特許 7119115 アクロレイン反応器廃水の処理方法及び装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-08-05

(45)【発行日】2022-08-16

(54)【発明の名称】アクロレイン反応器廃水の処理方法及び装置

(51)【国際特許分類】

   C02F 3/30 20060101AFI20220808BHJP

   C02F 3/28 20060101ALI20220808BHJP

【ＦＩ】

C02F3/30 Z

C02F3/30 A

C02F3/30 B

C02F3/28 B

【請求項の数】 25

(21)【出願番号】P 2020554216

(86)(22)【出願日】2019-03-18

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2021-08-02

(86)【国際出願番号】 CN2019078511

(87)【国際公開番号】W WO2019192313

(87)【国際公開日】2019-10-10

【審査請求日】2020-11-13

(31)【優先権主張番号】201810309145.8

(32)【優先日】2018-04-04

(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN

(73)【特許権者】

【識別番号】517446407

【氏名又は名称】藍星安迪蘇南京有限公司

【氏名又は名称原語表記】ＢＬＵＥＳＴＡＲ ＡＤＩＳＳＥＯ ＮＡＮＪＩＮＧ ＣＯ．， ＬＴＤ．

【住所又は居所原語表記】Ｎｏ．３８９ Ｃｈａｎｇｆｅｎｇｈｅ Ｒｏａｄ， Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ Ｐａｒｋ Ｎａｎｊｉｎｇ， Ｊｉａｎｇｓｕ２１００４７ （ＣＮ）

(74)【代理人】

【識別番号】110001139

【氏名又は名称】ＳＫ弁理士法人

(74)【代理人】

【識別番号】100130328

【弁理士】

【氏名又は名称】奥野 彰彦

(74)【代理人】

【識別番号】100130672

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 寛之

(72)【発明者】

【氏名】朱利安・布泰

(72)【発明者】

【氏名】牛磊

【審査官】目代 博茂

(56)【参考文献】

【文献】中国特許出願公開第１０６２７７５５４（ＣＮ，Ａ）

【文献】中国実用新案第２０４８０３１７９（ＣＮ，Ｕ）

【文献】中国特許出願公開第１０１３３３０５０（ＣＮ，Ａ）

【文献】特開昭５３－０５５６６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１３－５１３５９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－１８７７０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－０７７０８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０７－０１６５９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１４－５１１３４３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｃ０２Ｆ３／００－３／３４

Ｃ０７Ｂ３１／００－６１／００

Ｃ０７Ｂ６３／００－６３／０４

Ｃ０７Ｃ１／００－４０９／４４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

以下のステップＳ１～ステップＳ３を含むアクロレイン反応器廃水の処理方法であって、
ステップＳ１において、アクロレイン反応器廃水と炭酸塩水溶液とを混合して混合溶液を取得し、
アクロレイン反応器廃水は、ｐＨ値が２未満であり、アクロレイン５００～３０００ｐｐｍ、アリルアルコール５０～８００ｐｐｍ、アクリル酸４００００～１０００００ｐｐｍ、ホルムアルデヒド１００００～３００００ｐｐｍ、酢酸３０００～１００００ｐｐｍ、マレイン酸３０００～８０００ｐｐｍを含み、
混合溶液のｐＨは４～６であり、ＣＯＤ濃度は７５００ｐｐｍ～３００００ｐｐｍであり、ホルムアルデヒド濃度は８００ｐｐｍ～４０００ｐｐｍであり、
ステップＳ２において、ステップＳ１で得られた混合溶液を嫌気性反応器に輸送して生化学的処理し、
ステップＳ３において、ステップＳ２で処理された溶液を好気性生化学槽に輸送して処理する、方法。

【請求項2】

ステップＳ２及び／又はＳ３で処理された後の溶液の少なくとも一部をステップＳ２に還流させることを含む、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

ステップＳ１において、前記アクロレイン反応器廃水に含まれる塩類の量は５０ｐｐｍ未満であり、実質的に硫酸塩を含まない、請求項１から２のいずれか１項に記載の方法。

【請求項4】

ステップＳ１において、前記炭酸塩水溶液のｐＨは８－９であり、ＣＯＤ濃度は１００～６００ｐｐｍであり、アルカリ度（ＣａＣＯ_３換算）は４０００～７０００ｐｐｍである、請求項１から３のいずれか１項に記載の方法。

【請求項5】

ステップＳ１において、前記炭酸塩水溶液の温度は２０℃～４５℃である、請求項４に記載の方法。

【請求項6】

ステップＳ１において、前記混合溶液のＣＯＤ濃度は１２０００～２５０００ｐｐｍである、請求項１から５のいずれか１項に記載の方法。

【請求項7】

ステップＳ１において、前記混合溶液のホルムアルデヒド濃度は１２００ｐｐｍ～３６００ｐｐｍである、請求項１から６のいずれか１項に記載の方法。

【請求項8】

ステップＳ１において、前記混合溶液のアルカリ度（ＣａＣＯ_３換算）は３０００ｐｐｍ未満である、請求項１から７のいずれか１項に記載の方法。

【請求項9】

ステップＳ１において、前記アクロレイン反応器廃水のＣＯＤ濃度は６００００ｐｐｍ～２０００００ｐｐｍである、請求項１から８のいずれか１項に記載の方法。

【請求項10】

ステップＳ１において、前記炭酸塩水溶液は、炭酸ナトリウム及び／又は炭酸水素ナトリウムを含む、請求項１から９のいずれか１項に記載の方法。

【請求項11】

ステップＳ２及び／又はＳ３で処理された後の溶液の少なくとも一部と、ステップＳ１で得られた混合溶液とを混合し、ｐＨ値が５－６．５の混合物を得た後、前記混合物をステップＳ２の嫌気性反応器に輸送して生化学反応を行う、請求項１から１０のいずれか１項に記載の方法。

【請求項12】

前記ステップＳ２後、ＣＯＤの除去率は７０％以上、ホルムアルデヒドの除去率は９８％以上である、請求項１から１１のいずれか１項に記載の方法。

【請求項13】

前記ステップＳ２において、ＣＨ_４及びＣＯ_２を含むバイオガスが得られ、
ＣＨ_４の質量％は７０％－９０％であり、ＣＯ_２の質量％は１０％－３０％である、請求項１から１２のいずれか１項に記載の方法。

【請求項14】

バイオガスにおけるＣＨ_４とＣＯ_２の総質量％は９９％を超え、及び／又はバイオガスにおけるＨ_２Ｓの濃度は２００ｐｐｍ未満である、請求項１３に記載の方法。

【請求項15】

前記ステップＳ３後、ＣＯＤの除去率は９５％以上であり、ホルムアルデヒドの除去率は９９．５％以上である、請求項１から１４のいずれか１項に記載の方法。

【請求項16】

前記ステップＳ３後、処理された廃水のｐＨは６－９であり、含まれるＣＯＤは８００ｐｐｍ未満であり、ホルムアルデヒドは５ｐｐｍ未満であり、ＮＨ_３－Ｎは５０ｐｐｍ未満であり、総窒素は１５ｐｐｍ未満であり、総リン酸塩は２ｐｐｍ未満である、請求項１から１５のいずれか１項に記載の方法。

【請求項17】

前記ステップＳ２における反応温度は３０～４５℃であり、前記ステップＳ３における反応温度は１０～３５℃である、請求項１から１６のいずれか１項に記載の方法。

【請求項18】

廃水貯蔵タンク、炭酸塩水溶液貯蔵タンク、廃水調節タンク、嫌気性反応器、好気性生化学槽、一次沈殿槽、二次沈殿槽及び廃棄管路を含むアクロレイン反応器廃水の処理装置であって、
前記廃水貯蔵タンク及び炭酸塩水溶液貯蔵タンクは、それぞれ廃水調節タンクに流体連通し、
前記廃水調節タンク、嫌気性反応器、好気性生化学槽、一次沈殿槽及び二次沈殿槽は、順に流体連通し、
前記嫌気性反応器には、バイオガス排出口が設けられ、
前記廃水貯蔵タンク、炭酸塩水溶液貯蔵タンク、廃水調節タンク、嫌気性反応器、好気性生化学槽のうちの１つ又は複数には、前記廃棄管路に接続される廃棄排出口が設けられる、アクロレイン反応器廃水の処理装置。

【請求項19】

前記嫌気性反応器は、嫌気性グラニュール汚泥床及び嫌気性汚泥タンクを含み、嫌気性グラニュール汚泥床は、廃水調節タンク及び好気性生化学槽に流体連通し、嫌気性グラニュール汚泥床は、嫌気性汚泥タンクに流体連通し、嫌気性グラニュール汚泥床には、バイオガス排出口が設けられ、嫌気性汚泥タンクには、廃棄管路に接続される廃棄排出口が設けられる、請求項１８に記載の装置。

【請求項20】

前記好気性生化学槽は曝気汚泥床である、請求項１８に記載の装置。

【請求項21】

前記廃水調節タンクと前記嫌気性反応器との間に設けられる嫌気性調節タンクをさらに含み、
前記嫌気性調節タンクは、それぞれ前記廃水調節タンクの出口及び前記嫌気性反応器の入口に流体連通するとともに、前記嫌気性反応器、好気性生化学槽、一次沈殿槽及び二次沈殿槽のうちの１つ又は複数の出口に流体連通する、請求項１８に記載の装置。

【請求項22】

前記廃水調節タンクと前記嫌気性グラニュール汚泥床との間に設けられる嫌気性調節タンクをさらに含み、
前記嫌気性調節タンクは、それぞれ前記廃水調節タンクの出口及び前記嫌気性グラニュール汚泥床の入口に流体連通するとともに、前記嫌気性グラニュール汚泥床、好気性生化学槽、一次沈殿槽及び二次沈殿槽のうちの１つ又は複数の出口に流体連通する、請求項１９に記載の装置。

【請求項23】

前記一次沈殿槽の出口は、管路及び循環ポンプを介して好気性生化学槽の入口に接続される、請求項１８から２２のいずれか１項に記載の装置。

【請求項24】

前記廃水調節タンク内には、ｐＨ分析計及び／又は温度計が設けられる、請求項１８から２３のいずれか１項に記載の装置。

【請求項25】

前記廃棄管路の出口は、燃焼器及び／又は濾過器及び／又はガススクラバーに接続される、請求項１８から２４のいずれか１項に記載の装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、廃水処理技術分野に属し、特にアクロレイン反応器廃水の処理方法及び装置に関する。

【背景技術】

【0002】

アクロレインの生産プロセスにおける重要な段階は、プロピレンを原料として酸化してアクロレインを生産することを含む。生産過程において産生される廃水中の有機物の含有量は非常に高く、主成分はアクロレイン、ホルムアルデヒド、酢酸、アクリル酸、アリルアルコール、マレイン酸などの有機物を含み、廃水を処理してから排出する必要がある。アクロレイン反応器廃水の従来の処理方法は焼却である。しかし、焼却法には、天然ガスの消費量が多く、エネルギー消費が高く、設備のメンテナンスコストが高いなどの欠陥がある。

【0003】

生化学的方法による廃水処理は、コストが低く、安全で信頼性が高く、産生されるバイオガスが再生燃料ガスとして供給することもできる。しかし、アクロレイン反応器廃水は強酸性であり、ホルムアルデヒドを含むため、生化学的処理方法を直接使用することが好適ではない。生化学的処理は強酸性環境中で行うことができず、ホルムアルデヒドは嫌気性反応器中の嫌気性微生物に対して有毒であるため、廃水処理の効果は大幅に低下し、排出基準を満たすことができない。強塩基、例えば、水酸化ナトリウムで中和してｐＨ値を８～９に調整することが生化学的処理に有利であるが、水酸化ナトリウムは高価であり、かつ中和により廃水中の塩含有量が高くなり、生化学的処理中の細菌の活性に影響を与えるとともに、余分な処理工程が必要であることでコストが高くなる。

【発明の概要】

【0004】

本発明は、アクロレイン反応器廃水の処理方法及び装置を提供する。

【0005】

前記問題を解決するために、本発明は、以下の技術的手段を提供する。

【0006】

本発明の一態様では、以下のステップＳ１～ステップＳ３を含むアクロレイン反応器廃水の処理方法であって、
ステップＳ１において、アクロレイン反応器廃水と炭酸塩水溶液とを混合して混合溶液を取得し、
アクロレイン反応器廃水は、ｐＨ値が２未満であり、アクロレイン５００～３０００ｐｐｍ、アリルアルコール５０～８００ｐｐｍ、アクリル酸４００００～１０００００ｐｐｍ、ホルムアルデヒド１００００～３００００ｐｐｍ、酢酸３０００～１００００ｐｐｍ、マレイン酸３０００～８０００ｐｐｍを含み、
混合溶液のｐＨは４～６であり、ＣＯＤ濃度は７５００ｐｐｍ～３００００ｐｐｍであり、ホルムアルデヒド濃度は８００ｐｐｍ～４０００ｐｐｍであり、
ステップＳ２において、ステップＳ１で得られた混合溶液を嫌気性反応器に輸送して生化学的処理し、
ステップＳ３において、ステップＳ２で処理された溶液を好気性生化学槽に輸送して処理し、
必要に応じて、ステップＳ２及び／又はＳ３で処理された後の溶液の少なくとも一部をステップＳ２に還流させる方法が提供される。

【0007】

いくつかの実施形態では、ステップＳ１において、前記アクロレイン反応器廃水に含まれる塩類の量は５０ｐｐｍ未満であり、実質的に硫酸塩を含まない。

【0008】

いくつかの実施形態では、ステップＳ１において、前記炭酸塩水溶液のｐＨは８－９であり、ＣＯＤ濃度は１００～６００ｐｐｍであり、アルカリ度（ＣａＣＯ_３換算）は４０００～７０００ｐｐｍであり、特に温度は２０℃～４５℃である。

【0009】

いくつかの実施形態では、ステップＳ１において、前記混合溶液のＣＯＤ濃度は１２０００～２５０００ｐｐｍである。

【0010】

いくつかの実施形態では、ステップＳ１において、前記混合溶液のホルムアルデヒド濃度は１２００ｐｐｍ～３６００ｐｐｍである。

【0011】

いくつかの実施形態では、ステップＳ１において、前記混合溶液のアルカリ度（ＣａＣＯ_３換算）は３０００ｐｐｍ未満である。

【0012】

いくつかの実施形態では、ステップＳ１において、前記アクロレイン反応器廃水のＣＯＤ濃度は６００００ｐｐｍ～２０００００ｐｐｍである。

【0013】

いくつかの実施形態では、ステップＳ１において、前記炭酸塩水溶液は、炭酸ナトリウム及び／又は炭酸水素ナトリウムを含み、特に、前記炭酸塩水溶液は、炭酸ナトリウム及び／又は炭酸水素ナトリウムを含む廃水である。

【0014】

いくつかの実施形態では、ステップＳ２及び／又はＳ３で処理された後の溶液の少なくとも一部と、ステップＳ１で得られた混合溶液とを混合し、ｐＨ値が５－６．５の混合物を得た後、前記混合物をステップＳ２の嫌気性反応器に輸送して生化学反応を行う。

【0015】

いくつかの実施形態では、前記ステップＳ２後、ＣＯＤの除去率は７０％以上、ホルムアルデヒドの除去率は９８％以上であり、特にＣＯＤの除去率は８０％以上、ホルムアルデヒドの除去率は９９％以上である。

【0016】

いくつかの実施形態では、前記ステップＳ２において、ＣＨ_４及びＣＯ_２を含むバイオガスが得られ、ＣＨ_４の質量％は７０％－９０％であり、ＣＯ_２の質量％は１０％－３０％であり、特に、バイオガスにおけるＣＨ_４とＣＯ_２の総質量％は９９％を超え、及び／又はＨ_２Ｓの濃度は２００ｐｐｍ未満である。

【0017】

いくつかの実施形態では、前記ステップＳ３後、ＣＯＤの除去率は９５％以上であり、特にＣＯＤの除去率は９８％以上であり、ホルムアルデヒドの除去率は９９．５％以上であり、特にホルムアルデヒドの除去率は９９．９％以上である。

【0018】

いくつかの実施形態では、前記ステップＳ３後、処理された廃水のｐＨは６－９であり、含まれるＣＯＤは８００ｐｐｍ未満であり、ホルムアルデヒドは５ｐｐｍ未満であり、ＮＨ_３－Ｎは５０ｐｐｍ未満であり、総窒素は１５ｐｐｍ未満であり、総リン酸塩は２ｐｐｍ未満である。

【0019】

いくつかの実施形態では、前記ステップＳ２における反応温度は３０～４５℃であり、前記ステップＳ３における反応温度は１０～３５℃である。

【0020】

本発明の他の態様では、廃水貯蔵タンク、炭酸塩水溶液貯蔵タンク、廃水調節タンク、嫌気性反応器、好気性生化学槽、浄化槽、二次沈殿槽及び廃棄管路を含むアクロレイン反応器廃水の処理装置であって、
前記廃水貯蔵タンク及び炭酸塩水溶液貯蔵タンクは、それぞれ廃水調節タンクに流体連通し、
前記廃水調節タンク、嫌気性反応器、好気性生化学槽、浄化槽及び二次沈殿槽は、順に流体連通し、
前記嫌気性反応器には、バイオガス排出口が設けられ、
前記廃水貯蔵タンク、炭酸塩水溶液貯蔵タンク、廃水調節タンク、嫌気性反応器、好気性生化学槽のうちの１つ又は複数には、前記廃棄管路に接続される廃棄排出口が設けられる、アクロレイン反応器廃水の処理装置が提供される。

【0021】

いくつかの実施形態では、前記嫌気性反応器は、嫌気性グラニュール汚泥床及び嫌気性汚泥タンクを含み、嫌気性グラニュール汚泥床は、廃水調節タンク及び好気性生化学槽に流体連通し、嫌気性グラニュール汚泥床は、嫌気性汚泥タンクに流体連通し、嫌気性グラニュール汚泥床には、バイオガス排出口が設けられ、嫌気性汚泥タンクには、廃棄管路に接続される廃棄排出口が設けられ、及び／又は
前記好気性生化学槽は曝気汚泥床である。

【0022】

いくつかの実施形態では、前記装置は、前記廃水調節タンクと前記嫌気性反応器との間に設けられる嫌気性調節タンクをさらに含み、前記嫌気性調節タンクは、それぞれ前記廃水調節タンクの出口及び前記嫌気性反応器の入口に流体連通するとともに、前記嫌気性反応器、好気性生化学槽、浄化槽及び二次沈殿槽のうちの１つ又は複数の出口に流体連通する。

【0023】

いくつかの実施形態では、前記装置は、前記廃水調節タンクと前記嫌気性グラニュール汚泥床との間に設けられる嫌気性調節タンクをさらに含み、前記嫌気性調節タンクは、それぞれ前記廃水調節タンクの出口及び前記嫌気性グラニュール汚泥床の入口に流体連通するとともに、前記嫌気性グラニュール汚泥床、好気性生化学槽、浄化槽及び二次沈殿槽のうちの１つ又は複数の出口に流体連通する。

【0024】

いくつかの実施形態では、前記装置において前記浄化槽の出口は管路及び循環ポンプを介して好気性生化学槽の入口に接続される。

【0025】

いくつかの実施形態では、前記装置において前記廃水調節タンク内には、ｐＨ分析計及び／又は温度計が設けられる。

【0026】

いくつかの実施形態では、前記装置において前記廃棄管路の出口は燃焼器及び／又は濾過器及び／又はガススクラバーに接続される。

【図面の簡単な説明】

【0027】

【図1】本発明の一実施形態に係るアクロレイン反応器廃水の処理方法のフローチャートである。

【図2】本発明の一実施形態に係るアクロレイン反応器廃水の処理装置の模式図である。同図において、１は廃水貯蔵タンク、２は炭酸塩水溶液貯蔵タンク、３は廃水調節タンク、４は嫌気性反応器、５は好気性生化学槽、６は浄化槽、７は二次沈殿槽、８は廃棄管路、９はバイオガス排出口、１０は排出汚泥タンク、１１は遠心分離機、１２は濾過器又はガススクラバー、１３は燃焼器である。

【図3】本発明の一実施形態に係るアクロレイン反応器廃水の処理装置の模式図である。同図において、１は廃水貯蔵タンク、２は炭酸塩水溶液貯蔵タンク、３は廃水調節タンク、４０１は嫌気性グラニュール汚泥床、４０２は嫌気性汚泥タンク、５は好気性生化学槽、６は浄化槽、７は二次沈殿槽、８は廃棄管路、９はバイオガス排出口、１０は排出汚泥タンク、１１は遠心分離機、１２は濾過器又はガススクラバー、１３は燃焼器である。

【図4】本発明の一実施形態に係るアクロレイン反応器廃水の処理装置の模式図である。同図において、１は廃水貯蔵タンク、２は炭酸塩水溶液貯蔵タンク、３は廃水調節タンク、４は嫌気性反応器、５は好気性生化学槽、６は浄化槽、７は二次沈殿槽、８は廃棄管路、９はバイオガス排出口、１０は排出汚泥タンク、１１は遠心分離機、１２は濾過器又はガススクラバー、１３は燃焼器、１４は嫌気性調節タンクである。

【図5】本発明の一実施例の流入物及び流出物のＣＯＤ及びＣＯＤの除去率を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0028】

本発明は、アクロレイン反応器廃水の連続処理用の方法及び装置に関する。

【0029】

本明細書において、特に指定のない限り、使用条件下での液体の流れの密度は、約１０００ｇ／Ｌと見なすことができる。つまり、ｍｇ／Ｌとｐｐｍは互換的に使用できる。

【0030】

本明細書において、特に指定のない限り、百分率はすべて質量％を指す。

【0031】

本発明の一態様では、アクロレイン反応器廃水の処理方法が提供される。図1に示すように、この方法は、以下のステップを含む。
ステップＳ１において、アクロレイン反応器廃水と炭酸塩水溶液とを混合して混合溶液を取得する。
アクロレイン反応器廃水は、ｐＨ値が２未満であり、アクロレイン５００～３０００ｐｐｍ、アリルアルコール５０～８００ｐｐｍ、アクリル酸４００００～１０００００ｐｐｍ、ホルムアルデヒド１００００～３００００ｐｐｍ、酢酸３０００～１００００ｐｐｍ、マレイン酸３０００～８０００ｐｐｍを含む。
混合溶液のｐＨは４～６であり、ＣＯＤ濃度は７５００ｐｐｍ～３００００ｐｐｍであり、ホルムアルデヒド濃度は８００ｐｐｍ～４０００ｐｐｍである。
ステップＳ２において、ステップＳ１で得られた混合溶液を嫌気性反応器に輸送して生化学的処理する。
ステップＳ３において、ステップＳ２で処理された溶液を好気性生化学槽に輸送して処理する。
必要に応じて、ステップＳ２及び／又はＳ３で処理された後の溶液の少なくとも一部をステップＳ２に還流させる。

【0032】

本明細書において、「アクロレイン反応器廃水」とは、プロピレンを原料として酸化によりアクロレインを生産するプロセスにおいて産生される反応器廃水をいい、この廃水は、有機物の含有量が非常に高く、主成分がアクロレイン、ホルムアルデヒド、酢酸、アクリル酸、アリルアルコール、マレイン酸などの有機物を含み、強酸性溶液である。いくつかの実施形態では、アクロレイン反応器廃水のｐＨ値は２未満であり、例えば１－２の範囲内である。アクロレイン反応器廃水は、アクロレイン５００～３０００ｐｐｍ、アリルアルコール５０～８００ｐｐｍ、アクリル酸４００００～１０００００ｐｐｍ、ホルムアルデヒド１００００～３００００ｐｐｍ、酢酸３０００～１００００ｐｐｍ、マレイン酸３０００～８０００ｐｐｍを含み、アセトアルデヒド、アセトン、ハイドロキノンなどの不純物を含んでもよいが、これらの不純物の含有量がいずれも非常に低い。いくつかの実施形態では、アクロレイン反応器廃水はアクロレイン８００～２０００ｐｐｍを含む。いくつかの実施形態では、アクロレイン反応器廃水はアリルアルコール１５０～６５０ｐｐｍを含む。いくつかの実施形態では、アクロレイン反応器廃水はアクリル酸６００００～９００００ｐｐｍを含む。いくつかの実施形態では、アクロレイン反応器廃水はホルムアルデヒド１５０００～２２０００ｐｐｍを含む。いくつかの実施形態では、アクロレイン反応器廃水は酢酸５０００～８０００ｐｐｍを含む。いくつかの実施形態では、アクロレイン反応器廃水はマレイン酸４０００～６０００ｐｐｍを含む。

【0033】

いくつかの実施形態では、アクロレイン反応器廃水のＣＯＤ濃度は６００００ｐｐｍ～２０００００ｐｐｍである。いくつかの実施形態では、アクロレイン反応器廃水のＣＯＤ濃度は８００００ｐｐｍ～１８００００ｐｐｍである。いくつかの実施形態では、アクロレイン反応器廃水のＣＯＤ濃度は約１３００００ｐｐｍ、約１４５０００ｐｐｍ、又は約１７８０００ｐｐｍである。

【0034】

本発明のＣＯＤの値は、成分の濃度及びそのＣＯＤ換算係数に基づいて算出される。

【0035】

いくつかの実施形態では、アクロレイン反応器廃水に含まれる塩類の量は５０ｐｐｍ未満であり、実質的に硫酸塩を含まない。

【0036】

強酸性環境、高レベルのＣＯＤ及びホルムアルデヒドはいずれも嫌気性生化学反応の進行に不利である。従来のプロセスでは、ＮａＯＨなどの強塩基で中和してｐＨ値を８－１０に調整し、Ｃａｎｎｉｚｚａｒｏ反応によりホルムアルデヒドを分解し、さらに後処理している。しかし、このようなプロセスでは、多くの塩（Ｎａ塩）が生成し、細胞内圧により高含有量の塩が生化学的処理中の細菌の活性を低下させ、細菌の死滅を招くとともに、ＮａＯＨが高価であり、処理コストが高く、プロセスも複雑である。

【0037】

本発明では、アクロレイン反応器廃水と炭酸塩水溶液とを混合することにより、廃水のｐＨ値、ＣＯＤ及びホルムアルデヒドの含有量を同時に調節する目的が達成され、後続の嫌気性及び好気性生化学的処理による有機物の除去に有利であり、排出基準が満たされる。炭酸塩水溶液を使用することにより、中和及び希釈効果がさらに達成され、プロセスが簡単である。炭酸塩を使用することにより、中和反応において二酸化炭素が生成し、細菌の活性に影響を与えない。ＮａＯＨによる中和反応に比べて、本発明の反応はより温和であり、反応熱及び温度の制御はより容易であり、生成する塩の量が減少され、後続の生化学反応の進行により有利である。

【0038】

いくつかの実施形態では、炭酸塩水溶液のｐＨは８－９であり、ＣＯＤ濃度は１００～６００ｐｐｍであり、アルカリ度（ＣａＣＯ_３換算）は４０００～７０００ｐｐｍであり、特に温度は２０℃～４５℃である。いくつかの実施形態では、炭酸塩水溶液のアルカリ度（ＣａＣＯ_３換算）は４５００～６０００ｐｐｍである。

【0039】

いくつかの実施形態では、炭酸塩水溶液中の炭酸塩は、炭酸ナトリウム及び炭酸水素ナトリウムからなる群から選択される１種又は２種である。特に、廃水の総排出量を減少させるために、炭酸ナトリウム及び／又は炭酸水素ナトリウムを含む廃水を炭酸塩水溶液として使用してもよい。

【0040】

いくつかの実施形態では、炭酸塩水溶液は実質的に硫酸塩を含まない。

【0041】

アクロレイン反応器廃水及び／又は炭酸塩水溶液が実質的に硫酸塩を含まないことにより、ステップＳ２で生成するバイオガス中の硫化水素の含有量が減少される。硫化水素は、生化学的処理中の細菌の活性に大きい影響を与えるだけでなく、後続の脱硫工程によりさらに処理する必要がある。

【0042】

本発明において、前記「実質的に硫酸塩を含まない」というのは、硫酸塩の含有量が５０ｐｐｍ未満、特には３０ｐｐｍ未満、さらに特には２０ｐｐｍ未満であることをいう。

【0043】

いくつかの実施形態では、本発明の方法において、ステップＳ１に用いる炭酸塩水溶液以外、さらに塩基を加えない。前記塩基は、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウムなどを含むが、これらに限定されない。

【0044】

本発明のアクロレイン反応器廃水の処理方法では、ステップＳ１においてアクロレイン反応器廃水と炭酸塩水溶液とを混合して混合溶液を取得し、混合溶液のｐＨは４～６であり、ＣＯＤ濃度は７５００ｐｐｍ～３００００ｐｐｍであり、ホルムアルデヒド濃度は８００ｐｐｍ～４０００ｐｐｍである。いくつかの実施形態では、混合溶液のｐＨは約５である。必要に応じて、廃水処理過程において嫌気性及び／又は好気性生化学的処理された溶液の少なくとも一部を希釈水としてステップＳ２に還流させ、さらに廃水のｐＨ値、ＣＯＤ及びホルムアルデヒドの濃度を調節する。いくつかの実施形態では、希釈水のｐＨは６－９である。いくつかの実施形態では、希釈水のＣＯＤ濃度は３０００ｐｐｍ未満、特には２０００ｐｐｍ未満、より特には１０００ｐｐｍ未満、さらに特には５００ｐｐｍ未満である。いくつかの実施形態では、希釈水のホルムアルデヒド濃度は３０ｐｐｍ未満、特には１５ｐｐｍ未満、より特には５ｐｐｍ未満である。いくつかの実施形態では、ステップＳ２及び／又はＳ３で処理された後の溶液の少なくとも一部とステップＳ１で得られた混合溶液とを混合し、ｐＨ値が５－６．５範囲内である混合物を得た後、この混合物をステップＳ２の嫌気性反応器に輸送して生化学反応を行う。

【0045】

いくつかの実施形態では、混合溶液のＣＯＤ濃度は７８００ｐｐｍ～２６０００ｐｐｍであり、例えば、１２０００～２５０００ｐｐｍ、特に約７８００ｐｐｍ、約１４０００ｐｐｍ、約１６０００ｐｐｍ、約２００００ｐｐｍ、約２２０００ｐｐｍ又は約２６０００ｐｐｍである。いくつかの実施形態では、混合溶液のホルムアルデヒド濃度は１２００ｐｐｍ～３６００ｐｐｍであり、特に約３６００ｐｐｍ、約３４００ｐｐｍ、約３０００ｐｐｍ、約２５００ｐｐｍ、約２３００ｐｐｍ、約２０００ｐｐｍ、約１７００ｐｐｍ、約１６００ｐｐｍ又は約１２００ｐｐｍである。いくつかの実施形態では、混合溶液のアルカリ度（ＣａＣＯ_３換算）は３０００ｐｐｍ未満、特に２０００－３０００ｐｐｍである。

【0046】

ステップＳ１でアクロレイン反応器廃水のｐＨ、ＣＯＤ及びホルムアルデヒドの濃度を調節した後、得られた溶液を嫌気性反応器に輸送して生化学的処理を行う。

【0047】

嫌気性処理において、嫌気性条件下でバイオガスに還元することにより有機物（ＣＯＤ）を除去する。少なくとも８０％のＣＯＤはバイオガスに変換する。いくつかの実施形態では、約８５％のＣＯＤはバイオガスに変換される。バイオガスはＣＨ_４及びＣＯ_２を含み、非常に少量の他の成分、例えば、Ｈ_２Ｓをさらに含む。ＣＨ_４の質量％は７０％－８０％であり、ＣＯ_２の質量％は２０％－３０％であり、Ｈ_２Ｓの濃度は２００ｐｐｍ未満である。いくつかの実施形態では、バイオガスは約７５％ＣＨ_４及び２５％ＣＯ_２を含み、Ｈ_２Ｓの濃度は２００ｐｐｍ未満である。バイオガスは、回収されてエネルギー源、例えば熱源として利用可能である。

【0048】

いくつかの実施形態では、前記嫌気性反応器は、グラニュール汚泥に基づく嫌気性グラニュール汚泥床を含む。グラニュール汚泥は優れた特性を有し、その沈降性は１０～１００ｍ／ｈｒであり、汚泥体積指数は１０～２０ｍＬ／ｇであり、汚泥濃度は５００００～８００００ｍｇＳＳ／Ｌと高く、活性は１～１．５ｇＣＯＤ／ｇＶＳＳ・ｄと高い。反応器は４～１０ｋｇＣＯＤ／ｍ^３・ｄの負荷速度下で操作することができる。

【0049】

いくつかの実施形態では、嫌気性反応は中温消化であり、反応温度が３０～４５℃である。処理すべき廃水は嫌気性グラニュール汚泥床の底部から入り、上向きに汚泥床を通過する過程において反応が発生し、有機物が分解されて除去され、バイオガスが生成する。頂部にある気液固分離装置により、バイオガスを収集し、汚泥は汚泥床に戻り、処理された後の溶液は反応器から排出される。

【0050】

嫌気性反応の進行につれて、有機物中の酸、例えば酢酸、アクリル酸が除去され、バイオガスが生成するとともに、ｐＨ値が高くなる。嫌気性処理された廃水のｐＨ値は６－７に高くなる。いくつかの実施形態では、少なくとも一部の嫌気性処理された廃水を還流させ、ステップＳ１で得られた混合溶液と混合し、そのｐＨ値、ＣＯＤ及びホルムアルデヒド濃度を調節する。

【0051】

いくつかの実施形態では、嫌気性生化学的処理された後、ＣＯＤの除去率は７０％以上であり、ホルムアルデヒドの除去率は９８％以上であり、特に、ＣＯＤの除去率は８０％以上であり、ホルムアルデヒドの除去率は９９％以上である。いくつかの実施形態では、嫌気性生化学的処理された後、ＣＯＤ濃度は６０００ｐｐｍ以下、特には４５００ｐｐｍ以下、より特には３０００ｐｐｍ以下である。いくつかの実施形態では、嫌気性生化学的処理された後、ホルムアルデヒド濃度は４０ｐｐｍ以下、特には２５ｐｐｍ以下、より特には１５ｐｐｍ以下である。

【0052】

嫌気性反応器からの流出物を好気性生化学槽に輸送して処理し、好気性生化学反応により有機物をさらに除去する。本発明の方法は、生化学的処理された後の固液分離ステップ、例えば、沈降分離をさらに含む。いくつかの実施形態では、好気性生化学的処理された後の溶液は、浄化槽に自己流入し、沈降分離した汚泥の一部を好気性生化学槽に再循環させ、一定量の汚泥を排出汚泥タンクに排出し、さらに遠心分離して汚泥ケーキを形成し、汚泥ケーキを捨て、これによって、好気性生化学槽における安定した汚泥濃度を維持する。

【0053】

いくつかの実施形態では、好気性生化学的処理された後、ＣＯＤの除去率は９５％以上、特には９８％以上であり、ホルムアルデヒドの除去率は９９．５％以上、特には９９．９％以上である。

【0054】

いくつかの実施形態では、嫌気性処理及び好気性処理された後、廃水のｐＨは６－９、例えば、約７又は約８であり、含まれるＣＯＤは８００ｐｐｍ未満、特に５００ｐｐｍ未満、例えば、約３００ｐｐｍ、２５０ｐｐｍ又は１５０ｐｐｍであり、ホルムアルデヒドは５ｐｐｍ未満、特に３ｐｐｍ未満であり、ＮＨ_３－Ｎは５０ｐｐｍ未満、特に５ｐｐｍ未満であり、総窒素は１５ｐｐｍ未満であり、総リン酸塩は２ｐｐｍ未満である。

【0055】

本発明の他の態様では、アクロレイン反応器廃水の処理装置が提供される。図２は、本発明の一実施形態に係るアクロレイン反応器廃水の処理装置の模式図を示す。前記装置は、廃水貯蔵タンク１、炭酸塩水溶液貯蔵タンク２、廃水調節タンク３、嫌気性反応器４、好気性生化学槽５、浄化槽６、二次沈殿槽７及び廃棄管路８を含む。

【0056】

前記廃水貯蔵タンク１及び炭酸塩水溶液貯蔵タンク２は、それぞれ廃水調節タンク３に流体連通する。

【0057】

前記廃水調節タンク３、嫌気性反応器４、好気性生化学槽５、浄化槽６、二次沈殿槽７は、順に流体連通する。

【0058】

前記嫌気性反応器４にはバイオガス排出口９が設けられる。

【0059】

前記廃水貯蔵タンク１、炭酸塩水溶液貯蔵タンク２、廃水調節タンク３、嫌気性反応器４、好気性生化学槽５のうちの１つ又は複数には廃棄管路８に接続される廃棄排出口が設けられる。

【0060】

いくつかの実施形態では、アクロレイン反応器廃水の処理装置は、排出汚泥タンク１０、遠心分離機１１、濾過器又はガススクラバー１２、燃焼器１３をさらに含む。

【0061】

いくつかの実施形態では、好気性生化学槽５は浄化槽６に流体連通する。いくつかの実施形態では、浄化槽６の出口は管路及び循環ポンプを介して好気性生化学槽５の入口に接続され、これによって、汚泥の循環利用が実現される。

【0062】

いくつかの実施形態では、浄化槽６は排出汚泥タンク１０に連通し、排出汚泥タンク１０は遠心分離機１１に接続される。好気性生化学槽５中で好気性生化学的処理された後の溶液は浄化槽６に自己流入し、沈降分離した汚泥の一部を管路及び循環ポンプを介して好気性生化学槽５に再循環させ、一定量の汚泥を排出汚泥タンク１０に排出し、さらに、遠心分離機１１により遠心分離して汚泥ケーキを形成し、汚泥ケーキを捨て、これによって、好気性生化学槽５における安定した汚泥濃度を維持する。

【0063】

いくつかの実施形態では、廃水調節タンク３内にｐＨ分析計及び／又は温度計が設けられる。これにより、廃水調節タンク内の廃水のｐＨ及び温度を検出し、適宜の範囲内に制御する。

【0064】

いくつかの実施形態では、廃棄管路８の出口は濾過器又はガススクラバー１２に接続される。これにより、廃棄を処理してから排出し、空気汚染を回避する。

【0065】

いくつかの実施形態では、廃棄管路８の出口は燃焼器１３に接続される。これにより、廃棄を燃焼し、直接排出による空気汚染を回避する。

【0066】

いくつかの実施形態では、好気性生化学槽５は曝気汚泥床である。

【0067】

図３に示すように、いくつかの実施形態では、嫌気性反応器４は、嫌気性グラニュール汚泥床４０１及び嫌気性汚泥タンク４０２を含む。嫌気性グラニュール汚泥床４０１は、廃水調節タンク３及び好気性生化学槽５に流体連通し、嫌気性グラニュール汚泥床４０１は、嫌気性汚泥タンク４０２に流体連通し、嫌気性グラニュール汚泥床４０１にはバイオガス排出口９が設けられ、嫌気性汚泥タンク４０２には廃棄管路８に接続される廃棄排出口が設けられる。他の部分は図２についての上記説明と同様である。

【0068】

いくつかの実施形態では、廃水調節タンクと嫌気性反応器との間に嫌気性調節タンクが設けられる。嫌気性調節タンクは、２つの入口及び２つの出口を含む。２つの入口は、それぞれ廃水調節タンクの出口、及び嫌気性反応器、好気性生化学槽、浄化槽、二次沈殿槽のうちの１つ又は複数の出口に流体連通する。２つの出口は、それぞれ嫌気性反応器の入口及び好気性生化学槽の入口に流体連通する。嫌気性調節タンクは、ステップＳ２及び／又はＳ３で処理された後の溶液の少なくとも一部をステップＳ２に還流させる。いくつかの実施形態では、嫌気性調節タンクは、嫌気性処理された廃水の少なくとも一部を嫌気性反応器に還流させる。いくつかの実施形態では、嫌気性調節タンクによりステップＳ１で得られた混合溶液と少なくとも一部の嫌気性処理された廃水とを混合し、さらに混合物を嫌気性反応器に輸送して嫌気性生化学反応を行うことにより、嫌気性処理内部において少なくとも一部の処理された廃水（ｐＨ６－７）の再循環が構築される。嫌気性反応においては、処理された廃水によりステップＳ１で得られた混合溶液のｐＨ、ＣＯＤ及びホルムアルデヒド含有量を調節するとともに、有機物中の酸が嫌気性反応により分解されるにつれてｐＨが高くなるため、嫌気性生化学反応の進行により有利である。

【0069】

いくつかの実施形態では、嫌気性調節タンクは、処理された廃水の一部と廃水調節タンクの流出物とを混合し、処理された廃水の一部を好気性生化学槽に輸送することができるように設けられる。

【0070】

図４は、本発明の一実施形態に係るアクロレイン反応器廃水の処理装置の模式図である。嫌気性調節タンク１４は、２つの入口及び２つの出口を含む。２つの入口は、それぞれ廃水調節タンク３の出口及び嫌気性反応器４の出口に流体連通する。２つの出口は、それぞれ嫌気性反応器４の入口及び好気性生化学槽５の入口に流体連通する。嫌気性調節タンク１４は、嫌気性反応器４の流出物の一部と廃水調節タンク３の流出物とを混合し、さらに嫌気性反応器４の入口を介して嫌気性反応器４に輸送して嫌気性生化反応を行い、嫌気性反応器４の流出物の一部を好気性生化学槽５に輸送して好気性処理を行うことができる。他の部分は図２についての上記説明と同様である。

【0071】

いくつかの実施形態では、嫌気性反応器は、嫌気性グラニュール汚泥床及び嫌気性汚泥タンクを含む。嫌気性調節タンクは、２つの入口及び２つの出口を含む。２つの入口は、それぞれ廃水調節タンクの出口及び嫌気性グラニュール汚泥床の出口に流体連通する。２つの出口は、それぞれ嫌気性グラニュール汚泥床の入口及び好気性生化学槽の入口に流体連通する。これによって、嫌気性グラニュール汚泥床の流出物の少なくとも一部は嫌気性調節タンク及び嫌気性グラニュール汚泥床の内部を循環する。

【0072】

一実施形態において、嫌気性調節タンクは、
内部に設けられ、貫通孔を有する仕切板と、
位置が仕切板よりも高い、嫌気性反応器の出口に流体連通する入口及び好気性生化学槽の入口に流体連通する出口と、
位置が仕切板よりも低い、廃水調節タンクの出口に流体連通する入口及び嫌気性反応器の入口に流体連通する出口と、
仕切板以下の溶液を混合する混合装置と、を含む。

【0073】

前記配置により、嫌気性反応器の流出物が仕切板以上に輸送され、廃水調節タンクの流出物が仕切板以下に輸送されることにより、嫌気性反応器の流出物は、貫通孔を介して仕切板以下の部分に入り、廃水調節タンクの流出物と混合した後、位置が仕切板よりも低い出口を介して嫌気性反応器に入って反応することができ、嫌気性反応器の流出物は位置が仕切板よりも高い出口を介して好気性生化学槽に輸送されて好気性処理を行うことができる。これによって、嫌気性反応器の流出物の一部を嫌気性反応器に還流させ、他の部分を好気性生化学槽に輸送することができる。

【0074】

従来技術に比べ、本発明は以下の利点を有する。

【0075】

本発明は、アクロレイン反応器廃水の連続処理プロセス及び装置を開示する。アクロレイン反応器廃水と炭酸塩水溶液とを混合し、ｐＨ、ＣＯＤ濃度及びホルムアルデヒド濃度を調節し、嫌気性及び好気性処理プロセスを行うことにより、排出基準を満たす廃水が得られる。本発明において、炭酸塩水溶液とアクロレイン反応器廃水とを混合することにより、混合廃水のｐＨ値を調節できるとともに、ＣＯＤとホルムアルデヒドの濃度を減少させることができる。また、アクロレイン反応器廃水に存在する有機酸が嫌気性反応器において分解されることにより、廃水のＣＯＤが減少され、廃水のｐＨ値が高くなる。生化学反応した廃水を還流させることにより、混合廃水のｐＨ値がさらに高くなり、混合廃水中のＣＯＤ及びホルムアルデヒドの濃度がさらに低くなり、嫌気性反応により適するとともに、処理された廃水の内部循環により、排出される廃水量が減少される。本発明の方法によれば、廃水のｐＨ値を調節し、廃水中の塩の含有量を増加させるために塩基、特に苛性ソーダを追加することが回避され、これによって、環境に優しいだけでなく、廃水の処理コストを効果的に削減することができる。

【0076】

本発明の廃水処理方法では、別途に化学品を添加する必要がなく、酸性化／塩基性反応が発生しないため塩が生成しない。また、嫌気性過程では、ほとんどのＣＯＤ及びホルムアルデヒドが除去され、さらに塩基、例えば苛性ソーダを追加して中和反応する必要がないため、処理過程において換気を必要とせず（電力を８０％節約）、汚泥の産生量が少なく（８５％節約）、化学品の消耗が少なく（６０％節約）、操作コストが大幅に削減され、焼却法と比べ、操作コストが３０％まで削減可能である。さらに、嫌気性条件下で還元して得られたバイオガスは熱回収にも適用できるため、資源の回収再利用が達成され、環境に優しい。

【0077】

本発明のプロセスにより、少なくとも８０％のＣＯＤをバイオガスに変換し、燃料ガスとして回収することにより、天然ガスの消費量が減少される。

【0078】

本発明のプロセスは、比較的高いホルムアルデヒド耐性を有し、高ホルムアルデヒド濃度の廃水の処理に直接使用でき、ホルムアルデヒドを減少させるために高濃度廃水を前処理し、又は他の試薬を添加する必要がない。

【0079】

本発明の装置は、アクロレイン反応器廃水を連続的に処理することができ、混合だけにより適切なＣＯＤ及びホルムアルデヒド濃度、ｐＨ、温度の混合廃水を得ることができ、余分な添加物の追加が回避され、環境に優しく節約が達成される。本発明の装置により、廃水処理が実現され、廃水処理過程において産生された廃気が適切に処理され、熱回収が実現され、環境に優しい。

【0080】

以下、実施例により本発明をさらに説明する。

【0081】

実施例に用いるアクロレイン反応器廃水及び炭酸塩水溶液の組成を表１－１及び表２に示す。表１－２は、各成分のＣＯＤ換算係数を示す。

【0082】

【表1-1】

【0083】

【表1-2】

【0084】

実施例に用いるアクロレイン反応器廃水のｐＨはいずれも１－２であり、ＣＯＤは６００００ｐｐｍ～２０００００ｐｐｍであり、いくつかの実施例では、それぞれ１３３０２８（アクロレイン反応器廃水１）、１４５３１８（アクロレイン反応器廃水２）及び１７８０００ｐｐｍであった。

【0085】

【表2】

【0086】

実施例に用いる炭酸塩水溶液は、炭酸ナトリウム及び炭酸水素ナトリウムを含み、温度は２５－４２℃の範囲内であった。

【0087】

実施例に用いる希釈水は嫌気性及び好気性生化学的処理された後の廃水（還流水、ＣＯＤ：５００ｐｐｍ未満、ホルムアルデヒド：１ｐｐｍ未満、ｐＨ：６－９。表３に示す）である。或いは、嫌気性処理された廃水を還流させ、アクロレイン反応器廃水と炭酸塩水溶液の混合溶液を希釈する。

【0088】

【表3】

【0089】

実施例１：アクロレイン反応器廃水中のＣＯＤ及びホルムアルデヒドの含有量の調節
アクロレイン反応器廃水と炭酸塩水溶液とを約１：６の流量比で混合し、得られた混合溶液のＣＯＤ及びホルムアルデヒドの含有量をそれぞれ測定した。混合過程における組成の変化を表４に示す。

【0090】

【表4】

【0091】

嫌気性及び好気性生化学的処理された後の廃水を希釈水として使用し、得られた混合溶液のＣＯＤ及びホルムアルデヒドの含有量、溶液のｐＨ値をさらに調節した。得られた混合溶液と希釈水とを約３：１の流量比で混合し、得られた混合物のＣＯＤ及びホルムアルデヒドの含有量をそれぞれ測定した。結果を表５に示す。

【0092】

【表5】

【0093】

実施例２：廃水の生化学的処理
（１）嫌気性生化学的処理
アクロレイン反応器廃水と炭酸塩水溶液とを混合し、又はさらに処理された還流廃水と混合し、混合溶液のＣＯＤ濃度が７５００～２５０００ｐｐｍ、ホルムアルデヒド濃度が８００ｐｐｍ～４０００ｐｐｍ、ｐＨが４－６となるようにＣＯＤ及びホルムアルデヒドの含有量、ｐＨ値を調節した後、得られた混合溶液を嫌気性反応器に輸送して生化学的処理を行い、溶液のアルカリ度（ＣａＣＯ_３換算）を２０００～３０００ｐｐｍに維持した。嫌気性反応器の負荷速度は４～１０ｋｇＣＯＤ／ｍ^３・ｄであり、嫌気性処理では、嫌気性条件下でバイオガスに還元させることにより、有機物（ＣＯＤ）を除去し、約８５％のＣＯＤがバイオガスに変換された。バイオガスはＣＨ_４、ＣＯ_２及び非常に少量のＨ_２Ｓからなり、ＣＨ_４の質量％が約７５％、ＣＯ_２の質量％が約２５％、Ｈ_２Ｓの濃度が２００ｐｐｍ未満であった。

【0094】

前記嫌気性反応器は、グラニュール汚泥に基づく嫌気性グラニュール汚泥床を含む。グラニュール汚泥は優れた特性を有し、沈降性は１０～１００ｍ／ｈｒであり、汚泥体積指数は１０～２０ｍＬ／ｇであり、汚泥濃度は５００００～８００００ｍｇＳＳ／Ｌと高く、活性は１～１．５ｇＣＯＤ／ｇＶＳＳ・ｄと高い。したがって、反応器は４～１０ｋｇＣＯＤ／ｍ^３・ｄの負荷速度下で操作できる。嫌気性グラニュール汚泥床に対する流入液及び流出液の流れ中のＣＯＤ及びホルムアルデヒドの量に基づいて、それぞれＣＯＤ及びホルムアルデヒドの除去率を計算した。

【0095】

（２）好気性生化学的処理
嫌気性反応器からの流出物を後続の好気性生化学槽にオーバーフローさせた。好気性生化学的処理された後の溶液は浄化槽に自己流入し、沈降分離した汚泥中の一部を好気性生化学槽に再循環させ、一定量の汚泥を排出汚泥タンクに排出し、さらに遠心分離により汚泥ケーキを形成し、汚泥ケーキを捨て、好気性生化学槽中の安定した汚泥濃度を維持した。浄化槽流出物中のＣＯＤ及びホルムアルデヒドの量に基づいて、それぞれＣＯＤ及びホルムアルデヒドの除去率を計算した。

【0096】

実施例２の廃水生化学的処理のデータは以下の通りである。
嫌気性反応器に入った廃水流入物中のＣＯＤが１５９８０ｍｇ／Ｌである場合、嫌気性反応器は、５．３２ｇＣＯＤ／Ｌ・ｄのＶＬＲ下で８３．５％のＣＯＤを除去し、最終的な浄化槽流出物のＣＯＤは３２８ｍｇ／Ｌであり、総ＣＯＤ除去効率は９７．９％であり、ホルムアルデヒドの除去効率も高く、嫌気性処理後に９９．１％となった（表６を参照）。

【0097】

嫌気性反応器に入った廃水流入物中のＣＯＤが１５２５０ｍｇ／Ｌである場合、嫌気性処理後に８３．９％のＣＯＤが除去され、最終的な浄化槽流出物のＣＯＤは２９８ｍｇ／Ｌであり、総ＣＯＤ除去効率は９８．０％であり、ホルムアルデヒドの除去効率は嫌気性条件下で処理された後に９９．１％となり、さらに好気性処理された後に９９．９９％より高くなった（表６を参照）。

【0098】

【表6】

【0099】

ＶＬＲ＝フィード流量Ｑ（Ｌ／ｄ）＊流入物ＣＯＤ（ｇ／Ｌ）／反応器体積（Ｌ）
＝流入物ＣＯＤ（ｇ／Ｌ）／ＨＲＴ（ｄ）
ＨＲＴは水理学的滞留時間といい、処理される汚水が反応器内に滞留している平均的な時間を示し、つまり、汚水と生物反応器内の微生物が作用する平均的な反応時間である。
ＦＭＤはホルムアルデヒド含有量を示す。
ＣＯＤ％はＣＯＤ除去率を示す。
ＦＭＤ％はホルムアルデヒド除去率を示す。
ＣＯＤ％＝［（流入物ＣＯＤ－流出物ＣＯＤ）］／流入物ＣＯＤ］＊１００％
ＦＭＤ％＝［（流入物ＦＭＤ－流出物ＦＭＤ）／流入物ＦＭＤ］＊１００％
流入物ＣＯＤ及び流入物ＦＭＤは、嫌気性反応器に入ったフィード流入物の濃度である。

【0100】

図５は、複数日間連続動作した場合のＣＯＤ及びその除去率の結果を示す。上から下へそれぞれ総ＣＯＤ除去率、流入物ＣＯＤ、嫌気性流出物ＣＯＤ及び好気性流出物ＣＯＤである。同図から分かるように、動作過程全体において、嫌気性処理及び好気性処理中のＣＯＤの効果的な除去を達成でき、総ＣＯＤ除去率は約９８％で安定した。

【0101】

表７は、異なる条件下での廃水ＣＯＤ及びホルムアルデヒド含有量、その除去率の結果を示す。同表から分かるように、全ての実施例では、嫌気性処理及び好気性処理によりＣＯＤ及びホルムアルデヒドの効果的な除去を達成でき、総ＣＯＤ除去率は９８％以上で安定し、ホルムアルデヒド除去率は９９．９％より高かった。

【0102】

【表7】

【0103】

以上の実施例から分かるように、アクロレイン反応器廃水と炭酸塩水溶液とを混合し、或いはさらに処理された還流廃水と混合し、ＣＯＤ及びホルムアルデヒドの含有量、ｐＨ値を調節し、その後、得られた混合溶液を嫌気性反応器に輸送して生化学的処理を行い、さらに好気性生化学槽で生化学的処理することにより、嫌気性処理及び好気性処理中のＣＯＤ及びホルムアルデヒドの効果的な除去を達成でき、複数日間連続動作しても安定した除去効果を得ることができる。処理された廃水は排出基準を満たす。

【0104】

なお、以上の実施例は例示的なものに過ぎず、本発明の保護範囲を制限するものではない。以上の説明に基づいて行われる同等置換又は代替はいずれも本発明の保護範囲に含まれる。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】