JPH07232178A - 有機物含有排水の処理法 - Google Patents
有機物含有排水の処理法Info
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- JPH07232178A JPH07232178A JP2782394A JP2782394A JPH07232178A JP H07232178 A JPH07232178 A JP H07232178A JP 2782394 A JP2782394 A JP 2782394A JP 2782394 A JP2782394 A JP 2782394A JP H07232178 A JPH07232178 A JP H07232178A
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- Japan
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- wastewater treatment
- wastewater
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- treatment method
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- Heat Treatment Of Water, Waste Water Or Sewage (AREA)
- Removal Of Specific Substances (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】有機物を含有する排水を効率よく脱炭酸分解せ
しめる新しい排水処理技術の開発。 【構成】メタノール、ホルマリン、蟻酸、酢酸、アルデ
ヒド、エチレングリコール等を含有する排水を、白金族
金属をチタニア、アルミナ及びジルコニア等の無機酸化
物担体に担持した触媒を用いて、反応温度２００〜２７
０℃、反応圧力２５〜７０ｋｇ／ｃｍ2 Ｇの条件で、脱
炭酸分解せしめる排水処理法。
しめる新しい排水処理技術の開発。 【構成】メタノール、ホルマリン、蟻酸、酢酸、アルデ
ヒド、エチレングリコール等を含有する排水を、白金族
金属をチタニア、アルミナ及びジルコニア等の無機酸化
物担体に担持した触媒を用いて、反応温度２００〜２７
０℃、反応圧力２５〜７０ｋｇ／ｃｍ2 Ｇの条件で、脱
炭酸分解せしめる排水処理法。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は有機物含有廃水の処理法
に関するものである。
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、地球レベルでの環境問題の改善が
叫ばれており、各種産業分野で環境保全のための技術的
対策が緊急に迫られている。その中でも、特に環境破壊
の問題が大きく取り上げられるようになってきており、
産業廃棄物を発生せずかつ処理コストの安価な優れた排
水処理法の確立が望まれている。これまで、排水処理の
方法として、排水中の有機物を生物学的に分解する活性
汚泥法が広く採用されてきた。しかし、この方法は、有
機物を分解する微生物の活動環境をコントロールするの
が非常に難しく、微妙な運転技術が要求される。また、
処理後に、余剰汚泥が発生するために、余剰汚泥の処理
にさらなる処理コストがかかり、経済的に不利である。
叫ばれており、各種産業分野で環境保全のための技術的
対策が緊急に迫られている。その中でも、特に環境破壊
の問題が大きく取り上げられるようになってきており、
産業廃棄物を発生せずかつ処理コストの安価な優れた排
水処理法の確立が望まれている。これまで、排水処理の
方法として、排水中の有機物を生物学的に分解する活性
汚泥法が広く採用されてきた。しかし、この方法は、有
機物を分解する微生物の活動環境をコントロールするの
が非常に難しく、微妙な運転技術が要求される。また、
処理後に、余剰汚泥が発生するために、余剰汚泥の処理
にさらなる処理コストがかかり、経済的に不利である。
【０００３】有機物含有排水を高温高圧下液相状態で空
気などの酸素含有ガスを吹き込んで、酸化除去する湿式
酸化法であるジンマーマンプロセス（以下、ジンプロ法
と略称する。）が実用化されているが、しかしながら、
この方法によって高濃度の排水を処理する場合、完全に
分解処理することは困難であり、通常、酸化分解率は４
０〜７０％であるためにあまり普及されていない。
気などの酸素含有ガスを吹き込んで、酸化除去する湿式
酸化法であるジンマーマンプロセス（以下、ジンプロ法
と略称する。）が実用化されているが、しかしながら、
この方法によって高濃度の排水を処理する場合、完全に
分解処理することは困難であり、通常、酸化分解率は４
０〜７０％であるためにあまり普及されていない。
【０００４】一方、最近になって触媒を利用した湿式酸
化排水処理法が積極的に研究されている。ジンプロ法に
比べて、触媒を用いることにより、排水中の有機物の処
理効率を格段に向上させた処理法であり、有機物を二酸
化炭素と水にほぼ完全に分解することができる。またジ
ンプロ法では、処理できなかったアンモニア等の窒素化
合物及び硫黄化合物を処理分解することも可能である。
しかし、これまで報告されている触媒湿式酸化法はいず
れも排水中の有機物を空気などの酸素含有ガスによって
酸化分解する方法であり、このような排水処理プロセス
を工業化する場合、空気などの酸素含有ガスを反応器に
供給するための高圧コンプレッサーが必要となる。その
ため必ずしも設備コスト及び処理コストの安いプロセス
とは言えない。
化排水処理法が積極的に研究されている。ジンプロ法に
比べて、触媒を用いることにより、排水中の有機物の処
理効率を格段に向上させた処理法であり、有機物を二酸
化炭素と水にほぼ完全に分解することができる。またジ
ンプロ法では、処理できなかったアンモニア等の窒素化
合物及び硫黄化合物を処理分解することも可能である。
しかし、これまで報告されている触媒湿式酸化法はいず
れも排水中の有機物を空気などの酸素含有ガスによって
酸化分解する方法であり、このような排水処理プロセス
を工業化する場合、空気などの酸素含有ガスを反応器に
供給するための高圧コンプレッサーが必要となる。その
ため必ずしも設備コスト及び処理コストの安いプロセス
とは言えない。
【０００５】
【発明が解決しようとしている課題】本発明の目的は、
これまでの触媒湿式酸化よりも経済性の優れた排水処理
法を提供することにある。
これまでの触媒湿式酸化よりも経済性の優れた排水処理
法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明者は技術の現状に
鑑みてこれまでの触媒湿式酸化法よりも経済的に有利な
排水処理技術を完成すべく、鋭意研究を重ねた結果、白
金族金属のチタニア、ジルコニアあるいはアルミナ担持
触媒を用いることにより、有機物含有廃水を高分解処理
することが可能であることを見いだし、本発明を完成す
るに至った。
鑑みてこれまでの触媒湿式酸化法よりも経済的に有利な
排水処理技術を完成すべく、鋭意研究を重ねた結果、白
金族金属のチタニア、ジルコニアあるいはアルミナ担持
触媒を用いることにより、有機物含有廃水を高分解処理
することが可能であることを見いだし、本発明を完成す
るに至った。
【０００７】即ち、本発明は、以下の排水処理法を提供
するものである。
するものである。
【０００８】メタノール、ホルマリン、ギ酸、アセトア
ルデヒド、酢酸、エチレングリコール及び低級脂肪酸の
メチルエステル等の有機物を含有する排水を、白金族金
属を無機酸化物担体に担持した触媒で、酸素含有ガスを
供給せずに、脱炭酸分解することことからなる排水処理
法である。
ルデヒド、酢酸、エチレングリコール及び低級脂肪酸の
メチルエステル等の有機物を含有する排水を、白金族金
属を無機酸化物担体に担持した触媒で、酸素含有ガスを
供給せずに、脱炭酸分解することことからなる排水処理
法である。
【０００９】以下、本発明を詳細に説明する。
【００１０】本発明の適用できる有機物含有排水は特に
低級有機物などを含有するものであり、１例を挙げれ
ば、ジメチルテレフタレート製造工場、ポリエチレンテ
レフタレート製造工場から排出される排水がある。低級
有機物としてメタノール、ホルムアルデヒド、ギ酸、ア
セトアルデヒド、酢酸、エチレングリコール、低級脂肪
酸のメチルエステルなどが挙げられ、それぞれ単独でも
またそれらの混合物でもかまわない。
低級有機物などを含有するものであり、１例を挙げれ
ば、ジメチルテレフタレート製造工場、ポリエチレンテ
レフタレート製造工場から排出される排水がある。低級
有機物としてメタノール、ホルムアルデヒド、ギ酸、ア
セトアルデヒド、酢酸、エチレングリコール、低級脂肪
酸のメチルエステルなどが挙げられ、それぞれ単独でも
またそれらの混合物でもかまわない。
【００１１】本発明において使用できる触媒はルテニウ
ム、白金及びパラジウムであり、これらの１種類または
２種類以上を使用できる。
ム、白金及びパラジウムであり、これらの１種類または
２種類以上を使用できる。
【００１２】またこれらの金属は適当な担体上に支持さ
せて使用することが好ましい。担体として用いられる物
質としてはチタニア、ジルコニア、アルミナ等が適当で
ある。 各種金属の担持量は通常、担体重量の０．１〜
１０％、好ましくは０．５〜５％である。金属濃度が高
くなるにつれて分解効率は上昇するが、金属濃度を１０
％以上に高めても、分解効率は上がらなくなる。触媒活
性をできるだけ有効に発揮させるためには金属濃度は２
〜５％の範囲が適当である。
せて使用することが好ましい。担体として用いられる物
質としてはチタニア、ジルコニア、アルミナ等が適当で
ある。 各種金属の担持量は通常、担体重量の０．１〜
１０％、好ましくは０．５〜５％である。金属濃度が高
くなるにつれて分解効率は上昇するが、金属濃度を１０
％以上に高めても、分解効率は上がらなくなる。触媒活
性をできるだけ有効に発揮させるためには金属濃度は２
〜５％の範囲が適当である。
【００１３】触媒形状としては、粒状、ペレット状、円
柱状、破砕片状、ハニカム状或いは粉末状等の種々の形
態で使用することができる。
柱状、破砕片状、ハニカム状或いは粉末状等の種々の形
態で使用することができる。
【００１４】本発明において回分式で反応を行う場合、
触媒量は金属濃度として１０００〜１３０００ｐｐｍの
範囲が好ましく、１３０００ｐｐｍ以上に触媒量を高め
ても分解率の大きな向上は見られない。経済面を考慮す
れば、１３０００ｐｐｍまでが限度である。また、この
反応形式では、反応時間は３０分間〜２時間、特に１時
間程度とするのが好ましい。
触媒量は金属濃度として１０００〜１３０００ｐｐｍの
範囲が好ましく、１３０００ｐｐｍ以上に触媒量を高め
ても分解率の大きな向上は見られない。経済面を考慮す
れば、１３０００ｐｐｍまでが限度である。また、この
反応形式では、反応時間は３０分間〜２時間、特に１時
間程度とするのが好ましい。
【００１５】本発明において連続式で反応を行う場合、
排水の空間速度（以後ＬＨＳＶと略称する）は１〜５０
ｈ-1、特に５〜２０ｈ-1の範囲が好ましい。
排水の空間速度（以後ＬＨＳＶと略称する）は１〜５０
ｈ-1、特に５〜２０ｈ-1の範囲が好ましい。
【００１６】本発明において反応温度は２００〜２７０
℃、特に２３０〜２５０℃の範囲が有効に用いられる。
また、反応圧力はこのような高温下でも排水が液相を保
持するような加圧下、例えば２５〜７０ｋｇ／ｃｍ
2Ｇ、特に３０〜４０ｋｇ／ｃｍ2Ｇとするのが好まし
い。酸素含有ガスを供給する触媒湿式空気酸化法（通常
は７０ｋｇ／ｃｍ2Ｇ以上）に比べて反応圧力を大きく
下げることが可能である。
℃、特に２３０〜２５０℃の範囲が有効に用いられる。
また、反応圧力はこのような高温下でも排水が液相を保
持するような加圧下、例えば２５〜７０ｋｇ／ｃｍ
2Ｇ、特に３０〜４０ｋｇ／ｃｍ2Ｇとするのが好まし
い。酸素含有ガスを供給する触媒湿式空気酸化法（通常
は７０ｋｇ／ｃｍ2Ｇ以上）に比べて反応圧力を大きく
下げることが可能である。
【００１７】本発明において従来の湿式酸化排水処理法
で必要不可欠とされてきた酸素含有ガスを処理系に供給
する必要は全くない。排水中の有機物は白金族触媒によ
って脱炭酸反応され、主にメタンガスと二酸化炭素とに
分解される。従来の空気などの酸素含有ガス存在下での
湿式酸化処理法では有機物は大部分が酸素酸化されて二
酸化炭素と水に分解されることから、本発明での分解機
構はこれまでの触媒湿式酸化法とは全く異なるものであ
る。
で必要不可欠とされてきた酸素含有ガスを処理系に供給
する必要は全くない。排水中の有機物は白金族触媒によ
って脱炭酸反応され、主にメタンガスと二酸化炭素とに
分解される。従来の空気などの酸素含有ガス存在下での
湿式酸化処理法では有機物は大部分が酸素酸化されて二
酸化炭素と水に分解されることから、本発明での分解機
構はこれまでの触媒湿式酸化法とは全く異なるものであ
る。
【００１８】本発明における排水処理法で発生するメタ
ンガスは燃料として有効利用できる。
ンガスは燃料として有効利用できる。
【００１９】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、有機物
含有廃水を触媒に接触せしめるのみで、高分解処理が可
能となり、低コストで効率良く排水処理を行うことがで
きる。また、排水処理により発生したメタンガスは燃料
として使用することが可能であり、この点からも本発明
法は工業的手段として好適である。
含有廃水を触媒に接触せしめるのみで、高分解処理が可
能となり、低コストで効率良く排水処理を行うことがで
きる。また、排水処理により発生したメタンガスは燃料
として使用することが可能であり、この点からも本発明
法は工業的手段として好適である。
【００２０】
［実施例１］撹拌機を有するチタン・ライニング製で内
容積５００ｍＬのオートクレーブに外径約１ｍｍφのチ
タニア球に２重量％のルテニウム（Ｒｕ）を担持させた
触媒１２．５ｇ、及び約３重量％の酢酸を含む水溶液１
００ｇを装入した。そして、系内を２〜３度、窒素置換
して完全に窒素雰囲気下にしたのち、２５０℃まで昇温
した。この時、オートクレーブ内圧は４０ｋｇ／ｃｍ2
Ｇとなった。撹拌速度１０００ｒｐｍで撹拌しながら、
この状態で温度を２５０℃に保持することによって分解
反応を１時間行った。
容積５００ｍＬのオートクレーブに外径約１ｍｍφのチ
タニア球に２重量％のルテニウム（Ｒｕ）を担持させた
触媒１２．５ｇ、及び約３重量％の酢酸を含む水溶液１
００ｇを装入した。そして、系内を２〜３度、窒素置換
して完全に窒素雰囲気下にしたのち、２５０℃まで昇温
した。この時、オートクレーブ内圧は４０ｋｇ／ｃｍ2
Ｇとなった。撹拌速度１０００ｒｐｍで撹拌しながら、
この状態で温度を２５０℃に保持することによって分解
反応を１時間行った。
【００２１】反応終了後、処理水を取り出し、ガスクロ
マトグラフィー、全有機炭素分析により酢酸のガスクロ
マトグラフィー分解率（以後ＧＣ分解率と略称する）及
び全有機炭素分解率（以後ＴＯＣ分解率と略称する）を
求めた。その結果を表１に示した。また、ガスクロマト
グラフィーにより、系内気相中に存在する分解ガスの組
成を求めた。その結果を表２に示した。窒素ガスは酢酸
の分解反応で発生したのではなく、もともと空気中に含
まれていたものである。
マトグラフィー、全有機炭素分析により酢酸のガスクロ
マトグラフィー分解率（以後ＧＣ分解率と略称する）及
び全有機炭素分解率（以後ＴＯＣ分解率と略称する）を
求めた。その結果を表１に示した。また、ガスクロマト
グラフィーにより、系内気相中に存在する分解ガスの組
成を求めた。その結果を表２に示した。窒素ガスは酢酸
の分解反応で発生したのではなく、もともと空気中に含
まれていたものである。
【００２２】Ｒｕ−チタニア触媒により、空気雰囲気下
と同様窒素雰囲気下においても酢酸は効率良く分解さ
れ、主にメタンガス、二酸化炭素に分解される。
と同様窒素雰囲気下においても酢酸は効率良く分解さ
れ、主にメタンガス、二酸化炭素に分解される。
【００２３】
【表１】
【００２４】
【表２】
【００２５】［比較例１］ （空気量検討）実施例１と同一の触媒を用い、２５０℃
に加熱し、オートクレーブ圧を４０ｋｇ／ｃｍ2Ｇにし
たのちに、さらに３０ｋｇ／ｃｍ2の空気を導入して７
０ｋｇ／ｃｍ2Ｇの反応圧で酢酸水溶液の分解処理実験
を行った。分解効率、分解ガス分析の実験結果を表３お
よび４に示した。
に加熱し、オートクレーブ圧を４０ｋｇ／ｃｍ2Ｇにし
たのちに、さらに３０ｋｇ／ｃｍ2の空気を導入して７
０ｋｇ／ｃｍ2Ｇの反応圧で酢酸水溶液の分解処理実験
を行った。分解効率、分解ガス分析の実験結果を表３お
よび４に示した。
【００２６】反応系に空気を導入しても、酢酸は効率良
く分解される。しかし、酢酸は、酸素によって完全酸化
されるために、二酸化炭素の生成割合がメタンよりも大
きくなっている。
く分解される。しかし、酢酸は、酸素によって完全酸化
されるために、二酸化炭素の生成割合がメタンよりも大
きくなっている。
【００２７】
【表３】
【００２８】
【表４】
【００２９】［実施例２〜７］ （触媒検討）実施例１に述べた方法に従い、各種白金族
触媒を用いて実施例１と同一処理条件で、酢酸水溶液の
分解処理実験を行い、触媒活性を検討した。その結果を
表５に示した。
触媒を用いて実施例１と同一処理条件で、酢酸水溶液の
分解処理実験を行い、触媒活性を検討した。その結果を
表５に示した。
【００３０】
【表５】
【００３１】空気などの酸素含有ガスを供給しない場
合、酢酸分解処理では、ルテニウムが特異的に高活性を
示す。パラジウム、白金等もまた酢酸分解活性を示す
が、ルテニウムに比べると分解効率は著しく低い。担体
はチタニア、α−アルミナ、ジルコニアのいずれも使用
可能である。
合、酢酸分解処理では、ルテニウムが特異的に高活性を
示す。パラジウム、白金等もまた酢酸分解活性を示す
が、ルテニウムに比べると分解効率は著しく低い。担体
はチタニア、α−アルミナ、ジルコニアのいずれも使用
可能である。
【００３２】［実施例８〜１１］ （反応条件検討）実施例１に述べた方法に従い、実施例
１と同一処理条件で調整排水の脱炭酸分解処理におい
て、反応温度および反応時間を変えて反応条件の最適化
を行った。
１と同一処理条件で調整排水の脱炭酸分解処理におい
て、反応温度および反応時間を変えて反応条件の最適化
を行った。
【００３３】なお、調整排水中の有機物組成は下記の通
りであった。 酢酸 ３．７重量％、メタノール ０．２
重量％ ホルムアルデヒド ０．８重量％、ギ酸 １．２
重量％
りであった。 酢酸 ３．７重量％、メタノール ０．２
重量％ ホルムアルデヒド ０．８重量％、ギ酸 １．２
重量％
【００３４】
【表６】
【００３５】その結果を表６に示した。
【００３６】反応温度２５０℃、反応時間１時間では、
分解効率は非常に高く調整排水をほぼ完全に分解でき
る。反応温度を２３０℃に下げると分解効率は低下する
が、依然高い分解効率を示している。反応温度を２００
℃まで落とした場合、反応時間を２時間に延長しても、
ＴＯＣ分解率は大きく低下する。調整排水を高効率で分
解可能な反応条件は反応温度２３０〜２５０℃、反応時
間１時間である。
分解効率は非常に高く調整排水をほぼ完全に分解でき
る。反応温度を２３０℃に下げると分解効率は低下する
が、依然高い分解効率を示している。反応温度を２００
℃まで落とした場合、反応時間を２時間に延長しても、
ＴＯＣ分解率は大きく低下する。調整排水を高効率で分
解可能な反応条件は反応温度２３０〜２５０℃、反応時
間１時間である。
【００３７】［実施例１２〜１４］ （反応液検討）実施例１に述べた方法に従い、実施例１
と同一触媒、同一処理条件で、各種低級有機物水溶液の
分解処理実験を行い、本触媒系に適用できる有機物含有
排水の可能性について検討した。その結果を表７に示し
た。
と同一触媒、同一処理条件で、各種低級有機物水溶液の
分解処理実験を行い、本触媒系に適用できる有機物含有
排水の可能性について検討した。その結果を表７に示し
た。
【００３８】Ｒｕ−チタニア触媒は酢酸だけでなく、ホ
ルムアルデヒド、ギ酸などの低級有機物にも効率の高い
分解能を有する。
ルムアルデヒド、ギ酸などの低級有機物にも効率の高い
分解能を有する。
【００３９】
【表７】
フロントページの続き (72)発明者 佐藤 和広 愛媛県松山市北吉田町77番地 帝人株式会 社松山事業所内
Claims (6)
- 【請求項１】 メタノール、ホルマリン、ギ酸、アセト
アルデヒド、酢酸、エチレングリコール及び／または低
級脂肪酸のメチルエステルを含有する排水を、白金族金
属を無機酸化物担体に担持した触媒を用いて、酸素含有
ガスを供給することなく、脱炭酸分解することからなる
排水処理法。 - 【請求項２】 白金族金属がルテニウム、白金またはパ
ラジウムである請求項１に記載の排水処理法。 - 【請求項３】 無機酸化物担体がチタニア、アルミナま
たはジルコニアである請求項１に記載の排水処理法。 - 【請求項４】 触媒中の金属濃度が触媒重量に対して
０．１〜１０％である請求項１に記載の排水処理法。 - 【請求項５】 排水処理を反応温度２００〜２７０℃で
行う請求項１に記載の排水処理法。 - 【請求項６】 排水処理を反応圧力２５〜７０ｋｇ／ｃ
ｍ2Ｇで行う請求項１に記載の排水処理法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2782394A JPH07232178A (ja) | 1994-02-25 | 1994-02-25 | 有機物含有排水の処理法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2782394A JPH07232178A (ja) | 1994-02-25 | 1994-02-25 | 有機物含有排水の処理法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07232178A true JPH07232178A (ja) | 1995-09-05 |
Family
ID=12231680
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2782394A Pending JPH07232178A (ja) | 1994-02-25 | 1994-02-25 | 有機物含有排水の処理法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07232178A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20030061083A (ko) * | 2002-01-10 | 2003-07-18 | 한국염색기술연구소 | 에틸렌글리콜 함유 폐수의 처리방법 |
| US7635432B2 (en) | 2006-03-31 | 2009-12-22 | Toyo Engineering Corporation | Method of treating at a high-temperature waste liquid from production plant for hydrocarbons or oxygen-containing compounds |
| US7641797B2 (en) | 2004-10-22 | 2010-01-05 | Toyo Engineering Corporation | Method of treating waste liquid from production plant for hydrocarbons or oxygen-containing compounds |
-
1994
- 1994-02-25 JP JP2782394A patent/JPH07232178A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20030061083A (ko) * | 2002-01-10 | 2003-07-18 | 한국염색기술연구소 | 에틸렌글리콜 함유 폐수의 처리방법 |
| US7641797B2 (en) | 2004-10-22 | 2010-01-05 | Toyo Engineering Corporation | Method of treating waste liquid from production plant for hydrocarbons or oxygen-containing compounds |
| US7635432B2 (en) | 2006-03-31 | 2009-12-22 | Toyo Engineering Corporation | Method of treating at a high-temperature waste liquid from production plant for hydrocarbons or oxygen-containing compounds |
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