JP2003103268A - 撒布不凍液廃液の処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 プロピレングリコールを含有する撒布不凍液
廃液の一部を再利用し、残余を効率的に分解処理する方
法を提供すること。 【解決手段】 プロピレングリコールを含有する撒布不
凍液廃液を回収する第１工程；回収した撒布不凍液廃液
の少なくとも一部を逆浸透膜処理により濃縮し、濃縮廃
液の少なくとも一部を再生撒布不凍液とする第２工程；
残余の撒布不凍液廃液及び／又は残余の濃縮廃液を、ｐ
Ｈを２〜７として過酸化水素と第１鉄イオンを添加し、
更に紫外線を照射してプロピレングリコールを分解する
第３工程；を有することを特徴とする撒布不凍液廃液の
処理方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プロピレングリコ
ールを含有する撒布不凍液廃液の処理方法に関し、詳し
くは撒布不凍液廃液の一部を再利用し、残余を効率的に
分解処理する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】航空機用の防氷剤、除氷剤、滑走路用の
凍結防止剤、融雪剤は主成分がプロピレングリコールで
あり、散布されたこれらの組成物、即ち撒布不凍液は、
散布後は駐機場や滑走路に落下し、空港施設等の廃水処
理機構によってプロピレングリコールを分解処理して河
川等へ排出する必要があり、従来、活性汚泥処理に代表
される生物分解処理を加温する等している。しかし、１
０００ｐｐｍを越える高濃度の排水を一度に処理するに
は不向きである特性があり、時間をかけて少量ずつ処理
しなければならない問題があった。従って、上記の方法
はいずれも処理コストの甚大なものであるため産業化に
適しているとはいえないものであった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、上述の問題点を解消し、プロピレングリコールを含
有する撒布不凍液廃液の一部を再利用し、残余を効率的
に分解処理する方法を提供することである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者らは鋭意検討の
結果、上記の従来の課題を解決することを得た。即ち本
発明は、プロピレングリコールを含有する撒布不凍液廃
液を回収する第１工程；回収した撒布不凍液廃液の少な
くとも一部を逆浸透膜処理により濃縮し、濃縮廃液の少
なくとも一部を再生撒布不凍液とする第２工程；残余の
撒布不凍液廃液及び／又は残余の濃縮廃液を、ｐＨを２
〜７として過酸化水素と第１鉄イオンを添加し、更に紫
外線を照射してプロピレングリコールを分解する第３工
程；を有することを特徴とする撒布不凍液廃液の処理方
法であり、また、本発明は、第３工程を経た被処理液
に、更に生物分解処理を施す第４工程を有することを特
徴とする上記撒布不凍液廃液の処理方法である。

【０００５】

【発明の実施の形態】以下に本発明について詳述する。
本発明の第１工程は、プロピレングリコールを含有する
撒布不凍液廃液を回収する工程である。本発明において
撒布用凍液とは、撒布することによって被撒布体に不凍
液を付着させ、被撒布体表面の凍結を防止したり、被撒
布体表面に降った雪を融解して積雪を防止したり、また
或いは、既に凍結若しくは積雪した物体表面に撒布する
ことによりこれらの雪氷を融解させる等の目的に使用さ
れるものであり、具体的には、例えば、航空機用の防氷
剤、除氷剤、滑走路用の凍結防止剤、融雪剤等をこれに
該当するものの例として挙げることができる。

【０００６】このような撒布不凍液は、プロピレングリ
コールを主成分とし、適度な粘性を与えるための添加剤
（例えば、ポリアクリル酸ナトリウム、カルボキシメチ
ルセルロース、キサンタンガム等）や、航空機の機体を
対象とする場合に添加される防錆剤（例えば、ベンゾト
リアゾール、チアベンダゾール、イミダゾール等）を少
量含有するものである。これら撒布不凍液を空港などに
おいて航空機機体や滑走路面に撒布すると、雪氷を融解
し、これらが融解した水分によって希釈された撒布不凍
液廃液が空港施設等の排水設備等に流入することとな
る。

【０００７】本発明における第１工程は、このような使
用後の撒布不凍液を撒布不凍液廃液として回収するもの
である。回収の方法は従来公知の方法を用いればよく特
に限定されないが、例えば、空港を例にとると、不凍液
の撒布対象である航空機下部、即ち駐機場の路面や、滑
走路側帯などに緩やかな傾斜を設けた溝を設置し、該溝
へ廃不凍液を流入させるとともに、該溝を集約させて貯
留タンクや貯留池等に廃不凍液を導入するなどの方法に
より廃不凍液を回収することができる。前記の傾斜や溝
を設けられない箇所については、路上清掃車や吸引車等
の回収車にて回収しても良い。

【０００８】本発明におけるの第２工程は、第１工程に
て回収した撒布不凍液廃液の一部または全部を逆浸透膜
処理により濃縮し、濃縮廃液の少なくとも一部を再生撒
布不凍液とする工程である。ここで行われる逆浸透膜処
理は、公知の逆浸透膜装置を用いておこなうことができ
る。例えば、逆浸透膜として、酢酸セルロース、芳香族
ポリアミド、複素環ポリマー等を用いた逆浸透膜装置を
用いることができる。

【０００９】ここで、通常の撒布不凍液廃液中のプロピ
レングリコール濃度は、２００〜３００００ｐｐｍ程度
である。一方、撒布するための不凍液としてのプロピレ
ングリコール濃度は、撒布時の気温、雪氷温、降雪量に
よって様々であるが、概ね５〜７０重量％である。５重
量％未満では融点が高く不凍液としての機能を発揮でき
ない。そのため５重量％以上が必要であり、例えば１０
重量％では融点は約−８℃である。プロピレングリコー
ル濃度を上げればより融点が下がり効果的だが、７０重
量％を超えると引火点を生じて消防法上の危険物となり
貯蔵管理の面から問題が大きい。また、５０重量％では
約−３２℃であるので、これ以上高濃度にしてもそれ以
上の効果の向上は期待できない。このような観点から、
好ましくは１０〜５０重量％のプロピレングリコール濃
度として不凍液は使用されることが好ましい。従って、
第２工程における逆浸透膜処理は、通常２００〜３００
００ｐｐｍであるプロピレングリコール濃度を、５〜７
０重量％に濃縮した濃縮廃液と水に分離すればよい。

【００１０】しかしながら、逆浸透膜処理において濃縮
廃液中のプロピレングリコール濃度を高めるには、プロ
ピレングリコール濃度の上昇にともなって逆浸透圧を高
める必要があるが極端に逆浸透圧を高めることは逆浸透
膜の破損等を来たし、逆浸透膜処理装置に悪影響を与え
るので、好ましくは１０ＭＰａ以下、より好ましくは６
ＭＰａ以下の逆浸透圧とするのが良い。また、逆浸透圧
が極端に低いと逆浸透膜処理の効率が悪いので、好まし
くは０．１ＭＰａ以上、より好ましくは０．５ＭＰａ以
上とするのが良い。従って、上記のような撒布不凍液廃
液に対して、上記のような好ましい逆浸透圧にて逆浸透
膜処理を行うと、得られる濃縮廃液としては０．３〜３
０重量％、好ましくは１〜１５重量％として得られる。

【００１１】但し、逆浸透膜処理にあたって、非濃縮側
（通常は水が透過し、蓄積されていく側。透過側ともい
う）に溶質を添加することによって濃縮側と非濃縮側の
濃度差を低下させ、結果として逆浸透圧を抑制して逆浸
透膜処理を行うことが可能であり、この場合も、再生不
凍液として適したプロピレングリコール濃度である５〜
７０重量％の濃縮廃液を得ることができる。但し、この
場合、非濃縮側を直接排水することができず、更に非濃
縮側を無害化処理した後排水しなければならないので、
加える溶質の種類とその処理設備の有無及び処理コスト
等を勘案して適切な逆浸透膜処理を行えばよい。尚、非
濃縮側の被処理水は、直接排水できるものであるので、
所望により、例えば駐機航空機の洗浄用水などとして利
用することも可能である。

【００１２】本発明の第２工程では、このように第１工
程にて回収した撒布不凍液廃液の一部または全部を逆浸
透膜処理により濃縮し、濃縮廃液の少なくとも一部を再
生撒布不凍液とする。勿論、濃縮廃液の全部を再生撒布
不凍液としてもよいが、第１工程で回収した撒布不凍液
廃液の全部を逆浸透膜処理して再生することはプロピレ
ングリコール以外の微量成分等のバランスを調整するな
ど過不足のない厳密な処理が必要となるため産業化適性
を有さない。尚、第１工程で回収した撒布不凍液廃液の
うちのどれだけの量を逆浸透膜処理にかけ、また、濃縮
廃液のうちのどれだけの量を再生撒布不凍液とするか
は、例えば、一部の航空機への撒布など、再生撒布不凍
液の使用が許可されていない用途の割合や逆浸透膜処理
能力、及び後述の第３工程におけるプロピレングリコー
ル分解処理能力等を勘案して、適宜任意に選択すること
ができる。

【００１３】本発明の第３工程は、第２工程で逆浸透膜
処理に施した撒布不凍液廃液以外の残余の撒布不凍液廃
液、又は、前記の残余の撒布不凍液廃液及び／又は濃縮
廃液の全部を再生不凍液としなかった場合の残余の濃縮
廃液を、ｐＨを２〜７として過酸化水素と第１鉄イオン
を添加し、更に紫外線を照射してプロピレングリコール
を分解する工程である。

【００１４】このとき第１鉄イオンは２価から３価へ変
化するあいだに連鎖的に過酸化水素を分解し、ヒドロキ
シラジカル（ＯＨ・）を発生させプロピレングリコール
を酸化分解すると考えられる。しかし、この作用だけで
は、プロピレングリコールは酢酸にまでは分解されるも
のの、河川等に排出できるまで、即ち二酸化炭素と水に
まで分解することはできない。そこで更に紫外線を照射
することにより、さらに過酸化水素からヒドロキシラジ
カルが発生し、プロピレングリコールを酸化分解すると
同時に、プロピレングリコールが分解されて生成した酢
酸を二酸化炭素と水に分解するものである。これらの作
用によりプロピレングリコールは二酸化炭素と水分解処
理されるものである。

【００１５】ここで、第１鉄イオンによる過酸化水素の
分解が行われている間は、系のｐＨを２〜７、好ましく
は３〜５にすることが必要である。このｐＨ範囲でない
と第１鉄イオンによって過酸化水素は効果的に分解され
ず、ひいてはプロピレングリコールの分解率は低下する
こととなる。従って好ましくはｐＨ３〜５が好ましいも
のである。尚、ｐＨの制御は第１鉄イオンによる過酸化
水素の分解が行われている間なされていればよく、例え
ば、紫外線の照射処理を、第１鉄イオンによる過酸化水
素の分解の前、若しくは後としたときに、第１鉄イオン
による過酸化水素の分解が行われていない間のｐＨは上
記の限りである必要はない。

【００１６】ここで、被処理液の分解処理の後、下水あ
るいは河川等に排出することが求められるが、この場
合、少なくとも第１鉄イオンによる過酸化水素の分解が
終了した後、好ましくはプロピレングリコールの分解が
終了した後、被処理液のｐＨを７．５以上、より好まし
くはｐＨ８以上とすることが良い。被処理液のｐＨを上
記の通りとすることにより、鉄イオンが水酸化鉄となっ
て析出するので被処理液の水相に含まれる鉄イオンが極
めて少量となり、水酸化鉄を濾過し、濾液を、実施地の
水質基準に合わせて必要ならｐＨ調整して下水あるいは
河川等に排出することが可能となる。

【００１７】本発明に用いられる過酸化水素は、第１鉄
イオンによる分解と紫外線による分解を受けてヒドロキ
シラジカルを生成するものであるので、好ましくは分解
処理しようとするプロピレングリコールの量に応じて使
用されることが効率的であり、プロピレングリコール１
モルあたり、過酸化水素６モル以上とすることが良い。
少なすぎるとプロピレングリコールの分解効率が低下す
る。過酸化水素の使用量の上限は特にないが、多すぎる
とかえって廃水処理を施す必要がでてくるので、より好
ましくはプロピレングリコール１モルあたり６〜１０モ
ルとするのが良い。本発明に用いられる第１鉄イオン
は、プロピレングリコール１モルあたり０．００１〜
０．１モル用いることが好ましい。少なすぎるとプロピ
レングリコールの分解効率が低下し、多すぎると被処理
液に濁りが生じ紫外線による分解効率が低下する。第１
鉄イオンの供給源は特に限定されないが、例えば、硫酸
鉄、塩化鉄、硝酸鉄などを使用することができ、なかで
も硫酸鉄を用いると腐食性、経済性の点で好ましい。

【００１８】本発明に用いられる紫外線の照射量は、分
解するプロピレングリコールの量に応じ、プロピレング
リコール１モルあたり１〜４ｋｗｈのエネルギーを与え
るのが好ましい。少ないと分解効率が悪く、多すぎても
それ以上分解効率が向上しないばかりか、エネルギーロ
スが増大し工業化適性が悪化する。また、紫外線を発生
させる装置は特に限定されず、市販の殺菌用低圧水銀ラ
ンプを使用することができる。

【００１９】又、本発明においては、第３工程を経た被
処理液に、更に生物分解処理を施すことができる。即
ち、上記第３工程によって十分にプロピレングリコール
を分解処理することはできるが、従来用いられている生
物分解処理、即ち、活性汚泥法、生物膜法、ラグーン法
等はプロピレングリコール濃度が１０００ｐｐｍ以下程
度であれば十分な処理を行うことができ、更に、本発明
の方法が利用されることが想定される空港などの施設で
は、これらの生物分解処理設備を既に有する（撒布不凍
液の処理のみならず、施設から出る生活廃水の処理等に
用いられる）場合があり、処理能力に余裕があるなら
ば、既設の活性汚泥設備等の生物分解処理設備を使用す
るのが、経済的である。従って、この場合、好ましく
は、第３工程において被処理液中のプロピレングリコー
ルを１０００ｐｐｍ以下とし、ついで第４工程として更
に生物分解処理を施すのがよい。

【００２０】尚、第１工程における撒布不凍液廃液の回
収にあたって、例えば、空港などにおいて不凍液を撒布
する場合、駐機場において撒布する場合と滑走路に撒布
した場合を別個に回収することができると、高濃度の廃
液（駐機場）と低濃度の廃液（滑走路等）とに分けて回
収することも可能となる。この場合、第２工程における
逆浸透膜処理にあたり、例えば、高濃度廃液のみを逆浸
透膜処理、或いは、低濃度廃液のみを逆浸透膜処理する
ことも可能となる。ここで、逆浸透膜処理の対象を高濃
度廃液とするか、あるいは低濃度廃液とするかは、何れ
であってもよく（勿論、これらを分けずに混合してその
一部を逆浸透膜処理してもよい）、逆浸透膜処理による
濃縮効率や、逆浸透膜処理による透過液（非濃縮側の
液）の利用目的等によって適宜任意に選択することがで
きる。即ち、例えば、透過液を下水又は河川に排水する
のではなく、航空機機体の洗浄水として利用することを
所望する場合などは、低濃度廃液を逆浸透膜処理するほ
うが、透過液を多く得られる。一方で、透過液は排水
し、逆浸透膜処理の効率の向上を所望する場合は、高濃
度廃液を逆浸透膜処理すればよい。

【００２１】

【実施例】以下に本発明を実施例に基づき説明するが、
本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。 〔実施例１〕５０００ｐｐｍのプロピレングリコール濃
度の水溶液８０Ｌを作成し、これを回収された撒布不凍
液廃液とした。逆浸透膜として酢酸セルロース膜を使用
して該撒布不凍液廃液のうちの１０Ｌを５．５ＭＰａの
逆浸透圧をかけ（５℃）、水を透過させて分離し、プロ
ピレングリコール濃度１２重量％の濃縮廃液を得た。こ
の濃縮廃液は撒布不凍液として十分なプロピレングリコ
ールであるので、これを再生撒布不凍液とすることがで
きた。一方、上記撒布不凍液廃液のうちの残余の７０Ｌ
（プロピレングリコール４．６モル含有）に対して過酸
化水素１．２５ｋｇ（３６．８モル）、硫酸第一鉄７水
和物１２．８ｇ（０．０４６モル）を添加し、５Ｗ紫外
線ランプにて紫外線照射量が７．０ｋｗｈとなるように
照射しながら撹拌した。その後、排水のｐＨを８に調整
し、水酸化鉄を沈殿させて取り除いた後、プロピレング
リコール濃度を測定したところ、２０ｐｐｍであったの
で、ｐＨを調整して下水へ排出することができた。

【００２２】〔実施例２〕５０００ｐｐｍのプロピレン
グリコール濃度の水溶液８０Ｌを作成し、これを回収さ
れた撒布不凍液廃液とした。逆浸透膜として酢酸セルロ
ース膜を使用して該撒布不凍液廃液のうちの１０Ｌを
５．５ＭＰａの逆浸透圧をかけ（５℃）、水を透過させ
て分離し、プロピレングリコール濃度１２重量％の濃縮
廃液を得た。この濃縮廃液は撒布不凍液として十分なプ
ロピレングリコールであるので、これを再生撒布不凍液
とすることができた。一方、上記撒布不凍液廃液のうち
の残余の７０Ｌ（プロピレングリコール４．６モル含
有）に対して過酸化水素１．１６ｋｇ（３４モル）、硫
酸第一鉄７水和物１２．８ｇ（０．０４６モル）を添加
し、５Ｗ紫外線ランプにて紫外線照射量が６．０ｋｗｈ
となるように照射しながら撹拌した。その後、排水のｐ
Ｈを８に調整し、水酸化鉄を沈殿させて取り除いた後、
プロピレングリコール濃度を測定したところ、３４０ｐ
ｐｍであったので、活性汚泥法による生物分解処理（２
０℃×２週間）を行ったところ分解率は９４％であっ
た。この残存プロピレングリコール濃度は２０ｐｐｍで
あったので、ｐＨを調整して下水へ排出することができ
た。

【００２３】

【発明の効果】本発明によれば、プロピレングリコール
を含有する撒布不凍液廃液の一部を再利用し、残余を効
率的に分解処理する方法が提供される。

───────────────────────────────────────────────────── 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 9/00 Ｃ０２Ｆ 9/00 ５０２Ｎ ５０２Ｒ ５０３ ５０３Ｃ ５０４ ５０４Ａ ５０４Ｅ (72)発明者 篠田 功 東京都荒川区東尾久７丁目２番35号 旭電 化工業株式会社内 (72)発明者 福田 朗 千葉県成田市木の根字神台24 新東京国際 空港公団内 (72)発明者 田代 敏雄 千葉県成田市木の根字神台24 新東京国際 空港公団内 Ｆターム(参考） 4D037 AA13 AB02 AB11 BA18 BB09 CA03 CA07 CA11 CA14 4D038 AA08 AB09 BA04 BB07 BB16 BB19 BB20 4D050 AA12 AA20 AB14 BB09 BC07 BC09 BD03 BD06 CA07 CA09 CA13 CA17

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プロピレングリコールを含有する撒布不
   凍液廃液を回収する第１工程；回収した撒布不凍液廃液
   の少なくとも一部を逆浸透膜処理により濃縮し、濃縮廃
   液の少なくとも一部を再生撒布不凍液とする第２工程；
   残余の撒布不凍液廃液及び／又は残余の濃縮廃液を、ｐ
   Ｈを２〜７として過酸化水素と第１鉄イオンを添加し、
   更に紫外線を照射してプロピレングリコールを分解する
   第３工程；を有することを特徴とする撒布不凍液廃液の
   処理方法。
2. 【請求項２】 第３工程を経た被処理液に、更に生物分
   解処理を施す第４工程をさらに有することを特徴とする
   請求項１に記載の撒布不凍液廃液の処理方法。