JP2008080321A - 廃水浄化装置 - Google Patents

Abstract

【課題】インク廃水、染色廃水、塗装廃水等、凝集剤を用いて廃水を浄化する廃水浄化装置を提供する。
【解決手段】廃水２中に鉄イオンと、マグネシュウムイオンもしくはカルシュウムイオンあるいはアルミニュウムイオンの少なくとも何れか一８，９を添加して、廃水２中の混入異物を凝集沈殿させる凝集沈殿槽６，７と、凝集沈殿槽６，７の上澄み液を浄化する浄化装置１４，１５，１６，１７とで構成する。
【効果】凝集効果を高め、イニシャルコスト・ランニングコストが少なく、設置面積を大幅に縮小することができる。
【選択図】図１

Description

この発明は、例えば、インク廃水、染色廃水、塗装廃水等、凝集剤を用いて廃水を浄化する廃水浄化装置に関する。

例えば、インク製造工場における廃水の浄化は、第一の沈殿槽において、廃水中に硫酸バンド、パック等の凝集剤を投入して凝集沈殿させ、その上澄み液を第二の沈殿槽に注ぎ込み、第二の沈殿槽において、高分子凝集剤を投入して凝集沈殿物を除去した後、バッキ槽でバクテリア処理して放流している。

発明が解決しょうとする課題

従来の浄化装置は、上記の如く複雑な凝集沈殿を繰り返し行っているにもかかわらず、きれいに廃水を浄化できず、かつ、多大なイニシャルコスト・ランニングコストを要し、さらに、膨大な設置面積を必要とし、これらの問題を解決する必要性に迫られている。
さらに、図２の写真に示すインク工場の廃水は、第一の沈殿槽で、例えば、パック等のアルミを主成分とする凝集剤を用いて廃水中の混入異物を凝集沈殿させ、その上澄み液が第二の沈殿槽に送り込まれるが、この上澄み液は図３の写真で示す如く殆どきれいに浄化されていない。このため、第二の沈殿槽の負荷が大きくなり、日によっては十分浄化されない汚れた液が次工程のバッキ槽に流れ込み、バッキ槽の機能が十分に発揮できない課題があった。

この発明は、廃水中に鉄イオンと、マグネシュウムイオンもしくはカルシュウムイオンあるいはアルミニュウムイオンの少なくとも何れか一を添加して、廃水中の混入異物を効率的に凝集させて凝集沈殿槽で沈殿させ、その上澄み液を、遠心分離機、もしくは、砂濾過、あるいは、フイルタ、さらには、凝集濾過装置等の浄化装置で浄化し、イニシャルコスト・ランニングコストが安く、設置面積が狭い廃水浄化装置を提供することを目的とする。

上記課題解決手段は、廃水中に鉄イオンと、マグネシュウムイオンもしくはカルシュウムイオンあるいはアルミニュウムイオンの少なくとも何れか一を添加して、廃水中の混入異物を凝集沈殿させる凝集沈殿槽と、その上澄み液を浄化する浄化装置とで構成した。

例えば、インク工場の廃水は、図２の写真で示す如く非常に汚れている。この廃水中に例えば、塩化第二鉄等の鉄イオンを、例えば、１００ｐｐｍ添加して図４の写真のａに示す状態にして後、図４の写真に示す２００μｍの濾紙２４で濾過しょうとしても、混入スラッジ量が多く全く濾紙２４を通過しない。
この鉄イオンを添加した廃水中に、さらに、例えば、硫酸マグネシュウム等のマグネシュウムイオン１００ｐｐｍ添加して、図５の写真に示すように凝集沈殿させ、その上澄み液を図６の写真のａで示す如く２００μｍの濾紙２４で濾過すると、図６の写真のｃ、並びに、図７の写真に示す如く可也きれいな透過液が得られた。

図８は、図２の写真に示す廃水中に塩化第二鉄を添加して、２４時間静置した状態を示す写真で、図８ａは廃水０．５ｌ中に塩化第二鉄１ｇを、図８ｂは廃水１ｌ中に塩化第二鉄１ｇを、図８ｃは廃水１．５ｌ中に塩化第二鉄１ｇを、図８ｄは廃水２ｌ中に塩化第二鉄１ｇを、それぞれ添加した状態を示し、何れも、実際に使用し得る、例えば、２時間等の短時間での凝集沈殿は不可能であった。
図９は、図２の写真に示す廃水中に硫酸マグネシュウムを添加して、２４時間静置した状態を示す写真で、図９ａは廃水０．５ｌ中に硫酸マグネシュウム１ｇを、図９ｂは廃水１ｌ中に硫酸マグネシュウム１ｇを、図９ｃは廃水１．５ｌ中に硫酸マグネシュウム１ｇを、図９ｄは廃水２ｌ中に硫酸マグネシュウム１ｇを、それぞれ添加した状態を示し、何れも、実際に使用し得る、例えば、２時間等の短時間での凝集沈殿は不可能であった。

図１０は、図２の写真に示す廃水中に塩化第二鉄と硫酸マグネシュウムを添加して、２時間静置した状態を示す写真で、図１０ａは廃水０．５ｌ中に塩化第二鉄１ｇと硫酸マグネシュウム１ｇを、図１０ｂは廃水１ｌ中に塩化第二鉄１ｇと硫酸マグネシュウム１ｇを、図１０ｃは廃水１．５ｌ中に塩化第二鉄１ｇと硫酸マグネシュウム１ｇを、図１０ｄは廃水２ｌ中に塩化第二鉄１ｇと硫酸マグネシュウム１ｇを、それぞれ添加した状態を示し、何れも凝集沈殿は短時間に行われ、特に、図１０ｂの凝集沈殿が最も速く行われ、１時間の静置で、ほぼ、試験管の高さの１／３まで沈降した。
即ち、鉄イオン、並びに、マグネシュウムイオンは、それぞれ単独の添加では満足に凝集沈殿しないが、両イオンを混在して投入すると良好に凝集沈殿が行われた。

図１１は、図２の写真に示す廃水中に塩化第二鉄と塩化カルシュウムとを添加して、６時間静置した状態を示す写真で、図１１ａは廃水０．５ｌ中に塩化第二鉄１ｇと塩化カルシュウム１ｇを、図１１ｂは廃水１ｌ中に塩化第二鉄１ｇと塩化カルシュウム１ｇを、図１１ｃは廃水１．５ｌ中に塩化第二鉄１ｇと塩化カルシュウム１ｇを、図１１ｄは廃水２ｌ中に塩化第二鉄１ｇと塩化カルシュウム１ｇを、それぞれ添加した状態を示し、何れも凝集沈殿はかなり良好に行われ、特に、図１１ｂの凝集沈殿が最も速く行われた。
即ち、マグネシュウムイオンの代わりにカルシュウムイオンを用い、鉄イオンと混在して投入しても良好に凝集沈殿が行われた。
なお、カルシュウムイオンを用いた場合、その凝集沈殿速度は、マグネシュウムイオンの場合に比較して２〜３倍長くかかった。

図１２は、図３の写真に示す、例えば、凝集剤：パックであるアルミニュウムイオンが添加されている廃水１ｌ中に、塩化第二鉄１ｇを投入した状態を示す写真。
即ち、鉄イオンとアルミニュウムイオンとを混在して投入しても良好に凝集沈殿が行われた。

上記テストは、インク工場の廃水で行ったものであり、鉄イオンと、マグネシュウムイオン、もしくは、カルシュウムイオン、あるいは、アルミニュウムイオンの少なくとも何れか一のそれぞれの投入量は、それぞれ被浄化対象液の性状によって異なり、それらを組み合わせることにより、それぞれ単独では得られなかった凝集沈殿効果が得られることに特徴がある。

即ち、廃水中に、鉄イオンと、マグネシュウムイオン、もしくは、カルシュウムイオン、あるいは、アルミニュウムイオンの少なくとも何れか一を投入して、廃水中の混入異物を凝集沈殿槽で凝集沈殿させ、その上澄み液を、遠心分離機、もしくは、砂濾過、あるいは、フイルタ、さらには、凝集濾過装置等の浄化装置で浄化することに特徴がある。

浄化装置である凝集濾過装置は、吸着剤の電荷０ポイントの性状を利用して行う。即ち、廃水のｐＨ値が吸着剤の電荷０ポイントより低いｐＨ領域の場合、吸着剤の表面は正に帯電し、負に帯電する水酸基を水溶液中に溶解する性状を利用する。
吸着剤が水酸化マグネシュウムの場合、その電荷０ポイントはｐＨ１２で、ｐＨ１２より低いｐＨ領域の水溶液中にあっては、水酸化マグネシュウムの表面は正に帯電する。
一方、廃水中の微粒子は、ｐＨ６〜ｐＨ１２の領域の水溶液中にあっては負に帯電する。負に帯電している微粒子は、正に帯電している吸着剤の表面に吸引されて微粒子の相互間距離が、互いに吸引力が働く距離まで狭くなり、互いに凝集して大きな塊となる。大きな塊となった微粒子は、目の粗い、例えば２００μｍの濾紙等で捕捉される。

また、吸着剤として、図１３の写真に示す長さ３０μｍの針状繊維を絡めて毛玉状の粉末状体に構成した水酸化マグネシュウムを用いた場合、その自重の２倍の油を吸収することができる。また、その吸収能力が飽和すると、油を大きな塊として水溶液中に押し出し液面に浮上させる。この浮上油を分離回収することもできる。
さらに、水酸化マグネシュウムは、水溶液中に水酸基を溶解させるため、廃水中に鉛、ニッケル等の重金属イオンが混入している場合、これらの重金属イオンと結合して水酸化物のフロックを形成し、このフロックを凝集させてフイルタで除去することも出来る。

発明の効果

課題解決手段は、廃液中に鉄イオンと、マグネシュウムイオン、もしくは、カルシュウムイオン、あるいは、アルミニュウムイオンの少なくとも何れか一を添加して、廃水中の混入異物を凝集させて凝集沈殿槽で沈殿させ、その上澄み液を浄化装置で浄化することにより、凝集効率を高め、イニシャルコスト・ランニングコストが少なく、設置面積を大幅に縮小することが出来る。

以下この発明の実施の形態を図１に基づいて説明する。
図１は、この発明の一実施例を示す図で、図において、廃水槽１内の図２の写真で示す廃水２を、ポンプ３で汲み上げ、バルブ４，５を介して、例えば、４時間毎に交互に第１，第２の沈殿槽６，７に注ぎ込む。第１，第２の沈殿槽６，７では、第１，第２のイオン注入口８，９から鉄イオンと、マグネシュウムイオン、もしくは、カルシュウムイオン、あるいは、アルミニュウムイオンの少なくとも何れか一が投入され、撹拌されて廃水中の異物は、例えば、１，２時間掛けて凝集沈殿し、図５の写真に示す如くになる。
廃水中の異物が凝集沈殿した第１，第２の沈殿槽６，７の上澄み液は、第１，第２のポンプ１０，１１によって、第１，第２の前処理フイルタ１２，１３と第１，第２の凝集装置１４，１５と第１，第２の後処理フイルタ１６，１７とに送り込まれる。
第１，第２の前処理フイルタ１２，１３は、例えば、フイルタメーカー公称１０μｍのフイルタ１２ａ，１３ａを使用して上澄み液中の大きな微粒子を除去する。大きな微粒子が除去された廃水は、第１，第２の凝集装置１４，１５に送り込まれ、例えば、図１３の写真に示すマグネシュウムの２５０μｍの毛玉状の微粒子と、例えば、図１４に示す珪藻土の焼結体からなるスペーサーとを、体積比率５０：５０に混合した吸着剤層１４ａ，１５ａを通過させて、廃水中の微粒子を約３００倍の大きな塊に凝集する。
この約３００倍の大きな塊となった微粒子を第１，第２の後処理フイルタ１６，１７の、例えば、フイルタメーカー公称１０μｍのフイルタ１６ａ，１７ａで捕捉し浄化する。
第１，第２の後処理フイルタ１６，１７で微粒子が除去された浄化水は、バルブ１８を介してバッキ槽１９に送り込まれ、浄化水中のＢＯＤ，ＣＯＤ値を低減して後、下水放流するか、または、バルブ２０を介して冷却水等にリサイクル使用する。
一方、第１，第２の沈殿槽６，７の沈殿物は、バルブ２１，２２を介してフイルタプレス２３に送り込まれ、プレス濾過されて後、沈殿物は廃棄処理され、プレス濾過後の廃水は廃水槽１内に戻される。

図１５は、第１，第２の凝集装置１４，１５と第１，第２の後処理フイルタ１６，１７からなる凝集濾過装置の性能立証テスト状況を示す写真で、２００μｍの濾紙２４上に吸着剤１４ａを乗せ、その上方から図５の写真に示す廃液を注ぐと、図１５のａ、並びに、図１６の写真で示す如く非常にきれいに浄化される。

なお、上記実施例では、濾過装置として凝集濾過装置を示したが、遠心分離機、もしくは、砂濾過、あるいは、フイルタ等、どの様な濾過装置であってもよい。

この発明の廃水浄化装置の一実施例を示すブロック線図。 インク工場の廃水を示す写真。 インク工場の従来の第一沈殿槽の上澄み液の状態を示す写真。 〔図２〕の写真に示す廃水に鉄イオンを添加して濾紙での濾過状況を示す写真。 〔図４〕の写真に示す廃水にマグネシュウムイオンを添加した状態を示す写真。 〔図５〕の写真に示す廃水の濾紙での濾過状況を示す写真。 〔図６〕の写真に示す濾過による濾過液を示す写真。 〔図２〕の写真に示す廃水に塩化第二鉄を添加した状態を示す写真で〔図８ａ〕は廃水０．５ｌ中に塩化第二鉄１ｇを添加した状態を示す写真。〔図８ｂ〕は廃水１ｌ中に塩化第二鉄１ｇを添加した状態を示す写真。〔図８ｃ〕は廃水１．５ｌ中に塩化第二鉄１ｇを添加した状態を示す写真。〔図８ｄ〕は廃水２ｌ中に塩化第二鉄１ｇを添加した状態を示す写真。 〔図２〕の写真に示す廃水に硫酸マグネシュウムを添加した状態を示す写真で〔図９ａ〕は廃水０．５ｌ中に硫酸マグネシュウム１ｇを添加した状態を示す写真。〔図９ｂ〕は廃水１ｌ中に硫酸マグネシュウム１ｇを添加した状態を示す写真。〔図９ｃ〕は廃水１．５ｌ中に硫酸マグネシュウム１ｇを添加した状態を示す写真。〔図９ｄ〕は廃水２ｌ中に硫酸マグネシュウム１ｇを添加した状態を示す写真。 〔図２〕の写真に示す廃水に塩化第二鉄と硫酸マグネシュウムを添加した状態を示す写真で〔図１０ａ〕は廃水０．５ｌ中に塩化第二鉄１ｇと硫酸マグネシュウム１ｇを添加した状態を示す写真。〔図１０ｂ〕は廃水１ｌ中に塩化第二鉄１ｇと硫酸マグネシュウム１ｇを添加した状態を示す写真。〔図１０ｃ〕は廃水１．５ｌ中に塩化第二鉄１ｇと硫酸マグネシュウム１ｇを添加した状態を示す写真。〔図１０ｄ〕は廃水２ｌ中に塩化第二鉄１ｇと硫酸マグネシュウム１ｇを添加した状態を示す写真。 〔図２〕の写真に示す廃水に塩化第二鉄と塩化カルシュウムを添加した状態を示す写真で〔図１１ａ〕は廃水０．５ｌ中に塩化第二鉄１ｇと塩化カルシュウム１ｇを添加した状態を示す写真。〔図１１ｂ〕は廃水１ｌ中に塩化第二鉄１ｇと塩化カルシュウム１ｇを添加した状態を示す写真。〔図１１ｃ〕は廃水１．５ｌ中に塩化第二鉄１ｇと塩化カルシュウム１ｇを添加した状態を示す写真。〔図１１ｄ〕は廃水２ｌ中に塩化第二鉄１ｇと塩化カルシュウム１ｇを添加した状態を示す写真。 〔図３〕の写真に示す廃水１ｌ中に塩化第二鉄１ｇを添加した状態を示す写真。 水酸化マグネシュウムを主成分とする毛玉状の吸着剤を示す写真。 珪藻土を焼結して構成したスペーサーを示す写真。 凝集濾過装置の性能立証テスト状況を示す写真。 〔図１５〕の性能立証テストで浄化された液を示す写真。

符号の説明

１ ：廃水槽
２ ：廃水
６， ７：第１，第２の沈殿槽
８， ９：第１，第２のイオン注入口
１４，１５：第１，第２の凝集装置
１６，１７：第１，第２の後処理フイルタ

Claims (1)

1. 廃水中に、鉄イオンと、マグネシュウムイオンもしくはカルシュウムイオンあるいはアルミニュウムイオンの少なくとも何れか一を添加して、廃水中の混入異物を凝集沈殿させる凝集沈殿槽と、
   凝集沈殿槽の上澄み液を浄化する浄化装置とを設けたことを特徴とする廃水浄化装置。