JPH05261394A - 高濃度有機廃液の処理方法 - Google Patents

高濃度有機廃液の処理方法

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JPH05261394A
JPH05261394A JP4061720A JP6172092A JPH05261394A JP H05261394 A JPH05261394 A JP H05261394A JP 4061720 A JP4061720 A JP 4061720A JP 6172092 A JP6172092 A JP 6172092A JP H05261394 A JPH05261394 A JP H05261394A
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JP
Japan
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treatment
catalytic oxidation
wet
biological filtration
wet catalytic
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JP4061720A
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English (en)
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Yoshiaki Harada
吉明 原田
Yutaka Tsukuda
豊 佃
Noboru Yamada
登 山田
Tadashi Takadoi
忠 高土居
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Kurita Water Industries Ltd
Osaka Gas Co Ltd
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Kurita Water Industries Ltd
Osaka Gas Co Ltd
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    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/10—Biological treatment of water, waste water, or sewage

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  • Biological Treatment Of Waste Water (AREA)
  • Treatment Of Water By Oxidation Or Reduction (AREA)
  • Treatment Of Sludge (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 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方法におい
て、生物濾過塔の小型化を図る。 【構成】 生物濾過を加圧下に行なう。 【効果】 加圧により酸素の溶解効率が向上し、生物濾
過塔の高負荷運転が可能となり、生物濾過塔の小容量化
が達成される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【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、小型反応槽
を用いて、低コストにかつ効率的に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。
【0002】
【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、これはジンプロ法(特開昭50−97160)
として知られている。このプロセスでは、図2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。
【0003】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500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。
【0004】一方、ジンプ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)。
【0005】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5
0%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、CH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。
【0006】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。
【0007】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。
【0008】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とし
て、本出願人らは、高濃度有機廃液を湿式触媒酸化した
後、残留するCOD成分を冷却、減圧後、気液分離して
生物濾過することにより除去する高濃度有機廃液の処理
方法を提案した(特開平3−26399)。
【0009】上記特開平3−26399の方法によれ
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。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
開平3−26399の方法で使用される生物濾過槽の大
きさは、槽下部から供給する酸素源としての空気の溶解
量に影響するため、その小型化が今後の課題として残さ
れていた。
【0011】本発明は上記特開平3−26399の方法
において、酸素の溶解効率を向上させ、生物濾過槽の小
型化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。
【0012】
【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、高濃度有機廃液を湿式触媒酸化した後、
残留するCOD成分を生物処理する方法において、該生
物処理を加圧下で行なうことを特徴とする。
【0013】以下に本発明を図面を参照して詳細に説明
する。
【0014】図1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。
【0015】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。
【0016】以下、湿式触媒酸化処理について図3を参
照して説明する。図3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。
【0017】図3において、原液は、配管11より貯留
槽1に導入された後、ポンプPにより配管12を経て湿
式触媒酸化塔2に導入される。
【0018】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を形成したものであって、原液
は、この触媒層2aに上向流又は下向流(図3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
却後、気液分離され(図示せず)又は分離せずに、処理
液は中和槽15にて中和後、加圧生物濾過塔3に供給さ
れる。
【0019】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。
【0020】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−クロム、ニッケ
ル−クロム−アルミニウム、ニッケル−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。
【0021】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。
【0022】湿式触媒酸化塔における反応温度は、20
0〜300℃、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40〜95kg/c
m2 、特に70〜95kg/cm2 とするのが好まし
い。
【0023】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。
【0024】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を用いることができる。
【0025】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1
2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。
【0026】なお、原液を熱交換器を介して湿式触媒酸
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。
【0027】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。
【0028】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。
【0029】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CODCrをCO
2 ,H2 Oに、また99%以上のT−N,色度を分解す
る。
【0030】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が、本発明におい
て、この生物濾過は加圧条件下で行なう。
【0031】好ましくは、生物濾過に際しては、所定の
加圧下で、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望まし
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
してから加圧生物濾過に供しても良い。
【0032】湿式触媒酸化処理液又は好ましくは上記p
H調整、PO4 −P濃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。)の生物濾過
は、例えば図3のようにして行なうのが好ましい。即
ち、生物濾過原液の導入管16及び排出管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を充填した加圧生物濾過塔3を用
い、生物濾過原液を導入管16より加圧生物濾過塔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17より
取り出される。
【0033】なお、加圧生物濾過塔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種又は2種以上を用いるこ
とができる。
【0034】本発明において、このような生物濾過処理
は、圧力50kg/cm2 以下、好ましくは3〜5kg
/cm2 程度の加圧下で、加圧生物濾過塔のCODCr負
荷10kg/m3 ・日以下、好ましくは5kg/m3 ・
日程度で行なうのが好ましい。
【0035】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。
【0036】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。
【0037】
【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。
【0038】即ち、湿式触媒酸化プロセスにおいて、処
理後の残留CODCrをできるだけ小さくしようとする
と、汚濁物の除去重量当りの反応時間は、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CO
DCrを高度に除去することなく、残留CODCrを残した
状態とするのが有効である。
【0039】ところで、この低濃度に含有される残留C
ODCr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。
【0040】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り、特に、加
圧下での生物濾過により、酸素の溶解効率が大幅に向上
し、生物濾過槽の小型化を図ることが可能となる。
【0041】本発明においては、効率的な湿式触媒酸化
を行ない、更に加圧下における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/リットル以下 CODCr : 10mg/リットル以下 SS : 10mg/リットル以下 色度 : 30度以下 T−N : 10mg/リットル以下 といった高水質の処理水を、小型の加圧生物濾過槽を用
いる高負荷運転にて得ることが可能とされる。
【0042】
【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。
【0043】実施例1 図1及び図3に示す方法に従って、表1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。なお、生物濾過処理は大気圧
(ケースNo.1)又は加圧下(ケースNo.2,3)
の3通りで各々実施した。
【0044】湿式触媒酸化処理及び各生物濾過処理によ
り得られた処理水の水質を表1に示す。
【0045】湿式触媒酸化処理 温度:250℃ 圧力:70kg/cm2 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 ケースNo.1(比較例): 圧力=大気圧 CODCr負荷=2kg/m3 ・日 ケースNo.2(本発明例) 圧力=5kg/cm2 CODCr負荷=2kg/m3 ・日 ケースNo.3(本発明例): 圧力:5kg/cm2 CODCr負荷=5kg/m3 ・日
【0046】
【表1】
【0047】表1より明らかなように、大気圧で行なう
ケースNo.1(特開平3−26399の方法)ではC
ODCr負荷2kg/m3 ・日で良好な結果が得られる
が、加圧下で行なうケースNo.2ではより一層良好な
結果が得られ、従って、CODCr負荷を5kg/m3 ・
日に増やしたケースNo.3でも、ケースNo.1と同
等あるいはそれ以上の結果が得られている。
【0048】即ち、本発明の方法によれば、加圧生物濾
過塔のCODCr負荷は5kg/m3・日程度、或いはそ
れ以上とすることもでき、小型の加圧生物濾過塔を用い
て高負荷運転で、高水質の処理水を得ることが可能とさ
れる。
【0049】
【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。しかも、本発明の方法によれば、装置の小
型化が図れ、工業的に極めて有利である。
【図面の簡単な説明】
【図1】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。
【図2】従来法を示す系統図である。
【図3】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。
【符号の説明】
1 貯留槽 2 湿式触媒酸化塔 3 加圧生物濾過塔 P ポンプ C コンプレッサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山田 登 東京都新宿区西新宿3丁目4番7号 栗田 工業株式会社内 (72)発明者 高土居 忠 東京都新宿区西新宿3丁目4番7号 栗田 工業株式会社内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 高濃度有機廃液を湿式触媒酸化した後、
    残留するCOD成分を生物処理する方法において、該生
    物処理を加圧下で行なうことを特徴とする高濃度有機廃
    液の処理方法。
JP4061720A 1992-03-18 1992-03-18 高濃度有機廃液の処理方法 Pending JPH05261394A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100507990B1 (ko) * 2003-07-08 2005-08-17 한국건설기술연구원 열적산화를 이용한 하수슬러지로부터의 연속식 유기산생산장치 및 방법
US7258793B2 (en) 2004-09-17 2007-08-21 Oki Electric Industry Co., Ltd. Method and apparatus for treating organic liquid waste
CN105601036A (zh) * 2015-12-28 2016-05-25 北京北方节能环保有限公司 基于臭氧氧化及生化技术处理化学镀镍废水的方法

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