JP2830164B2 - 廃水の処理方法 - Google Patents

廃水の処理方法

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【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は廃水の処理方法に係り、特に有機性廃水に凝
集剤としてマグネシウム化合物を加えて凝集処理する方
法において、凝集剤の使用量及び汚泥発生量を大幅に低
減することができる廃水の処理方法。
[従来の技術] 有機物を含む廃水の処理は一般に生物処理が行なわれ
ているが、ノニオン系界面活性剤等の界面活性剤廃水や
染色廃水等のように凝集処理が可能な廃水については凝
集処理がなされている。この場合、凝集処理にはアルミ
ニム塩、鉄塩、マグネシウム塩等が凝集剤として使用さ
れている。具体的には、有機性廃水、特に界面活性剤廃
水、染色廃水等を海水中のマグネシウム塩を利用して凝
集処理を行なうことが公知である(特開昭48−21668、
特公昭49−46765等)。特にマグネシウム塩による処理
は鉄塩で処理するよりは凝集効果が優れており、好まし
い方法である。このような凝集処理により生成する懸濁
液を固液分離して得られる汚泥は、脱水後処分される。
[発明が解決しようとする課題] このような有機性廃水の凝集処理において、従来、凝
集剤は使い捨てとされている。例えば、上記海水中のマ
グネシウム塩を利用する方法においても、凝集剤使用量
の低減については検討はなされておらず、発生汚泥の処
分についても何ら触れられていない。このため、凝集処
理費や汚泥処分費等の面で極めて効率が悪いという欠点
があった。
本発明は上記従来の問題点を解決し、凝集剤を回収す
ることにより、凝集剤使用量を低減し、また汚泥発生量
を減容化する廃水の処理方法を提供することを目的とす
る。
[課題を解決するための手段] 本発明の廃水の処理方法は、原水の有機性廃水にマグ
ネシウム化合物を加え、pH10〜14に調整して得られる懸
濁液を固液分離して処理水と沈殿汚泥とに分離する廃水
の処理方法において、該沈殿汚泥に鉄塩共存下で過酸化
水素を添加するとともにpHを4以下に調節して沈殿汚泥
を酸化分離し、得られる分解物を原水に添加することを
特徴とする。
以下に本発明を図面を参照して詳細に説明する。
第1図は本発明の廃水の処理方法の一実施例を示す系
統図である。
本実施例の方法において、まず、配管11より凝集槽1
に導入した原水に、配管12より凝集剤としてマグネシウ
ム(Mg)塩等のMg化合物を添加し、同時に鉄(Fe)塩及
びpH調整剤としてNaOH等のアルカリ等を添加し、更に必
要に応じてポリアクリルアミド加水分解物等のポリマー
を添加して凝集処理する。
Mg化合物を用いる凝集処理の最適pHは10〜14である
が、本発明においては、過剰のマグネシウムイオン(Mg
2+)を完全に沈殿させるためにpH11〜12で凝集を行なう
のが好ましい。即ち、Mg2+を完全に沈殿させ、凝集処理
後固液分離して得られる沈殿汚泥中に、添加したMg化合
物のほぼ全量を取り込むようにすることにより、Mg2+
循環再利用効率が向上するため極めて有利である。この
場合、pH調整に用いるpH調整剤としてはNaOHの他、Ca
(OH)等のアルカリ、或いは場合によってH2SO4、HCl
等の酸を用いることができる。
用いるMg化合物としてはMgSO4、MgCl2等のMg塩の他、
Mgo、Mg(OH)等が挙げられる。本発明においては、
原水のpHに応じて添加するMg化合物を変え、pH調整作用
を得るのが効果的である。即ち、原水が酸性廃水である
場合にはMgOやMg(OH)等のアルカリ性Mg化合物を添
加する。これにより、Mg化合物が凝集剤としての作用と
共に、アルカリ剤としてpH調整作用を奏するため経済的
である。原水が中性ないしアルカリ性の廃水である場合
にはMg塩を用いるのが有利である。
Mg化合物の初期添加量は、原水水質によっても異なる
が、通常の場合、CODCrに対して5〜20倍程度の割合で
添加するのが好ましい。
Fe塩は後述の酸化分解の触媒である。従って、Fe塩は
後述の酸化分解槽3或いはそれよりも上流のどの工程に
添加しても良いが、本実施例の如く、凝集槽1に添加す
ることにより、凝集系内にFeの水酸化物が生成し、これ
が凝集効率を向上させる作用を奏するため極めて有利で
ある。Fe塩としては硫酸第一鉄、塩化第一鉄等の第一鉄
塩、塩化第二鉄、硫酸第二鉄等の第二鉄塩のいずれも用
いることができる。
なお、凝集槽1に添加するポリマーとしては、ポリア
クリルアミド部分加水分解物等を用いることができる。
本発明において、ポリマーの添加は必ずしも必要とされ
ないが、ポリマーを添加することにより凝集効率を向上
させることができる。ポリマーを添加する場合、その添
加量は廃水量に対して1〜5ppm程度とするのが好まし
い。
凝集槽1の凝集処理液は、配管13より沈殿槽2等の固
液分離手段に送給して固液分離を行なう。この沈殿槽2
としては自然沈殿槽を用いることができ、その他、遠心
分離機、フィルタープレス、ベルトプレス等の固液分離
手段を用いることもできる。
沈殿槽2にて固液分離して得られた処理水は、配管14
より系外に排出され、必要に応じて更に適当な浄化処理
を行なった後放流される。
一方、沈殿槽2にて分離された沈殿汚泥は、配管15、
16を経て酸化分解槽3に送給する。そして、酸化分解槽
3にて、配管17より過酸化水素(H2O2)を添加すると共
にH2SO4、HCl等の酸を添加してpHを4以下に調整してフ
ェントン反応により酸化分解を行なう。
フェントン反応は一般的な条件で行なうことができ
る。即ち、H2O2/Fe(重量比)は1〜100、H2O2濃度(pp
m)は処理汚泥中のCODCr(O換算)の1〜3倍、pHは2
〜4、反応時間は2〜4時間で行なうのが好ましい。従
って、前記凝集槽1におけるFe塩の添加量は、この酸化
分解槽3におけるフェントン反応条件の好適Fe塩量とな
るように適宜決定される。
酸化分解槽3におけるフェントン反応により、汚泥中
の有機物は分解され、また、汚泥中にMg(OH)として
存在するMg化合物も系内が酸性条件であることから、Mg
2+となって完全に溶解する。従って、酸化分解槽3にお
ける前記沈殿汚泥の酸化分解処理により得られる分解物
は、液状ないし薄いスラリー状となる。
このような酸化分解処理液は、配管18より凝集槽1に
循環し、原水の凝集処理に用い、同様の処理を繰り返
す。
なお、本発明において、凝集剤として用いたMg化合物
は、前述の如く、酸化分解槽3にてMg2+となって溶解す
るため凝集剤として再利用可能である。同様に、フェン
トン反応においては、Fe2+であってもFe3+であっても触
媒作用を奏するため、Fe塩もまた再利用が可能である。
従って、Mg化合物及びFe塩は一度添加すれば、以後こ
れらを特に添加する必要はない。しかしながら、酸化分
解処理液中には未分解の有機物が濃縮され、次第に凝集
処理効率が低下してくるため、汚泥は必要に応じて配管
19より引き抜き、脱水処理した後処分する必要がある。
本発明の方法においては、通常の場合4〜5回或いは
それ以上の回数にわたって、汚泥の酸化分解処理液を循
環再利用することができるが、循環再利用により凝集処
理効率が低下した場合には汚泥の一部又は全部を引き抜
く。この場合には、少なくも引き抜き量に相当するMg化
合物及びFe塩を添加する必要がある。
なお、引き抜き汚泥の脱水処理は、遠心脱水機やベル
トプレス、フィルタプレス等の通常の脱水処理により行
なうことができる。この場合、汚泥の酸化分解、循環再
利用は汚泥の脱水性に殆ど悪影響を及ぼすことはなく、
引き抜き汚泥は効率的に脱水処理される。
第1図は本発明の一実施例を示し、本発明の方法は何
ら図示の方法に限定されるものではない本発明の方法
は、連続処理によっても、バッチ処理によっても実施す
ることが可能である。
なお、本発明の方法において、処理対象となる廃水の
種類や性状等には特に制限はないが、本発明は特に洗剤
製造廃水、脱脂工程廃水、切削廃水等の界面活性剤含有
廃水や染色工場廃水、染料製造廃水、パルプ製造廃水等
の着色廃水等に極めて有効であり、少ない汚泥生成量及
び薬注量にて、高水質の処理水を得ることが可能とされ
る。
[作用] 有機性廃水の凝集処理により生成した汚泥に、Fe塩共
存下でH2O2を添加してpH4以下とすることにより、汚泥
中の有機物はフェントン分解により酸化分解されて減容
化される。また、凝集により汚泥中に依存するMg(OH)
は、系内が酸性であるためMg2+となって完全に溶解さ
れる。従って、汚泥の酸化分解中には、凝集成分である
Mg2+が含有されるものとなるため、これを原水に添加す
ることより、原水の凝集処理を行なうことができ、凝集
剤使用量を低減することができる。
[実施例] 以下に実施例及び参考例を挙げて本発明をより具体的
に説明する。
実施例1 本発明の方法に従って、廃水の処理をバッチ処理にて
行なった。処理した原水の種類及び水質並びに処理手順
は下記の通りである。
原水 種類:食器用洗剤製造廃水(主成分としてアニオン界
面活性剤と脂肪酸ソーダを含み、また若干のノニオン系
界面活性剤を含む) 水質:pH=6.5 CODMn=510ppm CODCr=1420ppm (I) 原水にMgSO4300ppm(Mg換算)、FeSO4200ppm
(Fe換算)及びポリマー分解物(ポリアクリルアミド部
分加水分解物)2ppmを添加しpH11で凝集処理を行なっ
た。
(II) 凝集処理液を20%(容量)に濃縮し、分離水は
処理水として排出した。
(III) (II)の濃縮汚泥の全量にH2SO4を添加してpH
3に調整すると共に、H2O2を30000ppm(対汚泥)添加
し、3時間反応させて有機物を分解した。
(IV) 有機物の分解処理を行なった汚泥を原水と混合
し、pH11で凝集処理を行なった。(この場合、MgSO4、F
eSO4の添加は行なわない。) 凝集処理液は上記(II)、(III)、(IV)の順で処
理を行なった。以下、(II)、(III)、(IV)の操作
を繰り返した。
各バッチ毎に得られた処理水の水質を第1表に示す。
なお、第4回目の汚泥循環(バッチNo.5)で原水の凝
集性悪化の徴候が現れたため、第5回目の汚泥循環(バ
ッチNo.6)では、原水と循環汚泥の混合水にMgSO4100pp
mを添加し、また生成した汚泥は酸化分解処理すること
なく全量引き抜いた。
実施例2 原水として下記のものを用い、また、工程(I)〜
(IV)において処理条件を下記の如く変えたこと以外
は、実施例1と同様にして廃水の処理を行なった。
原水 種類:染色工場総合廃水 水質:pH=8.0 CODMn=66ppm CODCr=157ppm 外観:赤褐色 工程(I):MgSO4薬注量=500ppm(Mg換算) FeSO4薬注量=20ppm 工程(II):原水に対する汚泥生成量は第2表に示す
通り。汚泥は全量工程(III)へ送る。
工程(IV):H2O2薬注量=3400ppm(対汚泥) 各バッチ毎に得られた処理水の水質を第2表に示す。
第2表から明らかな通り、第4回目の汚泥循環(バッ
チNo.5)においても、凝集性は非常に良好であり、高水
質の処理水が得られた。
なお、バッチNo.1で得られた生成汚泥及び第4回目の
汚泥循環(バッチNo.5)で得られた酸化分解処理液のCO
DMn、CODCrはそれぞれ、下記第3表の通りであった。
また、第4回目の汚泥循環(バッチNo.5)で得られた
酸化分解処理液量は、原水に対して12vol%であった。
これらの結果から次のことが明らかである。
本実施例において発生した汚泥のCODMn及びCODCrNO分
解率は、1回のバッチで生成する汚泥(CODMn=770pp
m、CODCr=996ppm)の5バッチ分に対して、最終的に生
成する酸化分解処理液はCODMn=315ppm、CODCr=362ppm
であることから、 となり、いずれも90%以上と非常に高い。
しかも、本実施例においては、最終的に生成した汚泥
量は5バッチ目の原水の12vol%のみであり、各バッチ
毎に生成する汚泥を何ら処理することなく排出する場合
の汚泥生成量(第2表に示す汚泥量の和)に対して約1/
5(=12/(10+10+11+11+10))と大幅に低減され
た。
参考例1 実施例1で原水とした廃水について、第4表に示す条
件にてFe塩凝集又はMg塩凝集を行ない、得られた処理水
の水質及び汚泥生成量(原水に対する容積比)を第4表
に示した。
第4表の結果から、実施例1で用いた廃水について
は、Fe塩凝集よりもMg塩凝集の方が凝集効率が高く、良
好な結果が得られることが明らかである。
参考例2 実施例2で原水とした廃水について、第5表に示す条
件にてFe塩凝集又はMg塩凝集を行ない、得られた処理水
の水質及び外観を第5表に示した。
第5表の結果から、実施例2で用いた廃水について
も、Fe塩凝集よりもMg塩凝集の方が凝集効率が高く、良
好な結果が得られることが明らかである。
[発明の効果] 以上詳述した通り、本発明の廃水の処理方法によれ
ば、 凝集剤であるマグネシウム化合物の使用量が、例え
ば、従来法の1/4〜1/5と大幅に低減される。
汚泥の酸化分解に要する鉄塩使用量も比較的少量で
足りる。
汚泥発生量が大幅に低減される。このため、汚泥処
分量が削減される。
等の効果が奏され、廃水を低コストで効率的に処理する
ことが可能とされる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の廃水の処理方法の一実施例を示す系統
図である。 1……凝集槽、2……沈殿槽、 3……酸化分解槽。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B01D 21/01 C02F 1/52 - 1/56 C02F 11/00 - 11/20

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】原水の有機性廃水にマグネシウム化合物を
    加え、pH10〜14に調整して得られる懸濁液を固液分離し
    て処理水と沈殿汚泥とに分離する廃水の処理方法におい
    て、該沈殿汚泥に鉄塩共存下で過酸化水素を添加すると
    ともにpHを4以下に調節して沈殿汚泥を酸化分解し、得
    られる分解物を原水に添加することを特徴とする廃水の
    処理方法。
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