JPS6117556B2

JPS6117556B2 -

Info

Publication number: JPS6117556B2
Application number: JP1151478A
Authority: JP
Inventors: Tooru Seki
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1978-02-06
Filing date: 1978-02-06
Publication date: 1986-05-08
Also published as: JPS54105849A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、高COD（化学的酸素要求量）廃液
等の処理法に関し、より詳細には、特にCODが
高濃度で且つその除去の困難な廃液乃至は汚泥に
対して、粒度の異なる組合せ炭素剤及び酸性化剤
による混合処理、通電処理及び凝集沈降処理を組
合せ適用することにより、廃液をCOD成分の除
去された上澄液とCOD成分の凝集フロツクとに
分離する方法に関する。

薬品製造工場廃水、アスフアルト精製工場廃
水、メツキ廃水、染料製造工場廃水、染色加工廃
水、製紙パルプ工場黒液、化学工場廃水、実験室
廃水、スルフオン酸廃水、繊維合成廃水、食品加
工廃水、糖化工場廃水、製糖廃水、澱粉廃水、塵
芥水洗廃水、塵芥焼却炉灰冷却廃水、石油化学工
場廃水、写真現像廃水等は特にCOD値が高く、
通常の活性汚泥法・加圧浮上法・電解法等の処理
のみによつては満足すべきレベル迄これを除去す
ることは困難乃至は殆ど不可能である。

有機性不純物を主体とするBOD成分は、一般
のそれらの方法によつても比較的容易に除去でき
るものであるが、酸化還元、酸性化・アルカリ化
或いは中和及び加熱等の複雑な化学処理を繰返し
た結果生じた廃液中のCOD成分は、それらの一
般的水処理技術工程によつて容易に除去し得る性
質のものではない。

勿論、これらのCOD成分を満足すべきレベル
迄除去するのに成功している例も実験室的には認
められるが、これらは大量の廃液を取扱う実施規
模においては、経済的にも技術的にも極めて困難
であり、商業的に成功するに未だ至つていない。

本発明者は先に、粒度調整微粉炭を、各種汚泥
乃至は廃液の処理に用いることにより、これらの
汚泥乃至は廃液中の固形分を微粉炭と共に凝集沈
降させ得ると共に、生成する凝集沈降物は過脱
水が容易であることを提案したが、廃水中の
COD成分を実質上完全に除去するという目的に
は未だ十分満足の行くものではなかつた。

本発明者は、高COD廃液中のCOD成分を完全
に除去することを目的として鋭意研究を重ねた結
果、CODが高濃度で且つその除去が困難な廃液
に対して、粒度調整微粉炭、微粒カーボン及び酸
性化剤を混合する操作と、この懸濁液を通電処理
する操作と、この通電処理液を、必要により中和
及び高分子凝集剤の添加を経て、COD成分を凝
集沈降させる操作とを組合せ適用するときには、
前記廃液中のCOD成分の実質上全てを凝集沈降
させ得ることを見出した。

即ち、本発明の目的は高COD廃液等をCOD成
分を実質上含有しない清浄水とCOD成分の凝集
フロツクとに有効に分離し得る処理方法を提供す
るにある。

本発明の他の目的は、前記廃液中のCOD成分
のみならず、BOD成分及びその他の固形分等も
媒体水から凝集物として急速に分離することが可
能であり、しかもこの凝集物を極めて容易に過
脱水し得る新規処理方法を提供するにある。

本発明の更に他の目的は、廃液中のCOD成分
等の低含水率のケーキとして回収し且つ該ケーキ
中の自燃力を利用して焼却することが可能な排液
処理法を提供するにある。

本発明によれば、高COD廃液に、(a)粒径９乃
至500メツシユのものが85重量％以上含有される
粒度調整微粉炭、(b)微粒状カーボン及び(c)酸性化
剤を添加混合し、得られる混合液を電解質の存在
下に通電処理し、次いでこの通電処理液を中和
し、高分子凝集剤を添加した後、COD成分が実
質的に除去された上澄液とCOD成分の凝集フロ
ツクとに分離することを特徴とする高COD廃液
等の処理法が提供される。

本発明は、CODが高濃度で且つその除去が困
難な廃液、即ち前に例示した種々の産業廃水に広
く適用できる。これらの産業廃水は、種類によつ
ても相違するが、一般に200ppm以上、特に
1000ppm以上にも達するCOD成分を含有してお
り、更に場合によりBOD成分やその他の固形分
を含有しているが、本発明の処理方法によれば、
前記COD成分は勿論のこと、これと共にBOD成
分やその他の固形分をも凝集沈降させることもで
きる。

本発明の方法で用いる成分(a)の粒度調整微粉炭
（MFC）は、炭坑選炭工程で副生された低品位の
沈澱微粉炭、炭化の若い褐炭や亜炭及び泥炭等の
石炭類の粉炭を包含し、これらは通常篩によつて
分級して、粒径９乃至500メツシユのものが85重
量％以上、特に粒径16乃至325メツシユのものが
85重量％以上となるように調整されたものであ
る。高品位の瀝青炭を粒度調整したものでも使用
できるが、工業的には上記の比較的低品位種の微
粉炭が有利である。また格外炭とされている低品
位炭、例えば3500Kcal/Kg〜5000Kcal/Kgの発熱
量しかない高灰分のものも前記範囲に粒度調整し
て有利に使用できる。要は粒径が９〜500メツシ
ユ、好ましくは16メツシユ〜325メツシユ（１m/
ｍ〜0.04m/m）の粒径を有するものを85重量％
以上含有するもので、特に好適には真比重が1.2
〜1.6、含有灰分が10〜40％の範囲にあるもので
あれば、炭の品質を問わず使用できる。

また、本発明の成分(b)の微粒状カーボンは粒径
100ｍμ程度或いはそれ以下の微粒のもので、例
えばナフサカーボンまたはオイルカーボンが適当
であるが、更にはスラツヂの乾溜賦活によつて得
られた副生物としてのカーボン類等むしろ公害物
あるいは利用価値が低く、低廉容易に入手できる
ものでも極めて有利に使供される。

本発明においては、電解処理によつて、COD
成分を粒度調整微粉炭及び微粒状カーボンと共に
凝集沈澱可能な形に転化するためには、前記(c)の
酸性化剤を加えることが重要である。

かかる酸性化剤としては、加水分解により酸根
を放出し且つそれ自体水酸化アルミニウム或いは
水酸化アルミニウムと水酸化鉄とを形成し得る無
機質凝集剤が好適に使用される。例えば、硫酸ア
ルミニウム、硫酸アルミニウム−硫酸鉄複合体、
アルミ明バン、或いは赤泥硫酸処理物等が包含さ
れるが、本発明の方法においては、アルミ製錬か
ら廃出される赤泥を硫酸処理した凝集剤EDEX−
Ｓ（光整工(株)製商品名特許814837）が工業的
に特に有利に使用できる。

酸性化剤の他の適当な例は、硫酸、塩酸、硝酸
等の鉱酸類であり、これらの鉱酸類は無機質凝集
剤との組合せでも使用し得る。例えば、シリカゾ
ル等の無機質凝集剤は、酸の共存下において安定
であり、かくしてシリカゾル等を酸性化剤として
使用することも勿論可能である。その他の無機質
凝集剤の例としてはスズ酸ゾル、イオウのヒドロ
ゾル、硫酸鉄、塩素化緑バン等を挙げることがで
きる。

本発明において、粒度調整微粉炭(a)は、原廃液
に対して一般に0.1乃至５重量％の量で加えるの
がよく、この内でも、原廃液中のCOD及びBOD
含有量に対して0.2乃至５倍量、特に0.5乃至２倍
量となる量で用いることが、原廃液中のCOD成
分やBOD成分を、急速に凝集沈降可能な形に転
化し且つ凝集沈降物の過脱水を有効に行うため
に好都合である。

微粒状カーボンは、原廃液に対して一般に乾量
で0.05乃至0.5重量の量で加えるのがよく、この
内でも、粒度調整微粉炭に対して0.05乃至１重量
倍、特に0.1乃至0.5重量倍の量で用いるのがよ
い。

本発明においては、粒度調整微粉炭と微粒状カ
ーボンとを組合せ使用することが、廃液中の
COD成分を、電解処理及び凝集沈降処理を介し
て、分離する上で極めて重要である。即ち、微粒
状カーボンは、前記微粉炭に比して1/1000以下の
粒径を有しているため、廃液との接触表面積が著
しく大であり、電解処理において、廃液との相互
作用が大であると信じられる。これに対して、微
粉炭は電解処理に続く凝集沈降処理において、そ
れ自体核となつてCOD成分−カーボンを周囲に
吸着して急速に凝集沈降せしめる作用を有してお
り、こられ両炭素剤の併用により、COD成分の
有効な沈降分離が可能となる。カーボン(b)の量比
が上記範囲よりも多い場合には、凝集沈降物の脱
水に際しても、脱水率が低下し、また布の目詰
まりや布目を通しての固形分の逸脱分が増加す
る等の不都合を生じる傾向がある。

酸性化剤(c)は、処理すべき廃液のPHを酸性側、
特にPH２乃至４にもたらすに十分な量で使用され
る。一般に、廃液はその終末において中性に近い
状態に調整されている場合が多い。しかして、廃
液中のCOD成分を、電解処理により凝集沈降可
能な形に転化するためには、そのPHを前記範囲に
維持することが本発明により見出された。

本発明によれば、かくして形成された廃液と組
合せ炭素材及び酸性化剤との混合液を、次いで通
電（電解）処理に賦する。この通電処理は、撹拌
装置を備えた電解槽内で両極間に直流電流を通ず
ることによつて容易に行われる。陰極板及び陽極
板としては、例えばグラフアイト板、鉄板（陰
極）、チタンクラツド鋼板（陽極）等のそれ自体
公知の極板の任意のものを用いることができる。

通電処理の条件は、処理すべき廃液の種類、酸
性化剤の添加量及び電解質の混在量等によつても
相違し、一概に規定できないが、一般的に言つ
て、電流密度が0.01乃至１A/cm²、特に0.05乃至
0.5A/cm²となるような条件で処理を行なうのがよ
い。通電処理の時間は、一般に10分乃至２時間、
特に30分乃至１時間で十分であり、その通電処理
の終点は、陰極近傍における処理液のPHが中性と
なることにより容易に確認することができる。

本発明において、処理すべき廃液の通電処理
は、電解質の存在下に行うことができる。このよ
うな電解質としては、食塩（NaCl）が好適であ
るが芒硝（NaSO₄）、硝酸ソーダ（NaNO₃）、塩
化カルシウム等の他の電解質を用いることもでき
る。このような電解質は、通電処理の開始に先立
つて添加することもできるが、一般には、通電処
理の中間段階で加えることが、処理液中のCOD
成分を有効に除去し且つ処理液の脱色効果を高め
るために好ましい。電解質の添加量は、処理すべ
き廃液の種類によつても相違するが、一般に100
乃至2000ppmの範囲内で変化させ得る。

通電処理に際して、粒度調整微粉炭及び微粒状
カーボンを被処理廃液に懸濁分散させるために、
撹拌を行うのが望ましい。この場合、急速な撹拌
は避けることが重要であり、間歇的に或いは低速
で撹拌することが通電処理を有効に行うために望
ましい。

本発明において、上述した通電処理により、廃
液中のCOD成分が凝集沈降可能な形に転化する
ことの正確な理由は未だ不明である。しかしなが
ら、組合せ炭素材の添加、被処理廃液の酸性化及
び通電処理の組合せがCOD成分の除去に有効で
あることからみて、添加された組合せ炭素材が陰
陽両電極間内で分散した電極兼吸着剤として作用
し、酸性化した被処理廃液中でCOD成分を効果
的に電解吸着することによるものと推定される。

次いで、通電処理を終えた、廃液を苛性ソー
ダ、炭酸ソーダ、石灰等のアルカリ(d)を添加し
て、液のPHを中性近傍に中和し、或いは更に高分
子凝集剤(e)を添加して、COD成分が実質的に除
去された上澄液とCOD成分の凝集フロツクとに
分離する。この凝集沈降処理時間は、一般に１分
乃至20分間の比較的短時間で十分であり、この段
階で廃液中のCOD成分は粒度調整微粉炭を核体
として急速に凝集フロツクが形成される。更に、
通常有機高分子凝集剤成分(e)を併用することによ
り一層凝集効果を向上せしめることができる。か
かる凝集剤としては、例えばポリアクリル酸、ポ
リメタクリル酸、CMC、アルギン酸ソーダ、等
一般に知られたアニオン系、カチオン系或いはノ
ニオン系のものが包含される。その使用量は廃液
の状態及び中和剤添加までの混合液の濃度によつ
て異なるが、通常廃液量の20ppm以下1ppm以上
の極めて少量の添加で充分な効果がもたらされ
る。通電（電解）処理を十分に行つた場合には、
前述したアルカリによる中和を省略できる場合も
あるが、一般には通電処理を短時間で行ない、処
理液全体の液性をアルカリの添加で中性に戻すの
が全処理時間を短縮する上で望ましい。

廃液と成分(a)乃至(e)の混合撹拌を充分行なつた
混合液は沈澱槽に導入されて、急速な固液分離が
行なわれ、凝集体は沈降し、廃液はCOD及び其
の他の不純物を除去されて上澄水の形態で浄化溢
流し、ついで放流安定槽を経て放流される。連続
処理の場合においても沈澱槽の容量は処理水量の
２時間分の大いさがあれば充分である。沈澱槽の
底部に沈降した凝集物は底部のパイプから連続的
に引抜かれ連続過装置に給泥される。

連続過装置としては、例えば布をエンドレ
スベルトに用い、その進行方向を上向きに傾斜さ
せて手前の下側部に給泥溜部を形成するように側
板を設け、下底は多孔盤をもつて布を支持し、
微粉炭の粗粒子群が布上に直接沈降してセルフ
プレコートを形成し、水分は自然脱水されつつ凝
集沈澱物即ち微粉炭の微粒子群及びカーボンとそ
の凝集物が逐次上方に移送されながら、上記セル
フプレコート層の上に堆積層を形成してゆく。し
かして液溜部から移行した堆積層は次に低負圧
（100〜150mmHg）の函体の上側を移行して背面か
ら吸引脱水され、更に移行して中負圧（150〜250
mmHg）の函体の上側で含水率50％以下に吸引脱
水される。脱水ケーキの含水率を40％以下にした
い場合には、引続き高負圧（300〜350mmHg）の
プレス付帯ドラム吸引部を通せば所定の低含水率
とすることができる（特許第808330号）。斯くし
て最終的に得られた含炭汚泥ケーキは3000Kcal/
Kg〜5000Kcal/Kgの自然発熱量を有するので、そ
の焼却に当つては、燃料を補足する必要がなく、
経済的且つ無公害に終末処理することができる。

添付図面は、本発明の工程図であり、１は電解
槽、２は中和槽、３は凝集フロツク形成槽、４は
沈降槽、５は連続過機であり、電解槽１には撹
拌機６、陽極７、陰極８が設けられている。また
図中、Ｐはポンプ、Ｍはモーター、PVは定量バ
ルブを夫々示している。

本発明の優れた効果を次の例で説明する。

実施例撹拌機及びグラフアイト製極板を備えた電解処
理槽内のPH11の写真現像廃液（COD 5500ppm）
に、硫酸鉄−アルミ系凝集剤（EDEX−Ｓ光整工
(株)製品）1500ppmを添加し、ついで粒度調整微
粉炭（EDEX−MFC、光整工(株)製品）
3000ppm、微粒カーボン（EDEX−Ｃ光整工(株)製
品）400ppmを添加した。混合液のPHは4.5であつ
た。低速または間歇的に撹拌しつつ、両極間に
25Vの直流電圧を印加し、電流密度0.16A/cm²で30
分間電流を通じた。食塩（NaCl）を水溶液とし
て500ppm添加すると食塩水溶液の電気分解に伴
ない混合液の電気分解が促進されて陰極近傍の混
合液が中和点に達する。陰極周辺が中性となつた
とき、一般に脱色効果をも付随した電気分解が
略々完了したことを示した。かくして通電を遮断
してのち、苛性曹達（NaOH）を500ppm添加し
混合液のPHを７前后に調整して、高分子凝集剤
（日本化薬製Ａ−335）を10ppm添加すると、
瞬時にしてMFCを核とするフロツクが形成され
分離沈降した。上澄水は無色透明となりCOD値
25ppmとなつた。

なお、比較例として、電気分解及び食塩添加を
省略した方法即ち、EDEX−Ｓ、MFC、EDEX
−Ｃ、苛性曹達、高分子凝集剤等を上記と全く同
量使用して混合反応さした凝沈においては、分離
上澄水のCOD値は78ppmであり、COD除去率は
低下していた。

【図面の簡単な説明】

添付図面は、本発明の工程図であり、１は電解
槽、２は中和槽、３は凝集フロツク形成槽、４は
沈降槽、５は連続過機、６は撹拌機、７は陽
極、８は陰極、Ｐはポンプ、Ｍはモーター、RV
は定量バルブを夫々示す。

Claims

【特許請求の範囲】

１高COD廃液に、(a)粒径９乃至500メツシユの
ものが85重量％以上含有される粒度調整微粉炭、
(b)微粒状カーボン及び(c)酸性化剤を添加混合し、
得られる混合液を電解質の存在下に通電処理し、
次いでこの通電処理液を、中和し、高分子凝集剤
を添加した後、COD成分が実質的に除去された
上澄液とCOD成分の凝集フロツクとに分離する
ことを特徴とする高COD排液等の処理法。