JP2001170657A - 過酢酸含有排水の処理装置 - Google Patents

過酢酸含有排水の処理装置

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JP2001170657A
JP2001170657A JP35413799A JP35413799A JP2001170657A JP 2001170657 A JP2001170657 A JP 2001170657A JP 35413799 A JP35413799 A JP 35413799A JP 35413799 A JP35413799 A JP 35413799A JP 2001170657 A JP2001170657 A JP 2001170657A
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peracetic acid
acetic acid
tank
wastewater
acid
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JP35413799A
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English (en)
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Kazuya Uesugi
和也 上杉
Toshiko Shinmyo
寿子 新明
Shigeaki Nishizawa
栄朗 西澤
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Organo Corp
Original Assignee
Organo Corp
Japan Organo Co Ltd
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  • Treatment Of Water By Oxidation Or Reduction (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 過酢酸及び酢酸を残存させないように過酢酸
含有排水を処理する。 【解決手段】 過酢酸含有排水は、過酢酸還元用触媒が
収容された過酢酸分解槽20に導入され、ここで排水中
の過酢酸が酢酸に還元分解される。ここで生成された酢
酸含有排水は生物処理槽32に移送され、この生物処理
槽32において分解され、過酢酸及び酢酸を含有しない
処理水が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、食品容器洗浄排水
など過酢酸含有排水を処理する処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、衛生上の観点などから飲料水や食
料品をはじめ各種流通商品の無菌処理が重要視され、そ
の中で過酢酸を用いた洗浄、殺菌システムが注目されて
いる。この過酢酸(CHCOOOH)は、通常の酢酸
よりも酸素を一つ多く含み、この酸素が遊離酸素となっ
て、洗浄、殺菌作用を発揮し、それ自身は酢酸となる。
【0003】このような過酢酸を用いて確実に殺菌、洗
浄を行う場合、通常、対象物に対して過剰な過酢酸が用
いられる。そのため、洗浄、殺菌後の排水中には、未反
応の過酢酸が残存し、この排水中の過酢酸をいかに処理
するかが課題となっている。
【0004】このような排水中に残存する過酢酸を処理
する方法として、チオ硫酸ナトリウムなどの還元剤を用
いる方法が開発されている。しかし、この方法では、還
元剤の使用量が多く、処理費用が高くなることなどの問
題がある。
【0005】また、特開平10−337576号公報に
は、触媒を用いて過酢酸などの過酸化物を処理する方法
が提案されている。この方法では、チタニアなどの担体
に白金触媒を担持させた触媒が用いられ、過酢酸などの
過酸化物をこの触媒に接触させることにより還元して、
過酸化物中の酸素を酸素ガスとして除去する。これによ
って、過酢酸は酢酸に分解される。
【0006】従って、この方法によれば、大量の還元剤
を用いずに、排水中に残存する過酢酸を比較的安全な酢
酸に分解することができる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の過酢酸
の処理方法では、過酢酸を酢酸に還元する点までは考慮
されているが、還元産物である酢酸を処理することは考
慮されていなかった。したがって、分解処理後に生成さ
れる酢酸含有排水は、そのまま下水などに放流されてし
まっていた。
【0008】一方、水資源の有効利用を図るため、水の
再利用は排水処理においても重要な課題のひとつであ
り、そのため、酢酸含有排水についても工業用水や生活
用水などに再利用し得るような状態まで浄化することが
望まれる。
【0009】本発明は、上記課題に鑑みてなされたもの
であり、排水中の過酢酸及び過酢酸分解後に生じる酢酸
を効果的に除去できる過酢酸含有排水処理装置を提供す
ることを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は、過酢酸含有排
水の処理装置であって、内部に過酢酸還元用触媒が収容
され、供給される過酢酸含有排水中の過酢酸を酢酸に分
解する過酢酸分解部と、前記過酢酸分解部からの酢酸含
有水が供給され、酢酸を生物処理により分解する生物処
理部と、を含むことを特徴とする。
【0011】このように、本発明によれば、過酢酸還元
後に排水中に残存する酢酸などの有機物は、生物処理部
において、生物処理により分解され、排水中から除去さ
れる。このため、この生物処理部の処理水は、酢酸が除
去された清澄なものになる。したがって、この処理水を
再利用することも可能となる。
【0012】なお、本明細書において「酢酸」なる用語
は、単に「酢酸(CHCOOOH)」のみを意味する
ものではなく、「酢酸イオン」をも含む概念で使用す
る。
【0013】また、過酢酸含有排水の処理装置であっ
て、内部に過酢酸還元用触媒が収容され、供給された排
水中の過酢酸を酢酸に還元する過酢酸分解部と、内部に
アニオン交換樹脂が収容され、前記過酢酸分解部からの
酢酸含有水中の酢酸を除去するアニオン交換処理部と、
を含むことを特徴とする。
【0014】アニオン交換処理部内のアニオン交換樹脂
は、有機酸である酢酸(正確には酢酸イオン)を容易に
吸着除去する。このため、高速でかつ除去率の高い酢酸
の除去処理が行える。なお、アニオン交換樹脂として
は、OH型のものなどが好適に利用される。さらに、ア
ニオン交換処理部としては、イオン交換樹脂を電気的に
再生する電気式脱イオン水製造装置なども利用できる。
【0015】さらに、前記アニオン交換処理部からの酢
酸を含む再生排水を生物処理する生物処理部をさらに含
むことが好適である。アニオン交換処理部を継続的に使
用するためには、アニオン交換樹脂に吸着された酢酸イ
オンを脱離させ、樹脂を再生させる必要がある。この再
生の際に発生する再生排水は、高濃度の酢酸イオンを含
有するが、この高濃度酢酸含有排水を生物処理により分
解することで、清澄な処理水を得ることができ、これに
よって酢酸イオンを含有する水を排出することを防止で
きる。また、アニオン交換処理部からの再生排水は、酢
酸イオンが濃縮されている。したがって、比較的小さな
生物処理部で効果的に処理することができる。特に、他
の排水処理用として生物処理部を有している場合には、
ここに導入することによって、容易に処理が可能であ
る。
【0016】また、本発明は、過酢酸含有排水の処理装
置であって、内部に過酢酸還元用触媒が収容され、供給
された排水中の過酢酸を酢酸に還元する過酢酸分解部
と、前記過酢酸分解部からの酢酸含有水中の酢酸を逆浸
透膜を利用して除去する逆浸透膜処理部と、を含むこと
を特徴とする。
【0017】逆浸透膜処理装置により酢酸(正確には酢
酸イオン)を除去することで、アニオン交換樹脂部と同
様に酢酸を除去した処理水を得ることができる。なお、
逆浸透処理の後に、さらにアニオン交換処理を行うこと
も好適であり、さらに逆浸透処理によって生じる濃縮液
を生物処理することも好適である。
【0018】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施形態を
図面を用いて説明する。
【0019】[第1実施形態]図1に第1実施形態の過酢
酸含有排水の処理装置の全体構成を示す。
【0020】過酢酸含有排水処理装置10は、基本的な
構成として、過酢酸含有排水が収容される原水槽12
と、排水中の過酢酸を還元分解する過酢酸分解槽20
と、過酢酸還元産物である酢酸を生物処理により分解す
る生物処理槽32を有している。
【0021】食品工場の容器の洗浄、殺菌の際に発生す
る過酢酸を含有する過酢酸含有排水は原水槽12に導
入、貯留される。この原水槽12には、pH調節剤貯槽
14からのpH調節剤がpH調節剤注入ポンプ16によ
り注入されるようになっている。このpH調節剤注入ポ
ンプ16によるpH調節剤の原水槽12への注入は、例
えば、原水槽12内の排水のpHを測定するpH測定器
の測定値によりフィードバック制御することが好適であ
り、この制御により原水槽12内の排水は、後に詳述す
る過酢酸分解槽20での過酢酸の分解反応に適したpH
に調節される。なお、この分解反応に適したpHは、過
酢酸分解槽20に収容された過酢酸還元用の触媒の種類
などにより異なるが、例えばpH5以上に調整すること
が好ましい。
【0022】原水槽12には、途中に原水ポンプ18が
介装された原水管が接続され、この原水管の他端は過酢
酸分解槽20に接続されている。そして、原水ポンプ1
8を駆動することによって、原水槽12内の過酢酸含有
排水が過酢酸分解槽20に供給される。ここで、原水ポ
ンプ18は例えば原水槽12に収容された排水のpH調
整が終了した後に作動するように制御され、原水槽12
内のpH調整済みの過酢酸含有排水を原水管を介して過
酢酸分解槽20に供給する。
【0023】この過酢酸分解槽20には、内部に過酢酸
を還元分解するための触媒が充填されている。排水中の
過酢酸がこの触媒に接触することにより過酢酸は酢酸に
還元分解される。
【0024】この過酢酸を還元分解するための触媒は、
過酢酸を還元し得る触媒であれば特に限定はないが固体
触媒が好ましく、例えば、活性炭、マンガン担持触媒、
白金担持触媒などを用いることができる。また、これら
固体触媒の形状は、ペレット状、ハニカム状等のいずれ
であってもよい。
【0025】なお、食品工場から排出される過酢酸含有
排水中には、通常、過酸化水素が含まれているが、上記
の触媒により、過酸化水素も同時に還元分解される。
【0026】また、この過酢酸分解槽20内での排水の
流通方向は、特に制限はないが、過酢酸還元分解時に発
生するガスを排除しやすい上向流式が好ましい。
【0027】過酢酸分解槽20には、過酢酸還元後に生
じる酢酸含有排水を生物処理槽32に移送するための移
送管27が接続されている。この移送管27の途中に
は、移送される酢酸含有排水中に残存する過酢酸を還元
するために、排水還元剤混和槽22が設けられている。
【0028】この還元剤混和槽22は、過酢酸分解槽2
0から排出された排水を一時的に貯留するものであり、
過酢酸が残存している場合に還元剤貯槽28から還元剤
注入ポンプ30を介して還元剤を添加し、排水中に残存
する過酢酸を還元する。
【0029】ここでの過酢酸をモニタする手段として、
ここでは酸化還元電位測定計(ORP計)24が用いら
れている。そして、このORP計24による測定値が設
定値以上になったことで、過酢酸が含有していることを
検知する。このORP計24における設定値としては、
一般的に0〜200mVとすることができるが、この値
は、排水の水質などに応じて適宜変更される。
【0030】なお、本実施形態では、コントローラ26
を有しており、ORP計24の測定値が設定値以上であ
った場合に、コントローラ26が還元剤注入ポンプ30
に制御信号を出力し、還元剤注入ポンプ30をオンす
る。これによって、還元剤貯槽28から適切な量の還元
剤が還元剤混和槽22に注入され、過酢酸が還元除去さ
れる。
【0031】なお、ここで用いられる還元剤としては、
特に限定はないが、例えば亜硫酸水素ナトリウム、亜硫
酸ナトリウム等の無機塩が好適に利用される。また、過
酢酸の大部分は過酢酸分解槽20において除去されてい
るため、この還元剤混和槽22で添加される還元剤の量
はわずかである。したがって、これら還元剤の添加設備
を省略することも可能である。
【0032】還元剤混和槽22からの酢酸含有排水は、
生物処理槽32に供給される。この生物処理槽32は、
特に制限はなく、例えば活性汚泥処理装置、接触酸化処
理装置などの生物膜処理装置などが利用できる。また、
好気的な処理装置に限定されることなく、嫌気的な処理
装置を利用することもできる。
【0033】生物処理槽32で酢酸が除去された処理水
は処理水管33を介して処理水槽34に導入される。こ
の処理水槽34に導入された処理水には、過酢酸及び酢
酸が含有されておらず、工場用水、生活用水などに再利
用可能であり、この再利用により水資源の有効活用を図
ることが可能となる。
【0034】[第2実施形態]図2に第2実施形態におけ
る過酢酸含有排水の処理装置の全体構成を示す。
【0035】第2実施形態における処理装置10は、生
物処理槽32に代えてアニオン交換樹脂槽36が設けら
れている点で第1実施形態と異なる。
【0036】図2に示すように、本実施形態の処理装置
10では、過酢酸分解槽20からの酢酸含有排水は移送
管27によりアニオン交換樹脂槽36に供給される。こ
のアニオン交換樹脂槽36の内部には、過酢酸分解後の
排水に含有される酢酸(酢酸イオン)を除去するための
アニオン交換樹脂が充填されている。このアニオン交換
樹脂としては、酢酸イオンを吸着するものであればいか
なる種類のものでもよいが、好的にはOH型の強塩基性
アニオン交換樹脂が利用される。
【0037】このアニオン交換樹脂槽36には、酢酸除
去後の処理水を貯留する処理水槽40が接続されてお
り、アニオン交換樹脂との接触により酢酸が除去された
処理水が処理水槽40に導入される。
【0038】さらに、アニオン交換樹脂槽36には、ア
ニオン交換樹脂を再生する際に生じる高濃度酢酸含有排
水を処理するための生物処理槽44が接続されている。
この生物処理槽44は、第1実施形態の生物処理槽32
と同様に、酢酸を生物分解できるものであれば、特にそ
の構成に限定はなく、活性汚泥処理装置、接触酸化処理
装置などを利用することができる。
【0039】ここで、本実施形態では、生物処理槽44
は、アニオン交換樹脂槽36において樹脂再生時に発生
する酢酸イオンが濃縮された再生排水を生物処理する。
このため、排水量が少なく、また酢酸イオンは生物分解
が容易であるため、効率的な処理が可能である。
【0040】さらに、食品工場などでは他の工程からも
有機物を含む排水が生じ、このためにすでに生物処理槽
を有している場合も多い。この場合には、この生物処理
槽44は本装置10専用のものとせずに、他の排水の処
理に使用されている生物処理槽を利用することが好適で
ある。なお、本実施形態においては、生物処理槽44の
処理水を処理水槽40に導入しているが、アニオン交換
樹脂槽36の処理水とは一緒にせず、別のユースポイン
トに供給することも好適である。
【0041】このように、本実施形態の処理装置10で
は、過酢酸分解後に生じる酢酸は除去能力の高いアニオ
ン交換樹脂槽36において除去される。このため、流入
排水の変動に強く、酢酸の濃度が低い排水においても高
い除去速度が得られ、安定した酢酸の処理を行うことが
できる。
【0042】一方、生物処理槽44には、アニオン交換
樹脂槽36からの濃縮された酢酸イオンを含有する再生
排水が供給される。このため、アニオン交換樹脂槽36
の処理を行わない場合に比べ、生物処理槽44の小容量
化を図ることが可能となる。
【0043】なお、アニオン交換樹脂槽36に代えて、
イオン交換樹脂を電気的に再生する電気式脱イオン水製
造装置なども利用できる。
【0044】[第3実施形態]第3実施形態では、図3
に示すように、第2実施形態のアニオン交換樹脂槽36
の手前に、過酢酸分解槽20から排出される酢酸含有排
水を処理する逆浸透膜装置50を有している。そして、
この逆浸透膜装置50の処理水(透過水)をアニオン交
換樹脂槽36に供給する。
【0045】逆浸透膜装置50は、逆浸透膜で仕切られ
た原水室と処理水室を有し、原水室に酢酸含有排水を供
給し、膜を透過させることで酢酸(正確には酢酸イオ
ン)が除去された処理水を処理水室に得る。なお、逆浸
透膜による酢酸の除去においては、酢酸の解離度の関係
から酸性側よりも中性〜アルカリ性側の方が除去率が高
いので、逆浸透膜装置50へ供給する酢酸含有排水のp
Hが酸性である場合は、あらかじめ排水のpHを中性〜
アルカリ性に調整してから逆浸透膜装置50に供給する
とよい。そして、本実施形態では、この逆浸透膜装置5
0からの処理水はアニオン交換樹脂槽36においてさら
に処理される。これによって、逆浸透膜装置50の処理
水中に残存する酢酸は、アニオン交換樹脂槽36に完全
に除去される。また、この構成では、アニオン交換樹脂
槽36の酢酸負荷が小さくなり、アニオン交換樹脂槽3
6の再生頻度を少なくできる。
【0046】なお、逆浸透膜装置50の濃縮室には酢酸
イオンが濃縮された濃縮液が得られるが、これはアニオ
ン交換樹脂槽36の再生排液と同様に生物処理槽44に
供給され、ここで処理される。
【0047】このような逆浸透膜装置50によっても、
上述の実施例と同様に好適な酢酸含有排水の処理を行う
ことができる。なお、本実施形態において、アニオン交
換樹脂槽36を省略することも可能である。
【0048】
【実施例】[実施例1]実施例1では、まず過酢酸含有排
水を過酢酸分解槽20により処理した。この過酢酸分解
槽の構成を表1に示す。
【0049】
【表1】 表1に示すように、過酢酸分解材(触媒)として活性炭
を用い、充填量は200mL、通水線速度5m/時間と
した。原水の過酢酸濃度は、1000mg/Lであり、
pHは9(原水の元々のpHは7.5)に調整した。な
お、原水には、過酸化水素も50mg/L含まれてい
る。
【0050】このような条件により処理を行った結果を
表2に示す。
【0051】
【表2】 表2に示すように、活性炭を利用した過酢酸分解槽によ
り、過酢酸および過酸化水素は、0mg/Lとなった。
なお、過酢酸が分解されることで、過酢酸分解処理後の
処理水において酢酸濃度は790mg/Lとなった。
【0052】このようにして得られた酢酸含有排水につ
いて、生物処理槽により処理した。この例では、生物処
理槽に標準活性汚泥法を採用した。ここで用いた生物処
理槽の構成の概要を図4に示す。
【0053】図4に示すように生物処理槽には、活性汚
泥により生物処理を行うための反応槽46と、沈殿槽4
8が備えられている。反応槽46に酢酸含有排水が供給
され、混合液が沈殿槽48で沈殿処理され、沈殿汚泥が
反応槽46に返送され、上澄み水が処理水として排出さ
れる。この反応槽46の条件を表3に示す。
【0054】
【表3】 表3に示すように、反応槽容量は10L、反応槽容量中
の汚泥濃度(MLSS)は3000mg/Lとし、そこ
に排水を660mL/時間の速度で流入させた。従っ
て、反応槽での処理時間は15時間である。原水の酢酸
濃度は、790mg/Lであり、これは過酢酸濃度10
00mg/Lの排水を過酢酸分解槽で処理したものであ
る。これによって、反応槽についてのBOD負荷は、
1.0kgBOD/m/d、酢酸負荷は1.25kg
酢酸/m/dとなる。
【0055】沈殿槽処理水中の酢酸の濃度を表4に示
す。
【0056】
【表4】 表4に示すように、生物処理前の酢酸含有排水では、酢
酸濃度が790mg/Lであったが、生物処理後の処理
水では完全に除去されていた。また、生物処理前後でp
Hは、0.5低下しただけで、pHの変化はほとんどな
かった。これより、生物処理によって、過酢酸による悪
影響を防止しつつ、酢酸を確実に除去できることが確認
された。なお、生物処理はそのランニングコストが非常
に低いため、処理費用が安価となる。
【0057】[実施例2]実施例2では、過酢酸分解槽か
ら排出される酢酸含有排水(pH=8)をアニオン交換
樹脂槽により処理した。アニオン交換樹脂槽における処
理条件を表5に示す。
【0058】
【表5】 表5に示す通り、アニオン交換樹脂槽内の樹脂には、強
塩基性アニオン交換樹脂であるアンバーライト(登録商
標)IRA400(OH型)を用いた。また、原水の酢
酸濃度は、790mg/L、槽内における通水速度(S
V)は、30(/時間)とした。また、樹脂の再生剤に
は、4%NaOH水溶液を用いた。このような条件で排
水中の酢酸の除去を行った結果を表6に示す。
【0059】
【表6】 表6に示すように、790mg/Lであった排水中の酢
酸濃度は、アニオン交換樹脂槽による処理後には、0m
g/Lとなり、アニオン交換樹脂により排水中の酢酸が
効果的に除去された。また、この際の樹脂の貫流容量
は、樹脂1L当たり、炭酸カルシウム換算で50g(酢
酸として60g)であった。なお、再生後の再生排水中
の酢酸濃度は、4400mg/Lであった。
【0060】[実施例3]実施例3では、逆浸透膜装置を
用い、排水中の酢酸を除去した。処理条件を表7に示
す。
【0061】
【表7】 表7に示すように、逆浸透膜には、市販されている東レ
(株)SU700ROモジュールを用いた。また、処理
対象の排水は過酢酸分解後の酢酸が790mg/L濃度
で含有されたpH=8のものを用い、該排水をそのまま
逆浸透膜装置に供給した。このような排水を通水圧1M
Paで逆浸透膜装置に通水して処理した結果を表8に示
す。
【0062】
【表8】 表8に示す通り、790mg/L濃度で酢酸を含有した
排水は、逆浸透膜装置による処理後、処理水中の酢酸濃
度は10mg/Lに減少した。また、処理水の回収率は
75%であり、この処理水の回収により、酢酸含有排水
は4倍に濃縮され3120mg/Lの高濃度酢酸含有排
水が生成された。
【0063】なお、本実施例では、酢酸を完全に除去す
ることはできなかったが、図3に示すように、後段にア
ニオン交換樹脂槽36を設けることで、完全な酢酸除去
が行える。また、逆浸透膜装置50を2段階などの多段
階とすることによっても、処理水の酢酸濃度をほぼ完全
に除去することが可能である。
【0064】
【発明の効果】以上の通り、本発明によれば、安価でか
つ簡便に、過酢酸の分解除去、さらには、過酢酸分解後
に生じる酢酸の除去又は分解を実施することができる。
その結果、本発明の処理装置から排出される処理水は、
工場用水や生活用水に再利用可能となり、水資源の有効
活用を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 第1実施形態における過酢酸含有排水の処理
装置の全体構成を示す図である。
【図2】 第2実施形態における過酢酸含有排水の処理
装置の全体構成を示す図である。
【図3】 第3実施形態における過酢酸含有排水の処理
装置の全体構成を示す図である。
【図4】 実施例1における生物処理槽の構成図であ
る。
【符号の説明】
10 過酢酸含有排水処理装置、20 過酢酸分解槽、
24 酸化還元電位測定計、28 還元剤貯槽、32,
44 生物処理槽、36 アニオン交換樹脂槽、30
還元剤注入ポンプ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西澤 栄朗 東京都江東区新砂1丁目2番8号 オルガ ノ株式会社内 Fターム(参考) 4D006 GA03 HA95 KA01 KA33 KA72 KB11 KB22 KB23 KB25 KD02 KD19 KD26 KE15R MB02 MB06 PA02 PA05 PB08 PB25 PC11 4D028 AB00 AB03 BB02 BD12 BD16 4D038 AA08 AB10 BA04 BA06 BB08 BB09 BB13 BB15 BB19 4D050 AA13 AB16 AB33 BA06 BA20 BC05 BC06 BD03 BD08 CA08 CA09 CA13 CA17

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 過酢酸含有排水の処理装置であって、 内部に過酢酸還元用触媒が収容され、供給される過酢酸
    含有排水中の過酢酸を酢酸に分解する過酢酸分解部と、 前記過酢酸分解部からの酢酸含有水が供給され、酢酸を
    生物処理により分解する生物処理部と、 を含むことを特徴とする過酢酸含有排水の処理装置。
  2. 【請求項2】 過酢酸含有排水の処理装置であって、 内部に過酢酸還元用触媒が収容され、供給された排水中
    の過酢酸を酢酸に還元する過酢酸分解部と、 内部にアニオン交換樹脂が収容され、前記過酢酸分解部
    からの酢酸含有水中の酢酸を除去するアニオン交換処理
    部と、 を含むことを特徴とする過酢酸含有排水の処理装置。
  3. 【請求項3】 請求項2に記載の装置において、 前記アニオン交換処理部からの酢酸を含む再生排水を生
    物処理する生物処理部をさらに含むことを特徴とする過
    酢酸含有排水の処理装置。
  4. 【請求項4】 過酢酸含有排水の処理装置であって、 内部に過酢酸還元用触媒が収容され、供給された排水中
    の過酢酸を酢酸に還元する過酢酸分解部と、 前記過酢酸分解部からの酢酸含有水中の酢酸を逆浸透膜
    を利用して除去する逆浸透膜処理部と、 を含むことを特徴とする過酢酸含有排水の処理装置。
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