JPH0985265A

JPH0985265A - 着色廃水の処理方法

Info

Publication number: JPH0985265A
Application number: JP24775795A
Authority: JP
Inventors: Takayoshi Hamaguchi; 高嘉浜口; Tetsuo Koshizuka; 哲夫腰塚; Masao Ishiuchi; 征夫石内
Original assignee: Mitsubishi Gas Chemical Co Inc
Current assignee: Mitsubishi Gas Chemical Co Inc
Priority date: 1995-09-26
Filing date: 1995-09-26
Publication date: 1997-03-31

Abstract

(57)【要約】【課題】着色廃水を脱色する方法において、穏和な条件
で迅速かつ経済的に処理する方法の提供。【解決手段】着色廃水を脱色する方法において、好まし
くは金属塩の存在下で、過酸化物と還元剤を同時に添加
し処理することを特徴とする着色廃水の処理方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、着色廃水の処理方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】染色、化学、パルプ工場等から排出され
る着色廃水は、これまで、充分脱色されないまま放流さ
れていた。しかし、完全に脱色することは難しく、その
ため河川は着色廃水によって汚染され、重大な公害問題
となってきた。しかしながら最近、各地方自治体におい
て工場等から排出される着色廃水を規制する動きが出始
めている。従来、着色廃水処理法として、無機、有機系
の凝集剤を添加し、フロックを形成させ着色成分を凝集
沈澱・分離する凝集沈澱処理法が広く行われているが、
この方法では、分散染料のような比較的粒子の大きな着
色成分の処理には有効であるが、水に可溶な着色成分の
除去効果は少ないという問題があった。また、凝集沈澱
処理法は排出される大量のスラッジの処分が必要で、経
済的にも環境的にも問題があった。他の方法として、活
性炭に着色成分を吸着させる活性炭処理があるが、吸着
量が飽和に達すると、新しい活性炭に交換するか再生処
理する必要があり、経済性に問題があった。濾過膜によ
る処理方法は、効果が充分でなかったり濾剤が詰まり処
理効率が劣る等経済性にも問題があった。また、生物に
よる還元処理方法は、生物を使用するため装置の維持・
管理が複雑であり、更に処理に長時間を要する等の問題
がある。化学的酸化処理法としてオゾンを利用する方法
があるが、オゾン発生設備が非常に高価であり、また発
生に多大な電力を必要とすることから、処理コストが高
くなるという問題がある。他の化学的な処理方法とし
て、特開平６−１８２３６２号にはフェントン法を用い
た方法が開示されているが、この方法は、過酸化水素と
多量の鉄塩で処理後、アルカリ剤で鉄塩を水酸化鉄とし
て沈澱させ除去するため凝集沈澱法と同じように大量の
スラッジ処理の問題がある。また、還元剤を使用する処
理方法としてハイドロサルファイトで処理する方法があ
る。この方法は速効性はあるが、長時間放置しておく
と、空気による酸化を受け、再び着色してしまうという
問題がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来技術は、脱色効果
が充分でなかったり、大量のスラッジ生成や、経済性に
も問題があった。本発明は、前記の従来技術の有する問
題点に鑑み、着色廃水を穏和な条件下で、効率的にかつ
経済的に分解する廃水処理方法の提供を目的とするもの
である。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記着色
廃水の処理方法を開発すべく鋭意研究を重ねた結果、着
色廃水を好ましくは金属塩の存在下、還元剤と過酸化物
で処理することにより還元剤及び過酸化物がお互いに分
解し無駄に消費されること無く、着色廃水が効果的に脱
色されることを見いだし、本発明を完成した。すなわ
ち、本発明は着色廃水の処理において、好ましくは金属
塩を添加し、還元剤と過酸化物で処理することを特徴と
する着色廃水の処理方法である。

【０００５】本発明による方法の第一の利点は従来行わ
れている有機、無機系の凝集沈澱処理方法（もしくは加
圧浮上処理方法）では除去しにくい水溶性の着色成分を
脱色できる点にある。即ち、従来凝集沈澱処理では、着
色成分を捕捉除去しており、水溶性の着色成分は除去し
にくいという欠点を有していた。しかしながら本発明方
法によれば着色成分を分解することにより、その欠点を
解決することが可能になる。第二の利点は、高度処理と
して用いられているオゾン処理は、オゾンを発生する際
に多量の電力を必要とし、またオゾン発生装置や反応装
置は、大きくな装置を必要とし初期投資、維持管理費等
経済的にコストがかなりかかるという欠点を有してい
た。しかしながら本発明によれば装置は、ポンプ類、攪
拌装置、反応槽等装置が比較的小規模で、また薬液も小
量で脱色が行えることからその欠点を解決することが可
能になる。また、第三の利点は、先の凝集沈澱法やフェ
ントン法の様は多量のスラッジを発生してしまうという
欠点を有していた。しかしながら本発明によればスラッ
ジの発生が少なく、その欠点を解決することが可能にな
る。

【０００６】

【発明の実施の形態】つぎに本発明の方法を具体的に説
明する。着色廃水としては、染色工場における、漂白、
染色工程からの着色廃水、パルプ工場におけるパルプ製
造時に排出される着色廃水、食品工場や化学工場からの
処理後の着色廃水、また、し尿処理後の着色廃水等、有
機系の着色廃水等が含まれる。本発明で処理される着色
廃水は、着色成分以外の無機および有機物が溶解してい
ても良い。

【０００７】本発明による方法では、まず上記の着色廃
水を酸またはアルカリ剤を用いて、一般的にはｐＨを２
〜１２、好ましくは４〜９に調整する。この時使用され
る酸としては、硫酸、塩酸、硝酸、リン酸等の無機酸、
蟻酸、酢酸等の有機酸であり、単独またはそれらの組み
合わせが使用され得るが、硫酸、塩酸が好適に使用され
る。また、アルカリ剤としては、ナトリウム、カリウム
等のアルカリ金属の水酸化物、炭酸塩または珪酸塩、カ
ルシウム、マグネシウム、バリウム等のアルカリ土類金
属の水酸化物、炭酸塩または珪酸塩等であり単独または
それらの組み合わせが使用され得るが、水酸化ナトリウ
ム、炭酸ナトリウムが好適に使用される。これらｐＨ調
整剤と着色廃水との混合のためには、攪拌混合槽のほ
か、スタティックミキサー、インラインミキサー等の混
合装置が使用できるが、着色廃水とｐＨ調整剤が混合で
きる装置であればいずれの方法でも良い。ｐＨ調整には
ｐＨ計を使用することにより本操作を自動化することが
できる。

【０００８】つぎに、ｐＨが調整された着色廃水に還元
剤及び過酸化物が添加される。本発明法で使用される還
元剤としては、亜二チオン酸塩、亜硫酸塩のアルカリ金
属、アルカリ土類金属塩、ナトリウムボロハイドライ
ド、ヒドラジン化合物、ホルマリン及びその付加物、二
酸化チオ尿素及びその誘導体、その他有機、無機の還元
剤が使用し得るが、一般的には、亜二チオン酸塩、亜硫
酸塩が使用される。還元剤の量は、染料濃度にもよる
が、廃水に対し、５ｐｐｍ〜１００００ｐｐｍ、好まし
くは１０ｐｐｍ〜１０００ｐｐｍ、更に好ましくは、２
０ｐｐｍ〜５００ｐｐｍである。還元剤と着色廃水との
混合のためには、攪拌混合槽のほか、スタティックミキ
サー、インラインミキサー等の混合装置が使用できる
が、着色廃水と還元剤が混合できる装置であればいずれ
の方法でも良い。また、還元剤の導入に対しては、特公
昭５８−２９２４６号に開示されているような還元剤の
連続溶解装置を用いて導入することが、還元剤の分解を
抑えられるために好ましい。

【０００９】本発明による方法で使用される過酸化物と
しては、過酸化水素、過酢酸、過硫酸塩、過炭酸塩、過
ホウ素酸塩、その他無機、有機の過酸化物が使用し得る
が、好ましくは過酸化水素が使用される。過酸化物の使
用量は、廃水に対し、一般的には過酸化水素換算で、１
０ｐｐｍ〜１００００ｐｐｍ、好ましくは２０ｐｐｍ〜
５０００ｐｐｍ、更に好ましくは５０ｐｐｍ〜５００ｐ
ｐｍである。３５重量％、６０重量％の濃度の過酸化水
素水溶液が市販されているが、これを希釈して使用して
も良い。還元剤と過酸化物を添加する際、金属塩を添加
すると好ましい。本発明による方法で使用される金属塩
としては、鉄、マンガン、銅、クロム、コバルト、ニッ
ケル、アルミニウム、亜鉛等の硫酸塩、硝酸塩、ハロゲ
ン化物、過塩素酸塩、水酸化物、酸化物等が例示され、
無水塩であっても含水塩であっても良い。特に、鉄の硫
酸塩、硝酸塩、または塩酸塩が安価なこと、また、毒性
の面から最も好適に使用できる。更に、鉄塩としては、
ポリ硫酸第二鉄等も使用できる。金属塩の使用量は、金
属原子の重量として廃水に対して０．０１ｐｐｍ〜２０
０ｐｐｍ、好ましくは０．１ｐｐｍ〜１００ｐｐｍ、更
に好ましくは１ｐｐｍ〜５０ｐｐｍの濃度になる量であ
る。金属塩は、順次、または同時に添加しても良い。

【００１０】還元剤、過酸化物、好ましくは金属塩の添
加後、着色廃水との混合のためには、攪拌混合槽のほ
か、スタティックミキサー、インラインミキサー等の混
合装置が使用できるが、着色廃水と還元剤、過酸化物、
金属塩が混合できる装置であればいずれの方法でも良
い。添加・混合された着色廃水は、続いて反応槽中で一
定時間滞留され着色成分は分解される。反応槽は、チュ
ーブ型でもよく一定時間滞留できる装置であればいずれ
の方法でも良い。本発明での処理時の温度は、外気温か
ら室温でも可能であるが、反応速度を上げるために、８
０℃程度まで加温しても良い。ただし、これ以上の昇温
は、過酸化物が分解する場合もあり、また、昇温の為に
かけたコストのわりには処理効率が上がらないため好ま
しくない。本発明による方法を効率的に行うために、脱
色処理中、処理液を攪拌することが好ましいが、その際
用いられる攪拌方法としては、マグネット攪拌子、攪拌
翼、ガスバブリング等液を攪拌できる方法であればいず
れの方法でも良い。

【００１１】本発明により脱色された着色廃水は、好ま
しくは中和した後、次工程にて更に処理を継続する、ま
たは再利用、もしくは放流される。中和には酸またはア
ルカリ剤が使用される。この時使用される酸としては、
硫酸、塩酸、硝酸、リン酸等の無機酸、蟻酸、酢酸等の
有機酸であり、単独またはそれらの組み合わせが使用さ
れ得るが、硫酸、塩酸が好適に使用される。また、アル
カリ剤としては、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金
属の水酸化物、炭酸塩または珪酸塩、カルシウム、マグ
ネシウム、バリウム等のアルカリ土類金属の水酸化物、
炭酸塩または珪酸塩等であり単独またはそれらの組み合
わせが使用され得るが、水酸化ナトリウム、炭酸ナトリ
ウムが好適に使用される。これらｐＨ調整剤と着色廃水
との混合のためには、攪拌混合槽のほか、スタティック
ミキサー、インラインミキサー等の混合装置が使用でき
るが、処理水とｐＨ調整剤が混合できる装置であればい
ずれの方法でも良い。ｐＨ調整にはｐＨ計を使用するこ
とにより本操作を自動化することができる。本発明によ
る方法を効率的に行うために、本処理前に、凝集沈澱、
加圧浮上、生物による還元処理、活性汚泥処理、活性炭
処理、各種フィルターによる濾過処理等を組み合わせる
こともできる。

【００１２】

【実施例】次に、本発明の方法を実施例により更に具体
的に説明する。但し、本発明はこれらの実施例によって
限定されるものではない。染料の脱色の度合いは、脱色
率で評価した。脱色率は、分光光度計（日立３３０）で
最大吸収波長における吸光度を測定することで下式によ
り算出した。

【式１】実施例１染料モデル廃水として、染料Ｃ．Ｉ．Ｒｅａｃｔｉｖｅ
Ｙｅｌｌｏｗ２を２５０ｐｐｍ含む廃水２００ｍｌに
亜二チオン酸ナトリウム５０ｐｐｍ、過酸化水素１５０
ｐｐｍを添加し、２５℃で攪拌しながら１時間処理し
た。処理後の脱色率は３９．８％であった。比較例１亜二チオン酸ナトリウムを使用しなかった他は、実施例
１と同様の処理を行った。処理後の脱色率は、２．８％
であった。実施例１、比較例１より判るように亜二チオ
ン酸ナトリウムと、過酸化水素での処理は過酸化水素単
独での処理に比べ優れていることが判る。

【００１３】実施例２過酸化水素を添加する際に塩化第二鉄を鉄濃度として１
ｐｐｍ添加した以外は実施例１と同様の処理を行った。
処理後の脱色率は８６．１％であった。実施例３塩化第二鉄を鉄濃度として３ｐｐｍ添加した以外は実施
例１と同様の処理を行った。処理後の脱色率は９３．５
％であった。実施例４塩化第二鉄を鉄濃度として１０ｐｐｍ添加した以外は実
施例１と同様の処理を行った。処理後の脱色率は１０
０．０％であった。実施例５塩化第二鉄を鉄濃度として２０ｐｐｍ添加した以外は実
施例１と同様の処理を行った。処理後の脱色率は１０
０．０％であった。

【００１４】実施例２から５を表１．に纏めた。

【表１】実施例２から５より本系では、金属塩を添加した場合更
に脱色効果が上がることがわかる。

【００１５】実施例６塩化第二鉄を塩化第一鉄にした以外は実施例５と同様の
処理を行った。処理後の脱色率は１００．０％であっ
た。実施例６より、本系では、鉄の価数での差異はな
い。通常のフェントン法は、第一鉄を使用するが、本系
では、第一鉄、第二鉄の何れでも効果は同じで、また、
過酸化物に対して使用する鉄塩の量がかなり少ない点
が、フェントン法と大きく異なる。実施例７染料モデル廃水として、染料Ｃ．Ｉ．Ｒｅａｃｔｉｖｅ
Ｒｅｄ３を１００ｐｐｍ含む廃水２００ｍｌに鉄濃度
が３ｐｐｍとなる量の硝酸第二鉄を添加し、亜二チオン
酸ナトリウム１００ｐｐｍと過酸化水素１００ｐｐｍを
添加し、２５℃で攪拌しながら１時間処理した。処理後
の脱色率は１００．０％であった。比較例２染料モデル廃水として、染料Ｃ．Ｉ．Ｒｅａｃｔｉｖｅ
Ｒｅｄ３を１００ｐｐｍ含む廃水２００ｍｌに無機系
凝集剤１００ｐｐｍ、カチオン系凝集剤５０ｐｐｍ、高
分子凝集剤２ｐｐｍを添加し、２５℃で１０分攪拌し
た。攪拌後１時間放置した。得られた上澄みの脱色率
は、４１．５％であった。比較例３亜二チオン酸ナトリウムを使用しなかった他は、実施例
７と同様の処理を行った。処理後の脱色率は５０．０％
であった。比較例４過酸化水素と硝酸第二鉄を使用しなかった他は、実施例
７と同様の処理を行った。処理後の脱色率は９．８％で
あった。比較例２より、広く用いられている凝集沈澱法
に比べ、本方法の方が優れていることが判る。また、過
酸化水素と硝酸第二鉄のみの場合や、亜二チオン酸ナト
リウムのみの処理は、本方法より脱色率はかなり劣る。
また、亜二チオン酸ナトリウムのみの処理は、処理後放
置しておくと、酸素による再酸化を受け、再び着色して
しまうが、本方法は、色戻りすることはない。

【００１６】実施例８亜二チオン酸ナトリウムを亜硫酸ナトリウムにした以外
は実施例７と同様の処理を行った。処理後の脱色率は７
１．３％であった。実施例９亜二チオン酸ナトリウムをナトリウムボロハイドライド
にした以外は実施例７と同様の処理を行った。処理後の
脱色率は７０．０％であった。実施例１０亜二チオン酸ナトリウムをヒドラジンにした以外は実施
例７と同様の処理を行った。処理後の脱色率は８７．０
％であった。実施例１１亜二チオン酸ナトリウムをホルマリンにした以外は実施
例７と同様の処理を行った。処理後の脱色率は８３．０
％であった。実施例１２亜二チオン酸ナトリウムを二酸化チオ尿素にした以外は
実施例７と同様の処理を行った。処理後の脱色率は７
０．８％であった。

【００１７】実施例７から１２までの結果を表２に纏め
た。

【表２】表２．還元剤種と脱色率還元剤脱色率（％）実施例７亜二チオン酸ナトリウム１００．０実施例８亜硫酸ナトリウム７１．３実施例９ナトリウムボロハイドライド７０．０実施例１０ヒドラジン８７．０実施例１１ホルマリン８３．０実施例１２二酸化チオ尿素７０．８

【００１８】実施例１３染料モデル廃水として、染料Ｃ．Ｉ．ＡｃｉｄＢｌｕ
ｅ９２を２００ｐｐｍ含む廃水２００ｍｌに亜二チオン
酸ナトリウム７０ｐｐｍ、硫酸銅を金属の濃度が５ｐｐ
ｍ、過酸化水素２００ｐｐｍを同時に添加し、２０℃で
攪拌しながら２時間処理した。処理後の脱色率は８０．
４％であった。実施例１４金属塩を硝酸マンガンにした以外は実施例１２と同様な
処理を行った。処理後の脱色率は９１．２％であった。実施例１５金属塩を塩化コバルトにした以外は実施例１２と同様な
処理を行った。処理後の脱色率は９２．８％であった。

【００１９】実施例１６金属塩を硝酸ニッケルにした以外は実施例１２と同様な
処理を行った。処理後の脱色率は９４．２％であった。実施例１７金属塩を塩化クロムにした以外は実施例１２と同様な処
理を行った。処理後の脱色率は７９．６％であった。実施例１８金属塩を硫酸亜鉛にした以外は実施例１２と同様な処理
を行った。処理後の脱色率は９４．６％であった。実施例１９金属塩を塩化亜鉛にした以外は実施例１２と同様な処理
を行った。処理後の脱色率は７２．４％であった。

【００２０】実施例１３から１９までの結果を表３に纏
めた。

【表３】

【００２１】実施例２０染料を約１００ｐｐｍ含む染色工場廃水を２００ｍｌに
亜二チオン酸ナトリウム２０ｐｐｍ、過炭酸ナトリウム
３００ｐｐｍ、硫酸第二鉄を鉄濃度５ｐｐｍとなるよう
に添加し、２５℃で攪拌しながら１時間処理した。その
際ｐＨを２で行った。処理後の脱色率は９５．０％であ
った。実施例２１ｐＨを４にした以外は実施例１９と同様な処理を行っ
た。処理後の脱色率は９９．１％であった。実施例２２ｐＨを６にした以外は実施例１９と同様な処理を行っ
た。処理後の脱色率は９４．２％であった。実施例２３ｐＨを８にした以外は実施例１９と同様な処理を行っ
た。処理後の脱色率は９３．６％であった。実施例２４ｐＨを１０にした以外は実施例１９と同様な処理を行っ
た。処理後の脱色率は７７．１％であった。

【００２２】実施例２０から２４までの結果を表４に纏
めた。

【表４】上記のように高アルカリ側では、処理効率が落ちるが、
広範囲のｐＨで脱色ができる。以上より判るように、本
発明の方法は、穏和な条件かつ短時間で着色廃水の脱色
を行うことができる。

【００２３】

【発明の効果】本発明によれば、従来の脱色方法に比
べ、穏和な条件かつ短時間で、着色廃水の脱色を行うこ
とができる。また、本発明による方法は、使用する触媒
量が、微量なため殆どスラッジを生成すること無く、経
済的にも、環境的にも従来技術に比べ大幅な改善を図る
ことができる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】着色廃水を処理する方法において、過酸
化物と還元剤を同時に添加し処理することを特徴とする
着色廃水の処理方法。
【請求項２】還元剤が、亜二チオン酸塩である請求項
１記載の着色廃水の処理方法。
【請求項３】還元剤が、亜硫酸塩である請求項１記載
の着色廃水の処理方法。
【請求項４】過酸化物が、過酸化水素である請求項１
記載の着色廃水の処理方法。
【請求項５】処理する際に、金属塩を添加する請求項
１記載の着色廃水の処理方法。
【請求項６】金属塩が、鉄、マンガン、銅、クロム、
コバルト、ニッケル、アルミニウム、または亜鉛である
請求項５記載の着色廃水の処理方法。