JPH03296487A

JPH03296487A - 高濃度有機性廃水の処理方法

Info

Publication number: JPH03296487A
Application number: JP2099926A
Authority: JP
Inventors: Yoshiaki Harada; 原田　吉明; Suekazu Yamada; 山田　末和; Hiroshi Fujiya; 啓冨士谷; Tadashi Takadoi; 忠高土居; Kensuke Matsui; 謙介松井; Toshio Shiibashi; 椎橋　利雄
Original assignee: Kurita Water Industries Ltd; Osaka Gas Co Ltd
Current assignee: Kurita Water Industries Ltd; Osaka Gas Co Ltd
Priority date: 1990-04-16
Filing date: 1990-04-16
Publication date: 1991-12-27

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】［産業上の利用分野コ本発明は高濃度有機性廃水の処理方法に係り、特に、し
尿等の高濃度有機性廃水を湿式触媒酸化処理し、更に後
処理として生物濾過等の濾過を行なう組み合せ方法にお
いて、濾過塔の洗浄用ガス源として前記湿式触媒酸化処
理において得られる使用済ガス（排ガス）を用いること
により、濾過塔洗浄用ブロワを不要とする高濃度有機性
廃水の処理方法に関する。

［従来の技術及び先行技術］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）を吹き込み固形有機物を可溶化し、アンモニア
や有機酸に変化させるものである。

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湿式触媒
酸化処理法が提案されている。

この湿式触媒酸化処理法に従って、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ＮＨ３−Ｎ　（ア
ンモニア態窒素）をも効率良く分解することができる。

そして、窒素成分はＮ２ガスやＮＯ３−イオンに分解さ
れ、また、有機炭素はＣＯ２ガスに分解される。

この方法においては、更に、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、配管及び酸化
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
。

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、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ＩＡ理する場合、高水質のＩＡ処理水得
るためには、反応時間を相当に長くする必要がある０反
応時間を十分長くすれば、第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、ＩＡ
埋ココスト高騰を招く。

本出願人らは上記問題点を解決し、高濃度有機性廃水の
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
る処理方法として、湿式触媒酸化した後、残留するＣＯ
Ｄ成分を酸素吹き込みの生物濾過により除去する方法を
提案した（特願平１−１６１３６７号）。

［発明が解決しようとするｆｆ！！］先願の方法に係る濾過塔内の濾材には、生物が付着して
おり、通液を続けるとその付着量が順次増して行き、つ
いには処理性能が悪化し、通水不能になる。このため、
定期的な洗浄処理が必要となる。洗浄頻度は、通水流量
や差圧上昇の程度を検知して行なうが、通常０．５〜７
日／回程度である。洗浄は、空気−水の繰り返し或いは
併用で行なわれ、空気供給のために洗浄専用ブロワが設
置される。この専用ブロワの稼動率は通常１０〜３０分
１０．５〜７日／回と極めて低いにもかかわらず、生物
付着型濾材の洗浄には必要不可欠であり、ブロワ自体の
設備費のみならず、ブロワ騒音防止設備等の付属関連設
備コストがかさみ、上記濾過処理方法のコストを高める
要因となっていた。

本発明は、上記した問題点を解決し、安定かつ低コスト
にて高濃度有機性廃水を処理することができる方法を提
供することを目的とする。

［課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、高濃度有機性廃
水を湿式触媒酸化塔で湿式触媒酸化し、酸化処理液を濾
過塔で濾過する方法において、濾過塔の洗浄用ガスとし
て、湿式触媒酸化塔からの排ガスを用いることを特徴と
する。

［作用］湿式触媒酸化塔における湿式触媒酸化により、原液中の
有機態窒素、ＮＨ３−Ｎの殆どはＮ２ガスとなり、液中
には一部Ｎ　Ｏｓ　−Ｎとして残る。

有機物もＣＯ２化されるが、操作条件によって、一部低
分子量の有機酸として残留する。

従って、触媒酸化処理液を気液分離して得られる分離ガ
スはＮＯｘ、ＳＯｘ、ＣＨ化合物等を含まないほぼ無臭
のＣ０２％　０２、Ｎ２を含む脱臭処理が不要な排ガス
である。

このため、この分離ガスはそのまま濾過塔の洗浄用ガス
として有効に利用することができる。

なお、このガスは濾過等の下部に導入され、塔内の液を
バブリングする。これにより、付着物が濾材から剥離さ
れる。

［実施例］以下に図面を参照して本発明の実施例について詳細に説
明する。

第１図は本発明の高濃度有機廃液の処理方法の一実施例
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。

即ち、し尿及び／又は浄化槽汚泥は、配管１１より破砕
工程１に送給され、微破砕処理された後、得られる高濃
度有機廃水（原液）は、配管１２を経て熱交換器２に送
給され、後述の湿式触媒酸化塔処理水と熱交換して加熱
される。次いで、原液は配管１３、可溶化基３、配管１
４を経て湿式触媒酸化塔４に送給される。

湿式触媒酸化塔４は、高圧容器に後述の触媒を充填して
触媒層を形成したものであって、原液は、この触媒層に
上向流又は下向流に通液され、高温高圧下にて酸化処理
される。即ち、熱交換器２への原液導入用配管１２には
、コンプレッサ５を備える大気等の酸素含有ガスの供給
用配管１２ａ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、熱交換器２、湿式可溶上塔
３を経て湿式触媒酸化塔４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４の処理水及び処理ガスは、配管１５よ
り取り出され、熱交換器２にて常温近くまで冷却された
後、配管１６により気液分離槽６に送給される。

なお、本発明において、湿式触媒酸化塔４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、シリカ、シリカ−アルミナ、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−
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、ベレット状、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４における反応温度は、２００〜３７０
℃、特に２００〜３００℃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３０〜９５　ｋ　ｇ　／　ｃゴ
、特に７０〜９５ｋ　ｇ　／　ｃゴとするのが好ましい
。

また、湿式触媒酸化塔４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通農法、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、熱交換器２への原
液供給用配管へ供給するほか、湿式可溶上塔３への原液
供給用配管１３又は湿式可溶上塔３又は湿式触媒酸化塔
４へ直接供給して行なうこともできる。

この酸素含有ガスによる供給酸素量は、湿式触媒酸化＠
４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、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５０〜５００　：　ｔとするのが好
ましい。

気液分離槽６で分離された液は、配管１７より固液分離
槽７に送給され固液分離される。固液分離槽７において
は、液中の無機性の固形物と有機性のリン酸イオンを除
去するために、リンネ溶化剤を添加して、ｐＨＩ！整を
行ない固液分離する。

リンネ溶化剤はカルシウム化合物、アルミニウム化合物
、鉄化合物などがあるが、リン酸イオンをヒドロキシア
パタイトのようなカルシウム塩として不溶化させるとケ
ーキの脱水性が良く、有利である。

固液分離槽７の分離液は、配管１８より濾材を充填した
固定床式生物脱窒塔８に送給され、脱窒処理される。こ
こで、Ｎ　Ｏ２−Ｎの脱窒に必要な有機物は湿式触媒酸
化塔４での残留有機物を利用するが、急激な変動等で有
機物が不足するときはメタノール、エタノール、酢酸等
の有機物を補給しても良い。生物脱窒塔８の濾材は砂、
砂利、アンスラサイト、プラスチック、活性炭、天然石
、人工材等の各種濾材を用いることができる。

生物脱窒塔８の処理液は、配管１９より生物濾過塔９に
送給し、ここで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。この生物濾過塔９の濾
材としても前記生物脱窒塔８の濾材と同様のものを用い
ることができる。

生物脱窒塔８の処理液（以下「生物濾過原液」と称する
。）の生物濾過は、例えば次のようにして行なうのが好
ましい０ｍち、生物濾過原液の流入管１９及び排出管２
０と散気管（図示せず）を備え、粒状媒体層及び粒状媒
体層を支持するための支持材層を充填した生物濾過塔９
を用い、生物濾過原液を流入管１９より生物濾過塔９内
に導入し、散気管からのガス（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微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管２０より取り
出される。

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Ｃ０ＤＣ１１負荷１０ｋｇ／ｍ”−日以下、好まし
くは２ｋｇ／ゴ・日程度で行なうのが好ましい。

生物濾過塔９の処理水は配管２ｏより排出され、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たり、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。

本実施例においては、このような処理にあたり、生物脱
窒塔８や生物濾過塔９を定期的に洗浄するが、その際、
洗浄用ガスとして湿式触媒酸化塔４から排出されて気液
分離槽６で分離された排ガスを利用する。即ち、本実施
例においては、５〜２０　ｋ　ｇ　／　ｃ　ｍ’径程度
減圧された分離ガス（排ガス）の一部を必要な頻度で生
物脱窒塔８及び生物濾過塔９に、バルブＶ　Ｉ−Ｖ　３
の開閉により配管２１．２２及び２１．２３を経て供給
して洗浄を行なう。

余剰の排ガスは配管２４より排出される。

なお、第１図の例においては濾過塔として固定床式生物
脱窒塔及び生物濾過塔を用いたが、本発明においては、
濾過塔とは濾材を内蔵するすべての濾過塔を指し、砂濾
過塔等の他の濾過塔にも適用することができる。

即ち、例えば、生物濾過等の後段に砂濾過塔等の単純濾
過塔を併設する場合においても、その洗浄用ガス源とし
て湿式触媒酸化塔からの排ガスを用いることができる。

また、該排ガスは処理液の中和剤として利用することも
できる。

本発明において、濾過塔の洗浄に使用したガスの汚染は
極めて少ないので、そのまま系外に排出することができ
るが、必要に応じて原液貯留関係の排ガス処理設備に導
入しても良く、また、別途、水洗浄、薬液洗浄、活性炭
洗浄等の処理を施してから排出しても良い。

以下に具体的な実施例を挙げて、本発明をより詳細に説
明する。

実施例１第１図に示す方法に従って、（ＴＯＤ３９０００ｍ　ｇ
　／　１１　）のし尿ｉ埋を行なった。各処理条件は下
記の通りとした。

原液（し尿）通水量−３１／　ｈ　ｒ湿式可溶上塔：空塔容量＝３ｕ圧力＝　９０　ｋ　ｇ　／　ｃゴ温度＝２７０℃ 酸素源士空気湿式触媒酸化塔：触媒充填量ズ３１圧力＝　９０　ｋ　ｇ　／　ｃ　ｒｎ″温度＝２８５℃ 固液分離槽消石灰添加量：１０００ｍｇ／ｆ（Ｃａとして）生物脱窒塔濾材充填量＝４Ｊ２（５０ｍｍφｘ２０００ｍｍＨ）上向流通水生物濾過塔濾材充填量＝１０１（８０ｍｍφｘｚｏｏｏｍｍＨ）液、空気上向流空気供給量二通水中、溶存酸素が検出される量このような処理において、生物脱窒塔及び生物濾過塔の
洗浄を第１表に示す仕様にて行なうにあたり、洗浄用ガ
スとして気液分離槽で分離された湿式触媒酸化塔の排ガ
スを用し）だ。

第１表その結果、洗浄用ブロワを用いることなく、効率的な洗
浄を行なうことができた。

［発明の効果］以上詳述した通り、本発明の高濃度有機廃水の処理方法
によれば、高濃度有機廃水を湿式触媒酸化処理した後濾
過塔で濾過する処理方法において ■　濾過塔の洗浄用ブロワが不要となる。

■　ブロワ騒音防止設儂等の付属間連設僅が軽減される
。

■　バルブの切り換えのみで容易に洗浄を行なうことが
できる。

等の効果が奏され、処理効率の向上、処理コストの低廉
化が図られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の高濃度有機廃水の処理方法の一実施例
を示す系統図である。１・・・破砕工程、　　　　　２・・・熱交換器、３・
・・湿式可溶他塔、　　４・・・湿式触媒酸化塔、６・
・・気液分離槽、　　　８・・・生物脱窒塔、９・・・
生物濾過塔。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）高濃度有機性廃木を湿式触媒酸化塔で湿式触媒酸
化し、酸化処理液を濾過塔で濾過する方法において、濾
過塔の洗浄用ガスとして、湿式触媒酸化塔からの排ガス
を用いることを特徴とする高濃度有機性廃水の処理方法
。