JPH1085764A - 活性炭による臭素酸含有水の処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 臭素酸イオン（ＢｒＯ₃ ^-）を含有する水、例
えば各種産業排水や、オゾンを使用して各種産業排水の
処理を行う際に生じる処理水等から臭素酸イオンを分解
除去するに当たり、活性炭を用いて被処理水中の臭素酸
イオンをほぼ完全に臭素イオン（Ｂｒ^-）に分解できる
ようにする。 【解決手段】 臭素酸イオンを含有する被処理水のｐＨ
を５未満、好ましくは２〜４に制御して被処理水と活性
炭とを接触させる。例えば、原水タンク５２内の臭素酸
イオンを含有する原水にｐＨ調整剤添加機構５４からｐ
Ｈ調整剤を添加して原水のｐＨを５未満、好ましくは２
〜４に調整した後、この原水を活性炭槽６０に通水す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、臭素酸イオンを含
有する水、例えば各種産業排水や、オゾンを使用して各
種産業排水の処理を行う際に生じる処理水（中間処理水
を含む）等から活性炭を用いて臭素酸イオンを分解除去
する水処理方法に関する。また、本発明は、上記水処理
方法を用いた臭素・オゾン法によるアンモニア性窒素含
有排水の処理方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】各種産業排水の中には、臭素酸あるいは
次亜臭素酸や、それらの塩類を含有するものがある。ま
た、各種産業排水の処理工程等において、臭素イオンを
含有する水にオゾンを添加すると、ある条件では臭素酸
あるいは次亜臭素酸や、それらの塩類が生成することが
ある。臭素酸化合物、臭素酸イオンは、高い変異原性を
持つ物質として、近年そのモニタリングや生成過程の研
究、さらには除去方法の検討などが行われるようになっ
ている。次亜臭素酸化合物、次亜臭素酸イオンは、強い
酸化性と毒性を有するため、水を放流する前にそれらを
分解する必要がある。この場合、臭素酸イオン及び次亜
臭素酸イオンは酸化性を有するため、亜硫酸ナトリウム
等の還元剤を用いて還元除去する方法が考えられてい
る。また、次亜臭素酸イオンに関しては、活性炭で分解
処理できることが知られている。

【０００３】一方、近年、臭素イオンの存在下において
アンモニア性窒素含有排水にオゾンを添加することによ
り、アンモニア性窒素を窒素ガスに酸化して除去できる
ことが見い出され、これを利用した排水の処理方法（臭
素・オゾン法）が提案されている（特開平３−１８１３
９０号、特開平７−１９５０８９号等）。臭素・オゾン
法においては、まず排水中に添加された臭素イオンとオ
ゾンとが反応して次亜臭素酸イオン（あるいは次亜臭素
酸）が生成する（下記式１）。次に、生成した次亜臭素
酸イオン（あるいは次亜臭素酸）とアンモニア性窒素と
が反応して、アンモニア性窒素が窒素ガス化される（下
記式２）。そして、結果的には下記（３）の反応式にし
たがってアンモニア性窒素の酸化が行われる。したがっ
て、臭素・オゾン法では、Ｂｒ^-がオゾンと反応してＢ
ｒＯ^-になり、次いでＮＨ₄ ⁺と反応してＢｒ^-に戻り、さ
らにオゾンと反応してＢｒＯ^-になるというサイクルを
繰り返すもので、Ｂｒ^-は触媒的な作用を示す。 Ｏ₃ ＋ Ｂｒ^- → ＢｒＯ^- ＋ Ｏ₂ …（１） ２ＮＨ₄ ⁺ ＋ ３ＢｒＯ^- → Ｎ₂ ＋ ３Ｂｒ^- ＋ ３Ｈ₂Ｏ ＋ ２Ｈ⁺ …（２） ２ＮＨ₄ ⁺ ＋ ３Ｏ₃ → Ｎ₂ ＋ ３Ｏ₂ ＋ ３Ｈ₂Ｏ ＋ ２Ｈ⁺ …（３）

【０００４】上述した臭素・オゾン法では、前記式
（１）に示したようにアンモニア性窒素の除去に必要な
次亜臭素酸イオンが生成するとともに、反応条件によっ
ては、下記式（４）（推定）に示すようにアンモニア性
窒素の除去には必要のない臭素酸イオンが副生成するこ
とがある。そのため、臭素・オゾン法によるアンモニア
性窒素の除去では、前記反応によってアンモニア性窒素
が除去された後の水（アンモニア性窒素除去水）の中に
臭素酸イオン及び次亜臭素酸イオンの一方又は両方が残
存する可能性がある。 ３Ｏ₃ ＋ Ｂｒ^- → ＢｒＯ₃ ^- ＋ ３Ｏ₂ …（４）

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】水中に含まれる臭素酸
イオン（ＢｒＯ₃ ^-）及び次亜臭素酸イオン（ＢｒＯ^-）
の除去については、様々な研究や提案がなされている
が、それらを実用化するにはまだ課題が多いのが実状で
ある。例えば、亜硫酸ナトリウム等の還元剤を用いて臭
素酸イオンや次亜臭素酸イオンを還元処理する場合、被
処理水に過剰量の還元剤を添加すると、還元剤が処理水
中に残存して処理水中のＣＯＤ成分の増加を招き、再処
理の必要性が生じる。一方、還元剤の添加量を必要最小
限にして還元剤が処理水中に残存しないようにするに
は、還元剤の添加量の精密な制御が必要となり、計装設
備の複雑化や処理の不安定化等の問題が生じる。さら
に、次亜臭素酸イオンに比べて酸化力の弱い臭素酸イオ
ンの場合は、還元剤を通常の条件下で添加しても十分に
還元されないという問題がある。

【０００６】また、活性炭を用いれば次亜臭素酸イオン
はほぼ完全に分解できるが、次亜臭素酸イオン濃度が高
くなると、活性炭が劣化して微粉化が生じ、処理水中に
活性炭の微粉末が漏出するという問題が起こる。一方、
臭素酸イオンについては活性炭を用いて処理する試みも
あるが、その反応条件等を詳細に検討した例は少なく、
かつ、その処理は活性炭の吸着能に負うところが大きい
ので、還元によって臭素酸イオンを臭素イオン（Ｂ
ｒ^-）に変換し、無害化するには至っていないととも
に、活性炭の吸着能もそれほど大きくないという問題が
あるのが現状である。処理負荷にもよるが、活性炭によ
って臭素酸イオンを処理する場合、その臭素イオンへの
分解率は非常に低いのが通常である。さらに、水中に臭
素酸イオン及び次亜臭素酸イオンが共存する場合におけ
るそれらの分解方法は未だほとんど検討されていない。

【０００７】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、活性炭を用いて被処理水中の臭素酸イオンを臭素イ
オンに分解除去することが可能な方法を提供することを
目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】臭素酸イオンを亜流酸ナ
トリウム等の還元剤で還元する方法には、前述したよう
に、被処理水に過剰量の還元剤を添加すると、還元剤
が処理水中に残存して処理水中のＣＯＤ成分の増加を招
く、還元剤の添加量を必要最小限にして還元剤が処理
水中に残存しないようにするには、還元剤の添加量の精
密な制御が必要となり、計装設備の複雑化や処理の不安
定化等の問題が生じる、還元剤を通常の条件下で添加
しても十分に還元されない、という問題があるため、本
発明者らは、臭素酸イオンを活性炭によって処理するこ
とを検討した。しかし、臭素酸イオンを活性炭で処理す
る方法には、前述したように、活性炭の吸着能に負う
ところが大きく、還元によって臭素酸イオンを臭素イオ
ンに変換し、無害化するというものではないとともに、
活性炭の臭素イオン吸着能力はそれほど大きくない、と
いう問題があった。

【０００９】これに対し、本発明者らは種々検討を行っ
た結果、活性炭に接触させる被処理水のｐＨを特定の範
囲に保つことにより、活性炭を用いて臭素酸イオンを臭
素イオンに分解できることを見出した。すなわち、臭素
酸イオンを含む被処理水（臭素酸含有水）と活性炭とを
接触させる場合、被処理水のｐＨが中性付近又はそれ以
上だと、臭素酸イオンは活性炭に単に吸着されるだけで
ほとんど臭素イオンにまで分解されないが、ｐＨが酸性
側になるにつれて臭素酸イオンの臭素イオンへの分解率
が高くなり、ｐＨを５未満、特に２〜４とした状態で被
処理水を活性炭に接触させた場合、臭素酸イオンが臭素
イオンにほぼ完全に分解されることを知見し、本発明を
なすに至った。

【００１０】したがって、本発明は、臭素酸イオンを含
有する被処理水中から臭素酸イオンを分解除去するに当
たり、被処理水のｐＨを５未満に制御して被処理水と活
性炭とを接触させることを特徴とする臭素酸含有水の処
理方法を提供する。

【００１１】また、本発明は、アンモニア性窒素含有排
水に臭素イオンの存在下でオゾンを添加することによ
り、該排水中のアンモニア性窒素を除去する排水処理方
法において、アンモニア性窒素の除去を行った後のアン
モニア性窒素除去水のｐＨを５未満に制御してアンモニ
ア性窒素除去水と活性炭とを接触させ、該アンモニア性
窒素除去水中の臭素酸イオンを分解除去することを特徴
とするアンモニア性窒素含有排水の処理方法を提供す
る。

【００１２】本発明においては、被処理水（アンモニア
性窒素含有排水の処理方法におけるアンモニア性窒素除
去水を含む、以下同じ）のｐＨを５未満に制御するもの
であるが、被処理水のより好ましいｐＨは、臭素酸イオ
ンの分解率の点で２〜４、特に２．５〜３．５である。
また、被処理水を活性炭槽に通水する場合、被処理水の
通水ＳＶ（空塔速度）は１〜２０Ｈ^-1とすることが適当
である。さらに、本発明において使用する活性炭の種類
に限定はないが、例えば、石炭系、木質系等の粒状活性
炭や合成高分子系の活性炭繊維等を好適に使用すること
ができる。

【００１３】なお、臭素酸イオンを含有するｐＨ５未満
の被処理水を活性炭に接触させた場合、通水初期には活
性炭の吸着能によって臭素酸イオンが活性炭に吸着され
ることもあるが、吸着がほぼ飽和に達した後でも、臭素
酸イオンは良好に臭素イオンに分解される。この場合の
臭素酸イオンの分解反応、及び、次亜臭素酸イオンが共
存するときのその分解反応は、下記式（５）、（６）に
示す置換反応と、活性炭の触媒作用によって臭素酸イオ
ン及び次亜臭素酸イオンが臭素イオンに分解する反応と
が競合しているものと考えられる。 ３Ｃ ＋ ２ＢｒＯ₃ ^- → ２Ｂｒ^- ＋ ３ＣＯ₂ …（５） Ｃ ＋ ２ＢｒＯ^- → ２Ｂｒ^- ＋ ＣＯ₂ …（６）

【００１４】また、本発明者らは、水中に臭素酸イオン
及び次亜臭素酸イオンが共存する場合においても、被処
理水のｐＨを５未満とした状態で被処理水を活性炭に接
触させることにより、臭素酸イオン及び次亜臭素酸イオ
ンが臭素イオンにほぼ完全に分解することを確認した
が、この場合には、前述したように、次亜臭素酸イオン
濃度が高くなると、活性炭が劣化して微粉化が生じる、
という問題があった。

【００１５】そこで、本発明者らは、活性炭の微粉化を
極力抑制しつつ、臭素酸イオン及び次亜臭素酸イオンが
共存する場合にそれらを活性炭を用いて臭素イオンに分
解する方法について検討を行った。その結果、次亜臭素
酸イオンを完全に臭素イオンに還元するのにはやや不足
する量の還元剤を被処理水に添加して次亜臭素酸イオン
の大部分を臭素イオンに還元した後、被処理水のｐＨを
５未満とした状態で被処理水を活性炭に接触させた場
合、活性炭に接触する被処理水中の次亜臭素酸イオン濃
度が低減しているため活性炭の微粉化が抑制されるとと
もに、次亜臭素酸イオンの完全分解に必要な量より少量
の還元剤を使用するため処理水中に還元剤が残存するこ
とがなく、しかもやや不足する量の還元剤を添加すれば
よいため還元剤の添加量を精密に制御する必要がなくな
ることを見出した。

【００１６】したがって、本発明の臭素酸含有水の処理
方法においては、被処理水中に次亜臭素酸イオンが共存
する場合に、被処理水に還元剤を添加して予め被処理水
中の次亜臭素酸イオンの大部分を臭素イオンに還元した
後、被処理水のｐＨを５未満に制御して被処理水と活性
炭とを接触させることが好ましい。

【００１７】また、本発明のアンモニア性窒素含有排水
の処理方法においては、アンモニア性窒素除去水に還元
剤を添加して予めアンモニア性窒素除去水中の次亜臭素
酸イオンの大部分を臭素イオンに還元した後、アンモニ
ア性窒素除去水のｐＨを５未満に制御してアンモニア性
窒素除去水と活性炭とを接触させ、該アンモニア性窒素
除去水中の臭素酸イオン及び次亜臭素酸イオンを分解除
去することが好ましい。

【００１８】この場合、活性炭に接触させる被処理水
（アンモニア性窒素含有排水の処理方法におけるアンモ
ニア性窒素除去水を含む）中に次亜臭素酸イオンを残存
させるものであるが、次亜臭素酸イオンの残存量は０．
１〜５ｍｇＢｒ／Ｌ程度、特に０．５〜５ｍｇＢｒ／Ｌ
程度とすることが適当である。また、被処理水に還元剤
を添加するに際しては、還元剤の添加量を還元剤添加後
の被処理水のＯＲＰ（酸化還元電位）に基づいて制御す
ることができる。これは、被処理水中の次亜臭素酸イオ
ンの大部分が分解されたがまだ少量の次亜臭素酸イオン
が残存しているときと、被処理水中の次亜臭素酸イオン
が完全に分解されたときとの間でＯＲＰの値が大きく変
動するからである。なお、還元剤の種類に限定はない
が、例えば、亜流酸ナトリウム、亜流酸カリウム等を使
用することができる。

【００１９】特に、本発明のアンモニア性窒素含有排水
の処理方法においては、還元剤を添加した後のアンモニ
ア性窒素除去水のＯＲＰが４００〜８００ｍＶとなるよ
うにアンモニア性窒素除去水に還元剤を添加することが
好ましい。すなわち、本発明者らの検討によると、次亜
臭素酸イオンを含有する水にｐＨ３．５の条件下で亜硫
酸ナトリウムを徐々に添加して次亜臭素酸イオンを分解
する場合、次亜臭素酸イオンの大部分が分解するまでＯ
ＲＰの値は少しずつ下がるが、次亜臭素酸イオンがほぼ
完全に分解すると、ＯＲＰの値は瞬間的に８００ｍＶ前
後から３００ｍＶ前後まで低下するものであった。した
がって、アンモニア性窒素除去水のＯＲＰが４００〜８
００ｍＶとなるようにアンモニア性窒素除去水への還元
剤の添加量を制御すれば、還元剤の添加量は過剰になら
ないで僅かに不足する程度の量となり、還元剤がＣＯＤ
成分として処理水中に残存することを防止することがで
きる。一方、還元剤添加後に残存している次亜臭素酸イ
オンは、臭素酸イオンと共に活性炭との接触によって分
解される。

【００２０】なお、本発明のアンモニア性窒素含有排水
の処理方法において、アンモニア性窒素除去時における
処理条件、例えば被処理水中のアンモニア性窒素濃度と
臭素イオン濃度との比、被処理水へのオゾン添加量、被
処理水のｐＨ等は、適宜決定することができる。例え
ば、被処理水中のアンモニア性窒素濃度と臭素イオン濃
度との比は、Ｂｒ／Ｎの重量比で１／１〜１／４程度と
することができる。なお、被処理水への臭素イオンの添
加には、ＮａＢｒ、ＫＢｒ等の臭素化合物の水溶液を用
いることができる。また、被処理水へのオゾン添加量
は、被処理水中のアンモニア性窒素含有量の約５倍量程
度とすることができる。

【００２１】

【発明の実施の形態】図１は、本発明に係るアンモニア
性窒素含有排水処理方法の実施に用いる連続排水処理装
置の一例を示すフロー図である。図１において、２は原
水導入管、４は原水調整槽、６は原水調整槽４に連結さ
れた臭素イオン添加機構、８はオゾンとアンモニア性窒
素とを反応させる反応槽、１０はオゾン含有ガス発生装
置、１２は還元剤混合槽、１４はｐＨ調整槽、１６は活
性炭槽を示す。還元剤混合槽１２には、還元剤添加機構
１８及びＯＲＰ計２０が連結されている。ｐＨ調整槽１
４には、第１ｐＨ計２２及び第１ｐＨ調整剤添加機構２
４が連結されている。また、活性炭槽１６の処理水が流
出する処理水流出管２６には、第２ｐＨ調整剤添加機構
２８が連結されているとともに、第２ｐＨ調整剤添加機
構２８の連結位置より下流側において第２ｐＨ計３０が
連結されている。さらに、還元剤添加機構１８とＯＲＰ
計２０、第１ｐＨ計２２と第１ｐＨ調整剤添加機構２
４、第２ｐＨ計３０と第２ｐＨ調整剤添加機構２８と
は、それぞれ計装的に接続されている。

【００２２】図１の装置による排水処理は、次のように
して行われる。まず、原水調整槽４において被処理水
（原水）に臭素イオン添加機構６から臭素イオン含有水
が添加され、この被処理水が反応槽８に導入される。そ
して、オゾン含有ガス発生装置１０で発生させたオゾン
含有ガスが反応槽８内の被処理水に添加される。これに
より、反応槽８において、被処理水中のアンモニア性窒
素が窒素ガスに分解されて除去される。

【００２３】反応槽８の流出水（アンモニア性窒素除去
水）は、還元剤混合槽１２に導入される。そして、ここ
でアンモニア性窒素除去水に還元剤が添加され、アンモ
ニア性窒素除去水中の次亜臭素酸イオンの大部分が臭素
イオンに還元される。この場合、還元剤の添加量の制御
は、ＯＲＰ計２０により還元剤混合槽１２内のアンモニ
ア性窒素除去水のＯＲＰを測定しながら行う。具体的に
は、還元剤混合槽１２内のアンモニア性窒素除去水のＯ
ＲＰが４００〜８００ｍＶの範囲となるようにアンモニ
ア性窒素除去水への還元剤の添加量を制御する。これに
より、次亜臭素酸イオンを完全に臭素イオンに還元する
のにはやや不足する量の還元剤をアンモニア性窒素除去
水に添加することができ、還元剤混合槽１２の流出水中
に還元剤が残存することを防止することができる。

【００２４】還元剤混合槽１２の流出水は、ｐＨ調整槽
１４に導入される。そして、ここでアンモニア性窒素除
去水に第１ｐＨ調整剤添加機構２４からｐＨ調整剤が添
加され、アンモニア性窒素除去水のｐＨが５未満、好ま
しくは２〜４に調整される。この場合、第１ｐＨ調整剤
添加機構２４からのｐＨ調整剤の添加量の制御は、第１
ｐＨ計２２で測定したｐＨ調整槽１４の槽内出口水のｐ
Ｈに基づいて行う。

【００２５】ｐＨ調整槽１４の流出水は、活性炭槽１６
に通水され、ここでｐＨ調整槽１４の流出水中に含まれ
る臭素酸イオン及び次亜臭素酸イオンがほぼ完全に臭素
イオンに還元される。さらに、活性炭槽１６の流出水に
は、処理水流出管２６を流れる間に第２ｐＨ調整剤添加
機構２８からｐＨ調整剤が添加され、中性付近の放流に
適したｐＨに再調整される。この場合、第２ｐＨ調整剤
添加機構２８からのｐＨ調整剤の添加量の制御は、第２
ｐＨ計３０で測定した活性炭槽１６の流出水のｐＨに基
づいて行う。

【００２６】なお、本例においては、還元剤混合槽とｐ
Ｈ調整槽とを別々に設けたが、１つの槽において還元剤
の添加及びｐＨ調整剤の添加の両方を行うようにしても
よい。また、還元剤やｐＨ調整剤は、これらを添加する
槽を設けることなく、配管内を流れるアンモニア性窒素
除去水に直接ライン注入するようにしてもよい。

【００２７】

【実施例】

［実施例１］活性炭による臭素酸イオンの分解に及ぼす
被処理水のｐＨの影響を以下の試験によって調べた。装
置としては、図２のものを用いた。図２の装置におい
て、５２は原水タンク、５４はｐＨ調整剤添加機構、５
６は被処理水導入管、５８はポンプ、６０は活性炭槽、
６２は処理水流出管を示す。上記装置を用い、原水タン
ク５２内の原水を活性炭槽６０に上向流で通水し（ＳＶ
＝５Ｈ^-1）、活性炭槽６０の上部から流出する処理水中
の臭素酸イオン濃度及び臭素イオン濃度を測定した。原
水としては、臭素酸カリウムを純水に溶解した臭素酸含
有模擬排水を用いた。また、ｐＨ調整剤添加機構５４か
ら原水に硫酸水溶液を添加して原水のｐＨを適宜調整し
た。なお、ｐＨ無調整の場合、原水のｐＨは約５．５で
あった。活性炭槽１０の内径は２７ｍｍ、高さは２５０
ｍｍ、活性炭容量は１４３ｍｌであった。活性炭として
は、粒状活性炭（三菱化学社製ダイヤホープ００８）を
用いた。各ｐＨにおける活性炭処理水中のＢｒＯ₃ ^-濃度
及びＢｒ^-濃度の測定結果を表１に示す。

【００２８】

【表１】

【００２９】表１からわかるように、被処理水のｐＨの
低下と共に臭素酸イオンの分解率は高くなり、原水中に
含まれる５．２ｍｇＢｒ／Ｌの臭素酸イオンは、ｐＨ３
以下では１００％臭素イオンに分解された。なお、通水
開始時は臭素酸イオンの活性炭への初期吸着が生じるた
め、処理水中に臭素酸イオンは検出されず、一定期間通
水を続けて活性炭の吸着量が飽和に達した後に表１の結
果を得るに至った。また、ＳＶの影響についても検討を
加えたが、ＳＶ＝２０Ｈ^-1を超えると臭素酸イオンの分
解が不十分になる傾向が見られたため、本試験において
はＳＶ＝５Ｈ^-1とした。

【００３０】［実施例２］次亜臭素酸イオンを含有する
水（次亜臭素酸含有水）に還元剤を添加した場合におけ
る次亜臭素酸含有水のＯＲＰの変化を以下の試験によっ
て調べた。本試験では、次亜臭素酸イオンを臭素として
約４０ｍｇＢｒ／Ｌ（０．５ｍｍｏｌ）含む次亜臭素酸
含有水１００ｍｌに、濃度が５０ｍｍｏｌの亜硫酸ナト
リウム（Ｎａ₂ＳＯ₃）水溶液を、次亜臭素酸含有水のＯ
ＲＰを記録しながら少しずつ添加した。なお、次亜臭素
酸含有水は、次亜臭素酸ナトリウムを純水に溶解するこ
とにより調製し、ｐＨは３．５に調整した。結果を図３
に示す。

【００３１】図３からわかるように、亜硫酸ナトリウム
を添加するにつれて次亜臭素酸含有水のＯＲＰは当初の
約９２０ｍＶから少しずつ低下し、０．０７ｍｍｏｌの
亜硫酸ナトリウムが添加された時点で約７９０ｍＶにな
った。この時の次亜臭素酸イオン濃度は０．４ｍｇＢｒ
／Ｌであった。さらに亜硫酸ナトリウム０．００５ｍｍ
ｏｌを足した時点で、次亜臭素酸イオンは検出されなく
なった。この時の次亜臭素酸含有水のＯＲＰは約３９０
ｍＶであった。すなわち、次亜臭素酸含有水中の次亜臭
素酸イオンの大部分が分解されたときと、次亜臭素酸含
有水中の次亜臭素酸イオンが完全に分解されたときとの
間で、ＯＲＰの値が約７９０ｍＶから約３９０ｍＶに大
きく変動した。

【００３２】したがって、本試験により、被処理水中に
臭素酸イオンと次亜臭素酸イオンとが共存する場合にお
いて、被処理水に還元剤を添加するに際し、還元剤の添
加量を還元剤添加後の被処理水のＯＲＰに基づいて制御
することにより、次亜臭素酸イオンを完全に臭素イオン
に還元するのにはやや不足する量の還元剤を被処理水に
添加して、処理水中に還元剤が残存することを防止でき
ることが確認された。

【００３３】また、被処理水のＯＲＰは被処理水のｐＨ
によって変わり、ｐＨが高くなるにつれてＯＲＰは低く
なる。したがって、被処理水のｐＨが３．５より高くな
ると、図３のＯＲＰ曲線も全体的に下方へシフトする
が、還元剤の添加量を被処理水のＯＲＰに基づいて制御
するに際し、目標のＯＲＰを約４００ｍＶ以上に設定す
れば、被処理水のｐＨが変わっても処理水中に還元剤が
残存することはないと考えられる。さらに、臭素・オゾ
ン法によるアンモニア性窒素の除去では、アンモニア性
窒素除去後の処理水のｐＨは通常酸性側になるため、還
元剤添加量を制御する際に用いる目標のＯＲＰの幅は、
４００ｍＶ〜８００ｍＶで十分目的が達成できると考え
られる。

【００３４】なお、上記試験において、次亜臭素酸イオ
ンと亜硫酸ナトリウムとの反応は理論的には等モル反応
であるが、亜硫酸ナトリウム溶液を調整したり、滴定を
行ったりしている間に空気中の酸素により亜硫酸ナトリ
ウムの一部が酸化されたりしたためか、結果的には次亜
臭素酸イオンを完全に還元するのに次亜臭素酸イオンの
約１．５倍モルの亜硫酸ナトリウムが消費された。

【００３５】［実施例３］図１に示した装置を用い、下
記条件でアンモニア性窒素含有排水の処理を行った。ア
ンモニア性窒素含有排水（原水）としては、水道水にア
ンモニア性窒素濃度が３００ｍｇＮ／ＬとなるようにＮ
Ｈ₄Ｃｌを溶解したものを用いた。原水に添加する臭素
イオン含有水としてはＮａＢｒ水溶液を用い、原水中の
ＮａＢｒ濃度が１３０ｍｇ／Ｌ（Ｂｒとして１０１ｍｇ
Ｂｒ／Ｌ）となるように添加した。また、還元剤混合槽
１２における還元剤の添加量は、還元剤混合槽１２内の
アンモニア性窒素除去水のＯＲＰが４００〜８００ｍＶ
の範囲となるように制御した。その他の条件は以下の通
りとした。

【００３６】反応槽８：容量１００Ｌ 反応槽８における原水流量：４００Ｌ／ｄａｙ 還元剤添加機構１８から添加した還元剤：亜硫酸ナトリ
ウム水溶液（濃度５％） 第１ｐＨ調整剤添加機構２４から添加したｐＨ調整剤：
１０％硫酸水溶液 活性炭槽１６で用いた活性炭：三菱化学社製ダイヤホー
プ００８ 活性炭槽１６の活性炭容量：３．３Ｌ 活性炭槽１６における通水ＳＶ：５．０Ｈ^-1 第２ｐＨ調整剤添加機構２８から添加したｐＨ調整剤：
１０％水酸化ナトリウム水溶液

【００３７】下記サンプリングポイントＳＰ１〜ＳＰ６
（図１参照）において、配管内を流れる水のｐＨ、臭素
イオン濃度、次亜臭素酸イオン濃度、臭素酸イオン濃度
をそれぞれ測定した。結果を表２に示す。 ＳＰ１：原水調整槽４と反応槽８との間 ＳＰ２：反応槽８と還元剤混合槽１２との間 ＳＰ３：還元剤混合槽１２とｐＨ調整槽１４との間 ＳＰ４：ｐＨ調整槽１４と活性炭槽１６との間 ＳＰ５：活性炭槽１６と第２ｐＨ調整剤添加機構２８連
結箇所との間 ＳＰ６：第２ｐＨ調整剤添加機構２８連結箇所の下流側
（最終処理水）

【００３８】

【表２】

【００３９】表２より、本発明に係るアンモニア性窒素
含有排水の処理方法によれば、臭素酸イオン及び次亜臭
素酸イオンが完全に臭素イオンに分解された最終処理水
を得ることができることが確認された。また、アンモニ
ア性窒素除去水に還元剤を添加して次亜臭素酸イオンを
分解するに際し、アンモニア性窒素除去水のＯＲＰが４
００〜８００ｍＶとなるように還元剤の添加量を制御す
ることにより、アンモニア性窒素除去水中の次亜臭素酸
イオンの大部分を除去できることが確認された。

【００４０】

【発明の効果】本発明に係る臭素酸イオン含有水の処理
方法によれば、臭素酸イオン含有水中に含まれる臭素酸
イオンを活性炭を用いてほぼ完全に臭素イオンに分解す
ることができる。したがって、本発明に係る臭素酸イオ
ン含有水の処理方法は、効率的かつ安全な臭素酸イオン
の分解除去方法であり、前述した臭素・オゾン法による
アンモニア性窒素含有排水の処理工程の他、例えば水に
臭素イオンとオゾンを添加することにより対象物を酸化
するような各種の水処理工程などで好適に使用すること
ができる。また、本発明に係るアンモニア性窒素含有排
水の処理方法によれば、臭素酸イオン及び次亜臭素酸イ
オンがほぼ完全に除去された処理水を得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るアンモニア性窒素含有排水の処理
方法の実施に用いる装置の一例を示すフロー図である。

【図２】本発明に係る臭素酸含有水の処理方法の実施に
用いる装置の一例を示すフロー図である。

【図３】次亜臭素酸イオンを含有する水に還元剤を徐々
に添加した場合における次亜臭素酸イオンを含有する水
のＯＲＰの変化の一例を示すグラフである。

【符号の説明】

４ 原水調整槽 ６ 臭素イオン添加機構 ８ 反応槽 １０ オゾン含有ガス発生装置 １２ 還元剤混合槽 １４ ｐＨ調整槽 １６ 活性炭槽 １８ 還元剤添加機構 ２０ ＯＲＰ計 ２２ 第１ｐＨ計 ２４ 第１ｐＨ調整剤添加機構 ２６ 処理水流出管 ２８ 第２ｐＨ調整剤添加機構 ３０ 第２ｐＨ計 ５２ 原水タンク ５４ ｐＨ調整剤添加機構 ６０ 活性炭槽 ６２ 処理水流出管

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 臭素酸イオンを含有する被処理水中から
   臭素酸イオンを分解除去するに当たり、被処理水のｐＨ
   を５未満に制御して被処理水と活性炭とを接触させるこ
   とを特徴とする臭素酸含有水の処理方法。
2. 【請求項２】 被処理水中に次亜臭素酸イオンが共存す
   る場合に、被処理水に還元剤を添加して予め被処理水中
   の次亜臭素酸イオンの大部分を臭素イオンに還元した
   後、被処理水のｐＨを５未満に制御して被処理水と活性
   炭とを接触させる請求項１に記載の処理方法。
3. 【請求項３】 被処理水に還元剤を添加するに際し、還
   元剤の添加量を還元剤添加後の被処理水のＯＲＰに基づ
   いて制御する請求項２に記載の処理方法。
4. 【請求項４】 活性炭に接触させる被処理水のｐＨを２
   〜４に制御する請求項１、２又は３に記載の処理方法。
5. 【請求項５】 アンモニア性窒素含有排水に臭素イオン
   の存在下でオゾンを添加することにより、該排水中のア
   ンモニア性窒素を除去する排水処理方法において、アン
   モニア性窒素の除去を行った後のアンモニア性窒素除去
   水のｐＨを５未満に制御してアンモニア性窒素除去水と
   活性炭とを接触させ、該アンモニア性窒素除去水中の臭
   素酸イオンを分解除去することを特徴とするアンモニア
   性窒素含有排水の処理方法。
6. 【請求項６】 アンモニア性窒素除去水に還元剤を添加
   して予めアンモニア性窒素除去水中の次亜臭素酸イオン
   の大部分を臭素イオンに還元した後、アンモニア性窒素
   除去水のｐＨを５未満に制御してアンモニア性窒素除去
   水と活性炭とを接触させ、該アンモニア性窒素除去水中
   の臭素酸イオン及び次亜臭素酸イオンを分解除去する請
   求項５に記載の処理方法。
7. 【請求項７】 アンモニア性窒素除去水に還元剤を添加
   するに際し、還元剤の添加量を還元剤添加後のアンモニ
   ア性窒素除去水のＯＲＰに基づいて制御する請求項６に
   記載の処理方法。
8. 【請求項８】 還元剤添加後のアンモニア性窒素除去水
   のＯＲＰが４００〜８００ｍＶとなるようにアンモニア
   性窒素除去水に還元剤を添加する請求項７に記載の処理
   方法。
9. 【請求項９】 活性炭に接触させるアンモニア性窒素除
   去水のｐＨを２〜４に制御する請求項５〜８のいずれか
   １項に記載の処理方法。