(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
過酸化水素とアンモニアとを含む排水を、２０℃以上〜１００℃未満かつ常圧以下〜液相が維持できる圧力の条件下で、触媒有効成分として、白金、パラジウム、ルテニウム、ロジウム、インジウム、イリジウム、銀、金、コバルト、銅、ニッケル及びタングステン、並びにこれらの金属の水不溶性又は水難溶性の化合物から選ばれる１種又は２種以上を担体に担持した触媒と接触させて該排水中の過酸化水素を分解し、過酸化水素の分解により発生する酸素ガスを系外へ排出した後、２０℃以上〜１００℃未満かつ常圧以下の条件下でアンモニアを揮散させて除去することを特徴とする過酸化水素とアンモニアとを含む排水の処理法。
【請求項２】
過酸化水素とアンモニアとを含む排水を、２０℃以上〜１００℃未満かつ常圧以下〜液相が維持できる圧力の条件下で、触媒有効成分として、白金、パラジウム、ルテニウム、ロジウム、インジウム、イリジウム、銀、金、コバルト、銅、ニッケル及びタングステン、並びにこれらの金属の水不溶性又は水難溶性の化合物から選ばれる１種又は２種以上を担体に担持した触媒と接触させて該排水中の過酸化水素を分解し、過酸化水素の分解により発生する酸素ガスを系外へ排出した後、２０℃以上〜１００℃未満かつ常圧以下の条件下でアンモニアを揮散、凝縮させて回収することを特徴とする過酸化水素とアンモニアとを含む排水の処理法。
【請求項３】
過酸化水素とアンモニアとを含む排水を、２０℃以上〜１００℃未満かつ常圧以下〜液相が維持できる圧力の条件下で、触媒有効成分として、白金、パラジウム、ルテニウム、ロジウム、インジウム、イリジウム、銀、金、コバルト、銅、ニッケル及びタングステン、並びにこれらの金属の水不溶性又は水難溶性の化合物から選ばれる１種又は２種以上を担体に担持した触媒と接触させて該排水中の過酸化水素を分解し、過酸化水素の分解により発生する酸素ガスを系外へ排出した後、２０℃以上〜１００℃未満かつ常圧以下の条件下でアンモニアを揮散させ、揮散後のアンモニアを触媒と接触させて分解することを特徴とする過酸化水素とアンモニアとを含む排水の処理法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体工場等から排出される過酸化水素とアンモニアとを含む排水を効率的に処理する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体の製造プロセスからは、過酸化水素とアンモニアとを含む排水が排出される。この排水中の過酸化水素はＣＯＤMnにかかるため分解する必要がある。また、アンモニアは河川、湖沼、海の富栄養化の原因となるため処理する必要がある。
【０００３】
従来、排水中のアンモニアのみを除去する方法としては、生物処理による方法があるが、生物処理による方法には、汚泥が発生する；維持管理が困難である；反応速度が遅く、広い装置設置面積を必要とする；などの短所がある。
【０００４】
排水中の過酸化水素はカタラーゼ等の薬剤を加えることにより分解処理されているが、この方法では、薬剤の注入量の制御が難しく、安定した水質を得るのが困難であった。
【０００５】
このような問題を解決し、排水中の過酸化水素とアンモニアを同時に効率的に分解除去する方法として、本出願人は、先に、貴金属担持触媒を用いて両成分を分解する方法を提案した（特開平５−２６９４７５号公報）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
特開平５−２６９４７５号公報に開示される貴金属担持触媒による接触分解法では、高温、高圧での操作が必要であり、イニシャルコストが高いという問題があった。
【０００７】
本発明はこのような問題を解決し、排水中の過酸化水素及びアンモニアを、比較的低温、低圧の操作条件で安全にかつ効率的に処理することができる過酸化水素とアンモニアとを含む排水の処理法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の過酸化水素とアンモニアとを含む排水の処理法は、過酸化水素とアンモニアとを含む排水を、２０℃以上〜１００℃未満かつ常圧以下〜液相が維持できる圧力の条件下で、触媒有効成分として、白金、パラジウム、ルテニウム、ロジウム、インジウム、イリジウム、銀、金、コバルト、銅、ニッケル及びタングステン、並びにこれらの金属の水不溶性又は水難溶性の化合物から選ばれる１種又は２種以上を担体に担持した触媒と接触させて該排水中の過酸化水素を分解し、過酸化水素の分解により発生する酸素ガスを系外へ排出した後、２０℃以上〜１００℃未満かつ常圧以下の条件下でアンモニアを揮散させて除去することを特徴とする。
【０００９】
本発明の方法においては、排水中の過酸化水素のみを接触分解（２Ｈ2Ｏ2→２Ｈ2Ｏ＋Ｏ2）するため、高温、高圧の操作条件を必要とすることなく、温度１００℃未満、圧力常圧以下というような比較的低温、低圧の操作条件で接触分解を行える。
【００１０】
過酸化水素を分解除去した後の排水中に残留するアンモニアは、揮散させることにより容易に除去することができる。揮散させたアンモニアは凝縮させて回収し、再利用しても良く、また、触媒空気酸化により分解処理しても良い。
【００１１】
なお、排水中の過酸化水素のみを接触分解するために過酸化水素の接触分解に先立ってアンモニアを揮散させた場合には、同時に過酸化水素の分解による酸素ガスが発生し、熱効率の低下や、酸素ガスとアンモニアガスとの気爆性混合ガスが生じる等の短所がある。
【００１２】
本発明によれば、過酸化水素を接触分解除去した後アンモニアを揮散除去することにより、安全かつ効率的な処理を行える。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下に本発明を図面を参照して詳細に説明する。
【００１４】
図１は本発明の過酸化水素とアンモニアとを含む排水の処理法の実施の形態を示す系統図である。
【００１５】
過酸化水素（Ｈ2Ｏ2）及びアンモニア（ＮＨ3）を含有する排水（原水）は、まず、過酸化水素分解装置１に導入して過酸化水素の接触分解を行う。
【００１６】
この接触分解装置１としては、触媒を充填した固定床式反応塔を用いるのが好ましい。
【００１７】
本発明において、触媒としては、触媒有効成分として、白金、パラジウム、ルテニウム、ロジウム、インジウム、イリジウム、銀、金、コバルト、銅、ニッケル及びタングステン、並びにこれらの金属の水不溶性又は水難溶性の化合物、具体的には、一酸化コバルト、過酸化コバルト、一酸化ニッケル、二酸化ルテニウム、三二酸化ロジウム、一酸化パラジウム、二酸化イリジウム、酸化第二銅、二酸化タングステン等の酸化物から選ばれる１種又は２種以上を、アルミナ、活性炭、酸化チタン、ジルコニア、ゼオライト、その他の合成樹脂等の担体に担持したものも挙げられる。担持触媒中の金属及び／又はその化合物の担持量は、通常、担体重量の０．０５〜２５重量％、好ましくは０．５〜１０重量％であることが望ましい。このような担持触媒は、球状、ペレット状、円柱状、破砕片状、ハニカム状、粉末状等の種々の形態で使用可能であり、固定床式反応搭に使用する担持触媒の粒径は、通常０．２〜１０ｍｍ、特に０．５〜５ｍｍ程度であることが好ましい。
【００１８】
また、固定床式反応塔への通液条件は、排水の過酸化水素濃度や用いる触媒によっても異なるが、本発明では、アンモニアを分解させずに過酸化水素のみを分解するため、次のような比較的低温、低圧の条件を採用することができる。
【００１９】
［通液条件］
温度：  １００℃未満、好ましくは２０〜９０℃
圧力：  常圧以下（液相が維持できる圧力であれば良い。）
流速：  ＳＶ１〜１００ｈｒ-1、好ましくは１０〜５０ｈｒ-1
また、排水のｐＨが７未満の酸性であると過酸化水素の分解速度が小さくなるので、ｐＨ７以上、特にｐＨ７〜１３であることが好ましい。
【００２０】
過酸化水素分解装置１では、原水中の過酸化水素が水と酸素に分解され、酸素ガスは系外へ排出される。
【００２１】
過酸化水素分解装置１の処理水は、過酸化水素を殆ど含まず、アンモニアが残留するものであるが、本発明では、この水をアンモニア揮散搭２に導入して、水中のアンモニアを揮散させて除去する。
【００２２】
このアンモニアの揮散除去法としては、ストリッピング法、蒸発法（蒸留法を含む）等公知のすべての方法を採用することができるが、その操作条件としては、１００℃未満、常圧以下の低温、低圧条件を採用するのが好ましく、具体的には、次のような方法を採用することができる。
【００２３】
(i)  水温２０℃以上で、気液比（Ｇ／Ｌ）１０００〜５０００倍で空気、窒素ガス等によりストリッピングする。
(ii)  水温６０℃以上にて、蒸気量／処理量比５〜２０％で蒸気でストリッピングする。
(iii)  水温６０℃以上にて、蒸気量／処理量比５〜６０％、還流比１〜７で蒸留する。
【００２４】
このようにしてアンモニアを揮散除去した処理水は、系外へ排出される。
【００２５】
なお、揮散されたアンモニアガスは、必要に応じて凝縮させて回収し、ウエハ洗浄等に有効利用することができる。
【００２６】
また、このアンモニアガスは、触媒空気酸化分解により分解除去しても良い。
【００２７】
この触媒空気酸化分解に用いる触媒としては、上記過酸化水素の分解触媒と同様（但し活性炭を除く）のものを用いることができる。
【００２８】
【実施例】
以下に実施例を挙げて、本発明をより具体的に説明する。
【００２９】
実施例１
アンモニア性窒素：１２５０ｍｇ／L、過酸化水素：６０００ｍｇ／L、ｐH１０．５の合成排水を調製し、これを原水として、まず、過酸化コバルト担持ゼオライト触媒（コバルト担持量２．５重量％、平均粒径２ｍｍ）を６０ｍＬ充填したカラムに、下記条件で通液した。
【００３０】
［通液条件］
温度：２０℃
圧力：常圧
流速：３７０ｍＬ／ｈｒ（ＳＶ＝６ｈｒ-1）
流出液中の過酸化水素濃度は２ｍｇ／Ｌ以下、アンモニア性窒素濃度は１２００ｍｇ／Ｌであった。
【００３１】
この流出液１０００ｍＬを、内径５０ｍｍ、高さ１５００ｍｍのアクリル樹脂カラムに直径３ｍｍのガラスビーズを充填した揮散搭に入れ、下部より散気管で空気を５０ＮＬ／ｍｉｎの速度で吹き込み（Ｇ／Ｌ＝３０００倍）、１時間処理した（水温６０℃）。処理後の水中に残留するアンモニア性窒素の濃度は、６０ｍｇ／Ｌであった。
【００３２】
一方、揮散処理において発生した揮散ガス中のアンモニアの平均濃度は６００ｐｐｍ（容量比）であった。
【００３３】
この揮散ガスを３３０℃に加熱した後、酸化触媒搭（内径５０ｍｍのステンレス製反応塔に０．５重量％白金担持γ−アルミナ酸化触媒を１５０ｍＬ充填した反応塔）に空塔速度（ＳＶ）２００００ｈｒ-1で通気した後、還元触媒搭（内径５０ｍｍのステンレス製反応塔にバナジウム−チタニア系還元触媒を５００ｍＬ充填した反応塔）に空塔速度（ＳＶ）６０００ｈｒ-1で通気した。
【００３４】
得られた処理ガスのアンモニア濃度は１ｐｐｍ（容量比）以下、ＮＯX濃度は１０ｐｐｍ（容量比）以下であった。
【００３５】
実施例２
アンモニア性窒素：２０００ｍｇ／Ｌ、過酸化水素：６０００ｍｇ／Ｌ、ＳｉＯ2：２ｍｇ／Ｌ、ｐＨ１１．０の合成排水を調製し、これを原水として、まず、０．５重量％白金担持チタニア触媒（平均粒径１．５ｍｍ）を６０ｍＬ充填したカラムに、下記条件で通液した。
【００３６】
［通液条件］
温度：６０℃
圧力：常圧
流速：１２００ｍＬ／ｈｒ（ＳＶ＝３０ｈｒ-1）
流出液中の過酸化水素濃度は２ｍｇ／Ｌ以下、アンモニア性窒素濃度は１８００ｍｇ／Ｌであった。
【００３７】
この処理液１０００ｍＬを、２Ｌの枝付きフラスコを用いて１００℃で単蒸留操作をして１．８倍に濃縮した。
【００３８】
得られた凝縮水中のアンモニア性窒素濃度は３９００ｍｇ／Ｌ、ＳｉＯ2濃度は１ｍｇ／Ｌ以下であった。また、濃縮水中のアンモニア性窒素濃度は６０ｍｇ／Ｌであった。
【００３９】
【発明の効果】
以上詳述した通り、本発明の過酸化水素とアンモニアとを含む排水の処理法によれば、
▲１▼  排水中の過酸化水素及びアンモニアを比較的低温、低圧の操作条件で安全にかつ効率的に処理することができる。
▲２▼  生物処理に比べて維持管理が容易であり、また、装置設置面積を小さくすることができる上に汚泥の発生もない。
▲３▼  薬剤の添加が不要である。
▲４▼  アンモニアを回収して有効利用することもできる。
等の効果が奏される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の過酸化水素とアンモニアとを含む排水の処理法の実施の形態を示す系統図である。
【符号の説明】
１  過酸化水素分解装置
２  アンモニア揮散搭
【図１】
0004066527.tif 000002