(57)【要約】      （修正有）【課題】難生分解性の溶解性ＣＯＤ成分を低減することができる溶解性ＣＯＤ含有水の水処理方法、水処理剤及び水処理装置の提供。【解決手段】溶解性ＣＯＤ含有水に（１）で表される共重合体をＣＯＤ低減剤として添加し凝集処理を行う。−［ＣＨ２ＣＨ（ＣＨ２ＮＸＲ１Ｒ２ＣＨ２）ＣＨＣＨ２］ｎ−［ＣＨ２ＣＨ（ＣＨ２ＮＭＲ３ＣＨ２）ＣＨＣＨ２］ｍ−（１）（式中、Ｒ１，Ｒ２は、独立して炭素数１〜１０のアルキル基であり、Ｒ３は、−Ｒ４ＣＨ（ＯＨ）Ｒ５Ｙ、または−Ｒ６ＣＨ（Ｒ７）Ｃ（Ｏ）ＮＨＣＨ２ＮＨＣ（Ｏ）ＣＨ（Ｒ８）Ｒ９であり、Ｙは、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ、ＯＨ、ＯＲ１０、ＮＨ３、Ｐ（ＣＨ３）３、ＳＣＨ３、またはＣＮであり、Ｒ４，Ｒ５，Ｒ６は、独立して炭素数１〜１０のアルキレン基であり、Ｒ７，Ｒ８，Ｒ９，Ｒ１０は、独立して炭素数１〜１０のアルキル基であり、ｎ，ｍは、モル比であり、Ｘは、アニオンであり、Ｍは、酸である。）【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶解性ＣＯＤ成分を含有するＣＯＤ含有水にＣＯＤ低減剤を添加して凝集処理を行う水処理方法であって、
前記ＣＯＤ低減剤は、
下記構造式（１）で表される共重合体を含むことを特徴とする水処理方法。
【化１】
2019136643.tif 000007
（式中、Ｒ１，Ｒ２は、独立して炭素数１〜１０のアルキル基であり、Ｒ３は、−Ｒ４ＣＨ（ＯＨ）Ｒ５Ｙ、またはＲ６ＣＨ（Ｒ７）Ｃ（Ｏ）ＮＨＣＨ２ＮＨＣ（Ｏ）ＣＨ（Ｒ８）Ｒ９であり、Ｙは、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ、ＯＨ、ＯＲ１０、ＮＨ３、Ｐ（ＣＨ３）３、ＳＣＨ３、またはＣＮであり、Ｒ４，Ｒ５，Ｒ６は、独立して炭素数１〜１０のアルキレン基であり、Ｒ７，Ｒ８，Ｒ９，Ｒ１０は、独立して炭素数１〜１０のアルキル基であり、ｎ，ｍは、モル比であり、Ｘは、アニオンであり、Ｍは、酸である。）
【請求項２】
請求項１に記載の水処理方法であって、
前記ＣＯＤ含有水は、活性汚泥処理水であることを特徴とする水処理方法。
【請求項３】
溶解性ＣＯＤ成分を含有するＣＯＤ含有水にＣＯＤ低減剤を添加して凝集処理を行う水処理装置であって、
前記ＣＯＤ低減剤は、
下記構造式（１）で表される共重合体を含むことを特徴とする水処理装置。
【化２】
2019136643.tif 000008
（式中、Ｒ１，Ｒ２は、独立して炭素数１〜１０のアルキル基であり、Ｒ３は、−Ｒ４ＣＨ（ＯＨ）Ｒ５Ｙ、または−Ｒ６ＣＨ（Ｒ７）Ｃ（Ｏ）ＮＨＣＨ２ＮＨＣ（Ｏ）ＣＨ（Ｒ８）Ｒ９であり、Ｙは、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ、ＯＨ、ＯＲ１０、ＮＨ３、Ｐ（ＣＨ３）３、ＳＣＨ３、またはＣＮであり、Ｒ４，Ｒ５，Ｒ６は、独立して炭素数１〜１０のアルキレン基であり、Ｒ７，Ｒ８，Ｒ９，Ｒ１０は、独立して炭素数１〜１０のアルキル基であり、ｎ，ｍは、モル比であり、Ｘは、アニオンであり、Ｍは、酸である。）
【請求項４】
溶解性ＣＯＤ成分を含有するＣＯＤ含有水の溶解性ＣＯＤ成分を低減する水処理剤であって、
下記構造式（１）で表される共重合体を含むことを特徴とする水処理剤。
【化３】
2019136643.tif 000009
（式中、Ｒ１，Ｒ２は、独立して炭素数１〜１０のアルキル基であり、Ｒ３は、−Ｒ４ＣＨ（ＯＨ）Ｒ５Ｙ、または−Ｒ６ＣＨ（Ｒ７）Ｃ（Ｏ）ＮＨＣＨ２ＮＨＣ（Ｏ）ＣＨ（Ｒ８）Ｒ９であり、Ｙは、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ、ＯＨ、ＯＲ１０、ＮＨ３、Ｐ（ＣＨ３）３、ＳＣＨ３、またはＣＮであり、Ｒ４，Ｒ５，Ｒ６は、独立して炭素数１〜１０のアルキレン基であり、Ｒ７，Ｒ８，Ｒ９，Ｒ１０は、独立して炭素数１〜１０のアルキル基であり、ｎ，ｍは、モル比であり、Ｘは、アニオンであり、Ｍは、酸である。）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶解性ＣＯＤ成分を含有する溶解性ＣＯＤ含有水のＣＯＤを低減する水処理方法、水処理装置および水処理剤に関する。
【背景技術】
【０００２】
化学工場、紙・パルプ工場、印刷工場、機械製造工場、食品工場、製薬工場等から、様々な性状の排水が排出されている。これらの排水中には、化学的酸素要求量（ＣＯＤ）を指標とする有機物が含有されており、ＣＯＤ成分をそのまま海域および湖沼等に放流すると環境汚染の原因となる可能性がある。そのため、水質汚濁防止法において、特定施設を有する事業場から海域および湖沼等に排出される排水のＣＯＤ濃度に対して一律排水基準が定められており、ＣＯＤ濃度を排水基準以下に低減することが求められている。
【０００３】
また、一律排水基準だけでは水質汚濁防止が不十分な地域において、都道府県が条例によって上乗せ排水基準を定めている。ＣＯＤの上乗せ排水基準は、業種および地域によって様々ではあるが、２０ｍｇ／Ｌ以下の厳しい基準を定めている例もある。
【０００４】
そこで、排水のＣＯＤを低減するため、主に生物処理が適用されている。しかし、生物処理単独ではＣＯＤを十分に低減できない性状の排水もある。この場合、排水が難生分解性であり、かつ、溶解性のＣＯＤ成分を含有することが主な原因である。そのため、難生分解性であり、かつ、溶解性のＣＯＤ成分を低減するため、凝集処理、フェントン処理、オゾン処理および活性炭処理等の物理化学的処理が行われている。
【０００５】
凝集処理は、懸濁物質に由来するＣＯＤ成分の除去には効果的であるが、溶解性ＣＯＤ成分の低減率は低く、規制値を満足するために大量の凝集剤の添加が必要となる場合がある。このように、難生分解性であり、かつ、溶解性のＣＯＤ成分の除去が大きな課題となっている。
【０００６】
また、凝集処理の後段において活性炭吸着によるＣＯＤ低減が行われることもある。活性炭処理も溶解性ＣＯＤ成分の低減に有効であるが、凝集処理における溶解性ＣＯＤ成分の低減が不十分である場合、頻繁に活性炭を交換する必要があるためランニングコストが嵩む点が課題である。
【０００７】
一方、フェントン処理およびオゾン処理のような酸化処理は、溶解性ＣＯＤ成分の低減にも有効である。しかし、フェントン処理は、過酸化水素、硫酸第一鉄、ｐＨ調整剤等の薬品消費量および汚泥発生量が多く、ランニングコストの面において経済的な排水処理方法とは言い難い。また、オゾン処理は、オゾン発生装置が高価であり、また、酸素発生装置および廃オゾン分解装置等の周辺設備が必要であることから、イニシャルコストが高い点が問題である。
【０００８】
これらの問題を解決するため、凝集処理性能の向上が図られている。例えば、特許文献１では、凝集沈殿処理において、ＣＯＤ成分を吸着可能なカチオン性官能基を有した有機系微粒子を添加し、溶解性ＣＯＤ成分を低減する方法が提案されている。しかし、この方法は有機系微粒子の添加濃度が固形分で５００〜３０００ｍｇ／Ｌと多く、有機系微粒子がそのまま汚泥となるため、汚泥発生量が多い点において経済的な処理方法とは言い難い。さらに、有機系微粒子を分散させるために、薬剤中に脂肪族系炭化水素液体および界面活性剤を添加するため、これら添加物の被処理液中への残留が懸念される。
【０００９】
特許文献２では、排水のゼータ電位が−４０〜２０ｍＶとなるように、排水に無機凝集剤を添加したのち架橋型ジアリルジメチルアンモニウムハライド重合体を添加し、さらにその後アニオン性高分子凝集剤を添加する排水の凝集処理方法について記載されている。特許文献２の実施例では、架橋剤として、ポリエチレングリコール（４モル）ジアクリレート、ポリエチレングリコール（１４モル）ジアクリレート、メチレンビスアクリルアミドを使用したポリマの沈降速度の速い良好な凝集フロックを形成して、濁度の低い上澄み水を安定して得ることができることが記載されている。しかし、特許文献２には、ＣＯＤの低減効果については記載されていない。
【００１０】
特許文献３では、凝集処理において、重量平均分子量が１０００以上のアニオン性高分子電解質を添加した後に重量平均分子量が１万以上１００万以下のカチオン性高分子電解質を添加するノニオン性の溶解性ＣＯＤ成分の除去方法が提案されている。しかし、特許文献３の実施例で示されている紙パルプ工場以外の排水におけるＣＯＤ成分の除去性能は未知数であり、当該排水の処理水ＣＯＤを十分に低濃度まで低減できているとは言えない。
【００１１】
特許文献４では、カチオン性モノマに対するアニオン性モノマの共重合比率が０．１〜３質量％の範囲である両性有機凝結剤を添加する凝集処理方法が提案されている。しかし、特許文献４の実施例で示されているように、懸濁物質を高濃度に含有する製紙工業廃水の濁度低減には有効であるが、溶解性ＣＯＤ成分の処理性能については明確ではない。
【００１２】
特許文献５では、流動床式生物反応槽で生物処理した排水に凝結剤を添加後、カチオン性高分子凝集剤を添加して凝集処理する製紙排水の処理方法が提案されている。しかし、特許文献５では凝集処理の原水として使用された生物処理水の溶解性ＣＯＤ成分が不明であり、溶解性ＣＯＤ成分の処理性能については明確ではない。
【００１３】
従来技術によって排水のＣＯＤを低減することは可能であるが、難生分解性の溶解性ＣＯＤ成分の処理性能は十分とは言えない。また、特許文献１に記載されている有機系微粒子や、公知である粉末活性炭を使用する凝集処理を行えば、難生分解性の溶解性ＣＯＤ成分も低減可能であるが、これら固形の吸着材は多くの添加量が必要であり、汚泥発生量を増大させる問題がある。このように、従来技術では、溶解性ＣＯＤ成分を低減するために、排水処理費用が増加することが懸念される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特許第４９２３８３４号公報
【特許文献２】特許第３７０２９３８号公報
【特許文献３】特開２００９−１５４０９５号公報
【特許文献４】特許第５５６０６２６号公報
【特許文献５】特開２０１４−０２８３６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明の目的は、溶解性ＣＯＤ成分を含有するＣＯＤ含有水の凝集処理において、難生分解性の溶解性ＣＯＤ成分を低減することができる水処理方法、水処理装置および水処理剤を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明は、溶解性ＣＯＤ成分を含有するＣＯＤ含有水にＣＯＤ低減剤を添加して凝集処理を行う水処理方法であって、前記ＣＯＤ低減剤は、下記構造式（１）で表される共重合体を含む水処理方法である。
【化１】
2019136643.tif 000002
（式中、Ｒ１，Ｒ２は、独立して炭素数１〜１０のアルキル基であり、Ｒ３は、−Ｒ４ＣＨ（ＯＨ）Ｒ５Ｙ、または−Ｒ６ＣＨ（Ｒ７）Ｃ（Ｏ）ＮＨＣＨ２ＮＨＣ（Ｏ）ＣＨ（Ｒ８）Ｒ９であり、Ｙは、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ、ＯＨ、ＯＲ１０、ＮＨ３、Ｐ（ＣＨ３）３、ＳＣＨ３、またはＣＮであり、Ｒ４，Ｒ５，Ｒ６は、独立して炭素数１〜１０のアルキレン基であり、Ｒ７，Ｒ８，Ｒ９，Ｒ１０は、独立して炭素数１〜１０のアルキル基であり、ｎ，ｍは、モル比であり、Ｘは、アニオンであり、Ｍは、酸である。）
【００１７】
前記水処理方法において、前記ＣＯＤ含有水は、活性汚泥処理水であることが好ましい。
【００１８】
本発明は、溶解性ＣＯＤ成分を含有するＣＯＤ含有水にＣＯＤ低減剤を添加して凝集処理を行う水処理装置であって、前記ＣＯＤ低減剤は、下記構造式（１）で表される共重合体を含む水処理装置である。
【化２】
2019136643.tif 000003
（式中、Ｒ１，Ｒ２は、独立して炭素数１〜１０のアルキル基であり、Ｒ３は、−Ｒ４ＣＨ（ＯＨ）Ｒ５Ｙ、または−Ｒ６ＣＨ（Ｒ７）Ｃ（Ｏ）ＮＨＣＨ２ＮＨＣ（Ｏ）ＣＨ（Ｒ８）Ｒ９であり、Ｙは、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ、ＯＨ、ＯＲ１０、ＮＨ３、Ｐ（ＣＨ３）３、ＳＣＨ３、またはＣＮであり、Ｒ４，Ｒ５，Ｒ６は、独立して炭素数１〜１０のアルキレン基であり、Ｒ７，Ｒ８，Ｒ９，Ｒ１０は、独立して炭素数１〜１０のアルキル基であり、ｎ，ｍは、モル比であり、Ｘは、アニオンであり、Ｍは、酸である。）
【００１９】
前記水処理装置において、前記ＣＯＤ含有水は、活性汚泥処理水であることが好ましい。
【００２０】
本発明は、溶解性ＣＯＤ成分を含有するＣＯＤ含有水の溶解性ＣＯＤ成分を低減する水処理剤であって、下記構造式（１）で表される共重合体を含む水処理剤である。
【化３】
2019136643.tif 000004
（式中、Ｒ１，Ｒ２は、独立して炭素数１〜１０のアルキル基であり、Ｒ３は、−Ｒ４ＣＨ（ＯＨ）Ｒ５Ｙ、または−Ｒ６ＣＨ（Ｒ７）Ｃ（Ｏ）ＮＨＣＨ２ＮＨＣ（Ｏ）ＣＨ（Ｒ８）Ｒ９であり、Ｙは、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ、ＯＨ、ＯＲ１０、ＮＨ３、Ｐ（ＣＨ３）３、ＳＣＨ３、またはＣＮであり、Ｒ４，Ｒ５，Ｒ６は、独立して炭素数１〜１０のアルキレン基であり、Ｒ７，Ｒ８，Ｒ９，Ｒ１０は、独立して炭素数１〜１０のアルキル基であり、ｎ，ｍは、モル比であり、Ｘは、アニオンであり、Ｍは、酸である。）
【００２１】
前記水処理剤において、前記ＣＯＤ含有水は、活性汚泥処理水であることが好ましい。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、溶解性ＣＯＤ成分を含有するＣＯＤ含有水の凝集処理において、難生分解性の溶解性ＣＯＤ成分を低減することができる水処理方法、水処理装置および水処理剤を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施形態に係る水処理装置の一例を示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本発明の実施の形態について以下説明する。本実施形態は本発明を実施する一例であって、本発明は本実施形態に限定されるものではない。
【００２５】
本発明の実施形態に係る水処理装置の一例の概略を図１に示し、その構成について説明する。図１に示す水処理装置１は、凝集処理手段として、第一反応槽１２と、第二反応槽１４と、沈殿槽１６とを備える。水処理装置１は、被処理水を貯留するための被処理水槽１０を備えてもよい。
【００２６】
図１に示す水処理装置１において、被処理水槽１０の入口には、被処理水配管１８が接続されている。被処理水槽１０の出口と第一反応槽１２の入口とは、被処理水供給配管２０により接続されている。第一反応槽１２の出口と第二反応槽１４の入口とは、第一反応水配管２２により接続されている。第二反応槽１４の出口と沈殿槽１６の入口とは、第二反応水配管２４により接続されている。沈殿槽１６の処理水出口には、処理水配管２６が接続され、下部の汚泥出口には、汚泥排出配管２８が接続されている。第一反応槽１２には、無機凝集剤添加配管３０、ＣＯＤ低減剤添加配管３２、ｐＨ調整剤添加配管３４が接続され、撹拌羽根等を有する撹拌装置３８が設置されていてもよい。第二反応槽１４には、高分子凝集剤添加配管３６が接続され、撹拌羽根等を有する撹拌装置４０が設置されていてもよい。
【００２７】
本実施形態に係る水処理方法および水処理装置１の動作の一例について説明する。
【００２８】
被処理水である、溶解性ＣＯＤ成分を含有するＣＯＤ含有水は、必要に応じて被処理水配管１８を通して被処理水槽１０に貯留された後、被処理水供給配管２０を通して、第一反応槽１２に供給される。第一反応槽１２において、無機凝集剤が無機凝集剤添加配管３０を通して添加され（無機凝集剤添加工程）、ＣＯＤ低減剤がＣＯＤ低減剤添加配管３２を通して添加される（ＣＯＤ低減剤添加工程）。第一反応槽１２内の被処理水、無機凝集剤およびＣＯＤ低減剤は、撹拌装置３８により撹拌され、溶解性ＣＯＤ成分は不溶化される（不溶化工程）。必要に応じてｐＨ調整剤がｐＨ調整剤添加配管３４を通して第一反応槽１２に添加されて、ｐＨ調整が行われてもよい（ｐＨ調整工程）。所定のｐＨに調整された無機凝集剤は金属水酸化物となり、不溶化されたＣＯＤ成分と共に微細フロックが形成される（フロック形成工程）。
【００２９】
ここで、ＣＯＤ低減剤は、下記構造式（１）で表される共重合体を含む。
【化４】
2019136643.tif 000005
（式中、Ｒ１，Ｒ２は、独立して炭素数１〜１０のアルキル基であり、Ｒ３は、−Ｒ４ＣＨ（ＯＨ）Ｒ５Ｙ、または−Ｒ６ＣＨ（Ｒ７）Ｃ（Ｏ）ＮＨＣＨ２ＮＨＣ（Ｏ）ＣＨ（Ｒ８）Ｒ９であり、Ｙは、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ、ＯＨ、ＯＲ１０、ＮＨ３、Ｐ（ＣＨ３）３、ＳＣＨ３、またはＣＮであり、Ｒ４，Ｒ５，Ｒ６は、独立して炭素数１〜１０のアルキレン基であり、Ｒ７，Ｒ８，Ｒ９，Ｒ１０は、独立して炭素数１〜１０のアルキル基であり、ｎ，ｍは、モル比であり、Ｘは、アニオンであり、Ｍは、酸である。）
【００３０】
Ｒ１，Ｒ２としては、例えば、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔ−ブチル基等が挙げられ、メチル基であることが好ましい。Ｒ３としては、−ＣＨ２ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ２Ｃｌ、−ＣＨ２ＣＨ（ＣＨ３）Ｃ（＝Ｏ）ＮＨＣＨ２ＮＨＣ（＝Ｏ）ＣＨ（ＣＨ３）ＣＨ３等が挙げられ、−ＣＨ２ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ２Ｃｌであることが好ましい。ｎ，ｍは、モル比であり、ｍ：ｎ＝０．０１：９．９９〜９：１であることが好ましい。Ｘは、アニオンであり、例えば、塩化物イオン、臭化物イオン、ヨウ化物イオン等が挙げられ、塩化物イオンが好ましい。Ｍは、酸であり、例えば、ＨＣｌ、Ｈ２ＳＯ４、ＨＮＯ３、Ｈ３ＰＯ４等が挙げられ、ＨＣｌが好ましい。
【００３１】
構造式（１）で表される共重合体の重量平均分子量は、例えば、１０，０００〜５０，０００，０００の範囲であり、２０，０００〜８，５００，０００の範囲であることが好ましい。共重合体の重量平均分子量が１０，０００未満であると、凝集沈殿せず分散してしまう場合があり、５０，０００，０００を超えると、水への溶解に時間がかかる、または溶解しない場合がある。
【００３２】
溶解性ＣＯＤ成分は、負電荷に帯電すると共に、分子内に−ＯＨ、−ＣＯＯＨ、−ＮＨ２、−ＮＨ−等の親水性の官能基を有するため、水中に分散および溶解している状態であるが、ＣＯＤ低減剤は分子構造中に正電荷を有するカチオン密度が高い化合物であるため、ＣＯＤ含有水にＣＯＤ低減剤が添加されることで、溶解性ＣＯＤ成分の負電荷が荷電中和され、凝集しやすい性状となると考えられる。
【００３３】
微細フロックを含む第一反応水（微細フロック含有水）は、第一反応槽１２から第一反応水配管２２を通して、第二反応槽１４に供給される。第二反応槽１４において、高分子凝集剤が高分子凝集剤添加配管３６を通して添加される（高分子凝集剤添加工程）。第二反応槽１４内の微細フロック含有水および高分子凝集剤は、撹拌装置４０により撹拌される。高分子凝集剤は微細フロック同士を会合させ、フロックを成長させる（フロック成長工程）。
【００３４】
フロックを含む第二反応水（フロック含有水）は、第二反応槽１４から第二反応水配管２４を通して、沈殿槽１６に供給される。沈殿槽１６において、自然沈降等により処理水とフロックとに固液分離される（固液分離工程）。そして、溶解性ＣＯＤ成分が低減された処理水は、処理水配管２６を通して排出され、フロックは汚泥として、汚泥排出配管２８を通して排出される。
【００３５】
本実施形態に係る水処理方法および水処理装置では、上記ＣＯＤ低減剤を用いることにより、溶解性ＣＯＤ成分を含有するＣＯＤ含有水の凝集処理において、難生分解性の溶解性ＣＯＤ成分の凝集処理に使用する薬品の使用量を抑え、凝集処理における汚泥発生量を抑えながら、難生分解性の溶解性ＣＯＤ成分を低減することができる。また、薬品消費量および汚泥発生量が少なく、イニシャルコスト、ランニングコストの面において経済的な方法である。さらに、凝集処理におけるフロック形成、フロック沈降性、処理水外観にも優れる。また、被処理水であるＣＯＤ含有水が色度成分を含む場合に、色度を低減することができる。
【００３６】
本実施形態に係る水処理方法および水処理装置において、ＣＯＤ低減剤の添加量は、無機凝集剤の添加量に対するＣＯＤ低減剤の添加量の重量比（ＣＯＤ低減剤の添加量／無機凝集剤の添加量）で、０．１以下であることが好ましく、０．００２以上０．０７以下であることがより好ましい。この重量比が０．１を超えると、ＣＯＤ低減剤の添加量が過剰となり、最適条件と比べて処理水質が悪化する場合があり、０．００２未満であると、ＣＯＤ成分の低減効果が小さくなる場合がある。ＣＯＤ低減剤の添加量は、ジャーテスト等によって最適添加量を設定するとよい。
【００３７】
処理対象である溶解性ＣＯＤ成分を含む溶解性ＣＯＤ含有水は、如何なる由来の水でもよく、特に制限はないが、例えば、化学工場、紙・パルプ工場、印刷工場、機械製造工場、食品工場、製薬工場等の排水が挙げられ、例えば、上記各種工場から排出される糖類含有排水、フミン酸含有排水、布加工排水等の排水が挙げられる。処理対象である溶解性ＣＯＤ含有水は、上記各種排水が活性汚泥法により処理された活性汚泥処理水、上記各種排水が膜分離活性汚泥法により処理された膜分離活性汚泥処理水等であってもよく、ＣＯＤ低減剤による溶解性ＣＯＤ成分の低減効果が高い等の点から、特に上記各種排水の膜分離活性汚泥処理水に好適に適用される。
【００３８】
ＣＯＤ含有水の溶解性ＣＯＤＭｎは、例えば８ｍｇ／Ｌ以上であり、１０ｍｇ／Ｌ以上であることが好ましく、５０ｍｇ／Ｌ以上であることがより好ましく、１００ｍｇ／Ｌ以上であることがさらに好ましい。ＣＯＤ含有水の溶解性ＣＯＤＭｎが８ｍｇ／Ｌ未満であると、ＣＯＤ低減剤による溶解性ＣＯＤ成分の低減効果が小さくなる場合がある。ここで、ＣＯＤ含有水の溶解性ＣＯＤとは、ＣＯＤ含有水をろ紙（Ｎｏ．５Ｃ）でろ過した後のろ過液のＣＯＤのことを言う。
【００３９】
ＣＯＤ含有水の色度は、例えば、５度以上であり、１０度以上であることが好ましく、２０度以上であることがより好ましい。
【００４０】
無機凝集剤としては、例えば、塩化第二鉄、ポリ硫酸第二鉄等の鉄系無機凝集剤、硫酸アルミニウム、ポリ塩化アルミニウム（ＰＡＣ）等のアルミニウム系無機凝集剤等が挙げられる。
【００４１】
無機凝集剤の添加量には、特に制限はない。処理対象の溶解性ＣＯＤ含有水の懸濁物質、色度およびＣＯＤ等の濃度によって変わるが、例えば１０〜５０，０００ｍｇ／Ｌの範囲が好ましい。
【００４２】
ｐＨ調整剤としては、塩酸、硫酸等の酸や、水酸化ナトリウム等のアルカリである。
【００４３】
被処理水であるＣＯＤ含有水のｐＨは、例えば、４〜１１の範囲に調整すればよい。
【００４４】
無機凝集剤添加後の撹拌速度は、例えば、１００〜３００ｒｐｍの急速撹拌とすればよい。
【００４５】
本実施形態では、より良好な凝集処理を行うため、高分子凝集剤を添加してフロック径を成長させることが好ましい。良好な凝集処理を行う点で、ＣＯＤ低減剤および無機凝集剤による凝集反応がほとんど完了した後に高分子凝集剤を添加することが好ましい。具体的には、第一反応槽１２の後段の第二反応槽１４において高分子凝集剤を添加すればよい。
【００４６】
高分子凝集剤としては、ノニオン性高分子凝集剤、アニオン性高分子凝集剤またはカチオン性高分子凝集剤等、特に制限されるものではないが、例えば、ポリアクリルアミド、ポリアクリル酸ナトリウム、アクリルアミドプロパンスルフォン酸ナトリウム、キトサン、ジメチルアミノエチルメタクリレート、ジメチルアミノエチルアクリレートおよびポリアミジン等が挙げられる。高分子凝集剤は、１種単独でも、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００４７】
高分子凝集剤の添加量には、特に制限はないが、例えば、０．１〜１００ｍｇ／Ｌの範囲であることが好ましい。
【００４８】
高分子凝集剤添加後は撹拌速度を緩やかにし（例えば、２０〜５０ｒｐｍ）、フロック径を成長させることが好ましい。
【００４９】
凝集処理（不溶化工程、フロック形成工程、フロック成長工程）における液温度は、特に制限はなく、例えば、１５〜３５℃の範囲である。
【００５０】
凝集処理後の処理水とフロックとの固液分離は、沈殿槽１６に限定されるものではない。固液分離方法は、特に制限はなく、例えば、沈殿処理、ろ過処理、膜分離処理等が挙げられる。沈殿処理は、特に制限はなく、例えば、沈殿槽を用いた自然沈殿処理以外に、遠心分離器等を用いた強制沈殿処理でもよい。また、ろ過処理も特に制限はなく、例えば、重力式、圧力式、サイフォン式、上向流式、ろ材循環式、連続ろ過式等のろ過器と、アンスラサイト、砂、けい砂、砂利、活性炭、プラスチック等のろ材とを用いてろ過することができる。膜分離処理も特に制限はなく、例えば、精密ろ過膜、限外ろ過膜等を用いて膜分離することができる。
【００５１】
本実施形態に係る水処理方法および水処理装置により、例えば、被処理水であるＣＯＤ含有水の３０％以上の溶解性ＣＯＤＭｎを除去することができ、被処理水であるＣＯＤ含有水の３５％以上の色度を除去することができる。
【実施例】
【００５２】
以下、実施例および比較例を挙げ、本発明をより具体的に詳細に説明するが、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。
【００５３】
＜実施例１＞
化学工場排水の活性汚泥処理水（溶解性ＣＯＤＭｎ：１７４ｍｇ／Ｌ、ＳＳ：５ｍｇ／Ｌ以下、色度：１８７度）１Ｌをガラスビーカに入れ、無機凝集剤としてポリ塩化アルミニウム（ＰＡＣ）８００ｍｇ／Ｌと、ｐＨ調整剤として水酸化ナトリウムをｐＨ７になるように添加し、１５０ｒｐｍで１０分間急速撹拌を行った。次いで、ＣＯＤ低減剤として、粘度が２００ｍＰａ・ｓ（２５℃）であるジアリルジメチルアンモニウムクロリド−ジアリルアミン塩酸塩誘導体共重合物（Diallyl(3-chloro-2-hydroxypropyl)amine hydrochloride-diallyldimethylammonium chloride copolymer、ＣＡＳ番号：７５６６５−３４−８、重量平均分子量：４０，０００）（以下、ＣＯＤ低減剤Ａと称する。）を１０ｍｇ／Ｌ添加して、１５０ｒｐｍの回転速度で５分間急速撹拌した。次に、高分子凝集剤として、アクリルアミド・アクリル酸系共重合ポリマ（０．１重量％水溶液の粘度：４８ｍＰａ・ｓ（２５℃））を１ｍｇ／Ｌ添加して、６０ｒｐｍの回転速度で５分間撹拌して、フロック径を成長させた。撹拌終了後の処理水を定量濾紙（ＡＤＶＡＮＴＥＣ製、Ｎｏ．５Ａ）で濾過し、濾過液のＣＯＤＭｎを測定した。ＣＯＤＭｎは、工場排水試験法（ＪＩＳ  Ｋ  ０１０２）の「１００℃における過マンガン酸カリウムによる酸素消費量」により、測定した。結果を表１に示す。色度は、色度計（日本電色工業株式会社製、Ｗａｔｅｒ  Ａｎａｌｙｚｅｒ２０００Ｎ）を用いて、工場排水試験法（ＪＩＳ  Ｋ  ０１０１）「刺激値Ｙ及び色度座標ｘ，ｙによる方法」に基づいて測定した。
【００５４】
＜実施例２＞
ＣＯＤ低減剤Ａの添加量を２０ｍｇ／Ｌとした以外は、実施例１と同様にして処理を行った。結果を表１に示す。
【００５５】
＜比較例１＞
ＣＯＤ低減剤を使用しない以外は、実施例１と同様にして処理を行った。結果を表１に示す。
【００５６】
＜比較例２＞
ＣＯＤ低減剤として、ＣＯＤ低減剤Ａの代わりに、ジメチルジアリルアンモニウムハイライドとアクリルアミドの共重合体（ポリマＡ）を２０ｍｇ／Ｌ添加した以外は、実施例１と同様にして処理を行った。結果を表１に示す。
【００５７】
【表１】
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【００５８】
実施例１，２では、比較例１，２に比べてＣＯＤＭｎが低減し、比較例１に比べて色度が低減した。
【００５９】
このように、実施例のＣＯＤ低減剤を用いることにより、溶解性ＣＯＤ成分を含有するＣＯＤ含有水の凝集処理において、難生分解性の溶解性ＣＯＤ成分を低減することができた。また、被処理水であるＣＯＤ含有水が色度成分を含む場合に、色度を低減することができた。
【符号の説明】
【００６０】
１  水処理装置、１０  被処理水槽、１２  第一反応槽、１４  第二反応槽、１６  沈殿槽、１８  被処理水配管、２０  被処理水供給配管、２２  第一反応水配管、２４  第二反応水配管、２６  処理水配管、２８  汚泥排出配管、３０  無機凝集剤添加配管、３２  ＣＯＤ低減剤添加配管、３４  ｐＨ調整剤添加配管、３６  高分子凝集剤添加配管、３８，４０  撹拌装置。
【図１】
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