JP2000237759A - 凝集及び光触媒化学酸化による水の浄化方法 - Google Patents
凝集及び光触媒化学酸化による水の浄化方法Info
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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- Y02W10/10—Biological treatment of water, waste water, or sewage
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 酸化チタンのような高価な粉末光触媒を使用
することなく、使用した光触媒粒子を容易に分離・回収
でき、回収した光触媒粒子を再度処理に使用することが
できる、高度に浄化された処理水を得る新たな水の浄化
方法を提供する。 【解決手段】 原水に４価チタンイオン含有凝集剤を添
加し撹拌して水和酸化チタンフロックを生成せしめて原
水中の汚染物質を凝集しつつ又は凝集せしめた後、光照
射処理により原水中の有機物を化学酸化した後、沈降分
離処理により処理水と分離フロックとに固液分離するこ
とを特徴とする水の浄化方法。
することなく、使用した光触媒粒子を容易に分離・回収
でき、回収した光触媒粒子を再度処理に使用することが
できる、高度に浄化された処理水を得る新たな水の浄化
方法を提供する。 【解決手段】 原水に４価チタンイオン含有凝集剤を添
加し撹拌して水和酸化チタンフロックを生成せしめて原
水中の汚染物質を凝集しつつ又は凝集せしめた後、光照
射処理により原水中の有機物を化学酸化した後、沈降分
離処理により処理水と分離フロックとに固液分離するこ
とを特徴とする水の浄化方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、チタン系凝集剤と
光を用いて水を高度に浄化する方法に関する。
光を用いて水を高度に浄化する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から代表的な水処理方法として、硫
酸アルミニウム（以下「硫酸バンド」という）、ポリ塩
化アルミニウム（以下「ＰＡＣ」という）、塩化第二鉄
などの凝集剤を利用した凝集沈殿、凝集浮上などの凝集
分離法が広く実用化されている。しかし、凝集分離法
は、凝集可能な物質だけしか除去できないという原理上
の限界がある。また、生成した水酸化アルミニウム、水
酸化第二鉄などのフロックは、そのまま汚泥脱水処理さ
れ廃棄処分されるだけで、有効利用ができなかった。
酸アルミニウム（以下「硫酸バンド」という）、ポリ塩
化アルミニウム（以下「ＰＡＣ」という）、塩化第二鉄
などの凝集剤を利用した凝集沈殿、凝集浮上などの凝集
分離法が広く実用化されている。しかし、凝集分離法
は、凝集可能な物質だけしか除去できないという原理上
の限界がある。また、生成した水酸化アルミニウム、水
酸化第二鉄などのフロックは、そのまま汚泥脱水処理さ
れ廃棄処分されるだけで、有効利用ができなかった。
【０００３】一方、光触媒化学酸化による水処理方法が
研究レベルで検討されているが、以下に記載するような
問題があり、実用化された例はまだない。 酸化チタンなどの高価格な光触媒が多量に必要であ
り、コスト的に実用化の大きな障害になる。
研究レベルで検討されているが、以下に記載するような
問題があり、実用化された例はまだない。 酸化チタンなどの高価格な光触媒が多量に必要であ
り、コスト的に実用化の大きな障害になる。
【０００４】 光触媒反応は、触媒粒子の表面のみに
起こる光化学反応であるため、光触媒を各種担体に固定
化すると、有効表面積が減少し反応効率が大きく劣化し
てしまう。従って、表面積の大きい粉末状の光触媒を用
いる方法が、顆粒状の光触媒を利用する方法より反応速
度が著しく速く、有利である。しかし、粉末状光触媒は
粒径がミクロンオーダであるため、沈降分離が不可能で
あり実用化が困難である。例えば、最近の文献「ゾルゲ
ル法による二酸化チタン薄膜を用いた水中のトリクロロ
エチレンの光触媒分解」（水環境学会誌、第１７巻第５
号３２４〜３２９頁）には、“粉末光触媒を用いると、
粉末光触媒を回収できず実用化が困難である”と記載さ
れている。なお、粉末状光触媒はＵＦ膜（限外ろ過膜）
により膜分離できるが、処理水量が多い場合には膜分離
のポンプ動力コスト、膜モジュールのコストが高く実用
性が劣る。
起こる光化学反応であるため、光触媒を各種担体に固定
化すると、有効表面積が減少し反応効率が大きく劣化し
てしまう。従って、表面積の大きい粉末状の光触媒を用
いる方法が、顆粒状の光触媒を利用する方法より反応速
度が著しく速く、有利である。しかし、粉末状光触媒は
粒径がミクロンオーダであるため、沈降分離が不可能で
あり実用化が困難である。例えば、最近の文献「ゾルゲ
ル法による二酸化チタン薄膜を用いた水中のトリクロロ
エチレンの光触媒分解」（水環境学会誌、第１７巻第５
号３２４〜３２９頁）には、“粉末光触媒を用いると、
粉末光触媒を回収できず実用化が困難である”と記載さ
れている。なお、粉末状光触媒はＵＦ膜（限外ろ過膜）
により膜分離できるが、処理水量が多い場合には膜分離
のポンプ動力コスト、膜モジュールのコストが高く実用
性が劣る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来の硫酸バンド、Ｐ
ＣＡあるいは塩化第二鉄等の凝集剤を使用する水の処理
方法にあっては、凝集可能な物質だけしか除去できず、
また、これら凝集剤から生成される水酸化アルミニウ
ム、水酸化第二鉄などを有効利用できない、などのなお
解決を要する問題がある。また、酸化チタン等を用いた
光触媒化学酸化による水の処理方法にあっても、光触媒
のコストや反応効率、更には用いた光触媒の分離・回収
などになお多くの解決されなければならない問題を残し
ている。
ＣＡあるいは塩化第二鉄等の凝集剤を使用する水の処理
方法にあっては、凝集可能な物質だけしか除去できず、
また、これら凝集剤から生成される水酸化アルミニウ
ム、水酸化第二鉄などを有効利用できない、などのなお
解決を要する問題がある。また、酸化チタン等を用いた
光触媒化学酸化による水の処理方法にあっても、光触媒
のコストや反応効率、更には用いた光触媒の分離・回収
などになお多くの解決されなければならない問題を残し
ている。
【０００６】従って、本発明の目的は、従来の水の凝集
分離法の技術的限界を凌駕し、酸化チタン等のような高
価な粉末光触媒等を使用することなく、高度に浄化され
た処理水を得ることができ、使用した光触媒粒子を容易
に沈降分離によって回収でき、この回収した光触媒粒子
を再度処理に使用することのできる、新たな水の浄化方
法を提供することである。
分離法の技術的限界を凌駕し、酸化チタン等のような高
価な粉末光触媒等を使用することなく、高度に浄化され
た処理水を得ることができ、使用した光触媒粒子を容易
に沈降分離によって回収でき、この回収した光触媒粒子
を再度処理に使用することのできる、新たな水の浄化方
法を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明のかかる目的は、
以下の手段により解決された。 １． 原水に４価チタンイオン含有凝集剤を添加し撹拌
して水和酸化チタンフロックを生成せしめて原水中の汚
染物質を凝集しつつ又は凝集せしめた後、光照射処理に
より原水中の有機物を化学酸化した後、沈降分離処理に
より処理水と分離フロックとに固液分離することを特徴
とする水の浄化方法。 ２． 前記分離フロックを光照射処理工程に循環させる
ことを特徴とする前項１記載の水の浄化方法。 ３． 前記処理水をさらに好気性生物処理することを特
徴とする前項１記載の水の浄化方法。 ４． 前記分離フロックの一部を塩酸または硫酸により
溶解して前記４価チタンイオン含有凝集剤として利用す
ることを特徴とする前項１記載の水の浄化方法。 ５． 前記４価チタンイオン含有凝集剤が塩化チタン又
は硫酸チタニルであることを特徴とする前項１記載の水
の浄化方法。
以下の手段により解決された。 １． 原水に４価チタンイオン含有凝集剤を添加し撹拌
して水和酸化チタンフロックを生成せしめて原水中の汚
染物質を凝集しつつ又は凝集せしめた後、光照射処理に
より原水中の有機物を化学酸化した後、沈降分離処理に
より処理水と分離フロックとに固液分離することを特徴
とする水の浄化方法。 ２． 前記分離フロックを光照射処理工程に循環させる
ことを特徴とする前項１記載の水の浄化方法。 ３． 前記処理水をさらに好気性生物処理することを特
徴とする前項１記載の水の浄化方法。 ４． 前記分離フロックの一部を塩酸または硫酸により
溶解して前記４価チタンイオン含有凝集剤として利用す
ることを特徴とする前項１記載の水の浄化方法。 ５． 前記４価チタンイオン含有凝集剤が塩化チタン又
は硫酸チタニルであることを特徴とする前項１記載の水
の浄化方法。
【０００８】本発明者は、塩化チタン、硫酸チタニル等
の４価チタンイオンを含む凝集剤を原水に添加して撹拌
すると、該４価チタンイオン含有凝集剤が水中で加水分
解され水酸化チタン（水和酸化チタンＴｉＯ2・Ｈ2Ｏ）
フロックが生成し、原水中の懸濁粒子、高分子量溶解性
有機物などを凝集してフロック化するとともに、凝集工
程で生成した前記水和酸化チタンフロックが高い光触媒
活性を持つことを見出し、この水和酸化チタンフロック
の存在下で被処理水に紫外線、太陽光などを照射する
と、前記凝集工程で凝集できない低分子量有機物（例え
ば、内分泌撹乱物質いわゆる環境ホルモン、農薬、フル
ボ酸などのトリハロメタン前駆物質などの各種微量有機
物）を光触媒作用によって、効果的に酸化分解できるこ
とを見出し、本発明を完成した。
の４価チタンイオンを含む凝集剤を原水に添加して撹拌
すると、該４価チタンイオン含有凝集剤が水中で加水分
解され水酸化チタン（水和酸化チタンＴｉＯ2・Ｈ2Ｏ）
フロックが生成し、原水中の懸濁粒子、高分子量溶解性
有機物などを凝集してフロック化するとともに、凝集工
程で生成した前記水和酸化チタンフロックが高い光触媒
活性を持つことを見出し、この水和酸化チタンフロック
の存在下で被処理水に紫外線、太陽光などを照射する
と、前記凝集工程で凝集できない低分子量有機物（例え
ば、内分泌撹乱物質いわゆる環境ホルモン、農薬、フル
ボ酸などのトリハロメタン前駆物質などの各種微量有機
物）を光触媒作用によって、効果的に酸化分解できるこ
とを見出し、本発明を完成した。
【０００９】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明に
係る凝集及び光触媒化学酸化による水の浄化方法の一実
施の形態を説明する概略説明図である。 （１）凝集工程：図１において、処理対象の原水１に４
価チタンイオン系凝集剤２（例えば、四塩化チタンＴｉ
Ｃｌ4、硫酸チタニルＴｉＯＳＯ4など）を添加して凝集
処理槽３に移送し、数分間急速撹拌（好ましくは、回転
数１００〜３００rpm で、２〜５分程度撹拌）後、１０
分程度緩速撹拌（好ましくは、回転数３０〜５０rpm
で、５〜３０分程度撹拌）してフロッキュレーションす
ると、原水中の被凝集性物質（例えば、懸濁粒子、フミ
ン酸などの高分子量有機物など）が生成した水和酸化チ
タンフロックに取り込まれて凝集する。４価チタンイオ
ン系凝集剤の原水に対する添加量は、ＴｉＯ2として、
５〜４０mg／リットルが好ましく、１０〜３０mg／リットルがよ
り好ましい。なお、４価チタンイオン系凝集剤と共に、
鉄系凝集剤（例えば、塩化第２鉄、硫酸第２鉄など）、
アルミニウム系凝集剤（例えば、硫酸バンド、ポリ塩化
アルミニウムなど）を併用してもよい。尚、原水に粉末
状光触媒（酸化チタンなど）を添加したのち、本発明法
を適用しても当然かまわない。
て、図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明に
係る凝集及び光触媒化学酸化による水の浄化方法の一実
施の形態を説明する概略説明図である。 （１）凝集工程：図１において、処理対象の原水１に４
価チタンイオン系凝集剤２（例えば、四塩化チタンＴｉ
Ｃｌ4、硫酸チタニルＴｉＯＳＯ4など）を添加して凝集
処理槽３に移送し、数分間急速撹拌（好ましくは、回転
数１００〜３００rpm で、２〜５分程度撹拌）後、１０
分程度緩速撹拌（好ましくは、回転数３０〜５０rpm
で、５〜３０分程度撹拌）してフロッキュレーションす
ると、原水中の被凝集性物質（例えば、懸濁粒子、フミ
ン酸などの高分子量有機物など）が生成した水和酸化チ
タンフロックに取り込まれて凝集する。４価チタンイオ
ン系凝集剤の原水に対する添加量は、ＴｉＯ2として、
５〜４０mg／リットルが好ましく、１０〜３０mg／リットルがよ
り好ましい。なお、４価チタンイオン系凝集剤と共に、
鉄系凝集剤（例えば、塩化第２鉄、硫酸第２鉄など）、
アルミニウム系凝集剤（例えば、硫酸バンド、ポリ塩化
アルミニウムなど）を併用してもよい。尚、原水に粉末
状光触媒（酸化チタンなど）を添加したのち、本発明法
を適用しても当然かまわない。
【００１０】（２）光照射工程：次いで、水和酸化チタ
ンフロックが懸濁した凝集処理水４を撹拌しながら、光
照射工程の紫外線、太陽光などの光源５を備える光反応
器６に導入する。ここで、前記凝集処理水４に紫外線、
太陽光などの光源５を所要光強度で所要時間（好ましく
は、例えば、紫外線では１〜５mw／cm2 程度の光強度で
０．５〜１時間程度、太陽光では２〜４時間程度）照射
すると、前記４価チタンイオン系凝集剤２による前記凝
集工程で凝集されなかった微量の低分子有機物（例え
ば、フルボ酸、農薬、有機塩素化合物、内分泌撹乱物質
など）が、前記凝集工程で生成した水和酸化チタンフロ
ックの光触媒効果によって強力に酸化分解される。この
光照射工程において、撹拌に空気曝気を用いると、酸素
供給と撹拌が同時に行なわれるので好ましい。光照射工
程における被処理水に対する光触媒の量は、水和酸化チ
タンとして、５００〜３０００mg／リットルが好ましく、１
０００〜２０００mg／リットルがより好ましい。
ンフロックが懸濁した凝集処理水４を撹拌しながら、光
照射工程の紫外線、太陽光などの光源５を備える光反応
器６に導入する。ここで、前記凝集処理水４に紫外線、
太陽光などの光源５を所要光強度で所要時間（好ましく
は、例えば、紫外線では１〜５mw／cm2 程度の光強度で
０．５〜１時間程度、太陽光では２〜４時間程度）照射
すると、前記４価チタンイオン系凝集剤２による前記凝
集工程で凝集されなかった微量の低分子有機物（例え
ば、フルボ酸、農薬、有機塩素化合物、内分泌撹乱物質
など）が、前記凝集工程で生成した水和酸化チタンフロ
ックの光触媒効果によって強力に酸化分解される。この
光照射工程において、撹拌に空気曝気を用いると、酸素
供給と撹拌が同時に行なわれるので好ましい。光照射工
程における被処理水に対する光触媒の量は、水和酸化チ
タンとして、５００〜３０００mg／リットルが好ましく、１
０００〜２０００mg／リットルがより好ましい。
【００１１】（３）沈降分離工程：次に、光照射処理水
７を沈降分離槽８に移送して、沈降分離処理することに
より分離フロック９（水和酸化チタンフロックを含有す
る汚泥）と処理水１０（上澄水）とに固液分離される。
このようにして、高度に浄化された処理水１０が得られ
る。なお、水和酸化チタンフロックは光反応器６内にお
いて滞留中に撹拌されるので、フロックの径が減少する
が、斯かる状態でも従来の酸化チタン微粒子よりも沈降
性が著しく大きいので、容易に沈降分離ができる。
７を沈降分離槽８に移送して、沈降分離処理することに
より分離フロック９（水和酸化チタンフロックを含有す
る汚泥）と処理水１０（上澄水）とに固液分離される。
このようにして、高度に浄化された処理水１０が得られ
る。なお、水和酸化チタンフロックは光反応器６内にお
いて滞留中に撹拌されるので、フロックの径が減少する
が、斯かる状態でも従来の酸化チタン微粒子よりも沈降
性が著しく大きいので、容易に沈降分離ができる。
【００１２】また、沈降分離工程において、沈降分離槽
８に微量の高分子凝集剤を添加すると、水和酸化チタン
フロックの粒径が顕著に増加し、フロックをさらに高速
で沈降分離することができる。高分子凝集剤の種類とし
ては、アニオン系、ノニオン系および両性系の高分子凝
集剤が適している。このような高分子凝集剤としては、
例えば、ポリアクリルアミド、ポリアクリル酸ソーダ、
ポリアクリルエステル等が好ましい。また、高分子凝集
剤の被処理水に対する添加量は、高分子凝集剤の種類お
よび被処理水の水質によっても異なるが、０．１〜２mg
／リットルが好ましく、０．２〜１mg／リットルがより好まし
い。
８に微量の高分子凝集剤を添加すると、水和酸化チタン
フロックの粒径が顕著に増加し、フロックをさらに高速
で沈降分離することができる。高分子凝集剤の種類とし
ては、アニオン系、ノニオン系および両性系の高分子凝
集剤が適している。このような高分子凝集剤としては、
例えば、ポリアクリルアミド、ポリアクリル酸ソーダ、
ポリアクリルエステル等が好ましい。また、高分子凝集
剤の被処理水に対する添加量は、高分子凝集剤の種類お
よび被処理水の水質によっても異なるが、０．１〜２mg
／リットルが好ましく、０．２〜１mg／リットルがより好まし
い。
【００１３】また、沈降分離槽８で沈降した水和酸化チ
タン粒子を主体とする分離フロック９（水和酸化チタン
フロックを含有する汚泥）は、その一部を返送汚泥１１
として前記光照射工程の光反応器６に返送して再利用さ
れ、残余の分離フロックは、余剰汚泥１２（水和酸化チ
タン含有余剰汚泥）として系外に排出される。
タン粒子を主体とする分離フロック９（水和酸化チタン
フロックを含有する汚泥）は、その一部を返送汚泥１１
として前記光照射工程の光反応器６に返送して再利用さ
れ、残余の分離フロックは、余剰汚泥１２（水和酸化チ
タン含有余剰汚泥）として系外に排出される。
【００１４】なお、沈降分離工程において高分子凝集剤
を利用した場合、光反応器６に返送される返送汚泥１１
は、水和酸化チタン粒子に該高分子凝集剤が吸着してい
るが、水和酸化チタン粒子に吸着した該高分子凝集剤は
光反応器６において、光触媒による強力な酸化反応によ
り高分子の鎖が切断され、さらに酸化分解される。その
結果、水和酸化チタン粒子の界面が更新され、再び光触
媒効果を発揮するようになる。そして、再び新たな高分
子凝集剤が沈降分離工程において添加されると、フロッ
ク形成が効果的に進むことになる。
を利用した場合、光反応器６に返送される返送汚泥１１
は、水和酸化チタン粒子に該高分子凝集剤が吸着してい
るが、水和酸化チタン粒子に吸着した該高分子凝集剤は
光反応器６において、光触媒による強力な酸化反応によ
り高分子の鎖が切断され、さらに酸化分解される。その
結果、水和酸化チタン粒子の界面が更新され、再び光触
媒効果を発揮するようになる。そして、再び新たな高分
子凝集剤が沈降分離工程において添加されると、フロッ
ク形成が効果的に進むことになる。
【００１５】（４）好気性生物処理工程：上記したよう
に、原水１に含まれる種々の微量有機物は、光反応器６
内に所要時間滞留する過程で光触媒による光化学酸化反
応により酸化され、大部分が炭酸ガス、水に酸化分解さ
れるが、一部が炭酸ガス、水にまで分解されず易生物分
解性有機物に変化する。従って、沈降分離工程の後に、
好気性生物処理工程として、生物膜を利用する生物膜ろ
過装置１３（例えば、生物ろ過装置、流動媒体生物処理
装置、ハニカム接触材生物膜処理装置など）を配置し
て、沈降分離槽８の処理水１０（上澄水）を生物分解処
理することにより、更に高度な浄化が可能となる。この
ようにして、更に高度に浄化された生物処理水１４が得
られる。
に、原水１に含まれる種々の微量有機物は、光反応器６
内に所要時間滞留する過程で光触媒による光化学酸化反
応により酸化され、大部分が炭酸ガス、水に酸化分解さ
れるが、一部が炭酸ガス、水にまで分解されず易生物分
解性有機物に変化する。従って、沈降分離工程の後に、
好気性生物処理工程として、生物膜を利用する生物膜ろ
過装置１３（例えば、生物ろ過装置、流動媒体生物処理
装置、ハニカム接触材生物膜処理装置など）を配置し
て、沈降分離槽８の処理水１０（上澄水）を生物分解処
理することにより、更に高度な浄化が可能となる。この
ようにして、更に高度に浄化された生物処理水１４が得
られる。
【００１６】上記の生物膜ろ過装置１３では、沈降分離
槽８の処理水１０中の易生物分解性有機物（例えば、難
生物分解性の有機物が光酸化により生物分解性有機物に
変化したもの）が、好気性微生物により生物学的に除去
される。なお、この生物処理水１４の一部を、循環水１
６として再び光反応器６に循環させると、ＣＯＤ除去効
果が向上する。この原因は、光触媒による光酸化を難生
物分解性有機物のみに作用させることができるためと考
えられる。生物処理水１４を光反応器６に循環させない
場合は、原水１中の難生物分解性有機物が易生物分解性
有機物に変化し、微生物学的に容易に除去できる易生物
分解性有機物に対しても光反応が進行してしまうため、
無駄な光化学反応が多くなってしまい、光エネルギーを
浪費することになる。
槽８の処理水１０中の易生物分解性有機物（例えば、難
生物分解性の有機物が光酸化により生物分解性有機物に
変化したもの）が、好気性微生物により生物学的に除去
される。なお、この生物処理水１４の一部を、循環水１
６として再び光反応器６に循環させると、ＣＯＤ除去効
果が向上する。この原因は、光触媒による光酸化を難生
物分解性有機物のみに作用させることができるためと考
えられる。生物処理水１４を光反応器６に循環させない
場合は、原水１中の難生物分解性有機物が易生物分解性
有機物に変化し、微生物学的に容易に除去できる易生物
分解性有機物に対しても光反応が進行してしまうため、
無駄な光化学反応が多くなってしまい、光エネルギーを
浪費することになる。
【００１７】このようなＣＯＤ除去効果および光エネル
ギー消費を低減することから、好気性生物処理工程にあ
っては、生物処理水１４の一部を光照射工程へ循環水１
６として循環させながら、その残部を高度処理水１５と
して系外に抜き出す。
ギー消費を低減することから、好気性生物処理工程にあ
っては、生物処理水１４の一部を光照射工程へ循環水１
６として循環させながら、その残部を高度処理水１５と
して系外に抜き出す。
【００１８】本発明では、原水１に４価チタンイオン系
凝集剤２を連続的に添加して凝集処理するために、余剰
の水和酸化チタンスラッジが発生する。この余剰のスラ
ッジを、沈降分離槽８の底部から光反応器６に至る返送
汚泥１１のラインから、余剰汚泥１２（水和酸化チタン
含有余剰汚泥）として適宜引抜き、この濃縮スラッジを
塩酸または硫酸に溶解すると、再び４価チタンイオン系
凝集剤２として再利用することができる。
凝集剤２を連続的に添加して凝集処理するために、余剰
の水和酸化チタンスラッジが発生する。この余剰のスラ
ッジを、沈降分離槽８の底部から光反応器６に至る返送
汚泥１１のラインから、余剰汚泥１２（水和酸化チタン
含有余剰汚泥）として適宜引抜き、この濃縮スラッジを
塩酸または硫酸に溶解すると、再び４価チタンイオン系
凝集剤２として再利用することができる。
【００１９】水和酸化チタン粒子の沈降分離工程は、好
気性生物処理工程の後に設けることもできる。すなわ
ち、光反応器６からの流出水（光照射処理水７）を直
接、ＳＳによる閉塞が起きない流動媒体または固定生物
接触材による、好気性生物膜処理工程に供給し、光酸化
の結果生成した易生物分解性有機物を生物学的に除去
し、生物処理水（水和酸化チタン粒子が含まれた状態）
の一部を光反応器６に循環する。そして、生物処理水の
残部を沈降分離槽８に供給し、光触媒複合粒子を沈降分
離し、分離スラッジを返送汚泥１１として光反応器６に
返送し、分離水を高度処理水として系外に抜き出す。
気性生物処理工程の後に設けることもできる。すなわ
ち、光反応器６からの流出水（光照射処理水７）を直
接、ＳＳによる閉塞が起きない流動媒体または固定生物
接触材による、好気性生物膜処理工程に供給し、光酸化
の結果生成した易生物分解性有機物を生物学的に除去
し、生物処理水（水和酸化チタン粒子が含まれた状態）
の一部を光反応器６に循環する。そして、生物処理水の
残部を沈降分離槽８に供給し、光触媒複合粒子を沈降分
離し、分離スラッジを返送汚泥１１として光反応器６に
返送し、分離水を高度処理水として系外に抜き出す。
【００２０】
【実施例】以下、実施例により本発明を更に詳細に説明
するが、本発明はこの実施例により制限されるものでは
ない。 実施例 上水処理取水源になっているＡ河川水〔ｐＨ：７．７、
ＳＳ：７．３mg／リットル、ＣＯＤ：２．１mg／リットル、色
度：７度、ＴＨＭ（トリハロメタン）生成能：２４．６
μg/リットル〕を採水し、内分泌撹乱物質であるビスフェノ
ールＡを１０ppb添加したものを試験用水とし、図１に
示す構成の装置により本発明の実験を行なった。実験の
条件は表１のとおりである。
するが、本発明はこの実施例により制限されるものでは
ない。 実施例 上水処理取水源になっているＡ河川水〔ｐＨ：７．７、
ＳＳ：７．３mg／リットル、ＣＯＤ：２．１mg／リットル、色
度：７度、ＴＨＭ（トリハロメタン）生成能：２４．６
μg/リットル〕を採水し、内分泌撹乱物質であるビスフェノ
ールＡを１０ppb添加したものを試験用水とし、図１に
示す構成の装置により本発明の実験を行なった。実験の
条件は表１のとおりである。
【００２１】
【表１】
【００２２】表１に示す試験条件で、３ケ月連続試験を
実施した結果、凝集工程で生成した水和酸化チタン粒子
は効果的に沈降分離でき、処理水の水質は安定して、Ｓ
Ｓ：１mg／リットル以下、ＣＯＤ：０．６mg／リットル以下、色
度：ゼロ、ＴＨＭ生成能：３．２μg/リットル以下、ビスフ
ェノールＡ：１ppb 以下の極めて高度な処理水が得られ
た。なお、従来の酸化チタン光触媒を購入して添加する
必要は全くなかった。
実施した結果、凝集工程で生成した水和酸化チタン粒子
は効果的に沈降分離でき、処理水の水質は安定して、Ｓ
Ｓ：１mg／リットル以下、ＣＯＤ：０．６mg／リットル以下、色
度：ゼロ、ＴＨＭ生成能：３．２μg/リットル以下、ビスフ
ェノールＡ：１ppb 以下の極めて高度な処理水が得られ
た。なお、従来の酸化チタン光触媒を購入して添加する
必要は全くなかった。
【００２３】比較例 前記実施例において、光照射工程を削除した以外は同一
条件として実験を行なったところ、処理水の水質は、Ｃ
ＯＤ：１．４mg／リットル、ＴＨＭ生成能：１９．６μg/リッ
トルと著しく悪化し、ビスフェノールＡは３．２ppb であ
った。
条件として実験を行なったところ、処理水の水質は、Ｃ
ＯＤ：１．４mg／リットル、ＴＨＭ生成能：１９．６μg/リッ
トルと著しく悪化し、ビスフェノールＡは３．２ppb であ
った。
【００２４】
【発明の効果】本発明によれば、以下の効果がもたらさ
れる。 (1) チタン系凝集剤の凝集作用と生成した水和酸化チタ
ンフロックの光触媒効果によって、極めて高度に浄化さ
れた処理水を得ることができる。 (2) 高価格の光触媒を購入使用する必要がない。 (3) 四塩化チタンの価格が酸化チタン光触媒の価格の１
／１０程度なのでランニングコストの大幅低減が可能に
なった。 (4) 固液分離コストが高い膜分離法を用いることなく、
光触媒微粒子を簡単に固液分離して、光触媒及びチタン
系凝集剤として再利用できる。
れる。 (1) チタン系凝集剤の凝集作用と生成した水和酸化チタ
ンフロックの光触媒効果によって、極めて高度に浄化さ
れた処理水を得ることができる。 (2) 高価格の光触媒を購入使用する必要がない。 (3) 四塩化チタンの価格が酸化チタン光触媒の価格の１
／１０程度なのでランニングコストの大幅低減が可能に
なった。 (4) 固液分離コストが高い膜分離法を用いることなく、
光触媒微粒子を簡単に固液分離して、光触媒及びチタン
系凝集剤として再利用できる。
【図１】本発明に係る凝集及び光触媒化学酸化による水
の浄化方法の一実施の形態を説明する概略説明図であ
る。
の浄化方法の一実施の形態を説明する概略説明図であ
る。
１ 原水 ２ ４価チタンイオン系凝集剤 ３ 凝集処理槽 ４ 凝集処理水 ５ 光源 ６ 光反応器 ７ 光照射処理水 ８ 沈降分離槽 ９ 分離フロック（水和酸化チタンフロックを含有す
る汚泥） １０ 処理水 １１ 返送汚泥 １２ 余剰汚泥（水和酸化チタン含有余剰汚泥） １３ 生物膜ろ過装置 １４ 生物処理水 １５ 高度処理水 １６ 循環水
る汚泥） １０ 処理水 １１ 返送汚泥 １２ 余剰汚泥（水和酸化チタン含有余剰汚泥） １３ 生物膜ろ過装置 １４ 生物処理水 １５ 高度処理水 １６ 循環水
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ０２Ｆ 3/02 Ｃ０２Ｆ 3/02 Ｚ ４Ｇ０６９ Ｆターム(参考） 4D003 AA01 AA12 BA02 CA02 CA03 CA10 EA01 EA14 4D015 BA15 BB05 BB12 BB16 CA14 DA04 DA06 DA13 DA16 DA30 DB03 DB12 DB14 DC06 DC07 DC08 EA02 EA07 EA32 FA15 FA24 FA26 4D037 AA05 AB01 AB11 AB14 BA16 BA18 CA02 CA06 CA07 CA08 4D050 AA02 AB12 AB15 AB19 BB01 BC04 CA15 CA16 CA17 4D062 BA15 BB05 BB12 BB16 CA14 DA04 DA06 DA13 DA16 DA30 DB03 DB12 DB14 DC06 DC07 DC08 EA02 EA07 EA32 FA15 FA24 FA26 4G069 AA02 AA09 BA04A BA04B BA48A BB08C BB20C BC50C BD02C BD08C BD12C CA05 CA07 DA08 EB19
Claims (5)
- 【請求項１】 原水に４価チタンイオン含有凝集剤を添
加し撹拌して水和酸化チタンフロックを生成せしめて原
水中の汚染物質を凝集しつつ又は凝集せしめた後、光照
射処理により原水中の有機物を化学酸化した後、沈降分
離処理により処理水と分離フロックとに固液分離するこ
とを特徴とする水の浄化方法。 - 【請求項２】 前記分離フロックを光照射処理工程に循
環させることを特徴とする請求項１記載の水の浄化方
法。 - 【請求項３】 前記処理水をさらに好気性生物処理する
ことを特徴とする請求項１記載の水の浄化方法。 - 【請求項４】 前記分離フロックの一部を塩酸または硫
酸により溶解して前記４価チタンイオン含有凝集剤とし
て利用することを特徴とする請求項１記載の水の浄化方
法。 - 【請求項５】 前記４価チタンイオン含有凝集剤が塩化
チタン又は硫酸チタニルであることを特徴とする請求項
１記載の水の浄化方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3889199A JP3635620B2 (ja) | 1999-02-17 | 1999-02-17 | 凝集及び光触媒化学酸化による水の浄化方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3889199A JP3635620B2 (ja) | 1999-02-17 | 1999-02-17 | 凝集及び光触媒化学酸化による水の浄化方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000237759A true JP2000237759A (ja) | 2000-09-05 |
| JP3635620B2 JP3635620B2 (ja) | 2005-04-06 |
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ID=12537843
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3889199A Expired - Fee Related JP3635620B2 (ja) | 1999-02-17 | 1999-02-17 | 凝集及び光触媒化学酸化による水の浄化方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3635620B2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100715093B1 (ko) | 2005-12-30 | 2007-05-07 | (주) 빛과환경 | 오염수의 처리와 동반하여, 응집제로서 첨가된 가수분해성금속화합물로부터 유·무기원소-도핑 금속산화물을 회수하는방법 |
| CN108033652A (zh) * | 2017-12-26 | 2018-05-15 | 承德石油高等专科学校 | 一种化工废水处理设备及其处理方法 |
| CN110813383A (zh) * | 2019-12-10 | 2020-02-21 | 南京林业大学 | 一种木质纤维生物质负载纳米水合二氧化钛复合材料及其制备方法和应用 |
| CN113247998A (zh) * | 2021-05-25 | 2021-08-13 | 中国人民解放军陆军勤务学院 | 一种三氯化钛的应用及含铼废水的处理方法 |
| CN115611357A (zh) * | 2022-10-27 | 2023-01-17 | 华东交通大学 | 光催化/混凝一体化水处理工艺 |
| CN117563680A (zh) * | 2023-11-23 | 2024-02-20 | 大连海洋大学 | 一种处理养殖废水的二氧化钛光催化剂 |
| CN118255487A (zh) * | 2024-04-19 | 2024-06-28 | 安徽广信农化股份有限公司 | 甲基硫菌灵生产废水的光催化处理方法 |
-
1999
- 1999-02-17 JP JP3889199A patent/JP3635620B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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