(57)【要約】【課題】含まれる臭素イオンの量の変動によらず、排水を効率良く処理することのできる排水処理システムを提供する。【解決手段】本実施形態に係る排水処理システム１００によれば、反応槽３において、処理水のｐＨを酸性にすると共に次亜塩素酸が添加されることにより、処理水に含まれる臭素イオンと次亜塩素酸が反応して、臭素の遊離を進行させることができる。反応槽３に供給される処理水の臭素イオンの量が変動した場合は、それに対応してｐＨ測定計２６及び残留塩素濃度測定計２７の測定結果も変動する。従って、当該変動に応じた量の酸及び次亜塩素酸を反応槽３に添加することが可能となるため、排水中の臭素イオンの量の変動に関わらず、必要以上の酸及び次亜塩素酸が添加されることを防止することができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
臭素イオンを含む排水を処理する排水処理システムであって、
前記排水のｐＨを酸性にすると共に次亜塩素酸が添加される反応槽と、
前記反応槽の下流側に設けられ、前記反応槽からの処理水を曝気する曝気槽と、
前記曝気槽の出口側に設けられ、前記曝気槽の出口側の処理水のｐＨを測定するｐＨ測定部と、
前記曝気槽の出口側に設けられ、前記曝気槽の出口側の処理水の残留塩素濃度を測定する残留塩素濃度測定部と、を備える、排水処理システム。
【請求項２】
除去された臭素ガスから臭素をアルカリ溶液によって回収する回収部を更に備え、
前記曝気槽では、前記回収部によって臭素が回収されたガスを曝気ガスとして用いる、請求項１に記載の排水処理システム。
【請求項３】
前記反応槽よりも上流側に設けられ、前記次亜塩素酸が添加される前の前記排水のｐＨを酸性に調整するｐＨ調整槽を更に備える、請求項１又は２に記載の排水処理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、臭素イオンを含む排水を処理する排水処理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、臭素イオンを含む排水を処理する方法として、電気泳動を用いた方法、ＮＦ膜やＲＯ膜を用いた方法、蒸留設備を用いた方法、またはこれらを組み合わせた方法などが知られている。また、特許文献１には、海水に塩素を吹き込んで臭素を遊離させて回収する「海水法」を用いた方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭５８−１６７４０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述のような方法を臭素イオンを含む排水の排水処理システムに適用すると、様々な問題によって、良好に処理を行えない場合や設備コストやランニングコストが高くなることがあった。従って、臭素イオンを含む排水を効率よく処理することのできる排水処理システムが求められていた。また、排水処理システムで処理される排水は、時間帯や日時によって臭素イオンの量が変動する。このように臭素イオンの量の変動に対応して、排水を効率良く処理することのできる排水処理システムが求められていた。
【０００５】
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、含まれる臭素イオンの量の変動によらず、排水を効率良く処理することのできる排水処理システム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】
【０００６】
本発明に係る排水処理システムは、臭素イオンを含む排水を処理する排水処理システムであって、排水のｐＨを酸性にすると共に次亜塩素酸が添加される反応槽と、反応槽の下流側に設けられ、反応槽からの処理水を曝気する曝気槽と、曝気槽の出口側に設けられ、曝気槽の出口側の処理水のｐＨを測定するｐＨ測定部と、曝気槽の出口側に設けられ、曝気槽の出口側の処理水の残留塩素濃度を測定する残留塩素濃度測定部と、を備える。
【０００７】
本発明に係る排水処理システムによれば、反応槽において、排水のｐＨを酸性にすると共に次亜塩素酸が添加されることにより、排水に含まれる臭素イオンと次亜塩素酸が反応して、臭素の遊離を進行させることができる。遊離した臭素は、反応槽の下流側に設けられた曝気槽にて曝気されることにより、排水中から放出される。このように、ｐＨを酸性として次亜塩素酸を添加し、曝気するだけの簡易な手順にて臭素を回収することができるため、設備コストを低減すると共にランニングコストを低減することができ、臭素イオンを含む排水を効率良く処理することができる。
【０００８】
ここで、次亜塩素酸の添加によるｐＨ上昇や、曝気槽で曝気することによる処理水のｐＨ上昇により、反応槽でのｐＨが臭素の遊離反応に適切な値であったとしても、曝気槽の出口側では当該適切な値よりもｐＨが高くなる場合がある。本発明に係る排水処理システムは、曝気槽の出口側の処理水のｐＨを測定するｐＨ測定部を備えている。従って、当該ｐＨ測定部の測定結果に基づいて反応槽に添加する酸の量を調整することにより、曝気槽の出口側においてもｐＨを臭素の遊離反応のために適切な値に保つことが可能となる。更に、反応槽に供給される排水の臭素イオンの量が変動した場合は、それに対応してｐＨ測定部の測定結果も変動する。従って、当該変動に応じた量の酸を反応槽に添加することが可能となるため、排水中の臭素イオンの量の変動に関わらず、必要以上の酸が添加されることを防止することができる。また、反応槽に供給される排水の臭素イオンの量が変動した場合は、それに対応して曝気槽の出口側の残留塩素濃度測定部の測定結果も変動する。従って、当該変動に応じた量の次亜塩素酸を反応槽に添加することが可能となるため、排水中の臭素イオンの量の変動に関わらず、必要以上の次亜塩素酸が添加されることを防止することができる。以上によって、含まれる臭素イオンの量の変動によらず、排水を効率良く処理することができる。
【０００９】
本発明に係る排水処理システムにおいて、除去された臭素ガスから臭素をアルカリ溶液によって回収する回収部を更に備え、曝気槽では、回収部によって臭素が回収されたガスを曝気ガスとして用いてよい。回収部は、アルカリ溶液を用いるため、臭素を回収すると同時にガス中のＣＯ２も吸収する。従って、回収部によって臭素が回収されたガスは、ＣＯ２の濃度が低い。曝気槽では、空気に比べ当該ＣＯ２の濃度が低いガスを曝気ガスとして用いることにより、回収部でのアルカリ損失を抑制することができる。これにより、ランニングコストを低減することができる。
【００１０】
本発明に係る排水処理システムにおいて、反応槽よりも上流側に設けられ、次亜塩素酸が添加される前の排水のｐＨを酸性に調整するｐＨ調整槽を更に備えてよい。ｐＨ調整に影響を与える因子として、排水に含まれる臭素イオンの量の変動（臭素イオンの量が変動すると次亜塩素酸の添加によるｐＨ上昇の度合い、及び曝気槽での曝気によるｐＨ上昇の度合いが変動する）の他、臭素イオンの量とは関連のない外来因子（排水に含まれる炭酸イオンの量や金属酸化物の量など）がある。一つの槽にて、両方の因子に対応するようにｐＨ調整を行う場合、ｐＨ調整が困難となる。従って、反応槽よりも上流側のｐＨ調整槽にて、次亜塩素酸が添加される前の排水のｐＨ調整を行うことにより、外来因子に対応するためのｐＨ調整を予め行っておくことが可能となる。これによって、反応槽では、排水に含まれる臭素イオンの量の変動のみに対応するためのｐＨ調整を行うことができる。これによって、反応槽でのｐＨ調整を容易に行うことが可能となり、排水に含まれる臭素イオンの量の変動に、より正確に対応することが可能となる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、含まれる臭素イオンの量の変動によらず、排水を効率良く処理することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態に係る排水処理システムを示すブロック構成図である。
【図２】図１に示す排水処理部の概略構成を示す概略構成図である。
【図３】処理水のｐＨと臭素イオン濃度の関係を示す実験結果のグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、添付図面を参照しながら本発明による排水処理システムの一実施形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１４】
図１は、本実施形態に係る排水処理システム１００を示すブロック構成図である。図２は、図１に示す排水処理部１１０の概略構成を示す概略構成図である。排水処理システム１００によって処理される排水には、少なくとも、臭素イオンが含まれている。また、当該排水に含まれる臭素イオンの量は日によって、あるいは時間帯によって大きく変動するものである。臭素イオンは、排水中に１〜３００ｍｇ／ｌ程度含まれ、当該範囲で変動する。本実施形態に係る排水処理システム１００は、当該変動に対応して効率の良い排水処理を行うことができるシステムである。また、排水には、臭素イオンの他にも、有機物、炭酸イオン、金属酸化物など、様々な物質が含まれているが、本実施形態に係る排水処理システムは、それらの物質にも対応しつつ、効率の良い排水処理を行うことができるシステムである。
【００１５】
図１及び図２に示すように、排水処理システム１００は、排水の処理を行う排水処理部１１０と、排水処理部１１０で除去された臭素ガスから臭素を回収する臭素回収部１２０と、排水処理システム１００全体の制御を行う制御部１３０と、を備える。排水処理部１１０は、上流側から下流側へ順番に、処理水槽１と、ｐＨ調整槽２と、反応槽３と、曝気槽４と、還元槽６と、中和槽７と、を備えている。なお、ｐＨ調整槽２、反応槽３、及び曝気槽４には天井部ＣＥが設けられている。これにより、各槽の処理水の水面と天井部ＣＥとの間の空間にガスを流すことができる。臭素回収部１２０は、第１の回収部５０と、第２の回収部６０と、臭素廃液槽７０と、を備えている。ｐＨ調整槽２と、反応槽３と、曝気槽４と、還元槽６と、中和槽７における、それぞれの処理は、１つまたは複数の槽において、順番に処理を施すバッチ処理としてもよい。連続処理同等の制御を行えば、バッチ処理でも同等の機能を得ることができる。
【００１６】
処理水槽１は、外部から供給された排水（ここでは、活性炭吸着処理がなされた活性炭吸着処理水である）を貯留しておくための槽である。排水には、有機物が含まれている場合があり、このような有機物を含む処理水が後段の各槽へ供給された場合、臭素イオンから生じる臭素酸や添加する次亜塩素酸と反応し、有害な有機ハロゲン化合物を生成してしまう。従って、活性炭によってそれらの有機物を除去しておくことが好ましい。
【００１７】
ｐＨ調整槽２は、反応槽３よりも上流側に設けられ、当該反応槽３にて次亜塩素酸が添加される前の処理水（本実施形態では、処理水槽１からの処理水が請求項における「排水」に対応する）のｐＨを酸性に調整するための槽である。ｐＨ調整槽２は、処理水に含まれる炭酸イオンや金属水酸化物などの外来因子に対応するためのｐＨ調整を行う。ｐＨ調整槽２に貯留された処理水には、酸供給部１１から酸が供給される。酸としては、例えば、Ｈ２ＳＯ４、ＨＣｌなどが採用される。ただし、酸としてＨＣｌを採用した場合は塩化物イオンが増えることによって、余分な塩素ガスが生成するため、Ｈ２ＳＯ４を採用することがより好ましい。また、ｐＨ調整槽２には、ｐＨ調整槽２の出口側の処理水のｐＨを測定するｐＨ測定計１２が設けられている。また、ｐＨ調整槽２には、処理水を撹拌する撹拌部１４が設けられている。ｐＨ調整槽２でのｐＨは、特に限定されないが、３以下に設定することが好ましい。
【００１８】
反応槽３は、ｐＨ調整槽２からの処理水のｐＨを酸性にすると共に次亜塩素酸が添加される槽である。反応槽３では、ｐＨが酸性に保たれた状態で処理水に次亜塩素酸が添加されることによって、処理水中の臭素が遊離する。ｐＨ調整槽２にて処理水のｐＨは既に酸性となっているが、反応槽３で次亜塩素酸が添加される影響によって、処理水のｐＨは高くなる。また、後述の曝気槽４の影響によっても処理水のｐＨは高くなる。従って、反応槽３でのｐＨ調整は、次亜塩素酸添加の影響、曝気の影響によってｐＨが高くなることに対応するために、ｐＨを下げることを目的としたものである。反応槽３に貯留された処理水には、酸供給部１６から酸が供給され、次亜塩素酸供給部１７から次亜塩素酸が供給される。なお、酸及び次亜塩素酸は、反応槽３の上流側の入口部付近に供給される。酸としては、ｐＨ調整槽２に添加されたものと同様のものを用いることができる。次亜塩素酸として、ＮａＣｌＯ、Ｃａ（ＣｌＯ）２、などが採用される。ただし、次亜塩素酸としてＮａＣｌＯを採用した場合、Ｃａ（ＣｌＯ）２とＨ２ＳＯ４が反応して生成する石膏成分（ＣａＳＯ４）が、処理設備にスケールを生じ、設備や配管を詰まらせるようなトラブルが生じないというメリットがある。また、反応槽３には、処理水を撹拌する撹拌部１８が設けられている。
【００１９】
反応槽３の入口付近でのｐＨは、排水に含まれる臭素の量によって変動するものであるが、曝気槽４の出口付近（次亜塩素酸の添加、及び曝気の影響を受けてｐＨが上がった状態となっている）でのｐＨを３．５以下に維持できる程度のｐＨとしておくことが好ましい。反応槽３及び曝気槽４でのｐＨが高くなる（例えば４以上）と、ＢｒＯ３−が生成する反応も進み、より多くの次亜塩素酸を消費するが、ｐＨを低く抑える調整を行うことで、効率よく臭素の遊離反応を進行させることができる。少なくとも、反応槽３の入口部付近のｐＨは、ｐＨ調整槽２のｐＨよりも低く、例えば２〜３程度に調整される。供給する次亜塩素酸は、Ｃｌ／Ｂｒが１〜２（ｍｏｌ比）となるように添加されることが好ましい。
【００２０】
ここで、排水（ここではｐＨ調整槽２からの処理水）のｐＨを酸性にすると共に次亜塩素酸を添加したときの、反応槽３での反応式を以下の式（１）〜（３）に示す。式（１）〜（３）を整理すると式（４）で示す反応式となる。以下に示すように、臭素（Ｂｒ２）の遊離反応が進行する。ｐＨを下げることによって、臭素イオンが電子を奪われる（酸化される）反応が進行する。
２ＣｌＯ−  ＋  ２Ｈ＋  →  ２ＨＣｌＯ  …（１）
２ＨＣｌＯ  ＋  ２Ｈ＋  ２ｅ−  →  Ｃｌ２  ＋  ２Ｈ２Ｏ  …（２）
２Ｂｒ−  →  Ｂｒ２（液）  ＋  ２ｅ−  …（３）
２Ｂｒ−  ＋  ２ＣｌＯ−  ＋  ４Ｈ＋ 
→  Ｂｒ２（液）  ＋  Ｃｌ２  ＋２Ｈ２Ｏ  …（４）
【００２１】
曝気槽４は、反応槽３の出口側に設けられ、反応槽３からの処理水を曝気する槽である。曝気槽４は、反応槽３での反応によって処理水中を遊離している臭素を曝気によって臭素ガスとして放出させる。曝気槽４の底部には、曝気装置１９が設けられている。また、曝気槽４には、曝気槽４の出口側の処理水のｐＨを測定するｐＨ測定計２６が設けられている。曝気槽４には、曝気槽４の出口側の処理水の残留塩素濃度を測定する残留塩素濃度測定計２７が設けられている。処理水の臭素濃度は、曝気槽に通気する空気量が多いほど低くすることができるため、曝気強度を大きくすれば滞留時間を小さくでき、滞留時間を大きくすれば曝気強度を小さくできる。従って、これらの数値は、必要とする処理水質と設備コストから、最適な組み合わせを選定することがよい。曝気槽４での処理水の滞留時間は、１０分〜６０分とすることが好ましい。曝気強度は、１００〜６００ｍ３／ｍ３・時とすることが好ましい。
【００２２】
また、曝気槽４には、曝気槽４の入口部付近の天井部ＣＥに、臭素ガスを回収するためのガス回収口２１が設けられている。ガス回収口２１から回収された臭素ガスは、臭素回収部１２０にて臭素の回収が行われる。詳細については後述するが、臭素回収部１２０ではアルカリ溶液によって臭素を回収するため、臭素ガス中のＣＯ２も同時に吸収される。従って、臭素回収後のガスは、ＣＯ２の濃度が低い。曝気槽４の曝気装置１９は、臭素回収部１２０で臭素が回収された後のガスを曝気ガスとして用いる。このようにＣＯ２の濃度が低いガスを用いることにより、空気を曝気ガスとして用いる場合に比して臭素回収部１２０でのＣＯ２によるアルカリ損失を抑制することができる。また、当該ガスには、Ｃｌ２も含まれている。従って、海水法と同様の原理により、「２Ｂｒ−  ＋  Ｃｌ２  →  Ｂｒ２  ＋  ２Ｃｌ−」の反応を進行させることもできる。これにより、次亜塩素酸の供給量を減らすことができる。
【００２３】
また、曝気槽４には、出口部付近の天井部ＣＥに、空気の供給口２２が設けられている。なお、当該供給口２２の上流側では、ｐＨ調整槽２の入口部付近の天井部ＣＥに空気の供給口２３が設けられ、反応槽３の出口部付近の天井部ＣＥに空気の回収口２４が設けられ、当該回収口２４と曝気槽４の供給口２２がラインＬ１で接続されている。これにより、供給口２３から供給された空気は、ｐＨ調整槽２及び反応槽３の水面上を流れ、回収口２４で回収されると共にラインＬ１を通過し、供給口２２から曝気槽４に供給される。供給口２２から供給された空気は、水面から放出された臭素ガスと共に、曝気槽４の水面上を出口側から入口側へ向かって流れ、ガス回収口２１にて回収される。曝気槽４の水面から放出される臭素ガスは、出口側よりも入口側の方が多い。従って、多く臭素ガスが放出される入口部付近で直ちにガス回収口２１で臭素ガスを回収し、臭素ガスが少ない出口部付近では空気の流れによって入口側へ流して回収する。これによって、処理水中に溶ける臭素の量を減らすことができる。
【００２４】
還元槽６は、曝気槽４にて臭素が除去された後の処理水中に残留する酸化性物質（ＣｌＯ−やＢｒＯ−など）を還元するための槽である。例えば、還元槽６に貯留された処理水には、還元剤供給部２９から還元剤が供給される。還元剤としては、例えば、Ｎａ２Ｓ２Ｏ３、ＦｅＳＯ４などが採用される。ただし、還元剤としてＮａ２Ｓ２Ｏ３を採用した場合、ＳＳ成分を発生しないというメリットがある。また、還元槽６には、処理水を撹拌する撹拌部３１が設けられている。なお、還元槽６と中和槽７との間に他の槽を設けてもよい。
【００２５】
中和槽７は、曝気槽４にて臭素が除去され、還元槽６にて還元された後の処理水を中和するための槽である。すなわち、中和槽７は、臭素除去のために酸性となっていた処理水のｐＨを中性に戻すための槽である。中和槽７に貯留された処理水には、アルカリ供給部３２からアルカリが供給される。アルカリとしては、例えば、ＮａＯＨ、Ｎａ２ＣＯ３などが採用される。ただし、アルカリとしてＮａＯＨを採用した場合、スケールを発生しにくいメリットがある。また、中和槽７には、処理水を撹拌する撹拌部３３が設けられている。また、中和槽７には、中和槽７の出口側の処理水のｐＨを測定するｐＨ測定計３４が設けられている。中和槽７には、中和槽７の出口側の処理水のＯＲＰ（酸化還元電位）を測定するＯＲＰ測定計３６が設けられ、還元剤の添加量が適性であるかどうかを確認することができる。
【００２６】
図１を参照して、臭素回収部１２０の構成を説明する。なお、図１において一点鎖線で示す矢印は、曝気槽４と臭素回収部１２０との間で循環するガスの流れを示している。第１の回収部５０は、第１のスクラバー５１及び第１の循環槽５２を備えている。循環槽５２中の循環水は、第２の回収部６０から供給されるアルカリ液であって、臭素の吸収によってｐＨが低下するため、更にアルカリ（例えば、ＮａＯＨなどが採用される）が供給される。第１のスクラバー５１には噴出部５３が設けられている。第１のスクラバー５１には曝気槽４で回収された高濃度の臭素ガスが供給され、当該供給部分よりも上方から、循環槽５２から組み上げた循環水（アルカリ溶液）を噴出部５３より噴出する。これによって、第２の回収部６０から供給された低濃度の臭素を含むアルカリ溶液を、更に高濃度の臭素ガスに接触させることで、循環槽５２中の循環水中に高濃度に回収される。当該循環水の一部は、臭素廃液槽７０へ供給され、ローリーなどによって場外へ搬出される。なお、搬出された臭素は、薬品原液などに有効利用される。一方、第１のスクラバー５１で臭素が回収された後のガスは、第２の回収部６０へ供給される。
【００２７】
第２の回収部６０は、第２のスクラバー６１及び第２の循環槽６２を備えている。循環槽６２中の循環水にはアルカリが添加されることにより、当該循環水はアルカリ溶液となる。第２のスクラバー６１には噴出部６３が設けられている。第２のスクラバー６１には第１のスクラバー５１から臭素回収後の低濃度の臭素ガスが供給され、当該供給部分よりも上方から、循環槽６２から組み上げた循環水（アルカリ溶液）を噴出部６３より噴出する。これによって、第１の回収部５０で回収されなかった低濃度の臭素がガス中からアルカリ溶液によって吸収され、循環槽６２中の循環水中に回収される。低濃度の臭素を含みアルカリ性の当該循環水の一部は、第１の回収部５０の循環槽５２へ供給される。一方、第２のスクラバー６１で臭素が回収された後のガスは、曝気槽４の曝気ガスとして曝気装置１９へ供給される。なお、一部の循環ガスは、大気放出される。なお、臭素回収部１２０は二段構成であるが、排水の臭素濃度が低い場合には一段でもよく、より高濃度の廃液を得ることで廃液量を削減することと、排気ガス中の臭素をできるだけ低減したい場合には、三段以上としてもよい。
【００２８】
制御部１３０は、排水処理システム１００全体の制御を行う。制御部１３０は、少なくとも、各供給部１１，１６，１７，２９，３２と、各種測定計１３，２６，２７，３４，３６と電気的に接続されている。ただし、制御部１３０は、排水処理システム１００中の他の機器とも電気的に接続されているが、図２では図示を省略している。図１では、電気的な接続は省略されている。
【００２９】
制御部１３０は、ｐＨ測定計１３での測定値に基づいて、ｐＨ調整槽２へ酸を供給する酸供給部１１の制御を行う。すなわち、制御部１３０は、ｐＨ測定計１３の測定値が所定の目標値（例えば、ｐＨ＜３の値）となるように、酸供給部１１による酸の供給量を調整する。また、制御部１３０は、ｐＨ測定計２６での測定値に基づいて、反応槽３へ酸を供給する酸供給部１６の制御を行う。すなわち、制御部１３０は、ｐＨ測定計２６の測定値が所定の目標値（例えば、ｐＨ＜３．５の値）となるように、酸供給部１６による酸の供給量を調整する。また、制御部１３０は、残留塩素濃度測定計２７での測定値に基づいて、反応槽３へ次亜塩素酸を供給する次亜塩素酸供給部１７の制御を行う。すなわち、制御部１３０は、残留塩素濃度測定計２７の測定値が所定の目標値（例えば、残留塩素濃度＜５ｍｇ／ｌ）となるように、次亜塩素酸供給部１７による次亜塩素酸の供給量を調整する。また、制御部１３０は、ＯＲＰ測定計３６での測定値に基づいて、還元槽６へ還元剤を供給する還元剤供給部２９の制御を行う。すなわち、制御部１３０は、ＯＲＰ測定計３６の測定値が所定の目標値（例えば、＋５０ｍＶ＞ＯＲＰ＞−５０ｍＶ）となるように、還元剤供給部２９による還元剤の供給量を調整する。
【００３０】
次に、本実施形態に係る排水処理システム１００の作用・効果について説明する。
【００３１】
従来より、臭素イオンを含む排水を処理する方法として、電気泳動を用いた方法、ＮＦ膜やＲＯ膜を用いた方法、蒸留設備を用いた方法、またはこれらを組み合わせた方法が知られている。しかしながら、これらの方法は、様々なイオンや有機物も同時に分離・濃縮するため、多量の濃縮液が発生するという問題があった。濃縮液は、更に熱を加え乾燥させるなどして減量する必要がある。これらの処理は、臭素イオンを低い濃度に低減できるものの、設備コストが上がり、多くのエネルギーが必要になるという問題がある。また、発生した塩の利用価値は少なく、埋立処理も溶出して循環・濃縮が起こることなどにより、処分が難しいという問題がある。その他、活性炭吸着やイオン交換樹脂を用いる方法もあるが、ただちに破過してしまうため、高濃度の臭素イオンを含む排水を処理する方法としては実用的ではないという問題がある。一方、臭素の工業的製造方法として、海水に塩素を吹き込んで臭素を遊離させる「海水法」や、にがりに含まれるＭｇＢｒ２に塩素を吹き込んで臭素を遊離させる「にがり法」が知られている。しかしながら、これらは塩素ガスを用いる方法であるため、排水処理システムに適用するのが困難であるという問題がある。
【００３２】
一方、本実施形態に係る排水処理システム１００によれば、反応槽３において、処理水のｐＨを酸性にすると共に次亜塩素酸が添加されることにより、処理水に含まれる臭素イオンと次亜塩素酸が反応して、臭素の遊離を進行させることができる。遊離した臭素は、反応槽３の下流側に設けられた曝気槽４にて曝気されることにより、処理水中から放出される。このように、ｐＨを酸性として次亜塩素酸を添加し、曝気するだけの簡易な手順にて臭素を回収することができるため、設備コストを低減すると共にランニングコストを低減することができ、排水を効率良く処理することができる。
【００３３】
例えば、排水１７１ｍｇ／Ｌに対して、ＮａＣｌＯを有効塩素で５００ｍｇ／Ｌ添加し、ｐＨを変化させた場合の実験結果を図３に示す。図３から理解されるように、ｐＨを酸性として次亜塩素酸を添加することによって、臭素の遊離反応が進み、処理水中の臭素イオン濃度が低くなっている。
【００３４】
ここで、曝気槽４で曝気することによって処理水のｐＨが上がるため、反応槽３でのｐＨが臭素の遊離反応に適切な値であったとしても、曝気槽４の出口側では当該適切な値よりもｐＨが高くなる場合がある。例えば、反応槽３にｐＨ測定計を設け、当該ｐＨ測定計の測定結果に基づいて反応槽３へ添加する酸の量を調整しても、曝気槽４の出口側では、ｐＨが適切な値でなくなっている可能性がある。これに対して、本実施形態に係る排水処理システム１００は、曝気槽４の出口側の処理水のｐＨを測定するｐＨ測定計２６を備えている。従って、制御部１３０は、当該ｐＨ測定計２６の測定結果に基づいて酸供給部１６を制御し、反応槽３に添加する酸の量を調整することにより、曝気槽４の出口側においてもｐＨを臭素の遊離反応に適切な値に保つことが可能となる。なお、本実施形態では反応槽３にはｐＨ測定計を設けておらず、曝気槽４のｐＨ測定計２６の測定結果のみに基づいて反応槽３へ添加する酸の量を制御している。これにより、不要なｐＨ測定計を省略することができる。
【００３５】
更に、反応槽３に供給される処理水の臭素イオンの量が変動した場合は、それに対応してｐＨ測定計２６の測定結果も変動する。従って、当該変動に応じた量の酸を反応槽３に添加することが可能となるため、排水中の臭素イオンの量の変動に関わらず、必要以上の酸が添加されることを防止することができる。また、反応槽３に供給される排水の臭素イオンの量が変動した場合は、それに対応して曝気槽４の出口側の残留塩素濃度測定計２７の測定結果も変動する。従って、当該変動に応じた量の次亜塩素酸を反応槽３に添加することが可能となるため、排水中の臭素イオンの量の変動に関わらず、必要以上の次亜塩素酸が添加されることを防止することができる。以上によって、ランニングコストを低減することができ、含まれる臭素イオンの量の変動によらず、排水を効率良く処理することができる。
【００３６】
本実施形態に係る排水処理システム１００において、除去された臭素ガスから臭素をアルカリ溶液によって回収する臭素回収部１２０を更に備え、曝気槽４では、臭素回収部１２０によって臭素が回収されたガスを曝気ガスとして用いている。臭素回収部１２０は、臭素の回収にアルカリ溶液を用いるため、臭素を回収すると同時にガス中のＣＯ２も吸収する。従って、臭素回収部１２０によって臭素が回収されたガスは、ＣＯ２の濃度が低い。曝気槽４では、当該ＣＯ２の濃度が低いガスを曝気ガスとして用いることにより、臭素回収部１２０でのアルカリ損失を抑制することができる。これにより、ランニングコストを低減することができる。
【００３７】
本実施形態に係る排水処理システム１００において、反応槽３よりも上流側に設けられ、次亜塩素酸が添加される前の処理水のｐＨを酸性に調整するｐＨ調整槽２を更に備えている。ｐＨ調整に影響を与える因子として、排水に含まれる臭素イオンの量の変動（臭素イオンの量が変動すると次亜塩素酸の添加によるｐＨ上昇の度合い、及び曝気槽での曝気によるｐＨ上昇の度合いが変動する）の他、臭素イオンの量とは関連のない外来因子（排水に含まれる炭酸イオンの量や金属水酸化物の量など）がある。反応槽３のみにて、両方の因子に対応するようにｐＨ調整を行う場合、ｐＨ調整が困難となる。従って、反応槽３よりも上流側のｐＨ調整槽２にて、次亜塩素酸が添加される前の排水のｐＨ調整を行うことにより、外来因子に対応するためのｐＨ調整を予め行っておくことが可能となる。これによって、反応槽３では、排水に含まれる臭素イオンの量の変動のみに対応するためのｐＨ調整を行うことができる。これによって、反応槽３でのｐＨ調整を容易に行うことが可能となり、排水に含まれる臭素イオンの量の変動に、より正確に対応することが可能となる。
【００３８】
本発明は、上述の実施形態に限定されるものではない。例えば、図１及び図２は排水処理システムのシステム構成の一例に過ぎず、異なるシステム構成を採用してもよい。例えば、臭素回収部１２０としてスクラバー及び循環槽を用いた構造を採用したが、これに限定されない。また、曝気槽４での曝気ガスとして、臭素回収部１２０からの循環ガスを用いたが、これに限らず、外部からの空気を用いてもよい。
【００３９】
また、排水処理部１１０は、少なくとも反応槽３及び曝気槽４を有していればよく、他の槽は適宜省略してよく、図１に示されない他の槽を設けてもよい。
【００４０】
本排水処理システムを適用する排水は、有機物を含まない活性炭吸着処理水などがよいが、有機物を完全に除去できない場合には、臭素イオンから生じる炭素酸や添加する次亜塩素酸と反応し、有害な有機ハロゲン化合物を僅かに生成する。そのため、臭素除去後の処理水は、発生した有機ハロゲン化合物を吸着除去するために、活性炭吸着設備を後段に設けてもよい。また、還元槽において還元しきれなかった僅かな次亜塩素酸などは活性炭により分解されるため、次亜塩素酸が放流されることを防止できることからも、活性炭吸着設備を後段に設けてもよい。
【符号の説明】
【００４１】
２…ｐＨ調整槽、３…反応槽、４…曝気槽、２６…ｐＨ測定計（ｐＨ測定部）、２７…残留塩素濃度測定計（残留塩素濃度測定部）、１００…排水処理システム、１２０…臭素回収部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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