JPS6242792A - 有機物溶存廃水の処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は有機物質が溶存する廃水を効果的にかつ高いエ
ネルギー効率で処理する方法に関する。

〔従来技術〕

有機物が溶存する廃水は種々の産業活動から発生し、ま
た生活廃水は通常何らかの有機物質を含有している。こ
のような有機物は廃水のＣＯＤ値を高めるため、この値
が一定レベルを超える場合は有機物を除去することが必
要になる。

このような有機物溶存廃水の処理法としては、微生物を
利用した生物化学的処理法、直接燃焼法および湿式酸化
法などが一般的である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

前述した一般的処理法のうら、まず、生物化学的方法に
おいては、微生物が生育できる条件を整える必要があり
、例えば、生育に有害な高濃度のアンモニア、硫黄、フ
ェノール等を予め除去したり、生育に必要な燐を補給す
るなどの操作を要し、処理設備が複雑であるという問題
がある。また、さらにこの方法により不可避的に生じる
汚泥の処理に種々の付帯設備の配設や、煩雑な操作を余
義な（されるなどの不都合がある。

一方、直接燃焼法は、有機物溶存廃水を石炭バーナー、
石油バーナーなどの火炎中に噴射して高温中で：１ｌｉ
ｒ機物を燃焼させる方法であり、処理設備が単純で、操
作も面単であるという利点を有する反面、燃料を大量に
消費するためランニングコストが高くなるという問題が
ある。

さらに、湿式酸化法は、例えば、特公昭５７−４２３９
１号公報に開示されているように、液相で、高温高圧下
、酸素を含むガスを用いて有機物を接触酸化する方法で
あるが、被処理水を液相に保つため、高圧ガスを使用す
るのでランニングコストが上昇し、また、当然のことな
がら設備がすべて高圧用のものとなるため経済的にみて
有利とは言えない。さらに、被処理水のｐＨを所定範囲
となるように管理する必要があるため操作も簡便である
とは言い難い。

本発明の目的は、従来のかかる問題を解消し、処理設備
が比較的単純で操作が容易であり、しかも、処理操作に
必要なエネルギー消費が可及的に少ない有機物溶存廃水
の処理方法を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕 本発明は、前記問題点を解決するものとして、有機物質
溶存廃水を、該廃水中の有機物を酸化分解するに必要な
反応当量以上の酸素を含有するガスと共に、常圧下、２
００〜６００℃において、白金、パラジウム、ルテニウ
ム、ロジウムおよびｉ艮ならびにこれらの金属の酸化物
から選ばれる少なくとも１種を担持せしめた触媒に接触
せしめ、該有機物を接触酸化分解することからなる有機
物溶存廃水の処理方法を提供するものである。

本発明は、基本的には可燃物である有機物を触媒を用い
て気相中で酸化燃焼せしめる、いわば触媒燃焼方式を適
用したもので、このような触媒燃焼方式は各種悪臭物質
含有ガスの脱臭装置に適用されている。この触媒燃焼方
式の利点は比較的低い温度で有機物を酸化分解できるこ
とで、直接燃焼法に比べて消費エネルギーが少なくて済
む。また、廃水のもつ燃焼エネルギーが多い場合は、適
切な熱交換を行なうことにより熱収支がバランスし、廃
水の加熱や気化のためのエネルギーを付加する必要が無
くなるという利点を併せもつ。

以下、本発明の処理方法について詳しく述べる。

まず、廃水の処理に使用する酸素含有ガスとしては、廃
水中の有機物を酸化分解するに必要な反応当量以上の酸
素を含有するものであることが必要であるが、この酸素
量が多すぎると、不必要な酸化反応を引き起こす場合が
あるので、通常は反応当量の１〜２倍程度であることが
好ましい。

また、使用する触媒は、白金（Ｐｔ）　、パラジウム（
Ｐｄ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）および
銀（Ａｇ）ならびにこれらの金属の酸化物から選ばれる
少なくとも１種よりなる活性物質を触媒担体に担持せし
めてなるものであり、触媒担体としては、例工ば、Ｔｉ
Ｏ２，５ｉ０２、ｒ＊ｅｚｏ３、コージェライト、活性
炭、ゼオライトなどが好適である。なお、かかる触媒の
形状はとくに限定されるものではなく、例えばハニカム
状、ペレット状などとすることができる。さらに、活性
物質の担持量は、通常、０．１〜５重量％程度である。

このような触媒は従来脱臭装置に用いられているものを
使用することができる。

本発明においては、反応温度を２００〜６００°Ｃの範
囲にする必要がある。２００°Ｃ未満では燃焼温度の高
い有機物の分解が不充分となるからである。また、温度
の上限を６００°Ｃとする理由は、この温度を超えると
活性物質が焼結し、活性を消失するからである。反応温
度の好ましい範囲は溶存有機物の種類にもよるが、２５
０〜４５０℃である。常圧で２００〜６００℃の温度条
件にすると水は水蒸気になり、有機物は大部分蒸気化す
る。

この温度条件下では先ず低温で燃焼する有機物が燃焼し
て温度が上界し、逐次高い温度で燃焼する有機物が燃焼
してガス温度が更に高くなる。このような温度上昇は廃
水中に含有される有機物の種類と含有量から計算し得る
ので、上限温度を超えないように触媒層入口温度を設定
すれば良く、必要により有機物濃度を調整すれば良い。

廃水蒸気と酸素含有ガスの混合ガスの触媒層における空
間速度Ｓ　Ｖ　（ｈｒ−’）は、触媒の形状によっても
異なるが、例えば、ベレット状の場合１，０００〜１０
，０００ｈｒ−’程度が適当で、ハニカム状の場合はこ
れより幾分大きくすることができる。

このような触媒燃焼方式においては、触媒の活性に影響
を与える物質の混入を極力排除しておくことが望ましい
。燐は有機物の分解反応を抑制し、充分な酸化分解を妨
げ、弗素は触媒担体と反応して担体を劣化せしめるので
、予め廃水から除去しておく必要がある。また、錫、鉛
、亜鉛、砒素、珪素、水銀等の有機金属化合物が廃水中
に存在すると、有機物の燃焼により分離されたこれらの
金属のヒユームが触媒の細孔を閉塞したり、活性金属を
被覆してその活性を消失させたりするので、このような
有機金属化合物も予め除去しておくことが好ましい。

上記のように被処理廃水と酸素含有ガスとの混合物を触
媒層入口で２００℃以上とするために予熱することが有
効である。この予熱のために消費されるエネルギーは触
媒層で発生する燃焼熱の回収により節約することができ
、つまり、廃水中の有機物含有量が多く燃焼熱量が多い
程、エネルギー消費量は小さくなる。燃焼後の排ガスは
、このように熱回収を行なった後そのまま放出しても良
いし、冷却して凝縮すれば工程水として再利用すること
も可能である。

〔実施例〕

実施例１〜１６ 内径３ｃｍ、長さ１．１　ｍのＳＯ３３０４製円筒を縦
にして反応管とし、該反応管の中央部３７ＣＪＩ＋に、
Ａ　１２０３又はＳｉＯ□の担体にＰｔ又はＲｕを１重
量％担持せしめたベレット状触媒を充填（容積２５０ｍ
　ｊｌりし、この触媒層の上部及び下部にアルミナビー
ズを詰め、さらに、反応管下方にヒーターを巻き付けて
プレヒーターとした。該反応管を電気炉に入れ、反応管
の下方に廃水定量供給ポンプ及び圧縮空気ボンベからの
配管を接続し、反応管の上方には凝縮器介して気液分離
器を配置して廃水処理用の実験装置とした。この実験装
置により、フェノール、酢酸又はシアンを含有せしめた
合成液と石炭液化実験で生じた廃水を常圧で処理した。

処理実験は廃−水供給量、空気供給量によりＳＶ値と、
溶存有機物に対する酸素の当量比を種々変えて行ない、
触媒層の入口温度の調節はプレヒーターにより行なった
。

また、電気炉内は３５０℃で一定とした。処理はそれぞ
れ４時間行ない、凝縮水（処理水）中の有機成分を分析
して原水と比較し、除去率を算出した。処理条件と結果
を第１表に示す なお、表中に記載の触媒において、Ｐｔ−Ａ　ｌはへ１
２０３担体にｐｔを担持したもの、Ｐｔ−５ｉ　はＳｉ
ｎｇ担体にｐｔを担持したものをそれぞれ表わし、また
、Ｒｕ−Ａ　Ｉ！　、、Ｒｕ−５ｉについても同様であ
る。また、ＣＯＤはＫＭｎＯ４を使用して測定した値を
示し、ＴＯＣは全有機炭素を意味するものとする。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように、本発明の有機物溶存廃
水の処理方法は効果的に有機物を除去することができ、
気相中、しかも常圧で処理することができるため、高価
または複雑な設備を必要とせず、操作性に優れ、また、
廃水の燃焼エネルギーを適当に熱交換することにより処
理操作に必要なエネルギー消費量を従来に比べてはるか
に低減できるため省エネルギーの見地より有利で経済的
であり、種々の有機物溶存廃水の処理に適用して極めて
有用で、その工業的価値は高い。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 有機物溶存廃水を、該廃水中の有機物を酸化分解するに
   必要な反応当量以上の酸素を含有するガスと共に、常圧
   下、２００〜６００℃において、白金、パラジウム、ル
   テニウム、ロジウムおよび銀ならびにこれら金属の酸化
   物から選ばれる少なくとも１種を担持せしめた触媒に接
   触せしめ、該有機物を接触酸化分解することからなる有
   機物溶存廃水の処理方法。