(57)【要約】      （修正有）【課題】還元反応を伴うフェントン反応を利用した水処理において、フェントン反応の効率に優れた水処理方法の提供。【解決手段】工程（ｉ）〜（ｉｉｉ）を含む水処理方法。（ｉ）下記条件（Ａ）を満たす排水に対し、下記条件（Ｂ）を満たすように第一鉄イオンおよび過酸化水素を添加して、排水中のアルデヒド類および被酸化性汚染物質を酸化する酸化処理と、第二鉄イオンを鉄還元触媒の存在下で第一鉄イオンに還元する還元処理とを行い、反応液を得る反応工程（ｉｉ）反応液のｐＨを６．０以上１０．０以下に調整して、反応中の第一鉄イオンおよび第二鉄イオンを不溶化させ、第一鉄化合物および第二鉄化合物を懸濁させた懸濁液を得る不溶化工程（ｉｉｉ）懸濁液を汚泥と処理水とに分離する第一分離工程。＜反応条件＞（Ａ）排水のｐＨは１．０以上４．０以下である。（Ｂ）０．１７≦Ｔ１／（ＣＡ×ＣＢ）≦１．２【選択図】図１
2018122289.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルデヒド類および被酸化性汚染物質を含む排水の処理方法であって、下記工程（ｉ）〜（ｉｉｉ）を含む水処理方法。
（ｉ）反応槽に貯留された下記条件（Ａ）を満たす前記排水に対し、下記条件（Ｂ）を満たすように第一鉄イオンおよび過酸化水素を添加して、前記排水中の前記アルデヒド類および前記被酸化性汚染物質を酸化する酸化処理と、前記酸化処理によって生じた第二鉄イオンを鉄還元触媒の存在下で前記第一鉄イオンに還元する還元処理と、を行い、反応液を得る反応工程
（ｉｉ）前記工程（ｉ）で得られた前記反応液のｐＨを６．０以上１０．０以下に調整して、前記反応中の前記第一鉄イオンおよび前記第二鉄イオンを不溶化させ、第一鉄化合物および第二鉄化合物を生成させることによって、前記第一鉄化合物および前記第二鉄化合物を懸濁させた懸濁液を得る不溶化工程
（ｉｉｉ）前記工程（ｉｉ）で得られた前記懸濁液を、前記第二鉄化合物を含む汚泥と、処理水と、に分離する第一分離工程
＜反応条件＞
（Ａ）前記排水のｐＨは１．０以上４．０以下である。
（Ｂ）０．１７≦Ｔ１／（ＣＡ×ＣＢ）≦１．２
（Ｔ１：前記排水が前記反応槽に滞留する時間（単位：時間）
ＣＡ：前記反応液の全量に対する前記アルデヒド類の含有濃度（単位：ｍｏｌ／Ｌ）
ＣＢ：前記反応液の全量に対する過酸化水素の添加濃度（単位：ｍｇ／Ｌ））
【請求項２】
下記工程（ｉｖ）をさらに含む、請求項１に記載の水処理方法。
（ｉｖ）前記工程（ｉｉｉ）で分離した前記汚泥の少なくとも一部を前記工程（ｉ）に返送する汚泥返送工程
【請求項３】
前記アルデヒド類は、プロピオンアルデヒドである請求項１または２に記載の水処理方法。
【請求項４】
前記工程（ｉ）において、酸を用いて前記排水のｐＨを１．０以上４．０以下に調整する請求項１〜３のいずれか１項に記載の水処理方法。
【請求項５】
前記鉄還元触媒は、活性炭およびゼオライトからなる群から選ばれる少なくとも一つである請求項１〜４のいずれか１項に記載の水処理方法。
【請求項６】
前記工程（ｉ）における前記酸化処理に、第一鉄塩または第一鉄の酸化物を使用する請求項１〜５のいずれか一項に記載の水処理方法。
【請求項７】
前記工程（ｉｉｉ）において、精密濾過膜または限外濾過膜を用いて前記懸濁液を前記汚泥と前記処理水とに分離する請求項１〜６のいずれか１項に記載の水処理方法。
【請求項８】
前記工程（ｉ）に先立って、前記アルデヒド類の一部を微生物を用いて分解し、前記排水とする生物処理工程を有する請求項１〜７のいずれか１項に記載の水処理方法。
【請求項９】
ナノ濾過膜または逆浸透膜を用いて、前記処理水を、前記処理水に含まれる前記アルデヒド類および前記被酸化性汚染物質と、透過水とに分離する第二分離工程を有する請求項１〜８のいずれか１項に記載の水処理方法。
【請求項１０】
アルデヒド類および被酸化性汚染物質を含む排水の処理装置であって、下記（１）〜（４）を備える水処理装置。
（１）前記排水に第一鉄イオンおよび過酸化水素を添加して、前記排水中の前記アルデヒド類および前記被酸化性汚染物質を酸化する酸化処理と、前記酸化処理によって生じた第二鉄イオンを鉄還元触媒の存在下で前記第一鉄イオンに還元する還元処理と、を行い、反応液を得る反応部
（２）前記反応部から供給される前記反応液に含まれる前記第一鉄イオンおよび前記第二鉄イオンを不溶化させ、第一鉄化合物および第二鉄化合物を生成させることによって、前記第一鉄化合物および前記第二鉄化合物が懸濁した懸濁液を得る不溶化部
（３）前記不溶化部から供給される前記懸濁液を、前記第二鉄化合物を含む汚泥と、処理水と、に分離する第一分離部
（４）下記式（１）を満たすように、前記反応部を制御する制御部
０．１７≦Ｔ２／（ＣＡ×ＣＢ）≦１．２  …（１）
（Ｔ２：前記反応部に前記反応液が滞留する時間（単位：時間）
ＣＡ：前記反応液の全量に対する前記アルデヒド類の含有濃度（単位：ｍｏｌ／Ｌ）
ＣＢ：前記反応液の全量に対する過酸化水素の添加濃度（単位：ｍｇ／Ｌ））
【請求項１１】
下記（５）をさらに備える、請求項１０記載の水処理装置。
（５）前記第一分離部で生じた前記汚泥の少なくとも一部を前記反応部に返送する汚泥返送手段
【請求項１２】
前記第一分離部は、精密濾過膜または限外濾過膜を備える請求項１０または１１に記載の水処理装置。
【請求項１３】
前記第一分離部は、前記不溶化部に設けられている請求項１０〜１２のいずれか１項に記載の水処理装置。
【請求項１４】
前記反応部に酸を供給して前記排水のｐＨを調整する第一ｐＨ調整装置と、
前記不溶化部にアルカリを供給して前記反応液のｐＨを調整する第二ｐＨ調整装置と、を備える請求項１０〜１３のいずれか１項に記載の水処理装置。
【請求項１５】
前記酸は、硫酸または塩酸である請求項１４に記載の水処理装置。
【請求項１６】
前記反応部に鉄還元触媒を添加する触媒添加手段を備える請求項１０〜１５のいずれか１項に記載の水処理装置。
【請求項１７】
前記反応部の上流に、前記アルデヒド類の一部を微生物により分解し、前記排水とする生物処理部を備える請求項１０〜１６のいずれか１項に記載の水処理装置。
【請求項１８】
ナノ濾過膜または逆浸透膜を有し、前記ナノ濾過膜または前記逆浸透膜を用いて、前記処理水を、前記処理水に含まれる前記アルデヒド類および前記被酸化性汚染物質と、透過水とに分離する第二分離部を備える請求項１０〜１７のいずれか１項に記載の水処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水処理方法および水処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
フェントン反応は、第一鉄イオンに対し過酸化水素を反応させ、ヒドロキシラジカルを発生させる反応である。ヒドロキシラジカルは強力な酸化力を持ち、その強力な酸化力を利用して、殺菌、アルデヒド類などの有害物質や難分解性の汚染物質の分解など、様々な分野に応用が期待されている。フェントン反応で使用した第一鉄イオンは反応の進行に伴い酸化され、第二鉄イオンとなる。例えば、フェントン反応を利用して被酸化性の汚濁物質を含む排水を処理した場合、第二鉄化合物を含む汚泥が廃棄物となり、その処理コストが高いことが問題となっている。また、フェントン反応の進行に伴い、第一鉄イオンは消費されるので、処理中においても第一鉄イオンを発生させ続けなければならなかった。
【０００３】
フェントン反応で生成した第二鉄イオンの一部は、過酸化水素の存在下で、一部が第一鉄イオンに還元されることが知られている。しかしながら、この還元反応はフェントン反応と比較して非常に遅いことが知られている。これに対し、上記還元反応を促進させる鉄還元触媒を添加し、フェントン反応と上記還元反応を同時に行う手法が知られている。このような例として、鉄還元触媒として活性炭を添加する例が挙げられる（特許文献１および特許文献２）。
【０００４】
特許文献１および特許文献２に記載の水処理方法は、フェントン反応のみを利用した水処理方法に比べて、廃棄物の処理にかかるコストを抑えることができる。また、上記還元反応により生成する第一鉄イオンを再利用することができるので、追加で発生させる第一鉄イオンの量を少なくすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭５６−４８２９０号公報
【特許文献２】特許第５２１５５７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１および特許文献２に記載の方法を用いて、有害物質としてアルデヒド類を含む排水を処理する際、第二鉄イオンから第一鉄イオンに還元する反応が阻害されることがあった。その場合、フェントン反応の効率が低下することがあった。
【０００７】
そこで、本発明の一態様は、第二鉄イオンの還元反応を伴うフェントン反応を利用した水処理において、排水に含まれるアルデヒド類により当該還元反応が阻害されず、フェントン反応の効率に優れた水処理装置、およびそれを用いた水処理反応を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明は下記態様を有する。
［１］アルデヒド類および被酸化性汚染物質を含む排水の処理方法であって、下記工程（ｉ）〜（ｉｉｉ）を含む水処理方法。
（ｉ）反応槽に貯留された下記条件（Ａ）を満たす前記排水に対し、下記条件（Ｂ）を満たすように第一鉄イオンおよび過酸化水素を添加して、前記排水中の前記アルデヒド類および前記被酸化性汚染物質を酸化する酸化処理と、前記酸化処理によって生じた第二鉄イオンを鉄還元触媒の存在下で前記第一鉄イオンに還元する還元処理と、を行い、反応液を得る反応工程
（ｉｉ）前記工程（ｉ）で得られた前記反応液のｐＨを６．０以上１０．０以下に調整して、前記反応中の前記第一鉄イオンおよび前記第二鉄イオンを不溶化させ、第一鉄化合物および第二鉄化合物を生成させることによって、前記第一鉄化合物および前記第二鉄化合物を懸濁させた懸濁液を得る不溶化工程
（ｉｉｉ）前記工程（ｉｉ）で得られた前記懸濁液を、前記第二鉄化合物を含む汚泥と、処理水と、に分離する第一分離工程
＜反応条件＞
（Ａ）前記排水のｐＨは１．０以上４．０以下である。
（Ｂ）０．１７≦Ｔ１／（ＣＡ×ＣＢ）≦１．２
（Ｔ１：前記排水が前記反応槽に滞留する時間（単位：時間）
ＣＡ：前記反応液の全量に対する前記アルデヒド類の含有濃度（単位：ｍｏｌ／Ｌ）
ＣＢ：前記反応液の全量に対する過酸化水素の添加濃度（単位：ｍｇ／Ｌ））
［２］下記工程（ｉｖ）をさらに含む、［１］に記載の水処理方法。
（ｉｖ）前記工程（ｉｉｉ）で分離した前記汚泥の少なくとも一部を前記工程（ｉ）に返送する汚泥返送工程
［３］前記アルデヒド類は、プロピオンアルデヒドである［１］または［２］に記載の水処理方法。
［４］前記工程（ｉ）において、酸を用いて前記排水のｐＨを１．０以上４．０以下に調整する［１］〜［３］のいずれか１項に記載の水処理方法。
［５］前記鉄還元触媒は、活性炭およびゼオライトからなる群から選ばれる少なくとも一つである［１］〜［４］のいずれか１項に記載の水処理方法。
［６］前記工程（ｉ）における前記酸化処理に、第一鉄塩または第一鉄の酸化物を使用する［１］〜［５］のいずれか一項に記載の水処理方法。
［７］前記工程（ｉｉｉ）において、精密濾過膜または限外濾過膜を用いて前記懸濁液を前記汚泥と前記処理水とに分離する［１］〜［６］のいずれか１項に記載の水処理方法。
［８］前記工程（ｉ）に先立って、前記アルデヒド類の一部を微生物を用いて分解し、前記排水とする生物処理工程を有する［１］〜［７］のいずれか１項に記載の水処理方法。
［９］ナノ濾過膜または逆浸透膜を用いて、前記処理水を、前記処理水に含まれる前記アルデヒド類および前記被酸化性汚染物質と、透過水とに分離する第二分離工程を有する［１］〜［８］のいずれか１項に記載の水処理方法。
［１０］アルデヒド類および被酸化性汚染物質を含む排水の処理装置であって、下記（１）〜（４）を備える水処理装置。
（１）前記排水に第一鉄イオンおよび過酸化水素を添加して、前記排水中の前記アルデヒド類および前記被酸化性汚染物質を酸化する酸化処理と、前記酸化処理によって生じた第二鉄イオンを鉄還元触媒の存在下で前記第一鉄イオンに還元する還元処理と、を行い、反応液を得る反応部
（２）前記反応部から供給される前記反応液に含まれる前記第一鉄イオンおよび前記第二鉄イオンを不溶化させ、第一鉄化合物および第二鉄化合物を生成させることによって、前記第一鉄化合物および前記第二鉄化合物が懸濁した懸濁液を得る不溶化部
（３）前記不溶化部から供給される前記懸濁液を、前記第二鉄化合物を含む汚泥と、処理水と、に分離する第一分離部
（４）下記式（１）を満たすように、前記反応部を制御する制御部
０．１７≦Ｔ２／（ＣＡ×ＣＢ）≦１．２  …（１）
（Ｔ２：前記反応部に前記反応液が滞留する時間（単位：時間）
ＣＡ：前記反応液の全量に対する前記アルデヒド類の含有濃度（単位：ｍｏｌ／Ｌ）
ＣＢ：前記反応液の全量に対する過酸化水素の添加濃度（単位：ｍｇ／Ｌ））
［１１］下記（５）をさらに備える、［１０］記載の水処理装置。
（５）前記第一分離部で生じた前記汚泥の少なくとも一部を前記反応部に返送する汚泥返送手段
［１２］前記第一分離部は、精密濾過膜または限外濾過膜を備える［１０］または［１１］に記載の水処理装置。
［１３］前記第一分離部は、前記不溶化部に設けられている［１０］〜［１２］のいずれか１項に記載の水処理装置。
［１４］前記反応部に酸を供給して前記排水のｐＨを調整する第一ｐＨ調整装置と、
前記不溶化部にアルカリを供給して前記反応液のｐＨを調整する第二ｐＨ調整装置と、を備える［１０］〜［１３］のいずれか１項に記載の水処理装置。
［１５］前記酸は、硫酸または塩酸である［１４］に記載の水処理装置。
［１６］前記反応部に鉄還元触媒を添加する触媒添加手段を備える［１０］〜［１５］のいずれか１項に記載の水処理装置。
［１７］前記反応部の上流に、前記アルデヒド類の一部を微生物により分解し、前記排水とする生物処理部を備える［１０］〜［１６］のいずれか１項に記載の水処理装置。
［１８］ナノ濾過膜または逆浸透膜を有し、前記ナノ濾過膜または前記逆浸透膜を用いて、前記処理水を、前記処理水に含まれる前記アルデヒド類および前記被酸化性汚染物質と、透過水とに分離する第二分離部を備える［１０］〜［１７］のいずれか１項に記載の水処理装置。
【０００９】
［１］  下記工程（ｉ）〜（ｖ）を有する水処理方法。
（ｉ）アルデヒド類および被酸化性の汚染物質を含む排水に対して、下記（Ａ）および（Ｂ）の条件で、フェントン反応を行って前記アルデヒド類および前記被酸化性の汚染物質を酸化する酸化工程。
（ｉｉ）前記酸化工程で得られた反応液のｐＨを６．０以上１０．０以下に調整し、第一鉄イオン、および前記フェントン反応により生成した第二鉄イオンを不溶化させ、第一鉄化合物および第二鉄化合物を生成させる不溶化工程。
（ｉｉｉ）前記第一鉄化合物および前記第二鉄化合物が懸濁した懸濁液を、前記第二鉄化合物を含む汚泥と処理水とに分離する第一分離工程。
（ｉｖ）前記第一分離工程で生じた前記汚泥の少なくとも一部を前記酸化工程に返送する汚泥返送工程。
（ｖ）前記第二鉄イオンを、鉄還元触媒により前記第一鉄イオンに還元する還元工程。  （Ａ）前記排水のｐＨは、１．０以上４．０以下である。
（Ｂ）下記式（Ｓ１）を満たす。
０．１７≦Ｔ１／（ＣＡ×ＣＢ）≦１．２  …（Ｓ１）
Ｔ１：前記酸化工程に要する時間（単位：時間）
ＣＡ：前記反応液の全量に対する前記アルデヒド類の含有濃度（単位：ｍｏｌ／Ｌ）    ＣＢ：前記反応液の全量に対する過酸化水素の添加濃度（単位：ｍｇ／Ｌ）
［２］前記アルデヒド類は、プロピオンアルデヒドである［１］に記載の水処理方法。［３］前記酸化工程において、酸を用いて前記排水のｐＨを１．０以上４．０以下に調整する［１］または［２］に記載の水処理方法。
［４］前記鉄還元触媒は、活性炭およびゼオライトからなる群から選ばれる少なくとも一つである［１］〜［３］のいずれか１項に記載の水処理方法。
［５］前記フェントン反応に、第一鉄塩または第一鉄の酸化物を使用する［１］〜［４］のいずれか１項に記載の水処理方法。
［６］前記第一分離工程において、精密濾過膜または限外濾過膜を用いて前記懸濁液を前記汚泥と前記処理水とに分離する［１］〜［５］のいずれか１項に記載の水処理方法。［７］前記酸化工程に先立って、前記アルデヒド類の一部を微生物を用いて分解し、前記排水とする生物処理工程を有する［１］〜［６］のいずれか１項に記載の水処理方法。［８］ナノ濾過膜または逆浸透膜を用いて、前記処理水を、前記処理水に含まれる前記アルデヒド類および前記被酸化性の汚染物質と、透過水とに分離する第二分離工程を有する［１］〜［７］のいずれか１項に記載の水処理方法。
［９］下記（１）〜（５）を備える、水処理装置。
（１）排水に含まれるアルデヒド類および被酸化性の汚染物質をフェントン反応により酸化するとともに、前記フェントン反応により生成した第二鉄イオンを鉄還元触媒により第一鉄イオンに還元する反応槽。
（２）前記反応槽から供給される反応液に含まれる前記第一鉄イオンおよび前記第二鉄イオンを不溶化させ、第一鉄化合物および第二鉄化合物を生成させる不溶化槽。
（３）前記第一鉄化合物および前記第二鉄化合物が懸濁した懸濁液を、前記第二鉄化合物を含む汚泥と処理水とに分離する第一分離装置。
（４）前記第一分離装置で生じた前記汚泥の少なくとも一部を前記反応槽に返送する汚泥返送手段。
（５）下記（Ｃ）の条件となるように、前記フェントン反応を制御する制御手段。
（Ｃ）下記式（１）を満たす。
０．１７≦Ｔ２／（ＣＡ×ＣＢ）≦１．２  …（１）
Ｔ２：前記反応槽に前記反応液が滞留する時間（単位：時間）
ＣＡ：前記反応液の全量に対する前記アルデヒド類の含有濃度（単位：ｍｏｌ／Ｌ）    ＣＢ：前記反応液の全量に対する過酸化水素の添加濃度（単位：ｍｇ／Ｌ）
［１０］前記第一分離装置は、精密濾過膜または限外濾過膜を備える［９］に記載の水処理装置。
［１１］前記第一分離装置は、前記不溶化槽内に設けられている［９］または［１０］に記載の水処理装置。
［１２］前記反応槽に酸を供給して前記排水のｐＨを調整する第一ｐＨ調整装置と、
前記不溶化槽にアルカリを供給して前記反応液のｐＨを調整する第二ｐＨ調整装置と、を備える［９］〜［１１］のいずれか１項に記載の水処理装置。
［１３］前記酸は、硫酸または塩酸である［１２］に記載の水処理装置。
［１４］前記反応槽に鉄還元触媒を添加する触媒添加手段を備える［９］〜［１３］のいずれか１項に記載の水処理装置。
［１５］前記反応槽の上流に、前記アルデヒド類の一部を微生物により分解し、前記排水とする生物処理槽を備える［９］〜［１４］のいずれか１項に記載の水処理装置。
［１６］ナノ濾過膜または逆浸透膜を有し、前記ナノ濾過膜または前記逆浸透膜を用いて、前記処理水を、前記処理水に含まれる前記アルデヒド類および前記被酸化性の汚染物質と、透過水とに分離する第二分離装置を備える［９］〜［１５］のいずれか１項に記載の水処理装置。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の一態様によれば、第二鉄イオンの還元反応を伴うフェントン反応を利用した水処理において、排水に含まれるアルデヒド類により当該還元反応が阻害されず、フェントン反応の効率に優れた水処理装置、およびそれを用いた水処理反応が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１実施形態の水処理装置１の概略構成を示す図。
【図２】第２実施形態の水処理装置２の概略構成を示す図。
【図３】第１実施形態の変形例である水処理装置１Ａの概略構成を示す図。
【図４】第２実施形態の変形例である水処理装置２Ａの概略構成を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の全ての図面においては、図面を見やすくするため、各構成要素の寸法や比率などは適宜異ならせてある。
【００１３】
＜第１実施形態＞
［水処理装置］
第１実施形態の水処理方法に用いる水処理装置１の構成について説明する。図１は、本実施形態の水処理装置１の概略構成を示す図である。図１に示すように、水処理装置１は、反応部１０と、不溶化部２０と、調整槽４１と、貯留槽６１と、制御部７０と、を備える。
【００１４】
反応部１０は、反応槽１１と、反応槽１１内に鉄試薬を添加する鉄試薬添加手段１５と、反応槽１１内に過酸化水素を添加する過酸化水素添加手段１６と、反応槽１１内に鉄還元触媒を添加する触媒添加手段１７と、反応槽１１に希釈水を添加する希釈水添加手段１８とを備える。
【００１５】
不溶化部２０は、不溶化槽２１を備える。
【００１６】
また、水処理装置１は、反応槽１１内のｐＨを調整するｐＨ調整装置１４と、不溶化槽２１内のｐＨを調整するｐＨ調整装置２４を備える。
本明細書において、ｐＨ調整装置１４は、特許請求の範囲における第一ｐＨ調整部に相当する。また、ｐＨ調整装置２４は、特許請求の範囲における第二ｐＨ調整部に相当する。
【００１７】
さらに、水処理装置１は、不溶化槽２１から反応槽１１に不溶化槽２１で生じた汚泥の少なくとも一部を返送する汚泥返送手段３２を備える。
【００１８】
不溶化槽２１内には、第一分離部２２が設けられている。
調整槽４１と貯留槽６１との間には、第二分離部４２が設けられている。
【００１９】
（排水）
水処理装置１による水処理では、アルデヒド類および被酸化性の汚染物質を含む排水を、フェントン反応を利用して酸化処理する。アルデヒド類としては、例えばプロピオンアルデヒドが挙げられる。
本実施形態において、排水中のアルデヒド濃度は０．５×１０−３ｍｏｌ／Ｌ以上である。
【００２０】
被酸化性の汚染物質としては、生物処理による分解が困難な有機物、または、亜リン酸や次亜リン酸などの無機物が挙げられる。
【００２１】
上記有機物としては、例えば１，４−ジオキサンなどの有機溶剤、フミン物質などが挙げられる。フミン物質とは、土壌を水酸化ナトリウムなどのアルカリで抽出した分画、あるいは土壌を天然水で抽出した抽出液をＸＡＤ樹脂（スチレンまたはアクリルとジビニルベンゼンの共重合体）に吸着させ、さらにその吸着したものから希アルカリ水溶液で溶出される分画のことをいう。
亜リン酸や次亜リン酸は、めっき工場の工場排水などに含まれている。
【００２２】
（反応部）
反応部１０は、排水に含まれるアルデヒド類および被酸化性の汚染物質をフェントン反応により酸化するとともに、フェントン反応により生成した第二鉄イオン（Ｆｅ３＋）を第一鉄イオン（Ｆｅ２＋）に還元する。反応槽１１は、少なくとも第一鉄イオンを発生させる鉄試薬、過酸化水素および鉄還元触媒を充填するものである。
【００２３】
反応槽１１には、第一の流路１２および第二の流路１３が接続されている。第一の流路１２は、アルデヒド類および被酸化性の汚染物質を含む排水を反応槽１１に流入（供給）させるものである。第二の流路１３は、反応槽１１から排出された反応液を不溶化槽２１に流入（供給）させるものである。
【００２４】
図１に示す水処理装置１において、反応槽１１から不溶化槽２１に反応液を供給する方法は特に限定されず、ポンプを用いて反応液を供給してもよいし、オーバーフローを利用して反応液を供給してもよい。
【００２５】
なお、図１に示す水処理装置１において、反応槽１１が１つ設けられている例を示したが、複数の反応槽１１が直列に配置されていてもよい。その場合、フェントン反応にかかる時間を長くすることができるので、過酸化水素をフェントン反応で十分消費させることができる。
【００２６】
また、反応槽１１が複数配置されている場合、第一反応槽から第二反応槽に送液する方法は特に限定されず、ポンプを用いて送液してもよいし、オーバーフローを利用して送液してもよい。
なお、本明細書において、第一反応槽および第二反応槽は、特許請求の範囲における反応槽を構成している。
【００２７】
（第一ｐＨ調整装置）
反応槽１１内は、鉄試薬を水に溶解させて第一鉄イオンを発生させ、かつ、ヒドロキシラジカルを発生させることが可能なｐＨの範囲に調整される。そのため、反応槽１１には、槽内のｐＨを測定する測定機器（図示略）を設置することが好ましい。
【００２８】
本実施形態において、反応槽１１内のｐＨは、１．０以上４．０以下の範囲に調整される。反応槽１１内のｐＨが１．０以上４．０以下であると、水に対する鉄試薬の溶解性を良好に保ちつつ、第二鉄イオンと鉄還元触媒との接触効率を高めることができる。反応槽１１内のｐＨが１．０未満または４．０を超えるときには、ｐＨ調整装置１４により、反応槽１１内に酸またはアルカリを添加して、反応槽１１内のｐＨを調整する。反応槽１１内のｐＨは、２．０以上３．０以下が好ましく、２．５以上３．０以下がより好ましい。
【００２９】
酸の種類としては、例えば塩酸、硫酸、硝酸、リン酸などの無機酸、シュウ酸、クエン酸、ギ酸、酢酸などの有機酸が挙げられ、硫酸または塩酸であることが好ましい。なかでも、フェントン反応で生成するヒドロキシラジカルを捕捉しにくいことから硫酸がより好ましい。
これらの酸は、１種を単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００３０】
アルカリの種類としては、例えば水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウムなどが挙げられる。なかでも、汎用性が高く、フェントン反応で生成する物質と反応しないことから水酸化ナトリウムが好ましい。
これらのアルカリは、１種を単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００３１】
（鉄試薬添加手段）
鉄試薬添加手段１５は、反応槽１１内に鉄試薬を添加するものである。
【００３２】
鉄試薬としては、水に溶解して第一鉄イオンを発生させるものであれば特に限定されないが、第一鉄塩または第一鉄の酸化物が好ましい。なかでも、排水基準で管理する必要がなく、溶解性に優れることから、硫酸鉄または塩化鉄が好ましい。また汎用性が高く、腐食性が少ないことから、硫酸鉄がより好ましい。
【００３３】
また、本実施形態では、鉄還元触媒により第二鉄が還元されて第一鉄が再生するため、鉄試薬として初めから第二鉄を用いることもできる。
【００３４】
鉄試薬としては、固体状態のものを反応槽１１内に添加してもよいし、鉄試薬の水溶液のように液体状態にしたものを反応槽１１内に添加してもよい。
【００３５】
（触媒添加手段）
触媒添加手段１７は、反応槽１１内に鉄還元触媒を添加するものである。
【００３６】
鉄還元触媒としては、フェントン反応を実質的に阻害しないとともに、過酸化水素により第二鉄イオンが還元されて第一鉄イオンが再生する反応を促進するものであればよい。鉄還元触媒としては、活性炭およびゼオライトからなる群から選ばれる少なくとも一つであることが好ましく、触媒効率や廃触媒の処理の観点から、活性炭がより好ましい。
【００３７】
鉄還元触媒の形状としては、触媒効率の観点から粉体状であることが好ましい。また、鉄還元触媒の粒径としては、触媒を回収しやすいことから０．０５μｍ〜１００μｍが好ましい。
【００３８】
反応槽１１では、鉄還元触媒の存在下で、通常のフェントン反応と同時に、第二鉄が還元されて第一鉄が再生する。これにより、フェントン反応のみを利用した水処理では廃棄されていた第二鉄を再利用することができる。そのため、第二鉄の処理にかかるコストを削減できるほか、鉄試薬添加手段１５から添加する鉄試薬の量を少なくすることができる。
【００３９】
（過酸化水素添加手段）
過酸化水素添加手段１６は、反応槽１１内に過酸化水素を添加するものである。
【００４０】
反応槽１１内では、過酸化水素に第一鉄イオンが反応して、ヒドロキシラジカルが発生する。排水に含まれるアルデヒド類および被酸化性の汚染物質は、発生したヒドロキシラジカルにより有機物が酸化分解される。また、排水に亜リン酸や次亜リン酸等の無機物が含まれる場合、これらはヒドロキシラジカルによりそれぞれ酸化され、亜リン酸はオルトリン酸に、次亜リン酸は亜リン酸やオルトリン酸となる。
【００４１】
一方、反応槽１１内では、第一鉄イオンが過酸化水素の作用により酸化されて第二鉄イオンとなる。
【００４２】
本実施形態においては、過酸化水素は通常のフェントン反応のほかに、上述した第二鉄イオンの還元反応にも使われる。そのため、過酸化水素添加手段１６から添加する過酸化水素の量を第１実施形態よりも多くすることが好ましい。
【００４３】
（制御部）
制御部７０は、下記（Ｃ）の条件となるように反応部１０を制御する。具体的に、制御部７０は、反応部１０の過酸化水素添加手段１６および希釈水添加手段１８を制御する。これにより、制御部７０は、フェントン反応を制御する。
（Ｃ）反応槽１１に反応液が滞留する時間（単位：時間）の値Ｔ２を、反応液全量に対するアルデヒド類の含有濃度（単位：ｍｏｌ／Ｌ）の値ＣＡと反応液全量に対する過酸化水素の添加濃度（単位：ｍｇ／Ｌ）の値ＣＢとの積で除した値が、下記式（１）を満たす。
０．１７≦Ｔ２／（ＣＡ×ＣＢ）≦１．２  …（１）
【００４４】
本実施形態において、Ｔ２／（ＣＡ×ＣＢ）の値は、０．２０以上０．８０以下が好ましく、０．２２以上０．７０以下がより好ましく、０．３０以上０．６０以下がさらに好ましく、０．４０以上０．５０以下が特に好ましい。
【００４５】
制御部７０は、反応液全量に対するアルデヒド類の含有濃度を測定する測定装置を有していることが好ましい。
【００４６】
Ｔ２／（ＣＡ×ＣＢ）の値が０．１７未満の場合には、反応槽１１に反応液が滞留する時間を長くする。また、別の方法としては、希釈水添加手段１８により、上記式（１）を満たす過酸化水素の添加濃度またはアルデヒドの含有濃度となるように、希釈水を添加して反応液を希釈する。
過酸化水素の添加量は、目標の処理水質に応じて決定される。その際、Ｔ２／（ＣＡ×ＣＢ）の値が上記式（１）を満たすように、過酸化水素の添加量を制御する。
【００４７】
反応槽１１が複数配置されている場合、過酸化水素添加手段１６から過酸化水素を添加する反応槽１１は、最下流の反応槽１１以外の槽とすることが好ましい。過酸化水素を添加する反応槽１１が上流であるほど、フェントン反応にかかる時間をより長くすることができるので、過酸化水素をフェントン反応で十分消費させることができる。したがって、反応槽１１の下流の不溶化槽２１および調整槽４１に未反応の過酸化水素の漏出を抑制することができる。また、未反応の過酸化水素による処理水中の化学的酸素要求量の上昇を抑制することができる。
【００４８】
（不溶化部）
不溶化部２０は、第一鉄イオン、およびフェントン反応により生成した第二鉄イオンを反応液から除去するために不溶化させ、第一鉄化合物および第二鉄化合物を生成させるものである。不溶化槽２１には、反応槽１１から反応液が供給されている。
【００４９】
本実施形態において、第一鉄イオンおよび第二鉄イオンは、酸化鉄、水酸化鉄または塩化鉄などの鉄化合物となって不溶化する。
【００５０】
（第二ｐＨ調整装置）
不溶化槽２１内は、第一鉄イオンおよび第二鉄イオンを不溶化させることが可能なｐＨの範囲に調整される。不溶化槽２１内のｐＨは、６．０以上１０．０以下の範囲に調整される。そのため、不溶化槽２１には、槽内のｐＨを測定する測定機器（図示略）を設置することが好ましい。ｐＨ調整装置２４は、槽内のｐＨに応じて、不溶化槽２１内にアルカリを添加する。不溶化槽２１内のｐＨは、７．０以上９．０以下となることが好ましく、７．５以上８．５以下がより好ましく、７．８以上８．３以下がさらに好ましい。
【００５１】
添加するアルカリの種類としては、ｐＨ調整装置１４で添加することができるアルカリと同様のものが挙げられる。
【００５２】
被酸化性の汚染物質として亜リン酸や次亜リン酸等の無機物が排水に含まれる場合、アルカリとして水酸化カルシウムを添加すると、反応液中の亜リン酸と水酸化カルシウムが反応して沈殿物を形成する。そのため、後述する第一分離部２２において、亜リン酸を含む沈殿物と、処理水とに沈殿分離することができる。また、反応液中のオルトリン酸は、第二鉄イオンと反応して沈殿物を形成する。そのため、後述する第一分離部２２において、オルトリン酸を含む沈殿物と、処理水とに沈殿分離することができる。
【００５３】
（汚泥返送手段）
汚泥返送手段３２は、不溶化槽２１から反応槽１１に鉄化合物および鉄酸化触媒を含む汚泥の少なくとも一部を返送するものである。汚泥返送手段３２は、第五の流路３３を備える。第五の流路３３は、鉄化合物および鉄還元触媒を含む汚泥の少なくとも一部を不溶化槽２１から排出し、反応槽１１に流入（供給）させるものである。
第五の流路３３には、ポンプ３３ａが設置されている。これにより、不溶化槽２１内の鉄化合物および鉄還元触媒を含む汚泥の少なくとも一部を不溶化槽２１から反応槽１１に返送することができる。
【００５４】
反応槽１１が複数配置されている場合、不溶化槽２１から汚泥の少なくとも一部を返送する反応槽１１は、最下流の反応槽１１以外の槽とすることが好ましい。汚泥の少なくとも一部を返送する反応槽１１が上流であるほど、第二鉄から第一鉄が生成してからフェントン反応に使用されるまでの時間をより長くすることができる。したがって、返送した汚泥中の第二鉄をフェントン反応に効果的に再利用することができる。
【００５５】
《第一分離装置》
第一分離部２２は、第一鉄化合物および第二鉄化合物が懸濁した懸濁液を、鉄化合物および鉄酸化触媒を含む汚泥と、処理水とに固液分離するものである。第一分離部２２は、第一膜モジュール２３を用いた全量濾過方式を採用している。第一膜モジュール２３を用いることにより、懸濁液に汚泥が高濃度で含まれる場合においても、高い分離能で分離することができる。
第一膜モジュール２３には、精密濾過膜または限外濾過膜を備えることが好ましい。精密濾過膜としては、モノリス型膜が挙げられる。限外濾過膜としては、中空糸膜、平膜、チューブラ膜が挙げられる。なかでも、容積充填率が高いことから、中空糸膜が好ましく用いられる。
【００５６】
第一膜モジュール２３に中空糸膜を用いる場合、その材質としては、セルロース、ポリオレフィン、ポリスルホン、ポリフッ化ビニリデンジフロライド（ＰＶＤＦ）、ポリ四フッ化エチレン（ＰＴＦＥ）などが挙げられる。なかでも、中空糸膜の材質としては、耐薬品性やｐＨ変化に強い点から、ポリフッ化ビニリデンジフロライド（ＰＶＤＦ）、ポリ四フッ化エチレン（ＰＴＦＥ）が好ましい。
【００５７】
第一膜モジュール２３にモノリス型膜を用いる場合、セラミック製の膜を用いることが好ましい。
【００５８】
精密濾過膜または限外濾過膜に形成される微細孔の平均孔径は、０．０１μｍ〜１．０μｍが好ましく、０．０５μｍ〜０．４５μｍがより好ましい。前記微細孔の平均孔径が下限値以上であれば、固液分離に要する圧力を十分小さく抑えられる。一方、前記微細孔の平均孔径が上限値以下であれば、鉄化合物および鉄還元触媒を含む汚泥が処理水中に漏出するのを抑えることができる。
【００５９】
第一膜モジュール２３には、第三の流路３１が接続されている。第三の流路３１は、第一膜モジュール２３を透過した処理水を第一分離部２２から排出し、調整槽４１に流入させるものである。第三の流路３１には、ポンプ３１ａが設置されている。これにより、上記処理水を不溶化槽２１から排出できるようになっている。
【００６０】
また、第三の流路３１には、処理水中の全鉄濃度を測定する測定装置が設けられていることが好ましい。当該測定装置により、処理水中の全鉄濃度が０．０４ｐｐｍを超えていると判断される場合には、不溶化槽２１内のｐＨ、もしくは第一膜モジュール２３での固液分離またはその両方が適切になるように適宜対応する。
【００６１】
また、第一分離部２２には、第一膜モジュール２３の下方に配置された膜面洗浄用の曝気手段を備えてもよい。前記曝気手段としては、公知のものを採用できる。
【００６２】
なお、本実施形態において、第一分離部２２は第一膜モジュール２３を備える構成としたが、これに限定されない。第一分離部２２は、濾過膜以外の分離手段を備えてもよい。濾過膜以外の分離手段としては、例えば、砂ろ過、加圧浮上分離、遠心分離、ベルトプレス、沈殿池による沈殿などが挙げられる。
【００６３】
（調整槽）
調整槽４１は、不溶化槽２１から第三の流路３１を介して供給される処理水を貯留するものである。
【００６４】
調整槽４１には、第七の流路５５が接続されている。第七の流路５５は、調整槽４１に貯留した処理水を排出し、第二分離部４２に流入させるものである。第七の流路５５には、ポンプ５５ａおよび調整バルブ５５ｂが設置されている。これにより、上記処理水を調整槽４１から排出できるようになっている。
【００６５】
第二分離部４２は、第一分離工程で分離した処理水を、処理水に含まれる被酸化性の汚染物質と、透過水とに膜分離するものである。第二分離部４２は、第二膜モジュール４３を用いたクロスフロー濾過方式を採用している。クロスフロー濾過方式を採用することにより、膜表面への被酸化性の汚染物質の堆積を抑制することができ、濾過流束を維持することができる。
【００６６】
第二膜モジュール４３にナノ濾過膜を用いる場合、その材質としては、ポリエチレン系、芳香族ポリアミド系や架橋ポリアミド系を含むポリアミド系、脂肪族アミン縮合系ポリマー、複素環ポリマー系、ポリビニルアルコール系、酢酸セルロース系ポリマーなどが挙げられる。
【００６７】
第二膜モジュール４３に逆浸透膜を用いる場合、その材質としては、ポリアミド、ポリスルホン、セルロースアセテートなどが挙げられ、芳香族ポリアミドまたは架橋芳香族ポリアミドを含むポリアミドが好ましい。
【００６８】
第二膜モジュール４３には、第四の流路５１が接続されている。第四の流路５１は、第二膜モジュール４３のナノ濾過膜または逆浸透膜を透過した透過水を第二分離部４２から排出し、貯留槽６１に流入させるものである。上述したポンプ５５ａにて第二膜モジュール４３の濾過面側（上流側）に圧力をかけることにより、上記透過水を調整槽４１から排出し、第二分離部４２にて膜分離できるようになっている。流量の調整は、ポンプ５５ａの出力調整により行うことができる。
【００６９】
（貯留槽）
貯留槽６１は、第二分離部４２から第四の流路５１を介して供給される透過水を貯留するものである。貯留槽６１に貯留された透過水は、例えば、排水を放出した工場等に返送され、再利用されるか、場合によっては工業用水などで希釈され、河川などに放流されてもよい。
【００７０】
以上のような構成の水処理装置１によれば、第二鉄イオンの還元反応を伴うフェントン反応を利用した水処理において、排水に含まれるアルデヒド類により当該還元反応が阻害されず、フェントン反応の効率に優れている。
【００７１】
［水処理方法］
第１実施形態の水処理方法では、酸化処理および還元処理を含む反応工程、不溶化工程と、第一分離工程と、第二分離工程と、汚泥返送工程と、を有する。
本実施形態では、最初に、反応槽１１の上流において、排水中のアルデヒド濃度を測定し、得られた測定結果がアルデヒド濃度（ＣＡ）の下限値よりも大きく、本発明の製造方法を適用可能であるかを判断する。そして、アルデヒド濃度（ＣＡ）の下限値よりも大きく、本発明の製造方法を適用可能であると判断された排水に対して、反応工程以降の工程を行う。
【００７２】
図１に示す水処理装置１を用いる水処理方法について説明する。本実施形態の水処理方法では、反応槽１１において、アルデヒド類および被酸化性の汚染物質を含む排水に対して、下記（Ａ）および（Ｂ）の条件で、フェントン反応を行って、アルデヒド類および被酸化性の汚染物質を酸化する（酸化処理・反応工程）。
（Ａ）排水のｐＨは、１．０以上４．０以下である。
（Ｂ）反応工程に要する時間（単位：時間）の値Ｔ１を、排水に対するアルデヒド類の含有濃度（単位：ｍｏｌ／Ｌ）の値ＣＡと排水に対する過酸化水素の添加濃度（単位：ｍｇ／Ｌ）の値ＣＢとの積で除した値が、下記式（１）を満たす。
０．１７≦Ｔ１／ＣＡ×ＣＢ≦１．２  …（１）
【００７３】
次いで、不溶化槽２１において、反応工程で得られた反応液のｐＨを６．０以上１０．０以下に調整し、第一鉄イオン、およびフェントン反応により生成した第二鉄イオンを不溶化させ、第一鉄化合物および第二鉄化合物を生成させる（不溶化工程）。
さらに、第一鉄化合物および第二鉄化合物が懸濁した懸濁液を、第一分離部２２により鉄化合物および鉄還元触媒を含む汚泥と、処理水とに固液分離する（第一分離工程）。
【００７４】
さらに、第一分離工程で分離した処理水を調整槽４１に貯留する。そして、処理水を調整槽４１から第二分離部４２に流出させ、第二分離部４２により膜分離する（第二分離工程）。第二分離工程において、処理水を、処理水に含まれるアルデヒド類および被酸化性の汚染物質と、透過水とに分離する。
貯留槽６１において、第二分離工程で分離した透過水を貯留する。
【００７５】
また、不溶化槽２１に設けられた汚泥返送手段３２において、第一分離工程で分離した第二鉄化合物および鉄還元触媒を含む汚泥を、不溶化槽２１から反応槽１１に返送する（汚泥返送工程）。反応槽１１に返送された第二鉄化合物は溶解して第二鉄イオンとなり、さらに過酸化水素および鉄還元触媒により第一鉄イオンに還元される（還元処理・反応工程）。
【００７６】
以上のような方法の水処理方法によれば、第二鉄の還元反応を伴うフェントン反応を利用した水処理において、排水に含まれるアルデヒド類により当該還元反応が阻害されず、フェントン反応の効率に優れている。
【００７７】
＜第２実施形態＞
以下、本発明の第２実施形態の水処理装置２について説明する。図２は、第２実施形態の水処理装置２の概略構成を示す図である。
図２に示すように、第２実施形態の水処理装置２は、反応槽１１の上流に、生物処理部８０を備える。また、水処理装置２は、生物処理部８０に微生物を添加する微生物添加手段を備える。
【００７８】
（生物処理部）
生物処理部８０は、生物処理槽８１を備える。生物処理槽８１は、反応槽１１で酸化処理する前の原水（排水）を貯留するものである。
【００７９】
生物処理槽８１には、第六の流路８２および第一の流路８３が接続されている。第六の流路８２は、アルデヒド類および被酸化性の汚染物質を含む原水を生物処理槽８１に流入（供給）させるものである。第一の流路８３は、生物処理槽８１から排出された排水を反応槽１１に流入（供給）させるものである。
【００８０】
図２に示す水処理装置２において、生物処理槽８１から反応槽１１に排水を供給する方法は特に限定されず、ポンプを用いて排水を供給してもよいし、オーバーフローを利用して排水を供給してもよい。
【００８１】
なお、図２に示す水処理装置２において、生物処理槽８１が１つ設けられている例を示したが、複数の生物処理槽８１が直列に配置されていてもよい。その場合、アルデヒド類の生物処理にかかる時間を長くすることができるので、排水中のアルデヒド濃度を十分低くすることができる。
【００８２】
また、生物処理槽８１が複数配置されている場合、第一生物処理槽から第二生物処理槽に送液する方法は特に限定されず、ポンプを用いて送液してもよいし、オーバーフローを利用して送液してもよい。
なお、本明細書において、第一生物処理槽および第二生物処理槽は、特許請求の範囲における反応槽を構成している。
【００８３】
第２実施形態の水処理方法は、反応工程に先立って、生物処理工程を有する。
生物処理槽８１では、アルデヒド類の一部を微生物により分解し、排水とする（生物処理工程）。
【００８４】
以上のような構成の水処理装置２によれば、排水に含まれるアルデヒド類を、反応槽１１で酸化処理する前に低減できるので、第二鉄イオンの還元反応が阻害されず、フェントン反応の効率に優れている。
【００８５】
以上のような方法の水処理方法によれば、排水に含まれるアルデヒド類を、反応工程前に低減できるので、第二鉄イオンの還元反応が阻害されず、フェントン反応の効率に優れている。
【００８６】
なお、本発明の一態様の水処理装置および水処理方法は、上述した実施形態に限定されない。例えば、上記実施形態において、第一分離部２２を不溶化槽２１内に設ける例を示したが、第一分離部２２を不溶化槽２１内に設けなくてもよい。その場合、不溶化槽２１と調整槽４１との間に別の槽を配置し、この槽内に第一分離部２２を設けてもよい。
【００８７】
第一分離部２２を不溶化槽２１内に設けない場合、第一膜モジュール２３の構成として以下に示す構成であってもよい。例えば、ハウジング内に濾過膜（精密濾過または限外濾過）の一次側と二次側が隔離されるように濾過膜が固定される。そして、ハウジング内における濾過膜の一次側が、鉄化合物および鉄還元触媒を含む汚泥および処理水を含有する懸濁液が貯留された貯留タンクと循環流路により連通し、濾過膜の二次側が吸引ポンプと接続されてもよい。
【００８８】
また、例えば、第１実施形態において、第二分離部４２を不溶化槽２１と貯留槽６１との間に設ける例を示したが、第二分離部４２を省略してもよい。図３は、第１実施形態の変形例である水処理装置１Ａの概略構成を示す図である。図３に示すように、水処理装置１Ａにおいては、処理水を第三の流路３１を介して貯留槽６１に流入させてもよい。
【００８９】
同様に、第２実施形態においても、第二分離部４２を省略してもよい。図４は、第２実施形態の変形例である水処理装置２Ａの概略構成を示す図である。図４に示すように、水処理装置２Ａにおいては、処理水を第三の流路３１を介して貯留槽６１に流入させてもよい。
【実施例】
【００９０】
以下、実施例によって本発明を詳細に説明するが、本発明は以下の記載によっては限定されない。
【００９１】
＜処理水中の過酸化水素の残留濃度の測定＞
［実施例１］
５００ｍＬの容器に、反応液全量に対するプロピオンアルデヒドの含有濃度を５．２×１０−３ｍｏｌ／Ｌに調整したモデル排水を入れ、さらに、容器内に硫酸を添加してｐＨを３．０に調整した。次いで、容器内に、反応液全量に対する鉄還元触媒の添加濃度が１０００ｍｇ／Ｌとなるように活性炭（三菱ケミカルアクア・ソリューションズ株式会社製、製品名「ＤｉａＦｅｌｌｏｗ  ＣＴ」）を添加した。また、反応液全量に対する鉄試薬の添加濃度が２５０ｍｇ／Ｌとなるように硫酸鉄（ＩＩ）七水和物（ＦｅＳＯ４・７Ｈ２Ｏ）を添加した。これらの混合液を撹拌することにより、モデル排水中に十分に分散・溶解させた。次いで、この溶液を撹拌しながら、容器内に、反応液全量に対する過酸化水素の添加濃度が２５００ｍｇ／Ｌとなるように過酸化水素を添加し、反応液とした。さらに、反応液を撹拌しながら、フェントン反応を４時間実施した（反応工程）。
【００９２】
フェントン反応終了後の反応液を撹拌しながら、水酸化ナトリウム水溶液を添加して反応液のｐＨを８．０となるように調製し、不溶化液とした（不溶化工程）。次いで、シリンジフィルター（Ｒｅｐｈｉｌｅ社製、製品名「ＰｅｐｈｉＱｕｉｋ  Ｎｙｌｏｎ  Ｎｏｎ−ｓｔｅｒｉｌｅ  Ｓｙｒｉｎｇｅ  Ｆｉｌｔｅｒ」、孔径０．４５μｍ）を用いて、得られた不溶化液を、鉄化合物および鉄還元触媒を含む汚泥と処理水とに分離した（第一分離工程）。
【００９３】
処理水中の過酸化水素を、ヨウ化カリウムを用いて発色させ、吸光光度計（株式会社共立理化学研究所製、製品名「デジタルパックテスト」）により測定した結果、処理水中の過酸化水素の残留濃度は４８ｍｇ／Ｌであった。また、処理水中の過酸化水素の残留濃度と、反応液全量に対する過酸化水素の添加濃度から算出した過酸化水素の消費率は９８．１％であった。
【００９４】
［実施例２］
フェントン反応を６時間実施したこと以外は実施例１と同様に行った。得られた処理水中の過酸化水素の残留濃度を測定した結果、検出下限値の３ｍｇ／Ｌ以下であった。また、算出した過酸化水素の消費率は９９．９％以上であった。
［実施例３］
反応液全量に対するプロピオンアルデヒドの含有濃度を１．０×１０−２ｍｏｌ／Ｌに調製したモデル排水を用い、フェントン反応を６時間実施したこと以外は実施例１と同様に行った。得られた処理水中の過酸化水素の残留濃度を測定した結果、６８ｍｇ／Ｌであった。また、算出した過酸化水素の消費率は９７．３％であった。
【００９５】
［実施例４］
反応液全量に対するプロピオンアルデヒドの含有濃度を２．１×１０−２ｍｏｌ／Ｌに調製したモデル排水を用い、フェントン反応を２４時間実施したこと以外は実施例１と同様に行った。得られた処理水中の過酸化水素の残留濃度を測定した結果、検出下限値の３ｍｇ／Ｌ以下であった。また、算出した過酸化水素の消費率は９９．９％以上であった。
【００９６】
［比較例１］
フェントン反応を２時間実施したこと以外は実施例１と同様に行った。得られた処理水中の過酸化水素の残留濃度を測定した結果、４９０ｍｇ／Ｌであった。また、算出した過酸化水素の消費率は８０．４％以上であった。
【００９７】
［比較例２］
フェントン反応を４時間実施したこと以外は実施例３と同様に行った。得られた処理水中の過酸化水素の残留濃度を測定した結果、２６５ｍｇ／Ｌであった。また、算出した過酸化水素の消費率は８９．４％以上であった。
【００９８】
［比較例３］
フェントン反応を４時間実施したこと以外は実施例４と同様に行った。得られた処理水中の過酸化水素の残留濃度を測定した結果、３５６ｍｇ／Ｌであった。また、算出した過酸化水素の消費率は８５．８％以上であった。
【００９９】
［比較例４］
反応液全量に対するプロピオンアルデヒドの含有濃度を０．２１ｍｏｌ／Ｌに調製したモデル排水を用い、フェントン反応を２４時間実施したこと以外は実施例１と同様に行った。得られた処理水中の過酸化水素の残留濃度を測定した結果、１０６０ｍｇ／Ｌであった。また、算出した過酸化水素の消費率は５７．６％以上であった。
【０１００】
実施例および比較例の結果を表１に示す。なお、表１において、Ｔ１は反応工程に要する時間（単位：時間）の値を示す。またＣＡは、反応液全量に対するアルデヒド類の含有濃度（単位：ｍｏｌ／Ｌ）の値を示す。またＣＢは、反応液全量に対する過酸化水素の添加濃度（単位：ｍｇ／Ｌ）の値を示す。
【０１０１】
過酸化水素の消費率の評価は、以下の基準により行った。表１において、過酸化水素の消費率が９０％以上だったものを「○」とし、過酸化水素の消費率が９０％未満だったものを「×」とした。
【０１０２】
【表１】
2018122289.tif 000003
【０１０３】
表１の通り、Ｔ１／（ＣＡ×ＣＢ）の値が０．１７以上１．２以下の範囲である実施例１〜４では、過酸化水素の消費率がいずれも９０％以上であり、過酸化水素の消費率に優れていた。一方、Ｔ１／（ＣＡ×ＣＢ）の値が０．１７以上１．２以下の範囲外である比較例１〜４では、過酸化水素の消費率がいずれも９０％未満であり、過酸化水素の消費率に劣っていた。
【０１０４】
以上のことから、本発明が有用であることが示された。
【符号の説明】
【０１０５】
１，２…水処理装置、１０…反応部、１１…反応槽、１４，２４…ｐＨ調整装置、１７…触媒添加手段、２０…不溶化部、２１…不溶化槽、２２…第一分離部、３２…汚泥返送手段、４２…第二分離部、７０…制御部、８０…生物処理部、８１…生物処理槽
【図１】
2018122289.tif 000004
【図２】
2018122289.tif 000005
【図３】
2018122289.tif 000006
【図４】
2018122289.tif 000007