JP2001205273A - 汚液処理方法及び処理剤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】畜産し尿や焼酎廃水などの難処理廃水を処理す
ることが可能な汚液処理方法及び処理剤を提供する。 【解決手段】本発明の汚液処理方法によれば、処理対象
の汚液に対して、まず、亜塩素酸ナトリウム、塩素酸ナ
トリウム、硝酸カルシウム、オキシ塩化ジルコニウムな
どを含む酸化処理剤の添加による酸化処理が行われ、次
いで、ポリ塩化アルミニュウム、塩化第２鉄、硫酸アル
ミニュウム、ポリ硫酸第２鉄などを含む凝集処理剤の添
加による凝集処理が行われる。本発明の好適な一例によ
れば、上記凝集処理は、まず電界凝集処理剤が添加さ
れ、そののち高分子凝集剤が添加されることにより行わ
れる。本発明の他の好適な一例によれば、上記酸化剤と
凝集剤は、水溶液の形態で処理対象の汚液に添加され
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、豚尿や焼酎廃水な
どの難処理廃水の処理方法及び処理剤に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、産業の発達や、人的活動の大規模
化に伴い、水の使用量の増大と過度の富養化とが進み、
河川、湖沼、飲料湖などの水質の悪化が全国的に深刻な
問題となっている。地方では、生活雑排水、農業用地か
らの化学肥料や農薬の残成分の流出、畜産し尿、下水道
の未整備や森林伐採などが原因とされている。特に、農
村部では燐、窒素、アンモニアを多量に含む畜産し尿
や、農業用肥料が水質悪化の元凶とされている。

【０００３】なかでも、豚尿を含む廃水は、濃富養塩が
複雑に結合したコロイド物質が高濃度で溶存し、強い悪
臭を伴う（硫化水素、アミン類、アンモニア等を含む）
濃厚色の廃水であり、水質や水中環境を著しく悪化させ
る。大型養豚場では、微生物による分解処理を行うため
の曝気槽が設置されている。しかしながら、この微生物
による分解処理には長い時間がかかることや、曝気槽の
大型化が経済的に困難なことから、分解処理が終わらな
いまま投棄されるといういわゆる垂れ流しの状況にあ
る。

【０００４】また、都市部で発生する各種の廃水のうち
処理が困難な難処理廃水の代表的なものとして、焼酎製
造工場で生ずるいわゆる焼酎廃水である。この焼酎廃水
は、５％程度のアルコール分を含むＰＨ2.5 〜３の強い
酸性を呈し、ＢＯＤ、ＣＯＤが数万乃至数十万と異常に
高い。焼酎製造時の醗酵段階から醗酵力強化剤、ＰＨ調
整剤、防腐剤、変色防止剤、清澄剤などの各種の化学物
質が添加されるため、これらの添加成分が互いに複雑か
つ強固に結合したコロイド物質や鎖化イオン物質が濃厚
に溶存するため、通常の凝集処理は不可能とされてき
た。また、この焼酎廃水は、強い臭気を放つ。

【０００５】この焼酎廃水中では、通常のバクテリアさ
えも死滅してしまうため、豚尿の場合のような曝気処理
も適用できない。このため、従来、このような焼酎廃水
は、海洋投棄されてき。しかしながら、海洋の汚染を防
止するために、西暦2001年から焼酎廃水の海洋投棄が法
律によって禁止されることになった。このため、多数の
処理設備製造業者が競って各種の処理プラントを開発
し、その開発技術が発表されつつある。しかしながら、
開発技術のほとんどは廃水からの汚泥の分離に関するも
ので、汚泥が分離されたあとの廃水そのものの浄化につ
いては未着手の状況にある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の一つ
の目的は、豚尿などの畜産し尿や、焼酎廃水などの難処
理廃水を処理することが可能な新規な廃水処理方法を提
供することにある。本発明の他の目的は、そのような廃
水処理方法に適した廃水処理剤を提供することにある。
本発明の他の目的は、そのような廃水処理方法に適した
吸着濾過剤を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記従来技術の課題を解
決する本発明の汚液の処理方法は、汚液に対して、先ず
酸化処理剤の添加による酸化処理を行い、次いで凝集処
理剤の添加による凝集処理を行うことにより、従来困難
とされてきた汚液処理を効果的に実現するように構成さ
れている。

【０００８】上記汚液の処理方法などに使用される本発
明の酸化処理剤は、亜塩素酸ナトリウムと塩素酸ナトリ
ウムの一方又は双方を含むように構成されている。

【０００９】上記汚液の処理方法などに使用される本発
明の凝集処理剤は、ポリ塩化アルミニウム、塩化第２
鉄、硫酸アルミニウムのうちの少なくとも一つを含むよ
うに構成されている。

【００１０】上記汚液の処理方法などに使用される本発
明の吸着濾過剤は、石炭のフライアッシュの残滓物であ
るクリンカアッシュ又はシンダアッシュに２０〜４０重
量％の建設廃材を燃焼させた残滓などの木炭が混合され
ている。

【００１１】

【実施例】実験室において少量の廃水サンプルについて
処理を行った。 廃水サンプル 沖縄県で排出された養豚排水（２リットル） 鹿児島県で排出された芋焼酎排水（２リットル）

【００１２】前処理 ・豚尿２リットルに対し酸化活性促進剤（Ａ・Ｂ剤）を
１５ｃｃ添加し２分間攪拌した後、１５時間放置した。
放置後嫌臭はさらに約３分の１に減り、分解による微細
沈殿物が約２５０ｃｃ底部に堆積した。 ・芋焼酎２リットルに対し酸化活性促進剤（Ａ・Ｂ剤）
を２０ｃｃ添加し２分間攪拌した後、１５時間放置し
た。放置後嫌臭は約３分の１に減り、分解による微細沈
殿物が約２００ｃｃ底部に堆積した。

【００１３】凝集処理 （前処理済み廃水） ・豚尿・・分解沈殿物を除去した廃水１．８リットルに
対し、電解凝集剤を１０ｃｃ添加しＰＨ７に調整後、１
０分間攪拌した。次の高分子を１７ｃｃ添加し、更に７
分間攪拌した。凝集フロックを除去し、本処理を終了し
た。・焼酎廃水・・分解沈殿物を除去した廃水１．８リ
ットルを加熱し、沸騰時点で電解凝集剤１５ｃｃを添加
し、更に７分間攪拌し凝集フロックを除去し、本処理を
終了した。

【００１４】処理反応 豚尿 電解凝集剤添加後、ＰＨ、調整時点より微細フロック
を確認した。 更に攪拌し高分子を添加する。添加２０秒前後経過
後、フロックが１〜３ｍｍに拡大した。 ２分前ほど経過して時点ではフロックは３〜５ｍｍに
粗大化しフロックの隙間が透明に透けて見えた。 攪拌終了後、フロックを除去し、処理水は無色透明と
なり、微臭が残った。

【００１５】焼酎廃水 加熱沸騰時に電解凝集剤を添加。直ちに１〜２ｍｍ程
度のフロックが形成された。 ＰＨ、調整後、市販のアニオン系の高分子凝集剤を添
加した。この添加後直ちに３〜５ｍｍに粗大化したフロ
ックとなった。フロックの隙間が透けて見えた。 攪拌終了後、フロックを除去・処理水の透明度はお茶
程度の色度を残し、臭気は原水の１０分の１前後に減少
した。

【００１６】通水濾過処理（フライアッシュ濾過剤） 豚尿・焼酎（凝集処理済み廃水） 炉床残滓灰１．５リットルを円筒型容器（１００×４０
０）に充填し上記の廃水を各１回通水した。通過水は両
処理水とも無色透明・無臭となる。水道水との比較にお
いても全く遜色ないことが確認された。ＢＯＤ・ＣＯＤ
共に６〜１０という驚異的な値が確認された。分析によ
る、試験成績書を末尾に添付した。

【００１７】上記室内での処理に用いた処理剤の組成と
その製造方法は以下に述べる通りである。

【００１８】

【００１９】

【００２０】上記酸化活性促進剤の組成は基本的な組成
であり、多種多用な難処理排水を対象とするために混合
比が随時変更される。

【００２１】上記酸化活性促進剤の製造方法:水（蒸留
水又は塩素が含まれない地下水などの自然水）に上記各
種の固体組成物質を順次投入し、１０分乃至１５分間に
わたって攪拌し、完全に溶解したことを確認する。

【００２２】

【００２３】上記凝集剤（電解凝集剤）の製造方法 水（蒸留水又は塩素が含まれない地下水などの自然水）
に、塩化マグネシウムを投入し、2 分乃至３分間攪拌
し、溶解したことを確認したのち、ポリ塩化アルミニウ
ム、ポリ硫酸第２鉄などを順次投入し、再度、３分乃至
４分間攪拌し、完全に溶解したことを確認する。

【００２４】上記各組成物質の特徴と用途 １．亜塩素酸ナトリウム（別名：二酸化塩素） 本剤は、穏和な酸化漂白力を有し、特に、リグロンなど
の着色成分の分解に優れるため、各種の繊維の漂白、パ
ルプの漂白などに利用される。漂白対象の繊維は、綿、
麻、羊毛、絹、テトロン、アクリルなどである。

【００２５】２．硝酸カルシウム（別名：硝酸石灰） 本剤は、主に水溶性肥料、脱錆剤、冷媒用剤、硫化物の
酸化、燐酸塩の固定などに利用される。 ３．オキシ塩化ジルコニウム（別名：二塩化酸化ジルコ
ニウム） 本剤は、触媒、紙・パルプ廃水中の微細物の凝集除去、
有色物質の無色透明化による公害処理用、ジルコニウム
化合物の原料などとして利用される。

【００２６】４．塩素酸ナトリウム（別名：塩素酸ソー
ダ） 本剤は、主に二酸化塩素の原料、酸化剤、除草剤、過塩
素酸塩の製造、織物加工、パルプ漂白などに利用され
る。 ５．ポリ塩化アルミニウム（別名：パック） 本剤は、水道用ＪＩＳＫ・１４７５−７８で上水道用・
工業用水の浄水用や、工場などの一般廃水処理に使用さ
れる。

【００２７】６．ポリ硫酸第２鉄 本剤は、廃水中のＢＯＤ、ＣＯＤなどの公害物質の除去
に優れ、濃汚濁廃水処理に最適の物質である。 ７．塩化第２鉄（別名：塩鉄） 本剤は主として下水処理に使用される他、写真製版、金
属板腐食液、触媒などに使用される。

【００２８】８．塩化マグネシウム（別名：塩マグ、に
がり） 本剤は、タンパク質の凝固・豆腐の製造、道路凍結防止
剤などに使用される。水処理助剤としては、陽イオンと
して独自の働きを担う。 ９．硫酸マグネシウム（別名：硫マグ） 本剤は、耐火剤、苦土肥料、貯蔵剤、凝集剤、皮なめし
剤、緩下剤などに使用される。

【００２９】上記実験室内の処理結果に基づいて設計さ
れる事業規模の処理システムは、図１に示すようになも
のである。図中細い実線は動物し尿の処理経路、細い点
線は焼酎廃水の処理経路である。焼酎廃水は、前述のよ
うに種々の添加物によるコロイド物質等が含まれるの
で、固液分離槽で固体成分を除去した廃水成分を酸化活
性分解槽内に導入し、酸化分解剤を添加し攪拌したの
ち、放置する。酸化分解剤の添加量、調整ＰＨ値、攪拌
時間、放置時間は次の表の通りである。

【００３０】

【００３１】酸化活性促進剤を添加し、攪拌したのち１
０乃至１５時間にわたって放置すると、沈殿物が酸化分
解槽の底に蓄積される。この酸化分解槽の上澄水を凝集
攪拌機に導入し、焼酎廃水についてはこれを沸騰するま
で加熱する。次に、まず、電解凝集剤を添加して攪拌
し、次に高分子凝集剤を添加して攪拌する。添加量、調
整ＰＨ値、攪拌時間等は以下の表に通りである。

【００３２】

【００３３】高分子凝集剤を添加し攪拌した廃水を沈殿
槽内に導入して凝集フロックを除去した上澄液を直接、
あるいは、焼酎廃水については、必要に応じて曝気槽を
介して石炭灰吸着濾過槽に供給する。

【００３４】この吸着濾過槽に使用する吸着濾過剤は、
処理コスト節減のため、火力発電所の石炭フライアッシ
ュの残滓物であるクリンカアッシュ又はシンダーアッシ
ュを主に、建設廃材（木炭）２０〜３０％ブレンドした
ものから成る。これは、従来濾過剤として使用されてき
た活性炭の百分の１のコストで製造できた。上記各濾過
剤は非常に安価であり（廃材木炭 2.5 〜3 円/1リット
ル; クリンカアッシュ、シンダーアッシュ 7〜8 千円/1
トン) 、多孔質構造を有し、十分な濾過能力を発揮する
（試験成績表参照）。本アッシュは、産業廃棄物処理業
者が有料で埋め立て処分しているものであり、運送賃程
度の支払いで入手可能である。廃棄物を有効資源化する
意義もある。

【００３５】ブレンドすることによって解決される問題
点は次の通りである。 クリンカアッシュ又はシンダーアッシュを単独で吸着
濾波剤として使用した場合には、通水時の圧損が極めて
大きく使用不能となる。 廃材木炭の場合は、通水時の圧損はアッシュの場合と
は逆に極めて小さいが破過点が非常に早く、問題とな
る。 上記、、の問題点を、両者をブレンドすることによ
って改善し、吸着濾過剤としてヤシガラ活性炭との比較
にも遜色ない優れた効果を発揮した。芋焼酎廃水に関す
る計量証明書を参照されたい。

【００３６】使用済み濾過剤の再利用 :先の通常国会で
「家畜排泄物管理・利用法」が成立し、家畜の糞尿処理
を適切に行い堆肥化するとされた。本使用済み濾過剤
は、植物に不可欠である三相( 保水性、疎水性、通気
性) を具備しており、同時にその気孔内に各種の栄養塩
を吸着保有するため、堆肥のブレンド剤として有効な資
源となる。

【００３７】本実施例で使用した吸着濾過剤について行
ったサンプルの測定（工業分析）結果を次表に示す。

【００３８】単位重量当たりの木炭へのアルカリ吸着量
を次表に示す。

【００３９】単位重量当たりの木炭の表面酸性官能基の
量を次表に示す。

【００４０】以上、難処理廃水として、動物し尿と焼酎
廃水を例示した。しかしながら、本発明の処理対象とす
る難廃水はこれらに限定されず、種々のものに適用でき
る。そのような難廃水とその特徴を次表に列挙する。

【００４１】

【００４２】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明の処
理方法、処理剤，吸着濾過剤によれば従来の水処理剤で
は処理不能であった各種の難廃水が処理可能となり、水
質汚染や環境破壊の問題を有効に解決できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係わる汚液の処理方法を適
用する処理システムの構成を示す図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ０２Ｆ 1/72 ＺＡＢ Ｃ０２Ｆ 1/72 ＺＡＢＺ 1/76 1/76 Ｚ 9/00 ５０２ 9/00 ５０２Ｈ ５０２Ｐ ５０２Ｒ ５０３ ５０３Ｃ ５０４ ５０４Ｂ ５０４Ｅ (71)出願人 500037850 丹澤 みつ子 東京都北区昭和町２−86 (72)発明者 河野 市藏 埼玉県北足立郡伊奈町寿２−193 (72)発明者 谷元 佳代彦 千葉県袖ケ浦市納足洗4053−２ (72)発明者 三浦 克巳 東京都小金井市緑町４−５−２ Ｆターム(参考） 4D015 BA03 BA05 BA11 BA19 BA21 BA23 BB05 BB06 BB09 BB12 BB13 BB16 CA03 CA04 DA04 DA05 DA13 DA16 DA19 DA39 DB01 DC02 EA06 EA10 EA14 EA32 FA01 FA02 FA22 FA24 FA28 4D024 AA04 AB01 AB02 AB13 BA03 BA04 BB01 BC01 CA01 DA04 DB21 DB23 4D050 AA13 AA14 AB04 AB07 AB14 AB17 AB35 AB41 BB04 BB07 BB08 BC10 BD02 BD08 CA06 CA13 CA16 CA17 4D062 BA03 BA05 BA11 BA19 BA21 BA23 BB05 BB06 BB09 BB12 BB13 BB16 CA03 CA04 DA04 DA05 DA13 DA16 DA19 DA39 DB01 DC02 EA06 EA10 EA14 EA32 FA01 FA02 FA22 FA24 FA28

Claims (27)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】汚液に対して、先ず酸化処理剤の添加によ
   る酸化処理を行い、次いで凝集処理剤の添加による凝集
   処理を行うことを特徴とする汚液の処理方法。
2. 【請求項２】請求項１において、 前記凝集処理は、まず電解凝集処理剤が添加され、その
   のち高分子凝集剤が添加されることにより行われること
   を特徴とする汚液の処理方法。
3. 【請求項３】請求項１と２のそれぞれにおいて、 前記酸化処理は、酸化処理剤の添加後１０時間乃至２０
   時間にわたって行われることを特徴とする汚液の処理方
   法。
4. 【請求項４】請求項１乃至３のそれぞれにおいて、 前記汚液に対する凝集処理は、汚液の加熱状態で行われ
   ることを特徴とする汚液の処理方法。
5. 【請求項５】請求項１乃至４のそれぞれにおいて、 前記凝集処理の後に、吸着濾過処理が行われることを特
   徴とする汚液の処理方法。
6. 【請求項６】請求項１乃至５のそれぞれにおいて、 前記酸化処理剤は、亜塩素酸ナトリウムと塩素酸ナトリ
   ウムの一方又は双方を含むことを特徴とする汚液の処理
   方法。
7. 【請求項７】請求項１乃至６のそれぞれにおいて、 前記酸化処理剤は、硝酸カルシウムを含むことを特徴と
   する汚液の処理方法。
8. 【請求項８】請求項１乃至７のそれぞれにおいて、 前記酸化処理剤は、オキシ塩化ジルコニウムを含むこと
   を特徴とする汚液の処理方法。
9. 【請求項９】請求項１乃至８のそれぞれにおいて、 前記酸化処理剤は、水溶液の形態で汚液に添加されるこ
   とを特徴とする汚液の処理方法。
10. 【請求項10】請求項１乃至9 のそれぞれにおいて、 前記凝集処理剤は、ポリ塩化アルミニウム、塩化第２
    鉄、硫酸アルミニウム、のうちの少なくとも一つを含む
    ことを特徴とする汚液の処理方法。
11. 【請求項11】請求項１乃至10のそれぞれにおいて、 前記凝集処理剤は、ポリ硫酸第２鉄を含むことを特徴と
    する汚液の処理方法。
12. 【請求項12】請求項１乃至11のそれぞれにおいて、 前記凝集処理剤は、塩化マグネシウムと硫酸マグネシウ
    ムの一方又は双方を含むことを特徴とする汚液の処理方
    法。
13. 【請求項13】請求項１乃至12のそれぞれにおいて、 前記凝集処理剤は、硫酸を含むことを特徴とする汚液の
    処理方法。
14. 【請求項14】請求項１乃至13のそれぞれにおいて、 前記凝集処理剤は、水溶液の形態で汚液に添加されるこ
    とを特徴とする汚液の処理方法。
15. 【請求項15】請求項１乃至14のそれぞれにおいて、 前記汚液は、豚その他の動物の尿を含む廃水であること
    を特徴とする汚液の処理方法。
16. 【請求項16】請求項１乃至15のそれぞれにおいて、 焼酎製造所からの焼酎廃水であることを特徴とする汚液
    の処理方法。
17. 【請求項17】汚液の酸化処理に使用される酸化処理剤で
    あって、 亜塩素酸ナトリウムと塩素酸ナトリウムの一方又は双方
    を含むことを特徴とする汚液の酸化処理剤。
18. 【請求項18】請求項17において、 硝酸カルシウムを更に含むことを特徴とする汚液の酸化
    処理剤。
19. 【請求項19】請求項17と18のそれぞれにおいて、 オキシ塩化ジルコニウムを更に含むことを特徴とする汚
    液の酸化処理剤。
20. 【請求項20】請求項17乃至19のそれぞれにおいて、 前記酸化処理剤は、水溶液の形態で汚液に添加されるこ
    とを特徴とする汚液の酸化処理剤。
21. 【請求項21】汚液の凝集処理に使用される凝集処理剤で
    あって、 ポリ塩化アルミニウム、塩化第２鉄、硫酸アルミニウム
    のうちの少なくとも一つを含むことを特徴とする汚液の
    凝集処理剤。
22. 【請求項22】請求項22において、 ポリ硫酸第２鉄を更に含むことを特徴とする汚液の凝集
    処理剤。
23. 【請求項23】請求項21と22のそれぞれにおいて、 塩化マグネシウムと硫酸マグネシウムの一方又は双方を
    更に含むことを特徴とする汚液の凝集処理剤。
24. 【請求項24】請求項21乃至23のそれぞれにおいて、 硫酸を更に含むことを特徴とする汚液の凝集処理剤。
25. 【請求項25】請求項21乃至24のそれぞれにおいて、 前記凝集処理剤は、水溶液の形態で汚液に添加されるこ
    とを特徴とする汚液の凝集処理剤。
26. 【請求項26】石炭のフライアッシュの残滓物であるクリ
    ンカアッシュ又はシンダアッシュに２０〜４０重量％の
    木炭が混合されたことを特徴とする吸着濾過剤。
27. 【請求項27】前記木炭は、建設用廃材を燃焼させた残滓
    として得られることを特徴とする吸着用濾過剤す