JPH03278883A

JPH03278883A - 難分解性ｃｏｄ含有排水の処理方法および処理装置

Info

Publication number: JPH03278883A
Application number: JP2183625A
Authority: JP
Inventors: Kiwamu Matsubara; 極松原; Eisuke Yurigusa; 百合草　栄助
Original assignee: NGK Insulators Ltd
Current assignee: NGK Insulators Ltd
Priority date: 1990-03-08
Filing date: 1990-07-10
Publication date: 1991-12-10
Anticipated expiration: 2009-11-30
Also published as: JPH0696150B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明はゴミ埋立地浸出水、下水汚泥硝化槽脱離液など
難分解性ＣＯＤ含有排水の処理方法に関するものである
。

（従来の技術）従来の難分解性ＣＯＤ含有排水の処理方法としては、（
ア）酸性凝集法、（イ）フェントン法および（つ）これ
らの方法と活性炭吸着を組み合わせる方法、などがある
。

これらの方法のうち（ア）の概要を第１１図に示すが、
この方法は原水に塩化第２鉄などの凝集剤と塩酸などの
酸を加えてＰＨを４〜５に調整した後に凝集沈澱槽（３
）において難分解性ＣＯＤを不溶化、凝集させて沈澱除
去し、上澄水は水酸化ナトリウムなどのアルカリを加え
て中和槽（７）にてＰＨを５゜８〜８．６に調整して処
理水とする方法である。

一方（イ）の方法はその概要を第１２図に示すように、
原水に塩酸などの酸、過酸化水素、および硫酸第１鉄を
添加してＰＨを３程度に調整した後酸化槽（１）でＣＯ
Ｄを酸化分解し、更に水酸化すｌ−ＩＪウムなどのアル
カリおよび凝集剤を添加、ＰＨを５゜８〜８．６に調整
して、凝集沈澱槽（３）にて固液分離し上澄液を処理水
として得る方法である。

しかしながら、上記（ア）の酸性凝集法によるＣＯＤの
除去率は５０〜６０％と難分解性ＣＯＤ含有排水の処理
方法としては比較的有効な方法であるが、除去率に限界
があるため処理すべき原水のＣＯＤが高い場合には、処
理目標を達成できないことがしばしばあった。従ってこ
の場合には、活性炭処理を併用することが行われている
が、処理目標は達成できても活性炭処理のコストが高い
ため、全体の処理費用は膨大なものとなり、更に悪い場
合には活性炭処理を併用しても処理目標が達成できず技
術的対応が不可能なこともあった。

また、上記（イ）のフェントン法においても薬品費が高
くつき、その上ＣＯＤ除去率も１０〜３０％と低く、難
分解性ＣＯＤ含有排水を単独で処理することはほとんど
できなかった。

（発明が解決しようとする諜Ｍ）本発明は、上記のような従来の問題点を解決して、活性
炭処理を併用することなく、本発明のプロセスのみで処
理目標を達成すること、および難分解性ＣＯＤ含有排水
の処理費用を安価におさえることができる難分解性ＣＯ
Ｄ含有排水の処理方法および処理装置を提供することを
目的として完成されたものである。

（課題を解決するだめの手段）上記の課題を解決するためになされた第１の発明は、予
め酸性に調整したＣＯＤを含有する原水に酸性状態で酸
化力を発揮する酸化剤を添加混合した後酸化槽へ供給し
て二酸化マンガンの存在下で前記ＣＯＤを酸化し、次い
でこの酸化された酸化液を曝気槽にて曝気して溶存マン
ガンを不溶化し、更に曝気槽から排出される曝気液に中
和剤と凝集剤を添加して凝集沈澱槽にて処理水と汚泥と
に分離することを特徴とする難分解性ＣＯＤ含有排水の
処理方法であり、第２の発明は予めアルカリ性に調整し
たＣＯＤを含有する原水にアルカリ性状態で酸化力を発
揮する酸化剤を添加混合した後酸化槽へ供給して二酸化
マンガンの存在下で前記ＣＯＤを酸化し、次いでこの酸
化された酸化液に中和剤と凝集剤を添加して凝集沈澱槽
にて処理水と汚泥とに分離することを特徴とする難分解
性ＣＯＤ含有排水の処理方法であり、第３の発明は酸性
状態にあるＣＯＤを含有する原水に酸化剤供給機を接続
し、得られた混合液を酸化処理する二酸化マンガンを存
在させた酸化槽と、該酸化槽に接続され酸化液中の溶存
マンガンを不溶化処理する曝気槽と、該曝気槽に接続さ
れ曝気液を処理水と汚泥とに分離処理する凝集沈澱槽と
からなることを特徴とする難分解性ＣＯＤ含有排水の処
理装置であり、第４の発明はアルカリ性状態にあるＣＯ
Ｄを含有する原水に酸化剤供給機を接続し、得られた混
合液を不溶化処理する二酸化マンガンを充填した酸化槽
と、該酸化槽に接続され酸化液を処理水と汚泥とに分離
処理する凝集沈澱槽とからなることを特徴とする難分解
性ＣＯＤ含有排水の処理装置である。

以下、本発明を図面に基いて詳細に説明する。

第１図は第１の発明の処理工程を示す概略フロー図であ
り、原水は酸、および酸性状態で酸化力を発揮する酸化
剤供給機（８ａ）から供給される酸化剤と混合されて酸
化槽（１ａ）に上向流または下降流として供給される。

前記酸化剤としては酸性状態で酸化力を発揮する過マン
ガン酸塩、過酸化水素等が使用される。酸化槽（１ａ）
には触媒としてはたラ＜粒状二酸化マンガンまたは表面
を二酸化マンガンにて被覆した粒状担体を充填した固定
床（４）が形成されておりここで原水中のＣＯＤが酸化
分解、除去されることとなる。粒状二酸化マンガンとし
ては粒径０．５〜ｌＯ鵬の二酸化マンガンそのもの、ま
たは粒状担体に二酸化マンガンを被覆したものを用いる
ことができる。また、酸化剤として例えば過マンガン酸
塩を用いた場合には、過マンガン酸塩の添加量は第５図
に示すようにＫＭｎＯａ／ＣＯＤとして０．２５〜２．
０、望ましくは０．５〜２．０がよく、いかなる場合も
最大４．０　（ＣＯＤを酸化分解する理論値）でよい。

ＫＭｎＯａ／ＣＯＤが０．２５以下の場合にはＣＯＤの
除去率が低下し、また２、０より多く添加しても、添加
した過マンガン酸塩がＣＯＤの酸化に有効に使用されず
酸化液に混合するため、別途過マンガン酸塩の処理を必
要とするばかりか、発生する汚泥量が増加する。そして
、その際の処理ＰＨは５以下、望ましくは４以下とする
ことが必要である。処理ＰＨが５を越えるとそのＰＨの
程度に応じて添加した過マンガン酸塩の一部が酸化液中
に残留するようになり、ＣＯＤの除去率が低下するばか
りか、別途過マンガン酸塩の処理が必要になる（第６図
の記載参照）。また、酸化槽（１ａ）における二酸化マ
ンガンとの接触時間は第７図に示すように５分〜６０分
、望ましくは１５分〜６０分がよい。

５分以下だとＣＯＤの除去率が低下し、また６０分より
長くても酸化槽（ｌａ）の容積が大きくなるだけで有効
には使われない。

次に酸化槽（１ａ）でＣＯＤの酸化分解された酸化液は
曝気槽（２）に入る。ここでは、酸化槽（１ａ）でＣＯ
Ｄが過マンガン酸塩に酸化分解を受けた結果溶は込んだ
マンガン酸イオンと、酸性状態に維持されることによっ
て溶は込んできた酸化剤である過マンガン酸塩からの溶
存マンガンを曝気によって酸化し、二酸化マンガンとし
て析出させる。曝気槽（２）における曝気時間は第８図
に示すように５分〜３０分、望ましくは１０分〜３０分
がよい。曝気時間が５分より短いと溶存マンガンに起因
するＣＯＤが増加し、また、３０分より長くてもＣＯＤ
の低下は見込めない、また、曝気量はと（に溶存マンガ
ンの酸化速度には影響を及ぼさないが、散気装置として
多孔管を使った場合で０．８〜２．Ｏｎ＋’ａｉｒ／ｗ
ｆｆ槽・Ｈｒ程度、散気板など微細気泡発生装置を使っ
た場合で０．４〜１．５　ｍ３ａｉｒ／ｍ’槽・Ｈｒ程
度でよい。この酸化液中の溶存マンガンの処理は前記曝
気槽（２）における曝気によるほか、溶存マンガンの濃
度に応じて塩素、過マンガン酸塩などの酸化剤を添加し
た後混和・反応させる方法を用いてもよい。

そして、曝気槽（２）を出た曝気液には塩化第２鉄、硫
酸パン土などの凝集剤を添加し、更に酸、アルカリなど
の中和剤を添加してＰＨを５．８〜８．６に調整して、
凝集沈澱槽（３）で凝集沈澱処理を行い、上澄水は処理
水として、沈降した汚泥は引抜汚泥として別途処理する
。添加する凝集剤は無機系凝集剤、高分子凝集剤のいず
れでもよいが、マンガン化合物の共沈のためには無機系
凝集剤、とくに塩化第２鉄、硫酸第２鉄などの３価の鉄
系凝集剤が好ましい。また、調整ＰＨについてもマンガ
ン化合物の共沈のためには７．０〜８．６のアルカリ側
が望ましい。

次に、第２図は他の実施例の処理工程を示す概略フロー
回で、酸化槽（１ｂ）は粒径５〜５００μの粉末二酸化
マンガンが分散された流動床（５〕が形成されている。

この場合、第９図に示すように酸化槽（１ｂ）の滞留時
間（接触時間）は、触媒である粉末二酸化マンガンの濃
度が５００　ｍｇ／　１以上である場合には１５分から
６０分が望ましい。粉末二酸化マンガン濃度が５００　
ｍｇ／　７１未満であったり、滞留時間が１５分より少
ないとＣＯＤ除去率は低下する。そして、酸化槽（１ｂ
）でＣＯＤの酸化、分解された混合液は粒径５〜１００
　μの粉状二酸化マンガンを使用した場合は凝集剤は無
添加で、また粒径１００〜５００μの粉状二酸化マンガ
ンを使用したときは１ｍｇ／２程度のアニオン系高分子
凝集剤を添加して二酸化マンガン分離部（６）で二酸化
マンガンを沈降分離した後曝気槽（２）に入り、以降同
様に処理される。

なお、分離された二酸化マンガンは酸化槽（１ｂ）に返
送され循環して使用される。

次に、第３図は第２の発明の処理工程を示す概略フロー
図であるが、この場合、原水はアルカリおよびアルカリ
状態で酸化力を発揮する酸化剤供給機（８ｂ）より供給
される酸化剤と混合されて酸化槽（１ａ）内へ供給され
るもので、前記酸化剤としてはアルカリ性状態で酸化力
を発揮する次亜塩素酸ナトリウムのような塩素系酸化剤
やオゾンが使用される。なお、気体であるオゾンを使用
する場合には第４図に示されるように原水およびアルカ
リはオゾン発生器に接続した酸化剤供給機（８ｂ）内へ
導入された後、酸化槽（１ａ）へ供給される。また、該
酸化槽（１ａ）を第２図に示されるような粉末二酸化マ
ンガンが分散した流動床（５）が形成されている酸化層
（１ｂ）としてもよいことはもちろんである。

ＣＯＤ除去率と処理ＰＨとの関係は第１０図に示される
とおりであり、ＰＨ９以上好ましくはＰＨ１０以上のア
ルカリ性状態に保ってお（と効果的な除去ができる。な
お、第２の発明においてはアルカリ性状態で酸化力を発
揮する酸化剤を使用してＣＯＤを酸化分解、除去するの
で酸化液中にマンガン酸イオンや溶存マンガンは含まれ
ておらず、第１の発明のようなその後の曝気処理は不要
となり、酸化液の中和処理のみで処理水を得ることがで
きる。

（実施例）次にこのように構成された第１の発明の難分解性ＣＯＤ
含有排水の処理方法を組み入れた処理過程（Ａ：第１の
発明による処理→活性炭処理）と従来法を組みあわせた
処理過程（Ｂ：酸性凝集沈澱処理→フェントン処理→中
和沈澱処理→活性炭処理）とによりゴミ埋立地浸出水の
生物処理水である原水（１）及び（２）の処理をＩｍ”
７日の規模で行い、それぞれの処理過程における処理条
件を第１表及び第３表に、また、それぞの処理過程によ
り原水（１）及び（２）を処理した結果を第２表及び第
４表に示す。また、第２の発明の難分解性ＣＯＤ含有排
水の処理方法の処理過程（Ｃ：第２の発明により処理の
み）と従来法の処理過程（Ｄ：酸性凝集沈澱処理→フェ
ントン処理→中和沈澱処理）とによって下水の二次処理
水である原水（３）の処理を行った結果を第５表−Ａ、
Ｂに示す。

上記の第２表、第４表および第５表の処理結果から本発
明による処理を行った場合には従来法に比べて処理水Ｃ
ＯＤが大幅に低下しており、更に色度も除去できること
がわかる。また、本発明の方法に活性炭処理を併用すれ
ばｒ　ＣＯＤ　１０５ｇ／　１以下」のような高度な処
理目標も充分に達成できることがわかる。

（発明の効果）以上の説明からも明らかなように、本発明においては（１）二酸化マンガン触媒と酸化剤の作用によって、原
水中のＣＯＤを強力に酸化分解することができ、従来法
では活性炭処理も含めないと達成できなかった処理目標
も本発明のみで対応できる。

（２）本発明の主処理工程は酸化剤による処理のみであ
り、フローが簡単で操作がしやすいばかりでな〈従来法
の２〜３段もの主処理工程の組み合わせ処理に比べて、
処理費用を安価におさえることができる。

（３）従来法では技術的に対応できなかったｒ　ｃｏ。

１０ｍｇ／ｊ！以下」のような高度な処理目標も十分達
成できる。

（４）本発明によれば、排水中のＣＯＤのみならず色度
の除去も可能である。

という効果を奏し、従来の問題点を一掃した難分解性Ｃ
ＯＤ含有排水の処理方法および処理装置として産業の発
展に寄与するところは極めて大きいものである。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図は本発明の処理工程を示す概略フロー図
、第５図は本発明における処理水ＣＯＤと過マンガン酸
塩添加率の関係を示す図面、第６図および第１θ図は本
発明における処理水ＣＯＤと処理ＰＨの関係を示す図面
、第７図は本発明における処理水ＣＯＤと二酸化マンガ
ン接触時間の関係を示す図面、第８図は本発明における
処理水ＣＯＤと曝気槽における曝気時間の関係を示す図
面、第９図は本発明における処理水ＣＯＤと酸化槽にお
ける粉末二酸化マンガン濃度及び滞留時間の関係を示す
図面、第１１図は従来法である酸性凝集法の処理工程を
示す図面、第１２図は従来法であるフェントン法の処理
工程を示す概略フロー図である。（Ｉａ）　：固定床型の酸化槽（ｌｂ）　：流動床型の酸化槽（２）：曝気槽、（３）：凝集沈澱槽、（４）：固定床、（５）：流動床、（６）：二酸化マンガン分離部、（７）；中和槽、（８ａ）　：酸性状態で酸化力を発揮する酸化剤供給機
、（８ｂ）　：アルカリ性状態で酸化力を発揮する酸化剤
供給機。

Claims

【特許請求の範囲】１、予め酸性に調整したＣＯＤを含有する原水に酸性状
態で酸化力を発揮する酸化剤を添加混合した後酸化槽へ
供給して二酸化マンガンの存在下で前記ＣＯＤを酸化し
、次いでこの酸化された酸化液を曝気槽にて曝気して溶
存マンガンを不溶化し、更に曝気槽から排出される曝気
液に中和剤と凝集剤を添加して凝集沈澱槽にて処理水と
汚泥とに分離することを特徴とする難分解性ＣＯＤ含有
排水の処理方法。２、予めアルカリ性に調整したＣＯＤを含有する原水に
アルカリ性状態で酸化力を発揮する酸化剤を添加混合し
た後酸化槽へ供給して二酸化マンガンの存在下で前記Ｃ
ＯＤを酸化し、次いでこの酸化された酸化液に中和剤と
凝集剤を添加して凝集沈澱槽にて処理水と汚泥とに分離
することを特徴とする難分解性ＣＯＤ含有排水の処理方
法。３、酸性状態にあるＣＯＤを含有する原水に酸化剤供給
機を接続し、得られた混合液を酸化処理する二酸化マン
ガンを存在させた酸化槽と、該酸化槽に接続された酸化
液中の溶存マンガンを不溶化処理する曝気槽（２）と、
該曝気槽（２）に接続され曝気液を処理水と汚泥とに分
離処理する凝集沈澱槽（３）とからなることを特徴とす
る難分解性ＣＯＤ含有排水の処理装置。４、アルカリ性状態にあるＣＯＤを含有する原水に酸化
剤供給機を接続し、得られた混合液を不溶化処理する二
酸化マンガンを存在させた酸化槽と、該酸化槽に接続さ
れ酸化液を処理水と汚泥とに分離処理する凝集沈澱槽（
３）とからなることを特徴とする難分解性ＣＯＤ含有排
水の処理装置。