JPH10323674A

JPH10323674A - 有機物含有水の処理装置

Info

Publication number: JPH10323674A
Application number: JP9133680A
Authority: JP
Inventors: Motoyuki Yoda; 元之依田; Sosuke Nishimura; 総介西村; Takaaki Tokutomi; 孝明徳富
Original assignee: Kurita Water Industries Ltd
Current assignee: Kurita Water Industries Ltd
Priority date: 1997-05-23
Filing date: 1997-05-23
Publication date: 1998-12-08

Abstract

(57)【要約】【課題】有機物含有水の凝集性等を高めて汚濁物の分
離性を改善し、これにより固液分離と組合せて効率よく
処理することが可能な有機物含有水の処理装置を得る。【解決手段】有機物含有水を高圧パルス放電処理装置
１において高圧パルス放電処理し、放電処理水を沈殿分
離装置２、浮上分離装置、濾過分離装置、膜分離装置等
の分離装置において処理して汚濁物を分離する有機物含
有水の処理装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高圧パルス放電を
組み込んだ有機物含有水の処理装置、特に懸濁物や有機
物を含有する排液の処理に好適な有機物含有水の処理装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】有機物含有水を水中高圧パルス放電処理
することにより、有機物を分解する処理方法が提案され
ている（ＵＳＰＮＯ．５４６４５１３号）。この方法
では高圧パルス放電により殺菌を行うとともに、放電に
より発生する過酸化物により有機物を分解する方法であ
る。この方法は薬品を使用せず、電気だけを使用して処
理が可能であり、汚泥も発生しない。しかしこの方法は
低濃度の有機物を含む被処理水の処理には適している
が、生物処理等に比べて処理コストが高いため、高濃度
に生物処理可能な有機物を含有する被処理水を高圧パル
ス放電のみで処理すると効率が悪く、コスト高になると
いう問題点がある。

【０００３】一方、難生物分解性物質を含有する排水の
処理方法として、ＣＯＤ成分含有廃水を水中放電により
前処理しＢＯＤ／ＣＯＤ比を高め生物的に分解されやす
い廃液に改善した後、生物処理する廃水の処理方法が提
案されている（特開昭６１−２５６９８号）。この方法
では、放電処理により各種活性酸素種（ラジカル）や紫
外線が発生し、これらにより難生物分解性の有機物が分
解するため、生物処理時間を短縮することができるとと
もに、処理水質が向上する。しかしこの方法では、後段
で生物処理を行うため、これに伴って発生する余剰汚泥
の処理が必要になり、放電処理における「電気だけで処
理可能で、汚泥が発生しない」という利点は失われると
いう問題点がある。また、懸濁物由来の汚濁物を多く含
む排水の場合、その除去効率の改善や凝集剤等薬剤コス
ト高という問題点がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、高圧
パルス放電の特性を利用し、簡単な操作と組合せて、汚
濁物を含む有機物含有水でも効率よく処理することがで
きる有機物含有水の処理装置を提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は次の有機物含有
水の処理装置である。（１）有機物含有水を高圧パルス放電処理する高圧パ
ルス放電処理装置と、高圧パルス放電処理水中の汚濁物
を分離する分離装置とを備えていることを特徴とする有
機物含有水の処理装置。（２）分離装置が沈殿分離装置、浮上分離装置、濾過
分離装置および膜分離装置から選ばれる１以上の装置で
ある上記（１）記載の装置。

【０００６】本発明において処理の対象となる有機物含
有水は、有機物を含有する水であれば特に限定されない
が、本発明の方法は水中高圧パルス放電により凝集性、
膜分離性等の分離性が改善される有機物含有水や、高圧
パルス放電により有機物が改質して分離性が改善される
有機物含有水に適用するのが好ましい。このような有機
物含有水は、汚濁物として固形物を含むものが分離の対
象として好ましいが、溶解性の有機物を含んでいてもよ
い。また無機性固形物のほか、塩類やベンゼン、トルエ
ン、キシレン、フェノール等の膜分離性が改善されるも
のを含んでいてもよい。有機物含有水の具体的なものと
しては、化学工場排液、食品工場排液、油脂工場排液、
パルプ工場排液、河川水、湖沼水などがあげられる。

【０００７】高圧パルス放電処理装置は、水中で電極間
に、パルス状に高電圧を印加して放電を行う装置であ
る。高圧パルス放電処理装置としては、放電電極に高電
圧をパルス状に印加することができる装置が制限なく使
用することができる。放電方式としては、アーク放電、
コロナストリーマ放電などが採用できる。

【０００８】電極の材質としては金属や導電性セラミッ
クスなど、導電性の材質であれば制限なく使用すること
ができ、例えばカソードとしてはステンレス鋼、トリウ
ム合金等の耐食性を有し、デポジットの少ない材質が好
ましく、アノードとしてはＣｕ・Ｚｎ・Ｆｅ合金、トリ
ウム合金、ステンレス鋼等の放電時の損耗の少ない材質
が好ましい。

【０００９】放電の条件は、電極間隔２〜５０ｍｍ、好
ましくは１５〜３０ｍｍ、印加電圧（ピーク電圧）５〜
１００ｋＶ、好ましくは２０〜５０ｋＶ、パルス電圧の
周波数３０Ｈｚ〜１ＭＨｚ、好ましくは６０〜１０００
Ｈｚ、パルス幅（平均ピーク幅）５ナノ秒〜１ミリ秒、
好ましくは１〜１００マイクロ秒とするのが望ましい。
このようなパルス幅のパルス電圧を使用することによ
り、連続的に電圧を印加するよりも消費電力を低減する
ことができる。放電を行う場合、電極間に空気、酸素、
アルゴンなどのガスを通気させて気泡を発生させると、
安定な放電を維持できるので好ましい。またガスの種類
によって種々な種類のラジカルを発生させることができ
る。

【００１０】高圧パルス放電処理全体としては上記放電
条件で、有機物含有水のＣＯＤ_Crあたり０．１〜２ｋＷ
Ｈ／ｋｇ−ＣＯＤ_Cr、好ましくは０．２〜１．２ｋＷＨ
／ｋｇ−ＣＯＤ_Crのエネルギーで処理するように構成す
るのが好ましい。また高圧パルス放電処理は連続的に行
うこともできるし、間欠的に行うように構成することも
できる。

【００１１】分離装置は高圧パルス放電処理水中の汚濁
物を分離できる装置であれば制限なく用いることができ
るが、沈殿分離装置、浮上分離装置、濾過分離装置等の
固液分離装置や、膜分離装置などが好ましく、これらは
１種単独で、あるいは２種以上組合せて用いることがで
きる。

【００１２】沈殿分離装置は重力を利用して汚濁物を分
離する装置であり、凝集剤を添加しないで重力のみを利
用する通常の沈殿分離装置と、凝集剤を添加して凝集フ
ロックを生成させて沈殿分離を行う凝集沈殿分離装置が
ある。凝集フロックの生成については凝集剤を添加し急
速攪拌による凝集反応と、緩速攪拌によるフロック生成
の工程がある。これらの凝集フロック生成と沈殿分離は
１つの槽で行ってもよく、また別の槽で行ってもよい。

【００１３】浮上分離装置は浮力を利用して汚濁物を分
離する装置であり、ＳＳまたはフロックに気泡を付着さ
せて分離する装置が一般的であり、特に加圧溶解した空
気により微細な気泡を発生させる加圧浮上分離装置が好
ましい。このような浮上分離装置においても凝集フロッ
クを生成させ、このフロックに気泡を付着させるものが
好ましい。

【００１４】濾過分離装置は濾材を利用して汚濁物ない
しフロックを濾過分離する装置であり、濾材の面を利用
して濾過を行う面積濾過装置でもよいが、粒状の濾材を
充填して濾過層を形成し、その体積全体を利用する体積
濾過装置が好ましい。この濾過分離装置としても、凝集
フロックを生成させて濾過を行う凝集濾過分離装置を使
用することができる。

【００１５】膜分離装置は透過膜を用いて膜分離を行う
装置であり、固体状または溶液状の汚濁物を分離する装
置である。ここで透過膜とは、膜の片側から反対側に向
けて溶媒を透過させることにより分離を行う膜であり、
分離性能に応じてＭＦ（マイクロフィルトレーション）
膜、ＵＦ（限外濾過）膜、ＮＦ（ナノフィルトレーショ
ン）膜、ＲＯ（逆浸透）膜などがあげられる。これらの
透過膜の材質としてはＣＡ膜、ＰＡ膜、アラミド膜、ポ
リスルホン膜など任意の材質の膜が使用できる。また膜
の形状としては平膜、スパイラル状膜、チューブラ膜、
中空糸膜など、任意の形状のものがあげられる。

【００１６】これらの透過膜は、その片側に被処理液を
供給する給液部、反対側に透過液を取出す集液部を形成
するように膜分離装置に備え付けられるが、膜モジュー
ルにより膜分離装置が構成される場合と、膜モジュール
を形成せず、膜素材を水槽に浸漬して膜分離装置が構成
される場合とがある。

【００１７】膜モジュールはスパイラル形、チューブラ
形、中空糸形の透過膜を円筒形のベッセルに組込み、ベ
ッセルの一端部に給液部、他端部に集液部を連絡するよ
うに構成される。この膜モジュールは多数をシリーズま
たはパラレルに接続して膜分離装置が構成される。膜モ
ジュールを形成しない場合は中空糸膜や平膜の膜素材を
そのまま水槽に浸漬し、水槽に給液部と集液部を連絡し
て膜分離装置が構成される。

【００１８】本発明では高圧パルス放電処理装置の処理
水を分離装置で汚濁物を分離するように接続される。分
離装置が沈殿分離装置、凝集沈殿分離装置、浮上分離装
置、濾過分離装置の場合は、高圧パルス放電処理装置の
後に単純にこれらの分離装置を接続するだけでよい。膜
分離装置の場合は濃縮液を循環して膜分離を行う場合が
あるが、この場合濃縮液の少なくとも一部を高圧パルス
放電処理装置に循環してもよい。

【００１９】

【作用】本発明の有機物含有水の処理装置においては、
被処理水を高圧パルス放電処理装置に導入して高圧パル
ス放電処理を行い、有機物を分解する。この場合、水中
に設けた電極間に、パルス状に高電圧を印加して放電を
行うと、水中にＯＨラジカル、過酸化水素、オゾンなど
の酸化性物質（活性酸素種）が生成する。これらの活性
酸素種は水中の懸濁物質に作用し、溶解性有機物分子の
凝集、懸濁物粒子の表面荷電の中和などの反応を起こ
し、懸濁物質の凝集性が高められる。

【００２０】このように高圧パルス放電処理水は凝集性
が高められるので、懸濁物質等の分離性が高くなり、こ
れを固液分離装置で固液分離する際、分離効率が高くな
る。すなわち沈殿分離、浮上分離、濾過分離、膜分離を
行う場合、高圧パルス放電処理を行わない場合よりも分
離性が高くなる。このため沈殿槽等装置を小形化でき、
また凝集剤使用量を少なくでき、高速処理により処理水
質を高くでき、処理コストは低くなる。

【００２１】高圧パルス放電処理は被処理水中に含まれ
る有機物を完全にＣＯ₂まで分解するまでの処理を行う
必要はなく、処理水の凝集性を改善する程度でよい。汚
濁河川水や湖沼水のように、有機物、特に易分解性有機
物が生物分解を受けた結果生じたフミン酸、フルボ酸な
どを多く含む水や、ソウ類などを含む水に高圧パルス放
電を行うと、有機物の高分子化、固形物との凝集が促進
されて、従来、ＵＦ膜などの分画分子量数千のレベルの
膜では全く分離できなかった有機物が膜分離できるよう
になる。また溶液状の汚濁物であるベンゼン、トルエ
ン、キシレン等の揮発性物質はそのままの状態では分離
性は悪いが、高圧パルス放電処理によりシュウ酸、ギ酸
等の有機酸にまで酸化すると膜分離による分離が可能に
なる。

【００２２】

【発明の効果】本発明によれば、有機物含有水を高圧パ
ルス放電処理した後、汚濁物を分離するようにしたの
で、有機物含有水の凝集性等を高めて汚濁物の分離性を
改善することができ、これにより分離装置と組合せて効
率よく処理を行うことが可能な有機物含有水の処理装置
が得られる。また、分離装置が膜分離装置の場合、有機
物を分解または改質した高圧パルス放電処理水を膜面に
通水するようにしたので、スライム付着等による膜面の
差圧上昇が抑制できる。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
説明する。図１ないし５はそれぞれ異なる実施形態の有
機物含有水の処理装置を示す系統図であり、高圧パルス
放電処理装置と組合せる分離装置として、図１では沈殿
分離装置、図２では凝集沈殿分離装置、図３では浮上分
離装置、図４では濾過分離装置、図５では膜分離装置を
用いた例を示す。

【００２４】図１において、１は高圧パルス放電処理装
置、２は沈殿分離装置である。高圧パルス放電処理装置
１は、処理槽１１内の被処理水１２中に上下方向に高圧
パルス放電装置１３が配置され、高圧パルス電源装置１
４に接続している。高圧パルス放電装置１３は上側に陰
極（カソード）１５、および下側に陽極（アノード）１
６が対向して配置され、高圧パルス放電が行われるよう
に構成されている。高圧パルス放電処理装置１には被処
理水路１７が連絡し、また高圧パルス放電処理装置１か
ら系路１８が沈殿分離装置２に連絡している。沈殿分離
装置２は上部に設けられた溢流部２１に処理水路２２が
連絡し、底部に排泥路２３が連絡している。

【００２５】上記の装置における処理方法は、被処理水
路１７から被処理水１２を高圧パルス放電処理装置１の
処理槽１１に導入し、高圧パルス電源装置１４から給電
して高圧パルス放電装置１３により、陰極（カソード）
１５と陽極（アノード）１６との間でパルス放電して、
被処理水１２を高圧パルス放電処理する。パルス放電処
理により被処理水１２中の有機物が分解し、あるいはＳ
Ｓ成分が会合して凝集性が高くなる。

【００２６】高圧パルス放電処理装置１で高圧パルス放
電処理を行った放電処理水は系路１８から沈殿分離装置
２に移送し、ここで固液分離としての沈殿分離を行う。
沈殿分離装置２では被処理水を滞留させることにより沈
殿分離を行うが、被処理水は放電処理により凝集性が高
くなっているので、短時間で効率よく沈殿分離が行われ
る。沈殿分離装置２の分離液は処理水として溢流部２１
から処理水路２２で取出され、分離汚泥は排泥路２３か
ら排出される。

【００２７】高圧パルス放電装置１３においては、安定
な放電を維持するために、陰極１５と陽極１６との間に
微細な気泡を通気するのが好ましく、特に下側の陽極１
６から上側の陰極１５に向けて連続的に通気するのが好
ましい。気泡は、電極中央にガス用の穴を開けた電極を
用い、下側に配置した電極から空気、酸素、アルゴン等
のガスを通気して発生させることができる。ガスの通気
方法に特に制限はなく、例えば微細気泡を発生させる加
圧ガス噴出ノズルを電極付近に配置して行うことができ
る。

【００２８】図２において、３は凝集沈殿分離装置であ
り、第１および第２の反応槽２４，２５ならびに沈殿分
離槽２６から構成される。第１の反応槽２４は攪拌機２
４ａを有し、薬注路２７が連絡している。第２の反応槽
２５は攪拌機２５ａを有し、薬注路２８が連絡してい
る。

【００２９】図２の装置による処理方法は、高圧パルス
放電処理装置１の放電処理水を系路１８から凝集沈殿分
離装置３に導入して凝集沈殿分離を行う。ここではまず
第１の反応槽２４において薬注路２７から凝集剤、ｐＨ
調整剤等の薬剤を注入し、攪拌機２４ａにより急速攪拌
して凝集反応させる。そして系路１８ａから第２の反応
槽２５に導入し、ここで薬注路２８から凝集助剤等の薬
剤を注入して攪拌機２５ａにより緩速攪拌してフロック
を生成する。こうして凝集処理を行った被処理水を系路
１８ｂから沈殿分離槽２６に導入して沈殿分離を行い、
分離液を処理水として処理水路２２から取出し、分離汚
泥を排泥路２３から排出する。

【００３０】上記の処理では高圧パルス放電処理装置１
における放電処理により凝集性が改善されているので、
少ない凝集剤使用量により効率よく凝集処理が行われ、
沈殿分離の効率も良くなる。

【００３１】図３において、４は浮上分離装置であり、
反応槽３１、浮上分離槽３２および加圧水生成装置３３
から構成されている。反応槽３１は攪拌機３１ａを有
し、薬注路３４が連絡している。浮上分離槽３２は下部
に減圧弁を有する導入部３５を有するとともに処理水路
２２が連絡し、上部に掻寄装置３６が設けられて排泥路
２３に連絡している。加圧水生成装置３３は処理水取出
路２２ａから処理水の一部を取出し、空気路３７から空
気を取入れて加圧溶解し、加圧水を加圧水路３３ａから
導入部３５に送るように構成されている。

【００３２】図３の装置による処理方法は、高圧パルス
放電処理装置１の放電処理水を系路１８から浮上分離装
置４に導入して浮上分離を行う。ここでは必要により反
応槽３１において薬注路３４から凝集剤、起泡剤等の薬
剤を注入し、攪拌機３１ａにより攪拌して反応させフロ
ックを生成する。こうして凝集処理を行った被処理水を
系路１８ａから移送し、加圧水生成装置３３から供給さ
れる加圧水と混合して導入部３５で減圧して浮上分離槽
３２に導入して浮上分離を行う。

【００３３】浮上分離槽３２では減圧により生成する微
細気泡がフロックに付着して浮上し、分離液は処理水と
して処理水路２２から取出される。浮上したフロックは
掻寄装置３６により掻寄せられて排泥路２３から排出さ
れる。処理水の一部は処理水取出路２２ａから加圧水生
成装置３３に送られて加圧水の製造に利用される。

【００３４】上記の処理では高圧パルス放電処理装置１
における放電処理により凝集性が改善されているので、
少ない凝集剤使用量により効率よく凝集処理が行われ、
分離効率が良くなり、処理水質も向上する。

【００３５】図４において、５は濾過分離装置であって
体積濾過装置が使用されており、内部に砂、アンスラサ
イト、ザクロ石等の粒状濾材を充填して濾過層３８が形
成され、体積濾過を行うように構成されている。図４で
は下向流で濾過するように構成されているが、上向流濾
過でもよい。また必要により薬注路３９から凝集剤を添
加して凝集濾過を行うように構成してもよい。

【００３６】図４の装置による処理方法は、高圧パルス
放電処理装置１の放電処理水を系路１８から濾過分離装
置５に導入して体積濾過を行う。この場合放電処理水は
凝集性が改善されているので、濾過層３８を通過する間
に濾材に捕捉され濾過効率は高くなり、これにより清澄
な濾過水を多量に得ることができ、逆洗回数も減少す
る。薬注路３９から凝集剤を添加して凝集濾過を行う場
合も、ＳＳの凝集性が改善されているので、凝集濾過性
能が高くなる。このため凝集剤量を少なくして、処理水
質を向上させることができる。

【００３７】図５において、６は膜分離装置であり、循
環水槽４１、ポンプ４２および膜分離槽４３から構成さ
れている。膜分離槽４３は分離膜４４により濃縮液室４
５および透過液室４６に分離されるスパイラル形、チュ
ーブラ形、中空糸形等のモジュールを有するが、模式的
に図示されている。

【００３８】図５の装置による処理方法は、高圧パルス
放電処理装置１の放電処理水を系路１８から膜分離装置
６に導入して膜分離を行う。ここではまず、循環水槽４
１に被処理水を貯め、系路１８ａからポンプ４２により
加圧して膜分離槽４３の濃縮液室４５に導入して膜分離
を行う。分離膜４４を通過した透過液は処理水として処
理水路２２に取出す。

【００３９】濃縮液は系路１８ｃから弁４７を通して循
環水槽４１に循環し、膜分離を継続する。この間必要に
より連続的または間欠的に、あるいは膜分離終了後に濃
縮液の一部または全部を系路１８ｄから弁４８を通して
高圧パルス放電処理装置１に返送して高圧パルス放電処
理を行うことができる。

【００４０】

【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。

【００４１】実施例１、比較例１ケイ藻類をＳＳ濃度として１５ｍｇ／liter含む溜め池
の表層水３ literをバッチ式放電リアクターを用いて１
５分間放電処理したのち、沈殿分離装置において２０分
間静置した上澄水のＳＳおよび濁度を測定した。凝集剤
は使用しなかった。放電処理には、陽極と陰極の間隔が
２０ｍｍのステンレス鋼製電極を用い、放電の安定化の
ため電極間に微細気泡を供給しながら、ピーク電圧３０
ｋＶ、平均ピーク幅１００μｓｅｃ、周波数１００Ｈｚ
の直流パルス状電圧を印加して放電を起こさせた。この
電源装置の出力は約２００Ｗ、消費電力は約６００Ｗで
あった（実施例１）。

【００４２】比較例１として、実施例１と同じ水を無処
理で２０分間静置したものについても、上澄水のＳＳと
濁度を測定した。実施例１および比較例１の結果を表１
に示した。

【００４３】

【表１】表１において、処理水のＳＳ、濁度ともに、前処理なし
で沈殿させた場合よりも実施例のほうが低い値となり、
放電処理による沈殿促進効果が認められた。

【００４４】実施例２、比較例２実施例１と同じ原水６ literに、バッチ式放電リアクタ
ーを用いて実施例１と同様の放電処理を施したのち、１
literずつビーカーに分取してＰＡＣ（凝集剤）を段階
的に濃度を変化させて加え、機械攪拌機（ジャーテスタ
ー）にて急速攪拌、緩速攪拌を行ったのち、２０分間静
置して上澄水の濁度が最小となるＰＡＣ添加濃度を求め
た（実施例２）。比較例２として、実施例１における放
電処理をしない原水について、実施例２と同様のジャー
テストにて上澄水の濁度が最小となるＰＡＣ添加濃度を
求めた。実施例２と比較例２の結果を表２に示した。

【００４５】

【表２】表２に示したように、放電処理を加えたことにより凝集
剤の添加量を１／１０に削減することができた。

【００４６】以上の実施例１、２および比較例１、２か
ら、放電による前処理を行うことによって、ＳＳの沈殿
分離性を高められること、および凝集剤の使用量を削減
できることが明らかになった。

【００４７】実施例３、比較例３容量１０ literの円筒状の加圧浮上実験槽に、鶏肉加工
工場の洗浄排水５ liter（スクリーンによって大型の懸
濁物質および油脂分を除去したもの、ＳＳ濃度４００ｍ
ｇ／liter）を取り、浮上槽に接続する加圧溶解槽か
ら、圧力３００ｋＰａにて空気を溶解させた水道水４ l
iterを接続管路から浮上槽に注入させて、１０分間静置
した後に、浮上槽下部のサンプリングコックから処理水
を取り出し、ＳＳ濃度の測定を行った。排水に放電処理
を行ったもの（実施例３）と行わなかったもの（比較例
３）について実験を行い、放電処理の効果の有無を検討
した。

【００４８】放電処理は、５ literの排水をバッチ式放
電リアクタにとり、リアクタに設置されたステンレス鋼
製電極（陽極と陰極の間隔２０ｍｍ）に、パルス状の高
電圧（ピーク電圧２０ｋＶ、ピーク幅約１００μｓｅ
ｃ、出力約２００Ｗ）をかけて行った。放電を安定させ
るために、電極間に微細気泡を供給しながら放電処理を
行った。実施例３と比較例３の処理水のＳＳ濃度を表３
に示した。

【００４９】

【表３】表３から明らかなように、放電による前処理と加圧浮上
法を組合せたシステムによって、加圧浮上単独によるよ
りも明らかに清澄な処理水を得ることができた。

【００５０】実施例４、比較例４、５濁度１０度の河川水を、実験用砂濾過装置にて濾過処理
し、水中放電による前処理の効果について検討した。砂
濾過装置は直径３０ｃｍの円筒に代表粒径０．０５ｍｍ
の濾過砂を５０ｃｍの高さに充填したものを用いた。濾
過速度は１２０ｍ／ｄとした。放電処理の有無、凝集剤
の添加の有無の条件を変化させて、以下に示すような３
通りの実験条件にて実験を行った。

【００５１】実施例４では、対象水をバッチ式放電リア
クターを用いて１５分間放電処理したものについて濾過
を行った。放電処理には、陽極と陰極の間隔が２０ｍｍ
のステンレス鋼製電極を用い、放電の安定化のため電極
間に微細気泡を供給しながら、ピーク電圧３０ｋＶ、平
均ピーク幅１００μｓｅｃ、周波数１００Ｈｚの直流パ
ルス状電圧を印加して放電を起こさせた。この電源装置
の出力は約２００Ｗ、消費電力は約６００Ｗであった。
凝集剤の添加はしなかった。

【００５２】比較例４では放電処理なし、凝集剤添加な
しのものについて濾過を行った。比較例５は放電処理な
し、凝集剤（ＰＡＣ）をＡｌ₂Ｏ₃として８ｍｇ／liter
添加し、１分間急速攪拌を行ったものについて濾過を行
った。なお、凝集剤の添加量は、事前のジャーテストに
よって見出した最適値である。実施例４、比較例４、５
の結果を表４に示す。表４中、損失水頭の上昇とは濾床
体積の１０倍の水を濾過した前後の濾床（高さ５０ｃ
ｍ）の圧力損失の上昇を示す。

【００５３】

【表４】

【００５４】表４において、実施例４と比較例４を比較
すると、実施例４において放電処理により明らかに処理
水質の改善が認められた。また、濾床閉塞（損失水頭上
昇）の軽減が認められ、逆洗頻度を減少できることが明
らかとなった。次に、凝集剤を加えた比較例５と実施例
４を比較すると、処理水質は同等であったが、濾床閉塞
の程度は実施例４の方が軽かった。このことから、放電
処理を加えることによって、凝集剤が不要になるか、ま
たは凝集剤使用量を低減できることが明らかとなった。

【００５５】実施例５、比較例６河川水の中空糸ＭＦ膜による直接濾過において、前処理
としてパルス電圧を印加した場合（実施例５）と、前処
理無しの場合（比較例６）の、膜間差圧を比較した。前
処理のパルス放電の条件は次の通りである。すなわち水
中放電リアクターは内径５ｃｍ×高さ１０ｃｍの円筒状
リアクターで、上に陽極、下に陰極（いずれもステンレ
ス合金製）を設置して、電極間の１０ｍｍ程度のギャッ
プでアークのパルス放電を行わせた。放電を安定させる
ため、陰極から加圧した微細空気を連続的に供給した。
電極の印加電圧は３０ｋＶで、１００Ｈｚ、１パルス当
たり約１００μｓｅｃで、１パルスあたり約２ジュール
のエネルギーに相当する。実験ではポンプで連続的に放
電リアクターに１００ｍｌ／ｍｉｎで供給して放電を行
った。

【００５６】バッチ操作により前処理を行った水を用い
て、膜濾過器による連続通液試験を行った。ここで用い
た中空糸ＭＦはポリエチレン製でポアサイズ０．１μ
ｍ、膜面積０．４２ｍ²のモジュールで、フラックスを
０．０５ｍ／ｈｒで一定に保ち、膜間差圧を比較した。
原水は濁度３〜５度、ＴＯＣ２．３ｍｇ／liter、処理
水は濁度１度以下、ＴＯＣ１．１ｍｇ／literであっ
た。実施例５、比較例６の結果を表５に示す。

【００５７】

【表５】表５より、放電処理を行った実施例５の方が、放電処理
を行わない比較例６よりも膜間差圧の上昇が小さいこと
が示された。

【００５８】実施例６、比較例７、８石油化学工場排水（フェノール、ベンゼンなどを含む）
を用いて以下の実験を行った。この排水を２０ｍｌ／ｍ
ｉｎの流量で連続的に放電リアクターに供給し、高圧パ
ルス放電処理を行った。水中放電リアクターはφ５ｃｍ
×１０ｃｍＨの円筒状放電リアクター内に、上に陽極、
下に陰極（いずれもステンレス、トリウム合金製）を設
置して、電極間の１０ｍｍ程度のギャップでアーク放電
を行わせた。放電を安定させるため、陰極から加圧した
微細空気を連続的に供給した。電極の印加電圧は３０ｋ
Ｖ、１００Ｈｚ、１パルスあたり約１００μｓｅｃで、
１パルス当たり約２ジュールのエネルギーに相当する。
後段の膜分離は低圧ＲＯ膜を用いて運転圧７．５ｋｇ／
ｃｍ²で通液した（実施例６）。

【００５９】比較例７として放電処理のみを行い、膜分
離を行わなかった場合、比較例８として放電処理を行わ
ずに膜分離を行った場合について処理水質を比較した。
実施例６、比較例７、８の処理水質を原水質とともに表
６に示す。

【００６０】

【表６】

【００６１】表６において、放電処理によってフェノー
ルやベンゼンなどの有機物はかたちを変えているが、Ｔ
ＯＣやＢＯＤ₅の値には大きな変化はない。また、膜処
理単独ではＴＯＣやＢＯＤ₅などの総括的な指標は低濃
度まで下がっているが、フェノール、ベンゼンなど個々
の有機物に着目すると多少残留している。一方、放電＋
膜処理では総括指標だけでなくフェノール、ベンゼンも
０．１ｍｇ／ｌ以下に低下しており、十分ボイラー給水
等に再利用できる水質となっている。

【００６２】実施例７、比較例９、１０河川水を実施例６と同様に放電処理を行った後、ポリス
ルホンのＵＦ膜（分画分子量３，０００）を用いて、処
理水量５０ｍｌ／ｍｉｎで膜分離を行った（実施例
７）。

【００６３】比較例９として放電処理のみ行い、膜分離
を行わなかった場合、比較例１０として放電処理を行わ
ずに膜分離を行った場合について処理水質を比較した。
実施例７、比較例９、１０の処理水質を原水質とともに
表７に示す。表７中、ＴＨＭＦＰはトリハロメタン生成
能、ＦＩはファウリングインデックスを示す。

【００６４】

【表７】

【００６５】表７より、原水はＴＯＣが高く、トリハロ
メタン生成能も大きかったが、放電処理を行うことによ
りＴＨＭＦＰはやや低下し、さらにＵＦ膜で分離するこ
とにより大幅に低下していることがわかる。ＴＨＭＦＰ
は本来ＵＦ膜では除去できないが、高圧パルス放電によ
って低濃度まで分解されたことがわかる。なお、原水の
ＦＩは５．６と大きかったが、放電によってやや低下し
ていることからも、凝集性が向上したことがわかる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態の有機物含有水の処理装置のフローシ
ートである。

【図２】他の実施形態の有機物含有水の処理装置のフロ
ーシートである。

【図３】さらに他の実施形態の有機物含有水の処理装置
のフローシートである。

【図４】さらに他の実施形態の有機物含有水の処理装置
のフローシートである。

【図５】さらに他の実施形態の有機物含有水の処理装置
のフローシートである。

【符号の説明】

１高圧パルス放電処理装置２沈殿分離装置３凝集沈殿分離装置４浮上分離装置５濾過分離装置６膜分離装置１１処理槽１２被処理水１３高圧パルス放電装置１４高圧パルス電源装置１５陰極（カソード）１６陽極（アノード）１７被処理水路１８、１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄ系路２１溢流部２２処理水路２２ａ処理水取出路２３排泥路２４、２５、３１反応槽２４ａ、２５ａ、３１ａ攪拌機２６沈殿分離槽２７、２８、３４、３９薬注路３２浮上分離槽３３加圧水生成装置３３ａ加圧水路３５導入部３６掻寄装置３７空気路３８濾過層４１循環水槽４２ポンプ４３膜分離槽４４分離膜４５濃縮液室４６透過液室４７、４８弁

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＣ０２Ｆ 9/00 ５０２Ｃ０２Ｆ 9/00 ５０２Ｐ５０２Ｚ５０３５０３Ｃ５０４５０４Ｂ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】有機物含有水を高圧パルス放電処理する
高圧パルス放電処理装置と、高圧パルス放電処理水中の汚濁物を分離する分離装置と
を備えていることを特徴とする有機物含有水の処理装
置。
【請求項２】分離装置が沈殿分離装置、浮上分離装
置、濾過分離装置および膜分離装置から選ばれる１以上
の装置である請求項（１）記載の装置。