JPH06315681A - 有機性汚濁物質を含有する水の処理方法 - Google Patents

有機性汚濁物質を含有する水の処理方法

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JPH06315681A
JPH06315681A JP5925193A JP5925193A JPH06315681A JP H06315681 A JPH06315681 A JP H06315681A JP 5925193 A JP5925193 A JP 5925193A JP 5925193 A JP5925193 A JP 5925193A JP H06315681 A JPH06315681 A JP H06315681A
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慶泉 蘇
Kiyonoshin Hayamizu
清之進 速水
Akira Enomoto
晃 榎本
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Taiheiyo Kinzoku Kk
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Niigata Kinzoku Kk
新潟金属株式会社
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Abstract

(57)【要約】 【目的】有機性汚濁物質を含有する水を、簡単かつ経済
的に清浄化する方法を提供する。 【構成】有機性汚濁物質を含有する水を、55〜90℃
に加熱し、またアルミニウム、第二鉄、アルカリ土類金
属から選ばれる1または2以上の金属塩を加え、表面に
アルミニウムの水酸化物のコロイドまたは第二鉄の水酸
化物のコロイドを保持した無機繊維からなる付着材を充
填した層を通過させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】近年、工場や家庭からの有機性汚
濁物質を含有する排水に起因する湖沼や河川でのプラン
クトンの異常繁殖やカルキ臭の発生が大きな社会問題と
なっており、排水処理の徹底と排水基準の強化が急がれ
ている。
【0002】一方、産業界においては、これまで金属や
半導体の部品洗浄に広く使用されてきた特定フロンとト
リクロロエタンはオゾン層の破壊物質と認定され、その
生産が1995年末までに全廃することが決定されてい
る。従ってこれらの洗浄剤を使用してきたメーカーは水
系洗浄剤をはじめとする代替洗浄剤への切り替えを計画
している。しかし、水系洗浄剤に切り替えた場合には、
大量に発生する有機性排水の処理が必要であり、有効な
水処理方法の開発が緊急な課題となっている。
【0003】本発明はそうした状況に対処しうる有機性
汚濁物質を含有する水の効率的かつ経済的な処理方法を
提供するものである。
【0004】
【従来の技術】従来、油分の分離は油水分離層での浮上
分離が一般的である。しかし、油分が界面活性剤と共存
すると乳化しやすく、油分が細かく乳化した場合は単な
る浮上分離では要する浮上時間が長すぎる。このような
乳化液の処理には、凝集剤等の薬剤を添加して油滴を粗
大化させ、比重の差または気泡の導入によって液面に浮
かせた後、油分吸着剤で吸い取る方法がある。
【0005】又、コアレッサーと称する粒状または繊維
状物質の充填層に乳濁液を流過させて油滴の合一と粗大
化を促進した後に、分離槽で浮上分離するか、あるいは
油分吸着剤の充填層で油分を吸着する方法もある。
【0006】界面活性剤や油脂の分解物等のような溶存
状の有機性汚濁物質を含有する排水を処理するには、高
濃度の場合は直接焼却するかあるいは活性汚泥法の生物
分解方法がとられ、比較的低濃度の場合は活性炭吸着法
が適用される。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら。これら
の従来技術では処理工程が煩雑で管理が難しく、また処
理コストが高いなどの難点がある。
【0008】本発明は前述の従来技術の課題を解決する
ために、簡単で高能率でしかも低コストの処理方法を提
供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】界面活性剤や油分等の有
機性汚濁物質を含有する水において、油分は乳化した粒
子状であり水に溶存してはいない。また油分以外の他の
有機性汚濁物質は水に溶存している場合が多い。
【0010】従来は溶存状態の汚濁物質は、通常活性炭
吸着法で処理するが、活性炭の使用量が莫大となり、処
理コストがかさむ。本発明者らは溶存状態の汚濁物質の
大部分をコロイド状または粒子状に変えてから所定の付
着材で付着除去するという効率的かつ経済的な方法を開
発した。
【0011】界面活性剤は非イオン系界面活性剤と陰イ
オン系界面活性剤が実用上の主流となっている。また、
油脂は鹸化や酸化すると脂肪酸になり、陰イオン系界面
活性剤と同様の性質をもつ。非イオン系界面活性剤は臨
界温度(曇点)以上になると、水に対する溶解度が急激に
低下し、極微細のコロイドとして析出する性質をもって
いる。通常、55〜90℃の温度範囲に曇点を持つ非イ
オン系界面活性剤が多い。
【0012】一方、陰イオン系界面活性剤は第二鉄イオ
ン、アルミニウムイオンのような重金属イオンまたはカ
ルシウムイオンのようなアルカリ土類金属イオンと反応
すると、金属セッケンとなって溶解度が急激に下がり、
コロイド状に析出する。本発明では、第二鉄イオン、ア
ルミニウムイオンまたはカルシウムイオンを処理する水
溶液に添加するが、添加する際に用いる薬品はそれぞれ
の硫酸塩、塩化物のいずれでもよい。
【0013】このように、有機性汚濁物質を含有する水
を処理するにあたり、処理する水を55〜90℃に加熱
し、さらに陰イオン系界面活性剤及び脂肪酸成分に対し
て当量または当量以上の第二鉄、アルミニウム、カルシ
ウムの硫酸塩、塩化物を添加することによって、溶存状
態の汚濁物質の大部分をコロイド状または粒子状に変換
することができる。
【0014】本発明者らは特願平第3−276273号
および特願平3−325644号で水中の懸濁微細液体
粒子または微細固形物粒子を所定の付着材で付着除去す
る方法を完成し特許出願したが、本発明によるコロイド
状または粒子状の有機性汚濁物質の付着除去の原理を次
に説明する。
【0015】係わる有機性汚濁物質を含有する水中のコ
ロイドまたは懸濁粒子は廣いpH範囲において陰イオン
界面活性剤や脂肪酸成分の吸着によってその表面に負の
電位を持つ。一方、第二鉄またはアルミニウムの水酸化
物は廣いpH範囲において正の電位を有する。そこで、
基材となる繊維体の表面に第二鉄またはアルミニウムの
水酸化物のコロイドを保持させたものを付着材として有
機性汚濁物質を含有する水を処理すると、例えば付着材
中のアルミニウムの水酸化物のコロイドは、[Al(OH)2]+
・(H2O)4,[Al(OH)]2+・(H2O)5の如く正の電荷を有するた
めに負の電位を有する懸濁物質の粒子を吸着することが
できる。
【0016】即ち、本発明では第二鉄またはアルミニウ
ムの水酸化物のコロイドを加水分解反応によって生成
し、この水酸化物を基材となる繊維体の表面に保持さ
せ、こうして調整したものを付着材として充填層に充填
し、該当充填層に有機性汚濁物を含有する水を流過させ
て、水中のコロイド状または粒子状の汚濁物質を付着材
に付着させて除去する。
【0017】基材繊維体としては、処理する水に対し化
学的に安定であれば何でもよいが、例えばロックウー
ル、スラグウール、ガラス繊維、各種セラミックファィ
バー等の無機質繊維、スチールウール、ステンレス繊維
等の金属繊維、ポリアミノ繊維、ポリウレタン繊維、ポ
リプロピレン、ポリエステル等の有機合成繊維、綿、ア
スペスト等の天然繊維、さらにセルロースや繊維状活性
炭を用いることが出来る。
【0018】しかし、繊維の耐薬品性、親水性及び価格
面などを総合的に見れば、無機質繊維が最も望ましい。
なお、繊維の径は0.5〜20μmの範囲がよい。
【0019】付着材は繊維の10倍量以上の体積の水
に、所定量の第二鉄またはアルミニウムの塩を溶解し、
溶解液に繊維を加え繊維を溶解液を含浸させ、ついでp
H5.5〜8.5になるまでアルカリ溶液を撹拌しながら
加えて調製する。
【0020】通常、繊維体の形状としては繊維が一本一
本に分離している場合や、繊維が互いに絡み合って粒状
を形成しているなどの場合があるが、本発明では、付着
材を調製する時に繊維体を撹拌する必要があること、基
材繊維体になるべく多くの水酸化物コロイドを保持させ
るのが付着容量の向上に重要であること、そして調製し
た付着材を充填層に充填して処理水を流過させる時に水
酸化物コロイドの流出を防ぐ必要があることから、無機
質繊維は粒状に成形することが好ましい。本発明者等の
知見によると、直径が0.5〜20μmの無機質繊維を
直径が5〜50mmで見掛密度が0.01〜0.3g/c
3の粒に成形した基材は、付着する溶液中で撹拌する
際に撹拌し易く、水酸化物のコロイドの付着力が大き
く、また付着した水酸化物のコロイドは流出し難い。
【0021】本発明による付着材を充填する充填層の最
適の充填密度は使用する繊維体の種類と、処理する水の
性質によって決定するが、一般に、繊維体としての充填
密度は100〜400g/dm3の範囲が好ましく、
又、第二鉄またはアルミニウムの水酸化物としての充填
密度は第二鉄またはアルミニウムとして200〜700
mMol/dm3の範囲が好ましい。なお、充填層の厚
さは2〜60cmの範囲が好ましい。
【0022】本発明は、処理水を充填層に流過させるこ
とによってコロイド状または粒子状の汚濁物質を付着材
に付着除去する。流過の方法として下向流または上向流
または側向流のいずれでもよいが、油分の浮上分離を促
進することで下向流が好ましい。
【0023】このように有機性汚濁物質を含有する水を
55〜90℃に加熱し、所定量の第二鉄、アルミニウム
またはカルシウムの塩を添加することによって汚濁物質
の大部分をコロイド状または粒状に変換してから上記付
着材の充填層に流過させ、汚濁物質を付着除去する。し
かし、コロイド状に変換できずに溶存状のままでいる一
部の汚濁物質はそのまゝ充填層を通過する。このような
場合には、本発明の充填層を通過させた後で、更に粒状
活性炭を充填した層を流過させて溶存状の汚濁物質をさ
らに吸着除去すればよい。使用する活性炭は液相吸着用
に適した粒状活性炭であれば何でもよいが、石炭を原料
に製造した石炭系粒状活性炭が溶存状の有機性汚濁物質
に対して高い吸着容量を有するので望ましい。
【0024】本発明による有機性汚濁物質含有水の処理
方法をフロシートに示すと図1となる。本発明で行う処
理水の加熱工程と、第二鉄あるいはアルミニウムあるい
はアルカリ土類金属の塩を添加する工程は何れの工程を
先に行ってもよく、また必要に応じて同時に行ってもよ
い。
【0025】当然のことながら、陰イオン系界面活性剤
や脂肪酸を含まない水の場合には第二鉄、アルミニウム
またはカルシウムの塩を添加する必要がなく、また、非
イオン系界面活性剤を含まない水の場合には水を加熱す
る必要がなく、また、所定付着材の充填層で処理した一
次処理水は要求される水質を満たしていれば、粒状活性
炭の充填層による吸着処理を省く事が可能である。
【0026】本発明による処理方法の具体的な実施例に
ついて説明すると以下の通りである。
【0027】
【実施例1】金属プレス加工業では、アルミニウムやス
テンレスのプレス加工に色々な潤滑油が使用され、加工
後に金属部品の脱脂洗浄を行う必要がある。水系脱脂洗
浄液が洗浄に使われる場合には、脱脂洗浄液の洗浄力が
次第に低下し、ある期間使用後に廃液となる。ここでは
本発明の水処理方法を用いて、実際の非イオン系界面活
性剤を主成分とする脱脂洗浄液の3ヵ月使用後廃液を処
理する。該当廃液の油分とCODの値を表1に記する。
【0028】フェロニッケル製錬スラグを成分調整して
製造したスラグ繊維(大平洋金属(株)製)の主成分は
SiO2 52.8wt%,MgO 26.6wt%,Al23 13.
6 wt%,CaO 0.5wt%,全Fe 2.4wt%,全Cr
0.5wt%,S 0.04wt%で、繊維平均径は4μmである。
上記繊維を製粒加工する事によって粒径5〜35mm、平均
見かけ密度0.07g/cm3の粒状物が得られる。上記無機質
繊維からなる粒状物は水に対して化学的に安定でしかも
安価なので、付着材の繊維体基材として本試験に用い
た。
【0029】付着材はまず、硫酸アルミニウム500gを3
0lの水に溶解し、上記繊維体粒状物2.2 kgを上記溶解
液に添加して粒状物に溶解液を含浸させ、ついで、撹拌
しながら水酸化ナトリウム溶液をpH 7.0まで加えて調
製した。このように調製した付着材を径200mm、高さ300
mmの層に充填して充填層を形成した。
【0030】表1の廃液の欄に示した洗浄廃液100lを7
0℃に加熱してから1.5l/minの流速で上記充填層に流
過させた。この方法で処理した後の水の油分とCODの
値を表1の実施例1欄に併記した。
【0031】
【表1】
【0032】表1にみられように、実施例1に記載の処
理方法による処理は非常に有効であった。しかし、加熱
のみを行う実施例1の方法では処理した後の水のCOD
の値が1500 ppmとなお高い。これは洗浄廃液中の油脂の
鹸化あるいは酸化で生じた脂肪酸によるものとみられ
る。
【0033】
【実施例2】本実施例では、実施例1で用いたと同じ洗
浄廃液100lを70℃に加熱し、塩化カルシウム100gを添
加してから、1.5l/minの流速で、実施例1と同じ方法
で調製した充填層に流過させた。実施例2の方法で処理
した後の水の油分とCODの値を表2の実施例2の欄に
記した。
【0034】表2に見られるように、上記の処理方法に
よる処理は廃液の油分とCODの除去率が99%以上に
達し、きわめて有効であった。
【0035】次に実施例2の方法で処理した後の水をさ
らに石炭系粒状活性炭の充填層で二次処理を行った。こ
こで使用した粒状活性炭は平均粒径1.38mmである。上記
粒状活性炭 7.3kgを径 200mm、高さ 500mmの層に充填
し、試験に用いた。
【0036】
【表2】
【0037】実施例2で処理した後の水100lを1.5l/
minの流速で上記粒状活性炭充填層に流過させた。この
ように処理した後の水の油分とCODの値を表2の二次
処理水の欄に併記した。
【0038】比較例として、活性炭吸着層のみで上記廃
液を直接に処理する場合を試みた。上記試験と同じよう
に上記粒状活性炭7.3kgを径200mm、高さ500mmの層に充
填し、上記廃液100lを1.5l/minの流速で上記粒状活
性炭充填層に流過させた。この結果を表2の比較例の欄
に示した。このように活性炭吸着のみで処理した比較例
の欄の水はその油分とCODの値が表2に見られるよう
に依然としてきわめて高く、実施例2の欄や二次処理水
の欄と同様の水質を得るためには、大量の活性炭を使用
する必要があることが明白である。
【0039】このように、本発明の水処理方法を用いる
ことにより、高濃度の有機性汚濁物質を含有する水を簡
単かつ効率的かつ経済的に処理することができる。
【0040】
【発明の効果】本発明を用いる事によって、有機性汚濁
物質を含有する水を、簡単かつ効率的かつ経済的に清浄
化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】は本発明の処理方法のフローシート
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 榎本 晃 新潟県新潟市太郎代856番地8 新潟金属 株式会社内

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】有機性汚濁物質を含有する水を55〜90
    ℃に加熱した後で、表面にアルミニウムの水酸化物のコ
    ロイドまたは第2鉄の水酸化物のコロイドを保持させた
    無機質繊維からなる付着材中を流過させて、有機性汚濁
    物質を付着させて除去することを特徴とする、有機性汚
    濁物質を含有する水の処理方法。
  2. 【請求項2】有機性汚濁物質を含有する水に、アルミニ
    ウム、第2鉄、アルカリ土類金属から選ばれる1または
    2以上の硫酸塩をあるいは塩化物を加え、表面にアルミ
    ニウムの水酸化物のコロイドまたは第2鉄の水酸化物の
    コロイドを保持させた無機質繊維からなる付着材中を流
    過させて、有機性汚濁物質を付着させて除去することを
    特徴とする、有機性汚濁物質を含有する水の処理方法。
  3. 【請求項3】有機性汚濁物質を含有する水に、アルミニ
    ウム、第2鉄、アルカリ土類金属から選ばれる1または
    2以上の硫酸塩をあるいは塩化物を加える処理と、55
    〜90℃に加熱する処理とを施した後で、表面にアルミ
    ニウムの水酸化物のコロイドまたは第2鉄の水酸化物の
    コロイドを保持させた無機質繊維からなる付着材中を流
    過させて有機性汚濁物質を付着させて除去することを特
    徴とする、有機性汚濁物質を含有する水の処理方法。
  4. 【請求項4】無機質繊維が、直径が0.5〜20μmの
    無機質繊維を、直径が5〜50mmで見かけ密度が0.
    01〜0.3g/cm3の粒に成形した粒状の無機質繊維
    であることを特徴とする、請求項1または2または3に
    記載の、有機性汚濁物質を含有する水の処理方法。
  5. 【請求項5】請求項1または2または3または4で付着
    材中を流過させた後、更に粒状活性炭の充填層を流過さ
    せて水中の溶存状の有機性汚濁物質を吸着除去すること
    を特徴とする、有機性汚濁物質を含有する水の処理方
    法。
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