JP2016137429A - 重金属含有排水の処理方法及び重金属含有排水の処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、重金属含有排水から高い除去率で重金属を除去する処理方法であって、環境へ悪影響を及ぼさない処理水を排出する処理方法を提供することを課題とする。
【解決手段】本発明は、重金属含有排水中の重金属成分を水に不溶な沈殿に変えて処理排水を得る物理化学処理工程と、処理排水を生物処理する工程を含むことを特徴とする重金属含有排水の処理方法に関する。また、本発明は、重金属含有排水調整槽と生物処理槽とを有する重金属含有排水の処理装置であって、重金属含有排水調整槽で重金属含有排水中の重金属成分を水に不溶な沈殿に変えて、処理排水を得る手段と、生物処理槽で処理排水を生物処理する手段を備えることを特徴とする重金属含有排水の処理装置に関する。
【選択図】図１

Description

本発明は、重金属含有排水の処理方法及び重金属含有排水の処理装置に関する。具体的には、本発明は、重金属含有排水中に含まれる重金属を高い除去率で除去し得る排水の処理方法及び処理装置に関する。

イタイイタイ病の原因物質であるカドミウムのように、金属工業、非鉄金属第１次製錬・精製業、非鉄金属第２次製錬・精製業、溶融めっき業、水産食料品製造業の排水に含まれる重金属成分は、人の健康に影響を及ぼす可能性がある。このため、国連機関や日本国を含む各国で重金属に関する環境基準や排出基準が定められている。

重金属含有排水に含まれる重金属としては、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、錫（Ｓｎ）、ニッケル（Ｎｉ）、鉛（Ｐｂ）、カドミウム（Ｃｄ）等が挙げられる。このうちカドミウムは、国連機関による耐容摂取量の設定を受け、水質汚濁防止法の排水基準が０．０３ｍｇ／Ｌ以下に強化された（非特許文献１）。

重金属を含有する排水の処理方法としては、沈殿除去法、電解除去法、キレート樹脂吸着除去法等が知られている。中でも、大量の重金属含有排水を処理するために、沈殿除去法が好ましく用いられている。沈殿除去法としては、水酸化物法と硫化物法等が知られており、排水基準や排水設備に応じて各種方法が選択されている（特許文献１、２及び非特許文献２）。水酸化物法では、金属水酸化物を析出させて重金属を除去し、硫化物法では、硫化金属を析出させて重金属を除去することが行われている。また、これらを官能基として持つキレート剤も用いられている。

特開昭４８−１１２９１号公報 国際公開ＷＯ０３／０２０６４７号公報

環境省「水質汚濁防止法に基づく排出水の排出、地下浸透水の浸透等の規制に係る項目の許容限度等の見直しについて（報告案）」 和田洋六著、「最新水処理技術の基本と仕組み（第２版）」（株）秀和システム、１２４〜１２５頁

上述したように、水酸化物法では、金属水酸化物を析出させて重金属を除去することが行われているが、金属水酸化物の溶解度は十分に低いものではなく、処理後の排水に重金属が残留してしまうという問題があった。特に、カドミウム濃度の排出基準は一段と厳しくなっており、排水中のカドミウムの残留は大きな問題となる。
一方の硫化物法では、硫化金属の溶解度は十分に低いものの、有害な硫化水素ガスが発生する場合があり、処理工程における安全面が十分に確保できず問題となっていた。

硫化物法においては、硫化水素ガスの発生を抑制するために、重金属含有排水のｐＨを高くし、アルカリ性条件下で処理を行うことが考えられる。しかしながら、このような方法を採用した場合、処理後の排水（処理水）のｐＨも高くなり、処理水を外部に放出しうる程度まで、薬品を添加して中和を行う必要がある。このため、薬品の使用量が増え、処理コストがかさむという問題がある。

そこで本発明者らは、このような従来技術の課題を解決するために、重金属含有排水から高い除去率で重金属を除去する処理方法であって、処理コストが抑制された排水の処理方法を提供することを目的として検討を進めた。

上記の課題を解決するために鋭意検討を行った結果、本発明者らは、物理化学的処理法に特定の処理工程を組み合わせて、重金属含有排水を処理することにより、高い除去率で重金属を除去できることに加え、処理コストを抑制し得ることを見出した。
具体的に、本発明は、以下の構成を有する。

［１］重金属含有排水中の重金属成分を水に不溶な沈殿に変えて処理排水を得る物理化学処理工程と、処理排水を生物処理する工程を含むことを特徴とする重金属含有排水の処理方法。
［２］物理化学処理工程は、重金属含有排水に重金属除去剤を添加して、重金属を含む沈殿を生成して処理排水を得る工程である［１］に記載の重金属含有排水の処理方法。
［３］物理化学処理工程は、重金属含有排水に硫化ナトリウムもしくは硫化水素を添加して、重金属を含む沈殿を生成して処理排水を得る工程である［１］又は［２］に記載の重金属含有排水の処理方法。
［４］物理化学処理工程は、重金属含有排水にキレート剤を添加する工程を含む［１］〜［３］のいずれかに記載の重金属含有排水の処理方法。
［５］処理排水から沈殿を分離する工程をさらに含み、沈殿を分離する工程は、生物処理する工程の前に設けられる［１］〜［４］のいずれかに記載の重金属含有排水の処理方法。
［６］沈殿を分離する工程は、凝集沈殿処理工程を含む［５］に記載の重金属含有排水の処理方法。
［７］沈殿を分離する工程は、加圧浮上処理工程を含む［５］又は［６］に記載の重金属含有排水の処理方法。
［８］物理化学処理工程では、重金属含有排水中に含まれる重金属１モルに対し、硫化ナトリウムもしくは硫化水素を、０．０１モル以上１００モル未満となるように添加する［３］〜［７］のいずれかに記載の重金属含有排水の処理方法。
［９］生物処理する工程は、硝化反応をさせる工程を含む［１］〜［８］のいずれかに記載の重金属含有排水の処理方法。
［１０］生物処理する工程は、活性汚泥処理工程及び生物膜処理工程から選ばれる少なくとも１工程を含む［１］〜［９］のいずれかに記載の重金属含有排水の処理方法。
［１１］重金属含有排水のｐＨを７〜１２にする調整工程をさらに含み、調整工程は、処理排水を得る工程の前に設けられる［１］〜［１０］のいずれかに記載の重金属含有排水の処理方法。
［１２］重金属含有排水に含まれる重金属がカドミウムである［１］〜［１１］のいずれかに記載の重金属含有排水の処理方法。
［１３］生物処理する工程では、カドミウム含有量が０．０３ｍｇ／Ｌ以下の処理水を生成する［１２］に記載の重金属含有排水の処理方法。
［１４］重金属含有排水は、水産加工排水である［１］〜［１３］のいずれかに記載の重金属含有排水の処理方法。
［１５］重金属含有排水調整槽と生物処理槽とを有する重金属含有排水の処理装置であって、重金属含有排水調整槽で重金属含有排水中の重金属成分を水に不溶な沈殿に変えて、処理排水を得る手段と、生物処理槽で処理排水を生物処理する手段とを備えることを特徴とする重金属含有排水の処理装置。
［１６］さらに凝集沈殿槽を有し、凝集沈殿槽は、重金属含有排水貯調整槽の下流側であって、生物処理槽の上流側に連結されており、凝集沈殿槽は、沈殿を凝集沈殿させる手段を備える［１５］に記載の重金属含有排水の処理装置。
［１７］さらに加圧浮上処理槽を有し、加圧浮上処理槽は、重金属含有排水調整槽の下流側であって、生物処理槽の上流側に連結されており、加圧浮上処理槽は、沈殿を加圧浮上させる手段を備える［１５］又は［１６］に記載の重金属含有排水の処理装置。
［１８］重金属含有排水調整槽には、重金属除去剤保持槽とｐＨ調整剤保持槽が連結されている［１５］〜［１７］のいずれかに記載の重金属含有排水の処理装置。

本発明によれば、高い除去率で重金属を除去することができる。さらに、本発明によれば、排水処理に必要なコストを低く抑えることが可能となる。すなわち、本発明の重金属含有排水の処理方法は、重金属の高い除去率を実現することに加え、処理コストを低く抑えることを達成し得たものである。

図１は、本発明の重金属含有排水の処理工程の流れを示すフロー図である。 図２は、本発明の重金属含有排水の処理装置の構成を示す概略図である。

以下において、本発明について詳細に説明する。以下に記載する構成要件の説明は、代表的な実施形態や具体例に基づいてなされることがあるが、本発明はそのような実施形態に限定されるものではない。なお、本明細書において「〜」を用いて表される数値範囲は「〜」前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。

（重金属含有排水の処理方法）
本発明は、重金属含有排水の処理方法に関する。本発明の重金属含有排水の処理方法は、重金属含有排水中の重金属成分を水に不溶な沈殿に変えて処理排水を得る物理化学処理工程と、処理排水を生物処理する工程を含む。本発明では、重金属含有排水を物理化学的に処理して、重金属成分を水に不溶な沈殿に変えた後に、生物処理を施すことによって、重金属を高い除去率で除去することができる。さらに、本発明では、薬品等を用いずとも、放出排水（処理水）のｐＨを中性領域まで下げることができ、放出排水の環境への影響を極力少なくすることができる。

図１は、本発明の重金属含有排水の処理工程の流れを示すフロー図である。図１（ａ）及び（ｂ）では、重金属含有排水が処理排水を経て、処理水となるまでの処理工程を説明している。図１（ａ）において、Ｐ工程は処理排水を得る物理化学的処理工程であり、Ｑは生物処理する工程である。本発明では、少なくとも物理化学的処理工程と、生物処理する工程がこの順で含まれていればよい。
また、図１（ｂ）に示されるように、本発明の重金属含有排水の処理方法は、物理化学的処理工程と、生物処理する工程以外の工程を含んでいてもよい。例えば、Ｐ工程の物理化学的処理工程の前に、Ｒ工程が設けられていてもよい。Ｒ工程の具体例としては、ｐＨ調整工程等が挙げられる。ｐＨ調整工程では、重金属含有排水を物理化学的に処理する前に、重金属含有排水が所望の範囲となるようにｐＨが調整される。
さらに、本発明の重金属含有排水の処理方法は、物理化学的処理工程の後であって、生物処理をする工程の前にＳ工程が設けられていてもよい。Ｓ工程としては、例えば、処理排水から水に不溶化した沈殿を分離する工程が挙げられる。沈殿を分離する工程は、凝集沈殿処理工程や加圧浮上処理工程を含むことが好ましい。

（物理化学的処理工程）
物理化学的処理工程は、重金属含有排水に重金属除去剤を添加して、重金属を含む沈殿を生成して処理排水を得る工程であることが好ましい。重金属除去剤は硫化物やキレート剤であることが好ましい。硫化物は、硫化ナトリウムもしくは硫化水素であることが好ましい。すなわち、物理化学処理工程は、重金属含有排水に硫化ナトリウムもしくは硫化水素を添加して、重金属を含む沈殿を生成して処理排水を得る工程であることがより好ましい。

物理化学的処理工程において、硫化ナトリウムもしくは硫化水素を用いる場合には、重金属含有排水中の重金属１モルに対して、硫化ナトリウムもしくは硫化水素を、０．０１モル以上１００モル未満となるように添加することが好ましい。硫化ナトリウムもしくは硫化水素の添加量は、硫化物イオン換算で上記範囲であることが好ましい。硫化ナトリウムもしくは硫化水素の添加量は、重金属１モルに対して、０．１〜２０モルであることがより好ましく、０．５〜１０モルであることがさらに好ましい。硫化物の添加量を上記範囲内とすることにより、重金属含有排水中に含まれる重金属を効率よく硫化することができる。なお、キレート剤を用いる場合には、キレート剤の濃度に応じて硫化物換算量を参考にしてキレート剤を添加することが望ましい。

物理化学的処理工程は、重金属含有排水中に含まれる重金属の量を測定して、その量から好ましい量の重金属除去剤の添加量を決定する工程を含んでいてもよい。具体的には、電気伝導度から重金属含有排水中の重金属の濃度を測定し、重金属の濃度に対して所望の濃度となるように物理化学的処理で添加する重金属除去剤の量を決定することが好ましい。例えば、重金属１モルあたり硫化物イオンが上述した値の範囲内となることが好ましい。

物理化学的処理工程では、重金属除去剤を添加した後に、重金属含有排水を撹拌することが好ましい。撹拌条件は、急速攪拌が好ましく、撹拌時間は５〜３０分であることが好ましい。

物理化学的処理工程で処理される重金属含有排水の水温は、０〜８０℃であることが好ましく、５〜６０℃であることがより好ましい。

物理化学的処理工程では、重金属含有排水中の重金属成分を水に不溶な沈殿に変えて処理排水を得る。ここで、処理排水には、水に不溶な沈殿となった重金属成分が含まれていてもよい。また、後述する凝集沈殿工程等を設けることによって水に不溶な沈殿となった重金属成分が除去されていてもよい。なお、後述する凝集沈殿工程等を設けた場合であっても水に不溶な沈殿となった重金属成分は完全に除去されずに、一定量が処理排水に残存していてもよい。

本発明における重金属含有排水には、水産加工排水が含まれる。水産加工排水とは、水産加工事業所から排出される排水であり、主に、魚類、貝類及び魚卵由来の有機物や重金属を含む排水である。特に、ホタテの中腸腺やイカの肝臓、カニの内臓にはカドミウムが含まれることから、これら軟体動物や甲殻動物を加工する水産加工場からはカドミウムを含む排水が排出される。このため、本発明の処理方法は好ましく用いられる。
なお、本発明の処理方法は、水産加工場より排出される重金属含有排水の処理において、顕著な効果を奏するが、これ以外の重金属含有排水、例えば、非鉄金属業やメッキ工場、半導体工場等より排出される重金属含有排水の処理に適用することもできる。

本発明において処理し得る重金属含有排水の量は特に制限されないが、本発明では、多量の重金属含有排水を処理することが可能である。具体的には、一日当たり５００ｍ³以上の重金属含有排水を処理することも可能である。このように、本発明は多量の重金属含有排水を効率よく処理できる点に特徴がある。

近年、カドミウムの排出基準が強化されており、排水中に含まれるカドミウム濃度は、０．０３ｍｇ／Ｌ以下とすることが求められている。このため、排水中のカドミウム濃度を基準値以下とし得る処理方法の開発が急務とされていた。本発明の処理方法は、排水中のカドミウム濃度を上記基準値以下とし得る画期的方法であり、水産加工場から排出されるカドミウムを含む排水を処理するために特に好ましく用いられる処理方法である。また、本発明は、排水からカドミウムを除去する重金属の除去方法に関する発明でもある。

（ｐＨ調整工程）
物理化学的処理工程で処理される重金属含有排水のｐＨは、７〜１２であることが好ましく、７〜１０であることがより好ましく、７〜９であることがさらに好ましい。重金属含有排水のｐＨを上記範囲内とすることにより物理化学処理工程での硫化水素ガスの発生を抑制することができる。重金属含有排水は調整されなくとも上記ｐＨの範囲内である場合もあるが、ｐＨの調整工程を設けることにより調整されてもよい。このような調整工程を設ける場合は、ｐＨ調整工程は、物理化学的処理工程の前に設けられることが好ましい。ｐＨ調整工程では、ｐＨ調整剤を添加して重金属含有排水のｐＨを調整することが好ましい。ｐＨ調整剤としては、例えば、水酸化ナトリウムや水酸化カルシウム等が挙げられる。

（生物処理する工程）
生物処理する工程では、物理化学的処理工程で得られた処理排水を生物処理する。生物処理する工程では、工程内で微生物と処理排水を接触させることにより、処理排水の浄化が行われる。また、微生物と処理排水が接触することにより、処理排水に含まれる窒素分が硝酸となる硝化反応が行われる。

物理化学的処理工程では、重金属含有排水のｐＨは、７〜１２の範囲に調整されることが好ましく、重金属含有排水をアルカリ性とすることにより硫化水素の発生を抑制することが行われている。重金属含有排水のｐＨを調整することで、硫化水素の発生を抑制することはできるが、得られる処理排水のｐＨも上記範囲となる。ここで、アルカリ性の処理排水をそのまま放流した場合、生態系に悪影響を及ぼすこととなるため問題となっている。
生物処理する工程では、このようなアルカリ性の処理排水に含まれる窒素分を硝化反応させる工程を含む。硝化反応させる工程では、硝化反応において窒素分が硝酸となり、これにより処理排水のｐＨが低下する。具体的には、生物処理する工程で得られる処理水のｐＨは、５〜９であることが好ましく、６〜８であることがより好ましい。このように、生物処理する工程で得られる処理水は硝酸により中和されたものであり、中性の処理水が放流されることとなる。中性の処理水は、生態系に悪影響を及ぼすことはなく、処理水を放出した場合であっても環境へ悪影響を与えることはない。

微生物と処理排水の接触は、微生物を含む汚泥や懸濁液等と処理排水を撹拌混合する方法や、微生物を付着させた担体を処理排水中に設置する方法によって行われる。微生物を付着させた担体を使用する場合、担体の形状は膜状、スポンジ状、チューブ状等であることが好ましく、担体の材質は樹脂もしくはセラミックであることが好ましい。

生物処理は、嫌気性生物処理や好気性生物処理のいずれであってもよく、好気性生物処理であることが好ましい。

生物処理する工程は、活性汚泥処理工程及び生物膜処理工程から選ばれる少なくとも１工程を含むことが好ましい。
活性汚泥処理工程は、多種の微生物を含んだ活性汚泥を利用する方法であり、処理排水を活性汚泥と撹拌した後に、曝気して排水中の有機物を酸化分解させる方法である。曝気時間は１〜１００時間であることが好ましい。

生物処理する工程は、さらに固液分離工程を有することが好ましい。具体的には、生物処理された処理水と、微生物を含む固形分を分離する工程を有することが好ましい。固形分が分離除去された処理水は、規制基準を満たした工場排水として河川等に放流される。なお、処理水はさらに排水処理を施すことによって、再利用水としてもよい。また、分離された固形分は、重金属成分の再溶出がなく、安全に処理できる。

生物処理する工程で得られる処理水に含まれる重金属の含有量は、０．０３ｍｇ／Ｌ以下であることが好ましい。中でも、処理水に含まれるカドミウムの含有量は、０．０３ｍｇ／Ｌ以下であることが好ましく、０．０１ｍｇ／Ｌ以下であることがより好ましく、検出されないことがさらに好ましい。すなわち、本発明で得られる処理水のカドミウム含有量は、厳しい排出基準を満たすものである。このように物理化学的処理工程と生物処理する工程を組み合わせることにより、カドミウムをはじめとする重金属の含有量を大幅に低減させることができる。

（分離する工程）
本発明の重金属含有排水の処理方法は、物理化学的処理工程で不溶化した重金属を含む沈殿を分離する工程をさらに含むことが好ましい。分離工程は、物理化学的処理工程の後であって、生物処理する工程の前に設けられることが好ましいが、生物処理する工程の後に設けてもよい。分離方法は、重金属を含む沈殿を分離できる方法であれば特に制限されないが、凝集沈殿処理工程及び加圧浮上処理工程から選ばれる少なくとも１工程を含むことが好ましい。

分離工程は、処理排水から重金属沈殿を含む固形分を凝集させ分離する工程である。分離の際には、分離工程の前もしくは分離工程において凝集剤を添加して共沈処理を行っても良い。凝集剤は添加量を増やすことで分離工程での重金属沈殿の完全な除去が可能となるが、汚泥発生量も比例して増えるため、生物処理での除去可能量とのバランスを考慮して最適な添加量に調整することが好ましい。さらに、汚泥を循環させ再利用することで、凝集剤添加量を抑制することも可能である。この場合、凝集沈殿槽は、底部に、貯留された汚泥に原水が接触した後に、上澄水を処理排水とする構造をもつ汚泥循環型沈殿槽であることが好ましい。このような汚泥循環システムを用いることで、汚泥発生量を抑制することができる。

また、沈殿を分離する工程では、遠心分離処理を行うことも可能である。遠心分離装置としては、一般的にデカンタ式脱水機を用いることができる。

加圧浮上処理工程は、処理排水中で加圧溶解空気を発生させることで重金属沈殿を含む排水中の懸濁物を浮上分離する方法である。

（重金属含有排水の処理装置）
本発明は、重金属含有排水の処理装置に関するものでもある。本発明の重金属含有排水の処理装置は、重金属含有排水調整槽と生物処理槽とを有し、重金属含有排水調整槽で重金属含有排水中の重金属成分を水に不溶な沈殿に変えて、処理排水を得る手段と、生物処理槽で処理排水を生物処理する手段を備える。本発明では、このような処理装置を用いて重金属含有排水を処理することにより、重金属を高い除去率で除去することができる。さらに、本発明の処理装置を用いることにより、放出排水の環境への影響を極力少なくすることができ、処理コストを抑制することができる

図２は、本発明の重金属含有排水の処理装置の構成を示す概略図である。図２（ａ）及び（ｂ）では、本発明の重金属含有排水の処理装置の構成を説明している。図２（ａ）に示されているように、本発明の重金属含有排水の処理装置は、重金属含有排水調整槽１０と、生物処理槽２０を有し、重金属含有排水調整槽１０は、生物処理槽２０の上流側に設けられることが好ましい。

重金属含有排水調整槽１０では、重金属含有排水に対し物理化学的処理が施される。物理化学的処理に用いられる薬剤（重金属除去剤）は、硫化水素や硫化ナトリウムなどの硫化物、もしくはキレート剤であることが好ましく、硫化ナトリウムであることがより好ましい。重金属含有排水調整槽１０は、添加された薬剤を均一に分散させる手段を備えていることが好ましく、例えば、撹拌システムを備えていることが好ましい。

重金属含有排水調整槽１０には、重金属含有排水が貯留され、重金属含有排水には、重金属成分を水に不溶な沈殿に変えるための重金属除去剤が添加される。このため、重金属含有排水調整槽１０には、重金属除去剤保持槽１５が備え付けられていることが好ましい。重金属除去剤保持槽１５には、重金属除去剤投入量調節機構が備え付けられていることが好ましい。重金属除去剤投入量調節機構は、重金属含有排水調整槽１０に貯留されている重金属含有排水に含まれる重金属の濃度から、重金属除去剤の投入量を決定するシステムを備えていることが好ましい。

重金属含有排水調整槽１０には、重金属を含有した排水が貯留されるが、このような排水は水産加工排水であることが好ましい。水産加工排水は、水産加工事業所から排出される排水であり、主に、魚類、貝類及び魚卵由来の有機物や重金属を含む排水である。水産加工事業所から排出される排水は、１カ所に集められた後に重金属含有排水調整槽１０に送液されてもよく、重金属含有排水調整槽１０に直接送液されてもよい。

重金属含有排水調整槽１０と生物処理槽２０は配管で連結されていることが好ましく、配管には、流量調節機構が備え付けられていることが好ましい。配管の材質は特に限定されるものではないが、ステンレス鋼材を用いることが好ましい。ステンレス鋼材の中でも、ＳＵＳ３０４やＳＵＳ３１６などのオーステナイト系ステンレスが特に好ましく用いられる。また、フェライト系ステンレス、オーステナイト系とフェライト系を二相組織とした二相ステンレスを用いてもよい。

生物処理槽２０は、活性汚泥処理槽であることが好ましく、生物処理膜を備えた槽であってもよい。この場合、生物処理膜は、ハニカムチューブでも、スポンジでも、樹脂造作物でもよい。

生物処理槽２０は、重金属含有汚泥除去装置を有することが好ましく、重金属含有汚泥除去装置を用いて重金属含有汚泥が排出されることが好ましい。また、生物処理から排出される余剰汚泥を利用して重金属含有汚泥の全部ないし一部を排泥しても良い。

生物処理槽２０から排出される処理水は、河川や海洋等に排出されてもよい。このため、生物処理槽２０には外部に排出用の配管が備えられていることが好ましい。また、生物処理槽２０には、カドミウム等の重金属の濃度や、処理水のｐＨを測定するシステムが備えられていてもよい。

図２（ｂ）に示されているように、本発明の重金属含有排水の処理装置は、さらに凝集沈殿槽３０を有することが好ましい。凝集沈殿槽３０は、生成した重金属を含む沈殿を凝集沈殿させる手段を備えており、重金属含有排水調整槽１０の下流側であって、生物処理槽２０の上流側もしくは下流側に連結されていることが好ましい。

凝集沈殿槽３０は、凝集させた重金属沈殿を含む重金属含有汚泥を除去する手段を有することが好ましく、重金属含有汚泥除去手段を用いて重金属含有汚泥が排出されることが好ましい。
凝集沈殿槽は、底部に、貯留された汚泥に原水が接触した後に、上澄水を処理排水とする構造をもつ汚泥循環型沈殿槽であることが好ましい。このような沈殿槽では、汚泥を循環させ再利用することができ、凝集剤添加量を抑制することができる。また、汚泥発生量を抑制することができる。

図２（ｂ）に図示していないが、本発明の重金属含有排水の処理装置は、凝集沈殿槽３０に変えて、加圧浮上処理槽を有していてもよく、凝集沈殿槽３０と加圧浮上処理槽の両方を有していてもよい。加圧浮上処理槽は、重金属を含む沈殿を加圧浮上させる手段を備えており、重金属含有排水調整槽１０の下流側であって、生物処理槽２０の上流側もしくは下流側に連結されていることが好ましい。なお、本発明の重金属含有排水の処理装置が凝集沈殿槽３０と加圧浮上処理槽の両方を有する場合は、加圧浮上処理装置は、凝集沈殿槽３０の下流側に連結されていることが好ましい。

また、図２（ｂ）に示されているように、重金属含有排水調整槽１０は、ｐＨ調整剤保持槽１７を備えていてもよい。ｐＨ調整剤保持槽１７は、重金属含有排水調整槽１０のｐＨが所望の範囲となるようにｐＨ調整剤を投入する槽である。ｐＨ調整剤保持槽１７は、重金属含有排水調整槽１０に貯留される重金属含有排水のｐＨの測定結果からｐＨ調整剤の投入量を決定するシステムを備えることが好ましい。

以下に実施例と比較例を挙げて本発明の特徴をさらに具体的に説明する。以下の実施例に示す材料、使用量、割合、処理内容、処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更することができる。したがって、本発明の範囲は以下に示す具体例により限定的に解釈されるべきものではない。

（実施例１）
水産加工工場から排出された重金属含有排水（原水）を下記の手順で処理をした。原水のカドミウム濃度は０．０８７ｍｇ／Ｌであった。また、原水のｐＨは６．７であった。
重金属含有排水調整槽に原水を貯め、重金属除去剤として０．１ｍｏｌ/Ｌの硫化ナトリウム溶液を原水１Ｌにつき１ｍＬ添加した（重金属除去剤の添加量は重金属１モルに対して１０モル）。その後、無機凝集剤として１０％ポリ塩化アルミニウム溶液を原水１Ｌにつき１ｍＬ添加した（無機凝集剤の添加量は酸化アルミ換算１００ｐｐｍ）。その後、水酸化ナトリウムを添加してｐＨを６．５とした後、アニオン性高分子凝集剤を０．４ｐｐｍ添加して凝集沈殿槽に移して上澄水を処理排水とした。
処理排水を生物処理槽に移送し、処理排水に、水産加工工場の活性汚泥処理装置の返送汚泥を体積比０．５で混ぜて生物処理を行い、処理水を得た。

（実施例２）
無機凝集剤（１０％ポリ塩化ナトリウム溶液）の添加量を１Ｌにつき０．１ｍＬとした以外は実施例１と同様の手順で処理を行い、処理水を得た。ただし、凝集沈殿槽は底部に貯留された汚泥に原水が接触させたのち、上澄水を処理排水とする構造をもつ汚泥循環型の凝集沈殿槽とした。

（比較例１）
実施例１における凝集沈殿槽の処理排水（上澄水）を最終処理水とした以外は実施例１と同様の手順で処理を行った。ここでは、生物処理を行わなかった。

（比較例２）
重金属除去剤を添加せず、無機凝集剤のみで凝集沈殿処理をした以外は、実施例１と同様の手順で処理を行い、処理水を得た。

（比較例３）
実施例１で用いた原水に水産加工工場の活性汚泥処理装置の返送汚泥を体積比０．５で混ぜて生物処理を行い、処理水を得た。

比較例に比べて実施例では、処理水のカドミウム濃度が大幅に低減されていることがわかる。また、実施例２では、上澄水を処理排水とする構造をもつ汚泥循環型の凝集沈殿槽を用い、汚泥を循環させ再利用することで、汚泥量を低減できた。

１０ 重金属含有排水調整槽
１５ 重金属除去剤保持槽
１７ ｐＨ調整剤保持槽
２０ 生物処理槽
３０ 凝集沈殿槽
Ｐ〜Ｓ 処理工程

Claims (18)

1. 重金属含有排水中の重金属成分を水に不溶な沈殿に変えて処理排水を得る物理化学処理工程と、前記処理排水を生物処理する工程を含むことを特徴とする重金属含有排水の処理方法。
2. 前記物理化学処理工程は、前記重金属含有排水に重金属除去剤を添加して、重金属を含む沈殿を生成して処理排水を得る工程である請求項１に記載の重金属含有排水の処理方法。
3. 前記物理化学処理工程は、前記重金属含有排水に硫化ナトリウムもしくは硫化水素を添加して、重金属を含む沈殿を生成して処理排水を得る工程である請求項１又は２に記載の重金属含有排水の処理方法。
4. 前記物理化学処理工程は、前記重金属含有排水にキレート剤を添加する工程を含む請求項１〜３のいずれか１項に記載の重金属含有排水の処理方法。
5. 前記処理排水から前記沈殿を分離する工程をさらに含み、
   前記沈殿を分離する工程は、前記生物処理する工程の前に設けられる請求項１〜４のいずれか１項に記載の重金属含有排水の処理方法。
6. 前記沈殿を分離する工程は、凝集沈殿処理工程を含む請求項５に記載の重金属含有排水の処理方法。
7. 前記沈殿を分離する工程は、加圧浮上処理工程を含む請求項５又は６に記載の重金属含有排水の処理方法。
8. 前記物理化学処理工程では、前記重金属含有排水中に含まれる重金属１モルに対し、硫化ナトリウムもしくは硫化水素を、０．０１モル以上１００モル未満となるように添加する請求項３〜７のいずれか１項に記載の重金属含有排水の処理方法。
9. 前記生物処理する工程は、硝化反応をさせる工程を含む請求項１〜８のいずれか１項に記載の重金属含有排水の処理方法。
10. 前記生物処理する工程は、活性汚泥処理工程及び生物膜処理工程から選ばれる少なくとも１工程を含む請求項１〜９のいずれか１項に記載の重金属含有排水の処理方法。
11. 前記重金属含有排水のｐＨを７〜１２にする調整工程をさらに含み、
    前記調整工程は、前記処理排水を得る工程の前に設けられる請求項１〜１０のいずれか１項に記載の重金属含有排水の処理方法。
12. 前記重金属含有排水に含まれる重金属がカドミウムである請求項１〜１１のいずれか１項に記載の重金属含有排水の処理方法。
13. 前記生物処理する工程では、カドミウム含有量が０．０３ｍｇ／Ｌ以下の処理水を生成する請求項１２に記載の重金属含有排水の処理方法。
14. 前記重金属含有排水は、水産加工排水である請求項１〜１３のいずれか１項に記載の重金属含有排水の処理方法。
15. 重金属含有排水調整槽と生物処理槽とを有する重金属含有排水の処理装置であって、前記重金属含有排水調整槽で重金属含有排水中の重金属成分を水に不溶な沈殿に変えて、処理排水を得る手段と、前記生物処理槽で前記処理排水を生物処理する手段とを備えることを特徴とする重金属含有排水の処理装置。
16. さらに凝集沈殿槽を有し、
    前記凝集沈殿槽は、前記重金属含有排水貯調整槽の下流側であって、前記生物処理槽の上流側に連結されており、
    前記凝集沈殿槽は、前記沈殿を凝集沈殿させる手段を備える請求項１５に記載の重金属含有排水の処理装置。
17. さらに加圧浮上処理槽を有し、
    前記加圧浮上処理槽は、前記重金属含有排水調整槽の下流側であって、前記生物処理槽の上流側に連結されており、
    前記加圧浮上処理槽は、前記沈殿を加圧浮上させる手段を備える請求項１５又は１６に記載の重金属含有排水の処理装置。
18. 前記重金属含有排水調整槽には、重金属除去剤保持槽とｐＨ調整剤保持槽が連結されている請求項１５〜１７のいずれか１項に記載の重金属含有排水の処理装置。

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