JPS59127691A - し尿二次処理水の高次処理方法 - Google Patents

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】 この発明は、複極活性炭充填電解法の複合システムによ
ってＣＯＤ　（化学的酸素要求量）を目標水質レベルに
低減するし尿二次処理水の高次処理方法に関する。

し尿処理施設よりの放流水排出基準は、わが国の廃棄物
の処理および清掃に関する法律施行規則によってＢＯＤ
−８８及び大腸菌数の３項目が規定さ３１、ている。一
方、水質汚濁防止法はし尿処理施設を特定施設に指定し
、放流先の利水状況によっては上のせ基準も適用さイｔ
て生活環境に係る環境基準によって放流先が湖沼や海域
の場合にはＢＯＤに代ってＣＯＤ規制となり、水域の総
量規制はＣＯＤ値で規制されている。

上記抽出基準は標準希釈（２０倍）を伴った状態で確保
されるのか原則であるが、希釈水の確保の困難さや大量
の放流水の抽出に伴う障害等のためできるだけ低い希釈
率で排出基準を満足することが必要になって来ている。

し尿処理施設を建設する際に省資源、立地条件により装
置の小型化、低希釈等の要望が強く、一方放流先関係住
民の公害意識等から切実に低希釈率によるし尿の高次処
理方法の出現か望まイｔでいる実情？こある。

本発明者らは、上記実情に対処すべく低希釈率によるし
尿二次処理水のＣＯＤ低減方法に就いて研究を行なった
結果、公知のオゾン酸化方法、活性炭吸着方法もしくは
オゾン酸化方法と活性炭吸着方法との併用の何ずれより
も経済的かっこ才ｔら方法では到達し得ないＣＯＤ低減
方法を完成するに到った。

この発明の基本的構成は、し尿二次処理水をオゾン酸化
した後、陰陽両極間に粒状活性炭を充填した複極活性炭
充填電解装置に通水、通電して有機物を吸蔵・吸着し電
解酸化させることにある。かかる方法によってし尿二次
処理水中（７）　Ｃ０Ｉ）起因物質を目標水質レベルに
的確に低減除去することかできる効果をもたらすｄこの
発明の方法によってもたらす効果を発現させる理由は、
前段において亜硝酸イオン（ＮＯｉ）が存在するとき、
オゾンの注入接触により硝酸イオ７　（ＮＯＥ）化と脱
色および殺菌を行ない、前段で除去し得なかったＣＯＤ
の残分を後段の複極活性炭充填電解装置（以下、ＡＣＥ
と呼ぶ）で処理する。即ち、オゾン処理水は直流通電さ
れた活性炭を充填した電解装置に導か３″１．水電解に
よって発生した水素と酸素の気泡で浮上する浮上帯域を
通じてスカムを浮上分離し、分離水は支持電極間に粒状
活性炭を充填した電解帯域に通し、溶存イオン、は複極
化した活性炭の細孔内に吸蔵さ３ｔ、有機性コロイド物
質は活性炭の細孔表面に吸着されて濃縮さ眉、る。−力
水電解により発生した酸素は細孔内にとりこまれた有機
物質を酸化分解し、才だ活性炭表面へ吸着濃縮すること
により分解速度を速めるものと考えらａする。

ＡＣＥて複極化が起こるには、活性炭粒子同志が直接接
触して電子伝導が行なわ、７％ると電極反応が起こらな
いので、これを避けるために接触抵抗の大きい細孔をも
つ吸着能のある活性炭を採用する必要があり、かつこの
ものか複極性となるためには充填粒状活性炭に較べて処
理水内に十分な電位勾配が生じなけれはならす、印加電
圧は十分大であることが必要である。即ち、活性炭側の
電気抵抗〈処理水側の電気抵抗換言すれは、 活性炭側の見掛けの電導度ｌ＜１〉処理水側の電導度に
、２ であることか必要である。

かかる観点に立脚して本発明者らは複極活性炭充填電解
装置 炭に関する性状・性能を鋭意考究し、上記ｆ（１／Ｊ（
２をパラメークさしてＣｏ１）低減に要する電力原単位
、通電時間に対する活性炭の消耗量等に就いて試験を行
なった結果、Ａ、ＣＢに充填する導電性粒子として、（
１）粒径５〜７　ｍｍの多孔性粒状活性炭であり、かつ
通常のし尿二次処理水の電導度に２に対しては、（＋１
）粒状活性炭の見掛けの電導度に１＝　１．５〜３５ｍ
ｆｉ／（Ｉである多孔性粒状活性炭を用いることが有効
であるこ吉を見出しな多孔性粒状活性炭の形態は、球状
のほか円柱状のものであってもよい。また未吸着の多孔
性粒状活性炭のほか吸着済みのものでも使用することが
出来る。吸着済みの粒状活性炭は電解帯域で複極して表
面電解か起り、し尿二次処理水中の有機物の酸化分解を
促進するので活性炭側から観イｔは自己再生をしている
ことであり、従って充填した粒状活性炭は活性炭吸着法
における再生のための交換・入替の必要かなく、補充の
みで足りる特筆すべき特長を有する。

ＡＣＥに関しては、−特開昭５２−９／１６５１号公報
また特公昭４９−３８１３８号公報及び特開昭５５−１
１６４８８号公報等に報告さ２ｔており、し尿二次処理
水の高次処理について経済的で実用に供し得るには、上
記（１１及び（ｎ１項で述べらＩ’Ｌる条件を満す活性
炭が不可欠であり、効果的に複極化する乙とによって実
効を１υ］することが出来る。

第１図は、この発明の方法を実施する装置の概略図であ
って、同図を参照しながら具体的に説明する。１は原液
タンクを示し、このタンクに給水管２を通してし尿処理
水が供給される。

３はオノ゛ン接触槽てあって、原液タンク１に設けた１
ノ１出管１ａからし尿処理水が流入さイする。オノ゛ナ
イ→ノー−４で発生したオゾンは導管４ａを通り、槽３
内のし尿処理水中に吹込まＪｌで気−液接触させる。オ
ゾン酸化したし尿処理水はオーバーフロー管３ａよりそ
の受入貯槽５に流入さ２する。６は複極活性炭充填電解
装置（Ａ、ＣＥ　）であって、電解帯域６ａとスカム浮
上帯域６１）力）らなり、電解帯域は、陰極７と陽極８
間に粒状活性炭９が定められた充填密度と充填高さに充
填さＶ％、両極に直流電路１０が接続さ２％る。この人
ＣＥｏ″）頂部と処理水受入貯檀５にわたってポンプＰ
を備えた揚水管１１が設けら、ｎると共にＡ、ＣＥの頂
部？こ、粒状活性炭９の再生用薬液タンク１２に設けた
給液管１２ａが連結さ２する。ＡＣＥの下側部位に途中
を且状に折曲さ２ｔた排水管１３か連結さ２する。この
管の折曲部の頂部はＡ、ＣＢのスカム浮上帯域６ｂのオ
ーバーフロー管１４の取付位置線」二に位置するように
採られる。この排水管１３にＡＣＥの運転休止時にＡ、
ＣＥ内の溜水を抜出す管１３ａが設けられる。

同図に見ら′Ｉ″１．るように、前段工程にオゾン酸化
法か後段工程にＡＣＥが設けら２１．ており、し尿二次
処理水にＮＯ玉イオンか存在するときは、ＣＯＤのＰ　
を分の０３を注入してＮＯｉイオンへの酸化と着色成分
の脱色を完了し、同時に有機物の低分子化を促し一部有
機酸まで酸化することによって有機物は親水性を帯びる
に至り、一部イオンｔこまで解離してぐるもの吉思ゎ２
′Ｌる。また複極活性炭充填電解法はパ活性炭吸着法”
′よりも高能率であり、イオン化さ石７た親水性有機物
は酸化分解するｌこ当り積俊的ｔこ活性炭の細孔内に吸
蔵さ、ｎる。吸蔵・濃縮さイｔた粒状活性炭表面上の有
機物は電解酸化反応（ことっては効果的でありξオゾン
酸化では期待し得ない。水電解によって発生した酸素に
よる酸化反応、処理水中ζこ含有さイする塩素イオンか
電解さ７１で生ずる有効塩素ζこよる酸化反応及び電子
の授受？こよる酸化反応等か電解反応の際ｄこ生じ、複
極活性炭充填電解法による酸化力はオゾンによる酸化力
よりも強力となり、゛オゾン酸化法“では除去し得なか
った有機物を酸化分解し得るものと思料さイする。

スカムは処理水の電解の際に発生する■■２と０２の気
泡に吸着さ旧７て浮」ニし、オーバーフロー管１４から
抽出さ３″ｌ、る。

電解帯域６ａ内に充填された粒状活性炭は、」二連のよ
うに溶存イオンや有機物を１吸蔵・吸着しているので、
これを脱離させて活性能を再生する必要かある。そのた
めに再生薬液として塩化ナトリウム、塩化カルシウム、
硫酸すｌ゛リウムようなアルカリ金属、アルカリ土類金
属の電解質溶液を薬液タンク１２に設けた給ｉ＜＝管１
２ａを通して供給することによって、再生薬液は粒状活
性炭の細孔内に流入して吸蔵・吸着物質を拡散溶出させ
て粒状活性炭を再生することができる。再生薬液の濃度
、散液密度（ｌ／ｍ２）、滴流量などは、実験的に定め
らｉ％る。

この発明の目的と利益は次の試験例によって明確になる
であろう。

試験例 （１）試験条件 粒状活性炭の充填量３５０ｇ、陰極（ステンレス鋼材で
１５　Ｘ　１８ｃｍ）、陽極（フェライト材で１５　ｘ
　３３ｃｍ）　−ｉｉ流密度０．２　Ａ　／　ｄ　ｍ２
、電圧７．５Ｖ、供試処理水３１　／　Ｉ−Ｉ　（ＣＣ
）Ｉ）　ＩＶ＋、、、２２　ＩｎＬ？／　ｌ　）（２）
試験方法 第２図に示すように、本発明の方法と従来の方法とを比
較状１験した。

０３の吹込Ａｉは処理水１１に対して７Ｑｎｉｐ○３と
した。

ＣＯＤは１００Ｃにおりる過マンガン酸カリウム法によ
る。

（３）試験結果 第２図及び第３図に示した。

（４）考察 し尿二次処理水に対する粒状活性炭の吸着能については
、縦軸をＣＯＤ処理到達レヘし、横軸を除去Ｃ０Ｉ）重
量当りの消費電力量（使用電力量＋活性炭の消耗費およ
び再生費を電力費に見做し電力量に換算した値）とした
第２図に示さ３するように、単に粒状活性炭に吸着させ
た方法（符号■）よりもＡ、ＣＥによる方法（符号■）
の方か、Ｃ０Ｊ）の低減について優ｌ′Ｖ、てい５る。

オゾン法との比較に就いては、オゾン法単独（符号ｎ）
では、ＣＯＪ〕を２２ｍ９／ｌまで低減させることかで
きた。才たＡＣＥで処理した後、オゾン法を併用した方
法（符号ＩＶ　）では、オゾン法単独（ｎ）の場合と有
意差のない結果か得ら２′Ｖ、た。

オゾン法で処理した後、’　Ａ−ＣＥて処理を併用した
本発明の方法（符号Ｉ）によるさ、ＣＯＤは著しく低減
した。またオゾン法で処理した後、粒状活性炭吸着法を
併用した方法（符−弓■）では、オゾン法単独（ｎ）の
処理と有意差は無い。この試１験結果が示すように、こ
の発明の方法によ３１゜は、顕著なＣ０Ｉ）の低減か図
らｎることか確認された。

次に、いくつかの粒状活性炭の電導塵に対するＣ０Ｉ）
到達レベルとの試験を行ない、その結果を第３図に示し
た。

使用した原液はオソン処理後の処理水（ＣＯＤＭｎ　＝
　２２ｆｆ１９／　ｌ　）　　である。

使用した粒状活性炭（ＡＣ）の粒径は、１．５　ｍｍ（
比較例）と粒径５〜７　ｍｍのものである。

同図か示すように、活性炭層の見掛型導度、〔ｍ？ｆ／
σ〕か１５〜３５の範囲において、粒径５〜７ｍｍ０）
Ｊ〜Ｃは良好なＣＯＤ到達レベルを発現した。

この発明の方法に従えは、公知のオゾン酸化法、活性炭
吸着法もしくはこイｔらの併用においては、低希釈率処
理水でＣＯＤ　３０〜２０ｍ９／ｌが得ら孔るが、本発
明はこイｔら公知の方法では到達し得ないＣ０Ｉ）の低
減か図ら２１、当該分野において要望さ２１．でいるＣ
ＯＤ　１．０〜Ｌ５ｍ！７／ｌを達成することかできる
。

この発明の方法は、し尿二次処理水の含有成分の分離、
除去及び酸化分解の過程、それを実行分担する固有の単
一技術の組合せ手順は標準希釈率し尿二次処理水に対し
ても容易に実施することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法を実施する装置の概略図、第２図
は試験結果を示す図表、第３図は粒状活性炭の電導塵の
変化に対するＣＯＤ到達レヘしを示す試験結果の図表で
ある。 符号の説明 ３　オゾン接触槽、６・複極活性炭充填電解装置、１２
・再生用薬液タンク。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　し尿二次処理水をオゾン酸化した後、陰陽両極間に
   粒状活性炭を充填した複極活性炭充填電解装置に通水、
   通電して活性炭に有機物を吸蔵・吸着させて電解酸化さ
   せることにより、し尿二次処理水中のＣＯＤを低減する
   ことを特徴とするし尿二次処理水の高次処理方法２　粒
   状活性炭の粒子径が５〜７　ｍｍの多孔性粒状活性炭で
   あり、見掛けの電導度が１５〜３５１７１σ／ａである
   特許請求の範囲第１項記載のし尿二次処理水の高次処理
   方法。 ３　粒状活性炭充填層に電解質溶液を流通して粒状活性
   炭を再生する特許請求の範囲第１項記載のし尿二次処理
   水の高次処理方法。