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技術 廃水処理装置及び廃水処理方法

出願人 岩崎電気株式会社
発明者 岩崎達行石飛裕和
出願日 2009年2月9日 (11年10ヶ月経過) 出願番号 2009-027080
公開日 2010年8月19日 (10年4ヶ月経過) 公開番号 2010-179272
状態 拒絶査定
技術分野 生物膜廃水処理 半透膜を用いた分離 活性汚泥処理 物理的水処理 酸化・還元による水処理
主要キーワード 循環用管 円板表面 汚れ係数 高温高圧水処理 紫外線照射エネルギー量 紫外線照射エネルギー 促進酸化処理法 回転円板法
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図面 (8)

課題

生物難分解性有機物を含む廃水を安価なコストで処理することができる廃水処理装置を提供する。

解決手段

COD計20は、処理前の廃水のCOD計測する。制御部60は、COD計20で計測されたCODに応じて、廃水に添加する過酸化水素の量を決定し、その決定した量の過酸化水素が廃水に添加されるように過酸化水素供給部40を制御する。また、制御部60は、COD計20で計測されたCODに応じて、促進酸化処理部50での処理後の廃水についてのBOD/CODの比を1以上1.5以下の範囲内の値に増加させるために必要な紫外線照射エネルギーの量を決定し、その決定した量の紫外線照射エネルギーが照射されるように促進酸化処理部40を制御する。促進酸化処理部40で処理された廃水は、生物処理部70に送られ、接触酸化法又は膜分離活性汚泥法分解処理される。

概要

背景

従来、工場等の施設から排出される廃水を処理する方法として、生物処理法や促進酸化処理法が広く用いられている。生物処理法は、微生物を用いて廃水中有機物分解処理する方法であり、その代表例として活性汚泥法がある。この生物処理法は、操作が容易である、ランニングコストが安いという特徴を有する。しかし、微生物が処理できない有機物が含まれている廃水等、廃水の種類によっては十分な効果を得ることができない。特に、活性汚泥法には、廃水の水質変動がある場合に維持管理が難しいという欠点もある。一方、促進酸化処理法は、例えば過酸化水素紫外線照射することによりヒドロキシラジカルを発生させ、その発生させたヒドロキシラジカルを用いて廃水に含まれる有機物を酸化処理する方法である。

ところで、生物難分解性有機物を含む廃水を処理する場合には、上述したように生物処理法で処理することが困難であるため、通常、促進酸化処理法が用いられる。尚、最近では、生物難分解性有機物を含む廃水に対して、例えば高温高圧水処理を施すことによって生分解性を高めた後に、生物処理を施すという方法も提案されている(例えば、特許文献1参照)。

概要

生物難分解性有機物を含む廃水を安価なコストで処理することができる廃水処理装置を提供する。COD計20は、処理前の廃水のCOD計測する。制御部60は、COD計20で計測されたCODに応じて、廃水に添加する過酸化水素の量を決定し、その決定した量の過酸化水素が廃水に添加されるように過酸化水素供給部40を制御する。また、制御部60は、COD計20で計測されたCODに応じて、促進酸化処理部50での処理後の廃水についてのBOD/CODの比を1以上1.5以下の範囲内の値に増加させるために必要な紫外線照射エネルギーの量を決定し、その決定した量の紫外線照射エネルギーが照射されるように促進酸化処理部40を制御する。促進酸化処理部40で処理された廃水は、生物処理部70に送られ、接触酸化法又は膜分離活性汚泥法で分解処理される。

目的

本発明は上記事情に基づいてなされたものであり、生物難分解性有機物を含む廃水を安価なコストで処理することができる廃水処理装置及び廃水処理方法を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

BODCODの比が1未満である、生物難分解性有機物を含む廃水分解処理する廃水処理装置において、処理前の前記廃水のCOD又はTOCの値を計測する計測手段と、過酸化水素を前記廃水に添加するための供給手段と、前記廃水に添加された過酸化水素に紫外線照射することによりヒドロキシラジカルを発生させ、その発生させたヒドロキシラジカルを用いて前記廃水を酸化処理する促進酸化処理部と、前記供給手段から前記廃水に添加する過酸化水素の量を、前記計測手段で計測されたCOD又はTOCの値に応じて決定し、その決定した量の過酸化水素が前記廃水に添加されるように前記供給手段を制御すると共に、前記促進酸化処理部での処理後の前記廃水についてのBOD/CODの比を1以上1.5以下の範囲内の値に増加させるために必要な紫外線照射エネルギーの量を、前記計測手段で計測されたCOD又はTOCの値に応じて決定し、その決定した量の紫外線照射エネルギーが照射されるように前記促進酸化処理部を制御する制御手段と、前記促進酸化処理部で処理された前記廃水を接触酸化法若しくは膜分離活性汚泥法で分解処理することによって、当該処理後の前記廃水についてのBODの値及びCODの値をそれぞれ所望の値にまで低下させる生物処理部と、を具備することを特徴とする廃水処理装置。

請求項2

前記促進酸化処理部は、所定本数紫外線ランプが取り付けられた複数の処理槽直列に配置して構成されており、前記制御手段は、前記計測手段で計測されたCOD又はTOCの値に応じて、前記複数の処理槽のうちいくつの処理槽において前記紫外線ランプを点灯するかを決定することを特徴とする請求項1記載の廃水処理装置。

請求項3

前記供給手段は、一定量の過酸化水素を前記廃水に添加する複数の供給ポンプを有しており、前記制御手段は、前記計測手段で計測されたCOD又はTOCの値に応じて、前記複数の供給ポンプのうちいくつの供給ポンプを駆動するかを決定することを特徴とする請求項1又は2記載の廃水処理装置。

請求項4

BOD/CODの比が1未満である、生物難分解性有機物を含む廃水を分解処理する廃水処理方法において、計測手段が処理前の前記廃水のCOD又はTOCの値を計測し、制御手段がその計測されたCOD又はTOCの値に応じて、前記廃水をヒドロキシラジカルにより酸化処理する際に前記廃水に添加すべき過酸化水素の量とその過酸化水素に照射すべき紫外線照射エネルギーの量とを決定する第一ステップと、過酸化水素を供給する供給手段から、前記制御手段によって決定された量の過酸化水素を前記廃水に添加する第二ステップと、過酸化水素が添加された前記廃水を促進酸化処理部に導入し、前記制御手段によって決定された量の紫外線エネルギーを過酸化水素に照射することによりヒドロキシラジカルを発生させ、その発生させたヒドロキシラジカルを用いて当該廃水を酸化処理することによって、当該処理後の前記廃水についてのBOD/CODの比を1以上1.5以下の範囲内の値に増加させる第三ステップと、BOD/CODの比が上記範囲内の値になった前記廃水を生物処理部に導入し、当該廃水を接触酸化法若しくは膜分離活性汚泥法で分解処理することによって、当該処理後の前記廃水についてのBODの値及びCODの値をそれぞれ所望の値にまで低下させる第四ステップと、を備えることを特徴とする廃水処理方法。

請求項5

前記促進酸化処理部は、所定本数の紫外線ランプが取り付けられた複数の処理槽を直列に配置して構成されており、前記制御手段は、前記計測手段で計測されたCOD又はTOCの値に応じて、前記複数の処理槽のうちいくつの処理槽において前記紫外線ランプを点灯するかを決定することを特徴とする請求項4記載の廃水処理方法。

請求項6

前記供給手段は、一定量の過酸化水素を前記廃水に添加する複数の供給ポンプを有しており、前記制御手段は、前記計測手段で計測されたCOD又はTOCの値に応じて、前記複数の供給ポンプのうちいくつの供給ポンプを駆動するかを決定することを特徴とする請求項4又は5記載の廃水処理方法。

技術分野

0001

本発明は、通常の生物処理では処理できない生物難分解性有機物を含む廃水分解処理する廃水処理装置及び廃水処理方法に関する。

背景技術

0002

従来、工場等の施設から排出される廃水を処理する方法として、生物処理法や促進酸化処理法が広く用いられている。生物処理法は、微生物を用いて廃水中有機物を分解処理する方法であり、その代表例として活性汚泥法がある。この生物処理法は、操作が容易である、ランニングコストが安いという特徴を有する。しかし、微生物が処理できない有機物が含まれている廃水等、廃水の種類によっては十分な効果を得ることができない。特に、活性汚泥法には、廃水の水質変動がある場合に維持管理が難しいという欠点もある。一方、促進酸化処理法は、例えば過酸化水素紫外線照射することによりヒドロキシラジカルを発生させ、その発生させたヒドロキシラジカルを用いて廃水に含まれる有機物を酸化処理する方法である。

0003

ところで、生物難分解性有機物を含む廃水を処理する場合には、上述したように生物処理法で処理することが困難であるため、通常、促進酸化処理法が用いられる。尚、最近では、生物難分解性有機物を含む廃水に対して、例えば高温高圧水処理を施すことによって生分解性を高めた後に、生物処理を施すという方法も提案されている(例えば、特許文献1参照)。

先行技術

0004

特開2003−251374号公報

発明が解決しようとする課題

0005

しかしながら、生物難分解性有機物を含む廃水を促進酸化処理方法で処理する場合には、多量の過酸化水素及び多量の紫外線照射エネルギーを必要とするので、ランニングコストが高いという問題があった。

0006

本発明は上記事情に基づいてなされたものであり、生物難分解性有機物を含む廃水を安価なコストで処理することができる廃水処理装置及び廃水処理方法を提供することを目的とするものである。

課題を解決するための手段

0007

上記の目的を達成するための本発明は、BODCODの比が1未満である、生物難分解性有機物を含む廃水を分解処理する廃水処理装置において、処理前の廃水のCOD又はTOCの値を計測する計測手段と、過酸化水素を廃水に添加するための供給手段と、廃水に添加された過酸化水素に紫外線を照射することによりヒドロキシラジカルを発生させ、その発生させたヒドロキシラジカルを用いて廃水を酸化処理する促進酸化処理部と、供給手段から廃水に添加する過酸化水素の量を、計測手段で計測されたCOD又はTOCの値に応じて決定し、その決定した量の過酸化水素が廃水に添加されるように供給手段を制御すると共に、促進酸化処理部での処理後の廃水についてのBOD/CODの比を1以上1.5以下の範囲内の値に増加させるために必要な紫外線照射エネルギーの量を、計測手段で計測されたCOD又はTOCの値に応じて決定し、その決定した量の紫外線照射エネルギーが照射されるように促進酸化処理部を制御する制御手段と、促進酸化処理部で処理された廃水を接触酸化法若しくは膜分離活性汚泥法で分解処理することによって、当該処理後の廃水についてのBODの値及びCODの値をそれぞれ所望の値にまで低下させる生物処理部と、を具備して構成される。

0008

また、上記の目的を達成するための本発明は、BOD/CODの比が1未満である、生物難分解性有機物を含む廃水を分解処理する廃水処理方法において、計測手段が処理前の廃水のCOD又はTOCの値を計測し、制御手段がその計測されたCOD又はTOCの値に応じて、廃水をヒドロキシラジカルにより酸化処理する際に廃水に添加すべき過酸化水素の量とその過酸化水素に照射すべき紫外線照射エネルギーの量とを決定する第一ステップと、過酸化水素を供給する供給手段から、制御手段によって決定された量の過酸化水素を廃水に添加する第二ステップと、過酸化水素が添加された廃水を促進酸化処理部に導入し、制御手段によって決定された量の紫外線エネルギーを過酸化水素に照射することによりヒドロキシラジカルを発生させ、その発生させたヒドロキシラジカルを用いて当該廃水を酸化処理することによって、当該処理後の廃水についてのBOD/CODの比を1以上1.5以下の範囲内の値に増加させる第三ステップと、BOD/CODの比が上記範囲内の値になった廃水を生物処理部に導入し、当該廃水を接触酸化法若しくは膜分離活性汚泥法で分解処理することによって、当該処理後の廃水についてのBODの値及びCODの値をそれぞれ所望の値にまで低下させる第四ステップと、を備えて構成される。

0009

このように、本発明では、廃水を促進酸化処理部で処理した後に、生物処理部で処理している。ここで、促進酸化処理部での処理は、その処理後の廃水についてのBOD/CODの比が1以上1.5以下の範囲内の値になるまで行われる。生物処理で処理しやすい廃水はBOD/CODの比が1より大きいものであるので、促進酸化処理部での処理後の廃水を生物処理部で処理することにより、確実に分解処理することができる。また、促進酸化処理部での処理によりBOD/CODの比を上記範囲内の値にするのに必要な過酸化水素の添加量及び紫外線照射エネルギー量は、当該廃水を促進酸化処理のみを用いて処理する場合に比べて少なくて済む。このため、促進酸化処理部に取り付ける紫外線ランプの本数を少なくすることができる。しかも、制御手段が、処理前の廃水のCOD又はTOCの値に応じて過酸化水素の量と紫外線照射エネルギーの量を決定し、それに従って供給手段及び促進酸化処理部を制御しているので、過酸化水素の添加量及び紫外線照射エネルギー量の無駄を少なくすることができる。したがって、本発明では、生物難分解性有機物を含む廃水を安価なコストで処理することができる。

0010

また、通常、工場等からの廃水のBOD/CODの値はそれほど変わらないが、廃水の有機物濃度(BOD、COD)は変動することがある。促進酸化処理部では、廃水の有機物濃度に応じて過酸化水素の添加量及び紫外線照射エネルギー量を制御しているので、流入する廃水の有機物濃度の変動に伴い、促進酸化処理部での処理後の廃水の有機物濃度も変動する。本発明では、この点を考慮して、生物処理部において、濃度変動に強い接触酸化法若しくは膜分離活性汚泥法を用いている。このため、流入する廃水の有機物濃度が変動しても、それに容易に対応して生物処理部を運転管理することができるので、安定した水質処理水を得ることができる。

0011

また、本発明においては、促進酸化処理部は、所定本数の紫外線ランプが取り付けられた複数の処理槽直列に配置して構成されており、制御手段は、計測手段で計測されたCOD又はTOCの値に応じて、複数の処理槽のうちいくつの処理槽において紫外線ランプを点灯するかを決定することが望ましい。これにより、制御手段は促進酸化処理部の制御を簡単に行うことができる。

0012

更に、本発明においては、供給手段は、一定量の過酸化水素を廃水に添加する複数の供給ポンプを有しており、制御手段は、計測手段で計測されたCOD又はTOCの値に応じて、複数の供給ポンプのうちいくつの供給ポンプを駆動するかを決定することが望ましい。これにより、制御手段は供給手段の制御を簡単に行うことができる。

発明の効果

0013

本発明の廃水処理装置及び廃水処理方法では、生物難分解性有機物を含む廃水を安価なコストで処理することができると共に、流入する廃水の有機物濃度の変化に容易に対応することができる。

図面の簡単な説明

0014

図1は本発明の一実施形態である廃水処理装置の概略構成図である。
図2は処理槽の構造を説明するための図である。
図3はある施設からの廃水に対して行った実験の条件を説明するための図である。
図4は実験の結果を説明するための図である。
図5は実験の結果から得られた、紫外線照射エネルギー量とCOD低減効果との関係を示すグラフである。
図6は実験の結果から得られた、紫外線照射エネルギー量と処理後におけるBOD/CODの比との関係を示すグラフである。
図7は実験の結果から得られた、紫外線ランプ本数と初期COD濃度との関係を示すグラフである。

実施例

0015

以下に、図面を参照して、本願に係る発明を実施するための最良の形態について説明する。

0016

本実施形態の廃水処理装置は、工場等の施設からの廃水を分解処理するものである。この廃水処理装置での処理対象は、生物難分解性有機物を含む廃水である。廃水の有機物濃度を示す指標としては、BOD、COD、TOC等が知られている。ここで、BOD(生物化学的酸素要求量)とは、水中の有機物が微生物の働きによって分解されるときに消費される酸素の量のことである。このため、微生物によって代謝されやすい有機物のみがBODに寄与し、微生物によって代謝されにくい有機物はBODに寄与しない。また、廃水中に生物に対して有毒物質が含まれていると、その有毒な物質により生物の活性が低下するので、BODは実際よりも低い値となる。一方、COD(化学的酸素要求量)は、水中の有機物を酸化剤で分解する際に消費される酸化剤の量を酸素量に換算した量のことである。このCODの測定方法としては、世界的には重クロム酸ナトリウム(酸化剤)で酸化する方法が一般的であるが、日本では日本工業規格K0102(工場排水試験方法)に準拠して、硫酸酸性で過マンガン酸カリウム(酸化剤)により沸騰水浴中(100℃)で30分間反応させたときの酸化剤の消費量を測定し、試料中の有機物の汚濁度を算出する方法が用いられる。また、TOC(全有機炭素)とは、水中に存在する有機物中炭素量のことである。すなわち、このTOCは、水中の有機物の汚濁度とは無関係である。

0017

このようにBODとCODはともに水中の有機物濃度を測る指標であるが、それらの示す値は、測定方法の違いにより異なる意味を持っている。例えば、界面活性剤DPG(ジプロピレングリコール)、アセトン等の有機物は生物分解性が悪く、通常の生物処理では処理できない物質である。このため、このような有機物を含む廃水については、BODの値は非常に低くなる。しかし、上記のような有機物は硫酸酸性で過マンガン酸カリウムにより沸騰水浴中(100℃)で30分間反応させると酸化されるため、当該有機物を含む廃水のCODとしては値が出てくる。したがって、上記の有機物を含む廃水では、BOD/CODの比が1よりも小さい。本実施形態では、特に、BOD/CODの比が1未満である廃水のことを、生物難分解性有機物を含む廃水と称することにし、これを処理対象としている。また、通常、工場等の施設から排出される廃水についてのBOD/CODの比はそれほど変動することはない。但し、BOD/CODの比があまり変化しないといっても、廃水の有機物濃度(BOD、COD)は変動することがある。

0018

図1は本発明の一実施形態である廃水処理装置の概略構成図である。本実施形態の廃水処理装置は、図1に示すように、原水調整槽10と、COD計20と、過酸化水素用タンク30と、過酸化水素供給部40と、促進酸化処理部50と、制御部60と、生物処理部70とを備える。

0019

この廃水処理装置では、廃水の処理を、促進酸化処理部50と生物処理部70との二段階で行うことにしている。促進酸化処理部50では、廃水に対して促進酸化処理が施される。促進酸化処理とは、例えば過酸化水素(酸化剤)に紫外線を照射することによりヒドロキシラジカルを発生させ、その発生させたヒドロキシラジカルを用いて廃水に含まれる有機物を酸化処理する方法である。また、かかるヒドロキシラジカルを発生させる方法としては、過酸化水素に紫外線を照射する方法以外に、オゾンに紫外線を照射する方法や、過酸化水素とオゾンとを反応させる方法等を用いることができる。また、生物処理部70では、廃水に対して生物処理が施される。生物処理とは、廃水に含まれる有機物を、微生物活動を利用して分解処理する方法である。

0020

原水調整槽10には、工場等の施設からの廃水が流入する。この原水調整槽10は、工場等の施設からの廃水(原水)を一時貯留し、その廃水を一定の流量で促進酸化処理部50に供給するためのものである。廃水は、原水調整槽10から供給管110を通じて促進酸化処理部50に供給される。

0021

COD計(計測手段)20は、処理前の廃水のCODの値を計測するものである。ここで、COD計20としては、市販されているものを使用することができる。供給管110には小さな管115が取り付けられており、この管115を通して廃水がCOD計20に送られる。このCOD計20での計測結果は制御部60に送信される。

0022

過酸化水素用タンク30は、過酸化水素(H2O2)を蓄積しておくものである。この過酸化水素は、促進酸化処理部50においてヒドロキシラジカルを発生させるために使用される。また、過酸化水素供給部(供給手段)40は、過酸化水素用タンク30からの過酸化水素を廃水に添加するためのものである。本実施形態では、この過酸化水素供給部40は、一定量の過酸化水素を廃水に添加する三つの供給ポンプ41a,41b,41cを備えている。以下では、供給ポンプ41aのことを「第一の供給ポンプ」と、供給ポンプ41bのことを「第二の供給ポンプ」と、供給ポンプ41cのことを「第三の供給ポンプ」とも称することにする。供給管110には、三つの管116a,116b,116cが取り付けられており、それぞれ供給ポンプ41a,41b,41cに接続されている。一方、過酸化水素用タンク30から引き出された管117は三つに分岐して各供給ポンプ41a,41b,41cに接続されている。これにより、各供給ポンプ41a,41b,41cを駆動すると、過酸化水素用タンク30から当該供給ポンプを介して一定量の過酸化水素が供給管110に送られて、供給管110内を流れる廃水に添加されることになる。例えば、二つの供給ポンプのみを駆動すれば、一つの供給ポンプを駆動した場合の二倍の量の過酸化水素を廃水に供給することができ、三つの供給ポンプをすべて駆動すれば、一つの供給ポンプを駆動した場合の三倍の量の過酸化水素を廃水に供給することができる。尚、供給ポンプ41a,41b,41cの駆動制御は、制御部60によって行われる。

0023

促進酸化処理部50は、廃水に添加された過酸化水素に紫外線を照射することによりヒドロキシラジカルを発生させ、その発生させたヒドロキシラジカルを用いて廃水を酸化処理するものである。本実施形態では、促進酸化処理部50を、三つの処理槽51a,51b,51cを直列に配置して構成している。各処理槽51a,51b,51cには、所定本数の紫外線ランプが取り付けられている。ここで、三つの処理槽は全く同じ構造になっている。尚、以下では、処理槽51aのことを「第一の処理槽」と、処理槽51bのことを「第二の処理槽」と、処理槽51cのことを「第三の処理槽」とも称することにする。

0024

図2は処理槽51a,51b,51cの構造を説明するための図である。各処理槽51a,51b,51cは、図2に示すように、槽本体511と、複数の紫外線ランプ512と、流入口513と、循環用管514と、ポンプ515と、弁516と、流出口517とを備えている。この槽本体511は例えば円筒形状に形成されており、その直径が約1.2m、高さが約2.5mである。槽本体511内には、例えば150本の紫外線ランプ512が配置されている。ここでは、この紫外線ランプ512として、岩崎電気株式会社製の65W低圧紫外線ランプを用いている。廃水は流入口513から槽本体511内に導入される。また、槽本体511の外側面には循環用管514が設けられている。この循環用管514の途中に設けられたポンプ515を駆動することにより、槽本体511内の廃水が循環し、廃水と過酸化水素とが混合される。

0025

紫外線ランプ512を駆動して紫外線を発生させると、その紫外線は、槽本体511内の廃水に添加された過酸化水素に照射され、ヒドロキシラジカルが発生する。そして、その発生させたヒドロキシラジカルを用いて廃水は酸化処理されて分解する。また、弁516を開くと、槽本体511内の廃水が流出口517から排出される。

0026

制御部60は、COD計20で計測されたCODの値に基づいて、過酸化水素供給部40を制御すると共に促進酸化処理部50を制御するものである。具体的に、制御部60は、過酸化水素供給部40から廃水に添加する過酸化水素の量を、COD計20で計測されたCODの値に応じて決定し、その決定した量の過酸化水素を廃水に添加するように過酸化水素供給部40を制御する。また、制御部60は、促進酸化処理部50での処理後の廃水についてのBOD/CODの比を1以上1.5以下の範囲内の値に増加させるために必要な紫外線照射エネルギーの量を、COD計20で計測されたCODの値に応じて決定し、その決定した量の紫外線照射エネルギーが照射されるように促進酸化処理部50を制御する。したがって、促進酸化処理部50での処理は、その処理後の廃水についてのBOD/CODの比が1以上1.5以下の範囲内の値になるまで行われる。

0027

特に、本実施形態では、過酸化水素供給部40として、一定量の過酸化水素を廃水に添加する三つの供給ポンプ41a,41b,41cを有するものを用いているので、制御部60による過酸化水素供給部40の制御を供給ポンプ単位で行うことにしている。すなわち、制御部60は、COD計20で計測されたCODの値に応じて、三つの供給ポンプ41a,41b,41cのうちいくつの供給ポンプを駆動するかを決定する。一つの供給ポンプのみ駆動することが決定されると、最も少ない量(基準量)の過酸化水素が廃水に添加され、二つの供給ポンプを駆動することが決定されると、基準量の二倍の量の過酸化水素が廃水に添加され、そして、三つの供給ポンプをすべて駆動することが決定されると、基準量の三倍の量の過酸化水素が廃水に添加されることになる。このように、過酸化水素供給部40の制御を供給ポンプ単位で行うことにより、制御部60は過酸化水素供給部40の制御を簡単に行うことができる。

0028

また、本実施形態では、促進酸化処理部50として、三つの処理槽51a,51b,51cを直列に配置して構成されたものを用いているので、制御部60による促進酸化処理部50の制御を処理槽単位で行うことにしている。すなわち、制御部60は、COD計20で計測されたCODの値に応じて、三つの処理槽51a,51b,51cのうちいくつの処理槽における紫外線ランプを点灯するかを決定する。一つの処理槽のみの紫外線ランプを点灯することが決定されると、最も少ない量(基準量)の紫外線照射エネルギーが過酸化水素に照射され、二つの処理槽における紫外線ランプを点灯することが決定されると、基準量の二倍の量の紫外線照射エネルギーが過酸化水素に照射され、そして、三つの処理槽のすべてにおける紫外線ランプを点灯することが決定されると、基準量の三倍の量の紫外線照射エネルギーが過酸化水素に照射されることになる。このように、促進酸化処理部50の制御を処理槽単位で行うことにより、制御部60は促進酸化処理部50の制御を簡単に行うことができる。

0029

実際、制御部60は、COD計20で計測されたCODの値をいくつかの閾値と比較し、その大小関係に応じて、駆動すべき供給ポンプの数及び駆動すべき処理槽の数を決定している。ここで、かかる閾値は、予め処理対象となる廃水に対して実際に促進酸化処理を行って得られたデータに基づいて設定される。廃水の内容物は工場等の施設に応じて異なるからである。例えば、第一の閾値Aと第二の閾値Bという二つの閾値(A<B)が設定された場合には、COD計20で計測されたCODの値が第一の閾値Aより小さければ、第一の供給ポンプ41aと第一の処理槽51aとのみを駆動することが決定され、COD計20で計測されたCODの値が第一の閾値A以上であるが第二の閾値Bよりも小さければ、第一の供給ポンプ41a及び第二の供給ポンプ41bと第一の処理槽51a及び第二の処理槽51bとを駆動することが決定され、そして、COD計20で計測されたCODの値が第二の閾値B以上であれば、三つの供給ポンプ41a,41b,41cと三つの処理槽51a,51b,51cとすべてを駆動することが決定される。

0030

促進酸化処理部50で処理された廃水は、生物処理部70に送られて処理される。ここで、促進酸化処理部50での処理は、その処理後の廃水についてのBOD/CODの比が1以上1.5以下の範囲内の値になるまで行われる。生物処理で処理しやすい廃水はBOD/CODの比が1以上であるものであるので、促進酸化処理部50での処理後の廃水を生物処理部70で処理することにより、確実に分解処理することができる。

0031

また、通常、工場等の施設からの廃水のBOD/CODの値はそれほど変動しないが、廃水の有機物濃度(BOD、COD)は変動することがある。上述したように、促進酸化処理部50では、廃水の有機物濃度(COD)に応じて過酸化水素の添加量及び紫外線照射エネルギー量を制御しているので、流入する廃水の有機物濃度の変動に伴い、促進酸化処理部50での処理後の廃水の有機物濃度も変動する。本実施形態では、この点を考慮して、生物処理部70において、濃度変動に強い接触酸化法若しくは膜分離活性汚泥法を用いることにしている。これにより、流入する廃水の有機物濃度が変動しても、それに容易に対応して生物処理部70を運転管理することができるので、安定した水質の処理水を得ることができる。

0032

具体的に、本実施形態では、生物処理部70として、接触酸化法の一つである回転円板法で処理を行う処理装置を用いている。この回転円板法では、多数の円板を一つの回転軸に固定しておき、それらの円板の一部が汚水に浸漬するようにして多数の円板を回転させる。そして、円板表面生長する微生物によって水質浄化を行う。本実施形態では、生物処理部70での処理により、促進酸化処理部50で処理された廃水についてのBODの値及びCODの値をそれぞれ所望の値にまで低下させる。尚、生物処理部70としては公知の装置を用いることができるので、ここでは生物処理部70についての詳細な説明を省略する。

0033

次に、制御部60が駆動すべき供給ポンプの数及び駆動すべき処理槽の数を決定する際に用いる上記の閾値をどのようにして設定するかについて詳しく説明する。上述したように、上記の閾値は、処理対象となる廃水に対して実際に促進酸化処理を行うことにより得られるデータに基づいて定められる。

0034

今回、本実施形態の廃水処理装置を用いて廃水を処理することとなった施設では、その廃水のCODの上限値が大体、1200mg/Lであるとする。ここで、「L」はリットル(単位)を表す。また、廃水の処理条件として、CODを80%低減させること、一日当たり100m3の廃水を処理することが要求されているものとする。

0035

まず、処理前の廃水のCOD(初期COD濃度)は変動することを考慮し、当該施設からの廃水のうち初期COD濃度の異なるいくつかの廃水をサンプル廃水として取得する。具体的に、サンプル廃水としては、初期COD濃度が1200mg/Lである廃水、初期COD濃度が600mg/Lである廃水、初期COD濃度が300mg/Lである廃水を用いた。ここで、初期COD濃度が1200mg/Lである廃水のTOCは1100mg/Lであり、初期COD濃度が600mg/Lである廃水のTOCは550mg/Lであり、そして、初期COD濃度が300mg/Lである廃水のTOCは232mg/Lであった。また、上記の各サンプル廃水については、BODの値は極めて小さく測定不能であった。

0036

次に、上記の各サンプル廃水に対して促進酸化処理を施し、その処理後における当該廃水のCOD、BOD、TOC、H2O2濃度を測定する実験を行う。実際、初期COD濃度が1200mg/Lである廃水については、過酸化水素の添加量と紫外線照射エネルギー量とを変えて六つの実験を行った。そして、初期COD濃度が600mg/Lである廃水と初期COD濃度が300mg/Lである廃水についてはそれぞれ、紫外線照射エネルギー量を変えて四つの実験を行った。図3(a)は初期COD濃度が1200mg/Lである廃水についての実験条件を説明するための図、図3(b)は初期COD濃度が600mg/Lである廃水についての実験条件を説明するための図、図3(c)は初期COD濃度が300mg/Lである廃水についての実験条件を説明するための図である。ここで、各実験1〜14では、水量4Lの廃水を用いた。また、過酸化水素(H2O2)としては、濃度35%のものを用いた。

0037

具体的に、初期COD濃度が1200mg/Lである廃水については、図3(a)に示すように、六つの実験1〜6を行った。実験1では、サンプル廃水に廃水1L当たり3.75mLの濃度35%H2O2溶液を添加し、0.87kW・h/m3の紫外線照射エネルギーを照射した。ここで、この実験1における濃度35%H2O2溶液の添加量は、TOCの物質量に対するモル比で表すと0.5に相当する。このとき、H2O2濃度は1500mg/Lである。実験2では、サンプル廃水に実験1と同量の濃度35%H2O2溶液を添加し、1.82kW・h/m3の紫外線照射エネルギーを照射した。実験3では、サンプル廃水に実験1と同量の濃度35%H2O2溶液を添加し、3.56kW・h/m3の紫外線照射エネルギーを照射した。実験4では、サンプル廃水に廃水1L当たり11.25mLの濃度35%H2O2溶液を添加し、10.03kW・h/m3の紫外線照射エネルギーを照射した。ここで、実験4における濃度35%H2O2溶液の添加量は、TOCの物質量に対するモル比で表すと1.5に相当する。このとき、H2O2濃度は4500mg/Lである。試験5では、サンプル廃水に廃水1L当たり2.25mLの濃度35%H2O2溶液を添加し、実験3と同量の紫外線照射エネルギーを照射した。ここで、実験5における濃度35%H2O2溶液の添加量は、TOCの物質量に対するモル比で表すと0.3に相当する。このとき、H2O2濃度は900mg/Lである。実験6では、サンプル廃水に廃水1L当たり15mLの濃度35%H2O2溶液を添加し、実験3と同量の紫外線照射エネルギーを照射した。ここで、実験6における濃度35%H2O2溶液の添加量は、TOCの物質量に対するモル比で表すと2.0に相当する。このとき、H2O2濃度は6000mg/Lである。

0038

初期COD濃度が600mg/Lである廃水については、図3(b)に示すように、四つの実験7〜10を行った。実験7では、サンプル廃水に廃水1L当たり2mLの濃度35%H2O2溶液を添加し、0.47kW・h/m3の紫外線照射エネルギーを照射した。ここで、実験7における濃度35%H2O2の添加量は、TOCの物質量に対するモル比で表すと0.5に相当する。このとき、H2O2濃度は800mg/Lである。実験8では、サンプル廃水に実験7と同量の濃度35%H2O2を添加し、0.87kW・h/m3の紫外線照射エネルギーを照射した。実験9では、サンプル廃水に実験7と同量の濃度35%H2O2を添加し、1.82kW・h/m3の紫外線照射エネルギーを照射した。実験10では、サンプル廃水に実験7と同量の濃度35%H2O2を添加し、2.77kW・h/m3の紫外線照射エネルギーを照射した。

0039

初期COD濃度が300mg/Lである廃水については、図3(c)に示すように、四つの実験11〜14を行った。実験11では、サンプル廃水に廃水1L当たり1mLの濃度35%H2O2を添加し、0.24kW・h/m3の紫外線照射エネルギーを照射した。ここで、実験11における濃度35%H2O2の添加量は、TOCの物質量に対するモル比で表すと0.5に相当する。このとき、H2O2濃度は400mg/Lである。実験12では、サンプル廃水に実験11と同量の濃度35%H2O2を添加し、0.47kW・h/m3の紫外線照射エネルギーを照射した。実験13では、サンプル廃水に実験11と同量の濃度35%H2O2を添加し、0.87kW・h/m3の紫外線照射エネルギーを照射した。実験14では、サンプル廃水に実験11と同量の濃度35%H2O2を添加し、2.77kW・h/m3の紫外線照射エネルギーを照射した。

0040

上記の各実験1〜14の結果を図4に示す。ここで、図4(a)は初期COD濃度が1200mg/Lである廃水についての実験結果を説明するための図、図4(b)は初期COD濃度が600mg/Lである廃水についての実験結果を説明するための図、図4(c)は初期COD濃度が300mg/Lである廃水についての実験結果を説明するための図である。

0041

図4(a)に示すように、実験1では、処理後のCODが1028mg/L、処理後のBODが644mg/L、処理後のTOCが1048mg/L、処理後のH2O2濃度が1320mg/Lという結果が得られた。実験2では、処理後のCODが876mg/L、処理後のBODが969mg/L、処理後のTOCが1041mg/L、処理後のH2O2濃度が1120mg/Lという結果が得られた。実験3では、処理後のCODが611mg/L、処理後のBODが1347mg/L、処理後のTOCが996mg/L、処理後のH2O2濃度が860mg/Lという結果が得られた。実験4では、処理後のCODが149mg/L、処理後のBODが956mg/L、処理後のTOCが565mg/L、処理後のH2O2濃度が1910mg/Lという結果が得られた。実験5では、処理後のCODが590mg/L、処理後のBODが1322mg/L、処理後のTOCが918mg/L、処理後のH2O2濃度が480mg/Lという結果が得られた。実験6では、処理後のCODが636mg/L、処理後のBODが1364mg/L、処理後のTOCが1003mg/L、処理後のH2O2濃度が4400mg/Lという結果が得られた。

0042

また、図4(b)に示すように、実験7では、処理後のCODが531mg/L、処理後のBODが419mg/L、処理後のTOCが467mg/L、処理後のH2O2濃度が700mg/Lという結果が得られた。実験8では、処理後のCODが469mg/L、処理後のBODが296mg/L、処理後のTOCが465mg/L、処理後のH2O2濃度が670mg/Lという結果が得られた。実験9では、処理後のCODが315mg/L、処理後のBODが651mg/L、処理後のTOCが455mg/L、処理後のH2O2濃度が630mg/Lという結果が得られた。実験10では、処理後のCODが224mg/L、処理後のBODが653mg/L、処理後のTOCが428mg/L、処理後のH2O2濃度が580mg/Lという結果が得られた。

0043

そして、図4(c)に示すように、実験11では、処理後のCODが293mg/L、処理後のBODが142mg/L、処理後のTOCが232mg/L、処理後のH2O2濃度が390mg/Lという結果が得られた。実験12では、処理後のCODが253mg/L、処理後のBODが222mg/L、処理後のTOCが231mg/L、処理後のH2O2濃度が370mg/Lという結果が得られた。実験13では、処理後のCODが212mg/L、処理後のBODが273mg/L、処理後のTOCが225mg/L、処理後のH2O2濃度が330mg/Lという結果が得られた。実験14では、処理後のCODが48mg/L、処理後のBODが262mg/L、処理後のTOCが147mg/L、処理後のH2O2濃度が230mg/Lという結果が得られた。

0044

次に、図4に示す実験結果を用いて、紫外線照射エネルギー量とCOD低減効果との関係、紫外線照射エネルギー量と処理後におけるBOD/CODの比との関係を調べた。図5は本実験の結果から得られた、紫外線照射エネルギー量とCOD低減効果との関係を示すグラフであり、図6は本実験の結果から得られた、紫外線照射エネルギー量と処理後におけるBOD/CODの比との関係を示すグラフである。ここで、図5では、横軸に紫外線照射エネルギー量(kW・h/m3)を、縦軸にCOD低減効果を表す量をとっている。具体的に、COD低減効果を表す量としては、処理前のCODに対する処理後のCODの割合について自然対数をとった値を採用している。すなわち、処理前のCODをC0、処理後のCODをCtとすると、COD低減効果を表す量はln(Ct/C0)で表現される。一方、図6では、横軸に紫外線照射エネルギー量(kW・h/m3)を、横軸に処理後におけるBOD/CODの比をとっている。

0045

さて、図5のグラフによれば、各初期COD濃度の廃水について、促進酸化処理におけるCOD低減反応は一次反応とみなされることが分かる。そして、それらの関係式は次のように表すことができる。すなわち、初期COD濃度が1200mg/Lである廃水については、
(1) ln(Ct/C0)=−0.205×UV
という関係があり、初期COD濃度が600mg/Lである廃水については、
(2) ln(Ct/C0)=−0.349×UV
という関係があり、初期COD濃度が300mg/Lである廃水については、
(3) ln(Ct/C0)=−0.626×UV
という関係がある。ここで、UVは紫外線照射エネルギー量(kW・h/m3)を表す。また、上記(1)〜(3)の各式における比例定数は、このCOD低減反応の反応速度定数である。

0046

一方、図6のグラフによれば、各初期COD濃度の廃水について、処理後におけるBOD/CODの比は紫外線照射エネルギー量に比例して増加することが分かる。それらの関係式は次のように表すことができる。すなわち、初期COD濃度が1200mg/Lである廃水については、
(4) Bt/Ct=0.640×UV−0.012
という関係があり、初期COD濃度が600mg/Lである廃水については、
(5) Bt/Ct=1.031×UV+0.071
という関係があり、初期COD濃度が300mg/Lである廃水については、
(6) Bt/Ct=1.985×UV−0.140
という関係がある。ここで、Btは処理後のBODを表す。このように、廃水に促進酸化処理を施すことにより処理後におけるBOD/CODの比を増加させることができる。このため、促進酸化処理をBOD/CODの比が1以上になるまで行えば、その処理後の廃水については、原水では行うことができなかった生物処理を行うことが可能となる。生物処理で処理しやすい廃水はBOD/CODの比が1以上のものだからである。本実施形態の廃水処理装置では、この事実を利用して、まず、廃水に促進酸化処理を行い、その処理後の廃水についてのBOD/CODの比を1以上1.5以下の範囲内の値に増加させた後に、当該処理後の廃水に生物処理を行い、そのBODの値及びCODの値をそれぞれ所望の値にまで低下させることにしているのである。ここで、処理後の廃水についてのBOD/CODの比が1.5より大きくなるまで促進酸化処理を行うこととすると、大きな紫外線照射エネルギー量を必要とし、ランニングコストが高くなってしまう。実際、促進酸化処理は生物処理に比べてランニングコストが高い。このため、促進酸化処理を、その処理後の廃水についてのBOD/CODの比を1以上1.5以下の範囲内の値に増加させるまで行うようにすることにより、低コストで処理を行うことができる。以下では、促進酸化処理によりその処理後の廃水についてのBOD/CODの比を1.25にすることを目標とする場合を考えることにする。

0047

また、図6のグラフによれば、初期COD濃度が低いほど、処理後におけるBOD/CODの比を所定の値にするために必要な紫外線照射エネルギー量は少なくて済むことが分かる。このため、初期COD濃度に応じて紫外線照射エネルギー量を変更することにより、適正な促進酸化処理を実行することができる。

0048

更に、実験3、実験5、実験6の結果から分かるように、濃度35%H2O2溶液の添加量については、初期TOCの物質量に対するモル比を変えても、反応速度定数の差異はほとんど見られない。このことから、過酸化水素を、初期TOCの物質量に対して0.3倍当量添加すれば、処理が十分に行えることができると考えられる。そこで、実際の処理では、過酸化水素を、初期TOCの物質量に対して0.3倍当量添加することが決定される。

0049

次に、当該施設からの廃水に対して本実施形態の廃水処理装置を用いて促進酸化処理を行う際に必要な紫外線照射エネルギー量及び紫外線ランプ本数を算出する。初期COD濃度が高い廃水ほど大きな紫外線照射エネルギー量を必要とするので、この計算は、初期COD濃度が1200mg/Lである場合の実験結果に基づいて行う。促進酸化処理によりその処理後の廃水についてのBOD/CODの比を1.25にするために必要な紫外線照射エネルギー量UVは、(4)式より、
1.25=0.640×UV−0.012
と表わされる。これを解いて、必要な紫外線照射エネルギー量UVは、1.97kW・h/m3、すなわち、約2.0kW・h/m3と求められる。したがって、施設全体での必要な紫外線照射エネルギー量(kW)は、2.0(kW・h/m3)×{100(m3/日)÷24(h/日)}≒8.4(kW)となる。

0050

この紫外線照射エネルギー量を供給するのに必要な紫外線ランプの本数は次のようにして求められる。紫外線ランプとして65W低圧紫外線ランプを用いることとすると、必要な紫外線ランプ本数は、8.4(kW)÷0.065(kW/本)÷0.4(UV変換係数)÷0.9(ジャケット汚れ係数)÷0.8(ランプ寿命係数)≒448.7より、約450本となる。ここで、この紫外線ランプ本数の計算に際しては当該ランプの性能についての各種の係数を考慮した。本実施形態では、促進酸化処理部50は同じ構造の三つの処理槽51a,51b,51cを備えているので、当該施設からの廃水を処理するためには、上記の結果から、例えば各処理槽51a,51b,51cに150本の紫外線ランプを配置し、紫外線ランプの総本数を450本とすればよい。

0051

また、初期COD濃度が1200mg/Lである廃水に促進酸化処理を行った後における当該廃水の水質を計算で求めてみる。上で算出したように、処理後の廃水についてのBOD/CODの比を1.25にするために必要な紫外線照射エネルギー量UVは、約2.0kW・h/m3であるので、これを、(1)式に代入すると、
ln(Ct/1200)=−0.205×2.0
となる。これを解いて、処理後のCOD(Ct)は、約800mg/Lと求められる。一方、処理後のBODは、Bt/Ct=1.25より、1000mg/Lであると求められる。このように、かかる促進酸化処理後の廃水についてのCOD及びBODは依然として高いので、その廃水に対しては、後工程として生物処理を施す必要がある。

0052

尚、本発明者等は、初期COD濃度が1200mg/Lである廃水について促進酸化処理のみを行うことによりCOD濃度を80%低減させる場合に必要な紫外線ランプ本数を算出した。ここでは詳細な説明を省略するが、その場合には約1747本の紫外線ランプが必要であるという結果が得られた。したがって、本実施形態のように促進酸化処理と生物処理とを組み合わせて廃水を処理する場合には、促進酸化処理だけで廃水を処理する場合に比べて、必要な紫外線ランプの本数は遥かに少なくて済むことが分かる。

0053

次に、当該施設からの廃水に対して本実施形態の廃水処理装置を用いて促進酸化処理を行う際に必要な過酸化水素の添加量を算出する。いま、この施設からの廃水についての平均の処理前のCODが650mg/Lであったとする。図4(a)の実験結果に示されている処理前のCODと処理前のTOCとの比を利用すると、初期COD濃度が650mg/LであるときのTOC(mg/L)は、650(mg/L)×{1100(mg/L;処理前TOC)÷1200(mg/L;処理前COD)}より、約596mg/Lと求められる。このTOCの単位換算(mg/Lからmol/Lへ)を行うと、上記のTOCの値は、596(mg/L)×10−3(g/mg)÷12(炭素の原子量)より、約0.05mol/Lとなる。実際の処理ではTOCの物質量に対して0.3倍当量のH2O2を添加することから、処理前に添加する濃度35%H2O2溶液の添加量は、0.05(mol/L)×0.3(倍当量)×34(H2O2の分子量)÷{35/100}(H2O2含有量)÷1.13(g/mL;比重)より、約1.28mL/Lと求められる。したがって、本実施形態の廃水処理装置を用いて促進酸化処理を行う場合、一日当たりに必要な濃度35%H2O2溶液の量は、1.28(mL/L=L/m3)×100(m3/日)=128(L/日)、すなわち、約145kg/日となる。

0054

一方、本発明者等は、初期COD濃度が1200mg/Lである廃水について促進酸化処理のみを行うことによりCOD濃度を80%低減させる場合に一日当たりに必要な濃度35%H2O2溶液の量を算出した。ここでは詳細な説明を省略するが、その場合には一日当たり約791kgの濃度35%H2O2溶液が必要であるという結果が得られた。したがって、本実施形態のように促進酸化処理と生物処理とを組み合わせて廃水を処理する場合には、促進酸化処理だけで廃水を処理する場合に比べて、必要な過酸化水素の添加量は遥かに少なくて済むことが分かる。

0055

次に、当該施設からの廃水に対して本実施形態の廃水処理装置を用いて促進酸化処理を行う際に必要な紫外線ランプ本数と初期COD濃度との関係を求める。既に計算で求めたように、初期COD濃度が1200mg/Lである場合に必要な紫外線ランプの本数は約450本である。同様の計算を初期COD濃度が600mg/Lである場合と初期COD濃度が300mg/Lである場合とにおいて行うと、前者の場合には紫外線ランプが約256本必要であり、後者の場合には紫外線ランプが約158本必要であるという結果が得られる。図7は本実験の結果から得られた、必要な紫外線ランプ本数と初期COD濃度との関係を示すグラフである。初期COD濃度に対する閾値は、このグラフを利用して設定することができる。上述したように、本実施形態の廃水処理装置では各処理槽51a,51b,51cに150本の紫外線ランプを設けることにしている。そこで、図7のグラフから、紫外線ランプ本数が150本であるときの初期COD濃度と、紫外線ランプ本数が2×150=300本であるときの初期COD濃度とを読み取る。実際、紫外線ランプ本数が150本であるときの初期COD濃度は約285mg/Lであり、紫外線ランプ本数が300本であるときの初期COD濃度は約736mg/Lである。これから、当該施設からの廃水を本実施形態の廃水処理装置において処理する場合には、例えば、初期COD濃度に対する第一の閾値を280mg/Lに、第二の閾値を730mg/Lに設定すればよい。

0056

次に、本実施形態の廃水処理装置を用いて廃水を処理する場合の処理手順について説明する。

0057

施設から廃水は排出されると、その廃水は原水調整槽10に送られて一時貯留される。このとき、その廃水の一部は管115を通じてCOD計20に送られ、COD計20は当該廃水のCODの値(初期COD濃度)を計測する。この計測結果は制御部60に送信される。制御部60は、COD計20で計測された初期COD濃度に応じて、三つの供給ポンプ41a,41b,41cのうちいくつの供給ポンプを駆動するか、及び、三つの処理槽51a,51b,51cのうちいくつの処理槽において紫外線ランプを点灯するかを決定する。例えば、制御部60は、廃水の初期COD濃度が280mg/Lより小さいときには、一つの供給ポンプ41aだけを駆動すると共に一つの処理槽51aだけで紫外線ランプを点灯することを決定する。廃水の初期COD濃度が280mg/L以上であって730mg/Lより小さいときには、二つの処理槽41a,41bだけを駆動すると共に二つの処理槽51a,51bだけで紫外線ランプを点灯することを決定する。そして、廃水の初期COD濃度が730mg/L以上であるときには、三つの供給ポンプ41a,41b,41cすべてを駆動すると共に三つの処理槽51a,51b,51cすべてにおいて紫外線ランプを点灯することを決定する。

0058

その後、廃水が原水調整槽10から促進酸化処理部50の第一の処理槽51aに送られると、制御部60は、上記の決定した内容に従って各供給ポンプ41a,41b,41cの駆動を制御する。これにより、廃水には所定量の過酸化水素が添加される。こうして過酸化水素の添加された廃水が第一の処理槽51aに供給されると、制御部60は第一の処理槽51aを制御して、第一の処理槽51aの紫外線ランプを点灯させる。こうして、第一の処理槽51aに入れられた廃水に促進酸化処理が行われる。第一の処理槽51aにおける処理が終了すると、廃水は第二の処理槽51bに送られる。そして、制御部60は、上記の決定した内容に従って第二の処理槽51bの紫外線ランプの点灯を制御する。その後、廃水は第二の処理槽51bから第三の処理槽51cに送られる。ここでも、制御部60は、上記の決定した内容に従って第三の処理槽51cの紫外線ランプの点灯を制御する。こうして、促進酸化処理部50での処理が終了する。この時点で廃水のBOD/CODの比は1以上1.5以下の範囲内の値になっている。

0059

次に、促進酸化処理部50で処理された廃水は、生物処理部70に送られる。そして、廃水はこの生物処理部70で分解処理される。これにより、この生物処理後の廃水についてのBODの値及びCODの値はそれぞれ所望の値にまで低下させられる。以上で、本実施形態の廃水処理装置を用いた廃水の処理が終了する。

0060

本実施形態の廃水処理装置では、廃水を促進酸化処理部で処理した後に、生物処理部で処理している。ここで、促進酸化処理部での処理は、その処理後の廃水についてのBOD/CODの比が1以上1.5以下の範囲内の値になるまで行われる。生物処理で処理しやすい廃水はBOD/CODの比が1以上であるものであるので、促進酸化処理部での処理後の廃水を生物処理部で処理することにより、確実に分解処理することができる。また、促進酸化処理部での処理によりBOD/CODの比を上記範囲内の値にするのに必要な過酸化水素の添加量及び紫外線照射エネルギー量は、当該廃水を促進酸化処理のみを用いて処理する場合に比べて少なくて済む。このため、促進酸化処理部に取り付ける紫外線ランプの本数を少なくすることができる。しかも、制御部が、処理前の廃水のCODの値に応じて過酸化水素の量と紫外線照射エネルギーの量を決定し、それに従って過酸化水素供給部及び促進酸化処理部を制御しているので、過酸化水素の添加量及び紫外線照射エネルギー量の無駄を少なくすることができる。したがって、本実施形態では、生物難分解性有機物を含む廃水を安価なコストで処理することができる。更に、生物処理部において、濃度変動に強い接触酸化法若しくは膜分離活性汚泥法を用いたことにより、流入する廃水の有機物濃度が変動しても、それに容易に対応して生物処理部を運転管理することができるので、安定した水質の処理水を得ることができる。

0061

尚、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内において種々の変形が可能である。

0062

例えば、上記の実施形態では、COD計を用いて処理前の廃水のCODの値を計測し、制御部が、そのCOD計で計測されたCODの値に応じて、過酸化水素供給部及び促進酸化処理部を制御する場合について説明したが、COD計の代わりに処理前の廃水のTOCの値を計測するTOC計を用い、制御部は、そのTOC計で計測されたTOCの値に応じて、過酸化水素供給部及び促進酸化処理部を制御するようにしてもよい。

0063

また、上記の実施形態では、三つの供給ポンプのうちいずれの供給ポンプからの過酸化水素も、原水調整槽と促進酸化処理部とを繋ぐ供給管内を流れる廃水に添加する場合について説明したが、例えば、第一の供給ポンプからの過酸化水素を、原水調整槽と促進酸化処理部とを繋ぐ供給管内を流れる廃水に添加し、第二の供給ポンプからの過酸化水素を、第一の処理槽と第二の処理槽とを繋ぐ供給管内を流れる廃水に添加し、そして、第三の供給ポンプからの過酸化水素を、第二の処理槽と第三の処理槽とを繋ぐ供給管内を流れる廃水に添加するようにしてもよい。

0064

更に、上記の実施形態では、制御部が促進酸化処理部の制御を処理槽単位で行う場合について説明したが、制御部は、促進酸化処理部の制御を個々の紫外線ランプ単位で行うようにしてもよい。或いは、制御部は、必要な紫外線照射エネルギーの量を廃水の初期COD濃度に応じて決定し、その決定した量の紫外線照射エネルギーが照射されるように、個々の紫外線ランプから照射される紫外線照射エネルギー量を制御するようにしてもよい。これにより、紫外線照射エネルギー量の制御をきめ細かく行うことが可能となり、ランニングコストをさらに低く抑えることができる。

0065

同様に、上記の実施形態では、制御部が過酸化水素供給部の制御を供給ポンプ単位で行う場合について説明したが、供給ポンプとして過酸化水素の供給量を調整可能なものを用い、制御部が、廃水の初期COD濃度に応じて必要な過酸化水素の添加量を決定し、その決定した量の過酸化水素が廃水に添加されるように、個々の供給ポンプを制御するようにしてもよい。これにより、過酸化水素の添加量の制御をきめ細かく行うことが可能となり、ランニングコストをさらに低く抑えることができる。

0066

また、上記の実施形態では、促進酸化処理部が三つの処理槽を備えている場合について説明したが、促進酸化処理部は、二つの処理層又は四つ以上の処理槽を備えていてもよい。同様に、過酸化水素供給部も、二つの供給ポンプ又は四つ以上の供給ポンプを備えていてもよい。更に、上述したように、紫外線照射エネルギー量の制御や過酸化水素の添加量の制御をきめ細かく行う場合にあっては、促進酸化処理部には一つの処理槽のみを設け、過酸化水素供給部には一つの供給ポンプのみを設けるようにしてもよい。

0067

以上説明したように、本発明の廃水処理装置及び廃水処理方法によれば、廃水を促進酸化処理部で処理した後に、生物処理部で処理している。ここで、促進酸化処理部での処理は、その処理後の廃水についてのBOD/CODの比が1以上1.5以下の範囲内の値になるまで行われる。生物処理で処理しやすい廃水はBOD/CODの比が1より大きいものであるので、促進酸化処理部での処理後の廃水を生物処理部で処理することにより、確実に分解処理することができる。また、促進酸化処理部での処理によりBOD/CODの比を上記範囲内の値にするのに必要な過酸化水素の添加量及び紫外線照射エネルギー量は、当該廃水を促進酸化処理のみを用いて処理する場合に比べて少なくて済む。このため、促進酸化処理部に取り付ける紫外線ランプの本数を少なくすることができる。しかも、制御手段が、処理前の廃水のCODの値に応じて過酸化水素の量と紫外線照射エネルギーの量を決定し、それに従って供給手段及び促進酸化処理部を制御しているので、過酸化水素の添加量及び紫外線照射エネルギー量の無駄を少なくすることができる。更に、生物処理部において、濃度変動に強い接触酸化法若しくは膜分離活性汚泥法を用いたことにより、流入する廃水の有機物濃度が変動しても、それに容易に対応して生物処理部を運転管理することができるので、安定した水質の処理水を得ることができる。したがって、本発明は、通常の生物処理では処理できない生物難分解性有機物を含む廃水を分解処理する廃水処理装置及び廃水処理方法に適用することができる。

0068

10原水調整槽
20COD計(計測手段)
30過酸化水素用タンク
40 過酸化水素供給部(供給手段)
41a,41b,41c供給ポンプ
50促進酸化処理部
51a,51b,51c処理槽
511 槽本体
512紫外線ランプ
513 流入口
514循環用管
515ポンプ
516 弁
517 流出口
60 制御部
70生物処理部
110供給管
115,116a,116b,116c,117 管

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