(57)【要約】【課題】従来、廃水に含有される処理対象物質に応じてそれぞれの処理法が提案されているが、本発明においてはＴＭＡＨ等とアンモニア及び過酸化水素を含有する廃水を、一連の処理過程により分解処理することのできる処理方法及び処理装置を提供することを目的とする。【解決手段】ＴＭＡＨ等，アンモニア及び過酸化水素を含有する廃水を処理する方法であって、廃水中の過酸化水素を分解する過酸化水素分解工程（過酸化水素分解部５１）と、この除Ｈ２Ｏ２廃水からアンモニアを放散する放散工程（放散塔２６）と、このアンモニア放散後の廃水を濃縮してＴＭＡＨ含有濃縮液を得る濃縮工程（濃縮部５６）と、該濃縮液をガス化するガス化工程（ガス化器７６）と、このガス化工程で得られたガスと前記放散されたアンモニア含有ガスを、触媒を用いて分解する分解工程（触媒反応器１８）とを備える。【選択図】　図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
２種の廃水を同時に処理する方法であって、
前記廃水の１つがガス化可能な有機化合物を含有する廃水［Ａ］であり、前記廃水の他の１つが放散可能な化合物及び過酸化水素を含有する廃水［Ｂ］であり、
前記廃水［Ａ］をガス化するガス化工程と、
前記廃水［Ｂ］中の過酸化水素を分解する過酸化水素分解工程と、
前記廃水［Ｂ］中の、前記放散可能な化合物を放散する放散工程と、
前記ガス化工程で得られたガスと、前記放散工程で得られたガスとを触媒により分解処理する分解工程とを有することを特徴とする廃水の処理方法。
【請求項２】
前記過酸化水素分解工程を前記放散工程に先行して行い、過酸化水素分解後の液相を前記放散工程に付す請求項１に記載の廃水の処理方法。
【請求項３】
前記ガス化工程より前に、前記廃水［Ａ］を濃縮する濃縮工程を設けた請求項１または２に記載の廃水の処理方法。
【請求項４】
ガス化可能な有機化合物，放散可能な化合物，及び過酸化水素を含有する廃水［Ｃ］を浄化処理する方法であって、
前記廃水［Ｃ］中の過酸化水素を分解する過酸化水素分解工程と、
前記廃水［Ｃ］中の、前記放散可能な化合物を放散する放散工程と、
前記廃水［Ｃ］中の、前記ガス化可能な有機化合物を濃縮する濃縮工程と、
この濃縮工程で得られた濃縮液をガス化するガス化工程と、
このガス化工程で得られたガスと前記放散工程で得られたガスを、触媒により分解処理する分解工程とを備えたことを特徴とする廃水の処理方法。
【請求項５】
前記過酸化水素分解工程を、前記放散工程と前記濃縮工程より先行して行い、
この過酸化水素分解後の液相を前記放散工程に付し、
次にこの放散後の液相を前記濃縮工程に付す請求項４に記載の廃水の処理方法。
【請求項６】
前記過酸化水素分解工程を、前記放散工程と前記濃縮工程より先行して行い、
この過酸化水素分解後の液相を前記濃縮工程に付し、
次にこの濃縮工程で揮散される前記放散可能な化合物を、凝縮する凝縮工程に付し、
この凝縮工程により得られた凝縮水を前記放散工程に付す請求項４に記載の廃水の処理方法。
【請求項７】
前記ガス化工程におけるガス化の為の熱量として、前記分解工程より排出される処理済みガスの熱量を直接、若しくは前記放散工程で得られたガスの加熱を介して用いる請求項１〜７のいずれかに記載の廃水の処理方法。
【請求項８】
２種の廃水を同時に処理する装置であって、
前記廃水の１つがガス化可能な有機化合物を含有する廃水［Ａ］であり、前記廃水の他の１つが放散可能な化合物及び過酸化水素を含有する廃水［Ｂ］であり、
前記廃水［Ａ］をガス化するガス化部と、
前記廃水［Ｂ］中の過酸化水素を分解する過酸化水素分解部と、
前記廃水［Ｂ］中の、前記放散可能な化合物を放散する放散部と、
前記ガス化部で得られたガスと、前記放散部で得られたガスを、触媒により分解処理する分解部とを有することを特徴とする廃水の処理装置。
【請求項９】
前記廃水［Ｂ］を前記過酸化水素分解部に導入するラインと、
この過酸化水素分解部から導出し、前記放散部に導入するラインを備えた請求項８に記載の廃水の処理装置。
【請求項１０】
ガス化可能な有機化合物，放散可能な化合物，及び過酸化水素を含有する廃水［Ｃ］の処理装置であって、
前記廃水［Ｃ］中の過酸化水素を分解する過酸化水素分解部と、
前記廃水［Ｃ］中の、前記放散可能な化合物を放散する放散部と、
前記廃水［Ｃ］中の、前記ガス化可能な有機化合物を濃縮する濃縮部と、
この濃縮部から排出される前記濃縮液をガス化するガス化部と、
このガス化部から排出されるガスと、前記放散部において放散されたガスを、触媒により分解する分解部とを備えたことを特徴とする廃水の処理装置。
【請求項１１】
前記廃水を前記過酸化水素分解部に導入するラインと、
この過酸化水素分解部から液相を導出し、前記放散部に導入するラインと、
この放散部から液相を導出し、前記濃縮部に導入するラインと
を備えた請求項１０に記載の廃水の処理装置。
【請求項１２】
前記放散可能な化合物を凝縮する凝縮部を有し、
前記廃水を前記過酸化水素分解部に導入するラインと、
この過酸化水素分解部から液相を導出し、前記濃縮部に導入するラインと、
この濃縮部から気相を導出し、前記凝縮部に導入するラインと、
この凝縮部から液相を導出し、前記放散部に導入するラインと
を備えた請求項１０に記載の廃水の処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガス化可能な有機化合物を含有する廃水と、放散可能な化合物及び過酸化水素を含有する廃水といった２種の廃水を同時に処理する方法及び処理装置、またガス化可能な有機化合物，放散可能な化合物，及び過酸化水素を含有する廃水を処理する方法及び処理装置に関するものである。尚以下、上記有機化合物として水酸化テトラアルキルアンモニウムを例に挙げ、また放散可能な化合物（以下、放散可能化合物と称することがある）としてアンモニアを例に挙げて主に説明するが、本発明の処理対象物はこれらアンモニアや水酸化テトラアルキルアンモニウムに限るものではない。
【０００２】
【従来の技術】
放散可能化合物の代表例としてアンモニアが挙げられ、その処理法としては、先ず廃水からアンモニアを放散させ、このアンモニアガスを触媒上にて接触的に酸化し、無害な窒素ガスと水に分解するという方法がある（例えば特開平７−２８９８９７号公報）。この処理法は触媒処理法と称されている。
【０００３】
この触媒処理法の他にアンモニア含有廃水の処理法としては、生物処理法が知られている。この生物処理法は微生物の働きによって廃水中のアンモニアを無害な窒素ガスと水にする方法である。尚この生物処理法は処理効率が低く、充分な処理能力を得るには装置規模の拡大に頼らざるを得ず、また余剰汚泥が生じるため、その汚泥の処理の問題が残る。
【０００４】
一方、ガスによる放散では廃水中より実質的には放散しないが、廃水の実質全量をガス化する手段によりガス化できる有機化合物として、水酸化テトラアルキルアンモニウムを代表例として挙げることができる。この水酸化テトラアルキルアンモニウムといった有機化合物を含有する廃水の処理法としては、焼却法，微生物処理法，超臨界水を用いた分解処理法が知られている。
【０００５】
上記焼却法は、廃水を高温で燃焼させて廃水中に含まれている有機化合物を酸化分解処理する方法である。尚この場合、前記水酸化テトラアルキルアンモニウムの様な分子中に窒素を有する有機化合物（含窒素有機化合物）からは、通常、窒素酸化物（ＮＯＸ）が発生する。このＮＯＸを更に無害な物質に変換する処理設備を整備する必要があることから、この焼却法では設備が大型になり、建設費が高くなるという欠点がある。
【０００６】
また上記微生物処理法は、微生物の働きによって含窒素有機化合物等の有機物を無害な窒素ガス，水，二酸化炭素ガス等に分解処理する方法である。尚上記と同じく処理効率が低く、処理設備を大きくする必要があり、また余剰汚泥の処理について考慮する必要がある。
【０００７】
上記超臨界水を用いた分解処理法は、超臨界状態の水の物理・化学的特性を利用する方法である。尚水を超臨界状態とするには高温・高圧状態下に制御する必要があるから、処理装置の耐熱性，耐圧性に関する要求が厳しく、また高圧を得るための高圧ポンプ・高圧コンプレッサーなどの機器が必要となり、設備コストが高くつく。
【０００８】
ところで水酸化テトラアルキルアンモニウム等の浄化処理に関して、本出願人は、上述の問題を解消して、上記水酸化テトラアルキルアンモニウム等の含窒素有機化合物を窒素ガス，二酸化炭素といった後処理が不要で無害なガスに変換して排出できる廃水処理方法を、新たに提案し、既に出願している（特願２０００−１１４０８６号）。
【０００９】
廃水中の過酸化水素を処理する方法としては、触媒による処理法が知られており、触媒として活性炭や、白金，パラジウム，ルテニウム，ロジウム，コバルト，マンガン，鉄，銅，ニッケル等を成分とする金属化合物を用い、水と酸素ガスに分解処理する。また過酸化水素に酵素を作用させて分解処理することも提案されている。
【００１０】
またアンモニアと過酸化水素の２つを含有する廃水の処理方法としては、先ず過酸化水素を触媒により分解処理した後、アンモニアを揮散させて廃水から除去し、この揮散されたアンモニアを触媒により分解するという処理方法が提案されている（特開２０００−５１８７１号公報）。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
以上の様に、各種廃水に含有される処理対象物質に応じてそれぞれの処理法が提案されているが、半導体装置製造工場や各種化学工場では様々な廃水が排出されており、被処理廃水の種類に応じて各々の処理装置を設置するとすれば、広大な設備敷地が必要となり、設備コストやランニングコストが高くつくという問題がある。また上述の様にアンモニアと過酸化水素の２つを含有する廃水の処理法としては提案されているが、水酸化テトラアルキルアンモニウム等の有機化合物とアンモニアと過酸化水素のいずれもを含有する廃水の処理については提案されておらず、これらの処理対象物質について別々に処理を行うとすると、上記の如く処理設備が大型化し、設備コストが嵩むという問題がある。
【００１２】
尚水酸化テトラアルキルアンモニウム等の有機化合物とアンモニアとを含有する廃水については、これらの処理対象物質の両方を同時に処理して処理装置の簡素化，設備コストの低廉化を図った廃水処理方法及び処理装置を、本出願人が新たに提案し、既に出願している（特願２００１−２７３１６号）。また水酸化テトラアルキルアンモニウム等の有機化合物を含有する廃水と、アンモニア等の放散可能な化合物を含有する廃水といった２種類の廃水を、同時に処理して処理装置の簡素化，コストの低廉化を図った処理方法及び処理装置についても、本出願人は新たに提案し、既に出願している（特願２００１−４５４００号）。
【００１３】
そして今回の本発明においては、有機化合物とアンモニアと共に過酸化水素が含有された廃水についても、一連の処理過程により、これら３者の処理対象物質を分解処理することができ、装置の簡素化，コストの低廉化を図ることのできる処理方法及び処理装置を提供し、また異なる種類の廃水を同時に処理するにあたり、一方の廃水に過酸化水素が含有されたものであっても、これらの異なる種類の廃水を同時に処理でき、装置の簡素化，コストの低廉化を図ることのできる廃水の処理方法及び処理装置を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本第１の発明に係る廃水の処理方法は、２種の廃水を同時に処理する方法であって、前記廃水の１つがガス化可能な有機化合物を含有する廃水［Ａ］であり、前記廃水の他の１つが放散可能な化合物及び過酸化水素を含有する廃水［Ｂ］であり、前記廃水［Ａ］をガス化するガス化工程と、前記廃水［Ｂ］中の過酸化水素を分解する過酸化水素分解工程と、前記廃水［Ｂ］中の前記放散可能化合物を放散する放散工程と、前記ガス化工程で得られたガス（以下、［Ａ］ガス化ガスと称することがある）と、前記放散工程で得られたガス（以下、［Ｂ］放散ガスと称することがある）とを触媒により分解処理する分解工程（以下、ガス分解工程と称することがある）とを有することを要旨とする。
【００１５】
本第１の発明に係る廃水の処理方法において、前記過酸化水素分解工程を前記放散工程に先行して行っても良いし、或いは前記放散工程を前記過酸化水素分解工程に先行して行っても良いが、好ましくは、前記過酸化水素分解工程を前記放散工程に先行して行う場合であり、廃水［Ｂ］を過酸化水素分解工程に付した後、この過酸化水素分解後の廃水［Ｂ］（液相）を前記放散工程に付すと良い。この理由は、アンモニア等を放散する場合において、放散をより良好に行う為にアルカリ（例えば水酸化ナトリウム）を廃水中に添加することがあるが、廃水中に過酸化水素が存在するとこの過酸化水素が酸性として働くので、上記アルカリを多く添加する必要が生じるからである。従ってアルカリ消費量を低減する為には、上記の如く放散工程の前に過酸化水素を分解するのが好ましい。
【００１６】
尚前記放散工程を前記過酸化水素分解工程に先行して行う場合は、放散後の廃水［Ｂ］（液相）を前記過酸化水素分解工程に付すと良い。
【００１７】
なお上記「放散」とは、液体に溶解している揮発成分（以下、溶解揮発成分と称することがある）をガスに同伴させて追い出す操作であり、この同伴に用いるガスは上記溶解揮発成分を含まないガスであって、このガスを溶液に接触させることにより放散を行う。尚この様な操作はストリッピングとも呼ばれている。この様な放散操作により揮発成分を含む放散ガスと揮発成分が減少した液体に分けられる。また上記「ガス化」とは、液体に加熱や減圧等の手段を施すことにより、液体の実質全量を蒸発させて気体状態にする操作であり、液体に溶解している成分も実質全量が蒸発或いは気化する。この様に「放散」が、ガスを用いて液体から揮発成分を追い出して揮発成分が減少した液体にする操作であるのに対し、「ガス化」とは、液体を実質全量蒸発させて気体化させる操作である。
【００１８】
またこの様な本第１の発明の処理方法を実現する本発明の処理装置は、２種の廃水を同時に処理する装置であって、前記廃水の１つがガス化可能な有機化合物を含有する廃水［Ａ］であり、前記廃水の他の１つが放散可能な化合物及び過酸化水素を含有する廃水［Ｂ］であり、前記廃水［Ａ］をガス化するガス化部と、前記廃水［Ｂ］中の過酸化水素を分解する過酸化水素分解部と、前記廃水［Ｂ］中の前記放散可能化合物を放散する放散部と、前記ガス化部で得られたガス（［Ａ］ガス化ガス）と前記放散部で得られたガス（［Ｂ］放散ガス）を、触媒により分解処理する分解部（以下、ガス分解部と称することがある）とを有することを要旨とする。
【００１９】
本第１の発明の処理装置において、前記過酸化水素分解部を前記放散部より上流側に設けても良いし、或いは前記放散部を前記過酸化水素分解部より上流側に設けても良いが、好ましくは、前記過酸化水素分解部を上流側に設ける場合であり、この態様として、前記廃水［Ｂ］を前記過酸化水素分解部に導入するラインと、この過酸化水素分解部から導出し、前記放散部に導入するラインを備えたものが挙げられる。前述の様に、アンモニア等の放散促進の為に添加するアルカリ量が、過酸化水素が廃水中に存在すると多くなるから、過酸化水素分解部による処理を放散部による処理より先行して行うのが好ましい。
【００２０】
尚放散部を上流側に設ける態様としては、前記廃水［Ｂ］を前記放散部に導入するラインと、この放散部から導出し、前記過酸化水素分解部に導入するラインを備えると良い。
【００２１】
上記過酸化水素分解工程（過酸化水素分解部）における過酸化水素の分解手法としては、各種触媒を用いる手法、光酸化を利用する手法、廃水との動的接触を大きくする充填材を用いた手法等が挙げられる。
【００２２】
この過酸化水素分解に用いる上記触媒としては、活性炭、或いは触媒活性成分として白金，パラジウム，ロジウム，コバルト，マンガン，鉄，銅，ニッケル等をアルミナ，シリカ，シリカ−アルミナ，酸化チタン等の不活性担体に担持してなる担持触媒等が挙げられ、この様な触媒を用いて過酸化水素を酸素（Ｏ２）と水（Ｈ２Ｏ）に分解処理する。
【００２３】
また上記光酸化を利用する手法とは、具体的には廃水［Ｂ］に光を照射するというものであり、この光照射により廃水［Ｂ］中の過酸化水素は光酸化を受ける。廃水［Ｂ］に含有される「放散可能な化合物」がアンモニアの場合、過酸化水素はアンモニアと共に下記化学式（１）の如く分解する。
２ＮＨ３＋３Ｈ２Ｏ２→Ｎ２＋６Ｈ２Ｏ　　　…（１）
この式（１）から分かる様に、重量比ではアンモニア：過酸化水素＝１：３で理論上分解されることになる。例えば半導体装置製造工場で排出される廃水には、過酸化水素とアンモニアがほぼ１：１の濃度で含有されていることが多いから、上記光酸化を利用して処理することにより、過酸化水素の全部とアンモニアの一部が分解されることになる。
【００２４】
上記充填材を用いた手法とは、廃水［Ｂ］を充填材に動的接触させることにより過酸化水素の分解が促され、水と酸素に分解される。充填材としては、メッシュ状物，粒状物等が挙げられ、前記アルカリ添加廃液との接触面積が大きい形状のものが好ましい。また充填材の材質としてはステンレス鋼等の金属，プラスチック，セラミックス等、様々なものが利用可能である。上記充填物として具体的には、例えばラシヒリング，ポールリング，インタロックサドル，ＩＭＴＰ，カスケードミニリング，メタレット，テラレット等の不規則充填物、スルザーパッキン等の規則充填物が挙げられる。
【００２５】
そしてこの様にして過酸化水素分解工程（過酸化水素分解部）を経た後の廃水［Ｂ］を放散工程によりアンモニア等の化合物を放散して［Ｂ］放散ガス（アンモニア等含有ガス）を得、一方廃水［Ａ］をガス化工程によりガス化して［Ａ］ガス化ガスを得、これらを合わせて上記ガス分解工程において触媒による処理を行う。
【００２６】
この様にして処理することにより、それぞれの廃水毎に別々に処理する場合に比べて処理設備を簡素化でき、また操業コストを低減することができる。
【００２７】
尚上記ガス化可能な有機化合物としては、沸点が８００℃以下の有機化合物が挙げられ、更に沸点１００℃以上、６００℃以下の含窒素有機化合物が本発明における処理に適している。更により適しているのは沸点１００℃以上、３５０℃以下の含窒素有機化合物である。このうちでも本発明の処理に適したものとして水酸化テトラアルキルアンモニウムが挙げられ、特に水酸化テトラメチルアンモニウム（以下、ＴＭＡＨと称することがある）が代表例として挙げられる。
【００２８】
この様に廃水［Ａ］に含まれる上記有機化合物としては、水に可溶性の物質であればその種類は特に制限されるものではないが、具体的には、上述のＴＭＡＨの他、水酸化テトラエチルアンモニウムやコリン等の第４級アルキルアンモニウム塩、また尿素、ヒドラジン、ピリジン、ピペリジン、ピラジン、ピラゾール、ピラゾリン、２−ピロリドン、Ｎ−ビニルピロリドン、モノエタノールアミン，ジエタノールアミン等のアルカノールアミン類、エチレングリコール，プロピレングリコール等のグリコール類、ギ酸，酢酸，アクリル酸等の有機酸類、酢酸アンモニウム，ギ酸アンモニウム等の熱分解により分解・ガス化する有機酸アンモニウム塩等を挙げることができる。
【００２９】
また本発明での処理対象となる上記廃水［Ｂ］に含まれる上記化合物としては、水に可溶性の物質であり、且つ空気等のガス或いは蒸気、またはその両方により同伴されて廃水中より放散する物質であれば、その種類は特に限定されるものでないが、具体的には、上述のアンモニアの他、アセトイミドエーテル、テトラヒドロフラン、或いはメタノール，エタノール，１−プロパノール，２−プロパノール等のアルコール類、ホルムアルデヒド，アセトアルデヒド等のアルデヒド類、２−プロパノン，２−ブタノン等のケトン類、Ｎ，Ｎ−ジメチルヒドラジン，Ｎ，Ｎ′−ジメチルヒドラジン等のヒドラジン類、メチルアミン，エチルアミン，ジメチルアミン，ジエチルアミン，トリメチルアミン，トリエチルアミン等のアミン類、エチレンイミン等のイミン類、アセトニトリル，アクリロニトリル等のニトリル類等が挙げられる。
【００３０】
更に本第１の発明に係る処理方法においては、前記ガス化工程より前に、前記廃水［Ａ］を濃縮する濃縮工程を設けたものであることが好ましい。尚この濃縮工程としては、蒸発法，冷凍凍結法，膜分離法等の公知の全ての方法を採用することができる。
【００３１】
上記濃縮工程により廃水［Ａ］を予め濃縮しておけば、ガス化の装置（ガス化部）としては少なくともこの濃縮されたＴＭＡＨ等をガス化できる程度の大きさのものがあれば良いから、つまり比較的小さいもので済み、またガス化装置（ガス化部）の消費エネルギーとしても未濃縮液をガス化する場合よりも少なくて済む。加えて分解工程に向かうガス量としても低減されるから、分解工程の装置（分解部）としても小さくて済む。よって処理装置全体として非常にコンパクトなものにすることができる。更に分解工程（分解部）における触媒反応器を所定温度にまで昇温するのに必要とされる熱量も大幅に少なくて済む。従ってランニングコスト及び初期投資の両面から、非常に経済的な処理方法，装置であると言える。
【００３２】
本第２の発明に係る廃水の処理方法は、ガス化可能な有機化合物，放散可能な化合物，及び過酸化水素を含有する廃水［Ｃ］を浄化処理する方法であって、前記廃水［Ｃ］中の過酸化水素を分解する過酸化水素分解工程と、前記廃水［Ｃ］中の前記放散可能化合物を放散する放散工程と、前記廃水［Ｃ］中の前記ガス化可能な有機化合物を濃縮する濃縮工程と、この濃縮工程で得られた濃縮液をガス化するガス化工程と、このガス化工程で得られたガスと前記放散されたガスを触媒により分解処理する分解工程（ガス分解工程）とを備えたことを要旨とする。
【００３３】
本第２の発明に係る廃水の処理方法において、▲１▼前記過酸化水素分解工程を前記濃縮工程及び前記放散工程に先行して行っても良いし、或いは▲２▼前記濃縮工程を前記過酸化水素分解工程及び前記放散工程に先行して行っても良いし、また▲３▼前記放散工程を前記濃縮工程及び前記過酸化水素分解工程に先行して行っても良いが、好ましくは前記過酸化水素分解工程を前記濃縮工程及び前記放散工程に先行して行う場合（▲１▼）である。前述の如く、アンモニア等を放散する場合に、より良好に放散させる為にアルカリを添加することがあるが、廃水中に過酸化水素が存在すると、アルカリ添加量を多くする必要が生じるから、アルカリの消費量を低減する為には、過酸化水素分解工程を放散工程に先立って行うのが良い。また前記濃縮工程を前記過酸化水素分解工程及び前記放散工程に先行して行う場合（▲２▼）は、ＴＭＡＨ等を濃縮した後の濃縮水に若干過酸化水素が含まれることがあり、この過酸化水素含有の濃縮液を高温のガス化工程に付すと、過酸化水素は強力な酸化剤である為に装置の腐食を招く可能性がある。よってこの▲２▼の場合はガス化工程の装置に高価な耐腐食性の材料（例えばＴｉ等）を用いる必要が生じる。従って装置コストを低減する観点からも、過酸化水素分解工程を濃縮工程に先立って行うのが好ましい。
【００３４】
上記前記過酸化水素分解工程を前記濃縮工程及び前記放散工程に先行して行う場合（▲１▼）としては、次の２つが好ましい形態として挙げられ、その１つの形態は、先ず廃水［Ｃ］を過酸化水素分解工程に付し、この過酸化水素分解後の液相を前記放散工程に付し、次にこの放散後の液相を前記濃縮工程に付し、該濃縮工程により得られた濃縮液を前記ガス化工程に付し、次にこのガス化工程で得られたガスと前記放散工程で得られたガスとを前記分解工程に付すという方法である（▲１▼−１）。他の１つの形態は、先ず廃水［Ｃ］を過酸化水素分解工程に付し、この過酸化水素分解後の液相を濃縮工程に付し（例えば加熱濃縮を行う）、次にこの濃縮工程で揮散される前記放散可能な化合物を、凝縮する凝縮工程に付し、この凝縮工程により得られた凝縮水を前記放散工程に付し、また前記濃縮工程で得られた濃縮液をガス化工程に付し、このガス化工程で得られたガスと前記放散工程で得られたガスを前記分解工程に付すという方法である（▲１▼−２）。
【００３５】
この様な本第２の発明の処理方法を実現する本発明の処理装置は、ガス化可能な有機化合物，放散可能な化合物，及び過酸化水素を含有する廃水［Ｃ］の処理装置であって、前記廃水［Ｃ］中の過酸化水素を分解する過酸化水素分解部と、前記廃水［Ｃ］中の前記放散可能化合物を放散する放散部と、前記廃水［Ｃ］中の前記ガス化可能な有機化合物を濃縮する濃縮部と、この濃縮部から排出される前記濃縮液をガス化するガス化部と、このガス化部から排出されるガスと前記放散部において放散されたガスを触媒により分解する分解部（ガス分解部）とを備えたことを要旨とする。
【００３６】
本第２の発明の処理装置において、▲１▼前記過酸化水素分解部を前記濃縮部及び前記放散部より上流側に設けても良いし、或いは▲２▼前記濃縮部を前記過酸化水素分解部及び前記放散部より上流側に設けても良いし、また▲３▼前記放散部を前記濃縮部及び前記過酸化水素分解部より上流側に設けても良い。尚このうちでもより好ましい形態は、前記過酸化水素分解部を前記濃縮部及び前記放散部より上流側に設ける場合（▲１▼）であり、更にこの▲１▼の場合において次の２つがより好ましい装置として挙げられる。その１つは、先ず廃水［Ｃ］を過酸化水素分解部に導入し、この過酸化水素分解後の液相を前記放散部に導入し、この放散後の液相を前記濃縮部に導入し、この濃縮部から排出される濃縮液をガス化部に導入し、このガス化部で得られたガスと前記放散部で得られたガスを前記分解部に導入するものであり、即ち前記廃水［Ｃ］を前記過酸化水素分解部に導入するラインと、この過酸化水素分解部から液相を導出し前記放散部に導入するラインと、この放散部から液相を導出し前記濃縮部に導入するラインとを備えたものである。他の１つは、先ず廃水［Ｃ］を過酸化水素分解部に導入し、この過酸化水素分解後の液相を濃縮部に導入し、この濃縮部からの気相を凝縮部（放散可能化合物を凝縮する）に導入し、この凝縮水を放散部に導入し、また前記濃縮部で得られる濃縮液をガス化部に導入し、このガス化部で得られるガスと前記放散部で得られるガスを分解部に導入するものであり、即ち前記廃水［Ｃ］を前記過酸化水素分解部に導入するラインと、この過酸化水素分解部から液相を導出し、前記濃縮部に導入するラインと、この濃縮部から気相を導出し凝縮部（放散可能化合物を凝縮する）に導入するラインと、この凝縮部から液相を導出し前記放散部に導入するラインとを備えたものである。
【００３７】
尚本第２の発明においても上記ガス化可能な有機化合物としては、上記本第１の発明と同様に沸点が８００℃以下の有機化合物が挙げられ、特に沸点１００℃以上、６００℃以下の含窒素有機化合物が本発明における処理に適しており、より適しているのは沸点１００℃以上、３５０℃以下の含窒素有機化合物である。また上記本第１の発明と同様に本第２の発明の処理に適したものとして水酸化テトラアルキルアンモニウムが挙げられ、特に水酸化テトラメチルアンモニウムが代表例として挙げられる。
【００３８】
上記過酸化水素分解工程（過酸化水素分解部）における過酸化水素の分解手法としては、上述の本第１の発明と同様に、各種触媒を用いる手法、光酸化を利用する手法、廃水との動的接触を大きくする充填材を用いた手法等が挙げられる。
【００３９】
上記の様にして過酸化水素分解工程（過酸化水素分解部）を経た後の廃水［Ｃ］から、濃縮されたＴＭＡＨ等（有機化合物）と濃縮されたアンモニアガスを抽出し、これを触媒により分解処理を行うというものである。この様にして処理することによりＴＭＡＨ等の有機化合物とアンモニア及び過酸化水素を、窒素ガス（Ｎ２），二酸化炭素ガス（ＣＯ２），水（Ｈ２Ｏ）等にまで効率的に処理することができる。
【００４０】
尚仮にＴＭＡＨ等及びアンモニアを含有する廃水を全量ガス化し、このガスを触媒により分解処理するとすると、この触媒分解処理に非常に大型の装置が必要となり、加えて触媒反応器を反応の適温にまで昇温するのに非常に多くの熱量が必要となるが、本第２の発明によれば、処理装置として非常にコンパクトなもので済み、また触媒反応器を所定温度にまで昇温するのに必要とされる熱量も大幅に少なくて済む。よってランニングコスト及び初期投資の両面から、非常に経済的な処理方法であると言える。
【００４１】
なお前記ガス化工程で得られたガスと前記放散されたアンモニア含有ガスとを別々に分解工程を行う様にしても良いが、上記ガス化工程で得られたガスと上記アンモニア含有ガスを混合して分解工程を行う方が効率的であり、また装置の簡素化を図ることができる。例えば上記の様に前記有機化合物がＴＭＡＨの場合に、一旦分離したＴＭＡＨとアンモニアを再び混合して分解工程において分解することが好ましく、即ちＴＭＡＨの分解ガスとアンモニアガスを混合して触媒分解を施せば、効率が良く、また装置の簡素化を図ることもできる。
【００４２】
本第１，２の発明において上記ガス分解工程（ガス分解部）で用いる触媒としては、上記有機化合物と上記放散可能化合物を同時に分解できるものであればいずれの触媒でも良く、例えば白金，パラジウム，ロジウム，イリジウム，ルテニウム，銀等の貴金属や、銅，マンガン，ニッケル，コバルト，クロム，セリウム，鉄等の遷移金属を、活性成分として単独で或いは複数使用して酸化物基材（シリカ，アルミナ，チタニア，ジルコニア，ゼオライト等の酸化物担体）に担持した触媒が挙げられ、またこの他に、ランタン，セリウム，ストロンチウム，バリウム，マンガン，ニッケル，コバルト，銅，鉄等を活性成分として複数含む触媒や、これらランタン等の前記酸化物基材に担持した触媒が挙げられる。
【００４３】
更に上記有機化合物が水酸化テトラアルキルアンモニウムで、上記放散可能化合物がアンモニアの場合では、用いる触媒としては例えばチタニア及び／又はチタニア・シリカを含む酸化物である第一成分と；バナジウム，タングステン，モリブデン，セリウムおよび鉄よりなる群より選ばれる少なくとも一種の金属酸化物である第二成分と；白金，パラジウム，イリジウム，ロジウム，ルテニウム，マンガン，クロムおよび銅よりなる群より選ばれる少なくとも一種の金属或いはその酸化物である第三成分とを含有したものが挙げられる。特にＴｉＯ２・ＳｉＯ２−Ｖ−Ｗ−Ｐｄ触媒が好ましい。
【００４４】
本第１，２の発明における上記ガス化工程（ガス化部）は、例えば（１）：廃水を加熱された空間に噴霧して廃水の実質全量をガス化する、或いは（２）：廃水を直接加熱することにより蒸発させてガス化するといった工程である。上記（１）のガス化手法として具体的には、常圧で１００℃以上、好ましくは２５０℃以上、より好ましくは５００℃以上に加熱された空間に廃水を噴霧する。この様に空間を高温に加熱することにより、この空間内に噴霧された廃水が蒸発し、さらに廃水中に含まれている有機化合物がガス化する。また、蒸発し難い高分子の有機化合物を含む場合であっても、５００℃以上とすることにより、分解してガス化させることができる。半導体装置製造におけるフォトエッチングの廃水に含まれる水酸化テトラメチルアンモニウムの場合、１３０℃程度でトリメチルアミンとメタノールに分解すると共にガス化する。
【００４５】
尚本第１，２発明の処理装置としては、▲１▼ＴＭＡＨ等のガス化部にアンモニア等含有ガス（放散工程で得られたガス）も導入し、そしてガス化部から排出されるＴＭＡＨ分解ガス等及びアンモニア等の混合ガスを上記分解部に導入する場合と、▲２▼ガス化部から出たＴＭＡＨ分解ガス等のガスにアンモニア等含有ガスを混合して、これを上記分解部に投入する場合がある。
【００４６】
更に本第１，２の発明の処理方法において、前記ガス化工程におけるガス化の為の熱量として、前記放散工程で得られたガスを加熱するか若しくは加熱せずに、その熱量を用いることが好ましい。
【００４７】
即ち〔１〕：前記ガス化工程におけるガス化にあたり、前記放散工程で得られた放散ガスの熱量を用いることが好ましく、〔２〕：或いは前記放散工程で得られた放散ガスを加熱する加熱工程を備え、前記ガス化工程におけるガス化にあたり、前記加熱工程を経て得られたガスの熱量を用いることが好ましい。
【００４８】
前記放散工程における放散の手法としては、▲１▼：廃水を加熱することにより放散させる方法や、▲２▼：酸素含有ガス（例えば空気）及び／または蒸気を放散装置に導入し、上記酸素含有ガスや蒸気にアンモニア等の放散可能化合物を同伴させて排出させる方法等が挙げられるが、上記▲１▼の放散方法を経て得られた放散ガスや、上記▲２▼の放散方法において蒸気を用いて放散する場合に得られた放散ガスは、いずれも比較的高温である。また上記▲２▼の放散方法において空気を用いて放散する場合であっても、比較的温度の高い空気（例えば１００〜２００℃）を放散装置に導入した方が放散効率が高くなるから、導入する空気を加熱するのが一般的である。従っていずれの場合も放散工程を経て得られる放散ガスは比較的高温である。
【００４９】
上記〔１〕の放散ガスの熱量を用いる方法は、上記の様に温度の高い放散ガスの熱量を、前記ガス化工程において利用するものであり、これにより熱の有効利用が図られ、ガス化の為のエネルギーコストを低減できる。
【００５０】
また、上記〔２〕の様に放散ガスを加熱する加熱工程を備えることが好ましく、この理由は上記触媒により分解処理するにあたり、分解工程（分解部）に導入するガスの温度を所定温度（例えば２５０〜３５０℃）に昇温する必要があるからである。そしてこの加熱工程を利用して、上記触媒処理で求められる温度以上に放散ガスを加熱し、この様にして高温にした放散ガスの熱量を前記ガス化工程において利用すれば（即ち上記〔２〕の放散ガスを加熱してこのガスの熱量を用いる方法を採用すれば）、ガス化工程の為の加熱器を別途必要とせず、装置の簡素化、効率化を図ることができる。
【００５１】
この〔２〕の方法を実現する好ましい装置としては、本発明に係る前記処理装置において、前記放散部で得られた前記放散ガスを加熱する加熱部が設けられたものが挙げられる。
【００５２】
この加熱部には電気ヒーターや燃焼炉等の公知の全ての手段を用いることができる。上記燃焼炉の燃料には、灯油，ＬＰＧ，または都市ガス等が使用可能であることは勿論であるが、半導体装置製造工場ではイソプロピルアルコールを含む廃液や廃溶剤が洗浄工程等において排出されることがあるから、これを有効利用して上記燃焼炉の燃料として使用すれば、エネルギー削減の観点から望ましい。
【００５３】
また本第１，２の発明の処理方法において、前記ガス化工程におけるガス化の為の熱量として、前記分解工程より排出される処理済みガスの熱量を直接、若しくは前記放散工程で得られたガスの加熱を介して用いることが好ましい。尚上記「処理済みガスの熱量を放散ガスの加熱を介して用いる」例としては、熱交換により上記処理済みガスから放散ガスに熱量を移行させる方法等が挙げられる。
【００５４】
上述の様に比較的高温のガスを分解工程（分解部）に導入すると、この分解工程（分解部）から排出される処理済ガスも比較的高温となる。そこで上記本発明は、この様な温度の高い処理済ガスの熱量を、前記ガス化工程において利用するというものであり、これにより熱の有効利用が図られ、上記ガス化の為のエネルギーコストを低減できる。
【００５５】
この様な処理方法を実現する好ましい装置としては、本発明に係る前記処理装置において、前記分解部から排出されたガスを、前記ガス化部に返送する循環ラインが設けられたものが挙げられる。また更に前記分解部から排出されたガスを、加熱部を介して前記ガス化部に返送する循環ラインが設けられたものが好ましく、上記ガス化の為の熱量が不足する場合に、この加熱部で補うと良い。
【００５６】
加えて本発明に係る処理方法においては、前記放散工程を経て得られた放散後の廃水を、無害化処理に付すことが好ましい。
【００５７】
放散後の廃水には各種有害成分が含有されている場合があるから、これを上記の如く無害化処理に付すのが好ましい。上記無害化処理としては、例えば無触媒湿式酸化処理工程や触媒処理工程，生物処理工程が挙げられ、これにより無害化することが可能である。
【００５８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る廃水の処理方法及び処理装置に関して、例を示す図面を参照しつつ具体的に説明するが、本発明はもとより図示例に限定される訳ではなく、前・後記の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実施することも可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。
【００５９】
＜実施形態１＞
図１は本第１の発明の実施形態１に係る廃水の処理装置を示す模式図である。
【００６０】
タンク１１は上記廃水［Ａ］を一時貯留しておくタンクであり、このタンク１１には廃水導入ライン１２、廃水排出ライン１３が繋がっている。この廃水排出ライン１３は濃縮器１４に接続され、更にこの濃縮器１４から導出される濃縮液排出ライン１５は、ガス化器（ガス化部）１６に接続されている。
【００６１】
タンク２１は上記廃水［Ｂ］を一時貯留しておくタンクであり、このタンク２１には廃水導入ライン２２、廃水排出ライン２３が繋がっている。そして廃水排出ライン２３は過酸化水素分解部５１に接続され、この過酸化水素分解部５１からは排出ライン５２が接続され、ｐＨ調整槽２４に繋がっている。上記過酸化水素分解部５１には、例えばアルミナの担体に白金を担持した担持触媒が充填されている。
【００６２】
上記ｐＨ調整槽２４には、アルカリ槽（アルカリ液貯留槽）２７からアルカリ用ポンプ２８ａを介してアルカリ供給ライン２８も接続されている。上記ｐＨ調整槽２４から導出される廃水投入ライン２５は、投入ポンプ２５ａを介して放散塔（放散部）２６に接続されている。
【００６３】
放散塔２６の下方部分には、蒸気を導入する蒸気導入ライン３２、及び加熱空気を導入する空気導入ライン３３が接続されている。上記空気導入ライン３３には空気ファン３３ａが取付けられている。上記空気導入ライン３３にはヒーター３４を介して外部からの空気が導入される。放散塔２６の上方部分には内部のガスを排出するガス排出ライン２９が接続され、一方放散塔２６の底部分には放散塔２６内の液を排出する液排出ライン３１が接続されている。この液排出ライン３１にはポンプ３１ａが取付けられており、排出液を次工程に導くようになっている。
【００６４】
上記ガス排出ライン２９はヒーター３５を介して上記ガス化器１６に接続されている。尚上記ガス排出ライン２９には空気供給ライン７１が接続されており、必要に応じて酸素含有ガス（例えば空気）を導入できる様になっている。ガス化器１６からのガス排出ライン１７は、触媒反応器（ガス分解部）１８に接続され、この触媒反応器１８からは処理済ガス排出ライン１９が取付けられている。上記触媒反応器１８には触媒として例えばチタニア及び／又はチタニア・シリカを含む酸化物である第一成分と；バナジウム，タングステン，モリブデン，セリウムおよび鉄よりなる群より選ばれる少なくとも一種の金属酸化物である第二成分と；白金，パラジウム，イリジウム，ロジウム，ルテニウム，マンガン，クロムおよび銅よりなる群より選ばれる少なくとも一種の金属或いはその酸化物である第三成分とを含有したものが充填されている。
【００６５】
次にこの実施形態１の処理装置を用いた廃水処理方法について説明する。
【００６６】
上記廃水［Ａ］としては、例えば半導体装置製造過程から排出される現像廃水が挙げられ、この廃水にはＴＭＡＨといった有機化合物が含有されている。上記廃水［Ｂ］としては、例えば半導体ウエハ洗浄廃水が挙げられ、この廃水にはアンモニア及び過酸化水素が含有されている。
【００６７】
まずタンク２１から上記廃水［Ｂ］を過酸化水素分解部５１に導入し、廃水［Ｂ］中の過酸化水素を水（Ｈ２Ｏ）と酸素（Ｏ２）に分解することにより過酸化水素を除く（過酸化水素分解工程）。
【００６８】
次いでこの過酸化水素分解後の廃水［Ｂ］（以下、除Ｈ２Ｏ２廃水［Ｂ］と称することがある）をｐＨ調整槽２４に導入し、アルカリを加える。この様に廃水をアルカリ性にすることによって、次の放散塔２６におけるアンモニア放散効率が良くなる。尚上記アルカリとしては、水性液中でアルカリ性を示すものであればいずれでも良く、例えば水酸化ナトリウム，水酸化カリウム，水酸化マグネシウム，水酸化カルシウム等が挙げられる。廃水に添加するアルカリの量としては、アンモニアを放散させることができる量であれば何れの量であっても良いが、好ましくは廃水のｐＨを７以上にする量であり、更に好ましくはｐＨを７〜１３にするのに必要な量である。アルカリ量が少なく廃水のｐＨが７未満となる場合は、アンモニアの放散効率が低く、一方廃水のｐＨが１３以上であれば、添加するアルカリ量が多くなり、コスト高を招くからである。
【００６９】
次に上記アルカリを添加した除Ｈ２Ｏ２廃水［Ｂ］（以下、アルカリ添加廃水［Ｂ］と称することがある）を放散塔２６に導入する。このとき空気導入ライン３３から加熱した空気（例えば１００〜２００℃）、及び／または蒸気導入ライン３２から蒸気を導入し、上記アルカリ添加廃水［Ｂ］に含有されるアンモニアを上記空気等により同伴してアンモニア含有ガスとし、ガス排出ライン２９から排出する。この様にして上記アルカリ添加廃水［Ｂ］からアンモニアを気相側に放散分離する（放散工程）。
【００７０】
放散塔２６の操作条件としては、温度１２０℃以下、圧力２０ｋＰａ（ゲージ圧）以下が好ましく、放散に使用するガスにより次の様に分類することができる。即ち、空気や窒素ガス等を用いて放散を行う場合は、温度５〜５０℃、圧力２０ｋＰａ（ゲージ圧）以下の操作条件が好ましく、蒸気を用いて放散を行う場合は、温度８０〜１２０℃、圧力２０ｋＰａ（ゲージ圧）以下の操作条件が好ましい。また放散に使用されるガスの投入量は、空気や窒素ガス等により放散を行う場合には、廃水投入量に対して容量比で１００〜１００００倍が好ましく、より好ましくは１０００〜５０００倍である。蒸気により放散を行う場合には、廃水投入量に対して重量比で０．０５〜１０倍が好ましく、より好ましくは０．１〜５倍である。放散塔２６における廃水の空間速度（ＳＶ）としては、空気や窒素などにより分解・放散を行う場合には１〜６０ｈ−１が良く、より好ましくは５〜４０ｈ−１であり、また水蒸気により分解・放散を行う場合には１〜１００ｈ−１が良く、より好ましくは２０〜９０ｈ−１である。
【００７１】
また上記放散塔２６においてアンモニアが除かれた廃水（以下、除アンモニア廃水と称することがある）については、液排出ライン３１から取り出す。尚過酸化水素やアンモニア以外の成分が廃水［Ｂ］に含有されている場合には、適宜固体触媒による処理等を施して上記成分を分解すると良い。
【００７２】
次に上記ガス排出ライン２９から排出したアンモニア含有ガス（放散工程で得られたガス）を、ヒーター３５により２００〜６００℃に加熱し（好ましくは５００℃以上）、ガス化器１６に導入する。
【００７３】
一方タンク１１から廃水［Ａ］を濃縮器１４に導入する。例えば半導体装置製造過程から排出される現像廃水は約２０００ｐｐｍのＴＭＡＨが含有されているが、この様に低濃度であると、次のガス化器１６でのガス化において消費熱量が過大となるのみで非効率的となる。従って上記の様に予め濃縮器１４において所定の濃度まで濃縮すると良い。また濃縮することにより有機物が殆ど含まれない水が得られる。この水を工場用水として再利用することも大いに効果的である。
【００７４】
次いでこの濃縮液を上記ガス化器１６内に噴霧すると、上記加熱されたアンモニア含有ガスの熱量により、上記濃縮液がガス化される（ガス化工程）。尚ＴＭＡＨは１３０℃以上に曝されることによりメタノールとトリメチルアミン（以下、ＴＭＡと称することがある）に分解され、ガス化する。
【００７５】
次にこのガス化器１６からのガス（アンモニア，メタノール，トリメチルアミン含有ガス）を触媒反応器１８に導入し、反応器１８内の触媒の作用によって分解処理してＮ２，ＣＯ２，Ｈ２Ｏ等の無害化ガスにし（分解工程）、排出ライン１９から排出する。
【００７６】
尚ガス化器１６から排出されるガス中に含有されるアンモニア，メタノール，トリメチルアミンは、触媒反応器１８において下記の反応式に従って窒素（Ｎ２），二酸化炭素（ＣＯ２），水（Ｈ２Ｏ）に酸化分解される。
ＮＨ３＋３／４Ｏ２→１／２Ｎ２＋３／２Ｈ２Ｏ
ＣＨ３ＯＨ＋３／２Ｏ２→ＣＯ２＋２Ｈ２Ｏ
（ＣＨ３）３Ｎ＋２１／４Ｏ２→１／２Ｎ２＋９／２Ｈ２Ｏ＋３ＣＯ２
【００７７】
この酸化分解にあたり、ライン２９に排出されるアンモニア，メタノール，トリメチルアミンの全てを接触分解するのに必要とされる酸素量に満たない場合は、ライン２９中のガス（アンモニア，メタノール，トリメチルアミン含有ガス）にライン７１から空気等の酸素含有ガスを必要量追加し、触媒反応器１８に導入すると良い。
【００７８】
触媒反応器１８に導入するガスの温度としては、１００〜４００℃が好ましく、１００℃未満では触媒による酸化効率が不十分となって、上記アンモニア等が残存する恐れがあるからであり、一方４００℃を超える場合では上記アンモニア等の酸化が進みすぎて、窒素酸化物（ＮＯＸ）を生成し易くなり、ＮＯＸの後処理が必要となる懸念があるからである。より好ましくは２５０℃以上、３５０℃以下である。また触媒反応器１８において触媒の空間速度（ＳＶ）を５００〜５００００ｈ−１（より好ましくは１０００〜１００００ｈ−１）として上記被処理ガスを供給するのが好ましく、５００ｈ−１未満では反応器１８として大きなものが必要となって非効率であり、５００００ｈ−１を越える場合は分解効率が著しく低下する懸念があるからである。
【００７９】
また上記ガス化器１６によりガス化されなかった固形物質を除去して反応器１８にガス成分のみを導入するのが好ましい。即ち処理すべき廃水中には、含窒素有機化合物、炭化水素類以外に、金属元素（例えばＳｉ）や硫黄、ガス化工程でも分解されない難分解性有機化合物（ゴムや熱硬化性樹脂など）が含まれる場合がある。このような物質は、ガス化工程でガス化されないため、ガス化工程から触媒酸化工程に移行する前に、廃ガスから分離除去しておくことが好ましい。これらの難ガス化成分は、触媒の被毒物質となって、接触酸化工程での反応効率を低下させる原因となるからである。被毒物質の除去は、前処理剤で除去することにより行なうことが好ましく、前処理剤としては、アルミナ，シリカ，チタニアおよびジルコニアから選ばれる少なくとも１種が好ましく用いられる。これらはペレット状に成形して用いるのが一般的であるが、その形状は特に限定しない。
【００８０】
この様にして廃水［Ａ］と廃水［Ｂ］といった２種の廃水を同時に処理することができる。
【００８１】
＜実施形態２＞
図２は本第１の発明の実施形態２に係る廃水の処理装置を示す模式図である。尚図１と同じ構成部分については同一の符号を付して重複説明を避ける。
【００８２】
本実施形態２の処理装置は、触媒反応器１８から排出される無害化ガスの熱量を利用して、ガス化器１６におけるガス化を行うものであり、処理済ガス排出ライン１９から分岐した循環ライン３６が、送風機３６ａを介しヒーター３７を経てガス化器１６に接続されている。また放散塔２６から導出されたガス排出ライン２９が、ガス化器１６からのガス排出ライン１７に接続されている。更に本実施形態２においては上記濃縮器１４が省かれており、タンク１１から廃水送出ライン３８が直接ガス化器１６に接続されている。他の構成は上記実施形態１と同様である。
【００８３】
上記実施形態１と同様にして廃水［Ｂ］中から過酸化水素を分解して除去し（過酸化水素分解工程）、この除Ｈ２Ｏ２廃水からアンモニアを放散させ、アンモニア含有ガスを得る（放散工程）。
【００８４】
一方廃水［Ａ］はガス化器１６内に噴霧されてガス化されるが（ガス化工程）、このとき排出ライン１９より分岐した循環ライン３６からの無害化ガスを、ヒーター３７によりガス化に必要な温度、例えば２００〜６００℃まで加熱し、上記ガス化器１６に導入してガス化に利用する。上記排出ライン１９から排出される無害化ガスの温度は触媒に好適な反応温度、例えば１００〜４００℃程度の高温であるから、この熱量を利用することにより、ヒーター３７での加熱量を少なく抑えることができ、熱効率が良い。
【００８５】
次にガス化器１６から排出されるガスと、上記アンモニア含有ガスを合流させ、触媒反応器１８に導入し、上記実施形態１と同様に触媒の作用によって分解処理してＮ２，ＣＯ２，Ｈ２Ｏ等の無害化ガスにし、排出ライン１９から排出する（分解工程）。
【００８６】
この様にして廃水［Ａ］と廃水［Ｂ］といった２種の廃水を同時に処理することができる。
【００８７】
＜実施形態３＞
図３は本第１の発明の実施形態３に係る廃水の処理装置を示す模式図である。尚図１と同じ構成部分については同一の符号を付して重複説明を避ける。
【００８８】
本実施形態３においては、触媒反応器１８から導出される処理済ガス排出ライン３９が２つに分岐し、この一方の分岐ライン４１がガス化用熱交換器４３に接続され、他方の分岐ライン４２が空気加熱用熱交換器４４に接続されている。
【００８９】
上記ガス化用熱交換器４３には、放散塔２６から導出されたガス排出ライン４５が接続され、熱交換によりガス排出ライン４５内のアンモニア含有ガスを加熱できる様になっている。更にガス化用熱交換器４３には加熱機構が備えられており、廃水［Ａ］のガス化に必要な温度（２００〜６００℃）に加熱できる様になっている。そしてこのガス化用熱交換器４３を経たガス排出ライン４５はガス化器１６に接続され、廃水［Ａ］のガス化に利用される。
【００９０】
一方上記空気加熱用熱交換器４４には、放散塔２６に空気導入する為の空気導入ライン３３が接続されており、熱交換により空気導入ライン３３内の空気を加熱できる様になっている。また空気加熱用熱交換器４４には加熱機構が備えられており、適宜加熱できる様になっている。この空気加熱用熱交換器４４により加熱された空気は空気導入ライン３３により放散塔２６に導入され、アンモニア放散に用いられる。
【００９１】
熱交換後の無害化ガスは排出ライン４６，４７を経て合流ライン４８で合流され、大気に放出される。
【００９２】
上述の如く触媒反応器１８から排出される無害化ガスは比較的高温であるから、この熱量を上記熱交換器４３，４４を用いて回収、利用すれば、熱の有効利用が図れる。
【００９３】
本実施形態３においても、上記と同様に廃水［Ａ］と廃水［Ｂ］といった２種の廃水を同時に処理することができる。また熱効率が良い。
【００９４】
＜実施形態４＞
図４は本第２の発明に係る実施形態４の処理装置を示す模式図である。
【００９５】
過酸化水素分解部５１には、ＴＭＡＨとアンモニア及び過酸化水素を含有する廃水［Ｃ］を導入する廃水導入ライン５３が接続されている。尚この過酸化水素分解部５１には、例えばシリカ−アルミナの担体に白金を担持した担持触媒が充填されている。
【００９６】
そして上記過酸化水素分解部５１から導出される導出ライン５４はアンモニア放散塔（放散部）２６の上方部分に接続され、アンモニア放散塔２６内に上記過酸化水素分解部５１を経た廃水が降り注がれる構造となっている。またアンモニア放散塔２６の上方部分には内部のガスを排出するガス排出ライン２９が取付けられている。アンモニア放散塔２６の下方部分には、空気或いは蒸気を供給する供給ライン５５が取付けられており、またアンモニア放散塔２６の底部分には放散塔２６内の液を排出する液排出ライン３１が取付けられている。この液排出ライン３１は濃縮部５６に接続されており、更にこの濃縮部５６から導出される濃縮液導出ライン５７はガス化器（ガス化部）７６に接続されている。上記濃縮部５６には濃縮により生成された蒸留水を排出する排出ライン５８も接続されており、また上記濃縮部５６を加熱する為の蒸気導入ライン５９も接続されている。
【００９７】
上記ガス化器７６には上記アンモニア放散塔２６からのガス排出ライン２９も接続されており、また燃料供給ライン６０が接続され、ガス化器７６を加熱して上記濃縮液をガス化できる様になっている。尚ガス排出ライン２９には空気導入ライン６１が接続されており、放散されたアンモニア含有ガスに適宜空気を供給して希釈できる様になっている。
【００９８】
上記ガス化器７６からのガス排出ライン１７は触媒反応器（ガス分解部）１８に接続されており、また触媒反応器１８から処理済ガス等を排出する処理済ガス排出ライン１９が取付けられている。
【００９９】
この触媒反応器１８には触媒が充填されている。この触媒としては前記実施形態１と同様のものが挙げられる。
【０１００】
次にこの実施形態４の処理装置の動作について説明する。
【０１０１】
ＴＭＡＨ，アンモニア，及び過酸化水素を含有する廃水［Ｃ］を廃水導入ライン５３から過酸化水素分解部５１に導入する。この過酸化水素分解部５１では触媒の作用により、廃水中の過酸化水素が水（Ｈ２Ｏ）と酸素（Ｏ２）に分解されて除去される（過酸化水素分解工程）。
【０１０２】
次に過酸化水素分解部５１により過酸化水素が分解された廃水（以下、除Ｈ２Ｏ２廃水と称することがある）を、導出ライン５４よりアンモニア放散塔２６に導入する。このとき供給ライン５５から空気或いは蒸気を導入し、上記除Ｈ２Ｏ２廃水に含有されるアンモニアを上記空気等により同伴してアンモニア含有ガスとし、ガス排出ライン２９から排出する。この様にして上記廃水からアンモニアを気相側に放散分離する（放散工程）。尚アンモニア放散塔２６を５〜１２０℃にすれば、良好にアンモニアの放散が行われる。
【０１０３】
次にこのアンモニア放散後の廃水（以下、除ＮＨ３廃水と称することがある）をアンモニア放散塔２６の液排出ライン３１から抜き出し、濃縮部５６に導入する。この濃縮部５６では例えば蒸気導入ライン５９から蒸気を導入して５〜１２０℃に加熱することにより、上記除ＮＨ３廃水から水を蒸発させ（排出ライン５８からこの水蒸気を排出）、ＴＭＡＨの濃縮液を得る（濃縮工程）。尚この蒸発した水は蒸留水であるから、冷却凝縮して工場用水等として再利用することができる。
【０１０４】
上記ガス排出ライン２９から上記アンモニア含有ガスを適宜空気により希釈して（空気導入ライン６１から空気を混合）ガス化器７６に導入すると共に、燃料供給ライン６０から燃料を供給して燃料バーナーにより２００〜６００℃の熱風を発生させ、上記ＴＭＡＨの濃縮液を濃縮液導出ライン５７からガス化器７６内に噴霧し、上記ＴＭＡＨ濃縮液をガス化する（ガス化工程）。ＴＭＡＨは１３０℃以上に曝されることによりメタノールとトリメチルアミンに分解され、ガス化する。尚ガス化器７６の加熱手段としては上記燃料バーナーに限るものではなく、例えば電気ヒーターを用いても良い。
【０１０５】
次いで上記ガス化器７６から排出されたガス（アンモニア，メタノール，トリメチルアミン含有ガス）を触媒反応器１８に導入し、触媒反応器１８内の触媒の作用によって分解処理し、Ｎ２，ＣＯ２，Ｈ２Ｏにして排出ライン１９から排出する（分解工程）。尚触媒反応器１８において温度を１００〜４００℃（より好ましくは２５０〜３５０℃）とするのが好ましく、１００℃未満では触媒による酸化効率が不十分となって、上記アンモニア等が残存する恐れがあるからであり、一方４００℃を超える場合では上記アンモニア等の酸化が進みすぎて、窒素酸化物（ＮＯＸ）を生成し易くなり、ＮＯＸの後処理が必要となる懸念があるからである。また触媒反応器１８において触媒の空間速度（ＳＶ）を５００〜５００００ｈ−１（より好ましくは１０００〜１００００ｈ−１）として上記被処理ガスを供給するのが好ましく、５００ｈ−１未満では触媒反応器１８として大きなものが必要となって非効率であり、５００００ｈ−１を越える場合は分解効率が著しく低下する懸念があるからである。また上記ガス化器７６によりガス化されなかった固形物質を除去して分解部１８にガス成分のみを導入するのがより好ましい。
【０１０６】
この様にしてＴＭＡＨとアンモニア，過酸化水素を含む廃液を、無害なＮ２，ＣＯ２，Ｈ２Ｏ，Ｏ２にまで同時処理することができる。
【０１０７】
尚ＴＭＡＨとアンモニア，過酸化水素を含有する廃水をそのまま気化して触媒による処理を行った場合は、前述の様に大型の装置が必要であり、また過大な熱量を必要とするが、上記の如く過酸化水素を分解して除去した後一旦ＴＭＡＨとアンモニアを分離し、ＴＭＡＨを濃縮した後気化し、その後上記分離したアンモニアと共に触媒による処理を施せば、処理装置として小さなもので済み、また必要な熱量も低減される。
【０１０８】
＜実施形態５＞
図５は本第２の発明に係る実施形態５の処理装置を示す模式図である。尚図４と同じ構成部分については同一の符号を付して重複説明を避ける。
【０１０９】
ＴＭＡＨとアンモニア及び過酸化水素を含有する廃水［Ｃ］を送り込む廃水導入ライン５３は過酸化水素分解部５１に接続され、この過酸化水素分解部５１から導出される導出ライン６２は加熱濃縮部６３に接続されている。この加熱濃縮部６３には蒸気供給ライン７０が接続され、この供給された蒸気により加熱できる様になっている。加熱濃縮部６３からは気体排出ライン６４と液排出ライン６５が接続され、この液排出ライン６５はガス化器（ガス化部）６６に接続されている。また上記気体排出ライン６４は凝縮部６７に接続され、更にこの凝縮部６７から導出ライン６８よりアンモニア放散塔（放散部）２６に接続されている。アンモニア放散塔２６の下方部分には、空気或いは蒸気の供給ライン５５が取付けられており、またアンモニア放散塔２６の底部分には放散塔２６内の液（処理済水）を排出する液排出ライン６９が取付けられている。またアンモニア放散塔２６からのガス排出ライン２９が上記ガス化器６６に接続されている。このガス化器６６には更に燃料供給ライン６０が接続されている。ガス化器６６からの排出ライン１７は上記実施形態４と同様に、触媒反応器（ガス分解部）１８に接続されており、また触媒反応器１８から処理済ガス等を排出する排出ライン１９が取付けられている。
【０１１０】
次に本実施形態５の装置の動作について説明する。
【０１１１】
アンモニア・ＴＭＡＨ・過酸化水素含有廃水を先ず過酸化水素分解部５１に導入し、例えば触媒作用によって廃水中の過酸化水素を水（Ｈ２Ｏ）と酸素（Ｏ２）に分解し廃水中から除去する（過酸化水素分解工程）。次いでこの除Ｈ２Ｏ２廃水を加熱濃縮部６３に導入し、該加熱濃縮部６３において廃水を加熱し、ＴＭＡＨを濃縮する（加熱濃縮工程）。この加熱濃縮部６３で蒸発し気体排出ライン６４から排出されるガスは、主として水蒸気とアンモニアであり、次にこれらを凝縮部６７において凝縮し（凝縮工程）、この凝集水を導出ライン６８よりアンモニア放散塔２６に導入する。アンモニア放散塔２６では空気或いは蒸気により凝集水中のアンモニアを放散し（放散工程）、この放散されたアンモニア含有ガスをガス排出ライン２９から排出し、ガス化器６６に導入する。
【０１１２】
一方上記加熱濃縮部６３で得られたＴＭＡＨ濃縮液も、上記ガス化器６６に導入する。このガス化器６６においてＴＭＡＨ濃縮液をガス化し（ガス化工程）、上記アンモニア含有ガスと共に排出ライン１７から排出して触媒反応器１８に導入する。この導入ガスは、アンモニアと、ＴＭＡＨの分解により生成したＴＭＡ及びメタノールであり、これらを触媒反応器１８の固体触媒の作用によって同時に分解浄化し、排出ライン１９からＮ２，ＣＯ２，Ｈ２Ｏとして排出する（分解工程）。
【０１１３】
この様にしてＴＭＡＨとアンモニア及び過酸化水素を含む廃液が、無害なＮ２，ＣＯ２，Ｏ２，Ｈ２Ｏにまで効率的に処理される。
【０１１４】
なお本第２の発明の処理方法及び処理装置によれば、アンモニア，ＴＭＡＨ及び過酸化水素を含有した廃水の浄化処理だけでなく、上記ＴＭＡＨ以外のガス化可能な高沸点有機化合物とアンモニア，過酸化水素を含有する廃水の浄化処理も可能であり、例えば２−ピロリドン等の含窒素有機化合物とアンモニア，過酸化水素を含有した廃水の浄化処理も可能である。
【０１１５】
また上記実施形態１〜５では過酸化水素分解部５１として触媒を用いたものを挙げたが、これに限るものではなく、光照射機構が備えられた過酸化水素分解部とし、導入された廃水に光照射を行って、光酸化により過酸化水素を分解する構成のものであっても良い。
【０１１６】
更に上記過酸化水素分解部５１に排出ラインを接続し、過酸化水素分解部５１において生成した酸素ガスといった無害化ガスを排出する様にしても良い。
【０１１７】
＜実験例１＞
上記実施形態１の処理装置を用いて排水処理を行った例を以下に示す。処理対象の廃水組成は、廃水［Ａ］がＴＭＡＨを３０００ｍｇ／Ｌ含む水で、廃水［Ｂ］がアンモニア２５００ｍｇ／Ｌと過酸化水素５０００ｍｇ／Ｌを含む水である。
【０１１８】
先ずタンク２１から廃水［Ｂ］を過酸化水素分解部５１に導入した（過酸化水素分解工程）。尚過酸化水素分解部５１には触媒としてＰｔ／ＴｉＯ２（ＴｉＯ２担体１リットルあたりＰｔ１ｇを担持）を５０Ｌ充填しておいた。この過酸化水素分解工程において廃水［Ｂ］中の過酸化水素が分解され、除Ｈ２Ｏ２廃水［Ｂ］が得られた。尚除Ｈ２Ｏ２廃水［Ｂ］中のＨ２Ｏ２濃度は２ｍｇ／Ｌ以下であった。
【０１１９】
次にｐＨ調整槽２４において上記除Ｈ２Ｏ２廃水［Ｂ］にアルカリ（ＮａＯＨ）を添加してｐＨ１１．５にし、このアルカリ添加廃水［Ｂ］を８００Ｌ／ｈｒ．で放散塔２６の頂部より投入した。このとき放散塔２６の下部から高温空気（１５０℃）を８５０ｍ３（ｎｏｒｍａｌ）／ｈｒ．の速度で供給した。この放散塔２６の下部から除アンモニア廃水を排出した。また放散塔２６の上部から排出されるアンモニア含有ガスをヒーター３５に導入し、加熱して５００℃まで昇温した後、ガス化器１６に導入した。
【０１２０】
一方廃水［Ａ］を濃縮器１４に導入して約６％まで濃度を高め、この濃縮液を４０Ｌ／ｈｒ．で上記ガス化器１６内に噴霧して実質的に全量をガス化した。このガス化工程においてＴＭＡＨはトリメチルアミンとメタノールに熱分解されてガス化する。
【０１２１】
このガス化器１６から排出されるアンモニア，トリメチルアミン，メタノール含有ガスを、触媒反応器１８に導入した。尚反応器１８の触媒入口温度を３３０℃とした。また反応器１８には後述の触媒を２５０Ｌ充填しておいた。
【０１２２】
反応器１８（排出ライン１９）から排出される浄化済みガスの分析結果は、下記の通りである。
トリメチルアミン：０．２ｐｐｍ以下
メタノール：０．２ｐｐｍ以下
アンモニア：１ｐｐｍ以下
窒素酸化物：１４ｐｐｍ
二酸化炭素：２６００ｐｐｍ
一酸化炭素：２ｐｐｍ以下
過酸化水素：１ｐｐｍ以下。
【０１２３】
尚、反応器１８に充填した上記触媒は、以下の様にして調製した。即ち１０質量％のアンモニア水７００リットルに、２０質量％シリカゾル３５．５ｋｇを加え、攪拌混合した後、硫酸チタニルに硫酸水溶液３００リットルを攪拌しながら徐々に滴下した（１２５ｇ・ＴｉＯ２／リットル、０．５５ｋｇ・Ｈ２ＳＯ４／リットル）。得られたゲルを熟成し、濾過水洗した後、１５０℃で１０時間乾燥し、次いで５００℃で６時間焼成した。得られた粉体組成はＴｉＯ２：ＳｉＯ２＝４：１（モル比）であり、ＢＥＴ比表面積は２００ｍ２／ｇであった。この粉末２０ｋｇに、メタバナジン酸アンモニウム２．００ｋｇ及びパラタングステン酸アンモニウム０．７７ｋｇを含む１５％モノエタノールアミン水溶液１２ｋｇを加え、成形助剤として澱粉を加えてニーダーで混練りした後、押出成形機によって外寸８０ｍｍ角，目開き２．８ｍｍ，肉厚０．５ｍｍ，長さ４５０ｍｍのハニカム状に成形した。これを８０℃で乾燥し、次いで４５０℃の空気雰囲気下で５時間焼成した。このハニカム成形体の組成は、Ｔｉ−Ｓｉ複合酸化物：Ｖ２Ｏ５：ＷＯ３＝９０：７：３（重量比）であった。この成形体を硝酸パラジウム水溶液に含浸し、１５０℃で３時間乾燥した後、４５０℃の空気雰囲気下で３時間焼成した。得られた触媒の組成は、Ｔｉ−Ｓｉ複合酸化物：Ｖ２Ｏ５：ＷＯ３：Ｐｄ＝８９．１：６．９：３：１（重量比）であり、ＢＥＴ比表面積は１２０ｍ２／ｇ、細孔容積は０．４５ｃｃ／ｇであった。
【０１２４】
＜実験例２＞
上記実施形態４の処理装置，処理方法により廃水［Ｃ］の処理を行った例を以下に示す。処理対象の廃水組成は、アンモニア：２５００ｍｇ／Ｌ、ＴＭＡＨ：３０００ｍｇ／Ｌ、過酸化水素：５０００ｍｇ／Ｌである。
【０１２５】
先ずこの廃水を過酸化水素分解部５１に導入して廃水中の過酸化水素を分解し、除Ｈ２Ｏ２廃水を得た。尚除Ｈ２Ｏ２廃水中のＨ２Ｏ２濃度は２ｍｇ／Ｌ以下であった。また過酸化水素分解部５１には触媒としてＰｔ／ＴｉＯ２（ＴｉＯ２担体１リットルあたりＰｔ１ｇを担持）を５０Ｌ充填しておいた。
【０１２６】
次に上記除Ｈ２Ｏ２廃水を８００Ｌ／ｈｒ．でアンモニア放散塔２６の頂部より投入した。このとき放散塔２６の下部から高温空気（１５０℃）を８５０ｍ３（ｎｏｒｍａｌ）／ｈｒ．の速度で供給した。次にこの放散塔２６の下部から排出されるＴＭＡＨ含有廃水を、濃縮部５６においてＴＭＡＨ濃度が６％となるまで濃縮した。
【０１２７】
一方放散塔２６の上部から排出されるアンモニア含有ガスをガス化器７６に導入し、また燃料をガス化器７６に供給して５００℃まで昇温し、上記濃縮部５６で濃縮されたＴＭＡＨ濃縮液を４０Ｌ／ｈｒ．で上記ガス化器７６内に噴霧して実質的に全量をガス化した。このガス化工程においてＴＭＡＨはトリメチルアミンとメタノールに熱分解されてガス化する。
【０１２８】
このガス化器７６から排出されるアンモニア，トリメチルアミン，メタノール含有ガスを、触媒反応器１８に導入した。尚触媒反応器１８の触媒入口温度を３３０℃とした。また触媒反応器１８には、上記と同様にして調整した触媒を２５０Ｌ充填した。
【０１２９】
触媒反応器１８から排出される浄化済みガスの分析結果は、下記の通りである。
トリメチルアミン：０．２ｐｐｍ以下
メタノール：０．２ｐｐｍ以下
アンモニア：１ｐｐｍ以下
窒素酸化物：１４ｐｐｍ
二酸化炭素：２６００ｐｐｍ
一酸化炭素：２ｐｐｍ以下
過酸化水素：１ｐｐｍ以下。
【０１３０】
【発明の効果】
本発明に係る廃水の処理方法，処理装置によれば、有機化合物とアンモニアと共に過酸化水素が含有された廃水について、一連の処理過程により、これら３者の処理対象物質を分解処理することができ、また異なる２種類の廃水を同時に処理するにあたり、一方の廃水に過酸化水素と放散可能化合物（アンモニア等）が含有され、他方の廃水にガス化可能な有機化合物が含有されたものであっても、これらの異なる種類の廃水を同時に処理できる。従って装置の簡素化、設備コストやランニングコストの低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本第１の発明に係る実施形態１の廃水の処理装置を示す模式図。
【図２】本第１の発明に係る実施形態２の廃水の処理装置を示す模式図。
【図３】本第１の発明に係る実施形態３の廃水の処理装置を示す模式図。
【図４】本第２の発明に係る実施形態４の廃水の処理装置を示す模式図。
【図５】本第３の発明に係る実施形態５の廃水の処理装置を示す模式図。
【符号の説明】
１１，２１　タンク
１２，２２，５３　廃水導入ライン
１３，２３　廃水排出ライン
１４　濃縮器
１５　濃縮液排出ライン
１６，６６，７６　ガス化器
１７　ガス排出ライン
１８　触媒反応器
１９，３９　処理済ガス排出ライン
２４　ｐＨ調整槽
２５　廃水投入ライン
２５ａ，２８ａ，３１ａ　ポンプ
２６　放散塔
２７　アルカリ槽
２８　アルカリ供給ライン
２９，４５　ガス排出ライン
３１　液排出ライン
３２　蒸気導入ライン
３３　空気導入ライン
３３ａ　空気ファン
３４，３５，３７　ヒーター
３６　循環ライン
３６ａ　送風機
３８　廃水送出ライン
４１，４２　分岐ライン
４３，４４　熱交換器
４６，４７，５２　排出ライン
４８　合流ライン
５１　過酸化水素分解部
５４，６２，６８　導出ライン
５５　供給ライン
５６　濃縮部
５７　濃縮液導出ライン
５８　排出ライン
５９　蒸気導入ライン
６０　燃料供給ライン
６１　空気導入ライン
６３　加熱濃縮部
６４　気体排出ライン
６５，６９　液排出ライン
６７　凝縮部
７０　蒸気供給ライン
７１　空気供給ライン
【図１】
2004033928.tif 000003
【図２】
2004033928.tif 000004
【図３】
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【図４】
2004033928.tif 000006
【図５】
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