[发明专利]含有过氧化氢和氨的水的处理方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种含有过氧化氢和氨的水的处理方法及装置，尤其是涉及一种安全且能源效率良好地处理含有过氧化氢和氨的水的方法及装置。

背景技术

作为含有氨的排水的处理方法，有汽提处理（stripping）。作为汽提气体（stripping gas）（或载气（carrier gas）），通常使用空气或水蒸气（steam）。使用空气、或使用水蒸气，虽然能按照各个条件而适当选择，但是有以下的倾向：一般在小型的汽提塔（stripper）中是使用简便的空气，而在大型的汽提塔中则是使用效率良好的水蒸气。

从汽提塔排出的含有氨的气体，虽然能够供于（1）通过催化剂进行的氧化分解处理、（2）作为硫酸铵（ammonium sulfate）的制造原料的利用、（3）作为浓厚氨水的回收等，但是在没有硫酸铵或氨水的流通市场的情况，供于（1）通过催化剂进行的氧化分解处理。

从半导体制造工序中的使用氨/过氧化氢/水的SC-1洗净工序中，被排出含有数千mg/L等级的氨及过氧化氢的SC-1排水。在对该SC-1排水进行汽提处理时，虽然为了改善氨的汽提性而有必要将pH设为11以上，但是当提高pH时也会促进过氧化氢的分解，而产生氧气。由于当氨与氧的混合气体以高浓度存在时就有爆炸的危险性，所以在安全上要避开为宜。

在专利文献1中，记载有组合汽提与催化剂氧化来处理含氨及过氧化氢的排水的方法。在此方法中，通过将含氨及过氧化氢的排水调整在pH9以上并以汽提塔进行处理，由此在汽提塔内分解去除过氧化氢，并且使氨汽提，且将汽提塔的流出气体流通至催化剂反应器以氧化分解氨。

在此方法中，尤其是在处理含有大流量的排水或高浓度的氨的排水的情况，由于当仅使用水蒸气作为汽提气体（载气）时就会产生氨/氧混合气体，所以在安全性方面作为汽提气体较优选是使用空气而非水蒸气。

又，汽提塔中的过氧化氢的分解，虽然越高温则效率越佳，但是会发生以下的问题：当提升汽提塔的温度时塔顶气体的水分浓度就会变高，由于（1）水的蒸发潜热量较多，所以能量成本高，当（2）塔顶气体中的水分浓度超过10体积%时，对该塔顶气体进行氧化处理的催化剂就会劣化，而寿命会变短。因而，在以汽提塔分解过氧化氢的方法中，为了回避此问题，而在较低的温度下使用大量的空气进行汽提。

在专利文献2中，记载有使用空气作为汽提气体，且循环使用来自氨氧化用催化剂反应器的排气，由此节省伴随水分蒸发所带来的能量的方法。

专利文献2的方法，比起专利文献1的方法，由于在汽提塔的新鲜的空气取入量较少，所以可以大幅地节省能量成本。但是，在专利文献2的方法中，尤其是在将汽提塔的运转温度设为低温的情况，将需要较大的风量（例如，每处理水量1000m³/天，在吹入空气的情况，成为40000Nm³/小时至50000Nm³/小时左右。在水蒸气的情况，为9000Nm³/小时左右），且必须增多催化剂反应器中的催化剂量。又，当汽提塔的温度超过45℃时，由于塔顶气体中的水分浓度会超过10体积%，所以有必要使用高价的耐水性催化剂以免催化剂的寿命变短。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2002-172384号公报

专利文献2：日本特开平09-323088号公报

发明内容

本发明的目的在于解决上述现有技术中的问题，并提供一种安全且能源效率良好地处理含有过氧化氢和氨的水的方法及装置。

本发明的含有过氧化氢和氨的水的处理方法，其具有：汽提工序，该汽提工序将含有过氧化氢和氨的水导入汽提塔，并且将气体吹入该汽提塔进行汽提处理；催化剂氧化工序，该催化剂氧化工序对来自该汽提塔的汽提气体进行催化剂氧化处理；以及气体循环供给工序，该气体循环供给工序使来自该催化剂氧化工序的处理气体的一部分循环至前述汽提塔，并且对该循环气体吹入新鲜空气，其特征在于，将该汽提塔的温度设为45℃至70℃，并且，将前述处理气体的循环气体流量设为相对于该新鲜空气吹入流量的15倍至60倍。