(57)【要約】【課題】微粉炭を多く含む石炭を原料としてコークスを製造する際に使用した安水中のＣＯＤ濃度を低減させることが可能な安水の活性汚泥処理方法を提供する。【解決手段】０．０３ｍｍアンダーの石炭粉を５〜２０質量％含む石炭を原料としてコークスを製造する際に使用した安水の活性汚泥処理方法であって、安水に含まれる油分及びタール類を８０ｐｐｍ以下に減少させる工程と、油分及びタール類を減少させた安水を、槽内壁２３に光源２４が配置された活性汚泥処理槽２２を用いて活性汚泥処理する工程とを備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
０．０３ｍｍアンダーの石炭粉を５〜２０質量％含む石炭を原料としてコークスを製造する際に使用した安水の活性汚泥処理方法であって、
前記安水に含まれる油分及びタール類を８０ｐｐｍ以下に減少させる工程と、
前記油分及びタール類を減少させた安水を、槽内壁に光源が配置された活性汚泥処理槽を用いて活性汚泥処理する工程とを備えることを特徴とする安水の活性汚泥処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コークス製造時に使用した安水を活性汚泥処理する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
廃水を処理する方法として曝気槽（活性汚泥処理槽）で培養している活性汚泥を用いて廃水中のＣＯＤ（化学的酸素要求量）濃度を低下させることが一般に実施されている。
ＣＯＤは、Chemical Oxygen Demandの略であり、水中の被酸化性物質を酸化するために必要となる酸素量を示している。水質が悪化するほどＣＯＤが増加する傾向がある。ＣＯＤという用語は水質汚濁の指標であるが、以下の説明では、処理水に含まれる有機物などの総称としてＣＯＤを用いることがある。
【０００３】
廃水中のＣＯＤ濃度の低下を安定的かつ効率的に実施することが必要であり、以下のような技術が知られている。
例えば特許文献１には、汚泥中に光を照射することにより汚泥の活性度を向上させる技術が開示されている。特許文献１記載の技術では、汚泥中に焼結形成粒子を含ませ、さらに光ガイド（光ファイバー）を介して被処理液中に光を導入することにより活性汚泥の廃水浄化処理効果（ＣＯＤ分解作用）を向上させる。
【０００４】
また、特許文献２には、光透過性低減による廃水浄化処理効果低減に対する技術が開示されている。特許文献２では、活性汚泥処理槽を使用した汚泥の廃水処理方法において、活性汚泥処理槽中に光がいきわたらず汚泥の活性化の妨げになっていることを課題としている。特許文献２記載の技術では、活性汚泥処理槽内に生物、例えば活性汚泥の付着可能なひも状濾材を設置した生物固定床を設けてその周囲に光ファイバーケーブルを設置し、ひも状濾材全体に光がいきわたるようにする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭５９−８０３９２号公報
【特許文献２】特開平４−３０５２９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明者らは、特許文献１記載の技術により相応の汚泥活性度の向上効果が得られるものの、コークス製造時に使用した安水に適用する際には更なる改善の必要があることを見出した。即ち、０．０３ｍｍアンダーの石炭粉を５〜２０質量％含む石炭を原料としてコークスを製造する際に使用した安水に混入した微粉にタールが吸着し、活性汚泥処理槽内でスカム化して槽内を浮遊する。これにより、活性汚泥処理槽内の光透過性が低下し、活性汚泥のＣＯＤ分解能力（単位時間当たりのＣＯＤ分解量）が低減することを、本発明者らは発見した。
特許文献２記載の技術も特許文献１記載の技術と同様の課題を有している。
【０００７】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、微粉炭を多く含む石炭を原料としてコークスを製造する際に使用した安水中のＣＯＤ濃度を低減させることが可能な安水の活性汚泥処理方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明は、０．０３ｍｍアンダーの石炭粉を５〜２０質量％含む石炭を原料としてコークスを製造する際に使用した安水の活性汚泥処理方法であって、
前記安水に含まれる油分及びタール類を８０ｐｐｍ以下に減少させる工程と、
前記油分及びタール類を減少させた安水を、槽内壁に光源が配置された活性汚泥処理槽を用いて活性汚泥処理する工程とを備えることを特徴としている。
【０００９】
なお、「アンダー」は、併記される寸法の篩目の篩を用いた際の篩下を指す。また、「槽内壁」は、安水に接する面を指す。具体的には、活性汚泥処理槽の内壁面及び／又は底面を指す。
【００１０】
コークス製造時に使用した安水中には石炭由来の油分及びタール類が存在している。原料炭に含まれる０．０３ｍｍアンダーの石炭粉（石炭粒子）はコークス炉ガスに随伴して安水中に混入しやすく、これら油分及びタール類を吸着して吸着粒子となる傾向がある。
【００１１】
安水に含まれる油分及びタール類の濃度が８０ｐｐｍ以下の場合、石炭粒子と油分及びタール類（主として吸着粒子）が活性汚泥処理槽の水面に浮上する傾向が強いことを、本発明者らは見出した。水面に浮上した石炭粒子と油分及びタール類は膜状物となるため、槽の上方から槽内に光を照射した場合、安水の透光性を低下させる原因となるが、槽内壁に光源を設けることにより安水の透光性を維持し、活性汚泥処理能力を向上させることができる。
【００１２】
一方、安水に含まれる油分及びタール類の濃度が８０ｐｐｍ超の場合、活性汚泥処理槽内で一般に実施される曝気処理（槽内への空気吹込み処理）時に吸着粒子が槽内を循環浮遊し、槽内の光透過性が低下する。
これは、安水に含まれる油分及びタール類の濃度が高い場合、油分及びタール類が吸着粒子に付着して吸着粒子が成長することに伴い、沈殿しない程度に吸着粒子の比重が増大し、曝気処理によって吸着粒子が活性汚泥処理槽内を循環浮遊する傾向が強まるためと考えられる。
【００１３】
このように、本発明は、活性汚泥処理槽の水面に吸着粒子を浮上させることにより安水の透光性を維持し、槽内に光を照射して活性汚泥処理能力を向上させるものであるところ、０．０３ｍｍアンダーの石炭粒子が２０質量％超である原料炭を用いてコークスを製造した場合、石炭粒子の一部が吸着粒子とならず、安水中を浮遊する傾向が強く、安水の透光性が悪化する。一方、０．０３ｍｍアンダーの石炭粒子が５質量％未満の場合、活性汚泥処理能力の低下は認められなかった。
そこで、本発明は、０．０３ｍｍアンダーの石炭粉を５〜２０質量％含む石炭を原料としてコークスを製造する際に使用した安水を対象としている。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る安水の活性汚泥処理方法では、処理安水中の油分及びタール類を減少させ、かつ活性汚泥処理槽内に光源を設けることにより槽内の光透過性が向上し、活性汚泥によるＣＯＤ分解（濃度低減）能力を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施の形態に係る安水の活性汚泥処理方法の処理フロー図である。
【図２】活性汚泥処理槽の平面図である。
【図３】図２のＸ−Ｘ矢視断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態について説明し、本発明の理解に供する。
【００１７】
図１は、本発明の一実施の形態に係る安水の活性汚泥処理方法の処理フローを示したものである。
コークス炉１０に装入した石炭を乾留する際に発生するコークス炉ガスは、コークス炉１０上部に設置された上昇管１１のベンド部１２において散布される安水により冷却、洗浄された後、ドライメン１３からコークス炉ガス回収配管１４を介して搬送され、コークス炉ガス回収配管１４の水平部の途中に設けられた分岐配管１５からコークス炉ガス精製設備（図示省略）へ送給される。
【００１８】
コークス炉ガスを冷却、洗浄した安水は、コークス炉ガス回収配管１４の下流に設けられた鉛直配管（安水供給管）を介してデカンタ１６内に流入する。デカンタ１６内に流入した、タール等を含む安水は、デカンタ１６内で静置することにより固形分が沈降し、安水層１９とタール層２０に分離する。
大部分の安水は、デカンタ１６から配管１７を介して上昇管１１のベンド部１２へ送給され、コークス炉ガスの冷却、洗浄に再利用されるが、一部の安水は、デカンタ１６から配管１８を介して滞留槽２１に送給される。
タール層２０から高い濃度で採取されたタールはタール精製設備（図示省略）に送給される。
【００１９】
滞留槽２１は曝気処理等の撹拌処理を行わず、安水を貯留する槽である。
滞留槽２１に貯留された安水は活性汚泥処理槽２２に送られ、活性汚泥により安水中のＣＯＤ分解が行われた後、系外へ排出される。
なお、本実施の形態では、安水に含まれる油分及びタール類の濃度を調整するための油分吸着フィルター２５が滞留槽２１と活性汚泥処理槽２２をつなぐ配管に設置されている。
【００２０】
活性汚泥処理槽２２の形状を図２及び図３に示す。
活性汚泥処理槽２２は、上方に開口する箱形槽とされ、槽内には活性汚泥が装入されている。また、活性汚泥処理槽２２の槽内壁２３（内壁面及び底面）には複数の光源２４が配置され、底部には活性汚泥に酸素を供給するための配管（図示省略）が設置されている。
【００２１】
次に、本実施の形態に係る安水の活性汚泥処理方法について説明する。
本実施の形態に係る安水の活性汚泥処理方法は、０．０３ｍｍアンダーの石炭粉を５〜２０質量％含む石炭を原料としてコークスを製造する際に使用した安水を対象とする。
【００２２】
［ＳＴＥＰ−１］
滞留槽２１に貯留されている安水に含まれる油分及びタール類を８０ｐｐｍ以下に減少させる。
安水に含まれる油分及びタール類を８０ｐｐｍ以下に減少させる方法としては、滞留槽２１において油分及びタール類を浮上除去する方法や、デカンタ１６出側における遠心分離処理の実施等の公知の方法が利用できる。
安水に含まれる油分及びタール類の濃度測定は、例えばＪＩＳ  Ｋ０１０２−２０１３「工場排水試験方法」に基づいて実施すればよい。
【００２３】
［ＳＴＥＰ−２］
油分及びタール類を減少させた安水を活性汚泥処理槽２２に送給し、活性汚泥処理槽２２内に空気を供給して曝気処理を行うと共に、活性汚泥処理槽２２の槽内壁２３に設置した光源２４から安水に向けて光を照射し、安水の活性汚泥処理を実施する。
活性汚泥処理終了後の安水は系外に排出される。
【００２４】
以上、本発明の一実施の形態について説明してきたが、本発明は何ら上記した実施の形態に記載の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載されている事項の範囲内で考えられるその他の実施の形態や変形例も含むものである。例えば、上記実施の形態では、活性汚泥処理槽の内壁面及び底面の両方に光源を配置しているが、内壁面又は底面のいずれか一方のみに光源を配置してもよい。
【実施例】
【００２５】
本発明の効果について検証するために実施した検証試験について説明する。
検証試験には図１に示す設備を用いた。
安水の発生量が４５０ｍ３／日であるコークス炉の安水を使用し、滞留槽に貯留した安水の一部（４５ｍ３／日）を活性汚泥処理槽に供給し、活性汚泥によるＣＯＤ濃度低減処理（活性汚泥処理）を実施した。各試験は、夏季の晴天日かつ外気温がほぼ同じ条件下で実施した。各試験における活性汚泥処理時間は約１１時間とした。
なお、曝気処理として活性汚泥処理槽の底部より槽内に空気を吹き込んだ。空気の吹込量は１０００ｍ３／Ｈｒとした。
【００２６】
活性汚泥処理槽には容積が１００ｍ３（縦５ｍ×横５ｍ×高さ４ｍ）のものを用い、縦５ｍ×高さ４ｍの各内壁（側面）にガラス窓を設け、安水から隔離した場所に１００Ｗ電球の光源を概ね均等に３０個／面配置した。底面は光源無しとした。
【００２７】
油分及びタール類の濃度の調整は、滞留槽と活性汚泥処理槽をつなぐ配管に設置した油分吸着フィルターを用いて行った。
【００２８】
安水中のＣＯＤ濃度測定は、活性汚泥処理槽の入側と出側でそれぞれ行った。ＣＯＤ濃度測定では、安水サンプルを２０Ｌ採取し、ＪＩＳ  Ｋ０１０２−２０１３に記載されている、過マンガン酸カリウムによるＣＯＤ濃度測定法を採用した。
表１に試験結果の一覧を示す。
【００２９】
【表１】
2020011201.tif 000003
【００３０】
従来例及び比較例１、４では、人工光源をＯＦＦとして太陽光のみによって活性汚泥処理を行い、実施例では、活性汚泥処理槽に蓋をして太陽光を遮断し人工光源のみによって活性汚泥処理を行った。
【００３１】
表中のＣＯＤ濃度変化は、活性汚泥処理槽の入側のＣＯＤ濃度と出側のＣＯＤ濃度との差であり、ＣＯＤ濃度変化値に応じて以下の符号を付した。
５０ｐｐｍ以上              ：Ａ
４０ｐｐｍ以上５０ｐｐｍ未満：Ｂ
３０ｐｐｍ以上４０ｐｐｍ未満：Ｃ
２０ｐｐｍ以上３０ｐｐｍ未満：Ｄ
１０ｐｐｍ以上２０ｐｐｍ未満：Ｅ
【００３２】
ＣＯＤ値指数は、従来例のＣＯＤ濃度変化値に対する各試験ケースにおけるＣＯＤ濃度変化値の比を示し、１．０以下(従来例と同等か従来例よりも改善)を○（合格）、１．０超(従来例よりも悪化)を×（不合格）とした。
【００３３】
検証試験より判明したことを以下に列記する。
・実施例１、２は、ＣＯＤ濃度の低減量が５０ｐｐｍ以上であったが、比較例１〜４は、ＣＯＤ濃度の低減量が２０ｐｐｍ未満であった。
・比較例１は、安水中の油分及びタール類の含有量が多かったため、安水中を光が透過しにくくなった結果、活性汚泥処理が停滞し、ＣＯＤ濃度が低下し難かったものと推察される。
・比較例２は、安水に含まれる０．０３ｍｍアンダーの石炭粉の含有量が多かったため、安水中を浮遊する石炭粒子が増えた結果、光が透過しにくくなって活性汚泥処理が停滞し、ＣＯＤ濃度が低下し難かったものと推察される。
・比較例３は、比較例１と同じ処理条件で投光位置を横に変えたものであるが、比較例２と同様、活性汚泥処理が停滞した。このケースも安水中の油分及びタール類の含有量が多かったため、油分及びタール類が付着した吸着粒子が活性汚泥処理槽の水面に膜状物を構成せず、安水中を浮遊する石炭粒子が増えた結果、光が透過しにくくなったものと推察される。
・比較例４は、活性汚泥処理槽の上方からの光照射であるため、安水中を光が透過しにくく、活性汚泥処理が停滞し、ＣＯＤ濃度が低下し難かったものと推察される。
【符号の説明】
【００３４】
１０：コークス炉、１１：上昇管、１２：ベンド部、１３：ドライメン、１４：コークス炉ガス回収配管、１５：分岐配管、１６：デカンタ、１７、１８：配管、１９：安水層、２０：タール層、２１：滞留槽、２２：活性汚泥処理槽、２３：槽内壁、２４：光源、２５：油分吸着フィルター
【図１】
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【図２】
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【図３】
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