JP3855326B2 - 廃水の処理方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は廃水の処理方法に係り、特に、廃水中の揮発性化合物を触媒湿式酸化・還元法で処理するに当り、触媒性能の低下を防止して長期にわたり十分に酸化・還元処理を行うことができる方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、廃水処理の一手法として、廃水に触媒の存在下酸化剤又は還元剤を添加して、該廃水中の汚染物質を酸化又は還元処理する触媒湿式酸化・還元法が知られている。この方法においては、被処理廃水に酸化剤又は還元剤を添加した後、該廃水を例えば触媒充填塔に通水して触媒と接触させて酸化・還元処理を行う。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
触媒湿式酸化・還元法は、比較的低温において二次反応等の問題もなく効率的な酸化分解又は還元分解を行うことができる方法ではあるが、廃水を触媒湿式酸化・還元法により処理した場合、触媒性能の低下が著しく、触媒寿命が短いことが多い。そして、このために、目標とする水質の処理水は、触媒充填塔への通水開始初期の短期間しか得ることができないという問題があった。
【0004】
本発明は、上記従来の問題点を解決し、揮発性化合物を含む廃水を触媒湿式酸化・還元法で処理して該揮発性化合物を分解するに当り、触媒活性の低下を防止して、長期に亘り効率的な処理を行うことができる廃水処理方法を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明の廃水の処理方法は、揮発性化合物及び重金属を含む廃水を蒸発させた後、凝縮し、凝縮液を触媒と接触させて該揮発性化合物を分解することを特徴とする。
【0006】
本発明者らは、触媒湿式酸化・還元法における触媒活性の低下の原因について検討した結果、廃水中に含まれる重金属類やF,Cl等の共存塩類等が、触媒表面に付着ないし沈着することで触媒の活性点が塞がれ、これにより、触媒が早期に失活することを知見した。
【0007】
本発明においては、廃水を蒸発させ、触媒性能の低下要因となる重金属類や共存塩類は濃縮液(蒸発残留物)側に残留させる。処理対象とする揮発性化合物は大部分が揮発して、凝縮液中に移行するため、この揮発性化合物を含み、重金属類や共存塩類等を殆ど含まない凝縮液を触媒湿式酸化・還元法で処理することにより、触媒性能の低下を防止して、揮発性化合物を長期に亘り効率的に分解することが可能となる。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を説明する。
【0009】
本発明において処理対象となる廃水は、揮発性化合物、例えば、アンモニア、アミン、尿素、或いはトリクロロエチレン等の低沸点有機化合物、その他、アルコール等の揮発性化合物を含み、かつ、触媒性能の低下要因となる重金属類や共存塩類等を含む廃水である。具体的には、半導体工場廃水、染料工場廃水、化学プラント工場廃水等が挙げられる。
【0010】
本発明においては、このような廃水をまず蒸発及び凝縮して凝縮液を得る。この蒸発操作は、廃水中の揮発性化合物の大部分が凝縮液中に移行するような条件であることが好ましく、揮発性化合物の沸点や廃水の水質等に応じて適宜決定される。
【0011】
なお、蒸発プロセスとしては、多重効用蒸発法又は蒸気圧縮蒸発法を採用することができ、蒸発装置の形式としては、自然循環式、強制循環式、液膜式等、様々な型式のものを採用できる。また、減圧蒸発法を採用することもできる。
【0012】
揮発性化合物が上記の低沸点有機化合物である場合、常圧で水を沸騰させるのが簡便である。
【0013】
蒸発により得られた凝縮液中には揮発性化合物が含まれ、一方、濃縮液(蒸発残留液)中には、重金属やF,Cl等の共存塩類等が濃縮される。
【0014】
本発明において、この濃縮液の濃縮倍数が2〜40倍、特に5〜30倍となるように、即ち濃縮液の容量が被処理廃水の容量の1/2〜1/40、特に1/5〜1/30となるように蒸発操作を行うのが好ましい。揮発性化合物を含む凝縮液は、次いで、酸化剤又は還元剤を添加した後、触媒と接触させる。
【0015】
この酸化剤としては、空気、酸素、過酸化酸素、亜硝酸ナトリウム等を用いることができる。還元剤としては水素、ヒドラジン等を用いることができる。これらの添加量は、当然ながら揮発性化合物の種類及び濃度に応じて調整される。
【0016】
触媒としては、例えば担体に金属を担持した不均一系触媒が使用され、その金属としては白金、パラジウム、ルテニウム、ロジウム、イリジウム、ニッケル、コバルトなどが挙げられる。また、担体としては、アルミナ、チタニア、活性炭、ジルコニア、ゼオライト、シリカ、ガラス、樹脂、プラスチックなどが挙げられる。
【0017】
接触方式は、触媒を充填した塔に該凝縮液を通液する方式が好適であるが、これ以外のものであっても良い。前記の通り、この凝縮液中には触媒性能の低下要因となる重金属類や塩類等が含有されていないことから、触媒性能がこれらの物質で阻害されることはなく、長期に亘り揮発性化合物を十分に酸化・還元処理することができる。
【0018】
なお、重金属、残留揮発性化合物及び共存塩類等を含む濃縮液は、それぞれ凝集沈澱濾過、焼却、固化により処理することができる。また、濃縮水を凝集沈澱濾過後、濾液を原水に返送して処理しても良い。
【0019】
【実施例】
以下に実施例及び比較例を挙げて本発明をより具体的に説明する。
【0020】
実施例1
下記水質の合成廃水を下記条件で蒸発させた後凝縮し、凝縮液を得た。
【0021】
廃水水質
NH3 :1000mg/L(asNH4 +−N)
Ni : 5mg/L
Cu : 8mg/L
pH : 8
蒸発条件
圧力:常圧
温度:100〜105℃
濃縮倍数:10倍
その結果、NH4 +−N:900mg/L,Ni:0.1mg/L以下,Cu:0.1mg/L以下、pH10の凝縮液が得られた。
【0022】
この凝縮液に酸化剤として亜硝酸ナトリウム(NaNO2 )を900mg/L(asNO2 -−N)添加した後、下記条件で触媒充填塔に通液した。
【0023】
この場合のアンモニアの触媒湿式酸化分解反応はNH4 OH+NaNO2 →N2 +NaOH+2H2 Oで表わされる。
【0024】
通液条件
触媒:0.5重量%Pt/チタニア球
温度:160℃
SV:3hr-1
その結果、通液倍量3000BV通液後においても全窒素T−N:60mg/L以下の高水質処理水を得ることができた。
【0025】
比較例1
蒸発、凝縮を行わず、廃水に直接酸化剤を添加して触媒充填塔に通液したこと以外は実施例1と同様にして処理したところ、通液倍数500BVまではT−N:60mg/L以下の処理水が得られたが、それ以降は水質が悪化し、600BV通液後の処理水のT−Nは100mg/Lに達した。
【0026】
実施例2
下記水質の合成廃水に水酸化ナトリウムを添加してpH10とした後、下記条件で蒸発させた後凝縮し、凝縮液を得た。
【0027】
廃水水質
尿素:1000mg/L(asN)
Cu: 5mg/L
pH:5
蒸発条件
圧力:常圧
温度:100〜105℃
濃縮倍数:10倍
その結果、尿素:800mg/L(asN),Cu:0.1mg/L以下、pH9の凝縮液が得られた。
【0028】
この凝縮液に酸化剤として亜硝酸ナトリウム(NaNO2 )を800mg/L(asNO2 -−N)添加した後、下記条件で触媒充填塔に通液した。
【0029】
この場合の尿素の触媒湿式酸化分解反応は(NH2 )2 CO+2NaNO2 →2N2 +CO2 +2NaOH+H2 Oで表わされる。
【0030】
通液条件
触媒:0.5重量%Pt/チタニア球
温度:160℃
SV:1hr-1
その結果、通液倍量200BV通液後においても尿素の分解除去率の低下はなく、尿素の分解除去率は約80%で一定であった。
【0031】
比較例2
蒸発、凝縮を行わず、廃水(pH5)に直接酸化剤を添加して触媒充填塔に通液したこと以外は実施例2と同様にして処理したところ、経時的に尿素の分解除去率が低下し、通液倍数200BV通液後には、尿素の分解除去率は50〜60%に低下した。
【0032】
実施例3
下記水質の合成廃水を下記条件で蒸発させた後凝縮し、凝縮液を得た。
【0033】
廃水水質
トリクロロエチレン:10mg/L
Fe:7mg/L
pH:7
蒸発条件
圧力:常圧
温度:95〜100℃
濃縮倍数:10倍
その結果、トリクロロエチレン:9mg/L,Fe:0.1mg/L以下、pH7の凝縮液が得られた。
【0034】
この凝縮液に還元剤として水素(H2 )をH2 分圧3kg/cm2 −Gとなるように添加した後、下記条件で触媒充填塔に通液した。
【0035】
この場合のトリクロロエチレンの触媒湿式還元分解はC2 HCl3 +4H2 →C2 H6 +3HClで表わされる。
【0036】
通液条件
触媒:0.5重量%Pt/γ−アルミナ球
温度:20℃
SV:10hr-1
その結果、通液倍量100BV通液後においてもトリクロロエチレンの除去率の低下はなく、トリクロロエチレンの分解除去率は約85%で一定であった。
【0037】
比較例3
蒸発、凝縮を行わず、廃水に直接に水素を添加して触媒充填塔に通液したこと以外は実施例3と同様にして処理したところ、経時的にトリクロロエチレンの分解除去率が低下し、通液初期約90%であった分解除去率が約100BV通液後には50〜60%にまで低下した。
【0038】
【発明の効果】
以上の実施例及び比較例からも明らかな通り、本発明によれば、廃水中の触媒性能阻害物質の共存のために適用困難とされていた触媒湿式酸化・還元法を各種の廃水処理に適用することが可能となり、廃水中のアンモニア、アミン、尿素、トリクロロエチレン等の揮発性化合物を長期間にわたり効率良く分解処理することが可能である。
Claims (1)
- 揮発性化合物及び重金属を含む廃水を蒸発させた後、凝縮し、凝縮液を触媒と接触させて該揮発性化合物を分解することを特徴とする廃水の処理方法。
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JP32405796A JP3855326B2 (ja) | 1996-12-04 | 1996-12-04 | 廃水の処理方法 |
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JP32405796A JP3855326B2 (ja) | 1996-12-04 | 1996-12-04 | 廃水の処理方法 |
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JPH10156338A JPH10156338A (ja) | 1998-06-16 |
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JP32405796A Expired - Fee Related JP3855326B2 (ja) | 1996-12-04 | 1996-12-04 | 廃水の処理方法 |
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CN106865882B (zh) * | 2015-12-13 | 2020-11-27 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种苯酐法糖精钠生产废水处理方法 |
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1996
- 1996-12-04 JP JP32405796A patent/JP3855326B2/ja not_active Expired - Fee Related
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JPH10156338A (ja) | 1998-06-16 |
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