JP2002126760A

JP2002126760A - 排水浄化装置

Info

Publication number: JP2002126760A
Application number: JP2000325146A
Authority: JP
Inventors: Mugihei Ikemizu; 麦平池水; Hiroshi Yoshikawa; 浩史吉川
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2000-10-25
Filing date: 2000-10-25
Publication date: 2002-05-08

Abstract

(57)【要約】【課題】凝集・凝結による有機汚染性物質、特にアニ
オン性界面活性剤の除去率を高めることにより、家庭用
の洗濯機や工業用の洗浄システムに設けて環境への負荷
を軽減し、低ランニングコストで洗浄システムの排水浄
化できる排水浄化装置を提供すること。【解決手段】排水中に溶存する有機汚染物質を凝集或
いは凝結により除去する排水浄化装置において、排水中
に酸を添加してｐＨを低下させるｐＨ調整手段を具備す
ることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、凝集・凝結方式を
用いた排水浄化装置に関するものであり、より詳細に
は、環境への負荷を軽減するために、排水中に含まれる
アニオン性界面活性剤等の有機汚染物質の濃度を低下さ
せて排水を放出する排水浄化装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、家庭用洗濯機或いは工業用の洗
浄システムからの排水中には洗浄剤が含まれる。このよ
うな洗浄システムに用いられる主な界面活性剤（洗浄
剤）としては、脂肪酸ナトリウム（石鹸）、直鎖アルキ
ルベンゼンスルホン酸ナトリウム、アルキル硫酸エステ
ルなどの陰イオン界面活性剤が挙げられる。これら界面
活性剤は、それ自体が環境上の水質を汚染させると共
に、微生物活性を阻害し、その結果、他の有機物の分解
を妨げ、水質環境を著しく損なう原因となっている。こ
のため、上記装置或いはシステムに、排水中の界面活性
剤の濃度を低減する排水浄化装置の設置が強く要望され
ている。

【０００３】従来、このような要望に対して、界面活性
剤を除去する方法として、活性炭やイオン交換樹脂等の
吸着剤による吸着方法、所定の担持体に担持させた微生
物に処理させるバイオ処理方法、光触媒等の触媒により
分解する触媒処理方法等がある。またヘドロ、汚泥等の
懸濁物質を除去する方法として、汚水中からｐＨを上下
させてＣＯＤ物質を凝集沈殿して除去する凝集方法（特
開平３-６０７９３号公報）や、上下水処理に懸濁物質
をそのｐＨを等電点付近に調整して凝集して除去する方
法や、ヘドロを凝集剤とｐＨ調整剤を用いて処理する方
法も提案されている（特開平３-６０７９３号公報、特
開平７-１１６４０７号公報、特開平８-３３２３０８号
公報等）。

【０００４】しかしながら、有機汚染物質である界面活
性剤等を数１００ｐｐｍ程度含む排水を処理して数ｐｐ
ｍ程度の排水にする場合、従来の吸着方法を採用すれ
ば、多量の吸着剤が必要となり、吸着方法は実用上、経
済上から現実性を欠く。またバイオ処理方法、触媒処理
方法等では極めて長時間を要するという問題がある。凝
集除去方法の場合は処理時間が数分乃至数十分と短くて
済むものの、上記提案のｐＨ調整方法では、懸濁物質に
おいて、ある程度効果を発揮するものの、上記有機汚染
物質についての効果は十分ではない。また凝集剤を用い
てｐＨ調整を行なうものは、凝集剤を１０質量％以上含
有させて凝集させ、その凝集目的は界面活性剤のような
有機汚染物質の除去ではなく、汚泥等の懸濁物質を凝集
させて再利用を目的としたものである。このため、上記
有機汚染物質の除去については何ら考慮されず、有機汚
染物質の除去にはその除去率、及びコストの面からも不
十分な処方となっている。

【０００５】

【本発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来
技術の課題及び要望に応えるためになされたものであ
り、凝集・凝結による有機汚染性物質、特にアニオン性
界面活性剤の除去率を高めることにより、家庭用の洗濯
機や工業用の洗浄システムに設けて環境への負荷を軽減
し、低ランニングコストで洗浄システムの排水浄化でき
る排水浄化装置を提供することを目的とするものであ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記従来
技術の課題及び要望に鑑み、鋭意検討を重ねた結果、排
水中に含まれる有機汚染物質、特にアニオン界面活性剤
を凝集剤、特に塩化アルミニウム等などの多価カチオン
性無機凝集剤で凝集・凝結して除去する場合に、排水中
の水素イオン濃度を高めて調整し、即ち、ｐＨをある一
定の値まで低く抑えて調整することにより、有機汚染物
質が少ない凝集剤で極めて効率良く除去され、このよう
な方法或いは装置を家庭用或いは工業用の洗浄システム
に用いることにより、低ランニングコストで確実な排水
の浄化ができ、その結果、環境への負荷が軽減されるこ
とを見出し、本発明を完成するに至った。

【０００７】即ち、本発明は、以下の構成により、上記
課題を達成したものである。（１）排水中に溶存する有機汚染物質を凝集或いは凝
結により除去する排水浄化装置において、排水中に酸を
添加してｐＨを低下させるｐＨ調整手段を具備すること
を特徴とする排水浄化装置。

【０００８】（２）上記有機汚染物質はアニオン性界
面活性剤であり、該排水中の濃度が４００ｐｐｍ以下の
範囲にあることを特徴とする上記（１）記載の排水浄化
装置。（３）上記有機汚染物質を凝集或いは凝結するために
設ける凝集・凝結手段は排水中にカチオン性無機凝集剤
を添加する手段であることを特徴とする上記（２）記載
の排水浄化装置。（４）上記ｐＨ調整手段により、上記排水のｐＨが３
乃至６に維持してなることを特徴とする上記（３）記載
の排水浄化装置。（５）排水中に溶存する有機汚染物質を凝集或いは凝
結により除去する方法において、該凝集或いは凝結と同
時に、或いは該凝集或いは凝結の前後にｐＨを下げるこ
とを特徴とする排水浄化方法。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を詳し
く説明する。

【００１０】本発明に係る排水浄化装置は、排水中に溶
存する有機汚染物質を凝集或いは凝結により除去する排
水浄化装置において、排水中に酸を添加してｐＨを低下
させるｐＨ調整手段を具備するものである。

【００１１】本発明に係る排水浄化装置は、洗濯機、食
器洗浄器等の家庭用の洗浄システムに限らず、食品工
場、クリーニング工場等の洗浄システムから排水され
た、洗浄排水の浄化処理に使用されるものである。上記
排水浄化装置に適用される洗浄排水は有機汚染物質を含
み、有機汚染物質としては、ラウリル酸塩、ステアリン
酸塩、オレイン酸塩等のカルボン酸塩類、高級アルコー
ル硫酸エステル塩、高級アルキルエーテル硫酸エステル
塩、硫酸化脂肪酸エステル、硫酸化オレフィン等の硫酸
エステル塩類、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキ
ルナフタレンスルホン酸塩、パラフィンスルホン酸塩等
のスルホン酸塩類、及び高級アルコールリン酸エステル
塩等のリン酸エステル塩類などからなるアニオン性界面
活性剤等を挙げることができる。上記有機汚染物質の排
水中での濃度は４００ｐｐｍ以下の範囲、特に、１５０
ｐｐｍ〜４００ｐｐｍの範囲である。排水中でのアニオ
ン性界面活性剤の濃度が４００ｐｐｍの範囲内であれ
ば、排水浄化装置内で、アニオン性界面活性剤を凝集或
いは凝結させて除去することが十分にできる。

【００１２】上記有機汚染物質を凝集或いは凝結するた
めの凝集・凝結手段としては、電解により凝集させる電
解装置でも可能であるが、好ましくは、排水中に凝集剤
を添加する凝集剤の添加装置であることが望ましい。上
記凝集剤としてはカチオン性無機凝集剤を挙げることが
できる。カチオン性無機凝集剤としては、三価のアルミ
ニウム塩、三価の鉄塩、アルミニウム、鉄の二種含有
塩、二価のマグネシウム塩等を挙げることができ、具体
的には、硫酸アルミニウム（硫酸バンド）、ポリ塩化ア
ルミニウム（以下、ＰＡＣという。）、塩化第二鉄、塩
化マグネシウム等を挙げることができる。

【００１３】上記洗浄排水には上記有機汚染物質の凝集
・凝結と共に、或いはその前後のいつでも上記ｐＨ調整
手段によって酸が添加され、上記洗浄排水のｐＨが低く
抑えられ、具体的にはｐＨが３乃至６の範囲に抑えられ
る。上記洗浄排水のｐＨは、好ましくは３〜５の範囲に
あり、更に好ましくは、３〜４の範囲に維持することが
望ましい。上記洗浄排水のｐＨを３乃至６、特に３〜４
の範囲に維持すれば、上記有機汚染物質の除去率を９７
％以上とすることができる。上記ｐＨが６を超えると、
上記有機汚染物質の除去率が低下して排水から十分に有
機汚染物質を取り除くことができない。また、上記ｐＨ
が３未満では、フロックが減少するが、濁度が高くな
る。また有機汚染物質の除去後に中和処理などが必要と
なり、その手間が煩雑になる。上記ｐＨ調整手段によっ
て供給される酸としては、塩酸、硫酸、硝酸、リン酸、
及び酢酸、クエン酸等の有機酸等を挙げることができる
が、排水処理を考慮すれば、塩酸などが最も望ましい。

【００１４】本発明に係る排水浄化装置による排水浄化
方法は、排水中に溶存する有機汚染物質を凝集或いは凝
結により除去するものであり、凝集或いは凝結と同時
に、或いは該凝集或いは凝結の前後にｐＨを下げること
ができる。本発明に係る排水浄化方法の凝集或いは凝結
し除去する原理を簡単に説明すると、例えば、上記有機
汚染物質をアニオン性界面活性剤の一種である直鎖状ア
ルキルベンゼンスルホン酸（以下、ＬＡＳという。）と
し、上記凝集剤をカチオン性無機凝集剤の塩化アルミニ
ウムとし、上記酸を塩酸として以下に説明すると、以下
のように示される。

【００１５】上記ＬＡＳのＮａ塩は、通常、排水中でア
ニオン性界面活性剤成分（以下、ＬＡＳ^-という。）と
Ｎａ⁺とに電離して溶解している。このため、このよう
な状態で取り除くことはできないが、無機凝集剤に含ま
れるカチオンとの不溶塩を形成させて沈殿凝集させるこ
とによって取り除くことができる。このときの反応は以
下の式１乃至式３の如く表される。

【００１６】

【化１】

【００１７】上記式１乃至式３によれば、添加したＡｌ
³⁺の３倍モル量のＬＡＳが除去される。しかしながら、
実際には過剰のＡｌ³⁺を添加される。これは実際に上記
反応以外に、水系において、式１及び、以下の式４、５
における反応が生じる。

【００１８】

【化２】

【００１９】上記式５の反応により、添加されたＡｌ³⁺
うちの多くがＬＡＳとは反応せずに不溶性のＡｌ（Ｏ
Ｈ）₃を形成する。Ａｌ（ＯＨ）₃は沈殿しフロックとな
る。また、上記式１乃至５を纏めると、下記式６とな
り、更に整理すると下記式７が導かれる。

【００２０】

【化３】

【００２１】上記式７において、ＯＨ^-濃度が下がる
と、平衡が左側へ移行する。従って、排水中のｐＨを低
下させることによってＬＡＳとの反応するＡｌ³⁺の割合
が増加し、ＬＡＳの除去率がアップする。実際に、排水
のｐＨを３乃至４の範囲にしたときに、ＬＡＳの除去率
は９７．５％以上に高めることができる。

【００２２】本発明に係る排水浄化装置によれば、排水
のｐＨを調整することにより溶存有機汚染物質の除去率
を高めることができる。また、フロック量の増加を招か
ないので、特に、数１００ｐｐｍといった高い濃度の有
機汚染物質を有する排水を最適な状態に浄化する。

【００２３】

【実施例】次に、本発明を実施例及び比較例により更に
詳述する。尚、本発明は、下記実施例に限定されるもの
ではない。

【００２４】洗濯機からの洗濯で使用した排水（界面活
性剤の濃度が２４０ｐｐｍのもの）を本実施例の排水浄
化装置に導入し、凝集手段から無機凝集剤としてＰＡＣ
（ポリ塩化アルミニウム；多木化学社製のＰＡＣ３００
Ａ）が排水１Lに対して１．７５mLの割合で一定に供給
した。尚、かかる供給に際して３５％塩酸溶液を表１に
示す割合を変化させて添加した。このときの排水のｐＨ
と排水中の界面活性剤の除去率を測定した。その結果を
表１に示した。

【００２５】

【表１】

【００２６】以上の結果から塩酸の添加量が０から増え
るに従ってｐＨが低下し、界面活性剤の除去率が上昇
し、排水中に塩酸を０.５mL／Lの割合で添加したとき
に、ｐＨが３．６となり、界面活性剤の除去率も９７．
９％の高率を示した。また塩酸の添加量を０.５mL／L以
上添加してｐＨを更に低くしたところではフロックが少
なくなるが濁度が高まるという問題が現れた。従って、
ＰＡＣの添加量を増やすことによって除去率を向上させ
る場合に比べて、塩酸の適宜な添加は、ＰＡＣの使用量
を実質的に軽減し、使用薬液のコストを軽減することが
できる。また、ＰＡＣ中のカチオンであるＡｌ³⁺のうち
の多くは、Ａｌ（ＯＨ）₃として沈殿してフロックとな
るが、塩酸中のカチオンＨ⁺の水酸化物はＨ₂Ｏであるた
め、ＰＡＣの添加量を増やすとフロック量が増加する
が、塩酸を添加してもフロック量が増加しないという利
点がある。尚、この実施例では凝集手段として、凝集剤
を用いるが、電解凝集であっても良い。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る排水
浄化装置によれば、排水中に酸を添加してｐＨを低下さ
せるｐＨ調整手段を具備するので、凝集・凝結による有
機汚染性物質、特にアニオン性界面活性剤の除去率を高
めることにより、家庭用の洗濯機や工業用の洗浄システ
ムに設けて環境への負荷を軽減し、低ランニングコスト
で洗浄システムの排水浄化できる。

フロントページの続きＦターム(参考） 4D015 BA19 BB05 CA06 DA04 DA05 DA13 DA19 EA13 FA02 FA28 4D038 AA08 AB02 BB13 BB18 4D062 BA19 BB05 CA06 DA04 DA05 DA13 DA19 EA13 FA02 FA28

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】排水中に溶存する有機汚染物質を凝集或い
は凝結により除去する排水浄化装置において、排水中に
酸を添加してｐＨを低下させるｐＨ調整手段を具備する
ことを特徴とする排水浄化装置。
【請求項２】上記有機汚染物質はアニオン性界面活性剤
であり、該排水中の濃度が４００ｐｐｍ以下の範囲にあ
ることを特徴とする請求項１記載の排水浄化装置。
【請求項３】上記有機汚染物質を凝集或いは凝結するた
めに設ける凝集・凝結手段は排水中にカチオン性無機凝
集剤を添加する手段であることを特徴とする請求項２記
載の排水浄化装置。
【請求項４】上記ｐＨ調整手段により、上記排水のｐＨ
が３乃至６に維持してなることを特徴とする請求項３記
載の排水浄化装置。
【請求項５】排水中に溶存する有機汚染物質を凝集或い
は凝結により除去する方法において、該凝集或いは凝結
と同時に、或いは該凝集或いは凝結の前後にｐＨを下げ
ることを特徴とする排水浄化方法。