JPH05291A - 有機塩素化合物含有排水の処理方法及び装置 - Google Patents

有機塩素化合物含有排水の処理方法及び装置

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JPH05291A
JPH05291A JP17892291A JP17892291A JPH05291A JP H05291 A JPH05291 A JP H05291A JP 17892291 A JP17892291 A JP 17892291A JP 17892291 A JP17892291 A JP 17892291A JP H05291 A JPH05291 A JP H05291A
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organic chlorine
chlorine compound
iron
oxidative decomposition
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Atsushi Mori
敦 森
Kengo Senoo
健吾 妹尾
Yozo Takemura
洋三 竹村
Osamu Takamori
修 高森
Masao Yashiro
正男 八代
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Nippon Steel Corp
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  • Treatment Of Water By Oxidation Or Reduction (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、有機塩素化合物含有排水、例えば
トリクロロエチレン、テトラクロロエチレン等を含む排
水の処理方法及びその処理装置を提供する。 【構成】 有機塩素化合物含有排水を鉄系金属多孔体と
過酸化水素の存在下で酸化分解処理するに際して、鉄系
金属多孔体を配置すると共に過酸化水素を添加した有機
塩素化合物含有排水を収納した密閉容器内で、上記排水
上部に滞留する気相を該排水中に導入させながら酸化分
解処理する。上記酸化分解処理の後半に密閉容器の上部
を開放した条件下で、上記有機塩素化合物含有排水を曝
気しながら酸化分解処理する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、有機塩素化合物含有排
水、例えばトリクロロエチレン、テトラクロロエチレン
等を含む排水の処理方法及びその処理装置に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】トリクロロエチレン、テトラクロロエチ
レン等の有機塩素化合物を含有する排水は環境衛生上の
見地から各種の法規制が施行されているので、これらの
排水の処理には高度な処理技術の確立が望まれている。
【0003】これら有機塩素化合物含有排水の一般的な
処理方法としては、例えば曝気槽による曝気処理法、充
填(エアレーション)塔による放散処理法、活性炭を用
いた吸着処理法、あるいはこれらを適宜組み合わせた方
法が知られている。
【0004】また、被酸化性物質を含む排水にフェント
ン試薬を作用させる処理法、例えば特開昭50―136947
号、特開昭63―158188号で知られている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記曝
気法、放散法、吸着法等はいずれも物理的な処理法であ
って、排水から除去した有機塩素化合物を含む物質、例
えば活性炭を二次処理して無害化する必要があり、活性
炭の吸着能力がなくなる時期を管理して取替えなければ
ならない等の処理管理上にも難点が多い。
【0006】一方、フェントン反応を利用する場合、例
えばFeSO4等の2価イオン化合物を利用する場合は、Fe
++イオンとH2O2の反応が極めて急激に起こる、一方、排
水中の有機塩素化合物が、含有量としては通常数十ppm
〜数百ppmと極めて低いレベルにあるため、有機塩素化
合物の酸化に消費されるよりは、大半は酸素ガスとして
放出されている。
【0007】そのため有機塩素化合物を酸化除去するに
は大量のH2O2、FeSO4を添加する必要があり、結果とし
て排水中の有機塩素化合物は除去されるものの、一方排
水中のCOD、Feイオン、pHの処理が大がかりになる欠点
がある。
【0008】また、Fe2(SO4)3等のFe3価イオンを利用
するフェントン反応では、Fe2価イオンのような急激な
反応は起こらないものの、Fe3価化合物が水に溶解しに
くいため、使用にあたっては酸溶解してから使用するこ
とが必要で、処理後のCOD、Feイオン、pHの処理に、Fe
2価イオンの場合と同様の大がかりな処理が必要とな
る。
【0009】本発明は、有機塩素化合物含有排水を鉄系
金属多孔体と過酸化水素で処理する方法に着目し、この
有機塩素化合物の酸化分解除去をより効率的に実施する
方法及び装置を提供するものである。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は、(1)有機塩
素化合物含有排水を鉄系金属多孔体と過酸化水素の存在
下で酸化分解処理するに際して、鉄系金属多孔体を配置
すると共に過酸化水素を添加した有機塩素化合物含有排
水を収納した密閉容器内で、上記排水上部に滞留する気
相を該排水中に導入させながら酸化分解処理することを
特徴とする有機塩素化合物含有排水の処理方法。
【0011】(2)(1)の酸化分解処理後、上記密閉
容器の上部を開放した条件下で、上記有機塩素化合物含
有排水を曝気しながら酸化分解処理することを特徴とす
る有機塩素化合物含有排水の処理方法。
【0012】(3)上記有機塩素化合物含有排水を循環
しながら酸化処理することを特徴とする(1)あるいは
(2)の有機塩素化合物含有排水の処理方法。
【0013】(4)密閉可能な容器内に鉄系金属多孔体
を配置し、該容器に収容した被処理排水の水面上方の気
相を被処理排水中に循環させる循環路を設けると共に鉄
系金属多孔体の下面側に曝気装置を設け、該容器の上部
に開閉弁を設けた排気管路及び過酸化水素添加装置を設
けたことを特徴とする有機塩素化合物含有排水の処理装
置である。
【0014】
【作用】有機塩素化合物、例えばテトラクロロエチレン
を含む水を鉄系金属多孔体と接触させるとFeの還元反応
によって、次の反応が生じ分解除去できることを特願平
1―249008号で開示した。 CCl2:CCl2+4Fe+4H2O→CH2:CH2+4Fe+++4OH-+4Cl-
【0015】また、有機塩素化合物含有排水を鉄系金属
多孔体と過酸化水素との共存下で反応させると比較的短
時間で分解除去できることを特願平2―214289号で開示
した。
【0016】(1)還元性金属である鉄を主体とする鉄
系金属多孔体とテトラクロロエチレンの還元分解反応; CCl2:CCl2+4Fe+4H2O→CH2:CH2+4Fe+++4OH-+4Cl-
【0017】(2)H2O2と生成Fe++イオンのフェントン
反応による酸化分解反応; Fe+++H2O2→Fe++++OH-+・OH(ラジカル) CCl2:CCl2+4・OH→2CO2+4H Cl
【0018】(3)H2O2の鉄系金属多孔体との酸化に伴
うFe++によるフェントン反応による酸化分解反応; Fe+H2O2→Fe+++2OH- Fe+++H2O2→Fe++++OH-+・OH(ラジカル) CCl2:CCl2+4・OH→2CO2+4HCl
【0019】この(1)〜(3)の還元反応、酸化反応
が同時に起こっており、(1)の反応により生成するFe
++イオン、または(2)、(3)の反応によって生成す
るFe++イオンの生成速度が、例えばFeSO4を直接排水中
に添加して生成するFe++イオン生成速度に比較して、極
めて遅いため、FeSO4+H2O の如き急激な反応でなく、効
率的な有機塩素化合物のフェントン酸化分解反応が進
み、結果として処理後のCOD、Feイオン等の極めて低い
値を示すものと想定している。
【0020】本発明者等は、上記特願平2―214289号に
基づく反応をさらに短時間に進行させることについて種
々検討を重ねた結果、上記した有機塩素のフェントン酸
化分解反応の進行過程において有機塩素化合物が蒸発
し、処理容器内に有機塩素化合物含有ガスの気相を形成
し、排水中の有機塩素のフェントン酸化処理の進行に若
干遅れて追随して気相から有機塩素化合物含有ガスが排
水中に再溶解していることを知見した。
【0021】即ち、液相から有機塩素化合物含有物の蒸
発、気相から液相への有機塩素化合物含有ガスの溶解と
いう挙動が上記系全体のフェントン反応の遅延をもたら
しているといえる。
【0022】以上のような知見に基づき本発明は、気相
中の有機塩素化合物含有ガスを積極的にフェントン反応
系内に供給することにより、有機塩素化合物を速やかに
酸化分解除去できることを見出した。
【0023】具体的には、有機塩素化合物含有排水を鉄
系金属多孔体と過酸化水素の存在下で酸化分解処理する
に際して、鉄系金属多孔体を配置すると共に過酸化水素
を添加した有機塩素化合物含有排水を収納した密閉容器
内で、上記排水上部に滞留する気相を該排水中に導入さ
せながら酸化分解処理を行うものである。
【0024】上記本発明の有機塩素化合物含有ガスの気
相循環は該ガスをフェントン反応系内に直接接触させる
と共に有機塩素化合物含有排水を攪拌する作用をももた
らす。
【0025】本発明で使用する鉄系金属多孔体とは、鉄
を主成分とし、他にCu、Cr、Ni、Sn、Zn等の鉄の耐食性
を向上させる金属を含むものでもよい。
【0026】多孔体形状としては、金属を成形した球
状、柱状の積層体、多孔板またはその積層体、ファイバ
ー状、ハニカム状にしたものあるいは鉄系金属粉末をウ
レタンホーム等の3次元成形体に塗着した担体またはそ
れを焼結したもの等がある。
【0027】過酸化水素の添加量については、水中の有
機塩素化合物またはその他含有される共存イオンの量に
よって変わるが、処理水量に対して一般には、0.05〜2.
00wt%あれば十分である。
【0028】上記処理においては、密閉容器中で、有機
塩素化合物含有排水をまず鉄系金属多孔体と接触させ、
還元分解により有機塩素化合物を一次処理した後、過酸
化水素を添加し、酸化分解により有機塩素化合物を二次
処理することもできる。
【0029】即ち、金属鉄と有機塩素化合物含有排水を
接触させると、有機塩素化合物が還元分解されると同時
にFe++イオン濃度が数十ppmとなるので、その後でH2O2
を添加すると、H2O2と金属鉄の反応より優先的にFeイオ
ンとH2O2のフェントン反応による有機塩素化合物の酸化
分解に利用できる。
【0030】以上のように気相循環方式を併用した有機
塩素化合物含有排水のフェントン反応による有機塩素化
合物の酸化分解処理は、環境規制値まで低減できる。
【0031】本発明の他の態様は、排水中の有機塩素化
合物濃度が所定の濃度まで低減された以降に、例えば10
mg/l以下になった段階から上記密閉容器の上部を開放し
た条件下で、上記有機塩素化合物含有排水を曝気しなが
ら処理することによって速やかなフェントン反応による
酸化分解を進行させることにある。
【0032】排気中の有機塩素化合物含有濃度が低減す
るほど酸化分解効率が低下し、例えば排水中の有機塩素
化合物濃度を0.1mg/l以下にまで酸化分解処理するため
には長時間を要する。
【0033】しかして、処理排水を曝気によって強制攪
拌することにより上記フェントン反応は促進される。
【0034】上記曝気によって系内に供給された曝気ガ
ス、即ち空気は上記密閉容器の上端に設けられている開
放端から排気される。
【0035】上記処理容器の開放端からの排気中には環
境規制値範囲内の極微量の有機塩素化合物ガスが混在し
ている。
【0036】これを殆ど零にする場合は、排気管路の途
中に吸着剤、例えば活性炭、鉄系金属多孔体あるいはシ
リカゲル等を設置することにより、排気から吸着、除去
でき、しかもこの活性炭等は排気中の有機塩素化合物が
微量のため長期間に渡って機能する。
【0037】次に、本発明の処理装置を図1にもとづい
て説明する。
【0038】図中、1は密閉可能な容器である。該容器
1内には鉄系金属多孔体2を設置する。この鉄系金属多
孔体2の下方、容器1の底部分には曝気装置3を配置す
る。曝気ガスとしては空気、窒素ガス等が使用できる。
【0039】上記容器1内には被処理排水である有機塩
素化合物含有排水4が所定量収納されている。
【0040】この被処理排水4の水面より上部位置の壁
面には、上記被処理排水から蒸発した有機塩素化合物含
有ガスを主体とする気相5を循環させるポンプ6を備え
た循環路7の一端を連結し、その他端は上記曝気装置3
に三方弁8を介して連結してある。
【0041】尚、上記循環路7及び曝気装置3はそれぞ
れにポンプ6を設けて、独立させて作業させることがで
きる。
【0042】図中、9は原液分離槽である。この原液分
離槽9で比重分離された被処理排水4はポンプ10を備え
た管路11を介して上記容器1に供給される。
【0043】この管路11のポンプ10の上流側には三方弁
12を介して管13を連結し、その他端は上記容器1の被処
理排水4の水面より下部位置に連結する。
【0044】この管13、三方弁12、ポンプ10、管路11の
構成は容器1内の被処理排水4の循環路を形成する。
【0045】この循環路は前記した気相を循環しながら
被処理排水を酸化分解処理する過程、あるいは容器1の
上部を開放し、曝気しながら酸化分解処理する過程で機
能させることができる。
【0046】容器1の上部には開閉弁14を設けた排気管
15を連結してある。該排気管15の途中には吸着剤、例え
ば活性炭を着脱できる空所16を準備してある。この排気
管15は被処理排水4の酸化分解処理に曝気処理を付加し
て作動させる場合に機能する。
【0047】この曝気処理を併用して作動させると、気
相中に介在する極微量の有機塩素化合物ガスは排気管15
から系外に排気される。
【0048】この系外に排気される極微量の有機塩素化
合物ガスを殆ど零にする場合は、上記空所16に吸着剤、
例えば活性炭、鉄系金属多孔体とかシリカゲルを設置す
ることができる。
【0049】また、容器1の上部には酸化分解処理に要
求される量の過酸化水素を収納する過酸化水素添加装置
17を設ける。
【0050】この装置17は開閉弁18を備えており、所定
時間毎に開閉して所定量の過酸化水素を添加したり、あ
るいは所定開度に維持し、所定量の過酸化水素をほぼ連
続的に添加することができる。
【0051】19は安全弁、20はレベル計、21は開閉弁22
を備えた排水管、この排水管21は容器1内の鉄系金属多
孔体2の設置位置より上方にもうけたことにより、間欠
的に被処理排水4を処理する場合における鉄系金属多孔
体2の酸化を抑制することができる。23はフィルター24
を設けたドレン抜き管である。
【0052】本装置はドライクリーニング排水のよう
に、排水量1 l〜10 l/日、テトラクロロエチレン濃度
50mg/l前後のケースに適しており、過酸化水素の添加量
は被処理排水にたいして0.05〜2wt%あれば十分であ
る。
【0053】
【実施例1】図1に示した装置を用い、初期濃度68mg/l
のテトラクロロエチレン含有排水を6 l装入し、メッシ
ュ13番の鉄系金属多孔体を360g入れ、密閉状態で、20
℃、7時間、気相を循環させながら処理した被処理排水
の成分は表1に示す。
【0054】尚、H2O2は処理開始前に1.5wt%添加し、
処理過程3時間時点でH2O2を0.75wt%追加添加した。
【0055】
【実施例2】実施例1と同様の条件で、3時間処理した
後、続いて容器1を開放状態にして曝気手段3を作動
し、H2O2を0.75wt%添加して処理し、合計5時間で処理
を完了した。被処理排水の成分は表1に示す。
【0056】
【表1】
【0057】
【発明の効果】本発明によれば、鉄系金属多孔体と過酸
化水素で処理することにより、過酸化水素の利用が効率
的であり、かつ、気相をフェントン反応系に循環させる
ので効果的に有機塩素化合物の含有濃度を極微量にまで
分解、除去できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係わる処理装置の概要説明図。
【符号の説明】
1 処理容器 2 鉄系金属多孔体 3 曝気装置 4 有機塩素化合物含有排水 5 気相 6 気相を循環させるポンプ 7 気相循環路 8、12 三方弁 9 原液分離槽 10 被処理排水を循環させるポンプ 11 被処理排水路 13 被処理排水の循環路 14、18、22 開閉弁 15 排気路 16 空所 17 過酸化水素の添加用装置 19 安全弁 20 液面センサー 21 排水管 23 ドレン抜き管路 24 フィルター
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高森 修 東海市東海町5―3 新日本製鐵株式会社 名古屋製鐵所内 (72)発明者 八代 正男 東海市東海町5―3 新日本製鐵株式会社 名古屋製鐵所内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 有機塩素化合物含有排水を鉄系金属多孔
    体と過酸化水素の存在下で酸化分解処理するに際して、
    鉄系金属多孔体を配置すると共に過酸化水素を添加した
    有機塩素化合物含有排水を収納した密閉容器内で、上記
    排水上部に滞留する気相を該排水中に導入させながら酸
    化分解処理することを特徴とする有機塩素化合物含有排
    水の処理方法。
  2. 【請求項2】 請求項1の酸化分解処理後、上記密閉容
    器の上部を開放した条件下で、上記有機塩素化合物含有
    排水を曝気しながら酸化分解処理することを特徴とする
    有機塩素化合物含有排水の処理方法。
  3. 【請求項3】 上記有機塩素化合物含有排水を循環しな
    がら酸化処理することを特徴とする請求項1あるいは2
    の有機塩素化合物含有排水の処理方法。
  4. 【請求項4】 密閉可能な容器内に鉄系金属多孔体を配
    置し、該容器に収容した被処理排水の水面上方の気相を
    被処理排水中に循環させる循環路を設けると共に鉄系金
    属多孔体の下面側に曝気装置を設け、該容器の上部に開
    閉弁を設けた排気管路及び過酸化水素添加装置を設けた
    ことを特徴とする有機塩素化合物含有排水の処理装置。
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