JP7494790B2 - 廃液処理方法、および、廃液処理装置 - Google Patents

Description

本開示は、廃液処理方法、および、廃液処理装置の技術に関する。

従来、塗料廃水などの有機物含有廃水を処理する技術が知られている（特許文献１）。この技術では、有機物含有廃水を凝集処理して固形分を除去した後に、微生物による活性汚泥法によって生物易分解性の有機物を分解する。その後、オゾンや過酸化水素などの酸化剤を用いた促進酸化処理を行うことで、生物難分解性の有機物を分解する。これにより、有機物含有廃水のＢＯＤ（生物化学的酸素要求量）やＣＯＤ（化学的酸素要求量）を低下させる。

特開２００７－２９８２５号公報

従来の技術では、塗料含有廃液のＢＯＤやＣＯＤが高い場合には、活性汚泥への負担が大きく、微生物の死滅などの理由によって、塗料含有廃液を継続的に処理できない場合が生じ得る。また、塗料含有廃液のＢＯＤやＣＯＤが高い場合における活性汚泥による処理時間は、化学反応による処理時間と比べて長くなる場合が生じ得る。よって、活性汚泥による処理とは異なる処理によって、塗料含有廃液のＢＯＤやＣＯＤを、短時間かつ継続的に所望の値まで低下させる技術が望まれる。

本開示は、以下の形態として実現することが可能である。

（１）本開示の一形態によれば、廃液処理方法が提供される。この廃液処理方法は、塗料含有廃液に含まれる第１固形成分を前記塗料含有廃液から分離して第１処理水を取り出す第１分離工程と、前記第１分離工程の後に、前記第１処理水に含まれる有機物を酸化分解する酸化分解工程と、前記酸化分解工程の後に、前記第１処理水に含まれる成分のうちで鉄化合物を含む第２固形成分を、前記第１処理水から分離して第２処理水を取り出す第２分離工程と、を備え、前記酸化分解工程は、前記第１処理水の温度が第１の温度に至るまで、前記第１分離工程が行われた前記第１処理水に対して第１処理を行う第１処理工程と、前記第１処理工程の後に、前記第１処理水を冷却する冷却工程と、前記冷却工程によって前記第１処理水の温度が前記第１の温度よりも低い第２の温度に達したことを条件に、前記第１処理が行われた前記第１処理水に対して第２処理を行う第２処理工程と、を含み、前記第１処理と前記第２処理とはそれぞれ、鉄触媒と過酸化水素とを用いたフェントン反応により生じるヒドロキシラジカルを利用して、前記第１分離工程が行われた前記第１処理水に含まれる前記有機物を酸化分解する処理である。この形態によれば、微生物の生分解反応を利用した活性汚泥による処理とは異なる、化学反応を利用した処理によって、短時間かつ継続的に塗料含有廃液に含まれる有機物を酸化分解できる。また、この形態によれば、第１処理工程と第２処理工程との間に冷却工程を設けることで、フェントン反応に伴う第１処理水の過度な温度上昇を抑制できる。これにより、第１処理水の過度な温度上昇に伴い、酸化分解が阻害されることを抑制できるので、塗料含有廃液のＢＯＤやＣＯＤを所望の値まで低下させることができる。
（２）上記形態であって、前記第１処理工程は、さらに、前記フェントン反応が開始される前に、前記第１分離工程が行われた前記第１処理水の温度を前記第２の温度よりも低い第３の温度に調節する温度調節工程を備えてもよい。この形態によれば、第１処理水の温度を第２の温度よりも低くした後に、第１処理を実行する。これにより、第１処理水の温度がフェントン反応に伴って過度に上昇することを抑制できる。
（３）上記形態であって、前記第１処理は、前記第１分離工程が行われた前記第１処理水に対して、前記鉄触媒と前記過酸化水素とを添加する第１添加工程と、前記第１添加工程の後に、前記第１処理水を攪拌する第１攪拌工程と、を含み、前記第２処理は、前記第１処理が行われた前記第１処理水に対して、前記鉄触媒と前記過酸化水素とのうちの前記過酸化水素を添加する第２添加工程と、前記第２添加工程の後に、前記第１処理水を攪拌する第２攪拌工程と、を含んでもよい。この形態によれば、第２添加工程では、第１処理水に対して、鉄触媒と過酸化水素とのうちの過酸化水素を添加する。これにより、第２添加工程において添加する薬品の数を減らすことができる。また、この形態によれば、第１攪拌工程と第２攪拌工程とにおいて第１処理水を攪拌することにより、鉄触媒と過酸化水素とを用いたフェントン反応を進行させることができる。
（４）上記形態であって、前記第１分離工程は、（１ａ）前記塗料含有廃液に凝集剤を添加する第１凝集処理と、（１ｂ）前記第１凝集処理が行われた前記塗料含有廃液を静置して前記第１凝集処理によって生じた第１凝集物を沈降させると共に、前記第１凝集物と上澄み液としての第１上澄み液とを分離する第１分離処理と、（１ｃ）前記第１凝集物をフィルタで濾過することによって得られる濾液としての第１濾液と、残渣としての第１残渣とを分離する第１濾過処理と、を含み、前記酸化分解工程が行われる前記第１処理水は、前記第１分離処理によって得られた前記第１上澄み液と、前記第１濾過処理によって得られた前記第１濾液と、によって構成され、前記第２分離工程は、（２ａ）前記第２処理が行われた前記第１処理水に前記凝集剤を添加する第２凝集処理と、（２ｂ）前記第２凝集処理が行われた前記第１処理水を静置して前記第２凝集処理によって生じた第２凝集物を沈降させると共に、前記第２凝集物と上澄み液としての第２上澄み液とを分離する第２分離処理と、（２ｃ）前記第２凝集物を前記フィルタで濾過することによって得られる濾液としての第２濾液と、残渣としての第２残渣とを分離する第２濾過処理と、を含み、前記第２処理水は、前記第２分離処理において得られた前記第２上澄み液と、前記第２濾過処理によって得られた前記第２濾液と、によって構成されてもよい。この形態によれば、第１分離処理において塗料含有廃液に含まれる第１処理水としての第１上澄み液を取り出した後に、第１濾過処理によって、第１凝集物に含まれる第１処理水としての第１濾液を取り出す。また、この形態によれば、第２分離処理において第１処理水に含まれる第２処理水としての第２上澄み液を取り出した後に、第２濾過処理によって、第２凝集物に含まれる第２処理水としての第２濾液を取り出す。これにより、第１処理水と第２処理水とのそれぞれの回収率を向上させることができる。
（５）上記形態であって、前記鉄触媒は、硫酸第一鉄であり、前記第１添加工程は、以下の式（１）を補正した以下の式（２）を用いて決定した量の前記硫酸第一鉄を前記第１処理水に添加する工程を含んでもよい。
ｙ＝ａｘ＋ｂ 式（１）
ｙ＝ａｘ＋ｃ 式（２）
上記式（１）において、ｘは前記第１添加工程において前記第１処理水１リットルに対して添加する前記硫酸第一鉄の添加量（ｍＬ／Ｌ）であり、ｙは前記第１処理と前記第２処理とが行われた前記第１処理水１リットルあたりの前記第２残渣の発生割合（％）であり、ａ，ｂはそれぞれ定数であり、上記式（１）は、前記添加量に対する前記発生割合を示す複数の実測データを最小二乗法によって近似した式である。上記式（２）において、定数ｃは、上記式（１）の定数ｂを予め定められた数値幅の分だけ加算した値である。この形態によれば、式（２）を用いて、目標とする第２残渣の発生割合に対する硫酸第一鉄の添加量を容易に決定できる。
（６）本開示の他の形態によれば、廃液処理装置が提供される。この廃液処理装置は、塗料含有廃液に含まれる第１固形成分を前記塗料含有廃液から分離して第１処理水を取り出す第１分離処理を行う凝集槽と、前記第１分離処理の後に、酸化分解処理と第２分離処理とを行うためのフェントン槽と、前記第１処理水の温度に応じて前記酸化分解処理の進行を制御する制御部と、を備え、前記酸化分解処理は、前記第１処理水の温度が第１の温度に至るまで、前記第１分離処理が行われた前記第１処理水に対して行う第１処理と、前記第１処理の後に、前記第１処理水を冷却する冷却処理と、前記冷却処理によって前記第１処理水の温度が前記第１の温度よりも低い第２の温度に達したことを条件に、前記第１処理が行われた前記第１処理水に対して行う第２処理と、を含み、前記第１処理と前記第２処理とは、鉄触媒と過酸化水素とを用いたフェントン反応により生じるヒドロキシラジカルを利用して、前記第１分離処理が行われた前記第１処理水に含まれる有機物を酸化分解する処理であり、前記第２分離処理は、前記第２処理が行われた前記第１処理水に含まれる成分のうちで鉄化合物を含む第２固形成分を、前記第１処理水から分離して第２処理水を取り出す処理である。この形態によれば、微生物の生分解反応を利用した活性汚泥による処理とは異なる、化学反応を利用した処理によって、短時間かつ継続的に塗料含有廃液に含まれる有機物を酸化分解できる。また、この形態によれば、第１処理と第２処理との間に冷却処理を設けることで、フェントン反応に伴う第１処理水の過度な温度上昇を抑制できる。これにより、第１処理水の過度な温度上昇に伴い、酸化分解が阻害されることを抑制できるので、塗料含有廃液のＢＯＤやＣＯＤを所望の値まで低下させることができる。
本開示は、上記の廃液処理方法以外の種々の形態で実現することが可能である。例えば、廃液処理装置の製造方法、廃液処理装置の制御方法、その制御方法を実現するためのコンピュータプログラム、そのコンピュータプログラムに記録した一時的でない記録媒体などの形態で実現することができる。

第１実施形態の廃液処理装置の概略構成を示す図。 第１実施形態の廃液処理方法を示すフローチャート。 第１実施形態の第１分離工程の詳細を示すフローチャート。 第１実施形態の第１処理工程の詳細を示すフローチャート。 第１実施形態の第２処理工程の詳細を示すフローチャート。 第１実施形態の第２分離工程の詳細を示すフローチャート。 検査工程の詳細を示すフローチャート。 各工程におけるＣＯＤの推移を示したグラフ。 １次凝集剤である硫酸バンドの適正添加量を説明するためのグラフ。 過酸化水素の適正添加量を説明するためのグラフ。 第１処理水の温度と過酸化水素の添加量との関係性を示すデータ。 図１１に示す各条件下における第１処理水の温度の時間変化を示すグラフ。 添加１回目と添加２回目とを実行するタイミングを説明するためのグラフ。 硫酸第一鉄の適正添加量の選定方法を説明するためのグラフ。

Ａ．第１実施形態：
Ａ－１：廃液処理装置の構成
図１は、第１実施形態の廃液処理方法を実行する廃液処理装置１の概略構成を示す図である。図１では、廃液処理装置１の構成要素の一部を代表して模式的に図示している。以下において、重力方向を下側、重力方向とは反対方向を上側とする。本実施形態の廃液処理装置１は、塗装工程などで生じた塗料を含有する廃液（以下、塗料含有廃液Ｗ）を処理する装置である。具体的には、廃液処理装置１は、廃液処理方法を行うことで、塗料含有廃液Ｗに含まれる有機物を分解して、生物化学的酸素要求量（以下、ＢＯＤ）や化学的酸素要求量（以下、ＣＯＤ）を低下させる。ＢＯＤやＣＯＤが高いほど、処理対象となる液体に含まれる有機物の量が多く、汚染の程度が大きいことを示す。すなわち、ＢＯＤやＣＯＤの値が高いほど、未処理の状態で排出した場合に環境負荷が大きい。

塗料含有廃液Ｗは、例えば、自動車を製造する過程で行われる塗装工程において、塗料の流路としての塗料配管を有機溶剤などで洗浄したときの廃液である。塗料は、例えば、水性塗料や油性塗料である。本実施形態では、塗料は水性塗料である。水性塗料は、水、顔料、染料、樹脂、界面活性剤、架橋剤、その他の有機物を含む。塗料配管を洗浄するための有機溶剤は、例えば、ラッカーシンナーや水性シンナー（ミネラルターペン）である。本実施形態では、塗料配管を洗浄するための有機溶剤は水性シンナーである。なお、塗料含有廃液Ｗは、生物難分解性成分が含まれるため、塗料含有廃液Ｗ中の有機物の量を測定するには、微生物を用いた測定であるＢＯＤよりも、化学反応（酸化剤を用いた酸化還元反応）を利用して測定するＣＯＤの方が好適である。よって、以下において、塗料含有廃液Ｗに含まれる有機物の量は、ＣＯＤを用いて表す。本実施形態におけるＣＯＤの単位は、１Ｌの塗料含有廃液Ｗに含まれる被酸化性物質を、酸化剤を用いて一定の条件のもとで酸化するときに消費される酸化剤の量を、酸素量（ｍｇ）に換算したものである。本実施形態では、いずれの処理も実行されていない塗料含有廃液ＷのＣＯＤは、１５０００ｍｇ／Ｌ～１９０００ｍｇ／Ｌ程度である。

廃液処理装置１は、廃液貯留タンク１０と、薬品槽１１と、凝集槽１３と、フェントン槽１５と、検査槽１７と、２つの濾過装置６０，６０ａと、制御部１９と、を備える。廃液処理装置１は、廃液貯留タンク１０、凝集槽１３、フェントン槽１５、検査槽１７の順に塗料含有廃液Ｗを搬送させて、廃液処理方法を実行する。

廃液貯留タンク１０は、本実施形態の廃液処理方法を実行する対象となる塗料含有廃液Ｗを貯留する。廃液貯留タンク１０と凝集槽１３とを接続する配管には、ポンプ５０が設けられている。これにより、廃液貯留タンク１０は、制御部１９の制御により、凝集槽１３に向けて塗料含有廃液Ｗを排出する。

薬品槽１１は、凝集槽１３とフェントン槽１５とのそれぞれに対して供給する過酸化水素や凝集剤、触媒としての硫酸第一鉄などの薬品を貯留する。薬品槽１１は、制御部１９の制御により、凝集槽１３とフェントン槽１５とのそれぞれに対して予め定められた薬品を供給する。

凝集槽１３は、塗料含有廃液Ｗに含まれる固形成分と液体成分とを分離する。凝集槽１３とフェントン槽１５とを接続する配管には、ポンプ５１が設けられている。本実施形態では、凝集槽１３の容量は５ｍ^３である。

各槽１３，１５，１７にはそれぞれ検査装置２０，２０ａ，２０ｂと、攪拌機４０，４０ａ，４０ｂと、が設けられている。検査装置２０，２０ａ，２０ｂは、各槽１３，１５，１７に収容された液体のｐＨや温度、ＣＯＤなどを測定する。検査装置２０，２０ａ，２０ｂはそれぞれ、検知部２１０と、ＣＯＤ測定装置２５と、採取部２５０と、表示部２８と、を備える。

検知部２１０は、液体のｐＨを測定する電極と温度センサとを備える。ＣＯＤ測定装置２５は、採取部２５０から採取された各槽１３，１５，１７内の液体を用いて、ＣＯＤを測定する。採取部２５０は、各槽１３，１５，１７に収容された液体に浸かった状態で設けられる。表示部２８は、測定されたｐＨと、温度と、ＣＯＤと、を表示する。

攪拌機４０，４０ａ、４０ｂは、各槽１３，１５，１７に収容された液体を攪拌する。攪拌機４０，４０ａ、４０ｂは、複数の羽を有する回転翼４１０，４１０ａ，４１０ｂと、回転の中心となる軸部４２０，４２０ａ，４２０ｂと、によって構成される。回転翼４１０，４１０ａ，４１０ｂは、制御部１９の制御により、軸部４２０，４２０ａ，４２０ｂを中心として回転する。

濾過装置６０，６０ａは、固形成分と液体成分とを分離するための装置である。第１濾過装置６０は、第１引抜配管６１０と、第１フィルタ６２０と、第１濾過室６３０と、を備える。第１濾過装置６０は、凝集槽１３の下面に設けられた開口に対して、第１引抜配管６１０を介して接続されている。

第１引抜配管６１０は、凝集槽１３で凝集された第１凝集物Ｍ１を引き抜いてフィルタ６２０上に移送するための配管である。配管の途中には、配管の流路を開閉する弁が設けられている。第１凝集物Ｍ１は、重力により、凝集槽１３から第１引抜配管６１０を通って第１フィルタ６２０上へと移送される。

第１フィルタ６２０は、凝集槽１３から引き抜かれた第１凝集物Ｍ１を濾過するための濾布である。第１フィルタ６２０は、第１濾過室６３０の上端側に設けられる。本実施形態では、第１凝集物Ｍ１は、重力によって第１フィルタ６２０上に移送されて、固形成分と液体成分とが分離される自然濾過である。

第１濾過室６３０は、第１フィルタ６２０を通過した第１処理水Ｗ１を貯留する。第１濾過室６３０は、フェントン槽１５に接続されている。第１濾過室６３０に貯留された第１処理水Ｗ１は、ポンプ５２によって、フェントン槽１５に向けて移送される。

フェントン槽１５は、フェントン反応によって第１処理水Ｗ１に含まれる有機物を化学的に分解処理する工程を実行するための槽である。フェントン槽１５と検査槽１７とを接続する配管には、ポンプ５３が設けられている。フェントン反応後の第２上澄み液Ｗ２１は、検査槽１７に向けて移送される。本実施形態では、フェントン槽１５の容量は５ｍ^３である。フェントン槽１５は、第２検査装置２０ａと、攪拌機４０ａと、濾過装置６０ａと、温度調節機構７０と、を備える。フェントン槽１５における第２検査装置２０ａと、攪拌機４０ａと、の構成および機能は、凝集槽１３における第１検査装置２０と、攪拌機４０と、の機能および構成と同一であるため説明を省略する。

第２濾過装置６０ａは、第２引抜配管６１０ａと、第２フィルタ６２０ａと、第２濾過室６３０ａと、を備える。第２濾過装置６０ａは、フェントン槽１５の下面に設けられた開口に対して、第２引抜配管６１０ａを介して接続されている。

第２引抜配管６１０ａは、フェントン槽１５で凝集された第２凝集物Ｍ２を引き抜いて第２フィルタ６２０ａ上に移送するための配管である。本実施形態では、第２凝集物Ｍ２は、重力により、フェントン槽１５から第２引抜配管６１０ａを通って第２フィルタ６２０ａ上へと移送される。

第２フィルタ６２０ａは、フェントン槽１５から引き抜かれた第２凝集物Ｍ２を濾過するための濾布である。第２フィルタ６２０ａは、第２濾過室６３０ａの上端側に設けられる。本実施形態では、第２凝集物Ｍ２は、重力によって第２フィルタ６２０ａ上に移送されて、固形成分と液体成分とが分離される自然濾過である。

第２濾過室６３０ａは、第２フィルタ６２０ａを通過した第２処理水Ｗ２を貯留する。第２濾過室６３０ａは、検査槽１７に接続されている。第２濾過室６３０ａに貯留された第２処理水Ｗ２は、ポンプ５４によって、検査槽１７に移送される。

温度調節機構７０は、フェントン槽１５に収容された液体の温度を調節する機能を有する。温度調節機構７０は、例えば、熱交換器を介し、工業用水による間接熱交換機構によって構成される。温度調節機構７０は、昇温させる場合はヒーターなどによる加熱機構を、冷却の場合は工業用水による熱伝達、チラーなどによる冷却機構を持つ。

検査槽１７は、第２処理水Ｗ２のｐＨとＣＯＤとを測定するための槽である。本実施形態では、検査槽１７の容量は５ｍ^３である。検査槽１７は、第３検査装置２０ｂと、攪拌機４０ｂと、を備える。検査槽１７における第３検査装置２０ｂと、攪拌機４０ｂと、の構成および機能は、凝集槽１３における第１検査装置２０と、攪拌機４０と、の機能および構成と同一であるため説明を省略する。

制御部１９は、以上において説明した廃液処理装置１の各構成要素の動作を制御する。制御部１９は、例えば、第１処理水Ｗ１の温度に応じてフェントン槽１５におけるフェントン反応の進行を制御する。図１では、制御部１９に制御される廃液処理装置１の各構成要素のうち、電気的な接続の態様の一部を代表して模式的に図示している。

Ａ－２：廃液処理方法
図２は、第１実施形態の廃液処理方法を示すフローチャートである。本実施形態では、図２に示すステップＳ１～１０を実行することで、塗料含有廃液Ｗを処理する。本実施形態では、活性汚泥を用いた生物処理を行う前処理として、廃液処理方法が実行される。本実施形態の廃液処理方法を実行した後の塗料含有廃液Ｗである第２処理水Ｗ２のＣＯＤの目標値は１０００ｍｇ／Ｌ程度である。

本実施形態の廃液処理方法では、まず、第１分離工程（ステップＳ１）が実行される。第１分離工程（ステップＳ１）が開始された場合に、廃液貯留タンク１０に貯留されている塗料含有廃液Ｗは、凝集槽１３（図１）へと移送される。第１分離工程（ステップＳ１）では、塗料含有廃液Ｗに含まれる第１固形成分を塗料含有廃液Ｗから分離して第１処理水Ｗ１を取り出す。具体的には、塗料含有廃液Ｗに凝集剤を添加することで、塗料含有廃液Ｗに含まれる第１固形成分を取り除く。ここで言う第１固形成分は、例えば、塗料に含まれる顔料や一部の樹脂である。凝集槽１３（図１）から取り出された処理水は、第１処理水Ｗ１としてフェントン槽１５（図１）へと移送される。

次に、第１分離工程（ステップＳ１）で取り出された第１処理水Ｗ１に含まれる有機物を酸化分解する酸化分解工程（ステップＳ４～ステップＳ８）が実行される。本実施形態では、第１処理が行われる第１処理工程（ステップＳ４）と、第２処理が行われる第２処理工程（ステップＳ８）とによって、第１分離工程（ステップＳ１）で取り出された第１処理水Ｗ１に含まれる有機物が酸化分解される。第１処理と、第２処理とはそれぞれ、鉄触媒と過酸化水素とを用いたフェントン反応によってヒドロキシラジカルを生成して、第１分離工程（ステップＳ１）が行われた後の第１処理水Ｗ１に含まれる有機物を酸化分解する処理である。ここで言うフェントン反応は、酸性条件下において、過酸化水素（Ｈ_２Ｏ_２）と、二価鉄イオン（Ｆｅ^２＋）と、が反応することで、強力な酸化力を有するヒドロキシラジカル（・ＯＨ）を生成する反応である。このとき、過酸化水素は酸化剤として機能する。二価鉄イオンを含む鉄触媒は、過酸化水素に対して触媒として機能する。よって、フェントン反応は、酸化還元反応を利用してヒドロキシラジカルを生成する反応とも言える。フェントン反応は、以下の式（３）で示される。また、生成したヒドロキシラジカルによって、第１処理水Ｗ１に含まれる有機物を分解する態様は、以下の式（４）で示される。
Ｆｅ^２＋＋Ｈ_２Ｏ_２→Ｆｅ^３＋＋ＯＨ^－＋・ＯＨ 式（３）
・ＯＨ＋有機物→ＣＯ_２（無機成分） 式（４）

第１処理水Ｗ１の温度は、フェントン反応における反応熱によって上昇する。そのため、第１処理工程（ステップＳ４）と第２処理工程（ステップＳ８）との間には、第１処理水Ｗ１の温度を行う工程である冷却工程（ステップＳ６）を有する。冷却工程（ステップＳ６）では、第１処理工程（ステップＳ４）が行われた第１処理水Ｗ１の温度を第２の温度以下になるまで冷却する。本実施形態では、温度調節機構７０（図１）を用いて第１処理水Ｗ１を冷却する。第２の温度は、後の第２処理工程（ステップＳ８）を好適に実行するための第１処理水Ｗ１の温度である。本実施形態では、第２の温度は４５℃（セ氏）である。このように、第１処理工程（ステップＳ４）と第２処理工程（ステップＳ８）との間に冷却工程（ステップＳ６）を設けて、フェントン反応を２回に分けて行うことにより、第１処理水Ｗ１の過度な温度上昇を抑制する。これにより、第１処理水Ｗ１の過度な温度上昇に伴い、酸化分解が阻害されることを抑制する。

第２処理工程（ステップＳ８）の後に、第２分離工程（ステップＳ９）が実行される。第２分離工程（ステップＳ９）では、第２処理工程（ステップＳ８）が行われた第１処理水Ｗ１に含まれる第２固形成分を、第１処理水Ｗ１から分離して第２処理水Ｗ２を取り出す。ここで言う第２固形成分は、硫酸第一鉄由来の鉄化合物で構成される。フェントン槽１５（図１）から取り出された処理水は、第２処理水Ｗ２として検査槽１７（図１）へと移送される。

次に、第２処理水Ｗ２に対して、検査工程（ステップＳ１０）が実行される。検査工程（ステップＳ１０）では、第３検査装置２０ｂ（図１）によって、第２処理水Ｗ２のｐＨとＣＯＤとが測定される。検査工程（ステップＳ１０）は、前述したステップＳ１～ステップＳ９までの処理によって、固形成分や有機物がどの程度除去されたかを確認する工程である。よって、検査工程（ステップＳ１０）は、第２処理水Ｗ２の水質を確認する工程とも言える。検査工程（ステップＳ１０）までの各工程を実行することによって、本実施形態の廃液処理方法は終了する。なお、検査工程（ステップＳ１０）における第２処理水Ｗ２に対する測定項目は、これに限られるものではない。

図３は、第１実施形態の第１分離工程（ステップＳ１）の詳細を示すフローチャートである。第１分離工程（ステップＳ１）では、まず、ステップＳ１１０において、塗料含有廃液ＷのｐＨ調整を行う。ステップＳ１１０では、後の工程である第１凝集処理（ステップＳ１２０～ステップＳ１３０）において行われる１次凝集工程（ステップＳ１２０）に適したｐＨに塗料含有廃液Ｗが調整される。ステップＳ１１０では、塗料含有廃液Ｗに薬品槽１１（図１）が有する硫酸と水酸化ナトリウムとの少なくとも一方を添加することで、塗料含有廃液ＷのｐＨが６．５～７．５に調整される。

ステップＳ１１０の後に、第１凝集処理を行う。本実施形態では、第１凝集処理は、１次凝集工程（ステップＳ１２０）と、ｐＨ調整（ステップＳ１２２）と、２次凝集工程（ステップＳ１３０）と、を含む。

１次凝集工程（ステップ１２０）では、塗料含有廃液Ｗに含まれる有機物のうち、塗料含有廃液Ｗに分散した状態で存在する第１固形成分を凝集させる。第１固形成分は、水不溶性成分として塗料含有廃液Ｗに分散した状態で存在する。

一般に、液体中に分散した状態で存在する固形成分の表面は、負に帯電しており、互いに反発する。そのため、固形成分は液体中において凝集しない。これに対して、１次凝集工程（ステップＳ１２０）では、正電荷を有する１次凝集剤を塗料含有廃液Ｗに添加する。これにより、負に帯電した固形成分（ここでは、第１固形成分）の表面の電荷が１次凝集剤によって中和されて凝集する。この第１固形成分の凝集により、第１固形成分の集合体としての基礎フロックが形成される。

１次凝集剤は、第１固形成分を凝集させるための凝集剤であり、金属水酸化物等で構成される無機凝集剤である。無機凝集剤は、ｐＨが中性付近の場合に、正電荷を有する。そのため、１次凝集工程（ステップＳ１２０）を開始する前の工程（ステップＳ１１０）において、ｐＨを６．５～７．５に調整している。無機凝集剤は、例えば、アルミニウム系凝集剤や鉄系凝集剤である。本実施形態では、後のフェントン反応を生じさせる工程で添加される鉄触媒の量に影響を与えないように、１次凝集剤としてアルミニウム系凝集剤である硫酸バンドを用いる。

本実施形態において、１次凝集工程（ステップＳ１２０）では、１Ｌの塗料含有廃液Ｗに対して硫酸バンド（酸化アルミニウム含有量８％品）を１７．５ｍＬ添加する。このとき、塗料含有廃液Ｗは、攪拌機４０（図１）によって、３００ｒｐｍの回転数で攪拌される。

図３に示すように、ステップＳ１２０の後に、ステップＳ１２２において、塗料含有廃液ＷのｐＨ調整を行う。ステップＳ１２２では、薬品槽１１（図１）が有する硫酸と水酸化ナトリウムとの少なくとも一方を添加することで、塗料含有廃液ＷのｐＨが６．５～７．５に調整される。

ステップＳ１２２の後に、２次凝集工程（ステップＳ１３０）が実行される。２次凝集工程（ステップＳ１３０）では、塗料含有廃液Ｗに２次凝集剤を添加することで、第１固形成分の集合体としての基礎フロックをさらに凝集させる。具体的には、２次凝集工程（ステップＳ１３０）の開始時点において、基礎フロックを吸着させる性質を有する２次凝集剤を塗料含有廃液Ｗに添加して攪拌する。これにより、塗料含有廃液Ｗ中において基礎フロック同士が接触して吸着することによって凝集した粗大フロック（以下、第１凝集物Ｍ１）が形成される。ここで、後述するステップＳ１５０では、塗料含有廃液Ｗを静置して、第１凝集物Ｍ１を沈降分離させることで固液分離を行う。このとき、塗料含有廃液Ｗ中に含まれる基礎フロックの大きさは、大きければ大きいほど自重によって沈降しやすい。そのため、本実施形態では、無機凝集剤によって基礎フロックを形成させた後に、２次凝集工程（ステップＳ１３０）を設けて基礎フロックの集合体としての第１凝集物Ｍ１を形成させている。

２次凝集剤は、基礎フロックを凝集させるための高分子凝集剤である。高分子凝集剤には、例えば、アニオン系高分子凝集剤、カチオン系高分子凝集剤、ノニオン系高分子凝集剤など種類がある。アニオン系高分子凝集剤には、例えば、アクリルアミド系ポリマーがある。２次凝集剤の種類を選択する際は、１次凝集工程（ステップＳ１２０）と２次凝集工程（ステップＳ１３０）との間において、塗料含有廃液ＷのｐＨを大きく変動させることなく使用できる高分子凝集剤を２次凝集剤として使用するのが好ましい。本実施形態では、ステップＳ１１０において、塗料含有廃液ＷのｐＨを６．５～７．５（中性付近）に調整している。そこで、２次凝集工程（ステップＳ１３０）において使用する高分子凝集剤としては、中性付近の溶液の処理に適した高分子凝集剤が好適である。本実施形態では、中性からアルカリ性の溶液の処理に適しており、塗料含有廃液Ｗにおいて凝集性が良好であるアニオン系高分子凝集剤を２次凝集剤として用いる。

本実施形態において、２次凝集工程（ステップＳ１３０）では、１Ｌの塗料含有廃液Ｗに対してアニオン系高分子凝集剤を６ｍＬ添加する。このとき、塗料含有廃液Ｗは、攪拌機４０（図１）によって、１８０ｒｐｍの回転数で攪拌される。

ステップＳ１５０において、塗料含有廃液Ｗに含まれる第１凝集物Ｍ１を塗料含有廃液Ｗから分離して第１処理水Ｗ１を取り出す。ステップＳ１５０では、第１分離処理と、第１濾過処理と、がこの順に実行される。

第１分離処理では、第１凝集処理（ステップＳ１２０～ステップＳ１３０）が行われた塗料含有廃液Ｗに含まれる第１凝集物Ｍ１と、上澄み液としての第１上澄み液Ｗ１１とを、凝集槽１３（図１）を用いて分離する。具体的には、攪拌機４０（図１）の駆動を停止して塗料含有廃液Ｗを静置することで、第１凝集物Ｍ１を自重により凝集槽１３（図１）の下面に沈降させる。これにより、第１上澄み液Ｗ１１と、第１凝集物Ｍ１とが分離される。

第１濾過処理では、第１凝集物Ｍ１と、第１凝集物Ｍ１と共に第１濾過装置６０（図１）に移送された第１上澄み液Ｗ１１とを、第１濾過装置６０（図１）を用いて分離する。第１濾過処理では、凝集槽１３（図１）から移送されてきた第１凝集物Ｍ１と、第１上澄み液Ｗ１１と、が第１フィルタ６２０（図１）上に載置される。この状態において、予め定められた時間だけ放置すると、第１フィルタ６２０（図１）上に第１残渣Ｍ１１が溜まる。第１残渣Ｍ１１は、ステップＳ１６５において、焼却処分される。

一方で、濾液としての第１濾液Ｗ１１０は、第１フィルタ６２０（図１）を通過して、第１濾過室６３０（図１）に貯留される。ここでは、第１分離処理で得られた第１上澄み液Ｗ１１と、第１濾過処理で得られた第１濾液Ｗ１１０と、を総称して第１処理水Ｗ１としている。第１処理水Ｗ１としての第１濾液Ｗ１１０は、ステップＳ１７５において、フェントン槽１５（図１）へと移送される。なお、第１濾過処理は省略してもよい。

ステップＳ１１０からステップＳ１７５までの実行により、本実施形態の第１分離工程（ステップＳ１）は終了する。本実施形態では、第１分離工程（ステップＳ１）の所要時間は、約６時間である。第１分離工程（ステップＳ１）が行われた第１処理水Ｗ１のＣＯＤは、５０００ｍｇ／Ｌ～６０００ｍｇ／Ｌ程度である。なお、第１分離工程（ステップＳ１）における１次凝集剤および２次凝集剤の種類および添加量、塗料含有廃液ＷのｐＨ、攪拌機４０（図１）の回転数、凝集の態様等の各種条件はこれに限られるものではない。

図４は、第１実施形態の第１処理工程（ステップＳ４）の詳細を示すフローチャートである。第１処理工程（ステップＳ４）では、まず、ステップＳ４１０において、第１処理水Ｗ１のｐＨ調整を行う。ステップＳ４１０では、後の工程である第１処理（ステップＳ４３０およびステップＳ４５０）において行われるフェントン反応に適したｐＨに第１処理水Ｗ１が調整される。ステップＳ４１０では、第１処理水Ｗ１に薬品槽１１（図１）が有する硫酸を添加することで、第１処理水Ｗ１のｐＨが２．５～３．５に調整される。

ステップＳ４１０の後に、温度調節工程（ステップＳ４２０）が実行される。温度調節工程（ステップＳ４２０）は、第１処理水Ｗ１の温度が予め定められた第３の温度になるように調節する工程である。本実施形態では、第３の温度は３０℃である。なお、本実施形態では、第３の温度は、第２の温度（本実施形態では４５℃）以下とすることが好ましい。このようにすれば、第１処理を行う第１処理水Ｗ１の温度がフェントン反応に伴って過度に上昇することを抑制できる。なお、温度調節工程（ステップＳ４２０）は省略可能である。

ステップＳ４２０の後に、第１添加工程（ステップＳ４３０）が実行される。第１添加工程（ステップＳ４３０）は、フェントン反応に必要となる薬品をフェントン槽１５（図１）内の第１処理水Ｗ１に添加する工程である。第１添加工程（ステップＳ４３０）では、消泡剤と、鉄触媒と、酸化剤としての過酸化水素と、を添加する。

第１添加工程（ステップＳ４３０）では、まず、消泡剤を第１処理水Ｗ１に添加する。消泡剤は、例えば、シリコーン系やポリエーテル系で構成される薬品である。本実施形態では、第１処理水Ｗ１に対する消泡剤の濃度は、１００ｐｐｍ以上としている。次に、鉄触媒を第１処理水Ｗ１に添加する。本実施形態では、鉄触媒は、二価鉄イオンを含む硫酸第一鉄である。本実施形態では、１Ｌの第１処理水Ｗ１に対して、硫酸第一鉄を１７ｍＬ添加する。次に、過酸化水素を第１処理水Ｗ１に添加する。本実施形態では、１Ｌの第１処理水Ｗ１に対して、３５ｗｔ％過酸化水素を１１０ｍＬ添加する。

ステップＳ４３０の後に、第１攪拌工程（ステップＳ４５０）が実行される。第１攪拌工程（ステップＳ４５０）では、第１処理水Ｗ１を攪拌することで、フェントン反応を進行させる。よって、第１添加工程（ステップＳ４３０）と、第１攪拌工程（ステップＳ４５０）と、をこの順に実行することで、第１処理水Ｗ１中でフェントン反応が進行する。第１攪拌工程（ステップＳ４５０）において、第１処理水Ｗ１は、攪拌機４０ａ（図１）によって、３００ｒｐｍの回転数で攪拌される。以下において、第１添加工程（ステップＳ４３０）と、第１攪拌工程（ステップＳ４５０）と、をまとめて、第１処理と呼ぶ。

第１処理において、第１処理水Ｗ１の温度は、反応熱によって上昇し、最大値（ピーク温度）に達する。その後、第１処理水Ｗ１の温度は下降する。本実施形態では、第１処理水Ｗ１の温度が８０℃となった場合に、第１攪拌工程（ステップＳ４５０）を終了することで、第１処理が終了する。以下において、第１処理の終了時点における第１処理水Ｗ１の温度を第１の温度と呼ぶ。

図５は、第１実施形態の第２処理工程（ステップＳ８）の詳細を示すフローチャートである。第２処理工程（ステップＳ８）では、第１処理工程（ステップＳ４）と同様にフェントン反応が実行されるため、第１処理水Ｗ１のｐＨは酸性側となっている必要がある。このとき、第１処理水Ｗ１のｐＨは、ステップＳ４１０（図４）においてｐＨ調整を行った後に大きく変動することなく酸性側の状態で維持されている。よって、第２処理工程（ステップＳ８）の開始時点において、第１処理水Ｗ１のｐＨの調整は行う必要がない。

第２処理工程（ステップＳ８）では、まず、第２添加工程（ステップＳ８３０）が実行される。第２添加工程（ステップＳ８３０）は、第１処理水Ｗ１に対して、鉄触媒と過酸化水素とのうちの過酸化水素を再度添加する工程である。本実施形態では、第２添加工程（ステップＳ８３０）において、３５ｗｔ％過酸化水素を第１処理水Ｗ１に１１０ｍＬ添加する。これにより、フェントン反応が開始される。

硫酸第一鉄はフェントン反応の触媒として機能するため、第１処理水Ｗ１中の硫酸第一鉄の残存量は、第１処理の開始時点と第２処理の開始時点とで大きな増減は見られない。よって、過酸化水素のように複数回に分けて添加する必要はない。本実施形態では、第１処理水Ｗ１に対する硫酸第一鉄の添加は、第２添加工程（ステップＳ８３０）においては行わず、第１添加工程（図４のステップＳ４３０）においてのみ行う。このようにすれば、第２添加工程（ステップＳ８３０）において添加する薬品の数を減らすことができる。なお、硫酸第一鉄は、第１添加工程（ステップＳ４３０）と、第２添加工程（ステップＳ８３０）と、の２回に分けて添加してもよい。また、第２添加工程（ステップＳ８３０）では、第１処理水Ｗ１に対して、再度消泡剤を添加してもよい。

ステップＳ８３０の後に、第２攪拌工程（ステップＳ８５０）が実行される。第２攪拌工程（ステップＳ８５０）では、第１処理水Ｗ１を攪拌することで、フェントン反応を進行させる。よって、第２添加工程（ステップＳ８３０）と、第２攪拌工程（ステップＳ８５０）と、をこの順に実行することで、第１処理水Ｗ１中でフェントン反応が進行する。第２攪拌工程（ステップＳ８５０）において、第１処理水Ｗ１は、攪拌機４０ａ（図１）によって、３００ｒｐｍの回転数で攪拌される。以下において、第２添加工程（ステップＳ８３０）と、第２攪拌工程（ステップＳ８５０）と、をまとめて、第２処理と呼ぶ。

第２処理において、第１処理水Ｗ１の温度は、反応熱によって上昇し、最大値（ピーク温度）に達する。その後、第１処理水Ｗ１の温度は、下降する。よって、本実施形態では、第１処理水Ｗ１の温度が第１の温度としての８０℃となった時点で第２攪拌工程（ステップＳ８５０）を終了することで、第２処理が終了する。

図６は、第１実施形態の第２分離工程（ステップＳ９）の詳細を示すフローチャートである。第２分離工程（ステップＳ９）では、まず、ステップＳ９１０において、第１処理水Ｗ１のｐＨ調整を行う。ステップＳ９１０では、後の工程である第２凝集処理（ステップＳ９２０）に適したｐＨに第１処理水Ｗ１を調整する。ステップＳ９１０では、第１処理水Ｗ１に薬品槽１１（図１）が有する水酸化ナトリウムを添加することで、第１処理水Ｗ１のｐＨが６．５～７．５に調整される。

ステップＳ９１０の後に、第２凝集処理（ステップＳ９２０）を実行する。第２凝集処理（ステップＳ９２０）では、第２処理工程（ステップＳ８）が行われた第１処理水Ｗ１に凝集剤を添加することで、第１処理水Ｗ１に含まれる第２固形成分を取り除く。第２固形成分は、水不溶性成分として第１処理水Ｗ１に分散した状態で存在する。

第２凝集処理（ステップＳ９２０）において、第１処理水Ｗ１に添加する凝集剤は、高分子凝集剤である。本実施形態では、表面に正電荷を有する鉄化合物を含む第２固形成分を凝集させるため、この正電荷を中和して凝集させることができるアニオン系高分子凝集剤を用いる。本実施形態において、第２凝集処理（ステップＳ９２０）では、１Ｌの第１処理水Ｗ１に対してアニオン系高分子凝集剤を４ｍＬ添加する。このとき、第１処理水Ｗ１は、攪拌機４０ａ（図１）によって、１８０ｒｐｍの回転数で攪拌される。

ステップＳ９５０において、第１処理水Ｗ１に含まれる第２凝集物Ｍ２を第１処理水Ｗ１から分離して第２処理水Ｗ２を取り出す。ステップＳ９５０では、第２分離処理と、第２濾過処理と、がこの順に実行される。

第２分離処理では、第２凝集処理（ステップＳ９２０）が行われた第１処理水Ｗ１に含まれる第２凝集物Ｍ２と、上澄み液としての第２上澄み液Ｗ２１とを、フェントン槽１５（図１）を用いて分離する。具体的には、攪拌機４０ａ（図１）の駆動を停止して第１処理水Ｗ１を静置することで、第２凝集物Ｍ２を自重によりフェントン槽１５（図１）の下面に沈降させる。これにより、第２上澄み液Ｗ２１と、第２凝集物Ｍ２とを分離する。

第２濾過処理では、第２凝集物Ｍ２と、第２凝集物Ｍ２と共に第２濾過装置６０ａ（図１）に移送された第２上澄み液Ｗ２１とを、第２濾過装置６０ａ（図１）を用いて分離する。第２濾過処理では、フェントン槽１５（図１）から移送されてきた第２凝集物Ｍ２と、第２上澄み液Ｗ２１と、が第２フィルタ６２０ａ（図１）上に載置される。この状態において、予め定められた時間だけ放置すると、第２フィルタ６２０ａ（図１）上に残渣としての第２残渣Ｍ２１が留まる。第２残渣Ｍ２１は、ステップＳ９６５において、焼却処分される。

一方で、濾液としての第２濾液Ｗ２１０は、第２フィルタ６２０ａ（図１）を通過して、第２濾過室６３０ａ（図１）に貯留される。ここでは、第２分離処理で得られた第２上澄み液Ｗ２１と、第２濾過処理で得られた第２濾液Ｗ２１０と、を総称して第２処理水Ｗ２としている。第２処理水Ｗ２としての第２濾液Ｗ２１０は、ステップＳ９７５において、検査槽１７（図１）へと移送される。なお、第２濾過処理は省略してもよい。

ステップＳ９１０からステップＳ９７５までの実行により、本実施形態の第２分離工程（ステップＳ９）は終了する。本実施形態では、第１処理工程（ステップＳ４）の開始時点から第２処理工程（ステップＳ８）の終了時点までの所要時間は、約９時間である。

第２分離工程（ステップＳ９）の後に、検査工程（ステップＳ１０）が実行される。図７は、検査工程（ステップＳ１０）の詳細を示すフローチャートである。ステップＳ１１００において、第２処理水Ｗ２のＣＯＤが目標値以下であるか否かを判定する。第２処理水Ｗ２のＣＯＤは、第３検査装置２０ｂ（図１）によって測定される。制御部１９は、第２処理水Ｗ２のＣＯＤを第３検査装置２０ｂ（図１）から取得して、ステップＳ１１００を実行する。

ステップＳ１１００において「Ｙｅｓ」の判定が成された場合には、本実施形態の廃液処理方法の全工程を終了する。ステップＳ１１００において「Ｎｏ」の判定が成された場合には、再フェントン工程（ステップＳ１２００）が実行される。

再フェントン工程（ステップＳ１２００）は、第２処理水Ｗ２のＣＯＤが目標値以下となるように、再度第１処理と第２処理とを実行する工程である。再フェントン工程（ステップＳ１２００）における過酸化水素の添加条件は、再フェントン工程（ステップＳ１２００）実行前における第２処理水Ｗ２のＣＯＤに応じて決定すればよい。例えば、第２処理水Ｗ２のＣＯＤと目標値との差が予め定められた値未満である場合には、第１添加工程（ステップＳ４３０）および第２添加工程（ステップＳ８３０）よりも少ない量の過酸化水素を添加して、フェントン反応を１回のみ実行してもよい。また、再フェントン工程（ステップＳ１２００）は、フェントン槽１５（図１）とは別の槽で実行されてもよい。

ステップＳ１３００において、再フェントン工程（ステップＳ１２００）実行後の第２処理水Ｗ２のＣＯＤが目標値以下であるか否かを判定する。ステップＳ１３００において「Ｙｅｓ」の判定が成された場合には、本実施形態の廃液処理方法の全工程を終了する。ステップＳ１３００において「Ｎｏ」の判定が成された場合には、再び再フェントン工程（ステップＳ１２００）が実行される。

Ａ－３：各工程の実行によるＣＯＤの推移
図８は、各工程におけるＣＯＤの推移を示したグラフである。図８では、いずれの処理も実行されていない塗料含有廃液Ｗと、図２に示す第１分離工程（ステップＳ１）後の第１処理水Ｗ１と、図２に示す第２分離工程（ステップＳ９）後の第２処理水Ｗ２と、のＣＯＤをこの順で示している。図８では、生物処理の前処理としての位置づけである、本実施形態の廃液処理方法を実行した後に、第２処理水Ｗ２に対して、活性汚泥を用いた生物処理工程を行った場合のＣＯＤを併せて記載している。

第１分離工程（ステップＳ１）後の第１処理水Ｗ１のＣＯＤは、５０００ｍｇ／Ｌ～６０００ｍｇ／Ｌ程度となっている。すなわち、第１分離工程（ステップＳ１）において、塗料含有廃液Ｗから第１固形成分を取り除くことで、塗料含有廃液ＷのＣＯＤを５０００ｍｇ／Ｌ～６０００ｍｇ／Ｌ程度まで低下させることができる。

第２分離工程（ステップＳ９）後の第２処理水Ｗ２のＣＯＤは、８００ｍｇ／Ｌ～１０００ｍｇ／Ｌ程度となっている。すなわち、第１処理（図４）と、第２処理（図５）と、によって、第１処理水Ｗ１に含まれる有機物を酸化分解した後に、第２分離工程（ステップＳ９）において、第２固形成分を取り除くことで、塗料含有廃液ＷのＣＯＤを８００ｍｇ／Ｌ～１０００ｍｇ／Ｌ程度まで低下させることができる。よって、活性汚泥への負荷を下げた状態において、本実施形態の廃液処理方法を実行した後の第２処理水Ｗ２を生物処理できる。さらに、本実施形態の廃液処理方法は、化学反応を利用した処理であるため、第２処理水Ｗ２に含まれる生物難分解性物質の量が低減されている。よって、活性汚泥を用いた場合の生分解性を向上させることができる。さらに、本実施形態の廃液処理方法を実行した後の第２処理水Ｗ２に含まれる有機物を、活性汚泥を用いて生物処理した場合、第２処理水Ｗ２のＣＯＤを６００ｍｇ／Ｌ以下にまで低下させることができる。

上記実施形態によれば、凝集剤を添加して分離処理を行うことで第１固形成分と第２固形成分とを取り出す工程と、フェントン反応を利用して有機物を酸化分解する工程と、を組み合わせることで、塗料含有廃液ＷのＣＯＤを所望の値まで低下させることができる。すなわち、微生物の生分解反応を利用した活性汚泥による処理とは異なる、化学反応を利用した処理によって、塗料含有廃液ＷのＢＯＤやＣＯＤを所望の値まで低下させることができる。これにより、活性汚泥への負荷を下げた状態において、生物処理を実行することができる。そのため、活性汚泥を構成する微生物の死滅などの可能性を低減することができる。また、これにより、活性汚泥による処理時間を短縮することができる。これらによって、塗料含有廃液Ｗを短時間かつ継続的に処理できる。

また、上記実施形態によれば、第１処理工程（ステップＳ４）と第２処理工程（ステップＳ８）との間に冷却工程（ステップＳ６）を設けることで、フェントン反応に伴う第１処理水Ｗ１の過度な温度上昇を抑制できる。これにより、第１処理水Ｗ１の過度な温度上昇に伴い、酸化分解が阻害されることを抑制できるので、塗料含有廃液ＷのＢＯＤやＣＯＤを所望の値まで低下させることができる。

また、上記実施形態によれば、化学反応を利用した処理によって、塗料含有廃液ＷのＢＯＤやＣＯＤを所望の値まで低下させた後に、生物処理を実行する。このとき、化学反応を利用した処理によって、第２処理水Ｗ２に含まれる生物難分解性物質の量は低減されている。そのため、活性汚泥を用いた場合の生分解性を向上させることができる。

また、上記実施形態によれば、化学反応を利用した処理によって、塗料含有廃液ＷのＢＯＤやＣＯＤを所望の値まで低下させた後に、生物処理を実行する。これにより、生物処理によって発生する余剰汚泥の量を低減させることができる。すなわち、塗料含有廃液Ｗの処理における廃棄物の量を低減させることができる。

また、上記実施形態によれば、フェントン反応を利用して有機物を酸化分解する工程を２回に分けて行う。これにより、第１処理水Ｗ１の温度が過度に上昇する前にフェントン反応を行うことで、塗料含有廃液ＷのＣＯＤを所望の値である１０００ｍｇ／Ｌ程度まで低下させることができる。

また、上記実施形態によれば、凝集剤を添加して固形成分の分離処理を行う分離工程と、フェントン反応を利用して有機物を酸化分解する酸化分解工程と、を組み合わせることで、塗料含有廃液ＷのＣＯＤを１０００ｍｇ／Ｌ程度まで低下させる。このとき、分離工程の所要時間は約６時間であり、酸化分解工程の所要時間は約９時間である。よって、塗料含有廃液Ｗを１日ごとに連続して処理することができる。

また、上記実施形態によれば、第１処理工程（ステップＳ４）では、第１処理水Ｗ１の温度を第２の温度よりも低い第３の温度に調節する温度調節工程（ステップＳ４２０）を有する。これにより、第１処理水Ｗ１の温度がフェントン反応に伴って過度に上昇することを抑制できる。

また、上記実施形態によれば、第１攪拌工程（ステップＳ４５０）と、第２攪拌工程（ステップＳ８５０）と、において第１処理水Ｗ１を攪拌することにより、鉄触媒と過酸化水素とを用いたフェントン反応を進行させることができる。

また、上記実施形態によれば、第１分離処理において塗料含有廃液Ｗに含まれる第１処理水Ｗ１としての第１上澄み液Ｗ１１を取り出した後に、第１濾過処理によって、第１凝集物Ｍ１に含まれる第１処理水Ｗ１としての第１濾液Ｗ１１０を取り出す。また、この形態によれば、第２分離処理において第１処理水Ｗ１に含まれる第２処理水Ｗ２としての第２上澄み液Ｗ２１を取り出した後に、第２濾過処理によって、第２凝集物Ｍ２に含まれる第２処理水Ｗ２としての第２濾液Ｗ２１０を取り出す。これにより、第１処理水Ｗ１と第２処理水Ｗ２とのそれぞれの回収率を向上させることができる。

また、上記実施形態によれば、廃液処理装置１の主な構成要素は、薬品槽１１、凝集槽１３、フェントン槽１５、および、濾過装置６０，６０ａである。すなわち、本実施形態の廃液処理方法は、シンプルな設備構成で実行することができる。これにより、低コストで廃液処理装置１を構築することができる。

Ｂ．他の実施形態：
Ｂ－１．他の実施形態１：
上記実施形態では、１Ｌの第１処理水Ｗ１に対して３５ｗｔ％過酸化水素を合計で２２０（ｍＬ／廃液１Ｌ）添加することで、第２処理水Ｗ２のＣＯＤを１０００ｍｇ／Ｌ程度まで低下させていた。しかし、本開示は、これに限られるものではない。第１処理水Ｗ１に添加する過酸化水素の量を増やすことで、第１処理水Ｗ１のＣＯＤをより低下させることができる。例えば、図４の第１添加工程（ステップＳ４３０）と、図５の第２添加工程（ステップＳ８３０）と、において第１処理水Ｗ１に添加する過酸化水素の量をそれぞれ増やしてもよい。１回あたりの過酸化水素の添加量を一定（例えば、１１０ｍＬ／廃液１Ｌ）にした状態で、フェントン反応を行う回数を３回以上に増やしてもよい。

このような形態であれば、第２処理水Ｗ２のＣＯＤを１００ｍｇ／Ｌまで低下させることができる。よって、生分解反応を利用した生物処理を実行することなく、化学反応を利用した処理のみで、塗料含有廃液ＷのＣＯＤを所望の値まで低下させることができる。

Ｂ－２：他の実施形態２：
上記実施形態では、図２に示す冷却工程（ステップＳ６）において、温度調節機構７０（図１）を用いて第１処理水Ｗ１の温度が第２の温度以下になるまで冷却していた。しかし、本開示は、これに限られるものではない。冷却工程（ステップＳ６）では、例えば、大気との熱交換によって第１処理水Ｗ１を冷却する自然空冷であってもよい。このような形態であっても、図４に示す第１処理工程（ステップＳ４）が行われた第１処理水Ｗ１の温度を第２の温度以下になるまで冷却させることができる。

Ｃ．好ましい添加条件
Ｃ－１．１次凝集剤の好ましい添加量
図９は、１次凝集剤である硫酸バンドの適正添加量を説明するためのグラフである。本測定では、塗料含有廃液Ｗに添加する硫酸バンドの添加量を変化させた場合に、塗料含有廃液Ｗにおける有機物の除去率をそれぞれ測定している。本測定では、硫酸バンドの直接的な効果を確認するために、硫酸バンドを塗料含有廃液Ｗに添加した後に、塗料含有廃液Ｗを静置して基礎フロックを沈降分離させて、得られた上澄み液のＣＯＤを測定している。

図９の横軸は、１Ｌの塗料含有廃液Ｗに対して添加した硫酸バンドの添加量を表している。図９では、硫酸バンドの添加量の単位を（ｍＬ／廃液１Ｌ）としている。図９の縦軸は、ＣＯＤ除去率を表している。ここで言うＣＯＤ除去率は、硫酸バンドを添加する前の塗料含有廃液ＷのＣＯＤに対して、本測定の上澄み液のＣＯＤがどの程度低下したかを百分率で表した数値である。すなわち、図９の縦軸に示す上澄み液のＣＯＤ除去率の分だけ、硫酸バンドの添加により第１固形成分が凝集されたことを示している。

図９では、１Ｌの塗料含有廃液Ｗに添加する硫酸バンドの添加量のみを変化させて測定したときのデータを示している。その他の条件については、第１分離工程（ステップＳ１）の各条件と同様としている。本測定では、塗料含有廃液ＷのＣＯＤが１５０００ｍｇ／Ｌ～１９０００ｍｇ／Ｌ程度である場合について検討している。本測定では、図９に示すように、塗料含有廃液Ｗに対する硫酸バンドの添加量を段階的に増やした場合に、以下のような傾向が見られた。硫酸バンドの添加量を５．０ｍＬから１７．５ｍＬに増やした場合、上澄み液のＣＯＤ除去率は２５％向上した。一方で、硫酸バンドの添加量１７．５ｍＬから３５．０ｍＬに増やしても、上澄み液のＣＯＤ除去率は３％向上するに留まり、上澄み液のＣＯＤ除去率の大幅な向上は見られなかった。すなわち、本測定では、硫酸バンドを添加することで塗料含有廃液Ｗに含まれる第１固形成分を凝集させる場合において、１Ｌの塗料含有廃液Ｗに対して１７．５ｍＬよりも多く硫酸バンドを添加しても、顕著な効果は得られなかった。以上のことから、１Ｌの塗料含有廃液Ｗに対する硫酸バンドの添加量の上限は、１７．５ｍＬ以下であることが好ましい。これにより、硫酸バンドの添加量を抑制しつつ、第１固形成分の凝集効果を得ることができる。なお、上記実施形態では、硫酸バンドの添加量は１７ｍＬとしている。

Ｃ－２．フェントン反応で用いる過酸化水素の好ましい添加量
図１０は、過酸化水素の適正添加量を説明するためのグラフである。本測定では、第１処理水Ｗ１に添加する過酸化水素の添加量を変化させた場合に、第１処理水Ｗ１のＣＯＤをそれぞれ測定することで、過酸化水素の適正添加量を検討した。本測定では、第１処理水Ｗ１のＣＯＤが６０００ｍｇ／Ｌである場合について検討している。

図１０の横軸は、１Ｌの第１処理水Ｗ１に対して添加した過酸化水素の添加量を表している。図１０では、過酸化水素の添加量の単位を（ｍＬ／廃液１Ｌ）としている。また、本測定では、３５ｗｔ％過酸化水素を使用している。図１０の縦軸は、第１処理水Ｗ１に含まれる有機物の分解率をＣＯＤ分解率として表している。ここで言うＣＯＤ分解率は、フェントン反応が起こる前の第１処理水Ｗ１のＣＯＤに対して、フェントン反応が起こった後に、第２分離工程（ステップＳ９）と同様の方法で鉄化合物を除去した第２処理水Ｗ２のＣＯＤが、どの程度低下したかを百分率で表した数値である。すなわち、図１０の縦軸に示すＣＯＤ分解率の分だけ、ヒドロキシラジカルによって第１処理水Ｗ１に含まれていた有機物が分解されたことを示している。

図１０では、１Ｌの第１処理水Ｗ１に添加する過酸化水素の添加量のみを変化させて測定したときのデータを示している。その他の条件については、第１実施形態の第１処理工程（ステップＳ４）の各条件と同様としている。本測定では、図１０に示すように、第１処理水Ｗ１に対する過酸化水素の添加量を段階的に増やした場合に、過酸化水素の添加量が多いほどＣＯＤ分解率が高くなる傾向が見られた。すなわち、過酸化水素の添加量に比例して、ヒドロキシラジカルによる有機物の酸化分解が促進される傾向が見られた。

上記実施形態では、第２処理水Ｗ２のＣＯＤを１０００ｍｇ／Ｌ程度まで低下させることを目標としている。図１０に示す例では、ＣＯＤ分解率が８４％のとき、第２処理水Ｗ２のＣＯＤが９６０ｍｇ／Ｌとなっており、このときの過酸化水素の添加量は２２０ｍＬである。よって、ＣＯＤが６０００ｍｇ／Ｌ程度の第１処理水Ｗ１に含まれる有機物をフェントン反応によって酸化分解し、第２処理水Ｗ２のＣＯＤを１０００ｍｇ／Ｌ程度まで低減させるためには、次のようにすればよい。すなわち、１Ｌの第１処理水Ｗ１に対して、２２０ｍＬの３５ｗｔ％過酸化水素を添加すればよい。よって、上記実施形態では、１Ｌの第１処理水Ｗ１に対する３５ｗｔ％過酸化水素の添加量を合計で２２０ｍＬとしている。

ここで、過酸化水素は、特定の要素に起因して、水と酸素とに分解する性質を有する。ここで発生する酸素は、気体状の酸素ガスである。過酸化水素の分解反応を以下の式（５）に示す。過酸化水素の分解に起因する特定の要素は、例えば、濃度、温度などである。過酸化水素は、溶液中、ここでは第１処理水Ｗ１中の過酸化水素の濃度が高くなるほど分解しやすくなる。また、過酸化水素は、第１処理水Ｗ１の温度が高くなるほど分解しやすくなる。具体的には、過酸化水素を含む溶液の温度が６０℃以上となった場合に、式（５）に示す分解反応が活発に進行する。
２Ｈ_２Ｏ_２→２Ｈ_２Ｏ＋Ｏ_２ 式（５）

第１処理水Ｗ１の有機物をヒドロキシラジカルによって酸化分解する過程（前述の式（４））では、反応熱が生じる。また、第１処理水Ｗ１に対する過酸化水素の添加量が多いほど、式（４）に示す酸化分解は促進される。すなわち、過酸化水素の添加量の増大に伴って、反応熱は大きくなる。例えば、初期温度が３０℃である１Ｌの第１処理水Ｗ１に対して、過酸化水素を１９８ｍＬ添加した場合、第１処理水Ｗ１の温度は８０℃以上に達する。反応熱によって第１処理水Ｗ１の温度が６０℃以上となった場合、未反応の状態で第１処理水Ｗ１に含まれる過酸化水素は、式（５）の分解反応を起こしやすい。

過酸化水素の自己分解によって生成した酸素ガスは、フェントン槽１５（図１）内に滞留する。この酸素ガスによって、第１処理水Ｗ１の急激な膨張と、フェントン槽１５（図１）の内圧上昇とが生じる。よって、安全にフェントン反応を進行させるためには、式（５）に示した過酸化水素の分解反応を最小限にすることが好ましい。以下において、１Ｌの第１処理水Ｗ１に対して、過酸化水素を２２０ｍＬ添加する場合における過酸化水素の適正な添加条件を、図１１～図１３を用いて説明する。

図１１は、第１処理水の温度と過酸化水素の添加量との関係性を示すデータである。図１１では、本測定の条件と結果とをそれぞれ示している。図１１では、条件Ｘ１～Ｘ９でのそれぞれにおいて、第１処理水Ｗ１がフェントン反応に伴ってピーク温度に達するまでの時間と、ピーク温度と、酸素発生量と、第１処理水Ｗ１の膨張の有無と、を示す。図１１の測定結果を用いることで、過酸化水素の分解反応を最小限にするための添加条件を決定できる。条件Ｘ１～Ｘ９は、第１処理水Ｗ１の初期温度と、第１処理水Ｗ１に対して添加する３５ｗｔ％過酸化水素の添加量と、がそれぞれ異なる。図１１の「初期温度」は、ステップＳ４２０後の第１処理水Ｗ１の温度を表している。図１１の「ピーク温度に達するまでの時間」は、第１処理水Ｗ１の温度が最大値となるまでの時間を分単位で表している。図１１の「ピーク温度」は、第１処理水Ｗ１の温度が最大値となったときの値を表している。図１１の「酸素発生量」は、１Ｌの第１処理水Ｗ１に対して、条件Ｘ１～Ｘ９でフェントン反応を行った場合に、発生する酸素ガスの量を表している。酸素発生量の単位は（Ｌ／廃液１Ｌ）である。なお、本測定では、１Ｌの第１処理水Ｗ１に対して、硫酸第一鉄を１７ｍＬ添加している。

図１２は、図１１に示す各条件下における第１処理水Ｗ１の温度の時間変化を示すグラフである。図１２では、図１１のピーク温度に達するまでの時間と、ピーク温度と、を条件Ｘ１～Ｘ９ごとに可視化している。図１２には、図１１における条件Ｘ１～Ｘ９に対応する符号を付している。図１２では、条件Ｘ１～Ｘ９のそれぞれについて、フェントン反応の開始からの経過時間と第１処理水Ｗ１の温度との関係を示している。図１２の横軸は、過酸化水素を添加することで、フェントン反応が開始された時点からの経過時間を表している。図１２では、経過時間を３０分単位で示している。図１２の縦軸は、第１処理水Ｗ１の温度を表している。なお、図１１のピーク温度は、図１２の条件Ｘ１～Ｘ９に係る各グラフの頂点における第１処理水Ｗ１の温度と一致する。また、図１１のピーク温度に達するまでの時間は、図１２において、条件Ｘ１～Ｘ９に係る各グラフの頂点における経過時間と一致する。

条件Ｘ１，Ｘ４，Ｘ７は、第１実施形態における過酸化水素の添加量（２２０ｍＬ）に最も近い条件である。条件Ｘ１，Ｘ４，Ｘ７では、図１１および図１２に示すように、いずれの条件においても、第１処理水Ｗ１の顕著な温度上昇が見られた。初期温度が条件Ｘ７よりも高い条件Ｘ１，Ｘ４では、図１１に示すように、第１処理水Ｗ１の膨張も見られた。

一方で、条件Ｘ７では、図１１に示すように、第１処理水Ｗ１の膨張は見られなかった。第１処理水Ｗ１の膨張が見られた他の条件Ｘ１，Ｘ２，Ｘ４，Ｘ５と比較すると、図１２に示すように、条件Ｘ７は、他の条件Ｘ１，Ｘ２，Ｘ４，Ｘ５と比べて、ピーク温度に達するまでの時間が長い。さらに、酸素発生量について、条件Ｘ５と条件Ｘ７とを比較した場合、条件Ｘ５よりも条件Ｘ７の方が多いにも関わらず、条件Ｘ７では第１処理水Ｗ１の膨張が見られない。以上のことから、より安全にフェントン反応を進行させるためには、ピーク温度が同程度の場合、ピーク温度に達するまでの時間をより長くできる条件が好ましいと言える。

条件Ｘ２，Ｘ５，Ｘ８は、条件Ｘ１，Ｘ４，Ｘ７よりも過酸化水素の添加量を減らした条件である。初期温度を３０℃以上とした条件Ｘ２，Ｘ５では、図１１および図１２に示すように、いずれも第１処理水Ｗ１の顕著な温度上昇が見られた。条件Ｘ２，Ｘ５では、図１１に示すように、第１処理水Ｗ１の膨張も見られた。これに対して、初期温度を２５℃とした条件Ｘ８では、図１１および図１２に示すように、条件Ｘ１～Ｘ７よりもピーク温度が低くなっている。また、条件Ｘ８では、図１１に示すように、第１処理水Ｗ１の膨張も見られない。以上のことから、より安全にフェントン反応を進行させるためには、ピーク温度をより低くできる条件が好ましいと言える。

条件Ｘ３，Ｘ６，Ｘ９は、条件Ｘ２，Ｘ５，Ｘ８よりもさらに過酸化水素の添加量を減らした条件である。条件Ｘ３，Ｘ６，Ｘ９における過酸化水素の添加量は、第１実施形態の過酸化水素添加量（２２０ｍＬ）の半分である。初期温度を３５℃とした条件Ｘ３では、第１処理水Ｗ１の膨張は見られなかったものの、第１処理水Ｗ１の顕著な温度上昇が見られた。

一方、初期温度を３０℃以下とした条件Ｘ６，Ｘ９では、ピーク温度が７０℃付近であり、他の条件Ｘ１～Ｘ５，Ｘ７と比べて、第１処理水Ｗ１の温度上昇が抑えられていた。また、条件Ｘ６，Ｘ９では、条件Ｘ１～Ｘ５と比べて、ピーク温度に達するまでの時間が長くなっていた。さらに、条件Ｘ６，Ｘ９では、他の条件Ｘ１，Ｘ２，Ｘ４，Ｘ５，Ｘ７，Ｘ８と比べて、酸素発生量が少なく、第１処理水Ｗ１の膨張も見られなかった。

以上のことから、より安全にフェントン反応を進行させるためには、以下の条件（ｉ）～（ｉｉｉ）を満たすことが好ましい。
（ｉ）第１処理水Ｗ１の膨張が見られない
（ｉｉ）ピーク温度に達するまでの時間をより長くする
（ｉｉｉ）ピーク温度をより低くする
図１１および図１２に示す条件Ｘ１～Ｘ９のうち、条件（ｉ）～（ｉｉｉ）を満たすのは、条件Ｘ６および条件Ｘ９である。

ここで、第１処理水Ｗ１の初期温度と、フェントン反応が開始された後の第１処理水Ｗ１の温度と、が高いほど、フェントン反応の反応速度は大きくなる。このとき、フェントン反応の反応速度が大きくなるほど、より短時間で第１処理水Ｗ１に含まれる有機物を酸化分解できる。よって、過酸化水素の添加条件を決定するにあたり、フェントン反応の反応速度も考慮することが好ましい。よって、より安全にフェントン反応を進行させるための条件（ｉ）～（ｉｉｉ）を満たす条件Ｘ６およびＸ９のうち、より初期温度の高い条件Ｘ６が最適条件となる。

なお、本実施形態では、第２処理水Ｗ２のＣＯＤを１０００ｍｇ／Ｌ以下とするため、１Ｌの第１処理水Ｗ１に対する３５ｗｔ％過酸化水素の添加量を合計で２２０ｍＬとしている。一方で、より安全かつ所望の反応速度を維持した状態でフェントン反応を行うには、以下のようにすることが好ましい。第１処理水Ｗ１の初期温度は、最適条件である条件Ｘ６（図１１，図１２）のように、３０℃程度とすることが好ましい。過酸化水素の添加条件は、最適条件である条件Ｘ６（図１１，図１２）のように、１Ｌの第１処理水Ｗ１に対して３５ｗｔ％過酸化水素を１１０ｍＬずつ添加することが好ましい。そこで、本実施形態では、第１処理水Ｗ１に対して、過酸化水素を２回に分けて添加することとした。具体的には、図４の第１添加工程（ステップＳ４３０）において、１Ｌの第１処理水Ｗ１に対して３５ｗｔ％過酸化水素を１１０ｍＬ添加する（以下、添加１回目）。さらに、図５の第２添加工程（ステップＳ８３０）において、１Ｌの第１処理水Ｗ１に対して３５ｗｔ％過酸化水素を１１０ｍＬ添加する（以下、添加２回目）。

図１３は、添加１回目と、添加２回目と、を実行するタイミングを説明するためのグラフである。図１３は、上記実施形態のフェントン槽１５（図１）においてフェントン反応を実行した場合の第１処理水Ｗ１の温度変化を予測するため、上記実施形態のフェントン槽１５（図１）よりも容量が小さい２ｍ^３の簡易槽を用いて試験的に測定した結果を示している。図１３では、第１実施形態と同様の条件にて、第１処理工程（ステップＳ４）と、第２処理工程（ステップＳ８）と、を簡易槽において実行した場合の第１処理水Ｗ１の温度変化を示している。図１３では、同一の条件にて３回測定を行っている。それぞれの測定結果を区別するため、図１３には、Ｘ６（１），Ｘ６（２），Ｘ６（３）の表記を付している。

図１３の横軸は、添加１回目が行われた時点からの経過時間を表している。図１３は、経過時間を１５分単位で示している。図１３の縦軸は、第１処理水Ｗ１の温度を表している。本測定では、図１１および図１２に係る測定と同様に、フェントン反応の進捗を第１処理水Ｗ１の温度変化から読み取る。

本測定では、図１３に示すように、いずれの場合も、同様の傾向を示している。具体的には、添加１回目が行われた後に、第１処理水Ｗ１の温度は徐々に上昇している。その後、経過時間が２時間３０分から３時間程度になった時点で、第１処理水Ｗ１の温度は、最大値（ピーク温度）に達している。いずれの場合も、本測定における第１処理水Ｗ１のピーク温度は、８０℃付近である。その後、第１処理水Ｗ１の温度は下降している。

添加２回目を実行するタイミングは、第１処理水Ｗ１の温度に基づいて決定すればよい。例えば、第１処理水Ｗ１の温度が十分に下がっていない状態において、添加２回目を実行したとする。この場合、添加２回目を実行する時点において、既に第１処理水Ｗ１の温度が所望の温度よりも高い状態で再びフェントン反応が開始される。これにより、式（５）に示した過酸化水素の分解反応が起こりやすい状態となり得る。そこで、第１処理水Ｗ１のピーク温度が、添加１回目と添加２回目とで、同程度となるように、添加２回目を実行するタイミングを決定することが好ましい。このようにすれば、第２処理においても第１処理水Ｗ１の過度な温度上昇を抑制することができる。これにより、第１処理水Ｗ１の過度な温度上昇に伴い、酸化分解が阻害されることを抑制できる。なお、第１処理水Ｗ１のピーク温度を、添加１回目と添加２回目とで同程度にすることは、必須ではない。

図１３に示すように、第１処理水Ｗ１の温度が４５℃に到達した時点で、添加２回目を実行した場合、添加２回目が行われた後のピーク温度は８０℃付近となった。以上のことから、添加２回目を実行するタイミングは、添加１回目の実行により、第１処理水Ｗ１の温度がピーク温度に達した後に、第１処理水Ｗ１の温度が４５℃以下となった時点とすることが好ましい。なお、初期温度（第１実施形態における第３の温度）は、後の第２処理工程（ステップＳ８）を好適に実行するための第１処理水Ｗ１の温度（第１実施形態における第２の温度）以下とする必要がある。

以上で決定した条件に基づいて、図４の第１添加工程（ステップＳ４３０）において、消泡剤と、硫酸第一鉄と、過酸化水素（添加１回目）と、を第１処理水Ｗ１に添加する。これにより、第１処理におけるフェントン反応が開始される。図５の第２添加工程（ステップＳ８３０）において、過酸化水素（添加２回目）を第１処理水Ｗ１に添加する。これにより、第２処理におけるフェントン反応が開始される。

上記形態によれば、第１処理水Ｗ１の初期温度と、過酸化水素の添加条件と、を選定した上で、フェントン反応を伴う第１処理と、第２処理と、を実行している。また、初期温度としての第３の温度を、第２処理開始時における第１処理水Ｗ１の温度としての第２の温度以下としている。これにより、より安全にフェントン反応を進行させることができる。

Ｃ－３．フェントン反応の触媒である硫酸第一鉄の好ましい添加量
図４の第１添加工程（ステップＳ４３０）における硫酸第一鉄の添加量を増やすほど、第２残渣Ｍ２１の発生量は増大する。第２残渣Ｍ２１は焼却処分の対象となるため、第２残渣Ｍ２１の発生量を最小限に抑える必要がある。一方、第一硫酸鉄の添加量を増やすほど、第１処理および第２処理におけるフェントン反応の反応速度は向上する。そこで、硫酸第一鉄の添加量と第２残渣Ｍ２１の発生量との関係性を調査し、必要最小限となる硫酸第一鉄の添加量を選定する方法を検討した。

図１４は、硫酸第一鉄の適正添加量の選定方法を説明するためのグラフである。図１４では、硫酸第一鉄の添加量と第２残渣Ｍ２１の発生量との関係性を示している。図１４の横軸は、第１分離工程（ステップＳ１）が行われた１Ｌの第１処理水Ｗ１に対して添加した硫酸第一鉄の添加量を表している。図１４では、硫酸第一鉄の添加量の単位を（ｍＬ／廃液１Ｌ）としている。図１４の縦軸は、第１処理と、第２処理と、が実行された後の第１処理水Ｗ１に対する第２残渣Ｍ２１の発生割合を表している。ここで言う第２残渣Ｍ２１の発生割合は、１Ｌの第１処理水Ｗ１に含まれる第２残渣Ｍ２１の量を百分率で表した数値である。

なお、図１４では、第１処理工程（ステップＳ４）と、第２処理工程（ステップＳ８）と、が実行された１Ｌの第１処理水Ｗ１に添加する硫酸第一鉄の添加量のみを変化させて測定したときのデータを示している。その他の条件については、第１実施形態における各条件と同様である。

まず、第１添加工程（ステップＳ４３０）における硫酸第一鉄の添加量を変化させて、第１処理と第２処理とを実行した場合における第２残渣Ｍ２１の発生割合を測定する。図１４に示す例では、ここで得られた複数の実測データをプロットしている。

次に、複数の実測データを用いて、硫酸第一鉄の添加量と第２残渣Ｍ２１の発生割合との関係を示す関係式を算出する。具体的には、関係式の算出は、いわゆるｘとｙとを変数とした重回帰分析によって行う。ここで言う関係式は、硫酸第一鉄の添加量に対する第２残渣Ｍ２１の発生割合を示す複数の実測データ（図１４のプロット）を最小二乗法によって近似した式である。以下において、Ｘは、第１添加工程（ステップＳ４３０）において、１Ｌの第１処理水Ｗ１に添加する硫酸第一鉄の添加量とする。また、以下において、ｙは、第１処理と、第２処理と、が行われた１Ｌの第１処理水Ｗ１に対する第２残渣Ｍ２１の発生割合（％）とする。ここで算出した関係式を以下の式（６）に示す。なお、ａ，ｂはそれぞれ定数である。
ｙ＝ａｘ＋ｂ 式（６）

図１４に示す例では、複数の実測データを用いて算出した関係式は、ｙ＝０．１２３ｘ＋１．３５１である。

続いて、式（６）に示した関係式から補正関係式を算出する。具体的には、補正関係式の算出は、いわゆる区間推定によって行う。図１４に示す例では、補正関係式として、９５％信頼区間上限と、９５％信頼区間下限と、９５％予測区間上限と、９５％予測区間下限と、をそれぞれ算出している。
図１４において、９５％信頼区間は、式（６）が９５％の確率でその範囲に入ると考えられる領域を指す。９５％信頼区間上限は、９５％信頼区間の領域のうちで上限を表している。９５％信頼区間下限は、９５％信頼区間の領域のうちで下限を表している。図１４では、式（６）に示した関係式は１次関数である。そのため、９５％信頼区間上限および９５％信頼区間下限を表す補正関係式は、１次関数となる。９５％信頼区間上限を示す補正関係式を以下の式（７．１）に示す。また、９５％信頼区間下限を示す補正関係式を以下の式（７．２）に示す。なお、定数ｃ１は、式（６）に示した定数ｂを予め定められた数値幅の分だけ加算した値である。定数ｄ１は、式（６）に示した定数ｂを予め定められた数値幅の分だけ減算した値である。図１４に示す例では、予め定められた数値幅は、定数ｃ１と定数ｄ１とで同一である。
ｙ＝ａｘ＋ｃ１ 式（７．１）
ｙ＝ａｘ＋ｄ１ 式（７．２）

図１４において、９５％予測区間は、９５％の確率で９５％信頼区間に入ると考えられる領域を指す。９５％予測区間では、本測定と同一の条件において、後に第１処理と第２処理とを実行した場合に、９５％の確率で９５％信頼区間に入る領域を示している。９５％予測区間上限は、９５％予測区間の領域のうちで上限を表している。９５％予測区間下限は、９５％予測区間の領域のうちで下限を表している。図１４では、式（７．１）および式（７．２）に示した補正関係式は１次関数である。そのため、９５％予測区間上限および９５％予測区間下限を表す補正関係式は、１次関数となる。

９５％予測区間上限を示す補正関係式を以下の式（７．１．１）に示す。また、９５％予測区間下限を示す補正関係式を以下の式（７．２．１）に示す。なお、定数ｃ２は、式（６）に示した定数ｂを予め定められた数値幅の分だけ加算した値である。さらに、定数ｄ２は、式（７．１．１）に示した定数ｃ１を予め定められた数値幅の分だけ加算した値でもある。すなわち、式（６）、式（７．１）、および、式（７．１．１）に示す定数ｂ，ｃ１，ｃ２では、ｂ＜ｃ１＜ｃ２の関係が成り立つ。定数ｄ２は、式（６）に示した定数ｂを予め定められた数値幅の分だけ減算した値である。さらに、定数ｄ２は、式（７．２）に示した定数ｄ１を予め定められた数値幅の分だけ減算した値でもある。すなわち、式（６）、式（７．２）、および、式（７．２．１）に示す定数ｂ，ｄ１，ｄ２では、ｄ２＜ｄ１＜ｂの関係が成り立つ。図１４に示す例では、予め定められた数値幅は、定数ｃ２と定数ｄ２とで同一である。
ｙ＝ａｘ＋ｃ２ 式（７．１．１）
ｙ＝ａｘ＋ｄ２ 式（７．２．１）

続いて、式（７．１）、式（７．２）、式（７．１．１）、および、式（７．２．１）に示す補正関係式を用いて、硫酸第一鉄の適正な添加量を選定する。このとき、第１処理水Ｗ１に対する第２残渣Ｍ２１の発生割合について、目標値を予め定めておく。図１４では、第２残渣Ｍ２１の発生割合の目標値を９％とした場合を図示している。硫酸第一鉄の適正な添加量を選定するには、今後観測し得るデータとして、後に第１処理と第２処理とを実行した場合に発生し得る第２残渣Ｍ２１の発生割合を考慮する必要がある。そこで、本実施形態では、式（７．１．１）に示した９５％予測区間上限の補正関係式を用いて、硫酸第一鉄の適正添加量を選定する。第１実施形態では、硫酸第一鉄の適正添加量を選定するための補正関係式は、式（７．１．１）に相当する。

具体的には、式（７．１．１）に示した９５％予測区間上限の補正関係式において、第１処理水Ｗ１に対する第２残渣Ｍ２１の発生割合（図１４の縦軸）が目標値となるときの硫酸第一鉄の添加量を参照する。図１４に示す例では、式（７．１．１）に示した９５％予測区間上限の補正関係式において、第２残渣Ｍ２１の発生割合が９％となるときの硫酸第一鉄の添加量は、１７（ｍＬ／廃液１Ｌ）である。そこで、第１実施形態では、図４の第１添加工程（ステップＳ４３０）において、第１処理水Ｗ１に対して、硫酸第一鉄を１７ｍＬ添加することとしている。なお、硫酸第一鉄の添加量の決定において、式（６）に示す関係式や式（７．１）、式（７．１．１）、式（７．２）、および、式（７．２．１）に示す補正関係式を用いることは必須ではない。

上記実施形態によれば、第２残渣Ｍ２１の発生割合が最小限となるように、硫酸第一鉄の添加量を選定した上で、第１処理と、第２処理と、を実行している。これにより、焼却処分の対象となる第２残渣Ｍ２１の発生量を抑えることができる。また、上記実施形態では、式（７．１．１）を用いて、目標とする第２残渣Ｍ２１の発生割合に対する硫酸第一鉄の添加量を容易に決定できる。

本開示は、上述の実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。

１…廃液処理装置、１０…廃液貯留タンク、１１…薬品槽、１３…凝集槽、１５…フェントン槽、１７…検査槽、１９…制御部、２０，２０ａ，２０ｂ…検査装置、２５…ＣＯＤ測定装置、２８…表示部、４０，４０ａ，４０ｂ…攪拌機、５０，５１，５２，５３，５４…ポンプ、６０，６０ａ…濾過装置、７０…温度調節機構、２１０…検知部、２５０…採取部、４１０，４１０ａ，４１０ｂ…回転翼、４２０，４２０ａ，４２０ｂ…軸部、６１０，６１０ａ…引抜配管、６２０，６２０ａ…フィルタ、６３０，６３０ａ…濾過室、Ｍ１…第１凝集物、Ｍ２…第２凝集物、Ｍ１１…第１残渣、Ｍ２１…第２残渣、Ｗ…塗料含有廃液、Ｗ１…第１処理水、Ｗ２…第２処理水、Ｗ１１…第１上澄み液、Ｗ２１…第２上澄み液、Ｗ１１０…第１濾液、Ｗ２１０…第２濾液

Claims (6)

1. 廃液処理方法であって、
   塗料含有廃液に含まれる第１固形成分を前記塗料含有廃液から分離して第１処理水を取り出す第１分離工程と、
   前記第１分離工程の後に、前記第１処理水に含まれる有機物を酸化分解する酸化分解工程と、
   前記酸化分解工程の後に、前記第１処理水に含まれる成分のうちで鉄化合物を含む第２固形成分を、前記第１処理水から分離して第２処理水を取り出す第２分離工程と、を備え、
   前記酸化分解工程は、
   前記第１処理水の温度が第１の温度に至るまで、前記第１分離工程が行われた前記第１処理水に対して第１処理を行う第１処理工程と、
   前記第１処理工程の後に、前記第１処理水を冷却する冷却工程と、
   前記冷却工程によって前記第１処理水の温度が前記第１の温度よりも低い第２の温度に達したことを条件に、前記第１処理が行われた前記第１処理水に対して第２処理を行う第２処理工程と、を含み、
   前記第１処理と前記第２処理とはそれぞれ、鉄触媒と過酸化水素とを用いたフェントン反応により生じるヒドロキシラジカルを利用して、前記第１分離工程が行われた前記第１処理水に含まれる前記有機物を酸化分解する処理である、廃液処理方法。
2. 請求項１に記載の廃液処理方法であって、
   前記第１処理工程は、さらに、前記フェントン反応が開始される前に、前記第１分離工程が行われた前記第１処理水の温度を前記第２の温度よりも低い第３の温度に調節する温度調節工程を備える、廃液処理方法。
3. 請求項１または請求項２に記載の廃液処理方法であって、
   前記第１処理は、
   前記第１分離工程が行われた前記第１処理水に対して、前記鉄触媒と前記過酸化水素とを添加する第１添加工程と、
   前記第１添加工程の後に、前記第１処理水を攪拌する第１攪拌工程と、を含み、
   前記第２処理は、
   前記第１処理が行われた前記第１処理水に対して、前記鉄触媒と前記過酸化水素とのうちの前記過酸化水素を添加する第２添加工程と、
   前記第２添加工程の後に、前記第１処理水を攪拌する第２攪拌工程と、を含む、廃液処理方法。
4. 請求項３に記載の廃液処理方法であって、
   前記第１分離工程は、
   （１ａ）前記塗料含有廃液に凝集剤を添加する第１凝集処理と、
   （１ｂ）前記第１凝集処理が行われた前記塗料含有廃液を静置して前記第１凝集処理によって生じた第１凝集物を沈降させると共に、前記第１凝集物と上澄み液としての第１上澄み液とを分離する第１分離処理と、
   （１ｃ）前記第１凝集物をフィルタで濾過することによって得られる濾液としての第１濾液と、残渣としての第１残渣とを分離する第１濾過処理と、を含み、
   前記酸化分解工程が行われる前記第１処理水は、前記第１分離処理によって得られた前記第１上澄み液と、前記第１濾過処理によって得られた前記第１濾液と、によって構成され、
   前記第２分離工程は、
   （２ａ）前記第２処理が行われた前記第１処理水に前記凝集剤を添加する第２凝集処理と、
   （２ｂ）前記第２凝集処理が行われた前記第１処理水を静置して前記第２凝集処理によって生じた第２凝集物を沈降させると共に、前記第２凝集物と上澄み液としての第２上澄み液とを分離する第２分離処理と、
   （２ｃ）前記第２凝集物を前記フィルタで濾過することによって得られる濾液としての第２濾液と、残渣としての第２残渣とを分離する第２濾過処理と、を含み、
   前記第２処理水は、前記第２分離処理において得られた前記第２上澄み液と、前記第２濾過処理によって得られた前記第２濾液と、によって構成される、廃液処理方法。
5. 請求項４に記載の廃液処理方法であって、
   前記鉄触媒は、硫酸第一鉄であり、
   前記第１添加工程は、以下の式（１）を補正した以下の式（２）を用いて決定した量の前記硫酸第一鉄を前記第１処理水に添加する工程を含む、廃液処理方法。
   ｙ＝ａｘ＋ｂ 式（１）
   ｙ＝ａｘ＋ｃ 式（２）
   上記式（１）において、ｘは前記第１添加工程において前記第１処理水１リットルに対して添加する前記硫酸第一鉄の添加量（ｍＬ／Ｌ）であり、ｙは前記第１処理と前記第２処理とが行われた前記第１処理水１リットルあたりの前記第２残渣の発生割合（％）であり、ａ，ｂはそれぞれ定数であり、
   上記式（１）は、前記添加量に対する前記発生割合を示す複数の実測データを最小二乗法によって近似した式である。
   上記式（２）において、定数ｃは、上記式（１）の定数ｂを予め定められた数値幅の分だけ加算した値である。
6. 廃液処理装置であって、
   塗料含有廃液に含まれる第１固形成分を前記塗料含有廃液から分離して第１処理水を取り出す第１分離処理を行う凝集槽と、
   前記第１分離処理の後に、酸化分解処理と第２分離処理とを行うためのフェントン槽と、
   前記第１処理水の温度に応じて前記酸化分解処理の進行を制御する制御部と、を備え、
   前記酸化分解処理は、
   前記第１処理水の温度が第１の温度に至るまで、前記第１分離処理が行われた前記第１処理水に対して行う第１処理と、
   前記第１処理の後に、前記第１処理水を冷却する冷却処理と、
   前記冷却処理によって前記第１処理水の温度が前記第１の温度よりも低い第２の温度に達したことを条件に、前記第１処理が行われた前記第１処理水に対して行う第２処理と、を含み、
   前記第１処理と前記第２処理とは、鉄触媒と過酸化水素とを用いたフェントン反応により生じるヒドロキシラジカルを利用して、前記第１分離処理が行われた前記第１処理水に含まれる有機物を酸化分解する処理であり、
   前記第２分離処理は、前記第２処理が行われた前記第１処理水に含まれる成分のうちで鉄化合物を含む第２固形成分を、前記第１処理水から分離して第２処理水を取り出す処理である、廃液処理装置。

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