JP2628535B2

JP2628535B2 - 高ｂｏｄ，ｃｏｄ廃液の浄化処理法

Info

Publication number: JP2628535B2
Application number: JP3734289A
Authority: JP
Inventors: 亨関
Original assignee: 光整工株式会社
Priority date: 1989-02-18
Filing date: 1989-02-18
Publication date: 1997-07-09
Anticipated expiration: 2012-07-09
Also published as: JPH02218494A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、従来公知の浄化処理法では処理困難な高CO
D（化学的酸素要求量）及び高BOD（生物学的酸素要求
量）の産業廃液を有効に浄化処理する方法に関する。

（従来技術及びその問題点）高COD廃液や重金属含有廃液等の産業廃液について、
粒径が一定の範囲にある粒度調整微粉炭を用いて浄化処
理を行なうことは、本発明者の特許等により従来公知で
ある（特公昭61−17556号公報、特公昭52−48944号公報
等参照）。

このような粒度調整微粉炭を用いた浄化処理法は、例
えば薬品製造、アルファルト精製、鍍金、染料加工、製
紙パルプ、蒸解洗浄、化学製造、繊維合成加工、食品加
工、製糖加工、澱粉加工、生塵芥処理、焼却灰冷却水、
石油化学製造等における種々の高COD廃液に適用され、
それぞれ有効な成果が発揮されてきた。

しかしながら、近来における各種産業の急速な進歩
は、製品が高度化できる一方において、産業廃液中に複
雑な化学組成物が含まれるようになり、従来公知の浄化
処理法によって公害規制値を達成することが不可能とな
りつつあるのが現状である。

例えば、特に塩濃度の高い鍍金工程廃液、及び半導体
工業から排出されるポリクロロエチレン、パークロロエ
チレン等の塩素系溶剤、希土類元素酸化物、弗酸、弗化
アンモニウム等を高濃度に含む洗浄廃液並びにプリント
基板エッチング廃液等の高COD,BOD廃液は、浄化処理が
極めて困難であり，前述した粒度調整微粉炭を用いた浄
化処理を適用した場合にも、極めて多段の処理を必要と
し、それなりの処理効果を達成することができるが、処
理費の高騰を免れない。

またこれらの廃液は、従来普遍的に採用されている水
処理法、即ち活性汚泥法、加圧浮上法、電解法、化学凝
沈法、及び活性炭濾過法等の処理領域を遥かに超えてい
る。

更にこれら廃液の浄化処理を逆浸透法、高温高圧法或
いは燃焼気化法等によって行なうという対策も散見され
るが、これらの対策は経済性を全く無視したものであ
り、結局は海洋投棄に委ねざるを得ないのが実情となっ
ている。

（問題点を解決するための手段）即ち本発明は、粒度調整微粉炭を用いた浄化処理方法
の改良であり、上述した浄化処理が極めて困難な高COD,
BOD廃液を、含油廃液と混合した後に、粒度調整微粉炭
による浄化処理に付することによってこの廃液の浄化処
理を有効に行なうことを可能としたものである。

本発明によれば、高COD,BOD廃液と油分濃度が500ppm
以上の含油廃液とを混合撹拌し、（ａ）粒径９乃至500
メッシュのものが85重量％以上含有される粒度調整微粉
炭、（ｂ）活性化褐炭乃至は微粒状カーボン、及び
（ｃ）酸性化剤を、前記混合廃液に添加混合し、次い
で、（ｄ）アルカリ化剤で中和を行ない、更に、（ｅ）
高分子凝集剤を添加することにより、COD及びBOD成分並
びに油分が実質的に除去された上澄液と、これら成分と
微粉炭との凝集沈澱物とに分離することを特徴とする浄
化処理法が提供される。

（作用）本発明においては、従来公知の浄化処理法では、処理
困難な高COD,BOD廃液を、浄化処理に先立って一定の油
分濃度を有する含油廃液と混合し、次いで粒度調整微粉
炭による浄化処理に付することが顕著な特徴である。

例えば後述する実施例から明らかな通り、COD及びBOD
が1000ppm以上で且つ各金属イオン並びに塩素イオン等
を高濃度含有する廃液を、それ単独で粒度調整微粉炭に
よる浄化処理に付した場合には、浄化処理が極めて困難
であるが、これを含油廃液と混合した場合には驚くべき
ことに、含油廃液を炭度で処理した場合と実質的に同等
若しくはそれ以上の浄化処理を行なうことが可能となる
のである。

即ち、粒度調整微粉炭による浄化処理は、該微粉炭に
よって不純汚濁成分を吸着し、該微粉体を核とする凝集
沈殿物として捕捉するものであるが、本発明方法によれ
ば、含油廃液との混合によって油分が界面活性剤的に作
用し、この結果として通常の浄化処理によっては捕捉で
きないような汚濁成分が親油性化され、それ自体親油性
の微粉体に有効に捕捉されることとなる。

（発明の好適態様）処理廃液本発明において対象とする処理廃液は、COD及びBOD
が共に1000ppm以上の浄化処理困難な廃液であり、例え
ば、既に述べたような、強酸、強アルカリ並びにFe,Zn,
Cd,Pb等の重金属類が含有されている鍍金工業から発生
する廃液、弗酸系化合物、鉱酸系化合物、薬剤、過酸化
水素等の無機物質や有機溶剤、有機酸系薬剤、洗剤等の
有機物質を含む半導体工業から発生するウェハーエッチ
ングン系廃液である。

本発明においては、上記廃液を油分濃度が500ppm以
上、特に500乃至50000ppm、最も好適には1000乃至10000
ppm以上の範囲にある含油廃液と混合して浄化処理を行
われる。

上記のような含油廃液としては、油分濃度が上記範囲
にある限りにおいて任意の廃液を使用し得るが、例えば
現在処理が問題視されている濃厚含油廃液であるビルピ
ット廃液を使用することができ、これにより両者の浄化
処理を同時に行うことが可能となる。

本発明において、上記含油廃液の油分濃度が500ppm以
上を下回ると、該含油廃液を界面活性的作用が希薄とな
るため、所望の浄化処理効果を達成することが困難とな
る。

また余りに油分濃度が高い含油廃液を使用した場合に
は、廃液同士の均一混合及び次の工程で添加される各処
理剤の均一分散等が困難となる傾向があるため、このよ
うな場合には適宜水を添加して（一般に５倍乃至10倍
量）油分濃度を調整した後に両者の混合を行えばよい。

両者の混合にあたっては、予め適当なメッシュを通し
て粗大粒子を除去しておくのがよい。

また、浄化処理困難な高COD,BOD廃液と含油廃液との
混合割合は、COD,BOD,SSの各濃度及び油分含有量等によ
っても相違するが、一般に容量基準で1:1乃至1:10の範
囲にあるのがよく、特に約1:3の割合で混合するのが最
も好適である。

浄化処理本発明においては、前記混合廃液に（ａ）粒度調整微
粉炭、（ｂ）微粒状カーボン及び（ｃ）酸性化剤を添加
する。

（ａ）粒度調整微粉炭：本発明において使用される粒度中性微粉炭は、前述し
た通り、汚濁成分の凝集沈殿物の核形成剤として使用さ
れるものであり、粒径９乃至500メッシュのものが85重
量％以上、特に粒径16乃至325メッシュのものが85重量
％以上となるように調整されたものである。

９メッシュ篩を通らない粗大粒径のものは、沈降現象
が必要以上に急速に行われて汚濁成分（スラッジ）との
吸着凝集が不十分となり、また500メッシュ篩を通過す
る極めて微粉状のものは、凝集は行われても沈降時間が
著しく長くなる。

このために本発明においては、９〜500メッシュのも
のが85重量％以上含まれる様に粒度調整された微粉炭が
使用される。

この粒度調整微粉炭（MFC）は、炭坑選炭工程で副生
された低品位の沈殿微粉炭、炭化の若い褐炭や亜炭及び
泥炭等の石炭類の粉炭を包含するものであり、通常これ
らを篩によって分級することによって得られる。高品位
の瀝青炭を粒度調整したものでも使用できるが、工業的
には上記の比較的低品位種の微粉炭が有利である。また
格外炭とされている低品位炭、例えば350Kcal/Kg〜5000
Kcal/Kgの発熱量しかない高灰分のものも前記範囲に粒
度調整して有利に使用できる。特に好適には、真比重が
1.2〜1.6、含有灰分が10〜40％の範囲にあるものであれ
ば、炭の品質を問わず使用できる。

この粒度調整微粉炭は、COD,BOD,SS（懸濁固形分）の
各濃度によっても異なるが、一般に含油廃液の油分との
重量比が、1:1乃至1:3の割合となるように使用されるこ
とが望ましい。

（ｂ）微粒状カーボン；本発明においては、上記の核形成剤である粒度調整微
粉炭とともに、微粒状カーボンが併用される。

この微粒状カーボンは、平均粒径約100mμ程度の極め
て微粒のカーボンであり、ナフサカーボンやオイルカー
ボンが適当である。例えば、ナフサカーボンはナフサの
クラッキング工程等において副生される余剰物である
が、これらを好都合に利用し得ることは極めて有利であ
る。

即ち、本発明によれば、前記粒度調整微粉炭及び微粒
状カーボンを浄化処理に際して組合わせで使用すると、
粒度調整微粉炭の粒子が核となり且つこれに微粒状カー
ボンが吸着してフレークを形成するため、吸着、凝集及
び沈降という望ましい現象が急速に且つ短時間に進行す
るのであり、このように両成分を併用することにより汚
濁成分の吸着分離を極めて高い高率で行なうことが可能
となる。

本発明において、粒度調整微粉炭と微粒状カーボンと
は、通常重量比で1:0.1乃至1:2、特に1:0.3乃至1:1の割
合で使用される。

この微粒状カーボンの使用量が上記範囲よりも少ない
場合には、汚濁成分の吸着分離が不満足となり、或いは
十分に吸着分離するためには多量の処理剤を必要とする
傾向がある。

また、上記範囲よりも多量に使用すると、望ましい凝
集沈降が発現せず、また濾過分離も困難となるので、大
量の廃液処理には不都合となる。

但し上述した併用割合は、必ずしも臨界的でなく、廃
液中に含まれる汚濁成分の種類、化学構造、濃度等に応
じて本発明の目的を達成し得る様に適宜変更し得るもの
である。

これらの粒度調整微粉炭（（ａ）成分）及び微粒状カ
ーボン（（ｂ）成分）は、前述した混合廃液中に直接添
加してもよいし、また予め含油廃液中に添加混合してお
いてもよい。

また、前記（ａ）及び（ｂ）成分が添加された混合廃
液は、各成分が十分に接触するように攪拌することが必
要であるが、この攪拌時間は概ね20乃至60分程度が適当
である。

（ｃ）酸性化剤；本発明においては、COD及びBOD成分等を粒度調整微粉
炭及び微粒状カーボンとともに凝集沈殿可能な形に転化
するために、酸性化剤を加えることが必要である。

かかる酸性化剤としては、加水分解により酸根を放出
し且つそれ自体水酸化アルミニウム或いは水酸化鉄とを
形成し得る無機質凝集剤が好適に使用される。例えば、
硫酸アルミニウム、硫酸アルミニウム−硫酸鉄複合体、
アルミ明バン、硫酸鉄、塩素化緑バン、シリカゾル、ス
ズ酸ゾル、イオウのヒドロゾル、或いは赤泥硫酸処理物
等を使用し得るが、本発明方法においては、アルミ製錬
から廃出される赤泥を硫酸処理して得られる凝集剤（特
許第814837号参照）が好適に使用され、この凝集剤はED
EX−Ｓの商品名で光整工（株）より製造販売されてい
る。

また酸性化剤として、硫酸、塩酸、硝酸等の鉱酸類を
使用することも可能であり、これらの鉱酸類は、無機質
凝集剤との組合わせでも使用し得る。例えば、シリカゾ
ル等の無機質凝集剤は、酸の共存下において安定であ
り、これを鉱酸類と併用することができる。

上述した酸性化剤は、処理すべき廃液のpHを２乃至４
に調整するのに十分な量で使用される。

本発明においては、上述した（ａ）乃至（ｃ）の各成
分が添加混合され、pHが２乃至４に調整された混合廃液
中に、アルカリ化剤（ｄ）を添加して中和処理を行な
い、次いで高分子凝集剤を添加する。

（ｄ）アルカリ化剤；アルカリ化剤としては、アルカリ金属類及びアルカリ
土類金属類の水酸化物、炭酸塩、その他の無機弱酸や有
機酸の塩の１種または２種以上が併用される。

このアルカリ化剤は、通常混合廃液のpHが中性近傍付
近となるような量割合で使用されるが、その種類及び使
用量等は、処理すべき廃液の種類等に応じて凝集作用が
効果的に行なわれる様に適宜決定することができる。

例えば、半導体工場から排出される弗酸系廃水（HF,N
H₄F,NaF等を含む）の処理を行なう場合には、アルカリ
化剤として水酸化カルシウムを使用し、酸性化された混
合廃液のpHを10前後に調整することが、凝集効果を強化
する上で好適である。

（ｅ）高分子凝集剤；本発明においては、中和処理後の混合廃液中に更に有
機高分子凝集剤が添加され、COD,BOD,SS成分が実質的に
除去された上澄液と、粒度調整微粉炭を核として前記成
分が吸着捕捉された凝集フロックから成る沈降物とに分
離される。

かかる有機高分子凝集剤としては、例えば、ポリアク
リル酸、ポリメタクリル酸、CMC、アルギン酸ソーダ、
澱粉、セッケン類、ゼラチインまたはアルブミン等の一
般に知られたアニオン系、カチオン系或いはノニオン系
の高分子凝集剤等を単独または２種以上を組合わせで使
用することができ、特にアニオン系の高分子凝集剤が好
適に使用される。

これらの高分子凝集剤は、処理すべき廃液の状態等に
よっても異なるが、通常0.1重量％以下の使用量でよ
く、例えば100ppm（0.01重量％）以下の極めて少量の添
加で十分な場合が多い。

本発明によれば、このような有機高分子凝集剤を併用
することによって、粒度調整微粉炭の凝集効果を一層向
上させることができる。

この凝集沈降処理時間は、通常１分乃至10分であり、
極めて急速に凝集沈降が行われるから、連続的な浄化処
理が可能となる。

勿論、不連続的なバッチ方式による処理も可能であ
り、バッチ方式による処理は連続方式と比較すればその
処理も簡易ではあるが、大量に排出される廃液の処理方
法としては連続方式が有利であり、この点に関して本発
明方法は工業的に極めて有利である。

連続処理は、例えば２種類の廃液を混合する第１の混
合槽及び混合廃液と各添加剤が連続的に投入されて攪拌
混合が行われる第２の混合槽、該混合槽から導管によっ
て連続的に注入される固−液分離槽及びその底部から連
続的に抜き取られた凝集沈殿物の液を濾別する連続濾過
装置を組合わせで行うことができる。

この場合、前記各混合槽には、廃液同士或いは廃液と
各添加剤とを十分に混合するために攪拌器を設けること
が望ましく、また固−液分離槽は、上澄液をオーバーフ
ローさせ、オーバーフロー部と底部の凝集沈殿物とが乱
れない様に混合廃液が導入されるように設計されること
が好適である。

凝集物の濾過は、例えば濾布等によって容易に行うこ
とができる。

（発明の効果）本発明によれば、半導体工業等から排出され、海洋投
棄等の手段によらざるを得なかった極めて浄化処理困難
な廃液を、一定値以上の油分を含む含油廃液と混合して
浄化処理を行うことにより、各種有害成分等を一定の規
制基準値以下に浄化することが可能となった。

また本発明においては、含油廃液の処理も同時に行わ
れ、経済的には極めて有利である。

更に本発明方法によれば、凝集沈殿物の濾過により含
水率が50％以下の低含水ケーシが容易に得られ、しかも
このケーキは２〜４日の自然乾燥により容易に30％以下
の含水率となり、このものは通常3500Kcal/Kg以上の発
熱量を有するので、補助燃料を必要とすることなく、そ
のまま焼却処理や高熱乾燥処理をすることができるので
工業的にも極めて優れている。

（実施例）処理廃液として次の２種のものを使用した。

（Ａ）総合廃水廃酸、廃アルカリ、鍍金廃水、半導体廃水等の100余
社の工場廃水の混合廃水（COD＝1500〜30000ppm）を石
灰乳により中和してPH≒８とした後、プレスフィルター
により固形分を捕集し、その脱離液を総合廃水として用
いた。

水質は次の通りである。

COD:1600ppm BOD:1000ppm SS:300ppm Ｎ−ヘキサン抽出油分;280ppm pH:8 塩素イオン濃度:50000ppm 色度：濃褐色透視度:0 その他:CN,Cd,Cr⁶⁺,As,F,Cu,Fe,Pb,Zn,Mn,Ni等を含有。

（Ｂ）含油廃水諸種の含油廃水の混合液を用いた。その水質は以下の
通りであった。

COD:3000ppm BOD:5000ppm SS:18000ppm Ｎ−ヘキサン抽出油分;6500ppm 実施例上記の総合廃水（Ａ）と含油廃水（Ｂ）とを容量基準
で（Ａ）：（Ｂ）＝1:3の割合で混合し、この混合廃水
を処理廃水として用いた。

この混合廃水に、粒度調整微粉炭（MFC−Ｃ）7500pp
m、微粒状カーボン2500ppm、酸性化剤（塩化第二鉄）50
00ppm及びアルカリ化剤（10％消石灰乳）1500ppmを加
え、十分攪拌混合してpHを約10とした後、有機高分子凝
集剤（日本化薬製Ａ−335）30ppmを添加して凝集処理を
行った。

上澄液の水質を第１表に示す。

比較列比較のため、（Ａ）及び（Ｂ）の廃水をそれぞれ単独
で上記実施例と全く同様の処理に付した。

各上澄液の水質を第１表に示す。

これら第１表の結果から、本発明に従って混合廃水と
して浄化処理を行った場合には、総合廃水の浄化が極め
て有効に行われることが理解される。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】高COD,BOD廃液と油分濃度が500ppm以上の
含油廃液とを混合撹拌し、（ａ）粒径９乃至500メッシュのものが85重量％以上含
有される粒度調整微粉炭、（ｂ）活性化褐炭乃至は微粒
状カーボン、及び（ｃ）酸性化剤を、前記混合廃液に添
加混合し、次いで、（ｄ）アルカリ化剤で中和を行ない、更に、（ｅ）高分子凝集剤を添加することにより、COD
及びBOD成分並びに油分が実質的に除去された上澄液
と、これら成分と微粉炭との凝集沈澱物とに分離するこ
とを特徴とする浄化処理法。
【請求項２】高COD,BOD廃液と含油廃液とが、容量比で
1:1乃至1:10の割合で混合される請求項１記載の浄化処
理法。
【請求項３】含油廃液として油分濃度が1000ppm以上の
ものを使用する請求項１記載の浄化処理法。