JPH09507164A - 排水中の有機汚染物の湿式酸化処理法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 排水中の汚染物が、温度８０〜３３０℃、圧力１〜２００バール及びｐＨ＜７において、純酸素又は酸素含有ガスを添加して湿式酸化される。この湿式酸化を行うために、鉄イオン及び生物学的処理場からの消化槽内容物又は過剰のスラリーを排水に添加する。

Description

【発明の詳細な説明】 排水中の有機汚染物の湿式酸化処理法 技術分野 本発明は、排水中の汚染物を、純酸素又は酸素含有ガスの、温度８０−１３０ ℃及び圧力１−２００バール下での添加による湿式酸化によって分解する方法に 関する。 背景の技術 酸化に必要とされる温度（及びここでは更に圧力）を減ずるために、有機物で 汚染された排水を、レドックス系、好ましくはＦｅ⁺⁺またはＦｅ⁺⁺⁺の添加のよ って調整された酸化還元電位３００−６００ｍＶにおいて、酸素又は酸素含有ガ スで処理することは、すでに提案されている。このようにして、反応温度を２５ ０℃以下まで十分低下させることが可能である。反応温度は、湿式酸化工程中に 、ベンゾキノン又はナフトキノンを共触媒として排水に添加することによって更 に低下させうることも公知である。この方法は、独国特許第３３１６２６５号及 びＯ．ホラク（Ｈｏｒａｋｕ），ケム・イング・テクン（Ｃｈｅｍ．Ｉｎｇ．Ｔ ｅｃｈｎ）、８２（１９９０），７号、５５５−５５７ページに記述されている 。 今回、独国特許第３３１６２６５号に言及されているキノンの代わりに、処理 されたスラッジが、共触媒として使用できることを発見した。処理されたスラッ ジは、工業的な下水処理場からの余剰の汚泥又は公共の下水処理場からの消化さ れたスラッジのいずれであっても良い。かくして、最早高価なキノイド化合物又 は独国特許第３３１６２６５号に言 及されている人念な予備処理が必要でなくなる。同時に、生物学的な余剰のスラ ッジの大部分がこの方法で酸化的に排除できる。 発明の詳細な説明 本発明は、純酸素又は酸素含有ガスを、温度８０−３３０℃、好ましくは１２ ０−２００℃及び圧力１−２００バール、好ましくは１−９０バール及びｐＨ７ 以下、好ましくは４以下において添加する湿式酸化により排水中の有機汚染物を 分解する際に、湿式酸化分解を鉄及び生物学的下水処理場からの消化されたスラ ッジ又は余剰のスラッジの存在下に行う、該有機汚染物の分解法に関する。 消化されたスラッジ又は余剰のスラッジは、好ましくは排水リットル当たり、 スラッジ乾燥物質として１−１５０ｇ、更に好ましくは３−３０ｇの量で添加さ れる。 湿式酸化後、酸性の排水を、アルカリの添加によって中和する又はアルカリ性 にすることは最良である。 本発明の他の具体例は、塩基性排水を除去塔に通して、有機窒素化合物の湿式 酸化中に生成するアンモニウムを除去しかつそれをアンモニアの形で回収するこ とによって特徴づけられる。この回収されたアンモニア溶液は、排ガスからの窒 素酸化物の接触除去における還元剤として有利に使用することができる。 重金属水酸化物は、湿式酸化工程からの酸性排水のアルカリ性化の間に沈殿と なる。これらは、別の工程において最良に濾別し、別に廃棄する。ついで重金属 の除去された塩基性の排水を、有利には生物学的下水処理場に供給する。 更なる改良は、アンモニアの除去された排水を生物学的下水処理場へ 供給することにより達成される。 本発明によれば、次の利点が提供される： −排水処理の予備段階において、高価なキノイド化学物質の添加或いはキノンの 費用のかかる生産が必要ないこと。 −同時に、問題のある処理されたスラッジを、費用をかけずに処理できること。 −酸化中に生成するアンモニアが容易に回収かつ再使用できること。 以下、対照実施例及びフローチャートの助けを借りて本発明を詳細に説明する 。 排水リットル当たり乾燥物質約１０−２０ｇの濃度の処理されたスラッジ及び Ｆｅ⁺⁺約０．３−０．５ｇ／１の濃度の鉄塩の形の鉄イオンを、ＣＯＤ含量１− ２００ｇ／１の未処理の排水に添加し、混合物をＨ₂ＳＯ₄でｐＨ値１．５−２ま で酸性にする。酸性にした排水スラッジ混合物を、ポンプ１により約２０バール の工程圧力にし、向流熱交換器２で加熱し、ついで酸化反応器３へ導入する。酸 化反応器はバブル塔であり、これに純酸素をインジェクターを通して細かい泡の 形で塔の基底から導入する。酸化反応は滞留時間１−３時間にわたって、１２０ −２２０℃の温度で好適に進行する。排水中の有機汚染物はＣＯ₂と水に酸化さ れる。酸化反応器３は、水蒸気で予熱することにより始動せしめられる。ついで この工程は自発熱により進行する。 処理された排水は酸化反応器３の頭部から向流熱交換器２に流れ、そこで約１ ００℃まで冷却される。気体成分を、サイクロン分離器４により排水から分離し 、圧力を除去する。ＣＯ₂の他にＣＯを含む排ガスが少量生成するが、これは公 知の方法で後処理することができる。 反応器３での湿式酸化下程中、有機窒素化合物はアンモニアに転化される。反 応器４から出る排水を、アルカリ、例えばＮａＯＨの添加によりアルカリ性にす るならば、アンモニアは、次の除去塔５において、アンモニアの形で排水から除 去することができる。この回収されたアンモニアは、排ガスからの窒素酸化物の 接触除去における還元剤として有利に使用しうる。 反応器３の湿式酸化工程中、排水中に存在しているかもしれない重金属も、溶 液に移る。それらはアルカリ化工程中に水酸化物に転化され、熱交換器６での冷 却後に沈殿容器７において固体として分離できる。ついで、分離された固体を、 フィルタープレス８により水から除去する。脱水した金属水酸化物を別に廃棄し 、一方液相を排水導管９へ返送する。アンモニア及び重金属を除去した処理排水 は、依然として容易に生分解しうる有機物断片を含有する。この理由のために、 排水導管９は通常の生物学的下水処理場へ連結され、そこで排水を直接随時存在 する脱窒工程に導入することができる。 実施例 １ （従来法） 全ＣＯＤ（化学的酸素要求量）値５２．５ｇ／１及びＡＯＸ含量１７ｍｇ／１ の混合された排水を、オートクレーブ中で３時間、１９０℃／１８バール下に、 酸素で酸化した。この５２．５のＣＯＤ値は、固体を含有する未処理の排水に当 てはまった。濾過による固体の除去後、ＣＯＤ値は４８．４になった。両方の値 を表１の欄２に示してある。本実施例では、鉄イオンだけを０．３ｇ／１の濃度 で添加した。その結果、ＣＯＤが３２．０ｇ／１まで、またＡＯＸ（吸着された 有機ハロゲン化合物）が３ｍｇ／１まで減少した。これらの値を表１の欄３に示 す。 実施例 ２ （従来法） ＣＯＤ値５２．５ｇ／１の同一の未処理排水を用いて、鉄イオンの他にキノン を共触媒を添加し、ついで実施例１と同一の条件下に湿式酸化した。キノンは、 独国第３３１６２６５号におけるように、リグナイト粉末の、加熱されたアルカ リ性未処理排水への直接導入によって得た。ついで排水をＨ₂ＳＯ₄で酸性にし、 酸素で酸化した。排水のＣＯＤ値は、この処理によって２１．０ｇ／１（６０％ ）まで減少した。ＡＯＸ値は２ｍｇ／１まで減少した。これらの値を、表１欄３ に示す。 実施例 ３ （本発明） 最初の試験では、公共下水処理場の消化塔からの処理されたスラッジを、排水 当たり乾燥物質として６ｇ（ＤＭ／１）の濃度で、また第２の試験では、同一の 処理場からの処理されたスラッジを、１２ｇＤＭ／排水１の濃度で、実施例１の 鉄を含有する混合排水に添加した。スラッジ乾燥物質は有機成分を約５０％含ん だ。湿式酸化も、実施例１に記述したものと同一条件下に行った。 表１の欄５及び６の結果が示すように、ＣＯＤは処理されたスラッジの添加の 接触効果により２３．３ｇ／１（５６％）及び２０．７ｇ／１（６０．５％）ま で減少した。従って、得られた酸化結果は、実施例２のキノンの添加によって得 られたものと同一であった。第２の試験における濾過してない及び濾過した試料 間のＣＯＤ（２０．７ｇ／１及び２０。７ｇ・１）の小さな相違は、有機スラッ ジ成分が殆ど完全に酸化されたことを示す。

───────────────────────────────────────────────────── 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 Ｃ０２Ｆ 9/00 ５０２ 9630−4Ｄ Ｃ０２Ｆ 9/00 ５０２Ｃ ５０４ 9630−4Ｄ ５０４Ｂ 11/08 9630−4Ｄ 11/08

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．純酸素又は酸素含有ガスを、温度８０−３３０℃、好ましくは１２０−２０ ０℃及び圧力１−２００バール、好ましくは１−９０バール及びｐＨ７以下、好 ましくは４以下において添加する湿式酸化により排水中の有機汚染物を分解する 際に、湿式酸化分解を鉄及び生物学的下水処理場からの消化されたスラッジ又は 余剰のスラッジの存在下に行う、該有機汚染物の分解法。 ２．消化されたスラッジ又は余剰のスラッジを、排水リットル当たりスラッジ乾 燥物質として１−１５０ｇ、好ましくは３−３０ｇの量で、鉄イオンの存在下に 排水に添加する請求の範囲１の方法。 ３．湿式酸化後、酸性の排水をアルカリの添加によって中和するまたはアルカリ 性にする請求の範囲１及び２の方法。 ４．塩基性排水を除去塔に通して、有機窒素化合物の湿式酸化中に生成したアン モニアを除去し、それをアンモニア溶液として回収する請求の範囲３の方法。 ５．回収したアンモニア溶液を、排ガスからの窒素酸化物の接触除去における還 元剤として再使用する請求の範囲４の方法。 ６．湿式酸化後のアルカリ処理によって排水中に沈殿した重金属酸化物を濾過し 、ついで別に廃棄する請求の範囲３及び４の方法。 ７．中和したまたは塩基性の排水を、生物学的下水処理場へ供給する請求の範囲 ３−６の方法。 ８．アンモニアを除去した排水を、生物学的下水処理場の脱窒工程へ導入する請 求の範囲４の方法。