JP7355706B2 - 油分を含有する廃水の処理方法及び処理装置 - Google Patents
油分を含有する廃水の処理方法及び処理装置 Download PDFInfo
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Description
処理対象となる被処理水としては、油分と有機物とを含む含油廃水であって、例えば、油精製工場、食品加工工場、食品製造工場、飲料水生産工場、機械工場、自動車工場など各種工場で発生する廃水、或いは、下水、し尿又は浄化槽からの放流水が挙げられる。中でも特に植物油の製造または精油工場などから排出される含油廃水を被処理水として処理することができる。
pH調整工程S1では、含油廃水を酸性条件とするために、典型的には含油廃水にpH調整剤を添加する。処理対象とする含油廃水が既に酸性条件である場合には、pH調整工程S1は省略することもできる。また、混和・反応工程S2において、乳化破壊剤を注入する直前にpH調整剤を添加し、pH調整を行うことも可能である。
混和・反応工程S2では、油分を含有する含油廃水に乳化破壊剤を注入し、乳化破壊剤と含油廃水とを撹拌羽根等を用いて機械撹拌することにより混和させ、含油廃水中の乳化物を乳化破壊させて含油廃水中に油分フロックを生成させる。
本実施形態に係る乳化破壊剤は、pH4におけるカチオン度を好適な値に調整する。pH4におけるカチオン度(0.2質量%溶液)は1.0meq/g以上とすることが好ましく、1.5meq/g以上とすることが好ましく、2.0meq/g以上とすることが更に好ましい。乳化破壊剤のpH4におけるカチオン度の上限値は5.0meq/g以下とすることができ、より好ましくは3.5meq/g以下であり、更に好ましくは3.0meq/g以下である。
カチオン度(meq/g)=滴定量(mL)/2 ・・・(1)
乳化破壊剤の分子量は特に限定されないが、典型的には500万以上900万以下、好ましくは550万以上700万以下、より好ましくは600万以上700万以下である。この分子量は、固有粘度(0.2N-NaCl水溶液中25℃での測定値、単位はdl/g)から換算して求められるもので、ポリアクリルアミド系高分子の粘度式:[η]=3.02×10-4×(Mw)0.68[「ポリマー凝集剤・使用の手引き」、東京都下水道サービス(株)、平成14年3月、p.113]から(Mw)を便宜上求めることができる。
乳化破壊剤の0.2重量%溶液の回転粘度(回転粘度計、25℃で測定)は特に限定されないが、具体的には5mPa・s以上400mPa・s以下が好ましく、7mPa・s以上40mPa・s以下が更に好ましく、特に10mPa・s以上35mPa・s以下がより好ましい。このような乳化破壊剤を使用することで、ハンドリング性の向上や廃水との混合が容易になる。
乳化破壊剤は、希釈してもよいし、無希釈の原液での使用も可能である。ここで「原液」とは、例えば「乳化破壊剤」として流通可能な液状製品(例えば水溶液)を意味し、乳化破壊剤成分(乳化破壊剤として上述に説明した化合物の特徴)に加え、水などの溶媒や任意の添加剤を含む場合もある。例えば、乳化破壊剤の有効成分の含有量が10質量%以上、好ましくは20質量%以上であり、その含有量上限は例えば90質量%、好ましくは70質量%、より好ましくは50質量%である。このような原液で使用した場合の油水分離の効果は高いが、廃水中に分散させやすくする観点から、希釈液(水)で希釈後に、廃水に添加することも可能である。
固液分離工程S3では、油分フロックを生成させた含油廃水を固液分離し、油分フロックを回収して処理水を得る。固液分離方法としては以下に限定されないが、処理の簡易さと効率性を勘案すると、混和・反応工程S2で得られた油分フロックを有する含油廃水を固液分離手段(静置槽)3内(図2参照)で静置することにより、油分フロックを浮上させて回収する浮上分離処理を行うことが好ましい。
本試験では、植物油製造工場から排出された植物油を含む含油廃水3種類(廃水A、廃水B、廃水C)を使用した。試験に供した含油廃水の詳細を表1に示す。廃水A、廃水B、廃水CのpHはそれぞれ4.0、11.2、12.1、ヘキサン抽出物質(n-Hex)はそれぞれ3,040mg/L、1,840mg/L、6,210mg/Lであった。また廃水A、廃水Cの懸濁物質(以下、SS)は2,370mg/L、553mg/L、CODMnはそれぞれ3,690mg/L、6,500mg/L、BODはそれぞれ5,670mg/L、11,700mg/Lであった。なお、表1中の各項目(pH、ヘキサン抽出物質、SS、CODMn、BOD)の測定は、下水試験法(日本下水道協会発行、下水試験方法)に準拠して行った。
以下の手順で試験を行った。
(1)ビーカーに250mLまたは500mLの原水を入れ、硫酸または水酸化ナトリウム水溶液でpHを調整した。
(2)pH調整済みの原水を水温35~40℃に調整後、EBを少量ずつ添加し、スパチュラで混和・反応(凝集)して油分フロックを形成させた。
(3)油分フロックの大きさ、形状、及び処理水の清澄性を目視で確認した。
(4)適正な油分フロックが形成されるまで工程(2)~(3)の手順を繰り返し行った。
(5)静置槽を模して30分間静置した後、上層の油分フロックや油層が入らないように、処理水を中間層から採取して水質分析を行った。
(6)工程(4)で形成された油分フロックと処理水の全量を共栓付きメスシリンダーに入れ、栓をして上下に振り混合した。混合後に静置し、フロックの浮上距離と時間を測定し、フロックの大きさごとにフロック浮上速度(mm/min)を算出した。
油分フロックのフロック強度について、スパチュラで押した時、フロックが崩れないか、もしくはフロックが崩れて分散するかを判定した。フロックを押した時にフロック強度がある程度あり、フロックが崩れにくい場合を「フロック強度:あり」とした。また、フロックを押した時にフロック強度が弱く、フロックが崩れ、分散しやすかった場合を「フロック強度:弱い」とした。
処理水の清澄性を目視で確認し、以下のように判定した。また、以下の判定基準のいずれか一方の判断が難しい時は、「○-◎」のように判定した。
◎:透明であり、濁度が低く、透視度が高い状態
○:わずかに濁りがあるがほぼ透明であり、わずかな濁度があるが、透視度がある程度高い状態
△:原水の状態と比較し徐々に濁りが除去されてきた様子が確認できるが、濁度が高く、透視度も低い状態
×:濁度が高く、透視度も低い状態(原水に近い状態)
試験手順は以下の通りである。試験例1-1~1-6として、廃水AまたはCをpH5、6、7の弱酸性~中性付近の条件とし、処理水の清澄性が最も良好となるまで乳化破壊剤gを注入した。試験例1-7~1-9では、廃水BをpH2~4の酸性条件とし、処理水の清澄性が最も良好となるまで乳化破壊剤aを注入した。試験例1-10~1-13では、廃水CをpH2~5の酸性条件とし、上記と同様の試験を実施した。試験結果を表3に示す。これらの結果から、pHを7未満の酸性条件、更にはpH6以下、更にはpH2~5、より更にはpH2~3とするにつれ、より少量の乳化破壊剤により処理水の清澄性を改善できることを確認した。
試験手順は以下の通りである。試験例2-1、2-2、2-3として、pH3とした廃水Bに対し、乳化破壊剤d(カチオン度3.5meq/g)、乳化破壊剤e(カチオン度1.5meq/g)、乳化破壊剤f(カチオン度1.8meq/g)をそれぞれ適量注入し、油分フロックの形状、処理水の清澄性や水質を確認した。乳化破壊剤d、fのカチオン度は2.0meq/g未満であり、乳化破壊剤eのカチオン度は3.5meq/g以上であった。
pH2または3に調整した含油廃水Cに対し、乳化破壊剤aを注入し油水分離を行った。油水分離後の中間水層の処理水の確認と水質分析を行った。試験結果を表5に示す。いずれの処理水の清澄性も良好であり、ヘキサン抽出物質除去率とSS除去率が非常に高かった。また、有機物除去率(CODMn除去率、BOD除去率)も高かった。以上より、本処理方法により、油分、SS、有機物を同時に処理可能であることを確認した。
2…混和・反応手段(混和・反応槽)
3…固液分離手段(静置槽)
11…pH調整剤注入手段
12…pH調整剤貯留槽
21…乳化破壊剤注入手段
22…乳化破壊剤貯留槽
23…乳化破壊剤混和槽
S1…pH調整工程
S2…混和・反応工程
S3…固液分離工程
Claims (7)
- 油分を含有する含油廃水に対し、酸性条件下でポリアクリル酸エステル系乳化破壊剤を注入し、
前記乳化破壊剤と前記含油廃水とを混和し、該含油廃水中の乳化物を乳化破壊させて該含油廃水中に油分フロックを生成させ、
前記油分フロックを生成させた前記含油廃水を前記油分フロックの浮上速度が200mm/min以上となる浮上分離により固液分離し、
前記浮上分離で浮上した前記油分フロックを回収する工程
を有することを特徴とする油分を含有する廃水の処理方法。 - pH4のカチオン度が1.0~5.0meq/gの前記乳化破壊剤を注入することを特徴とする請求項1に記載の油分を含有する廃水の処理方法。
- 前記乳化破壊剤を注入する前に前記含油廃水にpH調整剤を添加して前記含油廃水をpH5以下に調整し、
前記含油廃水に前記乳化破壊剤を注入する前又は前記pH調整剤の添加と同時に前記含油廃水に無機凝集剤を注入する工程を有することを特徴とする請求項1又は2に記載の油分を含有する廃水の処理方法。 - 油分を含有する含油廃水に対し、酸性条件下でアクリルアミド・[2-(アクリロイルオキシ)エチル]ベンジルジメチルアンモニウム=クロリド・[2-(アクリロイルオキシ)エチル]トリメチルアンモニウム=クロリド共重合物を含む乳化破壊剤を注入し、
前記乳化破壊剤と前記含油廃水とを混和し、該含油廃水中の乳化物を乳化破壊させて該含油廃水中に油分フロックを生成させ、
前記油分フロックを生成させた前記含油廃水を固液分離し、
前記油分フロックを回収する工程
を有することを特徴とする油分を含有する廃水の処理方法。 - 前記乳化破壊剤の前記含油廃水への注入量は、前記含油廃水中のヘキサン抽出物質量に対する前記乳化破壊剤の純分量の比率が0.0005~0.5となるように調整することを特徴とする請求項1~4のいずれか1項に記載の廃水の処理方法。
- 油分を含有する酸性の含油廃水にポリアクリル酸エステル系乳化破壊剤を注入する乳化破壊剤注入手段と、
前記乳化破壊剤と前記含油廃水とを混和し、前記含油廃水中の乳化物を乳化破壊させて含油廃水中に油分フロックを生成させる混和・反応手段と、
前記油分フロックを含む前記含油廃水を前記油分フロックの浮上速度が200mm/min以上となるように容積を調整した静置槽内で静置させ、前記油分フロックを浮上させる浮上分離を行う固液分離手段と、
前記静置槽内に浮上した油分フロックを掻き集める浮上物掻取装置を備える回収手段と
を備えることを特徴とする油分を含有する廃水の処理装置。 - 前記乳化破壊剤を注入する前に前記含油廃水にpH調整剤を添加して前記含油廃水をpH5以下に調整するpH調整手段と、
前記含油廃水に前記乳化破壊剤を注入する前又は前記pH調整剤の添加と同時に前記含油廃水に無機凝集剤を注入する無機凝集剤注入手段と
を備えることを特徴とする請求項6に記載の油分を含有する廃水の処理装置。
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