JP2005205391A

JP2005205391A - 廃水浄化方法

Info

Publication number: JP2005205391A
Application number: JP2004069476A
Authority: JP
Inventors: Masaharu Tano; 正治田野; Hironari Ogasawara; 裕也小笠原
Original assignee: Miyama Inc
Current assignee: Miyama Inc
Priority date: 2003-12-22
Filing date: 2004-03-11
Publication date: 2005-08-04

Abstract

【課題】有害汚泥を発生することなく、廃水中の難分解性有機物を効率よく分離、分解することのできる廃水浄化方法を提供する。
【解決手段】廃水中の難分解性有機物を光触媒に吸着させる吸着工程と、難分解性有機物を吸着した光触媒を濾過する濾過工程と、濾過された光触媒に紫外線を照射して光触媒に吸着された難分解性有機物を分解する分解工程とを備えた。光触媒としては、二酸化チタンが好適に用いられる。有害汚泥を発生することなく、廃水中の難分解性有機物を効率よく分離、分解することができる。
【選択図】なし

Description

本発明は、ダイオキシン類などの難分解性有機物を含有する廃水を浄化する廃水浄化方法に関する。

従来のダイオキシン類を含有する廃水を浄化する廃水浄化方法としては、例えば特許文献１に開示されるように、ダイオキシン類を含有する原水を凝集沈殿させたのち、精密濾過膜を通して濾過し、つぎに、該濾過膜を通過した廃水中に過酸化水素水を添加して攪拌混合した後若しくは攪拌混合しながら紫外線を照射するもの（特許文献１）などが開示されている。
特開平１０−２８６５９７号公報

上記引用文献などに開示された方法において、凝集沈殿や濾過によって分離された懸濁物は、ダイオキシン類を吸着しており、このダイオキシン類を吸着した懸濁物からなる有害汚泥の処理方法が問題となっていた。また、上記方法において、硫酸アルミニウムや過酸化水素水などの薬剤を用意する必要があるほか、紫外線を照射するための設備や電気エネルギーが必要となり、コスト上の問題があった。さらに、上記方法では、廃水中におけるダイオキシン類の分解効率は、あまり良いものではなかった。

そこで、本発明は上記問題点に鑑み、有害汚泥を発生することなく、廃水中のダイオキシン類などの難分解有機物を効率よく分離、分解することのできる廃水浄化方法を提供することをその目的とする。

本発明の請求項１における廃水浄化方法は、廃水中の難分解有機物を光触媒に吸着させる吸着工程と、難分解有機物を吸着した光触媒を濾過する濾過工程と、濾過された光触媒に紫外線を照射して光触媒に吸着された難分解有機物を分解する分解工程とを備えたものである。

本発明の請求項１における廃水浄化方法では、光触媒に廃水中の難分解有機物を吸着させ、濾過した光触媒に紫外線を照射して光触媒に吸着された難分解有機物を分解することで、有害汚泥を発生することなく、廃水中の難分解有機物を効率よく分離、分解することができる。

本発明において、難分解性有機物とは、通常の方法では分解しにくい有機物全般を示し、例えば、ダイオキシン類，ビスフェノールＡ，ＰＣＢ類，トリクロロエチレンなどを挙げることができる。

なお、本発明の廃水浄化方法は、極性が低く、光触媒に対する吸着性が高い難分解性有機物に対して好適に適用することができる。そして、本発明の廃水浄化方法は、極微量の難分解性有機物の分解率が高いことから、特に、極微量でも環境および人体に対し生殖毒性、免疫毒性、発癌性などの悪影響を示すダイオキシン類，ビスフェノールＡなどをはじめとする種々の有害物質を分解するために有効に用いることができる。

本発明において、ダイオキシン類とは、ＰＣＤＤｓ（ポリ塩化ジベンゾ−パラ−ジオキシン）、ＰＣＤＦｓ（ポリ塩化ジベンゾフラン）、ＰＣＢ（ポリ塩化ビニル）中に含まれているＣｏ−ＰＣＢｓ（コプラナーポリ塩化ビフェニル）の総称である。ダイオキシン類は、ベンゼン環に結合する塩素の数と位置の違いにより、約２３０種類の同属体，異性体があり、それらの毒性の強さは、同属体，異性体の種類によってそれぞれ異なる。そして、全ダイオキシン中、最も強い毒性を示す２，３，７，８−ＴＣＤＤ（２，３，７，８−テトラ塩化ジベンゾ−パラ−ジオキシン）の毒性の強さを基準として、他の異性体の毒性の強さを相対的に表した換算係数であるＴＥＦ（毒性等価係数）が定められ、個々の異性体ごとに、その存在量にＴＥＦを乗じて毒性換算した毒性量を算出し、すべての異性体についての毒性量の総和としてのＴＥＱ（毒性等量）によって、ダイオキシン類全体としての毒性の強さを表示するのが一般的である。

難分解性有機物を含有する廃水を浄化する本発明の廃水浄化方法について説明すると、まず、吸着工程において、難分解性有機物を含有する廃水に粉末状の光触媒を混合、攪拌することで、廃水中の難分解性有機物を光触媒に吸着させる。この光触媒としては、光触媒の中で最も高活性で安定な、二酸化チタン（ＴｉＯ₂）が最も好適に用いられる。この光触媒は、表面積が大きいほど高い活性が望めるので、粒径が小さい粉末が好適に用いられる。例えば光触媒二酸化チタンとしては、日本エアロジル製ｐ−２５を用いることができる。

つぎに、濾過工程において、難分解性有機物を吸着した光触媒をフィルターで濾過し、固液分離する。このように、光触媒を廃水から分離することによって、廃水から分離しない場合と比較して高い分解率で難分解性有機物を分解することができる。なお、濾過助剤、例えば珪藻土の粉末をフィルター上に配置し、珪藻土に光触媒を吸着させれば、粒径の微細な光触媒を用いた場合においても、光触媒がフィルターを通過することなく、確実に固液分離することができる。この珪藻土を用いる場合は、予め廃水中に加えておいても、光触媒と同時に廃水に加えてもよく、さらに、濾過の直前に加えてもよい。なお、珪藻土を用いなくとも固液分離が確実にできるのであれば、珪藻土を省略してもよい。

つぎに、分解工程において、濾過された光触媒を乾燥させ、その後、乾燥させた光触媒に紫外線を照射して光触媒に吸着された難分解性有機物を分解する。この紫外線の光源としては、水銀ランプや太陽光などが好適に用いられる。太陽光を用いる場合は、紫外線照射設備や電気エネルギーが省略できる。なお、珪藻土を用いた場合は、光触媒を珪藻土に吸着させたまま紫外線を照射すればよい。

さらに、吸着された難分解性有機物を分解した後の光触媒は、つぎの廃水の吸着工程に再利用することができる。珪藻土を用いた場合は、珪藻土も光触媒とともに、つぎの廃水の吸着工程に再利用することができる。

以上のように本発明の廃水浄化方法は、廃水中の難分解性有機物を光触媒に吸着させる吸着工程と、難分解性有機物を吸着した光触媒を濾過する濾過工程と、濾過された光触媒に紫外線を照射して光触媒に吸着された難分解性有機物を分解する分解工程とを備えたものである。光触媒に廃水中の難分解性有機物を吸着させて濾過することで、固液分離するための特別な薬剤を用いることなく、廃水中の難分解性有機物を効率よく廃水から分離することができる。また、廃水から分離した光触媒に紫外線を照射することにより、光触媒に吸着された難分解性有機物を光触媒反応によって効率よく分解することができる。また、紫外線の光源に太陽光を用いれば、紫外線照射設備や電気エネルギーを省略でき、処理にかかるコストを削減することができる。さらに、光触媒を再利用できるので、有害汚泥を発生することがない。

以上、本発明の廃水浄化方法について説明してきたがこれに限られず、本発明の思想を逸脱しない範囲で種々の変形実施が可能である。例えば、上記の処理後の二次処理として、廃水中に残存する微量の難分解性有機物を活性炭に吸着させて分離してもよく、また、二次処理として廃水に紫外線を照射して廃水中に残存する微量の難分解性有機物を光分解させるようにしてもよい。また、難分解性有機物を含有するスラリー状の廃水にも本発明による廃水浄化方法を適用することができる。

実測濃度総計値が２７０ｎｇ／ｌ、ＴＥＱ換算総計値が５ｎｇ−ＴＥＱ／ｌのダイオキシン類を含有する廃水の浄化処理を行なった。はじめに、上記ダイオキシン類を含有する廃水に対して０．２質量％の二酸化チタン粉末（日本エアロジル製ｐ−２５）を加えて混合し、２時間攪拌した。その後、Ｎｏ．５Ｃの濾紙で濾過して二酸化チタン粉末を分離した。このときの濾液中のダイオキシン類の実測濃度総計値は３．２ｎｇ／ｌ、ＴＥＱ換算総計値は０．００４７ｎｇ−ＴＥＱ／ｌであり、９９％のダイオキシン類が廃水中から除去された。なお、二酸化チタン粉末に吸着されたダイオキシン類の実測濃度総計値は１８０ｎｇ／ｇ、ＴＥＱ換算総計値は４．５ｎｇ−ＴＥＱ／ｇであった。

つぎに、廃水中から分離した二酸化チタン粉末を自然乾燥させ、その二酸化チタン粉末に水銀ランプを用いて紫外線を２時間照射した。紫外線照射後の二酸化チタン粉末中に残存するダイオキシン類の実測濃度総計値は１９ｎｇ／ｇ、ＴＥＱ換算総計値は０．４４ｎｇ−ＴＥＱ／ｇであり、紫外線照射前の９０％のダイオキシン類が分解された。

前記第１実施例と同様に廃水中から分離して乾燥した二酸化チタン粉末に、太陽光を８時間照射した。太陽光照射後の二酸化チタン粉末中に残存するダイオキシン類の実測濃度総計値は３０ｎｇ／ｇ、ＴＥＱ換算総計値は０．７２ｎｇ−ＴＥＱ／ｇであり、太陽光照射前の８４％のダイオキシン類が分解されたことが確認された。

実測濃度１２μｇ／ｌのビスフェノールＡを含有する廃水の浄化処理を行なった。前記第１実施例と同様にビスフェノールＡを含有する廃水に対して０．２質量％の二酸化チタン粉末（日本エアロジル製ｐ−２５）を加えて混合し、２時間攪拌した。その後、Ｎｏ．５Ｃの濾紙で濾過して二酸化チタン粉末を分離した。このときの濾液中のビスフェノールＡの実測濃度は２．７μｇ／ｌであり、７８％のビスフェノールＡが廃水中から除去された。なお、二酸化チタン粉末に吸着されたビスフェノールＡの実測濃度は９．３μｇ／ｇであった。

つぎに、廃水中から分離した二酸化チタン粉末を自然乾燥させ、その二酸化チタン粉末に水銀ランプを用いて紫外線を２時間照射した。紫外線照射後の二酸化チタン粉末中に残存するビスフェノールＡの実測濃度は０．７４μｇ／ｇであり、紫外線照射前の９２％のビスフェノールＡが分解された。

比較例

前記第１実施例と同様のダイオキシン類を含有する廃水に対して０．２質量％の二酸化チタン粉末（日本エアロジル製ｐ−２５）を加えて混合し、二酸化チタンが懸濁した状態の廃水に対して、水銀ランプを用いて紫外線を照射しながら２時間攪拌した。その後、Ｎｏ．５Ｃの濾紙で濾過して二酸化チタン粉末を分離した。

つぎに、廃水中から分離した二酸化チタン粉末を自然乾燥させた。水中で紫外線照射した後の二酸化チタン粉末中に残存するダイオキシン類の実測濃度総計値は１７０ｎｇ／ｇ、ＴＥＱ換算総計値は４．１ｎｇ−ＴＥＱ／ｇであり、二酸化チタンが懸濁した状態の廃水中では、紫外線を照射してもダイオキシン類が二酸化チタンに吸着されたままで、ほとんど分解されないことが確認された。

Claims

廃水中の難分解性有機物を光触媒に吸着させる吸着工程と、難分解性有機物を吸着した光触媒を濾過する濾過工程と、濾過された光触媒に紫外線を照射して光触媒に吸着された難分解性有機物を分解する分解工程とを備えたことを特徴とする廃水浄化方法。
前記光触媒は二酸化チタンであることを特徴とする請求項１記載の廃水浄化方法。