JP2021518262A - アクロレイン反応器廃水の処理方法及び装置 - Google Patents
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Abstract
Description
ステップS1において、アクロレイン反応器廃水と炭酸塩水溶液とを混合して混合溶液を取得し、
アクロレイン反応器廃水は、pH値が2未満であり、アクロレイン500〜3000ppm、アリルアルコール50〜800ppm、アクリル酸40000〜100000ppm、ホルムアルデヒド10000〜30000ppm、酢酸3000〜10000ppm、マレイン酸3000〜8000ppmを含み、
混合溶液のpHは4〜6であり、COD濃度は7500ppm〜30000ppmであり、ホルムアルデヒド濃度は800ppm〜4000ppmであり、
ステップS2において、ステップS1で得られた混合溶液を嫌気性反応器に輸送して生化学的処理し、
ステップS3において、ステップS2で処理された溶液を好気性生化学槽に輸送して処理し、
必要に応じて、ステップS2及び/又はS3で処理された後の溶液の少なくとも一部をステップS2に還流させる方法が提供される。
前記廃水貯蔵タンク及び炭酸塩水溶液貯蔵タンクは、それぞれ廃水調節タンクに流体連通し、
前記廃水調節タンク、嫌気性反応器、好気性生化学槽、浄化槽及び二次沈殿槽は、順に流体連通し、
前記嫌気性反応器には、バイオガス排出口が設けられ、
前記廃水貯蔵タンク、炭酸塩水溶液貯蔵タンク、廃水調節タンク、嫌気性反応器、好気性生化学槽のうちの1つ又は複数には、前記廃棄管路に接続される廃棄排出口が設けられる、アクロレイン反応器廃水の処理装置が提供される。
前記好気性生化学槽は曝気汚泥床である。
ステップS1において、アクロレイン反応器廃水と炭酸塩水溶液とを混合して混合溶液を取得する。
アクロレイン反応器廃水は、pH値が2未満であり、アクロレイン500〜3000ppm、アリルアルコール50〜800ppm、アクリル酸40000〜100000ppm、ホルムアルデヒド10000〜30000ppm、酢酸3000〜10000ppm、マレイン酸3000〜8000ppmを含む。
混合溶液のpHは4〜6であり、COD濃度は7500ppm〜30000ppmであり、ホルムアルデヒド濃度は800ppm〜4000ppmである。
ステップS2において、ステップS1で得られた混合溶液を嫌気性反応器に輸送して生化学的処理する。
ステップS3において、ステップS2で処理された溶液を好気性生化学槽に輸送して処理する。
必要に応じて、ステップS2及び/又はS3で処理された後の溶液の少なくとも一部をステップS2に還流させる。
内部に設けられ、貫通孔を有する仕切板と、
位置が仕切板よりも高い、嫌気性反応器の出口に流体連通する入口及び好気性生化学槽の入口に流体連通する出口と、
位置が仕切板よりも低い、廃水調節タンクの出口に流体連通する入口及び嫌気性反応器の入口に流体連通する出口と、
仕切板以下の溶液を混合する混合装置と、を含む。
アクロレイン反応器廃水と炭酸塩水溶液とを約1:6の流量比で混合し、得られた混合溶液のCOD及びホルムアルデヒドの含有量をそれぞれ測定した。混合過程における組成の変化を表4に示す。
(1)嫌気性生化学的処理
アクロレイン反応器廃水と炭酸塩水溶液とを混合し、又はさらに処理された還流廃水と混合し、混合溶液のCOD濃度が7500〜25000ppm、ホルムアルデヒド濃度が800ppm〜4000ppm、pHが4−6となるようにCOD及びホルムアルデヒドの含有量、pH値を調節した後、得られた混合溶液を嫌気性反応器に輸送して生化学的処理を行い、溶液のアルカリ度(CaCO3換算)を2000〜3000ppmに維持した。嫌気性反応器の負荷速度は4〜10kgCOD/m3・dであり、嫌気性処理では、嫌気性条件下でバイオガスに還元させることにより、有機物(COD)を除去し、約85%のCODがバイオガスに変換された。バイオガスはCH4、CO2及び非常に少量のH2Sからなり、CH4の質量%が約75%、CO2の質量%が約25%、H2Sの濃度が200ppm未満であった。
嫌気性反応器からの流出物を後続の好気性生化学槽にオーバーフローさせた。好気性生化学的処理された後の溶液は浄化槽に自己流入し、沈降分離した汚泥中の一部を好気性生化学槽に再循環させ、一定量の汚泥を排出汚泥タンクに排出し、さらに遠心分離により汚泥ケーキを形成し、汚泥ケーキを捨て、好気性生化学槽中の安定した汚泥濃度を維持した。浄化槽流出物中のCOD及びホルムアルデヒドの量に基づいて、それぞれCOD及びホルムアルデヒドの除去率を計算した。
嫌気性反応器に入った廃水流入物中のCODが15980mg/Lである場合、嫌気性反応器は、5.32gCOD/L・dのVLR下で83.5%のCODを除去し、最終的な浄化槽流出物のCODは328mg/Lであり、総COD除去効率は97.9%であり、ホルムアルデヒドの除去効率も高く、嫌気性処理後に99.1%となった(表6を参照)。
=流入物COD(g/L)/HRT(d)
HRTは水理学的滞留時間といい、処理される汚水が反応器内に滞留している平均的な時間を示し、つまり、汚水と生物反応器内の微生物が作用する平均的な反応時間である。
FMDはホルムアルデヒド含有量を示す。
COD%はCOD除去率を示す。
FMD%はホルムアルデヒド除去率を示す。
COD%=[(流入物COD−流出物COD)]/流入物COD]*100%
FMD%=[(流入物FMD−流出物FMD)/流入物FMD]*100%
流入物COD及び流入物FMDは、嫌気性反応器に入ったフィード流入物の濃度である。
Claims (21)
- 以下のステップS1〜ステップS3を含むアクロレイン反応器廃水の処理方法であって、
ステップS1において、アクロレイン反応器廃水と炭酸塩水溶液とを混合して混合溶液を取得し、
アクロレイン反応器廃水は、pH値が2未満であり、アクロレイン500〜3000ppm、アリルアルコール50〜800ppm、アクリル酸40000〜100000ppm、ホルムアルデヒド10000〜30000ppm、酢酸3000〜10000ppm、マレイン酸3000〜8000ppmを含み、
混合溶液のpHは4〜6であり、COD濃度は7500ppm〜30000ppmであり、ホルムアルデヒド濃度は800ppm〜4000ppmであり、
ステップS2において、ステップS1で得られた混合溶液を嫌気性反応器に輸送して生化学的処理し、
ステップS3において、ステップS2で処理された溶液を好気性生化学槽に輸送して処理し、
必要に応じて、ステップS2及び/又はS3で処理された後の溶液の少なくとも一部をステップS2に還流させる、方法。 - ステップS1において、前記アクロレイン反応器廃水に含まれる塩類の量は50ppm未満であり、実質的に硫酸塩を含まない、請求項1に記載の方法。
- ステップS1において、前記炭酸塩水溶液のpHは8−9であり、COD濃度は100〜600ppmであり、アルカリ度(CaCO3換算)は4000〜7000ppmであり、特に温度は20℃〜45℃である、請求項1又は2に記載の方法。
- ステップS1において、前記混合溶液のCOD濃度は12000〜25000ppmである、請求項1から3のいずれか1項に記載の方法。
- ステップS1において、前記混合溶液のホルムアルデヒド濃度は1200ppm〜3600ppmである、請求項1から4のいずれか1項に記載の方法。
- ステップS1において、前記混合溶液のアルカリ度(CaCO3換算)は3000ppm未満である、請求項1から5のいずれか1項に記載の方法。
- ステップS1において、前記アクロレイン反応器廃水のCOD濃度は60000ppm〜200000ppmである、請求項1から6のいずれか1項に記載の方法。
- ステップS1において、前記炭酸塩水溶液は、炭酸ナトリウム及び/又は炭酸水素ナトリウムを含み、特に、前記炭酸塩水溶液は、炭酸ナトリウム及び/又は炭酸水素ナトリウムを含む廃水である、請求項1から7のいずれか1項に記載の方法。
- ステップS2及び/又はS3で処理された後の溶液の少なくとも一部と、ステップS1で得られた混合溶液とを混合し、pH値が5−6.5の混合物を得た後、前記混合物をステップS2の嫌気性反応器に輸送して生化学反応を行う、請求項1から8のいずれか1項に記載の方法。
- 前記ステップS2後、CODの除去率は70%以上、ホルムアルデヒドの除去率は98%以上であり、特にCODの除去率は80%以上、ホルムアルデヒドの除去率は99%以上である、請求項1から9のいずれか1項に記載の方法。
- 前記ステップS2において、CH4及びCO2を含むバイオガスが得られ、
CH4の質量%は70%−90%であり、CO2の質量%は10%−30%であり、特に、バイオガスにおけるCH4とCO2の総質量%は99%を超え、及び/又はH2Sの濃度は200ppm未満である、請求項1から10のいずれか1項に記載の方法。 - 前記ステップS3後、CODの除去率は95%以上であり、特にCODの除去率は98%以上であり、ホルムアルデヒドの除去率は99.5%以上であり、特にホルムアルデヒドの除去率は99.9%以上である、請求項1から11のいずれか1項に記載の方法。
- 前記ステップS3後、処理された廃水のpHは6−9であり、含まれるCODは800ppm未満であり、ホルムアルデヒドは5ppm未満であり、NH3−Nは50ppm未満であり、総窒素は15ppm未満であり、総リン酸塩は2ppm未満である、請求項1から12のいずれか1項に記載の方法。
- 前記ステップS2における反応温度は30〜45℃であり、前記ステップS3における反応温度は10〜35℃である、請求項1から13のいずれか1項に記載の方法。
- 廃水貯蔵タンク、炭酸塩水溶液貯蔵タンク、廃水調節タンク、嫌気性反応器、好気性生化学槽、浄化槽、二次沈殿槽及び廃棄管路を含むアクロレイン反応器廃水の処理装置であって、
前記廃水貯蔵タンク及び炭酸塩水溶液貯蔵タンクは、それぞれ廃水調節タンクに流体連通し、
前記廃水調節タンク、嫌気性反応器、好気性生化学槽、浄化槽及び二次沈殿槽は、順に流体連通し、
前記嫌気性反応器には、バイオガス排出口が設けられ、
前記廃水貯蔵タンク、炭酸塩水溶液貯蔵タンク、廃水調節タンク、嫌気性反応器、好気性生化学槽のうちの1つ又は複数には、前記廃棄管路に接続される廃棄排出口が設けられる、アクロレイン反応器廃水の処理装置。 - 前記嫌気性反応器は、嫌気性グラニュール汚泥床及び嫌気性汚泥タンクを含み、嫌気性グラニュール汚泥床は、廃水調節タンク及び好気性生化学槽に流体連通し、嫌気性グラニュール汚泥床は、嫌気性汚泥タンクに流体連通し、嫌気性グラニュール汚泥床には、バイオガス排出口が設けられ、嫌気性汚泥タンクには、廃棄管路に接続される廃棄排出口が設けられ、及び/又は
前記好気性生化学槽は曝気汚泥床である、請求項15に記載の装置。 - 前記廃水調節タンクと前記嫌気性反応器との間に設けられる嫌気性調節タンクをさらに含み、
前記嫌気性調節タンクは、それぞれ前記廃水調節タンクの出口及び前記嫌気性反応器の入口に流体連通するとともに、前記嫌気性反応器、好気性生化学槽、浄化槽及び二次沈殿槽のうちの1つ又は複数の出口に流体連通する、請求項15に記載の装置。 - 前記廃水調節タンクと前記嫌気性グラニュール汚泥床との間に設けられる嫌気性調節タンクをさらに含み、
前記嫌気性調節タンクは、それぞれ前記廃水調節タンクの出口及び前記嫌気性グラニュール汚泥床の入口に流体連通するとともに、前記嫌気性グラニュール汚泥床、好気性生化学槽、浄化槽及び二次沈殿槽のうちの1つ又は複数の出口に流体連通する、請求項16に記載の装置。 - 前記浄化槽の出口は、管路及び循環ポンプを介して好気性生化学槽の入口に接続される、請求項15から18のいずれか1項に記載の装置。
- 前記廃水調節タンク内には、pH分析計及び/又は温度計が設けられる、請求項15から19のいずれか1項に記載の装置。
- 前記廃棄管路の出口は、燃焼器及び/又は濾過器及び/又はガススクラバーに接続される、請求項15から20のいずれか1項に記載の装置。
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