JPH06134315A

JPH06134315A - 揮発性有機ハロゲン化合物の還元処理用触媒

Info

Publication number: JPH06134315A
Application number: JP4285912A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Miyabe; 寛志宮部; Toshiji Nakahara; 敏次中原; Akiyoshi Tsurumaru; 陽佳鶴丸; Makoto Iwasaki; 誠岩崎
Original assignee: Kurita Water Industries Ltd
Current assignee: Kurita Water Industries Ltd
Priority date: 1992-10-23
Filing date: 1992-10-23
Publication date: 1994-05-17

Abstract

(57)【要約】【目的】用水、排水、地下水や土壌、排ガス中に含有
される揮発性有機ハロゲン化合物を、気相又は液相で、
安定かつ効率的に分解処理して無害化する。【構成】疎水化金属担持触媒よりなる揮発性有機ハロ
ゲン化合物の還元処理用触媒。【効果】疎水化触媒であるため、気相処理において、
原ガス中の湿度の影響を殆ど受けることがない。また、
液相処理において、触媒表面への水溶液の接触を防止で
きるため、共存物質や溶媒の触媒表面への吸着やファウ
リングも抑制され、液相系での触媒分解反応に対する共
存物質や溶媒の影響を低減することができる。揮発性有
機ハロゲン化合物を特別な前処理を行なうことなく、室
温付近の低温条件下で、長期にわたり安定かつ効率的に
無害化処理することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は揮発性有機ハロゲン化合
物の還元処理用触媒に係り、特に、土壌、地下水、用・
排水や排ガス中に含まれる揮発性有機ハロゲン化合物
を、気相又は液相処理により、安定かつ効率的に無害化
処理することができる揮発性有機ハロゲン化合物の還元
処理用触媒に関する。

【０００２】

【従来の技術】揮発性有機ハロゲン化合物は地下水、土
壌、大気等の環境汚染物質の一つであり、その処理が必
要である。従来、揮発性有機ハロゲン化合物を含む用・
排水や地下水、或いは土壌抽気ガスや排ガスの処理方法
としては、例えば曝気処理吸着処理酸化分解処理生物処理熱分解処理などが行なわれている。

【０００３】しかし、上記の曝気処理法では、地下水
中の揮発性有機ハロゲン化合物を単に大気中に移行させ
るだけであり、環境問題の根本的解決にはならない。ま
た、の吸着処理法は、揮発性有機ハロゲン化合物を吸
着・回収する方法であり、の方法と組み合わせて利用
されることが多いが、吸着処理では吸着剤の再生が必要
であり、再生時には高濃度の有機ハロゲン化合物を含む
再生排液や排ガスが排出されるという欠点がある。

【０００４】このようなことから、環境問題の根本的な
解決のためには、前記〜のような無害化分解処理が
必要である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このうち、現在におい
ては、の酸化分解処理法が活発に検討されており、紫
外線、オゾン、過酸化水素などを利用する方法が数多く
報告されている。また、の生物処理法やの熱分解処
理法も報告されているが、実用例は多くない。また、
やの方法においては、紫外線やオゾンの発生、或いは
加熱に要するエネルギー量が大きく、コスト高であると
いった問題がある。更に、分解で発生したハロゲンが系
内に共存する有機物と再反応を起こし易く、新たな有機
ハロゲン化合物が生成する可能性があるなどの問題もあ
る。

【０００６】これに対して、本発明者らは先に接触還元
分解処理法を提案した。この接触還元分解処理法によれ
ば、比較的低温において、二次反応による新たな有機ハ
ロゲン化合物の生成の問題を引き起こすことなく処理す
ることができるものと考えられるが、接触還元分解処理
においては、液相処理であっても気相処理であっても、
それぞれ実用上の不具合があった。即ち、液相系での処
理では、原水中の共存物質（例えば、鉄）の影響を受
け、処理性能が低下する。また、気相系での処理では、
気相吸着の場合と同様に、長時間の運転により処理性能
が原ガス中の湿度の影響を受ける。このため、これらの
問題に対する対策が必要とされる。

【０００７】本発明は上記従来の問題点を解決し、用
水、排水、地下水や土壌、排ガス中に含有される揮発性
有機ハロゲン化合物を、気相又は液相で、安定かつ効率
的に分解処理して無害化することができる揮発性有機ハ
ロゲン化合物の還元処理用触媒を提供することを目的と
する。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の揮発性有機ハロ
ゲン化合物の還元処理用触媒は、疎水化金属担持触媒よ
りなることを特徴とする。

【０００９】以下に本発明を詳細に説明する。本発明の
還元処理用触媒を構成する疎水化金属担持触媒は、担体
に金属を担持したものであり、その金属としては白金、
パラジウム、ルテニウム、ロジウム、鉄、銅、イリジウ
ム、ニッケルなどが挙げられ、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。

【００１０】本発明に係る疎水化金属担持触媒を調製す
るには、例えば、 (i) 担体自体をまず疎水化処理し、その後触媒金属を
担持させる。 (ii) 触媒金属を担体に担持させ、その後触媒金属を担
持した担体を疎水化処理する。方法が採用できる。ここで、疎水化処理としては、通常
の場合、ポリテトラフルオロエチレンよるコーティング
処理が行なわれる。

【００１１】なお、このような疎水化金属担持触媒の金
属担持量は通常０．１〜１０重量％程度とする。また、
この疎水化金属担持触媒の形状には特に制限はなく、球
状、ペレット状、粉末状、粒状などとすることができ
る。

【００１２】本発明の還元処理用触媒を適用可能な揮発
性有機ハロゲン化合物としては、例えば、トリクロロエ
チレン、テトラクロロエチレン、１，１−ジクロロエチ
レン、シス−ジクロロエチレン、トランス−ジクロロエ
チレン、１，１，１−トリクロロエタン、四塩化炭素、
クロロホルム、塩化ビニルや各種フロンなどが挙げられ
る。

【００１３】このような本発明の揮発性有機ハロゲン化
合物の還元処理用触媒を用いて、気相系にて処理を行な
う場合には、例えば、用・排水、地下水や土壌中から曝
気や抽気処理によって気相中に移行した揮発性有機ハロ
ゲン化合物を含む揮散ガスや該化合物を含む排ガス中に
水素ガスを添加し、触媒層を通して揮発性有機ハロゲン
化合物を還元分解する。

【００１４】また、液相系にて処理を行なう場合には、
揮発性有機ハロゲン化合物を含む原水に水素やヒドラジ
ン、ヒドロキシルアミンなどの還元剤を溶解させ、これ
を触媒層に通液して揮発性有機ハロゲン化合物を還元分
解する。

【００１５】以下に本発明の揮発性有機ハロゲン化合物
の還元処理用触媒による還元分解処理に好適な装置の一
例を示す図１，２を参照して、本発明をより詳細に説明
する。

【００１６】図１，２において、１は原水槽、２はブロ
アＢを備える放散塔、３は触媒充填塔、４はハロゲン化
水素ガス除去装置、５は水素溶解槽、６はフィルター、
Ｐ₁，Ｐ₂ はポンプ、１１〜１４，２１〜２６は配管で
ある。

【００１７】図１に示す装置は、原水中の揮発性有機ハ
ロゲン化合物をまず放散させてガス状として気相処理す
るものであり、原水槽１内の原水は送液ポンプＰ₁ を備
える配管１１より放散塔２に導入され、含有される揮発
性有機ハロゲン化合物が放散されてガス状となる。この
場合、ガス中の相対湿度は約９０％以上となっている。
一方、揮発性有機ハロゲン化合物が放散除去された水は
放散塔２の下部に貯留される。

【００１８】放散塔２でガス化された揮発性有機ハロゲ
ン化合物は、配管１２より触媒充填塔３に送給される
が、この間、配管１６より水素ガス等の還元剤が添加さ
れ、水素ガスと共に触媒充填塔３に導入される。触媒充
填塔３においては、揮発性有機ハロゲン化合物が接触還
元処理されて、ハロゲン化水素と炭化水素とに分解され
る。

【００１９】触媒充填塔３からのハロゲン化水素及び炭
化水素を含む流体は、次いで、配管１３よりハロゲン化
水素除去装置（例えば、吸着剤充填塔）４に導入され、
ハロゲン化水素が除去された後、配管１４より大気中に
放散される。

【００２０】図２に示す装置は原水中の揮発性有機ハロ
ゲン化合物を直接、液相にて還元処理するものであり、
揚水ポンプＰ₂ を備える配管２１、フィルター６及び配
管２２を経て原水槽１内に受け入れた地下水等の原水
は、ポンプＰ₁ を備える配管２３より、配管２４からの
水素ガスと共に水素溶解槽５に導入され、原水中に十分
に水素ガスを溶解させた後、配管２５より触媒充填塔３
に導入され、含有される揮発性有機ハロゲン化合物がハ
ロゲン化水素と炭化水素とに接触還元分解され、処理水
は配管２６より系外へ排出される。

【００２１】

【作用】従来法により気相にて揮発性有機ハロゲン化合
物の還元分解を行なう場合、長時間運転中に気相分解反
応の性能は原ガス中の水分の影響を受けるが、本発明の
還元処理用触媒は疎水化処理が施されたものであるた
め、原ガス中の湿度の影響を殆ど受けることなく、安定
な処理を行なえる。

【００２２】また、従来法により液相にて揮発性有機ハ
ロゲン化合物の還元分解を行なう場合、原水中の共存物
質や溶媒が触媒活性や長期間使用する際の耐久性能に影
響する。

【００２３】しかしながら、本発明の還元処理用触媒
は、疎水化処理が施されたものであることから、触媒表
面への水溶液の接触を防止できるため、これら共存物質
や溶媒の触媒表面への吸着やファウリングも抑制され、
液相系での触媒分解反応に対する共存物質や溶媒の影響
を低減することができる。

【００２４】一例として、トリクロロエチレンの還元分
解反応式を次に示す。Ｃ₂ ＨＣｌ₃ ＋４Ｈ₂ →Ｃ₂ Ｈ₆ ＋３ＨＣｌここで生成するハロゲン化水素は安定で、共存する有機
物質と再び反応して副反応物を生成することはない。

【００２５】

【実施例】以下に比較例及び実施例を挙げて本発明をよ
り具体的に説明する。

【００２６】比較例１図１に示す装置でトリクロロエチレン０．１ｍｇ／ｌを
含む地下水の処理を行なった。まず、この地下水を、内
径１．７ｍ、高さ７．５ｍの放散塔に導き、上方から９
０ｍ³ ／ｈｒの流量で散水すると共に、下方から３００
０Ｎｍ³ ／ｈｒの流量で空気を送風して向流接触させ
た。放散塔底部の処理水中のトリクロロエチレン濃度は
２μｇ／ｌ程度であり、上部より排出される揮散ガス中
のトリクロロエチレン濃度は約０．５体積ｐｐｍであっ
た。また、相対湿度は９０％以上であった。

【００２７】この揮散ガスに水素ガスを６Ｎｍ³ ／ｈｒ
の流量で加え、０．５重量％白金−γ−アルミナ触媒
（１／８インチペレット）７５０ｋｇを充填した触媒充
填塔（内径２ｍ×高さ０．３ｍ）に導いたが、運転開始
後２時間までは除去率８０〜９０％以上であったが、３
時間後以降ではトリクロロエチレンは殆ど分解除去され
なかった。

【００２８】実施例１比較例１において、触媒として、０．５重量％白金−γ
−アルミナ触媒（１／８インチペレット）にポリテトラ
フルオロエチレンコーティングを施した疎水化触媒を用
いたこと以外は同様にして処理を行なった。

【００２９】その結果、触媒充填塔において、５０時間
にわたって安定して導入ガス中のトリクロロエチレンを
約７０〜９０％の除去率で分解処理することができた。

【００３０】比較例２図２に示す装置でトリクロロエチレン０．３５ｍｇ／ｌ
を含む地下水の処理を行なった。

【００３１】まず、この地下水に、水素分圧３ｋｇ／ｃ
ｍ² で水素を溶解させ、０．５重量％白金−γ−アルミ
ナ触媒（１／８インチペレット）約０．８ｋｇを充填し
た触媒充填塔の触媒層（内径１００ｍｍ×高さ１００ｍ
ｍ）に流量１６ｌ／ｈｒ（ＳＶ＝２０ｈｒ^-1）で送液
した。その結果、トリクロロエチレンの除去率は初期約
７０％であったが、経時的に低下し、送液約５時間後に
は約４０％であった。また、触媒層は赤褐色に着色し
た。

【００３２】実施例２比較例２において、触媒として、０．５重量％白金−γ
−アルミナ触媒（１／８インチペレット）にポリテトラ
フルオロエチレンコーティングを施した疎水化触媒を用
いたこと以外は同様にして処理を行なった。

【００３３】その結果、トリクロロエチレンの初期除去
率は約８５％であり、送液約５時間連続運転後の処理性
能に変化は認められなかった。

【００３４】

【発明の効果】以上詳述した通り、揮発性有機ハロゲン
化合物の還元処理用触媒によれば、気相系での揮発性有機ハロゲン化合物の還元処理に
あたり、分解処理性能に対して湿度の影響を殆ど受ける
ことがない。液相系での揮発性有機ハロゲン化合物の還元処理に
あたり、分解処理性能に対して共存物質や溶媒（水）の
影響を殆ど受けることがない。といった優れた効果が奏され、揮発性有機ハロゲン化合
物を特別な前処理を行なうことなく、室温付近の低温条
件下で、長期にわたり安定かつ効率的に無害化処理する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の揮発性有機ハロゲン化合物の還元処理
用触媒による還元分解処理に好適な装置の一例を示す系
統図である。

【図２】本発明の揮発性有機ハロゲン化合物の還元処理
用触媒による還元分解処理に好適な装置の他の例を示す
系統図である。

【符号の説明】

１原水槽２放散塔３触媒充填塔４ハロゲン化水素ガス除去装置５水素溶解槽６フィルター

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者岩崎誠東京都新宿区西新宿３丁目４番７号栗田工業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】疎水化金属担持触媒よりなることを特徴
とする揮発性有機ハロゲン化合物の還元処理用触媒。