JPH03114587A - 無機汚濁物質を主体とする燐含有排水処理法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、無機性汚濁物質を主体とする燐含有排水処理
方法に関し、特に、脱燐即ち燐除去を行う自動車工場、
鉄鋼等金属製品製造工場、塗装工場、アルミニウム製品
工場等における金属表面処理工程や塗装工程、製薬工場
及び食品加工工場などから排出される排水の処理方法に
関する。

〔従来の技術〕

近時、湖沼等の富栄養化対策の一つとして、排水中の、
ポリ燐酸、オルト燐酸、メタ燐酸、ピロ燐酸等の燐酸或
いはこれらの塩類等の燐を除去することが必要となって
きている。

この場合、燐除去については、金属塩又は石灰等による
凝集沈殿法、金属塩凝集浮上法、生物学的脱燐法及び酸
化泡沫等の方法が行われている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記のような燐除去方法において、凝集沈殿法は、専ら
、凝集剤の凝集作用によるために、凝集剤の注入が不可
欠であるが、排水の流入量が一定しないために、凝集剤
の適量注入が難しく、凝集処理が不安定となり、燐の除
去率も低くなるために、多量の凝集剤を必要とするので
、ランニングコストが上昇し、運転管理も面倒となる。

さらにこの場合、凝集沈澱により汚泥の発生量が多くな
り、その脱水性も悪いので問題とされている。

また、活性汚泥法又は生物脱法等による生物学的脱燐法
の場合は、−見経済的なようにみえるが、排水の流入変
動等により条件が変化すると、脱燐が効果的に行われず
、また、最終的な燐除去を行うためには、微生物によっ
て過剰摘取された余剰汚泥中から再放出するのを防ぐ手
段として、化学的凝集脱燐を行うので、処理工程が複雑
となり、経済的な方法ではない。

酸化泡沫は、汚濁の急激負荷変動により、影響を受ける
ことが少なく、汚泥の生成量が少ないうえに構造が簡単
で、維持管理が容易であるなどの点で優れているが、広
い敷地面積を要するので都市周辺の設置が難しく、また
、処理能力が季節により影響を受けるなどの問題がある
。

本発明は、従来における金属塩又は石灰等による凝集沈
殿法、金属塩凝集浮上法、生物学的脱燐法及び酸化泡沫
などによる排水処理を行う場合の脱燐に係る問題点を解
決することを目的としている。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、安定した効果的な脱燐が行える電気化学的脱
燐法による排水処理方法を提供することを目的とする。

すなわち、本発明は、排水が流入する処理槽内に金属鉄
接触材を浸漬させ、金属鉄接触材表面の撹拌流速を１０
乃至２０センチメートル／秒の範囲の流れとさせながら
、塩化ナトリウムを添加して、処理槽内の溶存酸素濃度
を１乃至３，２ミリグラム／リットル、酸化還元電位を
−２００乃至−４００ミリボルト及びＰＨ７，５以下の
範囲内”で、金属鉄接触材表面の酸素濃淡電池による電
気化学的脱燐法を利用して、金属鉄接触材から鉄イオン
を溶出させ、この金属鉄接触材面より溶出した鉄イオン
と排水中の燐酸イオンを結合させ、不溶性燐酸鉄塩とし
て排水中の燐除去を行うことを特徴とする無機汚濁物質
を主体とする燐含有排水処理方法にある。

本発明においては、処理槽内に浸漬される金属鉄接触材
としては、鉄製板状体、鉄製粒状体、鉄製網状体、鉄製
管状体、鉄製棒状体、鉄製円板等の金属鉄接触材を使用
することができる。鉄イオンの溶出は、金属鉄接触材の
表面積に比例するので、金属鉄接触材としては、接触表
面積ができる限り大きい形状の接触材を使用するのが好
ましい。

さらに、この金属鉄接触材の処理槽内の浸漬位置は、溶
存酸素濃度が１乃至３．２ｘｇ／ｌ範囲内の槽の前段の
部位に浸漬するのが好ましい。

本発明においては、鉄の腐蝕条件最適領域内になるよう
金属鉄接触材を浸漬することが必要であり、鉄の不動態
域を避けて、溶存酸素濃度、酸化還元電位が決定される
。よって、腐食による鉄イオン溶出条件としては、溶存
酸素濃度は１乃至３．２Ｈ／β、酸化還元電位は−２０
０乃至４００＋ｎＶとする。この範囲に入らない場合は
、金属鉄は不動＠域に入り、表面に酸化鉄被膜が形成さ
れて、鉄イオンの溶出が激減するので好ましくない。

金属鉄接触材表面の撹拌流速が適切でない状態では、金
属鉄接触材面に燐酸鉄塩、燐酸カルシウム等の化合物を
晶析し、被覆膜ができて鉄イオンの溶出反応を阻害する
ので、金属鉄接触材表面の撹拌流速を１．　Ｏｃｙｉ／
　ｓｅｅ乃至２０　ｃｍ／　ｓｅｃに設定し、腐食が進
んで鉄イオンが溶出し易く、かつ、鉄イオンと排水中の
燐酸イオンが速やかに反応して不溶性燐酸鉄塩となるこ
とを促進させる。

本発明において、ｐ　Ｈは７．５以下に保たれる。

しかし、排水のｐＨ値が高くて、鉄が溶解し難い場合に
は、排水の電気伝導度を上昇して鉄の溶解を促進させる
ように、排水中に塩化ナトリウムを添加するのが好まし
い。

〔作用〕

本発明は、処理槽内に金属鉄接触材を浸漬すると共に、
浸漬された金属鉄接触材表面の排水の撹拌流の流速を１
０乃至２０　ｃｍ／　ｓｅｃの範囲とさせて、塩化ナト
リウムを添加して、金属鉄接触材の最適腐食条件下での
酸素濃淡電池による腐食により、反応に適した量の鉄イ
オンの溶出を行うので、溶出された鉄イオンと排水中の
燐酸イオンが反応して難溶性の燐酸鉄塩、例えば、アモ
ルファス燐酸鉄塩を形成し、汚泥と共に沈殿させて排水
中の燐除去を行う。

このような本発明の電気化学的脱燐法によると、排水の
流入条件の変動に対して桜街力が強く、安定した処理機
能を保つことができる。

また、この場合、排水中に溶出した鉄イオンが、アルカ
リ度の消費を抑え、ｐＨを至適範囲内に保つので、従来
の排水の脱燐法に比して、燐除去率を大巾に向上するこ
とができる。

〔実施例〕

以下に、添付図面を参照して本発明の実施の態様の一例
を説明するが、本発明は、以下の説明及び例示によって
何ら制限されるものではない。

第１図は、本発明の一実施例に係る排水処理装置の概略
的な流れ図であり、第２図は、他の一実施例についての
流れ図であり、単一槽による回分式の例を示す。

第３図は、第１図に示す排水処理装置における平板状鋼
製接触材に対する烟負荷と燐除去率の関係図である。

第１図において、１は排水処理槽、２は排水処理槽１内
底部に配置された曝気装置、３は処理槽ｌ内に適切な間
隔で浸漬された複数の平板状鋼製接触材を示ず。４は排
水処理槽］の混合液を固液分離するだめの沈殿槽、５は
排水処理槽１の混合液を沈殿槽へ移送する移送管、６は
沈殿槽の上澄液を排出する排出管である。

排水処理槽１に流入された排水は、排水処理槽１と沈殿
槽４と組合わされた装置で、燐、ＣＯＤ、ＳＳ（浮遊物
質）が除去され、沈殿槽４で、混合液は上澄液と汚泥に
沈殿分離され、上澄液は排出管６より排出される。沈殿
槽４で沈殿分離された汚泥は系外に適宜引き抜かれる。

本発明の一実施例の処理装置によって、燐除去について
の比較実験を行った。

金属製品製造工場排水中の燐濃度が８乃至１７Ｈ／ｌの
時、本例において、溶存酸素濃度を１　、５ｚｇ／ｌ　
、酸化還元電位を一２００ｍＶ、ｐＩＩ値を７．３、撹
拌流速を１３ｃｍ／秒、燐負荷が１　、０　ｇ／　Ｉｎ
２・ｄで実験を行った。石炭凝集沈殿法の場合、流入変
動により、燐除去率が３０乃至８０％と不安定であり、
一方、平板状鋼製接触材を浸漬させた場合は、処理水中
の燐濃度は常にｌｚｇ／ｌ以下、燐除去率が９０％以上
で汚泥の凝集性が良くなり、ＣＯＤ及びＳＳの除去率も
きわめて高くなるとともに、透視度も５０度以上となり
良好な結果が得られた。

さらに、本発明の方法を実施するためのもう一つの排水
処理装置の例について述べる。

第２図において、８は排水処理槽で、バッフル９は、排
水が流入される流入ゾーン１０と前記排水の処理ゾーン
１１とを仕切っている。１２は上澄液排出装置であり、
排水処理槽８の排出側端部に支軸１３を介して上下動可
能に設けられており、上澄液排出装置１２は、排出工程
時に上澄液を排出しながら液面とともに下降する。１４
は排水処理槽８内の底部に配置されて排水処理槽８内に
空恒を噴出すＺ、ためのＩＩＭ気契置装ある一木例にお
いては、気液混合液を噴射するジェットエアレーション
装置が、目詰りしに＜＜、排水処理槽混合液のみを噴射
することにより、撹拌も行えるので、曝気装置１４とし
て使用されている。７は、排水処理槽８内の処理ゾーン
１１に適切な間隔で浸漬されている平板状鋼製接触材で
ある。排水処理槽８は、溶存酸素の濃度に応じて、曝気
工程、撹拌工程、沈殿工程、排出工程を順次繰り返すよ
うに運転制御される。

まず、排水処理槽８内の流入ゾーン１０に排水が流入さ
れる。この流入された排水は排水処理槽８内で燐ととも
にＣＯＤ及びＳＳが除去される。

曝気工程では溶存酸素濃度が１．　、５　ｘｇ／　１と
なったところで、曝気が停止されて、撹拌工程に移行す
る。

そして、沈殿工程では懸濁物質が排水処理槽８内に沈殿
し、次の排出工程ては、上澄液が上澄液排出装置１２か
ら排出される７そして、余剰汚泥が適宜引き抜かれる。

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の枚数を変化させ、平板状鋼製接触材表面積に対する燐
負荷と燐除去率の関係を調べた結果を第３図に示す。こ
れより、安定した燐除去を行うには、平板状鋼製接触材
表面積に対する燐負荷を０．３乃至１．０ｇ／ｘ２日の
範囲内にする必要があることがわかる６ 〔発明の効果〕 本発明においては、排水処理槽内に金属鉄接触材を浸漬
し、金属鉄接触材表面に、１０乃至２゜Ｃａｌ／Ｓｅｅ
の範囲の撹拌流速の流れを与えながら、塩化ナトリウム
を添加して、溶存酸素濃度及び酸化還元電位を制御して
、金属鉄の至適腐食条件を保ち、酸素濃淡電池による電
気化学的腐食を行っているので、金属鉄接触材面の腐食
を進行させ、鉄イオンの溶出が促進され、鉄イオンと排
水中の燐酸イオンと結合する機会が多くなって、溶出し
た鉄イオンと排水中の燐酸イオンとが効果的に反応して
、不溶性燐酸鉄塩例えば、アモルファス燐酸鉄を形成し
て再溶出し難くなることにより、燐除去率が高くなり、
かつ安定することになる。このため、本発明による排水
処理方法では、従来の金属塩又は石灰凝集沈殿法、酸化
泡沫等の燐除去率が、２０乃至８０％と不安定であるの
に対し、コンスタントに８０乃至９０％と大１＋に燐除
去率が向上するとともに維持管理が容易で、発生汚泥量
も少ないといった顕著な効果がみられる。

また、本発明においては、さらに、−１９，的な凝集沈
殿法で鉄塩により排水中の燐除去を行うには、理論的な
必要飛の３乃至５倍程度の添加が必要であるが、本発明
では制御された鼓適な条件下で、腐食によって鉄イオン
を溶出させ、直ちに排水中の燐酸イオンと効果的に反応
させるので、鉄イオンの必要景が略理論景で足り、経済
的でかつ運転が容易である。

また、従来の凝集沈殿法による排水処理装置では、流入
条件の変化に対応した運転管理の手法が難しいので燐除
去率が変動し、安定した燐除去率を期待することが難し
いが、本発明では、至適範囲内の運転で確実に脱燐処理
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例に係る排水処理装置の概略
的な流れ図であり、第２図は、他の一実施例についての
流れ図であり、単一槽による四分式の例を示す。 第３図は、第１図に示す排水処理装置における平板状鋼
製接触材に対する燐負荷と燐除去率の関係図である。 図中の符号については、１は排水処理槽、２は＋１１４
気装置、３は平板状鋼製接触材、４は沈殿槽、５は移送
管、６は排出管、７は平板状鋼製接触材、８は排水処理
槽、９はバッフル、１０は流入ゾーン、１１は処理ゾー
ン、１２は上澄液排出装置、１３は支軸、１４は曝気装
置である。 代　　理　　人

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 排水が流入する処理槽内に金属鉄接触材を浸漬させ、金
   属鉄接触材表面の撹拌流速を１０乃至２０センチメート
   ル／秒の範囲の流れとさせながら、塩化ナトリウムを添
   加して、処理槽内の溶存酸素濃度を１乃至３．２ミリグ
   ラム／リットル、酸化還元電位を−２００乃至−４００
   ミリボルト及びｐＨ７．５以下の範囲内で、金属鉄接触
   材表面の酸素濃淡電池による電気化学的鉄腐食を利用し
   て、金属鉄接触材から鉄イオンを溶出させ、この金属鉄
   接触材面より溶出した鉄イオンと排水中の燐酸イオンを
   結合させ、不溶性燐酸鉄塩として排水中の燐除去を行う
   ことを特徴とする無機汚濁物質を主体とする燐含有排水
   処理方法。