JP2003236567A - Treating method for wastewater containing inorganic sulfur compound - Google Patents
Treating method for wastewater containing inorganic sulfur compoundInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、製紙・パルプ製造
工場の木材蒸解排水及び木釜排水、繊維洗浄排水、鉄鋼
業のコークス炉排水、写真現像排水、金属処理排水、亜
硫酸ガス吸収アルカリ排水、エチレン・BTXなどの石
油化学製品製造プラント排水、ならびに石炭ガス化工
場、石油精製工場、レーヨン製造工場、染色整理工場、
食肉加工工場、薬品製造工場等の多岐にわたる産業分野
の工場より排出される無機硫黄を含む化合物を含有する
排水を効果的に浄化処理する方法に関するものである。TECHNICAL FIELD The present invention relates to wood digestion drainage and wooden kettle drainage of a paper / pulp manufacturing plant, fiber washing drainage, iron and steel industry coke oven drainage, photo development drainage, metal treatment drainage, sulfite gas absorption alkaline drainage, Wastewater from petrochemical products such as ethylene and BTX, coal gasification plant, petroleum refining plant, rayon manufacturing plant, dyeing plant,
The present invention relates to a method for effectively purifying wastewater containing a compound containing inorganic sulfur discharged from factories in various industrial fields such as a meat processing plant and a chemical manufacturing plant.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、排水を処理する方法としては、生
物学的処理法、燃焼処理法、湿式酸化処理法などが広く
用いられている。このうち生物学的処理法においては、
余剰汚泥などの副産物が発生するため、その処理が問題
となることが多く、またこの処理では処理困難な排水が
多く存在するなどの問題もある。また、燃焼処理法にお
いては、燃料としての化石燃料を用いることが多いた
め、資源を浪費することとなり、また二酸化炭素などの
排ガスの排出源として問題となることも多い。2. Description of the Related Art Conventionally, as a method for treating waste water, a biological treatment method, a combustion treatment method, a wet oxidation treatment method and the like have been widely used. Among them, in the biological treatment method,
Since by-products such as excess sludge are generated, the treatment of the sludge is often a problem, and there is also a problem that a large amount of waste water is difficult to treat by this treatment. Further, in the combustion treatment method, since fossil fuel is often used as a fuel, resources are wasted and it often becomes a problem as an emission source of exhaust gas such as carbon dioxide.
【0003】これらに対して、排水を液相のまま高温・
高圧に保ち酸化分解することで該排水を浄化する湿式酸
化処理法では上記のような問題が生じることがなく優れ
ているといわれている。この湿式酸化処理法においても
種々の形態があり、反応塔内において気液上向並流で処
理する方法や気液下向並流で処理する方法、気液向流で
処理する方法の他、触媒を併用する方法や無触媒で処理
を行う方法などがある。On the other hand, the waste water in the liquid phase remains at high temperature.
It is said that the wet oxidation method in which the waste water is purified by oxidative decomposition while maintaining a high pressure does not cause the above problems and is excellent. There are various forms also in this wet oxidation treatment method, such as a method of treating in a gas-liquid upward cocurrent in the reaction tower, a method of treating in a gas-liquid downward cocurrent, a method of treating in a gas-liquid countercurrent, There are a method of using a catalyst in combination and a method of treating without a catalyst.
【0004】無触媒での湿式酸化処理法において高い処
理性能を得、発揮させるためには、高温・高圧の過酷な
処理条件としたり、反応時間を長くしたりする必要があ
り、そのため装置が大型化したり、運転費が高くなった
りすることが指摘されている。In order to obtain and exhibit high treatment performance in a wet oxidation treatment method without a catalyst, it is necessary to use severe treatment conditions of high temperature and high pressure and to prolong the reaction time, and therefore the apparatus is large. It has been pointed out that the operating costs will increase as a result.
【0005】そこで、固体触媒を用いることにより処理
性能を向上させた触媒湿式酸化処理法が提案されてい
る。固体触媒を用いることにより反応温度・圧力を低下
させたり、反応時間を短くしたりすることができる。し
かし、こうした触媒湿式酸化処理法においても、処理対
象となる排水の種類や濃度によっては、触媒が大量に必
要になって設備費や運転費が高騰する場合や、固体触媒
の耐久性や処理性能に問題があった。Therefore, there has been proposed a catalytic wet oxidation treatment method in which the treatment performance is improved by using a solid catalyst. By using a solid catalyst, the reaction temperature and pressure can be lowered and the reaction time can be shortened. However, even in such a catalytic wet oxidation treatment method, depending on the type and concentration of wastewater to be treated, a large amount of catalyst is required, resulting in high equipment costs and operating costs, and durability and treatment performance of solid catalysts. I had a problem with.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記のよう
な事情に着目してなされたものであり、その目的は、無
機硫黄化合物を含む排水に対する処理性能をより一層向
上し、且つ設備投資や運転費を低減することのできる有
用な排水の処理方法を提供することにある。The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to further improve the treatment performance for wastewater containing an inorganic sulfur compound and to make a capital investment. Another object of the present invention is to provide a useful wastewater treatment method capable of reducing operating costs.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】上記課題を達成すること
のできた本発明の排水の処理方法とは、無機硫黄化合物
を含有する排水を、該排水が液層を保持する温度および
圧力のもとで、無触媒湿式酸化処理を行なった後、更に
触媒湿式酸化処理を行うところに要旨を有する。このよ
うに無触媒湿式酸化処理と触媒湿式酸化処理を巧みに組
み合わせて処理することによって、各々単独で処理した
場合に達成されなかった処理効果が発揮されたのであ
る。The method for treating wastewater according to the present invention, which has been able to achieve the above object, is a method of treating wastewater containing an inorganic sulfur compound under the temperature and pressure at which the wastewater holds a liquid layer. The point is that the catalytic wet oxidation treatment is further performed after the non-catalytic wet oxidation treatment. Thus, by skillfully combining the non-catalytic wet oxidation treatment and the catalytic wet oxidation treatment, the treatment effects that were not achieved when the treatments were performed independently were exhibited.
【0008】また本発明によれば、180℃未満の温
度、かつ1MPa(ゲージ圧)未満の圧力という比較的
穏やかな条件においても排水を十分に浄化することが可
能である。Further, according to the present invention, it is possible to sufficiently purify waste water even under relatively mild conditions of a temperature of less than 180 ° C. and a pressure of less than 1 MPa (gauge pressure).
【0009】本発明方法においては、無触媒湿式酸化処
理領域と触媒湿式酸化処理領域の容積比が0.5:1〜
20:1であるのが好ましい。In the method of the present invention, the volume ratio of the non-catalytic wet oxidation treatment area to the catalytic wet oxidation treatment area is 0.5: 1 to.
It is preferably 20: 1.
【0010】さらに、反応塔の上流側において排水にス
チームを注入することにより該排水の加熱を行うことも
本発明の好ましい実施態様である。Furthermore, it is also a preferred embodiment of the present invention to heat the wastewater by injecting steam into the wastewater on the upstream side of the reaction tower.
【0011】[0011]
【発明の実施の形態】本発明は、無機硫黄化合物を含有
する排水を、酸素源の存在下、該排水が液相を保持する
圧力下で、加熱して酸化および/または分解して湿式酸
化処理するに際して、無触媒湿式酸化処理(以下、第1
処理工程と呼ぶことがある)した後、更に固体触媒を用
いた触媒湿式酸化処理(以下、第2処理工程と呼ぶこと
がある)を行うことによって、無機硫黄化合物を含む排
水を効果的に処理するものである。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION In the present invention, wastewater containing an inorganic sulfur compound is subjected to wet oxidation by heating and oxidizing and / or decomposing in the presence of an oxygen source under a pressure at which the wastewater maintains a liquid phase. When performing the treatment, a non-catalytic wet oxidation treatment (hereinafter referred to as the first
After the treatment step), the catalyst wet oxidation treatment using a solid catalyst (hereinafter sometimes referred to as the second treatment step) is performed to effectively treat the wastewater containing the inorganic sulfur compound. To do.
【0012】本発明において無機硫黄化合物とは、硫黄
原子を少なくとも1つ含む硫酸(SO4 2-)以外の無機
化合物であり、例えば硫化水素、硫化ソーダ、硫化カ
リ、水流化ソーダおよび多硫化ソーダなどの硫化物;チ
オ硫酸ソーダ、チオ硫酸カリなどのチオ硫酸類およびそ
の塩類;亜硫酸ソーダなどの亜硫酸類およびその塩類;
三チオン酸ソーダなどの三チオン酸、四チオン酸および
その塩類などが挙げられる。In the present invention, the inorganic sulfur compound is an inorganic compound other than sulfuric acid (SO 4 2− ) containing at least one sulfur atom, and is, for example, hydrogen sulfide, sodium sulfide, potassium sulfide, hydrofluoric soda and sodium polysulfide. Sulfides such as; thiosulfates such as sodium thiosulfate and potassium thiosulfate and salts thereof; sulfites such as sodium sulfite and salts thereof;
Examples thereof include trithionate such as sodium trithionate, tetrathionate, and salts thereof.
【0013】排水中の無機硫黄は、湿式酸化処理により
酸化および/または分解が完全に進行すると硫酸(SO
4 2-)となるが、無触媒湿式酸化処理のみでは十分に酸
化および/または分解することができない場合が多く、
特に180℃未満の温度、且つ1MPa(ゲージ圧)未
満の圧力という穏やかな条件下で処理する場合は、無触
媒湿式酸化のみでは処理性能が低くなる問題がある。一
方、触媒を用いた触媒湿式酸化処理の場合、反応は十分
に進むが、触媒処理だけでは、大量の触媒が必要となる
ので好ましくない。Inorganic sulfur in waste water is converted to sulfuric acid (SO 4) when oxidation and / or decomposition is completely progressed by wet oxidation treatment.
4 2- ), but in many cases it cannot be sufficiently oxidized and / or decomposed only by non-catalytic wet oxidation treatment,
In particular, when the treatment is performed under mild conditions of a temperature of less than 180 ° C. and a pressure of less than 1 MPa (gauge pressure), there is a problem that the treatment performance becomes low only by non-catalytic wet oxidation. On the other hand, in the case of catalytic wet oxidation treatment using a catalyst, the reaction proceeds sufficiently, but the catalyst treatment alone is not preferable because a large amount of catalyst is required.
【0014】そこで本発明では、排水の処理を第1処理
工程および第2処理工程の2段階で行い、まず第1処理
工程で無触媒湿式酸化処理を行った後、それに続く第2
処理工程で触媒湿式酸化処理を行うことによって、それ
ぞれ単独で処理を行う場合に比べて処理効果をより一層
高めることができたものである。Therefore, in the present invention, the waste water is treated in two stages of the first treatment step and the second treatment step, and first, the non-catalytic wet oxidation treatment is performed in the first treatment step, and then the second treatment is performed.
By performing the catalytic wet oxidation treatment in the treatment step, the treatment effect can be further enhanced as compared with the case where the treatment is performed independently.
【0015】上記のように第1処理工程で無触媒の湿式
酸化処理を行うことによって、排水導入時に固体触媒に
かかる負荷を低減することや、固体触媒の処理性能や耐
久性に悪影響を及ぼす物質を予め分解しておくことによ
って、これらに影響されることなく第2処理工程で触媒
性能を十分に発揮させて排水中の無機硫黄化合物を効率
よく処理するものである。これによって装置全体の処理
性能や固体触媒の耐久性を向上できるため、設備費や運
転費を低減することもできる。By carrying out the non-catalytic wet oxidation treatment in the first treatment step as described above, the load on the solid catalyst at the time of introducing the waste water is reduced, and the substance having a bad influence on the treatment performance and durability of the solid catalyst. By preliminarily decomposing, the catalyst performance is sufficiently exerted in the second treatment step without being affected by these, and the inorganic sulfur compound in the wastewater is efficiently treated. As a result, the processing performance of the entire apparatus and the durability of the solid catalyst can be improved, and the equipment cost and operating cost can also be reduced.
【0016】以下、図面を参照しつつ本発明の処理方法
を説明するが、これらの図面は本発明の実施態様の一例
を示すに過ぎず、本発明で用いる装置は図示した構成に
限定されるものではない。The processing method of the present invention will be described below with reference to the drawings. However, these drawings show only one example of the embodiment of the present invention, and the apparatus used in the present invention is limited to the illustrated configuration. Not a thing.
【0017】図1は、本発明の方法を実施するための装
置構成例を示す概略説明図である。まず、処理対象であ
る排水は排水供給ライン1からポンプ2により昇圧され
て熱交換器5に送られる(昇圧フィード)。このとき、
酸素源供給ライン3から導入された酸素源がコンプレッ
サー4で昇圧された後、排水に混入されて気液混相状態
にされる。ここで得られる気液混相状態の排水は熱交換
器5で予備加熱され、更に加熱器6で加熱された後、反
応塔7の下部に導入され、ここで下方から上方に移動し
つつ(上向流)湿式酸化処理(第1処理工程および第2
処理工程;後記図2,3参照)される。FIG. 1 is a schematic explanatory view showing a structural example of an apparatus for carrying out the method of the present invention. First, the wastewater to be treated is pressurized from the wastewater supply line 1 by the pump 2 and sent to the heat exchanger 5 (pressurized feed). At this time,
The oxygen source introduced from the oxygen source supply line 3 is pressurized by the compressor 4 and then mixed in the waste water to be in a gas-liquid mixed phase state. The gas-liquid mixed phase wastewater obtained here is preheated by the heat exchanger 5, further heated by the heater 6, and then introduced into the lower part of the reaction tower 7, where it moves upward from below (upper). Countercurrent wet oxidation treatment (first treatment step and second treatment step
Processing steps; see FIGS. 2 and 3 below).
【0018】排水をポンプ2で昇圧フィードする際の空
間速度(以下、LHSVと記す)は特に限定されず、湿
式酸化処理能力によって適宜設定すればよいが、特に第
2処理工程におけるLHSVは0.1hr-1以上とする
のが好ましく、より好ましくは0.5hr-1以上、更に
好ましくは1hr-1以上となるように調整するとよい。
また、第2処理工程におけるLHSVの上限は10hr
-1以下が好ましく、より好ましくは7hr-1以下、更に
5hr-1以下となるように調整するとよい。第2処理工
程での空間速度が0.1hr-1未満の場合、処理量が低
下して、過大な設備が必要となることがある。また、L
HSVが10hr-1を超える場合には、処理が十分に行
えないことがある。尚、第1処理工程におけるLHSV
は、後述する第1処理工程および第2処理工程の容積比
から求められる。The space velocity (hereinafter referred to as LHSV) when the waste water is pressure-fed and fed by the pump 2 is not particularly limited and may be appropriately set depending on the wet oxidation treatment capacity. In particular, the LHSV in the second treatment step is 0. it may preferably be 1hr -1 or more, more preferably 0.5 hr -1 or more, more preferably may be adjusted so as to 1hr -1 or more.
Further, the upper limit of LHSV in the second treatment step is 10 hr.
-1 or less, and more preferably 7Hr -1 or less, may be adjusted so as to become more and 5 hr -1 or less. If the space velocity in the second treatment step is less than 0.1 hr -1 , the amount of treatment may decrease, and excessive equipment may be required. Also, L
If the HSV exceeds 10 hr -1 , the treatment may not be performed sufficiently. In addition, LHSV in the first treatment step
Is calculated from the volume ratio of the first processing step and the second processing step described later.
【0019】酸素源供給ライン3から導入される酸素源
としては、特に限定されるものではないが、たとえば純
酸素、酸素富化ガス、空気、オゾン、過酸化水素などを
用いることができ、また他のプラントで生じた酸素含有
ガス等を利用することもできる。これらの中でも、特に
空気を用いることが経済的観点からは推奨される。The oxygen source introduced from the oxygen source supply line 3 is not particularly limited, but pure oxygen, oxygen-enriched gas, air, ozone, hydrogen peroxide, etc. can be used, and It is also possible to use an oxygen-containing gas generated in another plant. Among these, it is particularly recommended to use air from the economical point of view.
【0020】また、酸素源の供給量については特に限定
されず、排水中の有害物質を分解処理するのに必要な量
を供給すればよい。好ましい供給量としては、排水の理
論酸素要求量の0.5倍以上、より好ましくは1倍以
上、更に好ましくは1.5倍以上である。供給量の上限
は5.0倍以下が好ましく、より好ましくは4.0倍以
下、更に好ましくは3.0倍以下である。酸素源の供給
量が理論酸素要求量の0.5倍未満の場合、排水中の有
害物質を十分に分解することができない。また、5.0
倍を超えて供給しても設備が大型化するだけで処理性能
は向上しない。なお、ここでいう理論酸素要求量とは、
排水中の被酸化性物質を、窒素、二酸化炭素、水、硫酸
塩などの灰分にまで分解するのに必要な酸素量のことを
言う。Further, the supply amount of the oxygen source is not particularly limited, and an amount necessary for decomposing the harmful substances in the waste water may be supplied. The preferable supply amount is 0.5 times or more, more preferably 1 time or more, further preferably 1.5 times or more, of the theoretical oxygen demand of the waste water. The upper limit of the supply amount is preferably 5.0 times or less, more preferably 4.0 times or less, and further preferably 3.0 times or less. If the supply amount of the oxygen source is less than 0.5 times the theoretical oxygen demand, the harmful substances in the waste water cannot be sufficiently decomposed. Also, 5.0
Even if it is supplied more than twice, the processing performance will not be improved because the equipment will be large. The theoretical oxygen demand here is
It refers to the amount of oxygen required to decompose oxidizable substances in waste water into ash such as nitrogen, carbon dioxide, water, and sulfates.
【0021】気液混相状態の排水は、熱交換器5に送ら
れて予備加熱された後、さらに加熱器6で加熱されて反
応塔7に供給されるが、このときの加熱方法は特に限定
されるものではなく、熱交換器5および/または加熱器
6によって加熱してもよく、さらに反応塔7にヒーター
(図示せず)などの加熱手段を設けて加熱するようにし
ても良い。これらの加熱手段は単独で用いてもよく、あ
るいは任意に組み合わせて用いることもできる。さら
に、本発明では、スチームを注入することにより該加熱
を行ってもかまわない(後記図4、スチーム注入ライ
ン;符号17参照)。通常、スチームの注入による加熱
を行う場合、反応塔7内が触媒のみであれば、入り口付
近の触媒がスチームの衝撃を受けて摩耗・破損しやすく
なる。しかし本発明では、反応塔内に第1処理工程とし
て無触媒層を設けているため、スチームによる衝撃を緩
衝することができこのような問題を生じることがない。
また、スチームによる加熱を行うことにより、熱交換器
5が不要となるため、設備費や維持管理費を低減するこ
とができる。The wastewater in the gas-liquid mixed phase is sent to the heat exchanger 5 and preheated, and then further heated by the heater 6 and supplied to the reaction tower 7. The heating method at this time is not particularly limited. Instead, it may be heated by the heat exchanger 5 and / or the heater 6, and the reaction tower 7 may be provided with a heating means such as a heater (not shown) for heating. These heating means may be used alone or in any combination. Further, in the present invention, the heating may be performed by injecting steam (see FIG. 4, steam injection line; symbol 17 below). Usually, when heating is performed by injecting steam, if the inside of the reaction tower 7 is only the catalyst, the catalyst near the inlet is likely to be worn and damaged by the impact of steam. However, in the present invention, since the catalyst-free layer is provided in the reaction tower as the first treatment step, the impact due to steam can be buffered and such a problem does not occur.
Moreover, since the heat exchanger 5 is unnecessary by performing heating with steam, the equipment cost and the maintenance cost can be reduced.
【0022】また、熱交換器5に供給された気液混相状
態の排水は、反応塔7で処理された高温の処理液によっ
て熱交換されても良く、あるいは他のプラントから排出
された高温の液体によって熱交換されてもよい。このよ
うに、排水を加熱するための熱媒体については特に限定
されない。The wastewater in the gas-liquid mixed phase supplied to the heat exchanger 5 may be heat-exchanged by the high-temperature treatment liquid treated in the reaction tower 7, or the high-temperature treatment liquid discharged from another plant. It may be heat exchanged by a liquid. As described above, the heat medium for heating the waste water is not particularly limited.
【0023】図1に示した構成では、排水は気液混相状
態にされた後、反応塔7に供給され、上向流で処理され
る場合を示したが、排水を反応塔7に供給する形態はこ
うした形態に限らず、気液混相状態の下向流で処理する
方法、気体と液体を反応塔7に別々に導入して向流で処
理する方法などいずれを採用してもかまわない。これら
の中でも、反応塔7内の連続相を液相とすることによ
り、水中の無機硫黄化合物と触媒との接触効率が高くな
り、また、無機硫黄化合物を酸化することで生成する硫
酸塩などに起因する塩の析出を抑制できることから、連
続相が液相となる気液上向流とすることが好ましい。
尚、下部から液(排水)、上部からガスを供給する向流
形式でも反応塔内の連続相は液相となるが、この場合ガ
スが処理液排出口側の触媒層に直撃し触媒を劣化させる
恐れがあるため好ましくない。In the configuration shown in FIG. 1, the waste water is supplied to the reaction tower 7 after being brought into a gas-liquid mixed phase state and treated in an upward flow, but the waste water is supplied to the reaction tower 7. The form is not limited to such a form, and any of a method of treating in a downward flow of a gas-liquid mixed phase, a method of separately introducing a gas and a liquid into the reaction tower 7 and treating in a counterflow may be adopted. Among these, by making the continuous phase in the reaction tower 7 into a liquid phase, the contact efficiency between the inorganic sulfur compound in water and the catalyst becomes high, and further, a sulfate produced by oxidizing the inorganic sulfur compound becomes It is preferable that the continuous phase be a gas-liquid upward flow in which the continuous phase is a liquid phase because it is possible to suppress the precipitation of the resulting salt.
In addition, even in the countercurrent system in which liquid (drainage) is supplied from the lower part and gas is supplied from the upper part, the continuous phase in the reaction tower becomes the liquid phase, but in this case the gas directly hits the catalyst layer on the discharge side of the processing liquid and deteriorates the catalyst. It is not preferable because it may cause
【0024】反応塔7内の第1処理工程を行なう領域に
は、気液の攪拌および接触効率を向上させ、また、気液
の偏流を低減するために、充填物を充填したり、気液分
散板などの種々の内作物を用いることができる。In the region of the reaction tower 7 where the first treatment step is carried out, in order to improve the gas and liquid stirring and contact efficiency, and to reduce the nonuniform flow of the gas and liquid, a filling material and a gas and liquid are provided. Various internal crops such as dispersion plates can be used.
【0025】こうした充填物としては、気液接触効率を
高めるものであれば、材質、種類、大きさなどについて
特に限定されるものではなく、種々の充填物を用いるこ
とができるが、処理する排水に対して不活性であるもの
が好ましい。たとえば、金属やセラミック、ガラス、樹
脂などが挙げられる。また、充填物の形状としては、ペ
レット状、球状、粒状、リング状(ラシヒリング、レッ
シングリング、ボールリングなど)、ハニカム状、網
状、網や板を織物構造にしたものなどが挙げられる。こ
れらの充填物の大きさについても特に限定されるもので
はないが、ペレット状、球状、粒状、リング状の場合、
その直径(外径)あるいは長径が3〜5mmのものが好
ましい。また、気液分散板を用いる場合は、気液接触効
率を高めることができるものであれば、材質、種類、大
きさなどについて特に限定されるものではなく、たとえ
ば、単孔板、多孔板、衝突板付き単孔板、衝突板付き多
孔板など種々の気液分散板を用いることができる。ま
た、これらの充填物と気液分散板は併用してもかまわな
い。There are no particular restrictions on the material, type, size, etc. of the packing as long as it enhances the gas-liquid contact efficiency, and various packings can be used. Those which are inactive against are preferred. For example, metals, ceramics, glass, resins, etc. may be mentioned. Examples of the shape of the filler include pellets, spheres, granules, rings (Raschig rings, Lessing rings, ball rings, etc.), honeycombs, nets, and nets or plates having a woven structure. The size of these fillers is not particularly limited, but in the case of pellets, spheres, granules, rings,
It is preferable that the diameter (outer diameter) or the major axis is 3 to 5 mm. Further, when using the gas-liquid dispersion plate, as long as it can enhance the gas-liquid contact efficiency, the material, type, size, etc. are not particularly limited, for example, single-hole plate, perforated plate, Various gas-liquid dispersion plates such as a single-hole plate with a collision plate and a perforated plate with a collision plate can be used. Further, these fillers and the gas-liquid dispersion plate may be used together.
【0026】本発明では反応塔7内に第2処理工程とし
て固体触媒を設置して有害物質の酸化および/または分
解能力を向上させている。本発明の排水の処理方法にお
いて、第2処理工程に用いることのできる固体触媒とし
ては、液相酸化の条件下で活性と耐久性とを兼ね備えた
湿式酸化処理に一般的に用いられている固体触媒を用い
ることができる。具体的には、チタン、ケイ素、アルミ
ニウム、ジルコニウム、マンガン、鉄、コバルト、ニッ
ケル、セリウム、タングステン、銅、銀、金、白金、パ
ラジウム、ロジウム、ルテニウムおよびイリジウムから
選ばれる少なくとも1種の元素および/または活性炭を
含有する触媒を挙げることができる。なお、ここでいう
活性炭には、通常用いられる活性炭以外に、活性コーク
ス、グラファイトカーボン、活性炭素繊維も含まれる。In the present invention, a solid catalyst is installed in the reaction tower 7 as the second treatment step to improve the ability to oxidize and / or decompose harmful substances. In the wastewater treatment method of the present invention, the solid catalyst that can be used in the second treatment step is a solid that is generally used in a wet oxidation treatment that has both activity and durability under the conditions of liquid phase oxidation. A catalyst can be used. Specifically, at least one element selected from titanium, silicon, aluminum, zirconium, manganese, iron, cobalt, nickel, cerium, tungsten, copper, silver, gold, platinum, palladium, rhodium, ruthenium and iridium and / Alternatively, a catalyst containing activated carbon can be used. The activated carbon referred to here includes activated coke, graphite carbon, and activated carbon fiber, in addition to the normally used activated carbon.
【0027】これらの中でも特に好ましいのは、次に挙
げる触媒A成分と触媒B成分とを含有する固体触媒であ
る。ここで触媒A成分とは、鉄、チタン、ケイ素、アル
ミニウムおよびジルコニウムから選ばれる少なくとも1
種の元素の酸化物、または活性炭であり、触媒B成分と
は、マンガン、コバルト、ニッケル、セリウム、タング
ステン、銅、銀、金、白金、パラジウム、ロジウム、ル
テニウムおよびイリジウムから選ばれる少なくとも1種
の元素の金属および/または化合物である。Of these, particularly preferable are solid catalysts containing the following catalyst A component and catalyst B component. Here, the catalyst A component is at least 1 selected from iron, titanium, silicon, aluminum and zirconium.
The oxide of one element or activated carbon, and the catalyst B component is at least one selected from manganese, cobalt, nickel, cerium, tungsten, copper, silver, gold, platinum, palladium, rhodium, ruthenium and iridium. It is an elemental metal and / or compound.
【0028】触媒A成分の具体例としては、チタン酸化
物、鉄酸化物、ジルコニウム酸化物等の金属酸化物、チ
タン酸化物−ジルコニウム酸化物、チタン酸化物−鉄酸
化物などの2元または多元系酸化物(複合酸化物も含
む)のほかに、活性炭、もしくは金属酸化物と活性炭の
混合物などを挙げることができる。触媒A成分の固体触
媒中に占める割合は30〜99.95質量%の範囲が好
ましく、触媒A成分を30質量%以上用いることによ
り、固体触媒の耐久性を向上させることができる。Specific examples of the catalyst A component include metal oxides such as titanium oxide, iron oxide and zirconium oxide, and binary or multi-component such as titanium oxide-zirconium oxide and titanium oxide-iron oxide. In addition to the system oxides (including complex oxides), activated carbon or a mixture of metal oxide and activated carbon can be used. The proportion of the catalyst A component in the solid catalyst is preferably in the range of 30 to 99.95% by mass, and the durability of the solid catalyst can be improved by using the catalyst A component in an amount of 30% by mass or more.
【0029】触媒B成分の具体例としては、前記元素の
金属、酸化物および複合酸化物を挙げることができる。
固体触媒中の触媒B成分の割合は0.05〜70質量%
とするのが好ましく、その割合を0.05質量%以上と
することにより、排水中の有害物質を十分に酸化および
/または分解処理することが可能となる。なお、前記元
素のうち、銀、金、白金、パラジウム、ロジウム、ルテ
ニウムおよびイリジウム(以下「B−1成分」という)
を用いる場合には、その金属および/または化合物の割
合(合計量)は固体触媒の0.05〜10質量%とする
のがよい。B−1成分の使用量が10質量%を超えても
使用量に相応した処理性能が得られず、また該B−1成
分は原料が高価であるため、固体触媒のコストアップと
なって経済的に不利となる。B−1成分以外の触媒B成
分であるマンガン、コバルト、ニッケル、セリウム、タ
ングステンおよび銅(以下、「B−2成分」という)を
用いる場合には、その金属および/または化合物の割合
は固体触媒の0.05〜70質量%とするのがよい。も
ちろん触媒B成分の合計量が0.05〜70質量%とな
る範囲において、B−1成分とB−2成分とをそれぞれ
0.05〜10質量%および0.05〜70質量%の範
囲で組み合わせて用いることもできる。Specific examples of the catalyst B component include metals, oxides and complex oxides of the above elements.
The proportion of the catalyst B component in the solid catalyst is 0.05 to 70% by mass.
It is preferable that the content be 0.05% by mass or more, and it becomes possible to sufficiently oxidize and / or decompose the harmful substances in the wastewater. Among the above elements, silver, gold, platinum, palladium, rhodium, ruthenium and iridium (hereinafter referred to as “B-1 component”)
When using, the ratio (total amount) of the metal and / or compound is preferably 0.05 to 10 mass% of the solid catalyst. Even if the amount of the B-1 component used exceeds 10% by mass, the treatment performance corresponding to the used amount cannot be obtained, and since the raw material of the B-1 component is expensive, the cost of the solid catalyst is increased, which is economical. Will be disadvantageous. When using manganese, cobalt, nickel, cerium, tungsten and copper (hereinafter, referred to as "B-2 component") that are catalyst B components other than B-1 component, the ratio of the metal and / or compound is a solid catalyst. It is preferable to set it to 0.05 to 70 mass%. Of course, in the range where the total amount of the catalyst B component is 0.05 to 70 mass%, the B-1 component and the B-2 component are respectively 0.05 to 10 mass% and 0.05 to 70 mass%. It can also be used in combination.
【0030】固体触媒は、触媒B成分としてB−1成分
を含有している場合に特に触媒活性が高く効果的であ
る。B−1成分の中でも白金、パラジウム、ロジウム、
ルテニウムおよびイリジウムから選ばれる少なくとも1
種の元素の金属および/または化合物を含有している場
合は触媒活性が特に高くなるため好ましい。B−2成分
の中では、マンガン、コバルト、ニッケルおよび銅が好
適に用いられる。The solid catalyst is particularly effective because it has a high catalytic activity when it contains the component B-1 as the component B of the catalyst. Among the B-1 components, platinum, palladium, rhodium,
At least one selected from ruthenium and iridium
It is preferable to contain a metal and / or a compound of a seed element because the catalytic activity becomes particularly high. Of the B-2 components, manganese, cobalt, nickel and copper are preferably used.
【0031】触媒の形状については特に制限はなく、例
えば粒状、球状、ペレット状、リング状、破砕状、ハニ
カム状など種々の形状のものが使用できるが、これらの
中でも、球状、ペレット状に成形したものが好ましい。The shape of the catalyst is not particularly limited, and various shapes such as granules, spheres, pellets, rings, crushes, and honeycombs can be used. Among these, spheres and pellets can be formed. Those obtained are preferred.
【0032】本発明の処理方法において使用される固体
触媒層の上部(処理水排出側)には、固体触媒の振動を
低減させるために、金属、もしくはセラミック、ガラス
などの材質の押圧材層を設けることが好ましい。この押
圧材層は、固体触媒層の変形や移動に伴って追従し、移
動、変形しても押圧効果に支障の出ない形状のものが好
ましい。具体的には、SUS製の金属ボールやペレッ
ト、もしくはチタニアのペレットなどの成形品、粒状の
ガラスなどがある。In order to reduce the vibration of the solid catalyst, a pressing material layer made of metal, ceramic, glass or the like is provided on the upper portion (treatment water discharge side) of the solid catalyst layer used in the treatment method of the present invention. It is preferable to provide. The pressing material layer preferably has a shape that follows the deformation or movement of the solid catalyst layer and does not hinder the pressing effect even if the solid catalyst layer moves or deforms. Specifically, there are molded articles such as SUS metal balls and pellets or titania pellets, and granular glass.
【0033】また、上述の固体触媒層の下部(排水供給
側)には、気液の衝突よる固体触媒の摩耗などを低減さ
せ、固体触媒を支え、固体触媒による下部グリッドなど
の閉塞を防ぎ、圧力損失の上昇を防ぐための固体触媒の
支持層を設けることなども好ましい。具体的には、SU
S製の金属ボールやペレット、もしくはチタニアのペレ
ットなどの成形品、粒状のガラスなどのほか、金網や各
種パッキング類などが使用できる。Further, in the lower part (drainage supply side) of the above-mentioned solid catalyst layer, wear of the solid catalyst due to collision of gas and liquid is reduced, the solid catalyst is supported, and clogging of the lower grid etc. by the solid catalyst is prevented, It is also preferable to provide a support layer of a solid catalyst for preventing an increase in pressure loss. Specifically, SU
In addition to metal balls and pellets made of S, molded articles such as titania pellets, and granular glass, wire mesh and various packings can be used.
【0034】第2処理工程には固体触媒以外に気液の攪
拌および接触効率を向上させ、気液偏流を低減するため
に、種々の充填物や内作物を設置してもかまわない。特
に、固体触媒の充填層が長い場合は固体触媒層を複数層
に分割することが有効である。具体的には、触媒層長が
1000mm以上の場合に有効であり、1500mm以
上の場合に更に有効である。第2処理工程の始端や、複
数に分割した各層の下部には、気液の偏流を低減するた
めの分散装置を設置することが好ましい。この分散装置
は、種々の形状および材質のものを用いることができ、
たとえば化学プラントの反応塔、蒸留塔、放散塔などで
使用される分散装置を用いることができる。In addition to the solid catalyst, various packings and internal crops may be installed in the second treatment step in order to improve gas-liquid stirring and contact efficiency and reduce gas-liquid nonuniform flow. Particularly, when the packed bed of the solid catalyst is long, it is effective to divide the solid catalyst layer into a plurality of layers. Specifically, it is effective when the catalyst layer length is 1000 mm or more, and is more effective when the catalyst layer length is 1500 mm or more. It is preferable to install a dispersion device for reducing the nonuniform flow of gas and liquid at the beginning of the second treatment step or at the bottom of each layer divided into a plurality of layers. This dispersing device can be used in various shapes and materials,
For example, a dispersion device used in a reaction tower, a distillation tower, a diffusion tower or the like of a chemical plant can be used.
【0035】図1に示した構成では、第1処理工程と第
2処理工程を1基内に設置する場合を示したが、これら
の工程は別々の反応塔に設けてもよい。別々の反応塔を
用いる場合は、第1処理工程の反応塔の上部から第2処
理工程の反応塔の下部に気液導通管を設けて接続する。
しかし、反応塔を複数用いると、設備費が高騰し、且つ
維持管理費も高くなるため、好ましくは反応塔を1基と
するべきである。すなわち、第1処理工程と第2処理工
程が同一の反応塔内に存在することが好ましい。この場
合、反応塔の排水供給ライン側から第1処理工程である
無触媒湿式処理工程、それに続いて第2処理工程である
触媒湿式処理工程を設けることになる。In the configuration shown in FIG. 1, the case where the first treatment step and the second treatment step are installed in one unit is shown, but these steps may be provided in separate reaction columns. When using separate reaction towers, a gas-liquid conduit tube is provided and connected from the upper part of the reaction tower of the first treatment step to the lower part of the reaction tower of the second treatment step.
However, when a plurality of reaction towers are used, the equipment cost rises and the maintenance cost also rises. Therefore, it is preferable to use one reaction tower. That is, it is preferable that the first treatment step and the second treatment step exist in the same reaction tower. In this case, the non-catalyst wet treatment step, which is the first treatment step, and the catalyst wet treatment step, which is the second treatment step, are provided from the side of the waste water supply line of the reaction tower.
【0036】また、第1処理工程の反応塔と第2処理工
程の反応塔が別々の場合、両者の間で気液分離すること
もできる。気液分離した場合、第1処理工程の反応塔と
第2処理工程の反応塔を接続する気液導通管は、気相用
導通管と液相用導通管を独立させることもでき、また気
相は系外に排出して液相用導通管のみとすることもでき
る。第2処理工程には新たに酸素源を添加して処理性能
を向上させることもできる。When the reaction tower of the first treatment step and the reaction tower of the second treatment step are separate, gas-liquid separation can be performed between the two. In the case of gas-liquid separation, the gas-liquid conduit tube that connects the reaction tower of the first treatment step and the reaction tower of the second treatment step can be independent of the gas-phase conduit tube and the liquid-phase conduit tube. The phase can be discharged to the outside of the system to use only the liquid phase conduit. A new oxygen source may be added to the second treatment step to improve the treatment performance.
【0037】反応塔7内の第1処理工程と第2処理工程
の湿式酸化処理領域の容積比は、第1処理工程:第2処
理工程が0.5:1〜20:1であることが好ましく、
より好ましくは0.5:1〜15:1であり、更に好ま
しくは0.5:1〜10:1である。無機硫黄化合物を
含有する排水を第1処理工程で処理すると、チオ硫酸類
およびその塩類などが中間生成物あるいは副生物として
生成する場合が多い。これらの中間生成物あるいは副生
物を更に酸化するためには、第2処理工程として固体触
媒を用いた触媒湿式酸化処理を行うことが有効である。
第1処理工程と第2処理工程の容積比は、処理対象物質の
反応性を考慮して決定することが好ましい。すなわち、
処理対象物質が難分解性である場合には、第1処理工程
より第2処理工程の容積を大きくすることが好ましく、
また、処理対象物質が易分解性である場合には第2処理
工程より第1処理工程の容積を大きくすることが好まし
い。The volume ratio of the wet oxidation treatment region between the first treatment step and the second treatment step in the reaction tower 7 is 0.5: 1 to 20: 1 in the first treatment step: the second treatment step. Preferably
It is more preferably 0.5: 1 to 15: 1 and even more preferably 0.5: 1 to 10: 1. When wastewater containing an inorganic sulfur compound is treated in the first treatment step, thiosulfates and salts thereof are often produced as intermediate products or by-products. In order to further oxidize these intermediate products or by-products, it is effective to carry out a catalytic wet oxidation treatment using a solid catalyst as the second treatment step.
The volume ratio between the first treatment step and the second treatment step is preferably determined in consideration of the reactivity of the substance to be treated. That is,
If the substance to be treated is persistent, it is preferable to increase the volume of the second treatment step than the first treatment step,
Further, when the substance to be treated is easily degradable, it is preferable to make the volume of the first treatment step larger than that of the second treatment step.
【0038】反応塔7における湿式酸化反応の反応温度
は他の条件にも影響されるが、370℃を超えると排水
を液相状態に保持できず、かつ設備が大型化したりラン
ニングコストが上昇したりすることがあるので、反応温
度は370℃以下とすることが好ましく、280℃以下
とすることがより好ましく、180℃未満とすることが
更に好ましい。一方、80℃未満では湿式酸化反応を効
率的に行なうことが困難になるので、好ましくは80℃
以上、より好ましくは100℃以上、更に好ましくは1
10℃以上とすることが望ましい。The reaction temperature of the wet oxidation reaction in the reaction tower 7 is influenced by other conditions, but if it exceeds 370 ° C., the waste water cannot be kept in the liquid phase state, and the equipment becomes large and the running cost increases. Therefore, the reaction temperature is preferably 370 ° C. or lower, more preferably 280 ° C. or lower, and further preferably lower than 180 ° C. On the other hand, if the temperature is lower than 80 ° C, it becomes difficult to carry out the wet oxidation reaction efficiently.
Or more, more preferably 100 ° C. or more, and further preferably 1
It is desirable that the temperature be 10 ° C. or higher.
【0039】本発明の湿式酸化反応では、排水が液相を
保持できるように圧力を適宜調節することが望ましく、
圧力は反応温度との相関により適宜選択される。特に反
応温度が180℃未満の場合、設備投資および運転費な
どのコスト面から1MPa(ゲージ圧)未満とすること
が好ましい。In the wet oxidation reaction of the present invention, it is desirable to appropriately adjust the pressure so that the waste water can maintain the liquid phase,
The pressure is appropriately selected depending on the correlation with the reaction temperature. In particular, when the reaction temperature is less than 180 ° C., it is preferably less than 1 MPa (gauge pressure) from the viewpoint of cost such as equipment investment and operating cost.
【0040】本発明で用いる反応塔の種類、形状などは
特に限定されない。反応塔は単管式、多管式のいずれの
型式であってもよく、これらを複数組み合わせて用いる
こともできるが、1本の単管式の反応塔を用い、その内
部で第1処理工程と第2処理工程の処理を行うことが好
ましい。The type and shape of the reaction tower used in the present invention is not particularly limited. The reaction tower may be either a single tube type or a multi-tube type, and a plurality of these may be used in combination, but one single tube type reaction tower is used, and the first treatment step is performed therein. It is preferable to perform the treatment of the second treatment step.
【0041】反応塔7で処理された処理液は必要に応じ
て熱交換器5や冷却器8で適宜冷却された後、気液分離
器9によって気体と液体に分離される。この際、熱交換
器5と冷却器8は単独で、あるいは組み合わせて用いる
ことができる。The treatment liquid treated in the reaction tower 7 is appropriately cooled by the heat exchanger 5 and the cooler 8 if necessary, and then separated into a gas and a liquid by the gas-liquid separator 9. At this time, the heat exchanger 5 and the cooler 8 can be used alone or in combination.
【0042】気液分離器9では液面コントローラー(L
C)を用いて液面を検出し、液面制御弁10によって気
液分離器9内の液面が一定となるように制御することが
望ましい。なお、ここで「一定」とは、液面が一定値あ
るいは一定の範囲内であることを意味する。In the gas-liquid separator 9, the liquid level controller (L
It is desirable to detect the liquid level using C) and control the liquid level control valve 10 so that the liquid level in the gas-liquid separator 9 becomes constant. Here, “constant” means that the liquid level is within a certain value or within a certain range.
【0043】また、処理水を冷却した後、圧力調整弁
(図示せず)を介して排出した後、気液分離器9によっ
て気体と液体に分離しても良い。Further, the treated water may be cooled and then discharged through a pressure adjusting valve (not shown), and then separated into gas and liquid by the gas-liquid separator 9.
【0044】気液分離器9で分離された液体は処理水排
出ライン11を通じて排出されるがこれは処理液タンク
に送液されてもよく、あるいは生物学的処理などの公知
の方法に供して更に処理することもできる。The liquid separated by the gas-liquid separator 9 is discharged through the treated water discharge line 11, which may be sent to the treated liquid tank, or subjected to a known method such as biological treatment. It can be further processed.
【0045】圧力は圧力コントローラー(PC)により
圧力を検出して圧力制御弁12を作動させて圧力を所定
値、つまり本発明においては1MPa(ゲージ圧)未満
に維持することが望ましい。気液分離器9で分離された
気体は排ガス排出ライン13を通じて大気中に放出して
もよく、あるいは更に公知の方法に供して処理しても良
い。It is desirable that the pressure is detected by a pressure controller (PC) and the pressure control valve 12 is operated to maintain the pressure at a predetermined value, that is, less than 1 MPa (gauge pressure) in the present invention. The gas separated by the gas-liquid separator 9 may be discharged into the atmosphere through the exhaust gas discharge line 13, or may be further processed by a known method.
【0046】また、無機硫黄化合物を含有する排水の処
理後のpHは、中性からアルカリ性の範囲になるように
処理前あるいは処理中にアルカリ成分を供給しpHを調
整することが好ましい。これは、排水中に存在する無機
硫黄化合物の固体触媒による酸化反応が特に中性からア
ルカリ性で加速されるためでもある。特に180℃未満
の条件の場合、その効果が著しい。また、硫酸などが存
在する酸性条件下における湿式酸化処理では湿式酸化処
理装置材質の腐食が激しくなり、装置の耐久性が著しく
損なわれる恐れがあるためでもある。The pH of the wastewater containing the inorganic sulfur compound after the treatment is preferably adjusted by supplying an alkaline component before or during the treatment so that the pH is in the neutral to alkaline range. This is also because the oxidation reaction of the inorganic sulfur compound existing in the waste water by the solid catalyst is accelerated especially from neutral to alkaline. Especially under the condition of less than 180 ° C., the effect is remarkable. Further, in the wet oxidation treatment under the acidic condition where sulfuric acid and the like exist, the corrosion of the material of the wet oxidation treatment equipment becomes severe, and the durability of the equipment may be significantly impaired.
【0047】排水にアルカリ金属イオンや無機酸等を添
加してpHを調整する場合、その添加位置は特に限定さ
れない。本発明の処理方法においては排水の原水に添加
してもよく、第1処理工程の前後、もしくは第1処理工
程で添加してもよく、また、第2処理工程の前後、もし
くは第2処理工程で添加しても良い。また、その添加量
の制御も、一定量を常に添加しても良いし、液のpHや
イオン量を測定して制御しても良い。また、排水を希釈
することも適宜実施可能である。When the pH is adjusted by adding an alkali metal ion, an inorganic acid or the like to the waste water, the addition position is not particularly limited. In the treatment method of the present invention, it may be added to the raw water of the wastewater, before or after the first treatment step, or in the first treatment step, and before or after the second treatment step, or the second treatment step. May be added in. Further, the addition amount may be controlled by constantly adding a fixed amount, or by controlling the pH or ion amount of the liquid. Further, it is possible to appropriately dilute the waste water.
【0048】[0048]
【実施例】以下実施例によって本発明の効果を具体的に
示すが、本発明の技術的範囲はこれら実施例に限定され
るものではない。EXAMPLES The effects of the present invention will be specifically shown by the following examples, but the technical scope of the present invention is not limited to these examples.
【0049】実施例1
排水中の有害物質を処理するに際し、図1に示した構成
の装置を用いて湿式酸化処理を3,000時間行った。
処理に供した排水は、化学プラントから排出された表1
に示す組成の排水であった。なお、表1において「%」
は「質量%」を示すものである。 Example 1 When treating harmful substances in waste water, wet oxidation treatment was performed for 3,000 hours using the apparatus having the configuration shown in FIG.
The wastewater used for treatment was discharged from the chemical plant.
The wastewater had the composition shown in. In Table 1, "%"
Indicates "mass%".
【0050】[0050]
【表1】 [Table 1]
【0051】反応塔7には直径400mm、長さ4,0
00mmの円筒状のものを用いた。用いた反応塔7の詳
細を図2に示す。無触媒層として、反応塔7の下部15
には、充填物として直径5mm、長さ5mmのSUS3
16製ラシヒリングを188リットル設置し、層長が
1,500mmとなるようにした。その上部14には触
媒を250リットル設置し、触媒層長が2,000mm
となるようにした。触媒はチタン−ジルコニウムの酸化
物にパラジウムを担持した触媒(パラジウム0.3質量
%)を使用した。触媒の形状は直径5mm、長さ7mm
のペレット状であった。The reaction tower 7 has a diameter of 400 mm and a length of 4,0.
A cylindrical shape of 00 mm was used. The details of the reaction tower 7 used are shown in FIG. As the non-catalyst layer, the lower part 15 of the reaction tower 7
Contains SUS3 with a diameter of 5 mm and a length of 5 mm as the filling material.
188 liters of 16 Raschig rings were installed so that the layer length would be 1,500 mm. 250 liters of catalyst is installed on the upper part 14 and the catalyst layer length is 2,000 mm.
So that The catalyst used was a catalyst in which palladium was supported on an oxide of titanium-zirconium (palladium 0.3% by mass). The shape of the catalyst is 5mm in diameter and 7mm in length
It was in the form of pellets.
【0052】排水供給ライン1からポンプ2より125
リットル/hrの流量で排水を昇圧フィードし、酸素源
供給ライン3からは酸素源として空気を21Nm3/h
r(理論酸素要求量の2倍相当)の流量で導入し、コン
プレッサー4で昇圧した後、排水に混入させた。ここで
得られる気液混相状態の排水を熱交換器5で加熱し、さ
らに加熱器6で加熱した後、反応塔7に供給し、処理温
度160℃で湿式酸化処理を行った。反応塔7にて処理
された処理液は、熱交換器5および冷却器8により冷却
した後、気液分離器9に導入した。気液分離器9では、
液面コントローラー(LC)により液面を検出して液面
制御弁10を作動させて一定の液面を保持すると共に、
圧力コントローラー(PC)により圧力を検出して圧力
制御弁12を作動させて0.9MPa(ゲージ圧)の圧
力を保持するように操作した。処理液は処理水排出ライ
ン11から排出した。125 from pump 2 from drainage supply line 1
The wastewater is pressure-fed at a flow rate of liter / hr, and air is supplied from the oxygen source supply line 3 as oxygen source at 21 Nm 3 / h.
It was introduced at a flow rate of r (corresponding to twice the theoretical oxygen demand), pressurized by the compressor 4, and then mixed into the waste water. The wastewater in a gas-liquid mixed phase obtained here was heated by the heat exchanger 5 and further heated by the heater 6, and then supplied to the reaction tower 7 and subjected to wet oxidation treatment at a treatment temperature of 160 ° C. The treatment liquid treated in the reaction tower 7 was introduced into the gas-liquid separator 9 after being cooled by the heat exchanger 5 and the cooler 8. In the gas-liquid separator 9,
The liquid level is detected by the liquid level controller (LC), the liquid level control valve 10 is operated to maintain a constant liquid level, and
The pressure was detected by a pressure controller (PC), the pressure control valve 12 was operated, and the pressure control valve 12 was operated to maintain a pressure of 0.9 MPa (gauge pressure). The treatment liquid was discharged from the treated water discharge line 11.
【0053】その結果、処理水のCOD(Cr)濃度測
定値は990mg/リットルであり、この値から算出し
たCOD(Cr)処理効率は96%であった。また、処
理水中に硫化物イオンは検出されず、3,000時間の
処理において、処理性能の低下は特に見られなかった。As a result, the measured COD (Cr) concentration of the treated water was 990 mg / liter, and the COD (Cr) treatment efficiency calculated from this value was 96%. In addition, no sulfide ion was detected in the treated water, and no decrease in treatment performance was observed in the treatment for 3,000 hours.
【0054】実施例2
反応塔7として図3に示す仕様の直径400mm、長さ
4,000mmの円筒状のものを用いた。反応塔の下部
16には、300mmの間隔で気液分散板(多孔板)を
無触媒層長が3,300mmとなるように設置し、その
上部14には触媒を38リットル設置し、触媒層長が3
00mmとなるようにした。触媒は、チタン−鉄の酸化
物に白金を担持した触媒(白金0.3質量%)を使用し
た。触媒の形状は直径5mm、長さ7mmのペレット状
であった。これ以外は実施例1と同様の処理を行った。 Example 2 As the reaction column 7, a cylindrical column having a diameter of 400 mm and a length of 4,000 mm having the specifications shown in FIG. 3 was used. In the lower part 16 of the reaction tower, gas-liquid dispersion plates (perforated plates) were installed at intervals of 300 mm so that the non-catalyst layer length was 3,300 mm, and 38 liters of catalyst was installed in the upper part 14 of the catalyst layer. Long is 3
It was set to be 00 mm. As the catalyst, a catalyst in which platinum was supported on a titanium-iron oxide (0.3% by mass of platinum) was used. The shape of the catalyst was a pellet having a diameter of 5 mm and a length of 7 mm. Otherwise, the same processing as in Example 1 was performed.
【0055】その結果、処理水のCOD(Cr)濃度測
定値は1400mg/リットルであり、この値から算出
したCOD処理水のCOD(Cr)処理効率は94%で
あった。また、処理水中に硫化物イオンは検出されず、
3,000時間の処理において、処理性能の低下は特に
見られなかった。As a result, the measured COD (Cr) concentration of the treated water was 1400 mg / liter, and the COD (Cr) treatment efficiency of the COD treated water calculated from this value was 94%. In addition, no sulfide ion was detected in the treated water,
In the treatment for 3,000 hours, no reduction in treatment performance was observed.
【0056】実施例3
実施例2において、反応塔下部16の気液分散板を設置
した部分の層長を3,000mm(375リットル)と
なるように設置し、その上に触媒を63リットル、触媒
層長が500mmとなるように設置した。気液分散板
は、衝突板付き単孔板を用いた。触媒はチタン−鉄の酸
化物にルテニウムを担持した触媒(ルテニウム0.3質
量%)を使用した。触媒の形状は直径5mm、長さ7m
mのペレット状であった。これ以外は実施例1と同様の
処理を行った。 Example 3 In Example 2, the lower part of the reaction tower 16 was installed so that the layer length of the part where the gas-liquid dispersion plate was installed was 3,000 mm (375 liters), and 63 liters of the catalyst were placed thereon. It was installed so that the catalyst layer length was 500 mm. A single-hole plate with a collision plate was used as the gas-liquid dispersion plate. As the catalyst, a catalyst in which ruthenium was supported on a titanium-iron oxide (ruthenium 0.3% by mass) was used. The shape of the catalyst is 5 mm in diameter and 7 m in length.
m pellets. Otherwise, the same processing as in Example 1 was performed.
【0057】その結果、処理水のCOD(Cr)濃度測
定値は2200mg/リットルであり、この値から算出
した処理水のCOD(Cr)処理効率は91%であっ
た。また、処理水中に硫化物イオンは検出されず、3,
000時間の処理において、処理性能の低下は特に見ら
れなかった。As a result, the measured COD (Cr) concentration of the treated water was 2200 mg / liter, and the COD (Cr) treatment efficiency of the treated water calculated from this value was 91%. In addition, no sulfide ion was detected in the treated water,
During the treatment for 000 hours, no deterioration in treatment performance was observed.
【0058】実施例4
排水中の有害物質を処理するに際し、図4に示す構成の
装置を用いて湿式酸化処理を2,000時間行った。処
理に供した排水は、化学プラントから排出された表2に
示す組成の排水であった。尚、図4に示す装置は、基本
的な構成は図1に示す構成と類似し、対応する部分には
同一の符号が付してあるが、この構成では、前記熱交換
器5を設ける代わりに、注入ライン17を設けてスチー
ムを系内に導入するようにしたものである。 Example 4 When treating harmful substances in waste water, wet oxidation treatment was carried out for 2,000 hours using the apparatus having the construction shown in FIG. The wastewater used for the treatment was the wastewater having the composition shown in Table 2 discharged from the chemical plant. The apparatus shown in FIG. 4 has a basic configuration similar to that shown in FIG. 1, and the corresponding parts are designated by the same reference numerals, but in this configuration, instead of providing the heat exchanger 5, In addition, an injection line 17 is provided to introduce steam into the system.
【0059】[0059]
【表2】 [Table 2]
【0060】このとき反応塔7としては前記図2に示し
たものを用いた。該反応塔7の下部15には、充填物と
して直径5mm、長さ5mmのSUS316製ラシヒリ
ングを425リットル設置し、層長が3,400mとな
るようにした。その上部14には、触媒を25リットル
設置し、触媒層長が200mmとなるようにした。触媒
はチタンの酸化物にルテニウムを担持した触媒(ルテニ
ウム0.5質量%)を使用した。触媒の形状は直径5m
m、長さ7mmのペレット状のものを用いた。At this time, as the reaction tower 7, the one shown in FIG. 2 was used. In the lower part 15 of the reaction tower 7, 425 liters of SUS316 Raschig ring having a diameter of 5 mm and a length of 5 mm was installed as a packing so that the layer length was 3,400 m. 25 liters of catalyst was placed on the upper portion 14 so that the catalyst layer length was 200 mm. As the catalyst, a catalyst in which ruthenium was supported on an oxide of titanium (0.5% by mass of ruthenium) was used. The shape of the catalyst is 5m in diameter
A pellet having a length of m and a length of 7 mm was used.
【0061】排水供給ライン1からポンプ2により90
リットル/hrの流量で排水を昇圧フィードし、一方酸
素源供給ライン3からは酸素源として空気を22Nm3
/hr(理論酸素要求量の2倍相当量)の流量で導入
し、コンプレッサー4で昇圧した後排水に混入させた。
ここで得られる気液混相状態の排水に0.9MPa(ゲ
ージ圧)のスチームをスチーム注入ライン17から注入
することにより加熱し、さらに加熱器6で加熱した後、
反応塔7に供給し、処理温度160℃で湿式酸化処理を
行った。反応塔7にて処理された処理液は、冷却器8に
より冷却した後、気液分離器9に導入した。気液分離器
9では、液面コントローラー(LC)により液面を検出
して、液面制御弁10を作動させて一定の液面を保持す
ると共に、圧力コントローラー(PC)により圧力を検
出して圧力制御弁12を作動させて0.9MPa(ゲー
ジ圧)の圧力を保持するように操作した。処理液は処理
水排出ライン13から排出した。90 from the drainage supply line 1 by the pump 2
Waste water is pressure-fed at a flow rate of liter / hr, while air from the oxygen source supply line 3 serves as an oxygen source at 22 Nm 3
It was introduced at a flow rate of / hr (equivalent to twice the theoretical oxygen demand), pressurized by the compressor 4, and then mixed into the waste water.
The waste water in the gas-liquid mixed phase obtained here is heated by injecting 0.9 MPa (gauge pressure) steam from the steam injection line 17, and further heated by the heater 6,
It was supplied to the reaction tower 7 and a wet oxidation treatment was performed at a treatment temperature of 160 ° C. The treatment liquid treated in the reaction tower 7 was cooled by the cooler 8 and then introduced into the gas-liquid separator 9. In the gas-liquid separator 9, the liquid level controller (LC) detects the liquid level, the liquid level control valve 10 is operated to maintain a constant liquid level, and the pressure controller (PC) detects the pressure. The pressure control valve 12 was operated and operated so as to maintain a pressure of 0.9 MPa (gauge pressure). The treatment liquid was discharged from the treated water discharge line 13.
【0062】その結果、処理水のCOD(Cr)濃度測
定値は1800mg/リットル以下であり、この値から
算出したCOD(Cr)処理効率は95%であった。ま
た、処理水中に硫化物イオンは検出されず、2,000
時間の処理において、処理性能の低下は特に見られなか
った。As a result, the measured COD (Cr) concentration of the treated water was 1800 mg / liter or less, and the COD (Cr) treatment efficiency calculated from this value was 95%. In addition, no sulfide ion was detected in the treated water,
No deterioration in processing performance was observed in the time processing.
【0063】[0063]
【発明の効果】上記本発明の方法によれば、無機硫黄化
合物を効率よく酸化分解し、無機硫酸塩、炭酸ガス、水
および灰分などに転換せしめることが可能である。また
後処理として、生物学的処理を全く必要とせず、処理し
た排水を直接放流できるか、あるいは後処理として生物
処理を必要としても、生物に対して悪影響を与える物質
は分解されており、湿式酸化処理後の排水をpH以外に
ついて調整する必要がない。このため、処理排水量も少
なくなり、且つ生物処理設備も全く必要なくなるか、あ
るいは従来の設備と比較して非常に小さくなり、処理プ
ロセスが簡素化され、設備投資や、ランニングコストの
面においても有利な排水の処理方法を提供することがで
きた。According to the method of the present invention, it is possible to efficiently oxidize and decompose an inorganic sulfur compound and convert it into an inorganic sulfate, carbon dioxide, water and ash. In addition, as a post-treatment, no biological treatment is required at all, and the treated wastewater can be directly discharged, or even if a biological treatment is required as a post-treatment, substances that have an adverse effect on living organisms have been decomposed and It is not necessary to adjust the wastewater after the oxidation treatment except for pH. For this reason, the amount of treated wastewater is reduced, and biological treatment equipment is not required at all, or is much smaller than conventional equipment, the treatment process is simplified, and it is advantageous in terms of capital investment and running cost. It was possible to provide a simple wastewater treatment method.
【図1】本発明の方法を実施する為の装置構成例を示す
概略図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of the apparatus configuration for carrying out the method of the present invention.
【図2】本発明に係る反応塔の一例を示す概略図であ
る。FIG. 2 is a schematic view showing an example of a reaction tower according to the present invention.
【図3】本発明に係る反応塔の他の例を示す概略図であ
る。FIG. 3 is a schematic view showing another example of the reaction tower according to the present invention.
【図4】本発明の方法を実施するための他の装置構成例
を示す概略図である。FIG. 4 is a schematic view showing another example of the apparatus configuration for carrying out the method of the present invention.
1 排水供給ライン 2 ポンプ 3 酸素源供給ライン 4 コンプレッサー 5 熱交換器 6 加熱器 7 反応塔 8 冷却器 9 気液分離器 10 液面制御弁 11 処理水排出ライン 12 圧力制御弁 13 排ガス排出ライン 14 触媒 15 充填物 16 気液分散板 17 スチーム注入ライン 1 Drainage supply line 2 pumps 3 Oxygen source supply line 4 compressor 5 heat exchanger 6 heater 7 Reaction tower 8 cooler 9 gas-liquid separator 10 Liquid level control valve 11 Treated water discharge line 12 Pressure control valve 13 Exhaust gas discharge line 14 catalyst 15 filling 16 Gas-liquid dispersion plate 17 Steam injection line
───────────────────────────────────────────────────── 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 株式会社日本触媒内 Fターム(参考) 4D050 AA13 AB40 BB01 BC01 BC02 BC06 BD02 BD06 BD08 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page (72) Inventor Toru Ishii Hyogo prefecture Himeji city 1 Within Nippon Shokubai Co., Ltd. F-term (reference) 4D050 AA13 AB40 BB01 BC01 BC02 BC06 BD02 BD06 BD08
Claims (4)
水が液相を保持する温度および圧力のもとで、無触媒湿
式酸化処理を行なった後、更に触媒湿式酸化処理を行う
ことを特徴とする無機硫黄化合物を含有する排水の処理
方法。1. A method comprising subjecting wastewater containing an inorganic sulfur compound to non-catalytic wet oxidation treatment at a temperature and pressure at which the wastewater holds a liquid phase, and then further performing catalytic wet oxidation treatment. A method for treating wastewater containing an inorganic sulfur compound.
MPa(ゲージ圧)未満の圧力で湿式酸化処理を行う請
求項1に記載の排水の処理方法。2. The waste water at a temperature of less than 180 ° C., and
The method for treating wastewater according to claim 1, wherein the wet oxidation treatment is performed at a pressure lower than MPa (gauge pressure).
処理領域の容積比が0.5:1〜20:1である請求項
1または2に記載の排水の処理方法。3. The method for treating wastewater according to claim 1, wherein the volume ratio of the non-catalytic wet oxidation treatment area to the catalytic wet oxidation treatment area is 0.5: 1 to 20: 1.
ムを注入することにより、該排水の加熱を行う請求項1
〜3のいずれかに記載の排水の処理方法。4. The wastewater is heated by injecting steam into the wastewater on the upstream side of the reaction tower.
4. The method for treating wastewater according to any one of 3 to 3.
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