JPH0634998B2 - 有機性廃水の処理方法 - Google Patents

有機性廃水の処理方法

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JPH0634998B2
JPH0634998B2 JP14146084A JP14146084A JPH0634998B2 JP H0634998 B2 JPH0634998 B2 JP H0634998B2 JP 14146084 A JP14146084 A JP 14146084A JP 14146084 A JP14146084 A JP 14146084A JP H0634998 B2 JPH0634998 B2 JP H0634998B2
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伸太郎 古橋
孝之 御室
勝美 畑中
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Description

【発明の詳細な説明】 発明の分野 本発明は、難分解性及び(或いは)不揮発性有機物質等
の生物酸化処理或いは化学的酸化処理し難い有機物質を
含有する高COD、BOD成分の有機性廃水を処理する
方法に関するものである。本発明は、機械工業、電子工
業、表面処理工業、金属製錬工業、繊維工業、染色工業
等からの廃水のような各種産業廃水のうち上述したよう
な難処理有機性廃水を環境を保全しつつ経済的に処理す
る方法を提供するものである。
発明の背景 上述したような産業分野の工場から流出する潤滑油等の
油を含む含油廃水、塗装廃水、メツキ廃水、冷却廃水、
洗浄廃水等には使用目的に応じて使用された溶剤、界面
活性剤、防錆剤、糊剤等様々の有機試剤が含まれてい
る。近時、製品の高品質化の為各工程で用いられる有機
添加剤は多種類そして多量に及び、それらが廃水中に混
入する為、こうした有機性廃水処理は重大な問題となつ
ている。とりわけ、生物処理あるいは化学的酸化処理し
にくい有機物質、例えば各種界面活性剤、脂肪酸、油脂
類、水溶性高分子類を含有する高COD、BOD成分の
難処理有機性廃水の処理法の確立が求められている。
従来の技術 かかる難処理有機性廃水は一般に、CODが4〜5万mg
/、BODが2〜3万mg/と高くまた難分解性の高
分子、不揮発性有機物質の外、状況に応じて各種の金属
を含有しており、高アルカリ液であることもある。その
ため、従来は適当な処理方法がなく、液中燃焼法等によ
り含有水分を蒸発させると同時に含有有機物を燃焼さ
せ、焼却灰から重金属を回収するいわゆる焼却法が採用
されていた。しかし、この焼却法では廃水1トンの焼却
処理に燃料として約250の灯油もしくは重油を必要
とし、高価な処理費を要するに加えて、軽質有機成分が
未燃焼のまま大気に放散され、環境を汚染する恐れが多
分にあつた。例えば、大気汚染防止法上の特定物質であ
るホルムアルデヒド等が放出される危険がある。
また、高温および高圧下で触媒の存在下で空気中の酸素
を酸化剤として短時間で酸化する方法の可能性も考えら
れるが、この方法では操作が複雑となりまた設備も高価
につくので、小規模な廃水処理には適さない。
発明の目的 こうした状況に鑑み、本発明は、上述したような難処理
有機性廃水を環境保全の面から問題を呈さず且つ経済的
に処理する方法の提供を目的とする。
発明の概要 多くの検討の結果、本発明者は、難処理有機性廃水を先
ず蒸留によつて生物処理あるいは化学的酸化処理し難い
物質と水及び軽質有機成分とを分離することが爾後処理
負担を大巾に軽減する上で有効であることを知見した。
即ち、目的とする廃水を蒸発濃縮装置に導入し、廃液の
沸点まで加熱して水分及び分解し易くかつ揮発しやすい
有機物質を蒸発分離する。蒸発を継続することにより、
難分解性高分子や不揮発性有機物質のうちあるものは固
体として析出沈殿しまたあるものは軽液として濃縮液上
部に分相する。固体沈殿及び軽液は適宜の方法で分離回
収し、焼却、再生使用等に供する。
こうして、廃水から軽質有機成分のみを含有する水蒸気
が分離される。この水蒸気を凝縮して得られる凝縮液中
の有機成分は、本発明に従えば2段階の処理によつて効
果的に且つ効率的に分離できることが見出された。即
ち、凝縮液を先ず生物酸化処理して活性汚泥分離後、次
いで生物酸化処理水を活性炭懸濁状態で空気酸化処理し
て残存有機成分の空気酸化を行つた後沈澱処理を行いス
ラツジを沈降させる。こうして得られる処理水はBOD
及びCOD量の低い清澄なものであり、排水基準を充分
に満し、公共河川に放流しても何ら環境上問題が生じな
い。
上記水蒸気の凝縮は、コスト節減の為多重効用蒸発装置
を用いて実施することが好ましい。
要約すると、本発明は、難分解性及び(或いは)不揮発
性有機物質を含有する高COD及びBOD成分の有機性
廃水を処理する方法であつて、前記廃水を加熱若しくは
減圧あるいはそれらの組合せによつて水及び軽質有機成
分を蒸発せしめ、同時に難分解性及び(或いは)不揮発
性有機物質を沈殿固体及び液状軽液として分離除去し、
前記水及び軽質有機成分の蒸気を凝縮し、生成凝縮液に
生物酸化処理を施して凝縮液中の有機物を生物酸化し、
生物酸化処理水を活性炭を懸濁させた状態で空気酸化処
理して残存有機物を酸化し、そしてスラツジ沈降分離後
清浄な処理水を得ることから成る有機性廃水処理方法を
提供する。
発明の具体的説明 第1図は本発明方法の処理系統の一例のフローシートで
ある。対象とする廃水は或る単位量が貯液槽に貯えら
れ、ここから廃水は蒸発装置に給水ポンプにより直接的
に或いは一度高架給液槽に揚水後重力によつて供給され
る。
廃水は、各種界面活性剤、特に生物分解性の悪いノニオ
ン系界面活性剤、脂肪酸、油脂類、各種グリコール、各
種アルコール等のような難分解性及び(或いは)不揮発
性有機物質その他過マンガン酸カリによつて酸化されC
ODとして検出されるが生物処理或いは化学的酸化のし
難い有機物質(本明細書ではこれらを総称して難分解性
及び(或いは)不揮発性有機物質と呼ぶ)と、生物処理
或いは化学的酸化を受けやすい容易分解性の有機物質及
び(或いは)揮発性の有機物質(本明細書ではこれらを
総称して軽質有機成分と呼ぶ)との混合物を含有する有
機性廃水であり、金属加工工場、表面処理工場、めつき
工場、繊維工場、染色工場等出所に応じて有機物質を様
々の濃度で含んでおり、これを廃水基準以下のCOD及
びBOD成分の清浄な処理水に処理することは従来至難
であつたことは前述した。
蒸発装置としては、従来型式の蒸発装置がいずれも使用
しうるが、好ましい一例は外部加熱部のカランドリアと
円筒状の蒸発缶を組合せた強制循環式の蒸発装置を二重
もしくは三重に組合せた多重効用蒸発装置である。これ
により、加熱源として使用する蒸気の使用量の減少をは
かり、加熱蒸発費の低減化をはかることができる。この
装置については後述する。
蒸発装置に導入した廃水はその沸点まで加熱して水分を
蒸発せしめると共に、軽質有機成分を蒸発せしめる。蒸
発の継続によつて溶液は濃縮され、溶解成分中の溶解度
の小さな有機塩、もし存在するなら金属塩等の塩は晶析
沈殿し、高級アルコール、グリコール類、油脂類、表面
活性剤等の有機物質は軽液として濃縮液上部に浮遊す
る。固体沈殿は過或いは遠心分離法で分離回収する。
軽液として溶液の上部に分離した上部液は分離採取し
て、燃焼法により爾後処理するか、再使用の為の処理に
供せられる。
こうした蒸発濃縮処理を継続することにより、廃水中の
COD及びBOD成分の大部分は固体及び液状物となり
系外に分離除去され、系内には水蒸気と軽質有機成分蒸
気が残る。このように工程の最初の段階で難分解性及び
(或いは)不揮発性有機物質を廃水から分離すること
が、後の廃水処理負担を軽減したまま清浄な処理水を容
易にそして効率的に生成しうる点で非常に大きなメリツ
トを与える。
これら蒸気は、好ましくは原廃水と、熱交換後凝縮器に
より冷却して凝縮水とされ、凝縮水貯槽へ導入される。
導入された凝縮水は、廃水出所源に応じて変動するが、
pH=5.0〜6.0の液であるのが普通であり、例え
ばCOD600〜700mg/そしてBOD1000〜
1500mg/を含有している。含有有機成分によつて
着色を呈することもある。
次に、この凝縮水を生物処理槽へ給水へ連続的な生物処
理酸化が行われる。生物処理法としては、活性汚泥法を
採用するのが代表的である。活性汚泥法では、下水道処
理場等の汚泥を種汚泥として2週間程度の馴養を行う
と、酸化効果が充分となる。活性汚泥法としては、BO
D−負荷量を1.4kg−BOD/m2/日あるいはそれ以
上とする高速活性汚泥法も使用しうるが、本発明におい
てはBOD−容積負荷を0.7kg−BOD/m2/日内外
としてそして汚泥負荷を0.1kg−BOD/kg−s・s
/日以下とした長時間曝気法の採用が好ましい。栄養分
として、窒素分を処理原水に対して3〜7mg/、燐分
を0.5〜2mg/程度添加すると生物酸化成績が向上
する。曝気時間は20〜30時間程度でよい。
この他、廃水中に含まれる有機物質の種類に応じて各成
分に対応した処理を行うべくこれまで提唱される生物酸
化法の幾つかを組合せてもよい。例えば、第一段を微生
物を懸濁する活性汚泥方式としそして第二段を固定床式
の生物処理法とすれば一層効果的生物処理が実施できま
た管理が軽減される。
この生物処理はMLSSが5000〜6000mg/の
長時間曝気方式で行うことにより、汚泥の自己消化が多
く、従つて余剰汚泥の発生を事実上回避することができ
る。
生物酸化処理水は、沈殿槽でスラツジ(活性汚泥)を分
離後、空気酸化槽に導入される。
空気酸化槽において、生物酸化処理水は一般に10〜4
0g/、好ましくは20g/前後の粒状活性炭を懸
濁させた状態で空気撹拌を行いながら酸化処理される。
ここでの停滞時間は15〜20時間程度である。活性炭
は吸着剤及び触媒として機能する。即ち、撹拌によつて
初期の活性炭はその1gがCOD成分の30mg程度を吸
着するが、その後もCOD及びBOD成分を空気酸化す
る触媒作用を行う。活性炭の補給は、活性炭粒子同志が
接触して微粉化し、液中に分散して溢流する少量分を補
充する程度でよい。
この空気酸化処理によつて、BOD、COD成分の残存
分のほとんどは固形化し、スラツジを形成する。液の着
色成分が含まれている場合でも、これら成分は分解され
るので処理水は無色となる。微量金属分が含まれている
場合、これら金属分はスラツジ中に入る。
空気酸化槽の溢流には、凝集剤、例えば市販高分子凝集
剤を0.5〜2g/m2添加し、混合撹拌してから凝集
沈殿槽においてスラツジを分離し、清澄な処理水とす
る。
この清澄な処理水は一般にpH7〜7.5でありそして
BOD及びCOD成分は共に10mg/以下の排水基準
を充分に満すものであり、公共河川に放流される。
こうして、当初COD4〜5万mg/そしてBOD2〜
3万mg/という高い値を有する有機性廃水がCOD及
びBOD共に10mg/以下の清澄な処理水として環境
を保全しつつ経済的に処理できるのである。
第2図は、第1図の蒸発濃縮工程を実施する装置の一例
を示すものである。ここでは、二重効用蒸発法を実施す
る装置を示してある。
原廃水は、貯液槽から供給口1を通して処理量に応じて
連続的に第1循環ポンプ6により蒸発装置系内に吸入さ
れる。ボイラー蒸気が第1カランドリア2の蒸気口3に
おいて供給され、吸入廃水を加熱する。ボイラー蒸気は
潜熱を利用するので119〜130℃の低温及び1〜1
8kg/cm2 Gの低圧のものでもよい。廃水は、第1循環
系を構成する第1カランドリア2及び第1蒸発缶5を循
環する間に第1カランドリアにおいてボイラー蒸気によ
り加熱されるので廃水中の水(+軽質有機成分)は蒸気
として分離される。分離した水蒸気(+軽質有機成分)
は第2カランドリア7に流入する。第1カランドリア7
の凝縮ボイラー蒸気はドレン4から排出される。第1蒸
発缶5の温度は90〜110℃そして圧力は100mmH
g〜0.5kg/cm2Gである。
第1カランドリア2及び第1蒸発缶5を循環する廃水
は、蒸気を発生しながら濃縮される。第1カランドリア
−第1蒸発缶5から成る第1循環系の廃水は、移送管2
0を経て、第2カランドリア7−第2蒸発管9−晶出沈
殿・軽液分離筒15から成る第2循環系に移送される。
第2循環系において、廃水は、第2カランドリア7、第
2蒸発缶9及び晶出沈殿・軽液分離筒15を循環しなが
ら、第2カランドリア7において、第1カランドリア5
からの発生蒸気により加熱される。第2循環系の廃水循
環は第2循環ポンプ10によりもたらされる。ここでは
廃水は第1蒸発缶5により発生する低温度の蒸気で第2
カランドリア7にて加熱されるので、第2蒸発缶9は、
真空ポンプ吸引口13を通じて大気圧以下の減圧下で蒸
発作用を行う。第2蒸発缶9は、一般に、50〜70℃
の温度そして300〜700mmHgの真空度において操
業される。発生蒸気は凝縮器12において冷却凝縮の後
排出口14を通して排水され、凝縮水貯槽に導入され
る。他方、第2カランドリア加熱用蒸気はドレン口8よ
り凝縮水として排出されるが、これもまた系質有機物質
を含んでいるので凝縮水貯槽に導入される。こうして、
排出口14及びドレン口8からの凝縮水は合併して凝縮
水貯蔵に導入され、前述したような生物酸化及び空気酸
化を受ける。生物酸化及び空気酸化設備は従来からのも
のを適宜使用しうるので、ここでは図示を省略する。
一方、第2循環系においては、前述した蒸発発生により
廃水の濃縮が進行する。循環濃縮中、有機塩、金属塩等
は分離筒15の逆円錐部下部に沈積するので、分離回収
槽16へ引抜ポンプ17によつて吸引する。同時に発生
する軽液は分離筒15の上部に貯まり、分離回収槽16
へ引抜ポンプ17により同時的に引抜かれる。
分離回収槽16において、沈殿物は沈澱回収口19を通
してそして軽液は軽液回収口18を通して適時引抜か
れ、焼却、再使用、金属分の多い場合にはスメルターへ
の繰返し等の爾後処理に供される。中央部の廃水は引抜
ポンプ17により第2循環系に戻される。
第2循環系においては、処理減量分を第1循環系から連
続的に補給し、第1及び第2循環系全体を通して定常操
業を実施する。
発明の効果 (1) 難分解性及び(或いは)不揮発性有機物質を最初
に分離したことにより軽質有機成分を含む廃水が非常に
効率的にそして有効に処理しうる。
(2) 軽質有機成分を含む廃水を生物酸化及び空気酸化
処理にかけることにより軽質有機成分の実質上完全な除
去をなしうる。
(3) 従来法の液中燃焼法で使用された灯油や重油が不
要であり、高価な処理費を要せず、また未燃焼軽質有機
成分の大気放散の恐れもない。
(4) 操業全体が複雑でなく、高価な設備を要しない。
(5) 廃水の量に応じて小規模から大規模まで融通性の
ある処理が可能である。
(6) 以上の総合的結果として、例えばCOD4〜5万m
g/そしてBOD2〜3万mg/というような難処理
有機性廃水をCOD及びBOD10mg/以下にまで環
境を保全しつつ経済的に処理出来る。
実施例 数種の表面活性剤、溶剤、アミン化合物、グリコール、
メタル等を含む表面処理工場からの廃水を第2図に示し
た装置にて蒸発濃縮処理し、そして後凝縮水を生物酸化
及び空気酸化することにより清澄な処理水を得た。各段
階でのpH、COD、BOD、n−ヘキサン及びメタル
の値を下表に示す。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明方法の処理系統の一例のフローシートで
あり、そして第2図は本発明方法の蒸発濃縮工程を実施
する装置例の概略図である。 1:廃液供給口 2:加熱用第1カランドリア 3:加熱蒸気口 4:加熱蒸気ドレン口 5:第1蒸発缶 6:第1循環ポンプ 7:加熱用第2カランドリア 8:凝縮水出口 9:第2蒸発缶 10:第2循環ポンプ 11:第2蒸発缶蒸気出口 12:第2蒸発缶凝縮器 13:真空ポンプ吸気口 14:第2蒸発缶凝縮水出口 15:分離筒 16:分離回収槽 17:引抜ポンプ 18:軽液回収口 19:沈殿回収口 20:移送管

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】難分解性及び(或いは)不揮発性有機物質
    を含有する高COD及びBOD成分の有機性廃水を処理
    する方法であつて、前記廃水を加熱若しくは減圧あるい
    はそれらの組合せによつて水及び軽質有機成分を蒸発せ
    しめ、同時に難分解性及び(或いは)不揮発性有機物質
    を沈殿固体及び液状軽液として分離除去し、前記水及び
    軽質有機成分の蒸気を凝縮し、生成凝縮液に生物酸化処
    理を施して凝縮液中の有機物を生物酸化し、生物酸化処
    理水を活性炭を懸濁させた状態で空気酸化処理して残存
    有機物を酸化し、そしてスラツジ沈降分離後清浄な処理
    水を得ることから成る有機性廃水処理方法。
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