JPH06277680A - 触媒湿式酸化装置における酸素含有ガスの供給量制御方法 - Google Patents

触媒湿式酸化装置における酸素含有ガスの供給量制御方法

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JPH06277680A
JPH06277680A JP7456493A JP7456493A JPH06277680A JP H06277680 A JPH06277680 A JP H06277680A JP 7456493 A JP7456493 A JP 7456493A JP 7456493 A JP7456493 A JP 7456493A JP H06277680 A JPH06277680 A JP H06277680A
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JP
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oxygen
containing gas
amount
gas
wet oxidation
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JP7456493A
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English (en)
Inventor
Shigeji Yoneshima
茂治 米島
Mikihiko Kanda
幹彦 神田
Yusuke Shioda
祐介 塩田
Toru Ishii
徹 石井
Kiichiro Mitsui
紀一郎 三井
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Nippon Shokubai Co Ltd
Original Assignee
Nippon Shokubai Co Ltd
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  • Treatment Of Water By Oxidation Or Reduction (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 廃水の触媒湿式酸化処理において、廃水のC
ODが変動してもその湿式酸化効率を一定に維持するこ
とができる様な方法を確立する。 【構成】 触媒湿式酸化装置の気液分離器における出口
側排ガスラインに酸素濃度計11を設け、その測定情報
を流量指示調節計10に伝えて空気量を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は各種産業廃水、家庭廃
水、公共施設廃水等の諸廃水中に含まれる種々の無機物
質や有機物質を酸化もしくは酸化分解する方法の改良に
関し、詳細には被処理廃水の水質変化に対して供給酸素
含有ガス量を適確に制御し、酸化もしくは酸化分解の反
応効率を良好に維持する様に改良された方法に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】前記した様な諸廃水中には種々の無機物
質や有機物質が含まれており、これらは触媒の存在下に
湿式酸化もしくは湿式酸化分解等の反応(以下単に湿式
酸化と言うことがある)によって無害化処理することが
行なわれている。この様な湿式酸化を行うに当たって
は、廃水の水質指標であるCOD値(例えばCOD
Cr値)を承知し、その値に見合った量の酸素含有ガスを
供給している。この酸素含有ガスは当然に必要量以下で
あってはならないが、そうかと言って必要量以上に多く
供給されれば良いというのではなく、過多であるときは
却って酸化の安定性が乱れる様なこともある。これに対
して無触媒湿式酸化においては、酸素含有ガス量が多く
なる程、処理効率が上がるという傾向があり、酸素含有
ガス量を細かく制御する必要はなかった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで廃水のCOD
測定は、結果判明迄に若干の時間を要することから、任
意時刻または所定時刻毎にサンプリング分析し、次回測
定の結果が出るまでは該分析結果に対応して定められた
量の酸素含有ガスを供給している。しかしながら廃水の
COD値は廃水発生部の状況変化によって刻々と変化し
ており、且つその変化状況自体も日々変化する。その為
COD測定の時間間隔を狭めることも検討されている
が、上記変化に即応することはかなり困難なこととされ
ている。その為次回測定の結果が出るまでの間は一旦定
められた量の酸素含有ガスを送り続けるという現状方式
では、その途中でしばしば酸素含有ガス量の過多または
過少に陥るケースが発生する。
【0004】また、ガス供給量が多すぎると反応系が液
相を維持できなくなり、触媒湿式酸化が効率良く制御で
きなくなる場合や、塩が析出して系内が閉塞する場合も
ある。更にこの触媒湿式酸化処理においては、前述のご
とく、酸素量が多い程処理効率等が向上するとは限らな
いから、触媒湿式酸化処理においては厳密な意味におい
ての最適酸素量が存在することもある。また、処理液中
のTOCまたはCOD等の変化および処理効率等の液側
の変化に追随して酸素含有ガス量をコントロールするこ
とは、時間のずれが大きく問題を起こし易い。
【0005】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あって、COD測定結果によって酸素含有ガス供給量を
定めるという基本制御方式を守りつつ、前記の様な酸素
含有ガス量過不足状態の発生を避けて安定操業に資する
ことができる方法の確立を目的とするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成すること
のできた本発明は、廃水の触媒湿式酸化における排ガス
ラインに酸素濃度計を配設し、これによって測定される
排ガス中の酸素濃度の増加または減少に対応して前記酸
素含有ガス供給量を減少方向または増加方向に調整し、
触媒湿式酸化効率の安定化を図ることを要旨とするもの
である。
【0007】
【作用】処理後の排ガス中の酸素濃度の変化は、処理液
中のTOCまたはCOD等の変化および処理効率変化等
の液測の変化と比較して短時間で現れるため、処理排ガ
ス中の酸素濃度の変化に比例して酸素含有ガスの供給量
を制御することは、処理液側の分析からフィードバック
して制御する場合に比べてより迅速かつ正確に制御する
ことが可能となる。排ガス中の酸素濃度の測定は、通常
酸素の測定に使用できるものであればいずれでもよく、
例えば、市販の酸素濃度計、例えばジルコニアの酸素セ
ンサーを用いた酸素濃度計、酸素ダンベル式酸素濃度計
等を使用することができ、また、使用方法により特に限
定されるものではない。
【0008】本発明おける酸素含有ガスとは、酸素また
はオゾンを含有するガスを言う。オゾン、酸素等のガス
を用いる場合には、適宜不活性ガス等により希釈して用
いることができる。好適には空気が使用されるが、これ
らのガス以外に他のプラントより生じる酸素含有の廃ガ
スも適宜使用することができる。この場合、供給する酸
素濃度が一定であることが好ましい。
【0009】このガスの使用量は、廃水の濃度により適
宜選択しうるものである。具体的には、廃水のCOD成
分を、完全に、水、炭酸ガス、無機塩、その他灰分等ま
で分解するに必要な酸素量の0.5〜3倍、より好まし
くは1〜2倍である。必要酸素量以上にガスを供給した
場合には、触媒湿式酸化処理後の酸素濃度の変化量が微
少なものとなるために、酸素含有ガスの供給量を制御す
ることが困難となる。このため、できる限り酸素含有ガ
スの供給量は少なくした方が好ましい。また、0.5倍
未満である場合は必要な酸素量に足らず、廃水の浄化が
不完全なものとなる。0.5倍以上であっても1倍未満
の範囲は、廃水のCOD成分を完全に水、炭酸ガス、無
機塩、その他灰分等まで分解するに必要な酸素量として
は不足である。この理由は、通常CODの処理効率は1
00%未満となることから、供給した酸素は最終的に1
00%使用されず残り、このような場合供給する酸素量
を実際の処理効率にあわせて1倍未満に減少させても、
CODの処理効率があまり変化しないためである。
【0010】ここで記述する触媒とは、固体触媒で、か
つ液相酸化の条件下で活性と耐久性を兼ね備えたもので
あれば、いずれの触媒を使用してもよく、例えば、チタ
ン、鉄、アルミニウム、ケイ素、ジルコニウムまたは活
性炭等を含有する触媒があげられ、好ましくは、チタ
ン、チタン−ジルコニウム、チタン−鉄等の酸化物を用
いるのが好ましい。これらの触媒には、上記成分(以下
第1成分という)の他、第2成分を含有してもよい。
【0011】この第2成分としては、マンガン、コバル
ト、ニッケル、タングステン、銅、セリウム、銀、白
金、パラジウム、ロジウム、金、イリジウム、ルテニウ
ム等の少なくとも1種の金属またはこれらの金属化合物
よりなる成分を用いることができる。この触媒は、第1
成分75〜99.95重量%に対して、第2成分25〜
0.05重量%の割合であることが好ましい。また、こ
の触媒形状としては、種々のものを採用することがで
き、特に限定されるものではない。
【0012】本発明の触媒湿式酸化処理の処理圧力は、
処理温度との相関性により適宜選択され、廃液が液相を
保持する圧力によりなされる。本発明の湿式酸化処理の
処理温度は、110℃以上370℃未満であり、好まし
くは、140℃以上300℃未満である。370℃以上
である場合は、廃液が液相を保持できない。また、11
0℃未満である場合は処理効率が低下する。
【0013】湿式酸化処理において、空間速度として
は、0.1hr- 〜5hr- で効果的であり、より効果
的には、0.5hr- 〜3hr- である。空間速度5h
- を越える場合には処理効率が低下し、空間速度0.
1hr- 未満である場合は処理量が低下し、設備が過大
なものとなるためである。
【0014】
【実施例】図1は本発明の触媒湿式酸化における酸素含
有ガスの供給量制御の実施概念を示すフロー説明図であ
り、矢印A方向から連続的または断続的に供給された廃
水は、いったん廃水タンク1に入り、ポンプP1 によっ
て矢印B方向へ加圧供給される。一方エアコンプレッサ
ー2から送給された酸素含有ガスは、いったんエアホル
ダー3に貯留された後、流量計4及びバルブV1 を介し
て所定量が矢印C方向に加圧送給され、管路内を矢印B
方向に流れる廃水中に押込まれて気液混合状態を形成す
る。気液混合物は熱交換器5を通過して加温された後、
高圧の反応器6に入る。反応器6内では前記した様な無
機物質や有機物質の湿式酸化が行なわれ、処理済液は塔
頂から矢印D方向へ排出される。この処理済液は反応に
よって高温となっており、矢印B,Cから送り込まれて
合流混合されている気液混合状態の廃水を熱交換器5に
よって加温すると共に、自らは降温され更にバルブV2
で解圧された後、開圧型の気液分離器7に入る。分離さ
れたガスは頂部から矢印E方向に放出され、一方分離液
は底部からポンプP2 によって矢印F方向に抜出され、
更にバルブV3 経由で系外へ排出される。
【0015】本装置における制御システムを説明する
と、反応器6の塔頂に圧力指示調節計8が設けられると
ともに、電気回路を介してバルブV2 に連結され、反応
器6内の圧力が検出される一方で、この圧力値を所定の
範囲内に維持する方向にバルブV2 の開度を調節する。
従ってバルブV2 経由で気液分離器7に供給される処理
済液は反応器6内の圧力と連動して制御される。この様
な制御下に供給された処理済液は、その供給量変動の要
因も受けて気液分離器7内での液面が変動する。そこで
液面指示調節計9が設けられると共に、電気回路を経て
バルブV3 に連結しておき、バルブV3 経由で排出され
る分離液量を調節して前記液面変動の安定化に寄与す
る。
【0016】一方流量計4に設けられた流量指示調節計
10は電気回路を介してバルブV1に連結されており、
矢印C方向への酸素含有ガス供給量を制御している。そ
してこのときの指示流量は、廃水タンク1内に貯留され
ている廃水を適時サンプリングして測定されるCOD値
に基づいて予め設定されている。従ってこの様な制御構
成しか採られていないときは、先に述べた如く、種々の
要因によってCOD値が変動してもそれに直ちに対応す
る為の態勢がとられていない為、結果的に反応器6内で
酸素含有ガスの過不足を生じることがある。そこで本発
明では、気液分離器7からの分離ガス排出路に酸素濃度
計11を設け、矢印F方向に通る排ガス中の酸素濃度を
測定すると共に、その測定情報を流量指示調節計10に
伝え、流量指示調節計10の信号によりバルブV1 の指
示開度を自動的にカスケード制御する様に構成した。即
ち前記測定酸素濃度が設定値より高いときには、反応器
6への供給酸素含有ガス量が結果的に過剰であること
(換言すれば廃水のCOD値が低いこと)を意味すると
理解されるから(尚矢印B方向への廃水流量は一定に維
持されている)、バルブV1 を絞り、供給酸素含有ガス
量を少なくする。他方測定酸素濃度が設定値より低いと
きには、廃水のCOD値に対して酸素含有ガス量が過少
であることを意味すると理解され、バルブV1 の開度を
高めて供給酸素含有ガス量を多くする。そして上記の様
なバルブV1 の開閉度調節によって酸素濃度計の測定値
が設定値に戻った時点で、廃水のCOD値と供給酸素含
有ガス量が見合った状態になったと判定し、上記開閉度
調節を固定する。この状態で湿式酸化反応が安定にな
り、例えば廃水のCODCr値が15000〜30000
mg/リットルに変動したケースの実施例において、廃
水流速:0.04m/秒、酸素含有ガス供給速度:20
m/秒とし、且つ酸素濃度計の設定値をO2 :2%と定
めて±0.5 %で制御したところ、廃水中の無機物質や有
機物質の酸化分解率を99.8%以上の高い値に維持するこ
とが可能となった。酸素含有ガスとして空気を使用する
場合、特に限定されるものではないが、一般に排ガス酸
素濃度に対して±2%以内で制御するのが効果的であ
り、より効果的には±1%以内で制御することが推奨さ
れる。
【0017】図2は他の実施例を示す要部フロー図で、
図1の気液分離器7が開圧型であったのに対し、加圧型
の気液分離器7’を用いている。その為バルブV2 は分
離器7’のガス排出ラインに設けられ、また酸素濃度計
11も同ラインに設け、その出力情報は図1の場合と同
じ様に流量指示調節計(図2では省略)に伝える様にな
っている。
【0018】図1,2に示したフローは廃水及び酸素含
有ガスの流れについて一例を示したものであり、反応系
外へ放出されていくガス中の酸素を測定して供給酸素含
有ガス量を調節し得るフローであれば全て本発明の技術
的範囲に包含される。また酸素濃度計の構成、測定情報
の伝達、並びにそれによる酸素含有ガス量調節の具体的
手段の変更は、全て本発明思想の範囲内で実施可能であ
る。また必要であれば廃水供給量の調節機構と連動して
実施することも可能である。
【0019】
【発明の効果】本発明は上記の様に構成されているの
で、廃水の水質が短期に、或は大きく変動することがあ
っても、その結果物である処理後の排ガスの性状変動
を、酸素ガス濃度計で適確に把握し、供給酸素含有ガス
量の調節に迅速にフィードバックできる。従って廃水の
水質変動にかかわらず安定した処理効率を継続して発揮
できる様になった。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施フローを示す説明図。
【図2】本発明の実施フローの要部を示す図。
【符号の説明】
1 廃水タンク 2 エアコンプレッサー 3 エアホルダー 4 流量計 5 熱交換器 6 反応器 7,7’ 気液分離器 8 圧力指示調節計 9 液面指示調節計 10 流量指示調節計 11 酸素濃度計 P1 ,P2 ポンプ V1 ,V2 ,V3 バルブ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石井 徹 兵庫県姫路市網干区興浜字西沖992番地の 1 株式会社日本触媒触媒研究所内 (72)発明者 三井 紀一郎 兵庫県姫路市網干区興浜字西沖992番地の 1 株式会社日本触媒触媒研究所内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 処理対象廃水を触媒湿式酸化装置に導入
    し、該廃水のCOD値に基づいて決定される必要量の酸
    素含有ガスを供給して該廃水を処理するに当たり、 前記湿式酸化装置の排ガスラインに設けた酸素濃度計に
    よって検出される酸素濃度の増加または減少に対応して
    前記酸素含有ガスの供給量を減少方向または増加方向に
    調整し、湿式酸化効率の安定化を図ることを特徴とする
    触媒湿式酸化装置における酸素含有ガスの供給量制御方
    法。
JP7456493A 1993-03-31 1993-03-31 触媒湿式酸化装置における酸素含有ガスの供給量制御方法 Pending JPH06277680A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002253966A (ja) * 2000-12-28 2002-09-10 Nippon Shokubai Co Ltd 排水処理用触媒およびその製造方法並びに排水の処理方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002253966A (ja) * 2000-12-28 2002-09-10 Nippon Shokubai Co Ltd 排水処理用触媒およびその製造方法並びに排水の処理方法

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Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20020409