JP2002282874A

JP2002282874A - 排水処理装置

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Publication number: JP2002282874A
Application number: JP2001086918A
Authority: JP
Inventors: Fudeko Tsunoda; ふで子角田
Original assignee: Organo Corp; Japan Organo Co Ltd
Current assignee: Organo Corp
Priority date: 2001-03-26
Filing date: 2001-03-26
Publication date: 2002-10-02
Anticipated expiration: 2021-03-26
Also published as: JP4527896B2

Abstract

(57)【要約】【課題】還元剤および難分解性有機物を含む排水を効
率的に処理する。【解決手段】鉄処理槽１０において排水に３価の鉄塩
を添加混合し、還元剤を酸化する。得られた２価の鉄を
含む排水を過酸化水素処理槽１２に導入し、過酸化水素
を添加することによりフェントン酸化を行い、難分解性
有機物を酸化分解する。その後、ｐＨ７にを中和し、沈
殿槽１４で水酸化鉄を沈殿除去して、生物処理槽１６で
生物処理する。還元剤が鉄処理槽１０で除去され、難分
解性有機物が過酸化水素処理槽１２で易分解性有機物に
分解されているため、生物処理槽１６において効果的な
処理が行える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、有機物、特にその
ままでは生物処理が行えない難分解性有機物を含有する
排水の処理に好適な処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、有機性排水の処理に生物処理
が広く利用されている。半導体や液晶工場においても、
様々な薬品が使用されるが、その中には有機性のものも
多くあり、これらの排水も通常生物処理されている。

【０００３】しかし、これら有機性排水には、生物処理
が困難な難分解性有機物を含む場合も多くある。特に、
薬品の中には、難分解性のものも多い。このような場
合、物理化学的な酸化処理によって、難分解性有機物を
生物易分解性のものにまで分解しておき、その後生物処
理を行うという手法が取られる場合が多い。

【０００４】物理化学的な酸化処理として、オゾン処理
や、２価の鉄塩と過酸化水素によるフェントン酸化処
理、紫外線照射と過酸化水素の酸化を組合わせた処理な
どが利用される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、薬品に
は各種のものがあり、上述のような物理化学処理により
容易に分解されるとは限らず、上述のような処理によっ
て十分処理できない排水もある。例えば、半導体や液晶
製造工程における剥離剤としてヒドロキシルアミンが各
種アルコールと共に利用されるが、このような工程から
排出される排水は、上述のような処理では、十分な処理
が行えないことが確認されている。

【０００６】本発明は、上記課題に鑑みなされたもので
あり、難分解性有機物を効果的に分解処理できる処理装
置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、有機物および
還元剤が含まれている排水に３価の鉄塩を添加混合して
反応させる鉄塩反応手段と、鉄塩が添加混合された後の
排水に過酸化水素を添加混合して反応させる過酸化水素
反応手段と、過酸化水素が添加混合された後の排水を生
物処理する生物処理手段と、を有することを特徴とす
る。

【０００８】このように、本発明によれば、最初に３価
の鉄塩を添加混合することで、排水中の還元剤を酸化す
ることができる。また、この際、３価の鉄は、排水中の
還元剤によって還元され、２価の鉄となる。そして、そ
の後過酸化水素を添加混合することで、還元剤によって
還元された２価の鉄を利用したフェントン酸化反応によ
り排水中の難分解性有機物を分解する。そこで、その後
に行われる生物処理によって効果的な処理を行うことが
できる。このため、難分解性有機物および還元剤が含ま
れている排水について、効果的な処理が行える。

【０００９】また、半導体あるいは液晶製造工程から
は、還元剤としてヒドロキシルアミンが含まれる排水が
排出されるが、このような排水を本発明の装置によって
効果的に処理することができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態につい
て、図面に基づいて説明する。

【００１１】図１は、実施形態に係る排水処理装置の構
成を示す図である。半導体または液晶製造工場からの排
水は、まず３価の鉄塩が添加混合される鉄処理槽１０に
導入される。この鉄処理槽１０には、３価の鉄塩とし
て、例えば塩化第２鉄（ＦｅＣｌ_３）が利用されるが、
硫酸第２鉄（Ｆｅ_２（ＳＯ_４）_３）など各種の鉄塩を利
用することができる。また、処理対象となる排水には、
ヒドロキシルアミンが含まれている。

【００１２】この鉄処理槽１０では、３価の鉄とヒドロ
キシルアミンが混合されることで、ヒドロキシルアミン
が鉄によって酸化される。すなわち、ＮＨ_２ＯＨ＋Ｆｅ
^３＋→Ｆｅ^２＋＋（１／２）Ｎ_２＋Ｈ^＋という反応で、
３価の鉄（第２鉄イオンＦｅ^３＋）が２価の鉄（第１鉄
イオンＦｅ^２＋）に還元されることで、ヒドロキシルア
ミンが酸化分解される。

【００１３】ここで、ヒドロキシルアミンに対するＦｅ
^３＋の添加量は、上記式における理論量と同量から２倍
程度が好ましいと考えられる。また、３価の鉄塩を添加
後、ｐＨを酸性、好ましくは４以下にする。上述の塩化
第２鉄などを利用した場合、通常、添加後の液のｐＨは
４以下になるため、特に酸の添加などは必要ない。しか
し、必要な場合は、酸を添加してｐＨを調整する。そし
て、反応時間は５分以上として、上記反応を十分に行わ
せる。

【００１４】次に、鉄処理槽１０において、還元剤であ
るヒドロキシルアミンが酸化分解された後の第１鉄イオ
ンＦｅ^２＋を含む排水は、過酸化水素処理槽１２に導入
される。この過酸化水素処理槽１２には、過酸化水素
（Ｈ_２Ｏ_２）が添加混合される。上述のように鉄処理槽
１０からの排水には、第１鉄イオンが含まれている。こ
こに、過酸化水素が添加混合されることで、フェントン
酸化反応が生起され、排水中に含まれる有機物の酸化処
理が行われる。特に、難分解性の有機物の酸化処理が行
われ、易分解性の有機物に分解される。

【００１５】なお、フェントン酸化反応は、Ｈ_２Ｏ_２＋Ｆｅ^２＋→Ｆｅ^３＋＋ＨＯ⁻＋・ＯＨという反応により、ヒドロキシル遊離基（・ＯＨ）を発
生し、この・ＯＨにより、酸化反応を生起するものであ
る。

【００１６】この過酸化水素処理槽１２は、ｐＨ４以下
の酸性に維持するのが好ましいが、このｐＨは鉄処理槽
１０と同様のｐＨであり、したがって、通常、この槽で
のｐＨ調整は不要である。また、反応時間を３０分以上
とすることで、確実な処理を行うことができる。鉄イオ
ンに対する過酸化水素の添加量（Ｈ_２Ｏ_２／Ｆｅ）は、
上記式における理論量と同量から３倍程度とすることが
好適である。

【００１７】この過酸化水素処理槽１２において、フェ
ントン酸化反応による処理を終了した排水は、アルカリ
剤（例えば、ＮａＯＨ）が添加され、ｐＨを７付近に中
和された後、沈殿槽１４に導入される。ｐＨが中和され
ることにより、鉄塩は、水酸化鉄のフロックを形成し、
この沈殿槽１４において沈殿分離される。なお、他の浮
遊性固形物が含まれていればこれらも一緒に沈殿され
る。

【００１８】そして、沈殿槽１４の上澄み液が、生物処
理槽１６に導入され、生物処理される。この生物処理槽
１６は、例えば活性汚泥処理槽であり、好気的条件に維
持された曝気槽において、微生物により有機物が分解さ
れる。特に、還元剤が除去された後、フェントン酸化処
理によって、排水中の有機物は生物易分解性の有機物に
なっているため、生物処理槽１６において、効果的な処
理が行える。

【００１９】なお、沈殿槽１４は、省略することも可能
であり、またろ過処理など他の固液分離処理を利用して
もよい。また、生物処理槽１６は、浸漬ろ床法など他の
処理法を利用することも好適である。

【００２０】このように、本実施形態の装置によれば、
排水に第２鉄イオンを添加混合することで、排水中の還
元剤を酸化すると共に第１鉄イオンを生成する。そし
て、この後、過酸化水素を添加混合することでフェント
ン酸化反応により排水中の難分解性有機物を分解する。
そこで、その後に行われる生物処理によって効果的な処
理を行うことができる。

【００２１】なお、本発明は、ヒドロキシルアミンだけ
でなく、亜硫酸など各種の還元剤が含まれる排水に有効
である。また、フェントン酸化が有効な各種の難分解性
有機物と還元剤を含む排水に非常に有効である。

【００２２】

【実施例】（１）実施例上述の実施形態のフローによって処理実験を行った。被
処理水は液晶工場排水であり、おおよその組成は、ＴＯ
Ｃ：１０００ｍｇ／Ｌ、ｐＨ：１０．２、ヒドロキシル
アミン：約２５０ｍｇ／Ｌであった。

【００２３】なお、この液晶工場における使用薬剤は、
アルカノールアミン１０％。グライコールエーテル６０
％ヒドロキシルアミン１０％、水２０％という組成を有
しており、排水中にもこれら物質が含有され、ＴＯＣ物
質となっている。

【００２４】そして、被処理水に対し、第２鉄塩とし
て、塩化第２鉄（ＦｅＣｌ_３）を１．２ｇ／Ｌ添加し、
３０分攪拌した。このときのｐＨは２．６であった。次
に、第２鉄塩反応による処理液に３０％過酸化水素水を
３ｍＬ／Ｌ添加し、２時間攪拌した。その後、水酸化ナ
トリウムによりｐＨを７に中和し、静置して沈殿処理
し、上澄みを採取した。

【００２５】この沈殿上澄み液に汚泥（汚泥濃度約３０
００ｍｇ／Ｌ）と栄養塩類を添加し、空気により曝気処
理して生物処理を行った。曝気処理の経過時間に従った
処理水水質を調べた。

【００２６】（２）比較例１同一の被処理水について、第２鉄塩に代えて、第１鉄塩
を用いて処理を行った。すなわち、被処理水に対し、硫
酸第１鉄（ＦｅＳＯ_４）を１．１ｇ／Ｌ添加し、３０分
攪拌した。このときのｐＨは、２．７であった。次に、
３０％過酸化水素水を３ｍＬ／Ｌ添加し、２時間攪拌し
た。その後、水酸化ナトリウムによりｐＨを７に中和
し、静置して沈殿処理し、上澄みを採取した。

【００２７】この沈殿上澄み液に汚泥（汚泥濃度約３０
００ｍｇ／Ｌ）と栄養塩類を添加し、空気により曝気処
理した。曝気処理の経過時間に従った処理水水質を調べ
た。

【００２８】（３）比較例２同一の被処理水のｐＨを水酸化ナトリウム水溶液により
１１に調整した後、オゾンを吹き込んだ。反応に使用さ
れたオゾン量は、８００ｍｇ／Ｌであった。その後塩酸
水溶液によりｐＨを７に中和した。

【００２９】その処理水について汚泥（汚泥濃度約３０
００ｍｇ／Ｌ）と栄養塩類を添加し、空気により曝気処
理した。曝気処理の経過時間に従った処理水水質を調べ
た。

【００３０】（４）比較例３同一の被処理水について、第２鉄塩にての処理後、生物
処理した。すなわち、被処理水に対し、塩化第２鉄（Ｆ
ｅＣｌ_３）を１．２ｇ／Ｌ添加し、３０分攪拌した。こ
のときのｐＨは、２．６であった。その後、水酸化ナト
リウムによりｐＨを７に中和し、静置して沈殿処理し、
上澄みを採取した。

【００３１】この沈殿上澄み液に汚泥（汚泥濃度約３０
００ｍｇ／Ｌ）と栄養塩類を添加し、空気により曝気処
理した。曝気処理の経過時間に従った処理水水質を調べ
た。

【００３２】（５）処理結果実施例、比較例１、２、３における物理化学的酸化処理
の処理結果を表１に示す。このように、実施例の物理化
学的酸化処理によって、ある程度のＴＯＣ除去が図られ
ていることが分かる。

【表１】

【００３３】そして、図２、３、４、５に実施例、比較
例１、２、３の曝気処理における処理水質の経時変化を
示す。このように、実施例では、曝気処理によって、Ｔ
ＯＣが速やかに減少していることが分かる。なお、曝気
処理当初のＴＯＣが６５０であるのは、汚泥および栄養
塩を含有する液を添加したことにより、前記物理化学的
酸化処理後の処理水（ＴＯＣ：８６８ｍｇ／Ｌ）が希釈
されたからである。

【００３４】また、比較例１では、曝気処理に従い、若
干ＴＯＣが減少しているが、その減少の度合いは実施例
に比べて非常に小さく、十分な生物処理が行われないこ
とが分かる。さらに、比較例２、３では、ほとんど生物
処理が進まないことが分かる。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
３価の鉄塩を添加混合することで、排水中の還元剤を酸
化することができる。そして、その後過酸化水素を添加
混合することでフェントン酸化反応により排水中の難分
解性有機物を分解する。そこで、その後に行われる生物
処理によって効果的な処理を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態に係る装置の構成を示す図である。

【図２】実施例の曝気処理の経過時間と処理水質の関
係を示す図である。

【図３】比較例１の曝気処理の経過時間と処理水質の
関係を示す図である。

【図４】比較例２の曝気処理の経過時間と処理水質の
関係を示す図である。

【図５】比較例３の曝気処理の経過時間と処理水質の
関係を示す図である。

【符号の説明】

１０鉄処理槽、１２過酸化水素処理槽、１４沈殿
槽、１６生物処理槽。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】有機物および還元剤が含まれている排水
に３価の鉄塩を添加混合して反応させる鉄塩反応手段
と、鉄塩が添加混合された後の排水に過酸化水素を添加混合
して反応させる過酸化水素反応手段と、過酸化水素が添加混合された後の排水を生物処理する生
物処理手段と、を有することを特徴とする排水処理装置。
【請求項２】請求項１に記載の装置において、前記排水には、前記還元剤としてヒドロキシルアミンま
たはその塩が含まれていることを特徴とする排水処理装
置。