JPH04256487A - 汚濁物質含有水の分離方法および分離装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、各種の汚濁物質含有水
、例えば、写真の現像廃液、メッキ廃液、パルプ廃液な
どの産業廃液において、水と汚濁原因物質とを分離する
方法および装置、即ち、汚濁水の浄化方法および浄化装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】工場から排出される産業廃液などの汚染
水の種類は極めて多種多様であり、従来から種々の処理
方法が提案されいる。例えば、（ア）固液の分離（浮遊
物質の除去）、（イ）有機物・還元性物質の酸化（ＢＯ
Ｄ、ＣＯＤの減少）、（ウ）中和（ｐＨの調整）、また
は（エ）毒性物質（シアン、重金属イオン等）の除去等
の基本的な目的を達成するための種々の処理装置が実用
化されている。

【０００３】特に、戦後の工業化社会の形成過程におけ
る各種公害の発生を契機として、工場から排出される産
業廃液の水質基準が非常に厳しく定められているが、産
業廃液の水中に懸濁する固形物を分離することは容易で
はなく、その処理に当たっては、概してかなりの手間と
、従ってそれなりの費用を必要とする。

【０００４】一般に無機懸濁質を含む廃液の処理には凝
集沈澱法が用いられ、廃液に懸濁する固形物の比重が小
さい場合には浮上分離法が採用される。廃液が溶解性の
有機物を含む場合には、微生物を用いて有機物を分解す
る活性汚泥法などの処理方法が採用される。特に、廃液
に懸濁質を多く含む場合、ｐＨ異常の場合、許容値以上
の有害物質が含まれる場合、フェノール類、アルデヒド
類またはケトン類が含まれる場合、重金属イオンやシア
ンが含まれる場合などは、前処理など多次に亘る処理過
程を必要とする。また、有機性でＢＯＤの高い廃液やＣ
ＯＤの高い廃液の場合は特別の処理方法が必要となるな
ど、廃液の処理には多額のコストが要求される。更に、
処理コストの点で処理しにくい産業廃液は、やむを得ず
海洋投棄、あるいは、地中埋没などの処置がなされてい
るが、不十分な廃液処理や投棄・埋没などにより二次公
害が発生し、河川、湖沼、地下水の水質劣化、大気汚染
、土壌汚染などの環境破壊に繋がり、地球上の生物など
に様々な悪影響を与えている。

【０００５】従って、産業廃液より不純物を極力含まな
い処理水を分離すると共に、分解可能な有機物を分解さ
せ、分解不可能な無機物は濃縮または乾燥固形化して取
り除く、効率的な産業廃液処理装置が常に期待されてい
る。特に、ＢＯＤ１０，０００ｐｐｍ以上、ＣＯＤ５，
０００ｐｐｍ以上、あるいは塩素イオン３，０００ｐｐ
ｍ以上の高濃度の汚濁原因物質を含有する廃液を効率よ
く浄化する手段は従来知られていなかった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、従来
の課題を解決し、汚濁物質含有水に含まれる水を、効果
的に不純物の少ない処理水として分離する汚濁物質含有
水の分離方法および分離装置、特には汚濁水の浄化方法
および浄化装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記の目的は本発明によ
り、蒸発処理槽内において、汚濁物質含有水中に含まれ
る主要な汚濁原因物質群の中で最も低い沸点を有する汚
濁原因物質が実質的に気化しない温度および圧力下で、
汚濁物質含有水を蒸発処理して、汚濁物質含有水中の水
を水蒸気として蒸発処理槽から分離すると共に、汚濁物
質含有水中の汚濁原因物質群を蒸発処理槽の下方部分で
スラッジ化させ、スラッジ化された汚濁原因物質群を水
の蒸発量に相関させて、蒸発処理槽の下方部分から断続
的に除去することを特徴とする、汚濁物質含有水中の汚
濁原因物質と水とを分離する方法によって達成すること
ができる。

【０００８】更に、本発明は、蒸発処理槽、蒸発処理槽
内の汚濁物質含有水を加熱する手段、蒸発処理槽内を減
圧する手段、蒸発処理槽から水蒸気を排出する手段、お
よびスラッジ化した汚濁原因物質を蒸発処理槽の下方部
分から除去する手段を含むことを特徴とする、汚濁物質
含有水中の汚濁原因物質と水とを分離する装置にも関す
る。

【０００９】本発明で処理することのできる汚濁物質含
有水は、特に制限されるものではないが、特には、工業
廃液、例えば、写真製版廃液、写真現像処理廃液、メッ
キ処理廃液、パルプ工業廃液、電子部品洗浄廃液、染色
廃液；農水産業廃液、例えば、水耕栽培廃液、漬物汁廃
液；その他の汚濁水、例えば、オイル混液である。本発
明においては、前記の各種汚濁物質含有水に含まれてい
る水とその水以外の全物質、即ち、汚濁原因物質とを分
離する。

【００１０】本発明方法においては、まず、汚濁物質を
含有する被処理水を蒸発処理槽に挿入する。蒸発処理槽
の形状は特に制限されないが、垂直下方向に内側寸法が
狭くなるように傾斜する内側面（例えば、逆円錐、逆三
角錐または逆四角錐の形状）を少なくとも下方部分に有
する蒸発処理槽を使用すると、スラッジ化された汚濁原
因物質の除去が簡単になるので好ましい。

【００１１】次に、蒸発処理槽内に被処理汚濁物質含有
水を静置したままで、減圧下で、汚濁物質含有水を加熱
して蒸発処理する。蒸発処理は、汚濁物質含有水中に含
まれる主要な汚濁原因物質群の中で最も低い沸点を有す
る汚濁原因物質が実質的に気化しない温度および圧力下
で実施する。ここで、「実質的に気化しない」とは、本
発明方法による分離処理の１サイクル（即ち、蒸発処理
槽内への被処理汚濁物質含有水の挿入から、スラッジ化
汚濁原因物質の除去まで）において、その汚濁原因物質
の含有量の約半分の量が気化しないことを意味する。こ
の加熱温度および真空度は、被処理汚濁物質含有水の種
類に応じて変化するが、パイロット試験において、蒸発
処理槽の上方部分から蒸発してくる成分を測定すること
により、実質的に水蒸気しか蒸発しない条件を適宜決定
することができる。

【００１２】蒸発処理槽での加熱温度および真空度は、
例えば、写真現像廃液では約７０ｍｍＨｇにて３５〜６
０℃（好ましくは４５〜５５℃）である。即ち、写真現
像廃液には各種の汚濁原因物質が含まれているが、その
中で最も低い沸点を有する汚濁原因物質として硝酸また
はアンモニアを選び、その沸点よりも低い温度で被処理
汚濁物質含有水を加熱すると、被処理汚濁物質含有水の
大部分を占める水だけが蒸発し、比較的微量しか含まれ
ない各種の汚濁原因物質は殆どないし全く蒸発しない。 なお、加熱温度が３５℃（約７０ｍｍＨｇにて）よりも
低いと水の蒸発速度が極端に遅くなるので被処理汚濁物
質含有水の処理能力が低下し、逆に６０℃（約７０ｍｍ
Ｈｇにて）より高くなると水の蒸発速度は早くなるが汚
濁原因物質も気化してしまうので、分離効率が悪化する
。また、水耕栽培廃液では最低沸点主要汚濁原因物質が
窒素であるので、加熱温度を８５〜１００℃（約７０ｍ
ｍＨｇにて）とするのが好ましい。

【００１３】一方、水蒸気の放出に伴って、蒸発処理槽
の下方部分には汚濁原因物質がスラッジ化して徐々に沈
澱してくる。このスラッジ化沈澱物をそのまま放置する
と汚濁原因物質の濃度が上昇するので、それらの一部が
気化し易くなり、水蒸気に混入することになる。従って
、スラッジ化沈澱物を、水蒸気の蒸発量の増加に併せて
断続的に除去することが必要である。スラッジ化沈澱物
の除去は、蒸発処理槽内の被処理汚濁物質含有水の全部
を一度に排出するか、または被処理汚濁物質含有水の下
方部分の一部を排出することによって行う。水蒸気とし
ての水の減少およびスラッジ化沈澱物の除去によって被
処理汚濁物質含有水の量が減少するので、その減少量に
伴って被処理汚濁物質含有水を廃液タンクから、沈澱ス
ラッジを攪拌しないように静かに供給すると、被処理汚
濁物質含有水を連続的に処理することができる。

【００１４】以下、本発明装置の１態様を、図１を参照
しながら説明する。本発明装置によって処理する汚濁物
質含有水は、適当な挿入口１から送液管２を通って廃液
タンク３に貯蔵される。汚濁物質を含有する被処理水は
、廃液タンク３の入口４に設けられたフィルター５を通
すのが好ましい。廃液タンク３中の被処理汚濁物質含有
水は、混合器２０を運転することにより発生する減圧に
より、送液管７から蒸発処理槽１０に挿入される。送液
管７の途中にバルブ６を設けて送液量を調整し、蒸発処
理槽１０内の被処理汚濁物質含有水の量を一定の範囲内
に維持することができる。また、蒸発処理槽１０にレベ
ルセンサ１１を設け、レベルセンサ１１からの信号によ
りバルブ６を調整することもできる。

【００１５】蒸発処理槽１０は、垂直下方向に内側寸法
が狭くなるように傾斜する内側面から形成される下方部
分１０ａを有するのが好ましい。蒸発処理槽１０の中間
部分１０ｂおよび上方部分１０ｃは任意の形状でよいが
、中間部分１０ｂは下方部分１０ａの形状に伴って、円
柱形、三角柱形または四角柱形であるのが好ましく、上
方部分１０ｃも下方部分１０ａおよび中間部分１０ｂの
形状に伴って、円錐形、三角錐形または四角錐形である
のが好ましい。

【００１６】また、蒸発処理槽１０の上方部分１０ｃに
、バルブ（図示せず）を備えた外気注入管８を設けて、
蒸発処理槽１０内に適宜外気を導入し、誘導気流を発生
させて、水の蒸発量を調整し、蒸発の効率を促進するこ
とができる。蒸発処理槽１０は、被処理汚濁物質含有水
を加熱するための水中ヒータ１２または外部ヒータ（図
示せず）を備えている。更に、蒸発処理槽１０の下方部
分１０ａには、スラッジ化汚濁原因物質を断続的に除去
するための排出管１３が設けてあり、排出管１３は、廃
液タンク３の入口４に設けられたフィルター５を通して
汚濁原因物質を廃液タンク３へ戻すように配設するのが
好ましい。排出管１３にバルブ１４を設けて排出量を調
整することができる。更に、蒸発処理槽１０内において
、被処理汚濁物質含有水の水面の上方に当たる位置に、
活性炭などを含む吸着器１５を設け、水蒸気と共に気化
する汚濁原因物質を吸着除去することができる。 特に、写真現像処理廃液の場合には、ハロゲン化物、特
には臭化物が水蒸気に混入することがあるので、吸着器
１５を設けてこれらのハロゲン化物を除去するのが好ま
しい。

【００１７】蒸発処理槽１０の上方部分１０ｃは、被処
理汚濁物質含有水から蒸発する水蒸気を混合器２０へ送
る送気管２１に連絡する。送気管２１にはバルブ２２を
設けて水蒸気量を調整することができる。また、送気管
２１に試料採取器２３、およびバルブ（図示せず）を備
えた試料取出管２４を設け、パイロット試験を実施する
際に、試料取出管２４から蒸気を取り出し、水蒸気以外
の汚濁原因物質が蒸気中に含まれているか否かを検査し
、蒸発処理槽１０内の加熱温度および真空度の調整に利
用することができる。

【００１８】送気管２１によって送られてきた水蒸気は
、混合器２０で、処理水タンク３０から送液管３１によ
って送られてきた水と混合される。混合器２０は、例え
ばアスピレータであって、送気管２１からの水蒸気と送
液管３１からの水との混合によって蒸発処理槽１０内を
送気管２１を介して減圧状態にすることのできるもので
あることが好ましい。図１の装置においては、混合器２
０と、バルブ６およびレベルセンサ１１とを適当に調整
して、蒸発処理槽１０内を減圧状態とし、廃液タンク３
から一定範囲内の量の被処理汚濁物質含有水を連続的に
蒸発処理槽１０内に供給して、被処理汚濁物質含有水を
連続的に処理することができる。

【００１９】混合器２０で液体状の水となった処理済水
は送液管３２を経て、処理水タンク３０に運ばれる。処
理済水の一部はポンプ３３により送液管３１から混合器
２０へ運ばれる。処理水タンク３０の上部に脱臭装置３
４を設けて揮発性物質を排出させるのが好ましい。更に
浄化処理が必要な場合には、処理済水を処理水タンク３
０から送液管３５を経て、２次処理槽３６に送り、例え
ばセラミックスや無機粘土鉱物などにより吸着、分解処
理を行うこともできる。最終処理水は、排出管３７から
外部の排出装置３８（例えば、下水管）に送ることがで
きる。

【００２０】

【実施例】以下、実施例によって本発明を更に具体的に
説明するが、これらは本発明の範囲を限定するものでは
ない。

【００２１】例１ 図１に示す本発明の汚濁物質含有水分離システムを用い
て各種の汚濁水を浄化処理した。蒸発処理槽１０として
は、円柱状の中央部分１０ｂ（直径２０ｃｍ；高さ２０
ｃｍ）に、円錐状の下方部分１０ａ（底面最大直径２０
ｃｍ；高さ１０ｃｍ）および円錐状の上方部分１０ｃ（
底面最大直径２０ｃｍ；高さ１５ｃｍ）を取りつけた構
造の中空体を用いた。また、吸着器１５には活性炭２５
０ｇを挿入し、２次処理槽３６には、石灰石、磁鉄鉱、
セラミックおよび粘土鉱物を各々２ｋｇづつ挿入した。

【００２２】最初に、バルブ６および２２を開状態とし
、バルブ１４を閉状態とした。この状態で、処理水タン
ク３０内に予め入れておいた清浄水を用いて混合器２０
を運転して蒸発処理槽１０内を減圧状態にし、廃液タン
ク３から汚濁水４．５リットルを蒸発処理槽１０に挿入
した。続いて、水中ヒータ１２により汚濁水を５０℃±
３℃の範囲内で加熱した。混合器２０の運転により、蒸
発処理槽１０内を７０ｍｍＨｇの減圧状態として水蒸気
を送液管２１から吸引した。吸引の開始と共にバルブ６
を調節して、汚濁水の供給量を２．５リットル／時間に
調整した。加熱処理開始から６時間後にバルブ６および
２２を閉め、バルブ１４を開いて、送液管１３からスラ
ッジ化沈澱物を含有する汚濁水を除去した。

【００２３】６時間の処理が終了した時点で、廃液タン
ク３および試料採取管２４（蒸気を冷却して液体とした
）から試料を取り出し、各試料の汚濁度を測定した。 測定結果を表１に示す。なお、表１に示す各測定項目、
即ち、ｐＨ値、ヨウ素消費（Ｉ２　）量、ＢＯＤ、ＣＯ
Ｄ、浮遊物質（ＳＳ）量および塩素イオン（Ｃｌ）量は
、全てＪＩＳ　　Ｋ０１０２「工場排水試験方法」によ
って測定した。

【００２４】本例で処理した試料は以下の通りである。 （Ａ）試料Ａ：写真製版廃液７０％と現像廃液３０％と
の混合液 （Ｂ）試料Ｂ：定着廃液３０％と、現像廃液３０％と、
写真製版廃液３０％と、中和液１０％との混合液（Ｃ）
試料Ｃ：ラボ用定着廃液５０％と現像廃液５０％との混
合液

【００２５】例２ 被処理汚濁水としてハーブの水耕栽培廃液を用いること
を除いて、前記例１と同様の操作を繰り返した。但し、
蒸発処理槽での加熱温度を９０℃±５℃とした。

【００２６】６時間処理した後、廃液タンク３および試
料採取管２４（蒸気を冷却して液体とした）における各
試料の汚濁度を測定した。測定結果を表２に示す。なお
、表２に示す各測定項目、即ち、窒素量（ＮＯ３　由来
）、窒素量（ＮＨ４　由来）、リン（Ｐ）量、カリウム
（Ｋ）量、カルシウム（Ｃａ）量、マグネシウム（Ｍｇ
）量、ナトリウム（Ｎａ）量、イオウ（Ｓ）量および塩
素（Ｃｌ）量は、ＪＩＳＫ０１０２「工場排水試験方法
」によって測定した。

【００２７】

【表１】

【００２８】

【表２】

【００２９】

【発明の効果】本発明によれば、被処理汚濁物質含有水
中に含まれる各種汚濁原因物質群の中で、最も低い沸点
を有する主要汚濁原因物質が実質的に気化しない温度お
よび圧力下で、汚濁物質含有水を蒸発処理するので、主
要汚濁原因物質は殆どないし全く蒸発することがなく、
水とそれらの汚濁原因物質とを効率よく分離することが
できる。本発明によれば、従来、浄化が極めて困難であ
った濃厚汚濁水、例えば、ＢＯＤ１００，０００ｐｐｍ
以上、ＣＯＤ１００，０００ｐｐｍ以上、または塩素イ
オン１００，０００ｐｐｍ以上のような濃厚汚濁水であ
っても、効率よく浄化することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による汚濁物質含有水処理の流路を示す
説明図である。 ３…廃液タンク、 ８…外気導入手段 １０…蒸発処理槽、 １０ａ…蒸発処理槽の下方部分、 １２…ヒータ、 １３…排出管、 １５…吸着器、 ２０…混合器、 ２１…送気管、 ２３…試料採取器 ３０…処理水タンク、 ３６……２次処理槽。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　蒸発処理槽内において、汚濁物質含有
   水中に含まれる主要な汚濁原因物質群の中で最も低い沸
   点を有する汚濁原因物質が実質的に気化しない温度およ
   び圧力下で、汚濁物質含有水を蒸発処理して、汚濁物質
   含有水中の水を水蒸気として蒸発処理槽から分離すると
   共に、汚濁物質含有水中の汚濁原因物質群を蒸発処理槽
   の下方部分でスラッジ化させ、スラッジ化された汚濁原
   因物質群を水の蒸発量に相関させて、蒸発処理槽の下方
   部分から断続的に除去することを特徴とする、汚濁物質
   含有水中の汚濁原因物質と水とを分離する方法。
2. 【請求項２】　　蒸発処理槽、蒸発処理槽内の汚濁物質
   含有水を加熱する手段、蒸発処理槽内を減圧する手段、
   蒸発処理槽から水蒸気を排出する手段、およびスラッジ
   化した汚濁原因物質を蒸発処理槽の下方部分から除去す
   る手段を含むことを特徴とする、汚濁物質含有水中の汚
   濁原因物質と水とを分離する装置。
3. 【請求項３】　　蒸発処理槽の上方部分に外気導入手段
   を更に有する請求項２記載の装置。