JP6498837B1 - 水処理方法及び水処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】短時間でアルデヒド類を許容可能なレベルにまで除去することができるアルデヒド類含有排水の処理方法及び装置の提供。【解決手段】熱交換により冷却したアルデヒド類含有排水に亜硫酸水素イオン源を添加した後に、５分未満の間に逆浸透膜に導入して膜分離を行う。冷却後の排水と逆浸透膜に導入する際の排水の温度を３０℃以上にする。逆浸透膜に導入する前の排水のｐＨは７以上とすることが好ましい。【選択図】図１

Description

本発明は、アルデヒド類を含有する排水を処理する方法及び装置に関する。

工場等において排出される排水には、ホルムアルデヒド等のアルデヒド類が含まれる場合がある。例えば、食品製造工場の容器洗浄排水や、高圧殺菌釜（レトルト）からの排水にホルムアルデヒドが含まれることがある。

排水の処理には、一般に、逆浸透膜、イオン交換樹脂、多孔質吸着剤などが用いられるが、ホルムアルデヒドのような電荷を有しない低分子量の化合物は、逆浸透膜を通過しやすく、電荷を持たないためイオン交換樹脂へ吸着されず、除去しにくいという問題がある。また、多孔質吸着剤では吸着量が小さい。このことから、低分子量で無電荷のアルデヒド類を排水から十分に除去することは通常、難しいといえる。

こうした中、ホルムアルデヒドを含有する排水からホルムアルデヒドを除去する方法として、食品製造工場の容器洗浄排水または高圧殺菌釜（レトルト）からの冷却排水であるホルムアルデヒド含有排水に、排水中の亜硫酸塩とホルムアルデヒドとの比［ＳＯ_３］／［ＨＣＨＯ］（重量比）が５以上となるように亜硫酸塩を添加して５分以上反応させた後に、逆浸透膜分離処理によりホルムアルデヒドを除去することを含む方法が提案されている（特許文献１）。また、ホルムアルデヒド含有排水に対し、有効モル比（（亜硫酸水素イオンのモル数−酸化剤のモル数）／ホルムアルデヒドのモル数）が１以上となる量で亜硫酸水素塩を添加し、前記排水に含まれるホルムアルデヒドと亜硫酸水素イオンとを、ｐＨ５〜７（但し、ｐＨ７を除く）で１０分以上１０時間以下の時間で反応させてヒドロキシメタンスルホン酸イオンを生成させ、前記反応工程で得られたｐＨ５〜７（但し、ｐＨ７を除く）の排水をそのままｐＨを変化させることなく逆浸透膜モジュールに供給してヒドロキシメタンスルホン酸イオンが除去された透過水を得ることを含む方法が提案されている（特許文献２）。

特許第５５２７４７３号 特許第６００７５７５号

排水からアルデヒド類を除去するに際しては、できるだけ短時間で、また、コンパクトな装置で、アルデヒド類を許容可能なレベルにまで除去できることが好ましい。
特許文献１に記載の方法は、食品製造工場からの排水を冷却して常温とし、常温の排水に対して亜硫酸塩を添加し（実施例）、５分以上反応させた後に逆浸透膜を通過させるものである。特許文献１に記載の方法では、亜硫酸塩を添加してから５分以上反応させており、時間がかかる。また、得られた処理水中のホルムアルデヒドの濃度が高く、水道水質基準におけるホルムアルデヒドの基準（０．０８ｍｇ／Ｌ以下）を満たすものは、実施例１の段落００２２の表１の［ＳＯ_３］／［ＨＣＨＯ］（重量比）が１０（モル比で３．７５）の場合のみである。

特許文献２には、１０分〜１０時間程度の反応時間が好ましいと記載されており（段落００３７）、実施例ではホルムアルデヒドのモル数に対し、１．６〜１７．７倍の有効モル数の亜硫酸水素イオンを添加して、２０分または３０分かけて反応させたことが記載されており、排水の処理に非常に時間がかかる。また、このように長時間の反応が必要である場合、大量の排水を処理する際には、大きいサイズの反応槽が必要となり、排水処理装置全体のサイズが大きくなる。

本発明は、できるだけ短時間で、また、コンパクトな装置で、アルデヒド類を許容可能なレベルにまで除去することができるアルデヒド類含有排水の処理方法及び装置を提供することを目的とする。

本発明者らは、短時間で、また、コンパクトな装置でアルデヒド類含有排水を処理するに際し、アルデヒド類と亜硫酸水素イオン源との反応時間をできるだけ短縮することを目的とし、検討を行った。その結果、アルデヒド類と亜硫酸水素イオン源とを反応させる際の排水の温度が３０℃以上であると、反応が促進され、反応時間が短時間であっても、アルデヒド類を除去しやすくなることを見出した。食品製造工場等から排出され、熱交換などにより冷却された排水は、冷却当初は３０℃以上の温度を保持していることもあるが、排水処理用の配管などを通過している間に温度が低下して、逆浸透膜に流入する時点では３０℃未満となることがわかった。本発明者らは、冷却された排水の温度を３０℃以上とし、この３０℃以上の温度をアルデヒド類と亜硫酸水素イオン源との反応の間（すなわち、排水が逆浸透膜に流入するまで）維持させることにより、短時間の反応で、排水中のアルデヒド類を許容可能なレベルにまで低減させることができるようになることを見出した。すなわち、本発明は、これに限定されないが、以下を含む。
（１）アルデヒド類を含む排水を熱交換により冷却する工程、
冷却した排水に亜硫酸水素イオン源を添加する工程、及び
前記亜硫酸水素イオン源を添加した排水を逆浸透膜に導入する工程
を含み、
前記排水を逆浸透膜に導入する工程が、前記亜硫酸水素イオン源の添加から５分未満のうちに行われ、かつ、
前記冷却した排水の温度と、前記逆浸透膜に導入する際の排水の温度が、いずれも３０℃以上である、水処理方法。
（２）前記排水を逆浸透膜に導入する工程の前に、ｐＨ調整剤を添加して前記排水のｐＨを７以上に調整する工程をさらに含む、（１）に記載の方法。
（３）前記排水に亜硫酸水素イオン源を添加する工程の前に、前記排水中のアルデヒド類の濃度を検出して、検出した濃度に応じて亜硫酸水素イオン源の添加量を決定する工程をさらに含む、（１）んまたは（２）に記載の方法。
（４）前記排水に亜硫酸水素イオン源を添加する工程において、亜硫酸水素イオン源が、前記排水中のアルデヒド類の濃度に対して、［ＨＳＯ_３］／［ＣＨＯ］（モル比）で５．０以上となるように添加される、（１）〜（３）のいずれか１項に記載の方法。
（５）（１）〜（４）のいずれか１項に記載の方法に用いられる水処理装置であって、
アルデヒド類を含む排水を冷却するための熱交換器、
前記冷却した排水に亜硫酸水素イオン源を添加するための亜硫酸水素イオン源添加手段、
前記熱交換器と前記亜硫酸水素イオン源添加手段とを流体連結する第一のライン、
逆浸透膜、及び
前記亜硫酸水素イオン源と前記逆浸透膜とを流体連結する第二のライン、
を含み、
前記逆浸透膜が、前記亜硫酸水素イオン源添加手段から前記逆浸透膜へと至るまでの前記排水の流通時間が５分未満となる位置に配置されており、
前記熱交換器は、前記排水の温度を３０℃以上５０℃以下となるように冷却し、
前記逆浸透膜に導入される排水の温度が３０℃以上である、
前記装置。
（６）前記第一のライン及び／または第二のラインに、排水の温度の低下を抑えるための保温材が設置されている、（５）に記載の装置。
（７）前記熱交換器の上流側、前記第一のライン、または前記第二のラインに、前記排水にｐＨ調整剤を添加して前記排水のｐＨを７以上に調整するためのｐＨ調整剤添加手段をさらに含む、（５）または（６）に記載の装置。
（８）前記熱交換器の前、または前記第一のラインに、前記排水中のアルデヒド類の濃度を検出して前記亜硫酸水素イオン源の添加量を決定するための亜硫酸水素イオン源添加量制御手段をさらに含む（５）〜（７）のいずれか１項に記載の装置。
（９）前記熱交換器の前、前記第一のライン、または前記第二のラインに、限外濾過膜または精密濾過膜が配置されている、（５）〜（８）のいずれか１項に記載の装置。

本発明によれば、短時間で排水中のアルデヒド類を許容可能なレベルにまで除去することが可能である。本発明ではアルデヒド類と亜硫酸水素イオンとの反応を短時間のうちに行わせることができるから、反応槽（排水を滞留させるための槽）のサイズを大きく取る必要がなく、場合によっては反応槽自体がなくてもよく、処理装置全体のサイズをコンパクトなものにすることができる。

本発明の処理フローの説明図である。 実施例１の処理フローの説明図である。 実施例２の処理フローの説明図である。

本発明で処理される排水は、アルデヒド類を含むものである。そのような排水としては、例えば、食品工場や飲料工場等で用いられるレトルト装置（高圧殺菌釜）、パストライズ装置、及び容器洗浄装置等（以下、まとめて「レトルト装置等」という場合がある。）の殺菌処理装置から排出される排水が挙げられる。

本明細書において「アルデヒド類」とは、アルデヒド基を有する化合物をいう。より詳細には、分子量が６０以下の低分子量の有機化合物であり、電荷を有さないアルデヒド基含有化合物をいう。典型的には、ホルムアルデヒド及びアセトアルデヒドである。また、ホルムアルデヒド単独であってもよい。レトルト装置等から排出される排水には、例えば１〜５ｍｇ／Ｌのホルムアルデヒド（ＨＣＨＯ）が含まれる。このような低分子量で無電荷のアルデヒド類は一般的に逆浸透膜により除去しにくいが、本発明において添加する亜硫酸水素イオンと反応させてα−ヒドロキシスルホン酸イオンを形成させることにより、逆浸透膜で分離できるようになる。

レトルト装置等から排出される排水は、殺菌過程で昇温されており、常温よりも高い温度で排出される。この排水を熱交換により冷却して、常温程度の温度とする。この際、排水の温度が３０℃以上となるように冷却することが好ましく、３０℃以上５０℃以下がさらに好ましく、３０℃以上４０℃以下がさらに好ましい。冷却後の排水の温度を３０℃以上とすることにより、後に亜硫酸水素イオン源を添加した際に、亜硫酸水素イオンとアルデヒドとの反応を促進することができるようになる。排水の冷却の際は、熱交換器を用いることにより、排水の組成に影響を与えずに、排水の熱を回収することができる。熱交換器としては通常のものを用いればよく、高温の排水と、低温の冷媒（例えば冷却水）とを、隔壁を介して並流または向流で流すことにより、高温の排水から冷媒へと熱を伝達させるものであればよい。

本発明ではこの３０℃以上の温度を有する冷却された排水に亜硫酸水素イオン源を添加する。亜硫酸水素イオン源を添加する際の排水の温度は、３０℃以上となるように冷却することが好ましく、３０℃以上５０℃以下がさらに好ましく、３０℃以上４０℃以下がさらに好ましい。

本明細書において亜硫酸水素イオン源とは、水に溶解して亜硫酸水素イオンを生成する化合物をいう。例えば、亜硫酸水素塩、ピロ亜硫酸塩、亜ジチオン酸塩、亜硫酸塩、及び亜硫酸が挙げられる。塩としては、ナトリウム塩、カリウム塩等のアルカリ金属塩が挙げられる。亜硫酸水素イオン源としては、取扱性の高さから、亜硫酸水素ナトリウムや亜硫酸水素カリウム等の亜硫酸水素塩を用いることが好ましい。例えば、濃度３５％以上の亜硫酸水素ナトリウム水溶液を亜硫酸水素イオン源として排水中に添加することができる。また、亜硫酸水素イオン源として粉末状の亜硫酸水素塩を排水中に添加してもよい。

排水への亜硫酸水素イオン源の添加量は、排水中のアルデヒド類をα−ヒドロキシスルホン酸イオンに変換するのに必要な量であり、したがって、少なくとも、排水中のアルデヒド類の濃度（モル数）に対して等量以上の亜硫酸水素イオンが付与される量であることが必要である。すなわち、亜硫酸水素イオンの濃度とアルデヒド類の濃度が、［ＨＳＯ_３］／［ＣＨＯ］（モル比）で１．０以上である。亜硫酸水素イオンの濃度が高いほど反応速度は速くなるため好ましく、上記の比（モル比）は、好ましくは２．０以上であり、さらに好ましくは５．０以上である。上記の比の上限は、特に限定されず、経済性を考慮して任意に設定できる。例えば、［ＨＳＯ_３］／［ＣＨＯ］（モル比）は２０．０以下であってもよく、また、１０．０以下であってもよい。

なお、［ＨＳＯ_３］／［ＣＨＯ］（モル比）を計算するに際し、アルデヒド［ＣＨＯ］の濃度（モル濃度）は、排水中に含まれるすべてのアルデヒド類の濃度としてもよいが、電荷を有していたりまたは分子量が大きいアルデヒド類はそのままの形で逆浸透膜により分離されるため、上記式中のアルデヒド［ＣＨＯ］の濃度を、分子量６０以下の無電荷のアルデヒド基を有する化合物の濃度としてもよい。排水中に含まれるそのようなアルデヒド類は、典型的にはホルムアルデヒド及びアセトアルデヒドであるから、上記式中のアルデヒド［ＣＨＯ］の濃度を、ホルムアルデヒドとアセトアルデヒドの濃度の合計としてもよい。また、食品製造工場等のレトルト装置等からの排水中のアルデヒド類は、典型的にはホルムアルデヒドであるから、上記式中のアルデヒド［ＣＨＯ］の濃度を、ホルムアルデヒドの濃度としてもよい。

亜硫酸水素イオン源の添加量を決定するために、亜硫酸水素イオン源を添加する前、すなわち、熱交換により冷却する前または熱交換により冷却した後であり亜硫酸水素イオン源を添加する前に、排水中のアルデヒド類の濃度を検出してもよい。排水中のアルデヒド類の濃度の検出方法は、特に限定されない。例えば、ＧＣ−ＭＳ法（ガスクロマトグラフ質量分析）を用いて測定することができる。排水中のアルデヒド類として、排水中に含まれるすべてのアルデヒド類の濃度を検出してもよいが、電荷を有していたりまたは分子量が大きいアルデヒド類はそのままの形で逆浸透膜により分離されるため、通常は、アルデヒド類の濃度として、分子量６０以下の無電荷のアルデヒド基を有する化合物の濃度を検出すればよい。排水中に含まれるそのようなアルデヒド類は、典型的にはホルムアルデヒド及びアセトアルデヒドであるから、ホルムアルデヒドとアセトアルデヒドの濃度を検出することとしてもよい。また、食品製造工場等のレトルト装置等からの排水中のアルデヒド類は、典型的にはホルムアルデヒドであるから、ホルムアルデヒドの濃度のみを検出することとしてもよい。

熱交換器を通過させて冷却し、亜硫酸水素イオン源を添加した後に、排水を逆浸透膜へと導入して膜分離処理を行う。排水中のアルデヒド類は、亜硫酸水素イオンと反応することにより、α−ヒドロキシスルホン酸イオンとなるため、逆浸透膜により分離できるようになる。逆浸透膜としては、通常のものを用いればよく、特に限定されない。逆浸透膜で膜分離することにより、排水（供給水）は、逆浸透膜を透過した透過水（処理水）と、逆浸透膜を透過しなかった濃縮水とに分離される。α−ヒドロキシスルホン酸イオンは、濃縮水中に濃縮され、これにより、アルデヒド類が除去された透過水（処理水）を得ることができる。逆浸透膜へ排水を導入する際には、通常の方法にしたがって、加圧ポンプ等で排水（供給水）を昇圧してよい。

逆浸透膜に導入する際の排水の温度（逆浸透膜モジュールの入口での排水の温度）は、３０℃以上である。本発明では、逆浸透膜へと導入するまでの排水の温度を３０℃以上に維持することにより、排水中のアルデヒド類と、添加した亜硫酸水素イオンとの反応を促進させ、短時間でアルデヒド類をα−ヒドロキシスルホン酸イオンへと変換させることができるようになる。一方で、逆浸透膜に流入する際の排水の温度が高すぎると、逆透膜モジュールを構成している逆浸透膜、集水管、パッキン、ポッティング剤などの水温による劣化が生じるおそれがあることから、逆浸透膜に導入する際の排水の温度は、３０℃以上５０℃以下が好ましく、３０℃以上４０℃以下がさらに好ましい。

本発明では、亜硫酸水素イオン源の添加から、逆浸透膜への導入まで（逆浸透膜モジュールの入口に排水が達するまで）の時間を５分未満とする。本発明では、上述の通り、熱交換により冷却した後の排水の温度を３０℃以上とし、この温度を、排水を逆浸透膜へと導入するまでの間維持させることにより、アルデヒド類と亜硫酸水素イオンとの反応を促進させ、短時間で十分な量のアルデヒド類をα−ヒドロキシスルホン酸イオンへと変換させ、排水中のアルデヒド類を逆浸透膜を用いて許容可能なレベルにまで低減することができるようになる。なお、ホルムアルデヒドの水道水質基準は、０．０８ｍｇ／Ｌ以下である。したがって、逆浸透膜通過後の透過水（処理水）のホルムアルデヒド濃度は０．０８ｍｇ／Ｌ以下となることが好ましいが、本発明ではこれに限定されることはなく、処理水の用途やさらなる処理の有無などを考慮して、それぞれの態様に許容されるレベルにまでアルデヒド類を除去すればよい。亜硫酸水素イオン源の添加から、逆浸透膜への導入までの時間は、上述の通り５分未満であるが、４．５分以下がさらに好ましく、４分以下がさらに好ましい。この時間の下限値は特に限定されないが、時間が短すぎると反応するアルデヒド類の割合も低いと考えられるから、１分以上が好ましく、２分以上がさらに好ましい。

排水を逆浸透膜に導入する工程の前、すなわち、排水を熱交換により冷却する前、排水を冷却してから亜硫酸水素イオン源を添加するまでの間、または排水に亜硫酸水素イオン源を添加してから排水を逆浸透膜に導入するまでの間に、排水にｐＨ調整剤を添加して排水のｐＨを７以上に調整してもよい。アルデヒド類と亜硫酸水素イオンとの反応はｐＨが高いほど反応速度が速くなるため、ｐＨは７以上に調整することが好ましい。一方で高ｐＨでは化学平衡の関係からアルデヒドの形態で存在する割合が多くなるから、ｐＨは９以下が好ましい。したがって、排水のｐＨは、亜硫酸水素イオン源の添加後の状態で、７以上９以下が好ましく、７以上８以下であると反応速度がさらに速いため、好ましい。

排水のｐＨを７以上に調整する工程は、アルデヒド類と亜硫酸水素イオンとの反応を促進するために行うものであり、亜硫酸水素イオン源の添加によりｐＨは変動し得るから、ｐＨの調整は、亜硫酸水素イオン源の添加と同時に、または添加の直後に行い、排水のｐＨを測定しながら、亜硫酸水素イオン源添加後の状態でｐＨ７以上となるように調整することが好ましい。

ｐＨを７以上に調整する工程では、排水にｐＨ調整剤を添加する。ｐＨ調整剤としては、ｐＨを上昇させる際には、これに限定されないが、水酸化ナトリウムなどのアルカリを用いればよく、ｐＨを低下させる際には、これらに限定されないが、塩酸や硫酸などの酸を用いればよい。

熱交換による冷却の前、熱交換による冷却と亜硫酸水素イオン源の添加との間、または亜硫酸水素イオン源の添加と逆浸透膜との間に、任意に、限外濾過膜または精密濾過膜などを配置して、排水の除濁を行ってもよい。例えば、これに限定されないが、亜硫酸水素イオン源の添加と逆浸透膜との間に限外濾過膜または精密濾過膜を配置して、限外濾過膜または精密濾過膜を通過する時間を用いてアルデヒド類と亜硫酸水素イオンとを反応させてもよい。なお、限外濾過膜とは、孔径が概ね０．００１〜０．０５μｍの膜であり、精密濾過膜とは、孔径が概ね０．０５〜１０μｍの膜である。

次に、本発明に用いる装置について説明する。図１は本発明の処理フローを実行する装置の一態様である。本発明の装置は、熱交換器１０と、亜硫酸水素イオン源添加手段２０と、逆浸透膜モジュール３０と、熱交換器１０と亜硫酸水素イオン源添加手段２０とを流体連結する第一のライン４０と、亜硫酸水素イオン源添加手段２０と逆浸透膜３０とを流体連結する第二のライン５０と、を具備する。図１において、レトルト装置（高温高圧殺菌機）等（図示せず）から排出されたアルデヒド類含有排水は、熱交換器１０へと供給される。熱交換器１０としては、通常のものを用いればよく、特に限定されない。熱交換器１０を通過することにより、通過前と比べて排水の温度が低下する。熱交換器１０による冷却後の排水の温度は、３０℃以上５０℃以下であり、３０℃以上４０℃以下がさらに好ましい。

熱交換器１０により冷却された排水は、第一のライン４０を通って、亜硫酸水素イオン源添加手段２０に到達し、亜硫酸水素イオン源添加手段２０から亜硫酸水素イオン源が添加される。本明細書において「ライン」とは、流路、経路、管路等の流体の流通が可能なラインの総称である。亜硫酸水素イオン源添加手段１０としては、排水に亜硫酸水素イオン源を添加できるものであればよく、特に限定されない。例えば、亜硫酸水素イオン源として液状の化合物を添加する場合、亜硫酸水素イオン源を配管が繋がっている貯留槽に貯留し、ポンプを稼働させることで、貯留槽内から配管を通じて亜硫酸水素イオン源を供給し、排水中へ添加する態様のものが挙げられる。また、亜硫酸水素イオン源として粉末状の化合物を添加する場合、亜硫酸水素イオン源をホッパーに貯留し、ホッパーの下部に設置された切り出し装置から亜硫酸水素イオン源を供給し、排水へと添加する態様のものが挙げられる。

亜硫酸水素イオン源添加手段１０により亜硫酸水素イオン源を添加された排水は、第二のライン５０を通って、逆浸透膜３０へと送られる。逆浸透膜３０としては、形成したα−ヒドロキシスルホン酸イオンを分離することができるものであればよく、特に限定されない。一般的な逆浸透膜モジュールにより、α−ヒドロキシスルホン酸イオンを分離することができる。排水は、逆浸透膜３０により、α−ヒドロキシスルホン酸イオンに変換されたアルデヒド類が濃縮された濃縮水と、アルデヒド類が除去された透過水（処理水）とに分離される。逆浸透膜３０に導入される排水の温度（逆浸透膜モジュールの入口での排水の温度）は、３０℃以上である。

本発明では亜硫酸水素イオン源添加手段１０から逆浸透膜３０へと至るまでの排水の流通時間が、５分未満となるような位置に逆浸透膜３０が配置される。より好ましくは４分以下となるような位置である。流通時間の下限値は特に限定されないが、時間が短すぎると反応するアルデヒド類の割合も低いと考えられるから、１分以上が好ましく、２分以上がさらに好ましい。

亜硫酸水素イオン源添加手段１０から逆浸透膜３０に至るまでの排水の流通時間は、これらを流体連結する第二のライン５０の配管長、配管径、配管の内部の形状、配管の内部を流通する排水の速度、限外濾過膜などの設置の有無などによって決定され、これらを変更することにより、排水の流通時間を調整することができる。第二のライン５０には、亜硫酸水素イオンとアルデヒド類との反応を行わせるための反応槽のような滞留部が設けられていてもよいが、滞留部は必須ではなく、第二のライン５０は、通常の配管であってもよい。

本発明では、熱交換器１０による冷却から、逆浸透膜３０へと導入するまでの排水の温度を３０℃以上に維持することにより、排水中のアルデヒド類と、亜硫酸水素イオンとの反応を促進させ、短時間でアルデヒド類をα−ヒドロキシスルホン酸イオンへと変換させるものである。逆浸透膜へと導入するまでの排水の温度を３０℃以上に維持するために、第一のラインと第二のラインのいずれか一方、または両方に、保温材が配置されていてもよい。保温材としては、各ラインの外周を覆う発泡プラスチック、グラスウール、アルミ付グラスウール、保温チューブ、耐熱チューブ、パイプガード（商標）、などを挙げることができるが、特に限定されない。保温材は、各ラインの全長に沿って配置されていてもよいし、ラインの一部に配置されていてもよい。

図２は、本発明の別の態様であり、具体的には、図１の態様において、第二のラインに、ｐＨ調整剤添加手段６０を設けたものである。ｐＨ調整剤添加手段６０は、ｐＨ調整剤を排水に添加することにより排水のｐＨを７以上に調整するための手段である。ｐＨ調整剤を排水に添加して排水のｐＨを７以上に調整することにより、アルデヒド類と亜硫酸水素イオンとの反応を促進させることができるようになる。ｐＨは好ましくは、亜硫酸水素イオン源を添加した状態で、７以上９以下であり、更に好ましくは７以上８以下である。ｐＨ調整剤添加手段６０の配置場所は、図示した態様に限定されず、熱交換器の上流側、第一のライン４０、または第二のライン５０のいずれに配置してもよい。しかし、ｐＨ調整は、アルデヒド類と亜硫酸水素イオンとの反応促進のために行うものであり、亜硫酸水素イオン源の添加によりｐＨは変動し得るから、ｐＨ調整剤添加手段を配置する場合には、亜硫酸水素イオン源添加手段１０とほぼ同じ位置に、または亜硫酸水素イオン源添加手段１０の直後の第二のライン５０に配置することが好ましい。

ｐＨ調整剤添加手段６０としては、排水にｐＨ調整剤を添加できるものであればよく、特に限定されない。ｐＨ調整剤の種類に応じて、適宜選択すればよい。
ｐＨ調整剤添加手段６０に付随して、排水のｐＨを検出するためのｐＨ検出手段（図示せず）が設けられていてもよい。また、ｐＨ検出手段で検出した排水のｐＨに基づいて、ｐＨ調整剤の添加量を制御する、ｐＨ調整剤添加量制御手段（図示せず）が設けられていてもよい。

熱交換器１０の上流側、または第一のライン４０に、任意に、亜硫酸水素イオン源添加量制御手段（図示せず）を配置してもよい。亜硫酸水素イオン源添加量制御手段は、排水中のアルデヒド類の濃度を検出し、検出した値に応じて、亜硫酸水素イオン源添加手段２０からの亜硫酸水素イオン源の添加量を決定する。亜硫酸水素イオン源の添加量は、排水中の亜硫酸水素イオンの濃度とアルデヒド類の濃度が、［ＨＳＯ_３］／［ＣＨＯ］（モル比）で１．０以上となるような量である。亜硫酸水素イオンの濃度が高いほど反応速度は速くなるため好ましく、上記の比（モル比）は、好ましくは２．０以上であり、さらに好ましくは５．０以上である。上記の比の上限は、特に限定されず、経済性を考慮して任意に設定できる。例えば、［ＨＳＯ_３］／［ＣＨＯ］（モル比）は２０．０以下であってもよく、また、１０．０以下であってもよい。

図３は、本発明の別の態様であり、具体的には、図２の態様において、逆浸透膜３０の上流側に、限外濾過膜または精密濾過膜のような除濁手段７０を設けたものである。限外濾過膜または精密濾過膜などの除濁手段７０の配置場所は、図示した態様に限定されず、熱交換器の上流側、第一のライン４０、または第二のライン５０のいずれに配置してもよい。例えば、図３に示されるように、亜硫酸水素イオン源添加手段２０と逆浸透膜３０との間の第二のライン５０に配置することにより、限外濾過膜または精密濾過膜を通過する時間を用いてアルデヒド類と亜硫酸水素イオンとを反応させることができる。

本発明ではアルデヒド類と亜硫酸水素イオンとの反応を短時間のうちに行わせることができるから、反応槽（排水を滞留させるための槽）のサイズを大きく取る必要がなく、場合によっては反応槽自体がなくてもよく、処理装置全体のサイズをコンパクトなものにすることができる。

以下に、本発明を実施例を用いて具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
＜実施例１＞
図２の態様に基づいて本実施例を行った。第一のライン及び第二のラインの全長の全周囲にわたり保温材としてグラスウールを設置した。アルデヒド類含有排水として、レトルト装置からの排水（ホルムアルデヒド濃度４．００ｍｇ／Ｌ、６０℃）を用いた。排水を熱交換器に通過させたところ、水温は３５℃となった。この排水に、亜硫酸水素ナトリウム（ＳＢＳ）を［ＨＳＯ_３］／［ＣＨＯ］（モル比）で５．０となるように添加し、ｐＨ調整剤として水酸化ナトリウムを添加してＳＢＳ添加後の排水のｐＨが８となるように調整した。ＳＢＳの添加とｐＨ調整剤の添加は、ほぼ同時に行った。ＳＢＳの添加後、約３分間撹拌し、反応させた後、逆浸透膜に導入した（ＳＢＳの添加から逆浸透膜の入口に至るまでの時間は約４．４分）。逆浸透膜の入口での排水の温度は３４℃であった。得られた透過水のホルムアルデヒド濃度は、０．０８ｍｇ／Ｌであった。

＜比較例１＞
保温材を設置しなかった以外は、実施例１と同様にして行った。逆浸透膜の入口での排水の温度は２８℃であり、得られた透過水のホルムアルデヒド濃度は、０．２０ｍｇ／Ｌであった。

＜実施例２＞
図３の態様に基づいて本実施例を行った。第一のライン及び第二のラインの全長の全周囲にわたり保温材としてグラスウールを設置した。第二のラインに精密濾過膜（中空糸タイプ、孔径０．０２μｍ）を設置した。アルデヒド類含有排水として、レトルト装置からの排水（ホルムアルデヒド濃度４．００ｍｇ／Ｌ、６０℃）を用いた。排水を熱交換器に通過させたところ、水温は３５℃となった。この排水に、亜硫酸水素ナトリウム（ＳＢＳ）を［ＨＳＯ_３］／［ＣＨＯ］（モル比）で５．０となるように添加し、ｐＨ調整剤として水酸化ナトリウムを添加してＳＢＳ添加後の排水のｐＨが８となるように調整した。ＳＢＳの添加とｐＨ調整剤の添加は、ほぼ同時に行った。ＳＢＳの添加後、排水は精密濾過膜を通過し、ＳＢＳの添加から約４分後に逆浸透膜の入口に到達した。逆浸透膜の入口での排水の温度は３３℃であった。得られた透過水のホルムアルデヒド濃度は、０．０８ｍｇ／Ｌであった。

＜比較例２＞
保温材を設置しなかった以外は、実施例２と同様にして行った。逆浸透膜の入口での排水の温度は２８℃であり、得られた透過水のホルムアルデヒド濃度は、０．２０ｍｇ／Ｌであった。

Claims (9)

1. アルデヒド類を含む排水を熱交換により冷却する工程、
   冷却した排水に亜硫酸水素イオン源を添加する工程、及び
   前記亜硫酸水素イオン源を添加した排水を逆浸透膜に導入する工程
   を含み、
   前記排水を逆浸透膜に導入する工程が、前記亜硫酸水素イオン源の添加から５分未満のうちに行われ、かつ、
   前記冷却した排水の温度と、前記逆浸透膜に導入する際の排水の温度が、いずれも３０℃以上である、水処理方法。
2. 前記排水を逆浸透膜に導入する工程の前に、ｐＨ調整剤を添加して前記排水のｐＨを７以上に調整する工程をさらに含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記排水に亜硫酸水素イオン源を添加する工程の前に、前記排水中のアルデヒド類の濃度を検出して、検出した濃度に応じて亜硫酸水素イオン源の添加量を決定する工程をさらに含む、請求項１または２に記載の方法。
4. 前記排水に亜硫酸水素イオン源を添加する工程において、亜硫酸水素イオン源が、前記排水中のアルデヒド類の濃度に対して、［ＨＳＯ_３］／［ＣＨＯ］（モル比）で５．０以上となるように添加される、請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法に用いられる水処理装置であって、
   アルデヒド類を含む排水を冷却するための熱交換器、
   前記冷却した排水に亜硫酸水素イオン源を添加するための亜硫酸水素イオン源添加手段、
   前記熱交換器と前記亜硫酸水素イオン源添加手段とを流体連結する第一のライン、
   逆浸透膜、及び
   前記亜硫酸水素イオン源と前記逆浸透膜とを流体連結する第二のライン、
   を含み、
   前記逆浸透膜が、前記亜硫酸水素イオン源添加手段から前記逆浸透膜へと至るまでの前記排水の流通時間が５分未満となる位置に配置されており、
   前記熱交換器は、前記排水の温度を３０℃以上５０℃以下となるように冷却し、
   前記逆浸透膜に導入される排水の温度が３０℃以上である、
   前記装置。
6. 前記第一のライン及び／または第二のラインに、排水の温度の低下を抑えるための保温材が設置されている、請求項５に記載の装置。
7. 前記熱交換器の上流側、前記第一のライン、または前記第二のラインに、前記排水にｐＨ調整剤を添加して前記排水のｐＨを７以上に調整するためのｐＨ調整剤添加手段をさらに含む、請求項５または６に記載の装置。
8. 前記熱交換器の前、または前記第一のラインに、前記排水中のアルデヒド類の濃度を検出して前記亜硫酸水素イオン源の添加量を決定するための亜硫酸水素イオン源添加量制御手段をさらに含む、請求項５〜７のいずれか１項に記載の装置。
9. 前記熱交換器の前、前記第一のライン、または前記第二のラインに、限外濾過膜または精密濾過膜が配置されている、請求項５〜８のいずれか１項に記載の装置。

Images