JP2003010687A - 有機物の酸化分解触媒及び該触媒を用いる有機物含有排水の処理方法 - Google Patents
有機物の酸化分解触媒及び該触媒を用いる有機物含有排水の処理方法Info
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- JP2003010687A JP2003010687A JP2001202229A JP2001202229A JP2003010687A JP 2003010687 A JP2003010687 A JP 2003010687A JP 2001202229 A JP2001202229 A JP 2001202229A JP 2001202229 A JP2001202229 A JP 2001202229A JP 2003010687 A JP2003010687 A JP 2003010687A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】活性の強い有機物の酸化分解触媒及び該触媒を
用いる排水中の有機物の分解除去効果の優れた有機物含
有排水の処理方法を提供する。 【解決手段】イオン交換機能を有する無機多孔質担体
に、ＣｏとＣｕを、Ｃｕ／（Ｃｏ＋Ｃｕ）が０.００５
〜０.３（重量比）となるようにイオン交換担持処理し
てなることを特徴とする有機物の酸化分解触媒、及び、
該触媒の充填層に、酸化剤共存下で有機物含有排水を通
液することを特徴とする有機物含有排水の処理方法。
用いる排水中の有機物の分解除去効果の優れた有機物含
有排水の処理方法を提供する。 【解決手段】イオン交換機能を有する無機多孔質担体
に、ＣｏとＣｕを、Ｃｕ／（Ｃｏ＋Ｃｕ）が０.００５
〜０.３（重量比）となるようにイオン交換担持処理し
てなることを特徴とする有機物の酸化分解触媒、及び、
該触媒の充填層に、酸化剤共存下で有機物含有排水を通
液することを特徴とする有機物含有排水の処理方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、有機物の酸化分解
触媒及び該触媒を用いる有機物含有排水の処理方法に関
する。さらに詳しくは、本発明は、活性の強い有機物の
酸化分解触媒及び該触媒を用いる排水中の有機物の分解
除去効果の優れた有機物含有排水の処理方法に関する。
触媒及び該触媒を用いる有機物含有排水の処理方法に関
する。さらに詳しくは、本発明は、活性の強い有機物の
酸化分解触媒及び該触媒を用いる排水中の有機物の分解
除去効果の優れた有機物含有排水の処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】化学工場や食品工場などから排出される
産業排水には、アルコール、脂肪酸、高分子化合物、界
面活性剤、溶剤などの有機物が含まれる場合が多い。有
機物を含む排水の放出は、環境汚染の原因になるので、
排水を処理して有機物を分解除去する必要がある。水中
の有機物の除去方法としては、従来より、活性汚泥処
理、過酸化水素やオゾンなどの酸化剤による酸化処理、
燃焼処理などが行われている。活性汚泥処理は、微生物
を利用するために運転条件などが複雑になりやすく、排
水の水質の変動などにより、処理効果が著しく変化する
場合がある。また、生分解性の低い有機性成分の処理が
困難である。酸化剤による酸化処理では、高濃度の有機
物を完全に除去しようとすると、理論量よりも過剰の酸
化剤が必要になり、経済的に不利である。燃焼処理は、
加熱のためのエネルギーを多量に必要とし、経済的に不
利になるのみならず、炭酸ガスの排出量の増大などによ
る環境汚染につながってしまう。このために、有機物含
有排水の処理方法の改良の試みが続けられている。本発
明者らは、先に特公昭５８−８３０７号公報において、
有機性汚水の脱色及び有機物除去方法として、有機性汚
水と、担体にコバルトイオン及び／又はニッケルイオン
を接触させ、さらに塩素剤を接触させて得られる触媒と
を、塩素剤の存在下に接触させる方法を提案した。この
方法は、屎尿又は屎尿処理水を脱窒処理した有機性汚水
の処理に優れた効果を発揮するが、さらに活性の強い触
媒の開発が望まれていた。
産業排水には、アルコール、脂肪酸、高分子化合物、界
面活性剤、溶剤などの有機物が含まれる場合が多い。有
機物を含む排水の放出は、環境汚染の原因になるので、
排水を処理して有機物を分解除去する必要がある。水中
の有機物の除去方法としては、従来より、活性汚泥処
理、過酸化水素やオゾンなどの酸化剤による酸化処理、
燃焼処理などが行われている。活性汚泥処理は、微生物
を利用するために運転条件などが複雑になりやすく、排
水の水質の変動などにより、処理効果が著しく変化する
場合がある。また、生分解性の低い有機性成分の処理が
困難である。酸化剤による酸化処理では、高濃度の有機
物を完全に除去しようとすると、理論量よりも過剰の酸
化剤が必要になり、経済的に不利である。燃焼処理は、
加熱のためのエネルギーを多量に必要とし、経済的に不
利になるのみならず、炭酸ガスの排出量の増大などによ
る環境汚染につながってしまう。このために、有機物含
有排水の処理方法の改良の試みが続けられている。本発
明者らは、先に特公昭５８−８３０７号公報において、
有機性汚水の脱色及び有機物除去方法として、有機性汚
水と、担体にコバルトイオン及び／又はニッケルイオン
を接触させ、さらに塩素剤を接触させて得られる触媒と
を、塩素剤の存在下に接触させる方法を提案した。この
方法は、屎尿又は屎尿処理水を脱窒処理した有機性汚水
の処理に優れた効果を発揮するが、さらに活性の強い触
媒の開発が望まれていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、活性の強い
有機物の酸化分解触媒及び該触媒を用いる排水中の有機
物の分解除去効果の優れた有機物含有排水の処理方法を
提供することを目的としてなされたものである。
有機物の酸化分解触媒及び該触媒を用いる排水中の有機
物の分解除去効果の優れた有機物含有排水の処理方法を
提供することを目的としてなされたものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記の課題
を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、従来のコバルト担
持触媒に少量の銅を共存させることにより、触媒活性が
顕著に強化されることを見いだし、この知見に基づいて
本発明を完成するに至った。すなわち、本発明は、
（１）イオン交換機能を有する無機多孔質担体に、Ｃｏ
とＣｕを、Ｃｕ／（Ｃｏ＋Ｃｕ）が０.００５〜０.３
（重量比）となるようにイオン交換担持処理してなるこ
とを特徴とする有機物の酸化分解触媒、（２）無機多孔
質担体が、ゼオライト又はアパタイトである第１項記載
の有機物の酸化分解触媒、（３）イオン交換担持処理後
に、ＣｏとＣｕを酸化物に変換処理してなる第１項記載
の有機物の酸化分解触媒、（４）酸化物への変換を、次
亜塩素酸塩を用いて行う第３項記載の有機物の酸化分解
触媒、及び、（５）第１項、第２項、第３項又は第４項
記載の有機物の酸化分解触媒の充填層に、酸化剤共存下
で有機物含有排水を通液することを特徴とする有機物含
有排水の処理方法、を提供するものである。
を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、従来のコバルト担
持触媒に少量の銅を共存させることにより、触媒活性が
顕著に強化されることを見いだし、この知見に基づいて
本発明を完成するに至った。すなわち、本発明は、
（１）イオン交換機能を有する無機多孔質担体に、Ｃｏ
とＣｕを、Ｃｕ／（Ｃｏ＋Ｃｕ）が０.００５〜０.３
（重量比）となるようにイオン交換担持処理してなるこ
とを特徴とする有機物の酸化分解触媒、（２）無機多孔
質担体が、ゼオライト又はアパタイトである第１項記載
の有機物の酸化分解触媒、（３）イオン交換担持処理後
に、ＣｏとＣｕを酸化物に変換処理してなる第１項記載
の有機物の酸化分解触媒、（４）酸化物への変換を、次
亜塩素酸塩を用いて行う第３項記載の有機物の酸化分解
触媒、及び、（５）第１項、第２項、第３項又は第４項
記載の有機物の酸化分解触媒の充填層に、酸化剤共存下
で有機物含有排水を通液することを特徴とする有機物含
有排水の処理方法、を提供するものである。
【０００５】
【発明の実施の形態】本発明の有機物の酸化分解触媒
は、イオン交換機能を有する無機多孔質単体に、コバル
ト（Ｃｏ）と銅（Ｃｕ）を、Ｃｕ／(Ｃｏ＋Ｃｕ)が０.
００５〜０.３（重量比）となるようにイオン交換担持
処理してなる触媒である。本発明に用いるイオン交換機
能を有する無機多孔質担体に特に制限はなく、例えば、
ゼオライトなどのアルミノシリケート化合物、アパタイ
ト、ジルコニア、ジルコニウムりん酸酸化物（ＺｒＯ2
・Ｐ2Ｏ5）、ジルコニウム酸塩、アルミナなどを挙げる
ことができる。これらの中で、ゼオライト及びアパタイ
トを好適に用いることができる。ゼオライトは、一般式
Ｍ2/nＯ・Ａｌ2Ｏ3・ｘＳｉＯ2・ｙＨ2Ｏで表される物
質であり、Ｍは、Ｎａ、Ｋ、Ｃａ又はＢａ、ｎはその価
数であり、ｘは２〜１０、ｙは２〜７である。ゼオライ
トは、(Ａｌ，Ｓｉ)Ｏ4四面体が頂点を共有してつくる
三次元網目構造中の空孔に、アルカリ金属、アルカリ土
類金属、水分子が入った構造を有し、カチオン交換能を
有する。本発明において、使用するゼオライトに特に制
限はなく、天然ゼオライト、合成ゼオライトのいずれを
も用いることができ、例えば、ホージャサイト（Ｘ型、
Ｙ型）、モルデナイト、ＺＳＭ−５、オフレタイト、フ
ェリエライト、エリオナイト、Ａ型、シャバサイト、ク
リノプチロライトなどを挙げることができる。これらの
中で、ホージャサイト（Ｘ型、Ｙ型）、モルデナイト、
Ａ型及びクリノプチロライトを特に好適に用いることが
できる。ゼオライトのイオン交換容量は、Ｘ型が４.７m
eq／ｇ、Ｙ型が３.７meq／ｇ、モルデナイトが２.３meq
／ｇ、Ａ型が５.５meq／ｇ、クリノプチロライトが２.
２meq／ｇである。アパタイトは、りん灰石とも呼ばれ
る一般式Ａ5(ＸＯ4)3Ｚqで表される六方晶系の鉱物であ
り、ＡはＣａ又はＰｂ、ＸはＡｓ、Ｐ又はＶ、ＺはＦ、
Ｃｌ又はＯＨである。本発明に使用するアパタイトに特
に制限はなく、フッ素りん灰石、塩素りん灰石、水酸り
ん灰石、炭酸りん灰石のいずれをも用いることができ
る。
は、イオン交換機能を有する無機多孔質単体に、コバル
ト（Ｃｏ）と銅（Ｃｕ）を、Ｃｕ／(Ｃｏ＋Ｃｕ)が０.
００５〜０.３（重量比）となるようにイオン交換担持
処理してなる触媒である。本発明に用いるイオン交換機
能を有する無機多孔質担体に特に制限はなく、例えば、
ゼオライトなどのアルミノシリケート化合物、アパタイ
ト、ジルコニア、ジルコニウムりん酸酸化物（ＺｒＯ2
・Ｐ2Ｏ5）、ジルコニウム酸塩、アルミナなどを挙げる
ことができる。これらの中で、ゼオライト及びアパタイ
トを好適に用いることができる。ゼオライトは、一般式
Ｍ2/nＯ・Ａｌ2Ｏ3・ｘＳｉＯ2・ｙＨ2Ｏで表される物
質であり、Ｍは、Ｎａ、Ｋ、Ｃａ又はＢａ、ｎはその価
数であり、ｘは２〜１０、ｙは２〜７である。ゼオライ
トは、(Ａｌ，Ｓｉ)Ｏ4四面体が頂点を共有してつくる
三次元網目構造中の空孔に、アルカリ金属、アルカリ土
類金属、水分子が入った構造を有し、カチオン交換能を
有する。本発明において、使用するゼオライトに特に制
限はなく、天然ゼオライト、合成ゼオライトのいずれを
も用いることができ、例えば、ホージャサイト（Ｘ型、
Ｙ型）、モルデナイト、ＺＳＭ−５、オフレタイト、フ
ェリエライト、エリオナイト、Ａ型、シャバサイト、ク
リノプチロライトなどを挙げることができる。これらの
中で、ホージャサイト（Ｘ型、Ｙ型）、モルデナイト、
Ａ型及びクリノプチロライトを特に好適に用いることが
できる。ゼオライトのイオン交換容量は、Ｘ型が４.７m
eq／ｇ、Ｙ型が３.７meq／ｇ、モルデナイトが２.３meq
／ｇ、Ａ型が５.５meq／ｇ、クリノプチロライトが２.
２meq／ｇである。アパタイトは、りん灰石とも呼ばれ
る一般式Ａ5(ＸＯ4)3Ｚqで表される六方晶系の鉱物であ
り、ＡはＣａ又はＰｂ、ＸはＡｓ、Ｐ又はＶ、ＺはＦ、
Ｃｌ又はＯＨである。本発明に使用するアパタイトに特
に制限はなく、フッ素りん灰石、塩素りん灰石、水酸り
ん灰石、炭酸りん灰石のいずれをも用いることができ
る。
【０００６】本発明において、イオン交換機能を有する
無機多孔質担体に、コバルトと銅をイオン交換担持処理
する方法に特に制限はなく、例えば、無機多孔質担体を
コバルト塩と銅塩を含有する水溶液に浸漬することがで
き、あるいは、無機多孔質担体を充填したカラムにコバ
ルト塩と銅塩を含有する水溶液を一過式又は循環式に通
液することもできる。コバルト塩としては、例えば、塩
化コバルト、硫酸コバルト、硝酸コバルト、酢酸コバル
トなどを挙げることができる。銅塩としては、例えば、
塩化銅、硫酸銅、硝酸銅、酢酸銅などを挙げることがで
きる。コバルト塩と銅塩を含有する水溶液と接触するこ
とにより、コバルトと銅をイオン交換担持した無機多孔
質担体は、水洗によって付着するコバルトと銅を除去す
ることが好ましい。本発明において、無機多孔質担体に
イオン交換担持させるコバルト（Ｃｏ）と銅（Ｃｕ）の
割合は、Ｃｕ／(Ｃｏ＋Ｃｕ)（重量比）として、０.０
０５〜０.３であり、より好ましくは０.０１〜０.２５
であり、さらに好ましくは０.０２〜０.２である。Ｃｕ
／(Ｃｏ＋Ｃｕ)（重量比）が０.００５未満であって
も、０.３を超えても、有機物の酸化分解触媒としての
触媒活性が低下するおそれがある。無機多孔質担体にイ
オン交換担持させるコバルトと銅の割合は、無機多孔質
担体の固体表面と、水溶液中の金属イオンの交換平衡の
関係、すなわち固液分配係数を利用して、所定のＣｕ／
(Ｃｏ＋Ｃｕ)となるように、水溶液のコバルト濃度と銅
濃度をあらかじめ実験的に定めておくことが好ましい。
本発明において、無機多孔質担体にイオン交換担持させ
るコバルトと銅の量は、コバルトと銅の合計担持量とし
て１重量％以上であることが好ましく、２重量％以上で
あることがより好ましい。コバルトと銅の合計担持量が
１重量％未満であると、有機物の酸化分解触媒としての
触媒活性が不十分となるおそれがある。イオン交換担持
させるコバルトと銅の合計担持量の上限は、使用する無
機多孔質担体のイオン交換容量により定まるが、通常は
担持量がイオン交換容量の９０％未満であることが好ま
しい。コバルトと銅の合計担持量を無機多孔質担体のイ
オン交換容量の９０％以上とするためには、イオン交換
操作が複雑となるおそれがある。
無機多孔質担体に、コバルトと銅をイオン交換担持処理
する方法に特に制限はなく、例えば、無機多孔質担体を
コバルト塩と銅塩を含有する水溶液に浸漬することがで
き、あるいは、無機多孔質担体を充填したカラムにコバ
ルト塩と銅塩を含有する水溶液を一過式又は循環式に通
液することもできる。コバルト塩としては、例えば、塩
化コバルト、硫酸コバルト、硝酸コバルト、酢酸コバル
トなどを挙げることができる。銅塩としては、例えば、
塩化銅、硫酸銅、硝酸銅、酢酸銅などを挙げることがで
きる。コバルト塩と銅塩を含有する水溶液と接触するこ
とにより、コバルトと銅をイオン交換担持した無機多孔
質担体は、水洗によって付着するコバルトと銅を除去す
ることが好ましい。本発明において、無機多孔質担体に
イオン交換担持させるコバルト（Ｃｏ）と銅（Ｃｕ）の
割合は、Ｃｕ／(Ｃｏ＋Ｃｕ)（重量比）として、０.０
０５〜０.３であり、より好ましくは０.０１〜０.２５
であり、さらに好ましくは０.０２〜０.２である。Ｃｕ
／(Ｃｏ＋Ｃｕ)（重量比）が０.００５未満であって
も、０.３を超えても、有機物の酸化分解触媒としての
触媒活性が低下するおそれがある。無機多孔質担体にイ
オン交換担持させるコバルトと銅の割合は、無機多孔質
担体の固体表面と、水溶液中の金属イオンの交換平衡の
関係、すなわち固液分配係数を利用して、所定のＣｕ／
(Ｃｏ＋Ｃｕ)となるように、水溶液のコバルト濃度と銅
濃度をあらかじめ実験的に定めておくことが好ましい。
本発明において、無機多孔質担体にイオン交換担持させ
るコバルトと銅の量は、コバルトと銅の合計担持量とし
て１重量％以上であることが好ましく、２重量％以上で
あることがより好ましい。コバルトと銅の合計担持量が
１重量％未満であると、有機物の酸化分解触媒としての
触媒活性が不十分となるおそれがある。イオン交換担持
させるコバルトと銅の合計担持量の上限は、使用する無
機多孔質担体のイオン交換容量により定まるが、通常は
担持量がイオン交換容量の９０％未満であることが好ま
しい。コバルトと銅の合計担持量を無機多孔質担体のイ
オン交換容量の９０％以上とするためには、イオン交換
操作が複雑となるおそれがある。
【０００７】本発明においては、無機多孔質担体にコバ
ルトと銅をイオン交換担持させたのち、コバルトと銅を
酸化物に変換処理することが好ましい。コバルトと銅の
酸化物への変換処理に用いる酸化剤に特に制限はなく、
例えば、次亜塩素酸塩、次亜塩素酸エステル、塩素、オ
ゾン、過酸化水素などを挙げることができる。これらの
中で、次亜塩素酸塩は、水溶液として容易に取り扱うこ
とができるので、好適に用いることができる。次亜塩素
酸塩としては、例えば、次亜塩素酸ナトリウム、次亜塩
素酸カリウム、次亜塩素酸カルシウム、次亜塩素酸バリ
ウムなどを挙げることができる。無機多孔質担体にイオ
ン交換担持されたコバルトと銅を酸化物に変換処理する
方法に特に制限はなく、例えば、コバルトと銅をイオン
交換担持した無機多孔質担体を酸化剤を含有する水溶液
に浸漬することができ、あるいは、コバルトと銅をイオ
ン交換担持した無機多孔質担体を充填したカラムに酸化
剤を含有する水溶液を一過式又は循環式に通液すること
もできる。無機多孔質担体にイオン交換担持されたコバ
ルトと銅の酸化物への変換処理に際しては、コバルトと
銅をイオン交換担持した無機多孔質担体をあらかじめア
ルカリ水溶液と接触させたのち酸化剤の水溶液と接触さ
せるか、あるいは、アルカリを含む酸化剤の水溶液と接
触させることが好ましい。コバルトと銅をアルカリと接
触させることにより水酸化物に変換し、さらに酸化剤の
作用により酸化物に変換処理することにより、酸化物へ
の変換処理を効率的に進めることができる。コバルトと
銅の酸化物への変換処理の程度に特に制限はなく、例え
ば、コバルトは、酸化コバルト(II)ＣｏＯ、酸化コバル
ト(III)ＣｏＯ(ＯＨ)、酸化二コバルト(III)コバルト(I
I)Ｃｏ3Ｏ4、過酸化コバルトＣｏＯ2などに変換処理す
ることができ、銅は、酸化銅(II)Ｃｕ2Ｏ、酸化銅(III)
ＣｕＯ、過酸化銅ＣｕＯ2などに変換処理することがで
きる。コバルトと銅を酸化物に変換処理し、コバルトと
銅の価数を高めることにより、有機物の酸化分解触媒と
しての触媒活性を強化することができる。
ルトと銅をイオン交換担持させたのち、コバルトと銅を
酸化物に変換処理することが好ましい。コバルトと銅の
酸化物への変換処理に用いる酸化剤に特に制限はなく、
例えば、次亜塩素酸塩、次亜塩素酸エステル、塩素、オ
ゾン、過酸化水素などを挙げることができる。これらの
中で、次亜塩素酸塩は、水溶液として容易に取り扱うこ
とができるので、好適に用いることができる。次亜塩素
酸塩としては、例えば、次亜塩素酸ナトリウム、次亜塩
素酸カリウム、次亜塩素酸カルシウム、次亜塩素酸バリ
ウムなどを挙げることができる。無機多孔質担体にイオ
ン交換担持されたコバルトと銅を酸化物に変換処理する
方法に特に制限はなく、例えば、コバルトと銅をイオン
交換担持した無機多孔質担体を酸化剤を含有する水溶液
に浸漬することができ、あるいは、コバルトと銅をイオ
ン交換担持した無機多孔質担体を充填したカラムに酸化
剤を含有する水溶液を一過式又は循環式に通液すること
もできる。無機多孔質担体にイオン交換担持されたコバ
ルトと銅の酸化物への変換処理に際しては、コバルトと
銅をイオン交換担持した無機多孔質担体をあらかじめア
ルカリ水溶液と接触させたのち酸化剤の水溶液と接触さ
せるか、あるいは、アルカリを含む酸化剤の水溶液と接
触させることが好ましい。コバルトと銅をアルカリと接
触させることにより水酸化物に変換し、さらに酸化剤の
作用により酸化物に変換処理することにより、酸化物へ
の変換処理を効率的に進めることができる。コバルトと
銅の酸化物への変換処理の程度に特に制限はなく、例え
ば、コバルトは、酸化コバルト(II)ＣｏＯ、酸化コバル
ト(III)ＣｏＯ(ＯＨ)、酸化二コバルト(III)コバルト(I
I)Ｃｏ3Ｏ4、過酸化コバルトＣｏＯ2などに変換処理す
ることができ、銅は、酸化銅(II)Ｃｕ2Ｏ、酸化銅(III)
ＣｕＯ、過酸化銅ＣｕＯ2などに変換処理することがで
きる。コバルトと銅を酸化物に変換処理し、コバルトと
銅の価数を高めることにより、有機物の酸化分解触媒と
しての触媒活性を強化することができる。
【０００８】本発明の有機物含有排水の処理方法におい
ては、上記の有機物の酸化分解触媒を充填した充填層
に、酸化剤共存下で有機物含有排水を通液する。本発明
方法を適用する有機物含有排水に特に制限はなく、例え
ば、半導体用シリコン基板などのリンスに用いたアルコ
ール、界面活性剤などを含有する排水、内分泌撹乱化学
物質を含有する排水、フェノールなどを含有する化学工
場の排水、各種の有機物を含有する食品工場の排水、屎
尿処理水を脱窒処理した排水などを挙げることができ
る。本発明方法において、有機物含有排水に共存させる
酸化剤に特に制限はなく、例えば、次亜塩素酸塩、次亜
塩素酸エステル、塩素、オゾン、過酸化水素などを挙げ
ることができる。これらの中で、次亜塩素酸塩は、水溶
液として容易に取り扱うことができるので、好適に用い
ることができる。次亜塩素酸塩としては、例えば、次亜
塩素酸ナトリウム、次亜塩素酸カリウム、次亜塩素酸カ
ルシウム、次亜塩素酸バリウムなどを挙げることができ
る。共存させる酸化剤の量は、排水中に含まれる有機物
を酸化分解するために必要な理論量の１.１〜３重量倍
であることが好ましく、１.２〜２.５重量倍であること
がより好ましい。本発明方法において、有機物の酸化分
解触媒の充填層に、酸化剤共存下で有機物含有排水を通
液する方法に特に制限はなく、例えば、上向流、下向流
のいずれとすることも可能であり、上向流の場合は、触
媒充填層を固定層とすることも、流動層とすることも可
能である。触媒充填層への有機物含有排水の通液速度に
特に制限はないが、処理水目標水質に応じて通水時の空
間速度を設定でき、おおむね空間速度として０.５〜１
０ｈ-1であることが好ましく、１〜７ｈ-1であることが
より好ましい。本発明の有機物の酸化分解触媒は、コバ
ルト触媒に少量の銅を共存させた触媒であり、銅の助触
媒効果のために、有機物の酸化分解に対して強い触媒活
性を有する。本発明の有機物の酸化分解触媒の充填塔
に、酸化剤共存下で有機物含有排水を通液することによ
り、効果的に排水中の有機物を酸化分解して除去するこ
とができる。
ては、上記の有機物の酸化分解触媒を充填した充填層
に、酸化剤共存下で有機物含有排水を通液する。本発明
方法を適用する有機物含有排水に特に制限はなく、例え
ば、半導体用シリコン基板などのリンスに用いたアルコ
ール、界面活性剤などを含有する排水、内分泌撹乱化学
物質を含有する排水、フェノールなどを含有する化学工
場の排水、各種の有機物を含有する食品工場の排水、屎
尿処理水を脱窒処理した排水などを挙げることができ
る。本発明方法において、有機物含有排水に共存させる
酸化剤に特に制限はなく、例えば、次亜塩素酸塩、次亜
塩素酸エステル、塩素、オゾン、過酸化水素などを挙げ
ることができる。これらの中で、次亜塩素酸塩は、水溶
液として容易に取り扱うことができるので、好適に用い
ることができる。次亜塩素酸塩としては、例えば、次亜
塩素酸ナトリウム、次亜塩素酸カリウム、次亜塩素酸カ
ルシウム、次亜塩素酸バリウムなどを挙げることができ
る。共存させる酸化剤の量は、排水中に含まれる有機物
を酸化分解するために必要な理論量の１.１〜３重量倍
であることが好ましく、１.２〜２.５重量倍であること
がより好ましい。本発明方法において、有機物の酸化分
解触媒の充填層に、酸化剤共存下で有機物含有排水を通
液する方法に特に制限はなく、例えば、上向流、下向流
のいずれとすることも可能であり、上向流の場合は、触
媒充填層を固定層とすることも、流動層とすることも可
能である。触媒充填層への有機物含有排水の通液速度に
特に制限はないが、処理水目標水質に応じて通水時の空
間速度を設定でき、おおむね空間速度として０.５〜１
０ｈ-1であることが好ましく、１〜７ｈ-1であることが
より好ましい。本発明の有機物の酸化分解触媒は、コバ
ルト触媒に少量の銅を共存させた触媒であり、銅の助触
媒効果のために、有機物の酸化分解に対して強い触媒活
性を有する。本発明の有機物の酸化分解触媒の充填塔
に、酸化剤共存下で有機物含有排水を通液することによ
り、効果的に排水中の有機物を酸化分解して除去するこ
とができる。
【０００９】
【実施例】以下に、実施例を挙げて本発明をさらに詳細
に説明するが、本発明はこれらの実施例によりなんら限
定されるものではない。 比較例１（触媒の調製） 粒径０.５〜１.０mmのクリノプチロライト系天然ゼオラ
イト５００ｇを、７.８重量％硫酸コバルト水溶液７０
０mLに１７時間浸漬してイオン交換担持処理したのち、
デカンテーションにより液を流しだし、さらに純水各５
００mLを用いて３回洗浄することにより、ゼオライト表
面に付着しているコバルトを完全に洗浄除去した。コバ
ルトの担持量は、２.５重量％であった。次いで、この
イオン交換担持処理によりコバルトを担持したゼオライ
トを、次亜塩素酸ナトリウム６.３重量％と水酸化ナト
リウム３.７重量％を含む水溶液５００mLに５時間浸漬
してコバルトを酸化物に変換して活性化処理を行ったの
ち、純水１０Ｌで洗浄した。 実施例１〜５（触媒の調製） 硫酸コバルト水溶液の代わりに、硫酸コバルトと硫酸銅
を含む水溶液を用いた以外は、比較例１と同様にして、
コバルトと銅の合計担持量が２.５重量％であり、コバ
ルトと銅の合計に対する銅の割合が０.０２〜０.２（重
量比）である５種の触媒を調製した。 比較例２〜３（触媒の調製） 硫酸コバルト水溶液の代わりに、硫酸コバルトと硫酸銅
を含む水溶液を用いた以外は、比較例１と同様にして、
コバルトと銅の合計担持量が２.５重量％であり、コバ
ルトと銅の合計に対する銅の割合が０.４又は０.６（重
量比）である２種の触媒を調製した。 比較例４（触媒の性能評価試験） 純水にフェノール２５mg／Ｌを溶解して調製した合成排
水を用いて、触媒の性能評価試験を行った。この合成排
水の過マンガン酸カリウムによる酸素消費量（ＣＯ
ＤMn）は４４.０mg／Ｌであり、有機体炭素（ＴＯＣ）
は１９.１mg／Ｌである。内径３０mmのアクリル樹脂製
カラムに、比較例１で調製した触媒２５０mL（充填高さ
３５０mm）を充填し、上記の合成排水に次亜塩素酸ナト
リウムを５００mg／Ｌになるように添加し、流量１,３
７５mL／ｈ（ＳＶ５.５ｈ-1）で上向流で通液した。通
液開始５時間後に処理水を採取し、水質分析を行った。
処理水のＣＯＤMnは１２.０mg／Ｌ、ＴＯＣは１１.９で
あり、それぞれの除去率は７３％、３７％であった。 実施例６（触媒の性能評価試験） 実施例１で調製した触媒について、比較例１と同様にし
て、性能評価試験を行った。処理水のＣＯＤMnは８.７m
g／Ｌ、ＴＯＣは１０.４mg／Ｌであり、それぞれの除去
率は８０％、４５％であった。 実施例７〜１０（触媒の性能評価試験） 実施例２〜５で調製した触媒について、比較例１と同様
にして、性能評価試験を行った。 比較例５〜６ 比較例２〜３で調製した触媒について、比較例１と同様
にして、性能評価試験を行った。実施例６〜１０及び比
較例４〜６の結果を、第１表に示す。また、Ｃｕ／(Ｃ
ｏ＋Ｃｕ)（重量比）と処理水のＣＯＤMnの関係を、図
１に示す。
に説明するが、本発明はこれらの実施例によりなんら限
定されるものではない。 比較例１（触媒の調製） 粒径０.５〜１.０mmのクリノプチロライト系天然ゼオラ
イト５００ｇを、７.８重量％硫酸コバルト水溶液７０
０mLに１７時間浸漬してイオン交換担持処理したのち、
デカンテーションにより液を流しだし、さらに純水各５
００mLを用いて３回洗浄することにより、ゼオライト表
面に付着しているコバルトを完全に洗浄除去した。コバ
ルトの担持量は、２.５重量％であった。次いで、この
イオン交換担持処理によりコバルトを担持したゼオライ
トを、次亜塩素酸ナトリウム６.３重量％と水酸化ナト
リウム３.７重量％を含む水溶液５００mLに５時間浸漬
してコバルトを酸化物に変換して活性化処理を行ったの
ち、純水１０Ｌで洗浄した。 実施例１〜５（触媒の調製） 硫酸コバルト水溶液の代わりに、硫酸コバルトと硫酸銅
を含む水溶液を用いた以外は、比較例１と同様にして、
コバルトと銅の合計担持量が２.５重量％であり、コバ
ルトと銅の合計に対する銅の割合が０.０２〜０.２（重
量比）である５種の触媒を調製した。 比較例２〜３（触媒の調製） 硫酸コバルト水溶液の代わりに、硫酸コバルトと硫酸銅
を含む水溶液を用いた以外は、比較例１と同様にして、
コバルトと銅の合計担持量が２.５重量％であり、コバ
ルトと銅の合計に対する銅の割合が０.４又は０.６（重
量比）である２種の触媒を調製した。 比較例４（触媒の性能評価試験） 純水にフェノール２５mg／Ｌを溶解して調製した合成排
水を用いて、触媒の性能評価試験を行った。この合成排
水の過マンガン酸カリウムによる酸素消費量（ＣＯ
ＤMn）は４４.０mg／Ｌであり、有機体炭素（ＴＯＣ）
は１９.１mg／Ｌである。内径３０mmのアクリル樹脂製
カラムに、比較例１で調製した触媒２５０mL（充填高さ
３５０mm）を充填し、上記の合成排水に次亜塩素酸ナト
リウムを５００mg／Ｌになるように添加し、流量１,３
７５mL／ｈ（ＳＶ５.５ｈ-1）で上向流で通液した。通
液開始５時間後に処理水を採取し、水質分析を行った。
処理水のＣＯＤMnは１２.０mg／Ｌ、ＴＯＣは１１.９で
あり、それぞれの除去率は７３％、３７％であった。 実施例６（触媒の性能評価試験） 実施例１で調製した触媒について、比較例１と同様にし
て、性能評価試験を行った。処理水のＣＯＤMnは８.７m
g／Ｌ、ＴＯＣは１０.４mg／Ｌであり、それぞれの除去
率は８０％、４５％であった。 実施例７〜１０（触媒の性能評価試験） 実施例２〜５で調製した触媒について、比較例１と同様
にして、性能評価試験を行った。 比較例５〜６ 比較例２〜３で調製した触媒について、比較例１と同様
にして、性能評価試験を行った。実施例６〜１０及び比
較例４〜６の結果を、第１表に示す。また、Ｃｕ／(Ｃ
ｏ＋Ｃｕ)（重量比）と処理水のＣＯＤMnの関係を、図
１に示す。
【００１０】
【表１】
【００１１】図１に見られるように、コバルトのみを担
持した酸化分解触媒を用いると、ＣＯＤMn４４.０mg／
Ｌの合成排水を処理した処理水のＣＯＤMnは１２.０mg
／Ｌまでしか低下しないのに対して、少量の銅を共存さ
せることにより、処理水のＣＯＤMnは急激に低下する。
図面の曲線から推定すると、Ｃｕ／(Ｃｏ＋Ｃｕ)が約
０.００５のとき処理水のＣＯＤMnは１０mg／Ｌとな
り、Ｃｕ／(Ｃｏ＋Ｃｕ)が約０.０５のとき処理水のＣ
ＯＤMnは最低値の７.６mg／Ｌとなり、Ｃｕ／(Ｃｏ＋Ｃ
ｕ)が０.０５を超えると、銅の量の増加とともに処理水
のＣＯＤMnは徐々に上昇し、Ｃｕ／(Ｃｏ＋Ｃｕ)が約
０.３のとき処理水のＣＯＤMnは１０mg／Ｌとなる。
持した酸化分解触媒を用いると、ＣＯＤMn４４.０mg／
Ｌの合成排水を処理した処理水のＣＯＤMnは１２.０mg
／Ｌまでしか低下しないのに対して、少量の銅を共存さ
せることにより、処理水のＣＯＤMnは急激に低下する。
図面の曲線から推定すると、Ｃｕ／(Ｃｏ＋Ｃｕ)が約
０.００５のとき処理水のＣＯＤMnは１０mg／Ｌとな
り、Ｃｕ／(Ｃｏ＋Ｃｕ)が約０.０５のとき処理水のＣ
ＯＤMnは最低値の７.６mg／Ｌとなり、Ｃｕ／(Ｃｏ＋Ｃ
ｕ)が０.０５を超えると、銅の量の増加とともに処理水
のＣＯＤMnは徐々に上昇し、Ｃｕ／(Ｃｏ＋Ｃｕ)が約
０.３のとき処理水のＣＯＤMnは１０mg／Ｌとなる。
【００１２】
【発明の効果】本発明の有機物の酸化分解触媒は、コバ
ルト触媒に少量の銅を共存させた触媒であり、銅の助触
媒効果のために、有機物の酸化分解に対して強い触媒活
性を有する。本発明の有機物の酸化分解触媒の充填塔
に、酸化剤共存下で有機物含有排水を通液することによ
り、効果的に排水中の有機物を酸化分解して除去するこ
とができる。
ルト触媒に少量の銅を共存させた触媒であり、銅の助触
媒効果のために、有機物の酸化分解に対して強い触媒活
性を有する。本発明の有機物の酸化分解触媒の充填塔
に、酸化剤共存下で有機物含有排水を通液することによ
り、効果的に排水中の有機物を酸化分解して除去するこ
とができる。
【図１】図１は、Ｃｕ／(Ｃｏ＋Ｃｕ)（重量比）と処理
水のＣＯＤMnの関係を示すグラフである。
水のＣＯＤMnの関係を示すグラフである。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
Ｆターム(参考） 4D050 AA13 AA15 AA17 AB14 AB15
BB02 BB05 BB06 BB09 BC05
BC06
4G069 AA03 AA08 BA07A BA07B
BA16A BB14A BC31A BC31B
BC67A BC67B CA05 CA07
CA11 DA06 ZA34B ZD01
Claims (5)
- 【請求項１】イオン交換機能を有する無機多孔質担体
に、ＣｏとＣｕを、Ｃｕ／（Ｃｏ＋Ｃｕ）が０.００５
〜０.３（重量比）となるようにイオン交換担持処理し
てなることを特徴とする有機物の酸化分解触媒。 - 【請求項２】無機多孔質担体が、ゼオライト又はアパタ
イトである請求項１記載の有機物の酸化分解触媒。 - 【請求項３】イオン交換担持処理後に、ＣｏとＣｕを酸
化物に変換処理してなる請求項１記載の有機物の酸化分
解触媒。 - 【請求項４】酸化物への変換を、次亜塩素酸塩を用いて
行う請求項３記載の有機物の酸化分解触媒。 - 【請求項５】請求項１、請求項２、請求項３又は請求項
４記載の有機物の酸化分解触媒の充填層に、酸化剤共存
下で有機物含有排水を通液することを特徴とする有機物
含有排水の処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001202229A JP2003010687A (ja) | 2001-07-03 | 2001-07-03 | 有機物の酸化分解触媒及び該触媒を用いる有機物含有排水の処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001202229A JP2003010687A (ja) | 2001-07-03 | 2001-07-03 | 有機物の酸化分解触媒及び該触媒を用いる有機物含有排水の処理方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003010687A true JP2003010687A (ja) | 2003-01-14 |
Family
ID=19039071
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001202229A Pending JP2003010687A (ja) | 2001-07-03 | 2001-07-03 | 有機物の酸化分解触媒及び該触媒を用いる有機物含有排水の処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003010687A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013063368A (ja) * | 2011-09-15 | 2013-04-11 | Fukuoka Institute Of Technology | 促進酸化処理方法 |
| JP2022124773A (ja) * | 2021-02-16 | 2022-08-26 | オルガノ株式会社 | 水処理システム及び水処理方法 |
| JP2025047253A (ja) * | 2023-09-21 | 2025-04-03 | 株式会社Icus | 有機性廃水の過酸化水素を用いた処理方法及び装置 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS588307B2 (ja) * | 1978-04-17 | 1983-02-15 | 栗田工業株式会社 | 有機性汚水の脱色および有機物除去方法 |
| JPH03135437A (ja) * | 1989-10-23 | 1991-06-10 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | 排気ガスの浄化方法 |
| JPH03278837A (ja) * | 1990-03-27 | 1991-12-10 | Tome Sangyo Kk | 過酸化水素分解触媒およびそれを用いたコンタクトレンズの消毒方法 |
| JP2000237591A (ja) * | 1999-02-23 | 2000-09-05 | Kansai Research Institute | 有機化合物分解用触媒およびこの触媒を用いた有機化合物の除去方法 |
| JP2000254651A (ja) * | 1999-03-11 | 2000-09-19 | Kurita Water Ind Ltd | 疎水性有機物含有水の電解処理方法及び電解処理装置 |
| JP2000301171A (ja) * | 1999-04-20 | 2000-10-31 | Kurita Water Ind Ltd | ヒドラジン含有排水の処理方法 |
-
2001
- 2001-07-03 JP JP2001202229A patent/JP2003010687A/ja active Pending
Patent Citations (6)
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| JP2022124773A (ja) * | 2021-02-16 | 2022-08-26 | オルガノ株式会社 | 水処理システム及び水処理方法 |
| JP7570249B2 (ja) | 2021-02-16 | 2024-10-21 | オルガノ株式会社 | 水処理システム及び水処理方法 |
| JP2025047253A (ja) * | 2023-09-21 | 2025-04-03 | 株式会社Icus | 有機性廃水の過酸化水素を用いた処理方法及び装置 |
| JP7832158B2 (ja) | 2023-09-21 | 2026-03-17 | 株式会社Icus | 有機性廃水の過酸化水素を用いた処理方法及び装置 |
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