(57)【要約】  界面活性剤の廃水を清浄にする方法。この方法は、界面活性剤汚染物質を含有する廃水流の限外濾過を行って、濃縮物と透過液とを含む廃水中の成分を分離するステップと、界面活性剤を所望のレベルまで除去するのに十分な活性炭と透過液を接触させるステップとを含む。この方法は、アルキルフェノールエトキシレート類の界面活性剤の処理に特に適しており、本開示の方法によって廃水流中の界面活性剤量を０．１ｍｇ／ｌ未満まで減少させることができる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
界面活性剤を廃水流から除去する方法であって：
前記廃水流の限外濾過を行って濃縮物を透過液から分離するステップと、
所望のレベルとなるまで前記界面活性剤を除去するのに十分な活性炭と前記透過液を接触させるステップとを含む、方法。
【請求項２】
前記界面活性剤がアルキルフェノールエトキシレートである、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記濃縮物の少なくとも一部をプロセス中に戻して再利用するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記廃水流からの界面活性剤の除去の前記所望のレベルが０．１ｍｇ／Ｌ未満である、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
アルキルフェノールエトキシレートを含有する廃水を処理するためのシステムであって：
前記廃水を濃縮物と透過液とに分離するための分離構成部分を含み、前記分離構成部分の流出物が、濾過済み透過液を含む第１の流れと、はじかれた濃縮物を含む第２の流れとを含み、前記第１の流れは、前記分離構成部分から濾過装置内に送り出され、前記濾過装置が、所望のレベルとなるまで前記アルキルフェノールエトキシレートを除去するのに十分な活性炭を含む、システム。
【請求項６】
前記濾過装置が少なくとも１つのサンプリングポートを含む、請求項５に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、廃水流、特に、界面活性剤を含有するそのような水流、特に、アルキルフェノールエトキシレートを含有する廃水流の処理に関する。
【背景技術】
【０００２】
アルキルフェノールエトキシレート（ＡＰＥ）は、産業プロセスにおいて一般に使用されている界面活性剤の種類の１つである。オクチルフェノールおよびノニルフェノールエトキシレートは、工業的なエマルジョンの調製などにおいて特に有用なＡＰＥの一般的分類の中のサブクラスである。しかし、様々な理由でＡＰＥの排出はだんだんと規制されるようになり、これらの化合物の地表水への排出を軽減するための圧力が世界的に高まっている。ＡＰＥが広範囲に使用され、それらの排出の規制が高まっているため、多くの国および自治体は、これらの化合物をその廃水から除去する方法を探索している。
【０００３】
粒状活性炭を使用して水溶液からＡＰＥを除去できることが知られている。しかし、活性炭は、これらの化合物を含有する廃水の一次処理には効率的でない場合がある。多くの場合、このような廃水は、ＡＰＥ以外の他の化合物または相を含有し、それらは、活性炭上への吸着に競合したり、活性炭を汚染する可能性があったりする。これらの他の化合物または相の濃度が十分に高いと、それらは、炭素上でのＡＰＥ除去の有効性を低下させる原因となりうる。その理由は、ＡＰＥは、それらを使用するプロセスからの廃水中にｐｐｍ単位の量で排水中に存在することが多いが、活性炭に対してこれらの界面活性剤に競合する他の化合物はパーセント単位の量で存在しうるためであると考えられる。これらの条件下では、ＡＰＥの除去を活性炭に依拠すると、非常に費用がかかる。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
一態様においては、本発明は、界面活性剤を廃水流から除去する方法であって、廃水流の限外濾過を行って相を分離させるステップと、濃縮物と透過液とを得るステップと、所望のレベルとなるまで界面活性剤を除去するのに十分な活性炭と透過液を接触させるステップとを含む方法を提供する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００５】
本明細書において、「限外濾過」は、約０．００２５〜約０．１マイクロメートルの孔径を有する濾過媒体を意味する。
【０００６】
一般に、本発明は、廃水流の処理方法に関する。一態様においては、本発明は、複数の相中に存在しうる界面活性剤を含有するすべての水流の処理に関する。複数の相中に存在しうる界面活性剤の例は、アルキルフェノールエトキシレートを含む種類に属する化学物質である。
【０００７】
本発明の代表的な実施形態の利点の１つは、有害な界面活性剤を廃水から除去するための費用対効果のある方法が提供されることである。限外濾過は、界面活性剤量を十分な量まで下げることはできないが、限外濾過を使用してこのような化合物、および活性炭への吸着に関して界面活性剤と競合する他の化合物を十分に抽出することができ、二次処理として活性炭を経済的に使用できることを発見した。本開示の方法は、アルキルフェノールエトキシレート類の界面活性剤をプロセス廃水から除去する場合、特にこの廃水中に複数の相が存在する場合に特に適している。
【０００８】
廃棄物流中の他の材料の組成に依存するが、本発明の方法では、廃水が生じるプロセスで濃縮物を再利用することができる。本発明の方法を使用することで、処理された流出液中の界面活性剤量を０．１ｍｇ／Ｌ未満まで減少させることができる。その他の特徴および利点は、それらの実施形態の以下の説明、および特許請求の範囲から明らかとなるであろう。
【０００９】
これより図１を参照すると、本開示による方法の実施に好適な代表的廃水処理システムまたは装置１０の概略図が示されている。装置１０は、アルキルフェノールで汚染された廃水１４を一時的に収容するための貯蔵タンク１２を含む。廃水１４は、貯蔵タンク１２から限外濾過システム１６内に圧送される。限外濾過システム１６は、廃水１４を濃縮物および透過液に分離する。限外濾過システムからの排出物は、濾過済み透過液２０およびはじかれた（ｒｅｊｅｃｔｅｄ）濃縮物１８を含む。図示される装置１０には、はじかれた濃縮物および濾過済み透過液２０をそれぞれ一時的に保持するための貯蔵タンク２２および２４が設けられている。
【００１０】
濾過済み透過液２０は、貯蔵タンク２４から活性炭システム２６内に圧送される。活性炭システム２６は、濾過済み透過液２０が通過する間の中間点で活性炭システム２６の除去効率を監視できるようにサンプルポート２８を有することができる。処理された流出液３０は、活性炭システム２６から出て廃棄される。
【００１１】
市販の限外濾過システムの例としては、カリフォルニア州ビスタのＧＥ−オズモティックス（ＧＥ−Ｏｓｍｏｎｉｃｓ，Ｖｉｓｔａ，ＣＡ）、マサチューセッツ州ウィルミントンのコック・メンブレイン・システムズ（Ｋｏｃｈ  Ｍｅｍｂｒａｎｅ  Ｓｙｓｔｅｍｓ，Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，ＭＡ）、およびイリノイ州ロックフォードのユナイテッド・ステイツ・フィルター・コーポレーション（Ｕｎｉｔｅｄ  Ｓｔａｔｅｓ  Ｆｉｌｔｅｒ  Ｃｏｒｐ．，Ｒｏｃｋｆｏｒｄ，ＩＬ）から入手可能なものが挙げられる。市販の活性炭システムの例としては、ユナイテッド・ステイツ・フィルター（Ｕｎｉｔｅｄ  Ｓｔａｔｅｓ  Ｆｉｌｔｅｒ）、イリノイ州ネーパービルのオンデオ・ナルコ・カンパニー（Ｏｎｄｅｏ  Ｎａｌｃｏ  Ｃｏ．，Ｎａｐｅｒｖｉｌｌｅ，ＩＬ）、およびペンシルバニア州ピッツバーグのカルゴン・カーボン・コーポレーション（Ｃａｌｇｏｎ  Ｃａｒｂｏｎ  Ｃｏｒｐ．，Ｐｉｔｔｓｂｕｒｇｈ，ＰＡ）から入手可能なものが挙げられる。
【実施例】
【００１２】
洗浄油と、少量の界面活性剤、特にイリノイ州ハーベイのフックス・ルブリカンツ・カンパニー（Ｆｕｃｈｓ  Ｌｕｂｒｉｃａｎｔｓ  Ｃｏ．，Ｈａｒｖｅｙ，ＩＬ）より商品名ＮＰＥエマルシファイアー・ミックス（ＮＰＥ  Ｅｍｕｌｓｉｆｉｅｒ  Ｍｉｘ）で入手されるノニルフェノールエトキシレート混合物とを含有する廃水流を処理する目的で、図１に概略的に示される装置を構成した。界面活性剤の廃水流からの除去の適合性を調べるために、この装置の試験運転を行った。この試験運転は、４回の運転の繰り返しからなり、それらの結果を平均した。
【００１３】
９４リットルの容量を有する流入モデル廃水用の貯蔵タンクを設けた。この流入モデル廃水は、水道水１リットル当たり約５ｍＬのシルクゾルＧＢ  ２２８５（Ｓｉｌｋｓｏｌ  ＧＢ  ２２８５）（フックス・ルブリカンツ・カンパニー（Ｆｕｃｈｓ  Ｌｕｂｒｉｃａｎｔｓ  Ｃｏ．））からなった。この溶液は、１１４９ｍｇ炭素／Ｌの平均濃度を有し、平均全ノニルフェノールエトキシレート濃度は２３２ｍｇ／Ｌであった。この流入モデル廃水を、分離用の限外濾過システム（１インチの「ロミコンＣＭ５０」（ＲＯＭＩＣＯＮ  ＣＭ５０）中空繊維カートリッジを有する商品名「デモフィルター」（ＤＥＭＯＦＩＬＴＥＲ）で市販され、コック・メンブレイン・システムズ・カンパニー（Ｋｏｃｈ  Ｍｅｍｂｒａｎｅ  Ｓｙｓｔｅｍｓ  Ｃｏ．）より市販される）内に圧送した。この限外濾過システムによって、流入モデル廃水をはじかれた濃縮物と濾過済み透過液との２つの流れに分離した。はじかれた濃縮物は、平均油濃度が４３５２ｍｇ炭素／Ｌであることが分かった。このはじかれた濃縮物の平均全ノニルフェノールエトキシレート濃度は１３４３ｍｇ／Ｌであった。
【００１４】
濾過済み透過液は、平均洗浄油濃度が３６ｍｇ炭素／Ｌであり、平均全ノニルフェノールエトキシレート濃度が３３ｍｇ／Ｌであった。
【００１５】
上記濾過済み透過液を９４リットルの容量を有する貯蔵タンク中に一時的に保管した。この保管された濾過済み透過液を、モデルＱＤ  ＦＭＩポンプ（ニューヨーク州ショセットのフルード・メータリング・インコーポレイテッド（Ｆｌｕｉｄ  Ｍｅｔｅｒｉｎｇ  Ｉｎｃ．，Ｓｙｏｓｓｅｔ，ＮＹ））を使用して貯蔵タンクから活性炭カラムの上部に圧送し、約０．９１ｐｓｉｇの一定カラムヘッド圧が得られるように、濾過済み透過液をカラムヘッドにオーバーフローさせた。このカラムのオーバーフローは貯蔵タンクに戻し、再利用した。カラムを通過する濾過済み透過液の流量は公称で６０ｍＬ／分であった。
【００１６】
この活性炭システムは、内径２．５４ｃｍ、長さ４０ｃｍの透明ＰＶＣ管（イリノイ州シカゴのマクマスター・カー（ＭｃＭａｓｔｅｒ  Ｃａｒｒ，Ｃｈｉｃａｇｏ，ＩＬ）からなり、ナルコ（Ｎａｌｃｏ）より入手可能な活性炭を１１０ｇ充填した。この活性炭システムは、約５ｃｍ間隔でスエージロック（ＳＷＡＧＥＬＯＣＫ）（登録商標）サンプルポートを有した。このカラムの底部は、スエージロック（ＳＷＡＧＥＬＯＣＫ）（登録商標）ボール弁を有し、これは、カラムを通過する透過液の流量を調整するために使用した。カラム底部に配置した圧力計（オハイオ州ベリアのノショック・インコーポレイテッド（Ｎｏｓｈｏｋ  Ｉｎｃ．，Ｂｅｒｅａ，ＯＨ）を使用してカラム圧を測定した。
【００１７】
活性炭システムを通過させた後、得られた流出液の全ノニルフェノールエトキシレート濃度は０．１ｍｇ／Ｌ未満であった。合計８３Ｌの濾過済み透過液が処理された。
【００１８】
本発明の範囲および意図から逸脱しない本発明の種々の変更および変形は、当業者には明らかであろうし、本明細書に記載される説明的実施形態に本発明が限定されるものではないことを理解すべきである。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明による方法を実施するために好適な例示的なシステムまたは装置の概略図である。
【図１】
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【国際調査報告】
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