JPH09201589A - 含水廃棄物の処理方法 - Google Patents
含水廃棄物の処理方法Info
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Abstract
るとともに、電力、熱エネルギーなどを回収しうる新た
な技術を提供する。 【解決手段】第一の反応器内において、予め加熱した含
水廃棄物を150℃以上の温度且つ液相を維持する圧力に
保ちつつ、酸素の存在下に湿式酸化処理する工程、スラ
ッジおよび/または金属成分を第一の反応器から除去す
る工程、高温高圧の処理液を気液分離する工程、液相か
らスラッジおよび/または金属成分を除去処理する工
程、および第二の反応器内において、高温高圧の上記液
相と上記気相とを金属および金属化合物の少なくとも1
種を活性成分とする触媒の存在下に、液線速度(送入液
量/反応器断面積)0.1cm/sec以上、100℃以上で第一の
反応器よりも低い温度且つ処理液が液相を維持する圧力
に保ちつつ、触媒湿式酸化処理する工程を備える含水廃
棄物の処理方法。
Description
嫌気性処理汚泥、下水汚泥などの汚泥類;生活廃水、食
品工場などからの廃水、生物学的処理が困難な成分を含
む産業廃水などの廃水;厨芥、紙、プラスチック、木
片、竹片、草片、藁、繊維、野菜片、ゴム、皮などの固
形状有機物を含む含水性の廃棄物(本明細書において
は、この様な汚泥、廃水および固形状廃棄物を含水性の
廃棄物を含水廃棄物と総称する)の処理方法に関する。
有機物を含む含水性の廃棄物は、それぞれの特性に応じ
た別個の技術により処理されている。
いは埋め立て処理されている。有機物含有廃水は、活性
汚泥処理された後、生成する汚泥は、上記の様に焼却或
いは埋め立て処理されている。有機物を含む含水性の廃
棄物は、そのまま乾燥後焼却されている。
増大して、上記の様な従来技術により個別的に処理する
方法では、次第に対処し難くなっている。
水廃棄物を一括して高い分解効率で処理しうるととも
に、電力、熱エネルギーなどを回収しうる新たな技術を
提供することを主な目的とする。
技術の現状に鑑みて、汚泥類、各種廃水、有機物を含む
含水性の廃棄物などの含水廃棄物を処理する技術につい
て研究を開始した。その過程において、これらの含水廃
棄物が、高濃度の懸濁物質を含有し且つ含水状態にある
という共通した性状を有していることに着目して、さら
に研究を重ねた結果、この様な含水廃棄物を特定の条件
下に湿式酸化処理および触媒湿式酸化処理する場合に
は、上記の課題をほぼ達成し得ることを見出した。
処理方法を提供する; I.(1)第一の反応器内において、予め加熱した含水
廃棄物を150℃以上の温度且つ液相を維持する圧力に保
ちつつ、廃棄物中のシアン化合物、窒素化合物、有機性
物質および無機性物質を分解するに必要な理論酸素量以
上の酸素の存在下に湿式酸化処理する工程、(2)上記
(1)の工程で生成したスラッジおよび/または金属成
分を第一の反応器から除去する工程、(3)上記(1)
の工程で得られた高温高圧の処理液を気液分離する工
程、(4)上記(3)の工程で得られた液相からスラッ
ジおよび/または金属成分を除去処理する工程、および
(5)第二の反応器内において、上記(4)の工程で処
理された高温高圧の液相と上記(3)の工程で得られた
気相とを金属および金属化合物の少なくとも1種を活性
成分とする触媒の存在下に、液線速度(送入液量/反応
器断面積)0.1cm/sec以上、100℃以上で第一の反応器よ
りも低い温度且つ処理液が液相を維持する圧力に保ちつ
つ、触媒湿式酸化処理する工程を備えたことを特徴とす
る含水廃棄物の処理方法。
加熱した含水廃棄物を150℃以上の温度且つ液相を維持
する圧力に保ちつつ、液線速度(送入液量/反応器断面
積)を0.1cm/sec未満で廃棄物中のシアン化合物、窒素
化合物、有機性物質および無機性物質を分解するに必要
な理論酸素量以上の酸素の存在下に湿式酸化処理する工
程、(2)上記(1)の工程で生成したスラッジおよび
/または金属成分を第一の反応器から除去する工程、
(3)上記(1)の工程で得られた高温高圧の処理液を
気液分離する工程、(4)上記(3)の工程で得られた
液相からスラッジおよび/または金属成分を除去処理す
る工程、および(5)第二の反応器内において、上記
(4)の工程で処理された高温高圧の液相と上記(3)
の工程で得られた気相とを金属および金属化合物の少な
くとも1種を活性成分とする触媒の存在下に、液線速度
(送入液量/反応器断面積)0.1cm/sec以上、100℃以上
で且つ処理液が液相を維持する圧力に保ちつつ、触媒湿
式酸化処理する工程を備えたことを特徴とする含水廃棄
物の処理方法。
め加熱した含水廃棄物を150℃以上の温度且つ液相を維
持する圧力に保ちつつ、液線速度(送入液量/反応器断
面積)を0.1cm/sec未満で廃棄物中のシアン化合物、窒
素化合物、有機性物質および無機性物質を分解するに必
要な理論酸素量以上の酸素の存在下に湿式酸化処理する
工程、(2)上記(1)の工程で生成したスラッジおよ
び/または金属成分を第一の反応器から除去する工程、
および(3)上記(1)の工程で得られた高温高圧の処
理液を気液分離する工程、(4)上記(3)の工程で得
られた液相からスラッジおよび/または金属成分を除去
処理する工程、および(5)第二の反応器内において、
上記(4)の工程で処理された高温高圧の液相と上記
(3)の工程で得られた気相とを金属および金属化合物
の少なくとも1種を活性成分とする触媒の存在下に、液
線速度(送入液量/反応器断面積)0.1cm/sec以上、100
℃以上で第一の反応器よりも低い温度且つ処理液が液相
を維持する圧力に保ちつつ、触媒湿式酸化処理する工程
を備えたことを特徴とする含水廃棄物の処理方法。
びIIIの発明をそれぞれ本願第1発明、本願第2発明お
よび本願第3発明といい、全ての発明を総括する場合に
は、単に本発明という。
に限定されず、好気性処理汚泥、嫌気性処理汚泥、下水
汚泥などの汚泥類;厨芥、紙、プラスチックなどを含む
生活廃水、し尿、メッキ廃水、食品工場廃水、製紙工場
廃水、製薬工場廃水、写真廃水、印刷廃水、農薬関連廃
水、染色廃水、半導体製造工場廃水、石炭の液化或いは
ガス化に伴い発生する廃水、都市ゴミの熱分解に伴い発
生する廃水などの有機物を含有する廃水;草木、竹、
草、藁、繊維類、野菜くず、ゴム、皮などの固形状有機
物などが例示される。これらの廃棄物は、必要に応じ
て、2種以上を混合して、処理しても良い。紙、プラス
チック、草木、竹、草、藁、繊維類、ゴム、皮などのそ
れ自体固体状の廃棄物も、これらを例えば下水、生活廃
水などに加えることにより、含水廃棄物とすることがで
きるので、本願発明にいう含水廃棄物に含める。
らに、Mg、Al、Si、P、Ca、Ti、Cr、M
n、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Cdなどの金属成
分の1種または2種以上を含んでいても、良い。
発明について詳細に説明する。
る。
所定の圧力まで昇圧され、さらに圧縮機により予め昇圧
された空気などの酸素含有ガスを混合され、次いで熱交
換器により150℃以上の温度に加熱された後、第一の反
応器(以下においては、後記の触媒を充填した第二の反
応器と区別するために、空塔反応器という)に供給され
る。熱交換器の熱源としては、第二の触媒充填反応器
(以下においては、第一の空塔反応器と区別するため
に、触媒反応器という)からの高温の処理液を循環させ
て使用しても良く、或いは他の加熱手段を使用しても良
い。汚濁物の濃度が低く、冬季などにおいて反応時に所
定の反応温度を維持できない場合或いは所定の温度まで
の昇温を必要とする場合などには、さらに加熱器(図示
せず)により加熱したり、或いは蒸気発生器(図示せ
ず)から空塔反応器に蒸気を供給することもできる。ま
た、スタートアップに際して空塔反応器内温度を所定温
度とするためにも、空塔反応器内に直接蒸気を送入して
昇温したり、或いは熱交換器と空塔反応器との間に加熱
器(図示せず)を設けて昇温することもできる。
る温度は、通常150℃程度以上、より好ましくは150〜37
0℃程度である。反応時の温度が高い程、有機物などの
分解率が高まり、また空塔反応器内での含水廃棄物の滞
留時間も短縮されるが、反面において設備費が増大する
ので、第一次反応温度は、含水廃棄物中の汚濁物質濃
度、要求される処理の程度、運転費、建設費などを総合
的に考慮して、定めれば良い。反応時の圧力は、所定温
度において含水廃棄物が液相を保持し得る圧力以上であ
れば良い。
化合物、窒素化合物、有機性物質および無機性物質を無
害の生成物にまで分解するに必要な理論酸素量以上、よ
り好ましくは理論酸素量の1.05から1.5倍量程度であ
る。
施態様を挙げたが、酸素源としては、特に限定されず、
その他に酸素富化空気、酸素、不純物としてシアン化水
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、炭化水素などの1種または2種以上を
含有する酸素含有廃ガスなどが例示される。
廃棄物中のシアン化合物、窒素化合物、有機性物質およ
び無機性物質(被処理成分)をN2、H2OおよびCO2
にまで分解するに必要な酸素量」を意味する。理論酸素
量は、処理対象とする含水廃棄物中の被処理成分を分析
し、それらの分解に必要な理論酸素量を算出することに
より、容易に決定しうる。実用的には、経験と若干の実
験とに基づいて、いくつかのパラメーターを用いて、高
い精度で理論酸素量を近似的に算出できる関係式を見出
すことができる。この様な関係式は、例えば、特公昭5
8−27999号公報に開示されている。
る場合に使用する投入装置およびスラッジ排出装置の概
要を図2に示す。
1、2および3は、閉じられており、空塔反応器内は高
圧で、投入装置内は常圧である。投入操作開始ととも
に、バルブ1を開け、固体廃棄物を投入装置に投入した
後、バルブ1を閉じ、バルブ3を開けて、高圧空気によ
り投入装置内を空塔反応器と同圧となるまで昇圧する。
次いで、バルブ3を閉じ、バルブ2を開けて、投入装置
内の固体廃棄物を空塔反応器内に投入した後、バルブ2
を閉じる。この際、固体廃棄物の寸法が大きすぎる場合
には、投入装置への供給に先立って予め粉砕乃至破砕し
ておく。また、固体廃棄物としての含水量が低すぎる場
合には、廃水を加えて、処理する。
に、無機化合物を主とするスラッジが沈降し、堆積す
る。堆積したスラッジは、図2の下方に示す様に、空塔
反応器下方のバルブ4を開けて、反応器内のスラッジ液
をスラッジ排出装置に移送した後、バルブ4を閉じ、次
いでバルブ5を開けることにより、除去することが出来
る。スラッジ排出装置には、原水の種類に応じて、(例
えば、原水がメッキ廃水であって、シアンが生成される
場合などには)、蒸気を供給し、スラッジ中のシアンを
完全に分解することが出来る。スラッジ排出装置には、
スラッジおよび/または金属成分が次第に堆積してくる
ので、その下方に設けたバルブ5を開けて、スラッジ液
を排出した後、バルブ5を閉じる。スラッジ液は、公知
の固液分離処理に供し、分離液は原水とともに、再度空
塔反応器に循環し、処理することができる。空塔反応器
内で生成したスラッジは、この様なロックホッパ方式に
より、半連続的に抜き出し、排出することが出来る。こ
のスラッジおよび/または金属成分の除去により、後続
の触媒反応器における触媒への付着を抑制し、長期にわ
たり高い触媒活性を維持することができる。
1或いは後出の図4の空塔反応器においても使用可能で
あることは、いうまでもない。
気相と液相とに分離される。
式的に図3に示す。図示の装置においては、空塔反応器
の上部に4つのノズルN-1、N-2、N-3およびN-4を備え
た気液分離器を設けてあり、反応器下部からの気液混合
物(G+L)は、ノズルN-1の部位で分離される。気相G
は、液面の上部またはノズルN-2からノズルN-3を経て次
工程に導かれる。一方、液相Lは、ノズルN-1からノズル
N-4を経て次工程に導かれる。分離された液相Lは、固液
分離装置に供給され、ここで固形物を除去された後、気
相Gと併せて第二の触媒反応器に供給され、第二次反応
に供される。なお、本発明において、空塔反応器内での
気液分離は、その目的が達成される限り、任意の構成の
装置を使用して行うことができる。
されなかった固形物を分離するために使用するものであ
り、セラミックフィルター、金属フィルター、サイクロ
ン装置などを単独で或いは適宜組み合わせて使用する。
図示はしないが、固液分離装置は、2系列設置し、バル
ブを切り替えて、交互に使用することが好ましい。2系
列の固液分離装置を設置する場合には、不使用状態の1
系列を常圧下或いは加圧下に、化学的に(例えば、5〜1
0%硝酸、5〜10%水酸化ナトリウムなどの薬剤を使用し
て)洗浄したり、或いは物理的に(蒸気或いは高圧蒸気
を使用して、或いはセラミックボール、金属ボールを移
動させて)洗浄することにより、スラッジを系外に除去
することができる。固液分離装置を使用することによ
り、空塔反応器からの液相中の固形分をほぼ除去するこ
とができるので、触媒反応器中の触媒活性をより長期に
わたり安定して持続させ、その寿命を延長させることが
できる。
る多量のアルカリ金属化合物が含まれている場合には、
液相中のアルカリ金属合計量1モル当り0.25〜0.55倍量
程度の硫酸を添加することにより、そのpH調整を行な
うことが好ましい。この硫酸添加により、触媒反応器に
おける窒素化合物(特にNO2態窒素およびNO3態窒
素)の生成を抑制することもできる。なお、硫酸に代え
て或いは硫酸とともに、触媒反応器における反応条件下
に硫酸を生成し得る物質(例えば、硫黄、チオ硫酸アン
モニウムなどの硫黄化合物)を添加しても良い。本発明
においては、特に明示しない限り、“硫酸”という用語
は、これらの「硫酸形成物質」をも包含するものとす
る。
く、冬季などにおいて反応時に所定の反応温度を維持で
きない場合には、加熱器(図示せず)により加熱を行っ
たり或いは蒸気発生器(図示せず)から触媒反応器に蒸
気を供給することもできる。また、スタートアップに際
して触媒反応器の内部を所定温度とするために、空塔反
応器からの高温の第一次処理液を循環して昇温を行った
り、触媒反応器に蒸気を直接送入して昇温を行ったり、
或いは加熱器(図示せず)により昇温を行うこともでき
る。
においては担体に担持された触媒が充填されている点、
後者における反応温度が100℃以上で且つ前者における
反応温度よりも低い(好ましくは10℃以上低い)点およ
び後者における液線速度が0.1cm/sec以上である点に存
在する。
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、金およびタングステン、ならびにこれら
金属の水不溶性乃至水難溶性の化合物が挙げられる。こ
の様な化合物のより具体的な例としては、酸化物(酸化
コバルト、酸化鉄など)、塩化物(二塩化ルテニウム、
二塩化白金など)、硫化物(硫化ルテニウム、硫化ロジ
ウムなど)などが挙げられる。これら金属およびその化
合物は、単独で使用しても良く或いは2種以上を併用し
ても良い。これらの触媒活性成分は、常法に従って、公
知の金属酸化物担体および金属担体に担持した状態で使
用される。金属酸化物担体および金属担体としては、特
に限定されず、公知の触媒担体として使用されているも
のを使用することができる。金属酸化物担体としては、
アルミナ、シリカ、ジルコニア、チタニア、これら金属
酸化物を含む複合金属酸化物(アルミナ−シリカ、アル
ミナ−シリカ−ジルコニア、チタニア−ジルコニアな
ど)、これら金属酸化物または複合金属酸化物を主成分
とする金属酸化物系担体などが挙げられ、金属担体とし
ては、鉄、アルミニウムなどが挙げれる。これらの担体
中では、耐久性に優れたジルコニア、チタニアおよびチ
タニア−ジルコニアがより好ましい。
状、ペレット状、円柱状、破砕片状、粉末状、ハニカム
状などが挙げられる。この様な担持触媒を充填使用する
場合の反応器容積は、固定床の場合には、液の空間速度
が0.5〜10hr-1程度、より好ましくは1〜5hr-1程度とな
る様にするのが良い。固定床で使用する担持触媒の大き
さは、球状、ペレット状、円柱状、破砕片状、粉末状な
どの場合には、通常3〜50mm程度、より好ましくは5〜25
mm程度である。また、触媒をハニカム状担体に担持して
使用する場合のハニカム構造体としては、開口部が四角
形、六角形、円形などの任意の形状のものが使用され
る。単位容積当たりの面積、開口率なども特に限定され
るものではないが、通常単位容積当りの面積として200
〜800m2/m3 、開口率40〜80%程度のものを使用する。
ハニカム構造体の材質としても、上記と同様の金属酸化
物および金属が例示され、耐久性に優れたジルコニア、
チタニアおよびチタニア−ジルコニアがより好ましい。
は、反応器内で担持触媒が流動床を形成し得る量、即ち
通常液相の重量を基準として、0.01〜20%程度、より好
ましくは0.05〜10%程度を液相にスラリー状に懸濁さ
せ、使用する。流動床を採用する場合には、担持触媒を
液相中にスラリー状に懸濁させた状態で触媒反応器に供
給し、反応終了後に塔外に排出された第二次処理液から
触媒を沈降、遠心分離などの適当な方法により分離回収
し、再使用する。従って、第二次処理液からの触媒の分
離回収の容易さを考慮すれば、流動床において使用する
担持触媒の粒径は、0.15〜0.5mm程度とすることがより
好ましい。触媒活性金属の担持量は、特に限定されるも
のではないが、通常担体重量の0.01〜25%程度、より好
ましくは0.1〜3%程度の範囲内にある。
水中の有機物が可溶化され、反応性が高まっているの
で、触媒反応器における反応温度は、100℃以上で且つ
空塔反応器における反応温度よりも10℃以上低くするこ
とができる。また、触媒反応器よりも反応温度が10℃以
上高い空塔反応器において、原水中に含まれていたスラ
ッジおよび/または金属成分が効率的に除去されてお
り、さらに固液分離装置においても固形分の除去が行わ
れているので、触媒反応器に充填された触媒の活性が阻
害されることも防止される。
は、前述の様に熱交換器における原水の加熱源として利
用された後、残余の熱エネルギーを蒸気および/または
温水として回収するための熱回収器を経て気液分離器に
送られて、気相(排ガス)と液相(処理水)とに分離さ
れる。
た液相は、必要ならば、常法に従って、さらに固液分離
器に送られ、液相中に含まれる金属および/またはスラ
ッジ成分を除去された後、最終処理液となる。固液分離
器における分離方法としては、重力沈降による分離、磁
石による分離、フィルタープレスによる分離、凝集沈殿
による分離などの公知の方法を採用することが出来る。
物、硫黄酸化物、ダイオキシンなどを実質的に含まない
ので、そのまま大気に放散することができる。
す様に、触媒反応器上部で液から分離された蒸気と排ガ
スとの混合ガスをそのまま膨張タービンなどの動力回収
装置に導いて、動力回収を行うことができる。この蒸気
の回収は、図3に関連してして説明した気相の分離方法
と同様にして行うことができる。この場合には、回収さ
れた動力により、空気圧縮機、ポンプなどでの消費電力
を上回る動力を回収することができる。なお、図4にお
いて、図1と同じ構成要素(例えば、空塔反応器など)
については、その名称を省いてある。
反応器での反応温度より低くすることを必須とはしない
点、および(ロ)空塔反応器での第一次処理に際して、
液線速度(送入液量/反応器断面積)を0.1cm/sec未満
に維持する以外の点では、実質的に本願第1発明と異な
るところはない。
処理における液線速度を0.1cm/sec未満(より好ましく
は、0.01cm/sec以上0.1cm/sec未満)とすることによ
り、スラッジおよび/または金属成分をより効率的に除
去しうるのみならず、原水中の有機物などの可溶化をよ
り一層促進し、反応性を高めて、触媒反応器における有
機物などの分解処理効率を改善することができる。その
際、触媒反応器における液線速度は、やはり0.1cm/sec
以上とする。
液線速度(送入液量/反応器断面積)を0.1cm/sec未満
に維持する以外の点では、実質的に本願第1発明と異な
るところはない。
線速度を0.1cm/sec未満とするとともに、触媒反応器の
温度を空塔反応器の温度よりも低くすることにより相乗
的な効果が発揮され、空塔反応器内において、スラッジ
および/または金属成分をより一層効率的に除去するこ
とができる。
水、含水性の有機固形状廃棄物などの含水廃棄物を効率
的に処理することができる。
化物、有機性物質および無機性物質も、実質的に完全に
分解されるので、安定した処理効果が達成される。
終処理液)のいずれにも、有害成分の存在は実質的に認
められない。
合にも、気相および液相のいずれにも、廃ガスに由来す
る有害成分の存在は実質的に認められない。
れており、取扱が容易である。
施され、処理フローが極めて簡単なので、処理コスト
(設備費、運転費など)が著しく低下するとともに、工
程管理が容易となる。
から効率的に電力および/または熱を回収することがで
きる。
ころをより一層明確にする。なお、以下において、実施
例1および2は、本願発明を示す実施例3〜5の効果を
明確にするための比較データを示し、実施例6は、本願
発明を示す実施例7〜9の効果を明確にするための比較
データを示し、実施例10は、本願発明を示す実施例1
1〜13の効果を明確にするための比較データを示すも
のである。
スポーザーにより破砕した厨芥と汚泥との混合物からな
る原水(表1に組成を示す)を処理した。
基準)で空塔反応器に供給しつつ、圧縮機から理論酸素
量(16.1Nm3/kl)の1.1倍量に相当する空気を供給し
た。
器の入口側に導入するとともに、熱交換器の出口側(空
塔反応器の入口側)での気液混合物の温度が270℃とな
る様に、触媒反応器からの第二次処理液を熱交換器に送
り、気液混合物と熱交換させて、温度調節を行なった。
空塔反応器内は、原水含有有機物の湿式酸化分解によ
り、温度270℃、圧力86Kg・cm-2Gに保持した。空塔反応
器内での液線速度は、0.20cm/secであった。
/または金属成分の除去は、反応器の下部に設けた第一
のバルブを開き、空塔反応器内のスラッジ液をスラッジ
排出装置に移送した後、第一のバルブを閉じ、冷却し、
スラッジ排出装置の下部に設けた第二のバルブを開いて
スラッジ液を排出することにより、行った。
した後、液相(液相−1)を固液分離器に導いて固形分
を除去した。固液分離後の液相(液相−2)の組成など
を表2に示す。
相と併せて、液相−2を空間速度1.0hr-1(空塔基準)
で触媒反応器に供給し、触媒湿式酸化した。なお、触媒
反応器内には、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触媒(直径4〜6mm)を充填する
とともに、その内部の温度および圧力を空塔反応器とほ
ぼ同一に保持した。触媒反応器内での液線速度は、0.06
cm/secであった。
を表3に示す。
ム、鉛、水銀およびこれらの化合物などは、検出されな
かった。また、排ガスは、アンモニア、NOx、SOx、
ダイオキシンなどを含まず、実質的にO2、N2およびC
O2からなっていた。
度を表4に示す通りとした以外は実施例1と同様にして
前記表1に示す組成の厨芥と汚泥との混合物からなる含
水廃棄物の処理を行なった。
反応器からの第二次処理液の組成などを表5の各項目の
上下段にそれぞれ示す。例えば、実施例2において、
「SS=120」とあるのは、第一次処理液の値を示し、「S
S=3」とあるのは、第二次処理液の値を示す。以下の実
施例の結果を示す表においても、第一次処理液と第二次
処理液についての結果を同様にして示す。
媒反応器内に蓄積された金属量は、実施例1、2、3、
4および5において、それぞれ180mg/l、159mg/l、18mg
/l、85mg/lおよび6mg/lに相当する量であることが判
る。すなわち、実施例2、3、4および5における触媒
反応器内の金属蓄積量は、実施例1のそれに比して、そ
れぞれ88.3%、10%、47.2%および4.4%となった。
ら、本願第1発明により、触媒反応器内の金属蓄積量を
低減させ得ることが明らかである。同様に、実施例1、
2および4の対比ならびに実施例2と5との対比から、
本願第2発明および本願第3発明による触媒反応器内の
金属蓄積量の低減も明らかである。
の壁或いは触媒に付着することが予測され、この付着金
属により触媒の活性が低下するものと考えられる。従っ
て、本願第1、第2および第3発明により、触媒表面上
の付着金属量を低減させ、安定した触媒活性を維持する
ことが可能となった。
水からなる原水(表6に組成を示す)を処理した。
基準)で空塔反応器に供給しつつ、圧縮機から理論酸素
量(30.2Nm3/kl)の1.1倍量に相当する空気を供給し
た。
器の入口側に導入するとともに、熱交換器の出口側(空
塔反応器の入口側)での気液混合物の温度が230℃とな
る様に、触媒反応器からの第二次処理液を熱交換器に送
り、気液混合物と熱交換させて、温度調節を行なった。
空塔反応器内は、原水含有有機物の湿式酸化分解によ
り、温度230℃、圧力40Kg・cm-2Gに保持した。空塔反応
器内での液線速度は、0.20cm/secであった。
/または金属成分は、反応器の下部に設けた第1のバル
ブを開き、空塔反応器内のスラッジ液をスラッジ排出装
置に移送した後、第1のバルブを閉じることにより、除
去した。スラッジ排出装置内に堆積するスラッジの除去
は、蒸気発生器からスラッジ排出装置に蒸気を導入して
約220℃に30分間保持した後、冷却し、次いでスラッジ
排出装置の下部に設けた第2のバルブを開いてスラッジ
液を取り出すことにより、行った。
した後、液相(液相−1)を固液分離器に導いて固形分
を除去した。固液分離後の液相(液相−2)の組成など
を表7に示す。
相と併せて、液相−2を空間速度0.75hr-1(空塔基準)
で触媒反応器に供給し、触媒湿式酸化した。なお、触媒
反応器内には、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触媒(直径4〜6mm)を充填する
とともに、その内部の温度および圧力を空塔反応器とほ
ぼ同一に保持した。触媒反応器内での液線速度は、0.40
cm/secであった。
を表8に示す。
に相当する量の金属が触媒反応器内に蓄積されたことが
判る。
おいて温度25℃で常圧下に凝集沈殿処理に供すること
により、最終処理液と排ガスとを得た。
鉛、水銀およびこれらの化合物などは、検出されなかっ
た。また、排ガスは、シアンおよびアンモニアを含ま
ず、実質的にO2、N2およびCO2からなっていた。
度を表9に示す通りとした以外は実施例6と同様にして
前記表6に示す組成のメッキ廃水の処理を行なった。
を表10に示す。
器内に蓄積された金属量は、実施例7、8および9にお
いて、それぞれ74mg/l、138mg/lおよび13mg/lに相当す
る量であることが判る。すなわち、実施例7、8および
9における触媒反応器内の金属蓄積量は、実施例6のそ
れに比して、それぞれ27.7%、51.7%および4.9%にまで
減少している。
いては、実施例6に比して、触媒表面上の付着金属量を
低減させ、安定した触媒活性を維持することが可能であ
ることが明らかである。
スポーザーにより破砕した厨芥、破砕機により破砕した
紙・プラスチックおよび汚泥の混合物からなる原水(表
11に組成を示す)を処理した。
基準)で空塔反応器に供給しつつ、圧縮機から理論酸素
量(31.5Nm3/kl)の1.1倍量に相当する空気を供給し
た。
器の入口側に導入するとともに、熱交換器の出口側(空
塔反応器の入口側)での気液混合物の温度が270℃とな
る様に、触媒反応器からの第二次処理液を熱交換器に送
り、気液混合物と熱交換させて、温度調節を行なった。
空塔反応器内は、原水含有有機物の湿式酸化分解によ
り、温度270℃、圧力86Kg・cm-2Gに保持した。空塔反応
器内での液線速度は、0.20cm/secであった。
/または金属成分は、実施例1と同様にして排出した。
した後、液相(液相−1)を固液分離器に導いて固形分
を除去した。固液分離後の液相(液相−2)の組成など
を表12に示す。
相と併せて、液相−2を空間速度0.67hr-1(空塔基準)
で触媒反応器に供給し、触媒湿式酸化した。なお、触媒
反応器内には、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触媒(直径4〜6mm)を充填する
とともに、その内部の温度および圧力を空塔反応器とほ
ぼ同一に保持した。触媒反応器内での液線速度は、0.40
cm/secであった。
を表13に示す。
する量の金属が触媒反応塔内に蓄積されたことが判る。
ム、鉛、水銀およびこれらの化合物などは、検出されな
かった。また、排ガスは、アンモニア、NOx、SOx、
ダイオキシンなどを含まず、実質的にO2、N2およびC
O2からなっていた。
度を表14に示す通りとした以外は実施例10と同様に
して前記表11に示す組成の厨芥、汚泥および固形状有
機廃棄物の混合物からなる含水廃棄物の処理を行なっ
た。
を表15に示す。
反応器内に蓄積された金属量は、実施例11、12およ
び13において、それぞれ45mg/l、102mg/lおよび8mg/l
に相当する量であることが判る。すなわち、実施例1
1、12および13における触媒反応器内の金属蓄積量
は、実施例10のそれに比して、それぞれ21.1%、47.9
%および3.8%にまで減少している。
3においては、実施例10に比して、触媒表面上の付着
金属量を低減させ、安定した触媒活性を維持することが
可能であることが明らかである。
せを種々変更する以外は実施例5と同様にして、厨芥・
汚泥混合物の処理を行った。結果を表16に示す。
担体の組合せを変えた場合にも、厨芥・汚泥混合物の湿
式酸化処理において、優れた効果が達成されていること
が明らかである。
せを種々変更する以外は実施例9と同様にして、メッキ
廃水の処理を行った。結果を表17に示す。
担体の組合せを変えた場合にも、メッキ廃水の触媒湿式
酸化処理において、優れた効果が達成されていることが
明らかである。
せを種々変更する以外は実施例13と同様にして、厨芥
・汚泥・固形状有機廃棄物混合物の処理を行った。結果
を表18に示す。
担体の組合せを変えた場合にも、厨芥・汚泥・固形状有
機廃棄物混合物の触媒湿式酸化処理において、優れた効
果が達成されていることが明らかである。
%となるように予め調整した後、図4に示すフローに従
い且つ実施例13と同様の反応条件で、厨芥・汚泥・固
形状有機廃棄物混合物の処理を行った。
汚泥・固形状有機廃棄物の混合物の湿式酸化を行った
後、触媒反応塔上部で処理液から分離された蒸気と排ガ
スとの混合ガスを膨張タービンに導いて、動力回収を行
ったところ、空気圧縮機、昇圧ポンプなどでの消費電力
を上回る動力を回収することができた。
廃棄物の供給機構およびスラッジ排出機構の概要を示す
フローシートである。
要を示す模式図である。
示すフローシートである。
Claims (9)
- 【請求項1】(1)第一の反応器内において、予め加熱
した含水廃棄物を150℃以上の温度且つ液相を維持する
圧力に保ちつつ、廃棄物中のシアン化合物、窒素化合
物、有機性物質および無機性物質を分解するに必要な理
論酸素量以上の酸素の存在下に湿式酸化処理する工程、
(2)上記(1)の工程で生成したスラッジおよび/ま
たは金属成分を第一の反応器から除去する工程、(3)
上記(1)の工程で得られた高温高圧の処理液を気液分
離する工程、(4)上記(3)の工程で得られた液相か
らスラッジおよび/または金属成分を除去処理する工
程、および(5)第二の反応器内において、上記(4)
の工程で処理された高温高圧の液相と上記(3)の工程
で得られた気相とを金属および金属化合物の少なくとも
1種を活性成分とする触媒の存在下に、液線速度(送入
液量/反応器断面積)0.1cm/sec以上、100℃以上で第一
の反応器よりも低い温度且つ処理液が液相を維持する圧
力に保ちつつ、触媒湿式酸化処理する工程を備えたこと
を特徴とする含水廃棄物の処理方法。 - 【請求項2】工程(5)の反応器内温度が、工程(1)
の反応器内温度よりも10℃以上低い請求項1に記載の含
水廃棄物の処理方法。 - 【請求項3】工程(5)における触媒活性成分が、鉄、
コバルト、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、金およびタングステンなら
びにこれら金属の水に不溶性乃至難溶性の化合物からな
る群から選ばれた少なくとも1種である請求項1に記載
の含水廃棄物の処理方法。 - 【請求項4】(1)第一の反応器内において、予め加熱
した含水廃棄物を150℃以上の温度且つ液相を維持する
圧力に保ちつつ、液線速度(送入液量/反応器断面積)
を0.1cm/sec未満で廃棄物中のシアン化合物、窒素化合
物、有機性物質および無機性物質を分解するに必要な理
論酸素量以上の酸素の存在下に湿式酸化処理する工程、
(2)上記(1)の工程で生成したスラッジおよび/ま
たは金属成分を第一の反応器から除去する工程、(3)
上記(1)の工程で得られた高温高圧の処理液を気液分
離する工程、(4)上記(3)の工程で得られた液相か
らスラッジおよび/または金属成分を除去処理する工
程、および(5)第二の反応器内において、上記(4)
の工程で処理された高温高圧の液相と上記(3)の工程
で得られた気相とを金属および金属化合物の少なくとも
1種を活性成分とする触媒の存在下に、液線速度(送入
液量/反応器断面積)0.1cm/sec以上、100℃以上で且つ
処理液が液相を維持する圧力に保ちつつ、触媒湿式酸化
処理する工程を備えたことを特徴とする含水廃棄物の処
理方法。 - 【請求項5】工程(1)の反応器内の液線速度が0.01cm
/sec以上0.1cm/sec未満である請求項4に記載の含水廃
棄物の処理方法。 - 【請求項6】工程(5)における触媒活性成分が、鉄、
コバルト、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、金およびタングステンなら
びにこれら金属の水に不溶性乃至難溶性の化合物からな
る群から選ばれた少なくとも1種である請求項4に記載
の含水廃棄物の処理方法。 - 【請求項7】(1)第一の反応器内において、予め加熱
した含水廃棄物を150℃以上の温度且つ液相を維持する
圧力に保ちつつ、液線速度(送入液量/反応器断面積)
を0.1cm/sec未満で廃棄物中のシアン化合物、窒素化合
物、有機性物質および無機性物質を分解するに必要な理
論酸素量以上の酸素の存在下に湿式酸化処理する工程、
(2)上記(1)の工程で生成したスラッジおよび/ま
たは金属成分を第一の反応器から除去する工程、および
(3)上記(1)の工程で得られた高温高圧の処理液を
気液分離する工程、(4)上記(3)の工程で得られた
液相からスラッジおよび/または金属成分を除去処理す
る工程、および(5)第二の反応器内において、上記
(4)の工程で処理された高温高圧の液相と上記(3)
の工程で得られた気相とを金属および金属化合物の少な
くとも1種を活性成分とする触媒の存在下に、液線速度
(送入液量/反応器断面積)0.1cm/sec以上、100℃以上
で第一の反応器よりも低い温度且つ処理液が液相を維持
する圧力に保ちつつ、触媒湿式酸化処理する工程を備え
たことを特徴とする含水廃棄物の処理方法。 - 【請求項8】工程(5)の反応器内温度が、工程(1)
の反応器内温度よりも10℃以上低い請求項7に記載の含
水廃棄物の処理方法。 - 【請求項9】工程(5)における触媒活性成分が、鉄、
コバルト、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、金およびタングステンなら
びにこれら金属の水に不溶性乃至難溶性の化合物からな
る群から選ばれた少なくとも1種である請求項7に記載
の含水廃棄物の処理方法。
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---|---|---|---|
JP01221896A JP3528023B2 (ja) | 1996-01-26 | 1996-01-26 | 含水廃棄物の処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP01221896A JP3528023B2 (ja) | 1996-01-26 | 1996-01-26 | 含水廃棄物の処理方法 |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09201589A true JPH09201589A (ja) | 1997-08-05 |
JP3528023B2 JP3528023B2 (ja) | 2004-05-17 |
Family
ID=11799249
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP01221896A Expired - Lifetime JP3528023B2 (ja) | 1996-01-26 | 1996-01-26 | 含水廃棄物の処理方法 |
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JP (1) | JP3528023B2 (ja) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5260038A (en) * | 1992-04-08 | 1993-11-09 | Daicel Chemical Industries, Ltd. | Gas generator for air bags with circumferentially disposed blades |
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JP2006061852A (ja) * | 2004-08-27 | 2006-03-09 | Ngk Insulators Ltd | 汚泥から有用炭化水素を回収する方法 |
JP2006068606A (ja) * | 2004-08-31 | 2006-03-16 | Tsukishima Kikai Co Ltd | 含液固形物の処理設備 |
JP2006281096A (ja) * | 2005-03-31 | 2006-10-19 | Osaka Gas Co Ltd | 汚泥処理装置及びそれを用いた汚泥処理方法 |
JP2007229553A (ja) * | 2006-02-27 | 2007-09-13 | National Univ Corp Shizuoka Univ | 含窒素有機物の処理装置及び処理方法 |
CN100381371C (zh) * | 2000-01-31 | 2008-04-16 | 大阪瓦斯株式会社 | 废水的处理方法以及催化剂洗涤再生方法 |
-
1996
- 1996-01-26 JP JP01221896A patent/JP3528023B2/ja not_active Expired - Lifetime
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