JPS5835111B2 - 含硫黄還元性陰イオンを含む排水の電化処理法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、含硫黄還元性の陰イオンを含む排水の電化処
理法、とくに、高炉スラグ浸出水等を、活性炭を充填し
て成る処理槽中で電極を介して、微弱電流を通電しつつ
浄化処理する電化処理法に関する。

一般に、含硫黄還元性陰イオンを含む排水（以下原水と
呼ぶ）は、例えば、硫黄ならびにチオ硫酸イオン等のＣ
ＯＤ成分のため、ＣＯＤが高くそのまま排出することが
できないため、事前にＣＯＤ戒分の除去または酸化によ
って排水基準に適合させ、その後、排水されることが望
まれている。

また、この処理法の一つとしてこの電化処理法では、活
性炭が充填された処理槽中に炭素製の電極を配置し、こ
れら電極間に微弱な直流電流を通電しつつ、原水中から
電解反応によってＣＯＤ成分を除去するのみならず、活
性炭表面の持つ酸化能と含硫黄還元性陰イオンの持つ酸
性分解性によって、ＣＯＤ成分等を除去している。

このため、電解処理法では、直流電流の通電による電解
反応と活性炭表面の酸化能及びＣＯＤの主成分であるチ
オ硫酸イオンの不均化反応とによって原水が浄化される
ため、浄化能はきわめて大きく、他の浄化法に較べて優
れているといわれている。

しかし、電化処理法では処理時に原水中に含まれる浮遊
物や析出スケール等が、活性炭の表面や電極の表面に付
着、若しくは活性炭間に捕捉され、電極の有効表面積、
活性炭の有効表面積が減少し、徐々に処理能力が低下し
、このため、所要時間処理すると、定期的に処理槽中に
空気または水等の洗浄媒体を送り込み、洗浄することが
行なわれている。

しかしながら、このように処理槽に空気等を吹込んで洗
浄しても活性炭間のスケール等は除去できるが、活性炭
表面に付着したスケール等や、とくに固く付着したスケ
ール等は除去することができず、通常は、スケール等の
付着が相当進行すると、新しい活性炭と交換することが
行なわれているが、活性炭が高価であるため、交換には
経費がかさみ、交換作業に手数を要し、処理コストがか
かり、その改善が望まれている。

このため、活性炭を新しく交換することなく、活性炭表
面に付着したスケール等を洗浄除去できる洗浄法も提案
され、その一つとして、処理槽中に下部から塩酸を含む
溶液を送り込んで活性炭表面を洗浄することが提案され
ている。

しかし、このように活性炭の表面を希塩酸を含む溶液で
洗浄する場合には、電化処理反応中に生成するスケール
は希塩酸により除去できても、長期にわたる運転中には
還元性陰イオンの酸性分解によって硫黄等が生威し、こ
の硫黄等が活性炭に付着して電化処理法に悪影響を及ぼ
す。

このため、活性炭の表面を希塩酸を含む溶液で洗浄して
も、活性炭の表面の硫黄等の付着量が限度に達したとき
は、活性炭を新しいものに交換せざるを得ない。

しかし、この交換は、活性炭の取出し、詰込み等に手間
がかかるうえ、活性炭再生費用も高価であって、活性炭
表面の硫黄等が除去できることが望まれている。

本発明は、上記欠点の解決を目的とし、とくに、電化処
理法において、活性炭の表面にスケール等のほかに硫黄
等が蓄積した場合でも、活性炭を取り出すことな（処理
槽内の活性炭が洗浄でき、除去能力を回復させて電化処
理する方法を提案する。

すなわち、本発明は活性炭が充填された処理槽中で、電
極を介して微弱電流を通電しつつ、含硫黄還元性陰イオ
ンを含む排水を浄化する電化処理法において、この処理
槽中の活性炭表面に硫黄が所定量まで蓄積したときには
、排水の浄化を停止して処理槽中から排水を除去し、そ
の後、処理槽中に、苛性ソーダを含む水溶液を送り込ん
で硫黄を洗浄し、その洗浄後、再び排水の浄化を開始す
ることを特徴とする。

また、本発明法は活性炭が充填された処理槽中で、電極
を介して微弱電流を通電しつつ、含硫黄還元性陰イオン
を含む排水を浄化する電化処理法において、この処理槽
中の活性炭表面に硫黄が所定量まで蓄積したときには、
排水の浄化を停止して処理槽中から排水を除去し、その
後、処理槽中に、苛性ソーダを含む水溶液を送り込んで
硫黄を洗浄し、その洗浄後、再び排水の浄化を開始し、
更に、この排水浄化の間、処理槽中の活性炭ならびに電
極の表面にスケール等が所定量まで蓄積したときは、処
理槽中に塩酸を含む水溶液を送り込んでスケール等を洗
浄し、排水の浄化を行なうことを特徴とする。

以下、本発明法について詳しく説明する。

なお、第１図は本発明法を実施する装置の一例の配置図
であって、図面中で、符号１は原水導入口、２は処理槽
、３は炭素電極、４は活性炭、５はツースバー、６は水
供給バルク、７は空気供給バルブ、８は苛性ソーダ供給
バルク、９は苛性ソーダ循環ポンプ、１０は苛性ソーダ
希釈タンク、１１は苛性ソーダ出口バルブ、１２は苛性
ソーダ移送ポンプ、１３は苛性ソーダ循環バルブ、１４
は苛性ソーダ受槽、１５はブロア管、１６は処理水出口
、１７はドレンバルブヲ示ス。

まず、第１図において、原水導入口１から処理槽２の中
に原水を導入し、処理槽２の中の炭素電極３間で微弱な
電流を流し、炭素電極３０間の活性炭４中を原水が通過
する間に、微弱の電流と活性炭表面の酸化能とによって
原水は処理され、処理後は処理水出口１６からとり出さ
れる。

すなわち、処理槽２中において、原水中に含まれる溶存
硫黄およびチオ硫酸イオンは、微弱な電流作用によって
電極３と活性炭４とが一体となった陽極域において、次
の反応により硫黄を生成する。

Ｓ２−→Ｓ０＋２ｅ−・・・・・・・・・・・・・・−
（１）８２０３′＝十Ｈ十→Ｓ０＋Ｈ８Ｏ，−・・・（
２）生じた硫黄は活性炭内に留まり、そして長期に亘る
操業中にこの硫黄が蓄積して、活性炭表面を覆い、原水
の浄化作用は徐々に低下してい（。

このように活性炭表面に硫黄が付着し、その付着量が所
定値以上になったときは、原水の流入を停止し、ドレン
バルブ１７を用いて処理槽２内の原水を排水する。

この場合、活性炭４０間に捕捉物が存在するときは、空
気供給バルブ７を開いて、洗浄用空気を導入して洗浄し
、更に、水供給バルプ６を開いて洗浄水を上向きに導入
する。

次に、以上の通りに活性炭４０間の捕捉物を除去してか
ら、所定濃度に希釈された苛性ソーダ溶液を処理槽２の
中に導入し、この苛性ソーダ溶液を循環させて、活性炭
４０表面に付着蓄積した硫黄を除去する。

この場合、苛性ンーダ溶液は何れの態様によっても導入
することができるが、第１図で示す通りに導入するのが
好ましい。

すなわち、濃度４５％程度の苛性ソーダ溶液を希釈槽１
０に受入れ、希釈槽１０で４〜２０％に希釈調整し、こ
の苛性ソーダ溶液を苛性ソーダ供給バルブ８を用いて苛
性ソーダ循環ポンプ９により、ブロア管１５を介して電
化処理槽２に送り込んで活性炭と十分に接触させる。

この接触によって活性炭表面に付着蓄積していた硫黄が
溶解して洗浄溶液に移る。

このようにして苛性ソーダ溶液を次々と電化処理槽２内
に送り込めば、洗浄廃液は電化処理槽上部よりオーバフ
ローして、トラフを通じて苛性ソーダ受槽１４に送り込
まれる。

洗浄廃液が苛性ソーダ受槽１４に流れ出た段階で苛性ソ
ーダ移送ポンプ１２を動かして希釈槽１０に戻せば苛性
ソーダを循環使用することができる。

この場合、苛性ソーダ溶液の濃度は硫黄分の付着度合に
応じ４〜２０％範囲内で適宜決定される。

４％以下では洗浄能力が十分でなく、２０％を越えるこ
とはコスト的に不利であるばかりでなく、洗浄後の電化
処理が有利に行なえなくなるので、４〜２０％の範囲で
採用すべきである。

本発明者等の実験によれば、８％前後で十分な洗浄効果
が得られた。

また、以上の通りに活性炭４０表面の硫黄を洗浄除去し
たのちは、再び原水を原水導入口１から導入し、上記の
通りに電極３間に微弱の電流を流動させつつ原水を処理
するが、この際、活性炭４０表面にスケール等が付着蓄
積したときには、希塩酸溶液で洗浄すれば十分である。

また、このようにスケールを除去しながら原水を電化処
理する場合に、所定期間を経過すると活性炭４０表面の
硫黄蓄積量が多くなるが、この際は上記の通りに洗浄す
るのは当然である。

すなわち、処理槽２において、陽極域では上記の通り（
１）ならびに（２）の式によって硫黄を析出分離するが
、陰極を威す電極３０表面は難水溶性の水酸化マグネシ
ウムや水酸化カルシウムが生成し、これらがスケールと
なって析出し、更に、スケールは電極面や活性炭の表面
に付着し、洗浄能力が低下する。

また、スケールは、空気供給バルブ７等から導入される
洗浄用空気では除去できない。

このため、塩酸を含む溶液を洗浄として処理槽２の中に
導入し、活性炭、電極等の表面に付着したスケール等を
除去する。

この塩酸を含む溶液は、通常、苛性ソーダを含む溶液と
同様に水で塩酸を希釈して導入すれば十分である。

また、塩酸を含む溶液の濃度は、スケールの付着度合と
関連させて決めれば十分であるが、通常の場合は塩酸濃
度は０．１％以上であれば、スケール等の除去効果が大
きく短時間で溶解でき、５％以上になると、処理装置等
を侵食する危険があり、一般には１〜３％前後で十分で
ある。

次に実施例について説明する。

実施例 １ まず、第１図に示す装置において、高炉スラグからの浸
出水を電化処理し、処理能力の低下が認められたので処
理を停止し、第１槽Ａ、第２槽Ｂならびに第３槽Ｃの各
活性炭を水洗した。

この水洗後の付着硫黄量（ｒｎ９／Ｓ’）を求めたとこ
ろ次表の通りであって、第１槽Ａにおける付着硫黄量が
最も多いため、続いて、各種溶液を用いて第１槽Ａの活
性炭についてのみ洗浄したところ、次表の通りであった
。

この結果、２０％苛性ソーダ溶液の場合は付着硫黄をほ
とんど除去できることがわかったので、第２槽Ｂならび
に第３槽Ｃの活性炭も２０％苛性ソーダ溶液で洗浄した
ところ、上記表の通り、付着硫黄はほとんど除去できた
。

実施例 ２ 第１図に示す装置によって、実施例１と同様な浸出水を
処理したところ、浸出水のＣＯＤ濃度と通水量との関係
は第２図の点線の通りであった。

このため、通水量が１０００ｍ’附近で１０％苛性ソー
ダ溶液で洗浄し、その後、更に浸出水を処理したところ
、第２図の実線の通りであった。

電化処理装置における活性炭の処理能力は、浸出水の処
理量の増加とともに徐々に劣化するが、洗浄によって再
生し、洗浄後のそれは通水量８００ｍ３あたりまでは殆
んど劣化せず、通水量が８００ｍ３を越えるころから劣
化が始まることが解った。

また、このときに、２％塩酸溶液で洗浄したところ、処
理能力は第２図の実線に近づけることができ、この塩酸
溶液の洗浄操作を繰り返すうちに、処理能力は第２図の
点線に近づき、この状態になったときに、苛性ソーダ溶
液で洗浄を行なったところ、第２図の点線のところに戻
すことができた。

以上詳しく説明した通り、本発明法は、含硫黄環元性陰
イオンを含む排水を活性炭で電化処理する際に、苛性ソ
ーダ溶液で活性炭の表面に付着する硫黄を除去して再生
するものであって、活性炭表面に付着蓄積した硫黄はほ
とんど溶解除去され、活性炭の処理能力はほぼ完全に回
復できる。

また、このことから、高価な活性炭を新１． ＜取替え
る必要がなく、その取替作業もな（、きわめて経済的に
含硫黄還元性陰イオンを含む排水を処理できる。

また、このように苛性ソーダを含む溶液で、硫黄等を除
去し、活性炭の能力を回復したのちは、塩酸を含む溶液
による活性炭の表面の洗浄をくり返すと、常に、活性炭
、電極等は良好な状態で原水が処理でき、高価な活性炭
を新しく取替える必要がな（、その取替作業もなく、き
わめて経済的に原水を処理できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明法を実施する装置の一例の配置図、第２
図は苛性ソーダ洗浄前後の排水処理能力推移グラフであ
る。 符号、１・・・・・・原水導入口、２・・・・・・処理
槽、３・・・・・・炭素電極、４・・・・・・活性炭、
５・・・・・・ブースバー、６・・・・・・水供給バル
ブ、７・・・・・・空気供給バルブ、８・・・・・・苛
性ソーダ供給バルブ、９・・・・・・苛性ソーダ循環ポ
ンプ、１０・・・・・・苛性ソーダ希釈タンク、１１・
・・・・・苛性ソーダ出口バルブ、１２・・・・・・苛
性ソーダ移送ポンプ、１３・・・・・・苛性ソーダ循環
バルブ、１４・・・・・・苛性ソーダ受槽、１５・・・
・・・ブロア管、１６・・・・・・処理水出口、１７・
・・・・・ドレンバルブ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 活性炭が充填された処理槽中で、電極を介して微弱
   電流を通電しつつ、含硫黄還元性陰イオンを含む排水を
   浄化する電化処理法において、この処理槽中の活性炭表
   面に硫黄が所定量まで蓄積したときには、排水の浄化を
   停止して処理槽中から排水を除去し、その後処理槽中に
   苛性ソーダを含む水溶液を送り込んで硫黄を洗浄し、そ
   の洗浄後再び排水の浄化を開始する含硫黄還元性陰イオ
   ンを含む排水の電化処理法。 ２ 活性炭が充填された処理槽中で、電極を介して微弱
   電流を通電しつつ、含硫黄還元性陰イオンを含む排水を
   浄化する電化処理法において、この処理槽中の活性炭表
   面に硫黄が所定量まで蓄積したときには、排水の浄化を
   停止して処理槽中から排水を除去し、その後、処理槽中
   に苛性ソーダを含む水溶液を送り込んで硫黄を洗浄し、
   その洗浄後再び排水の浄化を開始し、更に、この排水浄
   化の間、処理槽中の活性炭ならびに電極の表面にスケー
   ル等が所定量まで蓄積したときは、処理槽中に塩酸を含
   む水溶液を送り込んでスケール等を洗浄し、排水の浄化
   を行なうことを特徴とする含硫黄還元性陰イオンを含む
   排水の電化処理法。