JPH10300675A

JPH10300675A - 廃液の脱色度評価方法

Info

Publication number: JPH10300675A
Application number: JP11292297A
Authority: JP
Inventors: Nobuyuki Takahashi; 信行高橋
Original assignee: Agency of Industrial Science and Technology
Current assignee: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Priority date: 1997-04-30
Filing date: 1997-04-30
Publication date: 1998-11-13

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】パルプ廃液等に含まれているリグニンスルホ
ン酸及び／又はその水溶性塩、又はフミン酸及び／又は
その水溶性塩を含む着色廃水を脱色する際に、その脱色
度を容易かつ正確に評価する方法を提供。【解決手段】リグニンスルホン酸及び／又はその水溶
性塩を含む着色廃水、又はフミン酸及び／又はその水溶
性塩を含む着色廃水をオゾン酸化法で脱色した液の脱色
度を評価する方法において、該脱色液に波長３５０〜７
００ｎｍの光の中から波長７０ｎｍ以下の等間隔で選ん
だ６種以上の単色光を照射した際の吸光度を積算した値
Ｓを求め、これを下記（１）式によって希釈度法色度Ｃ
に転換することを特徴とする廃液の脱色度評価方法、及
びこれを下記（２）式によって白金コバルト法色度Ｃ′
に転換することを特徴とする廃液の脱色度評価方法。ｌｏｇＣ＝ＡｌｏｇＳ＋Ｂ（１）ｌｏｇＣ′＝ＤｌｏｇＳ＋Ｅ（２）

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、着色廃水をオゾン
酸化法で脱色した液の脱色度評価方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】住民の環境への関心は年々強くなり、自
治体の環境規制も強化傾向にある。そのため、従来は川
崎市や三郷市以外で見当らなかった廃水の色度規制が平
成6年度からは和歌山市でも始まった。そして、この規
制は水質汚濁防止法で定められていないのに、前記以外
の自治体でも強い関心を持つようになってきた。色度は
人の感覚に依存するところが多いが、色感は個人差が大
きいから色度の客観的評価は難しい。従って、統一的に
認められる色度測定法は見当らず、色度評価が必要な自
治体や企業はそれぞれ独自の測定法を採用している。こ
の測定法には、吸光度の測定を基本とする機器法と験者
の視認を基本とする官能法とがある。このうち機器法
は、測定容易で色人差無く測定値が得られる等の利点を
持つが、機器法色度は実際の感覚とずれている場合が多
い。これは、機器法色度が着色物濃度に依存して結果を
与えるのに色度は人の感覚に依存するからであり、この
ため自治体の色度規制は官能法で行うのが一般的であ
る。

【０００３】官能法による色度測定法には、希釈度法や
白金コバルト法等がある。希釈度法は、目視で精製水と
判別できなくなるまで試料を精製水で希釈して希釈倍率
を数値処理して色度とする方法であり、最も分り易い色
度測定法である。この方法は和歌山市の色度規制で採用
されており、自治体による色度規制で採用される可能性
が最も高い方法であるが、この方法は個人差が大きいか
ら多人数の験者で実施しないと正しい結果が得られな
い。また、着色廃水を規制値まで自動的に脱色する工程
では脱色液の評価に使えないし、測定の迅速化も困難で
ある。白金コバルト法は、１〜２０度の色度標準液と試
料を比色管で目視比較して色度を求める方法で、試料が
色度標準液の色より濃い場合は試料を精製水で適宜希釈
し、希釈試料の色と同色の色度標準液の色度に希釈倍率
を乗じて色度とする。色度標準液は、精製水に塩化白金
酸カリウムと塩化コバルトを溶解した液で、色度１の液
は精製水１リットル中に白金１ｍｇとコバルト０．５ｍ
ｇを含み、色度２０の液はそれぞれ２０ｍｇ及び１０ｍ
ｇ含む。この方法はフミン質由来の茶褐色系色の色度測
定に好適であり、原料水や茶褐色系水等の色度評価に使
われている。また、この方法は希釈度法より個人差の少
ない方法であるが、官能法なので希釈度法と同様な問題
がある。例えば、着色廃水を規制値まで自動的に脱色す
る際の脱色液評価には使えないし、測定の迅速化も困難
である。

【０００４】前記のように従来の色度測定法は問題が多
く、各種色度測定法間の相関性についても疑問が多い。
また、各種色度測定法間の相関関係について科学的に検
討した例は、本発明者が染料廃水をオゾン酸化法で脱色
した液の色度を各種測定法で評価し、各種測定法間の相
関関係につして検討した例〔水環境学会誌，１９，３０
６（１９９６）〕以外に殆ど見当らない。そして、代表
的着色廃水の一つと云えるパルプ廃液の処理水に関する
前記と同種の報告は見当らない。一方、前記のように自
治体による廃水の色度規制は今後急速に増加すると予想
されるから、着色廃水を排出する企業では色度規制値を
クリアーするための着色廃水脱色工程の増設が活発化す
ると予想される。しかしながら、前記説明からも分るよ
うに簡単明確で自治体の色度規制に対応可能な脱色廃液
の脱色度評価方法は見当らないから、その開発が強く望
まれている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、パルプ廃液
等に含まれているリグニンスルホン酸及び／又はその水
溶性塩、又はフミン酸及び／又はその水溶性塩を含む着
色廃水を脱色する際に、その脱色度を容易かつ正確に評
価する方法を提供することをその課題とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者は、前記課題を
解決すべく鋭意研究を重ねた結果、本発明を完成するに
至った。すなわち、本発明によれば、リグニンスルホン
酸及び／又はその水溶性塩を含む着色廃水、又はフミン
酸及び／又はその水溶性塩を含む着色廃水をオゾン酸化
法で脱色した液の脱色度を評価する方法において、該脱
色液に波長３５０〜７００ｎｍの光の中から波長７０ｎ
ｍ以下の等間隔で選んだ６種以上の単色光を照射した際
の吸光度を積算した値Ｓを求め、これを下記（１）式に
よって希釈度法色度Ｃに転換することを特徴とする廃液
の脱色度評価方法が提供される。ｌｏｇＣ＝ＡｌｏｇＳ＋Ｂ（１）（式中、Ａ及びＢは定数を表している）また、本発明によれば、リグニンスルホン酸及び／又は
その水溶性塩を含む着色廃水、又はフミン酸及び／又は
その水溶性塩を含む着色廃水をオゾン酸化法で脱色した
液の脱色度を評価する方法において、該脱色液に波長３
５０〜７００ｎｍの光の中から波長７０ｎｍ以下の等間
隔で選んだ６種以上の単色光を照射した際の吸光度を積
算した値Ｓを求め、これを下記（２）式によって白金コ
バルト法色度Ｃ′に転換することを特徴とする廃液の脱
色度評価方法が提供される。ｌｏｇＣ′＝ＤｌｏｇＳ＋Ｅ（２）（式中、Ｄ及びＥは定数を表している）

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明者は、リグニンスルホン酸
又はフミン酸を含有する着色廃水を脱色処理した液の脱
色度を簡単正確に評価する方法の開発を目的として、前
記着色物を含む水溶液をオゾン酸化法で脱色した液の色
度を後記する吸光度法（Ａ）、希釈度法（Ｂ）及び白金
コバルト法（Ｃ）で測定し、これら３法で得られた色度
値の相関性について検討した。すなわち、着色物濃度が
異なる多数の試料についてＡ〜Ｃの方法で色度値を求
め、その対数をＡ−Ｂ間、Ｂ−Ｃ間及びＡ−Ｃ間の関係
を表すグラフにプロットしたところ、全部のグラフで直
線関係が得られたことから前記３法は良く相関している
ことが分った。そして、Ａ−Ｂ間では下記（１）式が、
Ａ−Ｃ間では下記（２）式が成立することが分った。な
お、式中のＣは希釈度法色度を、Ｃ′は白金コバルト法
色度を、Ｓは吸光度法色度（吸光度の積算値）を、Ａ、
Ｂ、Ｄ、Ｅは定数を表している。ｌｏｇＣ＝ＡｌｏｇＳ＋Ｂ（１）ｌｏｇＣ′＝ＤｌｏｇＳ＋Ｅ（２）本発明は、（１）式及び（２）式に示される関係を見出
したことによって達成されたものである。

【０００８】本発明者が色度の相関性を検討するために
試みた吸光度法による色度測定方法は、波長３５０〜７
００ｎｍの光の対から波長５０ｎｍ毎に選んだ８種の単
色光を試料に照射した際の吸光度を積算した値Ｓを色度
とする方法であるが、波長３５０〜７００ｎｍの光の中
から波長７０ｎｍ以下の等間隔で６種以上の単色光を選
んで吸光度を積算する方法であれば前記と異なる吸光度
の積算方法であっても良い。それゆえ、吸光度曲線を波
長３５０〜７００ｎｍの間で積分した値を積算値Ｓとし
ても良く、この場合は吸光度０の直線と波長３５０ｎｍ
の直線と波長７００ｎｍの直線と吸光度曲線に囲まれた
固形の面積がＳに相当する。なお、積算方法の変化に応
じて（１）式及び（２）式の定数は変動する。希釈度法
色度Ｃは個人差が多いから、同じ試料を５人の験者が測
定した結果から最大値と最小値を除くｔ、ｕ及びνの値
（ｔ＞ｕ＞ν）から下記（３）式に従って算出したが、
それ以外は前記した常法に従って求めた。また、白金コ
バルト法色度Ｃ′は前記の常法に従って求めた。ｌｏｇＣ＝（ｌｏｇｔ＋ｌｏｇ ν）／２（３）

【０００９】（１）式及び（２）式の定数Ａ、Ｂ、Ｄ、
Ｅは、試料の種類やｐＨならびに吸光度の測定方法と積
算方法で変動すると共に、試料中の不純物で多少変動す
る場合もある。従って、本発明法で吸光度の積算値から
希釈度法や白金コバルト法の色度を求める場合には、試
料の種類やｐＨならびに吸光度の測定方法と積算方法を
一定にして定数を求め、定数取得時と同条件で試料の吸
光度測定や吸光度積算を行うことが必要である。そし
て、特定工程から排出される着色廃水をオゾン酸化法で
脱色した液の脱色度を官能法で評価する際は、前記した
定数取得のために使う試料として前記着色廃水をオゾン
酸化した脱色した液を使うのが望ましい。前記の定数
は、着色物濃度が異なる多数の試料について吸光度の積
算値Ｓと希釈度法（又は白金コバルト法）色度を求め、
その結果を整理することによって容易に求めることがで
きる。例えば、希釈度法（又は白金コバルト法）色度の
対数値をＸ軸としｌｏｇＳをＹ軸とするグラフにデータ
をプロットすれば、Ａ又はＤを勾配としＢ又はＥを切片
とする直線が得られる。なお、自明のことであるが、充
分正確な色度を得るためには定数取得用試料を多数と
し、データがばらつく場合には最小自乗法等で蘭差を修
正してからｌｏｇＳと色度の対数値を関係づける直線を
求めるのが望ましい。

【００１０】前記の定数は、試薬用リグニンスルホン酸
又はフミン酸、或いはこれらの水溶性塩を含む希薄水溶
液を試料として求めることができる。そして、通常はこ
の方法で求めた定数を使っても吸光度の積算値を官能法
色度は良く対応している。次に、試薬用リグニンスルホ
ン酸ナトリウムの希薄水溶液又は試薬用フミン酸の希薄
水溶液を試料とし、厚み１０ｍｍのセルに充填した該試
料の吸光度を波長３５０〜７００ｎｍの光について測定
したから波長５０ｎｍ毎の吸光度を積算した値を吸光度
の積算値とした場合の（１）および（２）式の定数を表
１に示す。なお、表１の定数を求める際の吸光度測定
は、吸光度が２以下となるように試料を適宜精製水で希
釈して行った。

【表１】

【００１１】

【実施例】次に、本発明を実施例によって更に具体的か
つ詳細に説明するが、本発明はこの実施例によって限定
されるものではない。

【００１２】実施例１精製水１リットル中に東京化成製のリグニンスルホン酸
ナトリウム塩１．００ｇを溶解し、これに０．５Ｎ塩酸
水溶液を加えてｐＨ４．０と７．０の試料を調製した。
これらの試料は茶褐色に着色しているが、可視域に特定
の吸収ピークは認められなかった。前記着色液を図１に
示す装置でオゾン酸化して脱色した。この図で１は酸素
ボンベ、２はサンプリング管、７は恒温水槽、８はｐＨ
調節器、９は排オゾン吸収塔、１０はガス分散器であ
る。また、オゾナイザー２には日本オゾン製ＯＮ−１−
２型を、ｐＨ調節器８には日伸理化製ＮＰＨ−６６０型
を使った。そして、反応槽５には高さ３０ｃｍ、内径
９．５ｃｍの半回分式気液接触槽を使い、ガス分散器１
０としては気孔径４５〜５０μｍのガラス製ボールフィ
ルターを使った。反応槽５に前記の試料１．６リットル
を仕込み、これに３２．６ｍｇ／リットルのオゾンを含
む酸素を０．５リットル／分の速度で送入した。このガ
スをガス分散器１０から試料中に送入して気液接触効率
を高くした。また、反応槽側面を囲う恒温水槽７に水道
水を通して試料の温度を２２±２℃に保つと共に、ｐＨ
調節器８で試料のｐＨをオゾン酸化中も常に初期値±
０．５に保った。なお、図１からも分るようにオゾンを
含む排ガスは排オゾン吸収塔９に導入し、ヨウ化カリウ
ムの水溶液で排ガスを良く洗浄してオゾンを除いてから
空気中に放出した。

【００１３】前記のようにして試料をオゾン酸化した
が、この酸化反応中にオゾン酸化した試料（以下、酸化
試料とも云う）をサンプリング管６から随時取り出して
該試料の吸光度及び色度を測定した。すなわち、サンプ
リング試料中の溶存オゾンを除くために窒素で曝気して
から、色戻りの影響を最小限とするため１時間以内に吸
光度を測定すると共に、希釈度法ならびに白金コバルト
法色度を測定した。吸光度は、厚み１０ｍｍのセルを使
って日立製作所製１００−５０型分光光度計で測定した
が、酸化試料の吸光度が２以上の場合は吸光度が２以下
となるように精製水で希釈してから吸光度を再度測定
し、充分正確な吸光度を求めた。そして、波長３５０〜
７００ｎｍの光の吸光度を波長５０ｎｍ毎に積算した値
を吸光度法色度とした。希釈度法色度は前記した常法で
測定し、５人の験者が測定した測定値中の最大値と最小
値を除いた値から前記（３）式に従って色度を算出し
た。白金コバルト法色度は、前記した常法に従って測定
した。上記の方法で得た各法の色度を両対数グラフにプ
ロットしたところ、図２、図３の結果が得られた。これ
らの図で黒丸は試料のｐＨが４．０の場合、白丸は試料
のｐＨが７．０の場合である。また、図２、図３から、
吸光度法色度は希釈度法色度及び白金コバルト法色度と
良く対応していることが分る。そして、図２から吸光度
法色度Ｓと希釈度法色度Ｃとの関係は、試料のｐＨが
４．０の場合は下記（４）式で、ｐＨ７．０では下記
（５）式で表されることが分った。ｌｏｇＣ＝１．６８９ｌｏｇＳ＋１．７６５（４）ｌｏｇＣ＝１．７６１ｌｏｇＳ＋２．２９９（５）同様に、図３から吸光度法色度Ｓと白金コバルト法色度
Ｃ′との関係を求めたところ、試料ｐＨ４．０では下記
（６）式、試料のｐＨ７．０では下記（７）式で表され
ることが分った。ｌｏｇＣ′＝１．７５１ｌｏｇＳ＋２．４７９（６）ｌｏｇＣ′＝１．１９３ｌｏｇＳ＋２．５７０（７）

【００１４】実施例２精製水１リットル中に和光純薬工業製フミン酸を１．０
０ｇ／リットル含む水溶液を調製し、精製水で使用直前
にフミン酸含有量が２５０ｍｇ／リットルとなるように
希釈した。この液をそのまま、又は０．５Ｎ塩酸水溶液
でｐＨ７．０に調整した水溶液を試料としたが、それ以
外は実施例１と同様にしてフミン酸水溶液をオゾン酸化
法で脱色した。なお、フミン酸水溶液は茶褐色に着色し
ているが、可視域に特定の吸収ピークは認められなかっ
た。酸化試料の色度を実施例１の場合と同じ方法で測定
し、その結果を実施例１の場合と同様に処理すると図
２、図３と同様なグラフが得られた。この結果から吸光
度法色度Ｓと負釈度法色度Ｃの関係を求めたところ、試
料のｐＨが未調整の場合は下記（８）式の関係が、試料
のｐＨが７．０では下記（９）式の関係が得られた。ｌｏｇＣ＝１．１６１ｌｏｇＳ＋２．０２６（８）ｌｏｇＣ＝１．１９３ｌｏｇＳ＋２．０３１（９）同様にして吸光度法色度Ｓと白金コバルト法色度Ｃ′の
関係を求めたところ、試料ｐＨが未調整の場合は下記
（１０）式の関係が、試料のｐＨが７．０では下記（１
１）式の関係が得られた。ｌｏｇＣ′＝１．３０９ｌｏｇＳ＋２．６１１（10）ｌｏｇＣ′＝１．１２１ｌｏｇＳ＋２．６３７（11）

【００１５】

【発明の効果】本発明によれば、リグニンスルホン酸及
び／又はその水溶性塩を含む着色廃水、又はフミン酸及
び／又はその水溶性塩を含着色廃水をオゾン酸化法で脱
色した液の脱色度を、該脱色液の波長３５０〜７００ｎ
ｍの光に対する吸光度を測定することによって、希釈度
法や白金コバルト法の色度として評価することができ
る。従って、本発明によれば前記着色廃水の官能法色度
が個人差なく簡単正確に求められる上に、前記した官能
法色度を自動的に測定することも可能となる。それゆ
え、官能法で規定されている色度規制値まで前記着色廃
液を脱色する工程の官理が従来より容易となり、前記廃
水の色度を規制値以下まで低下させる着色廃水処理工程
を自動化することも可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】着色廃水をオゾン酸化法で脱色する工程の一例
を示す説明図である。

【図２】吸光度法色度と希釈度法色度の関係を示すグラ
フの一例である。

【図３】吸光度法色度と白金コバルト法色度の関係を示
すグラフの一例である。

【符号の説明】

１酸素ボンベ２オゾナイザー３流量計４循環ポンプ５反応槽６サンプリング管７恒温水槽８ｐＨ調節器９排オゾン吸収塔１０ガス分散器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】リグニンスルホン酸及び／又はその水溶
性塩を含む着色廃水、又はフミン酸及び／又はその水溶
性塩を含む着色廃水をオゾン酸化法で脱色した液の脱色
度を評価する方法において、該脱色液に波長３５０〜７
００ｎｍの光の中から波長７０ｎｍ以下の等間隔で選ん
だ６種以上の単色光を照射した際の吸光度を積算した値
Ｓを求め、これを下記（１）式によって希釈度法色度Ｃ
に転換することを特徴とする廃液の脱色度評価方法。ｌｏｇＣ＝ＡｌｏｇＳ＋Ｂ（１）（式中、Ａ及びＢは定数を表している）
【請求項２】リグニンスルホン酸及び／又はその水溶
性塩を含む着色廃水、又はアミン酸及び／又はその水溶
性塩を含む着色廃水をオゾン酸化法で脱色した液の脱色
度を評価する方法において、該脱色液に波長３５０〜７
００ｎｍの光の中から波長７０ｎｍ以下の等間隔で選ん
だ６種以上の単色光を照射した際の吸光度を積算した値
Ｓを求め、これを下記（２）式によって白金コバルト法
色度Ｃ′に転換することを特徴とする廃液の脱色度評価
方法。ｌｏｇＣ′＝ＤｌｏｇＳ＋Ｅ（２）（式中、Ｄ及びＥは定数を表している）