JPH06106171A - 揮発性有機ハロゲン化合物の処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 用水、排水や排ガス中に含有される揮発性有
機ハロゲン化合物を、装置腐食や副反応物等の問題を引
き起こすことなく、効率的に分解処理して無害化する。 【構成】 揮発性有機ハロゲン化合物含有流体に還元剤
を添加した後、金属担持触媒層３に通し、その後、加熱
酸化分解装置５に通す。 【効果】 揮発性有機ハロゲン化合物の接触還元分解で
生成するハロゲン化水素は安定で、共存する有機物質な
どと再び反応して副反応物を生成させることはない。還
元分解反応は室温付近の低温度条件下で進行するため、
ハロゲン化水素による装置腐食の問題も抑制される。接
触還元分解で生成する炭化水素は、加熱酸化分解（例え
ば、接触加熱酸化分解）により二酸化炭素と水とに分解
することができる。この場合には、分解生成物として酸
が生成しないため、加熱条件下においても装置の腐食を
引き起こすことはない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は揮発性有機ハロゲン化合
物の処理方法に係り、特に、接触還元分解法と酸化分解
法とを組み合せることにより、用水、排水や排ガス中の
揮発性有機ハロゲン化合物を装置腐食や副反応物等の問
題を引き起こすことなく効率的に無害化処理する方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】揮発性有機ハロゲン化合物は地下水、土
壌、大気等の環境汚染物質の一つであり、その処理が必
要である。従来、用水、排水や排ガス中に含まれる揮発
性有機ハロゲン化合物の処理方法については多く検討が
なされており、次のような方法が検討、実用化されてい
る。

【０００３】活性炭吸着法 触媒熱分解法 紫外線酸化法 曝気法

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記処理方法のうち、
の触媒熱分解法やの紫外線酸化法では、処理に要す
る投入エネルギーコストが過大である上、副反応物が生
成するという事例も報告されている。更に、の方法で
は高温条件下において塩化水素などの酸が生成するた
め、耐食材料の使用が必要となり設備費用も高価となる
などの問題がある。また、の方法では揮散ガスによる
大気汚染が問題である。その対応策としての方法を組
み合わせることが多いが、の方法では、吸着剤の再生
時に排出される排ガスや排液の有効な処理方法が見出さ
れていないことから、後処理に問題がある。

【０００５】本発明は上記従来の問題点を解決し、用
水、排水や排ガス中に含有される揮発性有機ハロゲン化
合物を、装置腐食や副反応物等の問題を引き起こすこと
なく、効率的に分解処理して無害化することができる揮
発性有機ハロゲン化合物の処理方法を提供することを目
的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の揮発性有機ハロ
ゲン化合物の処理方法は、揮発性有機ハロゲン化合物含
有流体に還元剤を添加した後、金属担持触媒の存在下還
元処理し、その後、加熱酸化分解処理することを特徴と
する。

【０００７】以下に本発明を詳細に説明する。

【０００８】本発明において、処理対象となる揮発性有
機ハロゲン化合物としては、例えば、トリクロロエチレ
ン、テトラクロロエチレン、１，１−ジクロロエチレ
ン、シス−ジクロロエチレン、トランス−ジクロロエチ
レン、１，１，１−トリクロロエタン、四塩化炭素、ク
ロロホルム、塩化ビニルなどが挙げられる。

【０００９】また、還元剤としては水素（Ｈ₂ ）ガス、
ヒドラジン、ヒドロキシルアミン等が用いられる。

【００１０】金属担持触媒は、金属を担体に担持したも
のであって、金属としては白金、パラジウム、ルテニウ
ム、ロジウム、鉄、銅、イリジウム、ニッケルなどが挙
げられ、また、担体としては、アルミナ、チタニア、活
性炭、ジルコニア、ゼオライト、シリカ、ガラス、イオ
ン交換樹脂などが挙げられる。これらの担体の形状には
特に制限はなく、球状、ペレット状、粉末状、粒状など
とすることができる。このような金属担持触媒の金属担
持量は通常０．１〜１０重量％程度とする。

【００１１】また、加熱酸化分解処理法としては、単に
加熱する方法の他、触媒存在下における加熱処理による
接触加熱酸化分解法が例示される。後者の場合、触媒と
しては、上記金属担持触媒と同様のものを必要に応じて
空気を混入させて用いることができる。また、接触加熱
酸化分解の加熱温度は、通常の場合、いずれも４００〜
５００℃程度とされる。

【００１２】本発明の方法においては、接触還元処理に
より、揮発性有機ハロゲン化合物がハロゲン化水素と炭
化水素に分解され、この接触還元処理により生成したハ
ロゲン化水素と炭化水素のうち、炭化水素が次工程の酸
化分解処理で二酸化炭素と水とに分解される。一方、ハ
ロゲン化水素の除去法としては、アルカリ水溶液や水に
よる吸収や、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸
化カルシウム、炭酸ナトリウムなどを保持させた吸着剤
による接触除去法が利用できる。

【００１３】以下に本発明の実施に好適な装置の一例を
示す図１，２を参照して、本発明を詳細に説明する。

【００１４】図１，２において、１は原水槽、２はブロ
アＢを備える放散塔、３は触媒充填塔、４はハロゲン化
水素ガス除去装置、５は加熱酸化分解装置、Ｐ₁ ，Ｐ₂
はポンプ、１１〜１７は配管である。

【００１５】図１に示す装置は、原水中の揮発性有機ハ
ロゲン化合物をまず放散させてガス状として処理するも
のであり、原水槽１内の原水はポンプＰ₁ を備える配管
１１より放散塔２に導入され、含有される揮発性有機ハ
ロゲン化合物が放散されてガス状となる。一方、揮発性
有機ハロゲン化合物が放散除去された水は放散塔２の下
部に貯留される。

【００１６】放散塔２でガス化された揮発性有機ハロゲ
ン化合物は、配管１２より触媒充填塔３に送給される
が、この間、配管１６より水素ガス等の還元剤が添加さ
れ、水素ガスと共に触媒充填塔３に導入される。触媒充
填塔３においては、揮発性有機ハロゲン化合物が接触還
元処理されて、ハロゲン化水素と炭化水素とに分解され
る。

【００１７】触媒充填塔３からのハロゲン化水素及び炭
化水素を含む流体は、次いで、配管１３よりハロゲン化
水素除去装置（例えば、前述の吸着剤充填塔）４に導入
され、ハロゲン化水素が除去された後、配管１４より加
熱酸化分解装置（例えば、前述の金属担持触媒を充填し
た接触加熱酸化分解塔）５に導入され、炭化水素が二酸
化炭素と水とに分解され、これらは配管１５より大気中
に放散される。

【００１８】図２に示す装置は原水中の揮発性有機ハロ
ゲン化合物を直接、液相にて還元処理するものであり、
原水槽１内の原水は、ポンプＰ₁ を備える配管１１よ
り、配管１６からの水素ガス等の還元剤と共に触媒充填
塔３に導入され、含有される揮発性有機ハロゲン化合物
がハロゲン化水素と炭化水素とに接触還元分解される。

【００１９】触媒充填塔３の流出液はポンプＰ₂ を備え
る配管１７より放散塔２に送給され、含有される炭化水
素とハロゲン化水素の一部が放散によりガス状とされ
る。

【００２０】放散塔２でガス化されたハロゲン化水素及
び炭化水素を含む流体は、配管１３、ハロゲン化水素ガ
ス除去装置４、配管１４及び加熱酸化分解装置５を経
て、上記と同様に処理され、処理ガスは配管１５より大
気中に放散される。

【００２１】一方、放散後の処理液には、残部のハロゲ
ン化水素が残留するので、必要に応じて中和したり、イ
オン交換樹脂により除去した後排出もしくは再利用す
る。

【００２２】なお、揮発性有機ハロゲン化合物を放散さ
せてから接触還元処理するか、或いは、接触還元処理を
行なってから放散させるかは、原水中の揮発性有機ハロ
ゲン化合物濃度等に応じて適宜決定される。

【００２３】図１，２の装置はいずれも揮発性有機ハロ
ゲン化合物含有液の処理装置であるが、揮発性有機ハロ
ゲン化合物含有ガスについては、図１において、原ガス
を直接触媒充填塔３に送給することにより容易に処理す
ることができる。

【００２４】なお、揮発性有機ハロゲン化合物を気相で
接触還元処理する場合には、水素ガス等のガス状の還元
剤を用いるのが好ましいが、揮発性有機ハロゲン化合物
を液相で接触還元処理する場合には、水素ガスの他、ヒ
ドラジン等の液状還元剤を用いても良い。

【００２５】図１，２に示す装置は、本発明の実施に好
適な装置の一例であって、本発明は何ら図示の方法に限
定されるものではなく、また、原水（又は原ガス）の流
通速度、還元剤の供給量等についても特に制限はなく、
原水（原ガス）の揮発性有機ハロゲン化合物濃度や揮発
性有機ハロゲン化合物の種類等によって適宜決定され
る。

【００２６】

【作用】本発明においては、用水や排水又は土壌中から
曝気処理などによって気相中に移行した揮発性有機ハロ
ゲン化合物を含む揮散ガスや揮発性有機ハロゲン化合物
を含む排ガス、或いは揮発性有機ハロゲン化合物を含む
用水、排水に、水素ガス等の還元剤を添加し、金属担持
触媒の存在下、揮発性有機ハロゲン化合物を接触還元分
解する。揮発性有機ハロゲン化合物の接触還元分解で生
成するハロゲン化水素は安定で、共存する有機物質など
と再び反応して副反応物を生成させることはない。

【００２７】また、還元分解反応は室温付近の低温度条
件下で進行するため、ハロゲン化水素による装置腐食の
問題も抑制される。

【００２８】一方、接触還元分解で生成する炭化水素
は、加熱酸化分解（例えば、接触加熱酸化分解）により
二酸化炭素と水とに分解することができる。この場合に
は、分解生成物として酸が生成しないため、加熱条件下
においても装置の腐食を引き起こすことはない。

【００２９】本発明の方法において、例えばトリクロロ
エチレンの処理を行なう場合の反応式は次の通りであ
る。

【００３０】

【化１】

【００３１】

【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。

【００３２】実施例１ 図１に示す装置でトリクロロエチレン０．１ｍｇ／ｌを
含む地下水の処理を行なった。

【００３３】まず、この地下水を、内径１．７ｍ、高さ
７．５ｍの放散塔に導き、上方から９ｍ³ ／ｈｒの流量
で散水すると共に、下方から３００Ｎｍ³ ／ｈｒの流量
で空気を送風して向流接触させた。放散塔底部の処理水
中のトリクロロエチレン濃度は２μｇ／ｌ程度であり、
上部より排出される揮散ガス中のトリクロロエチレン濃
度は約０．５体積ｐｐｍであった。

【００３４】この揮散ガスに水素ガスを０．３Ｎｍ³ ／
ｈｒの流量で加え、０．５重量％白金−アルミナ触媒
（１／８インチペレット）７５０ｋｇを充填した触媒充
填塔（内径１．２ｍ×高さ０．８ｍ）に導いた。触媒充
填塔の排出ガス中にはトリクロロエチレンは検出されな
かった。

【００３５】この触媒充填塔の排出ガスを、５％水酸化
ナトリウム水溶液３００リットルを収容した塩化水素ガ
ス吸収層を設けた塩化水素ガス除去装置に通気し、更
に、白金触媒約５００リットルを充填した加熱酸化分解
装置にＳＶ＝６００ｈｒ^-1で通気し、温度４００〜４５
０℃で加熱分解した。この加熱酸化分解装置の排出ガス
中には、トリクロロエチレン、塩化水素はもとより、エ
タンやメタン等の炭化水素も検出されず、そのまま大気
中に放散することができた。

【００３６】

【発明の効果】以上詳述した通り、本発明の揮発性有機
ハロゲン化合物の処理方法によれば、用水、排水や排ガ
ス中に含まれる揮発性有機ハロゲン化合物を、特別な前
処理を施すことなく、装置の腐食や副反応物の問題を引
き起こすことなく、効率的にハロゲン化水素と二酸化炭
素と水とに分解することにより無害化処理することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の揮発性有機ハロゲン化合物の処理方法
の実施に好適な装置の一例を示す系統図である。

【図２】本発明の揮発性有機ハロゲン化合物の処理方法
の実施に好適な装置の他の例を示す系統図である。

【符号の説明】

１ 原水槽 ２ 放散塔 ３ 触媒充填塔 ４ ハロゲン化水素ガス除去装置 ５ 加熱酸化分解装置

フロントページの続き (72)発明者 鶴丸 陽佳 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】 揮発性有機ハロゲン化合物含有流体に還
   元剤を添加した後、金属担持触媒の存在下還元処理し、
   その後、加熱酸化分解処理することを特徴とする揮発性
   有機ハロゲン化合物の処理方法。