JP2000317471A - 有機性cod成分を含む水の処理方法 - Google Patents

有機性cod成分を含む水の処理方法

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JP2000317471A
JP2000317471A JP11126177A JP12617799A JP2000317471A JP 2000317471 A JP2000317471 A JP 2000317471A JP 11126177 A JP11126177 A JP 11126177A JP 12617799 A JP12617799 A JP 12617799A JP 2000317471 A JP2000317471 A JP 2000317471A
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water
organic
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cod components
cod
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Kiminari Shigeta
公成 重田
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Kurita Water Industries Ltd
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Kurita Water Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】工場などで排出される有機性COD成分を含む
水を、経済的に有利に処理して、有機性COD成分を効
率的に除去することができる有機性COD成分を含む水
の処理方法を提供する。 【解決手段】有機性COD成分を含む水に還元剤を添加
して、COD成分を還元分解することにより低分子化す
る還元工程と、低分子化されたCOD成分を水中から気
散させる気散工程とを有することを特徴とする有機性C
OD成分を含む水の処理方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、有機性COD成分
を含む水の処理方法に関する。さらに詳しくは、本発明
は、工場などで排出される有機性COD成分を含む水
を、経済的に有利に処理して、有機性COD成分を効率
的に除去することができる有機性COD成分を含む水の
処理方法に関する。
【0002】
【従来の技術】化学工場や半導体製造工場などから排出
される産業排水には、アルコール類、脂肪酸類、ポリマ
ー類、界面活性剤、溶媒などの有機性COD成分が含ま
れる場合が多い。COD成分を含む排水の放出は環境汚
染の原因となるので、排水基準を定める総理府令によっ
て、CODの許容限度160mg/リットル、日間平均1
20mg/リットル以下と定められている。水中の有機性
COD成分の除去方法としては、従来より、活性汚泥処
理、過酸化水素やオゾンなどの酸化剤による酸化処理、
燃焼処理などが行われている。活性汚泥処理は、微生物
を利用するために運転条件などが複雑になりやすく、原
水の水質の変動などにより処理効率が著しく変化する場
合がある。また、生分解性の低い有機性COD成分の処
理が困難である。酸化剤による酸化処理では、処理効率
は安定するが、高濃度のCOD成分を完全に除去しよう
とすると、酸化剤のコストがかかり経済的に不利であ
る。燃焼処理は、加熱のためのエネルギーを多量に必要
とし、経済的に不利になるのみならず、炭酸ガスの排出
量の増大などによる環境汚染につながってしまう。この
ために、有機性COD成分を含む水を経済的に有利に処
理して、有機性COD成分を効率的に除去することがで
きる有機性COD成分を含む水の処理方法が求められて
いる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、工場などで
排出される有機性COD成分を含む水を、経済的に有利
に処理して、有機性COD成分を効率的に除去すること
ができる有機性COD成分を含む水の処理方法を提供す
ることを目的としてなされたものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記の課題
を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、COD成分の除去
に酸化反応を利用するという従来の発想を転換し、CO
D成分を含む水に還元剤を添加してCOD成分を還元分
解し、低分子化されたCOD成分を水中から気散させる
ことにより、有機性COD成分を効率的に除去し得るこ
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。すなわち、本発明は、有機性COD成分を含む
水に還元剤を添加して、COD成分を還元分解すること
により低分子化する還元工程と、低分子化されたCOD
成分を水中から気散させる気散工程とを有することを特
徴とする有機性COD成分を含む水の処理方法を提供す
るものである。
【0005】
【発明の実施の形態】本発明の有機性COD成分を含む
水の処理方法は、有機性COD成分を含む水に還元剤を
添加して、COD成分を還元分解することにより低分子
化する還元工程と、低分子化されたCOD成分を水中か
ら気散させる気散工程とを有するものである。本発明方
法を適用することができる有機性COD成分に制限はな
く、COD成分となる各種の有機化合物を対象とするこ
とができる。すなわち、鎖式有機化合物、環式有機化合
物のいずれをも対象とすることができ、各種の炭化水
素、酸素官能基を有するアルコール、フェノール、エー
テル、アルデヒド、ケトン、カルボン酸など、窒素官能
基を有するニトロ化合物、アミンなど、硫黄官能基を有
するチオール、スルホン酸、スルホキシドなどや、その
他、ハロゲン、リン、金属などを有する有機化合物も対
象とすることができる。このような有機性COD成分を
含む水としては、例えば、化学工場、半導体製造工場な
どから排出されるアルコール類、脂肪酸類、ポリマー
類、界面活性剤、溶媒などを含む産業排水などがある。
本発明方法は、特に有機性COD成分を高濃度に含む水
の処理に好適に適用することができる。本発明方法によ
り水中の有機性COD成分を除去し得る機構は明らかで
はないが、還元工程において、有機性COD成分に還元
剤を添加することにより、有機性COD成分が還元分解
されて低分子化し、気散しやすい低分子量の化合物や水
分子となり、低分子量の化合物は、気散工程において、
気散により水中から除去されるものと推定される。例え
ば、プロピルアルコールを還元することにより、エタン
やメチルアルコールなどの中間体を経て、メタンと水と
になり、メタンや中間体のメチルアルコールなどは、気
散により水中から除去される。また、ジメチルスルホキ
シドを還元することにより、メチルメルカプタンなどの
中間体を経て、メタンと硫化水素となり、メタン、硫化
水素、中間体のメチルメルカプタンなどは、気散により
水中から除去される。
【0006】本発明方法に用いる還元剤に特に制限はな
く、例えば、亜硫酸水素ナトリウム、亜硫酸ナトリウ
ム、チオ硫酸ナトリウム、ホスフィン酸ナトリウム、亜
硝酸ナトリウムなどの低級酸素酸塩、亜硫酸ガス、一酸
化炭素などの低級酸化物、鉄(II)塩、錫(II)塩などの低
原子価金属塩、水素ガスなどの還元性ガス、ヒドラジン
などの還元性窒素化合物などを挙げることができる。本
発明方法において、還元剤の添加量は、推定される還元
分解の化学反応式から求められる化学量論量以上である
ことが好ましく、反応効率を考慮して過剰量を添加する
ことがより好ましい。例えば、COD10,000mg/
リットルに対して、亜硫酸水素ナトリウム25,000m
g/リットル程度を添加することが好ましい。本発明方
法において、還元工程の反応条件に特に制限はなく、水
中に含まれる有機性COD成分の性質と量に応じて適宜
設定することができるが、概ね0.1〜200時間であ
ることが好ましい。本発明方法においては、反応時間を
短縮するために還元分解の促進手段を併用することが好
ましい。還元分解の促進手段としては、例えば、触媒、
加熱、圧力、pHなどを挙げることができる。還元工程の
触媒としては、任意の還元触媒を使用することができ、
例えば、パラジウム、白金、ルテニウム、ロジウム、
銅、鉄などの金属触媒を挙げることができる。これらの
中で、パラジウムを特に好適に用いることができる。こ
れらの金属触媒は、担体に担持させて用いることが好ま
しく、担体としては、例えば、アルミナ、チタニア、活
性炭、ゼオライト、シリカなどを挙げることができる。
還元工程は、常温〜100℃の任意の温度で処理するこ
とができるが、通常は40〜80℃で処理することが好
ましい。温度が高い方が還元分解が速やかに進行するの
で、処理時間の短縮効果と消費するエネルギーを勘案し
て、処理温度を選定することができる。還元工程の圧力
は還元分解には直接影響しないが、減圧しておくことに
より、還元分解による生成物が有効に除去される場合が
多く、特に、気散しやすい中間体を生成の段階で反応系
外に除去することにより、負荷が軽減し、結果として還
元分解反応を早めることができる。
【0007】本発明方法において、還元工程の中間体と
して、酸性物質が生成する場合にはアルカリ剤を添加し
てpH調整することが好ましい。また、有機性COD成分
と還元剤との反応機会を多くするとともに、反応の均一
化を図るために、紫外線、可視光線、赤外線などの光、
放射線、超音波、磁場などを利用して、系を活性化する
ことができる。本発明方法において、気散工程に用いる
装置に特に制限はなく、任意の脱気装置や気散装置を使
用することができる。このような装置としては、例え
ば、水に空気を散気する曝気装置、水を気中に散水する
気曝装置、充填塔などの気液接触装置、真空脱気装置や
膜脱気装置などの減圧型脱気装置などを挙げることがで
きる。本発明方法において、気散工程は、還元工程の後
工程として行うことができ、還元工程と気散工程を同時
に行うこともでき、あるいは、還元工程において生成す
る物質の一部を気散させ、さらに後工程として気散工程
を設けることもできる。例えば、還元工程において、還
元反応槽に加熱手段を設ける、還元反応槽内を減圧する
などの手段により、還元分解と同時に生成する低分子量
の中間体を気散により分離することができる。本発明方
法において、気散工程において分離された低分子化され
たCOD成分の処理方法に特に制限はなく、例えば、そ
のまま外気に放出することができ、必要に応じてガス処
理することができ、あるいは、燃料として利用すること
もできる。例えば、還元分離の主生成物がメタンである
場合には、そのまま回収して、あるいは、水と接触させ
て水溶性物質を溶解除去し、メタンを精製して回収し、
燃料として利用することができる。メタンを回収する場
合は、空気曝気でなく、減圧脱気して回収することによ
り、メタンが希釈されることがなく高濃度のメタンを得
ることが好ましい。
【0008】本発明方法において、還元分解の中間体を
含むガスを処理する場合には、有機性COD成分は概ね
低分子化されているので、生物処理が可能であり、生物
的に除去することができる。例えば、微生物を付着した
充填層を有する生物充填塔に、充填層下方から分解生成
物を含むガスを導入し、充填層上方から生物相に水分を
与える程度に散水して、処理ガスを塔上方から排出する
ことができる。生物との接触により、低分子量の物質は
分解されて除去される。生物処理は、浮遊状態又は固定
状態に微生物が保持された生物槽にガスを吹き込んで処
理することもできる。また、低分子量の物質を含むガス
を酸化処理することもできる。過酸化水素、塩素などの
酸化剤が供給される反応槽に、ガスを吹き込んで処理す
ることができ、あるいは、酸化触媒を充填した触媒反応
塔にガスを通過させ、酸化分解することもできる。さら
に、焼却炉を用いて燃焼することもできる。本発明方法
において、還元分解による生成物が、硫化水素を含むガ
スである場合は、鉄化合物層を有する硫化水素除去塔に
通気し、不溶性硫化物として分離除去することができ
る。
【0009】図1は、本発明方法の実施の一態様の工程
系統図である。有機性COD成分を含む排水に、還元剤
貯槽1からポンプ2により還元剤が添加され、還元分解
低分子化槽3に導かれる。還元分解低分子化槽におい
て、排水はスチームなどにより加熱され、COD成分の
還元分解が促進される。有機性COD成分が還元分解さ
れた排水は、必要に応じて、pH調整剤貯槽4からポンプ
5によりpH調整剤が添加されてpHが調整されたのち、分
解生成ガス気散槽6へ送られる。分解生成ガス気散槽に
おいて、水中の低分子化されたCOD成分を気散により
除去したのち、処理水が放出される。還元分解低分子化
槽で発生する排気と、分解生成ガス気散槽の排気は、含
有される可燃成分を有効利用するために、燃料として利
用することができる。本態様の工程において、有機性C
OD成分の還元分解と、低分子化されたCOD成分の気
散は、排水を還元分解低分子化槽から分解生成ガス気散
槽に連続的に通水することにより、連続方式で行うこと
ができ、あるいは、排水を還元分解低分子化槽に貯留し
てCOD成分の還元分解を行ったのち、分解生成ガス気
散槽に送って低分子化されたCOD成分を気散させるこ
とにより、バッチ方式で処理することもできる。水中の
有機性COD成分の除去には、従来は酸化剤などを使用
する酸化処理が専ら行われ、すべての従来技術は酸化処
理に基づくものであった。これに対して本発明方法は、
発想を全く逆転して還元剤を用いて有機性COD成分を
還元分解するものであり、本発明方法により、工場など
で排出される有機性COD成分を含む水を、経済的に有
利に処理して、有機性COD成分を効率的に除去するこ
とが可能となった。
【0010】
【実施例】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 図1に示す工程により、イソプロピルアルコールを含有
する排水の処理を行った。ただし、バッチ方式により処
理し、pHの調整は行わなかった。CODMn10,000m
g/リットル、pH6.8の排水を還元分解低分子化槽に流
入させ、還元剤として亜硫酸水素ナトリウムを排水1リ
ットル当たり25,000mg添加し、60℃で1hr加熱
処理した。次いで、排水を分解生成ガス気散槽に移し、
1hr曝気することにより溶存する低分子化されたCOD
成分を気散させた。処理水のCODMnは10mg/リット
ル、pHは3.2であった。 実施例2 図1に示す工程により、ジメチルスルホキシドを含有す
る排水の処理を行った。ただし、バッチ方式により処理
し、pHの調整は行わなかった。CODMn5,000mg/
リットル、pH7.2の排水を還元分解低分子化槽に流入
させ、還元剤として亜硫酸水素ナトリウムを排水1リッ
トル当たり15,000mg添加し、25℃で150hr処
理した。次いで、排水を分解生成ガス気散槽に移し、2
hr曝気することにより溶存する低分子化されたCOD成
分を気散させた。処理水のCODMnは50mg/リット
ル、pHは2.8であった。
【0011】
【発明の効果】本発明方法によれば、工場などで排出さ
れる有機性COD成分を含む水を、経済的に有利に処理
して、有機性COD成分を効率的に除去することがで
き、さらに、還元分解により発生する低分子量の化合物
を燃料として利用することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、本発明方法の実施の一態様の工程系統
図である。
【符号の説明】
1 還元剤貯槽 2 ポンプ 3 還元分解低分子化槽 4 pH調整剤貯槽 5 ポンプ 6 分解生成ガス気散槽
フロントページの続き Fターム(参考) 4D037 AA11 AB18 BA23 BB05 BB07 CA09 CA14 4D050 AA13 AB07 AB14 AB16 AB18 BA04 BA05 BA06 BA07 BA09 BA10 BA14 BC01 BC06 BC07 BD02 BD06 BD08 CA03 CA13 CA17 CA20

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】有機性COD成分を含む水に還元剤を添加
    して、COD成分を還元分解することにより低分子化す
    る還元工程と、低分子化されたCOD成分を水中から気
    散させる気散工程とを有することを特徴とする有機性C
    OD成分を含む水の処理方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001070950A (ja) * 1999-09-02 2001-03-21 Kurita Water Ind Ltd ジメチルスルホキシド含有排水の処理方法及び処理装置
JP2008168264A (ja) * 2007-01-15 2008-07-24 Kazuaki Tamatsubo 溶存メタン回収方法及び装置

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