JPS6221596B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、下水、屎尿、屠場廃水、家畜廃水、
水産加工廃水、殿粉廃水、ホテル厨房廃水、薬品
製造廃水、染色廃水、機械工場及び貯油槽の含油
廃水、メツキ廃水、化学工場廃水、病院廃水等の
凡ゆる生活及び産業構造体から排出される重大な
環境汚染源となつている有機性無機性汚濁水及び
汚泥類を浄化処理するに関する。 従来、各種の汚濁水・濃厚汚泥は、イオン交
換・電気分解、活性炭吸着過、化学中和、活性
汚泥菌や光合成菌の利用、消化法、逆浸透等の物
理的化学的乃至は生物学的の諸方法によつて処理
されているが、何れもある程度の高度の専門技術
や複雑な装置更には高価なランニングコストを必
要とし、最も重要な問題点として、最終に必ず発
生するところの濃縮汚泥または脱水ケーキの処理
が合理的でなく、多く行われている投棄による場
合には二次腐敗を招来して更に公害を惹起し、又
は焼却を行なう場合には多量の重油と莫大な焼却
設備を要することが必須であり、ほとんどの場
合、完全な解決法を取つていないのが現状であ
る。 従つて、本発明は、各種汚水、汚泥及び屎尿等
を極めて簡単且つ効果的に浄化処理し、無害の清
浄水と燃料又は肥料として有効に再資源化できる
脱水固形物とに分離する工業的に極めて有利な浄
化処理法を提供することを技術的課題とするもの
である。 本発明の浄化処理法は、有機成分、無機成分を
濃厚に含有する汚水、汚泥又は屎尿から成る原液
の浄化に際して、下記工程、 (a) 粒径９メツシユ乃至500メツシユのものを80
％以上を含有する粒度調整の微粉炭を、原液に
対して0.05乃至10重量％を添加混合する工程、 (b) 加水分解により水酸化アルミニウム又は水酸
化アルミニウムと水酸化鉄を形成し得る凝集剤
を混合液のPH値が等電点に達する点まで添加混
合する工程、 及び、 (c) 前記混合液に高分子凝集剤を添加して結合性
の強固なフロツクを形成せしめて、上澄水と沈
澱凝集剤とに固液分離する工程、 から成るものである。 本発明を以下詳細に説明する。 (a) 粒度調整微粉炭混合工程 本発明においては、粒径９乃至500メツシユの
ものが80％以上であつて、特にこれらの内でも
100乃至120メツシユを基準としてそれ以下の微粒
分30乃至50重量％とそれ以上の粗粒分70乃至50重
量％から成り、16メツシユ（１mm）乃至150メツ
シユ（0.1mm）の粒度のものが60重量％よりも少
ない量で含有されている粒度構成の微粉炭を、汚
濁水及び汚泥に添加混合する。 この粒度調整微粉炭は、炭坑選炭工程で副生さ
れた低品位の沈澱微粉炭、炭化の若い褐炭や亜炭
及び泥炭等の石炭類の粉炭を包含し、これらは通
常篩によつて分級し、上記粒度構成に調整され
る。 かかる粒度調整微粉炭は、添加すべき汚濁水及
び汚泥に対し、それらの濃度に応じて0.05乃至10
重量％の量で使用される。 即ち、粒度調整微粉炭を上記範囲内で汚濁水及
び汚泥に添加混合すると、汚濁水または汚泥中に
分散媒としての水に平衡安定したゾル状で存在し
ている不純固形分と凝集し、急速な沈降分離が行
なわれる。この微粉炭粒度構成の粗粒分が上記範
囲よりも多くなれば凝集は不充分のまま沈降のみ
多く行なわれ、微粒分が上記組成範囲よりも多く
なれば、たとえ凝集が行なわれても、急速でしか
も濃密な凝集沈殿が行なわれない。 また興味ある重要事項として、微粉炭の炭質が
高度のもの即ち高発熱量・低灰分の炭化度の進ん
だ石炭種よりも、無機性有機性灰分を多く含蔵す
る低炭化度の炭質の微粉炭が凝集沈降現象を、よ
り効果的に具顕することができる。 「第１図」の曲線または〓は曲線及びの
粒度構成のものよりも凝集沈降が数段効果的に行
なわれる微粉炭の粒度構成を示し、「第２図」に
は上述した粒度分布を有する微粉炭を、固形分濃
度12000ppmの余剰汚泥に対して1.5重量％の割合
で添加混合し、液面200ｍ／ｍの硝子円筒にこの
混合物を静置させた場合の結果を示す。 この「第２図」において、曲線Ｃ−１は、原汚
泥をそのまま静置させた場合の結果であり、曲線
Ｃ−２は、上記の粒度調整微粉炭を添加混入した
場合の有効な凝集沈降の結果を示す。また曲線Ｃ
−３は微粒カーボン（平均粒径74ｍμ）を同一の
汚泥に1.5重量％添加混合した場合の結果を示し
その凝集沈降がＣ−２よりも著しく劣ることが明
らかである。更に、曲線Ｃ−４は上記の粒度調整
微粉炭と微粒カーボンを１対0.1の割合で添加混
合した場合の、汚泥との凝集沈降を示すもので、
Ｃ−２とほぼ同傾向の曲線となり、上澄水には微
粒カーボンがほとんど残存することなく、微粉炭
と吸着して沈降する。この事実は、汚濁水及び汚
泥の不純固形分との接触する表面積を拡大する意
味において、微粉炭粒子よりも著しく微粒子のカ
ーボンスラツヂを共用することによつて汚濁水ま
たは汚泥の浄化効果が更に向上するという重大な
パターンが提供される。 従つて本発明においては、前述した粒度調整微
粉炭とともに、微粒状カーボンを該微粉炭当たり
0.1〜１の割合量で併用することが好適である。 尚、この微粒状カーボンは粒径が100ｍμ以下
の極めて微粒のものであり、例えばナフサカーボ
ンまたはオイルカーボンが適当であるが、スラツ
ヂの乾溜賦活によつて得られた副生物としてのカ
ーボン類等の利用価値が低く、低廉容易に入手で
きるもので極めて有利に使用される。 汚濁水が有色且つBOD，CODの低含有の場合
には、該廃水中に存在する不純物と充分な接触吸
着が行なわれる微粒状カーボンを併用することが
好適である。 この場合の併用される粒度調整微粉炭は、特に
200乃至500メツシユの微粒部を多く含有している
ものが好適である。 また、人体に有害な重金属成分を含有する工場
廃水、塵芥焼却灰の冷却水及び排泥等の浄化処理
に際しても粒度調整微粉炭と微粒状カーボンとを
併用することが望ましい。 本発明によれば、粒度調整微粉炭或いはこれと
微粒状カーボンを処理すべき廃液中に添加混合す
ることによつて、微粒カーボン及び鉄−アルミニ
ウム系凝集剤・高分子凝集剤等によつて形成され
た廃水中の不純物とのフロツクの凝集核体として
微粉炭が役立ち、急速且つ確実にフロツクを沈降
せしめ、更にその沈殿した含炭濃縮汚泥の過脱
水に際し過速度を著しく増大して過効率を高
め、低含水率の脱水ケーキを得ることが可能とな
る一般に行なわれているごとき市販の凝集剤のみ
の使用によつては、たとえ廃水の浄化は行なわれ
ても、不純物の凝集物即ちフロツクを低含水率に
脱水することはほとんど不可能なのである。 また本発明において、浄化処理すべき液が屎尿
等の有機物を含有する場合には、前記粒度調整微
粉炭とともにエンザイム（酵素）含有土壌を、処
理液当たり0.1乃至10重量％の割合で添加混合す
ることが好適である。このエンザイム（酵素）含
有土壌は、酵素の働きにより有機物の分解を促進
する作用を有する。 曝気工程 また本発明においては、処理すべき廃水が屎尿
液等の有機物質を多量に含有している様な液であ
る場合には、該液中に粒度調整微粉炭を添加混合
した後、曝気処理に賦することが好適である。 この曝気処理は有機物質の酸化分解を促進し、
悪臭を除去するために行なうものであり、本発明
においては、通常粒度調整微粉炭混合液当たり約
２乃至４倍量の空気を１〜８時間、好ましくは３
〜５時間吹き込むことにより行なわれる。 凝集剤添加混合工程 本発明によれば、汚濁水及び汚泥の性状による
多様性に対応して、微粉炭の物理的化学的特性を
更に画一化し、原廃水にゾル状又はゲル状で平衡
存在する有機性又は無機性の不純物質を、粒度調
整微粉炭に的確に吸着凝集せしめるために、上記
の不純物質の平衡を破壊し、等電点に変相させる
平行操作が行なわれる。その目的のために、加水
分解により水酸化アルミニウム又は水酸化アルミ
ニウムと水酸化鉄を形成し得る例えば硫酸鉄−硫
酸アルミニウム凝集剤が使用される。工業的経済
性からはアルミニウム製造工程から副生し廃棄す
れば公害を惹起す「赤泥」を硫酸処理して得られ
る二次成品を有利に使用することができる。また
原廃液が酸性側（例えばPH＝３〜４）であつて、
それなりに安定状態にある場合においても、更に
硫酸または塩酸・硝酸を添加して既往の平衡を破
壊することにより、微粉炭との吸着能を増すこと
ができる。 固液分離工程 本発明においては、汚濁水又は汚泥に粒度調整
微粉炭を懸濁液状として予め添加混合し、充分に
撹拌した後、鉄−アルミニウム系凝集剤を添加し
撹拌均一化した後に、次いで高分子凝集剤を適量
添加する。 これにより液中に存在するコロイド状固形分の
捕捉凝集が的確に行なわれ、そのフロツクは確実
且つ急速に分離沈降して含炭濃縮汚泥が形成し、
この脱水ケーキは含水率が通常60％以下のものと
なる。 尚、高分子凝集剤の添加混合に際しては、化学
中和剤を添加して混合液を中性に保持せしめるこ
とが望ましい。 用いる高分子凝集剤としては、例えばポリアク
リル酸、ポリメタクリル酸、CMC、アルギン酸
ソーダ、でん粉、セツケン類、ゼラチン又はアル
ブミン等のそれ自体公知のアニオン系、カチオン
系、ノニオン系の高分子凝集剤が単独又は組み合
わせで使用される。これらは処理すべき液の状態
によつて異なるが、通常0.1重量％以下、特に
10ppm乃至100ppmの割合で使用される。 本発明を次の例で説明する。 実施例 １ メツキ廃水のイオン交換プロセスから排出され
たクロム含有廃水の３種について、該廃水中に粒
度調整微粉炭、微粒状カーボン（ナフサカーボ
ン）、高分子凝集剤及びその他の補助剤を添加
し、撹拌混合して30分間静置した時の、上燈水の
性状、凝集沈澱率及び汚濁成分除去率を第１表に
示す。 また、比較例として上記廃水を約１日間静置し
た時の上澄水の性状を、第１表に併せて表示す
る。 表中、MFCは粒度調整微粉炭、EDEX−Ｓは
赤泥を硫酸で処理した複合カチオン剤、EDEX−
Ｆはアニオン系高分子凝集剤、EDEX−Ｃはナフ
サカーボンを示す。

【表】 実施例 ２ アルミ圧延工場から排出されたソリブルオイル
廃液のｎ−ヘキサン抽出分（油分）は46000ppm
であつた。この原液に対して添加剤として MFC（粒度調整炭の商品名） ３％ EDEX−Ｓ（赤泥の硫酸処理物の商品名）
3000ppm 石灰乳（石灰換算） 2000ppm EDEX−Ｆ（高分子凝集剤の商品名） 30ppm を逐次混合撹拌すると最後の高分子凝集剤添加後
わずか３分で油分は架橋フロツクとして完全に凝
集沈降する。その凝集沈殿物は120ｍ／ｍＨｇの
負圧を加えた脱水装置によつて含水率35％の脱水
ケーキが得られる。油分及びその他の夾雑物が完
全に除去された上澄水の残存ｎ−ヘキサンはわず
かに20ppmであり、99.96％の驚異的除油効率で
あつた。また含水率35％の含炭脱水ケーキは２日
間の自然乾燥で含水率22％まで二次脱水が行なわ
れて、約7000Kcal／Kgの優れた燃料として同工
場のプレヒート熱源に供されている。但し使用さ
れたMFCの発熱量は4200Kcal／Kgであつた。 実施例 ３ 屎尿の篩渣が予備処理によつて除去された原液
（SS＝16500ppm COD＝8000，BOD＝
12000ppm）に対して、粒度調整微粉炭、微粒状
カーボン及びエンザイム含有土壌を添加混合した
後、該混合液に空気を吹き込んで約５時間曝気処
理を行なつた。 曝気処理後、液を混合撹拌した後、これに赤泥
硫酸処理物、中和剤（アルカリ剤）及び高分子凝
集剤を添加して混合撹拌を行なつた後、静置して
固液分離を行なつた。 各添加剤の配合量は以下の通りである。

【表】 固液分離後の上澄水は、粒度調整微粉炭による
過に賦した後に放流した。 また凝集沈殿物は、脱水機による脱水操作に供
して含炭脱水ケーキとした。 この含炭脱水ケーキの含水率は62％であり、且
つ無臭であつた。また該ケーキは、７日乃至10日
間の天日による自然乾燥によつて含水率は約30％
となり、この時の発熱量は3900Kcal／Kgであ
り、無臭燃料として有用なものであつた。

【図面の簡単な説明】

第１図は種々の微粉炭の粒度分布を示す線図で
あり、第２図は種々の凝集剤を汚泥に添加した場
合の沈降容積率と時間との関係を示す線図であ
る。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 有機成分、無機成分を濃厚に含有する汚水、
   汚泥又は屎尿から成る原液の浄化に際して、 (a) 粒径９メツシユ乃至500メツシユのもの80％
   以上を含有する粒度調整の微粉炭を、原液に対
   して0.05乃至10重量％を添加混合する工程、 (b) 加水分解により水酸化アルミニウム又は水酸
   化アルミニウムと水酸化鉄を形成し得る凝集剤
   を混合液のPH値が等電点に達する点まで添加混
   合する工程、 及び (c) 前記混合液に高分子凝集剤を添加して結合性
   の強固なフロツクを形成せしめて、上澄水と沈
   澱凝集物とに固液分離する工程、 を行なうことを特徴とする浄化処理方法。 ２ 前記粒度調整微粉炭添加混合工程（工程(a)）
   において、該微粉炭当たり0.1乃至１の割合量で
   微粒状カーボンが添加混合される特許請求の範囲
   第１項記載の浄化処理方法。 ３ 前記粒度調整微粉炭添加混合工程（工程(a)）
   において、浄化処理すべき廃液当たり0.1乃至10
   重量％の割合でエンザイム（酵素）含有土壌が添
   加混合される特許請求の範囲第１項記載の浄化処
   理方法。 ４ 前記粒度調整微粉炭の添加混合（工程(a)）の
   後に、曝気処理を行ない、次いで凝集剤の添加混
   合（工程(b)及び(c)）が行なわれる特許請求の範囲
   第１項記載の浄化処理方法。