JP7250270B2

JP7250270B2 - 廃水の処理方法

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Publication number: JP7250270B2
Application number: JP2019011104A
Authority: JP
Inventors: 幸治坂野; 哲夫阿部
Original assignee: Hymo Corp
Current assignee: Hymo Corp
Priority date: 2019-01-25
Filing date: 2019-01-25
Publication date: 2023-04-03
Anticipated expiration: 2039-01-25
Also published as: JP2020116534A

Description

本発明は、廃水を処理するのに際し薬品処方を適用する廃水方法に関するものであり、詳しくは微細気泡と薬品処方を併用する廃水の処理方法に関する。

産業廃水の処理方法として、加圧浮上分離や凝集沈殿分離等の方法が挙げられ、廃水の懸濁物質の種類や性状によって何れかの処理方法が適用される。廃水のＳＳ濃度（懸濁物質濃度）が比較的高い場合は凝集沈殿分離が適用されるが、懸濁物質濃度が比較的低く、油分を多く含有する廃水については加圧浮上分離が一般的に採用されている。特に高負荷廃水については、微細気泡を利用し廃水中の懸濁物質や油分等のフロックを微細気泡により捕捉して分離するという種々の方法が試みられている。水に不溶な微細な懸濁物質については凝集剤が添加されフロック形成を促進させる方法が適用される。凝集剤として、ポリ塩化アルミニウムや硫酸アルミニウム等の無機系凝集剤やポリアクリルアミド（ＰＡＭ）系高分子凝集剤が汎用されている。
例えば、特許文献１では、微細気泡を有する処理液と処理すべき廃水とを混合させ、処理液や廃水に凝集剤として硫酸バンド（硫酸アルミニウム）とポリアクリルアミド系高分子凝集剤を使用する実施例が記載されている。
特許文献２では、排水に薬剤を添加混合した後加圧浮上又はマイクロバブル発生装置等により発生する微細な気泡による浮上分離処理について開示され、排水に適用する薬剤として硫酸アルミニウムやポリ塩化アルミニウム、ポリアクリルアミド等の凝集剤が記載されている。
特許文献３では、被処理水である原水を貯留するための原水槽から導入された水に高分子凝集剤としてポリアクリルアミドを添加、マイクロバブル発生し原水と混合させる方法が開示されている。
しかし、これら微細気泡を用いた廃水の処理方法においても無機凝集剤を多く必要としスラッジ量が多くなることや中和剤が多く必要になることから薬品コストが高くなることが懸念されており、更には油分等を多く含んだ高負荷廃水についてより効率的な処理方法が要望されている。

特開昭５２－１３２５４６号公報特開２０１２－１１５８２０号公報特開２００９－７２７４７号公報

本発明の目的は、廃水の処理方法において、微細気泡を用いて薬品と組み合わせて処理する効率的な廃水の処理方法を提供することである。

本発明者は、前記課題を解決するために鋭意検討の結果、以下に述べる発明に達した。即ち、微細気泡発生手段により発生させた微細気泡を混合した廃水に有機凝結剤を添加後、高分子凝集剤を添加する廃水の処理方法である。

本発明における微細気泡を用いて有機凝結剤及び高分子凝集剤を適用することで、従来の処方に比べて処理効率が改善することが可能となる。その結果、スラッジ量の削減やそれに伴う処理コストが抑制される。又、比較的簡易な設備なため設置スペースを取ることがなく、ランニングコストも抑制できる。

自動車工場、機械工場、食品工場、印刷工場、整備工場、製油工場等の各種工場からの産業廃水は、ＢＯＤ、ＣＯＤ、ｎ－ヘキサン抽出物質、ｐＨ、ＳＳ（懸濁物質）等が高い値を示すことがあり、所謂、高負荷廃水であるが、これらを処理するには一般的な処理方法では困難であり、本発明における処理方法が適用される。特に鉱物油、植物油等の油分を含む汚れ成分が工程や洗浄剤として使用される界面活性剤により微細に分散した状態で存在する含油廃水に対して特に効果的である。

本発明は、微細気泡発生手段により発生させた微細気泡を混合した廃水に有機凝結剤を添加後、高分子凝集剤を添加する廃水の処理方法である。一般的に有機凝結剤の機能は、マイナスに帯電して分散している懸濁粒子の表面電荷を中和して凝結させる作用を有するものであり、この作用機能を発揮させるために、比較的カチオン密度（カチオン当量値）が高く、低い分子量の高分子が有機凝結剤として適用される。一方、高分子凝集剤は、懸濁粒子に対する架橋吸着作用によって微細粒子を凝集させて粗大なフロックを形成させる作用を有するため、有機凝結剤に比べて分子量が高い必要がある。本発明においても、それぞれ単独でこれら作用を有するものを使用する。

本発明における微細気泡とはマイクロバブルを意味する。マイクロバブルとは、具体的には直径が１μｍ～１０００μｍの微細な気泡をいう。このようなマイクロバブルは、肉眼でも確認でき、直径１μｍ～１０００μｍのマイクロバブルであれば、多量に発生させると白濁することで確認できる。マイクロバブルより粒径が細かいナノバブル（具体的には、１ｎｍ～１０００ｎｍ径のナノ単位の気泡）であっても良い。本発明においては、マイクロバブル以下の微細な気泡を含めて微細気泡と定義される。

通常の気泡は、急激に水液中を上昇し最終的に液面で破裂する。しかし、マイクロバブルは気泡体積が微細であるので、上昇速度が遅く長い間、水液中に滞在し続ける。又、マイクロバブルは加圧により一層小さくなり、効果的に気体が水中に溶解する。更に、マイクロバブルは、負に帯電をしているので、マイクロバブル同士は反発し合う。このため、マイクロバブル同士の結合がなく、気泡濃度が減ることがないなどといった、通常の気泡とは異なる種々の性質を有している。

マイクロバブルやマイクロナノバブルのような微細な径を有する微細気泡を液状体に発生させるための方法には、多孔質材料、散気膜の微細な孔を有するものに気体を通過させる方法、ディフューザー、ベンチュリー管、オリフィス方式等で管の径を絞る絞り機構を用いたせん断流による気液界面の不安定化による方法、加圧下で気体を溶解させ低圧で開放する加圧溶解法、液体に超音波を発してキャビテーションを起こす方法、炭酸塩と酸から炭酸ガスを発生させる等の化学反応法等が挙げられる。マイクロバブルは、市販のマイクロバブル発生機で得ることができ、一般的に利用されているものもある。これらの中で微細気泡を発生できれば何れの方法でも良いが、多孔質材料、散気膜の微細な孔を有するものに気体を通過させる方法、管の径を絞る絞り機構を用いたせん断流による気液界面の不安定化による方法、加圧下で気体を溶解させ低圧で開放する加圧溶解法が好ましく、更には管の径を絞る絞り機構を用いたせん断流による気液界面の不安定化による方法が好ましい。

管の径を絞る絞り機構を用いたせん断流による気液界面の不安定化による方法の中でも、ディフューザーを用いたせん断流による気液界面の不安定化による方法がより簡易に設置でき、適宜に様々な構造を設計できるので尚一層、好ましい。ディフューザーとは、一般的には気体の入口から気体の出口に向けて気体流路の断面積（気体の流れ方向に対して直角方向の断面積）を徐々に拡大した流路部を有するものであり、例えば、前記気体の入口側に配管を介してエアーポンプに連結させているので、エアーポンプから供給された空気は、前記気体の出口からディフューザーの外部に流出することで、微細気泡が発生する。ディフューザーは原水槽や調整槽に設置することができる。又、タンクなどの簡易的な容器であっても良い。微細気泡発生手段は二つ以上あっても差し支えない。

ディフューザーはディスク型や円筒型等の様々な形態が有り、微細気泡が発生すれば何れの形態や構造であっても差し支えないが、特開２００８－０１８３３０や特開２０１８－１３０６５３に開示されている様な構造を有するものが本発明における微細気泡発生手段として好適に使用できる。即ち、特開２００８－０１８３３０に開示される、空気供給源に接続される空気噴出口が下端部に設けられ、前記空気噴出口より噴出される空気を微細化する微細気泡発生手段が前記空気噴出口より上方に配置され液体中で使用される気泡発生装置であって、前記微細気泡発生手段は、円筒状の外筒の内部に、円筒状の本体と、前記本体から中心に向かって突き出た複数の突起部とからなる円柱体を、軸方向に複数個重ねて配置すると共に、当該複数個の円柱体を、前記空気噴出口より噴出される空気が上昇する位置に配置した構成を有し、前記円柱体の前記突起部はその各先端が向かい合う中央部において先端が鋭角に成形され、かつ複数の前記突起部の前記先端を前記中央部においてキャビテーション発生用の開口を構成するように所定の長さに設定した構造を有する微細気泡発生装置や、特開２０１８－１３０６５３に開示される、水中に縦向き配置された外筒と、当該外筒内の下部中央に配設されて空気供給源から供給された空気を気泡流として上向き噴射する噴射口と、前記噴射口より上方の前記外筒内に配置されて前記噴射口から噴射された気泡を微細化する微細気泡発生手段を有する汚水浄化用の気泡発生装置であって、前記噴射口と前記微細気泡発生手段との間に、前記外筒の内部を上昇する水流と気泡流の流路を絞るスロート部を配設した構造を有する微細気泡発生装置が好適に用いられる。

酸素供給手段としては、送風ブロア等の公知の酸素供給手段が用いられる。酸素供給フローから酸素を供給される原水槽あるいは調整槽の後のフローでディフューザー等の微細気泡発生手段を設置しても良く、同じ槽や容器内に微細気泡発生手段を設置しても良い。槽や容器のどの部分に設置しても良いが、下部や底に設けることが好ましい。供給される酸素を微細気泡発生手段に通すことで微細気泡とさせることにより本発明における効果を発揮する。

微細気泡発生手段から発生した微細気泡による本発明の効果は、廃水の性状や処理量、空気の供給量により異なる。例えば、好気性処理設備設計は当初、廃水１ｍ^３当たり８０～１５０Ｌ／分の任意の空気量で１～２４時間の任意の曝気時間による処理効果（ＢＯＤ、ＣＯＤ等）を測定する。この結果によって、空気量と曝気時間から曝気槽容量、微細気泡発生装置条件等を設定する。少なくとも８０Ｌ／分の空気量で２４時間曝気すれば本発明の効果は発現する。設定された空気量と曝気時間で廃水を曝気混合することにより本発明の一定の効果が得られ、曝気混合後、廃水において微細気泡は残留し、本発明における処理効果は少なくとも２４時間は発現する。

本発明において使用する有機凝結剤は、ある程度の高いカチオン密度を有する必要があり、ｐＨ７におけるカチオン当量値が、４．０～２２．０ｍｅｑ／ｇの範囲が好ましい。これはマイクロバルブに吸着した廃水中の油分や疎水性物質との作用性によると推測される。ｐＨ７におけるカチオン当量値が、５．０ｍｅｑ／ｇ以上が好ましく、６．０ｍｅｑ／ｇ以上がより一層好ましい。一般的に使用されている有機凝結剤で適用が考えられる２２．０ｍｅｑ／ｇまでは本発明の一定の効果が得られる。

本発明において使用する有機凝結剤としては、例えば、ビニルアミン系高分子、ジアリルアミン系高分子、ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレート系高分子、縮合系アミン系高分子、エチレンイミン系高分子、ジシアンジアミド系高分子等が挙げられる。これら有機凝結剤を二種以上組み合わせて使用することも可能である。

ビニルアミン系高分子としては、Ｎ－ビニルカルボン酸アミド、Ｎ－ビニルホルムアミド、Ｎ－ビニルアセトアミド等を必須モノマーとする重合体の酸またはアルカリ変性物からなるポリビニルアミンやビニルアミン単位と前記ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレート系高分子を製造する際に使用されるカチオン性単量体、アニオン性単量体、非イオン性単量体から選択される一種以上との共重合体が挙げられる。重量平均分子量は、１万～３００万の範囲が好ましく、１０万～３００万がより好ましい。

ジアリルアミン系高分子として使用する単量体は、アリルアミン、ジアリルメチルアミンおよびこれらの塩、ジアリルジメチルアンモニウムクロリド等が挙げられる。これら単独で重合したもの、ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレート系高分子を製造する際に使用されるカチオン性単量体、非イオン性単量体あるいはアニオン性単量体から選択される一種以上と任意に共重合したものも適用できる。重量平均分子量は、１万～３００万の範囲が好ましく、１０万～２００万がより好ましい。

ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレート系高分子として、製造する際に使用する、カチオン性単量体のうち三級アミノ基含有カチオン性単量体の例としてはジメチルアミノエチル（メタ）アクリレート、ジエチルアミノエチル（メタ）アクリレート、ジメチルアミノプロピル（メタ）アクリルアミド、ジエチルアミノプロピル（メタ）アクリルアミドおよびこれらの塩等が挙げられ、四級アンモニウム塩基含有カチオン性単量体の例として、（メタ）アクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウムクロリド、（メタ）アクリロイルオキシエチルジメチルベンジルアンモニウムクロリド、（メタ）アクリロイルアミノプロピルトリメチルアンモニウムクロリド、（メタ）アクリロイルアミノプロピルジメチルベンジルアンモニウムクロリド、（メタ）アクリロイルオキシ２－ヒドロキシプロピルトリメチルアンモニウムクロリド等が挙げられる。これらカチオン性単量体単独での重合体、カチオン性単量体二種以上の重合体、カチオン性単量体と非イオン性単量体との共重合体でも良い。非イオン性単量体として、（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ’－ジメチルアクリルアミド、酢酸ビニル、アクリロニトリル、アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸２－ヒドロキシエチル、ジアセトンアクリルアミド、Ｎ－ビニルピロリドン、Ｎ－ビニルホルムアミド、Ｎ－ビニルアセトアミド、アクリロイルモルホリン等が挙げられ、これらの中で一種以上のものとカチオン性単量体との共重合体を使用できる。更にこれらのジメチルアミノエチル（メタ）アクリレート系高分子は、カチオン性構成単位の効果を阻害しない範囲でアニオン性単量体を使用しても良い。アニオン性単量体としては、（メタ）アクリル酸、イタコン酸、２－アクリルアミド－２－メチルスルフォン酸、マレイン酸、及びこれらの塩が挙げられる。これら、ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレート系高分子の重量平均分子量は、１万～２００万の範囲が好ましく、１０万～２００万がより好ましい。

縮合系アミン系高分子としては、モノメチルアミン、ジメチルアミン、モノエチルアミン、ジエチルアミン、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ペンタエチレンヘキサミンなどとエピクロロヒドリンとの縮合物、あるいは、上記脂肪族アミン／エピクロロヒドリン縮合物をさらにエチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミンあるいはヘキサメチレンジアミンと縮合させたものなどが挙げられる。重量平均分子量は、１０００～１０万の範囲が好ましい。

エチレンイミン系高分子としては、ポリエチレンイミンあるいはポリエチレンイミン変生物等が挙げられる。重量平均分子量は、１万～２００万の範囲が好ましい。

ジシアンジアミド系高分子としては、水溶性のジシアンジアミド・ホルムアルデヒド縮合物あるいはジシアンジアミド・ホルムアルデヒド・塩化アンモニウム縮合物が挙げられる。基本的には、酸あるいはそのアンモニウム塩の存在下で、ジシアンジアミドにホルムアルデヒドを加え、縮合させた生成物である。重量平均分子量は、１万～５０万の範囲が好ましい。

これら有機凝結剤の中でも、廃水性状により高分子中のカチオン度、分子量を調整しやすいビニルアミン系水溶性高分子あるいはジアリルジメチルアンモニウム系水溶性高分子が好ましく、特に本発明における廃水の処理方法においてはビニルアミン系水溶性高分子が好ましい。

本発明において、有機凝結剤を添加後に使用する高分子凝集剤としては、一般的に市販されているポリマーが使用できるが、ポリアクリルアミド系高分子凝集剤が高分子のイオン密度、分子量を調整しやすいため好ましい。ポリアクリルアミド系高分子凝集剤は、カチオン性単量体と非イオン性単量体の共重合体であるカチオン性ポリアクリルアミド、アニオン性単量体と非イオン性単量体の共重合体であるアニオン性ポリアクリルアミド、カチオン性単量体とアニオン性単量体と非イオン性単量体との共重合体である両性ポリアクリルアミド、及びノニオン性ポリアクリルアミドに大別される。

使用するカチオン性単量体として、ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレートあるいはジメチルアミノプロピルアクリルアミドの塩化メチルや塩化エチルなど低級アルキル基のハロゲン化物による四級化物である。例えば、（メタ）アクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウムクロリド、（メタ）アクリロイルオキシエチルジメチルベンジルアンモニウムクロリド、（メタ）アクリロイルアミノプロピルトリメチルアンモニウムクロリド、（メタ）アクリロイルアミノプロピルジメチルベンジルアンモニウムクロリド、（メタ）アクリロイルオキシ－２－ヒドロキシプロピルトリメチルアンモニウムクロリド等が挙げられ、これら一種以上が用いられる。使用するアニオン性単量体としては、（メタ）アクリル酸あるいはそのナトリウム塩等のアルカリ金属塩またはアンモニウム塩、マレイン酸あるいはそのアルカリ金属塩、アクリルアミド－２－メチルプロパンスルホン酸等のアクリルアミドアルカンスルホン酸あるいはそのアルカリ金属塩またはアンモニウム塩等が挙げられ、これら一種以上が用いられる。非イオン性単量体として、（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ’－ジメチルアクリルアミド、酢酸ビニル、アクリロニトリル、アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸２－ヒドロキシエチル、ジアセトンアクリルアミド、Ｎ－ビニルピロリドン、Ｎ－ビニルホルムアミド、Ｎ－ビニルアセトアミド、アクリロイルモルホリン等が挙げられ、これら一種以上が用いられる。

ポリアクリルアミド系高分子凝集剤の中でも本発明における有機凝結剤との併用効果からアニオン性ポリアクリルアミドあるいは両性ポリアクリルアミドが好ましく、特にアニオン性ポリアクリルアミドが好ましい。

本発明における高分子凝集剤及び有機凝結剤を製造する際の重合時あるいは重合後、構造変性剤として架橋性単量体を使用しても良い。使用する場合は、架橋性単量体を単量体総量に対し、０．００００５～０．０５０質量％の範囲内で存在させる。単量体組成や重合条件により異なるが、０．０５０質量％を超えると架橋が進行しすぎて水不溶性となるため本発明の用途としては好ましくはない。架橋性単量体の例としては、Ｎ，Ｎ’－メチレンビス（メタ）アクリルアミド、トリアリルアミン、ジメタクリル酸エチレングリコール、ジメタクリル酸ジエチレングリコール、ジメタクリル酸トリエチレングリコール、ジメタクリル酸テトラエチレングリコール、ジメタクリル酸－１，３－ブチレングリコール、ジ（メタ）アクリル酸ポリエチレングリコール、Ｎ－ビニル（メタ）アクリルアミド、Ｎ－メチルアリルアクリルアミド、アクリル酸グリシジル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、アクロレイン、グリオキザール、ビニルトリメトキシシラン等が挙げられ、Ｎ，Ｎ’－メチレンビス（メタ）アクリルアミドが好ましく適用されている。

本発明における高分子凝集剤の重量平均分子量は、１００万～２０００万の範囲であり、３００万～２０００万が好ましい。

本発明における有機凝結剤及び高分子凝集剤の製品形態は特に制限はなく、公知の方法により製造することができる。例えば、水溶液重合、油中水型エマルジョン重合、油中水型分散重合、塩水中分散重合等によって重合した後、水溶液、塩水中分散液、油中水型エマルジョンあるいは粉末等、任意の製品形態にすることができる。

本発明における微細気泡を混合した廃水に、有機凝結剤を添加後、高分子凝集剤を添加する廃水の処理方法は、先ず、微細気泡が主に廃水中の油分や疎水性物質に吸着し、有機凝結剤添加によりその微細気泡の表面電荷を中和し、その後の高分子凝集剤の架橋吸着による凝集作用によりフロック形成を促進する。特にｐＨ７におけるカチオン当量値が、４．０～２２．０ｍｅｑ／ｇの有機凝結剤と微細気泡とが有効に作用し、微細気泡の撹拌、拡散により、その後の高分子凝集剤との接触頻度が高まりフロック形成能が優れる結果、従来の処方に比べて処理効果が高まると考えられる。有機凝結剤、高分子凝集剤添加処理後、凝集沈殿あるいは加圧浮上処理工程に移送される。

本発明における廃水処理方法では、対象とする廃水性状により無機凝集剤を使用しなくても有効であるが、効果を阻害しない範囲において無機凝集剤、例えば、硫酸アルミニウム、塩化アルミニウム、ポリ塩化アルミニウム、ポリ硫酸第一鉄、ポリ硫酸第二鉄、塩化第二鉄等を使用しても差し支えない。又、苛性ソーダや硫酸等の中和剤を適宜に使用しても差し支えない。無機凝集剤、中和剤の添加順序は処理工程により任意に決定され、本発明における処理方法の添加順である、微細気泡を混合した廃水に、有機凝結剤添加後、高分子凝集剤添加の間のどの工程で添加しても良いが、有機凝結剤添加前までに添加することが好ましい。

本発明における有機凝結剤及び高分子凝集剤は、製品のままの状態で添加することもできるし、任意の濃度に水で溶解、希釈して廃水に添加できる。溶解する場合は、一般的に溶解濃度０．０５～０．５質量％を適用する。又、廃水に対する添加率は、有機凝結剤１～２００ｐｐｍ、高分子凝集剤１～１００ｐｐｍであるが、対象廃水により任意に調節する。

以下、実施例によって本発明を更に詳しく説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下の実施例に制約されるものではない。

先ず、有機凝結剤試料１～４を準備、調製した。これらの組成、物性を表１に示す。次いで、高分子凝集剤試料として、試料Ａ（アクリルアミド／アクリル酸共重合体＝８０／２０モル％、重量平均分子量１２００万、粉末品）、試料Ｂ（アクリルアミド／アクリル酸共重合体＝７０／３０モル％、重量平均分子量１２００万、油中水型エマルジョン品）、試料Ｃ（アクリルアミド／アクリル酸共重合体＝７０／３０モル％、重量平均分子量１２００万、粉末品）を用意した。

微細気泡発生手段として、特開２００８－０１８３３０や特開２０１８－１３０６５３に開示される構造に準じたディフューザーを使用した。

（表１）

形態；ＡＱ：水溶液重合体

（予備試験１～５）
先ず、本発明における廃水の処理方法を実施する際に、予備試験を実施した。廃水として油脂食品製造廃水（ｐＨ６．９、ＳＳ分２２００ｍｇ／Ｌ、濁度＞１０００ＮＴＵ、ＣＯＤ７５７ｍｇ／Ｌ、ＢＯＤ１７２０ｍｇ／Ｌ）を用いた。廃水２００ｍＬをビーカーに採取し、ポリ塩化アルミニウム（ＰＡＣ）対廃水８５０ｐｐｍ添加、１５０ｒｐｍ６０秒撹拌、苛性ソーダ対廃水５０ｐｐｍ添加、１５０ｒｐｍ６０秒撹拌、表１の有機凝結剤試料１～４の０．２質量％溶解液を対廃水４０ｐｐｍ添加、１５０ｒｐｍ６０秒撹拌、高分子凝集剤試料Ｂの０．２質量％溶解液を対廃水５ｐｐｍ添加後、１５０ｒｐｍ３０秒、８０ｒｐｍ３０秒、４０ｒｐｍ３０秒攪拌、５分間静置後のＳＶ（スラッジボリューム）、上澄み液の濁度をＪＩＳＫ０１０２法に則り測定した。又、有機凝結剤試料無添加の試験も実施した。その結果を表２に示す。

（表２）

予備試験５が当該油脂食品製造廃水処理工程の現行処方であるが、有機凝結剤試料１～３を用いた場合では、無機凝集剤、中和剤の添加率を削減しても同等程度の処理効果を示した。試料４の有機凝結剤を用いた場合は、無機凝集剤、中和剤を削減すると他試料１～３の有機凝結剤に比べて効果が著しく低下を示した。この有機凝結剤の効果の傾向は微細気泡を混合した廃水の処理でも同様であることを確認した。

（実施例１）
本発明における廃水の処理方法を実施した。廃水としてパン系食品製造廃水（ｐＨ３．６、ＳＳ分４０５ｍｇ／Ｌ、ＣＯＤ１５００ｍｇ／Ｌ、ＢＯＤ２３６０ｍｇ／Ｌ、ノルマルヘキサン抽出物量３２ｍｇ／Ｌ）を用いた。先ず、微細気泡発生手段により発生させた微細気泡を廃水１ｍ^３当たり１５０Ｌ／分の空気量で２４時間曝気混合した。微細気泡を混合した廃水２００ｍＬをビーカーに採取し、ポリ塩化アルミニウム対廃水５００ｐｐｍ添加、１５０ｒｐｍ６０秒撹拌、苛性ソーダ対廃水７７５ｐｐｍ添加、１５０ｒｐｍ６０秒撹拌、表１の有機凝結剤試料１の０．２質量％溶解液を対廃水１５ｐｐｍ添加、１５０ｒｐｍ６０秒撹拌、高分子凝集剤試料Ａの０．２質量％溶解液を対廃水３ｐｐｍ添加後、１５０ｒｐｍ３０秒、８０ｒｐｍ３０秒、４０ｒｐｍ３０秒攪拌、フロックの沈降速度、５分間静置後のＳＶ（スラッジボリューム）、ＣＯＤ、ＢＯＤ、ｎ－Ｈｘ（ノルマルヘキサン抽出物量）をＪＩＳＫ０１０２法に則り測定した。その結果を表３に示す。

（比較例１～３）実施例１と同じ廃水を対象に微細気泡を混合せずに同様な試験を実施した。その結果を表３に示す。

（表３）

微細気泡を混合しなかった比較例に対して、微細気泡を混合した本発明にける実施例１では、優れた処理効果を発揮し、特にＣＯＤ低減効果が良好であった。無機凝集剤や中和剤の添加率を削減できることも確認できた。尚、曝気前PH４．０以下排水は特に微細気泡を混合させずに、単なる曝気混合だけでは実施例１と同様な効果は得られないことを確認した。

（実施例２）
本発明における廃水の処理方法を実施した。廃水として自動車部品製造廃水（ｐＨ７．２、ＳＳ分２７８ｍｇ／Ｌ、濁度１０１ＮＴＵ、ＣＯＤ２９ｍｇ／Ｌ、ＢＯＤ１４ｍｇ／Ｌ）を用いた。先ず、微細気泡発生手段により発生させた微細気泡を廃水１ｍ^３当たり１５０Ｌ／分の空気量で２４時間曝気混合した。微細気泡を混合した廃水２００ｍＬをビーカーに採取し、ポリ塩化アルミニウム対廃水２００ｐｐｍ添加、１５０ｒｐｍ６０秒撹拌、苛性ソーダ対廃水１６ｐｐｍ添加、１５０ｒｐｍ６０秒撹拌、表１の有機凝結剤試料２の０．２質量％溶解液を対廃水２ｐｐｍ添加、１５０ｒｐｍ６０秒撹拌、高分子凝集剤試料Ｃの０．２質量％溶解液を対廃水２ｐｐｍ添加後、１５０ｒｐｍ３０秒、８０ｒｐｍ３０秒、４０ｒｐｍ３０秒攪拌、フロックの沈降速度、５分間静置後のＳＶ、上澄み液の濁度、ＣＯＤをＪＩＳＫ０１０２法に則り測定した。その結果を表４に示す。

（比較例４）
実施例２と同じ微細気泡を混合した廃水を対象に有機凝結剤を添加せずに実施例２と同様な試験を実施した。その結果を表４に示す。

（表４）

比較例４が当該自動車部品製造廃水処理工程の現行処方であり、原水のＣＯＤ、ＢＯＤが低いことが特徴であるが、処理後の規制が厳しく処理が困難な廃水であった。本発明における実施例では無機凝集剤、中和剤を大幅に削減しても良好な処理効果が得られることが確認できた。

（実施例３）
本発明における廃水の処理方法を実施した。廃水として自動車部品製造廃水（ｐＨ７．０、ＳＳ分１７２ｍｇ／Ｌ、濁度９５ＮＴＵ、ＣＯＤ３８ｍｇ／Ｌ、ＢＯＤ１６ｍｇ／Ｌ）を用いた。先ず、微細気泡発生手段により発生させた微細気泡を廃水１ｍ^３当たり１５０Ｌ／分の空気量で２４時間曝気混合した。微細気泡を混合した廃水１Ｌをビーカーに採取しジャーテスターにセット、ポリ塩化アルミニウム対廃水２００ｐｐｍ添加、１５０ｒｐｍ６０秒撹拌、苛性ソーダ対廃水２０ｐｐｍ添加、１５０ｒｐｍ６０秒撹拌、表１の有機凝結剤試料１の０．２質量％溶解液を対廃水２ｐｐｍ添加、１５０ｒｐｍ６０秒撹拌、高分子凝集剤試料Ｃの０．２質量％溶解液を対廃水２ｐｐｍ添加後、１５０ｒｐｍ３０秒、８０ｒｐｍ３０秒、４０ｒｐｍ３０秒攪拌して凝集させ、加圧浮上処理試験に供した。加圧水には水道水を用い、空気溶解圧力４ｋｇ／ｃｍ^２、水量比２５％の加圧水を加え、浮上速度、５分間静置浮上分離後の処理水をＪＩＳＫ０１０２法に則り分析した。その結果を表５に示す。

（実施例４）
実施例３と同じ微細気泡を混合した廃水を対象に塩化アルミニウムと苛性ソーダを添加せずに実施例３と同様な試験を実施した。その結果を表５に示す。

（比較例５）
実施例３と同じ微細気泡を混合した廃水を対象に有機凝結剤を添加せずに実施例３と同様な試験を実施した。その結果を表５に示す。

（表５）

比較例５が当該自動車部品製造廃水処理工程の現行処方であり、原水のＣＯＤ、ＢＯＤが低いことが特徴であるが、処理後の規制が厳しく処理が困難な廃水であった。本発明における実施例では無機凝集剤、中和剤を大幅に削減、あるいは無添加でも良好な処理効果が得られることが確認できた。

（実施例５）
本発明における廃水の処理方法を実施した。廃水として惣菜系食品製造廃水（ｐＨ６．６、ＳＳ分８９０ｍｇ／Ｌ、濁度６４４ＮＴＵ、ＣＯＤ３４０ｍｇ／Ｌ、ＢＯＤ１５５０ｍｇ／Ｌ）を用いた。先ず、微細気泡発生手段により発生させた微細気泡を廃水１ｍ^３当たり１５０Ｌ／分の空気量で２４時間曝気混合した。微細気泡を混合した廃水２００ｍＬをビーカーに採取し、硫酸アルミニウム（硫酸バンド）対廃水１００ｐｐｍ添加、１５０ｒｐｍ６０秒撹拌、１５０ｒｐｍ６０秒撹拌、表１の有機凝結剤試料１の０．２質量％溶解液を対廃水３ｐｐｍ添加、１５０ｒｐｍ６０秒撹拌、高分子凝集剤試料Ａの０．２質量％溶解液を対廃水３ｐｐｍ添加後、１５０ｒｐｍ３０秒、８０ｒｐｍ３０秒、４０ｒｐｍ３０秒攪拌、フロックの沈降速度、５分間静置後のＳＶ、上澄み液の濁度、ＣＯＤをＪＩＳＫ０１０２法に則り測定した。その結果を表６に示す。

（実施例６、７）
実施例５と同じ微細気泡を混合した廃水を対象に無機凝集剤を添加せずに実施例５と同様な試験を実施した。その結果を表６に示す。

（比較例６）
実施例５と同じ微細気泡を混合した廃水を対象に有機凝結剤を添加せずに実施例５と同様な試験を実施した。その結果を表６に示す。

（表６）

本発明における実施例５～７の処理方法では、無機凝集剤添加率を大幅に削減あるいは使用せずに良好な処理効果が確認できた。

（実施例８）
実施例５と同じ微細気泡を混合した廃水を対象に廃水１Ｌをビーカーに採取しジャーテスターにセット、硫酸バンド１００ｐｐｍ（対廃水）を添加、１５０ｒｐｍ６０秒撹拌、表１の有機凝結剤試料１の０．２質量％溶解液を対廃水３ｐｐｍ添加、１５０ｒｐｍ６０秒撹拌、高分子凝集剤試料Ａの０．２質量％溶解液を対廃水３ｐｐｍ添加後、１５０ｒｐｍ３０秒、８０ｒｐｍ３０秒、４０ｒｐｍ３０秒攪拌して凝集させ、加圧浮上処理試験に供した。加圧水には水道水を用い、空気溶解圧力４ｋｇ／ｃｍ^２、水量比２５％の加圧水を加え、浮上速度、５分間静置浮上分離後の処理水をＪＩＳＫ０１０２法に則り分析した。その結果を表７に示す。

（比較例７）
実施例５と同じ微細気泡を混合した廃水を対象に有機凝結剤を添加せずに実施例８と同様な試験を実施した。その結果を表７に示す。

（表７）

比較例７の当該惣菜系食品廃水処理工程の現行処方に対して、本発明における実施例８では、無機凝集剤を削減しても良好な効果を発揮することが確認できた。

本発明における廃水の処理方法を適用することで、簡易な設備で高負荷廃水に対しても優れた処理効果を示し、無機凝集剤や中和剤の削減によるスラッジ量を削減することができ、産業廃棄物処理費用や薬品費用の削減に繋がり有用であることが確認できた。

本発明における廃水処理工程を例示したフロー図である。廃水（１）が原水槽（２）に導入され、酸素供給手段（３）により酸素が供給され、調整槽（４）に移送され、微細気泡発生手段（５）により微細気泡を発生、有機凝結剤、高分子凝集剤添加処理工程（７）に移送後、凝集沈殿あるいは加圧浮上処理工程（８）で処理される。

本発明における廃水処理工程を例示した別のフロー図である。廃水（１）が原水容器（２）に導入され、酸素供給手段（３）により酸素が供給され、微細気泡発生手段（５）により微細気泡を発生、有機凝結剤、高分子凝集剤添加処理工程（７）に移送後、凝集沈殿あるいは加圧浮上処理工程（８）で処理される。

（１）廃水
（２）原水（廃水）槽、原水容器
（３）酸素供給手段
（４）調整槽
（５）微細気泡発生手段（ディフューザー等）
（６）微細気泡
（７）有機凝結剤、高分子凝集剤添加処理工程
（８）凝集沈殿あるいは加圧浮上処理工程

Claims

廃水の処理方法において、微細気泡発生手段により発生させた微細気泡を廃水１ｍ ^３当り８０～１５０Ｌ／分の空気量で１～２４時間曝気混合した廃水にｐＨ７におけるカチオン当量値が、４．０～２２．０ｍｅｑ／ｇである有機凝結剤を添加後、高分子凝集剤を添加することを特徴とする廃水の処理方法。
前記有機凝結剤がビニルアミン系水溶性高分子あるいはジアリルジメチルアンモニウム系水溶性高分子から選択される一種以上であることを特徴とする請求項１に記載の廃水の処理方法。
前記微細気泡発生手段がディフューザーであることを特徴とする請求項１に記載の廃水の処理方法。
前記高分子凝集剤がアニオン性ポリアクリルアミドあるいは両性ポリアクリルアミドから選択される一種以上であることを特徴とする請求項１に記載の廃水の処理方法。