JPH02265696A - 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、窒素化合物を含む有機性廃水を湿式酸化処理
する廃水の処理方法に関する。

〔従来技術〕

従来、高濃度有機物含有廃水を処理する方法として、チ
ンマーマン法が知られている。このチンマーマン法は廃
水を高温高圧下に維持するとともに、その廃水中に空気
（酸素）を吹き込みＣＯＯ成分を酸化分解することによ
り固形有機物は可溶化され、アンモニアや有機酸に変化
する。

また、チンマーマン法を改良して処理効率を高めたもの
として、酸化触媒の存在下に湿式酸化を行なうことも提
案されている（例えば特公昭５７−４２３９１号、特公
昭５９−４９０７３号）。

この湿式酸化処理法のように、酸化触媒の存在下に湿式
酸化を行なうと、反応効率が高くＮＨ，−Ｎ（アンモニ
ア態窒素）をも効率よく分解でき、窒素成分はＮ２ガス
やＮＯ３イオンに分解され、有機炭素もＣＯ□に分解さ
れる。

さらに、所定の処理効率を維持するために。

湿式酸化処理系、特に熱交換器、配管および酸化触媒層
を定期的に硝酸で洗浄することが行なわれている。

〔発明が解決しようとする課題〕

前記、湿式触媒酸化法においても、原廃水中に窒素化合
物が含まれているときは、送入空気（酸素）量をＣＯＯ
成分及び窒素化合物を酸化分解する理論量に近い量に管
理しないと、処理水中の除去が充分でなかった。

すなわち、酸素量が少いと、ＣＯＯ成分が未分解で残る
と共に、窒素化合物が−ＮＨ１の型で残リ、酸素量が過
剰にあると０００成分は完全に分解されるが、窒素化合
物がＮｏ３”の形で一部残留するという問題点がある。

さらに、窒素化合物含有廃水の例として、原板を含む生
活廃水が考えられ、これにその他の産業廃水の混合した
ものを処理するときは時間により、原廃水中のＣＯＤ成
分、全窒素分（Ｔ−Ｎ）等は変動するので、この分解に
必要な理論酸素量を計算し、送入空気（酸素）量を管理
することは困難であるという問題点があった。

なお、理論酸素量とはつぎの式により求められる。

（ｘ　］＝（ＴＯＤＩ　　ａＸ　（ＮＨ３］−ｂ　（（
Ｎｏ−）　＋　（ＮＯ３）態窒素〕但し、〔Ｘ〕：　理
論酸素量（Ｏｚｇ　　ｍｏｌ／廃水−Ｉ２）（ＴＯＤ）
　：　ＴＯＤ計による測定値（Ｏｚｇ−ｍｏｌ／廃水−
Ｉ２） （”Ｈａ〕：　ＮＨ３’ｉ＠定値（ｇ−履ｏ１／廃水−
Ω）（（Ｎｏ２＋　ＮＯ３）態窒素）　：　（ＮＯ２＋
ＮＯ，）ｌ定値カラの窒素換算値（ｇ　−ｍｏｌ　／廃
水−Ｑ）ａ、ｂ　：上記以外の他の有害成分の濃度とほ
とんど関係なく、廃水の種類及び上記有 害成分の濃度によりほぼ定まる定数で あって、ａ＝約０．３．　ｂ＝約１．３である。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は窒素化合物を含有する有機性廃水を高温高圧下
に酸化触媒を用いて湿式酸化処理し、生成した硝酸イオ
ンは生物学的に脱窒することを特徴とする廃水の処理方
法に関する。

本発明の処理方法に適用可能な廃水としては、その中に
窒素化合物を含む有機性廃液であれば。

特にその種類を問わない６ 例えば、し尿、下水、し尿または下水を生物学的に処理
する際に発生する余剰汚泥、消化汚泥、コークス炉プラ
ントならびに石炭のガス化および液化プラントにおいて
副生するガス液、これらプラントのガス精製に伴って生
じる廃水、都市ゴミの熱分解により生成する廃水、製紙
工場、繊維染色工場、食品工場、化学工場、石油精製工
場その他の各種工場から排出されるものが対象となる。

また、後述の湿式酸化処理系を洗浄した際に排出される
洗浄廃液も対象とされる。

湿式酸化処理は、高圧容器に後述の触媒を充填して触媒
層を形成し、この触媒層に廃水を上向流または下向流に
通液して処理される。この際、廃水は１００〜３７０℃
、好ましくは２００〜３００℃に加温されるとともに、
この高温下でも廃水が液相を保持するように加圧下に維
持され、しかも酸素が吹き込まれる。

上記触媒としては、鉄、マンガン、コバルト、ニッケル
、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、イリジウム、白
金、銅、金およびタングステンならびにこれらの酸化物
、さらに二塩化ルテニウム、二塩化白金等の塩化物、硫
化ルテニウム、硫化ロジウム等の硫化物等の水に対し不
溶性または難溶性の化合物等であり、これらの１種また
は２種以上を使用することができる。

またこれら金属およびその化合物は、常法によってチタ
ニア（酸化チタン）、ジルコニア（酸化ジルコニア）、
アルミナ、シリカ、シリカ−アルミナ、活性炭、あるい
はニッケル、ニッケルークロム、ニッケルークロム−ア
ルミニウム、ニッケルークロム−鉄等の金属多孔体等の
担体に担持したものを使用するのがよく、担持量として
は、通常担体重量の０．０５〜２５％、好ましくは０．
５〜３％である。

触媒形状としては、粒状、ペレット状、円柱状、破砕片
状、ハニカム状あるいは粉末状等の種々の形態で使用す
ることができる。

廃水に吹き込む酸素源としては、酸素濃度２１％以上の
ガスを使用するのが好ましく、高濃度の酸素ガスの場合
は吹き込みガス量の減少が図られ、熱損失量の減少と合
わせ反応速度が高まり、処理効率を高めることができる
。

酸素濃度２１％以上のガスとしては選択性酸素透過膜法
、空気に純酸素を混合する方法、プレッシャスイングア
トソープション（ＰＳＡ）法等により得られる酸素富化
空気や液体酸素を気化させた純酸素等が挙げられる。

廃水への気体吹き込みは、湿式酸化塔へ直接、または湿
式酸化塔への廃水供給パイプへ酸素含有ガスを供給して
行なわれる。

廃水を熱交換器を介して湿式酸化塔へ供給する場合、酸
素含有ガスは熱交換器の前後の廃水供給パイプへ供給で
きる。

供給ガス（酸素）量は、湿式酸化塔へ供給される廃水中
の有機物量、ＮＨ，−Ｎｌにより決定される理論量より
若干過剰に、好ましくは１．３〜１．７倍程度に調整さ
れる。

廃水の加温は、廃水の湿式酸化塔への供給ラインに熱交
換器を介在させ、蒸気により行なうことができる。なお
、湿式酸化塔からの処理廃水と湿式酸化塔への供給廃水
を熱交換させて熱回収を行なって熱源の節約を図るよう
にしてもよい。

廃水の生物学的脱窒処理は、例えば、特公昭４７−１７
６７６号公報に記載したように脱窒細菌（脱窒菌）を用
いてＮＯｘ　−Ｎ　（硝酸性窒素）をＮ２ガスに還元し
て行なわれる。

脱窒菌は酸素供給の不十分な状態のとき有機物を酸化す
る微生物であり、硝酸を電子受容体として利用する。

したがってこの処理は嫌気性下に行なわれる。

また、脱窒菌が作用するためには上述のように有機物を
必要とするので、メタノールを加えたり、原廃水の一部
を加えてもよい。このとき必要があれば過剰の有機物を
処理するため、更に小型の曝気槽を設けて空気で曝気す
る。

〔効　　果〕

本発明は、廃水を湿式酸化処理した後、嫌気性雰囲気で
生物学的脱窒処理を行なうもので、湿式酸化処理に必要
な空気量の管理を厳密に行なうことなく、若干過剰に送
入し、処理水中の−Ｎｏ、、−Ｎｏｎ型の窒素を生物学
的に脱窒し、全窒素分を十分に低くすることができる効
果がある。

〔実施例〕

実施例１ 凍原を含む生活廃水を図面に示す処理フローにより下記
の条件で湿式酸化処理を行なった。

（１）−次処理（湿式酸化） まず、受入槽１内の原水を破砕機２で破砕処理し、熱交
換器３で２３０℃に加温した後、圧力調整弁（図示せず
）により９０ｋｇ／ｄ、２８５℃に維持されている湿式
酸化塔４に、滞留時間が４０分又は７０分となるように
上向流通液した。湿式酸化塔４には触媒層５としてチタ
ニア担体に２％のルテニウムを担持させた触媒が積層さ
れている。なお、熱交換器３を含む配管は１回７月、触
媒層５は１回／半年、５％の硝酸で洗浄し、その廃液を
一旦貯し、これを受入れ槽１へ連続注入した。

湿式酸化塔４からの流出水（−次処理水）の水質を表−
１に示す。

原水 一次処理水−１ 一次処理水−２ 表−１ 滞留時間　ＣＯＤＭｎＢＯＤ ４０分　　　４０　　４００ ７０分　　　７　　１０ Ｔ−Ｎ　　ＮＨ３−Ｎ　　Ｎｏ、−Ｎ ２５００　２０００　　　＜１ １５＜１１５ （２）二次処理（生物学的処理） 上記−次処理水−１をｐＨ７に中和して、脱窒菌の付着
した脱窒槽６（容量２Ω、ハニカムＩＱ充填）と空気に
よる再曝気槽７（容量５Ｑ、ハニカム３ｆｆ）に５ｆｌ
／ｄで通液し処理水を分析した。

その結果を表−２に示す。

表−２ ＣＯＤＭｎ　　ＢＯＤ　　　　Ｔ二Ｎ　　　　　ＮＨ３
処理水 ７．５　８．０　５．０　　　＜１ （３）検討 従来法に相当する一次処理水−２のデータ（表−１）と
本発明に相当する最終処理水のデータ（表−２）を比較
すると明らかなとおり、本発明は従来法に較べて硝酸イ
オンに基因する窒素成分の除去率が一段と向上している
ことがわかる。

なお、触媒層の大きさを約４０％減にしても、生物脱窒
槽を付加すれば、同等以上の処理水が得られた。

実施例２ コークス炉工場で発生するガス液（ｐＨ９，０）をカセ
イソーダ溶液により、ｐＨ１１，０と調整し、反応塔で
の温度・圧力が２５０℃、７０ｋｇ／ａ＆である以外は
、実施例１と同様にして湿式酸化処理を行った。表−３
に結果を示す。

表−３

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明方法に係る処理フローの一例を示すも
のである。 １・・・受入槽　　　　　　２・・・破砕機３・・・熱
交換器　　　　　４・・・湿式酸化塔訃＝触媒層　　　
　　　６・・・脱窒槽７・・・再曝気槽 原水 一次処理水−３ ３０分 ５０００　３５００　３２００　０．２０．５ ｓｏｏ＜ｏ、ｔ　　＜ｏ、ｔ　　ｓｏ。 上記処理水−３を実施例１（２）の二次処理（生物学的
処理）法と同様にして生物学的脱窒処理を行った・ 表−４ （ｍｇ／ｌ） ＣＯＤＭｌ、Ｔ−Ｎ　　ＮＨ３−Ｎ　　Ｎｏ□−Ｎ　　
Ｎ０３−Ｎ最終処理水 ８．５ １５　　＜０．１　　＜０．１　１５

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、窒素化合物を含有する有機性廃水を高温高圧下に酸
   化触媒を用いて湿式酸化処理し、生成した硝酸イオンは
   生物学的に脱窒することを特徴とする廃水の処理方法。