JP2628089B2

JP2628089B2 - 廃水の処理方法

Info

Publication number: JP2628089B2
Application number: JP21398789A
Authority: JP
Inventors: 吉明原田; 健一山崎
Original assignee: Osaka Gas Co Ltd
Current assignee: Osaka Gas Co Ltd
Priority date: 1989-08-18
Filing date: 1989-08-18
Publication date: 1997-07-09
Anticipated expiration: 2012-07-09
Also published as: KR0126670B1; EP0413356B1; JPH0377691A; DE69013803T2; CN1050012A; DE69013803D1; US5057220A; KR910004483A; CN1029833C; EP0413356A1

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、懸濁物、アンモニア及びCOD成分の２種類
以上を含む廃水の処理方法に関する。

従来の技術とその問題点近年、水質保全の観点から化学的酸素要求物質（本願
明細書においてはCOD成分という）のみならず、窒素成
分（特にアンモニア態窒素）の除去も重要視されつつあ
る。本発明者らは、この様な現状に鑑みて種々実験及び
研究を重ねた結果、廃水中のCOD成分とアンモニアを同
時に分解除去し得る実用的な処理技術を確立した（特公
昭59−19757号、特公昭57−42391号、特公昭59−29317
号、特公昭57−33320号、特開昭62−132589号等）。し
かしながら、処理廃水中に500乃至数万ppm程度の高濃度
の懸濁物（これには汚泥も含まれる：以下SSという）が
含まれている場合には、未分解SSの反応器内に充填した
触媒表面への付着による圧力損失の増加及び触媒活性低
下等を生じることがあるので、SSの濃度、組成等によつ
ては、その全部又は一部を処理に先立つて除去する必要
がある。

また、触媒の存在下に行なう上記の液相酸化処理で
は、廃水中の汚泥成分を高度に分解させているため、廃
水の種類、廃水中の汚濁成分の濃度、処理目標水質の程
度などによっては、温度および／または圧力を著るしく
高めたり、反応器内の充填触媒量を増加させたりする必
要があり、経済的に不利となる場合がある。

特公昭63−25838号公報は、酸素含有ガスの存在下に
廃水を液相酸化した後、処理水を嫌気性処理する方法を
開示している。しかしながら、この方法では、液相酸化
処理後の処理水中に高分子物質等の生物学的に分解困難
な成分が残存しており、またアンモニアなどの含窒素化
合物も分解されないので、これらを処理するための別の
処理工程が必要である。

一方、現在一般に広く採用されている生物処理法によ
り高濃度のSSを含有する廃水を処理する場合には、SSの
大部分を予め取り除いた後処理を行なうか、又は予め取
り除くことなく処理した後余剰汚泥として系外に取り出
し、焼却、溶融、埋立て、海洋投棄、肥料化等を行なつ
ている。しかしながら、各下水処理場からの発生分も含
めて、廃水処理に伴う汚泥の発生量は、毎年増加の一途
をたどつている。従つて、汚泥の発生量及び処分量をで
きるだけ減少させる方策や、絶え間なく発生する汚泥を
経済的に処理し得る恒久的処分方法の確立が切望されて
いる。

問題点を解決するための手段本発明者は、技術の現状に鑑みて上記の先願発明を更
に改良して高濃度SSをも同時に分解し得る経済的な廃水
処理方法を完成すべく、引続き鋭意研究を重ねた結果、
触媒の不存在下に行なう液相酸化工程と特定の触媒の存
在下に行なう液相酸化工程と生物処理工程とを組合せる
ことにより、その目的を達成し得ることを見出し、本発
明を完成するに至つた。

即ち、本発明は、以下の３つの廃水処理方法を提供す
るものである。

懸濁物、アンモニア及びCOD成分の２種以上を含む
廃水を処理するに際し、（ｉ）触媒の不存在下且つ酸素含有ガスの存在下に廃水
を液相酸化する工程、（ii）粒状担体上に鉄、コバルト、マンガン、ニツケ
ル、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、イリジウム、
白金、銅、金及びタングステン並びにこれ等金属の水に
不溶性又は難溶性の化合物の少なくとも１種を担持した
触媒体の存在下且つ酸素含有ガスの存在下に上記工程
（ｉ）からの処理水を液相酸化する工程、（iii）上記工程（ii）からの処理水を嫌気メタン発酵
により嫌気性消化する工程、および（iv）上記工程（ii
i）からの余剰汚泥を前記工程（ｉ）に返送する工程を備えたことを特徴とする廃水の処理方法（以下この方法を本願発明Ｉという）。

懸濁物、アンモニア及びCOD成分の２種以上を含む
廃水を処理するに際し、（ｉ）触媒の不存在下且つ酸素含有ガスの存在下に廃水
を液相酸化する工程、（ii）粒状担体上に鉄、コバルト、マンガン、ニツケ
ル、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、イリジウム、
白金、銅、金及びタングステン並びにこれ等金属の水に
不溶性又は難溶性の化合物の少なくとも１種を担持した
触媒体の存在下且つ酸素含有ガスの存在下に上記工程
（ｉ）からの処理水を液相酸化する工程、（iii）上記工程（ii）からの処理水を活性汚泥法によ
り好気性処理する工程、および（iv）上記工程（iii）からの余剰汚泥を前記工程
（ｉ）に返送する工程を備えたことを特徴とする廃水の処理方法（以下この方
法を本願発明IIという）。

懸濁物、アンモニア及びCOD成分の２種以上を含む
廃水を処理するに際し、（ｉ）触媒の不存在下且つ酸素含有ガスの存在下に廃水
を液相酸化する工程、（ii）粒状担体上に鉄、コバルト、マンガン、ニツケ
ル、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、イリジウム、
白金、銅、金及びタングステン並びにこれ等金属の水に
不溶性又は難溶性の化合物の少なくとも１種を担持した
触媒体の存在下且つ酸素含有ガスの存在下に上記工程
（ｉ）からの処理水を液相酸化する工程、（iii）上記工程（ii）からの処理水を嫌気メタン発酵
により嫌気性消化する工程、（iv）上記工程（iii）からの処理水を活性汚泥法によ
り好気性処理する工程、および（ｖ）上記工程（iii）および（iv）からの余剰汚泥を
前記工程（ｉ）に返送する工程を備えたことを特徴とする廃水の処理方法（以下この方
法を本願発明IIIという）。

なお、本発明において、廃水に含まれるアンモニアと
は、水中解離によりアンモニウムイオンを形成し得るア
ンモニウム化合物をも包含するものである。又、COD成
分は、フエノール、シアン化物、チオシアン化物、油
分、チオ硫酸、亜硫酸、硫化物、亜硝酸、有機塩素化合
物（トリクロロエチレン、テトラクロロエチレン、トリ
クロロエタン、塩化メチレン等）等をも包含する。更に
又、懸濁物（SS）とは、JIS K 0102に規定された物質及
び日本水道協会による下水試験方法に定められた浮遊物
並びにその他の固形で可燃性の物質（硫黄等）をいう。

本発明方法は、上記の各成分（アンモニア、COD成分
及びSS）の２種又は３種を含む廃水の処理に好適であ
る。この様な廃水の具体例としては、下水汚泥、下水汚
泥濃縮水、産業廃水汚泥、し尿、脱硫・脱シアン廃液、
石炭のガス化・液化廃水、重質油類ガス化排水、食品工
場排水、アルコール製造工場排水、化学工場排水、含水
状態のバイオマス（おがくず等）等が挙げられるが、こ
れ等に限定されるものではない。

本願発明Ｉの第一工程（以下Ｉ−（ｉ）工程とする）
では、触媒を使用することなく、酸素含有ガスの存在下
に廃水を液相酸化する。本工程で使用する酸素含有ガス
としては、空気、酸素富化ガス、酸素、更にはシアン化
水素、硫化水素、アンモニア、硫黄酸化物、有機硫黄化
合物、窒素酸化物、炭化水素等の１種又は２種以上を含
有する酸素含有廃ガス等が挙げられる。これ等ガスの供
給量は、廃水中（又は廃水中及び廃ガス中）のSS、アン
モニア及びCOD成分の全量を窒素、炭酸ガス、水等にま
で酸化分解するに必要な理論酸素量の１〜1.5倍量、よ
り好ましくは1.05〜1.2倍量の酸素が供給される様にす
るのが良い。酸素含有廃ガスを酸素源とする場合には、
ガス中の有害成分も同時に処理し得るという利点が得ら
れる。酸素含有廃ガスを使用する場合に酸素の絶対量が
不足であれば、空気、酸素富化空気又は酸素により不足
量を補うのが良い。なお、酸素含有ガスは、Ｉ−（ｉ）
工程に供給される廃水に対して全量供給する必要はな
く、Ｉ−（ｉ）工程と次工程とに分散して供給しても良
い。例えば、Ｉ−（ｉ）工程においては、通常SSの10〜
90％程度が分解乃至可溶化され、COD成分の10〜60％程
度及びアンモニアの０〜15％程度が分解されるので、理
論酸素量の0.4〜0.8倍量に相当する酸素含有ガスを供給
し、残余を次工程で供給しても良い。Ｉ−（ｉ）工程に
おける反応時の温度は、通常100〜370℃、より好ましく
は200〜300℃程度である。反応時の温度が高い程、供給
ガス中の酸素分率が高い程、また操作圧力が高い程、SS
の可溶化をも含めた被処理成分の分解率が高くなり、反
応器内での廃水滞留時間が短縮され且つ次工程での反応
条件が緩和されるが、反面において設備費が大となるの
で、廃水の種類、次工程における反応条件との兼ね合
い、要求される処理の程度、全体としての運転費及び設
備費等を総合的に考慮して定めれば良い。反応時の圧力
は、所定の反応温度において廃水が液相を保つ最低限の
圧力以上であれば良い。反応時間は、反応器の大きさ、
廃水の水質、温度、圧力等により変り得るが、通常15〜
120分程度であり、好ましくは30〜60分程度である。こ
の所要時間は、前出の特公昭59−19757号などの先願発
明における液相酸化時の所要時間に比して大巾に短縮さ
れている。これは、本願発明では最終的に生物学的処理
を併用することにより達成される大きな利点である。

次いで、本発明Ｉの第二工程（以下Ｉ−（ii）工程と
する）では、Ｉ−（ｉ）工程からの処理水を粒状担体上
に担持された触媒体の存在下に再度液相酸化する。触媒
有効成分としては、鉄、コバルト、マンガン、ニツケ
ル、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、イリジウム、
白金、銅、金及びタングステン、並びにこれ等の酸化
物、更には二塩化ルテニウム、二塩化白金等の塩化物、
硫化ルテニウム、硫化ロジウム等の硫化物等の水に対し
不溶性乃至難溶性の化合物が挙げられ、これ等の１種又
は、２種以上が担体上に担持される。触媒有効成分は、
常法に従って、アルミナ、シリカ、シリカ−アルミナ、
チタニア、ジルコニア、活性炭等の粒状担体或いはニッ
ケル、ニッケル−クロム、ニッケル−クロム−鉄等の金
属多孔粒状担体等に担持させた状態で使用する。尚、本
願において“粒状”とは、球状、ペレット状、円柱状、
破砕片状、粉末状等の種々の形状のものを包含する。触
媒有効成分の担持量は、担体重量の通常0.05〜25％程
度、より好ましくは0.5〜３％程度である。反応装置
は、固定床形式のものを使用し、その容積は、液の空間
速度が0.5〜12 l/Hr（空塔基準）程度、より好ましくは
1.0〜4 l/Hr（空塔基準）程度となる様にするのが良
い。前述の如く、Ｉ−（ｉ）工程において必要酸素の全
量が廃水に供給される場合には、Ｉ−（ii）工程および
次工程では酸素含有ガスの供給を行なう必要はなく、Ｉ
−（ｉ）工程において全必要酸素量の一部が供給されて
いる場合にのみ、本Ｉ−（ii）工程および／または次工
程において残余の酸素量に相当する酸素含有ガスの供給
を行なう。Ｉ−（ii）工程における反応温度は、通常10
0〜〜370℃程度、より好ましくは200〜300℃程度であ
る。反応時の圧力は、廃水が液相を保持し得る程度であ
れば良い。Ｉ−（ii）工程における反応時間は、原廃水
の種類、反応温度および圧力などにより異なるが、長す
ぎる場合には、次工程における嫌気メタン発酵に際して
の発酵原料となるべき有機物までもが完全に酸化されて
炭酸ガスとなってしまうので、炭素数５以下のカルボン
酸が残存する様に留意することが望ましい。かくして、
Ｉ−（ii）工程ではSS、COD成分の少なくとも１部が分
解され、残余のSS、COD成分中の高分子物質、生物学的
難分解性物質が低分子化され、微生物分解性に優れ且つ
嫌気メタン発酵または好気活性汚泥分解の反応速度の大
きい物質に変換される。また、アンモニアが実質的に分
解される。

Ｉ−（ii）工程で得られた処理水中に硫酸ソーダ等の
分解生成物が含まれていて、引続く嫌気性消化工程での
処理効率を低下させるこが懸濁される場合には、Ｉ−
（ii）工程からの加圧状態の処理水を逆浸透圧装置に直
接送り、脱塩することが出来る。逆浸透圧装置からの濃
縮水は、廃水原水に混合して再度本発明による処理に供
したり、濃縮水から硫酸ソーダなどの有用物を回収した
りすることができる。また、処理水中に不燃性灰分が含
まれている場合には、限外過膜（ウルトラフィルタ
ー、メンブレンフィルターなど）により、或いは重力沈
降分離槽で灰分を分離後、次工程に送られる。

本願発明Ｉの第三工程（以下Ｉ−（iii）工程とす
る）では、Ｉ−（ii）工程からの処理水を公知の嫌気メ
タン発酵法により消化処理する。この処理に際しては、
Ｉ−（ii）工程からの暖い処理水の温度を嫌気メタン発
酵に有効に利用することにより、効率の高い高温発酵を
経済的に行うことが可能となり、前工程で生成された生
物学的に易分解性の物質が短時間内に処理される。Ｉ−
（iii）工程における処理条件は、特に限定されない
が、通常温度は35〜60℃程度、消化日数は１〜30日程
度、汚泥濃度は２〜５％程度である。

Ｉ−（iii）工程からの余剰汚泥は、本願発明Ｉの第
四工程（以下Ｉ−（iv）工程とする）として、前記Ｉ−
（ｉ）工程に返送され、廃水原水と混合されて、再度処
理される。

本願発明IIの第一工程（以下II−（ｉ）工程とする）
はＩ−（ｉ）工程と同様の条件で触媒の不存在下且つ酸
素含有ガスの存在下に廃水の液相酸化を行なう。

本願発明IIの第二工程（以下II−（ii）とする）にお
いて使用する粒状触媒体は、Ｉ−（ii）工程で使用する
粒状触媒体と同様で良い。反応時の条件も、Ｉ−（ii）
工程と同様で良い。

本願発明IIの第三工程（以下II−（iii）工程とす
る）では、II−（ii）工程からの処理水を公知の活性汚
泥法により好気処理する。II−（iii）工程における処
理条件は、特に限定されないが、通常温度は20〜40℃程
度、滞留時間は３〜24時間程度、pHは中性附近である。

II−（iii）工程における曝気に必要な酸素として
は、II−（ii）工程で使用した酸素含有ガス中の残余の
酸素を含む排ガスを利用してもよい。

II−（iii）工程からの余剰汚泥は、本願発明IIの第
四工程（以下II−（iv）工程とする）として、前記II−
（ｉ）工程に返送され、廃水減水と混合されて、再度処
理される。

本願発明IIIの第一工程（以下III−（ｉ）工程とす
る）は、Ｉ−（ｉ）工程と同様の条件で触媒の不存在下
且つ酸素含有ガスの存在下に廃水の液相酸化を行なう。

本願発明IIIの第二工程（以下III−（ii）工程とす
る）において使用する粒状触媒体は、Ｉ−（ii）工程で
使用する粒状触媒体と同様で良い。反応時の条件も、Ｉ
−（ii）工程と同様で良い。

本願発明IIIの第三工程（以下III−（iii）工程とす
る）は、Ｉ−（iii）工程と同様にして、III−（ii）工
程からの処理水を嫌気メタン発酵法により消化処理す
る。

III−（iii）工程からの処理水が、各種の水質規制、
放硫基準などに合致しない場合には、本願発明IIIの第
四工程（以下III−（iv）工程とする）として、該処理
水を公知の活性汚泥法により好気処理する。III−（i
v）工程における処理条件は、特に限定されないが、前
記II−（iii）工程と同様で良い。

III−（iii）工程からの余剰汚泥およびIII−（iv）
工程からの余剰汚泥は、本願発明IIIの第五工程（以下I
II−（Ｖ）工程とする）として、前記III−（ｉ）工程
に返送され、廃水原水と混合されて、再度処理される。

尚、本願発明Ｉ−（ｉ）、Ｉ−（ii）、II−（ｉ）、
II−（ii）、III−（ｉ）、III−（ii）の各工程におい
ては、処理水のpHが５〜10程度、より好ましくは６〜９
程度の範囲で特に液相酸化が良好に進行するので、廃水
の種類によつては、例えば水酸化ナトリウム、炭酸ナト
リウム、水酸化カルシウムなどのアルカリ性物質或いは
硫酸などの酸性物質により予め廃水のpH調整を行なつた
り、又、Ｉ−（ii）工程、II−（ii）工程、III−（i
i）工程での処理水に同様のアルカリ物質或いは酸性物
質を添加してpH調整を行なうことができる。又、各工程
に供される廃水又は処理水の当初のpHが５〜10程度であ
つても、反応の進行に伴つて液のpHが大巾に低下し、有
害成分の分解率が低下したり、或いは酸性液による反応
器、配管、熱交換器等の損傷が大となつたりすることが
ある。従つて、反応系中の液のpHが強酸性とならない様
に、反応系に適宜上記と同様のアルカリ物質を添加する
ことが望ましい。

以下添附図面を参照しつつ本発明を更に詳細に説明す
る。

第１図は、本願発明Ｉの実施の一例を示すフローチヤ
ートである。SS、アンモニア及びCOD成分を含む廃水
は、廃水貯槽（１）からポンプ（３）によりライン
（５）を経て圧送され、圧縮機（７）により昇圧されて
ライン（９）から圧送される酸素含有ガスと混合された
後、ライン（11）、熱交換器（13）を経てライン（15）
に至る。廃水が粗大な固形物を含有している場合には、
必要に応じ予め固形物を除去するか或いは破砕しておく
ことが望ましい。廃水は、熱交換器（13）における熱交
換により所定温度以上となつている場合には、ライン
（17）及び（19）を経て第１の反応ゾーン（21）に送給
され、所定温度に達していない場合には、ライン（2
3）、加熱炉（25）、ライン（27）及びライン（19）を
経て反応ゾーン（21）に送給される。廃水には、必要に
応じ、通常水溶液の形態で、アルカリ物質または酸性物
質が、pH調整物質貯槽（29）からライン（31）、ポンプ
（33）、ライン（35）及びライン（37）を経て添加され
る。また、ライン（31）から分岐するライン（32）を経
てpH調整物質を廃水貯槽（１）に送り、予め廃水のpH調
整を行なっても良い。第１の反応ゾーン（21）内では、
触媒を使用することなく、酸素含有ガスの存在下に廃水
の液相酸化が行なわれる。

第１の反応ゾーン（21）からの処理水は、球状担体上
に触媒有効成分を担持させた触媒体を充填する第２の反
応ゾーン（39）に送られ、ここで再度液相酸化に供され
る。第１の反応ゾーン（21）から処理水には、圧縮機
（７）からの酸素含有ガスをライン（41）を経て供給し
ても良く、また貯槽（29）からのpH調整物質をライン
（31）、ポンプ（33）、ライン（35）及びライン（43）
を経て添加しても良い。尚、アルカリ物質は、第１の反
応ゾーン（21）及び第２の反応ゾーン（39）の適宜の位
置（図示せず）に供給しても良い。

第２の反応ゾーン（39）において液槽酸化された処理
水は、ライン（45）を経て熱交換器（13）に入り、ここ
で未処理の廃水に熱エネルギーを与えた後、ライン（4
7）を経て冷却器（49）に入り、冷却される。ライン（4
7）からの冷却水の温度が50℃前後となっている場合に
は、冷却器（49）を使用する必要はない。冷却器（49）
を出た処理水は、ライン（51）を経て気液分離器（53）
においてライン（55）からの気体とライン（57）からの
液体とに分離される。第２の反応ゾーン（39）で得られ
た処理水中に不燃性灰分が含まれている場合にはライン
（57）上に分離膜、重力沈降分離槽など（図示せず）を
設け、灰分の除去を行なっても良い。ライン（57）から
の液体は、嫌気メタン発酵槽（59）に入り、消化処理さ
れた後、ライン（61）から処理水が取り出される。嫌気
メタン発酵槽（59）で生成する余剰汚泥は、例えば、ラ
イン（５）上で廃水と混合されて、第１の反応ゾーン
（21）に返送され、廃水原水とともに処理される。

第１図に示すフローにおいて、嫌気メタン発酵槽（5
9）に代えて、活性汚泥法による好気処理槽を設けるこ
とにより、本願発明IIを実施することができる。この場
合、ライン（55）からの気体を好気処理槽に供給し、酸
素源の少なくとも一部として利用することができる。好
気処理槽で生成した余剰汚泥も、第１の反応ゾーン（2
1）に返送され、廃水原水とともに処理される。

第２図は、本願発明IIIの実施の一例を示すフローチ
ヤートである。第２図において、第１図におけると同一
の機構は、同一番号で示されている。廃水貯槽（１）か
らの廃水は、第１の熱交換器（13）及び第２の熱交換器
（65）により加熱され、ライン（67）を経て、加熱炉
（25）において更に加熱され或いは加熱されることな
く、第１の反応ゾーン（21）に入る。必要ならば、廃水
中の粗大な固形物の除去または破砕を行なっておくこと
は、前記と同様である。第１の反応ゾーン（21）におい
て無触媒状態で液相酸化された処理水は、更に粒状触媒
体を充填した第２の反応ゾーン（39）において液相酸化
される。第２の反応ゾーン（39）を出た処理水は、ライ
ン（45）を経て気液分離器（53）により、ライン（77）
からの気体とライン（79）からの液体とに分離される。
ライン（77）からの気体は、熱交換器（13）において廃
水に熱エネルギーを与えた後、ライン（81）から系外に
放出される。一方、ライン（79）からの液体は、第２の
熱交換器（65）において廃水を更に加熱した後、ライン
（83）を経て嫌気メタン発酵槽（59）に入り、次いでラ
イン（61）を経て好気処理槽（62）に入って順次処理さ
れ、ライン（63）から処理水が取り出される。この際、
ライン（81）からの気体を好気処理槽（62）に供給し、
酸素源の一部として利用することができる。嫌気メタン
発酵槽（59）および好気処理槽（62）で生成する余剰汚
泥は、前記の場合と同様にして、第１の反応ゾーン（2
1）に返送され、廃水原水とともに処理される。

なお、本願発明Ｉにおいて、第１図のライン（45）か
らの処理水を第２図の気液分離器（53）と同様の気液分
離器に送り、以後第２図と同様のフローにより処理して
も良い。また、同様に、本願発明IIIにおいて、第２図
のライン（45）からの処理水を第１図の熱交換器（13）
と同様の熱交換器に送り、以後第１図と同様のフローに
より処理しても良い。

発明の効果本発明によれば、アンモニア及びCOD成分のみなら
ず、高濃度の懸濁物を含む廃水を効率良く処理すること
ができる。即ち、本発明においては、先ず触媒の不存在
下且つ酸素含有ガスの存在下に行なわれる廃水の第一段
階液相酸化により、廃水中のSSの可溶化が進行する。次
いで、触媒の存在下且つ酸素含有ガスの存在下に行なわ
れる廃水の第二段階液相酸化により、アンモニアなどの
含窒素化合物の分解が行なわれ、またSSを含むCOD成分
も一部分解されるとともに、高分子物質、生物学的難分
解性成分等を含む有機化合物の大部分が、触媒の作用に
より、酢酸などの低級脂肪族カルボン類に変換される。
そして、上記の如く液相酸化分解処理された廃水中の低
分子量の生物学的に易分解性の生成物は、嫌気性メタン
発酵処理または好気性処理或いは嫌気性メタン発酵処理
と好気性処理との組合せにより、極めて効率良くされ
る。

従って、本発明によれば、高濃度のSSを含有する廃水
を効果的に処理することができる。例えば下水処理場で
の処理に際し、従来好気性処理での曝気槽容量が建設省
基準により下水通水量に対し６〜８時間相当必要とされ
ていたのに対し、生成する余剰汚泥の処理に本発明方法
を適用する場合には、その時間を約1/3程度に短縮する
ことができる。

また、廃水の脱色、脱臭及び殺菌も同時に行なわれ
る。

実施例以下実施例を示し、本発明の特徴とするところをより
一層明らかにする。

実施例１第１図及び第２図に示すフローに従つて、本願発明
Ｉ、II及びIIIにより、下水汚泥濃縮液を処理した。該
下水汚泥濃縮液の組成は、第１表に示す通りである。

Ｉ−（ｉ）工程：下水汚泥を空間速度2.0 l/Hr（空塔基準）及び質量速
度7.96t/m²Hrで第１の反応ゾーン（21）の下部に供給し
た。一方、空間速度226 1/Hr（空塔基準、標準状態換
算）で空気を第１の反応ゾーン（21）の下部に供給し
た。この状態で温度250℃、圧力90kg/cm²・Ｇの条件下
に廃水の無触媒液相酸化処理を行なつた。

本工程で得られた処理水の組成を第２表に示す。

第１表と第２表との対比から明らかな如く、無触媒液
相酸化によるCOD（Mn）、COD（Cr）、TOD及びTODの分解
率は、それぞれ70.6％、51.9％、42.7％及び25％であ
る。また、BOD成分は、液相酸化分解により若干高くな
っている。さらに、含窒素化合物がアンモニアに転化さ
れたことにより、アンモニア濃度は、約２倍となってい
る。

Ｉ−（ii）工程：チタニア担体に担体重量の２％のルテニウムを担持さ
せた球形（４〜6mm^φ）触媒体をＩ−（ｉ）工程での空
塔容積量の1/2量となる様に充填した第２の反応ゾーン
（39）に上記Ｉ−（ｉ）工程からの処理水及び空気を供
給し、液相酸化を行なつた。反応温度は270℃とし、圧
力は、Ｉ−（ｉ）工程と同様とした。

本工程で得られた処理水の組成を第３表に示す。

第１表と第３表との対比から明らかな如く、COD（C
r）およびTODの廃水１当りの分解量は、それぞれ1388
0mgおよび24600mgである。これら成分の分解による反応
熱とアンモニア成分の分解による反応熱とにより、反応
は、外部からの熱供給なしに行なうことができた。即
ち、第１図に示すフローにおいて、加熱炉（25）を使用
する必要はなかった。

Ｉ−（ii）工程からの処理水を熱交換器（13）及び冷
却器（49）により冷却した後、気液分離器（53）に送
り、排気ガスと処理水とに分離した。なお、処理水の温
度は、次工程の嫌気メタン発酵槽での温度が約55℃とな
る様に冷却器（49）で調節した。

気液分離器（53）からの排気ガス中には、NH₃、SOx及
びNOxは検出されなかった。

Ｉ−（iii）工程Ｉ−（ii）工程からの処理水を重力沈降分離槽（図示
せず）に導き、残存SSを分離除去した。分離されたSSの
95％以上は、不燃性灰分であった。重力沈降分離槽から
の液を10％水酸化ナトリウム溶液によりpH約7.5に調節
した後、嫌気メタン発酵槽（59）に送入した。嫌気メタ
ン発酵槽は、流動床形式のものであり、粒径300μｍの
多孔質セラミック粒子に菌体を付着させ、循環ポンプに
より流動床を形成させた。

嫌気性消化後の消化液の水質（本願発明Ｉの結果）を
第４表に示す。

なお、嫌気性消化後の余剰汚泥は、Ｉ−（ｉ）工程に
返送して、処理した。

II−（iii）工程：上記のＩ−（ｉ）工程およびＩ−（ii）工程と同様に
してII−（ｉ）工程およびII−（ii）工程による処理を
行なって得た処理水（SS分離除去済み、約35℃）を活性
汚泥法により好気処理した。

好気処理後の水質（本願発明IIの結果）を第５表に示
す。

なお、好気処理後の余剰汚泥は、II−（ｉ）工程に返
送して、処理した。

III−（iv）工程：上記のＩ−（ｉ）工程、Ｉ−（ii）工程およびＩ−
（iii）工程と同様にして処理を行なって得た処理水を
活性汚泥処理槽（62）において好気処理した。

好気処理後の水質（本願発明IIIの結果）を第６表に
示す。

実施例２第１図に示すフローに従つて本願発明IIにより、下水
汚泥濃縮液を処理した。下水汚泥濃縮液の組成は、実施
例１の場合と同様であつた。

先ず、II−（ｉ）工程は、温度を260℃とし圧力を95k
g/cm²・Ｇとした以外は実施例１のＩ−（ｉ）工程と同
様にして行なつた。

また、II−（ii）工程は、温度を280℃とし、圧力を9
5kg/cm²・Ｇとした以外は実施例１のＩ−（ii）と同様
にして行なつた。

II−（ii）工程で得られた処理水を限界過膜を用い
て過し、SSを分離除去した後、カ性ソーダ溶液でpHを
6.8に調整し、温度約35℃で好気性処理に供した。分離
されたSSの95％が不燃性の灰分であったので、系外に取
り出した。

各工程出口における水質を第７表に示す。

なお、気液分離器（53）からの排気中には、NH₃、SOx
及びNOxは検出されなかった。

また、高濃度のSSを含む下水汚泥濃縮液の処理を延べ
2000時間行なった後にも、各工程での各成分の分解率の
低下は認められず、廃水処理を引続き支障なく行なうこ
とができた。

実施例３〜12 第２図に示すフローに従つて本願発明IIにより、実施
例１と同様の下水汚泥濃縮液を処理した。

II−（ｉ）およびＩ−（ii）工程での液空間速度は、
II−（ｉ）工程では1.0 l/Hr（空塔基準）とし、II−
（ii）工程では1.33 l/Hr（空塔基準）とした。

II−（ii）工程で使用した球型触媒は、第８表に示す
通りである。

上記以外の条件は、実施例１と同様とした。

第８表にII−（ii）工程およびII−（iii）工程で得
られた処理水の水質を示す。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は、本発明の実施態様を示すフローチ
ヤートである。（１）……廃水貯槽、（３）……ポンプ、（７）……圧縮機、（13）……熱交換器、（21）……第１の反応ゾーン、（25）……加熱炉、（29）……pH調整物質貯槽、（33）……ポンプ、（39）……第２の反応ゾーン、（49）……冷却器、（53）……気液分離器、（59）……嫌気メタン発酵槽、（62）……活性汚泥槽。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｂ０１Ｊ 23/46 Ｂ０１Ｊ 23/46 Ｍ３０１３０１Ｍ３１１３１１Ｍ 23/72 23/72 Ｍ 23/745 Ｃ０２Ｆ 3/12 Ｎ 23/75 3/28 ＺＡＢＺ 23/755 3/30 ＺＣ０２Ｆ 3/12 9/00 ５０１Ｆ 3/28 ＺＡＢ５０２Ｒ 3/30 ５０３Ｃ 9/00 ５０１５０４Ａ５０２Ｂ０１Ｊ 23/74 ３１１Ｍ５０３３２１Ｍ５０４３０１Ｍ

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】懸濁物、アンモニアおよびCOD成分の２種
以上を含む廃水を処理するに際し、（ｉ）触媒の不存在下且つ酸素含有ガスの存在下に廃水
を液相酸化する工程、（ii）粒状担体上に鉄、コバルト、マンガン、ニッケ
ル、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、イリジウム、
白金、銅およびタングステンならびこれら金属の水に不
溶性または難溶性の化合物の少なくとも１種を担持した
触媒体の存在下且つ酸素含有ガスの存在下に上記工程
（ｉ）からの処理水を液相酸化する工程、（iii）上記工程（ii）からの処理水を嫌気性メタン発
酵により嫌気性消化する工程、および（iv）上記工程（iii）からの余剰汚泥を前記工程
（ｉ）に返送する工程を備えたことを特徴とする廃水の処理方法。
【請求項２】懸濁物、アンモニアおよびCOD成分の２種
以上を含む廃水を処理するに際し、（ｉ）触媒の不存在下且つ酸素含有ガスの存在下に廃水
を液相酸化する工程、（ii）粒状担体上に鉄、コバルト、マンガン、ニッケ
ル、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、イリジウム、
白金、銅およびタングステンならびにこれら金属の水に
不溶性または難溶性の化合物の少なくとも１種を保持し
た触媒体の存在下且つ酸素含有ガスの存在下に上記工程
（ｉ）からの処理水を液相酸化する工程、（iii）上記工程（ii）からの処理水を嫌気性メタン発
酵により嫌気性消化する工程、（iv）上記工程（iii）からの処理水を活性汚泥法によ
り好気性処理する工程、および（ｖ）上記工程（iii）および（iv）からの余剰汚泥を
前記工程（ｉ）に返送する工程を備えたことを特徴とする廃水の処理方法。