(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
石炭ガス化排水を、凝集沈殿及び固液分離により懸濁物質を除去し、次いでキレート樹脂と接触させて溶存金属を除去したのち、湿式触媒酸化することを特徴とする石炭ガス化排水の処理方法。
【請求項２】
懸濁物質を除去した排水をｐＨ５〜７に調整し、官能基としてポリアミン構造を有するキレート樹脂と接触させることを特徴とする請求項１記載の石炭ガス化排水の処理方法。
【請求項３】
石炭ガス化排水を、凝集沈殿処理する凝集反応槽及び沈殿槽、固液分離処理するろ過装置、キレート樹脂と接触させるキレート樹脂装置、及び、キレート樹脂装置の流出水を湿式触媒酸化する湿式触媒酸化反応器を有することを特徴とする請求項１又は２記載の石炭ガス化排水の処理方法に用いる石炭ガス化排水の処理装置。
【請求項４】
ろ過装置の後段に、固液分離した排水のｐＨを５〜７に調整するｐＨ調整手段を設け、キレート樹脂が官能基としてポリアミン構造を有するキレート樹脂であることを特徴とする請求項３記載の石炭ガス化排水の処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、石炭ガス化排水の処理方法及び処理装置に関する。さらに詳しくは、本発明は、石炭ガス化工程において発生するガス洗浄排水中に含まれるシアン、金属類、ＣＯＤ成分などを効率よく除去し、水質の良好な処理水を得ることができる石炭ガス化排水の処理方法及び処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
石炭をガス化して生成する水素、炭化水素、一酸化炭素などを含むガスを利用して、ガスタービンや燃料電池による発電が計画されている。石炭は、化石燃料の中で最も埋蔵量に富み、地球上における存在領域が広く、将来は火力発電用燃料の主力になると言われている。限られた化石燃料を有効に利用するために、従来型の火力発電に比べて効率の高いガスタービン発電と蒸気タービン発電を併用する石炭ガス化複合発電や、さらに燃料電池発電を組み入れた石炭ガス化燃料電池発電が注目されている。
【０００３】
石炭ガス化複合発電は、石炭を部分酸化することにより、一酸化炭素と水素を主成分とするガス燃料に変換する石炭ガス化炉、その生成ガスから煤塵、硫黄分などを除去するガス精製装置、その精製ガスを燃料とするガスタービン複合サイクル発電プラントを組み合わせた発電方式である。ガスタービン本体は、液化天然ガス焚きのガスタービンと同じものがそのまま使えることが石炭ガスに求められている。
【０００４】
図３は、石炭ガス化複合発電の一例の工程系統図である。この例においては、微粉炭搬送装置１２から微粉炭が気流により搬送され、酸素とともに石炭ガス化炉１３に送り込まれる。微粉炭は１,５００〜１,８００℃、２〜３ＭＰａで部分酸化され、生成した一酸化炭素と水素を主成分とするガスは炉頂からシンガスクーラ１４に送られる。発生したスラグは、炉底から排出される。ガスは、ダストフィルタ１５を通過して煤塵が除去されたのち、水洗塔１６において水により洗浄される。水洗塔で発生する排水は、排水処理装置１７に送られる。水洗されたガスは、ＣＯＳ転換器１８を経て脱硫塔１９へ送られ、硫黄分が除去される。精製されたガスはガスタービン２０に送られ、燃焼してタービンを駆動する。ガスタービンの排気は、排熱回収ボイラ２１へ送られ、排熱が回収されて発生する蒸気により蒸気タービン２２が駆動される。
【０００５】
水洗塔において発生する排水には、硫黄化合物、シアン、アンモニア、有機物などのＣＯＤ成分と、金属類が含まれるので、これらを除去して、放流可能な水質又は再利用可能な水質まで処理する必要がある。シアン化水素は猛毒であり、生物処理による除去は困難である。水洗塔の排水に含まれるＣＯＤ成分は、溶解状態で存在しているために、凝集沈澱や凝集加圧浮上処理などでは除去が困難である。次亜塩素酸ソーダなどの酸化剤による処理では効率が悪く、ＣＯＤ成分の除去率は最大でも５０％程度である。また、処理水に酸化剤が残留するために、後処理により残留する酸化剤を除去する必要が生ずる。水洗塔の排水に含まれるＣＯＤ成分は、活性炭にも極めて吸着されにくく、１０〜２０％程度の除去率にしか達しないために、実用的な処理法とは言えない。
【０００６】
処理装置の使用効率を向上させ、小型で処理能力の向上と省力化を図ることができ、設備コストと作業コストの低減が可能になるシアン廃液の処理方法として、シアン分解用圧力容器内に予熱したシアン廃液を連続的に供給し、この圧力容器内でシアン廃液を加熱加圧によって熱加水分解し、該圧力容器内から処理液を次工程へ連続的に取り出すシアン廃液の連続処理方法が提案されている（特許文献１）。この方法では、シアンを連続的に処理することができるが、アンモニアやその他のＣＯＤ成分を分解することはできない。
【０００７】
アンモニアやＣＯＤ成分を分解する方法として、湿式触媒酸化がある。アンモニアとＣＯＤ成分を同時に除去することができ、操作が容易で実用上の経済性を備えた廃水の処理方法とて、アンモニア含有廃水を１００〜３７０℃の温度かつ廃水が液相を保持する圧力に保ちつつ、ルテニウムなどをチタニア又はジルコニアに担持させた触媒の存在下かつ酸素を含有するガスの供給下に、廃水をｐＨ８〜１１.５で湿式酸化に供するとともに、湿式酸化後の液のｐＨが５〜８となるように湿式酸化反応系にアルカリ物質を供給するアンモニア含有廃水の処理方法が提案されている（特許文献２）。この方法では、石炭ガス化排水中に含まれる金属が、アンモニアやＣＯＤ成分の分解に伴って触媒表面上に付着し、触媒活性が低下する。
【０００８】
このために、石炭ガス化工程において、水洗塔で発生する排水を処理し、含まれるシアン、金属類、ＣＯＤ成分などを効率的に除去することができる石炭ガス化排水の処理方法及び処理装置が求められていた。
【特許文献１】特開平９−３８６３２号公報（第２頁、図１）
【特許文献２】特公昭５９−２９３１７号公報（第１−２頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、石炭ガス化工程において発生するガス洗浄排水中に含まれるシアン、金属類、ＣＯＤ成分などを効率よく除去し、水質の良好な処理水を得ることができる石炭ガス化排水の処理方法及び処理装置を提供することを目的としてなされたものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らは、上記の課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、石炭ガス化排水をキレート樹脂と接触させて溶存金属を除去したのち、湿式触媒酸化することにより、触媒活性が低下することなく、長期にわたって安定して排水中のＣＯＤ成分、アンモニアなどを酸化分解して除去し、水質の良好な処理水を得ることが可能となることを見いだし、この知見に基づいて本発明を完成するに至った。
【００１１】
すなわち、本発明は、
（１）石炭ガス化排水を、凝集沈殿及び固液分離により懸濁物質を除去し、次いでキレート樹脂と接触させて溶存金属を除去したのち、湿式触媒酸化することを特徴とする石炭ガス化排水の処理方法、
（２）懸濁物質を除去した排水をｐＨ５〜７に調整し、官能基としてポリアミン構造を有するキレート樹脂と接触させることを特徴とする(１)記載の石炭ガス化排水の処理方法、
（３）石炭ガス化排水を、凝集沈殿処理する凝集反応槽及び沈殿槽、固液分離処理するろ過装置、キレート樹脂と接触させるキレート樹脂装置、及び、キレート樹脂装置の流出水を湿式触媒酸化する湿式触媒酸化反応器を有することを特徴とする(１)又は(２)記載の石炭ガス化排水の処理方法に用いる石炭ガス化排水の処理装置、及び、
（４）ろ過装置の後段に、固液分離した排水のｐＨを５〜７に調整するｐＨ調整手段を設け、キレート樹脂が官能基としてポリアミン構造を有するキレート樹脂であることを特徴とする(３)記載の石炭ガス化排水の処理装置、
を提供するものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の石炭ガス化排水の処理方法及び処理装置によれば、溶存金属を含む石炭ガス化排水のＣＯＤ成分及びアンモニア性窒素を、長期にわたり安定的に処理して、良好な水質の処理水とすることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の石炭ガス化排水の処理方法においては、石炭ガス化排水を、キレート樹脂と接触させて溶存金属を除去したのち、湿式触媒酸化する。本発明方法を適用する石炭ガス化プロセスに特に制限はなく、例えば、移動床式のルルギ法、噴流床式のコッパース−トチェク法、流動床式のウィンクラー法、加圧流動床式のハイガス法、加圧噴流床式のテキサコ法などを挙げることができる。本発明方法は、大型の石炭ガス化装置が採用され、長期間の安定した運転が要求される石炭ガス化複合発電、石炭ガス化燃料電池発電などの石炭ガス化排水の処理に好適に適用することができる。
【００１４】
本発明方法の実施に先立って、石炭ガス化排水中に含まれる懸濁物質（ＳＳ）を除去することが好ましい。石炭ガス化排水は、通常ダストなどの黒色の微細な懸濁物質を含有するので、懸濁物質をあらかじめ除去することにより、キレート樹脂の汚染を防止することができる。懸濁物質の除去方法に特に制限はなく、例えば、凝集沈殿及び固液分離により、懸濁物質を除去することができる。凝集沈殿においては、例えば、硫酸アルミニウム、ポリ塩化アルミニウム、塩化第二鉄、硫酸第一鉄、ポリ硫酸第二鉄などの無機凝集剤、酸又はアルカリからなるｐＨ調整剤、ポリジメチルジアリルアンモニウムクロライド、ポリエチレンイミン、ポリアクリルアミド、ポリアクリル酸ナトリウム、ポリ−２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸ナトリウムなどの高分子凝集剤などを凝集反応槽の石炭ガス化排水に添加し、懸濁物質をフロック化し、粗大化する。固液分離法としては、例えば、沈殿、浮上、ろ過、膜分離などを挙げることができる。
【００１５】
石炭ガス化排水の凝集沈殿処理によって、排水中の懸濁物質と遊離の金属イオンは、凝集フロックを生成して除去することができるが、金属シアノ錯体などの錯塩を形成して溶解している金属は除去することができない。石炭ガス化排水には、Ｃａ、Ｍｇ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｎｉ、Ｍｎなどの金属が含まれ、これらの金属は、アンモニア（ＮＨ3、ＮＨ4+）やシアン（ＣＮ-）と錯体を形成している。また、硫黄化合物やシアン錯化合物に起因するＣＯＤ成分、アンモニア、シアンなどの溶解性物質も、凝集沈殿処理によっては除去することができない。本発明方法においては、錯塩を形成して溶解している金属をキレート樹脂との接触により除去し、ＣＯＤ成分、アンモニア、シアンなどの溶解性物質を湿式触媒酸化により除去する。
【００１６】
本発明方法において用いるキレート樹脂の高分子母体としては、例えば、スチレン−ジビニルベンゼン共重合体などを挙げることができる。キレート樹脂の高分子母体は、ゲル型、マクロポーラス型、ＭＲ型のいずれをも用いることができる。キレート樹脂の官能基としては、例えば、イミノ二酢酸構造を有する基、ポリエチレンイミン構造を有する基、チオ尿素構造を有する基などを挙げることができる。石炭ガス化排水とキレート樹脂との接触により、アンモニア錯体、シアノ錯体などを形成して溶解している金属も、排水に含まれる遊離の金属イオンも、キレート樹脂に吸着して除去される。
【００１７】
本発明方法において、石炭ガス化排水をキレート樹脂と接触させる方法に特に制限はないが、キレート樹脂を充填した充填塔方式を好適に用いることができる。キレート樹脂塔への通水方向に特に制限はなく、上向流、下向流のいずれともすることができる。上向流の場合、キレート樹脂層は、固定床式、流動床式のいずれともすることができる。
【００１８】
キレート樹脂が石炭ガス化排水中の溶存金属を吸着し、吸着能力に余裕がなくなったときは再生する。キレート樹脂の再生は、酸の通液により吸着金属を溶離し、アルカリの通液により樹脂層のｐＨを所定の値に調整することが好ましい。キレート樹脂により好ましい通水ｐＨがあり、例えば、通水ｐＨ９以上では官能基としてポリアミン構造を有するキレート樹脂のキレート形成能が低下するので、ｐＨ５〜７で通水することが好ましい。
【００１９】
本発明方法において、石炭ガス化排水をキレート樹脂と接触させて溶存金属を除去した被処理水は、次いで湿式触媒酸化する。湿式触媒酸化においては、ＣＯＤ成分、アンモニアなどを含む被処理水を、酸化剤の存在下に、水相を維持する圧力下で加温し、高温において酸化触媒と接触させ、ＣＯＤ成分、アンモニアなどを酸化分解する。湿式触媒酸化により、石炭ガス化排水中のＣＯＤ成分であるＳＯ3、Ｓ2Ｏ3は、ＳＯ4まで、ＳＣＮは、Ｎ2ガス、ＣＯ2ガスとＳＯ4に、ＮＨ3は、Ｎ2ガスまで分解され、無害化される。使用する酸化剤に特に制限はなく、酸素ガス、酸素濃縮空気、空気、過酸化水素、オゾン、次亜塩素酸塩などを挙げることができる。これらの中で、空気は、入手と取り扱いが容易なので、好適に用いることができる。酸化剤の添加量に特に制限はないが、アンモニア、ＣＯＤ成分などを酸化するために必要な理論量の１.１〜３倍であることが好ましく、１.５〜２.５倍であることがより好ましい。
【００２０】
金属を含む被処理水を湿式触媒酸化すると、被処理水中の金属が触媒表面上に付着・吸着し、触媒活性を低下させて接触反応を阻害したり、反応器内にスケールとして付着し、閉塞させるなどの現象が生じ、安定的な処理が困難となる。本発明方法においては、石炭ガス化排水をキレート樹脂と接触させて溶存金属を除去したのち、湿式触媒酸化するので、触媒活性の低下や、スケールの発生がなく、安定して湿式触媒酸化を継続することができる。
【００２１】
本発明方法において、湿式触媒酸化の温度に特に制限はないが、１０１〜２１０℃であることが好ましく、１２０〜１８０℃であることがより好ましい。湿式触媒酸化においては、被処理水が液相を保つ圧力に加圧される。湿式触媒酸化の温度が１０１℃未満であると、酸化反応の速度が遅く、アンモニア、ＣＯＤ成分などの分解除去に長時間を要するおそれがある。湿式触媒酸化の温度が高いほど、酸化分解は速やかに進行するが、湿式触媒酸化の温度が２１０℃を超えると、２ＭＰａ以上の耐圧構造が必要となり、設備と運転管理の費用が嵩むおそれがある。
【００２２】
本発明方法において、湿式触媒酸化に用いる触媒に特に制限はなく、例えば、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、オスミウム、イリジウム、白金、鉄、コバルト、ニッケル、銅、金、タングステンなどの金属、これらの金属の水不溶性又は水難溶性の化合物などを挙げることができる。これらの金属触媒又は金属化合物触媒は、担体に担持させて使用することが好ましい。担体としては、例えば、マグネシア、アルミナ、チタニア、シリカゲル、シリカ−アルミナ、ジルコニア、活性炭、珪藻土、コージェライトなどを挙げることができる。
【００２３】
本発明の石炭ガス化排水の処理方法においては、石炭ガス化排水を、必要に応じて凝集沈殿処理し、キレート樹脂と接触させて溶存している金属を除去したのち、湿式触媒酸化を行うので、金属はすでに高い効率で除去され、金属が酸化触媒に吸着され、あるいは、金属が酸化触媒に毒作用を及ぼして、触媒活性が低下し、あるいは、触媒が失活するおそれがない。そのために、湿式触媒酸化により、石炭ガス化排水を長期間にわたり、安定して処理することができる。石炭ガス化排水を湿式触媒酸化法で直接処理すると、排水中のＣＯＤ成分やアンモニアの分解にともなって、排水中の溶解性鉄やその他の金属が析出し、酸化触媒の活性を低下させる。
【００２４】
本発明の石炭ガス化排水の処理装置は、石炭ガス化排水を、キレート樹脂と接触させるキレート樹脂装置、及び、キレート樹脂装置の流出水を湿式触媒酸化する湿式触媒酸化反応器を有する。図１は、本発明の石炭ガス化排水の処理装置の一態様の工程系統図である。石炭ガス化排水を凝集反応槽１に導入し、無機凝集剤、ｐＨ調整剤、高分子凝集剤などを添加して、懸濁物質をフロック化し、粗大化する。懸濁物質がフロック化、粗大化した被処理水を、沈殿槽２に送り、固液分離により汚泥を除去する。沈殿槽の上澄水を、ろ過装置３に送り、浮遊している微細な固形分を完全に除去する。固形分が完全に除去されたろ過装置の流出水を、キレート樹脂塔４に送り、溶存している金属を除去する。溶存金属が除去されたキレート樹脂塔の流出水を、ｐＨ計５を備えたｐＨ調整槽６に送り、硫酸、水酸化ナトリウムなどのｐＨ調整剤を添加して所定のｐＨに調整する。ｐＨが調整された被処理水を、ポンプ７により送り出し、加熱器８において予熱したのち、酸化触媒が充填された湿式触媒酸化反応器９に送り込む。湿式触媒酸化反応器の底部には、ポンプ（図示しない。）により空気などの酸化剤を送り込む。湿式触媒酸化反応器内で、被処理水中に含まれるＣＯＤ成分、アンモニアなどが酸化分解され、無害な処理水となる。処理水は、冷却器１０において冷却される。処理水の冷却は、ｐＨが調整された被処理水との熱交換によって行うこともできる。回収された処理水は、必要に応じて、二次処理が施され、放流又は再利用される。
【実施例】
【００２５】
以下に、実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例によりなんら限定されるものではない。
実施例１（キレート樹脂による石炭ガス化排水からのＦｅの除去）
石炭ガス化排水に、ポリ硫酸第二鉄（ポリ鉄、液状品、Ｆｅ含有量１１重量％）１００ｍｇ／Ｌを添加し、ｐＨを７.０に調整し、さらにアニオン性高分子凝集剤［栗田工業(株)、クリフロック(登録商標)ＰＡ３３１］１ｍｇ／Ｌを添加して、懸濁物質（ＳＳ）を凝集沈殿させ、ろ過により固液分離した。得られたろ液のＦｅ濃度は、５.４ｍｇ／Ｌであった。このろ液を、キレート樹脂と接触させる原水として用いた。
キレート樹脂［三菱化学(株)、ダイヤイオン(登録商標)ＣＲ２０、交換基ポリアミン、ＯＨ-型］をカラムに充填し、ｐＨ５.０、ｐＨ７.０又はｐＨ９.０に調整した原水を、下向流で、空間速度（ＳＶ）５／ｈ、線速度（ＬＶ）５５ｃｍ／ｈで通水した。ｐＨ５.０とｐＨ７.０の場合は、充填樹脂量の１０倍量の原水を通水したのちも、充填樹脂量の５０倍量の原水を通水したのちも、処理水のＦｅ濃度は０.５ｍｇ／Ｌ未満であった。ｐＨ９.０の場合は、充填樹脂量の１０倍量の原水を通水したのち、処理水のＦｅ濃度は０.５ｍｇ／Ｌ未満であったが、充填樹脂量の５０倍量の原水を通水したのち、処理水のＦｅ濃度は４.８ｍｇ／Ｌであった。結果を、第１表に示す。
【００２６】
【表１】
0005047715.tif 000002
【００２７】
第１表の結果から、石炭ガス化排水のｐＨを５.０〜７.０に調整してキレート樹脂に通水することにより、排水中のＦｅを低濃度まで良好に除去し得ることが分かる。
比較例１（凝集沈殿による石炭ガス化排水からのＦｅの除去の試み）
実施例１と同じ石炭ガス化排水に、ポリ硫酸第二鉄（ポリ鉄、液状品、Ｆｅ含有量１１重量％）１００ｍｇ／Ｌを添加し、ｐＨ５.０、ｐＨ７.０又はｐＨ９.０に調整し、さらにアニオン性高分子凝集剤［栗田工業(株)、クリフロック(登録商標)ＰＡ３３１］１ｍｇ／Ｌを添加して、懸濁物質（ＳＳ）を凝集沈殿させ、ろ過により固液分離して処理水を得た。得られた処理水のＦｅ濃度は、ｐＨ５.０、ｐＨ７.０、ｐＨ９.０のいずれの場合も５.４ｍｇ／Ｌであった。結果を、第２表に示す。
【００２８】
【表２】
0005047715.tif 000003
【００２９】
第２表の結果から、凝集沈殿処理では、石炭ガス化排水中のＦｅを完全には除去し得ないことが分かる。
実施例２
図１に示す工程により、石炭ガス化排水中の懸濁物質（ＳＳ）を分離し、キレート樹脂を用いてＦｅを除去したのち、湿式触媒酸化し、ＣＯＤ成分とアンモニア性窒素について長期処理性能をしらべた。
凝集反応槽１において、石炭ガス化排水にポリ硫酸第二鉄（ポリ鉄、液状品、Ｆｅ含有量１１重量％）１００ｍｇ／Ｌを添加し、ｐＨを７.０に調整し、さらにアニオン性高分子凝集剤［栗田工業(株)、クリフロック(登録商標)ＰＡ３３１］１ｍｇ／Ｌを添加した。懸濁物質（ＳＳ）が凝集した被処理水を沈殿槽２に送り、汚泥を固液分離したのち、上澄水をろ過装置３に通水してろ過し、得られたろ過水を原水とした。原水のＦｅ濃度は５.４ｍｇ／Ｌ、ＣＯＤMnは８１０ｍｇO／Ｌ、アンモニア性窒素は１,６５０ｍｇN／Ｌであった。
内径１１ｍｍ、高さ３００ｍｍのステンレス鋼製筒状のキレート樹脂塔４に、キレート樹脂［三菱化学(株)、ダイヤイオン(登録商標)ＣＲ２０、交換基ポリアミン、ＯＨ-型］１０ｍＬを充填し、温度２０℃、大気圧において、原水を下向流で５０ｍＬ／ｈ、すなわち空間速度（ＳＶ）５／ｈ、線速度（ＬＶ）５５ｃｍ／ｈで通水した。キレート樹脂塔から流出する被処理水をｐＨ調整槽６に導き、水酸化ナトリウム水溶液を加えてｐＨ１１.０に調整した。
内径２０ｍｍ、高さ１２５ｍｍのステンレス鋼製筒状の湿式触媒酸化反応器９に、触媒として白金０.５重量％を担持した直径１.５ｍｍのチタニア球３０ｍＬを充填した。ｐＨ調整槽の被処理水を、ポンプ７により、加熱器８を経由して湿式触媒酸化反応器９に３０ｍＬ／ｈ、すなわち空間速度（ＳＶ）１／ｈで送り、温度１７０℃、圧力０.９ＭＰａで、図示しないポンプにより、反応器の底部から、被処理水中に存在するＣＯＤ成分とアンモニアの酸化に必要な理論量の２倍に相当する量の酸素を含む空気を、微細な気泡群として送り込みつつ、酸化反応を行った。反応器から流出する水は、冷却器１０により３０℃まで冷却して、処理水を得た。処理水の水質は、運転開始１０時間後、５０時間後ともに、Ｆｅ濃度０.５ｍｇ／Ｌ未満、ＣＯＤMn１０ｍｇO／Ｌ、アンモニア性窒素１ｍｇN／Ｌ未満であった。
【００３０】
比較例２
キレート樹脂を用いてＦｅを除去する工程を省き、ｐＨ１１.０に調整した被処理水をろ過した以外は、実施例２と同様にして、石炭ガス化排水の処理を行った。図２は、この処理の工程系統図である。
凝集反応槽１において、石炭ガス化排水にポリ硫酸第二鉄（ポリ鉄、液状品、Ｆｅ含有量１１重量％）１００ｍｇ／Ｌを添加し、ｐＨを７.０に調整し、さらにアニオン性高分子凝集剤［栗田工業(株)、クリフロック(登録商標)ＰＡ３３１］１ｍｇ／Ｌを添加した。懸濁物質（ＳＳ）が凝集した被処理水を沈殿槽２に送り、汚泥を固液分離したのち、上澄水をろ過装置３に通水してろ過し、得られたろ過水を原水とした。原水のＦｅ濃度は５.４ｍｇ／Ｌ、ＣＯＤMnは８１０ｍｇO／Ｌ、アンモニア性窒素は１,６５０ｍｇN／Ｌであった。
原水をｐＨ調整槽６に導き、水酸化ナトリウム水溶液を加えてｐＨ１１.０に調整し、ポンプ７により、ろ過装置１１に通水してろ過した。
内径２０ｍｍ、高さ１２５ｍｍのステンレス鋼製筒状の湿式触媒酸化反応器９に、触媒として白金０.５重量％を担持した直径１.５ｍｍのチタニア球３０ｍＬを充填した。ろ過装置の流出水を、加熱器８を経由して湿式触媒酸化反応器９に３０ｍＬ／ｈ、すなわち空間速度（ＳＶ）１／ｈで送り、温度１７０℃、圧力０.９ＭＰａで、図示しないポンプにより、反応器の底部から、被処理水中に存在するＣＯＤ成分とアンモニアの酸化に必要な理論量の２倍に相当する量の酸素を含む空気を、微細な気泡群として送り込みつつ、酸化反応を行った。反応器から流出する水は、冷却器１０により３０℃まで冷却して、処理水を得た。処理水の水質は、運転開始１０時間後、Ｆｅ濃度１ｍｇ／Ｌ、ＣＯＤMn１０ｍｇO／Ｌ、アンモニア性窒素１ｍｇN／Ｌ未満であった。また、運転開始５０時間後、Ｆｅ濃度１ｍｇ／Ｌ、ＣＯＤMn１４０ｍｇO／Ｌ、アンモニア性窒素１００ｍｇN／Ｌであった。
実施例２及び比較例２の結果を、第３表に示す。
【００３１】
【表３】
0005047715.tif 000004
【００３２】
第３表に見られるように、石炭ガス化排水をキレート樹脂塔に通水して溶存するＦｅを除去したのち、湿式触媒酸化した実施例２では、運転開始５０時間後も１０時間後と変わりなく、ＣＯＤ成分、アンモニア性窒素ともに除去されている。これに対して、石炭ガス化排水のキレート樹脂との接触がなく、石炭ガス化排水を凝集沈殿処理したのみで湿式触媒酸化した比較例２では、運転開始１０時間後はＣＯＤ成分、アンモニア性窒素ともに除去されているが、運転開始５０時間後には、処理水中のＣＯＤ成分、アンモニア性窒素ともに濃度が上昇している。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明の石炭ガス化排水の処理方法及び処理装置によれば、溶存金属を含む石炭ガス化排水のＣＯＤ成分及びアンモニア性窒素を、長期にわたり安定的に処理して、良好な水質の処理水とすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の石炭ガス化排水の処理装置の一態様の工程系統図である。
【図２】比較例における処理の工程系統図である。
【図３】石炭ガス化複合発電の一例の工程系統図である。
【符号の説明】
【００３５】
１  凝集反応槽
２  沈殿槽
３  ろ過装置
４  キレート樹脂塔
５  ｐＨ計
６  ｐＨ調整槽
７  ポンプ
８  加熱器
９  湿式触媒酸化反応器
１０  冷却器
１１  ろ過装置
１２  微粉炭搬送装置
１３  石炭ガス化炉
１４  シンガスクーラ
１５  ダストフィルタ
１６  水洗塔
１７  排水処理装置
１８  ＣＯＳ転換器
１９  脱硫塔
２０  ガスタービン
２１  排熱回収ボイラ
２２  蒸気タービン
【図１】
0005047715.tif 000005
【図２】
0005047715.tif 000006
【図３】
0005047715.tif 000007