JPH08168783A

JPH08168783A - 水処理方法

Info

Publication number: JPH08168783A
Application number: JP31161694A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Shishida; 健一宍田; Tamotsu Kodera; 保小寺; Suenobu Kawabe; 末信川部
Original assignee: Takuma Co Ltd
Current assignee: Takuma Co Ltd
Priority date: 1994-12-15
Filing date: 1994-12-15
Publication date: 1996-07-02

Abstract

(57)【要約】【目的】効率のよい廃水のＣＯＤ低減手段。【構成】廃水をアルカリ金属の水酸化物の存在下に、
過酸化水素を用い、必要に応じてオゾンおよび／または
紫外線を作用せしめ、廃水中の不純物質を酸化除去す
る。廃水を、前工程において過酸化水素とアルカリ金属
の水酸化物との混合水溶液を用いて処理し、後工程で、
混合水溶液とオゾンや紫外線照射とを併用する処理を施
せば、容易に難酸化性不純物を経済的に酸化除去するこ
とができる。下水、し尿、産業廃水やその二次処理水、
廃棄物埋立地滲出水やその二次処理水のＣＯＤやＢＯＤ
を低減するのに好適である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、過酸化水素を用い、下
水、し尿、産業排水やその二次処理水、廃棄物埋立地滲
出水やその二次処理水を浄化する方法、とくにＣＯＤや
ＢＯＤを低減する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、廃水の高度処理には、オゾン処
理、生物処理、膜処理、紫外線照射処理、活性炭処理、
塩素注入処理、過酸化水素処理などの処理方法を、処理
水の状態や浄化の目的に応じて選択、あるいは複数の方
法を組合わせて実施していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記の各種の
廃水処理方法は、いずれもＣＯＤを低減する作用が十分
でなかったり、大量の廃水処理には不向きであったり、
頻繁な部品交換や洗浄・再生が必要であったり、有機塩
素化合物が発生するおそれがあったり、設備費用やラン
ニングコストが高いなどの問題を抱えていた。しかし、
過酸化水素を利用する方法は、ＣＯＤを低減する作用が
十分でない以外は、オゾン処理のように排ガス処理の必
要もなく、安全、かつ無公害の利点があり、比較的有利
な処理方法として推奨できる。このため、過酸化水素処
理に鉄を触媒として用いたり、オゾン処理や紫外線照射
処理を組み合わせ、廃水中に酸化力の強いヒドロキシラ
ジカルを発生させて有機物を分解除去する方法が提案さ
れ、用いられるようになった。本発明者は、さらに難酸
化性不純物を含む不純物の酸化を促進する効率のよいＣ
ＯＤ低減手段を研究し、本発明を完成した。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、処理対象の廃
水に、過酸化水素およびアルカリ金属の水酸化物を添加
し、混合し、廃水中の不純物を酸化除去することを特徴
とする本発明の第１の水処理方法を、また、廃水に、過
酸化水素、アルカリ金属の水酸化物およびオゾンを添加
し、混合し、廃水中の不純物を酸化除去することを特徴
とする本発明の第２の水処理方法を提供する。さらに、
本発明は、前記の第１または第２の水処理方法を実施す
るに際し、処理中の廃水に紫外線を照射し、より効率的
に水処理を施すことができる第３の水処理方法を提供す
る。本発明の水処理方法において、過酸化水素およびア
ルカリ金属の水酸化物は、通常、両者の混合水溶液を調
整しておいて処理対象の廃水に添加することが好まし
い。

【０００５】本発明では、前記の各水処理方法を組合せ
て実施し、より高レベルの水処理を効率的に実施するこ
とができる。とくに、難酸化性不純物の除去を課題とす
る場合、好ましい処理手段は、前記の第１の水処理方法
を施す前工程と、前工程を施した廃水に、前記の第２ま
たは第３の水処理方法を施す後工程とからなる水処理方
法である。また、廃水処理の条件によっては、前記の第
１の水処理方法で前処理した後、前処理を施した廃水
に、オゾンを添加しおよび／または紫外線を照射して後
処理することにより、課題を解決することができる。

【０００６】

【作用と実施態様例】本発明を、実施態様例をあげなが
ら、具体的に説明する。本発明の水処理方法は、廃水に
過酸化水素およびアルカリ金属の水酸化物を添加するこ
とにより、廃水中の、主に有機系の不純物質を酸化して
除去し、ＣＯＤないしＢＯＤを低減させるものである。
必要があれば、さらに、オゾンを加えたり、紫外線を照
射して、酸化を促進することができる。このうち過酸化
水素は、市販の過酸化水素水、または製造装置で製造し
た過酸化水素を、好ましくは、アルカリ金属水酸化物と
の混合水溶液として廃水に供給する。たとえば、水酸化
ナトリウム水溶液を電解液として電解製造した過酸化水
素水溶液を用いることもできる。アルカリ金属水酸化物
であれば、いずれでも使用できるが、水酸化ナトリウム
および水酸化カリウムが価格と扱い易さの点で実用的で
ある。アルカリ金属水酸化物が廃水中に存在させること
により、過酸化水素を単独で廃水に添加する場合に比べ
て、廃水中の不純物に対する酸化作用が著しく促進され
るのである。

【０００７】本発明を適用できる廃水の種類は極めて多
様である。このために、本発明を実施する際の過酸化水
素の最適添加量は、廃水中の不純物質の濃度、目標の処
理レベル、廃水の性状などにより異なり、たとえば予備
試験を実施して決めるとよい。したがって、一概に規定
することはできないが、通常、廃水のＣＯＤ_Mn濃度の
０．５〜５０倍の範囲内で添加する。過酸化水素の添加
量が少な過ぎると、廃水処理の結果が目標の処理レベル
に到達せず、また、添加し過ぎても過酸化水素が自己分
解して消費される割合が多くなり、処理コストが高くな
って好ましくない。アルカリ金属の水酸化物の添加量も
また、過酸化水素の場合と同様廃水の性状と処理レベル
によるところが大きいが、一般的には、過酸化水素の添
加量１モルに対し、０．５〜５モル、好ましくは１〜２
モルである。０．５モル以下の場合には、過酸化水素を
単独で用いて廃水を処理した場合に比較し、顕著な効果
が認められず、また、５モル以上添加すると廃水にもよ
るが、通常処理後のｐＨが高くなり過ぎて中和などの後
処理が必要になる場合がある。難酸化性不純物を多く含
有している廃水には、過酸化水素およびアルカリ金属の
水酸化物の添加に加えて、オゾンを添加し、さらに／ま
たは廃水に紫外線を照射して、酸化力の強いヒドロキシ
ラジカルを発生させれば、効果的に難酸化物を酸化除去
することができる。オゾンの添加量や紫外線の照射量も
また、前記薬剤と同様、廃水の性状や目的の処理レベル
によって異なり、予備試験などによって決めることが好
ましいが、一般的に、オゾンは廃水のＣＯＤ_Mn濃度の
０．５〜５０倍の範囲で添加し、紫外線の照射量は１０
００〜１０００万μＷ・ｓ／ｃｍ²の範囲である。

【０００８】次に、本発明の実施手順を例をあげて詳細
に説明する。本発明において、処理対象の廃水は、たと
えば、廃水配管から直接配管で供給し、あるいは、一
旦、廃水タンクに貯えた後、本発明の水処理方法を施
す。紫外線照射を併用する場合には、照射効率を高める
ために前もって懸濁物質などの固体粒子を除去しておく
ことが望ましい。まず、廃水に、過酸化水素およびアル
カリ金属の水酸化物を添加する。過酸化水素およびアル
カリ金属の水酸化物は、それぞれの水溶液を別々に廃水
に添加してもよいが、まず両者の混合水溶液を調合し、
混合水溶液を廃水に添加する方が好ましい。たとえば、
廃水にアルカリ金属の水酸化物の水溶液のみを添加して
おき、後で過酸化水素を添加しても、アルカリ金属水酸
化物の添加効果が認められない場合がある。現在のとこ
ろ、その理由は明らかでない。廃水と、貯槽から供給さ
れる過酸化水素およびアルカリ金属水酸化物の混合水溶
液（以下、前記の混合水溶液と略称する）とを十分に攪
拌し、混合し、反応を速やかに進行させるために、たと
えば、スタティックミキサー、ラインミキサー、エジェ
クター、攪拌槽などの混合器を利用することもできる。

【０００９】廃水に前記の混合水溶液を添加してから放
流するまでの分解反応時間、すなわち、過酸化水素によ
る廃水中の不純物の実質的分解所要平均時間は、廃水の
性状によって異なるが、通常、３０分以下でよい。しか
し、分解反応時間をあまり短くすると、所定の処理レベ
ルに到達しなかったり、所定の処理レベルに達するため
に前記の混合水溶液を多量に添加する必要を生じ、いず
れも後処理の負担が増大するので好ましくない。また、
必要以上に分解反応時間を長くすれば、装置容量が増大
する。分解反応時間は、過酸化水素を添加する際や分解
反応時の廃水を乱流状態に保つことによって、短縮する
ことができる。

【００１０】本発明を実施する際の廃水温度は、通常の
廃水処理温度であればとくに限定する理由はない。しか
し、廃水温度が高いほど反応速度が速くなるものの、過
酸化水素が自己分解する割合も増加するので、処理条件
に見合った温度を選定する。

【００１１】さて、本発明の過酸化水素を用いた水処理
方法において、オゾンを添加する場合には、廃水に前記
の混合水溶液を添加する際、同時に添加しても、前記の
混合水溶液を添加した後の分解反応中に添加してもよ
い。あるいは、廃水に一旦、前記の混合水溶液を添加し
て本発明を実施した処理廃水に、後処理として引続き、
オゾンを単独で添加し、高度な処理を施すこともでき
る。

【００１２】また、紫外線照射を併用する場合には、紫
外線を照射する反応槽などに攪拌機を取り付け、照射し
ながら前記の混合水溶液を添加してもよい。しかし、紫
外線の照射効率を高めるには、紫外線照射前に前記の混
合水溶液を添加し、紫外線照射なしに酸化分解できる不
純物をあらかじめ除去しておくことが望ましい。たとえ
ば、廃水に難酸化物を含まれている場合、後述する実施
例１の前処理と後処理とのように、まず、前処理とし
て、廃水に前記の混合溶液を添加して一部の有機化合物
を酸化分解、除去した後、後処理として、オゾンを添加
し紫外線を照射する高度な処理を施せば、残る難酸化物
を分解除去することができる。

【００１３】さらに、本発明は、後述の実施例２および
３において例示するように、本発明の水処理方法を組合
せ、前工程において廃水に前記の混合水溶液を添加して
処理を行い、後工程において前記の混合水溶液を添加
し、さらに、オゾン、またはオゾンおよび紫外線照射を
併用し、廃水中に残った難酸化不純物を強力に酸化分解
処理することもできる。

【００１４】図１に、本発明を前工程と後工程とに組合
わせた実施態様例の概略フローシートを示す。廃水は、
貯槽１から前工程混合槽２に送られ、過酸化水素・アル
カリ金属水酸化物混合水溶液貯槽３から供給する混合物
水溶液を添加し、攪拌混合される。通常、不純物の大半
を占める比較的容易に酸化される物質は、前工程で酸化
除去される。前工程の処理を終えた廃水は、紫外線照射
ランプ６を装着した後工程混合紫外線照射槽４に送ら
れ、過酸化水素・アルカリ金属水酸化物混合水溶液貯槽
５から供給する混合物水溶液を添加し、さらに、オゾン
発生装置７より供給されるオゾンガスを廃水中に曝気
し、紫外線照射下に攪拌混合される。廃水中に残った難
酸化性不純物が酸化され、除去される。処理を終えた廃
水は、処理液排出配管８から系外に排出される。

【００１５】

【実施例】本発明の実施例をあげてその効果を具体的に
示す。なお、ＣＯＤ処理効率（％）は、ＪＩＳＫ０１
０２に規定する方法に準拠して測定した被処理水および
処理水のＣＯＤ_Mn濃度を用い、次式によって算出した値
である。

【００１６】ＣＯＤ処理効率（％）＝｛１−処理水ＣＯＤ_Mn濃度(mg/
l)／被処理水ＣＯＤ_Mn濃度(mg/l)｝×１００実施例１（前処理）ＣＯＤ_Mn濃度１３０ｍｇ／ｌのし尿二次処
理水の処理試験を実施した。し尿二次処理水１リットル
をガラスビーカーに投入し、スターラを用いて攪拌しな
がら、過酸化水素とカセイソーダとの等モル混合水溶液
を、し尿二次処理水１リットル当り、過酸化水素５００
ｍｇになるように添加した。室温のまま、１０分間、攪
拌を続けて処理を行い、処理水のＣＯＤ_Mn濃度を測定し
た。得られたＣＯＤ処理効率を表１に１ａとして示す。

【００１７】（後処理）前処理で得られた処理水に、
１リットル当りオゾンを１００ｍｇ／ｌの割合でバブリ
ングし、かつ、３０Ｗの紫外線ランプを垂直に取付けた
ビーカー中で５分間、室温のまま紫外線を照射して処理
を続け、処理後のＣＯＤ_Mn濃度を測定した。得られたＣ
ＯＤ処理効率を１ｂとして表１に示す。

【００１８】実施例２実施例１で使用したのと同じし尿二次処理水を、前工程
として、実施例１（前処理）と同じ条件で処理した。引
続き後工程として、得られた処理水を攪拌しながら、処
理水１リットル当り、過酸化水素が６０ｍｇ、オゾンが
１００ｍｇになるように、過酸化水素とカセイソーダと
の等モル混合溶液およびオゾンを添加した。１０分間、
攪拌を続けて処理を行い、処理後のＣＯＤ_Mn濃度を測定
した。得られたＣＯＤ処理効率を表１に示す。

【００１９】実施例３実施例２と同様の条件で前工程および後工程の処理を行
なった。ただし、後工程においては、実施例１で施した
のと同じ条件で紫外線を照射した。得られたＣＯＤ処理
効率を表１に示す。

【００２０】実施例４実施例１で使用したのと同じし尿二次処理水を、実施例
１（前処理）と同じ条件で処理した。ただし、過酸化水
素とカセイソーダとの等モル混合水溶液に代えて、過酸
化水素１モルに対しカセイソーダ０．５モルの混合水溶
液を添加した。処理後のＣＯＤ_Mn濃度を測定し、得られ
たＣＯＤ処理効率を表１に示す。

【００２１】比較例１実施例１で使用したのと同じし尿二次処理水を、実施例
１（前処理）と同じ条件で処理した。ただし、過酸化水
素とカセイソーダとの等モル混合水溶液に代えて、カセ
イソーダを含まない過酸化水素水溶液を添加した。処理
後のＣＯＤ_Mn濃度を測定し、得られたＣＯＤ処理効率を
表１に示す。

【００２２】

【表１】実施例１ａ１ｂ２３４比較例ＣＯＤ処理効率５７８０７７８６４８４３

【００２３】

【発明の効果】本発明を利用すれば、従来の過酸化水素
単独による酸化処理よりも処理効率が向上する。また、
オゾンや紫外線照射を併用することにより、過酸化水素
では処理の困難な難酸化性物質を酸化分解することがで
きる。前工程において過酸化水素とアルカリ金属の水酸
化物との混合水溶液を用いて処理し、後工程で、混合水
溶液とオゾンや紫外線照射とを併用する処理を施せば、
容易に難酸化不純物を経済的に酸化除去することができ
る。下水、し尿、産業廃水やその二次処理水、廃棄物埋
立地滲出水やその二次処理水などのＣＯＤやＢＯＤを低
減するのに好適である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を前工程と後工程とに組合わせた実施
態様例の概略フローシート。

【符号の説明】

１：廃水タンク２：前工程混合槽３：前工程の過酸化水素・アルカリ金属の水酸化物混合
溶液貯槽４：後工程混合紫外線照射槽５：後工程の過酸化水素・アルカリ金属の水酸化物・オ
ゾン混合溶液貯槽６：紫外線照射ランプ７：オゾン発生装置８：
処理液排出配管

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】廃水に、過酸化水素およびアルカリ金属の
水酸化物を添加し、混合し、廃水中の不純物を酸化除去
することを特徴とする水処理方法。
【請求項２】廃水に、過酸化水素、アルカリ金属の水酸
化物およびオゾンを添加し、混合し、廃水中の不純物を
酸化除去することを特徴とする水処理方法。
【請求項３】廃水に、過酸化水素およびアルカリ金属の
水酸化物、または過酸化水素、アルカリ金属の水酸化物
およびオゾンを添加し、混合し、さらに、紫外線を照射
し、廃水中の不純物を酸化除去することを特徴とする水
処理方法。
【請求項４】廃水に請求項１に記載の水処理方法を施す
前工程と、前工程を施した廃水に請求項２または３に記
載の水処理方法を施す後工程とからなることを特徴とす
る水処理方法。
【請求項５】廃水を請求項１に記載の水処理方法を用い
て前処理した後、前処理を施した廃水に、オゾンを添加
しおよび／または紫外線を照射して後処理することこと
を特徴とする水処理方法。