JPH07241574A

JPH07241574A - 廃水処理方法

Info

Publication number: JPH07241574A
Application number: JP6036772A
Authority: JP
Inventors: Tetsuo Kobayashi; 哲夫小林; Kenichi Yanagihara; 賢一柳原; Shigeko Ito; 誠子伊藤
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 1994-03-08
Filing date: 1994-03-08
Publication date: 1995-09-19

Abstract

(57)【要約】【目的】低価格で、かつ効率良く、水溶性有機物等の
汚濁物質を含んだ廃水を処理することができる廃水処理
方法を提供すること。【構成】廃水に無機系凝集剤を加え、加熱分離塔３内
において加熱処理することにより、油等の汚濁物質を凝
集分離させた後、過酸化水素分離塔５において、廃水に
過酸化水素を添加してヒーター８により加熱し、鉄又は
鉄系材料を充填した充填層９において鉄と過酸化水素と
を反応させる。この反応により生成する水酸基ラジカル
の作用により、廃水中の水溶性有機物等の汚濁物質が酸
化分解される。酸化分解された汚濁物質は、沈澱塔１１
において添加されるアルカリ剤の作用により沈澱分離さ
れる。そして、残存する微粒子等は、多孔性物質が充填
された充填塔１４及び活性炭塔１６によって除去され
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、各種の産業分野で発生
する水溶性有機物等の汚濁物質を含んだ廃水の処理方法
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、油等が付着した機械部品を水洗浄
することにより発生する洗浄廃水や、機械部品等の切削
加工に用いる水溶性切削液のような含油廃水を処理する
方法として、凝集沈澱処理法、凝集沈澱処理法プラス生
物処理法、また最近では中空糸膜等による濾過処理法が
用いられている。

【０００３】この凝集沈澱処理法は、含油廃水に酸性又
はアルカリ性の薬品を添加することによりｐＨ値を調整
した上でポリ塩化アルミニウム等の凝集剤を加え、浮遊
している油滴等の汚濁物質を不安定化、並びに部分凝集
状態とした後、高分子凝集剤等を加えることによって粗
大なフロックとし、油等の汚濁物質を沈降分離する方法
である。

【０００４】また、凝集沈澱処理プラス生物処理法は、
前記凝集沈澱処理方法等により油等の汚濁物質を除去し
た後、残存する水溶性有機物を、好気性或いは嫌気性細
菌を用いることにより分解、除去する方法である。

【０００５】さらに、中空糸膜等による濾過処理法にお
いては、濾過膜として限外濾過膜あるいは逆浸透膜を用
い、加圧下で処理を行なうことにより、１ミクロン〜
０．００１ミクロンの乳化、分散粒子はもちろん、溶存
物質、イオンまで除去することが可能である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
凝集沈澱処理法においては、廃水中で粒子状或いはコロ
イド状になって浮遊する物質の除去には効果があるが、
完全に水に溶解している水溶性有機物の除去には殆ど効
果がない。

【０００７】このため、凝集沈澱処理の後に上記の生物
処理を行うことが多い。この方法は、処理する廃水の成
分構成が常にある程度一定した範囲内にある場合には有
効であるが、成分構成が変動する廃液の場合には、その
廃液に最適な生物群が繁殖するまで数日以上の日数を要
し、その間は処理ができず、非常に効率が悪いという問
題があった。また、一般的に処理速度が遅く、装置が大
型化するという問題もあった。

【０００８】一方、濾過処理においては、濾過膜として
用いる限外濾過膜あるいは逆浸透膜が、非常に高価であ
り、さらに、逆浸透膜については膜が詰まった場合の洗
浄耐久性に問題があり、装置コスト、メンテナンスコス
ト等の点で産業廃水の処理には適していない。

【０００９】特に、最近、フロン、トリクロロエタン等
のオゾン層破壊物質の使用禁止に伴い、フロンやトリク
ロロエタン等を用いた脱脂洗浄法に代わって、界面活性
剤を用いた水系洗浄法が用いられてきている。また、切
削加工に用いる切削液においては、火災防止の観点か
ら、引火点を有する切削油から引火点を持たない水溶性
切削液へと切り替えるケースが増えてきている。これに
伴って、各種廃水の処理量が増加しているが、コスト及
び性能面で充分な廃水の処理方法がないため、高価な処
理費を支払い、産業廃棄物処理業者に委託するしか方法
がないのが実状である。

【００１０】本発明は、上述した問題点を解決するため
になされたものであり、低価格で、かつ効率良く、水溶
性有機物等の汚濁物質を含んだ廃水を処理することがで
きる廃水処理方法を提供することを目的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の第一の廃水処理方法は、水溶性有機物等の汚
濁物質を含んだ廃水から、前記汚濁物質を分離する廃水
処理方法において、前記廃水に過酸化水素を添加して加
熱した状態で、その廃水を鉄又は鉄系材料と接触させる
ことにより前記汚濁物質を酸化分解し、さらに、その酸
化分解された汚濁物質をアルカリ剤と反応させることに
より、前記汚濁物質を廃水から沈澱分離する。

【００１２】また、前記鉄又は鉄系材料が適度の隙間を
有して充填塔に充填され、その充填塔内に前記廃水を通
過させることにより、その廃水に含まれる前記汚濁物質
が酸化分解するようにしても良い。

【００１３】さらに、本発明の第二の廃水処理方法は、
水溶性有機物等の汚濁物質を含んだ廃水から、前記汚濁
物質を分離する廃水処理方法において、過酸化水素を添
加した廃水を、鉄又は鉄系材料から成る電極を用いて電
圧印加処理することにより、前記汚濁物質を酸化分解
し、さらに、その酸化分解された汚濁物質をアルカリ剤
と反応させることにより、その汚濁物質を廃水から沈澱
分離する。

【００１４】

【作用】本発明の第一の廃水処理方法によれば、廃水に
過酸化水素を添加して加熱した状態で、その廃水を鉄又
は鉄系材料と接触させることにより汚濁物質を酸化分解
し、さらに、酸化分解された汚濁物質をアルカリ剤と反
応させることにより、その汚濁物質を廃水から容易に分
離することができる。

【００１５】また、本発明の第二の廃水処理方法によれ
ば、過酸化水素を添加した廃水を、鉄又は鉄系材料から
成る電極を用いて電圧印加処理することにより、汚濁物
質を酸化分解し、さらに、酸化分解された汚濁物質をア
ルカリ剤と反応させることにより、その汚濁物質を廃水
から容易に分離することができる。

【００１６】

【実施例】以下、本発明を具体化した実施例を図面を参
照して説明する。

【００１７】まず、第一の実施例の廃水処理方法につい
て、図１を参照し、多量の乳化した油、水溶性有機物等
の汚濁物質を含む廃水を処理する場合を例として説明す
る。図１に示すように、本装置は、処理を行なう廃水を
収容するための貯液タンク１、貯液タンク１に連結され
所定量の廃水を連続的に取り出す定量ポンプ２、及び定
量ポンプ２により取り出された廃水が流入する加熱分離
塔３を備えている。この加熱分離塔３は、ステンレス等
から成る円筒形の容器で、その底部に沸騰石３ａとヒー
ター４が設けられており、流入する廃水を所定温度に加
熱する。また、貯液タンク１内の廃水に対して、予め無
機系凝集剤を０．２〜２．０％投入しておく。

【００１８】加熱分離塔３に流入した廃水は、予め投入
された無機系凝集剤と、ヒーター４からの熱的作用とを
受けて、前記廃水中に乳化している油分は、乳化状態が
破壊されて浮上分離する。また、その他の粒子状あるい
はコロイド状物質、脂肪酸系物質等もフロックを形成し
沈降又は浮上分離する。この結果、ほぼ透明となった廃
水が、パイプＡを通って過酸化水素分解塔５に流入す
る。

【００１９】過酸化水素分解塔５には、過酸化水素を収
容している過酸化水素タンク６から定量ポンプ７によ
り、所定量の過酸化水素が連続的に送り込まれ、加熱分
離塔３から流入してくる廃水と混合する。尚、過酸化水
素の添加量は廃水の流入量に対し、過酸化水素（濃度３
５％）のもので５％前後が経済的に妥当な量と思われ
る。これ以上の量を添加すれば有機物の酸化分解力、即
ちＢＯＤ、ＣＯＤの低減効果は大きくなるが、処理コス
トの点から釣り合わなくなるので、目的に合わせて添加
量を決定する必要がある。

【００２０】また、過酸化水素分解塔５には、その上部
側に、鉄又は鉄系材料が充填された充填層９が設けられ
ており、底部にヒーター８が設けられており、廃水と過
酸化水素との混合液は、ヒーター８により６０〜９０℃
に加熱される。この加熱温度６０〜９０℃については、
本処理装置全体の処理速度、並びに酸化分解効率を考慮
して、この温度範囲が適当と思われる。

【００２１】そして、加熱された混合液は過酸化水素分
解塔５内を上昇し、鉄又は鉄系材料が充填された充填層
９に至る。ここで、過酸化水素と鉄との反応により生じ
る水酸基ラジカルの強力な酸化作用を受け、廃水中の有
機物は酸化分解され、低分子の脂肪酸等に変化する。ま
た、酸化分解により生成した酸化物の一部は、多量に存
在する鉄イオンあるいは最初に添加された無機系凝集剤
成分と反応することにより沈澱分離する。

【００２２】充填層９には、適度な粗さの鉄又は鉄系材
料が充填されており（本実施例では鋼材のプレス打ち抜
きカス（１０ｍｍ角・厚さ４ｍｍ）を使用した）、これ
により過酸化水素と鉄との反応により発生するガスを確
実に上部に抜くことができると共に、同様に反応によっ
て発生する鉄の酸化物の粒子を充填層９中に堆積させず
に過酸化水素分解塔５の底部まで沈降させることができ
る。沈降した粒子は、バルブ１３ａを解放することによ
り容易に取り除くことができる。また、過酸化水素との
反応面積を広く確保することができ、反応を促進するこ
とができる。

【００２３】尚、鉄又は鉄系材料には、溶解して有害な
イオンを生成しない材料を選定する必要がある。

【００２４】過酸化水素分解塔５を出た廃水には、酸化
分解され低分子化した有機物の一部、酸化した鉄の微粒
子、及び各種の溶解性鉄等が含まれており、パイプＢを
通って分離塔１０に流入する。分離塔１０において、酸
化した鉄等の微粒子が沈降分離され、次に、沈澱塔１１
において、水酸化カルシウム、水酸化ナトリウム及びア
ンモニア等のアルカリ剤により、廃水のｐＨ値を６以上
に調整し、溶解性鉄を水酸化鉄として沈澱分離する。ア
ルカリ剤の添加方法は、沈澱塔１１内にｐＨ電極（図示
せず）と攪拌機１２を設け、常に廃水のｐＨ値が６〜８
になるように制御しながら、自動的に添加する方法がベ
ストであるが、装置コストを下げるために、本実施例で
は、一日処理する廃水量に見合う量のアルカリ剤を予め
沈澱塔１１にまとめて投入している。この場合、水酸化
カルシウムの溶解度は０．５％以下であるので、過剰量
は沈澱塔１１の底部にストックされ、流入してくる廃水
の量に応じて消費されることになる。

【００２５】沈澱塔１１においては、水酸化カルシウム
と溶解性鉄との反応を確実に行わせるため、攪拌機１２
に依り、緩く、生成した水酸化鉄等のフロックが浮上し
ないように攪拌する。沈澱塔１１においては、溶解性鉄
以外にも前記過酸化水素分解塔１１で酸化分解により生
成した酸化物が存在しており、それらはカルシウム塩と
して、あるいは水酸化鉄との共沈に依り沈澱分離する。
そして、分離塔１０及び沈澱塔１１の下部にはバルブ１
３ｂが設けられており、このバルブ１３ｂを解放するこ
とにより、定期的に沈澱物を取り除くことができる。

【００２６】沈澱塔１１から流出した廃水は、次に、充
填塔１４に流入する。この充填塔１４には、多孔性物質
（例えば商品名・アクアヘルプ・（株）環境素材研究所
製）に、高分子凝集剤（例えば商品名・アロンフロック
Ａ１０６・アロンフロック（株）製）をコーティングし
た加工多孔体が充填された充填層１５が設けられてお
り、沈澱塔１１から洩れ出た微細な水酸化鉄等の微粒子
を捕捉する。

【００２７】以上の処理により、充填塔１４から流出し
た廃液は、油分、水溶性有機物等の汚濁物質が除去さ
れ、透明な液となっている。しかしながら、わずかな水
溶性有機物が残存している場合があるので、内部に活性
炭が充填された活性炭塔１６に導き、これを除去する必
要がある。廃水の種類、処理液の放流先によっては、こ
の活性炭塔１６は、必ずしも必要ではない。

【００２８】活性炭塔１６を通過した廃水は、ｎ−ヘキ
サン抽出物、浮遊性物質（ｓｓ）、ＢＯＤ、ＣＯＤ等の
公害指標値は規制値以下になっているが、ｐＨ値だけは
アルカリ側に傾いているので、これをｐＨ調整槽１７に
導き、酸で中和し、その後放流する。

【００２９】次に、第一の実施例の廃水処理方法におけ
る処理能力の一例を示すと、加熱分離塔３及び過酸化水
素分解塔５のサイズを、直径２００ｍｍ、有効高さ５０
０ｍｍとし、充填塔１４及び活性炭塔１６のサイズを、
直径３００ｍｍ、有効高さ５００ｍｍとした場合、２０
リットル／時の処理能力を得ることができた。また、こ
の処理方法により得られた処理後の廃水の品質を、ある
脱脂洗浄廃水を処理する場合を例として表１に示す。

【００３０】

【表１】

【００３１】次に、第二の実施例として、第一の実施例
で用いた過酸化水素分解塔５の代わりに、図２に示すよ
うな過酸化水素分解塔５０を用いた場合の処理方法につ
いて説明する。尚、廃水処理装置全体における過酸化水
素分解塔５０以外の部分は、第一の実施例と全く同様な
のでその説明を省略する。

【００３２】過酸化水素分解塔５０内には、鉄又は鉄系
材料からなる一対の電極１８が設けられており、この電
極１８に５〜４０Ｖ程度の交流電圧が印加される。そし
て、電極１８に電圧が印加されることにより生じる電極
反応で、２価の鉄イオンが電極から被処理液中に溶け出
す。過酸化水素分解塔５０内には、過酸化水素タンク６
から供給された過酸化水素と廃水とが混合しており、過
酸過水素と鉄イオンとが反応する。その結果、生成する
水酸基ラジカルが、第一の実施例の場合と同様に、廃水
中に溶存する有機物を酸化分解する。

【００３３】尚、印加する電圧は、電極間距離や電極の
表面積等に応じて決定する必要がある。また、過酸化水
素分解塔５０内に存在する過酸過水素量に見合う量の２
価の鉄イオンの溶出が必要であり、それに応じた通電量
（電圧×電流）を電極１８に対して印加する必要があ
る。ここで、電圧印加による過酸化水素分解塔５０での
酸化分解に要する時間（添加した過酸化水素を消費し終
わるまでの時間）は、通電量に反比例する。即ち、通電
量を高めれば短時間に処理できることとなる。また、酸
化分解効果は、添加した過酸化水素の量によりほぼ決定
される。従って、前記第一の実施例と同じ塔サイズ、処
理速度、過酸過水素の添加量（廃水の流入量に対して５
％）の場合では、電極サイズ１００ｍｍ×２００ｍｍ、
電極間距離８０ｍｍとした場合、電圧１０Ｖ前後が適当
であった。

【００３４】第二の実施例の廃水処理方法においても、
第一の実施例とほぼ同様の処理結果を得ることができ
た。

【００３５】このように、本実施例の廃水処理方法によ
れば、従来の処理方法では分離しにくかった水溶性有機
物を簡単な装置で、容易に分離することができ、また、
装置のコストを大幅に低減させることができる。

【００３６】尚、前記第一の実施例及び第二の実施例で
は、比較的処理の難しい廃水を処理する場合を例として
説明したが、本実施例はこれに限定されるものではな
く、種々の変更が可能である。例えば、油等の乳濁量が
少ない、もしくは含まれていない場合や、別途凝集沈澱
処理装置を有していて油分の除去を必要としない場合に
は、加熱分離塔３を省き、直接過酸化水素分解塔５，５
０に無機凝集剤を添加した廃水を投入するようにした方
が、装置コストを低減することができる。

【００３７】また、本実施例においては、加熱分離塔、
過酸化水素分解塔、分離塔及び沈澱塔等を形成する材料
としてステンレスを用いたが、処理する廃水の種類等に
応じて様々な材料を用いることができる。

【００３８】さらに、装置全体の構成ついても、前記各
実施例では、塔方式で形成したが、本発明を具体化した
第三の実施例として図３に示すような槽方式で形成して
も良く、処理する廃水の量に適した構成とすることがで
きる。尚、図３中、１は貯液タンク、２，７は定量ポン
プ、３は加熱分離槽、４，８はヒーター、５は過酸化水
素分解槽、６は過酸化水素タンク、９は鉄又は鉄系材料
が充填された充填層、１０は分離槽、１１は沈澱槽、１
２は攪拌機、１３ａ，１３ｂはバルブ、１４は充填槽、
１５は充填層、１６は活性炭槽である。これら各要素
は、前記第一の実施例の各要素と同一乃至ほぼ同様の機
能を有している。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように本発明の請求項１及
び請求項３の廃水処理方法によれば、円滑かつ迅速に廃
水中に含まれる水溶性有機物等の汚濁物質を分離するこ
とができ、処理にかかる費用を大幅に削減することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】加熱処理による廃水処理装置の構成及び処理手
順を示す概念図である。

【図２】電圧印加による廃水処理装置の構成及び処理手
順を示す概念図である。

【図３】図１の装置を槽方式で形成した場合の構成図で
ある。

【符号の説明】

５過酸化水素分解塔９鉄又は鉄系材料からなる充填層１８鉄又は鉄系材料からなる電極

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｃ０２Ｆ 9/00 ５０３Ｃ５０４Ｂ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】水溶性有機物等の汚濁物質を含んだ廃水
から、前記汚濁物質を分離する廃水処理方法において、前記廃水に過酸化水素を添加して加熱した状態で、その
廃水を鉄又は鉄系材料と接触させることにより前記汚濁
物質を酸化分解し、さらに、その酸化分解された汚濁物
質をアルカリ剤と反応させることにより、その汚濁物質
を廃水から沈澱分離することを特徴とする廃水処理方
法。
【請求項２】前記鉄又は鉄系材料が適度の隙間を有し
て充填塔に充填され、その充填塔内に前記廃水を通過さ
せることにより、その廃水に含まれる前記汚濁物質が酸
化分解されることを特徴とする請求項１に記載の廃水処
理方法。
【請求項３】水溶性有機物等の汚濁物質を含んだ廃水
から、前記汚濁物質を分離する廃水処理方法において、過酸化水素を添加した廃水を、鉄又は鉄系材料から成る
電極を用いて電圧印加処理することにより、前記汚濁物
質を酸化分解し、さらに、その酸化分解された汚濁物質
をアルカリ剤と反応させることにより、その汚濁物質を
廃水から沈澱分離することを特徴とする廃水処理方法。