長期間に渡って抑えることができる。
[Aspect I]
In the aspect I, in any one of the aspects A to H, as the reaction tank, a corrosion-resistant layer made of an alloy containing at least one of Ti, Ta, Au, Pt, Ir, Rh, and Pd is provided inside. It is characterized by using a coated one. In such a configuration, even if hydrochloric acid or sulfuric acid, which is an oxidative decomposition product of organic matter, is generated by the corrosion resistant layer, corrosion of the inner wall of the reaction tank can be suppressed for a long period of time.
[態様J]
態様Jは、態様Iにおいて、前記反応槽の基材として、ステンレス、ニッケル、又はそれらの少なくとも1つを含む合金、からなるものを用いたことを特徴とするものである。かかる構成では、高温高圧の条件で使用する反応槽について、所望の耐熱性及び耐圧性を発揮させることができる。
[Aspect J]
Aspect J is characterized in that, in aspect I, the base material of the reaction vessel is made of stainless steel, nickel, or an alloy containing at least one of them. With such a configuration, desired heat resistance and pressure resistance can be exhibited in a reaction vessel used under high temperature and high pressure conditions.
20:反応槽
26:第1触媒カートリッジ
26a:第1触媒収容器
26b:第1触媒
27:第2触媒カートリッジ
27a:第2触媒収容器
27b:第2触媒
28:第3触媒カートリッジ
28a:第3触媒収容器
28b:第3触媒
20: reaction tank 26:
Claims (10)
前記反応槽内での流体搬送方向における前記触媒の触媒能を下流側から上流側に向かうにつれて低くしたことを特徴とする流体浄化装置。 Purifying the purification target fluid by oxidizing and decomposing organic matter in the purification target fluid in the process of sending the purification target fluid and the oxidant received in the inside from the leading end side to the rear end side while mixing the oxidant. In a fluid purification device comprising a reaction tank for the purpose and a catalyst disposed in the reaction tank to promote oxidative decomposition of organic matter,
The fluid purification apparatus according to claim 1, wherein the catalytic capacity of the catalyst in the fluid conveyance direction in the reaction tank is lowered from the downstream side toward the upstream side.
前記触媒の単位長さあたりの表面積を、前記流体搬送方向の下流側から上流側に向かうにつれて小さくしたことで、前記触媒能を下流側から上流側に向かうにつれて低くしたことを特徴とする流体浄化装置。 The fluid purification device according to claim 1,
The fluid purification, wherein the surface area per unit length of the catalyst is reduced from the downstream side to the upstream side in the fluid conveyance direction, and the catalytic ability is reduced from the downstream side to the upstream side. apparatus.
前記触媒として、基材と、これの表面に被覆された触媒材料からなる触媒層とを具備するものを用いたことを特徴とする流体浄化装置。 The fluid purification apparatus according to claim 2, wherein
A fluid purifying apparatus comprising a substrate and a catalyst layer made of a catalyst material coated on a surface of the substrate as the catalyst.
前記触媒として、前記流体搬送方向の下流側から上流側に向かうにつれてより触媒能の低い種類の触媒材料を並べたものを用いたことで、前記触媒能を下流側から上流側に向かうにつれて低くしたことを特徴とする流体浄化装置。 The fluid purification device according to claim 1,
As the catalyst, a catalyst material of a type having a lower catalytic ability is arranged as it goes from the downstream side to the upstream side in the fluid conveyance direction, so that the catalytic ability is lowered as it goes from the downstream side to the upstream side. The fluid purification apparatus characterized by the above-mentioned.
前記触媒を触媒収容器の中に収容して前記触媒収容器と一体的に前記反応槽に対して着脱可能にしたことを特徴とする流体浄化装置。 The fluid purification device according to any one of claims 1 to 4,
A fluid purification apparatus characterized in that the catalyst is accommodated in a catalyst container and is detachable from the reaction tank integrally with the catalyst container.
互いに前記表面積の異なる触媒、あるいは、互いに触媒材料の種類が異なる触媒を、互いに異なる前記触媒収容器に収容してそれぞれ前記反応槽に対して個別に着脱するようにしたことを特徴とする流体浄化装置。 The fluid purification device according to claim 5, wherein
Fluid purification, characterized in that catalysts having different surface areas or different types of catalyst materials are accommodated in the catalyst containers different from each other and individually attached to and detached from the reaction vessel. apparatus.
前記触媒収容器として、ステンレス、ニッケル、アルミナ、ジルコニアのうち、少なくとも何れか1つを含むものを用いたことを特徴とする流体浄化装置。 The fluid purification device according to claim 5 or 6,
A fluid purifier using at least one of stainless steel, nickel, alumina, and zirconia as the catalyst container.
前記触媒として、触媒材料がRu、Pd、Rh、Pt、Au、Ir、Os、Fe、Cu、Zn、Ni、Co、Ce、Ti及びMnのうち、少なくとも何れか1つを含む化合物からなるものを用いたことを特徴とする流体浄化装置。 The fluid purification device according to any one of claims 1 to 7,
As the catalyst, the catalyst material is made of a compound containing at least one of Ru, Pd, Rh, Pt, Au, Ir, Os, Fe, Cu, Zn, Ni, Co, Ce, Ti, and Mn. A fluid purification device characterized by using the above.
前記反応槽として、Ti、Ta、Au、Pt、Ir、Rh、及びPdのうち、少なくとも何れか1つを含む合金からなる耐食層が内側に被覆されたものを用いたことを特徴とする流体浄化装置。 The fluid purification device according to any one of claims 1 to 8,
A fluid characterized in that as the reaction tank, a corrosion-resistant layer made of an alloy containing at least one of Ti, Ta, Au, Pt, Ir, Rh, and Pd is coated. Purification equipment.
前記反応槽の基材として、ステンレス、ニッケル、又はそれらの少なくとも1つを含む合金、からなるものを用いたことを特徴とする流体浄化装置。 The fluid purification device according to claim 9, wherein
A fluid purification apparatus using a material made of stainless steel, nickel, or an alloy containing at least one of them as a base material of the reaction vessel.
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105236547A (en) * | 2014-07-11 | 2016-01-13 | 中国石油化工股份有限公司 | Method for reducing COD in wastewater by catalytic wet air oxidation |
JP2016019942A (en) * | 2014-07-14 | 2016-02-04 | 株式会社リコー | Fluid processing apparatus |
KR20170125371A (en) * | 2015-03-05 | 2017-11-14 | 와트 퓨얼 셀 코퍼레이션 | Afterburner, which includes manufacturing and operating methods |
JP2018153728A (en) * | 2017-03-15 | 2018-10-04 | 株式会社日本触媒 | Wastewater treatment apparatus |
CN112744905A (en) * | 2019-10-29 | 2021-05-04 | 中国石油化工股份有限公司 | Catalytic ozonation treatment method for wastewater |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH10128349A (en) * | 1996-10-28 | 1998-05-19 | Nippon Shokubai Co Ltd | Method for treating wastewater using container for wastewater treatment |
JP2001205279A (en) * | 2000-01-27 | 2001-07-31 | Hitachi Plant Eng & Constr Co Ltd | Supercritical water oxidizing apparatus |
JP2008207103A (en) * | 2007-02-27 | 2008-09-11 | Nippon Shokubai Co Ltd | Wastewater treatment method |
JP2010069474A (en) * | 2008-08-22 | 2010-04-02 | National Institute Of Advanced Industrial Science & Technology | Method and apparatus for synthesizing nanoparticle by circulation type supercritical hydrothermal synthesis |
-
2012
- 2012-06-14 JP JP2012134855A patent/JP2013255905A/en active Pending
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH10128349A (en) * | 1996-10-28 | 1998-05-19 | Nippon Shokubai Co Ltd | Method for treating wastewater using container for wastewater treatment |
JP2001205279A (en) * | 2000-01-27 | 2001-07-31 | Hitachi Plant Eng & Constr Co Ltd | Supercritical water oxidizing apparatus |
JP2008207103A (en) * | 2007-02-27 | 2008-09-11 | Nippon Shokubai Co Ltd | Wastewater treatment method |
JP2010069474A (en) * | 2008-08-22 | 2010-04-02 | National Institute Of Advanced Industrial Science & Technology | Method and apparatus for synthesizing nanoparticle by circulation type supercritical hydrothermal synthesis |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105236547A (en) * | 2014-07-11 | 2016-01-13 | 中国石油化工股份有限公司 | Method for reducing COD in wastewater by catalytic wet air oxidation |
JP2016019942A (en) * | 2014-07-14 | 2016-02-04 | 株式会社リコー | Fluid processing apparatus |
KR20170125371A (en) * | 2015-03-05 | 2017-11-14 | 와트 퓨얼 셀 코퍼레이션 | Afterburner, which includes manufacturing and operating methods |
JP2018515734A (en) * | 2015-03-05 | 2018-06-14 | ワット フュエル セル コーポレーション | Afterburner including manufacturing method and operation method |
JP7156792B2 (en) | 2015-03-05 | 2022-10-19 | ワット フュエル セル コーポレーション | Afterburner, including method of manufacture and method of operation |
KR102611728B1 (en) * | 2015-03-05 | 2023-12-07 | 와트 퓨얼 셀 코퍼레이션 | Afterburner, including manufacturing and operating methods |
JP2018153728A (en) * | 2017-03-15 | 2018-10-04 | 株式会社日本触媒 | Wastewater treatment apparatus |
CN112744905A (en) * | 2019-10-29 | 2021-05-04 | 中国石油化工股份有限公司 | Catalytic ozonation treatment method for wastewater |
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