JP2009216525A - 工場排水処理の管理方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】工場から発生し、且つ溶存有機物を含有する排水を排水処理した後に、当該処理水の蛍光スペクトルを、所定の波長間において励起波長を連続的又は断続的に変えて測定し、前記処理水の蛍光スペクトル強度のピーク位置となる励起波長を求めると共に、当該励起波長における蛍光波長を求め、前記ピーク位置における励起波長および蛍光波長から、処理水中に残留する前記溶存有機物の種類を推定することを特徴とする工場排水処理の管理方法。
【選択図】図6
Description
(1)工場から発生し、且つ溶存有機物を含有する排水を排水処理した後に、当該排水処理後の処理水の蛍光スペクトルを、所定の波長間において励起波長を連続的又は断続的に変えて測定し、前記処理水の蛍光スペクトル強度のピーク位置となる励起波長を求めると共に、当該励起波長における蛍光波長を求め、前記ピーク位置における励起波長および蛍光波長から、前記処理水中に残留する前記溶存有機物の種類を推定することを特徴とする工場排水処理の管理方法。
(2)前記ピーク位置における励起波長および蛍光波長に加えて、当該蛍光波長における蛍光強度を更に求め、前記ピーク位置における励起波長、蛍光波長、及び蛍光強度から、処理水中に残留する前記溶存有機物の種類と濃度を推定することを特徴とする(1)に記載の工場排水処理の管理方法。
(3)前記溶存有機物の種類を推定する際、事前に、前記工場から発生する排水に含まれる溶存有機物の種類毎に、蛍光スペクトル強度のピーク位置となる励起波長および蛍光波長を求めてデータベース化しておき、当該データベースとの照合により、前記処理水中に残留する前記溶存有機物の種類を推定することを特徴とする(1)に記載の工場排水処理の管理方法。
(4)前記溶存有機物の種類と濃度を推定する際、事前に、前記工場から発生する排水に含まれる溶存有機物の種類毎に、蛍光スペクトル強度のピーク位置となる励起波長および蛍光波長を求めてデータベース化すると共に、当該蛍光波長における蛍光強度と前記溶存有機物濃度の相関関係式または検量線をデータベース化し、当該データベースとの照合により、前記処理水中に残留する前記溶存有機物の種類と濃度を推定することを特徴とする(2)に記載の工場排水処理の管理方法。
(5)前記工場から発生する排水に含まれる溶存有機物中、CODの原因となる溶存有機物を前記データベース化の対象とすることを特徴とする(3)又は(4)に記載の工場排水処理の管理方法。
(6)前記設定した溶存有機物の種類のデータ、又は、種類と濃度のデータを、前記排水処理のプロセスへフィードバックして、前記排水処理の運転条件を変更することを特徴とする(1)〜(5)のいずれかに記載の工場排水処理の管理方法。
(7)前記排水処理が、沈殿処理、凝集沈殿処理、浮上分離処理、薬品酸化処理、活性汚泥処理、ろか処理のいずれか1種又は2種以上の組み合わせであることを特徴とする(1)〜(6)のいずれかに記載の工場排水処理の管理方法。
(8)前記排水に含まれる溶存有機物がフェノール、フェノールスルホン酸の少なくともいずれかであることを特徴とする(1)〜(7)のいずれかに記載の工場排水処理の管理方法。
(9)前記蛍光スペクトルを測定する際に、pHを6以上8.5以下に調整して、測定することを特徴とする(1)〜(8)のいずれかに記載の工場排水処理の管理方法。
(10)前記工場から発生する排水が、製鉄プロセスの工場から発生する排水であることを特徴とする(1)〜(9)のいずれか1項に記載の工場排水処理の管理方法。
蛍光スペクトル測定装置の原理図を図1に示す。キセノンランプ1を光源として発生した光2(以下、励起光)はビームスプリッタ3によりモニタ側検知器4と測定の対象となる排水または処理水が入った試料セル5に分かれる。モニタ側検知器4へ入った励起光2は、比測光として用いられる。一方、排水または処理水が入った試料セル5に、ある励起波長の励起光2が照射されると、排水または処理水に含まれる有機物に対応した蛍光6が発生し、それを光電子倍増管7で検知し、蛍光強度(測光値)を読み取る。この場合、排水または処理水中に複数の有機物が混在し、同じ励起波長で蛍光を発するとしても、蛍光波長が異なっていれば、蛍光波長を選択することにより、複数の有機物を分離して測定することが可能となる(蛍光スペクトル測定)。
例えば、フェノールは、以下の(1)式からCODに換算できる。
C6H5OH + 7O2 → 6CO2 + 3H2O (1)
製鐵所で発生する排水CODの原因となる主要有機物として、コークス製造時に発生する安水に含まれるフェノールやメッキ工程で使用されるフェノールスルホン酸がある。これらの有機物の蛍光スペクトル解析と有機物濃度の関係を検討した。
製鐵所で発生する排水CODの原因となる有機物として、メッキに用いられるフェノールスルホン酸やコークス製造時に発生する安水に含まれるフェノールやインドール酢酸がある。これらの有機物が単独で存在する場合と3種の物質が混在する場合の蛍光スペクトル解析を実施した。まず、フェノールスルホン酸5mg/L、フェノール5mg/L、インドール酢酸5mg/L溶液(溶媒は蒸留水)を作成し、pHをそれぞれ8に調整後、蛍光スペクトル解析を実施した。これら3物質のそれぞれの溶液における蛍光強度のピーク位置と蛍光強度を表3に示す。フェノールスルホン酸は、(励起光波長/蛍光波長)=(230/300)の位置の強度を用いた。
フェノールスルホン酸:Y=55.5C+6.9
フェノール:Y=697C+35.5
インドール酢酸:Y=1020C+20.0
(Y:蛍光強度;C:有機物濃度(mg/L))
製鐵所の排水処理プロセス(沈殿設備)から放流される処理水の有機物の種類と濃度の推定に本方法の適用を検討した。排水処理前の排水中に含まれると考えられる溶存有機物の種類についての情報が少なく、詳細が不明であったため、本方法によって、処理水に残留している有機物の種類と濃度を推定した。
図7に示すように処理水の蛍光スペクトルのピーク位置は、励起/蛍光波長が270/300nmおよび230/300nmの2箇所に生じた。製鉄所で用いられている有機物のデータベースから、このような2箇所の地点にピークがある有機物として「フェノールスルホン酸」が強く推定された。さらに、データベースにある相関関係式(励起/蛍光波長:230/300nm)から、フェノールスルホン酸は、0.1mg/L程度、処理水に残留していることが推定された。このほか、フェノールは、270nm/300nm、1箇所にピークがある物質であるが、仮に処理水中に単独で存在したとしても、データベースにある相関関係式(励起/蛍光波長:270/300nm)からは検知できないレベルであり、フェノールが含まれる可能性は低いと判断された。
2 励起光
3 ビームスプリッタ
4 モニタ側検知器
5 試料セル
6 蛍光
7 光電子倍増管
8 プロセッサ
Claims (10)
- 工場から発生し、且つ溶存有機物を含有する排水を排水処理した後に、当該排水処理後の処理水の蛍光スペクトルを、所定の波長間において励起波長を連続的又は断続的に変えて測定し、前記処理水の蛍光スペクトル強度のピーク位置となる励起波長を求めると共に、当該励起波長における蛍光波長を求め、前記ピーク位置における励起波長および蛍光波長から、前記処理水中に残留する前記溶存有機物の種類を推定することを特徴とする工場排水処理の管理方法。
- 前記ピーク位置における励起波長及び蛍光波長に加えて、当該蛍光波長における蛍光強度を更に求め、前記ピーク位置における励起波長、蛍光波長、及び蛍光強度から、処理水中に残留する前記溶存有機物の種類と濃度を推定することを特徴とする請求項1に記載の工場排水処理の管理方法。
- 前記溶存有機物の種類を推定する際、事前に、前記工場から発生する排水に含まれる溶存有機物の種類毎に、蛍光スペクトル強度のピーク位置となる励起波長および蛍光波長を求めてデータベース化しておき、当該データベースとの照合により、前記処理水中に残留する前記溶存有機物の種類を推定することを特徴とする請求項1に記載の工場排水処理の管理方法。
- 前記溶存有機物の種類と濃度を推定する際、事前に、前記工場から発生する排水に含まれる溶存有機物の種類毎に、蛍光スペクトル強度のピーク位置となる励起波長および蛍光波長を求めてデータベース化すると共に、当該蛍光波長における蛍光強度と前記溶存有機物濃度の相関関係式または検量線をデータベース化し、当該データベースとの照合により、前記処理水中に残留する前記溶存有機物の種類と濃度を推定することを特徴とする請求項2に記載の工場排水処理の管理方法。
- 前記工場から発生する排水に含まれる溶存有機物中、CODの原因となる溶存有機物を前記データベース化の対象とすることを特徴とする請求項3又は4に記載の工場排水処理の管理方法。
- 前記推定した溶存有機物の種類のデータ、又は、種類と濃度のデータを、前記排水処理のプロセスへフィードバックして、前記排水処理の運転条件を変更することを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の工場排水処理の管理方法。
- 前記排水処理が、沈殿処理、凝集沈殿処理、浮上分離処理、薬品酸化処理、活性汚泥処理、ろ過処理のいずれか1種又は2種以上の組み合わせであることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の工場排水処理の管理方法。
- 前記排水に含まれる溶存有機物がフェノール、フェノールスルホン酸の少なくともいずれかであることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の工場排水処理の管理方法。
- 前記蛍光スペクトルを測定する際に、pHを6以上8以下に調整して、測定することを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項に記載の工場排水処理の管理方法。
- 前記工場から発生する排水が、製鉄プロセスの工場から発生する排水であることを特徴とする請求項1〜9のいずれか1項に記載の工場排水処理の管理方法。
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