JP2000263069A - ジメチルスルホキシドを含む排水の処理方法及び処理装置 - Google Patents

ジメチルスルホキシドを含む排水の処理方法及び処理装置

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JP2000263069A
JP2000263069A JP7051499A JP7051499A JP2000263069A JP 2000263069 A JP2000263069 A JP 2000263069A JP 7051499 A JP7051499 A JP 7051499A JP 7051499 A JP7051499 A JP 7051499A JP 2000263069 A JP2000263069 A JP 2000263069A
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JP
Japan
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dmso
treatment
oxidation
oxidizing
dimethyl sulfoxide
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JP7051499A
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English (en)
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Kiminari Shigeta
公成 重田
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Kurita Water Industries Ltd
Original Assignee
Kurita Water Industries Ltd
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W10/00Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/10Biological treatment of water, waste water, or sewage

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  • Activated Sludge Processes (AREA)
  • Removal Of Specific Substances (AREA)
  • Treatment Of Water By Oxidation Or Reduction (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 DMSO(ジメチルスルホキシド)含有排水
を有効に生物処理するための前処理として、DMSOを
効率的にDMSO2(ジメチルスルホン)まで酸化する
方法、及びこのようなDMSO含有排水の酸化・生物処
理を効率的に行うための処理装置を提供する。 【解決手段】 2価の鉄イオンを添加することなく、p
H酸性側で酸化処理を行うことにより、DMSOをDM
SO2に酸化するDMSO含有排水の処理方法。酸化反
応槽1で酸化処理した後、残留する酸化剤を触媒還元槽
2で除去し、その後好気生物処理槽3で処理するDMS
O含有排水の処理装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はジメチルスルホキシ
ド(以下、DMSOと略す。)を含む排水の処理方法及
び処理装置に係り、特に、DMSO含有排水を有効に生
物処理するための前処理として、DMSOを効率的にジ
メチルスルホン(以下、DMSO2と略す。)まで酸化
する方法、及びこのような酸化・生物処理を行うための
処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、半導体製造工程や液晶パネル製造
工程で洗浄成分としてDMSOが多く使用されるように
なり、これらDMSO含有排水の処理方法が重要となっ
ている。
【0003】従来、DMSO含有排水の処理方法として
は、好気性条件下で、生物分解する方法が知られている
が、この方法では、生物処理槽で嫌気条件となった一部
から毒性悪臭物質であるメチルメルカプタン、硫化水素
等が発生する。この対策として、生物処理に先立って、
DMSOをDMSO2やメタンスルホン酸(以下、MS
Aと略す。)まで酸化する方法があり、この前処理によ
って、生物処理工程において嫌気反応が生起しても毒性
悪臭物質の発生を抑えることができる。
【0004】従来、DMSOの酸化処理法としては、フ
ェントン酸化法、或いは、オゾン(O3)や過酸化水素
(H22)による方法、紫外線酸化法があり、これらを
単一で或いは、複数の手段を組み合せて処理が行われて
いる。このO3,H22による酸化や紫外線酸化による
方法は、通常中性〜11程度のpH条件で行なわれてい
る。
【0005】特に、特開平6−23376号公報には、
生物処理の前処理手段として、フェントン酸化する方法
が提案されている。
【0006】なお、DMSOは、次のような反応機構で
酸化によりDMSO2,MSAを経て最終的に硫酸にま
で分解されるが、生物処理工程での毒性悪臭物質の発生
を抑えるための生物処理の前処理としてのDMSOの酸
化処理では、酸化剤の使用効率を高めると共に、酸化処
理時間を短縮して効率的な処理を行うためには、酸化を
DMSO2までの酸化にとどめることが望ましい。
【0007】
【化1】
【0008】
【発明が解決しようとする課題】上記従来のDMSOの
酸化処理法のうち、フェントン酸化法では、二価鉄塩を
触媒として使用するため、処理に当り大量の鉄スラッジ
(鉄水酸化物汚泥)が発生するため工業的に不利であ
る。また、O3やH22を用いる方法、或いは紫外線酸
化法を単一で或いは組み合せて酸化する方法では、DM
SOの酸化をDMSO2でとどめることが難しく、MS
A、更には硫酸も生成してしまい効率的な酸化処理を行
えない。
【0009】本発明は、上記従来の問題点を解決し、D
MSO含有排水を有効に生物処理するための前処理とし
て、DMSOを効率的にDMSO2まで酸化する方法、
及びこのようなDMSO含有排水の酸化・生物処理を効
率的に行うための処理装置を提供することを目的とす
る。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明のDMSOを含む
排水の処理方法は、DMSOを含む排水を酸化処理する
方法において、該酸化処理を2価の鉄イオンを添加する
ことなくpH酸性側にて行うことにより、DMSOをD
MSO2に酸化することを特徴とする。
【0011】本発明者らは、上記従来の問題点を解決す
べく鋭意検討を重ねた結果、O3処理、O3+H22
理、O3+紫外線処理、O3+H22+紫外線処理のいず
れかによってDMSOを酸化する場合には、DMSO2
まで選択的に酸化し、MSAや硫酸等を生成させないp
H条件があることを見出した。即ち、DMSOを酸化処
理する際、pHが低いとMSA以降への酸化が極端に抑
えられ、DMSO2だけを生成する。
【0012】本発明はこの知見に基いてなされたもので
あり、2価の鉄イオンを添加することなく、pH7以下
の酸性側でDMSOをDMSO2にまで酸化する。
【0013】この酸化処理は特に、H22とO3を添加
してpH5以下で行うことで格段に優れた効果を得るこ
とができる。
【0014】本発明のDMSOを含む排水の処理装置
は、DMSOを含む排水を酸化処理した後生物処理する
装置において、該排水が導入される酸化反応槽と、該酸
化反応槽からの酸化処理液中に残留する酸化剤を除去す
るための酸化剤処理手段と、該酸化剤処理手段で酸化剤
が除去された酸化処理液が導入される好気生物処理槽と
を備えてなることを特徴とするものであり、この装置に
よれば、本発明の方法に従って、効率的にDMSOをD
MSO2まで酸化した後、生物処理することで分解除去
することができる。
【0015】即ち、DMSO含有排水に酸化剤を添加し
て酸化処理する場合、添加した酸化剤が残留している
と、後段の生物処理に悪影響を及ぼす可能性がある。本
発明の装置により酸化反応槽からの酸化処理液中に残留
する酸化剤を酸化剤処理手段で除去した後生物処理する
ことにより、このような問題を回避して効率的な処理を
行うことが可能である。
【0016】
【発明の実施の形態】以下に図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。
【0017】図1は本発明のDMSO含有排水の処理装
置の実施の形態を示す系統図である。
【0018】この装置は、DMSO含有排水の酸化反応
槽1と、この酸化反応槽1からの酸化処理液中に残留す
る酸化剤を除去するための酸化剤処理手段としての触媒
還元槽2と、散気管3Aを備える好気生物処理槽3とで
構成される。4,5は気液混合器、6は気液分離槽、7
はオゾナイザーである。
【0019】図1に示す装置では、まず、原水であるD
MSO含有排水に必要に応じてHCl、H2SO4等の酸
を添加してpH調整すると共に酸化剤としてH22を添
加し、更にオゾナイザー7からのO3を添加して気液混
合器4で混合した後、配管11を経て酸化反応槽1へ導
入する。この酸化反応槽1には酸化の促進のために紫外
線照射ランプ1A及び/又はTi,Fe,Co,Cu,
V,Ni,Pt,Mo,Al等の単金属又は酸化物又は
塩化合物等の2価鉄イオン以外の触媒1Bが設けられて
おり、DMSOの酸化が行われる。
【0020】本発明において、このDMSOの酸化はp
H7以下の酸性側、好ましくはpH5以下で行う。この
酸化におけるpH条件がpH7を超えると酸化をDMS
2で止めることができず、DMSOの酸化で生成した
DMSO2が更にMSAにまで酸化されるようになる。
しかし、過度に低いpHに調整することは、pH調整の
ために添加する酸の使用量が増え、好ましくない上に、
後段の生物処理に際しても不適当であることから、この
pH条件は2.5〜5の範囲とすることが好ましい。
【0021】この酸化反応槽1内の液はポンプPにより
循環配管12で循環され、この循環配管12においても
22、酸及びO3が添加され、気液混合器5で十分に
混合される。循環液は、一部が配管13より酸化処理液
として抜き出され、残部は配管14より酸化反応槽1に
戻される。
【0022】配管13より抜き出された酸化処理液は、
気液分離器6で気液分離され、O3を含む分離気体は、
配管15よりオゾナイザー7に戻される。このオゾナイ
ザー7には酸化反応槽1からもO3を含む気体が配管1
6より導入され、未反応O3が回収、再利用される。O3
の生産に不足する酸素(O2)は配管17より導入され
る。気液分離器6で分離された液分は、Na223
の還元剤が添加された後、配管18を経て触媒還元槽2
に導入され、残留する酸化剤が還元分解されて除去され
る。この触媒還元槽2で酸化剤が除去された酸化処理液
は、配管19より好気生物処理槽3に導入され、生物処
理される。この生物処理で、DMSO2はH2SO4にま
で生物分解され処理液は配管20より系外へ排出され
る。また、余剰汚泥は、配管21より抜き出される。
【0023】図1に示す装置は、本発明の実施の形態の
一態様であって、本発明はその要旨を超えない限り、何
ら図示のものに限定されるものではない。例えば、酸化
処理は、H22とO3とを併用し、更に紫外線照射で接
触酸化する他、H22のみ、O3のみ、或いは紫外線照
射のみで行うことも可能であるが、少なくとも、H22
とO3とを併用するのが酸化効率の面で好ましい。O3
注入に際しては、O3を効率的に溶解させるために加圧
下で気液攪拌する手段を用いても良い。また、触媒とし
て固定床型のものではなく、粒状の触媒を用いた場合に
は、触媒添加手段と、添加した触媒を回収する手段を設
けても良い。酸化処理液中の酸化剤を除去するための酸
化剤処理手段としても、特に制限はなく、図1に示す触
媒還元槽2の他、還元剤添加によるもの、活性炭塔等を
採用することができるが、還元剤の還元力で生成したD
MSO2を還元してDMSOやメチルメルカプタン、硫
化水素を生成してしまう恐れがあるため、活性炭や触媒
による還元或いは、比較的還元力の弱い還元剤を用いる
方法が望ましい。
【0024】
【実施例】以下に実験例、実施例及び比較例を挙げて本
発明をより具体的に説明する。
【0025】実験例1 DMSO500mg/Lを溶解させた水を各種のpHに
pH調整したものに、H22を加え、更にO3を気液混
合器により添加して酸化処理したときの酸化剤使用量を
調べ、結果を図2に示した。
【0026】図2は、DMSO2→MSAの反応Bに使
用された酸化剤量に対する、DMSO→DMSO2の反
応Aに使用された酸化剤量の比と、pHとの関係を示す
グラフである。DMSOの酸化をDMSO2で止めるた
めには、反応Bに使用される酸化剤が少ない方が良く、
反応A/反応Bが大きい程効率的にDMSO2を生成さ
せることができることを示す。
【0027】図2の結果から明らかなように、pH7以
下、特に、pH5以下であれば、この比が大きく、DM
SOを酸化して選択的にDMSO2を生成させることが
できることがわかる。
【0028】実施例1 図1に示す装置により、下記水質のDMSO含有排水の
処理を行った。
【0029】[DMSO含有排水水質] DMSO:350mg/L(TOC換算:100mg/
L) pH:7.8 このDMSO含有排水にH22及びO3を注入すると共
にH2SO4によるpH調整でpH5の条件で酸化処理し
た。酸化処理液は、気液分離した後、還元剤としてNa
223を添加して触媒還元処理し、次いで好気生物処
理した後、固液分離して処理水を得た。このときの酸化
反応槽の滞留時間と原水に対するH22使用量、O3使
用量、Na223使用量と得られた処理水の水質を表
1に示した。
【0030】比較例1 実施例1において、pH8で酸化処理したこと以外は同
様に処理を行って、酸化反応槽の滞留時間と原水に対す
るH22使用量、O3使用量、Na223使用量と得ら
れた処理水の水質を調べ、結果を表1に示した。
【0031】比較例2 実施例1において、触媒還元槽を設けず、酸化処理液中
の残留酸化剤を除去することなく生物処理したこと以外
は同様に処理を行った。このとき得られた処理水の水質
を表1に示す。
【0032】
【表1】
【0033】表1より明らかなように、pH5の低pH
条件で酸化処理することにより、pH8で酸化処理した
場合に比べて、少ない酸化剤使用量で短時間に酸化処理
を行うことができ、同等の水質の処理水を得ることがで
きる。また、残留酸化剤を除去しない場合には、その後
の生物処理が阻害され、処理水の水質が低下する。
【0034】
【発明の効果】以上詳述した通り、本発明の方法によれ
ば、2価鉄イオン触媒を用いることなく、従って、2価
鉄イオンに起因する汚泥を発生させることなく、DMS
O含有排水中のDMSOをDMSO2まで酸化処理した
後、これを生物処理することにより、酸化剤使用量と酸
化処理時間を低減して効率的な処理を行える。
【0035】本発明の装置によれば、DMSO含有排水
を効率的に酸化・生物処理することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のDMSO含有排水の処理装置の実施の
形態を示す系統図である。
【図2】実験例1で求めた酸化使用量比とpHとの関係
を示すグラフである。
【符号の説明】
1 酸化反応槽 2 触媒還元槽 3 好気生物処理槽 4,5 気液混合器 6 気液分離槽 7 オゾナイザー

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ジメチルスルホキシドを含む排水を酸化
    処理する方法において、 該酸化処理を2価の鉄イオンを添加することなくpH酸
    性側にて行うことにより、ジメチルスルホキシドをジメ
    チルスルホンに酸化することを特徴とするジメチルスル
    ホキシドを含む排水の処理方法。
  2. 【請求項2】 請求項1において、該排水に過酸化水素
    とオゾンを添加し、pH5以下で前記酸化処理を行うこ
    とを特徴とするジメチルスルホキシドを含む排水の処理
    方法。
  3. 【請求項3】 ジメチルスルホキシドを含む排水を酸化
    処理してジメチルスルホキシドをジメチルスルホンに酸
    化した後生物処理する装置において、 該排水が導入される酸化反応槽と、該酸化反応槽からの
    酸化処理液中に残留する酸化剤を除去するための酸化剤
    処理手段と、該酸化剤処理手段で酸化剤が除去された酸
    化処理液が導入される好気生物処理槽とを備えてなるこ
    とを特徴とするジメチルスルホキシドを含む排水の処理
    装置。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7041214B2 (en) * 2002-07-23 2006-05-09 Samsung Electronics Co., Ltd. Waste water treatment system
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