JPH09225481A

JPH09225481A - 排水の処理方法

Info

Publication number: JPH09225481A
Application number: JP6551796A
Authority: JP
Inventors: Haruyoshi Tsurumaru; 陽佳鶴丸; Tsutomu Ogose; 勤生越
Original assignee: Kurita Water Industries Ltd
Current assignee: Kurita Water Industries Ltd
Priority date: 1996-02-27
Filing date: 1996-02-27
Publication date: 1997-09-02

Abstract

(57)【要約】【課題】排水中のペルオキソ硫酸及び／又はヨウ素酸を
効率的に除去する方法を提供する。【解決手段】ペルオキソ硫酸及び／又はヨウ素酸を含む
排水のpHを５以下に調整して鉄と接触させたのち、pHを
７以上に調整して凝集処理及び固液分離を行うことを特
徴とする排水の処理方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、排水の処理方法に
関する。さらに詳しくは、本発明は、ペルオキソ硫酸、
ヨウ素酸などの酸化力の強い有害物質を含む排水を、効
率的に処理する排水の処理方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】金属表面処理廃液などに含まれるペルオ
キソ硫酸やヨウ素酸は、酸化力が強く、生物に悪影響を
及ぼすのみならず、廃液処理の各工程に支障をきたす。
例えば、ペルオキソ硫酸は、金属表面処理廃液の電解に
よる金属の回収を妨げる。また、ペルオキソ硫酸やヨウ
素酸はイオン交換樹脂やＣＯＤ吸着樹脂の性能を低下さ
せる。このため、ペルオキソ硫酸やヨウ素酸を含む排水
を処理する方法が種々検討されている。例えば、特公昭
５７−１４２３３号公報には、ペルオキソ硫酸アンモニ
ウムと銅を含む金属表面処理廃液に、過酸化水素又は過
酸化水素発生剤を添加することにより、ペルオキソ硫酸
アンモニウムを分解する方法が提案されている。しか
し、この方法において使用する過酸化水素は皮膚刺激性
が強く、取り扱いに注意を要する。本発明者らは、先
に、ペルオキソ硫酸を含む排煙脱硫排水の処理方法とし
て、排煙脱硫排水のpHを５以下に調整し、活性炭と接触
させてペルオキソ硫酸を分解除去したのち、ＣＯＤ吸着
樹脂と接触させる方法を提案した（特開平７−７５７７
８号公報）。この方法によれば、高水質の処理水を得る
ことができるが、活性炭の消耗が排水水質によって変動
し、かつ処理水質を安定化させるために排水処理の管理
を十分に行う必要がある。また、ペルオキソ硫酸が極め
て高濃度の場合には、処理水質が悪化するなどの問題が
ある。また、本発明者は、ヨウ素酸を含む排煙脱硫排水
の処理方法として、排煙脱硫排水のpHを５以下に調整す
るとともに還元剤を添加し、ヨウ素酸を分解除去したの
ち、ＣＯＤ吸着樹脂と接触させる方法を提案した（特開
平７−１２４５７５号公報）。この方法によれば、高水
質の処理水を得ることができるが、還元剤の必要量が排
水水質によって変動し、かつ処理水質を安定化させるた
めに排水処理の管理を十分に行う必要がある。また、ヨ
ウ素酸が極めて高濃度の場合には、処理水質が悪化する
などの問題がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、排水中のペ
ルオキソ硫酸及び／又はヨウ素酸を効率的に除去する方
法を提供することを目的としてなされたものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の課
題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、排水のpHを５以
下に調整して鉄と接触させたのち、pHを７以上に調整し
て凝集処理及び固液分離を行うことにより、排水中に含
まれるペルオキソ硫酸及びヨウ素酸を低濃度になるまで
除去することが可能となることを見いだし、この知見に
基づいて本発明を完成するに至った。すなわち、本発明
は、（１）ペルオキソ硫酸及び／又はヨウ素酸を含む排
水のpHを５以下に調整して鉄と接触させたのち、pHを７
以上に調整して凝集処理及び固液分離を行うことを特徴
とする排水の処理方法、を提供するものである。さら
に、本発明の好ましい態様として、（２）排水のpHを５
以下に調整するために、塩酸又は硫酸を使用する第(１)
項記載の排水の処理方法、（３）鉄が、最大径３mm以下
の鉄微粒子、鉄網線又は粒状鉄である第(１)項又は第
(２)項記載の排水の処理方法、（４）鉄との接触を、被
処理水のpHが５〜７となるまで、又は、被処理水の酸化
還元電位が−１００mV以下となるまで行う第(１)項、第
(２)項又は第(３)項記載の排水の処理方法、（５）鉄と
の接触を、鉄を充填したカラムに被処理水を通水するこ
とにより行う第(１)項、第(２)項、第(３)項又は第(４)
項記載の排水の処理方法、（６）通水速度を、２０〜１
２０hr^-1とする第(５)項記載の排水の処理方法、（７）
鉄との接触を、反応槽中において被処理水に鉄を加える
ことにより行う第(１)項、第(２)項、第(３)項又は第
(４)項記載の排水の処理方法、及び、（８）鉄との接触
時間を、２０〜４０分とする第(７)項記載の排水の処理
方法、を挙げることができる。

【０００５】

【発明の実施の形態】本発明方法は、ペルオキソ硫酸及
び／又はヨウ素酸を含む排水に適用することができる。
本発明方法においては、排水にpH調整剤を加えてpHを５
以下、好ましくはpHを２〜３に調整する。使用するpH調
整剤には特に制限はないが、塩酸及び硫酸を好適に使用
することができる。被処理水のpHが５を超えると、鉄と
接触させたとき、被処理水への鉄の溶出に時間がかか
り、あるいは被処理水に鉄が十分に溶出しないおそれが
ある。排水のpHが５以下である場合は、必ずしもpH調整
を行う必要はない。被処理水のpHが２〜３であると、速
やかに鉄が溶出して反応に寄与するので好ましい。被処
理水のpHが１以下であると、鉄の溶出が速すぎて過剰の
鉄が溶出するおそれがある。本発明方法において、pH調
整は任意の場所において行うことができ、例えば、pH調
整槽を設けてあらかじめpH調整することができ、反応槽
においてpH調整剤を添加することができ、あるいは、被
処理水の配管に直接pH調整剤を供給することにより行う
ことができる。本発明方法において、pHを５以下に調整
した被処理水を接触させる鉄としては、純鉄、粗鋼、合
金鋼、その他の鉄合金などを挙げることができる。鉄
は、鉄微粒子、鉄網線、粒状鉄など表面積の大きい形状
であることが好ましく、最大径が３mm以下であることが
好ましく、１mm以下であることがより好ましい。本発明
方法において、pHを５以下に調整した被処理水と鉄を接
触させる方法には特に制限はなく、例えば、鉄微粒子、
鉄網線、粒状鉄などを充填したカラムに通水することに
より接触させることができ、あるいは、反応槽中におい
て被処理水に鉄微粒子、鉄網線、粒状鉄などを加えるこ
とにより接触させることができる。被処理水と鉄との接
触時間は、鉄を充填したカラムを使用する場合は０.５
〜３分、すなわち通水速度として２０〜１２０hr^-1とす
ることが好ましく、反応槽を使用する場合は２０〜４０
分とすることが好ましい。被処理水と鉄との接触時間
は、被処理水のpH値又は酸化還元電位を測定して制御す
ることが可能である。pHは鉄の溶解により酸が消費され
るので上昇し、pHが５〜７となることを適切な接触時間
を判断する基準とすることができる。酸化還元電位は、
ペルオキソ硫酸及び／又はヨウ素酸が還元されることに
より低下するので、酸化還元電位が−１００mV以下に到
達することを適切な接触時間を判断する基準とすること
ができる。

【０００６】本発明方法において、pHを５以下に調整し
た被処理水を鉄と接触させることにより、鉄は２価の鉄
イオンとなって水中に溶出する。２価の鉄イオンは、水
中のペルオキソ硫酸、ヨウ素酸などの酸化性物質と反応
する。本発明方法において、ペルオキソ硫酸は、次式に
したがって分解されると考えられる。Ｆｅ → Ｆｅ²⁺＋２ｅＳ₂Ｏ₈ ^2-＋２Ｆｅ²⁺ → ２ＳＯ₄ ^2-＋２Ｆｅ³⁺ また、ヨウ素酸は次式にしたがって還元処理されると考
えられる。２ＩＯ₃ ^-＋１０Ｆｅ²⁺＋１２Ｈ⁺ → Ｉ₂＋１０Ｆｅ³⁺＋
６Ｈ₂Ｏ本発明方法においては、鉄と接触することにより水中の
ペルオキソ硫酸及び／又はヨウ素酸を還元したのち、被
処理水の凝集処理を行う。凝集処理の方法には特に制限
はないが、アルカリ剤を添加することにより、水中の２
価の鉄イオン及び３価の鉄イオンを水不溶性の水酸化第
一鉄及び水酸化第二鉄とし、鉄フロックを形成して凝集
することが好ましい。アルカリ剤の添加により、被処理
水のpHを７以上、好ましくはpHを９〜１０とする。被処
理水のpHが７未満であると、鉄フロックなどの凝集が不
十分となるおそれがある。被処理水のpHを７以上とする
ことにより、次式のように、水中の２価の鉄イオンは水
不溶性の水酸化第一鉄となり、３価の鉄イオンは水不溶
性の水酸化第二鉄となる。Ｆｅ²⁺＋２ＮａＯＨ→Ｆｅ(ＯＨ)₂＋２Ｎａ⁺ Ｆｅ³⁺＋３ＮａＯＨ→Ｆｅ(ＯＨ)₃＋３Ｎａ⁺

【０００７】本発明方法においては、水中に鉄の超微粒
子が浮遊している場合は、鉄の超微粒子も鉄フロックに
吸着されて凝集する。また、反応系が空気に解放されて
いる場合は、２価の鉄イオンが空気酸化を受けて、一部
が酸化第二鉄の微粒子となり、酸化第二鉄の微粒子は鉄
フロックに吸着されて凝集する。本発明方法において、
被処理水のpHを７以上にするためのアルカリ剤には特に
制限はなく、例えば、水酸化ナトリウム、消石灰、水酸
化カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、カーバイ
ト滓など使用することができるが、水酸化ナトリウム及
び消石灰を特に好適に使用することができる。本発明方
法においては、アルカリ剤の添加による凝集処理の際
に、さらに高分子凝集剤を添加することができる。高分
子凝集剤の添加により、フロックが粗大化し、水からの
分離が容易になる。使用する高分子凝集剤には特に制限
はなく、例えば、ポリアクリルアミド、ポリエチレンオ
キシド、尿素−ホルマリン樹脂などのノニオン性高分子
凝集剤、ポリアミノアルキルメタクリレート、ポリエチ
レンイミン、ハロゲン化ポリジアリルアンモニウム、キ
トサンなどのカチオン性高分子凝集剤、ポリアクリル酸
ナトリウム、ポリアクリルアミド部分加水分解物、部分
スルホメチル化ポリアクリルアミド、ポリ(２−アクリ
ルアミド)−２−メチルプロパン硫酸塩などのアニオン
性高分子凝集剤などを使用することができる。これらの
高分子凝集剤の中で、アニオン性高分子凝集剤は凝集効
果に優れているので、特に好適に使用することができ
る。本発明法においては、凝集処理に続いて固液分離を
行うことにより、凝集処理により生成したフロックを除
去し、処理水を分離する。固液分離方法には特に制限は
なく、沈殿、ろ過、遠心分離、膜分離など任意の固液分
離方法を使用することができる。これらの固液分離方法
の中で、膜分離は微細なＳＳをも除去することができ、
装置を小型化することが可能であるので、特に好適に使
用することができる。

【０００８】図１は、本発明方法の実施の一態様の工程
系統図である。pH調整槽１において、排水に塩酸を注入
してpHを５以下に調整する。pH調整を終了した被処理水
を反応槽２に送り、鉄微粒子を添加して鉄を２価の鉄イ
オンとして溶出させ、被処理水中のペルオキソ硫酸及び
／又はヨウ素酸を還元処理する。被処理水は、次いで沈
殿分離槽３へ送り、水酸化ナトリウムを注入し、pHを７
以上に調整して鉄イオンを水酸化鉄として凝集させ、固
液分離により処理水を分離する。図２は、本発明方法の
実施の他の態様の工程系統図である。pH調整槽４におい
て、排水に塩酸を注入してpHを５以下に調整する。pH調
整を終了した被処理水をポンプ５により鉄微粒子充填カ
ラム６に送り、鉄を２価の鉄イオンとして溶出させ、被
処理水中のペルオキソ硫酸及び／又はヨウ素酸を還元処
理する。被処理水は、次いで反応槽７へ送り、水酸化ナ
トリウムを注入し、pHを７以上に調整して鉄イオンを水
酸化鉄として凝集させる。反応槽において鉄フロックを
形成した被処理水は、次いで沈殿分離槽８へ送り、固液
分離により処理水を分離する。

【０００９】

【実施例】以下に、実施例を挙げて本発明をさらに詳細
に説明するが、本発明はこれらの実施例によりなんら限
定されるものではない。実施例１ pHが６.７であり、ペルオキソ硫酸イオン１６mg／リッ
トルを含有する、金属表面処理の洗浄排水を、図１に示
す装置を用いて処理を行った。排水１リットルに、塩酸
を濃度が２００mg／リットルになるよう注入し、pHを３
に調整したのち、１００メッシュの鉄微粒子５０ｇを添
加し、３００rpmで３０分間撹拌した。鉄の溶出量は、
２００mg／リットルであった。その後、水酸化ナトリウ
ムを濃度が３００mg／リットルになるよう注入してpHを
９とし、３００rpmで３０分間撹拌して凝集処理を行っ
た。放流可能にするため、上澄水を塩酸で中和した。上
澄水の水質は、pH７.５、ペルオキソ硫酸イオン０.１mg
／リットル以下であった。比較例１実施例１と同じ排水に、消石灰を濃度が１,５００mg／
リットルになるよう、ポリアクリルアミド系高分子凝集
剤を濃度が１mg／リットルになるようそれぞれ注入し、
３００rpmで３０分間撹拌して凝集処理を行った。上澄
水をろ過したのち、塩酸を濃度が７５mg／リットルにな
るよう注入してpHを３に調整し、活性炭充填カラムによ
り、通水速度ＳＶ１０hr^-1で通水処理を行った。中和後
の処理水の水質は、pH７.０、ペルオキソ硫酸イオン０.
３mg／リットルであった。実施例１及び比較例１の結果
を第１表に示す。

【００１０】

【表１】

【００１１】第１表の結果より、本発明方法により処理
した実施例１においては、上澄水のペルオキソ硫酸イオ
ンは０.１mg／リットル以下まで除去されているのに対
して、消石灰と高分子凝集剤を用いて凝集処理を行い、
さらに活性炭充填カラムに通水した比較例１の処理水の
ペルオキソ硫酸イオン濃度は０.３mg／リットルであ
り、本発明方法がペルオキソ硫酸イオンの除去に関して
優れた方法であることが分かる。さらに、本発明方法
は、活性炭充填カラムを必要としないので、設備費及び
設備管理費を低減することができる。実施例２ pHが６.８であり、ヨウ素酸イオン１.６mg／リットルを
含有する排水を、図２に示す装置を用いて処理を行っ
た。pH調整槽において、塩酸を濃度が３７０mg／リット
ルになるよう注入して排水のpHを２.５に調整した。こ
の水を、ポンプにより、１００メッシュの鉄微粒子を充
填した鉄微粒子充填カラムに上向流で、通水速度ＳＶ２
０hr^-1で通水し、流出する水を反応槽に導いた。鉄の溶
出量は２００mg／リットルであった。反応槽において水
酸化ナトリウムを濃度が４００mg／リットルになるよう
注入してpHを９に調整し、凝集反応を行った。その後、
被処理水を沈殿分離槽に導き、固液分離を行った。放流
可能にするため、上澄水を塩酸で中和した。処理水の水
質は、pH７.０、ヨウ素酸イオン０.１mg／リットル以下
であった。比較例２実施例２と同じ排水に、硫酸第一鉄を濃度が２,０００m
g／リットルになるよう注入し、次いで塩酸を濃度が１,
０００mg／リットルになるよう注入して、pHを３に調整
した。３００rpmで３０分間撹拌したのち、水酸化ナト
リウムを濃度が２,０００mg／リットルになるよう注入
してpHを９.３に調整し、３００rpmで３０分間撹拌して
凝集処理を行った。中和後の上澄水の水質は、pH７.
５、ヨウ素酸イオン０.１mg／リットル以下であった。
実施例２及び比較例２の結果を第２表に示す。

【００１２】

【表２】

【００１３】第２表の結果より、実施例２及び比較例２
のいずれにおいても、排水中のヨウ素酸イオンは０.１m
g／リットル以下まで除去されている。しかし、使用す
る薬剤については、比較例２において使用する塩酸の量
は実施例２の約３倍、水酸化ナトリウムの量は約５倍で
あり、さらに、実施例２において溶出する鉄の量が２０
０mg／リットルであるのに対して、比較例２では硫酸第
一鉄として２,０００mg／リットル、すなわち鉄分とし
て７３５mg／リットルを必要とする。本発明方法によれ
ば、従来法に比較して、より少ない薬剤の使用量で同等
の効果をあげ得ることが分かる。実施例３実施例２と同様な操作を繰り返し、反応槽における水酸
化ナトリウムの添加量を変えて凝集処理時のpHを変化さ
せ、処理水中の懸濁物（ＳＳ）濃度を測定した。凝集処
理時のpHが５のとき（水酸化ナトリウムの添加なし）Ｓ
Ｓ濃度は２００mg／リットルであり、pH６のときＳＳ濃
度は１５０mg／リットル、pH７のときＳＳ濃度は３０mg
／リットル、pH８のときＳＳ濃度は１０mg／リットル、
さらに凝集処理時のpHを９とすると処理水中のＳＳ濃度
は５mg／リットル以下となった。凝集処理時のpHと処理
水中のＳＳ濃度の関係を、第３表に示す。

【００１４】

【表３】

【００１５】第３表の結果より、凝集処理時のpHを７以
上とすることにより、処理水中のＳＳ濃度が十分低下す
ることが分かる。

【００１６】

【発明の効果】本発明の処理方法により、ペルオキソ硫
酸及び／又はヨウ素酸を効率的に除去することができ
る。また、還元反応に活性炭を用いる方法、あるいは還
元剤として過酸化水素発生剤、硫酸第一鉄などの薬剤を
用いる従来法に比較して、排水処理の運転管理が単純、
容易になる。また、硫酸第一鉄を使用する場合と比較す
ると、同等の効果を得るために必要な鉄の量を４分の１
に減少することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明方法の実施の一態様の工程系統
図である。

【図２】図２は、本発明方法の実施の他の態様の工程系
統図である。

【符号の説明】

１ pH調整槽２反応槽３沈殿分離槽４ pH調整槽５ポンプ６鉄微粒子充填カラム７反応槽８沈殿分離槽

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ペルオキソ硫酸及び／又はヨウ素酸を含む
排水のpHを５以下に調整して鉄と接触させたのち、pHを
７以上に調整して凝集処理及び固液分離を行うことを特
徴とする排水の処理方法。