JP2013166108A - 脱臭方法及び脱臭剤キット - Google Patents
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Abstract
【解決手段】悪臭が発生する水系対象物に、亜硝酸イオンと、硝酸イオンと、鉄イオンとを使用する水系対象物の脱臭方法で悪臭が発生する水系対象物を持続的に脱臭するため(1)亜硝酸イオンを含む組成物、硝酸イオンを含む組成物、及び鉄イオンを含む組成物の3組成物を少なくとも有する脱臭剤キットA、(2)亜硝酸イオン及び硝酸イオンを含む組成物、並びに鉄イオンを含む組成物の2組成物を有する脱臭剤キットB、又は(3)亜硝酸イオンを含む組成物、並びに硝酸イオン及び鉄イオンを含む組成物の2組成物を有する脱臭剤キットCを使用する。
【選択図】図1
Description
従来、このような悪臭が発生する水系対象物を脱臭する方法として、酸化剤等の脱臭剤が用いられてきた。この酸化剤としては、代表的なものとして、次亜塩素酸ソーダ、亜塩素酸ソーダ、過酸化水素等が挙げられる。この酸化剤は、硫化水素及びメチルメルカプタン等の悪臭物質を酸化分解し、無臭物質や低臭気物質に変える作用を持つ。しかし、その脱臭された状態を維持することは不十分であった。
例えば、汚泥等からの硫化水素を脱臭する方法として、金属硫化物を形成する金属イオンと、臭気成分代謝微生物に殺菌作用を有する金属イオンとを含有する脱臭方法が提案されている(例えば特許文献1参照)。
また、汚泥スラリーや脱水ケーキからの硫化水素及びメチルメルカプタンの発生を抑制する方法として、汚泥スラリーに亜硝酸塩を添加することが提案されている(例えば特許文献2参照)。
しかし、ピットで排水や汚泥の滞留時間が長期間にわたる場合や、コンテナで脱水ケーキの保管時間が長時間にわたる場合には、徐々に臭気が再発生してしまうという不具合が生じることがある。
本開示は、水系対象物の持続的な脱臭方法及び脱臭剤キットを提供するものである。
(2)前記水系対象物が、有機系排水、汚泥スラリー又は脱水ケーキであるのが、好ましい。
(3)前記水系対象物に、鉄イオン、硝酸イオン、亜硝酸イオンのうちの少なくとも2成分以上を同時期に又は3成分を別々に添加するのが、好ましい。
(4)さらに、前記水系対象物に、鉄イオン及び硝酸イオンを同時期に又は別々に添加し、さらに亜硝酸イオンを添加するのが、好ましい。添加タイミングを調整することにより、より脱臭効果が相乗的に増大するが可能となる。
また、前記水系対象物の脱臭方法に、悪臭が発生する水系対象物を脱臭するための脱臭剤キットを使用するのが、好ましい。
(a)亜硝酸イオンを含有する組成物;硝酸イオンを含有する組成物;鉄イオンを含有する組成物を有する脱臭剤キット
(b)亜硝酸イオン及び硝酸イオンを含有する組成物;鉄イオンを含有する組成物を有する脱臭剤キット
(c)亜硝酸イオンを含有する組成物;硝酸イオン及び鉄イオンを含有する組成物を有する脱臭剤キット
前記悪臭が発生する水系対象物を脱臭するための脱臭剤キットは、前記水系対象物の脱臭方法に用いるのが、好ましい
(1)亜硝酸イオンを含む組成物、硝酸イオンを含む組成物、及び鉄イオンを含む組成物の3組成物を少なくとも有する脱臭剤キットA。
(2)亜硝酸イオン及び硝酸イオンを含む組成物、並びに鉄イオンを含む組成物の2組成物を少なくとも有する脱臭剤キットB。
(3)亜硝酸イオンを含む組成物、並びに硝酸イオン及び鉄イオンを含む組成物の2組成物を少なくとも有する脱臭剤キットC。
そして、本開示の脱臭剤及び脱臭剤キットは、後述する、本開示の悪臭が発生する水系対象物に、亜硝酸イオンと、硝酸イオンと、鉄イオンとを併用することを特徴とする水系対象物の脱臭方法に従って用いることが可能である。
本開示に用いる亜硝酸塩に特に制限はなく、塩類として、例えば、アルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、重金属塩等が挙げられる。
亜硝酸アルカリ金属塩として、例えば、亜硝酸アンモニウム、亜硝酸ナトリウム、亜硝酸カリウム、亜硝酸ルビジウム、亜硝酸セシウム、亜硝酸ストロンチウム等が挙げられる。
亜硝酸アルカリ土類金属塩として、例えば、亜硝酸カルシウム、亜硝酸マグネシウム、亜硝酸バリウム等が挙げられる。
亜硝酸重金属塩として、例えば、亜硝酸ニッケル、亜硝酸銅、亜硝酸銀、亜硝酸亜鉛、亜硝酸タリウム等が挙げられる。
これらは、1種で又は2種以上を組み合わせて用いることが可能である。
本開示に用いる硝酸塩に特に制限はなく、塩類として、例えば、アルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、重金属塩等が挙げられる。
硝酸アルカリ金属塩として、例えば、硝酸アンモニウム、硝酸ナトリウム、硝酸カリウム、硝酸ルビジウム、硝酸セシウム、硝酸ストロンチウム等が挙げられる。
硝酸アルカリ土類金属塩として、例えば、硝酸カルシウム、硝酸マグネシウム、硝酸塩バリウム等が挙げられる。
硝酸重金属塩として、例えば、硝酸ニッケル、硝酸銅、硝酸銀、硝酸亜鉛、硝酸タリウム、硝酸鉄(硝酸第一鉄/硝酸第二鉄等)等が挙げられる。
これらは、1種で又は2種以上を組み合わせて用いることが可能である。
本開示に用いる鉄塩(二価又は三価)に特に制限はなく、例えば、硫酸鉄、硝酸鉄、ハロゲン化鉄、過塩素酸鉄、水酸化鉄等の無機鉄塩;シュウ酸鉄、ギ酸鉄等の有機鉄塩;酸化鉄等が挙げられる。無水塩及び含水塩の何れでもよい。これらは、1種で又は2種以上を組み合わせて用いることが可能である。
硝酸イオン及び鉄イオンの質量配合比を高めることで、亜硝酸イオンの使用量が同じのものと比較して、より脱臭効果の持続性を向上させることが可能である。
また、使用コストの点から、亜硝酸を1としたときに、好ましくは硝酸 10以下:鉄 3以下、より好ましくは硝酸 5以下:鉄 3/2以下とするのが望ましい。
また、このときの硝酸イオン:鉄イオンの質量配合比は、好ましくは硝酸 1/10〜10:鉄 1、より好ましくは硝酸 1/2〜5:鉄 1である。
なお、脱臭剤キットの場合、上述の質量配合比は、脱臭剤キットに含んで構成されている各組成物中の各成分を合計したときの質量配合比である。
また、鉄イオンを単独使用して硫化水素及びメチルメルカプタンの脱臭効果を試みた場合、少量では十分な持続的な脱臭効果が得られない(比較例5及び比較例25等参照)。さらに、鉄イオンで脱臭効果を得るためには大量に使用する必要があるが、鉄イオンを大量に使用するとpH低下を招くため、水処理・汚泥処理系での脱水処理が不良になったり、設備の腐食が進行しやすいという問題が生じやすい。
また、硝酸イオンを単独使用して硫化水素及びメチルメルカプタンの脱臭効果を試みた場合、少量では十分な持続的な脱臭効果が得られない(比較例4及び比較例24等参照)。
そして、本開示の作用機構として、鉄イオンと硝酸イオンが悪臭(硫化水素及びメチルメルカプタン)の発生する対象物(排水、汚泥や脱水物等)に対して作用することで、水系対象物中での亜硝酸イオンの残留性が著しく高まると推察される。これによって、本開示の3成分併用による脱臭効果が、従来の亜硝酸イオン単独、さらに亜硝酸及び鉄の2成分併用及び亜硝酸及び硝酸の2成分併用と比較して数倍以上も長時間持続するものと推察される。
また、本開示によれば、悪臭が発生する水系対象物の温度は悪臭の発生し易い夏場には20〜35℃位になることがあるが、このような温度帯でも本開示の各成分を用いることで硫化水素及びメチルメルカプタン等の悪臭成分を持続的に抑制することも可能である。
また、高コストの有機系殺菌剤を用いなくとも、悪臭が発生する水系対象物の持続的な脱臭が可能であることから、有機系殺菌剤を用いる場合と比較して、処理コストが低く、経済的である。
本開示によれば、塩素系脱臭剤や抗菌剤を用いなくとも、腐食性が少なく、安価で処理コストが低く、長時間にわたって脱臭効果を持続させることが可能となる。
酸化剤としては、亜塩素酸塩、過酸化水素、過マンガン塩、ヨウ素酸塩、次亜塩素酸塩等の公知の酸化剤が挙げられる。これにより、亜硝酸イオンや硝酸イオン由来の排水規制対象の窒素分を酸化反応で減少させることも可能である。
有機系殺菌剤としては、ピリチオン塩、サリチル酸、キノリン、クレゾール、チウラム、イソチアン酸塩等が挙げられる。
脱水剤や凝集剤としては、アニオン系高分子凝集剤、カチオン系高分子凝集剤、両性高分子凝集剤、消石灰等が挙げられる。
pH調整剤としては、脱臭反応のpHを所望のpHに調整することができる薬剤であれば、特に限定されない。
これらは、単独で又は2種以上を組み合わせて使用してもよい。
また、本開示の脱臭剤の各成分及び脱臭剤キットの各組成物中の各成分は、上述の亜硝酸塩、硝酸塩、鉄塩を使用したものが好適である。
前記脱臭剤及び脱臭剤キットの組成物の使用形態は、特に限定されず、固体(粉末、顆粒、固形等)、半固体(ペースト状等)、液体(水溶液等)等の何れでもよい。また、前記各組成物は、適宜、それぞれ異なる使用形態でもよい。
さらに、亜硝酸イオンを添加する前に、鉄イオンを添加するのが好適である。より具体的には、例えば、鉄イオン、硝酸イオン、亜硝酸イオンの順に添加すること;鉄イオン及び硝酸イオンを同時期に又は別々に添加後、亜硝酸イオンを添加すること;鉄イオンを添加後、硝酸イオン及び亜硝酸イオンを同時期に又は別々に添加すること等が挙げられる。
添加タイミングを調整することにより、亜硝酸イオンがより効率よく脱臭に使用されるため、本開示の脱臭効果の持続性が向上する。
本開示の脱臭方法における硝酸イオン(硝酸換算)の使用量は、悪臭が発生する水系対象物1リットル当たり、好ましくは10〜600mg/L、より好ましくは30〜300mg/Lである。
本開示の脱臭方法における鉄イオン(鉄換算)の使用量は、悪臭が発生する水系対象物1リットル当たり、好ましくは3〜200mg/L、より好ましくは10〜100mg/Lである。
なお、悪臭が発生する水系対象物が有機系排水の場合には、有機系排水1L当たりの値であり、汚泥や脱水ケーキである場合には、汚泥スラリー1L当たりの値である。
本開示の脱臭方法における亜硝酸イオン、硝酸イオン及び鉄イオンの各成分を、別々に又は同時期に、水処理・汚泥処理系の汚泥スラリーに添加する。
前記各成分を添加する場所としては、特に限定されないが、該場所としては、脱臭を要する場所(脱臭を要する装置)及び脱臭を要する場所の上流(例えば、汚泥投入配管等)等が挙げられる。前記脱臭を要する場所とは、例えば、汚泥濃縮槽、汚泥貯留槽、脱水機等が挙げられる。
また、本開示の脱臭方法における脱臭のための処理時間は、特に限定されないが、亜硝酸イオンを悪臭が発生する対象物に添加後、好ましくは15分以上経過させること、より好ましくは1時間以上経過させること、さらに好ましくは2〜4時間経過させることが、脱臭効果を高める上で好適である。
原水(有機系排水等)は、最初沈殿池1に導かれ、初沈生汚泥が分離される。最初沈殿池1の上澄水は、必要に応じて凝集剤を添加した後に曝気槽2に送られ、活性汚泥法により生物的処理が行われる。曝気槽の処理水は、必要に応じて凝集剤を添加した後に最終沈殿池3に送られ、汚泥が分離される。分離された汚泥の一部は返送汚泥として曝気槽2に返送され、分離された汚泥の残余は余剰汚泥として処理される。最終沈殿池の上澄水は、そのままで、又は必要な処理が施された後に、放流される。余剰汚泥は、初沈生汚泥とともに汚泥濃縮槽4に送られる。汚泥濃縮槽4において濃縮された汚泥は、汚泥貯留槽5に送られる。
汚泥貯留槽に貯留された汚泥は、脱水機6により脱水され、脱水ケーキとして搬送される。汚泥濃縮槽の上澄水及び脱水時に生じる脱離水は、原水に返送されるか、又は必要な処理が施された後に放流される。
例えば、硝酸イオン、鉄イオン及び亜硝酸イオンの3成分を汚泥貯留槽5に直接添加すること;鉄イオン及び硝酸イオンを、汚泥貯留槽5に汚泥を流入させる汚泥投入管に添加し、亜硝酸イオンを汚泥貯留槽5に直接添加すること;鉄イオン及び硝酸イオンを汚泥沈殿槽4に添加し、亜硝酸イオンを汚泥貯留槽5に添加すること等が挙げられる。なお、汚泥沈殿槽4への汚泥投入管及び汚泥貯留槽5への汚泥投入管に鉄イオン及び/又は硝酸イオンを添加してもよい。
このうち、硝酸イオン及び鉄イオンの添加場所は、亜硝酸イオンの添加場所又はその上流であるのが好適であり、具体的には汚泥貯留槽5又はその上流(例えば、汚泥濃縮槽5から汚泥貯留槽4までの間の上流)とするのが好適である。
脱水ケーキの脱臭の場合、亜硝酸イオンは、汚泥スラリー添加後、好ましくは15分以上、より好ましくは1時間以上、さらに好ましくは2〜4時間経過した後に脱水することにより、より効果的かつ持続的に脱臭することができる。
また、鉄イオン及び硝酸イオンを、亜硝酸イオンを添加するとき又はその前に汚泥スラリーに、同時期に又は別々に添加することが望ましい。また、鉄イオン及び硝酸イオンは、好ましくは亜硝酸イオン添加時の3時間前以内に、より好ましくは亜硝酸イオン添加時の1/4〜3時間前以内に、さらに1/2〜2時間前以内添加することが望ましい。
鉄イオン及び硝酸イオンの添加場所は、亜硝酸イオンを汚泥貯留槽5付近で添加した場合には、汚泥貯留槽5付近又はその上流(例えば、汚泥貯留槽5の汚泥投入管及び汚泥濃縮槽4等)であるのが好適である。
汚泥の処理が回分式に行われる場合は、亜硝酸イオンの添加と脱水の時間の間隔は、操作時間から直接決定することができる。汚泥の処理が連続的に行われる場合には、亜硝酸イオンの添加と脱水の時間の間隔は、汚泥スラリーの平均滞留時間として算出することができる。亜硝酸イオンを汚泥スラリーに添加して15分以上接触させた後に脱水することにより、脱水ケーキからの悪臭成分の発生をより長時間にわたって防止することができる。
よって、汚泥貯留槽、脱水機等の汚泥処理装置の臭気が問題となる場合には、汚泥スラリーが脱臭を要する装置に到達する15分以上前に、亜硝酸イオン、鉄イオン、硝酸イオンの3成分を添加することにより、脱水ケーキのみならず、これら装置の周辺の脱臭も行うことが可能となる。
なお、以下、硫化水素を「H2S」と、メチルメルカプタンを「MM」と、亜硝酸塩を「NO2−」と表記することもある。また、測定対象物が検出されない場合を「ND」、測定対象物の検出限界(1ppm)程度を「TR」と表記することもある。
試験例1に用いる汚泥は、表1に示す濃縮汚泥1を使用した。また、使用する薬剤は、表2に示すものを使用した。なお、質量%は、試験に用いた水溶液中に含まれる有効成分の質量%である。以下の実施例1及び比較例1〜12を行った。
比較例1〜2:亜硝酸イオン単独(亜硝酸ナトリウム)。
比較例3〜4:硝酸イオン単独(硝酸ナトリウム)。
比較例5〜6:第二鉄イオン単独(塩化第二鉄)。
比較例7〜8:亜硝酸イオン(亜硝酸ナトリウム)、硝酸イオン(硝酸ナトリウム)の2剤併用:同時に添加。
比較例9〜10:亜硝酸イオン(亜硝酸ナトリウム)、第二鉄イオン(塩化第二鉄)の2剤併用:同時に添加。
比較例11:硝酸イオン(硝酸ナトリウム)、第二鉄イオン(塩化第二鉄)の2剤併用:同時に添加。
比較例12:無添加(ブランク)。
1L容ポリビーカーに、汚泥500mLを採取した。これに表2に示す各薬剤を使用して、表3に示すような所定量になるように、亜硝酸イオン(亜硝酸ナトリウム)、硝酸イオン(硝酸ナトリウム)、第二鉄イオン(塩化第二鉄)の3剤を同時に添加し、スパーテルで均一に混合した。このポリビーカーを25℃恒温槽で放置した。表3に示すように、一定時間経過毎に、下記の臭気測定方法にて硫化水素、メチルメルカプタン濃度を測定した(ヘッドスペース法)。
さらに、実施例1で使用した薬剤を、表3に示す比較例1〜11の薬剤(種類・添加量)及び比較例12の無添加に代えた以外は、実施例1と同様の方法にて各脱臭試験を行った。
汚泥50mLを500mLポリビンに採取し、開閉式の細孔を設けた蓋をして密閉する。密閉後、室温(20〜25℃程度)で、振盪機にて2分間、220rpmにて強く振とうする。2分後、直ちにポリビン空隙に充満した硫化水素及びメチルメルカプタンの濃度を検知管法により測定する。
硫化水素の分析は、検知管(4LL、4M又は4H:ガステック社製)を使用し、メチルメルカプタンの分析は、検知管(71又は71H:ガステック社製)を使用する。
<亜硝酸塩イオン濃度測定方法>
Merck社製小型反射式光度計「RQフレックス」を使用して、汚泥中の亜硝酸イオン濃度を測定する。
硝酸イオン単独の場合(比較例3及び4)、第二鉄イオン単独の場合(比較例5及び6)では、検出限界にまで脱臭できず、十分な汚泥の脱臭効果が認められなかった。
さらに、硝酸イオンと亜硝酸イオンの併用の場合(比較例7及び8)では、24時間後の亜硝酸イオン単独の場合(比較例1)に比べて、良好な汚泥脱臭効果が持続したが、48時間後には臭気物質が再発生してしまった。
また、第二鉄イオンと亜硝酸イオンの併用の場合(比較例9及び10)では、24時間後の亜硝酸イオン単独の場合(比較例1)に比べて良好な汚泥脱臭効果が認められたが、24時間において十分な脱臭効果であるとまでは言えなかった。
また、硝酸イオンと第二鉄イオンの併用の場合(比較例11)では、検出限界にまで脱臭することができず、期待する汚泥脱臭効果は得られなかった。
上記の結果より、汚泥脱臭の持続的効果には、亜硝酸イオンが重要であることが確認できた。
さらに、亜硝酸イオンに、さらに硝酸イオンと第二鉄イオンとを併用、すなわち硝酸イオンと第二鉄イオンと亜硝酸イオンの3種を併用すると(実施例1)、亜硝酸イオンの汚泥脱臭効果が際立って格別顕著に持続し、48時間後でも臭気物質が再発生しなかった。汚泥中に経時的に亜硝酸イオンが残留しているほど汚泥脱臭効果が持続する傾向にあった。また、この持続効果は、亜硝酸イオンを単純に増量するよりも効果的であると言える。
よって、亜硝酸イオンに、さらに硝酸イオンと第二鉄イオンの2種を使用したことにより、汚泥中の亜硝酸イオンの残留を持続させ、脱臭効果の持続性の向上につながったと推察できる。
上記試験例1:汚泥脱臭試験1の手法に準じて、汚泥脱臭試験2を行った。試験例2に用いる汚泥は、上記表1に示す濃縮汚泥1を使用した。また、使用する薬剤は、上記表2に示すものを使用した。以下の実施例2〜5及び比較例13〜17を行った。
実施例3:亜硝酸イオン(亜硝酸ナトリウム)、硝酸イオン(硝酸ナトリウム)、第二鉄イオン(塩化第二鉄)の3成分(3剤)併用:同時に添加。
実施例4:亜硝酸イオン(亜硝酸ナトリウム)、硝酸イオン及び第二鉄イオン(硝酸第二鉄)の3成分(2剤)併用:同時に添加。
実施例5:亜硝酸イオン(亜硝酸ナトリウム)、硝酸イオン及び第二鉄イオン(硝酸第二鉄)の3成分(2剤)併用:同時に添加。
比較例13〜14:亜硝酸イオン単独(亜硝酸ナトリウム)。
比較例15〜16:硝酸イオン及び第二鉄イオン(硝酸第二鉄)の2成分(1剤)併用:同時に添加。
比較例17:無添加(ブランク)。
1L容ポリビーカーに、汚泥500mLを採取した。これに上記表2に示す各薬剤を使用して、下記表4に示すような所定量になるように、亜硝酸イオン(亜硝酸ナトリウム)、硝酸イオン(硝酸ナトリウム)、第二鉄イオン(塩化第二鉄)の3剤を同時に添加し、スパーテルで均一に混合した。このポリビーカーを25℃恒温槽で放置した。表4に示すように、一定時間経過毎に、上記臭気測定方法にて硫化水素、メチルメルカプタン濃度を測定した(ヘッドスペース法)。
さらに、実施例2で使用した薬剤を、表4で示す実施例3〜5及び比較例13〜16の薬剤(種類・添加量)及び比較例17の無添加に代えた以外は、実施例2と同様の方法にて各脱臭試験を行った。
上記試験例1:汚泥脱臭試験1の手法に準じて、汚泥脱臭試験3を行った。試験例3に用いる汚泥は、下記表5に示す濃縮汚泥2を使用した。また、使用する薬剤は、上記表2に示すものを使用した。以下の実施例6及び比較例18〜21を行った。
比較例18〜19:亜硝酸イオン(亜硝酸ナトリウム)単独。
比較例20:硝酸イオン+第二鉄イオン(硝酸第二鉄)の1剤単独。
比較例21:無添加(ブランク)。
1L容ポリビーカーに、汚泥500mLを採取した。これに表2に示す各薬剤を使用して、表6に示すような所定量になるように、亜硝酸イオン(亜硝酸ナトリウム)、硝酸イオンと第二鉄イオンとを同時期に供給できる硝酸第二鉄の3成分(2剤)を同時に添加し、スパーテルで均一に混合した。このポリビーカーを25℃恒温槽で放置した。表6に示すように、一定時間経過毎に、上記臭気測定方法にて硫化水素、メチルメルカプタン濃度を測定した(ヘッドスペース法)。
さらに、実施例2で使用した薬剤を、表6で示す比較例18〜20の薬剤(種類・添加量)及び比較例21の無添加に代えた以外は、実施例2と同様の方法にて各試験を行った。
試験例4に用いる汚泥は、上記表1に示す濃縮汚泥1を使用した。また、使用する薬剤は、上記表2に示すものを使用した。以下の実施例7及び比較例22〜29を行った。
比較例22〜23:亜硝酸イオン(亜硝酸ナトリウム)単独。
比較例24:硝酸イオン(硝酸ナトリウム)単独。
比較例25:第二鉄イオン(塩化第二鉄)単独。
比較例26:亜硝酸イオン(亜硝酸ナトリウム)、硝酸イオン(硝酸ナトリウム)併用:同時に添加。
比較例27:亜硝酸イオン(亜硝酸ナトリウム)、第二鉄イオン(塩化第二鉄)併用:同時に添加。
比較例28:硝酸イオン(硝酸ナトリウム)、第二鉄イオン(塩化第二鉄)併用:同時に添加。
比較例29:無添加:ブランク。
1L容ポリビーカーに汚泥300mLを採取した。これに上記表2に示す各薬剤を使用して、下記の表7に示すような所定量になるように、亜硝酸イオン(亜硝酸ナトリウム)、硝酸イオン(硝酸ナトリウム)、第二鉄イオン(塩化第二鉄)の3剤を同時に添加し、スパーテルで均一に混合した。
そして、約25℃の常温にて3時間、放置した。この放置時間は、汚泥処理水系において薬注から脱水前までの放置時間を想定したものである。より具体的には、汚泥処理水系における脱水前に配設する汚泥貯留槽に薬注することを想定し(図1参照)、汚泥貯留槽での汚泥滞留時間を考慮したものである。
放置後、カチオン系高分子脱水剤(栗田工業製「クリフィックス CP−111」水溶液を添加し、凝集処理した。そして、重力ろ過後、全量を0.05MPaの圧力で2分間、圧搾脱水し、脱水ケーキを得た。
得られた脱水ケーキを気密性袋(テドラーバック)に入れ、開口部をヒートシールして密封した。テドラーバック中の空気を一度すべて吸引除去し、脱水ケーキ 1gあたり空気10mL、窒素20mLを新たに封入した。このようにテドラーバック内の酸素濃度を低下させることで、脱水ケーキの嫌気的状況を再現した。より詳細には、脱水ケーキホッパーやコンテナ内部の状況を模擬した条件であり、臭気の発生状況が現場と近似する条件である。
そして、脱水ケーキが入った機密性袋を30℃保温器に放置し、一定時間ごとに、上述した検知管法により、袋気相の硫化水素及びメチルメルカプタン濃度を測定した。
さらに、実施例7で使用した薬剤を、表7で示す比較例22〜28の薬剤(種類・添加量)及び比較例29の無添加に代えた以外は、実施例7と同様の方法にて各試験を行った
硝酸イオン単独の場合(比較例24)、第二鉄イオン単独の場合(比較例25)では、十分な脱水ケーキの脱臭効果が認められなかった。
硝酸イオンと亜硝酸イオンの併用の場合(比較例26)、第二鉄イオンと亜硝酸イオンの併用の場合(比較例27)では、亜硝酸イオン単独(比較例22)に比べて、脱水ケーキ脱臭効果が持続したが、48時間後では2つの臭気物質濃度がそれぞれ100ppm以下にならなかった。
また、硝酸イオンと第二鉄イオンの併用の場合(比較例28)では、十分な脱水ケーキ脱臭効果が認められなかった。
これに対し、硝酸イオンと第二鉄イオンと亜硝酸イオンの3種を併用すると(実施例7)、48時間後でも2つの臭気物質濃度(硫化水素及びメチルメルカプタン)がそれぞれ20ppm以下及び25ppm以下であった。よって、亜硝酸イオンに、さらに硝酸イオンと第二鉄イオンの2種を使用したことによって、亜硝酸イオンの脱水ケーキ脱臭効果が際立って格別顕著に持続できた。
上記試験例4:脱水ケーキ脱臭試験1の手法に準じて、脱水ケーキ脱臭試験2を行った。試験例5に用いる汚泥は、上記表1に示す濃縮汚泥1を使用した。また、使用する薬剤は、上記表2に示すものを使用した。以下の実施例8〜9及び比較例30〜33を行った。
実施例9:亜硝酸イオン(亜硝酸ナトリウム)、硝酸イオン+第二鉄イオン(硝酸第二鉄)の3成分(2剤)併用:同時に添加。
比較例30:亜硝酸イオン(亜硝酸ナトリウム)単独
比較例31〜32:硝酸イオン+第二鉄イオン(硝酸第二鉄)の2成分(1剤)併用。
比較例33:無添加:ブランク。
1L容ポリビーカーに汚泥300mLを採取した。これに上記表2に示す各薬剤を使用して、下記の表8に示すような所定量になるように、亜硝酸イオン(亜硝酸ナトリウム)、硝酸イオン(硝酸ナトリウム)、第二鉄イオン(塩化第二鉄)の3剤を同時に添加し、スパーテルで均一に混合した。そして、約25℃の常温にて3時間、放置した。
放置後、カチオン系高分子脱水剤(栗田工業製「クリフィックス CP−111」水溶液を添加し、凝集処理した。そして、重力ろ過後、全量を0.05MPaの圧力で2分間、圧搾脱水し、脱水ケーキを得た。
得られた脱水ケーキを気密性袋(テドラーバック)に入れ、開口部をヒートシールして密封した。そして、脱水ケーキが入った機密性袋を30℃保温器に放置し、一定時間ごとに、上述した検知管法により、袋気相の硫化水素及びメチルメルカプタン濃度を測定した。
さらに、実施例8で使用した薬剤を、表8に示す実施例9及び比較例30〜32の薬剤(種類・添加量)及び比較例33の無添加に代えた以外は、実施例8と同様の方法にて各試験を行った。
上記試験例4:脱水ケーキ脱臭試験1の手法に準じて、脱水ケーキ脱臭試験3を行った。試験例6に用いる汚泥は、上記表5に示す濃縮汚泥2を使用した。また、使用する薬剤は、上記表2に示すものを使用した。以下の実施例10〜11及び比較例34〜38を行った。
比較例34〜35:亜硝酸イオン(亜硝酸ナトリウム)単独。
比較例36〜37:硝酸イオン+第二鉄イオン(硝酸第二鉄)の2成分(1剤)併用。
比較例38:無添加(ブランク)。
1L容ポリビーカーに汚泥300mLを採取した。これに上記表2に示す各薬剤を使用して、下記の表9に示すような所定量になるように、亜硝酸イオン(亜硝酸ナトリウム)、硝酸イオンと第二鉄イオンとを同時期に供給できる硝酸第二鉄の3成分(2剤)を同時に添加し、スパーテルで均一に混合した。そして、約25℃の常温にて3時間、放置した。
放置後、カチオン系高分子脱水剤(栗田工業製「クリフィックス CP−111」水溶液を添加し、凝集処理した。そして、重力ろ過後、全量を0.05MPaの圧力で2分間、圧搾脱水し、脱水ケーキを得た。
得られた脱水ケーキを気密性袋(テドラーバック)に入れ、開口部をヒートシールして密封した。そして、脱水ケーキが入った機密性袋を30℃保温器に放置し、一定時間ごとに、上述した検知管法により、袋気相の硫化水素及びメチルメルカプタン濃度を測定した。
さらに、実施例10で使用した薬剤を、表9に示す実施例11及び比較例34〜37の薬剤(種類・添加量)及び比較例38の無添加に代えた以外は、実施例10と同様の方法にて各試験を行った。
しかし、亜硝酸イオンに、さらに硝酸鉄を用いて、3成分とした場合、実施例10では脱水ケーキ後48時間まで臭気(硫化水素及びメチルメルカプタン)がほぼ検出されず、実施例11では脱水ケーキ後72時間まで臭気(硫化水素及びメチルメルカプタン)がほぼ検出されなかった。この結果と、亜硝酸イオン単独の場合(比較例34)は脱水ケーキ後24時間まで臭気がほぼ検出されなかったことと比較すると、亜硝酸イオンにさらに硝酸イオン及び鉄イオンを併用させることで2〜3倍も脱臭の持続性が向上したことが確認された。
上記試験例1:汚泥脱臭試験1の手法に準じて、汚泥脱臭試験7を行った。試験例7に用いる汚泥は、下記表10に示す濃縮汚泥3を使用した。また使用する薬剤は、下記表11に示すものを使用した。以下の実施例12〜14及び比較例39〜41を行った。
・2剤同時に添加(実施例12)/亜硝酸イオン添加の0.5時間前に硝酸鉄添加(実施例13)/亜硝酸イオン添加の2時間前に硝酸鉄添加(実施例14)。
比較例39〜40:亜硝酸イオン(亜硝酸ナトリウム)単独。
比較例41:無添加(ブランク)。
1L容ポリビーカーに、汚泥500mLを採取した。これに表11に示す各薬剤を使用して、表12に示すような所定量になるように、硝酸第二鉄と亜硝酸ナトリウムの3成分(2剤)を同時に添加し、スパーテルで均一に混合した。このポリビーカーを25℃恒温槽で放置した。表12に示すように、一定時間経過毎に、上記<臭気測定方法>にて硫化水素、メチルメルカプタン濃度を測定した(ヘッドスペース法)。
さらに、実施例13では、実施例12の薬剤の添加タイミングの「2剤同時添加」を、硝酸第二鉄を添加してから0.5時間後に亜硝酸ナトリウムを添加することとし、亜硝酸ナトリウムを添加してから、25℃恒温槽に放置した以外は、実施例12と同様の方法にて各脱臭試験を行った。
また、実施例14では、実施例12の薬剤の添加タイミングの「2剤同時添加」を、硝酸第二鉄を添加してから2時間後に亜硝酸ナトリウムを添加することとし、亜硝酸ナトリウムを添加してから、25℃恒温槽に放置した以外は、実施例12と同様の方法にて各脱臭試験を行った。
また、表12で示す比較例39〜40の薬剤(種類・添加量)及び比較例41の無添加に代えた以外は、実施例12と同様の方法にて各脱臭試験を行った。
硝酸第二鉄と亜硝酸ナトリウムを併用すると、亜硝酸ナトリウム単独より臭気発生が抑制された。汚泥中での亜硝酸イオンの消費が抑制され、亜硝酸イオン由来の脱臭効果が持続するためであった。この効果は、亜硝酸ナトリウムを単純に増量添加するより顕著であった。
亜硝酸ナトリウムを添加する0.5時間前、2時間前に硝酸第二鉄を添加すると、亜硝酸ナトリウムを添加してからの臭気発生の抑制効果がより持続した。汚泥中での亜硝酸イオンの消費がより抑制されるため、亜硝酸イオン由来の脱臭効果がより持続するためであると考えた。なお、この効果は硝酸第二鉄を0.5時間前に添加するより、2時間前に添加した方が、臭気発生抑制効果が高くなる。よって、硝酸第二鉄を、亜硝酸イオンを添加する1〜3時間前に添加するのが望ましいと考えた。
〔1〕 悪臭が発生する水系対象物に、亜硝酸イオンと、硝酸イオンと、鉄イオンとを使用する水系対象物の脱臭方法。
〔2〕 前記水系対象物が、有機系排水、汚泥スラリー又は脱水ケーキである前記〔1〕記載の脱臭方法。
〔3〕 前記水系対象物に、鉄イオン、硝酸イオン、亜硝酸イオンのうちの少なくとも2成分以上を同時期に又は3成分を別々に添加する前記〔1〕又は〔2〕記載の脱臭方法。
〔4〕 前記水系対象物に、鉄イオン及び硝酸イオンを同時期に又は別々に添加し、さらに亜硝酸イオンを添加する前記〔1〕〜〔3〕の何れか1項記載の脱臭方法。
〔5〕 以下の(a)脱臭剤キット、(b)脱臭剤キット及び(c)脱臭剤キットから選ばれる、悪臭が発生する水系対象物を持続的に脱臭するための脱臭剤キット。
(a)亜硝酸イオンを含有する組成物;硝酸イオンを含有する組成物;鉄イオンを含有する組成物を有する脱臭剤キット
(b)亜硝酸イオン及び硝酸イオンを含有する組成物;鉄イオンを含有する組成物を有する脱臭剤キット
(c)亜硝酸イオンを含有する組成物;硝酸イオン及び鉄イオンを含有する組成物を有する脱臭剤キット
〔6〕 前記〔1〕〜〔4〕の何れか1項記載の脱臭方法に用いるための前記〔5〕記載の悪臭が発生する水系対象物を脱臭するための脱臭剤キット。
また、前記〔5〕記載の悪臭が発生する水系対象物を脱臭するための脱臭剤キットを用いる、前記〔1〕〜〔4〕の何れか1項記載の脱臭方法。
Claims (6)
- 悪臭が発生する水系対象物に、亜硝酸イオンと、硝酸イオンと、鉄イオンとを使用する水系対象物の脱臭方法。
- 前記水系対象物が、有機系排水、汚泥スラリー又は脱水ケーキである請求項1記載の脱臭方法。
- 前記水系対象物に、鉄イオン、硝酸イオン、亜硝酸イオンのうちの少なくとも2成分以上を同時期に又は3成分を別々に添加する請求項1又は2記載の脱臭方法。
- 前記水系対象物に、鉄イオン及び硝酸イオンを同時期に又は別々に添加し、さらに亜硝酸イオンを添加する請求項1〜3の何れか1項記載の脱臭方法。
- 以下の脱臭剤キットA、脱臭剤キットB及び脱臭剤キットCから選ばれる、悪臭が発生する水系対象物を持続的に脱臭するための脱臭剤キット。
(1)亜硝酸イオンを含む組成物、硝酸イオンを含む組成物、及び鉄イオンを含む組成物の3組成物を少なくとも有する脱臭剤キットA。
(2)亜硝酸イオン及び硝酸イオンを含む組成物、並びに鉄イオンを含む組成物の2組成物を有する脱臭剤キットB。
(3)亜硝酸イオンを含む組成物、並びに硝酸イオン及び鉄イオンを含む組成物の2組成物を有する脱臭剤キットC。 - 請求項1〜4の何れか1項記載の脱臭方法に用いるための請求項5記載の悪臭が発生する水系対象物を脱臭するための脱臭剤キット。
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