JPH0326399A - 高濃度有機廃液の処理方法 - 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］ 本発明は高濃度有機廃液の処理方法に係り、特にし尿等
の高濃度有機廃液を湿式触媒酸化して処理する方法にお
いて、ＣＯＤ及び色度を除去するための高度処理プロセ
スを要することなく、低コストにかつ効率的＆：処理す
ることができる高濃度有機廃液の処理方法に関する。

［従来の技術］ 従来、し尿液等の高濃度有機廃液を処理する方法として
、し尿の熱処理による湿式酸化プロセスがあり、これは
ジンブロ法（特開昭５０−９７１６０）として知られて
いる。このプロセスでは、第２図に示す如く、し尿又は
浄化槽汚泥を含む原液を破砕後、熱処理して湿式酸化し
、処理液を固液分離して得られる分離液を活性汚泥処理
した後再び固液分離し、更に活性炭処理又はオゾン処理
等の高度処理を施して最終処理水を得る。

湿式酸化後の固液分離により得られる固形分は脱水処理
され、一方、活性汚泥処理後の固液分離により得られる
固形分は循環再処理される。

このような湿式酸化プロセスでは、次のような欠点があ
った。

■　湿式酸化は効率上の問題から酸化分解率が約５０％
にとどまるため、活性汚泥処理が不可欠である。しかも
、窒素は、アンモニア態として残留するので、生物的硝
化脱窒法が必要となる。

■　湿式酸化の熱処理の段階で分解して有機酸となった
有機物は、次の生物処理（活性汚泥処理）で分解される
が、分画分子量約ＳＯＯ以上といった高分子着色成分は
除去することができない。このため、生物処理水は約２
５００〜５５００度程度の色度を示すものとなり、更に
活性炭処理又はオゾン処理等の高度処理を行なってＣＯ
Ｄ及び色度の除去を行なう必要がある。

■　酸化分解廃ガスが強烈な悪臭ガスであるため脱臭処
理を行なう必要があるが、その脱臭は容易でなく、燃焼
脱臭や活性炭吸着等が用いられる。

一方、ジンブロ法の他の方法として、熱処理部分に酸化
触媒を併用する湿式触媒酸化プロセスが提案されている
（特開昭５５−１５２５９１）。

湿式触媒酸化プロセスによれば、 ■　触媒を用いる・ことによって、酸化分解率は従来の
５０％から９９，８％程度にまで向上し、被処理液中の
有機物及び全窒素が殆ど分解してしまうため、後続の活
性汚泥処理プロセスが不要となる。

■　酸化分解廃ガス中にＮＯｘ，ＳＯｘ．Ｃｌ｛化合物
等を含まないので、酸化反応プロセスから悪臭を発生さ
せない。従って、脱臭処理が不要となる。

■　酸化分解率が高く、脱色が十分なされているので、
色度除去のための高度処理を必要としない。

■　Ｔ−Ｎ　（全窒素）も９９％以上除去できる。

等の顕著な効果が奏される。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上記湿式触媒酸化プロセスでは、反応時
間が熱処理工程に入る原液の有機物濃度に左右され、実
際に処理を行なった場合、前記湿式酸化プロセスに比べ
てコスト面で必ずしも有利とはならないという欠点があ
った。

即ち、湿式触媒酸化プロセスにより、高濃度に有機物を
含有する原液を処理する場合、高水質の処理水を得るた
めには、反応時間を相当に長くする必要がある。反応時
間を十分長くすれば、処理水中の有機物濃度を極低濃度
まで低下させ得るのであるが、反応時間を長くすること
は、直接槽容量、触媒量の増大につながり、処理コスト
の高騰を招く。

本発明は上記従来の問題点を解決し、高濃度有機廃液の
湿式触媒酸化プロセスにおいて、安定かつ効率的な処理
を行なうことにより、低コストにて高水質の処理水を得
ることを可能とする高濃度有機廃液の処理方法を提供す
ることを目的とする。

［ｉ１Ｍ！題を解決するための手段］ 本発明の高濃度有機廃液の処理方法は、高濃度有機廃液
を湿式触媒酸化した後、残留するＣＯＤ戒分を生物濾過
により除去することを特徴とする。

以下に本発明を図面を参照して詳細に説明する。

第１図は本発明の高濃度有機廃液の処理方法の−実施例
を示す系統図である。

本発明においては、し尿及び／又は浄化槽汚泥等を微破
砕処理して得られる高濃度に有機物を含有する廃水を原
液として、これをまず、湿式触媒酸化処理する。

以下、湿式触媒酸化処理について第３図を参照して説明
する。

第３図は本発明の実施に好適な湿式触媒酸化処理方法の
一実施例を示す系統図である。

第３図において、原液は、配管１１より貯留槽１に導入
された後、ボンブＰにより配管１２を経て湿式触媒酸化
塔２に導入される。

湿式触媒酸化塔２は、高圧容器に後述の触媒を充填して
触媒層２ａを形威したものであって、原液は、この触媒
層２ａに上向流又は下向流（第３図においては上向流）
に通液され、高温高圧下にて酸化処理される。即ち、湿
式触媒酸化塔２への原液導入用配管１２には、コンプレ
ッサＣを備える大気等の酸素含有ガスの供給用配管１３
が接続されており、原液中に空気等の酸素含有ガスが吹
き込まれた後、湿式触媒酸化塔２に導入され、触媒の存
在下、酸化処理される。湿式触媒酸化塔２の処理水及び
処理ガスは、配管１４より取り出され、冷却、減圧後、
気液分離され（図示せず）、処理液は中和槽１５にて中
和後生物濾過塔３に供給される。

本発明において、湿式触媒酸化塔に充填される触媒の好
適なものとしては、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、金及びタングステン、並びにこれらの酸化物、
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など、水に対し不溶性又
は難溶性の化合物等が挙げられ、これらは１種を単独で
或いは２種以上を併用して使用することができる。

これら金属又は化合物よりなる触媒は、常法に従ってチ
タニア，（酸化チタン）、ジルコニア（酸化ジルコニア
）、アルミナ、シリヵ、シリヵーアルくナ、活性炭、或
いは、ニッケル、ニッケルークロム、ニッケルークロム
ーアル多ニウム、ニッケルークロムー鉄等の金属多孔体
等の担体に担持して使用するのが好ましく、その担持量
としては、通常、担体重量に対して０．０５〜２５％、
好ましくは０．５〜３％とするのが適当である。

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

湿式触媒酸化塔における反応温度は、２００〜３００℃
、特に２５０〜３００℃とするのが好ましく、また、反
応圧力は、このような高温下でも原液が液相を保持する
ような加圧下、例えば４０〜９　５　ｋ　ｇ　／　ｃ　
ｒｎ’、特に７０〜９５ｋｇ／ｃｒｒＩ″とするのが好
ましい。

また、湿式触媒酸化塔の原液流速はその反応時間（塔内
滞留時間）が４０〜９０分となるように設定するのが好
ましい。

酸素含有ガスとしては、空気の他、酸素濃度２１％以上
のガスを使用するのが好ましい。２１％よりも高濃度の
酸素を含むガスの場合は吹き込みガス量の減少が図れる
。また、熱損失量が減少すると共に反応速度が高まり、
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ドソーブション（ＰＳ
Ａ）法等により得られる酸素富化空気や、液体酸素を気
化させた純酸素等を用いることができる。

原液への酸素含有ガスの吹き込みは、第３図に示す如く
、湿式触媒酸化塔２への原液供給用配管１２へ供給する
ほか、湿式触媒酸化塔２へ直接供給して行なうこともで
きる。

なお、原液を熱交換器を介して湧式触媒酸化塔へ供給す
る場合、酸素含有ガスは熱交換器の前又は後の原液供給
用配管へ供給することができる。

この酸素含有ガスによる供給酸素量は、湿式触媒酸化塔
２へ供給される原液中の有機物量、Ｎ量に対して必要な
酸素量よりも多い酸素量となるように設定すれば良く、
一般には、悪臭ガスを含む酸素含有ガスと原液との気：
液流量比（常圧における体積比）は１００〜２００　：
　１とするのが好ましい。

本発明においては、湿式触媒酸化塔からの処理水と湿式
触媒酸化塔への供給原液を熱交換させて熱回収を行なう
ことにより、熱消費量の低減を図ることも可能である。

本発明においては、このような湿式触媒酸化処理におけ
るＣＯＤＣＲの除去率（分解率）は、９５％以上、特に
９５〜９８％とするのが好ましい。

このような湿式触媒酸化処理により９５％以上のＣＯＤ
ｃＲをＣＯ２，Ｈ２０に、また９９％以上のＴ−Ｎ，色
度を分解する。

次いで、このような湿式触媒酸化処理により得られる処
理液は、生物濾過することにより、残留する低分子量有
機酸類等を分解除去する。

生物濾過に際しては、湿式触媒酸化処理液の一部に水酸
化カルシウム、水酸化ナトリウム等のアルカリを添加し
てｐＨを５程度の弱酸性とした液を生物濾過に供するの
が好ましい。湿式触媒酸化処理液にＣａ　（ＯＨ）２な
どを加えてｐＨ９以上とし、生成するリン酸カルシウム
を固液分離してから生物濾過に供しても良い。

湿式触媒酸化処理液又は好ましくは上記ｐＨ調整、ｐｏ
＋−Ｐｔ１度調整を行なった湿式触媒酸化処理液（以下
「生物濾過原液」と称する。）の生排出管１７と散気管
１８を備え、粒状媒体層１９及び粒状媒体層を支持する
ための支持材層２０を充填した生物濾過塔３を用い、生
物濾過原液を流入管１６より生物濾過塔３内に導入し、
散気管１８からのガス（空気）と共に好気的に維持され
た粒状媒体の層１９内を上向流で通過させる。この際、
生物濾過原液は粒状媒体表面に付着している微生物膜に
より好気的徴生物処理を受けると共に濾過作用を受け、
得られる高水質の処理水は排出口より取り出される。

なお、生物［１塔３に充填する粒状媒体としては、砂利
、砂、活性炭、アンスラサイト、プラスチック材等の粒
状媒体の１＠又は２種以上を用いることができる。

本発明において、このような生物濾過処理は、生物濾過
塔のＣＯＤｃ＊負荷１０ｋｇ／ｒｒＩ′・日以下、好ま
しくは２ｋｇ／ｍ′・日程度で行なうのが好ましい。

生物濾過により得られる処理水は、必要に応じて更に濾
過処理した後、系外に排出される。

なお、このような生物濾過にあｋり、生物濾過塔の余剰
の生物汚泥やその後の濾過器で分離された生物汚泥は、
微破砕工程に返送し、し尿等の原液と共に処理すること
ができる。

［作用］ 本発明者らは、湿式触媒酸化プロセスにおける除去特性
について検討した結果、次のような知見を得た。

即ち、湿式触媒酸化プロセスにおいて、Ｔ−Ｎ及び色度
を除去するための所要時間（この所要時間をＡとする。

）での処理では、得られる処理水中には有機物総量を示
すＣＯＤｃＲで３００〜１０００ｍｇ／４２のＣＯＤが
残留する。この残留ＣＯＤｃｌｌを除去するために更に
必要とする所要時間（この所要時間をＢとする。）は、
し尿の場合、ＡξＢといった比較的長い時間である。従
っ１ｌ １　２ て、除去重量当りの反応時間は、残留Ｃ　Ｏ　Ｄ　ＣＲ
の除去において、非常に長くなり効率が悪く不経済であ
る。このようなことから、湿式触媒酸化プロセスにおい
ては、湿式触媒酸化によりＣＯＤＣＲを高度に除去する
ことなく、残留ＣＯＤＣＩ１を残した状態とするのが有
効である。

ところで、この低濃度に含有される残留Ｃ　Ｏ　Ｄ　Ｃ
Ｒは、低分子量の有機酸を主体とするものであり、従来
法の如く、活性汚泥法を適用すると、生物分解性は比較
的良好であるが、バルキングを起こし易く、曝気槽容量
及び沈殿池面積が大きく必要であるなどの不具合がある
。

これに対し、生物濾過を採用することにより、効率的な
処理を行なうことが可能となる。

本発明においては、効率的な湿式触媒酸化を行ない、更
に生物濾過により高水質の処理水を得るために、湿式触
媒酸化におけるＣＯＤｃＲ除去率は９５〜９８％とする
のが好ましい。このような処理により、 ＢＯＤ　　：　　５ｍｇ／ｉ以下 Ｃ　Ｏ　Ｄ　ｃＲ　　：　　１　０　ｍ　ｇ　／　１１
以下ＳＳ　　：　　１０ｍｇ／Ｉｔ以下 色度　：　３０度以下 Ｔ−Ｎ　　：　　１０ｍｇ／ＩＬ以下 といった高水質の処理水を得ることが可能とざれる。

本発明によれば、 ■　湿式触媒酸化の反応時間を大幅に短縮することが可
能とされる。このため、湿式触媒酸化塔の小容量化及び
触媒量の低減が図れる。

■　Ｔ　　Ｎ，ＣＯＤＣＲ及び色度が効率的に除去され
、後工程の高度処理が不要となる。

■　臭気の発生がない。

■　エネルギー効率が良い。

等の優れた作用効率が奏され、イニシャルコスト、ラン
ニングコストが共に低減される。

［実施例］ 以下に実施例を挙げて、本発明をより具体的に説明する
。

実施例１ 第１図及び第３図に示す方法に従って、第１表に示す水
質のし尿処理を行なった。湿式触媒酸化処理及び生物濾
過処理条件は下記の通りとした。

湿式触媒酸化処理、生物濾過処理及びその後の濾過によ
り得られた処理水の水質を第１表に示す。

湿式触媒酸化処理 温度：２５０℃ 圧力：７０ｋｇ／ｃｒｎ” 液流速（塔内滞留時間）；９０分 気／液流量比（体積比）：１５０／１ 酸化分解率（対原液）：９６％ 生物濾過処理 Ｃ　Ｏ　Ｄ　ＣＲ負荷　：　　２ｋｇ／ｒｒｌ日（なお
、生物濾Ａ’Ａ理の原液は、湿式触媒酸化処理水にＮａ
ＯＨを加え、ｐＨ＝ ５．０としたものである。） 第１表 第１表より、本発明の方法によれば著しく高水質の処理
水が得られることが明らかである。

なお、生物濾過塔のＣＯＤＣＲ負荷はｔｏｋｇ／ｍ’・
日以下、好ましくは約２ｋｇ／ｒｎ’・日程度とするの
が好適である。

［発明の効果］ 以上詳述した通り、本発明の高濃度有機廃液の処理方法
によれば、し尿等の高濃度有機物含有廃液を高度処理を
要することなく安定に処理することができ、高水質の処
理水を低コストで効率的に得ることが可能とされる。

【図面の簡単な説明】

１　５ １　６ 第１図は本発明の高濃度有機廃液の処理方法のー実施例
を示す系統図、第２図は従来法を示す系統図、第３図は
本発明の実施に好適な湿式触媒酸化処理方法の一例を示
す系統図である。 １・・・貯留槽、　　　　２・・・湿式触媒酸化塔、３
・・・生物濾過塔、　　Ｐ・・・ボンブ、Ｃ・・・コン
ブレッサ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）高濃度有機廃液を湿式触媒酸化した後、残留する
   ＣＯＤ成分を生物濾過により除去することを特徴とする
   高濃度有機廃液の処理方法。