JPH0377691A - 廃水の処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、懸濁物、アンモニア及びＣＯＤ成分の２種以
上を含む廃水の処理方法に関する。

従来の技術とその問題点 近年、水質保全の観点から化学的酸素要求物質（本願明
細書においてはＣＯＤ戊分という）のみならず、窒素成
分（特にアンモニア態窒素）の除去も重要視されつつあ
る。本発明者らは、この様な現状に鑑みて種々実験及び
研究を重ねた結果、廃水中のＣＯＤ成分とアンモニアを
同時に分解除去し得る実用的な処理技術を確立した（特
公昭５９−１９７５７号、特公昭５７−４２３９１号、
特公昭５９−２９３１７号、特公昭５７−３３３２０号
、特開昭６２−１３２５８９号等）。

しかしながら、処理廃水中に５００乃至数百ｐｐｍ程度
の高濃度の懸濁物（これには汚泥も含まれる：以下ＳＳ
という）が含まれている場合には、未分解ＳＳの反応器
内に充填した触媒表面への付着による圧力損失の増加及
び触媒活性低下等を生じることがあるので、ＳＳの濃度
、組成等によっては、その全部又は一部を処理に先立っ
て除去する必要がある。

また、触媒の存在下に行なう上記の液相酸化処理では、
廃水中の汚泥成分を高度に分解させているため、廃水の
種類：廃水中の汚濁成分の濃度、処理目標水質の程度な
どによっては、温度および／または圧力を著るしく高め
たり、反応器内の充填触媒量を増加させたりする必要が
あり、経済的に不利となる場合がある。

特公昭６３−２５８３８号公報は、酸素含有ガスの存在
下に廃水を液相酸化した後、処理水を嫌気性処理する方
法を開示している。しかしながら、この方法では、液相
酸化処理後の処理水中に高分子物質等の生物学的に分解
困難な成分が残存しており、またアンモニアなどの含窒
素化合物も分解されないので、これらを処理するための
別の処理工程が必要である。

一方、現在一般に広く採用されている生物処理法により
高濃度のＳＳを含有する廃水を処理する場合には、ＳＳ
の大部分を予め取り除いた後処理を行なうか、又は予め
取り除くことなく処理した後余剰汚泥として県外に取り
出し、焼却、溶融、かしながら、各下水処理場からの発
生量も含めて、廃水処理に伴う汚泥の発生量は、毎年増
加の一途をたどっている。従って、汚泥の発生量及び処
分量をできるだけ減少させる方策や、絶え間なく発生す
る汚泥を経済的に処理し得る恒久的処分方法の確立が切
望されている。

問題点を解決するための手段 本発明者は、技術の現状に鑑みて上記の先願発明を更に
改良して高濃度ＳＳをも同時に分解し得る経済的な廃水
処理方法を完成すべく、引続き鋭意研究を重ねた結果、
触媒の不存在下に行なう液相酸化工程と特定の触媒の存
在下に行なう液相酸化工程と生物処理工程とを組合せる
ことにより、その目的を達成し得ることを見出し、本発
明を完成するに至った。

即ち、本発明は、以下の３つの廃水処理方法を提供する
ものである。

■　懸濁物、アンモニア及びＣＯＤ成分の２種以上を含
む廃水を処理するに際し、 （ｉ）触媒の不存在下且つ酸素含有ガスの存在下に廃水
を液相酸化する工程、 （ｉｉ　）粒状担体上に鉄、コバルト、マンガン、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等金属の水
に不溶性又は難溶性の化合物の少なくとも１種を担持し
た触媒体の存在下且つ酸素含有ガスの存在下に上記工程
（ｉ）からの処理水を液相酸化する工程、（ｉｉｉ　）
上記工程（ｉｉ　）からの処理水を嫌気メタン発酵によ
り嫌気性消化する工程、および（ｉｖ　）上記工程（ｉ
ｉｉ　）からの余剰汚泥を前記工程（ｉ）に返送する工
程 を備えたことを特徴とする廃水の処理方法（以下この方
法を本願発明Ｉという）。

■　懸濁物、アンモニア及びＣＯＤ戒分の２種以上を含
む廃水を処理するに際し、 （ｉ）触媒の不存在下且つ酸素含有ガスの存在下に廃水
を液相酸化する工程、 （ｉｉ）粒状担体上に鉄、コバルト、マンガン、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等金属の水に
不溶性又は難溶性の化合物の少なくとも１種を担持した
触媒体の存在下且つ酸素含有ガスの存在下に上記工程（
１）からの処理水を液相酸化する工程、（ｉｉｉ　）上
記工程（ｉｉ　）からの処理水を活性汚泥法により好気
性処理する工程、および （ｉｖ　）上記工程（ｉｉｉ　）からの余剰汚泥を前記
工程（ｉ）に返送する工程 を備えたことを特徴とする廃水の処理方法（以下この方
法を本願発明■という）。

■　懸濁物、アンモニア及びＣＯＤ戊分の２種以上を含
む廃水を処理するに際し、 （ｉ）触媒の不存在下且つ酸素含有ガスの存在下に廃水
を液相酸化する工程、 （１１）粒状担体上に鉄、コバルト、マンガン、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等金属の水に
不溶性又は難溶性の化合物の少なくとも１種を担持した
触媒体の存在下且つ酸素含有ガスの存在下に上記工程（
ｉ）からの処理水を液相酸化する工程、（ｉｉｉ　）上
記工程（ｉｉ　）からの処理水を嫌気メタン発酵により
嫌気性消化する工程、 （ｉｖ）上記工程（ｉｉｉ　）からの処理水を活性汚泥
法により好気性処理する工程、および （ｖ）上記工程（ｉｉｉ　）および（ｉｖ　）からの余
剰汚泥を前記工程（ｉ）に返送する工程 を備えたことを特徴とする廃水の処理方法（以下この方
法を本願発明■という）。

なお、本発明において、廃水に含まれるアンモニアとは
、水中解離によりアンモニウムイオンを形成し得るアン
モニウム化合物をも包含するものである。又、ＣＯＤ成
分は、フェノール、シアン化物、チオシアン化物、油分
、チオ硫酸、亜硫酸、硫化物、亜硝酸、有機塩素化合物
（トリクロロエチレン、テトラクロロエチレン、トリク
ロロエタン、塩化メチレン等）等をも包含する。更に又
、懸濁物（Ｓ　Ｓ）とは、ＪＩＳ　　Ｋ　　０１０２に
規定された物質及び日本水道協会による下水試験方法に
定められた浮遊物並びにその他の固形で可燃性の物質（
硫黄等）をいう。

本発明方法は、上記の各成分（アンモニア、ＣＯＤ成分
及びＳＳ）の２種又は３種を含む廃水の処理に好適であ
る。この様な廃水の具体例としては、下水汚泥、下水汚
泥濃縮水、産業廃水汚泥、し尿、脱硫・脱シアン廃液、
石炭のガス化・液化排水、重質油類ガス化排水、食品工
場排水、アルコール製造工場排水、化学工場排水、含水
状態のバイオマス（おがくず等）等が挙げられるが、こ
れ等に限定されるものではない。

本願発明Ｉの第一工程（以下Ｉ−（ｉ）工程とする）で
は、触媒を使用することなく、酸素含有ガスの存在下に
廃水を液相酸化する。本工程で使用する酸素含有ガスと
しては、空気、酸素富化ガス、酸素、更にはシアン化水
素、硫化水素、アンモニア、硫黄酸化物、有機硫黄化合
物、窒素酸化物、炭化水素等の１種又は２種以上を含有
する酸素含有廃ガス等が挙げられる。これ等ガスの供給
量は、廃水中（又は廃水中及び廃ガス中）のＳＳ。

アンモニア及びＣＯＤ成分の全量を窒素、炭酸ガス、水
等にまで酸化分解するに必要な理論酸素量の１〜１．５
倍量、より好ましくは１．０５〜１．２倍量の酸素が供
給される様にするのが良い。

酸素含有廃ガスを酸素源とする場合には、ガス中の有害
成分も同時に処理し得るという利点が得られる。酸素含
有廃ガスを使用する場合に酸素の絶対量が不足であれば
、空気、酸素富化空気又は酸素により不足量を補うのが
良い。なお、酸素含有ガスは、Ｉ−（ｉ）工程に供給さ
れる廃水に対して全量供給する必要はなく、Ｉ−（ｉ）
工程と次工程とに分散して供給しても良い。例えば、ニ
ー（ｉ）工程においては、通常ＳＳの１０〜９０％程度
が分解乃至可溶化され、ＣＯＤ成分の１０〜６０％程度
及びアンモニアのＯ〜１５％程度が分解されるので、理
論酸素量の０．４〜０．８倍量に相当する酸素含有ガス
を供給し、残余を次工程で供給しても良い。Ｔ−（ｉ）
工程における反応時の温度は、通常１００〜３７０℃、
より好ましくは２００〜３００℃程度である。反応時の
温度が高い程、供給ガス中の酸素分率が高い程、また操
作圧力が高い程、ＳＳの可溶化をも含めた被処理成分の
分解率が高くなり、反応器内での廃水滞留時間が短縮さ
れ且つ次工程での反応条件が緩和されるが、反面におい
て設備費が大となるので、廃水の種類、次工程における
反応条件との兼ね合い、要求される処理の程度、全体と
しての運転費及び設備費等を総合的に考慮して定めれば
良い。

反応時の圧力は、所定の反応温度において廃水が液相を
保つ最低限の圧力以上であれば良い。反応時間は、反応
器の大きさ、廃水の水質、温度、圧力等により変り得る
が、通常１５〜１２０分程度であり、好ましくは３０〜
６０分程度である。この所要時間は、前出の特公昭５９
−１９７５７号などの先願発明における液相酸化時の所
要時間に比して大巾に短縮されている。これは、本願発
明では最終的に生物学的処理を併用することにより達成
される大きな利点である。

次いで、本発明■の第二工程（以下Ｉ−（ｉｉ）工程と
する）では、Ｉ−（ｆ）工程からの処理水を粒状担体上
に担持された触媒体の存在下に再度液相酸化する。触媒
有効成分としては、鉄、コバルト、マンガン、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、並びにこれ等の酸化物、
更には二塩化ルテニウム、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等の水に対し不溶
性乃至難溶性の化合物が挙げられ、これ等の１種又は、
２種以上が担体上に担持される。触媒有効成分は、常法
に従って、アルミナ、シリカ、シリカ−アルミナ、チタ
ニア、ジルコニア、活性炭等の粒状担体或いはニッケル
、ニッケルークロム、ニッケルークロム−鉄等の金属多
孔粒状担体等に担持させた状態で使用する。尚、本願に
おいて“粒状“とは、球状、ペレット状、円柱状、破砕
片状、粉末状等の種々の形状のものを包含する。

触媒有効成分の担持量は、担体重量の通常０．０５〜２
５％程度、より好ましくは０．５〜３％程度である。反
応装置は、固定床形式のものを使用し、その容積は、液
の空間速度が０．５〜１２　Ｌ／ｆｌｒ　（空塔基準）
程度、より好ましくは１．０〜４１／）Ｉｒ（空塔基準
）程度となる様にするのが良い。前述の如く、Ｉ−（ｉ
）工程において必要酸素の全量が廃水に供給される場合
には、Ｉ−（ｉｒ＞工程および次工程では酸素含有ガス
の供給を行なう必要はなく、Ｉ−（ｉ）工程において全
必要酸素量の一部が供給されている場合にのみ、本Ｉ−
（ｉｉ）工程および／または次工程において残余の酸素
量に相当する酸素含有ガスの供給を行なう。Ｉ−（ｉｉ
）工程における反応温度は、通常１００〜〜３７０℃程
度、より好ましくは２００〜３００℃程度である。反応
時の圧力は、廃水が液相を保持し得る程度であれば良い
。Ｉ−（ｉｉ　）工程における反応時間は、原廃水の種
類、反応温度および圧力などにより異なるが、長すぎる
場合には、次工程における嫌気メタン発酵に際しての発
酵原料となるべき有機物よでもが完全に酸化されて炭酸
ガスとなってしまうので、炭素数５以下のカルボン酸が
残存する様に留意することが望ましい。かく（て、Ｉ−
（ｉｉ）工程では５Ｓ１ＣＯＤ戊分の少なくとも１部が
分解され、残余のＳＳ、ＣＯＤ戊分申分中分子物質、生
物学的難分解性物質が低分子化され、微生物分解性に優
れ且つ嫌気メタン発酵または好気活性汚泥分解の反応速
度の大きい物質に変換される。また、アンモニアが実質
的に分解される。

Ｉ−（ｉｉ）工程で得られた処理水中に硫酸ソーダ等の
分解生成物が含まれていて、引続く嫌気性消化工程での
処理効率を低下させることが懸念される場合には、Ｉ−
（ｉｉ）工程からの加圧状態の処理水を逆浸透圧装置に
直接送り、脱塩することが出来る。逆浸透圧装置からの
濃縮水は、廃水原水に混合して再度本発明による処理に
供したり、濃縮水から硫酸ソーダなどの有用物を回収し
たりすることができる。また、処理水中に不燃性灰分が
含まれている場合には、限外濾過膜（ウルトラフィルタ
ー、メンブレンフィルターなど）により、或いは重力沈
降分離槽で灰分を分離後、次工程に送られる。

本願発明Ｉの第三工程（以下Ｉ−（ｉｉｉ）工程とする
）では、Ｉ−（ｉｉ）工程からの処理水を公知の嫌気メ
タン発酵法により消化処理する。この処理に際しては、
Ｉ−（ｉｉ）工程からの暖い処理水の温度を嫌気メタン
発酵に有効に利用することにより、効率の高い高温発酵
を、経済的に行うことが可能となり、前工程で生成され
た生物学的に易分解性の物質が短時間内に処理される。

Ｉ−（ｉｉｉ）工程における処理条件は、特に限定され
ないが、通常温度は３５〜６０℃程度、消化日数は１〜
３０日程度、汚泥濃度は２〜５％程度である。

Ｉ−（ｉｉｉ）工程からの余剰汚泥は、本願発明Ｉの第
四工程（以下Ｉ−（ｉｖ）工程とする）として、前記Ｉ
−（ｉ）工程に返送され、廃水原水と混合されて、再度
処理される。

本願発明■の第一工程（以下ＩＩ−（ｉ）工程とする）
はＩ−（、ｉ）工程と同様の条件で触媒の不存在下且つ
酸素含有ガスの存在下に廃水の液相酸化を行なう。

本願発明■の第二工程（以下ＴＩ−（ｉｉ）とする）に
おいて使用する粒状触媒体は、■−（１１）工程で使用
する粒状触媒体と同様で良い。反応時の条件も、Ｉ−（
ｉｉ）工程と同様で良い。

本願発明■の第三工程（以下Ｕ−（ｉｉｉ）工程とする
）では、ＩＩ−（ｉｉ）工程からの処理水を公知の活性
汚泥法により好気処理する。ＩＩ−（ｉｉｉ）工程にお
ける処理条件は、特に限定されないが、通常温度は２０
〜４０℃程度、滞留時間は３〜２４時間程度、ｐＨは中
性附近である。

Ｕ−（ｉｉｉ）工程における曝気に必要な酸素としては
、Ｉｆ−（ｉｉ）工程で使用した酸素含有ガス中の残余
の酸素を含む排ガスを利用してもよい。

ＩＩ−（ｉｉｉ）工程からの余剰汚泥は、本願発明Ｈの
第四工程（以下ＩＩ−（ｉｖ）工程とする）として、前
記ｎ−，ｃ＋）工程に返送され、廃水原水と混合されて
、再度処理される。

本願発明■の第一工程（以下ＩＩＩ−（ｉ）工程とする
）は、■−（ｉ）工程と同様の条件で触媒の不存在下且
つ酸素含有ガスの存在下に廃水の液相酸化を行なう。

本願発明■の第二工程（以下ＩＩＩ−（ｉｉ）工程とす
る）において使用する粒状触媒体は、Ｉ−（ｉｉ）工程
で使用する粒状触媒体と同様で良い。反応時の条件も、
Ｉ−（ｉｉ）工程と同様で良い。

本願発明■の第三工程（以下ｍ−（ｉｉｉ）工程とする
）は、Ｉ−（ｉｉｔ）工程と同様にして、■−（１１）
工程からの処理水を嫌気メタン発酵法により消化処理す
る。

ＩＩＩ　＝（ｉｉｉ）工程からの処理水が、各種の水質
規制、放流基準などに合致しない場合には、本願発明■
の第四工程（以下ｍ−（ｉｖ）工程どする）として、該
処理水を公知の活性汚泥法により好気処理する。ＩＩＩ
−（ｉｖ）工程における処理条件は、特に限定されない
が、′前記ＩＩ−（ｉｉｉ）工程と同様で良い。

ｍ−（ｉｉｉ）工程からの余剰汚泥およびｍ−−（ｉｖ
）工程からの余剰汚泥は、本願発明■の第五工程（以下
Ｉ［ｒ−（ｖ）工程とする）として、前記ｍ−（ｉ）工
程に返送され、廃水原水と混合されて、再度処理される
。

尚、本願発明Ｉ　−（ｉ）　、Ｉ　−（ｉｉ）　、ＩＩ
　−（ｉ）　、ＩＩ　−（ｉｉ）　、ｍ　−（ｉ）　、
［−（ｉｉ）の各工程においては、処理水のｐＨが５〜
１０程度、より好ましくは６〜９程度の範囲で特に液相
酸化が良好に進行するので、廃水の種類によっては、例
えば水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム、水酸化カルシ
ウムなどのアルカリ性物質或いは硫酸などの酸性物質に
より予め廃水のｐＨ調整を行なったり、又、Ｉ−（ｉｉ
）工程、ＩＩ−（ｉｉ）工程、■−（ｉｉ）工程での処
理水に同様のアルカリ物質或いは酸性物質を添加してそ
のｐＨ調整を行なうことができる。又、各工程に供され
る廃水又は処理水の当初のｐＨが５〜１０程度であって
も、反応の進行に伴って液のｐＨが大巾に低下し、有害
成分の分解率が低下したり、或いは酸性液による反応器
、配管、熱交換器等の損傷が大となったりすることがあ
る。従って、反応系中の液のｐＨが強酸性とならない様
に、反応系に適宜上記と同様のアルカリ物質を添加する
ことが望ましい。

以下添附図面を参照しつつ本発明を更に詳細に説明する
。

第１図は、本願発明Ｉの実施の一例を示すフローチャー
トである。Ｓ３１アンモニア及びＣＯＤ成分を含む廃水
は、廃水貯槽（１）からポンプ（３）によりライン（５
）を経て圧送され、圧縮機（７）により昇圧されてライ
ン（９）から圧送される酸素含有ガスと混合された後、
ライン（１１）、熱交換器（１３）を経てライン（１５
）に至る。廃水が粗大な固形物を含有している場合には
、必要に応じ予め固形物を除去するか或いは破砕してお
くことが望ましい。廃水は、熱交換器（１３）における
熱交換により所定温度以上となっている場合には、ライ
ン（１７）及び（１つ）を経て第１の反応ゾーン（２１
）に送給され、所定温度に達していない場合には、ライ
ン（２３）、加熱炉（２５）、ライン（２７）及びライ
ン（１９）を経て反応ゾーン（２１）に送給される。

廃水には、必要に応じ、通常水溶液の形態で、アルカリ
物質または酸性物質が、ｐ）（調整物質貯槽（２つ）か
らライン（３１）、ポンプ（３３）、ライン（３５）及
びライン（３７）を経て添加される。また、ライン（３
１）から分岐するライン（３２）を経てｐＨ調整物質を
廃水貯槽（１）に送り、予め廃水のｐＨ調整を行なって
も良い。第１の反応ゾーン（２１）内では、触媒を使用
することなく、酸素含有ガスの存在下に廃水の液相酸化
が行なわれる。

第１の反応ゾーン（２１）からの処理水は、球状担体上
に触媒有効成分を担持させた触媒体を充填する第２の反
応ゾーン（３つ）に送られ、ここで再度液相酸化に供さ
れる。第１の反応ゾーン（２１）からの処理水には、圧
縮機（７）からの酸素含有ガスをライン（４１）を経て
供給しても良く、また貯槽（２９）からのｐＨ調整物質
をライン（３１）、ポンプ（３３）、ライン（３５）及
びライン（４３）を経て添加しても良い。尚、アルカリ
物質は、第１の反応ゾーン（２１）及び第２の反応ゾー
ン（３つ）の適宜の位置（図示せず）に供給しても良い
。

第２の反応ゾーン（３つ）において液相酸化された処理
水は、ライン（４５）を経て熱交換器（１３）に入り、
ここで未処理の廃水に熱エネルギーを与えた後、ライン
（４７）を経て冷却器（４９）に入り、冷却される。ラ
イン（４７）からの冷却水の温度が５０℃前後となって
いる場合には、冷却器（４つ）を使用する必要はない。

冷却器（４つ）を出た処理水は、ライン（５１）を経て
気液分離器（５’３）においてライン（５５）からの気
体とライン（５７）からの液体とに分離される。第２の
反応ゾーン（３つ）で得られた処理水中に不燃性灰分が
含まれている場合にはライン（５７）上に分離膜、重力
沈降分離槽など（図示せず）を設け、灰分の除去を行な
っても良い。

ライン（５７）からの液体は、嫌気メタン発酵槽（５つ
）に入り、消化処理された後、ライン（６１）から処理
水が取り出される。嫌気メタン発酵槽（５つ）で生成す
る余剰汚泥は、例えば、ライン（５）上で廃水と混合さ
れて、第１の反応ゾーン（２１）に返送され、廃水原水
とともに処理される。

第１図に示すフローにおいて、嫌気メタン発酵１１（５
９）に代えて、活性汚泥法による好気処理槽を設けるこ
とにより、°本願発明■を実施することができる。゛こ
の場合、ライン（５５）からの気体を好気処理槽に供給
し、酸素源の少なくとも一部として利用することができ
る。好気処理槽で生成した余剰汚泥も、第１の反応ゾー
ン（２１）に返送され、廃水原水とともに処理される。

第２図は、本願発明■の実施の一例を示すフローチャ□
トである。第２図において、第１図におけると同一の機
構は、同一番号で示されている。

廃水貯槽（１）からの廃水は、第１の熱交換器（１３）
及び第２の熱交換器（６５）により加熱され、ライン（
６７）を経て、加熱炉（２５）において更に加熱され或
いは加熱されることなく、第１の反応ゾーン（２１）に
入る。必要ならば、廃水中の粗大な固形物の除去または
破砕を行なっておくことは、前記と同様である。第１の
反応ゾーン（２１）において無触媒状態で液相酸化され
た処理水は、更に粒状触媒体を充填した第２の反応ゾー
ン（３９）において液相酸化される。第２の反応ゾーン
（３９）を出た処理水は、ライン（４５）を経て気液分
離器（５３）により、ライン（７７）からの気体とライ
ン（７つ）からの液体とに分離される。ライン（７７）
からの気体は、熱交換器（１３）において廃水に熱エネ
ルギーを与えた後、ライン（８１）から系外に放出され
る。

一方、ライン（７つ）からの液体は、第２の熱交換器（
６５）において廃水を更に加熱した後、ライン（８３）
を経て嫌気メタン発酵槽（５９）に入り、次いでライン
（６１）を経て好気処理槽（６２）に入って順次処理さ
れ、ライン（６３）から処理水が取り出される。この際
、ライン（８１）からの気体を好気処理槽（６２）に供
給し、酸素源の一部として利用することができる。

嫌気メタン発酵槽（５９）および好気処理槽（６２）で
生成する余剰汚泥は、前記の場合と同様にして、第１の
反応ゾーン（２１）に返送され、廃水原水とともに処理
される。

なお、本願発明Ｉにおいて、第１図のライン（４５）か
らの処理水を第２図の気液分離器（５３）と同様の気液
分離器に送り、以後第２図と同様のフローにより処理し
ても良い。また、同様に、本願発明■において、第２図
のライン（４５）からの処理水を第１図の熱交換器（１
３）と同様の熱交換器に送り、以後第１図と同様のフロ
ーにより処理しても良い。

発明の効果 本発明によれば、アンモニア及びＣＯＤ戊分のみならず
、高濃度の懸濁物を含む廃水を効率良く処理することが
できる。即ち、本発明においては、先ず触媒の不存在下
且つ酸素含有ガスの存在下に行なわれる廃水の第一段階
液相酸化により、廃水中のＳＳの可溶化が進行する。次
いで、触媒の存在下且つ酸素含有ガスの存在下に行なわ
れる廃水の第二段階液相酸化により、アンモニアなどの
含窒素化合物の分解が行なわれ、またＳＳを含むＣＯＤ
成分も一部分解されるとともに、高分子物質、生物学的
難分解性成分等を含む有機化合物の大部分が、触媒の作
用により、酢酸などの低級脂肪族カルボン類に変換され
る。そして、上記の如く液相酸化分解処理された廃水中
の低分子量の生物学的に易分解性の生成物は、嫌気性メ
タン発酵処理または好気性処理或いは嫌気性メタン発酵
処理と好気性処理との組合せにより、極めて効率良くさ
れる。

従って、本発明によれば、高濃度のＳＳを含有する廃水
を効果的に処理することができる。例えば下水処理場で
の処理に際し、従来好気性処理での曝気槽容量が建設省
基準により下水通水量に対し６〜８時間相当必要とされ
ていたのに対し、生成する余剰汚泥の処理に本発明方法
を適用する場合には、その時間を約１／３程度に短縮す
ることができる。

また、廃水の脱色、脱臭及び殺菌も同時に行なわれる。

実施例 以下実施例を示し、本発明の特徴とするところをより一
層明らかにする。

実施例１ 第１図及び第２図に示すフローに従って、本願発明Ｉ、
Ｉｆ及び■により、下水汚泥濃縮液を処理した。該下水
汚泥濃縮液の組成は、第１表に示す通りである。

第　　　１　　　表 Ｉ−（ｉ）工程； 下水汚泥を空間速度２．　ＯＬ／Ｉｌｒ　（空塔基準）
及び質量速度７．・９６ｔ／ｍ２Ｈｒで第１の反応ゾー
ン（２１）の下部に供給した。一方、空間速度２２６１
／Ｈｒ　（空塔基準、標準状態換算）で空気を第１の反
応ゾーン（２１）の下部に供給した。

この状態で温度２５０℃、圧力９０ｋｇ／ｃｍ２−　Ｇ
の条件下に廃水の無触媒液相酸化処理を行なった。

本工程で得られた処理水の組成を第２表に示す。

第　　　２　　表 れ７０．６％、５１．９％、４２．７％及び２５％であ
る。また、ＢＯＤ戊分は、液相酸化分解により若干高く
なっている。さらに、含窒素化合物がアンモニアに転化
されたことにより、アンモニア濃度は、約２倍となって
いる。

Ｉ−（ｉｉ）工程： チタニア担体に担体重量の２％のルテニウムを担持させ
た球形（４〜６ｍｍφ）触媒体をＩ−（ｉ）工程での空
塔容積量の１／２ｉ１となる様に充填した第２の反応ゾ
ーン（３９）に上記Ｉ−（ｉ）工程からの処理水及び空
気を供給し、液相酸化を行なった。反応温度は２７０℃
とし、圧力は、Ｉ−（ｉ）工程と同様とした。

本工程で得られた処理水の組成を第３表に示す。

第１表と第２表との対比から明らかな如く、無触媒液相
酸化によるＣＯＤ　（Ｍｎ）　、Ｃ０Ｄ（Ｃｒ）、ＴＯ
Ｄ及びＴＯＤの分解率は、それぞ第 表 第１表と第３表との対比から明らかな如く、Ｃ０Ｄ（Ｃ
ｒ）およびＴＯＤの廃水ＩＱ当りの分解量は、それぞれ
１３８８０ｍｇおよび２４６０Ｃ１ｓｇである。これら
成分の分解による反応熱とアンモニア成分の分解による
反応熱とにより、反応は、外部からの熱供給なしに行な
うことができた。即ち、第１図に示すフローにおいて、
加熱炉（２５）を使用する必要はなかった。

■−（ｉｉ）工程からの処理水を熱交換器（１３）及び
冷却器（４つ）により冷却した後、気液分離器（５３）
に送り、排気ガスと処理水とに分離した。なお、処理水
の温度は、次工程の嫌気メタン発酵槽での温度が約５．
５℃となる様に冷却器（４つ）で調節した。

気液分離器（５３）からの排気ガス中には、ＮＨ３、Ｓ
Ｏｘ及びＮＯｘは検出されなかった。

Ｉ−（ｉｉｉ）工程 Ｉ−（ｉｉ）工程からの処理水を重力沈降分離槽（図示
せず）に導き、残存ＳＳを分離除去した。

分離されたＳＳの９５％以上は、不燃性灰分であった。

重力沈降分離槽からの液を１０％水酸化ナトリウム溶液
によりｐＨ約７．５に調節した後、嫌気メタン発酵槽（
５つ）に送入した。嫌気メタン発酵槽は、流動床形式の
ものであり、粒径３００μｍの多孔質セラミック粒子に
菌体を付着させ、循環ポンプにより流動床を形成させた
。

嫌気性消化後の消化液の水質（本願発明Ｉの結果）を第
４表に示す。

なお、嫌気性消化後の余剰汚泥は、Ｉ−（ｉ）工程に返
送して、処理した。

第　　　４　　　表 上記のＩ−（ｉ）工程およびＩ−（ｉｉ）工程と同様に
してＩＩ−（ｉ）工程およびＩｆ−（ｉｉ）工程による
処理を行なって得た処理水（ＳＳ分離除去済み、約３５
℃）を活性汚泥法により好気処理した。

好気処理後の水質（本願発明■の結果）を第５表に示す
。

第　　　５　　表 ＩＩ−（ｉｉｉ）工程： なお、好気処理後の余剰汚泥は、ＩＩ−（ｉ）工程に返
送して、処理した。

ｍ−（ｉｖ）工程： 上記のＩ−（ｉ）工程、Ｉ−（ｉｉ）工程およびＩ−（
ｉｉ’＋）工程と同様にして処理を行なって得た処理水
を活性汚泥処理槽（６２）において好気処理した。

好気処理後の水質（本願発明■の結果）を第６表に示す
。

第　　　６　　　表 実施例２ 第１図に示すフローに従って本願発明■により、下水汚
泥濃縮液を処理した。下水汚泥濃縮液の組成は、実施例
１の場合と同様であった。

先ず、ＩＩ−（ｉ）工程は、温度を２６０℃とし圧力を
９５　ｋｇ／　ｃａ＋”　　・Ｇとした以外は実施例１
のＩ−（ｉ）工程と同様にしで行なった。

また、ＩＩ−（ｉｉ）工程は、温度を２８０℃とし、圧
力を９５　ｋｇ／　ｃａｂ２　・Ｇとした以外は実施例
１のＩ−（ｉｉ）と同様にして行なった。

ＩＩ−（ｉｉ）工程で得られた処理水を限界濾過膜を用
いて濾過し、ＳＳを分離除去した後、力性ソーダ溶液で
ｐＨを６．８に調整し、温度的３５℃で好気性処理に供
した。分離されたＳＳの９５％が不燃性の灰分であった
ので、系外に取り出した。

各工程出口における水質を第７表に示す。

なお、気液分離器（５３）からの排気中には、ＮＨ３、
ＳＯｘ及びＮＯｘは検出されなかった。

また、高濃度のＳＳを含む下水汚泥濃縮液の処理を述べ
２０００時間行なった後にも、各工程での各成分の分解
率の低下は認められず、廃水処理を引続き支障なく行な
うことができた。

実施例３〜１２ 第２図に示すフローに従って本願発明■により、実施例
１と同様の下水汚泥濃縮液を処理した。

ＩＩ−（ｉ）およびＩＩ−（ｉｉ）工程での液空間速度
は、ＩＩ−（ｉ）工程では１．　ＯＬ／Ｈｒ　（空塔基
準）とし、ＩＩ−（ｉｉ）工程では１．　３３１／）Ｉ
ｒ（空塔基準）とした。

ＩＩ−（ｉｉ）工程で使用した球型触媒は、第８表に示
す通りである。

上記以外の条件は、実施例１と同様とした。

第８表にＩｆ−（ｉｉ）工程およびＩＩ−（ｉｉｉ）工
程で得られた処理水の水質を示す。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は、 フローチャートである。 （１）・・・廃水貯槽、 （３）・・・ポンプ、 （７）・・・圧縮機、 （１３）・・・熱交換器、 （２１）・・・第１の反応ゾーン、 （２５）・・・加熱炉、 （２９）・・・ｐＨ調整物質貯槽、 （３３）・・・ポンプ、 （３つ）・・・第２の反応ゾーン、 （４つ）・・・冷却器、 （５３）・・・気液分離器、 （５つ）・・・嫌気メタン発酵槽、 （６２）・・・活性汚泥槽。 本発明の実施態様を示す （以 上）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）懸濁物、アンモニア及びＣＯＤ成分の２種以上を
   含む廃水を処理するに際し、 （ｉ）触媒の不存在下且つ酸素含有ガスの存在下に廃水
   を液相酸化する工程、 （ｉｉ）粒状担体上に鉄、コバルト、マンガン、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等金属の水に
   不溶性又は難溶性の化合物の少なくとも１種を担持した
   触媒体の存在下且つ酸素含有ガスの存在下に上記工程（
   ｉ）からの処理水を液相酸化する工程、 （ｉｉｉ）上記工程（ｉｉ）からの処理水を嫌気メタン
   発酵により嫌気性消化する工程、および （ｉｖ）上記工程（ｉｉｉ）からの余剰汚泥を前記工程
   （ｉ）に返送する工程 を備えたことを特徴とする廃水の処理方法
2. （２）懸濁物、アンモニア及びＣＯＤ成分の２種以上を
   含む廃水を処理するに際し、 （ｉ）触媒の不存在下且つ酸素含有ガスの存在下に廃水
   を液相酸化する工程、 （ｉｉ）粒状担体上に鉄、コバルト、マンガン、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等金属の水に
   不溶性又は難溶性の化合物の少なくとも１種を担持した
   触媒体の存在下且つ酸素含有ガスの存在下に上記工程（
   ｉ）からの処理水を液相酸化する工程、 （ｉｉｉ）上記工程（ｉｉ）からの処理水を活性汚泥法
   により好気性処理する工程、および （ｉｖ）上記工程（ｉｉｉ）からの余剰汚泥を前記工程
   （ｉ）に返送する工程 を備えたことを特徴とする廃水の処理方法
3. （３）懸濁物、アンモニア及びＣＯＤ成分の２種以上を
   含む廃水を処理するに際し、 （ｉ）触媒の不存在下且つ酸素含有ガスの存在下に廃水
   を液相酸化する工程、 （ｉｉ）粒状担体上に鉄、コバルト、マンガン、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等金属の水に
   不溶性又は難溶性の化合物の少なくとも１種を担持した
   触媒体の存在下且つ酸素含有ガスの存在下に上記工程（
   ｉ）からの処理水を液相酸化する工程、 （ｉｉｉ）上記工程（ｉｉ）からの処理水を嫌気メタン
   発酵により嫌気性消化する工程、（ｉｖ）上記工程（ｉ
   ｉｉ）からの処理水を活性汚泥法により好気性処理する
   工程、および （ｖ）上記工程（ｉｉｉ）および（ｉｖ）からの余剰汚
   泥を前記工程（ｉ）に返送する工程 を備えたことを特徴とする廃水の処理方法