JP2007313492A - 溶解性cod成分含有水の処理方法及び装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】原水に微粒状のCOD成分除去材を添加した後、無機凝集剤、有機凝結剤又は有機高分子凝集剤を添加して凝集処理した後、固液分離する。COD成分除去材は好ましくは、イオン交換樹脂であり、平均粒子径が1〜200μmであり、比表面積が0.05〜20m2/cm3であり、添加量は0.1〜5g/Lである。
【選択図】図1
Description
このように、イオン交換樹脂塔に通水して排水処理を行う場合、排水中の懸濁物質等のために樹脂塔に閉塞を起こす場合がある。
本発明方法及び装置が処理対象とする溶解性COD成分含有水としては、印刷工場、半導体工場、食品工場、紙・パルプ工場、化学工場などから排出される工場排水、し尿処理場、下水処理場からの処理水、あるいは浄水や用水が例示されるが、これらに限定されない。
有機系微粒子のカチオン性官能基としては、アミノ基、N−アルキルアミノ基、N,N−ジアルキルアミノ基、それらと無機酸、有機酸との塩、N,N,N−トリアルキルアンモニウムハライド、Nを有する複素環等、酸性pH域でカチオン性を示す官能基で、代表的なものとしては三級アミノ基の塩酸塩や四級アンモニウム基であるトリメチルアンモニウムクロライド等の官能基を挙げることができる。また、アニオン性官能基としては、カルボキシル基、スルホン基、硫酸基などを挙げることができる。水素結合能を持つ官能基としては、上記のアミノ基やカルボキシル基も含まれるが、水酸基、エーテル基、アミド基などのノニオン基も挙げることができる。
この有機系微粒子としてはイオン交換樹脂が好適であるが、高分子電解質ゲル微粒子であってもよい。
有機系微粒子の平均粒子径は、反応効率、ハンドリング性の点で、200μm以下であることが好ましい。200μmを越えると、被処理対象液と接触中に有機系微粒子が沈降する場合があることや、表面積が小さくなり、反応効率が低下する。また、スラリー状の製品とした時、粒子の沈降を起こし易く、製品安定性が低下する。
反応効率の点で、有機系微粒子の比表面積は0.05m2/cm3以上が好ましい。0.05m2/cm3より小さいと、有機系微粒子の添加量が同じではCOD除去能が低下し、同じCOD除去能を得るには、必要添加量が増大する。
有機系微粒子の粒子形状は、ビーズ状の球状微粒子でも、破砕形状の粉砕型の微粒子でもよい。
本発明では、処理対象水中の溶解性COD成分のイオン性に応じて有機系微粒子のイオン性を選択してもよい。なお、通常の溶解性COD成分はアニオン性もしくはノニオン性である。このような場合には、カチオン性の官能基を有する有機系微粒子例えばアニオン交換樹脂を適用することが望ましい。
有機系微粒子は、被処理水に微粒子粉末のまま添加されてもよく、水などの液状媒体に分散させたスラリー状にして添加されてもよい。スラリー状にして添加する場合は、必要に応じて分散剤、増粘剤、腐敗防止剤等を併用してもよい。
有機系微粒子の添加場所は特に限定はない。被処理水の配管にライン注入してもよく、何らかの撹拌装置を備えた反応槽に添加してもよい。
有機系微粒子の添加率は被処理水中の溶解性COD成分溶濃度、性状等に応じて変わるが、概ね固形分で0.1〜5g/L特に0.5〜3g/L程度が公的である。
[無機凝集剤の種類及び添加量]
無機凝集剤の種類に特に限定はない。硫酸バンド、ポリ塩化アルミニウム、塩化第二鉄、硫酸第一鉄など任意に選定できる。
有機凝結剤の種類に特に限定はない。例えば、ポリエチレンイミン、ジアリルジメチルアンモニウムクロリド、エチレンジアミンエピクロルヒドリ重縮合物、ポリアルキレンポリアミンなど、通常水処理で使用されるカチオン性有機系ポリマーが挙げられる。
有機高分子凝集剤の種類に特に限定はない。水処理で通常使用される高分子凝集剤であれば採用可能である。例えば、アニオン系であれば、ポリ(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸と(メタ)アクリルアミドの共重合物、およびそれらのアルカリ金属塩等が挙げられる。ノニオン系であれば、ポリ(メタ)アクリルアミド等が挙げられる。カチオン系であれば、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレートもしくはその4級アンモニウム塩やジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミドもしくはその4級アンモニウム塩等のカチオン性モノマーからなるホモポリマー、あるいはそれらカチオン性モノマーと共重合可能なノニオン性モノマーとの共重合体等が挙げられる。
まず、被処理対象水に有機系微粒子を添加し、撹拌などによってさらに充分接触させた後に、上記凝集剤又は凝結剤を添加し、撹拌などによってさらに充分反応させるのが好ましいが、添加順序はこれに限定されるものではなく、次のa,b又はcの添加順序としてもよい。
a:無機凝集剤を添加して反応させた後、有機系微粒子を添加して反応させ、pH調整後に有機高分子凝集剤を添加する。
b:有機系微粒子を添加してよく反応させた後に、無機凝集剤と有機凝結剤を添加してpH調整後、有機高分子凝集剤を添加する。
c:無機凝集剤を添加して反応させた後、有機系微粒子を添加して反応させ、pH調整
後に有機高分子凝集剤を添加する。
通常の排水処理での操作と同様に、送液ポンプを用いて、水量に応じて一定量添加すればよい。ただし、添加のための機器はこれに限定されない。
必要に応じて、殺菌剤、消臭剤、消泡剤、防食剤などと併用してもよい。
本発明においては、有機系微粒子を添加した後の固液分離として、凝集剤又は凝結剤を利用した固液分離以外の固液分離を採用してもよい。
第1図は、本発明方法を行うのに好適な溶解性COD成分含有水の処理装置の一例を示す系統図である。原水(溶解性COD成分含有水)は、混合槽1に導入され、ここにおいて微粒状イオン交換樹脂等の有機系微粒子が添加され、好ましくは撹拌機でゆっくりと撹拌される。この混合槽1内の液は次いで凝集槽に送られ、無機凝集剤、有機凝結剤又は有機高分子凝集剤の添加を受け、好ましくはゆっくりと撹拌される。
この比較例1では、比重0.35Kg/Lの粉末活性炭を用いた。
上記比較例1の粉末活性炭をイオン交換樹脂微粒子としたこと以外は比較例1と同じ操作にて行った。
実施例1:平均粒子径360μm、比表面積0.027m2/cm3の市販のアニオン交換樹脂
実施例2:平均粒子径245μm、比表面積0.041m2/cm3の別の市販のアニオン交換樹脂
実施例3〜5:実施例2のアニオン交換樹脂をボールミルで粉砕したもの。平均粒子径及び比表面積は以下の通り
実施例3:平均粒子径185μm、比表面積0.070m2/cm3
実施例4:平均粒子径80μm、比表面積0.134m2/cm3
実施例5:平均粒子径1.9μm、比表面積3.778m2/cm3
これらのアニオン交換樹脂は、いずれも10wt%の水スラリーとして添加した。
イオン交換樹脂の代わりに、次のようにして重合及び微粒子化することにより製造した高分子電解質ゲル粒子を用いた他は上記実施例と同じ操作にて行った。
アクリルアミド2.84g(0.04モル)、メチレンビスアクリルアミド0.616g(0.004モル)、2,2’−アゾビス(2−アミノジプロパン)二塩酸塩0.27gを純水に溶解した後、ジメチルアミノエチルメタクリレート塩化メチル4級化物63%水溶液117.6g(0.36モル)を加え、純水にて全体が200mlとなるようにメスアップした。そのモノマー溶液を、冷却器、窒素導入管、温度計を備えた500ml三つ口セパラブルフラスコに入れ、室温にて約30分間窒素バブリングし、その後45℃水浴にフラスコを浸して窒素雰囲気下で12時間重合させた。
重合後の透明ゲルをカッターで裁断し、105℃の乾燥器で6時間乾燥後、ミル粉砕機にて微粉化した後、目開き250μmと180μmの篩でふるってサンプルを調製し、各々比表面積を測定した。平均粒子径及び比表面積は次の通りである。
実施例7:平均粒子径85μm、比表面積0.15m2/cm3
添加率は0、200、400、600、800、1000mg/L(対処理対象液)とした。
実施例3,5において、先にアニオン交換樹脂スラリーを添加し、その後無機凝集剤を添加するように添加順序を逆にした他は同様にして操作を行った。処理水のCODの測定結果を第4図に示す。なお、実施例8が実施例3に対応し、実施例9が実施例5に対応する。
2 凝集槽
3 沈殿槽
Claims (7)
- 溶解性COD成分含有水に微粒状のCOD成分除去材を添加した後、固液分離することにより、溶解性COD成分含有水から溶解性COD成分を除去するCOD成分含有水の処理方法において、
該COD成分除去材は、カチオン性官能基、アニオン性官能基、又は水素結合能を持つ官能基を有した有機系微粒子であることを特徴とする溶解性COD成分含有水の処理方法。 - 請求項1において、前記有機系微粒子の平均粒径が1〜200μmであることを特徴とするCOD成分含有水の処理方法。
- 請求項1又は2において、前記有機系微粒子の比表面積が0.05〜20m2/cm3であることを特徴とする溶解性COD成分含有水の処理方法。
- 請求項1ないし3のいずれか1項において、前記有機系微粒子の添加量は0.1〜5g/Lであることを特徴とする溶解性COD成分含有水の処理方法。
- 請求項1ないし4のいずれか1項において、前記有機系微粒子はイオン交換樹脂であることを特徴とするCOD成分含有水の処理方法。
- 請求項1ないし5のいずれか1項において、前記固液分離は、無機凝集剤、有機凝結剤及び有機高分子凝集剤の少なくとも1種を添加して凝集させ、生成した凝集フロックを分離する工程を有することを特徴とする溶解性COD成分含有水の処理方法。
- 溶解性COD成分含有水に微粒状のCOD成分除去材を添加する手段と、その後、この液を固液分離処理する固液分離手段とを有する溶解性COD成分含有水の処理装置において、
該COD成分除去材は、カチオン性官能基、アニオン性官能基、又は水素結合能を有した有機系微粒子であることを特徴とする溶解性COD成分含有水の処理装置。
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