JP5727269B2 - Wastewater treatment catalyst containing nitrogen-containing compound and wastewater treatment method using the same - Google Patents

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Description

本発明は、窒素含有化合物を含む排水を、固体触媒の存在下に湿式酸化処理(以下、固体触媒を用いた湿式酸化処理およびその方法をそれぞれ触媒湿式酸化処理、触媒湿式酸化処理法とも記載する)することにより、排水中の窒素含有化合物を浄化し、排水の無害化する方法に関する。   In the present invention, waste water containing a nitrogen-containing compound is treated by wet oxidation treatment in the presence of a solid catalyst (hereinafter, wet oxidation treatment using a solid catalyst and its method are also referred to as catalyst wet oxidation treatment and catalyst wet oxidation treatment method, respectively). ) To purify the nitrogen-containing compounds in the wastewater and make the wastewater harmless.

海域、湖沼、河川等において富栄養化によって赤潮が発生したりかび臭が発生したりすることが問題となって久しいが、この原因は該水域に排出される排水中に含有されている窒素等の栄養塩類が原因とされている。このため、窒素に関する排水規制が実施されているが、従来の活性汚泥法等による処理を行うのみでは窒素含有化合物を十分に除去できないため、脱窒工程を新規に設けなければならない場合が多い。   It has been a long time since red tides and musty odors have been generated due to eutrophication in sea areas, lakes, rivers, etc., but this is caused by such factors as nitrogen contained in wastewater discharged into the water areas. Nutrients are the cause. For this reason, although the drainage regulation regarding nitrogen is implemented, since a nitrogen-containing compound cannot fully be removed only by performing processing by the conventional activated sludge method etc., it is often necessary to newly provide a denitrification process.

従来、窒素含有化合物を含む排水の処理方法としては、活性汚泥処理法等の生物処理法、燃焼処理法、アニオン性高分子凝集剤等を用いた凝集処理法等が採用されてきた。   Conventionally, biological treatment methods such as activated sludge treatment methods, combustion treatment methods, agglomeration treatment methods using anionic polymer flocculants and the like have been adopted as treatment methods for wastewater containing nitrogen-containing compounds.

一方、窒素含有化合物を含む排水の処理法として、触媒を用いて湿式酸化する方法が提案されている。(特許文献1)。これは、排水を100〜370℃の温度、液相を保持する圧力条件下、かつ酸素を含有するガスの供給下に特定触媒の存在のもとに処理する方法である。この処理法によれば、該排水中の窒素含有化合物を窒素ガス、水、炭酸ガス、無機酸、灰分、より低分子量の有機物等に転換し、浄化することができるものである。   On the other hand, a method of wet oxidation using a catalyst has been proposed as a method for treating wastewater containing a nitrogen-containing compound. (Patent Document 1). This is a method of treating waste water under a pressure condition that maintains a liquid phase at a temperature of 100 to 370 ° C. and in the presence of a specific catalyst under the supply of a gas containing oxygen. According to this treatment method, the nitrogen-containing compound in the waste water can be converted into nitrogen gas, water, carbon dioxide gas, inorganic acid, ash, lower molecular weight organic matter, etc., and purified.

この触媒湿式酸化処理法によって窒素含有化合物の処理を効率的にできるが、処理条件や排水の性状によっては、処理中に多量の硝酸態窒素および/または亜硝酸態窒素が生成することによって、更に高い全窒素処理効率を求められる場合がある。特に、流通系にて窒素含有化合物を含む実排水を処理する際、排水中の全窒素濃度は常に変動するものである。例えば、酸化剤を一定量で供給し、一時的に窒素濃度の低い排水が供給された場合にも高い処理効率を求められることもある。排水の処理が長期間となると触媒が変質し、高い浄化性を維持することが困難な場合もある。   Although this catalyst wet oxidation treatment method can efficiently treat nitrogen-containing compounds, depending on the treatment conditions and the properties of the wastewater, a large amount of nitrate nitrogen and / or nitrite nitrogen may be generated during the treatment. High total nitrogen treatment efficiency may be required. In particular, when treating actual wastewater containing nitrogen-containing compounds in a distribution system, the total nitrogen concentration in the wastewater always fluctuates. For example, high treatment efficiency may be required even when an oxidizing agent is supplied in a constant amount and wastewater with a low nitrogen concentration is temporarily supplied. If the treatment of waste water is performed for a long period of time, the catalyst may change in quality, and it may be difficult to maintain high purification properties.

特開2008−93539号公報JP 2008-93539 A

本発明の目的は、上記問題点を解決できる方法を提供することにある。すなわち、本発明は、硝酸態窒素および/または亜硝酸態窒素の生成抑制に効果のある触媒を用いて、窒素含有化合物を含む排水を浄化性高く処理できること、さらに高い浄化性を維持することのできる新規な窒素含有化合物を含む排水の処理方法を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a method capable of solving the above problems. That is, the present invention can treat wastewater containing a nitrogen-containing compound with high purifying properties using a catalyst effective in suppressing the production of nitrate nitrogen and / or nitrite nitrogen, and can maintain higher purifying properties. It aims at providing the processing method of the waste_water | drain containing the novel nitrogen-containing compound which can be performed.

本発明者は、上記の課題を解決するために鋭意研究の結果、窒素含有化合物を含む排水を処理するにあたり、固体触媒に含有する貴金属成分の触媒活性を卑金属成分の添加によって制御し、硝酸態窒素および/または亜硝酸態窒素の生成を抑制することで、高い全窒素処理性能を有し、長期間、高い浄化性を維持する触媒を見出した。すなわち、本発明は、酸化剤供給量が過剰な条件下においても窒素ガスへの選択性が極めて高い固体触媒を用いた新規な窒素含有化合物を含む排水の処理の方法である。本発明は、以下の通りに特定されるものである。   As a result of diligent research to solve the above problems, the present inventor has controlled the catalytic activity of the noble metal component contained in the solid catalyst by adding a base metal component in the treatment of wastewater containing a nitrogen-containing compound. By suppressing the generation of nitrogen and / or nitrite nitrogen, the present inventors have found a catalyst that has a high total nitrogen treatment performance and maintains a high purification performance for a long period of time. That is, the present invention is a method for treating wastewater containing a novel nitrogen-containing compound using a solid catalyst having extremely high selectivity to nitrogen gas even under conditions where the amount of oxidant supply is excessive. The present invention is specified as follows.

(1)貴金属と活性助剤とを、多孔性無機酸化物に被覆したことを特徴とし、前記活性助剤は、チタン、鉄、ジルコニウム、コバルト、ニッケル、セリウム、ランタン、マンガン、イットリウム、亜鉛およびビスマスからなる群から選ばれる少なくとも1種の酸化物または上記群から選ばれる少なくとも2種の複合酸化物であり、前記活性助剤が25〜50nmの平均粒子径を有する、窒素含有化合物処理用触媒である。 (1) A noble metal and an active auxiliary agent are coated with a porous inorganic oxide, and the active auxiliary agent is titanium, iron, zirconium, cobalt, nickel, cerium, lanthanum, manganese, yttrium, zinc And at least two oxides selected from the group consisting of bismuth and at least two complex oxides selected from the above group, wherein the active auxiliary agent has an average particle diameter of 25 to 50 nm for treating nitrogen-containing compounds It is a catalyst.

(2)上記多孔性無機酸化物が0.12〜0.5ml/gの細孔容積を有する、上記(1)に記載の窒素含有化合物処理用触媒である。   (2) The catalyst for treating a nitrogen-containing compound according to (1), wherein the porous inorganic oxide has a pore volume of 0.12 to 0.5 ml / g.

)上記(1)または(2)に記載の窒素含有化合物処理用触媒の製造方法であって、
多孔性無機酸化物に貴金属成分と活性助剤とを同時に含浸することにより前記多孔性無機酸化物上に前記貴金属成分と活性助剤とを被覆することを特徴とし、
前記活性助剤を含浸担持後に、酸化雰囲気中にて300℃以上の温度で熱処理する工程を少なくとも1度採用することをさらに有し、
前記熱処理工程後に、還元雰囲気下で前記貴金属成分を還元処理する工程を有する、窒素含有化合物処理用触媒の製造方法である。
( 3 ) A method for producing a catalyst for treating a nitrogen-containing compound as described in (1) or (2 ) above ,
By impregnating the noble metal component and an active auxiliaries simultaneously porous inorganic oxide is characterized by coating the said noble metal component and the active aid on the porous inorganic oxide,
Further comprising adopting at least one step of heat treatment at a temperature of 300 ° C. or higher in an oxidizing atmosphere after impregnating and supporting the active assistant,
It is a manufacturing method of the catalyst for nitrogen-containing compound processing which has the process of carrying out the reduction process of the said noble metal component in a reducing atmosphere after the above-mentioned heat treatment process .

)上記(1)または(2)に記載の触媒を用いて、窒素含有化合物を含む排水を、酸化剤の存在下、100℃以上370℃未満の温度かつ該排水が液相を保持する圧
力条件で該排水中の窒素化合物を処理することを特徴とする排水の処理方法である。
( 4 ) Using the catalyst described in (1) or (2) above, wastewater containing a nitrogen-containing compound is heated to a temperature of 100 ° C. or higher and lower than 370 ° C. in the presence of an oxidizing agent, and the wastewater retains a liquid phase. A wastewater treatment method characterized by treating a nitrogen compound in the wastewater under pressure conditions.

本発明は、硝酸態窒素および/または亜硝酸態窒素の生成抑制に効果のある触媒を用いて、窒素含有化合物を含む排水の処理をすることで、高い全窒素処理性能が得ることができる。さらに、触媒を変質させることなく安定して高い浄化性を維持することが可能となる。   In the present invention, high total nitrogen treatment performance can be obtained by treating waste water containing a nitrogen-containing compound using a catalyst effective in suppressing the production of nitrate nitrogen and / or nitrite nitrogen. Furthermore, it is possible to stably maintain a high purification property without altering the catalyst.

また、本発明の排水の処理方法は、該排水中に窒素含有化合物以外の汚染物質として有機および/または無機のCOD成分等が含まれる場合でも、これらのCOD成分等をも水、炭酸ガス、無機塩、灰分、より低分子量の有機物等に転換し、排水の浄化を行うことができるので、たいへん優れた排水の処理方法である。   In addition, the wastewater treatment method of the present invention can be used in the case where an organic and / or inorganic COD component or the like is contained in the wastewater as a contaminant other than the nitrogen-containing compound. Since it can be converted into inorganic salts, ash, organic substances having a lower molecular weight, etc. to purify the wastewater, it is a very excellent wastewater treatment method.

図1は本発明にかかる実施例および比較例に用いた装置である。FIG. 1 shows an apparatus used in Examples and Comparative Examples according to the present invention.

本発明の第一に係る触媒は、貴金属と活性助剤とを、多孔性無機酸化物に被覆したことを特徴とする窒素含有化合物処理用触媒である。   The catalyst according to the first aspect of the present invention is a catalyst for treating a nitrogen-containing compound, wherein a porous inorganic oxide is coated with a noble metal and an active auxiliary agent.

以下、本発明の実施の形態を説明する。   Embodiments of the present invention will be described below.

貴金属としては、銀、白金、パラジウム、ルテニウム、ロジウム、イリジウムおよび金の少なくとも1種の元素の金属および/または酸化物を含有するものであり、好ましくは白金、パラジウム、ルテニウム、イリジウムを含有するものである。より好ましくは、銀、白金、パラジウム、ルテニウム、ロジウム、イリジウムを含有するものである。さらにより好ましくは、白金、パラジウム、ルテニウムを含有するものである。特に好ましくは、パラジウム、ルテニウムを含有するものである。   The noble metal contains a metal and / or oxide of at least one element of silver, platinum, palladium, ruthenium, rhodium, iridium and gold, and preferably contains platinum, palladium, ruthenium and iridium It is. More preferably, silver, platinum, palladium, ruthenium, rhodium and iridium are contained. Even more preferably, it contains platinum, palladium, and ruthenium. Particularly preferred are those containing palladium and ruthenium.

活性助剤は、チタン、鉄、ジルコニウム、コバルト、ニッケル、セリウム、ランタン、マンガン、イットリウム、インジウム、亜鉛およびビスマスからなる群から選ばれる少なくとも1種の酸化物または上記群から選ばれる少なくとも2種の複合酸化物であり、好ましくはチタン、鉄、ジルコニウム、セリウム、ランタン、マンガン、イットリウム、インジウム、亜鉛からなる群から選ばれる少なくとも1種の酸化物または上記群から選ばれる少なくとも2種の複合酸化物である。さらに好ましくはチタン、ジルコニウム、セリウム、ランタン、からなる群から選ばれる少なくとも1種の酸化物または上記群から選ばれる少なくとも2種の複合酸化物である。特に好ましくは、チタン酸化物(TiO)、ジルコニア(ZrO)、セリア(CeO)、ランタン酸化物(La)である。上記活性助剤は、単独で使用されてもあるいは2種以上の混合物の形態で使用されてもよい。通常これらは酸化物として触媒中に存在する。活性助剤と貴金属とを用いることで、硝酸態窒素および/または亜硝酸態窒素の生成を抑制することが可能となる。 The active auxiliary agent is at least one oxide selected from the group consisting of titanium, iron, zirconium, cobalt, nickel, cerium, lanthanum, manganese, yttrium, indium, zinc and bismuth, or at least two types selected from the above group A complex oxide, preferably at least one oxide selected from the group consisting of titanium, iron, zirconium, cerium, lanthanum, manganese, yttrium, indium, zinc, or at least two complex oxides selected from the above group It is. More preferably, it is at least one oxide selected from the group consisting of titanium, zirconium, cerium, and lanthanum, or at least two complex oxides selected from the above group. Particularly preferred are titanium oxide (TiO 2 ), zirconia (ZrO 2 ), ceria (CeO 2 ), and lanthanum oxide (La 2 O 3 ). The above active auxiliaries may be used alone or in the form of a mixture of two or more. These are usually present in the catalyst as oxides. By using the active assistant and the noble metal, it is possible to suppress the production of nitrate nitrogen and / or nitrite nitrogen.

また、本発明において、活性助剤の大きさは、特に制限されない。活性助剤の平均粒子径は、好ましくは1nm以上であり、より好ましくは2nm以上、さらにより好ましくは3nm以上である。なお、活性助剤の大きさの上限は特に制限されないが、好ましくは80nm以下、より好ましくは50nm以下、さらにより好ましくは47nm以下、特に好ましくは45nm以下である。通常、活性助剤は、酸化物として触媒中に存在し、平均粒子径を1〜80nmに制御することで、硝酸態窒素および/または亜硝酸態窒素の生成を特異的に抑制することが可能となる。本明細書中、「平均粒子径」は、透過型電子顕微鏡(TEM−EDS)で観察した。具体的には、拡大観察された粒子を任意に100個選択し、各粒子の長軸方向の長さを測定してその平均値を平均粒子径(nm)とした。   In the present invention, the size of the active aid is not particularly limited. The average particle size of the active assistant is preferably 1 nm or more, more preferably 2 nm or more, and even more preferably 3 nm or more. The upper limit of the size of the active aid is not particularly limited, but is preferably 80 nm or less, more preferably 50 nm or less, still more preferably 47 nm or less, and particularly preferably 45 nm or less. Usually, the active auxiliary agent is present in the catalyst as an oxide, and it is possible to specifically suppress the production of nitrate nitrogen and / or nitrite nitrogen by controlling the average particle diameter to 1 to 80 nm. It becomes. In the present specification, the “average particle size” was observed with a transmission electron microscope (TEM-EDS). Specifically, 100 particles observed in an enlarged manner were arbitrarily selected, the length of each particle in the major axis direction was measured, and the average value was defined as the average particle diameter (nm).

多孔質無機酸化物としては、特に制限されず、通常触媒に使用されるものが使用できる。具体的には、チタン、鉄、ケイ素、ジルコニウム、コバルト、ニッケル、アルミニウム、セリウム、ランタン、マンガン、イットリウム、インジウム、亜鉛およびビスマスからなる群から選ばれる少なくとも1種の酸化物または複合酸化物や活性炭である。好ましくは、多孔質無機酸化物は、チタン、鉄、ケイ素、ジルコニウム、アルミニウム、セリウム、ランタン、インジウムおよびビスマスからなる群から選ばれる少なくとも1種の酸化物または複合酸化物である。より好ましくは、多孔質無機酸化物は、チタン、鉄、ジルコニウム、セリウム、ランタンからなる群から選ばれる少なくとも1種の酸化物または複合酸化物である。特に好ましくは、多孔質無機酸化物は、チタン、鉄、ジルコニウム、セリウム、ランタンからなる群から選ばれる少なくとも1種の酸化物または複合酸化物である。多孔質無機酸化物と活性助剤が同じ元素の酸化物である場合があるが、双方の前駆体の種類、調製時に用いる段階が異なるもので区別することができる。   The porous inorganic oxide is not particularly limited, and those usually used for catalysts can be used. Specifically, at least one oxide or composite oxide or activated carbon selected from the group consisting of titanium, iron, silicon, zirconium, cobalt, nickel, aluminum, cerium, lanthanum, manganese, yttrium, indium, zinc and bismuth. It is. Preferably, the porous inorganic oxide is at least one oxide or composite oxide selected from the group consisting of titanium, iron, silicon, zirconium, aluminum, cerium, lanthanum, indium and bismuth. More preferably, the porous inorganic oxide is at least one oxide or composite oxide selected from the group consisting of titanium, iron, zirconium, cerium, and lanthanum. Particularly preferably, the porous inorganic oxide is at least one oxide or composite oxide selected from the group consisting of titanium, iron, zirconium, cerium, and lanthanum. The porous inorganic oxide and the active auxiliary agent may be oxides of the same element, but can be distinguished by different types of precursors and different stages used in preparation.

また、本発明において、多孔性無機酸化物の細孔容積は、特に制限されない。多孔性無機酸化物の細孔容積は、好ましくは0.12ml/g以上、より好ましくは0.2ml/g以上であり、より好ましくは0.25ml/g以上である。なお、多孔性無機酸化物の細孔容積の上限は特に制限されないが、好ましくは0.5ml/g以下、より好ましくは0.45ml/g以下である。なお、細孔容積が0.12ml/g未満の場合には、触媒と汚濁物質との接触効率が低下し、十分な処理性能を得られない場合が多い。また、0.50ml/gを超える細孔容積では、触媒の耐久性が低下することがあり、湿式酸化処理に用いると触媒が早期に崩壊する場合がある。細孔容積は、市販の水銀圧入法を用いた装置により測定することができる。   In the present invention, the pore volume of the porous inorganic oxide is not particularly limited. The pore volume of the porous inorganic oxide is preferably 0.12 ml / g or more, more preferably 0.2 ml / g or more, and more preferably 0.25 ml / g or more. The upper limit of the pore volume of the porous inorganic oxide is not particularly limited, but is preferably 0.5 ml / g or less, more preferably 0.45 ml / g or less. In addition, when the pore volume is less than 0.12 ml / g, the contact efficiency between the catalyst and the pollutant decreases, and sufficient treatment performance is often not obtained. In addition, when the pore volume exceeds 0.50 ml / g, the durability of the catalyst may be reduced, and when used in wet oxidation treatment, the catalyst may collapse early. The pore volume can be measured by a device using a commercially available mercury intrusion method.

活性助剤、貴金属および多孔質無機酸化物の含有量は、特に制限されない。活性助剤(酸化物換算)と貴金属(金属換算)と多孔質無機酸化物との合計を100質量%としたき、活性助剤の含有量は、酸化物換算で、0.1〜30質量%であることが好ましく、0.2〜20質量%であることがより好ましく、0.5〜10質量%であることが特に好ましい。また、活性助剤(酸化物換算)と貴金属(金属換算)と多孔質無機酸化物との合計を100質量%としたき、貴金属の含有量は、金属換算で、0.05〜10質量%であることが好ましく、0.1〜3質量%であることがより好ましい。また、活性助剤(酸化物換算)と貴金属(金属換算)と多孔質無機酸化物との合計を100質量%としたき、多孔質無機酸化物の含有量は、60〜99.85質量%であることが好ましく、77〜99.7質量%であることがより好ましい。貴金属量が0.05質量%未満である場合は、貴金属元素類の効果が少なく、触媒の活性が向上しないものであり、10質量%を超える割合で使用しても、触媒費の上昇に見合った触媒性能の向上が得られないため経済的に好ましくない。   The contents of the active aid, the noble metal and the porous inorganic oxide are not particularly limited. The total amount of the active auxiliary agent (in oxide equivalent), the noble metal (in metal equivalent) and the porous inorganic oxide is 100% by mass, and the content of the active auxiliary agent is 0.1 to 30% in terms of oxide. %, More preferably 0.2 to 20% by mass, and particularly preferably 0.5 to 10% by mass. Moreover, when the sum total of an active adjuvant (oxide conversion), a noble metal (metal conversion), and a porous inorganic oxide shall be 100 mass%, content of a noble metal is 0.05-10 mass% in metal conversion. It is preferable that it is 0.1-3 mass%. Further, the total amount of the active auxiliary agent (in terms of oxide), the noble metal (in terms of metal) and the porous inorganic oxide is 100% by mass, and the content of the porous inorganic oxide is 60 to 99.85% by mass. It is preferable that it is 77-99.7 mass%. When the amount of noble metal is less than 0.05% by mass, the effect of the noble metal elements is small and the activity of the catalyst is not improved. Even if it is used at a rate exceeding 10% by mass, the catalyst cost is increased. In addition, it is not economically preferable because the catalyst performance cannot be improved.

本発明の触媒の調製方法は、特に制限されないが、貴金属成分と活性助剤を含浸法により多孔性無機酸化物上に被覆することが好ましい。すなわち、本発明の第二によると、貴金属成分と活性助剤を含浸法により多孔性無機酸化物上に被覆することを特徴とする本発明の窒素含有化合物処理用触媒の製造方法が提供される。より具体的には、本発明の触媒の調製方法としては、貴金属と活性助剤の各々の前駆体を適当な溶媒(例えば、水)に溶かした溶液(例えば、水溶液)に多孔性無機酸化物を加え、加熱により溶媒(例えば、水分)を蒸発させることで、貴金属と活性助剤を多孔性無機酸化物に含浸させることができる。また、貴金属と活性助剤の各々の前駆体を適当な溶媒(例えば、水)に溶かした溶液(例えば、水溶液)に多孔性無機酸化物を加えアルカリ性物質を加え沈殿物を当該多孔性無機酸化物上に担持することもできる。   The method for preparing the catalyst of the present invention is not particularly limited, but it is preferable to coat the porous inorganic oxide with a noble metal component and an active auxiliary agent by an impregnation method. That is, according to the second aspect of the present invention, there is provided a method for producing a catalyst for treating a nitrogen-containing compound according to the present invention, wherein a porous inorganic oxide is coated on the porous inorganic oxide by an impregnation method. . More specifically, as a method for preparing the catalyst of the present invention, a porous inorganic oxide is prepared in a solution (for example, an aqueous solution) obtained by dissolving each precursor of a noble metal and an active auxiliary agent in an appropriate solvent (for example, water). And evaporating the solvent (for example, water) by heating, the porous inorganic oxide can be impregnated with the noble metal and the active auxiliary agent. In addition, a porous inorganic oxide is added to a solution (for example, an aqueous solution) in which the precursors of the noble metal and the active auxiliary agent are dissolved in an appropriate solvent (for example, water), and an alkaline substance is added to the precipitate. It can also be carried on an object.

ここで、多孔性無機酸化物に貴金属成分と活性助剤を含浸させる方法は、特に制限されない。例えば、多孔性無機酸化物に貴金属成分と活性助剤を同時に含浸する方法、多孔性無機酸化物に貴金属成分と活性助剤を逐次的に含浸する方法などを適宜、選択できる。含浸後の触媒を乾燥、焼成および/または還元することで、多孔質無機酸化物に貴金属と活性助剤を被覆した触媒を得ることができる。好ましくは、貴金属成分と活性助剤を含む水溶液を蒸発またはアルカリ性物質を加えて析出(共沈)する方法である。なお、上記触媒の焼成温度は、300〜800℃、より好ましくは350〜600℃が好ましい。更に水素、窒素雰囲気下で還元処理することも好ましい。   Here, the method for impregnating the porous inorganic oxide with the noble metal component and the active auxiliary agent is not particularly limited. For example, a method of simultaneously impregnating a porous inorganic oxide with a noble metal component and an active aid, a method of sequentially impregnating a porous inorganic oxide with a noble metal component and an active aid, and the like can be selected as appropriate. By drying, calcining and / or reducing the impregnated catalyst, a catalyst in which a porous inorganic oxide is coated with a noble metal and an active aid can be obtained. Preferably, it is a method of evaporating an aqueous solution containing a noble metal component and an active aid or adding an alkaline substance to precipitate (coprecipitate). In addition, the calcination temperature of the said catalyst is 300-800 degreeC, More preferably, 350-600 degreeC is preferable. Further, it is also preferable to perform a reduction treatment in a hydrogen or nitrogen atmosphere.

この触媒調製工程において、活性助剤を含浸担持後に、酸化雰囲気中にて200℃以上で、より好ましくは300℃〜800℃で、より好ましくは400〜600℃の温度で、1〜5時間、より好ましくは2〜4時間、熱処理(焼成)する工程を少なくとも1度採用することができる。この操作により、高い浄化性を維持することができる。ここで、酸化雰囲気としては、空気、酸素と不活性ガスの混合ガスなどが挙げられる。   In this catalyst preparation step, after impregnating and supporting the active assistant, it is 200 ° C. or higher in the oxidizing atmosphere, more preferably 300 ° C. to 800 ° C., more preferably 400 to 600 ° C., for 1 to 5 hours. More preferably, a heat treatment (firing) step for 2 to 4 hours can be employed at least once. By this operation, a high purification property can be maintained. Here, examples of the oxidizing atmosphere include air, a mixed gas of oxygen and an inert gas, and the like.

上記方法において、貴金属の原料(前駆体)としては、特に制限されず、上記金属の、有機酸塩、無機酸塩等のいずれも使用できるが、水溶性塩であることが好ましい。例えば、上記貴金属の、硝酸塩、シュウ酸塩、酢酸塩、アンモニウム塩、塩化物などのハロゲン化物等から適宜選ぶことができる。好ましくは、硝酸塩、酢酸塩、塩化物である。   In the above method, the raw material (precursor) of the noble metal is not particularly limited, and any of organic salts, inorganic acid salts, and the like of the above metals can be used, but a water-soluble salt is preferable. For example, the noble metal can be appropriately selected from halides such as nitrates, oxalates, acetates, ammonium salts and chlorides. Preferred are nitrates, acetates and chlorides.

活性助剤の原料は、特に制限されないが、水溶性化合物、ゲルなどを用いることができる。具体的には、上記金属の、硝酸塩、硫酸塩、塩化物等のハロゲン化物などの無機性化合物および酢酸塩、シュウ酸塩、クエン酸塩等の有機酸塩などが挙げられる。好ましくは、硝酸塩、硫酸塩、酢酸塩、塩化物である。   Although the raw material of an active adjuvant is not specifically limited, A water-soluble compound, gel, etc. can be used. Specific examples include inorganic compounds such as halides such as nitrates, sulfates, and chlorides, and organic acid salts such as acetates, oxalates, and citrates. Nitrate, sulfate, acetate and chloride are preferred.

また、適当な溶媒としては、特に制限されないが、水、メタノール、エタノールなどが挙げられる。この際、溶媒は、単独で使用されてもあるいは2種以上の混合液の形態で使用されてもよい。好ましくは水が使用される。また、溶媒における貴金属の原料(前駆体)および活性助剤の原料の濃度は、特に制限されず、貴金属および活性助剤の原料が溶解する濃度であれば、所定の貴金属および活性助剤の含有量となるように適宜設定できる。   Further, suitable solvents are not particularly limited, and water, methanol, ethanol and the like can be mentioned. In this case, the solvent may be used alone or in the form of a mixture of two or more. Preferably water is used. In addition, the concentration of the noble metal raw material (precursor) and the active auxiliary material in the solvent is not particularly limited, and the concentration of the predetermined noble metal and the active auxiliary is not limited as long as the noble metal and the active auxiliary raw material are dissolved. It can set suitably so that it may become quantity.

また、アルカリ性物質を使用する場合のアルカリ性物質としては、特に制限されず、一般的な共沈法で使用されるアルカリ性物質が同様にして使用できる。例えば、アンモニア水、水酸化ナトリウムまたはその水溶液、水酸化カリウムまたはその水溶液、炭酸ナトリウムまたはその水溶液などが挙げられる。この際、アルカリ物質の添加量は、所望な程度に沈殿物が形成できる量であれば特に制限されない。アルカリ物質を、貴金属の原料(前駆体)または活性助剤の原料を含む溶液のpHが好ましくは7〜10、より好ましくは7.5〜9.5になる程度の量、添加することが好ましい。   Moreover, it does not restrict | limit especially as an alkaline substance in the case of using an alkaline substance, The alkaline substance used by the general coprecipitation method can be used similarly. Examples thereof include aqueous ammonia, sodium hydroxide or an aqueous solution thereof, potassium hydroxide or an aqueous solution thereof, sodium carbonate or an aqueous solution thereof. At this time, the amount of the alkaline substance added is not particularly limited as long as it is an amount capable of forming a precipitate to a desired degree. The alkaline substance is preferably added in such an amount that the pH of the solution containing the precious metal raw material (precursor) or the active auxiliary raw material is preferably 7 to 10, more preferably 7.5 to 9.5. .

上記焼成工程後は、必要であれば、貴金属成分の還元処理を行う。これにより、本発明の触媒が製造できる。ここで、貴金属成分の還元処理条件は、特に制限されないが、例えば、還元処理温度は、150〜600℃が好ましく、200〜400℃がより好ましい。また、還元処理時間は、1〜5時間が好ましく、2〜4時間がより好ましい。このような条件であれば、貴金属成分の粒子径成長(シンタリング)が起こらず、所望の大きさの貴金属成分を多孔性無機酸化物または活性助剤に担持できる。また、上記還元処理は、還元雰囲気下で行われる。この際、還元雰囲気は、貴金属成分の原料化合物が還元されれば特に制限されないが、還元性ガスと不活性ガスとの混合ガス雰囲気下で行うことが好ましい。還元性ガスは、特に制限されないが、水素(H)ガスが好ましい。また、不活性ガスは、特に制限されないが、ヘリウム(He)、ネオン(Ne)、アルゴン(Ar)、クリプトン(Kr)、キセノン(Xe)、及び窒素(N)などが使用できる。上記不活性ガスは、単独で使用されてもあるいは2種以上の混合ガスの形態で使用されてもよい。不活性ガスに含有される還元性ガスの濃度は、特に制限されないが、安全面などを考慮すると、還元性ガスの濃度は、混合ガス全量に対して、好ましくは1〜20体積%である。このような条件であれば、貴金属成分を多孔性無機酸化物または活性助剤に効率よく還元できる。 After the firing step, if necessary, a noble metal component is reduced. Thereby, the catalyst of this invention can be manufactured. Here, the reduction treatment conditions for the noble metal component are not particularly limited, but for example, the reduction treatment temperature is preferably 150 to 600 ° C, more preferably 200 to 400 ° C. The reduction treatment time is preferably 1 to 5 hours, and more preferably 2 to 4 hours. Under such conditions, noble metal component particle size growth (sintering) does not occur, and a noble metal component having a desired size can be supported on the porous inorganic oxide or the active auxiliary agent. Further, the reduction process is performed in a reducing atmosphere. In this case, the reducing atmosphere is not particularly limited as long as the noble metal component raw material compound is reduced, but it is preferably performed in a mixed gas atmosphere of a reducing gas and an inert gas. The reducing gas is not particularly limited, but hydrogen (H 2 ) gas is preferable. The inert gas is not particularly limited, and helium (He), neon (Ne), argon (Ar), krypton (Kr), xenon (Xe), nitrogen (N 2 ), and the like can be used. The said inert gas may be used independently or may be used with the form of 2 or more types of mixed gas. The concentration of the reducing gas contained in the inert gas is not particularly limited, but considering safety and the like, the concentration of the reducing gas is preferably 1 to 20% by volume with respect to the total amount of the mixed gas. Under such conditions, the noble metal component can be efficiently reduced to the porous inorganic oxide or the active auxiliary agent.

触媒の形状については特に制限はなく、例えば粒状、球状、ペレット状、破砕状、サドル状、ハニカム状およびリング状のいずれでもよい。ペレット状の場合、断面が円形であるものの他、楕円形、多角形、三葉形、四葉形等任意の形のものを用いることができる。   The shape of the catalyst is not particularly limited, and may be any of granular, spherical, pellet, crushed, saddle, honeycomb, and ring shapes, for example. In the case of a pellet shape, an arbitrary shape such as an elliptical shape, a polygonal shape, a trilobal shape, and a quadrilateral shape can be used in addition to a circular cross section.

次に、上記本発明の触媒を用いて排水を処理する方法について説明する。なお、本発明の方法において、上記本発明の触媒は、1種を単独で使用してもまたはそれぞれを2種以上の混合物の形態で使用されてもよい。   Next, a method for treating waste water using the catalyst of the present invention will be described. In the method of the present invention, the catalyst of the present invention may be used alone or in the form of a mixture of two or more.

本発明の触媒は、硝酸態窒素および/または亜硝酸態窒素の生成を効果的に抑制できる。このため、本発明の触媒を用いると、窒素含有化合物を含む排水を浄化性高く処理でき、また高い浄化性を維持することができる。   The catalyst of the present invention can effectively suppress the formation of nitrate nitrogen and / or nitrite nitrogen. For this reason, when the catalyst of this invention is used, the waste_water | drain containing a nitrogen-containing compound can be processed with high purification property, and high purification property can be maintained.

したがって、本発明の第三によると、本発明の触媒を用いて、窒素含有化合物を含む排水を、酸化剤の存在下、100℃以上370℃未満の温度かつ該排水が液相を保持する圧力条件で該排水中の窒素化合物を処理することを特徴とする排水の処理方法が提供される。   Therefore, according to the third aspect of the present invention, using the catalyst of the present invention, wastewater containing a nitrogen-containing compound is heated to a temperature of 100 ° C. or higher and lower than 370 ° C. in the presence of an oxidizing agent, and the pressure at which the wastewater maintains a liquid phase. There is provided a method for treating waste water, characterized by treating nitrogen compounds in the waste water under conditions.

以下、本発明に係る触媒を用いた排水の処理方法、特に湿式酸化処理方法について詳述する。   Hereinafter, a wastewater treatment method using the catalyst according to the present invention, particularly a wet oxidation treatment method will be described in detail.

本発明の処理対象となる排水としては、窒素含有化合物が含まれるものであれば何れであってもよく、例えば、化学プラント、電子部品製造設備、食品加工設備、印刷製版設備、火力発電や原子力発電などの発電設備、写真処理設備、金属加工設備、金属メッキ設備、金属精錬設備、紙パルプ製造設備などの各種産業プラントから排出される排水や、屎尿、下水などの生活排水、湿式洗煙排水など各種有害物処理設備から排出される排水、埋立地浸出水などの種々の窒素含有化合物を含有する排水が挙げられる。また、有害物質を含有する土壌を処理するために該土壌中の有害物質を液中に抽出した抽出液も本発明の処理対象排水として扱うことができる。   The wastewater to be treated in the present invention may be any wastewater as long as it contains a nitrogen-containing compound. For example, chemical plants, electronic component manufacturing equipment, food processing equipment, printing plate making equipment, thermal power generation and nuclear power Wastewater discharged from various industrial plants such as power generation facilities such as power generation, photo processing equipment, metal processing equipment, metal plating equipment, metal refining equipment, and pulp and paper manufacturing equipment, domestic wastewater such as manure and sewage, wet smoke washing wastewater Examples of such wastewater include various wastewater treatment facilities and wastewater containing various nitrogen-containing compounds such as landfill leachate. Moreover, in order to process the soil containing a toxic substance, the extract which extracted the toxic substance in this soil in the liquid can also be handled as the wastewater to be treated of the present invention.

本発明に係る窒素含有化合物は、窒素原子を含有されるものであれば特に限定されるものではないが、例えば、無機態窒素化合物、アミン化合物、アミド化合物、アミノ酸化合物、含窒素五員環化合物、硝酸塩、亜硝酸塩、ニトロ化合物、ニトロソ化合物、ニトロシル化合物および窒素を含有するポリマー等を挙げることができる。   The nitrogen-containing compound according to the present invention is not particularly limited as long as it contains a nitrogen atom. For example, inorganic nitrogen compounds, amine compounds, amide compounds, amino acid compounds, nitrogen-containing five-membered ring compounds , Nitrates, nitrites, nitro compounds, nitroso compounds, nitrosyl compounds and nitrogen-containing polymers.

本発明に係る無機態窒素化合物とは、アンモニア、アンモニウム塩、ヒドラジン、ヒドラジニウム塩が例示される。   Examples of the inorganic nitrogen compound according to the present invention include ammonia, ammonium salt, hydrazine, and hydrazinium salt.

本発明に係るアミン化合物とは、分子内にアミノ基を有する化合物であり、メチルアミン、エチレンジアミン、トリエタノールアミン、モノエタノールアミン、メチルジエタノールアミン、アニリン、ピリジンが例示される。   The amine compound according to the present invention is a compound having an amino group in the molecule, and examples thereof include methylamine, ethylenediamine, triethanolamine, monoethanolamine, methyldiethanolamine, aniline, and pyridine.

本発明に係るアミド化合物とは、分子内にアミド基を持つ化合物であり、ホルムアミド、ジメチルホルムアミド、尿素が例示される。   The amide compound according to the present invention is a compound having an amide group in the molecule, and examples include formamide, dimethylformamide, and urea.

本発明に係るアミノ酸化合物としては、グリシン、アスパラギン酸、フェニルアラニン、トリプトファンが例示される。   Examples of the amino acid compound according to the present invention include glycine, aspartic acid, phenylalanine, and tryptophan.

本発明に係る含窒素五員環化合物とは、N−メチルピロリドン、ピロール、イミダゾール、ピラゾール、チアゾール、オキサゾール、フラザン等およびこれらの誘導体が例示される。これらの中でも特にDMI(1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン)等のイミダゾリジノン系窒素含有化合物は、非プロトン系極性溶媒として広く使用されているが、このような窒素化合物の処理においても本発明は好適である。   Examples of the nitrogen-containing five-membered ring compound according to the present invention include N-methylpyrrolidone, pyrrole, imidazole, pyrazole, thiazole, oxazole, furazane and the like and derivatives thereof. Among these, in particular, imidazolidinone nitrogen-containing compounds such as DMI (1,3-dimethyl-2-imidazolidinone) are widely used as aprotic polar solvents, but in the treatment of such nitrogen compounds. The present invention is also suitable.

なお、窒素含有化合物は水に不溶または難溶性のものであってもよいが、水に溶解するものが好ましい。なお、水に不溶または難溶性の窒素含有化合物を処理する場合は、窒素含有化合物が水に懸濁している状態等であることが処理上の取扱い面においては好ましいものである。排水中の窒素含有化合物は、単一化合物で存在しても、また、複数で混在してもよい。   The nitrogen-containing compound may be insoluble or hardly soluble in water, but is preferably soluble in water. In the case of treating a nitrogen-containing compound that is insoluble or sparingly soluble in water, it is preferable in terms of handling in processing that the nitrogen-containing compound is suspended in water. The nitrogen-containing compound in the waste water may exist as a single compound or may be mixed in a plurality.

尚、本発明における「排水」には、上記した様な産業プラントから排出される所謂工業排水に限定されるものではなく、要するに窒素含有化合物を含む液体であれば全て包含され、液体の供給源は特に限定されない。   The “drainage” in the present invention is not limited to the so-called industrial drainage discharged from the industrial plant as described above, but includes all liquids containing nitrogen-containing compounds. Is not particularly limited.

本発明において処理対象となる排水中の全窒素濃度は、特に限定されるわけではないが、30mg/リットル以上6000mg/リットル以下が効果的であり、好ましくは50mg/リットル以上5000mg/リットル以下である。全窒素が30mg/リットル未満の場合は触媒湿式酸化処理するコスト的な優位性が十分に得られない。一方、6000mg/リットルを超える場合は、全窒素濃度が高すぎるため、十分な処理性能が得られなくなる場合がある。   The total nitrogen concentration in the wastewater to be treated in the present invention is not particularly limited, but is effective from 30 mg / liter to 6000 mg / liter, preferably from 50 mg / liter to 5000 mg / liter. . When the total nitrogen is less than 30 mg / liter, the cost advantage of catalytic wet oxidation cannot be sufficiently obtained. On the other hand, when it exceeds 6000 mg / liter, since the total nitrogen concentration is too high, sufficient processing performance may not be obtained.

また、排水中には窒素含有化合物以外の成分、例えば、COD成分等の成分が含有されていても本発明に係る湿式酸化反応に支障のない範囲であれば特に問題はない。   Moreover, even if components other than the nitrogen-containing compound, for example, components such as the COD component, are contained in the waste water, there is no particular problem as long as it does not interfere with the wet oxidation reaction according to the present invention.

本発明に係る酸化剤は、排水中の被酸化性物質を酸化しうるものであれば何れのものであってもよく、例えば酸素および/またはオゾンを含有するガスや過酸化水素などが挙げられ、ガスを用いる場合には、一般に空気であることが好ましい。それ以外に、他のプラントより生じる酸素含有の排ガスも便宜使用することもできる。なお、被酸化性物質とは、窒素含有化合物、COD成分である。   The oxidizing agent according to the present invention may be any oxidizing agent that can oxidize oxidizable substances in waste water, and examples thereof include oxygen and / or ozone-containing gas and hydrogen peroxide. In the case of using gas, air is generally preferable. In addition, oxygen-containing exhaust gas generated from other plants can also be used conveniently. The oxidizable substance is a nitrogen-containing compound or a COD component.

本発明において、酸化剤は排水に必要量が含まれるときは排水に供給する必要はないが、必要量含まれていないときは排水に供給することが好ましい。排水中に含まれる酸化剤の量は、排水中の被酸化性物質の量において適宜選択されるものであるが、好ましくは被酸化物質の理論酸素要求量に対して、0.7モル倍〜5.0モル倍、さらに好ましくは1.0モル倍〜4.0モル倍である。0.7モル倍未満であるときは、排水中の有害物質が十分に分解されず、5.0モル倍を超えるときは設備が大型化するだけだからである。ここでいう「理論酸素要求量」とは、排水中の被酸化物質(窒素含有化合物)を窒素、二酸化炭素、水、硫酸塩などの灰分にまで酸化および/または分解するのに必要な酸素量のことを指し、排水中に窒素含有化合物以外にも被酸化性物質が含まれている場合には、これらを含めて理論酸素要求量を求める。   In the present invention, the oxidizing agent does not need to be supplied to the wastewater when the required amount is included in the wastewater, but is preferably supplied to the wastewater when the required amount is not included. The amount of the oxidizing agent contained in the wastewater is appropriately selected in the amount of the oxidizable substance in the wastewater, but preferably 0.7 mol times to the theoretical oxygen demand of the oxidizable substance. The ratio is 5.0 mol times, more preferably 1.0 mol times to 4.0 mol times. This is because when the amount is less than 0.7 mol times, harmful substances in the wastewater are not sufficiently decomposed, and when the amount exceeds 5.0 mol times, the equipment is only enlarged. The "theoretical oxygen demand" here means the amount of oxygen required to oxidize and / or decompose oxidants (nitrogen-containing compounds) in wastewater to ash such as nitrogen, carbon dioxide, water, and sulfate. When the wastewater contains oxidizable substances in addition to the nitrogen-containing compound, the theoretical oxygen demand is calculated including these.

本発明にかかる窒素含有化合物の処理方法は、100℃以上370℃未満の温度範囲で処理できる。この処理温度が100℃未満であると窒素含有化合物の酸化・分解処理を効率的に行えなくなるため、好ましくない。この処理温度は、好ましくは120℃を超える温度とするのが良く、より好ましくは130℃を超える温度であり、更に好ましくは140℃を超える温度とするのが良い。また、処理温度が370℃以上であると、排水が液相を維持することができなくなるため、好ましくない。処理温度を高くすれば加熱に必要な運転費が高騰するため、好ましくは280℃以下、より好ましくは260℃以下とするのがよい。   The processing method of the nitrogen-containing compound concerning this invention can be processed in the temperature range of 100 degreeC or more and less than 370 degreeC. If the treatment temperature is less than 100 ° C., the nitrogen-containing compound cannot be efficiently oxidized / decomposed, which is not preferable. This treatment temperature is preferably a temperature exceeding 120 ° C., more preferably a temperature exceeding 130 ° C., and further preferably a temperature exceeding 140 ° C. Moreover, since it becomes impossible for wastewater to maintain a liquid phase as process temperature is 370 degreeC or more, it is unpreferable. If the treatment temperature is raised, the operating cost required for heating rises, so the temperature is preferably 280 ° C. or lower, more preferably 260 ° C. or lower.

一方、処理圧力は、上記処理温度において排水が液相を保持する圧力であればよく、特に限定されるものではない。また、上記処理圧力の調整は、特に制限されず、公知の方法によって行うことができ、例えば、湿式酸化処理装置の排ガス出口側に圧力調整弁を設け、反応塔内で排水が液相を保持できるように処理温度に応じて圧力を適宜調整することが望ましい。ここで、処理圧力は、特に制限されず、処理温度によって適宜調節されうる。例えば、処理温度が100℃以上の場合には、大気圧下では排水が気化することが多いため、処理温度が100℃以上170℃未満の場合には、0.2〜1MPa(Gauge)程度の圧力を加え、排水が液相を保持できる様に圧力を制御することが望ましい。また、処理温度が170℃以上230℃未満の場合には、1〜5MPa(Gauge)程度の圧力を、また、処理温度が230℃以上の場合には、5MPa(Gauge)超の圧力を、それぞれ、加え、排水が液相を保持できる様に圧力を制御することが望ましい。さらに、処理性能および触媒の耐久性を向上するためには、処理圧力の変動を、±20%以内、より好ましくは±10%以内、更に好ましくは±5%以内に制御するのが良い。   On the other hand, the treatment pressure is not particularly limited as long as the wastewater maintains a liquid phase at the treatment temperature. Further, the adjustment of the treatment pressure is not particularly limited, and can be performed by a known method. For example, a pressure adjustment valve is provided on the exhaust gas outlet side of the wet oxidation treatment apparatus, and the wastewater keeps the liquid phase in the reaction tower. It is desirable to adjust the pressure appropriately according to the processing temperature so that it can be performed. Here, the processing pressure is not particularly limited, and can be appropriately adjusted depending on the processing temperature. For example, when the processing temperature is 100 ° C. or higher, the waste water is often vaporized under atmospheric pressure. Therefore, when the processing temperature is 100 ° C. or higher and lower than 170 ° C., about 0.2 to 1 MPa (Gauge). It is desirable to apply pressure and control the pressure so that the drainage can maintain the liquid phase. In addition, when the processing temperature is 170 ° C. or higher and lower than 230 ° C., a pressure of about 1 to 5 MPa (Gauge), and when the processing temperature is 230 ° C. or higher, a pressure higher than 5 MPa (Gauge) is used. In addition, it is desirable to control the pressure so that the drainage can maintain the liquid phase. Furthermore, in order to improve the treatment performance and the durability of the catalyst, the fluctuation of the treatment pressure is controlled within ± 20%, more preferably within ± 10%, and even more preferably within ± 5%.

窒素含有化合物を含む排水の処理を流通系の場合、排水の空間速度は、特に限定されるものではないが、通常、各触媒層あたりの空間速度を0.1リットル・hr−1〜10リットル・hr−1、より好ましくは0.2リットル・hr−1〜5リットル・hr−1、更に好ましくは0.3リットル・hr−1〜3リットル・hr−1となるようにすればよい。空間速度が0.1hr−1未満の場合、排水の処理量が低下し、過大な設備が必要となり、逆に10hr−1を超える場合には、窒素含有化合物の酸化・分解処理を効率的ではない。 In the case of a flow system for treating wastewater containing nitrogen-containing compounds, the space velocity of the wastewater is not particularly limited, but usually the space velocity per each catalyst layer is 0.1 liter · hr −1 to 10 liters. · Hr -1 , more preferably 0.2 liters · hr -1 to 5 liters · hr -1 , still more preferably 0.3 liters · hr -1 to 3 liters · hr -1 . When the space velocity is less than 0.1 hr −1 , the amount of wastewater treated is reduced, and excessive facilities are required. On the other hand, when it exceeds 10 hr −1 , the oxidation and decomposition treatment of nitrogen-containing compounds is not efficient. Absent.

以下、実施例により本発明を詳細に説明するが、本発明の効果を奏するものであれば本実施例に限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention in detail, if there exists an effect of this invention, it will not be limited to a present Example.

(実施例1)
市販の酸化チタン(TiO)に、ルテニウム(Ru)1.3質量%および酸化ジルコニウム(ZrO)3.5質量%を含浸担持した。貴金属(Ru)および活性助剤(ZrO)の前駆体には硝酸ルテニウム(Ru)および硝酸ジルコニウムを使用した。含浸担持後の触媒を空気中300℃で3時間焼成を行い、同温で3時間、水素と窒素の混合ガス(水素:5体積%)中で水素還元を行うことで触媒を得た。得られた触媒の組成は表1に記載した。
Example 1
Commercially available titanium oxide (TiO 2 ) was impregnated and supported with 1.3% by mass of ruthenium (Ru) and 3.5% by mass of zirconium oxide (ZrO 2 ). Ruthenium nitrate (Ru) and zirconium nitrate were used as precursors for the noble metal (Ru) and the active assistant (ZrO 2 ). The impregnated and supported catalyst was calcined in air at 300 ° C. for 3 hours, and subjected to hydrogen reduction in a mixed gas of hydrogen and nitrogen (hydrogen: 5% by volume) at the same temperature for 3 hours to obtain a catalyst. The composition of the obtained catalyst is shown in Table 1.

(実施例2)
共沈法にて調製した酸化鉄(Fe)、酸化ビスマス(Bi)および酸化インジウム(In)の複合酸化物[酸化鉄:酸化ビスマス:酸化インジウムの質量比=87:8:5]に、パラジウム(Pd)0.8質量%および酸化セリウム(CeO)5.5質量%を含浸担持した。貴金属(Pd)および活性助剤(CeO)の前駆体には硝酸パラジウムと硝酸セリウムを使用した。含浸担持後の触媒を空気中400℃で4時間焼成を行い、300℃で3時間、水素と窒素の混合ガス(水素:5体積%)中で水素還元を行うことで触媒を得た。得られた触媒の組成は表1に記載した。また、多孔性無機酸化物(Fe−Bi−In)の細孔容積および活性助剤(CeO)の平均粒子径は表2に記載した。
(Example 2)
Composite oxide of iron oxide (Fe 2 O 3 ), bismuth oxide (Bi 2 O 3 ) and indium oxide (In 2 O 3 ) prepared by coprecipitation method [mass ratio of iron oxide: bismuth oxide: indium oxide = 87: 8: 5] was impregnated with 0.8% by mass of palladium (Pd) and 5.5% by mass of cerium oxide (CeO 2 ). Palladium nitrate and cerium nitrate were used as precursors for the noble metal (Pd) and the active auxiliary agent (CeO 2 ). The impregnated and supported catalyst was calcined in air at 400 ° C. for 4 hours, and subjected to hydrogen reduction in a mixed gas of hydrogen and nitrogen (hydrogen: 5% by volume) at 300 ° C. for 3 hours to obtain a catalyst. The composition of the obtained catalyst is shown in Table 1. Further, the pore volume of the porous inorganic oxide (Fe 2 O 3 —Bi 2 O 3 —In 2 O 3 ) and the average particle diameter of the active auxiliary agent (CeO 2 ) are shown in Table 2.

参考例3)
実施例1と同様の組成の触媒であり、貴金属および活性助剤担持後の焼成温度を200℃とした以外は実施例1と同様の方法で触媒を調製した。得られた触媒の組成は表1に記載した。また、多孔性無機酸化物(TiO)の細孔容積および活性助剤(ZrO)の平均粒子径は表2に記載した。
( Reference Example 3)
A catalyst having the same composition as in Example 1 was prepared in the same manner as in Example 1 except that the calcination temperature after supporting the noble metal and the active auxiliary agent was 200 ° C. The composition of the obtained catalyst is shown in Table 1. Further, the pore volume of the porous inorganic oxide (TiO 2 ) and the average particle diameter of the active auxiliary agent (ZrO 2 ) are shown in Table 2.

(比較例1)
酸化アルミニウム(Al)にイリジウム(Ir)を含浸担持した。貴金属(Ir)の前駆体には硝酸イリジウム溶液を使用した。含浸担持後の触媒を空気中400℃で3時間焼成を行い、300℃で2時間、水素と窒素の混合ガス(水素:5体積%)中で水素還元を行うことで触媒を得た。得られた触媒の組成は表1に記載した。また、多孔性無機酸化物(Al)の細孔容積は表2に記載した。
(Comparative Example 1)
Aluminum oxide (Al 2 O 3 ) was impregnated with iridium (Ir). An iridium nitrate solution was used as a noble metal (Ir) precursor. The impregnated catalyst was calcined in air at 400 ° C. for 3 hours, and then subjected to hydrogen reduction in a mixed gas of hydrogen and nitrogen (hydrogen: 5% by volume) at 300 ° C. for 2 hours to obtain a catalyst. The composition of the obtained catalyst is shown in Table 1. The pore volume of the porous inorganic oxide (Al 2 O 3 ) is shown in Table 2.

(比較例2)
市販の酸化チタン(TiO)にルテニウム(Ru)を含浸担持した。貴金属(Ru)の前駆体には硝酸ルテニウム溶液を使用した。含浸担持後の触媒を空気中300℃で3時間焼成を行い、同温で3時間、水素と窒素の混合ガス(水素:5体積%)中で水素還元を行うことで触媒を得た。得られた触媒の組成は表1に記載した。また、多孔性無機酸化物(TiO)の細孔容積は表2に記載した。
(Comparative Example 2)
Commercially available titanium oxide (TiO 2 ) was impregnated with ruthenium (Ru). A ruthenium nitrate solution was used as a noble metal (Ru) precursor. The impregnated and supported catalyst was calcined in air at 300 ° C. for 3 hours, and subjected to hydrogen reduction in a mixed gas of hydrogen and nitrogen (hydrogen: 5% by volume) at the same temperature for 3 hours to obtain a catalyst. The composition of the obtained catalyst is shown in Table 1. The pore volume of the porous inorganic oxide (TiO 2 ) is shown in Table 2.

(排水処理方法1)
図1に示す処理装置を使用し、この反応塔5に上記実施例1〜3,比較例1,2で得られた触媒5.1を1リットル充填して、下記の処理条件下で処理を1200時間連続して行った。以下に詳細な実験方法および結果について記述する。処理に供した排水はアンモニア水であり、排水供給ライン1から排水供給ポンプ2により1リットル/hrの流量で昇圧フィードした。一方、酸化剤供給ライン3からはコンプレッサーにて昇圧した空気を供給した。この気液混合物を熱交換器4で加熱した後、触媒5.1を充填した反応塔5に導入し、処理温度250℃で湿式酸化処理した。被処理液は熱交換器4および熱交換器(冷却器)6により冷却した後、気液分離機7に導入した。気液分離機7では、液面コントローラ(LC)により液面を検出して液面制御弁8を作動させて一定の液面を保持するとともに、圧力コントローラ(PC)により圧力を検出して圧力制御弁9を作動させて7.0MPa(Gauge)の圧力を保持するように操作した。アンモニア濃度および空気供給量は処理時間の経過とともに変化させた。処理条件を表3に示す。
(Wastewater treatment method 1)
Using the processing apparatus shown in FIG. 1, this reaction tower 5 is filled with 1 liter of the catalyst 5.1 obtained in Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 and 2 and processed under the following processing conditions. Performed continuously for 1200 hours. Detailed experimental methods and results are described below. The waste water used for the treatment was ammonia water, and was pressure-fed at a flow rate of 1 liter / hr from the waste water supply line 1 by the waste water supply pump 2. On the other hand, air pressurized by a compressor was supplied from the oxidant supply line 3. After this gas-liquid mixture was heated by the heat exchanger 4, it was introduced into the reaction tower 5 packed with the catalyst 5.1 and wet-oxidized at a treatment temperature of 250 ° C. The liquid to be treated was cooled by the heat exchanger 4 and the heat exchanger (cooler) 6 and then introduced into the gas-liquid separator 7. In the gas-liquid separator 7, the liquid level controller (LC) detects the liquid level and operates the liquid level control valve 8 to maintain a constant liquid level, and the pressure controller (PC) detects the pressure to detect the pressure. The control valve 9 was operated to operate so as to maintain a pressure of 7.0 MPa (Gauge). The ammonia concentration and the air supply amount were changed with the lapse of treatment time. Table 3 shows the processing conditions.

処理結果は表4、表5に示した通りであった。なお、下記表2において、300、600、900および1200時間経過時の全窒素処理効率、アンモニア態窒素残存量、硝酸態窒素生成量および亜硝酸態窒素生成量は、それぞれ、下記方法によって、測定した。   The treatment results were as shown in Tables 4 and 5. In Table 2 below, the total nitrogen treatment efficiency, ammonia nitrogen residual amount, nitrate nitrogen production amount, and nitrite nitrogen production amount after 300, 600, 900, and 1200 hours have been measured by the following methods, respectively. did.

<全窒素濃度の測定>
全窒素濃度の定量は全窒素測定装置を用いて行った。また、全窒素処理効率の算出方法は以下のとおりである。
<Measurement of total nitrogen concentration>
The total nitrogen concentration was quantified using a total nitrogen measuring device. Moreover, the calculation method of the total nitrogen treatment efficiency is as follows.

<アンモニア態窒素残存量の測定>
アンモニア態窒素残存量の定量はイオンクロマトグラフィーによる分析にて行った。
<Measurement of residual amount of ammonia nitrogen>
The amount of residual ammonia nitrogen was determined by ion chromatography analysis.

<硝酸態窒素生成量の測定>
硝酸態窒素生成量の定量はイオンクロマトグラフィーによる分析にて行った。
<Measurement of nitrate nitrogen production>
Nitrate nitrogen production was quantified by ion chromatography analysis.

<亜硝酸態窒素生成量の測定>
亜硝酸態窒素生成量の定量はイオンクロマトグラフィーによる分析にて行った。
<Measurement of nitrite nitrogen production>
The amount of nitrite nitrogen produced was determined by ion chromatography analysis.

(実施例4)
共沈法にて調製した酸化チタン(TiO)および酸化鉄(Fe)の複合酸化物[酸化チタン:酸化鉄の質量比=20:80]に、パラジウム(Pd)1.5質量%および酸化セリウム(CeO)2.4質量%を含浸担持した。貴金属(Pd)および活性助剤(CeO)の前駆体には硝酸パラジウム溶液および硝酸セリウムを使用した。含浸担持後の触媒を空気中400℃で3時間焼成を行い、300℃で2時間、水素と窒素の混合ガス(水素:5体積%)中で水素還元を行うことで触媒を得た。得られた触媒の組成は表6に記載した。また、多孔性無機酸化物(TiO−Fe)の細孔容積および活性助剤(CeO)の平均粒子径は表7に記載した。
Example 4
To a composite oxide of titanium oxide (TiO 2 ) and iron oxide (Fe 2 O 3 ) prepared by a coprecipitation method (mass ratio of titanium oxide: iron oxide = 20: 80), 1.5 mass of palladium (Pd). % And 2.4% by mass of cerium oxide (CeO 2 ) were impregnated and supported. A palladium nitrate solution and cerium nitrate were used as precursors for the noble metal (Pd) and the active auxiliary agent (CeO 2 ). The impregnated catalyst was calcined in air at 400 ° C. for 3 hours, and then subjected to hydrogen reduction in a mixed gas of hydrogen and nitrogen (hydrogen: 5% by volume) at 300 ° C. for 2 hours to obtain a catalyst. The composition of the obtained catalyst is shown in Table 6. Further, the pore volume of the porous inorganic oxide (TiO 2 —Fe 2 O 3 ) and the average particle diameter of the active auxiliary agent (CeO 2 ) are shown in Table 7.

(実施例5)
共沈法にて調製した酸化セリウム(CeO)および酸化ジルコニウム(ZrO)の複合酸化物[酸化セリウム:酸化ジルコニウムの質量比=35:65]に、ルテニウム(Ru)1.0質量%および酸化チタン(TiO)3.0質量%を含浸担持した。貴金属(Ru)および活性助剤(TiO)の前駆体には硝酸ルテニウム溶液および四塩化チタンを使用した。含浸担持後の触媒を空気中500℃で3時間焼成を行い、300℃で2時間、水素と窒素の混合ガス(水素:5体積%)中で水素還元を行うことで触媒を得た。得られた触媒の組成は表6に記載した。また、多孔性無機酸化物(CeO−ZrO)の細孔容積および活性助剤(TiO)の平均粒子径は表7に記載した。
(Example 5)
To the composite oxide of cerium oxide (CeO 2 ) and zirconium oxide (ZrO 2 ) prepared by the coprecipitation method (mass ratio of cerium oxide: zirconium oxide = 35: 65), ruthenium (Ru) 1.0 mass% and Titanium oxide (TiO 2 ) 3.0% by mass was impregnated and supported. A ruthenium nitrate solution and titanium tetrachloride were used as precursors for the noble metal (Ru) and the active auxiliary agent (TiO 2 ). The impregnated and supported catalyst was calcined in air at 500 ° C. for 3 hours, and subjected to hydrogen reduction in a mixed gas of hydrogen and nitrogen (hydrogen: 5% by volume) at 300 ° C. for 2 hours to obtain a catalyst. The composition of the obtained catalyst is shown in Table 6. Table 7 shows the pore volume of the porous inorganic oxide (CeO 2 —ZrO 2 ) and the average particle diameter of the active auxiliary agent (TiO 2 ).

(実施例6)
市販の酸化ランタン(La)に、銀(Ag)1.8質量%および酸化マンガン(MnO)4.0質量%を含浸担持した。貴金属(Ag)および活性助剤(MnO)の前駆体には、酢酸銀および硝酸マンガンを使用した。含浸担持後の触媒を空気中400℃で2時間焼成を行い、300℃で3時間、水素と窒素の混合ガス(水素:5体積%)中で水素還元を行うことで触媒を得た。得られた触媒の組成は表6に記載した。また、多孔性無機酸化物(La)の細孔容積および活性助剤(MnO)の平均粒子径は表7に記載した。
(Example 6)
Commercially available lanthanum oxide (La 2 O 3 ) was impregnated with 1.8% by mass of silver (Ag) and 4.0% by mass of manganese oxide (MnO 2 ). Silver acetate and manganese nitrate were used as precursors for the noble metal (Ag) and the active auxiliary agent (MnO 2 ). The impregnated and supported catalyst was calcined in air at 400 ° C. for 2 hours, and subjected to hydrogen reduction in a mixed gas of hydrogen and nitrogen (hydrogen: 5% by volume) at 300 ° C. for 3 hours to obtain a catalyst. The composition of the obtained catalyst is shown in Table 6. Further, the pore volume of the porous inorganic oxide (La 2 O 3 ) and the average particle diameter of the active auxiliary agent (MnO 2 ) are shown in Table 7.

参考例7)
市販の酸化ケイ素(SiO)に、ルテニウム(Ru)1.6質量%および酸化ランタン(La)4.0質量%を含浸担持した。貴金属(Ru)および活性助剤(La)の前駆体には塩化ルテニウムおよび硝酸ランタンを使用した。含浸担持後の触媒を400℃で2時間、水素と窒素の混合ガス(水素:5体積%)中で水素還元を行うことで触媒を得た。得られた触媒の組成は表6に記載した。また、多孔性無機酸化物(SiO)の細孔容積および活性助剤(La)の平均粒子径は表7に記載した。
( Reference Example 7)
Commercially available silicon oxide (SiO 2 ) was impregnated with 1.6% by mass of ruthenium (Ru) and 4.0% by mass of lanthanum oxide (La 2 O 3 ). Ruthenium chloride and lanthanum nitrate were used as precursors for the noble metal (Ru) and the active auxiliary agent (La 2 O 3 ). The catalyst after impregnation was supported by hydrogen reduction in a mixed gas of hydrogen and nitrogen (hydrogen: 5% by volume) at 400 ° C. for 2 hours to obtain a catalyst. The composition of the obtained catalyst is shown in Table 6. Further, the pore volume of the porous inorganic oxide (SiO 2 ) and the average particle diameter of the active auxiliary agent (La 2 O 3 ) are shown in Table 7.

参考例8)
市販の酸化アルミニウム(Al)、酸化亜鉛(ZnO)および酸化イットリウム(Y)を、酸化アルミニウム:酸化亜鉛:酸化イットリウムの質量比=55:35:10で、緊密に混合し、当該混合酸化物にパラジウム(Pd)1.2質量%および酸化インジウム(In)2.5質量%を含浸担持した。貴金属(Pd)および活性助剤(In)の前駆体には硝酸パラジウムと硝酸インジウムを使用した。含浸担持後の触媒を空気中500℃で3時間焼成を行い、300℃で3時間、水素と窒素の混合ガス(水素:5体積%)中で水素還元を行うことで触媒を得た。得られた触媒の組成は表6に記載した。また、多孔性無機酸化物(Al−ZnO−Y)の細孔容積および活性助剤(In)の平均粒子径は表7に記載した。
( Reference Example 8)
Commercially available aluminum oxide (Al 2 O 3 ), zinc oxide (ZnO) and yttrium oxide (Y 2 O 3 ) were mixed intimately at a mass ratio of aluminum oxide: zinc oxide: yttrium oxide = 55: 35: 10. The mixed oxide was impregnated with 1.2% by mass of palladium (Pd) and 2.5% by mass of indium oxide (In 2 O 3 ). Palladium nitrate and indium nitrate were used as precursors for the noble metal (Pd) and the active assistant (In 2 O 3 ). The impregnated and supported catalyst was calcined in air at 500 ° C. for 3 hours, and subjected to hydrogen reduction in a mixed gas of hydrogen and nitrogen (hydrogen: 5% by volume) at 300 ° C. for 3 hours to obtain a catalyst. The composition of the obtained catalyst is shown in Table 6. Further, the pore volume of the porous inorganic oxide (Al 2 O 3 —ZnO—Y 2 O 3 ) and the average particle diameter of the active auxiliary agent (In 2 O 3 ) are shown in Table 7.

(排水処理方法2)
図1に示す処理装置を使用し、この反応塔5に上記実施例4〜8で得られた触媒5.1を1リットル充填して、下記の処理条件下で処理を900時間連続して行った。以下に詳細な実験方法および結果について記述する。処理に供した排水はアンモニア水およびモノエタノールアミン(MEA)であり、排水供給ライン1から排水供給ポンプ2により2リットル/hrの流量で昇圧フィードした。一方、酸化剤供給ライン3からはコンプレッサーにて昇圧した空気を供給した。この気液混合物を熱交換器4で加熱した後、触媒5.1を充填した反応塔5に導入し、処理温度250℃で湿式酸化処理した。被処理液は熱交換器4および熱交換器(冷却器)6により冷却した後、気液分離機7に導入した。気液分離機7では、液面コントローラ(LC)により液面を検出して液面制御弁8を作動させて一定の液面を保持するとともに、圧力コントローラ(PC)により圧力を検出して圧力制御弁9を作動させて7.0MPa(Gauge)の圧力を保持するように操作した。アンモニアおよびモノエタノールアミン濃度は処理時間の経過とともに変化させた。処理条件を表8に示す。
(Wastewater treatment method 2)
Using the processing apparatus shown in FIG. 1, 1 liter of the catalyst 5.1 obtained in the above Examples 4 to 8 is filled in the reaction tower 5 and the processing is continuously performed for 900 hours under the following processing conditions. It was. Detailed experimental methods and results are described below. The waste water used for the treatment was ammonia water and monoethanolamine (MEA), and was pressure-fed at a flow rate of 2 liter / hr from the waste water supply line 1 by the waste water supply pump 2. On the other hand, air pressurized by a compressor was supplied from the oxidant supply line 3. After this gas-liquid mixture was heated by the heat exchanger 4, it was introduced into the reaction tower 5 packed with the catalyst 5.1 and wet-oxidized at a treatment temperature of 250 ° C. The liquid to be treated was cooled by the heat exchanger 4 and the heat exchanger (cooler) 6 and then introduced into the gas-liquid separator 7. In the gas-liquid separator 7, the liquid level controller (LC) detects the liquid level and operates the liquid level control valve 8 to maintain a constant liquid level, and the pressure controller (PC) detects the pressure to detect the pressure. The control valve 9 was operated to operate so as to maintain a pressure of 7.0 MPa (Gauge). Ammonia and monoethanolamine concentrations were changed over time. Table 8 shows the processing conditions.

処理結果は表9に示した通りであった。なお、下記表9において、300、600および900時間経過時の全窒素処理効率、アンモニア態窒素残存量、硝酸態窒素生成量および亜硝酸態窒素生成量は、それぞれ、上記実施例1に記載の方法によって、測定した。   The treatment results were as shown in Table 9. In Table 9 below, the total nitrogen treatment efficiency, ammonia nitrogen residual amount, nitrate nitrogen production amount, and nitrite nitrogen production amount after 300, 600, and 900 hours elapsed are as described in Example 1 above. It was measured by the method.

(実施例9)
共沈法にて調製した酸化ジルコニウム(ZrO)および酸化チタン(TiO)の複合酸化物[酸化ジルコニウム:酸化チタンの質量比=45:55]に、ルテニウム(Ru)0.8質量%および酸化セリウム(CeO)2.5質量%を含浸担持した。貴金属(Ru)および活性助剤(CeO)の前駆体には硝酸ルテニウム溶液および硝酸セリウムを使用した。含浸担持後の触媒を空気中300℃で4時間焼成を行い、300℃で2時間、水素と窒素の混合ガス(水素:5体積%)中で水素還元を行うことで触媒を得た。得られた触媒の組成は表10に記載した。また、多孔性無機酸化物(ZrO−TiO)の細孔容積および活性助剤(CeO)の平均粒子径は表11に記載した。
Example 9
The composite oxide of zirconium oxide (ZrO 2 ) and titanium oxide (TiO 2 ) prepared by the coprecipitation method [mass ratio of zirconium oxide: titanium oxide = 45: 55], ruthenium (Ru) 0.8 mass% and It impregnated and supported 2.5% by mass of cerium oxide (CeO 2 ). Ruthenium nitrate solution and cerium nitrate were used as precursors for the noble metal (Ru) and the active auxiliary agent (CeO 2 ). The impregnated and supported catalyst was calcined in air at 300 ° C. for 4 hours, and subjected to hydrogen reduction in a mixed gas of hydrogen and nitrogen (hydrogen: 5% by volume) at 300 ° C. for 2 hours to obtain a catalyst. The composition of the obtained catalyst is shown in Table 10. The pore volume of the porous inorganic oxide (ZrO 2 —TiO 2 ) and the average particle diameter of the active auxiliary agent (CeO 2 ) are shown in Table 11.

(実施例10)
共沈法にて調製した酸化チタン(TiO)、酸化マンガン(MnO)および酸化ニッケル(NiO)の複合酸化物[酸化チタン:酸化マンガン:酸化ニッケルの質量比=75:20:5]に、パラジウム(Pd)1.3質量%と酸化イットリウム(Y)2.5質量%を含浸担持した。貴金属(Pd)および活性助剤(Y)の前駆体には塩化パラジウムおよび塩化イットリウムを使用した。含浸担持後の触媒を空気中500℃で4時間焼成を行い、300℃で3時間、水素と窒素の混合ガス(水素:5体積%)中で水素還元を行うことで触媒を得た。得られた触媒の組成は表10に記載した。また、多孔性無機酸化物(TiO−MnO−NiO)の細孔容積および活性助剤(Y)の平均粒子径は表11に記載した。
(Example 10)
To a composite oxide of titanium oxide (TiO 2 ), manganese oxide (MnO 2 ) and nickel oxide (NiO) prepared by a coprecipitation method [mass ratio of titanium oxide: manganese oxide: nickel oxide = 75: 20: 5] Then, 1.3% by mass of palladium (Pd) and 2.5% by mass of yttrium oxide (Y 2 O 3 ) were impregnated and supported. Palladium chloride and yttrium chloride were used as precursors for the noble metal (Pd) and the active auxiliary agent (Y 2 O 3 ). The impregnated and supported catalyst was calcined in air at 500 ° C. for 4 hours, and subjected to hydrogen reduction in a mixed gas of hydrogen and nitrogen (hydrogen: 5% by volume) at 300 ° C. for 3 hours to obtain a catalyst. The composition of the obtained catalyst is shown in Table 10. Further, the pore volume of the porous inorganic oxide (TiO 2 —MnO 2 —NiO) and the average particle diameter of the active auxiliary agent (Y 2 O 3 ) are shown in Table 11.

(実施例11)
沈殿法にて調製した酸化ジルコニウム(ZrO)に、イリジウム(Ir)0.9質量%および酸化チタン(TiO)3.0質量%を含浸担持した。貴金属(Ir)および活性助剤(TiO)の前駆体には塩化イリジウムおよび四塩化チタンを使用した。含浸担持後の触媒を空気中350℃で3時間焼成を行い、400℃で2時間、水素と窒素の混合ガス(水素:5体積%)中で水素還元を行うことで触媒を得た。得られた触媒の組成は表10に記載した。また、多孔性無機酸化物(ZrO)の細孔容積および活性助剤(TiO)の平均粒子径は表11に記載した。
(Example 11)
Zirconium oxide (ZrO 2 ) prepared by the precipitation method was impregnated and supported with 0.9% by mass of iridium (Ir) and 3.0% by mass of titanium oxide (TiO 2 ). Iridium chloride and titanium tetrachloride were used as precursors for the noble metal (Ir) and the active auxiliary agent (TiO 2 ). The impregnated and supported catalyst was calcined in air at 350 ° C. for 3 hours, and then subjected to hydrogen reduction in a mixed gas of hydrogen and nitrogen (hydrogen: 5% by volume) at 400 ° C. for 2 hours to obtain a catalyst. The composition of the obtained catalyst is shown in Table 10. The pore volume of the porous inorganic oxide (ZrO 2 ) and the average particle diameter of the active auxiliary agent (TiO 2 ) are shown in Table 11.

(実施例12)
市販の酸化ジルコニウム(ZrO)に、ロジウム(Rh)0.9質量%および酸化鉄(Fe)2.0質量%を含浸担持した。貴金属(Rh)および活性助剤(Fe)の前駆体には硝酸ロジウムおよび硝酸鉄を使用した。含浸担持後の触媒を空気中500℃で4時間焼成を行い、300℃で3時間、水素と窒素の混合ガス(水素:5体積%)中で水素還元を行い、触媒を得た。得られた触媒の組成は表10に記載した。また、多孔性無機酸化物(ZrO)の細孔容積および活性助剤(Fe)の平均粒子径は表11に記載した。
(Example 12)
Commercially available zirconium oxide (ZrO 2 ) was impregnated and supported with 0.9% by mass of rhodium (Rh) and 2.0% by mass of iron oxide (Fe 2 O 3 ). Rhodium nitrate and iron nitrate were used as precursors for the noble metal (Rh) and the active auxiliary agent (Fe 2 O 3 ). The impregnated and supported catalyst was calcined in air at 500 ° C. for 4 hours, and subjected to hydrogen reduction in a mixed gas of hydrogen and nitrogen (hydrogen: 5% by volume) at 300 ° C. for 3 hours to obtain a catalyst. The composition of the obtained catalyst is shown in Table 10. The pore volume of the porous inorganic oxide (ZrO 2 ) and the average particle diameter of the active auxiliary agent (Fe 2 O 3 ) are shown in Table 11.

(実施例13)
共沈法にて調製した酸化鉄(Fe)および酸化コバルト(Co)の複合酸化物[酸化鉄:酸化コバルトの質量比=93:7]に、銀(Ag)1.5質量%および酸化亜鉛(ZnO)2.0質量%を担持した。酢酸銀および硝酸亜鉛を溶解させた液を当該複合酸化物に吸水させ、アンモニア水を滴下することで、銀およびコバルトの水酸化物を析出させた。担持後の触媒を空気中400℃で5時間焼成を行い、300℃で3時間、水素と窒素の混合ガス(水素:5体積%)中で水素還元を行うことで触媒を得た。得られた触媒の組成は表10に記載した。また、多孔性無機酸化物(Fe−Co)の細孔容積および活性助剤(ZnO)の平均粒子径は表11に記載した。
(Example 13)
To a composite oxide of iron oxide (Fe 2 O 3 ) and cobalt oxide (Co 3 O 4 ) prepared by a coprecipitation method (mass ratio of iron oxide: cobalt oxide = 93: 7), silver (Ag) 5% by mass and 2.0% by mass of zinc oxide (ZnO) were supported. A liquid in which silver acetate and zinc nitrate were dissolved was absorbed in the composite oxide, and ammonia water was added dropwise to precipitate silver and cobalt hydroxides. The supported catalyst was calcined in air at 400 ° C. for 5 hours, and subjected to hydrogen reduction at 300 ° C. for 3 hours in a mixed gas of hydrogen and nitrogen (hydrogen: 5% by volume) to obtain a catalyst. The composition of the obtained catalyst is shown in Table 10. Table 11 shows the pore volume of the porous inorganic oxide (Fe 2 O 3 —Co 3 O 4 ) and the average particle diameter of the active auxiliary agent (ZnO).

(排水処理方法3)
図1に示す処理装置を使用し、この反応塔5に上記実施例9〜13で得られた触媒5.1を1リットル充填して、下記の処理条件下で処理を900時間連続して行った。以下に詳細な実験方法および結果について記述する。処理に供した排水はメチルジエタノールアミン(MDEA)であり、排水供給ライン1から排水供給ポンプ2により2リットル/hrの流量で昇圧フィードした。一方、酸化剤供給ライン3からはコンプレッサーにて昇圧した空気を供給した。この気液混合物を熱交換器4で加熱した後、触媒5.1を充填した反応塔5に導入し、処理温度250℃で湿式酸化処理した。被処理液は熱交換器4および熱交換器(冷却器)6により冷却した後、気液分離機7に導入した。気液分離機7では、液面コントローラ(LC)により液面を検出して液面制御弁8を作動させて一定の液面を保持するとともに、圧力コントローラ(PC)により圧力を検出して圧力制御弁9を作動させて7.0MPa(Gauge)の圧力を保持するように操作した。メチルジエタノールアミン濃度は処理時間の経過とともに変化させた。処理条件を表12に示す。
(Wastewater treatment method 3)
Using the processing apparatus shown in FIG. 1, 1 liter of the catalyst 5.1 obtained in Examples 9 to 13 was charged into the reaction column 5 and the processing was continuously performed for 900 hours under the following processing conditions. It was. Detailed experimental methods and results are described below. The wastewater used for the treatment was methyldiethanolamine (MDEA), and was pressure-fed at a flow rate of 2 liter / hr from the wastewater supply line 1 by the wastewater supply pump 2. On the other hand, air pressurized by a compressor was supplied from the oxidant supply line 3. After this gas-liquid mixture was heated by the heat exchanger 4, it was introduced into the reaction tower 5 packed with the catalyst 5.1 and wet-oxidized at a treatment temperature of 250 ° C. The liquid to be treated was cooled by the heat exchanger 4 and the heat exchanger (cooler) 6 and then introduced into the gas-liquid separator 7. In the gas-liquid separator 7, the liquid level controller (LC) detects the liquid level and operates the liquid level control valve 8 to maintain a constant liquid level, and the pressure controller (PC) detects the pressure to detect the pressure. The control valve 9 was operated to operate so as to maintain a pressure of 7.0 MPa (Gauge). The methyldiethanolamine concentration was changed with the lapse of treatment time. Table 12 shows the processing conditions.

処理結果は表13に示した通りであった。なお、下記表13において、300、600および900時間経過時の全窒素処理効率、アンモニア態窒素残存量、硝酸態窒素生成量および亜硝酸態窒素生成量は、それぞれ、上記実施例1に記載の方法によって、測定した。   The processing results were as shown in Table 13. In Table 13, the total nitrogen treatment efficiency, ammonia nitrogen residual amount, nitrate nitrogen production amount, and nitrite nitrogen production amount after 300, 600, and 900 hours elapsed are as described in Example 1 above. It was measured by the method.

本発明は排水処理に用いることができ、好ましくは窒素含有化合物を含む排水の処理に
用いることができる。
The present invention can be used for wastewater treatment, preferably for treatment of wastewater containing a nitrogen-containing compound.

1:排水供給ライン、
2:排水供給ポンプ、
3:酸化剤供給ライン、
4:熱交換器、
5:反応塔(反応器)、
5.1:触媒、
6:熱交換器、
7:気液分離機、
8:液面制御弁、
9:圧力制御弁。
1: drainage supply line,
2: Wastewater supply pump,
3: Oxidant supply line,
4: Heat exchanger
5: Reaction tower (reactor),
5.1: catalyst,
6: heat exchanger,
7: Gas-liquid separator
8: Liquid level control valve,
9: Pressure control valve.

Claims (4)

貴金属と活性助剤とを、多孔性無機酸化物に被覆したことを特徴とし、
前記活性助剤は、チタン、鉄、ジルコニウム、コバルト、ニッケル、セリウム、ランタン、マンガン、イットリウム、亜鉛およびビスマスからなる群から選ばれる少なくとも1種の酸化物または上記群から選ばれる少なくとも2種の複合酸化物であり、
前記活性助剤が25〜50nmの平均粒子径を有する、窒素含有化合物を含む排水処理用触媒。
It is characterized by coating a noble metal and an active aid on a porous inorganic oxide,
The active aid is at least one oxide selected from the group consisting of titanium, iron, zirconium, cobalt, nickel, cerium, lanthanum, manganese, yttrium, zinc and bismuth, or at least two composites selected from the above group An oxide,
A wastewater treatment catalyst containing a nitrogen-containing compound, wherein the active auxiliary agent has an average particle diameter of 25 to 50 nm.
前記多孔性無機酸化物が0.12〜0.5ml/gの細孔容積を有する、請求項1記載の窒素含有化合物を含む排水処理用触媒。 The wastewater treatment catalyst containing a nitrogen-containing compound according to claim 1, wherein the porous inorganic oxide has a pore volume of 0.12 to 0.5 ml / g. 請求項1または2に記載の窒素含有化合物処理用触媒の製造方法であって、
多孔性無機酸化物に貴金属成分と活性助剤とを同時に含浸することにより前記多孔性無機酸化物上に前記貴金属成分と活性助剤とを被覆することを特徴とし、
前記活性助剤を含浸担持後に、酸化雰囲気中にて300℃以上の温度で熱処理する工程を少なくとも1度採用することをさらに有し、
前記熱処理工程後に、還元雰囲気下で前記貴金属成分を還元処理する工程を有する、窒素含有化合物処理用触媒の製造方法。
A method for producing a catalyst for treating a nitrogen-containing compound according to claim 1 or 2,
The porous inorganic oxide is coated with the noble metal component and the active auxiliary agent by simultaneously impregnating the porous inorganic oxide with the noble metal component and the active auxiliary agent,
Further comprising adopting at least one step of heat treatment at a temperature of 300 ° C. or higher in an oxidizing atmosphere after impregnating and supporting the active assistant,
A method for producing a catalyst for treating a nitrogen-containing compound, comprising a step of reducing the noble metal component in a reducing atmosphere after the heat treatment step.
請求項1または2に記載の触媒を用いて、窒素含有化合物を含む排水を、酸化剤の存在下、100℃以上370℃未満の温度かつ該排水が液相を保持する圧力条件で該排水中の窒素化合物を処理することを特徴とする排水の処理方法。   Using the catalyst according to claim 1 or 2, wastewater containing a nitrogen-containing compound is contained in the wastewater in the presence of an oxidant at a temperature of 100 ° C or higher and lower than 370 ° C and pressure condition that the wastewater maintains a liquid phase. A wastewater treatment method comprising treating a nitrogen compound.
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