JP4182860B2 - Muddy water treatment method - Google Patents
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Description
本発明は、泥水の処理方法、特に、泥水を液相と固相とに分離する工程を含む泥水の処理方法に関する。 The present invention relates to a muddy water treatment method, and more particularly to a muddy water treatment method including a step of separating muddy water into a liquid phase and a solid phase.
湖沼や港湾の底質を浚渫することにより発生する浚渫泥水、活性汚泥や製紙スラッジを含む泥水、廃棄物焼却炉の解体残渣や土壌の洗浄時に発生する泥水は、ダイオキシン類等の残留性有機汚染物質や有機金属化合物等の有害な有機物質を含む場合がある。このため、上述のような泥水は、二次汚染を引き起こすことがないように処理する必要があり、通常、固相と液相とに分離し、固相と液相とに対してそれぞれ個別に有機物質の除去作業を実施している。 Mud water generated by dredging the bottom of lakes and harbors, muddy water containing activated sludge and paper sludge, waste incinerator demolition residue and muddy water generated during soil cleaning are persistent organic pollution such as dioxins. It may contain harmful organic substances such as substances and organometallic compounds. For this reason, it is necessary to treat the mud water as described above so as not to cause secondary contamination. We are removing organic substances.
ここで、液相からの有機物質の除去作業は、通常、液相を膜分離処理した後に活性炭処理して有機物質を除去する方法(特許文献1)や、液相に紫外線の照射下でオゾンを供給して有機物質を酸化分解する方法(特許文献2)等が採用されている。しかし、これらの方法は、液相の水質により、有機物質を効果的に除去しにくい場合がある。例えば、特許文献1に記載の方法の場合、液相の濁度が大きくなるに従って分離膜が閉塞しやすくなり、また、活性炭の吸着能が低下するため、液相に含まれる有機物質が除去されにくくなる。また、特許文献2に記載の方法では、液相の濁度が大きくなるに従って有機物質に対する紫外線の照射効率が低下し、有機物質が酸化分解されにくくなる。
Here, the organic substance is usually removed from the liquid phase by a method of removing the organic substance by subjecting the liquid phase to membrane separation treatment and then activated carbon treatment (Patent Document 1), or by applying ozone to the liquid phase under irradiation of ultraviolet rays. A method of oxidatively decomposing an organic substance by supplying (Patent Document 2) or the like is employed. However, these methods may make it difficult to effectively remove organic substances due to the water quality of the liquid phase. For example, in the case of the method described in
また、上述のような泥水の処理は、泥水の運搬、搬送作業に要するコストを削減して処理コスト全体を抑制する必要性が高いため、泥水の発生現場で実施する場合が多い。この場合、液相の処理に用いられる上記各方法を実施するための設備は、泥水の最大発生量に対応可能な処理能力を備えた大型のものを確保する必要があり、しかも、これらの設備は複雑であるため、設置、調整および撤去作業が煩雑であり、また、実施コストや維持コストが高額になる。 In addition, the treatment of muddy water as described above is often performed at a site where muddy water is generated because it is highly necessary to reduce the cost required for transporting and transporting muddy water and to suppress the entire treatment cost. In this case, facilities for carrying out the above-mentioned methods used for the treatment of the liquid phase need to secure large-scale equipment with a treatment capacity capable of handling the maximum amount of muddy water, and these facilities Is complicated, installation, adjustment and removal work is complicated, and implementation costs and maintenance costs are high.
本発明の目的は、泥水から、有機物質が除去された液相を簡単に得ることにある。 An object of the present invention is to easily obtain a liquid phase from which organic substances are removed from muddy water.
本発明に係る泥水の処理方法は、泥水を液相と固相とに分離する分離工程と、液相に水溶性炭素材料および凝集剤を添加する添加工程と、液相から沈殿物を除去する除去工程とを含み、水溶性炭素材料としてカルボキシル基や水酸基の導入により表面改質された炭素材料またはカルボキシル基や水酸基を有する無機系材料を含む炭素材料を用いる。 The muddy water treatment method according to the present invention includes a separation step of separating muddy water into a liquid phase and a solid phase, an addition step of adding a water-soluble carbon material and a flocculant to the liquid phase, and removing precipitates from the liquid phase. And a carbon material containing an inorganic material having a carboxyl group or a hydroxyl group as a water-soluble carbon material .
この処理方法において、分離工程において得られた液相に含まれる有機物質は、液相に添加された水溶性炭素材料に吸着される。そして、有機物質を吸着した水溶性炭素材料は、添加された凝集剤の作用により液相において凝集物になる。したがって、液相から凝集物を除去すると、有機物質が除去された液相が得られる。 In this processing method, the organic substance contained in the liquid phase obtained in the separation step is adsorbed by the water-soluble carbon material added to the liquid phase. And the water-soluble carbon material which adsorb | sucked the organic substance turns into an aggregate in a liquid phase by the effect | action of the added flocculant. Therefore, when the aggregate is removed from the liquid phase, a liquid phase from which organic substances have been removed is obtained.
この処理方法は、通常、固相と凝集物とを混合する工程をさらに含んでいる。 This processing method usually further includes a step of mixing the solid phase and the aggregate.
本発明の他の見地に係る泥水の処理方法は、泥水に水溶性炭素材料および凝集剤を添加する第一添加工程と、第一添加工程後の泥水を、第一液相と第一固相とに分離する第一分離工程とを含み、水溶性炭素材料としてカルボキシル基や水酸基の導入により表面改質された炭素材料またはカルボキシル基や水酸基を有する無機系材料を含む炭素材料を用いる。 The method for treating muddy water according to another aspect of the present invention includes a first addition step in which a water-soluble carbon material and a flocculant are added to the muddy water, and muddy water after the first addition step. And a carbon material containing an inorganic material having a carboxyl group or a hydroxyl group as a water-soluble carbon material.
この処理方法において、泥水に含まれる有機物質は、第一添加工程において泥水に添加された水溶性炭素材料に吸着される。そして、有機物質を吸着した水溶性炭素材料は、添加された凝集剤の作用により泥水において凝集物になる。したがって、第一添加工程後の泥水を第一液相と第一固相とに分離すると、有機物質が除去された第一液相が得られる。 In this treatment method, the organic substance contained in the muddy water is adsorbed by the water-soluble carbon material added to the muddy water in the first addition step. And the water-soluble carbon material which adsorb | sucked the organic substance turns into an aggregate in muddy water by the effect | action of the added flocculant. Therefore, when the muddy water after the first addition step is separated into the first liquid phase and the first solid phase, the first liquid phase from which the organic substance has been removed is obtained.
本発明のさらに他の見地に係る泥水の処理方法は、泥水に水溶性炭素材料および凝集剤を添加する第一添加工程と、第一添加工程後の泥水を、第一液相と第一固相とに分離する第一分離工程と、第一液相に水溶性炭素材料および凝集剤をさらに添加する第二添加工程と、第二添加工程後の第一液相を、第二液相と第二固相とにさらに分離する第二分離工程とを含み、水溶性炭素材料としてカルボキシル基や水酸基の導入により表面改質された炭素材料またはカルボキシル基や水酸基を有する無機系材料を含む炭素材料を用いる。この処理方法は、通常、第一固相と第二固相とを混合する工程をさらに含んでいる。 The muddy water treatment method according to still another aspect of the present invention includes a first addition step of adding a water-soluble carbon material and a flocculant to the muddy water, and the muddy water after the first addition step, the first liquid phase and the first solid phase. A first separation step for separating the first liquid phase, a second addition step for further adding a water-soluble carbon material and an aggregating agent to the first liquid phase, a first liquid phase after the second addition step, and a second liquid phase A carbon material containing a carbon material that has been surface-modified by introduction of a carboxyl group or a hydroxyl group as a water-soluble carbon material or an inorganic material having a carboxyl group or a hydroxyl group. Is used. This processing method usually further includes a step of mixing the first solid phase and the second solid phase.
本発明に係る泥水の処理方法は、泥水を液相と固相とに分離して得られた液相に水溶性炭素材料および凝集剤を添加し、さらに液相から凝集物を除去しているため、泥水から、有機物質が除去された液相を簡単に得ることができる。 In the method for treating muddy water according to the present invention, a water-soluble carbon material and a flocculant are added to a liquid phase obtained by separating muddy water into a liquid phase and a solid phase, and aggregates are further removed from the liquid phase. Therefore, a liquid phase from which organic substances are removed can be easily obtained from the muddy water.
また、本発明の他の見地に係る泥水の処理方法は、泥水に水溶性炭素材料および凝集剤を添加した後、当該泥水を液相と固相とに分離しているので、泥水から、有機物質が除去された液相を簡単に得ることができる。 Further, in the method for treating muddy water according to another aspect of the present invention, the muddy water is separated into a liquid phase and a solid phase after adding the water-soluble carbon material and the flocculant to the muddy water. A liquid phase from which substances have been removed can be easily obtained.
本発明に係る泥水の処理方法を適用可能な泥水は、特に限定されるものではないが、例えば、湖沼や港湾の底質を浚渫する際に発生する浚渫泥水、活性汚泥や製紙スラッジを含む泥水、廃棄物焼却炉の解体残渣や土壌の洗浄時に発生する泥水等である。 The muddy water to which the muddy water treatment method according to the present invention is applicable is not particularly limited. For example, muddy water containing dredged mud water, activated sludge and paper sludge generated when dredging the bottom sediment of lakes and harbors. , Waste incinerator demolition residue and muddy water generated during soil cleaning.
形態1
図1を参照して、本発明に係る泥水の処理方法の形態1を説明する。図1は、この形態に係る泥水の処理方法を実施するための処理装置の概略図であり、処理装置1は、供給装置2、固液分離装置3、薬剤添加装置4およびフイルタープレス5を主に備えている。
With reference to FIG. 1,
供給装置2は、固液分離装置3に対して処理対象となる泥水を供給するためのものである。固液分離装置3は、供給装置2から供給された泥水を、砂分、土砂分およびスラッジ等の固形分(すなわち固相)と水分(すなわち液相)とに分離するためのものであり、分離した水分を薬剤添加装置4に対して供給可能に設定されており、また、分離した固形分をフイルタープレス5に対して供給可能に設定されている。
The
薬剤添加装置4は、固液分離装置3からの水分を貯留するための貯留槽6と、薬注装置7とを主に備えている。貯留槽6は、水分を外部に排出するためのポンプ(図示せず)を有する排出経路8を備えている。また、貯留槽6の底部は、後述する凝集物を取り出し可能な排出部9を有している。一方、薬注装置7は、貯留槽6内に貯留された水分に対して薬剤を供給するためのものであり、第一薬注器10と第二薬注器11とを有している。各薬注器10,11は、薬剤を貯留するための貯留部(図示せず)と、当該貯留部に貯留された薬剤を貯留槽6に対して供給するためのポンプ(図示せず)とを備えている。なお、第一薬注器10から貯留槽6に対して供給する薬剤および第二薬注器11から貯留槽6に対して供給する薬剤については後述する。
The drug addition device 4 mainly includes a
フイルタープレス5は、固液分離装置3からの固形分を加圧し、当該固形分に残留している水分を脱水するためのものであり、脱水された水分を貯留槽6に供給するための供給経路12を有している。
The
次に、第一薬注器10から貯留槽6に対して供給する薬剤について説明する。この薬剤は、水溶性炭素材料であり、有機物質の吸着性を有し、例えばコロイド粒子状で水中に溶解若しくは分散するものである。このような水溶性炭素材料としては、例えば、カルボキシル基や水酸基の導入により表面改質された炭素材料やカルボキシル基や水酸基を有する無機系材料を含む炭素材料を用いることができる。
Next, the chemical | medical agent supplied with respect to the
但し、水溶性炭素材料は、水中での分散率が30%以上のものが好ましく、40%以上のものがより好ましい。ここで、水溶性炭素材料の分散率は、次のようにして求めることができる。先ず、所定量の水中に所定量の水溶性炭素材料を加えて分散液を調製する。そして、当該分散液を10,000Gで15分間遠心分離処理した後、沈降した水溶性炭素材料を分離し、その重量を測定する。目的の分散率は、次の式(1)より求めることができる。式(1)中、Aは、水中に加えた水溶性炭素材料の全重量を示し、Bは、沈降した水溶性炭素材料の重量を示している。 However, the water-soluble carbon material preferably has a dispersion rate in water of 30% or more, and more preferably 40% or more. Here, the dispersion rate of the water-soluble carbon material can be determined as follows. First, a predetermined amount of water-soluble carbon material is added to a predetermined amount of water to prepare a dispersion. Then, the dispersion is centrifuged at 10,000 G for 15 minutes, and then the precipitated water-soluble carbon material is separated and its weight is measured. The target dispersion ratio can be obtained from the following equation (1). In the formula (1), A represents the total weight of the water-soluble carbon material added in water, and B represents the weight of the precipitated water-soluble carbon material.
水中での分散率が30%以上の水溶性炭素材料としては、例えば、炭素質物質を酸化分解して得られる水溶性多核芳香族化合物を挙げることができる。このような水溶性多核芳香族化合物は、例えば、次のようにして製造することができる。先ず、炭素質物質を酸化分解する。ここで用いられる炭素質物質は、例えば、カーボンブラック、コークス、ピッチ、石炭および活性炭等である。これらの炭素質物質は、それぞれ単独で用いられてもよいし、二種以上が併用されてもよい。また、炭素質物質の酸化分解方法は、特に限定されるものではないが、例えば、硝酸、空気、過酸化水素若しくはオゾン等の酸化剤を用いて炭素質物質を酸化処理する方法を採用することができる。なお、炭素質物質の酸化分解は、分子量が3,000〜100,000に相当する酸化分解生成物が得られるまで実施するのが好ましい。 Examples of the water-soluble carbon material having a dispersion rate of 30% or more in water include water-soluble polynuclear aromatic compounds obtained by oxidative decomposition of carbonaceous substances. Such a water-soluble polynuclear aromatic compound can be produced, for example, as follows. First, the carbonaceous material is oxidatively decomposed. Examples of the carbonaceous material used here include carbon black, coke, pitch, coal, and activated carbon. These carbonaceous materials may be used alone or in combination of two or more. Moreover, the oxidative decomposition method of the carbonaceous material is not particularly limited. For example, a method of oxidizing the carbonaceous material using an oxidizing agent such as nitric acid, air, hydrogen peroxide or ozone is adopted. Can do. The oxidative decomposition of the carbonaceous material is preferably carried out until an oxidative decomposition product corresponding to a molecular weight of 3,000 to 100,000 is obtained.
次に、酸化分解後の反応混合物を、アルカリを加えて塩基性とした後、限外ろ過法等のろ過手法により分子径が所定の範囲の画分を分取すると、目的とする水溶性多核芳香族化合物が得られる。ここで分取する画分は、分子径が1〜10nmの範囲のものが好ましい。分子径が1nm未満の場合は、取扱いが困難になり、また、有機物質の吸着性が低下する可能性がある。また、分子径が10nmを超える場合は、被処理水中で溶解しにくくなり(すなわち、上述の分散率が低下する可能性があり)、また、有機物質の吸着性が活性炭程度に低下する可能性がある。 Next, the reaction mixture after the oxidative decomposition is made basic by adding an alkali, and then a fraction having a molecular diameter within a predetermined range is collected by a filtration technique such as ultrafiltration. Aromatic compounds are obtained. The fraction to be fractionated here preferably has a molecular diameter in the range of 1 to 10 nm. When the molecular diameter is less than 1 nm, handling becomes difficult, and the adsorptivity of organic substances may be reduced. Further, when the molecular diameter exceeds 10 nm, it is difficult to dissolve in the water to be treated (that is, the above-mentioned dispersion rate may be reduced), and the adsorptivity of the organic substance may be reduced to the level of activated carbon. There is.
上述のような水溶性多核芳香族化合物は、疎水性を示す多核芳香族縮合環の周縁をカルボキシル基や水酸基などの親水性官能基、カルボニル基およびニトロ基などが取り囲んだ特殊な板状構造を有するものであるため、水中、特に、弱酸性領域以上のpH領域の水中に容易に溶解しやすい。また、この水溶性多核芳香族化合物は、被処理水中に含まれる重金属イオン等の無機カチオンをイオン交換により吸着することができる性質を有していることから、水中に溶解された場合、負電荷の懸濁物質として存在し得る。 The water-soluble polynuclear aromatic compounds as described above have a special plate-like structure in which the periphery of the hydrophobic polynuclear aromatic condensed ring is surrounded by hydrophilic functional groups such as carboxyl groups and hydroxyl groups, carbonyl groups and nitro groups. Therefore, it is easily dissolved in water, particularly in water having a pH range of weakly acidic or higher. In addition, since this water-soluble polynuclear aromatic compound has the property of being able to adsorb inorganic cations such as heavy metal ions contained in the water to be treated by ion exchange, it is negatively charged when dissolved in water. May be present as a suspended substance.
なお、上述のような水溶性多核芳香族化合物は、特許第3079260号公報において既に知られた物質である。 The water-soluble polynuclear aromatic compound as described above is a substance already known in Japanese Patent No. 3079260.
また、水中での分散率が30%以上の他の水溶性炭素材料としては、例えば、フミン酸類を吸着したカーボンブラックを挙げることができる。このようなカーボンブラックは、例えば、フミン酸類を溶解した水溶液でカーボンブラックを表面処理すると製造することができる。ここでの表面処理方法は、例えば、フミン酸類を溶解した水溶液でカーボンブラック粉末を湿式造粒して乾燥する方法や、フミン酸類を溶解した水溶液にカーボンブラック粉末を懸濁させる方法により実施することができる。また、ここで用いられるフミン酸類は、通常、フミン酸、フミン酸塩およびこれらの誘導体の塩類である。 Examples of other water-soluble carbon materials having a dispersion rate in water of 30% or more include carbon black adsorbed with humic acids. Such carbon black can be produced, for example, by surface-treating carbon black with an aqueous solution in which humic acids are dissolved. The surface treatment method here is performed, for example, by wet granulating carbon black powder with an aqueous solution in which humic acids are dissolved, or by suspending carbon black powder in an aqueous solution in which humic acids are dissolved. Can do. The humic acids used here are usually humic acids, humic acid salts, and salts of these derivatives.
なお、このようなカーボンブラックは、特開2000−26141号公報において既に知られた物質である。 Such carbon black is a substance already known in Japanese Patent Laid-Open No. 2000-26141.
因みに、上述のような各種水溶性炭素材料は、粉末状のまま貯留槽6内の水分に添加されてもよいし、水溶液若しくは懸濁液の状態で貯留槽6の水分に添加されてもよい。
Incidentally, the various water-soluble carbon materials as described above may be added to the water in the
一方、第二薬注器11から貯留槽6に対して供給する薬剤は、凝集剤である。ここで用いられる凝集剤は、貯留槽6内に貯留された水分中で懸濁している懸濁物質(SS粒子)や水溶性炭素材料を凝集して凝集物(フロック)を形成することができるものであれば特に限定されるものではないが、例えば、正電荷を有する凝集剤やアルカリ土類金属塩である。
On the other hand, the chemical | medical agent supplied with respect to the
正電荷を有する凝集剤は、水分中に含まれる負電荷の懸濁粒子のゼータ電位をゼロ若しくはプラス側に変化させ、それにより水分中に微細なフロックを形成することができるものである。このような凝集剤としては、例えば、ポリ塩化アルミニウム、硫酸バンド、塩化鉄、ポリ硫酸第二鉄、アルミン酸ナトリウムおよびカチオン性の各種有機凝集剤を挙げることができる。これらの凝集剤は、それぞれ単独で用いられてもよいし、二種以上のものが併用されてもよい。 The aggregating agent having a positive charge is capable of changing the zeta potential of the negatively charged suspended particles contained in water to zero or a positive side, thereby forming fine flocs in the water. Examples of such a flocculant include polyaluminum chloride, sulfate band, iron chloride, polyferric sulfate, sodium aluminate and various organic organic flocculants. These flocculants may be used alone or in combination of two or more.
一方、アルカリ土類金属塩は、水分中に含まれる界面活性剤等の界面活性成分の親水性部分にアルカリ金属イオンを付着させて溶解度の低い塩を生成し、それにより水分中に微細なフロックを形成することができるものである。アルカリ土類金属塩としては、通常、塩化カルシウムや炭酸カルシウム等のカルシウム塩、塩化マグネシウムや炭酸マグネシウム等のマグネシウム塩を用いるのが好ましいが、水分中での溶解度が高い塩化カルシウムを用いるのが特に好ましい。これらのアルカリ土類金属塩は、それぞれ単独で用いられてもよいし、二種以上のものが併用されてもよい。 Alkaline earth metal salts, on the other hand, produce low-solubility salts by attaching alkali metal ions to the hydrophilic part of surfactants such as surfactants contained in moisture, thereby producing fine flocs in moisture. Can be formed. As the alkaline earth metal salt, it is usually preferable to use a calcium salt such as calcium chloride or calcium carbonate, or a magnesium salt such as magnesium chloride or magnesium carbonate, but it is particularly preferable to use calcium chloride having high solubility in water. preferable. These alkaline earth metal salts may be used alone or in combination of two or more.
なお、凝集剤としては、正電荷を有する凝集剤を用いるのが好ましい。このような凝集剤は、水分中において、有機物質が付着したSS粒子および有機物質を吸着した水溶性炭素材料を効果的に、しかも速やかに凝集させることができ、有機物質の除去効果および除去効率を高めることができる。因みに、凝集剤として、正電荷を有する凝集剤とアルカリ土類金属塩との混合物が用いられてもよい。 As the flocculant, it is preferable to use a flocculant having a positive charge. Such a flocculant can effectively and quickly agglomerate the SS particles to which the organic substance is adhered and the water-soluble carbon material to which the organic substance is adsorbed in moisture, and the removal effect and removal efficiency of the organic substance. Can be increased. Incidentally, as a flocculant, a mixture of a flocculant having a positive charge and an alkaline earth metal salt may be used.
凝集剤は、凝集物の比重を高めるための助沈剤を含んでいるのが好ましい。助沈剤を含む凝集剤を用いた場合、水分中に含まれるSS粒子や水溶性炭素材料は、助沈剤を核として凝集し、比重の大きな凝集物となる。この凝集物は、水分中で速やかに沈降する。したがって、このような凝集剤を用いると、この形態に係る泥水の処理方法を速やかに実施することができ、また、有機物質の除去効果を更に高めることができる。ここで利用可能な助沈剤としては、例えば、カオリン、ケイ酸アルミニウム化合物の粘土、石膏類および珪藻土などの粉末を挙げることができる。なお、これらの助沈剤は、二種以上のものが併用されてもよい。 The flocculant preferably contains a coprecipitation agent for increasing the specific gravity of the aggregate. When the coagulant containing the coprecipitation agent is used, the SS particles and the water-soluble carbon material contained in the water aggregate with the coprecipitation agent as a nucleus to form an aggregate having a large specific gravity. This agglomerate quickly settles in water. Therefore, when such a flocculant is used, the method for treating muddy water according to this embodiment can be quickly implemented, and the organic substance removal effect can be further enhanced. Examples of the coprecipitation agent that can be used here include powders of kaolin, aluminum silicate compound clay, gypsum, and diatomaceous earth. In addition, two or more kinds of these coprecipitation agents may be used in combination.
次に上述の処理装置1を用いた泥水の処理方法を説明する。
先ず、処理対象となる泥水を供給装置2を用いて固液分離装置3に供給する。固液分離装置3に供給された泥水は、上述のような固形分と水分とに分離される。そして、水分は貯留槽6に供給されて貯留され、また、固形分はフイルタープレス5に供給される。フイルタープレス5に供給された固形分は、そこで加圧され、残留していた水分が脱水される。脱水された水分は、供給経路12を通じて貯留槽6に供給され、固液分離装置3からの水分と共に貯留される。
Next, a muddy water treatment method using the above-described
First, the muddy water to be treated is supplied to the solid-
貯留槽6に貯留された水分は、泥水に由来の各種有機物質を含んでいる。この有機物質は、水分中において、各種の懸濁物質(SS粒子)に付着した状態で含まれている場合もあるし、溶解した状態で含まれている場合もある。なお、SS粒子は、通常、負電荷の懸濁物質として水分中に存在する。
The water stored in the
次に、貯留槽6に貯留された水分に対し、第一薬注器10から上述の水溶性炭素材料を添加する。水分に添加された水溶性炭素材料は、水分中に溶解し、水分の全体に速やかに拡散する。そして、水分中に拡散した水溶性炭素材料は、水分中に含まれる有機物質、特に、水分中に溶解している有機物質を効果的に吸着する。なお、水溶性炭素材料による有機物質の吸着効果を高めるためには、水溶性炭素材料と水分との接触効率を高める必要があるので、通常、この工程において、水溶性炭素材料が添加された水分を撹拌するのが好ましい。
Next, the above-mentioned water-soluble carbon material is added from the
ここで、水溶性炭素材料により吸着される有機物質は、通常、オクタノール/水分配係数が2以上のもの、より確実には5以上のものである。ここで、オクタノール/水分配係数は、オクタノールと水とを等容量ずつ混合した混合液中に測定対象となる有機物質(便宜上、対象有機物質という)の所定量を加えて溶解した場合において、次の式(2)により求められる対数値(log値)をいう。式(2)中、Cは、オクタノール相中に含まれる対象有機物質の量を示し、Dは、水相中に含まれる対象有機物質の量を示している。 Here, the organic substance adsorbed by the water-soluble carbon material usually has an octanol / water partition coefficient of 2 or more, more surely 5 or more. Here, the octanol / water partition coefficient is as follows when a predetermined amount of an organic substance to be measured (referred to as an objective organic substance for convenience) is added to and dissolved in a mixture of equal volumes of octanol and water. The logarithmic value (log value) calculated | required by Formula (2) of this. In the formula (2), C represents the amount of the target organic substance contained in the octanol phase, and D represents the amount of the target organic substance contained in the aqueous phase.
なお、本発明の処理方法の実施環境により事情の異なる場合があるが、オクタノール/水分配係数が2より小さい有機物質は、水溶性炭素材料に吸着されにくい可能性がある。 In addition, although circumstances may differ depending on the implementation environment of the treatment method of the present invention, an organic substance having an octanol / water partition coefficient smaller than 2 may not be easily adsorbed by the water-soluble carbon material.
オクタノール/水分配係数が2以上の有機物質には、通常、各種の有害物質、具体的には、残留性有機汚染物質および有機スズ化合物のような有機金属化合物が含まれる。すなわち、残留性有機汚染物質および有機金属化合物は、本発明の処理方法により水分から除去することができる有機物質の範囲に属する。 Organic substances having an octanol / water partition coefficient of 2 or more usually include various harmful substances, specifically organometallic compounds such as persistent organic pollutants and organotin compounds. That is, persistent organic pollutants and organometallic compounds belong to a range of organic substances that can be removed from moisture by the treatment method of the present invention.
ここで、「残留性有機汚染物質」は、人の健康の保護及び環境の保全を図ることを目的としたストックホルム条約(POPs条約)の対象となる有機物質、特にポリ塩化ジベンゾ−パラ−ジオキシン(PCDDs)およびポリ塩化ジベンゾフラン(PCDFs)等のダイオキシン類、コプラナ型ポリ塩化ビフェニル等のポリ塩化ビフェニル類(PCBs)、ジクロロジフェニルトリクロロエタン(DDT)、アルドリン、エンドリン、クロルデン、ディルドリン、ヘプタクロル、マイレックス、トキサフェン、ヘキサクロロベンゼン等の有機塩素化合物のような環境中で自然分解されにくい各種の有機物質(POPs:Persistent Organic Pollutants)を意味する。但し、以下において、「ダイオキシン類」の用語は、平成11年法律第105号「ダイオキシン類対策特別措置法」第2条の規定に倣い、ポリ塩化ジベンゾ−パラ−ジオキシン(PCDDs)およびポリ塩化ジベンゾフラン(PCDFs)に加え、コプラナ型ポリ塩化ビフェニル(Co−PCBs)をも含む意味として用いる。
Here, “residual organic pollutants” are organic substances subject to the Stockholm Convention (POPs Convention) aimed at protecting human health and protecting the environment, particularly polychlorinated dibenzo-para-dioxins ( Dioxins such as PCDDs) and polychlorinated dibenzofurans (PCDFs), polychlorinated biphenyls such as coplanar polychlorinated biphenyls (PCBs), dichlorodiphenyltrichloroethane (DDT), aldrin, endrin, chlordane, dildrin, heptachlor, milex, toxaphene It means various organic substances (POPs: Persistent Organic Pollutants) that are not easily decomposed in the environment such as organic chlorine compounds such as hexachlorobenzene. However, in the following, the term “dioxins” refers to polychlorinated dibenzo-para-dioxins (PCDDs) and polychlorinated dibenzofurans in accordance with the provisions of
因みに、ダイオキシン類のオクタノール/水分配係数は、社団法人産業環境管理協会発行「公害防止の技術と法規 ダイオキシン類編」によると、表1に示す通りであり、5以上である。また、ダイオキシン類以外の残留性有機汚染物質の例のオクタノール/水分配係数は、平成10年8月東京都立衛生研究所生活科学部乳肉衛生研究科発行「内分泌かく乱化学物質データ集」によると、表2に示す通りであり、5以上である。さらに、有機金属化合物、例えば、船舶の防汚塗料に多用されていたトリブチルスズ化合物のオクタノール/水分配係数は、平成13年8月環境庁総合環境政策局環境保険部発行「トリブチルスズ(TBT)が魚類に与える内分泌攪乱作用の試験結果に関する報告(案)」によると、3.19〜4.76の範囲である。 Incidentally, the octanol / water partition coefficient of dioxins is as shown in Table 1 according to the “Environment Prevention Technology and Regulations Dioxins” published by the Japan Association for Industrial Environment Management, and is 5 or more. In addition, according to the “Endocrine Disruption Chemical Data Collection” published by the Graduate School of Meat Hygiene, Tokyo Metropolitan Institute of Health, August 1998, the octanol / water partition coefficient of examples of persistent organic pollutants other than dioxins As shown in Table 2, it is 5 or more. Furthermore, the octanol / water partition coefficient of organometallic compounds, such as tributyltin compounds frequently used in antifouling paints for ships, is the fish of “Tributyltin (TBT)” issued by the Environmental Insurance Department of the Environment Agency General Environmental Policy Bureau in August 2001. According to the report (draft) on the test results of the endocrine disrupting effect given to the human body, it is in the range of 3.19 to 4.76.
水分中に含まれる有機物質を吸着するために必要な水溶性炭素材料の添加量、すなわち、貯留槽6に貯留された水分に対する水溶性炭素材料の添加量は、後述する凝集剤の内容や使用量に応じて変動するが、通常、水分1リットルに対し、0.5mg以上に設定するのが好ましく、1mg以上に設定するのがより好ましい。この添加量が0.5mg未満の場合は、水分中に含まれる有機物質を効果的に吸着するのが困難になるおそれがある。なお、水溶性炭素材料の添加量は、多めに設定するほど有機物質の吸着効率を高めることができるが、一般には、水分1リットルに対して100mgを超えてもそれに伴う効果が得られず、不経済である。したがって、水分1リットルに対する水溶性炭素材料の添加量は、100mg以下に設定するのが好ましい。
The addition amount of the water-soluble carbon material necessary for adsorbing the organic substance contained in the moisture, that is, the addition amount of the water-soluble carbon material with respect to the moisture stored in the
次に、水溶性炭素材料が添加された水分に対し、第二薬注器11から凝集剤を添加する。これにより、水分中で懸濁している、有機物質が付着したSS粒子や有機物質を吸着した水溶性炭素材料は、凝集剤の作用により凝集して凝集物となり、水分中で沈殿する。この結果、凝集物が沈殿した水分、すなわち、貯留槽6に貯留された水分の上澄み液は、SS粒子に付着した懸濁状態の有機物質および溶解状態の有機物質を実質的に含まない状態に浄化される。この上澄み液は、排出経路8を通じて貯留槽6の外部に排出される。
Next, a flocculant is added from the second
したがって、この形態に係る泥水の処理方法によれば、吸着塔や紫外線装置のような複雑な装置を用いなくても、泥水から、有機物質、特に、ダイオキシン類等の残留性有機汚染物質や有機金属化合物等の有害な有機物質が除去された水分を、排出経路8を通じて簡単に得ることができる。 Therefore, according to the method for treating muddy water according to this embodiment, organic substances, particularly residual organic pollutants such as dioxins and organic substances can be obtained from muddy water without using a complicated apparatus such as an adsorption tower or an ultraviolet ray apparatus. Water from which harmful organic substances such as metal compounds are removed can be easily obtained through the discharge path 8.
一方、水分中で生成した凝集物、すなわち沈殿物は、貯留槽6の底部から排出部9を通じて貯留槽6の外部に取り出される。取り出された沈殿物は、通常、フイルタープレス5において脱水処理された固形分(脱水ケーキ)と混合される。そして、この混合物は、必要に応じ、後述するような処理方法により有機物質が除去される。
On the other hand, agglomerates generated in moisture, that is, precipitates, are taken out from the bottom of the
[形態1の変形例]
上述の形態1では、貯留槽6内に貯留された水分に対し、水溶性炭素材料を添加した後に凝集剤を添加しているが、水溶性炭素材料と凝集剤とは、水分に対して同時に添加することもできる。但し、水分中の有機物質をより確実に凝集物として水分から分離するためには、通常、水分に対し、水溶性炭素材料を添加した後に凝集剤を添加する方が好ましい。
[Modification of Form 1]
In the above-described
形態2
図2を参照して、本発明に係る泥水の処理方法の形態2を説明する。図2は、この形態に係る泥水の処理方法を実施するための処理装置の概略図であり、処理装置20は、供給装置21、第一薬剤添加装置22、第一固液分離装置23およびフイルタープレス24を主に備えている。
With reference to FIG. 2,
供給装置21は、第一固液分離装置23に対して処理対象となる泥水を供給するためのものである。第一薬剤添加装置22は、供給装置21により第一固液分離装置23に対して供給中の泥水に対して薬剤を添加するためのものであり、第一薬注器25と第二薬注器26とを有している。各薬注器25,26は、薬剤を貯留するための貯留部(図示せず)と、当該貯留部に貯留された薬剤を供給装置21内を第一固液分離装置23に向けて移動中の泥水に対して供給するためのポンプ(図示せず)とを備えている。なお、第一薬注器25から泥水に対して供給する薬剤は、上述の形態1において用いられるものと同様の水溶性炭素材料である。また、第二薬注器26から泥水に対して供給する薬剤は、上述の形態1において用いられるものと同様の凝集剤である。
The
第一固液分離装置23は、供給装置21から供給される泥水を、砂分、土砂分、スラッジおよび凝集物等の固形分(すなわち固相)と水分(すなわち液相)とに分離するためのものであり、分離した水分を外部に排出するためのポンプ(図示せず)を有する第一排出経路27を備えており、また、分離した固形分をフイルタープレス24に対して供給可能に設定されている。
The first solid-
フイルタープレス24は、第一固液分離装置23からの固形分を加圧し、当該固形分に残留している水分を脱水するためのものであり、脱水された水分を供給装置21を経由して固液分離装置23に還流させるための還流経路28を有している。なお、還流経路28は、供給装置21において、第一薬剤添加装置22の上流側に連絡している。
The
次に上述の処理装置20を用いた泥水の処理方法を説明する。
先ず、処理対象となる泥水を供給装置21を用いて第一固液分離装置23に供給する。この際、泥水に対し薬剤を添加する(第一添加工程)。具体的には、供給装置21を第一固液分離装置23に向けて移動中の泥水に対し、第一薬注器25から水溶性炭素材料を添加する。泥水に添加された水溶性炭素材料は、泥水の水分中に溶解し、当該水分の全体に速やかに拡散する。そして、水分中に拡散した水溶性炭素材料は、水分中に含まれる有機物質、特に、水分中に溶解している有機物質を効果的に吸着する。なお、水溶性炭素材料により吸着される有機物質および水溶性炭素材料の添加量は、上述の形態1の場合と同様である。
Next, a method for treating muddy water using the above-described
First, the muddy water to be treated is supplied to the first solid-
また、供給装置21において、水溶性炭素材料が添加されかつ第一固液分離装置23に向けて移動中の泥水に対し、第二薬注器26から凝集剤を添加する。これにより、泥水の水分中で懸濁している、有機物質が付着したSS粒子や有機物質を吸着した水溶性炭素材料は、凝集剤の作用により凝集して凝集物となる。
Further, in the
上述のようにして水溶性炭素材料および凝集剤が添加された泥水は、第一固液分離装置23において、固液分離される(第一分離工程)。すなわち、泥水は、砂分、土砂分、スラッジおよび凝集剤の添加により生成した凝集物等の固形分(すなわち第一固相)と水分(すなわち第一液相)とに分離される。ここで分離された水分は、凝集物等が分離された結果、SS粒子に付着した懸濁状態の有機物質および溶解状態の有機物質を実質的に含まない状態に浄化されたものである。この水分は、第一排出経路27を通じて第一固液分離装置23の外部に排出される。
The muddy water to which the water-soluble carbon material and the flocculant are added as described above is subjected to solid-liquid separation in the first solid-liquid separation device 23 (first separation step). That is, the muddy water is separated into solids (that is, the first solid phase) such as agglomerates generated by the addition of sand, earth and sand, sludge, and a flocculant, and moisture (that is, the first liquid phase). The separated water is purified to a state substantially free of suspended organic substances and dissolved organic substances attached to the SS particles as a result of the separation of aggregates and the like. This moisture is discharged outside the first solid-
一方、分離された固形分は、フイルタープレス24に供給される。そして、フイルタープレス24に供給された固形分は、そこで加圧され、残留していた水分が脱水される。この際、固形分に含まれる有機物質が水分中に溶出する可能性がある。しかし、この水分は、還流経路28を通じて供給装置21を移動中の泥水と混合された後、再度、水溶性炭素材料および凝集剤が添加されるため、固形分から溶出した有機物質は、上述のような凝集物として第一固液分離装置23において固形分として分離される。
On the other hand, the separated solid content is supplied to the
以上のように、この形態に係る泥水の処理方法によれば、吸着塔や紫外線装置のような複雑な装置を用いなくても、泥水から、有機物質、特に、ダイオキシン類等の残留性有機汚染物質や有機金属化合物等の有害な有機物質が除去された水分を、第一排出経路27を通じて簡単に得ることができる。
As described above, according to the muddy water treatment method according to this embodiment, residual organic contamination such as organic substances, particularly dioxins, can be obtained from muddy water without using a complicated device such as an adsorption tower or an ultraviolet device. Water from which harmful organic substances such as substances and organometallic compounds are removed can be easily obtained through the
一方、フイルタープレス24において脱水された固形分(脱水ケーキ)は、必要に応じ、後述するような処理方法により有機物質が除去される。
On the other hand, the organic substance is removed from the solid content (dehydrated cake) dehydrated in the
[形態2の変形例]
(1)図3を参照して、形態2の変形例に係る泥水の処理方法を実施するための処理装置を説明する。図において、処理装置30は、上述の処理装置20において、第二固液分離装置31と第二薬剤添加装置32とをさらに備えている。なお、図3において、図2に示した処理装置20のものと同じ部位には同じ符号を付している。
[Modification of Form 2]
(1) With reference to FIG. 3, the processing apparatus for enforcing the muddy water processing method which concerns on the modification of the
第二固液分離装置31は、第一排出経路27が連絡しており、第一排出経路27から供給される水分(第一液相)を凝集物等の固形分(すなわち第二固相)と水分(すなわち第二液相)とにさらに分離するためのものである。また、第二固液分離装置31は、分離した水分を外部に排出するためのポンプ(図示せず)を有する第二排出経路33と、分離した固形分をフイルタープレス24に対して供給するための供給経路34とを備えている。
The second solid-liquid separation device 31 is in communication with the
第二薬剤添加装置32は、第一排出経路27を通じて第一固液分離装置23から第二固液分離装置31に向けて移動中の水分に対して薬剤を供給するためのものであり、第三薬注器35と第四薬注器36とを有している。各薬注器35,36は、上述の薬注器25,26と同様に構成されている。なお、第三薬注器35から水分に対して供給する薬剤は、上述の形態1において用いられるものと同様の水溶性炭素材料である。また、第四薬注器36から水分に対して供給する薬剤は、上述の形態1において用いられるものと同様の凝集剤である。
The second drug addition device 32 is for supplying the drug to the moving water from the first solid-
次に、上述の処理装置30を用いた泥水の処理方法を説明する。
処理対象となる泥水は、上述の処理装置20の場合と同様に処理され、第一固液分離装置23において、砂分、土砂分、スラッジおよび凝集剤の添加により生成した凝集物等の固形分(すなわち第一固相)と水分(すなわち第一液相)とに分離される。そして、分離された固形分は、処理装置20の場合と同様にフイルタープレス24において処理される。
Next, a muddy water treatment method using the above-described
The muddy water to be treated is treated in the same manner as in the case of the
一方、第一固液分離装置23において分離された水分は、第一排出経路27を通じてさらに第二固液分離装置31に対して供給される。この際、当該水分に対し、薬剤を添加する(第二添加工程)。具体的には、第一排出経路27を第二固液分離装置31に向けて移動中の水分に対し、第二薬注器35から水溶性炭素材料を添加する。水分に添加された水溶性炭素材料は、水分中に溶解して拡散し、水分中に残留している上述の有機物質、特に、水分中に溶解している有機物質を吸着する。なお、ここで水分に対して添加する水溶性炭素材料の添加量は、第一薬注器25から泥水に対する水溶性炭素材料の添加量と同様に設定してもよいし、当該添加量に比べて少量に設定してもよい。
On the other hand, the water separated in the first solid-
また、第一排出経路27において、水溶性炭素材料が添加されかつ第二固液分離装置31に向けて移動中の水分に対し、第四薬注器36から凝集剤を添加する。これにより、水分中で懸濁している、有機物質が付着したSS粒子や有機物質を吸着した水溶性炭素材料は、凝集剤の作用により凝集して凝集物となる。
Further, in the
上述のようにして水溶性炭素材料および凝集剤が添加された水分は、第二固液分離装置31において、さらに固液分離される(第二分離工程)。すなわち、当該水分は、主として上述の凝集物からなる固形分(すなわち第二固相)と水分(すなわち第二液相)とに分離される。ここで分離された水分は、凝集物等が分離された結果、SS粒子に付着した懸濁状態の有機物質および溶解状態の有機物質がより確実に取除かれた状態に浄化されたものである。この水分は、第二排出経路33を通じて第二固液分離装置31の外部に排出される。 The water to which the water-soluble carbon material and the flocculant are added as described above is further solid-liquid separated in the second solid-liquid separation device 31 (second separation step). That is, the moisture is separated into a solid (ie, the second solid phase) mainly composed of the above-mentioned aggregates and moisture (ie, the second liquid phase). The separated water is purified to a state in which suspended organic substances and dissolved organic substances attached to the SS particles are more reliably removed as a result of separation of aggregates and the like. . This moisture is discharged to the outside of the second solid-liquid separator 31 through the second discharge path 33.
一方、第二固液分離装置31において分離された固形分は、フイルタープレス24に供給され、第一固液分離装置24において分離された固形分と混合される。そして、フイルタープレス24に供給された固形分は、そこで加圧され、残留していた水分が脱水される。脱水された水分は、還流経路28を通じて供給装置21を移動中の泥水と混合され、上述のように処理される。
On the other hand, the solid content separated in the second solid-liquid separation device 31 is supplied to the
以上のように、処理装置30を用いたこの変形例に係る泥水の処理方法によれば、処理装置20を用いた処理方法の場合に比べ、泥水から、有機物質、特に、ダイオキシン類等の残留性有機汚染物質や有機金属化合物等の有害な有機物質がより確実に除去された水分を、第二排出経路33を通じて簡単に得ることができる。
As described above, according to the muddy water treatment method according to this modified example using the
一方、フイルタープレス24において脱水された固形分(脱水ケーキ)は、必要に応じ、後述するような処理方法により有機物質が除去される。
On the other hand, the organic substance is removed from the solid content (dehydrated cake) dehydrated in the
(2)上述の処理装置20および処理装置30を用いた泥水の処理方法では、第一添加工程において、水溶性炭素材料を添加した後に凝集剤を添加しているが、水溶性炭素材料と凝集剤とは、泥水に対して同時に添加することもできる。但し、泥水の水分中の有機物質をより確実に凝集物として水分から分離するためには、通常、泥水に対し、水溶性炭素材料を添加した後に凝集剤を添加する方が好ましい。以上の点は、処理装置30を用いた処理方法における第二添加工程についても同様である。
(2) In the muddy water treatment method using the
(3)上述の処理装置20および処理装置30を用いた泥水の処理方法では、供給装置21を第一固液分離装置23に向けて移動中の泥水に対して直接に第一添加工程を実施しているが、第一固液分離装置23に供給する泥水を一旦貯留槽に貯留し、この状態で第一添加工程を実施した後、泥水を第一固液分離装置23に対して供給することもできる。この点は、第一排出経路27を第二固液分離装置31に向けて移動中の水分に対する第二添加工程についても同様である。
(3) In the muddy water treatment method using the above-described
固形分の処理方法
上述の各形態において得られた固形分(固相)は、上述のような有機物質を含むため、そのまま廃棄したり再利用したりすると、環境汚染を引き起こす可能性がある。このため、この固形分は、通常、有機物質の除去処理を施す必要がある。
Solid content processing method Since the solid content (solid phase) obtained in each of the above-mentioned forms contains the organic material as described above, if it is discarded or reused as it is, it may cause environmental pollution. For this reason, this solid content usually needs to be subjected to an organic substance removal treatment.
固形分に含まれる有機物質の除去処理は、公知の各種方法に基づいて実施することができる。但し、この除去処理は、本出願人が本願前に出願した特願2003−353576に記載の方法、具体的には、固形物に対し、四三酸化鉄(マグネタイト)等の鉄酸化物と、アルカリ金属化合物およびアルカリ土類金属化合物のうちの少なくとも一つ(例えば酸化カルシウム)とを添加して混合物を調製し、この混合物を加熱処理(好ましくは300℃以上に加熱処理)する方法により実施するのが特に好ましい。 The removal process of the organic substance contained in the solid content can be performed based on various known methods. However, this removal treatment is performed according to the method described in Japanese Patent Application No. 2003-353576 filed before the present application by the present applicant, specifically, an iron oxide such as iron trioxide (magnetite) with respect to the solid matter, A mixture is prepared by adding at least one of an alkali metal compound and an alkaline earth metal compound (for example, calcium oxide), and the mixture is heat-treated (preferably heat-treated at 300 ° C. or higher). Is particularly preferred.
実施例1
7種類のポリ塩化ジベンゾ−パラ−ジオキシン(PCDDs)、10種類のポリ塩化ジベンゾフラン(PCDFs)および14種類のコプラナーポリ塩化ビフェニル(Co−PCBs)を含むダイオキシン類標準物質のアセトン溶液を調製した。そして、このアセトン溶液2mlをビーカー内に貯留した水道水1リットルに加えて溶解し、試験水を得た。
Example 1
An acetone solution of dioxin standards containing 7 polychlorinated dibenzo-para-dioxins (PCDDs), 10 polychlorinated dibenzofurans (PCDFs) and 14 coplanar polychlorinated biphenyls (Co-PCBs) was prepared. Then, 2 ml of this acetone solution was added to 1 liter of tap water stored in a beaker and dissolved to obtain test water.
一方、特許第3079260号の実施例1に記載の方法に従って水溶性炭素材料を製造し、その水中での分散率を求めた。ここでは、水溶性炭素材料を20重量%含む水溶液を調製し、その2gを2mlのマイクロチューブに入れた。そして、マイクロチューブを10,000Gで15分間遠心分離処理し、上澄み液を除去して沈降物を採取した。採取した沈降物を105℃で2時間乾燥した後に秤量し、既述の式(1)に基づいて分散率を求めたところ、95%であった。なお、この工程では、遠心分離装置として、久保田商事株式会社の商品名“ユニバーサル冷却遠心機 5922”を用い、また、マイクロチューブを装着するためのロータとして同社の商品名“マイクロロータAT−2018M”を用いた。 On the other hand, a water-soluble carbon material was produced according to the method described in Example 1 of Japanese Patent No. 3079260, and the dispersion rate in water was determined. Here, an aqueous solution containing 20% by weight of a water-soluble carbon material was prepared, and 2 g thereof was placed in a 2 ml microtube. Then, the microtube was centrifuged at 10,000 G for 15 minutes, and the supernatant was removed to collect the sediment. The collected sediment was dried at 105 ° C. for 2 hours and then weighed, and the dispersion rate was determined based on the above-described formula (1). As a result, it was 95%. In this process, the product name “Universal Cooling Centrifuge 5922” of Kubota Shoji Co., Ltd. is used as the centrifuge, and the product name “Microrotor AT-2018M” of the company is used as a rotor for mounting the microtube. Was used.
次に、得られた水溶性炭素材料を蒸留水に溶解して水溶性炭素材料水溶液を調製し、当該水溶性炭素材料水溶液を試験水に添加した。水溶性炭素材料水溶液の添加量は、水溶性炭素材料換算で100mgに設定した。 Next, the obtained water-soluble carbon material was dissolved in distilled water to prepare a water-soluble carbon material aqueous solution, and the water-soluble carbon material aqueous solution was added to the test water. The amount of water-soluble carbon material aqueous solution added was set to 100 mg in terms of water-soluble carbon material.
次に、水溶性炭素材料水溶液が添加された試験水に、凝集剤として塩化カルシウム粉末2.5gを添加して撹拌した。その結果、試験水中において凝集物が生成し、沈降した。 Next, 2.5 g of calcium chloride powder as a flocculant was added to the test water to which the water-soluble carbon material aqueous solution was added and stirred. As a result, aggregates were formed in the test water and settled.
保留粒子径が0.5μmのガラス繊維ろ紙(アドバンテック株式会社の商品名“GC−50”)を用い、凝集物が生成した試験水を吸引ろ過した。そして、ガラス繊維ろ紙により採取された、凝集物を含む残渣をガラス繊維ろ紙ごと12時間風乾した後、そこに含まれるダイオキシン類をトルエンを用いて16時間ソックスレー抽出した。また、ろ液に対してジクロロメタンを用いた液−液抽出を3回繰返し、ろ液に含まれるダイオキシン類を抽出した。さらに、ビーカーの内壁面をジクロロメタンを用いて洗浄し、当該内壁面に付着しているダイオキシン類を採取した。 The test water in which the aggregates were formed was suction filtered using a glass fiber filter paper (Advantech Co., Ltd., trade name “GC-50”) having a retained particle diameter of 0.5 μm. And the residue containing the aggregate collected by the glass fiber filter paper was air-dried for 12 hours together with the glass fiber filter paper, and then the dioxins contained therein were subjected to Soxhlet extraction using toluene for 16 hours. Moreover, liquid-liquid extraction using dichloromethane was repeated 3 times for the filtrate, and dioxins contained in the filtrate were extracted. Furthermore, the inner wall surface of the beaker was washed with dichloromethane, and dioxins adhering to the inner wall surface were collected.
ソックスレー抽出液、液−液抽出液および洗浄液のそれぞれについて、クリーンアップスパイク用内標準物質を添加した後に多層シリカゲルカラムにより精製し、また、得られた精製液にシリンジスパイク用内標準物質を添加して30μlの分析用試料を得た。また、試験水に含まれるダイオキシン類の濃度を確認するため、上述のダイオキシン類標準物質のアセトン溶液2mlを少量濃縮管に分取し、これからクリーンアップスパイク用内標準物質およびシリンジスパイク用内標準物質を用いた同様の工程により濃度確認用試料を得た。なお、クリーンアップスパイク用内標準物質およびシリンジスパイク用内標準物質は、JIS K 0312:1999「工業用水・工場排水中のダイオキシン類及びコプラナーPCBの測定方法」において指定されているものを用いた。 For each of the Soxhlet extract, liquid-liquid extract and washing solution, add the internal standard for cleanup spike and then purify using a multilayer silica gel column. Add the internal standard for syringe spike to the resulting purified solution. 30 μl of analytical sample was obtained. In addition, in order to confirm the concentration of dioxins contained in the test water, 2 ml of the acetone solution of the above-mentioned dioxin standard substance is dispensed into a small concentration tube, and then the internal standard substance for cleanup spike and the internal standard substance for syringe spike A sample for confirming the concentration was obtained by the same process using. The internal standard substances for cleanup spike and syringe spike were those specified in JIS K 0312: 1999 “Measurement method of dioxins and coplanar PCB in industrial water and industrial wastewater”.
各分析用試料および濃度確認用試料のそれぞれ3μlを高分解能ガスクロマトグラフ質量分析計(HRGC/HRMS)を用いて分析した。そして、その分析結果に基づいて、試験水に含まれる各PCDDs、各PCDFsおよび各Co−PCBsの回収率を個別に算出した。結果を表3に示す。なお、回収率は、次の式(3)により求めた値である。式中、Xは、試験水に含まれる特定のダイオキシン類の量を示し、Yは、ソックスレー抽出液、液−液抽出液または洗浄液に含まれる当該特定のダイオキシン類の量を示す。また、回収率合計は、ソックスレー抽出液、液−液抽出液および洗浄液のそれぞれについて求めた回収率を合計したものである。なお、表3において、Co−PCBsは、IUPACの分類にしたがって表示している。この点、表4および表5においても同様である。 3 μl of each analysis sample and concentration confirmation sample was analyzed using a high-resolution gas chromatograph mass spectrometer (HRGC / HRMS). And based on the analysis result, the recovery rate of each PCDDs, each PCDFs, and each Co-PCBs contained in the test water was calculated individually. The results are shown in Table 3. The recovery rate is a value obtained by the following equation (3). In the formula, X represents the amount of the specific dioxins contained in the test water, and Y represents the amount of the specific dioxins contained in the Soxhlet extract, liquid-liquid extract or washing solution. The total recovery rate is the total recovery rate obtained for each of the Soxhlet extract, the liquid-liquid extract, and the cleaning solution. In Table 3, Co-PCBs are displayed according to the IUPAC classification. This also applies to Tables 4 and 5.
表3によると、各ダイオキシン類は、液−液抽出液および洗浄液中に殆ど含まれていないことがわかる。これは、試験水に含まれるダイオキシン類が、上述の処理により、試験水から効果的に除去されていることを示している。 According to Table 3, it can be seen that each dioxin is hardly contained in the liquid-liquid extract and the cleaning liquid. This indicates that dioxins contained in the test water are effectively removed from the test water by the above-described treatment.
実施例2
試験水に対する水溶性炭素材料水溶液の添加量を水溶性炭素材料換算で1mgに変更し、また、凝集剤として、塩化カルシウム2.5g、カオリン0.2gおよびポリ塩化アルミニウム0.025gの混合物を用いた点を除き、実施例1の場合と同様の処理および分析用試料の採取操作を実施して回収率を求めた。結果を表4に示す。表4によると、各ダイオキシン類は、液−液抽出液および洗浄液中に殆ど含まれていないことがわかる。これは、試験水に含まれるダイオキシン類が、水溶性炭素材料の添加量を実施例1に比べて大幅に抑制した上述の処理の場合も、試験水から効果的に除去されていることを示している。
Example 2
The amount of water-soluble carbon material aqueous solution added to the test water was changed to 1 mg in terms of water-soluble carbon material, and a mixture of 2.5 g of calcium chloride, 0.2 g of kaolin and 0.025 g of polyaluminum chloride was used as the flocculant. Except for this point, the same processing as in Example 1 and the operation of collecting an analytical sample were performed to determine the recovery rate. The results are shown in Table 4. According to Table 4, it can be seen that each dioxin is hardly contained in the liquid-liquid extract and the cleaning liquid. This indicates that the dioxins contained in the test water are effectively removed from the test water even in the case of the above-described treatment in which the amount of water-soluble carbon material added is significantly reduced compared to Example 1. ing.
なお、表3と表4とを比較した場合、表3において回収率合計が非常に小さいのは、実施例1で得られた凝集物からダイオキシン類を抽出するのが困難であったためと考えられる。すなわち、実施例1において、上述のソックスレー抽出法では、凝集物に含まれるダイオキシン類が抽出されにくかったためと考えられる。 In addition, when Table 3 and Table 4 are compared, it is thought that it was difficult to extract dioxins from the aggregate obtained in Example 1 that the recovery rate total is very small in Table 3. . That is, in Example 1, it is considered that dioxins contained in the aggregates were difficult to extract in the above-described Soxhlet extraction method.
実施例3
水溶性炭素材料としてフミン酸類を吸着したカーボンブラック(東海カーボン株式会社の商品名“HA3”)を1mg用いた点を除き、実施例2の場合と同様の処理および分析用試料の採取操作を実施して回収率を求めた。結果を表5に示す。表5によると、各ダイオキシン類は、液―液抽出液および洗浄液中に殆ど含まれていないことがわかる。これは、試験水に含まれるダイオキシン類が、試験水から効果的に除去されていることを示している。なお、この実施例で用いた水溶性炭素材料の水中での分散率は、実施例1に記載の方法と同様の方法で求めたところ、42%であった。
Example 3
Except that 1 mg of carbon black (trade name “HA3” from Tokai Carbon Co., Ltd.) adsorbing humic acids as a water-soluble carbon material was used, the same processing as in Example 2 and the sampling operation for analysis were performed. The recovery rate was determined. The results are shown in Table 5. According to Table 5, it can be seen that each dioxin is hardly contained in the liquid-liquid extract and the cleaning liquid. This indicates that dioxins contained in the test water are effectively removed from the test water. In addition, when the dispersion rate in water of the water-soluble carbon material used in this Example was determined by the same method as that described in Example 1, it was 42%.
実施例4〜8および比較例1
水10mlに対し、表6に示す有機化合物標準物質を添加し、当該有機化合物標準物質の濃度が1μg/L(1ppb)の試験水を2つ調製した。そして、一方の試験水に対して実施例1で用いた水溶性炭素材料を添加し、また、他方の試験水に対して実施例3で用いた水溶性炭素材料を添加した。水溶性炭素材料の添加量は、いずれの試験水についても、0.1mgに設定した。したがって、各試験水における水溶性炭素材料の濃度は10mg/Lである。
Examples 4 to 8 and Comparative Example 1
An organic compound standard substance shown in Table 6 was added to 10 ml of water, and two test waters having a concentration of the organic compound standard substance of 1 μg / L (1 ppb) were prepared. Then, the water-soluble carbon material used in Example 1 was added to one test water, and the water-soluble carbon material used in Example 3 was added to the other test water. The addition amount of the water-soluble carbon material was set to 0.1 mg for any test water. Therefore, the concentration of the water-soluble carbon material in each test water is 10 mg / L.
次に、水溶性炭素材料が添加された各試験水に凝集剤を添加し、これにより生成した凝集物を沈殿させた。ここで用いた凝集剤は、塩化カルシウム0.025g、カオリン0.002gおよびポリ塩化アルミニウム0.00025gの混合物である。凝集物が沈殿した試験水の上澄み液を採取し、そこに含まれる有機化合物標準物質の濃度をガスクロマトグラフ質量分析計(GC/MS)により測定した。そして、その測定結果から、試験水からの有機化合物標準物質の除去率を求めた。ここで、除去率は、次の式(4)に基づいて求めたものである。式(4)において、Mは試験水に含まれる有機化合物標準物質量を示し、Nは上澄み液に含まれる有機化合物標準物質量を示す。結果を表6に示す。表6に表示したオクタノール/水分配係数は、社団法人日本水道協会発行「上水試験方法 解説編 2001年版」から引用した。 Next, a flocculant was added to each test water to which the water-soluble carbon material was added, and the resulting aggregate was precipitated. The flocculant used here is a mixture of calcium chloride 0.025 g, kaolin 0.002 g and polyaluminum chloride 0.00025 g. The supernatant of the test water in which the aggregate was precipitated was collected, and the concentration of the organic compound standard substance contained therein was measured with a gas chromatograph mass spectrometer (GC / MS). And the removal rate of the organic compound standard substance from test water was calculated | required from the measurement result. Here, the removal rate is obtained based on the following equation (4). In the formula (4), M represents the amount of the organic compound standard substance contained in the test water, and N represents the amount of the organic compound standard substance contained in the supernatant. The results are shown in Table 6. The octanol / water partition coefficients shown in Table 6 were quoted from “Water Supply Test Methods, 2001 Edition” published by Japan Water Works Association.
表6によると、オクタノール/水分配係数が2以上の有機化合物標準物質の除去率は50%以上である(実施例4〜8)。特に、同分配係数が5以上の有機化合物標準物質の除去率は100%である(実施例8)。この結果より、本発明に係る泥水の処理方法によれば、泥水から、オクタノール/水分配係数が2以上、特に5以上の有機物質が除去された液相が簡単に得られることがわかる。 According to Table 6, the removal rate of organic compound standard substances having an octanol / water partition coefficient of 2 or more is 50% or more (Examples 4 to 8). In particular, the removal rate of the organic compound standard substance having the same partition coefficient of 5 or more is 100% (Example 8). From this result, it can be seen that according to the method for treating muddy water according to the present invention, a liquid phase in which an organic substance having an octanol / water partition coefficient of 2 or more, particularly 5 or more is removed can be easily obtained from muddy water.
3 固液分離装置
7 薬注装置
22 第一薬剤添加装置
23 第一固液分離装置
31 第二固液分離装置
32 第二薬剤添加装置
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記液相に水溶性炭素材料および凝集剤を添加する添加工程と、
前記液相から凝集物を除去する除去工程とを含み、
前記水溶性炭素材料としてカルボキシル基や水酸基の導入により表面改質された炭素材料またはカルボキシル基や水酸基を有する無機系材料を含む炭素材料を用いる、
泥水の処理方法。 A separation process for separating muddy water into a liquid phase and a solid phase;
An addition step of adding a water-soluble carbon material and a flocculant to the liquid phase;
Removing the aggregate from the liquid phase ,
As the water-soluble carbon material, a carbon material that is surface-modified by introduction of a carboxyl group or a hydroxyl group or a carbon material that contains an inorganic material having a carboxyl group or a hydroxyl group is used.
Muddy water treatment method.
前記第一添加工程後の前記泥水を、第一液相と第一固相とに分離する第一分離工程とを含み、
前記水溶性炭素材料としてカルボキシル基や水酸基の導入により表面改質された炭素材料またはカルボキシル基や水酸基を有する無機系材料を含む炭素材料を用いる、
泥水の処理方法。 A first addition step of adding a water-soluble carbon material and a flocculant to the muddy water;
A first separation step of separating the muddy water after the first addition step into a first liquid phase and a first solid phase ;
As the water-soluble carbon material, a carbon material that is surface-modified by introduction of a carboxyl group or a hydroxyl group or a carbon material that contains an inorganic material having a carboxyl group or a hydroxyl group is used.
Muddy water treatment method.
前記第一添加工程後の前記泥水を、第一液相と第一固相とに分離する第一分離工程と、
前記第一液相に水溶性炭素材料および凝集剤をさらに添加する第二添加工程と、
前記第二添加工程後の前記第一液相を、第二液相と第二固相とにさらに分離する第二分離工程とを含み、
前記水溶性炭素材料としてカルボキシル基や水酸基の導入により表面改質された炭素材料またはカルボキシル基や水酸基を有する無機系材料を含む炭素材料を用いる、
泥水の処理方法。 A first addition step of adding a water-soluble carbon material and a flocculant to the muddy water;
A first separation step of separating the muddy water after the first addition step into a first liquid phase and a first solid phase;
A second addition step of further adding a water-soluble carbon material and a flocculant to the first liquid phase;
A second separation step of further separating the first liquid phase after the second addition step into a second liquid phase and a second solid phase ;
As the water-soluble carbon material, a carbon material that is surface-modified by introduction of a carboxyl group or a hydroxyl group or a carbon material that contains an inorganic material having a carboxyl group or a hydroxyl group is used.
Muddy water treatment method.
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