JPH1170397A

JPH1170397A - 排水の処理方法

Info

Publication number: JPH1170397A
Application number: JP23347997A
Authority: JP
Inventors: Yusuke Shioda; 祐介塩田; Junichi Miyake; 純一三宅; Kiichiro Mitsui; 紀一郎三井; Yukihiro Yoneda; 幸弘米田
Original assignee: Nippon Shokubai Co Ltd
Current assignee: Nippon Shokubai Co Ltd
Priority date: 1997-08-29
Filing date: 1997-08-29
Publication date: 1999-03-16
Anticipated expiration: 2017-08-29
Also published as: JP3374053B2

Abstract

(57)【要約】【課題】各種産業プラントからの排水を加熱処理して
浄化する際に、加熱器（例えば、熱交換器）における排
水の濃度を低減して、加熱器の腐食やスケールの付着な
どの問題を効果的に防止し、長期にわたって安定的に排
水を処理して浄化する方法を提供する。【解決手段】排水の一部を希釈水とともに加熱器で加
熱して反応器に供給し、残りの排水は加熱することなく
反応器に供給する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は排水の処理方法に関
し、詳しくは各種産業プラントからの排水を加熱処理す
る際に、加熱器における排水の濃度を低減して、加熱器
の腐食やスケールの付着などを効果的に防止し、長期に
わたって安定的に排水を処理して浄化する方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】化学プラント、食品加工設備、金属加工
設備、金属メッキ設備、印刷製版設備、発電設備、写真
処理設備などの各種産業プラントから排出される排水を
浄化処理することは湿式酸化法、湿式分解法、オゾン酸
化法、過酸化水素酸化法などの各種方法によって行われ
ている。

【０００３】例えば、湿式酸化法の場合、排水を加熱器
により加熱した後、反応器に供給して処理するのが一般
的である。しかし、排水中には固形物、スケールなどの
付着の原因となる成分（以下、「スケール生成物質」と
いう）、塩類、加熱器の腐食の原因となる腐食性物質な
ど（以下、これらを総称して「固形物等」という場合も
ある）が含まれている。このため、加熱器が排水によっ
て腐食されたり、スケールなどが付着したりして、材質
の劣化、伝熱性能の低下、ひいては処理性能の低下、圧
力損失の上昇などの問題を招くことになる。特に、この
問題は、排水中に固形物等が高濃度で含まれている場
合、また加熱器における排水の加熱温度が高い場合など
に顕著なものとなる。なお、固形物等によって引き起こ
されるスケールの生成、腐食などを総称して「腐食等」
という場合もある。

【０００４】現在、このような問題を解決する方法とし
て、例えば排水の希釈による固形物等の濃度の低減、排
水への薬剤の添加による温和な処理条件への変更、加熱
器の材質の向上、加熱器の容量のアップ、加熱器の形式
などの検討、加熱器の洗浄、排水の種々の前処理などの
方策が採られている。

【０００５】また、特開平２−１０２７８８号公報に
は、排水を加熱器で加熱せずに直接反応器に供給し、加
熱した希釈水と反応器内で混合して排水を湿式酸化処理
する方法が記載されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記の
排水の希釈、薬剤の添加、加熱器の材質の向上、加熱器
の容量のアップなどの方策は工業的に満足できるもので
はなかった。例えば、装置材質として高価なものを用い
たり、加熱器の容量および伝熱面積などを大きく設計す
ると、ランニングコストが上昇し、また広い設置面積が
必要となる。

【０００７】特開平２−１０２７８８号公報記載の方法
は、加熱器での腐食等の問題を解決できる方法ではある
が、希釈水を多量に使用する必要があり、処理できる排
水は理論的酸素要求量が高濃度の排水に限られている。
希釈水の使用量が多い場合、処理後の液量が増加すると
いう問題がある。また、排水中の理論的酸素要求量の濃
度があまり高くない場合には、排水を反応器内で昇温
し、反応温度を維持して長時間連続的に排水処理を実施
することが困難となる。

【０００８】かくして、本発明は、排水を加熱処理して
浄化する際の加熱器における腐食等の問題を解決し、長
期にわたり安定的に排水を処理するに適した方法を提供
しようとするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、希釈水を
利用し、その添加方法を工夫して、加熱器における排水
の濃度、すなわち排水中の固形物等の濃度を低減させる
ことにより、加熱器の腐食等の問題を防止でき、長期に
わたり安定的に排水を処理できることを知り、この知見
に基づいて本発明を完成するに至った。

【００１０】すなわち、本発明は、排水を処理して浄化
するに当り、排水の一部を必要量の希釈水とともに加熱
器で加熱して反応器に供給し、残りの排水は加熱するこ
となく反応器に供給することを特徴とする排水の処理方
法である。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の方法によれば、化学プラ
ント、食品加工設備、金属加工設備、金属メッキ設備、
印刷製版設備、発電設備、写真処理設備などの各種産業
プラントから排出される排水を浄化処理することができ
る。

【００１２】特に、本発明の方法は、固形物、スケール
生成物質、塩類、腐食性物質などを単独または２種類以
上含む排水を処理するのに好適に用いられる。本発明に
おける加熱器の腐食等とは、例えば腐食性物質のよる材
質の腐食、または固形物やスケール生成物質によるスケ
ールの生成のほかに、塩類の析出による塩類の堆積、腐
食と同時にスケールが生成するなどの複合したものも包
含する。

【００１３】固形物とは、排水中に固形物として存在す
るものであり、例えば不溶性または難溶性の酸化物、塩
などを挙げることができる。

【００１４】スケール生成物質とは、加熱によって固形
物を生成し易いものであり、その代表例としては、重金
属類（例えば、カドミウム（Ｃｄ）、ニッケル（Ｎ
ｉ）、コバルト（Ｃｏ）、マンガン（Ｍｎ）、銅（Ｃ
ｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、銀（Ａｇ）、鉄（Ｆｅ）、スズ
（Ｓｎ）、アンチモン（Ｓｂ）、鉛（Ｐｂ）、タリウム
（Ｔｌ）、水銀（Ｈｇ）、ヒ素（Ａｓ）、クロム（Ｃ
ｒ）およびビスマス（Ｂｉ））、アルミニウム、ケイ
素、リン、カルシウムおよびマグネシウムなどを挙げる
ことができる。これらは２種以上含まれていてもよい。
また、このスケール生成物質の形態については特に制限
はなく、上記金属のイオン、または上記金属を含む有機
金属化合物などのいずれでもよい。

【００１５】上記固形物およびスケール生成物質の濃度
については特に制限はないが、濃度が著しく低い場合に
は、加熱器で加熱しても問題が生じることはない。な
お、スケール生成物質および／または固形物の濃度が５
ｇ／リットルを超える排水を処理する場合には、析出に
よってラインの閉塞が起こり易くなるので、予めその濃
度を低減させて、その加熱器内の濃度が５ｇ／リットル
以下になるようにしておくのがよい。

【００１６】塩類の代表例としては、硫酸ナトリウム、
塩化ナトリウム、臭化カリウム、硝酸カリウム、硫酸ア
ンモニウム、硝酸アンモニウム、チオ硫酸ナトリウム、
炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、亜硝酸ナトリウ
ムなどを挙げることができる。これらは２種以上含まれ
ていてもよい。

【００１７】上記塩類の濃度については特に制限はな
く、濃度が著しく低い場合には、加熱器で加熱しても問
題が生じることはない。なお、加熱器内の塩類の濃度
が、２００ｇ／リットルを超える排水を処理する場合に
は、析出によってラインの閉塞が起こり易くなるので、
予めその濃度を低減させて、その加熱器内の濃度が２０
０ｇ／リットル以下にしておくのがよい。

【００１８】腐食性物質とは、加熱によって加熱器材質
の腐食を招き易いものであり、その代表例としては、ハ
ロゲン、ハロゲン化物などのハロゲン類；硫黄、硫酸、
亜硫酸、硫化物などの硫黄類；ギ酸、シュウ酸、クエン
酸などの有機酸類；水酸化ナトリウム、水酸化カリウ
ム、硫化ナトリウムなどのアルカリ類などを挙げること
ができる。これらは２種以上含まれていてもよい。

【００１９】本発明の方法は、上記の排水を加熱条件下
に処理して浄化するものである。反応器内の処理条件に
ついては特に制限はないが、通常、１００〜３７０℃、
好ましくは１５０〜３００℃の範囲の温度で、かつ排水
が液相を保持する圧力下で処理を行う。処理温度が１０
０℃未満の場合には、加熱器で加熱するにしても、加熱
器の腐食等の問題が起こる程度は少ない。一方、３７０
℃を超えると排水が液相を保持できなくなる。また、使
用する反応器については、排水処理に一般に用いられて
いる反応器を使用することができる。

【００２０】排水の処理温度は種々の方法によって調整
することができる。例えば、反応器の外部からの加熱温
度、排水量、希釈水量、加熱器中の液流量、加熱器のバ
イパスを流れる液流量などの制御により調整することが
できる。これら制御の具体的手段については特に制限は
なく、例えばヒーター出力の変更、液供給ポンプのスト
ローク、インバーターなどの変更、バイパスラインおよ
び／またはメインラインなどの配管に設置された調節弁
開度の変更などによって制御することができる。

【００２１】本発明は、反応器内で排水を処理するに先
だって、排水を加熱器で昇温するに当り、排水の一部を
必要量の希釈水とともに、加熱器に供給して加熱し、残
りの排水を加熱することなく供給することを特徴とす
る。これにより、加熱器における排水中の固形物等の濃
度（以下、単に「排水の濃度」という場合もある）を腐
食等が起こらない程度まで低減させることができる。

【００２２】本発明の「加熱器」とは、排水を加熱し得
るものであればいずれでもよく、一般に使用されている
加熱器および熱交換器を包含する。なかでも、熱交換器
を用いて、排水の一部と希釈水との混合液を、反応器内
で処理した後の処理水と熱交換させて加熱するのがよ
い。これにより、処理水の廃熱を有効利用でき、加熱に
要するランニングコストを低減できるとともに、処理水
の冷却に要するランニングコストも低減させることがで
きる。加熱器および熱交換器は各々２個以上を用いて
も、またこれらを組み合わせて使用してもよい。なお、
加熱器の熱媒体としては、蒸気、熱媒油などのほかに、
電気ヒーターなども用いることができる。

【００２３】希釈水としては、加熱器内での排水の濃度
を低下させ得るものであればいずれも使用することがで
きるが、通常、水が用いられる。そのほか、固形物等の
濃度の低い他の排水なども使用することができる。な
お、この希釈水は、一般に用いられている薬剤を含んで
いてもよい。この薬剤としては、排水のｐＨを調整する
ための酸またはアルカリ、排水処理を実施するために必
要な酸化剤または還元剤、排水処理を円滑に実施するた
めのキレート剤、有機酸などを挙げることができる。な
お、希釈水への添加のほかに、バイパスラインにおい
て、排水に若干の薬剤を添加してもよい。

【００２４】希釈水の使用量は、基本的には、加熱器の
腐食等が起こらない程度まで排水の濃度を低下させるに
十分な量であればよい。希釈水の量が多すぎる場合、加
熱器での腐食等の問題は解決できるが、反応器での液量
が増加するなどの問題が生じるので好ましくない。希釈
水の使用量は、排水の種類、加熱器材質などによって変
わるので一概に特定できないが、下記式

【００２５】

【数２】

【００２６】（ここで、加熱した全液流量および加熱し
た排水流量とは、それぞれ、加熱器に供給する排水と希
釈水との合計流量および加熱器に供給する排水の流量を
意味し、また全液流量とは、全排水と希釈水との合計流
量を意味する）で表されるＤ値が１．１以上、好ましく
は１．２以上、更に好ましくは１．３以上となるように
するのがよい。なお、Ｄ値の上限は通常３０以下であ
り、好ましくは２０以下である。したがって、本発明の
方法においては、Ｄ値は１．１〜３０、好ましくは１．
２〜２０となるようにするのがよい。

【００２７】なお、加熱器における腐食等の問題が起こ
らないような、固形物、スケール生成物質、塩類、腐食
性物質などの具体的濃度を特定するのは極めて困難では
あるが、一例として挙げるならば、例えば、スケール生
成物質および／または固形物の場合には、その濃度が、
加熱器内の排水および希釈水の合計量を基準として、１
ｍｇ／リットル〜５ｇ／リットル、好ましくは２ｍｇ／
リットル〜１ｇ／リットル、更に好ましくは５ｍｇ／リ
ットル〜５００ｍｇ／リットルの範囲となるようにする
のがよい。

【００２８】塩類の場合には、その濃度が、加熱器内の
排水および希釈水の合計量を基準として、１〜２００ｇ
／リットル、好ましくは３〜１５０ｇ／リットル、更に
好ましくは１０〜１２０ｇ／リットルの範囲になるよう
にするのがよい。

【００２９】腐食性物質の場合には、それが加熱器の腐
食を引き起こすような濃度は、加熱器の温度や液のｐ
Ｈ、加熱器の材質などの条件によって変動するので一概
に特定できないが、例えば湿式酸化条件での塩素イオン
の場合、加熱器内の排水および希釈水の合計量を基準と
して、その濃度が１ｍｇ／リットル以上の排水、また同
じく湿式酸化条件におけるアルカリ類の場合、そのｐＨ
が１２以上となるようにするのがよい。

【００３０】加熱器に供給する排水の処理すべき全排水
に対する割合については、上記Ｄ値を満たすように適宜
決定すればよい。

【００３１】加熱器として、通常、熱交換器が使用され
るが、この場合、排水と希釈水との混合液の温度は反応
器からの処理水との熱交換によって反応器出口温度近く
まで上昇する。そこで、この昇温した混合液をそのまま
反応器に供給してもよい。このケースは、排水の理論的
酸素要求量が大きく、反応が熱的に自立している場合に
行われることが多い。

【００３２】また、反応器内の処理温度を考慮して、別
の加熱器を設け、これにより混合液を更に加熱して昇温
させてもよい。このケースは、排水の理論的酸素要求量
の濃度が低いか、あるいは処理効率が低く、反応が熱的
に自立していない場合に行うことが多い。

【００３３】さらに、バイパスに流す残りの排水も問題
が生じない程度に加熱（加温）してもよい。ただし、こ
の場合、加熱器で加熱される混合液の温度のほうがバイ
パスを流れる排水の温度より必ず高いものである。この
ケースは、排水の理論的酸素要求量の濃度が低いか、あ
るいは処理効率が低く、反応が熱的に自立していない場
合に行うことがある。

【００３４】次に、本発明の方法にしたがって、排水の
一部を希釈水とともに加熱器に供給し、残りの排水はそ
のまま直接反応器に供給する具体的方法について図１に
基づいて説明する。

【００３５】図１は、本発明の一実施態様であり、排水
を湿式酸化法により処理する方法の系統図である。排水
をライン４から供給し、その一部をライン６から供給さ
れた希釈水と混合した後、熱交換器２、次いで加熱器１
６をへて反応器１に導入する。熱交換器２では、反応器
１の塔頂からライン１２をへて供給される処理液との熱
交換によって排水の一部と希釈水とが加熱される。ま
た、必要に応じて、加熱器１６で加熱される。一方、残
りの排水は、排水の一部と希釈水とを混合させるポイン
トよりも先にバイパスさせて反応器１に導入する。これ
により、排水の一部を希釈水とともに熱交換器２および
加熱器１６に供給し、残りの排水はそのまま直接反応器
１に供給することができるので、熱交換器２および加熱
器１６での排水の濃度が低下し、腐食等の問題を効果的
に防止することができる。

【００３６】要するに、希釈水を排水の一部と混合する
位置は、排水が加熱器をバイパスするラインに分かれる
分岐部と、希釈水と排水の一部とが加熱器に供給される
加熱器の供給入口部との間にあるようにすればよい。こ
の位置に希釈水を供給することにより、希釈水は全量が
加熱器に供給され、排水は反応温度を維持するのに必要
な量しか加熱器に供給されないものである。すなわち排
水の一部は、加熱器をバイパスして反応器に供給され、
反応器温度を調節するのに使用される。したがって、加
熱器で加熱される排水の濃度は従来の方法と比較して薄
くなり、加熱器の腐食等の問題を解決することができ
る。なお、希釈水の添加位置は複数箇所設けてもよい。

【００３７】本発明の方法は、各種の排水処理法、例え
ば湿式酸化法、湿式分解法、オゾン酸化法、過酸化水素
酸化法などに適用することができる。なかでも、湿式酸
化法および湿式分解法は、排水を高温に加熱して処理す
るので、本発明の方法が好適に用いられる。

【００３８】特に、本発明の方法は、湿式酸化法による
排水の処理に好適に用いられる。湿式酸化法では酸素含
有ガスを供給しながら排水を高温に加熱し、なおかつ高
圧下で処理を実施する。一般に湿式酸化法では、排水の
処理を熱的に自立した状態で処理運転できる場合が多
い。すなわち、排水を酸化および／または酸化分解処理
した際の発熱により、排水を特に加熱しなくても、処理
水との熱交換により、反応器に導入する排水および希釈
水を必要な温度まで加熱できることが多い。したがっ
て、加熱器で加熱する排水および希釈水の量と加熱器で
加熱しない排水の量とを調整することにより、反応の温
度を調節することが多い。本発明の方法においては、上
記温度の調節の際になるべく多くの排水を加熱器で加熱
せずに供給するものである。したがって、排水の処理を
熱的に自立した状態で運転するには、排水の理論的酸素
要求量の濃度が１０ｇ／リットル以上、さらには１５ｇ
／リットル以上、特に２０ｇ／リットル以上のときに効
果的である。

【００３９】なお、排水の理論的酸素要求量が非常に大
きい場合には、希釈水量が増加するために、排水を加熱
器で加熱する必要がなくなる。しかしながら、この場
合、排水処理の制御、特に温度の制御が困難となること
が多く、排水を事前に希釈し、本発明の方法で処理する
のが効果的である。湿式酸化法においては、希釈した後
の排水の理論的酸素要求量が３００ｇ／リットル以下、
特に２００ｇ／リットル以下にするのがよい。

【００４０】上記酸素含有ガスとは、分子状酸素または
オゾンを含有するガスであり、オゾンおよび酸素のガス
を用いる場合には、適宜不活性ガスなどにより希釈して
用いることができる。また、酸素富化ガスを使用するこ
ともでき、これらのガス以外にも他のプラントより生じ
る酸素含有の排ガスも、適宜使用することもできる。し
かしながら、最も好ましいものは、価格の安価な空気で
ある。また、酸素含有ガスの供給量は、特に限定される
ものではなく、排水の種類および処理の目的、その他の
処理条件などにより適宜適切な量とすることができる。
また酸素含有ガスの供給位置も特に限定されるものでは
なく、加熱器の前後どちらでもよく、また加熱器の前後
両方から供給してもよく、また反応器に直接供給しても
よく、また液が加熱器をバイパスするラインに分かれる
分岐部の前後どちらでもよく、またその分岐部の前後両
方など複数の供給位置を有してもよく、特に限定される
ものではない。

【００４１】しかし、一般的には、ガス全量もしくは一
部が加熱器を通過するように供給されることが多い。特
に排水が加熱器をバイパスするラインに分かれる分岐部
と、加熱器の加熱側入口との間に供給されることが多
い。このため特に加熱器の加熱側の出口部では蒸気分圧
が上昇し、加熱された液が濃縮され、加熱器での腐食等
の問題が顕著になることが多い。このような場合、さら
に本発明が効果的なものである。なお、加熱器での排水
の濃縮が特に問題となる場合には、ガス全量を加熱器で
加熱しないように、ガスの供給位置を設けるほうが効果
的である。

【００４２】加熱器は、その伝熱管および／または伝熱
面の間隔などが細く、スケール生成物質などにより閉塞
し易いものである。また、腐食性物質を含有する際に
は、加熱器の腐食による劣化を招く原因となる。加熱器
では、排水が高濃度である上、液および／またはガスの
線速度が速く、しかも加熱により高温となるため、腐食
し易いものである。本発明は、多くの排水を加熱器を通
すことなく処理できるため、加熱器の腐食等の問題を根
本的に解決、もしくは明らかに低減できるものである。
また、この効果は、排水の温度が高い程顕著なものであ
る。したがって、本発明によれば、加熱器の伝熱面積の
低減および安価な材質の選定を実施することができ、装
置費を低減することができる。

【００４３】本発明において使用する処理装置は、通常
使用されているものが用いられ、反応器は、単管式、多
管式のいずれの形式であってもよいが、好ましくは単管
式のものである。また、反応器および加熱器はそれぞれ
複数設けることもできる。なお、本発明の「反応器」
は、反応管、反応塔、吸着器などと置き換えることがで
きるものである。また、固体触媒なども使用することが
できる。

【００４４】本発明においては、必要に応じて、処理を
安定に実施するためのバイパスライン、調節弁、逆止
弁、オリフィスなどの適宜設けることができる。

【００４５】

【発明の効果】本発明の方法によれば、加熱器内での排
水の濃度を低下させることができるので、加熱器の腐食
等を効果的に防止することができる。このため、加熱器
の腐食等によって引き起こされる材質の劣化、伝熱性能
の低下、ひいては処理性能の低下、圧力損失の上昇、装
置コストの上昇などの問題を解決することができる。

【００４６】特に、排水の処理温度が１００℃〜３７０
℃である際に、加熱器の腐食等による問題を解決でき
る。また、加熱器等を長期にわたり安定的に使用できる
ため、排水を安定して長期間処理することができる。

【００４７】本発明の方法によれば、希釈水の供給量を
必要以上に多くすることがなく、また排水の濃度があま
り高濃度でない排水においても処理を実施できるうえ、
排水処理の制御、特に温度の制御が非常に容易である。

【００４８】本発明の方法は、排水が固形物等を含有す
る際に特に効果的である。

【００４９】本発明の方法は、排水を加熱して処理する
種々の排水処理に幅広く適用することができ、なかでも
湿式酸化法、湿式分解法、オゾン酸化法などの排水の処
理方法に有効に適用でき、特に湿式酸化法で効果的であ
る。

【００５０】なお、湿式酸化法において酸素含有ガスを
供給する場合、ガス全量もしくは一部が加熱器を通過す
るように供給されることが多い。このため特に加熱器の
加熱側の出口部では温度が上がり蒸気分圧が上昇してい
るため、加熱された液が濃縮されて加熱器での腐食等の
問題が顕著になることが多い。このような場合、さらに
本発明が効果的である。

【００５１】

【実施例】以下、実施例を挙げて本発明を更に具体的に
説明する。

【００５２】（実施例１）図１に示す湿式酸化処理装置
を使用し、下記の条件下で処理を合計で８０００時間行
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。

【００５３】処理に使用した反応器は、直径６００ｍ
ｍ、長さ６０００ｍｍの円筒状の反応器であった。また
この反応器１には、チタニアとマンガンを主成分とする
固体触媒を１ｍ³充填した。

【００５４】処理の方法は、排水供給ライン４より送ら
れてくる排水を排水供給ポンプ３を用い、１ｍ³／ｈｒ
の流量で昇圧フィードした。また希釈水供給ライン６よ
り送られてくる希釈水を希釈水供給ポンプ５を用い、１
ｍ³／ｈｒの流量で昇圧フィードした。該希釈水は、排
水が熱交換器２をバイパスするバイパスライン７への分
岐部と、熱交換器２における被加熱液の供給入口部との
間に供給し、排水と混合した。該希釈液は全量熱交換器
２で加熱し、排水は熱交換器２とバイパスライン７を経
由する液に分岐した。この分配比は、反応器入口温度を
１７０℃に制御するために、バイパス調節弁８を調節し
て決定された。その結果、バイパスラインに流れた排水
量は約０．８６ｍ³／ｈであった。また熱交換器で加熱
した希釈水と排水の合計量は約１．１４ｍ³／ｈであ
り、そのうち排水量は約０．１４ｍ³／ｈであった。こ
の場合のＤ値は４．１である。その後これらの液は反応
器１の手前で混合し、反応器１の底より供給した。また
酸素含有ガス供給ライン１０より供給された空気は、コ
ンプレッサー９で昇圧した後、Ｏ₂／ＣＯＤ（Ｃｒ）
（空気中の酸素量／化学的酸素要求量）＝１．２の割合
となるように酸素含有ガス流量調節弁１１で調節し、熱
交換器２の手前から混合液に供給混合した。湿式酸化処
理した処理液および排ガスは、処理水ライン１２を経
て、熱交換器２および冷却器１５で冷却した後、圧力調
節弁１３を経て処理水排出ライン１４から排出した。圧
力調節弁１３は、圧力コントローラ（ＰＣ）により圧力
を検出して作動させ、２５ｋｇ／ｃｍ²Ｇの圧力を保持
するように操作した。処理開始時の処理装置入口圧力
（ＰＩ）は、２６ｋｇ／ｃｍ²Ｇであった。また処理開
始前には、希釈水と空気を供給した状態で、加熱器１６
を用いて反応器入口温度を１８０℃に昇温しておいた。
定常処理運転時に該加熱器は使用しなかった。

【００５５】処理に供した排水はエチレンプラントから
排出される廃ソーダ排水で、以下のような性状であっ
た。排水の理論的酸素要求量（ＴｈＯＤ）が７６ｇ／リ
ットル、ＣＯＤ（Ｃｒ）が７５ｇ／リットル、ｐＨは１
３．４で、硫化ナトリウムを９０ｇ／リットル含有して
いた。なお、熱交換器２中の硫化ナトリウムの濃度は、
加熱器内の排水および希釈水の合計量を基準とし、水の
蒸発量を換算して、約１５ｇ／リットルであった。

【００５６】８０００時間後に得られた処理水の結果
は、ＣＯＤ（Ｃｒ）が０．７５ｇ／リットルであった。
また８０００時間後の処理装置入口圧力（ＰＩ）は、２
６ｋｇ／ｃｍ²Ｇであった。そして８０００時間処理し
た後、処理を停止し、熱交換器２を開放して内部を観察
した。その結果、熱交換器２の加熱側出口部において薄
く若干の固形物の付着が観察されたが、特に問題となる
ような量ではなかった。

【００５７】（比較例１）図２に示す湿式酸化処理装置
を使用し、希釈水を排水供給ポンプ３と、液が熱交換器
２をバイパスするバイパスライン７への分岐部との間に
供給した。すなわちバイパスライン７を排水と希釈水の
混合液が流れるようにした以外は、実施例１と同様の処
理方法で処理を行った。その結果、バイパスラインに流
れた排水と希釈水の混合液の量は約０．８６ｍ³／ｈで
あり、そのうち排水量は約０．４３ｍ³／ｈであった。
また熱交換器で加熱した希釈水と排水の合計量は約１．
１４ｍ³／ｈであり、そのうち排水量は約０．５７ｍ³／
ｈであった。この場合のＤ値は１．０である。処理開始
時の処理装置入口圧力（ＰＩ）は、２６ｋｇ／ｃｍ²Ｇ
であった。なお、熱交換器２中の硫化ナトリウムの濃度
は、加熱器内の排水および希釈水の合計量を基準とし、
水の蒸発量を換算して、約６２ｇ／リットルであった。

【００５８】８０００時間後に得られた処理水の結果
は、ＣＯＤ（Ｃｒ）が０．８５ｇ／リットルであった。
また８０００時間後の処理装置入口圧力（ＰＩ）が２８
ｋｇ／ｃｍ²Ｇに上昇した。そして８０００時間処理し
た後、処理を停止し、熱交換器２を開放して内部を観察
した。その結果、熱交換器２の内部には固形物がスケー
ルとして付着しており、特に熱交換器２の加熱側出口部
には多量に付着していた。（比較例２）下記の装置およ
び処理方法を行った以外は、実施例１と同様の処理条件
で処理を行った。装置は、図３に示すように、排水を加
熱器で加熱せずに直接反応器に供給し、希釈水のみを加
熱器で加熱し、反応器内で加熱した希釈水と排水とを混
合する形式の湿式酸化処理装置を使用した。以下に詳細
な実験方法および結果について記述する。

【００５９】処理の方法は、排水供給ライン４より送ら
れてくる排水を、排水供給ポンプ３で１ｍ³／ｈｒの流
量で昇圧フィードし、反応器１の底より供給した。また
希釈水供給ライン６より送られてくる希釈水を、希釈水
供給ポンプ５で１ｍ³／ｈｒの流量で昇圧フィードし
た。そして反応器入口温度を１７０℃となるように、バ
イパス調節弁８でバイパスライン７に流れる希釈水量と
熱交換器２に流れる希釈水量とを調節できるようにして
反応器１の底より供給した。また酸素含有ガス供給ライ
ン１０より供給された空気は、コンプレッサー９で昇圧
した後、Ｏ₂／ＣＯＤ（空気中の酸素量／化学的酸素要
求量）＝１．２の割合となるように酸素含有ガス流量調
節弁１１で調節し、熱交換器２の手前から希釈水に供給
混合した。湿式酸化処理した処理液および排ガスは、処
理水ライン１２を経て、熱交換器２および冷却器１５で
冷却した後、圧力調節弁１３を経て処理水排出ライン１
４から排出した。圧力調節弁１３は、圧力コントローラ
（ＰＣ）により圧力を検出して作動させ、２５ｋｇ／ｃ
ｍ²Ｇの圧力を保持するように操作した。処理開始時の
処理装置入口圧力（ＰＩ）は、２６ｋｇ／ｃｍ²Ｇであ
った。なお処理開始前には、希釈水と空気を供給した状
態で、加熱器１６を用いて反応器入口温度を１８０℃に
昇温しておいた。

【００６０】結果は、排水の供給を開始し、加熱器１６
を停止した直後から反応器入口温度が低下し、１７０℃
に維持できなくなり、連続処理運転できなかった。すな
わち、スケールの付着などは生じないものの、加熱器１
６を停止した状態では、自立運転を実施することはでき
なかった。

【００６１】（実施例２）図１に示す湿式酸化処理装置
と同じ形式の処理装置を使用し、下記の条件下で処理を
合計で５００時間行った。以下に詳細な実験方法および
結果について記述する。

【００６２】処理に使用した反応器は、直径３００ｍ
ｍ、長さ１５００ｍｍの円筒状の反応器であり、特に内
部に固体触媒などの充填物は充填しなかった。

【００６３】処理の方法は、排水供給ライン４より送ら
れてくる排水を排水供給ポンプ３を用い、４０リットル
／ｈｒの流量で昇圧フィードした。また希釈水供給ライ
ン６より送られてくる希釈水を希釈水供給ポンプ５を用
い、８０リットル／ｈｒの流量で昇圧フィードした。該
希釈水は、排水が熱交換器２をバイパスするバイパスラ
イン７への分岐部と、熱交換器２における被加熱液の供
給入口部との間に供給し、排水と混合した。該希釈液は
全量熱交換器２で加熱し、排水は熱交換器２とバイパス
ライン７を経由する液に分岐した。この分配比は、反応
器入口温度を２４０℃に制御するために、バイパス調節
弁８を調節して決定された。その結果バイパスラインに
流れた排水量は、約３３．６リットル／ｈであった。ま
た熱交換器で加熱した希釈水と排水の合計量は約８６．
４リットル／ｈであり、そのうち排水量は約６．４リッ
トル／ｈであった。この場合のＤ値は４．５である。そ
の後、これらの液は反応器１の手前で混合し、反応器１
の底より供給した。また酸素含有ガス供給ライン１０よ
り供給された空気は、コンプレッサー９で昇圧した後、
Ｏ₂／ＴｈＯＤ（空気中の酸素量／理論的酸素要求量）
＝１．１の割合となるように酸素含有ガス流量調節弁１
１で調節し、熱交換器２の手前から混合液に供給混合し
た。湿式酸化処理した処理液および排ガスは、処理水ラ
イン１２を経て、熱交換器２および冷却器１５で冷却し
た後、圧力調節弁１３を経て処理水排出ライン１４から
排出した。圧力調節弁１３は、圧力コントローラ（Ｐ
Ｃ）により圧力を検出して作動させ、７５ｋｇ／ｃｍ²
Ｇの圧力を保持するように操作した。処理開始時の処理
装置入口圧力（ＰＩ）は、７６ｋｇ／ｃｍ²Ｇであっ
た。また熱交換器２の加熱側出口の内部にステンレスの
テストピースを設置した。また処理開始前には、希釈水
と空気を供給した状態で、加熱器１６を用いて反応器入
口温度を２５０℃に昇温しておいた。定常処理運転時に
該加熱器は使用しなかった。

【００６４】処理に供した排水は、ＴｈＯＤが１２８ｇ
／リットル、ＣＯＤ（Ｃｒ）が１０４ｇ／リットルであ
り、Ｆｅを２６０ｍｇ／リットル、塩化ナトリウムを３
５００ｍｇ／リットル含有していた。このため希釈水で
希釈した反応器入口でのＴｈＯＤは４２．７ｇ／リット
ル、ＣＯＤ（Ｃｒ）が３４．７ｇ／リットルであったと
考えられる。なお、熱交換器２中のＦｅおよび塩化ナト
リウムの濃度は、加熱器内の排水および希釈水の合計量
を基準とし、水の蒸発量を換算して、それぞれ、約３０
ｍｇ／リットルおよび約３７０ｍｇ／リットルであっ
た。

【００６５】５００時間後に得られた処理水の結果は、
ＣＯＤ（Ｃｒ）が１．７ｇ／リットルであった。また５
００時間後の処理装置入口圧力（ＰＩ）は、７６ｋｇ／
ｃｍ²Ｇであった。そして５００時間処理した後、処理
を停止し、熱交換器２の開放して内部を観察した。その
結果、熱交換器２の加熱側出口部において薄く若干の固
形物の付着が観察されたが、特に問題となるような量で
はなかった。またテストピースも特に変化なかった。

【００６６】（比較例３）図４に示す湿式酸化処理装置
を使用し、排水を希釈水供給ポンプ５の吸入側、すなわ
ち希釈水供給ライン６の希釈水中に排水供給ポンプ３を
用いて供給混合し、希釈した排水を熱交換器２を経由し
て反応器１の底から供給した以外は、実施例２と同様の
処理方法で処理を行った。その結果、バイパスラインに
流れた排水と希釈水の混合液の量は約３３．６リットル
／ｈであり、そのうち排水量は約１１．２リットル／ｈ
であった。また熱交換器で加熱した希釈水と排水の合計
量は約８６．４リットル／ｈであり、そのうち排水量は
約２８．８リットル／ｈであった。Ｄ値は１．０であっ
た。処理開始時の処理装置入口圧力（ＰＩ）は、７６ｋ
ｇ／ｃｍ²Ｇであった。また熱交換器２の加熱側出口の
内部にステンレスのテストピースを設置した。なお、熱
交換器２中のＦｅおよび塩化ナトリウムの濃度は、加熱
器内の排水および希釈水の合計量を基準とし、水の蒸発
量を換算して、それぞれ、約１３０ｍｇ／リットルおよ
び約１７００ｍｇ／リットルであった。

【００６７】５００時間後に得られた処理水の結果は、
ＣＯＤ（Ｃｒ）が１．８ｇ／リットルであった。また５
００時間後の処理装置入口圧力（ＰＩ）が７９ｋｇ／ｃ
ｍ²Ｇにまで上昇した。そして５００時間処理した後、
処理を停止し、熱交換器２を開放して内部を観察した。
その結果、熱交換器２の内部には鉄を主成分とする固形
物がスケールとして付着していた。またテストピースに
もスケールが付着しており、さらにテストピースには塩
素イオンが原因と思われる腐食が若干観察された。

【００６８】（実施例３）図１に示す湿式酸化処理装置
と同じ形式の処理装置を使用し、下記の条件下で処理を
合計で５００時間行った。以下に詳細な実験方法および
結果について記述する。

【００６９】処理に使用した反応器は、直径８００ｍ
ｍ、長さ８０００ｍｍの円筒状の反応器であり、特に内
部に固体触媒などの充填物は充填しなかった。

【００７０】処理の方法は、排水供給ライン４より送ら
れてくる排水を排水供給ポンプ３を用い、４ｍ³／ｈｒ
の流量で昇圧フィードした。また希釈水供給ライン６よ
り送られてくる希釈水を希釈水供給ポンプ５を用い、
１．５ｍ³／ｈｒの流量で昇圧フィードした。該希釈水
は、排水が熱交換器２をバイパスするバイパスライン７
への分岐部と、熱交換器２における被加熱液の供給入口
部との間に供給し、排水と混合した。該希釈液は全量熱
交換器２で加熱し、排水は熱交換器２とバイパスライン
７を経由する液に分岐した。この分配比は、反応器入口
温度を２２０℃に制御するために、バイパス調節弁８を
調節して決定された。その結果、バイパスラインに流れ
た排水量は約２．３ｍ³／ｈであった。また熱交換器で
加熱した希釈水と排水の合計量は約３．２ｍ³／ｈであ
り、そのうち排水量は約１．７ｍ³／ｈであった。この
場合のＤ値は１．４である。その後、これらの液は反応
器１の手前で混合し、反応器１の底より供給した。また
酸素含有ガス供給ライン１０より供給された空気は、コ
ンプレッサー９で昇圧した後、Ｏ₂／ＣＯＤ（Ｃｒ）
（空気中の酸素量／化学的酸素要求量）＝１．５の割合
となるように酸素含有ガス流量調節弁１１で調節し、熱
交換器２の手前から希釈水に供給混合した。湿式酸化処
理した処理液および排ガスは、処理水ライン１２を経
て、熱交換器２および冷却器１５で冷却した後、圧力調
節弁１３を経て処理水排出ライン１４から排出した。圧
力調節弁１３は、圧力コントローラ（ＰＣ）により圧力
を検出して作動させ、６０ｋｇ／ｃｍ²Ｇの圧力を保持
するように操作した。処理開始時の処理装置入口圧力
（ＰＩ）は、６１ｋｇ／ｃｍ²Ｇであった。また処理開
始前には、希釈水と空気を供給した状態で、加熱器１６
を用いて反応器入口温度を２３０℃に昇温しておいた。
定常処理運転時に該加熱器は使用しなかった。

【００７１】処理に供した排水は、ＴｈＯＤが５４．８
ｇ／リットル、ＣＯＤ（Ｃｒ）が５２．５ｇ／リットル
であり、硫酸ナトリウムを１５０ｇ／リットル含有して
いた。このため、希釈水で希釈した反応器入口でのＴｈ
ＯＤは３９．９ｇ／リットル、ＣＯＤ（Ｃｒ）が３８．
２ｇ／リットルであったと考えられる。なお、熱交換器
２中の硫酸ナトリウムの濃度は、加熱器内の排水および
希釈水の合計量を基準とし、水の蒸発量を換算して、約
１５０ｇ／リットルであった。

【００７２】５００時間後に得られた処理水の結果は、
ＣＯＤ（Ｃｒ）が０．７６ｇ／リットルであった。また
５００時間後の処理装置入口圧力（ＰＩ）は、６１ｋｇ
／ｃｍ²Ｇであった。そして５００時間処理した後、処
理を停止し、熱交換器２を開放して内部を観察したが、
特に問題となる変化はなかった。

【００７３】（比較例４）図２に示す湿式酸化処理装置
を使用し、希釈水を排水供給ポンプ３と、液が熱交換器
２をバイパスするバイパスライン７への分岐部との間に
供給した。すなわちバイパスライン７を排水と希釈水の
混合液が流れるようにした以外は、実施例３と同様の処
理方法で処理を行った。その結果、バイパスラインに流
れた排水と希釈水の混合液の量は約２．３ｍ³／ｈであ
り、そのうち排水量は約１．７ｍ³／ｈであった。また
熱交換器で加熱した希釈水と排水の合計量は約３．２ｍ
³／ｈであり、そのうち排水量は約２．３ｍ³／ｈであっ
た。この場合のＤ値は１．０である。なお、熱交換器２
中の硫酸ナトリウムの濃度は、加熱器内の排水および希
釈水の合計量を基準とし、水の蒸発量を換算して、約２
００ｇ／リットルであった。処理開始時の処理装置入口
圧力（ＰＩ）は、６１ｋｇ／ｃｍ²Ｇであった。

【００７４】結果は、８５時間後に処理装置入口圧力
（ＰＩ）が上昇し、処理できなくなった。このため、処
理を連続処理運転できなかった。また熱交換器２を開放
して内部を観察した結果、特に加熱側出口部に硫酸ナト
リウムを主とした固形物が多量に閉塞していた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の方法の実施態様の一つである。

【図２】従来の方法を説明するための実施態様一つであ
る。

【図３】従来の方法を説明するための実施態様一つであ
る。

【図４】従来の方法を説明するための実施態様一つであ
る。

【符号の説明】

１．反応器２．熱交換器３．排水供給ポンプ４．排水供給ライン５．希釈水供給ポンプ６．希釈水供給ライン７．バイパスライン８．バイパス調節弁９．コンプレッサー１０．酸素含有ガス供給ライン１１．酸素含有ガス流量調節弁１２．処理水ライン１３．圧力制御弁１４．処理水排出ライン１５．冷却器１６．加熱器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者米田幸弘兵庫県姫路市網干区興浜字西沖992番地の１株式会社日本触媒内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】排水を処理して浄化するに当り、排水の
一部を希釈水とともに加熱器で加熱して反応器に供給
し、残りの排水は加熱することなく反応器に供給するこ
とを特徴とする排水の処理方法。
【請求項２】排水を温度１００〜３７０℃、かつ排水
が液相を保持する圧力下で処理する請求項１記載の方
法。
【請求項３】希釈水を排水の一部と混合する位置は、
排水が加熱器をバイパスするラインに分かれる分岐部
と、希釈水と排水の一部とを加熱器に供給する加熱器の
供給入口部との間である請求項１または２記載の方法。
【請求項４】下記式【数１】（ここで、加熱した全液流量および加熱した排水流量と
は、それぞれ、加熱器に供給する排水と希釈水との合計
流量および加熱器に供給する排水の流量を意味し、また
全液流量とは、全排水と希釈水との合計流量を意味す
る）で表されるＤ値が１．１以上である請求項１〜３の
いずれかに記載の方法。
【請求項５】排水が固形物、スケール生成物質、塩類
および腐食性物質の少なくとも１種を含む請求項１〜４
のいずれかに記載の方法。