JP5954687B2

JP5954687B2 - 廃水処理装置及び廃水処理方法

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Publication number: JP5954687B2
Application number: JP2012109817A
Authority: JP
Inventors: 朋樹川岸; 和也三木
Original assignee: Mitsubishi Chemical Corp; Mitsubishi Rayon Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Chemical Corp; Mitsubishi Rayon Co Ltd
Priority date: 2012-05-11
Filing date: 2012-05-11
Publication date: 2016-07-20
Anticipated expiration: 2032-05-11
Also published as: JP2013236983A

Description

本発明は、廃水処理装置及び処理方法に関し、特に、重金属を含む廃水を処理するための廃水処理装置及び方法に関する。

従来、電解メッキ工程から排出されるメッキ廃水など、重金属を含む廃水中から重金属を除去する方法としては、以下に示す方法が一般的であった。

まず、貯留槽に一旦貯留された廃水を不溶化槽にて不溶化処理する。具体的には、水酸化剤（アルカリ剤）や硫化剤等の不溶化剤を廃水に添加し、重金属を水に難溶解性の水酸化物や硫化物等の不溶化物とする。この不溶化物は粒子径が小さいため、凝集槽にて不溶化処理された廃水に無機凝集剤（例えばポリ塩化アルミニウム(PAC)など）や高分子凝集剤等の凝集剤を添加して、不溶化物を凝集させる。ついで、沈殿槽にて凝集させた不溶化物を沈降分離し、必要に応じて上澄み液を砂濾過装置等の濾過器にて濾過し、さらに濾過水をｐＨ調整槽にて中和してから処理水として排出する。

近年、無電解ニッケルメッキなどの無電解メッキが広く行われている。無電解メッキは還元剤を用いることを特徴とし、この還元剤の電子を利用して金属を析出させるものである。この方法によれば、不導体の物質に対してもメッキが可能である。しかし、この無電解メッキ工程から排出される廃水を処理する場合、上述した従来の方法では十分な処理が困難であり、廃水中の重金属濃度を低減しにくかった。

これは、無電解ニッケルメッキなどの無電解メッキにおいては、メッキ液中に重金属と配位結合して金属錯体を形成する化合物（例えばキレート剤など）が含まれていることが一因と考えられる。上述したように、メッキ廃水を処理する際は、廃水に不溶化剤を添加して不溶化処理を行うが、廃水中にキレート剤などの金属錯体を形成する化合物（以下、「錯体形成化合物」という場合がある。）が含まれていると、ニッケル等の重金属が錯体形成化合物と金属錯体を形成するため、この金属錯体が濾過器よりリークして処理効率が低下すると考えられる。また、酸性亜鉛メッキを行う場合においても、浴中にアンモニアが多量に含まれており、重金属がアンモニアとアンミン錯体を形成するため、処理効率が低下すると考えられる。

そこで、重金属や、重金属とキレート剤との重金属錯体等を含む廃水を処理する方法として、廃水に不溶化剤を添加して不溶化物を生成させた後、膜分離装置に供給することによって固液分離する方法が提案されている（例えば特許文献１、２参照）。

特許第３１１１５０８号公報特開平２−１５７０９０号公報

しかしながら、特許文献１、２に記載の方法であっても、廃水中に錯体形成化合物が含まれている場合、除去対象となる重金属が錯体形成化合物と金属錯体を形成するため、不溶化剤による不溶化反応が阻害されやすく、十分な処理効果が得られにくかった。

この問題を解決するために、重金属および金属錯体を形成する化合物を含む廃水に対して、凝集剤を添加しなくても高度に処理でき、重金属濃度を十分に低減できる廃水処理装置が提案されている。提案されている廃水処理装置は、廃水中の金属錯体を形成する化合物を酸化処理する酸化処理槽と、酸化処理した廃水中の重金属を不溶化処理する不溶化槽と、不溶化処理した廃水を膜分離する膜分槽とを備えている。そして各処理槽の間では、処理水をオーバーフローさせることで下流側の処理槽に移すようになっている。

しかしながら、提案されている廃水処理装置では、オーバーフロー方式を採用しているので、水処理を停止させるためにポンプ及び攪拌機を停止させたとしても、所定の時間酸化処理槽から不溶化槽へ、そして、不溶化槽から膜分離槽へ廃水が流れ込む。そして、不溶化槽の攪拌機が停止すると、不溶化槽内での廃水の攪拌が停止される。不溶化槽内での廃水の攪拌が停止されている状態で酸化処理槽からオーバーフローしてきた重金属を含む廃水が不溶化槽に流れ込むと、重金属が十分に不溶化されずに滞留してしまう。そして不溶化槽内に不溶化処理されていない重金属が滞留したまま不溶化槽から膜処理槽に廃水がオーバーフローすると、不溶化されていない重金属を含む廃水が膜処理槽に流れてしまう。その結果、重金属が十分に処理されずにそのまま放流されてしまうおそれがあった。

そこで本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、金属廃水処理装置を停止させたときに重金属が不溶化槽よりも下流側に流れるのを防止することにより、重金属を含む廃水が放流されるのを防止することができる廃水処理装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決するために、本発明は、重金属及びこの重金属と金属錯体を形成する錯体形成化合物を含む廃水を下流側に向けて流すポンプと、このポンプから流れてきた廃水に含まれる錯体形成化合物を酸化処理するための酸化処理槽と、この酸化処理槽の下流側に設けられ、酸化処理槽から流れてきた廃水中に含まれる重金属を不溶化処理するための不溶化槽と、この不溶化槽の下流側に設けられ、不溶化槽から流れてきた廃水を膜分離処理するための膜分離槽と、不溶化槽内の廃水を攪拌するための攪拌機と、を備え、酸化処理槽と不溶化槽、及び不溶化槽と膜処理槽は、それぞれオーバーフロー機構によって連結されており、攪拌機は、ポンプが停止してから所定時間経過後に停止するようになっており、所定時間は、３０秒から３分である、ことを特徴とする。

このように構成された本発明によれば、不溶化槽の攪拌機を、ポンプが停止してから所定時間経過後に停止させることができる。これにより、ポンプが停止してから所定時間だけ、攪拌機によって不溶化槽内を攪拌することができ、不溶化槽内の廃水に含まれる重金属を不溶化することができる。また、所定時間経過後にポンプを停止させることによって、不溶化槽内で形成された不溶化物のフロックが破壊されるのを防止することができる。

また、本発明において、好ましくは、所定時間は、金属廃水処理装置に流入される廃水の量に応じて決定される。また、本発明において、好ましくは、所定時間は、酸化処理槽及び不溶化槽の容積に応じて決定される。

また、上述した課題を解決するために、本発明は、重金属及びこの重金属と金属錯体を形成する錯体形成化合物を含む廃水を廃水処理装置によって処理する廃水処理方法であって、下流側に向けて流すポンプによって廃水を酸化処理槽に流し、当該酸化処理槽内で廃水に含まれる錯体形成化合物を酸化し廃水を酸化処理槽の下流側に設けられた不溶化槽に流し、当該不溶化槽内で廃水中の重金属を不溶化し廃水を不溶化槽の下流側に設けられた膜分離槽に流し、当該膜分離槽内で廃水を膜分離処理するようになっており、不溶化槽内には、廃水を攪拌するための攪拌機が設けられており、酸化処理槽と不溶化槽、及び不溶化槽と膜処理槽は、それぞれオーバーフロー機構によって送液されるように配置されており、廃水処理装置を停止させるとき、ポンプが停止してから所定時間経過後に攪拌気を停止するようになっており、所定時間は、３０秒から３分である、ことを特徴とする。

以上のように、本発明の廃水処理装置および処理方法によれば、金属排水処理装置を停止させたときに重金属が不溶化槽よりも下流側に流れるのを防止することにより、重金属を含む排水が放流されるのを防止することができる。

本発明の実施形態による廃水処理装置を示す概略構成図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態による廃水処理装置及び処理方法について説明する。

本発明の廃水処理装置は、重金属および錯体形成化合物を含む廃水Ｗ₀を処理する装置であるが、特に無電解ニッケルメッキなどの無電解メッキ工程から排出される廃水を処理するのに好適である。

図１は、本発明の廃水処理装置の一例を示す概略構成図である。この例の廃水処理装置１は、上流側から順に、排水Ｗ₀を下流側に向けて流すポンプＰ１と、ポンプＰ１から流れてきた廃水Ｗ₀を一旦貯留する貯留手段１０と、酸化処理手段２０と、不溶化処理手段３０と、膜分離手段４０と、ｐＨ調整手段５０とを備えている。

本発明の処理対象となる廃水Ｗ₀は、例えばメッキ工場等の金属表面処理工場などから発生した廃液（被処理水）であり、重金属、および重金属と配位結合して金属錯体を形成する化合物（以下、「錯体形成化合物」という。）を含む。重金属としては、クロム、銅、亜鉛、カドミウム、ニッケル、水銀、鉛、鉄などが挙げられる。これら重金属は単独で含まれていてもよいが、通常は複数の重金属が混合された状態で含まれている。一方、錯体形成化合物は、重金属のいずれかと配位結合して、重金属原子を中心とする金属錯体を形成する化合物である。錯体形成化合物の例としては、クエン酸、グルコン酸、シュウ酸、酒石酸、コハク酸、シアンおよびこれらの塩等の酸性洗浄成分；ＥＤＴＡ、エチレンジアミン、トリエタノールアミン、アンモニア（アンモニウム塩を含む）等のアミン類などが挙げられる。なお、金属錯体にはキレート錯体も含まれることから、錯体形成化合物には、酒石酸やＥＤＴＡなどのキレート剤も当然に該当する。
なお廃水Ｗ₀中には、重金属および錯体形成化合物の他に、洗浄成分や、ｐＨ調整成分として界面活性剤、錯体形成化合物以外のルイス酸などが含まれていてもよい。

ポンプＰ１は、金属表面処理工場などから発生した廃水Ｗ₀を下流側に向けて流すようになっている。ポンプＰ１は、排水処理装置内で廃水Ｗ₀を流すための動力を発生させる。

貯留手段１０は、ポンプＰ１の下流側に設けられており、ポンプＰ１から流れてきた廃水Ｗ₀を一旦貯留する手段である。貯留手段１０は貯留槽１１を備える。貯留槽１１としては、廃水Ｗ₀を貯留できるものであれば特に制限されない。

酸化処理手段２０は、廃水Ｗ₀中の錯体形成化合物の酸化処理するようになっている。この例の酸化処理手段２０は、貯留手段１０から送られた廃水Ｗ₀溜める酸化槽２１と、酸化槽２１中の廃水Ｗ₀に酸化剤と添加する酸化剤添加手段２２と、酸化槽２１中の廃水Ｗ₀の水質を検査する水質計２３と、酸化槽２１中の廃水Ｗ₀を攪拌する攪拌翼２４とを備えている。

酸化槽２１としては、廃水Ｗ₀を貯留できるものであれば特に制限されないが、酸化剤によって劣化しにくい材質のものが好ましい。酸化剤添加手段２２としては、酸化剤を添加できるものであれば特に制限されない。

水質計２３は、酸化槽２１中廃水Ｗ₀の水質を検査するものである。水質を検査することで、酸化剤の添加量の過不足を把握でき、特に、酸化剤の過剰添加を抑制するのに有効である。水質計２３としては、酸化還元電位計、酸化剤濃度計などが挙げられる。また、これらの電位計や濃度計に代えて、あるいはこれらと併用して、錯体形成化合物の濃度を測定するための濃度計を用いることも可能である。ただし、錯体形成化合物の濃度を測定するための濃度計は、アンモニアなど濃度測定が可能な錯体形成化合物を含む廃水Ｗ₀を処理する場合に用いる。
なお、この例の酸化処理手段２０は１つの水質計２３を備えているが、水質の検査方法に応じて複数種類の水質計を備えていてもよい。

不溶化処理手段３０は、酸化処理手段２０にて酸化処理した廃水Ｗ₀中の重金属を不溶化処理するようになっている。なお、不溶化とは、廃水Ｗ₀中に浮遊している重金属を難溶解性化合物（不溶化物）とすることによって析出させることである。この不溶化処理手段３０は、酸化処理手段２０から送られた廃水Ｗ₀を溜める不溶化槽３１と、不溶化槽３１中の廃水Ｗ₀に不溶化剤を添加する不溶化剤添加手段３２と、不溶化槽３１中の廃水Ｗ₀の水質を検査する水質計３３と、不溶化３１中の廃水Ｗ₀を攪拌する攪拌翼３４とを備えている。

不溶化槽３１としては、廃水Ｗ₀を貯留できるものであれば特に制限されないが、不溶化剤によって劣化しにくい材質のものが好ましい。不溶化剤添加手段３２としては、不溶化剤を添加できるものであれば特に制限されない。

水質計３３は不溶化槽３１中のＷ₀の水質を検査するものである。水質を検査することで、不溶化剤の添加量の過不足を把握でき、特に、不溶化剤の過剰添加を抑制するのに有効である。水質計３３としては、ｐＨ計などが挙げられる。なお、この例の不溶化処理手段３０は１つの水質計３３を備えているが、水質の検査方法に応じて複数種類の水質計を備えていてもよい。

攪拌翼３４は、不溶化槽３１内の廃水Ｗ₀を攪拌することによって、不溶化剤を不溶化槽３１内に均一に行き渡らせるようになっている。攪拌翼３４は、ポンプＰ１の駆動に応じて駆動するように構成されている。

膜分離手段４０は、不溶化処理手段３０にて不溶化処理した廃水Ｗ₀を濾過水Ｗ₁と膜分離濃縮水Ｗ₂に膜分離する手段である。膜分離手段４０は、不溶化処理手段３０から送られた廃水Ｗ₀を溜める膜分離槽４２と、膜分離槽４２内に設けられた膜モジュール４３と、膜洗浄用の散気手段４４とを備える。膜モジュール４３には吸引ポンプＰ２が接続され、散気手段４４にはブロワーＢが接続されている。

膜モジュール４３としては、水処理等の分離操作に用いられる通常の膜モジュールが挙げられる。膜モジュール４３では、吸引ポンプＰ２により膜分離槽４２内の廃水Ｗ₀を膜モジュール４３の濾過膜の細孔を介して吸引ろ過することで廃水Ｗ₀を濾過水Ｗ₁と膜分離濃縮水Ｗ₂とに分離する。一方、散気手段４４は膜モジュール４３の下方に設けられ、ブロワーＢより送気された空気を膜分離槽４２内に放出する。これにより、散気手段４４から連続的もしくは断続的に散気された気泡が、廃水Ｗ₀の液中を通って膜モジュール４３に達し、その後、水面から放出される。このとき、濾過膜が洗浄される。なお、膜分離手段４０により分離された膜分離濃縮水Ｗ₂の一部を、不溶化槽３１や、酸化槽２１、貯留槽１１に返送してもよい。

これら不溶化槽３１と、膜分離槽４２は、オーバーフロー方式で接続されており、オーバーフロー機構を用いて廃水Ｗ₀を不溶化槽３１から膜分離槽４２に流すようになっている。ここで、オーバーフロー機構とは、上流側に配置された不溶化槽３１の貯液量が、不溶化槽３１の容積又は深さに応じて予め決定された閾値を超えたときに、槽内の廃水Ｗ₀を自動的に下流側に配置された膜分離槽４２に流すようになった機構である。このようなオーバーフロー機構としては、例えば、槽同士をオーバーフロー配管で連結した機構、上流側の槽の側面上部に穴を設けて水位が穴の高さに到達したときに廃水を、穴を通して下流側に流すようになった機構、又は上流側の槽のいずれかの側壁上端に越流堰を設けた機構がある。

ｐＨ調整手段５０は、膜分離手段４０にて膜分離した濾過水Ｗ₁のｐＨを、河川等への放流に適したｐＨに調整する手段であり、ｐＨを調整された濾過水Ｗ₁は処理水Ｗ₃として排出される。なお、膜分離手段４０によって不溶化物を十分に除去しているので、濾過水Ｗ₁のｐＨを中和しても重金属が再溶解するおそれがない。

ｐＨ調整手段５０は、ｐＨ調整槽５１と、ｐＨ計（図示略）と、酸添加装置およびアルカリ添加装置（いずれも図示略）とを備える。ｐＨ調整槽５１としては、濾過水Ｗ₁を貯留できるものであれば特に制限されない。また、ｐＨ計、酸添加装置およびアルカリ添加装置についても、ｐＨ調整に用いられるものであれば特に制限されない。

以下、上述した廃水処理装置１の作用について説明する。
廃水処理装置１を駆動させてポンプＰ１を駆動させることによって廃水Ｗ₀が上流側から貯留手段１０の貯留槽１１内に流れ込む。そして貯留槽１１が廃水Ｗ₀で満たされると、廃水Ｗ₀は貯留槽１１から溢れでて、貯留槽１１よりも下流側にある酸化処理手段２０の酸化槽２１に流れ込む。酸化槽２１内では、攪拌翼２４を駆動させながら廃水Ｗ₀に酸化剤が添加され、これにより廃水Ｗ₀中の錯体形成化合物が酸化処理される。

酸化処理で用いる酸化剤としては、次亜塩素酸、亜塩素酸、過塩素酸もしくはこれらの塩、過酸化水素などが挙げられる。これらの中でも、次亜塩素酸、亜塩素酸、過塩素酸もしくはこれらの塩、またはこれらの混合溶液が好ましく、取り扱い性、入手容易性の観点から次亜塩素酸ナトリウム溶液が特に好ましい。次亜塩素酸、亜塩素酸、過塩素酸もしくはこれらの塩、またはこれらの混含溶液を酸化剤として用いれば、酸化反応が速やかに進行しやすくなり、全体の処理速度を速めることができる。また、これらは、ＥＤＴＡ、酒石酸などのキレート作用を有する錯体形成化合物の分解効率が高いことから、後述する不溶化処理工程において錯体形成化合物による不溶化物の凝集阻害を防ぐことができ、不溶化処理をより効率的に行うことができる。また、特に次亜塩素酸ナトリウムまたはその溶液を酸化剤として用いると、後段の不溶化処理工程において生成する重金属の不溶化物の粒子径が大きくなる傾向にある。不溶化物の粒子径が大きい方が、後述する膜分離工程において濾過膜の細孔が閉塞されるのを抑制でき、膜の流束を高く維持できる。さらに、廃水Ｗ₀が無電解ニッケルメッキ廃水など、重金属としてニッケルを含む廃水の場合、次亜塩素酸ナトリウムなどの酸化剤の添加によって、溶解しているニッケルイオンがオキシ水酸化ニッケル(ＮｉＯ(ＯＨ))に酸化される。オキシ水酸化ニッケルは、一般的に水酸化ニッケル(Ｎｉ(ＯＨ)２)と比較して溶解度が低くなるため、高度な排水処理を行う場合には、次亜塩素酸ナトリウムまたはその溶液が酸化剤として特に好ましい。

なお、廃水Ｗ₀への酸化剤の添加は、廃水Ｗ₀中に含まれる錯体形成化合物を酸化処理することが目的であり、過剰に酸化剤を添加することは、薬品の過剰消費となる。また、酸化剤を過剰に添加すると、残存した酸化剤により、後述する膜分離工程で用いる濾過膜を酸化させるおそれがある。加えて、酸化剤を過剰に添加すると、最終的に発生するスラッジ量が増加する傾向にある。

以上のことにより、酸化処理工程では廃水Ｗ₀中に含まれる錯体形成化合物を全て酸化した時点で、廃水Ｗ₀中への酸化剤の添加を停止することが望ましく、過剰添加を制御するのがよい。酸化剤の添加終了点を検知する方法としては、水質計２３を用いた酸化還元電位のモニタリング、酸化剤濃度のモニタリング、錯体形成化合物の濃度のモニタリング、といった方法が挙げられる。

酸化槽２１内で酸化処理を行っている間もポンプＰ１は駆動しているので、この間もポンプＰ１から貯留槽１１へ、そして貯留槽１１から酸化槽２１へ継続的に廃水Ｗ₀が注ぎこまれる。そして酸化槽２１が廃水Ｗ₀で満たされると、廃水Ｗ₀は、酸化槽２１から溢れでて、酸化槽２１よりも下流側にある不溶化処理手段３０の不溶化槽３１に流れ込む。

不溶化槽３１内では、攪拌翼３４を駆動させながら廃水Ｗ₀に不溶化剤が添加され、これにより廃水Ｗ₀中の重金属が不溶化処理される。そして不溶化槽３１が廃水Ｗ₀で満たされると、廃水Ｗ₀は不溶化槽３１からあふれ出て膜分離手段４０の膜分離槽４２に流れ込む。

不溶化処理手段３０では、酸化処理された廃水Ｗ₀を不溶化処理手段３０の不溶化槽３１に移し、不溶化剤を添加して廃水Ｗ₀中の重金属を不溶化処理する。不溶化処理の方法としては、水酸化剤を用いた水酸化物法と、硫化剤を用いた硫化物法がある。なお、硫化物法の場合は硫化水素発生のおそれがあるため、不溶化処理としては水酸化物法が好ましい。

水酸化物法は、水酸化剤(水酸化物イオン)と対象金属とを反応させ、溶解度の低い金属水酸化物として析出させる方法である。水酸化剤としては、水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウムなどが用いられる。水酸化ナトリウムを用いるとスラッジ発生量が少なくなるためより好ましい。

一方、硫化物法は、硫化剤(硫化物イオン)と対象金属を反応させ、溶解度の低い金属硫化物として析出させる方法である。硫化剤としては、硫化ナトリウム、硫化水素などが用いられる。

なお、水酸化物法によって不溶化処理を行う場合、重金属は各金属種によって溶解度が最も低くなるｐＨ領域が異なる。そのため、重金属の除去率を高めるために、溶解度が最も低くなるｐＨになるまで、不溶化剤(水酸化剤)を添加する。その際、不溶化剤の添加量の制御は、水質計３３による不溶化槽３１中の廃水Ｗ₀のｐＨ測定によって行われる。
ただし、廃水処理装置に供給される廃水Ｗ₀中の重金属の組成および濃度が、常時一定であることが判明している場合には、不溶化剤を一定量注入することによって制御することもできる。

また、同じ重金属であっても、共存する他の成分によって、溶解度が最も低くなるｐＨ領域が異なることがある。よって、実際には処理対象の廃水Ｗ₀を用いた事前試験を行い、最も適したｐＨ領域となるように制御することが望ましい。

膜分離手段４０内では、膜分離槽４２内の廃水Ｗ₀を廃水吸引ポンプＰ２により膜モジュール４３の濾過膜の細孔を介して吸引ろ過することで、廃水Ｗ₀を濾過水Ｗ₁と膜分離濃縮水Ｗ₂とに分離する。そして濾過水Ｗ₁は、ｐＨ調整手段５０に流れ、膜分離濃縮水Ｗ₂は、脱水手段（図示略）により脱水され、脱水ケーキ等の産業廃棄物として処理される。

ｐＨ調整手段５０に流れた濾過水Ｗ₁は、ｐＨ調整手段５０内で水素イオン濃度が調整された後、処理水Ｗ₃として排出される。ｐＨ調整工程では、濾過水Ｗ₁をｐＨ調整手段５０のｐＨ調整槽５１に移し、濾過水Ｗ₁のｐＨを河川等への放流に適したｐＨに調整する。特に不溶化処理工程において水酸化物法を用いた場合、通常、濾過水Ｗ₁はアルカリ性となっているため中和するのがよい。ｐＨを調整された濾過水Ｗ₁は処理水Ｗ₃として排出される。
ｐＨ調整工程では、中和用のｐＨ調整剤として、塩酸、硫酸、炭酸ガス等の酸などが用いられる。ｐＨ調整工程において酸を過剰に添加した場合には、ｐＨ調整剤として水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム等のアルカリを添加して、中性領域になるようにｐＨを再調整する。なお、膜分離工程によって不溶化物を十分に除去しているので、濾過水Ｗ₁のｐＨを中和しても重金属が再溶解するおそれがない。

また、廃水処理装置１を停止させる場合には、以下のような制御を行う。

廃水処理装置１を停止させる場合、先ず、ポンプＰ１、ポンプＰ２、及び酸化処理手段３０の攪拌翼２４を停止させる。これにより、廃水Ｗ₀が貯留槽１１に流入するのを停止させる。そしてポンプＰ１を停止させてから３０秒から３分後、不溶化処理手段３０の攪拌翼３４を停止させる。

ポンプＰ１を停止させてから攪拌翼２４を停止させる時間、即ちポンプＰ１を停止した後の攪拌翼２４の駆動時間ｔは、不溶化槽３１の容量及び不溶化槽３１に流入する廃水Ｗ₀の流量に基づいて決定してもよく、この場合、時間ｔ＝（ＨＲＴ／２０）〜（ＨＲＴ／２．５）の範囲で設定することが好ましい。ここでＨＲＴ（水理学的滞留時間）は、不溶化槽３１の容量／不溶化槽３１に流入する廃水Ｗ₀の水量に基づいて決定される。

以下の表１に、不溶化槽３１に流入する水量と、不溶化槽３１の容量と、攪拌時間との関係を例示する。同表中の攪拌時間は、上記式に水量及び不溶化槽の容量を導入して算出したものである。

このようにポンプＰ１を停止させて新たな廃水Ｗ₀が貯留槽１１に流入するのを停止させた後、攪拌翼３４を３０秒から３分間、継続して駆動させることによって、新たな廃水Ｗ₀が貯留槽１１に流入するのが停止した後も、不溶化槽３１内の廃水Ｗ₀を引き続き攪拌する。

即ち、本実施形態による廃水処理装置１は、オーバーフロー方式を用いて廃水Ｗ₀を下流側に流すようになっているが、このような廃水処理装置１では、廃水Ｗ₀の流入を停止させたとしても、下流側の廃水Ｗ₀の移送は直ちに停止しない。従って、ポンプＰ１の停止後も、酸化処理槽２１から不溶化槽３１に廃水Ｗ₀が流入することとなる。そしてポンプＰ１の停止後、所定時間だけ攪拌翼３４を駆動させることによって、ポンプＰ１の停止後に酸化処理槽２１から不溶化槽３１に流入した廃水Ｗ₀と、ポンプＰ１の停止時に既に不溶化槽３１あった廃水Ｗ₀とを攪拌する。これにより、ポンプＰ１の停止後に酸化処理槽２１から不溶化槽３１に流入した廃水Ｗ₀中に含まれる重金属を十分に不溶化することができる。これにより、ポンプＰ１の停止後に酸化処理槽２１から不溶化槽３１に流入した廃水Ｗ₀中に含まれる重金属が不溶化されずに、不溶化槽３１の下流側の膜分離手段４０に流入するのを防止することができる。

ポンプＰ１を停止させた後、攪拌機３４を継続して駆動させる時間は、廃水処理装置１に流入される廃水Ｗ₀の量、及び／又は酸化処理槽２１及び不溶化槽３１の容積に応じて決定される。この時間が短すぎると、不溶化槽３１内での重金属の不溶化が十分ではなく、不溶化槽３１から溢れ出てそのまま膜分離手段４０に流れてしまう。一方で、この時間が長すぎると、不溶化槽３１内で形成された不溶化物のフロックが破壊されてしまうため好ましくない。

尚、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、上述の実施形態の構成は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

例えば上述した方法では、膜分離工程の後にｐＨ調整工程を行うが、濾過水Ｗ₁のｐＨが河川等への放流に適したｐＨであれば、ｐＨ調整工程は行わなくてもよい。

また、上述した方法では、酸化処理工程での酸化処理方法として酸化剤添加法を例示したが、例えばオゾン酸化法、光触媒法、生物酸化法などでもよい。ただし、制御の簡便性や反応速度の観点から、酸化処理方法としては酸化剤添加法が好ましい。
なお、酸化処理方法として、塩素系の酸化剤を用いた酸化剤添加法を採用する場合には、塩素ガスまたはアンモニア酸化によるクロラミンなど、臭気成分が発生するため、発生濃度に応じてガス回収を行うのが望ましい。

以下の本発明の実施例及び比較例について詳述する。
実施例及び比較例では、上述の構成を有する金属廃水処理装置を用いてNi濃度10mg/Lを含む廃水の処理を行った。原水の流入量は、1.5m³/hrとし、酸化処理槽及び不溶化槽の容積をそれぞれ0.2m³とした。このような条件のもと、金属廃水処理装置を30分連続稼働した後、10分間停止させてから再稼働することを繰り返し行った。そして不溶化槽内のｐＨをｐＨ計によってモニタリングし、金属廃水処理装置の稼働中は、不溶化槽内の環境がｐＨ10〜11となるように、自動的に水酸化ナトリウム32％溶液を不溶化槽内に添加した。

そして、実施例1では、貯留槽の上流側のポンプを停止させた後、30秒間不溶化槽の攪拌翼を駆動させ、実施例2では、3分間不溶化槽の攪拌翼を駆動させた。一方で、比較例1では、貯留槽の上流側のポンプを停止させた後、20秒間不溶化槽の攪拌翼を駆動させ、比較例2では、4分間不溶化槽の攪拌翼を駆動させた。これにより、以下の表２に示すような結果が得られた。

以上のように、貯留槽の上流側のポンプを停止させた後、30秒〜3分間、不溶化槽の攪拌翼を駆動させることによって、不溶化槽内のｐＨを均一に保ちながら、不溶化物のフロックが破壊されるのを防止することができた。

１廃水処理装置
２１酸化処理槽
３１不溶化槽
３４攪拌翼
４２膜分離槽

Claims

重金属及びこの重金属と金属錯体を形成する錯体形成化合物を含む廃水を下流側に向けて流すポンプと、
このポンプから流れてきた廃水に含まれる前記錯体形成化合物を酸化処理するための酸化処理槽と、
この酸化処理槽の下流側に設けられ、酸化処理槽から流れてきた廃水中に含まれる重金属を不溶化処理するための不溶化槽と、
この不溶化槽の下流側に設けられ、不溶化槽から流れてきた廃水を膜分離処理するための膜分離槽と、
前記不溶化槽内の廃水を攪拌するための攪拌機と、を備え、
前記酸化処理槽と前記不溶化槽、及び前記不溶化槽と前記膜処理槽は、それぞれオーバーフロー機構によって送液されるように配置されており、
前記攪拌機は、前記ポンプが停止してから所定時間経過後に停止するようになっており、
前記所定時間は、３０秒から３分である、廃水処理装置。
前記所定時間は、前記金属廃水処理装置に流入される廃水の量に応じて決定される、請求項１に記載の廃水処理装置。
前記所定時間は、前記酸化処理槽及び前記不溶化槽の容積に応じて決定される、請求項１に記載の廃水処理装置。
重金属及びこの重金属と金属錯体を形成する錯体形成化合物を含む廃水を廃水処理装置によって処理する廃水処理方法であって、
下流側に向けて流すポンプによって廃水を酸化処理槽に流し、
当該酸化処理槽内で廃水に含まれる前記錯体形成化合物を酸化処理し、酸化処理された廃水を前記酸化処理槽の下流側に設けられた不溶化槽に流し、
当該不溶化槽内で廃水中の重金属を不溶化し廃水を前記不溶化槽の下流側に設けられた膜分離槽に流し、
当該膜分離槽内で廃水を膜分離処理するようになっており、
前記不溶化槽内には、廃水を攪拌するための攪拌機が設けられており、前記酸化処理槽と前記不溶化槽、及び前記不溶化槽と前記膜処理槽は、それぞれオーバーフロー機構によって送液されるように配置されており、
前記廃水処理装置を停止させるとき、前記ポンプが停止してから所定時間経過後に前記攪拌機を停止するようになっており、
前記所定時間は、３０秒から３分である、廃水処理方法。