JP2014200700A

JP2014200700A - 含油排水の排水処理方法

Info

Publication number: JP2014200700A
Application number: JP2013075887A
Authority: JP
Inventors: 卓也坪田; Takuya Tsubota
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 2013-04-01
Filing date: 2013-04-01
Publication date: 2014-10-27

Abstract

【課題】圧延油や防錆油等の油分を多く含みかつＣＯＤ値の高い含油排水の浄化にＲＤＦ由来の粉状炭化物を用いる排水処理方法を提案する。
【解決手段】排水中に加圧水を供給して気泡を発生させ、該気泡に排水中の懸濁物質を付着・浮上させ、浮上した懸濁物質のスカムを回収・除去することで排水を浄化する加圧浮上法を用いた含油排水の排水処理方法において、前記加圧浮上処理する前の含油排水中に粉状炭化物、好ましくはＲＤＦを炭化した粉状炭化物を添加して油分およびＣＯＤ成分を吸着させた後、加圧浮上処理して浮上させ、前記スカムとともに回収・除去する。
【選択図】図１

Description

本発明は、含油排水の排水処理方法に関し、具体的には、鉄鋼製造の冷延工程や焼鈍工程、洗浄工程、めっき工程等から排出される、圧延油や防錆油等の油分を多く含み、ＣＯＤ（化学的酸素要求量）が高い含油排水の排水処理方法に関するものである。

排水を浄化処理する方法には、排水中の汚濁物質等を凝集させたり、沈殿させたり、加圧浮上させたり、砂や活性炭等でろ過して吸着させたり、オゾンや過酸化水素等の酸化剤あるいは中和剤を投入したりして物理化学的に処理する方法や、活性汚泥と呼ばれる微生物等を用いて生物学的に処理する方法、高温高圧の水を用いて水熱処理する方法等、種々の方法が開発されている。しかし、上記方法はいずれも、単独では排水を十分に浄化することは難しいことから、一般には、処理する排水の性状に合わせて、上記２以上の方法を適宜組み合わせて排水処理することが行われている。

例えば、特許文献１には、加圧浮上による処理工程と、超音波・オゾンによる処理工程と、ろ過による処理工程と、薄膜の逆浸透による処理とを組み合わせて排水を処理する方法が、特許文献２には、静置分離処理、加圧浮上処理および砂ろ過処理後、活性炭吸着処理を行う方法において、活性炭吸着処理の前に曝気処理を行う含油廃水の処理方法が、特許文献３には、化学的に酸化可能な汚染物質を含有する排水に過酸化水素を注入した後、活性炭に接触させて排水を高度処理する方法が、また、特許文献４には、排水中の懸濁質を凝集沈殿させた後、上澄み水を系外に排出する排水処理方法において、前記排水に活性炭を添加して処理した後、無機系凝集材を添加することにより、重油やスラッジ等の油分を含む排水から油分を除去し、同時に排水のＣＯＤおよび窒素成分を低減する方法が開示されている。

ところで、鉱物油や動・植物油等の油分を多く含むＣＯＤ（化学的酸素要求量）が高い排水の浄化には、設備費やランニングコストの面で有利であることから、薬剤を注入してｐＨを調整した後、加圧浮上処理する方法が一般的に用いられている。しかし、前述したように、この方法だけでは、排水基準を十分にクリアすることは難しい。そこで、上記方法に、活性炭に油分等を吸着させる方法や生物学的に処理する方法、酸化剤等を用いて化学的に処理する方法等を組み合わせることが行われている。

しかし、活性炭に油分等を吸着させる方法は、ＣＯＤの低減効果は高いものの、活性炭が高価であることからランニングコストが高く、また、設備費も高いという問題がある。また、生物学的に処理する方法は、除去率が高く、ランニングコストも低いが、設備費が高く、また、生物による処理であるため、設備の立ち上げや運転管理が難しいという問題がある。また、化学的に処理する方法は、処理対象である排水の性状の影響を受け易く、全く効果を得られない場合もある。特に、多系統から排出される排水を処理する場合には、処理不良を起こす可能性が高い。そのため、含油排水を、低コスト、高効率でかつ確実に処理することができる排水処理方法の開発が望まれている。

一方、人の生活活動に伴って発生する一般廃棄物や産業活動に伴って発生する産業廃棄物は、従来、焼却あるいは埋め立てにより処理されていた。しかし、近年では、これらを資源として再利用することが検討されており、その技術の１つに、ＲＤＦ（ＲｅｆｕｓｅＤｅｒｉｖｅｄＦｕｅｌ）がある。このＲＤＦは、ごみ固形燃料や廃棄物固形燃料とも呼ばれ、家庭等から廃棄された生ゴミやプラスチックゴミなどの使い道の少ない廃棄物を、熱資源としてリサイクル（サーマルリサイクル）するため、固形燃料化したもので、発電やボイラーなどの燃料として有効活用できるとされている。

しかし、このＲＤＦは、少なからず水分を含有しているため、腐敗を起こして異臭を発生したり、あるいは、保存期間中に発火したりするという問題があり、その防止のため、多量の石灰を投入している。また、ＲＤＦを燃料として使用した場合には、含有塩素分によって設備が腐食を起こす等の問題がある。さらに、発熱カロリーが低く、均質でないことから、燃焼温度を一定に制御するために、少なからず重油が必要となることや、石灰を投入する場合には、残灰中に大量の石灰が残され、産業廃棄物の処理に多額の費用を要するなどの問題がある。そのため、ＲＤＦの利用量は当初の予想ほど伸びていないのが実情である。

そこで、余剰となったＲＤＦを有効利用するべく、ＲＤＦを乾留・炭化して炭化物とし、これを活性炭として有効活用することが検討されている（例えば、特許文献５〜７等参照）。

特開昭５８−１７７１９９号公報特開昭６０−０７８６８７号公報特開平０５−１１５８６８号公報特開２００４−２７５８８４号公報特開平０９−２０８９６３号公報特開２０００−０８０３７２号公報特表２００１−０１０９７８号公報

上記ＲＤＦを炭化した炭化物は、通常の活性炭と同様、特定の物質を吸着する機能を有するため、排水処理に用いることが可能である。また、余剰のＲＤＦを原料としていることから比較的安価に入手することができる。

しかし、ＲＤＦを炭化して得られる炭化物（活性炭）は、粒径が比較的小さいものが多く含まれるため、従来の活性炭と同様の用途や方法にそのまま用いることはできないという問題がある。

そこで、本発明は、圧延油や防錆油等の油分を多く含みかつＣＯＤ値の高い含油排水の浄化に、上記ＲＤＦ由来の粉状炭化物を用いる排水処理方法を提案することにある。

発明者らは、ＲＤＦを炭化して得られる炭化物（活性炭）は、通常の活性炭と比較して粒径の小さい物が多く含まれていることに着目し、上記粉状の炭化物を、含油排水処理に一般的に用いられている加圧浮上処理に適用することを検討した。その結果、加圧浮上処理を行う前にＲＤＦ由来の粉状炭化物を排水中に添加してやることにより、効率よくかつ安価に油分やＣＯＤ成分を低減できること、しかも加圧浮上処理は、排水中の浮遊物質を気泡に付着させて浮上させる処理であることから、油分やＣＯＤ成分を吸着した微小な粉状炭化物も同時に浮上させて回収・除去できるため、従来の設備をそのまま活用でき、設備費の点でも有利であることを見出し、本発明を開発するに至った。

すなわち、本発明は、排水中に加圧水を供給して気泡を発生させ、該気泡に排水中の懸濁物質を付着・浮上させ、浮上した懸濁物質のスカムを回収・除去することで排水を浄化する加圧浮上法を用いた含油排水の排水処理方法において、前記加圧浮上処理する前の含油排水中に粉状炭化物を添加して油分およびＣＯＤ成分を吸着させた後、加圧浮上処理して浮上させ、前記スカムとともに回収・除去することを特徴とする含油排水の排水処理方法である。

本発明の排水処理方法に用いる上記粉状炭化物は、ＲＤＦを炭化したものであることを特徴とする。

また、本発明の排水処理方法に用いる前記粉状炭化物は、平均粒径が３ｍｍ以下のものであることを特徴とする。

また、本発明の排水処理方法は、上記加圧浮上処理法を適用する前に、排水のｐＨを４．０〜６．５とする酸性化処理を施すことを特徴とする。

本発明によれば、加圧浮上処理を施す前の排水中に、ＲＤＦを炭化して得られる粉状炭化物を添加することによって、排水中に含まれる油分やＣＯＤ成分を、効率よくかつ安価にしかも大きな設備投資を行うことなく低減することが可能となる。また、本発明は、余剰となったＲＤＦを活用するため、資源の有効利用にも寄与する。

本発明に用いる排水処理装置、処理システムの一例を示す図である。

本発明の排水処理方法は、圧延油や防錆油等の油分を多く含むＣＯＤが高い排水中に加圧水を供給して気泡を発生させ、該気泡に排水中の懸濁物質を付着・浮上させ、浮上した懸濁物質を回収・除去する加圧浮上法を用いた排水処理方法において、上記加圧浮上処理する前の含油排水中に粉状炭化物を添加して油分やＣＯＤ成分を吸着させた後、加圧浮上処理し、上記粉状炭化物を懸濁物質とともに浮上させて回収・除去することによって、油分やＣＯＤ成分を効率よくかつ安価に除去する排水処理方法である。

ここで、上記排水中に含まれる油分は、圧延油や防錆油に由来する鉱物油や動・植物油に限定されるものではなく、例えば、原油、重油、重油貯蔵タンクに堆積したスラッジ等の原油由来成分や、トランス等に用いられた絶縁油、潤滑油、離型油、切削油、有機塩素系化合物等を含む洗浄油等であってもよく、特に制限はない。また、ＣＯＤ成分についても特に制限はない。さらに、本発明の排水処理方法は、油分を含まない下水や工場排水、地下浸出水などにも適用することができる。

図１は、本発明において、油分やＣＯＤ成分を多く含む排水を浄化するのに用いる加圧浮上処理装置とその処理システムの一例を示すフローシートである。図１に示すように、本発明に用いる加圧浮上処理装置では、まず原排水１を、中和反応槽２で薬剤（ｐＨ調整剤３）を添加してｐＨを４．０〜６．５に調整する酸性化処理（「エマルジョンブレーク」ともいう）を施したのち、後流に設置された加圧浮上槽４において、加圧水発生装置５に送り込んだ圧縮空気により加圧された加圧水を供給して気泡を発生させ、該気泡に排水中の懸濁物質等を付着させて強制的に浮上させ、浮上した浮遊物質（スカム）をスカムスキーマ６で回収・除去するとともに、浄化した排水７は、処理水として排出する。ここで、本発明の特徴は、上記加圧浮上槽４で、加圧浮上処理を行う前の排水中に、油分やＣＯＤ成分を吸着する機能を有する粉状炭化物８（または活性炭）を投入し、油分やＣＯＤ成分を吸着させた後、加圧浮上処理することによって、上記油分やＣＯＤ成分を吸着した炭化物を、浮上した浮遊物質（スカム）とともに、回収炭化物９として回収・除去するところにある。

本発明の排水処理において、上記中和反応槽２における酸性化処理は、排水をアルカリから弱酸性のｐＨ４．０〜６．５とすることによってエマルジョン（非常に小さい粒子として分散・存在する状態）を壊し、油分を分離し易くするためである。好ましくは、ｐＨ５〜６．５の範囲である。酸性化処理のために添加するｐＨ調整剤３としては、公知のものを使用することができ、例えば、硫酸や塩酸等の酸を好ましく用いることができる。

上記中和反応槽２で酸性化処理した排水は、その後、加圧浮上槽４に送られるが、この加圧浮上槽４においては、まず、加圧浮上槽内の排水中に粉状炭化物を添加し、排水中の油分やＣＯＤ成分を炭化物に吸着させる。この際、添加した炭化物は、図示されていない攪拌機等を用いて、排水中に分散させることが好ましい。

上記粉状炭化物８としては、油分やＣＯＤ成分を吸着する能力を有するものであれば特に限定されないが、ＲＤＦを炭化して得たものであることが好ましい。もちろん、通常の活性炭を粉状としたものを用いてもよいが、活性炭は一般に高価であり、また、上記粒径の粉状にするための処理が必要となる。この点、ＲＤＦを炭化して得られる炭化物は、活性炭と同様の吸着能を有するが、ＲＤＦを原料としているため安価であり、しかも、粒径が小さい炭化物を多く含んでいることから、本発明には好適である。

なお、本発明に用いる上記粉状炭化物は、粒径が３ｍｍ以下のものであることが好ましい。粒径が３ｍｍを超えると、吸着後の炭化物が沈降しやすくなるため、加圧浮上処理で浮上させることが難しくなるからである。より好ましい粒径は１ｍｍ以下である。

また、炭化物の添加量は、炭化物の種類、処理対象の排水の性状によっても異なるが、原排水に対して１〜５０ｍｇ／Ｌ程度を添加するのがよい。１ｍｇ／Ｌ未満では、炭化物の吸着能力が全体として不足することがあり、一方、５０ｍｇ／Ｌを超えると、炭化物の添加量に見合う効果が得られなくなる傾向があるからである。

粉状炭化物を添加した後に行う加圧浮上処理では、加圧水を槽内に送り込んで気泡を発生・浮上させることによって、油分やＣＯＤ成分を吸着した粉状炭化物を気泡と一緒に浮上させ、これを浮遊物質が浮上したスカムと一緒にスカムスキーマ等で回収・除去する。この際の加圧浮上処理条件は、公知の条件で行えばよく、特に制限はない。

加圧浮上槽内で浄化した排水は、その後、図示されていない検水槽に移して、ｐＨや油分、ＣＯＤ、ＢＯＤ、浮遊物質等の検査をした後、排水する。なお、排水した処理水の一部は、加圧水として使用してもよい。また、加圧浮上処理で回収された油分やＣＯＤ成分を吸着した炭化物（図１中の９）は、浮遊物質が浮上したスカムと混在しているが、脱水性が良く、粘着性が少ないため、簡単な装置でも容易に脱水することができる。脱水処理した炭化物は、ごみ焼却炉等で焼却処理すればよく、処理方法に特に制限はない。また、脱水処理で分離された排水は、原排水として返送されるため、排水が系外に排出されることはない。

上記のように、本発明の排水処理方法は、ＲＤＦを炭化した安価な炭化物を、高価な活性炭の代替材として有効に活用することができるので、安価な処理コストで、効率よく油分やＣＯＤ成分を除去することができる。また、本発明の排水処理方法は、従来の加圧浮上装置をそのまま用いることができ、新たな設備を必要としないので、設備費用の点でも有利である。

なお、本発明に係る上記排水処理方法は、上述した酸性化処理した後、加圧浮上処理する方法に限定されるものではなく、例えば、酸性化処理後かつ加圧浮上処理前に、緩速攪拌槽を設けて、凝集剤を添加して凝集処理を行ってもよいし、また、この際、凝集剤と同時に、粉状炭化物を添加してもよい。さらに、本発明の処理方法と、他の物理化学的処理方法や、生物学的処理方法等を組み合わせてもよい。

図１に示した排水処理装置で、油分を８５．１ｍｇ／Ｌ含み、かつ、ＣＯＤの値が７９．３ｍｇ／Ｌの原排水を、下記の従来法（比較例）と本発明法（発明例）の２方法で浄化処理した。
＜従来法＞
中和反応槽で、原排水にｐＨ調整剤として硫酸を投入してｐＨを６．０に調整後、１０分間攪拌する酸性化処理し、凝集剤を添加後、５分間攪拌する凝集処理を施した後、該排水を加圧浮上処理槽に移送し、加圧浮上処理する。
＜本発明法＞
中和反応槽で、原排水にｐＨ調整剤として硫酸を投入してｐＨを６．０に調整後、１０分間攪拌する酸性化処理を施した後、凝集剤を添加する際、ＲＤＦを炭化して得られた粒径が１ｍｍ以下の粉状炭化物を上記排水に対して４ｍｇ／Ｌの割合で投入し、５分間攪拌した後、従来法と同様、加圧浮上処理する。

上記の方法で処理した排水中の油分およびＣＯＤの測定結果を表１に示した。ここで、油分の測定は、ＪＩＳＫ０１０２の「昭和４９年環境庁告示第６４号付表４」に規定された方法（ノルマルヘキサン抽出物質）に準拠し、また、ＣＯＤの測定は、同じくＪＩＳＫ０１０２．１７に規定された過マンガン酸カリウム法に準拠して行った。

本発明の加圧浮上処理で油分やＣＯＤを除去する技術は、鉄鋼製造における冷延工程や焼鈍工程、洗浄工程、めっき工程等から排出される含油排水以外の排水にも適用することができる。

１：原排水
２：中和反応槽
３：ｐＨ調整剤
４：加圧浮上槽
５：加圧水発生装置
６：スカムスキーマ
７：処理排水
８：炭化物
９：回収炭化物

Claims

排水中に加圧水を供給して気泡を発生させ、該気泡に排水中の懸濁物質を付着・浮上させ、浮上した懸濁物質のスカムを回収・除去することで排水を浄化する加圧浮上法を用いた含油排水の排水処理方法において、
前記加圧浮上処理する前の含油排水中に粉状炭化物を添加して油分およびＣＯＤ成分を吸着させた後、加圧浮上処理して浮上させ、前記スカムとともに回収・除去することを特徴とする含油排水の排水処理方法。
前記粉状炭化物は、ＲＤＦを炭化したものであることを特徴とする請求項１に記載の含油排水の排水処理方法。
前記粉状炭化物は、平均粒径が３ｍｍ以下のものであることを特徴とする請求項１または２に記載の含油排水の排水処理方法。
前記加圧浮上処理法を適用する前に、排水のｐＨを４．０〜６．５とする酸性化処理を施すことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の含油排水の排水処理方法。