JP2008100156A - 地上設置型産業廃液浄化処理装置及び産業廃液浄化処理方法。 - Google Patents

Abstract

【課題】広範囲な種類の産業廃液に対して汎用的に適応でき、有機無機物等、強酸強アルカリ物質等詳しくは重金属イオン及び塩分を含む固形汚染物質に対して安定した処理能力を維持し、しかもイニシャルコストが安く、スペースを取らず、かつ、ランニングコストの少ない、温室効果ガスであるメタンガスの発生を低減でき、移動可能なキャスターを有する地上設置型産業廃液浄化処理装置を提供する。
【解決手段】バクテリアが棲息する微生物担体チップにおが屑を用いて、有機無機物等、強酸強アルカリ物質等、詳しくは重金属イオン及び塩分を含む固形汚染物質を濾過吸着処理、中和処理及び微生物的処理を行う液体浄化処理装置内にはバクテリアの活動を補助するために空気供給機と繋がって温風を吹き出す螺旋状温風排出パイプを設け、化学的処理を行う液体浄化処理装置内には分離膜材を用いて、化学的処理を行うことを特徴とする地上設置型産業廃液浄化処理装置。
【選択図】図１

Description

本発明は、下水道又は産業廃液の処理、すなわち、水中に溶解又は浮遊する有機無機物質等、強酸強アルカリ物質等、詳しくは重金属イオン及び塩分を含む固形汚染物質を除去するために、多様な産業廃液に汎用的に使用可能な地上設置型産業廃液浄化処理装置及び産業廃液浄化処理方法に関する。

従来の産業廃液中の有機固形物に関する処理技術の基本は、産業廃液の浄化対象物に調整材を混合攪拌し、その後、酸性化剤や高分子凝集剤を添加し、シックナー等で連続的に沈降固液分離するという技術である。

しかしながら、上記技術は高ＢＯＤ（生物化学的酸素要求量）、ＣＯＤ（化学的酸素要求量）廃液のうち特に高ＳＳ（浮遊物質量）を含有するものについては、連続処理が非常に困難であり、稀釈水等を用て、処理可能な濃度にした後で、処理を行っており、高ＳＳ（浮遊物質量）の処理は稀釈水等を用いなければ実用としては耐え得ないものである。

即ち、従来公知の調整材を用いた沈降固液分離法は、調整材と廃液を混合攪拌した後、更に酸性化剤及び高分子凝集剤を添加し、それによって不純汚濁成分を吸着し調整材を核とする凝集沈殿物として補足するものであり、連続処理の場合は、その上澄液をシックナー等で分離するという浄化処理方法である。また、高ＳＳ廃液については、沈降固液分離が不能な為、３〜１０倍の稀釈水を用いて、上記工程を行う方法である。

例えば、下水道汚泥（10,000mg／リットル）等はＳＳ中のＭＬＶＳＳ（有機性浮遊物）の割合が高く、このため、調整材と混合攪拌後に添加する酸性化剤や高分子凝集剤を用いても、ＳＶ３０（３０分間活性汚泥沈殿率）で９５％以上となってしまい、上記下水道汚泥は沈降分離に極めて不向きである。

また同様な現象において、高ＳＳ廃液（酒類の醸造及び蒸留廃液等）で30,000mg／リットルを越えるものについては事実上稀釈水を使用しない限り、沈降固液分離は不可能である。

この他にも生し尿や浄化槽汚泥及び家畜糞尿等に於ては、同様のプロセスで沈降固液分離をした場合に、添加した酸性化剤に有機物が反応してしまい、大量の発泡を生じてしまうため、連続処理は極めて困難である。

上記のような酸性化剤による現象を無くする技術として、廃液や汚泥の処理工程に、前処理として加圧浮上法、電解法を用いて処理する技術がある。しかし前処理として加圧浮上法、電解法を用いて処理する技術では、ランニングコストが高価ものとなり経済活動として不都合である。

特に、50,000mg／リットル以上の高ＳＳ廃液又は汚泥等の産業廃液は、上記従来技術における処理では、処理が非常に困難であった。50,000mg／リットル以上の廃液については、ＤＳ（乾物汚泥重量）で設備規模の決まる加圧脱水方式では、イニシャルコストが高くなり過ぎるという不都合がある。

また、産業廃液中の無機固形物、詳しくは重金属イオンに関する処理技術の基本は、アルカリ剤を用いて重金属イオンを水酸化物の形にした後、ゼオライト、シリカゲル、合成樹脂などを使用して吸着除去する方法が主として行われている。しかし、この方法は多量のアルカリ剤を必要とし、また二次排水、廃棄物が排出され、処理にも多くの工程と設備を必要とする。

そこで、産業廃液中の環境汚染物質を簡単に除去、回収する方法が要望されている。環境汚染物質を簡単に除去、回収する方法としては、微生物を利用する方法、いわゆるバイオレメディエーションが提案されている。バイオレメディエーションの一例としては、浄水施設で用いられている活性汚泥に代表されるように、産業廃液などに微生物を投入、培養し、微生物の代謝機構によって重金属イオンなどの環境汚染物質を微生物の体内に取り込ませ、除去、回収する方法が挙げられる。
特開２００１−０４７０９４ 特開２００２−３１６１８７

本発明の課題は、浄化処理が極めて困難な50,000mg／リットル以上の高ＳＳ有機系の廃液又は汚泥等の産業廃液を有効に浄化処理する方法を提供することにある。

さらには、浄化処理が極めて困難な50,000mg／リットル以上の高ＳＳ有機系の廃液又は汚泥等の産業廃液を簡素な設備で経済活動に見合う有効な浄化処理する方法を提供することにあり、しかも酸性化剤やアルカリ性剤を使用しない浄化処理する方法を提供することにある。

また、工場から発生する産業廃液に含まれる重金属イオンを微生物の代謝により除去する方法は、産業廃液中で微生物が生存している必要があり、その為に、産業廃液の水素イオン（ｐＨ）や温度といった条件を調整する必要がある。また、微生物が効率的に重金属イオンを取り込む為の産業廃液の水素イオン（ｐＨ）や温度といった条件はさらに限定され、利用できる範囲が制限されてしまう問題点があった。本発明の課題は、産業廃液の水素イオン（ｐＨ）や温度といった条件を調整することなく、産業廃液中の環境汚染物質を簡単に除去、回収する方法を提供することにある。

発明は上述した事情により成されたものであり、本発明の目的は、広範囲な種類の産業廃液に対して汎用的に適用でき、有機無機物等、強酸強アルカリ物質等、詳しくは重金属イオン及び塩分を含む多様な汚染物質に対して安定した処理能力を維持し、しかもイニシャルコストが安く、スペースを取らず、かつ、ランニングコストの少ない、温室効果ガスであるメタンガスの発生を低減でき、移動可能なキャスターを有する地上設置型産業廃液処理装置を提供することにある。

この発明はバクテリアが棲息する微生物担体チップにおが屑などの有機物を主成分に構成される材料を用いて、有機無機物等、強酸強アルカリ物質等、詳しくは重金属イオン及び塩分を含む固形汚染物質を濾過吸着処理、中和処理及び微生物的処理を行う液体浄化処理装置内にはバクテリアの活動を補助するために空気供給機と繋がって温風を吹き出す螺旋状温風排出パイプを設け、化学的処理を行う液体浄化処理装置内には分離膜材を用いて、化学的処理を行う事を要旨とする。

産業廃液などに含まれる重金属イオンはおが屑に濾過吸着させることによって、除去、回収が可能となる。

更に言えば、微生物は、生物由来の物質であることから生分解性に優れており、環境中に存在した場合にも容易に分解され、環境汚染の懸念がない。なお、微生物を含めて用いる場合、その微生物の生死は重金属イオンの除去、回収に影響しない。

これらの濾過吸着処理、中和処理及び微生物的処理と化学的処理を複合させた一連の処理行程を制御する自動制御盤と移動を可能としたキャスターを有することを特徴とする地上設置型産業廃液浄化処理装置及び産業廃液浄化処理方法によって達成される。

以上に述べた通り本発明の地上設置型産業廃液浄化処理装置によれば、第１処理ユニットＡによって廃液中の有機無機物等、強酸強アルカリ物質等、詳しくは重金属イオン及び塩分を含む固形汚染物質を濾過吸着処理、中和処理及び微生物的処理と、第２処理ユニットＢによる分離膜を用いる化学的処理を複合させた産業廃液浄化処理を行うことで顕著な効果を上げることができた。

このために、従来の産業廃液浄化処理方法と比較し、酸性化剤、アルカリ性剤、中和剤及び凝集剤等の化学薬品を用いる吸着除去方することなく、また、既存の産業廃液処理システムが処理方法としている沈降固液分離方、凝集沈澱方、活性汚泥法も不要とし、第１処理ユニットＡと第２処理ユニットＢの相乗効果により、イニシャルコストの抑制、ランニングコストの格段な激減、設置スペースを削減化し、なお、処理設備からの温室効果ガスであるメタンガスの発生を低減でき、既存の産業廃液処理システムに対して汎用的かつ、移動を可能としたキャスターを有し、設置が簡単な地上設置型産業廃液処理装置を組み合わせることにより、従来の産業廃液処理システムの設計・製作並びに運転維持は極めて容易に且つ安価となる。

この地上設置型産業廃液浄化処理装置は大きく分ければ第１処理ユニットＡと第２処理ユニットＢに分けられ、第１処理ユニットＡのバクテリアが棲息する微生物担体チップにおが屑を用いて、濾過吸着処理、中和処理及び微生物処理を行う液体浄化処理手段では産業廃液を投入後、濾過吸着処理、中和処理及び微生物的処理を行う液体浄化処理装置内では微生物担体チップであるおが屑の木細片の吸着濾過作用により、投入された産業廃液中の８０〜９０％は吸着濾過処理され、残りの１０〜２０％の固形汚染物質は第１処理ユニットＡである液体浄化処理装置内の微生物担体チップであるおが屑の木細片において吸着・捕集され木細片内に目詰を生じさせる。即ち濾過吸着作用で微生物担体チップである木細片内において有機物等の固形汚染物質は液体浄化処理装置内に設けられている、空気供給機と繋がっている温風を吹き出す螺旋状温風排出パイプからの熱エネルギーで好気性バクテリアが必要とする最適な好気性の環境を維持確保する事ができ、好気性のエネルギー（発酵熱）を急速に発生させて好気性処理（微生物的処理）を第１処理ユニットＡ内で行い有機汚染物質の主因となすタンパク質・脂肪・炭水化物等を分解消化する際、下記の過程で反応する。
ＣＨ_４→ＣＯ_２＋Ｈ_２Ｏ

また、有機物等の生し尿や浄化槽汚泥及び家畜糞尿等に含まれる塩分（塩化物イオン）については分解触媒化される。

また、無機物の固形汚染物質の主因となす重金属イオンはおが屑により捕集され、強酸性、強アルカリ性の産業廃液（原水）はおが屑の触媒作用により中和処理される。

また、第２処理ユニットＢにおいては分離膜材を用いる浄化処理を行う液体浄化処理装手段では、分離膜材を用いる第２処理ユニットＢで行う液体浄化処理手段を化学的処理と称し、第１処理ユニットＡである液体浄化処理装置内で濾過吸着処理、中和処理及び微生物的処理されない処理水に含まれる無機物の固形汚染物質の主因となす重金属イオンまたは微生物等をさらに分離材において化学処理して効果をもたらす。

このように、第１処理ユニットＡと第２処理ユニットＢの液体浄化処理装置で濾過吸着処理、中和処理及び微生物的処理と化学的処理ができ、これらの複合型の処理方法により、固形物を含む産業廃液中の汚染物質を分解消化させ、移動を可能にしたキャスターを有し、既存の産業廃液処理システムに簡単に設置できる地上設置型産業廃液浄化処理装置によって達成される。

図１は本発明の原理を実証するための装置の概要構成を示す図である。全体の地上設置型産業廃液浄化処理装置１３は産業廃液（原水）１を濾過吸着処理、中和処理及び微生物的処理により分解消化または触媒化する。第１処理ユニットＡ内の液体浄化処理装置４と化学的処理をする第２処理ユニットＢ内の分離膜８の液体浄化処理装置９から構成され、動制御盤１０をもって一連の行程を制御する。

第１処理ユニットＡのバクテリアが棲息する微生物担体チップにおが屑を用いて、浄化処理を行う液体浄化処理手段では産業廃液（原水）１を送水ポンプ２と送水管３をかえして当該装置に投入し濾過吸着処理、中和処理及び微生物的処理を行う液体浄化処理装置内４では微生物担体チップであるおが屑の木細片７の濾過吸着作用により、投入された産業廃液（原水）１の８０〜９０％は濾過吸着処理され、残りの１０〜２０％の固形汚染物質は第１処理ユニットＡである液体浄化処理装置内４の微生物担体チップであるおが屑の木細片内７において捕集され木細片７に目詰を生じさせる。即ち濾過吸着作用で微生物担体チップであるおが屑の木細片内７において有機物等の固形汚染物質は液体浄化処理装置内４に設けられている、空気供給機６と繋がって温風を吹き出す螺旋状温風排出パイプ５からの熱エネルギーで好気性バクテリアが必要とする最適な好気性の環境を維持確保する事ができ、好気性のエネルギー（自家発酵）を急速に発生させ好気性的処理（微生物的処理）を加速させて、好気性的処理（微生物的処理）を第１処理ユニットＡ内で行い有機汚染物質の主因となすタンパク質・脂肪・炭水化物・塩分等の有機物を１〜３時間で分解消化及び触媒化する。このような好気性的環境の基で微生物的処理をする。

また、無機物の固形汚染物質の主因となす重金属イオンはおが屑（木細片）７により捕集され、強酸性、強アルカリ性の産業廃液１（原水）はおが屑７の触媒作用により中和処理される。

また、第２処理ユニットＢでは第１処理ユニットＡで濾過吸着処理及び中和処理、微生物的処理された処理水に含まれる無機及び重金属イオン等を液体浄化処理装置内９では分離膜材８の化学的処理が効果的に行われ配水管１１をかえして最終処理水１４として放流される。

また、地上設置型産業廃液浄化処理装置１３の底部には移動をより可能としたキャスター１２が設けられ、既存の産業廃液処理システムの産業廃液（１）、詳しくは原水槽に既存産業廃液処理システムを改造しないまま汎用的に設置が可能である。

以上の条件により、下記性状の産業廃液を地上設置型産業廃液浄化処理装置１３で処理した。当該装置によって処理した最終処理水１４と、産業廃液（原水）１、当該装置からの最終処理水１４の水質とを試験項目別に比較して表１、表２に示す。何れの項目も満足すべき結果を示している。

※但し、産業廃液（原水）は焼酎製造工場の廃液とする。
ＢＯＤ：生物化学的酸素要求量
ＣＯＤ：化学的酸素要求量
ＳＳ ：浮遊物質量

※但し、産業廃液（原水）は産業廃棄物処理工場の重金属イオンを含む
廃液とする。

本発明の実施の形態例の地上設置型産業廃液処理装置を示す概略図である。

符号の説明

Ａ 第１処理ユニット
Ｂ 第２処理ユニット
１．産業廃液（原水）
２．送水ポンプ
３．送水管
４．液体浄化処理装置
５．螺旋状温風排出パイプ
６．空気供給機
７．おが屑（木細片）
８．分離膜材
９．液体浄化処理装置
１０．自動制御盤
１１．配水管
１２．キャスター
１３．地上設置型産業廃液処理装置
１４．最終処理水

Claims (8)

1. 産業廃液処理において、おが屑などの有機物を主成分に構成される材料を濾過吸着材とする濾過吸着方式で、産業廃液中の有機無機質の固形物を分離処理することを特徴とする産業廃液浄化処理方法。
2. 産業廃液処理において、おが屑などの有機物を主成分に構成される材料を触媒材とする触媒方式で、産業廃液中の強酸強アルカリ性物質を中和処理することを特徴とする産業廃液浄化処理方法。
3. バクテリアが棲息する微生物担体チップにおが屑を用いて、濾過吸着処理、中和処理及び微生物処理を行う液体浄化処理手段と分離膜材を用いて、化学処理を行う液体浄化処理手段とを有することを特徴とする地上設置型産業廃液浄化処理装置。
4. 前記バクテリアが棲息する微生物担体チップにおが屑を用いる液体浄化処理手段は、濾過吸着処理、中和処理及び微生物的処理を行う液体浄化処理装置を配置し、前記分離膜材を用いる液体浄化処理手段は化学的処理を行う液体浄化処理装置を配置することを特徴とする請求項１〜３記載の地上設置型産業廃液浄化処理装置。
5. 前記バクテリアが棲息する微生物担体チップにおが屑を用いて、微生物的処理を行う液体浄化処理装置内にはバクテリアの活動を補助するために空気供給機と繋がって温風を吹き出す螺旋状温風排出パイプを設け、それらの一連の行程を制御する自動制御盤と移動を可能としたキャスターを有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載の地上設置型産業廃液浄化処理装置。
6. 前記分離膜材を主成分として化学的処理を行う液体浄化処理装置を配置し、それら一連の行程を制御する自動制御盤を用いていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項記載の地上設置型産業廃液浄化処理装置。
7. 前記バクテリアが棲息する微生物担体チップのおが屑の木細片が０．２〜５０ｍｍのサイズを用いることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項記載の地上設置型産業廃液浄化処理装置。
8. 前記分離膜材としてＭＦ膜、ＵＦ膜、ＮＦ膜、ＲＯ膜の何れかの分離膜材を用いることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項記載の地上設置型産業廃液浄化処理装置。

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