TW574145B

TW574145B - Method of treating nitrogen-containing organic compound-included waste water and apparatus for treating waste water using the method

Info

Publication number: TW574145B
Application number: TW90108824A
Authority: TW
Inventors: Tsutomu Taira; Keiji Hirano; Junji Okamura; Mitsuaki Ikeda; Kunio Sano
Original assignee: Nippon Electric Co; Nippon Catalytic Chem Ind
Priority date: 2000-04-14
Filing date: 2001-04-12
Publication date: 2004-02-01
Also published as: JP3655802B2; CN1318526A; JP2001293480A; US20010040135A1; KR100546739B1; US6652759B2; KR20010100888A; GB2364301B; GB0109110D0; GB2364301A

Description

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【發明領域】本發明係有關於一種處理廢水的有機化合物轉化成無毒氣體，例如、：乂將含氮的類似此性質者，以及一種藉此挪了氣化碳和其他疋有關於一種處理半導體製造工廠於溶 2。特別排放之廢水，以及一種適$ ^ _ 巧洗光阻後所久禋週用於處理此類廢水之裝置。【習知技術】自不同化學工廠、半導體製造廠或i 廢水中，常含有含氣有機化合物。傳統二，建水时法有焚化法、使用微生物的功能之生物2 =理^ 用超臨界水（supercritical water)的八經_饰+ 分解處理法等等0

焚f法是將含有含氮有機化合物和/或碳氫化合物的廢水在咼溫下燃燒而氧化、分解和處理，並產生氧化 (N0X )。但將氧化氮排放至大氣中會導致酸雨，因此^ 要另外的處理設備將N0X轉化成無毒的化合物。因此，二焚化法的廢水處理之缺點為處理設備會很大，而且高的建造成本。 H 使用微生物的功能之生物處理法是用於分解廢水中有機化合物，例如含氮有機化合物，而轉化成氣氣、水、二氧化碳。此方法的優點為有機化合物可以在普通的j和下處理而轉化成無毒的氣氣等等。然而，此方法的缺=$ 分解效能低，因而不得不加大裝置的尺寸，以保證有足為

574145 五、發明說明（2) :理：=力。但是’大的處理設備導致高的建造成處理有機ί ϊ ί相' 再者，生物處理法需要後處理，以處理有機化合物分解時所產“過量沈殺物。物理；Λ超二界水的分解處理法是使用水在超臨界狀態的 ir ::的狀態。因此’處理設備需要完全地耐熱和 =狀高壓幫浦和高壓壓縮機等元件，以達到超用：當含於廢水中的有機化合物濃度較低 =用肖臨界纟進行分解處理前需要先將廢水濃縮。解的太$ ’將廢水氣化成廢氣且利用催化劑將其氧化和分解的方法’不需要大的設備和高的建造成本。 r ii· i日本專利尚未審查之申請案號第83081/90號水i Ϊ ί習知技術M )揭露-種經由蒸發水而將廢 5 /辰、开产u Ϊ，然後分離廢水中的非揮發性污染物和蒸 ϊ: t:發二i的存在下利用催化劑將蒸氣氧化。在此方法中蒸！的步驟是在約82t至約170。〇下進行且以二氧而吝；i t鋁或氧化鉻做為催化劑。因此，藉由催化氧化一此翁^ 1的氣體，例如Ν0χ *s0x，且需要設備來後處理這些虱化的產物。 f t卜=i日本專利尚未審查之申請案號第79 1 3/9 7號 kt :.習知技術、、2 ” ）揭露一種處理光阻製程之廢務r錄留ίΛ在此方法中，藉由微波將廢水加熱，並分離和 I:和皮：物質，此後，將包含在蒸氣中的氨轉化成 ;; Γ氣可以排放至大氣中，而處理後的水可以排 574145 五、發明說明（3) 放至排水系統。在此方法中，產物並沒有有害的Ν〇χ和 sox ’因此不需要提供後處理設備來處理獲得的廢水。然而，=知技術1沒有揭露催化劑可將氨氣分解成氮氣和水氣:因此，習知技術1"揭露的方法不能直接應用到除了氨以外的含氮化合物之廢水中，尤其是自半導體製造廠之清洗完光阻後所排放出的廢水。其原因在於，廢水中包含不易被微波氣化的含氮有機化合物，例如氫氧化四曱基銨。要】在於提供一種含氮有機化合 ’例如氮氣和明的另一目的廢水處理裝置種處理合物的 ;以及機化合【發明之目本發明物之廢水，轉化成無毒何的後處理之處理廢水因此，步驟將包含將所有的廢接觸而氧化和水氣。本發明化裝置、一喷霧器用以藉由廢水氣的及概的目的特別是的氣體。本發方法的本發明提供一含氮有機化水氣化成廢氣，以將含氮有並提供一種處理廢水氣化區和一反應區。將廢水霧化。廢水會化裝置而產生廢氣。處理含有氨以外之氮化合物’以將含氮有機化合物二氧化碳，而且不需要任在於提供一種使用本發明廢水之方法，包括：第一廢水喷灑至一加熱室，以第二步驟將廢氣與催化劑物轉化成氮氣、二氧化碳之裝置，包括：一廢水氣其中廢水氣化裝置包含一導入氣化區中，且廢水會反應區包含一催化劑，用 2014-3927-PF;amy.ptd 第8頁 574145 五、發明說明（4) 以將自氣化區排放出的廢氣氧化，且氧化的氣體從反應區排出。 μ 為讓本發明之上述目的、特徵及優點能更明顯易懂，下文特舉一較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細説明如下： ' 【圖式簡單說明】第1圖至第3圖分別表示本發明第一至第三實施例之裝置。在這些圖中，發明的裝置包括：用來將廢水氣化之噴霧器（7)、氣化區（10、1 0’）、包含催化劑（22)之反應匾 (20)、以及連接氣化區（10、10,）至反應區（20)的管線 (11)。符號說明】容器（vessel ) : 1、21 進氣口（ inlet ) : 2 溫度控制器（temperature controller) : 3、23 排氣口（outlet) : 4 、21a、21b 加熱器（heater) :5、8 預處理劑（pre-treating agent) :6 喷霧器（sprayer) :7 熱交換器（heat exchanger) :9 氣化區（gasifying area) :10、10’

Mi ml 2014-3927-PF;amy.ptd 第9頁 24 11 574145 五、發明說明（5) 氣體供應管線（gas supply line) 反應區（reaction area ) : 20 催化劑（catalyst) :22 再熱 ϋ (second heater ; reheater 【發明的詳細說明】〔處理廢水的方法〕本發明之處理廢水的方法包括以下步驟：將廢水喷灑至一加熱室（heated space )，以將所有的廢水氣化成廢氣（此步驟稱為氣化程序〃）：以及將廢氣與催化劑接觸以將其氧化（此步驟稱為、催化的氧化程序〃）。根據本發明之處理廢水的方法，其中待處理的廢水包括含氮有機化合物。任何含氮有機化合物溶解於水中可能包含於廢水中。含氮有機化合物之具體例子包括：胺類 (amines )〔例如：曱胺（methy 1 amine)、乙胺 (ethylamine)、二甲胺（dimethylamine)、二乙胺 (diethylamine)、三甲胺（trimethylamine)、三乙胺 (tr i ethyl amine)、以及乙烯二胺（ethyl end i a mine)〕；亞胺（imines)〔例如：次乙基亞胺 (ethyleneimine)〕；腈（nitrils)〔例如：乙腈 (acetonitrile)、以及丙烯腈（acrylonitrile)〕；氨基 (am i des )〔例如：乙醯胺（ace tam i de)〕；四級甲基銨鹽(quaternary a 1 ky 1 ammon i um salts )〔例如：氫氧化四曱基銨（t etrame thy 1 ammon i um hydroxide)、氫氧化四 2014-3927-PF;amy.ptd 第10頁 574145 五、發明說明（6) 乙基錄（tetraethylammonium hydroxide)、以及膽驗 (choline)〕，烧醇胺（aikanolamine)〔例如：乙醇胺 (monoethanolamine)、以及二乙醇胺 (diethanolamine)〕；以及其他類似此性質者。 / 廢水中含氮有機化合物的含量非為關心的主題。當廢氣（由廢水氣化而成）中含氮有機化合物的濃度過度地增加時，可能會發生依隨催化的氧化而伴隨生熱值 (calorific value )的過度增加。然而，此問題可以藉由增加氧氣或空氣的量以提供做催化氧化而獲得解決。曰不僅含氮有機化合物而且無氮有機化合物，特別是碳氫化合物，亦含於此廢水中。對自半導體製造廠排放出之顯影劑的廢水而言，自光阻中分解出的碳氫化合物會含於此顯影劑的廢水中。用於將所有廢水氣化的加熱室，係於常壓下加熱至 l〇〇°C或更高，較佳的是25(TC或更高，更佳的是5〇〇\或更高。將喷灑的廢水於加熱室中加熱至足以使水和包含於廢水中的有機化合物氣化之溫度。即使廢水中含有一些較不易揮發和分子量較高的有機化合物，此有機化合物^ 於50 0 C或更向的溫度下被分解和氣化。來自於半造廠排放出之顯影劑的廢水中之氫氧化四曱基銨， 130 °C下分解成三曱基胺和甲醇，並氣化。順便一提，此加熱室的溫度上限為7〇〇 t或佳的是550 °C或更低，因為考慮到加熱的燃料，將麻= 加熱超過700 °C是不利的。 m & 第11頁 2014-3927-PF;amy.ptd 574145

五、發明說明（7) 在將霧化的廢水在加熱室中加熱方面器。廢水可以藉由在高溫和低壓下將—巾使用加…、而輕易地氣化。再•，霧化的廢至-高溫的氣體彼此互相接觸而氣化。用續化程序之氧化用的氧氣或空氣可做為廢水氣心：體。亦可則㈠在催化氧化程序之後排出之處=的'氣體，因為處理過的氣體有時會在氣化程序和氧生放熱反應而造成溫度的提高。 ^ 此催化氧化程序的進行係藉由將廢氣與氧化劑（例如氧氣和空氣）一起輸送至與催化劑接觸。催化氧化程序所使用的催化劑包括：包含二氧化欽和 /或二氧化鈦-二氧化矽之氧化物（此後稱為組成、、a夕 );選自由釩、鎢、鉬、鈽和鐵所組成的族群中之至少一成分的氧化物（此後稱為組成）：以及選自由始、鈀、銥、铑、釕、錳、鉻和銅所組成的族群中之至少一成分或其氧化物（此後稱為組成♦ C 〃）。較佳的催化劑之組成比例為：組成的重量百分比為70%至99%，組成1’，的重量百分比為〇5%至3〇%，以及組成、、C ”的重量百分比為〇· 〇〇1%至2〇%，以催化劑為換重量做基礎。 ^〜催化劑中的組成〃會改善催化劑的活性和耐久性。含量少於70 wt· %的成分1 "之催化劑，其活性和财久性不足。另一方面，含量超過99 wt· %的成分、、A /，之催化劑，其活性不足，其原因在於組成、、B "和、、c兩者的

2014-3927-PF;amy.ptd 第12頁 574145 五、發明說明（8) 含量相對地降低。組成1 a於催化劑中的形式較佳的是氧化，，例如二氧化鈦-二氧化矽，因為在活性和耐久性上二氧化鈦—二氧化矽的形態優於單一成分的二氧化鈦。舉例而言，Kozo Tanabe (CATALYST，第17卷，第3期，第 72頁，1 975年）教導由Ti和Si所構成的氧化物（A為目前 :固體，眾所周知的氧化物組成）顯現了許多卓越的酸性質（與每一組成成分的單一氧化物相較）。再者，二氧化，一二氧化矽具非晶系或類似非晶系的純淨結構，因一此具 ΪΪ大的/面積和較大的細孔體積。此組成氧化物（二氧

氧切）具有卓越的催化劑效能之原因尚未真正道。然而，考慮的情況如下所述：改善’組成n τ之古庚八私吸附效能的之特接二· 度分散，以及其他上述提及之特殊的性質，因此含有二氧化鈦_二催化活性可以優於含二氧化鈦的催化劑乳化石夕的催化劑之

心且分成；B二改Λ了：化:1的選擇性。含量低於〇. 5 A J p人刀 D 之催化劑，装撰摇从Τ σ 30 wt· %的成分"之催仆逾丨甘。此外，含量高於〇 w驭刀ΰ 之催化劑，其活性不屈組成較佳的是含有至少一疋。

' 釕1'鉻和銅所組成的族群中之n' ^里為0.001 wt.%之其氧化物金屬，或者是成C概括地分成由鉑、鈀、銥、再者，叮將纽 v'c 1々，以及由錳、鉻和翻所 σ 了所組成的族群於族群、、C1w成分之活性二屬二::群、、C2 "。雖然屬但若不考慮其高價格的方H以群，的成分， ci含量大於ίο wt

574145 五、發明說明（9) %的催化劑不能如預期妯八'η "必上地改善其活性。因此，當僅使用少刀C1做為組成時’成分、C1"較===成 -方面，成分'C2 : 1 為總重量做基礎）。另 H交佳的含量大於10 wt % =成分

此，當僅使用成分，做為組成π時的成因較佳的含量為1· 〇 wt % $ 0/ , 7山战刀 U 基礎）。 Wt./°至20 wt.% (以催化劑為總重量做 k些催化劑可以用任何適合的形之介物做支撐。、a j Μ媒催化氧化私序的進行係藉由將氣化的廢 )與氧化劑（例如氧氣或空氣）—起輸送至含。催h 的反應區。反應區之進氣口的溫度較佳的是控制在100/ 至400 °c之間。進氣口溫度低於100。〇的反應室（reacti〇n space )無法提供足夠的氧化效率，而導致有一些未氧化的有機物殘留。另一方面，溫度高於4〇(rc的反應室含氮化合物會過度地氧化而容易產生氧化氮（Ν〇χ)，因此需要做ΝΟχ的後處理。當然，當廢氣和氧化劑的混合物之溫度為100 C至400 °c時，此混合物可被導入反應區，而當混合物的溫度低於反應區的溫度時，混合物應再加熱後再導入反應區中。依據本發明的較佳實施例，在溫度丨〇〇它至4 〇〇它下，廢氣流動的空間速度（space velocity，SV )為每小時 5 0 0〜5 0，0 0 0。較佳的空間速度為每小時丨，〇〇〇〜丨〇，〇〇〇。小

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於每小時500的空間速度需要大量的催化劑和較大的裝置 ‘ 來處理廢水，否則無法有滿意的效能，當空間速度大於每' 小時50, 0 00時，由於含氮有機化合物會分解，使得效能顯地降低。 " 在氣化步驟之後排出的廢水，在上述的條件下於催化氧化紅序中氧化和分解，而轉化成無毒的氣體，例如氮軋、一氧化碳和水蒸氣。這些無毒的氣體可排放至大氣中〇除了含氮有機化合物和碳氫化合物之外，待處理的廢水中有時會含有金屬元素（例如矽）、硫、和/或難分解的有機化合物（例如橡膠或熱固性的樹脂）❶這些金屬元春素、硫、和/或難分解的有機化合物不能在氣化步驟中氣化，而且會以固體形式殘留。這些固體物質可能使催化劑發生不希望得到的效果，且導致催化氧化程序的反應效能降低。因此，較佳的是在將廢氣自氣化步驟轉移至催化氧化程序時，先自廢氣中分離和移除這些有害的固體物質。這些有害的固體物質較佳的是以預處理劑、 (pre-treating agent )將其移除。預處理劑的具體例子包括由鋁、矽、二氧化鈦和氧化锆所組成的族群中選擇至少一種。此預處理劑可以顆粒狀物（peUet )的形狀來使_ 用，但不限定於此。依據本發明的處理廢水方法，含有含氮有機化合物的廢水會被選擇性地氧化和分解，以抑制Ν〇Χ和/或氨的生成，因此不需要準備ΝΟχ和/或氨的後處理設備。當然，包

574145 五、發明說明（11) :於廢水中的氮成分會轉化成無毒的氮氣，碳成分成二氧化碳，而這些氣體會排放至大氣中。轉化〔處理廢水的裝置〕本發明的處理廢包括下列元件：廢水中，廢水氣化裝置包導入氣化區中，且廢區包括催化劑，用以化的氣體亦從反應區移除不會在氣化區中本發明的裝置將些圖中，標示相同數因此這些元件將不做水裝置使用上述的處理廢水方法氣化裝置、氣化區、和反應區。含一喷霧器用以將廢水霧化。將水會藉由氣化裝置而產生廢氣。將自氣化區排放出的廢氣氧化，排出。此裝置更包括預處理區，氣化的固體物質。配合圖式做說明。順便一提的，字的元件是同一個或是彼此相似重覆地解釋。，其其廢水反應且氧用以在這的，春第一實施例本發明第一實施例之處理廢水裝置如第1圖所示，t ，用喷霧器7和加熱器5的結合做為〆裝置，用以將所有廢水氣化。 $餍六口封閉的容器1構成一氣化區1 0，而加熱器5裝設於封閉谷器丨、的周圍。噴霧器7設置在封閉容器1内。廢水經由幫浦輸送至噴霧器7，而用於噴霧的空氣則經由風箱 Γ)送至喷霧器7，廢水和空氣的混合物可以藉由、霧器7喷灑而將廢水氣化成廢氣。第16頁 2014-3927-PF;amy.ptd 574145 五、發明說明（12) 封閉谷器1具有進氣口2和排氣口4，經由進氣口 2將用，氧化廢氣的空氣導入，而經由排氣口 4排放廢氣和空氣。於容器1的一邊提供進氣口 2，另一相對邊提供排氣口 4 °利用溫度感測器監控封閉容器1的溫度，而藉由溫度控制器3控制加熱器5，以使封閉容器1内的溫度可以維持在足夠氣化廢水的溫度。在與排氣口 4相關之氣體流動方向之上游的一邊，設置預處理劑6做為一預處理區。管線11連接氣化區10至反應區20。反應區20包括封閉容器21，其中封閉容器21内含有氧化催化劑22 ,而廢氣由氣化區1〇釋放通過反應區2〇的進氣口 21 a>,而且與氧化催化劑22接觸的氧化氣體從反應區二？排放。在排氣口4和進氣口21a之間的氣體供此、I"供第二加熱器24 (此後稱為、、再熱器，，），因田氣化區10釋放氣體的溫度過低時，可以使廢氣在導入反應區20之前再加埶。力食< *产优厥乱在导、、w声片、目,丨哭认也…在罪近進氧口 21a附近提供具有的溫度，因此當體的控制反應區20 再熱器24而將導入其中之氣:、：，低時’可以藉由打開的溫度。 “中之乳體的溫度維持在適合催化氧化就預處理劑6而言，可以使用明之處理廢水方法有關的預處理劑，可-二列舉於與本發石夕、二氧化鈦和氧化鍅所組成的族群中:在由紹、催化劑22而言，可以使用任何_ 、擇至 > 一種。就丨牛於與本發明之處理 2014-3927-PF;amy.ptd $ 17頁 1^· | 574145 發明說明（13) 廢水方法有關的預處理含二氧化鈦和/ % 1 笛說，在此催化劑包括：選自由2一：化鈦—二氧化石夕之氧化物的組成少一成分的翻、飾和鐵所組成的族群中之至二的乳化物的組成T ;以及選自由始、：之 1 ’ 了、錳、鉻和銅所組成的族群中之i ,丨、.v . 其氧化物的組成、、c 。群中之至）一成分或在本發明之處理廢水的裝置中，* 氣化區10 ’且在其中噴灑和加熱 ‘ ；：：：：齑。剎田益士义男的靥水氣化成廢 mi不能在氣化區10中氣化之非揮發性的成刀例如矽、硫和/或熱固性的樹脂，即固體物質，移 :反=20將ΐ移除非揮發性成分之後所獲得的廢氣輸入區20中此獲得廢氣會與催化劑接觸而，，，化’以轉化成氮氣、二氧化碳和水蒸氣。氮虱、一氧化奴和水蒸氣這些氣體可以自反應區2 0排放至大氣中’因此這些氣體是無毒的。當然’若待處理的廢氣含有少量的非揮發性成分，本發明的第一實施例之裝置可能未提供預處理劑。將用於氧化的氧氣或空氣輸入至反應區20和氣化區ι〇第二實施例接著，將配合第2圖解釋本發明之處理廢水裝置的第二實施例。、封閉的容器1構成一氣化區10，，而做為氣化裝置的喷霧器7設置在封閉容器1内。待處理的廢水經由幫浦輸送至

574145 五、發明說明（14) 嘴霧器7 ’而用於噴霧的空氣則經由風箱輸送至喷霧器7。廢水和嘴霧用空氣可以噴灑至封閉容器丨内，而將廢水氣化成廢氣。封閉容器丨的一邊具有進氣口2。經由加熱器8 加熱的空氣可以經由進氣口 2導入至容器1内。、#在靠近反應區20進氣口 21a附近提供溫度感測器23 , 並，由以此溫度感測器23監控反應區20的溫度以及控制加 $器8 ’而得以溫度控制器23控制反應區2〇的溫度，使廢氣的溫度足以進行催化氧化。反應區2 0與第一實施例所描述的裝置相同。在處理廢水裝置的第二實施例中，將待處理的廢水和用=喷霧的空氣供應至喷霧器7，且藉由噴霧器7喷灑於封閉容器1内，而將以加熱器8加熱的空氣供應至封閉容器工内。喷麗在封閉容器1内的廢水與此加熱的空氣混合，藉以使喷灑的廢水可以被加熱至足以氣化成廢氣。將2在容曰器 1内之廢氣和加熱的空氣之混合物導入反應區20，混人與催化劑2 2接觸後會選擇性地氧化，因此存在於廢水含氮的有機化合物被轉化成氮氣、二氧化碳和水 7。之後的氣體可自反應區2〇排放。；氧化依據本發之第二實施例的裝置，反應區2〇的广係由溫度控制器23和加熱器8來達成。在與氣化區控制氣口 2相關之氣體流動方向之上游，設置加熱器/°，、的進簡單且小型的裝置，以及提供簡單的溫度控制°機制以提供此，本發明第二實施例的裝置的優點多於第一 i。因耳施例。

第19頁 2014-3927-PF;amy.ptd 574145 五、發明說明（15) 第三實施例接著將配合第3圖解釋本發明第三實施例之處理廢水的裝置。 Λ 由於在第二實施例中自反應區2 〇排放出之處理後的氣體之溫度高於平常的溫度，在本發明第三實施例之裝置中則此處理後的氣體來加熱用於氧化而導入氣化區、二氣因此，在氧化用空氣之風箱和加熱器8之間的空 ^供應管路提供熱交換器9。將自反應區20排放出之處理後的氣體和氧化劑空氣導入熱交換器9，其中氧化用空氣具有較高溫的處理後氣體之熱量而獲得加熱。氟自熱交換器9導入至加熱器8，而將此具有較低溫度之處理後的氣體排放至大氣中。理德發：第三實施例的裝置，自反應區20排出之處的3之熱能，可以被有效地利用，因此，可以節省 ;加”、、氧化用的空氣之加熱器8之例的優點。里此馮弟一貫她當然’在本發明的第二實施例和第三實施例中，如果需要’可以在氣化區10提供實施例中任何一者，為了改二f者’ $至第-u，1〇,中之混合氣體之目的…政效:和/或導入氣化區網（wi—ting)和/二封：=*容器，置ΐ屬板。牡封閉谷斋1填滿大量環形基如上所述，本發明之處理窳备从莊大設備和高成*，因為此裝置‘括兩：置在建造上不需要置包括兩個封閉容器，一個構

574145 五、發明說明（16) 成氣化區，另一個構成反應區。【例子】〔催化劑的製備〕催化劑Μ 〃：由一氧化鈇和二氧化ί夕所構成之Α組成氧化物係根據下面程序來製備。將21· 3 kg的SNOWTEC 20 (其為由

Nissan Chemical Industries，Ltd·所製造的二氧化石夕溶膠，Si02的含量約為2〇 wt· % )加至7〇〇L的wt· %氨水中’且將其攪拌和混合。將340L的硫酸鈦之硫酸溶液的慢

慢地滴至上述經攪拌的混合物中，以提供一溶膠物質。將此溶膠物質留置3小時，之後將其過濾和水洗，並在丨5 〇 t 下烘乾10小時，然後在5 00艺下鍛燒6小時。獲得的粉末之組成的莫耳比為為Ti〇2 : Si02 = 4 ·· 1，BET特殊表面積為 2 0 0 m2 / g 〇將 12 kg 的 15% 乙醇胺（monoethanolamine)，其内包 s2.00 kg 的偏飢酸銨（amm〇niujn metavanadate)和 0.77

kg 的仲鎢酸錢（ammonium paratungstate)，加至垃忌上述的粉末中，並將做為製模輔助劑（m〇lding assistant )的澱粉將入其中，並由揉捏器將其混合。使用射出成型器（extruder )將獲得的混合物做成蜂巢，此蜂巢外側面積為80 mm2，巢室開口為2· 8 mm，厚度為〇 5 _，長度為450 mm。 ^ 將此蜂巢基板在80 °C下乾燥，並在450 °C下在空氣中

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鍛燒5小時。鍛燒的蜂巢基板之組成的重量比ΑΤι· ς. & + 氧化物：v205 :w〇3 = 9。：7 :3。成的重…Tl~Sl組成時，板Λ滿水溶液，並在15Q°C乾燥3小、、下二氣中鍛13小時，以形成催化劑、Μ "。 ν 〇 · w 1 Μ "之組成的重量比為Ti—Si組成氧化物： 2 5 · W03 · Pd = 89· 1 : 6· 9 ·· 3 : 1，BET 特殃声面籍盔】〇Λ m2/g，細孔體積為〇· 45 cm3/g 〇催化劑义2: :化劑'2 "的製備方法與催化劑””目同，除了以 =業用二氧化欽粉末（BET特殊表面積為3Q m2/g)取代二氧化鈦-二氧化矽粉末。獲得的催化劑"之組成的重量比為Ti〇2 : V2〇5 : W03 : Pd = 89. 1 : 6. 9 : 3 : 1，BET 特殊表面積為22 m2/g，細孔體積為0.24 cm3/g。催化劑、、3：將特殊表面積為15〇 m2/g之粉末的r —氧化鋁加至草酸水溶液，並攪拌。以上述之漿狀物覆蓋在蜂巢型蓳青石媒介物（cordierite carrier)(外側面積為150 mm2，

巢室開口為1· 5 mm，厚度為〇· 35 _，長度為5〇 mm )上，並烘乾和鍛燒，以形成催化劑媒介物。Al2〇3的含量為 1 5wt· % (以催化劑媒介物的重量為基礎）。使此催化劑媒介物充滿硝酸始水溶液，並在丨〇〇 t下在空氣中鍛燒3小時’以形成含鉑催化劑。鉑在此含鉑催化劑中所占的含量

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五、發明說明（18) 為 0· 1 wt· % 〇〔廢水的處理〕例1 : 在如第1圖所示的裝置中，構成氣化區之封閉容器中充滿24 0 ml的由SUS所製成的環。每一個環的直二隨，長度為6 mm。反應區内有1 2 0 m 1的催化劑、、}。將含有3 wt. %氫氣化四甲基氨的水溶液，與廢水相近的溶液’依據下列的條件進行處理。

利用幫浦將此廢水以2· 7 g/min的供應速度供應至氣化區，並經由喷霧器喷灑，其中喷霧用的空 δ Ι/min。經由溫度控制器的控制利用加熱器將氣&化區的溫度控制在3 00 °C。反應區之進氣口的溫度設定在275 〇c， 300 °C和325 °C，並將廢水分別在這些條件下進行處理。分 =在這些條件下處理後的廢氣自反應區排放，並分別分析這些廢氣的組成。順道一提，反應區的空間速度相當於小時2980 。、處理後的氣體之分析結果如表1所示，其中符號

，表示—ί偵測出—m表*留：乾“體中之所有碳氫化合物的濃度，並就甲烷來計算；而 AMMONIA"表示在濕式條件下之氨一乾燥條件下的濃度。㈣辰度，#欄“ 例2 :

574145 、發明說明（19) 例2的處理方法與例1相同，除了以催化劑、2 〃取代催化劑1 〃。並分析處理後的氣體之組成，其結果列於表1。 ⑼1欠比較例1 : 比較例1的處理方法與例1相同，除了反應器含有催化劑'3 ” ，且催化劑、、3的量改為1 6 ml。順道一提，反應器的溫度設定在325 °C。處理後的氣體之分析結果列於表1中。

〔表1〕 J 谁化劑: i 1化劑2 催化劑3 溫度 275·。 300*C 325*C 275·。 300t 325°C 325°C 三甲基胺（ppm) ND ND ND ND ND ND ND f 醇（ppm) ND ND ND ND ND ND ND IHC (ppm) 4 3.5 3 4 4 3 15 TOC (mg/1) 11 13 18 17 14 15 12 AMMONIA (ppm) 210 90 ND 350 160 0.7 0.9 NOx (ppm) ND 0.2 20~30 ND 1 3JM0 350 N^O (ppm) ND ND ND ND ND 10 150 CO (ppm) ND ND ND 2 ND ND 15 C〇2 (ppm) 3300 3400 3350 3350 3350 3400 3400

廢水中的氫氧化四甲基氨可在約130 °C下分解成三甲基胺和曱醇。不論使用催化劑Μ β Ί //和、3 "任何一種，都未偵測到三甲基胺或曱醇，因此發現三曱基胺和

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甲醇會在反應區中氧化。可以：：’大部份的有機：i氧:化=度偵測到-氧化碳。然而Λ』用：二，何,-個溫度都沒 15刚的一氧化石炭。田使用催化齊J 3時，偵測到再者’在與氮相關的成分方面，當使用催 ”

或丫時，在30(TC或更低的溫度下，會债測到氨。然而’當使用催化m，在325 t下並未偵，而當使用催化劑m貞測到0.7 ppm的氨。此夕卜，當使用催化劑1或2時，偵測到少量的N〇x，因此大部份的氮成分會轉化成氮氣。例3 : 在如第1圖所示的裝置中，構成氣化區之封閉容器中充滿60 ml直徑為5 mm的球形r —氧化鋁顆粒狀物，以做為預處理劑，而反應區内有2 8 m 1的催化劑、、1 "。使用從半導體製造廠排放出的廢水’其組成如表2所示。

利用幫浦將此廢水以〇 · 4 g/ m i η的供應速度供應至氣化區，並經由喷霧器喷灑，其中用於噴灑的空氣之流速為 2 · 0 1 / m i η。經由溫度控制器的控制利用加熱器將氣化區的溫度控制在3 0 0 °C。反應區的溫度設定在3 0 0 °C，3 2 5 °C 和35 0 °C。分別分析在這些條件下處理後的廢氣之組成。

2014-3927-PF;amy.ptd 第25頁 574145 五、發明說明（21) 順道一提，反應區的空間速度相當於每小時540 0。處理前的廢水和自反應區排放之處理後的氣體之分析結果列於表2，其中符號> N D 〃表示--未4貞測出--。例4 : 例4的處理方法與例3相同，除了以催化劑> 2 〃取代催化劑'' 1 〃。並分析處理後的氣體之組成，其結果列於表2。 [表2] m 處 C個理後廢: \m ί 氣處 C僻理後廢氣 \m ^ ) 溫度ΓΟ 300 325 350 300 325 350 氫氧化四甲基铵（tng« 29100 TOC (mg/1) 19200 77 30 29 210 36 31 Si (_) 40 S Cmgfl) 3 - - - - - - A1 (mg/l) 1 - - - - - - 三甲基胺 Cppm) - ND ND ND ND ND ND 甲醇 Cppm) - ND ND ND ND ND ND THC (ppm〕 - 7.5 7 7.5 8 7 8 AMMONIA (ppm) - 230 ND ND 600 10 ND NOk (ppm) - 0.5 6 5 0.5 15 23 N〇2 Cppm) - ND ND ND ND ND 17 CO (ppm) - ND ND ND 2 ND ND C02 Cppm) - 7100 7400 7600 7100 7500 7600

即使當使用催化劑〜1 〃和>2 〃任何一種時，都未偵測到由氫氧化四曱基銨分解形成的三曱基胺或曱醇。由分析結果發現，不論處理的溫度為3 2 5 °C或更高，

2014-3927-PF;amy.ptd 第26頁 574145 五、發明說明（22) TOC會降低，未偵测到一氧化碳，且大部份的碳成分會轉化成二氧化碳。再者，在與氮相關的成分方面，氨的濃度降低’偵測到少量的N Ox，因此大部份都轉化成氮氣。此外，廢水使用催化劑、、1 〃在上述條件下處理6小時。發現處理的效能並未降低，且以預處理劑移除廢水中的Si、S和A1，因此反應器的催化劑之功能並未受損。本申請案係以200 0年4月14日於日本申請的日本申絡4086號為基礎’其内容並併入供做參考雖…、、本發明已以較佳實施例揭露如上，限制本發明，任何熟習此項技藝者二：並非用以神和範圍内，當可做更動盥捫二不脫離本發明之精當事後附之申請專利範圍;斤二定者：二本發明之保護範圍 2014-3927-PF;amy.ptd 第27胃

Claims

574145 六、申請專利範園 1· 一種處理廢水之方法，包括：第一步驟將含有一含氮有機化合物的廢水熱室，=將所有的該廢水氣化成廢氣；以及、彳 ° 氣右f:::將該廢氣與一催化劑接觸而氧化，以將該含氮有機化合物轉化成氮氣、二氧化碳和水氣。』如：：專利範圍第1項所述之處理廢水之方法，立步驟係在將該加熱室加熱至10(rc或更高的溫度 3. 如申印專利範圍第丨項所述中該催化劑包括：地里尽水之方法，其 T含二氧化鈦和/或二氧化欽-二氧切之氧化物的組成 λ 由釩、鎢、鉬、鈽和鐵所組成的族群中之至少一成为的氧化物的組成、、B 〃；以及 J 選自由鉑、鈀、銥、铑、釕、猛、所組成的族群中之至少一成分的組成弋"。’/、氧化物其 4. 如申請專利範圍第1項所述之處理廢水之方中該第二步驟係在使該廢氣在空間速度每小， 50,000，溫度i〇(rc至40(rc下流動實施。其 5. 如申請專利範圍第1項所述之處理廢水之中該第二步驟係在一固體物質於該第一步 / 除後實施。甲禾瑕*化而移 6.如申請專利範圍第丨項所述之處理廢水中該含氮有機化合物包括氫氧化四烷基銨。万忐，其

574145 六、申請專利範圍 7·如申請專利範圍第1項所述之處理廢水之方法，其中該廢水包含一光阻材質中一溶解的成分。 8· —種處理廢水之裝置，包括·· 一廢水氣化裝置，其中該廢水氣化裝置包含一噴霧器用以將廢水霧化；一氣化區’將廢水導入該氣化區中，且該廢水會藉由該廢水氣化裝置而產生一廢氣；一反應區，其中該反應區包含一催化劑，用以將自該氣化區排放出的該廢氣氧化，且一氧化的氣體從該反應區排出；以及一管線’連接該氣化區至該反應區。9·如申請專利範圍第8項所述之處理廢水之裝置，更預處理區’用以移除不會在該氣化區中氣化的-固 10. 如申請專利範圍第9項所述之處理中該預處理區包含由氧化鋁、二氧化矽、二 f置锆所組成的族群中選擇至少一種。一虱化鈦和 11. 如申請專利範圍第8項所述之處中該催化劑包括：处里麼水含二氧化鈦和/或二氧化鈦—二氧化矽之氧 \\ A ” A 其化之裝置，其化物的組成成分的：成V〃鈽和:及所組成的姨群中之至少選自由鉑、鈀、銥、铑、釕 '錳、 #和鋼或其氧化

2014.3927.PF;amy.ptd 第29頁 574145 六、申請專利範圍所組成的族群中之至少一成分的組成〃。 1 2 .如申請專利範圍第8項所述之處理廢水之裝置，其中該廢水氣化裝置包含一加熱器。 1 3.如申請專利範圍第8項所述之處理廢水之裝置，其中該廢水氣化裝置利用該廢水和自該反應區排放之一氣體之間進行熱交換。

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